(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに所定ギャップを隔てつつ軸心周囲に放射状に配置されて全体として略円盤形状の整流面を有するとともにカ−ボン焼成物からなる複数の整流子片と、
各前記整流子片の反整流面側の表面に接する主部、及び、前記各整流子片の径外側の外側面に密着する外側部を有して、前記整流面を露出させつつ前記各整流子片を支持し保護する樹脂製のボス部と、
各前記整流子片の反整流面側の端面にて各前記整流子片に個別に接続される整流子片接続部、前記整流子片接続部の径外側の端部から前記ボス部の前記主部の外周面に沿って延在する軸方向延在部、及び、前記軸方向延在部の端部から突出して巻線が接合される端子部をそれぞれ有する複数の金属片と、
を備え、
前記金属片の前記軸方向延在部は、前記ボス部の前記外側部と、径方向において重なる位置に配置される整流子において、
前記ボス部の前記外側部は、前記金属片の前記軸方向延在部の径内側にてのみ前記主部に連続して形成され、前記ボス部の前記外側部と前記主部とは、外周面上で前記金属片の前記軸方向延在部により軸方向に分断されていることを特徴とする整流子。
【請求項２】
請求項１に記載の整流子において、
前記金属片は板状であり、
軸方向延在部は整流子片側端部と電極当接部とを有し、
整流子片側端部は周方向に前記所定ギャップまで延びているとともに、
前記主部はその外周部において電極当接部の周方向ならびに反整流子側の少なくとも一部で板厚方向に肉盛されている整流子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円盤面状の整流面を有する円盤型整流子に関する。
【０００２】
【従来技術】
円盤面状の整流面を有する円盤型整流子は、たとえば燃料ポンプ一体型モ−タなどに装備されている。この円盤型整流子は、スリットにより分割されて全体として略円盤形状の整流面を有する複数の整流子片（主としてカ−ボン焼成物）と、各整流子片に個別に接合される金属片と、整流子片の整流面を露出させつつ整流子片−金属片の各対を支持する樹脂製のボス部とを有し、回転軸に嵌着される。このような整流子は近年燃料内の不純物である硫黄物が銅などの化学反応により、絶縁または導通が必要なブラシ・コンミ間に化合物を生成してしまうことの対策として開発されているものである。カーボンの材質の特殊性ならびにコンミテータ製造後に、熱処理であるフュージング処理を行うことでのカーボン材への悪影響を考慮すると大量生産に適したカーボンコンミテータとするのは容易ではなく、各社は各様の製造方法とそれに適した構造を試行錯誤しているのが現状である。
【０００３】
整流子片と金属片との接合に関して、金属片が整流子片の反整流面側に接合する反整流面接合構造（たとえば特開平９−４６９７８号公報）が知られている。この反整流面接合構造の円盤型整流子では、各整流子片は整流面を露出させつつボス部の整流子片側の表面部に埋設されて支持、保護されている。
【０００４】
更に説明すれば、金属片は、整流子片反整流面側の端面にて整流子片に接合する整流子片接続部と、整流子片接続部の径外側の端部からボス部の主部の外周面に沿って反整流面側に延在する軸方向延在部と、軸方向延在部の端部から突出して巻線が接合される端子部とを有している。
【０００５】
樹脂製のボス部は、整流子片の反整流面側の端面に接する主部と、整流子片の径内側の内側面に接する内側部と、整流子片の径外側の外側面に密着する外側部と、外側部と主部とを金属片の裏側（径内側）で連結する連結部とを有して、整流子片を支持、保護している。
【０００６】
金属片の整流子片接続部は樹脂充填用の孔を有しており、更に孔の周囲に樹脂充填用の凹部を有している。凹部の径外側の端部は、金属片軸方向延在部の上端の切り欠き角部に連なっており、この切り欠き角部を通じて整流子片の外側部の外側に露出している。したがって、連結部は、孔及び凹部内部に充填、形成されて、外側部と主部とを連結している。
【０００７】
また、ボス部の外側部は、軸方向延在部の周方向両側にて主部の外周面に直結しており、主部の外周面と外側部とは等径寸法を有している。そして、軸方向延在部は主部の外周面にやや離れて外周面に沿って延びている。
【０００８】
すなわち特開平９ー４６９７８号公報の整流子では外周面にやや離れて設けられた軸方向延在部の先に端子部を有しており、この端子部に巻線がフュージング接合される。フュージング接合は端子部および金属片の他の位置に図示しない＋電極および−電極を押し当て電流を流し、その際のジュール熱で巻線の絶縁皮膜を溶かしつつ巻線を端子部に接合するものであり、このため、電極と端子部との接触抵抗のばらつきを少なくして、ジュール熱を安定して流すには電極の押し当て荷重がばらつかないことが好ましい。この点、特開平９ー４６９７８号公報の整流子では軸方向延在部の荷重に対する曲がり具合がばらつき、製造上好ましくない。
