径向碳质换向器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种径向碳质换向器，该径向碳质换向器包括一个圆柱形绝缘支承体、多个金属导体连接片和与之相连接的同样数量的碳质弧形体，碳质弧形体围成带有多个第二切槽的碳质圆柱体，多个碳质弧形体与多个金属导体连接片导电连接的轴向端面为封闭端面，另一端为敞口，所述敞口至封闭端面形成用于容置支承体的空杯腔，封闭端面的中央开设一直径小于空杯腔内径的通孔，多个金属导体连接片焊接固定在碳质圆柱体的开设有通孔的封闭端面上并形成多个呈扇形形状的焊接连接面，进而增大了碳质圆柱体与金属导体连接片之间的焊接面积，提高了沿轴向组装的强度稳定性；同时，也保证了碳质圆柱体内部注塑支承体所需的强度要求。
【专利说明】
径向碳质换向器
技术领域
[0001]本实用新型涉及换向器领域，具体涉及一种径向碳质换向器。
【背景技术】
[0002]换向器，又名整流子，是直流永磁串激电动机上为了能够让电动机持续转动的一个部件。换向器根据其结构、电刷的工作面一般分为平面换向器和径向换向器，其中，平面换向器的换向片为扇形片状，换向槽为径向切槽，电刷在平面换向器的端面滑过配合;径向换向器的换向片为圆弧状，换向槽为轴向切槽，电刷在径向换向器的圆柱表面滑过配合。传统换向器的换向片一般采用铜材料，随着换向器使用环境的不断变化，其外界环境对换向器提出了更高的要求，碳质换向器通过采用碳质换向片替代传统的铜换向片制得，碳质换向器因其化学性质稳定、不易腐蚀、导电导热性好，故而受到人们越来越多的使用。
[0003]例如，中国专利文献CN1504005A公开了一种径向换向器，该径向换向器包括一个由绝缘材料支撑的支承体、多个带有设置其上的接线片的金属导体连接片和同样数量的与这些导体连接片导电连接的碳质弧形体。该径向换向器还具有一个与接线片相邻设置的、环状封闭的圆柱形的表面以及在碳质弧形体部分具有一个与所述支承件相连接的金属化内表面。碳质弧形体是通过在一碳质圆柱体上切割径向深度直达支承体的轴向切槽来形成的，碳质圆柱体的外表面基本上为圆柱形，其沿轴向的两个端面为对称的环形结构，其中一个轴向端面进行金属化，作为与金属导体连接片连接的导电接触面;相应的，所述金属导体连接片是由金属导体坯件形成的，金属导体坯件具有与碳质圆柱体的金属化端面对应连接的作为导电接触面的金属化端面，金属导体坯件的金属化端面为与所述碳质圆柱体的环形结构端面相匹配的环形结构。
[0004]然而，该现有技术在实际生产过程中，碳质圆柱体和金属导体坯件的环形的金属化端面的径向宽度的设计存在难度:当碳质圆柱体和金属导体坯件的金属化端面的径向宽度较大时，两个金属化端面的焊接面积较大，焊接结构稳定，有利于径向换向器的结构稳定性，但是碳质圆柱体和金属导体坯件径向向内宽度的延伸会压缩注塑支承体的空间，使得支承体的成型体积较小，强度变弱，影响径向换向器的使用寿命;当碳质圆柱体和金属导体坯件的金属化端面的径向宽度较小时，能够保证注塑支承体的空间，但是两个金属化端面的焊接面积会变小，导致两个金属化端面之间的焊接强度变弱，在生产制造或者径向变换器的后续使用过程中容易造成碳质圆柱体和金属坯件的脱落。
[0005]综上所述，如何同时满足提高碳质圆柱体与金属导体坯件沿轴向组装的结构稳定性以及碳质圆柱体和金属导体坯件内部注塑支承体的强度要求是现有技术尚未解决的难题。
【实用新型内容】
[0006]因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的径向换向器无法同时满足提高碳质圆柱体与金属导体坯件沿轴向组装的强度稳定性以及碳质圆柱体和金属导体坯件内部注塑支承体强度要求的技术缺陷。
