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技術 導電コイル、ステータおよび導電コイルの製造方法

出願人 本田技研工業株式会社
発明者 大平健悟
出願日 2016年4月4日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-075425
公開日 2017年10月12日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-188994
状態 特許登録済
技術分野 電動機、発電機の製造 電動機、発電機の巻線
主要キーワード 内側貫通孔 外側貫通孔 外側孔 内側孔 周方向θ 各導電板 導電コイル 内面溝
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月12日)のものです。
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図面 (18)

課題

高精度に組み立て可能な導電コイルを提供する。

解決手段

コイル22は、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bを有する複数の導電板36が積層されたコネクトコイル32(外側コネクトコイルおよび内側コネクトコイル)を備える。内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bは、プレス成形により形成されている。コイル22は、内側貫通孔36aの内部に配置された小径部を有する外側コイルバーおよび内側コイルバーを備える。

概要

背景

従来、回転電機ステータとして、複数のスロットを有するステータコアと、セグメント化された複数相コイル導電コイル)と、を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。セグメント化されたコイルは、ステータコアの複数のスロットにそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のコイルバーと、同相のコイルバー同士を接続して渡り部を構成する複数のコネクトコイルと、を有する。コイルは、例えばコネクトコイルに形成された孔部にコイルバーの一端部が挿入されてかしめ固定されることにより、組み立てられている。

概要

高精度に組み立て可能な導電コイルを提供する。コイル22は、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bを有する複数の導電板36が積層されたコネクトコイル32(外側コネクトコイルおよび内側コネクトコイル)を備える。内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bは、プレス成形により形成されている。コイル22は、内側貫通孔36aの内部に配置された小径部を有する外側コイルバーおよび内側コイルバーを備える。

目的

本発明は、高精度に組み立て可能な導電コイル、ステータおよび導電コイルの製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

貫通孔を有する複数の導電板が積層された第1部材を備える、ことを特徴とする導電コイル

請求項2

前記貫通孔は、プレス成形により形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の導電コイル。

請求項3

前記貫通孔の内部に配置された凸部を有する第2部材を備える、ことを特徴とする請求項1または2に記載の導電コイル。

請求項4

前記複数の導電板のうち少なくとも1つの前記導電板が有する前記貫通孔は、他の前記導電板が有する前記貫通孔と異なる形状に形成されている、請求項3に記載の導電コイル。

請求項5

前記導電板は、電気絶縁性を有する絶縁層を表面に備える、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の導電コイル。

請求項6

前記複数の導電板は、互いに接合されている、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の導電コイル。

請求項7

請求項1から6のいずれか1項に記載の導電コイルを備えたステータであって、前記第1部材は、長尺に形成され、長手方向を周方向に交差させた状態で前記周方向に並んで配列されている、ことを特徴とするステータ。

請求項8

貫通孔を有する複数の導電板が積層された第1部材を備える導電コイルの製造方法であって、プレス成形により前記複数の導電板を同時に形成する、ことを特徴とする導電コイルの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、導電コイルステータおよび導電コイルの製造方法に関するものである。

背景技術

0002

従来、回転電機のステータとして、複数のスロットを有するステータコアと、セグメント化された複数相コイル(導電コイル)と、を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。セグメント化されたコイルは、ステータコアの複数のスロットにそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のコイルバーと、同相のコイルバー同士を接続して渡り部を構成する複数のコネクトコイルと、を有する。コイルは、例えばコネクトコイルに形成された孔部にコイルバーの一端部が挿入されてかしめ固定されることにより、組み立てられている。

先行技術

0003

特開2013−27174号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、コネクトコイルの孔部を形成する場合には、コネクトコイルの厚さに対する孔部の内径が小さくなるに従い、孔部の位置や寸法の形成精度が低下する。特に機械加工よりも安価なプレス成形によりコネクトコイルの孔部を形成する場合には、孔部の周囲に発生するプレス成形時のダレが大きくなり、孔部の形成精度がより低下する。このため、導電コイルの組み立て精度が低下する場合がある。

0005

そこで本発明は、高精度に組み立て可能な導電コイル、ステータおよび導電コイルの製造方法を提供するものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明の導電コイル(例えば、実施形態におけるコイル22,122)は、貫通孔(例えば、実施形態における内側貫通孔36a、外側貫通孔36bおよび貫通孔136a)を有する複数の導電板(例えば、実施形態における導電板36,136)が積層された第1部材(例えば、実施形態におけるコネクトコイル32およびコイルバー131)を備える、ことを特徴とする。

