一种机动车交流发电机及其电刷组件的制作方法

本实用新型涉及一种用于机动车的交流发电机，特别是一种带有自动断路保护功能的机动车交流发电机及其电刷组件。

背景技术：

众所周知对于有刷发电机而言，调节器总成中的电刷组件与转子总成中的滑环之间的接触连接为励磁回路中的重要一环。在发电机正常运行中，滑环随转子总成不断的转动，电刷组件中的电刷会由于机械以及电气因素而磨损，当电刷磨损殆尽时，电刷的刷辫被拉直，电刷与滑环的连接将存在虚接的情况，如此会造成电弧的产生从而破坏滑环表面光洁度。如此损坏的发电机其维护时需要更换转子总成以及电刷组件，维护不方便且成本高。

具体地，如图1所示，图1为现有技术发电机结构示意图。发电机通常包括前端盖1、定子总成2、转子总成3、后端盖4、调节器总成5、护罩6、整流组件总成7、后轴承8、前轴承9以及皮带轮10。参见图2a和图2b，调节器总成5包含有密封盖501、调节器支架502、弹簧503和电刷组件504。其中电刷组件504包含有刷体504a和连接在刷体504a上的刷辫504b(导电材质)，刷辫504b穿过弹簧503，共同放置在调节器支架502中。调节器芯片、相关导电引线等都安装或预埋在调节器支架502中。刷辫504b穿过调节器支架502预留的刷辫孔502a并焊接在预埋引片502b上，预埋引片502b分别为正负两级(并与上下两套电刷相连接，由于其连接方式以及物理结构均一致，此处仅介绍其中之一的具体结构)。在正常使用过程中，弹簧503将电刷弹出调节器支架502使刷体504a与滑环相接处，并保持一定的接触力。但电刷组件504的刷体504a磨损至根部时刷辫504b将被拉直从而阻止刷体504a进一步接触滑环，由于刷辫504b有一部分填埋于刷体504a中，刷辫504b与滑环直接接触将会引起滑环的磨损，因此在调节器总成5制造时通过调整刷辫504b的长短来限制刷体504a的弹出长度。这样虽然能防止填埋部分刷辫504b对滑环的磨损，但刷辫504b拉直，限制刷体504a向外弹出时，刷体504a与滑环之间会因为接触不良产生电弧，从而导致滑环接触表面受到损伤。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种机动车交流发电机及其电刷组件，带有自动断路保护功能，在电刷磨损殆尽时可断开电连接，防止转子总成的损坏。

为了实现上述目的，本实用新型的电刷组件，通过弹簧连接在调节器支架上，所述电刷组件包括刷体和连接在所述刷体上的刷辫，所述弹簧套装在所述刷辫上，其中，还包括设置在所述弹簧和刷体之间的绝缘的收纳垫，所述收纳垫包括支撑部和收纳槽，所述刷体包括主体部、连接在所述主体部上的接触部和连接部，所述支撑部支撑所述接触部，所述收纳槽对应所述连接部，所述刷辫的头端连接所述连接部，末端连接所述弹簧，于所述刷体磨损至所述连接部时，所述弹簧伸长以通过所述刷辫拉动所述连接部至所述收纳槽。

上述的电刷组件的一实施方式中，所述弹簧包括直线设置的第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧靠近所述连接部，所述第二弹簧连接所述刷辫的末端。

上述的电刷组件的一实施方式中，还包括固定在所述调节器支架上的第一挡片，所述第一弹簧设置在所述收纳垫和所述第一挡片之间。

上述的电刷组件的一实施方式中，还包括第二挡片，所述第二弹簧设置于所述第一挡片和第二挡片之间，所述刷辫的末端通过所述第二挡片连接在所述第二弹簧上。

上述的电刷组件的一实施方式中，所述第一弹簧和第二弹簧为一体弹簧件或分体弹簧件。

上述的电刷组件的一实施方式中，所述连接部呈长锥形。

上述的电刷组件的一实施方式中，所述接触部设置于所述连接部的两侧，且与所述连接部相互分离。

本实用新型的机动车交流发电机包括电刷组件、调节器支架、弹簧以及滑环，所述电刷组件通过所述弹簧连接在所述调节器支架上并与所述滑环相接触，其中，所述电刷组件为上述的电刷组件。

