換向器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種換向器及其制造方法，換向器包括由絕緣體支撐的換向器基體元件，且包括連接在一起的碳基體元件和金屬基體元件，碳基體元件具有被配置為與電刷滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，金屬基體元件具有連接至線圈的多個(gè)端子。
【背景技術(shù)】
[0002]迄今為止，作為配置為對(duì)汽車引擎或諸如此類提供燃料的燃料泵，使用了具有與電動(dòng)機(jī)結(jié)合的構(gòu)造的電動(dòng)機(jī)一體式燃料泵。為了應(yīng)對(duì)劣質(zhì)汽車燃料也被供應(yīng)的情況，在這種電動(dòng)機(jī)中，在被配置為與電刷滑動(dòng)接觸的換向器的一部分處，使用了通過(guò)成型和燒結(jié)碳粉末而獲得的碳材料。
[0003]此外，平面型換向器被公知，其包括通過(guò)在換向器基體元件內(nèi)沿著圓周方向形成的多個(gè)徑向狹縫而被劃分為多個(gè)換向器節(jié)段的換向器基體元件，換向器基體元件由樹(shù)脂絕緣體支撐且包括連接在一起的環(huán)狀盤形碳基體元件和金屬基體元件，碳基體元件具有被配置為與電刷滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，金屬基體元件具有連接至線圈的多個(gè)端子(參見(jiàn)日本專利申請(qǐng)公開(kāi)第2011-120398號(hào)(專利文獻(xiàn)I))。
[0004]在這樣常規(guī)的已知換向器中，當(dāng)碳基體元件與金屬基體元件被連接在一起時(shí)，在初始階段，如果兩者之間存在位移則會(huì)降低工作效率。而且，留有這樣未解決的位移而制造的換向器不利地影響使用該換向器的電動(dòng)機(jī)的性能。出于這些原因，當(dāng)碳基體元件與金屬基體元件被連接在一起時(shí)，有必要減小這兩個(gè)基體元件之間的位移。
[0005]因此，在根據(jù)專利文獻(xiàn)I的換向器中，為了減小上述的位移，通孔被分別地形成于碳基體元件及金屬基體元件的中心部位中，且在通孔之一的圓周邊緣部分處形成的突出物被壓入配合進(jìn)入其他通孔。此外，要被壓入配合進(jìn)入相匹配通孔的突出物可以被環(huán)形地形成且設(shè)置在碳基體元件一側(cè)，或可以被配置為設(shè)置在金屬基體元件一側(cè)的多個(gè)鉤狀體。
[0006]盡管如此，在根據(jù)專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，如果要被壓入配合進(jìn)入通孔的突出物被設(shè)置在碳基體元件上，則突出物可能會(huì)由于材料的性質(zhì)而破裂及損壞。另一方面，在金屬基體元件一側(cè)的多個(gè)鉤狀體可能會(huì)在彎曲加工中尺寸不同。因此，壓入配合操作可能被不完全地執(zhí)行，且需要先進(jìn)的技術(shù)來(lái)保證尺寸的精確度。此外，多個(gè)獨(dú)立的鉤狀體的強(qiáng)度較低，以致鉤狀體在彎曲加工后可能會(huì)變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于減小兩個(gè)基體元件之間的位移，且同時(shí)地，充分地保證基體元件之一的通孔處設(shè)置的突出物在該突出物壓入配合進(jìn)入其他基體元件的通孔時(shí)的強(qiáng)度。
[0008]本發(fā)明一方面是如下的換向器。具體地，換向器包括換向器基體元件，其通過(guò)在換向器基體元件中沿圓周方向形成的多個(gè)徑向狹縫而被劃分為多個(gè)換向器節(jié)段，換向器基體元件由絕緣體支撐且包括連接在一起的環(huán)形盤狀碳基體元件和金屬基體元件，碳基體元件具有被配置為與電刷滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面，金屬基體元件具有連接至線圈的多個(gè)端子。碳基體元件及金屬基體元件各自地在其中心部分中設(shè)置有通孔。設(shè)置在金屬基體元件的通孔的圓周邊緣處的圓柱形突出物被壓入配合進(jìn)入碳基體元件的通孔。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，金屬基體元件的圓柱形突出物被壓入配合進(jìn)入碳基體元件的通孔。這減小了碳基體元件與金屬基體元件間的位移，且方便了將兩個(gè)基體元件連接在一起的操作。在這種情況下，圓柱形突出物通過(guò)變形加工，例如，通過(guò)擠壓成型，被簡(jiǎn)易地且精確地形成于金屬基體元件通孔的圓周邊緣部分處，且圓柱形突出物的強(qiáng)度也可得到充分地保證。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的換向器，部分(a)是從碳基體元件側(cè)所見(jiàn)的仰視圖，且部分(b)是示出部分(a)中換向器的狀態(tài)的立體圖，其沿著線A-A剖開(kāi)。
[0011]圖2是單獨(dú)地示出圖1中換向器的碳基體元件及金屬基體元件狀態(tài)的立體圖，，它們以與圖1(b)中相同的方式被剖開(kāi)。
[0012]圖3是示出圖2中的碳基體元件與金屬基體元件通過(guò)壓入配合而連接及固定在一起的狀態(tài)的立體圖。
[0013]圖4是用于說(shuō)明在突出物通過(guò)擠壓成型而被形成在金屬基體元件上之前的加工操作的截面圖。
[0014]圖5是在圖4中的擠壓成型后的截面圖。
