(57)【要約】【課題】簡易な工法により、高精度で信頼性が高くしかも安価な平型整流子ユニットの製造方法を提供する。【解決手段】金属板をプレス加工で打抜くことにより、複数の整流子部１と、各整流子部１間に一定幅で設けられたスリット部２と、隣接する前記整流子部１どうしを連結する連結部４とを形成するプレス工程と、前記スリット部２の幅を維持した状態で、前記整流子部１と絶縁体７とをインサート成形により一体化する成形工程と、前記成形工程の後、前記連結部４を切断して各整流子部１を分離する切断工程とを備える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板をプレス加工で打ち抜くことにより、複数の整流子部と、各整流子部間に一定幅で設けられたスリット部と、隣接する前記整流子部どうしを連結する連結部とを形成するプレス工程と、
前記スリット部の幅を維持した状態で、前記整流子部を合成樹脂によりインサート成形して一体に絶縁体を形成する成形工程と、
前記成形工程の後、前記連結部を切断して各整流子部を分離する切断工程とを備えることを特徴とする平型整流子ユニットの製造方法。
【請求項２】
前記金属板はフープ材からなり、前記プレス工程において、当該フープ材の長手方向に連続するリード部と、前記各整流子部の外縁から延出するライザー部と、前記リード部と前記ライザー部および前記リード部と前記連結部をそれぞれ接続する架橋部とを形成した後、前記架橋部を切断して前記ライザー部および前記接続部を前記フープ材から切り離すことを特徴とする請求項１に記載の平型整流子ユニットの製造方法。
【請求項３】
前記成形工程において、成形用金型の凸部を前記スリット部に入り込ませた状態でインサート成形することを特徴とする請求項１または２に記載の平型整流子ユニットの製造方法。
【請求項４】
前記架橋部は、各々が相互に平行に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の平型整流子ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏平小型モータ等の回転電機に使用される平型整流子ユニットの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小型モータは携帯電話や音響・映像機器、光学精密機器など様々な分野で広く使用されており、近年、軽量薄型化、高性能化が進んでいる。特に、偏平型の小型モータにおいては、平型整流子ユニットが使用され、モータ及び当該モータを組み込んだ機器の薄型化が図られている。
【０００３】
平型整流子ユニットの製造方法として、例えば特開平８−６５９６６号公報や特開２００１−１１９９００号公報に開示された方法が知られている。これらの公知技術によれば、図８に示すように、絶縁性支持体５１のモールド成形時にリング状の金属板５２をインサート成形して成形体５０を製作した後、図９に示すように、成形体５０の金属板５２に放射状の切り込みを入れることにより複数のスリット５３を設けて、複数の整流子片５４を分割形成する製造方法が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の製造方法は、直径が数ミリ程度の小型の平型整流子ユニットに適用する場合、スリット５３の幅を均一に維持したり、各整流子片５４の大きさ・形状を一定に保つために、スリット形成工程を極めて高精度に行う必要があることから、作業性に劣り製造コストが高騰するといった問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、比較的容易な工法により、高精度で信頼性が高くしかも安価な平型整流子ユニットを製造するための製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１にかかる平型整流子ユニットの製造方法は、金属板をプレス加工で打ち抜くことにより、複数の整流子部と、各整流子部間に一定幅で設けられたスリット部と、隣接する前記整流子部どうしを連結する連結部とを形成するプレス工程と、前記スリット部の幅を維持した状態で、前記整流子部を合成樹脂によりインサート成形して一体に絶縁体を形成する成形工程と、前記成形工程の後、前記連結部を切断して各整流子部を分離する切断工程とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような製造方法によれば、プレス加工で形成した連結部によりスリット部の幅を維持した状態で整流子部をインサート成形し、しかる後、連結部を切断して整流子部を分離させるため、小型の平型整流子ユニットであっても、容易にスリット幅が均一に維持されるとともに、大きさ・形状が一定の各整流子片を得ることができる。