[0007]为此，本实用新型提供一种径向碳质换向器，包括:一个由绝缘材料制成的圆柱体形支承体、多个金属导体连接片和同样数量的与这些金属导体连接片导电连接的碳质弧形体，该径向换向器具有环状封闭的圆柱形的表面，碳质弧形体围成带有多个第二切槽的碳质圆柱体，多个碳质弧形体与多个金属导体连接片导电连接的轴向端面为封闭端面，另一端为敞口，所述敞口至封闭端面形成用于容置支承体的空杯腔，封闭端面的中央开设一直径小于空杯腔内径的通孔，对碳质圆柱体的封闭端面进行金属化处理；多个金属导体连接片焊接固定在碳质圆柱体的开设有通孔的封闭端面上，该碳质圆柱体的封闭端面与多个金属导体连接片的相应轴向端面之间形成多个呈扇形形状的焊接连接面。
[0008]优选地，金属导体连接片与碳质圆柱体之间形成的焊接连接面沿径向延伸的宽度尺寸与碳质圆柱体的筒壁厚度尺寸的比例为2-5。
[0009]优选地，金属导体连接片与碳质圆柱体之间形成的焊接连接面沿径向延伸的宽度尺寸与碳质圆柱体的筒壁厚度尺寸的比例为3。
[0010]优选地，封闭端面沿周向开设有均匀分断封闭端面的多个第一切槽，第一切槽与第二切槽沿轴向一一对应，并且第一切槽沿轴向切割至第二切槽。
[0011]优选地，空杯腔的内壁轴向位置向外凹陷形成若干沿周向均匀分布的异型槽，异型槽沿轴向贯穿碳质圆柱体的非封闭端面，相邻异型槽之间形成异型部，第一切槽与异型槽一一对应相连通，支承体与碳质圆柱体通过异型槽和异型部连接固定。
[0012]优选地，异型槽为宽度沿径向向外增大的燕尾槽。
[0013]优选地，多个金属导体连接片围成一金属导体坯件，金属导体坯件具有一平板状环形的基体，基体安装在碳质圆柱体的封闭端面上，碳质圆柱体的第一切槽沿轴向贯穿金属导体坯件以形成等分断开的金属导体连接片；
[0014]支承体包覆于金属导体还件外，并成型于碳质圆柱体中。
[0015]优选地，基体的外径小于碳质圆柱体的外径，基体的内径大于等于通孔的直径。
[0016]优选地，基体的外周表面沿径向向外放射延伸形成有若干挂线钩，第一切槽位于相邻挂线钩之间，并且挂线钩伸出支承体外。
[0017]优选地，基体的上表面径向内侧对应于每一挂线钩向上向外延伸形成有若干第一倒钩，基体的上表面径向外侧位于每一挂线钩的两侧向上向内延伸形成有若干第二倒钩，支承体包覆在基体外，并通过第一倒钩和第二倒钩与基体连接固定。
[0018]优选地，碳质圆柱体为石墨圆柱体，金属导体连接片为铜片，支承体为绝缘材料。
[0019]本实用新型实施例提供的径向碳质换向器具有如下优点:
[0020]1.本实用新型提供的径向碳质换向器，由于碳质弧形体围成带有多个第二切槽的碳质圆柱体;多个碳质弧形体与多个金属导体连接片导电连接的轴向端面为封闭端面，另一端为敞口，所述敞口至封闭端面形成用于容置支承体的空杯腔，封闭端面的中央开设一直径小于空杯腔内径的通孔，多个金属导体连接片焊接固定在碳质圆柱体的开设有通孔的封闭端面上，该碳质圆柱体的封闭端面与多个金属导体连接片的相应轴向端面之间形成多个呈扇形形状的焊接连接面，进而增大了碳质圆柱体与金属导体连接片之间的焊接面积，提高了碳质圆柱体与金属导体连接片沿轴向组装的强度稳定性；同时，也保证了碳质圆柱体内部注塑支承体所需的强度要求。
[0021]2.本实用新型提供的径向碳质换向器，由于封闭端面沿周向开设有均匀分断封闭端面的多个第一切槽，第一切槽与第二切槽沿轴向一一对应，并且第一切槽沿轴向切割至所述第二切槽，进而通过切割第一切槽和第二切槽以将碳质圆柱体分隔形成相互断开的碳质弧形体。
