JPH01216501A - 一対の一体型バネ台座をプリフォームしたブラシアセンブリー用基板及びブラシアセンブリーの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポテンシオメータ−、トリマー及びエンコー
ダーなどとして、抵抗体やスリップリング等と組み合わ
、せて電気信号の伝達に幅広く利用されているブラシア
センブリー用基板及びブラシアセンブリーの製造方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

多数の細線からな木線材をバネ台座に溶接してなるブラ
シアセンブリーであって、特に線材を連続的に供給して
該ブラシアセンブリーを製造する方法は、例えば特開昭
５６−４１６８０号公報、特開昭５７−２１２７１６号
公報、特開昭５９−４２７１９号公報、実公昭５９−３
０４８３号公報等に記載されている。これらの方法では
、先ず線材を桟、支持板、スペーサー、連結片等と呼ば
れる金属片に一旦溶接して摺動ブラシ素材又はブラシ単
体となし、それを更にバネ台座等に上記金属片を補助的
に介在させて溶接等（以下、２次溶接という）によって
取り付けてブラシアセンブリーとしていた。従って、こ
れらの方法では製造工程が複雑であり、特に２次溶接は
自動化が難しく、手作業による場合が多いので寸法精度
にも劣り、品質上問題があるばかりか、線材を溶接した
部分も含めてバネ部先端（バネ頭という）の重量が増す
という機能上の欠点があった。ちなみに、市販ブラシ単
体５種類につきバネ頭重量に及ぼす金属片の影響を調べ
たところ重量比でブラシ（線材）１に対して金属片が０
．２〜２．３も占めていることがわかった。このバネ頭
重量の増加は、特に低接触圧、高速摺動時におけるブラ
シのジャンプ収束応答性を悪くするという問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは、このような従来の欠点を解消するために
、一体型バネ台座を一方向に並べて連ねた基板に線材を
連続的に供給しながら、該バネ台座に直接線材を溶接す
る方法をすでに開発して出顆している（特願昭６２−２
３８３６６号）が、さらによい方法が望まれている。

従って、本発明は、特に２次溶接による精度不良及び生
産性の欠点を解消し、品質のすぐれたブラシアセンブリ
ーを一層効率よく生産するためのブラシアセンブリー用
基板を提供することを目的とする。又、本発明は上記基
板を用いて効率よくブラシアセンブリーを製造する方法
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ブラシアセンブリーとして用いるバネ台座を
、予め最終使用形状に近い形に成形しておき、その一対
を特定の位置関係となるように懸帯間又は懸帯間に形成
されたフレーム内に設けると上記問題点を効率よく解決
できるとの知見に基づいてなされたのである。

すなわち、本発明は、バネ台座のバネ部の先端部に線材
取りつけ用のプロジェクションを少なくとも１列有する
とともにほぼ最終使用形状にプリフォームされた一対の
バネ台座を、平行に設けた２つの懸帯部の間、又は該懸
帯部の側部を２つの継片部材で継いで形成したフレーム
内に、該一対のバネ台座が互いに１８０°位相をずらし
た状態で、かつ各プロジェクションの全幅の中心を結ん
で形成される線が懸帯と平行な直線となるように配置さ
せたことを特徴とするブラシアセンブリー用基板を提供
する。

さらに、本発明は、上記基板を用い、線材と基板とを同
調して移送し、基板上に設けたプロジェクションに線材
をほぼ一平面に並行整列させた後、線材をプロジェクシ
ョンに溶接し、ついで線材及び連繋部を切り離すことを
特徴とするブラシアセンブリーの製造方法をも提供する
。

