一种铜壳及具有其的换向器的制作方法

本实用新型涉及换向器技术领域，具体涉及一种铜壳及具有其的换向器。

背景技术：

电机在转动时，每转一周相关绕组线圈会两次经过同一定向磁场，这样就会使该绕组中的感应电流发生方向的改变，换向器的作用就是使输出的电流方向不变。换向器作为有刷电机的主要部件之一，在电机马达上应用广泛。

现有技术中换向器的结构如图1所示，包括石墨片01，沿周向所述石墨片01被均匀分成若干个石墨块02，且每一个石墨块02上都通过焊料焊接有一导体连接片03，导体连接片03包括用于焊接在石墨块02上的连接部分04和与连接部分04连接的焊接部分05，焊接部分05上设有挂线钩06,外接绕组线焊接在所述焊接部分05和挂线钩06之间。

在生产换向器的实际工作中，发明人发现，当在焊接部分05和挂线钩06之间焊接外接绕组线时，位于连接部分04和石墨块02之间的焊料有时会熔化并进入相邻的两个石墨块02之间，使这两个石墨块02短路，进而导致换向器的换向功能失效，这种换向器无法使用，只能报废；另外，焊料熔化后，石墨与焊接部分04之间的接触不完整，容易出现脱离或松动，也会导致换向器丧失换向功能或导致换向功能异常。这种现象偶尔发生，并未引起大家的重视，发明人经过长时间的认真观察总结，发现总是在靠近石墨块02外圆周的位置，也即图1所示靠近焊接部分05的连接部分04底部出现焊料熔化的现象，进而流入相邻的两个石墨块02之间造成短路。发明人经过认真考察生产换向器的实际工作过程，发现当将外接绕组线焊接在焊接部分05和挂线钩06之间时，如果焊接温度较高，热量就会通过焊接部分05传递到连接部分04，由于靠近焊接部分05的连接部分04温度升高最为明显，因而热量传递到该部分后，引起了焊料熔化，进而出现上述短路问题。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的铜壳在焊接外接绕组线时，热量容易从焊接部传递到连接部分引发焊料熔化，导致换向器功能丧失，以致换向器次品率高的技术缺陷，从而提供一种在焊接外接绕组时不易发生焊料熔化，不会丧失换向功能，因而换向器次品率低的铜壳。

本实用新型还提供一种具有上述铜壳的换向器。

为此，本实用新型提供一种铜壳，包括若干个沿周向均匀分布的导体连接片，且任意相邻的两个所述导体连接片之间通过可去除的桥接段连接；所述导体连接片具有适于与石墨盘连接的连接部，和用于与外接绕组线焊接连接的焊接部；

所述连接部包括第一部分，和一端与所述第一部分连接、另一端与所述焊接部连接的第二部分，所述连接部与所述石墨盘连接时，所述第一部分靠近所述石墨盘的圆心设置，所述第二部分具有沿所述铜壳周向布置的两个侧边；所述连接部底面为与焊接部垂直相连的平面；

当所述铜壳与所述石墨盘固定连接时，每一个所述侧边与与其最靠近的换向槽之间至少具有间隔距离，该间隔距离使得位于所述第二部分下方的所述焊料熔化后无法流入到所述换向槽内部。

作为一种优选方案，每个所述第二部分的两个所述侧边同时向对方侧凹陷形成凹槽，从而使两个所述侧边与与其最靠近的所述换向槽之间的距离均≥所述间隔距离。

作为一种优选方案，所述第二部分沿所述铜壳周向的圆弧长为所述焊接部沿所述铜壳周向外圆弧长的1/4～1/2；沿所述铜壳径向，所述凹槽的开口宽度为0.6～2.5mm。

本实用新型还提供一种换向器，包括：

绝缘基体；

石墨盘，包括若干个沿周向均匀分布的扇形石墨片，任意相邻的两个所述石墨片之间因具有换向槽而彼此绝缘；

铜壳，包括若干个沿周向均匀分布的导体连接片，且任意相邻的两个所述导体连接片之间绝缘断开；所述导体连接片具有用于与所述石墨片连接的连接部，和用于与外接绕组线焊接连接的焊接部；

