JP2002262518A - 円筒形整流子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシと摺接する整流子片の部分を予め高温
焼成したカーボン製とし、結線用のフック部を金属製と
した円筒形整流子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 一端部側に結線用のフック７を備えた複
数のセグメントをモールド樹脂３３により円筒形状に固
着保持した構成の円筒形整流子１において、前記セグメ
ントは、前記フック７を備えた金属製のフックベース９
と予め高温焼成したカーボン製の整流子片１１とを一体
化した構成であり、かつ前記フックベース９の一部分及
び前記整流子片１１の一部分を前記モールド樹脂内に埋
設固定した構成であって、カーボン製の整流子片１１と
金属製のフックベース９はハンダ付け又はロウ付けにて
接合一体化してあり、かつフックベース９と整流子片１
１は、適宜一方に形成した係合凹部２３と他方に形成し
た係合凸部１９とを係合して相対的位置関係を保持した
構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば燃料ポンプ
等のモータ用の整流子として使用される円筒形整流子及
びその製造方法に係り、さらに詳細には、結線用のフッ
クを備えた部分を金属製とし、モータのブラシと摺接す
る整流子片の部分を、予め高温焼成したカーボン製とし
た構成の円筒形整流子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】円筒形整流子は、モータのブラシと摺接
する整流子片と結線用のフックは同一金属により一体に
形成してあるのが一般的であるが、近年は焼成したカー
ボンを整流子片として使用した円筒形整流子も開発され
つつある。この種の、カーボンを使用した円筒形整流子
の製法としては次のごとき方法が採用されている。

【０００３】(i) カーボンを成形する際の成形型へフッ
クを備えた金属母材をインサートし、カーボン粉末を加
圧成形すると同時に上記金属母材を一体化し、その後に
カーボンを焼成する。

【０００４】(ii) 樹脂絶縁体と金属母材とを予め一体
成形又は機械的方法等によって一体化しておき、その後
に、別個に用意したカーボンを前記金属母材にハンダ付
け又はロウ付けする。

【０００５】(iii) 樹脂絶縁体と金属母材とを予め一体
成形又は機械的方法等によって一体化しておき、これ
を、カーボンを成形する際の成形型へインサートし、カ
ーボン粉末を加圧成形すると同時に前記金属母材等を一
体化し、その後にカーボンを焼成する。

【０００６】(iV) 樹脂絶縁体と金属母材とを別個に用
意し、これらを、カーボンを成形する際の成形型へイン
サートし、カーボン粉末を加圧成形すると同時に前記金
属母材等を一体化し、その後にカーボンを焼成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記(i) の方法におい
ては、一体成形されている金属母材の熱軟化を避けるた
めに、例えば２００℃程度の低温でカーボンの焼成を行
わなければならないので、硬度，電気抵抗率，耐膨潤性
等において問題がある。なお、仮に１０００℃以上の高
温でカーボンの焼成を行うと、カーボンの特性は満足す
るものとなるが、金属母材が軟化すると共に、カーボン
と金属母材との熱膨張率の相違により両者間に微少空隙
を生じて電気的接続が損なわれることがある等の問題が
ある。

【０００８】前記(ii)の場合には、カーボンを単独で焼
成することができるので、予め高温焼成することが可能
であって、カーボンの特性の向上を図ることができるも
のの、カーボンと金属母材とをハンダ付け又はロウ付け
するときに樹脂絶縁体が劣化することや、結線用のフッ
クにコイルを接続するヒュージング時に熱伝導等によっ
てハンダやロウが緩むことがあるなどの問題がある。

【０００９】(iii)及び(iV)の場合には、樹脂絶縁体の
炭化や金属母材の軟化を避けるために、前記(i)の場合
と同様の問題がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上述のごとき従
来の問題等に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発
明は、一端部側に結線用のフックを備えた複数のセグメ
ントをモールド樹脂により円筒形状に固着保持した構成
の円筒形整流子において、前記セグメントは、前記フッ
クを備えた金属製のフックベースと予め高温焼成したカ
ーボン製の整流子片とを一体化した構成であり、かつ前
記フックベースの一部分及び前記整流子片の一部分を前
記モールド樹脂内に埋設固定した構成である。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
円筒形整流子において、カーボン製の整流子片と金属製
のフックベースはハンダ付け又はロウ付けにて接合一体
化した構成である。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の円筒形整流子において、フックベースと整流子片
は、適宜一方に形成した係合凹部と他方に形成した係合
凸部とを係合して相対的位置関係を保持した構成であ
る。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
円筒形整流子において、係合凹部の周面に形成した切り
起し片の先端部を係合凸部に食い込ませ又は圧接した構
成である。

