專利名稱：整流子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及整流子，特別是涉及用于燃料泵的整流子。
背景技術(shù)：
歷來，在例如汽車等的內(nèi)燃機(jī)中大多使用著燃料泵。馬達(dá)部的被分割為多個的整流子的接觸部與刷子滑動，由此使得電流從電源供給到卷繞著線圈的電機(jī)子上，電機(jī)子旋轉(zhuǎn)。通過該電機(jī)子的旋轉(zhuǎn)使泵部的葉輪旋轉(zhuǎn)，燃料從燃料箱被汲取上來并被供給至內(nèi)燃機(jī)。
整流子一般由銅形成。若與銅制的接觸部滑動的刷子的硬度較低，則刷子的摩耗嚴(yán)重，壽命變短，所以考慮將硬度較高的無定形碳加入碳材料中來形成刷子，從而提高耐摩耗性?？墒?，銅制的接觸部有時會與例如氧化了的燃料或含有硫磺成分的燃料起反應(yīng)而被腐蝕。又，由于生成具有導(dǎo)電性的硫化銅，所以被分割成多個的接觸部有可能電氣地接觸。為了防止接觸部與燃料起反應(yīng)，例如特許文獻(xiàn)1公開所示，由碳材料形成接觸部的裝置已被公知。
但是，因?yàn)橛商疾牧闲纬傻慕佑|部與銅制的接觸部相比，硬度較低且機(jī)械強(qiáng)度較差，所以若使由碳材料形成的接觸部與含有無定形碳而形成的刷子滑動，則接觸部的摩耗速度變快，接觸部達(dá)到摩耗極限的時間、即壽命變短。又，作為用于接觸部的碳材料，雖然使用比天然石墨硬度要高的人造石墨來嘗試著延長接觸部的壽命，但因?yàn)槿嗽焓忍烊皇F，所以會導(dǎo)致成本上升。
于是，在特許文獻(xiàn)2中也公開了一種天然石墨中含有5～30重量％的無定形碳的方法。
特許文獻(xiàn)1美國專利第5175463號說明書特許文獻(xiàn)2特開平10-162923號公報(bào)可是，在使用天然石墨作為主原料的情況下，整流子壽命是有限的。又，近年來越來越要求低成本化，在使用天然石墨作為主原料的情況下，難于制造具有充分的特性還能滿足低成本化的整流子，所以希望作出可同時滿足這些條件的整流子。
于是，本發(fā)明的目的在于提供一種使用于燃料泵的整流子，其可以低成本制造且耐摩耗性優(yōu)良。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決前述問題而提出的本發(fā)明的整流子，至少與刷子的接觸部包括以焦炭為主成分的填料、結(jié)合劑，所述結(jié)合劑被炭化。又，優(yōu)選地，所述填料中焦炭超過30重量％且為80重量％以下，其它成分為天然石墨、人造石墨或天然石墨與人造石墨兩者混合物的任一種。又，優(yōu)選地，通過電壓降低法測定的整流子的與加壓方向垂直的方向上的電阻率為10μΩ·m以上、95μΩ·m以下。
另外，所謂炭化是指在400℃以上進(jìn)行熱處理。又，在填料與結(jié)合劑的混合物中進(jìn)一步混合(添加)碳纖維、二硫化鉬、二硫化鎢等的固體潤滑劑，由此可進(jìn)一步提高耐摩耗性。
作為填料主成分的焦炭與天然石墨及人造石墨相比價格低廉，所以可降低制造成本。又，使得填料的構(gòu)成為焦炭超過30重量％且為80重量％以下，其它成分為天然石墨、人造石墨或天然石墨與人造石墨兩者混合物，由此，與碳刷的接觸部不會變得過硬，且整流子的摩耗也不會變多。進(jìn)而，通過以焦炭為主成分，整流子整體電阻變高，整流性能得到提高。除此之外，因?yàn)榻固康牧Ｗ虞^硬，刷子面一直保持為一定的面狀態(tài)，所以時效變化少，滑動穩(wěn)定并可長時間地維持高效率。作為粘合劑，使用瀝青、熱固性樹脂、例如酚樹脂等的結(jié)合劑。本發(fā)明的整流子可以通過在非接觸一側(cè)主要使用金屬粉體(例如黃銅等)并在其上一體成形由碳及結(jié)合劑所構(gòu)成的粉末而作出雙層構(gòu)造。
發(fā)明效果本發(fā)明的整流子如上所述，由以焦炭為主成分的填料、及結(jié)合劑構(gòu)成，所以能夠降低制造成本，并且能夠作出耐久性提高并可長時間地發(fā)揮優(yōu)良特性的整流子。


圖1是表示本發(fā)明的整流子的實(shí)施方式的一例的俯視圖。
圖2是圖1中的A-A線剖視圖。
圖3是本發(fā)明的整流子的試驗(yàn)裝置的概略圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明整流子的實(shí)施方式的一例具體地進(jìn)行說明。本實(shí)施方式例的整流子1如圖1及圖2所示，包括等角度間隔地分割成8個的整流子片2、支承整流子片2的樹脂制的支承部3。各整流子片2由接觸部4以及與接觸部4電氣連接著的銅制端子部5構(gòu)成。分割各整流子片2的槽一直達(dá)到支承部3，所以各整流子片2相互電氣地絕緣。爪部5a突出于各端子部5的外周一側(cè)，與線圈電氣地連接。
這樣地構(gòu)成的整流子1如下所述地制造。
首先，在與端子部5接觸的接觸部4的端面上實(shí)施鍍鎳，對該鎳面與端子部5進(jìn)行焊接。端子部5是在外周具有爪部5a的圓板狀銅制部件，接觸部4包括以焦炭為主成分的填料、及結(jié)合劑，該結(jié)合劑被炭化。在端子部5對樹脂進(jìn)行模制而形成支承部3，以一直達(dá)到該支承部3的方式分割接觸部4及端子部5，從而形成接觸部62及端子部63。其后，在爪部5a上熔接線圈，使得接觸部4與線圈電氣地連接。
