(57)【要約】      （修正有）【課題】ブラシと整流子との安定的な摺動状態を得るために整流子の摺接面へ規則溝の形成を行うにあたり、高品質化と低コスト化の課題を同時に解決する。【解決手段】整流子２３の摺接面に周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を施すために、バイト刃５２に超音波振動を整流子２３の軸方向又は接線方向に加振しているので、バイト刃５２の刃先への衝撃を抑制することができる。これにより、工具寿命を伸ばすことができ、工具交換の段取り頻度も少なくなるので、低コスト化を達成することができる。また、整流子２３を複数のセグメントに分割する切断加工時にセグメント分割縁部にバリが発生した場合でも、このバリ取り方向とバイト刃５２への加振方向とが一致するため、このバリを除去することができる。これにより、整流子２３の摺接面の高品質化を達成することができる。【選択図】図１
2007300733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ回転軸に固定された整流子と、前記整流子の周面に摺接されて前記整流子に給電するカーボン製ブラシと、を備え、切削装置により前記整流子の摺接面に表面仕上げが施される回転電機の製造方法において、
振動発振装置により前記切削装置に超音波振動を前記整流子の軸方向又は接線方向に加振し、前記整流子の摺接面に、周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を施す、
ことを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項２】
前記凹凸面を、前記切削装置による前記整流子の表面仕上げ時に施す、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の製造方法。
【請求項３】
前記凹凸面を、その周方向溝幅が１０〜４００マイクロメートルの範囲で形成する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転電機の製造方法。
【請求項４】
前記凹凸面を、その１０点平均表面粗さ（ＲZ）が０．５〜１０．０マイクロメートルの範囲で形成する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の回転電機の製造方法。
【請求項５】
モータ回転軸に固定された整流子と、前記整流子の周面に摺接されて前記整流子に給電するカーボン製ブラシと、を含んで構成される回転電機において、
振動発振装置により切削装置に超音波振動を前記整流子の軸方向又は接線方向に加振し、前記整流子の摺接面に、周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面が施された、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項６】
前記凹凸面は、前記切削装置による前記整流子の表面仕上げ時に施された、
ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記凹凸面は、その周方向溝幅が１０〜４００マイクロメートルの範囲で形成されている、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の回転電機。
【請求項８】
前記凹凸面は、その１０点平均表面粗さ（ＲZ）が０．５〜１０．０マイクロメートルの範囲で形成されている、
ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機及びその製造方法に係り、特に、整流子に給電するブラシを含んで構成される回転電機及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両メーカのニーズにより、車両に搭載される小型のモータにおいては、高品質と低コスト化が望まれ、特に、低騒音化、高寿命化を成し得るモータを安く生産する方法が必要となっている。ここで、モータにおいて騒音と寿命に最も関係する部品は、ブラシと整流子であり、この二つの部品が如何に安定的に導通しながら摺動するかが重要となる。
【０００３】
つまり、ブラシと整流子が不安定に摺動すれば、その部分から生じる振動がブラシホルダを経由しハウジング等へ伝播し、不快な騒音を発生させるばかりか、不安定な接触状態では両者の接触抵抗が大きくなり、その結果、ブラシ及び整流子が高温となって軟化し、又は、火花を発生するなど、ブラシの摩耗を促進し、モータの寿命を著しく低下させる。
【０００４】
このブラシと整流子との摺動を安定的に成す為の加工方法としては、例えば、次のものがある（例えば、特許文献１参照）。つまり、特許文献１に記載の加工方法は、振動切削により、整流子の摺接面へ規則溝を形成し、その部分にブラシ摺動時のカーボンを付着させることで整流子の摺接面を低摩擦化し、両者の安定的な摺動状態を得るものである。
