(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央空間部に中心側へフランジを突出した環状体に形成されたフランジ据込部品の外周部に、押出加工圧よりも低めのプレス圧により各加圧箇所の余肉を外周側に押し出して配線接続溝を刻設した加工中間部品を成形し、その加工中間部品の各余肉をトリミング加工により一括除去して溝加工部品を成形し、この溝加工部品に形成されている各配線接続溝の溝間の中間位置に樹脂充填溝を内周面から外周面まで放射方向に刻設しかつ一面側からその反対面側へこの反対面に形成されたブラシ接触面までは貫通しない程度に深く刻設し、この各樹脂充填溝に溝幅より径の大きい丸穴を穿設し、内径側に係合突起を突出した銅製環状体部品を成形し、この銅製環状体部品の絶縁箇所に絶縁用樹脂をモールディングして前記各樹脂充填溝の間を絶縁して整流子片分離の前段階の形態に成形し、その後、絶縁用樹脂を充填した各樹脂充填溝の刻設位置にブラシ接触面側から整流子片分離用の溝を刻設して各整流子片を互いに分離し絶縁することを特徴とする平面型整流子の製造方法。
【請求項２】
前記加工中間部品の成形には、前記フランジ据込部品におけるブラシ接触面とは反対側の面の外周端部に多数の板状部材の端面を押出加工圧よりも低めのプレス圧で押圧することにより、余肉を外周面側に押し出して、この外周面に開口しブラシ接触面側に貫通しない配線接続溝を刻設したことを特徴とする請求項１記載の平面型整流子の製造方法。
【請求項３】
一面を平面にしてブラシ接触面を形成した環状体の外周端部に押出加工圧よりも低めのプレス圧により押圧して各加圧箇所の余肉を外周側に押し出して配線接続溝を刻設し、前記各余肉と前記環状体の外周面の表層とをトリミング加工により一括除去し、前記各配線接続溝の溝間の中間位置に樹脂充填溝を内周面から外周面まで放射方向にかつ前記ブラシ接触面とは反対側の面から前記ブラシ接触面側へ前記ブラシ接触面まで達しない程度に深く切削し、さらに前記各樹脂充填溝に溝幅より径の大きい丸穴を穿設し、前記環状体の内周面近傍に前記ブラシ接触面とは反対側の面から押圧して断面がＶ形の溝を刻設することにより内径側に充填樹脂との係合突起を突出させたことを特徴とする銅製環状体部品の製造方法。
【請求項４】
上型と下型との間に挟持される工作物を軸方向へ移動可能に支持する円筒部材とその円筒部材に外嵌する複数の分割型とを基台とラムとの間に配設し、前記円筒部材の外周部と前記各分割型の内周部には溝加工用刃部となる板状部材を軸方向へ相対的に移動可能に内蔵する円筒部材側の案内溝と分割型側の案内溝とを必要個数につき周上等ピッチに刻設し、各分割型側の案内溝と板状部材との間の間隙を精密加工の公差範囲内に設定して、加工時には前記円筒部材とともに工作物を前記分割型に対して軸方向へ相対的に移動可能にしたことを特徴とする溝加工用金型。
【請求項５】
前記間隙を100分の3ｍｍ以内に設定することを特徴とする請求項４記載の溝加工用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は端面にブラシを接触させて整流する平面型整流子およびその製造方法ならびに溝加工用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、整流子は、その形状が複雑で製造が難しくなるため、その整流子を設けなければならない回転子のコストを低減することは難しく、整流子のコスト削減は低価格な回転子を開発するためには必要不可欠な課題である。
近年、パワーステアリングの電動化、その他各種装置の電動化等に伴い、使用される電動機の小型化への要望が高まっている。
平面型整流子を用いた回転子は、整流子の接触面が軸と垂直な面に形成され、軸方向に移動できるように形成されたブラシが接触面に当接して通電できるようにしている。このため、ブラシの支持軸が回転子の軸と平行な向きとなり、ブラシを接触面側に押圧するためのスプリング等の押圧部材を収容するために必要なスペースが、軸方向に長くなるが径方向のスペースを拡大することがなくなり、電動機全体としては小型化され、パワーステアリングにおける駆動装置の小型化に寄与できるようになり、また、装置の小型化が実現できるため、将来の各種動作機器に適用されるであろう有望な部品の１つとなる。
【０００３】
このような平面型整流子の例としては、例えば図１５に示すようなロータ１に形成された電機子２の一端に一体的に取り付けられた整流子３が例示できる。また、本発明者等が先に出願した特開平９−１６３６８８号公報の平面型整流子によっても例示できる。
