換向器及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機領(lǐng)域，尤其涉及有刷電機的換向器結(jié)構(gòu)及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有刷電機的換向器通常包括由電絕緣材料制成的換向器基體、若干沿周向間隔分布于換向器基體上用于與電刷滑動接觸的換向片、以及自換向片一端一體向外延伸的導電端子。
[0003]現(xiàn)有的一種換向器形成過程中，換向器基體與各換向片單獨成型后，后各換向片被均勻間隔地固定安裝到換向器基體的外表面?，F(xiàn)有的另一種形成過程中，首先形成沿軸向延伸的環(huán)形金屬件，該環(huán)形金屬件的一端向外延伸出若干間隔設(shè)置的導電端子；之后，在環(huán)形金屬件內(nèi)側(cè)及導電端子上成型出換向器基體，使環(huán)形金屬件固定于換向器基體的外表面，各導電端子與環(huán)形金屬件相連的一端內(nèi)嵌于該基體中；最后，在環(huán)形金屬件對應于每兩相鄰導電端子之間的位置上形成軸向延伸槽，從而獲得若干彼此電絕緣的換向片。
[0004]在采用電機作為動力源的運動系統(tǒng)中，常常需要電機在滿足其性能要求的前提下具有盡可能小的體積，作為電機重要組成部分的換向器，如何使其具有盡可能小的體積也是其中需解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一方面提供一種換向器，包括電絕緣的換向器基體、若干沿周向間隔分布于換向器基體上的換向片、以及若干與換向片對應地電連接的導電端子，所述換向器基體具有若干第一部分與若干第二部分，所述第一部分與第二部分在周向上交替分布，各換向片分別形成于各第一部分之上，其中，所述第一部分上形成有一導電層，所述第二部分的至少外表面含有激光直接成型材料，所述激光直接成型材料經(jīng)特定激光照射后可產(chǎn)生用于形成所述導電層的還原劑。
[0006]可選的，所述導電層的至少部分是換向片。
[0007]可選的，所述導電層為第一導電層，在所述第一導電層上形成有第二導電層，所述第二導電層的至少部分是換向片。
[0008]可選的，所述導電層呈非平面結(jié)構(gòu)。
[0009]可選的，所述導電端子固定裝配至所述換向器基體。
[0010]可選的，所述第一部分上具有凹孔，所述導電端子插裝于相應凹孔內(nèi)。
[0011]可選的，所述導電端子的外表面具有與所述導電層相同的導電層。
[0012]可選的，所述第一部分具有向外延伸的導電端子基部，所述基部的外表面具有與所述導電層相同的導電層。
[0013]可選的，所述換向器還包括套設(shè)于所述若干換向片外側(cè)以固定換向片的保持環(huán)。
[0014]本發(fā)明的另一方面提供一種換向器的形成方法，包括:
[0015]提供電絕緣的換向器基體，所述換向器基體具有若干第一部分與若干第二部分，所述第一部分與第二部分沿周向交替分布，所述第一部分的外表面含有可激光直接成型材料；
[0016]通過激光照射所述換向器基體的第一部分外表面的可激光直接成型材料而形成還原劑層；以及，
[0017]在所述還原劑層上形成導電層，相鄰第一部分上的導電層彼此電絕緣。
[0018]較佳的，所述導電層以化學鍍方法在還原劑層上沉積金屬而形成。
[0019]可選地，所述方法包括:
[0020]在換向器基體包含所述第一部分與第二部分在內(nèi)的外表面上形成沿整個周向延伸的還原劑層和導電層；和
[0021]去除形成于換向器基體的第二部分上的還原劑層和導電層。
[0022]本發(fā)明所舉實施例中，換向片可直接成型在換向器基體上，而無需獨立成型及安裝，因此可以實現(xiàn)更小體積的換向器，并有利于提高生產(chǎn)效率。
[0023]為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【附圖說明】
[0024]附圖中:
[0025]圖1示出本發(fā)明一實施例的換向器；
[0026]圖2是圖1中換向器的剖面示圖；
