JP2002369454A

JP2002369454A - 燃料ポンプ用直流電動機の通電部材とその製造方法および燃料ポンプ

Info

Publication number: JP2002369454A
Application number: JP2001169673A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Inukai; 恭司犬飼; Yoichi Murakami; 洋一村上; Keizo Takeuchi; 桂三竹内; Etsuo Kunitachi; 悦生国立; Kenzo Kiyose; 顕三清瀬; Tokio Hotta; 時生堀田; Yoichi Sakaura; 洋一坂浦; Kenichi Matsumoto; 謙一松本; Shinya Nakagawa; 慎也中川; Makoto Nishio; 誠西尾
Original assignee: Tris Inc; Denso Corp
Current assignee: Tris Inc; Denso Corp
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2002-12-20
Anticipated expiration: 2021-06-05
Also published as: US6674212B2; DE10224738A1; US20020180300A1; DE10224738B4; JP4596404B2

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料ポンプ用直流電動機に適した、耐硫化性を
有する整流子等の通電部材を提供する。【解決手段】整流子（１）が、カーボンを主成分とし一
端側に摺動面を形成するカーボン層（１１）と、このカ
ーボン層の他端側に固着され黄銅を主成分とする５５〜
９０ｗｔ％の金属とカーボンを主成分とする残部とから
なる金属カーボン層（１２）とで構成されていることを
特徴とする燃料ポンプ用直流電動機の通電部材。金属カ
ーボン層の金属主成分を黄銅とすることで、耐硫化性に
優れた整流子が得られた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複層構造を有する
燃料ポンプ用直流電動機の通電部材（ブラシ部分または
整流子部分）とその製造方法およびそれを備えた燃料ポ
ンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のエンジンは、燃料を燃料タン
クから、燃料噴射弁のデリバリパイプや高圧ポンプへ圧
送するための（低圧）燃料ポンプを備える。このような
燃料ポンプは、通常、バッテリ等を電力供給源とした直
流電動機（直流モータ）により駆動される。直流電動機
の場合、電機子コイルの回転位置によって電流方向を一
定とする必要があるため、ブラシと整流子により整流が
なされている。

【０００３】ところで、インタンク式に限らず、燃料ポ
ンプ、特にその直流電動機には、燃料に対する耐蝕性
（耐燃料性）が要求される。このような観点から、特開
平８−３０８１８３号公報には、ブラシとの摺動部にカ
ーボン層を用いた整流子（片）（カーボンコンミテータ
（セグメント））が開示されている。さらに、そのカー
ボン層の下層に金属カーボン層を形成することで、導電
性金属端子（ライザ）との接合性を確保できる旨の記載
もある。なお、この導電性金属端子は、一端が金属カー
ボン層に接続され、他端が電機子コイルに接続されるも
のである。同様の開示が、特開平９−４６９７８号公報
やＷＯ９９／０８３６７号公報にある。

【０００４】ここで、特開平８−３０８１８３号公報や
特開平９−４６９７８号公報に開示されている金属カー
ボン層は、銅粉末とカーボン粉末とを焼結させたもので
ある。また、ＷＯ９９／０８３６７号公報に開示されて
いる金属カーボン層は、銅粉末と錫粉末とカーボン粉末
との混合粉末を焼結させたものである。ＷＯ９９／０８
３６７号公報によると、融点の低い錫粉末が液相化し
て、カーボン層や導電性金属端子との接合性が改善され
る旨が記載されている。なお、その銅−錫の組成割合
は、Ｃｕ−１０Ｓｎ（ｗｔ％）程度である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者は、
銅または銅の割合が高い銅合金を使用した整流子やブラ
シ等の通電部材は、耐燃料性に劣ることを見出した。具
体的には、燃料中の硫黄に対する耐蝕性が劣ることを見
出した。通電部材が腐食すると、燃料ポンプの耐久性や
性能の低下を招くため好ましくない。従って、そのよう
な通電部材は、十分な耐硫化性を備えることが求められ
る。本発明は、このような事情に鑑みて為されたもので
ある。つまり、耐硫化性を有する燃料ポンプ用直流電動
機の通電部材を提供することを目的とする。また、その
製造方法を提供することを目的とする。さらに、その通
電部材を用いた燃料ポンプを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、この課題を
解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、カーボ
ン層と金属カーボン層とからなる通電部材において、そ
の金属カーボン層の金属として耐硫化性を有する黄銅を
用いることを思い付き、本発明を完成させるに至ったも
のである。

