JP2018038178A - コンミテータ - Google Patents

Abstract

【課題】セグメントの構造を複雑化させること無く、アルミニウム製のコイルを採用可能とし、製造コストの上昇を抑える。【解決手段】銅製のライザ部４４に、アルミニウム製のコイルを挟持する第１面Ｓ１および第２面Ｓ２が設けられ、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２のコイルとの対向部分に、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２から窪んだ複数の溝部４５、および溝部４５と溝部４５との間に配置された複数の平坦部４６が設けられている。これにより、溝部４５にコイルの一部を食い込ませることができ、その分、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間でのコイルの厚み寸法が十分に確保され、ライザ部４４とコイルとの接続強度を高めることができる。よって、セグメント４２の構造を複雑化させること無く、アルミニウム製のコイルを採用できるようになり、ひいては製造コストの上昇を抑えることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、回転軸に固定されるコンミテータに関する。

一般に、自動車等の車両に搭載される電動ファン等の電装品の駆動源には、小型軽量でかつ安価なブラシ付きの電動モータが用いられる。このようなブラシ付きの電動モータは、内側に永久磁石が固定されたヨークを備え、このヨークの内側には、アーマチュアが回転自在に収容されている。アーマチュアは、複数の鋼板を積層してなるアーマチュアコアを備え、このアーマチュコアにはコイルが所定の巻き方および巻き数で巻装されている。アーマチュアコアの回転中心には、アーマチュア軸が固定され、アーマチュア軸の軸方向に沿うアーマチュアコアの近傍には、複数のセグメントを備えたコンミテータが固定されている。そして、これらのセグメントのライザ部には、アーマチュアコアに巻装されたコイルが電気的に接続され、各セグメントのブラシ摺接部には、ブラシが摺接されるようになっている。

ブラシ付きの電動モータに用いられるコンミテータには、例えば、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１に記載されたコンミテータは、回転体であるアーマチュアの軽量化（慣性質量の低減）を実現するために、アルミニウム製のコイル（アルミ線）が電気的に接続される複数のセグメント（ライザ部）を備えている。これらのセグメントには、ブラシが摺接される銅部片（銅製）と、当該銅部片に固着され、かつアルミ線が超音波溶接により接続されるアルミ部片（アルミニウム製）と、が設けられている。

特開昭６３−１９８５５７号公報

上述の特許文献１に記載されたコンミテータにおいては、銅製のセグメントとアルミニウム製のコイルとを接続する際の不具合、すなわち異なる材料同士を接続することに起因した接続強度不足を解消するために、銅部片にアルミ部片を固着してセグメントを形成している。つまり、特許文献１に記載されたセグメントは、ブラシ摺接機能とアルミニウム製のコイル接続機能との双方を具備させるために、２つの部材で構成されている。

したがって、特許文献１に記載されたコンミテータにおいては、セグメントの構造が複雑化するとともに、製造工数の増加（歩留まりが悪化）を招き、その結果、コンミテータを含む電動モータ全体の製造コストが高くなるという問題が生じる。

本発明の目的は、セグメントの構造を複雑化させること無く、アルミニウム製のコイルを採用可能とし、製造コストの上昇を抑えることができるコンミテータを提供することにある。

本発明の一態様では、回転軸に固定されるコンミテータであって、絶縁性を有する本体部と、前記本体部の径方向外側に設けられ、前記本体部の周方向に複数並べられた銅製のセグメントと、前記セグメントに設けられ、ブラシが摺接されるブラシ摺接部と、前記セグメントに設けられ、前記回転軸に固定されたアーマチュアコアに巻かれたアルミニウム製のコイルが接続されるライザ部と、前記ライザ部に互いに対向するよう設けられ、前記コイルを挟持する第１面および第２面と、前記第１面および第２面の少なくとも前記コイルとの対向部分に設けられ、前記第１面および第２面から窪んだ複数の溝部、および前記溝部と溝部との間に配置された複数の平坦部と、を備えている。

本発明の他の態様では、前記第１面および第２面における前記平坦部の占める割合の方が、前記第１面および第２面における前記溝部の占める割合よりも大きい。

本発明の他の態様では、前記第１面および第２面の全体に、前記溝部および前記平坦部が設けられている。

本発明の他の態様では、前記ブラシ摺接部が、前記ライザ部から前記本体部の径方向内側に窪んだ位置に設けられている。

本発明の他の態様では、前記溝部および前記平坦部が設けられる前記第１面および第２面が、ローレット加工品である。

本発明によれば、銅製のライザ部に、アルミニウム製のコイルを挟持する第１面および第２面が設けられ、第１面および第２面の少なくともコイルとの対向部分に、第１面および第２面から窪んだ複数の溝部、および溝部と溝部との間に配置された複数の平坦部が設けられる。

