(57)【要約】【課題】電機子積層鉄心の磁極部に、組み立て手間を要することなく装着でき、併せて従来のような平板導体片と平板導体接続片との接続が不要で位置ずれを生じない電機子積層鉄心の平板導体コイルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】電機子積層鉄心の磁極部に、平板導体１１を螺旋状に巻回してなる平板導体コイル１０は、導体板の幅方向の一端１４からおよび他端１５からともに他方側の板端の手前位置に終端部１６、１７が至るスリット１２、１３を交互に所定ピッチでかつ平行に繰り返して設け、スリット１２、１３によって形成される各導体部１８が連続した平板導体１１を形成し、導体板に各スリット１２、１３の終端部１６、１７を結ぶ線Ａ、Ｂを折り曲げ線として、隣り合う導体部１８に交互に谷折り曲げと山折り曲げを行い、全体が螺旋状に形成された平板導体コイル１０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】
電機子積層鉄心の磁極部に、平板導体を螺旋状に巻回して装着した平板導体コイルであって、
導体板の幅方向の一端からおよび他端からともに他方側の板端の手前位置に終端部が至るスリットを交互に所定ピッチでかつ平行に繰り返し設けて、前記スリットによって形成される各導体部が連続した前記平板導体が形成され、前記導体板に前記各スリットの終端部を結ぶ線を折り曲げ線として、隣り合う前記導体部に交互に谷折り曲げと山折り曲げがなされて、螺旋状に形成された前記平板導体コイルが形成されていることを特徴とする電機子積層鉄心の平板導体コイル。
【請求項２】
請求項１記載の電機子積層鉄心の平板導体コイルにおいて、螺旋状に巻かれた前記平板導体コイルを構成する前記各導体部間に、別の螺旋状に巻かれた平板導体コイルを構成する導体部を入れ込み、螺旋状に形成された前記平板導体コイルを多層に形成したことを特徴とする電機子積層鉄心の平板導体コイル。
【請求項３】
電機子積層鉄心の磁極部に、平板導体を螺旋状に巻回してなる平板導体コイルの製造方法であって、
導体板の幅方向の一端からおよび他端からともに他方側の板端の手前位置に終端部が至るスリットを交互に所定ピッチでかつ平行に繰り返して設け、前記スリットによって形成される各導体部が連続した前記平板導体を形成し、
前記導体板に前記各スリットの終端部を結ぶ線を折り曲げ線として、隣り合う前記導体部に交互に谷折り曲げと山折り曲げを行い、螺旋状に形成された前記平板導体コイルを形成することを特徴とする電機子積層鉄心の平板導体コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子または固定子を構成する電機子積層鉄心の平板導体コイルおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の電機子である例えば固定子積層鉄心は、その磁極部にコイルが装着されている。
磁極部へ装着するコイルとしては、従来から巻線が使用されており、磁極部へのコイルの装着は、磁極部に巻線を巻回することにより行われている。しかし、最近、コイルの占積率をより高くして銅損を低減し、固定子積層鉄心の高効率化または小型化等を図るため、巻線の代わりに平板導体を使用するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような、平板導体からなるコイルは、図５に示すように、平面視してコ字状に形成された平板導体片９０を、磁極部（図示しない）を跨ぐように両側のスロットに挿入し、開放した端部を平板導体接続片９１で接続して形成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６０１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記した平板導体からなるコイルは、平板導体片９０の開放した端部に、平板導体接続片９１を位置合わせしたうえで、平板導体片９０と平板導体接続片９１を電気的に接続する必要がある。このため、平板導体からなるコイルの形成には、多くの手間がかかり、コスト高にもなる。
また、平板導体片９０と平板導体接続片９１との位置ずれに起因する抵抗値の変化または相間絶縁不良の発生が懸念される問題もある。
【０００５】
