CN106887782A - 换向片、换向器和电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换向器技术领域，公开了一种换向片、换向器和电机，所述换向片包括相互连接的主体和挂钩，所述主体和所述挂钩之间的过渡区域(5)形成有用于抑制绕组在焊接过程中受损的防护结构。本发明提供的换向片能够适用于更多种类的绕组焊接，具有更好的产品通用性，改善了换向片与绕组的焊接工艺，提升了绕组的焊接合格率，并降低了电机的制作成本，提高了电机的工作可靠性和使用寿命。

Description

换向片、换向器和电机

技术领域

本发明涉及换向器技术领域，具体地涉及一种改进结构的换向片，进一步，本发明还涉及一种换向器和电机。

背景技术

电机例如有刷直流电机一般包括定子和转子，转子具有转轴、固定到转轴的换向器、固定到转轴的转子铁芯、绕制到转子铁芯的齿上并与换向器的换向片导电连接的绕组。定子通过电刷与换向片电连接，从而实现为绕组供电。具体地，换向片一般具有主体和挂钩，主体通过电刷与定子电连接，而挂钩一般通过焊接方式与挂在挂钩上的绕组导电连接。

现有的换向片结构设计不够合理，一方面，换向片在焊接绕组时，完全依靠挂钩受力下压时的压力以及焊接过程中产生的热量融化绕组的外绝缘层，使得绕组与换向片实现导通，这样的结果是，绕组与换向片之间电接触的效果不理想，影响电机的使用可靠性；另一方面，当挂钩受力下压时，将使得绕组产生较大的变形，控制不好的情况下，绕组极易变形过度甚至被压断，影响电机的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述技术问题，提供一种能够改善换向片与绕组的焊接工艺，提升绕组的焊接合格率，并降低电机制作成本，提高电机工作可靠性和使用寿命的技术方案。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种换向片，所述换向片包括相互连接的主体和挂钩，所述主体和所述挂钩之间的过渡区域形成有用于抑制绕组在焊接过程中受损的防护结构。优选地，所述防护结构为能够刺破所述绕组的外绝缘层的刺破机构。

优选地，所述刺破机构为齿结构。

优选地，所述防护结构包括形成于所述主体和所述挂钩的过渡区域的用于增大所述绕组容纳空间的凹槽。

优选地，所述挂钩的朝向所述主体的一侧具有挂钩面；所述防护结构包括形成于所述过渡区域上且相对于所述挂钩面朝向所述挂钩内凹入的凹槽。

优选地，所述主体的朝向所述挂钩的一侧具有主体面；所述防护结构包括形成于所述过渡区域上且相对于所述主体面朝向所述主体内凹入的凹槽。

优选地，所述挂钩的朝向所述主体的一侧具有挂钩面；所述主体的朝向所述挂钩的一侧具有主体面；所述防护结构包括形成于所述过渡区域上且相对于所述挂钩面朝向所述挂钩内凹入的凹槽，以及形成于所述过渡区域上且相对于所述主体面朝向所述主体内凹入的凹槽。

优选地，所述凹槽的横截面为弧形。

本发明第二方面提供一种换向器，包括换向片，所述换向片为本发明第一方面所述的换向片。

本发明第三方面提供一种电机，包括换向器，所述换向器为本发明第二方面所述的换向器。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明提供的换向片由于在主体与挂钩的过渡区域形成有防护结构，该防护结构能够抑制挂在挂钩上的绕组在焊接过程中受损，具体地，抑制绕组在焊接过程中由于焊接压力和焊接功率导致的变形多度或压断，改善了焊接的工艺性，提升了绕组与挂钩的焊接合格率，进一步，使得电机具有更高的工作可靠性和使用寿命。

另外，由于本发明提供的换向片能够抑制绕组在焊接过程中受损，因此同一型号的换向片可以适用于更多种类的绕组焊接，具体地，例如原本只能使用昂贵的铜漆包线作为焊接绕组的换向片，在设置防护结构后，可以使用硬度和强度更低的漆包线例如铝漆包线作为焊接绕组，进而扩大时了换向片对绕组的适用范围，提高了换向片的产品通用性；进一步，还降低了电机的制作成本。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的换向片未焊接绕组时的结构示意图；