これらによって例示されるように、通常、平面型整流子は、多数個の整流子片（セグメント）を環状体に並べ、各整流子片の間を絶縁材であるモールド樹脂が介装されて各整流子片を互いに絶縁すると共に一体的に固着し、回転軸側に外嵌するための孔が中央部に穿設された円盤状の部品に形成されている。
【０００４】
この、回転子に取り付けられる前の平面型整流子は、(1)あらかじめ回転軸側に外嵌するための孔が中央部に穿設された円盤状の銅製部品を形成し、その銅製部品に溝加工を施し、その溝と前記の孔とにモールド樹脂を充填して、モールド樹脂により溝を介して対面する面を有する部分を固着するとともに絶縁し、回転軸に外嵌した場合の軸側とを絶縁して、放射方向にモールド樹脂の絶縁部を介装した環状に一体化された部品として製造し、モールディング前に切り離されていなかった銅製部品の接続部を切り離し、各整流子片を電気的に絶縁された状態になるように形成するか、または、(2)銅製の各整流子片を所望の形状に成形し、成形された各整流子片を型枠に入れて所望の形状に並べ、モールド樹脂を注入して各整流子片を互いに固着して、各整流子片が電気的に絶縁された状態で円盤状の形状になるように成形することによって製造される。
【０００５】
前記製造方法(1)では円盤状の銅製部品を加工することが難しく、前記製造方法(2)では円盤状の平面型整流子に成形することが難しい。
近年では、加工技術の進歩により、前記製造方法(1)における円盤状の銅製部品を製造する技術が進歩して、工数の削減およびコストの削減の効果が期待されるため、多くの工数がかかり高価になる前記製造方法(2)よりも前記製造方法(1)が適用されるようになりつつある。
【０００６】
〔問題点〕
このような従来の技術における平面型整流子の製造では、精度良く銅製部品が加工されるようになってきているが、コスト削減のために溝加工をプレス加工により行い、プレス加工後に無用な凹凸を切削加工により除去あるいは整形して目的とする最終形態に形成するため、加工途中で切削加工により整形しなければならない箇所が多くなり、コストが期待ほど削減できず、整流子の形状の複雑さと製造の難しさにより、平面型整流子であっても、いま一つ普及に足踏みしているという問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における前記問題点に鑑みて成されたものであり、これを解決するため具体的に設定した技術的な課題は、主要加工をプレス加工により行い、極力、切削加工を削減することにより、銅製部品を効率良く製造してコスト削減を実現した平面型整流子および銅製環状体部品の製造方法ならびに溝加工用金型を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る平面型整流子の製造方法は、中央空間部に中心側へフランジを突出した環状体に形成されたフランジ据込部品の外周部に、押出加工圧よりも低めのプレス圧により各加圧箇所の余肉を外周側に押し出して配線接続溝を刻設した加工中間部品を成形し、その加工中間部品の各余肉をトリミング加工により一括除去して溝加工部品を成形し、この溝加工部品に形成されている各配線接続溝の溝間の中間位置に樹脂充填溝を内周面から外周面まで放射方向に刻設しかつ一面側からその反対面側へこの反対面に形成されたブラシ接触面までは貫通しない程度に深く刻設し、この各樹脂充填溝に溝幅より径の大きい丸穴を穿設し、内径側に係合突起を突出した銅製環状体部品を成形し、この銅製環状体部品の絶縁箇所に絶縁用樹脂をモールディングして前記各樹脂充填溝の間を絶縁して整流子片分離の前段階の形態に成形し、その後、絶縁用樹脂を充填した各樹脂充填溝の刻設位置にブラシ接触面側から整流子片分離用の溝を刻設して各整流子片を互いに分離し絶縁することを特徴とする。これにより、溝加工部品の一体成形が容易になり、絶縁用樹脂によって各整流子片を絶縁した平面型整流子が生産性良く成形されるようになる。
【００１１】
また、請求項２に係る平面型整流子の製造方法は、前記加工中間部品の成形には、前記フランジ据込部品におけるブラシ接触面とは反対側の面の外周端部に多数の板状部材の端面を押出加工圧よりも低めのプレス圧で押圧することにより、余肉を外周面側に押し出して、この外周面に開口しブラシ接触面側に貫通しない配線接続溝を刻設したことを特徴とする。これにより、加工中間部品を生産性良く一体成形できるようになり、量産性が向上して、コストが削減できるようになる。
【００１２】