したがって、溝部にコイルの一部を食い込ませることができ、その分、第１面と第２面との間でのコイルの厚み寸法が十分に確保され、ライザ部とコイルとの接続強度を高めることができる。よって、セグメントの構造を複雑化させること無く、アルミニウム製のコイルを採用できるようになり、ひいては製造コストの上昇を抑えることができる。

車両に搭載される電動ファンを背面側から見た平面図である。 図１の電動モータの内部構造を示す断面図である。 図２の回転軸およびコンミテータを示す斜視図である。 実施の形態１のセグメント（打ち抜き加工後）を示す平面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う部分拡大断面図である。 ライザ部の折り曲げ加工を説明する斜視図である。 変形例のセグメントを示す図４に対応した平面図である。 （ａ）は実施の形態１、（ｂ）は変形例、（ｃ）は比較例のコイルの接続状態をそれぞれ示す拡大断面図である。 （ａ）は実施の形態１、（ｂ）は変形例のコイルの表面を観察した模式図である。 実施の形態２のコンミテータを示す斜視図である。 図１０のＢ−Ｂ線に沿う部分拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は車両に搭載される電動ファンを背面側から見た平面図を、図２は図１の電動モータの内部構造を示す断面図を、図３は図２の回転軸およびコンミテータを示す斜視図を、図４は実施の形態１のセグメント（打ち抜き加工後）を示す平面図を、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う部分拡大断面図を、図６はライザ部の折り曲げ加工を説明する斜視図を、図７は変形例のセグメントを示す図４に対応した平面図を、図８（ａ）は実施の形態１、（ｂ）は変形例、（ｃ）は比較例のコイルの接続状態をそれぞれ示す拡大断面図を、図９（ａ）は実施の形態１、（ｂ）は変形例のコイルの表面を観察した模式図を、図１０は実施の形態２のコンミテータを示す斜視図を、図１１は図１０のＢ−Ｂ線に沿う部分拡大断面図をそれぞれ示している。

［実施の形態１］
図１に示される電動ファン１０は、車両（図示せず）の前方側に設けられたラジエータに向けて空気を送風するものである。これにより、エンジンを冷却する冷却水の温度が下げられて、オーバーヒート等が未然に防止される。電動ファン１０は、複数の羽根１１ａ（本実施の形態では５つ）を備えたファン１１を有している。なお、ファン１１は、プラスチック等の樹脂材料により形成され、軽量化が図られている。また、ファン１１の回転中心には、略椀形状に形成されたファン本体１１ｂが一体に設けられている。そして、ファン本体１１ｂの回転中心には、ファンモータ２０の回転軸２１の先端部が、固定ナット等（図示せず）により相対回転不能に固定されている。

ここで、ファンモータ２０は、長手方向両側に一対のコネクタ１２，１３がそれぞれ設けられたワイヤハーネス１４を介して、車両側の車載コントローラ１５に電気的に接続されている。そして、車載コントローラ１５は、冷却水の温度情報（水温センサ等からの信号）に基づいて、ファンモータ２０を駆動させたり停止させたり制御する。

図２に示されるように、ファンモータ２０は、断面が円形の丸鋼棒よりなる回転軸２１を有し、減速機構等を備えない１軸の電動モータとなっている。また、ファンモータ２０は、その直径寸法よりも回転軸２１の軸方向に沿う厚み寸法の方が短い扁平型となっている。これにより、電動ファン１０（図１参照）の軸方向への大型化（肉厚化）が抑えられて、種々の車両への搭載性を向上させている。なお、ファンモータ２０の周囲には、図１に示されるように、ブラケット１６（図１参照）が固定され、当該ブラケット１６は、３箇所の固定脚１６ａにより車両側の固定部（図示せず）に固定される。すなわち、ファンモータ２０は、ブラケット１６を介して車両側の固定部に固定される。

ファンモータ２０は、図２に示されるように、鋼板をプレス加工等することで有底筒状に形成されたヨーク（モータケース）２２を備えている。ヨーク２２は底壁部２２ａと、当該底壁部２２ａから垂直に立ち上げられた側壁部２２ｂと、を有している。底壁部２２ａは、略円盤状に形成され、その中心部分には、略筒状に形成された第１軸受装着部２２ｃが設けられている。この第１軸受装着部２２ｃには、回転軸２１の軸方向先端側を回転自在に支持する第１軸受２３が装着されている。なお、第１軸受２３には、外輪（アウターレース），内輪（インナーレース）および複数の鋼球（ボール）を備えたボールベアリングが採用されている。ただし、ボールベアリングに換えて、鋼球を備えていない「すべり軸受」を採用することもできる。

