本发明专利技术为克服现有技术中碳刷结构不合理，导致机械磨损和电气磨损严重的问题，本发明专利技术公开了一种低磨损碳刷组件，包括碳刷盒、碳刷本体和弹簧，弹簧施加到所述碳刷本体上的弹力方向与碳刷本体的轴向中心方向呈一定夹角。本发明专利技术还公开了一种碳刷和换向器的配合机构，换向器与低磨损碳刷组件进行组合。本发明专利技术还公开了一种直流电机，设置了上述碳刷和换向器的配合机构。本发明专利技术提供一种低磨损碳刷组件，极大降低碳刷本体的电气磨损和机械磨损，延长其使用寿命。本发明专利技术还提供了一种碳刷与换向器的配合机构，碳刷磨损小，工作稳定。本发明专利技术还提供了一种直流电机，使用寿命长，寿命后期电机的性能和噪音与寿命前期相比无明显差别，效果显著。效果显著。效果显著。
【技术实现步骤摘要】
低磨损碳刷组件、碳刷与换向器的配合结构及直流电机
[0001]本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种低磨损碳刷组件、碳刷与换向器的配合结构及直流电机。
技术介绍
[0002]永磁直流有刷电机因其结构简单、体积小、重量轻、成本低，在电动玩具、家用电器、汽车工业上都得到了广泛的应用，尤其是在汽车工业上的应用。比如座椅电机、雨刮器电机、玻璃升降器电机、电子节气门体电机、尾门撑杆电机、电子真空泵辅助刹车电机、门锁电机、天窗电机等均采用的是永磁有刷直流电机。
[0003]有刷直流电机运行时碳刷不断磨损，其寿命是一个难题，而客户对电机的寿命要求越来越高。碳刷磨损包括机械磨损和电气磨损。机械磨损和电气磨损都与碳刷对换向器的压强有关，即压强越大，机械磨损越大；压强越小，电气磨损越大。压强处在一个比较合适的范围且保持稳定，碳刷最耐磨。
[0004]目前，碳刷对换向器的压强基本都是采用弹簧压在碳刷，碳刷压在换向器上实现的。但碳刷对换向器的压强与碳刷的剩余长度成比例减小。随着碳刷的磨损，压强减小，碳刷电气磨损增加，碳刷电气磨损增加又会加剧碳刷磨损，形成恶性循环。另外，换向器旋转会对碳刷产生一个沿旋转切线方向的摩擦力，使碳刷处于不平稳状态，也增加碳刷的磨损。
技术实现思路
[0005]本专利技术为克服现有技术中碳刷结构不合理，导致机械磨损和电气磨损严重的问题，提供一种低磨损碳刷组件，由于弹簧弹力方向设置为不与碳刷本体轴向中心方向重合，可以极大降低碳刷本体的电气磨损和机械磨损，延长其使用寿命。
[0006]本专利技术还提供一种碳刷与换向器的配合机构，碳刷磨损小，工作稳定。
[0007]本专利技术还提供一种直流电机，使用寿命长，寿命后期电机的性能和噪音与寿命前期相比无明显差别，效果显著。
[0008]本专利技术采用的技术方案是：
[0009]低磨损碳刷组件，与换向器配合传导电流，包括
[0010]两端敞口的碳刷盒，具有安装腔；沿所述安装腔高度方向，所述安装腔相对的两侧壁分别为第一支撑面和第二支撑面；
[0011]碳刷本体，具有第一工作面、第二工作面和第三工作面，设置在所述安装腔内一边；所述第一工作面为曲面状；所述第二工作面为平面，与所述碳刷本体轴向中心方向呈一定夹角；第三工作面与第一支撑面接触；
[0012]弹簧，具有弹簧本体、连接部和尾勾，设置在所述安装腔内另一边；所述弹簧本体压在所述第二工作面上，其弹力方向与所述碳刷本体轴向中心方向呈一定夹角，倾斜朝向所述第三工作面；所述连接部与所述第二支撑面接触；所述尾勾弯折延伸到朝向所述换向器一端外，卡持固定在所述碳刷盒外壁上。
[0013]进一步地，所述第二工作面包括平面状的接触面和非接触面；所述接触面与所述碳刷本体轴向中心方向呈一定夹角，并与所述弹簧本体接触；所述非接触面与所述第三工作面垂直。
[0014]进一步地，所述弹簧本体构造成卷簧形式。
[0015]碳刷与换向器的配合结构，包括
[0016]前述的低磨损碳刷组件；
[0017]换向器，与所述第一工作面接触；
[0018]其中，所述换向器顺时针旋转时，所述弹簧位于所述碳刷盒内左侧；所述换向器逆时针旋转时，所述弹簧位于所述碳刷盒内右侧。
[0019]进一步地，所述碳刷本体与所述换向器之间满足以下条件
[0020]F1＝F*sinα，
[0021]F2＝F*cosα，
[0022]F1>F4，
[0023]F4+F5＝F1＝F*sinα，
[0024]F2＝F3，
[0025]P＝F2/S＝(F*cosα)/S，
[0026]其中，P为碳刷本体对换向器施加的压强，
