(57)【要約】【課題】  簡素な製造工程で作成可能でありコイルの占積率が向上した回転電機のステータおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  絶縁フィルム５０には、ステータのコア部を挿入する複数の孔Ｈが設けられており、この孔Ｈの周囲にはシート状のシートコイル３１Ａ〜４２Ａ，…３１Ｎ〜４２Ｎが設けられている。１２角形のシート巻き型に絶縁フィルム５０をシートコイル３１Ａ側から巻き始めてコイル４２Ｎ側で巻き終わるようにする。すなわちシートコイル３１Ａ〜３３Ａが第１周目となり、最後にシートコイル４１Ｎ〜４２Ｎが巻付けられ、１２極分の積層コイルが形成される。鉄心とコイルやコイル間の相対位置が組付け前に正確に決まるため、スロット中の無駄なスペースを最小にすることができてコイルの占積率を向上させることができる。【選択図】        図３
2006067756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシート状コイルと、
前記複数のシート状コイルの中央部に対応する部分に複数の第１の孔が設けられ、前記複数のシート状コイルの層間を絶縁するように曲げて重ねられた絶縁フィルムと、
積層コイルが形成されるように前記複数のシート状コイルの層間を電気的に接続する接続部と、
前記絶縁フィルムの前記複数の第１の孔および前記複数のシート状コイルの中央部に挿入されたコアとを備える、回転電機のステータ。
【請求項２】
前記積層コイルにおける前記複数のシート状コイルの第１の方向の外径は、最下層から最上層に向けて単調増加する、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項３】
前記積層コイルにおける前記複数のシート状コイルの巻き数は、前記最下層から前記最上層に向けて単調増加する、請求項２に記載の回転電機のステータ。
【請求項４】
前記絶縁フィルムは、
各前記第１の孔の周囲に設けられ、折り曲げられて前記複数のシート状コイルの各々と前記コアとの絶縁を確保する折り返し部を含む、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項５】
前記複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、
各々が１極分の第２〜第Ｎの積層コイルをそれぞれ形成する第２〜第Ｎのコイル群をさらに備え、
前記絶縁フィルムには前記第１〜第Ｎのコイル群の各々から１つずつコイルが順次配置され、前記絶縁フィルムが巻回されることにより、前記第１〜第Ｎのコイル群がそれぞれ積層され前記第１〜第Ｎの積層コイルが形成される、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項６】
前記複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、
第２の積層コイルを形成する１極分の第２のコイル群をさらに備え、
前記絶縁フィルムには前記第１のコイル群が連続して配置されさらに所定の間隔をおいて前記第２のコイル群が連続して配置され、前記絶縁フィルムが折り畳まれることにより、前記第１、第２のコイル群がそれぞれ前記第１、第２の積層コイルを形成し前記所定の間隔の部分は前記第１、第２の積層コイルの間に配置され絶縁を確保する、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項７】
前記第１のコイル群のコイルは、前記絶縁フィルムの表面と裏面に交互に配置され、
前記第２のコイル群のコイルは、前記絶縁フィルムの表面と裏面に交互に配置され、
前記絶縁フィルムは、前記第１、第２の積層コイルが形成されるようにつづら折に折り畳まれている、請求項６に記載の回転電機のステータ。
【請求項８】
前記複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、
前記絶縁フィルムの片面に前記複数のシート状コイルが配置され、前記絶縁フィルムが前記片面を内側に巻回されることにより前記第１のコイルが形成される、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項９】
前記コアは、極数に分割されたヨークと一体のステータコアである、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項１０】
前記コアは、極数に分割されたステータコアであり、
前記ステータコアを内周部に取付けるステータヨークをさらに備える、請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項１１】
複数の第１の孔が設けられた絶縁フィルム上に、前記複数の第１の孔の周囲にそれぞれ複数のシート状コイルを設けるステップと、
前記複数のシート状コイルが積層されるように前記絶縁フィルムを曲げるステップと、
積層された前記複数のシート状コイルの層間を電気的に接続して積層コイルを形成するステップと、
前記積層コイルの中央部および積層された前記複数の第１の孔にコアを挿入するステップとを備える、回転電機のステータの製造方法。
