(57)【要約】【課題】  簡易な構成により、金属片ブラシの導電部を電気的に絶縁することが可能な金属片ブラシ装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  金属片ブラシ装置１は、弾性を有する薄板状の導電金属板によって構成され、先端側には接点部２ａが設けられ、基端側に端子部２ｃが設けられる。接点部２ａと端子部２ｃとの間には導電部２ｂが一体形成され、導電部２ｂの少なくとも一方面には、耐熱性及び絶縁性を有する薄板状のポリイミドフィルム５がホットメルトテープ４により貼着される。【選択図】    図１
2008029042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有する薄板状の導電金属板からなり、先端側に接点部が設けられ、基端側に端子部を設けた金属片ブラシにおいて、
上記接点部と上記端子部との間に導電部が一体形成され、
上記導電部の少なくとも一方面には、耐熱性及び絶縁性を有する薄板状のポリイミドフィルムがホットメルトテープにより貼着したことを特徴とする金属片ブラシ装置。
【請求項２】
金属片ブラシ装置は、整流子に対向させる一対の金属片ブラシからなり、これら金属片ブラシの導電部をホットメルトテープにより貼着されたポリイミドフィルムにより一体に連結した請求項１に記載の金属片ブラシ装置。
【請求項３】
上記導電部の両面はポリイミドフィルムが貼着され、上記導電部の左右側はポリイミドフィルム同士がホットメルトテープにより貼着され、上記導電部を上記ポリイミドフィルムにより包囲した請求項１及び２に記載の金属片ブラシ装置。
【請求項４】
弾性を有する導電金属板からなる薄板状のフープ材から、所定間隔を隔てて複数の端子部を連結させるように接点部と導電部とを打ち抜き成形し、
端子部を連結した状態で複数の上記導電部及び導電部間を耐熱性及び絶縁性を有するフープ状のポリイミドフィルムをホットメルトテープにより貼着し、
その後、上記フープ材と接点部との間の所定個所及び上記ポリイミドフィルムの所定個所を切断することを特徴とする金属片ブラシ装置の製造方法。
【請求項５】
フープ材に連結された導電部にホットメルトテープを添接すると共にホットメルトテープの上にポリイミドフィルムを添接し、その後これらを加温ローラにより押圧した状態で所定温度まで加温して貼着する請求項３に記載の金属片ブラシ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板状の導電金属板からなるブラシ装置に関し、詳しくは、接点部と端子部の間に形成された導電部を薄板状のポリイミドフィルムにより絶縁した金属片ブラシ装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型モータは、音響・映像機器や光学精密機器など様々な分野で広く使用されており、近年、軽量薄型化、高性能化が進んでいる。小型モータは、ケーシングの内部に永久磁石が装着され、軸受によって回転自在に支持された回転子が前記永久磁石に対向して配設されている。回転子には整流子片を有する整流子ユニットが設けられており、ケーシング内に設置されたブラシが整流子ユニットと摺接することにより回転子の電機子巻線に給電している。
【０００３】
一般的な金属片ブラシは、弾性を有する導電材料、例えば銅・ニッケル合金の薄板の一部に、上記整流子片と接する貴金属材料による接点部を配設して構成されている。また、ブラシは、接点部と整流子片との接触点数を増やして接触安定性を高めるために、接点部周辺を複数に分割している。
【０００４】
このように構成された金属片ブラシは、図８に示す、特開２００１−２５９５２４号公報（特許文献１）に開示されているように、一対の金属片ブラシ１０２、１０３の基端側がフレキシブルプリント基板１０３ａの導電パターン１０２ｂ、１０３ｂに例えば半田付によって電気的に接続すると共に固定している。フレキシブルプリント基板１０３ａの導電パターン１０２ｂ、１０３ｂは、一端に端子部が形成される。上記特許文献１に示されるような直流モータは、外径が１０ｍｍ乃至２０ｍｍであり、平板型の整流子の直径が５ｍｍ以下と超小型に構成されている。また、この整流子に摺接するブラシは、長さが５ｍｍ以下の極小に構成される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５９５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように極小に構成された一対の金属片ブラシ１０２、１０３を、フレキシブルプリント基板１０３ａの導電パターン１０２ｂ、１０３ｂに個々に位置決めすると共に半田付を行うことは困難である。