(57)【要約】【課題】ブラシの接点部の耐久性を向上させて長期にわたり安定した性能を得ることができるようにした安価な小型モータ用ブラシ及びその製造方法並びに小型扁平モータの提供。【解決手段】導電性金属材からなる板バネ材１６の整流子側との接触領域として予定されている位置にある送り出し方向に、貴金属合金からなる無垢線材１８を位置合わせして板バネ材１６共々送り出す第１工程と、該第１工程を経て送り出された無垢線材１８の整流子側との接触領域を板バネ材１６側に溶着部１９として溶接する第２工程と、該第２工程を経た板バネ材１６側から溶着部１９を突出接点１５とする所定形状のブラシ基材１２を形成すべく打ち抜きとバネプレス成型とを行う第３工程とを経ることで、小型モータ用ブラシ１１を製造した。また、該小型モータ用ブラシ１１を組み込んで小型モータを形成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燐青銅、洋白などの導電性金属を原材料とする板バネ材により形成されるブラシ基材における整流子側との接触領域に、貴金属合金を原材料とする無垢線材を溶接して形成される突出接点を付設したことを特徴とする小型モータ用ブラシ。
【請求項２】
前記突出接点は、前記ブラシ基材の長さ方向に対し前記無垢線材の長さ方向が交差する位置関係となるように配置して溶接してなる溶着部である請求項１に記載の小型モータ用ブラシ。
【請求項３】
前記突出接点は、前記ブラシ基材の長さ方向と交差する方向での断面が略円形を呈する請求項２に記載の小型モータ用ブラシ。
【請求項４】
燐青銅、洋白などの導電性金属材を原材料とする板バネ材の少なくとも整流子側との接触領域として予定されている位置に沿わせた送り出し方向に、貴金属合金を原材料とする無垢線材を位置合わせして板バネ材共々送り出す第１工程と、
該第１工程を経て送り出された前記無垢線材の前記整流子側との接触領域を前記板バネ材側に溶着部として溶接する第２工程と、
該第２工程を経た前記板バネ材側から前記溶着部を突出接点とする所定形状のブラシ基材を形成すべく打ち抜きとバネプレス成型とを行う第３工程とを少なくとも含むことを特徴とする小型モータ用ブラシの製造方法。
【請求項５】
前記溶着部の形成は、スポット溶接により行う請求項４に記載の小型モータ用ブラシの製造方法。
【請求項６】
整流子と接触するブラシを少なくとも備えてなる小型モータにおいて、
前記ブラシは、請求項１ないし３のいずれかに記載の小型モータ用ブラシ、もしくは請求項４または５に記載の製造方法により製造された小型モータ用ブラシであることを特徴とする小型モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コストの低減と耐久性の向上とに有効に寄与させることができる小型モータ用ブラシおよびその製造方法ならびに小型モータに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
近時、小型モータ、特に小型扁平モータは、携帯電話、歯ブラシ、目覚まし時計など、各種機器に振動を発生させるための駆動源として搭載される例が多い。
【０００３】
このような小型扁平モータにおいては、その性能を長期にわたり維持させる観点から、特に摺接部位である整流子とブラシとの関係が問題となってきている。すなわち、ブラシは、その駆動時に整流子に対し摺接しながら通電状態を維持させる必要があることから、その際に発生しがちな摺動摩耗や電気的消耗がモータの回転数変動や起動不良を招く原因となっていた。
【０００４】
図７（ａ），（ｂ）は、下記特許文献１に開示されているブラシの製造工程を示す説明図である。同図によれば、ベース帯材５にＡｇなどの被覆層６を設けたクラッド帯材４が用いられ、該クラッド帯材４のベース帯材５側に帯状溝７を設けた上で、該帯状溝７内に接触特性の良好な貴金属や貴金属合金からなるテープ状接点材８をインレイ接合して（ａ）に示すようなクラッド層９を形成する。このようにしてクラッド層９を設けた後は、（ｂ）に示すようにプレス抜きしてそれぞれにクラッド層９の部分が整流子に対する接点部２として機能する３本のブラシ片１ａを備えたブラシ１が形成される。