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部に、組み立て手間を要することなく装着でき、併せて従来のような平板導体片と平板導体接続片との接続が不要で位置ずれを生じない電機子積層鉄心の平板導体コイルおよびそ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】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係る電機子積層鉄心の平板導体コイルは、電機子積層鉄心の磁極部に、平板導体を螺旋状に巻回して装着した平板導体コイルであって、
導体板の幅方向の一端からおよび他端からともに他方側の板端の手前位置に終端部が至るスリットを交互に所定ピッチでかつ平行に繰り返し設けて、前記スリットによって形成される各導体部が連続した前記平板導体が形成され、前記導体板に前記各スリットの終端部を結ぶ線を折り曲げ線として、隣り合う前記導体部に交互に谷折り曲げと山折り曲げがなされて、螺旋状に形成された前記平板導体コイルが形成されている。
【０００７】
第１の発明に係る電機子積層鉄心の平板導体コイルにおいて、螺旋状に巻かれた前記平板導体コイルを構成する前記各導体部間に、別の螺旋状に巻かれた平板導体コイルを構成する導体部を入れ込み、螺旋状に形成された前記平板導体コイルを多層に形成することが好ましい。
【０００８】
前記目的に沿う第２の発明に係る電機子積層鉄心の平板導体コイルの製造方法は、電機子積層鉄心の磁極部に、平板導体を螺旋状に巻回してなる平板導体コイルの製造方法であって、
導体板の幅方向の一端からおよび他端からともに他方側の板端の手前位置に終端部が至るスリットを交互に所定ピッチでかつ平行に繰り返して設け、前記スリットによって形成される各導体部が連続した前記平板導体を形成し、
前記導体板に前記各スリットの終端部を結ぶ線を折り曲げ線として、隣り合う前記導体部に交互に谷折り曲げと山折り曲げを行い、螺旋状に形成された前記平板導体コイルを形成する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１および２記載の電機子積層鉄心の平板導体コイルは、スリットによって形成される各導体部が連続した平板導体を螺旋状に形成しているので、従来のような、巻回のための組み立ておよび接続を行う必要がない。このため、磁極部への平板導体の装着を、多大な手間を削減して低コストで実施できる。
また、平板導体を構成する各導体部は連続しているので、従来のような平板導体片と平板導体接続片との位置ずれに起因する抵抗値の変化と相間絶縁不良が、元より生じない効果もあり、製品品質の向上が図れる。
【００１０】
特に、請求項２記載の電機子積層鉄心の平板導体コイルは、螺旋状に巻かれた平板導体コイルを構成する導体部間に、別の螺旋状に巻かれた平板導体コイルを構成する導体部を入れ込み、平板導体コイルを多層に形成しているので、占積率をより高めることができる。
【００１１】
請求項３記載の電機子積層鉄心の平板導体コイルの製造方法は、スリットによって形成される導体部が連続した平板導体を形成し、この導体部を折り曲げて平板導体を螺旋状に形成するので、簡単な操作で、平板導体を連続した巻回状態に形成できる。このため、平板導体を磁極部に巻回して装着する際に、従来要していた多大の手間を削減でき、製造時における作業性が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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は本発明の一実施の形態に係る電機子積層鉄心の平板導体コイルの斜視図、図２は変形例に係る同電機子積層鉄心の平板導体コイルの斜視図、図３、図４は本発明の一実施の形態に係る電機子積層鉄心の平板導体コイルの製造方法の説明図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る電機子積層鉄心の平板導体コイル（以下、単に平板導体コイルともいう）１０は、回転子または固定子を構成する電機子積層鉄心（図示しない）に使用するものであり、この電機子積層鉄心の磁極部に、平板導体１１（図３、図４参照）を螺旋状に巻回して装着するものである。以下、詳しく説明する。
【００１４】
図１、図３に示すように、平板導体１１は、平面視して矩形状（長方形または正方形）となった例えば、厚さが０．５〜５ｍｍの導体板（例えば、銅板）の幅方向に沿って複数のスリット１２、１３が交互にかつ平行に設けられたものである。なお、導体板の大きさおよび厚みは、製造する電機子積層鉄心の大きさおよび形状によって決定される。