[0027]圖3是圖1中換向器的層結(jié)構(gòu)；
[0028]圖4示出圖1中換向器的一種形成方法；
[0029]圖5示出圖1中換向器的另一種形成方法；
[0030]圖6示出本發(fā)明另一實施例的換向器；
[0031]圖7是圖6中換向器的剖面示圖；
[0032]圖8示出圖6中換向器的一種形成方法；
[0033]圖9示出圖6中換向器的另一種形成方法；
[0034]圖10示出本發(fā)明再一實施例的換向器的層結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。
[0036]參考圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明一實施例的換向器10包括換向器基體12、若干沿周向間隔分布于換向器基體12上的用于與電機的供電用碳刷滑動接觸的換向片14、以及若干與換向片14 對應地電連接的導電端子16,導電端子16用于與電機繞組的末端電連接。其中，換向器基體12由電絕緣材料制成，包括沿轉(zhuǎn)軸軸向延伸的柱狀部18、以及自柱狀部18的中部沿徑向一體向外延伸出的環(huán)狀凸緣20。柱狀部18設(shè)有軸向貫穿孔22以供轉(zhuǎn)軸穿過。環(huán)狀凸緣20具有兩個端面24及連接兩個端面24的外柱面26，所述外柱面26上開設(shè)有若干沿周向均勻分布的凹孔28?？梢岳斫獾模懊嫠鲋鶢畈?8的中部并不限于指柱狀部的正中間位置。環(huán)狀凸緣20也不限于自柱狀部的中部延伸出，例如還可以是自柱狀部的一端向外延伸出。柱狀部18及環(huán)狀凸緣20的外表面具有若干第一部分30和若干第二部分32，第一部分30與第二部分32沿周向交替分布。各第一部分30上形成有還原劑層34 (見圖3)以及借助于還原劑層中的還原劑在還原劑層34上形成的導電層36，該導電層36的至少部分作為換向片14。導電層36呈弧形，在周向上與環(huán)狀凸緣20外表面上的凹孔28位置對應，各導電端子16插裝于相應凹孔28內(nèi)并與對應的導電層36電連接。
[0037]圖4示出換向器10的一種形成方法的流程，包括:
[0038]Al、形成具有軸向貫穿孔的換向器基體12，該基體的外表面含有激光直接成型材料。其中，換向器基體12可以由所述激光直接成型材料直接成型，作為替代，也可以采用普通電絕緣材料成型一基體內(nèi)層后，再在該基體內(nèi)層的外表面上設(shè)置由所述激光直接成型材料成型的外層。作為一種選擇，所述激光直接成型材料可以是RTP公司的RTP3499-3X113393A(LCP)。
[0039]A2、形成若干金屬導電端子16。
[0040]A3、以特定激光照射換向器基體12的第一部分30，從而在第一部分上形成金屬粒子層34。由于換向器基體12未被激光照射的位置仍然呈電絕緣特性，因此相鄰金屬粒子層34之間的第二部分32仍然呈電絕緣性質(zhì)。激光照射會融化激光直接成型材料中的其他一些成分，因此金屬粒子層34相對于換向器基體12的第二部分32是凹陷的。作為一種選擇，可以利用LPKF公司的激光活化技術(shù)實現(xiàn)上述過程。
[0041]A4、在金屬粒子層34上形成金屬導電層36，所述金屬導電層36的至少部分作為換向片。本實施例中，可以通過化學鍍方法在金屬粒子層上沉積形成金屬導電層，金屬粒子層34中的金屬可作為還原劑(金屬粒子層也稱為還原劑層)，催化鍍液中金屬元素的沉積，粒子結(jié)構(gòu)則有助于增強金屬導電層的附著性。由于換向器基體的相鄰金屬粒子層之間電絕緣，因此，在金屬粒子層上形成的金屬導電層之間也電絕緣，即各換向片之間彼此電絕緣?？梢岳斫?，在該過程中，金屬導電層36與環(huán)狀凸緣20上的凹孔28對應位置處可一并形成貫穿孔29。
[0042]A5、將導電端子16通過貫穿孔29后緊緊插裝到換向器基體12的環(huán)狀凸緣20上的相應凹孔28內(nèi)從而將導電端子16固定裝配到換向器基體12上，并使導電端子16與相應的金屬導電層36于貫穿孔29處電連接。
[0043]圖5示出換向器10的另一種形成方法，包括:
[0044]B1、形成具有軸向貫穿