专利名称：用于扁平型整流子的整流子片的制造方法
技术领域：
本发明涉及旋转电机的整流子的制造方法，特别是涉及盘式的扁平型整流子中的整流子片的制造方法。
背景技术：
近年来，在电动动力转向装置和发动机起动机、燃料泵等中使用的电机中，由装置小型化的要求出现了采用扁平型整流子(平面整流子)的电机。该扁平型整流子与一般圆筒状的整流子不同，具有从旋转轴向径向延伸的盘状的电刷滑动面，把称为整流子金属的金属部件与合成树脂一体成型。一体成型后，整流子金属切断为放射状并在周向分开，以成为相互绝缘状态形成多个整流子片。另外，电刷从轴向与由该整流子金属构成的电刷滑动面滑动接触，进行电枢电流的切换。
作为这种扁平型整流子的整流子金属的制造方法采用把各整流子片用的部件进行单独冷锻和在顺送冲床形成圆环状连锁体的方法。但是，若采用这种方式，由冲压弯曲和减薄、拉伸等加工，存在使弯曲角部的曲面(R)变大的问题。在角部的R变大时，使电刷滑动面的长度在R部分变小，在确保滑动面长度方面不利。另外，角部R在模压树脂时，对树脂压力会产生使整流子片上浮方向的分力。另外，由于整流子金属由需要顺送冲床的复杂的多项工序制造，使设备费增加，同时为了确保输送导向孔还要使毛坯面积增大，这样使材料利用率下降。
图6是表示模压树脂时的角部影响的说明图。如图6所示，在角部R从浇口51供给的树脂要从整流子金属52的角部53流进电刷滑动面54侧。这样，由该压力整流子金属52向上方变形，树脂有可能漏到电刷滑动面54的内径侧。若产生树脂漏泄，不仅需要去掉电刷滑动面54上的毛刺，而且为去掉由毛刺在整流子片之间产生的不平还要进行切削加工。为此，存在在模压树脂后工序的工作量增加和提高成本的问题。特别是在作为冲压产品的整流子金属中还可能产生由回复弹性变形的金属变形，需要采取防止漏泄树脂的措施。
另外，还试行了力图解决上述问题的采用在通常的筒型整流子中用的整流子片的制造方法。图7是表示筒型整流子构成的局部剖面的侧面图，图8是说明在图7中使用的整流子片的制造方法的图。在筒型整流子55中，整流子片56是把称为整流子型材的棒料进行适当切割而形成的。整流子型材57是铜制的拉制材料。如图8所示形成梯形剖面。整流子片56是把该整流子型材57冲切成图中虚线形成的形状，而成为在图7中筒形整流子55中使用的形状。
另外，在扁平型整流子的整流子片(整流子金属)若也由这样的整流子型材57制造时，不产生冲压产品那样的角度R，也没有回复弹性变形的问题。图9是表示由整流子型材制造扁平型整流子的整流子片的状态的说明图。如图9的虚线所示，若从整流子型材57切出整流子片58，则电刷滑动面59的端部不会形成R。从而在模压树脂制作整流子片58时树脂也不会流入滑动面59，可以减少后续加工的工作量。
另外，若由图9所示的整流子型材57冲切整流子片58，则加工面成为电刷滑动面54。即是切断面成为电刷滑动面54。为此，电刷滑动面54的表面光洁度变坏，在冲切加工后还要再进行切削加工。从而，虽然减少了模压后的工作量，但增加了整流子片的制造工作量，不能实现有效地削减成本。另外，由于在形成整流子片58时整流子型材57的削除部分比较大，所以材料利用率不好而对制造成本不利。另外，由于比整流子型材57表面软的内部部位成为电刷滑动面54，所以存在其表面硬度低的问题，这也是要改进的。
本发明的目的是容易且便宜地制造在扁平型整流子的模压树脂工序中可防止树脂漏泄的整流子片，力争减少扁平型整流子的制造工作量。
发明内容
本发明的用于扁平型整流子的整流子片的制造方法是制造构成扁平型整流子的所述整流子片的制造方法。该扁平型整流子具有用合成树脂形成圆盘状的支撑部和沿着周向在所述支撑部的轴向一端面上设置的多个整流子片。所述制造方法具有通过拉制加工形成具有与所述整流子片的剖面形状相同的剖面形状部位的母材的工序和切断所述母材形成所述整流子片的工序。
在本发明中，由于通过切断具有与整流子片同样形状的母材制造整流子片，所以例如只对母材进行一次冲切加工就可以成型整流子片，而不需要多次的冲切加工。从而不会产生由各工序的配合和输送误差并而形成的尺寸误差，而可以用高尺寸精度成型整流子片。另外，由于母材加工仅用冲切而不要求输送精度，所以作为整流子片的制造设备可以使用常用的廉价的设备，可以廉价地加工整流子片。
