JP3972352B2

JP3972352B2 - 整流子およびそれを用いた燃料ポンプ

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Publication number: JP3972352B2
Application number: JP31458398A
Authority: JP
Inventors: 元也伊藤; 顕三清瀬; 嘉男海老原; 慶一山下
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: JPH11345667A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシと接触する接触部材をカーボンで形成している整流子およびそれを用いた燃料ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、米国特許番号第５１７５４６３号に開示されているように、ブラシと摺動する接触部材をカーボンで形成することにより、接触部の耐腐食性および耐摩耗性を向上する整流子が知られている。整流子は複数のセグメントから例えば円板状に構成されており、隣接するセグメントの間は溝により互いに電気的に絶縁されている。各セグメントは、接触部材と、ろう材等の接続材により接触部材と電気的に接続される金属製の端子部材とにより構成されている。カーボンは接続材とのぬれ性が悪いので、端子部材との接続面に予め金属めっきを施しておく。端子部材に形成した爪に電機子のコイルの端部をフュージング等により電気的に接続することにより、ブラシから接触部材、端子部材を経て電機子のコイルに電力を供給する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接触部材と端子部材とは平面で対向しているので、接触部材と端子部材との対向面全体が接続材でろう付けされる。したがって、各セグメントの端子部材とコイルとを電気的に接続する位置と接続材との位置が近いので、フュージング等の熱を発生する方法で各セグメントの端子部材とコイルとを電気的に接続すると接続材が溶出することがある。各セグメントを絶縁している溝に溶出した接続材が流れ込むとセグメント同士が電気的に導通する恐れがある。
本発明の目的は、セグメント同士の電気的絶縁を確保し、寿命の長い整流子およびそれを用いた燃料ポンプを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の整流子によると、セグメントを構成する接触部材および端子部材の少なくともいずれか一方の部材は他方の部材との対向側に突出する突部を有し、突部において両部材は接続材により電気的に接続されている。整流子を取付ける電機子のコイルと端子部材とを電気的に接続する接続位置から突部の位置を離すことにより、電機子のコイルと端子部材とをフュージング等で電気的に接続する際に発生する熱により接続材が溶けることを抑制できる。これにより、溶けた接続材がセグメント間に形成されセグメントを電気的に絶縁している溝に流れ込むことを防止し各セグメントの絶縁を確保することができるので、整流子の歩留りが向上し、製造コストを低減できる。
また、接触部材がカーボンで形成されているので、接触部材の耐腐食性および耐摩耗性が向上する。したがって、整流子の寿命が長くなる。
【０００５】
本発明の請求項２記載の整流子によると、接触部材の突部が端子部材の貫通孔に嵌挿され、突部と貫通孔を形成する端子部材の内周部とが接続材により電気的に接続されている。したがって、接続材がセグメント間に形成されている溝に面していないので、接続材が溶けたとしても溶けた接続材が溝に流れ込むことを防止できる。
【０００６】
本発明の請求項３記載の整流子によると、円板状に配設されている複数のセグメントの中心軸から成形時に変形し易いカーボンで形成された各突部の側面迄の距離が等しくなるように加工している。金属製の端子部材は貫通孔を高精度に加工できるので、貫通孔を形成する端子部材の内周部と突部の側面との間を接続する接続材の厚みを均一にし、接触部材と端子部材とを接続材により確実に電気的に接続することができる。
【０００７】
カーボンで形成された接触部材は接続材とのぬれ性が悪いので、端子部材との対向面全体にめっき処理を施しておくことが一般的である。したがって、接触部材と端子部材とが互いに接触していると、電機子のコイルと端子部材とを電気的に接続する際に発生する熱が端子部材から接触部材に伝わり接触部材に形成されているめっき層が溶け、溝に流れだす恐れがある。
【０００８】
これに対し本発明の請求項４記載の整流子によると、対向している接触部材と端子部材との間が離隔し互いに接触していないので、電機子のコイルと端子部材とをフュージング等で電気的に接続する際に発生する熱が端子部材から接触部材に伝わりにくい。したがって、接触部材に形成しているめっき層が溶けることを抑制する。
【０００９】
さらに、めっき材および接続材とのぬれ性が悪い樹脂が接続材を覆うように接触部材と端子部材との間に充填されているので、めっき材または接続材が溶けても溶けためっき材または接続材が周囲に広がることを防止できる。
【００１０】
本発明の請求項５記載の整流子によると、対向している接触部材と端子部材との間に支持部材を挟持しているので、製造工程において治具を用いることなく接触部材と端子部材との間を離隔させることができる。したがって、電機子のコイルと端子部材とをフュージング等で電気的に接続する際に発生する熱により接触部材に形成しためっき層が溶けることを抑制する。さらに、支持部材を取り出す必要がないので整流子の製造工数が減少する。
【００１１】
さらに、接触部材と端子部材との間に支持部材を挟持しているので、接触部材と端子部材とを固定するために樹脂を充填しても、充填する樹脂の圧力により基材または部材が変形することを防止できる。
【００１２】
