JP2014079153A - 整流子 - Google Patents

Abstract

【課題】セグメントと絶縁体との係止力が高く、且つ製造工数が少ない整流子を提供する。
【解決手段】整流子は、円筒状の絶縁体と、同絶縁体の外周面において周方向に並設された複数のセグメント１２とを備える。セグメント１２は、絶縁体の軸方向の両端部から絶縁体の径方向外側に向かって折り曲げられて、電機子巻線が電気的に接続されるライザ１４と、絶縁体の軸方向における両端部から絶縁体の径方向内側に向かって折り曲げられて、絶縁体を係止する第１及び第２中爪１５，１６を備えている。セグメント１２は、絶縁体側の面に、アンダーカットを有する第１〜第３の溝３２〜３４を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、整流子に関するものである。

直流モータの整流子は、電機子の回転軸に固着される円筒形状の絶縁体と、その絶縁体の外周面に取着された導電性を有する複数のセグメントとを有している。各セグメントには、電機子のコアに巻回されたコイルの端部が結線されるライザが設けられている。そして、セグメントの外周面には給電ブラシが摺接される。給電ブラシから印加される直流電源がセグメントを介して電機子のコイルへ供給される。

このような整流子は、次のようにして製造される。すなわち、金型に配置された導電性を有する円筒素材の内側に樹脂材料を封入することにより先の絶縁体が成形され、その後、円筒素材が軸方向に沿って切断されることで先の複数のセグメントが成形される。

ところで、このような整流子としては、例えば特許文献１に開示されるものが知られている。特許文献１では、絶縁体と各セグメントとの係止力を確保するため、セグメントの絶縁体と接触する面は、粗化液に浸されるとによって、微小な凹凸で構成された粗化面とされている。粗化面とされたことより、凹凸のない滑らかな平滑面とされている場合よりも、セグメントと絶縁体との係止面積が増えるので、これら両者の係止力が増す。

特開２００２−５１５０６号公報

特許文献１のセグメントでは、粗化面を形成した後、当該面の粗化液を除去する等の後処理を施す必要がある。この後処理を施さない場合、粗化面の粗化が進み、凹凸が変化する等して、セグメントと絶縁体との係止力が低下するためである。すなわち、整流子の製造工数が多い。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、セグメントと絶縁体との係止力が高く、且つ製造工数が少ない整流子を提供することにある。

上記課題を解決するために、整流子は、導電性を有する板材からなり前記絶縁体の外周面において周方向に並設された複数の整流子片と、を備え、前記整流子片は、前記絶縁体の径方向外側に向かって延びて電機子巻線が電気的に接続される結線爪と、前記絶縁体の径方向内側に向かって延びて前記絶縁体を係止する係止爪とを備える整流子において、前記整流子片の前記絶縁体の径方向内側の面には、アンダーカットを有する溝を備えることを要旨とする。

この構成によれば、アンダーカットを有する溝は、例えばプレス成形などの容易な成形方法により形成することができる。また、溝と絶縁体との係合により、アンカー効果が得られる。このため、同構成によれば、製造工数の少ない整流子を提供することができる。また、整流子が高速で回転しても、整流子片は、絶縁体から離間しにくい。

上記構成において、前記係止爪は、前記整流子片の前記絶縁体の軸方向における両端部に設けられ、前記溝は、前記２つの係止爪の間に設けられることが好ましい。
この構成によれば、２つの係止爪の間の距離が長い場合であっても、２つの係止爪の間に設けられる溝によって、整流子片と絶縁体との係止面積が増えるとともに、アンカー効果が得られるので、整流子片は、絶縁体から離間しにくい。

上記構成において、前記溝は、複数設けられ、前記アンダーカットは、少なくとも２以上の溝に設けられるものであって、前記２以上のアンダーカットのうち少なくとも１つは、傾斜方向が異なることが好ましい。

アンダーカットが設けられている場合、絶縁体に対して整流子片をアンダーカットの傾斜方向に変位させることによって、これら絶縁体と整流子片とが離間する。その点、同構成によれば、アンダーカットの傾斜方向が異なるので、絶縁体に対して整流子片を一つのアンダーカットの傾斜方向に変位させようとしても、他方のアンダーカットによって、整流子片には、絶縁体に近接する方向への力が作用する。すなわち、絶縁体と整流子片とが離間する方向への力が近接する方向への力によって打ち消される。このため、整流子は、絶縁体から離間しにくい。

上記構成において、前記結線爪に対向する部位の溝は、他の部位に設けられる溝よりも溝の深さが深いことが好ましい。
整流子片は、ブラシと摺接するものであるが、結線爪と対向する部位は、結線爪が電機子巻線に結線されるため、ブラシと摺接しない。このため、この部位は、摩耗しない。すなわち、板厚が薄くならない。この構成によれば、この板厚が薄くならない部位の溝は、他の部位の溝よりも深い。このため、板厚が薄くならない部位の溝を他の部位の溝と同等の深さとした場合に比べて、整流子片は、絶縁体から離間しにくい。また、整流子の寿命は短くならない。