側壁部２２ｂは筒状に形成され、その径方向内側には４つの永久磁石２４（図２では２つのみ示す）が装着されている。これらの永久磁石２４は、回転軸２１の軸方向と交差する方向に沿う断面形状が略円弧形状に形成され、ヨーク２２の周方向に等間隔（９０度間隔）で配置されている。つまり、ファンモータ２０は、４極の電動モータとなっている。

４つの永久磁石２４の内側には、回転子としてのアーマチュア２５が所定の隙間（エアギャップ）を介して回転自在に設けられている。つまり、アーマチュア２５は、ヨーク２２の内部に回転自在に収容されている。また、アーマチュア２５は、アーマチュアコア２６を備えており、このアーマチュアコア２６は、複数の鋼板（磁性材料）を積層することで略円柱形状に形成されている。

アーマチュアコア２６には、複数のスロット（図示せず）が形成され、これらのスロット数は、本実施の形態では１０個（１０スロット）に設定されている。そして、これらのスロットには、インシュレータ（絶縁部材）２７を介して、所定の巻き方および巻き数で、アルミニウム製のコイル（巻線）２８が巻装されている。ここで、コイル２８の表面には、絶縁性を有する被膜２８ａ（図９中網掛部分）が設けられている。この被膜２８ａは、コイル２８の製造段階において、当該コイル２８の表面にエナメル塗料を塗布することで形成される。

アーマチュアコア２６の回転中心には、回転軸２１の軸方向に沿う略中央部が固定されている。すなわち、回転軸２１は、アーマチュアコア２６の回転に伴って回転される。また、回転軸２１の軸方向先端側には第１軸受２３が装着され、回転軸２１の軸方向基端側には第２軸受２９が装着されている。なお、第２軸受２９においても、第１軸受２３と同様にボールベアリングが採用されている。ただし、第２軸受２９においても、ボールベアリングに換えてすべり軸受を採用することができる。

ここで、第１軸受２３の方が、第２軸受２９よりも大型となっている。これは、回転軸２１の先端部にファン１１（図１参照）が固定され、ファン１１の回転ブレに伴う振動が、回転軸２１の先端部に伝達され易いからである。すなわち、第１軸受２３を大型（高剛性）とすることで、ファン１１の回転ブレに対する耐久性が高められている。

回転軸２１の先端部には、当該回転軸２１にファン１１を固定するための固定ナット（図示せず）がねじ結合される雄ねじ部２１ａが設けられている。また、回転軸２１の軸方向基端側で、かつアーマチュアコア２６と第２軸受２９との間には、略円筒形状に形成されたコンミテータ（整流子）４０が固定されている。そして、コンミテータ４０の外周部分には、合計４つのブラシ３０（図示では２つのみ示す）が摺接されるようになっている。このように、ファンモータ２０は、４つのブラシ３０を有するブラシ付きの電動モータとなっている。

４つのブラシ３０は、それぞれブラシホルダ３１に保持されており、このブラシホルダ３１は、ヨーク２２の軸方向に沿う底壁部２２ａ側とは反対側の開口部２２ｄに装着されている。ここで、ヨーク２２の開口部２２ｄは、鉄板等をプレス加工してなるカバー部材３２によって閉塞されている。つまり、ブラシホルダ３１は、カバー部材３２によって覆われている。なお、カバー部材３２の中心部分には、略筒状に形成された第２軸受装着部３２ａが設けられている。この第２軸受装着部３２ａには、回転軸２１の軸方向基端側を回転自在に支持する第２軸受２９が装着されている。

ブラシホルダ３１は、プラスチック等の樹脂材料により略円盤状に形成され、その中心部分には、コンミテータ４０の軸方向基端側（図中下側）の一部が、非接触の状態で挿入された貫通孔３１ａが形成されている。これにより、各ブラシ３０をコンミテータ４０の所定箇所（ブラシ摺接部４３）に対向させつつ、ファンモータ２０の軸方向寸法を詰められるようにしている。

ブラシホルダ３１には、４つのブラシ３０に対応して、４つのブラシボックス３１ｂ（図示では２つのみ示す）が設けられている。これらのブラシボックス３１ｂの内側には、それぞれブラシ３０がコンミテータ４０に向けて、移動自在に収容されている。ここで、各ブラシボックス３１ｂの内側で、かつ各ブラシ３０の背面側には、それぞれブラシスプリング３３が設けられている。これらのブラシスプリング３３は、ブラシ３０をコンミテータ４０に向けて所定圧で押圧するもので、これによりコンミテータ４０が高速で回転したとしても、各ブラシ３０をコンミテータ４０に対して確実に電気的に接触させることができる。