【０００９】
そこで図６に示す比較例のようにボス部の樹脂は軸方向延在部が電極押し当て荷重に対し曲がらないように肉盛りすることが考えられる。この図は比較例の整流子の側面図であり、ボス部３３の外周面は金属片２２ａの外周面と径方向には同一面になっている。もちろん、電極の押し当て荷重がばらつかない程度に肉盛りがされていればいいので必ずしも径方向に同一面とする必要はない。比較例では外側部の樹脂を強度ＵＰするためにも、側面図において、金属片２２ａの周囲を長方形形状にボス部が取り囲む形状になっている。比較例では整流子片と外側部と整流子片接続部とが同時にスリット加工でギャップを形成されて整流子片間の絶縁を保っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属片の軸方向延在部は端子部に巻線をフユ−ジング接合する場合に熱膨張し、これにより金属片の周囲のボス部の主部や外側部はストレスを受ける。
【００１１】
特に、ボス部の外側部は、整流子径小化の要求から径方向幅を厚くできないために、熱膨張した金属片２の軸方向延在部がこの外側部を軸方向整流面側へ押し上げると、軸方向延在部の周方向両端側に存在するボス部の外側部と主部との直結部分に強い軸方向引っ張り力が集中し、破断してしまう可能性があった。この破断が生じると、破断部分から内部に水分が侵入する危険が生じる。
【００１２】
また金属片２２ａが連続した樹脂に囲まれていると、スリットと金属片２２ａ間の樹脂部の周方向長さが小さくなる。特に金属片２２ａの端子部２３の周方向隣接した部分が電極押し当て部に使用される際にはこの部分の面積を大きく確保するほど、スリットと金属片２２ａ間の樹脂部の周方向長さが小さくなる。このため、熱膨張した金属片がこの樹脂部を外周方向に押し広げることにより、この部分の樹脂に外周方向の引っ張り力が集中し、破断してしまう可能性があった。
【００１３】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、構造及び製造工程の複雑化を抑止しつつ、反整流面接合構造の円盤型整流子におけるボス部の損傷防止性を向上することをその特徴としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の整流子によれば、互いに所定ギャップを隔てつつ軸心周囲に放射状に配置されて全体として略円盤形状の整流面を有するとともにカ−ボン焼成物からなる複数の整流子片と、各前記整流子片の反整流面側の表面に接する主部、及び、前記各整流子片の径外側の外側面に密着する外側部を有して、前記整流面を露出させつつ前記各整流子片を支持し保護する樹脂製のボス部と、各前記整流子片の反整流面側の端面にて各前記整流子片に個別に接続される整流子片接続部、前記整流子片接続部の径外側の端部から前記ボス部の前記主部の外周面に沿って延在する軸方向延在部、及び、前記軸方向延在部の端部から突出して巻線が接合される端子部をそれぞれ有する複数の金属片とを備え、前記金属片の前記軸方向延在部は、前記ボス部の前記外側部と、径方向において重なる位置に配置される整流子において、前記ボス部の前記外側部は、前記金属片の前記軸方向延在部の径内側にてのみ前記主部に連続して形成され、前記ボス部の前記外側部と前記主部とは、外周面上で前記金属片の前記軸方向延在部により軸方向に分断されていることを特徴としている。
【００１５】
すなわち、本構成の反整流面接合方式の円盤型整流子では、前述した従来の反整流面接合方式の円盤型整流子において、金属片の軸方向延在部の周方向両端側のボス部の直結部分を、金属片の軸方向延在部で完全に分断した形状となっている。これにより、ボス部の外側部は金属片の軸方向延在部の裏側（径内側）の連結部のみにて連なることになる。
【００１６】
これにより、フユ−ジング接合により金属片の軸方向延在部が軸方向に伸びてボス部の外側部を軸方向に押し上げても、金属片の軸方向延在部の裏側で整流子片の反整流面側の端面に沿って伸びる連結部は引っ張り方向に対し直角面にて小断面積とすることができるので、連結部が容易に弾性変形することができ、結局、ボス部の破壊は生じない。また、万が一、上記連結部に破壊が生じても、この破壊は金属片の軸方向延在部の裏側で生じるので、内部への湿気の浸入などの問題を抑止することができ、整流子片と金属片との接合信頼性の向上を図ることができる。
【００１７】
