(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体の内周に係止爪が内径側に突出形成された該内周に絶縁性の樹脂部がモールド成形され、前記円筒体を切削加工することで複数のセグメントが形成されているコンミテータにおいて、前記円筒体内周面の係止爪は、長板材を折曲成形して形成された円筒体内周に、該円筒体の内径よりも外径が大径になった複数の突片によって構成される爪形成用溝を有した円柱状の金型を円筒体内周の一端から他端に向けて強制貫通させて形成されるものであることを特徴とするコンミテータ。
【請求項２】
筒体内周面の他側縁部には、金型の爪形成用溝が干渉しないよう突片外径と等しいか大径の肉薄部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のコンミテータ。
【請求項３】
係止爪は、各セグメントに対して周回り方向に一対になるよう軸方向に長い状態で対向し、かつ内径側ほど対向間隔が近接するように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のコンミテータ。
【請求項４】
円筒体の内周に係止爪が内径側に突出形成された該内周に絶縁性の樹脂部をモールド成形した後、前記円筒体を複数のセグメントに切削加工してなるコンミテータにおいて、長板材を折曲成形して円筒体とし、しかる後、該円筒体の内径よりも外径が大径になった複数の突片によって構成される爪形成用溝を有した円柱状の金型を円筒体内周の一端から他端に向けて強制貫通させることで係止爪を形成するようにしたことを特徴とするコンミテータの製造方法。
【請求項５】
円筒体としたとき金型の爪形成用溝が干渉しないよう突片外径と等しいか大径となる肉薄部を長板材の他端縁部側に形成した後、該長板材を円筒体に折曲形成するものであることを特徴とする請求項４記載のコンミテータの製造方法。
【請求項６】
係止爪は、各セグメントに対応して周回り方向に一対のものが軸方向に長い状態で対向し、これら一対の係止爪は内径側ほど対向間隔が近接するように形成されていることを特徴とする請求項４または５記載のコンミテータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電装品等の電動モータに設けられるコンミテータまたはコンミテータの製造方法の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電動モータのモータ軸にはコンミテータが一体的に外嵌され、該コンミテータの外周面に給電用のブラシが摺接することで、アーマチュアのコイルに電源供給がなされてアーマチュアがモータ軸とともに一体回転するようになっている。このようなコンミテータのなかには、導電性部材で形成された円筒体を用意し、該円筒体の内周に、モータ軸が一体的に内嵌する絶縁性の樹脂部をモールド加工した後、前記円筒体を複数のセグメントに切削加工して形成するように構成したものがある。
ところで、コンミテータはモータ軸と一体に回動するものであることから、コンミテータには遠心力等に基づく大きな負荷が作用している。このため、樹脂部とセグメントとの一体化を補強して強度アップをする必要があり、そのための手段として、前記各セグメント対応部位の内周に、内側（樹脂部側）に向けて突出する係止爪を複数設け、これら係止爪が樹脂部に埋設されるようにすることが提唱されている。そして、このような係止爪の形状としては、例えば、特開平７−８７７１３号公報に示されるように、各セグメント対応部位の内周に内側に向けて突出し、かつ、突出端側ほど近接する周回り方向一対の主係止爪と、これら主係止爪の一端部を周回り方向を連結する上部爪と、主係止爪間に形成される内径側辺ほど幅広な台形状の中間爪とを形成したもの、あるいは、特開２００１−２４５４５６号公報に示されるように、セグメント対応部位の内周面に先端扁平状に突出する係止爪を軸方向全長に亘って形成し、さらにその係止爪の扁平状の先端面に傾斜方向の溝を形成することで、隣接する係止爪の対向間が突出端側ほど近接するように構成したもの等が提唱されており、このようにすることで一体化の強度が向上することが知られている。そうしてこれらのものにおいて係止爪を形成する場合に、前者のものでは、筒状に成形された円筒体の筒孔に、外周面に爪形成用溝が形成された円柱状のピン金型を挿入することで、内周面に係止爪を形成している。また、後者のものでは、長板状の一側面に対して平板状の金型１１をプレス加工することで係止爪を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前者のものでは、予め円筒体に形成されているものに対して円柱状の金型を挿入して係止爪を形成する構成であるため、導電性部材を円筒体に形成する工程が煩雑かつ複雑で、使用する金型も多くなってコストアップしてしまうという問題がある。