焊料，位于所述石墨片和所述连接部之间，用于将若干个所述导体连接片一一对应地固定焊接在若干个所述石墨片上；

其特征在于：所述连接部包括靠近所述石墨盘圆心的第一部分，和一端与所述第一部分连接、另一端与所述焊接部连接的第二部分，所述第二部分具有沿所述铜壳周向布置的两个侧边，每一个所述侧边与与其最靠近的所述换向槽之间至少具有间隔距离，该间隔距离使得位于所述第二部分下方的所述焊料熔化后无法流入到所述换向槽内部。

作为一种优选方案，两个所述侧边同时向对方侧凹陷形成凹槽，从而使两个所述侧边与与其最靠近的所述换向槽之间的距离均≥所述间隔距离。

作为一种优选方案，所述石墨片沿所述石墨盘周向的外圆弧长≥所述焊接部沿所述铜壳周向的外圆弧长，所述第二部分沿所述铜壳周向的圆弧长为所述焊接部沿所述铜壳周向外圆弧长的1/4～1/2；沿所述铜壳径向，所述凹槽的开口宽度为0.6～2.5mm。

作为一种优选方案，所述第二部分沿所述铜壳周向的圆弧长为所述焊接部沿所述铜壳周向外圆弧长的1/3。

作为一种优选方案，相邻的两个所述导体连接片之间具有隔离空间，所述隔离空间内填充充有电木，用于阻挡所述第二部分下方的焊料熔化后向所述换向槽方向流动。

作为一种优选方案，所述间隔空间的宽度为所述焊接部沿所述铜壳周向外圆弧长的1/4～3/5。

作为一种优选方案，所述连接部沿所述铜壳轴向的厚度最小为1.4mm，用于吸收来自所述焊接部的热量以避免所述焊料受热熔化。

作为一种优选方案，位于相邻的两个所述导体连接片上的两个相对的连接部之间的距离为1～3.5mm。

作为一种优选方案，所述连接部用于与所述石墨片连接的第一端面为平面，所述石墨片用于与所述连接部连接的第二端面外侧设有台阶面，所述台阶面与所述第一端面之间具有间隙，所述间隙内部填充有电木，用于阻挡所述第二部分下方的焊料熔化后向外流出。

作为一种优选方案，所述台阶面距离所述第二端面的高度为0.2～0.5mm，所述台阶面沿径向的宽度为0.6～2.5mm。

本实用新型提供的铜壳及具有其的换向器，具有以下优点：

1.本实用新型提供一种铜壳，包括若干个沿周向分布的导体连接片，相邻的两个导体连接片之间通过可去除的桥接段(当将铜壳用于换向器时，将桥接段去除，可实现相邻两个导体连接片互相绝缘)连接，导体连接片包括连接部和焊接部，当导体连接片与石墨盘固定连接时，连接部包括靠近石墨盘圆心位置的第一部分，和一端与第一部分连接、另一端与焊接部连接的第二部分；第二部分具有沿铜壳周向布置的两个侧边，每一个侧边与与其最靠近的换向槽(石墨盘包括若干个石墨片，每一个石墨片与一个导体连接片固定连接，相邻两个石墨片之间具有使彼此绝缘的换向槽)之间都具有间隔距离，该间隔距离使得位于第二部分下方的焊料熔化后无法流入到上述换向槽内部；当在焊接部位置焊接外接绕组线时，即便是热量通过焊接部传递到了第二部分，使得位于第二部分下方的焊料发生熔化，由于上述间隔距离的设置，使得熔化的焊料不能进入到换向槽内，也就不会导致石墨片发生相间短路，进而也就不会导致换向器的换向功能丧失，因而能够降低换向器的次品率。

