CN1010149B - 一种换向器 - Google Patents

一种换向器

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Abstract

一个预先装配好的换向器，其换向片和换向器基座在将换向器装到电动机电枢上去之前就形成为一个单元部件，而且它能通过机械连接来连接到电枢绕组而无需加热。该换向器包括有一个换向器基座(10)、若干换向片(12)以及将换向片固定在该基座上的装置(20、22)。每个换向片有一个整体的端子(14)，该端子备有一槽孔(28)；该槽孔是一端开口以容纳电枢绕组的接线部分的，它并被布置成以致在使用中可跨装并紧夹该接线部分以便在换向片与电枢绕组之间形成电连接。

Description

本发明涉及电动机电枢的一种换向器。
在第2，128，818B号英国专利中，描述了在电枢绕组与换向片之间的连接方法，该连接方法可不用加热的方法，而用绝缘偏移法来实现连接，用绝缘偏移法，具有绝缘包层的导线是被用力压入一个比该线径较窄的槽孔中的，以便在与换向片构成整体的端子和导线之间可形成一种完全的金属与金属的接触。
在前述专利中，各换向片是装在包含多个为容纳前述端子的整体端子座的基座上的。当该基座装在电枢的转轴上时，各换向片必须是附装在该基座上的。
本发明的目的是为电动机的电枢提供一种预先装配好的换向器，该换向器包括一个换向器基座、多个换向片以及将换向片固定在基座上的装置，每个换向片均配有一条槽，槽的一端被开口以容纳电枢绕组接线部分、同时将槽布置成为使换向片与电枢绕组电连接而使得使用中跨装并紧夹所述接线部分。
所谓“预先装配好的”，是指在换向器被装到电动机电枢上之前，其各换向片和换向器基座是形成一个组件的。
本发明的换向器可脱离电动机的其它部分而单独地制作，并可无需加热地连接到电枢绕组来实现连接。此外，例如在圆筒形换向器的情况下，换向片可以在换向器基座上加工（如果需要的话），以便在使用中为电刷机构提供一种正圆筒形表面。
现将对本发明，通过举例，参考附图而作更具体的描述，在这些附 图中：
图1是本发明的预先装配好的换向器的一个实施例的透视图;
图2是换向片和端子胚件的平面图;
图3是图2中所示的端子部分的放大图;
图4是与装配好的换向器配合并组成电枢的一部分的端子支架的平面图，该支架被部分地以剖面示出以便说明其端子座之一的结构;
图5是被连接到图4的支架的图1的装配好的换向器的垂直剖面图;以及
图6是本发明的预先装配好的换向器的另一实施例的部件分解透视图。
首先参考图1，图中所示的换向器中包括一个最好是由一种例如酚醛树脂的热凝塑料制成或由涂复一层金属氧化物绝缘层的金属（即阳极化铝）制成的换向器基座10和多个（图中为三个）铜换向片12，每个换向片拥有一个整体的端子14。
基座10基本上是正圆筒形的，它的一端有三个径向向外延伸的弧状凸耳16，这些凸耳16是环绕基座10的圆周而等间距隔开以在其间限定各换向片12端子14所被定位的凹口。
基座10的另一端有三个纵向凹槽18，这些凹槽18的外端是被切去以与基座10的圆筒形外表面相符合。这些凹槽18可容纳配置于换向片12上远离端子14的那端的凸片20，以帮助把换向片固定在基座上。作为凸片20和凹口18的一种替换方式，换向片12可具备固定在与基座的所述另一端成整体的对应支柱上的整体结构。
在换向片12上装有一个作为紧配合的环22，同时该环22向下压靠在凸耳16上。该环22可进一步帮助把换向片12固定在基座10上。该环22在换向器被连接到电动机的电枢以后就可剪去，或者，如果它是由电阻性或电绝缘材料制成的，则仍可留在换向器上。
换向片12也可粘接在基座10上，这就使换向片更加易于加工。然而在这种情况下换向片的底面最好具有某种结构以增加其表面面积并为粘接剂提供凹处。
在图2中示出了一个换向片12和端子14的组合件的胚件。在换向片12的前端设有宽度减小的凸片20，并且该凸片20有一个从中央压制出的卡簧片24，该卡簧片24可强迫卡入基座10的材料中，以便将凸片20牢固地嵌制在凹槽18内（图1）。在其后端，该换向片12被连接到端子14。该端子14是矩形的，其短轴线是与换向片12的纵向轴线是重合的。该端子14有一个中央切口部分26，它不但与端子14的长轴线而且与端子14的短轴线对称。切口26的宽度从端子中心处的最大宽度减小到终止于切口部分26两端的钥匙孔状切口部分28。在端子14的短轴线的两侧上，沿着离换向片12最远的边缘上各设有一个三角形倒齿30。
正如从图1可看出，换向片12是制成与圆筒形基座10的外半径相对符合的弧状的。凸片20向下并沿着换向片12的长度往回延伸，其卡簧片24是凸出于凸片20的下方的。端子14被从换向片12竖直地弯起;而端子14的两臂32，它包括各自的钥匙孔状部分28，被弯成与该端子的中央部分成90°。因此其两臂32可相平行地并与换向片12的纵向轴线平行地，沿着换向片的长度向前延伸。端子14的自由端36在两臂32已弯成互相平行时被弯成可互相相对地倾斜。
