(57)【要約】【課題】長尺導体板の端部に打ち抜きバリが発生せず、しかも積層した場合の絶縁距離も長くなって層間短絡が発生しにくい固定子用部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】固定子磁極に巻回されるコイル材の一部として使用され、長尺導体板１１とその表面側に貼着されている絶縁シート１２とを有する固定子用部品１０であって、長尺導体板１１の裏面側の幅方向両端部に段１５、１６を形成し、長尺導体板１１の幅方向両端部を薄くしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子磁極に巻回されるコイル材の一部として使用され、長尺導体板とその表面側に貼着されている絶縁シートとを有する固定子用部品であって、
前記長尺導体板の裏面側の幅方向両端部に段を形成し、該長尺導体板の幅方向両端部を薄くしたことを特徴とする固定子用部品。
【請求項２】
請求項１記載の固定子用部品において、前記長尺導体板は直線状であって、該長尺導体板の長手方向両側の裏面側は減肉されていることを特徴とする固定子用部品。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の固定子用部品において、前記長尺導体板に形成された前記段の幅は、該長尺導体板の板厚の０．３〜２倍の範囲にあることを特徴とする固定子用部品。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の固定子用部品において、前記段が形成された前記長尺導体板の薄肉部の厚みは、該長尺導体板の板厚の０．３〜０．７の範囲にあることを特徴とする固定子用部品。
【請求項５】
固定子磁極に巻回されるコイル材の一部として使用され、長尺導体板とその表面側に貼着されている絶縁シートとを有する長尺導電材からなる固定子用部品の製造方法であって、
両側の裏面側が減肉されて薄板状となって表面には前記絶縁シートが貼着され、前記長尺導電材の長さを有する幅広導体板を用意する第１工程と、
前記幅広導体板に予備抜き加工を行い両端部が該幅広導体板に連結された前記長尺導電材の原材を切り出す第２工程と、
前記原材の前記長尺導体板の幅方向両側に段を形成して薄くする第３工程と、
前記段が形成された前記原材の両端のシェービング加工を行い、前記絶縁シート及び前記長尺導体板の幅方向両端部の形成を行う第４工程と、
前記長尺導電材を前記幅広導体板から分離する第５工程とを有することを特徴とする固定子用部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の固定子磁極に巻回されるコイル材の一部として使用され、長尺導体板とその表面側に貼着されている絶縁シートとを有する固定子用部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定子と回転子から構成される回転電機、例えば同期モータの固定子においては、固定子鉄心に設けられた各磁極部間に形成されたスロットには導体コイルが巻かれているが、各磁極部の半径方向内側は拡幅しているので、極めて巻線が施しにくいという問題があった。そこで、特許文献１に示すように、各巻線の一部にプレス加工した長尺導体板を使用し、層（ターン）間の絶縁は各長尺導体板の間に配置された絶縁シートによって行っていた。
この様子の概略を図５に示すが、固定子鉄心６０の各磁極部６１の間に形成されるスロット６２にはコイル（導体）６３が施されている。このコイル６３はコ字状または直線状となった複数の長尺導体板６４を絶縁シート６５を介して積層して構成されている。そして、この長尺導体板６４は半径方向外側に配置されるものは幅広となっているが、磁極部６１に近接して配置される側のコイル６３を構成する各長尺導体板６４の側面は垂直面状となって、その反対側の側面は階段状となって、半径方向内側に向けて長尺導体板６４の幅が徐々に狭くなっている。
