(57)【要約】【課題】  ブラシと整流子との摺動状態を改善して火花の発生を抑制し、ひいては整流子の寿命を延ばすことのできる整流子を提供することを目的とする。【解決手段】  ロータのコイルが電気的に接続され、前記セグメントにブラシが接触することにより前記ロータに給電される整流子１は、スリット４にセグメント３とほぼ同一高さで絶縁インク８が充填され、光透過性基板２の裏面から紫外線を照射することにより、スリット４に的確に絶縁性部材５を形成する。スリット４にセグメント３とほぼ同一高さの絶縁性部材５を充填することにより、スリット４をブラシ１０が通過するときブラシ１０のジャンプが抑制され、整流子１が長寿命になる。【選択図】  図１
2006325349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された複数のセグメントを有し、該セグメントの各々にロータのコイルが電気的に接続され、前記セグメントにブラシが接触することにより前記ロータに給電される整流子において、
前記基板は光透過性基板であり、前記各セグメント間のスリットに該セグメント表面とほぼ同一平面となるような絶縁部材を充填したことを特徴とする整流子。
【請求項２】
前記光透過性基板がガラス繊維強化エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1記載の整流子。
【請求項３】
前記絶縁部材が紫外線硬化インクであることを特徴とする請求項１または２記載の整流子。
【請求項４】
光透過性整流子基板上にセグメントを印刷形成した後、絶縁性紫外線硬化インクを塗布し、基板裏面より光透過性基板を通して紫外線を照射することにより前記インクを硬化させることを特徴とする整流子の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁性紫外線硬化インクを塗布後、セグメント表面上のインクだけを削ぎ落とすことによりセグメント間の間隙部に前記インクを残すことを特徴とする請求項４記載の整流子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平型直流モータに使用される平面型の整流子に関し、特にその整流子の構造と製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話の振動装置等に使用される扁平型モータは、一般にケーシングの底部に固定された平板状の円形マグネットと、このマグネットと面対向するように配置された回転自在の電機子と、この電機子に軸着されたシャフトとで構成されている。該電機子は、複数のコイルを逆扇形になるように配置し、樹脂フレームと一体成形されており、またシャフトとコイルとの間には各コイルに電気的に接続された整流子を備えている。前記電機子が回転すると、前記整流子が交互に電極ブラシと接触してコイルの極性を切り替え、マグネットとの引合力と反発力により電機子を回転駆動している。
【０００３】
平面型の整流子は通常平面の円盤形状に形成され、摺動性及び耐摩耗性を持たせるために樹脂製の基板上に銅箔パターンが形成されている。この銅箔パターンはスリットを介して複数に分割されていて、セグメントを形成している。この整流子のセグメントには、上記電極ブラシを接触させることにより、前記電機子に通電している。この整流子のセグメントを形成する方法としては、例えば基板上に回路パターンをスクリーン印刷等の印刷技術を用いて転写し、回路パターン等の必要な部位をマスキングしてからエッチング処理することにより、回路パターンの必要部位のみの銅箔を残すというような、プリント基板と同様な方法が利用できる。
【０００４】
図５は、上述した従来の平面型の整流子とブラシの要部を示し、上述のような印刷技術により形成した整流子５０の場合、各セグメント５１の間に形成されたスリット５２は、絶縁のために銅箔を除去するので、銅箔の厚さ分だけ段差が生じている。モータ作動中には、ブラシ５３が整流子５０のセグメント５１上を通過するときは、（ａ）の状態のように、ブラシ５３がセグメント５１に接触している。ところが、セグメント５１間のスリット５２では、（ｂ）の状態のように、ブラシ５３がスリット５２に入る。その後、ブラシ５３がスリット５２を通過するとき、（ｃ）の状態のように、スリット５２の段差によりジャンプし、瞬間的にブラシ５３とセグメント５１との接触が遮断されて火花が生ずる。ブラシ５３は弾性によってセグメント５１方向に押圧付勢されているので、やがて（ｄ）の状態のように、ブラシ５３はセグメント５１に接触する。しかし、ブラシ５３がスリット５２の段差によりジャンプするときに生ずる火花によって摩耗粉が生成し、セグメント５１間のスリット５２に蓄積するために絶縁性が低下して隣接するセグメント５１間が電気的に短絡する。また、火花の発生によってセグメント５１とブラシ５３が摩耗するため整流子の寿命が短縮される。
【０００５】
過去に、この段差の発生を防止して整流子の耐久性を向上させようとする試みも提案されている。それは、セグメント間のスリットに絶縁製樹脂を充填することにより、表面を平面化する技術である。しかし、上述したプリント基板と同様な方法で製造された整流子では、肉薄な銅箔の厚み分の樹脂を埋めることは至難の技であり、例え、樹脂を塗布しても、スリットが盛り上がってしまうか、セグメントまではみ出てしまい、セグメントとブラシとの導通を損なってしまう。
