[发明专利]电刷组件和电机

说明书

本发明公开了一种电刷组件和电机，所述电刷组件包括电刷(1)、电刷套(2)和弹性施压件，所述电刷(1)的一端为内套于所述电刷套(2)的套筒腔中的受压套接端且另一端为从所述电刷套(2)的套筒端面伸出的滑动接触端，所述弹性施压件设置为在所述滑动接触端的磨损过程中对所述受压套接端施加大致恒定的弹性压力。本发明的电刷组件中的弹性施压件能够以大致恒定的弹性压力作用于电刷，使电刷在磨损过程中与换向器之间的接触压力基本保持不变，从而保证电机的持续平稳运转，有效减少由于接触压力不足所产生的电磁火花和工作噪音，从而提高电机的可靠性。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体地，涉及一种电刷组件和电机。

背景技术

有刷电机需要通过电刷和换向器之间的滑动摩擦接触以实现绕组电流的换向，从而确保电机的持续平稳运转。而为了确保电刷与换向器之间的良好接触，需要使二者之间保持有一定的接触压力。因此，在现有的有刷电机中，通常在电刷的末端设置有能够施加弹性压力的螺旋式压簧或扭簧，在电刷不断磨损的过程中，该压簧或扭簧始终能够推动电刷抵压于换向器上，从而保证电刷与换向器相互压紧以实现良好导电。

然而，在使用上述的压簧或扭簧对电刷施加弹性压力的情况下，电刷在开始使用至使用寿命结束期间与换向器之间的接触压力变化较大，即接触压力的波动范围较大。对于该接触压力而言，其过大时会造成电刷与换向器之间的摩擦力增加，容易出现电刷磨损变快、寿命变短或者卡死的现象，从而造成电机的发热增加或噪音变大。当该接触压力过小时，则容易出现电刷与换向器接触不良的现象，从而造成电机转速不稳定或产生电磁火花。总之，电刷与换向器之间的接触压力过大或过小均会影响电机的正常工作，即可靠性会大大降低。

因此，现阶段还亟待对电刷组件的结构和性能作更好的优化以解决上述的技术难题。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种电刷组件和电机，能够使电刷在磨损过程中与换向器之间的接触压力保持在较小的波动范围内，有效减少由于接触压力不足所产生的电磁火花和工作噪音，从而提高电机的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了一种电刷组件，所述电刷组件包括电刷、电刷套和弹性施压件，所述电刷的一端为内套于所述电刷套的套筒腔中的受压套接端且另一端为从所述电刷套的套筒端面伸出的滑动接触端，所述弹性施压件设置为在所述滑动接触端的磨损过程中对所述受压套接端施加大致恒定的弹性压力。

优选地，在所述滑动接触端的磨损过程中，所述弹性施压件的弹性压力变化量不大于0.25N。

优选地，所述弹性施压件为涡卷弹簧。

优选地，所述电刷组件还包括固定设置在所述电刷的侧向的弹簧安装柱，所述弹簧安装柱相对于所述受压套接端更靠近所述滑动接触端设置，所述涡卷弹簧包括卷绕安装于所述弹簧安装柱的固定卷曲段和拉伸延展段，所述拉伸延展段从所述固定卷曲段平行于所述电刷的长度方向伸出且位于所述电刷套的侧向，所述拉伸延展段的末端连接于所述受压套接端。

优选地，所述涡卷弹簧施加于所述受压套接端的初始弹性压力为F，所述弹簧安装柱的半径为R1，所述涡卷弹簧的横截面厚度为h且横截面宽度为b，所述涡卷弹簧的材料许用弯曲应力为σ_p，第一设计常数K1＝2，满足：

优选地，h≥0.1mm，b≥8mm，2.5N≤F≤2.7N，5mm≤R1≤10mm，420MPa≤σ_p≤800Mpa。

优选地，所述涡卷弹簧的总长度为L，且满足：

L＝(π*n*E*b*h³)/(6K2*F*R1)；

其中，n为所述固定卷曲段的卷绕圈的圈数，E为所述涡卷弹簧的材料弹性模量，第二设计常数K2＝1.25。