JP2883545B2 - 扁平型整流子およびその製造方法 - Google Patents

扁平型整流子およびその製造方法

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    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/04Commutators
    • H01R39/06Commutators other than with external cylindrical contact surface, e.g. flat commutators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/06Manufacture of commutators

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、小型モータに組み込ま
れる整流子、特にブラシ摺接面が回転子の軸方向に対し
て垂直である扁平型の整流子、およびその扁平型整流子
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】有害ガス雰囲気中で使用するファンや、
酸敗等劣化したガソリンの中で用いるポンプ等の駆動源
であるモータは、そのモータのブラシと摺接する整流子
片が有害ガスや劣化ガソリンに直接触れるため、一般の
空気中で使用するモータの場合に比べて整流子片の腐食
磨耗が著しく進行する。整流子片の材料としては通常銅
または銀を主成分とする合金が用いられるが、上記のよ
うに腐食磨耗するため耐久性には満足していないのが現
状である。このため整流子片の材料として腐食性の少な
いものを使用する必要があり、これにはカーボンが適し
ている。しかし、カーボンは金属材料のように延展性が
ないため、モータの巻線を接続するためのフック部を整
流子片に直接加工することができない。そこで、巻線接
続用フックを別に金属材料で作り、この金属製のフック
とカーボン製の整流子片を接合する必要がある。
【0003】上記金属製フックとカーボン製整流子片を
一体接合した扁平型整流子として、電気絶縁性支持体の
ブラシ摺接面側に、周縁に整流子片の数だけフック部を
放射状に設けた金属製円板が、電気絶縁性支持体のモー
ルド成形と同時にインサートされ、その金属製円板の表
面に、接合面に予めメッキを施した黒鉛製整流子部材が
はんだ付または溶接され、その黒鉛製整流子部材、金属
製円板および電気絶縁性支持体の一部にスリットを形成
することで互いに絶縁された複数の整流子片を備えたも
のが知られている(特許出願公表平5−502974号
公報参照)。すなわち、図6のように扁平型整流子の基
体である電気絶縁性支持体11に、フック付き金属製板
15と黒鉛製整流子片13を重ねて固着したものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記公知の扁平型整流
子は、黒鉛の成形物である整流子部材のフック付き金属
製円板との接合面に予めメッキ処理を施さなければなら
ないので面倒且つ高コストである。また、メッキの状態
如何によっては、黒鉛製整流子片のはんだによる固着力
に不利な影響を与えることがある。更に、ガソリン特に
劣化したガソリン中では黒鉛成形物が膨潤現象を起こす
ため、メッキ層と黒鉛成形物の固着力の低下は避けられ
ない。
【0005】メッキとして銅等の金属を使用すると、そ
のメッキの腐食によって黒鉛製整流子片とフック付き金
属製板の固着力は勿論のこと導電性も低下し、整流子と
しての機能を果たさなくなる。整流子の耐久性を向上さ
せるためには、整流子片のブラシ押圧方向の厚さ寸法を
厚くすることが考えられるけれども、扁平型整流子の目
的がモータの小型化にある以上、整流子片を上記のよう
に厚く形成することはできない。
【0006】本発明は、上記従来の扁平型整流子におけ
る問題点に鑑みて提案したもので、カーボン(黒鉛)製
整流子片のフック付き金属製板および電気絶縁性支持体
に対する固着が確実であり、また、整流子片の磨耗に対
する寿命が長く、容易且つ低コストで製造できる扁平型
整流子を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、ブラシ摺接面が回転子の軸方向に対して垂
直である扁平型整流子において、互いにスリットで絶縁
された複数の整流子片が電気絶縁性支持体に不整面を介
して直接固着され、各整流子片の回転子軸方向と平行の
外周面に、巻き線接続用端子を持った整流子片接続用金
属板が係合部分を介して直接固着されているように構成
したものである。さらに、ブラシ摺接面が回転子の軸方
向に対して垂直である扁平型整流子において、凹部を形
成するように金属帯板製リング材が係合部分を介して接
続された電気絶縁性支持体を用い、前記凹部に整流子材
料を充填して圧粉加熱成形を行うことにより、互いにス