上述的机动车交流发电机的一实施方式中，所述调节器支架包括电刷孔，所述电刷孔为通孔，所述电刷组件从所述电刷孔的远离所述滑环的一端插入所述电刷孔。

上述的机动车交流发电机的一实施方式中，所述调节器支架具有预埋引片，所述电刷组件包括连接在所述刷辫的末端的接线片，所述预埋引片和接线片通过螺钉件螺紧电连接。

本实用新型的有益功效在于：本实用新型结构简单，在电刷磨损殆尽时可断开电连接，可以有效节防止滑环电刷磨损殆尽而出现的损伤现象，提升了发电机的使用寿命。

进一步地，本实用新型的电刷孔为贯通结构，电刷组件由调节器后部伸入电刷室，方便拆卸，可以简单的更换调节器总成中的电刷组件，以延长发电机的使用寿命，降低发电机的维护成本。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为现有技术发电机结构示意图；

图2a为现有技术调节器总成的结构示意图；

图2b为现有技术调节器总成的分解结构示意图；

图3a为本实用新型第一实施例中调节器总成立体结构示意图；

图3b为本实用新型第一实施例中调节器总成局部剖视图；

图3c为本实用新型第一实施例中电刷组件结构示意图；

图3d为本实用新型第一实施例中电刷组件局部剖视示意图；

图3e为本实用新型第一实施例中收纳垫的立体结构示意图；

图3f为本实用新型第一实施例中刷体的立体结构示意图；

图4a为本实用新型第二实施例中电刷组件示意图；

图4b为本实用新型第二实施例中电刷组件局部剖视示意图；

图4c为本实用新型第二实施例中收纳垫的立体结构示意图；

图4d为本实用新型第二实施例中刷体的立体结构示意图；

图5a为本实用新型第二实施例中弹簧的一实施例的结构示意图；

图5b为本实用新型第二实施例中弹簧的另一实施例的结构示意图；

图6a为本实用新型第三实施例中调节器总成的立体结构示意图；

图6b为本实用新型第三实施例中调节器总成局部剖视示意图；

图6c为本实用新型第三实施例中电刷组件立体结构示意图。

其中，附图标记

现有技术中：

1 前端盖

2 定子总成

3 转子总成

301 滑环

4 后端盖

5 调节器总成

501 密封盖

502 调节器支架

502a 刷辫孔

502b 预埋引片

503 弹簧

504 电刷组件

504a 刷体

504b 刷辫

6 护罩

7 整流组件

8 后轴承

9 前轴承

10 皮带轮

本实用新型中：

N5 调节器总成

N501 密封盖

N502 调节器支架

N 502a 电刷孔

N 502b 预埋引片

N503 电刷组件

N503a 刷体

N503a1 主体部

N503a2 连接部

N503a3 接触部

N503c 收纳垫

N503c1 收纳槽

N503c1 支撑部

N503d 第一弹簧

N503e 刷辫

N503f 第一挡片

N503g 第二弹簧

N503h 第二挡片

N503j 引线

N504 螺钉

L503 电刷组件

L503a 刷体

L503a1 主体部

L503a2 连接部

L503a3 接触部

L503a31 圆弧

L503c 收纳垫

L503c1 收纳槽

L503c1 支撑部

L503c21 圆弧

L503d 弹簧

L503d1 分段弹簧1

L503d2 分段弹簧2

L503f 第一挡片

K5 调节器总成

K501 密封盖

K502 调节器支架

K502b 预埋引片

K503 电刷组件

K503a 刷体

K503b 锥形体

K503c 收纳垫

K503d 弹簧

K503e 刷辫

K503f 第一挡片

K503g 第二挡片

K503h 接线片

K504 螺钉

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。

本实用新型的机动车交流发电机，其具体结构可参见图1，因该机动车交流发电机的其他各个部分的组成、结构、相互位置关系和连接关系以及功用等均为较成熟的现有技术，故在此不做赘述，下面仅对本实用新型实现保护功能的调节总成装置，特别是调节器总成装置中的电刷组件予以详细说明。