【００１４】請求項５に係る発明は、一端部側に結線用
のフックを備えた複数のセグメントをモールド樹脂によ
り円筒形状に固着保持した構成の円筒形整流子を製造す
る方法において、モールド樹脂内に埋設される複数のア
ンカー部を内周面に備えると共に上記各アンカー部に対
応して一端面に複数の係合凸部又は係合凹部を備え、か
つ予め高温焼成したカーボン製の円筒形状の整流子母材
を得る（ａ）工程と、前記係合凸部又は係合凹部に対応
する係合凹部又は係合凸部を備えると共にフックを備え
た複数のフックベースを円形状に連結して備えた構成の
金属製のベース母材を得る（ｂ）工程と、前記整流子母
材の前記係合凸部又は係合凹部を備えた端面に導電メッ
キを施す（ｃ）工程と、前記整流子母材の各係合凸部又
は係合凹部と前記ベース母材の各係合凹部又は係合凸部
とを係合し、かつハンダ付け又はロウ付けを行って上記
整流子母材と上記ベース母材とを一体化する（ｄ）工程
と、一体化した整流子母材の前記アンカー部とベース母
材のフックベースがモールド樹脂に埋没するようにイン
サートモールドする（ｅ）工程と、上記（ｅ）の工程の
後に、各整流子及びフックベースを各セグメント毎に分
割すべくモールド樹脂の外周面に周方向に等間隔にスリ
ッティング加工を行う（ｆ）工程と、の各工程を有する
円筒形整流子の製造方法である。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１を参照するに、本実施の形態
に係る円筒形整流子１は、モータシャフト嵌合用の嵌合
孔３を軸心に備えた円筒形状の整流子本体５を備えてい
る。上記整流子本体５はモールド樹脂よりなるものであ
って、一端部側にはモータのコイルとの結線用のフック
７を備えた複数のフックベース９が円周方向に等間隔に
埋設固定してある。

【００１６】そして、前記整流子本体５の、モータにお
けるブラシ（図示省略）と接触する外周面には、前記各
フックベース９と一端側を一体的に固定した整流子片１
１が等間隔に埋設固定してある。この整流子片１１は予
め高温（１０００℃以上）焼成したカーボンよりなるも
のである。なお、整流子本体５の円周方向に隣接したフ
ックベース９及び整流子片１１の電気的接続を絶縁する
ために、前記整流子本体５の外周面には軸心に平行なス
リット１２が周方向に等間隔に形成してある。

【００１７】前記整流子片１１は、カーボンを予め高温
焼成した円筒形状の整流子母材１３（図２参照）を前記
スリット１２によって分割することによって得られるも
のである。上記整流子母材１３は、図２に示すように、
内周面に全長に亘る突条部１５と溝部１７とを交互に等
間隔に備えた構成の円筒形状に形成してあり、一端面の
各突条部１５の基部には、適宜形状の係合凸部１９が形
成してある。

【００１８】そして、少くとも係合凸部１９を形成した
端面には、前記フックベース９とのハンダ付け又はロウ
付けが容易に行われ得るように、例えば錫などの適宜導
電メッキが施してある。なお、前記突条部１５は前記整
流子本体５のモールド樹脂内に埋設されるアンカー部を
なすもので、モールド樹脂に対する固定性の向上を図る
ために、図２に示すように、断面形状を鳩尾形状に形成
してある。

【００１９】前記フック７を備えた複数のフックベース
９は、図３，図４に示すごとく、屈曲する前の直ぐなフ
ック７を備えた複数のフックベース９を細い連結部２９
でもって円形状に連結した構成のベース母材２１の上記
連結部２９を前記スリット１２によって分割することに
より得られるものである。上記ベース母材２１は、例え
ば銅又は銅合金などの金属よりなるものであって、プレ
ス加工によって予め成形加工してある。

【００２０】より詳細には、前記フックベース９は、前
記整流子母材１３における係合凸部１９と係合自在の係
合凹部としての係合孔２３を備えたベースプレート部９
Ａと当該ベースプレート部９Ａに対して直角に屈曲した
立設部９Ｂとを備えた構成である。

【００２１】そして、上記立設部９Ｂの先端部に前記フ
ック７を備え、このフック７の両側部に内側へ屈曲した
アンカー部２５を備えている。また前記ベースプレート
部９Ａの内端側には、先端側が前記立設部９Ｂ方向を指
向するように屈曲したアンカー部２７を備えている。上
記各アンカー部２５，２７及びベースプレート部９Ａは
前記整流子本体５のモールド樹脂内に埋設されるもので
ある。