リットで絶縁された複数の整流子片が電気絶縁性支持体
に不整面を介して直接固着され、各整流子片の回転子軸
方向と平行の外周面に、巻き線接続用端子を持った整流
子片接続用金属板が係合部分を介して直接固着され、整
流子片接続用金属板が係合部分を介して電気絶縁性支持
体に接続されている扁平型整流子としたことを特徴とす
る。
【0008】上記扁平型整流子の製造方法として、電気
絶縁性支持体のモールド成形と同時に、その電気絶縁性
支持体のブラシ摺接面側の周縁に沿って金属帯板製リン
グ材の一端面をインサート成形し、電気絶縁性支持体と
その電気絶縁性支持体に組付けられた金属帯板製リング
材とで形成される凹部に、黒鉛を主成分とする整流子材
料を充填して該整流子材料の圧粉成形加熱を行い、固結
した整流子部、その外周の金属帯板製リング材および電
気絶縁性支持体の整流子部側の面に絶縁のためのスリッ
トを加工して複数の整流子片に分割形成することを特徴
とする。
【0009】上記金属帯板リング材は、電気絶縁性支持
体に対し形状接続されるようにインサート成形する。
ち、上記扁平型整流子では、整流子片接続用金属板が係
合部分を介して電気絶縁性支持体に接続されている。
流子片の材料は黒鉛を主成分とする材料を用いる。ま
た、電気絶縁性支持体の整流子固着面を不整面にしてお
いて整流子材料の圧粉成形加熱を行うのが適している。
【0010】
【作用】電気絶縁性支持体と黒鉛整流子片が直接固く接
合されていると共に、巻き線接続用端子付きの整流子片
接続用金属板が黒鉛整流子片と電気絶縁性支持体に固着
されている。そして電気絶縁性支持体と黒鉛整流子片の
間に金属製円板が不要になった分、黒鉛整流子片の厚さ
を増すことができる。黒鉛整流子片成形の際、電気絶縁
性支持体とその電気絶縁性支持体のブラシ摺接面側の周
縁に沿ってインサート成形した金属帯板製リング材とに
よって形成された凹部が、整流子片成形用の金型とな
る。
【0011】
【実施例】本発明に係る扁平型整流子の構成を図に基づ
いて説明する。図1・図2は平面図および図1のA−A
線縦断面図である。1は硬質合成樹脂等で成形された独
楽形の電気絶縁性支持体で、中心にモータの回転子軸
(図に省略)に対する取付け穴2が開いている。電気絶
縁性支持体1のブラシ摺接側の面、すなわち上記回転子
軸取付け穴2の向きと垂直の面に、扇形をした複数の整
流子片3が直接固着され、その固着側と反対側の面をブ
ラシ摺接面としている。各整流子片3は、カーボンとし
て黒鉛を用い、その黒鉛を主成分とする材料を圧粉成形
し加熱処理して得たものである。電気絶縁性支持体1の
整流子片固着面1は、微細な凹凸あるいは多数の溝等
による不整面に形成されていて、電気絶縁性支持体1の
整流子片3の固着面積を大きくしている。
【0012】隣合う整流子片3・3相互はスリット4で
電気的に絶縁されている。そのスリット4は、電気絶縁
性支持体1の整流子片固着面に一部食い込んだ形に形成
されている。上記各整流子片3の回転子軸取付け穴2と
平行している外周面、すなわち円周方向に沿った面に、
整流子片接続用金属板5が個々に固着されている。同時
に、整流子片接続用金属板5の一部が電気絶縁性支持体
1に埋め込まれている。整流子片接続用金属板5に端子
6が付いていて、その端子6に回転子の巻き線が接続さ
れる。上記端子6は整流子片接続用金属板5と一体に金
属板素材からプレス打抜きし且つ折曲げ成形したもので
ある。
【0013】整流子片接続用金属板5の内面に小突起7
が設けられていて、整流子片3と整流子片接続用金属板
5の固着を強化している。図3は整流子片3と整流子片
接続用金属板5の固着強化手段の他の実施例を示したも
ので、整流子片接続用金属板5の方に小穴8を設け、こ
の小穴8に整流子片3の成形材料を食い込ませている。
同時に電気絶縁性支持体1の成形材料を、整流子片接続
用金属板5の他の小穴9に食い込ませて整流子片3と電
気絶縁性支持体1の固着を強化している。
【0014】次に製造方法について説明すると、電気絶
縁性支持体を従来同様モールド成形するが、そのとき、
図4および図5のように電気絶縁性支持体1のブラシ摺
接面側の周縁に沿って金属帯板製リング材5Aを、その
リング材5Aの一端面が電気絶縁性支持体1に埋め込ま
れるようにインサート成形する。図示例のように、金属
帯板製リング材5Aの外側にも電気絶縁性支持体1の材
料の一部1Aを回り込ませるのがよい。金属帯板製リン
グ材5Aは、その外周の所定位置に予め端子6が設けら
れている。
【0015】電気絶縁性支持体1に金属帯板製リング材
5Aをインサート成形したことによって形成された中央
の浅い円形凹部Cに、黒鉛を主成分とする整流子材料を
充填して圧粉成形し加熱する。すなわち、一体の電気絶
縁性支持体1と金属帯板製リング材5Aをそのまま圧粉
成形の金型として利用する。
【0016】次いで、固結した整流子部、その外周の金
属帯板製リング材5Aおよび電気絶縁性支持体1の整流
子部側の面に、図1・図2に示したように半径方向にス