その結果、高精度で信頼性が高く安価な平型整流子ユニットを得ることができる。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１において、前記金属板としてフープ材を用い、前記プレス工程において、当該フープ材の長手方向に連続するリード部と、前記各整流子部の外縁から延出するライザー部と、前記リード部と前記ライザー部および前記リード部と前記連結部とをそれぞれ接続する架橋部とを形成した後、前記架橋部を切断して前記ライザー部および前記接続部を前記フープ材から切り離すことを特徴とする。
【０００９】
このような製造方法によれば、順送プレス加工を利用した平型整流子ユニットの製造が可能になると共に、プレス工程で打ち抜いた各整流子片間のスリット幅が均一に維持されて成形工程が行われるため、安価な製造コストで高精度の平型整流子ユニットを得ることができる。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１または請求項２における成形工程において、成形用金型の凸部を前記スリット部に入り込ませた状態でインサート成形することを特徴とする。このような製造方法により、各整流子片間のスリット幅がより確実に均一化される。さらに、スリット部に所定の深さを有する凹溝が形成されるため、当該平型整流子ユニットと給電用ブラシとが摺接する際に生じる摩耗粉がこの凹溝内に蓄積されることから、摩耗粉に起因する接触不良の発生を未然に防止することができる。
【００１１】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の平型整流子ユニットの製造方法において、前記架橋部は各々が相互に平行に形成されることを特徴とする。これにより、フープ材における材料取りスペースを縮小化することが可能となるため、製造コストの高騰を抑止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明にかかる平型整流子ユニットの製造方法について、その実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明におけるプレス工程により金属板を打ち抜いて整流子部等を形成した状態を示す平面図である。本実施形態では、金属板としてフープ材を用いて、複数のステージにおいて順次プレス加工を進めていく順送プレス加工に本発明を適用した例を示す。図１において、符号１０は、整流子に適する例えば銅を主体とした合金、または銅をベースとしたクラッド材等の導電性金属板を帯状に巻回したフープ材で、長手方向の両側縁部には、当該フープ材１０を等ピッチで移送するためのパイロット孔１２を穿設した一対のリード部１１，１１が形成されている。これらのリード部１１やパイロット孔１２はプレス工程の初期のステージで形成される。
【００１４】
リード部１１，１１間は、図示を省略したプレス金型とポンチにより所定形状に打ち抜かれて整流子部１などが形成されている。本実施形態において整流子部１は中心角が約１２０度の扇形状を成し、放射状に形成されたスリット部２を介して３個の整流子部１が円環状に配置されており、整流子部１の中央部にはモータの回転軸（図示しない）を挿通させる中心孔６が設けられている。なお、各整流子部１の形状やスリット部２の幅（スリット幅）は、予め高精度につくられたプレス金型とポンチによって、常に同じ形状に精度良くプレス形成される。
【００１５】
隣接する整流子部１どうしは、スリット部２の径方向外側に形成された連結部４によって互いに分離しないように連結されている。さらに、この連結部４は、リード部１１に対して直交するように延出した架橋部５によりリード部１１と接続されている。また、各整流子部１の外縁には、周方向のほぼ中央部分から半径方向に延出するライザー部３が形成され、これらのライザー部３も架橋部５によりリード部１１と接続されている。さらにまた、各整流子部１の内縁部に一体形成したアンカー爪８ａ、および外縁部に一体形成したアンカー爪８ｂからなるアンカー爪が形成されている。尚、図１の図示上側中央のライザー部３は、直接リード部１１に接続されているため、架橋部５としての機能も有している。また、本実施形態では各架橋部５を互いに平行になるように形成しているため、フープ材１０における材料取りスペースを縮小化することが可能となる。したがって、製造コストの高騰を抑止できる。