上記構成において、前記係止爪は、前記整流子片における前記絶縁体側の面を切り起こして形成され、前記溝は、前記係止爪が切り起こされることによって設けられる加工跡溝を含むことが好ましい。

この構成によれば、加工跡溝にはアンダーカットが設けられているので、アンカー効果が得られる。このため、アンダーカットが設けられない場合と比較して、整流子が高速で回転しても、整流子片が絶縁体から離間しにくい。

上記構成において、前記係止爪は、前記複数の整流子片のそれぞれに前記絶縁体の周方向に間隔をおいて複数個設けられるものであって、前記絶縁体の周方向における前記整流子片の縁部を含まずに切り起こして形成されることが好ましい。

この構成によれば、加工跡溝の開口部は絶縁体の周方向における整流子片の縁部に連続しない。従って、絶縁体の周方向における加工跡溝の開口部両側にアンダーカットを設けることができる。このため、アンダーカットが加工跡溝の開口部の片側にしか設けられない場合と比較して、整流子が高速で回転しても、整流子片が絶縁体から離間しにくい。

本発明の整流子は、製造工数が少なく、且つセグメントと絶縁体との係止力が高いという効果がある。

第１の実施形態における整流子を示す斜視図。 第１の実施形態におけるセグメントの素材を示す斜視図。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態における第１〜第３の溝を示す断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態における溝の形成過程を示す断面図。 第１の実施形態におけるセグメントの素材を示す斜視図。 第１の実施形態における円筒素材を示す斜視図。 第１の実施形態における円筒素材のライザ及び中爪を折り曲げた状態を示す斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は、他の溝の形成過程を示す断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、他の溝の形成過程を示す断面図。 第２の実施形態における整流子を示す斜視図。 第２の実施形態におけるセグメントの素材を示す斜視図。 第２の実施形態における切り起こしパンチを示す斜視図。 第２の実施形態におけるこすりパンチを示す斜視図。 第２の実施形態におけるセグメントの素材を示す斜視図。 第２の実施形態における円筒素材を示す斜視図。 第２の実施形態における円筒素材のライザ及び第２中爪を折り曲げた状態を示す斜視図。 （ａ）は切り起こしパンチを挿入した後の円筒素材を示す斜視図、（ｂ）は切り起こしパンチが挿入されている状態の円筒素材を示す断面図。 （ａ）はこすりパンチを挿入した後の円筒素材を示す斜視図、（ｂ）はこすりパンチが挿入されている状態の円筒素材を示す断面図。 切り起こしパンチを挿入した後の円筒素材を軸方向から見た上面図。 こすりパンチを挿入した後の円筒素材を軸方向から見た上面図。 こすりパンチを挿入した後の円筒素材を軸方向から見た断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、他の溝の形成過程を示す断面図。 （ａ）〜（ｄ）は、他の溝の形成過程を示す断面図。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の整流子を具体化した第１の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１に示すように、整流子１０は、熱硬化性樹脂よりなる円筒状の絶縁体１１と、当該絶縁体１１の外周面に固定された１０個のセグメント１２とから構成されている。絶縁体１１の径方向の中央部には、軸方向に貫通する圧入孔１１ａが設けられている。圧入孔１１ａには、図示しない電機子の回転軸が圧入される。これにより、整流子１０は、電機子の回転軸と一体回転する。

各セグメント１２は、導電性の金属板材（例えば銅板）により形成される。１０個のセグメント１２は、絶縁体１１の周方向において等角度間隔に並設されるとともに、絶縁体１１の軸方向に延びる短冊状とされている。隣り合うセグメント１２間には、絶縁体１１の軸方向に延びる分断溝１３がそれぞれ設けられている。分断溝１３によって隣り合うセグメント１２同士が、互いに離間している。すなわち、１０個のセグメント１２は、互いに電気的に絶縁の関係にある。なお、各分断溝１３は、各セグメント１２の厚さ（絶縁体１１の径方向の厚さ）よりも径方向内側に向かって深く形成されている。すなわち、各分断溝１３は、絶縁体１１にまで形成されている。

各セグメント１２の軸方向一端部（図１において上端部）には、ライザ１４が設けられている。ライザ１４は、その基端部から絶縁体１１の径方向外側に折り曲げられている。ライザ１４は、セグメント１２の径方向外側の面と対向する。なお、このライザ１４は、図示しない電機子を構成する電機子コイルと結線される。すなわち、ライザ１４は結線爪に相当する。

