(57)【要約】      （修正有）【課題】信頼性の高い切削加工を行なうことができるとともに、製造コストを低減することが可能な整流子の製造方法を提供する。【解決手段】整流子セグメント１３の結線部とは反対側に位置する切削始端部Ｐから結線部側に位置する切削終端部Ｑへ切削手段を移動させて整流子セグメント１３の表面を切削仕上げする際に、切削終端部Ｐの付近では、整流子素材を１回転させたときにおける切削手段の移動量が終端部付近以外での移動量よりも少なく設定されている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線との結線部を有する円筒状の整流子素材を軸方向に分割して複数の整流子セグメントを形成し、前記整流子素材をその軸中心周りに回転させながら、前記結線部とは反対側に位置する前記整流子セグメントの切削始端部から前記結線部側に位置する前記整流子セグメントの切削終端部へ切削手段を移動させることで、同整流子セグメントの表面を切削仕上げするようにした整流子の製造方法において、
前記切削終端部の付近では、前記整流子素材を１回転させたときにおける前記切削手段の移動量が所定の値に設定されていることを特徴とする整流子の製造方法。
【請求項２】
前記整流子セグメントの前記切削終端部の付近では、前記切削手段の移動量が０．００１ｍｍ〜０．０１２ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の整流子の製造方法。
【請求項３】
前記整流子セグメントの前記切削終端部の付近における前記切削手段の移動量は、前記切削終端部の付近以外の箇所での前記切削手段の移動量よりも少なく設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の整流子の製造方法。
【請求項４】
前記切削手段が前記切削終端部の付近以外の箇所から前記切削終端部の付近に移行するとき、同切削手段の移動が一時的に停止することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の整流子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、整流子の製造方法に係り、詳しくは、外周面の面仕上げを目的とする切削加工に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータの整流子（コンミテータ）は、樹脂からなる略円筒形状の絶縁体と、その絶縁体の外周に複数配設される整流子セグメントとから構成されている。整流子の製造方法としては、まず、所定の形状に打ち抜かれたセグメント用板材を丸めて、一端面から複数の結線爪が延設された円筒形状の整流子部材を形成する。次に、整流子部材の内側に絶縁材料を充填し、絶縁材料の硬化後、カッター等を用いて、整流子部材に所定の角度間隔でスリット溝を入れる。スリット溝を設けることで、整流子部材を複数の整流子セグメントに分割した後、スリット溝付近に生じるバリの除去や真円度の精度を上げるため、整流子セグメントの外周面の面仕上げを行なう。このとき、切削バイトを用いて、整流子セグメントの表面の切削仕上げが行なわれる。
【０００３】
整流子セグメントの面仕上げを行う際、整流子部材の材質、切削バイト（刃物）の劣化、切削バイトの移動速度等の条件によって、切削終端部付近にバリが残存することがある。このバリが、整流子セグメントを分割するスリット溝に入り込むと、モータを駆動させた場合にレアショート（層間短絡）が生じ、その結果、製品歩留まりが低下する等の問題があった。そこで、外周面の面仕上げを行なう際の切削加工方法として、荒切削と仕上げ切削とを組み合わせた技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１６３０９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の製造方法によると、整流子素材の外周面を荒切削加工した後、荒切削により生じたバリを除去するため、仕上げ切削加工を行う必要がある。つまり、外周面の面仕上げを行うのに、切削バイトによる切削工程を複数回繰り返さなければならない。従って、切削工数が増加し、整流子の製造コストの上昇を招くという問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、信頼性の高い切削加工を行なうことができるとともに、製造コストを低減することが可能な整流子の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【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、請求項１に記載の発明では、巻線との結線部を有する円筒状の整流子素材を軸方向に分割して複数の整流子セグメントを形成し、前記整流子素材をその軸中心周りに回転させながら、前記結線部とは反対側に位置する前記整流子セグメントの切削始端部から前記結線部側に位置する前記整流子セグメントの切削終端部へ切削手段を移動させることで、同整流子セグメントの表面を切削仕上げするようにした整流子の製造方法において、前記切削終端部の付近では、前記整流子素材を１回転させたときにおける前記切削手段の移動量が所定の値に設定されていることを要旨とする。
【０００８】
この構成にすれば、切削終端部付近で切削手段の移動量を所定の値に設定することで、バリを残存させることなく、整流子セグメントの表面の切削仕上げを行なうことができる。つまり、信頼性の高い切削加工を行なうことが可能となる。しかも、切削手段による切削工程が１回で済むことから、従来の方法と比べ、切削工数を削減することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記整流子セグメントの前記切削終端部の付近では、前記切削手段の移動量が０．００１ｍｍ〜０．０１２ｍｍの範囲に設定されていることをその要旨とする。