【００１６】
以上のようなプレス工程によって形成された各整流子部１のスリット部２は連結部４により連結されているので、スリット間隔を維持することができる。さらに、各整流子部１の径方向外側はライザー部３および架橋部５によりリード部１１に接続されているので各整流子部１の変位が阻止され、従って、つぎの成形工程においてもスリット間隔をそのまま維持することができる。
【００１７】
つぎに、プレス工程で作製した整流子結合体２０を用いて合成樹脂等の絶縁体にインサート成形する成形工程について、図２、図３（ａ）、（ｂ）および図４に基づいて説明する。図２は整流子部１と絶縁体７とを一体化した状態の成形体３０を示す平面図であり、図３（ａ）は整流子部１と絶縁体７とを一体化した後に連結部４を切り落とした状態の成形体３０を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＸ−Ｘ’断面図であり、図４は請求項３にかかる発明の実施形態を示し、図３（ａ）におけるＹ−Ｙ’断面図である。
【００１８】
成形工程では、当該平型整流子ユニットの絶縁体７の形状を型取った成形用金型を用いて、この成形用金型のキャビティ内に前述のプレス工程で作製した整流子結合体２０（図２参照）をフープ材１０のリード部１１に接続された状態でセットした後、同キャビティ内に合成樹脂を充填することにより、図２に示すように、整流子部１と絶縁体７とが一体化された成形体３０が形成される。かかる成形工程において、整流子結合体２０の隣接する整流子部１どうしは連結部４によって相互に連結しているため、スリット部２の幅が成形時に変化・変形することなく、所定寸法に維持されている。
【００１９】
図２に示した成形体３０は、整流子結合体２０の一方面のほぼ全域を絶縁体７で被覆して、図示しない給電用ブラシと摺接する整流子部１の中央部およびライザー部３、さらには連結部４を露出させている。また、図３（ｂ）に示すように、プレス工程において中心孔６の内縁部および外縁部に各々一体形成したアンカー爪８によって整流子結合体２０と絶縁体７とが分離しないように強固に結合される。
【００２０】
図４は、成形工程において、成形用金型４２に設けた凸部４２ａを前述したスリット部２に入り込ませた状態でインサート成形する実施形態を示している。この成形工程では、図示下側の第１成形用金型４１と図示上側の第２成形用金型４２を使用し、第１成形用金型４１のキャビティ内に整流子部１を含む整流子結合体２０をセットする。このとき、第２成形用金型４２に予め設けられたスリット部２の幅と同じもしくはやや小さい幅の設定された凸部４２ａをスリット部２に入り込ませる。そして、この状態からキャビティ内に合成樹脂等を充填することによって絶縁体７が形成される。この成形工程において、前述したように、成形用金型４１，４２の外部であってスリット部２の半径方向外側には、隣接した整流子部１を連結する連結部４が形成されているため（図３参照）、インサート成形によってスリット部２の幅が変化することはないが、図４に示す成形工程において成形用金型４２の凸部４２ａをスリット部２に入り込ませた状態でインサート成形することにより、スリット幅は確実に一定間隔に維持される。
【００２１】
さらに、第２成形用金型４２に設けた凸部４２ａの高さを整流子部１の板厚よりも大きくすることにより、図４に示すように、絶縁体７にスリット部２とほぼ同じ幅の凹溝７ａが形成される。この凹溝７ａおよびスリット部２には、平型整流子ユニットと給電用ブラシとが摺接する際に生じる摩耗粉等を蓄積するようにしている。これによって、摩耗粉に起因する接触不良の発生、または、整流子部１間の電気的短絡を未然に防止することができる。図４に示した凹溝７ａは、Ｕ字状に形成しているが、矩形状またはＶ字状に形成しても良い。なお、第２成形用金型４２に設けた凸部４２ａをスリット部２に入り込ませるためには、凸部４２ａの先端を略シリンドリカル状または山形状に形成することが望ましく、このような形状に形成することによって、凹溝７ａがＵ字状またはＶ字状に形成される。
【００２２】
