用于车辆的旋转电机的电刷保持器及对应的起动器

摘要

本发明主要涉及旋转电机的电刷保持器(1)，其包括至少两个支架(3.1、3.3)，每个支架分别用作电刷(5.1、5.3)的容置部；以及包括电刷间连接器(20)，带有相同极性的所述电刷(5.1、5.3)的编织部(17.1、17.3)意于被焊接至该电刷间连接器(20)，所述电刷保持器的特征在于，所述支架(3.1、3.3)每个设置有至少一个相对于电刷保持器(1)的轴线轴向延伸的凸耳(25)，还在于，所述电刷间连接器(20)通过弹性变形而保持抵靠电刷支架(3.1、3.3)的凸耳(25)。本发明还涉及对应的起动器。

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆的电机的电刷保持器，以及涉及对应的起动器。

本发明在机动车辆起动器方面有特别有利但非排他的应用，特别是安装在装备有热机的停止和重新起动(停止和起动)功能的车辆中的起动器。

背景技术

以已知方式，电刷保持器装配在起动器转子的轴上，以与集电器相配合，该集电器与转子的轴是一体的。

电刷保持器包括支撑一组支架的支撑板，每个支架用作用于电刷的容座。由导电材料制成的电刷可通过切换转子的导体中的电流来供电到转子。

为此目的，每个电刷包括被设计为抵靠集电器的导电板进行摩擦的面，所述导电板连接至转子绕组，诸如弹簧的弹性器件在每个电刷上沿采集器的方向施加力，以便保证集电器的板和电刷之间的接触。

电刷具有交替的极性。因此，带有正极性的电刷经它们各自的编织部被电连接至电刷间连接器，从起动器的接触器获得的供电电线也被电连接至该电刷间连接器。此外，被设计为用于电流返回的电刷通过它们各自的编织部被电连接至机器的接地端，所述编织部被焊接在形成用于转子轴的后轴承的盖上。

电刷间连接器还通过焊接或压接被固定在电刷支架上，用于其机械保持。

这种类型的构造的问题在于在一定数量的操作周期之后，连接器倾向于在其与电刷支架的紧固处断裂。连接器的该断裂由起动器所位于的恶劣震动环境、以及当电流通过连接器时处于紧固至支架的位置中的连接器的热膨胀造成。

发明内容

本发明的目标是通过提出一种用于车辆的旋转电机的电刷保持器来有效地消除该缺点，该电刷保持器包括至少两个支架、以及电刷间连接器，所述支架分别用作用于电刷的容座，在该电刷间连接器上存在有带有相同极性的所述电刷的被设计为被焊接的编织部，其特征在于，所述支架每个设置有至少一个凸耳，所述凸耳相对于所述电刷保持器的轴线轴向地延伸，还在于，所述电刷间连接器通过弹性变形而保持抵靠电刷支架的凸耳。

因此，由于环通过弹性变形而抵靠凸耳保持，该类型的构造允许环高效地承受振动，及容易地吸收电流通过期间由连接器的热膨胀造成的连接器的尺寸变化。这因此防止了连接器在其与电刷支架的连接处的断裂。另外，本发明使得可以将连接器抵靠支架的凸耳而高效地支承在位，尽管存在震动。

电刷间连接器仅通过其弹性变形而被保持抵靠电刷支架的凸耳。

根据一个实施例，每个凸耳与对应的支架的壁是一体的。这因此将参与电刷保持器组件的部件的数量减少至最小。

根据一个实施例，所述电刷间连接器包括凹处，所述凹处每个被设计为与相应的凸耳相配合，以防止所述电刷间连接器绕所述连接器的轴线旋转。这因此改善了电刷间连接器在电刷保持器上机械保持。

根据一个实施例，每个凸耳包括返回部，所述返回部朝向所述电刷保持器的内部大致径向地延伸。这可保证电刷间连接器在电刷保持器上的轴向保持。

根据一个实施例，每个支架包括两个彼此相对的凸耳，所述电刷间连接器被设计为接合在所述两个凸耳之间。该类型的构造使得可以改善连接器的径向保持，因为该连接器根据两个径向方向被保持锁定(blocked)。

在一个实施例中，每个支架的凸耳通过折叠一个侧向壁的至少一部分而获得，以在所述侧向面中建立开口，以允许弹簧的臂通过，该弹簧的臂支撑抵靠定位在相应的支架中的电刷。该类型的构造因此允许节省材料，这通过使得可以使用用于制造凸耳材料而实现，所述材料通常意于被去除以用于弹簧的臂通过。

