專利名稱：用于電動機的電刷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小型電動機且特別涉及這種電動機的電刷裝置。
很多小型電動機有繞線轉(zhuǎn)子，其包括裝在軸上的電樞鐵心、裝在該軸上且位于靠近該電樞鐵心一端的換向器和繞制在該鐵心上且端接于該換向器的多個電樞繞組。該繞組通過與該換向器滑動接觸的電刷而接至電源。最佳實施例所作的討論和說明將基于作為公知的有繞線轉(zhuǎn)子和永磁定子的小型永磁直流(pmdc)電動機。用于這些電動機的電刷裝置有盒式電刷和片型電刷兩種基本型式。片型電刷亦用于兩種基本型式，支承的電刷，通常為導(dǎo)電材料的塊，典型的一般是碳，和不支承的電刷，往往把刷臂端分為若干個，典型的是三個接觸換向器的分離的分支，通常稱其為分支。
片型電刷的刷臂通常是由鈹銅合金或最好是由低鈹銅合金形成，因為它有優(yōu)良的彈性和好的導(dǎo)電性。對特殊使用場合的分支片型電刷，該片在與換向器的接觸處可有其它材料的覆層或鑲嵌物，以提高其特性，如鈀銀合金用于耐蝕性和導(dǎo)電性，金用于導(dǎo)電性，銠用于耐磨性，等。
近來由于擔心刷臂的振動使電刷換向器接觸變壞，對刷臂已使用了涂鍍、模制或粘接的各種材料但主要是彈性材料的阻尼元件，以至少吸收一些振動來改善電刷裝置的性能。刷臂的主要部分保留延伸條的鈹銅合金。轉(zhuǎn)讓給Singer公司的美國專利US-4,396,850示出用于平面型換向器的電刷裝置，其包括固定在由電刷板切開的彈性弧形臂端的碳刷，該電刷板有電連接到電刷上的印刷電路。該板為彈性的非導(dǎo)電物質(zhì)，最好是塑料但不是柔性的。
在作為電刷片使用中，特別是分支片型式主要部分的鈹銅合金條的替換，本發(fā)明應(yīng)用柔性印刷電路板的條，其中導(dǎo)電材料的條布于柔性襯底材料上，該條從襯底材料得到它的強度和柔性而不是從導(dǎo)電材料。這樣的柔性印刷電路板的例子可在EP-0483376中找到。
因此，本發(fā)明的第一方面是要提供用于小型電動機的電刷，包括延伸的柔性基底，形成在基底上并有與換向器滑動接觸的接觸部分的柔性導(dǎo)電層，和用于支承該基底在應(yīng)有位置以使接觸部分與換向器接觸的座裝置。
最好，座裝置包括固定在基底縱向端頭的二安裝板且剛性地安裝在電刷裝置支承板上。
最好，安裝板至少有適于在支承板安裝孔中放置的一舌狀物，且該舌狀物有用于咬入安裝孔側(cè)部的倒刺以固定該舌狀物。
最好，安裝板之一的舌狀物延伸通過該支承板并形成電動機的端子，該安裝板電導(dǎo)通并接至該接觸部分。
最好，二板的舌狀物延伸通過該支承板并形成電動機的端子，且導(dǎo)電層形成接至相應(yīng)電動機端子的二各自的電路。
最好，該接觸部分包括由銀、鈀銀合金、金、鉑、銠、石墨、硬銅和它們的合金組成的組中選出的材料的層。
最好，該基底切成支承相應(yīng)接觸部分的分支，并在安裝到支承板時由座裝置定位成形以使該接觸部分在直徑方向的相對位置接觸換向器。
基底可以是聚酰亞胺材料而導(dǎo)電層可以是主要為銅材料的膜。由這兩種選擇，電刷材料類似于柔性電路板結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明亦包括至少裝有一個這樣電刷的電動機。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供小型電動機，包括定子，繞線轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包含換向器；用于把電動機接至電源的電動機端子；用于電連接電動機端子到換向器的電刷裝置；和用于支承該電刷裝置的電刷支承板，其特征在于該電刷裝置包括至少一延伸的柔性基底有柔性的導(dǎo)電層，柔性導(dǎo)電層借助座裝置裝到電刷支承板上，該導(dǎo)電層有接觸部分與換向器滑動接觸。
在一種形式中，電刷裝置包括二延伸的柔性基底設(shè)置成彈性地促使相應(yīng)接觸部分在直徑方向的相對位置與換向器滑動接觸。
最好，各基底在其端部由二座固定到電刷支承板上并彎曲以促使接觸部分與換向器滑動接觸，該接觸部分是各條端部居中的一段。