上述したように、成形工程において整流子部１と絶縁体７とを一体化した成形体３０を形成した後、つぎの切断工程において、図２に点線により示す切断線ＣＬの個所、すなわち、隣接した整流子部１を連結する３個所の連結部４と、３個所のライザー部３を全て切り落とすことによって、フープ材１０のリード部１１から離脱され、図５に示すような平型整流子ユニットが完成する。この切断工程は、成形体３０を切断用プレス金型（図示省略）にセットして各連結部４およびライザー部３を同時に切り落としても、あるいは、カッター等によって個々に切り落としても良いが、このとき、各整流子部１は既に絶縁体７と一体成形されているので、スリット部２のスリット幅は切断工程を行うことによって変化することはない。
【００２３】
図５乃至図７は、本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態においては、前述したプレス工程によって作製した整流子結合体２０を、フープ材１０のリード部１１から分離した後に成形工程において合成樹脂等の絶縁体にインサート成形する工程に変更したものである。なお、前述した第１の実施形態と同符号は同部品を示し、その詳細な説明は省略する。プレス工程の最終ステージにおいて、図５に示す切断線ＣＬにしたがい、ライザー部３と架橋部５との交点、連結部４と架橋部５との交点、あるいはライザー部３とリード部１１との交点を切断することにより、図６に示した整流子結合体６０を得る。この実施形態においても、中心孔６の内縁部に形成したアンカー爪８ａおよび整流子部１の外縁部に形成したアンカー爪８ｂが形成されている。
【００２４】
つぎに、この整流子結合体６０は、図７（ａ）、（ｂ）に示す成形工程によって合成樹脂等の絶縁体にインサート成形される。この成形工程では、前述した成形用金型と同様の成形用金型が用いられ、この成形用金型のキャビティ内に整流子結合体６０（図７参照）をセットした後、同キャビティ内に合成樹脂を充填することにより、図８に示す整流子部１と絶縁体７とが一体化された成形体７０が形成される。この第２の実施形態においても、整流子結合体６０の隣接する整流子部１どうしは連結部４によって相互に連結しているため、スリット部２の幅が成形時に変化・変形することなく所定寸法に維持される。
【００２５】
図７に示した成形体７０は、整流子結合体６０の一方面のほぼ全域を絶縁体７で被覆すると共に、整流子結合体６０の他方面の内縁部および外縁部の一部を被覆して、図示しない給電用ブラシと摺接する整流子部１の中央部およびライザー部３、さらには連結部４を露出させている。なお、第２の実施形態においても、図７（ｂ）に示すように、プレス工程において中心孔６の内縁部および整流子部１の外縁部の一部を屈曲させて形成したアンカー爪８によって整流子結合体６０と絶縁体７とが分離しないように結合している。なお、絶縁体７により整流子結合体６０の一方面のほぼ全域と、整流子結合体６０の他方面の内縁部および外縁部の一部とを被覆する構成は、前述した第１の実施形態にも適用され、また、第１の実施形態と同様に、整流子部１のほぼ全面を露出させて絶縁体７により成形するように構成しても良い。
【００２６】
また、第２の実施形態においても、成形用金型４２の凸部４２ａをスリット部２に入り込ませた状態でインサート成形するようにしている。スリット部２の半径方向外側には隣接した整流子部１を連結する連結部４が形成されているので、スリット幅が変化することはないが、成形工程において成形用金型４２の凸部４２ａをスリット部２に入り込ませた状態でインサート成形することにより、スリット幅は確実に一定間隔に維持される。
【００２７】
また、スリット部２および絶縁体７に所定の深さを有する凹溝７ａが形成されるため、平型整流子ユニットと給電用ブラシとが摺接する際に生じる摩耗粉等がこの凹溝７ａ内に蓄積され、摩耗粉に起因する不良の発生を未然に防止することができることも前述した実施形態と同様である。
【００２８】
上記のように、成形工程において整流子部１と絶縁体７とを一体化した成形体７０を形成した後、切断工程において、隣接した整流子部１を連結する連結部４を全て切り落とすことによって、平型整流子ユニットが完成する。この切断工程は、成形体７０を切断用金型（図示省略）にセットして各連結部４を同時に切り落とす工法や、カッター等で個々に切り落とす工法によって行われるが、各整流子部１は既に絶縁体７と一体成形されているため、スリット幅は当該切断工程の際に変化することはない。
