(57)【要約】【課題】電機子積層鉄心の磁極に平板導体を、手間を要さずに螺旋状に巻回し、また、巻回した平板導体の位置合わせ及び接続が信頼性高く行われ平板導体よりなるコイルが形成された電機子積層鉄心の製造方法を提供する。  【解決手段】それぞれ台形状となって交互かつ連続して配置された同一幅の第１、第２の平板導体１０、１１の幅方向の一方側１４、１５の端部が折り曲げ可能な連結部１６、１７で連結され、しかも第１、第２の平板導体１０、１１の他方側１９、２０はそれぞれ磁極２１の積層厚み及び幅に基づいて決定される内側型２２の縦横に対応する寸法となった連接平板導体群１８を平板条材から形成し、連接平板導体群１８の他方側を磁極２１に沿わせ、連結部１６、１７を順次屈曲して、連接平板導体群１８を磁極２１に螺旋状に巻回し、隣り合う第１、第２の平板導体１０、１１が突き合う箇所を溶接又は鑞付けして、コイルを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心片を積層し一体化してなる電機子積層鉄心の磁極に、平板導体同士を接続し巻回してコイルを形成する電機子積層鉄心の製造方法において、
それぞれ台形状となって交互かつ連続して配置された同一幅の第１、第２の平板導体を有し、隣り合う前記第１、第２の平板導体の幅方向の一方側の端部が折り曲げ可能な連結部で連結され、しかも前記第１、第２の平板導体の他方側はそれぞれ前記磁極の積層厚み及び幅に基づいて決定される内側型の縦横に対応する寸法となった連接平板導体群を平板条材から形成し、
前記連接平板導体群の他方側を前記電機子積層鉄心の磁極に沿わせ、前記連結部を順次屈曲して、前記連接平板導体群を前記磁極に前記内側型を介して螺旋状に巻回し、隣り合う前記第１、第２の平板導体が突き合う箇所を溶接又は鑞付けして、前記コイルを形成することを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の電機子積層鉄心の製造方法において、台形状となった前記第１、第２の平板導体の長手方向の両側には、前記連結部で折り曲げた場合に、直角に接合可能な切欠きを設けたことを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。
【請求項３】
鉄心片を積層し一体化してなる電機子積層鉄心の磁極に、平板導体同士を接続し巻回してコイルを形成する電機子積層鉄心の製造方法において、
同一幅の第１片及び第２片を有し、該第１片及び第２片の各内側辺が前記磁極の積層厚み及び幅に基づいて決定される内側型の縦横に対応する寸法となったＬ字状の前記平板導体を複数有し、複数の前記平板導体の幅方向の一方側の端部を折り曲げ可能な連結部で連結し、しかも前記第１片及び第２片の開放側端部には、前記連結部で折り曲げた場合に、直角に接合可能な切欠きが形成された連接平板導体群を平板条材から形成し、
前記連接平板導体群の各平板導体の内側辺を前記電機子積層鉄心の磁極に沿わせ、前記連結部を順次屈曲して、前記連接平板導体群を磁極に前記内側型を介して螺旋状に巻回し、隣り合う前記平板導体が突き合う箇所を溶接又は鑞付けして、前記コイルを形成することを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。
【請求項４】
鉄心片を積層し一体化してなる電機子積層鉄心の磁極に、平板導体同士を接続し巻回してコイルを形成する電機子積層鉄心の製造方法において、
それぞれ同一幅で連結部で順次連結された、Ｌ字状の第１の平板導体、台形状の第１の平板導体、Ｌ字状の第２の平板導体及び台形状の第２の平板導体からなり、これら各平板導体の内側辺が、順次前記磁極の内側型の縦及び横の寸法を有し、更にこれら各平板導体を前記連結部で折り曲げた場合に、隣り合う前記各平板導体が直角に連接される切欠きを有する連接平板導体群を平板条材から形成し、
前記連接平板導体群の前記Ｌ字状の第１の平板導体、台形状の第１の平板導体、Ｌ字状の第２の平板導体及び台形状の第２の平板導体を前記連結部を折り曲げながら前記磁極に前記内側型を介して螺旋状に巻回し、隣り合う前記各平板導体が突き合う箇所を溶接又は蝋付けして、前記コイルを形成することを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の電機子積層鉄心の製造方法において、前記切欠きは、対となって係合する、４５度傾斜辺、又は凸曲状辺及び凹曲状辺を備えていることを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電機子積層鉄心の製造方法において、前記磁極は該電機子積層鉄心の各分割ヨークに設けられていることを特徴とする電機子積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ又は発電機の固定子又は回転子に使用できる電機子積層鉄心の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の電機子、例えば固定子積層鉄心には磁極にコイルが装着されている。磁極のコイルは通常この磁極に銅線を巻回することにより形成されているが、最近、例えば特許文献１に記載されているように、コイルの占積率をより高くして銅損を低減し、回転電機を効率化するため、あるいは小型化等のために、銅線に替えて平板導体にてコイルを形成するものがある。
