JP3808759B2 - モータのアーマチャ及びモータシャフトの製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータのアーマチャ及びモータシャフトの製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直流モータにおけるアーマチャは、回転軸（モータシャフト）と、コイルを巻装したコアと、整流子（コンミテータ）を備えており、回転軸にはコア及び整流子が一体的に固定されている。回転軸に整流子を固定する具体な方法として、回転軸の外周面にその軸方向に長いセレーション突条（回止突起）を形成し、そのセレーション突条に整流子を圧入することにより行う方法がある（例えば、特開２００１−１３６７０９号公報）。
【０００３】
上記のようなセレーション突条（回止突起）は、回転軸の外周面に凹溝を形成し、溝形成時の塑性変形によってその部位の肉を外周面から突出させることにより形成している。より具体的には、図９に示すように、９０°の角部を有する一対のパンチ４１，４２を用いて回転軸４３の上下から挟持加圧し、図１０に示すように、回転軸４３の外周面に凹溝４４を形成する。この凹溝４４の形成（溝加工）時の塑性変形によって回転軸４３の外周面から盛り上がる突起４５がセレーション突条となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の場合、回転軸４３の外周面に形成される凹溝４４は、９０°の角を有する断面形状となり、外周面から突出する突起４５は、その高さが低くなだらかな形状となる。そのため、回転軸４３と整流子との固定強度を十分に確保することができなかった。固定強度を確保するためには、軸方向への圧入長さ（突起４５の軸方向の長さ）を長くする方法が考えられるが、その場合には整流子へのダメージが問題となってしまう。つまり、整流子の圧入部位は樹脂にて形成されており、圧入長さを長くするとその樹脂部分にヒビ割れが発生する確率が高くなる。
【０００５】
そこで、従来では、回転軸４３と整流子との固定部分に接着剤などを使用することで、所定の固定強度を確保するようにしていた。しかし、接着剤を用いる場合、作業が煩雑となり、接着剤の管理及び取り扱いなど、コスト高の原因となってしまう。また、この凹溝４４を形成するパンチ４１，４２は９０°の角部を有するので、図１０に示すように、加圧方向（パンチ４１の進行方向）に対して垂直な平面で回転軸４３の外周面を加圧することとなる。そのため、凹溝形成の際の抵抗が大きく、より大きな加圧力が必要となり、凹溝形成のための装置は比較的大型のものが必要となるといった問題をも有していた。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は製造コストを低減することができるモータのアーマチャ及びモータシャフトの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、モータシャフトと、前記モータシャフトに固定され、樹脂製の絶縁体とその外周面に複数配置されたセグメントとからなる整流子と、を備えたモータのアーマチャにおいて、前記モータシャフトには、その軸方向に長手でかつその外周面から内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝と、該凹溝を形成することによって前記凹溝の周方向に隣接して前記外周面から突出形成される回止突起とが設けられ、前記凹溝は、前記モータシャフトの軸線を通る基準平面に略平行な第１面と該第１面に対して径方向外側に位置し鋭角を成す第２面とを有する１対の第１凹溝群と、前記基準平面に垂直な平面に対し前記第１凹溝群と対称な第２凹溝群とを有してなり、前記モータシャフトの前記回止突起に前記整流子を外嵌して圧入固定した。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、モータシャフトと、前記モータシャフトに固定され、樹脂製の絶縁体とその外周面に複数配置されたセグメントとからなる整流子と、を備えたモータのアーマチャにおいて、前記モータシャフトには、その軸方向に長手でかつその外周面から内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝と、該凹溝を形成することによって前記凹溝の周方向に隣接して前記外周面から突出形成される回止突起とが設けられ、前記凹溝は、前記モータシャフトの軸線を通る基準平面に略平行な第１面と、前記第１面に対して径方向外側に位置して鋭角を成す第２面とを有し、前記第２面を含む平面は、前記モータシャフトの軸線を含んで構成され、前記モータシャフトの前記回止突起に前記整流子を外嵌して圧入固定した。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のモータのアーマチャにおいて、前記回止突起は、その高さが前記整流子の圧入方向に向けて高くなるようテーパ状に形成されている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、外周面に回止突起が突出形成され、該回止突起に整流子が外嵌して圧入固定されるモータシャフトの製造装置であって、前記モータシャフトをその軸線を通る基準平面に平行となる方向であってかつ前記基準平面に垂直な平面に対して垂直な方向に加圧して軸方向に長手でかつ外周面から内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝を形成するパンチを備え、前記パンチには、前記モータシャフトへの加圧方向と平行な平行面と、該平行面に対しモータシャフトの径方向外側に鋭角を成して傾斜する傾斜面とを有する凹溝形成爪が形成され、前記パンチを用いて前記モータシャフトに断面楔状の凹溝を形成することにより、該凹溝の周方向に隣接して前記回止突起を突出形成する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータシャフトの製造装置において、前記パンチは、２つに分割され、前記モータシャフトをその軸線を通る基準平面に平行となる方向であってかつ前記基準平面に垂直な平面に対して垂直な方向に挟持加圧して前記断面楔状の凹溝を複数形成する分割パンチであり、前記分割パンチの各々には、前記平行面と前記傾斜面とを有する一対の凹溝形成爪が形成されている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のモータシャフトの製造装置において、前記分割パンチのそれぞれ一対の凹溝形成爪は、前記平行面に対する前記傾斜面の角度を全て同一とした。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか１項に記載のモータシャフトの製造装置において、前記傾斜面は、前記凹溝形成爪が前記モータシャフトの外周面に接触する接触点における接線に対し略垂直な面である。
【００１４】
（作用）