【００２９】
以上説明した本発明にかかる製造方法によれば、プレス加工で形成した連結部４によりスリット部２の幅を維持した状態で整流子部１をインサート成形し、しかる後、連結部４を切断して整流子部１を分離させるため、直径が数ミリ程度の超小型の平型整流子ユニットであっても、容易にスリット幅が均一に維持されるとともに、大きさ・形状が一定の各整流子片１を得ることができる。その結果、高精度で信頼性が高く安価な平型整流子ユニットを得ることができる。
【００３０】
以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であるというのは言うまでもない。例えば、上記実施形態では、３個の整流子部１を使用した平型整流子ユニットの例を示したが、本発明は３個以外（４個、６個、９個など）の整流子部１を使用する整流子ユニットに適用しても同等の効果を奏することができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、金属板としてフープ材１０を用いて順送プレス加工に本発明を適用した例を示したが、フープ材ではなく短冊状の板材を用いて単発プレス加工に本発明を適用しても良い。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の請求項１にかかる製造方法によれば、プレス加工で形成した連結部によりスリット部の幅を維持した状態で整流子部をインサート成形し、しかる後、連結部を切断して整流子部を分離させるため、小型の平型整流子ユニットであっても、容易にスリット幅が均一に維持されるとともに、大きさ・形状が一定の各整流子片を得ることができる。その結果、高精度で信頼性が高く安価な平型整流子ユニットを得ることができる。
【００３３】
また、請求項２にかかる製造方法によれば、順送プレス加工を利用した平型整流子ユニットの製造が可能になると共に、プレス工程で打抜いた各整流子片間のスリット幅が均一に維持されて成形工程が行われるため、安価な製造コストで高精度の平型整流子ユニットを得ることができる。
【００３４】
さらに、請求項３にかかる製造方法により、各整流子片間のスリット幅がより確実に均一化される。さらに、スリット部に所定の深さを有する凹溝が形成されるため、当該平型整流子ユニットと給電用ブラシとが摺接する際に生じる摩耗粉がこの凹溝内に蓄積されることから、摩耗粉に起因する接触不良の発生を未然に防止することができる。
【００３５】
さらにまた、請求項４にかかる製造方法によれば、フープ材における材料取りスペースを縮小化することが可能となるため、製造コストの高騰を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるプレス工程により金属板を打ち抜いた状態の一実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明にかかる成形工程において整流子部と絶縁体とを一体化した成形体を示す平面図である。
【図３】（ａ）は、図１の状態から切り離された整流子結合体を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＸ−Ｘ’断面図である。
【図４】図３（ａ）におけるＹ−Ｙ’断面図である。
【図５】本発明におけるプレス工程により金属板を打ち抜いた状態の第２の実施形態を示す平面図である。
【図６】図５の状態から切り離された整流子結合体を示す平面図である。
【図７】（ａ）は、図７の整流子結合体と絶縁体とを一体化した成形体を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＸ−Ｘ’断面図である。
【図８】従来の平型整流子ユニットの製造方法の途中過程を示す平面図である。
【図９】従来の製造方法により製造された平型整流子ユニットの平面図である。
１    整流子部
２    スリット部
３    ライザー部
４    連結部
５    架橋部
７    絶縁体
７ａ  凹溝
１０  フープ材
１１  リード部
２０  整流子結合体
３０  成形体
４１  第１成形用金型
４２    第２成形用金型
４２ａ  凸部
【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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