图3示出图2的端子14的一半的放大图。示出的区域38在中心部分34和臂32之间出现弯曲。也示出区域40在臂32和尽端部分36之间出现弯曲。但是，图3的主要目的是要说明钥匙孔状切口部分28的详细结构。就是这个特性保证了与电枢接触。从切口部分26的中心到钥匙孔状切口部分28的起始处的尺寸缩减提供了为把臂32引导到绕组部分上去的漏斗。在进入钥匙孔部分28的一段短距离处设有两片刀片42，该刀片42各有凸入切口部分28的锋利刀刃44。该刀片最好是由精密的冲压工序形成的。 另一方案，正如所示，刀片42是从臂32上形成的，并且是从那里部分地分割出来，以使锋利刀刃44可被有弹力地推入切口部分28。沿着切口部分28，在刀片42后面有一个进一步缩减的宽度。切口部分28的圆形端46可保证切口部分28的各边缘具有对由绕组部分将它张开的一定弹力。
图4和图5示出一个与装配好的换向器配合并形成电动机电枢的部件的端子支架。该支架呈用模压热塑塑料（例如热软性尼龙）（thermosoftening    nylon）制成的支座48的形状。该支座48被牢固地装在电动机电枢转轴（未示出）上，它包括三个端子座50和一个用来使端子座50与电枢叠片组的基座隔开的轴套部分52。
该三个端子座50在围绕支座48的圆周上是等间距隔开的。每个端子座50是用来实现电枢绕组的相应部分与其中一个换向片12之间的连接的。
图4示出其中一个端子座50的剖面。该端子座有各侧壁54、一个端壁56和一个套盖58。该端壁56与轴套部分52邻接，开口60背向套筒部分52。各侧壁是与支座48的纵向轴线是平行的。
一个凸台62从端壁56内表面的中央凸起，并在端子座50内延伸一段接近于侧壁54的一半长度。该凸台62平行于支座48的纵向轴线而延伸，并且是仅仅由端壁56连接到支座48的，端子座50的每个侧壁54有一个槽64，槽64从端子座50开口端，平行于支座48的纵向轴线而延伸一段终止到凸台62的自由端面上的长度。电枢绕组的一部分66穿过其中一个端子座50中的诸槽64，同时该绕组部分66就靠在凸台62的尽端上。各侧壁54的外表面是被斜削过的，以便有利于绕组部分66进入槽孔64。
该电枢可组装如下：
首先将支座48放置在电枢转轴上，其轴套部分52是靠在叠片组的基座上的。通过将引线端66放进设在端子座的各个侧壁54中的槽64中而将电枢绕组的引线插入端子座50中。
将引线66向后拉入端子座50直到引线靠在凸台62上为止。从此时开 始就绕制第一电枢线圈。在绕完第一线圈时，该电枢就转换角度，于是该引线就以同样方式放入下一个端子座50而不会破坏引线66的连续性。
重复这一工序，直到所有的线圈都已绕成为止，然后将绕组的尾端放入第一端子座50的槽64内，并将其向后推，直到它邻接到在绕制成过程开始时靠在凸台62上的引线端为止。然后将引线66切断，将电枢从绕制机上取下。
此刻，该支座48拥有一个包括布放在每个端子座50中的绝缘导线（例如漆包线的）的绕组部分66。每个绕组部分66是受到张力的，并且被拉紧靠在相应的凸台62上。
于是预先装配好的换向器就被沿着电枢转轴滑入，各端子14是与其各端子座50是对准的。当各端子14接近夹持在各端子座50中的绕组部分66时，由切口部分28形成的各槽在引线66上移过。当槽在引线66上移过时，刀片42的锋利刀刃44就割破已变形的引线66的绝缘层，该槽是由切口部分28形成的，并且是比线径更窄的，从而就在引线66和端子14之间形成紧密的金属与金属的接触了。
凸耳16在各端子座50之间装入支座48。各倒齿30紧卡端子座50的套盖58，因而可将端子14卡住在端子座50内。
在图6中所示的预先装配好的换向器与上面描述的主要区别在于：基座10′和支座48′是形成为一个整体的塑料模件;端子14′的臂32′具有钥匙孔状槽28′，该槽在现有臂32′的自由端是开口的;以及端子座50′没有凸台62。因此端子座50′是换向器基座10′的整体部分，而端子14′在将换向器装到电动机电枢上去之前是位于端子座50′中的。但是，既然是这样，换向器必须在绕制电枢之前装到电枢转轴上去。在绕制期间，该绕组的接线部分被引入该端子座的槽孔64′和钥匙孔状槽孔28′，槽64′的内端防止接线部分进入槽28′的圆形部分。图6的换向器也是一个拥有五个端子座50′的五片换向器。
所述实施例仅作为举例说明，而对本专业的技术人员来说，他们将会清楚知道在不脱离所附的权利要求书中所规定的范围情况下的各种各样的改进。例如：可以通过把基座粘结或模压入一个包含换向片的模具中的方法而把换向片单独固定到换向器基座上。如果是被粘结到换向器基座的话，则换向片的底面最好是构成如上述那样的，以加强粘结。端子14可以设计成只有一个臂32，或者可以有多于两个臂32。换向器可以用带有排列在垂直于电枢轴线的单一平面中的诸换向片的面板型换向器来代替所示的圆筒形换向器。此外绕组的接线部分可以预先除去绝缘层，而不需要配置刀片42。
本发明是特别（而不是唯一）适用于分数马力电动机的换向器的。