このスリット１２、１３のうち、一方側のスリット１２は、導体板の一端１４から他方側の板端、即ち、他端１５の手前位置に終端部１６が至るものであり、また、他方側のスリット１３は、導体板の他端１５から他方側の板端、即ち、一端１４の手前位置に終端部１７が至るものである。なお、本実施の形態では、導体板の一端１４から他端１５（他端１５から一端１４）の方向を幅方向（ｙ方向）とし、これに直交する方向を長手方向（ｘ方向）とする。
【００１５】
このように、スリット１２とスリット１３は、導体板の長手方向に、所定ピッチで交互にかつ平行に繰り返し設けられ、平板導体１１がジグザグ状に形成されている。なお、各スリット１２、１３は、例えば、金型または切断機により形成でき、その幅（間隔）は、電機子積層鉄心に所望される特性と能力に応じて設定される。
また、スリット１２の終端部１６の先端位置と、スリット１３の終端部１７の先端位置は、それぞれ導体板の長手方向に渡って幅方向に同一位置となっている。ここで、各スリット１２、１３の終端部１６、１７は、各スリット１２、１３により形成される隣り合う導体部１８を、交互に谷折り曲げと山折り曲げをする際に、その先端が裂けないように、先端部を円弧状またはフィレット（曲線）状にしておけばよい。
また、前記各スリット１２、１３の終端部１６、１７の終端位置は、導体板の幅端に近づくに伴い、平板導体コイル１０における突出部（接続部）１９の突出量が低減するので、この終端部１６、１７の終端位置を、終端位置から板端までの長さが導体部１８の幅と同程度となる位置まで近づける。なお、図１においては、説明の便宜上、終端部１６、１７の終端位置から板端までの長さを、導体部１８の幅より広くしている。
【００１６】
隣り合うスリット１２とスリット１３の間隔は、電機子積層鉄心の磁極の幅、長さ、または磁極の間隔に応じて定められる導体部１８の幅に応じて設定される。
また、形成するスリット１２、１３の本数は、磁極に巻回する平板導体の巻数に応じて設定されており、一端１４から形成するスリット１２の数、および他端１５から形成するスリット１３の数は、前記巻数に応じている。
これにより、複数のスリット１２、１３によって形成される複数の導体部１８が連続した平板導体１１を形成できる。
【００１７】
この平板導体１１は、図１、図４に示すように、導体板に、隣り合うスリット１２の終端部１６の終端位置を結ぶ線Ａ、および隣り合うスリット１３の終端部１７の終端位置を結ぶ線Ｂを折り曲げ線として、隣り合う導体部１８に、交互に異なる方向に折り曲げ加工がなされている。
ここで、折り曲げ加工とは、谷折り曲げと山折り曲げであり、一方側のスリット１２の終端部１６の終端位置を中心として、その両側に位置する導体部１８に、山折り曲げ（図４中の点線）と谷折り曲げ（図４中の一点鎖線）が、導体板の長手方向に交互に行われている。また、他方側のスリット１３の終端部１７の終端位置を中心として、その両側に位置する導体部１８にも、同様に谷折り曲げと山折り曲げが、平板導体１１の長手方向に交互に行われている。
【００１８】
これにより、線Ａおよび線Ｂに谷折り曲げが行われた導体部１８の幅方向中央部に山折り曲げ（即ち、頂部）が、線Ａおよび線Ｂに山折り曲げが行われた導体部１８の幅方向中央部に谷折り曲げ（即ち、底部）が、それぞれ行われる。この曲げ位置は、導体板の長手方向に渡って幅方向に同一位置となっている。また、この曲げは、完全に折り曲げることなく、湾曲させる（円弧状にする）程度でよい。
以上に示した各曲げは、その折り曲げ位置が曲げ易くなるように、プレス機によりプレスしておくことが好ましい。
このように構成することで、平板導体１１の全体が螺旋状に形成され、平板導体コイル１０となる。
【００１９】
この平板導体コイル１０は、図１に示すように、隣り合う導体部１８が間隔を有して配置された状態となっている。この平板導体１１の表面に、例えば絶縁材をつけ、絶縁処理を施することも可能である。このとき、平板導体１１の両側に配置される導体部１８の幅方向端部の側方のみ、絶縁処理を行わないようにする。
更に、図２に示すように、絶縁処理が施された平板導体コイル１０を構成する隣り合う導体部１８間に、この平板導体コイル１０と同一または類似の構成の別の平板導体コイル１０ａを構成する導体部１８を入れ込み、多層平板導体コイル２０を構成することもできる。
