(57)【要約】【課題】円筒型整流子の金属セグメントと整流子セグメントとの間で、安定して良好な導通性を確保することができると共に、高い固着強度を実現することができる。【解決手段】絶縁性支持体の略外周に巻線接続用端子を有する金属セグメントが配設され、例えばカーボンを含む材料で焼結して形成された整流子セグメントが金属セグメントに各々対応して配設され、金属セグメントと整流子セグメントによるセグメントが互いに絶縁されていると共に、例えば対応する金属セグメントの雌部へ整流子セグメントの雄部が略嵌合され、金属セグメントの雌部のバネ性により、金属セグメントの雌部が整流子セグメントの雄部に圧接していることを特徴とする円筒型整流子。【選択図】　図１
2004072862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性支持体の略外周に巻線接続用端子を有する金属セグメントが配設され、整流子セグメントが金属セグメントに各々対応して配設され、金属セグメントと整流子セグメントによるセグメントが互いに絶縁されていると共に、対応する金属セグメントと整流子セグメントとが略嵌合により圧接していることを特徴とする円筒型整流子。
【請求項２】
絶縁性支持体の略外周に巻線接続用端子を有する金属セグメントが配設され、整流子セグメントが金属セグメントに各々対応して配設され、金属セグメントと整流子セグメントによるセグメントが互いに絶縁されていると共に、対応する金属セグメントと整流子セグメントとが略嵌合され接合材で固着されていることを特徴とする円筒型整流子。
【請求項３】
カーボンを含む材料を焼結して形成された整流子セグメントと金属セグメントとが略嵌合されることを特徴とする請求項１又は２記載の円筒型整流子。
【請求項４】
金属セグメントの雌部への整流子セグメントの雄部が略嵌合されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の円筒型整流子。
【請求項５】
整流子セグメントの雌部への金属セグメントの雄部が略嵌合されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の円筒型整流子。
【請求項６】
前記金属セグメントの雌部若しくは雄部がバネ性を有し、該バネ性により金属セグメントと整流子セグメントとが圧接していることを特徴とする請求項４又は５記載の円筒型整流子。
【請求項７】
少なくとも前記整流子セグメントの雄部若しくは雌部の形状がその外側若しくは内側に設けられる絶縁性支持体に対し楔作用を有する形状であることを特徴とする請求項４、５又は６記載の円筒型整流子。
【請求項８】
少なくとも、前記金属セグメントの雌部若しくは雄部が巻線接続用端子よりもバネ性が高い材料で形成されていることを特徴とする請求項４、５、６又は７記載の円筒型整流子。
【請求項９】
整流子セグメントの略側端に切欠部が形成され、該切欠部の形状が該切欠部の内側に設けられる絶縁性支持体に対し楔作用を有する形状であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の円筒型整流子。
【請求項１０】
請求項１又は２記載の円筒型整流子の製造方法であって、隣り合う整流子セグメントの側面同士の一部若しくは全部を当接した状態で絶縁性支持体を形成し、その後に該当接箇所にスリットを形成することを特徴とする円筒型整流子の製造方法。
【請求項１１】
絶縁性支持体の略外周に巻線接続用端子を有する金属セグメントが配設され、整流子セグメントが金属セグメントに各々対応して配設され、金属セグメントと整流子セグメントによるセグメントが互いに絶縁されていると共に、該金属セグメントは巻線接続用部位と整流子接続用部位が固着された二体構造で構成され、対応する整流子セグメントが該整流子接続用部位に取り付けられ接続されていることを特徴とする円筒型整流子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として燃料ポンプ等に使用する小型モータに組み込まれる円筒型整流子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガソリンやアルコール中で使用する燃料ポンプのモータに円筒型整流子を使用し、整流子の材料にカーボン等を用いることが知られており、特に、整流子片或いはそのブラシ摺接面にカーボンを主成分とする材料を用いた円筒型整流子は、耐腐食性や耐電解性に優れ、燃料ポンプに用いられるモータに使用する整流子として良好である。
【０００３】
円筒型整流子に関連する技術として、特開昭５８−２０７８４０号、特開平５−２３４６５３号、特開平８−１２６２５８号、特開平８−１２６２５９号、特開平１１−１６８８５９号、特開２００２−１３６０６０号、特開２００２−１４２４１０号、米国特許第５４２２５２８号が公知である。
【０００４】
特開昭５８−２０７８４０号には、プラスチック製の支持体の周りに、接続フックを有する銅コレクタと、炭素を含む焼結材料からなるカーボンコレクタが設けられ、銅コレクタとカーボンコレクタにスリットが切り込まれてセグメントが形成され、銅コレクタとカーボンコレクタの互いに面する端面に半田付け又は溶接可能な層が備えられる円筒型整流子が開示されている。
