(57)【要約】【課題】  接合点の増加に伴う製造コストのアップを低減する。【解決手段】  固定子製造方法は、ステータコアにコイルを挿入するステップ（Ｓ２０００）と、バスバーに導電性の接着剤を塗布するステップ（Ｓ２１００）と、コイルにバスバーを組付けるステップ（Ｓ２２００）と、バスバーに対して荷重を付与するステップ（Ｓ２３００）と、バスバーに荷重が付与された状態で、バスバーとコイルの開放端部との接触部を加熱するステップ（Ｓ２４００）とを含む。【選択図】        図２０
2005137174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と回転子とからなる回転電機における前記固定子を製造する方法であって、前記固定子は、前記回転電機の回転軸に平行な方向に設けられた複数のスロットと前記スロット間に形成されるティースとを有する固定子鉄心と、金属導体を複数枚積層したコイルとを含み、前記コイルは、前記金属導体の積層方向から見て、前記スロットに挿入されティースに巻着可能な開放端部を有する矩形形状の薄板であって、
前記回転軸に平行な方向に沿って、前記コイルを前記スロットに挿入して、前記コイルを前記ティースに巻着させるステップと、
前記コイルの積層方向に隣接する２つの金属導体における前記ティースを跨いで互いに対向する位置にある２つの開放端部、および前記２つの開放端部を前記ティースを跨いで閉じる方向に接続する接続部材の少なくとも一方に導電性の接着剤を塗布するステップと、
前記開放端部と前記接続部材の両端部とがそれぞれ接触するように前記接続部材に荷重を付与するステップと、
前記荷重を付与した状態で、前記接着剤を硬化させるステップとを含む、固定子製造方法。
【請求項２】
前記荷重を付与するステップは、複数の前記接続部材を前記開放端部に組付けるための組付け部材を用いて、前記固定子鉄心と前記組付け部材とを締結することにより荷重を付与するステップを含む、請求項１に記載の固定子製造方法。
【請求項３】
前記固定子鉄心には複数の前記組付け部材が設けられ、
前記荷重を付与するステップは、前記複数の組付け部材に共通する固定部材を用いて、前記固定子鉄心と前記組付け部材とを締結することにより荷重を付与するステップを含む、請求項２に記載の固定子製造方法。
【請求項４】
前記接着剤を硬化させるステップは、前記２つの開放端部と前記接続部材の両端部との接触部を加熱するステップを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の固定子製造方法。
【請求項５】
前記金属導体の開放端部には、前記接続部材と嵌合する嵌合部が形成される、請求項１〜４のいずれかに記載の固定子製造方法。
【請求項６】
前記金属導体は、コの字またはＵ字形状にプレス成型された導体の金属平板が予め定められた枚数だけ積層されて形成され、
前記金属平板のうち少なくとも一部が、前記コの字またはＵ字の開放側の先端部において、前記金属平板の板厚方向と直交する長さが異なる、請求項５に記載の固定子製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の固定子製造方法により製造される回転電機の固定子。
【請求項８】
固定子と回転子とからなる回転電機の固定子であって、
前記固定子は、
前記回転電機の回転軸に平行な方向に設けられた複数のスロットと前記スロット間に形成されるティースとを有する固定子鉄心と、
金属導体を複数枚積層したコイルとを含み、
前記コイルは、前記金属導体の積層方向から見て、前記スロットに挿入されティースに巻着可能な開放端部を有する矩形形状の薄板であって、
前記ティースに巻着された前記コイルの積層方向に隣接する２つの金属導体における前記ティースを跨いで互いに対向する位置にある２つの開放端部と、前記２つの開放端部を前記ティースを跨いで閉じる方向に接続する接続部材との間に導電性の接着剤を介在させて接着して形成される、回転電機の固定子。
【請求項９】
前記金属導体の開放端部には、前記接続部材と嵌合する嵌合部が形成される、請求項８に記載の回転電機の固定子。
【請求項１０】
前記金属導体は、コの字またはＵ字形状にプレス成型された導体の金属平板が予め定められた枚数だけ積層されて形成され、
前記金属平板のうち少なくとも一部が、前記コの字またはＵ字の開放側の先端部において、前記金属平板の板厚方向と直交する長さが異なる、請求項９に記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子と回転子とからなる回転電機の製造方法に関し、特に固定子の製造方法および固定子の製造方法により製造される固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定子と回転子とからなる回転電機、たとえば、同期モータにおいて、中空円筒形状の固定子鉄心の内周側に同期モータの回転軸と平行な方向に設けられる複数の歯部に、コイルが巻着される。歯部に巻着されるコイルは、たとえば、２つの開放端部を有するＵ字形状のコイルがスロットに挿入されて形成される。スロットに挿入されたＵ字形状のコイルの開放端部は、隣接するＵ字形状のコイルの、歯部を跨いで対向する位置にある開放端部と電気的に導通させるために、レーザ溶接あるいはＴＩＧ（Tungsten Inert Gas arc）溶接により接合される。このようにして、所定のターン数のコイルが形成される。そして、複数の歯部に巻着されるコイルの各々が接続されることにより、全体で三相交流巻線が構成される。このような同期モータに関して、以下の公報に開示された技術がある。
【０００３】
特開２０００−１４０６８号公報（特許文献１）は、高出力化を達成しつつ、固定子巻線と固定子鉄心との間の絶縁が確実な車両用交流発電機の固定子およびその製造方法が開示されている。この車両用交流発電機の固定子およびその製造方法は、内周側に開口部が形成された複数のスロットを有する固定子鉄心と、スロット内に収容される収容部を有する固定子巻線を形成する電気導体とを備える。固定子巻線の収容部とスロットの内壁面との間には、電気絶縁部材が介在する。電気絶縁部材は開口部を閉塞する閉塞部を有する。
【０００４】
特許文献１に開示された車両用交流発電機の固定子およびその製造方法によると、スロット内周側の開口部が電気絶縁部材の閉塞部で塞がれているため、スロットの開口部からの電気導体の飛び出しを防止できる。また、開口部から塩水等の電解液が侵入するのを防ぐことができ、電機導体の被膜が電解作用により破損して絶縁不良を起こすことを防止できる。また、別体の押圧部材をスロット内に挿入する必要がないため、押圧部材挿入時の電気導体の絶縁被膜の破損や、押圧部材の組み付け不良等の問題も回避できる。
【０００５】
特開２００１−２９２５４８号公報（特許文献２）は、コイルエンド部の長さを大幅に短縮する回転電機の固定子を開示する。この回転電機の固定子は、固定子鉄心の複数スロットに装着されている。この固定子において、直線状の平角線をＵ字形状になるように予め成形する。そして、固定子歯部を挟んで隣接するスロットに直線二辺を挿入する。その後、薄板棒状片でコイルの反Ｕ字側両端間を接続することにより一巻閉回路になるようにしてコイルを形成する。そして、このようなコイルを複数挿入して、反Ｕ字側両端間を接続することにより所定巻回数を形成する。反Ｕ字側端面と薄板棒状片を重ね合わせて接続するとき、両者の重なり合う箇所の板厚を、それぞれ半減させておく。そして、両者が重なり合ったときに、平角線コイルの板厚相当になるようにする。板厚を半減させる面は、コイル片端の左辺にあっては固定子内径に向かう面の板厚を半減させる。右辺端は固定子外径に向かう面の板厚を半減させるように予めコイルを形成する。一方、薄板棒状片は、コイルとは反対の面の板厚を半減させる。そして、両者を重ね合わせたとき、Ｕ字コイルの直線部二辺で薄板棒状片を挟みこむようにして接続して構成する。
【０００６】