また、ブラシホルダ３１には、一対のチョークコイル３４や、その他、コンデンサ等の電子部品（図示せず）が装着されている。なお、一対のチョークコイル３４等は、ブラシ３０が発生する電気ノイズを吸収して、当該電気ノイズがファンモータ２０の外部に放散されるのを防止する。すなわち、これらのチョークコイル３４は、雑防素子として機能する電子部品である。

図２および図３に示されるように、コンミテータ４０は、絶縁性を有する本体部４１と、本体部４１の径方向外側に設けられ、当該本体部４１の周方向に複数並べられたセグメント（整流子片）４２とを備えている。

本体部４１は、溶融したプラスチック等の樹脂材料を射出成形することで略円筒形状に形成され、その径方向内側には回転軸固定穴４１ａが形成されている。回転軸固定穴４１ａには、回転軸２１が圧入等により固定されている。また、本体部４１の径方向外側には、複数のセグメント４２が固定されるセグメント固定壁４１ｂが形成されている。そして、複数のセグメント４２は、本体部４１を射出成形する際に、セグメント固定壁４１ｂに一体化されるようになっている。

本体部４１の軸方向基端側（図２中下側）には、収容凹部４１ｃが設けられている。この収容凹部４１ｃは、本体部４１の軸方向先端側（図２中上側）に所定の深さで窪んで設けられ、その内部には、第２軸受装着部３２ａ（第２軸受２９）の一部が非接触の状態で入り込んでいる。このように、コンミテータ４０の軸方向基端側に、第２軸受装着部３２ａの一部を入り込めるようにして、ファンモータ２０の軸方向寸法を詰めている。

本実施の形態のコンミテータ４０では、２０個のセグメント４２を備えている。これらのセグメント４２は、導電性に優れた銅製となっている。セグメント４２には、複数（４つ）のブラシ３０がそれぞれ摺接されるブラシ摺接部４３と、アーマチュアコア２６に巻装されたコイル２８が電気的に接続されるライザ部４４と、が設けられている。

ブラシ摺接部４３は、コンミテータ４０の軸方向に沿う略２／３の部分を占めており、ブラシ摺接部４３の先端側（図３中下側）に、ライザ部４４のライザ本体４４ａが一体に接続されている。ライザ本体４４ａには、先端側が屈曲されたコイルフック４４ｂが一体に設けられ、このコイルフック４４ｂにコイル２８が引っ掛けられるようになっている。

ここで、コイルフック４４ｂは、ライザ本体４４ａに対して、コンミテータ４０の径方向外側に略直角に折り曲げられている。つまり、各コイルフック４４ｂの先端側は、コンミテータ４０を中心に放射状にそれぞれ延在されている。これにより、コンミテータ４０の軸方向寸法が大きくなるのを抑えて、回転軸２１の軸方向に沿うファンモータ２０の厚み寸法を詰めている。

次に、ライザ部４４の詳細構造について、図面を用いて説明する。

図４に示されるように、複数のセグメント４２は、それぞれ銅板をプレス加工等することで形成され、各セグメント４２の製造初期の段階においては、それぞれが繋げられて板状となっている。なお、図４において、各セグメント４２を横切る第１破線Ｌ１は、ブラシ摺接部４３とライザ部４４との境界部分を示している。また、第２破線Ｌ２は、ライザ本体４４ａとコイルフック４４ｂとの境界部分を示している。さらに、第３破線Ｌ３は、コイルフック４４ｂの内側を形成する第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との境界部分を示している。

図４に示されるワークＷは、銅板をプレス加工等した後の状態を示す製造初期の段階を示しており、ワークＷの長手方向（図中左右方向）に沿うブラシ摺接部４３の幅寸法よりも、ライザ部４４の幅寸法の方が幅狭になっている。なお、図４におけるワークＷの手前側の面は、各ブラシ３０（図２参照）が摺接される側であり、かつコイル２８（図２参照）が引っ掛けられる側となっている。

そして、コイル２８が引っ掛けられる側で、かつコイルフック４４ｂの第１面Ｓ１および第２面Ｓ２には、複数の溝部４５および複数の平坦部４６が設けられている。これらの溝部４５および平坦部４６は、ワークＷの長手方向に延在され、かつワークＷの長手方向と交差する短手方向に互いに交互に並べられている。すなわち、平坦部４６は、溝部４５と溝部４５との間に配置されている。