【０００７】（燃料ポンプ用直流電動機の通電部材）す
なわち、本発明の燃料ポンプ用直流電動機の通電部材
は、電力供給源から給電され一端側に摺動面を有するブ
ラシと、該ブラシの摺動面に摺接する摺動面を有し該ブ
ラシから受電して電機子コイルに給電する整流子と、か
らなる燃料ポンプ用直流電動機の通電部材において、前
記ブラシと前記整流子との少なくとも一方は、カーボン
を主成分とし一端側に摺動面を形成するカーボン層と、
黄銅を主成分とする５５〜９０ｗｔ％の金属とカーボン
を主成分とする残部とからなり該カーボン層の他端側に
固着される金属カーボン層とで構成されていることを特
徴とする。

【０００８】本発明の通電部材によれば、金属カーボン
層の金属が黄銅を主成分とするため、耐硫化性が向上し
て、通電部材ひいては燃料ポンプの耐久性向上を図れ
る。ところで、金属カーボン層（全体１００ｗｔ％）中
の金属の割合を５５〜９０ｗｔ％としたのは、次の理由
による。先ず、５５ｗｔ％未満では、金属カーボン層の
固有抵抗値が増加するため好ましくない。通常、この金
属カーボン層に導電性金属端子が接続され、その導電性
金属端子を介して電機子コイルに給電される。このた
め、金属カーボン層は低抵抗値であることが好ましい。
また、金属が５５ｗｔ％未満では、金属カーボン層の強
度が低下し、通電部材の保持性が低下し、好ましくな
い。特に、その金属カーボン層に導電性金属端子を機械
的に連結するような場合（例えば、圧入や締結等する場
合）、両者間で安定した連結性を確保するためには、金
属カーボン層にある程度以上の強度が必要となる。

【０００９】一方、９０ｗｔ％を超えると、カーボン層
と金属カーボン層との境界面近傍の接合強度が低下し、
好ましくない。その接合強度の低下は、全体的な抵抗値
の増加を招き、通電部材の保持性が悪化する。さらに、
金属が９０ｗｔ％を超えると、金属カーボン層が必要以
上に高剛性となる。このため、例えば、金属カーボン層
に導電性金属端子を圧入等して両者を連結するような場
合、圧入等に要する加工荷重が増加する。そして、その
荷重が比較的低靱性のカーボン層に及び、カーボン層に
割れ等が発生し得る。

【００１０】このような観点から、金属の割合を５５〜
９０ｗｔ％、さらには７０〜８０ｗｔ％とするとより好
ましい。もっとも、本発明の通電部材には、金属カーボ
ン層に導電性金属端子が埋込まれ、金属カーボン層と導
電性金属端子とが一体的に焼結されるものも、当然に含
む。金属カーボン層は、例えば、前記黄銅を主成分とす
る多孔質金属骨格と該多孔質金属骨格中に介在した前記
カーボンを主成分とする充填材とからなる。この金属カ
ーボン層は、黄銅粉末とカーボン粉末等とを混合して焼
結させた際に、一体的に形成されるものでも良いし、予
め用意した黄銅を主成分とする発砲金属（多孔質金属骨
格）にカーボンを主成分とする充填材を充填させたもの
でも良い。

【００１１】金属カーボン層に用いられる黄銅は、Ｃｕ
とＺｎとを主成分とする合金である。例えば、その黄銅
が、黄銅全体を１００ｗｔ％としたときにＺｎを２５〜
４５ｗｔ％含む銅合金であると、好適である。Ｚｎは、
Ｃｕに較べ硫化物生成自由エネルギーが大きく、耐硫化
性に有効な元素であり、Ｚｎが２５未満では、金属カー
ボン層の耐硫化性が不十分となる。Ｚｎが４５ｗｔ％を
超えると、β相が析出して金属カーボン層の加工性を低
下させるため、好ましくない。また、Ｚｎを４５％まで
添加すると、Ｚｎ添加に伴い強度が向上し、Ｚｎを４０
％まで添加すると純金属粉に較べて伸びが向上し、金属
カーボン層に導電性金属端子を圧入等して両者を連結す
るような場合に有効である。従って、Ｚｎを２５〜４５
ｗｔ％、さらには３０〜４０ｗｔ％であるとより好まし
い。

