JP6153266B2 - カーボンブラシのリード線取り付け構造 - Google Patents
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Description
本発明はカーボンブラシのリード線取り付け構造に関する。
カーボンブラシの一形式として、特開２００６−５０７７２号公報、特開２００８−１５４４５３号公報、特開２０１１−５０１４２号公報等には、ブラシ本体に形成したリード線取り付け穴にリード線の基端部を挿入し、銅粉をリード線取り付け穴に充填して加圧することによりリード線をブラシ本体に固定したカーボンブラシが開示されている。
通常、この種のリード線取り付け穴は、図６に示すドリル１００を使用してブラシ本体に加工される。図７に示すように、このドリル１００を用いてブラシ本体１０１に加工したリード線取り付け穴１０２はストレートな形状を有している。このリード線取り付け穴１０２には、リード線取り付け装置１１０を使用してリード線１０３が取り付けられる。リード線取り付け装置１１０は銅粉１１１を蓄える受け皿１１２、受け皿１１２の底面の開口１１３に昇降可能に嵌合するチューブラ１１４を備えている。
リード線取り付け装置１１０を図８に模式的に示す手順で作動させることによりリード線１０３がブラシ本体１０１のリード線取り付け穴１０２に固定される。初めに、ステップ（Ａ）でリード線１０３を挿入したチューブラ１１４を下降させてチューブラ１１４をリード線取り付け穴１０２に進入させ、チューブラ１１４の先端から突出しているリード線１０３の基端部をリード線取り付け穴１０２の穴底に押し付け、リード線１０３の基端部を仮成型する。
続いて、ステップ（Ｂ）でチューブラ１１４を上昇させ、チューブラ１１４で閉じていた受け皿１１２の底面の開口１１３を開け、受け皿１１２から銅粉１１１をリード線取り付け穴１０２に導入し、リード線１０３の基端部とリード線取り付け穴１０２の間の隙間に銅粉１１１を充填する。
次にステップ（Ｃ）で、再度チューブラ１１４を下降させ、受け皿１１２の開口１１３をチューブラ１１４で閉じて受け皿１１２からリード線取り付け穴１０２への銅粉１１１の導入を停止する。
さらにステップ（Ｄ）で、チューブラ１１４を下降させ、チューブラ１１４の先端をリード線取り付け穴１０２内の銅粉１１１に押し付けて加圧圧縮し、しかる後、ステップ（Ｅ）で再度チューブラ１１４を上昇させてリード線取り付け穴１０２から抜き出す。かかる一連のステップ（Ａ）〜（Ｅ）を経て、リード線１０３の基端部をブラシ本体１０１のリード線取り付け穴１０２に固定する。
従来のドリル１００で加工したリード線取り付け穴１０２は形状がストレートなため、リード線１０３の基端部がリード線取り付け穴１０２の内壁に引っ掛かり難い。そのため、銅粉１１１を加圧圧縮してリード線１０３の基端部をブラシ本体１０１に固定したときの固着力が低く、リード線取り付け穴１０２から外れ易い。一方、銅粉１１１を強く加圧して圧縮すれば固着力は増すものの、高い加圧力でブラシ本体１０１が破損するおそれがある。
本発明はかかる問題点に鑑み、リード線が外れ難いリード線取り付け構造を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、ブラシ本体に形成したリード線取り付け穴にリード線の基端部を挿入し、導電性粉体をリード線取り付け穴に充填して加圧圧縮することによりリード線をブラシ本体に固定したカーボンブラシのリード線の取り付け構造であって、
前記リード線取り付け穴がブラシ本体の表面から内部に直進するストレート穴と、ストレート穴の内壁に沿って延びる螺旋溝と、ストレート穴の底部に形成され、螺旋溝の外径より大きい内径を有する拡径部を備えたことを特徴とする。
前記リード線取り付け穴がブラシ本体の表面から内部に直進するストレート穴と、ストレート穴の内壁に沿って延びる螺旋溝と、ストレート穴の底部に形成され、螺旋溝の外径より大きい内径を有する拡径部を備えたことを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、リード線取り付け穴に挿入工程でリード線の基端部を挿入し、充填工程でその周囲に導電性粉末を充填し、加圧工程で導電性粉末を加圧圧縮してリード線をリード線取り付け穴に固定すると、リード線の基端部が螺旋溝及び拡径部に引っ掛かるので、リード線がリード線取り付け穴から外れ難くなる。
