(57)【要約】【課題】小型モータに使用される整流子において、スリットの溝の空間をばらつきなく広く確保することを目的とする。【解決手段】隣合う整流子片１４のカーリング円弧部１８の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部にエッジ除去空間３５を施こす。【選択図】  図２
2005033847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形されたホルダーと複数個の整流子片と絶縁リングを具備し、前記ホルダーは軸方向に円筒状に円筒部を設け、その中心にはシャフト挿入用に穴が形成され、さらにその円筒部の一端側にその円筒部径よりも大きなフランジ部が形成され、さらに前記整流子片はカーリング円弧部と中心から放射状に略直角に折り曲がった端子部からなり、前記ホルダーのフランジ部に整流子片の端子部を合わせ、前記ホルダーの円筒部に整流子片のカーリング円弧部を合わせて装着した組立整流子において、ホルダーの円筒部に複数個の整流子片を均等に配置し、隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部にエッジ除去空間を施したことを特徴とするモータの整流子。
【請求項２】
エッジ除去空間が隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部が面取りにて形成されたことを特徴とする請求項１記載のモータの整流子。
【請求項３】
エッジ除去空間が隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部が面取りにて形成され、整流子片の板厚をｔ１として、板厚方向に影響する面取りの大きさをｂ１とすれば、０＜ｂ１≦０．８×ｔ１の関係にある面取り大きさであることを特徴とする請求項２記載のモータの整流子。
【請求項４】
エッジ除去空間が隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部がフレット形状に形成されたことを特徴とする請求項１記載のモータの整流子。
【請求項５】
エッジ除去空間が隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部がフレット形状に形成され、整流子片の板厚をｔ１として、板厚方向に影響するフレットの大きさをｂ２とすれば、０＜ｂ２≦０．８×ｔ１の関係にあるフレットの大きさであることを特徴とする請求項４記載のモータの整流子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯用電子機器の携帯カメラのレンズアクチュエータ等の駆動用として用いられる小型直流モータの整流子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話、携帯情報端末などの電子機器に、小型カメラを搭載した製品が市場に現れ始めてきている。それらの小型カメラの画素数も１１万画素や３５万画素のものが主流である。携帯電話に搭載の小型カメラの画素数は年々増加の傾向にあり、一般のデジタルカメラ市場の低級画素数クラスのものの牙城をとり込んできている。
【０００３】
そうした社会市場環境において、携帯電話に搭載の小型カメラで撮影した画像は携帯電話の液晶モニタで確認することが可能であり、最近は２画面の液晶モニタを備えた携帯電話もある。デジタルカメラと同様に携帯電話にカード型メモリーを装着して、そのメモリーに撮影した画像を保存する。必要な時にメモリカードからＰＣで取り込んでプリントしたりする。また、ネットワーク接続機能を備えた携帯電話であれば、撮影した画像をそのままネットワークを介して相手に送信することが可能である。またさらには、ＦＯＭＡのような携帯電話ではＴＶ電話として利用することも可能である。
【０００４】
携帯電話に取付けられる小型カメラは、携帯電話本体に取り付けられているために、最近に薄型携帯電話の指向から、搭載する小型カメラも携帯電話の本体の厚さ以内である必要があるうえに、液晶モニタも大型になってきて、搭載する設置面積も限られた大きさである。たとえば、１０ｍｍ角の大きさで厚さ的にも１０ｍｍ程度であるコンパクトな携帯電話搭載小型カメラでなくてはならない。
デジタルカメラの機能から推測して、携帯電話の小型カメラもズーム機能やフォーカス機能を備えたものが必要と考えられて開発がなされつつある。
【０００５】
デジタルカメラではスペース的にも余裕があって、ズームやフォーカス用駆動モータとしては、小型直流モータやステッピングモータなどが使用されている。
【０００６】
そうしたモータの直径は６ｍｍ〜１２ｍｍ程度のものが多く、あらゆる分野で広く使用されている小型モータで対応できている。その小型モータは長円筒型、長小判円筒型である。モータの構成的にも、シャフトが比較的に大きく、モータの整流子も何ら問題なく製作できていた。このような分野における小型モータの整流子としては、組立式整流子とモールド式整流子の２種が一般に用いられている。
【０００７】
組立式整流子は、通常は、耐熱性のある異方性熱可塑性樹脂やガラス含有率の高い樹脂などで射出成形されるホルダーと複数個の整流子片と絶縁リングから形成され、そのホルダーは円筒部があって、その円筒部の一端側にはその円筒径よりも大きなフランジ部が形成されている。また個々の整流子片はカーリング円弧部と突起状の端子部からなり、その端子部をフランジ部に当接させ、またカーリング円筒部をホルダーの円筒部の外周部に複数個円筒状に配列させ、その際には整流子片を電気的に独立させるように微小の隙間（スリットという）を設けて組み立てられる（例えば特許文献１、特許文献２参照）。その後、これら整流子片が配列されたホルダー円筒部の先端から電気的絶縁性のある絶縁リングを圧入し、ホルダーのフランジ部に整流子片の端子部が当接するまで差し込んで複数個の整流子片を固定する。その場合、ホルダーのフランジ部と円筒部の境部には整流子片が規則正しく配置できるように、係合部を設けている。この組立式整流子はホルダーの成形性や部品の精度を押さえ込まなくては信頼性のある作業ができないので、小さな部材を組立する組立体であるので精度の点では今一歩ではあったが、製品単価を抑えないといけない場合には相当のコストダウンが期待できる。
【０００８】
また、モールド式整流子は、パイプ状の銅あるいは銀合金素材板等を、プレス打ち抜き加工により素材板の端部の一方から切り起こして端子部を形成し、さらにその隣の端部を切り越こして端子部を形成し、順次素材板の端部に複数個の端子部を形成させ、パイプ状円筒部の内部と端子部の内側部を耐熱性に富む熱硬化性樹脂または耐熱性の高い熱可塑性樹脂にてインサートモールド成形し、その成形樹脂部をホルダーする。このときはまだ、パイプ状の円筒部は繋がっているので、本来の整流子にするために、ホルダーをハンドリングすることができる場合にはその円筒状素材の外周面の芯振れがなくなるように旋盤加工をする。小型の整流子の時には芯振れが成形時は生じないように工夫をし、ラッピング工程でその芯振れを幾分修正する。さらに、円周状の素材部を等分にフライス加工で、スリット溝を作成して、複数の整流子片を作成する。モールド整流子の場合は、インサート成形、機械加工方式が必然的に必要であるので、ここの工程で手間がかかるために加工工数が多くなり、コストダウンの要求に応えることができなかった場合がある（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００９】