特許文献２に開示された回転電機の固定子によると、コイルの跨り幅は、隣接スロット幅で決定される。そのため、固定子鉄心から突出するＵ字部位の軸方向長さは、隣接スロット幅相当になる。一方、コイルの半Ｕ字側で固定子鉄心から突出する部位の軸方向長さは薄板棒状片で接続する。そのため、軸方向には薄板接続片の幅相当しか占めない。その結果、コイルエンド部の長さを確実に短縮した固定子を提供できる。
【特許文献１】特開２０００−１４０６８号公報
【特許文献２】特開２００１−２９２５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、Ｕ字形状のコイルと隣接するＵ字形状コイルとの接合は、同期モータに有するすべてのコイルの、すべての開放端部に対して接合処理を行なう必要がある。また、モータが多極数あるいは、多ターン数となるにしたがって、接合点は増えていく傾向にある。たとえば、自動車用ハイブリッド駆動モータにおいて接合点は、約４００ヶ所にもおよぶ場合がある。そのため、溶接による接合の場合、溶接工程において、すべての接合点におけるトーチの位置決め精度を確保する必要があった。さらに、接合点の増加に伴う溶接時間の増大により製造コストがアップするという問題があった。また、溶接による接合により、コイルのエナメル等の絶縁被覆が焼損する問題があった。
【０００８】
上述した特許文献１および特許文献２においては、そのような溶接の接合点の増加に伴う課題を解決する技術は開示されていない。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、接合点の増加に伴う製造コストの低減する回転電機の固定子製造方法および固定子製造方法により製造される固定子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明に係る固定子製造方法は、固定子と回転子とからなる回転電機における固定子を製造する方法である。固定子は、回転電機の回転軸に平行な方向に設けられた複数のスロットとスロット間に形成されるティースとを有する固定子鉄心と、金属導体を複数枚積層したコイルとを含む。コイルは、金属導体の積層方向から見て、スロットに挿入されティースに巻着可能な開放端部を有する矩形形状の薄板である。固定子製造方法は、回転軸に平行な方向に沿って、コイルをスロットに挿入して、コイルをティースに巻着させるステップと、コイルの積層方向に隣接する２つの金属導体におけるティースを跨いで互いに対向する位置にある２つの開放端部、および２つの開放端部を、ティースを跨いで閉じる方向に接続する接続部材の少なくとも一方に導電性の接着剤を塗布するステップと、開放端部と接続部材の両端部とがそれぞれ接触するように接続部材に荷重を付与するステップと、荷重を付与した状態で、接着剤を硬化させるステップとを含む。
【００１１】
第１の発明によると、導電性の接着剤を塗布するステップにて、コイルの積層方向に隣接する２つの金属導体におけるティースを跨いで閉じる方向に接続する接続部材（たとえば、バスバー）の少なくとも一方に導電性の接着剤を塗布する。荷重を付与するステップにて、開放端部とバスバーの両端部とが接触するようにバスバーに対して荷重を付与する。接着剤を硬化させるステップにて、荷重を付与した状態で接着剤を硬化させる。上述のように、回転電機（たとえば、同期モータ）の固定子に有する複数の開放端部とバスバーとの接合において、複数のバスバーに対して荷重を付与して、接着剤を硬化させることにより、複数のバスバーの接合処理を一度に行なうことができる。また、開放端部とバスバーとの接合をレーザ溶接、あるいはＴＩＧ溶接により接合する場合と比較して、すべての接合点における接合部位とトーチとの位置精度を確保する必要がなくなるため、製造時間の短縮、製造コストの低減が図れる。また、レーザ溶接、ＴＩＧ溶接の接合による接合部近傍の絶縁部材（たとえば、エナメル被覆等）の焼損を防止することができる。また、導電性の接着剤として、有機材料を用いることにより、接着剤は高温で分解する。そのため、コイルと固定子鉄心とを容易に区別することが可能となる。その結果、コイルおよび固定子鉄心のリサイクル性が向上する。また、荷重を付与した状態で接着剤を硬化させることにより、バスバーと開放端部とが圧接された状態で接着剤を硬化させることができる。そのため、通電時の抵抗を減らすことができる。その結果、接合点の増加に伴う製造コストの低減する回転電機の固定子製造方法を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る固定子製造方法においては、第１の発明の構成に加えて、荷重を付与するステップは、複数の接続部材を開放端部に組付けるための組付け部材を用いて、固定子鉄心と組付け部材とを締結することにより荷重を付与するステップを含む。
【００１３】
第２の発明によると、締結部材（たとえば、ボルト）により固定子鉄心と複数の接続部材（たとえば、バスバー）が固定された組付け部材（たとえば、バスバー位置決めブロック）とを締結することにより、バスバーに対して締結荷重を付与することができる。ボルトの締結力による荷重が付与されることにより、開放端部とバスバーとが圧接された状態となる。そのため、特別な荷重付与工程を廃止することができる。また、バスバー位置決めブロックは、複数のバスバーを一体化して作業性を向上させている。そのため、バスバー位置決めブロックをボルト等で固定子鉄心に締結する簡単な作業で、バスバーに対して荷重を付与することができる。また、バスバー位置決めブロックをボルトの締結により固定子鉄心に固定することができる。そのため、導電性の接着剤として加熱硬化の必要のない接着剤を用いることができる。その結果、加熱硬化処理を廃止することができる。
【００１４】
第３の発明に係る固定子製造方法においては、第２の発明の構成に加えて、固定子鉄心に複数の組付け部材が設けられる。荷重を付与するステップは、複数の組付け部材に共通する固定部材を用いて、固定子鉄心と組付け部材とを締結することにより荷重を付与するステップを含む。
【００１５】
第３の発明によると、固定子に有する複数の接続部材（たとえば、バスバー）が固定された組付け部材（たとえば、バスバー位置決めブロック）のすべてに接触するように設けられる固定部材（たとえば、円板形状の部材）を締結部材（たとえば、ボルト）により固定子鉄心に締結することにより、固定子鉄心に有するすべてのバスバーを一度に接合することができる。そのため、接合に要する時間を短縮できる。その結果、製造コストの低減が図れる。また、バスバー位置決めブロックを円板形状の部材で固定することができる。そのため、導電性の接着剤として加熱硬化の必要のない接着剤を用いることができる。その結果、加熱硬化処理を廃止することができる。
【００１６】
第４の発明に係る固定子製造方法においては、第１〜３の発明のいずれかの構成に加えて、接着剤を硬化させるステップは、２つの開放端部と接続部材の両端部との接触部を加熱するステップを含む。
【００１７】
第４の発明によると、接触部を加熱するステップにて、導電性の接着剤として熱硬化性接着剤を用いる場合、２つの開放端部と接続部材の両端部との接触部を加熱することにより、コイルの製造時間の短縮を図ることができる。
【００１８】
第５の発明に係る固定子製造方法においては、第１〜４の発明のいずれかの構成に加えて、金属導体の開放端部には、接続部材と嵌合する嵌合部が形成される。
【００１９】
第５の発明によると、金属導体の開放端部に、接続部材（たとえば、バスバー）と嵌合する嵌合部を形成することにより、バスバーを組付ける際に、嵌合部にバスバーを嵌め込むことで組付けができる。そのため、バスバーの組付け性が向上する。
【００２０】
第６の発明に係る固定子製造方法においては、第５の発明の構成に加えて、金属導体は、コの字またはＵ字形状にプレス成型された導体の金属平板が予め定められた枚数だけ積層されて形成され、金属平板のうち少なくとも一部が、コの字またはＵ字の開放側の先端部において、金属平板の板厚方向と直交する長さが異なる。