【０００３】
平板導体は銅板からＬ字状、コ字状、又は一部に分断部を設けたロ字状に切り出され、磁極を跨ぐ両側のスロットにこの平板導体を入れ、組み立てるのであるが、前記各形状に作られた平板導体同士を位置合わせした上で、電気的に接続する必要がある。図６には特許文献１に記載の回転電機の回転子コイルの製造方法を示すが、図６（Ａ）に示すように導体板からプレス加工によって、複数のＬ字状の平板導体５０を切り出し、図６（Ｂ）に示すように、これらを順次繋ぎ合わせて磁極に螺旋状にコイルを巻回して形成していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７８０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、コイルの形成に手間が掛かり、コスト高となるという問題がある。
また、各平板導体同士の位置合わせに熟練を要し、図６（Ｃ）に示すように、位置ずれに起因する抵抗値変化や、相間絶縁不良の発生、あるいはコイルエンド寸法の変化が懸念されるという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、電機子積層鉄心の磁極に平板導体を、手間を要さずに螺旋状に巻回し、また、巻回した平板導体の位置合わせ及び接続が信頼性高く行われる電機子積層鉄心の製造方法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】
【０００７】
前記目的に沿う第１の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法は、鉄心片を積層し一体化してなる電機子積層鉄心の磁極に、平板導体同士を接続し巻回してコイルを形成する電機子積層鉄心の製造方法において、
それぞれ台形状となって交互かつ連続して配置された同一幅の第１、第２の平板導体を有し、隣り合う前記第１、第２の平板導体の幅方向の一方側の端部が折り曲げ可能な連結部で連結され、しかも前記第１、第２の平板導体の他方側はそれぞれ前記磁極の積層厚み及び幅に基づいて決定される内側型の縦横に対応する寸法となった連接平板導体群を平板条材から形成し、
前記連接平板導体群の他方側を前記電機子積層鉄心の磁極の前記内側型に沿わせ、前記連結部を順次屈曲して、前記連接平板導体群を前記磁極に前記内側型を介して螺旋状に巻回し、隣り合う前記第１、第２の平板導体が突き合う箇所を溶接又は鑞付けして、前記コイルを形成する。
【０００８】
この第１の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法において、台形状となった前記第１、第２の平板導体の長手方向の両側には、前記連結部で折り曲げた場合に、直角に接合可能な切欠きを設けるのが好ましい。これによって、同一幅とした平板導体の端部を確実に連結できる。
【０００９】
また、第２の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法は、鉄心片を積層し一体化してなる電機子積層鉄心の磁極に、平板導体同士を接続し巻回してコイルを形成する電機子積層鉄心の製造方法において、
同一幅の第１片及び第２片を有し、該第１片及び第２片の各内側辺が前記磁極の積層厚み及び幅に基づいて決定される内側型の縦横に対応する寸法となったＬ字状の前記平板導体を複数有し、複数の前記平板導体の幅方向の一方（即ち、外側辺）側の端部を折り曲げ可能な連結部で連結し、しかも前記第１片及び第２片の開放側端部には、前記連結部で折り曲げた場合に、直角に接合可能な切欠きが形成された連接平板導体群を平板条材から形成し、
前記連接平板導体群の各平板導体の内側辺を前記電機子積層鉄心の磁極に沿わせ、前記連結部を順次屈曲して、前記連接平板導体群を磁極に前記内側型を介して螺旋状に巻回し、隣り合う前記平板導体が突き合う箇所を溶接又は鑞付けして、前記コイルを形成する。
【００１０】
そして、第３の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法は、鉄心片を積層し一体化してなる電機子積層鉄心の磁極に、平板導体同士を接続し巻回してコイルを形成する電機子積層鉄心の製造方法において、
