JP2768487B2 - マイクロモータ用極薄ブラシの製造方法 - Google Patents

マイクロモータ用極薄ブラシの製造方法

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JP2768487B2
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Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
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Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Mabuchi Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロモータ用極薄ブラシの製造方法、
特に整流子と接触する接点部が貴金属により形成された
マイクロモータ用極薄ブラシの製造方法に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
近年、携帯用小型テープレコーダ等の電気機器の軽量
小型化,薄型化が要求され、これに伴って上記電気機器
に使用されるマイクロモータの一層の小型化が要求され
ている。
上記マイクロモータの小型化の要求により、コンミテ
ータに接触するブラシをモータのコイルよりも軸中心寄
りに配設することが考慮される。この場合,ブラシの有
効長を短くしなくてはならない。
従来、マイクロモータ用のブラシには、第5図に図示
されている如く、例えば銅・ニッケル合金などの導電弾
性板により形成されたブラシ本体1の先端部分に例えば
銀合金などの貴金属により形成された接点材2をインレ
イ接合したクラッドブラシ3が用いられていた。このク
ラッドブラシ3は,一般に厚さが80μm以上(接点部材
2の厚みは30〜50μm)あるため、前述のマイクロモー
タの小型化の用求にこたえるべく全長を短くした場合、
曲げ応力は撓み量に対して長いブラシの場合に比べ著し
く大きくなって接触力が高くなり過ぎ、摩耗が多くな
る。そして、当該摩耗が進行して整流子が上記ブラシ本
体1と直接接触するようになると、接触抵抗の増大,火
花発生の増大などにより一層摩耗が促進され、良好なモ
ータ性を維持することができなくなるという非所望な問
題があった。そのため、上記クラッドブラシ3の厚みを
例えば30μm以下程度に薄くすると、上記接点材2も薄
くなり、当該接点材2が早く摩耗して、モータ寿命が短
くなる。
上記の如き問題の解決を図るため、第6図に図示され
ている如く、ブラシ本体1の先端部分に接点材2をスル
ーレイ接合したクラッドブラシ4が考慮される。即ち、
第6図に図示されているクラッドブラシ4は、上記接点
材2の厚みがブラシ本体1の厚みと同等であるため、ブ
ラシ寿命を大幅に延長させることが可能となる。
従来、上記第6図に図示されているクラッドブラシ4
は、第7図(A)ないし(D)に関連して後述するよう
にして製作されたブラシ素材8を用いて製作されてい
た。即ち、当該ブラシ素材8は、第7図(A)に図示さ
れている如く、角形の導電弾性体5,角形の接点部材6,お
よび角形の導電弾性体7を熱間にて加圧し乍ら熱拡散に
より第7図(B)に示す如く接合し、次いでこれを第7
図(C)に示す如く横向きにして圧延し、以後熱処理,
圧延を繰返して第7図(D)に示す如く所要の厚さに仕
上げられていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記のスルーレイ型のブラシ素材8の製造
方法では、上記角形の導電弾性体5,7および接点部材6
の接合時加圧により座屈するため、高さH(第7図
(B)図示)をあまり高くできず、厚みW(第7図
(B)図示)を大きくしなければならないという制約を
受ける。また、極薄のブラシ素材8を作るには圧延加工
を多くせざるを得ない。従って、圧延加工中の偏圧によ
り接点部材の長手方向における直線度と幅寸法の精度が
得られないばかりでなく、圧延加工,熱処理の繰返しに
より拡散が起こり、接点部材の接合面に凸凹が生じた
り、脆化物が発生したりして接合強度が弱くばらつきが
大きくて不安定であり、しかも工数が多く生産性が悪