【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、各長尺導体板６４はプレス加工によって生産されているので、そのままでは切断端面６７に打ち抜きバリ６８が発生する。図６（Ａ）に示すように打ち抜きバリ６８が絶縁シート６５が貼着される側に形成されると、積層時に絶縁シート６５の端部を超えて上側の長尺導体板６４に接して層間短絡を起こすという問題がある。または、図６（Ｂ）に示すように、打ち抜きバリ６８が絶縁シート６５が貼着される側と反対側に形成されると、積層時に下側の絶縁シート６５を破って下側の長尺導体板６４に接し層間短絡を起こすという問題がある。そこで、長尺導体板６４の端面に打ち抜きバリ６８が発生しないように例えば、シェービング加工等の技術が提案されているが、磁極部６１に近い側の端面においては仮に打ち抜きバリ６８の発生がなくても、長尺導体板６４の絶縁距離が絶縁シート６５の厚みのみで端部は露出しているので、層間の絶縁距離が小さく、異物が付着したり疵等に起因して層間短絡が発生する場合があるという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、長尺導体板の端部に打ち抜きバリが発生せず、しかも積層した場合の絶縁距離も長くなって層間短絡が発生しにくい固定子用部品及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の発明に係る固定子用部品は、固定子磁極に巻回されるコイル材の一部として使用され、長尺導体板とその表面側に貼着されている絶縁シートとを有する固定子用部品であって、
前記長尺導体板の裏面側の幅方向両端部に段を形成し、該長尺導体板の幅方向両端部を薄くしている。ここで、幅方向とは長尺導体板の長手方向に直交する方向をいう。
【０００７】
第１の発明に係る固定子用部品において、前記長尺導体板は直線状であって、該長尺導体板の長手方向両側の裏面側は減肉されているのが好ましい。これによって、積層された上下隣り合う長尺導体板の長手方向両端に隙間が発生し、各長尺導体板を繋ぐ連結板をこの隙間に差し込むことができる。
【０００８】
第１の発明に係る固定子用部品において、前記長尺導体板に形成された前記段の幅は、該長尺導体板の板厚の０．３〜２倍の範囲にあるのが好ましい。この範囲未満であると、各層の絶縁間距離が短くなり、この範囲を超えると長尺導体板の断面積が減って抵抗が増加する。
【０００９】
また、第１の発明に係る固定子用部品において、前記段が形成された前記長尺導体板の薄肉部の厚みは、該長尺導体板の板厚の０．３〜０．７の範囲にあるのがよい。ここで、薄肉部を板厚の０．３倍未満にすると端部加工（例えば、シェービング加工）が難しくなり、０．７倍を超えると層間の絶縁距離が小さくなる。
【００１０】
そして、第２の発明に係る固定子用部品の製造方法は、固定子磁極に巻回されるコイル材の一部として使用され、長尺導体板とその表面側に貼着されている絶縁シートとを有する長尺導電材からなる固定子用部品の製造方法であって、
両側の裏面側が減肉されて薄板状となって表面には前記絶縁シートが貼着され、前記長尺導電材の長さを有する幅広導体板を用意する第１工程と、
前記幅広導体板に予備抜き加工を行い両端部が該幅広導体板に連結された前記長尺導電材の原材を切り出す第２工程と、
前記原材の前記長尺導体板の幅方向両側に段を形成して薄くする第３工程と、
前記段が形成された前記原材の両端のシェービング加工を行い、前記絶縁シート及び前記長尺導体板の幅方向両端部の形成を行う第４工程と、
前記長尺導電材を前記幅広導体板から分離する第５工程とを有する。
【００１１】
なお、第３工程での長尺導体板の幅方向両側に段を形成して薄くする加工は段付きの金型を使用してもよいし、平板状の金型を端部に押し当て途中位置で止めてもよい。
また、シェービング加工は絶縁シートが貼着されている側から刃物を入れるのが好ましいが、その反対側から刃物を入れる場合も本発明は適用される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る固定子用部品及びその製造方法によって以下の効果を有する。
（１）各長尺導体板の裏面側の幅方向両端部に段を形成し、長尺導体板の幅方向両端部を薄くしたので、積層される長尺導体板間の絶縁距離を確保でき、信頼性の高い回転電機を得ることができる。
（２）長尺導体板の端部に発生するバリによって層間に配置されていた絶縁シートを破る恐れが無くなる。
（３）固定子磁極に巻回されるコイル材として、長尺導体板を使用するので、スロットへの充填密度が上昇し、コイル材の内部抵抗を減らして高特性の回転電機を提供できる。
