JPH07120563B2 - 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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポテンシオメーター、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〕

多数の細線からなる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59−30483号公報等に記載されて
いる。これらの方法では、先ず線材を棧、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、品質上問題があっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、このような従来の欠点を解消するため
に、一体型バネ台座を連続し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願している（特願昭62−196562
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。

〔問題点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、これを
一定の周期で並べ、それぞれを連繋部を介して懸帯に連
ねた基板を用いると、線材を別の金属片を介することな
く直接バネ部に連続ないし半連続的に溶接することがで
き、これによって上記問題点を有効に解決できたのであ
る。

すなわち、本発明は、ブラシアセンブリーのバネ台座が
マウント部とバネ部とから構成され、該バネ台座がほぼ
最終使用形状に成形されており、ほぼ真直な懸帯に連繋
部を介して一定の周期で連らなり、かつバネ部の先端部
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
設けたことを特徴とす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。

本発明では、バネ部の一端部がマウント部につながり、
これらが一体となって最終使用形状に形成されている。
またマウント部は、各種機器の接続に適した形状とする
ことができ、該接続用の穴をあけることもできる。

本発明では、バネ部のマウント部につながる先端部とは
別の先端部近傍にブラシ用線材の溶接用プロジェクショ
ンを少なくとも１列形成することを特徴とする。該プロ
ジェクションの形成は任意とすることができるが、懸帯
に垂直な方向に直線状に設けるのがよい。

次に本発明の基板及びブラシアセンブリーの製造方法は
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11がとりつけられた拡大概略図を示すも
のであり、懸帯２の側面に一定の周期で連繋部３が設け
られ、連繋部３にはさらにバネ部４とマウント部５とか
らなるバネ台座６がほぼ使用形状に成形されて接続して
いる。又、バネ台座６のバネ部４の先端部７には、２列
のプロジェクション８、９が設けられている。尚、２列
のプロジェクション８、９は、後述（第２図）するよう
に、細線10からなる線材11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。つまり２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８又
は９の形状について、それらの稜頂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断面として第２図に直径120μｍの６本の細線10
からなる線材11を乗せた断面図を示すように、ここでプ
ロジェクション８又は９は30〜50μｍの高さで形成させ
ておくのがよく、凹部12の角度が120度、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30μｍ程
度とするのがよい。本発明では第２図に示すように、溶
接時の圧力が加わらない状態で凹部12が個々の細線10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２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種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13
を設けることもできる。尚、第１図の（Ｂ）は線材を連
続的に基板にとりつけた状態を示し、第１図の（Ａ）は
線材を所望の長さに切断した状態を示すものである。

本発明では、さらに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３図に示すものを用
いることができる。ここでは、バネ台座６の両端末に連
繋部３、３′を設け、連繋部３、３′が、それぞれ懸帯
２、２′に繋がって一連の金属帯を構成している。長尺
の金属片として取り扱う場合には、第３図のようにバネ
台座の両側を懸帯で拘束するタイプの方が変形する懸念
が少ないが、第１図のようにやや複雑な形状のバネ台座
が片方のみの懸帯で保持されているタイプの場合でも、
保護紙などをはさんで巻き取ることによりハンドリング
中の変形を防ぐことができる。

尚、連繋部３、３′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
を示したもので、図中左端のブラシアセンブリー14は上
記点線で切り離された状態を示すものである。このブラ
シアセンブリー14は、必要に応じて曲げ加工等を加える
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４図（Ａ）に示されるように、線材11を
金属片15に溶接後に切り離して、ブラシ単体16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４
図（Ｂ）に示すように、バネ台座17の18、19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
地もないので、作業性、品質ともに著しく改善されるの
である。

