短絡部材の製造方法、及び整流子の製造方法
【課題】歩留まりを向上させることができる短絡部材の製造方法を提供すること。
【解決手段】周方向に複数の外周側端末３４と、周方向に複数の内周側端末３５と、外周側端末３４と内周側端末３５とを周方向に所定角度ずらしてそれぞれ連結する複数の連結部３６とからなる短絡構成部材群を備え、周方向に並設されるセグメントに接続されることで所定間隔毎のセグメントを接続する短絡部材の製造方法は、外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ略一直線状に沿って並設されるとともに、内周側端末３５を略一直線状に連結する成形時連結部７１が形成されるように、導電性板材Ｄを打ち抜く「打ち抜き工程」と、その後、外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ環状に沿って並設されるように成形時連結部７１を曲げる「環状曲げ工程」と、その後、成形時連結部７１を除去する「除去工程」とを備える。
【解決手段】周方向に複数の外周側端末３４と、周方向に複数の内周側端末３５と、外周側端末３４と内周側端末３５とを周方向に所定角度ずらしてそれぞれ連結する複数の連結部３６とからなる短絡構成部材群を備え、周方向に並設されるセグメントに接続されることで所定間隔毎のセグメントを接続する短絡部材の製造方法は、外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ略一直線状に沿って並設されるとともに、内周側端末３５を略一直線状に連結する成形時連結部７１が形成されるように、導電性板材Ｄを打ち抜く「打ち抜き工程」と、その後、外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ環状に沿って並設されるように成形時連結部７１を曲げる「環状曲げ工程」と、その後、成形時連結部７１を除去する「除去工程」とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流子における所定間隔毎のセグメントを短絡するための短絡部材の製造方法、及び整流子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、給電用ブラシを備えるモータとしては、整流子に複数配設されるセグメントの所定間隔毎のセグメント同士を短絡したものがある。このようなモータでは、所定間隔毎のセグメント同士を短絡させることで、給電用ブラシが接触していないセグメントにも電流を流すことができ、給電用ブラシの個数を低減させることができる。
【０００３】
そして、上記のように所定間隔毎のセグメント同士を短絡させる構造としては、短絡線を用いたものの他に、導電性板材を打ち抜いて構成される短絡構成部材群を備えた短絡部材を用いたものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。この短絡構成部材群は、周方向に複数配置された外周側端末と、外周側端末の内側で周方向に複数配置された内周側端末と、外周側端末と内周側端末とを周方向に所定角度ずらしてそれぞれ連結する複数の連結部とが同一平面状に形成されてなり、セグメントに接続されることで所定間隔毎のセグメントを電気的に接続することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３７１９３号公報
【特許文献２】特開２００７−１８１２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような短絡部材（短絡構成部材群）の製造方法は、外周側端末、連結部及び内周側端末がそれぞれ環状に沿って並設されるように（全体が周方向に隙間を有する略円形となるように）、導電性板材を打ち抜く方法であるため、外周側端末、連結部及び内周側端末のそれぞれの周方向の間の導電性板材が無駄（廃材）となり、歩留まりが悪いという問題がある。又、入手が容易で安価な四角形の導電性板材から打ち抜く場合、打ち抜いた後の四隅や中央も大きな無駄（廃材）となり、歩留まりが悪くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、歩留まりを向上させることができる短絡部材の製造方法、及び整流子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、周方向に複数配置された外周側端末と、前記外周側端末の内側で周方向に複数配置された内周側端末と、前記外周側端末と前記内周側端末とを周方向に所定角度ずらしてそれぞれ連結する複数の連結部とが同一平面状に形成されてなる短絡構成部材群を備え、周方向に並設されるセグメントに接続されることで所定間隔毎の前記セグメントを電気的に接続するための短絡部材の製造方法であって、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ略一直線状に沿って並設されるとともに、前記内周側端末を略一直線状に連結する成形時連結部が形成されるように、導電性板材を打ち抜く打ち抜き工程と、前記打ち抜き工程の後、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ環状に沿って並設されるように前記成形時連結部を曲げる環状曲げ工程と、前記環状曲げ工程の後、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末を保持した状態で前記成形時連結部を除去する除去工程とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
同発明によれば、打ち抜き工程にて、外周側端末、連結部及び内周側端末がそれぞれ略一直線状に沿って並設されるとともに、内周側端末を略一直線状に連結する成形時連結部が形成されるように、導電性板材が打ち抜かれる。そして、環状曲げ工程にて、外周側端末、連結部及び内周側端末がそれぞれ環状に沿って並設されるように成形時連結部が曲げられる。そして、後の除去工程にて、外周側端末、連結部及び内周側端末が保持された状態で成形時連結部が除去され、短絡構成部材群が形成される。このようにすると、打ち抜き工程で、外周側端末、連結部及び内周側端末がそれぞれ略一直線状に沿って並設されることから、それぞれの間に導電性板材の無駄（打ち抜かれた後に廃材となる部分）を略無いようにすることができ、歩留まりを向上することができる。又、従来のように全体を略円形に打ち抜く方法と異なり、入手が容易で安価な四角形の導電性板材から打ち抜いても、その四隅や中央が大きな無駄（廃材）となってしまうことがなく、歩留まりを向上することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の短絡部材の製造方法において、前記環状曲げ工程の後であって前記除去工程の前に、前記短絡部材の一部を構成し前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末のそれぞれの間隔を保持するための絶縁材を成形する絶縁材成形工程を備えたことを要旨とする。
【００１０】
同発明によれば、環状曲げ工程の後であって除去工程の前の絶縁材充填工程にて、短絡部材の一部を構成し外周側端末、連結部及び内周側端末のそれぞれの間隔を保持するための絶縁材が成形されるため、除去工程で特に別の手段で外周側端末、連結部及び内周側端末を保持する必要がなくなる。即ち、除去工程で絶縁材以外の手段で保持する場合（除去工程の後に絶縁材を成形する場合）、保持するための他の特殊な手段が必要となってしまうが、これを必要とせず、容易に短絡部材を製造することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の短絡部材の製造方法において、前記打ち抜き工程では、前記成形時連結部の径方向内側と対応した側に、後の前記環状曲げ工程での前記成形時連結部の曲げを許容するとともにその曲げ角度を規制するための切り込みを形成することを要旨とする。
【００１２】
同発明によれば、打ち抜き工程にて、成形時連結部の径方向内側と対応した側に、後の環状曲げ工程での成形時連結部の曲げを許容するとともにその曲げ角度を規制するための切り込みが形成されるため、環状曲げ工程で容易に且つ正確な曲げ角度で成形時連結部を曲げることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、前記打ち抜き工程では、前記成形時連結部に、後の前記環状曲げ工程で前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ等角度間隔に整列するようにそれらの前記成形時連結部に対する回動角度を規制するための回動規制部を形成することを要旨とする。
【００１４】
同発明によれば、打ち抜き工程にて、成形時連結部に、後の環状曲げ工程で外周側端末、連結部及び内周側端末がそれぞれ等角度間隔に整列するようにそれらの成形時連結部に対する回動角度を規制するための回動規制部が形成される。よって、回動規制部にて環状曲げ工程での成形時連結部に対する外周側端末、連結部及び内周側端末の回動角度を容易に正確なものとすることができ、容易に外周側端末、連結部及び内周側端末をそれぞれ等角度間隔に整列させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末を軸方向に複数層重ねて通電経路の断面積を大きくし、それぞれによって所定間隔毎の前記セグメントを電気的に接続することを要旨とする。
【００１６】
同発明によれば、外周側端末、連結部及び内周側端末が軸方向に複数層重ねられて通電経路の断面積が大きくされ、それぞれによって所定間隔毎のセグメントが電気的に接続されるため、通電経路の断面積を（大きく）確保しながらも打ち抜き工程で打ち抜く導電性板材の板厚を薄くすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の短絡部材の製造方法において、前記環状曲げ工程では、全体がスパイラル状となって前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末が軸方向に複数層重なるように前記成形時連結部を曲げることを要旨とする。
【００１８】
同発明によれば、環状曲げ工程にて、全体がスパイラル状となって外周側端末、連結部及び内周側端末が軸方向に複数層重なるように成形時連結部が曲げられる。よって、請求項５に記載の発明の効果を得ることができるとともに、例えば、全体が環状とされた外周側端末、連結部及び内周側端末を独立して複数形成しそれらを軸方向に複数層重ねる場合に比べて、途中段階での部品点数が少なくなり、例えば、そのことに基づく組み付けを回避することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、前記環状曲げ工程の後に、前記外周側端末同士と前記内周側端末同士とがそれぞれ積層方向に接触され、且つ、前記連結部同士が積層方向に非接触とされるように、更に前記連結部同士が逆向きとされるように前記短絡構成部材群を積層する逆積層工程を備えたことを要旨とする。
【００２０】
同発明によれば、環状曲げ工程の後の逆積層工程にて、外周側端末同士と内周側端末同士とがそれぞれ積層方向に接触され、且つ、連結部同士が積層方向に非接触とされるように、更に連結部同士が逆向きとされるように短絡構成部材群が積層される。このようにすると、所定間隔毎の外周側端末、又は内周側端末が電気的に接続される。よって、外周側端末、又は内周側端末にそれぞれセグメントを接続するだけで所定間隔毎のセグメントを電気的に接続することができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法を含む整流子の製造方法であって、前記連結部を介して所定間隔毎に電気的に接続されるように、前記セグメントを前記短絡部材に接続固定するセグメント接続固定工程を備えたことを要旨とする。
【００２２】
