JPH08126258A - 整流子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガソリン中のアルコール等に対する影響がな
く、耐磨耗性に優れ、しかも、低コストとする。 【構成】 スリット２６を介して配列された複数個の整
流子片２３には、複数個の導電性金属板２２が各々接合
される。この金属板２２は合成樹脂からなるボス部によ
り互いに連結している。そして、複数個の整流子片２３
はカーボン粉末により形成された摺動層２４と金属粉末
により形成した金属導電層２５を有し、この金属導電層
２５を金属板２２に電気的に接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はブラシが接触する摺動面
にカーボンを用いた整流子に関し、特に燃料供給ポンプ
用モータに用いて有用な整流子に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車において、燃料を供給するために
燃料供給ポンプ用モータを用いているが、燃料として用
いるガソリンには、ガソホールと称するアルコール入り
ガソリンや不当にアルコール等が混合された粗悪ガソリ
ンがある。これらのガソリンが用いられた場合、燃料供
給ポンプのモータに使用されている整流子の銅がガソリ
ン中のアルコールに反応して燃料自体が改質したり、銅
が浸食して整流子機能を劣化させる問題が生じている。

【０００３】図７は、上記ガソホール対策用の整流子の
一例を示し、偏平形整流子１は、樹脂によって円盤状に
形成されたボス部２と、ボス部２の一端面上に周方向に
等間隔配置された複数個のセグメント３と、各々のセグ
メント３に一体形成されたライザ片４と、隣合うセグメ
ント３間を各々電気的に独立させるためのスリット５と
を備えている。さらに、上記セグメント３は、銅からな
る母材６と、この母材６の表面のブラシ（図示せず）が
摺動する箇所に溶着された銀−ニッケル合金等からなる
保護部片７と、セグメント３をボス部２に固定するため
の図示しない爪を備えている。そして、セグメント３の
表面には錫等からなるガソホールに悪影響を与えない金
属メッキ皮膜８が被覆されており、保護部片７の外面に
は金属メッキ皮膜９を除去した露出面９が形成されてい
る。

【０００４】上記従来の整流子は、銅からなる母材６に
銀−ニッケル合金等の保護部片７を溶着したり、保護部
片７の外面に一旦施した金属メッキ皮膜９を次工程で除
去して露出面１０を形成する等、製造するには多くの製
造工程を必要とすると共に、銀−ニッケル合金等の高価
な金属材料を使用することから、必然的にコストアップ
になる問題がある。さらに、ブラシが摺動する保護部片
７が薄く耐久性が乏しく、しかも、経時的に表面が改変
するため、長期の不動作後に始動性が悪化する問題も有
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
問題点に鑑み、ガソリン中のアルコール等に対する影響
がなく、耐磨耗性に優れ、しかも、低コストに製造でき
る整流子を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の整流子上記課題
に鑑み、スリットを介して平面または円筒状に配列され
た複数個の整流子片と、この整流子に各々接合されると
共にラジアル方向にライザ片を突出形成した複数個の導
電性金属板と、この金属板を互いに連結すると共に中心
に軸孔を形成した電気的絶縁性を有する合成樹脂からな
るボス部とを備えた整流子であって、上記複数個の整流
子片はカーボン粉末により形成された摺動層と金属粉末
により形成した金属導電層とを有し、この金属導電層と
上記金属板とを電気的に接合したことを要旨とするもの
である。

【０００７】

【作用】本発明の整流子は、複数個の整流子片をカーボ
ン粉末からなる摺動層と金属粉末からなる金属導電層と
を粉末冶金法等により形成し、金属導電層を金属板に接
合すると、製造工程において既に量産技術が確立されて
いる粉末冶金法が採用できることから、安定した品質で
しかも低コストで形成される。また、摺動層をカーボン
素材とすると、耐薬品性、化学的安定性に優れているこ
とから、ガソリン中のアルコールに影響されず、ガソリ
ン自体の改質も防止される。さらに、カーボンの摺動層
にカーボンブラシを組み合わせると、同材質のために耐
磨耗性が向上する。

【０００８】

【実施例】図１乃至図４は本発明からなる偏平形に構成
した整流子の実施例を示し、図１は整流子の半断面図、
図２はその平面図、図３は図１の要部を拡大した断面図
であり、図４は途中工程の状態を示す断面図である。

【０００９】図１乃至図４において、偏平形の整流子２
０は、電気的絶縁性を有する合成樹脂によって円盤状に
形成されたボス部２１の一端面上に、複数個の導電性金
属板２２が周方向に等間隔で全体として偏平に配列され
ている。この導電性金属板２２は銅からなり、各金属板
２２の外周端には各々ラジアル方向にライザ片２２ａを
突出形成すると共に、内方には上記ボス部２１内にイン
サート成形時に係合する複数個の爪２２ｂが一体に突出
形成されている。

