JPH09168255A - モータ用整流子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ回転数が高くなると整流子片に働く遠
心力が大きくなり、また、高トルクの出力を得ようとす
れば整流子片と樹脂体の間にかかる剪断力が大きくなる
ため、騒音を発したり、磨耗が円周方向で不均一にな
る。 【解決手段】 金属製のベース１０６上に所定間隔に角
柱状の突起１０３を形成し、この突起１０３に一定間隔
に逆台形状の膨出加工部１１１を形成して整流子用素材
１１２を製作する。この整流子用素材１１２を円筒形に
形成し、これを樹脂体１０１によって一体成形し、更
に、膨出加工部１１１の相互間を電気的に分断するスリ
ットを設ければ、整流子片が完成する。これにより、ア
ンカー部が増え、整流子用素材１１２と樹脂体１０１の
係合度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの回転軸に
装着される円柱状の絶縁体に一体加工により設置される
モータ用整流子及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来のモータ用整流子の構成を示
す縦断面図であり、図９は図８のモータ用整流子の直径
方向の断面図を示している。円柱状で中心に回転子の回
転軸が配設される樹脂体２０１の周面には、円周方向に
一定間隔で、且つ軸心より放射状になるように整流子部
２０２が埋め込まれている。この整流子部２０２の埋め
込みは、その表面が樹脂体２０１の表面に同一高さにな
るように設定される。

【０００３】この整流子部２０２は、樹脂体２０１の表
面に対して軸方向に密着配置されて回転時にブラシに接
触する接触部２０２ａ、この接触部２０２ａの片端に略
Ｊ字形に突出させて設けられる整流子片２０２ｂ、接触
部２０２ａの両端に形成される略Ｕ字形のアンカー部２
０２ｃの各々を備えて構成されている。アンカー部２０
２ｃは樹脂体２０１のモールド時に埋め込まれる。

【０００４】整流子部２０２は回転子と一緒に回転する
ため、モータ使用時には外周に向かって遠心力を受ける
ことになる。この時、各々の整流子部２０２が遠心力に
よって飛び出さないようにしなければならない。このた
めに、アンカー部２０２ｃが設けられ、モータの回転時
に遠心力に抗するように作用する。アンカー部２０２ｃ
は抜け出しを防止するため、接触部２０２ａの端部をプ
レス加工によって細く打ち抜き、樹脂体２０１の中心部
に向くように傾斜させた曲げ成形が施されている。

【０００５】なお、この種の技術に関しては、実公昭４
８−３８３２２号公報、特開平５−３６４５号公報等が
あり、いずれもオーバーハングした繋着爪を備えたモー
ルド型整流子の構成が示されている。また、特公昭２６
−１４２４号公報には管状に成型し、内側の舌状繋着部
を相反する方向に曲げ加工を施す整流子製造方法が示さ
れ、更に、特公昭２６−６７６７号公報には金属帯状の
肉厚部に剥離工具で鉤状繋着部を形成する整流子製造方
法が示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のモータ
用整流子によると、整流子部２０２が樹脂体２０１から
飛び出さない様に固定している部分は、アンカー部２０
２ｃのみである。このアンカー部２０２ｃは接触部２０
２ａの両端にしか形成することができないため、整流子
部２０２を樹脂体２０１に保持しているのは整流子部２
０２の両端のみになる。

【０００７】このため、モータ回転数が高い場合、整流
子片２０２ｂに働く遠心力が大きくなる。また、高トル
クの出力を得ようとすると、整流子片２０２ｂと樹脂体
２０１の間にかかる剪断力が大きくなり、整流子片２０
２ｂのアンカー部２０２ｃと遠い部分（中央部）では樹
脂体２０１に剥離が発生し、回転時の遠心力によって外
周側に膨らみ、ブラシと接触しながら整流する際に騒音
を発したり、整流子の磨耗状態が円周方向で不均一にな
ったりする不具合が発生する。更には、繰り返し使用に
より、アンカー部２０２ｃを固定している樹脂体２０１
に亀裂が入り、整流子の破損を招く恐れがある。

【０００８】そこで、本発明は、モータが高回転数や高
トルクになっても整流子片の浮き上がりが生ぜず、騒音
の低減と耐久性の向上を図ることのできるモータ用整流
子及びその製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、モータの回転軸に絶縁体を介して円
周方向に複数個の整流子片が配設された整流子におい
て、内面に逆台形状の膨出加工部を一定間隔に設けた環
状の整流子用素材と、前記整流子用素材の環状空間へ充
填される成形体と、前記整流子用素材の外面から前記内
面の前記膨出加工部間に切り込まれたスリットとを備え
た構成にしている。