【請求項１２】
前記積層コイルにおける前記複数のシート状コイルの第１の方向の外径は、最下層から最上層に向けて単調増加する、請求項１１に記載の回転電機のステータの製造方法。
【請求項１３】
前記積層コイルにおける前記複数のシート状コイルの巻き数は、前記最下層から前記最上層に向けて単調増加する、請求項１２に記載の回転電機のステータの製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁フィルムは、
各前記第１の孔の周囲に設けられ、折り曲げられて前記複数のシート状コイルの各々と前記コアとの絶縁を確保する折り返し部を含む、請求項１１に記載の回転電機のステータの製造方法。
【請求項１５】
前記複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、
複数のシート状コイルを設ける前記ステップにおいて、各々が１極分の第２〜第Ｎの積層コイルをそれぞれ形成する第２〜第Ｎのコイル群がさらに設けられ、前記絶縁フィルムには前記第１〜第Ｎのコイル群の各々から１つずつコイルが順次配置され、
前記絶縁フィルムを曲げる前記ステップにおいて、前記絶縁フィルムが巻回されることにより、前記第１〜第Ｎのコイル群がそれぞれ積層され前記第１〜第Ｎの積層コイルが形成される、請求項１１に記載の回転電機のステータの製造方法。
【請求項１６】
前記複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、
複数のシート状コイルを設ける前記ステップにおいて、第２の積層コイルを形成する１極分の第２のコイル群がさらに設けられ、前記絶縁フィルムには前記第１のコイル群が連続して配置されさらに所定の間隔をおいて前記第２のコイル群が連続して配置され、
前記絶縁フィルムを曲げる前記ステップにおいて、前記絶縁フィルムが折り畳まれることにより、前記第１、第２のコイル群がそれぞれ前記第１、第２の積層コイルを形成し前記所定の間隔の部分は前記第１、第２の積層コイルの間に配置され絶縁を確保する、請求項１１に記載の回転電機のステータの製造方法。
【請求項１７】
複数のシート状コイルを設ける前記ステップにおいて、前記第１のコイル群のコイルは、前記絶縁フィルムの表面と裏面に交互に配置され、前記第２のコイル群のコイルは、前記絶縁フィルムの表面と裏面に交互に配置され、
前記絶縁フィルムを曲げる前記ステップにおいて、前記絶縁フィルムは、前記第１、第２の積層コイルが形成されるようにつづら折に折り畳まれる、請求項１６に記載の回転電機のステータの製造方法。
【請求項１８】
前記複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、
複数のシート状コイルを設ける前記ステップにおいて、前記絶縁フィルムの片面に前記複数のシート状コイルが配置され、
前記絶縁フィルムを曲げる前記ステップにおいて、前記絶縁フィルムが前記片面を内側に巻回されることにより前記第１のコイルが形成される、請求項１１に記載の回転電機のステータの製造方法。
【請求項１９】
コアを挿入する前記ステップにおいて、極数に分割されたヨークと一体のステータコアが前記積層コイルの中央部および積層された前記複数の第１の孔に挿入される、請求項１１に記載の回転電機のステータの製造方法。
【請求項２０】
コアを挿入する前記ステップにおいて、極数に分割されたステータコアが前記積層コイルの中央部および積層された前記複数の第１の孔に挿入されて、ステータヨークの内周部に取付けられる、請求項１１に記載の回転電機のステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機のステータおよび回転電機のステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用のモータとして小型で効率のよいモータが求められている。
【０００３】
モータを小型化させ、かつ出力密度を向上させるには、コイル密度、磁束密度および電流密度の向上が必須の技術となる。コイル密度とは、所定の空間、例えばステータのスロット部の断面積に対して、導線の断面積が占める割合をいい占積率とも呼ばれる。
【０００４】
モータの単位空間当りの占積率を向上させる方法が、特開２００１−２５８１９２号公報（特許文献１）に記載されている。この方法では、１層の微細コイルを作製し、層間絶縁膜を成膜しさらに微細コイルを積層する工程を繰返す。
【特許文献１】特開２００１−２５８１９２号公報
【特許文献２】特開平５−２７６６９９号公報
【特許文献３】特開平１−１１１３０６号公報
【特許文献４】特公昭６１−５６７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特開２００１−２５８１９２号公報（特許文献１）に開示されたモータは、シートコイルに形成された貫通孔をステータコアに挿入している。しかしながら、このシートコイルを形成するために、絶縁膜や金属膜の成膜およびエッチングを繰返すというフォトリソグラフィにより多層構造を形成しているので、製造工程が複雑になってしまうという問題点があった。
【０００６】
