JP3248142B2 - コミテータおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コミテータおよびその
製造方法に関し、特に、セグメントがボス部の軸方向一
端面に周方向に等間隔に配列されている偏平形コミテー
タに係り、例えば、モーターがポンプと一体になったイ
ンタンク式燃料供給ポンプに利用して有効なものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等の車両の燃料を供給す
る燃料供給ポンプとして、モーターがポンプと一体的に
組み付けられて燃料タンクの内部に設備されるインタン
ク式のものがある。このインタンク式燃料供給ポンプに
おいて、モーターに偏平形コミテータが使用されること
がある。

【０００３】一方、インタンク式燃料供給ポンプにおい
ては、燃料がポンプからモーターハウジングを通して外
部に送出されるように構成されているのが、通例であ
る。この場合には、モーターのコミテータには燃料が接
触することになる。

【０００４】ところで、ガソリンにアルコールが混入さ
れたガソホールが燃料として使用される場合において、
燃料供給ポンプのモーターに使用されているコミテータ
の銅がガソホールに接触すると、燃料が改質されたり、
銅が浸食されたりすることが知られている。そこで、ガ
ソホール対策用のコミテータとして、セグメント（整流
子片）の銅母材における少なくともブラシと接触する面
にカーボンからなる保護部片がはんだ付けによって被着
され、カーボンからなる保護部片の少なくともはんだ付
け面にニッケルめっきおよび銅めっきを施したものが提
案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
のコミテータにおいては、カーボン製の保護部片が銅製
のセグメント母材にはんだ付けによって電気的かつ機械
的に接続される構成になっているため、母材に一体的に
突設されたライザ片にアーマチュアコイルがヒュージン
グされる際に、当該はんだ付け層が溶融してカーボン製
保護部片がセグメント母材から剥離する可能性がある。
そのため、カーボン製保護部片がセグメント母材に適正
にはんだ付けされているか否かを確認することが必要に
なるが、この確認は不能ないしはきわめて困難である。
そこで、カーボン製保護部片とライザ片との間の導通が
確保されているか否かが確認されることになるが、この
確認方法では、カーボン製保護部片とセグメント母材と
の間のはんだ付け層の接合状態を確認することができな
いため、カーボン製保護部片がセグメント母材に適正に
固定されているか否かは確認することができない。

【０００６】また、保護部片にニッケルめっきおよび銅
めっきを施すため、製造工程が増加するばかりでなく、
製造コストが増加する。

【０００７】本発明の目的は、カーボン製のセグメント
にライザ片をはんだ付けを省略して電気的に接続するこ
とができるコミテータおよびその製造方法を提供するこ
とにある。本発明の第２の目的は、セグメントにおける
ニッケルめっきおよび銅めっき皮膜等を省略することが
できるコミテータおよびその製造方法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るコミテータ
は、樹脂により円盤形状に一体成形されたボス部と、ボ
ス部の軸方向一端面に周方向に等間隔に配されかつ互い
に絶縁されて固定されたカーボンからなる複数のセグメ
ントと、各セグメントにそれぞれ電気的に接続されてい
るライザ片とを備えているコミテータにおいて、前記各
セグメントには凹部がそれぞれ没設されており、前記ラ
イザ片には被結合部がそれぞれ形成されており、前記各
ライザ片の前記被結合部は前記各セグメントの前記凹部
に挿入されて前記凹部に充填された導体粉または導電性
接着剤により結合されていることを特徴とする。

【０００９】また、本発明に係るコミテータは、樹脂に
より円盤形状に一体成形されたボス部と、ボス部の軸方
向一端面に周方向に等間隔に配されかつ互いに絶縁され
て固定されている複数のセグメントと、各セグメントに
それぞれ電気的に接続されているライザ片とを備えてい
るコミテータにおいて、前記各セグメントはカーボンが
用いられて形成されているとともに、各カーボン製のセ
グメントには凹部がそれぞれ没設されており、前記各ラ
イザ片には各導電線の一端部がそれぞれ電気的に接続さ
れており、各導電線の他端部は各セグメントに、その一
部が凹部に挿入されて結合されることにより、接続され
ていることを特徴とする。