また、請求項３に係る銅製環状体部品の製造方法は、一面を平面にしてブラシ接触面を形成した環状体の外周端部に押出加工圧よりも低めのプレス圧により押圧して各加圧箇所の余肉を外周側に押し出して配線接続溝を刻設し、前記各余肉と前記環状体の外周面の表層とをトリミング加工により一括除去し、前記各配線接続溝の溝間の中間位置に樹脂充填溝を内周面から外周面まで放射方向にかつ前記ブラシ接触面とは反対側の面から前記ブラシ接触面側へ前記ブラシ接触面まで達しない程度に深く切削し、さらに前記各樹脂充填溝に溝幅より径の大きい丸穴を穿設し、前記環状体の内周面近傍に前記ブラシ接触面とは反対側の面から押圧して断面がＶ形の溝を刻設することにより内径側に充填樹脂との係合突起を突出させたことを特徴とする。これにより、銅製環状体部品を生産性良く一体成形できるようになり、量産性が向上し、コストが効果的に削減できるようになる。
【００１３】
また、請求項４に係る溝加工用金型は、上型と下型との間に挟持される工作物を軸方向へ移動可能に支持する円筒部材とその円筒部材に外嵌する複数の分割型とを基台とラムとの間に配設し、前記円筒部材の外周部と前記各分割型の内周部には溝加工用刃部となる板状部材を軸方向へ相対的に移動可能に内蔵する円筒部材側の案内溝と分割型側の案内溝とを必要個数につき周上等ピッチに刻設し、各分割型側の案内溝と板状部材との間の間隙を精密加工の公差範囲内に設定して、加工時には前記円筒部材とともに工作物を前記分割型に対して軸方向へ相対的に移動可能にしたことを特徴とする。これにより、工作物の全ての溝加工が一行程で不要な変形を生じることなく加工できるようになり、溝加工部品の生産性が向上し、加工コストを効果的に削減する。
【００１４】
また、請求項５に係る溝加工用金型は、前記間隙を100分の3ｍｍ以内に設定することを特徴とする。これにより、分割型の案内溝と板状部材との間隙が小さいため、溝加工時の余肉が切削されたかのように効果的に外周側へ排出されるとともに工作物の変形を極小に抑えることができ、後行程の工数を効果的に削減できるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
ただし、この実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【００１６】
〔形態〕
この実施の形態における平面型整流子は、図１〜図３に示すように、銅製環状体１２と絶縁用樹脂１３とからなり、中央部に軸嵌合用の孔１１ｂを設けた平面型整流子１１に形成し、この平面型整流子１１のブラシ接触側の面１１ａには放射方向に等間隔で絶縁用樹脂１３の位置まで達する深さの溝１１ｃを刻設して、環状に配置された各整流子片１２ａ，…，１２ａを独立した端子として機能できるように分離する。
【００１７】
銅製環状体１２には、ブラシ接触面と反対側の面に係合突起形成用の円形状切込み１４，１５を同心的に複数本刻設する。この円形状切込み１４，１５は絶縁用樹脂１３を充填する前に形成して、円形状切込み１４，１５を設けることにより形成される係合突起１６，１７が絶縁用樹脂１３に食い込むように突出することによって、充填されて硬化した絶縁用樹脂１３が銅製環状体１２から抜けないようにする。
【００１８】
銅製環状体１２の外周面には、各整流子片１２ａ，…，１２ａに２本の導線を接続するための溝１２ｂ，…，１２ｂを、外周面だけでなくブラシ接触面と反対側の面にも開口するように刻設する。
銅製環状体１２の材質には純銅又は銅合金が使用でき、このうちリン（脱酸）銅、銀入り銅、無酸素銅が好ましく使用される。
絶縁用樹脂１３の材質には、耐熱用ガラス繊維、鉱物質粉末等を主基材として結合材にフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を使用した絶縁材が良く、特にフェノール樹脂でも耐熱性、耐衝撃性に富む材料を使用することが好ましい。
【００１９】
〔製造方法〕
このような形態に形成された平面型整流子の製造方法は、図４乃至図９に示すような工程により工作物としての銅製環状体１２を機械工作による加工を行い、その後に絶縁用樹脂のモールディングを行う。
まず、材料取りとして、図４（イ），（ロ）に示すように、銅管を輪切りにして所定寸法の矩形断面の環状体を切り出し、内径側を切削して肉厚を均一な環状体２１に成形する。
次に、図５（イ），（ロ）に示すように、プレス加工により内周部を環状体２１の軸方向に加圧し、内周部の厚み方向の一部を内側に突出させて縮径することにより、内径側のフランジ２２ａを据込み、内径側を段付き形状に成形したフランジ据込部品２２に加工する。
【００２０】
