JP3532423B2 - コミテータおよびその製造方法 - Google Patents
コミテータおよびその製造方法Info
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Description
その製造方法に関し、特に、ブラシ接触面が回転軸と直
交する平面になったコミテータに係り、例えば、エンジ
ンのスタータモータに使用して有効なものに関する。
ラシ接触面が回転軸と直交する方向に向いたコミテータ
を使用することによって径方向の寸法が小さく設定され
ているものがある。
個のセグメントが互いに絶縁された状態で環状に配列さ
れているとともに、樹脂が使用されて成形されたベース
部によって一体的に保持されており、各セグメントの外
周端部に形成されたライザにコイル線材が電気的に接続
されているものがある。
にして製造されるのが、一般的である。すなわち、セグ
メントの外径にライザの径方向の寸法(長さ)が加算さ
れた外径を有する円板形状の素板にベース部が樹脂モー
ルドされる。その後、円板形状の素板がスリットカッタ
によって放射状に分断されることより、外周端部にライ
ザを形成された複数個のセグメントが扇形状に形成され
る。
たコミテータの製造方法においては、スリットカッタは
ライザとセグメントとを切断する必要があるため、一条
当たりのスリット切削加工長が長くなり、全てのセグメ
ントについての切削加工総時間が長くなるという問題点
がある。
挿入するようにヒュージングされるため、軸方向の両側
は樹脂モールドされていない。ここで、セグメント間の
スリットを切削すると、ライザ部はベース部の樹脂によ
って補強されていないため、ヒュージング等の影響を受
け易く機械的な強度に劣ることとなり、セグメントおよ
びライザ部の厚みを増さなければならないという問題が
ある。
削加工長さを短縮することができるとともに、機械的強
度を高めることができるコミテータおよびその製造方法
を提供することにある。
は、複数個のセグメントが互いに絶縁された状態で環状
に配列されているとともに、樹脂が使用されて一体成形
されたベース部によって一体的に保持されており、各セ
グメントの外周端部に形成されたライザにコイル線材が
それぞれ接続されているコミテータにおいて、前記ライ
ザ部を含む平面が前記セグメント群のブラシ接触面より
も軸方向に距離を有しており、前記各ライザの外周には
前記コイル線材が挿入される溝が径方向にそれぞれ形成
されており、前記隣合うライザ間のそれぞれには前記ベ
ース部の樹脂が充填された補強部が形成されていること
を特徴とする。
数個のセグメントの配列が設定されたセグメント部と、
複数個のライザの配列が設定されたライザ部とが導電性
を有する平板に同心円に形成されており、前記セグメン
ト部と前記ライザ部との境界には段付部が形成されてお
り、前記ライザ部の径方向外側部分における前記隣合う
ライザ間のそれぞれにはコイル線材が挿入される溝が形
成されている素板を準備する素板準備工程と、前記素板
の前記セグメント部にスリットをそれぞれ切削して前記
複数個のセグメントを形成する切削工程と、を備えてい
ることを特徴とする。
部とライザ部との間に形成された段付部の上段であるセ
グメント部のみにスリット加工することにより、各セグ
メントに分離することができるため、スリット切削長さ
の短縮により、加工時間も短縮する結果になり、コミテ
ータの製造コストを低減することができる。
にまで充填されることにより、各セグメントを補強する
ことができるため、セグメントの機械的強度を高めるこ
とができる。
コミテータが使用されたスタータモータの回転子の主要
部を示しており、(a)は平面図、(b)は(a)のb
−b線に沿う正面断面図である。図2以降はそのコミテ
ータの製造方法を示す各図である。
ータは、エンジンのスタータモータにおけるモータの回
転子に使用されており、ブラシ接触面が回転軸と直交す
る平面になった偏平形構造に構成されている。
を有する樹脂が用いられて二段円柱形状に形成されたベ
ース部41と、それぞれ略扇形形状に形成されてベース
部41の上部に放射状に配された複数個のセグメント1
0と、セグメント10の径方向外側端部に一体的に形成
されたライザ20の形成されるライザ部21とを備えて
いる。ベース部41の中心を貫通する軸孔42には回転
軸50が圧入されている。
使用されて円形リング形状にプレス加工された素板2が
スリット15によって扇形状に分断されることによりそ
れぞれ形成されており、各ライザ20は各セグメント1
0の外周端部に一体的に形成されている。そして、ライ
ザ20群を含む平面とセグメント10群を含む平面との
間には段付部30が形成されており、この段付部30に
よってライザ20群を含む平面はセグメント10群が構
成するブラシ接触面12よりも回転軸方向に後退した状
態になっている。各セグメント10は円形の環状に配列