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の如く、整流子の径方向に超音波振動を付加してその摺接面に規則溝を形成する場合には、整流子の径方向、つまりセグメント放射方向へ超音波振動を付加しているため、バイトの刃先への衝撃が強く刃先の摩耗及び欠損を生じることがあった。特に、バイトにダイヤモンドバイトを使用した場合には摩耗及び欠損が顕著となった。従って、工具寿命が短く、また、工具交換の段取り頻度が増し、低コスト化の妨げとなっていた。
【０００６】
また、特許文献１に記載の如く、整流子の径方向に超音波振動を付加してその摺接面に規則溝を形成する場合には、超音波振動による加振方向がアンダーカット加工（整流子を複数のセグメントに分割する切断加工）時にアンダーカット部（セグメント分割縁部）に発生するバリを除去する方向ではないため、このバリを仕上げ加工時に除去することができなかった。従って、整流子の高品質化の妨げにもなっていた。
【０００７】
なお、整流子の切削加工において低コスト化を阻害する要因には、整流子の摺接面仕上げ加工時にアンダーカット部に発生するバリ（切粉が剪断されずに繋がっているもの）も考えられる。つまり、このバリを発生させないためには、仕上げ加工時の取り代を小さくしたり、数工程に分けて切削したり、バリを除去するためにナイロンブラシ等で擦り落す工程を追加したりする必要があるが、このようにした場合には、低コスト化が妨げられる。
【特許文献１】特開２００３−１８００５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ブラシと整流子との安定的な摺動状態を得るために整流子の摺接面へ規則溝の形成を行うにあたり、高品質化と低コスト化の課題を同時に解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明の回転電機の製造方法は、モータ回転軸に固定された整流子と、前記整流子の周面に摺接されて前記整流子に給電するカーボン製ブラシと、を備え、切削装置により前記整流子の摺接面に表面仕上げが施される回転電機の製造方法において、振動発振装置により前記切削装置に超音波振動を前記整流子の軸方向又は接線方向に加振し、前記整流子の摺接面に、周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を施す、ことを特徴としている。
【００１０】
請求項１記載の回転電機の製造方法では、振動発振装置により切削装置に超音波振動を整流子の軸方向又は接線方向に加振し、整流子の摺接面に、周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を施す。この方法により、整流子におけるブラシとの摺接面には凹凸面が施され、この凹凸面によって、ブラシと整流子の摺接面との摺動摩擦の状態が安定し、結果的にブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗が低減し、整流の乱れ、モータ効率の低下、電機子の振動や騒音の発生等を防止することができるのみならず、ブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗をも低減することができる。
【００１１】
また、請求項１記載の回転電機の製造方法では、整流子の摺接面に周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を施すための振動切削の加振方向を整流子の軸方向又は接線方向としている。従って、整流子の切削時に、切削装置の刃先への衝撃を抑制することができる。これにより、工具寿命を伸ばすことができ、また、工具交換の段取り頻度も少なくなるので、低コスト化を達成することができる。
【００１２】
しかも、上述の如く、切削装置の刃先への衝撃を抑制することにより、切削装置に例えば切れ味の良いダイヤモンドバイトを使用することが可能となる。そして、このダイヤモンドバイトを振動発振装置により整流子の軸方向又は接線方向に振動させるので、ダイヤモンドバイトの刃先の切れ味と、振動切削による切削抵抗の低減の両方のメリットを生かすことができ、整流子の摺接面仕上げ加工時にアンダーカット部（セグメント分割縁部）にバリが発生することを抑制できる（バリ発生のゼロ化）。これにより、整流子の接触面の高品質化を達成することができる。また、バリを発生させないために行っていた仕上げ加工時の取り代を小さくしたり、数工程に分けて切削したり、バリを除去するためにナイロンブラシ等で擦り落す工程を追加したりする必要がなくなり、このことによっても低コスト化も達成できる（つまり、高品質と低コストの二律相反する課題を解決できる）。
【００１３】