同発明によれば、整流子の製造方法において、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、歩留まりを向上させることができる短絡部材の製造方法、及び整流子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施の形態における直流モータの概略構成図（図２におけるＢ−Ｂ断面図）。
【図２】本実施の形態における直流モータの径方向断面図（図１におけるＡ−Ａ断面図）。
【図３】本実施の形態における直流モータを平面状に展開した模式図。
【図４】本実施の形態における整流子と対応した位置での直流モータの軸直交方向断面図。
【図５】本実施の形態におけるロータの軸直交方向断面図（図１におけるＣ−Ｃ断面図）。
【図６】本実施の形態における整流子の部分拡大断面図。
【図７】（ａ）（ｂ）本実施の形態における製造方法を説明するための説明図。
【図８】（ａ）（ｂ）本実施の形態における製造方法を説明するための説明図。
【図９】（ａ）（ｂ）本実施の形態における製造方法を説明するための説明図。
【図１０】（ａ）（ｂ）本実施の形態における整流子の斜視図。
【図１１】（ａ）（ｂ）別例における製造方法を説明するための説明図。
【図１２】（ａ）（ｂ）別例における製造方法を説明するための説明図。
【図１３】（ａ）（ｂ）別例における製造方法を説明するための説明図。
【図１４】別例における製造方法を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
図１は、本実施形態の直流モータの概略構成図である。図１に示すように、直流モータの外郭であるハウジングケース１０は、軸方向に３つに分割された第１〜第３のケース１１〜１３から構成されている。
【００２６】
図１において最も左側に位置する第１のケース１１は、円筒状の第１の支持部１１ａと、該第１の支持部１１ａの軸方向の一端（図１において左側の端部）を閉塞する閉塞部１１ｂとから構成され、有底円筒状をなしている。また、第２のケース１２は、前記第１の支持部１１ａと同じ外径及び内径を有する第２の支持部１２ａと、該第２の支持部１２ａにおける第１のケース１１と反対側の軸方向の端部から径方向内側に向かって延設された固定部１２ｂとから構成されている。そして、閉塞部としての第３のケース１３は、前記第２のケース１２における固定部１２ｂ側の軸方向の端部を閉塞する略円板状をなしている。尚、第１〜第３のケース１１〜１３は、軸方向に貫通する螺子（図示略）にて互いに連結固定されている。また、第１及び第２のケース１１，１２の互いに対向する開口部には、第１及び第２の支持部１１ａ，１２ａの内径を拡径してなる第１及び第２の支持段部１１ｃ，１２ｃがそれぞれ形成されている。
【００２７】
第１のケース１１及び第２のケース１２は、略円環状の電機子２１を軸方向の両側から挟持して支持するとともに、該電機子２１は、略円環状の電機子コア２２に複数の電機子コイル２３を巻装して形成されている。図２に示すように、電機子コア２２は、金属磁性材料よりなり、外周側に設けられた円筒状のヨーク部２２ａと、該ヨーク部２２ａの内周面から径方向内側に向かって延びる３６本のティース２２ｂとから構成されている。この電機子コア２２の外径は、前記第１及び第２の支持部１１ａ，１２ａの内径より大きく、且つ前記第１及び第２の支持部１１ａ，１２ａの外径より小さい値とされている。そして、複数の電機子コイル２３は、周方向に隣り合うティース２２ｂ間の空間を通るように電機子コア２２に対して巻回されるとともに、電機子コイル２３の巻始め及び巻終わりの端部２３ａは、電機子コア２２の軸方向の一端側に引き出されている（図１参照）。尚、図３に、直流モータを平面状に展開した模式図を示す。
【００２８】
このような電機子２１は、図１に示すように、電機子コア２２のヨーク部２２ａの軸方向の両端部が、前記第１のケース１１の第１の支持段部１１ｃ及び第２のケース１２の第２の支持段部１２ｃにそれぞれ係合した状態で第１及び第２のケース１１，１２にて支持されている。
【００２９】
前記第２のケース１２の固定部１２ｂの径方向内側の先端部には、軸方向と直交する平板状をなす整流子３１が固定されている。図１に示すように、整流子３１は、周方向に並設された３６個のセグメント３２（図１０（ｂ）参照）と、該セグメント３２に接続されることで所定間隔（本実施の形態では９０°）毎のセグメント３２を電気的に接続する短絡部材３３とを備えている。
【００３０】
各セグメント３２は、導電性の金属材料よりなり、軸方向から見た形状（図６参照）が径方向内側の端部から径方向外側に向かうに連れて周方向の幅が広くなる扇形をなす板状のセグメント本体３２ａと、該セグメント本体３２ａの径方向外側の端部から軸方向の前記第３のケース１３側（図１中、右側）に延びる外周側接続部３２ｂとを備えている。尚、各セグメント３２において、セグメント本体３２ａにおける外周側接続部３２ｂが延びる側と反対側の端面は、平坦な摺接面３２ｃとなっている。
【００３１】
短絡部材３３は、図８に示すように、周方向に複数配置された外周側端末３４と、外周側端末３４の内側で周方向に複数配置された内周側端末３５と、外周側端末３４と内周側端末３５とを周方向に所定角度（本実施の形態では４５°）ずらしてそれぞれ連結する複数の連結部３６とが同一平面状に形成されてなる短絡構成部材群３７を備えている。尚、本実施の形態の外周側端末３４、内周側端末３５、及び連結部３６は周方向に３６個ずつ配置されている。又、本実施の形態の連結部３６は、インボリュート曲線に沿った形状とされている。
【００３２】
詳しくは、本実施の形態の短絡部材３３では、図９（ａ）に示すように、外周側端末３４同士と内周側端末３５同士とがそれぞれ積層方向に接触され、且つ、連結部３６同士が積層方向に非接触とされるように、更に連結部３６同士が逆向きとされるように（図６参照）２つの短絡構成部材群３７が積層されている。尚、本実施の形態では、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、連結部３６のみ軸方向の厚さを薄くすることで（連結部３６の両端に段差３６ａを形成することで）連結部３６同士のみを積層方向に非接触としている。そして、この構成により、所定間隔毎（９０°の間隔毎）の外周側端末３４が電気的に接続されることになる。
【００３３】
又、短絡部材３３は、外周側端末３４、内周側端末３５、及び連結部３６のそれぞれの間隔を保持するための絶縁材３８を備えている。詳しくは、絶縁材３８は、樹脂材料よりなり、図１、図４、図６、及び図１０に示すように、円環状の板状をなす。そして、絶縁材３８の内部には、外周側端末３４、内周側端末３５、及び連結部３６が埋設されている。又、絶縁材３８の内部には、前記セグメント３２の外周側接続部３２ｂの先端部及び摺接面３２ｃが露出するように、セグメント３２の一部が埋設されている。又、セグメント３２の外周側接続部３２ｂにおける延出方向中間部３２ｄ（図６及び図９（ｂ）参照）には、短絡部材３３の外周側端末３４が接続固定され、該部分は絶縁材３８の内部に埋設されている。即ち、本実施の形態の絶縁材３８は、外周側端末３４と接続されるセグメント３２を保持する機能も兼ねている。
【００３４】
又、絶縁材３８は、その径方向の幅が、セグメント３２の径方向の幅よりも広く形成されるとともに、各セグメント３２は、絶縁材３８から径方向の外側及び内側の何れにも突出していない。そして、絶縁材３８の外径、即ち整流子３１の外径は、電機子コア２２の内径よりも大きく、且つ第２のケース１２の第２の支持部１２ａの内径よりも小さい大きさとなっている。
【００３５】
図１に示すように、上記のように構成された整流子３１は、前記第２のケース１２の固定部１２ｂの径方向内側の先端部に、絶縁材３８の外周縁（即ち、絶縁材３８においてセグメント３２よりも径方向外側に突出した部位）が固定されることにより、第２のケース１２に対して固定されている。そして、第２のケース１２に固定された整流子３１は、第３のケース１３と電機子コア２２との間で第３のケース１３と隣接して配置されている。更に、第２のケース１２に固定された整流子３１は、該整流子３１における絶縁材３８側（摺接面３２ｃの反対側であって、図１中、右側）の端部が第３のケース１３と軸方向に対向して近接するとともに、同整流子３１におけるセグメント３２の摺接面３２ｃ側が電機子２１側を向くように配置されている。また、整流子３１における径方向外側の周縁部は、電機子２１と軸方向に対向するとともに、同整流子３１の内周面は、後述の回転軸４２と径方向に隣接する。
【００３６】
そして、第２のケース１２に固定された整流子３１のセグメント３２のうち、１８個のセグメント３２（その外周側接続部３２ｂの先端部）には、電機子コイル２３の端部２３ａが接続されている（図１及び図４参照）。図３に示すように、３６個のセグメント３２に順にセグメント番号「１」〜「３６」を付すと、セグメント番号「４」，「５」の周方向に隣り合うセグメント３２にそれぞれ電機子コイル２３の端部２３ａが接続され、セグメント番号「６」，「７」の周方向に隣り合うセグメント３２には電機子コイル２３の端部２３ａは直接接続されない。そして、セグメント番号「８」，「９」の周方向に隣り合うセグメント３２にそれぞれ電機子コイル２３の端部２３ａが接続され、セグメント番号「１０」，「１１」の周方向に隣り合うセグメント３２には電機子コイル２３の端部２３ａは直接接続されない。同様に、セグメント番号「１２」，「１３」，「１６」，「１７」，「２０」，「２１」，「２４」，「２５」，「２８」，「２９」，「３２」，「３３」，「３６」，「１」のセグメント３２には電機子コイル２３の端部２３ａが接続され、残りのセグメント番号「１４」，「１５」，「１８」，「１９」，「２２」，「２３」，「２６」，「２７」，「３０」，「３１」，「３４」，「３５」，「２」，「３」のセグメント３２には、電機子コイル２３の端部２３ａは直接接続されない。
【００３７】
尚、図１に示すように、電機子コイル２３の端部２３ａは、第２のケース１２の固定部１２ｂに設けられた貫通孔１２ｄを通って、整流子３１の絶縁材３８側の端部（詳しくは、セグメント３２の外周側接続部３２ｂの先端部）まで引き出され、対応するセグメント３２の外周側接続部３２ｂに溶接等により電気的に接続される。
【００３８】
回転子４１は、図１、図２及び図５に示すように、直流モータの径方向の中央部に配置される回転軸４２と、該回転軸４２に固定されたロータコア４３と、該ロータコア４３の外周面に固着された複数のマグネット（界磁）４４とを備えている。
【００３９】
円柱状の回転軸４２は、図１に示すように、前記第１のケース１１の径方向の中央部に設けられた軸受４５ａと、前記第３のケース１３の径方向の中央部に設けられ前記軸受４５ａと対をなす軸受４５ｂとによって、軸方向の両端部が軸支されている。また、回転軸４２は、前記整流子３１の径方向の中央部を貫通するとともに、該回転軸４２の外周面と整流子３１の内周面とが近接している。即ち、整流子３１の内径は、回転軸４２の外径よりも僅かに大きな値に設定されている。そして、回転軸４２の軸方向の略中央部に前記ロータコア４３が固定されている。
【００４０】
図２に示すように、ロータコア４３は、軸方向から見た形状が正八角形状をなす略筒状をなしている。そして、ロータコア４３の軸中心部には、該ロータコア４３を軸方向に貫通する固定孔４３ａが形成されるとともに、ロータコア４３は、該固定孔４３ａ内に前記回転軸４２が圧入されることにより同回転軸４２に対して固定されている。また、ロータコア４３の外周面を構成する８つの平面には、長方形の略板状をなすマグネット４４がそれぞれ固着されるとともに、８個のマグネット４４は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互となるようにロータコア４３に対して配置されている。また、８個のマグネット４４は、周方向に等角度間隔（即ち４５°間隔）に配置されている。これらのマグネット４４は、径方向外側の側面が、電機子コア２２の内周面（即ちティース２２ｂの径方向内側の先端面）に対応した円弧状をなすとともに、それぞれ電機子２１と径方向に対向している。
【００４１】