い。そのため、上記角形の導電弾性体5,7および接点部
材6の接合時,座屈しない程度にしか加圧できないの
で、十分な加圧ができず接合強度が不十分なものであっ
た。
そこで本発明は、加工上制約を受けることが無く、所
要の幅寸法と直線度を有する接点材が十分な接合強度で
スルーレイ接合されたマイクロモータ用極薄ブラシの製
造方法を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するための本発明のマイクロモータ用
極薄ブラシの製造方法は、帯状の導電弾性板の長手方向
に接点帯材収容溝を設けて該接点帯材収容溝に貴金属の
接点帯材を挿着し、当該接点帯材を熱間圧接法により上
記導電弾性板に接合せしめて第1次ブラシ素材を製作す
る工程と、上記第1次ブラシ素材の裏面の導電弾性板を
両側端部を残して上記接点帯材が露出するように切削除
去して第2次ブラシ素材を製作する工程と、上記第2次
ブラシ素材を圧延かつ熱処理したのち上記接点帯材に伸
長方向幅が予め定められた寸法となるよう切断して第3
次ブラシ素材を製作する工程と、上記第3次ブラシ素材
を圧延かつ直線矯正して板厚60μm以下の第4次ブラシ
素材を製作する工程と、上記第4次ブラシ素材を予め定
められた形状に形成してマイクロモータ用極薄ブラシ製
作する工程とをそなえていることを特徴としている。
本発明のマイクロモータ用極薄ブラシの製造方法にお
いて,ブラシの板厚を20〜60μmとすることが望まし
い。その理由は、ブラシの板厚が20μm未満であると、
摩耗により所要の寿命を維持することができず、また、
ブラシの板厚が60μmを超えると、所定の短いブラシを
切断加工して作った際、撓み量に対して曲げ応力が大き
くて接触圧力が高くなり過ぎ、摩耗が多くなるからであ
る。
また、本発明のマイクロモータ用極薄ブラシの製造方
法における上記第2次ブラシ素材を製作する工程におい
て、第1次ブラシ素材の裏面の導電弾性板を両側端部を
残して上記接点帯材が露出するように切削除去する理由
は、コイル状に巻いた時に接点面がこすれて傷が付かな
いように、また全面削ることによるすべりのための巻き
くずれを防止したり、切削面のびびりの発生を防止した
りすることである。
〔作用〕
上述の如く本発明のマイクロモータ用極薄ブラシの製
造方法では、最初に帯状の導電弾性板の長手方向に接点
帯材収容溝を設けてこれに接点帯材を熱間圧接により接
合してインレイ型クラッド接点帯材となすので、接点帯
材は十分な加圧力で接合されて安定した接合強度が得ら
れる。次にこのインレイ型クラッド接点帯材の裏面の導
電弾性板を両側端部を残して接点帯材が露出するように
除去するので、接点帯材は容易にインレイ型からスルー
レイ型に変換できる。次いで圧延,熱処理した後両側端
部を所定寸法に切断してスルーレイ型クラッド接点帯材
となし、最後に圧延し直線矯正するので、所要の幅寸法
と直線度を有する接点帯材が接合された極薄のスルーレ
イ型ブラシ素材が得られ、当該スルーレイ型ブラシ素材
を所定の形状に加工することにより、本発明におけるマ
イクロモータ用極薄ブラシを製作することができる。
このように、本発明のマイクロモータ用極薄ブラシの
製造方法は、加工上制約を受けることが無く、また圧延
加工,熱処理が少ないので、接点材の接合面は熱拡散に
よる影響が少なく、接合強度が高く安定した寸法精度の
高いスルーレイ型ブラシ素材が効率良く製造できて、生
産性の良いマイクロモータ用極薄ブラシを提供すること
ができる。
〔実施例〕
第1図は本発明におけるマイクロモータ用極薄ブラシ
の一実施例説明図、第2図は本発明におけるマイクロモ
ータ用極薄ブラシの他の一実施例説明図、第3図は本発
明におけるマイクロモータ用極薄ブラシの更に他の一実
施例説明図、第4図は本発明のマイクロモータ用極薄ブ
ラシの製造方法の一実施例説明図を示す。なお、第1図
ないし第3図において、(A)は平面図、(B)は側面
図、(C)は(A)図示矢印A−Aにおける断面図を示
す。そして、図中の符号10は整流子、11,21,31は夫々マ
イクロモータ用極薄ブラシ、12,22,32は夫々導電弾性体
(例えば、Ni 21%−Sn 5%−Cu残)により形成された
ブラシ本体、13,23,33は夫々貴金属(例えば、Ag−Pd各
50%)により形成された接点材、41は素材、42は接点帯
材収容溝、43は接点素材、44は接点帯材、45は第1次ブ