[0027]F为弹簧本体施加到第二工作面上的弹力，
[0028]α为弹力与碳刷本体轴向中心方向的夹角，
[0029]S为第一工作面的面积，
[0030]F1为F垂直于碳刷本体轴向中心的分解力，
[0031]F2为F沿碳刷本体轴向中心的分解力，
[0032]F3为换向器对碳刷本体施加的压力，
[0033]F4为换向器对碳刷本体施加的摩擦力，
[0034]F5为第一支撑面对碳刷本体施加的支撑力。
[0035]进一步地，所述碳刷本体对所述换向器施加的压强为3N/cm2≤P≤5N/cm2。
[0036]直流电机，设置有前述的碳刷与换向器的配合结构。
[0037]本专利技术的有益效果是：
[0038]1.本专利技术中为解决现有技术中碳刷结构不合理，导致机械磨损和电气磨损严重的问题，提供一种低磨损碳刷组件。该碳刷组件包括碳刷盒、碳刷本体和弹簧。由于弹簧弹力方向设置为与碳刷本体轴向中心呈一定夹角，可以极大降低碳刷本体的电气磨损和机械磨损，延长其使用寿命。
[0039]2.本专利技术还提供一种碳刷与换向器的配合结构，由于弹簧弹力方向设置为不与碳刷本体轴向中心成一定夹角，且夹角的大小、方向、弹簧力的大小及碳刷与换向器的接触面的面积的设置成一定的关系，该结构中碳刷电气磨损和机械磨损小，碳刷与换向器的配合结构能处于最稳定的状态。
[0040]3.本专利技术还提供一种直流电机，该直流电机中采用碳刷与换向器的配合结构，显著提高了电机寿命。寿命后期电机的性能和噪音与寿命前期相比无明显差别，效果显著。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]图1为实施例1中，碳刷盒的结构示意图。
[0043]图2为实施例1中，碳刷本体的结构示意图一。
[0044]图3为实施例1中，碳刷本体的结构示意图二。
[0045]图4为实施例1中，碳刷组件的结构示意图。
[0046]图5为实施例1中，碳刷与换向器的配合结构的示意图一。
[0047]图6为实施例1中，碳刷与换向器的配合结构的示意图二。
[0048]图7为实施例1中，换向器顺时针旋转时，碳刷本体受力分析示意图。
[0049]图8为实施例1中，碳刷与换向器的配合结构的压强曲线。
[0050]图9为实施例2中，碳刷与换向器的配合结构的示意图一。
[0051]图10为实施例2中，碳刷与换向器的配合结构的示意图二。
[0052]图11为实施例2中，换向器逆时针旋转时，碳刷本体受力分析示意图。
具体实施方式
[0053]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0054]在本专利技术的描述中，需要理解的是，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.低磨损碳刷组件，与换向器配合传导电流，其特征在于：包括两端敞口的碳刷盒，具有安装腔；沿所述安装腔高度方向，所述安装腔相对的两侧壁分别为第一支撑面和第二支撑面；碳刷本体，具有第一工作面、第二工作面和第三工作面，设置在所述安装腔内一边；所述第一工作面为曲面状；所述第二工作面为平面，与所述碳刷本体轴向中心方向呈一定夹角；第三工作面与第一支撑面接触；弹簧，具有弹簧本体、连接部和尾勾，设置在所述安装腔内另一边；所述弹簧本体压在所述第二工作面上，其弹力方向与所述碳刷本体轴向中心方向呈一定夹角，倾斜朝向所述第三工作面；所述连接部与所述第二支撑面接触；所述尾勾弯折延伸到朝向所述换向器一端外，卡持固定在所述碳刷盒外壁上。2.根据权利要求1所述的低磨损碳刷组件，其特征在于：所述第二工作面包括平面状的接触面和非接触面；所述接触面与所述碳刷本体轴向中心方向呈一定夹角，并与所述弹簧本体接触；所述非接触面与所述第三工作面垂直。3.根据权利要求1所述的低磨损碳刷组件，其特征在于：所述弹簧本体构造成卷簧形式。4.碳刷与换向器的配合结构，其特征在于：包括权利要求1～3中任意一项所述的低...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓晗，胡勇，章秀亮，李建友，刘俊伶，
申请(专利权)人：绵阳新华内燃机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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