その次に、図６（イ），（ロ）に示すように、プレス加工によりフランジ据込部品２２の外周部における所定箇所の溝加工部を、プレス荷重を通常の横側に余肉を逃がさない場合における荷重（例えば前方又は後方押出荷重）の６〜７割程度の荷重（例えば外径67ｍｍの場合で約50ｔｏｎ）とし、加工速度を約25ｍｍ／ｓｅｃとして軸方向に加圧して外周部に溝加工し、所定個数の溝２３ａ，…，２３ａを所定形状に刻設して余肉２３ｂ，…，２３ｂを外周側に突出させた加工中間部品２３を得る。
【００２１】
さらに、図７（イ），（ロ）に示すように、軸方向へ移動する切刃（図示せず）を加工中間部品２３の外周面と余肉２３ｂ，…，２３ｂの基部との境界部にセットして、切刃を軸方向へ移動しつつ押圧力を作用させてトリミング加工することにより、外周部に突出した全ての余肉２３ｂ，…，２３ｂを除去して、外周面を成形した溝加工部品２４を得る。
【００２２】
さらに、図８（イ），（ロ）に示すように、各溝２３ａ，…，２３ａの中間位置に、整流子片分離用の薄い溝幅（例えば幅１ｍｍ）を有する深い溝２５ａ，…，２５ａを、反対側の面からの残部２５ｂが、銅製環状体１２の形状安定性を維持できる範囲でできる限り薄い肉厚（例えば上記溝幅よりも50％厚い 1.5ｍｍ）の板状の状態に残るように刻設して絶縁用樹脂充填溝を形成した部品２５を得る。
【００２３】
さらに、図９（イ），（ロ）に示すように、部品２５の各深い溝２５ａ，…，２５ａの刻設位置には、溝２５ａの溝幅よりも大きな径を有し、深い溝２５ａと同じ深さとなる丸穴２６ａを、放射方向における段差部の内周面から溝２３ａの最奥端までの間の中間位置に軸と平行な方向に穿設し、溝刻設側の面には、段差部の内周面から所定の幅（例えば１ｍｍ）だけ外周側の位置に断面がＶ形をした円弧状の溝２６ｂを銅製環状体１２の外周縁又は内周縁と同心円を形成するように刻設して、溝２６ｂよりも内側の部分を内径側に曲げて係合突起１７を突出させ、さらにフランジ２２ａの内周面から所定の幅（例えば１ｍｍ）だけ外周側の位置に断面がＶ形をした円弧状の溝２６ｃを銅製環状体１２の外周縁又は内周縁と同心円を形成するように刻設して、溝２６ｃよりも内側の部分を内径側に曲げて係合突起１６を突出させて、係合突起１６，１７がモールディング後に絶縁用樹脂の抜止めになるように形成する。
【００２４】
こうして図１０に示すような、銅製環状体１２の各整流子片１２ａ，…，１２ａが分離されていない状態の銅製環状体部品２６が成形される。
その後、銅製環状体部品２６を絶縁用樹脂のモールディング装置にセットして、使用材料及び大きさ並びに溝幅等を考慮して適当な鋳込み圧（例えば 250〜500 ｋｇ／ｃｍ２）によりモールディングを行う。
【００２５】
銅製環状体部品２６の内径部側及び深い溝２５ａ，…，２５ａに絶縁用樹脂をモールディングした後、銅製環状体部品２６の溝刻設側と反対側の面（すなわちブラシ接触側の面１１ａ）に、深い溝２５ａを刻設した位置と同じ位置で、その裏面（面１１ａ）側から板状に残された部分よりも僅かに深く切り込み、深い溝２５ａに充填された絶縁用樹脂１３まで達する深さの整流子片分離用の溝１１ｃを刻設して、各整流子片１２ａ，…，１２ａが分離された銅製環状体１２を成形し、図１〜３に示すような、各整流子片１２ａ，…，１２ａが絶縁用樹脂１３によって絶縁された状態で固められた平面型整流子１１を形成する。
【００２６】
〔金型〕
銅製環状体部品２６を成形する製造工程のうち、図５に示すフランジ据込部品２２から図６に示す加工中間部品２３に成形するための金型は、図１１、１２に示すように、ボルトにより組み合わせる組立式の金型で、溝加工前のフランジ据込部品２２あるいは溝加工後の加工中間部品２３を収容することができる空間を設け、下型３０には溝加工用刃部となる板状部材３１を溝の数と同じ数だけ同じ向きにして収容する。
【００２７】
下型３０は層状に３分割された分割型３０ａ，３０ｂ，３０ｃからなる。
その最上層の分割型３０ａは、被加工部品であるフランジ据込部品２２をセットして溝加工を施した加工中間部品２３を得るための、溝加工用の板状部材３１を内面側に必要数だけ短辺側を放射方向に向け長辺側を垂直方向に向けて、板状部材３１との間で例えば100分の3ｍｍ以下の微小なクリアランスを設ける空間３０となる案内溝３０ｅ，…，３０ｅを周上等間隔に刻設した、平坦な上下面を有する断面が略矩形の環状体に形成する。
【００２８】
中間層の分割型３０ｂは、溝加工用の板状部材３１を内面側に必要数だけ短辺側を放射方向に向け長辺側を垂直方向に向け、板状部材３１との間で例えば100分の3ｍｍ以下の微小なクリアランスを設ける空間となる案内溝３０ｆ，…，３０ｆとともに板状部材３１の下端に設けられた突出部の形状に対応する形状の凹部を内面側の下端部に設けて係合させることにより板状部材３１を上昇不能にセットできる空間となる案内溝３０ｆ，…，３０ｆを周上等間隔に刻設した、平坦な上下面を有する断面が略矩形の環状体に形成する。
