JP2004229452A

JP2004229452A - 耐食性を備えたモータ用部品

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Publication number: JP2004229452A
Application number: JP2003016759A
Authority: JP
Inventors: Teruo Shimizu; 輝夫清水; Tsuneo Maruyama; 恒夫丸山
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-24
Also published as: JP4253837B2

Abstract

【課題】耐食性に優れたモータ用部品を提供する。
【解決手段】モータ１は、ブラシ２，コイル６，ブラシホルダー４，スプリング９などのモータ用部品本体を有する。このモータ部品本体の露出した外面を四フッ化エチレン樹脂層で被覆する。耐食性を有する四フッ化エチレン樹脂層により、高い耐食性を得ることができる。また、金メッキ等に比べて、材料費が安価であり、コーティングにより四フッ化エチレン樹脂層を形成できるから、製作費も安価となる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐食性を備えたモータ用部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガソリンエンジン用モータ式燃料ポンプが図８に断面図で例示される構造を持つことが知られている。すなわち、図示される通り上記燃料ポンプ１０１は、ケーシング１０２内において、モータ１０３の両端部に固設した回転軸１０４が軸受１０５に支持され、前記回転軸１０４の一方端部にはインペラ１０６が挿入され、かつ前記インペラ１０６、モータ１０３（アーマチュア）の外周面、および軸受１０５と回転軸１０４との間の図示しない隙間に沿って狭い間隙のガソリン流通路（図示せず）が形成された構造を有し、前記モータ１０３の回転でインペラ１０６が回転し、このインペラ１０６の回転でガソリンがケーシング１０２内に取り込まれ、取り込まれたガソリンはインペラ１０６、モータ１０３の外周面、および軸受１０５と回転軸１０４との間の図示しない隙間に沿って形成されたガソリン流通路を通って送り出され、別設のガソリンエンジンに送り込まれるように作動するものであり、前記燃料ポンプ１０１は燃料タンク内で使用される。
【０００３】
上記のように燃料ポンプ１０１のモータ１０３や燃料タンクの近傍で用いられるモータは、燃料の影響を受けるため、通常の使用条件よりは耐食性を考慮したものを使用する必要があり、例えばモータに使用される細い導電線などでは、腐食により切れる場合がある。特に、硫黄やその化合物が混ざった燃料や、蟻酸や酢酸等の有機酸が混ざった燃料を使用する場合、これらに対する耐食性を確保しないと、腐食により寿命が低下する問題がある。
【０００４】
そこで、小型モータのブラシ装置において、整流子との摺接面の部分以外の導電パターンは、グリーンレジスト等の絶縁皮膜が施され、非レジスト部には、金メッキ等の絶縁被膜が施され、非レジスト部には、金メッキ等の貴金属メッキによる酸化防止膜が施され、摺接面を形成し、前記メッキによる効果は、導電パターンの表面の酸化防止と、動作時における磨耗対策としての役目をなし（特許公報１）、また、モータ用ブラシであって、連続気孔を有する発泡金属から成る導電体を炭素粉末、黒鉛粉末等のように固有抵抗の大きい黒鉛質粉末とともに所定の形状及び寸法に一体成形したのち、焼成することによって焼結し、前記導電体の表面に銀、金、白金、パラジウム、錫等のような固有抵抗の小さい導電性金属の被膜をメッキ、その他の方法で形成する（特許公報２）ようにしたものが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２６４８１３号公報（００２１段及び００２２段）
【特許文献２】
特公昭６２−４５６７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにモータ部品であるブラシに金メッキ等の金被覆層を施すことにより、耐食性の向上を図ることができるが、メッキやその他の方法を用いる場合でも、金被覆層を設けるにはコストが掛かる問題がある。また、金メッキは比較的柔らかいため、組立て作業中に外部に接触すると、接触した部分の耐食性が低下することが懸念される。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、硫黄やその化合物が混ざった燃料や、蟻酸，酢酸等の有機酸が混ざった燃料のタンクに使用しても、耐食性に優れ、かつ安価となるモータ用部品を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のモータ用部品は、前記目的を達成するために、モータの一部を構成する金属製のモータ部品本体と、このモータ部品本体の露出した外面を被覆する被覆層とを備えたモータ用部品において、前記被覆層が四フッ化エチレン樹脂層であるものである。
【０００９】