【特許文献１】特開平５−２５１１５５号公報
【０００５】
この場合、ブラシ１は、整流子側との接触部位に貴金属や貴金属合金からなる接点部２を備えているので、接触特性の優れたものとなっている。
【０００６】
また、下記特許文献２，３には、貴金属や貴金属合金を用いてブラシを形成する場合であっても、部材コストを低減することができる技術が開示されている。
【特許文献２】特開平５−１５９６６１号公報
【特許文献３】特開昭５５−９１５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図７に示すブラシ１は、貴金属や貴金属合金を圧延によるシーム溶接を同時に行うインレイ接合により形成するものであることから、難度の高い技術を用いるコスト的に高い製造方法により接点部２を形成しなければならず、結果的に全体コストを引き上げてしまう不都合があった。
【０００８】
また、ブラシ１は、その表出面と面一となって形成されているクラッド層９からなる相対的に薄い接点部２を備えていることから、相対的に薄い状態のもとで確保される接点部２には整流子との間で摺動摩耗や電気的消耗が発生しがちであり、耐久性のある長寿命化を達成する上からは問題を残すものでもあった。
【０００９】
また、特許文献２に開示されている製造方法は、薄板ベースの端面に貴金属または貴金属合金を圧接した複合接点材の端面を電子ビーム溶接で突き合わせ溶接するものであるが、インレイ接合で製造した複合接点材を用いているので部材コストの低減効果は低く、かつ、真空装置を用いた難度の高い電子ビーム溶接を行う必要があることから、製造コストの上昇を招いてしまう不都合があった。
【００１０】
さらに、特許文献３に開示されている製造方法は、明細書添付の第３図および明細書６頁２行目から１３行目に明記されているように、ブラシは、板バネの先端に貴金属合金ブラシ材料を点溶接で取り付けたもので、０．２３ｍｍ×０．４６ｍｍ断面で長さ２ｍｍの板状線材を円弧状に曲げて点溶接されている。このような手法による場合には、歩留まりの高い製造をすることが難しいことから、結局のところ、製造コストの上昇を招いてしまうという不都合があった。
【００１１】
本発明は、従来からあるブラシにみられた上記課題に鑑み、低コストのもとでブラシの接点部の耐久性を向上させて、長期にわたり安定した性能を得ることができるようにした小型モータ用ブラシ及びその製造方法並びに小型モータを提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明（小型モータ用ブラシ）は、燐青銅、洋白などの導電性金属を原材料とする板バネ材により形成されるブラシ基材における整流子側との接触領域に、貴金属合金を原材料とする無垢線材を溶接して形成される突出接点を付設したことを最も主要な特徴とする。
【００１３】
この場合、前記突出接点は、前記ブラシ基材の長さ方向に対し前記無垢線材の長さ方向が交差する位置関係となるように配置して溶接してなる溶着部から形成することができる。また、前記突出接点は、前記ブラシ基材の長さ方向と交差する方向での断面が略円形を呈する形状に形成するのが好ましい。
【００１４】
第２の発明（小型モータ用ブラシの製造方法）は、燐青銅、洋白などの導電性金属材を原材料とする板バネ材の少なくとも整流子側との接触領域として予定されている位置に沿わせた送り出し方向に、貴金属合金を原材料とする無垢線材を位置合わせして板バネ材共々送り出す第１工程と、該第１工程を経て送り出された前記無垢線材の前記整流子側との接触領域を前記板バネ材側に溶着部として溶接する第２工程と、該第２工程を経た前記板バネ材側から前記溶着部を突出接点とする所定形状のブラシ基材を形成すべく打ち抜きとバネプレス成型とを行う第３工程とを少なくとも含むことを最も主要な特徴とする。この場合、前記溶着部の形成は、スポット溶接により行うのが好ましい。
【００１５】