图2是图1的部分放大图；

图3是本发明实施例1提供的换向片焊接绕组时的结构示意图；

图4是图3的部分放大图；

图5是本发明实施例2提供的换向片未焊接绕组时的结构示意图；

图6是图5的部分放大图；

图7是本发明实施例2提供的换向片焊接绕组时的结构示意图；

图8是图7的部分放大图；

图9是本发明实施例3提供的换向片未焊接绕组时的结构示意图；

图10是图9的部分放大图；

图11是本发明实施例3提供的换向片焊接绕组时的结构示意图；

图12是图11的部分放大图；

图13是本发明实施例4提供的换向片未焊接绕组时的结构示意图；

图14是图13的部分放大图；

图15是本发明实施例4提供的换向片焊接绕组时的结构示意图；

图16是图15的部分放大图；

图17是本发明实施例提供的换向器的结构示意图。

附图标记说明

1-换向器 2-换向片

3-模塑料 4-挂钩面

5-过渡区域 6-主体面

7-绕组 8-齿结构

9-凹槽 10-凹槽

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右，“内、外”是指相对于部件本身的轮廓的内、外。

换向片2一般包括两个部分，其中一个部分为主体，另一个部分为挂钩，主体和挂钩相互连接。其中，在电机中使用时，主体通过电刷与定子电连接，而挂钩通过焊接方式与挂于其上的绕组7电连接。对于现有的换向片2，在焊接绕组7的过程中，绕组7容易产生较大变形甚至被压断，影响电机的工作可靠性和使用寿命。基于此，本发明实施例第一方面提供一种改进结构的换向片2，该换向片2在主体与挂钩之间的过渡区域5形成有能够抑制绕组7在焊接过程中受损的防护结构。通过防护结构对绕组7进行保护，抑制绕组7在焊接过程中产生的变形程度，降低绕组7被压断的可能性，进而可以提高电机的工作可靠性和使用寿命。并且由于换向片2能够抑制绕组7在焊接过程中受损，因此同一型号的换向片2可以适用于更多种类的绕组7焊接，进而可以提高换向片2的产品通用性。具体地，绕组7的焊接效果与焊接参数例如焊接压力和焊接热量直接相关，需要说明的是，此处的焊接效果可以为绕组7与换向片2焊接后的导电性能；为了保证绕组7的焊接效果，并防止绕组7在焊接过程中由于受到焊接压力和焊接热量导致变形过度或压断，通常对挂在换向片2的挂钩上的绕组硬度和强度具有一定的要求，例如现有的电机一般采用的绕组7为价格昂贵的铜漆包线。然而，本实施例中，由于换向片2可以抑制绕组7在焊接过程中受损，因此，可以使用硬度和强度更低的导电绕组7例如铝漆包线作为焊接绕组。由此，本实施例提供的换向片能够适用于更多种类的绕组焊接，提高换向片的产品通用性；进一步，还可以降低电机的产生制造成本。其中，具有上述功能的所述防护结构的具体形式可以有多种，下面结合防护结构的四种典型实施例对其具体形式和工作原理进行详细说明。

实施例1

请参阅图1和图2，本实施例1中，所述防护结构为能够刺破所述绕组7的外绝缘层的刺破机构。典型地，所述绕组7例如可以为漆包线。以漆包线为例，在绕线时，当绕组7挂到挂钩上时，由于刺破机构的存在，漆包线与换向片2接触部位的漆皮将容易地被刺破机构刺破，从而使得漆包线与换向片2形成初步导通接触，特别是当漆包线的材质较为柔软时，这种效果更为明显。刺破机构的存在提高了换向片2与漆包线的导通效果，使得换向片2能够适用于更多种类的漆包线的焊接，提高了换向片2的产品通用性。具体地，使得原本只适用于焊接硬度和强度较大的导电绕组7例如铜漆包线的换向片2同样也能够适用于焊接硬度和强度更低的导电绕组例如铝漆包线，扩大了换向片的适用范围；进一步，还节省了电机的制作成本。

请参阅图3和图4，在电机的实际装配过程中，使用上述换向片2的转子绕线后，将进行绕组7与换向器1的换向片2焊接，在焊接过程中，换向片2将从自然状态变成焊接状态。在自然状态下，换向片2的挂钩朝向主体倾斜，挂钩与主体之间形成大概15°至90°的夹角，以方便绕组7挂线。在焊接状态下，挂钩朝向本体移动，挂钩与本体之间的夹角变小，在此过程中，漆包线的与换向片2接触的部分，将在焊接压力和焊接功率的作用下发生变形，漆包线表面的漆皮将被焊接过程中的高温熔化。从而漆包线可以与换向片2之间形成良好的导通接触。

本实施例1中，换向片2的主体与挂钩的过渡区域5形成有刺破机构，在未焊接之前，漆包线与换向片2已经形成了初步导通接触，在焊接的过程中，在焊接压力作用下，上述刺破机构将进一步刺入漆包线，使漆包线和换向片2之间形成比没有该齿结构8换向器1焊接后更好的导通接触。

