JP3779595B2

JP3779595B2 - Commutator manufacturing method

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Publication number: JP3779595B2
Application number: JP2001350555A
Authority: JP
Inventors: 雅洋大石
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2021-11-15
Also published as: JP2003158858A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所謂モータ等の回転電機子に用いられる整流子を製造するための整流子製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヨーク等に固定された永久磁石が形成する磁界と、巻線に電流を流すことにより形成された磁界との相互作用で回転力を生じさせ、この回転力でシャフトを回転させる一般的な直流モータでは、シャフトにコアが一体的且つ同軸的に取り付けられている。
【０００３】
コアは全体的に略円柱形状に形成されていると共に、コアの半径方向外方側で開口したスロットが、コアの軸芯周りに所定間隔毎に複数形成されており、これらの複数のスロットの内側に収容されるように巻線が幾重にもコアへ巻き掛けられる。
【０００４】
一方、シャフトには整流子が同軸的に取り付けられており、シャフトの回転半径方向外方からこの整流子へブラシが摺接する。整流子には巻線が電気的且つ機械的に接続されており、整流子及びブラシを介して電源から巻線へ電気が供給されるようになっている。
【０００５】
ここで、図１２には、従来の一般的な整流子１６０の斜視図が示されている。この図に示されるように、整流子１６０は絶縁性の合成樹脂材によって形成された樹脂成形部１６２を備えている。この樹脂成形部１６２は全体的に略円筒形状に形成されており、その軸心部分にはモータのシャフトが貫通する透孔１６４が形成されている。
【０００６】
また、整流子１６０は銅材等の導電性材料によって形成された複数のセグメント１６６を備えている。これらのセグメント１６６は、外周部が樹脂成形部１６２の軸心を中心とした同心円上に位置するように湾曲しており、樹脂成形部１６２の軸心周りに一定の間隔で一体的に樹脂成形部１６２の外周部に固定されている。
【０００７】
さらに、これらのセグメント１６６の各々には爪部１６８が形成されており、各爪部１６８に上述した巻線が電気的に導通した状態で係合される。すなわち、上述したセグメント１６６の外周部にブラシが摺接することで爪部１６８を介して巻線が給電される構成である。
【０００８】
一方、このような整流子１６０のセグメント１６６は、図１３に示されるようなワーク（整流子中間品）１７０から形成される。このワーク１７０は銅材等の導電性部材によってセグメント１６６よりも厚肉の円筒形状に形成されており、その軸方向一端部からは後に上述した爪部１６８となるフランジ部１７２が半径方向外方へ向けて延出されている。
【０００９】
また、ワーク１７０の内周部にはワーク１７０の軸方向に沿って長手方向とされた複数の溝部１７４が形成されている。これらの溝部１７４は、ワーク１７０の軸芯周りに一定間隔毎に形成されている。
【００１０】
このワーク１７０は、内部に樹脂成形部１６２を構成する合成樹脂材を充填してワーク１７０の内周部に合成樹脂材を固着させた状態で、ワーク１７０の内周部と同軸にワーク１７０の外周部を切削して可能な限りワーク１７０の外周部を真円に形成される。さらに、切削された後に、各溝部１７４に対応してワーク１７０の外周部に溝部１７５が形成される。これらの溝部１７５は、対応する各溝部１７４に繋がるように形成されるため、溝部１７４、１７５によってワーク１７０がその軸心周り分割され、上述したセグメント１６６が形成される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワーク１７０の溝部１７４は、溝部１７４を含めたワーク１７０の内周形状に対応したプレス成形金型を円筒形状のワーク１７０の軸方向一端側から同軸的に圧入し、溝部１７４が形成される前のワーク１７０の内周部のうち、溝部１７４に対応する部分をプレス成形金型で塑性変形させることで形成される。
【００１２】
ここで、このようなプレス成形金型で溝部１７４を形成する際には、プレス成形金型の溝部１７４に対応した部分がワーク１７０の内周部をその軸方向に他端側へ押圧し、これにより、ワーク１７０の内周部のうち、溝部１７４に対応する部分にワーク１７０の軸方向に沿った煎断力が作用する。この煎断力によりワーク１７０をプレス成形金型が貫通した後には、プレス成形金型に押圧された部分の一部がワーク１７０の軸方向他端部から押し出され、例えば図１４に示されるような「バリ（かえり）１７６」となる。
【００１３】
このバリ１７６はワーク１７０と同様に導電性を有しているため、セグメント１６６を形成するためにワーク１７０を切削する際に、バリ１７６が削られずに残り、更に、バリ１７６がワーク１７０の軸方向に対して傾斜した方向に倒れ込むことで隣り合うセグメント１６６が導通する可能性がある。
【００１４】
本発明は、上記事実を考慮して、製造時に発生するバリによるセグメント間の導通を防止できる整流子製造方法を得ることが目的である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、絶縁性を有する略円筒形状の絶縁部と、導電性を有し、前記絶縁部の外周部に前記絶縁部の軸心周りに一定間隔毎に固着された複数のセグメントと、を含めて構成された整流子を製造するための整流子製造方法であって、略円筒形状に形成された導電性を有する円筒部材の軸方向一端部及び内周部の双方にて開口した第１溝部を前記円筒部材に形成する第１溝部形成工程と、前記円筒部材の半径方向に沿った深さ寸法が同方向に沿った前記第１溝部のうち少なくとも一部分における深さ寸法よりも浅く、且つ、前記円筒部材の軸方向に沿った一端側の端部が前記円筒部材の軸方向に沿った前記第１溝部の他端側で繋がる前記円筒部材の軸方向に沿って長手とされた第２溝部を前記円筒部材に形成する第２溝部形成工程と、前記絶縁部を構成する絶縁材料を前記第１溝部及び前記第２溝部を含む前記円筒部材の内周部に固着させる絶縁部形成工程と、前記複数の第２溝部の各々に対応し、対応する前記第１溝部及び前記第２溝部に前記円筒部材の径方向に沿って繋がる第３溝部を前記円筒部材の外周部に形成して、周方向に前記円筒部材を分割するセグメント形成工程と、を有し、前記第２溝部形成工程で前記第２溝部を形成する際に生ずるバリを前記第１溝部に収めるようにした、ことを特徴としている。
【００１６】
上記構成の整流子製造方法では、第１溝部形成工程で円筒形状で導電性を有する円筒部材の軸方向中間部よりも一端側で円筒部材の内周部に第１溝部が形成される。
【００１７】
次いで、第２溝部形成工程で第１溝部が形成された円筒部材の軸方向中間部よりも他端側で円筒部材の内周部に複数の第２溝部が形成される。
【００１８】
さらに、絶縁部形成工程では、第１溝部と第２溝部が形成された円筒部材の内側に構成する絶縁性の絶縁材料が設けられ、この絶縁材料が第１溝部と第２溝部を含めて円筒部材の内周部に固着することで絶縁部が形成される。
【００１９】
次いで、セグメント形成工程で円筒部材の外周部に第３溝部が第１溝部の各々に対応して形成される。
【００２０】
ここで、上述した第２溝部は円筒部材の軸周り、すなわち、整流子を構成する絶縁部の軸線周りに一定間隔毎に円筒部材の内周部に形成されると共に、各第２溝部は円筒部材の軸方向に沿って長手方向とされ、円筒部材の内周部及び円筒部材の軸方向他端部で開口している。
【００２１】
一方、第１溝部は円筒部材の半径方向に沿った円筒部材の内周部からの深さ寸法が、同方向に沿った第２部材の深さ寸法よりも深く、しかも第１溝部は、円筒部材の軸方向一端部及び円筒部材の内周部で開口していると共に、円筒部材の軸方向他端側で第２溝部に繋がっている。
【００２２】
さらに、第３溝部は、円筒部材の外周側から対応する第１溝部及び第２溝部に繋がっている。したがって、第３溝部が形成されることで円筒部材がその軸心周りに複数に分割され、複数のセグメントが形成される。また、上述したように、円筒部材の内周部には絶縁材料が固着しているため、各セグメントは絶縁材料によって絶縁されているものの機械的には一体的に連結される。
【００２３】
ところで、仮に、第２溝部を形成する前の円筒部材の軸方向他端側から第２溝部が形成される部分に円筒部材の軸方向に沿った煎断力を作用させて第２溝部を形成する場合には、円筒部材の軸方向一端側での第２溝部の端部から「ダレ」や「バリ（かえり）」が生じる。
【００２４】
しかしながら、本整流子製造方法では、第２溝部は円筒部材の軸方向一端部で開口しておらず、円筒部材の軸方向中間部にて第２溝部よりも深い（深さ寸法が大きい）第１溝部に繋がっている。したがって、前記第２溝部形成工程で前記第２溝部を形成する際に「ダレ」や「バリ（かえり）」が生じても、このような「ダレ」や「バリ（かえり）」は円筒部材の軸方向一端部から外部に突出せずに第１溝部内に収まる。
【００２５】
このようにして第１溝部内に収まったダレやバリは基本的に何にも干渉されることはないため、ダレやバリが倒れ込むことはなく、その結果、ダレやバリが隣接するセグメントを導通することを効果的に防止できる。
【００２６】
このように、本整流子製造方法では、ダレやバリによるセグメント間の導通を防止でき、整流子の品質、ひいては、整流子を用いたモータの品質を向上できる。
【００２７】
なお、本整流子製造方法において円筒部材に形成する第１溝部は第２溝部よりも深ければよく、その形状に関して特に限定するものではない。したがって、第１溝部を各第２溝部の各々に対応して複数形成してもよいし、円筒部材の軸方向に沿った方向を軸方向とする環状に第１溝部を形成して、複数の第２溝部が１つの第１溝部に繋がる構成としてもよい。
【００２８】
さらに、第１溝部の底部は円筒部材の軸線に対して平行な平面若しくは曲面でもよいし、円筒部材の軸線に対して傾斜した斜面であってもよい。第１溝部の底部を斜面とする場合には、円筒部材の軸方向他端側での第１溝部の端部（すなわち、第２溝部と繋がる部分）にて第１溝部の底部が第２溝部の底部と連続する構成であってもよい。