（４）以上のことから、同一出力でより小型化した回転電機を提供できる。
【００１３】
特に、本発明に係る固定子用部品の製造方法においては以下の効果を有する。
（５）用意された幅広導体板に予備抜き加工を行い長尺導電材の原材を切り出しているので、長尺導体板の応力解放が行われ、その後の精度の高い段形状及び平面形状を確保できる。
（６）長尺導体板の両端部に段を付けた後に更にシェービング加工を行っているので、長尺導体板の端面を揃えることができるとともに、その寸法精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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）は本発明の一実施の形態に係る固定子用部品の側面図及び正断面図、図２（Ａ）、（Ｂ）は同固定子用部品を用いたコイル材の平面図及び断面図、図３は同固定子用部品の製造方法を説明する説明図、図４は同固定子用部品を得る幅広導体板の部分平面図である。
【００１５】
図１（Ａ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る固定子用部品１０は、直線状の銅板からなる長尺導体板１１とその表面に貼着された絶縁シート１２とからなる長尺導電材からなって、長尺導体板１１の長手方向両側の裏面側は均一に減肉されて厚みが長尺導体板１１の中央部の厚みの０．４〜０．６（好ましくは０．５）倍となっている。この減肉部１３、１４の長さａは、図２（Ａ）に示すように積層する最大幅の固定子用部品１０の幅の０．８〜２．０（より好ましくは０．９〜１．５）倍となっている。
【００１６】
そして、図１（Ｂ）に示すように、長尺導体板１１の裏面側の幅方向（即ち、短手方向）の両側には段１５、１６を有し薄肉部１７、１８が形成されている。薄肉部１７、１８の厚みは、長尺導体板１１の厚みの０．３〜０．７（より好ましくは０．４〜０．６）倍の範囲にあり、薄肉部１７、１８の幅、即ち段１５、１６の幅は長尺導体板１１の厚みの０．３〜２倍（より好ましくは、０．８〜１．２倍）の範囲にある。
【００１７】
長尺導体板１１の表面側に貼着されている絶縁シート１２は耐熱性を有する合成樹脂シートであって、例えばポリイミドシートを使用するのが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなくその他の合成樹脂シート、セラミックス（例えは、マイカ）の薄シートであってもよい。この絶縁シート１２の厚みは、使用する材料、回転電機に加える電圧や用途によって異なるが、例えば、０．０５〜１．５ｍｍの範囲であれば十分である。絶縁シート１２が合成樹脂の場合は合成樹脂系の接着剤を用いて、絶縁シートが無機物の場合は無機物系の接着剤を用いて長尺導体板１１に接合されるのがよいが、接着剤を用いないで図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように長尺導電材を積層し、最終的にエポキシ等の樹脂で固めてもよい。
【００１８】
所定の幅の固定子用部品１０を用意し、これを積層して固定子磁極に巻回されるコイル材１９、２０としたものを図２（Ａ）、（Ｂ）に示すが、複数の固定子用部品１０は長さは同一であるが、下から上に向けて順にその幅が狭くなっており、幅の狭い方が磁極先端側に、幅の広い方がヨーク側となって、固定子磁極に装着される。この場合、図２（Ｂ）に詳細に示すように、コイル材１９、２０の中央側には垂直面が形成され、両外側には階段状部が形成されている。これによって、上下隣り合う長尺導体板１１の絶縁間隔が単に絶縁シート１２の厚みだけでなく、段１５、１６の幅も絶縁間隔に寄与し、層間の絶縁性を向上させている。
【００１９】
各長尺導体板１１の両側の裏面側は減肉部１３、１４が形成されているので、これを積層したコイル材１９、２０の両側にはスリット（隙間）２１、２２が形成され。このスリット２１、２２には、それぞれ連結板を有する連結材２３が挿入されるが、一方の連結板はコイル材１９、２０の一つだけ異なる層の長尺導体板１１を順次連結するようにしている。これによって、コイル材１９、２０及び両側の連結材２３を形成する長尺導体板１１及び連結板が直列に接続されたことになり、全体として一つのコイルを形成する。
