(57)【要約】【課題】容易且つ高精度に整流子を製造することができる整流子の製造方法を提供する。【解決手段】整流子の製造方法は、略平板状の板材２１を形成する板材形成工程と、その後、周方向に複数に分割された形状の複数のパンチ３１を径方向外側から径方向内側に駆動することで板材２１を押圧して略円筒形状とする円筒形成工程と、その後、板材２１の内周側に溶融した絶縁材料を充填する充填工程と、絶縁材料の固化又は硬化後、板材２１を周方向に分割し、その分割された１つを整流子片とする分割工程とを備える。板材形成工程では、板材２１に整流子の軸方向に沿った方向と対応した肉逃がし部２１ａを形成する。円筒形成工程では、肉逃がし部２１ａを、周方向に隣り合うパンチ３１同士の間と対応した周方向位置に配置してパンチ３１を径方向外側から径方向内側に駆動する。分割工程では、肉逃がし部２１ａと対応した部分を切削することで板材２１を分割する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平板状の板材を形成する板材形成工程と、
前記板材形成工程の後、周方向に複数に分割された形状の複数のパンチを径方向外側から径方向内側に駆動することで、前記板材を押圧して略円筒形状とする円筒形成工程と、
前記円筒形成工程の後、前記板材の内周側に溶融した絶縁材料を充填する充填工程と、
前記充填工程の後であって、前記絶縁材料の固化又は硬化後、前記板材を周方向に分割し、その分割された１つを整流子片とする分割工程と
を備えた整流子の製造方法であって、
前記板材形成工程では、前記板材に軸方向に沿った方向と対応した肉逃がし部を形成し、
前記円筒形成工程では、前記肉逃がし部を、周方向に隣り合う前記パンチ同士の間と対応した周方向位置に配置して前記パンチを径方向外側から径方向内側に駆動することを特徴とする整流子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の整流子の製造方法において、
前記分割工程では、前記肉逃がし部と対応した部分を切削することで前記板材を分割することを特徴とする整流子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の整流子の製造方法において、
前記板材形成工程では、プレス加工によって前記肉逃がし部を形成するとともに、前記板材に前記絶縁材料と係合可能な係合凸部を形成することを特徴とする整流子の製造方法。
【請求項４】
導電性で略平板状に形成され、複数に分割して整流子片とするための板材であって、
前記整流子片毎に設けられ絶縁材料に埋設されることで該絶縁材料と係合可能な係合凸部と、
前記係合凸部と反対側の面で且つ隣り合う前記係合凸部の間に設けられた肉逃がし部と
を備えたことを特徴とする板材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流モータに用いられる整流子の製造方法、及び整流子を製造するための板材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流モータに用いられる整流子は、周方向に複数配設される整流子片と、それら整流子片の径方向内側で整流子片を保持すべく配設される絶縁材とを有する。このような整流子は、略平板状の板材を丸めて略円筒形状とし、その内周側に溶融した絶縁材料を充填し、絶縁材料の固化又は硬化後、板材を周方向に分割し、その分割された１つを整流子片とすることで製造されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２４５４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような製造方法では、略平板状の板材を丸めて略円筒形状とする際、周方向に複数に分割された形状の複数のパンチを径方向外側から径方向内側に駆動することで、略平板状の板材（おおまかに丸められた板材）を径方向外側から押圧して略円筒形状の板材としている。しかしながら、上記のような方法では、押圧される際に板材の肉が周方向に隣り合うパンチ同士の間の隙間に入り込む（つまみ出される）ように径方向外側に突出する（所謂つまみバリが発生する）といった虞がある。よって、例えば、絶縁材料を充填する際に板材を収容する型における内周面に、つまみバリが当接してしまい板材の真円度が低下するといった虞が生じ、真円度の高い整流子を得ることが困難であった。尚、絶縁材料を充填する前に、つまみバリを除去する等の作業を行うと作業工数が増加してしまう。