各セグメント１２のライザ１４側の端部には、２つの第１中爪１５が設けられている。２つの第１中爪１５は、ライザ１４を挟むように設けられている。一方、各セグメント１２のライザ１４が設けられる端部とは反対側の端部には、２つの第２中爪１６が設けられている。２つの第２中爪１６は、セグメント１２の長手方向において、２つの第１中爪１５と対となる位置に設けられている。これら第１及び第２中爪１５，１６は、その基端部からライザ１４とは反対側、すなわち、絶縁体１１の径方向内側に折り曲げられている。第１及び第２中爪１５，１６の先端部は、セグメント１２の径方向内側の面と対向する。第１及び第２中爪１５，１６の先端部は、絶縁体１１内に埋設されている。これにより、各セグメント１２は絶縁体１１に対して連結されている。すなわち、第１及び第２中爪１５，１６は、係止爪に相当する。なお、図７に示すように、第１及び第２中爪１５，１６の側部には、隣り合うセグメント１２側に開口する切欠１７が設けられている。

図２に示すように、セグメント１２の絶縁体１１側の面には、溝部３０が設けられている。溝部３０は、セグメント１２の長手方向に沿って設けられた２つの溝列３１により構成される。２つの溝列３１は、それぞれ８つの第１の溝３２、５つの第２の溝３３、及び３つの第３の溝３４により構成される。これら第１〜第３の溝３２〜３４は、セグメント１２のライザ１４と反対側の端部からこの順番で設けられている。図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、第１〜第３の溝３２〜３４は、絶縁体１１との接触面から離間するに従って先鋭となる三角溝とされている。

図３（ａ）に示すように、三角溝の谷部を頂点とし、この頂点を通るようにセグメント１２の長手方向ライザ側に延びる線を基準線（０°）とすると、第１の溝３２は、３０°〜８０°に亘って形成されている。第１の溝３２の８０°に沿う面は、アンダーカット３２ａとされている。アンダーカットは、溝の底部の上方に開口部が張り出しているような形状をいう。第１の溝３２の谷部と絶縁体１１との接触面との距離、いわゆる第１の溝３２の深さは、板厚ｔの３０％（０．３ｔ）とされている。

図３（ｂ）に示すように、第２の溝３３は、１００°〜１５０°に亘って形成されている。第２の溝３３の１００°に沿う面は、アンダーカット３３ａとされている。第２の溝３３の谷部と絶縁体１１との接触面との距離は、板厚ｔの３０％（０．３ｔ）とされている。

図３（ｃ）に示すように、第３の溝３４は、１００°〜１５０°に亘って形成されている。第３の溝３４の１００°に沿う面は、アンダーカット３４ａとされている。第３の溝３４の谷部と絶縁体１１との接触面との距離は、板厚ｔの５０％（０．５ｔ）とされている。

次に、整流子１０の製造工程について説明する。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、まず、先端部の角度が５０°とされたくさび形のパンチ９を板面との角度を３０°とした状態で、金属板材２０に対してプレスする。その後、図４（ｃ）に示すように、パンチ９を引き抜く。これにより、第１の溝３２が形成される。なお、図示は省略するが、第２及び第３の溝３３，３４は、パンチ９を板面との角度を１５０°に変更するだけで、第１の溝３２と同様の方法で形成される。これが繰り返されることにより、金属板材２０には、図５に示す溝部３０が形成された金属板材２０となる。

次に、図５に示すように、金属板材２０から、打ち抜き素材２１を打ち抜く。打ち抜き素材２１は略矩形状に成形されている。各打ち抜き素材２１の短手方向（長手方向と直交する方向）の一端面には、それぞれ１０個のライザ１４と２０個の第１中爪１５が、他端面には２０個の第２中爪１６が、それぞれ形成される。ライザ１４は、打ち抜き素材２１の長手方向に等間隔に形成される。第１中爪１５は、ライザ１４の両側に形成される。第２中爪１６は、第１中爪１５と対向する位置に形成される。また、第１及び第２中爪１５，１６には、切欠１７が形成される。

次に、溝部３０が内側を向くように打ち抜き素材２１を丸めて、図６に示す円筒素材２２を成形する。このとき、ライザ１４と第１及び第２中爪１５，１６は、円筒素材２２の軸線と平行な直線状をなしている。

その後、図７に示すように、各ライザ１４を径方向外側に折り曲げて、その先端部が円筒素材２２の軸方向中央部を向くように成形する。また、第１及び第２中爪１５，１６を径方向内側に折り曲げて、その先端部が円筒素材２２の軸方向中央部を向くように成形する。

その後、図示しない金型を用いて、円筒素材２２の内部に熱硬化性樹脂を充填する。充填後、化学反応により、樹脂が硬化し図１に示す絶縁体１１が形成される。
その後、絶縁体１１と一体をなす円筒素材２２の外周面の複数箇所に分断溝１３（図１参照）を軸方向に沿って成形して円筒素材２２を切断する。これにより、互いに電気的に絶縁された１０個のセグメント１２が成形され、図１に示す整流子１０が完成する。