【０００５】
また、特開平５−２３４６５３号には、絶縁ベース部材の円筒形の外面に軸方向に延びる断面十字形のスロットが形成され、前記スロットに端子を有する接点部材が収容され、カーボンセグメントと一体成形された固定片が接点部材の存在していないスロット部分に接点部材の孔を含んで充填される円筒型整流子が開示されている。
【０００６】
また、特開平８−１２６２５８号には、図５及び図６等に於いて、ボス部の外周面に複数個の導電性金属板が円筒形に配列され、導電性金属板に対応位置した周面上には複数個の整流子片が配列され、前記整流子片はカーボン粉末で形成された摺動層と金属粉末で形成された金属導電層の二層構造に構成され、金属導電層が導電性金属板の周面上に半田或いは導電接着材で電気的に接合されている円筒型整流子が開示されている。
【０００７】
また、特開平８−１２６２５９号には、図５及び図６等に於いて、カーボン粉末で形成された摺動層と金属粉末で形成された金属導電層の二層構造で構成される整流子片がボス部の外周面上に配列され、金属導電層にライザ片が突出形成されていると共に内方に爪が一体に突出形成されている円筒型整流子が開示されている。
【０００８】
また、特開平１１−１６８８５９号には、図１０及び図１１等に於いて、ブラシと摺動する接触部と、接触部を支持する支持部とからなり、接触部が溝で互いに電気的に絶縁されたセグメントに分割されていると共に、各セグメントにセグメントの厚みより浅い溝が形成され、前記溝がブラシと接触部との間の燃料をかき出す構成の円筒型整流子が開示されている。
【０００９】
また、特開２００２−１３６０６０号には、略円筒形の絶縁性支持体の外周に金属セグメントが配設され、金属セグメントの略外面に整流子セグメントが配設され、隣り合う金属セグメント及び整流子セグメントがスリットを介して分離絶縁され、整流子セグメントの一部が金属セグメントの両側端面を被覆している円筒型整流子が開示されている。
【００１０】
また、特開２００２−１４２４１０号には、略円筒形の絶縁性支持体の外周に金属セグメントが配設され、金属セグメントの略外面に整流子セグメントが配設され、絶縁性支持体の一部が外周側から整流子セグメントに係合して固着状態になっている円筒型整流子が開示されている。
【００１１】
また、米国特許５４２２５２８号には、表面がカーボン材料で被覆される整流子プレートに、横方向の溝が形成されていると共に、前記溝に半径方向の開口が形成されており、カーボン材料が前記開口及び溝に充填されて一体になる構成の円筒型整流子が開示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料ポンプの小型モータ等に用いられる円筒型整流子は、燃料ポンプ等を安定して駆動するために、巻線接続用端子を有する金属セグメントと整流子セグメントとの間で安定して良好な導通性を確保することが重要である。さらに、円筒型整流子の耐用性を向上すべく、金属セグメントと整流子セグメントの固着強度を高めることも重要である。また、整流子セグメントには回転中に多大な遠心力がかかるため、整流子セグメントが破損したり脱落する場合があるが、かような事態を回避するため、整流子セグメントの充分な保持強度を確保し、整流子セグメントの破損や脱落を防止することも求められている。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、金属セグメントと整流子セグメントとの間で安定して良好な導通性を確保することができると共に、金属セグメントと整流子セグメントの高い固着強度を実現することができ、耐用性に優れた円筒型整流子及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、整流子セグメントの充分な保持強度を確保し、整流子セグメントの破損や脱落を防止することができる円筒型整流子及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の円筒型整流子は、絶縁性支持体の略外周に巻線接続用端子を有する金属セグメントが配設され、整流子セグメントが金属セグメントに各々対応して配設され、金属セグメントと整流子セグメントによるセグメントが互いに絶縁されていると共に、対応する金属セグメントと整流子セグメントとが略嵌合により圧接していることを特徴とする。金属セグメントと整流子セグメントを挿入若しくは嵌挿する等で、略嵌合或いは係合により圧接する構成とすることにより、容易且つ低コストで製造することができると共に、金属セグメントと整流子セグメントとの間の安定した良好な導通性及び金属セグメントと整流子セグメントの高い固着強度を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の円筒型整流子は、絶縁性支持体の略外周に巻線接続用端子を有する金属セグメントが配設され、整流子セグメントが金属セグメントに各々対応して配設され、金属セグメントと整流子セグメントによるセグメントが互いに絶縁されていると共に、対応する金属セグメントと整流子セグメントとが略嵌合され、例えば半田、鑞、導電性接着材等の接合材で固着されていることを特徴とする。金属セグメントと整流子セグメントとが挿入若しくは嵌挿する等で、略嵌合され接合材で固着される構成とすることにより、容易且つ低コストで製造することができると共に、金属セグメントと整流子セグメントとの間の安定した良好な導通性及び金属セグメントと整流子セグメントの高い固着強度を得ることができる。尚、本発明には、対応する金属セグメントと整流子セグメントとが接合材で固着されている構成も含まれ、例えば対応する金属セグメントと整流子セグメントの略嵌合の有無を問わずに、両者が接合材で固着されている構成が包含される。