【００２１】
第６の発明によると、予め定められた枚数の金属平板のうち少なくとも一部の金属平板の板厚方向と直交する長さを異なる長さとすることにより、嵌合部を形成することができる。そのため、バスバーを組付ける際に、嵌合部にバスバーを嵌め込むことで組付けができるため、バスバーの組付け性が向上する。
【００２２】
第７の発明に係る固定子製造方法においては、第１〜６の発明の構成に加えて、固定子製造方法により回転電機の固定子を製造する。
【００２３】
第７の発明によると、導電性の接着剤を塗布するステップにて、コイルの積層方向に隣接する２つの金属導体におけるティースを跨いで閉じる方向に接続する接続部材（たとえば、バスバー）の少なくとも一方に導電性の接着剤を塗布する。荷重を付与するステップにて、開放端部とバスバーの両端部とが接触するようにバスバーに対して荷重を付与する。接着剤を硬化させるステップにて、荷重を付与した状態で接着剤を硬化させる。このような固定子製造方法により回転電機（たとえば、同期モータ）の固定子を製造することにより、開放端部とバスバーとの接合をレーザ溶接、あるいはＴＩＧ溶接により接合する場合と比較して、すべての接合点における接合部位とトーチとの位置精度を確保する必要がなくなるため、製造時間の短縮、製造コストの低減が図れる。
【００２４】
第８の発明に係る回転電機の固定子は、固定子と回転子とからなる回転電機の固定子である。この固定子は、回転電機の回転軸に平行な方向に設けられた複数のスロットとスロット間に形成されるティースとを有する固定子鉄心と、金属導体を複数枚積層したコイルとを含む。コイルは、金属導体の積層方向から見て、スロットに挿入されティースに巻着可能な開放端部を有する矩形形状の薄板である。コイルは、ティースに巻着されたコイルの積層方向に隣接する２つの金属導体におけるティースを跨いで互いに対向する位置にある２つの開放端部と、２つの開放端部をティースを跨いで閉じる方向に接続する接続部材との間に導電性の接着剤を介在させて接着して形成される。
【００２５】
第８の発明によると、固定子は、回転電機（たとえば、同期モータ）の回転軸に平行な方向に設けられた複数のスロットとスロット間に形成されるティースとを有する固定子鉄心と、金属導体を複数枚積層したコイルとを含む。コイルは、ティースに巻着されたコイルの積層方向に隣接する２つの金属導体におけるティースを跨いで互いに対向する位置にある２つの開放端部と、２つの開放端部をティースを跨いで閉じる方向に接続する接続部材（たとえば、バスバー）との間に導電性の接着剤を介在させて接着して形成される。そのため、開放端部とバスバーとの接合をレーザ溶接、あるいはＴＩＧ溶接により接合する場合と比較して、すべての接合点における接合部位とトーチとの位置精度を確保する必要がなくなるため、製造時間の短縮、製造コストの低減が図れる。また、レーザ溶接、ＴＩＧ溶接の接合による接合部近傍の絶縁部材（たとえば、エナメル被覆等）の焼損を防止することができる。また、導電性の接着剤として、有機材料を用いることにより、接着剤は高温で分解する。そのため、コイルと固定子鉄心とを容易に区別することが可能となる。その結果、コイルおよび固定子鉄心のリサイクル性が向上する。
【００２６】
第９の発明に係る回転電機の固定子においては、第８の発明の構成に加えて、金属導体の開放端部には、接続部材と嵌合する嵌合部が形成される。
【００２７】
第９の発明によると、金属導体の開放端部に、接続部材（たとえば、バスバー）と嵌合する嵌合部を形成することにより、バスバーを組付ける際に、嵌合部にバスバーを嵌め込むことで組付けができる。そのため、バスバーの組付け性が向上する。
【００２８】
第１０の発明に係る回転電機の固定子においては、第９の発明の構成に加えて、金属導体は、コの字またはＵ字形状にプレス成型された導体の金属平板が予め定められた枚数だけ積層されて形成され、金属平板のうち少なくとも一部が、コの字またはＵ字の開放側の先端部において、金属平板の板厚方向と直交する長さが異なる。
【００２９】
第１０の発明によると、予め定められた枚数の金属平板のうち少なくとも一部の金属平板の板厚方向と直交する長さを異なる長さとすることにより、嵌合部を形成することができる。そのため、バスバーを組付ける際に、嵌合部にバスバーを嵌め込むことで組付けができるため、バスバーの組付け性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る回転電機の固定子製造方法および固定子製造方法により製造された回転電機の固定子について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３１】
本実施の形態に係る固定子の製造方法を説明するにあたり、まず、この固定子の製造方法により製造された回転電機の固定子の構造について同期モータの固定子を一例として説明する。
【００３２】
＜第１の実施の形態＞
同期モータは、固定子と永久磁石からなる回転子とから構成される。固定子１００は、図１に示すように固定子鉄心（以下、ステータコアという。）１０２と、コイル１１２と、バスバー１１０と、バスバー位置決めブロック１０４と、渡り部材１０６とから構成される。
【００３３】
ステータコア１０２は、複数の電磁鋼板が積層され中空円筒形状を形成している。そして、ステータコア１０２は、同期モータの回転軸に平行な方向に所定数の溝（以下、スロットという）を有している。所定数のスロットは、極数に対応した個数を有している。極数は、特に限定されるものではないが本実施の形態においては、たとえば、２１とする。また、スロット間には、歯部（以下、ティースという。）１０８を有している。ティースの個数もスロットと同様に極数に対応している。したがって、本実施の形態において、極数が２１のステータコア１０２は、２１個のティース間に２１個のスロットが形成されている。
【００３４】
そして、ティース１０８には、端部が巻着可能に開いた複数の予め定められた形状の導体の金属平板（図示せず）が積層された金属導体である積層体コイル（図示せず）が同期モータの回転軸に平行な方向に、ティース１０８を跨ぐようにして、ティース１０８の両脇のスロットに挿入されている。そして、ティース１０８の両脇のスロットにおいては、同期モータの径方向に複数の積層体コイルが挿入されている。挿入される積層体コイルの数は、特に限定されるものではないが、たとえば、本実施の形態においては、ティース１０８を跨ぐようにして径方向に１０個の積層体コイルが挿入されている。
【００３５】
積層体コイルの開放端部は、直線形状の導体であるバスバー１１０の両端部と接合される。このとき、バスバー１１０の一方端部は、積層体コイルの開放端部の一方と接合される。そして、バスバー１１０の他方端部は、積層体コイルに隣接する積層体コイルに有する開放端部の一方に接合される。以下同様に、１０個の積層体コイルの開放端部の一方がバスバーを介して隣接する積層体コイルの開放端部の一方とそれぞれ接続されることにより、ティース１０８にコイルが１０回巻着された状態となる。すなわち、１０ターンのコイル１１２が形成される。
【００３６】
ティース１０８において複数の積層体コイルの開放端部間を接続するための複数のバスバーが位置決めされてバスバー位置決めブロック１０４に固定される。そのため、バスバー位置決めブロック１０４が所定の位置に設置され、押圧されることにより、複数の積層体コイルの開放端部にそれぞれ対応したバスバーが組み付けられる。そして、レーザ溶接、あるいは、ＴＩＧ溶接などの接合処理により、組み付けられたバスバーと開放端部とが接合される。
【００３７】