以下に本発明を図面に基づき説明する。図１及び図２に本発明の一実施例に係るカーボンブラシのリード線の取り付け穴の加工方法に使用する加工用ドリル１０を示す。当該加工用ドリル１０の本体１１の先端部には本体１１より径の細い先端軸部１２が設けられている。先端軸部１２の径は本体１１の径の約半分である。この先端軸部１２に先端切れ刃１３と、第１外周切れ刃１４と、第１外周切れ刃１４から連続する第２外周切れ刃１５から成るリーディングエッジ１２Ａが設けられている。
先端切れ刃１３と第１外周切れ刃１４及び第２外周切れ刃１５は、ドリル本体１１の回転中心線Ｌを含む基準面Ｓ内に設けられている。先端切れ刃１３は回転中心線Ｌの一側に設けられ、第１外周切れ刃１４と第２外周切れ刃１５は回転中心線Ｌ他側に設けられ、先端切れ刃１３の内側角隅部１６と第１外周切れ刃１４の内側角隅部１６が接している。
第１外周切れ刃１３と第２外周切れ刃１４は基準面Ｓ内において三角形の２辺を形成し、かつ２辺によって区画形成される三角形の頂角部１７が先端軸部１２の側方へ突出するように設けられている。
そして、回転中心線Ｌと頂角部１７との間隔ｙと、先端軸部１２の半径ｘが式：ｙ／ｘ≧1.9を満たすように寸法が設定されている。
そして、回転中心線Ｌと頂角部１７との間隔ｙと、先端軸部１２の半径ｘが式：ｙ／ｘ≧1.9を満たすように寸法が設定されている。
先端切れ刃１３と第１外周切れ刃１４とが基準面内において成す角度θ１は110〜130°を成すように両刃１３，１４が設けられている。また、第１外周切れ刃１４と第２外周切れ刃１５とが基準面Ｓ内において成す角度θ２は80〜100°となるように両刃１４，１５が設けられている。さらにまた、先端切れ刃１３、第１外周切れ刃１４及び第２外周切れ刃の逃げ角は２０°に設定されている。
加工用ドリル１０の構造は以上の通りであって、図３にこの加工用ドリル１０を使用してカーボンブラシの本体１０１にリード線取り付け穴２０を加工するステップ（Ａ）〜（Ｅ）を模式的に示す。初めに、下降ステップ（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）において、ブラシ本体１０１に対して加工用ドリル１０を一定速度で回転させながら所定の下降速度で下降させる。そして、加工用ドリル１０がブラシ本体１０１に対し、所定の深さまで下降したとき下降を停止する。この停止ステップ（Ｄ）において、加工用ドリル１０の回転は下降ステップ（Ａ）〜（Ｃ）と同様に継続する。停止ステップ（Ｄ）に続いて、加工用ドリル１０を回転させたまま上昇させる。上昇ステップ（Ｅ）における加工用ドリル１０の上昇速度は下降ステップ（Ａ）〜（Ｃ）における下降速度より速く、素早くブラシ本体１０１から加工用ドリル１０を引き抜く。
本実施例によれば、本体１１の先端部に本体より細い径を有する先端軸部１２を設け、先端軸部１２に第１外周切れ刃１４と第２外周切れ刃１５を設けるとともに、第１外周切れ刃１４と第２外周切れ刃１５が所定の角度を成す三角形の２辺を形成し、かつ２辺によって区画形成される三角形の頂角部１７が先端軸部１２の側方へ突出するように設けたので、加工用ドリル１０の回転に伴って先端軸部１２がブレながら回転する。そのため、ステップ（Ａ）〜（Ｃ）における加工用ドリル１０の下降に伴い、ブラシ本体１０１には先端切れ刃１３によってストレート穴２１が切削加工されるとともに、第１外周切れ刃１４と第２外周切れ刃１５によってストレート穴２１の内壁に沿って延びる螺旋溝２２が切削加工される。そして、停止ステップ（Ｄ）では、加工用ドリル１０が昇降を停止したまま回転するので、ストレート穴２１の底部に第１外周切れ刃１４と第２外周切れ刃１５によって螺旋溝２２の外径より大きい内径を有する拡径部２３が形成される。図４に加工用ドリル１０で加工したリード線取り付け穴２０の形状の一例を示す。