請求項１〜３に記載の発明によれば、モータシャフトには、プレス機のパンチなどを用いて外周面から内径側に鋭角に食込む凹溝が形成されている。この凹溝の形成に際して、その凹溝形成部位の肉が径方向に突出し、凹溝の周方向に隣接して回止突起が形成される。この場合、凹溝の断面形状が鋭角の楔状であるため、その凹溝の形成時にシャフト外周面から突出形成される回止突起は、従来技術と比較して鋭い形状となる。従って、整流子をモータシャフトの回止突起に外嵌して圧入固定するとき、その鋭い回止突起が整流子の樹脂部分に食込み、小さな加圧力で整流子の圧入を行うことができる。しかも、回止突起は、その高さが比較的高くても整流子の樹脂（絶縁体）に食い込む体積は少ないため、整流子が割れにくくかつ固定強度特に、モータシャフトと整流子とが相対回転する方向への固定強度を高めることができる。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、モータシャフトの外周面において、凹溝及び回止突起がバランスの取れた位置に形成されるので、そのシャフトに整流子を圧入固定することにより、回転方向に安定した固定強度を得ることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、第２面を含む平面がモータシャフトの軸線を含むよう凹溝が形成されるため、回止突起が回転軸の径方向外方に向けて突出形成される。
請求項３に記載の発明によれば、整流子の圧入時における圧入負荷を分散することができるので実用上好ましいものとなる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、パンチには、モータシャフトへの加圧方向と平行な平行面と、該平行面に対しモータシャフトの径方向外側に鋭角を成して傾斜する傾斜面とを有する凹溝形成爪が形成されている。このパンチを用いて断面楔状の凹溝を形成する場合、凹溝の形成部位の肉が傾斜面に沿ってシャフトの径方向外側に逃げ、それにより回止突起が突出形成される。よって、外周面から鋭く突出した回止突起を形成することができる。また、凹溝形成爪が鋭角であるので、凹溝形成時に必要となる加圧力を抑えることができ、製造装置の小型化を図ることが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、２つに分割された分割パンチの各々には、一対の凹溝形成爪が形成されており、その分割パンチを用いモータシャフトをその軸線を通る基準平面に平行となる方向であってかつ前記基準平面に垂直な平面に対して垂直な方向に挟持加圧することにより、凹溝（回止突起）が複数形成される。この場合、１回のパンチ加工により複数の凹溝を同時に形成することができる。よって、複数回のパンチ加工により複数の凹溝を形成する製造装置と比較して、製造コストを抑制できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、平行面に対する傾斜面の角度、つまり、各凹溝形成爪の角度を全て同一としたので、モータシャフトに形成される各回止突起が同一形状となり、該モータシャフトと整流子の固定をバランスの良いモータシャフト周りの固定強度で圧入固定できる。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、回止突起の突出方向が回転軸の径方向に一致するため、深さが小さい凹溝を形成する場合でも、高く鋭い回止突起を形成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態における直流モータ１の要部断面図である。直流モータ１において、ハウジング２の内周面には、複数のマグネット３が固着されている。このマグネット３の内側には、電機子（アーマチャ）４が回転可能に支持されている。同電機子４は、回転軸（モータシャフト）５、コア６、整流子（コンミテータ）７等を備えている。
【００２３】
ハウジング２には軸受８が設けられており、同軸受８を介して回転軸５が回転可能に支持されている。また、コア６は、回転軸５の中間部（マグネット３に対向する部位）に配置固定され、同コア６には巻線（電機子コイル）９が巻装されている。さらに、回転軸５の一端側（図１の右側）には、整流子７が回転軸５と一体回転可能に固定されており、同整流子７には、ハウジング２に保持されたブラシ１０が押圧接触される。このブラシ１０及び整流子７を介してコア６の巻線９に電流を供給することにより、アーマチャ４が回転する。
【００２４】
図２に示すように、整流子７は、略円筒形状の絶縁体１２と、その絶縁体１２の外周に複数配置される整流子片（セグメント）１３とを備えている。絶縁体１２は、熱硬化性樹脂（具体的には、レゾール樹脂）からなり、その中央には回転軸５を挿入するための軸挿通孔１２ａが設けられている。
【００２５】
セグメント１３は、絶縁体１２の外周面に対応して円弧状に形成され、セグメント１３の一方端（図２の左側）には結線爪１３ａが形成されている。結線爪１３ａは、その基端部分（付け根部分）が折り曲げられセグメント１３の外側に配設されている。この結線爪１３ａにコア６からのびる巻線９を固着することにより、同巻線９が整流子７（セグメント１３）に電気的に接続される。また、セグメント１３の内周面中央には、その両端部から中央部側へと切り起こされ、さらに同中央部側に折り曲げられた２つの中爪（カール爪）１３ｂが形成されている。この中爪１３ｂは、セグメント１３の中央部において絶縁体１２を保持するための部位であり、セグメント１３が絶縁体１２から剥落するのを防止する役割を果たしている。
【００２６】
また、回転軸５の外周面において、整流子７を外嵌する部位には、軸方向に長手でかつ断面楔状の凹溝１５が形成されている。本実施形態では、４つの凹溝１５が回転軸５の周方向に所定の間隔をおいて形成されており、それら凹溝１５の周方向に隣接して回止突起１６が形成されている。この回止突起１６は、前記凹溝１５を形成することによって回転軸５の外周面から突出形成される。そして、図２において、右側から整流子７（絶縁体１２の軸挿通孔１２ａ）を回転軸５に外嵌し回止突起１６に圧入することで整流子７が回転軸５に固定される。
【００２７】
電機子４の回転時において、整流子７にはブラシ１０が摺接するためその接触抵抗に対応する所定のトルクが加わるが、上記のように、整流子７を回転軸５の回止突起１６に圧入固定することにより、整流子７に加わるトルクに抗する固定強度が確保される。なお、本実施形態では、外径（回転突起１６の高さを含む）が約８ｍｍである回転軸５を用いており、整流子７に加わるトルクを考慮して、圧入代（＝回転軸５の外径−整流子７の軸挿通孔１２ａの内径）が０．０５〜０．１２ｍｍとなるよう設定している。また、圧入長さ（回止突起１６の軸方向の長さ）は約７ｍｍとしている。
【００２８】
本実施形態において、回転軸５における４つの凹溝１５及び回止突起１６は、製造装置としてのプレス加工機を用いた塑性加工により形成される。
詳述すると、プレス加工機は、図３に示すように、上側パンチ２１及び下側パンチ２２とからなる分割パンチ２３を備えている。上側パンチ２１及び下側パンチ２２は、互いに同一形状をなし、回転軸５を挟んで対向配置されている。このプレス加工機では、加工対象となる回転軸５をホルダ（図示略）により所定位置に固定した後、図３（ａ），（ｂ）に示すように上側パンチ２１と下側パンチ２２とで挟持加圧して４つの凹溝１５を形成している。つまり、上側パンチ２１は回転軸５の上方から下方に向けて加圧し、下側パンチ２２は回転軸５の下方から上方に向けて加圧する。また、上側パンチ２１及び下側パンチ２２の加圧方向が回転軸５の軸線と平行となるよう回転軸５及び各パンチ２１，２２の各位置が設定されている。
【００２９】