本発明の請求項６記載の整流子によると、接触部材と端子部材との間に挟持する支持部材を樹脂で形成している。樹脂は接続材とのぬれ性が悪いので、例え接続材が溶けても溶けた接続材が周囲に広がることを支持部材が防止する。
【００１３】
本発明の請求項７記載の整流子によると、接触部材と端子部材とは、端子部材の接続部と電機子のコイルとを電気的に接続するときに接続材が融点未満になる整流子の内周側において接続材により電気的に接続されているので、端子部材とコイルとを例えばフュージング等により電気的に接続する場合、接続材が融点に達しない。これにより、セグメント間に形成されセグメントを電気的に絶縁している溝に接続材が流れ込まないので、各セグメントの絶縁を確保することができる。したがって、整流子の歩留りが向上し、製造コストを低減できる。
【００１４】
本発明の請求項８記載の整流子によると、接触部材と端子部材とを電気的に接続するときに突起の外周側に接続材が溶出しないので、端子部材の接続部とコイルとをフュージング等で電気的に接続する場合接続材が溶融することを確実に防止できる。
【００１５】
本発明の請求項９記載の整流子によると、端子部材または接触部材の少なくとも一方の対向面において、接続材により電気的に接続する箇所にフラックスを塗布し、接続材により電気的に接続しない箇所にフラックスを塗布しない。これにより、接触部材と端子部材とを電気的に接続するときにフラックスを塗布していない領域に接続材が溶出しにくいので、端子部材の接続部とコイルとをフュージング等で電気的に接続する場合接続材が溶融することを防止できる。
【００１６】
本発明の請求項１０記載の整流子によると、端子部材と整流子の回転軸方向で対向する接触部材の対向面において、接続材により電気的に接続する箇所にめっきを施し、接続材により電気的に接続しない箇所にめっきを施さない。これにより、接触部材と端子部材とを電気的に接続するときにめっきの施されていない領域に接続材が溶出しにくいので、端子部材の接続部とコイルとをフュージング等で電気的に接続する場合接続材が溶融することを防止できる。
【００１９】
本発明の請求項１１記載の燃料ポンプによると、整流子の接触部材がカーボンで形成されているので、燃料中の水分、酸または硫黄等に対する耐腐食性が向上するともに耐摩耗性も向上する。したがって、燃料ポンプの寿命が長くなるさらに、整流子の歩留りが向上するので、燃料ポンプの製造コストを低減できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料ポンプを図３に示す。図３に示す燃料ポンプ１０は、例えば電子式燃料噴射システムの燃料供給システムにおいて車両等の燃料タンク内に収容されており、燃料タンクから吸入した燃料をエンジン側に供給するものである。
【００２１】
燃料ポンプ１０はポンプ部２０とこのポンプ部２０を駆動する電磁駆動部としてのモータ部３０とから構成されている。モータ部３０はブラシ付の直流モータであり、円筒状のハウジング１１内に永久磁石を環状に配置し、この永久磁石の内周側に同心円上に電機子３２を配置した構成となっている。
【００２２】
ポンプ部２０は、ケーシング本体２１、ケーシングカバー２２およびインペラ２３等から構成されている。ケーシング本体２１およびケーシングカバー２２により一つのケーシング部材が構成され、その内部に回転体としてのインペラ２３が回転自在に収容されている。ケーシング本体２１およびケーシングカバー２２は、例えばアルミのダイカスト成形により形成されている。ケーシング本体２１はハウジング１１の一方の端部内側に圧入固定されており、その中心に軸受２５が嵌着されている。ケーシングカバー２２は、ケーシング本体２１に被せられた状態でハウジング１１の一端にかしめ等により固定されている。ケーシングカバー２２の中心にはスラスト軸受２６が圧入固定されている。電機子３２の回転シャフト３５の一方の端部は、軸受２５により回転自在に径方向に支持されているとともに、スラスト軸受２６によりスラスト方向の荷重を支持されている。回転シャフト３５の他方の端部は軸受２７により回転自在に径方向に支持されている。
【００２３】
ケーシングカバー２２に燃料吸入口４０が形成されており、周縁部に羽根片を形成したインペラ２３が回転することにより図示しない燃料タンク内の燃料が燃料吸入口４０からポンプ流路４１に吸入される。ポンプ流路４１は、インペラ２３の外周に沿いケーシング本体２１とケーシングカバー２２との間にＣ字状に形成されている。ポンプ流路４１に吸入された燃料はインペラ２３の回転により加圧され、モータ部３０の燃料室３１に圧送される。
【００２４】
電機子３２はモータ部３０内に回転自在に収容され、コイルがコア３２ａの外周に巻回されている。整流子５０は円板状に形成されており、電機子３２の図３の上部に配設されている。図示しない電源から、コネクタ４５に埋設されたターミナル４６、図示しないブラシ、整流子５０を介してコイルに電力が供給される。供給された電力により電機子３２が回転すると、電機子３２の回転シャフト３５とともにインペラ２３が回転する。インペラ２３が回転すると、燃料吸入口４０からポンプ流路４１に燃料が吸入され、この燃料がインペラ２３の各羽根片から運動エネルギーを受けてポンプ流路４１から燃料室３１に圧送される。燃料室３１に圧送された燃料は、電機子３２の周囲を通過し燃料吐出口４３から燃料ポンプ外に吐出される。燃料吐出口４３には逆止弁４４が収容されており、この逆止弁４４が燃料吐出口４３から吐出された燃料の逆流を防止している。
【００２５】
次に整流子５０の構成を詳細に説明する。
図１および図２に示すように、整流子５０は、等角度間隔に形成された８個のセグメント６０、およびセグメント６０を固定する固定部５６を有している。各セグメント６０は接触部材５１および端子部材５３を有し、放射状の溝６１により互いに電気的に絶縁されている。図２は接続材５７を含み整流子５０の軸と直交する平面で整流子５０を切断した断面を示している。
【００２６】
