(57)【要約】【課題】  小型直流電動機用ピグテール付き刷子を提供する。【解決手段】  粉末圧縮成型機を使用して金型に銅粉、カーボン粉を充填後、上部からピグテール２を挿入して一体成型化してから、高温で焼成する小型直流電動機用ピグテール付き刷子において、ピグテール２に使用する線材として、網裸銅撚り線、銅撚り線、又は可とう銅撚り線に圧力を加えて扁平化した撚り線を用いると共に、扁平化したピグテール２の狭い方ａを、幅の狭い方刷子１の幅方向ｘに配置し挿入して、一体成型化してから、高温で焼成することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末圧縮成型機を使用して金型に銅粉、カーボン粉を充填後、上部からピグテールを挿入して一体成型化してから、高温で焼成する小型直流電動機用ピグテール付き刷子において、
ピグテールに使用する線材として、網裸銅撚り線、銅撚り線、又は可とう銅撚り線に圧力を加えて扁平化した撚り線を用いると共に、扁平化したピグテールの狭い方を、幅の狭い方刷子の幅方向に配置し挿入して、一体成型化してから、高温で焼成することを特徴とする小型直流電動機用ピグテール付き刷子。
【請求項２】
対のローラにより、圧力を加え扁平化した撚り線を用いることを特徴とする請求項１に記載の小型直流電動機用ピグテール付き刷子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に使用される小型直流電動機に使用する小型直流電動機用ピグテール付き刷子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用として、多数の車載モータが使用され、高級車の自動車では、６０〜１２０個も使用されるに至っており、主に車両の軽量化を進める上で、小型軽量モータの採用が不可欠となっているのが現状である。そこで、小型化した軽量なモータの製作にあたり、ネオジム磁石磁性材等を用いるなど種々の工夫がなされている（特許文献1）。２００９年には、モータを３０〜６０％小型化するネオジム系ボンド磁石の量産が始まり、従来のフェライト磁石の置き換えが本格化してしきているのが現状である。
【０００３】
一般的にモータでは、磁石等の磁気回路と、コイルに電気を通じる電気回路が、併存し、電気回路では、電機子内のマグネットワイヤーに、電源から電気を伝えるのは、刷子、整流子を介し接続する。そして、刷子への電源の接続は、一般的にはピグテールを介し電気的接続を図っている。また刷子は背部にコイル等のバネにより加圧され、先端部分が整流子面に摺接し、電気的接続する構成となっている。
そして、刷子の製作は、一般的に、型枠内に、銅粉、黒鉛に結合材を付着させたのを充填し、ピグテールの先端を銅粉、黒鉛との適当量の配合割合をした混合粉を金型に充填後、圧縮成型した後、焼成し完成品となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４７８２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このピグテールは、刷子内に埋め込み後、圧縮成型後、焼成して製作するが、刷子との電気的接続と、ピグテールの埋め込みの強度、即ち、引き抜き強度を十分取れる必要要求されている。即ち、電気的接続に関しては、圧縮成型後、焼成して製作することで、電気的接続は問題無く完了できるのであるが、ピグテールの埋め込みの強度に関しては、刷子は整流子面と摺接するため、振動が多く強度が要求されるものである。このため、刷子にピグテールを埋め込みが確実な大きさとする必要があり、刷子自体に応じたモータの大きさとなるのが現状となっている。
この様な観点から、図５に示す例の刷子例がある。この技術では、刷子先端部分を細くして、整流子部分を小型化し、コイル等の他の部品に併せて小型化を図ろうとするものである。
【０００６】
しかしながら、前述の如く、図５に示す刷子は、刷子１の形状が頭部を大きく製作し、この部分にピグテール２を挿入後焼結成型するものであるが、使用に際して、整流子３に近い部分と刷子１頭部の幅が異なるため、刷子ホルダー５内で安定した刷子１の保持が難しいこと、整流子３に近い部分が安定しない状態である。また整流子に近い部分を刷子先端分に近い幅に形成させ、安定させることも考えられるが、この場合、幅が２段階となるため製作しづらく、また狭い部分を長く取ると安定した保持が可能となるが、通常の長方体系の刷子に比べ使用出来る範囲が短くなるの課題があった。
本発明は、斯かる実情に鑑み、小型直流電動機用ピグテール付き刷子を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、小型直流電動機用ピグテール付き刷子にかかるものであり以下の特長を有する。
粉末圧縮成型機を使用して金型に銅粉、カーボン粉を充填後、上部からピグテールを挿入して一体成型化してから、高温で焼成する小型直流電動機用ピグテール付き刷子において、ピグテールに使用する線材として、網裸銅撚り線、銅撚り線、又は可とう銅撚り線に圧力を加えて扁平化した撚り線を用いると共に、扁平化したピグテールの狭い方を、幅の狭い方刷子の幅方向に配置し挿入して、一体成型化してから、高温で焼成することを特徴とする。