次に本発明の基板及びブラシアセンブリーの製造方法を
一実施例を用いて説明する。第１図は、本発明で用いる
一体型バネ台座をプリフォームしたブラシアセンブリー
用基板１に線材９がとりつけられた拡大概略図を示すも
のであり、懸帯部２．２′が両側に平行に連なっている
。これらの懸帯部２．２′の間に、ブラシアセンブリー
としてほぼ最終的に用いられるバネ台座の形状に予めフ
ォーミングしたバネ台座４とそれと合同の形を有するバ
ネ台座４′とを互に平面上で１８０°位相をずらして平
行移動させ、しかもバネ先端部５に設けたプロジェクシ
ョン６．７に溶接される細線８の複数本から成る線材９
の中心線１０，１０’（−・−線）が懸帯２．２′にほ
ぼ平行な直線となるような位置に配向してあり、更にこ
れらの１＜ネ台座４．４′はそれぞれ連繋部３．３′を
介して各懸帯部２．２′に繋がって１つのユニ？）（Ａ
）を形成している。従って、本発明でいう各プロジェク
ションの全幅の中心を結んで形成される線が懸帯と平行
な直線となるように配置させることは、上記のように線
材９の中心線１Ｏ１１０’が懸帯２．２′にほぼ平行な
直線となることを意味する。第１図に示す実施例では、
このユニー／）が周期的に図示の如（連なり、一連の基
板を構成している。そして連繋部３とバネ台座４との接
続部１２を点線で示すが、最終的には該点線に沿って切
断されブラシアセンブリーが得られる。

ここでは、連繋部が１つのバネ台座に１つ設けられた例
を示したが、後から切断しやすい位置に適宜追加し、例
えば第７図に示すようにバネ台座の４′と４との間に連
繋部を設けてもよい（第７図参照）。

このように、複雑な形状の基板、特にバネ台座を１８０
°位相をずらせて配向させた理由は、生産性の向上と材
料歩留の向上をはかるためである。

第２図に本発明者らの先願（特願昭６２−２３８３６６
号）にかかるブラシアセンブリー用、基板の機略図を示
すが、本発明の第１図と比べると本発明は、同じピッチ
で、完全に２倍の生産量並びに２倍の線材歩留りの向上
が果たせる。特に高信頼性用途には、線材として高価な
金、白金、パラジウム等を含有する摺動接点材、例えば
１０％＾ｕ−１０％Ｐｔ−３５％Ｐｄ−３０％Ａｇ−Ｃ
ｕ合金がよく用いられ、しかも例えば６０μｌの細線に
まで、多大の工数を費やして生産したものを、何本も、
場合によっては何十本も用いるので、この歩留り向上が
もたらす効果は工業的にきわめて大きいのである。

尚、２列のプロジェクション６．７は、後述（第３図）
するように、細線８からなる線材９を溶接するためのも
のであるが、従来のように１列の場合にはブラシのマル
チ化が進み線材の本数が増せば増すほど溶接不良の確率
が増えるので、高信頼性を要求されるこの種の部品とし
ては２列以上とするのがよい。つま９２列にすると当然
１本の線材当り２ケ所づつ溶接されるので、２ケ所共溶
接不良となる確率は１ケ所の場合の２乗分の１となり、
著しい信頼性の向上に資するからである。

プロジェクション６又は７の形状について、それらの積
項は平坦で均一な高さのものでもよいが、第１図に示す
プロジェクション部のＡ−Ａ断面として直径１２０μｍ
の６本の細線８からなる線材９を乗せた断面図を第３図
に示すように、ここでプロジェクション６又は７を３０
〜５０μｍの高さで形成させておくのがよく、凹部１３
の角度が１２０°、各ピッチ間隔が細線の直径とほぼ同
じであり、凹部の高さを３０μｌ程度とするのがよい。

本発明では第３図に示すように、溶接時の圧力が加わら
ない状態で凹部１３が個々の細線８と少なくとも２点で
接触するような形状でプロジェクションの表面に設ける
のが望ましい。すなわち、このようにすると、溶接時に
細線がずれることなく、極めて均一に密着溶接できるう
え、個々の細線について安定した溶接強度が得られるか
らである。尚、プロジェクション上に設ける凹部は、第
３図のものに限定されることはなく、細線の形状に合っ
た半円形等積々の形状とすることができる。

上記したプロジェクション上に、凹部を形成させるのは
、公知の方法により、例えばプレス等により容易に行う
ことができる。

又、第１図に示すように溶接及びプレスの位置ぎめを容
易にするために、懸帯２に所定の間隔でパイロット孔１
１を設けることもできる。尚、第１図は線材を連続的に
基板にとりつけた状態を示す。

本発明では、さらに一対の一体型バネ台座をプリフォー
ムしたブラシアセンブリー用基板として、第４図に示す
ように、バネ先端部５及び５′にスリブ）１４及び１４
′を設けたものが一層本発明の効果を有益ならしめるも
のとして挙げられる。