最下層の分割型３０ｃは、板状部材３１の下端を下降不能に支持する平坦な上下面を有する断面が略矩形の環状体に形成する。
【００２９】
各分割型３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、環状体の中央空間部を、芯出し用の円柱部材３２と、この円柱部材３２に外嵌して各板状部材３１，…，３１を相対的に軸方向へ移動する案内溝３３ａを刻設した円筒部材３３と、この円筒部材３３の下端に当接して上方に位置する円筒部材３３を下側から支持する矩形断面の環状部材３４とを内嵌して収容することができる空間に形成する。
【００３０】
円筒部材３３は、外周面側に各板状部材３１，…，３１を相対的に軸方向へ移動することができる案内溝３３ａ，…，３３ａを、板状部材３１との間で例えば10分の1ｍｍ以下のクリアランスを設けて周上等間隔に刻設し、内径側は円柱部材３２に外嵌できる大きさの径を有する孔となっている厚肉円筒形に形成する。
【００３１】
円柱部材３２の下端部には、軸方向に長い矩形孔３２ａを穿設し、矩形孔３２ａには直方体のエジェクトバー３５を移動自在に貫通して、加工後に上型４０の上昇に伴い、エジェクトバー３５に押圧されて環状部材３４と円柱部材３２が反対方向へ移動して加工中間部品２３を下型３０から押し上げ、成形された加工中間部品２３を金型から取り出すことができるようにする。
【００３２】
そして、円柱部材３２の下端面にはエジェクトバー３５の下端部に当接して、円柱部材３２が下降した場合における初期位置への復帰用に、また、円柱部材３２によってセットされたフランジ据込部品２２を加工開始から加工中間部品２３に成形されるまでの間、円柱部材３２の外周面でフランジ据込部品２２の内径を拘束して変形を防止するとともに内径寸法を維持して隙間の発生を防止するための、コイルスプリング等からなる弾性部材３６を配設する。
【００３３】
さらに、円柱部材３２の下端部と弾性部材３６とを収容する円筒状の基部支持部材３７と、その基部支持部材３７に外嵌して収容するとともに下型３０を支持する基台３８と、下型３０を基台３８に固定する大径の袋ナット状結合部材３９とを具備して、基台３８の上に載置した下型３０を固定できるようにする。
【００３４】
上型４０はフランジ据込部品２２の非溝加工面側に当接して押圧する環状の端面を有する厚肉円筒状の押圧部材４１と、この押圧部材４１を軸周りに回動自在に内嵌するとともに下方に抜け落ちることを防止する円筒部材４２と、この円筒部材４２を内嵌して軸周りに回動することを防止する回止め（図示せず）を取り付けるとともに下方に抜け落ちることを防止するように支持する支持フランジ部材４３とからなり、押圧部材４１と円筒部材４２と支持フランジ部材４３とがラム（図示せず）側で面一に接触して同時に下降して円筒部材４２が下型３０の最上段に位置する分割型３０ａの上面に当接して停止するまで、押圧部材４１がフランジ据込部品２２を押圧して溝加工を行い、溝加工の進行に伴い円筒部材３３、環状部材３４、エジェクトバー３５等を押し下げ、溝加工の余肉２３ｂ，…，２３ｂを突出させて所定の溝２３ａ，…，２３ａを形成する。
【００３５】
溝加工後のトリミングに用いられる金型は、図１３に示すように、円筒状の外枠部材５１の内部に、工作物（この場合は、加工中間部品２３）を載置する台座部材５２を最下端に設け、この台座部材５２の上方から載置された工作物を押圧固定するため工作物の環状体部分の外径よりも加工公差範囲程度（例えば100分の5〜30ｍｍ）小さい寸法の外形を有して下端には加工物の内径部に内嵌する段付き部５３ａを形成した円柱状の抑え部材５３を設け、工作物の環状体部分の外形よりも公差範囲程度小さい内径を有するとともに抑え部材５３に外嵌する円筒状に形成され鋭利な刃を備えた切刃部材５４を軸心方向へ移動自在に設け、各部材５１，５２，５３，５４を同心的に嵌合して配設する。
【００３６】
台座部材５２は上端部に加工中間部品２３を載置するための外形が余肉２３ｂ，…，２３ｂを除いた環状体の外形よりも僅かに小径に形成し、外周端に加工中間部品２３のフランジ２２ａの厚みと同等の浅い矩形断面の窪み５２ａを形成した、外枠部材５１よりも径が小さく、窪み５２ａを含めた高さが加工中間部品２３の環状体の高さよりも高く形成した座５２ｂを設け、この座５２ｂの下端部に切刃部材５４が下方へ落ちすぎないようにストッパとして機能するように設けた円形断面等の必要な断面形状を有する環状体５５を外嵌する。