複数のバスバーが接続されて、ティース１０８に巻着されたコイル１１２は、ティース１０８の両脇のスロットのうち一方のスロットの内周側と他方のスロットの外周側にそれぞれバスバーに接続されないコイル端部を有する。そして、コイル端部の各々は、他のティースに巻着されたコイルと渡り部材１０６により接続される。また、ステータコア１０２に含まれる他のティースにおいても同様に、１０ターンのコイルが形成されている。そして、各ティースのコイル間の接続は、３ティース毎のコイル端部が渡り部材を用いて接続される。そして、コイル端部１４０、１４２、１４４は、渡り部材により互いに接続される。このようにして、三相の同期モータの固定子１００が形成される。そして、コイル端部１３４、１３６、１３８のそれぞれに交流電力の位相を制御して供給することにより、磁界が発生する。同期モータの回転子は、発生した磁界に基づいて回転力を得る。
【００３８】
積層体コイルを構成する金属平板の材質は、少なくとも導体の金属平板であれば、特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、銅圧延素材である。金属平板として銅圧延素材を用いることにより、銅が高い熱伝達率を有するために、よりコイルの放熱性を向上させることができる。また、銅は内部抵抗が低く、導体として伝導率も高い。そのため、電流密度を向上させたときの発熱も低減させることができる。そして、銅圧延素材の金属平板の表面には酸化銅の絶縁被覆の表面処理が施されている。
【００３９】
また、積層体コイルを構成するステータコアに巻着可能に開いた予め定められた形状の金属平板は、開放端部と、平行な上底および下底と、上底および下底を接続する接続端部とを有する形状である。本実施の形態においては、積層体コイルは、たとえば、コの字形状の金属平板を積層して形成される。すなわち、積層体コイルは、プレス工程において、コの字形状にプレス成型された金属平板が積層されて形成される。ただし、プレス成型される金属平板の形状は、コの字形状に特に限定されるものではない。たとえば、金属平板は、Ｕ字形状にプレス成型されてもよい。
【００４０】
図２に示すように、本実施の形態における積層体コイル１１４は、複数のコの字形状の金属平板が積層されて形成される。このとき、積層体コイル１１４の開放端部と平行な上底および下底とがティース１０８の両脇のスロット１４６、１４８にそれぞれ挿入される。また、上底および下底とを接続する接続端部は、コイルエンド部を形成する。このとき、積層体コイル１１４において、スロット１４６、１４８へ挿入される上底および下底の断面を図３（Ａ）に示す。また、コイルエンド部を形成する接続端部の断面を図３（Ｂ）に示す。図３（Ａ）および図３（Ｂ）を比較すると、積層体コイル１１４においてコイルエンド部を形成する接続端部の断面積は、スロット１４６、１４８に挿入される上底および下底の断面積よりも大きい。
【００４１】
そのため、コイルエンド部およびスロット１４６、１４８における積層体コイル１１４の断面積を同じとした場合に比べて、コイルエンド部を形成するコイルの体積が増加する。そのため、コイルエンド部における熱容量が向上する。スロット内に発熱した熱は、熱抵抗の殆どない同一ターンのコイルエンド部に伝達される。その結果、スロット内のコイルからコイルエンド部への放熱性が向上する。したがって、スペースの小さなスロット内のコイルにおいて電流密度を向上させることが可能となる。すなわち、電流密度が向上した分のステータコア１０２の小型化が可能となる。
【００４２】
以下、図２を用いて説明したように積層体コイル１１４においてコイルエンド部を形成する接続端部の断面積を、スロットへ挿入される上底および下底の断面積よりも大きくすることにより、スロット内の電流密度を向上させることができる原理について説明する。
【００４３】
コイルの短時間の熱定格として以下のように考える。１）コイルの発熱がすべてコイルの温度上昇に使われているとする。２）コイルの温度はどの部分も均一とする。また、同一ターン内の積層体コイル内部の熱抵抗は、外部への放熱抵抗よりも十分小さい。
【００４４】
このとき、積層体コイルの全発熱量Ｑは、Ｑ＝２×（Ｒａ（積層体コイル１１４の上底および下底の抵抗）＋Ｒｂ（積層体コイル１１４の接続端部の抵抗））×Ｉ2（電流）×ｄｔ（通電時間）と表わすことができる。すなわち、Ｑ＝γ（銅比熱）×ρ（銅密度）×２×（Ａａ（上底および下底の断面積）×Ｌａ（上底および下底の長さ）＋Ａｂ（接続端部の断面積）×Ｌｂ（接続端部の長さ））×ｄＴ（温度上昇）となる。
【００４５】
一方、コイル抵抗Ｒは、Ｒ＝２×（Ｒａ＋Ｒｂ）＝２×α（比抵抗）×（Ｌａ／Ａａ＋Ｌｂ／Ａｂ）と表わすことができる。
【００４６】
すなわち、Ｑ＝２×α×（Ｌａ／Ａａ＋Ｌｂ／Ａｂ）×Ｉ2×ｄｔ＝γ×ρ×２×（Ａａ×Ｌａ＋Ａｂ×Ｌｂ）×ｄＴとなる。ここで、Ｌｂ＝Ｘ×Ｌａとし、Ａｂ＝Ａａとして、上述した式を整理すると、（Ｉ／Ａａ）2＝γ×ρ／α×（ｄＴ／ｄｔ）×（Ｘ×Ｙ2＋Ｙ）／（Ｘ＋Ｙ）となる。すなわち、上述した式の右辺のγ×ρ／α×（ｄＴ／ｄｔ）の項が一般のモータにおいて、スロット側の上底および下底の断面積と、コイルエンド側の接続端部の断面積とが同じである場合の実質的な式となる。すなわち、定格時間における温度上昇ｄＴは、電流密度（Ｉ／Ａａ）の２乗に比例する。また（Ｘ×Ｙ2＋Ｙ）／（Ｘ＋Ｙ）の項は、スロット側の上底および下底の長さおよび断面積とコイルエンド側の接続端部の長さおよび断面積とが異なる場合に憂慮すべき項である。たとえば、ＬｂがＬａの長さの０．３倍（Ｘ＝０．３）かつＡｂがＡａの断面積の３倍（Ｙ＝３）のとき、（Ｘ×Ｙ2＋Ｙ）／（Ｘ＋Ｙ）の項は、１．３１４となる。すなわち、同一温度条件で約１．３倍のスロット内の電流密度を向上させることができる。これは、約３割の小型化が可能であることを意味する。以上のことから、積層体コイル１１４において、コイルエンド部を形成する接続端部の断面積をスロットへ挿入される上底および下底の断面積よりも大きくすることにより、スロット内の電流密度を向上させることができる。
【００４７】
また、スロット内のコイルにおいては、ステータコア１０２と接触している。そのため、銅損により発生した熱をステータコアに放熱することにより、温度を低く維持しやすい。一方、コイルエンド部のコイルにおいては、空気にさらされている。そのため、銅損により発生した熱を外部に放熱することが難しい。そこで、本実施の形態において、コイルエンドを形成する金属平板をステータコアに接触するようにコの字形状を形成する。その結果、コイルエンド部からステータコア１０２への放熱が可能となる。そのため、コイルエンド部の放熱性を高めることができる。すなわち、たとえば、スロットがステータコアの端面に直交して形成されている場合、コの字形状のコイルを積層方向から見て上底および下底と接続端部との内側の角度を直角にする。そのため、コイルエンドを形成する金属平板をステータコアに接触させることができる。また、たとえば、スロットがスキュー角をつけて形成される場合においても、上底および下底との接続端部との内側の角度をスキュー角に対応した角度にする。そのため、コイルエンドを形成する金属平板をステータコアに接触させることができる。
【００４８】
また、モータの体格の軸方向の長さは、ステータコアとステータコアに巻着されたコイルエンド部の体格で規定される。そのため、金属平板および積層体コイルをコの字形状に形成することにより、コイルエンド部の占積率を高めることができる。その結果、固定子の小型化が図れる。
【００４９】
次に、積層体コイル１１４を形成する複数のコの字形状の金属平板には、図２の積層体コイル１１４に示されるように、３ヶ所の突出部が設けられている。そして、積層体コイル１１４を形成するために、金属平板の突出部の凹部に他の金属平板の突出部の凸部を圧入するいわゆる積層カシメにより互いが固定される。そして、同様に予め定められた枚数の金属平板に対して、積層カシメにより固定することにより、積層体コイル１１４が形成される。積層体コイル１１４を形成する金属平板が互いに固定されることにより、積層体毎の運搬が可能となる。その結果、固定子に対して積層体コイル１１４の組み付け時の作業性が向上する。なお、予め定められた枚数は、特に限定されるものではないが本実施の形態において、３枚または４枚の金属平板の積層により積層体コイル１１４が形成される。