された状態でベース部41に植設されることにより、互
いに位置を固定されるとともにベース部41に一体化さ
れている。
ライザ20はベース部41の外周面から径方向外向きに
突出した状態になっており、各ライザ20の外周端部に
は溝24がそれぞれ形成されている。溝24にはコイル
線材の端末部52が挿入されてヒュージングされてお
り、コイル線材の端末部52は溝24においてライザ2
0に電気的に接続された状態になっている。ベース部4
1から突出したライザ20の溝24に接続されたコイル
線材の端末部52は、図5に参照されるように、回転軸
の軸方向に延長されてアーマチュア51に巻装されてい
る。
法を説明する。この説明により、前記構成に係るコミテ
ータの構成の詳細が共に明らかにされる。
ている素板が予め準備される。図2はコミテータの製造
方法に使用される素板を示しており、(a)は平面図、
(b)は(a)のb−b線に沿う正面断面図である。
形状に形成されており、正方形の平板形状に形成された
外枠3に同心に配されて、周方向に等間隔に配置された
三本の吊り部4によって吊持されている。素板2、外枠
3および吊り部4は導電性金属の一例である銅が用いら
れてプレス加工により一体的に形成されている。外枠3
の三本の吊り部4が突設された円形孔5の内周には半円
形の孔形状の位置決め部6が三個、周方向に略等間隔に
配されて開設されている。外枠3における各吊り部4の
外側の位置には円弧形状孔7がそれぞれ開設されてお
り、円弧形状孔7の外側の周には半円形の孔形状の位置
決め部8がそれぞれ開設されている。外枠3の四隅には
円形の孔形状の位置決め部9がそれぞれ開設されてい
る。なお、吊り部4、円形孔5および円弧形状孔7はプ
レス加工時に加わる応力によって素板2が変形するのを
防止するようになっている。
1個。以下、個数について同じ。)のセグメント10を
形成するためのセグメント部11と、各セグメント10
の外周端部に一体的に連結された複数個のライザ20を
形成するためのライザ部21とを備えている。セグメン
ト部11とライザ部21とは同心円の円形リング形状に
それぞれ設定されており、セグメント部11の外側にラ
イザ部21が同心円に配置された状態になっている。
線には段付部30が同心円の円形リング形状にプレス加
工(絞り加工)によって形成されている。この段付部3
0により、ライザ部21におけるブラシ接触面側(以
下、上側とする。)の端面(以下、ライザ上面とい
う。)22は、セグメント部11においてセグメント1
0群が構成するブラシ接触面12よりも軸心方向に後退
された状態になっている。ブラシ接触面12からのライ
ザ上面22の後退量すなわちライザ上面22からブラシ
接触面12までの高さHは、素板2の肉厚tよりも予め
設定された寸法Sだけ大きく設定されている。すなわ
ち、段付部30はH=t+S、を満足するように設定さ
れている。ここで、寸法Sは、後述するスリット形成工
程においてライザ上面22を切削せずにセグメント10
だけを切削するのに必要なスリットカッタの逃げ代に相
当する。
側アンカ13が、各セグメント10の内側端部に対応す
る位置においてブラシ接触面12から離間する方向に向
かって略直角にそれぞれ屈曲されている。内側アンカ1
3はベース部41に投錨した状態になってセグメント1
0を位置決めする役目を果たす爪であるため、内側アン
カ13は機械的強度が大きいことが望ましく、また、内
側アンカ13のブラシ接触面12となす夾角は鋭角であ
ることが好ましい。
3が、各セグメント10の外側端部に対応する位置にお
いて径方向内側に向かってそれぞれ突設されている。外
側アンカ33は段付部30の内周面31に削ぎ出し部3
2を没設することにより形成されている。外側アンカ3
3はベース部41に投錨した状態になってセグメント1
0が軸心方向に抜けるのを防止するようになっている。
状の開口部(以下、予備スリットという。)23が、セ
グメント10を形成するためのスリット仮想線14のそ
れぞれに沿って開設されている。各予備スリット23の
外側端はライザ部21の外周の若干内側に配置されてお
り、各予備スリット23の内側端は段付部30に掛かる
位置に配置されている。ライザ部21の外周部には半長
円形の溝24が複数条、隣合う予備スリット23、23
の間の中央部に配置されて打ち抜きプレス加工によりそ
れぞれ形成されている。溝24の周方向の幅はコイル線
材を挿入し得るようにコイル線材の太さよりも若干大き
めに設定されており、溝24の径方向の長さは二本のコ
イル線材52、52を挿入し得るように設定されてい
る。
ベース部41が、絶縁性を有する樹脂によるモールディ
ング法を使用したベース部モールド工程において図3に
示されているように樹脂モールドされる。図3はベース
部モールド工程後を示しており、(a)は平面図、
(b)は(a)のb−b線に沿う正面断面図である。
素板2のブラシ接触面12と反対側の端面である下面に
