特開 2023-15425 整流子、電動機及び整流子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023015425

(43)【公開日】2023-02-01

(54)【発明の名称】整流子、電動機及び整流子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 13/00 20060101AFI20230125BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20230125BHJP

   H01R 39/04 20060101ALI20230125BHJP

【ＦＩ】

H02K13/00 H

H02K13/00 E

H02K15/02 P

H01R39/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020007003

(22)【出願日】2020-01-20

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】従野 知子

(72)【発明者】

【氏名】中野 圭策

(72)【発明者】

【氏名】遠矢 和雄

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 勇輝

(72)【発明者】

【氏名】藤田 克敏

【テーマコード（参考）】

5H613

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H613AA01

5H613AA02

5H613BB04

5H613BB08

5H613GA03

5H613KK03

5H613PP05

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB14

5H615PP26

5H615SS08

5H615SS44

(57)【要約】

【課題】別の不具合が発生することを抑制しつつ、整流子の回転時に整流子片が浮くことを抑制することができる整流子等を提供する。
【解決手段】整流子１４は、樹脂成形体２０と、樹脂成形体２０に固定された複数の整流子片３０とを備え、複数の整流子片３０の各々は、樹脂成形体２０の外周面に接する接触面と、樹脂成形体２０から露出し、複数の整流子片３０のうち隣接する整流子片に対向する対向面とを有し、前記接触面における表面の微小凹部の最大深さは、前記対向面における表面の微小凹部の最大深さよりも大きい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂成形体と、
前記樹脂成形体に固定された複数の整流子片とを備え、
前記複数の整流子片の各々は、
前記樹脂成形体の外周面に接する接触面と、
前記樹脂成形体から露出し、前記複数の整流子片のうち隣接する整流子片に対向する対向面とを有し、
前記接触面における表面の微小凹部の最大深さは、前記対向面における表面の微小凹部の最大深さよりも大きい、
整流子。

【請求項2】

前記樹脂成形体は、電動機の回転軸が挿入される貫通孔を有し、
前記整流子片は、前記電動機のブラシに接する前面を有し、
前記接触面における表面の微小凹部の最大深さは、前記前面における表面の微小凹部の最大深さよりも大きい、
請求項１に記載の整流子。

【請求項3】

前記複数の整流子片のうち隣り合う２つの整流子片の間の間隔における外周側の周方向に沿った長さは、当該間隔における内周側の周方向に沿った長さよりも大きい、
請求項１又は２に記載の整流子。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の整流子と、
前記整流子が取り付けられた回転軸を有する回転子と、
前記回転子に作用する磁力を発生させる固定子とを備える、
電動機。

【請求項5】

電動機の回転軸が挿入される貫通孔を有する樹脂成形体と前記回転軸を中心として環状に配置された複数の整流子片とを備える整流子の製造方法であって、
前記複数の整流子片を筒状のバスケットに円環状に配置する工程と、
前記複数の整流子片の各々の表面の少なくとも一部を粗面化する工程と、
前記複数の整流子片が配置された前記バスケットの内周部に液状の樹脂を注入して硬化することで、前記複数の整流子片が固定された前記樹脂成形体を形成する工程とを含む、
整流子の製造方法。

【請求項6】

前記複数の整流子片を前記バスケットに配置する工程を行った後に、前記複数の整流子片の各々の表面の少なくとも一部を粗面化する工程を行う、
請求項５に記載の整流子の製造方法。

【請求項7】

前記複数の整流子片の各々は、前記樹脂成形体の外周面に接する接触面と、前記樹脂成形体から露出し、前記複数の整流子片のうち隣接する整流子片に対向する対向面とを有し、
前記整流子片を粗面化する工程では、粗面化処理を施すことで前記接触面及び前記対向面のうち前記接触面のみを粗面化する、
請求項６に記載の整流子の製造方法。

【請求項8】

前記バスケットは、樹脂製である、
請求項５～７のいずれか１項に記載の整流子の製造方法。

【請求項9】

電動機の回転軸に挿入される貫通孔を有する樹脂成形体と前記回転軸を中心として環状に配置された複数の整流子片とを備える整流子の製造方法であって、
前記複数の整流子片の母材となる筒状の整流子母材の表面の少なくとも一部を粗面化する工程と、
前記整流子母材の内周部に液状の樹脂を注入して硬化することで、前記整流子母材が固定された前記樹脂成形体を形成する工程と、
前記整流子母材を前記複数の整流子片に分離する工程とを含む、
整流子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、整流子、整流子を備える電動機及び整流子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機は、電気掃除機等の家庭用電気機器分野をはじめとして、自動車等の電装分野にも広く用いられている。例えば、電気掃除機に搭載される電動送風機には、回転ファンを回転させるために電動機が用いられている。

【0003】

電動機としては、ブラシを用いる整流子電動機、及び、ブラシを用いないブラシレス電動機が知られている。このうち、整流子電動機は、固定子と、回転子と、回転子の回転軸に取り付けられた整流子と、整流子に摺接するブラシとを備える。

【0004】

整流子電動機に用いられる整流子は、例えば、回転軸が挿入される貫通孔を有する筒状の整流子本体と、整流子本体の外周面に等間隔に固定された複数の整流子片とを有する。このような構成の整流子としては、複数の整流子片が樹脂によってモールドされたモールド整流子が知られている。モールド整流子において、整流子本体は、樹脂によって構成された樹脂成形体である。

【0005】

自動車又は電気掃除機に用いられる整流子電動機では、回転子が高速回転するため、回転子の回転軸に取り付けられた整流子も高速回転することになる。このとき、整流子としてモールド整流子を用いると、樹脂成形体に固定された整流子片が高速回転時の遠心力によって樹脂成形体から浮くおそれがある。

【0006】

そこで、従来、整流子の回転時に整流子片が浮くことを抑制するために、整流子片における樹脂成形体との接触面を粗面化する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２）。整流子片の表面を粗面化することで樹脂成形体との密着性を高めることができるので、高速回転時の整流子片の浮きを抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２－５１５０６号公報

【特許文献2】特開２０１７－１５８４１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、整流子片の表面の全面を粗面化すると、別の不具合が発生することが分かった。そこで、別の不具合が発生しないようにすると、整流子の回転時に整流子片が浮くことを抑制することができなくなる。

【0009】

本開示は、別の不具合が発生することを抑制しつつ、整流子の回転時に整流子片が浮くことを抑制することができる整流子及び整流子の製造方法等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本開示に係る整流子の一態様は、樹脂成形体と、前記樹脂成形体に固定された複数の整流子片とを備え、前記複数の整流子片の各々は、前記樹脂成形体の外周面に接する接触面と、前記樹脂成形体から露出し、前記複数の整流子片のうち隣接する整流子片に対向する対向面とを有し、前記接触面における表面の微小凹部の最大深さは、前記対向面における表面の微小凹部の最大深さよりも大きいる。

【0011】

また、本開示に係る電動機の一態様は、上記の整流子と、前記整流子が取り付けられた回転軸を有する回転子と、前記回転子に作用する磁力を発生させる固定子とを備える。

【0012】

また、本開示に係る整流子の製造方法の一態様は、電動機の回転軸が挿入される貫通孔を有する樹脂成形体と前記回転軸を中心として環状に配置された複数の整流子片とを備える整流子の製造方法であって、前記複数の整流子片を筒状のバスケットに円環状に配置する工程と、前記複数の整流子片の各々の表面の少なくとも一部を粗面化する工程と、前記複数の整流子片が配置された前記バスケットの内周部に液状の樹脂を注入して硬化することで、前記複数の整流子片が固定された前記樹脂成形体を形成する工程とを含む。