ここで、溝部４５および平坦部４６は、銅板をプレス加工等して図４に示されるワークＷを形成する際に、図示しない打ち抜き金型により、所謂「平目ローレット」として同時に形成される。ただし、この平目ローレットを形成するタイミングは、ワークＷを打ち抜く工程の後に行われる別の工程であっても良い。このように、ワークＷのうちのコイルフック４４ｂの第１面Ｓ１および第２面Ｓ２の部分は、ローレット加工品となっている。

複数の溝部４５および複数の平坦部４６（平目ローレット加工の部分）は、より詳しくは、図５に示すような形状となっている。すなわち、ワークＷの短手方向に沿う溝部４５の断面形状は、略三角形形状に形成され、溝部４５は、平坦部４６（第１面Ｓ１，第２面Ｓ２）からワークＷの板厚方向に窪むようにして設けられている。なお、ワークＷの板厚方向に沿う平坦部４６の高さ位置は、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２の高さ位置と同じ高さ位置になっている。

図５に示されるように、ワークＷの短手方向（図中左右方向）に沿う溝部４５の幅寸法Ｗ１は、ワークＷの短手方向に沿う平坦部４６の幅寸法Ｗ２よりも幅狭に設定されている。具体的には、溝部４５の幅寸法Ｗ１は、平坦部４６の幅寸法Ｗ２の略半分の幅寸法に設定されている（Ｗ１≒１／２×Ｗ２）。すなわち、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２における平坦部４６の占める割合の方が、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２における溝部４５の占める割合よりも大きくなっている。

そして、図８に示されるように、ライザ部４４にコイル２８をヒュージング（熱かしめ）により電気的に固定した後の状態において、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２は、互いに対向するように配置されている。そのため、ライザ部４４にコイル２８をヒュージングする際に、コイル２８が各溝部４５に入り込み、ひいてはコイル２８のライザ部４４に対する結合強度が高められる。また、コイル２８の多くの部分は各平坦部４６により挟持されているので、コイル２８が切断される等の不具合の発生が確実に防止されている。

ここで、本実施の形態においては、図４に示されるように、コイルフック４４ｂの内側に配置される第１面Ｓ１および第２面Ｓ２の全域（全体）に、溝部４５および平坦部４６が設けられている。これにより、コイル２８をライザ部４４にヒュージングする際に、コイル２８のライザ部４４に対する引っ掛け位置が多少ずれたとしても、コイル２８を確実に各溝部４５に入り込ませることができる。すなわち、ヒュージング時に発生し得るばらつき（接続不良等）を、より確実に抑えられるようにしている。

ただし、コイル２８のライザ部４４に対する位置決めを精度良くできるのであれば、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２の全域に溝部４５および平坦部４６を設けなくても済む。具体的には、少なくとも第１面Ｓ１および第２面Ｓ２のコイル２８との対向部分に設ければ足りる。この場合、ライザ部４４の強度低下を抑制することができる。

次に、以上のように形成されたコンミテータ４０の組み立て手順について、図面を用いて詳細に説明する。

［打ち抜き加工（プレス加工とローレット加工）］
まず、所定の厚みおよび所定の大きさに設定された銅板を準備する。次いで、準備された銅板を、図示しないプレス成形機に投入する。すると、図４に示すような、プレス加工とローレット加工（平目ローレット）とが同時に施されたワークＷが形成される。これにより、打ち抜き加工が終了する。

［ライザ部の折り曲げ加工］
次に、図４に示されるワークＷを、図示しない折り曲げ装置にセットする。折り曲げ装置を駆動させると、図６に示されるように、ライザ部４４の先端側にあるコイルフック４４ｂが屈曲される。より具体的には、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との境界部分である第３破線Ｌ３を中心に、破線矢印Ｍ１に示されるように、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とが互いに向き合うようコイルフック４４ｂが屈曲される。このとき、後工程においてコイル２８（図２参照）を引っ掛け易くするために、第１面Ｓ１に対する第２面Ｓ２の相対角度は約４５度とされる。

次いで、コイルフック４４ｂの基端側の部分が、ライザ本体４４ａとコイルフック４４ｂとの境界部分である第２破線Ｌ２を中心に、破線矢印Ｍ２に示されるように屈曲される。このとき、ライザ本体４４ａに対するコイルフック４４ｂの基端側の部分の相対角度は直角（９０度）とされる（図３参照）。これにより、ライザ部４４の折り曲げ加工が終了する。

［筒状加工］
引き続き、折り曲げ装置を駆動させることにより、ワークＷを筒状に折り曲げ加工する。具体的には、コイルフック４４ｂが径方向外側を向くように、ワークＷが筒状に折り曲げられる。これにより、径方向外側に複数（２０個）のコイルフック４４ｂが放射状に延在された筒状のワークＷ（図示せず）が形成され、筒状加工が終了する。