さらに、請求項１記載の回転電機の製造方法では、上述の如く、整流子の摺接面に凹凸面を形成する際に、切削装置に整流子の軸方向又は接線方向に超音波振動を付加しているので、アンダーカット加工（整流子を複数のセグメントに分割する切断加工）時にアンダーカット部（セグメント分割縁部）にバリが発生した場合でも、このバリ取り方向と切削装置への加振方向とが一致するため、このバリを超音波振動による断続切削の切削タイミングに同期して除去することができる（断続切削により切削装置に加速度を持つパルス状切削力を付与できるので切粉状のバリを確実に剪断できる）。これにより、整流子の摺接面のさらなる高品質化を達成することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明の回転電機の製造方法は、請求項１に記載の回転電機の製造方法において、前記凹凸面を、前記切削装置による前記整流子の表面仕上げ時に施す、ことを特徴としている。
【００１５】
請求項２に係る発明の回転電機の製造方法では、整流子の摺接面の凹凸面を、切削装置による整流子の表面仕上げ時に施すので、整流子の加工工程が増えることが無く、効率的である。
【００１６】
請求項３に係る発明の回転電機の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の回転電機の製造方法において、前記凹凸面を、その周方向溝幅が１０〜４００マイクロメートルの範囲で形成する、ことを特徴としている。
【００１７】
請求項３に係る発明の回転電機の製造方法では、整流子におけるブラシとの摺接面にその周方向（周方向における凹部のピッチ）の溝幅が１０〜４００マイクロメートルの範囲で凹凸面を施す。以上の方法により、整流子におけるブラシとの摺接面に施された凹凸面によって、ブラシが整流子に摺接しその初期摩耗時にはこのブラシが整流子の凸部と点接触または小さな面接触するように構成される。
【００１８】
これにより、ブラシと整流子の周面との摺動摩擦の状態が安定し、結果的にブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗が低減する。また、前記凹凸面は、例えば整流子の外形（外径）の真円度、整流子セグメントの段差、ブラシ位置と電機子（整流子）の回転位置とのズレ等に影響を及ぼす各部の寸法に比べて相対的に極めて微小寸法であるため、整流子とブラシの整流機能が損なわれることは無く、またモータ効率が低下したり電機子の振動や騒音が発生したりする要因となることはない。
【００１９】
したがって、整流子におけるブラシとの摺接面に施す凹凸面を好適に設定すれば、整流の乱れ、モータ効率の低下、電機子の振動や騒音の発生等を防止することができるのみならず、ブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗をも低減することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明の回転電機の製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の回転電機の製造方法において、前記凹凸面を、その１０点平均表面粗さ（ＲZ）が０．５〜１０．０マイクロメートルの範囲で形成する、ことを特徴としている。
【００２１】
請求項４に係る発明の回転電機の製造方法では、整流子におけるブラシとの摺接面にその１０点平均表面粗さ（ＲZ）が０．５〜１０．０マイクロメートルの範囲で凹凸面を施す。以上の方法により、整流子におけるブラシとの摺接面に施された凹凸面によって、ブラシが整流子に摺接しその初期摩耗時にはこのブラシが整流子の凸部と点接触または小さな面接触するように構成される。
【００２２】
これにより、ブラシと整流子の周面との摺動摩擦の状態が安定し、結果的にブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗が低減する。また、前記凹凸面は、例えば整流子の外形（外径）の真円度、整流子セグメントの段差、ブラシ位置と電機子（整流子）の回転位置とのズレ等に影響を及ぼす各部の寸法に比べて相対的に極めて微小寸法であるため、整流子とブラシの整流機能が損なわれることは無く、またモータ効率が低下したり電機子の振動や騒音が発生したり要因となることはない。
【００２３】
したがって、整流子におけるブラシとの摺接面に施す凹凸面を好適に設定すれば、整流の乱れ、モータ効率の低下、電機子の振動や騒音の発生等を防止することができるのみならず、ブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗をも低減することができる。
【００２４】
請求項５に係る発明の回転電機は、モータ回転軸に固定された整流子と、前記整流子の周面に摺接されて前記整流子に給電するカーボン製ブラシと、を含んで構成される回転電機において、振動発振装置により切削装置に超音波振動を前記整流子の軸方向又は接線方向に加振し、前記整流子の摺接面に、周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面が施された、ことを特徴としている。