【００２９】
また、一般的な整流子には、各セグメントに巻線を係合させるための爪等の巻線係合部が形成されるが、本整流子製造方法では巻線係合部の形成方法に関してなんら限定するものではない。したがって、本整流子製造方法にて製造する整流子に対して如何なる態様（形状や構造）の巻線係合部を如何なる方法で形成しても構わない。
【００３０】
さらに、本整流子製造方法では、第２溝部の形成方法に関しては特に限定するものではなく、例えば、パンチやダイにより構成されるプレス金型を用いたプレス加工で第２溝部を形成してもよい。
【００３１】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の整流子製造方法において、外径寸法が前記円筒部材の内径寸法に対応したパンチ本体の外周部に前記第２溝部に対応して前記本体の半径方向外側へ突出し且つ前記パンチ本体の軸方向に沿って先端側へ向けて漸次突出量が小さくなる略テーパ状の突状部が形成されたパンチと、内径寸法が前記円筒部材の外径寸法よりも大きく、前記円筒部材を内側に配置した状態で内周部と前記円筒部材の外周部との間に所定の大きさの隙間を形成するダイと、を含めた構成した金型を用い、前記ダイの内側に前記円筒部材を配置した状態で前記円筒部材の軸方向他端側から前記円筒部材に対して同軸的に前記パンチを前記円筒部材の内側へ挿入して、前記突状部で前記円筒部材の内周部一部を前記円筒部材の半径方向外方側へ押圧して塑性変形させるプレス工程を前記第２溝部形成工程とした、ことを特徴としている。
【００３２】
上記構成の整流子製造方法における第２溝部形成工程としてのプレス工程では、先ず、金型を構成するダイの内側に円筒部材が配置される。この状態でパンチを円筒部材の軸方向他端側から円筒部材に対して同軸的に挿入すると、パンチ本体の外周部に形成された突状部が円筒部材の内周部を押圧する。
【００３３】
ここで、突状部はパンチ本体の軸方向に沿って先端側、すなわち、円筒部材の軸方向一端側へ向けて漸次突出量が小さくなる略テーパ状であるため、突状部が円筒部材の内周部を押圧する際の押圧力は円筒部材の半径方向外方を向く。さらに、ダイの内径寸法は円筒部材の外径寸法よりも大きく、ダイの内側に円筒部材を配置した状態ではダイの内周部と円筒部材の外周部との間に隙間が形成される。したがって、円筒部材の半径方向外方を向いた押圧力によって円筒部材の少なくとも一部を上記の隙間分だけ半径方向外方へ塑性変形若しくは塑性流動させることができる。
【００３４】
このように、本整流子製造方法では、第２溝部を形成する際に、第２溝部若しくは第２溝部の一部の容積分だけ円筒部材の半径方向外方へ塑性変形若しくは塑性流動させるため、突状部に第２溝部を形成した際に第２溝部の第１溝部側の端部で生じるダレやバリ（かえり）を少なく若しくはなくすことができる。
【００３５】
なお、上述したように、本整流子製造方法のプレス工程は円筒部材の内周部をその半径方向外方へ押圧して塑性変形若しくは塑性流動させることにより第２溝部を形成する。この観点からすれば、突状部の先端部が鋭角であること、すなわち、パンチ本体の軸方向に対する突状部のうち円筒部材の内周部を押圧する部分の傾斜角度は小さく、４５度よりも充分に小さい角度（例えば、好ましくは１０度未満で、より好ましくは５度未満）である方がよい。
【００３６】
また、本整流子製造方法で言うプレス工程におけるプレス加工とは、所謂「板金プレス加工」や「打ち抜きプレス加工」に代表される狭義のプレス加工ではなく、鍛造プレス加工等の各種のプレス加工も含む広義のプレス加工を意味する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
（整流子１０の構成）
図１には本発明の第１の実施の形態に係る整流子製造方法よって製造した整流子１０を一部破断した斜視図が示されている。
【００３８】
この図に示されるように、本整流子１０は絶縁部１２を備えている。絶縁部１２は絶縁性を有する合成樹脂材等により全体的に円柱形状に形成されている。絶縁部１２の軸心には透孔１４が形成されており、他の部材（例えば、磁性を有するコア等）を組み付けてモータを製造した際には、回転軸としてのモータのシャフト（図示省略）が一体的且つ同軸的に嵌挿される。
【００３９】
また、絶縁部１２の外周部には各々が銅等の導電性部材によって形成された複数（本実施の形態では１２枚）のセグメント１６が一体的に固着されている。各セグメント１６は、絶縁部１２の軸心周りに第３溝部１７を介して一定間隔毎に設けられている。
【００４０】
これらのセグメント１６はセグメント本体１８を備えている。各セグメント本体１８は、絶縁部１２の半径方向に沿って厚さ方向で且つ絶縁部１２の周方向に沿って幅方向とされた略板状に形成されており、厚さ方向一方の側（絶縁部１２の半径方向外側）の面（以下、便宜上、この面を「外面」と称し、反対側の面を「内面」と称する）は、絶縁部１２の軸心を中心とした曲率半径で湾曲しており、したがって、全てのセグメント本体１８の外面は、仮想同心円の円周上に位置している。
【００４１】
また、これらのセグメント本体１８の厚さ方向中間部よりも内面側には、外面側よりも幅寸法が小さな小幅部１９とされており、絶縁部１２の軸心周り方向に沿って小幅部１９の側方まで絶縁部１２が入り込んでいる。
【００４２】
さらに、これらのセグメント本体１８の長手方向（すなわち、絶縁部１２の軸方向）一端部には小幅部２０が形成されている。小幅部２０は基本的にセグメント本体１８と同じ構成であるが、小幅部１９よりも更に幅寸法が小さく、各セグメント本体１８の幅方向中央部から連続して延出されている。したがって、絶縁部１２の周方向に沿った各セグメント１６の間隔は、セグメント本体１８の部分に比べて小幅部２０の部分で広くなっている。
【００４３】
また、各セグメント本体１８には巻線係合部としての爪部２２が形成されており、モータのコアに施される巻線が対応するセグメント１６の爪部２２に導通した状態で係止される。
【００４４】
以上の構成の整流子１０はモータの一部品を構成し、モータが組み立てられた状態では何れかのセグメント１６の幅方向一方の面へブラシが摺接し、この摺接したブラシを介して供給された電流を対応する爪部２２に係止された巻線へ供給し、これにより、巻線を流れる電流が周囲に所定の磁界を形成する。
【００４５】
（金型３０、６０並びにワーク（中間品）３２Ａ、３２Ｂの構成）
次に、上述した整流子１０を製造するための製造工程のうち、第１溝部形成工程で用いる金型３０及び第２溝部形成工程で用いる金型６０ついて説明する。
【００４６】
図２には、金型３０とこの金型３０にセットされる円筒部材としてのワーク３２Ａが分解斜視図によって示されている。
【００４７】
ワーク３２Ａは上述したセグメント１６を構成する材料と同じ材料により略円筒形状に形成されている。ワーク３２Ａは内径寸法が上述した絶縁部１２に形成した透孔１４の内径寸法よりも充分に大きく、基本的には全てのセグメント１６の内面を通る同心円の直径寸法に等しい。
【００４８】
これに対して、ワーク３２Ａの外径寸法は、全てのセグメント１６の外面を通る仮想円の直径寸法よりも大きい。したがって、ワーク３２Ａの肉厚（すなわち、セグメント１６の厚さ方向寸法に対応する寸法）は、セグメント１６の厚さ寸法よりも大きい。
【００４９】
ワーク３２Ａの軸方向他端部（図２の下方側の端部）にはフランジ部３４が形成されている。フランジ部３４は、外径寸法がワーク３２Ａの外径寸法よりも大きな略円盤形状とされており、ワーク３２Ａと略同軸の状態でワーク３２Ａの軸方向他端部から延出されている。
【００５０】
一方、ワーク３２Ａがセットされる金型３０はダイ３６を備えている。ダイ３６は全体的に板状若しくはブロック状に形成されており、図示しないダイホルダ上の所定位置にセットされる。ダイ３６にはその厚さ方向に貫通した円孔３８が形成されている。円孔３８は内径寸法がワーク３２Ａの外径寸法よりも僅かに大きく、且つ、フランジ部３４の外径寸法よりも充分に小さい。ワーク３２Ａは、フランジ部３４のワーク３２Ａの本体部分（円筒部分）とは反対側の面がダイ３６の上面に当接した状態でダイ３６上に円孔３８に対して同軸的にセットされる。
【００５１】
ダイ３６の上方にはブランクホルダ４０が配置されている。ブランクホルダ４０は全体的に板状若しくはブロック状に形成されている。また、ブランクホルダ４０には内径寸法がフランジ部３４の外径寸法よりも充分に小さく且つワーク３２Ａの内径寸法よりも大きな円孔４２が円孔３８に対して同軸的に形成されている。ブランクホルダ４０はワーク３２Ａの本体部分が円孔４２へ同軸的に嵌挿された状態でダイ３６と共にフランジ部３４を挟持してワーク３２Ａを固定する。
【００５２】
さらに、本金型３０はパンチ４４を備えている。パンチ４４は円孔３８、４２の軸方向に対して平行なガイドピン等の連結手段によりダイホルダに対して接離移動可能に連結されたパンチホルダ（図示省略）に取り付けられており、パンチホルダがダイホルダに対して接近移動することによりパンチ４４が円孔３８を貫通し、更に、円孔４２を貫通する。
【００５３】
また、パンチ４４は略円柱形状若しくは略円筒形状のパンチ本体４６を備えている。パンチ本体４６は、外径寸法が円孔３８、４２よりも充分に小さく、円孔３８、４２に対して同軸となる状態でパンチ４４がパンチホルダへ取り付けられる。
【００５４】
パンチ本体４６の外周部からは複数の突状部４８がパンチ本体４６の半径方向外方へ向けて突出形成されている。これらの突状部４８は、パンチ本体４６の軸方向に沿って長手方向とされた略直方体形状とされており、上述した複数のセグメント１６のうち、隣接する小幅部１９間に対応して設けられている。
【００５５】
これらの突状部４８の各々の幅寸法（パンチ本体４６の周方向に沿った寸法、更に厳密に言えば、パンチ本体４６の周方向に対する接線方向に沿った寸法）は、隣接する小幅部２０の間隙に略等しい。また、パンチ本体４６の軸心部分から、パンチ本体４６からの突出方向に沿った各突状部４８の先端部までの寸法は、上述したセグメント１６の内面を通る仮想円の半径寸法よりも大きい。
【００５６】
一方、図３には、金型６０とこの金型６０にセットされる円筒部材としてのワーク３２Ｂが分解斜視図によって示されている。
【００５７】