一方、後者のものでは、長板材の状態のときに予め係止爪を形成し、その後、円筒体となるように曲げ加工する構成であるため、予め円筒体を用意する前者のものに比して円筒体への折曲成形工程は容易であるが、真円度が低下してしまうという問題があるうえ、曲げ加工したときに形成される長板材同志の当接部であるつなぎ目部分に隙間が形成され、円筒体の内周に樹脂部を形成する際に、隙間から樹脂材料が漏れてしまうという問題もあって、これらに本発明が解決しようとする課題があった。
さらには、前者のものの場合、主係止爪は円筒体の筒孔方向全長に亘って形成されるものであるため、金型の挿入先端部側の筒孔端部においてバリが形成されてしまい、係止爪形成後にバリ取り作業が別途必要となってしまうという別の問題もあり、ここにも本発明が解決しようとする課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、円筒体の内周に係止爪が内径側に突出形成された該内周に絶縁性の樹脂部がモールド成形され、前記円筒体を切削加工することで複数のセグメントが形成されているコンミテータにおいて、前記円筒体内周面の係止爪は、長板材を折曲成形して形成された円筒体内周に、該円筒体の内径よりも外径が大径になった複数の突片によって構成される爪形成用溝を有した円柱状の金型を円筒体内周の一端から他端に向けて強制貫通させて形成されるものであることを特徴とするコンミテータである。
これによって、円筒体内周面に係止爪を形成する成形工程において、円筒体の真円度を向上させることができる。
請求項２の発明は、筒体内周面の他側縁部には、金型の爪形成用溝が干渉しないよう突片外径と等しいか大径の肉薄部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のコンミテータである。これによって、円筒体の端部にバリが突出形成されることがなく、バリ取り作業を不要にできる。
請求項３の発明は、係止爪は、各セグメントに対して周回り方向に一対になるよう軸方向に長い状態で対向し、かつ内径側ほど対向間隔が近接するように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のコンミテータである。
請求項４の発明は、円筒体の内周に係止爪が内径側に突出形成された該内周に絶縁性の樹脂部をモールド成形した後、前記円筒体を複数のセグメントに切削加工してなるコンミテータにおいて、長板材を折曲成形して円筒体とし、しかる後、該円筒体の内径よりも外径が大径になった複数の突片によって構成される爪形成用溝を有した円柱状の金型を円筒体内周の一端から他端に向けて強制貫通させることで係止爪を形成するようにしたことを特徴とするコンミテータの製造方法である。
これによって、円筒体内周面に係止爪を形成する成形工程において、円筒体の真円度を向上させることができる。
請求項５の発明は、円筒体としたとき金型の爪形成用溝が干渉しないよう突片外径と等しいか大径となる肉薄部を長板材の他端縁部側に形成した後、該長板材を円筒体に折曲形成するものであることを特徴とする請求項４記載のコンミテータの製造方法である。
請求項６の発明は、係止爪は、各セグメントに対応して周回り方向に一対のものが軸方向に長い状態で対向し、これら一対の係止爪は内径側ほど対向間隔が近接するように形成されていることを特徴とする請求項４または５記載のコンミテータの製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図１〜図７に示す図面に基づいて説明する。