在所述用于扁平型整流子的整流子片的制造方法中，也可以使所述整流子片以放射状配置在所述以支撑部的轴向一端面，所述母材也可以具有与沿所述整流子片的径向的剖面形状相同的剖面形状的部位。
在所述用于扁平型整流子的整流子片的制造方法中，也可以使所述母材的拉制方向与所述整流子片的电刷滑动接触方向大致在同一方向。由此，电刷滑动面的加工方向与电刷滑动接触方向大体一致，在冲压加工后不进行切削精加工而可以直接使用拉制面作为电刷滑动面。
另外，在所述用于扁平型整流子的整流子片的制造方法中，也可以使所述母材上的拉制加工面成为所述整流子片的电刷滑动面。由此，由拉制加工而产生加工硬化的部位成为电刷滑动面，可提高电刷滑动面的硬度，实现提高整流子的耐久性。
另外，在所述用于扁平型整流子的整流子片的制造方法中，也可以通过所述拉制加工在所述母材形成固定部，该固定部成为防止所述整流子片相对所述支撑部轴向松动的部件。由此，在拉制加工后不需要形成斜面加工和制爪加工等的形成固定部的工序，可实现减少工作量。
另外，在所述用于扁平型整流子的整流子片的制造方法中，也可以在与所述母材的拉制方向垂直的方向冲切母材来形成所述整流子片。此时，也可以在使相邻的所述整流子片相互在内径侧和外径侧反转的状态冲切所述整流子片。由此，可减少母材的剩余部分，可非常高效地冲切整流子片，实现提高整流子片的材料利用率，不仅可降低制造成本，也可以减少废弃物。
图1是表示本发明的制造方法制造的使用整流子片的扁平型整流子的一例的局部切断立体图；图2是表示扁平型整流子的整流子片的构成的立体图；图3是表示本发明实施例1的整流子片制造方法的说明图；图4是表示本发明实施例1的整流子片制造方法的说明图；图5是表示本发明实施例2的整流子片制造方法的说明图；图6是表示模压树脂时的角部R影响的说明图；图7是表示筒型整流子构成的局部剖面的侧面图；图8是说明在图7中使用的整流子片的制造方法的图；图9是表示由整流子型材制造扁平型整流子的整流子片状态的说明图。
具体实施例方式
(实施例1)以下基于图面详细说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的制造方法制造的使用整流子片的扁平型整流子的一例的局部切断立体图。
如图1所示，整流子1构成扁平构造，在起动电机和燃料箱中的燃料供给泵等中使用。整流子1具有合成树脂制造的支撑部2和多个金属制的整流子片3；整流子片3与支撑部2模压成型一体。整流子片3的表面(图1的上面)成为电刷滑动面4，在此从轴向与图中未示出的电刷接触。
这样的整流子1把各个整流子片3安装在圆形的支架上，在该状态用合成树脂模压成型整体。在成型的整流子1同时安装图中未示出的旋转轴和电枢铁心，线圈卷线，然后用合成树脂进行包覆形成电枢组件。
支撑部2形成厚壁的大体圆盘形状，在中心部形成固定电机旋转轴的轴孔5。在支撑部2的轴向一端面等间隔配设多个整流子片3。各整流子片3形成大体扇形，在支撑部2的表面上呈放射状配置。在整流子片3之间形成用于使相邻的整流子片3相互电绝缘的缝隙6。
图2是表示整流子片3构成的立体图。如图2所示，整流子片3具有形成电刷滑动面4的本体部7和在本体部7的外侧设有台阶而形成的外周部8。在外周部8设有U字型的线圈安装槽9。在线圈安装槽9由融熔固定图中未示出的电枢线圈。
在本体部7的内周侧设置毂部11，在其内面侧形成斜部12a。在本体部7和外周部8的边界形成台阶部13，在其内面侧也形成斜部12b。斜部12a、12b向本体部7侧扩展，形成固定部14，该固定部14成为防止整流子片3相对支撑部2轴向松动的部件。
这种整流子片3用以下方式形成。图3、4是表示本发明的实施方式1的整流子片3的制造方法的说明图。如图3所示，整流子片3也可以用铜制的整流子型材(母材)15切出。整流子型材15通过把铜材在箭头X方向拉制加工形成，其断面如图3、图4所示，成型为与整流子片3的图2中A-A剖面(径向剖面)同一形状。即整流子型材15成为把成为本体部7的本体形成部17、成为外周部8的外周形成部18和成为毂部11的毂形成部21成型为一体的形状。
