CN1047693C - 无声换向器 - Google Patents

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Abstract

一种换向器,有一个底座10和一个消声元件30,底座10上装有许多换向片20。元件30借助于连接装置40与各换向片电连接,连接装置40是个具有许多导电部分41的弹性体环,压在元件与换向片或与换向片相联的端子之间,从而无须将消声元件钎焊到换向片上。

Description

无声换向器
本发明涉及一种小型电动机,特别涉及这种电动机用的装有消声元件的换向器。
带换向器的电动机通常都采用消声元件来减小换向产生的电噪声。消声元件通常由陶瓷材料制成,钎焊到换向片上。这道工序是花时间的,商且需要小心使消声元件在钎焊过程中不致因过度受热而损坏。因此,历来都对如何避免钎焊消声元件进行了研究。
英国专利GB2202686公开了一种在同时也用作叶片的塑料夹持件上采用夹子将作为消声元件的陶瓷非线性电阻环装设到换向片扁尾或端子上的方法。夹持件借助于将非线性电阻推离夹持件的指形件使非线性电阻可以弹性地支撑起来压在换向器端子上。然而,由于非线性电阻是陶瓷的,柔韧性极小。为使所有端子与非线性电阻妥善接触,各端子必须在同一平面内完全排列好。
有人研制出诸如英国专利GB2000914和GB2133933中公开的那一种柔韧或弹性体消声元件。这些元件基本上都是用导电材料浸渍过的弹性体环,用以制造导电弹性环。
然而,这种弹性环的消声性能并没有陶瓷非线性电阻的好。因此需要有一种可以不用热量就可以将消声元件(特别是刚硬式的)连接到换向片上的方法。
为达到上述目的,本发明提供了一种用以将消声元件电连接到换向片上的可变形的弹性连接装置。因此,本发明提供了这样一种换向器,该换向器有一个底座、一个消声装置和连接装置,底座上装有许多换向片,连接装置弹性地将消声装置电连接到各换向片上。
连接装置最好压在消声装置上,以便与消声装置电接触。
这就是说,将连接装置直接压在消声装置与各换向片之间,具体作法是例如采用一个夹持环支撑消声装置,并将消声装置推入,使其与连接装置接触,使连接装置变形并使其直接夹持在消声元件与换向片之间,或使连接装置与其它与换向片相联,并与换向片电连接的元件,例如用以将换向片连接到相应的转子绕组部分或电枢引线的分立端子片夹持在一起。
换向器最好有一个顶盖与底座和消声装置联接,连接装置最好安置在顶盖与底座之间。顶盖与底座经如此联接就可以无须使用分立的夹持坏将消声装置与连接装置夹持在一起。
各换向片最好与相应的绝缘取代端子相联,这些绝缘取代端子在端子与顶盖凑在一起时跨在顶盖所固定的电枢引线上并将引线夹紧。这样就可以在底座连同换向片装到顶盖之前完成电枢绕组的端接工序。在消声装置和连接装置夹在底座与顶盖之间的情况下,连接装置就可以在压在消声装置与端子之间时通过与各端子直接电接触而将消声装置与换向片电连接起来。
连接装置最好是个弹性变形环,该环有一个或多个导电部分,以便消声装置与各换向片电连接起来,而最理想的情况是,连接环由弹性体空心导管制成,导管表面被履有导电材料,例如铜或碳。若表面被履层的导电性高,则有一点很重要:为避免换向片在消声装置连接到相应各换向片时短路,表面被履层必须间断设置。若弹性变形环导电性不高,则可采用单一导电部分,这样就可按与现有技术弹性体消声器件相类似的方式进一步抑制噪声。
不然,连接装置也可以是由弹性体材料制成、在垂直于材料片表面的方向上导电但沿材料片表面的方向上基本上不导电的环形盘或环。这种圆片也叫做AF型内部连接线路,美国专利US4199537对此有更全面的介绍。
消声装置最好是环形的陶瓷非线性电阻环,这种环的消声性能优异。
本发明还提供将包括诸如陶瓷非线性电阻环之类的刚硬元件在内的消声元件连接到电动机换向片上的一种方法。该方法包括下列步骤:配备底座上装有许多换向片的换向器;将消声元件装配到底座上;将有导电部分的弹性体环装配到毗邻消声元件的换向器上;令弹性体环变形,将其推入使其与消声元件弹性接触,从而使消声元件与换向片电接触。
弹性体环变形的步骤最好包括将环压在消声元件与各换向片有关的各端子之间的工序。