【００２５】
請求項５記載の回転電機では、振動発振装置により切削装置に超音波振動を整流子の軸方向又は接線方向に加振し、整流子の摺接面に、周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面が施されている。従って、この凹凸面によって、ブラシと整流子の摺接面との摺動摩擦の状態が安定し、結果的にブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗が低減し、整流の乱れ、モータ効率の低下、電機子の振動や騒音の発生等を防止することができるのみならず、ブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗をも低減することができる。
【００２６】
また、請求項５記載の回転電機では、整流子の摺接面に周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を施すための振動切削の加振方向を整流子の軸方向又は接線方向としている。従って、整流子の切削時に、切削装置の刃先への衝撃を抑制することができる。これにより、工具寿命を伸ばすことができ、また、工具交換の段取り頻度も少なくなるので、低コスト化を達成することができる。
【００２７】
しかも、上述の如く、切削装置の刃先への衝撃を抑制することにより、切削装置に例えば切れ味の良いダイヤモンドバイトを使用することが可能となる。そして、このダイヤモンドバイトを振動発振装置により整流子の軸方向又は接線方向に振動させるので、ダイヤモンドバイトの刃先の切れ味と、振動切削による切削抵抗の低減の両方のメリットを生かすことができ、整流子の摺接面仕上げ加工時にアンダーカット部（セグメント分割縁部）にバリが発生することを抑制できる（バリ発生のゼロ化）。これにより、整流子の接触面の高品質化を達成することができる。また、バリを発生させないために行っていた仕上げ加工時の取り代を小さくしたり、数工程に分けて切削したり、バリを除去するためにナイロンブラシ等で擦り落す工程を追加したりする必要がなくなり、このことによっても低コスト化も達成できる（つまり、高品質と低コストの二律相反する課題を解決できる）。
【００２８】
さらに、請求項５記載の回転電機では、上述の如く、整流子の摺接面に凹凸面を形成する際に、切削装置に整流子の軸方向又は接線方向に超音波振動を付加しているので、アンダーカット加工（整流子を複数のセグメントに分割する切断加工）時にアンダーカット部（セグメント分割縁部）にバリが発生した場合でも、このバリ取り方向と切削装置への加振方向とが一致するため、このバリを超音波振動による断続切削の切削タイミングに同期して除去することができる（断続切削により切削装置に加速度を持つパルス状切削力を付与できるので切粉状のバリを確実に剪断できる）。これにより、整流子の摺接面のさらなる高品質化を達成することができる。
【００２９】
請求項６に係る発明の回転電機は、請求項５に記載の回転電機において、前記凹凸面は、前記切削装置による前記整流子の表面仕上げ時に施された、ことを特徴としている。
【００３０】
請求項６に係る発明の回転電機では、整流子の摺接面の凹凸面が、切削装置による整流子の表面仕上げ時に施されるので、整流子の加工工程が増えることが無く、効率的である。
【００３１】
請求項７に係る発明の回転電機は、請求項５又は請求項６に記載の回転電機において、前記凹凸面は、その周方向溝幅が１０〜４００マイクロメートルの範囲で形成されている、ことを特徴としている。
【００３２】
請求項７に係る発明の回転電機では、整流子におけるブラシとの摺接面にその周方向（周方向における凹部のピッチ）の溝幅が１０〜４００マイクロメートルの範囲で凹凸面が施されている。従って、この整流子におけるブラシとの摺接面に施された凹凸面によって、ブラシが整流子に摺接しその初期摩耗時にはこのブラシが整流子の凸部と点接触または小さな面接触するように構成される。
【００３３】
これにより、ブラシと整流子の周面との摺動摩擦の状態が安定し、結果的にブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗が低減する。また、前記凹凸面は、例えば整流子の外形（外径）の真円度、整流子セグメントの段差、ブラシ位置と電機子（整流子）の回転位置とのズレ等に影響を及ぼす各部の寸法に比べて相対的に極めて微小寸法であるため、整流子とブラシの整流機能が損なわれることは無く、またモータ効率が低下したり電機子の振動や騒音が発生したりする要因となることはない。
【００３４】
したがって、整流子におけるブラシとの摺接面に施す凹凸面を好適に設定すれば、整流の乱れ、モータ効率の低下、電機子の振動や騒音の発生等を防止することができるのみならず、ブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗をも低減することができる。
【００３５】
請求項８に係る発明の回転電機は、請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の回転電機において、前記凹凸面は、その１０点平均表面粗さ（ＲZ）が０．５〜１０．０マイクロメートルの範囲で形成されている、ことを特徴としている。
【００３６】
請求項８に係る発明の回転電機では、整流子におけるブラシとの摺接面にその１０点平均表面粗さ（ＲZ）が０．５〜１０．０マイクロメートルの範囲で凹凸面が施されている。従って、この整流子におけるブラシとの摺接面に施された凹凸面によって、ブラシが整流子に摺接しその初期摩耗時にはこのブラシが整流子の凸部と点接触または小さな面接触するように構成される。
【００３７】
これにより、ブラシと整流子の周面との摺動摩擦の状態が安定し、結果的にブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗が低減する。また、前記凹凸面は、例えば整流子の外形（外径）の真円度、整流子セグメントの段差、ブラシ位置と電機子（整流子）の回転位置とのズレ等に影響を及ぼす各部の寸法に比べて相対的に極めて微小寸法であるため、整流子とブラシの整流機能が損なわれることは無く、またモータ効率が低下したり電機子の振動や騒音が発生したりする要因となることはない。
【００３８】
したがって、整流子におけるブラシとの摺接面に施す凹凸面を好適に設定すれば、整流の乱れ、モータ効率の低下、電機子の振動や騒音の発生等を防止することができるのみならず、ブラシのスリップ音やブラシの異常摩耗をも低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図９には本発明の実施の形態に係る回転電機としてのモータ１０の全体構成が断面図にて示されている。
【００４０】
モータ１０のヨークハウジング１２は軸線方向一端部が絞り加工された有底の円筒形に形成されており、この底壁１４には軸受１６が配置されている。一方、ヨークハウジング１２の他端部には、エンドハウジング１８が固定されている。
【００４１】
また、エンドハウジング１８の中央部分には軸受２０が配置されている。この軸受２０及びヨークハウジング１２の軸受１６によって電機子２２の軸２４が支持され電機子２２がヨークハウジング１２内に収容されている。電機子２２に対向するヨークハウジング１２の内周壁にはマグネット２６が固着されている。
【００４２】
電機子２２と軸受２０との間にはホルダプレート２８が配置されている。このホルダプレート２８は薄肉の合成樹脂から形成され、軸受２０の側方に位置してエンドハウジング１８に固定されている。
【００４３】
図１０に示す如く、ホルダプレート２８には、一対のケース収容部３０が設けられている。これらのケース収容部３０は、電機子２２の整流子２３の軸線に対して直交する方向を長手方向として前後が開口する箱状でホルダプレート２８に一体に設けられており、後述するブラシ・サブアッセンブリ３２が収容されている。
【００４４】
一方、ケース収容部３０に収容されたブラシ・サブアッセンブリ３２は、図１１に示す如く、ブラシケース３４を備えている。ブラシケース３４は金属製とされており、ケース収容部３０に対応する箱状に形成されている。また、このブラシケース３４の外周面には、前後一対の弾性材３６（本実施の形態においては、軟質樹脂材またはゴム材）がアウトサート成形によって一体に設けられている。
【００４５】
各ブラシケース３４内には、当該ブラシケース３４の長手方向（即ち、整流子２３の周面に対して接近及び離間する方向であると共に整流子２３の半径方向でもある）に沿って摺動可能にカーボン製ブラシ３８がスプリング４０と共にそれぞれ収容されている。ブラシ３８は角柱状に形成されており、その側面とブラシケース３４の内壁面との間には僅かなクリアランスが設定されている。また、ブラシ３８の前端面は、整流子２３の周面に密着するように円弧面状に形成されている。
【００４６】
スプリング４０はブラシ３８を常にブラシケース３４から突出する方向へ付勢しており、これによって、ブラシ３８は電機子２２の整流子２３に圧接されている。また、ブラシ３８からは連結用ピッグテール４２が引き出されており、ピッグテール４２の先端部は、給電用の接続線に接続されている。
【００４７】
以上の如く、ブラシ・サブアッセンブリ３２は、ブラシケース３４の弾性材３６を介してケース収容部３０に収容されてホルダプレート２８上で保持されている。すなわち、各ブラシケース３４（ブラシ３８）はそれぞれ個別にフローティング支持された構成となっている。
【００４８】
