CN103269004A - 一种石墨换向器 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种石墨换向器，包括电木（1）、换向片（2）和石墨片（3），其特征在于，所述电木（1）、换向片（2）和石墨片（3）一体压注成型，所述换向片（2）为L型结构，换向片（2）的内侧分别设有突舌（5），其上端设有外翻边的钩脚（4），下端设有插脚（6），所述石墨片（3）被电木（1）完全包围，与换向片（2）固定成一体结构，石墨片（3）设有致密成型的第一凹槽（7），所述第一凹槽（7）与插脚（6）的形状相一致。本发明通过换向片和石墨片的结构及其连接关系的结合创新，提供一种成本低，石墨片不易破损，使用寿命长，在成型后石墨片、换向片和电木之间的有效抓紧力强的石墨换向器。

Description

一种石墨换向器

技术领域

本发明涉及一种电机上使用的换向器，更具体的说涉及一种石墨换向器。 

背景技术

换向器是直流永磁串激电动机上为了能够让电动机持续转动下去的一个部件。石墨换向器一般由铜换向片、石墨片和电木粉组成，在石墨片上设置铣槽，铜换向片安装在石墨片上，电木粉充满石墨片与铜换向片组成的整体。由于石墨片是一种易脆的物品，在运输过程中，石墨片的边缘或菱角易脆。同时，在石墨片与铜换向片焊接的过程中，由于石墨片与铜换向片之间的作用力不够，使得石墨片、铜换向片与电木一体成型后的有效抓紧力较小，在使用时，该石墨换向器的各个部件容易松动，影响其使用寿命。而现有技术中的一般石墨换向器也没有有效解决上述问题。例如中国专利公开号CN 1723593 A，公开日2006年01月18日，发明创造的名称为平面换向器，该专利公开了一种换向器，通过碳部件上的环状凸块与导体部件的接触环相互无间隙夹持后进行焊接的结构创新，有效解决了平面换向器的导体部件转换到碳部件的电流密度分布的问题，但是该专利碳部件的环状凸块在运输时易脆，且导体部件与碳部件通过环状凸块与接触环的焊接成型，其连接强度较低。又如例如中国专利公开号CN 1929216 A，公开日2007年03月14日，发明创造的名称为一种嵌入式石墨换向器，该专利公开了一种换向器，通过燕尾状凸起的石墨片及其结构创新，实现了石墨片与本体的附着力强，解决了石墨片容易在本体上径向和轴向移动的问题，但是石墨片的燕尾状凸起在运输过程中易脆，且石墨片与本体通过导电胶进行固定，其连接强度低，在长期使用时，石墨片与本体容易松动，甚至脱离。又如例如中国专利授权公告号CN 201066757 Y，授权公告日2008年05月28日，发明创造的名称为石墨换向器，该申请案公开了一种换向器，通过铜基架的延长结构以及石墨片边缘全部包围在铜基架的本体内的结合使用，有效解决了一般石墨片边缘用电木粉包围，容易造成石墨片边缘破碎的问题，但是石墨片与铜基架没有任何的连接和固定结构，在长期使用时，石墨片容易松动，甚至与铜基架脱离，失去导电的性能。本发明通过换向片和石墨片的结构及其连接关系的结合创新，提供一种成本低，性能稳定，使用寿命长，在成型后石墨片、换向片和电木之间的有效抓紧力强的石墨换向器。 

发明内容

本发明解决现有技术中一般石墨换向器使用寿命和各个部件之间的有效抓紧力的问题，提供一种换向器，通过换向片和石墨片的结构及其连接关系的结合创新，实现该石墨换向器成本低，性能稳定，使用寿命长，石墨片不易破损，在成型后石墨片、换向片和电木之间的有效抓紧力强。 

为了解决上述存在的技术问题，本发明采取下述技术方案：一种石墨换向器，包括电木、换向片和石墨片，其特征在于，所述电木、换向片和石墨片一体压注成型，所述换向片为“L”型结构，换向片的内侧分别设有突舌，其上端设有外翻边的钩脚，上端的内侧设有突舌，下端设有插脚，所述石墨片被电木完全包围，与换向片固定成一体结构，石墨片设有致密成型的第一凹槽，所述第一凹槽与插脚的形状相一致，锡焊接配合或无间隙配合。