【００１６】
さらに、本発明の円筒型整流子は、カーボンを含む材料を焼結して形成された整流子セグメントと金属セグメントとが略嵌合されることを特徴とする。例えば予めカーボンを含む材料を焼結して形成された整流子セグメントを金属セグメントに略嵌合する、又は、予めカーボンを含む材料を焼結して形成された整流子セグメントに金属セグメントを略嵌合し、容易且つ低コストで製造することが可能である。
【００１７】
さらに、本発明の円筒型整流子は、金属セグメントの雌部への整流子セグメントの雄部が略嵌合されることを特徴とする。例えば金属セグメントの略凹溝形状の雌部へ整流子セグメントの略凸条形状の雄部を略嵌合し、好適には完成した円筒型整流子に於いて、金属セグメントの雌部の略凹溝形状や前記雌部に略嵌合する整流子セグメントの雄部の略凸条形状を円筒型整流子の内方へ向かって側面が幅広となるテーパ状とすることにより、金属セグメントと整流子セグメントの安定した良好な導通性や高い固着強度を得ることができる。尚、金属セグメントの雌部と整流子セグメントの雄部の形状には略嵌合可能なものであれば適宜のものが含まれ、又、略嵌合する方式も適宜であるが、例えばスライド式やホック式とすると好適である。
【００１８】
さらに、本発明の円筒型整流子は、整流子セグメントの雌部への金属セグメントの雄部が略嵌合されることを特徴とする。例えば整流子セグメントの略凹溝形状の雌部へ金属セグメントの前記雌部と略同形の外形を有する雄部を略嵌合し、好適には完成した円筒型整流子に於いて、整流子セグメントの雌部の略凹溝形状や前記雌部に略嵌合する金属セグメントの雄部の前記雌部と略同形の外形を円筒型整流子の外方へ向かって側面が幅広となるテーパ状とすることにより、金属セグメントと整流子セグメントの安定した良好な導通性や高い固着強度を得ることができる。尚、整流子セグメントの雌部と金属セグメントの雄部の形状には略嵌合可能なものであれば適宜のものが含まれ、又、略嵌合する方式も適宜であるが、例えばスライド式やホック式とすると好適である。
【００１９】
さらに、本発明の円筒型整流子は、前記金属セグメントの雌部若しくは雄部がバネ性を有し、該バネ性により金属セグメントと整流子セグメントとが圧接していることを特徴とする。例えば金属セグメントの略凹溝形状の雌部へ整流子セグメントの略凸条形状の雄部が略嵌合される場合に、前記金属セグメントの雌部を内方に付勢するバネ性或いは弾性のものとし、前記略嵌合状態でバネ性により前記雌部が整流子セグメントに圧接する構成とし、又は、整流子セグメントの略凹溝形状の雌部へ金属セグメントの前記雌部と略同形の外形を有する雄部が略嵌合される場合に、前記金属セグメントの雄部を外方に付勢するバネ性とし、前記略嵌合状態でバネ性で前記雄部が整流子セグメントに圧接する構成等とすることにより、金属セグメントと整流子セグメントの安定した良好な導通性を確保することができる。
【００２０】
さらに、本発明の円筒型整流子は、少なくとも前記整流子セグメントの雄部若しくは雌部の形状がその外側若しくは内側に設けられる絶縁性支持体に対し楔作用を有する形状であることを特徴とする。整流子セグメントの雄部若しくは雌部の形状、或いは整流子セグメントと金属セグメントの対応する雄部若しくは雌部と雌部若しくは雄部の形状を、整流子セグメントの雄部の外側若しくは整流子セグメントの雌部の内側に充填して設けられる絶縁性支持体に対し、例えば係合して楔作用を有する形状とすることにより、整流子セグメントと絶縁性支持体の固着強度や、整流子セグメントと金属セグメントと絶縁性支持体の三者の固着強度を一層高めることができる。又、整流子セグメントの充分な保持強度を確保し、整流子セグメントの破損や脱落を防止することができる。例えば完成した円筒型整流子に於いて、金属セグメントの雌部の略凹溝形状や前記雌部に略嵌合する整流子セグメントの雄部の略凸条形状を円筒型整流子の内方へ向かって幅広となるテーパ状とする、又は整流子セグメントの雌部の略凹溝形状や前記雌部に略嵌合する金属セグメントの雄部の前記雌部と略同形の外形を円筒型整流子の外方へ向かって幅広となるテーパ状とする等による。
【００２１】