【0013】

また、本開示に係る整流子の製造方法の他の一態様は、電動機の回転軸に挿入される貫通孔を有する樹脂成形体と前記回転軸を中心として環状に配置された複数の整流子片とを備える整流子の製造方法であって、前記複数の整流子片の母材となる筒状の整流子母材の表面の少なくとも一部を粗面化する工程と、前記整流子母材の内周部に液状の樹脂を注入して硬化することで、前記整流子母材が固定された前記樹脂成形体を形成する工程と、前記整流子母材を前記複数の整流子片に分離する工程とを含む。

【発明の効果】

【0014】

別の不具合が発生することを抑制しつつ、整流子の回転時に整流子片が浮くことを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施の形態に係る電動送風機１の外観斜視図である。

【図2】実施の形態に係る電動送風機の半断面図である。

【図3】実施の形態に係る整流子の斜視図である。

【図4】（ａ）は、実施の形態に係る整流子１４の側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIVb－IVb線における同整流子の断面図であり、（ｃ）は、（ａ）及び（ｂ）のIVc－IVc線における同整流子の断面図である。

【図5】実施の形態に係る整流子の製造方法（バスケット工法）のフローチャートである。

【図6】実施の形態に係る整流子の製造方法で用いられる整流子片（フック曲げを行う前の状態）の斜視図である。

【図7】実施の形態に係る整流子の製造方法で用いられるバスケットの斜視図である。

【図8】実施の形態に係る整流子の製造方法において、バスケットに整流子片を配置する工程を説明するための図である。

【図9】実施の形態に係る整流子の製造方法において、整流子片を粗面化する工程を説明するための図である。

【図10】実施の形態に係る整流子の製造方法において、樹脂成形体を樹脂成形する工程を説明するための図である。

【図11】実施の形態に係る整流子の製造方法において、バスケットを除去する工程を説明するための図である。

【図12】実施の形態に係る整流子の製造方法において、整流子片のフック曲げを行う工程を説明するための図である。

【図13】実施の形態に係る整流子の他の製造方法（アンダーカット工法）のフローチャートである。

【図14】バスケット工法を用いた製造方法により実際に作製した整流子について、樹脂成形体と整流子片との接触界面における断面ＳＥＭ像である。

【図15】実施例の整流子の強度を説明するための図である。

【図16】実施の形態に係る整流子の製造方法で用いられる他の整流子片（フック曲げを行う前の状態）の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0017】

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。

【0018】

（実施の形態）
まず、本開示に係る整流子が用いられる電気機器の一例として電動送風機１について説明する。図１は、実施の形態に係る電動送風機１の外観斜視図である。図２は、同電動送風機１の半断面図であり、回転軸１３の軸心Ｃを通る平面で切断したときの断面を示している。なお、図２に示される矢印は、電動送風機１内に吸引した空気の流れを示している。

【0019】

図１及び図２に示すように、電動送風機１は、回転子１１及び固定子１２を有する電動機２と、電動機２の回転軸１３に取り付けられた回転ファン３と、回転ファン３から排出された空気が流れ込むエアガイド４と、回転ファン３及びエアガイド４を覆うファンケース５と、回転子１１及び固定子１２を収納するフレーム６と、フレーム６の開口部を跨るように配置されたブラケット７とを備える。

【0020】

電動機２は、回転ファン３を回転させるファンモータである。本実施の形態における電動機２は、ブラシ付きの整流子電動機であり、回転子１１と、固定子１２と、回転軸１３と、整流子１４と、ブラシ１５と、第１軸受け１６と、第２軸受け１７とを備える。また、本実施の形態における電動機２は、直流により駆動する直流電動機（ＤＣモータ）である。

【0021】

回転子１１（ロータ）は、固定子１２に作用する磁力を発生する。本実施の形態において、回転子１１が発生する主磁束の向きは、回転軸１３の軸心Ｃの方向（回転軸方向）と直交する方向である。

【0022】

回転子１１は、回転軸１３を有しており、固定子１２が発生する磁力によって、回転軸１３を回転中心として回転する。つまり、回転子１１は、回転軸１３の軸心Ｃを回転中心として回転する。回転子１１は、例えば、４０，０００ｒｐｍで高速回転する。

【0023】

回転子１１は、固定子１２とエアギャップを介して配置されている。具体的には、回転子１１の表面と固定子１２の表面との間には微小なエアギャップが存在する。本実施の形態における回転子１１は、インナーロータであり、固定子１２の内側に配置されている。

【0024】

回転子１１は、電機子であり、回転子鉄心（ロータコア）１１ａと、回転子鉄心１１ａに巻回された巻線コイル１１ｂ（ロータコイル）とを有する。

【0025】

回転子鉄心１１ａは、巻線コイル１１ｂが巻回された電機子コアである。本実施の形態において、回転子鉄心１１ａは、複数の電磁鋼板が回転軸１３の軸心Ｃの方向に積層された積層体である。なお、回転子鉄心１１ａは、電磁鋼板の積層体に限るものではなく、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。

【0026】

なお、回転子鉄心１１ａは、複数のティースを有する。複数のティースは、回転軸１３の軸心Ｃと直交する方向（ラジアル方向）に放射状に延在している。また、複数のティースは、回転軸１３の回転方向に亘って等間隔に存在している。

【0027】

巻線コイル１１ｂは、回転子鉄心１１ａに巻き回されている。巻線コイル１１ｂは、複数のティースの各々に巻回されたコイルを有する。コイルは、ティースに複数回巻回されている。具体的には、コイルは、インシュレータを介してティースに分布巻きで巻き回された分布巻コイルである。

【0028】

巻線コイル１１ｂは、整流子１４と電気的に接続されている。具体的には、巻線コイル１１ｂは、整流子１４の整流子片と電気的に接続されている。整流子１４を介して巻線コイル１１ｂに電流が流れることで、回転子１１は、固定子１２に作用させる磁力を発生させる。

【0029】

固定子１２（ステータ）は、回転子１１と向かい合って位置しており、回転子１１に作用する磁力を発生させる。固定子１２は、電機子である回転子１１とともに磁気回路を構成している。

【0030】

具体的には、固定子１２は、回転子１１の回転子鉄心１１ａを囲むように配置されている。固定子１２は、エアギャップ面にＮ極とＳ極とが周方向に交互に表れるように構成されている。この場合、固定子１２は、周方向に沿って複数の永久磁石が配置されるように構成されていてもよいし、複数のティースを有するステータコアとステータコアに巻回された巻線コイルとによって構成されていてもよい。本実施の形態において、固定子１２は、複数の電磁鋼板が積層されたステータコアのティースに巻線コイルが巻回された界磁組立体である。固定子１２は、例えば、フレーム６に固定されている。

【0031】

回転軸１３は、回転子１１が回転する際の中心となる長尺状のシャフトである。回転軸１３は、例えば金属棒であり、回転子１１の中心に固定されている。具体的には、回転軸１３は、回転子１１の両側に延在するように、回転子１１の回転子鉄心１１ａの中心を貫いた状態で回転子鉄心１１ａに固定されている。回転軸１３は、回転子鉄心１１ａに形成された中心孔に圧入したり、焼き嵌めしたりすることで回転子鉄心１１ａに固定されている。