ラシ素材、46は第2次ブラシ素材、47は第3次ブラシ素
材、48は第4次ブラシ素材を表す。
本発明におけるマイクロモータ用極薄ブラシ11,21,31
は、夫々第4図に関連して後述する本発明のマイクロモ
ータ用極薄ブラシの製造方法にもとづいて製作されたも
のである。即ち、上記接点材13,23,33は、ブラシ本体1
2,22,32といわゆるスルーレイ接合されており、当該接
点材13,23,33の厚みtと上記ブラシ本体12,22,32の厚み
tとは、同寸法であり60μm以下(例えば、35μm程
度)となるようにされている。
第1図および第2図図示実施例は、上記接点材13およ
び23がブラシ先端から離れた位置に設けられたものであ
る。そして、第1図図示実施例における上記接点材13
は、第1図(C)に図示されている如く、平板状に形成
されている。また、第2図図示実施例における上記接点
材23は、第2図(C)に図示されている如く、L字状に
形成され、当該L字状の両先端において上記整流子10と
接触するように構成されている。
第3図図示実施例は、上記接点材33はブラシ先端位置
に設けられたものである。そして、第3図図示実施例に
おける上記接点材33は、第1図(C)に図示されている
如く、平板状に形成されている。
以上説明した如く、本発明におけるマイクロモータ用
極薄ブラシは、整流子と接触する部分(第1図ないし第
3図における接点材13,23,33)が貴金属層のみで構成さ
れているため、ブラシ厚を薄くしたにも拘らず、上記整
流子と接触する部分の有効厚みが増大し、実質寿命の増
進を図ることが可能となる。
次に、本発明のマイクロモータ用極薄ブラシの製造方
法の一実施例を第4図に関連して説明する。なお、第4
図は、ブラシ厚t9(第4図(G)図示)が35μmのマイ
クロモータ用極薄ブラシを製作する場合の実施例を示し
ている。
第1次ブラシ素材の製作工程: 第4図(A)に示す如く、幅w130mm,厚さt11.5mmの
Cu−Ni21%−Sn5%よりなる帯状の素材41の中央部長手
方向に開口幅w22.7mm,底幅w31.3mm,深さt21.2mmの断面
逆台形状の接点帯材収容溝42を設ける。また、直径2.05
mmのAg−Pd50%より成る線材を圧延し、第4図(B)に
示す如く、厚さt31.3mm,幅w42.4mmの接点素材43を製作
する。次いで、上記接点帯材収容溝42に接点素材43を挿
着させたのち、熱間圧接により接合して、第4図(C)
に示す如く、幅w130mm,厚さt41mmの素材41に、接点幅w5
3.0mm,接点厚t50.64mmのインレイ型クラッド接点帯材
(以下、単に接点帯材と呼ぶ)44をそなえた第1次ブラ
シ素材45を製作する。
第2次ブラシ素材の製作工程: 上記第1次ブラシ素材45を圧延して、第4図(D)に
示す如く、厚さt6を0.65mmとなしたのち、第4図(E)
に示す如く、接点帯材44の裏面の素材41を両側端部を幅
w75mm残して接点帯材44が露出するように幅w620mm,深さ
t70.15mmを切削除去することにより、第2次ブラシ素材
46を製作する。
第3次ブラシ素材の製作工程: 上記第2次ブラシ素材46を圧延し、800℃,N2雰囲気中
の管状炉内を2m/minの送り速度で通して熱処理したの
ち、第4図(F)に示す如く、両側端を所定寸法に切断
して幅w817mm,厚さt80.18mmの第3次ブラシ素材47を製
作する。
第4次ブラシ素材の製作工程: 上記第3次ブラシ素材47を更に圧延すると共に、両側
端を切断して、第4図(G)に示す如く、素材厚さt935
μm,素材幅w014mm,接点帯材44の上面幅w53.0mm,下面幅w
91.5mmとなるようにしたのち、500℃,N2雰囲気中の管状
炉内を3m/minの速度で通して直線矯正することにより第
4次ブラシ素材48を製作する。
最終工程: 上記第4次ブラシ素材48を所定の形状(例えば、第1
図または第3図図示形状)に形成することにより、本発
明におけるマイクロモータ用極薄ブラシが製作される。
なお、第2図に示されているマイクロモータ用極薄ブラ
シ21は、上記第4次ブラシ素材48を第1図図示形状に形
成したのち、接点帯材44がL字状に加工されたものであ
る。
以上説明した製造方法にもとづいて製造されたマイク
ロモータ用極薄ブラシは、接点材の接合強度が高く安定