上側パンチ２１及び下側パンチ２２は、回転軸５の軸線を通る基準平面（紙面直交方向の平面）Ｐ１を中心に左右対称の形状であり、それぞれ一対の凹溝形成爪２４を有している。この凹溝形成爪２４は、図４に示すように、回転軸５への加圧方向（パンチ２１，２２の進入方向）と平行な平行面２４ａと、該平行面２４ａに対し回転軸５の径方向外側に鋭角（具体的には、７０°）を成して傾斜する傾斜面２４ｂとを有する。
【００３０】
これら上側パンチ２１及び下側パンチ２２の凹溝形成爪２４によって回転軸５の外周面を挟持加圧することで、凹溝形成爪２４の当接部位が塑性変形する。これにより、回転軸５の外周面には、内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝１５が形成される。この凹溝１５は、凹溝形成爪２４の形状（平行面２４ａ及び傾斜面２４ｂ）に対応した形状となり、基準平面Ｐ１に略平行な第１面１５ａと、該第１面１５ａに対して回転軸５の径方向外側に位置し鋭角（＝７０°）を成す第２面１５ｂとを有する。
【００３１】
また、凹溝１５の形成時には、その形成部位の肉は傾斜面２４ｂに沿って径方向外側に逃げ、外周面から突出する。これによって、凹溝１５の周方向（図４では、時計回り方向）に隣接して回止突起１６が突出形成される。このように、上側パンチ２１及び下側パンチ２２を用いて回転軸５の外周面に凹溝加工を施すことで、従来技術と比較して鋭く突出した回止突起１６が形成される。
【００３２】
なお、図３及び図４に示す凹溝形成爪２４は、紙面直交方向（回転軸５の軸方向）に所定長さ（具体的には、７ｍｍ）を有しており、この凹溝形成爪２４の長さに対応して、凹溝１５及び回止突起１６は回転軸５の軸方向に７ｍｍの長さで形成される。また、図３（ａ）に示すように、各パンチ２１，２２における一対の凹溝形成爪２４の間隔（一方の凹溝形成爪２４の平行面２４ａと他方の凹溝形成爪２４の平行面２４ａとの間隔）Ｗは、６ｍｍ程度としている。この間隔Ｗは、回転軸５の外周面に対する凹溝形成爪２４の進入角度と、回転軸５における凹溝１５の形成位置とを考慮して設定されている。なお、凹溝形成爪２４の進入角度とは、回転軸５の外周面と凹溝形成爪２４との接点における接線と凹溝形成爪２４の平行面２４ａとの成す角である。
【００３３】
ここで、凹溝形成爪２４の間隔Ｗが狭いと、凹溝形成爪２４の進入角度が大きくなり圧入時の負荷が増す。また、間隔Ｗが広いと、凹溝１５が形成される位置のバランスが悪くなる。好ましくは、図５に示すように、上側パンチ２１の各凹溝形成爪２４の回転軸外周面と接触する２つの接触点Ａと回転軸５の軸線Ｏとの成す角度αが１００°で、上側パンチ２１と下側パンチ２２の基準平面Ｐ１に対し同一側にある各凹溝形成爪２４の回転軸外周面と接触する２つの接触点Ａと回転軸５の軸線Ｏとの成す角度βが８０°となるよう間隔Ｗを設定するとよい。よって、本実施形態では、直径が８ｍｍである回転軸５に対して、凹溝形成爪２４の間隔Ｗを６ｍｍとすることで、圧入負荷（プレス加工機の加圧力）を抑えかつ凹溝１５をバランスよく形成するようにしている。
【００３４】
また、本実施形態において、上側パンチ２１の一対の凹溝形成爪２４により形成される２つの凹溝１５が第１凹溝群を構成し、下側パンチ２２の一対の凹溝形成爪２４により形成される２つの凹溝１５が第２凹溝群を構成している。これら第１凹溝群と第２凹溝群とにおける各凹溝１５は、基準平面Ｐ１に垂直な垂直面Ｐ２に対して対称となるよう設けられている。つまり、各凹溝１５（回止突起１６）は、回転軸５の外周面においてバランスの取れた位置に配設されている。
【００３５】
以上詳述したように本実施の形態は、以下の特徴を有する。
（１）回転軸５の外周面から鋭く突出した回止突起１６を形成したので、その回止突起１６に整流子７を圧入固定するとき、鋭い回止突起１６が整流子７の絶縁体１２に食込み、小さな加圧力で整流子７の圧入を行うことができる。しかも、回止突起１６は、その高さが比較的高くても整流子７の絶縁体１２に食い込む体積は少ないため、整流子７が割れにくくかつ固定強度特に、回転軸５と整流子７とが相対回転する方向への固定強度を高めることができる。よって、従来技術のように接着剤を用いることなく固定強度を十分に確保でき、アーマチャ４の製造コストを低減することができる。
【００３６】
（２）上側パンチ２１及び下側パンチ２２の各々には、一対の凹溝形成爪２４が形成されており、それらパンチ２１，２２を用い回転軸５をその軸線に平行に挟持加圧することにより、４つの凹溝１５（回止突起１６）が同時に形成される。この場合、複数回のパンチ加工により４つの凹溝１５（回止突起１６）を形成する場合と比較して、製造コストを抑制できる。
【００３７】
また、図３（ｂ）に示すように、回転軸５において、４つの回止突起１６のうちの半分は、凹溝１５の時計回り方向側に凸設され、残りの半分は、凹溝１５の反時計回り方向側に凸設されている。よって、アーマチャ４（回転軸）が時計回り方向または反時計回り方向のいずれに回転する場合にも、同じ固定強度を確保できるので、実用上好ましいものとなる。
【００３８】
（３）回転軸５の外周面にバランスよく形成した４つの回止突起１６に整流子７を圧入固定することにより、回転軸５の回転方向に対して安定した固定強度を得ることができる。
【００３９】
（４）凹溝形成爪２４が鋭角（＝７０°）であるので、従来技術と比べ凹溝形成時に必要となる加圧力を抑えることができる。従って、プレス加工機において、加圧力を発生させるアクチュエータやパンチ２１，２３に加圧力を伝達する部材等を小さくすることができ、加工機の小型化が可能となる。
【００４０】
（５）各凹溝形成爪２４の角度（平行面２４ａに対する傾斜面２４ｂの角度）を全て同一の角度（＝７０°）としたので、各回止突起１６が同一形状となり、回転軸５と整流子７の固定をバランスの良い回転軸周りの固定強度で固定することができる。
【００４１】
（６）整流子７を構成する絶縁体１２の樹脂材料として、レゾール樹脂を使用した。このレゾール樹脂は、他の樹脂材料であるノボラック樹脂と比較して伸び率が大きいので、本実施形態にように、レゾール樹脂を用いることにより、整流子７の圧入時におけるヒビ割れを防止することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については、その詳細な説明及び図面を省略する。
【００４３】
図６及び図７に示すように、本実施形態における上側パンチ３１及び下側パンチ３２（分割パンチ３３）は、上記第１実施形態のパンチ２１，２２よりも鋭角な凹溝形成爪３４を有する。具体的には、図７に示すように、回転軸５の外周面に４つの凹溝を等間隔（９０°間隔）で形成する場合、凹溝形成爪３４における平行面３４ａと傾斜面３４ｂとの成す角は４５°である。この凹溝形成爪３４の平行面３４ａは、加圧方向と平行に設けられ、凹溝形成爪３４の傾斜面３４ｂは、回転軸５の外周面と接触する接点Ａでの接線Ｌ１に対して垂直となるよう配設されている。つまり、図６に示すように、上側パンチ３１及び下側パンチ３２が回転軸５を挟持する状態では、各凹溝形成爪３４の傾斜面３４ｂは、接点Ａと回転軸５の中心Ｏとを結ぶ線（図７における接線Ｌ１の法線Ｌ２）上に配置される。
【００４４】
これらパンチ３１，３２を用いて回転軸５の外周面を挟持加圧することで、図８に示すように凹溝３５が形成される。この凹溝３５の加工時において、凹溝形成部位の肉は傾斜面３４ｂに沿って回転軸５の径方向外側に逃げ、回止突起３６が突出形成される。