本实施例1中，由于所述刺破机构的存在，在相同的焊接参数下，漆包线和换向片2会形成更好的导通接触。换言之，为达到某一水平的接触效果，具有本实施例1的所述刺破机构的换向器1，比不具有本实施例1所述齿结构8的换向器1，对焊接工艺的要求更低。特别地，当漆包线材质硬度比换向器1材质硬度更低时，在焊接过程中，当换向片2从自然状态变为焊接状态时，漆包线容易被换向片2挂钩压至变形过度甚至压断。但是，本实施例所述的刺破机构使得转子在绕线过程中，有助于换向片2刺破漆包线漆皮，形成初步导通接触；在焊接过程中，更加有助于在较小的焊接压力下，使漆包线与换向片2形成良好的导通接触，从而抑制漆包线被压至变形过度甚至压断。

具有上述功能的所述刺破机构的具体结构可以有多种，例如，所述刺破机构可以为刺破针，还可以如图1和图2所示的为齿结构，例如为具有锋利尖端的齿结构8。所述刺破针或所述齿结构8分布在所述挂钩与所述主体的过渡区域5，具体地，分布在挂钩与主体的过渡区域5的内侧面上，该内侧面由挂钩朝向主体的一面和主体朝向挂钩的一面连接组成。优选地，为了使得所述刺破针或齿结构8具有良好的刺破效果，所述刺破针或齿结构8可以分布于漆包线能够接触到的内侧面的所有位置，以对漆包线进行充分包围，从而保证刺破机构对漆包线漆皮的刺破效果。

请参阅图5-图16，所述防护结构除了可以为上述刺破机构外，还可以为形成于所述主体和所述挂钩的过渡区域5的凹槽，设置所述凹槽的目的在于提高绕组7的容纳空间。具体地，由于换向片2由自然状态变为焊接状态时，其挂钩与主体之间的夹角将变小，位于挂钩和主体的过渡区域5的漆包线将会在焊接压力和热量的作用下发生挤压变形。如果挂钩与主体的过渡区域5不设置凹槽结构，位于此位置的漆包线将很容易地被挂钩压至变形过度甚至压断，尤其是在漆包线的材质比换向片2的材质更软时。因此，漆包线在焊接过程中，对焊接参数控制例如压力控制的要求非常严格，实际焊接的效果也不稳定。

本实施例中，在主体和挂钩的过渡区域5形成有凹槽，该凹槽将为漆包线提供容纳空间，使得漆包线不会被换向片2挂钩压至变形过度甚至压断。即使出现最极端的情况：当换向片2的挂钩面4和换向片2的主体面6完全贴合时，漆包线也不会被压断。因此，对焊接过程的工艺要求更低。具有该换向片2的换向器1尤其适用于当漆包线材质比换向片2材质更软的情况。

所述凹槽的具体结构可以有多种，下面结合实施例2-实施例4对不同形式的凹槽进行具体说明，并结合各个凹槽的具体结构对其作用进行说明。

实施例2

请参阅图5-图6，在本实施例2中，所述挂钩的朝向所述主体的一侧具有挂钩面4，所述防护结构包括形成于所述过渡区域5上且相对于所述挂钩面4朝向所述挂钩内凹入的凹槽9。具体地，现有的换向片2，其主体与挂钩通常以圆弧过渡，然而圆弧角一般较小，以挂钩面4为平面为例，例如现有技术中换向片2的挂钩面4所在的平面与挂钩之间不存在空隙，从而绕组7焊接时形成的容纳空间比较小，容易导致绕组7被压至变形过度甚至压断。本实施例中，所述防护结构包括形成于所述过渡区域5上且相对于所述挂钩面4朝向所述挂钩内凹入的凹槽9，所述凹槽9的横截面例如可以为方形，三角形或弧形等，优选地，为了更好地贴合漆包线，所述凹槽9的横截面为弧形，并且该凹槽9与主体之间可以平滑过渡，以与漆包线的横截面形状相适应，从而更好地贴合并容纳漆包线。

请参阅图7和图8，在焊接漆包线时，挂钩朝向主体移动，挂钩与主体之间形成的空间变小，然而由于凹槽9的存在，增加了漆包线上部的容纳空间，大大降低了漆包线受到的挤压力，进而能够抑制漆包线被挤压至变形过度或者压断。

实施例3

请参阅图9-图10，作为用于增大所述绕组7容纳空间的另一实施例，本实施例3中，所述主体朝向所述挂钩的一侧具有主体面6，所述主体面6例如可以为平面，所述防护结构包括形成于所述过渡区域5上且相对于所述主体面6朝向所述主体内凹入的凹槽10。同样地，所述凹槽10优选为弧形，该凹槽10与挂钩之间可以平滑过渡，以与漆包线的横截面形状相适应，从而更好地贴合并容纳漆包线，提高漆包线与换向片2的导通效果。