【００１０】
この構成にすれば、バリの発生し易い切削終端部付近では、切削手段の移動量を０．００１ｍｍ〜０．０１２ｍｍの範囲に設定することによって、切削抵抗を低く抑えることができる。よって、切削終端部付近では、バリの発生率が低く抑えられるため、製品歩留まりを向上させることができる。従って、より信頼性の高い切削加工を行なうことが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記整流子セグメントの前記切削終端部の付近における前記切削手段の移動量は、前記切削終端部の付近以外の箇所での前記切削手段の移動量よりも少なく設定されていることをその要旨とする。
【００１２】
この構成にすれば、切削終端部付近以外の箇所で、切削手段の移動量を多くすることができるため、整流子セグメントの表面の切削仕上げに要する時間ロスを軽減することができ、サイクルタイムが短縮化される。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の発明において、前記切削手段が前記切削終端部の付近以外の箇所から前記切削終端部の付近に移行するとき、同切削手段の移動が一時的に停止することをその要旨とする。
【００１４】
この構成にすれば、バリの発生し易い切削終端部付近で、切削手段の移動を一旦停止させることで、切削抵抗を急激に下げることができる。このため、切削終端部付近では、バリの発生率が更に低く抑えられ、製品歩留まりをより一層向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
【００１６】
図１に示すように、回転電機としての直流モータ１において、ハウジング２の内周面には、複数のマグネット３が固着されている。マグネット３の内側に設けられた回転軸５の両端部は軸受６を介して回転可能に支持され、この回転軸５の中間部には、巻線（コイル）を有するコア部７が固定されている。回転軸５の一端側（図１の右側）には、整流子（コンミテータ）８が軸着されている。
【００１７】
図２に示すように、整流子８は、樹脂からなる略円筒形状の絶縁体１２と、その絶縁体１２の外周に配置される複数の整流子セグメント１３とを備えている。整流子セグメント１３は、絶縁体１２の外周面に対応して円弧状に形成されたセグメント本体部１３ａと、その一端に形成される結線部としての結線爪１３ｂとを有している。セグメント本体部１３ａは、所定の幅で略帯状に形成されており、このセグメント本体部１３ａの外周面に、コイルスプリング１０により付勢されたブラシ９が摺接することによって、直流モータ１を駆動するための電流が供給される。
【００１８】
図２、図３に示すように、整流子８の表面を切削仕上げする際、整流子セグメント１３の表面には、切削手段としての切削バイト１５により削り取られた部分が切削部１８として形成されている。即ち、整流子８が形成される前の整流子素材を、その軸中心周りに回転させて、整流子セグメント１３の表面と接触した切削バイト１５の先端１５ａを、結線爪１３ｂとは反対側に位置する切削始端部Ｐから結線爪１３ｂ側に位置する切削終端部Ｑへ移動させて、整流子８の表面を切削仕上げする。
【００１９】
図４（ａ）に示すように、切削バイト１５が切削始端部Ｐから切削終端部Ｑにかけて移動するとき、切削終端部Ｑ付近の切削範囲である第１切削部Ａと、前記切削終端部Ｑ付近以外の切削範囲である第２切削部Ｂとでは、整流子素材を１回転させたときにおける切削バイト１５の移動量が異ならしめられている。ここで、第１切削部Ａは第２切削部Ｂよりも明らかに狭い範囲に設定されており、具体的に言うと、第１切削部Ａの範囲に対する第２切削部Ｂが占める範囲の割合は１．５％以下となっている。言い換えれば、第１切削部Ａの範囲は、切削部１８全体の２％以下に設定されている。この比率は、整流子セグメント１３の大きさ、材質の硬度等に応じて任意に変更可能であり、０．１〜１０％の範囲内に設定されるのが好ましい。
【００２０】
図４（ｂ）は、切削終端部Ｑ付近における切削バイト１５の移動距離とその移動時間との関係、即ち、切削バイト１５の移動速度を示している。尚、図４（ｂ）のグラフの横軸は切削バイト１５の移動時間を示し、縦軸は切削バイト１５の移動距離を示している。本実施形態において、整流子セグメント１３の切削仕上げは、第２切削部Ｂと第１切削部Ａとが１回の切削工程において同時に行なわれる。第１切削部Ａにおける切削バイト１５の移動速度は、第２切削部Ｂでの移動速度よりも遅くなっている。尚、第１切削部Ａにおける切削バイト１５の移動速度は、第２切削部Ｂでの移動速度の０．０１〜１％の範囲内に設定されるのが好ましい。切削バイト１５が第２切削部Ｂから第１切削部Ａに移行するとき、両切削部Ａ、Ｂの境界部では、切削バイト１５の移動が一時的に停止（図４（ｂ）に示すＣの範囲）する。
【００２１】
図５は、切削バイト１５の移動量と、切削時に切削終端部Ｑ付近で発生するバリの発生率との関係を示している。尚、切削バイト１５の移動量（ｍｍ／回転）とは、整流子素材を１回転させたときに切削バイト１５が第１切削部において整流子素材の中心軸に沿って移動する移動距離のことをいい、バリ発生率（％）とは、切削仕上げを済ませた整流子８の総数に対し、バリが発生した整流子８の数の割合のことをいう。
【００２２】
