JP5044376B2

JP5044376B2 - コミュテータ及びその製造方法

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Publication number: JP5044376B2
Application number: JP2007307713A
Authority: JP
Inventors: 秀一布施川; 稔磯田
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: JP2009136036A

Description

本発明は電動モータや発電機等の回転電機のアマチュアに用いられるコミュテータ及びその製造方法に関する。

従来から、電動モータや発電機等の回転電機に用いられるアマチュア（電機子）には、電源から供給される直流電流を転流してアマチュアコイルに供給し、又はアマチュアコイルに生じる交番電流を直流電流に整流して出力するために、コミュテータ（整流子）が設けられている。コミュテータは、樹脂材料により円筒状に形成される胴部と、胴部の外周に周方向に所定の間隔を空けて等間隔に並べて固定される複数の導体製のセグメント片とを備えており、胴部の軸心に設けられる軸孔においてアマチュアシャフトに固定され、各セグメント片の外周面つまり摺接面にはブラシが摺接するようになっている。また、各セグメント片の端部にはライザ部が設けられており、アマチュアコイルのコイル端はヒュージング等によりライザ部に電気的に接続されるようになっている。

このようなコミュテータの製造方法としては、例えば特許文献１に示されるように、銅板等の板材を所定の形状に打ち抜いたブランク材を丸めて円筒状の本体部と本体部の軸方向の一端から突出する複数のライザ部とを備えたセグメント素材を形成し、このセグメント素材の各ライザ部を本体部に対して径方向外側に向けて折り曲げ、次いで、本体部の内側に成形型を用いた樹脂材料の射出成形により胴部を形成し、最後に円筒状の本体部を周方向に等間隔に切断（アンダーカット）して複数のセグメント片に分離させるようにした方法が知られている。
実開平５―４１０９０号公報

しかしながら、従来の製造方法では、セグメント素材の本体部の軸方向の一端面はライザ部が設けられることにより平坦面とはなっていないので、ライザ部が設けられる側のセグメント素材の一端を成形型により十分に閉塞することが困難であった。そのため、胴部の射出成形時にライザ部の根本部分からセグメント素材の外側に樹脂材料が漏れ出す場合があり、当該樹脂を除去するための後工程が必要になるなど、このコミュテータの製造コストが高くなるという問題点があった。

また、樹脂漏れが生じると成形型内における樹脂圧が低下するので、樹脂材料に含まれるガラス繊維の配向が不安定となり、胴部の強度が低下するという問題点もあった。

本発明の目的は、胴部の樹脂成形時における樹脂材料の漏れを防止することにより、樹脂除去のための後工程を不要として、コミュテータの製造コストを低減することにある。

本発明のコミュテータの製造方法は、樹脂材料により円筒状に形成される胴部と導体により形成され前記胴部の外周に周方向に等間隔に並べて固定される複数のセグメント片とを備え、回転電機のアマチュアに用いられるコミュテータの製造方法であって、円筒状の本体部と、該本体部の軸方向の一端に軸方向に突出して設けられる複数のライザ部と、それぞれ軸方向に対して傾斜する一対の傾斜面を備え隣り合う前記ライザ部の間に軸方向に延びて設けられる複数の切り欠き部とを備えたセグメント素材を導体により形成する工程と、複数の前記ライザ部を前記本体部に対して径方向外側に向けて折り曲げて、それぞれの前記ライザ部の根本部分に曲折部を形成する工程と、前記胴部を成形するための成形室を備え前記セグメント素材が配置される第１半型と、それぞれ対応する前記切り欠き部に軸方向から填め合わされる複数の係合片とそれぞれ前記曲折部に軸方向から当接するエッジ状の複数の当接部とを備え前記第１半型に軸方向から組み合わされて前記成形室を閉塞する第２半型とを備えた成形型を用い、前記成形室に前記セグメント素材が配置された前記第１半型に、前記第２半型を組み合わせるとき、前記複数の係合片を対応する前記複数の切り欠き部に填め合わせるとともに、前記複数の当接部を対応する前記曲折部に食い込ませた後、前記成形室に樹脂材料を射出してその樹脂材料を固化させることにより、前記セグメント素材の内側に前記胴部を樹脂成形する工程と、内側に前記胴部が樹脂成形された前記セグメント素材を周方向に等間隔に切断し、前記胴部の外周に複数の前記セグメント片を形成する工程とを有することを特徴とする。