2.本实用新型的铜壳，每个第二部分的两个侧边向着对方侧凹陷形成凹槽，使两个侧边与与其最靠近的换向槽之间的距离大于等于上述间隔距离，这样的设计，可以使连接部在保持原有大小的情况下，使侧边与换向槽的间距满足上述间隔距离的要求；两个侧边向对方侧凹陷后形成宽度较小的颈部，当焊接部受热时，必须通过该宽度较小的颈部传递到连接部，由于该颈部的宽度小，传递热的效率差，因而可以减少热量的传递，避免连接部快速升温。

3.本实用新型提供一种换向器，包括石墨盘和铜壳，铜壳的连接部包括靠近圆心位置的第一部分，和一端与第一部分连接、另一端与焊接部连接的第二部分，第二部分具有沿铜壳周向布置的两个侧边，每一个侧边与与其最靠近的换向槽之间都具有间隔距离，该间隔距离使得位于第二部分下方的焊料熔化后无法流入到上述换向槽内部；当在焊接部位置焊接外接绕组线时，即便是热量通过焊接部传递到了第二部分，使得位于第二部分下方的焊料发生熔化，上述间隔距离的设置，使得熔化的焊料不能进入到换向槽内，也就不会导致石墨片发生相间短路，进而也就不会导致换向器的换向功能丧失，因而能够降低换向器的次品率。

4.本实用新型的换向器，上述的两个侧边向着对方侧凹陷形成凹槽，使两个侧边与与其最靠近的换向槽之间的距离大于等于上述间隔距离，这样的设计，可以使连接部在保持原有大小的情况下，使侧边与换向槽的间距满足上述间隔距离的要求；两个侧边向对方侧凹陷后形成宽度较小的颈部，当焊接部受热时，必须通过该宽度较小的颈部传递到连接部，由于该颈部的宽度小，传递热的效率差，因而可以减少热量的传递，避免连接部快速升温。

5.本实用新型的换向器，当石墨片沿石墨盘周向的外弧长不小于焊接部沿铜壳周向的外弧长时，只需控制第二部分沿铜壳周向的外弧长为焊接部沿铜壳周向外弧长的1/4～1/2，最优为1/3，即能保证第二部分下方的焊料熔化后不会进入到与其最接近的换向槽中，方便生产制造。

6.本实用新型的换向器，相邻的两个导体连接片之间具有间隔空间，间隔空间内填充有电木，当焊接区的温度过高，引发第二部分下方的焊料熔化时，电木可以对熔化后的焊料进行阻挡，阻止其向换向槽的方向流动。

7.本实用新型的换向器，连接部沿铜壳轴向的厚度最小为1.4mm，与现有技术中通常的连接部相比厚度更厚，能够吸收并均摊来自焊接部的温度，使连接部温度降低,减少第二部分下方焊料熔化的可能性。

8.本实用新型的换向器，铜壳连接部用于与石墨片连接的第一端面为平面，与现有技术中在铜壳底面设置台阶面相比，在将铜壳挤压成型时，不易损坏模具；石墨片上设置台阶面，并使台阶面与第一端面之间间隙，在间隙内填充电木，可阻挡第二部分下方的焊料熔化后向外流出。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术或本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式描述中所使用的附图作简单介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中换向器的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例中换向器的整体结构示意图。

图3是本实用新型实施例中铜壳的俯视图。

图4是本实用新型实施例中铜壳的仰视图。

图5是本实用新型实施例中铜壳的立体图。

图6是本实用新型实施例中石墨盘的立体图。

图7是图1的剖面图。

附图标记：01-石墨片，02-石墨块，03-导体连接片，04-连接部分，05-焊接部分，06-挂线钩；1-绝缘基体，2-石墨盘，21-石墨片，22-换向槽，23-台阶面，24-间隙，3-铜壳，30-导体连接片，31-连接部，32-焊接部，33-隔离空间，34-桥接段，41-第一部分，42-第二部分，43-侧边，44-凹槽。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案进行描述，显然，下述的实施例不是本实用新型全部的实施例。基于本实用新型所描述的实施例，本领域普通技术人员在没有做出其他创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，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。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。