例え製造できるようになったとしても、金属片ブラシの固定位置精度が得られず、また、半田が接点部に付着する等、品質上での問題があった。また、フレキシブルプリント基板１０３ａは、通常の場合高価であり、コストダウンの要求には応じられない経済上の問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、簡易な構成により、金属片ブラシの導電部を電気的に絶縁することが可能な金属片ブラシ装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明にかかる金属片ブラシ装置は、弾性を有する薄板状の導電金属板からなり、先端側に接点部が設けられ、基端側に端子部を設けた金属片ブラシにおいて、上記接点部と上記端子部との間に導電部が一体形成され、上記導電部の少なくとも一方面には、耐熱性及び絶縁性を有する薄板状のポリイミドフィルムがホットメルトテープにより貼着したことを要旨としている。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、金属片ブラシ装置は、整流子に対向させる一対の金属片ブラシからなり、これら金属片ブラシの導電部をホットメルトテープにより貼着されたポリイミドフィルムにより一体に連結したことを要旨としている。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１及び２に記載の発明において、上記導電部の両面はポリイミドフィルムが貼着され、上記導電部の左右側はポリイミドフィルム同士がホットメルトテープにより貼着され、上記導電部を上記ポリイミドフィルムにより包囲したことを要旨としている。
【００１１】
さらにまた、請求項４に記載の発明は、弾性を有する導電金属板からなる薄板状のフープ材から、所定間隔を隔てて複数の端子部を連結させるように接点部と導電部とを打ち抜き成形し、端子部を連結した状態で複数の上記導電部及び導電部間を耐熱性及び絶縁性を有するフープ状のポリイミドフィルムをホットメルトテープにより貼着し、その後、上記フープ材と接点部との間の所定個所及び上記ポリイミドフィルムの所定個所を切断することを要旨としている。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、フープ材に連結された導電部にホットメルトテープを添接すると共にホットメルトテープの上にポリイミドフィルムを添接し、その後これらを加温ローラにより押圧した状態で所定温度まで加温して貼着することを要旨としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかるに金属片ブラシ装置によれば、接点部と端子部との間に形成された導電部の表面を、耐熱性及び絶縁性を有する薄板状のポリイミドフィルムがホットメルトテープにより貼着したこことにより、金属片ブラシの導電部を電気的に絶縁することが可能となる。これにより、金属片ブラシの固定位置を高精度にすることが可能となり、しかも、半田が接点部に付着する等の問題が解消され、品質を高められる。また、フレキシブルプリント基板を使用しないので、コストダウンが可能であり、経済的効果を高めることが可能となる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、一対の金属片ブラシが導電部をホットメルトテープにより貼着されたポリイミドフィルムにより一体に連結しているので、極小の金属片ブラシであっても高精度に構成することが可能となる。
【００１５】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、導電部の両面及び左右側をポリイミドフィルムにより包囲しているので、導電部全体を電気的に絶縁することができる。従って、金属製の小型モータのモータケース等に金属片ブラシを配設することが可能となる。
【００１６】
本発明にかかるに金属片ブラシ装置の製造方法によれば、薄板状のフープ材から端子部を連結した状態で接点部と導電部とを打ち抜き成形した状態でフープ状のポリイミドフィルムをホットメルトテープにより貼着するので、金属片ブラシの導電部をポリイミドフィルムによって容易に絶縁することができる。また、ポリイミドフィルムの所定個所を切断することによって、高精度に位置決めされた一対の金属片ブラシを製造するや、１個の金属片ブラシを連続して製造することが可能となる。さらに、フープ材から金属片ブラシを打ち抜き成形する工程と、ポリイミドフィルムを貼着する工程を連続して行うことが可能となり、自動化によりコストダウンを図ることが可能となる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明によれば、導電部にホットメルトテープとポリイミドフィルムを重ねて添接し、これらを加温ローラにより加温しながら押圧するので、導電部にポリイミドフィルムを確実に貼着させることが可能となる。また、加温ローラによりホットメルトテープとポリイミドフィルムが圧着するので、貼着後の厚さを一定にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