根据一个实施例，两个凸耳之间的空间具有所述凸耳的自由端部侧的狭窄部。这使得可以在存在两个彼此相对的凸耳的构造中保证电刷间连接器在电刷保持器上的轴向保持。

根据一个实施例，穿过垫圈的供电电线的焊接区域相对于最接近于垫圈的电刷的编织部的焊接区域偏置。该类型的特征可避免损坏连接器。

根据一个实施例，电刷保持器包括与每个支架相关联的螺旋弹簧，绕从对应的支架获得的销装配的所述弹簧能够沿所述电刷保持器的轴线的方向径向地推压对应的电刷。这因此优化了根据本发明的电刷保持器的直径尺寸。

根据一个实施例，所述电刷间连接器具有的轴向尺寸比其径向尺寸大。这使得可以便于带有正极性的电刷的编织部在连接器的内周边上的焊接。

根据一个实施例，电刷保持器包括第三凸耳，该第三凸耳从容置带有与前两个电刷不同极性的第三电刷获得，所述电刷间连接器也支撑抵靠第三电刷。这可提供额外的支撑点以改善连接器的锁定。

根据一个实施例，电刷保持器另外包括绝缘元件，所述绝缘元件绕所述电刷间连接器的一部分定位，以保证容置第三电刷的支架与电连接至前两个电刷的所述电刷间连接器之间的绝缘。插置该绝缘元件可防止短路的风险。

根据一个实施例，支架由塑料制成。

根据一个实施例，支架由金属制成。

本发明的主题还有一种旋转电机的电刷保持器，其特征在于，其包括至少两个支架，每个支架包括彼此相对的两个凸耳，相对于所述电刷保持器的轴线轴向延伸的所述两个凸耳通过折叠一个侧向壁的至少一部分而获得，以在所述侧向面中建立开口，以允许弹簧的臂的通过，该弹簧的臂支撑抵靠定位在相应支架中的电刷。该类型的构造因此允许节省材料，这通过使得可以使用通常意于被去除以用于弹簧的臂通过的的材料而实现。

此外，本发明涉及机动车辆的热机的起动器，其特征在于，其包括根据本发明的电刷保持器。

附图说明

通过阅读以下描述和研究附图将更好地理解本发明。这些图仅借助本发明例子来提供其决不用于限制。

图1示出了根据本发明的电刷保持器的第一实施例的透视图；

图2表示图1中电刷保持器中所使用的根据本发明的电刷间连接器的俯视图；

图3示出了与图1中实施例一起使用的电刷支架的透视图；

图4是根据本发明的电刷保持器的第二实施例的透视图；

图5a和5b分别表示与图4中实施例一起使用的、设置有两个保持凸耳的电刷支架的透视图和侧视图。

相同、相似或类似的元件在各图之间保留有相同的参考标号。

具体实施方式

参照图1和4，描述了根据本发明的用于机动车辆起动器的电刷保持器1。

该电刷保持器1包括具有环形形式的支撑板2，在该支撑板2上固定有一组电刷支架3.1-3.4，每个电刷支架用作用于电刷5.1-5.4的容座。支撑板2的轴线X对应于电刷保持器1的轴线。

支撑板2和其支撑的支架3.1-3.4被固定在盖6上，盖6形成用于电机的转子轴的后轴承。盖6包括例如两个突出的耳部7，用于连接杆(tierod)通过的孔径向地穿过每个耳部7，所述连接杆被拧紧在起动器的前轴承上。从耳部获得的两个隆起部8被构造为在连接杆的拧紧期间抵靠电机的头部被向后折叠，以改善组件的机械保持。

每个电刷5.1-5.4被装配为于在轴线X侧敞开的支架3.1-3.4的内部滑动，以允许使电刷5.1-5.4布置为与电机的转子的集电器(未示出)的电接触。

更具体地，如图3、5a和5b中可见的，每个支架3.1-3.4通过折叠小薄金属板以形成大致欧米伽形而被制造，欧米伽其端部分支被固定在支撑板2上。每个支架3.1-3.4因此包括两个相对的平行侧壁91、92，平行侧壁91、92通过上壁93彼此连接。对应于欧米伽形的分支的端壁94、95从电刷支架3.1-3.4的侧壁91、92的下边缘获得。一个侧壁91具有朝向前部的缺口12，以允许容置在对应的支架3.1-3.4中的电刷的编织部17.1-17.4通过。另一侧壁92具有朝向后部的开口13，以允许对应的弹簧14的臂通过。小金属板的使用使得可以为电刷保持器1提供对高温的更大抵抗，这对于当车辆运行时经常经受应力的停止和起动类型的起动器是特别有利的。然而，作为变型，电刷支架3.1-3.4也可由具有良好热抵抗性的绝缘材料制成。