請求項２記載の整流子によれば、請求項１に記載の整流子において、前記金属片は板状であり、軸方向延在部は整流子片側端部と電極当接部とを有し、整流子片側端部は周方向に前記所定ギャップまで延びているとともに、前記主部はその外周部において電極当接部の周方向ならびに反整流子側の少なくとも一部で板厚方向に肉盛されていることを特徴としている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な態様を以下の実施例により説明する。もちろん、本発明の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２８】
【実施例１】
この実施例の整流子を図１、図２を参照して説明する。
【００２９】
（全体構造）
この整流子は、整流子片１、金属片２、ボス部３からなり、燃料ポンプと一体のモ−タに装備される。
【００３０】
整流子片１は、複数個設けられ、各整流子片１は、互いに所定ギャップを隔てつつ軸心周囲に放射状に配置されるとともにカ−ボン焼結などにより形成されて、全体として略円盤形状の整流面１０を構成している。
【００３１】
金属片２は、整流子片１の数に合わせて複数個設けられている。金属片２は、整流子片１の反整流面側の端面１１にて整流子片１にはんだ４により個別に接合された整流子片接続部２１と、整流子片接続部２１の径外側の端部からボス部３の主部３１の外周面に沿って反整流面側に延在する軸方向延在部２２と、軸方向延在部２２の端部から突出する端子部２３とを有した板状である。端子部２３は、軸方向延在部２２の反整流面側の端部から径外側及び整流子片１側へ突出して図示しない電機子コイルの先端がフユ−ジング加工により接続されている。
【００３２】
軸方向延在部は整流子片側端部と電極当接部とを有し、整流子片側端部は周方向に前記所定ギャップまで延びている。電極当接部は端子部への周方向に隣接しておりなるべく大きい面積であることが電極押し当ての都合上好ましい。
【００３３】
樹脂製のボス部３は、整流子片１の反整流面側の端面１１に接する主部３１と、整流子片１の径内側の内側面１２に接する内側部３２と、整流子片１の径外側の外側面１３に密着する外側部３３と、外側部３３と主部３１とを金属片２の裏側（径内側）で連結する連結部３４とを有して、整流子片１を支持、保護している。
【００３４】
また、ボス部の主部はその外周部において電極当接部の周方向ならびに反整流子側で板厚分肉盛りされている。もちろん電極の押し当て荷重がばらつかない程度に肉盛りがされていればいいので必ずしも径方向に同一面とする必要はない。また周方向ならびに反整流子側の一部が肉盛りされていればいい。
【００３５】
金属片２の整流子片接続部２１は樹脂充填用の孔２４を有しており、更に孔の周囲に樹脂充填用の凹部２５を有している。凹部２５の径外側の端部は、金属片２の軸方向延在部２２の上端の切り欠き角部２２０に連なっており、この切り欠き角部２２０を通じて整流子片１の外側部の外側に露出している。したがって、連結部３４は、孔２４及び凹部２５内部に充填、形成されて、外側部３３と主部３１とを連結している。
【００３６】
結局、整流子片１及び金属片２の整流子片接続部２１は、ボス部３の凹部３８に収容され、凹部３８の周方向両端はスリットｓに面している。３０はボス部３の径方向中央部に設けられたシャフト孔である。
【００３７】
このようにして、ボス部３は、上記した金属片２の整流子片接続部２１及び整流子片１の露出表面のうち、整流子片１の整流面及びスリットＳに面しない部分に密接して被覆している。
【００３８】
この実施例の特徴は、金属片２の軸方向延在部２２がボス部３の外側部３３と径方向において重なって配置されるとともに、ボス部３の外側部３３が、金属片２の径内側にてのみ主部３１に連続して形成され、金属片２の軸方向延在部２２の周方向両側にて軸方向延在部２２により分断されている点にある。
【００３９】
すなわち、この実施例では、前述した従来の反整流面接合方式の円盤型整流子において、金属片２の軸方向延在部２２の周方向両端側のボス部３の直結部分を、金属片２の軸方向延在部２２で完全に分断した形状となっている。これにより、ボス部３の外側部３３は金属片２の軸方向延在部２２の裏側（径内側）の連結部３４のみにて連なることになる。
【００４０】
これにより、フユ−ジング接合により金属片２の軸方向延在部２２が軸方向に伸びてボス部３の外側部３３を軸方向に押し上げても、金属片２の軸方向延在部２２の裏側で整流子片１の反整流面側の端面に沿って伸びる連結部３４は引っ張り方向に対し直角面にて小断面積とすることができるので、容易にが弾性変形することができ、ボス部３の破壊は生じにくくなる。また、万が一、上記連結部３４に破壊が生じても、この破壊は金属片２の軸方向延在部２２の裏側で生じるので、内部への湿気の浸入などの問題を抑止することができ、整流子片１と金属片２との接合信頼性の向上を図ることができる。
【００４１】