この組立整流子とモールド整流子を比較した場合、スリット溝の形成が異なる。モールド整流子のスリットは機械加工であるために、軸に向かって溝幅は均一であるうえに、スリット溝幅のばらつきは少ない。組立整流子の場合は、薄い板状のクラッド材をプレス打ち抜き加工をして、その一部をカーリング加工して円弧部を形成するため、カーリングする板の外周円弧長さと内周円弧長さはカーリングする前素材では同じ長さであった。カーリングすることで素材は伸びて、外周円弧長さと内周円弧長さはほぼ同一の開き角をもつカーリング円弧部になる。カーリング工程のばらつきにとって、開き角にもばらつきが生じ、実際には組み立てる際に整流子片同士を同一の隙間では配置できない。したがって、組立整流子のスリット溝は溝幅にばらつきがあるうえに、溝の深さ方向においても溝幅のばらつきがある。
【００１０】
小型モータが携帯用電子機器の携帯カメラのレンズアクチュエータ等の駆動用として用いられる小型直流モータのサイズ程度、直径で４ｍｍ以下の場合には、組立整流子のスリット溝幅のばらつき等が無視できないレベルになってきた。
【００１１】
スリット溝幅がばらつくことはブラシの摺動による火花放電と摩擦によってブラシ寿命が短いモータができる。さらには、ブラシと整流子の摺動にはブラシ飛びいう問題もあり、ブラシ寿命に大きく影響する課題が小型モータになれば顕著になってくる。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−９２７９３号公報（第６−７頁、図１、図６）
【特許文献２】
特開２０００−２５３６２８号公報（第５頁、図２）
【特許文献３】
特開平８−１２６２５７号公報（第２頁、第５−６頁、図１、図１０）
【特許文献４】
特開平５−２３６７０７号公報（第２−３頁、図２）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
まず、課題としてのスリット溝幅について説明するまえに、整流子ブラシの挙動について説明する。
【００１４】
モータにおいて、ブラシの摺動による火花放電が起こりすぎるのも、全く発生しないのも、摩耗としては好ましくない場合がある。
まず、ブラシが整流子のスリット上にない場合では以下のようになる。
（ａ）電流はブラシと整流子の点接触部を通して流れている。電流値が小さい場合、接点の発熱も低く、摺動は問題なく行われるが、電流が大きい場合、接点の発熱も高く、金属の溶着が起こる。
（ｂ）そして、モータは回転するので、接点も移動していき、金属の溶着が整流子円周面全体に広がり、金属摩耗がより促進される。
【００１５】
次に、ブラシが整流子のスリットを飛び越える場合では以下のようになる。
（ａ）スリット部で回転する際、整流子片Ａから整流子片Ｂへ移行する瞬間にスパークが主に整流子片Ａ側に発生する。スパークが発生すれば周囲の空間の水分や気体と反応し、炭化物を生成しブラシや整流子に付着する。これをいわゆる黒化物と呼んでいる。
（ｂ）黒化物は摺動によって整流子表面に拡散され、適度な量の場合ブラシと整流子との間に入り込み、接点潤滑剤として機能し、金属摩耗を緩和する。
（ｃ）黒化物が多すぎるとブラシと整流子の間で絶縁物となって導通の妨げとなる。
従って、適当な黒化物を発生させることが、円滑な摺動を助ける重要な手段となる。
【００１６】
スパークが発生しなければ、黒化物が発生しないので、接点の潤滑がうまく行かず常に金属同士の摺動となっている。その状態で負荷が増加して電流値が増えると、前述のように金属溶着が激しくなる。整流子は回転しているので、溶けた金属が整流子表面を覆い、メッキを施したような鏡面になる。さらに、溶けた金属がスリット部に達した時、つらら状にスリットをブリッジショートする。負荷の重たい状態が継続すればスパークが飛び、スリットをクリーニングし、黒化物も発生するが、一旦つらら状に成長した金属は容易に飛ばせないし、鏡面状になると黒化物による潤滑も効果がなくなる。そして負荷はまた軽くなり接点に対して不利な状態か続く。
【００１７】
上記説明のように、黒化物はスリットに落ち込むので、ブラシとの摺動面は活性化する。スリットは非常に重要なものであって、ちょうどスリット上にブラシがある場合に、スパークが発生すると考えられるので、整流子片のスリット端面の形状は本来議論されることがほとんどなかった。整流子片のカーリングの曲率が大きい場合は整流子片の板厚が無視できるほどで、マクロ的にスパークの発生メカニズムを考えていた。整流子片のカーリングの曲率が小さい場合は整流子片の板厚が無視できなくなるので、板厚を考慮したカーリングを検討する必要がある。
【００１８】
従来の整流子片のカーリング部で構成されるスリットは、図９に示されるような形状になっている。図９は整流子の設計目標モデルである。図９については実施例の中で説明するので省略する。
【００１９】
小型の整流子になれば、図１０に見られるように、スリット溝幅が円弧部の外周部では広く、内周部では狭くなっている。円弧状にカーリングして、正確な円弧を形成することが主になるので、円弧外周部を伸ばして、スリット溝幅がどこでも一定になるようにすることが大変になってくる。
【００２０】
さらに、小型のモータでは無負荷回転数がかなり高速になるために、ブラシ飛びが発生しやすくなる。その対策としてスリット溝幅を狭めることになる。ブラシ飛びとは図７に示すように、スリット溝による段差Δｄが影響し、スリット溝が大きくなれば、段差Δｄも大きくなるので、スリット溝幅を小さくすることがブラシ飛び無くす方法でもある。同じスリット溝でも、高速になれば回転角速度が大きくなるので、フラシの飛ぶ力が増大する、このことからして段差量を抑えることがブラシ飛びに効果がある。
【００２１】
またブラシ飛びが起こりやすいブラシ整流子の場合はスパークも飛びやく、ブラシ摩耗が多く。
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、接点の潤滑を円滑に行いブラシ、整流子寿命を長くするスリットを形成すりための整流子片を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、樹脂成形されたホルダーと複数個の整流子片と絶縁リングを具備した組立整流子において、その部材は下記のように形成されている。
（１）ホルダーは軸方向に円筒状に円筒部を設け、その中心にはシャフト挿入用に穴が形成され、さらにその円筒部の一端側にその円筒部径よりも大きなフランジ部が形成されている。
（２）整流子片はカーリング円弧部と中心から放射状に略直角に折り曲がった端子部から形成されている。
（３）絶縁リングは電気的絶縁性のある材料をリング状にして形成されている。
【００２３】