在制作时，先将石墨片、换向片制作成型，并对石墨片上的第一凹槽进行致密处理，然后将换向片的插脚通过自动排片工艺压入石墨片的第一凹槽内，并对插脚与第一凹槽进行锡焊接配合，或者对插脚与第一凹槽进行无间隙配合，之后对换向片和石墨片进行固定，接着将换向片和石墨片一体依次放在工作台的相应位置上，加入电木粉，通过压注成型工艺进行制作，使得石墨片被电木完全包围，最后弯制换向片的钩脚，就制作完成了，在检验合格后就可以进行下一道工序。电木、换向片和石墨片一体压注成型，简化石墨换向器的制作工艺，使得该换向器各个部分的结构强度均匀；“L”型结构的换向片与石墨片配合使用，与一般换向片相比，减少换向片材料的使用，降低成本；突舌，在该换向器成型后，加强换向片与电木的抓紧力，延长该换向器的使用寿命；石墨片被电木完全包围，由于石墨片易脆，防止该换向器在搬运的过程中，石墨片破碎；石墨片的凹槽结构，与现有技术中一般石墨片的凸起结构相比，在石墨片搬运或运输的过程中，不易破碎；换向片的插脚插入石墨片的凹槽，并形成无间隙配合的结构，与现有技术中石墨片的凸起部分和换向片相固定的结构相比，石墨片与换向片的有效抓紧力大幅度提高，显著提高石墨片与换向片的连接强度，从而延长该换向器的使用寿命；插脚与第一凹槽的锡焊接配合，加强插脚与第一凹槽的连接强度，防止松动，延长该换向器的使用寿命；对石墨片的凹槽进行致密处理，增加石墨片的凹槽及其周围的强度，防止搬运过程中凹槽的破损。

优选的，所述换向片为铜或铜合金制成，所述石墨片的上表面和第一凹槽内均设有铜膜，所述铜膜与换向片通过焊接相固定。在石墨片的上表面和第一凹槽设置铜膜，既防止石墨片边缘的破损，又保证石墨片与换向片的接电连通，性能稳定，防止短路；铜膜与换向片通过焊接相固定，保证石墨片与换向片的有效接触，防止石墨片与换向片脱离，延长该换向器的使用寿命。

优选的，所述换向片为铝或铝合金制成，所述石墨片的上表面和第一凹槽内设有导电金属层，所述导电金属层与换向片通过焊接相固定。与铜和铜合金材料的换向片相比，在保证性能的条件下，降低成本。

优选的，所述第一凹槽为三角形凹槽，插脚为与三角形凹槽形状相一致的三角形柱状体。使得插脚的横截面为三角形，与一般插脚的形状相比，节约材料，降低成本。

优选的，所述第一凹槽为方形凹槽，插脚为与方形凹槽形状相一致的方形柱状体。使得插脚的横截面为方形，与三角形柱状体的插脚相比，提高石墨片与换向片的连接强度，延长该换向器的使用寿命。

优选的，所述第一凹槽为圆形凹槽，插脚为与圆形凹槽形状相一致的圆柱体。使得插脚的横截面为圆形，提高石墨片与换向片的连接强度，延长该换向器的使用寿命。

优选的，所述第一凹槽为椭圆形凹槽，插脚为与椭圆形凹槽形状相一致的椭圆形柱状体。使得插脚的横截面为椭圆形，提高石墨片与换向片的连接强度，延长该换向器的使用寿命。

优选的，所述第一凹槽为多边形凹槽，插脚为与多边形凹槽形状相一致的多边形柱状体。使得插脚的横截面为多边形，提高石墨片与换向片的连接强度，延长该换向器的使用寿命。

优选的，所述第一凹槽由三角形凹槽、方形凹槽、圆形凹槽、椭圆形凹槽、多边形凹槽中的任意两种凹槽组成，插脚与第一凹槽组一一对应。第一凹槽不同形状的组合，防止石墨片与换向片的松动，提高石墨片与换向片的连接强度，延长该换向器的使用寿命。

优选的，所述换向片下端的上表面设有第二凹槽，所述第二凹槽被电木完全包围。进一步加强换向片与电木的连接强度，延长该换向器的使用寿命。

由于采取上述的技术方案，本发明提供的一种石墨换向器具有这样的有益效果：成本低，性能稳定，通过换向片和石墨片的结构及其连接关系的结合创新，实现石墨片不易破损，在成型后石墨片、换向片和电木之间的有效抓紧力强，该换向器的使用寿命长。