【００１０】この構成によれば、樹脂体に一体成形され
る整流子片が、１枚の金属ベースに施された逆台形状の
膨出加工により、その傾斜面がアンカーとして機能し、
樹脂体との係合部分が多くなる。この結果、高回転、高
トルクのもとで使用しても、整流子片の剥離や撓みを生
ぜず、騒音や異常磨耗を低減することができる。また、
上記の目的を達成するために、モータの整流子として用
いられ、板材を円筒形に加工した後内部に絶縁体を充填
して整流子片の材料にするためのモータ用整流子の製造
方法において、金属板の片面に帯状の突起を一定間隔に
形成し、前記帯状の突起の各々の長さ方向に一定間隔に
逆台形状の膨出部を形成して前記板材とすることによっ
ても製造される。

【００１１】この方法によれば、帯状の突起に逆台形状
の膨出部を設けた整流子用素材を円筒状にし、これに樹
脂体を一体成形することにより、膨出部はアンカーとし
て機能する結果、高回転、高トルクのもとで使用して
も、整流子片の剥離や撓みを生ぜず、騒音や異常磨耗を
低減することができる。この場合、前記帯状の突起を形
成する工程及び前記逆台形状の前記膨張部を形成する工
程は、連続配置した圧延装置を用いて行うことを特徴と
する請求項２記載のモータ用整流子の製造方法を用いて
行うことができる。

【００１２】この方法によれば、製作した中間素材を他
の場所へ運搬することなく整流子用素材の製作工程に入
れるため、生産性及び量産性が向上する。更に、前記金
属板は、焼鈍を施すことができる。この方法によれば、
焼鈍を施された中間素材は、整流子用素材を製作するた
めの圧延工程における成形性を向上させることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるモータ用整流
子の製造途中における形状を示す斜視図であり、図２は
本発明によるモータ用整流子の完成状態を示す斜視図で
ある。図２に示すように、円柱状の樹脂体１０１の外周
面には、円筒状の整流子片１０２が一体成形により設け
られている。整流子片１０２は、円周方向に一定間隔に
中心方向に向かう突起１０３を備え、この突起１０３の
長手方向（樹脂体１０１の軸方向）には図１に示す（図
２では不図示）膨出加工部１１１が形成されている。そ
して、整流子片１０２の相互間を電気的に分離するため
に、半径方向及び樹脂体１０１の全長にわたってスリッ
ト１０２ａが設けられている。

【００１４】図２においては、整流子片１０２が円筒状
を示しているが、この整流子片１０２は平板状態からプ
レス加工によって片面に凹凸加工を施し、突起１０３及
び膨出加工部１１１を形成している。この整流子の製造
方法について、図１、図３、図４及び図５を参照して以
下に説明する。まず、図３に示すように、両面ともに平
板で所定の厚みを有する金属板を上下一対のワークロー
ル１０４ａ，１０４ｂの間に配設し、上側のワークロー
ル１０４ａ（このロールには、一定間隔に溝１０５が形
成されている）を圧下させ、圧延を行う。このプレス処
理によって、金属板は図４に示すように、溝１０５に応
じて角柱状の突起１０３がベース１０６上に一定間隔に
形成された中間素材１０７が得られる。

【００１５】ついで、図５に示すように、歯車状ロール
１０９（全周に一定間隔に所定幅の突起部１０８が設け
られている）及びワークロール１１０の間に中間素材１
０７を水平に挿通して第２の圧延を行う。歯車状ロール
１０９は、図６に示すように歯車の幅を長くした形状で
あり、中心には回転軸１０９ａが設けられ、外周面には
角柱状の突起部１０８が円周方向に一定間隔に設けられ
ている。なお、中間素材１０７は矢印Ａ方向に搬送され
る。

【００１６】中間素材１０７が歯車状ロール１０９とワ
ークロール１１０によって押圧されながらロール間を通
過する過程で、突起部１０８の歯形に従った凹部が突起
１０３の各々に一定間隔に形成される。すなわち、歯車
状ロール１０９とワークロール１１０の出側には、これ
らロールによって押圧されなかった突起１０３の部分
と、これに隣接して歯車状ロール１０９により加工され
た膨出加工部１０４とが交互に設けられた整流子用素材
１１２が得られる。この整流子用素材１１２の詳細を示
したのが図１である。

【００１７】図１に示すように、突起１０３の一部が歯
車状ロール１０９の突起部１０８によって押圧されるこ
とによって、高さが低くなる（突起１０３より低いがベ
ース１０６の表面より突出する高さ）と共に上部（開放
側）ほど幅広な形になり、ベース１０６に向かって傾斜
した逆台形の形状になる。この結果、図７に示すよう
に、樹脂体１０１に一体成形したときに樹脂体１０１側
に膨出加工部１１１が楔形に食い込んでアンカーとして
機能し、整流子片の樹脂体１０１からの抜け出しが防止
される。この膨出加工部１１１は、樹脂体１０１のほぼ
全長に及んで一定間隔に設けられているため、従来の２
点支持型に比べ、飛躍的に保持力を向上させることがで
きる。