【００２２】既に理解されるように、前記ベース母材２
１は、前記構成のごとき複数のフックベース９における
各ベースプレート部９Ａを前記連結部２９でもって円形
状に連結した態様の構成である。なお、上記連結部２９
は前記スリット１２を形成することによって切断される
ものである。

【００２３】以上のごとき構成において、図５に示すよ
うに、前述したごとき構成の整流子母材１３における各
係合凸部１９と前記構成のごときベース母材２１の各係
合孔２３とを係合し、かつ上記整流子母材１３とベース
母材２１との接合面をハンダ付けやロウ付けして両者を
一体化する。

【００２４】なお、前記係合凸部１９と係合凹部は相対
的なものであるから、係合凸部をベース母材２１に形成
し、係合凹部を整流子母材１３に形成する構成としても
良いものである。また、整流子母材１３とベース母材２
１との一体化を図る構成として、図６に示すように、係
合孔２３の内周面の複数箇所に切り起し片３１を形成
し、この切り起し片３１の先端部を係合凸部１９の外周
面に食い込ませる構成、又は切り起し片３１の先端部を
係合凸部１９の外周面に圧接する構成とすることができ
る。この場合、上記切り起し片３１は、係合凸部１９を
係合する前にバーリング加工用の円筒形状の工具によっ
て予め形成しておいても良く、また係合孔２３に係合凸
部１９を係合した後に上記工具によって形成しても良い
ものである。

【００２５】既に理解されるように、整流子母材１３と
ベース母材２１とを一体化する構成としては、両者をハ
ンダ付け等によって接着する構成、又は係合凸部１９に
係合孔２３の周面に形成した切り起し片３１を食い込ま
せるなど機械的に一体化する構成、あるいは両方を併用
した構成とすることができる。

【００２６】前述のごとく整流子母材１３とベース母材
２１とを一体化した後、モールド金型（図示省略）内に
セットし、モールド樹脂３３をモールドして前記整流子
本体５を成形する。この際、図５（Ｂ）に示すように、
整流子母材１３における突条部１５及びベース母材２１
におけるベースプレート部９Ａ，立設部９Ｂの内面及び
アンカー部２５，２７はモールド樹脂３３内に埋没する
ようにモールドする。なお、整流子母材１３全体及びフ
ック７の部分を残してベース母材２１におけるフックベ
ース９の部分全体が埋没するようにモールド樹脂３３を
モールドしても良いものである。この場合、整流子母材
１３の外周面が露出するように外周面の切削加工を行う
ものである。なお、図５（Ｂ）には、上述のように外周
面の切削加工を行い、かつモータシャフト嵌合用の前記
嵌合孔３の切削加工を行った状態の断面が示されてい
る。

【００２７】上述のように整流子母材１３とベース母材
２１とをモールド樹脂３３によりモールドし一体化して
外周面の切削を行った後、又はその前に、整流子本体５
の外周面に軸心に平行な前記スリット１２を周方向へ等
間隔に加工して、整流子母材１３における各突条部１５
を分割することによって前記整流子片１１を形成し、か
つ前記ベース母材２１の前記連結部２９をスリット１２
によって切断することにより、一端部側に結線用のフッ
ク７を備えた複数のセグメントを形成することになる。
その後、各フック７を外側へ屈曲することにより、図１
に示した円筒形整流子１が得られるものである。

【００２８】既に理解されるように、本実施の形態によ
れば、整流子母材１３とベース母材２１はそれぞれ予め
別個に製造されるものであるから、カーボンは単独で高
温焼成が可能であり、機械的にも電気的にも特性が優れ
たものとすることができる。そして、整流子母材１３と
ベース母材２１は、適宜一方に備えた係合凸部１９と他
方に備えた係合孔２３とを係合した状態において相対的
な位置決めが行われるので、両者の位置関係は常に正確
に保持されるものである。

【００２９】前記整流子母材１３とベース母材２１とを
一体化してモールド樹脂３３によりモールドしたときに
は、フック７を備えたフックベース９の部分及び整流子
片１１の部分に備えたそれぞれのアンカー部がモールド
樹脂３３内に埋没されて、フック７及び整流子片１１が
共にモールド樹脂３３に埋設固定されるので、スリット
１２の加工時やフック７を屈曲する加工時に、フック７
や整流子片１１を確実に固定保持できるものである。