ワーク３２Ｂは上述したワーク３２Ａと基本的に同じであるが、金型３０による成形が終了した状態である。したがって、ワーク３２Ｂの内周部における軸方向一端側には、ワーク３２Ｂの軸方向一端部並びにワーク３２Ｂの内周部の双方で開口した複数の第１溝部６２が形成されている。これらの第１溝部６２は、絶縁部１２の軸心周り方向に沿ったセグメント１６の小幅部２０間の間隙に対応して一定間隔毎に形成されている。
【００５８】
また、各第１溝部６２は、ワーク３２Ｂの軸方向一端部で開口していると共に、ワーク３２Ｂの内周部にて開口している。これらの第１溝部６２の底部（より詳細には、ワーク３２Ｂの半径方向内方側へ向いた各第１溝部６２の底部）を通る仮想円は、絶縁部１２の半径方向に沿ったセグメント１６の内面を通る仮想円よりも大きい。
【００５９】
一方、ワーク３２Ｂがセットされる金型６０はダイ６４を備えている。ダイ６４は基本的に金型３０のダイ３６と同じ構成であるが、円孔３８に代わり円孔６６が形成されており、円孔６６の内側にワーク３２Ｂの本体部分（円筒部分）が同軸的に嵌挿される。ここで、円孔６６の内径寸法は、フランジ部３４の外径寸法よりも充分に小さいという点では円孔３８と同じであるが、円孔３８よりも大きく、ワーク３２Ｂを円孔６６の内側に同軸的に配置した状態では、ワーク３２Ｂの外周部と円孔６６の内周部との間の所定の大きさの隙間６８（図５参照）が形成される。
【００６０】
ダイ６４の上方にはブランクホルダ７０が配置されている。ブランクホルダ７０に関しては金型３０のブランクホルダ４０と基本的に構成が同じであるため詳細な説明は省略する。但し、ブランクホルダ４０とは異なり、ブランクホルダ７０に形成されている円孔４２にはワーク３２Ｂの本体部分は嵌挿されない。
【００６１】
さらに、本金型６０はパンチ７２を備えている。パンチ７２は円孔６６、４２の軸方向に対して平行なガイドピン等の連結手段によりダイホルダに対して接離移動可能に連結されたパンチホルダ（図示省略）に取り付けられており、パンチホルダがダイホルダに対して接近移動することによりパンチ７２が円孔６６を貫通し、更に、円孔４２を貫通する。
【００６２】
また、パンチ７２もまたパンチ４４と同様に略円柱形状若しくは略円筒形状のパンチ本体４６を備えている。パンチ本体４６の外周部からは複数の突状部７４がパンチ本体４６の半径方向外方へ向けて突出形成されている。これらの突状部７４は、上述した複数のセグメント１６のうち、隣接する小幅部１８間の間隙に対応して設けられている。
【００６３】
さらに、各突状部７４は突状部本体７６を備えている。各突状部本体７６は、パンチ本体４６の軸方向に沿って長手方向とされた略直方体形状とされており、各々の幅寸法（パンチ本体４６の周方向に沿った寸法、更に厳密に言えば、パンチ本体４６の周方向に対する接線方向に沿った寸法）は、隣接するセグメント１６の小幅部２０同士の間隔に略等しい。さらに、パンチ本体４６の軸心部分から、パンチ本体４６からの突出方向に沿った各突状部本体７６の先端部までの寸法は、上述したセグメント１６の厚さ方向一方の側の面を通る仮想円の半径寸法よりも大きいが、第１溝部６２の底部を結ぶ仮想円の半径寸法よりも小さい。
【００６４】
これらの突状部本体７６の長手方向一端部からはテーパ部７８が連続して形成されている。各テーパ部７８は突状部本体７６との接続部分とは反対方向へ向けて漸次パンチ本体４６からの突出寸法が小さくなる略テーパ形状とされている。図５に示されるように、これらのテーパ部７８のパンチ本体４６からの突出方向側の端面と、パンチ本体４６の外周面とが成す角度θ（パンチ本体４６の軸方向に対するテーパ部７８の傾斜角度θ）は、４５度よりも充分に小さく、好ましくは１０度未満で更に好ましくは５度未満（例えば２度）に設定されている。
【００６５】
また、テーパ部７８を含めた突状部７４の外面（表面）は、鏡面仕上げ等が施されており、これにより表面粗さが極めて小さく、突状部７４の外面（表面）の摩擦抵抗が極めて小さくなっている。
【００６６】
この金型６０にセットされるワーク３２Ｂは、パンチ本体４６及びワーク３２Ｂの軸方向に沿って第１溝部６２と突状部７４とが対向し、しかも、各突状部７４がワーク３２Ｂの内周部における第１溝部６２の開口幅方向中央部に位置するようにダイ６４にセットされる。
【００６７】
（本実施の形態に係る整流子製造方法）
次に、本実施の形態に係る整流子１０の製造方法（整流子製造方法）の説明を通して、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
【００６８】
本整流子１０の製造方法では、図４に示されるように、先ず、管状部材切断工程で銅管等の導電性の管状部材９０が所定の長さ（軸方向長さ）に切断される。
【００６９】
切断された管状部材９０は、フランジ部形成工程に送られ、フランジ形成用のプレス成形機（プレス金型を含む）によってフランジ部３４が形成されてワーク３２Ａとなる。
【００７０】
ワーク３２Ａは、第１溝部形成工程に送られる。上述したように、ワーク３２Ａは、円孔３８と同軸の状態でワーク３２Ａの本体部分とは反対側のフランジ部３４の端面がダイ３６上にセットされる。この状態でブランクホルダ４０及びパンチ４４をダイ３６へ接近移動させると、先ず、ブランクホルダ４０の円孔４２をワーク３２Ａの本体部分が貫通し、ブランクホルダ４０とダイ３６とによってフランジ部３４が挟持される。
【００７１】
次いで、パンチ４４がワーク３２Ａに対して同軸的にワーク３２Ａの内側に入り込む。パンチ４４がワーク３２Ａの内側の所定位置まで入り込むことで突状部４８がワーク３２Ａの内周部に干渉し、ワーク３２Ａの内周部を削るか、若しくは、干渉した部分をワーク３２Ａの半径方向外方へ押圧して塑性変形させる。これにより、ワーク３２Ａの内周部に第１溝部６２が形成されワーク３２Ａは図３に示されるようなワーク３２Ｂとなる。
【００７２】
このように第１溝部６２が形成されたワーク３２Ｂは、第２溝部形成工程へ送られる。第２溝部形成工程では、先ず、図５に示されるように円孔６６と同軸で且つワーク３２Ｂ及び円孔６６の軸方向に沿ってパンチ７２の突状部７４が第１溝部６２と対向した状態でワーク３２Ｂの本体部分を円孔６６へ挿入することによりワーク３２Ｂがダイ６４上にセットされる。
【００７３】
この状態でブランクホルダ７０及びパンチ７２をダイ６４へ接近移動させると、先ず、ブランクホルダ７０の円孔４２をワーク３２Ｂの本体部分が貫通し、ブランクホルダ７０とダイ６４とによってフランジ部３４が挟持される。次いで、図６に示されるように、パンチ７２がワーク３２Ｂに対して同軸的にワーク３２Ｂの内側に入り込むと、先ず、突状部７４のテーパ部７８がワーク３２Ｂの内周部に干渉する。
【００７４】
このテーパ部７８のパンチ本体４６からの突出方向側の端面は、パンチ本体４６の軸方向に対して傾斜しているため、図６に示されるように、ワーク３２Ｂの内周部に干渉した際にテーパ部７８がワーク３２Ｂの内周部に付与する押圧力Ｆは、ワーク３２Ｂの軸方向に沿った成分Ｆ１（以下、便宜上、「軸方向成分Ｆ１」と称する）と、ワーク３２Ｂの半径方向外方へ向いた成分Ｆ２（以下、便宜上、「径方向成分Ｆ２」と称する）と、に分かれる。この押圧力Ｆのうち、軸方向成分Ｆ１はワーク３２Ｂの内周部を煎断するように（すなわち、削り取るように）ワーク３２Ｂの軸方向に沿って押圧する。これに対し、径方向成分Ｆ２はワーク３２Ｂの内周部を半径方向外方へ押し出すように作用する。
【００７５】
ここで、テーパ部７８のパンチ本体４６からの突出方向側の端面と、パンチ本体４６の外周面とが成す角度は、４５度よりも充分に小さいため、押圧力Ｆの大部分は径方向成分Ｆ２となり、軸方向成分Ｆ１は極めて小さくなる。したがって、ワーク３２Ｂの内周部はテーパ部７８により削り取られることが極めて少なく、ワーク３２Ｂの内周部のうち、テーパ部７８が干渉した部分はワーク３２Ｂの半径方向外方へ押圧される。
【００７６】
また、上述したように、突状部７４の表面は鏡面仕上げが施され、これにより、表面の摩擦抵抗が極めて小さくなっているため、ワーク３２Ｂの内周部がテーパ部７８によってパンチ７２の移動方向に引きずられることはない。これにより、押圧力Ｆの径方向成分Ｆ２を効果的にワーク３２Ｂの内周部に作用させることができる。
【００７７】
さらに、この金型６０のダイ６４に形成された円孔６６の内径寸法はワーク３２Ｂの外径寸法よりも大きく、円孔６６内にワーク３２Ｂが挿入配置された状態では、円孔６６の内周部とワーク３２Ｂの外周部との間には隙間６８が形成されるため、ワーク３２Ｂは半径方向外方へ塑性変形可能である。したがって、押圧力Ｆの径方向成分Ｆ２により押圧されたワーク３２Ｂは、半径方向外方へ内周部が塑性変形されることに伴い、外周部が隙間６８を埋めるように半径方向外方へ塑性変形する。
【００７８】
次いで、図７に示されるように、テーパ部７８が完全にワーク３２Ｂの内側に入り込むと突状部７４の突状部本体７６がワーク３２Ｂの内側に入り込む。さらに、テーパ部７８がワーク３２Ｂの軸方向一端部（第１溝部６２が形成されている側の端部）を通過してワーク３２Ｂを貫通することで、ワーク３２Ｂの内周部に第２溝部８０が形成される（図８参照）。
【００７９】
このようにして第１溝部６２及び第２溝部８０の双方が形成されたワーク３２Ｂは、樹脂成形工程で図示しない樹脂成形用金型の内側に配置される。この状態で樹脂成形用金型内に絶縁性の合成樹脂材が充填されると、ワーク３２Ｂの内周部に合成樹脂材が充填され、透孔１４を有する絶縁部１２が形成される。このとき、絶縁部１２を構成する合成樹脂材は、第１溝部６２及び第２溝部８０の双方の内側にも充分に充填されている。
【００８０】
絶縁部１２が形成されたワーク３２Ｂは切削工程に送られる。この切削工程では、旋盤等の切削装置により、フランジ部３４を除くワーク３２Ｂの外周部分が透孔１４に対して同軸的に切削される。
【００８１】
次いで、切削工程で外周部が切削されたワーク３２Ｂは、セグメント形成工程へ送られる。セグメント形成工程では、図示しないカッターによってワーク３２Ｂの外周面に切り込みが形成され、これにより、第３溝部１７（図１参照）が形成される。ここで、第３溝部１７は、複数の第２溝部８０の各々に対応して複数形成されており、しかも、第２溝部８０の底部よりも更にワーク３２Ｂの半径方向内側にカッターの刃先が位置するように第３溝部１７が形成される。このため、第３溝部１７は、第１溝部６２及び第２溝部８０に繋がり、これによって、透孔１４の軸心周りにワーク３２Ｂが複数に分割され、セグメント１６が形成される。このようにして形成されたセグメント１６は周方向には第３溝部１７によって隔てられ、径方向には絶縁性の合成樹脂材（すなわち、絶縁部１２）により隔てられるため互いに絶縁状態となる。