また、従来のようにステータの鉄心部（ティース部とも呼ぶ）にエナメル線を巻付けてコイル部を作製すると、無駄が生ずる。たとえば、線の捩れによる隙間が生じたり、丸線を用いた場合には丸線と丸線との間の空間が無駄な空間となったりする。また、コイルを四角く巻く場合にコイルの直線部分が膨らんで撓みができたりする。さらに、ステータのティース部とティース部の間の空間であるスロット部は断面が外側に向けて斜め形状に膨らんでいるので、コイルの巻数を次第に増やしていくとコイルの段差による空間が生じたりするという無駄が生ずる。
【０００７】
小型で高出力なモータを実現するためには、このような無駄をなくしてコイル部分の占積率を向上させる必要がある。モータで生ずる起磁力は、コイルの巻数×電流値で表わされるエネルギの大きさで決まるからである。
【０００８】
また、コイルを巻いてからステータのティース部に組付ける場合は、巻線に傷がつく恐れがあり、ステータの鉄心部とコイルとを絶縁するための絶縁紙という余分な部材が必要であったりする。したがって、品質と量産性を両立させるのが難しかった。
【０００９】
この発明の目的は、簡素な製造工程で作成可能であり占積率が向上した回転電機のステータおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、要約すると、回転電機のステータであって、複数のシート状コイルと、複数のシート状コイルの中央部に対応する部分に複数の第１の孔が設けられ、複数のシート状コイルの層間を絶縁するように曲げて重ねられた絶縁フィルムと、積層コイルが形成されるように複数のシート状コイルの層間を電気的に接続する接続部と、絶縁フィルムの複数の第１の孔および複数のシート状コイルの中央部に挿入されたコアとを備える。
【００１１】
好ましくは、積層コイルにおける複数のシート状コイルの第１の方向の外径は、最下層から最上層に向けて単調増加する。
【００１２】
より好ましくは、積層コイルにおける複数のシート状コイルの巻数は、最下層から最上層に向けて単調増加する。
【００１３】
好ましくは、絶縁フィルムは、各第１の孔の周囲に設けられ、折り曲げられて複数のシート状コイルの各々とコアとの絶縁を確保する折り返し部を含む。
【００１４】
好ましくは、複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、各々が１極分の第２〜第Ｎの積層コイルをそれぞれ形成する第２〜第Ｎのコイル群をさらに備え、絶縁フィルムには第１〜第Ｎのコイル群の各々から１つずつコイルが順次配置され、絶縁フィルムが巻回されることにより、第１〜第Ｎのコイル群がそれぞれ積層され第１〜第Ｎの積層コイルが形成される。
【００１５】
好ましくは、複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、第２の積層コイルを形成する１極分の第２のコイル群をさらに備え、絶縁フィルムには第１のコイル群が連続して配置されさらに所定の間隔をおいて第２のコイル群が連続して配置され、絶縁フィルムが折り畳まれることにより、第１、第２のコイル群がそれぞれ第１、第２の積層コイルを形成し所定の間隔の部分は第１、第２の積層コイルの間に配置され絶縁を確保する。
【００１６】
より好ましくは、第１のコイル群のコイルは、絶縁フィルムの表面と裏面に交互に配置され、第２のコイル群のコイルは、絶縁フィルムの表面と裏面に交互に配置され、絶縁フィルムは、第１、第２の積層コイルが形成されるようにつづら折に折り畳まれている。
【００１７】
好ましくは、複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、絶縁フィルムの片面に複数のシート状コイルが配置され、絶縁フィルムが片面を内側に巻回されることにより第１のコイルが形成される。
【００１８】
好ましくは、コアは、極数に分割されたヨークと一体のステータコアである。
【００１９】
好ましくは、コアは、極数に分割されたステータコアであり、回転電機のステータは、ステータコアを内周部に取付けるステータヨークをさらに備える。
【００２０】
この発明の他の局面に従うと、回転電機のステータの製造方法であって、複数の第１の孔が設けられた絶縁フィルム上に、複数の第１の孔の周囲にそれぞれ複数のシート状コイルを設けるステップと、複数のシート状コイルが積層されるように絶縁フィルムを曲げるステップと、積層された複数のシート状コイルの層間を電気的に接続して積層コイルを形成するステップと、積層コイルの中央部および積層された複数の第１の孔にコアを挿入するステップとを備える。
【００２１】
好ましくは、積層コイルにおける複数のシート状コイルの第１の方向の外径は、最下層から最上層に向けて単調増加する。
【００２２】
より好ましくは、積層コイルにおける複数のシート状コイルの巻数は、最下層から最上層に向けて単調増加する。
【００２３】
好ましくは、絶縁フィルムは、各第１の孔の周囲に設けられ、折り曲げられて複数のシート状コイルの各々とコアとの絶縁を確保する折り返し部を含む。
【００２４】