この請求項１の構成によれば、耐食性を有する四フッ化エチレン樹脂層によりモータ部品本体を覆うことにより、高い耐食性を得ることができる。また、金メッキ等に比べて、材料費が安価であり、コーティングにより被覆層を形成できるから、製作費も安価となる。しかも、その被覆層は耐食性と共に絶縁性を備えるから、外部と絶縁する必要がある部品に有効である。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１のモータ用部品において、前記モータ部品本体が通電部品である。
【００１１】
この請求項２の構成によれば、通電部品と外部との絶縁性をも確保できる。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２のモータ用部品において、前記四フッ化エチレン樹脂層の厚さが５〜１５μｍである。
【００１３】
この請求項３の構成によれば、硫黄やその化合物に対する耐食性と蟻酸や酢酸等の有機酸に対する耐食性の両者を備えたモータ用部品が得られる。そして、四フッ化エチレン樹脂層の厚さが５μｍ未満になると有機酸に対する耐食性が低下し、一方、その厚さが１５μｍを超えても、それ以上耐食効果は向上しないから、コーティングの作業性を考慮して１５μｍ以下が好ましい。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項１〜４のモータ用部品において、前記モータが燃料タンク又はその近傍で用いられるものである。
【００１５】
この請求項４の構成によれば、燃料の影響下で耐食性を確保することができる。
【００１６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。図１〜図４は本発明の第１実施形態を示し、同図は、モータ１と、モータ用部品本体たるブラシ２及び整流子３などを示している。前記整流子３は、モータ１の回転軸２５に設けられ、相互に絶縁された複数の整流子片３Ａ，３Ａ，３Ａ…を備え、回転軸４に設けた回転子５にコイル６，６，６…を設け、これらコイル６，６，６…を構成するリード線６Ｒの端部を前記整流子片３Ａ，３Ａ，３Ａ…に接続しており、ブラシ２に電源を接続して整流子３を介して給電することにより、前記コイル６，６，６…と固定マグネット７との間でトルクが発生し、回転子５を回転付勢するようにしている。尚、図中２６はモータ１のケーシングであり、２７は回転軸２５を回転自在に支持する軸受である。
【００１７】
図２及び図３に示すように、モータ用部品本体たる前記ブラシ２は、黒鉛質粉末などを焼結してなる導電性ブラシ本体２１と、このブラシ本体２１に一端を電気的に接続した撚り線２２と、この撚り線２２の他端に設けられた端子接続部２３とを備え、略矩形をなすブラシ本体２１の先端面２１１が前記整流子３に摺接する。前記撚り線２２は銅製の導電線２２１を複数撚ってなるものであり、その端子接続部２３は銅製であって二股状をなす。そして、前記複数の導電線２２１を撚って撚り線２２を形成し、該撚り線２２にブラシ本体２１と端子接続部２３を接続してブラシ２を組み立てた後、撚り線２２、該撚り線２２とブラシ本体２１との接続箇所２２Ｓ及び端子接続部２３の露出した外面に、被覆層である四フッ化エチレン樹脂層８を形成する。尚、四フッ化エチレン樹脂として、例えばＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））を用いることができる。
【００１８】
尚、各導電線２２１に四フッ化エチレン樹脂層８をコーティングした後、撚って撚り線２２としてもよく、この場合は必ずしも撚り線２２にコーティングする必要はない。また、前記接合箇所２２Ｓは半田などにより構成される。
【００１９】
前記四フッ化エチレン樹脂層８は、四フッ化エチレン樹脂をコーティングして形成される。まず、コーティングを施すコーティング面には、バリ、錆などがないものとし、これを確認する。次に、必要に応じて、脱脂後、好ましくは燐酸塩処理等の化学処理、又はブラスト等で洗浄化し、密着性をよくする。続いて、温風などで速やかに乾燥処理するか、有機溶剤で洗浄脱脂をし乾燥させる。コーティングの方法には、スプレー法、浸漬法、刷毛塗布法などを用いることができ、刷毛を用いて塗る刷毛塗布法が簡易である。また、全体にコーティングを施すにはタンブラー法も好適である。尚、コーティングに用いる四フッ化エチレン樹脂は、溶剤以外ほぼ１００％同樹脂を用いる。また、コーティング後は常温で焼成する。
【００２０】
また、整流子３及び前記整流子３に接続した前記コイル６の露出した外面に、前記被覆層である四フッ化エチレン樹脂層８を形成する。尚、この場合、整流子３は、前記ブラシ本体２１が摺動する部分には四フッ化エチレン樹脂層８を形成せず、例えば、コーティングの際、前記摺動する部分をマスキングすることにより、四フッ化エチレン樹脂層８を設けない部分を形成する。
【００２１】
また、ブラシホルダー４には前記ブラシ本体２１を整流子３に摺動するように付勢するスプリング９が設けられている。前記ブラシホルダー４は銅製や黄銅製のものが用いられ、前記スプリング９は銅製のものが用いられる。そして、前記ブラシホルダー４及びスプリング９の露出した外面に、前記被覆層である四フッ化エチレン樹脂層８を形成する。
【００２２】
実験例