【００８２】
また、上記のセグメント形成工程に前後して、ワーク３２Ｂは爪部形成工程に送られる。爪部形成工程では、フランジ部３４に切削加工及び曲げ加工等が施され、各セグメント１６に対応して爪部２２が形成される。
【００８３】
ここで、図７の一点鎖線の円Ａの部分を拡大した円Ｂで示されるように、第２溝部８０を形成する際に、突状部７４がワーク３２Ｂの内周部に干渉すると、ワーク３２Ｂの内周部が煎断され、この煎断された部分がワーク３２Ｂの軸方向一端側（フランジ部３４とは反対側）での第２溝部８０の端部から延び、これが所謂「ダレ」や「バリ（かえり）」（図７では「バリ９２」）となる。
【００８４】
しかしながら、本実施の形態では、第２溝部８０がワーク３２Ｂの軸方向一端部で開口しておらず、ワーク３２Ｂの軸方向一端側で第２溝部８０は第１溝部６２に繋がっている。この第１溝部６２はワーク３２Ｂの半径方向に沿った向きの底部が同じ方向に沿った第２溝部８０の底部よりもワーク３２Ｂの半径方向外側に位置している（すなわち、第１溝部６２は第２溝部８０よりも深い）。したがって、第２溝部８０を形成する際に突状部７４は第１溝部６２の底部に干渉することはない。
【００８５】
このため、第２溝部８０を形成した際に生ずるバリ９２は、図７及び図８に示されるように、第１溝部６２の内側に収まり、ワーク３２Ｂの外側に露出することはない。これにより、仮に、ワーク３２Ｂの外方からワーク３２Ｂに外力が作用しても、この外力がバリ９２に作用することはなく、したがって、基本的にバリ９２に倒れ込む等の塑性変形が生じない。このため、倒れ込んだバリ９２によって隣接するセグメント１６が導通するという不具合の発生を効果的に防止できる。
【００８６】
また、本実施の形態では、上述したように突状部７４に形成されたテーパ部７８は、ワーク３２Ｂの内周部に干渉した際の押圧力Ｆの大部分が径方向成分Ｆ２となり、テーパ部７８が干渉した部分ではワーク３２Ｂが半径方向外方へ塑性変形させられる。したがって、本実施の形態では突状部７４がワーク３２Ｂの内周部に干渉するものの、押圧力Ｆの軸方向成分Ｆ１によるワーク３２Ｂの内周部の煎断は極めて少ない。
【００８７】
このため、本実施の形態では第２溝部８０を形成した際に生ずるバリ９２やダレが極めて小さくなり、生じたバリ９２やダレを確実に第１溝部６２内に収めることができる。これにより、倒れ込んだバリ９２による隣接するセグメント１６の導通をより一層確実に防止できる。
【００８８】
さらに、第１溝部形成工程においてもダレやバリが生ずる可能性は充分にある。しかしながら、第１溝部６２はワーク３２Ｂのフランジ部３４側の端部で第１溝部６２は開口していないため、ダレやバリがワーク３２Ｂの外部に露出することはない。したがって、ワーク３２Ｂに対して外方から作用した外力でこのようなダレやバリが倒れ込むことはない。
【００８９】
しかも、第１溝部６２を形成する際にワーク３２Ａに対するのパンチ４４の挿入方向とは反対方向からパンチ７２がワーク３２Ｂに挿入されることで、第１溝部６２を形成した際に生じたダレやバリは第２溝部８０を形成する際にパンチ７２の突状部７４がダレやバリに係合することで破断される。したがって、第１溝部６２を形成した際に生じたダレやバリが隣接するセグメント１６を導通するという不具合が生ずることはない。
【００９０】
なお、本実施の形態では、第２溝部形成工程で使用したパンチ７２はテーパ部７８の端面（パンチ本体４６の半径方向外方へ向いた側の面）を平面とした。しかしながら、テーパ部７８の端面形状は平面に限定されるものではなく、曲面であってもよいし、図９に示されるように複数の曲面がパンチ７２の軸方向に沿って連続した形状であってもよい。
【００９１】
また、本実施の形態では、第２溝部８０の各々に対応して第１溝部６２を複数形成した構成であったが、第１溝部６２の構成はこれに限定されるものではない。以下、その他の実施の形態として第１溝部６２の変形例について説明する。
【００９２】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明に係る整流子製造方法のその他の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態を説明するうえで、説明している実施の形態よりも前出の実施の形態と基本的に同一の部位、すなわち、第１溝部６２に対応する部位以外の部分については、同一の符号を付与して詳細な説明を省略する。
【００９３】
図１０には、前記第１の実施の形態におけるワーク３２Ａが本実施の形態における製造方法での第１溝部形成工程に送られて第１溝部１１２が形成されたワーク１１０が示されている。
【００９４】
この図に示されるように、このワーク１１０に形成された第１溝部１１２は、ワーク１１０の軸方向一端部（フランジ部３４とは反対側の端部）及びワーク１１０の内周部で開口しているという点では前記第１の実施の形態における第１溝部６２と同じである。しかしながら、本実施の形態において第１溝部１１２は複数形成されておらず（第１溝部１１２は１つである）、しかも、ワーク１１０の軸方向に沿ってみた場合、第１溝部１１２は全体的に略円環状とされている。
【００９５】
この第１溝部１１２の内周部（すなわち、前記第１の実施の形態における第１溝部６２の底部に相当）は、その後の第２溝部形成工程で形成される第２溝部８０（図１０では図示省略）よりもワーク１１０の外周側に位置している。したがって、前記第１の実施の形態と同様にこのワーク１１０の内周部に第２溝部８０を形成すると、全ての第２溝部８０が１つの第１溝部１１０に繋がるが、第２溝部８０を形成するための突状部７４が第１溝部１１２の内周部に干渉することはない。このため、第２溝部８０を形成することで生じるバリ９２やダレ（図１０では図示省略）がワーク１１０の軸方向一端部から外部へ突出することはない。
【００９６】
このように、本実施の形態では、第１溝部１１２の構成が前記第１の実施の形態における第１溝部６２とは異なるが、第２溝部８０を形成することで生じるバリ９２やダレがワーク１１０の軸方向一端部から外部へ突出せずに第１溝部１１２内に収まるという点では前記第１の実施の形態と同様の作用を奏する。したがって、このような第１溝部１１２を形成する本実施の形態でも基本的に第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
なお、本実施の形態において、第１溝部１１２をどのように形成するかについては特に限定するものではない。すなわち、第１溝部１１２は第１溝部６２と同様にプレス加工によって形成することもできるし、旋盤等の切削装置でワーク１１０の内周部を同軸的に切削することで第１溝部１１２を形成することもできる。
【００９８】
また、第１溝部１１２の内周部は、第２溝部８０の底部よりもワーク１１０の半径方向外側に位置していればよい。したがって、図１１に示されるように、ワーク１１０の一端部へ向けて漸次内径寸法が大きくなるテーパ状に第１溝部１１２を形成して、第１溝部１１２の内周部をワーク１１０の軸方向に対して傾斜させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る整流子製造方法で製造した整流子の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る整流子製造方法を構成する第１溝部形成工程で用いる金型及びワーク（円筒部材）の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る整流子製造方法を構成する第２溝部形成工程で用いる金型及びワーク（円筒部材）の分解斜視図である。
【図４】円筒部材を所定の長さに切断した状態を示す斜視図である。
【図５】第２溝部形成工程を示す断面図で、パンチの挿入開始状態を示す図である。
【図６】第２溝部形成工程を示す断面図で、パンチの挿入状態を示す図である。
【図７】第２溝部形成工程を示す断面図で、パンチが挿入されて第２溝部が形成される状態を示す図である。
【図８】第２溝部形成工程終了後のワーク（円筒部材）を示す斜視図である。
【図９】第２溝部形成工程で用いる金型のパンチの変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る整流子製造方法を構成する第１溝部形成工程終了後のワーク（円筒部材）を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る整流子製造方法を構成する第１溝部形成工程終了後のワーク（円筒部材）の変形例を示す斜視図である。
【図１２】従来の整流子の斜視図である。
【図１３】従来の整流子を形成するためのワークの斜視図である。
【図１４】従来の整流子を形成するためのワークの断面図である。
【符号の説明】
１０整流子
１２絶縁部
１７第３溝部
１６セグメント
３０金型
３２Ａワーク（円筒部材）
３２Ｂワーク（円筒部材）
６０金型
６２第１溝部
６４ダイ
７２パンチ
７４突状部
７８テーパ部
８０第２溝部
１１０ワーク（円筒部材）
１１２第１溝部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a commutator manufacturing method for manufacturing a commutator used in a rotary armature such as a so-called motor.
[0002]
[Prior art]
A general DC motor that generates a rotational force by the interaction of a magnetic field formed by a permanent magnet fixed to a yoke or the like and a magnetic field formed by passing a current through a winding, and rotates the shaft by this rotational force. Then, the core is integrally and coaxially attached to the shaft.