本発明のコミュテータの製造方法は、前記ライザ部を前記第１半型と前記第２半型との間に挟み込んで該セグメント素材を前記成形室内に位置決めすることを特徴とする。

本発明のコミュテータの製造方法は、前記胴部には、それぞれの前記ライザ部から前記胴部の径方向中心に向けて漸次幅が狭くなるとともに、それぞれの前記ライザ部の径方向内側への変形を受ける変形受け部が一体に形成されていることを特徴とする。

本発明のコミュテータは、樹脂材料により円筒状に形成される胴部と、前記胴部の外周に周方向に等間隔に並べて固定され、かつ、導体により形成された複数のセグメント片とを備え、回転電機のアマチュアに用いられるコミュテータであって、前記複数のセグメント片は、円筒状の本体部と、該本体部の軸方向の一端に軸方向に突出して設けられる複数のライザ部と、それぞれ軸方向に対して傾斜する一対の傾斜面を備え隣り合う前記ライザ部の間に軸方向に延びて設けられる複数の切り欠き部と、複数の前記ライザ部を前記本体部に対して径方向外側に向けて折り曲げて、それぞれの前記ライザ部の根本部分に形成された曲折部とを有するセグメント素材を、前記本体部の周方向に等間隔で切断して形成されたものであり、前記胴部は、第１半型の成形室に切断前の前記セグメント素材を配置してから前記第１半型に第２半型を組み合わせて、前記第２半型に設けられた複数の係合片を対応する前記複数の切り欠き部に填め合わせ、前記第２半型に設けられたエッジ状の複数の当接部を、対応する前記曲折部に食い込ませた後、前記成形室に樹脂材料を射出してその樹脂材料を固化させることにより、前記セグメント素材が切断される前に前記セグメント素材の内側に形成されたものであり、前記胴部は、それぞれの前記ライザ部から前記胴部の径方向中心に向けて漸次幅が狭くなるとともに、それぞれの前記ライザ部の径方向内側への変形を受ける変形受け部を有し、前記変形受け部は、前記複数の当接部が前記曲折部に食い込まされた状態で、前記成形室に射出された前記樹脂材料が固化して形成されたものであることを特徴とする。

本発明によれば、第２半型に設けられる係合片を一対の傾斜面を備えた切り欠き部に填め合わせるとともに、第２半型に設けられる当接部をライザ部の根本部分に設けられる曲折部に当接させるようにしたので、セグメント素材のライザ部が設けられる側の一端を第２半型により確実に閉塞して、胴部の樹脂成形時における当該部分からの樹脂漏れを防止することができる。これにより、漏れ出た樹脂を除去するための後工程を不要として、このコミュテータの製造コストを低減することができる。また、樹脂漏れを防止することにより、成形型内における樹脂圧を高めて、樹脂材料に含まれるガラス繊維の配向を安定させ、胴部の強度を高めることができる。また、エッジ状に形成された当接部を曲折部に食い込ませることにより、当該部分を確実に閉塞することができるので、胴部の樹脂成形時におけるライザ部の根本部分からの樹脂漏れを確実に防止することができる。

本発明によれば、セグメント素材を第１と第２の半型との間に挟み込んで成形室内に位置決めするようにしたので、当該位置決めの精度を高めて、セグメント素材の内側に精度よく胴部を形成することができる。

本発明によれば、ヒュージングの際にライザ部の変形を変形受け部で受けることにより、ライザ部における巻線の潰れすぎを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１はワイパモータの内部構造を示す断面図であり、このワイパモータ１１は自動車等の車両のリヤガラスを払拭するリヤワイパ装置の駆動源として用いられるものであり、回転電機としてのモータ本体１２と減速機１３とを備えている。