次に、整流子１０の作用について説明する。
図２に示すように、セグメント１２の絶縁体１１との接触面に、溝部３０を設けた。図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、溝部３０は、プレス成形により形成される。すなわち、溝部３０の形成にかかる製造工数は少ない。この溝部３０を形成したことより、溝部３０を設けない場合と比べて、セグメント１２と絶縁体１１との係止面積が増加する。このため、これら両者の係止力（引っかかり）が増加する。

図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、溝部３０を構成する第１〜第３の溝３２〜３４は、アンダーカット３２ａ〜３４ａを備えている。アンダーカット３２ａは、８０°に沿って設けられている。アンダーカット３３ａ，３４ａは、１００°に沿って設けられている。すなわち、アンダーカット３２ａとアンダーカット３３ａ，３４ａとにおけるセグメント１２と絶縁体１１との接触面の角度が異なる。整流子１０が回転するとき、セグメント１２には、絶縁体１１の径方向外側（９０°）に向かう遠心力が作用する。セグメント１２は、絶縁体１１から離間しようとするとき、アンダーカット３２ａ〜３４ａに沿って変位しようとする。すなわち、アンダーカット３２ａとの接触部位は、ライザ１４が形成される側に変位しようとし、アンダーカット３３ａ，３４ａとの接触部位は、ライザ１４が形成される側とは反対側に変位しようとする。このように、セグメント１２は、遠心力が作用しても、アンダーカット３２ａ〜３４ａによって、長手方向の異なる方向へ移動しようとする。このため、長手方向の異なる方向へ作用する力同士が相殺される。その結果、セグメント１２と絶縁体１１との係止力が増す。

また、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、第３の溝３４の溝の深さは、第１及び第２の溝３２，３３よりも深い。このため、第３の溝３４は、第１及び第２の溝３２，３３と比較してセグメント１２と絶縁体１１との係止量が多い。言い換えれば、アンダーカット３４ａに係止される絶縁体１１の樹脂量が多い。このため、第３の溝３４が設けられる部位におけるセグメント１２と絶縁体１１との係止力が増加する。一方で、第１及び第２の溝３２，３３が形成される部位は、整流子１０の回転に伴い図示しないブラシと摺接する。第１及び第２の溝３２，３３が浅くされている分、板厚が確保されているので、当該部位が、多少摩耗しても、絶縁体１１が露出しない。このため、整流子１０としての機能を長期にわたって発揮することができる。このように、本例の整流子１０は、摩耗しない部位の溝（第３の溝３４）を摩耗する部位の溝（第１及び第２の溝３２，３３）と同等の深さとした場合に比べて、セグメント１２が絶縁体１１から離間しにくい。また整流子１０の寿命が確保される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）セグメント１２に、プレス成形という容易な形成方法により形成されるアンダーカット３２ａ〜３４ａを有する溝部３０を設けた。これにより、溝を設けない場合と比較して、セグメント１２と絶縁体１１との係止力が強くなる。従って、整流子１０が高速で回転しても、セグメント１２は、絶縁体１１から離間しにくい。

（２）溝部３０を構成する第１〜第３の溝３２〜３４にアンダーカット３２ａ〜３４ａを設けた。これにより、整流子１０が回転するとき、各セグメント１２に作用する遠心力は、アンダーカット３２ａ〜３４ａに沿う方向と、アンダーカット３２ａ〜３４ａに直交する方向とに分解される。セグメント１２と絶縁体１１とを離間させようとする力であるアンダーカット３２ａ〜３４ａに沿う方向の力は、遠心力が分解されたものである。すなわち、遠心力よりも小さい。従って、第１〜第３の溝３２〜３４にアンダーカット３２ａ〜３４ａが設けられない場合と比べて、セグメント１２は、絶縁体１１から離間しにくい。

（３）溝部３０を第１及び第２中爪１５，１６の間に設けた。これにより、セグメント１２の長手方向中央部におけるセグメント１２と絶縁体１１との係止面積が多くなるので、セグメント１２は、絶縁体１１から離間しにくい。

（４）アンダーカット３２ａの傾斜方向と、アンダーカット３３ａ，３４ａの傾斜方向とが異なるように設けた。これにより、整流子１０が回転するとき、セグメント１２におけるアンダーカット３２ａとの接触部位は、アンダーカット３２ａの傾斜方向に変位しようとし、アンダーカット３３ａ，３４ａとの接触部位は、アンダーカット３３ａ，３４ａの傾斜方向に変位しようとする。このため、異なる方向へ変位しようとする力同士が相殺される。その結果、セグメント１２と絶縁体１１との係止力が増加するので、セグメント１２は、絶縁体１１から離間しにくい。

