(57)【要約】【課題】材料の有効活用ができるコンミテータの製造方法およびこの製造方法により作られるコンミテータを提供する。【解決手段】コンミテータの製造方法は、断面形状が略円形である銅線材１を、予め定められた軸長さｌごとに切断し、棒部材３を作る第１工程と、棒部材３の軸方向から冷間圧造しペレット部材を作る第２工程と、ペレット部材を、冷間鍛造により底部を有する有底円筒形状の冷鍛部材を作る第３工程と、冷鍛部材の底部を打ち抜き、円筒形状のリング体を作る第４工程を有する。そして、第４工程で作られたリング体からコンミテータリングを作り、次いでコンミテータリングをモールド材で成形したのちコンミテータリングの円周壁を略等ピッチに数箇所切断して複数のセグメントが形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体に連続して形成され断面形状が略円形である銅線材を、予め定められた軸長さごとに切断し、前記予め定められた軸長さの棒部材を作る第１工程と、
前記第１工程を経て作られた前記棒部材を、前記棒部材の軸方向から冷間圧造し、前記棒部材の軸長さを短縮するとともに径長さを拡張し、前記棒部材からペレット部材を作る第２工程と、
前記第２工程を経て作られた前記ペレット部材を、冷間鍛造により底部を有する有底円筒形状の冷鍛部材を作る第３工程と、
前記第３工程を経て作られた前記冷鍛部材の前記底部を打ち抜き、円筒形状のリング体を作る第４工程と、
前記第４工程を経て作られた前記リング体からコンミテータリングを作り、次いで前記コンミテータリングをモールド材で成形したのち前記コンミテータリングの円周壁を略等ピッチに数箇所切断して複数のセグメントが形成されること特徴とするコンミテータの製造方法。
【請求項２】
前記第２工程における前記冷間圧造において、上型および下型を備えるとともに、前記下型に備えられ、前記上下型の作動とは別個に作動する圧縮棒を有する圧造加工機が用いられ、
前記冷間圧造が開始される前においては、前記圧縮棒は前記下型に対し埋没し、前記上型と前記圧縮棒にて前記棒部材を狭持し、
前記冷間圧造が開始された後においては、前記上下型の少なくとも一方は互いに近接する方向に作動するとともに、前記圧縮棒は前記上型に対し近寄る方向に作動することを特徴とする請求項１に記載のコンミテータの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項のコンミテータの製造方法により製造されるコンミテータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシ付き電動モータのアーマチュアに装着されるコンミテータの製造方法およびこの製造方法により製造されるコンミテータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ブラシ付き電動モータのアーマチュアに装着されるコンミテータは、以下の手順により製造される。まず、銅材料が種々の加工方法によりリング体に形成され、このリング体を冷間鍛造加工等することよりコンミテータリングが成形される。そして、コンミテータリングをモールド材により成形されたのち、コンミテータリングの円周壁が等ピッチに数箇所切断され、複数のセグメントが形成される。
【０００３】
上記のリング体の形成方法としては、（１）定尺のパイプ材をカッタにより切断してリング体を形成するもの（例えば、特許文献１参照）、（２）定尺の中実棒をカッタにより切断してペレット部材を作り、このペレット部材を冷間鍛造によってリング体を形成するもの（例えば、特許文献２参照）、（３）銅線材を所定の長さの棒部材に切断し、両端が当接するようにこの棒部材を丸めるとともに、当接する両端を溶接により接合してリング体を形成するもの（例えば、特許文献３参照）などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５３−１４７２５号公報
【特許文献２】特公昭４８−３７７６１号公報
【特許文献３】特開平６−１３１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の（１）および（２）の従来技術においては、ともにカッタにより材料を切断するため、パイプ材からリング体を形成する際、および中実棒からペレット部材を形成する際に、切り粉が出てしまう。さらに、（１）および（２）の従来技術においては、棒状に形成された定尺の材料（パイプ材，中実棒）からリング体およびペレット部材を取り出すため、使用できない端材が多く出る。そのため、材料の有効活用ができず歩留まりが悪い。
【０００６】
（３）の従来技術においては、当接する両端を溶接により接合するため、溶接のために多くの時間が必要となり、生産スピードが低くなる。