第３の発明（小型モータ）は、整流子と接触するブラシを少なくとも備えてなる小型モータにおいて、前記ブラシは、請求項１ないし３のいずれかに記載の小型モータ用ブラシ、もしくは請求項４または５に記載の製造方法により製造された小型モータ用ブラシであることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、ブラシ基材に少量の貴金属合金を突出接点として溶接してなる小型モータ用ブラシを提供することができるので、消耗に耐え得る厚みを付与することでその耐久性を高めてやることができる。この場合、ブラシ基材の長さ方向に対し無垢線材の長さ方向が交差する位置関係となるように配置して突出接点を形成しておくならば、安定性と信頼性とに富む摺接状態を確保することができ、かつ、製造コストの低減にも有効に寄与させることができる。
【００１７】
第２の発明によれば、貴金属合金からなる無垢線材を部分的に用いてブラシ基材に整流子側と摺接する突出接点をプレス抜き前のブラシ基材位置（想定位置）に太い無垢線材で溶接により容易に形成することができるので、耐久性に富む小型モータ用ブラシを安価に製造することができる。
【００１８】
第３の発明によれば、低コストで耐久性に富む小型モータ用ブラシが組み込まれているので、長寿命な小型モータ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】
【００１９】
図１および図２は、第２の発明に係る小型モータ用ブラシの製造方法の工程例を示す説明図である。そのうちの図１（ａ）は、平面視方向での要部説明図を、同（ｂ）は（ａ）についての側面視方向での要部説明図をそれぞれ示す。また、図２は、図１（ａ）の状態のもとで打ち抜きとバネプレス成型とを同時に行った際の状態を平面視方向から示す説明図であり、同図の右側には、その場合における第１の発明に係る小型モータ用ブラシの側面視方向での形状を示す。
【００２０】
これらの図によれば、第１の発明である小型モータ用ブラシ１１は、図１（ｂ）に示すように燐青銅、洋白などの導電性金属を原材料とし、ロール状となって用意される厚さが３０〜６０μｍ程度の板バネ材１６と、貴金属合金を原材料とし、巻線状となって用意される外径が５０〜８０μｍ程度の無垢線材１８とを用いて形成される。
【００２１】
このような板バネ材１６と無垢線材１８とを用いて行われる第２の発明に係る小型モータ用ブラシの製造方法には、図４に示されているような整流子３５との接触領域として予定されている位置にある板バネ材１６の送り出し方向に、無垢線材１８を位置合わせして添設しながら板バネ材１６共々送り出す第１工程と、該第１工程を経て送り出された無垢線材１８の整流子３５との接触領域を板バネ材１６側に図１（ａ），（ｂ）に示すように溶着部１９として溶接する第２工程と、該第２工程を経た板バネ材１６側から溶着部１９を突出接点１５とする所定形状のブラシ基材１２を形成すべく図２に示すように打ち抜きとバネプレス成型とを同時に行う第３工程とが少なくとも含まれる。
【００２２】
この場合における無垢線材１８の整流子３５との接触領域は、製造される小型モータ用ブラシ１１におけるブラシ基材１２が備えるブラシ片１３の数との関係で定まるものであり、図示例のように二股状のブラシ片１３を備えている場合には、各ブラシ片１３の対応箇所である各一カ所に対し各別に設定される。したがって、無垢線材１８の整流子３５との接触領域は、例えばブラシ片１３が１本であれば一カ所に対し、３本であれば三カ所に対し各別に設定されることになる。
【００２３】
また、板バネ材１６側に無垢線材１８の溶着部１９を形成する際に用いられる溶接手法としては、抵抗溶接の範疇に属する溶接手法、特にスポット溶接を好適に用いることができる。
【００２４】
さらに、第３工程においては、図２に示されているようにそれぞれの溶着部１９を突出接点１５として備える二股状に分岐された各ブラシ片１３を、板バネ材１６の送り出し方向とは直交する方向にその長さ方向を向けた状態で備えるブラシ基材１２が、打ち抜きとバネプレス成型とを順次、同一装置内で行うことにより形成される。
【００２５】