本発明では、さらに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５図に示すよう
に、バネ先端部７にスリット20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６図に示すが、線材をバ
ネ先端部７の外縁に沿って、しかも縁からはみ出さない
よう線材11に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８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11が後端末に付いたままでは、バネ
部先端の重量、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。また、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５図に示
すようにプロジェクション８の背後に、線材11を横切る
位置にスリット20を設けると、スリット20に切り刃を入
れて、そこで線材11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、一層
好ましいブラシアセンブリーが提供される。

尚、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。その具体例として、第７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11はガイド29に支えられ、密着整列装置30に定
速送り及び一時停止のサイクルで移送される。密着整列
装置30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11とは別
に連続基板１が基板ガイド31を通り、密着平行整列した
線材11の整列面に対して平行に、かつ線材11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11と基板１とは、移送の途中で重ね合
わされ、例えば第２図に示すように、線材11を構成する
細線10が、バネ部４の先端部７に設けたプロジェクショ
ン８の凹部12の間に１本づ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10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32によって溶接装置
33に至る。溶接装置33は、第８図に示すように、上部電
極34と下部電極35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１への基材11
の溶接は、基板１のプロジェクション部８が上部電極34
の下方で止まると、上部電極34が下降し、基板１が押圧
されて、下部電極35上の密着整列線材11がプロジェクシ
ョン部８及び９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34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11が溶接された基
板１は順次移送されて巻き取り機36に巻取られるが、途
中プレス装置37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11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37により打ち抜くとともに、連繋部３を
点線で打ち抜き、一体型バネ台座に直接線材11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11がカットした後端末が、第６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５図に例示するように、バネ先端部７にスリ
ット20を設けた基板を用いると、上記プレス工程におい
て、スリット20に切り刃を入れて線材11の後端末を溶接
部位であるプロジェクション８のそばの背後でカットで
きるので、一層効果的である。

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、一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11の上
側に送り出しているが、場合によっては整列線材11の下
側に送り出し、上部電極34が下降し、整列線材11を基板
１のプロジェクション８に設けた凹部12に押圧させて溶
接させてもよい。

尚、本発明では、線材11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
基板に第８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成にきわめて
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。

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図は第１図のプロジェクシ
ョン部のＡ−Ａ断面図、第３図及び第５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
ブリー用基板の別の拡大概略図、第４図は従来のブラシ
アセンブリーを示す概略図、第６図は第１図（Ａ）の裏
面の概略図、第７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８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。 図中、１は基板、２、２′は懸帯、３、３′は連繋部、
４はバネ部、５はマウント部、６はバネ台座、８、９は
プロジェクション、11は線材、12は凹部、15は金属片、
16はブラシ単体、20はスリット、30は密着整列装置、33
は溶接装置、34は上部電極、35は下部電極、37はプレス
装置である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｒ 43/12 6901−5Ｅ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブラシアセンブリーのバネ台座がマウント
   部とバネ部とから構成され、該バネ台座がほぼ最終使用
   形状に成形されており、ほぼ真直な懸帯に連繋部を介し
   て一定の周期で連らなり、かつバネ部の先端部に線材取
   りつけ用のブロジェクションを少なくとも１列設けたこ
   とを特徴とす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。
2. 【請求項２】バネ台座が２つの平行な懸帯部の間に位置
   し、１つ又は２つの連繋部によりバネ台座が懸帯部に固
   定されている特許請求の範囲第（１）項記載の基板。
3. 【請求項３】プロジェクションの背後のバネ部上に、プ
   ロジェクションに溶接された線材切断用のスリットが形
   成されている特許請求の範囲第（１）項記載の基板。
4. 【請求項４】プロジェクションの稜頂に凹部が形成され
   ている特許請求の範囲第（１）項記載の基板。
5. 【請求項５】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
   てブラシアセンブリーのバネ台座がマウント部とバネ部
   とから構成され、該バネ台座がほぼ最終使用形状に成形
   されており、ほぼ真直な懸帯に連繋部を介して一定の周
   期で連らなり、かつ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列設けた基板を用いる
   とともに、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。
6. 【請求項６】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特許請求の範囲第（５）項記
   載の製造方法。