[0003]
The core is formed in a substantially cylindrical shape as a whole, and a plurality of slots that are opened radially outward of the core are formed at predetermined intervals around the core axis of the core. The winding is wound around the core several times so as to be accommodated inside.
[0004]
On the other hand, a commutator is coaxially attached to the shaft, and the brush slidably contacts the commutator from the outside in the rotational radius direction of the shaft. A winding is electrically and mechanically connected to the commutator, and electricity is supplied from the power source to the winding via the commutator and the brush.
[0005]
Here, FIG. 12 shows a perspective view of a conventional general commutator 160. As shown in this figure, the commutator 160 includes a resin molded portion 162 formed of an insulating synthetic resin material. The resin molding portion 162 is formed in a substantially cylindrical shape as a whole, and a through hole 164 through which the shaft of the motor passes is formed in the axial center portion.
[0006]
The commutator 160 includes a plurality of segments 166 formed of a conductive material such as a copper material. These segments 166 are curved so that the outer peripheral portion is located on a concentric circle centered on the axis of the resin molding portion 162, and are integrally molded at regular intervals around the axis of the resin molding portion 162. The outer periphery of the part 162 is fixed.
[0007]
Further, a claw portion 168 is formed in each of these segments 166, and the above-described winding is engaged with each claw portion 168 in an electrically conductive state. That is, the winding is fed through the claw portion 168 when the brush is in sliding contact with the outer peripheral portion of the segment 166 described above.
[0008]
On the other hand, the segment 166 of such a commutator 160 is formed from a work (commutator intermediate product) 170 as shown in FIG. The workpiece 170 is formed in a cylindrical shape thicker than the segment 166 by a conductive member such as a copper material, and a flange portion 172 to be the above-described claw portion 168 is radially outward from one axial end portion thereof. Has been extended towards.
[0009]
In addition, a plurality of groove portions 174 that are formed in the longitudinal direction along the axial direction of the workpiece 170 are formed in the inner peripheral portion of the workpiece 170. These groove portions 174 are formed around the axis of the workpiece 170 at regular intervals.
[0010]
The workpiece 170 is filled with a synthetic resin material constituting the resin molding portion 162 and the synthetic resin material is fixed to the inner peripheral portion of the workpiece 170, and is coaxial with the inner peripheral portion of the workpiece 170. The outer peripheral portion of the workpiece 170 is formed in a perfect circle as much as possible by cutting the outer peripheral portion. Further, after being cut, groove portions 175 are formed on the outer peripheral portion of the workpiece 170 corresponding to each groove portion 174. Since these groove portions 175 are formed so as to be connected to the corresponding groove portions 174, the workpiece 170 is divided around the axis by the groove portions 174 and 175, and the above-described segment 166 is formed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the groove portion 174 of the workpiece 170 is press-fitted coaxially from one end side in the axial direction of the cylindrical workpiece 170 to form the groove portion 174, corresponding to the inner peripheral shape of the workpiece 170 including the groove portion 174. This is formed by plastically deforming a portion corresponding to the groove portion 174 in the inner peripheral portion of the workpiece 170 before being pressed with a press mold.
[0012]
Here, when forming the groove portion 174 with such a press molding die, the portion corresponding to the groove portion 174 of the press molding die presses the inner peripheral portion of the workpiece 170 in the axial direction to the other end side, Thereby, the cutting force along the axial direction of the workpiece 170 acts on the portion corresponding to the groove portion 174 in the inner peripheral portion of the workpiece 170. After the press mold has penetrated the workpiece 170 by this cutting force, a part of the portion pressed against the press mold is pushed out from the other axial end of the workpiece 170, for example, as shown in FIG. “Bali 176”.
[0013]
Since this burr 176 has conductivity similar to that of the workpiece 170, when the workpiece 170 is cut to form the segment 166, the burr 176 remains uncut, and the burr 176 further remains on the axis of the workpiece 170. There is a possibility that adjacent segments 166 may conduct by falling in a direction inclined with respect to the direction.
[0014]
In view of the above fact, an object of the present invention is to obtain a commutator manufacturing method capable of preventing conduction between segments due to burrs generated during manufacturing.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention according to claim 1 is a substantially cylindrical insulating portion having an insulating property, and a plurality of insulating portions that are electrically conductive and are fixed to the outer peripheral portion of the insulating portion around the axis of the insulating portion at regular intervals. And a commutator manufacturing method for manufacturing a commutator configured to include both a first cylindrical end portion and an inner peripheral portion of a conductive cylindrical member formed in a substantially cylindrical shape. A first groove part forming step for forming the first groove part opened in the cylindrical member, and a depth dimension in at least a part of the first groove part along a radial direction of the cylindrical member along the radial direction. Shallower than the axial direction of the cylindrical member In the direction The end on the one end side is the axial direction of the cylindrical member In the direction A second groove forming step for forming in the cylindrical member a second groove formed longitudinally along the axial direction of the cylindrical member connected on the other end side of the first groove along the insulating material constituting the insulating portion Corresponding to each of the plurality of second groove portions, the corresponding first groove portion and the second groove portion corresponding to each of the plurality of second groove portions, and an insulating portion forming step for fixing the first groove portion to the inner peripheral portion of the cylindrical member including the first groove portion and the second groove portion. Forming a third groove portion connected to the groove portion along the radial direction of the cylindrical member on the outer peripheral portion of the cylindrical member, and dividing the cylindrical member in the circumferential direction. The burr produced when forming the second groove part in the second groove part forming step is accommodated in the first groove part. It is characterized by that.
[0016]
In the commutator manufacturing method having the above-described configuration, the first groove portion is formed in the inner peripheral portion of the cylindrical member at one end side from the axially intermediate portion of the cylindrical member having conductivity in the cylindrical shape in the first groove portion forming step.
[0017]
Next, a plurality of second groove portions are formed on the inner peripheral portion of the cylindrical member on the other end side with respect to the axial direction intermediate portion of the cylindrical member in which the first groove portion is formed in the second groove portion forming step.
[0018]
Further, in the insulating portion forming step, an insulating insulating material is provided inside the cylindrical member in which the first groove portion and the second groove portion are formed, and this insulating material is a cylinder including the first groove portion and the second groove portion. An insulating part is formed by adhering to the inner peripheral part of the member.
[0019]
Next, in the segment forming step, third groove portions are formed on the outer peripheral portion of the cylindrical member corresponding to each of the first groove portions.
[0020]
Here, the second groove portions described above are formed in the inner peripheral portion of the cylindrical member at regular intervals around the axis of the cylindrical member, that is, around the axis of the insulating portion constituting the commutator, and each second groove portion is a cylinder. A longitudinal direction is formed along the axial direction of the member, and an opening is formed at the inner peripheral portion of the cylindrical member and the other axial end portion of the cylindrical member.
[0021]
On the other hand, the depth dimension from the inner peripheral part of the cylindrical member along the radial direction of the cylindrical member is deeper than the depth dimension of the second member along the same direction, and the first groove part is cylindrical. An opening is formed at one end of the member in the axial direction and an inner peripheral portion of the cylindrical member, and the second groove is connected to the other end in the axial direction of the cylindrical member.
[0022]
Furthermore, the third groove portion is connected to the corresponding first groove portion and second groove portion from the outer peripheral side of the cylindrical member. Therefore, by forming the third groove portion, the cylindrical member is divided into a plurality of parts around the axial center, and a plurality of segments are formed. Further, as described above, since the insulating material is fixed to the inner peripheral portion of the cylindrical member, each segment is mechanically connected integrally though it is insulated by the insulating material.
[0023]
By the way, tentatively, the cutting force along the axial direction of the cylindrical member is applied to the portion where the second groove portion is formed from the other axial end side of the cylindrical member before forming the second groove portion to form the second groove portion. In this case, “sag” or “burr” is generated from the end of the second groove on the one end side in the axial direction of the cylindrical member.
[0024]
However, in this commutator manufacturing method, the second groove portion is not opened at one axial end portion of the cylindrical member, and the second groove portion is deeper (the depth dimension is larger) than the second groove portion at the axial intermediate portion of the cylindrical member. It is connected to one groove. Therefore, Even if “sag” or “burr” occurs when forming the second groove part in the second groove part forming step, The “sag” or “burr” fits in the first groove without protruding outward from one axial end of the cylindrical member.
[0025]
Since the sagging and burrs that are contained in the first groove in this way are basically not interfered with, the sagging and burrs do not fall down. As a result, the sagging and burrs are connected to adjacent segments. Can be effectively prevented.
[0026]
Thus, in this commutator manufacturing method, conduction between segments due to sagging or burrs can be prevented, and the quality of the commutator, and hence the quality of the motor using the commutator can be improved.
[0027]
In addition, the 1st groove part formed in a cylindrical member in this commutator manufacturing method should just be deeper than a 2nd groove part, and it does not specifically limit regarding the shape. Therefore, a plurality of first groove portions may be formed corresponding to each of the second groove portions, or a plurality of first groove portions may be formed in an annular shape with the direction along the axial direction of the cylindrical member as the axial direction. It is good also as a structure where a 2nd groove part connects with one 1st groove part.
[0028]
Furthermore, the bottom of the first groove may be a flat surface or a curved surface parallel to the axis of the cylindrical member, or may be a slope inclined with respect to the axis of the cylindrical member. When the bottom of the first groove is a slope, the bottom of the first groove is the second groove at the end of the first groove on the other axial end of the cylindrical member (that is, the portion connected to the second groove). The structure which continues with the bottom part of may be sufficient.
[0029]
In addition, in a general commutator, a winding engaging portion such as a claw for engaging a winding with each segment is formed. In this commutator manufacturing method, a method for forming a winding engaging portion is provided. It is not limited at all. Therefore, any manner (shape or structure) of the winding engagement portion may be formed by any method with respect to the commutator manufactured by the present commutator manufacturing method.
[0030]
Further, in the present commutator manufacturing method, the method for forming the second groove portion is not particularly limited. For example, even if the second groove portion is formed by press working using a press die constituted by a punch or a die. Good.
[0031]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the commutator manufacturing method according to the first aspect, wherein the outer diameter of the main body corresponds to the second groove portion on the outer periphery of the punch main body corresponding to the inner diameter of the cylindrical member. A punch having a substantially tapered projecting portion that protrudes radially outward and gradually decreases toward the tip side along the axial direction of the punch body, and the inner diameter is the outer diameter of the cylindrical member A die that includes a die that forms a gap of a predetermined size between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the cylindrical member in a state in which the cylindrical member is disposed on the inner side, With the cylindrical member arranged inside the die, the punch is inserted into the cylindrical member coaxially with respect to the cylindrical member from the other axial end side of the cylindrical member, and the projecting portion A part of the inner periphery of the cylindrical member The pressing process plastically deforming by pressing the direction outer side and said second groove forming step is characterized by.