0007

本発明によれば、第1部材に孔部を設けるに際し、第1部材が備える複数の積層された導電板それぞれに孔部の一部となる貫通孔を形成することができる。このため、一体的に形成された第1部材に対して孔部を形成する場合と比較して、厚さの薄い導電板に対して加工することが可能となるので、貫通孔を精度良く形成することができる。したがって、高精度に組み立て可能な導電コイルを提供できる。

0008

上記の導電コイルにおいて、前記貫通孔は、プレス成形により形成されている、ことが望ましい。

0009

本発明によれば、一体的に形成された第1部材に対して孔部をプレス成形により形成する場合と比較して、厚さの薄い導電板に対してプレス成形することができる。このため、貫通孔に生じるプレス成形時のダレを抑制することができ、貫通孔を精度良く形成することができる。また、貫通孔を機械加工により形成する場合と比較して第1部材をプレス成形により安価に製造することができる。さらに、貫通孔の内径に対する深さの比率が小さくなるので、プレス成形用金型にかかる負荷が小さくなり、金型の寿命を向上させることができる。したがって、高精度に組み立て可能な導電コイルを安価に提供できる。

0010

上記の導電コイルにおいて、前記貫通孔の内部に配置された凸部(例えば、実施形態における小径部31eおよび小径部132e)を有する第2部材(例えば、実施形態におけるコイルバー31およびコネクトコイル132)を備える、ことが望ましい。

0011

本発明によれば、第1部材と第2部材とを接続するに際し、精度良く形成された貫通孔の内部に凸部を配置させることができる。したがって、第1部材と第2部材とが高精度に組み立てられた導電コイルを提供できる。

0012

上記の導電コイルにおいて、前記複数の導電板のうち少なくとも1つの前記導電板が有する前記貫通孔は、他の前記導電板が有する前記貫通孔と異なる形状に形成されている、
ことが望ましい。

0013

本発明によれば、導電板が積層された状態で、それぞれの導電板が有する貫通孔により第1部材の孔部を例えばテーパ状となるように形成することができる。これにより、例えば、孔部の入口側を狭くすることで、第2部材の凸部をより脱落しにくくすることが可能となり、第1部材および第2部材をより確実に接続することができる。また、孔部の入口側を広くすることで、第2部材の凸部を孔部に容易に入り込ませる構成とすることが可能となり、第1部材および第2部材を容易に接続することができる。

0014

上記の導電コイルにおいて、前記導電板は、電気絶縁性を有する絶縁層(例えば、実施形態における絶縁層136b)を表面に備える、ことが望ましい。

0015

本発明によれば、第1部材において複数の導電板の積層方向における電流の流れを阻害できるので、第1部材における大きな渦電流の発生を抑制できる。したがって、渦電流損が低減された導電コイルを提供できる。

0016

上記の導電コイルにおいて、前記複数の導電板は、互いに接合されている、ことが望ましい。

0017

本発明によれば、第1部材と他部材とを組み付ける際に、複数の導電板を一体化した状態で扱うことが可能となる。したがって、導電コイルの製造を容易とすることができる。

0018

本発明のステータは、上記の導電コイルを備えたステータ(例えば、実施形態におけるステータ3)であって、前記第1部材は、長尺に形成され、長手方向を周方向に交差させた状態で前記周方向に並んで配列されている、ことを特徴とする。

0019

本発明によれば、第1部材を周方向に高密度に配列することができる。これにより、導電コイルが高密度に配置されたステータとすることが可能となる。したがって、高効率な回転電機を形成できるステータを提供できる。

0020

本発明の導電コイル(例えば、実施形態におけるコイル22,122)の製造方法は、貫通孔を有する複数の導電板(例えば、実施形態における導電板36,136)が積層された第1部材(例えば、実施形態におけるコネクトコイル32およびコイルバー131)を備える導電コイルの製造方法であって、プレス成形により前記複数の導電板を同時に形成する、ことを特徴とする。

0021

一般に、プレス成形により金属板から複数の部材を打ち抜く際には、プレス型耐久性を確保するため、各部材間の間隔を金属板の板厚程度設けることが望ましい。
本発明によれば、第1部材をプレス成形により形成するに際し、一体的に形成された第1部材を金属板から打ち抜く場合と比較して、板厚の薄い金属板から複数の導電板を狭い間隔で打ち抜くことができる。このため、導電板の歩留まりを向上させることができる。したがって、導電コイルを安価に製造できる導電コイルの製造方法を提供できる。