[0022]3.本实用新型提供的径向碳质换向器，由于空杯腔的内壁轴向位置向外凹陷形成若干沿周向分布的异型槽，异型槽沿轴向贯穿碳质圆柱体的非封闭端面，相邻异型槽之间形成异型部，第一切槽与异型槽一一对应相连通，支承体与碳质圆柱体通过异型槽和异型部连接固定，进而保证了支承体与碳质圆柱体之间结合安装的稳固性。
[0023]4.本实用新型提供的径向碳质换向器，通过将异型槽设计为宽度沿径向向外增大的燕尾槽，进而增大了异型部与支承体之间的径向的拉力，使其不易发生变形，从而提高了制得的径向碳质换向器功能的稳定性，提高了使用寿命。
[0024]5.本实用新型提供的径向碳质换向器，由于多个金属导体连接片围成一金属导体坯件，金属导体坯件具有一平板状环形的基体，基体安装在碳质圆柱体的封闭端面上，进而可以通过基体与封闭端面的合理适配，增大了金属导体坯件与碳质圆柱体之间的焊接面积；同时，又由于碳质圆柱体的第一切槽沿轴向贯穿金属导体坯件，进而在实现构成碳质圆柱体的多个碳质弧形体之间的相互断开的同时，也实现了多个金属导体连接片各自独立断开。除此之外支承体包覆于金属导体坯件外，并成型于碳质圆柱体中，进而实现了支承体的与金属导体连接片和碳质弧形体之间的安装固定。
[0025]6.本实用新型提供的径向碳质换向器，由于基体的外径小于碳质圆柱体的外径，基体的内径大于等于通孔的直径，进而在实现支承体注塑成型于金属导体连接片和碳质圆柱体上的同时，也增大了金属导体连接片和碳质圆柱体之间的焊接面积，从而提高碳质圆柱体与金属导体连接片沿轴向组装的强度稳定性。
[0026]7.本实用新型提供的径向碳质换向器，由于基体的外周表面沿径向向外放射延伸形成有若干挂线钩，第一切槽位于相邻挂线钩之间，并且挂线钩伸出支承体外，进而保证了成型于支承体上的各个挂线钩之间的独立断开。
[0027]8.本实用新型提供的径向碳质换向器，通过在基体的上表面径向内侧对应于每一挂线钩向上向外延伸形成有若干第一倒钩，基体的上表面径向外侧位于每一挂线钩的两侧向上向内延伸形成有若干第二倒钩，支承体包覆在基体外，并通过第一倒钩和第二倒钩与基体固定，进而增大了基体与支承体之间沿径向和轴向的拉力，使其不易发生变形，从而提高了制得的径向碳质换向器功能的稳定性，提高了使用寿命。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】的技术方案，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对实用新型作进一步详细说明。
[0029]图1为本实用新型的径向碳质换向器的碳质圆柱体的立体图。
[0030]图2为本实用新型的径向碳质换向器的金属导体坯件的立体图。
[0031]图3为图2、图3所示径向碳质换向器的金属导体坯件组装在碳质圆柱体上的示意图。
[0032]图4为图3所示径向碳质换向器的第一切槽的示意图。
[0033]图5为图4所示径向碳质换向器的注塑成型支承体的立体图。
[0034]图6为图5所示径向碳质换向器的挂线钩进行弯折的示意图。
[0035]图7为图6所示径向碳质换向器的第二切槽的示意图。
[0036]图8为图7所示径向碳质换向器的剖视图。
[0037]图中各附图标记说明如下。
[0038]1-支承体;11-表面;2-金属导体还件;21-金属导体连接片；
[0039]22-基体;23-挂线钩;24-第一倒钩;25-第二倒钩;3_碳质圆柱体；
[0040]31-碳质弧形体;32-封闭端面;33-通孔;34-空杯腔;35-异型槽；