第１図の実施例の場合について、ブラシアセンブリーを
裏返した場合の線材の切断状態を第５図に示すが、線材
をバネ先端部５の外縁に沿って、しかも縁からはみ出さ
ないよう線材９をカットしたとしても、図示の如く溶接
部位であるプロジェクション６の後背部に余分の線材が
各細線ごとに不等長に残存し、体裁が悪い。しかも、全
く機能しない余分な線材９が後端末に付いたままでは、
バネ先端部の重量、すなわちバネ頭重量は在来タイプの
補助の金属片を用いたものに比べれば軽減されたとはい
え、未だ低減する余地がある。又、機構設計上からも余
分な重量増は好ましくなく、特に高価な貴金属接点材を
線材の用いる場合には不経済でもある。従って第４図に
示すようにプロジェクション６の背後に、線材９を横切
る位置にスリット１４を設けると、スリット１４に切り
刃を入れて、そこで線材９をきれいにカットでき、余分
な線材が製品につくことがないので上記問題が解決でき
、−層好ましいブラシアセンブリーが提供される。

又、本発明では、第６図に示すように、一対の合同の一
体型バネ台座４．４′を、２つの懸帯部２．２′及び継
片部材１５．１５′によって構成されるフレームの中に
配し、かつ連繋部３．３′によって各バネ台座４．４′
が該フレームに保持されて１つのユニッ）　（Ａ）を形
成する基板を用いることができる。

さらに、本発明では、第７図に示すように、スリブ）１
４．１４’をバネ先端部５．５′に開けた一対の合同の
一体型バネ台座を、上記同様にフレームの中に配して１
つのユニットを形成させた基板を用いることができる。

本発明におけるフレームは、第６図のように四角形のも
の、第７図のように菱形で、角が隅み取りされているも
の等各種の形状を用いることができ、次雑な形状を有す
るバネ台座が、基板を取り扱う際に安定に保護されれば
任意の形状とすることができる。そのためにも、連繋部
材３．３′は第６図に示すように１つのバネ台座に１つ
でもよいが、フレームに対する保持性をよくするために
第７図の如くフレームから派生する連繋部材３Ｌ３２を
２ケ、バネ台座同志を連繋する連ａ部材：に４．３５を
２ケのように、適宜設けることができる。

尚、連繋部材３．３′、３１〜３５において、バネ台座
と懸帯との境に示した点線は、溶接後にプレスによって
切り離される線を示す。

又、基板の材質については、従来のこの種の連続的な基
板からの製法とは異なり、本発明では一体型のバネ台座
を用いるので、基板そのものもバネ材である必要がある
。例えば、銅系合金ではリン青銅、ベリリウム銅、チタ
ン含有銅など、ニッケル系合金では洋白など、鉄系合金
ではステンレス鋼などを用いるのがよく、溶接性、耐食
性を兼備したものが好適である。

上記した一対の一体型バネ台座をプリフォームしたブラ
シアセンブリー基板を用い、種々の方法でブラシアセン
ブリーを製造することができる。

±の具体例として、第８図に本発明のブラシアセンブリ
ーの製造方法の概略図を示す。この方法によると、直径
１２０μｍの７本の細線からなる線材９はガイド１９に
支えられ、密着整列装置２０に定速送り及び−時停止の
サイクルで移送される。

密着整列装置２０では、複数の細線を密着させ並行に整
列させ、平面を構成させる機構を備えている。一方、線
材９とは別に連続基板１が基板ガイド２１を通り、密着
平行整列した線材９の整列面に対して平行に、かつ線材
９が送りだされるサイクル運動に連動して順次送り出さ
れる。連動して送りだされ線材９と基板１とは、移送の
途中で重ね合わされ、例えば第３図に示すように、線材
９を構成する細線８が、バネ部４の先端部５に設けたプ
ロジェクション６の凹部１３の間に１本ずつ収まるよう
に入れられる。従ってこの方法によれば、細線が簡単に
所定の位置に定位し、密着し、細線８同志間を間隙のな
い状態にすることができる。次いで基板送りローラー２
２によって溶接装置２３に至る。溶接装置２３は、第９
図に示すように、上部電極２４−と下部電極２５の各面
が線材の整列面に対して平行になるように設置されてい
る。そして、基板ｌへの線材９の溶接は、基板１のプロ
ジェクション部６が上部電極２４の下方で止まると、上
部電極２４が下降し、基板ｌが押圧されて、下部電極２
５上の密着整列線材９がプロジェクション部６及び７に
溶接される。この際、本発明によれば、細線同志が密着
しており、かつ上部電極２４の下降により押圧されても
細線は凹部でしっかりと固定されているので細線がずれ
ることがなく、極めて精度よく溶接できるという利点が
ある。その後、線材９が溶接された基板１は順次移送さ
れて巻き取り機２６に巻取られるが、途中プレス装置２
７に導入される。溶接後の基板は第１図の例示で説明す
ると、（Ａ）で示されるように、線材９は摺動接点とし
て機能するために必要な部分を残して余分の線材をプレ
ス２７により打ち抜くとともに、連！１部３．３′を点
線で打ち抜き、一体型バネ台座に直接線材９を溶接した
ブラシアセンブリーを得る。但し、第１図（Ａ＞では、
線材９をカットした後端末が、第５図のように残存する
ことは既に説明した通りである。