発明の効果

0022

本発明によれば、第1部材に孔部を設けるに際し、第1部材が備える複数の積層された導電板それぞれに孔部の一部となる貫通孔を形成することができる。このため、一体的に形成された第1部材に対して孔部を形成する場合と比較して、厚さの薄い導電板に対して加工することが可能となるので、貫通孔を精度良く形成することができる。したがって、高精度に組み立て可能な導電コイルを提供できる。

図面の簡単な説明

0023

第1実施形態に係るステータを含む回転電機の全体構成を示す断面図である。
第1実施形態に係るステータを一部分解して示す斜視図である。
第1実施形態に係るステータコア組立体を一部分解して示す斜視図である。
第1実施形態に係るベースプレート組立体を一部分解して示す斜視図である。
第1実施形態に係るコネクトコイルの斜視図である。
第1実施形態に係るコネクトコイルの分解斜視図である。
図5のVII−VII線における断面図である。
第1実施形態に係る導電板の製造方法を説明する図である。
第1実施形態の変形例に係る導電板の拡大平面図である。
第1実施形態の変形例に係る導電板の拡大平面図である。
第1実施形態の変形例に係る導電板の拡大平面図である。
第1実施形態の変形例に係る導電板の拡大平面図である。
第1実施形態の変形例に係るコイルの説明図であって、図5のVII−VII線に相当する部分における断面図である。
第1実施形態の変形例に係るコイルの説明図であって、図5のVII−VII線に相当する部分における断面図である。
第2実施形態に係るコイルの拡大斜視図である。
第2実施形態に係るコイルバーの分解斜視図である。
第2実施形態に係る導電板の製造方法を説明する図である。

実施例

0024

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
最初に第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態に係るステータを含む回転電機の全体構成を示す断面図である。
回転電機1は、例えば、ハイブリッド自動車電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。ただし、本実施形態の構成は、上記例に限らず、発電用モータやその他用途のモータ、または車両用以外の回転電機(発電機を含む)にも適用可能である。

0025

図1に示すように、回転電機1は、ケース2と、ステータ3と、ロータ4と、出力シャフト5と、を備える。
ケース2は、例えばステータ3およびロータ4を収容する筒状に形成されている。
ステータ3は、環状に形成されて、例えばケース2の内周面に取り付けられている。ステータ3は、ステータコア21と、ステータコア21に取り付けられたコイル22(導電コイル)と、を有し、ロータ4に対して回転磁界を作用させる。
ロータ4は、例えば、ロータコアと、ロータコアに取り付けられた磁石と、を有し、ステータ3の内側で回転駆動される。
出力シャフト5は、ロータ4に接続されてロータ4の回転を駆動力として出力する。

0026

ここで、ステータコア21の軸方向Z、径方向R、および周方向θ図2参照)について定義する。ステータコア21の軸方向Zは、出力シャフト5の回転中心軸Cと略平行に延びた方向である。ステータコア21の径方向Rは、回転中心軸Cから放射状に離れる方向およびその反対方向(回転中心軸Cに近付く方向)である。ステータコア21の周方向θは、回転中心軸Cから一定の距離を保ちながら回転中心軸Cの周りを回転する方向である。

0027

図2は、第1実施形態に係るステータを一部分解して示す斜視図である。
図2に示すように、ステータ3は、ステータコア組立体11と、一対のベースプレート組立体12A,12Bと、を含む。ステータ3は、ステータコア組立体11および一対のベースプレート組立体12A,12Bがそれぞれ個別に組み立てられた後に互いに連結されることで形成される。

0028

ステータ3のコイル22は、セグメント化された複数相のコイルであり、ステータコア組立体11に含まれる複数のコイルバー31と、ベースプレート組立体12A,12Bに含まれる複数のコネクトコイル32と、に分割されている。そして、コイル22は、ステータコア組立体11の複数のコイルバー31と、ベースプレート組立体12A,12Bの複数のコネクトコイル32と、が互いに連結されることで形成されている。なお本願で言う「セグメント化」とは、コイル22が複数の部材に分割されて成形されるとともに、前記複数の部材が互いに連結されることでコイル22が形成されることを意味する。

