JP2007244013A - カーボンコンミテータおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンミテータ片６がカーボン材９で形成されたカーボンコンミテータ１を、カーボン材９とライザ７とを位置決めされた状態で強固に接合する。
【解決手段】筒状をしたカーボン材９の内周面に回り止めのための凸部９ａを形成する一方、ライザ７には、前記凸部９ａに対応する位置決め用の凸部７ｅを形成し、該凸部９ａ、７ｅ同士が対向する位置合わせ状態でカーボン材９とライザ本体７ａとを面合わせして半田等の電気的接合手段を用いて一体化する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動モータに設けられるカーボンコンミテータおよびその製造方法の技術分野に属するものである。

一般に、車両に搭載されるインタンク式の燃料ポンプは、該燃料ポンプ自体を燃料に浸漬し、燃料ポンプ内をガソリン等の燃料の流路となるように構成しており、このようなものでは、燃料ポンプに組込まれる各部材を、燃料に浸食される等して機能が損なわれないような材料で形成する必要がある。ところで近年、環境保護の観点から、燃料としてアルコール単体、あるいはアルコールを含有する混合燃料を用いることが試みられている。
一方、ガソリン用の燃料ポンプに組込まれる電動モータは、ブラシが摺接するコンミテータ片として銅等の導電性金属材を採用して形成しているため、このようなガソリン燃料用の燃料ポンプをそのままアルコールを含むものに採用した場合、導電性金属材がアルコール成分により浸食されてしまうという問題があることが知られている。
そこで、導電性金属材をカーボン内周面に埋設する構成にしたものが提唱されている（例えば特許文献１）。ところがこのものはカーボンと導電性金属との熱膨張率の相違によってカーボンと導電性金属とのあいだに剥離が発生しやすいという問題がある。
これに対し、コンミテータ片を、アルコールに侵食されることがないカーボン材を用い、該カーボン材に、アーマチュアコイル結線用のライザを位置決めした状態で突き合わせ、その内周面側に絶縁性の樹脂材をモールディング加工して製造するようにしたものが知られている（例えば特許文献２）。
特開平８−１２６２５８号公報 特開２００２−２６２５１８号公報

ところが、前記カーボン材を用いてコンミテータを製造したものは、カーボン材に凸部を形成し、該凸部をライザに形成の孔部に嵌合させることで位置決めをしたものであるため、カーボン材の凸部が、熱膨張係数の違いによって破断しやすく、機械的強度が保てないという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、ブラシが表面に摺接するコンミテータ片を形成するための円筒状のカーボン材と、該カーボン材に電気的に接続されるライザと、カーボン材およびライザの内周側にモールディングされる絶縁性の樹脂材とを備えて構成されるカーボンコンミテータにおいて、前記カーボン材の内周面にはコンミテータ片の回り止めをするための凹凸が形成され、ライザには、前記カーボン材の凹凸に対応して位置決め用の凹凸面が形成されたものとし、樹脂材は、カーボン材およびライザが面合わせ状に位置決めされる状態で電気的に接合されたものにモールディング加工して設けられたものであることを特徴とするカーボンコンミテータである。
請求項２の発明は、ブラシが表面に摺接するコンミテータ片を形成するための円筒状のカーボン材と、該カーボン材に電気的に接続されるライザと、カーボン材およびライザの内周側にモールディングされる絶縁性の樹脂材とを備えて構成されるカーボンコンミテータの製造方法において、前記コンミテータ片の回り止めをするため内周面に凹凸が形成されたカーボン材と、該カーボン材の凹凸に対応して位置決め用の凹凸が形成されたライザとを、互いに凹凸を面合わせした位置決め状態で電気的に接合した後、樹脂材をモールディング加工するようにして製造したことを特徴とするカーボンコンミテータの製造方法である。

請求項１または２の発明とすることにより、カーボン材とライザとは、カーボン材に形成される回り止め用の凹凸に、ライザに形成される位置決め用の凹凸を面合わせした状態で電気的な接合がなされることになり、この結果、凸部嵌合して位置合わせするもののように熱膨張の相違によって凸部がしてしまうような不具合を解消して強度的に強いものにできることになる。

次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図中、１は後述する燃料ポンプ用の電動モータを構成しているアーマチュア（ローター）であって、該アーマチュア１は、アーマチュア軸２、該アーマチュア軸２に設けられるアーマチュアコア３、該アーマチュアコア３に懸回されるコイル４、該コイル４が接続されると共に、図示しないブラシが摺接するコンミテータ５を備えて構成されるが、該コンミテータ５に本発明が実施されており、以下、コンミテータ５について詳述する。

前記コンミテータ５は、外周面にブラシ（図示せず）が摺接するコンミテータ片６と、該コンミテータ片６の軸方向一端面に配設される導電性金属材からなるライザ７と、これらコンミテータ片６およびライザ７の内周面側に配設される絶縁性の樹脂材８とで一体形成されるが、これらは次のようになっている。

前記コンミテータ片６は、円筒状のカーボン材９を用いて構成されているが、該カーボン材９は、具体的には円筒形状で、内周面に、コンミテータ片６の回り止めをするための凸部９ａが軸芯方向に向けてリブ状に突出形成されて構成されている。そしてその軸芯方向一端面には、蒸着や焼結等の化学的接着方法により鉄や鉄合金、あるいは銅、銀、ニッケル等の導電性金属材が被着されて導電性金属層９ｂが形成されている。