図１に示すように、ロータコア４３における整流子３１と反対側の軸方向の端部には、円形状に凹設された配置凹部４３ｂが形成されるとともに、該配置凹部４３ｂには、絶縁性の樹脂材料よりなるスリップリングホルダ４６が収容固定されている。スリップリングホルダ４６は、平板状をなすとともに、該スリップリングホルダ４６における整流子３１と反対側の端部に一対のスリップリング４７，４８を保持している。対をなすスリップリング４７，４８は、導電性を有する金属材料にて形成されそれぞれ円環状をなすとともに、回転軸４２を中心として同心状に配置されている。尚、本実施形態においては、内周側のスリップリング４７は陽極側のスリップリングとされ、外周側のスリップリング４８は陰極側のスリップリングとされている。
【００４２】
図２に示すように、ロータコア４３には、周方向に等角度間隔となる８箇所に収容孔４３ｃが形成されている。この収容孔４３ｃは、８個のマグネット４４の周方向位置に対応して形成されており、各収容孔４３ｃの周方向の中央を通り径方向に延びる中心線Ｌ１は、各マグネット４４の周方向の中央を通り径方向に延びる中心線Ｌ２と一致する。
【００４３】
各収容孔４３ｃは、ロータコア４３を軸方向に貫通するとともに（図１参照）、軸方向と直交する方向に沿って切った断面形状（図２参照）が、径方向内側から径方向外側に向かうに連れて周方向の幅が広くなる略扇形状をなしている。そして、収容孔４３ｃの径方向外側の内側面には、図２に示すように、径方向外側に向かって凹設された係合凹部４３ｄが形成されている。係合凹部４３ｄは、軸方向に沿って延びるとともに、軸方向と直交する方向に沿って切った断面形状が矩形状をなしている。
【００４４】
図１に示すように、回転軸４２には、整流子３１の摺接面３２ｃと対向するように整流ブラシホルダ５１が固定されている。整流ブラシホルダ５１は、絶縁性の樹脂材料よりなり、円環状のブラシ保持部５１ａと、ブラシ保持部５１ａから軸方向に沿って整流子３１と反対側に延びる８個の挿入部５１ｂとから構成されている。
【００４５】
ブラシ保持部５１ａは、ロータコア４３と整流子３１との間でロータコア４３の整流子３１側の軸方向の端面に当接して配置されている。このブラシ保持部５１ａは、円環状の板状をなすともに、その外径は、ロータコア４３の外径より大きく且つマグネット４４を含むロータコア４３の外径より小さく形成されている。また、ブラシ保持部５１ａの径方向の中央部を回転軸４２が貫通している。そして、ブラシ保持部５１ａのロータコア４３側の軸方向の端面から、軸方向に沿って前記挿入部５１ｂが延びている。
【００４６】
図２に示すように、８個の挿入部５１ｂは、ロータコア４３に形成された８個の収容孔４３ｃに対応して形成されている。即ち、８個の挿入部５１ｂは、ブラシ保持部５１ａにおいて周方向に等角度間隔となる８箇所に形成されるとともに、回転軸４２からの径方向の距離が収容孔４３ｃの回転軸４２からの径方向の距離と等しくなっている。そして、各挿入部５１ｂは、軸方向と直交する方向に沿って切った断面形状が、径方向内側から径方向外側に向かうに連れて周方向の幅が広くなる略扇形状をなしている。更に、各挿入部５１ｂの径方向外側の側面には、収容孔４３ｃの係合凹部４３ｄと係合するべく径方向外側に向かって突出した係合凸部５１ｄが形成されている。係合凸部５１ｄは、軸方向に沿って延びるとともに、軸方向と直交する方向に沿って切った断面形状が矩形状をなしている。また、図１に示すように、各挿入部５１ｂの軸方向の長さは、収容孔４３ｃの軸方向の長さよりも若干短く形成されている。
【００４７】
そして、整流ブラシホルダ５１は、８個の挿入部５１ｂが、ロータコア４３の８個の収容孔４３ｃ内にそれぞれ配置された状態でロータコア４３に対して配置されており、ロータコア４３と共に回転軸４２と一体回転される。また、ロータコア４３に対して配置された整流ブラシホルダ５１の８個の挿入部５１ｂは、図２に示すように、各挿入部５１ｂの周方向の中央を通り径方向に延びる中心線Ｌ３が、各マグネット４４の中心線Ｌ２と一致する。
【００４８】
図１及び図５に示すように、整流ブラシホルダ５１には、ブラシ保持部５１ａの整流子３１側の端面（即ちロータコア４３と反対側の端面）から挿入部５１ｂ側に凹設された８個のブラシ保持凹部５１ｅが形成されている。８個のブラシ保持凹部５１ｅは、挿入部５１ｂに対応して周方向に等角度間隔に形成されるとともに、各ブラシ保持凹部５１ｅは、開口部から底部に向かうに連れて回転軸４２からの径方向の距離が短くなるように回転軸４２に対して傾斜している。このように径方向に沿って傾斜した各ブラシ保持凹部５１ｅは、その凹設方向とロータコア４３の周方向とが直交している。また、各ブラシ保持凹部５１ｅは、軸方向と直交する断面形状が径方向に長い長方形状をなすとともに、各ブラシ保持凹部５１ｅの周方向の中央を通り径方向に延びる中心線Ｌ４は、各マグネット４４の中心線Ｌ２と一致する。
【００４９】
図１及び図２に示すように、各挿入部５１ｂには、ブラシ保持凹部５１ｅの底部から挿入部５１ｂの先端側に向かって凹設されたばね収容凹部５１ｆが形成されている。ばね収容凹部５１ｆは、その開口部側の部位が、ブラシ保持凹部５１ｅと同様に、開口部から底部に向かうに連れて回転軸４２からの径方向の距離が短くなるように回転軸４２に対して傾斜するとともに、底部側の部位は軸方向に沿って延びている。また、ばね収容凹部５１ｆの凹設方向と直交する方向の断面形状は、円形状をなしている。
【００５０】
そして、各ばね収容凹部５１ｆには、第１の圧縮コイルばね５２が収容されるとともに、各ブラシ保持凹部５１ｅには、整流ブラシ５３が収容されている。整流ブラシ５３は、ブラシ保持凹部５１ｅに対応した四角柱状をなしており、その側面がブラシ保持凹部５１ｅの内周面に当接している。そして、図５に示すように、各整流ブラシ５３は、ブラシ保持凹部５１ｅに収容されることにより、整流ブラシ５３の周方向の中央を通り径方向に延びる中心線Ｌ５が、各マグネット４４の中心線Ｌ２と一致する。更に、図１に示すように、各整流ブラシ５３は、ブラシ保持凹部５１ｅに収容されることにより、その中心軸線Ｌ６が回転軸４２に対して傾斜されるとともに、前記整流子３１の摺接面３２ｃに対して中心軸線Ｌ６が傾斜した状態で整流子３１側の端部が同摺接面３２ｃに接触する。即ち、各整流ブラシ５３は、整流子３１側の先端部から第１の圧縮コイルばね５２側の後端部に向かうに連れて中心軸線Ｌ６が回転軸４２に近づくように径方向に沿って傾斜している。また、各整流ブラシ５３は、第１の圧縮コイルばね５２によって整流子３１側に付勢されて整流子３１に対して押圧されるとともに、当該第１の圧縮コイルばね５２の付勢力によって、ブラシ保持凹部５１ｅの凹設方向に沿って移動可能である。
【００５１】
ブラシ保持凹部５１ｅに収容された８個の整流ブラシ５３のうち、周方向に一つ置きの４個の整流ブラシ５３は、陽極側の整流ブラシとして内周側のスリップリング４７に接続される。そして、残りの４個の整流ブラシ５３は、陰極側の整流ブラシ５３として外周側のスリップリング４８に接続される。整流ブラシ５３とスリップリング４７，４８とは、各スリップリング４７，４８から、各挿入部５１ｂにおける前記ばね収容凹部５１ｆよりも内周側の部位を通ってブラシ保持凹部５１ｅ内の整流ブラシ５３まで延びるリード線５４にて電機的に接続されている。
【００５２】
前記第１のケース１１の閉塞部１１ｂの内側面には、絶縁性の樹脂材料よりなる給電ブラシホルダ６１が固定されている。給電ブラシホルダ６１は、回転軸４２の外周を囲む円環状をなすとともに、ロータコア４３側の端部が、ロータコア４３側に向かうに連れて縮径された円錐台形状をなしている。尚、給電ブラシホルダ６１の内径は、回転軸４２の外径よりも若干大きく形成されており、回転軸４２の回転を許容する。
【００５３】
また、給電ブラシホルダ６１には、ロータコア４３側の端面に開口部を有し閉塞部１１ｂ側に向かって凹設された複数対の保持凹部６１ａが形成されている。対をなす保持凹部６１ａ同士は、周方向に（４５×ｎ）°の間隔を空けて形成されている。尚、「ｎ」は正の奇数である。尚、図１には、複数対の保持凹部６１ａのうち、一対の保持凹部６１ａのみを図示している。また、各保持凹部６１ａは、開口部から底部に向かうに連れて径方向外側に向かうように傾斜して形成されている。
【００５４】
そして、対をなす保持凹部６１ａのうち、一方の保持凹部６１ａ（図１において下側の保持凹部６１ａ）には、陽極側の給電ブラシ６３が挿入されるとともに、該給電ブラシ６３は、保持凹部６１ａの底部側に配置された第２の圧縮コルばね６２によって開口部側に付勢され、陽極側のスリップリング４７に摺動可能に押圧接触される。そして、他方の保持凹部６１ａ（図１において上側の保持凹部６１ａ）には、陰極側の給電ブラシ６３が挿入されるとともに、該給電ブラシ６３は、保持凹部６１ａの底部側に配置された第２の圧縮コルばね６２によって開口部側に付勢され、陰極側のスリップリング４８に摺動可能に押圧接触される。尚、各給電ブラシ６３は、保持凹部６１ａに挿入されたことにより、スリップリング４７，４８に対して傾斜して接触する。また、各給電ブラシ６３には、給電ブラシホルダ６１を通って外部の電源装置（図示略）まで延びる給電線６４が接続されている。
【００５５】
上記のように構成された直流モータでは、外部の電源装置から給電線６４を介して給電ブラシ６３に供給された電流は、スリップリング４７，４８を介して整流ブラシ５３に供給され、更に、整流ブラシ５３が接触したセグメント３２及びそのセグメント３２と短絡部材３３（外周側端末３４、内周側端末３５、及び連結部３６）にて同電位とされたセグメント３２を介して電機子コイル２３に供給される。すると、電機子２１にて磁界が発生し、該磁界に応じて回転子４１が回転する。回転子４１の回転に伴って、整流ブラシ５３を保持した整流ブラシホルダ５１が回転するため、整流子３１において、整流ブラシ５３が接触されるセグメント３２が順次切り替わり、それによって順次電機子コイル２３の整流が行われ、回転子４１が連続的に回転される。
【００５６】
次に、上記した整流子３１（短絡部材３３）の製造方法について、特に図７〜図１０を用いて説明する。
本実施の形態の整流子３１の製造方法は、「打ち抜き工程」と、「環状曲げ工程」と、「逆積層工程」と、「セグメント接続固定工程」と、「絶縁材成形工程」と、「除去工程」とを備える。
【００５７】
まず「打ち抜き工程」では、図７（ａ）（ｂ）に示すように、前記外周側端末３４、前記連結部３６及び前記内周側端末３５がそれぞれ略一直線状（図７（ａ）中、左右方向）に沿って（隙間がほぼ無いように）並設されるとともに、内周側端末３５を略一直線状に連結する成形時連結部７１が形成されるように、導電性板材Ｄを打ち抜く。尚、打ち抜く前の導電性板材Ｄは、図７（ａ）に２点鎖線で示すように、四角形（詳しくは帯状の長方形）に形成されたものである。
【００５８】
又、本実施の形態の「打ち抜き工程」では、成形時連結部７１の径方向内側と対応した側（後述する「環状曲げ工程（図８参照）」で径方向内側となる側）に、後の「環状曲げ工程」での成形時連結部７１の曲げを許容するとともにその曲げ角度を規制するための切り込み７１ａを形成する。切り込み７１ａは、内周側端末３５毎に対応して（等間隔で３６箇所）形成されるとともに、その形状は奥に向かうほど幅が狭く形成されている。
【００５９】
又、本実施の形態の「打ち抜き工程」では、成形時連結部７１に、後の「環状曲げ工程（図８参照）」で外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ等角度間隔に整列するように（図８（ａ）参照）それらの成形時連結部７１に対する回動角度を規制するための回動規制部７１ｂを形成する。詳しくは、略一直線状に延びる成形時連結部７１には、その直交方向に延びてその先端が内周側端末３５と繋がる突出連結部７１ｃを形成するとともに、後の「環状曲げ工程（図８参照）」で外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ等角度間隔に整列するようにそれらを突出連結部７１ｃの先端を中心として回動させた際に内周側端末３５と当接して内周側端末３５の回動角度を規制するための回動規制部７１ｂを突出形成する。
【００６０】
そして、次の「環状曲げ工程」では、図８（ａ）（ｂ）に示すように、外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５が、上記したようにそれぞれ環状に沿って並設されるように成形時連結部７１を曲げる。
【００６１】