【００５０】
図４（Ａ）は、コの字形状の金属平板１１６の突出部を含むように積層方向に切断した断面図である。そして、図４（Ｂ）に示すように積層カシメにより、金属平板１１６の突出部の凸部が金属平板１２０の突出部の凹部に圧入される。そして、金属平板１２０の凸部が金属平板１２２に設けられた穴部に圧入されて互いに固定される。このようにして、図４（Ｃ）に示すような積層体コイル１１４が形成される。
【００５１】
また、隣接する積層体コイルとの固定には、接着剤を用いてもよい。すなわち、金属平板の突出部の凹部を接着剤の受け皿として塗布することにより、図４（Ｄ）に示すように積層体コイル１１４と積層体コイル１２４との接着を行なってもよい。積層体コイル同士を接着する際に、カシメ部を接着材の受け皿とすることができる。そのため、コイルの組み立て時の作業性を向上させることができる。
【００５２】
以下の説明において、上述した固定子１００の構成に基づき、銅圧延素材から固定子１００が形成される過程について説明する。
【００５３】
図５は、銅圧延素材の金属平板１２６の外観を示す図である。銅圧延素材の金属平板１２６の表面には、酸化銅の絶縁被覆の表面処理がされている。プレス工程において、銅圧延素材の金属平板１２６は、コの字形状にプレス成型される。そして、コの字形状にプレス成型された金属平板は、図４において説明したように、予め定められた枚数だけ積層される。そして、金属平板を積層カシメにより互いに固定することにより、図６（Ａ）に示すように、積層体コイル１１４が形成される。そして、積層体コイル１１４は、図６（Ｂ）に示すように、隣接する積層体コイルに対する絶縁処理が行なわれる。隣接する積層体コイルとの絶縁は、特に限定されるものではないが、たとえば、ガラス等の無機材質を介在させてもよいし、積層体毎にエナメル処理を施してもよい。そして、積層体コイル１１４は、図６（Ｃ）に示すように、絶縁体上の所定の位置に接着剤を塗布して、他の積層体コイルと接着することができる。あるいは、図４（Ｄ）を用いて説明したように積層体コイルの互いの突出部の凹部を接着剤の受け皿として用いてもよい。
【００５４】
絶縁体を介在させて複数の積層体コイルを接着することにより、図７に示すようにコイル１１２が形成される。このとき、コイル１１２を形成する積層体コイルのそれぞれにおいて異なる寸法を有するコの字形状の金属平板を積層する。このようにして、スロットに挿入される積層体コイルの断面形状を自由に設定することができる。すなわち、スロットの形状に合わせて、同期モータの径方向の内周側から外周側にかけて、（図７において、上部から底部にかけて）、コの字形状のスロットに挿入される金属平板の幅を大きくする。そのため、スロット内におけるコイル１１２の占積率を高くすることができる。
【００５５】
複数の積層体コイルにより形成されたコイル１１２は、図８に示すように、ステータコア１０２のティース１０８を跨ぐようにして挿入される。すなわち、コイル１１２の上底および下底に対応するそれぞれの開放端部は、同期モータの回転軸方向と平行な方向に、ティース１０８の両脇のスロット１４６、１４８に対してそれぞれ挿入される。
【００５６】
積層体コイルの開放端部とバスバーとが接触する接触部において、予め定められた枚数の金属平板のうちの一部に板厚方向と直交する長さを異なる長さとして所定形状の切り欠きを設けることにより、嵌合部が形成される。嵌合部を形成することにより、バスバーの組付け性が向上する。
【００５７】
図９に、スロット１４６および１４８に挿入されたコイル１１２の開放端部を示す。図９に示すように、コイル１１２を形成する積層体コイルは、積層体コイルの各々において異なる形状の嵌合部を有する。また、各積層体コイルの各々において、異なる形状の嵌合部を有することにより、バスバーが組み付けられる際に、組み付け間違いを防止することができる。異なる嵌合部の形状は、積層体コイルを形成する金属平板において、所定形状の切り欠きを有する金属平板の枚数を変更することにより実現できる。
【００５８】
なお、図１０に示すように、各積層体コイルの接合部に対応した複数のバスバーを個別に組み付ける場合、少なくとも隣接する積層体コイルにおける嵌合部の形状と異なることとする。隣接する積層体コイルの嵌合部の形状が異なることにより、バスバーの組み付け間違いを防止することができる。
【００５９】
特に、図１１に示すように、複数のバスバーが固定された位置決めブロック１０４により一度に組み付け等の作業を行なう場合は、コイル１１２における各積層体コイルの開放端部の嵌合部において少なくとも１つが異なる形状を有することにより、バスバーの組み付け時の組み付け間違いを防止することができる。さらに、接合場所が特定されるために、位置決めを行なうための治具なしで接合処理を施すことができる。本実施の形態においては、内周側の３つの積層体コイルと、中央の３つの積層体コイルと、外周側の４つの積層体コイルとで嵌合部は、異なる形状を有する。
【００６０】
バスバーが積層体コイルに組み付けられると、図１２に示すように、コイル１１２に組み付けられたバスバーと各積層体コイルの開放端部とのそれぞれの嵌合部は、一点毎にレーザ溶接、あるいは、ＴＩＧ溶接により多点接合される。
【００６１】
バスバーと各積層体コイルの開放端部とが接合されると、渡り部材を用いてティース毎に巻着されたコイルが接続される。すなわち、本実施の形態の同期モータは、三相の交流同期モータであるため、３ティース毎にコイルの外周側のコイル端部と内周側のコイル端部とが図１３に示すように、渡り部材を用いて接続される。そして、図１４に示すように、コイル１１２と渡り部材１０６とをレーザ溶接あるいはＴＩＧ溶接により、接合処理が施される。その結果、図１に示すような固定子１００が形成される。そして、コイルエンド部に対して樹脂等を用いてモールド処理が施されて、図１５に示すような固定子１００が形成される。
【００６２】
固定子１００の製造方法は、上述したように、コイルの開放端部とバスバーとの接合をレーザ溶接あるいはＴＩＧ溶接により行なう場合、図１６に示すような手順で行なわれる。
【００６３】
すなわち、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１０００にて、ステータコア１０２にコイル１１２が挿入される。Ｓ１１００にて、複数のバスバーが固定されるバスバー位置決めブロック１０４がコイル１１２に組み付けられる。Ｓ１２００にて、バスバーとコイルとの複数の嵌合部のうちの一点がレーザ溶接あるいはＴＩＧ溶接により接合処理が施される。Ｓ１３００にて、接合箇所の数だけ繰返し接合処理が施される。
【００６４】
しかしながら、上述したように本実施の形態に係る同期モータにおいて、接合点は、実に１０（ターン数）×２（コイル１ターン当たりの開放端部の数）×２１（極数）＝４２０ヶ所にもおよぶ。すなわち、約４００ヶ所以上の多点接合を行なう必要があるため、溶接工程におけるトーチの位置決め精度の確保および溶接時間の増大により製造コストがアップするという問題が考えられる。また、溶接により、コイルのエナメル等の絶縁被覆が焼損するという問題も考えられる。
【００６５】
そこで、本実施の形態に係る固定子の製造方法おいて、図１２に示すようなバスバーとコイルの開放端部との接合は、一点毎のレーザ溶接、あるいは、ＴＩＧ溶接による接合処理を行なわずに、導電性の接着剤を用いた接合処理を行なう。すなわち、バスバーには、予め導電性の接着剤が塗布される。ただし、バスバーに導電性の接着剤が塗布されることに特に限定されるものではない。たとえば、コイルの開放端部に導電性の接着剤が塗布されてもよいし、バスバーとコイルの開放端部の両方に導電性の接着剤が塗布されもよい。
【００６６】