【０００６】
また、紫外線硬化型の樹脂をスリットに充填する方法も提案されている。すなわち、図４（Ａ）に示すように、まず、整流子５０の全面に紫外線硬化型の絶縁性樹脂５４を塗布すると共にスリット５２に絶縁性樹脂５４を充填する。その後、スリット５２に対応する溝穴５５を形成したマスク５６によりマスキングし、紫外線ランプ５７によって紫外線を照射する。その結果、溝穴５５に対応するスリット５２内の絶縁性樹脂５４が硬化する。しかる後に硬化しない残余の絶縁性樹脂５４を除去することにより、図４（Ｂ）に示すように、紫外線硬化型の樹脂による絶縁帯５８が形成される。ところが、絶縁帯５８はマスク５６の板厚分高くなり、絶縁帯５８がセグメント５１の表面よりも突出することから、結局はブラシ５３がジャンプし、ブラシ５３とセグメント５１との接触が遮断されて火花が生ずる現象は避けられない。また、スリット５２とマスク５６の位置のばらつきを補うために、溝穴５５の幅をスリット５２の幅よりも狭くすることが必要なことから、必然的に絶縁帯５８の幅が小さくなり、スリット５２を充填することができない。
【０００７】
【特許文献１】特許第３０３９８５７号公報
【特許文献２】特開２００４−２６０８７７号公報
【特許文献３】特開平１１−２６６５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、整流子のスリットをセグメントとほぼ同一高さで絶縁インクにより充填し、ブラシと整流子との摺動状態を改善して火花の発生を抑制し、ひいては整流子の寿命を延ばすことのできる整流子を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明のもう１つの目的は、そのような整流子を安価かつ効率的に製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明は、基板上に形成された複数のセグメントを有し、該セグメントの各々にロータのコイルが電気的に接続され、前記セグメントにブラシが接触することにより前記ロータに給電される整流子において、前記基板は光透過性基板であり、前記各セグメント間のスリットに該セグメント表面とほぼ同一平面となるような絶縁部材を充填したことを特徴とする。
【００１１】
前記光透過性基板は、光を透過するものであれば特に限定されないが、ガラス繊維強化エポキシ樹脂が特に好適である。
【００１２】
前記絶縁部材は塗布できる可塑性を有し、かつ光により硬化できるものであれば特に限定されないが、紫外線硬化インクがとりわけ好ましい。
【００１３】
また、上記の整流子を製造するための本発明の方法としては、光透過性整流子基板上にセグメントを印刷形成した後、絶縁性紫外線硬化インクを塗布し、基板裏面より光透過性基板を通して紫外線を照射することにより前記インクを硬化させることを特徴とする。
【００１４】
この製造方法においては、前記絶縁性紫外線硬化インクを塗布後、セグメント表面上のインクだけを削ぎ落とすことによりセグメント間のスリットに前記インクを残すことがより効果的である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の整流子によれば、セグメント間の段差を解消することができるため、ブラシと整流子との常時接触が可能となり、セグメントの摩耗が抑制できるので、摩耗粉による絶縁性低下、ひいては短絡を防止することができ整流子の寿命の延命が可能となる。
【００１６】
本発明の整流子の製造方法は、スリットを充填する絶縁性部材をセグメント表面とほぼ同一高さで容易に形成することが可能となるので、整流子を安価かつ効率的に製造する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明による平面型の整流子の一実施例を示す平面図である。整流子１は、基板２の一方面上に４個の扇形のセグメント３が形成され、これらセグメント３の間には各々所定間隔のスリット４が形成されている。さらに、各スリット４には、絶縁性部材５がセグメント３とほぼ同一高さになるよう形成されている。そして、セグメント３および絶縁性部材５には従来と同様にブラシ１０を接触させて整流子１の回転によって摺動する。なお、図１に示した扇形のセグメント３は４個の例を示したが、セグメント３の形状や個数はこれに限定されるものではなく、本発明の精神から逸脱しない限りにおいて応用できることは言うまでもない。
【００１９】
セグメント３が形成された基板２は、光、特に紫外線を透過させることができる光透過性基板であり、例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂が好適である。また、各スリット４に充填される絶縁性部材５は、絶縁性紫外線硬化インクであり、紫外線を照射することにより硬化する性質を有している。
【００２０】
図２に示すように、整流子１のセグメント３にブラシ１０を接触して摺動すると、各スリット４に絶縁性部材５がセグメント３とほぼ同一高さになるよう充填されていることから、従来の整流子のような段差がなくなるので、ブラシ１０が整流子１に対して円滑に摺動し、スリット４をブラシ１０が通過するときブラシ１０のジャンプが抑制され、セグメント３の摩耗による摩耗粉の発生、および、摩耗粉による絶縁性低下や短絡が防止されるので、整流子１の寿命を大幅に延命することが可能となる。