【0032】

回転子１１から一方側（回転ファン３側）に突出する回転軸１３の第１部位１３ａは、第１軸受け１６に支持されている。本実施の形態において、回転軸１３の第１部位１３ａは、回転軸１３の出力側の部位（出力軸）である。具体的には、回転軸１３の第１部位１３ａは、第１軸受け１６から突出している。第１軸受け１６から突出した回転軸１３の第１部位１３ａの先端部には、電動機２によって駆動される負荷として回転ファン３が取り付けられている。

【0033】

一方、回転子１１から他方側に突出する回転軸１３の第２部位１３ｂは、第２軸受け１７に支持されている。本実施の形態において、回転軸１３の第２部位１３ｂは、回転軸１３の反出力側の部位（反出力軸）である。

【0034】

整流子１４は、回転軸１３に取り付けられている。したがって、整流子１４は、回転軸１３とともに回転する。本実施の形態において、整流子１４は、回転軸１３の第２部位１３ｂに取り付けられている。具体的には、整流子１４は、回転軸１３における回転子鉄心１１ａと第２軸受け１７との間の部位に取り付けられている。なお、整流子１４の詳細な構成については後述する。

【0035】

整流子１４には、ブラシ１５が接触している。具体的には、ブラシ１５は、整流子１４の複数の整流子片の各々と接触している。ブラシ１５は、回転子１１の巻線コイル１１ｂに電力を供給するための給電ブラシである。ブラシ１５が整流子片に接触することで、電源端子を介してブラシ１５に供給される電機子電流が、整流子片を介して巻線コイル１１ｂに流れる。

【0036】

一例として、ブラシ１５は、カーボンによって構成された導電性のカーボンブラシである。具体的には、ブラシ１５は、銅等の金属を含むカーボンブラシである。また、ブラシ１５は、長尺状の棒状部材である。本実施の形態において、ブラシ１５は、長尺状の略直方体である。このようなブラシ１５は、例えば、黒鉛粉と銅紛とバインダー樹脂と硬化剤とを混錬した混錬物を粉砕して略直方体に圧縮成形して焼成することで作製することができる。

【0037】

ブラシ１５は、整流子１４に摺接可能に一対設けられている。一対のブラシ１５は、整流子１４を挟持するように、整流子１４を挟んで対向して配置される。具体的には、一対のブラシ１５の内側の先端部は、整流子１４に当接している。より具体的には、各ブラシ１５は、トーションバネ等のブラシバネによって整流子１４に向けて押圧が付与されており、整流子１４に弾接している。本実施の形態において、ブラシ１５の長手方向の内側（回転軸１３側）の端面が整流子１４との接触面となっている。なお、ブラシ１５は、ブラシ箱に収納されている。

【0038】

第１軸受け１６及び第２軸受け１７は、回転軸１３を回転自在に支持する。つまり、回転軸１３は、回転自在な状態で第１軸受け１６と第２軸受け１７とに支持されている。第１軸受け１６及び第２軸受け１７は、例えば、ベアリングである。具体的には、第１軸受け１６及び第２軸受け１７は、玉軸受けであるが、これに限るものではなく、すべり軸受け等の他の軸受けであってもよい。本実施の形態において、第１軸受け１６は、ブラケット７に固定されており、第２軸受け１７は、フレーム６の底部に固定されている。

【0039】

以上のように構成される電動機２では、ブラシ１５に供給される電流が整流子１４を介して電機子電流（駆動電流）として回転子鉄心１１ａに巻き回された巻線コイル１１ｂに流れることで、回転子１１に磁束が発生する。そして、この回転子１１に生じた磁束と固定子１２から生じる磁束との相互作用によって生成された磁気力が回転子１１を回転させるトルクとなる。このとき、整流子１４の整流子片とブラシ１５とが接する際の位置関係によって電流が流れる方向が切り替えられる。このように、電流が流れる方向が切り替えられることで、回転子１１と固定子１２との間に発生する磁力の反発力と吸引力とで一定方向の回転力が生成され、回転子１１が回転する。

【0040】

回転子１１が回転することによって、回転子１１が取り付けられた回転軸１３は、軸心Ｃを中心として回転する。これにより、電動機２の回転軸１３に取り付けられた回転ファン３が回転する。

【0041】

回転ファン３は、ファンケース５とフレーム６とにより構成される外郭筐体（ハウジング）内に空気を吸引する。一例として、回転ファン３は、高い吸引圧力が得られる遠心ファンである。回転ファン３が回転することにより風圧が発生し、ファンケース５に形成された吸気口５ａから空気が吸い込まれ、回転ファン３から空気が排出される。回転ファン３から排出された空気はエアガイド４に流れ込む。

【0042】

エアガイド４は、気体の流れを整流するためのガイド板として回転ファン３の外周に配置された複数のディフューザ翼を有する。例えば、エアガイド４は、回転ファン３の回転によってファンケース５に形成された吸気口５ａから吸引された空気の流れを整流して旋回流を生成し、吸引した気体をフレーム６へと滑らかに流し込む。

【0043】

ファンケース５は、回転ファン３を覆うカバーである。ファンケース５は、フレーム６に固定されている。また、ファンケース５は、外気を吸引するための吸気口５ａを有している。回転ファン３が回転することで、ファンケース５に形成された吸気口５ａからファンケース５内に空気が流れ込む。

【0044】

フレーム６は、電動機２を収納する筐体（ケース）である。具体的には、フレーム６は、開口部を有する有底筒状体である。フレーム６は、例えばアルミニウム等の金属材料によって構成されているが、樹脂材料によって構成されていてもよい。また、フレーム６の底部の側壁には、回転ファン３の回転によって吸引した空気を外部に排出するために複数の排気口６ａが設けられている。

【0045】

ブラケット７は、エアガイド４とともにフレーム６の開口部を覆う板部材である。本実施の形態において、ブラケット７は、フレーム６の開口部を完全に塞ぐことなく、フレーム６の開口部を部分的に覆っている。具体的には、ブラケット７は、フレーム６の開口部を跨るように配置されている。これにより、フレーム６にブラケット７が取り付けられた状態において、フレーム６にはエアガイド４で整流された空気の通風路として開口が存在しており、エアガイド４で整流された空気は、この開口を通過してフレーム６内に流入する。なお、ブラケット７にも、エアガイド４で整流された空気が通過する開口孔が形成されている。

【0046】

このように構成される電動送風機１では、電動機２が備える回転子１１が回転すると、回転ファン３が回転し、ファンケース５が有する吸気口５ａからファンケース５の内部に空気が吸引される。これにより、回転ファン３の内部に空気が流れ込む。回転ファン３に吸引された空気は、回転ファン３のファン翼により高圧に圧縮されて、回転ファン３の外周側部から径方向に排出される。回転ファン３の外周側部から排出された空気は、回転ファン３を囲むエアガイド４のディフューザ翼によってファンケース５の外周部へと導かれる。ファンケース５の外周部へと導かれた空気は、エアガイド４とファンケース５との間の空間部で旋回流となり、フレーム６内に流入する。フレーム６内に流入した空気は、フレーム６の排気口６ａから電動送風機１の外に排出される。

【0047】

［整流子の構成］
次に、本実施の形態に係る電動送風機１の電動機２に用いられる整流子１４の詳細な構成について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、実施の形態に係る整流子１４の斜視図である。図４において、（ａ）は、同整流子１４の側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIVb－IVb線における同整流子１４の断面図であり、（ｃ）は、（ａ）及び（ｂ）のIVc－IVc線における同整流子１４の断面図である。