モータ本体１２は有底筒状に形成されたヨーク（継鉄）１４を備えており、このヨーク１４の内部にはアマチュア（電機子）１５が収容されている。アマチュア１５はアマチュアシャフト１６を備えており、このアマチュアシャフト１６がヨーク１４の底部に設けられる軸受１７に支持されることによりアマチュア１５はヨーク１４の内部で回転自在となっている。アマチュアシャフト１６にはアマチュアコア（鉄心）１８が固定されており、このアマチュアコア１８には複数のアマチュアコイル（電機子巻線）１９が巻装されている。また、アマチュア１５はアマチュアコア１８に隣接してアマチュアシャフト１６に固定されるコミュテータ（整流子）２１を有している。

図２は図１に示すコミュテータの詳細を示す斜視図であり、図３は図２に示すコミュテータの軸方向に沿う横断面図であり、また、図４は図３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

図２〜図３に示すように、このコミュテータ２１は樹脂材料により円筒状に形成される胴部２２を備えており、この胴部２２の軸心には軸孔２３が設けられ、この軸孔２３にアマチュアシャフト１６が圧入されることにより、コミュテータ２１はアマチュアシャフト１６に固定されるようになっている。

胴部２２の外周には、周方向に所定の間隔を空けて等間隔に並べて複数のセグメント片２４が固定されている。これらのセグメント片２４は例えば銅などの導体により僅かに湾曲したセグメント形に形成されており、その内周側に設けられる一対のアンカー２５が胴部２２に埋設されることにより、その摺接面２４ａを径方向外側に向けて胴部２２に固定されている。隣り合うセグメント片２４の間にはそれぞれスリット２６が形成されており、各セグメント片２４はそれぞれスリット２６により隔てられて互いに電気的に絶縁されている。また、各セグメント片２４の軸方向の一端にはライザ部２７が設けられ、図１に示すように、各ライザ部２７にはそれぞれ対応するアマチュアコイル１９のコイル端が電気的に接続されるようになっている。

図１に示すように、ヨーク１４の開口端には樹脂製のブラシホルダ２８が装着されている。このブラシホルダ２８には一対の給電用のブラシ２９が保持されており、これらのブラシ２９はそれぞれスプリング３１により付勢され、径方向から各セグメント片２４の摺接面２４ａに接している。各ブラシ２９はワイパスイッチ（不図示）等を介して車載されるバッテリ等の電源（不図示）に接続されており、ワイパスイッチが操作されると電源からブラシ２９に電流が供給されるようになっている。ブラシ２９に電流が供給されると、当該電流はブラシ２９とコミュテータ２１により転流されて所定のタイミングで各アマチュアコイル１９に供給される。これにより、アマチュアコア１８とヨーク１４の内面に固定されるマグネット３２との間で電磁力が発生し、この電磁力によりアマチュアシャフト１６が所定の方向に回転するようになっている。

一方、減速機１３は、図１に示すように、ヨーク１４の開口端に固定されるギヤケース３３の内部にウォームギヤ機構３４と動力変換機構３５とを収容した構造となっており、アマチュアシャフト１６の回転はウォームギヤ機構３４により所定の回転数にまで減速されるとともに動力変換機構３５により揺動運動に変換されて出力軸３６から出力されるようになっている。

このような構造により、ワイパスイッチが操作されてモータ本体１２が作動すると、出力軸３６が所定の範囲で揺動し、出力軸３６に固定されたリヤワイパアーム（不図示）がリヤガラス上を払拭動作することになる。

次に、このワイパモータ１１に用いられるコミュテータ２１の製造方法、つまり本発明の一実施の形態であるコミュテータ２１の製造方法について説明する。

図５は図２に示すコミュテータの製造工程を示す工程図であり、コミュテータ２１はこの工程図に示す各工程Ｐ１〜Ｐ４を経て製造される。これらの工程Ｐ１〜Ｐ４によるコミュテータ２１の製造方法を簡単に説明すると、まず、セグメント素材形成工程Ｐ１においてセグメント片２４の基となるセグメント素材が形成され、次いで、曲折部形成工程Ｐ２においてセグメント素材に設けられるライザ部２７が曲げ加工される。次いで、胴部成形工程Ｐ３においてセグメント素材の内側に胴部２２が樹脂成形され、胴部２２が樹脂成形されると、セグメント片形成工程Ｐ４においてセグメント素材が複数のセグメント片２４に分断されてコミュテータ２１が完成する。