【０００７】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、材料の有効活用ができるとともに、生産スピードが速いコンミテータの製造方法およびこの製造方法により作られるコンミテータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載のコンミテータの製造方法は、一体に連続して形成され断面形状が略円形である銅線材を、予め定められた軸長さごとに切断し、前記予め定められた軸長さの棒部材を作る第１工程と、前記第１工程を経て作られた前記棒部材を、前記棒部材の軸方向から冷間圧造し、前記棒部材の軸長さを短縮するとともに径長さを拡張し、前記棒部材からペレット部材を作る第２工程と、前記第２工程を経て作られた前記ペレット部材を、冷間鍛造により底部を有する有底円筒形状の冷鍛部材を作る第３工程と、前記第３工程を経
て作られた前記冷鍛部材の前記底部を打ち抜き、円筒形状のリング体を作る第４工程と、前記第４工程を経て作られた前記リング体からコンミテータリングを作り、次いで前記コンミテータリングをモールド材で成形したのち前記コンミテータリングの円周壁を略等ピッチに数箇所切断して複数のセグメントが形成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、出発材料として銅線材を用い、銅線材からプレス切断により棒部材が作られる。銅線材のプレス切断においては、切り粉等のスクラップ材が排出されない。また、棒部材が作り出される銅線材は、コイル状に形成された長尺な部材であり、端材がほとんど出ない。そのため、コンミテータを作るための中間体である棒部材を作るときに、材料の使用率が高く、コンミテータを作る工程において、材料が有効に活用され材料の歩留まりがよい。
【００１０】
本発明においては、棒部材から冷間圧造によりペレット部材が作られる。この冷間圧造による加工速度は冷間鍛造等に比べて早い。そのため、コンミテータを作るための中間体であるペレット部材を短時間で作ることができ、全体としてコンミテータを作る生産スピードが速い。
【００１１】
請求項２に記載のコンミテータの製造方法は、請求項１に記載のコンミテータの製造方法における前記第２工程における前記冷間圧造において、上型および下型を備えるとともに、前記下型に備えられ、前記上下型の作動とは別個に作動する圧縮棒を有する圧造加工機が用いられ、前記冷間圧造が開始される前においては、前記圧縮棒は前記下型に対し埋没し、前記上型と前記圧縮棒にて前記棒部材を狭持し、前記冷間圧造が開始された後においては、前記上下型の少なくとも一方は互いに近接する方向に作動するとともに、前記圧縮棒は前記上型に対し近寄る方向に作動することを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、このように、あらかじめ下型に埋没している圧縮棒を作動させ、棒部材の一端を型内に徐々に送り込むとともに、上下型で棒部材を圧縮加工することにより、加工時に棒部材の座屈や倒れこみを防止することができ、所望の形状に向けて冷間圧造を適切に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、材料の有効活用ができるとともに、生産スピードが速いコンミテータの製造方法およびこの製造方法により作られるコンミテータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における第１工程を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態における第１工程で作られる棒部材の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における第２工程を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態における第２工程で作られるペレット部材の斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における第３工程の第１冷鍛工程を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態における第１冷鍛工程で作られる第１冷鍛部材の斜視図である。
【図７】本発明の実施形態における第３工程の第２冷鍛工程を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態における第２冷鍛工程で作られる第２冷鍛部材の斜視図である。