【００１０】さらに、本発明に係るコミテータの製造方
法は、樹脂により円盤形状に一体成形されたボス部と、
ボス部の軸方向一端面に周方向に等間隔に配されかつ互
いに絶縁されて固定されている複数のセグメントと、各
セグメントにそれぞれ電気的に接続されているライザ片
とを備えているコミテータの製造方法において、カーボ
ンが用いられて円盤形状に形成されて複数個の凹部が周
方向に等間隔に配されて没設されているセグメント素板
が用意される工程と、複数のライザ片が環状に配されて
環状のリング形状部により互いに連結されているライザ
片素板が用意される工程と、セグメント素板の各凹部に
各ライザ片または各ライザ片に接続された導電線の一部
が凹部に挿入されてそれぞれ結合される工程と、各ライ
ザ片が固定されたセグメント素材の周囲に円盤形状のボ
ス部が、各ライザ片の一部がボス部からそれぞれ突出さ
れた状態で、樹脂成形される工程と、ライザ片素板のリ
ング形状部が切断され、各ライザ片が曲げ加工される工
程と、セグメント素板にスリットが各ライザ片の間にボ
ス部にわたって切り込まれて各セグメントが形成される
工程と、を備えていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】前記した手段によれば、カーボン製のセグメン
トにライザ片または導電線が電気的かつ機械的に接続さ
れるため、カーボン製セグメントにライザ片を電気的に
接続するのにはんだ付け層の形成を省略することができ
る。したがって、はんだ付け層の溶融によって派生する
二次的な弊害を未然に回避することができる。

【００１２】また、ライザ片はカーボン製セグメントに
直に結合されるか、または、導電線によって直接的に接
続されているため、銅から成るセグメント母材を省略す
ることにより、そのセグメント母材が露出するのを回避
することができる。その結果、セグメント母材の表面に
ニッケルめっきおよび銅めっき皮膜を被着させるための
工程を省略することができ、コストを低減することがで
きる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるコミテータを
示しており、（ａ）は一部切断斜視図、（ｂ）は平面図
である。図２以降は本発明の一実施例であるそのコミテ
ータの製造方法の各工程を示す各説明図である。

【００１４】本実施例において、本発明に係るコミテー
タは、偏平形構造に構成されているとともに、インタン
ク式燃料供給ポンプにおけるモーターに使用されるもの
として構成されている。

【００１５】本実施例に係る偏平形コミテータ１は、絶
縁性を有する樹脂が用いられて厚肉の略円盤形状に形成
されているボス部１６と、それぞれ略扇形形状に形成さ
れてボス部１６の表面上に略等間隔に放射状に配されて
いる複数個のセグメント２１と、セグメント２１のそれ
ぞれに電気的かつ機械的に接続されているライザ片４
と、隣合うセグメント２１を互いに電気的に絶縁された
状態とするためのスリット２０とを備えている。ボス部
１６にはモーター回転軸を挿通して固定するための軸孔
１７が同心的に開設されている。

【００１６】各セグメント２１はカーボンが適当な結合
剤によって焼成加工されて形成されており、各セグメン
ト２１のボス部１６との界面には凹部１１が没設されて
いる。ライザ片４はセグメント２１とボス部１６との間
に挟み込まれた状態で一体的に結合されている。ライザ
片４の内側端部には被結合部６が屈曲形成されており、
この被結合部６はセグメント２１の凹部１１内に挿入さ
れて結合部としての銅粉かしめ加工部１４によって電気
的かつ機械的に結合されている。したがって、ライザ片
４はカーボン製セグメント２１に電気的かつ機械的に接
続された状態になっている。

【００１７】以下、本発明の一実施例であるコミテータ
の製造方法を前記構成に係るコミテータ１の製造方法に
ついて説明する。この説明により、前記構成に係るコミ
テータ１の構成の詳細が明らかにされる。

【００１８】図２は前記構成に係るコミテータの製造に
使用されるライザ片の素板を示しており、（ａ）は正面
断面図、（ｂ）は底面図である。

【００１９】図２において、ライザ片の素板２は銅系材
料（銅または銅合金）が用いられてプレス加工により一
体的に形成されている。このライザ片素板２は製造途中
において各ライザ片を連結するための連結部材としての
リング形状部３を備えており、このリング形状部３はそ
の内径が前記偏平形コミテータ１の外径よりも充分に大
きくなるように形成されている。