【００１２】なお、カーボン層が耐硫化性を備えること
は言うまでもない。また、本明細書で「通電部材」と
は、整流子片、ブラシ単体を意味する他、それらに限ら
ず、整流子片やブラシとそれらに連結される導電性金属
端子（ライザ、ピグテール等）等の周辺部材とを含めた
広い意味でもある。つまり、通電部材とは、電機子への
給電に必要となる単部材または装置を意味するものであ
る。

【００１３】前述の「金属」は、黄銅を主成分とするも
のであるが、黄銅単体でも、黄銅の他にＳｎ等の合金元
素を含んでも良い。「カーボン」は、摺動性および通電
性を備えた炭素質材料であるが、主として黒鉛である。
もっとも、カーボン層は、カーボン１００％の場合に限
らず、バインダーやその他の処理剤を含んでいても良
い。「金属」、「カーボン」、「カーボン層」および
「金属カーボン層」が、不可避不純物を含み得ることは
言うまでもない。

【００１４】（燃料ポンプ用直流電動機の通電部材の製
造方法）前述した通電部材は、例えば、次の本発明に係
る製造方法により製造できる。（１）すなわち、本発明の燃料ポンプ用直流電動機の通
電部材の製造方法は、電力供給源から給電され一端側に
摺動面を有するブラシと、該ブラシの摺動面に摺接する
摺動面を有し該ブラシから受電して電機子コイルに給電
する整流子とからなり、該ブラシと該整流子との少なく
とも一方が該摺動面を一端側に形成するカーボン層と該
カーボン層の他端側に固着された金属カーボン層とから
なる燃料ポンプ用直流電動機の通電部材において、前記
カーボン層を構成するカーボンを主成分とするカーボン
粉末と、前記金属カーボン層を構成する黄銅を主成分と
する５５〜９０ｗｔ％の金属粉末とカーボンを主成分と
するカーボン粉末とを混合した混合粉末とのうち、一方
の粉末を金型に充填した後で他方を該金型に充填する充
填工程と、該充填工程後の粉末を加圧して粉末成形体を
成形する成形工程と、該粉末成形体を加熱して固着した
該カーボン層と該金属カーボン層とを焼成する焼成工程
と、を備えることを特徴とする。

【００１５】本発明の製造方法によれば、前述の通電部
材を効率的に製造できる。金属カーボン層全体を１００
ｗｔ％としたときに、金属粉末を５５〜９０ｗｔ％とし
た理由は、前述の通りである。カーボン粉末には、適
宜、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂等からなるバイ
ンダーを含めても良い。混合粉末につていも同様であ
る。なお、金属粉末は、黄銅粉末でも良いし、別個の銅
粉末と亜鉛粉末とを混合した金属混合粉末でも良い。

【００１６】充填工程中に、先に充填したカーボン層を
構成するカーボン粉末または金属カーボン層を構成する
混合粉末を加圧する加圧工程を行うと良い。これによ
り、カーボン層または金属カーボン層の層厚の調整が容
易となる。ところで、前記金属粉末は、黄銅粉末は水ア
トマイズ粉であり、表面に強固な酸化皮膜を有する黄銅
粉末からなると、好適である。焼成工程に金属粉末から
Ｚｎが蒸発し易いが、表面に強固な酸化皮膜を有する黄
銅粉末を用いると、その酸化皮膜によりＺｎの消失を抑
制、防止できるからである。

【００１７】一般に、ガスアトマイズ法は、溶融した金
属をノズルから溶下させる際、還元ガスで吹飛ばし粒状
にするが、この吹飛ばす方法に水を使用する事で、高温
から冷却される際の黄銅表面に強固な酸化皮膜が形成さ
れる。この黄銅粉末も、黄銅全体を１００ｗｔ％とした
ときにＺｎを２５〜４５ｗｔ％含む銅合金粉末である
と、好適である。この理由は、前述した通りである。