それぞれ同一幅で連結部で順次連結された、Ｌ字状の第１の平板導体、台形状の第１の平板導体、Ｌ字状の第２の平板導体及び台形状の第２の平板導体からなり、これら各平板導体の内側辺が、順次前記磁極の内側型の縦及び横の寸法を有し、更にこれら各平板導体を前記連結部で折り曲げた場合に、隣り合う前記各平板導体が直角に連接される切欠きを有する連接平板導体群を平板条材から形成し、
前記連接平板導体群の前記Ｌ字状の第１の平板導体、台形状の第１の平板導体、Ｌ字状の第２の平板導体及び台形状の第２の平板導体を前記連結部を折り曲げながら前記磁極に前記内側型を介して螺旋状に巻回し、隣り合う前記各平板導体が突き合う箇所を溶接又は蝋付けして、前記コイルを形成する。
【００１１】
以上の第１〜第３の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法において、前記切欠きは、対となって係合する、４５度傾斜辺、又は凸曲状辺及び凹曲状辺を備えているのが好ましい。
また、第１〜第３の発明に係る電機子積層鉄心の製造方法において、前記磁極は該電機子積層鉄心の各分割ヨークに設けられているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１、２記載の電機子積層鉄心の製造方法においては、連接平板導体群の他方側を電機子積層鉄心の磁極の内側型に沿わせ、連結部を順次屈曲して、連接平板導体群を磁極に内側型を介して螺旋状に巻回し、隣り合う第１、第２の平板導体が突き合う箇所を溶接又は鑞付けしてコイルを形成するので、螺旋状に連結される平板導体の位置合わせに手間を要することがなく、かつ位置ずれを発生させることなく、平板導体のコイルが形成される。
更には、前記平板導体は平板条材から一様な所望幅にて形成されるので、材料歩留りを高めることができる。
【００１３】
請求項３記載の電機子積層鉄心の製造方法においては、連接平板導体群の各平板導体の内側辺を電機子積層鉄心の磁極に沿わせ、連結部を順次屈曲して、連接平板導体群を磁極に内側型を介して螺旋状に巻回し、隣り合う平板導体が突き合う箇所を溶接又は鑞付けして、コイルを形成するので、螺旋状に巻回した平板導体の第１片と第２片との位置合わせに手間を要することがなく、かつ位置ずれを発生させることなく、接続され、平板導体によるコイルが形成される。
【００１４】
そして、請求項４記載の電機子積層鉄心の製造方法は、それぞれ同一幅で連結部で順次連結された、Ｌ字状の第１の平板導体、台形状の第１の平板導体、Ｌ字状の第２の平板導体及び台形状の第２の平板導体からなり、これら各平板導体の内側辺が、順次磁極の内側型の縦及び横の寸法を有し、更にこれら各平板導体を連結部で折り曲げた場合に、隣り合う各平板導体が直角に連接される切欠きを有する連接平板導体群を平板条材から形成し、連接平板導体群のＬ字状の第１の平板導体、台形状の第１の平板導体、Ｌ字状の第２の平板導体及び台形状の第２の平板導体を連結部を折り曲げながら磁極に内側型を介して螺旋状に巻回し、隣り合う各平板導体が突き合う箇所を溶接又は蝋付けして、コイルを形成するので、各平板導体同士を突き合せる箇所がコイル形成方向において同じ線上に連続して存在せず、突き合わせによる微少な厚み変動の影響が軽減され、コイルの層間に不均一な隙間がなく電磁気特性がすぐれる。また形状がすぐれる効果がさらに加わる。
【００１５】
請求項５記載の電機子積層鉄心の製造方法においては、切欠きは、対となって係合する、４５度傾斜辺又は凸曲状辺及び凹曲状辺を備えているので、隣り合う各平板導体の端部同士を一致させることができ、接合不良が生じることなく接続することができる。
【００１６】
また、請求項６記載の電機子積層鉄心の製造方法においては、磁極は電機子積層鉄心の各分割ヨークに設けられているので、磁極にコイルを巻回する場合の邪魔がなく、本発明方法による平板導体によるコイルの形成が容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の説明図、図２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の説明図  図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第３の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の説明図、図４（Ａ）、（Ｂ）は平板導体端部の切欠き状況及び連結部の説明図、図５（Ａ）、（Ｂ）は各平板導体の溶接状況を示す説明図である。
【００１８】
まず、図１を参照しながら本発明の第１の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法について説明する。