【００２０】リング形状部３の内周にはライザ片４が複
数本（図示例では、８本）、周方向に等間隔に配されて
径方向内向きに放射状に突設されている。ライザ片４の
先端部には幅広部５が一体的に形成されており、この幅
広部５はコーナー部の一つが三角形に切り欠かれた略正
方形形状に形成されている。また、各幅広部５は隣合う
もの同士が互いに接触しない大きさに設定されている。
幅広部５の内側端辺にはＬ字形状に形成された被結合部
６が幅方向の略中央部に配されて、カーボン製のセグメ
ントが接合される側の端面である一方の端面方向に突出
するように一体的に屈曲されている。この被結合部６の
大きさはカーボン製セグメントにおける後記する凹部に
挿入し得る大きさに設定されている。

【００２１】また、幅広部５の内側端辺における被結合
部６の両脇には、ライザ片４をボス部に固定するための
アンカーを構成する係止爪７が一対、被結合部６が突出
した側と反対の端面に突出するように、かつ、リング形
状部３側にアンカー効果を発揮し得る程度に傾斜するよ
うにそれぞれ屈曲されている。

【００２２】図３は前記構成に係るコミテータの製造に
使用されるカーボン製セグメントの素板であるカーボン
プレートを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面
断面図である。

【００２３】図３において、カーボン製セグメントを形
成するためのカーボンプレート８は、カーボンが適当な
結合剤により焼成加工されて円形リング形状に一体成形
されている。カーボンプレート８は製造しようとするセ
グメントの径方向の寸法と等しい幅を有する大幅の円形
リング形状に形成されている。すなわち、この大幅のリ
ング形状に形成されたカーボンプレート８は、その外径
がセグメント群の外径と略等しくなるように、かつ、そ
の内径がセグメント群の内径と略等しくなるように形成
されている。

【００２４】カーボンプレート８における一方の端面の
内周面および外周面には、内側係合段差部９および外側
係合段差部１０が一定幅および一定高さにそれぞれ形成
されている。両段差部９および１０は後述するようにボ
ス部が樹脂成形された後に、ボス部の一部に係合した状
態になって形状結合効果によってボス部と各カーボン製
セグメントとを一体的に結合する役目を果たし得るよう
に、幅や高さが最適値に設定されている。

【００２５】カーボンプレート８の両段差部９および１
０が形成された端面と反対側の端面にはライザ片を結合
するための凹部１１が複数個、径方向の中央位置を通る
同心円上において周方向に等間隔に配されて、一定深さ
の円形穴形状にそれぞれ没設されている。この凹部１１
は前記したライザ片の被結合部６を収容し得る大きさに
設定されているとともに、導体粉としての銅粉１２（図
３の（ｂ）参照）を適量だけ充填し得るように設定され
ている。

【００２６】図４は図２に示されているライザ片素板と
図３に示されているカーボンプレートとが接合されて成
る接合構造体を示しており、（ａ）は正面断面図、
（ｂ）は底面図である。

【００２７】図４に示されている接合構造体１３は、前
記ライザ片素板２の被結合部６が突設された側の端面に
前記カーボンプレート８が当接された状態で、各被結合
部６が各凹部１１に所謂銅粉かしめ加工によって結合さ
れることにより構成されている。すなわち、円形リング
形状に形成されたカーボンプレート８と、複数個のライ
ザ片４が放射状に配列されて円形のリング形状部３によ
って連結されたライザ片素板２とは、互いに同心的に配
されて当接される。この際、各ライザ片４の被結合部６
がカーボンプレート８の各凹部１１にそれぞれ挿入され
る。そして、凹部１１に充填された銅粉１２が突き固め
られることにより、導体粉結合部としての銅粉かしめ加
工部１４が形成される。この銅粉かしめ加工部１４によ
って被結合部６が凹部１１に投錨効果によって強固に結
合されるため、ライザ片素板２とカーボンプレート８と
は接合された状態になり、接合構造体１３が製造された
状態になる。

【００２８】図５はボス部が樹脂成形された後の樹脂一
体成形品を示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は
底面図である。