【００３７】
抑え部材５３に外嵌して軸方向へ移動自在に設ける切刃部材５４は、工作物の環状体部分の外径よりも加工公差範囲程度（例えば100分の5〜30ｍｍ）小さい寸法の内径と、刃角（軸線に対して）30〜45度の刃先とを有し、断面が真円の円筒形状に形成して、工作物の余肉２３ｂ，…，２３ｂと環状体部分の外周面の表層とを削ぎ落として正確な円筒面を形成することができるようにする。
【００３８】
モールディング装置の金型は、図１４に示すように、工作物（この場合、銅製環状体部品２６）をセットし、支持する下型として、基台６１に載置される下枠型６２の中空部に収容された厚肉円筒状の成形用下型６３と、この成形用下型６３の中空部に内嵌した鋳込み用通路を形成するとともに絶縁用樹脂硬化後に部品を持ち上げて取り出し易くする移動下型６４とからなる。基台６１には下枠型６２の鋳込み作業時に金型を閉じる方向の力が作用するように押圧する押圧ユニット６５を周上等間隔に多数個内蔵して、後述する成形用上型６６との当接面が密着するように形成する。
【００３９】
下型と組み合わせて鋳込み用通路と成形用空間とを形成する上型は、下枠型６２の上面に当接して成形用下型６３と鋳込み時の移動下型６４とに対する相対的な位置関係を維持するとともに鋳込み用通路６６ａと絶縁樹脂成形用空間６６ｂとを形成する成形用上型６６と、成形用上型６６の中心部に軸方向へ移動自在に組み付けられて成形用上型６６に形成された鋳込み用通路６６ａに連通する樹脂材料投入空間６７ａを設けた組合せ上型６７と、成形用上型６６と組合せ上型６７とを一体にラム側に取り付けるとともに鋳込み時にはラムからの押圧力を受けて一様に下型側へ押圧する押圧部材６８とからなる。
【００４０】
モールディングをするには、まず組合せ上型６７を成形用上型６６の上方へ位置させて樹脂材料投入空間６７ａを全開にし、樹脂材料投入空間６７ａに粉末状の絶縁材料を投入して組合せ上型６７を成形用上型６６の所定の位置まで下げ、さらに押圧部材６８によりラムからの押圧力を伝達して樹脂材料を加圧するとともに加熱して溶解し、鋳込み用通路６６ａを介して絶縁樹脂成形用空間６６ｂへ圧入する。この時、押圧ユニット６５により下枠型６２と成形用上型６６との間を密着し、成形用下型６３に載置された工作物である銅製環状体部品２６のブラシ接触面を成形用上型６６との当接面に密着させて間隙を生じさせないようにして、樹脂充填時に溶融絶縁樹脂がブラシ接触面側に侵入しないようにする。絶縁樹脂成形用空間６６ｂへ圧入された絶縁樹脂が冷却された後、押圧部材６８を引き上げて成形用上型６６、組合せ上型６７を上昇させて金型を開き、さらに移動下型６４を上昇させてモールディング済み工作物を下枠型６２および成形用下型６３から外して持ち上げ、金型から取り出しやすくする。
【００４１】
〔作用効果〕
このような形態に構成して製造する平面型整流子では、整流子片１２ａ，…，１２ａを各整流子片間に丸穴２６ａを設けた間隙（溝１１ｃ，２５ｃ）を均等に設けて環状に並べ、これらの間隙に絶縁用樹脂を充填することによって各整流子片１２ａ，…，１２ａを独立した端子として利用できるように分離するとともに総体として整流子片１２ａ，…，１２ａと絶縁用樹脂とからなる環状体を形成し、この環状体の一面にはブラシ接触面を形成し、他面には配線接続部と絶縁用樹脂充填部とを形成し、この絶縁用樹脂充填部には充填された絶縁用樹脂により覆い隠される部分に係合突起を突設し、充填されて硬化した絶縁用樹脂と係合突起が係合して環状に並べられた整流子片１２ａ，…，１２ａが離脱できないように形成され、しかも、その形状が一体成形し易くかつ量産向きな形状となり、特に銅製部品は環状体の状態で効率良く一体成形できるようになり、効果的にコストを削減することができる。
【００４２】
このような平面型整流子の製造方法では、銅製部品を環状体２１からフランジ据込部品２２にプレス成形し、さらに外周部をプレス加工することにより余肉２３ｂ，…，２３ｂを外周側に突出して配線用の溝を成形した加工中間部品２３を形成し、その余肉２３ｂ，…，２３ｂを外周面の表層とともにトリミング加工により一括除去して溝加工部品２４を成形し、成形された溝加工部品２４に各溝２３ａ，…，２３ａの中間位置に整流子片分離用の溝２５ａ，…，２５ａを刻設し、溝２５ａ，…，２５ａに溝幅より径の大きい丸穴２６ａを穿設するとともに溝刻設側の端面とフランジ据込み側の端面にＶ溝をプレス加工して各内径側に係合突起１６，１７を突出した銅製環状体部品２６を成形し、その後、整流子片分離の前段階の形態に成形する絶縁用樹脂１３のモールディングにより、溝２５ａ，…，２５ａの間を絶縁し、絶縁用樹脂を所定形状に成形し、整流子片１２ａ，…，１２ａと絶縁用樹脂１３との離脱を防止して、銅製部品と絶縁用樹脂との一体化部品を形成し、その後、整流子片分離用の溝２５ａ，…，２５ａの刻設位置にブラシ接触側から溝１１ｃ，…，１１ｃを刻設して各整流子片１２ａ，…，１２ａを分離絶縁することにより、絶縁用樹脂１３によって各整流子片１２ａ，…，１２ａを絶縁した平面型整流子１１が成形される。