次に、各工程Ｐ１〜Ｐ４の詳細について順に説明する。

図６はセグメント素材を形成するためのブランク材を示す斜視図であり、図７はセグメント素材形成工程において形成されたセグメント素材を示す正面図である。このコミュテータ２１の製造に用いられるセグメント素材４１は、セグメント素材形成工程Ｐ１により、所定形状のブランク材４２を丸め加工して形成される。

図６に示すように、ブランク材４２は例えば銅板等の導体により形成された板材をプレス装置とブランク型とを用いて打ち抜き加工することにより所定形状の板状に形成されており、丸め加工はこのブランク材４２を長手方向の両端面を対向させるように丸めることにより行われる。そして、当該両端面を溶接等により接続することにより、図７に示すセグメント素材４１が形成される。

図７に示すように、このように形成されたセグメント素材４１は、円筒状の本体部４３を備えており、この本体部４３の軸方向（図７中上下方向）の一端には軸方向に突出して前述した複数のライザ部２７が一体に設けられている。これらのライザ部２７はそれぞれ線状に形成され、互いに周方向に等間隔に並べて配置されている。

本体部４３の隣り合うライザ部２７の間の部分には、それぞれ切り欠き部４４が形成されている。これらの切り欠き部４４は、それぞれライザ部２７の側面（周方向に向く端面）に連なるとともに軸方向に対して傾斜する一対の傾斜面４５と、周方向に平行となってこれらの傾斜面４５を連ねる底面４６とを備えており、全体としてライザ部２７から軸方向に延びるとともにライザ部２７から離れるにしたがい各傾斜面４５の間隔が狭まる略Ｖ字形に形成されている。

セグメント素材形成工程Ｐ１においてセグメント素材４１が製造されると、次いで、曲折部形成工程Ｐ２が行われる。

図８は曲折部形成工程後のセグメント素材を示す斜視図であり、曲折部形成工程Ｐ２では、プレス加工等により、各ライザ部２７がその根本部から本体部４３に対して径方向外側に向けて折り曲げられる。これにより、各ライザ部２７の当該曲げられた根本部分の外周側に、それぞれ湾曲した曲折部４７が形成される。

なお、詳細は図示しないが、曲折部形成工程Ｐ２の後工程として、本体部４３の内側を所定形状の形成型を用いて削ぎ加工することにより、本体部４３の内周面にアンカー２５が形成される。これらのアンカー２５はそれぞれ２つ一組となってライザ部２７に対応したピッチで配置される。

曲折部形成工程Ｐ２において各ライザ部２７の根本部分に曲折部４７が形成されると、次に、胴部成形工程Ｐ３において、セグメント素材４１の内側に胴部２２が樹脂成形される。

図９は胴部成形工程における成形型の加工状態を示す断面図であり、この成形型５１は第１半型としての下型５２と第２半型としての上型５３とを備えており、下型５２には胴部２２を成形するための成形室５４が設けられている。成形室５４の内部には胴部２２の軸心に軸孔２３を形成するための円柱部５５が設けられており、これにより、成形室５４は環状かつ凹状に形成されている。また、下型５２の上面には、成形室５４の開口端に連なるとともに径方向外側に広がる支持凹部５６が設けられており、セグメント素材４１は本体部４３の外周面を成形室５４の内周面に当接させるとともに各ライザ部２７が支持凹部５６に位置するように下型５２に配置されるようになっている。このとき、セグメント素材４１の一端部に形成される各切り欠き部４４は、軸方向上側に開口するようになっている。

一方、上型５３は軸方向上側から下型５２に組み合わされて成形室５４や支持凹部５６を閉塞する構造となっている。上型５３により成形室５４や支持凹部５６が閉塞されると、当該上型５３に形成されたゲート５７から成形室５４の内部に向けて所定の温度にまで加熱された樹脂材料が射出され、これが固化することにより、セグメント素材４１の内側に胴部２２が樹脂成形されるようになっている。このとき、胴部２２は本体部４３の内側に形成されるアンカー２５を内包するように形成され、これにより、セグメント素材４１は胴部２２に固定された状態となる。