【００４５】
本実施形態によれば、回止突起３６の突出方向（肉の盛り上がり方向）が回転軸５の径方向に一致するため、回止突起３６を効率よく形成することができる。つまり、凹溝３５の深さの比較的小さい場合にも、高く鋭い回止突起３６を形成することができる。また、凹溝形成爪３４が上記第１実施形態の凹溝形成爪２４よりも鋭角であるので、凹溝形成時のパンチ３１，３２の加圧力をより低減することができ、加工機を小型化できる。
【００４６】
なお、上記以外に次の形態にて具体化できる。
・上記実施形態におけるプレス加工機は、上側パンチ２１，３１と下側パンチ２２，３２とに分割された分割パンチ２３，３３を備え、各パンチ２１，２２，３１，３２には一対の凹溝形成爪３４が形成されるものであったが、これに限るものではない。例えば、上側パンチ２１，３１と下側パンチ２２，３２のいずれか一方のみを用いて回転軸５を加圧する構成としてもよい。要は、回転軸５への加圧方向と平行な平行面と、該平行面に対し回転軸５の径方向外側に鋭角を成して傾斜する傾斜面とを有する凹溝形成爪が少なくとも１つ形成されたパンチを備えるものであればよい。但し、凹溝形成爪が１つであるパンチを用いて、回転軸５に複数（上記実施形態では４個）の凹溝１５，３５を加工する場合には、複数回（４回）のパンチ加工が必要となるので、上記実施形態のように分割パンチ２３，３３を用いた方がより容易に回転軸５の溝加工を行うことができる。
【００４７】
また、上記各実施形態では、回転軸５の外周面に４個の凹溝１５，３５（回止突起１６，３６）を形成するものであったが、凹溝１５，３５の個数に限定されるものではない。但し、溝数が少ないと、十分な固定強度が確保できず、また、溝数を必要以上に増やすと、圧入時における整流子７のヒビ割れが懸念される。よって、上記実施形態のように、４個の凹溝１５，３５を形成すれば、整流子７のヒビ割れがなく固定強度を確保することができるので、実用上好ましいものとなる。
【００４８】
・上記第２実施形態において、凹溝形成爪３４の平行面３４ａと傾斜面３４ｂとの成す角を４５°としたが、これに限定されず、接点Ａの位置を図７の紙面右方向、すなわち間隔Ｗを広げる方向に移動させることにより、回転軸５の軸線Ｏと接点Ａとを結ぶ直線Ｌ２方向へ回止突起３６を形成しながらも凹溝形成爪３４の平行面３４ａと傾斜面３４ｂとの成す角を大きくできる。これにより、凹溝形成爪３４の爪先の強度が向上する。
【００４９】
・回転軸５に突出形成する回止突起１６，３６は、その高さが整流子７の圧入方向に向けて（図２では回止突起１６における右端から左端に向けて）徐々に高くなるようテーパ状に形成してもよい。なおこの場合、パンチ２１，２２，３１，３２における凹溝形成爪２４，３４は、軸方向（図３及び図６では紙面直交方向）に傾斜するように配設する。このようにすれば、整流子７の圧入時における圧入負荷を分散することができるので実用上好ましいものとなる。
【００５０】
上記実施形態から把握できる技術思想をその効果とともに記載する。
（イ）前記整流子の絶縁体の樹脂材料として、レゾール樹脂を使用したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータのアーマチャ。レゾール樹脂は、他の樹脂材料であるノボラック樹脂と比較して伸び率が大きいので、レゾール樹脂を用いることにより、圧入時のヒビ割れを防止することができる。
【００５１】
（ロ）前記パンチには、前記平行面と前記傾斜面とを有する一対の凹溝形成爪が形成されたことを特徴とする請求項４に記載のモータシャフトの製造装置。このようにすれば、一対の凹溝形成爪によって、２つの凹溝（回止突起）を同時に形成することができる。
【００５２】
（ハ）前記一対の凹溝形成爪は、前記モータシャフトの軸線を通る基準平面を中心に対称となるよう配設されることを特徴とする請求項５に記載のモータシャフトの製造装置。このようにすれば、モータシャフトの外周面にバランスよく回止突起を形成することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、モータシャフトに形成された鋭い回止突起が整流子の樹脂に食込み固定強度が十分に確保されるので、アーマチャの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態における直流モータの概略構成を示す断面図。
【図２】 整流子及び回転軸の構成を説明するための部分断面図。
【図３】 第１実施形態のパンチによる回転軸の溝加工を説明するための説明図。
【図４】 第１実施形態の凹溝及び回止突起の形状を説明するための説明図。
【図５】 パンチにおける凹溝形成爪の間隔を説明するための説明図。
【図６】 第２実施形態のパンチによる溝加工を説明するための説明図。
【図７】 図６のパンチと回転軸との当接部位の拡大図。
【図８】 第２実施形態の凹溝及び回止突起の形状を説明するための説明図。
【図９】 従来のパンチによる溝加工を説明するための説明図。
【図１０】 従来の凹溝及び突起の形状を説明するための説明図。
【符号の説明】
１…直流モータ、４…アーマチャ、５…モータシャフトとしての回転軸、７…整流子、１２…絶縁体、１３…セグメント、１５…凹溝、１６…回止突起、２１…上側パンチ、２２…下側パンチ、２３…分割パンチ、２４…凹溝形成爪、２４ａ…平行面、２４ｂ…傾斜面、３１…上側パンチ、３２…下側パンチ、３３…分割パンチ、３４…凹溝形成爪、３４ａ…平行面、３４ｂ…傾斜面、３５…凹溝、３６…回止突起、Ａ…接点、Ｌ１…接線、Ｐ１…基準平面、Ｐ２…垂直面。
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータのアーマチャ及びモータシャフトの製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直流モータにおけるアーマチャは、回転軸（モータシャフト）と、コイルを巻装したコアと、整流子（コンミテータ）を備えており、回転軸にはコア及び整流子が一体的に固定されている。回転軸に整流子を固定する具体な方法として、回転軸の外周面にその軸方向に長いセレーション突条（回止突起）を形成し、そのセレーション突条に整流子を圧入することにより行う方法がある（例えば、特開２００１−１３６７０９号公報）。
【０００３】
上記のようなセレーション突条（回止突起）は、回転軸の外周面に凹溝を形成し、溝形成時の塑性変形によってその部位の肉を外周面から突出させることにより形成している。より具体的には、図９に示すように、９０°の角部を有する一対のパンチ４１，４２を用いて回転軸４３の上下から挟持加圧し、図１０に示すように、回転軸４３の外周面に凹溝４４を形成する。この凹溝４４の形成（溝加工）時の塑性変形によって回転軸４３の外周面から盛り上がる突起４５がセレーション突条となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の場合、回転軸４３の外周面に形成される凹溝４４は、９０°の角を有する断面形状となり、外周面から突出する突起４５は、その高さが低くなだらかな形状となる。そのため、回転軸４３と整流子との固定強度を十分に確保することができなかった。固定強度を確保するためには、軸方向への圧入長さ（突起４５の軸方向の長さ）を長くする方法が考えられるが、その場合には整流子へのダメージが問題となってしまう。つまり、整流子の圧入部位は樹脂にて形成されており、圧入長さを長くするとその樹脂部分にヒビ割れが発生する確率が高くなる。