整流子型材15的本体形成部17和外周形成部18之间成为台阶23，在其内侧分别形成斜面22a、22b。整流子型材15的剖面形状由于用拉制模决定所以与弯曲加工比可增大剖面形状的自由度，可在毂部11的内侧和台阶23的内侧容易形成斜面22a、22b。而如图6所示，在用冲压加工的整流子金属52中为形成防松部分需要把毂部61加工成斜面形状的工序和形成结合片62的制爪工序。与此相应，在该整流子片3中在拉制工序同时成型固定部形状，不需要形成斜面加工和制爪加工，可实现减少工作量。
如图4所示，整流子片3从整流子型材15横向并排冲切。冲切加工与垂直于拉制方向X的方向(图3的Y方向)进行。从整流子型材15的整流子片成型可以由一次冲切加工完成，与多次冲切加工相比不存在由各工序的配合和输送误差形成的尺寸误差，可以用高尺寸精度成型整流子片3。此时使用的设备是冲床，仅用冲切加工而不要求输送精度，所以使用常用的廉价的设备就可以完成，所以可以廉价地加工整流子片3。
另外，如图4所示，在整流子片3的冲切加工中，与图9相比，可以使削去面积少。从而可有效利用材料而实现提高材料利用率。另外，在成型整流子片3时不进行弯曲加工就可以把角部的R控制在最小限度。这样，也不会产生由模压树脂形成的树脂向滑动面4的回流，实现减少后续加工的工作量。
另外，在整流子片3中，电刷滑动面4成为本体形成部17的外面17a。即拉制加工面成为电刷滑动面4。拉制加工面与冲切加工形成的切断面相比表面光洁度和平面度高，可以直接作为电刷滑动面4使用。在图8、图9的现有的整流子片中，拉制面埋在树脂模中，而切断面成为电刷滑动面4，尽管是良好的面也不能很好地使用它。而与此不同的是，在该整流子片3中，由于设拉制加工面为电刷滑动面4，所以可有效地使用该良好的面。因此，若使用整流子片3，则不需要在树脂制模后对电刷滑动面4进行精加工，可以减少整流子1的制造工作量。另外，本体形成部17的外面17a由拉制加工产生的加工硬化而提高了硬度，所以也实现了提高电刷滑动面4的耐久性。
另外，一般的整流子型材的拉制方向X，如图8、图9所示，与电刷滑动接触方向(旋转方向)Z垂直。从电刷滑动面4的表面的材料配向看，最好该加工方向与电刷滑动接触方向一致。但是，在图8、图9的情况，由于整流子片的电刷滑动面还要在冲切加工后进行切削精加工，所以两者方向不同没有太多影响。与此不同的是，在整流子片3的电刷滑动面4中，整流子型材15的拉制方向(图3的X方向)与电刷滑动接触方向(图2的Z方向)大致在同一方向。在本实施方式中，在整流子片3的周向中心线(图2的A-A线)的电刷滑动接触方向Z的切线方向与整流子型材15的拉制方向X一致。从而，在整流子片3中可以省去由加工方向和电刷滑动接触方向不同而形成的后续加工，既有良好的拉制面又有高的表面硬度，从而可以把整流子型材15作为冲切件直接作成产品。
(实施方式2)图5是表示本发明实施方式2的整流子片制造方法的说明图。另外，与实施方式1相同的部分和部件采用同一编号，省略其说明。
在实施方式2的制造方法中，为进一步提高整流子片3的材料利用率，如图5所示，对整流子型材(母材)25进行所谓交错冲切。整流子型材25在上下相反方向冲切相邻的整流子片3，以形成具有与整流子片3相同的剖面形状的部位，形成上下对称的形状。即是整流子型材25在两端设置整体与整流子片3同样的剖面形状的整流子型材15中的外周形成部18，成为在两端形成外端部26的形状。
对相邻的整流子片3以上下即内径侧和外径侧反转的形态进行冲切。整流子型材25的成为内径侧(前端细侧)的外端部26在中间位置冲切，而形成毂部11。与图4、图5相比即可看出，在本方法整流子型材25的不需要的部分小，可以高效冲切整流子片3。从而可提高整流子片3的材料利用率，不仅可以降低制造成本，也可以减少废弃物。
本发明不限定在所述的实施方式，在不脱离其宗旨的范围内当然可以进行各种变更。
