JP2007329994A - 整流子 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒュージング加工による発熱によってハンダが溶出することのない整流子を提供する。
【解決手段】ブラシと摺接する摺接面３を備えた環状円盤型のカーボン母材５と、巻線が接続される複数の端子部７を備えた金属母材９とを接合した構成の整流子母材１１を、樹脂絶縁体１３によって支持し、かつ放射方向のスリット１５を周方向に等間隔に形成して、前記整流子母材１１を複数の整流子片１７に分割した構成の整流子１であって、前記カーボン母材５と金属母材９との接合面における外径部付近に、外径側ほど間隔が大きくなる間隙１９を備え、かつ前記カーボン母材５の外周面から内側に、前記カーボン母材５と金属母材９とを一体的に接合した接合用部材２１の外周縁が位置しており、そして、前記カーボン母材５と金属母材９との接合面に、前記カーボン母材５と金属母材９との軸心合せを行うための自動調心機能部を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ブラシと摺接する摺接面を備えた環状円盤型のカーボン母材と、巻線が接続される複数の端子部を備えた金属母材とを接合した構成の整流子母材を樹脂絶縁体によって支持し、かつ放射方向のスリットを周方向に等間隔に形成して、前記整流子母材を複数の整流子片に分割した構成の整流子に係り、より詳細には、前記カーボン母材と金属母材とを一体的に接合したハンダなどが、モータ組立工程のヒュージング加工時の熱によって再溶融して流出するようなことのない整流子に関する。

従来、自動車エンジン等に燃料を供給するための燃料ポンプとして、モータと燃料ポンプとを一体的に組合せた構成のモータ一体型の燃料ポンプが使用されている。この種のモータとしては、粗悪な自動車用燃料にも対応するために、整流子におけるカーボンブラシと摺接する部分にカーボン粉を成形、焼成させたカーボン材を用いることや、当該カーボン材に粗悪燃料耐性を有する導電性金属粉を含有させて、カーボン材の強度や電気特性を向上させたり、金属部品である金属片との接合を確実化することが行われている。

ところで、ブラシと摺接する摺動面を備えた環状円盤型のカーボン母材と、巻線が接続される複数の端子部を備えた金属母材とを接合した構成の整流子母材を、樹脂絶縁体によって支持し、かつ放射方向のスリットを周方向に等間隔に形成して、前記整流子母材を複数の整流子片に分割した構成の整流子は公知である（例えば特許文献１〜３参照）。
米国特許第５１５７２９９号明細書公報 米国特許第５１７５４６３号明細書公報 特開平９−４６９７８号公報

前記特許文献１〜３に記載の整流子の構成は、ブラシと摺接する摺接面を備えた環状円盤型のカーボン母材の接合面及び巻線が接続される複数の端子部を備えた金属母材の接合面はそれぞれ平面に形成してある。そして、前記カーボン母材の接合面と金属母材の接合面との間に、ハンダ又は導電性接着剤を介在することによって、カーボン母材と金属母材とが一体的に接合してある。

上記構成においては、モータ組立工程においてのヒュージング加工時の熱が、カーボン母材と金属母材とを一体的に接合したハンダ部分へ伝わり、ハンダが溶融して外周面へにじみ出るように流出することがあるという問題がある。

本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、ブラシと摺接する摺接面を備えた環状円盤型のカーボン母材と、巻線が接続される複数の端子部を備えた金属母材とを接合した構成の整流子母材を、樹脂絶縁体によって支持し、かつ放射方向のスリットを周方向に等間隔に形成して、前記整流子母材を複数の整流子片に分割した構成の整流子であって、前記カーボン母材と金属母材との接合面における外径部付近に、外径側ほど間隔が大きくなる間隙を備え、かつ前記カーボン母材の外周面から内側に、前記カーボン母材と金属母材とを一体的に接合した接合用部材の外周縁が位置していることを特徴とするものである。

また、前記整流子において、前記カーボン母材と金属母材との接合面に、前記カーボン母材と金属母材との軸心合せを行うための自動調心機能部を備えていることを特徴とするものである。