调节总成装置包括调节器支架，电刷组件通过弹簧连接在调节器支架上。电刷组件包括刷体、连接在刷体上的刷辫以及设置在弹簧和刷体之间的绝缘的收纳垫，收纳垫包括支撑部和收纳槽，刷体包括主体部、连接在主体部上的接触部和连接部，支撑部支撑接触部，收纳槽对应连接部，刷辫的头端连接在连接部上，末端连接弹簧，于刷体磨损至连接部与主体部分离时，弹簧伸长以通过刷辫拉动连接部至收纳槽，断开刷辫与滑环的连接。

本实用新型的电刷组件的刷辫一端部埋线设计于刷体的连接部中，在电刷磨损至连接部与主体部连接的部分时，连接部会与主体部分离。连接部与弹簧之间设计有采用绝缘材料制成的收纳垫，连接部脱落后会落入收纳垫预先设计的收纳槽中，实现电路的断开。

弹簧包括直线设置的第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧靠近连接部，第二弹簧连接刷辫的末端。电刷组件还包括固定在调节器支架上的第一挡片，第一弹簧设置在收纳垫和第一挡片之间。电刷组件还包括第二挡片，第二弹簧设置于第一挡片和第二挡片之间，刷辫的末端通过第二挡片连接在第二弹簧上。

调节器支架包括电刷孔，电刷孔为通孔，电刷组件从电刷孔的远离滑环的一端插入电刷孔，即电刷组件由调节器后部插入调节器支架的电刷孔进行装配，以可以简单的实现更换调节器总成中的电刷组件。

调节器支架包括预埋引片，电刷组件包括连接在刷辫的末端的接线片，预埋引片和接线片通过螺钉件螺紧连接。

为实现连接部顺利落入收纳槽，弹簧采用两段压紧的设计，在调节器支架的电刷孔中压紧的第一弹簧用于提供刷体与滑环的接触力。刷辫的末端设计有提供第二压紧部分的第二弹簧，在正常使用时此段的第二弹簧为压紧状态，当连接部与接触部分离时，此处第二弹簧将伸长将刷辫向电刷室后端拉伸，从而将连接部拉入收纳槽中，实现电路的断开。其中，第一弹簧和第二弹簧可以为具有两段式的一体弹簧件，也可以为分体弹簧件。

以下以具体实施例详细说明。

参见图3a至图3f，调节器总成N5包含电刷组件N503、调节器支架N502、密封盖N501以及螺钉N504。调节器支架N502开有电刷孔N502a，电刷孔N502a为通孔设计，电刷组件N503由调节器支架N502的后部插入电刷孔N502a。

电刷组件N503包含刷体N503a、收纳垫N503c、第一弹簧N503d、刷辫N503e、第一挡片N503f、第二弹簧N503g、第二挡片N503h以及引线N503j。激磁回路导通需要两套电刷组件N503，由于其结构一致，此处仅就一组进行详细说明。

螺钉N504将密封盖N501固定在调节器支架N502上，并通过同步压紧第一挡片N503f将电刷组件N503也同步固定在调节器支架N502的电刷孔N502a中。

如图3c和图3f所示，刷体N503a包括主体部N503a1、连接在主体部N503a1上的连接部N503a2和接触部N503a3，其中，连接部N503a2呈长锥形，接触部N503a3设置于连接部N503a2的两侧，且两侧的接触部N503a3与连接部N503a2互相分离不接触。

如图3c和图3e所示，收纳垫N503c由绝缘材料制成，包括收纳槽N503c1和支撑部N503c2，其中，支撑部N503c2支撑刷体N503a的接触部N503a3，收纳槽N503c1对应刷体N503a的连接部N503a2。