図面において、１は電動モータを構成するアーマチュアであって、該アーマチュア１は、アーマチュア軸（モータ軸）２と、該アーマチュア軸2の外周に一体的に外嵌される複数枚の薄板状のコア３と、該コア３の外周に巻装されるコイル４と、アーマチュア軸２の一端部に一体的に外嵌され、前記コイル４の端部が電気的に接続さるコンミテータ５とを備えて構成されている。一方、６は、アーマチュア１を回動自在に軸承するモータヨークであって、該モータヨーク６の内周面には一対の永久磁石７が設けられるとともに、コンミテータ５に摺接するブラシ８が出没自在に設けられており、該ブラシ８、コンミテータ５を介してコイル４に給電することでアーマチュア１がアーマチュア軸２とともに一体回転するように構成されており、これらは何れも従来通りの構成となっている。
【０００６】
前記コンミテータ５は、アーマチュア軸が一体的に内嵌する絶縁性の樹脂部９と、該樹脂部９の外周面に周回り方向に一体的に並設され、導電材で構成される複数（本実施の形態では１０個）のセグメント１０とを備えて構成されており、各セグメント１０のコア３側端部には、コイル４の端部を電気的に接続するためのライザ１０ａがそれぞれ折曲形成される一方、各セグメント１０の内周面（樹脂部９側面）には、樹脂部９に埋設して強固な一体化を計るための係止爪１０ｂが内径側に突出形成されている。ここで、前記係止爪１０ｂは、各セグメント１０に対してそれぞれ一対のものが形成されているが、これら各セグメント１０の一対の係止爪１０ｂは、軸方向に長いものが周回り方向に並列しており、これら係止爪１０ｂの突出端は、先端側ほど（内径側ほど）対向間が短くなるように形成されていて、樹脂部９への固着がより強固になるように設定されている。
【０００７】
次に、前記コンミテータ５の形成手順について、図２〜図４の図面に基づいて説明する。
まず、コンミテータ５のセグメント１０となる部位として、平板状の導電性部材からなる長板材１１を所定の形状に切断する。前記長板材１１は、図２（Ａ）に示すように、長方形の一方の長辺（一側縁部）には、ライザ１０ａとなる１０個のライザ相当片部１１ａが形成されている一方、他方の長辺（他側縁部）には潰し加工が施され、板厚が他の部位よりも薄い肉薄部１１ｂが長辺方向に長く帯状に形成されている。
【０００８】
続いて、前記ブランク材１１を図２（Ｂ）に示すように折曲成形するが、この状態においてライザ相当片部１１ａは筒孔方向に突出したままの状態となっており、この状態から、ライザ相当片部１１ａを外径側に折曲成形することで、図３（Ａ）に示すような円筒体１２が形成されるが、該ライザ相当片部１１ａの折曲成形においては、円筒体１２の真円成形も行うように設定されている。このように円筒体１２としたとき、円筒体１２の肉薄部１１ｂ対応部位では内径Ｒ１の大径部となっており、その他の部位は内径Ｒ２の小径部になっている。
【０００９】
次に、この円筒体１２の筒内周面１２ａに係止爪１０ｂを形成するが、該係止爪１０ｂは円柱状に形成された第一、第二の金型１３、１４を用いて形成するように設定されている。つまり、第一金型１３は、外周面に爪形成用の溝を形成するべく軸方向に長い先端円周状の突片１３ａが１０個形成されたものとなっている。そして、第一金型１３としては、これら突片１３ａの外径Ｒ３が、前記円筒体１２の大径部Ｒ１に対して等しいか小径であるが小径部Ｒ２よりは大径（Ｒ１≧Ｒ３＞Ｒ２）に設定されて、肉薄部１１ｂ対応部位に干渉しないようにしたものを用いることができるが、本実施の形態では、突片１３ａの外径Ｒ３を、前記円筒体１２の大径部Ｒ１に対して小径であるが小径部Ｒ２よりは大径（Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２）に設定したものが用いられている。
【００１０】
そして、第一金型１３を、筒内周面１２ａの一側縁部側（ライザ相当片部１１ａ形成側）から強制貫通させることで、筒内周面１２ａに、隣接する第一突片１３ａのあいだに位置して、図３（Ｂ）に示すような第一突起（爪）１２ｂが１０個形成されるようになっている。このとき、円筒体１２の他側縁部には肉薄部１１ｂが形成され、該肉薄部１１ｂの内径Ｒ１は第一金型第一突片１３ａの外径Ｒ３よりも大径になっているため、該肉薄部１１ｂ対応部位では第一突片１３ａによる爪形成がなされることがなく、もって、円筒体１２の第一金型１３貫通方向先端側となる他側縁部（筒端部）にバリができないように設定されている。さらに、第一金型１３は、各突片１３ａがライザ相当片部１１ａに対向する位置関係で強制貫通され、第一突起１２ｂを隣接するライザ相当片部１１ａ間に形成するように設定されるが、長板材１１の短辺同志のつなぎ目Ｓにも第一突起１２ｂが形成されている。