0029

ステータコア組立体11は、ステータコア21と、それぞれ2つのコイルバー31を含む複数のコイルバーユニット35と、を有する。
ステータコア21は、ロータ4(図1参照)を囲む環状に形成されている。ステータコア21は、例えば複数枚電磁鋼鈑が軸方向Zに積層されることで形成されてもよいし、周方向θに分割された複数のピース分割コア)が互いに連結されることで形成されてもよい。ステータコア21は、環状のヨーク部41と、複数のティース部42と、複数のスロット43と、を有する。複数のティース部42は、ヨーク部41からステータコア21の径方向Rの内側に向けて突出している。各スロット43は、ステータコア21の周方向θにおいて互いに隣り合う2つのティース部42の間に形成されている。各スロット43は、軸方向Zにステータコア21を貫通している。

0030

複数のコイルバー31の各々は、セグメント化されたコイル22の一部として直線状に形成されてスロット43内に配置されている。複数のコイルバー31は、銅などの導電材料で形成されている。複数のコイルバー31は、複数の外側コイルバー31Aと、複数の内側コイルバー31Bと、を含む。複数の外側コイルバー31Aは、周方向θに並べて配置されている。複数の内側コイルバー31Bは、複数の外側コイルバー31Aの内周側に位置し、周方向θに並べて配置されている。言い換えると、外側コイルバー31Aと内側コイルバー31Bとは、径方向Rで並んでいる。

0031

図3は、第1実施形態に係るステータコア組立体を一部分解して示す斜視図である。
図3に示すように、外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bは、例えば互いに略同一形状および略同一長さを有する。外側コイルバー31Aと内側コイルバー31Bとは、コネクトコイル32の厚さ分以上軸方向Zに互いにずらされて配置されている。外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bは、それぞれ軸方向Zでステータコア21を貫通している。また、外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bの両端部には、コネクトコイル32の厚さと略等しい長さの円柱状の小径部31e(凸部)が設けられている。本実施形態では、外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bは、それぞれ軸方向Zに沿う角柱状に形成されている。

0032

本実施形態では、1本の外側コイルバー31Aと1本の内側コイルバー31Bとが絶縁部材50によって一体に保持されることで、コイルバーユニット35が形成されている。すなわち、本実施形態で言うコイルバーユニット35とは、1本の外側コイルバー31Aと、1本の内側コイルバー31Bと、絶縁部材50と、を含む。絶縁部材50は、例えば絶縁性を有した合成樹脂によって形成されている。本実施形態では、絶縁部材50は、外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bと一体成形(例えばインサート成形)されることで、外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bと一体に設けられている。なお、絶縁部材50は、外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bとは別体として成形されるとともに、嵌合や接着または締結部材による固定などによって外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bと一体化されてもよい。

0033

絶縁部材50は、外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bの両端部を除く外周面をそれぞれ覆っている。絶縁部材50は、外側コイルバー31Aとステータコア21との間、および内側コイルバー31Bとステータコア21との間に位置することで、外側コイルバー31Aとステータコア21との間、および内側コイルバー31Bとステータコア21との間を電気的に絶縁している。また、絶縁部材50は、外側コイルバー31Aと内側コイルバー31Bとを互いに離れた位置に保持することで、外側コイルバー31Aと内側コイルバー31Bとの間を電気的に絶縁している。例えば、絶縁部材50の外形は、スロット43の内面形状よりも僅かに大きく形成されている。これにより、絶縁部材50がスロット43に圧入されることで、コイルバーユニット35がスロット43に容易に固定される。そして、複数のコイルバーユニット35は、複数のスロット43に分かれて取り付けられることで、周方向θに並べて配置されている。

0034

図2に示すように、一対のベースプレート組立体12A,12Bは、軸方向Zにおいてステータコア組立体11の両側に分かれて配置されている。また、一対のベースプレート組立体12A,12Bとステータコア組立体11との間には、図示しないシリコンシートなどの絶縁シートが配置されている。絶縁シートは、ベースプレート組立体12A,12Bとステータコア組立体11との間を電気的に絶縁している。なお、一方のベースプレート組立体12Bは、外部機器などに接続される接続端子部を備えない点を除き、他方のベースプレート組立体12Aと略同じである。このため以下では、ベースプレート組立体12Aを代表して説明する。

0035

図4は、第1実施形態に係るベースプレート組立体を一部分解して示す斜視図である。
図4に示すように、ベースプレート組立体12Aは、ベースプレート60と、複数のコネクトコイル32と、を有する。
ベースプレート60は、ステータコア21と略同じ内径および外径を有した略円環状に形成されている。ベースプレート60は、例えば絶縁性を有した合成樹脂で形成されている。ベースプレート60は、ステータ3の外部に向いた外面60aと、外面60aとは反対側に位置してステータコア21に面した内面60bと、を有する。また、ベースプレート60は、内側孔61A、外側孔61B、接続孔62、外面溝63、および内面溝64を有する。