次の「逆積層工程」では、図９（ａ）に示すように、外周側端末３４同士と内周側端末３５同士とがそれぞれ積層方向に接触され、且つ、連結部３６同士が積層方向に非接触とされるように、更に連結部３６同士が逆向きとされるように短絡構成部材群３７（成形時連結部７１を含む）を積層する。即ち、前記「環状曲げ工程」を終了した２つの短絡構成部材群３７（成形時連結部７１を含む）を、片方のみ裏返して連結部３６のみが非接触となるように（前記段差３６ａ（図７（ｂ）参照）側が対向するように）積層する。尚、本実施の形態では、この際、積層方向に接触した内周側端末３５同士を溶接等にて接続固定（接合）する。
【００６２】
次の「セグメント接続固定工程」では、図９（ｂ）に示すように、前記セグメント３２の外周側接続部３２ｂにおける前記延出方向中間部３２ｄを外周側端末３４に、嵌合させた後に溶接する等して接続固定する。
【００６３】
次の「絶縁材成形工程」では、前記「セグメント接続固定工程」にて製造したものを図示しない型内に収容し、該型内に溶融した樹脂材（絶縁材３８）を充填し硬化させることで、外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５（更にはセグメント３２）のそれぞれの間隔を保持するための前記絶縁材３８を成形する。
【００６４】
そして、次に、「除去工程」では、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、前記成形時連結部７１を除去し、これにより整流子３１を製造する。
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
【００６５】
（１）「打ち抜き工程」で、外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ略一直線状に沿って並設される（図７参照）ことから、それぞれの間に導電性板材Ｄの無駄（打ち抜かれた後に廃材となる部分）を略無いようにすることができ、歩留まりを向上することができる。又、従来のように全体を略円形に打ち抜く方法と異なり、入手が容易で安価な四角形の導電性板材Ｄから打ち抜いても、その四隅や中央が大きな無駄（廃材）となってしまうことがなく、歩留まりを向上することができる。
【００６６】
（２）「環状曲げ工程」の後であって「除去工程」の前の「絶縁材充填工程」にて、短絡部材３３の一部を構成し外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５のそれぞれの間隔を保持するための絶縁材３８が成形されるため、「除去工程」で特に別の手段で外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５を保持する必要がなくなる。即ち、「除去工程」で絶縁材３８以外の手段で保持する場合（「除去工程」の後に絶縁材３８を成形する場合）、保持するための他の特殊な手段が必要となってしまうが、これを必要とせず、容易に整流子３１（短絡部材３３）を製造することができる。
【００６７】
（３）「打ち抜き工程」にて、成形時連結部７１の径方向内側と対応した側に、後の「環状曲げ工程」での成形時連結部７１の曲げを許容するとともにその曲げ角度を規制するための切り込み７１ａが形成されるため、「環状曲げ工程」で容易に且つ正確な曲げ角度で成形時連結部７１を（環状に）曲げることができる。
【００６８】
（４）「打ち抜き工程」にて、成形時連結部７１に、後の「環状曲げ工程」で外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ等角度間隔に整列するようにそれらの成形時連結部７１に対する回動角度を規制するための回動規制部７１ｂが形成される。よって、回動規制部７１ｂにて「環状曲げ工程」での成形時連結部７１に対する外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５の回動角度を容易に正確なものとすることができ、容易に外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５をそれぞれ等角度間隔に整列させることができる。
【００６９】
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、連結部３６はインボリュート曲線に沿った形状であるとしたが、外周側端末３４と内周側端末３５とを周方向に所定角度ずらして連結することができれば、これに限定されず、他の形状に変更してもよい。
【００７０】
例えば、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、連結部８１を、単なる円弧に沿った形状に変更してもよい。尚、図１１（ａ）は、「打ち抜き工程」が終了した直後のものを図示し、図１１（ｂ）は、「環状曲げ工程」を終了した直後のものを図示している。
【００７１】
又、例えば、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、連結部８２を、単なる直線に沿った形状に変更してもよい。尚、図１２（ａ）は、「打ち抜き工程」が終了した直後のものを図示し、図１２（ｂ）は、「環状曲げ工程」を終了した直後のものを図示している。又、図８（ａ）、図１１（ｂ）、及び図１２（ｂ）から分かるように、上記実施の形態のインボリュート曲線に沿った連結部３６は、他の連結部８１，８２に比べて、幅（断面積）を大きくすることができ大電流への対応が可能となるため、インボリュート曲線に沿った連結部３６とすることが望ましい。
【００７２】
・図１３（ａ）（ｂ）に示すように、外周側端末３４ｚ、連結部３６ｚ及び内周側端末３５ｚを軸方向に複数層重ねて通電経路の断面積を大きくし、それぞれによって所定間隔毎の前記セグメント３２を電気的に接続するようにしてもよい。尚、この例（図１３（ａ）（ｂ））では、上記実施の形態のもの（図７（ｂ）及び図８（ｂ）参照）に比べて外周側端末３４ｚ、連結部３６ｚ、内周側端末３５ｚ及び成形時連結部７１ｚ（導電性板材Ｄ）の板厚を約１／３としている。又、この例では、単に全体が環状とされた外周側端末３４ｚ、連結部３６ｚ及び内周側端末３５ｚを独立して複数（３個）形成し、それらを軸方向に重ねている。
【００７３】
このようにすると、通電経路の断面積を（大きく）確保して大電流への対応を可能としながらも、「打ち抜き工程」で打ち抜く導電性板材Ｄの板厚を薄くすることができる。
又、図１４に示すように、上記別例（図１３（ｂ）参照）と異なり、「環状曲げ工程」で、全体がスパイラル状となって外周側端末３４ｚ、連結部３６ｚ及び内周側端末３５ｚが軸方向に複数層（本別例では３層）重なるように成形時連結部７１ｚを（複数周回であって本別例では３周）曲げるようにしてもよい。このようにすると、上記別例（図１３（ｂ）参照）に比べて、途中段階での部品点数が少なくなり、例えば、そのことに基づく組み付けを回避することができる。
【００７４】
・上記実施の形態では、「環状曲げ工程」の後であって「除去工程」の前の「絶縁材充填工程」を行うとしたが、これに限定されず、「除去工程」の後に絶縁材３８を成形するようにしてもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果（１）と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
・上記実施の形態では、「打ち抜き工程」にて、切り込み７１ａを形成するとしたが、これに限定されず、切り込み７１ａを形成しなくてもよい。
・上記実施の形態では、「打ち抜き工程」にて、回動規制部７１ｂを形成するとしたが、これに限定されず、回動規制部７１ｂを形成しなくてもよい。
【００７６】
・上記実施の形態では、短絡部材３３を、短絡構成部材群３７を２つ備え、所定間隔（９０°）毎の外周側端末３４を電気的に接続するものとしたが、これに限定されず、少なくとも１つの短絡構成部材群を備え、周方向に並設されるセグメントに接続されることで所定間隔毎のセグメントを電気的に接続できれば、他の構成のものとしてもよい。例えば、１つの短絡構成部材群のみを備え、径方向に直線状に並ぶ外周側端末３４と内周側端末３５とに、径方向に沿った形状のセグメントの両端が接続される構成の短絡部材としてもよい。
【００７７】
・上記実施の形態では、セグメント３２の摺接面３２ｃが軸直交方向に沿った整流子３１としたが、これに限定されず、例えば、摺接面が外周面に沿った円弧状の、即ち、絶縁材の外周面にセグメントが並設され、回転軸に固定される整流子（その製造方法）に変更してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
３１…整流子、３２…セグメント、３３…短絡部材、３４，３４ｚ…外周側端末、３５，３５ｚ…内周側端末、３６，３６ｚ，８１，８２…連結部、３７…短絡構成部材群、３８…絶縁材、７１，７１ｚ…成形時連結部、７１ａ…切り込み、７１ｂ…回動規制部、Ｄ…導電性板材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流子における所定間隔毎のセグメントを短絡するための短絡部材の製造方法、及び整流子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、給電用ブラシを備えるモータとしては、整流子に複数配設されるセグメントの所定間隔毎のセグメント同士を短絡したものがある。このようなモータでは、所定間隔毎のセグメント同士を短絡させることで、給電用ブラシが接触していないセグメントにも電流を流すことができ、給電用ブラシの個数を低減させることができる。
【０００３】
そして、上記のように所定間隔毎のセグメント同士を短絡させる構造としては、短絡線を用いたものの他に、導電性板材を打ち抜いて構成される短絡構成部材群を備えた短絡部材を用いたものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。この短絡構成部材群は、周方向に複数配置された外周側端末と、外周側端末の内側で周方向に複数配置された内周側端末と、外周側端末と内周側端末とを周方向に所定角度ずらしてそれぞれ連結する複数の連結部とが同一平面状に形成されてなり、セグメントに接続されることで所定間隔毎のセグメントを電気的に接続することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３７１９３号公報
【特許文献２】特開２００７−１８１２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような短絡部材（短絡構成部材群）の製造方法は、外周側端末、連結部及び内周側端末がそれぞれ環状に沿って並設されるように（全体が周方向に隙間を有する略円形となるように）、導電性板材を打ち抜く方法であるため、外周側端末、連結部及び内周側端末のそれぞれの周方向の間の導電性板材が無駄（廃材）となり、歩留まりが悪いという問題がある。又、入手が容易で安価な四角形の導電性板材から打ち抜く場合、打ち抜いた後の四隅や中央も大きな無駄（廃材）となり、歩留まりが悪くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、歩留まりを向上させることができる短絡部材の製造方法、及び整流子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、周方向に複数配置された外周側端末と、前記外周側端末の内側で周方向に複数配置された内周側端末と、前記外周側端末と前記内周側端末とを周方向に所定角度ずらしてそれぞれ連結する複数の連結部とが同一平面状に形成されてなる短絡構成部材群を備え、周方向に並設されるセグメントに接続されることで所定間隔毎の前記セグメントを電気的に接続するための短絡部材の製造方法であって、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ略一直線状に沿って並設されるとともに、前記内周側端末を略一直線状に連結する成形時連結部が形成されるように、導電性板材を打ち抜く打ち抜き工程と、前記打ち抜き工程の後、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ環状に沿って並設されるように前記成形時連結部を曲げる環状曲げ工程と、前記環状曲げ工程の後、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末を保持した状態で前記成形時連結部を除去する除去工程とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