バスバーをコイルに組付け、組付けられたバスバーに荷重を付与する。これにより、バスバーとコイルとが圧接された状態となる。このとき、嵌合部において接着剤の硬化処理を行なうことにより、接着剤は、硬化してバスバーとコイルとの接合が完了する。
【００６７】
導電性の接着剤は、特に限定されるものではないが、たとえば、スズ合金を含む樹脂系の接着剤である。本実施の形態において、接着剤は、予め定められた温度以上となると、硬化する導電性の熱硬化性接着剤である。すなわち、嵌合部においての接着剤の硬化処理とは、予め定められた温度以上となるように嵌合部を加熱する処理である。さらに、導電性の接着剤は、有機材料を含む接着剤を用いてもよい。すなわち、有機材料を含む接着剤は、高温で分解するため、リサイクル時に、コイルとステータコアを容易に区別することができる。そのため、コイルとステータコアのリサイクル性が向上する。
【００６８】
以下に、本実施の形態に係る固定子の製造方法について図面を用いて詳細に説明する。図１７に示すように、コの字形状のコイル１１２は、ティース１０８に挿入される。そして、コイル１１２を形成する積層体コイル１１４の開放側の２つの端部のうちのいずれか一方の端部１５０には、隣接する積層体コイルと接続するためのバスバー１１０の一方端が組み付けられる。そして、バスバー１１０の他方端は、コイル１１２に隣接するコイルの開放側の２つの端部のうちの端部１５０とティース１０８を跨いで対向する位置にある端部１５２に組み付けられる。上述したようにバスバーは、隣接する２つの積層体コイルにおいてティース１０８を跨いで対向する位置にある開放端部を互いに接続するための接続部材である。このとき、積層体コイル１１４の端部１５０とバスバー１１０の両端部とのうちの少なくとも一方には、導電性の接着剤が塗布されている。そして、バスバーと端部１５０、１５２の嵌合部において、荷重が付与されることにより、バスバーと端部１５０、１５２とが圧接された状態となる。そして、荷重が付与された状態で嵌合部を予め定められた温度以上に加熱することにより、バスバー１１０と端部１５０、１５２との接合処理が完了する。バスバーと端部１５０、１５２との密着性を向上させることにより、コイル１１２の通電時の抵抗を低減させることができる。
【００６９】
なお、導電性の接着剤の塗布については、特に限定されるものではないが、ディッピングにより塗布してもよいし、スプレーにより塗布してもよいものとする。すなわち、本実施の形態において、たとえば、バスバーに接着剤を塗布する方法として、以下のような方法が考えられる。
【００７０】
図１８に示すように、バスバー位置決めブロック１０４を含むバスバー１１０の中央部をマスクして接着剤を噴霧することにより、バスバーの両端の斜線部に接着剤を塗布することができる。あるいは、バスバーの両端のうちの片側の斜線部をまず、接着剤で満たされた容器内にディッピングする。その後、反対側の斜線部をさらにディッピングする。このようにして、バスバーの両端の斜線部に接着剤を塗布してもよい。
【００７１】
あるいは、図１９に示すように、バスバー１１０のコイル１１２の端部と接触する両端部の形状を突出させる。そして、突出させた両端部に接着剤で満たされた容器内にディッピングする。このようにして、斜線部に示すようにバスバーの突出させた両端部に接着剤を塗布してもよい。
【００７２】
このような、本実施の形態に係る固定子の製造方法は、図２０に示すような手順により行なわれる。
【００７３】
Ｓ２０００にて、ステータコア１０２にコイル１１２が挿入される。ステータコア１０２に有するティース１０８を跨いでスロット１４６および１４８に挿入されたコイル１１２は、図９に示すような状態となる。
【００７４】
Ｓ２１００にて、バスバーに導電性の接着剤を塗布する。導電性の接着剤の塗布は、図１８および図１９を用いて説明したように、スプレーあるいは、ディッピングにより行なわれる。
【００７５】
Ｓ２２００にて、コイル１１２にバスバーが組み付けられる。すなわち、図１１に示すように、複数のバスバーが固定されるバスバー位置決めブロック１０４が所定の位置に組み付けられる。バスバー位置決めブロックの組付けにより、複数のバスバーが一度にコイル１１２に組み付けられる。
【００７６】
Ｓ２３００にて、バスバーに対して荷重が付与される。Ｓ２４００にて、バスバーに荷重が付与された状態で、バスバーとコイル１１２の２つの端部１５０および１５２との嵌合部が加熱される。このとき、嵌合部が予め定められた温度以上に加熱されると導電性の接着剤は硬化する。
【００７７】
次に、バスバーをコイル１１２の２つの端部１５０および１５２に接触させるために付与される荷重について説明する。荷重の付与方法としては、特に限定されるものではない。たとえば、油圧装置により荷重の付与を行なってもよい。
【００７８】
または、１０ターンの巻線を形成するコイル１１２は、複数のバスバーが固定されたバスバー位置決めブロック１０４により一度に複数のバスバーの組付けができる。このとき、バスバー位置決めブロック１０４は、ステータコア１０２にボルトにより締結される。すなわち、このボルトの締結力による荷重を付与することにより、複数のバスバーとコイル１１２の開放端部とが圧接された状態を実現するようにしてもよい。
【００７９】
図２１に示すように、コイル１１２には、複数のバスバーが固定されたバスバー位置決めブロック１０４が所定の位置に組付けられる。そのため、複数のバスバーを一度にコイル１１２に組み付けることができる。そして、バスバー位置決めブロック１０４上の、固定子鉄心における外周側のボルト１５６と内周側のボルト１５４によりバスバー位置決めブロック１０４をステータコア１０２に締結することにより締結力が生じる。そして、このボルトの締結力による荷重を付与することにより、複数のバスバーとコイル１１２の開放端部とが圧接された状態となる。そして、接着剤を硬化させて接合処理が完了する。なお、複数のバスバーは、バスバー位置決めブロック１０４を外周側のボルト１５６と内周側のボルト１５４によりステータコアに固定されるため、この場合、接着剤として熱硬化性の接着剤を用いなくてもよい。すなわち、時間の経過とともに硬化する接着剤を用いてもバスバーとコイルとの接合を行なうことができる。
【００８０】
したがって、バスバー位置決めブロックをステータコアに締結してバスバーに荷重を付与する場合の固定子の製造方法は、図２２に示すような手順により行なわれる。
【００８１】
Ｓ３０００にて、ステータコア１０２にコイル１１２が挿入される。ステータコア１０２に有するティース１０８を跨いでスロット１４６および１４８に挿入されたコイル１１２は、図９に示すような状態となる。
【００８２】
Ｓ３１００にて、バスバーに導電性の接着剤を塗布する。導電性の接着剤の塗布は、図１８および図１９を用いて説明したように、スプレーあるいは、ディッピングにより行なわれる。
【００８３】
Ｓ３２００にて、コイル１１２にバスバーが組み付けられる。すなわち、図１１に示すように、複数のバスバーが固定されるバスバー位置決めブロック１０４が所定の位置に組み付けられる。バスバー位置決めブロックの組付けにより、複数のバスバーが一度にコイル１１２に組み付けられる。
【００８４】
Ｓ３３００にて、バスバー位置決めブロック１０４がステータコア１０２に外周側のボルト１５６および内周側のボルト１５４により締結される。ボルトの締結力により、バスバーに対して荷重が付与される。そして、時間の経過とともに接着剤が硬化して接合処理が完了する。
【００８５】
本実施の形態に係る固定子製造方法による効果について以下に説明する。
【００８６】
積層体の積層方向に隣接する２つの金属導体におけるティースを跨いで閉じる方向に接続するバスバーの少なくとも一方に導電性の接着剤を塗布する。そして、開放端部とバスバーの両端部とがそれぞれ接触するようにバスバーに対して荷重を付与する。荷重を付与した状態で接着剤を硬化させる。このようにして固定子を製造することにより、固定子に有する複数の開放端部とバスバーとの接合において、複数のバスバーに対して荷重を付与して、接着剤を硬化させることにより、複数のバスバーの接合処理を一度に行なうことができる。また、開放端部とバスバーとの接合をレーザ溶接、あるいはＴＩＧ溶接により接合する場合と比較して、接合部位とトーチの位置精度を確保する必要がなくなる。そのため、製造時間の短縮、製造コストの低減が図れる。