［射出成形］
次に、筒状に形成されたワークＷを、射出成形装置の金型（図示せず）にセットする。その後、射出成形装置を駆動させて、金型の内部（キャビティ）に溶融された樹脂材料を充填していく。これにより、ワークＷの内側に溶融樹脂が充填され、ワークＷの径方向内側に絶縁性を有する筒状の本体部４１（図２および図３参照）が形成される。その後、樹脂材料を冷却して硬化させることで、ワークＷと本体部４１とを一体化させる射出成形（ホットメルトモールディング）が終了する。

［切断加工］
その後、本体部４１が一体化されたワークＷの径方向外側に、図示しない切断機を臨ませて、コイルフック４４ｂの１つ１つに対応させて、ワークＷをその軸方向に切断し、２０個のセグメント４２（図３参照）を形成していく。このとき、回転する切断刃（図示せず）に対して、ワークＷをその軸方向に移動させるようにする。また、切断刃のワークＷに対して入り込む深さは、本体部４１にまで入り込む深さとする。これにより、切断加工が終了して、コンミテータ４０が完成する。なお、図３に示される符号ＣＵが、切断刃によって切断された部分（切り込み部分）を示している。

［アーマチュアサブアッシーの組み立て］
次に、アーマチュアコア２６が固定された回転軸２１（図２参照）を準備するとともに、上述の各工程で形成されたコンミテータ４０を準備する。その後、コンミテータ４０の軸方向に沿うコイルフック４４ｂ側をアーマチュアコア２６側に向けた状態で、コンミテータ４０を回転軸２１に固定する。このとき、回転軸２１を本体部４１の回転軸固定穴４１ａ（図２参照）に圧入することで、回転軸２１の軸方向に沿う規定の位置に本体部４１を位置決めする。これにより、アーマチュアサブアッシー（コイル２８が巻装されていないもの）が完成する。

［巻線作業］
次いで、図示しない巻線機にアーマチュアサブアッシーをセットして、巻線機を作動させる。これにより、所定の巻き方および巻き数でコイル２８（図２参照）がアーマチュアコア２６のスロットに巻装され、かつ、コンミテータ４０のコイルフック４４ｂにコイル２８が引っ掛けられていく。その後、全てのスロットおよびコイルフック４４ｂにコイル２８が行き渡ったところで、巻線作業が終了する。なお、これらの一連の巻装作業は、巻線機により自動で行われるため、コイル２８の巻き具合が製品毎にばらつくことは無い。

［ヒュージング加工］
次に、コイルフック４４ｂ（銅製）とコイル２８（アルミニウム製）とを電気的に接続する。具体的には、コイル２８が巻装されたアーマチュアサブアッシーを熱かしめ装置（図示せず）にセットし、その後、熱かしめ装置に設けられた一対の電極（図示せず）を作動させて、各電極間にコイルフック４４ｂを挟み込む。これにより、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との双方にコイル２８が密着される。その後、当該状態で各電極に所定電圧を負荷する。すると、図８（ａ）に示されるように、コイル２８が熱で溶融され、コイル２８の一部が溝部４５に入り込む。これにより、コイル２８のコイルフック４４ｂに対する固定強度が十分に確保される。

ここで、図８（ａ）に示されるように、本実施の形態に係る「平目ローレット」においては、ヒュージング後におけるコイル２８の最大厚み寸法はｔ１となっており、図８（ｃ）の「ローレット無し」の比較例の場合におけるコイル２８の最大厚み寸法ｔ３よりも大きくなっている（ｔ１＞ｔ３）。したがって、銅製のセグメント４２に対するアルミニウム製のコイル２８の固定強度不足が十分に解消され、従前に比して構造を簡素化することができ、十分に実用可能であることが判った。

また、ヒュージング後のコイル２８の表面を観察すると、図９（ａ）に示されるような結果が得られた。具体的には、図９（ａ）に示されるように、コイル２８の表面にある絶縁性を有する被膜２８ａが十分に除去されて、コイル２８とコイルフック４４ｂ（図６参照）とが確実に電気的に接続されていることが判った。ここで、ヒュージングにより溶融された被膜２８ａは、その殆どが溝部４５（図６参照）を介してコイルフック４４ｂの外部に排出されたことが判った。