【０００５】
そこで、従来では、回転軸４３と整流子との固定部分に接着剤などを使用することで、所定の固定強度を確保するようにしていた。しかし、接着剤を用いる場合、作業が煩雑となり、接着剤の管理及び取り扱いなど、コスト高の原因となってしまう。また、この凹溝４４を形成するパンチ４１，４２は９０°の角部を有するので、図１０に示すように、加圧方向（パンチ４１の進行方向）に対して垂直な平面で回転軸４３の外周面を加圧することとなる。そのため、凹溝形成の際の抵抗が大きく、より大きな加圧力が必要となり、凹溝形成のための装置は比較的大型のものが必要となるといった問題をも有していた。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は製造コストを低減することができるモータのアーマチャ及びモータシャフトの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、モータシャフトと、前記モータシャフトに固定され、樹脂製の絶縁体とその外周面に複数配置されたセグメントとからなる整流子と、を備えたモータのアーマチャにおいて、前記モータシャフトには、その軸方向に長手でかつその外周面から内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝と、該凹溝を形成することによって前記凹溝の周方向に隣接して前記外周面から突出形成される回止突起とが設けられ、前記凹溝は、前記モータシャフトの軸線を通る基準平面に略平行な第１面と該第１面に対して径方向外側に位置し鋭角を成す第２面とを有する１対の第１凹溝群と、前記基準平面に垂直な平面に対し前記第１凹溝群と対称な第２凹溝群とを有してなり、前記モータシャフトの前記回止突起に前記整流子を外嵌して圧入固定した。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、モータシャフトと、前記モータシャフトに固定され、樹脂製の絶縁体とその外周面に複数配置されたセグメントとからなる整流子と、を備えたモータのアーマチャにおいて、前記モータシャフトには、その軸方向に長手でかつその外周面から内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝と、該凹溝を形成することによって前記凹溝の周方向に隣接して前記外周面から突出形成される回止突起とが設けられ、前記凹溝は、前記モータシャフトの軸線を通る基準平面に略平行な第１面と、前記第１面に対して径方向外側に位置して鋭角を成す第２面とを有し、前記第２面を含む平面は、前記モータシャフトの軸線を含んで構成され、前記モータシャフトの前記回止突起に前記整流子を外嵌して圧入固定した。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のモータのアーマチャにおいて、前記回止突起は、その高さが前記整流子の圧入方向に向けて高くなるようテーパ状に形成されている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、外周面に回止突起が突出形成され、該回止突起に整流子が外嵌して圧入固定されるモータシャフトの製造装置であって、前記モータシャフトをその軸線を通る基準平面に平行となる方向であってかつ前記基準平面に垂直な平面に対して垂直な方向に加圧して軸方向に長手でかつ外周面から内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝を形成するパンチを備え、前記パンチには、前記モータシャフトへの加圧方向と平行な平行面と、該平行面に対しモータシャフトの径方向外側に鋭角を成して傾斜する傾斜面とを有する凹溝形成爪が形成され、前記パンチを用いて前記モータシャフトに断面楔状の凹溝を形成することにより、該凹溝の周方向に隣接して前記回止突起を突出形成する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータシャフトの製造装置において、前記パンチは、２つに分割され、前記モータシャフトをその軸線を通る基準平面に平行となる方向であってかつ前記基準平面に垂直な平面に対して垂直な方向に挟持加圧して前記断面楔状の凹溝を複数形成する分割パンチであり、前記分割パンチの各々には、前記平行面と前記傾斜面とを有する一対の凹溝形成爪が形成されている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のモータシャフトの製造装置において、前記分割パンチのそれぞれ一対の凹溝形成爪は、前記平行面に対する前記傾斜面の角度を全て同一とした。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか１項に記載のモータシャフトの製造装置において、前記傾斜面は、前記凹溝形成爪が前記モータシャフトの外周面に接触する接触点における接線に対し略垂直な面である。
【００１４】
（作用）
請求項１〜３に記載の発明によれば、モータシャフトには、プレス機のパンチなどを用いて外周面から内径側に鋭角に食込む凹溝が形成されている。この凹溝の形成に際して、その凹溝形成部位の肉が径方向に突出し、凹溝の周方向に隣接して回止突起が形成される。この場合、凹溝の断面形状が鋭角の楔状であるため、その凹溝の形成時にシャフト外周面から突出形成される回止突起は、従来技術と比較して鋭い形状となる。従って、整流子をモータシャフトの回止突起に外嵌して圧入固定するとき、その鋭い回止突起が整流子の樹脂部分に食込み、小さな加圧力で整流子の圧入を行うことができる。しかも、回止突起は、その高さが比較的高くても整流子の樹脂（絶縁体）に食い込む体積は少ないため、整流子が割れにくくかつ固定強度特に、モータシャフトと整流子とが相対回転する方向への固定強度を高めることができる。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、モータシャフトの外周面において、凹溝及び回止突起がバランスの取れた位置に形成されるので、そのシャフトに整流子を圧入固定することにより、回転方向に安定した固定強度を得ることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、第２面を含む平面がモータシャフトの軸線を含むよう凹溝が形成されるため、回止突起が回転軸の径方向外方に向けて突出形成される。