最好，座裝置包括安裝板有裝于形成在支承板孔內(nèi)的舌狀物，用在舌狀物邊緣上形成的倒刺與該孔側(cè)部抵觸以固定該安裝板到支承板上。
另一方面，座裝置包括至少一個座，其電連接至導(dǎo)電層，與電動機端子之一成整體且延伸通過端蓋，由此連接電動機端子到換向器。
最好，該基底形成有二組延伸的分支，各組包括至少是一個的相同分支數(shù)，各分支靠近其自由端有接觸部分且各組分支由導(dǎo)電層形成相關(guān)的各電回路。
最好，該基底支承接至電回路用于噪聲抑制的電元件。
最好，該分支組從基底相對端延伸并由與電動機端子成一體的二導(dǎo)電座固定到電刷支承板上，且布置成彈性地促使各分支組的接觸部分壓靠在換向器直徑方向的相對側(cè)。
現(xiàn)在僅以舉例的方式參見附圖對本發(fā)明的最佳實施例加以說明。


圖1是小型pmed電動機；圖2是根據(jù)最佳實施例的電刷的視圖；圖3是裝有圖2電刷的圖1電動機端蓋內(nèi)視圖；圖4是圖3端蓋剖視圖；圖5-11示出根據(jù)本發(fā)明電刷的替換實施例；圖12是圖11實施例的原理電路圖。
圖1的電動機是作為現(xiàn)有技術(shù)中公知并用以說明本發(fā)明的小型pmdc電動機15。該電動機有繞線轉(zhuǎn)子，其包括換向器，電樞鐵心和繞制在鐵心并端接在換向器上的電樞繞組，所有的都由軸16支承。軸16支承在由殼17和端蓋18所支承的軸承內(nèi)。殼17是有開口端的帶底圓筒。殼有裝在其圓筒壁的永磁定子且由端蓋來封閉其開口端。端蓋18由如尼龍樹脂的絕緣塑料形成，它支承電動機端子19和電刷裝置，電刷裝置電連接該端子到換向器，以對電樞繞組供電。電動機的電刷裝置包括接到相應(yīng)電動機端子的二電刷并布置成與換向器滑動接觸。但該電刷裝置是獨特的。
圖2示出構(gòu)成電動機部分電刷裝置的最佳電刷21。各電刷21是片型電刷且由柔性的印刷電路板材料的延伸條22形成，其包括優(yōu)選為銅膜層的導(dǎo)電路徑24，其由優(yōu)選為聚酰亞胺材料底層25所支承。該導(dǎo)電層24可完全覆蓋該底層的一或二側(cè)，但僅示出了從一端延伸到靠邊該條中心的電刷與換向器接觸的部分26。這接觸部分26根據(jù)使用的需要取決于接觸電阻，耐蝕性和磨損特性可以是裸銅或其涂有如銀、鈀銀合金、鉑、金、銠、石墨、硬銅材料或這些材料的任一合金。
電刷21由刷座30在兩端支承，有一刷座成形為電動機端子19。該端子/座19用導(dǎo)電層接到該條的端部以把電刷21直接電連接到端子19。二刷座30通過如釬焊、熔焊、夾持、壓接、鉚接和粘接的任一合適方式剛性并永久地接至電刷21，為優(yōu)良的導(dǎo)電性和可靠的連接優(yōu)選釬焊和膨徑鉚接。刷座30可由如黃銅的板材模壓而成且由此是導(dǎo)電板。它們可以由另外的不導(dǎo)電的材料如塑料形成，以使電刷與導(dǎo)電的電刷支承等絕緣。所示的刷座有用于裝到電刷支承板或端蓋的舌狀物33。該舌狀物33有在其下端形成的倒刺31以有助于保持形成在端蓋凹口中的壓配合。該端子/座有端子部分19，其從座30的帶刺端延伸并以較窄的寬度形成一對臺肩32，臺肩緊靠在端蓋凹口的底部以牢固地安置座在合適高度同時防止如當電動機與電源脫開時端子19穿過端蓋。倒刺31防止當端子接至電源時端子19推入電動機。
電刷裝置20的安裝示于圖3和圖4。圖3示出端蓋18的內(nèi)側(cè)而圖4是沿圖3A-A線的剖面圖。在端蓋18中心是自對準套筒38和其相關(guān)的保持彈簧39。電刷裝置20包括如圖2所示二相同的電刷21。各電刷的座30被壓入形成在端蓋18內(nèi)表面上的凸塊41的凹口40中，其設(shè)置成使電刷21朝電動機中心線弧形彎曲延伸，以使在使用中電刷的中心部分26與換向器磨擦表面接觸且借電刷21的回彈變形促使其與換向器接觸。在圖4中可看出從端蓋18伸出的一電動機端子19，同時電刷21從一座到另一座延伸橫過端蓋，該接觸部分26保持著與換向器接觸。
圖5示出沒有附加的座的電刷替換結(jié)構(gòu)。除了導(dǎo)電層24覆蓋底層25一側(cè)且電刷被開槽而產(chǎn)生在二端間延伸的三條通道或窄條23。電刷21由此有三條分離的接觸部分26，就振動來說各條與其它條無關(guān)。該電刷以類似于圖2電刷的方式安裝。