さらに、本発明の円筒型整流子は、少なくとも、前記金属セグメントの雌部若しくは雄部が巻線接続用端子よりもバネ性が高い材料で形成されていることを特徴とする。例えば金属セグメントを二体構造として、その一体を巻線接続用端子が形成されている巻線接続用部位、他の一体を整流子セグメントとの略嵌合が行われる金属セグメントの雌部若しくは雄部が形成されている整流子嵌合用部位とし、金属セグメントの雌部若しくは雄部が形成されている整流子嵌合用部位を巻線接続用端子が形成されている巻線接続用部位よりもバネ性が高い材料で形成する等により、バネ性により金属セグメントと整流子セグメントとの確実な圧接が可能になると共に、巻線接続の安定性を高めることができる。更に、前記二体構造とする場合には、二体構造は複雑な形状を形成しやすいので、巻線接続用部位と整流子嵌合用部位を一体構造で有する金属セグメントとする場合よりも、簡単な製造工程で安価に製造することが可能となり、又、部分的に強度を向上することも容易なので、所要強度を有する金属セグメントを容易に得ることができる。
【００２２】
尚、金属セグメントを二体構造とする場合の一体と他の一体との結合は、例えば一部のカシメや、スポット溶接等の溶接や、半田・鑞付け・導電性接着材等の接合材で結合して、前記二体を一体化する構成等とし、又、金属セグメントは一体として形成されているものとしてもよい。
【００２３】
さらに、本発明の円筒型整流子は、整流子セグメントの略側端に切欠部が形成され、該切欠部の形状が該切欠部の内側に設けられる絶縁性支持体に対し楔作用を有する形状であることを特徴とする。例えば整流子セグメントの略側端の軸方向に延びる切欠溝等の切欠部内に絶縁性支持体を充填して設け、切欠部の形状を切欠部内に設けられる絶縁性支持体に対し、例えば係合して楔作用を有する形状とすることで、整流子セグメントと絶縁性支持体との固着力を一層強化することができる、又、整流子セグメントの充分な保持強度を確保し、整流子セグメントの破損や脱落を防止することができる。尚、前記切欠部の形状を絶縁性支持体に対し楔作用を有する形状とする構成は、金属セグメントと整流子セグメントとが略嵌合により圧接する、又は金属セグメントと整流子セグメントとが略嵌合され接合材で固着されている円筒型整流子以外の整流子にも適用可能である。
【００２４】
また、本発明の円筒型整流子の製造方法は、隣り合う整流子セグメントの側面同士の一部若しくは全部を当接或いは接触した状態で絶縁性支持体を形成し、その後に該当接箇所にスリットを形成することを特徴とする。尚、前記隣り合う整流子セグメントの側面同士の一部若しくは全部を当接した状態で絶縁性支持体を形成し、その後に該当接箇所にスリットを形成する構成は、金属セグメントと整流子セグメントとが略嵌合により圧接する、又は金属セグメントと整流子セグメントとが略嵌合され接合材で固着されている円筒型整流子以外の整流子の製造方法にも適用可能である。
【００２５】
また、本発明の円筒型整流子は、絶縁性支持体の略外周に巻線接続用端子を有する金属セグメントが配設され、整流子セグメントが金属セグメントに各々対応して配設され、金属セグメントと整流子セグメントによるセグメントが互いに絶縁されていると共に、該金属セグメントは巻線接続用部位と整流子接続用部位が固着された二体構造で構成され、対応する整流子セグメントが該整流子接続用部位に取り付けられ接続されていることを特徴とする。例えば金属セグメントを、巻線接続用端子を有する第一体或いは巻線接続用部位と、整流子セグメントを取り付けて接続する第二体或いは整流子接続用部位との二体構造で構成し、巻線接続用部位及び整流子接続用部位をスポット溶接等の溶接、カシメ、接合材などの固着手段で固着して一体化する。また、金属セグメントの整流子接続用部位と整流子セグメントの取り付けは、半田、鑞、導電性接着材などの接合材で接合する構成とする、若しくは略嵌合により圧接する構成とする、若しくはその両者とすることが可能である。
【００２６】
金属セグメントを巻線接続用部位と整流子接続用部位の二体構造とする場合には、二体構造は複雑な形状を形成しやすいので、巻線接続用部位と整流子接続用部位を一体構造で有する金属セグメントとする場合よりも、簡単な製造工程で安価に製造することが可能となり、また、部分的に強度を向上することも容易なので、所要強度を有する金属セグメントを容易に得ることができる。さらに、例えば極数が多い円筒型整流子や形状が小さい円筒型整流子等で、金属セグメントと整流子セグメントの接合スペースが狭い場合に、金属セグメントを二体構造にして、整流子接続用部位或いは第二体を巻線接続用部位より薄くし、略平板状或いは略平らな形状にすることにより、接合スペースを容易に拡大することが可能となり、拡大した接合スペースで金属セグメントと整流子セグメントの両者を接合材で固着することで、容易且つ強固に両者を接合することができる。又、整流子接続用部位等を薄くすること等により、絶縁性支持体の樹脂部分を多く確保することができるので、かかる点からも円筒型整流子の固着強度を向上することができる。
【００２７】
また、本発明に於いて、金属セグメントと整流子セグメントの圧接部の一部若しくは全部にメッキを施す構成とすると、圧接とメッキの両者で金属セグメントと整流子セグメントの導通性を一層良好で安定したものにすることができて好適であり、前記メッキは例えば圧接部に於ける金属セグメント側若しくは整流子セグメント側若しくは両者に施す構成とし、又、メッキの種類は例えば錫メッキ、ニッケルメッキなど適宜である。