【0048】

図３及び図４に示すように、整流子１４は、樹脂成形体２０と、複数の整流子片３０とを有する。整流子１４は、モールド整流子であり、複数の整流子片３０が樹脂によってモールドされた構成となっている。

【0049】

樹脂成形体２０は、モールド整流子である整流子１４の樹脂部分である。また、樹脂成形体２０は、整流子１４の本体（整流子本体）である。樹脂成形体２０は、電動機２の回転軸１３が挿入される貫通孔２１を有する。樹脂成形体２０は、貫通孔２１の中心軸を筒軸とする略筒状体である。樹脂成形体２０の筒軸方向は、回転軸１３の軸心Ｃの方向と一致している。つまり、樹脂成形体２０の軸心は、回転軸１３の軸心Ｃと一致し、樹脂成形体２０の周方向は、回転軸１３の回転方向と一致している。

【0050】

樹脂成形体２０は、例えば、熱硬化性樹脂等の樹脂材料によって構成されている。樹脂成形体２０を構成する熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール樹脂を用いることができる。樹脂成形体２０は、トランスファー成形用の金型を用いたトランスファー成形により所定の形状に形成することができる。なお、樹脂成形体２０は、ガラス繊維等の補強繊維が分散された樹脂材料によって構成されているとよい。これにより、樹脂成形体２０の耐久性を向上させることができる。

【0051】

複数の整流子片３０は、回転軸１３を囲むように環状に配列されている。本実施の形態において、複数の整流子片３０は、回転軸１３の周方向に沿って円環状に並べられている。つまり、複数の整流子片３０は、樹脂成形体２０の周方向に沿って円環状に並べられている。

【0052】

複数の整流子片３０の各々は、回転軸１３の軸心方向に沿って延在する長尺状の形状である。各整流子片３０は、その長手方向が回転軸１３の軸心Ｃの方向と平行となる姿勢で配列されている。具体的には、複数の整流子片３０の各々は、樹脂成形体２０を囲むようにして、各整流子片３０の長手方向が樹脂成形体２０の筒軸方向となる姿勢で樹脂成形体２０の周方向に沿って等間隔に配列されている。

【0053】

複数の整流子片３０は、銅等の金属材料等からなる導電性材料によって構成された導電端子である。本実施の形態において、各整流子片３０は、銅合金によって構成されている。複数の整流子片３０は、回転軸１３の周方向に沿って互いに絶縁分離された状態で配列されている。つまり、隣り合う２つの整流子片３０は、回転軸１３の回転方向に互いに絶縁分離されている。

【0054】

複数の整流子片３０の各々は、樹脂成形体２０に固定されている。具体的には、各整流子片３０は、表面の一部が露出するように樹脂成形体２０に一部が埋め込まれることで樹脂成形体２０に固定されている。つまり、各整流子片３０は、樹脂成形体２０の外周面に接している。

【0055】

複数の整流子片３０の各々は、少なくとも表面の一部が樹脂成形体２０から露出する露出部３１と、樹脂成形体２０に埋設された埋設部３２と、電動機２の回転子１１の巻線コイル１１ｂが接続されるフック部３３とを有する。

【0056】

露出部３１は、電動機２のブラシ１５が摺接する摺接部として機能する。露出部３１は、樹脂成形体２０から露出する露出面として、前面３１ａ及び側面３１ｂを有する。前面３１ａは、第１露出面であり、電動機２のブラシ１５が接する接触面である。側面３１ｂは、第２露出面であり、複数の整流子片３０のうち隣接する整流子片３０に対向する対向面である。つまり、隣り合う２つの整流子片３０は、隙間をあけて配置されており、隣り合う２つの整流子片３０において、一方の整流子片３０の対向面と他方の整流子片３０の対向面とはその隙間を介して対面している。

【0057】

また、図４の（ｃ）に示すように、複数の整流子片３０のうち隣り合う２つの整流子片３０の間の間隔における外周側の周方向に沿った長さＷ１は、当該間隔における内周側の周方向に沿った長さＷ２よりも大きくなっている（Ｗ１＞Ｗ２）。

【0058】

露出部３１は、さらに、樹脂成形体２０の外周面に接する接触面として、背面３１ｃを有する。背面３１ｃは、前面３１ａに背向する面であり、樹脂成形体２０から露出していない。

【0059】

埋設部３２は、露出部３１の背面３１ｃに設けられている。具体的には、埋設部３２は、背面３１ｃから樹脂成形体２０側に突出するように設けられている。本実施の形態において、各整流子片３０には、２つの埋設部３２が設けられている。２つの埋設部３２は、隙間をあけて整流子片３０の長手方向に沿って並んでいる。

【0060】

埋設部３２は、樹脂成形体２０の外周面に接する接触面として、埋設面３２ｃを有する。本実施の形態において、埋設部３２の全体が樹脂成形体２０に埋め込まれているので、埋設部３２の表面の全面が樹脂成形体２０の外周面に接している。つまり、埋設部３２の表面の全面が埋設面３２ｃである。

【0061】

なお、埋設部３２の露出部３１側の根元部分には、埋設部３２の一部がくびれたくびれ部が形成されている。本実施の形態において、埋設部３２の断面形状は、逆台形状になっている。

【0062】

フック部３３は、整流子片３０の端部に設けられている。具体的には、フック部３３は、露出部３１の一方の端部に設けられている。本実施の形態において、フック部３３は、露出部３１の回転子１１側の端部に設けられている。フック部３３は、整流子片３０の一部を折り曲げることで形成される。

【0063】

このように、各整流子片３０は、樹脂成形体２０の外周面に接する接触面として、露出部３１の背面３１ｃと埋設部３２の埋設面３２ｃとを有する。背面３１ｃと埋設面３２ｃは、整流子片３０の裏側の面であり、樹脂成形体２０の外周面と面接触している。

【0064】

そして、整流子片３０では、樹脂成形体２０との接触面である背面３１ｃ及び埋設面３２ｃにおける表面の微小凹部の最大深さが、隣接する整流子片３０に対向する対向面である側面３１ｂにおける表面の微小凹部の最大深さよりも大きくなっている。本実施の形態において、背面３１ｃ及び埋設面３２ｃにおける表面の微小凹部の最大深さは、前面３１ａにおける表面の微小凹部の最大深さよりも粗くなっている。

【0065】

つまり、樹脂成形体２０の外周面に接する接触面である背面３１ｃ及び埋設面３２ｃの中心線平均粗さは、樹脂成形体２０から露出する露出面である側面３１ｂ及び前面３１ａの中心線平均粗さよりも大きくなっている。

【0066】

具体的には、整流子片３０における樹脂成形体２０の外周面に接する接触面である背面３１ｃ及び埋設面３２ｃには、粗面化処理が施されており、背面３１ｃ及び埋設面３２ｃは、粗面になっている。つまり、埋設部３２は、表面の全面が粗面化されている。粗面化された背面３１ｃ及び埋設面３２ｃの算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば１μｍ以上である。

【0067】

なお、前面３１ａ及び側面３１ｂを粗面化させることなく背面３１ｃ及び埋設面３２ｃを粗面化する場合、背面３１ｃ及び埋設面３２ｃの算術平均粗さ（Ｒａ）の上限は、特に限定されないが、背面３１ｃ及び埋設面３２ｃの算術平均粗さ（Ｒａ）は、一例として、５０μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以下である。

【0068】

粗面化処理としては、エッチング液によって整流子片３０の表面をエッチングする化学処理を用いてもよいし、ローレット加工等によって整流子片３０の表面を凹凸加工する機械加工処理を用いてもよい。

