(57)【要約】【課題】  モータ整流子の耐久性および耐摩耗性を向上させ、長時間のモータ使用による整流子片の炭化を防止することができる、整流子寿命の向上したモータ用整流子の製造方法を提供する。【解決手段】  棒を片形状に引抜加工するステップと、前記各片を規格別に切断して整流子片を形成するステップと、各整流子片を液化窒素熱処理するステップと、前記熱処理された整流子片をモールディング金型内に挿入し、前記各整流子片の間に絶縁樹脂間隔が形成されるように円形にセッティングし、その中心にブッシュを挿入するステップと、前記モールディング金型内に絶縁樹脂を押出または射出して絶縁樹脂層を形成するステップと、前記成形された整流子片の内径および外径を加工するステップとを含む。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒を片形状に引抜加工するステップ；
前記各片を規格別に切断して整流子片を形成するステップ；
前記各整流子片を液化窒素熱処理するステップ；
前記熱処理された整流子片をモールディング金型内に挿入し、前記各整流子片の間に絶縁樹脂の間隔が形成されるように円形にセッティングし、その中心にブッシュを挿入するステップ；
前記モールディング金型内に絶縁樹脂を押出または射出して絶縁樹脂層を形成するステップ；および
前記成形された整流子の内径および外径を加工するステップ；
を含むことを特徴とするモータ用整流子の製造方法。
【請求項２】
前記整流子片の熱処理は、前記整流子を１５〜２５分間液化窒素につけて熱処理することを特徴とする請求項１に記載のモータ用整流子の製造方法。
【請求項３】
前記引抜加工ステップは、銅（Ｃｕ）に銀（Ａｇ）が０．０１％〜２．０％含有された棒を使用することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ用整流子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ用整流子製造方法に関し、特に、モータに使用される整流子が摩擦ブラシによる摩耗を防止することができる、耐摩耗性が向上したモータ用整流子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、モータ用整流子は、環状に形成されたそれぞれの整流子片、このそれぞれの整流子片を絶縁する絶縁樹脂、ブッシュを含む。前記整流子片は、通常、１００％銅（Ｃｕ）材質であり、ブッシュは、回転子の軸が挿入されるように絶縁樹脂の中央に位置している。
【０００３】
このように、モータ整流子は、一般に、多数の整流子片を円形に配列し、前記各整流子片の間には、絶縁材をモールディングするセグメントタイプモータ整流子の製造方法が広く使用されている。前記セグメントタイプのモータ整流子の製造方法は、絶縁材の取付および製造方法によって雲母を用いてクランピングする雲母クランピングタイプと、樹脂を射出または押出する樹脂成形タイプと、に分けられる。
【０００４】
しかし、前記雲母クランピングタイプは、各整流子片とブッシュとの間に一つずつ雲母を挿入してクランピングする方法であって、その製造工程が非常に複雑であるため、超大型モータを製造する場合を除いては、その使用が制限されている。
【０００５】
樹脂成形タイプの製造方法は、前記雲母クランピングタイプの短所を補完し、製造工程をより単純化するための製造方法であって、棒を引抜および切断加工して作られた多数の整流子片をモールディング金型内に挿入し、その整流子片の間に絶縁樹脂のモールディング可能な間隔を形成するように円形にセッティングした後、その中心にブッシュを挿入する。次いで、フェノール樹脂などの絶縁樹脂を押出または射出して各整流子片の間の間隙とブッシュとの間に絶縁樹脂層を形成し、その外周面を旋盤などで旋削および研磨し、必要によっては一端部に未切削部を残存させ、この未切削部をすり割りしてコイル接続片を形成する。
【０００６】
このような従来技術の整流子の製造方法をより具体的に段階別に説明すると、以下の通りである。
【０００７】
まず、丸い円形の銅線を片形状に引抜加工するステップと、前記片に成形された各整流子片を規格別に切断するステップ、前記整流子を洗浄材、水および乳酸が混合された洗浄溶液で洗浄するステップ、前記切断されたそれぞれの整流子片をモールディングするため、環形状に治具に取付けるステップ、各整流子片の中心に回転子の軸が設けられる空間を確保するためのブッシュが挿入されるステップ、前記整流子片とブッシュが取付けられた治具にフェノール樹脂のような合成樹脂剤を溶融させて絶縁部材が形成されるように成形するステップ、および前記円通形整流子のブッシュ内径を回転子の軸が結合されるように旋盤加工するステップ、整流子の外形を最終寸法に合わせて加工するステップを含む。