このため、銅製環状体１２特に銅製環状体部品２６の一体成形が容易となり、量産性が向上し、コストが安価になって、平面型整流子１１を量産性良く、迅速かつ安価に製造することができる。
【００４３】
フランジ据込部品２２に対する溝加工用の金型は、上型４０と下型３０との間に挟持されるフランジ据込部品２２のような工作物を軸方向へ移動可能に支持する円筒部材３３とその円筒部材３３に外嵌する分割型３０ａ，３０ｂとを配設し、円筒部材３３の外周部と分割型３０ａ，３０ｂの内周部とには溝加工用刃部となる板状部材３１を軸方向へ相対的に移動可能に内蔵する案内溝３３ａと案内溝３０ｅ，３０ｆとを必要個数につき周上等ピッチに刻設し、各案内溝３０ｅ，３０ｆと板状部材３１との間の間隙を微小公差の範囲内に設定して、加工時にはプレス荷重により工作物を支持している円筒部材３３とともに工作物を分割型３０ａ，３０ｂに対して軸方向へ相対的に移動させる。このため、工作物の外周端に溝加工するとき、板状部材３１により押圧された工作物の外周端では、余肉２３ｂ，…，２３ｂを外周端の外方の案内溝３０ｅ，…，３０ｅ内へ切削に等しい状態で押し出し、溝加工部分の周辺部、特に端面に肉の盛上りあるいは押潰れを生じさせることなく必要な深さの溝加工をすることができて、後加工を削減し、生産性を向上し、加工コストを効果的に削減する。
【００４４】
溝加工後の余肉を除去するトリミング用の金型は、加工中間部品２３のような工作物を載置する台座部材５２と、工作物の径と略同じ径を有して工作物を軸方向に挟持する抑え部材５３と、抑え部材５３に外嵌して工作物の外形より僅かに小さい内径を有して工作物の外周面を削ぎ落とす鋭利な刃を備えた切刃部材５４を抑え部材５３に外嵌して軸方向へ移動自在に設けている。このため、工作物の全ての余肉２３ｂ，…，２３ｂを外周面の表層とともに一度に切り落とすことができ、加工時における端面の変形が少なく、板状に残された部材の周辺の凹みも少なくて済み、後加工を削減するととともに環状体部分の外周面を高精度な円筒度の部品に成形し、生産性が向上して、加工コストを効果的に削減する。
【００４５】
モールディング装置の金型は、銅製環状体部品２６のような工作物を位置固定する成形用下型６３と、その成形用下型６３の中空部に同心的に内嵌して軸方向に移動可能にした移動下型６４と、成形用下型６３に外嵌して鋳込み時に金型を閉じる方向の力を工作物に作用させる下枠型６２と、この下枠型６２の上面に当接してラム側からの荷重を伝達するとともに工作物と成形用下型６３と移動下型６４との間で樹脂充填用空間を形成する成形用上型６６とから絶縁用樹脂の成形部としての空間が形成されて、この形成されている樹脂充填用空間を介して絶縁樹脂成形用空間６６ｂに粉末樹脂を適当な圧力を加えながら加熱して充填し、硬化させて、絶縁用樹脂１３によって絶縁樹脂成形用空間６６ｂを埋め固める。これにより、絶縁用樹脂を一定の圧力で迅速に鋳込むことができ、ブラシ接触側に絶縁樹脂を侵入させることなく、高品質に絶縁用樹脂を成形でき、量産性を高め、生産性を向上して、コストを削減することができるようになる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る平面型整流子の製造方法では、配線用の溝を刻設した溝加工部品を一体的に成形し、この溝加工部品に形成された各配線用の溝の中間位置に整流子片分離用の溝を刻設して銅製環状体部品を成形し、その後に、絶縁用樹脂をモールディングして前記各溝の間を絶縁して平面型整流子を製造したことにより、溝加工部品の一体成形が容易にでき、絶縁用樹脂によって各整流子片を絶縁した平面型整流子が生産性良く成形することができる。
【００４９】
また、請求項２に係る平面型整流子の製造方法では、フランジ据込部品の外周部に多数の板状部材の端面を押圧することにより、切削するように余肉を外周側に突出させて、外周面に開口しブラシ接触面側に貫通しない溝を刻設することにより、精度の良い加工中間部品を生産性良く一体成形でき、量産性が向上して、コストが削減できる。