なお、本実施の形態のような「平目ローレット」に限らず、図７に示されるような「アヤ目ローレット」（変形例）であっても良い。具体的には、コイルフック４４ｂの内側を形成する第１面Ｓ１および第２面Ｓ２に、互いに交差する複数の溝部４５を設けるようにする。そして、これにより、溝部４５と溝部４５との間には、略菱形形状の平坦部４６（図中網掛部分）が配置されることになる。ただし、図７に示される「アヤ目ローレット」の場合においても、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２における平坦部４６の占める割合の方を、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２における溝部４５の占める割合よりも大きくする。

また、図８（ｂ）に示されるように、「アヤ目ローレット」においても、ヒュージング後におけるコイル２８の最大厚み寸法は、図８（ｃ）の「ローレット無し」の比較例の場合におけるコイル２８の最大厚み寸法ｔ３よりも大きいｔ２となっている（ｔ２＞ｔ３）。したがって、上述した「平目ローレット」の場合と同様に、セグメント４２に対するコイル２８の固定強度不足が十分に解消され、従前に比して構造を簡素化することができ、十分に実用可能であることが判った。

さらに、ヒュージング後のコイル２８の表面を観察すると、図９（ｂ）に示されるような結果が得られた。具体的には、図９（ｂ）に示されるように、「アヤ目ローレット」においても、コイル２８の被膜２８ａが十分に除去されて、コイル２８とコイルフック４４ｂとが確実に電気的に接続されていることが判った。また、ヒュージングにより溶融された被膜２８ａは、その殆どが溝部４５を介してコイルフック４４ｂの外部に排出されたことが判った。

なお、図９（ｂ）に示される「アヤ目ローレット」の方が、溝部４５への食い込み部分が網目状に形成されるため、「平目ローレット」に比して、コイル２８のコイルフック４４ｂに対するがたつきの発生を、より抑えることが可能である。

［ブラシ摺接部の成形（表面仕上げ）］
ヒュージング加工の後は、ブラシ摺接部４３（図３参照）の表面を仕上げる処理が行われる。具体的には、コンミテータ４０を回転させつつ、ブラシ摺接部４３の表面を切削する。これにより、ブラシ摺接部４３の真円度が確保され、ファンモータ２０を高速で回転させたとしても、各セグメント４２に対する各ブラシ３０の安定接触を可能とする。このように、ブラシ摺接部４３は、各セグメント４２の表面を切削することで仕上げられるので、図３に示すように、ブラシ摺接部４３は、最終的にライザ本体４４ａ（ライザ部４４）から本体部４１の径方向内側に窪んだ位置に設けられている。

ただし、このブラシ摺接部４３の平坦部４６からの窪み量は、複数の溝部４５の平坦部４６からの窪み量（深さ寸法）よりも小さく設定されている。これにより、ブラシ摺接部４３の強度が低下することを抑制している。

以上詳述したように、本実施の形態に係るコンミテータ４０によれば、銅製のライザ部４４に、アルミニウム製のコイル２８を挟持する第１面Ｓ１および第２面Ｓ２が設けられ、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２のコイル２８との対向部分に、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２から窪んだ複数の溝部４５、および溝部４５と溝部４５との間に配置された複数の平坦部４６が設けられている。

したがって、溝部４５にコイル２８の一部を食い込ませることができ、その分、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間でのコイル２８の厚み寸法ｔ１が十分に確保され、ライザ部４４とコイル２８との接続強度を高めることができる。よって、セグメント４２の構造を複雑化させること無く、アルミニウム製のコイル２８を採用できるようになり、ひいては製造コストの上昇を抑えることができる。

また、本実施の形態に係るコンミテータ４０によれば、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２における平坦部４６の占める割合の方が、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２における溝部４５の占める割合よりも大きいので、ヒュージングの際に、コイル２８が切断される等の不具合が発生することを確実に防止することができる。

さらに、本実施の形態に係るコンミテータ４０によれば、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２の全体に、溝部４５および平坦部４６が設けられているので、コイル２８のライザ部４４に対する引っ掛け位置が多少ずれたとしても、コイル２８を確実に各溝部４５に入り込ませることができる。よって、ヒュージングの際に発生し得るばらつきを無くして、歩留まりを向上させることができる。

［実施の形態２］
図１０および図１１に示すように、実施の形態２に係るコンミテータ５０は、実施の形態１のコンミテータ４０（図３参照）に比して、銅製のセグメント５１の数を１０個にした点と、ライザ部５２の形状を変更することでコンミテータ５０の軸方向寸法をより詰められるようにした点と、が主に異なっている。つまり、実施の形態１のコンミテータ４０よりも小型化に優れたものとなっている。

なお、上述した実施の形態１と同一の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１１に示すように、ライザ部５２のコイルフック５２ａの内側には、互いに対向される第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とが設けられている。そして、詳細には図示しないが、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２には、ローレット加工により「平目ローレット」（図４参照）または「アヤ目ローレット」（図７参照）が施されている。つまり、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２は、ローレット形成面（図中破線部分）となっている。