接触部材５１はカーボンで形成されており、ブラシと接触する部分である。端子部材５３は黄銅等の導電性の良い金属で形成されており、外周側に突出する爪５５を有している。この爪５５に電機子３２のコイルがフュージングにより電気的に接続される。このとき、フュージングの主電極はコイルを挟んだ爪５５の外周側から整流子５０の軸中心に向かって爪５５を押さえ、かつ副電極は爪５５から離れた部分で端子部材５３と接触し、主電極と副電極との間に流れるジュール熱によりコイルの被膜を溶かして爪５５とコイルの芯線とを接続する。固定部５６は熱硬化性樹脂で形成されており、対向する接触部材５１と端子部材５３との間に入り込み接触部材５１および端子部材５３を固定している。溝６１は接触部材５１から端子部材５３を通過し固定部５６にまで達しているので、各セグメント６０は互いに電気的に絶縁されている。図１において、５１ａ、５３ａおよび５６ａは、溝６１に面する接触部材５１、端子部材５３および固定部５６の端面を表している。
【００２７】
各セグメントを構成する接触部材５１は端子部材５３との対向側に突出する断面扇状の突部５２を設けている。円板状に配設された８個のセグメントの中心軸に面する複数の突部５２の内周側面５２ａは、中心軸からの距離が等しくなるように形成されている。突部５２と対応する端子部材５３の位置に突部を嵌挿する貫通孔５４が形成されている。貫通孔５４を形成する端子部材５３の内周部と突部５２の内周側面５２ａとははんだ等のろう材からなる接続材５７により電気的に接続されている。接続材５７は固定部５６に周囲を覆われているので、溝６１に面していない。
【００２８】
次に、整流子５０の製造工程について説明する。
(1) 円板状に形成し突部５２を設けた接触部材５１のカーボン基材において、カーボン基材の中心軸から円状に配設された複数の突部５２の内周側面５２ａ迄の距離が等しくなるように突部５２を切削加工し、カーボン基材の突部５２側の面全体にめっき処理を施す。一方、円板状に形成した端子部材５３の黄銅製の金属基材に貫通孔５４を形成しておく。
【００２９】
(2) カーボン基材と金属基材との間に治具を挟み込み、カーボン基材と金属基材との間に隙間を確保する。
(3) 突部５２の内周側面５２ａと貫通孔５４を形成する金属基材の内周部とを例えばはんだによりろう付けする。カーボン基材と金属基材との間に挟み込んだ治具を取外し、樹脂を充填して固定部５６を形成する。カーボン基材側から金属基材を通過し固定部５６に達するまで溝６１を形成し、等間隔に８個のセグメント６０を形成することにより、図１および図２に示す整流子５０を形成する。
【００３０】
このように形成した整流子５０を電機子３２の上部に組付け、各爪５５に電機子３２のコイルの端部を引っかけてフュージングする。フュージングの熱により端子部材５３が加熱されるが、接続材５７は爪５５から離れているので、融点温度まで接続材５７の温度が上昇しにくい。さらに、整流子５０の軸方向に対向している接触部材５１と端子部材５３とが離隔しておりフュージングの熱が端子部材５３から接触部材５１に伝わりにくいので、接触部材５１に施してあるめっき層が溶けにくい。さらに、接触部材５１と端子部材５３との間に接続材５７の周囲を覆うように固定部５６が充填されているので、めっき層または接続材５７が溶けたとしても固定部５６に阻まれて溝６１にまで達しない。したがって、セグメント６０同士の絶縁を確実に確保できる。
【００３１】
第１実施例では、樹脂を充填してから溝６１を形成し各セグメント６０に分割したが、予め接触部材５１および端子部材５３を形成しておき、接続材により電気的に接続してから溝６１が形成されるようにセグメント６０を円板状に配設し、溝６１が埋まらないように樹脂を充填してもよい。
【００３２】
また、端子部材５３が黄銅であるから、燃料内の不純物の硫黄と端子部材５３とが反応して導電性の化合物を生成することを防止する。したがって、導電性の化合物が溝６１を埋めることを防止し、セグメント同士の絶縁を確保することができる。
【００３３】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図４に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
支持部材としての樹脂製の支持板７１は接触部材５１と端子部材５３との間に挟持されており、突部５２を嵌挿する貫通孔７２が突部５２の断面形状に合わせ扇状に支持板７１に形成されているので、支持板７１は突部５２の周囲を覆っている。図４に示す７１ａは溝６１に面する支持板７１の端面を表している。
【００３４】
固定部５６の樹脂を充填する前にカーボン基材と金属基材との間に支持基材を挟持し、突部５２の内周側面５２ａと貫通孔５４を形成する端子部材５３の内周部とを接続材５７でろう付けする。そして支持基材を挟持した状態で樹脂を充填し、溝６１を形成することにより等間隔に８個のセグメントに分割する。
【００３５】
第２実施例では、カーボン基材と金属基材との間に支持基材を挟持してから樹脂を充填するので、充填する樹脂の圧力により両基材が変形することを防止する。また、突部５２の周囲に樹脂が入り込まないので、充填樹脂が固化する際に収縮しても突部５２の周囲に隙間が形成されない。したがって、接続材５７が溶けても隙間を通って接続材５７が溶出することを防止できる。
【００３６】
また接続材５７とのぬれ性が悪い樹脂製の支持板７１が突部５２の周囲を覆っているので、接続材５７が溶けても接続材５７が周囲に溶出することを防止できる。樹脂以外の金属等の材質で支持板を形成してもよい。
【００３７】
カーボン基材と金属基材との間に隙間を確保するために支持板７１を用いず治具を挟み込む方法では、接続材でカーボン基材と金属基材とを電気的に接続してから挟持していた治具を取り去る必要があるので、整流子７０の製造工数が増加する。これに対し第２実施例では、カーボン基材と金属基材との間に支持基材を挟持した状態で樹脂を充填するので、整流子７０の製造工数が減少する。