好ましくは、複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、複数のシート状コイルを設けるステップにおいて、各々が１極分の第２〜第Ｎの積層コイルをそれぞれ形成する第２〜第Ｎのコイル群がさらに設けられ、絶縁フィルムには第１〜第Ｎのコイル群の各々から１つずつコイルが順次配置され、絶縁フィルムを曲げるステップにおいて、絶縁フィルムが巻回されることにより、第１〜第Ｎのコイル群がそれぞれ積層され第１〜第Ｎの積層コイルが形成される。
【００２５】
好ましくは、複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、複数のシート状コイルを設けるステップにおいて、第２の積層コイルを形成する１極分の第２のコイル群がさらに設けられ、絶縁フィルムには第１のコイル群が連続して配置されさらに所定の間隔をおいて第２のコイル群が連続して配置され、絶縁フィルムを曲げるステップにおいて、絶縁フィルムが折り畳まれることにより、第１、第２のコイル群がそれぞれ第１、第２の積層コイルを形成し所定の間隔の部分は第１、第２の積層コイルの間に配置され絶縁を確保する。
【００２６】
より好ましくは、複数のシート状コイルを設けるステップにおいて、第１のコイル群のコイルは、絶縁フィルムの表面と裏面に交互に配置され、第２のコイル群のコイルは、絶縁フィルムの表面と裏面に交互に配置され、絶縁フィルムを曲げるステップにおいて、絶縁フィルムは、第１、第２の積層コイルが形成されるようにつづら折に折り畳まれる。
【００２７】
好ましくは、複数のシート状コイルは、第１の積層コイルを形成する１極分の第１のコイル群であり、複数のシート状コイルを設けるステップにおいて、絶縁フィルムの片面に複数のシート状コイルが配置され、絶縁フィルムを曲げるステップにおいて、絶縁フィルムが片面を内側に巻回されることにより第１のコイルが形成される。
【００２８】
好ましくは、コアを挿入するステップにおいて、極数に分割されたヨークと一体のステータコアが積層コイルの中央部および積層された複数の第１の孔に挿入される。
【００２９】
好ましくは、コアを挿入するステップにおいて、極数に分割されたステータコアが積層コイルの中央部および積層された複数の第１の孔に挿入されて、ステータヨークの内周部に取付けられる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、シートコイルが設けられた一連長の絶縁フィルムを曲げることにより積層して積層コイルを構成するので、フォトリソグラフィ工程により多層構造を実現する従来の方法よりも製造工程が簡素となる。
【００３１】
また絶縁フィルムにステータのコアを貫通させる孔を設けることによって、従来のモータのステータ構造を採用することができるため、ステータ構造の自由度が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３３】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１の回転電機の断面図である。
【００３４】
図１を参照して、モータ１は、固定子すなわちステータ２と、回転子すなわちロータ４とを含む。ロータ４は、シャフト６と、シャフト６のまわりに設けられたロータコア５とを含む。ロータコア５には磁石挿入用の１２個の孔が設けられており、それらの孔に磁石１１〜２２が挿入されている。
【００３５】
ステータ２は、ステータコアとステータコアに取付けられた積層コイル３１〜４２とを含む。
【００３６】
図２は、本発明の回転電機のステータ部分を製造する方法を説明するための工程図である。
【００３７】
図２を参照して、まずステップＳ１において、絶縁フィルムの片面にパターン化したコイルを形成する。
【００３８】
図３は、絶縁フィルム上に形成されたコイルを説明するための平面図である。
【００３９】
図４は、図３に示した絶縁フィルムの側面図である。
【００４０】
図３、図４を参照して、絶縁フィルム５０には、ステータのコア部を挿入する複数の孔Ｈが設けられており、この孔Ｈの周囲にはシート状のシートコイル３１Ａ〜４２Ａ，…３１Ｎ〜４２Ｎが設けられている。図４に示すように絶縁フィルムの片面に各々のシート状コイルが設けられている。
【００４１】
パターン化したコイルとしては、銅板をプレス打抜きやエッチングによってコイル状に形成したものを用いることができる。なお、コイルの厚さや、コイルの線幅、コイル線の配置間隔、絶縁フィルムの厚さなどは使用する電圧、電流およびモータ形状によって異なる。
【００４２】
図５は、図３における絶縁フィルムの片面に設けられたシート状コイルの配線１本分の断面図である。
【００４３】
図５を参照して、絶縁フィルムＦの厚さＴＦは１０〜２０μｍである。これに対し、コイルパターンを形成する銅板Ｃの厚さＴＣは３００μｍ程度である。コイルの配線幅は、モータの出力と流す電流や巻数により異なるが、例えば１０００μｍ程度にすることが考えられる。
【００４４】
再び図２を参照して、ステップＳ１におけるコイルの形成が終了すると、続いてステップＳ２において巻き型にコイルを形成したシートを巻付ける。
【００４５】
図６は、シートを巻付ける工程を説明するための図である。
【００４６】