していてしかも寸法精度が高いものである。そして、ブ
ラシ全長を例えば3.5mm程度に短くしても、ブラシ厚さ
が35μmと極薄にできるため、撓み量に対する曲げ応力
が、ブラシ全長が長いブラシの場合と同等に小さく接触
圧力が適度で摩耗が少ない。従って所要の寿命を維持で
きる。
なお、本発明の製造方法においては、上記第1次ブラ
シ素材の製作工程において、断面逆台形状の接点帯材収
容溝42を設けているので、当該接点帯材収容溝42に接点
素材43を熱間圧延して接合する際、接合面積が多く、加
圧力が効果的にかかり、接合強度が高く安定するので有
効である。しかし、上記接点帯材収容溝42は、必ずしも
断面逆台形状である必要は無く、テーパの無い断面扁平
角形形状でも良い。
また、本発明の製造方法にもとづいて製作された第4
次ブラシ素材48(第4図(G)図示)は、必要に応じ左
側端部(導電弾性体部分)を切断して、エッヂレイの極
薄ブラシ素材とすることができる。
更に、上記実施例ではAg−Pd50%の接点素材43を用い
たが、本発明はこれに限られるものでは無く、また、帯
状の素材41もCu−Ni21%−Sn5%に限られるものでは無
い。
〔発明の効果〕 以上説明した如く、本発明によれば、加工上制約を受
けることが無く、接点材が所要の幅寸法と直線度を有し
て寸法精度良く且つ十分な接合強度でスルーレイ接合さ
れた所要の形状および幅寸法のマイクロモータ用極薄ブ
ラシを効率良く製造することが可能となる。また、ブラ
シ全長が短くとも厚さが60μm以下という極薄であるの
で,撓み量に対する曲げ応力が、ブラシ全長の長いブラ
シの場合と同等に小さく、接触圧力が適度で摩耗が少な
い,従って、耐久寿命を大幅に増進させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明におけるマイクロモータ用極薄ブラシの
一実施例説明図、第2図は本発明におけるマイクロモー
タ用極薄ブラシの他の一実施例説明図、第3図は本発明
におけるマイクロモータ用極薄ブラシの更に他の一実施
例説明図、第4図は本発明のマイクロモータ用極薄ブラ
シの製造方法の一実施例説明図、第5図はマイクロモー
タ用極薄ブラシの従来例斜視図、第6図は本発明の前提
となるマイクロモータ用極薄ブラシの斜視図、第7図は
従来のマイクロモータ用極薄ブラシの製造方法説明図を
示す。 図中、10は整流子、11,21,31は夫々マイクロモータ用極
薄ブラシ、12,22,32は夫々ブラシ本体、13,23,33は夫々
接点材、41は素材、42は接点帯材収容溝、43は接点素
材、44は接点帯材、45は第1次ブラシ素材、46は第2次
ブラシ素材、47は第3次ブラシ素材、48は第4次ブラシ
素材を表す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−18882(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 13/00 H02K 15/02 H01R 39/24 H01R 43/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータケースに保持されて整流子と接触す
    るマイクロモータ用極薄ブラシの製造方法において、 帯状の導電弾性板の長手方向に接点帯材収容溝を設けて
    該接点帯材収容溝に貴金属の接点帯材を挿着し、当該接
    点帯材を熱間圧接法により上記導電弾性板に接合せしめ
    て第1次ブラシ素材を製作する工程と、 上記第1次ブラシ素材の裏面の導電弾性板を両側端部を
    残して上記接点帯材が露出するように切削除去して第2
    次ブラシ素材を製作する工程と、 上記第2次ブラシ素材を圧延かつ熱処理したのち上記接
    点帯材の伸長方向幅が予め定められた寸法となるよう切
    断して第3次ブラシ素材を製作する工程と、 上記第3次ブラシ素材を圧延かつ直線矯正して板圧60μ
    m以下の第4次ブラシ素材を製作する工程と、 上記第4次ブラシ素材を予め定められた形状に形成して
    マイクロモータ用極薄ブラシを製作する工程と、 をそなえていることを特徴とするマイクロモータ用極薄
    ブラシの製造方法。
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