切削バイト１５の移動量を０．００１（ｍｍ／回転）よりも小さくした場合と、切削バイト１５の移動量を０．０１２（ｍｍ／回転）よりも大きくした場合とで、バリの発生率（％）が高くなっている。一方、切削バイト１５の移動量を０．００１〜０．０１２（ｍｍ／回転）の範囲に設定すれば、切削終端部Ｑ付近ではバリが生成されにくくなり、バリの発生率を約０．３％以下に抑えることができる。この範囲に切削バイト１５の移動量を設定することで、バリ発生率が低下するのは、切削終端部Ｑ付近での切削抵抗が低く抑えられ、整流子セグメント１３の弾性変形による影響を小さくすることができるからである。このため、切削バイト１５の移動量を０．００４（ｍｍ／回転）〜０．００８（ｍｍ／回転）に設定することがより一層好ましい。この範囲に切削バイト１５の移動量を設定すれば、バリ発生率が０。１％以下となるからである。更に、０．００５（ｍｍ／回転）〜０．００７（ｍｍ／回転）に設定することが最も好ましい。この範囲に切削バイト１５の移動量を設定すれば、バリ発生率がほぼ０となるからである。
【００２３】
上記実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）整流子セグメント１３の表面の切削仕上げは、第２切削部Ｂと第１切削部Ａとを１回の切削工程で行なうことができるため、従来の方法と比べ、切削工数を削減することができる。従って、整流子８の製造コストを低減することができる。
【００２４】
（２）第１切削部Ａは、切削部１８全体のごくわずかな部分であるため、切削バイト１５の移動量を低く設定しても、切削工程に要する時間ロスを軽減することができる。よって、サイクルタイムが短縮化されるため、整流子８の製造効率を向上させることができる。
【００２５】
（３）切削バイト１５が第２切削部Ｂから第１切削部Ａに移行するとき、両切削部Ａ、Ｂの境界部では、切削バイト１５の移動を一時的に停止している。この場合、切削終端部Ｑ付近では、切削抵抗が極端に低く抑えられるため、バリが生成されにくくなる。このため、整流子セグメント１３の表面を切削仕上げする際、バリの発生率が低くなり、製品歩留まりを向上させることができる。よって、信頼性の高い切削加工を行なうことが可能となる。
【００２６】
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態の整流子８の製造方法は、第１実施形態における切削バイト１５の移動を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。
【００２７】
本実施形態において、整流子セグメント１３の切削仕上げは、第２切削部Ｂと第１切削部Ａとが１回の切削工程において同時に行なわれ、切削バイト１５が第２切削部Ｂから第１切削部Ａに移行するとき、両切削部Ａ、Ｂの境界部では、同切削バイト１５の移動を第２切削部Ｂよりも一時的に遅くしている。
【００２８】
従って、この第２実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（４）切削バイト１５が第２切削部Ｂから第１切削部Ａに移行するとき、切削バイト１５の移動を一時的に停止させないことから、切削工程に要する時間ロスを更に軽減することができる。よって、サイクルタイムが更に短縮化されるため、整流子８の製造効率をより一層向上させることができる。
【００２９】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記第１及び第２実施形態において、第２切削部Ｂと第１切削部Ａとの境界部では、切削バイト１５の移動を一時的に停止又は第２切削部よりも一時的に遅くしていたが、切削バイト１５の移動速度を緩やかに下げるようにしてもよい。
【００３０】
・前記第１及び第２実施形態において、整流子セグメント１３の表面の切削仕上げを行なう際、切削バイト１５が用いられていたが、任意の工具に変更してもよい。
【００３１】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（１）前記切削手段が前記切削終端部の付近以外の箇所から前記切削終端部の付近に移行するとき、同切削手段の移動を前記切削終端部の付近以外の箇所よりも一時的に遅くすることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の整流子の製造方法。
【００３２】
（２）前記切削終端部付近の切削範囲である第１切削部は、前記切削終端部付近以外の切削範囲である第２切削部よりも狭い範囲に設定されていることを特徴とする請求項１〜４及び技術的思想（１）のうちいずれか１項に記載の整流子の製造方法。
【００３３】
（３）前記第１切削部の占める範囲は、前記第２切削部の範囲に対して０．０１〜０．１％に設定されていることを特徴とする技術的思想（２）に記載の整流子の製造方法。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、信頼性の高い切削加工を行なうことができるとともに、製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のモータの要部断面図。
【図２】表面を切削仕上げされた整流子の断面図。
【図３】表面が切削仕上げされているときの整流子の拡大断面図。
【図４】（ａ）は第１切削部の範囲と第２切削部の範囲との関係を説明するための図。（ｂ）は切削終端部付近における切削バイトの移動速度を説明するための図。
【図５】切削バイトの移動量と切削終端部付近で発生するバリの発生率との関係を示す図。
【符号の説明】
８…整流子、１３…整流子セグメント、１３ｂ…結線爪（結線部）、Ｐ…切削始端部、Ｑ…切削終端部。
【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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