(57)【要約】モータのステータに装着されるコイル成形体であって、ステータの複数のティースの各々に巻回されたコイルと、コイルに接続されるバスバーとが一体成形される。また、モータのステータに装着されるコイル成形体であって、ステータの複数のティースの各々に巻回された一組のコイルが互いに一体成形される。
2018135086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのステータに装着されるコイル成形体であって、
前記ステータの複数のティースの各々に巻回されたコイルと、前記コイルに接続されるバスバーとが一体成形された、コイル成形体。
【請求項２】
モータのステータに装着されるコイル成形体であって、
前記ステータの複数のティースの各々に巻回された一組のコイルが互いに一体成形された、コイル成形体。
【請求項３】
一体成形された前記コイルのターン数はいずれも自然数である、請求項２に記載のコイル成形体。
【請求項４】
一体成形された前記コイルのターン数はいずれも自然数の（１以上の整数＋１／２）倍である、請求項２に記載のコイル成形体。
【請求項５】
一体成形された前記一組のコイルのうち、一方のコイルが前記モータの中心から見て時計回り方向に巻回されており、他方のコイルが前記モータの前記中心から見て反時計回り方向に巻回されている、請求項２に記載のコイル成形体。
【請求項６】
前記一組のコイルと少なくとも一つのバスバーとが一体成形された、請求項２に記載のコイル成形体。
【請求項７】
一体成形された前記一組のコイルは、互いに隣り合って配置されている、請求項２に記載のコイル成形体。
【請求項８】
カバーケースの内部に、
シャフトと、
前記シャフトの外周に接して設けられたロータと、
前記ロータの外側に、前記ロータと一定の間隔を持って離間して配置されているステータと
を有するモータであって、
前記ステータは、
実質的に円環形状のステータコアと、
前記ステータコアの内周に沿って等間隔に設けられた複数のティースと、
前記ティース間にそれぞれ設けられたスロットと、
前記ティースに装着された状態で、前記スロット内に配置されている請求項１に記載のコイル成形体と、
を有するモータ。
【請求項９】
少なくとも一つのコイルと少なくとも一つのバスバーとが一体化された形状に対応するキャビティを内部に有する鋳型を準備するステップと、
前記キャビティ内に銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ、及び真鍮から選択される一種の金属材料を溶融した状態で流し込むステップと、
前記鋳型を冷却して、前記キャビティ内の前記金属材料を固化させるステップと、
固化した前記金属材料を前記鋳型から取り出して、コイル成形体を得るステップと、
前記コイル成形体の表面全体に絶縁処理を施すステップと、
を備える、コイル成形体の製造方法。
【請求項１０】
少なくとも隣り合う一組のコイルが一体化された形状に対応するキャビティを内部に有する鋳型を準備するステップと、
前記キャビティ内に銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ、及び真鍮から選択される一種の金属材料を溶融した状態で流し込むステップと、
前記鋳型を冷却して、前記キャビティ内の前記金属材料を固化させるステップと、
固化した前記金属材料を前記鋳型から取り出して、コイル成形体を得るステップと、
前記コイル成形体の表面全体に絶縁処理を施すステップと、
を備えるコイル成形体の製造方法。
【請求項１１】
請求項１に記載のコイル成形体を準備するステップと、
ステータのティースを前記コイル成形体のコイルに装着するステップと、
前記ティースが装着された前記コイル成形体をステータコアに装着するステップと、
前記コイル成形体と、前記コイル成形体と一体化されていないバスバーとを接合するステップと、