（５）ライザ１４に対向する部位に設けられる第３の溝３４の溝の深さを、他の部位に設けられる第１及び第２の溝３２，３３よりも深くした。これにより、セグメント１２と絶縁体１１との係止面積が溝の深さを一様にした場合と比較して増加する。このため、セグメント１２は、絶縁体１１から離間しにくい。このライザ１４に対向する部位は、ライザ１４が電機子コイルと結線されるので、ブラシと摺接しない。従って、当該部位は、摩耗しない。すなわち、板厚が薄くならない。このため、当該部位の第３の溝３４の溝の深さを他の部位の第１及び第２の溝３２，３３よりも深くしても整流子１０の寿命は短くならない。

＜第２の実施形態＞
次に、整流子の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態と第１の実施形態との主たる相違点は、第１中爪にある。このため、第１の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を割愛する。

図１０に示すように、整流子１０１は、円筒状の絶縁体１１と、当該絶縁体１１の外周面に固定された１８個のセグメント１２０とから構成されている。１８個のセグメント１２０は周方向において等角度間隔で設けられている。なお、セグメント１２０は、１個あたり角度θ１を占有するものとする。また、１８個のセグメント１２０は、ライザ１４、第２中爪１６、及び後述する第１中爪１２１を除いた状態における全体としての内径が径φ１、外径が径φ２であるものとする。

図１１に示すように、各セグメント１２０の絶縁体１１側の面には、２つの第１中爪１２１及び溝部１３０がセグメント１２０の長手方向に並設されている。２つの第１中爪１２１はライザ１４側に、溝部１３０は、第２中爪１６側に、それぞれ設けられている。なお、２つの第１中爪１２１は、周方向に並設されている。

２つの第１中爪１２１は、セグメント１２０の径方向内側の面から切り起こされるとともに、その基端部から第２中爪１６側に折り曲げられることにより形成される。このため、２つの第１中爪１２１の先端部は、セグメント１２０の径方向内側の面、正確には、溝部１３０と対向する。

従って、２つの第１中爪１２１は、２つの第２中爪１６の先端部とともに、絶縁体１１内に埋設する。これにより、各セグメント１２０は絶縁体１１に対して連結される。すなわち、第１中爪１２１は、係止爪に相当する。

なお、各セグメント１２０の径方向内側の面には、２つの第１中爪１２１が切り起こされることに伴ってセグメント１２０の長手方向に延びる２つの加工跡溝１２２が形成される。２つの加工跡溝１２２は、周方向に並設されている。

図２０及び図２１に示すように、２つの加工跡溝１２２の開口部１２３の両側には、対向するように張り出すアンダーカット１２４が形成されている。各アンダーカット１２４の張り出す方向は、絶縁体１１の周方向とされている。

図１１に示すように、溝部１３０は、５つの第１の溝１３１と、５つの第２の溝１３２とにより構成される。５つの第１の溝１３１は第２中爪１６側に、５つの第２の溝１３２はライザ１４側に、それぞれ設けられている。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１及び第２の溝１３１，１３２は、上記第１の実施形態における第１及び第２の溝３２，３３と同様の構成とされるので、その詳細な説明を割愛する。

次に、整流子１０１の製造工程について説明する。
なお、整流子１０１の製造には、切り起こしパンチ１４０、及びこすりパンチ１５０を使用する。まず、切り起こしパンチ１４０、及びこすりパンチ１５０の構成について説明する。

図１２に示すように、切り起こしパンチ１４０は、円筒部１４１と、円筒部１４１の外周面に設けられて円筒部１４１と同軸方向に延びる３６本の切り起こし刃１４２と、を備えている。

円筒部１４１の外径は、１８個のセグメント１２０の全体としての内径φ１よりも小さい径φ６（φ６＜φ１）とされている。
３６本の切り起こし刃１４２は、２本１組とされている。１８組の切り起こし刃１４２は、円環状に等間隔で並設されている。これら３６個の切り起こし刃１４２の外径は１８個のセグメント１２０の全体としての内径φ１よりも大きく外径φ２よりも小さい径φ３（φ１＜φ３＜φ２）とされている。

切り起こしパンチ１４０において、後述する円筒素材１６１に挿入する側の端部（図１２における上方向の端部、図１７（ｂ）における下方向の端部）は、外径側を先鋭とするすり鉢状とされている。

なお、組とされた２本の切り起こし刃１４２は、周方向における対向する面同士が離間するとともに、対向しない面同士がセグメント１２０の占有する角度θ１よりも小さい角度θ２（θ２＜θ１）となるように設けられている。

図１３に示すように、こすりパンチ１５０は、円柱状のこすり部１５１と、こすり部１５１と同軸に設けられる円柱状の押し曲げ部１５２と、こすり部１５１と押し曲げ部１５２との間を接続する接続部１５３と、を備えている。

こすり部１５１の外径は、１８個のセグメント１２０の全体としての内径φ１よりも大きく切り起こしパンチ１４０の外径φ３よりも小さい径φ５とされている（φ１＜φ５＜φ３）。なお、こすり部１５１には、軸方向に延びる１８個の逃がし溝１５４が等角度間隔で設けられている。