附图说明：

附图1为本发明的立体结构图；

附图2为本发明附图1的A-A剖视图；

附图3为本发明附图2的B向放大图；

附图4为本发明石墨片的第一种结构示意图；

附图5为本发明附图4相对应的换向片的结构示意图；

附图6为本发明石墨片的第二种结构示意图；

附图7为本发明附图6相对应的换向片的结构示意图；

附图8为本发明石墨片的第三种结构示意图；

附图9为本发明附图8相对应的换向片的结构示意图；

附图10为本发明石墨片的第四种结构示意图；

附图11为本发明附图10相对应的换向片的结构示意图；

附图12为本发明石墨片的第五种结构示意图；

附图13为本发明附图12相对应的换向片的结构示意图；

附图14为本发明石墨片的第六种结构示意图；

附图15为本发明附图14相对应的换向片的结构示意图。

图中：电木1    换向片2    石墨片3    钩脚4    突舌5   插脚6    第一凹槽7    铜膜8    导电金属层9   三角形凹槽10    三角形柱状体11    方形凹槽12    方形柱状体13     圆形凹槽14     圆柱体15    椭圆形凹槽16    椭圆形柱状体17    多边形凹槽18    多边形柱状体19    第二凹槽20

具体实施方式：

参阅附图，对本发明的作进一步详细描述：

实施例一：结合附图1、2，一种石墨换向器，包括电木1、换向片2和石墨片3，电木1、换向片2和石墨片3一体压注成型，换向片2为“L”型结构，换向片2的内侧分别设有突舌5，其上端设有外翻边的钩脚4，下端设有插脚6，石墨片3被电木1完全包围，与换向片2固定成一体结构，石墨片3设有致密成型的第一凹槽7，第一凹槽7与插脚6的形状相一致，锡焊接配合或无间隙配合。

在制作时，先将石墨片、换向片制作成型，并对石墨片上的第一凹槽进行致密处理，然后将换向片的插脚通过自动排片工艺压入石墨片的第一凹槽内，并对插脚与第一凹槽进行锡焊接配合，或者对插脚与第一凹槽进行无间隙配合，之后对换向片和石墨片进行固定，接着将换向片和石墨片一体依次放在工作台的相应位置上，加入电木，通过压注成型工艺进行制作，使得石墨片被电木完全包围，最后弯制换向片的钩脚，就制作完成了，在检验合格后就可以进行下一道工序。

实施例二：结合附图1、2、3、4、5，一种石墨换向器，包括电木1、换向片2和石墨片3，电木1、换向片2和石墨片3一体压注成型，换向片2为铜合金制成的“L”型结构，换向片的内侧分别设有突舌5，其上端设有外翻边的钩脚4，下端设有插脚6，下端的上表面设有第二凹槽20，石墨片3被电木1完全包围，石墨片3设有两个致密成型的三角形凹槽10，插脚6为与三角形凹槽10形状相一致的三角形柱状体11，三角形凹槽10与三角形柱状体11锡焊接配合或无间隙配合，石墨片3的上表面和三角形凹槽10均设有导电金属层9，导电金属层9与换向片2通过焊接相固定。

在制作时，先将石墨片、铜合金的换向片分别制作成型，并对石墨片上的三角形凹槽进行致密处理，再在石墨片的上表面和三角形凹槽内设置导电金属层，然后将换向片的三角形柱状体插脚通过自动排片工艺压入石墨片的三角形凹槽内，并对插脚与三角形凹槽进行锡焊接配合，或者对插脚与三角形凹槽进行无间隙配合，之后对换向片和石墨片的导电金属层进行焊接固定，接着将换向片和石墨片一体依次放在工作台的相应位置上，加入电木，通过压注成型工艺进行制作，使得石墨片被电木完全包围，最后弯制换向片的钩脚，就制作完成了，在检验合格后就可以进行下一道工序。

实施例三：结合附图1、2、6、7，一种石墨换向器，包括电木1、换向片2和石墨片3，电木1、换向片2和石墨片3一体压注成型，换向片2为铜金属制成的“L”型结构，换向片2的内侧分别设有突舌5，其上端设有外翻边的钩脚4，下端设有插脚6，下端的上表面设有第二凹槽20，石墨片3被电木1完全包围，石墨片3设有两个致密成型的方形凹槽12，插脚6为与方形凹槽12形状相一致的方形柱状体13，并且方形凹槽12与方形柱状体13锡焊接配合或无间隙配合，石墨片3的上表面和方形凹槽12内均设有铜膜8，铜膜8与换向片2通过焊接相固定。