[0032]
In the pressing step as the second groove portion forming step in the commutator manufacturing method having the above configuration, first, a cylindrical member is disposed inside the die constituting the mold. In this state, when the punch is coaxially inserted into the cylindrical member from the other axial end side of the cylindrical member, the protruding portion formed on the outer peripheral portion of the punch body presses the inner peripheral portion of the cylindrical member.
[0033]
Here, the projecting portion has a substantially tapered shape in which the protruding amount gradually decreases toward the tip side along the axial direction of the punch body, that is, toward one end side in the axial direction of the cylindrical member. The pressing force when pressing the inner peripheral part is directed outward in the radial direction of the cylindrical member. Furthermore, the inner diameter dimension of the die is larger than the outer diameter dimension of the cylindrical member, and a gap is formed between the inner peripheral portion of the die and the outer peripheral portion of the cylindrical member when the cylindrical member is disposed inside the die. Therefore, at least a part of the cylindrical member can be plastically deformed or plastically flowed outward in the radial direction by the amount of the gap by the pressing force directed outward in the radial direction of the cylindrical member.
[0034]
Thus, in this commutator manufacturing method, when forming the second groove portion, in order to plastically deform or flow plastically outward in the radial direction of the cylindrical member by the volume of the second groove portion or a part of the second groove portion, When the second groove portion is formed in the projecting portion, sagging and burr generated at the end of the second groove portion on the first groove portion side can be reduced or eliminated.
[0035]
As described above, the pressing step of the commutator manufacturing method forms the second groove portion by pressing the inner peripheral portion of the cylindrical member outward in the radial direction to cause plastic deformation or plastic flow. From this point of view, the tip of the projecting portion has an acute angle, that is, the inclination angle of the portion of the projecting portion with respect to the axial direction of the punch main body that presses the inner peripheral portion of the cylindrical member is smaller than 45 degrees. Is preferably sufficiently small (for example, preferably less than 10 degrees, more preferably less than 5 degrees).
[0036]
In addition, the press process in the press process referred to in this commutator manufacturing method is not a narrow press process represented by so-called “sheet metal press process” or “punching press process”, but also various press processes such as forging press process. Including broad meaning.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First Embodiment>
(Configuration of commutator 10)
FIG. 1 is a perspective view in which a commutator 10 manufactured by the commutator manufacturing method according to the first embodiment of the present invention is partially broken.
[0038]
As shown in this figure, the commutator 10 includes an insulating portion 12. The insulating part 12 is formed in a cylindrical shape as a whole by a synthetic resin material having insulating properties. A through hole 14 is formed in the axial center of the insulating portion 12, and when a motor is manufactured by assembling another member (for example, a magnetic core), the shaft of the motor (not shown) is used as a rotating shaft. ) Are integrally and coaxially inserted.
[0039]
In addition, a plurality (12 in this embodiment) of segments 16, each formed of a conductive member such as copper, are integrally fixed to the outer peripheral portion of the insulating portion 12. The segments 16 are provided at regular intervals around the axis of the insulating portion 12 via the third groove portion 17.
[0040]
These segments 16 include a segment body 18. Each segment body 18 is formed in a substantially plate shape having a thickness direction along the radial direction of the insulating portion 12 and a width direction along the circumferential direction of the insulating portion 12, and one side in the thickness direction ( The surface of the insulating portion 12 in the radial direction (hereinafter, for convenience, this surface is referred to as an “outer surface” and the opposite surface is referred to as an “inner surface”) is a radius of curvature centered on the axis of the insulating portion 12. Therefore, the outer surfaces of all the segment bodies 18 are located on the circumference of a virtual concentric circle.
[0041]
Further, a narrow portion 19 having a width dimension smaller than that of the outer surface side is formed on the inner surface side of the thickness direction intermediate portion of these segment main bodies 18, and the narrow portion 19 is formed along the axial center direction of the insulating portion 12. The insulating part 12 has penetrated to the side.
[0042]
Further, a narrow portion 20 is formed at one end of the segment body 18 in the longitudinal direction (that is, the axial direction of the insulating portion 12). The small width portion 20 basically has the same configuration as the segment main body 18, but has a smaller width dimension than the small width portion 19, and extends continuously from the central portion in the width direction of each segment main body 18. Accordingly, the interval between the segments 16 along the circumferential direction of the insulating portion 12 is wider in the portion of the small width portion 20 than in the portion of the segment body 18.
[0043]
Each segment main body 18 is formed with a claw portion 22 as a winding engaging portion, and the winding applied to the core of the motor is locked in a state where it is electrically connected to the corresponding claw portion 22 of the segment 16. The
[0044]
The commutator 10 having the above configuration constitutes one part of the motor. When the motor is assembled, the brush is in sliding contact with one surface in the width direction of any one of the segments 16 and is supplied via the brush that is in sliding contact. The supplied current is supplied to the windings locked to the corresponding claw portions 22, so that the current flowing through the windings forms a predetermined magnetic field around the windings.
[0045]
(Configuration of molds 30, 60 and workpieces (intermediate products) 32A, 32B)
Next, among the manufacturing steps for manufacturing the commutator 10 described above, the mold 30 used in the first groove portion forming step and the mold 60 used in the second groove portion forming step will be described.
[0046]
FIG. 2 shows an exploded perspective view of the mold 30 and a workpiece 32A as a cylindrical member set in the mold 30.
[0047]
The workpiece 32A is formed in a substantially cylindrical shape by the same material as that constituting the segment 16 described above. The workpiece 32A has a sufficiently larger inner diameter than the inner diameter of the through hole 14 formed in the insulating portion 12 described above, and is basically equal to the diameter of a concentric circle passing through the inner surfaces of all the segments 16.
[0048]
On the other hand, the outer diameter dimension of the workpiece 32A is larger than the diameter dimension of the imaginary circle passing through the outer surfaces of all the segments 16. Therefore, the thickness of the workpiece 32A (that is, the dimension corresponding to the dimension in the thickness direction of the segment 16) is larger than the thickness dimension of the segment 16.
[0049]
A flange portion 34 is formed at the other axial end portion (the lower end portion in FIG. 2) of the workpiece 32A. The flange portion 34 has a substantially disk shape whose outer diameter dimension is larger than the outer diameter dimension of the workpiece 32A, and extends from the other axial end portion of the workpiece 32A while being substantially coaxial with the workpiece 32A.
[0050]
On the other hand, the mold 30 on which the workpiece 32A is set includes a die 36. The die 36 is formed in a plate shape or a block shape as a whole, and is set at a predetermined position on a die holder (not shown). A circular hole 38 penetrating in the thickness direction is formed in the die 36. The inner diameter of the circular hole 38 is slightly larger than the outer diameter of the workpiece 32 A and sufficiently smaller than the outer diameter of the flange portion 34. The workpiece 32A is set coaxially with respect to the circular hole 38 on the die 36 with the surface of the flange portion 34 opposite to the main body portion (cylindrical portion) of the workpiece 32A being in contact with the upper surface of the die 36. .
[0051]
A blank holder 40 is disposed above the die 36. The blank holder 40 is formed in a plate shape or a block shape as a whole. The blank holder 40 is formed with a circular hole 42 coaxially with the circular hole 38 having an inner diameter dimension sufficiently smaller than the outer diameter dimension of the flange portion 34 and larger than the inner diameter dimension of the workpiece 32A. The blank holder 40 fixes the workpiece 32A by sandwiching the flange portion 34 together with the die 36 in a state where the main body portion of the workpiece 32A is coaxially fitted and inserted into the circular hole 42.
[0052]
Further, the mold 30 is provided with a punch 44. The punch 44 is attached to a punch holder (not shown) connected so as to be movable toward and away from the die holder by a connecting means such as a guide pin parallel to the axial direction of the circular holes 38 and 42. By moving closer to the die holder, the punch 44 passes through the circular hole 38 and further passes through the circular hole 42.
[0053]
The punch 44 includes a substantially cylindrical or substantially cylindrical punch body 46. The punch body 46 is sufficiently smaller in outer diameter than the circular holes 38 and 42, and the punch 44 is attached to the punch holder in a state of being coaxial with the circular holes 38 and 42.
[0054]
A plurality of projecting portions 48 are formed so as to protrude outward in the radial direction of the punch body 46 from the outer peripheral portion of the punch body 46. These projecting portions 48 have a substantially rectangular parallelepiped shape that is formed in the longitudinal direction along the axial direction of the punch body 46, and are provided corresponding to between the adjacent narrow portions 19 among the plurality of segments 16 described above. It has been.
[0055]
The width dimension of each of the protrusions 48 (the dimension along the circumferential direction of the punch body 46, more precisely, the dimension along the tangential direction with respect to the circumferential direction of the punch body 46) is the adjacent small width part 20. It is almost equal to the gap. Further, the dimension from the axial center portion of the punch body 46 to the tip end portion of each projecting portion 48 along the protruding direction from the punch body 46 is larger than the radius dimension of the virtual circle passing through the inner surface of the segment 16 described above. .
[0056]
On the other hand, FIG. 3 shows an exploded perspective view of a mold 60 and a workpiece 32B as a cylindrical member set in the mold 60.
[0057]
The workpiece 32B is basically the same as the workpiece 32A described above, but is in a state where the molding by the mold 30 has been completed. Accordingly, a plurality of first groove portions 62 opened at both the axial end portion of the work 32B and the inner peripheral portion of the work 32B are formed on one axial end side of the inner peripheral portion of the work 32B. These first groove portions 62 are formed at regular intervals corresponding to the gaps between the narrow portions 20 of the segments 16 along the direction around the axis of the insulating portion 12.
[0058]
Each first groove 62 opens at one axial end of the workpiece 32B and opens at the inner peripheral portion of the workpiece 32B. An imaginary circle passing through the bottom of the first groove 62 (more specifically, the bottom of each first groove 62 facing inward in the radial direction of the workpiece 32B) is a segment 16 along the radial direction of the insulating portion 12. It is larger than the virtual circle that passes through the inner surface.