【００３８】
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図５および図６に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。図６は接続材５７を含み整流子８０の軸と直交する平面で整流子８０を切断した断面を示している。図５において８１ａおよび８３ａは、溝６１に面する接触部材８１および端子部材８３の端面を表している。
【００３９】
各セグメントを構成する接触部材８１は内周縁部に端子部材８３に向けて突出する扇状の突部８２を設けている。複数の突部８２の外周側面８２ａは整流子８０の中心軸から等しい距離に位置している。
【００４０】
複数の端子部材８３の内径は外周側面８２ａの径よりも大きく、外周側面８２ａと端子部材８３の内周部とが接続材５７により電気的に接続されている。接続材５７は溝６１に面しているが、フュージングを行う爪５５から離れているので、フュージングの熱により接続材５７が溶けることを抑制できる。したがって、溶けた接続材５７が溝６１に流れ込むことを防止しセグメントの絶縁を確保できる。
【００４１】
以上説明した本発明の実施の形態を示す第１実施例、第２実施例および第３実施例では、対向する接触部材と端子部材との間を離隔することによりフュージングの際に発生する熱によりカーボン製の接触部材に形成しためっき層が溶けることを抑制したが、突部にだけめっき層を施すのであれば、対向する接触部材と端子部材との間を離隔せず接触させてもよい。
【００４２】
上記複数の実施例では、接触部材に突部を設けたが、端子部材に突部を設けてもよいし、両部材に突部を設けてもよい。また上記複数の実施例では整流子を円板状に形成したが、整流子を円筒状に形成してもよい。また、セグメントの数は８個以外でもよい。
【００４３】
（第４実施例）
本発明の第４実施例を図７および図８に示す。
図７に示すように、整流子９０の各セグメントは接触部材９１および端子部材９３を有し、放射状の溝６１により互いに電気的に絶縁されている。
接触部材９１はカーボンで形成されており、ブラシと摺動する摺動平面９１ｂを有している。端子部材９３は黄銅で形成されており、外周側に突出する爪５５を有している。図７において、９１ａおよび９３ａは溝６１に面する接触部材９１および端子部材９３の端面を表している。
【００４４】
各セグメントを構成する接触部材９１は端子部材９３との対向側に突出する断面扇状の突部９２を設けている。突部９２の外周側面９２ａの外周側に外周側面９２ａと対向する端子部材９３の内周側面９４が形成されている。外周側面９２ａと内周側面９４とはブラシと摺動する接触部材９１の摺動平面９１ｂと直交しており、はんだ等のろう材からなる接続材５７により電気的に接続されている。
【００４５】
次に、整流子９０の製造工程について説明する。
(1) 図８に示す接触部材９１の接触母材１００は円形状をしている。接触母材１００の内周側に整流子９０の回転軸方向に突出する円環状の突部１０１が形成されている。端子部材９３の黄銅製の端子母材１０２は、突部１０１を取り囲むように円環状に形成されている。
【００４６】
突部１０１の外周側面１０１ａは円状に形成されており、外周側面１０１ａを取り囲む内周側面１０２ａは正八角形の各頂点にめっき材充填用の凹部９４ａが形成されている。
外周側面１０１ａおよび内周側面１０２ａにろう付け処理を施しておく。
【００４７】
(2) 図８に示すように、接触母材１００と端子母材１０２とを組付けた状態で、外周側面１０１ａが内周側面１０２ａに内接しているので、接触母材１００と端子母材１０２とは互いに回転可能であるが、中心位置がずれない。したがって、接触母材１００と端子母材１０２とが互いに回転しても外周側面１０１ａと内周側面１０２ａとの間に形成される隙間の形状が変化しない。したがって、隙間を調整することなく接触母材１００と端子母材１０２とを組付け両母材を位置決めすることができるので、製造工数が低減する。
【００４８】
(3) 外周側面１０１ａと内周側面１０２ａとの間にはんだ等の接続材５７を充填し、接続材５７を加熱後冷却することにより外周側面１０１ａと内周側面１０２ａとをろう付けする。内周側面１０２ａに凹部９４ａが形成されているので、凹部９４ａに確実に接続材５７を充填することができる。したがって、外周側面１０１ａと内周側面１０２ａとの間に形成される隙間に凹部９４ａから接続材５７が進入し、接触母材１００と端子母材１０２とを確実に電気的に接続することができる。
【００４９】
外周側面１０１ａと内周側面１０２ａとが形成する隙間は、小さすぎると接続材５７が進入しにくく、大きすぎると接続材５７の内部に空隙が生じることがある。したがって、隙間の位置によって、外周側面１０１ａと内周側面１０２ａとに電気的接続不良が発生する恐れがある。しかし、次工程で形成される接触部材９１と端子部材９３とに対応する位置の隙間は連続して増減しているので、接続材５７が確実に進入し、接触部材９１と端子部材９３とを確実に電気的に接続することができる。
【００５０】
(4) ろう付け後樹脂を充填して固定部５６を形成する。接触母材１００側から端子母材１０２を通過し固定部５６に達するまで図８の二点鎖線に示す位置に溝６１を形成し、等間隔に８個のセグメントを形成することにより、図７に示す整流子９０を形成する。
【００５１】
（第５実施例）
本発明の第５実施例を図９および図１０に示す。第４実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する．
図９に示すように、整流子１１０の各セグメントは接触部材１１１および端子部材１１４を有し、各セグメントの周方向両側に放射状に形成された溝６１により互いに電気的に絶縁されている。
【００５２】