实施例1

本实施例提供一种铜壳，如图3-5，并参考图2所示，包括若干个沿周向均匀分布的导体连接片30，且任意相邻的两个所述导体连接片30之间通过可去除的桥接段34连接；所述导体连接片30具有适于与石墨盘2连接的连接部31，和用于与外接绕组线焊接连接的焊接部32；所述连接部31包括第一部分41，和一端与所述第一部分41连接、另一端与所述焊接部32连接的第二部分42，所述连接部31与所述石墨盘2连接时，所述第一部分41靠近所述石墨盘2的圆心设置，所述第二部分42具有沿所述铜壳3周向布置的两个侧边43；所述连接部31底面为与焊接部32垂直相连的平面。

当所述铜壳3与所述石墨盘2固定连接时，每一个所述侧边43与与其最靠近的换向槽22之间至少具有间隔距离a，该间隔距离a使得位于所述第二部分42下方的所述焊料熔化后无法流入到所述换向槽22内部。

本实施例的铜壳，当在焊接部32位置焊接外接绕组线时，即便是热量通过焊接部32传递到了第二部分42，使得位于第二部分42下方的焊料发生熔化，由于上述间隔距离a的设置，使得熔化的焊料不能进入到换向槽22内，也就不会导致石墨片21发生相间短路，进而也就不会导致换向器的换向功能丧失，因而能够降低换向器的次品率。

每个所述第二部分42的两个所述侧边43同时向对方侧凹陷形成凹槽44，从而使两个所述侧边43与与其最靠近的所述换向槽22之间的距离均≥所述间隔距离a。这样的设计，可以使连接部32在保持原有大小的情况下，使侧边43与换向槽22的间距满足上述间隔距离a的要求；两个侧边43向对方侧凹陷后形成宽度较小的颈部，当焊接部32受热时，必须通过该宽度较小的颈部传递到连接部31，由于该颈部的宽度小，传递热的效率差，因而可以减少热量的传递，避免连接部31快速升温。

所述第二部分42沿所述铜壳3周向的圆弧长为P，所述焊接部32沿所述铜壳3周向外圆弧长为L。

需要指出的是，上述间隔距离a的数值不是固定的，当换向器尺寸较大时，所需的间隔距离a也较大，当换向器尺寸较小时，所需的间隔距离a也较小，一般情况下，间隔距离a≥0.3L。

优选的，所述第二部分42沿所述铜壳3周向的圆弧长P为所述焊接部32沿所述铜壳3周向外圆弧长L的1/4～1/2，优选是1/3；沿所述铜壳3径向，所述凹槽44的开口宽度b为0.6～2.5mm。

实施例2

本实施例提供一种换向器，如图2和图7所示，包括：绝缘基体1；石墨盘2，包括若干个沿周向均匀分布的扇形石墨片21，任意相邻的两个所述石墨片21之间因具有换向槽22而彼此绝缘；铜壳3，包括若干个沿周向均匀分布的导体连接片30，且任意相邻的两个所述导体连接片30之间绝缘断开；所述导体连接片30具有用于与所述石墨片21连接的连接部31，和用于与外接绕组线焊接连接的焊接部32；焊料，位于所述石墨片21和所述连接部31之间，用于将若干个所述导体连接片30一一对应地固定焊接在若干个所述石墨片21上；所述连接部31包括靠近所述石墨盘2圆心的第一部分41，和一端与所述第一部分41连接、另一端与所述焊接部32连接的第二部分42，所述第二部分42具有沿所述铜壳3周向布置的两个侧边43，每一个所述侧边43与与其最靠近的所述换向槽22之间至少具有间隔距离a，该间隔距离a使得位于所述第二部分42下方的所述焊料熔化后无法流入到所述换向槽22内部。