従って、第４図に例示するように、バネ先端部５．５′
にスリット１４．１４′を設けた基板を用いると、上記
プレス工程に右いて、スリット１４．１４’に切り刃を
入れて線材９の後端末を溶接部位であるプロジェクショ
ン６のそばの背後でカットできるので、−層効果的であ
る。

このようにして製造されたブラシアセンブリーは、必要
に応じて山げ加工等を上記工程内で一貫又は別途に加え
る程度で、そのままブラシアセンブリーとして使用でき
るという優れた利点がある。

従来法では、第１Ｏ図（Ａ）に示されるように、線材９
を金属片４０に溶接後に切り離して、ブラシ単体４！と
なし、このブラシ単体をブラシアセンブリーとするため
に第１０図（Ｂ）に示すように、バネ台座４２の４３．
４４にスポット溶接によって取り付けねばならなかった
。しかしながら、本発明では、このような必要がなく、
２次溶接の手間も省けるうえ、２次溶接時の精度上の狂
いの介入の余地もなく、又、余分な金属片によるバネ頭
重量増もないので、作業性、品質特性ともに著しく改善
されるのである。

尚、このようなプレス工程は、例示の如く、溶接工程に
引き続く一連の工程として行う以外に、溶接のみを行い
、−旦基板を巻き取った後、別工程でプレスを行っても
よい。

上記実施例では、連続基板１を密着並行整列線材９の上
側に送り出しているが、場合によっては整列線材９の下
側に送り出し、上部電極２４が下降し、整列線材９を基
板ｌのプロジェクション６に設けた凹１１１３に押圧さ
せて溶接させてもよい。

尚、本発明では、線材９を構成する細線として、種々の
直径、例えば６０〜１５０μｍのものを用いることがで
き、整列本数も６本や７本に限定されることなく、例え
ば１０本、８０本等で用いることができる。

本発明では、多数の細線からなる線材をほぼ水平に整列
させて基板に溶接させることもできるが、多数の細線か
らなる線材をほぼ一平面に並行整列させ、該平面を線材
の送り方向の直交軸を水平面に対して１５〜９０°、好
ましくは３０〜４５゜の傾斜角（θ）をもたせて該細線
（その重さをｇとする）を密着させ、該線材と同調して
移送する基板に１９図に示すように溶接することもでき
、それにより整列方向への作用力（ｆ　＝ｇｓｉｎθ）
を各細線に働かせることができ一層密着性をよくするこ
とができる。但し、有効に働く密着力は、ｆより細線に
働く張力、摩擦抵抗等を減じたものとなるが、溶接直前
に張力を解除することなどにより、このｆをかなり有効
に利用できる。θを９０゜に近づければ、ｆを極大値に
まで大きくできるが、整列装置及び溶接治具等の兼ね合
いで、適当な傾斜角を選ぶのがよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、先ず金属片に線材を溶接してブラ″シ
単体を製造し、次いでそれをバネ基台に２次溶接すると
いう従来法とは異なり、連続工程により、バネ台座に一
回の溶接工程によって線材を直接溶接するので、バネ頭
重量の低減はもとより、２次溶接の手間が省けるという
利点がある。さらに予め使用する最終バネ形状にきわめ
て近い状態に成形された基板を用いるので、線材溶接部
の両側面に近い部位でバネ部を切断する必要もない。