接触部材１１１はカーボンで形成されている。端子部材１１４は黄銅で形成されており、外周側に突出する爪５５を有している。図９において、５７ａ、１１１ａおよび１１４ａは溝６１に面する接続材５７、接触部材１１１および端子部材１１４の端面を表している。
【００５３】
接触部材１１１は、整流子１１０の内周側に端子部材１１４との回転軸方向の対向側に突出する断面扇状の突部１１２を設けている。突部１１２の外周側面１１２ａと端子部材１１４の内周側面１１４ｂとは接続材５７により電気的に接続されている。外周側面１１２ａは傾斜しているので、外周側面１１２ａと内周側面１１４ｂとのクリアランスは連続して変化している。したがって、接触母材と端子母材とを組付けるとき両母材の径方向位置がずれても、図１０の上方から溶融した接続材５７を充填すれば、外周側面１１２ａと内周側面１１４ｂとの連続して変化しているクリアランスのいずれかの位置で接続材５７が外周側面１１２ａと内周側面１１４ｂとを確実に電気的に接続する。
【００５４】
また、突部１１２の根元近傍にセグメントの周方向両側の溝６１に達する連続した突起１１３が形成されている。図１０に示すように、外周側面１１２ａと内周側面１１４ｂとを接続材５７で電気的に接続する際、溶融した接続材５７が突起１１３に遮られるので、溶融した接続材５７が外周側面１１２ａと内周側面１１４ｂとのクリアランスから突起１１３の外周側に流出することを防止する。したがって、外周側面１１２ａと内周側面１１４ｂとを電気的に接続する接続材５７の量が不足することを防止し、外周側面１１２ａと内周側面１１４ｂとを確実に電気的に接続することができる。さらに、溶融した接続材５７が爪５５に近づくことを防止し、爪５５と接続材５７との距離を確保するので、爪５５とコイルとをフュージングする際に熱が発生しても接続材５７が溶融しない。
第５実施例では接触部材１１１に突起１１３を形成したが、端子部材１１４に突起を形成してもよい。
【００５５】
以上説明した本発明の実施の形態を示す第１実施例〜第５実施例では、接触部材に形成した突部と、この突部と径方向で対向する端子部材とを接続材５７で電気的に接続したことにより、端子部材の爪５５と電機子のコイルとをフュージング等で電気的に接続する位置と、接触部材と端子部材との電気的接続位置とを離すことができる。したがって、フュージングする際に発生する熱により端子部材が加熱されても接続材５７の温度が融点にまで達することを防止できる。したがって、接続材が溶出し溝６１に流れ込みセグメントを導通させることを防止できる。これにより整流子の歩留りが向上するので、整流子および整流子を用いた燃料ポンプの製造コストを低減することができる。
【００５６】
（第６実施例）
本発明の第６実施例を図１１に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
図１１の（Ａ）に示すように、整流子１２０の各セグメントは接触部材１２１および端子部材１２３を有し、各セグメントの周方向両側に放射状に形成された溝により互いに電気的に絶縁されている。接触部材１２１はカーボンで形成されている。端子部材１２３は黄銅で形成されており、外周側に突出する爪５５を有している。爪５５は、電機子のコイル１２４とフュージングにより電気的に接続されている。
【００５７】
整流子１２０の回転軸方向で端子部材１２３と対向する接触部材１２１の内周側に扇状の凹部１２２が形成されており、接触部材１２１と端子部材１２３とは凹部１２２の外周側で接触している。凹部１２２が形成する空間に接続材５７が充填されており、接続材５７は接触部材１２１と端子部材１２３とを電気的に接続している。
【００５８】
接続材５７で電気的に接続する前の状態において、接続材５７のぬれ性を向上させるために凹部１２２に金属めっきが施されているが、凹部１２２の外周側には金属めっきが施されていない。さらに、接続材５７で電気的に接続する前の状態において、金属めっきが施された凹部１２２と、凹部１２２と対向する端子部材１２３の対向面とに接続材５７のぬれ性を向上させるためにフラックスが塗布されている。一方、凹部１２２の外周側に位置する接触部材１２１と、その接触部材１２１と対向する端子部材１２３の対向面にフラックスは塗布されていない。このように接続材５７を充填すべき範囲だけ接続材５７のぬれ性を向上させ、接続材５７を充填する範囲の外周側のぬれ性を内周側に比べて低下させることにより、接触部材１２１と端子部材１２３とを接続材５７で電気的に接続する際、溶融した接続材が凹部１２２よりも外周側に溶出しにくい。
【００５９】
ここで、図１２に示す整流子１を例にし、端子部材２の爪２ａと電機子のコイル３とをフュージングにより電気的に接続したときの端子部材２の温度を計測した結果を図１３および図１４に示す。図１４において、「ｉ大」、「ｉ中」、「ｉ小」はフュージング電流の大きさを示しており、この順で電流値が低くなっている。図１３は、図中「ｉ大」で示す比較的高い電流値でフュージングを開始してからの図１２の（Ｂ）に示すポイント▲１▼〜▲５▼の温度変化を示している。凹部１２２を形成していない以外、整流子１は第６実施例と実質的に同一の構成である。
【００６０】
図１３および図１４に示すように、整流子１の回転軸４に近い端子部材２の内周側の方が温度が低い。「ｉ大」の電流値でフュージングしても、接続材として用いるＳｎが溶融しない範囲は図１２の（Ｂ）において▲４▼の内周側である。したがって、第６実施例において、爪５５とコイル１２４とをフュージングする際に接続材５７が溶融しない接触部材１２１の内周側に凹部１２２を形成することにより、フュージングで発生する熱により接続材５７が溶融し溝に流出することを防止する。したがって、各セグメントの絶縁を確保できる。
【００６１】
（第７実施例）
本発明の第７実施例を図１５に示す。第６実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