一方、ライザ７は、導電性金属の平板材をプレス加工して打ち抜いたものを所定形状に折曲したものを用いることになるが、前記導電性金属層９ｂが被着されたカーボン材９の一端面に形成される凸部９ａに対応して位置決め用の凸部７ｅが形成されたリング（円板）状の本体部７ａと、該本体部７ａの外周から外径方向に向けて細幅状態で突出していて曲げ代となる折曲部７ｂと、該折曲部７ｂの外径側に幅広となって突出形成される補助電極部７ｃと、該補助電極部７ｃの外径側に周回り方向一方に偏倚する状態で突出形成される幅狭な絡め部７ｄとを有する形状でプレス加工により打ち抜き形成される。そして該打ち抜きされたライザ７について、凸部同志９ａ、７ｅが互いに対応（対向）せしめて位置決めする状態で導電性金属層９ｂに突き合わせ、導電性金属層９ｂとライザ本体部７ａとを半田付け等の電気的な接着手段を用いて接合する。

しかる後、該接着されたカーボン材９とライザ７とを金型（図示しない）にセットしてこれらの内周側に前記樹脂材８をモールディング加工により成型し、さらに本体部７ａと補助電極部７ｃとが直角になるよう折曲部７ｂを折曲すると共に、絡め部７ｄが補助電極部７ｃに対して外方に向けて鋭角状態となるよう絡め部７ｄと補助電極部７ｃとの境界部分を折曲する。さらにコンミテータ片６を成形するためカーボン材９およびライザ本体部７に必要なカット（カット位置はライザ７の隣接する凸部７ｅ同志のあいだに形成される凹部７ｆ位置である）１０をすることによってコンミテータ５を製造することができる。そして該製造したコンミテータ５をアーマチュア軸２に組込んだ後、アーマチュアコア３に懸回したコイル４を絡め部７ｄに絡めた状態で該絡め部７ｄを折り曲げ、しかる後、プラス−マイナスの電極を補助電極部７ｃと絡め部７ｄとに当ててフュージングをすることでアーマチュア１を製造することができる。

斯かる製造されたアーマチュア１は、ガソリンにメチルアルコールを混合した混合燃料を内燃機関に供給するための燃料ポンプ１１に用いられるが、該燃料ポンプ１１は、ポンプ部１２とモータ部１３とを備えて構成されるが、ポンプ部１２は本実施の形態ではアーマチュア軸２に設けられる汎用のインペラ式ポンプ手段が採用されて構成されており、またモータ部１３は、前記アーマチュア１、永久磁石１４並びにヨーク１５等の各種部材を用いて構成されているが、これらの詳細については省略する。

叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、コンミテータ片６がカーボン製のコンミテータ５を製造するにあたり、該コンミテータ片６を形成するためのカーボン材９とライザ７とは、カーボン材９に形成されたコンミテータ片６の回り止めをする凸部９ａに、該凸部９ａに対応して形成されたライザ側凸部７ｅを突き合わせた位置合わせ状態で面接触させ、この状態で半田付け等の電気的な接合をすることで一体化される。この結果、従来の凸部を嵌合させて位置決めするもののように、カーボン材９とライザ７との熱膨張の違いによって凸部が破損してしまうような不具合が無く、強度的に強いものとなる。

（Ａ）はカーボン材の正面図、（Ｂ）はカーボン部材のＡ−Ａ端面図、（Ｃ）は打ち抜き形成したライザの正面図である。 ライザとカーボン材とを突き当てた状態を示すものであって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ端面図である。 カット前のカーボンコンミテータを示すものであって、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図である。 （Ａ）はコイルを巻装する前のアーマチュアの側面図、（Ｂ）はコイルを巻装したアーマチュアの正面図である。 燃料ポンプの断面図である。

符号の説明

１ コンミテータ
６ コンミテータ片
７ ライザ
７ｅ 凸部
８ 樹脂材
９ カーボン材
９ａ 凸部

Claims (2)

1. ブラシが表面に摺接するコンミテータ片を形成するための円筒状のカーボン材と、該カーボン材に電気的に接続されるライザと、カーボン材およびライザの内周側にモールディングされる絶縁性の樹脂材とを備えて構成されるカーボンコンミテータにおいて、前記カーボン材の内周面にはコンミテータ片の回り止めをするための凹凸が形成され、ライザには、前記カーボン材の凹凸に対応して位置決め用の凹凸面が形成されたものとし、樹脂材は、カーボン材およびライザが面合わせ状に位置決めされる状態で電気的に接合されたものにモールディング加工して設けられたものであることを特徴とするカーボンコンミテータ。
2. ブラシが表面に摺接するコンミテータ片を形成するための円筒状のカーボン材と、該カーボン材に電気的に接続されるライザと、カーボン材およびライザの内周側にモールディングされる絶縁性の樹脂材とを備えて構成されるカーボンコンミテータの製造方法において、前記コンミテータ片の回り止めをするため内周面に凹凸が形成されたカーボン材と、該カーボン材の凹凸に対応して位置決め用の凹凸が形成されたライザとを、互いに凹凸を面合わせした位置決め状態で電気的に接合した後、樹脂材をモールディング加工するようにして製造したことを特徴とするカーボンコンミテータの製造方法。

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