0036

内側孔61Aは、ベースプレート60の内周端部に設けられている。内側孔61Aは、軸方向Zにベースプレート60を貫通している。内側孔61Aには、内側コイルバー31Bの小径部31e(図3参照)が挿入される。
外側孔61Bは、内側孔61Aの径方向R外側に設けられている。外側孔61Bは、軸方向Zにベースプレート60を貫通している。外側孔61Bには、外側コイルバー31Aの小径部31e(図3参照)が挿入される。
接続孔62は、ベースプレート60の外周端部に設けられている。接続孔62は、軸方向Zにベースプレート60を貫通している。接続孔62には、後述する円柱状の接続ピン65が挿入される。

0037

外面溝63は、ベースプレート60の外面60aに設けられている。外面溝63は、例えばインボリュート曲線に沿う外形を有し、周方向θにおいて互いに離れて配置された外側孔61Bと接続孔62との間を繋いでいる。
内面溝64は、ベースプレート60の内面60bに設けられている。内面溝64は、周方向θにおいて外面溝63とは反対方向に向けて延びている。内面溝64は、例えばインボリュート曲線に沿う外形を有し、周方向θにおいて互いに離れて配置された内側孔61Aと接続孔62との間を繋いでいる。

0038

複数のコネクトコイル32は、後述する複数の導電板36(図5参照)を積層することにより形成されている。複数のコネクトコイル32は、複数の外面溝63それぞれに収容される複数の外側コネクトコイル32Aと、複数の内面溝64それぞれに収容される複数の内側コネクトコイル32Bと、を含む。

0039

外側コネクトコイル32Aは、外面溝63に沿うように、インボリュート曲線に沿う長尺に形成されて、周方向θに対して交差するように配置されている。外側コネクトコイル32Aは、外側孔61Bの形成位置に対応する径方向R内側の端部に、軸方向Zに貫通する円形状の内側孔部33aを備える。内側孔部33aには、外側コイルバー31Aの小径部31e(図3参照)が挿入(圧入)されて接続される。また、外側コネクトコイル32Aは、接続孔62の形成位置に対応する径方向R外側の端部に、軸方向Zに貫通する円形状の外側孔部33bを備える。外側孔部33bには、接続ピン65が挿入(圧入)されて接続される。なお、外側コネクトコイル32Aと外側コイルバー31Aとの接続部分や、外側コネクトコイル32Aと接続ピン65との接続部分に、導電性接着剤充填してもよい。

0040

内側コネクトコイル32Bは、内面溝64に沿うように、インボリュート曲線に沿う長尺に形成されて、周方向θに対して交差するように配置されている。内側コネクトコイル32Bは、内側孔61Aの形成位置に対応する径方向R内側の端部に、軸方向Zに貫通する円形状の内側孔部34aを備える。内側孔部34aには、内側コイルバー31Bの小径部31e(図3参照)が挿入(圧入)されて接続される。また、内側コネクトコイル32Bは、接続孔62の形成位置に対応する径方向R外側の端部に、軸方向Zに貫通する円形状の外側孔部34bを備える。外側孔部34bには、接続ピン65が挿入(圧入)されて接続される。なお、内側コネクトコイル32Bと内側コイルバー31Bとの接続部分や、内側コネクトコイル32Bと接続ピン65との接続部分に、導電性接着剤を充填してもよい。

0041

以下、コネクトコイル32における上述した導電板36の積層構造について説明する。なお、外側コネクトコイル32Aおよび内側コネクトコイル32Bは同様に形成されているので、以下の説明では、外側コネクトコイル32Aおよび内側コネクトコイル32Bをまとめてコネクトコイル32として説明する。

0042

図5は、第1実施形態に係るコネクトコイルの斜視図である。図6は、第1実施形態に係るコネクトコイルの分解斜視図である。図7は、図5のVII−VII線における断面図である。
図5および図6に示すように、コネクトコイル32は、複数(本実施形態では4枚)の導電板36が軸方向Zに積層されることにより形成されている。すなわち、複数の導電板36は、軸方向Zに並んで配置されている。各導電板36は、銅等の導電材料により同じ外形形状に形成されている。導電板36は、円形状の内側貫通孔36a(貫通孔)と、円形状の外側貫通孔36b(貫通孔)と、を有する。各導電板36が有する内側貫通孔36aは、同一形状に形成されている。各導電板36が有する外側貫通孔36bは、同一形状に形成されている。