同発明によれば、打ち抜き工程にて、外周側端末、連結部及び内周側端末がそれぞれ略一直線状に沿って並設されるとともに、内周側端末を略一直線状に連結する成形時連結部が形成されるように、導電性板材が打ち抜かれる。そして、環状曲げ工程にて、外周側端末、連結部及び内周側端末がそれぞれ環状に沿って並設されるように成形時連結部が曲げられる。そして、後の除去工程にて、外周側端末、連結部及び内周側端末が保持された状態で成形時連結部が除去され、短絡構成部材群が形成される。このようにすると、打ち抜き工程で、外周側端末、連結部及び内周側端末がそれぞれ略一直線状に沿って並設されることから、それぞれの間に導電性板材の無駄（打ち抜かれた後に廃材となる部分）を略無いようにすることができ、歩留まりを向上することができる。又、従来のように全体を略円形に打ち抜く方法と異なり、入手が容易で安価な四角形の導電性板材から打ち抜いても、その四隅や中央が大きな無駄（廃材）となってしまうことがなく、歩留まりを向上することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の短絡部材の製造方法において、前記環状曲げ工程の後であって前記除去工程の前に、前記短絡部材の一部を構成し前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末のそれぞれの間隔を保持するための絶縁材を成形する絶縁材成形工程を備えたことを要旨とする。
【００１０】
同発明によれば、環状曲げ工程の後であって除去工程の前の絶縁材充填工程にて、短絡部材の一部を構成し外周側端末、連結部及び内周側端末のそれぞれの間隔を保持するための絶縁材が成形されるため、除去工程で特に別の手段で外周側端末、連結部及び内周側端末を保持する必要がなくなる。即ち、除去工程で絶縁材以外の手段で保持する場合（除去工程の後に絶縁材を成形する場合）、保持するための他の特殊な手段が必要となってしまうが、これを必要とせず、容易に短絡部材を製造することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の短絡部材の製造方法において、前記打ち抜き工程では、前記成形時連結部の径方向内側と対応した側に、後の前記環状曲げ工程での前記成形時連結部の曲げを許容するとともにその曲げ角度を規制するための切り込みを形成することを要旨とする。
【００１２】
同発明によれば、打ち抜き工程にて、成形時連結部の径方向内側と対応した側に、後の環状曲げ工程での成形時連結部の曲げを許容するとともにその曲げ角度を規制するための切り込みが形成されるため、環状曲げ工程で容易に且つ正確な曲げ角度で成形時連結部を曲げることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、前記打ち抜き工程では、前記成形時連結部に、後の前記環状曲げ工程で前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ等角度間隔に整列するようにそれらの前記成形時連結部に対する回動角度を規制するための回動規制部を形成することを要旨とする。
【００１４】
同発明によれば、打ち抜き工程にて、成形時連結部に、後の環状曲げ工程で外周側端末、連結部及び内周側端末がそれぞれ等角度間隔に整列するようにそれらの成形時連結部に対する回動角度を規制するための回動規制部が形成される。よって、回動規制部にて環状曲げ工程での成形時連結部に対する外周側端末、連結部及び内周側端末の回動角度を容易に正確なものとすることができ、容易に外周側端末、連結部及び内周側端末をそれぞれ等角度間隔に整列させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末を軸方向に複数層重ねて通電経路の断面積を大きくし、それぞれによって所定間隔毎の前記セグメントを電気的に接続することを要旨とする。
【００１６】
同発明によれば、外周側端末、連結部及び内周側端末が軸方向に複数層重ねられて通電経路の断面積が大きくされ、それぞれによって所定間隔毎のセグメントが電気的に接続されるため、通電経路の断面積を（大きく）確保しながらも打ち抜き工程で打ち抜く導電性板材の板厚を薄くすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の短絡部材の製造方法において、前記環状曲げ工程では、全体がスパイラル状となって前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末が軸方向に複数層重なるように前記成形時連結部を曲げることを要旨とする。
【００１８】
同発明によれば、環状曲げ工程にて、全体がスパイラル状となって外周側端末、連結部及び内周側端末が軸方向に複数層重なるように成形時連結部が曲げられる。よって、請求項５に記載の発明の効果を得ることができるとともに、例えば、全体が環状とされた外周側端末、連結部及び内周側端末を独立して複数形成しそれらを軸方向に複数層重ねる場合に比べて、途中段階での部品点数が少なくなり、例えば、そのことに基づく組み付けを回避することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、前記環状曲げ工程の後に、前記外周側端末同士と前記内周側端末同士とがそれぞれ積層方向に接触され、且つ、前記連結部同士が積層方向に非接触とされるように、更に前記連結部同士が逆向きとされるように前記短絡構成部材群を積層する逆積層工程を備えたことを要旨とする。
【００２０】
同発明によれば、環状曲げ工程の後の逆積層工程にて、外周側端末同士と内周側端末同士とがそれぞれ積層方向に接触され、且つ、連結部同士が積層方向に非接触とされるように、更に連結部同士が逆向きとされるように短絡構成部材群が積層される。このようにすると、所定間隔毎の外周側端末、又は内周側端末が電気的に接続される。よって、外周側端末、又は内周側端末にそれぞれセグメントを接続するだけで所定間隔毎のセグメントを電気的に接続することができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法を含む整流子の製造方法であって、前記連結部を介して所定間隔毎に電気的に接続されるように、前記セグメントを前記短絡部材に接続固定するセグメント接続固定工程を備えたことを要旨とする。
【００２２】
同発明によれば、整流子の製造方法において、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、歩留まりを向上させることができる短絡部材の製造方法、及び整流子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施の形態における直流モータの概略構成図（図２におけるＢ−Ｂ断面図）。
【図２】本実施の形態における直流モータの径方向断面図（図１におけるＡ−Ａ断面図）。
【図３】本実施の形態における直流モータを平面状に展開した模式図。
【図４】本実施の形態における整流子と対応した位置での直流モータの軸直交方向断面図。
【図５】本実施の形態におけるロータの軸直交方向断面図（図１におけるＣ−Ｃ断面図）。
【図６】本実施の形態における整流子の部分拡大断面図。
【図７】（ａ）（ｂ）本実施の形態における製造方法を説明するための説明図。
【図８】（ａ）（ｂ）本実施の形態における製造方法を説明するための説明図。
【図９】（ａ）（ｂ）本実施の形態における製造方法を説明するための説明図。
【図１０】（ａ）（ｂ）本実施の形態における整流子の斜視図。
【図１１】（ａ）（ｂ）別例における製造方法を説明するための説明図。
【図１２】（ａ）（ｂ）別例における製造方法を説明するための説明図。
【図１３】（ａ）（ｂ）別例における製造方法を説明するための説明図。
【図１４】別例における製造方法を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
図１は、本実施形態の直流モータの概略構成図である。図１に示すように、直流モータの外郭であるハウジングケース１０は、軸方向に３つに分割された第１〜第３のケース１１〜１３から構成されている。
【００２６】
図１において最も左側に位置する第１のケース１１は、円筒状の第１の支持部１１ａと、該第１の支持部１１ａの軸方向の一端（図１において左側の端部）を閉塞する閉塞部１１ｂとから構成され、有底円筒状をなしている。また、第２のケース１２は、前記第１の支持部１１ａと同じ外径及び内径を有する第２の支持部１２ａと、該第２の支持部１２ａにおける第１のケース１１と反対側の軸方向の端部から径方向内側に向かって延設された固定部１２ｂとから構成されている。そして、閉塞部としての第３のケース１３は、前記第２のケース１２における固定部１２ｂ側の軸方向の端部を閉塞する略円板状をなしている。尚、第１〜第３のケース１１〜１３は、軸方向に貫通する螺子（図示略）にて互いに連結固定されている。また、第１及び第２のケース１１，１２の互いに対向する開口部には、第１及び第２の支持部１１ａ，１２ａの内径を拡径してなる第１及び第２の支持段部１１ｃ，１２ｃがそれぞれ形成されている。
【００２７】
第１のケース１１及び第２のケース１２は、略円環状の電機子２１を軸方向の両側から挟持して支持するとともに、該電機子２１は、略円環状の電機子コア２２に複数の電機子コイル２３を巻装して形成されている。図２に示すように、電機子コア２２は、金属磁性材料よりなり、外周側に設けられた円筒状のヨーク部２２ａと、該ヨーク部２２ａの内周面から径方向内側に向かって延びる３６本のティース２２ｂとから構成されている。この電機子コア２２の外径は、前記第１及び第２の支持部１１ａ，１２ａの内径より大きく、且つ前記第１及び第２の支持部１１ａ，１２ａの外径より小さい値とされている。そして、複数の電機子コイル２３は、周方向に隣り合うティース２２ｂ間の空間を通るように電機子コア２２に対して巻回されるとともに、電機子コイル２３の巻始め及び巻終わりの端部２３ａは、電機子コア２２の軸方向の一端側に引き出されている（図１参照）。尚、図３に、直流モータを平面状に展開した模式図を示す。
【００２８】
このような電機子２１は、図１に示すように、電機子コア２２のヨーク部２２ａの軸方向の両端部が、前記第１のケース１１の第１の支持段部１１ｃ及び第２のケース１２の第２の支持段部１２ｃにそれぞれ係合した状態で第１及び第２のケース１１，１２にて支持されている。
【００２９】
前記第２のケース１２の固定部１２ｂの径方向内側の先端部には、軸方向と直交する平板状をなす整流子３１が固定されている。図１に示すように、整流子３１は、周方向に並設された３６個のセグメント３２（図１０（ｂ）参照）と、該セグメント３２に接続されることで所定間隔（本実施の形態では９０°）毎のセグメント３２を電気的に接続する短絡部材３３とを備えている。
【００３０】
各セグメント３２は、導電性の金属材料よりなり、軸方向から見た形状（図６参照）が径方向内側の端部から径方向外側に向かうに連れて周方向の幅が広くなる扇形をなす板状のセグメント本体３２ａと、該セグメント本体３２ａの径方向外側の端部から軸方向の前記第３のケース１３側（図１中、右側）に延びる外周側接続部３２ｂとを備えている。尚、各セグメント３２において、セグメント本体３２ａにおける外周側接続部３２ｂが延びる側と反対側の端面は、平坦な摺接面３２ｃとなっている。
【００３１】
短絡部材３３は、図８に示すように、周方向に複数配置された外周側端末３４と、外周側端末３４の内側で周方向に複数配置された内周側端末３５と、外周側端末３４と内周側端末３５とを周方向に所定角度（本実施の形態では４５°）ずらしてそれぞれ連結する複数の連結部３６とが同一平面状に形成されてなる短絡構成部材群３７を備えている。尚、本実施の形態の外周側端末３４、内周側端末３５、及び連結部３６は周方向に３６個ずつ配置されている。又、本実施の形態の連結部３６は、インボリュート曲線に沿った形状とされている。