請求項３に記載の発明によれば、整流子の圧入時における圧入負荷を分散することができるので実用上好ましいものとなる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、パンチには、モータシャフトへの加圧方向と平行な平行面と、該平行面に対しモータシャフトの径方向外側に鋭角を成して傾斜する傾斜面とを有する凹溝形成爪が形成されている。このパンチを用いて断面楔状の凹溝を形成する場合、凹溝の形成部位の肉が傾斜面に沿ってシャフトの径方向外側に逃げ、それにより回止突起が突出形成される。よって、外周面から鋭く突出した回止突起を形成することができる。また、凹溝形成爪が鋭角であるので、凹溝形成時に必要となる加圧力を抑えることができ、製造装置の小型化を図ることが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、２つに分割された分割パンチの各々には、一対の凹溝形成爪が形成されており、その分割パンチを用いモータシャフトをその軸線を通る基準平面に平行となる方向であってかつ前記基準平面に垂直な平面に対して垂直な方向に挟持加圧することにより、凹溝（回止突起）が複数形成される。この場合、１回のパンチ加工により複数の凹溝を同時に形成することができる。よって、複数回のパンチ加工により複数の凹溝を形成する製造装置と比較して、製造コストを抑制できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、平行面に対する傾斜面の角度、つまり、各凹溝形成爪の角度を全て同一としたので、モータシャフトに形成される各回止突起が同一形状となり、該モータシャフトと整流子の固定をバランスの良いモータシャフト周りの固定強度で圧入固定できる。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、回止突起の突出方向が回転軸の径方向に一致するため、深さが小さい凹溝を形成する場合でも、高く鋭い回止突起を形成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態における直流モータ１の要部断面図である。直流モータ１において、ハウジング２の内周面には、複数のマグネット３が固着されている。このマグネット３の内側には、電機子（アーマチャ）４が回転可能に支持されている。同電機子４は、回転軸（モータシャフト）５、コア６、整流子（コンミテータ）７等を備えている。
【００２３】
ハウジング２には軸受８が設けられており、同軸受８を介して回転軸５が回転可能に支持されている。また、コア６は、回転軸５の中間部（マグネット３に対向する部位）に配置固定され、同コア６には巻線（電機子コイル）９が巻装されている。さらに、回転軸５の一端側（図１の右側）には、整流子７が回転軸５と一体回転可能に固定されており、同整流子７には、ハウジング２に保持されたブラシ１０が押圧接触される。このブラシ１０及び整流子７を介してコア６の巻線９に電流を供給することにより、アーマチャ４が回転する。
【００２４】
図２に示すように、整流子７は、略円筒形状の絶縁体１２と、その絶縁体１２の外周に複数配置される整流子片（セグメント）１３とを備えている。絶縁体１２は、熱硬化性樹脂（具体的には、レゾール樹脂）からなり、その中央には回転軸５を挿入するための軸挿通孔１２ａが設けられている。
【００２５】
セグメント１３は、絶縁体１２の外周面に対応して円弧状に形成され、セグメント１３の一方端（図２の左側）には結線爪１３ａが形成されている。結線爪１３ａは、その基端部分（付け根部分）が折り曲げられセグメント１３の外側に配設されている。この結線爪１３ａにコア６からのびる巻線９を固着することにより、同巻線９が整流子７（セグメント１３）に電気的に接続される。また、セグメント１３の内周面中央には、その両端部から中央部側へと切り起こされ、さらに同中央部側に折り曲げられた２つの中爪（カール爪）１３ｂが形成されている。この中爪１３ｂは、セグメント１３の中央部において絶縁体１２を保持するための部位であり、セグメント１３が絶縁体１２から剥落するのを防止する役割を果たしている。
【００２６】
また、回転軸５の外周面において、整流子７を外嵌する部位には、軸方向に長手でかつ断面楔状の凹溝１５が形成されている。本実施形態では、４つの凹溝１５が回転軸５の周方向に所定の間隔をおいて形成されており、それら凹溝１５の周方向に隣接して回止突起１６が形成されている。この回止突起１６は、前記凹溝１５を形成することによって回転軸５の外周面から突出形成される。そして、図２において、右側から整流子７（絶縁体１２の軸挿通孔１２ａ）を回転軸５に外嵌し回止突起１６に圧入することで整流子７が回転軸５に固定される。
【００２７】
電機子４の回転時において、整流子７にはブラシ１０が摺接するためその接触抵抗に対応する所定のトルクが加わるが、上記のように、整流子７を回転軸５の回止突起１６に圧入固定することにより、整流子７に加わるトルクに抗する固定強度が確保される。なお、本実施形態では、外径（回転突起１６の高さを含む）が約８ｍｍである回転軸５を用いており、整流子７に加わるトルクを考慮して、圧入代（＝回転軸５の外径−整流子７の軸挿通孔１２ａの内径）が０．０５〜０．１２ｍｍとなるよう設定している。また、圧入長さ（回止突起１６の軸方向の長さ）は約７ｍｍとしている。
【００２８】
本実施形態において、回転軸５における４つの凹溝１５及び回止突起１６は、製造装置としてのプレス加工機を用いた塑性加工により形成される。
詳述すると、プレス加工機は、図３に示すように、上側パンチ２１及び下側パンチ２２とからなる分割パンチ２３を備えている。上側パンチ２１及び下側パンチ２２は、互いに同一形状をなし、回転軸５を挟んで対向配置されている。このプレス加工機では、加工対象となる回転軸５をホルダ（図示略）により所定位置に固定した後、図３（ａ），（ｂ）に示すように上側パンチ２１と下側パンチ２２とで挟持加圧して４つの凹溝１５を形成している。つまり、上側パンチ２１は回転軸５の上方から下方に向けて加圧し、下側パンチ２２は回転軸５の下方から上方に向けて加圧する。また、上側パンチ２１及び下側パンチ２２の加圧方向が回転軸５の軸線と平行となるよう回転軸５及び各パンチ２１，２２の各位置が設定されている。
【００２９】
上側パンチ２１及び下側パンチ２２は、回転軸５の軸線を通る基準平面（紙面直交方向の平面）Ｐ１を中心に左右対称の形状であり、それぞれ一対の凹溝形成爪２４を有している。この凹溝形成爪２４は、図４に示すように、回転軸５への加圧方向（パンチ２１，２２の進入方向）と平行な平行面２４ａと、該平行面２４ａに対し回転軸５の径方向外側に鋭角（具体的には、７０°）を成して傾斜する傾斜面２４ｂとを有する。
【００３０】
これら上側パンチ２１及び下側パンチ２２の凹溝形成爪２４によって回転軸５の外周面を挟持加圧することで、凹溝形成爪２４の当接部位が塑性変形する。これにより、回転軸５の外周面には、内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝１５が形成される。この凹溝１５は、凹溝形成爪２４の形状（平行面２４ａ及び傾斜面２４ｂ）に対応した形状となり、基準平面Ｐ１に略平行な第１面１５ａと、該第１面１５ａに対して回転軸５の径方向外側に位置し鋭角（＝７０°）を成す第２面１５ｂとを有する。
【００３１】
また、凹溝１５の形成時には、その形成部位の肉は傾斜面２４ｂに沿って径方向外側に逃げ、外周面から突出する。これによって、凹溝１５の周方向（図４では、時計回り方向）に隣接して回止突起１６が突出形成される。このように、上側パンチ２１及び下側パンチ２２を用いて回転軸５の外周面に凹溝加工を施すことで、従来技術と比較して鋭く突出した回止突起１６が形成される。
【００３２】
なお、図３及び図４に示す凹溝形成爪２４は、紙面直交方向（回転軸５の軸方向）に所定長さ（具体的には、７ｍｍ）を有しており、この凹溝形成爪２４の長さに対応して、凹溝１５及び回止突起１６は回転軸５の軸方向に７ｍｍの長さで形成される。また、図３（ａ）に示すように、各パンチ２１，２２における一対の凹溝形成爪２４の間隔（一方の凹溝形成爪２４の平行面２４ａと他方の凹溝形成爪２４の平行面２４ａとの間隔）Ｗは、６ｍｍ程度としている。この間隔Ｗは、回転軸５の外周面に対する凹溝形成爪２４の進入角度と、回転軸５における凹溝１５の形成位置とを考慮して設定されている。なお、凹溝形成爪２４の進入角度とは、回転軸５の外周面と凹溝形成爪２４との接点における接線と凹溝形成爪２４の平行面２４ａとの成す角である。