金属片ブラシ装置は、弾性を有する薄板状の導電金属板によって構成され、先端側には接点部が設けられ、基端側に端子部が設けられる。上記接点部と上記端子部との間には導電部が一体形成され、導電部の少なくとも一方面には、耐熱性及び絶縁性を有する薄板状のポリイミドフィルムがホットメルトテープにより貼着される。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の実施形態にかかる金属片ブラシ装置の平面図、図２は同金属片ブラシ装置の側面図である。金属片ブラシ装置１は、一対の金属片ブラシ２、３と、ホットメルト４により貼着されたポリイミドフィルム５により構成されている。
【００２０】
金属片ブラシ２、３は、弾性を有する薄板状の導電金属板、例えば銅・ニッケル合金等の薄板が使用され、先端側の接点部２ａ、３ａには、整流子６の整流子片６ａと接する貴金属材料（図示せず）がクラッドによって一体に設けられている。また、接点部２ａ、３ａは、整流子片６ａとの接触点数を増やして接触安定性を高めるために、接点部周辺を複数に分割している。
【００２１】
一方、金属片ブラシ２、３の基端側には、端子部２ｃ、３ｃが形成され、この端子部２ｃ、３ｃと上記接点部２ａ、３ａの間には、導電部２ｂ、３ｂが形成されている。これらの接点部２ａ、３ａ、導電部２ｂ、３ｂ、及び、端子部２ｃ、３ｃは上述した薄板状の導電金属板によって一体に形成されている。
【００２２】
ポリイミドフィルム５は、一対の金属片ブラシ２、３に各々形成された導電部２ｂ、３ｂを被覆すると共に、両導電部２ｂ、３ｂを所定間隔に保持するように連結されている。そして、ポリイミドフィルム５はホットメルト４により貼着されている。
【００２３】
ポリイミドフィルム５は、半田の溶解温度よりも高い耐熱性を有する他、機械強度や耐化学薬品性の面でも優れ、さらに、熱膨張係数にも優れていることから、金属片ブラシ装置１において一対の金属片ブラシ２、３間の寸法精度を高められる。また、ホットメルト４は、熱可塑性ポリマーをベースにした接着剤であり、加熱溶解によって流動性を与え、導電部２ｂ、３ｂとポリイミドフィルム５を貼着している。
【００２４】
図１及び図２に示す金属片ブラシ装置１においては、金属片ブラシ２、３の板厚を３５〜５０μｍ、ポリイミドフィルム５の板厚を３０〜６０μｍとしている。これらの板厚は一例であり、整流子６との関係において適宜の板厚に設定される。そして、図２に示すように、金属片ブラシ２の表裏面には、ホットメルト４を介在させてポリイミドフィルム５が貼着される。
【００２５】
このように構成された金属片ブラシ装置１は、図1において二点差線で示すように、金属製のモータケース７に取り付けられ、先端側の接点部２ａ、３ａは整流子６の整流子片６ａに摺接させ、基端側の端子部２ｃ、３ｃはモータケース７から突出させ、図示しないリード線等に半田付接続される。
【００２６】
次に、金属片ブラシ装置１の製造方法について、図３に基づいて説明する。金属片ブラシ装置１に使用される素材として、弾性を有する薄板状の導電金属板、例えば板厚が３５〜５０μｍの銅・ニッケル合金等からなる薄板状のフープ材１０が使用される。このフープ材１０は、図３（Ａ）に示すように、図示しないプレス機に設置された例えば順送金型を使用して、先端側を複数に分割した接点部１１ａ、端子部１１ｂ、及び、接点部１１ａと端子部１１ｂの間に形成された導電部１１ｃを一体に打ち抜き形成し、金属片ブラシ１１が形成される。このとき、端子部１１ｂはフープ材１０に連結されている。
【００２７】
このように打ち抜き形成された金属片ブラシ１１は、所定間隔を隔てて金属片ブラシ１２が形成されている。この金属片ブラシ１２は、接点部１２ａが金属片ブラシ１１の方向に屈曲されていて、図示左方の金属片ブラシ１１と隣接する金属片ブラシ１２によって一対の金属片ブラシ装置１の原型となっている。プレス機によって打ち抜き形成するときには、一対毎に形成することが望ましく、図示右方にも、同様に金属片ブラシ１３、１４からなる一対の金属片ブラシ装置が打ち抜き形成され、以後、図示右方の下流側には複数の金属片ブラシ装置の原型が形成される。なお、これら金属片ブラシの打ち抜き位置は、フープ材１０に穿設されたパイロット孔１０ａによって定められる。
【００２８】