図６を参照して、コイルが形成された絶縁フィルム５０をシート巻き型５２に巻付ける。たとえば１２極ステータの場合は、シート巻き型５２は十二角形である。シート巻き型５２に図３で示した絶縁フィルム５０をシートコイル３１Ａ側から巻き始めてコイル４２Ｎ側で巻き終わるようにする。すなわちシートコイル３１Ａ〜４２Ａが第１周目となり、図示しないが第２周目にシートコイル３１Ｂ〜４２Ｂが巻付けられ、最後にシートコイル３１Ｎ〜４２Ｎが巻付けられる。
【００４７】
なお、積層されて１極分の積層コイルを形成するシートコイル３１Ａ，３１Ｂ，…３１Ｎは「第１のコイル群」に該当する。また、積層されて他の１極分の積層コイルを形成するシートコイル３２Ａ，３２Ｂ，…３２Ｎは「第２のコイル群」に該当する。
【００４８】
多角形の角にあたる部分は、図３におけるシートコイルとシートコイルの間の絶縁フィルム部分である。図６を見ればわかるように、多角形を巻付けると、巻きつけたフィルムの１辺は、外周になるにつれ長くなる。この長さの変化に合わせて図３におけるコイルパターンの配置間隔は第１周目よりも第２周目の方が大きく、さらに外周に向かうにつれてコイルパターンの配置間隔は順次大きくなっている。
【００４９】
配置間隔が大きくなるので、これに伴って絶縁フィルム長手方向のコイル径は、外周部の径ＤＮの方が内周部の径ＤＡよりも大きくすることができる。つまり、積層コイルにおける複数のシート状コイルの第１の方向の外径は、最下層から最上層に向けて単調増加する。なお、単調増加とは、減少しないことを意味し、連続する２層が同じ外径である場合も含む。
【００５０】
外周部ではコイル径を大きくできるので１層のシートコイルの巻数も増やすことができる。内周部のシートコイル３１Ａの巻数は２周であるが、外周部のシートコイル４０Ｎでは巻数は３周となりその分占積率を向上させることができる。つまり、好ましくは、積層コイルにおける複数のシート状コイルの巻数は、最下層から最上層に向けて単調増加する。なお、この場合も単調増加とは、減少しないことを意味し、連続する２層が同じ巻数である場合も含む。
【００５１】
モータで生ずる起磁力は、コイルの巻数×電流値で表わされるエネルギの大きさで決まるので、小型で高出力なモータを実現するためにはコイル巻数を増やしてもよい。
【００５２】
再び図２を参照して、ステップＳ２におけるシートの巻付けが終了すると、続いてステップＳ３においてコイルの層間の接続が行なわれる。
【００５３】
図７は、図３に示した絶縁フィルム５０を巻きつけた場合の第１層目と第２層目になる部分を拡大して示した図である。
【００５４】
図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける積層後の断面図である。
【００５５】
図７において、シートコイル３１Ａはシート巻き型５２に第１周目に巻付けられるシートコイルであり、シートコイル３１Ｂはシートコイル３１Ａに積層されるように第２周目に巻付けられるシートコイルである。
【００５６】
図７を見ればわかるように第１周目に対して第２周目のシートコイルは渦巻きの方向が逆方向になっている。絶縁フィルム５０に設けられた開口部ＸＡを介してシートコイル３１Ａとシートコイル３１Ｂが電気的に接続される。また、図示しない第３層目のシートコイルに対しシートコイル３１Ｂは絶縁フィルム５０に設けられた開口部ＸＢを介して接続される。
【００５７】
このように１層目と２層目とのコイルの渦巻き方向を逆方向にすることにより、シートコイル３１Ａに電流が反時計回りに流れた場合には、シートコイル３１Ｂにおいても反時計回りに流れることになる。同様に、２層目と３層目でもシートコイルの渦巻き方向は逆方向にされる。つまり、奇数層目と偶数層目ではシートコイルの渦巻き方向は逆方向である。
【００５８】
シートコイル３１Ｂの一方端には絶縁フィルムの開口部ＸＢが設けられているが、シートコイル３１Ｂの他方端にはシートコイル３１Ａと接続するための導電性ペーストが塗布されている。
【００５９】
図８に示すように、積層されるとシートコイル３１Ｂ上に塗布された導電性ペーストＰＢは絶縁フィルムＦの開口部ＸＡを介してシートコイル３１Ａに接触する。なお、接続を確実にするために、シートコイル３１Ａの絶縁フィルムの開口部ＸＡによって露出する部分にも導電性ペーストを塗布しておいても良い。
【００６０】
加熱処理を行なうことで導電性ペーストによって絶縁フィルムによって隔てられたシートコイルの端部同士が接合される。この導電性ペーストの溶接温度よりも絶縁フィルムの耐熱温度が高いことが必要である。たとえば絶縁フィルムの材質はポリイミドなどの耐熱性のある材料が使用できる。
【００６１】
たとえば、この導電性ペーストに金属ナノ粒子が分散されたものを用いることができる。このような導電性ペーストは、加熱すると金属本来の融点よりもはるかに低い温度で金属ナノ粒子が焼結することにより電気的接続が行なわれる。したがって、絶縁フィルムにある程度の耐熱性があれば加熱することによりシートコイルが相互に電気的に接続され積層コイルが形成される。
【００６２】
再び図２を参照して、ステップＳ３におけるコイルの層間の接続が終了すると、続いてステップＳ４に進む。ステップＳ４では各極のコイル端をＵ，Ｖ，Ｗ層に接続する。この結線は、バスバーなどにより行なわれる。
【００６３】
