(57)【要約】【課題】容易に製造できる異形断面コイルの製造方法および組み込みが容易なその異形断面コイルの組込方法を提供することにある。【解決手段】一定断面形状の線材２をコアに対応した形状の型芯１に均一に巻き付ける。この巻き付けられた線材２をプレス加工により加圧して成形型３のキャビティ３ａに応じた形状に変形させて異形断面のコイル８を製造する。内周側が互いに接続された状態で周方向に離隔して配置された複数のコアに対して、この製造された異形断面コイル８を外側からそれぞれ挿入することによって組み込む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を型芯に巻き付け、この巻き付けられた線材を加圧成形により成形型のキャビティに応じた形状に変形させて異形断面のコイルを製造することを特徴とする異形断面コイルの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の異形断面コイルの製造方法において、
前記線材は一定断面形状とされ、前記型芯に均一に巻き付けられることを特徴とする異形断面コイルの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の異形断面コイルの製造方法において、
前記成形型は段階的なキャビティを有する複数の成形型からなり、各成形型による複数回の加圧成形によって段階的な変形により所定形状の異形断面のコイルを製造することを特徴とする異形断面コイルの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の製造方法により製造された異形断面コイルの組込方法であって、
内周側が互いに接続された状態で周方向に離隔して配置された複数のコアに対して、前記コイルを外側からそれぞれ挿入することを特徴とする異形断面コイルの組込方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車のモータ等に適した異形断面コイルの製造方法およびそのコイルの組込方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車等のモータにあっては、その高効率化、高出力化のためにモータ用コイルの占積率の向上が有効である。この占積率を向上させる方法として、従来の一定断面形状の線材を巻くのに対し、コイルの位置による断面形状を変えていく方法が提案されている。
【０００３】
そして、本願出願人は特願２００２−２３４４６６号により、導線断面形状が屈曲の外周側の厚みが内周側の厚みに比べて小さい台形状であるコイルやその製造方法を提案している。
【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、このような異形断面のコイルを製造するには、テーパ状に幅を制御する部分と、平板状にする部分とを繰り返し、各層ごとにその厚み、幅を変更して行かなくてはならなず、また引き抜き側の伸びも問題となる。
【０００５】
従って、断面形状を変更しながら圧延するのは、圧延ローラの幅等を可変にし、かつ、それらの位置を精密に制御することが必要になり設備構造が複雑になり、製造コストが嵩む欠点がある。
【０００６】
また、異形断面のコイルは位置により断面形状が異なるため、断面係数が変わり、巻き付け力（巻き付け張力）が一定では、巻き緩みや巻き絞め過ぎが発生してしまう。このため、一定断面形状のものをコイル状に巻くのに比べて、巻き位置に応じた巻き付け力の制御が必要になり、巻く位置による巻き付け力の制御が複雑になるため、巻き付けに時間がかかる欠点がある。
【０００７】
さらに、異形断面の線材の製造工程とその巻き付け工程とを一つの設備で行う場合、断面形状の制御と巻き付け力制御を同時に制御しながら、圧延速度と巻き付け速度を同期させなくてはならず、設備の複雑化を招く欠点がある。
【０００８】
そして、このような異形断面の線材をモータにおけるステータのコアに巻き付ける場合、通常は線材を細いスリットを通して巻いていくが、異形断面の場合は断面が平面状の形状のため、スロット内での取り回しが困難となり、通常の形状のステータのコアに巻き付けて異形断面コイルを構成することが困難であった。
【０００９】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、容易に製造できる異形断面コイルの製造方法および組み込みが容易なその異形断面コイルの組込方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための異形断面コイルの製造方法の手段は、線材を型芯に巻き付け、この巻き付けられた線材を加圧成形により成形型のキャビティに応じた形状に変形させて異形断面のコイルを製造する点にある。
【００１１】
また、前記線材は一定断面形状とされ、前記型芯に均一に巻き付けられる方法であってもよい。
【００１２】
さらに、前記成形型は段階的なキャビティを有する複数の成形型からなり、各成形型による複数回の加圧成形によって段階的な変形により所定形状の異形断面のコイルを製造する方法であってもよい。
【００１３】
また、上記課題を解決するための異形断面コイルの組込方法の手段は、異形断面コイルの組込方法であって、内周側が互いに接続された状態で周方向に離隔して配置された複数のコアに対して、前記コイルを外側からそれぞれ挿入する点にある。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の異形断面コイルの製造方法によれば、線材を型芯に巻き付け、この巻き付けられた線材を加圧成形により成形型のキャビティに応じた形状に変形させて異形断面のコイルを製造する方法であり、加圧成形によって異形断面のコイルを容易に製造できる。
【００１５】
また、請求項２に記載の異形断面コイルの製造方法によれば、線材は一定断面形状とされ、前記型芯に均一に巻き付けられる方法であり、一定断面形状の線材を使用するため、線材製造時における断面形状の制御が容易であり、また線材の巻き付け時においても均一に巻き付ければよく、巻き付け力の制御が容易であるため、異形断面のコイルを容易に製造できる。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の異形断面コイルの製造方法によれば、成形型は段階的なキャビティを有する複数の成形型からなり、各成形型による複数回の加圧成形によって段階的な変形により所定形状の異形断面のコイルを製造する方法であり、安定した断面形状の異形断面コイルを製造できる。
【００１７】