ホルダーのフランジ部に整流子片の端子部を合わせ、ホルダーの円筒部に整流子片のカーリング円弧部を合わせて、ホルダーの円筒部に複数個の整流子片を均等に配置し、絶縁リングをホルダーの円筒部側先端からホルダーのフランジ部に整流子片の端子部が当接するまで圧入差し込んで、複数個整流子片を固定して組み立てる組立整流子であって、隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部にエッジ除去空間を施したものである。
【００２４】
これにより、整流子のスリット幅を狭くすることができ、さらにはスリット溝の空間を広く確保され、ブラシと整流子の接点部は円滑な摺動がなされ、ブラシ、整流子寿命を長くすることができ、小型モータの信頼性を向上することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、樹脂成形されたホルダーと複数個の整流子片と絶縁リングを具備し、前記ホルダーは軸方向に円筒状に円筒部を設け、その中心にはシャフト挿入用に穴が形成され、さらにその円筒部の一端側にその円筒部径よりも大きなフランジ部が形成され、さらに前記整流子片はカーリング円弧部と中心から放射状に略直角に折り曲がった端子部からなり、前記ホルダーのフランジ部に整流子片の端子部を合わせ、前記ホルダーの円筒部に整流子片のカーリング円弧部を合わせて装着した組立整流子において、ホルダーの円筒部に複数個の整流子片を均等に配置し、隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部にエッジ除去空間を施したことを特徴とするモータの整流子としたものであり、スリットの間隔を狭くすること、整流子のスリット段差を小さく、さらにはそのスリット溝幅のばらつきやスリット段差のばらつきなど、整流子片のばらつきによる整流子組立体のばらつきを抑えること、ブラシ飛びを抑えてブラシ整流子の信頼性を向上させ、さらにスリット溝空間を広く確保することで摺動粉による絶縁ショートなどの発生を抑制するという作用を有する。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、エッジ除去空間が隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部が面取りにて形成されたことを特徴とする請求項１記載のモータの整流子としたものであり、面取り加工は整流子素形を打ち抜くプレス工程の過程に盛り込むことも可能となり、エッジ除去が確実になること、スリットの間隔を狭くすることが可能で、整流子のスリット段差を小さくしブラシ飛びを抑えてブラシ整流子の信頼性を向上させるという作用を有する。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、エッジ除去空間が隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部が面取りにて形成され、整流子片の板厚をｔ１として、板厚方向に影響する面取りの大きさをｂ１とすれば、０＜ｂ１≦０．８×ｔ１の関係にある面取り大きさであることを特徴とする請求項２記載のモータの整流子としたものであり、エッジ除去が確実な寸法値であるので、エッジ除去空間がスリット溝空間を増大させて、摺動粉による絶縁ショートなどの発生を抑制させて、ブラシ整流子の信頼性を向上させるという作用を有する。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、エッジ除去空間が隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部がフレット形状に形成されたことを特徴とする請求項１記載のモータの整流子としたものであり、エッジ部をブラスト等で加工することでバリ除去ができ、そのエッジ除去空間が形成されることでスリットの間隔を狭くすることが可能で、整流子のスリット段差を小さくし、ブラシ飛びを抑えてブラシ整流子の信頼性を向上させるという作用を有する。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、エッジ除去空間が隣合う整流子片のカーリング円弧部の端面側にある端面部と整流子片のカーリング円弧部の内周側円弧とで形成される角部がフレット形状に形成され、整流子片の板厚をｔ１として、板厚方向に影響するフレットの大きさをｂ２とすれば、０＜ｂ２≦０．８×ｔ１の関係にあるフレットの大きさであることを特徴とする請求項４記載のモータの整流子としたものであり、エッジ除去空間がスリット溝空間を増大させて、摺動粉による絶縁ショートなどの発生を抑制させて、ブラシ整流子の信頼性を向上させるという作用を有する。
【００３０】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００３１】
（実施例１）
図１は小型モータの断面図であって、図２は整流子の説明斜視図である。図３はブラケットの説明図である。実施例１における小型モータの全体の構成を説明する。図１に示すように、小型モータは、駆動マグネット１を内周面に取付けられたフレーム２と、そのフレーム２の内部に配設された回転子３とを備えている。前記回転子３にはシャフト４と、電機子５を備えている。その回転子３はフレーム２に設けられた焼結軸受６と、ブラケット７に設けられた焼結軸受８によって両端を回転自在に支持される。フレーム２は、有底中空筒状に形成される。その円筒部の内周部に駆動マグネット１が配設されたフレーム２の開口部には、その開口部に嵌合したブラケット７を備えている。フレーム２は、磁性鋼板を深絞り加工して製作される。ブラケット７も磁性鋼板をプレス絞り加工して製作されるが、ブラシ部の取り付けのために樹脂成形と一体的に形成される。モータによってはブラケットをすべて樹脂成型品で形成することもある。
【００３２】
電機子５はシャフトに圧入固定された積層コア９のティース部にコイル１０は巻回されている。だたし、積層コア９とコイル１０との絶縁のために、コア９の表面には電着塗装などで絶縁処理されている。整流子１１は、シャフト４に取付けられ、コイル１０に電気的に接続されている。整流子１１は、コイル１０を接続するための３個の端子部１２を有している。整流子は組立整流子である。
【００３３】
図１ではわかりずらいので、図２をもとに整流子を説明する。組立式整流子は、前述説明の通り、通常は、耐熱性のある樹脂で射出成形されるホルダー１３と複数個の整流子片１４と絶縁リング１５から形成され、そのホルダー１３は円筒部１６があって、その円筒部の一端側にはその円筒径よりも大きなフランジ部１７が形成されている。また個々の整流子片１４はカーリング円弧部１８と突起状の端子部１２からなり、その端子部１２をフランジ部１７に当接させ、またカーリング円弧部１８をホルダー１３の円筒部１６の外周部に複数個円筒状に配列させ、その際には整流子片１４を電気的に独立させるようにスリット１９を設けて組み立てられる。その後、これら整流子片１４が配列されたホルダー円筒部の先端から電気的絶縁性のある絶縁リング１５を圧入し、ホルダー１３のフランジ部１７に整流子片１４の端子部１２が当接するまで差し込んで複数個の整流子片１４を固定する。