純銅製の導電線２２１を撚って形成した撚り線２２に、刷毛塗布法により四フッ化エチレン樹脂層８を形成した試験品を複数形成し、これら撚り線２２にはそれぞれ異なる厚さの樹脂層８を形成し、それぞれ試験を行った。尚、樹脂層８はＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））とした。また、比較のため樹脂層を設けない「樹脂層なし」の撚り線２２についても試験を行った。
【００２３】
耐食性を比較するため、「硫黄」と「有機酸」に対して、Ｃｕ溶出量の試験を行った。「硫黄」では、硫黄５００ｐｐｍ、温度６０℃の試験溶液に、試験品を３００時間含浸してそのＣｕ溶出量を測定した。「有機酸」では、蟻酸０．５ｖｌ％、酢酸０．５ｖｌ％の水とアルコール混合試験溶液に、撚り線２２を３００時間含浸してそのＣｕ溶出量を測定した。これらの結果を下記の表１に示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
表１に示される結果から、純銅製の導電線２２１を撚ってなる撚り線２２の外面に四フッ化エチレン樹脂層８を設けた本発明の撚り線２２は、有機酸に対して高い耐食性が得られ、四フッ化エチレン樹脂層８の厚さが１５μｍでは、Ｃｕの溶出量が２ｐｐｍで、実質ほとんど有機酸によりＣｕが溶出せず、有機酸に対する高い耐食性が得らることがわかる。また、四フッ化エチレン樹脂層８の厚さが１μｍでは、「樹脂層なし」に比べて、Ｃｕの溶出量が大幅に削減され、樹脂層５３による対有機酸に対する耐食性の向上が認められた。一方、四フッ化エチレン樹脂層５３が０．５μｍでは、対有機酸に対する耐食性の向上が十分には認められず、下限として必要な四フッ化エチレン樹脂層８の厚さは１μｍ以上であることがわかった。また、表１には示さなかったが、四フッ化エチレン樹脂層８が１５μｍを超えても、Ｃｕの溶出量は２ｐｐｍ以下であり、好ましい四フッ化エチレン樹脂層８の厚さは５〜１５μｍであり、撚り線２２は複数の導電線２２１を撚ったものであり、図３に示すように撚り線表面に凹凸を有するため、塗りむらなどを考慮して、四フッ化エチレン樹脂層８の厚さは５μｍ以上とした。
【００２６】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、モータ１の一部を構成する金属製のモータ部品本体たるブラシ２，コイル６，ブラシホルダー４，スプリング９と、このモータ部品本体の露出した外面を被覆する被覆層とを備えたモータ用部品において、被覆層が四フッ化エチレン樹脂層８であるから、耐食性を有する四フッ化エチレン樹脂層８により、高い耐食性を得ることができる。また、金メッキ等に比べて、材料費が安価であり、コーティングにより被覆層たる四フッ化エチレン樹脂層８を形成できるから、製作費も安価となる。しかも、その四フッ化エチレン樹脂層８は耐食性と共に絶縁性を備えるから、外部と絶縁する必要がある部品に有効である。
【００２７】
また、このように本実施形態では、請求項２に対応して、前記モータ部品本体が通電部品であるブラシ２，コイル６であるから、四フッ化エチレン樹脂層８により外部との絶縁性をも確保できる。例えば、金メッキの電気抵抗２．２×１０^−６Ω・ｃｍに対して、ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））は電気抵抗１０^１９Ω・ｃｍという高い絶縁性を有する。
【００２８】
また、このように本実施形態では、請求項３に対応して、四フッ化エチレン樹脂層８の厚さが５〜１５μｍであるから、硫黄やその化合物に対する耐食性と蟻酸や酢酸等の有機酸に対する耐食性の両者を備えたモータ用部品が得られる。そして、四フッ化エチレン樹脂層８の厚さが５μｍ未満になると有機酸に対する耐食性が低下する虞があり、一方、その厚さが１５μｍを超えても、それ以上耐食効果は向上しないから、コーティングの作業性を考慮して１５μｍ以下が好ましい。
【００２９】
また、このように本実施形態では、請求項４に対応して、モータ１が燃料タンク又はその近傍で用いられるものであるから、燃料の影響下で耐食性を確保することができる。
【００３０】
また、実施形態上の効果として、前記モータ部品本体を銅系の焼結合金とすれば、耐食性に優れた焼結合金製のモータ用部品が得られる。
【００３１】
図５は本発明の第２実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例のブラシ２Ａは、前記ブラシ本体２１と端子接続部２３Ａとの間に、前記スプリング９を一体に組み付けた小型のモータ用のものであり、該ブラシ２の露出する外面には先端面２１１を除いて四フッ化エチレン樹脂層８を形成している。
【００３２】
図６は本発明の第３実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、同図はフラットモータ１１を示し、フラットモータ１１は、ハウジング１２内に設けた永久磁石１３と僅かな間隔１４をもって対設され、かつ、前記ハウジング１２に回転自在に支持された扁平円盤状のアーマチュア１５と、このアーマチュア１５の盤面１５Ａに、先端平坦面１６が弾性的に突設して給電するブラシ１７とを備え、このブラシ１７は、ハウジング１２内に固着されたブラシロッカー１９内に嵌挿され、常時バネたるコイルスプリング１８によりアーマチュア１５の盤面１５Ａに向って押圧されている。
【００３３】