続いてステップＳ５においてステータ部がセットされる。ステップＳ５におけるステータ部のセットが完了すると、モータのステータの組立が終了する。
【００６４】
なお、ステップＳ４の後またはステップＳ５の後に、絶縁性の確保、熱伝達のためにワニス含浸を行なってもよい。
【００６５】
図９は、ステータ部のセットを説明するための図である。
【００６６】
図９を参照して、ステップＳ４までの工程によって積層コイルが１２個形成されたロータのコイル集合体６０に対して、分割されたステータ部を外側から挿入する。
【００６７】
図１０は、ステータ部をセットする第１の例を示した図である。
【００６８】
図１０においては、単純に１２個に分割されたステータ部が、コイル集合体６０に対して外側から挿入される場合を示し、分割されたステータの１つの部分について拡大して図示されている。
【００６９】
図１１は、ステータ部のコアの変形例を示した図である。
【００７０】
図１１を参照して、ステータコア７４は、絶縁フィルムが巻きつけられて形成されたコイル集合体６０の積層の内周方向から挿入される。これに対しステータのヨーク部７２がコイル集合体６０の積層の外周方向から組合される。
【００７１】
コイルのステータは、ロータの永久磁石の磁界がコイル集合体６０に影響を与えて渦電流を発生させ損失が生ずるのを防ぐため、たとえば図１１に示したような突起を設ける場合がしばしばある。このような場合にはコイル集合体６０の積層方向の外側からはコア７４を挿入することができないので、このようにヨーク部７２とコア７４とを分割してコイルの両側から組合せることが有効である。
【００７２】
図１２は、図１１のさらなる変形例を示した図である。
【００７３】
図１２に示すようにステータコア７８のヨーク部７６と組合せる部分に楔を設けておくことにより、組合せ後において抜けが防止される。なお組合せるときは側方からスライドさせてコアとヨークとを組合せる。
【００７４】
図１１、図１２の場合、スライドさせてコアとヨークとを組合せるようにすれば、ヨーク部７２，７６は分割構造でなくても円環状の一体構造でもよい。
【００７５】
以上説明したように、本発明の実施の形態１では、鉄心とコイルやコイル間の相対位置が組付け前に正確に決まるため、スロット中の無駄なスペースを最小にすることができてコイルの占積率を向上させることができる。
【００７６】
また、パターン化したシートコイルが予め設けられている絶縁フィルムを巻付けてコイル部を作製できるために、連続的に生産が可能となり生産性が向上する。さらに、絶縁フィルムによってコイルの層間の絶縁は確保され絶縁品質が向上する。
【００７７】
［実施の形態２］
図１３は、実施の形態２において用いられる絶縁フィルム５０Ａを説明するための図である。
【００７８】
実施の形態２においては、図３で示した絶縁フィルム５０の各シートコイル中央部分の孔を若干小さくし、これに放射状の切込みを四隅に入れる。絶縁フィルム５０Ａの放射状の切込みの入った中央部分８０を折り曲げることにより、コイルとステータコアとの絶縁距離を確保することができる。
【００７９】
従来は、ステータのティース部（コア部）によって巻線の絶縁被覆が傷つくのを防ぎ、コイルとコア間の絶縁を確保するために絶縁紙を間に入れる場合があった。実施の形態２の発明によれば、この絶縁紙に代えて各シートコイルの中央部分８０の折り曲げ部分によって絶縁品質が確保される。
【００８０】
［実施の形態３］
実施の形態１，２では、シートコイルが形成された絶縁フィルムを多角形の巻き型に巻付けていくことによりシートコイルを積層して積層コイルを形成した。これに対し実施の形態３では、絶縁フィルムをつづら折に折り畳むことによって積層コイルを形成する。
【００８１】
図１４は、実施の形態３において用いられるコイルが形成された絶縁フィルム１５０を説明するための図である。
【００８２】
図１５は、絶縁フィルム１５０を側方から見た図である。
【００８３】
図１４、図１５を参照して、シートコイル１３１Ａが絶縁フィルム１５０の表面に設けられ、それに隣接する領域にシートコイル１３１Ｂが絶縁フィルム１５０の裏面に設けられる。
【００８４】
シートコイル１３１Ｂに隣接するシートコイル１３１Ｃは絶縁フィルム１５０の表面に設けられ、さらにシートコイル１３１Ｃに隣接するシートコイル１３１Ｄは絶縁フィルム１５０の裏面に設けられる。
【００８５】
このように積層コイル１極分のシートコイル１３１Ａ〜１３１Ｎが、絶縁フィルム１５０の連続する領域に順次並んで配列され、奇数番目のシートコイルは絶縁フィルム１５０の表面に配置され、偶数番目のシートコイルは絶縁フィルム１５０の裏面に配置される。
【００８６】
この１極分のシートコイル１３１Ａ〜１３１Ｎは、「第１のコイル群」に該当する。
【００８７】
そして、次の１極分のシートコイルは積層コイル間の絶縁に使用される間隔部分１５２を挟んで配置される。すなわち、シートコイル１３２Ａが絶縁フィルム１５０の表面に設けられ、それに隣接する領域にシートコイル１３２Ｂが絶縁フィルム１５０の裏面に設けられる。図示しないが、以後はシートコイル１３１Ａ〜１３１Ｎの場合と同様に配置されている。
【００８８】
この１極分のシートコイル１３２Ａ〜１３２Ｎは、「第２のコイル群」に該当する。
【００８９】