【００２９】図５に示されている樹脂一体成形品１５に
おいて、カーボンプレート８のライザ片４群が接合され
た側の端面にはボス部１６が、絶縁性を有する樹脂が用
いられた加圧成形法（モールディング法）によって一体
成形されている。ボス部１６の中心線上には軸孔１７が
円柱形の孔形状に同時成形によって開設されている。ボ
ス部１６にはカーボンプレート８の内側および外側に内
側係合部１８および外側係合部１９がそれぞれ形成され
ており、この内側係合部１８および外側係合部１９は、
カーボンプレート８に形成された内側係合段差部９およ
び外側係合段差部１０にそれぞれ形状結合した状態にな
っている。この相互の形状結合部分によって、カーボン
プレート８はボス部１６により軸方向に抜け出ないよう
に保持された状態になっている。

【００３０】一方、ライザ片４は幅広部５の一部がボス
部１６にカーボンプレート８との界面で植え込まれた状
態になり、かつ、一対の係止爪７、７がボス部１６内に
投錨された状態になっている。したがって、ライザ片４
はボス部１６に確実に固定された状態になっている。そ
して、前述した通り、このライザ片４の被結合部６がカ
ーボンプレート８の凹部１１に銅粉かしめ加工部１４に
よって確実に結合されているため、カーボンプレート８
はボス部１６にライザ片４を介してより一層確実に結合
された状態になっている。その後、ライザ片素板２のリ
ング形状部３が各ライザ片４から切り離されるととも
に、各ライザ片４がＶ字形状に折り返される。

【００３１】その後、カーボンプレート８およびボス部
１６の一部にはスリットが切削加工され、図１に示され
ている前記構成に係る偏平形コミテータ１が製造された
ことになる。すなわち、樹脂一体成形品１５におけるカ
ーボンプレート８およびボス部１６には複数本のスリッ
ト２０が、隣り合うライザ片４、４間の中間位置にそれ
ぞれ配されて、法線と一致するように切削工具（図示せ
ず）による切削等のような適当な手段により切設され
る。スリット２０はカーボンプレート８をボス部１６に
達する深さまで切り込まれることによって切り離し、隣
り合うもの同士が電気的に独立している各セグメント２
１を実質的に構成せしめている。すなわち、セグメント
２１はスリット１２により互いに切り離されているカー
ボン製のプレート片から構成されており、ライザ片４が
銅粉かしめ加工部１４により電気的かつ機械的に接続さ
れている。

【００３２】以上のようにして製造され、かつ、構成さ
れた偏平形コミテータ１はモーターの回転軸に軸孔１７
が嵌合されて固定された後、アーマチュアのコイル（図
示せず）が各ライザ片４に絡められてヒュージング処理
により電気的に接続される。このヒュージング処理に際
して、ライザ片４が加熱されるが、ライザ片４はカーボ
ン製のセグメント２１に銅粉かしめ加工部１４によって
電気的かつ機械的に接続されているため、加熱による悪
影響が派生することはない。つまり、銅粉かしめ加工部
１４が溶融することにより、ライザ片４とセグメント２
１との接続が損傷されるという障害が発生することはな
い。

【００３３】図６は本発明の他の実施例であるコミテー
タを示す一部切断斜視図である。

【００３４】本実施例２が前記実施例１と異なる点は、
ライザ片４Ａのボス部１６の内部側端部に編組み線また
は撚り線よりなる導電線２２の一端部がスポット溶接に
よって接続されているとともに、この導電線２２の他端
部がカーボン製セグメント２１の凹部１１内に銅粉かし
め加工部１４によって結合されている点にある。

【００３５】本実施例２においても、ライザ片４Ａとカ
ーボン製セグメント２１との電気的接続にはんだ付け部
が省略されているため、前記実施例１と同様の効果を得
ることができる。

【００３６】なお、本発明は前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において、種々
変更可能であることはいうまでもない。