0043

内側貫通孔36aは、複数の導電板36を積層することにより、軸方向Zに連なって外側コネクトコイル32Aの内側孔部33a、または内側コネクトコイル32Bの内側孔部34aとなる(図7参照)。すなわち、内側貫通孔36aの内部には、外側コイルバー31Aまたは内側コイルバー31Bの小径部31e(図3参照)が配置される。外側貫通孔36bは、複数の導電板36を積層することにより、軸方向Zに連なって外側コネクトコイル32Aの外側孔部33b、または内側コネクトコイル32Bの外側孔部34bとなる。すなわち、外側貫通孔36bの内部には、接続ピン65(図4参照)が配置される。積層された複数の導電板36は、例えば接着等により互いに接合されている。

0044

以上のような構成により、あるスロット43に配置された外側コイルバー31Aは、外側コネクトコイル32A、接続ピン65、および内側コネクトコイル32Bを介して、別のスロット(例えば周方向θで6個離れたスロット43)に配置された内側コイルバー31Bに電気的に接続されている。これにより、U相、V相、W相のうちそれぞれ同相に属する複数の外側コイルバー31Aおよび複数の内側コイルバー31Bが順次連結され、分布巻のコイル22が形成されている。

0045

次に、導電板36の製造方法について説明する。
図8は、第1実施形態に係る導電板の製造方法を説明する図である。
図8に示すように、上述した導電板36は、プレス成形により一括して複数同時に形成される。具体的に、銅板70の板厚程度の間隔をあけて導電板36が配列した状態で、プレス成形により銅板70から複数の導電板36を打ち抜く。この際、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bをプレス成形により形成する。

0046

以上詳述したように、本実施形態のコイル22は、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bを有する複数の導電板36が積層されたコネクトコイル32を備える構成とした。この構成によれば、コネクトコイル32に内側孔部33a,34aを設けるに際し、内側孔部33aの一部、または内側孔部34aの一部となる内側貫通孔36aを、コネクトコイル32が備える複数の積層された導電板36それぞれに形成することができる。このため、一体的に形成されたコネクトコイルに対して内側孔部を形成する場合と比較して、厚さの薄い導電板36に対して加工することが可能となるので、内側貫通孔36aを精度良く形成することができる。外側貫通孔36bについても同様である。したがって、高精度に組み立て可能なコイル22を提供できる。

0047

また、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bを精度良く形成することができるので、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bを位置決め孔として用いることも可能となる。

0048

また、コネクトコイル32は、複数の導電板36が積層されることにより形成されているので、導電板36の積層枚数を適宜調整することで、コネクトコイル32の断面積を任意に変更することができる。これにより、コイル22の導体抵抗を小さくしたい場合には、導電板36の積層枚数を増やすことにより容易に実現できる。また、コイル22の軸方向Zの寸法を小さくし、ステータ3の小型化や軽量化を図りたい場合には、導電板36の積層枚数を減らすことにより容易に実現できる。

0049

また、例えば複数の導電板36をその積層方向の寸法が各導電板36の幅寸法よりも十分に大きくなるように多数積層すると、多数の導電板36が積層されることにより形成された部材は、該部材の厚さ方向が各導電板36の幅方向と一致した状態となる。この状態では、各導電板36が有する内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bは、前記部材の厚さ方向に直交する方向に延びる孔部となる。その結果、従来では困難であった、所定方向に厚みを持つ部材に対して、その厚さ方向に直交する方向に沿う貫通孔を形成することが可能となる。

0050

さらに、導電板36のプレス成形時の平面形状を適宜設計することで、複数の導電板36の積層方向に直交する方向に屈曲した形状を有する前記部材とすることができる。したがって、前記部材を屈曲させるためのプレス成形を行う必要がなくなり、製造コストを低減することが可能となる。

0051

また、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bは、プレス成形により形成されているので、一体的に形成されたコネクトコイルに対して孔部を形成する場合と比較して、厚さの薄い導電板36に対してプレス成形することができる。このため、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bに生じるプレス成形時のダレを抑制することができ、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bを精度良く形成することができる。また、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bを機械加工により形成する場合と比較して、コネクトコイル32をプレス成形により安価に製造することができる。さらに、内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bの内径に対する深さの比率が小さくなるので、プレス成形用の金型にかかる負荷が小さくなり、金型の寿命を向上させることができる。したがって、コネクトコイル32の製造コストを低減でき、コイル22を安価に提供できる。したがって、高精度に組み立て可能なコイル22を安価に提供できる。