図１０は上型の詳細を示す斜視図であり、図１１は上型に設けられる係合片がセグメント素材の切り欠き部に填め込まれた状態を示す説明図である。なお、図１１においては、セグメント素材４１との関係を明確に示すために、下型５２と上型５３とに便宜上ハッチングを付してある。

上型５３には、セグメント素材４１の本体部４３に形成された各切り欠き部４４から本体部４３の外側つまり本体部４３の外周面と成形室５４の内周面との間に樹脂材料が漏れ出すことを防止するために、切り欠き部４４の数に対応した複数の係合片６１が設けられている。

これらの係合片６１は、それぞれ対応する切り欠き部４４の傾斜面４５に対応して傾斜する一対の側面６１ａとこれらの側面６１ａを連ねる先端面６１ｂとを備えており、その先端側の部分の外形形状は切り欠き部４４に対応した略Ｖ字形状となっている。下型５２に上型５３が組み合わされると、図１１に示すように、各係合片６１がセグメント素材４１の対応する切り欠き部４４に軸方向から填め合わされる。これにより、各切り欠き部４４は対応する係合片６１により閉塞される。

ここで、上型５３が下型５２に軸方向から組み付けられると、各係合片６１の先端面６１ｂは切り欠き部４４の底面４６に所定の圧力で強く押し付けられ、これにより、係合片６１の先端面６１ｂが切り欠き部４４の底面４６に密接して、当該部分が確実に閉塞されるようになっている。

また、係合片６１の両側面６１ａの間隔は切り欠き部４４の両傾斜面４５の間隔よりも若干広く形成されており、係合片６１の先端面６１ｂが切り欠き部４４の底面４６に当接したときには、係合片６１の両側面６１ａは切り欠き部４４の両傾斜面４５を僅かに弾性変形ないし塑性変形させるようになっている。これにより、係合片６１の両側面６１ａはそれぞれ切り欠き部４４の対応する傾斜面４５に強く密着し、当該部分が確実に閉塞されるようになっている。

各ライザ部２７の曲折部４７の部分からの樹脂漏れを防止するために、上型５３にはそれぞれライザ部２７に対応した複数の当接部６２が設けられている。

図１２は上型による曲折部の閉塞構造を示す断面図であり、これらの当接部６２は、それぞれ上型５３の成形室５４の開口部に対向する閉塞面６３の外周端に設けられており、図１０に示すように、それぞれ隣り合う係合片６１の間に配置されている。また、閉塞面６３は上型５３の支持凹部５６とともにライザ部２７を支持するための支持面６４に対して軸方向下側に突出しており、各当接部６２は当該段差部分の角部となって閉塞面６３の外周部分にエッジ状に形成されている。そして、下型５２に上型５３が組み合わされると、当接部６２は軸方向から曲折部４７に当接するとともに当該曲折部４７に食い込み、当該部分を確実に閉塞するようになっている。

なお、図１１に示すように、各係合片６１の基端側における両側面６１ｃは軸方向に平行に形成されており、これらの側面６１ｃが対応する曲折部４７の周方向両側部に当接することにより、当該部分が閉塞されるようになっている。

このような構造により、下型５２に上型５３が組み合わされると、各係合片６１と当接部６２とを備えた上型５３によりセグメント素材４１の上方側の軸方向端面が閉塞される。また、セグメント素材４１のライザ部２７が設けられない側に軸方向端部は下型５２により支持されているので、下型５２に上型５３が組み合わされ、各係合片６１が対応する切り欠き部４４に填め合わされるとともに各当接部６２が対応する曲折部４７に当接すると、セグメント素材４１は下型５２と上型５３との間に挟み込まれて成形室５４の内部に位置決めされることになる。

成形室５４が上型５３により閉塞されるとともにセグメント素材４１が成形室５４の内部に位置決めされると、ゲート５７から成形室５４の内部に樹脂材料が射出され、セグメント素材４１の内側に胴部２２が形成される。そして、胴部２２が樹脂成形されると、当該成形品が成形型５１から取り出され、後工程として行われる切削加工等により胴部２２の軸心に軸孔２３が形成されて、胴部成形工程Ｐ３が終了する。