【００３７】例えば、カーボン製セグメントとライザ片
との接続は銅粉かしめに限らず、導電性接着剤を用いて
もよい。

【００３８】ライザ素板のリング形状部は、ライザ片の
外周側に限らず、内周側に設けてもよい。

【００３９】また、前記実施例において、各セグメント
２１は隣合うセグメント２１、２１間に切設されたスリ
ット２０によって電気的に分離されているが、予め、扇
形形状に成形された複数個のセグメントを絶縁ギャップ
を置いて円形環状に配して、ボス部１６にインサート成
形するように構成してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カーボン製のセグメントとライザ片との間のはんだ付け
を省略して簡単な構成でカーボンセグメントとライザ片
との確実な接続を果たし得たコミテータを得ることがで
きるとともに、その製作を容易に実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるコミテータを示してお
り、（ａ）は一部切断斜視図、（ｂ）は平面図である。

【図２】図１のコミテータの製造に使用されるライザ片
素板を示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は底面
図である。

【図３】図１のコミテータの製造に使用されるカーボン
製セグメントの素板であるカーボンプレートを示してお
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。

【図４】図２に示されているライザ片素板と図３に示さ
れているカーボンプレートとが接合されて成る接合構造
体を示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は底面図
である。

【図５】ボス部が樹脂成形された後の樹脂一体成形品を
示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は底面図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例であるコミテータを示す一
部切断斜視図である。

【符号の説明】

１…偏平形コミテータ、２…ライザ片素板、３…リング
形状部、４、４Ａ…ライザ片、５…幅広部、６…被結合
部、７…係止爪、８…カーボンプレート、９…内側係合
段差部、１０…外側係合段差部、１１…凹部、１２…銅
粉（導体粉）、１３…接合構造体、１４…銅粉かしめ加
工部（結合部）、１５…樹脂一体成形品、１６…ボス
部、１７…軸孔、１８…内側係合部、１９…外側係合
部、２０…スリット、２１…セグメント、２２…導電
線。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂により円盤形状に一体成形されたボ
   ス部と、ボス部の軸方向一端面に周方向に等間隔に配さ
   れかつ互いに絶縁されて固定されたカーボンからなる複
   数のセグメントと、各セグメントにそれぞれ電気的に接
   続されているライザ片とを備えているコミテータにおい
   て、 前記各セグメントには凹部がそれぞれ没設されており、
   前記ライザ片には被結合部がそれぞれ形成されており、
   前記各ライザ片の前記被結合部は前記各セグメントの前
   記凹部に挿入されて前記凹部に充填された導体粉または
   導電性接着剤により結合されていることを特徴とするコ
   ミテータ。
2. 【請求項２】 樹脂により円盤形状に一体成形されたボ
   ス部と、ボス部の軸方向一端面に周方向に等間隔に配さ
   れかつ互いに絶縁されて固定されている複数のセグメン
   トと、各セグメントにそれぞれ電気的に接続されている
   ライザ片とを備えているコミテータにおいて、 前記各セグメントはカーボンが用いられて形成されてい
   るとともに、各カーボン製のセグメントには凹部がそれ
   ぞれ没設されており、 前記各ライザ片には各導電線の一端部がそれぞれ電気的
   に接続されており、各導電線の他端部は各セグメント
   に、その一部が凹部に挿入されて結合されることによ
   り、接続されていることを特徴とするコミテータ。
3. 【請求項３】 樹脂により円盤形状に一体成形されたボ
   ス部と、ボス部の軸方向一端面に周方向に等間隔に配さ
   れかつ互いに絶縁されて固定されている複数のセグメン
   トと、各セグメントにそれぞれ電気的に接続されている
   ライザ片とを備えているコミテータの製造方法におい
   て、 カーボンが用いられて円盤形状に形成されて複数個の凹
   部が周方向に等間隔に配されて没設されているセグメン
   ト素板が用意される工程と、 複数のライザ片が環状に配されて環状のリング形状部に
   より互いに連結されているライザ片素板が用意される工
   程と、 セグメント素板の各凹部に各ライザ片または各ライザ片
   に接続された導電線の一部が凹部に挿入されてそれぞれ
   結合される工程と、 各ライザ片が固定されたセグメント素材の周囲に円盤形
   状のボス部が、各ライザ片の一部がボス部からそれぞれ
   突出された状態で、樹脂成形される工程と、 ライザ片素板のリング形状部が切断され、各ライザ片が
   曲げ加工される工程と、 セグメント素板にスリットが各ライザ片の間にボス部に
   わたって切り込まれて各セグメントが形成される工程
   と、 を備えていることを特徴とするコミテータの製造方法。