【0069】

一方、整流子片３０における隣接する整流子片３０に対向する対向面である側面３１ｂには、粗面化処理が施されていない。また、整流子片３０におけるブラシ１５に接する接触面である前面３１ａにも、粗面化処理が施されていない。したがって、側面３１ｂ及び前面３１ａは、無垢の金属面のままになっている。

【0070】

このように、露出部３１の表面は、部分的に粗面化されており、露出部３１における前面３１ａ、側面３１ｂ及び背面３１ｃのうち、背面３１ｃは粗面化されているが、前面３１ａ及び側面３１ｂは粗面化されていない。

【0071】

なお、本実施の形態において、背面３１ｃ及び埋設面３２ｃの両方が側面３１ｂよりも表面の微小凹部の最大深さよりも大きくなっているが、背面３１ｃ及び埋設面３２ｃの少なくとも一方が側面３１ｂよりも表面の微小凹部の最大深さが大きくなっていればよい。また、本実施の形態では、前面３１ａ及び側面３１ｂには、粗面化処理が施されていないが、背面３１ｃ及び埋設面３２ｃの一方又は両方が側面３１ｂよりも表面の微小凹部の最大深さが大きくなっていれば、前面３１ａ及び側面３１ｂの一方又は両方に粗面化処理を施してもよい。つまり、前面３１ａ及び側面３１ｂの一方又は両方は、粗面化された粗面であってもよい。あるいは、側面３１ｂ及び前面３１ａの一方又は両方に機械的又は化学的な平滑処理を施してもよい。つまり、前面３１ａ及び側面３１ｂの一方又は両方は、平滑面であってもよい。また、フック部３３の表面は、粗面化されていてもよいし、粗面化されていなくてもよい。

【0072】

［整流子の製造方法］
次に、実施の形態に係る整流子１４の製造方法について、図５～図１２を用いて説明する。図５は、実施の形態に係る整流子１４の製造方法のフローチャートである。図６～図１２は、同整流子１４の製造方法における各工程を説明するための図である。

【0073】

本実施の形態における整流子１４は、バスケット工法により製造される。具体的には、樹脂成形時の金型となるバスケットに複数の整流子片を配置して樹脂成形体を樹脂成形することで整流子１４を製造する。以下、本実施の形態における整流子１４の製造方法について詳細に説明する。

【0074】

まず、整流子片を樹脂成形する前に、図５に示すように、整流子片３０Ｍを予め作製しておくとともに（Ｓ１１）、バスケット１００を予め作製しておく（Ｓ１２）。

【0075】

具体的には、フック部３３を形成する前の状態の整流子片３０として、図６に示される形状の整流子片３０Ｍを作製する（Ｓ１１）。図６に示すように、整流子片３０Ｍ（テーターバー）は、露出部３１及び埋設部３２が形成された金属片である。本実施の形態において、整流子片３０Ｍは、銅合金によって構成されている。具体的には、整流子片３０Ｍは、銅板にプレス打ち抜き加工を施すことで作製することができる。なお、整流子片３０Ｍは、フック部３３及び粗面が形成されていないこと以外は、上記整流子片３０と同じ形状である。

【0076】

また、整流子片３０Ｍを樹脂成形する際に用いる治具として、図７に示される形状のバスケット１００を作製する（Ｓ１２）。

【0077】

図７に示すように、バスケット１００は、整流子片３０Ｍを樹脂成形する際に整流子片３０Ｍを保持するホルダであるとともに整流子片３０Ｍを収納する容器である。具体的には、バスケット１００は、略円筒状の部材であり、複数の整流子片３０Ｍを収納するための収納部として複数の凹部１１０を有する。各凹部１１０は、バスケット１００の筒軸方向に延在するように溝状に形成されており、整流子片３０Ｍが嵌まる形状になっている。複数の凹部１１０は、上面視において、バスケット１００の内周面に沿って円環状に配列されている。また、バスケット１００は、隣り合う２つの凹部１１０の間に位置する凸部１２０を有する。凸部１２０は、バスケット１００の筒軸方向に延在するように突条に形成されている。

【0078】

バスケット１００は、例えば、樹脂材料を用いて射出成形により形成することができる。樹脂製のバスケット１００を用いることで、熱及び圧力によりバスケット１００が整流子片３０Ｍの形状になじみやすくなる。

【0079】

なお、バスケット１００は、樹脂製に限らず、金属製であってもよい。金属製のバスケット１００は、樹脂製のバスケット１００と比べて、剛性が高く、熱及び圧力に強いので、繰り返して何度も用いることができる。

【0080】

このように、整流子片３０Ｍを樹脂成形する前に整流子片３０Ｍを作製するとともにバスケット１００を作製しておくが、整流子片３０Ｍの作製工程とバスケット１００の作製工程とは、どちらを先に行ってもよい。また、整流子片３０Ｍの作製工程とバスケット１００の作製工程とは同時に行ってもよい。

【0081】

次に、図５に示すように、図６に示される整流子片３０Ｍを、図７に示される筒状のバスケット１００に配置する（Ｓ１３）。この場合、円環状の配列となるように複数の整流子片３０Ｍを筒状のバスケット１００に組み付ける。

【0082】

具体的には、図８の（ａ）に示すように、整流子片３０Ｍの埋設部３２が内側に向くようにして整流子片３０Ｍをバスケット１００の凹部１１０に挿入する。つまり、整流子片３０Ｍの前面３１ａが外側（バスケット１００の内面側）に向くとともに整流子片３０Ｍの背面３１ｃが内側を向くようにして、整流子片３０Ｍをバスケット１００の凹部１１０に挿入する。このとき、バスケット１００に設けられた複数の凹部１１０の全てに整流子片３０Ｍを挿入する。これにより、図８の（ｂ）に示すように、複数の整流子片３０Ｍが円環状に整列されてバスケット１００に収納されて保持されることになる。なお、この状態において、整流子片３０は、バスケット１００の凹部１１０に固定されておらず、凹部１１０に対して遊嵌した状態で配置されている。

【0083】

バスケット１００に配置された整流子片３０Ｍは、露出部３１の前面３１ａ及び側面３１ｂがバスケット１００に覆われる。具体的には、凹部１１０に挿入された整流子片３０Ｍは、前面３１ａ及び側面３１ｂがバスケット１００の凹部１１０に密着している。一方、整流子片３０Ｍにおける露出部３１の背面３１ｃ及び埋設部３２の埋設面３２ｃは、バスケット１００に覆われておらずにバスケット１００の内側に向いた状態となる。つまり、背面３１ｃ及び埋設面３２ｃは、露出した状態となる。

【0084】

次に、図５に示すように、複数の整流子片３０Ｍの各々の表面の少なくとも一部を粗面化する（Ｓ１４）。具体的には、整流子片３０Ｍに粗面化処理を施すことで整流子片３０Ｍの表面を粗面化することができる。本実施の形態では、粗面化処理として、エッチング液によって整流子片３０Ｍの表面をエッチングする化学処理を用いている。例えば、図９に示すように、複数の整流子片３０Ｍが配置されたバスケット１００をエッチング液２００が収容されたエッチング槽に入れて、複数の整流子片３０Ｍをバスケット１００とともにエッチング液２００に浸漬することで、整流子片３０Ｍの表面の一部を粗面化する。