は二段円柱形状のベース部41が、絶縁性を有する樹脂
を使用された加圧成形法(モールディング法)によって
成形されている。ベース部41の中心線上には回転軸5
0を圧入するための軸孔42が開設されている。ベース
部41の小径部43の上面はセグメント10のブラシ接
触面12と一致するように設定されており、小径部43
の下面は大径部44の下面よりも下方に突出されてい
る。大径部44の外径は素板2の外径よりも小径に設定
されており、ライザ部21の外周部はベース部41の外
周から突出した状態になっている。
ース部41の樹脂がそれぞれ充填した状態になってお
り、各予備スリット23への充填樹脂によって補強部4
6がそれぞれ形成された状態になっている。なお、ベー
ス部41の樹脂は各予備スリット23に充填した状態に
なっているが、素板2の外周に形成された各溝24には
充填していない。
ス部41の小径部43と大径部44との境目付近に投錨
した状態になって、各セグメント10の内側端部をベー
ス部41に対して位置決めさせて固定させた状態になっ
ている。また、各セグメント10の外側アンカ33は大
径部44の外周部に投錨した状態になって、各セグメン
ト10の外側端部をベース部41に対して位置決めさせ
固定させた状態になっている。したがって、セグメント
10はベース部41に強固に保持された状態になってい
る。
断されることによって外枠3が切り離される。外枠3が
切り離された後に、ライザ部21の予備スリット23の
外側端部の部分が、図4に参照されるように円形リング
形状に除去される。これにより、ライザ部21には各セ
グメント10に一体に連結した各ライザ20がそれぞれ
形成され、各ライザ20は予備スリット23に形成され
た補強部46によって互いに電気的に絶縁された状態に
なっている。
れた前記構成に係る成形品40は外枠3を三本の吊り部
4が切断されることによって切り離された後、スリット
形成工程においてスリットカッタ16によりスリット仮
想線14に沿ってスリット15を図4に示されているよ
うに放射状にそれぞれ切削加工される。図4は素板にス
リットを切削加工するスリット形成工程を示しており、
(a)は平面図、(b)は(a)のb−b線に沿う正面
断面図である。
よって構成されたスリットカッタ16は回転されて予備
スリット23に当てがわれ、スリット仮想線14の径方
向外側端から中心方向に送られることにより、スリット
仮想線14に沿ってスリット15を切削加工する。この
際、スリットカッタ16の外周はライザ上面22から浮
かされることにより、セグメント部11だけが切削され
る。この切削加工により、セグメント部11には各セグ
メント10が各スリット15によってそれぞれ形成され
た状態になるが、各セグメント10は内側アンカ13お
よび外側アンカ33がベース部41に投錨した状態にな
っているため、互いの位置を維持した状態になってい
る。
チュア51のコイル線材の端末部(以下、端末部とい
う。)52が各ライザ20の溝24に二本ずつ挿入され
て、図6に示されているようにヒュージングされ、各ラ
イザ20にそれぞれ電気的に接続される。図6はヒュー
ジング工程を示しており、(a)は平面図、(b)は
(a)のb−b線に沿う正面断面図である。
52は指定された溝24に予め挿入され、ヒュージング
装置60のヒュージング工具61によって高周波電圧を
印加されながら溝24に押し付けられてヒュージング加
工される。すなわち、ヒュージング工具61とライザ2
0とにはヒュージング装置60の電源62の一対の電極
63、64が電気的に接続されて電圧が印加される。ヒ
ュージング工具61は溝24に挿入された状態で径方向
内側に押される。
が溝24に押し込まれると、溝24の両側には溝24を
周方向両側に押し開く力が作用する。ここで、予備スリ
ット23に樹脂が充填されていないと、溝24の押し開
き力によって予備スリット23が押し潰される状態にな
るため、隣合うライザ20、20同士が互いに接触して
短絡した状態になることがある。
ット23には樹脂が充填された補強部46が形成されて
いるため、溝24の押し開き力によって予備スリット2
3が押し潰されることはなく、隣合うライザ20、20
同士が互いに接触して短絡した状態になってしまうこと
はない。したがって、溝24に端末部52がヒュージン
グによって電気的に接続されたライザ20は、電気的に
独立した状態を確実に維持することができる。
性を有する樹脂材47が、ブラシ接触面12を除いた全
表面に図7に示されているようにコーティングされる。
図7はコーティング工程を示す一部切断正面図である。
コーティングされるに際しては、ブラシ接触面12に樹
脂材47が絶縁物として付着するのを防止するために、
ブラシ接触面12はマスキング治具70によってマスキ
ングされる。
12と面一になっており、ライザ20の溝24にヒュー
ジングされた端末部52がブラシ接触面12よりも上方