図１５の（Ａ）に示すように、整流子１３０の各セグメントは接触部材１３１および端子部材１３２を有し、各セグメントの周方向両側に放射状に形成された溝により互いに電気的に絶縁されている。接触部材１３１はカーボンで形成されており、端子部材１３２は黄銅で形成されている。
【００６２】
整流子１３０の回転軸方向で接触部材１３１と対向する端子部材１３２の内周側に、扇状の凹部１３３が形成されている。接触部材１３１と端子部材１３２とを接続材５７により電気的に接続する際、凹部１３３が形成する空間に接続材５７が充填される。接触部材１３１と端子部材１３２とは凹部１３３の外周側で接触している。
【００６３】
接続材５７で電気的に接続する前の状態において、接続材５７のぬれ性を向上させるために凹部１３３と回転軸方向で対向する接触部材１３１の対向面に金属めっきが施されているが、凹部１３３と対向する接触部材の対向面の外周側には金属めっきが施されていない。さらに、接続材５７で電気的に接続する前の状態において、金属めっきが施された凹部１２２と対向する接触部材１３１の対向面と凹部１３３とに接続材５７のぬれ性を向上させるためにフラックスが塗布されている。一方、凹部１３３の外周側に位置する端子部材１３２と、その端子部材１３２と対向する接触部材１３１の対向面にフラックスは塗布されていない。このように接続材５７を充填すべき範囲だけ接続材５７のぬれ性を向上させ、接続材５７を充填する範囲の外周側のぬれ性を内周側に比べて低下させることにより、接触部材１３１と端子部材１３２とを接続材５７で電気的に接続する際、溶融した接続材が凹部１３３よりも外周側に溶出しにくい。
【００６４】
また、凹部１３３を形成しているのは、爪５５とコイル１２４とをフュージングする際に発生する熱により接続材５７が溶融しない整流子１３０の内周側であるから、フュージングの際に接続材５７が溶融し溝に流出することを防止する。したがって、各セグメントの絶縁を確保できる。
【００６５】
以上説明した第６、第７実施例では、接続材５７のぬれ性を低下させるため、接続材５７で電気的に接続する範囲の外周側の接触部材に金属めっきを施さず、外周側の接触部材および端子部材の両方にフラックスを塗布しなかった。これ以外に、接続材５７で電気的に接続する範囲の外周側の接触部材および端子部材の対向面を活性剤により酸化したり、テフロン等をコーティングすることにより接続材５７のぬれ性を低下させることができる。接続材５７のぬれ性を低下させる処理は、接続材で両部材を電気的に接続する範囲の外周側全体の対向面ではなく、各セグメントを絶縁する溝に面する範囲だけでもよい。
【００６６】
（第８実施例）
本発明の第８実施例を図１６に示す。第６実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
図１６の（Ａ）に示すように、整流子１４０の各セグメントは接触部材１４１および端子部材１２３を有し、各セグメントの周方向両側に放射状に形成された溝６１により互いに電気的に絶縁されている。１２３ａおよび１４１ａは、溝６１に面する端子部材１２３および接触部材１４１の端面を表している。
【００６７】
接触部材１４１はカーボンで形成されており、端子部材１２３との回転軸方向の対向側に周方向両側の溝６１に達する円弧状の突起１４２が形成されている。突起１４２は端子部材１２３と接触している。接続材５７で電気的に接続する前の状態において、そのぬれ性を向上させるために接触部材１４１には全面に金属めっきが施されている。接触部材１４１と端子部材１２３とを接続材５７により電気的に接続する際、突起１４２の内周側に接続材５７が充填される。このとき、溶融した接続材５７が突起１４２に遮られて突起１４２の外周側に溶出しないので、突起１４２の内周側に十分に接続材５７が充填され接触部材１４１と端子部材１２３とを確実に電気的に接続する。
【００６８】
また、突起１４２を形成しているのは、爪５５とコイルとをフュージングする際に発生する熱により接続材５７が溶融しない整流子１４０の内周側であり、この内周側に接続材５７が充填されているので、フュージングの際に接続材５７が溶融し溝６１に流出することを防止する。したがって、各セグメントの絶縁を確保できる。第８実施例では接触部材１４１に突起１４２を形成したが、端子部材１２３側に突起を形成してもよい。
【００６９】
第８実施例によれば、接触部材１４１と端子部材１２３とを接続する前に接触部材１４１のぬれ性を向上させるために接触部材１４１の全面に金属めっきをすればよいので、一部を覆う場合に比べ製造工数が省かれ製造が容易である。
【００７０】
（第９実施例）
本発明の第９実施例を図１７に示す。第７実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
図１７の（Ａ）に示すように、整流子１５０の各セグメントは接触部材１３１および端子部材１５１を有し、各セグメントの周方向両側に放射状に形成された溝により互いに電気的に絶縁されている。端子部材１５１は黄銅で形成されており、外周側に突出する爪５５を有している。
【００７１】
接触部材１３１と回転軸方向に対向する端子部材１５１の対向面に、略Ｕ字状の突起１５２が形成されている。突起１５２は接触部材１３１と接触している。接触部材１３１と端子部材１５１とを接続材５７により電気的に接続する際、突起１５２の内周側に接続材５７が充填される。このとき、溶融した接続材５７が突起１５２に遮られて突起１５２の外周側に溶出しないので、突起１５２の内周側に十分に接続材５７が充填され接触部材１３１と端子部材１５１を確実に電気的に接続する。
【００７２】
また、突起１５２はＵ字状に形成されており、接続材５７の周方向両側および外周側を遮っているので、爪５５とコイル１２４とをフュージングする際に発生する熱により接続材５７が溶融しても、接続材５７が溝に流出することを防止する。したがって、各セグメントの絶縁を確保できる。第９実施例では端子部材１５１に突起１５２を形成したが、接触部材１３１側に突起を形成してもよい。
【００７３】