【００１１】
続いて、第一突起１２ｂが形成された筒内周面１２ａに、第二金型１４を強制貫通させるが、このとき、第二金型１４の外周面には、爪形成用の溝を形成するべく、軸方向に長く先端先鋭状の大突片１４ａと先端円周上の小突片１４ｂとがそれぞれ１０個づつ周回り方向に交互に形成されている。そして、第二金型１４としては、これら突片１４ａ、１４ｂの外径Ｒ４、Ｒ５が、それぞれ前記円筒体１２の大径部Ｒ１に対して等しいか小径であるが小径部Ｒ２よりは大径（Ｒ１≧（Ｒ４またはＲ５）＞Ｒ２）に設定されて、肉薄部１１ｂ対応部位に干渉しないようにした第二金型１４を用いることができるが、本実施の形態では、突片１３ａの外径Ｒ４、Ｒ５を、前記円筒体１２の大径部Ｒ１に対して小径であるが小径部Ｒ２よりは大径（Ｒ１＞（Ｒ４またはＲ５）＞Ｒ２）に設定したものが用いられている。
【００１２】
そして、第二金型大突片１４ａの先端を筒内周面１２ａの第一突起１２ｂの周回り方向中央部に位置させる状態で強制貫通することにより、筒内周面１２ａの第一突起１２ｂが二つに分割されるようにして一対の係止爪１０ｂを形成し、これら係止爪１０ｂが隣接するライザ相当片部１１ａにそれぞれ対向するように設定されており、このようにして、係止爪１０ｂは、筒内周面１２ａに、周回り方向に都合２０個のものが形成されている。ここで、前述したように、円筒体１２の他側縁部には肉薄部１１ｂが形成され、該肉薄部１１ｂの内径Ｒ１は第二金型各突片１４ａ、１４ｂの外径Ｒ４、Ｒ５よりも大径になっているため、該肉薄部１１ｂ対応部位では、この場合でも各突片１４ａ、１４ｂによる爪形成がなされることがなく、円筒体１２の第一金型１３貫通方向先端側となる他側縁部（筒端部）にバリができないようになっている。このようにして、円筒体１２は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、筒内周面１２ａの肉薄部１１ｂ以外の部位に、周回り方向に２０個の係止爪１０ｂが軸方向に長く形成されるように設定されている。
尚、長板材１１を円筒状としたとき、長板材１１の短辺同志が当接されてつなぎ目Ｓとなるが、前述したように、第一金型１３を強制貫通させたとき、前記つなぎ目Ｓ部位に第一突起１２ｂが形成されている。このため、該第一突起１２ｂの形成の工程で、つなぎ目Ｓが密着する方向の負荷が作用することになって、つなぎ目Ｓの密着状態の向上が計れるようになっている。
【００１３】
また、図５は、長板材１１から、筒内周面１２ａに係止爪１０ｂが形成された円筒体１２に形成するまでの製作工程を説明する説明図であり、（Ａ）工程は長板材１１を円筒体１２とする工程、（Ｂ）工程はライザ相当片部１１ａを折曲成形しつつ、筒内周面１２ａに円柱状金型１５を嵌入することで真円成形を行う工程、（Ｃ）工程は円筒体筒内周面１２ａに第一金型１３を強制貫通することで第一突起１２ｂを形成する工程、（Ｄ）工程は円筒体筒内周面１２ａに第二金型１４を強制貫通することで係止爪１０ｂを形成する工程、（Ｅ）工程は係止爪１０ｂが形成された円筒体１２を金型から取外す工程である。そして、前記（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）工程においては、何れも外金型１６と内金型（円柱状金型１５、第一、第二金型１３、１４）とを用いた工程となっており、円筒体１２の真円成形を繰返し行うように設定されている。
【００１４】
このように、筒内周面１２ａに係止爪１０ｂが形成された円筒体１２に、樹脂材をモールド成形して樹脂部９を一体形成し、そして、円筒体１２を、樹脂部９に至るまでの切削加工をすることで外周面に１０個のセグメント１０が形成され、これによってコンミテータ５が形成されるようになっているが、これらの工程は従来通りの手順、構成で形成することができので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００１５】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、アーマチュア軸２に一体的に外嵌されるコンミテータ５を形成する場合に、セグメント１０対応部位となる円筒体１２を形成することになるが、該円筒体１２は、前述したように、（Ａ）、（Ｂ）の各工程において長板材１１を円筒体１２に折曲成形、真円成形した後、（Ｃ）、（Ｄ）の各工程において係止爪１０ｂが形成されている。そして、係止爪１０ｂを形成するために、円柱状の第一、第二金型１３、１４を用いているが、この爪形成の（Ｃ）、（Ｄ）工程では、外金型１６に対して嵌め込まれた円筒体１２の筒内周面１２ａに第一、第二金型１３、１４を強制貫通せしめるので、円筒体１２を真円成形するのと同様の作業となって、円筒体１２の真円性を高めることができる。この結果、長板材１１を折曲成形して円筒体１２を形成するようにして、コンミテータ５を安価に提供できるものでありながら、円筒体１２の真円精度の高い高品質のものを提供することができる。