に突出した状態になっていると、ブラシ接触面12から
突出した端末部52の上端がブラシ接触面12をマスキ
ングするマスキング治具70に干渉することにより、マ
スキング治具70とブラシ接触面12との間に隙間が形
成されてしまう。このように隙間が形成されると、保護
膜を形成する樹脂材47が隙間に浸透してブラシ接触面
12に付着するため、ブラシ接触面12に絶縁物が付着
してしまう。
の突出端部を切削除去した状態で、マスキング治具70
によってブラシ接触面12をマスキングすることが考え
られる。しかし、端末部52がヒュージング加工によっ
て軟化した状態になっていてバリが発生し易く、当該バ
リによってマスキング治具70とブラシ接触面12との
間に隙間が形成されてしまうと、コーティング時にその
隙間に樹脂材47が浸透してブラシ接触面12に絶縁物
が付着してしまうことになる。したがって、ブラシ接触
面12を完全にマスキングするには、端末部52のバリ
を除去する作業が必要になり、工程が増えてしまう。
るように、ライザ20の上面22がブラシ接触面12よ
りも後退されていることにより、端末部52がライザ2
0の上面22から上方に突出していても、端末部52に
干渉されることなく、マスキング治具70はブラシ接触
面12に密着した状態に装着することができるため、ブ
ラシ接触面12へのコーティング樹脂材47の隙間浸透
による絶縁物の付着を確実に防止することができる。
2がライザ20の上面から上方に突出している状態を許
容することができるため、その端末部52の突出端部の
切削加工を省略することができる。その結果、コミテー
タの製造コストを低減することができるばかりでなく、
ヒュージング加工によって軟化した端末部52の切削加
工によるバリの発生を未然に回避することができる。
れる。
に段付部を形成することにより、段付部の上段であるセ
グメント部のみにスリットを形成することによってセグ
メントに分断することができるため、スリットの切削長
さを短縮することにより、スリットの切削加工時間を短
縮することができ、コミテータの製造コストを低減する
ことができる。
との段付部の内側空間にまで充填されることにより、各
セグメントを樹脂によって補強することができるため、
セグメントの肉厚を薄く設定することができる。
により、コミテータの回転時における遠心力を低減させ
ることができるため、遠心力が低減した分だけコミテー
タの外径を大きく設定することができる。コミテータの
外径が大きくなると、セグメントの外周端部に形成され
たライザの周方向の幅が大きくなるため、溝を大きく設
定することにより、太いコイル線材の端末部をヒュージ
ングすることができ、その結果、太いコイル線材の使用
によってモータの出力性能を高めることができる。ま
た、セグメントのブラシ接触面の径方向の寸法が大きく
なると、ブラシのサイズを大きく設定することができる
ため、ブラシの耐久性を向上させることができる。
部を樹脂成形することにより、隣合うセグメント間をス
リットによって確実に絶縁することができる。
を形成することにより、ライザの溝への端末部のヒュー
ジング時におけるライザの変形を防止することができる
ため、ヒュージング加工による隣合うライザ同士の短絡
不良の発生を未然に防止することができる。
退させることにより、端末部がライザの上面から上方に
突出していても、保護膜形成時に使用されるコーティン
グ治具をブラシ接触面に端末部に干渉されることなく密
着させることができるため、ブラシ接触面へのコーティ
ング樹脂の隙間浸透による絶縁物の付着を確実に防止す
ることができる。
している状態を許容することができるため、その端末部
の突出端部の切削加工を省略することができる。その結
果、コミテータの製造コストを低減することができるば
かりでなく、ヒュージング加工によって軟化した端末部
の切削加工によるバリの発生を未然に回避することがで
きる。
より、外側アンカをベース部に投錨させることができる
ため、セグメントをベース部に強固に固定することがで
きる。
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、
種々の変更が可能であることはいうまでもない。
限らず、複数個を多連構造に配設してもよい。
て突設するに限らず、段付部の内周面に環状溝を切削加
工や押印プレス加工等によって没設して形成してもよ
い。
屈曲加工によって形成するに限らず、セグメント部の内
周面に環状溝を切削加工等によって没設して形成するこ
ともできる。
に使用するに限らず、他の用途のモータ等にも使用する
ことができる。
グメント部とライザ部との間に段付部を形成することに
より、段付部の上段であるセグメント部のみにスリット
を形成することによってセグメントに分断することがで
きるため、スリットの切削長さを短縮することにより、
スリットの切削加工時間を短縮することができ、コミテ
ータの製造コストを低減することができる。