【０００８】
このような方法で製造される整流子は、モータに設けられて作動される場合、カーボンブラシと整流子との摩擦による偏摩耗でカーボンブラシが急に摩耗され、これによる熱で整流子片の粒子が離脱することが多い。
【０００９】
図１は、前述のような従来技術の製造方法により製造された整流子を試験して得られたブラシ摩耗量の分布を示すグラフである。
【００１０】
図示のように、従来の整流子に接触して通電させるブラシの摩耗量は、２ｍｍ〜１６ｍｍと散布度が広く分布されて（標準偏差：２．５４と示す）いるだけでなく、平均摩耗量（ａ１）は、やはり８．４ｍｍと非常にひどく摩耗されることが試験からわかる。
【００１１】
また、長時間モータを駆動する場合、整流子片と絶縁材でモールディングされた合成樹脂にクラックが発生してモータ全体の機械的性能を低下させるだけでなく、カーボンブラシと整流子片との間に火花が発生し、コイルの皮膜を損傷し、焼損不良を発生させるという問題点がある。
【００１２】
さらに、火花が不安定に発生し、これによって、整流子片が炭化してしまい、整流子が使用できなくなることが発生し得る。
【００１３】
図２は、従来の技術により製造された整流子の耐久寿命を試験した結果をグラフで示したものである。同図に示されたように、整流子の平均寿命が最小１００時間から最大６５０時間まで広く分布（標準偏差：１０１）されており、平均寿命（ａ２）は、３４１時間であった。
【００１４】
このように従来技術の製造方法による整流子は、ブラシの摩耗および火花現象により整流子の寿命が短く、焼損不良が発生するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような問題点を解決するためになされた本発明の目的は、整流子の耐久性および耐摩耗性を向上させ、また、長時間モータ使用による整流子片の炭化を防止することができる、整流子の寿命が向上したモータ用整流子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的は、棒を片形状に引抜加工するステップと、前記各片を規格別に切断して整流子片を形成するステップと、前記各整流子片を液化窒素熱処理するステップと、前記熱処理された整流子片をモールディング金型内に挿入し、前記各整流子片の間に絶縁樹脂間隔が形成されるように円形にセッティングし、その中心にブッシュを挿入するステップと、前記モールディング金型内に絶縁樹脂を押出または射出して絶縁樹脂層を形成するステップと、前記成形された整流子片の内径および外径を加工するステップとを含むことを特徴とするモータ用整流子の製造方法によって達成される。
【００１７】
これによれば、整流子片に切断した後、各整流子片を環形状にモールディング金型内に挿入し、絶縁部材の成形前に低温の液化窒素につけて熱処理することによって、各整流子片の外形に皮膜を形成して耐久性と耐摩耗性を向上させることができる。
【００１８】
ここで、前記整流子片の熱処理は、前記整流子を１５〜２５分間液化窒素につけて熱処理することを特徴とすることが好ましい。液化窒素は、通常、−１９０℃以下の温度であるため、１５分未満または２５分以上熱処理することができるが、約２０分程度熱処理することが最も好ましい。
【００１９】
また、前記引抜加工ステップは、銅（Ｃｕ）に銀（Ａｇ）が０．０１％〜２．０％含有された棒を使用することがさらに好ましい。これによって、火花現象が発生する確率を低くすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
前述のような実施例による本発明は、整流子片に液化窒素熱処理過程を施すことにより、整流子の耐久性および耐摩耗性が向上する効果が得られる。
【００２１】
また、回転する整流子とブラシとの接続によるブラシの摩耗量を減らし、火花を安定に維持させる。
【００２２】
また、本発明の製造方法は、整流子片の炭化を防止し、整流子の寿命を延長させるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図３は、本発明のモータ用整流子製造方法を順に示すブロック図である。同図に示されたように、本発明の製造方法を前記図面を参照して説明すると、以下の通りである。