【００１６】
しかも、本発明が実施されたものにおいては、長板材１１の他側縁部に肉薄部１１ｂが形成され、円筒体１２の肉薄部１１対応部位の内径Ｒ１は、これ以外の部位の内径Ｒ２よりも大径に設定されている一方、円筒体１２に強制貫通される円柱状の第一、第二金型１３、１４の外径Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ前記円筒体１２の大径部Ｒ１よりは小径であるが小径部Ｒ２よりは大径（Ｒ１＞Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５＞Ｒ２）に設定されている。この結果、肉薄部１１ｂに係止爪１０ｂが形成されることはなく、従って、円筒体１２の筒端部となる他側縁部にバリが突出してしまうような不具合がなくなって、従来のように、バリ取り作業が必要なく、製造工程を削減することができてコスト低下を果すことができる。
【００１７】
また、このものにおいて、第一、第二金型１３、１４を用いて二工程で係止爪１０ｂを形成するようにしているので、各金型１３、１４に作用する成形荷重を小さくすることができ、もって、第一、第二金型１３、１４の耐久性を向上させることができる。
【００１８】
さらにこのものでは、前述したように、長板材１１の短辺同志の突当て部位であるつなぎ目Ｓにおいて、第一金型１３の強制貫通により第一突起１２ｂが形成されるので、前記つなぎ目Ｓ部位を密着させる方向の大きな負荷が作用することになり、つなぎ目Ｓ部位をより密着化することができる。この結果、円筒体１２の内周に樹脂材をモールド成形して樹脂部９を形成する場合に、前記つなぎ目Ｓから樹脂材が漏れてしまうような不具合がなくなって、高品質なコンミテータ５を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動モータの一部断面側面図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ長板材の正面図、長板材を折曲成形している状態の平面図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は円筒体の平面図、第一金型を強制貫通後の円筒体の平面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第二金型を強制貫通後の円筒体の底面図、図４（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】長板材から円筒体を製造する工程を説明する断面図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第一金型の縦断面図、図６（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第二金型の縦断面図、図７（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【符号の説明】
１    アーマチュア
２    アーマチュア軸
５    コンミテータ
９    樹脂部
１０    セグメント
１０ａ    ライザ
１０ｂ    係止爪
１１    長板材
１１ａ    ライザ相当片部
１１ｂ    肉薄部
１２    円筒体
１２ａ    筒内周面
１２ｂ    第一突起
１３    第一金型
１３ａ    突片
１４    第二金型
１４ａ    大突片
１４ｂ    小突片
１５    円柱状金型
１６    外金型
【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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