本方法使刚硬的消声元件无须使用例如与钎焊有关、若应用不当可能会导致消声元件损伤的热量就可以连接到换向片上。
现在参看附图仅以举例的方式更具有地说明本发明的内容。附图中:
图1是本发明具有单一壳体的换向器的剖面侧视图;
图2和图3与图1类似,是壳体由两部分组成的换向器的视图;
图3是构成图1和图2换向器的一部分的弹性体连接环的透视图。
图1的换向器,其底座10支撑着许多换向片20。各换向片都有一个电刷连接部分21,径向延伸部分22,和轴向延伸部分23,终止于与电枢引线26相连接的扁尾或端子25处。夹持环11用以将换向片20固定到底座10上,同时推入陶瓷环形非线性电阻元件30,使其与连接环40接触,作用力足以使连接环变形。如图中所示。
环40由易弹性变形的弹性体空心管制成。空心管具有间断设置的电被履层(这从图4中更容易看到),形成了许多导电部分41。不然环40也可以用导电材料(例如碳)加以浸渍,形成导电环或有许多导电部分的环。图1中,环40是经过压实的,因而形成扁形环。环40经过弹性推入,使导电部分与相应的换向片及非线性电阻电接触。
非线性电阻30是现有技术通常周知的那一种陶瓷非线性电阻,因而这里不作进一步介绍,其表面形成的端接部分在此情况下经环40与各换向片电连接。夹持环11有一个小凸缘或支座12,非线性电阻即装配在这个支座上。连接环40的各导电部分41靠在相应非线性电阻的接触部分和换向片的径向延伸部分22,以便将非线性电阻与换向片电连接。
图2中,换向器的亮体由两部分组成:底座10和顶盖15。顶盖有许多凹口16供承接绝缘取代端子25之用。狭槽17通过凹口16,供容纳电枢引线26之用。端子25呈板状,有两个狭槽51和52。狭槽51在端子25压入顶盖的凹口16中时跨在固定在狭槽17中的电枢引线上,并将该引线抓住。端子压在电枢引线26上时,狭槽的边缘取代电枢引线上的任何绝缘,使电枢引线与端子直接电连接。端子的狭缝52设计得使其在底座10装配到顶盖15上或与顶盖15接合时承接换向片的轴向延伸部分,从而使电枢引线与换向片电接触。
在图2的实施例中,非线性电阻环30靠在换向器底座10的后表面装设,使换向片的径向延伸部分22将环40夹持在非线性电阻上夹住。在此特殊布局中,换向片是从底座后端或顶盖端通过孔13插入底座10中,然后通过使换向片电刷接触部分的远端变形而入插于底座前端形成的凹口14中,从而固定到底座上。
图3的实施例中示出了壳体由两部分组成、碳换向片呈圆柱形的换向器。换向片的碳刷接触部分21由碳为主要原料的材料制成。碳质材料中埋置有铜条24通过底座中的狭槽延伸,与端子25接合。短的径向延伸部分22形成铜条24的突出端,确保其妥善插入。
在本实施例中,所示的连接环40是个环形盘,由导电性能各向异性的弹性体材料板制成,即在横切板面的方向上导电,而沿板面方向不导电。图中所示的那种连接环是作为其它实施例中所示的空心或管形环的另一种选择方案。这种材料有一种是日本新越(Shin-Etsn)聚合物公司的产品,用于电子表和计算器中。据介绍,那是一种导电性能各向异性的复合圆片或埋置有排列成行的导体纤维的电绝缘弹性体基体,其简单的形式是个橡胶板,埋置有沿垂直于板面方向延伸的碳丝,在横切板面方向的导电性能良好,但沿板面方向基本上不导电。
和图2的实施例一样,非线性电阻靠底座10后壁安置,但在此情况下,连接环没有夹在换向片之间或与换向片直接接触。由于底座装在顶盖上,因而连接环压在非线性电阻与顶盖及端子之间,连接环的各导电部分支撑在相应的各端子和非线性电阻的各连接部分上,使非线性电阻与端子电连接,从而与换向片电连接。
图4示出了较理想的弹性体环的透视图,环的一部分切开,因而可以看到其空心的内部,同时示意地显示了其导电的表面层,例如柔韧的以铜为主要原料的被履层。由于是空心的,因而这种环可以用较小的力进一步加以压实,从而即使在不利的工作条件下也可以提高环与非线性电阻之间和换向片与端子之间接触的可靠性。
这样,可以看到,本发明的消声元件无须加热就可用可靠而方便的方式装配到换向器上,从而可以在机械连接式换向器中使用刚硬和/或易碎的消声元件,例如陶瓷非线性电阻。虽然在上述实施例中举例说明的是圆柱形换向器,但本技术领域的专业人员都知道,本发明同样适用于平面或板式换向器。