【００２４】
先ず、円形形状の銅棒材を検査（Ｓ１）する。前記棒材は、銅（Ｃｕ）１００％の銅線を用いることができるが、耐久性および耐摩耗性を考慮して銀（Ａｇ）が最小０．０１％〜最大２％程度含まれた合金を使用することが好ましい。
【００２５】
次いで、前記円形形状の棒材を引抜加工（Ｓ２）し、希望の厚さの片を完成する。
【００２６】
次いで、引抜加工で完成した片を、各規格別の大きさに切断（Ｓ３）して整流子片をつくる。
【００２７】
次に、洗剤、乳酸および水の混合された混合液で前記整流子片を洗浄（Ｓ４）する。
【００２８】
次に、前記洗浄済みの整流子片を液化窒素に約１５分〜２５分程度つけておく（Ｓ５）。この時、液化窒素の温度は、通常、−１９８℃であり、前記洗浄された整流子片は、急に冷却されながら表面に窒素皮膜が形成され、前記整流子片の組織は、熱処理される。前記熱処理時間は、約２０分程度が好ましい。
【００２９】
その後、前記熱処理済みの整流子片をモールディング金型内に環形状に各整流子片が一定の間隔で配置され、前記環形状に配置された整流子片の中心には、回転子の軸が嵌められるようにブッシュを挿入する（Ｓ６）。
【００３０】
次いで、上記のようにブッシュが挿入された状態で、合成樹脂の絶縁材を前記各整流子片の間および前記各整流子片と前記ブッシュとの間にモールディングする（Ｓ７）。これによって、前記各整流子片は、互いに絶縁される。
【００３１】
次いで、回転子の軸が前記整流子の内に嵌められるようにブッシュの内径を加工（Ｓ８）し、前記整流子の外形を最終寸法に合わせて加工（Ｓ９）し、整流子を完成する。
【００３２】
このように完成したモータ用整流子は、品質検査（Ｓ１０）を介して不良が発生した場合には廃棄処分し、前記検査を通過したものに対して信頼性試験（Ｓ１１）を行った後、再度検査を行って、通過された整流子のみを包装および出荷（Ｓ１３）する。
【００３３】
このようなステップで構成された本発明のモータ用整流子の製造方法は、整流子の耐摩耗性および耐久性を向上させ、整流子の使用年限を向上させる。また、整流子片の炭化を防止する効果が得られる。
【００３４】
図４および図５は、本発明の製造方法により製造された整流子を試験して得られたデータをグラフで示したものである。
【００３５】
同図は、ブラシの摩耗量を示すものであって、本発明の製造方法を用いて整流子を製造した後、これをモータに適用してブラシの摩耗量を測定し、グラフ化した。同図に示されたように、従来技術の摩耗量および分布図（図１参照）とは異なり、標準偏差が０．８７であり、平均ブラシ摩耗量は、６．８ｍｍ（ａ３）で、従来の技術に比べて相当に減少したことがわかる。
【００３６】
図５は、本発明に係る整流子の耐久寿命を試験して得られたグラフであって、同図から散布度が狭小で中心に集中していることがわかり、標準偏差は、５０であった。平均耐久寿命は、３９８時間で、従来技術における耐久寿命（図２参照）より遥かに長くなった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明により、耐久性および耐摩耗性に優れたモータ整流子の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術の製造方法により製造された整流子を試験して得られたブラシ摩耗量の分布を示す図である。
【図２】従来技術の製造方法により製造された整流子の耐久寿命を試験した結果をグラフで示した図である。
【図３】本発明のモータ用整流子の製造方法を順に示すブロック図である。
【図４】本発明の製造方法により製造された整流子を試験して得られたデータをグラフで示した図であって、ブラシの摩耗量を示す。
【図５】本発明の製造方法により製造された整流子を試験して得られたデータをグラフで示した図であって、耐久寿命を示す。
【符号の説明】
【００３９】
ａ３              ブラシの平均摩耗量
ａ４              整流子の平均耐久寿命
Ｓ１〜Ｓ１３    本発明のモータ用整流子の製造ステップ
【図１】
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【図２】
2005051988.tif 000004
【図３】
2005051988.tif 000005
【図４】
2005051988.tif 000006
【図５】
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