又請求項２記載の発明は、対のローラにより、圧力を加え扁平化した撚り線を用いることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、線材として、網裸銅撚り線、銅撚り線、又は可とう銅撚り線に圧力を加えて扁平化した撚り線を用いており、これを幅の狭い方刷子の幅方向に配置し挿入して、一体成型化してから、高温で焼成する。従って、撚り線を扁平化する工程を除き、従来と同様な構成とすることが出来作業効率が良い。また扁平化する工程も、対のローラにより、圧力を加え扁平化することが出来、簡易な構成で従来の製造工程に多少の手直で製造装置を製作することが出来る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の小型直流電動機用ピグテール付き刷子によれば、従来装置に多少の手直しで製造出来るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の小型直流電動機用ピグテール付き刷子の斜視図。
【図２】本発明の小型直流電動機用ピグテール付き刷子の使用状態を示す斜視図。
【図３】本発明に係る本発明の小型直流電動機用ピグテール付き刷子の製造工程を示す工程図。
【図４】本発明に係る本発明の小型直流電動機用ピグテール付き刷子の強度試験の説明図。
【図５】従来例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜４に基づき説明する。
本発明に係る小型直流電動機用ピグテール付き刷子は、ピグテールを除き、通常の小型直流電動機用ピグテール付き刷子とほぼ同様の材料、製造工程で製造される。
即ち、直方体に形成し刷子１の前面上部に埋め込んだピグテール２が形成されている。
このピグテール２に使用する線材として、網裸銅撚り線、銅撚り線、又は可とう銅撚り線を用いる。そしてこの線材に、例えば、対のローラ間で圧力を加えつつ通過させて、扁平化した撚り線を形成する。図１，２に示すように、この扁平化した撚り線の幅の狭い方を、刷子の側面の幅方向、扁平化した長辺側を、刷子側面の長手方向の垂直方向に配置しして設ける。
扁平化は、例えば後述する実施例では、断面積０．５０ｍｍ２の平編み組線の線材で、ａ＝０．６ｍｍ、ｂ＝１．１ｍｍに扁平化しているが、これに限るものではない。
【００１２】
具体的な刷子の製作は、図３に示すよう、例えば天然黒鉛（天然黒鉛、人造黒鉛（電気黒鉛））２０〜８０重量％、銅粉８０〜２０重量％を計量し、これに例えばフェノール樹脂等の結合材を１０〜５０重量％配合して、混練りを行う。これを乾燥して、粉砕し篩にかけて、１０〜８０μｍ程度の粒子の大きさの刷子原料を作る。この刷子原料を型内に装入する。一方、ピグテール２は、撚り線のリールから撚り線を供給する工程により原料より線を供給し、これを対のローラ間を通し、扁平化するローラプレス工程を経て、扁平化した撚り線の先端を、刷子原料を装入した型枠内に挿入する。そして、所定の長さ、例えば３０ｍｍ程度の長さに、撚り線の後端を切断する。この後、２ｔｏｎ／ｃｍ２、程度の圧力で粉末圧縮成型し、次いで６００℃で焼結後に、製品の最終加工、検査を経て完成品が出来あがる。
【００１３】
この様にして製作した、刷子１は図２に示すように刷子ホルダー４に装入し、上部にコイルスプリング５を入れ、整流子３に加圧して摺接を図っている。使用に際し刷子１の長さが減じた場合には、コイルスプリング５により下方に移動しピグテール２も刷子ホルダー４内を下方に移動し、刷子１は、ピグテール２近傍まで有効に消費しても安定的に保持することができる。
【実施例】
【００１４】
次表は、本発明に係る小型直流電動機用ピグテール付き刷子の強度の測定結果を示すものである。Ｆ１〜Ｆ３は、図４に示す方向に力をくわえたものである。
実施例１は図１において、刷子の大きさが、Ｘ＝５ｍｍ、実施例２は、Ｘ＝４ｍｍ、実施例３は、Ｘ＝３ｍｍ、実施例４は、Ｘ＝２ｍｍの例である。なお、Ｙ＝４．８ｍｍ、Ｚ＝７．０ｍｍであった。
ピグテールは、平編み組線の線材（断面積０．５０ｍｍ２）を用い、ローラ間圧力を５００ｋｇ／ｃｍ２、として加工の速度２４ｍ／ｍｉｎで線材を通し扁平化した。出来あがったピグテールの大きさは、ａ＝０．６ｍｍ、ｂ＝１．１ｍｍを用いた。
比較例は、同じ断面積のもので扁平化してないものを用い、比較例１はＸ＝φ１．１ｍｍ（編組線８×３２×φ０．０５）、比較例２はＸ＝φ１．０４ｍｍ（撚り線３／３３／φ０．０８）、比較例３はＸ＝φ１．０４ｍｍ（編組線３５＋８／８×φ０．０８）である。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
上述のように、比較例に比べ、本発明に係る実施例では、大幅な強度を向上することが出来、しかも小型化した電動機用ピグテール付き刷子を製造することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明の小型直流電動機用ピグテール付き刷子は、自動車部品等に利用することができる。
【符号の説明】
【００１８】
１  刷子
２  ピグテール
３  整流子
４  刷子ホルダー
５  コイルスプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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