【００１８】また、前記金属粉末は、錫粉末を含むと、
好適である。錫は黄銅等よりも低融点であるため、焼成
工程において先ず錫粉末が溶融する。この結果、比較的
低温で、錫粉末と黄銅粉末等が部分的な溶融結合（液相
焼結）を生じ得る。また、溶融したＳｎ中にＣｕが溶け
込み、両者粉末間で拡散等も生じ易くなる。こうして、
金属カーボン層中の金属組成の均一化が図られ、金属粉
末が強固に結合した金属カーボン層が得られる。同理由
により、金属粉末は、錫粉末に替えまたは錫粉末と共に
燐化合物粉末を含むと良い。

【００１９】なお、焼成時の熱収縮等を予め考慮して、
金型寸法やカーボン粉末や金属粉末の充填量を調整する
と良い。また、金属カーボン層は、全体的に均一な組成
とすれば十分だが、適宜、混合粉末の組成を順に変更し
て傾斜機能をもつようにしても良い。

【００２０】（２）前記通電部材の製造方法として、次
に述べるようなものでも良い。すなわち、本発明の燃料
ポンプ用直流電動機の通電部材の製造方法は、電力供給
源から給電され一端側に摺動面を有するブラシと、該ブ
ラシの摺動面に摺接する摺動面を有し該ブラシから受電
して電機子コイルに給電する整流子とからなり、該ブラ
シと該整流子との少なくとも一方が該摺動面を一端側に
形成するカーボン層と該カーボン層の他端側に固着され
た金属カーボン層とからなる燃料ポンプ用直流電動機の
通電部材において、前記金属カーボン層を構成する黄銅
を主成分とする５５〜９０ｗｔ％の発砲金属の気孔にカ
ーボンを主成分とする充填材を充填して金属カーボン成
形体を成形する金属カーボン成形工程と、前記カーボン
層を構成するカーボンを主成分とするカーボン粉末を金
型に充填し加圧してカーボン成形体を成形するカーボン
成形工程と、該金属カーボン成形体と該カーボン成形体
とを積層し加熱することにより固着した該金属カーボン
層と該カーボン層とを焼成する焼成工程と、を備えるこ
とを特徴とする。

【００２１】５５〜９０ｗｔ％という発砲金属の割合
は、金属カーボン成形体全体を１００ｗｔ％としたとき
の割合である。既に多孔質金属骨格が形成されているの
で、金属混合粉末の調製が不要であり、焼成工程の温度
管理等も容易となる。発砲金属への充填材の充填は、例
えば、カーボンを溶剤に溶かした処理液にその発砲金属
を浸漬したり、その処理液をスプレー等で発砲金属に塗
布したりした後、それを乾燥させて行うことができる。

【００２２】また、薄目の発砲金属にカーボンを充填し
たものを複数用意して、それらを加圧し積層すること
で、所望の厚さの金属カーボン層を得ても良い。前記カ
ーボン成形工程が、前記金属カーボン成形体を前記金型
に配設し該金属カーボン成形体と一体となった前記カー
ボン成形体を成形する工程であると、金属カーボン成形
体とカーボン成形体とを積層する工程を省略でき、効率
的である。発砲金属の割合、カーボン粉末、黄銅等に関
する前述の内容は、この場合にも勿論当てはまる。

【００２３】（燃料ポンプ）上述した通電部材は、燃料
ポンプの形式を問わず、その駆動源となる直流電動機に
広く利用できる。その通電部材を使用することで、燃料
ポンプの耐久性の向上を図ることができる。従って、本
発明は上記通電部材を備えた燃料ポンプと考えることも
できる。