[0041 ]36-异型部;41-第一切槽;42-第二切槽。
【具体实施方式】
[0042]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0043]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0044]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定安装，也可以是可拆卸安装，或一体地安装;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0045]此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0046]实施例1
[0047]本实施例提供一种径向碳质换向器，如图1至图8所示，包括一个由绝缘材料制成的圆柱体形支承体1、多个金属导体连接片21和同样数量的与这些金属导体连接片21导电连接的碳质弧形体31，该径向换向器具有环状封闭的圆柱形的表面11，碳质弧形体31围成带有多个第二切槽42的碳质圆柱体3，多个碳质弧形体31与多个金属导体连接片21导电连接的轴向端面为封闭端面32，另一端为敞口，敞口至封闭端面32形成用于容置支承体I的空杯腔34，封闭端面32的中央开设一直径小于空杯腔34内径的通孔33，对碳质圆柱体3的封闭端面32进行金属化处理；多个金属导体连接片21焊接固定在碳质圆柱体3的开设有通孔33的封闭端面32上，该碳质圆柱体3的封闭端面32与多个金属导体连接片21的相应轴向端面之间形成多个呈扇形形状的焊接连接面(图中未标示)。
[0048]上述径向碳质换向器，由于碳质弧形体31围成带有多个第二切槽42的碳质圆柱体3，多个碳质弧形体31与多个金属导体连接片21导电连接的轴向端面为封闭端面32，另一端为敞口，敞口至封闭端面32形成用于容置支承体I的空杯腔34，封闭端面32的中央开设一直径小于空杯腔34内径的通孔33，多个金属导体连接片21焊接固定在碳质圆柱体3的开设有通孔33的封闭端面32上，该碳质圆柱体3的封闭端面32与多个金属导体连接片21的相应轴向端面之间形成多个呈扇形形状的焊接连接面，进而增大了碳质圆柱体3与金属导体连接片21之间的焊接面积，提高了碳质圆柱体3与金属导体连接片21沿轴向组装的强度稳定性；同时，也保证了碳质圆柱体3内部注塑支承体I所需的强度要求。
[0049]作为优选的实施方式，金属导体连接片21与碳质圆柱体3之间形成的焊接连接面沿径向延伸的宽度尺寸与碳质圆柱体3的筒壁厚度尺寸的比例为2-5。
[0050]作为优选的实施方式，金属导体连接片21与碳质圆柱体3之间形成的焊接连接面沿径向延伸的宽度尺寸与碳质圆柱体3的筒壁厚度尺寸的比例为3。
[0051]作为优选的实施方式，如图1所示，封闭端面32沿周向开设有均匀分断封闭端面32的多个第一切槽41，第一切槽41与第二切槽42沿轴向一一对应，并且第一切槽41沿轴向切割至第二切槽42，进而通过切割第一切槽41和第二切槽42以将所述碳质圆柱体3分隔形成相互断开的碳质弧形体31。
[0052]作为优选的实施方式，如图1所示，空杯腔34的内壁轴向位置向外凹陷形成若干沿周向分布的异型槽35，异型槽35沿轴向贯穿碳质圆柱体3的非封闭端面，相邻异型槽35之间形成异型部36，第一切槽41与异型槽35—一对应相连通，支承体I与碳质圆柱体3通过异型槽35和异型部36连接固定，进而保证了支承体I与碳质圆柱体3之间结合安装的稳固性。