【００３３】
ここで、凹溝形成爪２４の間隔Ｗが狭いと、凹溝形成爪２４の進入角度が大きくなり圧入時の負荷が増す。また、間隔Ｗが広いと、凹溝１５が形成される位置のバランスが悪くなる。好ましくは、図５に示すように、上側パンチ２１の各凹溝形成爪２４の回転軸外周面と接触する２つの接触点Ａと回転軸５の軸線Ｏとの成す角度αが１００°で、上側パンチ２１と下側パンチ２２の基準平面Ｐ１に対し同一側にある各凹溝形成爪２４の回転軸外周面と接触する２つの接触点Ａと回転軸５の軸線Ｏとの成す角度βが８０°となるよう間隔Ｗを設定するとよい。よって、本実施形態では、直径が８ｍｍである回転軸５に対して、凹溝形成爪２４の間隔Ｗを６ｍｍとすることで、圧入負荷（プレス加工機の加圧力）を抑えかつ凹溝１５をバランスよく形成するようにしている。
【００３４】
また、本実施形態において、上側パンチ２１の一対の凹溝形成爪２４により形成される２つの凹溝１５が第１凹溝群を構成し、下側パンチ２２の一対の凹溝形成爪２４により形成される２つの凹溝１５が第２凹溝群を構成している。これら第１凹溝群と第２凹溝群とにおける各凹溝１５は、基準平面Ｐ１に垂直な垂直面Ｐ２に対して対称となるよう設けられている。つまり、各凹溝１５（回止突起１６）は、回転軸５の外周面においてバランスの取れた位置に配設されている。
【００３５】
以上詳述したように本実施の形態は、以下の特徴を有する。
（１）回転軸５の外周面から鋭く突出した回止突起１６を形成したので、その回止突起１６に整流子７を圧入固定するとき、鋭い回止突起１６が整流子７の絶縁体１２に食込み、小さな加圧力で整流子７の圧入を行うことができる。しかも、回止突起１６は、その高さが比較的高くても整流子７の絶縁体１２に食い込む体積は少ないため、整流子７が割れにくくかつ固定強度特に、回転軸５と整流子７とが相対回転する方向への固定強度を高めることができる。よって、従来技術のように接着剤を用いることなく固定強度を十分に確保でき、アーマチャ４の製造コストを低減することができる。
【００３６】
（２）上側パンチ２１及び下側パンチ２２の各々には、一対の凹溝形成爪２４が形成されており、それらパンチ２１，２２を用い回転軸５をその軸線に平行に挟持加圧することにより、４つの凹溝１５（回止突起１６）が同時に形成される。この場合、複数回のパンチ加工により４つの凹溝１５（回止突起１６）を形成する場合と比較して、製造コストを抑制できる。
【００３７】
また、図３（ｂ）に示すように、回転軸５において、４つの回止突起１６のうちの半分は、凹溝１５の時計回り方向側に凸設され、残りの半分は、凹溝１５の反時計回り方向側に凸設されている。よって、アーマチャ４（回転軸）が時計回り方向または反時計回り方向のいずれに回転する場合にも、同じ固定強度を確保できるので、実用上好ましいものとなる。
【００３８】
（３）回転軸５の外周面にバランスよく形成した４つの回止突起１６に整流子７を圧入固定することにより、回転軸５の回転方向に対して安定した固定強度を得ることができる。
【００３９】
（４）凹溝形成爪２４が鋭角（＝７０°）であるので、従来技術と比べ凹溝形成時に必要となる加圧力を抑えることができる。従って、プレス加工機において、加圧力を発生させるアクチュエータやパンチ２１，２３に加圧力を伝達する部材等を小さくすることができ、加工機の小型化が可能となる。
【００４０】
（５）各凹溝形成爪２４の角度（平行面２４ａに対する傾斜面２４ｂの角度）を全て同一の角度（＝７０°）としたので、各回止突起１６が同一形状となり、回転軸５と整流子７の固定をバランスの良い回転軸周りの固定強度で固定することができる。
【００４１】
（６）整流子７を構成する絶縁体１２の樹脂材料として、レゾール樹脂を使用した。このレゾール樹脂は、他の樹脂材料であるノボラック樹脂と比較して伸び率が大きいので、本実施形態にように、レゾール樹脂を用いることにより、整流子７の圧入時におけるヒビ割れを防止することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については、その詳細な説明及び図面を省略する。
【００４３】
図６及び図７に示すように、本実施形態における上側パンチ３１及び下側パンチ３２（分割パンチ３３）は、上記第１実施形態のパンチ２１，２２よりも鋭角な凹溝形成爪３４を有する。具体的には、図７に示すように、回転軸５の外周面に４つの凹溝を等間隔（９０°間隔）で形成する場合、凹溝形成爪３４における平行面３４ａと傾斜面３４ｂとの成す角は４５°である。この凹溝形成爪３４の平行面３４ａは、加圧方向と平行に設けられ、凹溝形成爪３４の傾斜面３４ｂは、回転軸５の外周面と接触する接点Ａでの接線Ｌ１に対して垂直となるよう配設されている。つまり、図６に示すように、上側パンチ３１及び下側パンチ３２が回転軸５を挟持する状態では、各凹溝形成爪３４の傾斜面３４ｂは、接点Ａと回転軸５の中心Ｏとを結ぶ線（図７における接線Ｌ１の法線Ｌ２）上に配置される。
【００４４】
これらパンチ３１，３２を用いて回転軸５の外周面を挟持加圧することで、図８に示すように凹溝３５が形成される。この凹溝３５の加工時において、凹溝形成部位の肉は傾斜面３４ｂに沿って回転軸５の径方向外側に逃げ、回止突起３６が突出形成される。
【００４５】
本実施形態によれば、回止突起３６の突出方向（肉の盛り上がり方向）が回転軸５の径方向に一致するため、回止突起３６を効率よく形成することができる。つまり、凹溝３５の深さの比較的小さい場合にも、高く鋭い回止突起３６を形成することができる。また、凹溝形成爪３４が上記第１実施形態の凹溝形成爪２４よりも鋭角であるので、凹溝形成時のパンチ３１，３２の加圧力をより低減することができ、加工機を小型化できる。
【００４６】
なお、上記以外に次の形態にて具体化できる。
・上記実施形態におけるプレス加工機は、上側パンチ２１，３１と下側パンチ２２，３２とに分割された分割パンチ２３，３３を備え、各パンチ２１，２２，３１，３２には一対の凹溝形成爪３４が形成されるものであったが、これに限るものではない。例えば、上側パンチ２１，３１と下側パンチ２２，３２のいずれか一方のみを用いて回転軸５を加圧する構成としてもよい。要は、回転軸５への加圧方向と平行な平行面と、該平行面に対し回転軸５の径方向外側に鋭角を成して傾斜する傾斜面とを有する凹溝形成爪が少なくとも１つ形成されたパンチを備えるものであればよい。但し、凹溝形成爪が１つであるパンチを用いて、回転軸５に複数（上記実施形態では４個）の凹溝１５，３５を加工する場合には、複数回（４回）のパンチ加工が必要となるので、上記実施形態のように分割パンチ２３，３３を用いた方がより容易に回転軸５の溝加工を行うことができる。
【００４７】
また、上記各実施形態では、回転軸５の外周面に４個の凹溝１５，３５（回止突起１６，３６）を形成するものであったが、凹溝１５，３５の個数に限定されるものではない。但し、溝数が少ないと、十分な固定強度が確保できず、また、溝数を必要以上に増やすと、圧入時における整流子７のヒビ割れが懸念される。よって、上記実施形態のように、４個の凹溝１５，３５を形成すれば、整流子７のヒビ割れがなく固定強度を確保することができるので、実用上好ましいものとなる。