【００２４】すなわち、本発明は、電力供給源から給電
され一端側に摺動面を有するブラシと該ブラシの摺動面
に摺接する摺動面を有し該ブラシから受電して電機子コ
イルに給電する整流子とからなる直流電動機の通電部材
を備えた燃料ポンプにおいて、前記ブラシと前記整流子
との少なくとも一方は、カーボンを主成分とし一端側に
摺動面を形成するカーボン層と、該カーボン層の他端側
に固着され黄銅を主成分とする５５〜９０ｗｔ％の金属
とカーボンを主成分とする残部とからなる金属カーボン
層とで構成されていることを特徴とする燃料ポンプとす
ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、実施形態を挙げ、本発明を
より詳しく説明する。図１および図２に燃料ポンプ用直
流電動機の通電部材の一つである整流子（コンミテー
タ）１を示した。また、図２は、図１のＡ−Ａ断面図で
ある。図１および図２から判るように、整流子１は扁平
型構造をしており、略扇型の整流子片（コンミテータセ
グメント）１０と、整流子片１０の下面（図上）に取付
けられる導電性金属端子１４と、８つの整流子片１０と
導電性金属端子１４とを放射円状に配列した状態で一体
的に保持する支持体１３とからなる。

【００２６】整流子片１０は、表面に摺動面１１ａを有
するカーボン層１１と、カーボン層１１と境界面１２ａ
で接合される金属カーボン層１２とからなる。金属カー
ボン層１２の下面には円柱状の突起１２１が突出してい
る。なお、摺動面１１ａが、ブラシ（図略）の摺動面と
摺接する。導電性金属端子１４は、支持体１３のボス部
１３１に食込むように屈曲した係止爪１４１と、金属カ
ーボン層１２の突起１２１に圧入されるリング１４２
と、電機子コイルの一端から延びる銅線にフュージング
加工により加熱圧着されるフック１４３とからなる。な
お、導電性金属端子１４は、その耐硫化性を考慮して、
黄銅（Ｚｎ：３０ｗｔ％の銅合金）製とした。

【００２７】支持体１３は、中央に電機子の軸（図略）
に嵌挿される軸穴１３４と、ボス部１３１と、ボス部１
３１の内外周側から延出した内周壁１３２と外周壁１３
３とを有する。ボス部１３１と内周壁１３２と外周壁１
３３とで区画される凹部に整流子片１０および導電性金
属端子１４が保持されている。

【００２８】この整流子１は、次のようにして形成され
る。先ず、円環状に一体となった整流子片１０の集合体
に、円環状の一体となった導電性金属端子１４の集合体
を取付ける。この取付は、各突起１２１に各リング１４
２を圧入して行う。こうして、円環状に一体となった整
流子片１０と導電性金属端子１４との結合体ができる。
この結合体を樹脂成形型に載置し、摺動面１１ａのみ露
出するようにして、結合体全体を絶縁性樹脂で樹脂モー
ルディングして、包囲する。こうして、図２に示すよう
な断面をもつ、円盤状の整流子素材が得られる。なお、
軸穴１３４は、樹脂成形型に予め設けられた後述の中子
２４により形成される。

【００２９】さらに、この整流子素材をスリット加工
し、図１に示すような８分割された整流子片１０を形成
する。このときのスリット加工は、各整流子片１０の絶
縁が目的であるため、カーボン層１１と金属カーボン層
１２と内周壁１３２と外周壁１３３とが切断させ、ボス
部１３１は切断されない。

【００３０】得られた整流子１は、次のように作用す
る。整流子１の各摺動面１１に複数のブラシ（図略）が
摺接すると、電力供給源→ブラシ→カーボン層１１→金
属カーボン層１２→導電性金属端子１４→直流電動機の
電機子コイル（図略）の順で電流が流れる。そして、整
流子１により電機子コイルに作用する力（トルク）の方
向は一定となり、電機子は一定方向に回転して燃料ポン
プを駆動する。燃料ポンプは、周知の構造であるため、
その詳細は省略する。

【００３１】

【実施例】以下に、前述の整流子素材の製造方法を例に
とり、本発明の通電部材に係る実施例を説明する。（整
流子素材の製造方法）この整流子素材は、次にようにし
て製造される。なお、以降では、整流子片のカーボン層
および金属カーボン層と混同を生じない範囲で、整流子
素材についても、単にカーボン層および金属カーボン層
と称することを断っておく。

【００３２】先ず、図３に示す成形金型２０を用意し
た。この成形金型２０は、円筒状のダイス２１と、ダイ
ス２１の内周側に嵌挿される円筒状の上パンチ２２と下
パンチ２３と、上パンチ２２と下パンチ２３との内周側
に嵌挿される円柱状の中子２４とからなる。下パンチ２
３の上面には、前述した突起１２１に対応する有底円筒
状の凹部２３１が８つ同心円上に形成されている。