なお、樹脂材料としては絶縁性を有するものが用いられる。

このように、このコミュテータ２１の製造方法では、上型５３に設けられる係合片６１をセグメント素材４１の本体部４３に設けられる切り欠き部４４に填め合わせるとともに上型５３に設けられる当接部６２をライザ部２７の根本部分に設けられる曲折部４７に当接させてセグメント素材４１のライザ部２７が設けられる側の一端を上型５３により閉塞するようにしたので、当該部分を確実に閉塞して胴部２２の樹脂成形時に当該部分からの樹脂漏れを防止することができる。したがって、漏れ出た樹脂を除去するための後工程を不要として、このコミュテータ２１の製造コストを低減させることができる。また、樹脂漏れが防止されることにより、胴部２２の成形時における成形室５４の内部の樹脂圧が高められることになり、これにより、樹脂材料に含まれるガラス繊維の配向を安定させて、胴部２２の強度を高めることができる。

また、このコミュテータ２１の製造方法では、上型５３に設けられる当接部６２をエッジ状に形成して、上型５３が下型５２に組み合わされたときに当接部６２を軸方向から曲折部４７に食い込ませるようにしたので、当該部分を確実に閉塞して、胴部２２の樹脂成形時におけるライザ部２７の根本部分からの樹脂漏れを確実に防止することができる。

さらに、このコミュテータ２１の製造方法では、セグメント素材４１は上型５３と下型５２との間に挟み込まれて成形室５４の内部に位置決めされるので、当該位置決めの精度を高めて、セグメント素材４１の内側に形成される胴部２２の寸法精度を高めることができる。

胴部成形工程Ｐ３において胴部２２が樹脂成形されると、次に、セグメント片形成工程Ｐ４が行われる。

図１３（ａ）は、胴部成形工程Ｐ３において、内側に胴部２２が樹脂成形されたセグメント素材４１を示す斜視図であり、図１３（ｂ）は同図（ａ）に示すセグメント素材４１がセグメント片形成工程Ｐ４により分離された状態を示す斜視図である。

このセグメント片形成工程Ｐ４では、図１３（ａ）に示すように、内側に胴部２２が樹脂成形されたセグメント素材４１がアンダーカット加工により周方向に等間隔に切断される。これにより、図１３（ｂ）に示すように、胴部２２の外周に周方向に等間隔に並ぶ複数のセグメント片２４が形成される。アンダーカット加工による切断部分はそれぞれ軸方向に向くスリット２６となるが、これらのスリット２６は各セグメント片２４（セグメント素材４１）の外周面から胴部２２に達する深さで形成されている。これにより、各セグメント片２４は互いに周方向にスリット２６の分だけ間隔を空けてアンカー２５により胴部２２の外周に固定された状態となって互いに電気的に絶縁される。

そして、セグメント片形成工程Ｐ４の後、必要に応じて胴部２２の酸化耐性を高めるキュア工程等が行われて、コミュテータ２１が完成する。

図１４（ａ）、（ｂ）はそれぞれライザ部にアマチュアコイルのコイル端を接続する手順を示す断面図である。

前述のように、このコミュテータ２１の製造方法では、胴部２２を樹脂成形する際に、ライザ部２７を折り曲げて形成される曲折部４７に上型５３の当接部６２を当接させて、当該部分を閉塞するようにしているので、図１４（ａ）に示すように、胴部２２は各セグメント片２４のライザ部２７の根本部分の内側にまで達するように形成されることになる。したがって、図１４（ａ）に示すように、ライザ部２７にアマチュアコイル１９のコイル端を掛け渡し、その状態から図１４（ｂ）に示すように、ライザ部２７の先端部を摺接面２４ａに押し付けてヒュージング等により当該部分に溶着させる際には、その押し付け力は当該部分の裏面側にある胴部２２により支持されることになる。したがって、ヒュージング時の押し付け力によりライザ部２７が内周側に折れ曲がることを防止して、ヒュージングによるライザ部２７の溶着を確実に行うことができる。