请参阅图11和图12，在焊接漆包线时，挂钩朝向主体移动，挂钩与主体之间形成的空间变小，然而由于凹槽10的存在，增加了漆包线下部的容纳空间，大大降低了漆包线受到的挤压力，进而能够抑制漆包线被挤压至变形过度或者压断。

实施例4

请参阅图13-图14，作为用于增大所述绕组7容纳空间的又一实施例，本实施例4中，所述挂钩的朝向所述主体的一侧具有挂钩面4；所述主体的朝向所述挂钩的一侧具有主体面6；所述防护结构包括形成于所述过渡区域5上且相对于所述挂钩面4朝向所述挂钩内凹入的凹槽9，以及形成于所述过渡区域5上且相对于所述主体面6朝向所述主体内凹入的凹槽10。优选地，所述凹槽9与所述凹槽10的横截面均为弧形，且所述凹槽9与所述凹槽10之间平滑过渡，以形成能够贴合所述漆包线的圆弧面，提高漆包线与换向片2的导通效果。

请参阅图15-图16，在焊接漆包线时，挂钩朝向主体移动，挂钩与主体之间形成的空间变小，然而由于凹槽9和凹槽10的存在，增加了漆包线上部和下部的容纳空间，大大降低了漆包线受到的挤压力，进而能够抑制漆包线被挤压至变形过度或者压断。

尽管本发明实施例提供了以上3种结构形式的凹槽，然而，可以理解的是，凹槽还可以为其他形式，只要凹槽能够增加绕组7的容纳空间以降低漆包线的受力变形程度都属于本发明的保护范围。

请参阅图17，基于本发明实施例第一方面提供的换向片2，本发明实施例第二方面提供一种换向器1，该换向器1包括模塑料3和换向片2，换向片2附着于模塑料3上。具体地，换向片2具有主体和挂钩，主体底部形成有位于模塑料3内的固定脚，该固定脚例如可以如图17所示的为双燕尾结构，还可以呈三燕尾结构、工字型结构等。其中，所述换向片2为本发明实施例第一方面提供的换向片2。

由于本发明实施例第一方面提供的换向片2具有如上有益效果，本发明实施例第二发明提供的换向器1具有更高的工作可靠性和更好的产品通用性。

基于本发明实施例第二方面提供的换向器1，本发明实施例第三方面提供一种电机，所述电机包括换向器1，所述换向器1为本发明实施例第二方面提供的换向器1，由于本发明实施例提供的换向器1具有如上的有益效果，本发明实施例第三方面提供的电机可以使用更多种类的转子绕组，例如原本只能使用价格相对昂贵的铜漆包线作为转子绕组的电机在采用本发明实施例第二方面提供的换向器后，可以使用价格更为便宜的铝漆包线作为转子绕组，因此，节省了电机的生产成本。另外，与现有技术中的使用同一种类转子绕组的电机相比，本发明实施例第三方面提供的电机具有更好的工作可靠性和更长的使用寿命。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种换向片，其特征在于，所述换向片包括相互连接的主体和挂钩，所述主体和所述挂钩之间的过渡区域(5)形成有用于抑制绕组在焊接过程中受损的防护结构。

2.根据权利要求1所述的换向片，其特征在于，所述防护结构为能够刺破所述绕组的外绝缘层的刺破机构。

3.根据权利要求2所述的换向片，其特征在于，所述刺破机构为齿结构(8)。

4.根据权利要求1所述的换向片，其特征在于，所述防护结构包括形成于所述主体和所述挂钩的过渡区域的用于增大所述绕组容纳空间的凹槽。

5.根据权利要求4所述的换向片，其特征在于，所述挂钩的朝向所述主体的一侧具有挂钩面(4)；所述防护结构包括形成于所述过渡区域上且相对于所述挂钩面(4)朝向所述挂钩内凹入的凹槽(9)。

6.根据权利要求4所述的换向片，其特征在于，所述主体的朝向所述挂钩的一侧具有主体面(6)；所述防护结构包括形成于所述过渡区域上且相对于所述主体面(6)朝向所述主体内凹入的凹槽(10)。

7.根据权利要求4所述的换向片，其特征在于，所述挂钩的朝向所述主体的一侧具有挂钩面(4)；所述主体的朝向所述挂钩的一侧具有主体面(6)；所述防护结构包括形成于所述过渡区域上且相对于所述挂钩面(4)朝向所述挂钩内凹入的凹槽(9)，以及形成于所述过渡区域上且相对于所述主体面(6)朝向所述主体内凹入的凹槽(10)。

8.根据权利要求5、6或7所述的换向片，其特征在于，所述凹槽的横截面为弧形。

9.一种换向器，包括换向片，其特征在于，所述换向片为权利要求1-8中任意一项所述的换向片。

10.一种电机，包括换向器，其特征在于，所述换向器为权利要求9所述的换向器。