【0085】

このとき、整流子片３０Ｍは、整流子片３０Ｍの裏面である露出部３１の背面３１ｃ及び埋設部３２の埋設面３２ｃが露出しているので、整流子片３０Ｍにおける背面３１ｃ及び埋設面３２ｃの表面がエッチング液２００によりエッチングされて粗面化される。これにより、整流子片３０Ｍにおける背面３１ｃ及び埋設面３２ｃの表面に微小凹凸が形成される。なお、本実施の形態では、整流子片３０Ｍは、銅合金によって構成されているので、エッチング液２００としては、銅合金を粗面化できるものを用いている。

【0086】

一方、整流子片３０Ｍにおける前面３１ａ及び側面３１ｂは、バスケット１００に密着しているので、エッチング液２００にさらされない。つまり、整流子片３０Ｍにおける前面３１ａ及び側面３１ｂは、バスケット１００によってマスキングされた状態になるので、エッチング液２００が付与されず粗面化されない。

【0087】

このように、本実施の形態では、整流子片３０Ｍに粗面化処理を施しているが、整流子片３０Ｍの表面の全面を粗面化するのではなく、整流子片３０Ｍの表面の一部を選択的に粗面化している。具体的には、整流子片３０Ｍにおいて、樹脂成形体２０との接触面と、隣接する整流子片３０Ｍに対向する対向面とのうち、樹脂成形体２０との接触面のみを選択的に粗面化している。より具体的には、整流子片３０Ｍにおける背面３１ｃ及び埋設面３２ｃと前面３１ａ及び側面３１ｂとのうち背面３１ｃ及び埋設面３２ｃのみを選択的に粗面化している。つまり、整流子片３０Ｍを粗面化する工程では、隣接する整流子片３０Ｍに対向する対向面である側面３１ｂとブラシ１５に接する接触面である前面３１ａとには粗面化処理を施さない。

【0088】

これにより、樹脂成形体２０との接触面である背面３１ｃ及び埋設面３２ｃにおける表面の微小凹部の最大深さは、隣接する整流子片３０Ｍに対向する対向面である側面３１ｂにおける表面の微小凹部の最大深さよりも大きくなっているとともに、ブラシ１５との接触面である前面３１ａにおける表面の微小凹部の最大深さよりも大きくなっている。

【0089】

次に、整流子片３０Ｍの表面の一部に粗面化処理を施した後、図５に示すように、樹脂成形により樹脂成形体２０を形成する（Ｓ１５）。具体的には、複数の整流子片３０Ｍが配置されたバスケット１００の内周部に液状の樹脂を注入して硬化することで、図１０に示すように、複数の整流子片３０Ｍが固定された樹脂成形体２０を形成する。

【0090】

この場合、液状の樹脂は、複数の整流子片３０Ｍの内側に注入される。つまり、液状の樹脂は、複数の整流子片３０Ｍで囲まれる領域に注入される。このとき、液状の樹脂が硬化する際、液状の樹脂は、整流子片３０Ｍ側とは反対側の方向（つまり内方）に向かって収縮することになるが、バスケット１００に配置された整流子片３０Ｍは、バスケット１００に固定されていないので、樹脂の収縮に追従することができる。つまり、樹脂成形体２０の樹脂成形時に樹脂の収縮に伴って整流子片３０Ｍが径方向内側に移動する。これにより、樹脂成形体２０と整流子片３０Ｍとが離れないので、樹脂の収縮に伴って樹脂成形体２０と整流子片３０Ｍとの界面に乖離が発生することを抑制できる。したがって、樹脂成形体２０と整流子片３０Ｍとを強固に接合することができる。

【0091】

なお、樹脂成形体２０の樹脂成形としては、トランスファー成形又は射出成形を用いることができる。また、本実施の形態では、液状の樹脂を構成する樹脂として、フェノール樹脂からなる熱硬化性樹脂を用いている。また、樹脂成形体２０を樹脂成形する際、樹脂成形体２０に貫通孔２１も形成している。

【0092】

次に、図５に示すように、バスケット１００を除去する。例えば、バスケット１００を押し出すことで、複数の整流子片３０Ｍが固定された樹脂成形体２０からバスケット１００を取り外すことができる。これにより、複数の整流子片３０Ｍが固定された樹脂成形体２０とバスケット１００とを分離して、図１１に示すように、複数の整流子片３０Ｍが外周面に固定された樹脂成形体２０を得ることができる。

【0093】

次に、図５に示すように、アニール処理を施す（Ｓ１７）。例えば、温度が２００度以上３００度以下で、アニール時間が１６時間以上２４時間以下の条件で、複数の整流子片３０Ｍが固定された樹脂成形体２０をアニールする。これにより、樹脂成形体２０の樹脂を完全に固化することができる。

【0094】

次に、図５に示すように、樹脂成形体２０に固定された複数の整流子片３０Ｍに対して、表面処理を施すとともにフック曲げを行う（Ｓ１８）。例えば、内径及び外径を整えるために切削加工等の機械加工を施して整流子片３０Ｍの表面を削る等の表面処理を行った後、フォーミングによりフック曲げを行うことで各整流子片３０Ｍにフック部３３を形成する。

【0095】

これにより、図５に示すように、整流子１４が完成する（Ｓ１９）。具体的には、図１２に示されるように、フック部３３が形成された整流子片３０を有する整流子１４が完成する。

【0096】

なお、本実施の形態では、複数の整流子片３０Ｍをバスケット１００に配置する工程を行った後に、複数の整流子片３０Ｍの各々の表面の少なくとも一部を粗面化する工程を行ったが、これに限らない。

【0097】

例えば、複数の整流子片３０Ｍの各々の表面の少なくとも一部を粗面化する工程を行った後に、複数の整流子片３０Ｍをバスケット１００に配置する工程を行ってもよい。この場合、粗面化した表面が内側に向くように複数の整流子片３０Ｍをバスケット１００に配置する。つまり、エッチング等による粗面化処理を施して整流子片３０Ｍにおける背面３１ｃ及び埋設面３２ｃを粗面化した後に、背面３１ｃ及び埋設面３２ｃが内側に向くように複数の整流子片３０Ｍをバスケット１００に配置する。

【0098】

また、このように整流子片３０Ｍの粗面化処理を先に行う場合は、整流子片３０Ｍの前面３１ａ及び側面３１ｂについては粗面化することなく、整流子片３０Ｍにおける背面３１ｃ及び埋設面３２ｃのみを粗面化するとよい。例えば、エッチングにより粗面化する場合、整流子片３０Ｍにおける前面３１ａ及び側面３１ｂにマスキングを行ってエッチング液を付与することで、整流子片３０Ｍにおける背面３１ｃ及び埋設面３２ｃのみを選択的に粗面化することができる。

【0099】

また、本実施の形態では、バスケット１００を用いたバスケット工法によって整流子１４を製造したが、これに限らない。

【0100】

例えば、バスケット１００を用いないアンダーカット工法によって整流子１４を製造してもよい。アンダーカット工法で整流子１４を製造する場合、図１３に示されるフローで整流子１４を製造することができる。

【0101】

この場合、図１３に示すように、まず、複数の整流子片３０の母材となる筒状の整流子母材を作製する（Ｓ２１）。具体的には、銅等の金属材料によって構成された円筒状の整流子母材を作製する。

【0102】

次に、整流子母材の表面の少なくとも一部を粗面化する（Ｓ２２）。具体的には、エッチング等によって整流子母材の表面のうち整流子片３０の背面３１ｃ及び埋設面３２ｃに対応する部分の表面を粗面化する。

【0103】

次に、樹脂成形により樹脂成形体を形成する（Ｓ２３）。具体的には、表面の一部を粗面化した円筒状の整流子母材の内周部に液状の樹脂を注入して硬化することで、整流子母材が固定された樹脂成形体を形成する。