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、容易且つ高精度に整流子を製造することができる整流子の製造方法、及び板材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、略平板状の板材を形成する板材形成工程と、前記板材形成工程の後、周方向に複数に分割された形状の複数のパンチを径方向外側から径方向内側に駆動することで、前記板材を押圧して略円筒形状とする円筒形成工程と、前記円筒形成工程の後、前記板材の内周側に溶融した絶縁材料を充填する充填工程と、前記充填工程の後であって、前記絶縁材料の固化又は硬化後、前記板材を周方向に分割し、その分割された１つを整流子片とする分割工程とを備えた整流子の製造方法であって、前記板材形成工程では、前記板材に軸方向に沿った方向と対応した肉逃がし部を形成し、前記円筒形成工程では、前記肉逃がし部を、周方向に隣り合う前記パンチ同士の間と対応した周方向位置に配置して前記パンチを径方向外側から径方向内側に駆動する。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の整流子の製造方法において、前記分割工程では、前記肉逃がし部と対応した部分を切削することで前記板材を分割する。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の整流子の製造方法において、前記板材形成工程では、プレス加工によって前記肉逃がし部を形成するとともに、前記板材に前記絶縁材料と係合可能な係合凸部を形成する。
【０００７】
請求項４に記載の発明では、導電性で略平板状に形成され、複数に分割して整流子片とするための板材であって、前記整流子片毎に設けられ絶縁材料に埋設されることで該絶縁材料と係合可能な係合凸部と、前記係合凸部と反対側の面で且つ隣り合う前記係合凸部の間に設けられた肉逃がし部とを備えた。
【０００８】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、板材形成工程では、略平板状の板材が形成される。その後、円筒形成工程では、周方向に複数に分割された形状の複数のパンチが径方向外側から径方向内側に駆動されることで、前記板材が押圧されて略円筒形状とされる。その後、充填工程では、略円筒形状の板材の内周側に溶融した絶縁材料が充填され、その後、分割工程では、前記絶縁材料の固化又は硬化後、前記板材が周方向に分割され、その分割された１つが整流子片とされる。このようにして、整流子が製造される。そして、前記板材形成工程では、板材に整流子の軸方向に沿った方向と対応した肉逃がし部が形成される。そして、円筒形成工程では、前記肉逃がし部は、周方向に隣り合う前記パンチ同士の間と対応した周方向位置に配置される。よって、パンチによって押圧される際に板材の肉が周方向に隣り合うパンチ同士の間の隙間に入り込む（つまみ出される）ように径方向外側に突出するといったことが防止される。言い換えると、肉逃がし部が形成されていない板材の場合、押圧される際に板材の肉が周方向に隣り合うパンチ同士の間の隙間に入り込む（つまみ出される）ように径方向外側に突出するといった虞があるが、肉逃がし部によりつまみ難いことや、肉逃がし部に肉が逃げるスペースがあることから、このようなことが防止される。その結果、径方向外側に突出する部分（所謂つまみバリ）のない略円筒形状の板材を容易に得ることができ、その後の加工を容易且つ高精度に行うことができる。詳しくは、例えば、充填工程の際に板材を収容する型における内周面に、つまみバリが当接してしまい板材の真円度が低下するといったことが防止されるので、つまみバリを除去する等の作業を行うことなく真円度の高い整流子を得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、分割工程では、前記肉逃がし部と対応した部分が切削されることで前記板材が分割される。よって、整流子（整流子片）においては、肉逃がし部が残らず、好適な形状とすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、前記板材形成工程では、プレス加工によって前記肉逃がし部が形成されるとともに、前記板材に前記絶縁材料と係合可能な係合凸部が形成される。即ち、肉逃がし部及び係合凸部を、少ない加工数（１回のプレス加工）で容易に形成することができる。