[0053]作为优选的实施方式，异型槽35为宽度沿径向向外增大的燕尾槽，进而增大了异型部36与支承体I之间的径向的拉力，使其不易发生变形，从而提高了制得的径向碳质换向器功能的稳定性，提高了使用寿命。
[0054]作为优选的实施方式，如图2和图4所示，多个金属导体连接片21围成一金属导体坯件2，金属导体坯件2具有一平板状环形的基体22，基体22安装在碳质圆柱体3的封闭端面32上，碳质圆柱体3的第一切槽41沿轴向贯穿金属导体坯件2以形成等分断开的金属导体连接片21;支承体I包覆于金属导体坯件2外，并成型于碳质圆柱体3中，如图5所示。
[0055]上述径向碳质换向器，由于多个金属导体连接片21围成一金属导体还件2，金属导体坯件2具有一平板状环形的基体22，基体22安装在碳质圆柱体3的封闭端面32上，进而可以通过基体22与封闭端面32的合理适配，增大了金属导体坯件2与碳质圆柱体3之间的焊接面积，同时;又由于碳质圆柱体3的所述第一切槽41沿轴向贯穿所述金属导体坯件21，进而在实现构成碳质圆柱体3的多个碳质弧形体31之间的相互断开的同时，也实现了多个金属导体连接片21的各自独立断开。除此之外支承体I包覆于金属导体坯件2外，并成型于碳质圆柱体3中，进而实现了支承体I的与金属导体连接片2和碳质弧形体3之间的安装固定。
[0056]作为优选的实施方式，基体22的外径小于碳质圆柱体3的外径，基体22的内径大于等于通孔33的直径，进而在实现支承体I注塑成型于金属导体连接片21和碳质圆柱体3上的同时，也增大了金属导体连接片21和碳质圆柱体3之间的焊接面积，从而提高碳质圆柱体3与金属导体连接片21沿轴向组装的强度稳定性。
[0057]作为优选的实施方式，如图2至图6所示，基体22的外周表面沿径向向外放射延伸形成有若干挂线钩23，第一切槽41位于相邻挂线钩23之间，并且挂线钩23伸出支承体I外，进而保证了成型于支承体I上的各个挂线钩23之间的独立断开。
[0058]作为优选的实施方式，如图2所示，基体22的上表面径向内侧对应于每一挂线钩23向上向外延伸形成有若干第一倒钩24，基体22的上表面径向外侧位于每一挂线钩23的两侧向上向内延伸形成有若干第二倒钩25，支承体I包覆在基体22外，并通过第一倒钩24和第二倒钩25与基体22固定。进而增大了基体22与支承体I之间沿径向和轴向的拉力，使其不易发生变形，从而提高了制得的径向碳质换向器功能的稳定性，提高了使用寿命。
[0059]作为优选的实施方式，碳质圆柱体3为石墨材料，在本实施例中为石墨圆柱体;金属导体连接片21为铜片，在本实施例中为无氧铜或无氧银铜合金;支承体I为绝缘材料，在本实施例中为绝缘热固性材料。
[0060]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或者替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种径向碳质换向器，包括:一个由绝缘材料制成的圆柱体形支承体(I)、多个金属导体连接片(21)和同样数量的与这些金属导体连接片(21)导电连接的碳质弧形体(31)，该径向换向器具有环状封闭的圆柱形的表面(11)，其特征在于，所述碳质弧形体(31)围成带有多个第二切槽(42)的碳质圆柱体(3)，多个所述碳质弧形体(31)与多个所述金属导体连接片(21)导电连接的轴向端面为封闭端面(32)，另一端为敞口，所述敞口至所述封闭端面(32)形成用于容置所述支承体(I)的空杯腔(34)，所述封闭端面(32)的中央开设一直径小于所述空杯腔(34)内径的通孔(33)，对碳质圆柱体(3)的封闭端面(32)进行金属化处理;多个所述金属导体连接片(21)焊接固定在所述碳质圆柱体(3)的开设有通孔(33)的封闭端面(32)上，该碳质圆柱体(3)的封闭端面(32)与多个所述金属导体连接片(21)的相应轴向端面之间形成多个呈扇形形状的焊接连接面。