そして、モータ部品本体であるアーマチュア１５，ブラシ１７，ブラシロッカー１９の露出した外面に、前記被覆層である四フッ化エチレン樹脂層８を形成する。尚、この場合、アーマチュア１５の盤面１５Ａは、前記ブラシ１７の先端平坦面１６が弾性的摺動する部分には四フッ化エチレン樹脂層８を形成せず、例えば、コーティングの際、前記摺動する部分をマスキングすることにより、四フッ化エチレン樹脂層８を設けない部分を形成する。
【００３４】
このように本実施形態では、モータ１１の一部を構成する金属製のモータ部品本体たるアーマチュア１５，ブラシ１７，ブラシロッカー１９と、このモータ部品本体の露出した外面を被覆する被覆層とを備えたモータ用部品において、被覆層が四フッ化エチレン樹脂層８であるから、耐食性を有する四フッ化エチレン樹脂層８により、高い耐食性を得ることができ、各請求項に対応して、上記第１実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００３５】
図７は本発明の第４実施形態を上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、回転軸２５にスリップリング３１を設け、このスリップリング３１に前記ブラシ２が摺動して給電する例であり、モータ用部品本体であって通電部材であるスリップリング３１は、前記ブラシ本体２１が摺動する部分を除いて露出する外面に四フッ化エチレン樹脂層８を形成しており、この例においても、四フッ化エチレン樹脂層８により、高い耐食性を得ることができる。
【００３６】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、軸受は、実施形態のものに限らず種々の形状のもの適用可能である。また、モータに用いる各種の導電線の被覆層に四フッ化エチレン樹脂層を用いることができる。さらに、モータ用部品本体は、実施例で示したブラシ，整流子，撚り線，アーマチュア，ブラシ，コイルなどの通電部品や、これらの補助部品であるブラシホルダー，スプリングなど以外でも、金属製であれば、ケーシング，インペラなど他のものに被覆層を設けることができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１のモータ用部品は、前記目的を達成するために、モータの一部を構成する金属製のモータ部品本体と、このモータ部品本体の露出した外面を被覆する被覆層とを備えたモータ用部品において、前記被覆層が四フッ化エチレン樹脂層であるものであり、高い耐食性を得ることができ、また、材料費が安価であり、製作費も安価となる。
【００３８】
また、請求項２の発明は、請求項１のモータ用部品において、前記モータ部品本体が通電部品であり、通電部品と外部との絶縁性をも確保できる。
【００３９】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２のモータ用部品において、前記四フッ化エチレン樹脂層の厚さが５〜１５μｍであり、硫黄やその化合物に対する耐食性と蟻酸や酢酸等の有機酸に対する耐食性の両者を備えたモータ用部品が得られる。
【００４０】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３のモータ用部品において、前記モータが燃料タンク又はその近傍で用いられるものであり、燃料の影響下で耐食性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示すモータの断面図である。
【図２】同上、ブラシの斜視図である。
【図３】同上、一部を拡大した撚り線の断面図である。
【図４】同上、整流子周りの断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示すブラシの斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示すモータの断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態を示すスリップリング周りの断面図である。
【図８】ガソリンエンジン用モータ式燃料ポンプの概略断面図である。
【符号の説明】
１モータ
２ブラシ（モータ部品本体）
３整流子（モータ部品本体）
４ブラシホルダー（モータ部品本体）
６コイル（モータ部品本体）
８四フッ化エチレン樹脂層（被覆層）
９スプリング（モータ部品本体）
１５アーマチュア（モータ部品本体）
１７ブラシ（モータ部品本体）
１９ブラシロッカー（モータ部品本体）
３１スリップリング（モータ部品本体）

Claims

モータの一部を構成する金属製のモータ部品本体と、このモータ部品本体の露出した外面を被覆する被覆層とを備えたモータ用部品において、前記被覆層が四フッ化エチレン樹脂層であることを特徴とする耐食性を備えたモータ用部品。
前記モータ部品本体が通電部品であることを特徴とする請求項１記載の耐食性を備えたモータ部品。
前記四フッ化エチレン樹脂層の厚さが５〜１５μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食性を備えたモータ用部品。
前記モータが燃料タンク又はその近傍で用いられるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐食性を備えたモータ用部品。