押し曲げ部１５２の外径は、１８個のセグメント１２０の全体としての内径φ１よりも小さい径φ４（φ４＜φ１）とされている。
接続部１５３は、こすり部１５１の外面と押し曲げ部１５２の外面とが滑らかに連続するように、押し曲げ部１５２側に向かうにつれて徐々に外径が小さくなるテーパ状とされている。

では、改めて整流子１０１の製造工程について説明する。なお、溝部１３０については、第１の実施形態の溝部３０の製造工程と同様であるため、その説明を割愛する。
図１４に示すように、金属板材２０から、打ち抜き素材１６０を打ち抜く。打ち抜き素材１６０は略矩形状に成形されている。各打ち抜き素材１６０の短手方向（長手方向と直交する方向）の一端面には１８個のライザ１４が、他端面には３６個の第２中爪１６が、それぞれ形成される。

ライザ１４は、打ち抜き素材１６０の長手方向に等間隔に形成される。第２中爪１６は、ライザ１４と対向する位置を挟むように形成される。また、第２中爪１６には、切欠１７が形成される。

次に、溝部１３０が内側を向くように打ち抜き素材１６０を丸めて、図１５に示す円筒素材１６１を成形する。なお、ライザ１４と第２中爪１６は、円筒素材１６１の軸線と平行な直線状をなしている。

次に、図１６に示すように、各ライザ１４を径方向外側に折り曲げる。また、第２中爪１６を径方向内側に折り曲げて、その先端部が円筒素材２２の軸方向中央部を向くようにする。

次に、図１７（ｂ）に示すように、切り起こしパンチ１４０をライザ１４側から円筒素材１６１の内部に挿入する。なお、円筒素材１６１の中心から見た場合に、組とされた切り起こし刃１４２がライザ１４を挟むように切り起こしパンチ１４０を挿入する。

すると、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、切り起こしパンチ１４０によって円筒素材１６１の内面が切り起こされて３６個の第１中爪１２１が形成される。なお、３６個の第１中爪１２１が形成されることにより、円筒素材１６１の内面には、３６個の加工跡溝１２２が形成される。なお、面が切り起こされるため、図１９に示すように、これら２０個の加工跡溝１２２の開口部１２３両側は盛り上がる。

次に、円筒素材１６１から切り起こしパンチ１４０を引き抜き、図１８（ｂ）に示すように、こすりパンチ１５０をライザ１４側から円筒素材１６１の内部に挿入する。なお、円筒素材１６１から見た場合に、逃がし溝１５４（図１３参照）が加工跡溝１２２に重ならないようにこすりパンチ１５０を挿入する。逃がし溝１５４では、こすりパンチ１５０の外周面と円筒素材１６１の内周面とが摺動しない、すなわち、こすりパンチ１５０の挿入にかかる摺動抵抗がないので、当該挿入を行い易い。

すると、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、押し曲げ部１５２及び接続部１５３によって第１中爪１２１が径方向内側に折り曲げられる。また、こすり部１５１の外径φ５は、円筒素材１６１の内径φ１よりも大きく切り起こし刃１４２の全体の外径φ３よりも小さい。従って、図２０に示すように、こすり部１５１の挿入に伴い加工跡溝１２２の開口部１２３、特に切り起こしパンチ１４０によって盛り上がっていた部分が、開口面積が狭まるように、すなわち、円周方向に対向する開口部１２３の両側が近づくように倒れてアンダーカット１２４が形成される。

次に、こすりパンチ１５０を引き抜き、図示しない金型を用いて、円筒素材１６１の内部に熱硬化性樹脂を充填する。これにより、図２１に示すように、加工跡溝１２２をはじめとする各溝に熱硬化性樹脂が流れ込む。充填後、化学反応により、樹脂が硬化し図１０に示す絶縁体１１が形成される。

その後、絶縁体１１と一体をなす円筒素材１６１の外周面の加工跡溝１２２を避ける複数箇所に分断溝１３（図１０参照）を軸方向に沿って成形して円筒素材１６１を切断する。これにより、互いに電気的に絶縁された１８個のセグメント１２０が成形され、図１０に示す整流子１０１が完成する。

次に、整流子１０の作用について説明する。
図２０及び図２１に示すように、加工跡溝１２２の開口部１２３にアンダーカット１２４を設けた。加工跡溝１２２には、硬化した熱硬化性樹脂である絶縁体１１が進入しているので、アンダーカット１２４によりアンカー効果が得られる。その結果、セグメント１２０と絶縁体１１との係止力が増す。

また、円筒素材１６１を切断してセグメント１２０を形成する際、分断溝１３が加工跡溝１２２に重ならないようにした。従って、図２１に示すように、絶縁体１１の周方向において、加工跡溝１２２の開口部がセグメント１２０の縁部と連続しない。これにより、絶縁体１１の周方向における加工跡溝１２２の両開口部１２３にアンダーカット１２４を設けることができる。その結果、セグメント１２０と絶縁体１１との係止力が増す。