【００５０】
また、請求項３に係る銅製環状体部品の製造方法では、銅製環状体をプレス加工により配線接続溝を一体的に成形することにより、銅製環状体部品を生産性良く一体成形できるようになり、量産性が向上し、コストが効果的に削減できる。
【００５１】
また、請求項４に係る溝加工用金型では、加工時にプレス荷重により円筒部材とともに工作物を分割型に対して軸方向へ相対的に移動させることにより、工作物の全ての溝加工が一行程で不要な変形を生じることなく加工できるようになり、溝加工部品の生産性が向上し、加工コストを効果的に削減することができる。
【００５２】
また、請求項５に係る溝加工用金型では、分割型の案内溝と板状部材との間隙が小さいため、溝加工時の余肉が切削されたかのように効果的に外周側へ排出されるとともに工作物の変形を極小に抑えることができ、後行程の工数を効果的に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における平面型整流子を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における平面型整流子を示す上平面図である。
【図３】本発明の実施の形態における平面型整流子を示す下平面図である。
【図４】本発明の実施の形態における矩形断面の環状体を示す加工説明図で、（イ）は平面図、（ロ）は縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるフランジ据込部品を示す加工説明図で、（イ）は平面図、（ロ）は縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態における加工中間部品を示す加工説明図で、（イ）は平面図、（ロ）は縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態における溝加工部品を示す加工説明図で、（イ）は平面図、（ロ）は縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態における整流子分離用の溝を加工した部品を示す加工説明図で、（イ）は平面図、（ロ）は縦断面図である。
【図９】本発明の実施の形態における各整流子片と絶縁用樹脂との係合部を加工した部品を示す加工説明図で、（イ）は平面図、（ロ）は縦断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における各整流子片が連接した銅製環状体部品を示す加工説明図で、（イ）は配線側を示す平面図、（ロ）は（イ）のＡ部拡大図である。
【図１１】本発明の実施の形態における加工中間部品成形用の金型を示す縦断面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ矢視図である。
【図１３】本発明の実施の形態におけるトリミング用の金型を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態におけるモールディング用の金型を示す縦断面図である。
【図１５】従来の平面型整流子の一例を示す斜視説明図である。
【符号の説明】
１１  平面型整流子
１１ａ  ブラシ接触側の面
１１ｂ  孔
１１ｃ  溝
１２  銅製環状体
１２ａ  整流子片
１２ｂ  溝
１３  絶縁用樹脂
１４，１５  円形状切込み
１６，１７  係合突起
２１  環状体
２２  フランジ据込部品
２３  加工中間部品
２３ａ  溝
２３ｂ  余肉
２４  溝加工部品
２５  部品
２５ａ  溝
２５ｂ  残部
２６  銅製環状体部品
２６ａ  丸穴
２６ｂ，２６ｃ  円弧状の溝
３０  下型
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  分割型
３０ｅ，３０ｆ  案内溝
３１  板状部材
３２  円柱部材
３２ａ  矩形孔
３３  円筒部材
３３ａ  案内溝
３４  環状部材
３５  エジェクトバー
３６  弾性部材
３７  基部支持部材
３８  基台
３９  袋ナット状結合部材
４０  上型
４１  押圧部材
４２  円筒部材
４３  支持フランジ部材
【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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【図１５】
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