【００３４】
図３に示すように整流子１１には、２組のブラシ２０が摺動係合している。ブラシ２０は、ブラケット７に一体に取付けられたブラシホルダ２１により保持されている。ブラシホルダ２１は、たとえば、絶縁性の合成樹脂またはガラス繊維入り合成樹脂などの絶縁材料により金属性ブラケット７に一体的に形成されている。ブラシホルダ２１には、一対の接続端子２２が取付けられている。ブラシ２０は、接続端子２２に電気的に接続されている。接続端子２２の端部２３は、ブラシホルダ２１に設けられた切り込み穴に差し込んで、モータの外表面から外方に出ている。
【００３５】
焼結軸受を説明するにあたって、焼結金属には図４に示すようにポーラス２４（気孔などともいう）がある。本願のような小径モータではそのポーラスが問題になる。以下にその説明をする。フレーム２の有底部の中央部には焼結軸受６が圧入されている。焼結軸受６は円筒状の軸受であって、シャフト４が貫通している。シャフト４との摺動面は含油する油がにじみ出るようにポーラスが多数形成されている。シャフト径が０．６ｍｍ以下になってきると、従来では問題視されなかったポーラスの大きさが問題になってくるので、本実施例では、焼結粉末の粒子径を小さくするなどの対策をした焼結軸受を使用した。
【００３６】
焼結材について説明し、それを軸受に使うことによる効果についても説明する。
【００３７】
まず、焼結部品を作製する場合、製造工程は次のような工程をとる。ふるい分けした設定粒度で、化学組成の各成分の原料粉末と、潤滑剤を秤量混合して、その混合粉末を金型に充填して圧縮する。圧縮すると型の中で粉末粒子は移動し、さらに弾性変形を起こして粒子間の接触面積が広くなり、ついには粒子間の冷間接着が起こり高い密度の圧粉体が得られる。圧粉体では大部分が機械的にかみ合っている程度で、冷間接着された部分は全体に比べてごく少ないので、圧粉体の強度は低い。これを加熱によって、粒子間に充分な原子間結合を生じさせて、焼結部品をつくる。
【００３８】
圧粉体は炉に入ると予備加熱ゾ−ンで、粉末に混合された潤滑剤は揮発または分解して脱出する。そして、圧粉体は、粒子相互の接近や隙間がまとまってポーラスを形成するので、寸法の変化が起こる。すなわち、原料粉末の粒径を通常のものに比べて、小さくすると表面に発生するポーラスの大きさも小さくなるので、シャフト径が０．６ｍｍ以下の場合には好適である。さらに、寸法変化を一般の焼結材よりも押さえる効果がある。それは密度が高くなる反面、焼結軸受の内部に形成されるポーラスの大きさなども小さくなるので、油を含浸させて使用する軸受であるために、あまり粒径を小さくしすぎて、油が含浸する量が極端に少なくなることが実験評価でわかっているので、組成金属などを考慮して決定している。小型モータは高速であるために、焼結軸受は高速対応であるために、含油する油は比較的粘度が低いものを使用した。
【００３９】
フレーム２の有底側から飛び出したシャフト４はモータの出力側である。使用される形態によって、シャフト４の出力側はシャフトにギア部をローレット加工する場合や、樹脂ギアを圧入する場合など何らかの部材を付けることがある。
【００４０】
図５に示すようにもう一方の軸受８は、シャフト４の反出力側を回転自在に支承している。焼結軸受８の近傍には、スラスト方向荷重を受けるためにシャフト４の端面は球状に加工され、スラスト板２５にその端面が当接している。スラスト板２５は厚さが薄く、樹脂材料でできているために、スラスト荷重を受けるためにはスラスト板２５の下にもう少し強度のある材料でもって受ける必要がある。実施例では金属のブラッケット７で受けている。焼結軸受８はブラケット７に設けた凹部に圧入固定されている。
【００４１】
焼結軸受８側の軸受構成は一般いわれるピボット軸受である。スラスト方向の荷重はシャフト先端の球部とスラスト板とのピボット軸受で構成されている。スラスト板には、低摺動樹脂材料を使用する。
【００４２】
また、シャフトの先端球形状の半径をｒとすると、最大面圧Ｐｍａｘと摩擦トルクＴｐは次式で求められる。
【００４３】
Ｐｍａｘ＝ａ×ｒ＾（−２／３）・・・（式１）
Ｔｐ＝ｂ×ｒ＾（１／３）・・・（式２）
ただし、ａは係数、ｂは係数
ある半径ｒ０の場合の最大面圧Ｐｍａｘと摩擦トルクＴｐを１とした最大面圧、摩擦トルクのそれぞれの比率の関係を図６に示す。シャフト先端の半径ｒを小さくすると摩擦トルクは下がるが面圧が大きくなるので、スラスト材が樹脂の場合は面圧をあまり多くすることはかえって信頼性を損ねることがある。また、半径ｒを大きくすると、面圧は低下するが、摩擦トルクが増えてその損失トルクが熱となり温度が上昇して信頼性を損ねることがあるので、１００００ｒｐｍ回転以上の高速では、スラスト軸受のシャフト先端ｒとシャフト直径ｄとの関係を次式とするピボット軸受の設計にしてある。
【００４４】
１０ｄ＞ｒ＞１．５×ｄ／２・・・（式３）
スラスト板２５は一般的な高分子材料である。しかし、電池駆動、携帯タイプの装置にモータを使用する場合は、長期摩擦トルクを低減するために、潤滑性を優れたポリアセタール樹脂をスラスト板２５に使用する樹脂選定をする。高温時での使用が多いときには耐熱性の優れるポリイミド樹脂、テフロン（Ｒ）樹脂を使用選定する。
【００４５】
小型モータにおいて、接続端子２２から、ブラシ２０を通ってさらに整流子１１を介してコイル１０に電流を流せば、コア９に磁界が発生し、駆動マグネット１によって発生している磁界中にその回転子３がおかれることになるので、回転子３にトルクは作用することになり、回転子３は回転する。その回転を安定にするために、ブラシと整流子を用いて電流を必要なコイルに通電させ続けることができ、シャフト４が回転し、出力が得られる。
【００４６】
次に、ブラシホルダ２１とブラケット７とブラシ２０と接続端子２２の構成例について説明する。図１では説明するのに、わかりずらいので、図３を主に説明にする。図３はブラシ２０が付いた状態のブラケット７を表す図である。
【００４７】
ブラケット７はモータのシールド効果をより持たせるために、金属で形成されている。すなわち、金属板材をプレス加工にて、穴加工や曲げ加工を施している。モータが１Ｗ程度の直流モータでは樹脂性のブラケットであることが多い。本願のように携帯電話のカメラレンズ駆動モータのような小型モータでは、できるだけ薄いブラケットにするためには強度の関係から金属板で形成することが好ましい。さらに電機雑音などのことを用途が通信機器であることから判断しても明確なようにブラケットは金属板で形成される。金属板は当然導電性であることから、電気を流れる箇所とは絶縁がなされなくてはいけない。すなわち、ブラケット７には絶縁を兼ねたブラシホルダー２１が一体で樹脂成形形成される。そのブラシホルダ２１には電気配線をモータ外部に導き出すために取り出し口２６が形成され、その取り出し口２６に端部２３を挿入することで、モータ内部から外部への電気を導きだすことができる。端部２３は接続端子２２の一方の端に形成され、もう一方にはブラシ２０が取り付けられている。接続端子２２はブラシ２０の取り付け部と端部２３はシャフト軸からみて９０度離れた位置になる。それはモータ外部に出た端部２３を半田接続して、リード線やフレキシブルプリント基板に接続することによって、半田熱でブラシホルダ２１の樹脂が溶けて、挿入力が低下して、ブラシ位置が動いてしまい、ブラシと整流子の摺動位置がずれて頼性を損なうことないようにしている。またその半田熱が接続端子２２を伝導する距離を稼いで、ブラシ２０へ半田熱が伝わりにくくしている。そのため、接続端子２２は放熱ができるように大きく、さらにはブラシ２０から離れた位置に端部を形成する。また、焼結軸受８はブラケット７を凹部に加工した円筒部に圧入固定される。