如图3c和图3d所示，刷辫N503e的一端预埋在刷体N503a的连接部N503a2内。第一挡片N503f被固定在调节器支架N502中。在发电机正常工作时第一弹簧N503d被压缩，并通过收纳垫N503c提供刷体N503a的主体部N503a1与滑环301(参见图1)相接触所必须的力。刷辫N503e的末端穿过第一挡片N503f中心预留的刷辫孔以及第二弹簧N503g的中心最终焊接在第二挡片N503h预留的焊接部上。第二挡片N503h焊接金属引线N503j，金属引线N503j在正常装配是焊接在调节器支架N502上的预埋引片N502b上。

当刷体N503a的主体部N503a1随着发电机的运行逐渐磨损，直至磨损至连接部N503a2的根部位置时，此时刷辫N503e被设计张紧状态，因第一弹簧N503d的弹力使刷辫N503e拉紧，此时第二弹簧N503g将被压缩。随着磨损的进一步进行，连接部N503a2将与主体部N503a1分离，分离的瞬间第二弹簧N503g将伸长，将第二挡片N503h向下部推出，第二挡片N503h将带着刷辫N503e向下移动，刷辫N503e的另一头仍固定在连接部N503a2中，此时连接部N503a2将掉进收纳垫N503c预留的与其相对应的收纳槽N503c1中。收纳垫N503c的支撑部N503c2仍推着刷体N503a两侧剩余的接触部N503a3继续与滑环301接触，但此时由于刷辫N503e已经与刷体N503a的主体部N503a1分离，因此将不会有电流通过。如此达到刷体N503a磨损至接近根部时自动断路的功能。

图4a至图4d示出了本实用新型的第二实施例。本实施例中将重点对技术点进行说明。本实施例与第一实施例不同点在于：收纳垫L503c的支撑部L503c2与刷体L503a的接触部L503a3接触的部分设计有与滑环303外径相配合的圆弧L503c21，刷体L503a的接触部L503a3也做出相应的调整，接触部L503a3具有与支撑部L503c2的圆弧L503c21相配合的圆弧L503a31。

当刷体L503a磨损殆尽，即刷体L503a的主体部L503a1与接触部L503a3均完全磨损时，连接部L503a2在两段式弹簧的作用下掉落至收纳垫L503c的收纳槽L503c1，收纳垫L503c的支撑部L503c2的圆弧L503c21将与滑环303直接接触。收纳垫L503c需选用自润滑性好、耐温高的绝缘材料，优选PPS、PA66等方便制造的材料。

图5a和图5b示出了本实施例所采用的两种弹簧形式，在本实施例中弹簧被设计为一支弹簧分成两段式结构，L503d弹簧包括分段弹簧1L503d1和分段弹簧2L503d2，如此可采用一只弹簧完成对刷体L503a施力，并拉伸刷辫L503e的工作。第一挡片L503f被安装在弹簧L503d1以及弹簧L503d2的分段处。此种设计降低了组件的数量及装配时间，可有效节约材料、管控以及人工成本。

图6a至图6c示出了本实用新型第三实施例。电刷组件K503的安装形式仍为由调节器后部装入。与其他实施例不同点主要为电刷组件K503与调节器支架K502的电连接结构。此处仅对技术保护点进行详细说明。调节器支架K502于密封盖K501螺钉孔对应出预埋引片K502b，此引片存在两处(图中对称侧也有一处并未单独指出)分别为激磁回路的正负两极。电刷组件K503的刷辫K503e的尾部预先焊接一接线片K503h，电刷组件K503装配到调节器支架K502中时，两组电刷组件K503中接线片K503h与预埋引片K502b相接触，通过螺钉K504将密封盖K501安装在调节器支架K502上的同时，也实现了两组电刷组件K503与调节器内部的电链接。如此布置省略了焊接工序，在进行维护采用简单的工具就能完成，使维护更加方便快捷。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。