[0015]圖6示出從碳基體元件的連接側(cè)所見(jiàn)的、根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的局部剖開(kāi)的金屬基體元件的立體圖，且還示出了主要部分的放大圖。
[0016]圖7是從碳基體元件的連接側(cè)所見(jiàn)的、根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的局部剖開(kāi)的金屬基體元件的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在下文中，將基于附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0018]第一實(shí)施方式
[0019]圖1中所示的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的換向器I作為常規(guī)的換向器被使用在被配置為向汽車引擎或諸如此類供應(yīng)燃料的電動(dòng)機(jī)一體式燃料泵中的電動(dòng)機(jī)單元上。
[0020]換向器I包括:碳基體元件3，其為環(huán)形盤狀碳元件，具有被配置為與電刷(示圖被省略)滑動(dòng)接觸的平面滑動(dòng)表面3a ;以及金屬基體元件5，其為金屬元件，具有在其外圓周側(cè)連接至線圈(示圖被省略)的端子5a。所述碳基體元件3與所述金屬基體元件5被連接在一起從而組成換向器基體元件7。換向器基體元件7由是電絕緣體的樹(shù)脂絕緣體9支撐，且包括從碳基體元件3 —側(cè)開(kāi)始在其中形成的多個(gè)徑向狹縫11，狹縫11沿圓周方向等間距設(shè)置且將換向器基體元件7劃分為多個(gè)換向器節(jié)段13。
[0021]碳基體元件3通過(guò)高溫?zé)Y(jié)制成，且包括具有上述滑動(dòng)表面3a的環(huán)形盤3b。通孔3c被形成在盤3b的中心部分中。注意，盤3b在狹縫11被形成前具有環(huán)形盤狀形狀。如圖1中所示，在狹縫11被形成后，盤3b沿圓周方向被劃分為具有狹縫11作為邊界的多個(gè)節(jié)段。
[0022]另一方面，金屬基體元件5由機(jī)械加工(壓制)制成，且包括:環(huán)形盤5b，其被配置為在滑動(dòng)表面3a相對(duì)側(cè)連接于碳基體元件3的表面；以及多個(gè)側(cè)壁單元5c，其從盤5b的外圓周側(cè)的端部沿著軸向方向升起至碳基體元件3的相對(duì)側(cè)。通孔5d被形成在盤5b的中心部分內(nèi)。在側(cè)壁單元5c的頂端，上述端子5a被形成且向外彎曲。注意，沿圓周方向設(shè)置的側(cè)壁單元5c的數(shù)量與多個(gè)狹縫11的數(shù)量相同，且狹縫11各自位于多個(gè)側(cè)壁單元5c中相鄰的各兩個(gè)之間。而且，如碳基體元件3的盤3b的情況中那樣，盤5b在狹縫11被形成前具有盤形形狀。如圖1中所示，在狹縫11被形成后，盤5b沿著圓周方向被劃分為具有狹縫11作為邊界的多個(gè)節(jié)段。
[0023]進(jìn)一步地，在圖2中所示的在金屬基體元件5被連接到碳基體元件3前(也在狹縫11被形成前)的狀態(tài)下，本實(shí)施方式的金屬基體元件5包括形成于通孔5d的圓周邊緣且沿著軸向方向朝向碳基體元件3突出的圓柱形狀的突出物5e。圓柱形狀的突出物5e垂直于盤5b升起以具有沿著通孔5d的圓周邊緣連續(xù)地延伸的壁，且具有稍大于碳基體元件3的通孔3c的內(nèi)徑的外徑。
[0024]因此，如圖3中所示，當(dāng)金屬基體元件5被連接到碳基體元件3時(shí)，設(shè)置在通孔5d圓周邊緣的圓柱形突出物5e被壓入配合進(jìn)入碳基體元件3的通孔3c。在壓入配合的狀態(tài)下，突出物5e的頂端(圖3中的較低端)不會(huì)從碳基體元件3的滑動(dòng)表面3a向下突出。換句話說(shuō)，從盤5b突出的突出物5e的高度尺寸小于碳基體元件3的厚度尺寸。
[0025]此外，如圖2及圖3中所示，金屬基體元件5的盤5b包括形成于其中的用于注入連接材料的多個(gè)注入孔5f，以將碳基體元件3與金屬基體元件5連接在一起。連接材料的例子包括焊料及導(dǎo)電粘合劑。
[0026]各注入孔5f在突出物5e的相對(duì)側(cè)的圓周邊緣設(shè)置有錐形的接合凸起物5g。接合凸起物5g包括在其中心部分中的開(kāi)口 5gl，開(kāi)口 5gl與注入孔5f相通。開(kāi)口 5gl的在注入孔5f側(cè)的端部的內(nèi)徑與注入孔5f的內(nèi)徑基本相同。開(kāi)口 5gl在注入孔5f的相對(duì)側(cè)的端部的內(nèi)徑大于在注入孔5f側(cè)的端部的內(nèi)徑。當(dāng)連接材料被注入碳基體元件3與金屬基體元件5之間的狹窄間隙時(shí)，這樣的接合凸起物5g作為導(dǎo)引物，且也呈現(xiàn)出對(duì)于樹(shù)脂絕緣體9的錨定效應(yīng)。
[0027]樹(shù)脂絕緣體9與換向器基體元件7 —體成型，且位于金屬基體元件5的側(cè)壁單元5c的內(nèi)側(cè)。樹(shù)脂絕緣體9大體上為圓柱形形狀的元件，在其中心部分中包括通孔9a。在與換向器基體元件7 —體成型狀態(tài)下的樹(shù)脂絕緣體9具有:外圓周表面％，其連接到金屬基體元件5的側(cè)壁單元5c的內(nèi)表面5cl ;以及底表面9c，其在碳基體元件3的相對(duì)側(cè)連接到金屬基體元件5的盤5b的表面5bl。在這種情況下，樹(shù)脂絕緣體9進(jìn)入接合突出物5g的注入孔5f并且也進(jìn)入開(kāi)口 5gl。
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