0052

また、コイル22は、内側貫通孔36aの内部に配置された小径部31eを有する外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bを備える。このため、コネクトコイル32と外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bとを接続するに際し、精度良く形成された内側貫通孔36aの内部に小径部31eを配置させることができる。したがって、コネクトコイル32と外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bとが高精度に組み立てられたコイル22を提供できる。また、各導電板36の内側貫通孔36aと小径部31eとを確実に接触させることが可能となるので、コネクトコイル32と外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31Bとの接続部分における電気抵抗を低減できる。

0053

また、複数の導電板36は、互いに接合されているので、コネクトコイル32と他部材(本実施形態では外側コイルバー31Aおよび内側コイルバー31B)とを組み付ける際に、複数の導電板36を一体化した状態で扱うことが可能となる。したがって、コイル22の製造を容易とすることができる。

0054

また、本実施形態のステータ3では、コネクトコイル32が長尺に形成され、その長手方向を周方向θに交差させた状態で周方向θに並んで配列されているので、コネクトコイル32を周方向θに高密度に配列することができる。これにより、コイル22が高密度に配置されたステータ3とすることが可能となる。したがって、高効率な回転電機を形成できるステータ3を提供できる。

0055

また、一般にプレス成形により金属板から複数の部材を打ち抜く際には、プレス型の耐久性を確保するため、各部材間の間隔を金属板の板厚程度設けることが望ましい。
ここで、本実施形態のコイル22の製造方法は、プレス成形により複数の導電板36を同時に形成する。この方法によれば、コネクトコイル32をプレス成形により形成するに際し、一体的に形成されたコネクトコイルを金属板から打ち抜く場合と比較して、板厚の薄い金属板から複数の導電板36を狭い間隔で打ち抜くことができる。このため、導電板36の歩留まりを向上させることができる。したがって、コイル22を安価に製造できる。

0056

なお、上述した第1実施形態では、積層された複数の導電板36は、互いに接合されているが、これに限定されず、積層された複数の導電板36は、互いに接合されていない状態であってもよい。

0057

また、上述した第1実施形態では、導電板36が有する内側貫通孔36aおよび外側貫通孔36bの形状が、コネクトコイル32の内側孔部33a,34aおよび外側孔部33b,34bに対応する円形状であったが、これに限定されるものではない。
図9から図12は、第1実施形態の変形例に係る導電板の拡大平面図である。
導電板36の内側貫通孔36aは、例えば図9に示すように長円形状であってもよいし、図10に示すように矩形状(方形状)であってもよい。また、導電板36の内側貫通孔36aは、図11に示すように多角形状(例えば正六角形状)であってもよいし、図12に示すようにキー溝形状であってもよい。導電板36の外側貫通孔36bについても同様である。

0058

また、上述した第1実施形態では、各導電板36が有する内側貫通孔36aが同一形状に形成されているが、これに限定されるものではない。すなわち、少なくとも1つの導電板36が有する内側貫通孔36aが、他の導電板36が有する内側貫通孔36aと異なる形状に形成されていてもよい。

0059

図13および図14は、第1実施形態の変形例に係るコイルの説明図であって、図5のVII−VII線に相当する部分における断面図である。
図13に示すように、一の導電板36が有する内側貫通孔36aが、その一の導電板36よりもステータコア21側に位置する導電板36が有する内側貫通孔36aよりも大径となるように形成されていてもよい。これにより、コネクトコイル32の内側孔部33a,34aは、コイルバー31の小径部31eを挿入する際の入口側がその反対側よりも狭いテーパ状となる。このため、小径部31eを内側孔部33a,34aに挿入した後に、小径部31eの先端部を内側孔部33a,34a内でかしめることで、小径部31eを内側孔部33a,34aに係止できる。したがって、コイルバー31の小径部31eをより脱落しにくくすることが可能となり、コネクトコイル32およびコイルバー31をより確実に接続することができる。

0060

また、図14に示すように、一の導電板36が有する内側貫通孔36aが、その一の導電板36よりもステータコア21側に位置する導電板36が有する内側貫通孔36aよりも小径となるように形成されていてもよい。これにより、コネクトコイル32の内側孔部33a,34aは、コイルバー31の小径部31eを圧入する際の入口側がその反対側よりも広いテーパ状となる。よって、コイルバー31の小径部31eを内側孔部33a,34aに容易に入り込ませる構成とすることが可能となる。したがって、コネクトコイル32およびコイルバー31を容易に接続することができる。なお、コネクトコイル32の内側孔部33a,34aとコイルバー31の小径部31eとの間の隙間に導電性接着剤等を充填してもよい。これにより、コネクトコイル32とコイルバー31との接続部分における電気抵抗を低減できる。