図１５は本発明のセグメント素材形成工程Ｐ１〜セグメント片形成工程Ｐ４により形成されたコミュテータ２１の実施例を示す斜視図であり、図１６は図１５に示すコミュテータ２１の胴部２２に設けられた変形受け部２２ａの詳細を示す拡大図である。

図１５に示すコミュテータ２１には、図１４（ｂ）のようにそれぞれのライザ部２７を胴部２２の径方向内側に押し付けてヒュージングを行う際に、ライザ部２７の変形を受けるために、各ライザ部２７に対応した複数の変形受け部２２ａが形成されている。この変形受け部２２ａは、胴部成形工程Ｐ３において、当接部６２を曲折部４７に食い込ませ、さらに、成形室５４に樹脂材料を射出し、その樹脂材料が固化して胴部２２を成形したときに形成されたものである。図１６に示されるように、各変形受け部２２ａは、対応するライザ部２７と接する部分においては当該ライザ部２７の周方向の幅と略同一幅に形成されており、そこから径方向内側に行くに従って幅が狭くなるような断面略台形形状に形成されている。図１４（ｂ）に示すように、ヒュージングを行う際には、その熱がヒュージング治具からライザ部２７や胴部２２、変形受け部２２ａに伝わるが、熱の発生源から離れるに従って、変形受け部２２ａの幅を漸次狭くすることで、変形受け部２２ａに柔軟性を持たせることができ、ライザ部２７に接続される部分におけるアマチュアコイル１９の潰れすぎを防止することができる。

本発明は前記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いうまでもない。例えば、前記実施の形態おいては、ワイパモータ１１に用いられるコミュテータ２１に本発明を適用しているが、これに限らず、他の用途に用いられる電動モータや発電機等のコミュテータに本発明の製造方法を適用するようにしてもよい。

また、前記実施の形態においては、胴部２２の外周に１７個のセグメント片２４が固定されているが、これに限らず、セグメント片２４の個数は問わない。

ワイパモータの内部構造を示す断面図である。図１に示すコミュテータの詳細を示す斜視図である。図２に示すコミュテータの軸方向に沿う横断面図である。図３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２に示すコミュテータの製造工程を示す工程図である。セグメント素材を形成するためのブランク材を示す斜視図である。セグメント素材形成工程において形成されたセグメント素材を示す正面図である。曲折部形成工程後のセグメント素材を示す斜視図である。胴部成形工程における成形型の加工状態を示す断面図である。上型の詳細を示す斜視図である。上型に設けられる係合片がセグメント素材の切り欠き部に填め込まれた状態を示す説明図である。上型による曲折部の閉塞構造を示す断面図である。（ａ）は内側に胴部が樹脂成形されたセグメント素材を示す斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）に示すセグメント素材がセグメント片形成工程により分離された状態を示す斜視図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれライザ部にアマチュアコイルのコイル端を接続する手順を示す断面図である。本発明の各工程により形成されたコミュテータの実施例を示す斜視図である。図１５に示すコミュテータの胴部に設けた変形受け部の詳細を示す拡大図である。

符号の説明

１１ワイパモータ
１２モータ本体（回転電機）
１３減速機
１４ヨーク
１５アマチュア
１６アマチュアシャフト
１７軸受
１８アマチュアコア
１９アマチュアコイル（電機子巻線）
２１コミュテータ
２２胴部
２３軸孔
２４セグメント片
２４ａ摺接面
２５アンカー
２６スリット
２７ライザ部
２８ブラシホルダ
２９ブラシ
３１スプリング
３２マグネット
３３ギヤケース
３４ウォームギヤ機構
３５動力変換機構
３６出力軸
４１セグメント素材
４２ブランク材
４３本体部
４４切り欠き部
４５傾斜面
４６底面
４７曲折部
５１成形型
５２下型（第１半型）
５３上型（第２半型）
５４成形室
５５円柱部
５６支持凹部
５７ゲート
６１係合片
６１ａ側面
６１ｂ先端面
６１ｃ側面
６２当接部
６３閉塞面
６４支持面
Ｐ１セグメント素材形成工程
Ｐ２曲折部形成工程
Ｐ３胴部成形工程
Ｐ４セグメント片形成工程