を備えるステータの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、モータのステータに装着されるコイル成形体、その製造方法、モータ、及び、ステータの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業、車載用途で、モータの需要は高まっている。その中で、モータの効率向上、低コスト化が要望されている。【０００３】
モータの効率向上手法の一つとして、ステータのスロット内に配置されるコイルの占積率を向上させることが知られている。コイルの占積率を向上させることで、モータの駆動時に、コイルに流れる電流に起因する損失を抑制できる。【０００４】
コイルの占積率を向上させる手法として、銅材を用いた鋳造コイルをスロット内に配置する構成が提案されている（例えば特許文献１を参照）。【０００５】
一方、モータの低コスト化を図るために、例えば、組立コストを下げることが考えられる。モータの組立コストにおいて、ステータの製造コスト、特に、コイルの巻線工程、及び、コイルとバスバーとの接続工程は、それぞれ専用の設備を要するため、コストが上昇する大きな要因となっている。【０００６】
しかし、特許文献１に開示された従来の技術において、この問題に対する解決手法は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１２２１２６３７号明細書
【発明の概要】
【０００８】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものである。その目的は、製造コストを低く抑えることができるコイル成形体、及び、その製造方法を提供することにある。
【０００９】
上記の目的を達成するために、ここに開示する技術では、複数のコイル、及び、コイルとバスバーとを一体成形してなるコイル成形体の少なくとも一方を、モータのステータコイルとした。
【００１０】
具体的には、本開示のコイル成形体は、モータのステータに装着されるコイル成形体であって、ステータの複数のティースの各々に巻回されたコイルと、コイルに接続されるバスバーと、が一体成形されたコイル成形体である。
【００１１】
この構成によれば、コイルとバスバーとが一体成形されてなるため、コイルの巻線工程及びコイルとバスバーとの接続工程を省略でき、モータの製造コストを抑制できる。
【００１２】
本開示の別のコイル成形体は、モータのステータに装着されるコイル成形体であって、ステータの複数のティースの各々に巻回された一組のコイルが互いに一体成形されたコイル成形体である。
【００１３】
この構成によれば、複数のコイルが一体成形されてなるため、コイルの巻線工程及びコイル間の接続工程を省略でき、モータの製造コストを抑制できる。
【００１４】
本開示のモータは、カバーケースの内部に、シャフトと、シャフトの外周に接して設けられたロータと、ロータの外側に、ロータと一定の間隔を持って離間して配置されているステータとを有する。ステータは、実質的に円環形状のステータコアと、ステータコアの内周に沿って等間隔に設けられた複数のティースと、ティース間にそれぞれ設けられたスロットと、ティースに装着された状態で、スロット内に配置されている上記のコイル成形体と、を有する。
【００１５】
この構成によれば、コイルの巻線工程、及び、コイルとバスバーあるいはコイル間の接続工程が省略されたコイル成形体をモータに使用するため、モータの製造コストを抑制できる。
【００１６】
本開示によれば、コイルの巻線工程、及び、コイルとバスバーあるいはコイル間の接続工程を省略でき、モータ、特にステータの製造工程が簡略化されて、モータの製造コストを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】実施形態に係るモータを示す上面図である。
【図１Ｂ】実施形態に係るモータを示す側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂにおける１Ｃ−１Ｃ’線での断面図である。
【図２】実施形態に係るモータのコイルとバスバーとが一体化されたＵ相のコイル成形体を示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るモータのＶ相のコイル成形体を示す斜視図である。