【００２０】
次に、図３、図４を参照しながら、この固定子用部品１０の製造方法の一実施の形態について説明する。
図４に示すように、各長尺導体板１０の全長より１〜３ｃｍ長い薄板状の銅板（厚みが例えば、０．５〜３ｍｍ）からなる幅広導体板２５を用意する。この幅広導体板２５の両側の裏面側は中央の厚みより０．４〜０．６倍程度の厚みに予め減肉されている。この幅広導体板２５の全表面には絶縁シート１２が貼着されている。図４はこの幅広導体板２５の裏面側を示す。
【００２１】
そして、図３に示すようにステーションＡ〜ステーションＧを経て、固定子用部品１０を製造するが、図４にはステーションＡ〜Ｃが示されている。
ステーションＡでは、幅広導体板２５の幅方向両端部にパイロット孔２６、２７を形成する。これは幅広導体板２５を所定ピッチで金型装置内に間欠搬送するためである。
【００２２】
次に、ステーションＢでパイロット孔２６、２７を基準にして、第１の予備抜き加工を行い、幅広導体板２５に第１の長孔２８を形成する。この長孔２８の長さは、長尺導体板１１の長さより少し（例えば、２ｍｍ程度）長くしておく。この実施の形態では、図４に示すように、順次２の長孔２８を形成している。この場合隣り合う長孔２８の間隔は、最大幅の長尺導体板１１より十分長くしておく。
【００２３】
次に、ステーションＣでパイロット孔２６、２７を基準として、第２の予備抜き加工を行い、第２の長孔２９を形成する。この第２の長孔２９と第１の長孔２８によって、それぞれの長尺導電材の原材３０を形成する。なお、原材３０の幅はそれから製造する長尺導体板１１の幅より例えば０．５〜２ｍｍ長くしておく。
【００２４】
ステーションＤでは、原材３０の両端部に段１５、１６を形成する。この段１５、１６は裏面側から段付き刃物で形成してもよいし、裏面側から平刃物を所定位置まで押し付けてもよい。これによって、原材３０の両端は僅少の範囲で拡幅する。なお、この段１５、１６を付ける加工は左右同時に行う。これによって原材３０が一方向に逃げるということがなくなる。
【００２５】
ステーションＥ、Ｆで、原材３０の突出した部分を除去して切断面を垂直にするシェービング加工３１を順次行う。両端のシェービング加工を同時に行ってもよい。
ステーションＧでは、サイドカット３２を行い、幅広導体板２５から長尺導体板１１の表面側に絶縁シート１２が貼着された固定子用部品１０を抜き落とし、これを連続的に繰り返すことによって、所定幅の固定子用部品１０が完成する。
【００２６】
前記実施の形態においては、直線状の固定子用部品について説明したが、コ字状に曲がった固定子用部品であっても本発明は適用される。
また、前記実施の形態においては、各コイル材（即ち、固定子用部品１０）を積層する場合には積層方向に幅が異なったが、同一幅とする場合も本発明は適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の一実施の形態に係る固定子用部品の側面図及び正断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は同固定子用部品を用いたコイル材の平面図及び断面図である。
【図３】同固定子用部品の製造方法を示す説明図である。
【図４】同固定子用部品を得る幅広導体板の部分平面図である。
【図５】従来例に係る固定子用部品（巻線）の説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例に係る固定子用部品の問題点の説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０：固定子用部品、１１：長尺導体板、１２：絶縁シート、１３、１４：減肉部、１５、１６：段、１７、１８：薄肉部、１９、２０：コイル材、２１、２２：スリット、２３：連結材、２５：幅広導体板、２６、２７：パイロット孔、２８：第１の長孔、２９：第２の長孔、３０：原材、３１：シェービング加工、３２：サイドカット
【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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