ここで、前述の如く構成されるモータ１０の整流子２３には、図６に示す如く、ブラシ３８との摺接面に整流子２３の周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を有しており、ブラシ３８の初期摩耗時に、このブラシ３８が整流子２３の凸部と点接触または小さな面接触するように構成されている。
【００４９】
なお、整流子２３におけるブラシ３８との摺接面に施す、整流子２３の周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面としては、例えば、凹凸の溝の横幅（周方向の幅）１００μｍ、縦幅２０μｍ程度、深さ０．８μｍ程度の微小寸法に設定されている。また、この凹凸の溝は、１０点平均表面粗さ（ＲZ）が０．５〜１０．０マイクロメートルの範囲とすると良い。
【００５０】
さらにここで、前述の如き整流子２３の摺接面に、整流子２３の周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を施すに際しては、図１に示す如く、旋盤加工機５０におけるバイト刃５２に超音波発振ユニット５４を接続し、これによりバイト刃５２に超音波振動を付与し、このバイト刃５２を介して整流子２３の摺接面に所定の凹凸面を施すことができる。また、この超音波発振ユニット５４では、図２に示される如く、振動ホーン５５が設けられており、この振動ホーン５５がＲ方向にねじり振動することにより、整流子２３に対し超音波振動をその接線方向に加振するようになっている。
【００５１】
なお、図３に示される如く、振動ホーン５５がＸ方向にたわみ振動することにより、整流子２３に対し超音波振動をその接線方向に加振するようになっていても良い。また、図２，図３に示される振動ホーン５５の向きを変換して、図４に示される如く、振動ホーン５５がＲ方向にねじり振動することにより、整流子２３に対し超音波振動をその軸方向に加振するようになっていても良く、図５に示される如く、振動ホーン５５がＸ方向にたわみ振動することにより、整流子２３に対し超音波振動をその軸方向に加振するようになっていても良い。
【００５２】
次に本実施の形態の作用を、整流子２３の摺接面に、整流子２３の周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を施す方法（手順）と併せて説明する。
【００５３】
上記構成のモータ１０の整流子２３を製作するに際しては、整流子２３の摺接面に凹凸面を施す。この場合、図１に示す如く、電機子２２の軸２４の一端部を旋盤加工機５０のチャック５６に保持すると共に、軸２４の他端部をジグ５８によって保持する。次いで、電機子２２を所定の周速度で回転方向Ａに向けて回転させると共に、図２に示される如く振動ホーン５５をＲ方向にねじり振動させることによってバイト刃５２を振動方向Ｂに振動させる。この状態で、バイト刃５２を整流子２３の摺接面に接触させ、図１に示される如く送り方向Ｃに沿って移動させながら、整流子２３の摺接面に加工を施す。
【００５４】
なお、このとき、図３乃至図５に示される如く振動ホーン５５をたわみ振動又はねじり振動させることによってバイト刃５２を振動方向Ｂに振動させても良い。
【００５５】
これにより、整流子２３におけるブラシ３８との摺接面には、図６に示す如き所定形状・寸法の凹凸面が施される。この場合、バイト刃５２に付与する超音波振動の周波数及び振幅、バイト刃５２の送り速度、及び旋盤加工機５０における整流子２３（電機子２２）の回転周速度を制御することにより、任意（所望）の形状・寸法の凹凸を整流子の摺接面に施すことができる。
【００５６】
なお、この場合、バイト刃５２の切り込みによって凹凸の溝の深さが決定される。すなわち、前述した如く、例えば凹凸の溝の深さを０．８μｍ程度に形成する場合には、バイト刃５２の切り込みを０．８μｍに設定することで、当該溝深さの凹凸を形成できる。
【００５７】
上記の如く整流子２３におけるブラシ３８との摺接面に、整流子２３の周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面が施されたモータ１０では、左右一対（陽極及び陰極）のブラシ３８が整流子２３の周面に摺接されてこの整流子２３に給電する。
【００５８】
ここで、このモータ１０では、ブラシ３８はブラシケース３４に収容されており、さらにブラシケース３４の外周面には弾性材３６が設けられている。このブラシケース３４が弾性材３６を介してホルダプレート２８上のケース収容部３０に保持される。すなわち、各ブラシ３８を収容するそれぞれのブラシケース３４は、その外周面に設けられた弾性材３６によって、それぞれ個別にフローティング支持されている。
【００５９】
したがって、各ブラシ３８を個別に整流子２３に対して精度良く組付けることができ、組付位置ズレが生じ難い。また、モータ１０の作動時においても、各ブラシ３８が個別に整流子２３の外形（整流子セグメントの段差）に追従移動することになり、整流子２３に対して左右対称位置に精度良く位置させることができ、何れかのブラシ３８が回転軸芯(マグネット極中心）に対してズレて（偏倚して)位置することが防止できる。このため、整流の乱れが生じることがなく、モータ効率の低下や電機子２２の振動発生を防止することができる。