【００４８】
直流モータであるために、電気的入力としては例えばＤＣ２．８Ｖでは−端子と＋端子の２端子に電圧を印加する、すなわち、−端子は０Ｖを印加し、＋端子には２．８Ｖを印加する。接続端子は基本的に２つ（一対）である。接続端子にはそれぞれブラシが取り付けられている。基本的にモータの整流子片が多数であっても、ブラシは２つである。
【００４９】
図３に示すブラケット組立の組立を説明する。非常に一般的なものである。あらかじめ、ブラシ２０はプレス加工で打ち抜き、それぞれがバラバラにならないように一部が連結した板状材に形成される。さらに接続端子も同様にプレス加工され、それがバラバラにならないように連結される。それぞれの連結された状態でブラシと接続端子を固定し、一方の連結部を残して、ブラシ組立部が形成される。さらにそのブラシ組立部に曲げ加工を施し、必要な曲げをして形成する。最終に残った連結部を切断して個々のブラシ組立を作る。このブラシ組立はブラシ２０と接続端子２２から構成されている。
【００５０】
ブラシホルダ２１を一体成形でブラケット７に形成し、ブラケット７の中央部の凹部にスラスト板を挿入してから焼結軸受８を圧入する。次に、そのブラシホルダ２１の付いたブラケット７に、あらかじめ、ブラシ２０を固定した接続端子２２をそのブラシホルダ２１の取り出し口に挿入する。
【００５１】
ブラシ２０にはよく防振ゴムが取り付けられているが本願の実施例１には防振ゴムは付いていない。防振ゴムを付けることが本来好ましいがスペース的に不可能である場合には、不具合現象の原因をよく把握して別の可能な工夫をするようにする。
【００５２】
ブラシは、整流子を回転摺動するに際して、整流子片のスリット間の段差のためにブラシが振動してチャタリングを生じ、大きく見ればブラシ飛びが生じ、ブラシ整流子の本来の作用である整流作用が悪くなる。その現象を防止するために、ブラシ飛びを無くせば良い。すなわち、一つの方法論として、ブラシ防振装置としてゴム系またはアクリル系の粘着剤の貼られたゴム板またはフィルムをブラシに貼付ける手段が採られる。
【００５３】
このブラシ飛びは以下のようにモデルで説明される。
【００５４】
図７はブラシ飛びの説明モデル図である。図７において、ｓは整流子片のスリット間隔で、ｒ１は整流子の外周半径、ｎはモータの回転数、ｍはブラシの質量で、θはスリットの開き角であるとすると、スリットの段差Δｄは扇形状であるので次式で表わされる。
【００５５】
Δｄ＝ｒ１×（１−ｃｏｓ（θ／２））・・・（式４）
スリット間隔は構造寸法的に段差が決まれば決定されるが、以下の式で表される。
【００５６】
ｓ＝２ｒ１×ｓｉｎ（θ／２）・・・（式５）
また、スリット間をブラシが通る場合ブラシ位置は回転に伴って通常のブラシ位置▲１▼から図７に示すようにスリット間にまたがる位置▲２▼まで移動し、さらに回転にするにつれて、通常のブラシ位置▲１▼に戻る。ブラシ位置▲１▼からブラシ位置▲２▼までの時には、ブラシにはブラシが整流子の摺動部から飛びはねることはないが、ブラシ位置▲２▼からブラシ位置▲１▼になる過程でブラシに飛びはねることができる力が発生する。
【００５７】
簡単には以下のように運動力学的に説明できる。すなわち、「運動量の変化は作用した力の力積に等しい」ということは、力学の書籍などから次の式で表されている。
【００５８】
【数１】
2005033847.tif 000003
【００５９】
一般に運動方程式ベクトルＦ＝ｍ×（ベクトルａ）の運動中のある時間区間ｔ＝０〜ｔに、本願のブラシの説明ではブラシ位置▲２▼からブラシ位置▲１▼になる場合に作用した力の積分（力積）が、ブラシ位置▲２▼とブラシ位置▲１▼の速度（本願の場合はブラシの飛びの発生する方向で図７のｙ方向）の運動量変化で表せる。
【００６０】
ブラシが整流子上にあるとすれば、ブラシは段差Δｄの間を、すなわちモータがスリット間を回転する間、ブラシは上下に移動することになる。その移動する速度をＶｙとすれば、次式で表される。
【００６１】
Ｖｙ＝ｒ１×ω×ｓｉｎ（（θ／２）−ωｔ）・・・（式６）
ω＝２πｎ／６０・・・（式２）・・・（式７）
ωはモータの回転角速度（単位：ｒａｄ／ｓ）
ｎは回転数（単位：ｒｐｍ）
ｔは時間となり、ｔ＝０はブラシの位置▲２▼の時をあらわす。
回転数ｎ＝１００００ｒｐｍ、ｒ＝０．４ｍｍ、ｓ＝０．１ｍｍとして、（式６、式７）を数値計算してみと、図８のような結果となる。すなわち、ブラシ位置▲２▼の時の速度Ｖｙが最大であって、段差Δｄが小さくなるにしたがって速度も小さくなっていき、ブラシ位置▲１▼の時の速度はＶｙ＝０である。ブラシの段差による運度量の変化分が、力積となってブラシに摺動面からブラシが飛びはずれることが可能な力が作用する。図８から判断できるように、時間ｔを数値入力するので、角度ωｔが入力パラメータになる。その角度によって、Ｖｙの速度は一定に減少することがわかる。
【００６２】
実際のブラシ整流子の関係では整流子の表面にブラシが摺動していても、初期ブラシ圧が作用していて、初期ブラシ圧以上の力積がブラシに作用しないと実際には整流子面からブラシは離れない。すなわち、力積による力が初期ブラシ圧以上にないとブラシ飛びは作用しない。
【００６３】
上記のことから、ブラシ飛びをなくすための項目としては、
（１）スリット間隔を狭めること。
スリット間隔を小さくすることで、段差が小さくなり、飛びにくくなる。その反面、摺動による摩耗分がスリット間にたまって目詰まりを起こし、整流子間がショートすることにもなるので、あまりにも小さくはできない。組立上の精度からスリット間隔を狭めることは不可能のこともある。
（２）ブラシのバネ定数を大きくする
大きくすることは少々の段差変化に対しても、飛び量が少なくなる。ただ、ブラシ調整が非常に難しくなり、ブラシ圧のばらつきが大きくなるので、大きい圧力の場合にはブラシ摩耗が多くなる。
（３）段差のばらつきを小さくする
段差ばらつきを少なくするために、組立後に整流子面をラッピングする。ばらつきを是正するため組立時には注意して作業を実施する。
【００６４】
本願では、スリット間隔について工夫を行った。まず、はじめにスリット間隔の設計はどのような図面になっているかを検討する。整流子片から形成されるスリットは図９に表すように設計されている。
【００６５】