すなわち、ブラシ基材１２は、その基端部１４側が板バネ材１６側と連結した状態のもとで、例えば図３に示す整流子３５側の配置状態に対応させ得る形状が付与されて打ち抜かれることになる。
【００２６】
つまり、一方のブラシ基材１２は、図２における左側に示されているように右方向に湾曲しながら分岐している二本のブラシ片１３を基端部１４側から延設させた形状のもとで、他方のブラシ基材１２は、その右隣にて左方向に湾曲しながら分岐している二本のブラシ片１３を基端部１４側から延設させた形状のもとで、左右一対となって同時に打ち抜かれることになる。
【００２７】
しかも、一対のブラシ基材１２，１２は、図２の右側に単体としてその側面形状を示す小型モータ用ブラシ１１からも明らかなように、各ブラシ片１３における先端部１３ａ側における突出接点１５が位置する部位が最も高い位置となるように突曲させるためのバネプレス成型も順次、同一装置内で行うことで、突出接点１５側を図４に示すように整流子３５側へと圧接させるめのバネ性を付与して形成されることになる。
【００２８】
このため、第１の発明である小型モータ用ブラシ１１は、板バネ材１６側からその基端部１４側を介して破断することにより、図２の右側に単体として示す側面形状を備えたものとして製造することができることになる。
【００２９】
しかも、溶着部１９は、板バネ材１６の送り出し方向に無垢線材１８を位置合わせして板バネ材１６共々送り出して溶接することにより形成されている。
【００３０】
このため、打ち抜かれた際のブラシ基材１２には、その長さ方向に対し無垢線材１８の長さ方向が交差する位置関係となって突出接点１５が残置される結果、該突出接点１５は、ブラシ基材１２の長さ方向と交差する方向で切断された両断面が略円形を呈することになる。つまり、突出接点１５は、ブラシ基材１２の各ブラシ片１３に対し該ブラシ片１３の厚さよりも厚くなった状態のもとで形成されることになる。また、突出接点１５は、回転する整流子３５に対して元の線材の横断面側が摺接する位置関係のもとで形成されることになる。
【００３１】
図３は、第２の発明に係る小型モータ用ブラシの製造方法により製造された第１の発明である小型モータ用ブラシ１１を組み込んで形成される第３の発明に係る小型モータの一例を示す分解斜視図である。
【００３２】
同図によれば、扁平タイプの小型モータ２１は、平面視が例えば略１８ｍｍ程度の外径の円形を呈する一側ケース体２２と、該一側ケース体２２内に回転自在に収容される回転子３２と、平面視がドーナツ形状を呈する固定子としてのマグネット板４２と、該マグネット板４２を磁着させた状態で収容し、かつ、回転子３２側に給電する小型モータ用ブラシ（第１の発明）１１を備えて一側ケース部２２と一体的に組み合わされる平面視が例えば略１７．２ｍｍ程度の外径の円形を呈する他側ケース体５２とで構成されている。
【００３３】
このうち、磁性金属材からなる一側ケース体２２は、その内側面２３の中心位置に回転子３２側が備える一側支軸部３６を回転自在に軸支する一側軸受け穴２４を設けて形成されている。
【００３４】
回転子３２は、一側ケース体２２の一側軸受け穴２４を含む中心領域との対面部位に位置させる小円形部３４と、該小円形部３３の半円部分から略相似形状を呈する形状のもとで同一面方向に一体となって延設された半円形部３８とからなる合成樹脂製の偏心回転部３３を有している。
【００３５】
また、該偏心回転部３３にあって他側ケース体５２と対面する側の小円形部３４の面には、中心部位を除く面領域を均等に六分割して電気的に非導通の関係で区画された計６個の整流子３５が各別に面状となって形成されている。
【００３６】
また、偏心回転部３３における半円形部３８には、等間隔に穿設された計３個の保持孔部３８ａを介してコイル部３９が、他側ケース体５２との対面側を大きく突出させた状態のもとで各別に取り付けられている。
【００３７】
さらに、回転子３２は、その偏心回転部３３における小円形部３４の円心位置の一側方向に突設されて一側ケース体２２の一側軸受け穴２４に軸支される一側支軸部３６と、他側方向に突設されて他側ケース体５２の他側軸受け穴５４に軸支されるた他側支軸部３７とを備えて形成されている。