【００６０】
さらに、このモータ１０では、整流子２３におけるブラシ３８との摺接面に施された凹凸面によって、ブラシ３８が整流子２３に摺接しその初期摩耗時にはこのブラシ３８が整流子２３の凸部と点接触または小さな面接触するように構成される。
【００６１】
これにより、ブラシ３８と整流子２３の周面との摺動摩擦の状態が安定し、結果的にブラシ３８のスリップ音やブラシ３８の異常摩耗が低減する。ここで、図７には、モータ１０の作動時間に対するブラシ３８の摩耗度合いを、前述の如く整流子２３の摺接面に、整流子２３の周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を施した場合とこのような凹凸を施さない場合とで比較した実験データが示されている。この図７において明らかなように、整流子２３の摺接面に凹凸面を施した場合にはブラシ３８の摩耗度合いが大幅に低減していることが解る。
【００６２】
またここで、図８（Ａ）には、前述の如く構成されたモータ１０の「騒音と整流子２３に施した凹凸面の溝の横幅（周方向の幅）との関係」が実験データとして示されている。この図８（Ａ）にて解るように、整流子２３に施した凹凸面の溝の横幅（周方向の幅）は騒音に密接に関係している。反面、当該凹凸面の溝の横幅（周方向の幅）が広くなり過ぎると、整流子２３とブラシ３８との接触面積が狭くなり、給電（通電）の面で不安定となり、整流の乱れやモータ効率の面で問題が生じることになる。そこで、「騒音」と「安定した整流及びやモータ効率」という両方の面で効果的な範囲として、凹凸面の溝の横幅（周方向の幅）を１０〜４００μｍの範囲に設定する構成としている。これにより、整流の乱れが生じたりモータ効率が低下したりすることなく、騒音をも大幅に低減することができる。
【００６３】
またさらに、図８（Ｂ）には、前述の如く構成されたモータ１０の「騒音と整流子２３に施した凹凸面の溝の表面粗さとの関係」が実験データとして示されている。この図８（Ｂ）にて解るように、整流子２３に施した網目状の凹凸面の溝の表面粗さ（ＲZ）は騒音に密接に関係している。反面、当該網目状の凹凸面の溝の表面粗さ（ＲZ）を、ある範囲を越えて粗くすることは、実際の（現実的な）加工やコスト上の観点から考慮するとあまり好ましくはなくなる。そこで、「騒音」と「安定した整流及びやモータ効率」という両方の面で効果的な範囲として、凹凸面の溝の表面粗さ（ＲZ）を、１０点平均表面粗さ（ＲZ）として０．５〜１０．０μｍの範囲に設定する構成としている。これにより、ブラシ３８と整流子２３の周面との摺動摩擦の状態が一層安定し、整流の乱れが生じたりモータ効率が低下したりすることなく、騒音をも大幅に低減することができる。
【００６４】
また、前記凹凸面は、例えば整流子２３の外形（外径）の真円度、整流子２３の各セグメントの段差、ブラシ３８の位置と電機子２２（整流子２３）の回転位置とのズレ等に影響を及ぼす各部の寸法に比べて相対的に極めて微小寸法であるため、整流子２３とブラシ３８の整流機能が損なわれることは無く、またモータ効率が低下したり電機子２２の振動や騒音が発生したりする要因となることはない。
【００６５】
またさらに、整流子２３の各セグメントよりも黒鉛を含んで構成されるブラシ３８の方が硬度低いため、モータ１０の作動（電機子２２の回転）に伴ってブラシ３８の方が主に摩耗していく。そして、ブラシ３８の摩耗粉が整流子２３の凹部に埋まり、ブラシ３８と整流子２３との「なじみ」が一層増し、さらに振動低減の効果が発揮される。
【００６６】
したがって、整流子２３におけるブラシ３８との摺接面に施す前述の如き凹凸面を好適に設定すれば、整流の乱れ、モータ効率の低下、電機子２２の振動や騒音の発生等を防止することができるのみならず、ブラシ３８のスリップ音やブラシ３８の異常摩耗をも低減することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、整流子２３の摺接面に周方向及び軸方向に広がった網目状の凹凸面を施すための振動切削の加振方向を整流子２３の軸方向又は接線方向としている。従って、整流子２３の切削時に、バイト刃５２の刃先への衝撃を抑制することができる。これにより、工具寿命を伸ばすことができ、また、工具交換の段取り頻度も少なくなるので、低コスト化を達成することができる。
【００６８】