【００４８】
・上記第２実施形態において、凹溝形成爪３４の平行面３４ａと傾斜面３４ｂとの成す角を４５°としたが、これに限定されず、接点Ａの位置を図７の紙面右方向、すなわち間隔Ｗを広げる方向に移動させることにより、回転軸５の軸線Ｏと接点Ａとを結ぶ直線Ｌ２方向へ回止突起３６を形成しながらも凹溝形成爪３４の平行面３４ａと傾斜面３４ｂとの成す角を大きくできる。これにより、凹溝形成爪３４の爪先の強度が向上する。
【００４９】
・回転軸５に突出形成する回止突起１６，３６は、その高さが整流子７の圧入方向に向けて（図２では回止突起１６における右端から左端に向けて）徐々に高くなるようテーパ状に形成してもよい。なおこの場合、パンチ２１，２２，３１，３２における凹溝形成爪２４，３４は、軸方向（図３及び図６では紙面直交方向）に傾斜するように配設する。このようにすれば、整流子７の圧入時における圧入負荷を分散することができるので実用上好ましいものとなる。
【００５０】
上記実施形態から把握できる技術思想をその効果とともに記載する。
（イ）前記整流子の絶縁体の樹脂材料として、レゾール樹脂を使用したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータのアーマチャ。レゾール樹脂は、他の樹脂材料であるノボラック樹脂と比較して伸び率が大きいので、レゾール樹脂を用いることにより、圧入時のヒビ割れを防止することができる。
【００５１】
（ロ）前記パンチには、前記平行面と前記傾斜面とを有する一対の凹溝形成爪が形成されたことを特徴とする請求項４に記載のモータシャフトの製造装置。このようにすれば、一対の凹溝形成爪によって、２つの凹溝（回止突起）を同時に形成することができる。
【００５２】
（ハ）前記一対の凹溝形成爪は、前記モータシャフトの軸線を通る基準平面を中心に対称となるよう配設されることを特徴とする請求項５に記載のモータシャフトの製造装置。このようにすれば、モータシャフトの外周面にバランスよく回止突起を形成することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、モータシャフトに形成された鋭い回止突起が整流子の樹脂に食込み固定強度が十分に確保されるので、アーマチャの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態における直流モータの概略構成を示す断面図。
【図２】 整流子及び回転軸の構成を説明するための部分断面図。
【図３】 第１実施形態のパンチによる回転軸の溝加工を説明するための説明図。
【図４】 第１実施形態の凹溝及び回止突起の形状を説明するための説明図。
【図５】 パンチにおける凹溝形成爪の間隔を説明するための説明図。
【図６】 第２実施形態のパンチによる溝加工を説明するための説明図。
【図７】 図６のパンチと回転軸との当接部位の拡大図。
【図８】 第２実施形態の凹溝及び回止突起の形状を説明するための説明図。
【図９】 従来のパンチによる溝加工を説明するための説明図。
【図１０】 従来の凹溝及び突起の形状を説明するための説明図。
【符号の説明】
１…直流モータ、４…アーマチャ、５…モータシャフトとしての回転軸、７…整流子、１２…絶縁体、１３…セグメント、１５…凹溝、１６…回止突起、２１…上側パンチ、２２…下側パンチ、２３…分割パンチ、２４…凹溝形成爪、２４ａ…平行面、２４ｂ…傾斜面、３１…上側パンチ、３２…下側パンチ、３３…分割パンチ、３４…凹溝形成爪、３４ａ…平行面、３４ｂ…傾斜面、３５…凹溝、３６…回止突起、Ａ…接点、Ｌ１…接線、Ｐ１…基準平面、Ｐ２…垂直面。
Claims (7)
- モータシャフトと、
前記モータシャフトに固定され、樹脂製の絶縁体とその外周面に複数配置されたセグメントとからなる整流子と、
を備えたモータのアーマチャにおいて、
前記モータシャフトには、その軸方向に長手でかつその外周面から内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝と、該凹溝を形成することによって前記凹溝の周方向に隣接して前記外周面から突出形成される回止突起とが設けられ、
前記凹溝は、前記モータシャフトの軸線を通る基準平面に略平行な第１面と該第１面に対して径方向外側に位置し鋭角を成す第２面とを有する１対の第１凹溝群と、前記基準平面に垂直な平面に対し前記第１凹溝群と対称な第２凹溝群とを有してなり、
前記モータシャフトの前記回止突起に前記整流子を外嵌して圧入固定したことを特徴とするモータのアーマチャ。 - モータシャフトと、
前記モータシャフトに固定され、樹脂製の絶縁体とその外周面に複数配置されたセグメントとからなる整流子と、
を備えたモータのアーマチャにおいて、
前記モータシャフトには、その軸方向に長手でかつその外周面から内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝と、該凹溝を形成することによって前記凹溝の周方向に隣接して前記外周面から突出形成される回止突起とが設けられ、
前記凹溝は、前記モータシャフトの軸線を通る基準平面に略平行な第１面と、前記第１面に対して径方向外側に位置して鋭角を成す第２面とを有し、前記第２面を含む平面は、前記モータシャフトの軸線を含んで構成され、
前記モータシャフトの前記回止突起に前記整流子を外嵌して圧入固定したことを特徴とするモータのアーマチャ。 - 請求項１または請求項２に記載のモータのアーマチャにおいて、
前記回止突起は、その高さが前記整流子の圧入方向に向けて高くなるようテーパ状に形成されていることを特徴とするモータのアーマチャ。 - 外周面に回止突起が突出形成され、該回止突起に整流子が外嵌して圧入固定されるモータシャフトの製造装置であって、
前記モータシャフトをその軸線を通る基準平面に平行となる方向であってかつ前記基準平面に垂直な平面に対して垂直な方向に加圧して軸方向に長手でかつ外周面から内径側に鋭角に食込む断面楔状の凹溝を形成するパンチを備え、
前記パンチには、前記モータシャフトへの加圧方向と平行な平行面と、該平行面に対しモータシャフトの径方向外側に鋭角を成して傾斜する傾斜面とを有する凹溝形成爪が形成され、
前記パンチを用いて前記モータシャフトに断面楔状の凹溝を形成することにより、該凹溝の周方向に隣接して前記回止突起を突出形成することを特徴とするモータシャフトの製造装置。 - 請求項４に記載のモータシャフトの製造装置において、
前記パンチは、２つに分割され、前記モータシャフトをその軸線を通る基準平面に平行となる方向であってかつ前記基準平面に垂直な平面に対して垂直な方向に挟持加圧して前記断面楔状の凹溝を複数形成する分割パンチであり、
前記分割パンチの各々には、前記平行面と前記傾斜面とを有する一対の凹溝形成爪が形成されたことを特徴とするモータシャフトの製造装置。 - 請求項５に記載のモータシャフトの製造装置において、
前記分割パンチのそれぞれ一対の凹溝形成爪は、前記平行面に対する前記傾斜面の角度を全て同一としたことを特徴とするモータシャフトの製造装置。 - 請求項４〜６のいずれか１項に記載のモータシャフトの製造装置において、
前記傾斜面は、前記凹溝形成爪が前記モータシャフトの外周面に接触する接触点における接線に対し略垂直な面であることを特徴とするモータシャフトの製造装置。
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