なお、この実施例では、図１に示すように、金属片２の軸方向延在部２２の上端の切り欠き角部２２０は、斜面状となっており、この部分での連結部３４の破断が生じにくいように工夫している。
（製造方法）
まず、各整流子片１を一体化した円盤と、各金属片２を一体化した円筒体とを準備し、カ−ボン焼結により作製された円盤の反整流面側の端面を円筒体の整流子片接続部２１にはんだ４で接合する。
【００４２】
次に、この一体物を金型にセットし、樹脂インサ−ト成形又は樹脂モ−ルド成形により、ボス部３をそれらと一体に成形する。これにより、金属片２の整流子片接続部２１はボス部３中に埋設され、金属片２の軸方向延在部２２は、ボス部３の外側面に密着して軸方向に延在する。
【００４３】
次に、円盤に放射方向に複数のスリットｓを形成して所定個数の整流子片１を形成し、金属片２を分断する。
【００４４】
最後に、フユ−ジング加工により、金属片２の端子部２３に銅線を接合する。
（変形態様）
実施例１の整流子の変形態様を図５に示す。
【００４５】
この変形態様では、整流子片接続部２１は、金属片２の軸方向延在部２２と端子部２３と接続部位からボス部３中に整流子片１に向けて斜めに埋設された長棒状の埋設部２４を通じて、軸方向延在部２２に電気的に接続されている。
【００４６】
このようにすることにより、整流子片１の径外側の外側面１３に密着するボス部３の外側部３３と主部３１とを金属片２の裏側（径内側）で連結する連結部３４を容易に配置することができ、製造が容易となる。
【００４７】
【実施例２】
この実施例の整流子を図３を参照して説明する。ただし、実施例１の構成要素と主要機能が共通する構成要素には同一符号を付す。
【００４８】
本実施例の整流子は、実施例１の整流子において、連結部３４を省略し、ボス部３の外側部３３を主部３１から完全に切り離した点をその特徴とする。
【００４９】
軸方向延在部２２の上端面には開口が狭くされた凹部２２０が設けられ、この部分に外側部３３の下端が嵌合して両者の結合性が強化されている。また、整流子片１の外側部も粗面化されて外側部３３との密着性が強化されている。
【００５０】
このようにすれば、フユ−ジング接合時に軸方向延在部２２が軸方向へ膨張してもボス部３の外側部（換言すれば整流子片の外側部を覆う樹脂部分）３３は容易に軸方向へ変位することができ、前述の問題は生じない。
【００５１】
【実施例３】
この実施例の整流子を図４を参照して説明する。ただし、実施例１の構成要素と主要機能が共通する構成要素には同一符号を付す。
【００５２】
この実施例は、実施例１の円盤型整流子において、金属片２の軸方向延在部２２が、軸方向整流面側よりも軸方向反整流面へ向けて相対的に容易に変位可能にボス部３の主部３１の外周面に接することを特徴としている。
【００５３】
更に詳しく説明すると、ボス部３の主部３１は、軸方向延在部２２の軸方向反整流面側の端面２２９に接しない形状をもつ。また、ボス部３の主部３１が、軸方向延在部２２の周方向両側面に接しないようしてもよい。
【００５４】
このようにすれば、フユ−ジング接合により金属片２の軸方向延在部２２が軸方向に膨張する際に、軸方向延在部２２がボス部３の外側部３３を軸方向整流面側へ突き上げて膨張するよりも、ボス部３の主部３１の外周面に沿って反整流面側へ主として膨張する。軸方向延在部２２の軸方向膨張の起点は整流子片接続部２１とのだいたい結合点となる。
【００５５】
このようにすれば、ボス部３の外側部３３は、軸方向延在部２２の上記軸方向熱膨張により強いストレスを受けることなく整流子片１の外側部を被覆、保護することができ、ボス部３の外側部３３とボス部３の主部３１との結合が破損することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の整流子の軸方向半断面図である。
【図２】実施例１の整流子Ａ方向矢視部分側面図である。
【図３】実施例２の整流子の軸方向半断面図である。
【図４】実施例３の整流子の軸方向半断面図である。
【図５】実施例１の整流子の変形態様を示す軸方向半断面図である。
【図６】比較例の図２に対応する整流子Ａ方向矢視部分側面図である
【符号の説明】
１  整流子片
２  金属片
３  ボス部
２１  整流子片接続部
２２  軸方向延在部
２３  端子部
２４  孔
２５  凹部
３１  主部
３２  内側部
３３  外側部
３４  連結部
２２０  軸方向延在部の切り欠き角部
【図１】
0004569796.tif 000002
【図２】
0004569796.tif 000003
【図３】
0004569796.tif 000004
【図４】
0004569796.tif 000005
【図５】
0004569796.tif 000006
【図６】
0004569796.tif 000007