図９（ａ）は整流子片２７の端面は整流子の円弧の中心Ｏになっている。その円弧の中心Ｏはモータシャフトの中心であるので、回転中心である。整流子片２７は板厚ｔ１である素材板をカーリングして円弧形状にしている。その円弧形状の整流子の内周円半径ｒ１はホルダーの円筒部の外周半径に一致する。ブラシの摺動半径は整流子のカーリング円弧部の外周半径であって、（ｒ１＋ｔ１）で表される。整流子片２７の端面の延長線は中心Ｏを通るということは、整流子片２７の両端面の角度θ１は、端面部どの位置であっても同じであることになる。従って、スリット間隔ｓ１は隣り合う整流子片の端面の距離であるが、整流子の外周部の距離がスリット間ｓ１であって、内側の端面ではｓ１よりも短くなる。比較的に大きな組立整流子の場合は図９（ａ）のように整流子の端面の決めている。この場合整流子片をプレスにて打ち抜く時には平面板上であるので、板の表裏では素材寸法は同じである。しかし、円弧形状にカーリングすることで、円弧の上下では円弧長さが異なる。内周円弧長よりも外周円弧長さは長い。それはカーリングする工程において、外周側が伸延することで、図９（ａ）の関係の整流子片２７が可能となる。その伸延する程度などは円弧半径ｒ１が小さくなればなるほど、制御が難しくなる。
【００６６】
つぎに、図９（ｂ）はスリット幅が整流子厚み方向で変化しない。このスリット幅が変化しないということは、組立整流子の場合にスリット加工する時にはスリット溝幅は変化しないことから、設計概念的に引き出される。図９（ｂ）ではスリット幅はｓ２で表している。整流子板厚方向でそのスリット幅ｓ２は一定である。カーリング円弧部の中心Ｏはスリットのセンターの延長線がその中心Ｏを通る。隣あうスリットのセンターの開き角をθ２とすれば、整流子片２８の両端面の開き角はθ２と同じになる。ブラシの摺動半径は整流子片２８のカーリング円弧部の外周半径であって、（ｒ１＋ｔ１）で表される。円弧状にカーリングすることで。図９（ａ）と同様に、円弧の上下では円弧長さが異なる。内周円弧長よりも外周円弧長さは長い。それはカーリングする工程において、外周側が伸延することで、図９（ｂ）の関係の整流子片２８が可能となる。その伸延する程度などは円弧半径ｒ１が小さくなればなるほど、制御が難しくなる。
【００６７】
図９（ａ）（ｂ）とも、カーリングする工程において、外周側が伸延することで設計意図した整流子片が可能となるが、小型モータになってくると、伸延の量をコントロールすることができなくなって、スリット幅のばらつきが大きくなる。そのスリット幅がばらつけば、幅の大きなものもできるので信頼性に影響するようになる。ブラシ飛びを無くすためにスリット幅を狭めようとすることが十分にできなくなる。
【００６８】
図１０には、整流子片のカーリング工程において、外周側が伸延することで設計意図した整流子片（図９参照）にならなったときについて、説明するための図である。
図１０（ａ）は整流子片２９の円弧部の内周円弧長さでの開き角θ１であって、内周円弧長さと同じ長さを外周円弧に求めると同じ長さでの外周円弧の開き角はθ３で表す。常にθ３＜θ１になっている。斜線部は図９（ａ）との差の部分３１を表している。外周側が伸延することが全くないとブラシが摺動する側のスリット幅ｓ３は、図９（ａ）で考えた時のスリット幅ｓ１よりも大きくなってしまう。図１０（ａ）では整流子片２９のカーリング円弧部の端面の内周側先端部３２は９０度以下の鋭角な角部になる。あまり鋭角すぎると先端部が変形したりして取り扱いが難しくなる。このような整流子片２９でスリット幅を狭める行為をすれば、内周円弧の先端部３２同士の距離が設計目論見よりも小さくなる。絶縁をしないといけない整流子片２９同士が接触しやすくなる。この内周円弧の先端部３２について、本願の発明の趣旨が反映すれば、信頼性が向上する。
【００６９】
同様に、図１０（ｂ）は整流子片３０の円弧部の内周円弧長さでの開き角θ４であって、内周円弧長さと同じ長さを外周円弧に求めると同じ長さでの外周円弧の開き角はθ５で表す。常にθ５＜θ４になっている。斜線部は図９（ｂ）との差の部分３３を表している。外周側が伸延することが全くないとブラシが摺動する側のスリット幅ｓ４は、図９（ｂ）で考えた時のスリット幅ｓ２よりも大きくなってしまう。図１（ｂ）では整流子片３０のカーリング円弧部の端面の内周側先端部３４は９０度以下の鋭角な角部になる。あまり鋭角すぎると先端部が変形したりして取り扱いが難しくなる。このような整流子片でスリット幅を狭める行為をすれば、内周円弧の先端部３４同士の距離が設計目論見よりも小さくなる。絶縁をしないといけない整流子片同士が接触しやすくなる。この内周円弧の先端部について、本願の発明の趣旨が反映すれば、信頼性が向上する。
【００７０】
小型モータの整流子の寸法例を考えてみると、図１１に示すように、整流子ホルダーの円筒部の半径が０．３ｍｍ（図９のｒ１＝０．３ｍｍ）で、整流子片の板厚が０．１ｍｍ（図９のｔ１＝０．１ｍｍ）であるとすると、整流子片のカーリング円弧部の内周部半径は０．３ｍｍで外周部半径は０．４ｍｍになる。整流子片の円弧部形状が図９（ａ）のように整流子円弧部端面が軸の中心になるように試みたが実際には、カーリング円弧形成時の素材の伸延がコントロールできず、図１１（ａ）のようになった。ばらつきが多く、設計目論見通りの整流子片も得られたが、多量に作成する場合には、どちらかといえば、図１１（ａ）のようになった。図１１（ａ）の場合にはスリット間隔は外周部のスリット間隔０．１２ｍｍがブラシとの摺動に影響するのでその値で判断される。スリット間隔０．１２ｍｍである場合、図９（ａ）の設計目論見では、内周側が整流子間隔は０．０７ｍｍよりも広い。図１１（ａ）は内周部の間隔が狭くなっている。このような整流子でスリット間隔をもう少し小さくすることは、例えば、スリット間隔０．１ｍｍにすると内周側の整流子間距離は０．０５ｍｍ程度になり、かなり狭くなる。組立のばらつきがあれば内周部整流子間距離はさらに小さなものになる。あまり、スリット間隔が短くなると、摺動粉によって目詰まりを起こし、整流子間がショートしてしまう。
【００７１】
本願の発明では、整流子のカーリング円弧部の内周側円弧と端面部で形成される角部にエッジ除去空間３５を設けること。この実施例ではエッジ除去空間３５は面取りであって、スリット間隔を狭めることができるようにした。図１１（ｂ）は数値記載があるが、整流子のカーリング円弧部の内周側円弧と端面部で形成される角部に面取り施した整流子片を示す。
【００７２】
図１１（ｂ）は整流子の板厚の４０％程度のところの大きさで面取りしている。すなわち、板厚０．１ｍｍであるので、面取り０．０４ｍｍである。この数値の場合、スリット間隔を狭めようとすれば、図１１（ｂ）に示すようにスリット間隔は０．１ｍｍで整流子片間の距離の最短の間隔は０．０７ｍｍとなった。図１１（ａ）の時の整流子片間の最短距離は同じであっても、スリット間隔は狭くなった。
【００７３】
また、ブラシと整流子との摺動で発生する摺動粉は機械摩耗的な粉とスパークによる粉とがあるが、摺動粉は落下していき整流子ホルダ円筒部の方に付着していく。１１（ｂ）に示すように、角部の面取りによって、角部に面取り部の空間が形成されるので、整流子ホルダーの円筒部表面では整流子片の距離が長くなるので、またさらに、面取り部の空間に摺動粉が入り込むことができるので、摺動粉による目詰まりが発生しにくくなる。そのために、モータの信頼性が向上する。
【００７４】