【００１０】さらに、上記複数個の導電性金属板２２の
一端面上には、複数個の整流子片２３が個々の金属板に
対応位置して周方向に等間隔配置されている。この整流
子片２３は、カーボン粉末により形成された摺動層２４
と、金属粉末により形成した金属導電層２５の二層構造
に構成されている。そして、金属導電層２５が上記複数
個の導電性金属板２２の一端面上に半田或いは導電接着
材２８等により電気的に接合されている。また、各々の
整流子片２３及び導電性金属板２２の隣合う同志の間に
は、各々を電気的に独立させるためのスリット２６が設
けられている。このスリット２６を介して複数個の整流
子片２３及び導電性金属板２２は個々に分離されている
が、これらは上記ボス部２１により互いに連結されてい
る。

【００１１】ボス部２１の中心には、軸方向に軸孔２１
ａが形成され、図示しない例えば燃料供給ポンプ用モー
タの回転軸に嵌合固着される。さらに、各金属板２２の
ライザ片２２ａには、上記モータの各相の巻線端が接続
され、複数個の整流子片２３のカーボン粉末により形成
された摺動層２４には、上記モータに配設された図示し
ない一対の例えばカーボンからなるブラシが周接され、
このブラシに通電することによりモータが回転駆動す
る。

【００１２】次に、整流子片２３について詳述する。摺
動層２４は上記カーボンブラシと同性質のカーボン粉末
が用いられ、このカーボン粉末に微量の添加材が混入さ
れている。一方、金属導電層２５は、例えばニッケル等
のアルコールやガソリン中の粗悪成分に対して化学的に
安定な導電性金属粉末が用いられる。そして、図示しな
い成形金型内に所定量のカーボン粉末と金属粉末を投入
し、周知の粉末冶金法（焼結加工法）によって圧縮形成
することにより、摺動層２４及び金属導電層２５が二層
構造で略円盤状の偏平に形成される。尚、上記導電性金
属粉末としては銅粉末の表面にニッケルメッキを施した
ものであっても良い。

【００１３】このとき、金属導電層２５は後述する導電
性金属板２２への接合が可能な範囲で肉薄にするなら
ば、コスト的に有利となる。また、上記した摺動層２４
及び金属導電層２５を同時成形する方法の他に、予め、
金属導電層２５を圧縮形成し、その後、この金属導電層
２５を金型内に設置すると共に、所定量のカーボン粉末
を投入して両者を粉末冶金法（焼結加工法）によってイ
ンサート圧縮形成してもよい。また、逆に摺動層２４を
成形後に金属導電層２５をインサート圧縮形成してもよ
い。

【００１４】一方、導電性金属板２２は銅板をプレス加
工によって中央に穴を有する略皿状に形成され、周面部
分に複数個のライザ片２２ａを形成すると共に、内面の
外周側及び内周側に複数個の爪２２ｂが突出形成されて
いる。そして、上記複数個のライザ片２２ａ及び一端面
を露出するように、ボス部２１を合成樹脂によってイン
サートモールドする。このとき、上記爪２２ｂはボス部
２１内に埋設され、金属板２２との結合強度が高められ
る。そして、モールド成形された導電性金属板２２は、
ライザ片２２ａ及び外周面等の露出部分に対して錫等の
メッキ加工を施すことにより、母材である銅がアルコー
ルやガソリン中の粗悪成分に浸食されないように保護膜
２７が形成される。

【００１５】そして、導電性金属板２２の一端面上に
は、整流子片２３が電気的に導通するように接合され
る。整流子片２３の接合方法としては、半田或いは導電
接着材等が用いられる。半田を用いる場合には、導電性
金属板２２に予め半田ペーストを印刷等の手段により塗
布し、その後、整流子片２３の金属導電層２５の面を圧
接した状態で加熱し、半田を溶解させることにより接合
される。また、導電接着材を用いる場合も、導電性金属
板２２に導電接着材を塗布した後に、金属導電層２５を
圧接して接着することにより接合される。このように形
成された整流子片２３は、図示しないモールド金型に設
置され、電気的絶縁性を有する合成樹脂によってボス部
２１がインサート成形される。このとき、金属導電層２
５の内方に突出形成された爪２２ｂがボス部２１内の樹
脂に係合し、整流子片２３とボス部２１との結合を強固
なものにしている。

【００１６】しかる後に、切断砥石等のスライサーを用
いて整流子片２３及び導電性金属板２２を周方向に等間
隔なスリット２６を形成する。この結果、各々の整流子
片２３及び導電性金属板２２がスリット２６を介して各
々電気的に独立され、これにより偏平形の整流子２０が
完成する。

【００１７】図５及び図６は本発明からなる円筒形に構
成した整流子の実施例を示し、図５は整流子の断面図で
あり、図６は平面図である。

【００１８】図５及び図６において、円筒形の整流子３
０は、前述の実施例と同様に、合成樹脂によって円筒状
に形成されたボス部３１の外周面上に、複数個の例えば
銅からなる導電性金属板３２が、周方向に等間隔で全体
として円筒形に配列されている。この導電性金属板３２
の一端には、各々ラジアル方向にライザ片３２ａが突出
形成され、内方には複数個の爪３２ｂが一体に突出形成
されている。