【００３３】このダイス２１と下パンチ２３と中子２４
で形成されるキャビティに、金属カーボン層を形成する
混合粉末を充填した（充填工程）。この混合粉末は、黄
銅のアトマズ粉末とカーボン粉末と錫粉末とを混合した
ものである。この充填された混合粉末を、上パンチ２２
と下パンチ２３とで加圧して所望の層厚となるようにし
た（加圧工程）。

【００３４】この後、前述と同様のカーボン粉末にバイ
ンダーを添加したカーボン粉末を、前述の混合粉末上に
さらに充填した（充填工程）。その後、上パンチ２２と
下パンチ２３とを用いて加圧し、所望の形状をした整流
子素材成形体を得た（成形工程）。この整流子素材成形
体は、金属カーボン成形体とカーボン成形体とが一体と
なったものである。これを、電気炉に入れて加熱し、各
成形体を焼結させ、金属カーボン層とカーボン層とが固
着した整流子素材を得た（焼成工程）。これ以降は、前
述したように、導電性金属端子１４の集合体の圧入、樹
脂モールディング、スリット加工と順次行うことで、整
流子１が完成する。

【００３５】（測定および評価）（１）耐硫化性先ず、通電部材に適する、耐硫化性を有する黄銅の組成
を次のように調べた。Ｃｕ含有量のみ異なる黄銅からな
る１０×１０×２０ｍｍの試験片を、０．２ｗｔ％の粉
末硫黄を添加したレギュラーガソリン中に浸漬した。こ
のレギュラーガソリンを６０℃に保持して、１００時間
経過後の試験片の変色状況を観察した。この結果を図４
に示す。

【００３６】Ｃｕ含有量が８０ｗｔ％以上となると、試
験片の変色（黒色化）が始まっている。よって、耐硫化
性を備えるためにはＣｕ含有量が８０ｗｔ％未満、さら
には、７５ｗｔ％未満であるとより好ましいことが解っ
た。言換えるなら、Ｚｎ含有量が２５ｗｔ％以上である
と、より好ましいことが解った。

【００３７】（２）強度、伸びに及す亜鉛量の影響上述の工程を経て得られた整流子素材から、カーボン層
と金属カーボン層との存在する４×４×１０ｍｍの試験
片（テストピース：ＴＰ）を切出した。この試験片につ
いて、Ｚｎ量を変化させたときの引張強度と伸びと
を測定し、それらの結果を図５及び図６にそれぞれ示し
た。引張強度については、標準偏差をσとし、−３σ〜
３σの分布範囲を併せて図５に示した。この図５は、引
張り試験機により加圧方向に引張り試験を行ったとき
の、破断荷重を示したものである。

【００３８】図５から強度向上のためには、４５％まで
Ｚｎを添加することが有効であることが分る。また、加
圧方向に対して垂直方向に同様な引張り試験を行い、伸
びを測定した結果である図６から、伸び向上のために
は、４０％までのＺｎ添加が有効であることが分る。

【００３９】（３）金属カーボン層中の金属量の影響上述の工程を経て得られた整流子素材から、カーボン層
と金属カーボン層との存在する４×４×１０ｍｍの試験
片（テストピース：ＴＰ）を切出した。この試験片につ
いて、金属カーボン層中の金属量を種々変化させて、
境界面の引張強度、金属カーボン層の固有抵抗値、
金属カーボン層の引張強度をそれぞれ測定した。その結
果を図７〜９にそれぞれ示した。なお、測定は各金属量
に対して、それぞれ１０回行い、平均値をプロットし
た。なお、各グラフ中には、標準偏差をσとして、−３
σ〜３σの分布範囲も合わせて示した。