【００８７】
また、レーザ溶接、ＴＩＧ溶接による接合処理を廃止することにより、接合部近傍のエナメル被覆等の絶縁部材の焼損を防止することができる。また、導電性の接着剤として、有機材料を用いることにより、高温で分解が可能する。すなわち、固定子およびコイルを容易に区別することが可能となる。その結果、リサイクル性が向上する。また、荷重を付与した状態で接着剤を硬化させることにより、バスバーと開放端部との密着性を向上させた状態で接着剤を硬化させることができる。そのため、通電時の抵抗を減らすことができる。
【００８８】
また、導電性の接着剤として熱硬化性接着剤を用いる場合、２つの開放端部と接続部材の両端部とのそれぞれの嵌合部を加熱することにより硬化を促進することができる。そのため、コイルの製造時間の短縮を図ることができる。
【００８９】
さらに、金属導体の開放端部を予め定められた枚数の金属平板のうち少なくとも一つを、金属平板の板厚方向と直交する幅方向に異なる寸法の形状として、開放端部にバスバーと嵌合する嵌合部を形成することにより、積層体に対するバスバーの組み付け性を向上させることができる。
【００９０】
また、ボルトにより固定子鉄心と複数のバスバーが固定されたバスバー位置決めブロックとを締結することにより、バスバーに対してボルトの締結力による荷重を付与することができる。その結果、開放端部とバスバーとの密着性が確保できる。そのため、油圧装置等による特別な荷重付与工程を廃止することができる。バスバー位置決めブロックは、複数のバスバーを一体化して作業性を向上させている。そのため、バスバー位置決めブロックをボルト等で固定子鉄心に締結する簡単な作業で、バスバーに対して荷重を付与することができる。また、ボルトで締結することにより、バスバー位置決めブロックをステータコアに固定することができる。そのため、導電性の接着剤として加熱硬化の必要のない接着剤を用いることができる。その結果、加熱硬化処理を廃止できる。
【００９１】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る固定子製造方法について説明する。本実施の形態に係る回転電機の構成は、上述した第１の実施の形態に係る同期モータを一例とした回転電機の構成において、前述したステータコアに有するすべてのバスバー位置決めブロックに接触するように設けられる固定部材を含む点が異なる。それ以外は、第１の実施の形態に係る同期モータの構成である。同じ構成については同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００９２】
本実施の形態に係る同期モータは、前述したステータコアに有するすべてのバスバー位置決めブロックに接触するように設けられる固定部材を含む。
【００９３】
固定部材の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、ステータコアに有するすべてのバスバー位置決めブロックに接触するように設けられる円板形状の非導体または絶縁被覆された部材である。すなわち、図２３に示すように、本実施の形態に係る同期モータ２００は、ステータコア１０８と、コイル１１２と、バスバー位置決めブロック１０４と、回転軸２０４と、ロータ２０８と、ボルト２１０と、ナット２０２と、円板２０６とから構成される。
【００９４】
コイル１１２には、バスバー位置決めブロック１０４に固定された複数のバスバーにより隣接する積層体コイル間が接続されている。そして、円板２０６に有する円周面は、同期モータの回転軸２０４に直交する面に平行に設けられる。すなわち、円板２０６は、固定子１００に有するすべてのバスバー位置決めブロックに接触するように設けられる。そして、円板２０６には、ボルト２１０を通す穴が設けられている。ボルト２１０は、回転軸２０４と平行な方向に挿入される。ボルト２１０は、固定子鉄心１０８を貫通して、ナット２０２に締結される。すなわち、ボルト２１０をナット２０２に締結することにより、円板２０６は、固定子鉄心１０８に固定される。そして、締結によりすべてのバスバー位置決めブロックに対して、回転軸２０４と平行な方向に締結荷重が付与される。そのため、ボルトの締結力による荷重が付与されることによりバスバーとコイルの開放端部とが圧接された状態となる。そして、締結された状態で接着剤を硬化させて接合処理が完了する。なお、複数のバスバーは、円板２０６によりステータコア１０２に固定されるため、接着剤として熱硬化性の接着剤は、用いなくてもよい。たとえば、時間の経過とともに硬化する接着剤を用いることでバスバーとコイルとの接合を行なうことができる。
【００９５】
したがって、本実施の形態における固定子製造方法は、図２４に示すような手順により行なわれる。
【００９６】
Ｓ４０００にて、ステータコア１０２にコイル１１２が挿入される。ステータコア１０２に有するティース１０８を跨いでスロット１４６および１４８に挿入されたコイル１１２は、図９に示すような状態となる。
【００９７】
Ｓ４１００にて、バスバーに導電性の接着剤を塗布する。導電性の接着剤の塗布は、図１８および図１９を用いて説明したように、スプレーあるいは、ディッピングにより行なわれる。
【００９８】
Ｓ４２００にて、コイル１１２にバスバーが組み付けられる。すなわち、図１１に示すように、複数のバスバーが固定されるバスバー位置決めブロック１０４が所定の位置に組み付けられる。バスバー位置決めブロックの組付けにより、複数のバスバーが一度にコイル１１２に組み付けられる。
【００９９】
Ｓ４３００にて、円板２０６が固定子１００に有するすべてのバスバー位置決めブロックに接触するように設けられる。
【０１００】
Ｓ４４００にて、円板２０６がステータコア１０２にボルト３１０により締結される。このとき、締結される箇所は、１箇所に限定されない。たとえば、等間隔毎に複数のボルトにより締結されてもよい。そして、このボルトの締結力による荷重が付与されることにより、バスバーとコイル１１２の開放端部とが圧接された状態となる。そして、時間の経過とともに接着剤が硬化して接合処理が完了する。
【０１０１】
本実施の形態に係る固定子製造方法によると、固定子が有する複数のバスバーが固定されたバスバー位置決めブロックのすべてに接触するように設けられる円板状の部材はボルトにより固定子鉄心に締結される。そのため、ボルトの締結力による荷重が付与されることにより、固定子鉄心に有するすべてのバスバーを一度に接合することができる。その結果、接合に要する時間を短縮できる。そして、製造コストの低減が図れる。また、ボルトで締結することにより、円板をステータコアに固定することができる。そのため、導電性の接着剤として加熱硬化の必要のない接着剤を用いることができる。その結果、加熱硬化処理を廃止できる。
【０１０２】
＜第２の実施の形態  変形例＞
以下、本発明の第２の実施の形態の変形例に係る固定子製造方法について説明する。本変形例に係る回転電機の構成は、上述した第２の実施の形態に係る同期モータを一例とした回転電機の構成において、円板２０６が設けられるステータコア１０２の面の反対側の面に含まれるすべてのコイルに接触するように設けられる固定部材と、円板２０６と固定部材とをステータコア１０２に固定するためのボルトとを含む点で異なる。それ以外は、第２の実施の形態に係る同期モータの構成である。同じ構成については同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【０１０３】
本変形例に係る同期モータにおいて、円板２０６が設けられるステータコア１０２の面の反対側の面に、すべてのコイルに接触するように設けられる固定部材を含む。