【図４】実施形態に係るモータのＷ相のコイル成形体を示す斜視図である。
【図５】実施形態に係るモータのＵ，Ｖ，Ｗ相のコイル成形体を組み合わせた斜視図である。
【図６Ａ】実施形態に係るモータのコイル成形体の製造方法を説明する図である。
【図６Ｂ】実施形態に係るモータのコイル成形体の製造方法を説明する図である。
【図６Ｃ】実施形態に係るモータのコイル成形体の製造方法を説明する図である。
【図７Ａ】実施形態に係るモータのステータの組立方法を説明する図である。
【図７Ｂ】実施形態に係るモータのステータの組立方法を説明する図である。
【図７Ｃ】実施形態に係るモータのステータの組立方法を説明する図である。
【図７Ｄ】実施形態に係るモータのステータの組立方法を説明する図である。
【図７Ｅ】実施形態に係るモータのステータの組立方法を説明する図である。
【図７Ｆ】実施形態に係るモータのステータの組立方法を説明する図である。
【図８】図２のコイル成形体の部分拡大図である。
【図９】変形例に係るコイル成形体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００１９】
（実施形態）
（モータ構造）
図１Ａは、実施形態に係るモータを示す上面図である。図１Ｂは、実施形態に係るモータを示す側面図である。図１Ｃは、図１Ｂにおける１Ｃ−１Ｃ’線での断面図である。いずれの図においても、カバーケース等は図示していない。モータ１は、カバーケース（図示せず）の内部に、ロータ３と、シャフト２と、ステータ４と、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１と、バスバー５１〜５４と、を備えている。
【００２０】
図１Ａに示すように、シャフト２の長手方向（紙面に対して垂直な方向）をＺ軸方向と呼ぶ。図１Ａに示すように、これに直交する方向（紙面に対して平行な方向）をＸ軸方向、Ｙ軸方向と呼ぶ。Ｘ軸方向とＹ軸方向は直交する。
【００２１】
「一体」あるいは「一体化」とは、複数の部品が、ボルト締め、または、かしめ等の機械的に接続されているだけではなく、共有結合、イオン結合、金属結合などの材料接合によって、部品が電気的に接続された１つの物体、または部品全体が溶融などによって材料接合され、電気的に接続された１つの物体の状態をいう。
【００２２】
ロータ３は、シャフト２の外周に接して設けられている。ロータ３は、ステータ４に対向して、Ｎ極、Ｓ極がシャフト２の外周方向に沿って交互に配置された磁石３１を含んでいる。本実施形態で、ロータ３に用いられる磁石３１として、ネオジム磁石を使用しているが、磁石３１の材料、形状、及び材質については、モータの出力等に応じて、適宜変更しうる。
【００２３】
ステータ４は、実質的に円環状のステータコア４１と、ステータコア４１の内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース４２と、ティース４２間にそれぞれ設けられたスロット４３とを有している。ステータ４は、Ｚ軸方向から見て、ロータ３の外側に、ロータ３と一定の間隔を持って離間して配置されている。
【００２４】
ステータコア４１は、例えば、ケイ素等を含有した電磁鋼板を積層した後に、打ち抜き加工して形成される。
【００２５】
本実施形態において、ロータ３の磁極数は、ステータ４に対向するＮ極が５個、Ｓ極が５個の計１０極である。スロット４３の数は１２個である。しかし、ロータ３の磁極数とスロット４３の数は、特にこれらに限定されるものではなく、その他の磁極数とスロット数との組合せについても適用できる。
【００２６】
ステータ４は１２個のコイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１を有している。コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１は、各ティース４２に対して装着されて、Ｚ軸方向から見て、各スロット４３内に配置されている。つまり、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１はティース４２に対して集中巻になっている。さらに、コイルＵ１１〜Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２〜Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１〜Ｗ４１はバスバー５３と、それぞれ一体化されて配置されている。