0061

また、図示しないが、上述した図13に示す構成と、図14に示す構成と、を組み合わせてもよい。具体的に、複数の導電板36の積層方向における中間部分に位置する導電板36が有する内側貫通孔36aが、他の導電板36が有する内側貫通孔36aよりも小径となるように形成されていてもよい。これにより、上述したように、小径部31eを内側孔部33a,34aに係止できるとともに、小径部31eを内側孔部33a,34aに容易に入り込ませる構成とすることが可能となる。

0062

[第2実施形態]
次に第2実施形態について説明する。
図15は、第2実施形態に係るコイルの拡大斜視図である。
図2から図7に示す第1実施形態では、コネクトコイル32の内側孔部33a,34aにコイルバー31の小径部31eが配置されることで、コネクトコイル32とコイルバー31とが組み立てられている。これに対して、図15に示す第2実施形態では、コイルバー131(第1部材)の孔部131aにコネクトコイル132(第2部材)の小径部132e(凸部)が配置されることで、コネクトコイル132とコイルバー131とが組み立てられている点で、第1実施形態と異なっている。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

0063

図15に示すように、コイル122は、コイルバー131と、コネクトコイル132と、を有する。
コネクトコイル132は、角柱状に形成されている。コネクトコイル132の端部には、角柱状の小径部132eが設けられている。

0064

コイルバー131は、複数(本実施形態では4枚)の導電板136を積層することにより形成されている。すなわち、複数の導電板136は、その厚さ方向に並んで配置されている。コイルバー131は、長尺の角柱状に形成され、一端部に導電板136の積層方向に貫通する矩形状の孔部131aを備えている。孔部131aには、コネクトコイル132の小径部132eが挿入(圧入)されている。

0065

図16は、第2実施形態に係るコイルバーの分解斜視図である。
図16に示すように、複数の導電板136は、銅等の導電材料により同じ外形形状に形成されている。導電板136は、コイルバー131の孔部131aの一部となる矩形状の貫通孔136aを有する。各導電板136が有する貫通孔136aは、同一形状に形成されている。貫通孔136aは、複数の導電板136を積層することにより連なって孔部131aとなる。すなわち、貫通孔136aの内部には、コネクトコイル132の小径部132e(図15参照)が配置される。

0066

各導電板136は、少なくとも一方の主面(表面)に電気絶縁性を有する絶縁層136bを備える。絶縁層136bは、導電板136が銅により形成されている場合には、例えば酸化銅により形成されている。

0067

図17は、第2実施形態に係る導電板の製造方法を説明する図である。
図17に示すように、上述した導電板136は、第1実施形態と同様に、プレス成形により一括して複数同時に形成される。この際、銅板170の表面に対して例えば酸化処理を施しておくことで、プレス成形により銅板170から打ち抜かれた複数の導電板136の表面には、絶縁層136bが形成された状態となる。

0068

以上詳述したように、本実施形態のコイル122では、導電板136は電気絶縁性を有する絶縁層136bを表面に備えるので、コイルバー131において複数の導電板136の積層方向における電流の流れを阻害できる。これにより、コイルバー131における大きな渦電流の発生を抑制できる。したがって、渦電流損が低減されたコイル122を提供できる。

0069

なお、本実施形態では、絶縁層136bは、導電板136の酸化膜である酸化銅により形成されているが、これに限定されるものではない。絶縁層は、電気絶縁性を有していればよく、例えば絶縁樹脂を絶縁層として配置してもよい。また、絶縁層は、塗布等により形成されてもよい。

0070

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記第2実施形態において、導電板136が電気絶縁性を有する絶縁層136bを表面に備えているが、この構成を上記第1実施形態に適用してもよい。すなわち、上記第1実施形態における導電板36が電気絶縁性を有する絶縁層を表面に備えていてもよい。

0071

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

0072

3…ステータ22,122…コイル(導電コイル) 31…コイルバー(第2部材) 31A…外側コイルバー(第2部材) 31B…内側コイルバー(第2部材) 31e,132e…小径部(凸部) 32…コネクトコイル(第1部材) 32A…外側コネクトコイル(第1部材) 32B…内側コネクトコイル(第1部材) 36,136…導電板36a…内側貫通孔(貫通孔) 36b…外側貫通孔(貫通孔) 131…コイルバー(第1部材) 131a…孔部 132…コネクトコイル(第2部材) 136a…貫通孔 136b…絶縁層

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