【００３０】

【発明の効果】以上のごとき説明より理解されるよう
に、本発明によれば、カーボン製の整流子片と金属製の
フックベースはそれぞれ予め別個に製造されて一体化
し、その後にモールド型にセットしモールド樹脂をモー
ルドして整流子本体を成形するものであるから、カーボ
ンを予め高温焼成することができ、カーボンの電気的，
機械的特性を向上することができるものである。

【００３１】また、小型化することにより整流子本体が
小径となり、整流子母材とベース母材との接合面積が小
さな場合であっても、係合凹部と係合凸部の関係で両端
を係合し、かつハンダ付け等によって一体化するので、
両者の係合を確実強固にすることができる。

【００３２】さらに、カーボン製の整流子片と金属製の
フックベースは共にモールド樹脂に埋設固定してあるの
で、仮にハンダ付け部等に緩みを生じた場合であっても
互いの位置関係は正確に保持され、かつ緩みや脱落を生
じるようなことがないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る円筒形整流子の外観
を示す説明図である。

【図２】整流子片を分割する前の整流子母材の説明図で
ある。

【図３】結線用のフックを備えたフックベースを分割す
る前のベース母材の説明図である。

【図４】ベース母材の主要部分の説明図である。

【図５】整流子母材とベース母材とを接合一体化し、モ
ールド樹脂でモールドした状態を示す断面説明図であ
る。

【図６】フックを備えたフックベースの別の形態を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 円筒形整流子 ３ 嵌合孔 ５ 整流子本体 ７ フック ９ フックベース ９Ａ ベースプレート部 ９Ｂ 立設部 １１ 整流子片 １２ スリット １３ 整流子母材 １５ 突条部 １９ 係合凸部 ２１ ベース母材 ２３ 係合孔 ２５，２７ アンカー部 ３３ モールド樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩田 勉 東京都目黒区目黒本町２−15−24 株式会 社杉山製作所内 (72)発明者 石渡 勉 東京都目黒区目黒本町２−15−24 株式会 社杉山製作所内 Ｆターム(参考） 5H613 AA01 AA02 BB04 BB13 GA05 GB12 KK02 KK03 KK08 PP08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部側に結線用のフックを備えた複数
   のセグメントをモールド樹脂により円筒形状に固着保持
   した構成の円筒形整流子において、前記セグメントは、
   前記フックを備えた金属製のフックベースと予め高温焼
   成したカーボン製の整流子片とを一体化した構成であ
   り、かつ前記フックベースの一部分及び前記整流子片の
   一部分を前記モールド樹脂内に埋設固定した構成である
   ことを特徴とする円筒形整流子。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の円筒形整流子におい
   て、カーボン製の整流子片と金属製のフックベースはハ
   ンダ付け又はロウ付けにて接合一体化してあることを特
   徴とする円筒形整流子。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の円筒形整流子に
   おいて、フックベースと整流子片は、適宜一方に形成し
   た係合凹部と他方に形成した係合凸部とを係合して相対
   的位置関係を保持した構成であることを特徴とする円筒
   形整流子。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の円筒形整流子におい
   て、係合凹部の周面に形成した切り起し片の先端部を係
   合凸部に食い込ませ又は圧接した構成であることを特徴
   とする円筒形整流子。
5. 【請求項５】 一端部側に結線用のフックを備えた複数
   のセグメントをモールド樹脂により円筒形状に固着保持
   した構成の円筒形整流子を製造する方法において、
   （ａ）モールド樹脂内に埋設される複数のアンカー部を
   内周面に備えると共に上記各アンカー部に対応して一端
   面に複数の係合凸部又は係合凹部を備え、かつ予め高温
   焼成したカーボン製の円筒形状の整流子母材を得る工
   程、（ｂ）前記係合凸部又は係合凹部に対応する係合凹
   部又は係合凸部を備えると共にフックを備えた複数のフ
   ックベースを円形状に連結して備えた構成の金属製のベ
   ース母材を得る工程、（ｃ）前記整流子母材の前記係合
   凸部又は係合凹部を備えた端面に導電メッキを施す工
   程、（ｄ）前記整流子母材の各係合凸部又は係合凹部と
   前記ベース母材の各係合凹部又は係合凸部とを係合し、
   かつハンダ付け又はロウ付けを行って上記整流子母材と
   上記ベース母材とを一体化する工程、（ｅ）一体化した
   整流子母材の前記アンカー部とベース母材のフックベー
   スがモールド樹脂に埋没するようにインサートモールド
   する工程、（ｆ）上記（ｅ）の工程の後に、各整流子及
   びフックベースを各セグメント毎に分割すべくモールド
   樹脂の外周面に周方向に等間隔にスリッティング加工を
   行う工程、 の各工程を有することを特徴とする円筒形整流子の製造
   方法。