【００２８】
また、本発明に於ける整流子セグメントは、例えばカーボンを主体として形成したものなど、カーボンを含む材料で形成すると好適であるが、この他にも整流子セグメントを導電性セラミックス等で形成するなど、整流子セグメントを各種の導電性材料で形成することが可能であり、例えば整流子セグメントを導電性セラミックスで形成すると、耐火花性や耐酸化性に優れ、耐久性を向上することが可能となって好適である。また、本発明に於けるカーボンには、カーボン繊維、天然黒鉛、人造黒鉛、無定形炭素の粉末等、或いはこれらの組み合わせが適宜含まれる。
【００２９】
また、金属セグメントと整流子セグメントの圧接部の一部若しくは全部に導電性接合材等の接合材を設けて金属セグメントと整流子セグメントを接合する構成とすると、圧接と導電性接合材の両者で金属セグメントと整流子セグメントの導通性を一層良好で安定したものにすることができて好適であり、前記接合材は例えば半田、鑞、導電性接着剤など適宜である。更には、圧接部に於いてメッキを施すと共に導電性接合材を設ける構成とすると、圧接、メッキ及び導電性接合材の三者で、金属セグメントと整流子セグメントとの導電性をより一層良好で安定したものにすることができる。
【００３０】
また、金属セグメントの雌部若しくは雄部など挿入部分或いは嵌挿部分の一部には、舌状若しくは鉤形の突起など絶縁性支持体に埋設してアンカー効果を発揮するアンカーを設けると、絶縁性支持体と金属セグメントとの固着強度をより高めることができて好適である。
【００３１】
また、各構成の一部又は全部を他の構成と変更し、或いは他の構成に追加したものも本発明に含まれ、各発明の構成の一部を削除し上位概念化したものも本発明に含まれる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下では本発明の円筒型整流子の実施形態について図面に基づき説明する。図１〜図４は第１実施形態の円筒型整流子に関し、図１は円筒型整流子を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図３は金属セグメントの雌部への整流子セグメントの雄部の嵌挿を説明する斜視説明図、図４は金属セグメントの雌部への整流子セグメントの雄部の嵌挿状態を示す部分平面図である。
【００３３】
第１実施形態の円筒型整流子１は、図１及び図２に示すように、中心に回転子軸の軸穴２１が設けられている略円筒形の絶縁性支持体２を有し、絶縁性支持体２の略外周に沿って複数のセグメントが等間隔で配設され、各セグメントは金属セグメント３と整流子セグメント４とから構成される。複数個の金属セグメント３は絶縁性支持体２の略外周に沿って固着した状態で配設され、又、複数個の整流子セグメント４も絶縁性支持体２の略外周に沿って固着した状態で配設され、本実施形態では６組の金属セグメント３と整流子セグメント４が各々対応して設けられており、隣り合うセグメントはスリット５を介して分離され絶縁されている。樹脂製の絶縁性支持体２は、金属セグメント３と整流子セグメント４に形状的に固着し、所定箇所に係合している。
【００３４】
各金属セグメント３は二体構造であり、図１乃至図４に示すように、巻線接続用端子３１１が形成されている第一体３１或いは巻線接続用部位と、外方に開口している略凹溝形状の雌部３２１が形成されている第二体３２或いは整流子嵌合用部位とから構成され、第一体３１の内方へ略直角で屈曲して突出形成されている上端と第二体３２の外方へ略直角で屈曲して突出形成されている下端がカシメ固定等による固定部３３で固定されている。尚、固定部３３での固定は、カシメ固定以外にも例えばスポット溶接、半田・鑞・導電性接着材等の接合材による接合等で適宜に行うことができる。
【００３５】
第一体３１或いは巻線接続用部位の巻線接続用端子３１１は外側上方へ鉤形に屈曲して形成され、図３の直線形状から製造工程で外方へ屈曲して形成されるものであり、又、第一体３１には周囲に充填して設けられている絶縁性支持体２に埋設され係合しているアンカー３１２が内方へ突出して略水平に形成されている。尚、アンカー３１２は、内側上方へ鉤形に屈曲して形成すると、絶縁性支持体２への係合による固着強度が高まり、より好適である。第一体３１には例えば銅合金などが用いられる。
【００３６】
第二体３２或いは整流子嵌合用部位の略凹溝形状の雌部３２１は、円筒型整流子１の内方へ向かって側面が幅広となるテーパ状に形成されており、例えばベリリウム銅、リン青銅、ステンレスなどバネ性の高い材料から形成され、前記バネ性により後述する整流子セグメント４に確実に圧接する構成である。また、第二体３２にも絶縁性支持体２と係合するアンカー３２２が内方に突出して設けられ、鉤形に屈曲して形成されており、アンカー３２２は周囲に充填して設けられている絶縁性支持体２に埋設され係合している。
【００３７】
尚、金属セグメント３の雌部３２１と、後述する整流子セグメント４の雄部４１とを、その接触面等で半田、鑞、導電性接着材などの接合材によって固着或いは接続することにより、両者間の導電性や固着強度を高めることができる。前記接合材で固着等する場合には、第二体３２のバネ性の高い材料を用いないことも可能である。