尚、整流子片は、係合凸部が絶縁材料に係合されることで絶縁材料（絶縁材）に強固に固定されることになる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、板材は、整流子片毎に設けられ絶縁材料に埋設されることで該絶縁材料と係合可能な係合凸部と、前記係合凸部と反対側の面で且つ隣り合う前記係合凸部の間に設けられた肉逃がし部とを備える。よって、周方向に複数に分割された形状の複数のパンチを径方向外側から径方向内側に駆動することで、板材を押圧して内周側に係合凸部が配置されるように略円筒形状とする際、板材の肉が周方向に隣り合うパンチ同士の間の隙間に入り込む（つまみ出される）ように径方向外側に突出するといったことを防止することができる。言い換えると、肉逃がし部が形成されていない板材の場合、押圧される際に板材の肉が周方向に隣り合うパンチ同士の間の隙間に入り込む（つまみ出される）ように径方向外側に突出するといった虞があるが、肉逃がし部に肉が逃げるスペースがあるため、このようなことが防止される。その結果、径方向外側に突出する部分（所謂つまみバリ）のない略円筒形状の板材を容易に得ることができ、その後の加工を容易且つ高精度に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜３に記載の発明によれば、容易且つ高精度に整流子を製造することができる整流子の製造方法を提供することができる。
請求項４に記載の発明によれば、容易且つ高精度に整流子を製造することができる板材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】
【００１３】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図４に従って説明する。
図１は、モータの要部断面図である。モータのハウジング１には、回転軸２が回転可能に支持され、その回転軸２には整流子３と巻線４が巻装された電機子コア５とが固定されている。ハウジング１には、電機子コア５と対向するようにマグネット６が固定され、整流子３と押圧接触される給電用ブラシ７が保持されている。
【００１４】
図２は、整流子３の一部分を切り欠いた斜視図である。整流子３は、樹脂からなる略円筒形状の絶縁材（絶縁材料）１１と、その絶縁材１１の外周に配設される複数の整流子片１２とを備える。言い換えると、絶縁材１１は、周方向に複数配設される整流子片１２の径方向内側で該整流子片１２（その間隔）を保持すべく配設されている。尚、本実施の形態の整流子片１２は、絶縁材１１の外周に等角度間隔に６個（図２中、５個のみ図示する）配設されている。
【００１５】
整流子片１２は、略円筒形状を所定角度で一部分切り取った（切削された）形状に形成されている。この整流子片１２において絶縁材１１に固定される側の面（以下、内周面という）には、絶縁材１１に埋設される係合凸部１２ａが凸設されている。そして、この係合凸部１２ａが絶縁材１１と係合することで、整流子片１２が絶縁材１１に強固に固定される。又、整流子片１２には、軸線方向の一端から径方向外側に折り返された整流子ライザ１２ｂが形成されている。
【００１６】
次に、上記のように構成される整流子３の製造方法について説明する。
まず、「板材形成工程」では、図３（ａ）（ｂ）に示すように、導電性で略平板状の板材２１を形成する。詳しくは、この「板材形成工程」では、板材２１に（製造後における整流子３の）軸方向に沿った方向（図３（ｂ）中、紙面直交方向）と対応した肉逃がし部２１ａを形成する。本実施の形態の肉逃がし部２１ａは、Ｖ字溝である。又、本実施の形態では、肉逃がし部２１ａを前記整流子片１２の数と同じ数であって６個、平行に形成する。又、本実施の形態の「板材形成工程」では、プレス加工によって前記肉逃がし部２１ａを形成するとともに、前記係合凸部１２ａを（同時に）形成する。これら肉逃がし部２１ａと係合凸部１２ａとは、それぞれ異なる面（表と裏であって、製造後に外周側と内周側と対応する面）に形成する。又、本実施の形態では、係合凸部１２ａを整流子片１２の数と同じ数であって６個、平行に形成する。又、本実施の形態では、係合凸部１２ａを隣り合う肉逃がし部２１ａ同士の間に形成する。言い換えると、肉逃がし部２１ａを係合凸部１２ａと一致しない位置であって、本実施の形態では隣り合う係合凸部１２ａの間にそれぞれ形成する。尚、本実施の形態では、製造途中の係合凸部１２ａをも製造後（整流子３の状態）の係合凸部１２ａと同様の符号を付して説明する。又、図３（ａ）（ｂ）及び図４では、視覚的に分かり易くするために、板材２１の厚さや肉逃がし部２１ａの深さ等を模式的に誇張して図示している。
【００１７】