摺動粉の収納という点から考えれば、面取りの大きさは大きい方がいいが、整流子組立後に表面をラッピング加工するなど工程があるために、さらには、ブラシと整流子の接点の温度の上昇を抑えるための放熱を兼ねるためにも、面取り大きさは極端に大きくはできない。
【００７５】
ラッピング材の表面あらさにも関係するが、通常に小型直流モータのラッピング材で検討していくと、面取り部の大きさは整流子片の板厚の８０％までである。すなわち、整流子片の板厚ｔ１であるとすると、面取り寸法は０．８ｔ以下で行うことが好ましい。
【００７６】
角部に面取り等を施すことは、ブラシ飛びをなくすための項目の（１）のスリット間隔を狭めることであった。
【００７７】
ブラシ飛びをなくすための項目の（２）のブラシのバネ定数を大きくすることは本願では課題解決の手段としては方法は記載していない。本願ではこの対策方法は採りあげない。ブラシ飛びをなくすための項目（３）の方はとりあげた。
【００７８】
ブラシ飛びをなくすための項目の（３）に段差のばらつきを小さくするとあるように、整流子の段差ばらつきを無くす手段を設けた。以下にその手段について説明する。整流子のカーリング円弧部の内周側円弧と端面部で形成される角部に発生するプレスバリがあるために、そのバリによってホルダーの円筒部にカーリング円弧部が密着した状態で組み立てられない。モールド整流子の場合はプレスバリの問題はないが、組立整流子の場合にはプレスバリが問題になってくる。モータが比較的に大きな場合はプレスバリは整流子組立工程の際に、押しつぶられるようにバリが形状を変えることで対応できていたが、小型モータの場合は整流子のカーリング円弧の曲率半径が小さく、整流子組立体自体にあまり大きな力を加えて組み立てることができないので、バリの影響がでやすい。バリがあると整流子片の板厚が見かけ上、厚くなるので、バリのレベルによって整流子片の見かけ上の板厚がばらつき、そのばらつきがスリット部段差ばらつきになる。そのバリを取り除くことでスリット段差ばらつきが抑えられる。そのバリを取り除く行為は、上述に説明した整流子のカーリング円弧部の内周側円弧と端面部で形成される角部に面取り等施すことに他ならない。
【００７９】
バリをとるということであれば、面取り等の大きさは整流子板厚にあまり関係ないので、板厚ｔ１とすれば大きさは０以上である。ただし０は含まない。
【００８０】
図１２（ａ）に示すように、整流子片の板厚をｔ１とすれば、エッジ除去空間が面取りで形成されている場合を示し、面取りの大きさｂ１は次式の関係にあるエッジ除去空間がプレス加工工程的に安定して生産可能である。
【００８１】
０＜ｂ１≦０．８×ｔ１・・・（式８）
図１２（ｂ）に示すように、整流子片の板厚をｔ１とすれば、エッジ除去空間がフレットで形成されている場合を示し、フレットの大きさｂ２が次式の関係にあること。バリを除去した程度から板厚に換算して８０％程度がエッジ除去空間である場合を表現している。何らかのバリ処理がされていることになる。
【００８２】
０＜ｂ２≦０．８×ｔ１・・・（式９）
従来技術のところでも記載があるが、組立整流子について、もう少し具体的に一例を説明する。
（１）整流子片は、導電性の優れた銅系の金属板にブラシと摺動する箇所に対応した位置に貴金属からなるクラッド帯を形成したクラッド材を整流子の素材として、プレス加工にて形成される。クラッド材は銅等からなる金属素材に別個の貴金属板あるいは貴金属の薄い箔を加圧による圧着によって２種の金属を接合することによって形成されている。その貴金属クラッド帯は金系、銀系、パラジウム系に大きく大別されるが、小型整流子の場合は銀系、パラジウム系の場合が多く、（ａ）銀９２ｗｔ％、銅６ｗｔ％、カドミウム２ｗｔ％の３元銀合金
（ｂ）銀９０ｗｔ％、銅１０ｗｔ％
（ｃ）銀９２ｗｔ％、金２ｗｔ％、パラジウム２ｗｔ％、銅４ｗｔ％
（ｄ）銀５０ｗｔ％、パラジウム５０ｗｔ％
（ｅ）銀９０ｗｔｔ％、インジウム４ｗｔ％、パラジウム２ｗｔ％、金２ｗｔ％、スズ２ｗｔ％
などが多く用いられている。
【００８３】
パラジウム系は整流子片側ではなく、ブラシ側に用いられることが多い。最近は環境問題のためにカドミウムフリーのクラッド帯が使用されている。銀が高価であることで、銀の含有量を少なくし、その代わりにビスマス系材料やニッケルを含有した複合グラッド帯なども使用されつつある。ビスマス系材料は超伝導材料であるので、今後使用が多くなっていく。グラッド材であるので、グラッド帯以外に母材金属がある。その母材金属の特性によっては、プレス工程での製品精度などに影響を与えるので、母材金属の材質にも注意を払わないといけない。母材金属として使用される材質として、銅、黄銅、白銅、青銅、洋白、ベリリウム銅など銅系材料である、銅と単純にいっても無酸素銅、タフピッチ銅、りん脱酸銅がある。ブラシとの摺動に直接関係がないので、あまり問題視はされないが、小型モータの整流子にあっては、無酸素銅が使用されることが多い。
（２）図１３に示されるように、フープ状のグラッド材にグラッド帯３７の位置を考慮して、整流子片のブランクをプレス機に打ち抜く。その際、個々の整流子片３８は連結部３９にて連結されているために、バラバラにはなっていない。帯状に金属板３６に整流子片３８の素形が連結部３９をもって、連続的に形成される。連結部３９は整流子片３８のカーリング円弧部に設けられている。この状態ではまだ、整流子片３８の素形はフラットな状態である。
（３）プレス加工によって、整流子片３８の端面にはバリが発生している。次に、プレス工程において、整流子片３８の素形で、カーリング円弧部の端面に相当する部分のバリを取り除くため、スリット溝の空間を確保するために、面取り等の工程を追加して、端面の角部の面取り部を形成する。また、バリ取りはプレス工程以外でもできるので、ブラシングやブラストや電解研磨、化学処理などで行える。そうした工程であってもいい。角部にバリ等がなくなっていること。カーリング円弧部を形成してから行ってもいい。
【００８４】
また、素形形成時のプレス工程の際において面取り等の角部除去を行ってもいい。例えば、円筒部になる面から打ち抜き行為を板厚以下のでおこない、さらにその後に素形プレス工程を行うことで、角部にエッジではない形状が形成される。
（４）ブランク抜き工程によって得られた整流子片３８の素形は、カーリング工程によって円筒状にカーリングする。そのカーリング工程で整流子片のカーリング円弧部を形成する。
（５）さらに、素形部から略直角に折り曲げることで端子部を形成する。形成後に連結部を切断して、個々の整流子片を作る。
【００８５】
このようにして、整流子片が作られる。作られた整流子片には、カーリング円弧部の端面部には、内周側に角部除去による空間ができている。
【００８６】
次に、プレス工程で作成した整流子片を使い、整流子組立を組み立てる。その組立工程を図１４を主に用いて以下に説明する。図１４は本発明の実施例による整流子の分解斜視図である。