Claims

樹脂材料により円筒状に形成される胴部と導体により形成され前記胴部の外周に周方向に等間隔に並べて固定される複数のセグメント片とを備え、回転電機のアマチュアに用いられるコミュテータの製造方法であって、
円筒状の本体部と、該本体部の軸方向の一端に軸方向に突出して設けられる複数のライザ部と、それぞれ軸方向に対して傾斜する一対の傾斜面を備え隣り合う前記ライザ部の間に軸方向に延びて設けられる複数の切り欠き部とを備えたセグメント素材を導体により形成する工程と、
複数の前記ライザ部を前記本体部に対して径方向外側に向けて折り曲げて、それぞれの前記ライザ部の根本部分に曲折部を形成する工程と、
前記胴部を成形するための成形室を備え前記セグメント素材が配置される第１半型と、それぞれ対応する前記切り欠き部に軸方向から填め合わされる複数の係合片とそれぞれ前記曲折部に軸方向から当接するエッジ状に形成された複数の当接部とを備え前記第１半型に軸方向から組み合わされて前記成形室を閉塞する第２半型とを備えた成形型を用い、前記成形室に前記セグメント素材が配置された前記第１半型に、前記第２半型を組み合わせるとき、前記複数の係合片を対応する前記複数の切り欠き部に填め合わせるとともに、前記複数の当接部を対応する前記曲折部に食い込ませた後、前記成形室に樹脂材料を射出してその樹脂材料を固化させることにより、前記セグメント素材の内側に前記胴部を樹脂成形する工程と、
内側に前記胴部が樹脂成形された前記セグメント素材を周方向に等間隔に切断し、前記胴部の外周に複数の前記セグメント片を形成する工程とを有することを特徴とするコミュテータの製造方法。
請求項１記載のコミュテータの製造方法において、前記ライザ部を前記第１半型と前記第２半型との間に挟み込んで該セグメント素材を前記成形室内に位置決めすることを特徴とするコミュテータの製造方法。
請求項１または２記載のコミュテータの製造方法において、前記胴部には、それぞれの前記ライザ部から前記胴部の径方向中心に向けて漸次幅が狭くなるとともに、それぞれの前記ライザ部の径方向内側への変形を受ける変形受け部が一体に形成されていることを特徴とするコミュテータの製造方法。
樹脂材料により円筒状に形成される胴部と、前記胴部の外周に周方向に等間隔に並べて固定され、かつ、導体により形成された複数のセグメント片とを備え、回転電機のアマチュアに用いられるコミュテータであって、
前記複数のセグメント片は、円筒状の本体部と、該本体部の軸方向の一端に軸方向に突出して設けられる複数のライザ部と、それぞれ軸方向に対して傾斜する一対の傾斜面を備え隣り合う前記ライザ部の間に軸方向に延びて設けられる複数の切り欠き部と、複数の前記ライザ部を前記本体部に対して径方向外側に向けて折り曲げて、それぞれの前記ライザ部の根本部分に形成された曲折部とを有するセグメント素材を、前記本体部の周方向に等間隔で切断して形成されたものであり、
前記胴部は、第１半型の成形室に切断前の前記セグメント素材を配置してから前記第１半型に第２半型を組み合わせて、前記第２半型に設けられた複数の係合片を対応する前記複数の切り欠き部に填め合わせ、前記第２半型に設けられたエッジ状の複数の当接部を、対応する前記曲折部に食い込ませた後、前記成形室に樹脂材料を射出してその樹脂材料を固化させることにより、前記セグメント素材が切断される前に前記セグメント素材の内側に形成されたものであり、
前記胴部は、それぞれの前記ライザ部から前記胴部の径方向中心に向けて漸次幅が狭くなるとともに、それぞれの前記ライザ部の径方向内側への変形を受ける変形受け部を有し、
前記変形受け部は、前記複数の当接部が前記曲折部に食い込まされた状態で、前記成形室に射出された前記樹脂材料が固化して形成されたものであることを特徴とするコミュテータ。