[0059]
On the other hand, the mold 60 on which the workpiece 32B is set includes a die 64. The die 64 has basically the same configuration as the die 36 of the mold 30, but a circular hole 66 is formed instead of the circular hole 38, and the main body portion (cylindrical portion) of the workpiece 32 B is coaxial with the circular hole 66. Inserted. Here, the inner diameter dimension of the circular hole 66 is the same as the circular hole 38 in that it is sufficiently smaller than the outer diameter dimension of the flange portion 34, but is larger than the circular hole 38, and the workpiece 32 B is placed inside the circular hole 66. In a state where they are arranged coaxially with each other, a gap 68 (see FIG. 5) having a predetermined size is formed between the outer peripheral portion of the workpiece 32B and the inner peripheral portion of the circular hole 66.
[0060]
A blank holder 70 is disposed above the die 64. Since the configuration of the blank holder 70 is basically the same as that of the blank holder 40 of the mold 30, detailed description thereof is omitted. However, unlike the blank holder 40, the main body portion of the workpiece 32 B is not inserted into the circular hole 42 formed in the blank holder 70.
[0061]
Further, the mold 60 is provided with a punch 72. The punch 72 is attached to a punch holder (not shown) connected so as to be movable toward and away from the die holder by a connecting means such as a guide pin parallel to the axial direction of the circular holes 66 and 42. By moving closer to the die holder, the punch 72 passes through the circular hole 66 and further passes through the circular hole 42.
[0062]
Similarly to the punch 44, the punch 72 also includes a substantially cylindrical or substantially cylindrical punch body 46. A plurality of projecting portions 74 are formed so as to protrude outward in the radial direction of the punch body 46 from the outer peripheral portion of the punch body 46. These protrusions 74 are provided corresponding to the gaps between the adjacent narrow portions 18 among the plurality of segments 16 described above.
[0063]
Further, each protrusion 74 includes a protrusion body 76. Each protrusion main body 76 has a substantially rectangular parallelepiped shape which is formed in the longitudinal direction along the axial direction of the punch main body 46, and can be said more precisely (a dimension along the circumferential direction of the punch main body 46, more precisely). For example, the dimension of the punch body 46 along the tangential direction with respect to the circumferential direction) is substantially equal to the interval between the narrow portions 20 of the adjacent segments 16. Furthermore, the dimension from the axial center part of the punch main body 46 to the tip end portion of each projecting portion main body 76 along the protruding direction from the punch main body 46 passes through the surface on one side in the thickness direction of the segment 16 described above. Although it is larger than the radial dimension of the virtual circle, it is smaller than the radial dimension of the virtual circle connecting the bottoms of the first groove portions 62.
[0064]
A taper portion 78 is formed continuously from one longitudinal end portion of the projecting portion main body 76. Each tapered portion 78 has a substantially tapered shape in which the projecting dimension from the punch body 46 gradually decreases in the direction opposite to the connection portion with the projecting portion main body 76. As shown in FIG. 5, the angle θ formed between the end surface of the taper portion 78 in the protruding direction from the punch body 46 and the outer peripheral surface of the punch body 46 (inclination of the taper portion 78 with respect to the axial direction of the punch body 46). The angle θ) is set sufficiently smaller than 45 degrees, preferably less than 10 degrees, and more preferably less than 5 degrees (for example, 2 degrees).
[0065]
Further, the outer surface (surface) of the projecting portion 74 including the tapered portion 78 is mirror-finished or the like, whereby the surface roughness is extremely small, and the frictional resistance of the outer surface (surface) of the projecting portion 74 is reduced. It is extremely small.
[0066]
The workpiece 32B set in the mold 60 has the first groove portion 62 and the projecting portion 74 facing each other along the axial direction of the punch main body 46 and the workpiece 32B, and each projecting portion 74 is within the workpiece 32B. It is set on the die 64 so as to be positioned at the center in the opening width direction of the first groove portion 62 in the peripheral portion.
[0067]
(Commutator manufacturing method according to this embodiment)
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described through the description of the method for manufacturing the commutator 10 (commutator manufacturing method) according to the present embodiment.
[0068]
In the method for manufacturing the commutator 10, as shown in FIG. 4, first, a conductive tubular member 90 such as a copper tube is cut into a predetermined length (axial length) in a tubular member cutting step.
[0069]
The cut tubular member 90 is sent to the flange portion forming step, and the flange portion 34 is formed by a flange forming press molding machine (including a press die) to become the workpiece 32A.
[0070]
The workpiece 32A is sent to the first groove forming step. As described above, the end surface of the flange portion 34 opposite to the main body portion of the workpiece 32A is set on the die 36 in the state of being coaxial with the circular hole 38. When the blank holder 40 and the punch 44 are moved closer to the die 36 in this state, first, the main body portion of the workpiece 32A passes through the circular hole 42 of the blank holder 40, and the flange portion 34 is sandwiched between the blank holder 40 and the die 36. Is done.
[0071]
Next, the punch 44 enters the inside of the workpiece 32A coaxially with the workpiece 32A. When the punch 44 enters a predetermined position inside the workpiece 32A, the projecting portion 48 interferes with the inner peripheral portion of the workpiece 32A, and the inner peripheral portion of the workpiece 32A is shaved or the interfered portion is removed in the radial direction of the workpiece 32A. Press outward to cause plastic deformation. Thereby, the 1st groove part 62 is formed in the inner peripheral part of the workpiece | work 32A, and the workpiece | work 32A turns into the workpiece | work 32B as shown in FIG.
[0072]
The workpiece 32B in which the first groove 62 is thus formed is sent to the second groove forming step. In the second groove forming step, first, as shown in FIG. 5, the projecting portion 74 of the punch 72 is coaxial with the circular hole 66 and faces the first groove 62 along the axial direction of the workpiece 32 B and the circular hole 66. The workpiece 32B is set on the die 64 by inserting the main body portion of the workpiece 32B into the circular hole 66 in the state.
[0073]
When the blank holder 70 and the punch 72 are moved closer to the die 64 in this state, first, the main body portion of the workpiece 32B passes through the circular hole 42 of the blank holder 70, and the flange portion 34 is sandwiched between the blank holder 70 and the die 64. Is done. Next, as shown in FIG. 6, when the punch 72 enters the inside of the workpiece 32B coaxially with the workpiece 32B, first, the taper portion 78 of the projecting portion 74 interferes with the inner peripheral portion of the workpiece 32B.
[0074]
Since the end surface of the taper portion 78 on the projecting direction side from the punch body 46 is inclined with respect to the axial direction of the punch body 46, as shown in FIG. The pressing force F applied to the inner peripheral portion of the workpiece 32B by the tapered portion 78 is a component F1 along the axial direction of the workpiece 32B (hereinafter referred to as “axial component F1” for convenience) and the radial direction of the workpiece 32B. The component F2 is directed outward (hereinafter referred to as “radial component F2” for convenience). Of this pressing force F, the axial component F1 presses along the axial direction of the workpiece 32B so as to cut the inner peripheral portion of the workpiece 32B (that is, to scrape off). On the other hand, the radial component F2 acts to push the inner peripheral portion of the work 32B outward in the radial direction.
[0075]
Here, since the angle formed between the end surface of the taper portion 78 in the protruding direction from the punch body 46 and the outer peripheral surface of the punch body 46 is sufficiently smaller than 45 degrees, most of the pressing force F is a radial component. F2 and the axial component F1 becomes extremely small. Therefore, the inner peripheral portion of the workpiece 32B is very rarely scraped off by the tapered portion 78, and the portion of the inner peripheral portion of the workpiece 32B where the tapered portion 78 interferes is pressed outward in the radial direction of the workpiece 32B.
[0076]
Further, as described above, the surface of the projecting portion 74 is mirror-finished, so that the frictional resistance of the surface is extremely small. Therefore, the inner peripheral portion of the work 32B is moved by the taper portion 78 and the punch 72 is moved. There is no drag in the direction. Thereby, the radial direction component F2 of the pressing force F can be made to act on the inner peripheral part of the workpiece | work 32B effectively.
[0077]
Further, the inner diameter dimension of the circular hole 66 formed in the die 64 of the mold 60 is larger than the outer diameter dimension of the work 32B. When the work 32B is inserted into the circular hole 66, the inner diameter of the circular hole 66 is increased. Since a gap 68 is formed between the peripheral portion and the outer peripheral portion of the workpiece 32B, the workpiece 32B can be plastically deformed radially outward. Accordingly, the workpiece 32B pressed by the radial component F2 of the pressing force F is plastically radially outward so that the outer peripheral portion fills the gap 68 as the inner peripheral portion is plastically deformed radially outward. Deform.
[0078]
Next, as shown in FIG. 7, when the tapered portion 78 completely enters the inside of the workpiece 32B, the protruding portion main body 76 of the protruding portion 74 enters the inside of the workpiece 32B. Furthermore, the taper portion 78 passes through one end portion in the axial direction of the workpiece 32B (the end portion on the side where the first groove portion 62 is formed) and penetrates the workpiece 32B, whereby the second groove portion is formed in the inner peripheral portion of the workpiece 32B. 80 is formed (see FIG. 8).
[0079]
The workpiece 32B in which both the first groove portion 62 and the second groove portion 80 are formed in this way is disposed inside a resin molding die (not shown) in the resin molding step. In this state, when an insulating synthetic resin material is filled in the resin molding die, the inner periphery of the workpiece 32B is filled with the synthetic resin material, and the insulating portion 12 having the through holes 14 is formed. At this time, the synthetic resin material constituting the insulating portion 12 is sufficiently filled in both the first groove portion 62 and the second groove portion 80.
[0080]
The workpiece 32B on which the insulating portion 12 is formed is sent to the cutting process. In this cutting step, the outer peripheral portion of the workpiece 32B excluding the flange portion 34 is cut coaxially with respect to the through hole 14 by a cutting device such as a lathe.
[0081]
Next, the workpiece 32B whose outer peripheral portion has been cut in the cutting process is sent to the segment forming process. In the segment forming step, a notch is formed on the outer peripheral surface of the workpiece 32B by a cutter (not shown), whereby the third groove portion 17 (see FIG. 1) is formed. Here, a plurality of third groove portions 17 are formed corresponding to each of the plurality of second groove portions 80, and the blade edge of the cutter is positioned further radially inward of the workpiece 32 B than the bottom portion of the second groove portion 80. Thus, the third groove portion 17 is formed. For this reason, the third groove portion 17 is connected to the first groove portion 62 and the second groove portion 80, whereby the work 32 B is divided into a plurality of parts around the axial center of the through hole 14, and the segment 16 is formed. The segments 16 formed in this way are separated from each other by the third groove portion 17 in the circumferential direction and are insulated from each other by an insulating synthetic resin material (that is, the insulating portion 12) in the radial direction.