第１外周切れ刃１４と第２外周切れ刃１５によって形成される螺旋溝２２のピッチは加工用ドリル１０の昇降速度が速いほど大きくなる。そして、螺旋溝２２のピッチが大きいほど螺旋溝２２の外径は小さくなる。一方、加工用ドリル１０の昇降速度が遅くなれば、螺旋溝２２のピッチが小さくなり、その結果、螺旋溝２２の外径は大きくなる。上昇ステップでは、加工用ドリル１０が下降速度より速い上昇速度で上昇するので、上昇ステップでストレート穴２１の内壁に沿って形成される螺旋溝２２のピッチは下降ステップで形成された螺旋溝２２のピッチより大きくなる。そのため、下降ステップで形成された螺旋溝２２が上昇ステップで部分的に破損することがあっても大部分は残存する。
上述したように、本実施例に係る加工用ドリル１０を使用し、下降ステップ（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、停止ステップ（Ｄ）、上昇ステップ（Ｅ）のステップを経てブラシ本体１０１を加工することにより、ブラシ本体１０１の表面から内部に直進するストレート穴２１と、ストレート穴２１の内壁に沿って延びる螺旋溝２２と、ストレート穴２１の底部に形成され、ストレート穴２１の内径より大きい拡径部２３を備えたリード線取り付け穴２０がブラシ本体１０１に加工される。
次に、加工用ドリル１０で加工したリード線取り付け穴２０にリード線１０３を固定する手順を図５に基づき、説明する。初めに、挿入工程（Ａ）でリード線１０３を挿入したチューブラ１１４を下降させてチューブラ１１４をリード線取り付け穴２０に進入させ、チューブラ１１４の先端から突出しているリード線１０３の基端部をリード線取り付け穴２０の底部の拡径部２３に押し付け、リード線１０３の基端部を仮成型する。続いて、充填工程（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）においてチューブラ１１４を上昇させ、チューブラ１１４で閉じていた受け皿１１２の底面の開口１１３を開け、受け皿１１２から銅粉１１１をリード線取り付け穴２０に導入し、リード線１０３とリード線取り付け穴２０の間の隙間に銅粉１１１を充填し、銅粉１１１が所定量充填されたら、チューブ１１４を再度下降させ、受け皿１１２の開口１１３をチューブラ１１４で閉じて、受け皿１１２からリード線取り付け穴２０への銅粉１１１の導入を停止する。続いて、固定工程（Ｅ）において、チューブラ１１４をさらに下降させ、チューブラ１１４の先端と周面を銅粉１１１に押し付けて銅粉１１１を加圧圧縮した後、チューブラ１１４を上昇させて、リード線取り付け穴２０から抜き出し、リード線１０３の基端部をブラシ本体１０１のリード線取り付け穴２０に固定する。リード線１０３はその基端部が螺旋溝２２及び拡径部２３に引っ掛かるので、リード線取り付け穴２０から外れ難くなる。
１０…リード線取り付け穴の加工用ドリル
１１…加工用ドリルの本体
１２…先端軸部
１２Ａ…リーディングエッジ
１３…先端切れ刃
１４…第１外周切れ刃
１５…第２外周切れ刃
１６…角隅部
１７…頂角部
２０…リード線取り付け穴
２１…ストレート穴
２２…螺旋溝
２３…拡径部
１０１…ブラシ本体
１０３…リード線
１１０…リード線取り付け装置
１１１…銅粉
１１２…受け皿
１１３…底面開口
Ｌ…回転中心線
Ｓ…基準面
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２１…ストレート穴
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１１２…受け皿
１１３…底面開口
Ｌ…回転中心線
Ｓ…基準面
Claims (1)
- ブラシ本体に形成したリード線取り付け穴にリード線の基端部を挿入し、導電性粉体をリード線取り付け穴に充填して加圧圧縮することによりリード線をブラシ本体に固定したカーボンブラシのリード線の取り付け構造であって、
前記リード線取り付け穴がブラシ本体の表面から内部に直進するストレート穴と、ストレート穴の内壁に沿って延びる螺旋溝と、ストレート穴の底部に形成され、螺旋溝の外径より大きい内径を有する拡径部を備えたことを特徴とするカーボンブラシのリード線取り付け構造。
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