例如，在所述整流子1中，可以省略用于使电刷滑动面4光洁的切削精加工，但也可以对应需要的产品精度用切削加工对平面度和表面光洁度进行适当的精加工。从而，整流子型材15、25不仅与整流子片3为同一剖面形状，也可以用后续加工很容易成为得到整流子片3的形状，在与整流子片同样的剖面形状中也含有这样的不完全相同的剖面形状。另外，即使进行后续加工，与现有技术相比也可以减少研磨等工作量。
按照本发明的用于扁平型整流子的整流子片的制造方法，由于用拉制加工形成具有与整流子片的剖面形状相同的剖面形状的母材，并切断该母材形成整流子片，所以可采用对母材的切断加工而成型整流子片，不需要更多的工序加工。从而，不存在由各工序的配合和输送误差产生的尺寸误差，可以高尺寸精度成型整流子片。另外，由于母材加工不要求输送精度，所以作为整流子片的制造设备可以使用常用的廉价的设备，可以廉价地加工整流子片。
另外，通过把母材的拉制方向与整流子片的电刷滑动接触方向大体一致，可使电刷滑动面的加工方向与电刷滑动接触方向大体一致，在冲压加工后不用进行切削精加工，可以直接使用拉制面作为电刷滑动面。
另外，通过使母材上的拉制加工面成为整流子片的电刷滑动面，由拉制加工而产生加工硬化的部位成为电刷滑动面，可提高电刷滑动面的硬度，实现提高整流子的耐久性。
另外，通过拉制加工在母材形成固定部，在拉制加工后不需要形成斜面加工和制爪加工等的形成固定部的工序，可实现减少工作量。
另外，通过在使相邻的整流子片相互在内径侧和外径侧反转的状态由母材冲切整流子片，可减少母材的剩余部分，可非常高效地冲切整流子片，实现提高整流子片的材料利用率，不仅可降低制造成本，也可以减少废弃物。
权利要求
1.一种用于扁平型整流子的整流子片的制造方法，其是制造在扁平型整流子中的所述整流子片的方法，所述扁平型整流子具有用合成树脂形成圆盘状的支撑部和沿着周向在所述支撑部的轴向一端面上设置的多个整流子片，其特征在于，该制造方法具有通过拉制加工形成具有与所述整流子片的剖面形状相同的剖面形状部位的母材的工序和切断所述母材形成所述整流子片的工序。
2.如权利要求1所述的用于扁平型整流子的整流子片的制造方法，其特征在于，使所述整流子片以放射状配置在所述支撑部的轴向一端面，所述母材具有与沿所述整流子片的径向的剖面形状相同的剖面形状的部位。
3.如权利要求1或2所述的用于扁平型整流子的整流子片的制造方法，其特征在于，使所述母材的拉制方向与所述整流子片的电刷滑动接触方向大致在同一方向。
4.如权利要求1～3中任一项所述的用于扁平型整流子的整流子片的制造方法，其特征在于，使所述母材上的拉制加工面成为所述整流子片的电刷滑动面。
5.如权利要求1～4中任一项所述的用于扁平型整流子的整流子片的制造方法，其特征在于，通过所述拉制加工在所述母材形成固定部，该固定部成为防止所述整流子片相对所述支撑部轴向松动的部件。
6.如权利要求1～5中任一项所述的用于扁平型整流子的整流子片的制造方法，其特征在于，在与所述母材的拉制方向垂直的方向冲切母材来形成所述整流子片。
7.如权利要求6所述的用于扁平型整流子的整流子片的制造方法，其特征在于，所述整流子片在使相邻的所述整流子片相互在内径侧和外径侧反转的状态冲切。
全文摘要
一种用于扁平型整流子的整流子片的制造方法。其通过拉制加工形成具有与整流子片(3)同样形状的整流子型材(15)，通过在垂直于拉制方向X的Z方向冲切该整流子型材(15)形成扁平型整流子的整流子片(3)。在使整流子型材(15)的拉制方向X与整流子片(3)的电刷滑动接触方向大致相同的同时，使拉制加工面为整流子片(3)的电刷滑动面(4)。在拉制加工时在整流子型材(15)形成防止整流子(3)松脱的固定部(14)。由此，可以容易且廉价制造可防止在树脂制模工序中树脂漏泄的扁平型整流子的整流子片。
文档编号H01R43/06GK1723598SQ200380105699
公开日2006年1月18日 申请日期2003年12月2日 优先权日2002年12月10日
发明者上原修二, 南秀行, 岩下和男, 堀内秀基, 矶田稔, 竹部康弘, 小岛理规, 石关隆行, 肉户充 申请人:株式会社美姿把