【図９】本発明の実施形態における第４工程を説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態における第４工程で作られるリング体の斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態におけるコンミテータの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施形態におけるコンミテータの製造方法について、図１から図１１に基づき、各工程ごとに以下説明する。
【００１６】
（第１工程）図１は、銅線材１から棒部材３を作る第１工程を示し、図２は、第１工程で作られる棒部材３を示す。図１に示すように、第１工程では、保持型２ａと切断型２ｂを備えるプレス切断機２が用いられ、プレス切断機２により、断面形状が円形である銅線材１の加工が行われる。なお、銅線材１の外径は、径長さｄに設定されている。また、銅線材１は、一体に連続した長尺の形状を成し形成されており、この長尺に形成された銅線材１は、運送や保管の便宜のためにコイル状に成形されている。
【００１７】
図１（ａ）に示されるように、銅線材１の端部１ａは、保持型２ａを経て切断型２ｂに挿入されており、挿入される長さは予め定められた軸長さｌである。その後、図１（ｂ）に示されるように、切断型２ｂは、所定の方向（紙面において下方）に移動する。そして、図２に示すように、銅線材１の端部１ａは、軸長さｌごとに切断され、図２に示すように、銅線材１から軸長さｌ、径長さｄの棒部材が作られる。
【００１８】
上記に示すプレス切断機３による銅線材１の切断においては、カッタで行う切断と異なり、切り粉等のスクラップ材が排出されない。また、棒部材３が作り出される銅線材１は、コイル状に形成された長尺な部材であり、定尺な部材と異なり、棒部材３を作るときに端材がほとんど出ない。そのため、本実施形態では、棒部材３を作るときに、材料が有効に活用され材料の歩留まりがよい。なお、プレス切断機３により銅線材１を切断するのには、銅線材１の径長さｄに対して、銅線材１から切断される軸部材３の軸長さｌは十分に長い必要があり、本実施の形態では、軸長さ１は、径長さｄに対して十分に長く設定されている（ｌ≫ｄ）。
【００１９】
（第２工程）図３は、第１工程を経て作られた棒部材３から、冷間圧造により、棒部材３を軸方向から加圧し、ペレット部材５を作る第２工程を示し、図４は、第２工程で作られるペレット部材５を示す。図３に示すように、第２工程では、高さ調整棒４ｂを有している上型４ａ、および圧縮棒４ｄが挿入されている下型４ｃを備える圧造加工機４が用いられる。そして、圧縮棒４ｄは、上下型（４ａ，４ｂ）の作動とは別個に作動するとともに、冷間圧造が開始される前においては、圧縮棒４ｄは、下型４ｃに対し埋没している。
【００２０】
図３（ａ）に示されるように、第２工程の冷間圧造が開始される前の棒部材３を圧造加工機４にセットした状態において、棒部材３の一端３ａは、下型４ｃに挿入され圧縮棒４ｄに突き当てられる。そして、上型４ａの高さ調整棒４ｂと圧縮棒４ｄとにより、棒部材４は軸方向から狭持される。
【００２１】
図３（ｂ）に示されるように、第２工程の冷間圧造が開始されると、上型４ａは下型と近接する方向（紙面において下方）に作動するとともに、圧縮棒４ｄは上型４ａに対し近寄る方向（紙面において上方）に作動する。そのため、棒部材３は軸方向から圧縮され、軸部材３の軸長さｌは短縮されるとともに、外部から拘束されていない軸部材３の側壁は径方向外側に向けて広がり、軸部材３の径長さｄは拡張される。
【００２２】
このように、あらかじめ下型４ｃに埋没している圧縮棒４ｄを作動させ、棒部材３の一端３ａを型内に徐々に送り込むとともに、上下型（４ａ，４ｂ）で棒部材３を圧縮加工することにより、加工時に棒部材３の座屈や倒れこみを防止することができ、所望の形状に向けて冷間圧造を適切に行うことができる。
【００２３】
そして、図３（ｃ）に示される位置まで、上型４ａおよび圧縮棒４ｄが作動することに
より、棒部材３からペレット部材５が作られる。図４に示されるように、本実施形態の第２工程により、冷間圧造により作られるペレット部材５の径長さＤは、棒部材３の径長さｄに比して十分大きくなる（Ｄ≫ｄ）。なお、本実施形態では、上型４ａと圧縮棒４ｄが作動し移動するが、下型４ｃと圧縮棒４ｄが作動してもよく、上下型（４ａ，４ｃ）と圧縮棒４ｄの全てが作動してもよい。
【００２４】
上記に示す冷間圧造は、加工速度が速いため、短時間の間に棒部材３からペレット部材５を作ることができ、生産スピードが速い。また、棒部材３の軸長さｌおよび圧造加工機４の型内形状を変更することにより、同一形状の銅線材から種々の形状寸法のペレット部材を作ることができる。
【００２５】