また、前記整流子において、前記接合用部材の外周縁付近における前記間隙の間隔寸法は０．２ｍｍ以上であることを特徴とするものである。

また、前記整流子において、前記金属母材に、前記カーボン母材と金属母材との接合面に接合用部材を注入するための複数の注入孔を備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、カーボン母材と金属母材とを一体的に接合した接合用部材の外周縁はカーボン母材の外周縁から内側に位置しているので、モータ組立工程のヒュージング加工時の熱が前記接合用部材へ伝わり難いものである。また、前記カーボン母材と金属母材との接合面における外径部付近は、外径側ほど間隔が大きくなる間隙に形成してあるので、前記接合用部材が溶融したような場合であっても、表面張力の作用によって接合用部材が流出するようなことがないものである。

図１，図２を参照するに、本発明の実施形態に係る整流子１は、この種の従来の整流子と同様に、ブラシ（図示省略）と摺接する平面状の摺接面３を備えた環状で円盤型のカーボン母材５と、巻線（図示省略）が接続される複数の端子部７を備えた金属母材９とを接合した構成の整流子母材１１を、樹脂絶縁体１３によって支持し、かつ放射方向のスリット１５を周方向に等間隔に形成して、前記整流子母材１１を複数の整流子片１７に分割した構成である。

環状円盤型の前記カーボン母材５と前記金属母材９との接合面における外径部付近には、外径側（外周縁側）ほど間隔が大きくなる間隙１９が全周に亘って形成してある。そして、前記カーボン母材５と金属母材９とを一体的に接合するために、前記接合面にはハンダ又は導電性接着剤などの接合用部材２１が介在してある。この接合用部材２１の外周縁は、前記カーボン母材５及び金属母材９の外周縁より内側に位置してある。

より詳細には、環状円盤型の前記カーボン母材５の接合面には、前記金属母材９の接合面と接合するために、環状の平面５Ａが形成してあり、この平面５Ａの外側には、外周縁側ほど低く（薄く）なるように傾斜したテーパ面５Ｂが形成してある。そして、前記金属母材９の内径及び外径は、図３に示すように、カーボン母材５の内径及び外径にほぼ等しく、その接合面は、全体に亘って平面に形成してある。

したがって、カーボン母材５の接合面と金属母材９との接合面とを接合すると、対向した平面部分は接合し、カーボン母材５の前記テーパ面５Ｂと金属母材９の接合平面との間には、外径側（外周縁側）ほど間隔寸法が大きくなる前記間隙１９が形成されるものである。

前記カーボン母材５と金属母材９との接合部（接合面）には、ハンダ又は導電性接着剤などの接合用部材２１を注入するための複数の注入孔２３が備えられている。なお、ハンダ又は導電性接着剤などの接合用部材２１をプリント印刷又はデスペンサー塗布する場合には、前記注入孔２３を省略することも可能である。

以上のごとき構成において、高温焼結によって予め所望形状に形成したカーボン母材５の接合面と、プレス加工などの機械加工によって予め所望形状に加工した金属母材９の接合面とを接合すると、カーボン母材５の接合面に形成したテーパ面５Ｂと金属母材９における接合面の平面との間に、外径側（外周縁側）ほど次第に間隙寸法が大きくなる間隙１９が形成される。

前記カーボン母材５の接合面と金属母材９の接合面とを、ハンダ又は導電性接着剤などの接合用部材２１によって一体的に接合するに際しては、前記接合用部材２１の外周縁の位置は前記間隙１９の位置であって、前記カーボン母材５、金属母材９の外周縁よりも内側（内径側）の位置に位置するようにする。

その後、カーボン母材５と金属母材９とを一体化した整流子母材１１を金型（図示省略）内にセットし、樹脂絶縁体１３をモールドすることによって、前記整流子母材１１を支持する。そして、カーボン母材５の摺接面３に放射方向の前記スリット１５を周方向に等間隔に加工することにより、前記整流子母材１１が複数の整流子片１７に分割され、図１，２に示したごとき整流子１が製造されるものである。

前記構成の整流子１をモータの回転軸に取付け、モータの組立工程時のヒュージング加工における発熱が端子部７から金属母材９の接合面に伝達されるとき、金属母材９の環状部分に前記熱が伝達されると全体に拡散される傾向にあり、接合用部材２１に高温のまま伝達されることが抑制される。そして、前記接合用部材２１が溶融されるようなことがあっても、外周縁側ほど間隔寸法が大きくなる間隙１９内における接合用部材２１の表面張力の作用によって、接合用部材２１がカーボン母材５，金属母材９の外周縁からにじみ出るように流出するようなことがないものである。