以上詳述したように、本実施形態によれば、上述の第１の実施形態の効果に加えて以下に示す効果が得られる。
（６）セグメント１２０の絶縁体１１側の面を切り起こして第１中爪１２１を形成した。そして、絶縁体１１側の面を切り起こした加工跡溝１２２の開口部１２３にアンダーカット１２４を設けた。加工跡溝１２２には、硬化した熱硬化性樹脂である絶縁体１１が進入する。これにより、アンカー効果が得られるので、セグメント１２０と絶縁体１１との係止力が増す。

（７）円筒素材１６１を切断してセグメント１２０を形成する際、分断溝１３が加工跡溝１２２に重ならないようにした。従って、絶縁体１１の周方向において、加工跡溝１２２の開口部がセグメント１２０の縁部と連続しない。これにより、絶縁体１１の周方向における加工跡溝１２２の両開口部１２３にアンダーカット１２４を設けることができるので、両開口部にアンダーカットが設けられない場合と比較して、セグメント１２０と絶縁体１１との係止力が増す。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態において、次のようにアンダーカットを形成してもよい。すなわち、図８（ａ）に示すように、くさび形のパンチ９を板面との角度を４０°とした状態で、金属板材２０に対してプレスする。くさび形のパンチ９を引き抜くと、図８（ｂ）に示すように、溝８０が形成されるとともに、溝８０の周囲が盛り上がっている。次に、図８（ｃ）に示すように、溝８０の幅よりも大きなダイス形のパンチ８５を金属板材２０に対して板厚方向からプレスする。これにより、図８（ｄ）に示すように、溝８０の周囲の盛り上がった部分が倒れて、この倒れた部位がアンダーカット８１となる。

また、次のようにアンダーカットを形成してもよい。すなわち、図９（ａ）に示すように、くさび形のパンチ９５を板面との角度を直角とした状態で、金属板材２０に対してプレスする。くさび形のパンチ９５を引き抜くと、図９（ｂ）に示すように、垂直面９２を有する溝９０が形成される。次に、図９（ｃ）に示すように、形成した溝９０の垂直面９２側に隣接する部位をパンチ９５でプレスする。すると、同図９（ｃ）に示すように、溝９０の垂直面９２が倒れて、この垂直面９２であった部位がアンダーカット９１となる。このように、図８（ａ）〜（ｄ）及び図９（ａ）〜（ｃ）で示す工程を経てアンダーカットを形成した場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、次のようにアンダーカットを形成してもよい。すなわち、先のくさび型のパンチ９５を使用して、図２２（ａ）に示すように、垂直面９２が隣接するように、２つの溝９０を形成する。次に、図２２（ｂ）に示すように、２つの溝９０の間、すなわち、２つの垂直面９２の間を、くさび形のパンチ９６でプレスする。このとき、パンチ９６の基端側が先端側よりも２つの垂直面９２に近接するようプレスする。すると、同図２２（ｃ）に示すように、２つの溝９０の垂直面９２が倒れて、この垂直面９２であった部位がアンダーカット９１となる。このような過程を経た場合、一度の作業で複数のアンダーカットを形成することができる。

また、次のパンチ１８０を使用して、アンダーカットを形成してもよい。すなわち、図２３（ａ）に示すように、パンチ１８０は、第１加工面１８１、第１加工面１８１に連続する第２加工面１８２、及び第２加工面１８２に連続する第３加工面１８３を備える。第２加工面１８２と第３加工面１８３との間の頂部を加工先端部１８４とする。パンチ１８０は、全体として加工先端部１８４に向かうに従って先鋭とされている。

まず、図２３（ａ）に示すように、金属板材２０の板面に対し第１加工面１８１が垂直となるようにパンチ１８０の加工先端部１８４を金属板材２０に対してプレスする。
すると、図２３（ｂ）に示すように、金属板材２０には、溝１９０が形成される。溝１９０は、第１加工面１８１によって加工された第１被加工面１９１と、第２加工面１８２によって加工された第２被加工面１９２と、第３加工面１８３によって加工された第３被加工面１９３と、を有する。なお、第１被加工面１９１は、板面に対して垂直面とされている。また、溝１９０は、第１被加工面１９１と第２被加工面１９２との間の頂部である第１被加工頂部１９４と、第２被加工面１９２と第３被加工面１９３との間の頂部である第２被加工頂部１９５と、を有する。

次に、図２３（ｃ）に示すように、形成した溝１９０の第１被加工面１９１側に隣接する部位をパンチ９５でプレスする。このとき、パンチ９５の先端部と金属板材２０の板面との間の距離が、第１被加工頂部１９４と金属板材２０の板面との間の距離と等しくなるようにパンチ９５をプレスする。