次に、「円筒形成工程」では、図４に示すように、周方向に複数に分割された形状の複数のパンチ３１を径方向外側から径方向内側に駆動する（図４中、２点鎖線で示す矢印Ｚ参照）ことで、前記板材２１（おおまかに丸められた板材２１）を押圧して略円筒形状とする。詳しくは、本実施の形態のパンチ３１は、整流子３の外径と対応した内径の内周面を有する環状のものを周方向に（肉逃がし部２１ａの数と同じ数であって）６個に分割された形状に形成されている。又、パンチ３１の径方向内側における周方向端部３１ａはＲ形状とされている（図４の部分拡大図参照）。そして、この「円筒形成工程」では、前記肉逃がし部２１ａを、周方向に隣り合うパンチ３１同士の間と対応した周方向位置に配置して（配置されるように）各パンチ３１を径方向外側から径方向内側に駆動し、板材２１を略円筒形状とする。尚、本実施の形態（図３及び図４）では、略平板状の状態と略円筒形状の状態の板材２１を共に同一の符号を付して説明する。
【００１８】
次に、「充填工程」では、略円筒形状とされた板材２１の内周側に溶融した絶縁材料（絶縁材１１）を充填する。詳しくは、本実施の形態では、略円筒形状とされた板材２１全体を図示しない型の内部に収容し、その状態で板材２１の内周側に溶融した絶縁材料（絶縁材１１）を充填する。
【００１９】
次に、「分割工程」では、前記絶縁材料（絶縁材１１）の固化又は硬化後、前記板材２１を周方向に分割（本実施の形態では６分割）し、その分割された１つを前記整流子片１２（図２参照）とする。詳しくは、略円筒形状の板材２１の外周側から板材２１を貫通し絶縁材１１まで達するように、軸方向一端から他端まで切削（加工）することにより板材２１を分割する。又、本実施の形態では、前記肉逃がし部２１ａと対応した部分を（肉逃がし部２１ａが残らないように）切削することで板材２１を分割する。すると、板材２１の残った部分により複数（６つ）の整流子片１２が形成される。これにより整流子３の製造が完了する。
【００２０】
尚、上記した整流子３の製造方法では、特に整流子ライザ１２ｂについて説明しなかったが、例えば、「円筒形成工程」の前に略平板状の板材２１を（折り返されていない）整流子ライザ１２ｂと対応した部分が残るように打ち抜き、「分割工程」の後に整流子ライザ１２ｂと対応した部分を折り返して形成する等すればよい。
【００２１】
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）「板材形成工程」では、板材２１に整流子３の軸方向に沿った方向と対応した肉逃がし部２１ａが形成される。そして、「円筒形成工程」では、肉逃がし部２１ａは周方向に隣り合うパンチ３１同士の間と対応した周方向位置に配置される。よって、パンチ３１によって押圧される際に板材２１の肉が周方向に隣り合うパンチ３１同士の間の隙間に入り込む（つまみ出される）ように径方向外側に突出するといったことが防止される。言い換えると、肉逃がし部２１ａが形成されていない板材の場合、押圧される際に板材の肉が周方向に隣り合うパンチ３１同士の間の隙間に入り込む（つまみ出される）ように径方向外側に突出するといった虞があるが、肉逃がし部２１ａによりつまみ難いことや、肉逃がし部２１ａに肉が逃げるスペースがあることから、このようなことが防止される。その結果、径方向外側に突出する部分（所謂つまみバリ）のない略円筒形状の板材２１を容易に得ることができ、その後の加工を容易且つ高精度に行うことができる。詳しくは、本実施の形態のように、「充填工程」の際に板材２１を収容する図示しない型における内周面に、つまみバリが当接してしまい板材２１の真円度が低下するといったことが防止されるので、つまみバリを除去する等の作業を行うことなく真円度の高い整流子３を得ることができる。
【００２２】
（２）「分割工程」では、肉逃がし部２１ａと対応した部分が切削されることで板材２１が分割される。よって、整流子３（整流子片１２）においては、肉逃がし部２１ａが残らず、好適な形状となる。
【００２３】
（３）「板材形成工程」では、プレス加工によって前記肉逃がし部２１ａが形成されるとともに、板材２１に絶縁材１１と係合可能な係合凸部１２ａが形成される。即ち、肉逃がし部２１ａ及び係合凸部１２ａを、少ない加工数（１回のプレス加工）で容易に形成することができる。
【００２４】
