[发明专利]换向器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及换向器，尤其涉及一种换向片由石墨制成换向片的换向器及其制作方法。

背景技术

换向器通常包括多个换向片以及多个与对应的换向片电性连接的挂钩，该挂钩用于挂接线圈，以与该线圈电性连接。目前大部分换向器的换向片与挂钩由铜片一体冲压而制成，但由于碳刷的硬度与铜的硬度相差较大，碳刷工作过程中磨损较为严重。因此，有一种改进是使用石墨片来代替上述铜换向片，这就涉及到该换向片与上述由铜制成的挂钩的连接问题。现有技术中，通常是在石墨片表面电镀或者离子溅镀一个镍或铜金属层，然后再利用锡等熔点低于450℃的软钎料将具有上述挂钩的铜片软钎焊(Soldering)至该金属层。然而，由于上述金属层与石墨片之间不是通过冶金结合，两者间的连接并不牢固。现有技术中，也有在石墨与具有上述挂钩的铜片之间夹设熔点高于450℃的硬钎料，然后将该石墨、铜片以及硬钎料放置在高温中进行硬钎焊(Brazing)，直接将该铜片固定至该石墨。然而，由于铜与石墨的膨胀系数相差较大，制成后石墨上会出现较多并且较大的裂纹，而且，经过如此高温烘烤过的铜片会变软，不利于线圈的挂设。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可克服上述技术问题的换向器的制作方法以及由该方法制作出来的换向器。

一种换向器，包括绝缘层以及多个间隔地固定至该绝缘层的换向片，各换向片间彼此绝缘。各换向片依次包括石墨层、由硬钎料在该石墨层表面硬钎焊后形成的硬钎料层、由软钎料在该硬钎料层表面软钎焊后形成的软钎料层、以及结合在该软钎料层以及该绝缘层之间的金属层，该金属层具有多个延伸至该软钎料层之外的挂钩。

一种换向器的制作方法，包括下列步骤：将硬钎料设置至石墨片的表面；将该硬钎料及该石墨片进行硬钎焊；将金属片软钎焊至硬钎焊后的硬钎料的表面；在金属片上进行注塑；以及在石墨片及金属片上铣槽以形成多个彼此绝缘的换向片。

本发明的硬钎料与该碳结构进行硬钎焊后，硬钎料中如钛、铬、硅等活性元素会与该碳结构中碳元素的会发生化学反应，从而增强硬钎料与碳结构的结合强度。另外，由于金属片是在较低温的环境下软钎焊至硬钎料层，金属片不会被破坏而变软，同时也避免了裂纹的产生。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式的换向器的结构示意图。

图2是图1的换向器的金属片的结构示意图。

图3是图1的换向器的剖视示意图。

图4是图3的剖视示意图中的方框VI的放大示意图，值得注意的是实际上各层的比例关系未必如图所示。

图5是本发明较佳实施方式的碳换向器制作方法的流程图。

图6是图5的流程图中第三个步骤的详细流程图。

具体实施方式

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。

本发明第一实施方式的如图1所示的换向器10的制作方法包括以下步骤：

步骤1：冲压并压制出如图2所示的铜片20。铜片20包括一个片状的中央设通孔的环22、自环22径向外侧向外延伸的凸条24以及多个自环22的径向内外两侧延伸的突起26，突起26被压制成向彼此倾斜。优选地，各凸条24两侧均具有突起26，与凸条24相对的内侧也具有一个突起26。

步骤2：将银铜钛(Ag,Cu,Ti)，比如69%重量比（下同）的银，27%的铜，4%的钛的银铜钛硬钎料，硬钎料通过网版丝印的方式印刷至环状的石墨片30的表面，网版丝印过程中优选厚度在0.5毫米以下的聚脂丝网，以使得丝网在印刷钎料的过程中具有较佳的弹性。

步骤3：将上述设置有银铜钛硬钎料的石墨片放入真空度在1.0×10-1帕至4.0×10-2帕并且温度在800℃至900℃的真空炉中保温13至17分钟，然后冷却，以使银铜钛硬钎料硬钎焊至石墨片30而形成一个如图4所示的硬钎料层40。优选地，上述真空度在6.0×10-2帕，上述温度为850℃，上述保温时间为15分钟。在上述设置有银铜钛硬钎料的石墨片30放入真空炉后，优选地，真空炉从室温以每分钟10℃的速度上升至850℃，然后进行如上所述的在该850℃的环境中保温15分钟。