【００１９】さらに、上記複数個の導電性金属板３２に
対応位置した周面上には、複数個の整流子片３３が等間
隔に配列されている。この整流子片３３は、前述の実施
例と同様にカーボン粉末により形成された摺動層３４
と、金属粉末により形成した金属導電層３５の二層構造
に構成されている。そして、金属導電層３５が上記複数
個の導電性金属板３２の周面上に半田或いは導電接着材
３８等により電気的に接合されている。また、各々の整
流子片３３及び導電性金属板２２の隣合う同志の間には
各々を電気的に独立させるためのスリット３６が設けら
れ、ボス部３１によって互いが連結されている。このボ
ス部３１の中心には、軸方向に軸孔３１ａが形成され、
図示しない例えば燃料供給ポンプ用モータの回転軸に嵌
合固着される。

【００２０】次に、製造方法を説明すると、整流子片３
３は、先ず金属導電層３５を前述の実施例と同様に、例
えばニッケル等の導電性金属粉末を周知の粉末冶金法
（焼結加工法）によって円筒状に圧縮形成する。その
後、この金属導電層３５を図示しない成形金型内に設置
し、周囲に所定量のカーボン粉末を投入して、粉末冶金
法により圧縮形成することにより、二層構造の整流子片
３３が形成される。

【００２１】一方、導電性金属板３２は、銅板をプレス
加工によって円筒状に形成し、一端側に複数個のライザ
片３２ａを形成すると共に、内周面に複数個の爪３２ｂ
を突出形成する。そして、上記複数個のライザ片３２ａ
及び外周面を露出するようにボス部２１を合成樹脂によ
ってモールド成形する。このとき、上記爪３２ｂがボス
部３１内に埋設され、金属板３２との結合強度を高める
ことは前述の例と同様である。そして、この導電性金属
板３２は、ライザ片３２ａ等の露出部分に対して錫等の
メッキ加工を施して保護膜３７を形成する。

【００２２】その後、導電性金属板３２の外周面上に、
整流子片３３を前述の実施例と同様に、半田或いは導電
接着材等を用いて電気的に導通するように接合する。し
かる後に、切断砥石等のスライサーを用いて整流子片３
３及び導電性金属板３２を周方向に等間隔なスリット２
６を軸方向に形成することによって、各々の整流子片３
３及び導電性金属板３２を各々電気的に独立させること
により、円筒形の整流子２０ができ上がる。

【００２３】尚、前述の実施例においては、導電性金属
板にボス部をモールド成形した後に整流子片を接合する
ようにしたが、逆に、導電性金属板に整流子片を接合し
た後にボス部をモールド成形しても良い。また、両実施
例において、摺動層と金属導電層の２層構造のみなら
ず、両層の間にカーボン粉末と金属粉末を適宜の比率で
混合した混合中間層を設けても良く、この構成により、
両層間の物性の差を小さくして生産安定性及び品質安定
性を図るようにする等、中間に一層以上の他の層を形成
しても良い。さらに、一方面側の摺動層から順次他方面
側の金属導電層に移行するように、必ずしも両層間の境
界を不明確にする等、本発明の実施例に限定されること
なく、本発明を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上に述べたように本発明では、複数個
の整流子片をカーボン粉末からなる摺動層と金属粉末か
らなる金属導電層とを粉末冶金法等により形成し、金属
導電層を金属板に接合しているので、製造工程において
既に量産技術が確立されている粉末冶金法が採用でき、
安定した品質でしかも低コストの整流子が提供できる。
また、摺動層をカーボン素材としているので、耐薬品
性、化学的安定性が優れ、燃料供給ポンプ用モータに使
用しても、整流子がガソリン中のアルコールに影響され
ず、しかも、ガソリン自体の改質も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏平形整流子の実施例を示す半断面図
である。

【図２】同 図１の平面図である。

【図３】同 図１の要部を拡大した断面図である。

【図４】同 途中工程の状態を示す断面図である。

【図５】本発明の円筒形整流子の実施例を示す半断面図
である。

【図６】同 図５の断面図である。

【図７】従来の整流子を示す半断面斜視図である。

【符号の説明】

２０ 整流子 ２１ ボス部 ２２ 導電性金属板 ２２ａ ライザ片 ２３ 整流子片 ２４ 摺動層 ２５ 金属導電層 ２６ スリット ２７ 保護膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリットを介して偏平または円筒形に配
   列された複数個の整流子片と、この整流子片に各々接合
   されると共にラジアル方向にライザ片を突出形成した複
   数個の導電性金属板と、この金属板を互いに連結すると
   共に中心に軸孔を形成した電気的絶縁性を有する合成樹
   脂からなるボス部とを備えた整流子であって、上記複数
   個の整流子片はカーボン粉末により形成された摺動層と
   金属粉末により形成した金属導電層とを有し、この金属
   導電層と上記金属板とを電気的に接合したことを特徴と
   する整流子。
2. 【請求項２】 整流子片の金属導電層と導電性金属板と
   を導電性接着剤や半田により電気的に接合した請求項１
   に記載の整流子。
3. 【請求項３】 導電性金属板の少なくとも金属導電層や
   ボス部から露出した部分には保護膜を形成してなる請求
   項１に記載の整流子。