ところで、鉛含有の有無を問わずに、スズをはじめとするペーストハンダの成分粒度が２０μｍ〜６０μｍ，粘度が６０〜１２０Ｐａ・Ｓの一般的なハンダは、間隔寸法が０．２ｍｍ未満の空隙（間隙）内には毛管現象によって浸透して行くが、間隔寸法が０．２ｍｍ以上の空隙へは、表面張力の作用によって浸透しないものである。

したがって、図４（Ａ）に示すように、前記カーボン母材５の接合面におけるテーパ面５Ｂと金属母材９の接合面との間の前記間隙１９において、カーボン母材５の外周縁と金属母材９の外周縁との間の間隔寸法は０．２ｍｍ以上であり、接合面に介在した前記接合用部材２１の外周縁付近（カーボン母材５，金属母材９の外周縁より内側の位置）における間隙１９の間隔寸法がほぼ０．２ｍｍであるように、前記間隙１９は形成してある。よって、モータ組立時のヒュージング加工における発熱が、接合用部材２１に高温のまま伝達されることが抑制される。そして万一、接合用部材２１が溶融した場合であってもにじみ出るように流出するようなことがなく、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。

ところで、本発明は前述したごとき実施形態のみに限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他の態様でもって実施可能なものである。例えば、図４（Ｂ）に示すように、カーボン母材５に形成したテーパ面５Ｂの外側に、環状の平面５Ｃを形成した構成とすることも可能である。

さらには、図５に示すように、前記カーボン母材５及び金属母材９の接合面に、カーボン母材５の軸心と金属母材９の軸心との軸心合せを行うための自動調心機能部を備えることも可能である。上記自動調心機能部としては、前記カーボン母材５及び金属母材９の接合面に、互いに面接合するテーパ面５Ｔ，９Ｔを形成した構成とすることができる。

この構成によれば、カーボン母材５と金属母材９とを接合するとき、互いに備えたテーパ面５Ｔ，９Ｔの作用によって、カーボン母材５の軸心と金属母材９の軸心とが自動的に一致されることとなり、カーボン母材５と金属母材９との接合を精度よく、かつ能率よく行うことができるものである。

本発明の実施形態に係る整流子の構成を示す平面説明図である。 本発明の実施形態に係る整流子の構成を示す断面斜視説明図である。 カーボン母材と金属母材とを接合した状態の整流子母材を示す断面斜視説明図である。 カーボン母材と金属母材との接合面の形態を示す説明図である。 図３に示した整流子母材の第２実施形態を示す断面斜視説明図である。

符号の説明

１ 整流子
３ 摺接面
５ カーボン母材
５Ｂ テーパ面
７ 端子部
９ 金属母材
１１ 整流子母材
１３ 樹脂絶縁体
１５ スリット
１７ 整流子片
１９ 間隙
２１ 接合用部材
２３ 注入孔

Claims (4)

1. ブラシと摺接する摺接面を備えた環状円盤型のカーボン母材と、巻線が接続される複数の端子部を備えた金属母材とを接合した構成の整流子母材を、樹脂絶縁体によって支持し、かつ放射方向のスリットを周方向に等間隔に形成して、前記整流子母材を複数の整流子片に分割した構成の整流子であって、前記カーボン母材と金属母材との接合面における外径部付近に、外径側ほど間隔が大きくなる間隙を備え、かつ前記カーボン母材の外周面から内側に、前記カーボン母材と金属母材とを一体的に接合した接合用部材の外周縁が位置していることを特徴とする整流子。
2. 請求項１に記載の整流子において、前記カーボン母材と金属母材との接合面に、前記カーボン母材と金属母材との軸心合せを行うための自動調心機能部を備えていることを特徴とする整流子。
3. 請求項１又は２に記載の整流子において、前記接合用部材の外周縁付近における前記間隙の間隔寸法は０．２ｍｍ以上であることを特徴とする整流子。
4. 請求項１，２又は３に記載の整流子において、前記金属母材に、前記カーボン母材と金属母材との接合面に接合用部材を注入するための複数の注入孔を備えていることを特徴とする整流子。

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