【００２７】
ここで、コイルを表わす符号ＵＰＱ、ＶＰＱ、ＷＰＱのうち、最初の文字はモータ１の各相（本実施形態の場合は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を表わす。２番目の文字は同相内のコイルの配列順を表わす。３番目の文字はコイルの巻回方向を表わし、本実施形態では、１は時計回り方向、２は反時計回り方向である。従って、コイルＵ１１は、Ｕ相の配列順が１番目のコイルで、巻回方向が時計回り方向であることを表わす。コイルＶ４２は、Ｖ相の配列順が４番目のコイルで、巻回方向が反時計回り方向であることを表わす。なお、「時計回り」とは、モータ１の中心から見て右回りをいい、「反時計回り」とはモータ１の中心から見て左回りをいう。
【００２８】
厳密には、コイルＵ１１，Ｕ４１はＵ相のコイルであり、コイルＵ２２，Ｕ３２はＵバー相（Ｕ相のコイルと発生する磁界の向きが逆）のコイルである。しかし、以降の説明では、特に断らない限り、Ｕ相のコイルと総称する。コイルＶ１２〜Ｖ４２及びコイルＷ１１〜Ｗ４１についても同様に、Ｖ相のコイル、Ｗ相のコイルとそれぞれ総称する。
【００２９】
（コイル成形体の詳細）
図２は、実施形態に係るモータのコイルとバスバーとが一体化されたＵ相のコイル成形体を示す斜視図である。コイルＵ１１〜Ｕ４１とバスバー５１，５４とが一体化されて、コイル成形体６１を構成している。以降の説明において、図２に示すように、Ｚ軸方向における、コイル成形体６１におけるバスバー５１が配置された側を「上方」、その反対側を「下方」と言うことがある。
【００３０】
コイル成形体６１のうち、バスバー５１は、Ｚ軸方向から見て、実質的に半円環状の板状部材である。バスバー５１の両端部は、コイルＵ１１，Ｕ３２の引き出し部Ｕ１１ａ，Ｕ３２ａとそれぞれ一体化されている。バスバー５１の引き出し部５１ｂは、電源（Ｕ相；図示せず）に電気的に接続されている。
【００３１】
バスバー５４は、Ｚ軸方向から見て、実質的に円環状の板状部材である。バスバー５４には、複数の引き出し部５４ａが設けられている。コイルＵ２２，Ｕ４１の引き出し部Ｕ２２ａ，Ｕ４１ａは、バスバー５４の引き出し部５４ａ，５４ａとそれぞれ一体化されている。バスバー５４の電位は、モータ１の中性点電位に対応している。
【００３２】
一組のコイルＵ１１，Ｕ２２は、バスバー５１，５４を介さず、直接に一体化されている。一組のコイルＵ３２，Ｕ４１も、コイルＵ１１，Ｕ２２と同様に、直接に一体化されている。コイルＵ１１〜Ｕ４１に電流を流したとき、コイルＵ１１とコイルＵ２２とで巻回方向が反対であるため、発生する磁束の向きは互いに逆向きである。コイルＵ３２とコイルＵ４１も同様に、発生する磁束の向きは互いに逆向きである。
【００３３】
コイルＵ１１〜Ｕ４１及びバスバー５１，５４は、いずれも銅材でできている。コイルＵ１１〜Ｕ４１は、断面矩形状の銅製の線材からなる。
【００３４】
図３は、実施形態に係るモータのＶ相のコイル成形体６２を示す斜視図である。図４は、実施形態に係るモータのＷ相のコイル成形体６３を示す斜視図である。図３に示すように、バスバー５２は、Ｚ軸方向から見て、実質的に半円環状の板状部材である。バスバー５２の両端部はコイルＶ１２，Ｖ３１の引き出し部Ｖ１２ａ，Ｖ３１ａとそれぞれ一体化されている。バスバー５２の引き出し部５２ｂは、電源（Ｖ相；図示せず）に電気的に接続されている。Ｖ相の４つのコイルのうち、隣り合う一組のコイルＶ１２，Ｖ２１が、例えば、コイルＵ１１，Ｕ２２と同様に直接に一体化されている。隣り合う別の一組のコイルＶ３１，Ｖ４２も同様に直接に一体化されている。
【００３５】
コイルＶ１２〜Ｖ４２及びバスバー５２は、いずれも銅材でできている。コイルＶ１２〜Ｖ４２は、断面矩形状の銅製の線材からなる。