その後、金属片ブラシ１１、１２をはじめ、フープ材１０に端子部１１ｂが連結された複数の金属片ブラシの導電部１１ｃの表裏面には、図３（Ｂ）に示すように、ポリイミドフィルム５がホットメルト４により貼着される。すなわち、板厚が３０〜６０μｍのポリイミドフィルム５とホットメルト４とを重合させ、フープ材１０の表裏面方向から、複数の導電部１１ｃに架設されるように添設する。このとき、ポリイミドフィルム５の幅は、導電部１１ｃの長さにほぼ等しく設定しているので、接点部１１ａと端子部１１ｂは露出される。
【００２９】
この状態から、図４、図５に示すように、加温ローラ２０により、摂氏１５０度乃至１８０度の温度に加温しながら押圧すると、熱可塑性ポリマーからなるホットメルト４は、加熱溶解により流動性が与えられ、導電部１１ｃとポリイミドフィルム５が貼着される。その後、冷却によってホットメルト４が固化することにより、図３（Ｂ）に示すように、複数の導電部１１ｃがポリイミドフィルム５によって架設された状態で連結される。
【００３０】
次の切断工程によって、図１に示される金属片ブラシ装置１が製造される。すなわち、図３（Ｂ）における二点差線で示すように、フープ材１０と端子部１１ｂを図示しないプレス機等で切断すると共に、一対の金属片ブラシ装置１の導電部両側を切断することによって、単体の金属片ブラシ装置１が製造される。以後も、一対の金属片ブラシ装置となるように切断を繰り返して複数の金属片ブラシ装置が製造される。
【実施例２】
【００３１】
図６は、第２の実施態様を示している。すなわち、１本の金属片ブラシ２０、２１を個々に配設し、各接点部２０ａ、２１ａを整流子６の整流子片６ａに摺接させ、基端側の端子部２０ｃ、２１ｃはモータケース７から突出させ、図示しないリード線等に半田付接続するようにしている。
【００３２】
この例においても、実質的には図３に示した方法によって製造されるが、異なる点は、ポリイミドフィルムの切断工程である。図６に示す金属片ブラシ２０、２１は、１本毎に分離されていることから、ポリイミドフィルムを切断する位置は、金属片ブラシ２０、２１の導電部２０ｂ、２１ｂ両側近傍としている。そして、金属片ブラシ２０、２１は、モータケース６に配設される。
【実施例３】
【００３３】
図７は、第３の実施態様を示し、金属片ブラシ装置を円筒型の整流子に適合可能に構成した例を示している。この例においては、基本的な構成は、図１に示した金属片ブラシ装置１と同様であり、一対の金属片ブラシ２、３の導電部２ｂ、３ｂを連結したポリイミドフィルム５を所定の幅で屈曲し、一対の金属片ブラシ２、３を起立させている。そして、底面側のポリイミドフィルム５、または、一対の金属片ブラシ２、３の導電部２ｂ、３ｂを図示しないモータケース６に固定し、接点部２ａ、３ａを所定の位置に配置する。このように構成された金属片ブラシ装置１は、円筒型の整流子３０の周面に配設された整流子片３０ａに摺接させることができる。
【００３４】
以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、金属片ブラシの形状は、適宜に変更可能であり、導電部は組み込まれるモータに適合させて、Ｓ字型、Ｃ字型、或いは、蛇行させる等、任意の形状にしても良い。また、ポリイミドフィルムの形状についても、種々の形状に変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる金属片ブラシ装置を示す平面図である。
【図２】図１における金属片ブラシの断面図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、本発明にかかる金属片ブラシ装置の製造工程を示す説明図である。
【図４】金属片ブラシにポリイミドフィルムを貼着する状態を示す正面図である。
【図５】金属片ブラシにポリイミドフィルムを貼着する状態を示す側面図である。
【図６】本発明にかかる金属片ブラシ装置の第２の実施形態を示す平面図である。
【図７】本発明にかかる金属片ブラシ装置の第３の実施形態を示す平面図である。
【図８】従来の金属片ブラシ装置を使用した直流モータを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      金属片ブラシ装置
２      金属片ブラシ
２ａ    接点部
２ｂ    導電部
２ｃ    端子部
４      ホットメルト
５      ポリイミドフィルム
１０    フープ材
【図１】
2008029042.tif 000003
【図２】
2008029042.tif 000004
【図３】
2008029042.tif 000005
【図４】
2008029042.tif 000006
【図５】
2008029042.tif 000007
【図６】
2008029042.tif 000008
【図７】
2008029042.tif 000009
【図８】
2008029042.tif 000010