図１（Ａ）に示すように、厚みが例えば０．５〜３ｍｍ範囲にある帯状の平板条材の一部をプレス加工によって、幅方向の一方側（下底）１４、１５の端部に所望長さをおいて連結部１６、１７によって連結された第１、第２の平板導体１０、１１を製造する。この第１、第２の平板導体１０、１１はそれぞれの斜辺１２、１３が一方側１４、１５に対して４５度の実質等脚台形状となっている。そして、第１、第２の平板導体１０、１１は交互に連続的に形成され、それぞれの一方側１４、１５の端部は折り曲げ可能な連結部１６、１７によって連結されて、全体として連接平板導体群１８を形成している。なお、結果として連結部１６、１７を残す略直角二等辺三角形の切欠き１２ａを所定位置に形成することによって、連接平板導体群１８が形成される。
【００１９】
第１、第２の平板導体１０、１１の幅方向の他方側（上底）１９、２０の長さは、鉄心片をかしめ積層し一体化してなる電機子積層鉄心の磁極２１に装着される内側型（例えば、絶縁材からなるボビン）２２の縦横の長さに略符合するか、僅少の範囲（例えば、２ｍｍ以内の範囲）で一致している。第１、第２の平板導体１０、１１の幅は同幅である。
連結部１６、１７の幅は例えば０．２〜２ｍｍ程度となる。
【００２０】
この連接平板導体群１８を用いる電機子積層鉄心の製造方法について説明すると、図１（Ｂ）に示すように、磁極２１の外側に装着された内側型２２の一つの面に第１の平板導体１０を沿わせて、次に連結部１６を屈曲して第２の平板導体１１を直角に折り曲げ、突き合う斜辺１２、１３同士を、電子ビーム溶接又はレーザー溶接（場合によってはＴＩＧ溶接又は蝋付け）して、平板導体１０、１１同士を接続する。
この場合の磁極２１は積層鉄心のリング状のヨークを各磁極毎に分割した分割積層鉄心の磁極であることが、平板導体１０、１１を巻回してコイルを形成するのに望ましい。
【００２１】
次に、平板導体１１に連接される平板導体１０を内側型２２に沿わせて、直角曲げし斜辺１２、１３を溶接する。そして、連接する平板導体１１を同様な手順で直角曲げしてその当接部分を溶接する。これによって、１ターンの巻線が完成する。次のターンの巻線を同様な手順で行うが、各ターンの巻線を螺旋状に形成すると共に、各巻線の間に図示しない絶縁シートを配置する。この絶縁シートは巻線に合わせて螺旋状とするのが好ましいが、各コイルの間の絶縁距離離すものであれば、一部が分離して矩形シートであってもよい。
【００２２】
以上の操作を連続させて、所定の巻数のコイルが完成する。なお、コイルの始端部と、終端部には引き出し用の平板導体を溶接しておくのが好ましく、この部分を導体端子とすることができる。第１、第２の平板導体として銅材が好ましいが、任意の材料が使用できる。
なお、この第１の実施の形態において説明した技術は以下の第２、第３の実施の形態においても適用される。
【００２３】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法について説明するが、基本的には、第１の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法において、第１、第２の平板導体１０、１１を一体物としたＬ字状の平板導体３０を用いる。
【００２４】
即ち、図２（Ａ）に示すように、直角に交わる同一幅の第１片２６及び第２片２７を有し、第１片２６及び第２片２７の開放側端部が４５度傾斜となって、第１片２６及び第２片２７の各内側辺２８、２９が磁極２１の積層厚み及び幅に基づいて決定される内側型２２の縦横に対応する寸法となったＬ字状の平板導体３０を複数有し、各平板導体３０の第１片２６と第２片２７の開放端部の幅方向一方側（外側辺側）を折り曲げ可能な連結部３１で連結した連接平板導体群３２を図示しない平板条材からプレス加工によって形成する。
【００２５】
この連接平板導体群３２の磁極２１への巻線にあっては、図２（Ｂ）に示すように、この連接平板導体群３２の一端にある平板導体３０を電機子積層鉄心の磁極２１を包む内側型２２に沿わせ、連結部３１を順次屈曲して、連接平板導体群３２を磁極２１に螺旋状に（即ち、隣り合うコイルが連続するように）巻回する。この場合、隣り合う平板導体３０の第１片２６と第２片２７が突き合う箇所（切欠きを形成する対となる４５度傾斜辺３３）を溶接して、更に隣り合う巻線の間に絶縁シートを入れてコイルを形成する。
【００２６】
続いて、図３（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、本発明の第３の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法について説明する。