【００３６】
図４に示すように、バスバー５３は、Ｚ軸方向から見て、実質的に半円環状の板状部材である。バスバー５３の両端部は、コイルＷ１１，Ｗ３２の引き出し部Ｗ１１ａ，Ｗ３２ａとそれぞれ一体化されている。バスバー５３の引き出し部５３ｂは、電源（Ｗ相；図示せず）に電気的に接続されている。Ｗ相の４つのコイルのうち、隣り合う一組のコイルＷ１１，Ｗ２２が、例えば、コイルＵ１１，Ｕ２２と同様に一体化されている。隣り合う別の一組のコイルＷ３２，Ｗ４１も同様に一体化されている。
【００３７】
コイルＷ１１〜Ｗ４１及びバスバー５３は、いずれも銅材でできている。コイルＷ１１〜Ｗ４１は、断面矩形状の銅製の線材からなる。
【００３８】
図５は、実施形態に係るモータのＵ，Ｖ，Ｗ相のコイル成形体６４を組み合わせた斜視図である。図５に示すように、各相のコイル成形体６４をバスバー５１〜５４と一体化することも可能ではある。しかし、形状が複雑になり、コイル成形体の形成が難しくなる場合がある。例えば、後述するように、銅材を鋳型から取り出すのが難しくなる場合がある。また、ステータ４へのコイル成形体６１〜６３の組立工程において、組立の位置合わせ余裕度が小さくなることもありうる。
【００３９】
よって、以降の説明では、特に断らない限り、Ｕ相のコイルについては、コイルＵ１１〜Ｕ４１とバスバー５１，５４とが一体化したコイル成形体６１とし、Ｖ相については、隣り合う一組のコイルＶ１２，Ｖ２１が一体化したコイル成形体６２ａ（図３，図７Ｃを参照）と、隣り合う別の一組のコイルＶ３１，Ｖ４２とが一体化したコイル成形体６２ｂ（図３，図７Ｃを参照）の２種類とし、Ｗ相についても、Ｖ相と同様に２種類の一体化したコイルが準備されているものとする。ここで、コイルＶ１２〜Ｖ４２とバスバー５２，５４及びコイルＷ１１〜Ｗ４１とバスバー５３，５４は、それぞれ、ヒュージング等の接合工程を経て、電気的に接続される。なお、図５に示すコイル成形体６４は、各相のコイル成形体６１〜６３の整列体（図７Ｄを参照）である。
【００４０】
また、各コイル群とバスバーとの一体化構造のバリエーションは、上記に限定されるものではなく、モータ１の仕様、ステータ４、またはコイルの組立設備の性能等によって適宜変更しうることは言うまでもない。
【００４１】
（コイル成形体の製造方法）
ここで、コイルとバスバーとが一体化されたコイル成形体の形成方法について、コイル成形体６１を例にとって、コイル成形体が鋳造品である場合について、説明する。なお、Ｖ相のコイル成形体６２ａ，６２ｂ及びＷ相のコイル成形体６３ａ，６３ｂ（図３，図４を参照）についても、下記と同様に形成可能である。また、バスバー５１〜５４と、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル群Ｕ１１〜Ｗ４１全てとを一体形成する場合は、下記の鋳型において、すべてのコイル、バスバーの形状を組み込んでキャビティを設ける必要がある。
【００４２】
図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃは、実施形態に係るモータのコイル成形体６１の製造方法を説明する図である。コイルＵ１１〜Ｕ４１とバスバー５１，５４とは、銅を鋳造することによって、一体成形されている。具体的には、図６Ａに示すように、コイルＵ１１〜Ｕ４１、バスバー５１，５４、及びそれらの引き出し部を含んで一体化された形状に対応するキャビティ７１が、鋳型７０の内部に設けられている。キャビティ７１の中に溶融した銅を加圧して流し込んだ後、図６Ｂに示すように、冷却して銅を固化させ、コイル成形体６１を得る。次に、コイル成形体６１を鋳型７０から取り出し、図６Ｃに示すように、コイル成形体６１の表面全体に絶縁処理を施して、絶縁皮膜８０を形成する。絶縁処理は、コイル成形体６１とステータ４とを電気的に絶縁するために行われる。絶縁処理は、例えば、電着塗装により行われるが、特にこれに限定されない。
【００４３】