与每个支架3.1-3.4相关联的螺旋弹簧14朝向集电器的接触板径向地推压对应的电刷5.1-5.4，该接触板被由电绝缘材料(比如塑料材料)制成的集电器的主体支撑。在该情况下，该弹簧14围绕相对于轴线X轴向延伸的销15装配。该销15通过折叠每个支架3.1-3.4的端壁94、95中的一个获得。因此，弹簧14包括由多个圈形成的卷绕部分。卷绕部分终结于设置在其端部的臂，该端部设置有折叠部，所述折叠部设计为支撑抵靠电刷5.1-5.4的后部面。臂的这种类型的构造使得可以保证用于弹簧14的臂的、抵靠电刷5.1-5.4的后部面的良好支撑表面，而与电刷5.1-5.4的磨损状态无关。

电刷5.1-5.4具有交替的极性。因此，带有正极性的电刷5.1和5.3经它们各自的编织部17.1、17.3而电连接至电刷间连接器20，从起动器的接触器获得的供电电线22也被电连接至该电刷间连接器20。为此目的，垫圈23被设计为用于供电电线22通过，以便准许将其端部焊接在电刷间连接器20上。

该垫圈23，其例如由橡胶制成，包括孔231，孔231被设计为以互补的方式结合在凸销上，该凸销具有如孔231的矩形横截面。此外，垫圈23设置有槽232，使得它能被装配在设置于电机外壳的端部处的缺口的边缘上(参照图1和4)。

此外，被设计用于电流返回的电刷5.2和5.4通过它们的被焊接在盖6上的相应编织部17.2、17.4而电连接至机器的接地端。电刷5.1-5.4的柔性编织部17.1-17.4有利地由铜或铜合金制成，以便于焊接在盖6上或电刷间连接器20上。

更具体地，电刷间连接器20通过弹性变形而保持抵靠属于支架3.1和3.3的至少两个凸耳25。与对应的支架3.1-3.4成一体的这些凸耳25相对于支撑板2的轴线X轴向地延伸。换言之，连接器20在其外周边处在彼此相对的凸耳25之间被压缩，从而保证其机械保持。在该情况下，从支架3.2获得第三凸耳25使得可以提供额外的支撑点，以便改善连接器20的锁定。考虑到连接器20的敞开构造，第四支架3.4的第四凸耳不被用于连接器20的保持。

在每个凸耳25的自由端部侧，每个凸耳25优选地包括返回部26，该返回部26朝向电刷保持器1的内部大致径向地延伸，从而与支架3.1-3.4的上壁93一起限定“C”形的形状。连接器20因此被轴向保持在和支架3.1-3.4的上壁93和返回部26之间。

在该情况下，通过折叠支架3.1-3.4的对应后部面的至少一部分来获得每个凸耳25及其返回部26。

如图2中清楚可见的，连接器20优选地包括凹处28，所述凹处28每个被设计以与电刷支架3.1-3.4的对应凸耳25相配合。每个凹处28为此目的具有碟形形状，其凹陷部分面向连接器20的外部。碟形式的它的端部面被设计为支撑抵靠凸耳25的侧向面，从而避免连接器20围绕其轴线X’的旋转。当连接器20在电刷保持器1上被安置在位时，轴线X’与电刷保持器1的轴线X大致结合。

如从图2清楚看出的，连接器20由一系列直线部分201和弯曲部分202形成，所述弯曲与两个相继的直线部分连接至彼此。连接器因此总体地描述了一部分开放式环的形状。凹处28设置于彼此相对的两个直线部分201中。凸耳25被设计为抵靠其中一个直线部分201而被放置，如果适用该其中一个直线部分201可设置有凹处28。替代地，连接器20是如图4中实施例中的一部分环的形状，或其具有带有完整圆周的环形形状。

连接器20由具有强导电性(比如铜)的材料制成。连接器20优选地具有扁平的形状，即其具有的轴向尺寸大于其径向尺寸，以便于将属于带有正极性的电刷5.1和5.3的编织部17.1和17.3焊接在连接器20的内周边上。

编织部17.1和17.3在连接器20上的焊接被执行从而具有适于应用的机械强度以及电阻。在这方面，供电电线22的焊接区域优选地相对于最接近于垫圈23的正电刷5.1的编织部17.1的焊接区域而偏置。这使得可以避免损坏连接器20。也可以设想在相同区域中焊接两个元件，尽管这更加难以执行。