【００４０】また、引張強度は、引張り試験機により行
い、破断したときの荷重（応力）を示したものである。
固有抵抗値は、試験片の２方向から測定したものであ
る。図８中の●は、成形工程における加圧方向から測定
した固有抵抗値であり、○は、それと垂直な方向から測
定した固有抵抗値である。図７から、カーボン層と金属
カーボン層との境界面に、ある程度の強度を確保するた
めには、金属量が９０ｗｔ％以下であることが必要であ
ることが解る。一方、図８および図９から、固有抵抗値
を低下させ、金属カーボン層の強度をある程度確保する
ためには、金属量が５５ｗｔ％以上必要であることが解
る。特に、金属量が７０〜８０ｗｔ％であると、それら
３者のバランスが良い。

【００４１】（４）さらに、本発明者は、金属含有量の
相違による、金属骨格の形成状況の相違について調査し
た。具体的には、板状の、黄銅量が４０ｗｔ％の金属カ
ーボン層と黄銅量が７５ｗｔ％の金属カーボン層とをそ
れぞれ燃焼させ、その後の形状保持性を調べた。その結
果、黄銅量が４０ｗｔ％の場合、試験片の板形状が保持
されず、粉々に崩壊した。一方、黄銅量が７５ｗｔ％の
場合は、燃焼後も試験片の板形状が保持された。これ
は、黄銅量が４０ｗｔ％の場合、黄銅粉末の焼結が不十
分で、金属カーボン層に金属骨格が形成されていなかっ
たためと考えられる。一方、黄銅量が７５ｗｔ％の場合
は、黄銅粉末の焼結が十分に行われ、金属骨格が形成さ
れていたためと考えられる。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係る燃料ポンプ用直流電動機の
通電部材は、優れた耐硫化性を備え、通電部材の耐久性
向上を図れる。また、本発明に係るその製造方法を用い
ると、その通電部材を容易に得ることができる。さら
に、本発明に係るその通電部材を備えた燃料ポンプは、
優れた耐久性を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である整流子を示す平面図で
ある。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の実施例で使用した成形金型を示す断面
図である。