Claims (11)

1、一种电动机的电枢用的一种预先装配好的换向器，其特征在于：它包括一个换向器基座，若干换向片和把该换向片固定在该基座上的装置，每个换向片有一个整体的端子，该端子配有一个一端开口以容纳一个绕组的一个接线部分的槽，并且该槽被布置得以致在使用中可跨装并紧夹所述接线部分，以便将该换向片与该电枢绕组电连接。
2、如权利要求1中所要求的换向器，其特征在于：其中该基座有若干径向向外凸起的凸耳，该凸耳在围绕基座的圆周上是被等间距隔开的，而该端子是位于相应各对相邻凸耳之间的。
3、如权利要求1或2中所要求的换向器，其特征在于：其中将换向片固定在基座上的所述装置包括有在每个换向片远离其端子的一端和在该基座上的互补的啮合装置。
4、如权利要求1、2或3中所要求的换向器，其特征在于：其中该换向片是圆筒形的，其中将该换向片固定在基座上的所述装置包括一个紧紧围绕诸换向片的环。
5、如权利要求1或2中所要求的换向器，其特征在于：其中诸换向片均被粘接到该基座上，各换向片的底面被构成可增加其表面面积的结构。
6、如权利要求1至5中的任一项所要求的换向器，其特征在于：其中每个端子有两个用以在该接线部分被引入槽孔时切开该接线部分的绝缘层的刀刃，以在该接线部分和该端子之间形成电连接。
7、如权利要求1至6中任一项所要求的换向器，其特征在于：其中每个端子至少有两个各有一个所述槽的平行臂。
8、如权利要求1至7中任一项所要求的换向器，其特征在于：其中每个端子有一个用以将所述端子紧卡在一个装在电枢上相应的端子座中的倒齿。
9、如权利要求1至8中任一项所要求的换向器，其特征在于：其中该换向器基座是由热凝塑料制成的。
10、如权利要求1至8中任一项所要求的换向器，其特征在于：其中该换向器基座是由配置有一层金属氧化物绝缘层的金属制成的。
11、如前面的权利要求中任一项所要求的与端子支架相配合的一种预先装配好的换向器，其特征在于：该端子支架是可装在电枢转轴上的，并且拥有若干用以容纳该换向片端子的端子座。
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