また、突起１５２の内周側において接続材５７のぬれ性を向上し、突起１５２の外周側において接続材５７のぬれ性を低下させることにより、接続材５７が突起１５２の外周側に溶出することを防止してもよい。
【００７４】
（第１０実施例）
本発明の第１０実施例を図１８に示す。第８実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
図１８の（Ａ）に示すように、整流子１６０の各セグメントは接触部材１６１および端子部材１２３を有し、各セグメントの周方向両側に放射状に形成された溝６１により互いに電気的に絶縁されている。１６１ａは、溝６１に面する接触部材１６１の端面を表している。
【００７５】
接触部材１６１はカーボンで形成されている。端子部材１２３と回転軸方向で対向する接触部材１６１の対向面において、溝６１に面する対向面の周方向両側にそれぞれ突起１６２が形成されている。突起１６２は、端子部材１２３と接触している。接続材５７は、端子部材１２３と接触部材１６１との対向範囲全体に充填されている。突起１６２の内周側端部は、爪５５とコイル１２４とをフュージングする際に発生する熱により接続材５７が溶融しない整流子１６０の内周側に位置している。
【００７６】
フュージング時に爪５５から遠い整流子１６０の内周側の接続材５７は溶融しないので接触部材１６１と端子部材１２３との接続を維持できるとともに、フュージング時に爪５５に近い整流子１６０の外周側の接続材５７が溶融しても突起１６２に遮られることにより接続材５７が溝６１に流出することを防止する。したがって、各セグメントの絶縁を確保できる。溶融した接続材５７が爪５５側に流出しても隣接するセグメント同士を電気的に接続しないので、爪５５側への接続材５７の流出を防止する突起を形成する必要はない。ただし、接続材５７の充填量を確保するために爪５５側に接続材５７の流出を防止する突起を形成してもよい。なお、外周側の接続材５７が溶融しても、その内周側に溶融していない接続材５７が存在するので、外周側で溶融した接続材５７が突起１６２を内周側から回り込んで内周側に隣接する溝６１に流出することはない。
【００７７】
第１０実施例では接触部材１６１に突起１６２を形成したが、端子部材１２３に突起を形成してもよい。また、フュージング時に接続材５７が溶融しない整流子１６０の内周側において接触部材１６１および端子部材１２３に対する接続材５７のぬれ性を向上し、その外周側において接続材５７のぬれ性を低下させることにより、フュージング時に接続材５７が溶融しない整流子１６０の内周側にだけ接続材５７を充填することも可能である。
【００７８】
（第１１実施例）
本発明の第１１実施例を図１９に示す。第９実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
図１９の（Ａ）に示すように、整流子１７０の各セグメントは接触部材１３１および端子部材１７１を有している。１７１ａは、溝６１に面する端子部材１７１の端面を表している。
【００７９】
端子部材１７１は導電性の良い黄銅で形成されており、溝６１に面する周方向両側に図１９の（Ｃ）に示すように切欠１７２が形成されている。つまり、端子部材１７１は切欠１７２の部分だけ接触部材１３１よりも小さい。固定部５６は切欠１７２の位置で端子部材１７１および接続材５７を覆っているので、切欠１７２の位置で端子部材１７１および接続材５７は溝６１に面していない。接続材５７は、接触部材１３１および端子部材１７１の対向範囲全体、すなわちフュージング熱で溶融しない内周側、ならびにフュージング熱で溶融する外周側の両方に充填されている。
【００８０】
切欠１７２の内周側端部は、爪５５とコイルとをフュージングする際に発生する熱により接続材５７が溶融しない整流子１７０の内周側に位置している。したがって、フュージングの際に接続材５７が溶融しても接続材５７が溝に流出することを固定部５６が防止する。したがって、各セグメントの絶縁を確保できる。
【００８１】
また、フュージング時に接続材５７が溶融しない整流子１７０の内周側において接触部材１３１および端子部材１７１に対する接続材５７のぬれ性を向上し、その外周側において接続材５７のぬれ性を低下させることにより、フュージング時に接続材５７が溶融しない整流子１７０の内周側にだけ接続材５７を充填することも可能である。また、端子部材の材質は黄銅に限るものではなく銅等の導電性のよい金属で形成されていればよい。
【００８２】
本発明の整流子を燃料ポンプの電機子だけではなく他の装置の電機子に用いることにより、該当装置の寿命が延びるとともに製造コストを減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による整流子を示す図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の第１実施例において接続材を含み整流子の軸と直交する平面で切断した整流子を示す断面図である。
【図３】第１実施例の整流子を用いた燃料ポンプを示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施例において接続材を含み整流子の軸と平行な図１に相当する平面で切断した整流子を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例による整流子を示す図６のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明の第３実施例において接続材を含み整流子の軸と直交する平面で切断した整流子を示す断面図である。
【図７】図１と同じ断面位置における本発明の第４実施例による整流子を示す断面図である。
【図８】分割前の接触母材と端子母材との接続状態を示す断面図である。
【図９】本発明の第１実施例と同一断面で切断した第５実施例の整流子を示す断面図である。
【図１０】第５実施例における接触部材と端子部材との接続状態を示す説明図である。