【００１８】なお、突起１０３を設けず、全長に１つの
膨出加工部１１１のみによる構成、或いは膨出加工部１
１１を一定間隔に設ける構成も考えられる。しかし、前
者の場合、突起１０３又はこれに類するものを設けない
と、整流子片１０２が樹脂体１０１の軸方向にずれる恐
れがあり、何らかのストッパ手段が必要になる。したが
って、突起１０３は少なくとも１個を設ける必要があ
る。また、膨出加工部１１１の数を極端に減らしたりア
ンバランスな配置にすると、部分的に整流子片１０２の
保持力が弱くなる恐れがある。なお、膨出加工部１１１
を一定間隔に設ける構成では、除去する工程が必要にな
るものの、得られる効果は図１と同じである。

【００１９】図１のように完成した整流子用素材１１２
は円筒形に加工した後に金型内にセットされ、或いは金
型内に内壁に沿うようにセットされる。この整流子用素
材１１２の内部に樹脂を充填してモールドを行うことに
より、図２のように整流子の原型が出来上がる。この
後、図２及び図７に示すようにスリット１０２ａを突起
１０３の相互間の中心位置に入れる（樹脂体１０１にス
リット先端が食い込むように設ける）ことにより、電気
的に相互に分離した整流子片１０２を構成することがで
きる。

【００２０】なお、上記の説明においては、図３に示す
圧延と図５に示す圧延を別ラインによって行うものとし
たが、２種の圧延装置を連続的に配置し、引き続いて圧
延を行えば、整流子用素材１１２の製作が効率的に行
え、量産性が向上する。また、図３で得た中間素材１０
７に対し、焼鈍処理を施せば、第２の圧延加工時の成形
性を向上させることができる。

【００２１】更に、上記実施例では、膨出加工部１１１
が両側に傾斜面を有する形状にしたが、本発明はかかる
形状に限定されるものではなく、例えば、ピンを水平に
突出させた形状等であってもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、金属製のベース上に所定間隔に逆台形状の膨出加工
部を形成し、この膨出加工部を円周方向に一定間隔に設
けられた整流子用素材と、この整流子用素材を円筒形に
形成し、これを樹脂体によって一体成形する成形手段
と、前記膨出加工部間にスリットを平行に形成し、前記
膨出加工部の相互間を電気的に分離して整流子片を形成
する加工手段とを備えた構成にしたので、高回転、高ト
ルクのもとで使用しても、整流子片の剥離や撓みを生じ
させることがない。この結果、騒音や異常磨耗を低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるモータ用整流子の製造途中におけ
る形状を示す斜視図である。

【図２】本発明によるモータ用整流子の完成状態を示す
斜視図である。

【図３】本発明に係る中間素材を製作するための圧延設
備を示す断面図である。

【図４】図３の圧延設備により作られた中間素材の形状
を示す斜視図である。

【図５】本発明に係る整流子用素材を製作するための圧
延設備を示す断面図である。

【図６】図５に示す歯車状ロールの詳細構造を示す斜視
図である。

【図７】本発明による整流子用素材の膨出加工部と樹脂
体の係合状態を示す断面図である。

【図８】従来のモータ用整流子の構成を示す縦断面図で
ある。

【図９】図８のモータ用整流子の直径方向の断面図を示
している。

【符号の説明】

１０１ 樹脂体 １０２ 整流子片 １０３ 突起 １０４ａ，１０４ｂ，１１０ ワークロール １０５ 溝 １０６ ベース １０７ 中間素材 １０８ 突起部 １０９ 歯車状ロール １１１ 膨出加工部 １１２ 整流子用素材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの回転軸に絶縁体を介して円周方向
   に複数個の整流子片が配設された整流子において、 内面に逆台形状の膨出加工部を一定間隔に設けた環状の
   整流子用素材と、 前記整流子用素材の環状空間へ充填される成形体と、 前記整流子用素材の外面から前記内面の前記膨出加工部
   間に切り込まれたスリットとを具備することを特徴とす
   るモータ用整流子。
2. 【請求項２】モータの整流子として用いられ、板材を円
   筒形に加工した後内部に絶縁体を充填して整流子片の材
   料にするためのモータ用整流子の製造方法において、 金属板の片面に帯状の突起を一定間隔に形成し、 前記帯状の突起の各々の長さ方向に一定間隔に逆台形状
   の膨出部を形成して前記板材とすることを特徴とするモ
   ータ用整流子の製造方法。
3. 【請求項３】前記帯状の突起を形成する工程及び前記逆
   台形状の前記膨張部を形成する工程は、連続配置した圧
   延装置を用いて行うことを特徴とする請求項２記載のモ
   ータ用整流子の製造方法。
4. 【請求項４】前記金属板は、焼鈍が施されることを特徴
   とする請求項２記載のモータ用整流子の製造方法。