しかも、上述の如く、バイト刃５２の刃先への衝撃を抑制することにより、バイト刃５２に例えば切れ味の良いダイヤモンドバイトを使用することが可能となる。そして、このダイヤモンドバイトで構成されたバイト刃５２を超音波発振ユニット５４により整流子２３の軸方向又は接線方向に振動させるので、ダイヤモンドバイトの刃先の切れ味と、振動切削による切削抵抗の低減の両方のメリットを生かすことができ、整流子２３の摺接面仕上げ加工時にアンダーカット部（セグメント分割縁部）にバリが発生することを抑制できる（バリ発生のゼロ化）。これにより、整流子２３の接触面の高品質化を達成することができる。また、バリを発生させないために行っていた仕上げ加工時の取り代を小さくしたり、数工程に分けて切削したり、バリを除去するためにナイロンブラシ等で擦り落す工程を追加したりする必要がなくなり、このことによっても低コスト化も達成できる（つまり、高品質と低コストの二律相反する課題を解決できる）。
【００６９】
さらに、本実施形態では、上述の如く、整流子２３の摺接面に凹凸面を形成する際に、バイト刃５２に整流子２３の軸方向又は接線方向に超音波振動を付加しているので、アンダーカット加工（整流子を複数のセグメントに分割する切断加工）時にアンダーカット部（セグメント分割縁部）にバリが発生した場合でも、このバリ取り方向とバイト刃５２への加振方向とが一致するため、このバリを超音波振動による断続切削の切削タイミングに同期して除去することができる（断続切削によりバイト刃５２に加速度を持つパルス状切削力を付与できるので切粉状のバリを確実に剪断できる）。これにより、整流子２３の摺接面のさらなる高品質化を達成することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、整流子２３の摺接面の凹凸面を、バイト刃５２による整流子２３の表面仕上げ時に施すので、整流子２３の加工工程が増えることが無く、効率的である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータの整流子の摺接面に所定の凹凸面を施す加工方法及びその装置を示す概略的な構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るモータの整流子とバイト刃との関係を示す概略的な構成図である。
【図３】本発明の実施の形態の別例に係るモータの整流子とバイト刃との関係を示す概略的な構成図である。
【図４】本発明の実施の形態の別例に係るモータの整流子とバイト刃との関係を示す概略的な構成図である。
【図５】本発明の実施の形態の別例に係るモータの整流子とバイト刃との関係を示す概略的な構成図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るモータの整流子の摺接面に施された凹凸面を概念的に示す概略的な斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るモータの作動時間に対するブラシの摩耗度合いを、整流子の摺接面に凹凸面を施した場合とこのような凹凸を施さない場合とで比較した実験データを示す線図である。
【図８】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係るモータの騒音と整流子に施した凹凸面の溝の横幅（周方向の幅）との関係を示す実験データに基づいたグラフであり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るモータの騒音と整流子に施した凹凸面の溝の表面粗さとの関係を示す実験データに基づいたグラフである。
【図９】本発明の実施の形態に係るモータの全体構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るモータのホルダプレートに設けられたケース収容部及びブラシ・サブアッセンブリの構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るモータのブラシ・サブアッセンブリの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…モータ（回転電機）、１２…ヨークハウジング、１６，２０…軸受、１８…エンドハウジング、２２…電機子、２３…整流子、２４…軸、２６…マグネット、２８…ホルダプレート、３０…ケース収容部、３２…ブラシ・サブアッセンブリ、３４…ブラシケース、３６…弾性材、３８…ブラシ、４０…スプリング、４２…ピッグテール、５０…旋盤加工機、５２…バイト刃（切削装置）、５４…超音波発振ユニット（振動発振装置）、５５…振動ホーン、５６…チャック、５８…ジグ
【図１】
2007300733.tif 000003
【図２】
2007300733.tif 000004
【図３】
2007300733.tif 000005
【図４】
2007300733.tif 000006
【図５】
2007300733.tif 000007
【図６】
2007300733.tif 000008
【図７】
2007300733.tif 000009
【図８】
2007300733.tif 000010
【図９】
2007300733.tif 000011
【図１０】
2007300733.tif 000012
【図１１】
2007300733.tif 000013