在制作时，先将石墨片、铜金属的换向片制作成型，并对石墨片上的两个方形凹槽进行致密处理，再在石墨片的上表面和方形凹槽内设置铜膜，然后将换向片的方形柱状体插脚通过自动排片工艺压入石墨片的方形凹槽内，并对插脚与圆形凹槽进行锡焊接配合，或者对插脚与圆形凹槽进行无间隙配合，之后对换向片和石墨片的铜膜进行焊接固定，接着将换向片和石墨片一体依次放在工作台的相应位置上，加入电木，通过压注成型工艺进行制作，使得石墨片被电木完全包围，最后弯制换向片的钩脚，就制作完成了，在检验合格后就可以进行下一道工序。

实施例四，结合附图1、2、8、9，一种石墨换向器，包括电木1、换向片2和石墨片3，电木1、换向片2和石墨片3一体压注成型，换向片2为铝金属制成的“L”型结构，换向片2的内侧分别设有突舌5，其上端设有外翻边的钩脚4，下端设有插脚6，下端的上表面设有第二凹槽20，石墨片3被电木1完全包围，石墨片3设有致密成型的一个圆形凹槽14和两个方形凹槽12，插脚6的形状与圆形凹槽14以及方形凹槽12相一致，并且一一对应，插脚6与第一凹槽7锡焊接配合或无间隙配合，石墨片3的上表面和凹槽内均设有铜膜8，铜膜8与换向片2通过焊接相固定。

在制作时，先将石墨片、铝金属的换向片制作成型，并对石墨片上的方形凹槽和圆形凹槽进行致密处理，再在石墨片的上表面和凹槽内设置铜膜，然后将换向片的插脚通过自动排片工艺一一对应得压入石墨片的凹槽内，并对插脚与凹槽进行锡焊接配合，或者对插脚与凹槽进行无间隙配合，之后对换向片和石墨片的铜膜进行焊接固定，接着将换向片和石墨片一体依次放在工作台的相应位置上，加入电木，通过压注成型工艺进行制作，使得石墨片被电木完全包围，最后弯制换向片的钩脚，就制作完成了，在检验合格后就可以进行下一道工序。

实施例五，结合附图1、2、10、11，一种石墨换向器，包括电木1、换向片2和石墨片3，电木1、换向片2和石墨片3一体压注成型，换向片2为纯铜金属制成的“L”型结构，换向片2的内侧分别设有突舌5，其上端设有外翻边的钩脚4，下端设有插脚6，下端的上表面设有第二凹槽20，石墨片3被电木1完全包围，石墨片3设有三个致密成型的椭圆形凹槽16，插脚6为与椭圆形凹槽16形状相一致的椭圆形柱状体17，椭圆形柱状体17和椭圆形凹槽16锡焊接配合或无间隙配合，石墨片3的上表面和三个椭圆形凹槽16内均设有铜膜8，铜膜8与换向片2通过焊接相固定。

在制作时，先将石墨片、换向片制作成型，并对石墨片上的三个椭圆形凹槽进行致密处理，再在石墨片的上表面和三个椭圆形凹槽内设置铜膜，然后将换向片的椭圆形柱状体插脚通过自动排片工艺一一对应得压入椭圆形凹槽内，并对插脚与椭圆形凹槽进行锡焊接配合，或者对插脚与椭圆形凹槽进行无间隙配合，之后对换向片和石墨片的铜膜进行焊接固定，接着将换向片和石墨片一体依次放在工作台的相应位置上，加入电木，通过压注成型工艺进行制作，使得石墨片被电木完全包围，最后弯制换向片的钩脚，就制作完成了，在检验合格后就可以进行下一道工序。

实施例六，结合附图1、2、12、13，一种石墨换向器，包括电木1、换向片2和石墨片3，电木1、换向片2和石墨片3一体压注成型，换向片2为铜合金制成的“L”型结构，换向片2的内侧分别设有突舌5，其上端设有外翻边的钩脚4，下端设有插脚6，下端的上表面设有第二凹槽20，石墨片3被电木1完全包围，石墨片3设有致密成型的一个多边形凹槽18和两个圆形凹槽14，插脚6的形状为与多边形凹槽18以及圆形凹槽14相一致，并且一一对应，插脚6与第一凹槽7锡焊接配合或无间隙配合，石墨片3的上表面、圆形凹槽14和多边形凹槽内均设有铜膜8，铜膜8与换向片2通过焊接相固定。

在制作时，先将石墨片、铜合金的换向片制作成型，并分别对石墨片上的一个多边形凹槽和两个圆形凹槽进行致密处理，再在石墨片的上表面、圆形凹槽和多边形凹槽内设置铜膜，然后将换向片的柱状体插脚通过自动排片工艺一一对应得压入凹槽内，并对插脚与凹槽进行锡焊接配合，或者对插脚与凹槽进行无间隙配合，对换向片和石墨片的铜膜进行焊接固定，接着将换向片和石墨片一体依次放在工作台的相应位置上，加入电木，通过压注成型工艺进行制作，使得石墨片被电木完全包围，最后弯制换向片的钩脚，就制作完成了，在检验合格后就可以进行下一道工序。