圖6示出又一替換的電刷21，其中柔性印刷電路板22切口或開槽產(chǎn)生成為接觸換向器的二條或分支23。該分支23可形成單個電刷的部分或形成分離的電刷。圖7示意地表示出圖6的電刷21當以類似圖2電刷21的方式裝于端蓋內(nèi)時的彎曲情況，該二分支23形成單個電刷21且在圓周的稍微隔開處接觸換向器42，其導(dǎo)致產(chǎn)生較小的電噪聲。
圖8示意地表示出如該分支形成分離的電刷21柔性板22該如何安裝。該柔性印刷電路板22由二座/端子30/19支承，各分支23電接至相應(yīng)的座/端子且該導(dǎo)電層24分成二分離的電路。柔性印刷電路板22依然彎曲但分支23從座以懸臂分式延伸以使在直徑方向相對處接觸換向器42。
圖9示出圖6電刷的變化。這里單個的柔性板形成二電刷21，各電刷分為多個分支23，在這種情況下是從它們的相應(yīng)座30伸出的三懸臂。該座30在靠近分支23的根部處附裝到電刷裝置20上且電接至相應(yīng)的導(dǎo)電層。預(yù)先，該座/端子30/19安放在形成于端蓋的凹口中，通過端蓋延伸的端子部分用于接至外電源。換向器接觸部分26在近分支23頂部處形成且在座間部位可留出空白或布置成安放電元件如電阻，壓敏電阻和電容器。為說明裝在柔性板22表面上導(dǎo)電層并行的小延伸給出了二片狀電容器43。虛線示出座/端子的位置。
圖9的電刷裝置20可裝在端蓋內(nèi)如圖10所示。二座30有簡化裝配、固定和連接步驟的整體的端子部分19、其布置類似于圖8的布置。二電刷的分支在直徑方向的相對位置接觸換向器42且自相應(yīng)的座30以懸臂方式延伸。在座間的柔性板范圍可用于安裝所要的噪聲抑制元件或其它電子元件。
圖11示出圖9電刷裝置20的改型，其中在接觸部分26和相應(yīng)座/端子30/19間串聯(lián)了扼流圈或電感器44。柔性板22仍形成二分離的電刷21，各電刷有自座30延伸的三分支23自有在其頂部形成用于接觸換向器的分離的接觸部分26。導(dǎo)電層24把該接觸部分連接到扼流圈44，電容器43連接在二導(dǎo)電層24之間。扼流圈把導(dǎo)電層24連接到第二導(dǎo)電層24’。第二電容器43’接在二第二導(dǎo)電層24’之間。該座/端子30/19借涂鍍或其它常用技術(shù)接至第二導(dǎo)電層24’并與導(dǎo)電層24絕緣，以形成示于圖12的電路，其中，在到達端子之前，該端子接至與電刷串聯(lián)的相應(yīng)扼流圈且二電容器跨接在該扼流圈端點間，一個在另一端，以抑制由電動機產(chǎn)生的電噪聲。
對所述實施例的各種改型對所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的，而所有這樣的改型也都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于小型電動機的電刷，包括延伸的柔性基底(25)；形成在該基底(25)上并有與換向器滑動接觸的接觸部分(26)的柔性導(dǎo)電層(26)；和用于支承該基底(25)在應(yīng)有位置以使該接觸部分(26)與換向器接觸的座裝置(30)。
2.如權(quán)利要求1的電刷，其特征在于該座裝置(30)包括固定在基底(25)縱向端頭的二安裝板且剛性地安裝在電刷裝置支承板(18)上。
3.如權(quán)利要求2的電刷，其特征在于該電刷裝置支承板(18)是電動機端蓋。
4.如權(quán)利要求2的電刷，其特征在于該安裝板(30)至少有適于在支承板安裝孔中放置的一舌狀物(33)，且該舌狀物(33)有用于咬入安裝孔側(cè)部的倒刺(31)以固定該板(30)。
5.如權(quán)利要求4的電刷，其特征在于安裝板(30)之一的舌狀物(33)延伸通過該支承板(18)并形成電動機的端子(19)，該安裝板電導(dǎo)通并接至接觸部分。
6.如權(quán)利要求4的電刷，其特征在于二板(30)的舌狀物(33)延伸通過該支承板(18)并形成電動機的端子(19)，且導(dǎo)電層(24)形成接至相應(yīng)電動機端子(19)的二各自的電路。