【００３８】
各整流子セグメント４は、カーボンを含む材料を焼結して形成されており、図１乃至図４に示すように、平面視で略裁頭扇形の内側に略凸部が形成され、前記略凸部は円筒型整流子１の内方に向かって側面が幅広になるテーパ状に形成されていると共に、前記平面視形状で略柱状に形成され、前記略凸部はテーパ状の略凸条である雄部４１になっている。整流子セグメント４の外周面は回転子の軸方向に対して平行なブラシ摺接面４２になっている。
【００３９】
前記整流子セグメント４の雄部４１は、金属セグメント３の雌部３２１に嵌挿されることにより、金属セグメント３の雌部３２１は整流子セグメント４の雄部４１の内面や両側面を抱き込むように覆って外装され、金属セグメント３の雌部３２１、特にその側面は、その嵌挿や内方に付勢するバネ性により整流子セグメント４の雄部４１の側面に確実に圧接し、金属セグメント３と整流子セグメント４の導通性が確実に安定して確保されるようになっている。そして、嵌合状態或いは嵌挿状態の金属セグメント３の雌部３２１及び整流子セグメント４の雄部４１の周囲に絶縁性支持体２が充填して設けられており、軸方向へ向かって側面が幅広となるテーパ状或いはハ字形状である雄部４１又は雄部４１と雌部３２１は楔作用を発揮して絶縁性支持体２との固着強度が高められている構成である。
【００４０】
次に、第１実施形態の円筒型整流子１の製造工程について説明する。図５〜図６は第１実施形態の円筒型整流子の製造工程に関し、図５は金属セグメントの雌部への整流子セグメントの雄部の嵌挿状態を示す斜視説明図、図６絶縁性支持体を形成した状態を示す斜視説明図、図７はスリットを形成し且つ巻線接続用端子を屈曲した状態を示す斜視説明図である。
【００４１】
第１実施例の円筒型整流子１を製造工程に於いては、先ず、カーボン或いはカーボンを主成分とする材料を焼結して所定形状の整流子セグメント４を予め形成すると共に、直線状の巻線接続用端子３１１を有する所定形状の金属セグメント３を予め形成する。そして、図５に示すように、各整流子セグメント４を図に省略したモールド型内に円周状に配列して、隣り合う整流子セグメント４・４の側面同士が当接するように設置すると共に、各整流子セグメント４の雄部４１を雌部３２１にスライド式に嵌挿し、雌部３２１が雄部４１に外装するようにして、金属セグメント３を同様に前記モールド型内に設置し、金属セグメント３と整流子セグメント４を接合或いは嵌合した状態で、モールド型内に円周状に配置して組み入れる。
【００４２】
前記嵌挿或いは外装の際には、図４の二点鎖線で示されるように、内方に付勢され垂直方向からより急角度で傾斜している雌部３２１の側面が、若干小さい大きさで略同一形状である雄部４１を圧入して内装されることにより外方に開かれ、嵌挿によって雌部３２１と雄部４１の底面相互及び側面相互が圧接することに加え、雌部３２１の内方へ付勢するバネ性により雌部３２１の側面と雄部４１の側面がより確実に圧接する。尚、モールド型内に整流子セグメント４を配置する前に、金属セグメント３と整流子セグメント４とを嵌合して一体化し、前記一体化した金属セグメント３と整流子セグメント４をモールド型内に配置するようにしてもよい。又、金属セグメント３と整流子セグメント４とを接合材で固着する場合は、接合材による固着工程を行い、この場合には金属セグメント３と整流子セグメント４が圧接しない構成とすることも可能である。
【００４３】
その後、図６に示すように、金属セグメント３と整流子セグメント４が組み入れられたモールド型内に樹脂を流し込んでインサートモールド成形を行い、絶縁性支持体２を形成する。絶縁性支持体２は、主として金属セグメント３及び整流子セグメント４の略内周側に形成され、形状的に固着する構成であり、絶縁性支持体２は雄部４１及び雌部３２１やアンカー３１２、３２２の周囲にも充填して設けられ、周囲に絶縁性支持体２が設けられる雄部４１及び雌部３２１やアンカー３１２、３２２は絶縁性支持体２に係合し、絶縁性支持体２との固着に対し楔効果やアンカー効果を発揮して、固着強度が高められる。又、絶縁性支持体２を充填して設けることにより、金属セグメント３と整流子セグメント４の圧接状態が固定されて両者は強固に固着され、絶縁性支持体２、金属セグメント３、整流子セグメント４の三者は強固に固着され一体化する。
【００４４】
その後、図７に示すように、隣り合う整流子セグメント４・４間で側面同士が当接する箇所に、一部が絶縁性支持体２に食い込むようにスリット５を形成し、金属セグメント３及び整流子セグメント４とから構成されるセグメントを相互に分離して絶縁し、絶縁された複数のセグメントを形成すると共に、直線状の巻線接続用端子３１１に曲げ加工して屈曲し、ヒュージングによる巻線溶接が可能な形状にし、第１実施形態の円筒型整流子１が完成する。前記製造工程により、効率的且つ容易に第１実施形態の円筒型整流子１を製造することができる。
【００４５】
次に、第２実施形態の円筒型整流子について第１実施形態の円筒型整流子１と異なる箇所を説明する。図８及び図９は第２実施形態の円筒型整流子に関し、図８は整流子セグメントの雌部への金属セグメントの雄部の嵌挿を説明する斜視説明図、図９は整流子セグメントの雌部への金属セグメントの雄部の嵌挿状態を示す部分平面図である。