【００２１】
上述した平面型の整流子１は、図１に示すように円盤形状に形成され、各セグメント３は銅箔パターンによって形成されている。このセグメント３は、表面に銅箔が張設された光透過性基板２に回路パターンをスクリーン印刷等の印刷技術を用いて転写し、回路パターン等の必要な部位をマスキングしてからエッチング処理することにより、セグメント３のみの銅箔を残すことによって形成される。
【００２２】
この整流子１の表面には、上記セグメント３の他に、整流回路を構成するための回路パターン６が形成されている。また、整流子１の裏面には、点線で示す回路パターン７が形成されている。そして、表面側の回路パターン６と裏面側の回路パターン７とは、スルーホール８によって電気的に接続されている。なお、符号１１は接続用のランドである。
【００２３】
以上のように構成された整流子１のセグメント３は、図示しない直流モータのロータのコイルに電気的に接続され、セグメント３にブラシ１０が接触することにより前記ロータに給電されて回転駆動する。
【００２４】
一方、裏面側の回路パターン７は、図１に示すように、各スリット４に重合しないように整流子１の外周側に形成されている。これは、後述するように、各スリット４に充填される絶縁性紫外線硬化インクからなる絶縁性部材５に対して紫外線を照射するときに、回路パターン７が紫外線を遮蔽しないようにするためである。なお、裏面側の回路パターン７を形成する都合から、スリット４に重合する場合もあるが、このときは、ブラシ１０が摺動する摺動幅から外れた位置に形成しても良い。
【００２５】
次に、本発明による整流子の製造法の一例について説明する。まず、光透過性のガラスエポキシ樹脂基板２を用意し、この表面に上述のような従来の印刷技術により銅箔からなるセグメント３を形成する。次に間隙充填材印刷前処理作業として、ガラスエポキシ樹脂基板２とセグメント３をバフで磨く。これは、銅箔の表層異物除去と絶縁性紫外線硬化インクの密着強化のためである。
【００２６】
続いて、図３（Ａ）に示すように、印刷法及びカーテン法により、セグメント３を形成した前記基板２表面に紫外線硬化インク９を塗布する。この際に、余分な厚さのインク９はスキージ等により除去しておく。その後、図３（Ｂ）に示すように、この基板２の裏面から紫外線ランプ２０によって紫外線を照射し、紫外線硬化インク９を硬化させる。このとき、基板２は光透過性ガラスエポキシ樹脂であるので紫外線は透過するが、セグメント３の銅箔の部分は遮蔽される。この結果、セグメント３の間のスリット４に充填された紫外線硬化インク９の部分のみに紫外線が照射されて硬化することになる。このように、基板２の裏面から紫外線を照射することにより、スリット４のみに紫外線が選択的に照射されるため、特別なマスキングは必要ない。
【００２７】
紫外線を照射した後、余分な紫外線硬化インク９を洗い流す。紫外線硬化インク９を塗布する際に、厚さをセグメント３と略同一にしてあるため、図２に示すように紫外線硬化インク９から形成される絶縁性部材５はセグメント３とほぼ同一高さとなる。また、スリット４には均一に紫外線が照射されるため、スリット４全体に絶縁性部材５が形成され、隙間等が生じることがない。予めセグメント３上の紫外線硬化インク９は除去しておくが、万一紫外線照射後まで残ったとしても、セグメント３の銅箔により紫外線は遮断されるので、セグメント２上のインクは硬化せず、現像作業において容易に除去できる。最後に高温（150℃／1時間）で乾燥してセグメント３が完成する。
【００２８】
以上、本発明による整流子の製造方法について、一実施例に基づいて説明したが、本発明の製造方法はこれに限定されるものではなく、本発明の精神から逸脱しない限りにおいて応用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上述べてきたように、本発明による整流子は扁平型直流モータに使用すれば信頼性向上や寿命改善に多大な貢献ができるものである。
【００３０】
また、本発明による整流子の製造方法は、高信頼性かつ長寿命の整流子製造に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る整流子の実施例を示す平面図。
【図２】本発明に係る整流子の実施例を示す部分断面図。
【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明に係る整流子の製造方法を示す部分断面図。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は、従来の整流子の製造方法を示す部分断面図。
【図５】従来の整流子におけるブラシの動きを示す部分断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１    整流子
２    光透過性基板
３    セグメント
４    スリット
５    絶縁性部材
６    回路パターン
７    回路パターン（裏面側）
９    紫外線硬化インク
１０  ブラシ
２０  紫外線ランプ
【図１】
2006325349.tif 000003
【図２】
2006325349.tif 000004
【図３】
2006325349.tif 000005
【図４】
2006325349.tif 000006
【図５】
2006325349.tif 000007