2.根据权利要求1所述的径向碳质换向器，其特征在于，所述金属导体连接片(21)与所述碳质圆柱体(3)之间形成的焊接连接面沿径向延伸的宽度尺寸与所述碳质圆柱体(3)的筒壁厚度尺寸的比例为2-5。3.根据权利要求2所述的径向碳质换向器，其特征在于，所述金属导体连接片(21)与所述碳质圆柱体(3)之间形成的焊接连接面沿径向延伸的宽度尺寸与所述碳质圆柱体(3)的筒壁厚度尺寸的比例为3。4.根据权利要求1-3中任一所述的径向碳质换向器，其特征在于，所述封闭端面(32)沿周向开设有均匀分断所述封闭端面(32)的多个第一切槽(41)，所述第一切槽(41)与所述第二切槽(42)沿轴向一一对应，并且所述第一切槽(41)沿轴向切割至所述第二切槽(42)。5.根据权利要求4所述的径向碳质换向器，其特征在于，所述空杯腔(34)的内壁轴向位置向外凹陷形成若干沿周向均匀分布的异型槽(35)，所述异型槽(35)沿轴向贯穿所述碳质圆柱体(3)的非封闭端面，相邻所述异型槽(35)之间形成异型部(36)，所述第一切槽(41)与所述异型槽(35)—一对应相连通，所述支承体(I)与所述碳质圆柱体(3)通过所述异型槽(35)和异型部(36)连接固定。6.根据权利要求5所述的径向碳质换向器，其特征在于，所述异型槽(35)为宽度沿径向向外增大的燕尾槽。7.根据权利要求5或6所述的径向碳质换向器，其特征在于，所述多个金属导体连接片(21)围成一金属导体坯件(2)，所述金属导体坯件(2)具有一平板状环形的基体(22)，所述基体(22)安装在所述碳质圆柱体(3)的封闭端面(32)上，所述碳质圆柱体(3)的所述第一切槽(41)沿轴向贯穿所述金属导体坯件(2)以形成等分断开的所述金属导体连接片(21); 所述支承体(I)包覆于所述金属导体坯件(2)外，并成型于所述碳质圆柱体(3)中。8.根据权利要求7所述的径向碳质换向器，其特征在于，所述基体(22)的外径小于所述碳质圆柱体(3)的外径，所述基体(22)的内径大于等于所述通孔(33)的直径。9.根据权利要求8所述的径向碳质换向器，其特征在于，所述基体(22)的外周表面沿径向向外放射延伸形成有若干挂线钩(23)，所述第一切槽(41)位于相邻所述挂线钩(23)之间，并且所述挂线钩(23)伸出所述支承体(I)外。10.根据权利要求9所述的径向碳质换向器，其特征在于，所述基体(22)的上表面径向内侧对应于每一所述挂线钩(23)向上向外延伸形成有若干第一倒钩(24)，所述基体(22)的上表面径向外侧位于每一所述挂线钩(23)的两侧向上向内延伸形成有若干第二倒钩(25)，所述支承体(I)包覆在所述基体(22)外，并通过所述第一倒钩(24)和所述第二倒钩(25)与所述基体(2 2)连接固定。11.根据权利要求1-3中任一项所述的径向碳质换向器，其特征在于，所述碳质圆柱体(3)为石墨圆柱体，所述金属导体连接片(21)为铜片，所述支承体(I)为绝缘材料。
【文档编号】H01R39/04GK205670613SQ201620556818
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】张浩宇, 王裕芳
【申请人】深圳市凯中精密技术股份有限公司