図１６は、絶縁フィルム１５０を折り畳む状態を説明するための図である。
【００９０】
図１４、図１６を参照して、シートコイル１３１Ａとシートコイル１３１Ｂとの境界部分は山折りに折り曲げられる。シートコイル１３１Ｂとシートコイル１３１Ｃの境界部分は谷折りに折り曲げられる。またシートコイル１３１Ｃとシートコイル１３１Ｄの境界部分は山折りに折り曲げられる。シートコイル１３１Ｄとシートコイル１３１Ｅの境界部分は谷折りに折り曲げられる。
【００９１】
同様に、シートコイル１３１Ｅとシートコイル１３１Ｆとの境界部分は山折りに折り曲げられる。シートコイル１３１Ｆとシートコイル１３１Ｇの境界部分は谷折りに折り曲げられる。またシートコイル１３１Ｇとシートコイル１３１Ｈの境界部分は山折りに折り曲げられる。
【００９２】
このように山折りと谷折りを交互に繰返す折り方を「つづら折り」ということにする。ちょうど扇子を折り畳んだ状態のように絶縁フィルムは折り畳まれることになる。絶縁フィルムにシートコイルの層間を電気的に接続するために孔が設けられており、そこに導電性ペーストが塗布され電気的接続が行なわれることについては、実施の形態１と同様であるので説明は繰返さない。
【００９３】
図１７は、積層コイルの層間絶縁を説明するための図である。
【００９４】
図１７を参照して、絶縁フィルムがつづら折に折り畳まれることによってシートコイルが１極分ずつ積層され、３つの積層コイル１３１，１３２，１３３が形成されている。そして、絶縁フィルムの積層コイル１３１，１３２を繋いでいる部分である、コイルが形成されなかった所定の間隔の部分１５２，１５４，１５６は積層コイル間の絶縁に用いられる。
【００９５】
たとえば３相交流モータの場合では、積層コイル１３１はＵ相コイル、積層コイル１３２はＶ相コイル、積層コイル１３３はＷ相コイルとして用いられ、各相の相間絶縁が間隔部分１５２，１５４，１５６において行なわれる。
【００９６】
図１８は、実施の形態３で形成される積層コイルの変形例を示した図である。
【００９７】
図１８に示すように積層コイル１８１は、貫通孔の一方の側１８１Ｙはステータの外周に行くにつれ貫通孔内壁とコイルの外径の端部との距離が大きくなっているが、他方の側１８１Ｘについては貫通孔内壁とコイルの外径の端部との距離が等しくなっている。
【００９８】
このような形状を採用することにより、分割されたステータコアではなくて一体型のステータコアに後から挿入することが可能である。つまり、一体型のステータのティース部分の間に形成されているスロットに、後から組立後のコイルを挿入することも可能である。
【００９９】
なお、実施の形態３においても実施の形態２の場合と同様に、絶縁フィルムの各シート状コイルの中央部分に設けられた孔の四隅に、放射状に切込みを入れて折返し部分を設けてコアとの絶縁を確保するようにしてもよい。
【０１００】
［実施の形態４］
実施の形態４では、１〜２極分のシートコイルを絶縁フィルム上に設けておき、これを両側から巻いて積層コイルを形成する。
【０１０１】
図１９は、実施の形態４で用いられるシート状コイルが配置された絶縁フィルム２５０を示した図である。
【０１０２】
図２０は、図１９に示した絶縁フィルム２５０を側方から見た図である。
【０１０３】
図１９、図２０を参照して、絶縁フィルム２５０の表面に１極分のシートコイル２３１Ａ〜２３１Ｎが順に並んで配列されている。なお、１極分のシートコイル２３１Ａ〜２３１Ｎは、「第１のコイル群」に該当する。絶縁フィルム２５０の左端部はシートコイル２３１Ａとシートコイル２３１Ｂの間に挟まれて絶縁を確保する。
【０１０４】
図２１は、絶縁フィルム２５０を巻き始める状態を示した図である。
【０１０５】
図２２は、絶縁フィルム２５０を途中まで巻いた状態を示した図である。
【０１０６】
図２３は、絶縁フィルムが巻き終わり、積層コイルが形成された状態を示した図である。
【０１０７】
図２０、図２１を参照して、まずシートコイル２３１Ａの左端部にはみ出た絶縁フィルムの部分が、シートコイル２３１Ａと２３１Ｂの層間の絶縁を確保するために山折りにされる。そして、さらに、シートコイル２３１Ａと２３１Ｂの境界部分が山折りにされる。同様にシートコイル２３１Ｂとシートコイル２３１Ｃの境界部分が山折りにされる。
【０１０８】
一方、絶縁フィルム反対側では、シートコイル２３１Ｍと２３１Ｎの境界部分が谷折りにされ、さらにシートコイル２３１Ｌとシートコイル２３１Ｍの境界部分が谷折りにされる。
【０１０９】
そして、図２２に示すように絶縁フィルムの両側から順に巻いていき、一番下の層から順にシートコイル２３１Ｅ，２３１Ｃ，２３１Ａ，２３１Ｂ，２３１Ｄ，２３１Ｆの順に積層されていく。そして、最後に図２３に示すように１極分のコイルが積層コイルとして完成する。
【０１１０】
このように絶縁フィルムを巻いていくことにより、積層されたコイルの側方を幾重にも絶縁フィルムで覆うためより信頼性の高い層間絶縁を得ることができる。図２３に示した積層コイルの側壁部の絶縁フィルムを形成するように、シートコイルの絶縁フィルム上における配置間隔は決定され、各シートコイル間で配置間隔は異なる。
【０１１１】