【図１１】（Ａ）は本発明の第１実施例と同一断面で切断した第６実施例の整流子を示す部分断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】端子部材とコイルとをフュージングするときの温度分布を説明する説明図であり、（Ａ）は第１実施例と同一断面で切断した整流子を示す部分断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】フュージング時の時間経過と端子部材の各部における温度変化との関係を示す特性図である。
【図１４】フュージング時の各供給電流値における、回転軸からの距離と端子部材の各部における温度変化との関係を示す特性図である。
【図１５】（Ａ）は本発明の第１実施例と同一断面で切断した第７実施例の整流子を示す部分断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１６】（Ａ）は本発明の第１実施例と同一断面で切断した第８実施例の整流子を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１７】（Ａ）は本発明の第１実施例と同一断面で切断した第９実施例の整流子を示す部分断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１８】（Ａ）は本発明の第１実施例と同一断面で切断した第１０実施例の整流子を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１９】（Ａ）は本発明の第１実施例と同一断面で切断した第１１実施例の整流子を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１０燃料ポンプ
５０整流子
５１接触部材
５２突部
５２ａ内周側面
５３端子部材
５４貫通孔
５６固定部
５７接続材
６０セグメント
６１溝
７０、８０整流子
７１支持板（支持部材）
８１接触部材
８２突部
８２ａ外周側面
８３端子部材
９０整流子
９１接触部材
９２突部
９２ａ外周側面
９３端子部材
９４内周側面
１００接触母材
１０１突部
１０１ａ外周側面
１０２端子母材
１０２ａ内周側面
１１１、１２１、１３１、１４１、１６１接触部材
１１２突部
１１３、１４２、１５２、１６２突起
１１４、１２３、１３２、１５１、１７１端子部材
１７２切欠

Claims

隣接するセグメント間に形成されている溝により互いに電気的に絶縁されている複数のセグメントを備える整流子であって、
前記セグメントは、カーボンで形成されブラシと摺動する接触部材と、前記接触部材の前記ブラシとの摺動側と反対側に配設されており、前記接触部材と電気的に接続している端子部材とを有し、
前記接触部材は前記端子部材側に突出する突部を有し、前記接触部材は前記突部において径方向で対向する前記端子部材と接続材により電気的に接続されていることを特徴とする整流子。
前記接触部材は前記突部を有し、前記端子部材は前記突部を嵌挿する貫通孔を有し、前記貫通孔を形成する前記端子部材の内周部と前記突部とが前記接続材により電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の整流子。
複数の前記セグメントは円板状に配設されており、円板状に配設されている複数の前記セグメントの中心軸から各突部の側面迄の距離が等しいことを特徴とする請求項２記載の整流子。
対向している前記接触部材と前記端子部材とは離隔しており、前記接触部材と前記端子部材との間に前記接続材を覆うように樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の整流子。
対向している前記接触部材と前記端子部材との間に支持部材を挟持していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の整流子。
前記支持部材は樹脂で形成されていることを特徴とする請求項５記載の整流子。
隣接するセグメント間に形成されている溝により互いに電気的に絶縁されている複数のセグメントを備える整流子であって、
複数の前記セグメントは円板状に配設されており、前記セグメントは、カーボンで形成され整流子の回転軸方向の一端面においてブラシと摺動する接触部材と、前記接触部材の前記ブラシとの摺動側と反対側に配設されており、前記接触部材と接続材により電気的に接続している端子部材とを有し、
前記接続材は、はんだまたはろう材からなり、
前記端子部材は、電機子のコイルと電気的に接続する接続部を整流子の外周側に有し、前記接触部材と前記端子部材とは、前記接続部と前記コイルとを電気的に接続するときに前記接続材が融点未満になる前記整流子の内周側において前記接続材により電気的に接続されていることを特徴とする整流子。
前記接続部と前記コイルとを電気的に接続するときに前記接続材が融点以上になる領域に、接続材を溶融して前記接触部材と前記端子部材とを電気的に接続するときに前記接続材が溶出しないように前記端子部材または前記接触部材の一方に他方に接触する突起を形成していることを特徴とする請求項７記載の整流子。
接続材により電気的に接続する前の状態で、整流子の回転軸方向で対向する前記端子部材または前記接触部材の少なくとも一方の対向面において、前記接続材により電気的に接続する箇所にフラックスが塗布されており、前記接続材により電気的に接続しない箇所にフラックスが塗布されていないことを特徴とする請求項７または８記載の整流子。
接続材により電気的に接続する前の状態で、前記端子部材と整流子の回転軸方向で対向する前記接触部材の対向面において、前記接続材により電気的に接続する箇所にめっきを施し、前記接続材により電気的に接続しない箇所にめっきを施さないことを特徴とする請求項７または８記載の整流子。
請求項１〜１０のいずれか一項記載の整流子を用いることを特徴とする燃料ポンプ。