本实施例的换向器，当在焊接部32位置焊接外接绕组线时，即便是热量通过焊接部32传递到了第二部分42，使得位于第二部分42下方的焊料发生熔化，由于上述间隔距离a的设置，使得熔化的焊料不能进入到换向槽22内，也就不会导致石墨片21发生相间短路，进而也就不会导致换向器的换向功能丧失，因而能够降低换向器的次品率。

具体在本实施例中，如图4和图5所示，两个所述侧边43同时向对方侧凹陷形成凹槽44，从而使两个所述侧边43与与其最靠近的所述换向槽22之间的距离均≥所述间隔距离a。这样的设计，可以使连接部32在保持原有大小的情况下，使侧边43与换向槽22的间距满足上述间隔距离a的要求；两个侧边43向对方侧凹陷后形成宽度较小的颈部，当焊接部32受热时，必须通过该宽度较小的颈部传递到连接部31，由于该颈部的宽度小，传递热的效率差，因而可以减少热量的传递，避免连接部31快速升温。

本实施中，所述石墨片21沿所述石墨盘2周向的外圆弧长F≥所述焊接部32沿所述铜壳3周向的外圆弧长L，这时所述第二部分42沿所述铜壳3周向的圆弧长P为所述焊接部32沿所述铜壳3周向外圆弧长L的1/3，能保证第二部分42下方的焊料熔化后不会进入到与其最接近的换向槽22中，方便生产制造。本领域的技术人员，在满足所述石墨片21沿所述石墨盘2周向的外圆弧长F≥所述焊接部32沿所述铜壳3周向的外圆弧长L的情况下，可以自由设置所述第二部分42沿所述铜壳3周向的圆弧长P为所述焊接部32沿所述铜壳3周向外圆弧长L的1/4～1/2，都能满足要求，上述1/3是最优方案；沿所述铜壳3径向，所述凹槽44的开口宽度b为0.6～2.5mm。

具体在本实施例中，所述第二部分42沿所述铜壳3周向的圆弧长P为1.6mm，本领域的技术人员还可以设置该圆弧长P的长度在0.8～3mm范围内，都能实现发明目的。

如图2所示，相邻的两个所述导体连接片30之间具有隔离空间33，所述隔离空间33内填充充有电木，用于阻挡所述第二部分42下方的焊料熔化后向所述换向槽22方向流动。

所述间隔空间33的宽度E为所述焊接部32沿所述铜壳3周向外圆弧长L的1/3，本领域的技术人员，也可以将所述间隔空间33的宽度E设置为所述焊接部32沿所述铜壳3周向外圆弧长L的1/4～3/5。

本实施例中，间隔空间33的宽度E为2mm，间隔空间33的可选设置范围为：1～3.5mm。

如图2和图7所示，所述连接部31沿所述铜壳3轴向的厚度d最小为1.4mm，与现有技术中通常的连接部相比厚度更厚，能够吸收并均摊来自焊接部32的温度，使连接部31温度降低,减少第二部分42下方焊料熔化的可能性。本实施例中为2mm。位于相邻的两个所述导体连接片30上的两个相对的连接部31之间的距离C为1～3.5mm。

如图7所示，所述连接部31用于与所述石墨片21连接的第一端面为平面，所述石墨片21用于与所述连接部31连接的第二端面外侧设有台阶面23，所述台阶面23与所述第一端面之间具有间隙24，所述间隙24内部填充有电木，用于阻挡所述第二部分42下方的焊料熔化后向外流出。

本实施例中，所述台阶面23距离所述第二端面的高度为0.4mm，可选范围为0.2～0.5mm，所述台阶面23沿径向的宽度为1.2mm，可选范围为：0.6～2.5mm。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。