（４）パンチ３１の径方向内側における周方向端部３１ａはＲ形状とされるため、板材２１（おおまかに丸められた板材２１）を押圧して略円筒形状としていく際に、板材２１が滑らかに（滑りながら）丸められる。言い換えると、パンチ３１の径方向内側における周方向端部がＲ形状でないと、その角に板材２１が引っ掛かり、板材２１の表面に傷が発生する等の虞があるが、このようなことが防止される。尚、Ｒ形状により、板材２１の肉が周方向に隣り合うパンチ３１同士（Ｒ形状同士）の間の隙間に入り込む（つまみ出される）ように径方向外側に突出するといったことが発生しやすくなるが、上述したように肉逃がし部２１ａによりつまみ難いことや、肉逃がし部２１ａに肉が逃げるスペースがあることから、このようなことは防止される。
【００２５】
上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、「板材形成工程」では、プレス加工によって肉逃がし部２１ａを形成するとともに係合凸部１２ａを形成するとしたが、それぞれ（同時でも別の工程でも）他の方法で形成してもよい。又、係合凸部１２ａの形状等は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば整流子片１２毎に複数形成される構成としてもよい。
【００２６】
・上記実施の形態では、パンチ３１の径方向内側における周方向端部３１ａはＲ形状とされるとしたが、これに限定されるものではなく、他の形状（例えば、板材２１を滑らかに（滑らせながら）丸めることができるテーパ形状等）としてもよい。
【００２７】
・上記実施の形態では、肉逃がし部２１ａはＶ字溝であるとしたが、例えば、底が円弧形状であるＵ字溝等、他の形状の溝に変更してもよい。
・上記実施の形態では、整流子片１２、肉逃がし部２１ａ及びパンチ３１の各数を６個としたが、これらの数は変更してもよい。例えば、整流子片１２の数を８個に変更してもよい。尚、この場合、板材を分割する位置がずれるため肉逃がし部２１ａ及びパンチ３１の数等を変更する必要がある。
【００２８】
又、例えば、整流子片１２の数を１２個に変更してもよい。尚、この場合、肉逃がし部２１ａ及びパンチ３１の数を（例えば１２個に）変更してもよい。又、この場合、肉逃がし部２１ａ及びパンチ３１の数を変更しなくても、周方向に隣り合う肉逃がし部２１ａの間をも切削することで１２個の整流子片の整流子を製造することができるので、肉逃がし部２１ａ及びパンチ３１の数を変更しなくてもよい。即ち、肉逃がし部２１ａの数やパンチ３１の数は、整流子片１２の数の約数等に、適宜変更してもよい。又、肉逃がし部２１ａの角度間隔やパンチ３１の周方向幅（上記実施の形態では、周方向に均等）を変更してもよい。例えば、上記実施の形態の６つのパンチ３１の内の２つのみが一体化された形状（パンチ３１の数が５個で、その内の１つの周方向幅が他の２倍（１２０°の幅））としてもよい。
【００２９】
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（イ）請求項１乃至３のいずれか１項に記載の整流子の製造方法において、前記パンチの径方向内側における周方向端部はＲ形状とされたことを特徴とする整流子の製造方法。このようにすると、板材（おおまかに丸められた板材）を押圧して略円筒形状としていく際に、板材が滑らかに（滑りながら）丸められる。言い換えると、パンチの径方向内側における周方向端部がＲ形状でないと、その角に板材が引っ掛かり、板材の表面に傷が発生する等の虞があるが、このようなことが防止される。尚、Ｒ形状により、板材の肉が周方向に隣り合うパンチ同士（Ｒ形状同士）の間の隙間に入り込む（つまみ出される）ように径方向外側に突出するといったことが発生しやすくなるが、上述したように肉逃がし部によりつまみ難いことや、肉逃がし部に肉が逃げるスペースがあることから、このようなことは防止される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態におけるモータの要部断面図。
【図２】本実施の形態における整流子の一部を切り欠いた斜視図。
【図３】（ａ）本実施の形態における板材の斜視図。（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図４】本実施の形態における整流子の製造方法を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００３１】
３…整流子、１１…絶縁材（絶縁材料）、１２…整流子片、１２ａ…係合凸部、２１…板材、２１ａ…肉逃がし部、３１…パンチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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