コイルフック５２ａの先端側、つまりコイルフック５２ａの長手方向に沿うブラシ摺接部４３側とは反対側には、コイルフック５２ａに引っ掛けられたコイル２８が、矢印Ｓに示されるように脱落するのを防止する引っ掛け爪５２ｂが一体に設けられている。この引っ掛け爪５２ｂは、コイルフック５２ａの先端側をブラシ摺接部４３側に折り曲げることで形成されている。

以上のように形成された実施の形態２に係るコンミテータ５０においても、上述した実施の形態１のコンミテータ４０と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態２のコンミテータ５０では、ライザ部５２の折り曲げ加工時において、コイル２８がコイルフック５２ａから脱落することを、より確実に防止することができる。

したがって、ライザ部５２の長さ寸法を短くすることができ、ひいてはコンミテータ５０のさらなる小型化を実現できる。また、コイル２８のコイルフック５２ａからの脱落が防止されるので、組み立て性を大幅に向上させて、歩留まりの向上を実現できる。さらに、コイル２８のコイルフック５２ａからの脱落が防止されるので、図示のように２本のコイル２８を引っ掛けることもでき、仕様の異なるファンモータ２０に容易に対応することができる。

本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態では、コンミテータ４０，５０を、ファンモータ２０に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、車両に搭載されるワイパ装置やパワーウィンド装置等の車載機器の駆動源（電動モータ）に適用することもできる。

その他、上記各実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記実施の形態に限定されない。

１０ 電動ファン
１１ ファン
１１ａ 羽根
１１ｂ ファン本体
１２，１３ コネクタ
１４ ワイヤハーネス
１５ 車載コントローラ
１６ ブラケット
１６ａ 固定脚
２０ ファンモータ
２１ 回転軸
２１ａ 雄ねじ部
２２ ヨーク
２２ａ 底壁部
２２ｂ 側壁部
２２ｃ 第１軸受装着部
２２ｄ 開口部
２３ 第１軸受
２４ 永久磁石
２５ アーマチュア
２６ アーマチュアコア
２８ コイル（アルミニウム製）
２８ａ 被膜
２９ 第２軸受
３０ ブラシ
３１ ブラシホルダ
３１ａ 貫通孔
３１ｂ ブラシボックス
３２ カバー部材
３２ａ 第２軸受装着部
３３ ブラシスプリング
３４ チョークコイル
４０ コンミテータ
４１ 本体部
４１ａ 回転軸固定穴
４１ｂ セグメント固定壁
４１ｃ 収容凹部
４２ セグメント（銅製）
４３ ブラシ摺接部
４４ ライザ部
４４ａ ライザ本体
４４ｂ コイルフック
４５ 溝部
４６ 平坦部
５０ コンミテータ
５１ セグメント（銅製）
５２ ライザ部
５２ａ コイルフック
５２ｂ 引っ掛け爪
ＣＵ 切断刃によって切断された部分
Ｓ１ 第１面
Ｓ２ 第２面
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. 回転軸に固定されるコンミテータであって、
   絶縁性を有する本体部と、
   前記本体部の径方向外側に設けられ、前記本体部の周方向に複数並べられた銅製のセグメントと、
   前記セグメントに設けられ、ブラシが摺接されるブラシ摺接部と、
   前記セグメントに設けられ、前記回転軸に固定されたアーマチュアコアに巻かれたアルミニウム製のコイルが接続されるライザ部と、
   前記ライザ部に互いに対向するよう設けられ、前記コイルを挟持する第１面および第２面と、
   前記第１面および第２面の少なくとも前記コイルとの対向部分に設けられ、前記第１面および第２面から窪んだ複数の溝部、および前記溝部と溝部との間に配置された複数の平坦部と、
   を備えている、コンミテータ。
2. 請求項１記載のコンミテータにおいて、
   前記第１面および第２面における前記平坦部の占める割合の方が、前記第１面および第２面における前記溝部の占める割合よりも大きい、
   コンミテータ。
3. 請求項１または２記載のコンミテータにおいて、
   前記第１面および第２面の全体に、前記溝部および前記平坦部が設けられている、
   コンミテータ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンミテータにおいて、
   前記ブラシ摺接部が、前記ライザ部から前記本体部の径方向内側に窪んだ位置に設けられている、
   コンミテータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンミテータにおいて、
   前記溝部および前記平坦部が設けられる前記第１面および第２面が、ローレット加工品である、
   コンミテータ。

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