【００３２】
詳しくは、本実施の形態の短絡部材３３では、図９（ａ）に示すように、外周側端末３４同士と内周側端末３５同士とがそれぞれ積層方向に接触され、且つ、連結部３６同士が積層方向に非接触とされるように、更に連結部３６同士が逆向きとされるように（図６参照）２つの短絡構成部材群３７が積層されている。尚、本実施の形態では、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、連結部３６のみ軸方向の厚さを薄くすることで（連結部３６の両端に段差３６ａを形成することで）連結部３６同士のみを積層方向に非接触としている。そして、この構成により、所定間隔毎（９０°の間隔毎）の外周側端末３４が電気的に接続されることになる。
【００３３】
又、短絡部材３３は、外周側端末３４、内周側端末３５、及び連結部３６のそれぞれの間隔を保持するための絶縁材３８を備えている。詳しくは、絶縁材３８は、樹脂材料よりなり、図１、図４、図６、及び図１０に示すように、円環状の板状をなす。そして、絶縁材３８の内部には、外周側端末３４、内周側端末３５、及び連結部３６が埋設されている。又、絶縁材３８の内部には、前記セグメント３２の外周側接続部３２ｂの先端部及び摺接面３２ｃが露出するように、セグメント３２の一部が埋設されている。又、セグメント３２の外周側接続部３２ｂにおける延出方向中間部３２ｄ（図６及び図９（ｂ）参照）には、短絡部材３３の外周側端末３４が接続固定され、該部分は絶縁材３８の内部に埋設されている。即ち、本実施の形態の絶縁材３８は、外周側端末３４と接続されるセグメント３２を保持する機能も兼ねている。
【００３４】
又、絶縁材３８は、その径方向の幅が、セグメント３２の径方向の幅よりも広く形成されるとともに、各セグメント３２は、絶縁材３８から径方向の外側及び内側の何れにも突出していない。そして、絶縁材３８の外径、即ち整流子３１の外径は、電機子コア２２の内径よりも大きく、且つ第２のケース１２の第２の支持部１２ａの内径よりも小さい大きさとなっている。
【００３５】
図１に示すように、上記のように構成された整流子３１は、前記第２のケース１２の固定部１２ｂの径方向内側の先端部に、絶縁材３８の外周縁（即ち、絶縁材３８においてセグメント３２よりも径方向外側に突出した部位）が固定されることにより、第２のケース１２に対して固定されている。そして、第２のケース１２に固定された整流子３１は、第３のケース１３と電機子コア２２との間で第３のケース１３と隣接して配置されている。更に、第２のケース１２に固定された整流子３１は、該整流子３１における絶縁材３８側（摺接面３２ｃの反対側であって、図１中、右側）の端部が第３のケース１３と軸方向に対向して近接するとともに、同整流子３１におけるセグメント３２の摺接面３２ｃ側が電機子２１側を向くように配置されている。また、整流子３１における径方向外側の周縁部は、電機子２１と軸方向に対向するとともに、同整流子３１の内周面は、後述の回転軸４２と径方向に隣接する。
【００３６】
そして、第２のケース１２に固定された整流子３１のセグメント３２のうち、１８個のセグメント３２（その外周側接続部３２ｂの先端部）には、電機子コイル２３の端部２３ａが接続されている（図１及び図４参照）。図３に示すように、３６個のセグメント３２に順にセグメント番号「１」〜「３６」を付すと、セグメント番号「４」，「５」の周方向に隣り合うセグメント３２にそれぞれ電機子コイル２３の端部２３ａが接続され、セグメント番号「６」，「７」の周方向に隣り合うセグメント３２には電機子コイル２３の端部２３ａは直接接続されない。そして、セグメント番号「８」，「９」の周方向に隣り合うセグメント３２にそれぞれ電機子コイル２３の端部２３ａが接続され、セグメント番号「１０」，「１１」の周方向に隣り合うセグメント３２には電機子コイル２３の端部２３ａは直接接続されない。同様に、セグメント番号「１２」，「１３」，「１６」，「１７」，「２０」，「２１」，「２４」，「２５」，「２８」，「２９」，「３２」，「３３」，「３６」，「１」のセグメント３２には電機子コイル２３の端部２３ａが接続され、残りのセグメント番号「１４」，「１５」，「１８」，「１９」，「２２」，「２３」，「２６」，「２７」，「３０」，「３１」，「３４」，「３５」，「２」，「３」のセグメント３２には、電機子コイル２３の端部２３ａは直接接続されない。
【００３７】
尚、図１に示すように、電機子コイル２３の端部２３ａは、第２のケース１２の固定部１２ｂに設けられた貫通孔１２ｄを通って、整流子３１の絶縁材３８側の端部（詳しくは、セグメント３２の外周側接続部３２ｂの先端部）まで引き出され、対応するセグメント３２の外周側接続部３２ｂに溶接等により電気的に接続される。
【００３８】
回転子４１は、図１、図２及び図５に示すように、直流モータの径方向の中央部に配置される回転軸４２と、該回転軸４２に固定されたロータコア４３と、該ロータコア４３の外周面に固着された複数のマグネット（界磁）４４とを備えている。
【００３９】
円柱状の回転軸４２は、図１に示すように、前記第１のケース１１の径方向の中央部に設けられた軸受４５ａと、前記第３のケース１３の径方向の中央部に設けられ前記軸受４５ａと対をなす軸受４５ｂとによって、軸方向の両端部が軸支されている。また、回転軸４２は、前記整流子３１の径方向の中央部を貫通するとともに、該回転軸４２の外周面と整流子３１の内周面とが近接している。即ち、整流子３１の内径は、回転軸４２の外径よりも僅かに大きな値に設定されている。そして、回転軸４２の軸方向の略中央部に前記ロータコア４３が固定されている。
【００４０】
図２に示すように、ロータコア４３は、軸方向から見た形状が正八角形状をなす略筒状をなしている。そして、ロータコア４３の軸中心部には、該ロータコア４３を軸方向に貫通する固定孔４３ａが形成されるとともに、ロータコア４３は、該固定孔４３ａ内に前記回転軸４２が圧入されることにより同回転軸４２に対して固定されている。また、ロータコア４３の外周面を構成する８つの平面には、長方形の略板状をなすマグネット４４がそれぞれ固着されるとともに、８個のマグネット４４は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互となるようにロータコア４３に対して配置されている。また、８個のマグネット４４は、周方向に等角度間隔（即ち４５°間隔）に配置されている。これらのマグネット４４は、径方向外側の側面が、電機子コア２２の内周面（即ちティース２２ｂの径方向内側の先端面）に対応した円弧状をなすとともに、それぞれ電機子２１と径方向に対向している。
【００４１】
図１に示すように、ロータコア４３における整流子３１と反対側の軸方向の端部には、円形状に凹設された配置凹部４３ｂが形成されるとともに、該配置凹部４３ｂには、絶縁性の樹脂材料よりなるスリップリングホルダ４６が収容固定されている。スリップリングホルダ４６は、平板状をなすとともに、該スリップリングホルダ４６における整流子３１と反対側の端部に一対のスリップリング４７，４８を保持している。対をなすスリップリング４７，４８は、導電性を有する金属材料にて形成されそれぞれ円環状をなすとともに、回転軸４２を中心として同心状に配置されている。尚、本実施形態においては、内周側のスリップリング４７は陽極側のスリップリングとされ、外周側のスリップリング４８は陰極側のスリップリングとされている。
【００４２】
図２に示すように、ロータコア４３には、周方向に等角度間隔となる８箇所に収容孔４３ｃが形成されている。この収容孔４３ｃは、８個のマグネット４４の周方向位置に対応して形成されており、各収容孔４３ｃの周方向の中央を通り径方向に延びる中心線Ｌ１は、各マグネット４４の周方向の中央を通り径方向に延びる中心線Ｌ２と一致する。
【００４３】
各収容孔４３ｃは、ロータコア４３を軸方向に貫通するとともに（図１参照）、軸方向と直交する方向に沿って切った断面形状（図２参照）が、径方向内側から径方向外側に向かうに連れて周方向の幅が広くなる略扇形状をなしている。そして、収容孔４３ｃの径方向外側の内側面には、図２に示すように、径方向外側に向かって凹設された係合凹部４３ｄが形成されている。係合凹部４３ｄは、軸方向に沿って延びるとともに、軸方向と直交する方向に沿って切った断面形状が矩形状をなしている。
【００４４】
図１に示すように、回転軸４２には、整流子３１の摺接面３２ｃと対向するように整流ブラシホルダ５１が固定されている。整流ブラシホルダ５１は、絶縁性の樹脂材料よりなり、円環状のブラシ保持部５１ａと、ブラシ保持部５１ａから軸方向に沿って整流子３１と反対側に延びる８個の挿入部５１ｂとから構成されている。
【００４５】
ブラシ保持部５１ａは、ロータコア４３と整流子３１との間でロータコア４３の整流子３１側の軸方向の端面に当接して配置されている。このブラシ保持部５１ａは、円環状の板状をなすともに、その外径は、ロータコア４３の外径より大きく且つマグネット４４を含むロータコア４３の外径より小さく形成されている。また、ブラシ保持部５１ａの径方向の中央部を回転軸４２が貫通している。そして、ブラシ保持部５１ａのロータコア４３側の軸方向の端面から、軸方向に沿って前記挿入部５１ｂが延びている。
【００４６】
図２に示すように、８個の挿入部５１ｂは、ロータコア４３に形成された８個の収容孔４３ｃに対応して形成されている。即ち、８個の挿入部５１ｂは、ブラシ保持部５１ａにおいて周方向に等角度間隔となる８箇所に形成されるとともに、回転軸４２からの径方向の距離が収容孔４３ｃの回転軸４２からの径方向の距離と等しくなっている。そして、各挿入部５１ｂは、軸方向と直交する方向に沿って切った断面形状が、径方向内側から径方向外側に向かうに連れて周方向の幅が広くなる略扇形状をなしている。更に、各挿入部５１ｂの径方向外側の側面には、収容孔４３ｃの係合凹部４３ｄと係合するべく径方向外側に向かって突出した係合凸部５１ｄが形成されている。係合凸部５１ｄは、軸方向に沿って延びるとともに、軸方向と直交する方向に沿って切った断面形状が矩形状をなしている。また、図１に示すように、各挿入部５１ｂの軸方向の長さは、収容孔４３ｃの軸方向の長さよりも若干短く形成されている。
【００４７】
そして、整流ブラシホルダ５１は、８個の挿入部５１ｂが、ロータコア４３の８個の収容孔４３ｃ内にそれぞれ配置された状態でロータコア４３に対して配置されており、ロータコア４３と共に回転軸４２と一体回転される。また、ロータコア４３に対して配置された整流ブラシホルダ５１の８個の挿入部５１ｂは、図２に示すように、各挿入部５１ｂの周方向の中央を通り径方向に延びる中心線Ｌ３が、各マグネット４４の中心線Ｌ２と一致する。
【００４８】
図１及び図５に示すように、整流ブラシホルダ５１には、ブラシ保持部５１ａの整流子３１側の端面（即ちロータコア４３と反対側の端面）から挿入部５１ｂ側に凹設された８個のブラシ保持凹部５１ｅが形成されている。８個のブラシ保持凹部５１ｅは、挿入部５１ｂに対応して周方向に等角度間隔に形成されるとともに、各ブラシ保持凹部５１ｅは、開口部から底部に向かうに連れて回転軸４２からの径方向の距離が短くなるように回転軸４２に対して傾斜している。このように径方向に沿って傾斜した各ブラシ保持凹部５１ｅは、その凹設方向とロータコア４３の周方向とが直交している。また、各ブラシ保持凹部５１ｅは、軸方向と直交する断面形状が径方向に長い長方形状をなすとともに、各ブラシ保持凹部５１ｅの周方向の中央を通り径方向に延びる中心線Ｌ４は、各マグネット４４の中心線Ｌ２と一致する。
【００４９】
図１及び図２に示すように、各挿入部５１ｂには、ブラシ保持凹部５１ｅの底部から挿入部５１ｂの先端側に向かって凹設されたばね収容凹部５１ｆが形成されている。ばね収容凹部５１ｆは、その開口部側の部位が、ブラシ保持凹部５１ｅと同様に、開口部から底部に向かうに連れて回転軸４２からの径方向の距離が短くなるように回転軸４２に対して傾斜するとともに、底部側の部位は軸方向に沿って延びている。また、ばね収容凹部５１ｆの凹設方向と直交する方向の断面形状は、円形状をなしている。
【００５０】