なお、実施の形態４においても実施の形態２の場合と同様に、絶縁フィルムの各シート状コイルの中央部分に設けられた孔の四隅に、放射状に切込みを入れて折返し部分を設けてコアとの絶縁を確保するようにしてもよい。
【０１１２】
以上説明したように、本発明によれば、一連長の絶縁フィルムを曲げることにより積層して積層コイルを構成するので、フォトリソグラフィ工程により多層構造を実現する従来の方法よりも製造工程が簡素となる。また絶縁フィルムにステータのコアを貫通させる孔を設けることによって、従来のモータのステータ構造を採用することができるため、ステータ構造の自由度が大きい。
【０１１３】
さらに、本発明では、ステータのスリット部分の構造に合わせてシートコイルの巻数を変えることにより占積率を向上させることができる。
【０１１４】
さらに、パターン内側の絶縁フィルムをステータコアと積層コイルとの間の絶縁に利用できるため、ステータの構成が簡素となる。
【０１１５】
また、コイルパターン間の絶縁フィルムをコイル間の絶縁に利用できるため構成が簡素となる。
【０１１６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態１の回転電機の断面図である。
【図２】本発明の回転電機のステータ部分を製造する方法を説明するための工程図である。
【図３】絶縁フィルム上に形成されたコイルを説明するための平面図である。
【図４】図３に示した絶縁フィルムの側面図である。
【図５】図３における絶縁フィルムの片面に設けられたシート状コイルの配線１本分の断面図である。
【図６】シートを巻付ける工程を説明するための図である。
【図７】図３に示した絶縁フィルム５０を巻きつけた場合の第１層目と第２層目になる部分を拡大して示した図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける積層後の断面図である。
【図９】ステータ部のセットを説明するための図である。
【図１０】ステータ部をセットする第１の例を示した図である。
【図１１】ステータ部のコアの変形例を示した図である。
【図１２】図１１のさらなる変形例を示した図である。
【図１３】実施の形態２において用いられる絶縁フィルム５０Ａを説明するための図である。
【図１４】実施の形態３において用いられるコイルが形成された絶縁フィルム１５０を説明するための図である。
【図１５】絶縁フィルム１５０を側方から見た図である。
【図１６】絶縁フィルム１５０を折り畳む状態を説明するための図である。
【図１７】積層コイルの層間絶縁を説明するための図である。
【図１８】実施の形態３で形成される積層コイルの変形例を示した図である。
【図１９】実施の形態４で用いられるシート状コイルが配置された絶縁フィルム２５０を示した図である。
【図２０】図１９に示した絶縁フィルム２５０を側方から見た図である。
【図２１】絶縁フィルム２５０を巻き始める状態を示した図である。
【図２２】絶縁フィルム２５０を途中まで巻いた状態を示した図である。
【図２３】絶縁フィルムが巻き終わり、積層コイルが形成された状態を示した図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  モータ、２  ステータ、４  ロータ、５  ロータコア、６  シャフト、１１〜２２  磁石、３１〜４２  積層コイル、３１Ａ〜４２Ａ，３１Ｂ〜４２Ｂ，３１Ｎ〜４２Ｎ，１３１Ａ〜１３１Ｎ，１３２Ｂ，２３１Ａ〜２３１Ｎ  シートコイル、５０，５０Ａ，１５０，２５０，Ｆ  絶縁フィルム、５２  シート巻き型、６０  コイル集合体、７２，７６  ヨーク部、７４，７８  ステータコア、８０  中央部分、１３１，１３２，１３３，１８１  積層コイル、１５２，１５４，１５６  間隔部分、Ｃ  銅板、Ｈ  孔、ＰＢ  導電性ペースト、ＸＡ，ＸＢ  開口部。
【図１】
2006067756.tif 000003
【図２】
2006067756.tif 000004
【図３】
2006067756.tif 000005
【図４】
2006067756.tif 000006
【図５】
2006067756.tif 000007
【図６】
2006067756.tif 000008
【図７】
2006067756.tif 000009
【図８】
2006067756.tif 000010
【図９】
2006067756.tif 000011
【図１０】
2006067756.tif 000012
【図１１】
2006067756.tif 000013
【図１２】
2006067756.tif 000014
【図１３】
2006067756.tif 000015
【図１４】
2006067756.tif 000016
【図１５】
2006067756.tif 000017
【図１６】
2006067756.tif 000018
【図１７】
2006067756.tif 000019
【図１８】
2006067756.tif 000020
【図１９】
2006067756.tif 000021
【図２０】
2006067756.tif 000022
【図２１】
2006067756.tif 000023
【図２２】
2006067756.tif 000024
【図２３】
2006067756.tif 000025