れたスタータモータの回転子の主要部を示しており、
(a)は平面図、(b)は(a)のb−b線に沿う正面
断面図である。
示し、(a)は平面図、(b)は(a)のb−b線に沿
う正面断面図である。
は平面図、(b)は(a)のb−b線に沿う正面断面図
である。
図、(b)は(a)のb−b線に沿う正面断面図であ
る。
図、(b)は(a)のb−b線に沿う正面断面図であ
る。
る。
…円形孔、6…位置決め部、7…円弧形状孔、8…位置
決め部、9…位置決め部、10…セグメント、11…セ
グメント部、12…ブラシ接触面、13…内側アンカ、
14…スリット仮想線、15…スリット、16…スリッ
トカッタ、20…ライザ、21…ライザ部、22…ライ
ザ上面、23…予備スリット、24…溝、30…段付
部、31…内周面、32…削ぎ出し部、33…外側アン
カ、40…成形品、41…ベース部、42…軸孔、43
…小径部、44…大径部、46…補強部、47…樹脂
材、50…回転軸、51…アーマチュア、52…コイル
線材の端末部、60…ヒュージング装置、61…ヒュー
ジング工具、62…電源、63、64…電極、70…マ
スキング治具。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数個のセグメントが互いに絶縁された
状態で環状に配列されているとともに、樹脂が使用され
て一体成形されたベース部によって一体的に保持されて
おり、各セグメントの外周端部に形成されたライザにコ
イル線材がそれぞれ接続されているコミテータにおい
て、 前記ライザ部を含む平面が前記セグメント群のブラシ接
触面よりも軸方向に距離を有しており、 前記各ライザの外周には前記コイル線材が挿入される溝
が径方向にそれぞれ形成されており、 前記隣合うライザ間のそれぞれには前記ベース部の樹脂
が充填された補強部が形成されている ことを特徴とする
コミテータ。 - 【請求項2】 前記各セグメントにおける前記ライザ部
を含む平面と前記セグメント群のブラシ接触面との段付
部の内側面にアンカがそれぞれ形成されており、各アン
カが前記ベース部にそれぞれ投錨されていることを特徴
とする請求項1に記載のコミテータ。 - 【請求項3】 請求項1に記載のコミテータの製造方法
であって、 複数個のセグメントの配列が設定されたセグメント部
と、複数個のライザの配列が設定されたライザ部とが導
電性を有する平板に同心円に形成されており、前記セグ
メント部と前記ライザ部との境界には段付部が形成され
ており、前記ライザ部の径方向外側部分における前記隣
合うライザ間のそれぞれにはコイル線材が挿入される溝
が形成されている素板を準備する素板準備工程と、 前記素板の前記セグメント部にスリットをそれぞれ切削
して前記複数個のセグメントを形成する切削工程と、 を備えていることを特徴とするコミテータの製造方法。 - 【請求項4】 前記素板準備工程において、前記ライザ
部における前記スリットに対応する部位の延長線上に開
口部がそれぞれ形成されることを特徴とする請求項3に
記載のコミテータの製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29101298A JP3532423B2 (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | コミテータおよびその製造方法 |
TW88116491A TWI245480B (en) | 1998-10-13 | 1999-09-27 | Commutator and method of manufacturing the same |
EP99402460A EP0994554B1 (en) | 1998-10-13 | 1999-10-07 | Commutator and method of manufacturing the same |
IDP990952A ID25738A (id) | 1998-10-13 | 1999-10-13 | Kolektor dan metode pembuatannya |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29101298A JP3532423B2 (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | コミテータおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000125517A JP2000125517A (ja) | 2000-04-28 |
JP3532423B2 true JP3532423B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=17763324
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