そして、各ばね収容凹部５１ｆには、第１の圧縮コイルばね５２が収容されるとともに、各ブラシ保持凹部５１ｅには、整流ブラシ５３が収容されている。整流ブラシ５３は、ブラシ保持凹部５１ｅに対応した四角柱状をなしており、その側面がブラシ保持凹部５１ｅの内周面に当接している。そして、図５に示すように、各整流ブラシ５３は、ブラシ保持凹部５１ｅに収容されることにより、整流ブラシ５３の周方向の中央を通り径方向に延びる中心線Ｌ５が、各マグネット４４の中心線Ｌ２と一致する。更に、図１に示すように、各整流ブラシ５３は、ブラシ保持凹部５１ｅに収容されることにより、その中心軸線Ｌ６が回転軸４２に対して傾斜されるとともに、前記整流子３１の摺接面３２ｃに対して中心軸線Ｌ６が傾斜した状態で整流子３１側の端部が同摺接面３２ｃに接触する。即ち、各整流ブラシ５３は、整流子３１側の先端部から第１の圧縮コイルばね５２側の後端部に向かうに連れて中心軸線Ｌ６が回転軸４２に近づくように径方向に沿って傾斜している。また、各整流ブラシ５３は、第１の圧縮コイルばね５２によって整流子３１側に付勢されて整流子３１に対して押圧されるとともに、当該第１の圧縮コイルばね５２の付勢力によって、ブラシ保持凹部５１ｅの凹設方向に沿って移動可能である。
【００５１】
ブラシ保持凹部５１ｅに収容された８個の整流ブラシ５３のうち、周方向に一つ置きの４個の整流ブラシ５３は、陽極側の整流ブラシとして内周側のスリップリング４７に接続される。そして、残りの４個の整流ブラシ５３は、陰極側の整流ブラシ５３として外周側のスリップリング４８に接続される。整流ブラシ５３とスリップリング４７，４８とは、各スリップリング４７，４８から、各挿入部５１ｂにおける前記ばね収容凹部５１ｆよりも内周側の部位を通ってブラシ保持凹部５１ｅ内の整流ブラシ５３まで延びるリード線５４にて電機的に接続されている。
【００５２】
前記第１のケース１１の閉塞部１１ｂの内側面には、絶縁性の樹脂材料よりなる給電ブラシホルダ６１が固定されている。給電ブラシホルダ６１は、回転軸４２の外周を囲む円環状をなすとともに、ロータコア４３側の端部が、ロータコア４３側に向かうに連れて縮径された円錐台形状をなしている。尚、給電ブラシホルダ６１の内径は、回転軸４２の外径よりも若干大きく形成されており、回転軸４２の回転を許容する。
【００５３】
また、給電ブラシホルダ６１には、ロータコア４３側の端面に開口部を有し閉塞部１１ｂ側に向かって凹設された複数対の保持凹部６１ａが形成されている。対をなす保持凹部６１ａ同士は、周方向に（４５×ｎ）°の間隔を空けて形成されている。尚、「ｎ」は正の奇数である。尚、図１には、複数対の保持凹部６１ａのうち、一対の保持凹部６１ａのみを図示している。また、各保持凹部６１ａは、開口部から底部に向かうに連れて径方向外側に向かうように傾斜して形成されている。
【００５４】
そして、対をなす保持凹部６１ａのうち、一方の保持凹部６１ａ（図１において下側の保持凹部６１ａ）には、陽極側の給電ブラシ６３が挿入されるとともに、該給電ブラシ６３は、保持凹部６１ａの底部側に配置された第２の圧縮コルばね６２によって開口部側に付勢され、陽極側のスリップリング４７に摺動可能に押圧接触される。そして、他方の保持凹部６１ａ（図１において上側の保持凹部６１ａ）には、陰極側の給電ブラシ６３が挿入されるとともに、該給電ブラシ６３は、保持凹部６１ａの底部側に配置された第２の圧縮コルばね６２によって開口部側に付勢され、陰極側のスリップリング４８に摺動可能に押圧接触される。尚、各給電ブラシ６３は、保持凹部６１ａに挿入されたことにより、スリップリング４７，４８に対して傾斜して接触する。また、各給電ブラシ６３には、給電ブラシホルダ６１を通って外部の電源装置（図示略）まで延びる給電線６４が接続されている。
【００５５】
上記のように構成された直流モータでは、外部の電源装置から給電線６４を介して給電ブラシ６３に供給された電流は、スリップリング４７，４８を介して整流ブラシ５３に供給され、更に、整流ブラシ５３が接触したセグメント３２及びそのセグメント３２と短絡部材３３（外周側端末３４、内周側端末３５、及び連結部３６）にて同電位とされたセグメント３２を介して電機子コイル２３に供給される。すると、電機子２１にて磁界が発生し、該磁界に応じて回転子４１が回転する。回転子４１の回転に伴って、整流ブラシ５３を保持した整流ブラシホルダ５１が回転するため、整流子３１において、整流ブラシ５３が接触されるセグメント３２が順次切り替わり、それによって順次電機子コイル２３の整流が行われ、回転子４１が連続的に回転される。
【００５６】
次に、上記した整流子３１（短絡部材３３）の製造方法について、特に図７〜図１０を用いて説明する。
本実施の形態の整流子３１の製造方法は、「打ち抜き工程」と、「環状曲げ工程」と、「逆積層工程」と、「セグメント接続固定工程」と、「絶縁材成形工程」と、「除去工程」とを備える。
【００５７】
まず「打ち抜き工程」では、図７（ａ）（ｂ）に示すように、前記外周側端末３４、前記連結部３６及び前記内周側端末３５がそれぞれ略一直線状（図７（ａ）中、左右方向）に沿って（隙間がほぼ無いように）並設されるとともに、内周側端末３５を略一直線状に連結する成形時連結部７１が形成されるように、導電性板材Ｄを打ち抜く。尚、打ち抜く前の導電性板材Ｄは、図７（ａ）に２点鎖線で示すように、四角形（詳しくは帯状の長方形）に形成されたものである。
【００５８】
又、本実施の形態の「打ち抜き工程」では、成形時連結部７１の径方向内側と対応した側（後述する「環状曲げ工程（図８参照）」で径方向内側となる側）に、後の「環状曲げ工程」での成形時連結部７１の曲げを許容するとともにその曲げ角度を規制するための切り込み７１ａを形成する。切り込み７１ａは、内周側端末３５毎に対応して（等間隔で３６箇所）形成されるとともに、その形状は奥に向かうほど幅が狭く形成されている。
【００５９】
又、本実施の形態の「打ち抜き工程」では、成形時連結部７１に、後の「環状曲げ工程（図８参照）」で外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ等角度間隔に整列するように（図８（ａ）参照）それらの成形時連結部７１に対する回動角度を規制するための回動規制部７１ｂを形成する。詳しくは、略一直線状に延びる成形時連結部７１には、その直交方向に延びてその先端が内周側端末３５と繋がる突出連結部７１ｃを形成するとともに、後の「環状曲げ工程（図８参照）」で外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ等角度間隔に整列するようにそれらを突出連結部７１ｃの先端を中心として回動させた際に内周側端末３５と当接して内周側端末３５の回動角度を規制するための回動規制部７１ｂを突出形成する。
【００６０】
そして、次の「環状曲げ工程」では、図８（ａ）（ｂ）に示すように、外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５が、上記したようにそれぞれ環状に沿って並設されるように成形時連結部７１を曲げる。
【００６１】
次の「逆積層工程」では、図９（ａ）に示すように、外周側端末３４同士と内周側端末３５同士とがそれぞれ積層方向に接触され、且つ、連結部３６同士が積層方向に非接触とされるように、更に連結部３６同士が逆向きとされるように短絡構成部材群３７（成形時連結部７１を含む）を積層する。即ち、前記「環状曲げ工程」を終了した２つの短絡構成部材群３７（成形時連結部７１を含む）を、片方のみ裏返して連結部３６のみが非接触となるように（前記段差３６ａ（図７（ｂ）参照）側が対向するように）積層する。尚、本実施の形態では、この際、積層方向に接触した内周側端末３５同士を溶接等にて接続固定（接合）する。
【００６２】
次の「セグメント接続固定工程」では、図９（ｂ）に示すように、前記セグメント３２の外周側接続部３２ｂにおける前記延出方向中間部３２ｄを外周側端末３４に、嵌合させた後に溶接する等して接続固定する。
【００６３】
次の「絶縁材成形工程」では、前記「セグメント接続固定工程」にて製造したものを図示しない型内に収容し、該型内に溶融した樹脂材（絶縁材３８）を充填し硬化させることで、外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５（更にはセグメント３２）のそれぞれの間隔を保持するための前記絶縁材３８を成形する。
【００６４】
そして、次に、「除去工程」では、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、前記成形時連結部７１を除去し、これにより整流子３１を製造する。
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
【００６５】
（１）「打ち抜き工程」で、外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ略一直線状に沿って並設される（図７参照）ことから、それぞれの間に導電性板材Ｄの無駄（打ち抜かれた後に廃材となる部分）を略無いようにすることができ、歩留まりを向上することができる。又、従来のように全体を略円形に打ち抜く方法と異なり、入手が容易で安価な四角形の導電性板材Ｄから打ち抜いても、その四隅や中央が大きな無駄（廃材）となってしまうことがなく、歩留まりを向上することができる。
【００６６】
（２）「環状曲げ工程」の後であって「除去工程」の前の「絶縁材充填工程」にて、短絡部材３３の一部を構成し外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５のそれぞれの間隔を保持するための絶縁材３８が成形されるため、「除去工程」で特に別の手段で外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５を保持する必要がなくなる。即ち、「除去工程」で絶縁材３８以外の手段で保持する場合（「除去工程」の後に絶縁材３８を成形する場合）、保持するための他の特殊な手段が必要となってしまうが、これを必要とせず、容易に整流子３１（短絡部材３３）を製造することができる。
【００６７】
（３）「打ち抜き工程」にて、成形時連結部７１の径方向内側と対応した側に、後の「環状曲げ工程」での成形時連結部７１の曲げを許容するとともにその曲げ角度を規制するための切り込み７１ａが形成されるため、「環状曲げ工程」で容易に且つ正確な曲げ角度で成形時連結部７１を（環状に）曲げることができる。
【００６８】
（４）「打ち抜き工程」にて、成形時連結部７１に、後の「環状曲げ工程」で外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５がそれぞれ等角度間隔に整列するようにそれらの成形時連結部７１に対する回動角度を規制するための回動規制部７１ｂが形成される。よって、回動規制部７１ｂにて「環状曲げ工程」での成形時連結部７１に対する外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５の回動角度を容易に正確なものとすることができ、容易に外周側端末３４、連結部３６及び内周側端末３５をそれぞれ等角度間隔に整列させることができる。
【００６９】
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、連結部３６はインボリュート曲線に沿った形状であるとしたが、外周側端末３４と内周側端末３５とを周方向に所定角度ずらして連結することができれば、これに限定されず、他の形状に変更してもよい。
【００７０】
例えば、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、連結部８１を、単なる円弧に沿った形状に変更してもよい。尚、図１１（ａ）は、「打ち抜き工程」が終了した直後のものを図示し、図１１（ｂ）は、「環状曲げ工程」を終了した直後のものを図示している。
【００７１】
又、例えば、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、連結部８２を、単なる直線に沿った形状に変更してもよい。尚、図１２（ａ）は、「打ち抜き工程」が終了した直後のものを図示し、図１２（ｂ）は、「環状曲げ工程」を終了した直後のものを図示している。又、図８（ａ）、図１１（ｂ）、及び図１２（ｂ）から分かるように、上記実施の形態のインボリュート曲線に沿った連結部３６は、他の連結部８１，８２に比べて、幅（断面積）を大きくすることができ大電流への対応が可能となるため、インボリュート曲線に沿った連結部３６とすることが望ましい。