それぞれ同一幅の平板導体からなって連結部５０で連結された、Ｌ字状の第１の平板導体５１、台形状の第１の平板導体５２、Ｌ字状の第２の平板導体５３及び台形状の第２の平板導体５４を繰り返して構成され、順次これら各平板導体５１〜５４の内側辺５５〜６０が、交互に磁極２１の内側型２２の横、縦の寸法を有し、更にこれら各平板導体５１〜５４の外側辺側の両側端部を連結する連結部５０を折り曲げた場合に、隣り合う各平板導体５１〜５４が直角に連接される切欠き６１を有する連接平板導体群６３を図示しない平板条材から形成する。
【００２７】
連接平板導体群６３のＬ字状の第１の平板導体５１、台形状の第１の平板導体５２、Ｌ字状の第２の平板導体５３及び台形状の第２の平板導体５４を連結部５０を折り曲げながら磁極２１に内側型２２を介して螺旋状に巻回し、隣り合う各平板導体５１〜５４が突き合う箇所を溶接又は蝋付けして、コイルを形成する。
連結部５０を形成する切欠き６１は、対となって係合する４５度傾斜辺６４、６５によって形成されているが、これらの代わりに凸曲状辺及び凹曲状辺であってもよい（図４参照）。
【００２８】
この第３の実施の形態によると、連接平板導体群６３はＬ字状の第１の平板導体５１、第２の平板導体５３と、台形状の第１の平板導体５２、第２の平板導体５４が交互に、又は所望順序に接続しているので、磁極２１に当該連接平板導体群６３を巻回して形成されたコイルは、第１の平板導体５１、５２と第２の平板導体５３、５４同士を突き合わせた箇所がコイルの形成方向において同じ線上に連続して存在していない。従って、突き合わせによる厚み変動の影響が減少する。これにより、コイルの層間に不均一な隙間を生ぜず電磁特性がすぐれる。また形状もすぐれる。
【００２９】
前記実施の形態においては、各平板導体の突き合せ箇所を溶接、又は場合によっては蝋付けで接続することとしたが、この接続には接続媒体を溶かす金属ペーストあるいはハンダ付けを含むものである。
また、前記実施の形態では、各平板導体が接続する箇所の側縁部を４５度傾斜辺としたが、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、平板条材から部分円状（正確には４５度円）の凹曲状辺１７ａ及び凸曲状辺１７ｂからなる切欠き１７ｃを所定間隔で形成してもよい。
【００３０】
更には、連結部１６、１７の背面側に図４（Ａ）に示すように小さな三角状切欠き１６ａや、図４（Ｂ）に示すように半円状切欠き１６ｂを形成してもよい。なお、以上のいずれの場合も、連結部で折り曲げると隣り合うの平板導体が直角状態で連接される。
【００３１】
また、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各平板導体の突き合わせ箇所６６の周囲を窪み２２ａを設けて減肉し溶接又は蝋付け接続による厚み変化を抑制してもよい。これによって、溶接時に発生する余盛２２ｂがコイルの積層方向に突出するのを防止できる。
前記実施の形態においては、具体的な寸法や形状を特定して説明したが、本発明の要旨を変更しない範囲での変形及び改良した場合も本発明は適用される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第３の実施の形態に係る電機子積層鉄心の製造方法の説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は平板導体端部の切欠き状況及び連結部の説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は各平板導体の溶接状況を示す説明図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は従来例に係る電機子積層鉄心の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０：第１の平板導体、１１：第２の平板導体、１２、１３：斜辺、１２ａ：切欠き、１４、１５：一方側、１６、１７：連結部、１６ａ：三角状切欠き、１６ｂ：半円状切欠き、１７ａ：凹曲状辺、１７ｂ：凸曲状辺、１７ｃ：切欠き、１８：連接平板導体群、１９、２０：他方側、２１：磁極、２２：内側型、２２ａ：窪み、２２ｂ：余盛、２６：第１片、２７：第２片、２８、２９：内側辺、３０：平板導体、３１：連結部、３２：連接平板導体群、３３：４５度傾斜辺、５０：連結部、５１、５２：第１の平板導体、５３、５４：第２の平板導体、５５〜６０：内側辺、６１：切欠き、６３：連接平板導体群、６４、６５：４５度傾斜辺、６６：突き合わせ箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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