JP4925735B2 - 整流子 - Google Patents

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の芯合せを容易に行うことのできる整流子に関する。

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。

そして、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と、巻線が接続される複数の端子部を備えた金属母材は、前記カーボン母材の平面と金属母材の平面とを接合し、ハンダ付け又は導電性接着剤によって一体化してある。この際、前記カーボン母材の軸心と金属母材の軸心との位置関係がずれると、カーボン母材の摺接面に対して、整流子を用いたモータのブラシの摺動軌跡に偏りを生じることがあり、精度向上を図る上において問題がある。

そこで、従来は、前記カーボン母材の軸心と金属母材の軸心とを正確に合わせて接合するために、保持治具などを用いて前記カーボン母材と金属母材との相対的な位置決めを正確に行って接合している。したがって、高価な保持治具が必要であると共に、生産性、作業性の向上を図る上において問題がある。

本発明は、前述のごとき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は、前記カーボン母材の環状の接合面に形成したテーパ面に、前記金属母材の環状の接合面に形成したテーパ面を整合接合してあり、前記カーボン母材の前記テーパ面は、内側の環状のテーパ面と外側の環状のテーパ面とを備えた二重のテーパ面に形成して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、前記内側のテーパ面と外側のテーパ面との傾斜方向が逆方向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、カーボン母材の接合面と金属母材の接合面とを接合すると、それぞれの接合面に形成したテーパ面が整合して自動調心的に芯合せが行われるので、カーボン母材の軸心と金属母材の軸心とを一致した状態での接合を容易に行い得るものである。

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。

環状円盤型のカーボン母材５と前記金属母材９は、それぞれの接合面に形成したテーパ面を整合接合することによって一体化してある。より詳細には、図４（Ｂ）に示すように、前記カーボン母材５の接合面には、傾斜方向が互いに逆方向の内側テーパ面１９Ａと外側テーパ面１９Ｂとが形成してある。

本例においては、平面に形成してある前記摺接面３に対して、内側テーパ面１９Ａは内径側（内側）が低くなるように（薄くなるように）傾斜したテーパ面に形成してあり、外側テーパ面１９Ｂは、外径側（外側）が低くなるように（薄くなるように）傾斜したテーパ面に形成してある。そして、前記内側テーパ面１９Ａと外側テーパ面１９Ｂとの境界線２１は、円形状の稜線を構成している。すなわち、カーボン母材５の接合面は、内側と外側のテーパ面１９Ａ，１９Ｂを備えた二重のテーパ面に形成してある。

なお、カーボン母材５の接合面は、一重のテーパ面でもよいものである。ところで、接合面を二重のテーパ面に形成する構成としては、前記実施形態に限ることなく、内側テーパ面１９Ａは外径側が低くなるように傾斜したテーパ面に形成し、外側テーパ面１９Ｂは内径側が低くなるように傾斜したテーパ面に形成することも可能である。

また、内側のテーパ面１９Ａ及び外側テーパ面１９Ｂが共に内径側が低くなるように傾斜したテーパ面又は外径側が低くなるように傾斜したテーパ面に、すなわち傾斜方向は同一方向であるが傾斜角の異なる二重のテーパ面に形成することも可能である。さらには、前記境界線２１の位置が内径側又は外径側に偏在した形態とすることも可能である。

前記金属母材９の接合面は、前記カーボン母材５の接合面に対応して整合接合するテーパ面に形成してある。すなわち、金属母材９の接合面には、カーボン母材５における前記内側テーパ面１９Ａに対応した内側テーパ面２３Ａが形成してある。また、金属母材９の接合には、カーボン母材５における外側テーパ面１９Ｂに対応した外側テーパ面２３Ｂが形成してある。

さらに、前記金属母材９には、前記カーボン母材５と金属母材９との接合面にハンダ又は導電性接着剤などの接合用部材２５（図５参照）を注入するための複数の注入孔２７が周方向に適宜間隔に設けてある。なお、ハンダ又は導電性接着剤などの接合用部材２５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２７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と機械加工（プレス加工）によって予め所望形状に加工した金属母材９とを接合するために、前記カーボン母材５の接合面と金属母材９の接合面を合わせると、カーボン母材５の接合面に形成したテーパ面１９Ａ，１９Ｂと金属母材９の接合面に形成したテーパ面２３Ａ，２３Ｂとが整合して接合される。

この際、カーボン母材５のテーパ面１９Ａ，１９Ｂと金属母材９のテーパ面２３Ａ，２３Ｂは、自動調心機能部を構成するものであって、カーボン母材５の接合面と金属母材９の接合面とを接合すると、上記両テーパ面１９Ａ，１９Ｂ：２３Ａ，２３Ｂの作用によって、カーボン母材５の軸心と金属母材９の軸心とが一致するように自動調心作用が働き、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するものである。

すなわち、カーボン母材５の接合面と金属母材９の接合面とを合わせるだけで自動調心的に心出しが行われるので、カーボン母材５と金属母材９との接合時に、格別に心出しを行うための治具が不要であると共に、生産性、作業性の向上を図ることができ、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。なお、必要により注入孔２７からハンダ又は導電性接着剤などの接合用部材を注入して、カーボン母材５と金属母材９とを一体的に接合するものである。

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、公知のように樹脂絶縁体１３をモールドすることによって支持する。そして、カーボン母材５の摺接面３側に放射方向のスリット１５を周方向に等間隔に形成することによって、前記整流子母材１１が複数の整流子片１７に分割されて、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。

ところで、本発明は、前述したごとき実施形態のみに限ることなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態でも実施可能である。例えば、前記カーボン母材５と金属母材９との接合面の形状としては、図５（Ａ）に示すように、テーパ面１９Ａ，１９Ｂ及び２３Ａ，２３Ｂの内側、外側にそれぞれ環状の平面部２９Ａ，２９Ｂ：３１Ａ，３１Ｂを備えた構成とすることも可能である。また、図５（Ｂ）に示すように、一方のテーパ面２３Ａ，２３Ｂの両側にのみそれぞれ平面部３１Ａ，３１Ｂを備えた構成とすることも可能である。

すなわち、カーボン母材５と金属母材９との接合面の形状は、自動調心作用の機能を損なわない範囲において種々変更可能である。またテーパ面を形成するに際し、一方を凸形状又は凹形状にするかは相対的な関係にあるので、前述したカーボン母材５側の凸状のテーパ面を金属母材９側に形成し、金属母材９側の凹状のテーパ面をカーボン母材５側に形成してもよいものである。

本発明の実施形態に係る整流子の正面説明図である。 本発明の実施形態に係る整流子の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。 接合する前のカーボン母材と金属母材との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別形態を示す断面説明図である。

符号の説明

１ 整流子
３ 摺接面
５ カーボン母材
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
１９Ａ，２３Ａ 内側テーパ面
１９Ｂ，２３Ｂ 外側テーパ面
２１ 境界線（稜線）
２５ 接合用部材
２７ 注入孔

Claims (3)

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は、前記カーボン母材の環状の接合面に形成したテーパ面に、前記金属母材の環状の接合面に形成したテーパ面を整合接合してあり、前記カーボン母材の前記テーパ面は、内側の環状のテーパ面と外側の環状のテーパ面とを備えた二重のテーパ面に形成してあ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、前記内側のテーパ面と外側のテーパ面との傾斜方向が逆方向であ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注入孔を備えていることを特徴とする整流子。

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