リット4を切削加工し、スリット4によって分割且つ絶
縁された複数の整流子片3を形成する。以上の工程の実
施によって、電気絶縁性支持体1と整流子片3が直接固
着している電気絶縁性支持体1と整流子片3と整流子片
接続用金属板5の三者が一体化した扁平型整流子が得ら
れる。
【0017】
【発明の効果】本発明の扁平型整流子は上記のように、
整流子片が電気絶縁性支持体に直接固着しているので、
従来のメッキおよび接着を介した固着に比べて固着力の
不安定要因がない。また、この扁平型整流子を備えたモ
ータがガソリン等の液体中で使用されたとき、圧粉成形
整流子片の膨潤に対してその外周面を整流子片接続用金
属板が支えるため、整流子片の電気絶縁性支持体および
整流子片接続用金属板との電気的・機械的接続はより強
化される。上記整流子片接続用金属板は、整流子回転中
に生じる遠心力に対して整流子片を確実に保持する働き
をする。そして電気絶縁性支持体と整流子片の間に金属
板がない分、整流子の厚さを増やすことができるので、
整流子の磨耗可能寸法を充分確保できて整流子の寿命が
延びる効果がある。
【0018】また、本発明の製造方法によれば、整流子
片の成形と、その整流子片の電気絶縁性支持体および整
流子片接続用金属板に対する固着が同時に行われるの
で、従来の整流子に施すメッキおよび接着工程が必要な
いため、工数を大幅に削減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る扁平型整流子の平面図。
【図2】図1のA−A線縦断面図。
【図3】電気絶縁性支持体と整流子片と整流子片接続用
金属板の接合部の縦断面図。
【図4】本発明に係る扁平型整流子の製造方法を示す平
面図。
【図5】図4のB−B線縦断面図。
【図6】従来の扁平型整流子の縦断面図。
【符号の説明】
1 電気絶縁性支持体 1 整流子片固着面 2 回転子軸取付け穴 3 整流子片 4 スリット 5 整流子片接続用金属板 6 巻き線接続用端子 5A 金属帯板製リング材 C 整流子部成形用凹部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−298559(JP,A) 特開 平7−298560(JP,A) 実開 平2−53260(JP,U) 特表 平5−502974(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 13/00 H01R 39/06 H01R 43/06

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ブラシ摺接面が回転子の軸方向に対して垂
    直である扁平型整流子において、互いにスリットで絶縁
    された複数の整流子片が電気絶縁性支持体に不整面を介
    して直接固着され、各整流子片の回転子軸方向と平行の
    外周面に、巻き線接続用端子を持った整流子片接続用金
    属板が係合部分を介して直接固着されていることを特徴
    とする扁平型整流子。
  2. 【請求項2】整流子片接続用金属板が係合部分を介して
    電気絶縁性支持体に接続されている請求項1記載の扁平
    型整流子。
  3. 【請求項3】ブラシ摺接面が回転子の軸方向に対して垂
    直である扁平型整流子において、凹部を形成するように
    金属帯板製リング材が係合部分を介して接続された電気
    絶縁性支持体を用い、前記凹部に整流子材料を充填して
    圧粉加熱成形を行うことにより、互いにスリットで絶縁
    された複数の整流子片が電気絶縁性支持体に不整面を介
    して直接固着され、各整流子片の回転子軸方向と平行の
    外周面に、巻き線接続用端子を持った整流子片接続用金
    属板が係合部分を介して直接固着され、整流子片接続用
    金属板が係合部分を介して電気絶縁性支持体に接続され
    ているものとしたことを特徴とする扁平型整流子。
  4. 【請求項4】整流子片が黒鉛を主成分とする材料の圧粉
    成形加熱物である請求項1、2又は3記載の扁平型整流
    子。
  5. 【請求項5】電気絶縁性支持体のモールド成形と同時
    に、その電気絶縁性支持体のブラシ摺接面側の周縁に沿
    って金属帯板製リング材の一端面をインサート成形する
    工程、電気絶縁性支持体とその電気絶縁性支持体に組み
    付けられた金属帯板製リング材とで形成される凹部に、
    黒鉛を主成分とする整流子材料を充填して該整流子材料
    の圧粉成形加熱を行う工程、固結した整流子部、その外
    周の金属帯板製リング材および電気絶縁性支持体の整流
    子部側の面に絶縁のためのスリットを付けて、複数の整
    流子片に分割形成する工程からなることを特徴とする扁
    平型整流子の製造方法。
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