（ａ）ホルダー１３は耐熱性を有し、電気絶縁性を有したエンジニアリング樹脂を射出成形にて形成し、軸方向に円筒状に円筒部１６を設け、その中心にはシャフト挿入用に穴４０が形成され、さらにその円筒部１６の一端側にその円筒部径よりも大きなフランジ部１７が形成されている。また、ホルダー１３のフランジ部１７には整流子片１４を所定位置に設置するための凹部４１がある。またホルダー１３の円筒部１６の外周部の一部に凸部４２がある。ホルダー円筒部の長さは、整流子片のカーリング円弧部の長さと略同じに設定されている。ただしスリット溝幅も考慮してである。
（ｂ）ホルダー１３のフランジ部１７の形成された凹部４１に整流子片１４の端子部１２を挿入し、その際に整流子片１４のカーリング円弧部１８はホルダー１３の円筒部１６に沿わせるように、整流子片１４をホルダー１３に装着する。図１４の場合は整流子片１４が３つの構造になっている。３つの整流子片１４を均等にホルダー１３の円筒部１６に挿入して装着する。
（ｃ）３つの整流子片１４のカーリング円弧部１８で形成された円筒部の外周に電気絶縁性を有する円環状の絶縁リング１５を、その円筒部の先端から圧入挿入する。整流子片１４が絶縁リング１５とホルダー１３のフランジ１７とに挟み込まれた状態になり、整流子片１４は固定される。絶縁リング１５の圧入力でもって整流子片１４は保持している。整流子片１４同士が密接しないように、ホルダー１３の円筒部１６の外周部に設けた凸部４２で行っている。この凸部４２の寸法は整流子の板厚よりの小さな凸寸法である。整流子片１４のカーリング円弧部の端面角部に形成した空間（エッジ除去空間）３５によって、整流子片間距離が場所によって若干異なるので、そのことも考慮して、凸部４２の大きさを決定している。凸部４２の形状は整流子片１４形状によって決定されるので、整流子片１４の加工工程が確立した段階でホルダー１３の凸部４２の金型を微調して、ガタがないようにしている。
（ｄ）その後、必要に応じて整流子片１４の外周面をラッピングペーパでラッピング研磨することで、ラッピング仕上げを行い、本発明による組立整流子を組立ている。
【００８７】
本実施例では３個の整流子片で形成された３極の整流子組立であるが、本発明は３極整流子には限らない。５極、８極等の整流子であっても、本発明の効果は同じようにある。
【００８８】
【発明の効果】
上記実施例の記載から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、
（１）組立整流子のスリット溝幅のばらつき等が無視できるレベルになる。
（２）スリット溝幅がばらつきがなくなったので、ブラシの摺動による火花放電と摩擦によるブラシ寿命の短いモータがなくなった。
（３）ブラシと整流子の摺動にはブラシ飛びが減る。
（４）整流子片のカーリングの曲率が小さい場合でも、組立ばらつきの少ない組立整流子が可能になった。
（５）接点の潤滑を円滑に行い、ブラシ、整流子寿命を長くするスリットを形成することができる。
（６）スリット溝での段差量を小さくすることができる。
【００８９】
以上のことによって、整流子のスリット幅を狭くすることができ、さらにはスリット溝の空間を広く確保され、ブラシと整流子の接点部は円滑な摺動がなされ、ブラシ、整流子寿命を長くすることができ、小型モータの信頼性を向上することができるという有利な効果が得られる。
【００９０】
また、請求項２記載の発明によれば、面取り加工は整流子素形を打ち抜くプレス工程の過程に盛り込むことも可能となり、エッジ除去が確実になること、スリットの間隔を狭くすることが可能で、整流子のスリット段差を小さくしブラシ飛びを抑えてブラシ整流子の信頼性を向上させることができる。
【００９１】
また、請求項３記載の発明によれば、エッジ除去が確実な寸法値であるので、エッジ除去空間がスリット溝空間を増大させて、摺動粉による絶縁ショートなどの発生を抑制させて、ブラシ整流子の信頼性を向上させることができる。
【００９２】
さらに、請求項４記載の発明によれば、エッジ部をブラスト等で加工することでバリ除去ができ、そのエッジ除去空間が形成されることでスリットの間隔を狭くすることが可能で、整流子のスリット段差を小さくしブラシ飛びを抑えてブラシ整流子の信頼性を向上させるという効果を奏するものである。
【００９３】
また、請求項５記載の発明によれば、エッジ除去空間がスリット溝空間を増大させて、摺動粉による絶縁ショートなどの発生を抑制させて、ブラシ整流子の信頼性を向上させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による小型モータの断面図
【図２】本発明の実施例１におけるモータの整流子の斜視図
【図３】本発明の実施例１によるブラケットの説明図
【図４】焼結軸受のポーラス図
【図５】本発明の実施例１によるピボットスラスト軸受を示す図
【図６】ピボット軸受の荷重を示す図
【図７】ブラシ飛びを説明するためのモデルを示す図
【図８】スリット部のブラシ位置によるブラシ速度を示す図
【図９】設計意図した整流子片を示す図
（ａ）は整流子片の端面が整流子の円弧の中心に向かう場合を示す図
（ｂ）は整流子片同士のスリット溝幅は端面部同じ場合を示す図
【図１０】整流子片のカーリング工程において、外周側が伸延することで設計意図した整流子片にならないことを説明するための図
（ａ）は整流子片の端面が整流子の円弧の中心に向かう設計意図を示す図
（ｂ）は整流子片同士のスリット溝幅は端面部同じ設計意図を示す図
【図１１】小型モータの整流子を示す図
（ａ）は本発明のエッジ除去空間が形成されていない整流子を示す図
（ｂ）は本発明のエッジ除去空間が形成された整流子示す図
【図１２】本発明の実施例１によるエッジ除去空間を示す図
（ａ）エッジ除去空間が面取りで形成された図
（ｂ）エッジ除去空間がフレットで形成された図
【図１３】本発明の実施例１によるフープ状の金属板を示す平面図
【図１４】本発明の実施例１による整流子の分解斜視図
【符号の説明】
１  駆動マグネット
２  フレーム
３  回転子
４  シャフト
５  電機子
６、８  焼結軸受
７  ブラケット
９  コア
１０  コイル
１１  整流子
１２  端子部
１３  ホルダー
１４、２７、２８、２９、３０、３８  整流子片
１５  絶縁リング
１６  円筒部
１７  フランジ部
１８  カーリング円弧部
１９  スリット
２０  ブラシ
２１  ブラシホルダ
２２  接続端子
２３  端部
２４  ポーラス
２５  スラスト板
２６  取り出し口
３１、３３  差の部分
３２、３４  端面の内周側先端部
３５  エッジ除去空間
３６  金属板
３７  グラッド帯
３９  連結部
４０  穴
４１  凹部
４２  凸部
Ｐｍａｘ  最大面圧
Ｔｐ  摩擦トルク
ａ、ｂ  係数
ｒ  シャフトの先端球形状の半径
ｄ  シャフト径
ｔ１  整流子片の板厚
ｂ１  面取りの大きさ
ｂ２  フレットの大きさ
Δｄ  整流子のスリット段差
ｒ１  整流子の外周半径
ｎ  モータの回転数
ｍ  ブラシ質量
ｓ  スリット間隔
θ、θ１、θ２、θ３、θ４、θ５  スリットの開き角
Ｖｙ  ブラシの上下に移動す速度
ｔ  時間
ω  モータの回転角速度
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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