[0082]
In addition, before and after the segment forming process, the work 32B is sent to the claw part forming process. In the claw portion forming step, the flange portion 34 is subjected to cutting and bending, and the claw portion 22 is formed corresponding to each segment 16.
[0083]
Here, when the projecting portion 74 interferes with the inner peripheral portion of the workpiece 32B when the second groove portion 80 is formed, as shown by a circle B obtained by enlarging the circle A portion of the one-dot chain line in FIG. The inner peripheral portion of 32B is cut off, and this cut off portion extends from the end portion of the second groove portion 80 on one end side in the axial direction of the workpiece 32B (the side opposite to the flange portion 34). Or “burr” (“burr 92” in FIG. 7).
[0084]
However, in the present embodiment, the second groove 80 is not opened at one end in the axial direction of the workpiece 32B, and the second groove 80 is connected to the first groove 62 at one axial end of the workpiece 32B. In the first groove 62, the bottom in the radial direction of the workpiece 32B is located on the radially outer side of the workpiece 32B with respect to the bottom of the second groove 80 along the same direction (that is, the first groove 62 is Deeper than the second groove 80). Therefore, when forming the second groove 80, the protrusion 74 does not interfere with the bottom of the first groove 62.
[0085]
For this reason, the burr | flash 92 produced when the 2nd groove part 80 is formed is settled inside the 1st groove part 62, as FIG.7 and FIG.8 shows, and is not exposed outside the workpiece | work 32B. As a result, even if an external force is applied to the workpiece 32B from the outside of the workpiece 32B, the external force does not act on the burr 92, and therefore, plastic deformation such as falling into the burr 92 basically does not occur. For this reason, it is possible to effectively prevent the occurrence of the problem that the adjacent segments 16 are electrically connected by the burr 92 that has fallen.
[0086]
In the present embodiment, as described above, the taper portion 78 formed on the projecting portion 74 has a radial component F2 in which most of the pressing force F when it interferes with the inner peripheral portion of the workpiece 32B. In the portion where the portion 78 interferes, the workpiece 32B is plastically deformed radially outward. Therefore, in the present embodiment, although the protruding portion 74 interferes with the inner peripheral portion of the work 32B, the cutting of the inner peripheral portion of the work 32B due to the axial component F1 of the pressing force F is extremely small.
[0087]
For this reason, in the present embodiment, the burrs 92 and sagging that occur when the second groove 80 is formed are extremely small, and the generated burrs 92 and sagging can be reliably accommodated in the first groove 62. Thereby, the conduction of the adjacent segments 16 by the burr 92 that has fallen down can be more reliably prevented.
[0088]
Furthermore, there is a possibility that sagging or burrs will occur in the first groove forming step. However, since the first groove 62 is the end of the workpiece 32B on the flange 34 side and the first groove 62 is not open, sagging and burrs are not exposed to the outside of the workpiece 32B. Therefore, such sagging and burrs do not fall down due to an external force acting on the workpiece 32B from the outside.
[0089]
In addition, when the first groove 62 is formed, the punch 72 is inserted into the work 32B from the direction opposite to the direction in which the punch 44 is inserted into the work 32A. The burr is broken when the projecting portion 74 of the punch 72 is engaged with the sag or burr when the second groove 80 is formed. Therefore, the problem that sagging or burrs generated when the first groove portion 62 is formed does not cause the adjacent segment 16 to conduct is not caused.
[0090]
In the present embodiment, the punch 72 used in the second groove forming step has a flat end surface of the taper portion 78 (the surface facing the radially outward side of the punch body 46). However, the end surface shape of the tapered portion 78 is not limited to a flat surface, and may be a curved surface, or a plurality of curved surfaces may be continuous along the axial direction of the punch 72 as shown in FIG. May be.
[0091]
In the present embodiment, a plurality of first groove portions 62 are formed corresponding to each of the second groove portions 80, but the configuration of the first groove portions 62 is not limited to this. Hereinafter, modified examples of the first groove 62 will be described as other embodiments.
[0092]
<Second Embodiment>
Next, other embodiments of the commutator manufacturing method according to the present invention will be described. In the following description of the embodiment, a portion that is basically the same as the above-described embodiment, that is, a portion other than the portion corresponding to the first groove portion 62, is described. Are given the same reference numerals and their detailed description is omitted.
[0093]
FIG. 10 shows the workpiece 110 in which the workpiece 32A in the first embodiment is sent to the first groove portion forming step in the manufacturing method in the present embodiment, and the first groove portion 112 is formed.
[0094]
As shown in this figure, the first groove 112 formed in the work 110 opens at one end in the axial direction of the work 110 (the end opposite to the flange 34) and the inner periphery of the work 110. This is the same as the first groove 62 in the first embodiment. However, in the present embodiment, a plurality of first groove portions 112 are not formed (there is one first groove portion 112), and when viewed along the axial direction of the workpiece 110, the first groove portion 112 is entirely It is made into a substantially annular shape.
[0095]
The inner peripheral portion of the first groove portion 112 (that is, the bottom portion of the first groove portion 62 in the first embodiment) is a second groove portion 80 (in FIG. 10) formed in the subsequent second groove portion forming step. It is located on the outer peripheral side of the workpiece 110 with respect to the illustration. Therefore, as in the first embodiment, when the second groove portion 80 is formed in the inner peripheral portion of the work 110, all the second groove portions 80 are connected to one first groove portion 110. The protruding portion 74 for forming does not interfere with the inner peripheral portion of the first groove portion 112. For this reason, the burr | flash 92 and sagging (illustration omitted in FIG. 10) which arise by forming the 2nd groove part 80 do not protrude outside from the axial direction one end part of the workpiece | work 110. FIG.
[0096]
As described above, in this embodiment, the configuration of the first groove portion 112 is different from that of the first groove portion 62 in the first embodiment, but burrs 92 and sagging caused by the formation of the second groove portion 80 are caused by work. The same effect as that of the first embodiment is obtained in that it fits in the first groove 112 without protruding from one axial end of 110. Therefore, the present embodiment in which the first groove 112 is formed can basically obtain the same effects as those of the first embodiment.
[0097]
In the present embodiment, how the first groove 112 is formed is not particularly limited. That is, the first groove portion 112 can be formed by press working similarly to the first groove portion 62, or the first groove portion 112 is formed by coaxially cutting the inner peripheral portion of the work 110 with a cutting device such as a lathe. You can also
[0098]
Further, the inner peripheral portion of the first groove portion 112 only needs to be positioned on the outer side in the radial direction of the workpiece 110 with respect to the bottom portion of the second groove portion 80. Therefore, as shown in FIG. 11, the first groove 112 is formed in a tapered shape with the inner diameter dimension gradually increasing toward one end of the work 110, and the inner periphery of the first groove 112 is formed in the axial direction of the work 110. You may make it incline with respect to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a commutator manufactured by a commutator manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a mold and a workpiece (cylindrical member) used in a first groove forming step constituting the commutator manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a mold and a workpiece (cylindrical member) used in a second groove forming step constituting the commutator manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a state where a cylindrical member is cut into a predetermined length.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second groove portion forming step and showing a punch insertion start state.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second groove portion forming step and showing a state in which a punch is inserted.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second groove portion forming step, showing a state where a punch is inserted and a second groove portion is formed.
FIG. 8 is a perspective view showing a work (cylindrical member) after the second groove forming step is completed.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modified example of a die punch used in the second groove forming step.
FIG. 10 is a perspective view showing a work (cylindrical member) after completion of the first groove forming step constituting the commutator manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view showing a modified example of the work (cylindrical member) after the first groove forming step constituting the commutator manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view of a conventional commutator.
FIG. 13 is a perspective view of a workpiece for forming a conventional commutator.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a work for forming a conventional commutator.
[Explanation of symbols]
10 Commutator
12 Insulation part
17 Third groove
16 segments
30 mold
32A Workpiece (cylindrical member)
32B Workpiece (cylindrical member)
60 mold
62 1st groove
64 die
72 punch
74 Projection
78 Taper
80 Second groove
110 Workpiece (cylindrical member)
112 First groove

Claims

A substantially cylindrical insulating portion having insulating properties;
A plurality of segments having electrical conductivity, and fixed to the outer periphery of the insulating portion around the axis of the insulating portion at regular intervals;
A commutator manufacturing method for manufacturing a commutator configured to include:
A first groove forming step for forming a first groove in the cylindrical member that is open at both the axial end and the inner periphery of a cylindrical member having conductivity formed in a substantially cylindrical shape;
The depth along the radial direction of the cylindrical member is smaller than the depth dimension of at least a portion of the first groove along the same direction, and the axial direction one end side of the end along the direction of the cylindrical member the second groove portion forming step section forms a second groove which is a longitudinal along the axial direction of the cylindrical member connected with said first groove other end of which along the axis direction of said cylindrical member to said cylindrical member When,
An insulating portion forming step of fixing an insulating material constituting the insulating portion to an inner peripheral portion of the cylindrical member including the first groove portion and the second groove portion;
A third groove portion corresponding to each of the plurality of second groove portions and connected to the corresponding first groove portion and the second groove portion along the radial direction of the cylindrical member is formed on the outer peripheral portion of the cylindrical member. A segment forming step of dividing the cylindrical member in a direction;
Have a and the burr produced when forming the second groove in the second groove portion forming step to fit into the first groove,
The commutator manufacturing method characterized by the above-mentioned.

The outer diameter of the punch body corresponding to the inner diameter of the cylindrical member projects outward in the radial direction of the main body corresponding to the second groove, and toward the tip side along the axial direction of the punch main body. A punch formed with a substantially tapered protrusion that gradually reduces the amount of protrusion;
A die that has an inner diameter dimension larger than an outer diameter dimension of the cylindrical member and forms a gap of a predetermined size between an inner peripheral portion and an outer peripheral portion of the cylindrical member in a state where the cylindrical member is disposed inside;
The punch is arranged coaxially with respect to the cylindrical member from the other axial end side of the cylindrical member in a state in which the cylindrical member is disposed inside the die. The second groove portion forming step is a pressing step in which the projecting portion is plastically deformed by pressing a part of the inner peripheral portion of the cylindrical member toward the radially outer side of the cylindrical member with the protruding portion.
The commutator manufacturing method according to claim 1.