【００７２】
・図１３（ａ）（ｂ）に示すように、外周側端末３４ｚ、連結部３６ｚ及び内周側端末３５ｚを軸方向に複数層重ねて通電経路の断面積を大きくし、それぞれによって所定間隔毎の前記セグメント３２を電気的に接続するようにしてもよい。尚、この例（図１３（ａ）（ｂ））では、上記実施の形態のもの（図７（ｂ）及び図８（ｂ）参照）に比べて外周側端末３４ｚ、連結部３６ｚ、内周側端末３５ｚ及び成形時連結部７１ｚ（導電性板材Ｄ）の板厚を約１／３としている。又、この例では、単に全体が環状とされた外周側端末３４ｚ、連結部３６ｚ及び内周側端末３５ｚを独立して複数（３個）形成し、それらを軸方向に重ねている。
【００７３】
このようにすると、通電経路の断面積を（大きく）確保して大電流への対応を可能としながらも、「打ち抜き工程」で打ち抜く導電性板材Ｄの板厚を薄くすることができる。
又、図１４に示すように、上記別例（図１３（ｂ）参照）と異なり、「環状曲げ工程」で、全体がスパイラル状となって外周側端末３４ｚ、連結部３６ｚ及び内周側端末３５ｚが軸方向に複数層（本別例では３層）重なるように成形時連結部７１ｚを（複数周回であって本別例では３周）曲げるようにしてもよい。このようにすると、上記別例（図１３（ｂ）参照）に比べて、途中段階での部品点数が少なくなり、例えば、そのことに基づく組み付けを回避することができる。
【００７４】
・上記実施の形態では、「環状曲げ工程」の後であって「除去工程」の前の「絶縁材充填工程」を行うとしたが、これに限定されず、「除去工程」の後に絶縁材３８を成形するようにしてもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果（１）と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
・上記実施の形態では、「打ち抜き工程」にて、切り込み７１ａを形成するとしたが、これに限定されず、切り込み７１ａを形成しなくてもよい。
・上記実施の形態では、「打ち抜き工程」にて、回動規制部７１ｂを形成するとしたが、これに限定されず、回動規制部７１ｂを形成しなくてもよい。
【００７６】
・上記実施の形態では、短絡部材３３を、短絡構成部材群３７を２つ備え、所定間隔（９０°）毎の外周側端末３４を電気的に接続するものとしたが、これに限定されず、少なくとも１つの短絡構成部材群を備え、周方向に並設されるセグメントに接続されることで所定間隔毎のセグメントを電気的に接続できれば、他の構成のものとしてもよい。例えば、１つの短絡構成部材群のみを備え、径方向に直線状に並ぶ外周側端末３４と内周側端末３５とに、径方向に沿った形状のセグメントの両端が接続される構成の短絡部材としてもよい。
【００７７】
・上記実施の形態では、セグメント３２の摺接面３２ｃが軸直交方向に沿った整流子３１としたが、これに限定されず、例えば、摺接面が外周面に沿った円弧状の、即ち、絶縁材の外周面にセグメントが並設され、回転軸に固定される整流子（その製造方法）に変更してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
３１…整流子、３２…セグメント、３３…短絡部材、３４，３４ｚ…外周側端末、３５，３５ｚ…内周側端末、３６，３６ｚ，８１，８２…連結部、３７…短絡構成部材群、３８…絶縁材、７１，７１ｚ…成形時連結部、７１ａ…切り込み、７１ｂ…回動規制部、Ｄ…導電性板材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数配置された外周側端末と、前記外周側端末の内側で周方向に複数配置された内周側端末と、前記外周側端末と前記内周側端末とを周方向に所定角度ずらしてそれぞれ連結する複数の連結部とが同一平面状に形成されてなる短絡構成部材群を備え、周方向に並設されるセグメントに接続されることで所定間隔毎の前記セグメントを電気的に接続するための短絡部材の製造方法であって、
前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ略一直線状に沿って並設されるとともに、前記内周側端末を略一直線状に連結する成形時連結部が形成されるように、導電性板材を打ち抜く打ち抜き工程と、
前記打ち抜き工程の後、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ環状に沿って並設されるように前記成形時連結部を曲げる環状曲げ工程と、
前記環状曲げ工程の後、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末を保持した状態で前記成形時連結部を除去する除去工程と
を備えたことを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の短絡部材の製造方法において、
前記環状曲げ工程の後であって前記除去工程の前に、前記短絡部材の一部を構成し前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末のそれぞれの間隔を保持するための絶縁材を成形する絶縁材成形工程を備えたことを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の短絡部材の製造方法において、
前記打ち抜き工程では、前記成形時連結部の径方向内側と対応した側に、後の前記環状曲げ工程での前記成形時連結部の曲げを許容するとともにその曲げ角度を規制するための切り込みを形成することを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、
前記打ち抜き工程では、前記成形時連結部に、後の前記環状曲げ工程で前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ等角度間隔に整列するようにそれらの前記成形時連結部に対する回動角度を規制するための回動規制部を形成することを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、
前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末を軸方向に複数層重ねて通電経路の断面積を大きくし、それぞれによって所定間隔毎の前記セグメントを電気的に接続することを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の短絡部材の製造方法において、
前記環状曲げ工程では、全体がスパイラル状となって前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末が軸方向に複数層重なるように前記成形時連結部を曲げることを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、
前記環状曲げ工程の後に、前記外周側端末同士と前記内周側端末同士とがそれぞれ積層方向に接触され、且つ、前記連結部同士が積層方向に非接触とされるように、更に前記連結部同士が逆向きとされるように前記短絡構成部材群を積層する逆積層工程を備えたことを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法を含む整流子の製造方法であって、
前記連結部を介して所定間隔毎に電気的に接続されるように、前記セグメントを前記短絡部材に接続固定するセグメント接続固定工程を備えたことを特徴とする整流子の製造方法。
【請求項１】
周方向に複数配置された外周側端末と、前記外周側端末の内側で周方向に複数配置された内周側端末と、前記外周側端末と前記内周側端末とを周方向に所定角度ずらしてそれぞれ連結する複数の連結部とが同一平面状に形成されてなる短絡構成部材群を備え、周方向に並設されるセグメントに接続されることで所定間隔毎の前記セグメントを電気的に接続するための短絡部材の製造方法であって、
前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ略一直線状に沿って並設されるとともに、前記内周側端末を略一直線状に連結する成形時連結部が形成されるように、導電性板材を打ち抜く打ち抜き工程と、
前記打ち抜き工程の後、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ環状に沿って並設されるように前記成形時連結部を曲げる環状曲げ工程と、
前記環状曲げ工程の後、前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末を保持した状態で前記成形時連結部を除去する除去工程と
を備えたことを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の短絡部材の製造方法において、
前記環状曲げ工程の後であって前記除去工程の前に、前記短絡部材の一部を構成し前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末のそれぞれの間隔を保持するための絶縁材を成形する絶縁材成形工程を備えたことを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の短絡部材の製造方法において、
前記打ち抜き工程では、前記成形時連結部の径方向内側と対応した側に、後の前記環状曲げ工程での前記成形時連結部の曲げを許容するとともにその曲げ角度を規制するための切り込みを形成することを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、
前記打ち抜き工程では、前記成形時連結部に、後の前記環状曲げ工程で前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末がそれぞれ等角度間隔に整列するようにそれらの前記成形時連結部に対する回動角度を規制するための回動規制部を形成することを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、
前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末を軸方向に複数層重ねて通電経路の断面積を大きくし、それぞれによって所定間隔毎の前記セグメントを電気的に接続することを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の短絡部材の製造方法において、
前記環状曲げ工程では、全体がスパイラル状となって前記外周側端末、前記連結部及び前記内周側端末が軸方向に複数層重なるように前記成形時連結部を曲げることを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法において、
前記環状曲げ工程の後に、前記外周側端末同士と前記内周側端末同士とがそれぞれ積層方向に接触され、且つ、前記連結部同士が積層方向に非接触とされるように、更に前記連結部同士が逆向きとされるように前記短絡構成部材群を積層する逆積層工程を備えたことを特徴とする短絡部材の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の短絡部材の製造方法を含む整流子の製造方法であって、
前記連結部を介して所定間隔毎に電気的に接続されるように、前記セグメントを前記短絡部材に接続固定するセグメント接続固定工程を備えたことを特徴とする整流子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１０４６０（Ｐ２０１１−１０４６０Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５１３８９（Ｐ２００９−１５１３８９）
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
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