为了避免短路的风险，绝缘元件31可围绕连接器20定位，从而保证容置电流返回电刷5.2的支架3.2与连接至带有正极性的电刷5.1和5.3的连接器20之间的绝缘。

为了使连接器20安置在位，操作人员可使连接器20的两个自由端部朝向彼此，以压缩连接器20。然后将可根据径向方向将所述连接器20接合在带有正极性的电刷5.1和5.3之间，使得连接器20支撑抵靠容置带有负极性的电刷5.3的支架的凸耳25(如适用，借助绝缘元件31)。操作人员然后可释放连接器20的端部，以使得凹处28与支架3.1、3.3的相对的凸耳25配合，支架3.1、3.3容置带有正极性的电刷5.1、5.3。

在图4中的实施例中，支架3.1和3.3每个包括两个彼此相对的凸耳25、25’，连接器20被设计为插入在凸耳25、25’之间。该类型的构造可改善连接器20的径向保持，因为该连接器由凸耳25、25’根据两个径向方向而被保持锁定。

连接器20的凹处28被设计为插入由每个支架3.1、3.3的上壁93和两个凸耳25、25’限定的为“U”形式的空间内部，以便防止连接器20围绕连接器20的轴线X’旋转，当连接器20被安装在电刷保持器1上时，连接器20的轴线X’与轴线X大致结合。

凸耳25、25’通过折叠侧壁92的后部部分获得，以在所述侧向面中建立开口，用于弹簧14的臂通过，该弹簧14的臂支撑抵靠定位于所述相应支架3.1、3.3中的电刷5.1、5.3。折叠的后部部分的中间区域然后被切开以限定两个凸耳25、25’、以及允许连接器20插入的空间。因此，支架3.1、3.3的两个凸耳25、25’与上壁93是一体的，且位于大致在侧向壁92的延伸部上延伸的平面上，所述侧向壁92是敞开的，用于弹簧14的臂通过。该类型的构造有此允许节省材料，这通过使得可以使用用于制造凸耳25、25’的材料而实现，所述用于制造凸耳25、25’的材料通常意于被去除，以用于弹簧14的臂通过。

如图5b中清楚地可见的，两个凸耳25、25’之间的空间具有凸耳25、25’的自由端部侧的狭窄部，以保证连接器20的轴向保持。该狭窄部由凸耳25、25’的两个隆起部255限定，该两个隆起部面对彼此且朝向两个凸耳25、25’之间的空间的内部延伸。

容置电流返回电刷5.2、5.4的另外两个支架3.2、3.4，如前所述，具有凸耳25，该凸耳25与上部面一起限定了为“C”形形状的形式。使用该类型的支架因此允许绝缘元件31容易定位在由“C”形形状的形式限定的凹陷部分中。在制造期间，或在使用安装在恶劣震动环境中的起动器期间，它还通过在部件之间产生带有低振幅的运动来防止损坏绝缘元件31的风险。

如适用，连接器20具有一部分环的形式。扁平部分可该连接器20中设置在被设计为支撑抵靠凸耳25、25’的区域中。替代地，连接器20具有带有完整圆周的环形形式，或与图1中实施例的形式相似的形式。

当将电刷间连接器20安置在位时，操作人员可使连接器20的两个自由端部朝向彼此，以压缩连接器。则可使连接器经由绝缘元件31而支撑抵靠支架3.2的凸耳25，该支架3.2容置带有负极性的电刷5.2。连接器20则插入在凸耳25、25’之间，凸耳25、25’界定了容置带有正极性的电刷5.1、5.3的支架3.1、3.3的为“U”形式的空间。在连接器20插入由凸耳界定的“U”的凹陷部分中期间，连接器20将倾向于弹性地间隔开隆起部255，隆起部255然后返回至它们的初始位置，以保证连接器20的轴向保持。操作人员则将能够释放连接器20的端部，以使得连接器20通过弹性变形、根据大致径向方向而抵靠为“U”形式的支撑部的外部凸耳25而被保持。

将理解的是本领域技术人员将能够修改之前描述的电刷保持器1及对应支架3.1-3.4的构造而不脱离本发明的范围。因此，在图4中的实施例中，将可以使连接器20焊接在界定“U”形形式的空间的凸耳25、25’上。替代地，电刷间连接器20也可用以保证带有负极性的电刷5.2和5.4的连接。螺旋弹簧14也可被支撑在盖6上的柱形弹簧替换，以便抵靠集电器的板推压对应的电刷5.1-5.4。在该情况下，电刷保持器1是机动车辆起动器电机的电刷保持器。作为变型，电刷保持器1也可属于交流发电机或交流发电机起动器。作为变型，电刷保持器包括多于四个的电刷5.1-5.4及对应的支架3.1-3.4。