【０１０４】
固定部材の形状は、特に限定されるものではないが、本変形例において、たとえば、ステータコアに有するすべてのコイルに接触するように設けられる円板形状の非導体または絶縁被覆された部材である。
【０１０５】
すなわち、図２５に示すように、同期モータ３００は、ステータコア１０８と、コイル１１２と、バスバー位置決めブロック１０４と、回転軸２０４と、ロータ２０８と、ボルト３１０と、ナット２０２と、円板２０６、円板３０６とから構成される。
【０１０６】
コイル１１２には、バスバー位置決めブロック１０４に固定された複数のバスバーにより隣接する積層体コイル間が接続されている。そして、円板２０６に有する円周面は、回転軸２０４に直交する面に平行に設けられる。円板２０６は、固定子１００に有するすべてのバスバー位置決めブロックに接触するように設けられる。円板２０６には、ボルト３１０を通す穴が設けられている。一方、円板３０６は、円板２０６が設けられるステータコアの面と反対側の面のすべてのコイルに接触するように設けられる。そして、円板３０６には、ボルト３１０を通す穴が設けられている。ボルト３１０は、回転軸２０４と平行な方向に挿入される。ボルト２１０は、円板２０６と円板３０６と固定子鉄心１０８とを貫通して、ナット２０２により締結される。すなわち、ステータコア１０２の回転軸２０４に直交する２つの面を、円板２０６、３０６で挟むようにして締結される。コイルエンド部は、円板３０６と接触する。また、バスバー位置決めブロックは、円板２０６と接触する。
【０１０７】
そのため、ボルト３１０をナット２０２により円板２０６および円板３０６を締結することにより、すべてのバスバー位置決めブロックに対して、回転軸２０４と平行な方向に締結荷重を付与することができる。このとき、円板３０６によりコイルの締結方向と反対方向の動きを抑制するため、コイルの固定治具等を必要とせずにすべてのバスバー位置決めブロックに対して締結荷重を付与することができる。ボルトの締結力による荷重が付与されることにより、バスバーとコイルの開放端部とが圧接された状態となる。そして、荷重が付与された状態で接着剤を硬化させて接合処理が完了する。なお、複数のバスバーは、円板２０６によりステータコアに固定されるため、接着剤として熱硬化性の接着剤は、用いなくてもよい。たとえば、時間の経過とともに硬化する接着剤を用いることでバスバーとコイルとの接合を行なうことができる。
【０１０８】
本実施の形態における固定子の製造方法の手順は、第２の実施の形態において、説明した図２４のフローチャートのＳ４３００にて、円板２０６と円板３０６とをステータコア１０２に組付けること以外は、同じ手順である。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【０１０９】
本変形例に係る固定子製造方法によると、固定子に有する複数のバスバーが固定されたバスバー位置決めブロックのすべてに接触するように設けられる円板状の部材をボルトにより固定子鉄心に締結する。そのため、固定子鉄心に有するすべてのバスバーを一度に接合することができる。その結果、接合に要する時間を短縮できる。そして、製造コストの低減が図れる。また、ボルトで締結することにより、円板をステータコアに固定することができる。そのため、導電性の接着剤として加熱硬化の必要のない接着剤を用いることにより、加熱硬化処理を廃止することができる。また、ステータコアの回転軸に直交する２つの面を２つの円板形状の部材で挟むようにしてボルトで締結することにより、コイルの固定治具等を必要とせずに締結力による荷重をバスバーに対して確実に付与することができる。
【０１１０】
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】
【０１１１】
【図１】第１の実施の形態に係る固定子の外観を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係るコの字形状の積層体コイルの外観を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る積層体コイルの断面を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係る積層体コイルの積層方向の積層断面を示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る銅圧延素材の金属平板の外観を示す図である。
【図６】第１の実施の形態に係る積層体コイルの絶縁処理の経過を示す図である。
【図７】第１の実施の形態に係る複数の積層体コイルで形成されるコイルの外観を示す図である。
【図８】第１の実施の形態に係るステータコアに挿入されるコイルの組み付け経過を示す図である。
【図９】第１の実施の形態に係るステータコアに組み付けられたコイルの外観を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態に係るバスバーが組み付けられたコイルの外観を示す図である。
【図１１】第１の実施の形態に係る複数のバスバーが固定されるバスバー位置決めブロックが組み付けられたコイルの外観を示す図である。
【図１２】第１の実施の形態に係るコイルの開放端部と組み付けられたバスバーとの接合を示す図である。
【図１３】第１の実施の形態に係るコイルの端部に渡り部材を組み付ける経過を示す図である。
【図１４】第１の実施の形態に係るコイルの端部に組み付けられた渡り部材の端部の接合を示す図である。
【図１５】第１の実施の形態に係るコイルエンド部にモールド処理を施した固定子の外観を示す図である。
【図１６】レーザ溶接あるいはＴＩＧ溶接を用いた固定子の製造方法を示すフローチャートである。
【図１７】第１の実施の形態に係る固定子の回転軸の中心から外周方向に見たコイルを示す図である。
【図１８】第１の実施の形態に係る複数のバスバーが組み付けられたバスバー位置決めブロックの外観を示す図である。
【図１９】第１の実施の形態に係る複数のバスバーが組み付けられたバスバー位置決めブロックの外観を示す図である。
【図２０】第１の実施の形態に係る熱硬化性の接着剤を用いた固定子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２１】第１の実施の形態に係るステータコアに組付けられたバスバー位置決めブロックの外観を示す図である。
【図２２】第１の実施の形態に係るボルトの締結荷重を用いた固定子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２３】第２の実施の形態に係る同期モータの断面を示す図である。
【図２４】第２の実施の形態に係るボルトの締結荷重を用いた固定子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２５】第２の実施の形態の変形例に係る同期モータの断面を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１００  固定子、１０２  ステータコア、１０４  バスバー位置決めブロック、１０６  渡り部材、１０８  ティース、１１０  バスバー、１１２  コイル、１１４，１２４  積層体コイル、１１６，１２０，１２２，１２６  金属平板、１３４，１３６，１３８，１４０，１４２，１４４  コイル端部、１４６，１４８  スロット、１５０，１５２  端部、１５４  内周側ボルト、１５６  外周側ボルト、２００，３００  同期モータ、２０２  ナット、２０４  回転軸、２０６，３０６  円板、２０８  ロータ、２１０，３１０  ボルト。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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