【0104】

次に、整流子母材を複数の整流子片３０に分離する（Ｓ２４）。具体的には、メタルソーによって整流子母材にスリットを形成することで、樹脂成形体が固定された整流子母材を複数の整流子片３０に分離する。

【0105】

なお、その後は、上記実施の形態と同様に、アニール処理（Ｓ１７）と表面加工及びフック曲げ（Ｓ１８）とを順次行うことで、整流子１４を完成させることができる（Ｓ１９）。

【0106】

［作用効果］
次に、本実施の形態に係る整流子１４の作用効果について、本開示に至った経緯を含めて説明する。

【0107】

上述のように、従来、整流子の回転時に整流子片が浮くことを抑制するために、整流子片における樹脂成形体との接触面を粗面化する技術が提案されている。

【0108】

しかしながら、整流子片の表面の全面を粗面化した整流子を実際に作製してみると、別の不具合が発生することが分かった。

【0109】

例えば、整流子片の表面の全面を粗面化すると、整流子片の側面（隣接する整流子との対向面）まで粗面化されてしまう。この場合、粗面化によって整流子片の表面の微小凹凸の深さが大きくなりすぎると、バスケット工法により整流子を製造したときに、バスケットに整流子片を配置して樹脂成形する際に、整流子片の側面とバスケットとの隙間から液状の樹脂が漏れ出すという不具合が発生した。

【0110】

このような課題に対して本願発明者らが鋭意検討した結果、本願発明者らは、整流子片の表面の全面を粗面化するのではなく整流子片の表面を選択的に粗面化するという着想を得た。具体的には、整流子片の表面を部分的に微小凹部を形成して、微小凹部の最大深さを部分的に異ならせるという着想を得た。

【0111】

そして、本実施の形態における整流子１４では、各整流子片３０において、樹脂成形体２０との接触面である背面３１ｃ及び埋設面３２ｃにおける表面の微小凹部の最大深さが、隣接する整流子片３０に対向する対向面である側面３１ｂにおける表面の微小凹部の最大深さよりも大きくなっている。

【0112】

この構成により、整流子片３０の側面３１ｂでは微小凹部の深さが小さくなっているので、上記のように、バスケット工法により整流子１４を製造する場合、バスケット１００に整流子片３０Ｍを配置して樹脂成形する際に、整流子片３０Ｍの側面３１ｂとバスケット１００の凸部１２０との隙間から液状の樹脂が漏れ出すことを抑制することができる。つまり、樹脂成形体２０との接触面である背面３１ｃ及び埋設面３２ｃについては微小凹部の深さを深くして樹脂成形体２０と整流子片３０との接合強度を大きくしつつも、整流子片３０の側面３１ｂについては微小凹部の深さを小さくして樹脂成形体２０の樹脂成形時の樹脂漏れを抑制することができる。これにより、樹脂成形時の樹脂漏れという不具合が発生することを抑制しつつ、整流子１４の回転時に整流子片３０が浮くことを抑制することができる。なお、樹脂漏れが発生すると、（１）バスケット１００を整流子片３０から剥離することが困難になる、（２）整流子片３０の姿勢が悪化する、（３）電動機の駆動時に樹脂漏れに由来して硬化した樹脂によりブラシがダメージを受けてしまう、などの不具合を引き起こす。

【0113】

また、本実施の形態における整流子１４では、整流子片３０において、樹脂成形体２０との接触面である背面３１ｃ及び埋設面３２ｃにおける表面の微小凹部の最大深さが、ブラシ１５との接触面である前面３１ａにおける表面の微小凹部の最大深さよりも大きくなっている。

【0114】

また、本実施の形態における整流子１４では、図４の（ｃ）に示すように、複数の整流子片３０のうち隣り合う２つの整流子片３０の間の間隔における外周側の周方向に沿った長さ（Ｗ１）は、当該間隔における内周側の周方向に沿った長さ（Ｗ２）よりも大きくなっている。具体的には、隣り合う２つの整流子片３０の間において、外周側の長さが内周側の長さよりも長くなっている。

【0115】

この構成により、整流子１４の回転時に整流子片３０が浮くことを一層抑制することができる。この点について、以下説明する。

【0116】

モールド整流子は、樹脂成形により製造する。この場合、トランスファー成形用の金型に複数の整流子片を環状に並べて、複数の整流子片を金型に固定した状態で金型に液状の熱硬化性樹脂を注入して複数の整流子片の内側で液状の熱硬化性樹脂を硬化させることで、各々の一部が樹脂成形体に埋め込まれた複数の整流子片とからなるモールド整流子を製造することができる。トランスファー成形の他、射出成形によりモールド整流子を製造することができる。

【0117】

このとき、整流子片が動かないように整流子片を金型で固定した状態で樹脂成形すると、金型に注入された液状の熱硬化性樹脂が硬化して樹脂成形体として成形する際に、複数の整流子片の内側に注入された液状の熱硬化性樹脂が整流子片側とは反対側の方向（つまり径方向内側）に向かって収縮することになるので、樹脂成形体の外側に位置する整流子片と樹脂成形体とが離れて、整流子片と樹脂成形体との界面に乖離が発生する。このため、整流子片の表面を粗面化したとしても、回転子が回転したときに整流子片が浮くことを十分に抑制することができなくなるおそれがある。

【0118】

これに対して、本実施の形態における整流子１４では、隣り合う２つの整流子片３０の間において、外周側の長さが内周側の長さよりも長くなっている。

【0119】

この構成により、バスケット工法により整流子１４を製造する場合、バスケット１００に配置された複数の整流子片３０Ｍの内側に液状の樹脂を注入して樹脂成形体２０を樹脂成形するときに、上記のように、バスケット１００の凹部１１０に配置された整流子片３０Ｍは、バスケット１００の凹部１１０に固定されておらず、動くことができる状態で凹部１１０に保持されている。このため、バスケット１００の凹部１１０に配置された整流子片３０Ｍは、樹脂の収縮に伴って径方向内側に移動することができる。これにより、樹脂成形体２０と整流子片３０Ｍとが離れないので樹脂成形体２０と整流子片３０Ｍとを強固に接合することができる。したがって、整流子１４の回転時に整流子片３０が浮くことを一層抑制することができる。

【0120】

また、本実施の形態において、埋設部３２の露出部３１側の根元部分には、埋設部３２の一部がくびれたくびれ部が形成されている。このように、埋設部３２にくびれ部を形成することによって、樹脂成形体２０を構成する樹脂がくびれ部の凹部に入り込む。これにより、くびれ部によるアンカー効果によって埋設部３２と樹脂成形体２０との結合強度を向上させることができるので、回転子１１が回転したときに整流子片３０が樹脂成形体２０を構成する樹脂から浮き上がることを一層抑制することができる。

【0121】

以上、本実施の形態に係る整流子１４によれば、別の不具合が発生することを抑制しつつ、整流子１４の回転時に整流子片３０が浮くことを抑制することができる。

【0122】

また、本実施の形態に係る電動機２は、この整流子１４を備えているので、高い信頼性を有する電動機を提供することができる。

【0123】

［実施例］
以下、実際に作製した実施例の整流子１４について説明する。

【0124】

図１４は、上記のバスケット工法を用いた製造方法により実際に作製した整流子１４について、樹脂成形体２０と整流子片３０との接触界面における断面ＳＥＭ像（５０００倍）を示している。具体的には、整流子片３０の露出部３１の背面３１ｃと樹脂成形体２０の外周面との接触界面における断面ＳＥＭ像を示している。