【図４】黄銅中のＣｕ含有量と耐硫化性との関係を示す
グラフである。

【図５】亜鉛量と引張強度との関係を示すグラフであ
る。

【図６】亜鉛量と伸びとの関係を示すグラフである。

【図７】実施例に係る金属カーボン層中の金属量と境界
面でも引張強度との関係を示すグラフである。

【図８】その金属量と固有抵抗値との関係を示すグラフ
である。

【図９】その金属量と金属カーボン層の引張強度との関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１整流子（通電部材）１０整流子片１０ａ摺動面１１カーボン層１２金属カーボン層１３支持体１４導電性金属端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｒ 39/20 Ｈ０１Ｒ 39/20 39/26 39/26 43/01 43/01 ＺＨ０２Ｋ 15/02 Ｈ０２Ｋ 15/02 Ｐ (72)発明者村上洋一愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者竹内桂三愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者国立悦生愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者清瀬顕三愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者堀田時生三重県松坂市櫛田町1105番地の２トライス株式会社内 (72)発明者坂浦洋一三重県松坂市櫛田町1105番地の２トライス株式会社内 (72)発明者松本謙一三重県松坂市櫛田町1105番地の２トライス株式会社内 (72)発明者中川慎也三重県松坂市櫛田町1105番地の２トライス株式会社内 (72)発明者西尾誠三重県松坂市櫛田町1105番地の２トライス株式会社内Ｆターム(参考） 4K018 AA04 AB07 AC01 BA02 BA20 CA11 DA11 JA09 JA10 KA34 KA35 5E051 GB10 5H613 AA01 AA03 BB04 BB08 BB09 BB15 GA03 GA06 GA07 GA08 GA10 GB01 GB06 GB08 GB09 GB12 GB14 GB17 KK02 KK03 KK05 KK12 KK18 PP08 QQ02 QQ03 5H615 AA01 BB01 BB04 PP26 RR01 SS03 SS10 SS12 SS16 SS19 SS44 TT16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力供給源から給電され一端側に摺動面を
有するブラシと、該ブラシの摺動面に摺接する摺動面を
有し該ブラシから受電して電機子コイルに給電する整流
子と、からなる燃料ポンプ用直流電動機の通電部材にお
いて、前記ブラシと前記整流子との少なくとも一方は、カーボ
ンを主成分とし一端側に摺動面を形成するカーボン層
と、黄銅を主成分とする５５〜９０重量％（ｗｔ％）の
金属とカーボンを主成分とする残部とからなり該カーボ
ン層の他端側に固着される金属カーボン層とで構成され
ていることを特徴とする燃料ポンプ用直流電動機の通電
部材。
【請求項２】前記金属カーボン層は、前記黄銅を主成分
とする多孔質金属骨格と該多孔質金属骨格中に介在した
前記カーボンを主成分とする充填材とからなる請求項１
に記載の燃料ポンプ用直流電動機の通電部材。
【請求項３】前記黄銅は、該黄銅全体を１００ｗｔ％と
したときに亜鉛（Ｚｎ）を２５〜４５ｗｔ％含む銅合金
である請求項１または２に記載の燃料ポンプ用直流電動
機の通電部材。
【請求項４】電力供給源から給電され一端側に摺動面を
有するブラシと、該ブラシの摺動面に摺接する摺動面を
有し該ブラシから受電して電機子コイルに給電する整流
子とからなり、該ブラシと該整流子との少なくとも一方
が該摺動面を一端側に形成するカーボン層と該カーボン
層の他端側に固着された金属カーボン層とからなる燃料
ポンプ用直流電動機の通電部材において、前記カーボン層を構成するカーボンを主成分とするカー
ボン粉末と、前記金属カーボン層を構成する黄銅を主成
分とする５５〜９０ｗｔ％の金属粉末とカーボンを主成
分とするカーボン粉末とを混合した混合粉末とのうち、
一方の粉末を金型に充填した後で他方を該金型に充填す
る充填工程と、該充填工程後の粉末を加圧して粉末成形体を成形する成
形工程と、該粉末成形体を加熱して固着した該カーボン層と該金属
カーボン層とを焼成する焼成工程と、を備えることを特徴とする燃料ポンプ用直流電動機の通
電部材の製造方法。
【請求項５】前記金属粉末のうちの黄銅粉末は水アトマ
イズ粉であり、表面に強固な酸化皮膜を有する黄銅粉末
からなる請求項４記載の燃料ポンプ用直流電動機の通電
部材の製造方法。
【請求項６】前記金属粉末は、錫粉末を含む請求項４ま
たは５に記載の燃料ポンプ用直流電動機の通電部材の製
造方法。
【請求項７】電力供給源から給電され一端側に摺動面を
有するブラシと、該ブラシの摺動面に摺接する摺動面を
有し該ブラシから受電して電機子コイルに給電する整流
子とからなり、該ブラシと該整流子との少なくとも一方
が該摺動面を一端側に形成するカーボン層と該カーボン
層の他端側に固着された金属カーボン層とからなる燃料
ポンプ用直流電動機の通電部材において、前記金属カーボン層を構成する黄銅を主成分とする５５
〜９０ｗｔ％の発砲金属の気孔にカーボンを主成分とす
る充填材を充填して金属カーボン成形体を成形する金属
カーボン成形工程と、前記カーボン層を構成するカーボンを主成分とするカー
ボン粉末を金型に充填し加圧してカーボン成形体を成形
するカーボン成形工程と、該金属カーボン成形体と該カーボン成形体とを積層し加
熱することにより固着した該金属カーボン層と該カーボ
ン層とを焼成する焼成工程と、を備えることを特徴とする燃料ポンプ用直流電動機の通
電部材の製造方法。
【請求項８】前記カーボン成形工程は、前記金属カーボ
ン成形体を前記金型に配設し該金属カーボン成形体と一
体となった前記カーボン成形体を成形する工程である請
求項７記載の燃料ポンプ用直流電動機の通電部材の製造
方法。
【請求項９】電力供給源から給電され一端側に摺動面を
有するブラシと該ブラシの摺動面に摺接する摺動面を有
し該ブラシから受電して電機子コイルに給電する整流子
とからなる直流電動機の通電部材を備えた燃料ポンプに
おいて、前記ブラシと前記整流子との少なくとも一方は、カーボ
ンを主成分とし一端側に摺動面を形成するカーボン層
と、該カーボン層の他端側に固着され黄銅を主成分とす
る５５〜９０ｗｔ％の金属とカーボンを主成分とする残
部とからなる金属カーボン層とで構成されていることを
特徴とする燃料ポンプ。