【００２０】
このように、平板導体コイル１０の隣り合う導体部１８間に、別の平板導体コイル１０ａの導体部１８を入れ込む場合は、平板導体コイル１０、１０ａの間隔と導体部１８の幅を適宜設定することにより、隣り合う導体部１８間に他方の導体部１８が入り込むようにする。
なお、本実施の形態では、平板導体コイル１０と別の平板導体コイル１０ａが、ともに絶縁処理されているが、別の平板導体コイル１０ａは絶縁処理が施されていないものでもよい。
これにより、多層平板導体コイル２０が製造される。
また、多層平板導体コイルは、磁極部に巻回して形成した平板導体コイルの外周に、平板導体コイルを更に巻回し形成したものでもよい。
【００２１】
続いて、本発明の一実施の形態に係る電機子積層鉄心の平板導体コイルの製造方法について、図３、図４を参照しながら説明する。
まず、平面視して矩形状となった導体板（例えば、銅板）を準備する。
そして、例えば、金型または切断機により、図３に示すように、導体板の幅方向の一端１４から他端１５の手前位置に終端部１６が至るスリット１２と、他端１５から一端１４の手前位置に終端部１７が至るスリット１３を、交互に所定ピッチでかつ平行に繰り返して設ける。
次に、図４に示すように、導体板に各スリット１２、１３の終端部１６、１７をそれぞれ結ぶ線Ａ、Ｂを折り曲げ線として、隣り合う導体部１８に交互に谷折り曲げと山折り曲げを行う。
これにより、平板導体１１の全体が螺旋状に形成され、平板導体コイル１０となる。
【００２２】
そして、この平板導体コイル１０を、電機子積層鉄心の磁極部（例えば、インシュレータまたはコアの磁極）に装着する。
なお、平板導体コイル１０は、形成される挿入口２１が、磁極部の大きさに対応した形状となっている。
このため、平板導体コイルを、磁極部に装着するに際しては、例えば、磁極部が電機子積層鉄心から着脱できる構成となったもの、または磁極部の幅が基側から先側へかけて真っ直ぐまたは縮幅したものに取り付けることが好ましい。
【００２３】
ここで、磁極部が電機子積層鉄心から着脱できる分割積層鉄心の場合、磁極部に平板導体コイルを装着した後、これを電機子積層鉄心に取り付け、必要に応じて、例えば、溶接または押圧により固定する。
また、磁極部の幅が基側から先側へかけて真っ直ぐまたは縮幅している場合、磁極部に平板導体コイルを装着した後、磁極部の先端部に極歯先端部を取り付け、必要に応じて、例えば、溶接または押圧により固定する。
これにより、電機子積層鉄心の磁極部に、平板導体コイルを組み立て手間を要することなく装着でき、併せて従来のような平板導体片と平板導体接続片との接続が不要で位置ずれを生じない電機子積層鉄心の平板導体コイルおよびその製造方法を提供できる。
【００２４】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部または全部を組合せて本発明の電機子積層鉄心の平板導体コイルおよびその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、２つの平板導体コイルを組み合わせ、２層の多層平板導体コイルを形成した場合について説明したが、例えば、隣り合う導体部の間隔を広く形成し、または導体部の幅を狭くすることで、平板導体コイルを２層、更には３層以上に形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電機子積層鉄心の平板導体コイルの斜視図である。
【図２】変形例に係る同電機子積層鉄心の平板導体コイルの斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る電機子積層鉄心の平板導体コイルの製造方法の説明図である。
【図４】同電機子積層鉄心の平板導体コイルの製造方法の説明図である。
【図５】従来例に係る電機子積層鉄心の平板導体コイルの斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０、１０ａ：電機子積層鉄心の平板導体コイル、１１：平板導体、１２、１３：スリット、１４：一端、１５：他端、１６、１７：終端部、１８：導体部、１９：突出部、２０：多層平板導体コイル、２１：挿入口
【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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