【００３８】
図５は、この場合における小型モータ用ブラシ１１と回転子３２との配置関係を示す説明図であり、回転子３２には、３個のコイル部３９が組み込まれ、これらの各コイル部３９は、一方の配線を６極からなる整流子３５の対向する２つの極に接続し、他方の配線を各コイル部３９とも共通に接続することで相互が短絡された状態となっている。
【００３９】
一方の小型モータ用ブラシ１１が備えるブラシ片１３側と他方の小型モータ用ブラシ１１が備えるブラシ片１３側とは、常にひとつおきの整流子３５側に各別に摺接する配置関係となっており、プラス、マイナスを給電ブラシ接点を経由して整流子３５に接続されたコイル３９は、回転子３２の回転に伴って、それぞれＮ極、Ｓ極を交番して発生させる関係となる。
【００４０】
固定子としてのマグネット板４２は、他側ケース体５２内に磁着した状態のもとで収容されるものであり、その中心部には、回転子３２における小円形部３４の各整流子３５を表出させることができる内径を有する円孔部４３が形成されている。
【００４１】
また、マグネット板４２は、図６に示すように例えばその面を周方向に沿わせて四等分に区画して形成される計４個の永久磁石部４４を有しており、各永久磁石部４４は、一方の永久磁石部４４のＳ極とこれに隣接する他方の永久磁石部４４のＮ極とが相互に隣り合う位置関係のもとて配設されている。
【００４２】
磁性金属材からなる他側ケース体５２は、その内側面５３の中心位置に回転子３２側が備える他側支軸部３７を回転自在に軸支する他側軸受け穴５４を設けて形成されている。
【００４３】
また、他側ケース体５２には、その他側軸受け穴５４回りにフレキシブルプリント板５６の円形部５７が配置され、該円形部５７側からリードが延設されたフレキシブルプリント板５６のシート片部５８がその周壁部に設けられている切欠部５５を介して外部へと引き出されたフレキシブルプリント板５６のリードが配設されている。
【００４４】
この場合、フレキシブル基板５６のリードの円形部５７には、他側軸受け穴５４を中心に位置させてその一側寄りと他側寄りとにそれぞれの各ブラシ片１３を位置させて基端部１４側を各別に図示しないリード線側に接続させた一対の小型モータ用ブラシ１１，１１がそれぞれの突出接点１５を含む先端部１３ａ側が基端部１４側よりも上方へと弾性を伴って立ち上がる配置関係のもとで配設されている。
【００４５】
この場合、一対の小型モータ用ブラシ１１，１１は、組立て後の小型モータ２１の内部構造例を図４として模式的に示す説明図からも明らかなように、バネ性を伴った圧接状態のもとでそれぞれの突出接点１５が回転子３２における整流子３５側に対し接触させることができることになる。
【００４６】
次に、第２の発明に係る小型モータ用ブラシの製造方法により製造される第１の発明に係る小型モータ用ブラシの作用・効果を説明すれば、小型モータ用ブラシ１１は、整流子３５との接触領域として予定されている位置にある板バネ材１６の送り出し方向に、無垢線材１８を位置合わせして添設しながら板バネ材１６共々送り出し、無垢線材１８の整流子３５との接触領域を板バネ材１６側に溶着部１９として溶接し、板バネ材１６側から溶着部１９を突出接点１５とする所定形状のブラシ基材１２に打ち抜きとバネプレス成型とを行って製造されている。
【００４７】
このため、打ち抜かれた際のブラシ基材１２には、その長さ方向に対し無垢線材１８の長さ方向が交差する位置関係となって突出接点１５が残置されることになる。
【００４８】
その結果、突出接点１５は、ブラシ基材１２の長さ方向と交差する方向で切断された両断面が略円形を呈することになり、また、ブラシ基材１２の各ブラシ片１３に該ブラシ片１３の厚さよりも厚くなった状態のもとで形成されることになる。
【００４９】
つまり、第１の発明である小型モータ用ブラシ１１は、３０〜６０μｍ程度の厚さの板バネ材１６側に外径が５０〜８０μｍ程度の無垢線材１８の一部を溶着部１９として溶着した上で、該溶着部１９を突出接点１５としたブラシ片１３を備えるブラシ基材１２として打ち抜くことで形成することができる。したがって、小型モータ用ブラシ１１には、消耗に耐え得る耐久性を付与することができるとともに、製造コストの低減にも有効に寄与させることができる。