すると、図２３（ｄ）に示すように、第１被加工面１９１が第１被加工頂部１９４を基点に倒れて、垂直面でもあった第１被加工面１９１がアンダーカット１９６となる。このような過程を経た場合、図８（ａ）〜図８（ｃ）で示す工程を経て形成するアンダーカットよりも。垂直面を倒す板材の量が少なくて済むので、加工が容易である。

・上記第１の実施形態において、溝部３０は、２つの溝列３１によって構成されたが、上記第２の実施形態に示すように、１つの溝列とされてもよい。また、３列以上とされてもよい。このように構成した場合でも、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

・上記第１の実施形態において、２つの溝列３１は、セグメント１２の長手方向に沿って設けられたが、必ずしも長手方向の沿って設けなくてもよい。
・上記第１の実施形態において、第３の溝３４の溝の深さは、第１及び第２の溝３２，３３よりも深くされたが、同じ深さとされてもよい。このように構成した場合、上記第１の実施形態の（１）〜（４）の効果と同様の効果を得ることができる。

・上記第１の実施形態において、アンダーカット３２ａ〜３４ａの傾斜方向を同一方向としてもよい。このように構成した場合、上記実施形態の（１）〜（３），（５）の効果と同様の効果を得ることができる。なお、上記第２の実施形態において、溝部１３０におけるアンダーカットの傾斜方向も同一方向としてもよい。

・上記第１及び第２の実施形態において、溝部３０，１３０は、複数の溝から構成されたが、溝の数は１以上あればよい。
・上記第１の実施形態において、第１及び第２中爪１５，１６は、それぞれ２つ設けられたがそれぞれ１つであってもよい。また、第１及び第２中爪１５，１６は、セグメント１２の長手方向において、必ずしも対とならなくてもよい。また、第１及び第２中爪１５，１６のどちらかを省略してもよい。さらに、上記第２の実施形態において、第１中爪１２１は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

・上記第１の実施形態において、第１〜第３の溝３２〜３４の全てに、アンダーカットが設けられたが、アンダーカットが設けられる溝は１以上あればよい。
・上記第１及び第２の実施形態において、セグメント１２の数はそれぞれ１０，１８としたが、この数に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更可能である。

・上記第１の実施形態では、金属板材２０から打ち抜いた打ち抜き素材２１を丸めて円筒素材２２を成形し、その後、切断することによってセグメント１２を成形したが、セグメント１２を、金属板材２０から直接打ち抜いてもよい。

・上記第２の実施形態において、こすりパンチ１５０の逃がし溝１５４を省略してもよい。

１０…整流子、１１…絶縁体、１１ａ…圧入孔、１２，１２０…セグメント（整流子片）、１３…分断溝、１４…ライザ（結線爪）、１５，１２１…第１中爪（係止爪）、１６…第２中爪（係止爪）、１７…切欠、２０…金属板材、２１，１６０…打ち抜き素材、２２，１６１…円筒素材、３０，１３０…溝部、３１…溝列、３２〜３４，８０，９０，１３１，１３２…溝、３２ａ〜３４ａ，８１，９１，１２４，１９６…アンダーカット、１２２…加工跡溝（溝）。

Claims (6)

1. 円筒状の絶縁体と、導電性を有する板材からなり前記絶縁体の外周面において周方向に並設された複数の整流子片と、を備え、前記整流子片は、前記絶縁体の径方向外側に向かって延びて電機子巻線が電気的に接続される結線爪と、前記絶縁体の径方向内側に向かって延びて前記絶縁体を係止する係止爪とを備える整流子において、
   前記整流子片の前記絶縁体の径方向内側の面には、アンダーカットを有する溝を備えることを特徴とする整流子。
2. 請求項１に記載の整流子において、
   前記係止爪は、前記整流子片の前記絶縁体の軸方向における両端部に設けられ、
   前記溝は、前記２つの係止爪の間に設けられることを特徴とする整流子。
3. 請求項１又は２に記載の整流子において、
   前記溝は、複数設けられ、
   前記アンダーカットは、少なくとも２以上の溝に設けられるものであって、
   前記２以上のアンダーカットのうち少なくとも１つは、傾斜方向が異なることを特徴とする整流子。
4. 請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の整流子において、
   前記結線爪に対向する部位の溝は、他の部位に設けられる溝よりも溝の深さが深いことを特徴とする整流子。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の整流子において、
   前記係止爪は、前記整流子片における前記絶縁体側の面を切り起こして形成され、
   前記溝は、前記係止爪が切り起こされることによって設けられる加工跡溝を含むことを特徴とする整流子。
6. 請求項５に記載の整流子において、
   前記係止爪は、前記複数の整流子片のそれぞれに前記絶縁体の周方向に間隔をおいて複数個設けられるものであって、前記絶縁体の周方向における前記整流子片の縁部を含まずに切り起こして形成されることを特徴とする整流子。