[發(fā)明專利]換向器、使用該換向器的電機及換向器的制備方法

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• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN107204557A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 鄭景超;羅志文;王修賢
• 申請（專利權）人: 德昌電機（深圳）有限公司
• 主分類號: H01R39/04
• 分類號: H01R39/04;H01R43/06
• 代理公司: 深圳市德力知識產(chǎn)權代理事務所44265
• 代理人: 林才桂

技術領域

本發(fā)明涉及一種換向器、使用該換向器的電機及換向器的制備方法。

背景技術

石墨換向器作為油泵電機中最重要的結(jié)構(gòu)部件之一，其質(zhì)量優(yōu)劣成為衡量電機性能的重要指標。

現(xiàn)有的石墨換向器的主要組成為：石墨(炭)片；銅片；石墨片是用來導電和作為磨損件。銅片是用作導電和電機繞組的連接。石墨片和銅片的連接與裝配是石墨換向器制造工藝技術的重點之一。現(xiàn)有的制造工藝之一是先用電鍍的方法將石墨片表面金屬化，然后再將銅片通過填加焊料的方法焊接在一起。此設計的缺點是電鍍工藝成本高，不環(huán)保且石墨片容易脫落。現(xiàn)有的制造工藝之二是通過直接粉末壓制的工藝將炭粉和純金屬粉(主要是銅粉)壓制然后低溫固化熱處理工藝形成表面金屬化的石墨片，后期工藝也是采用焊接的方法連接銅片。這種設計的缺點是由于不能使用高溫熱處理的方法(比如500度以上燒結(jié)溫度)造成產(chǎn)品電阻高，電機效率低。產(chǎn)品如果高溫熱處理，由于石墨材料與金屬材料的熱膨脹系數(shù)的差異，此種結(jié)構(gòu)在石墨層與金屬層的連接處很容易開裂。現(xiàn)有的制造工藝之三是用高溫釬焊的方法直接焊接石墨片和銅片，此種工藝的缺點是成本高且造成銅片軟化不利于后期電機的裝配。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，有必要提供一種換向器、使用該換向器的電機以及換向器的制備方法。

本發(fā)明的實施例提供一種換向器，包括絕緣基座及設于所述絕緣基座上的若干換向片，每一換向片包括依序設置于基座上的金屬層、過渡層及碳層，所述過渡層含有與碳層相同的材料及與金屬層相同的材料。

作為一種優(yōu)選方案，所述換向器還包括多個導電端子，所述導電端子一一對應地連接于所述換向片。

作為一種優(yōu)選方案，所述碳層的材料為碳粉，所述碳粉選自天然石墨、人造石墨以及中間相炭微球的一種或多種組合。

作為一種優(yōu)選方案，所述過渡層的材料選自碳粉與金屬粉。

作為一種優(yōu)選方案，所述過渡層中碳粉質(zhì)量比為10％-30％，所述金屬粉質(zhì)量比為70％-90％。

作為一種優(yōu)選方案，所述碳粉選自天然石墨，人造石墨，焦炭以及中間相炭微球的一種或多種組合，所述金屬粉選自Al、Cu、Ag、Ni、Bi、Sb或至少含有一種這些金屬的合金。

作為一種優(yōu)選方案，所述金屬層的材料為金屬粉，所述金屬粉選自Al、Cu、Ag、Ni、Bi、Sb或至少含有一種這些金屬的合金。

作為一種優(yōu)選方案，所述過渡層的厚度范圍為100μm-500μm，所述金屬層的厚度范圍為100μm-500μm，所述的碳層的厚度范圍為1600-2400μm。

一種電機，電機包括殼體、裝設于所述殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子以及電刷，所述電機還包括上述任一項所述的用于與所述電刷滑動接觸的換向器。

一種換向器的制備方法，包括：

填充碳粉與金屬粉的其中一種于模具中，通過壓制所述碳粉形成碳層或壓制金屬粉形成金屬層；

在所述碳層或金屬層之上，在模具中填充所述碳粉及金屬粉，通過壓制在所述碳層或金屬層之上形成過渡層；

在所述過渡層之上，填充所述金屬粉與碳粉的另一種于所述模具中，通過壓制在過渡層上形成金屬層或碳層；

壓制所述碳層、過渡層以及金屬層形成生坯；

燒結(jié)所述生坯。

作為一種優(yōu)選方案，所述碳層的碳粉選自天然石墨、人造石墨以及中間相炭微球的一種或多種組合。

作為一種優(yōu)選方案，所述過渡層中碳粉質(zhì)量比為10％-30％，所述金屬粉質(zhì)量比為70％-90％。

作為一種優(yōu)選方案，所述碳粉選自選自天然石墨，人造石墨，焦炭以及中間相炭微球的一種或多種組合，所述金屬粉選自Al、Cu、Ag、Ni、Bi、Sb或至少含有一種這些金屬的合金。

作為一種優(yōu)選方案，所述過渡層的厚度范圍為100μm-500μm，所述金屬層的厚度范圍為100μm-500μm，所述碳層的厚度范圍為1600-2400μm。

相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明通過增加中間過渡層解決了現(xiàn)有設計的電阻高和電機效率低的問題，并且解決了在高溫燒結(jié)條件下金屬層與石墨層開裂的問題，另外也沒有涉及電鍍及釬焊的工藝，延長了該換向器的使用壽命以及提高了電機的性能；本發(fā)明提供的換向器的制備方法減少了傳統(tǒng)技術中使用的電鍍與釬焊所帶來的化學污染與制作成本，并且利用了模具壓制及燒結(jié)技術提高了石墨與金屬表面的結(jié)合力，另外該換向器的制備方法所使用的固化以及燒結(jié)溫度較低，可以滿足在較高的應用溫度環(huán)境中進行操作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例提供的電機的截面示意圖；