在此，構(gòu)成接觸部4的填料中焦炭超過30重量％且為80重量％以下，優(yōu)選地為超過40重量％且為70重量％以下，其它成分為天然石墨、人造石墨或天然石墨與人造石墨兩者混合物的任一種。接觸部4是將酚樹脂等的熱固性樹脂作為結(jié)合劑混合在這些混合物中，并在成形為規(guī)定的形狀之后，在非氧化性氣氛中700～900℃下進(jìn)行燒結(jié)，從而使結(jié)合劑炭化。通過以焦炭為主成分，整流子整體電阻變高，整流性能得到提高。除此之外，因?yàn)榻固康牧Ｗ虞^硬，刷子面一直保持為一定的面狀態(tài)，所以摩耗小，滑動穩(wěn)定并可長時間地維持高效率。
將50重量％的石油類焦炭或燒焦炭、50重量％的天然石墨與酚樹脂混合并攪拌。在攪拌后使這些混合物干燥，將其粉碎使其平均粒徑為100μm以下。將其成形為圖1及圖2所示的形狀，從而作成整流子。測定該整流子的電阻率，并且通過設(shè)置在圖3所示的試驗(yàn)裝置上來對整流子摩耗率進(jìn)行測定。另外，電阻率表示相對于加壓方向垂直的方向的值，通過電壓降低法來測定。具體地說，在試驗(yàn)片的兩端面上抵接電流端子的銅網(wǎng)，經(jīng)由絕緣物而用約1kg的壓力壓住并通電，用電壓計(jì)來測定試驗(yàn)片中央部的電壓降低。
圖3所示的試驗(yàn)裝置包括在前端設(shè)有整流子1的馬達(dá)13、與整流子1接觸的碳刷11、將碳刷11向整流子1施力的彈簧12。整流子摩耗率在以下條件下測定假設(shè)在實(shí)際條件下用作燃料泵的整流子的情況，在石油類礦物油14氣氛內(nèi)，轉(zhuǎn)速10000min-1、整流子Φ20mm、電流D.C.5A、圓周速度10(m/s)。
實(shí)施例2除了將石油類焦炭或燒焦炭設(shè)為70重量％、天然石墨設(shè)為30重量％以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法來制作整流子，并對電阻率、整流子摩耗率進(jìn)行了測定。
實(shí)施例3除了將石油類焦炭或燒焦炭設(shè)為80重量％、天然石墨設(shè)為20重量％以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法來制作整流子，并對電阻率、整流子摩耗率進(jìn)行了測定。
實(shí)施例4除了將石油類焦炭或燒焦炭設(shè)為35重量％、天然石墨設(shè)為65重量％以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法來制作整流子，并對電阻率、整流子摩耗率進(jìn)行了測定。
比較例1除了將石油類焦炭或燒焦炭設(shè)為30重量％、天然石墨設(shè)為70重量％以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法來制作整流子，并對電阻率、整流子摩耗率進(jìn)行了測定。
比較例2除了將石油類焦炭或燒焦炭設(shè)為85重量％、天然石墨設(shè)為15重量％以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法來制作整流子，并對電阻率、整流子摩耗率進(jìn)行了測定。
比較例3除了將石油類焦炭或燒焦炭設(shè)為100重量％以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法來制作整流子，并對電阻率、整流子摩耗率進(jìn)行了測定。
比較例4用100重量％的天然石墨作為填料，制作整流子，并對電阻率、整流子摩耗率進(jìn)行了測定。
對以上的實(shí)施例1～4、比較例1～4的電阻率、整流子摩耗率進(jìn)行了歸納，結(jié)果如表1所示。
表1

如表1所示，隨著焦炭的含有量的增多，可知電阻率變高。又，隨著焦炭的含有量從30重量％變多，整流子摩耗率及刷子摩耗率的任一種一度變少，其后逐漸增加。由此，通過使焦炭的含有量在超過30重量％且為80重量％以下的范圍內(nèi)，能夠提供一種可長時間地維持優(yōu)良特性的整流子。
權(quán)利要求
1.一種整流子，至少與刷子的接觸部包括以焦炭為主成分的填料、結(jié)合劑，所述結(jié)合劑被炭化。
2.如權(quán)利要求1所述的整流子，其特征在于，所述填料中焦炭超過30重量％且為80重量％以下，其它成分為天然石墨、人造石墨或天然石墨與人造石墨兩者混合物的任一種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的整流子，其特征在于，通過電壓降低法測定的整流子的與加壓方向垂直的方向上的電阻率為10μΩ·m以上、95μΩ·m以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用于燃料泵的整流子，其可以低成本制造且耐磨耗性優(yōu)良。本發(fā)明的整流子中至少與刷子的接觸部包括以焦炭為主成分的填料、結(jié)合劑，所述結(jié)合劑被炭化。
文檔編號H01R39/00GK1645689SQ20041008838
公開日2005年7月27日 申請日期2004年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者鈴木新一, 穗積文博, 浪越大輔 申請人:東炭化工株式會社