【００５０】
また、第３の発明に係る小型モータは、第１の発明である小型モータ用ブラシ１１を組み込んで形成されているので、回転する回転子３２における整流子３５側に接触させても、消耗に耐え得る耐久性を付与することができるので、小型モータ用ブラシ１１側の耐摩耗による小型扁平モータ２１自体の長寿命化を実現することができる。しかも、低コストの小型モータ用ブラシ１１を組み込むことで、全体コストの低減にも有効に寄与させることができる。
【００５１】
以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その具体的な内容は、本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の変形を加えたものとすることができる。例えば、第１の発明に係る小型モータ用ブラシが備えるブラシ片の数は必要に応じて適宜選定することができる。また、ブラシ基材上に突出接点を形成する無垢線材は、横断面が円形以外の適宜の形状を呈するものであってもよい。
【００５２】
また、第２の発明において板バネ材側からブラシ基材を形成すべく打ち抜きとバネプレス成型とを行う第３工程は、打ち抜きとバネプレス成型とを同時に行うのが望ましいが、必要により打ち抜きを行った後にバネプレス成型を行うようにしてもよい。
【００５３】
さらに、マグネット板に設けられる永久磁石部は、極数との関係で定まる適宜の数のもとで形成しておくことができる。
【００５４】
さらまた、第１の発明に係る小型モータ用ブラシが組み込まれる小型モータは、図示例のものに限定されるものではなく、その他の適宜構造を備えているものであってもよい。また、小型モータは、振動用や扁平型に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第２の発明に係る小型モータ用ブラシの製造方法の工程例を示す説明図であり、そのうちの図１（ａ）は平面視方向での要部説明図を、同（ｂ）は側面視方向での要部説明図をそれぞれ示す。
【図２】図１（ａ）の状態のもとで打ち抜きとバネプレス成型とを同時に行った際の状態を平面視方向から示す説明図。
【図３】第１の発明に係る小型モータ用ブラシを組み込んだ第３の発明に係る小型扁平モータの一例を示す分解斜視図。
【図４】第３の発明に係る小型モータの内部構造例を模式的に示す説明図。
【図５】第１の発明に係る小型モータ用ブラシと回転子との配置関係を示す説明図。
【図６】第３の発明に係る小型モータが備えるマグネット板の各磁石部と回転子と第１の発明に係る小型モータ用ブラシとの配置例を示す説明図。
【図７】特許文献１に開示されているブラシの製造工程を示す説明図。
【符号の説明】
【００５６】
１１  小型モータ用ブラシ
１２  ブラシ基材
１３  ブラシ片
１３ａ  先端部
１４  基端部
１５  突出接点
１６  板バネ材
１８  無垢線材
１９  溶着部
２１  小型モータ
２２  一側ケース体
２３  内側面
３２  回転子
３３  偏心回転部
３４  小円形部
３５  整流子
３６  一側軸支部
３７  他側軸支部
３８  半円形部
３８ａ  保持孔部
３９  コイル部
４２  マグネット板
４３  円孔部
４４  永久磁石部
５２  他側ケース体
５３  内側面
５４  他側軸受け穴
５５  切欠部
５６  フレキシブルプリント板
５７  円形部
５８  シート片部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007068272.tif 000005
【図４】
2007068272.tif 000006
【図５】
2007068272.tif 000007
【図６】
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【図７】
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