7.如權(quán)利要求6的電刷，其特征在于該基底(25)切成支承相應(yīng)接觸部分(26)的分支(23)，并在安裝到支承板(18)時由座裝置(30)定位成形以使該接觸部分(26)在直徑方向的相對位置接觸換向器。
8.如權(quán)利要求1的電刷，其特征在于該接觸部分(26)包括由銀、鈀銀合金，金，銠、鉑、石墨、硬銅和它們的合金組成的組中選出的材料的層。
9.如權(quán)利要求1的電刷，其特征在于該柔性基底(25)是聚酰亞胺材料。
10.如權(quán)利要求1的電刷，其特征在于該柔性導(dǎo)電層(24)主要為銅材料的膜。
11.一種小型電動機，包括定子；包含換向器的繞線轉(zhuǎn)子；用于把電動機接至電源的電動機端子(19)；用于電連接電動機端子(19)到換向器的電刷裝置(20)；和用于支承該電刷裝置的電刷支承板(18)，其特征在于該電刷裝置(20)包括至少一延伸的柔性基底(25)有柔性的導(dǎo)電層(24)，該柔性導(dǎo)電層(24)借助座裝置(30)裝到電刷支承板(18)上，該導(dǎo)電層(24)有接觸部分(26)與換向器(42)滑動接觸。
12.如權(quán)利要求11的電動機，其特征在于該電刷裝置(20)包括二延伸的柔性基底(25)設(shè)置成彈性地促使相應(yīng)接觸部分(26)在直徑方向的相對位置與換向器(42)滑動接觸。
13.如權(quán)利要求12的電動機，其特征在于各基底(25)在其端由二座(30)固定到電刷支承板(18)上并彎曲以促使該接觸部分(26)與換向器(42)滑動接觸，該接觸部分(26)是各條端部居中的一段。
14. 如權(quán)利要求11的電動機，其特征在于該座裝置(30)包括安裝板有裝于形成在支承板(18)孔(40)內(nèi)的舌狀物(33)，用在舌狀物(33)邊緣上形成的倒刺(31)與該孔(40)側(cè)部接觸以固定該安裝板到支承板(18)上。
15.如權(quán)利要求11的電動機，其中該支承板(18)是電動機端蓋且進一步的特征在于該座裝置(30)包括至少一座，其電連接至導(dǎo)電層，與電動機端子(19)之一成整體且延伸通過端蓋，由此連接電動機端子(19)到換向器(42)。
16.如權(quán)利要求11的電動機，其特征在于該基底(25)形成有二組延伸的分支(23)，各組包括至少是一個的相同分支數(shù)，各分支(23)鄰近其自由端有接觸部分(26)且各組分支(23)由導(dǎo)電層(24)形成相關(guān)的各電回線。
17.如權(quán)利要求16的電動機，其特征在于該基底(25)支承用于噪聲抑制接至電回路的電元件。(43，43’，44)。
18.如權(quán)利要求16的電動機，其特征在于該分支(23)組從基底(25)相對端延伸并由與電動機端子(19)成一體的二導(dǎo)電座(30)固定到電刷支承板(18)上，且布置成彈性地促使各分支(23)組的接觸部分(26)壓靠在換向器直徑方向的相對側(cè)。
19.如權(quán)利要求11的電動機，其特征在于該接觸部分(26)包括由銀、鈀銀合金、金、鉑、銠、石墨、硬銅和它們的合金組成的組中選出的材料的層，形成導(dǎo)電層的一部分。
20.如權(quán)利要求11的電動機，其特征在于該基底(25)是聚酰亞胺材料而導(dǎo)電層(24)基于導(dǎo)電膜主要是銅。
21.一種裝有如權(quán)利要求1-10之任一項的電刷的電動機。
全文摘要
在繞線轉(zhuǎn)子的小型電動機所使用的電刷裝置20包括由有導(dǎo)電層24和支持層25的柔性印刷電路板材料22形成的條23。該導(dǎo)電層24電連接至電動機端子19和設(shè)置來與電動機換向器滑動接觸的接觸部分26。電刷21的接觸部分26可覆以貴金屬用于接觸或耐蝕的需要。襯底材料25最好為聚酰亞胺選擇要求的厚度以在保留柔性的同時提供強度，彈性和阻尼振動的特性。
文檔編號H01R39/20GK1155175SQ9612109
公開日1997年7月23日 申請日期1996年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月6日
發(fā)明者汪穗中 申請人:德昌電機股份有限公司