实施例七，结合附图1、2、14、15，一种石墨换向器，包括电木1、换向片2和石墨片3，电木1、换向片2和石墨片3一体压注成型，换向片2为铜金属制成的“L”型结构，换向片2的内侧分别设有突舌5，其上端设有外翻边的钩脚4，下端设有插脚6，下端的上表面设有被电木1完全包围的第二凹槽20，石墨片3被电木1完全包围，石墨片3设有三个致密成型的多边形凹槽18，插脚6为与多边形凹槽18形状相一致的多边形柱状体19，并且一一对应，插脚6与多边形柱状体19锡焊接配合或无间隙配合，石墨片3的上表面和多边形凹槽18内均设有铜膜8，铜膜8与换向片2通过焊接相固定。

在制作时，先将石墨片、换向片制作成型，并分别对石墨片上的三个多边形凹槽进行致密处理，再在石墨片的上表面和三个多边形凹槽内设置铜膜，然后将换向片的柱状体插脚通过自动排片工艺一一对应得压入多边形凹槽内，并对插脚与多边形凹槽进行锡焊接配合，或者对插脚与多边形凹槽进行无间隙配合，之后对换向片和石墨片的铜膜进行焊接固定，接着将换向片和石墨片一体依次放在工作台的相应位置上，加入电木，通过压注成型工艺进行制作，使得石墨片被电木完全包围，最后弯制换向片的钩脚，就制作完成了，在检验合格后就可以进行下一道工序。

以上所述的七个具体实施例，对本发明进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心思想的前提下，还可以对本发明进行若干的修饰，例如第一凹槽的其他形状特征、第一凹槽的数量、第一凹槽的组成形式、第二凹槽的结构特征和数量等进行若干的修改或组合，应该落在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨换向器，包括电木（1）、换向片（2）和石墨片（3），其特征在于，所述电木（1）、换向片（2）和石墨片（3）一体压注成型，所述换向片（2）为“L”型结构，换向片（2）的内侧分别设有突舌（5），其上端设有外翻边的钩脚（4），下端设有插脚（6），所述石墨片（3）被电木（1）完全包围，与换向片（2）固定成一体结构，石墨片（3）设有致密成型的第一凹槽（7），所述第一凹槽（7）与插脚（6）的形状相一致，锡焊接配合或无间隙配合。

2.根据权利要求1所述的一种石墨换向器，其特征在于，所述换向片（2）为铜或铜合金制成，所述石墨片（3）的上表面和第一凹槽（7）内均设有铜膜（8），所述铜膜（8）与换向片（2）通过焊接相固定。

3.根据权利要求1所述的一种石墨换向器，其特征在于，所述换向片（2）为铝或铝合金制成，所述石墨片（3）的上表面和第一凹槽（7）内均设有导电金属层（9），所述导电金属层（9）与换向片（2）通过焊接相固定。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种石墨换向器，其特征在于，所述第一凹槽（7）为三角形凹槽（10），插脚（6）为与三角形凹槽（10）形状相一致的三角形柱状体（11）。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种石墨换向器，其特征在于，所述第一凹槽（7）为方形凹槽（12），插脚（6）为与方形凹槽（12）形状相一致的方形柱状体（13）。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种石墨换向器，其特征在于，所述第一凹槽（7）为圆形凹槽（14），插脚（6）为与圆形凹槽（14）形状相一致的圆柱体（15）。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种石墨换向器，其特征在于，所述第一凹槽（7）为椭圆形凹槽（16），插脚（6）为与椭圆形凹槽（16）形状相一致的椭圆形柱状体（17）。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种石墨换向器，其特征在于，所述第一凹槽（7）为多边形凹槽（18），插脚（6）为与多边形凹槽（18）形状相一致的多边形柱状体（19）。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种石墨换向器，其特征在于，所述第一凹槽（7）由三角形凹槽（10）、方形凹槽（12）、圆形凹槽（14）、椭圆形凹槽（16）、多边形凹槽（18）中的任意两种凹槽组成，插脚（6）与第一凹槽（7）组一一对应。

10.根据权利要求1或2或3所述的一种石墨换向器，其特征在于，所述换向片（2）下端的上表面设有第二凹槽（20），所述第二凹槽（20）被电木（1）完全包围。

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