【００４６】
第２実施形態の円筒型整流子は第１実施形態の円筒型整流子１と全体的な構成は同様であるが、図８及び図９に示すように、金属セグメント３ａと整流子セグメント４ａの構成、及び金属セグメント３ａと整流子セグメント４ａとで行われる嵌挿が相違する。
【００４７】
金属セグメント３ａは、直線形状から後工程で屈曲される巻線接続用端子３１１ａと、内方に開口している略凹溝形状の雄部３２３ａとが一体として形成されているものであり、略凹溝形状の雄部３２３ａはバネ性を有し、図９に示すように、後述する整流子セグメント４ａの雌部４３ａへの嵌挿前には、軸方向へ向かって側面が幅広となるテーパ状若しくは垂直になるように、前記嵌挿後には、後述する整流子セグメント４ａの雌部４３ａの側面に倣って、軸方向へ向かって側面が幅狭となるテーパ状になるように形成されている。尚、第１実施形態と同様に、金属セグメント３ａは、巻線接続用端子３１１ａを有する第一体と、雄部３２３ａを有する第二体とからなる二体構造としてもよい。
【００４８】
整流子セグメント４ａは、カーボンを含む材料を焼結して形成されており、平面視で略裁頭扇形の内側に略凹部が形成され、前記略凹部は円筒型整流子の軸方向に向かって側面が幅狭になるテーパ状に形成されていると共に、前記平面視形状で略柱状に形成され、前記略凹部はテーパ状の略凹溝である雌部４３ａになっている。整流子セグメント４ａの外周面は回転子の軸方向に対して平行なブラシ摺接面４２ａになっている。
【００４９】
前記金属セグメント３ａの雄部３２３ａは、その外形と略同一形状で若干大きい整流子セグメント４ａの雌部４３ａに嵌挿され、雌部４３ａは雄部３２３ａの外面や両側面を抱き込むように覆って外装され、金属セグメント３ａの雄部３２３ａは、前記嵌挿やその側面の外方に付勢するバネ性により、整流子セグメント４ａの雌部４３ａの側面に確実に圧接し、金属セグメント３ａと整流子セグメント４ａの導通性が確実に安定して確保される構成である。
【００５０】
そして、嵌挿状態の金属セグメント３ａの雄部３２３ａ及び整流子セグメント４ａの雌部４３ａの周囲、即ち、これらの略凹溝内に絶縁性支持体が充填して設けられ、軸方向へ向かって側面が幅狭となるテーパ状或いはハ字形状である雌部４３ａ又は雌部４３ａと雄部３２３ａは、楔作用を発揮して絶縁性支持体との固着強度が高められる構成となる。
【００５１】
また、第２実施形態の円筒型整流子は第１実施形態の円筒型整流子１と全体的には同様の製造工程で製造されるが、金属セグメント３ａと整流子セグメント４ａの嵌挿の際には、図９の二点鎖線で示されるように、外方に付勢している雄部３２３ａの側面が雌部４３ａに圧入して内装されることで内方に閉じられる。前記嵌挿によって雄部３２３ａと雌部４３ａの底面相互及び側面相互が圧接することに加え、雄部３２３ａの外方へ付勢するバネ性により雄部３２３ａの側面と雌部４３ａの側面がより確実に圧接する。
【００５２】
そして、金属セグメント３ａと整流子セグメント４ａが組み入れられたモールド型内に樹脂を流し込んでインサートモールド成形を行い、絶縁性支持体を形成するが、その際には雌部４３ａ及び雄部３２３ａ内に樹脂が充填されて形状的に固着すると共に、略凹溝状の雌部４３ａや雄部３２３ａが内部に充填された絶縁性支持体２に係合し、絶縁性支持体２との固着に対し楔効果やアンカー効果を発揮して、固着強度が高められる。その後の製造工程は第１実施形態の場合と同様である。
【００５３】
次に、第１実施形態の円筒型整流子１の変形例について説明する。図１０は第１実施形態の円筒型整流子の変形例を示す部分平面図であり、図１０の円筒型整流子１は上記第１実施形態の円筒型整流子とほぼ同様の構成であるが、整流子セグメント４の略側端面に軸方向に延びる切欠溝４４が形成され、切欠溝４４内に絶縁性支持体２の係合部２２が充填して設けられ、切欠溝４４の形状は平面視略く字形で外方に向かって拡幅するスロープ状の側面を有し、切欠溝４４内に設けられる絶縁性支持体２の係合部２２に係合して楔作用を有する形状である。前記切欠溝４４と係合部２２の係合による楔作用で、整流子セグメント４と絶縁性支持体２との固着力を一層強化し、整流子セグメント４の充分な保持強度を確保して、整流子セグメント４の破損や脱落を防止することができる。
【００５４】
また、第１実施形態の円筒型整流子１に於ける金属セグメント３の雌部３２１と整流子セグメント４の雄部４１の嵌合の変形例として、図１１に示すように、金属セグメント３の雌部３２１の両側面の先端を各々外方へ屈曲して、前記側面を平面視略く字形に形成し、整流子セグメント４の雄部４１を雌部３２１に対し上方からホック式に嵌め込んで嵌合するようにしてもよい。他の構成は上記第１実施形態の円筒型整流子１の場合と同様である。
【００５５】
尚、上記実施形態に於いては、対応する金属セグメントと整流子セグメントとを相互に嵌挿して、嵌合により圧接する構成について説明したが、本発明の円筒型整流子に於いては、対応する金属セグメントと整流子セグメントとを相互に挿入或いは嵌挿して接合材等で固着する構成等とすることも可能である。