（第３工程）本実施の形態では、第２工程を経て作られたペレット部材５は、第３工程により冷間鍛造される。第３工程における冷間鍛造は、２回に分けて行われ第１冷鍛工程と第２冷鍛工程よりなる。図５は、第２工程を経て作られたペレット部材５から、冷間鍛造により、第１冷鍛部材７を作る第１冷鍛工程を示し、図６は、第１冷鍛工程で作られる第１冷鍛部材７を示す。図７は、第１冷鍛工程を経て作られた第１冷鍛部材７から、冷間鍛造により、第２冷鍛部材７を作る第２冷鍛工程を示し、図８は、第２冷鍛工程で作られる第２冷鍛部材８を示す。
【００２６】
図５に示すように、第３工程における第１冷鍛工程では、上型６ａと下型６ｂを備える第１冷鍛加工機６が用いられる。そして、図５（ａ）に示すように、第１冷鍛加工機６の型内にペレット部材５が配置され、図５（ｂ）に示すように、上型６ａは下型６ｂと近接する方向（紙面において下方）に作動し、冷鍛加工が行われる。そして、図６に示すように、略円柱形状の第１冷鍛部材７が作られる。
【００２７】
第１冷鍛工程に引き続き、第２冷鍛工程が行われる。以下、それについて説明する。図７に示すように、第３工程における第２冷鍛工程では、上型８ａと下型８ｂを備える第２冷鍛加工機８が用いられる。そして、図７（ａ）に示すように、第２冷鍛加工機８の型内に第１冷鍛部材７が配置され、図７（ｂ）に示すように、上型８ａは下型８ｂと近接する方向（紙面において下方）に作動し、冷鍛加工が行われる。そして、図８に示すように、底部９ａを有し、有底円筒形状に形成された第２冷鍛部材９が作られる。
【００２８】
（第４工程）次に、第３工程を経て作られた第２冷鍛部材９の底部９ａは、第４工程によるプレス加工により打ち抜かれる。図９は、第２冷鍛部材９の底部９ａをプレス加工により打ち抜く第４工程を示し、図１０は、第４工程で作られるリング体１１を示す。
図９に示すように、第４工程では、パンチとなる上型１０ａと下型１０ｂを備える打抜加工機６が用いられる。そして、図９（ａ）に示すように、下型１０ｂの型内に第２冷鍛部材９が配置され、図９（ｂ）に示すように、上型１０ａは下型１０ｂと近接する方向（紙面において下方）に作動し、プレス加工が行われ、第２冷鍛部材９の底部９ａが打ち抜かれる。そして、図１０に示すように、円筒形状のリング体１１が作られる。
【００２９】
本実施形態では、第４工程を経て作られたリング体１１から、冷間鍛造によりコンミテータリング１２ｂを作り、次いでコンミテータリング１２ｂをモールド材１２ａで成形する。そして、コンミテータリング１２ｂの円周壁を略等ピッチに数箇所切断して複数のセグメント１２ｃが形成されコンミテータ１２が製造される。また、コンミテータ１２の端部には、径方向外側に一体的に突出したライザ１２ｄが形成されている。
【００３０】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【００３１】
以上の記載から、この発明によれば以下の効果が得られる。
○材料の有効活用ができる。
出発材料として銅線材１を用い、プレス切断により棒部材３が作られる。銅線材１のプレス切断においては、切り粉等のスクラップ材が排出されない。また、棒部材３が作り出される銅線材１は、コイル状に形成された長尺な部材であり、端材がほとんど出ない。そのため、コンミテータ１２を作るための中間体である棒部材３を作るときに、材料の使用率が高く、コンミテータ１２を作る工程において、材料が有効に活用され材料の歩留まりがよい。
○生産スピードが速い。
棒部材３から冷間圧造によりペレット部材５が作られる。この冷間圧造による加工速度は冷間鍛造等に比べて早い。そのため、コンミテータ１２を作るための中間体であるペレット部材５を短時間で作ることができ、コンミテータ１２を作る生産スピードが速い。
○形状寸法の異なる種々のコンミテータの製造に対応できる。
棒部材３の軸長さｌおよび圧造加工機４の型内形状を変更することにより、同一形状の銅線材から種々の形状寸法のペレット部材を作ることができる。そのため、コンミテータを作るための中間体であるペレット部材を種々の形状寸法にて作ることができ、形状寸法の異なる種々のコンミテータの製造に対応できる。
【符号の説明】
【００３２】
１  銅線材
１ａ  端部
２  プレス切断機
２ａ  保持型
２ｂ  切断型
３  棒部材
３ａ  一端
３ａ  切断面
３０  中間部材
４  圧造加工機
４ａ  上型
４ｂ  高さ調整棒
４ｃ  下型
４ｄ  圧縮棒
５  ペレット部材
６  第１冷鍛加工機
６ａ  上型
６ｂ  下型
７  第１冷鍛部材
８  第２冷鍛加工機
８ａ  上型
８ｂ  下型
９  第２冷鍛部材（冷鍛部材）
９ａ  底部
１０  打抜加工機
１０ａ  上型
１０ｂ  下型
１１  リング体
１２  コンミテータ
１２ａ  モールド材
１２ｂ  コンテータリング
１２ｃ  セグメント
１２ｄ  ライザ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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