【0125】

図１４に示すように、粗面化処理におけるエッチングによって整流子片３０の露出部３１の背面３１ｃが粗面化されていることが分かる。図１４では、整流子片３０の背面３１ｃに、最大深さが数μｍ程度の微小凹部を有する凹凸部が形成されていることが分かる。

【0126】

なお、図１４では、整流子片３０の露出部３１の背面３１ｃにおける表面状態が示されているが、整流子片３０の埋設部３２の埋設面３２ｃについても背面３１ｃと同様にエッチングされて粗面化されているので、埋設面３２ｃについても図１４に示されるような表面状態になっていた。

【0127】

また、実際に作製した整流子の強度を評価したので、その評価結果について図１５を用いて説明する。

【0128】

図１５において、実施例１は、アンダーカット工法により作製した整流子１４である。実施例２、３、４は、バスケット工法により作製した整流子１４である。なお、実施例２、３、４では、エッチングによる粗面化処理を施す際にエッチング液２００に浸漬する時間を調整して背面３１ｃ及び埋設面３２ｃにおける微小凹部の凹凸深さを変えた。この場合、エッチング液２００に浸漬する時間を長くすることで、凹凸深さを深くすることができる。一方、比較例は、粗面化処理（エッチング処理）を施すことなくバスケット工法により作製した整流子である。

【0129】

なお、実施例１～４では、粗面化処理（エッチング処理）を行う際、上記のように、整流子片３０における背面３１ｃ及び埋設面３２ｃと前面３１ａ及び側面３１ｂとのうち背面３１ｃ及び埋設面３２ｃのみを選択的に粗面化した。また、各整流子の整流子片としては、銅合金によって構成されたものを用いた。

【0130】

そして、粗面化処理が施された実施例１～４の整流子について、整流子片の凹凸深さを測定した。各整流子の凹凸深さは、次のようにして算出した。具体的には、整流子片における樹脂成形体との接触面のサンプル断面として、離散的に１０個のエリアの断面ＳＥＭ画像を取得し、断面ＳＥＭ画像をもとに１０個の各エリアにおける微小凹部の最大深さ（図１４参照）を測定し、１０個の最大深さの平均値を計算し、その平均値を各整流子の凹凸深さとした。その結果、図１５に示すように、実施例１、２、３、４の各整流子の凹凸深さは、それぞれ、２０μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍであった。

【0131】

また、これらの各整流子の強度を測定し、相対的に評価した。具体的には、樹脂成形体２０を押し出して樹脂成形体と整流子片とを分離させるのに必要な荷重を測定し、その荷重を各整流子の強度として評価した。なお、図１５では、実施例４の整流子の強度を１とし、比較例及び実施例１～３の整流子の強度を規格化して相対的に表している。

【0132】

その結果、図１５に示すように、実施例１～４の整流子は、比較例の整流子と比べて、高い強度を得ることができ、整流子片が樹脂成形体から分離しにくくなることが分かった。つまり、整流子片３０における背面３１ｃ及び埋設面３２ｃと前面３１ａ及び側面３１ｂとのうち背面３１ｃ及び埋設面３２ｃのみを選択的に粗面化することで、整流子片３０が樹脂成形体２０から分離しにくい整流子１４を得ることができる。

【0133】

また、実施例２の整流子は、実施例１の整流子よりも凹凸深さが小さいにも関わらず、実施例１の整流子と同等の強度を有することが分かる。また、実施例４の整流子は、実施例１の整流子と比べて、２倍以上の強度を有することが分かる。これは、バスケット工法で整流子を作製することで、樹脂成形体の樹脂成形時に樹脂の収縮に伴って整流子片が径方向内側に移動して樹脂成形体と整流子片とが離れずに強固に接合したからであると考えられる。つまり、アンダーカット工法ではなくバスケット工法によって整流子を作製することで、整流子片の浮きを効果的に抑制できる整流子を得ることができる。

【0134】

また、実施例２～４の整流子から分かるように、バスケット工法によって整流子を作製する場合には、整流子片の凹凸深さを１０μｍ以上にすることで、高い強度を有する整流子を得ることができる。具体的には、実施例３の整流子は、実施例２の整流子と比べて、凹凸深さが２倍になることで、２倍程度の強度を得ることができているが、実施例４の整流子は、実施例３の整流子と比べて凹凸深さが２倍になっているにもかかわらす、実施例３の整流子と同等の強度しか得られていない。つまり、凹凸深さが１０μｍ以上になると、整流子の強度は、整流子片の凹凸深さに比例しなくなり飽和する。したがって、バスケット工法で整流子を作製する場合には、整流子片の凹凸深さは１０μｍ以上にするとよりよい。

【0135】

（変形例）
以上、本開示に係る整流子及び整流子を備える電動機等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。

【0136】

例えば、上記実施の形態において、バスケット１００に配置する整流子片３０Ｍとしては、露出部３１における幅広部と幅狭部との接続部分が直角であるものを用いたが、これに限らない。例えば、図１６に示される整流子片３０ＭＡのように、露出部３１における幅広部と幅狭部との接続部分３４を湾曲させてＲを付けたものを用いてもよい。これにより、整流子片３０ＭＡをバスケット１００の凹部１１０に挿入しやすくなる。

【0137】

また、上記実施の形態において、整流子１４は、回転軸１３の第２部位１３ｂに取り付けられていたが、これに限らない。例えば、整流子１４は、回転軸１３の第１部位１３ａに取り付けられていてもよい。この場合、整流子１４は、例えば、回転軸１３における回転子鉄心１１ａと第１軸受け１６との間の部位に取り付けられる。

【0138】

また、上記実施の形態における電動送風機１は、例えば、電気掃除機又はエアタオル等に用いることができる。また、電動送風機１は、電気掃除機又はエアタオルに限らず、自動車用機器に適用してもよいし、その他の家庭用機器又は産業用機器に適用してもよい。

【0139】

また、上記実施の形態において、電動機２は、電動送風機１に用いる場合について説明したが、これに限らない。電動機２は、電動送風機以外の電気機器に用いてもよい。この場合、電動機２は、家庭用機器又は産業用機器等の種々の製品に用いることができる。

【0140】

その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0141】

本開示の技術は、整流子電動機の整流子として利用することができる。また、本開示の技術は、整流子だけではなく、整流子を備える電動機、この電動機を備える電動送風機及びこの電動送風機を備える電気掃除機等の種々の電気機器等に広く利用することができる。

【符号の説明】

【0142】

１ 電動送風機
２ 電動機
３ 回転ファン
４ エアガイド
５ ファンケース
５ａ 吸気口
６ フレーム
６ａ 排気口
７ ブラケット
１１ 回転子
１１ａ 回転子鉄心
１１ｂ 巻線コイル
１２ 固定子
１３ 回転軸
１３ａ 第１部位（出力軸）
１３ｂ 第２部位（反出力軸）
１４ 整流子
１５ ブラシ
１６ 第１軸受け
１７ 第２軸受け
２０ 樹脂成形体
２１ 貫通孔
３０、３０Ｍ、３０ＭＡ 整流子片
３１ 露出部
３１ａ 前面
３１ｂ 側面（対向面）
３１ｃ 背面（接触面）
３２ 埋設部
３２ｃ 埋設面
３３ フック部
１００ バスケット
１１０ 凹部
１２０ 凸部
２００ エッチング液

【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15】

【図16】