【００５６】
次に、第３実施形態の円筒型整流子について説明する。図１２及び図１３は第３実施形態の円筒型整流子に関する図であり、第３実施形態の円筒型整流子１ｂは、図１２及び図１３に示すように、その金属セグメント３ｂが巻線接続用端子３１１ｂが形成されている第一体３１ｂ或いは巻線接続用部位と、整流子セグメント４ｂが取り付けられ接続される第二体３２ｂ或いは整流子接続用部位との二体構造で構成され、第一体３１ｂの内方へ略直角で屈曲して突出形成されている上端と第二体３２ｂの外方へ略直角で屈曲して突出形成されている下端がカシメ固定等による固定部３３ｂで固定されている。
【００５７】
第一体３１ｂは第１実施形態の第一体３１と同様の構成であるが、第３実施形態の第二体３２ｂ或いは整流子接続用部位は、その基体が板厚の薄い略平板形状で、その下端から前記固定部３３ｂで固定される下端が外方へ屈曲している構成であり、雌部或いは雄部は形成されていない。又、前記第二体３２ｂ或いは整流子接続用部位をバネ性或いは弾性が高い材料で形成するか否かは適宜である。そして、金属セグメント３の略平板形状の基体の外面と、整流子セグメント４ｂの雄部４１ｂの内面或いは突出部の内面とが、半田、鑞、導電性接着材などの接合材により固着或いは接合されている。接合材は例えば前記外面と内面間に塗布される。他の構成は、基本的に第１実施形態の円筒型整流子１と同様であり、２ｂは絶縁性支持体、２１ｂは軸穴、３１２ｂはアンカー、４２ｂはブラシ摺接面である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の円筒型整流子及びその製造方法は、金属セグメントと整流子セグメントとの間で安定して良好な導通性を確保することができると共に、金属セグメントと整流子セグメントの高い固着強度を実現することができる効果を奏し、優れた耐用性を発揮することができる。
【００５９】
また、本発明の円筒型整流子は、整流子セグメントの充分な保持強度を確保することが可能で、整流子セグメントの破損や脱落を防止することができる。そして、金属セグメントと整流子セグメントと絶縁性支持体との高い固着強度や高速安定性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の円筒型整流子を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】第１実施形態の円筒型整流子に於ける金属セグメントの雌部への整流子セグメントの雄部の嵌挿を説明する斜視説明図。
【図４】第１実施形態の円筒型整流子に於ける金属セグメントの雌部への整流子セグメントの雄部の嵌挿状態を示す部分平面図。
【図５】第１実施形態の円筒型整流子の製造工程に於いて金属セグメントの雌部への整流子セグメントの雄部の嵌挿状態を示す斜視説明図。
【図６】第１実施形態の円筒型整流子の製造工程に於いて絶縁性支持体を形成した状態を示す斜視説明図。
【図７】第１実施形態の円筒型整流子の製造工程に於いてスリットを形成し且つ巻線接続用端子を屈曲した状態を示す斜視説明図。
【図８】第２実施形態の円筒型整流子に於ける整流子セグメントの雌部への金属セグメントの雄部の嵌挿を説明する斜視説明図。
【図９】第２実施形態の円筒型整流子に於ける整流子セグメントの雌部への金属セグメントの雄部の嵌挿状態を示す部分平面図。
【図１０】第１実施形態の円筒型整流子の変形例を示す部分平面図。
【図１１】第１実施形態の円筒型整流子に於ける金属セグメントの雌部への整流子セグメントの雄部の嵌合を説明する平面説明図。
【図１２】第３実施形態の円筒型整流子を示す部分縦断面図。
【図１３】第３実施形態の円筒型整流子に於ける金属セグメントと整流子セグメントとの固着状態を示す部分平面図。
【符号の説明】
１、１ｂ　円筒型整流子
２、２ｂ　絶縁性支持体
２１、２１ｂ　軸穴
２２　係合部
３、３ａ、３ｂ　金属セグメント
３１、３１ｂ　第一体
３１１、３１１ａ、３１１ｂ　巻線接続用端子
３１２、３１２ｂ　アンカー
３２、３２ｂ　第二体
３２１　雌部
３２２　アンカー
３２３ａ　雄部
３３、３３ｂ　固定部
４、４ａ、４ｂ　整流子セグメント
４１、４１ｂ　雄部
４２、４２ａ、４２ｂ　ブラシ摺接面
４３ａ　雌部
４４　切欠溝
５　スリット
【図１】
2004072862.tif 000003
【図２】
2004072862.tif 000004
【図３】
2004072862.tif 000005
【図４】
2004072862.tif 000006
【図５】
2004072862.tif 000007
【図６】
2004072862.tif 000008
【図７】
2004072862.tif 000009
【図８】
2004072862.tif 000010
【図９】
2004072862.tif 000011
【図１０】
2004072862.tif 000012
【図１１】
2004072862.tif 000013
【図１２】
2004072862.tif 000014
【図１３】
2004072862.tif 000015