従って、従来両側面に近い部位での切断に際して、溶接
箇所に２次的な力が加わり、溶接強度を劣化させたり、
バラ毛不良を惹起させる等の従来の欠点が解消され、さ
らに２次溶接に伴う精度のバラツキも解消されるという
利点が得られるのである。

又、線材の密着整列効果を挙げるため整列平面を水平に
対し１５〜９０　傾斜させ、さらにプロジェクションの
形態として凹部を有するものを採用すると、特別な加圧
装置等を用いることなく、線材を構成する細線が簡単に
密着し、細線同志間を間隙のない状態で簡易に基板に溶
接することができるとともに溶接に際して細線がプロジ
ェクション上の所定の位置からずれることがないので、
精度よく細線をプロジェクション上に溶接することがで
きる。

更に、本発明では、プリフォームされた一体型バネ台座
の配列を改良し、１８０°位相を交互にずらすことによ
り、バネ台座の間隔を著しく縮めることができ、特に貴
金属合金細線の歩留りを改善し、著しい生産性の向上を
はかることができる。

加えて、溶接部位の近傍後背部で線材を横切るスリット
をバネ部に形成すると余分の線材を効果的に切断でき、
余分の線材が残留するという欠点を除くことができる。

従って、本発明により簡単かつ効率的にブラシアセンブ
リーを連続的に生産することができるので、生産性並び
に品質上著しいメリットを有するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、線材を構成する細線を溶接した本発明で用い
る一対の一体型バネ台座をプリフォームしたブラシアセ
ンブリー用基板の拡大概略図、第２図は比較用の一体型
バネ台座プリフォーム基板の拡大概略図を示すものであ
る。第３図は第１図のプロジェクション部のＡ−Ａ断面
図、第４図は本発明で用いるスリット付き一体型バネ台
座をプリフォームしたブラシアセンブリー用基板の拡大
概略図、第５図は、線材を切断した後の第１図のブラシ
アセンブリーを裏返した、線材の切断状態を示す図、第
６図及び第７図は本発明で用いるフレーム内に一体型バ
ネ台座を配したブラシアセンブリー用基板の拡大概略図
であり、特に第７図はスリット付き一体型バネ台座をプ
リフォームしたものである。第８図は本発明のブラシア
センブリーの製造工程を示す図、第９図は本発明のブラ
シアセンブリーの製造工程で用いる溶接装置の一部拡大
断面概略図である。第１０図は従来のブラシアセンブリ
ーを示す概略図である。 図中、１は基板、　２．２′は懸帯部、３．３′、３１
．３２．３３．３４．３５は連繋部、４．４′は一体型
バネ台座、 ６．７はプロジェクション、　９は線材、１３は凹部、
　　１４．１４’はスリット、１５．１５′は継片部材
、 ２０は密着整列装置、　２３は溶接装置、２４は上部電
極、　２５は下部電極、 ２７はプレス装置、　４０は金属片、 ４１はブラシ単体 である。 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 （Ａ） ＣＢ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）バネ台座のバネ部の先端部に線材取りつけ用のプ
   ロジェクションを少なくとも１列有するとともにほぼ最
   終使用形状にプリフォームされた一対のバネ台座を、平
   行に設けた２つの懸帯部の間、又は該懸帯部の側部を２
   つの継片部材で継いで形成したフレーム内に、該一対の
   バネ台座が互いに１８０゜位相をずらした状態で、かつ
   各プロジェクションの全幅の中心を結んで形成される線
   が懸帯と平行な直線となるように配置させたことを特徴
   とするブラシアセンブリー用基板。
2. （２）プロジェクションの背後のバネ部に、プロジェク
   ションに溶接された余分の線材を切断するためのスリッ
   トが形成されている請求項（１）記載の基板。
3. （３）多数の細線からなる線材を基板に溶接してなるブ
   ラシアセンブリーの製造方法であって、基板として請求
   項（１）または（２）記載の基板を用い、線材と基板と
   を同調して移送し、基板上に設けたプロジェクションに
   線材をほぼ一平面に並行整列させた後、線材をプロジェ
   クションに溶接後、線材及び連繋部を切り離すことを特
   徴とするブラシアセンブリーの製造方法。
4. （４）線材が並行整列してなす平面が、線材の送り方向
   に対する水平面から１５〜９０゜の傾斜角をもつように
   して線材を移送し、同様な傾斜角をもって同調移送され
   る基板に線材を溶接する請求項（３）記載の製造方法。