また、請求項４に記載の異形断面コイルの組込方法によれば、内周側が互いに接続された状態で周方向に離隔して配置された複数のコアに対して、前記異形断面コイルを外側からそれぞれ挿入する方法であり、コアに対して異形断面コイルを容易に組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の異形断面コイルの製造方法にかかる一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１に示されるように、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等に使用されるモータにおけるステータのコアと同じ断面形状を有する柱状の型芯１の外周に、通常の角形（もしくは丸形）の一定断面形状を有する導体としての線材２を均一にコイル状に巻き付ける。
【００１９】
次に、図２に示されるように、線材２が巻き付けられた前記型芯１を、モータのステータ部分の形状に対応したいわゆる台形形状の成形型３のキャビティ３ａ内にセットし、型芯１の上下に嵌め込まれたプレス板４、５を型芯１の軸心方向にスライドさせて上下方向から線材２を加圧してプレス加工する。
【００２０】
そして、このプレス加工によって、図３に示されるように、キャビティ３ａに応じた形状に圧縮変形された台形コイル状の異形断面の線材２が得られる。この際、最初に巻き付けられた線材２は一定断面形状であるため、プレス加工後に断面形状は異なるものの線材２の長さ方向には略同一の断面積が確保できる。
【００２１】
次に、このコイル状の線材２を取り出し、図４に示されるように、コイル状の線材２をコイル状の軸方向に弾性変形範囲内で引っ張り、コイル状線材２の各巻き層間に隙間６を形成する。この状態で、線材２表面に絶縁材７（例えばエナメル等）を塗布し、乾燥後、前記引っ張りを解除すれば、絶縁被覆された密な異形断面コイル８が製造できる。
【００２２】
例えば、図４に示されるように、前記引っ張り状態のコイル状線材２を溶融状態の絶縁材７が貯留された槽９内に漬け込んで取り出し、乾燥後、前記引っ張りを解除すれば、密な異形断面コイル８が容易に製造できる。また、この塗布に際して、コイル状線材２の各巻き層間の微少隙間６による毛細管現象を利用して絶縁被覆層を形成してもよい。
【００２３】
なお、上記実施形態においては、一段階のプレス加工により異形断面のコイル８を製造する方法を示しているが、図３や図５に示されるように、キャビティ３ａにおける台形形状の斜面の傾斜が段階的に異なる成形型３を複数種準備しておき、各成形型３による複数回のプレス加工によりコイル状に巻かれた線材２を段階的に変形させて、最終的に目的とする所定形状の異形断面コイル８を製造する方法としてもよい。
【００２４】
また、台形形状の斜辺に対応する位置を変更しながら成形したり、徐々に角度を変えながら成形して、各層の端部の変形や座屈（巻きくずれ）を防止してもよい。
【００２５】
この場合、線材２の変形が徐々になされるため、座屈（巻きくずれ）や不用意なひずみ変形が有効に防止でき、安定した断面形状の異形断面コイル８を製造することができ、成形性の向上が図れる。
【００２６】
また、加圧成形の方法としてプレス加工を示しているが、鍛造等による方法であってもよく、加圧する方向として軸心方向から加圧する方法を示しているが、側面方向から加圧する方法であってもよい。
【００２７】
次に、このようにして製造された異形断面コイル８をモータのステータ用コアに組み込む場合につき説明する。
【００２８】
図６に示されるように、内周側が仮接続部１１により互いに接続された状態で、周方向に等間隔で離隔して配置された複数のコア１２を有するステータ用コア構成体１３を予め成形しておく。そして、ステータ用コア構成体１３の各コア１２に対して、前記異形断面コイル８を径外方の外側からそれぞれ差し込み挿入することによって組み込む。
【００２９】
その後、図７に示されるように、各コア１２の径方向外端部を周方向に囲繞する周方向環状の外部補強円板１４を配置し、嵌合状とされた各コア１２の外端部と外部補強円板１４とを溶接１５等により互いに固定し、例えば、３相モータの場合にあっては、各異形断面コイル８の両端部に対してＵ相、Ｖ相、Ｗ相に応じた配線を行い接続する。
【００３０】
そして、内側の各仮接続部１１をワイヤカットやレーザ等により切断１６すれば、異形断面コイル８が組み込まれたステータが完成する。なお、仮接続部１１の切断１６は必ずしも必要とされないが、ロータ駆動のための磁界をより高い効率で得るためには切断１６することが好ましい。
【００３１】
また、図８に示されるように、各コア１７毎に異形断面コイル８を挿入し、外部補強円板１４に溶接１５等により取り付ける構造でもよい。
【００３２】
以上のように、本実施形態の異形断面コイル８の組込方法によれば、各コア１２に対して各異形断面コイル８を差し込み挿入するだけでよく、従来のように各コア間の狭いスリットを通じて巻き付ける方法と比較して、容易に組み込むことができる。
【００３３】
なお、上記実施形態においては、モータのステータに適用した異形断面コイル８の製造方法および組込方法について示しているが、モータにおけるロータのコアに適用する構造であってもよく、実施形態のコアに何ら限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態における線材巻き付け状態を示す斜視図である。
【図２】同プレス成形機にセットした状態の要部断面図である。
【図３】同プレス加工状態を示す要部断面図である。
【図４】絶縁材を塗布する工程の断面図である。
【図５】他の実施形態におけるプレス成形機にセットした状態の要部断面図である。
【図６】コアに対する異形断面コイルの組込方法説明図である。
【図７】コアに対する異形断面コイルの組込方法説明図である。
【図８】他の実施形態におけるコアに対する異形断面コイルの組込方法説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  型芯
２  線材
３  成形型
３ａ  キャビティ
４、５  プレス板
８  異形断面コイル
１１  仮接続部
１２  コア
１３  ステータ用コア構成体
１４  外部補強円板
【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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【図７】
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【図８】
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