Claims (10)

1.  一种换向器,包括底座(10)和消声装置(23),底座(10)上装有许多换向片(20);其特征在于连接装置(40)将消声装置(30)弹性地电连接到各换向片上。
2.  如权利要求1所述的换向器,其特征在于,所述换向器有一个与底座(10)接合的顶盖(15),且消声装置(30)和连接装置(40)安置在顶盖(15)与底座(10)之间。
3.  如权利要求2所述的换向器,其特征在于,换向片(20)与绝缘取代端子(25)相联,端子(25)在端子与顶盖凑在一起时跨在顶盖(15)所固定的各电枢引线上,并夹住这些引线。
4.  如权利要求1所述的换向器,其特征在于,连接装置(40)是个弹性变形环,其各导电部分(41)将消声装置(30)电连接到换向片(20)上。
5.  如权利要求4所述的换向器,其特征在于,弹性变形环由弹性体空心管制成,其表面间断地被履有导电材料被履层。
6.  如权利要求4所述的换向器,其特征在于,弹性变形环由导电性能各向异性的弹性体导电板材制成。
7.  如权利要求1所述的换向器,其特征在于,消声装置(30)是个环形的陶瓷非线性电阻环。
8.  如权利要求2所述的换向器,其特征在于,各换向片(20)借助于一些分立的中间绝缘取代端子(25)与电枢引线(26)连接,端子(25)则跨在电枢引线(26)为顶盖(15)所固定的部分上,将该部分夹住,同时可放开地与换向片接触,从而使换向片(20)与电枢引线(26)电接触;
消声装置(30)是个环形的陶瓷非线性电阻环,且
连接装置(40)是弹性材料制成的弹性环,其上有许多导电部分;
非线性电阻环夹在顶盖(15)与底座(10)之间,弹性环压在端子(25)和非线性电阻上,将非线性电阻与换向片(20)电连接起来。
9.  一种将消声元件连接到换向片上的方法,该方法包括下列步骤:
配备底座(10)上装有许多换向片(20)的一个换向器;和
将元件(30)装配到底座(16)上;其特征在于:
将具有多个导电部分的弹性体环(40)装配到毗邻元件的换向器上;和
令环(40)变形,将其压入,使其与元件(30)弹性接触,从而使元件(30)与换向片(20)电接触。
10.  如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述令环(40)变形的步骤包括将环(40)压在元件(30)和与各换向片(20)相联的各端子(25)之间。
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