さらに、鋳造に用いられる金属材料は銅以外でもよく、例えば、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ  Ｕｓｅ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）、及び真鍮等のいずれかの金属材料を用いてもよい。また、成形品の製造方法は鋳造に限られず、他の方法で成形品を製造してもよい。例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ、及び真鍮などのいずれかの固体物から削りだしを行ってもよい。また、例えば、個々に成形された部品同士を冷間圧接、溶接等により、接合して形成してもよい。
【００４４】
（ステータの組立方法）
次に、ステータ４の組立方法について説明する。図７Ａ〜図７Ｆは、実施形態に係るモータのステータ４の組立方法を説明する図である。コイル成形体６１と４つのティース４２とを準備する（図７Ａ）。ティース４２を、コイル成形体６１の４つのコイルＵ１１〜Ｕ４１にそれぞれ装着する（図７Ｂ）。Ｖ相のコイル成形体６２ａ，６２ｂとＷ相のコイル成形体６３ａ，６３ｂを準備し、コイルＶ１２〜Ｗ４１に対してそれぞれティース４２を装着する（図７Ｃ）。
【００４５】
次に、ティース４２が装着されたコイル成形体６１〜６３ｂを所定の位置に配列し、円環状になるように組み合わせる。ステータコア４１を準備する（図７Ｄ）。各コイル成形体６１〜６３ｂの整列体６４をステータコア４１に装着する（図７Ｅ）。ヒュージングなどの接合手法により、バスバー５２の両端部及びバスバー５４の引き出し部５４ａ，５４ａをそれぞれ、Ｖ相のコイル成形体６２ａ，６２ｂの４つの引き出し部に接合する。同様に、バスバー５３の両端部及びバスバー５４の引き出し部５４ａ，５４ａをそれぞれＷ相のコイル成形体６３ａ，６３ｂの４つの引き出し部に接合し、ステータ４の組立を完了する（図７Ｆ）。
【００４６】
なお、バスバー５２〜５４とＶ相、Ｗ相のコイル成形体６２ａ〜６３ｂとの接合は、図７Ｄに示す工程に続けて行ってもよい。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、コイル成形体６１において、コイルＵ１１〜Ｕ４１とバスバー５１，５４とが一体成形されている。このため、コイルの巻線工程、及び、コイルとバスバーとの接続工程を省略できる。このコイル成形体をモータ１に使用することで、モータ１の製造コストを低減できる。
【００４８】
また、Ｕ相とＵバー相にそれぞれ対応するコイルＵ１１とコイルＵ２２とを直接に一体化している。このため、これらの相間を接続するための渡り線を無くすことができる。また、渡し線とコイルとの接続工程を省略できる。コイルＵ３２とコイルＵ４１、コイルＶ２１〜Ｖ４２、コイルＷ１１〜Ｗ４１についても同様に、渡し線を省略し、かつその接続工程を省略できる。
【００４９】
さらに、コイル成形体６１〜６３ｂにおいて、これらの表面に対する絶縁処理を一括で行うことができ、このプロセスを簡略化できる。
【００５０】
また、コイルとバスバー及び複数のコイルの少なくとも一方が、一体成形されている。このため、ティース４２が装着されたコイル成形体６１〜６３ｂのハンドリングが容易であり、ステータ４の組立コストを低減できる。
【００５１】
さらに、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１は断面矩形状の銅製の線材からなるため、スロット４３内に隙間無くコイルを配置できる。よって、コイルの占積率を向上することができる。したがって、モータ１の小型化、および、トルク密度の向上が可能となる。
【００５２】
以上のように、本実施形態のコイル成形体６１は、モータ１のステータ４に装着されるコイル成形体６１であって、ステータ４の複数のティース４２の各々に巻回されたコイルＵ１１〜Ｕ４１と、コイルＵ１１〜Ｕ４１に接続されるバスバー５１，５４とが一体成形されたコイル成形体６１である。
【００５３】
これにより、コイルの巻線工程及びコイルとバスバーとの接続工程を省略でき、モータ１の製造コストを抑制できる。
【００５４】
また、本実施形態のコイル成形体６１は、モータ１のステータ４に装着されるコイル成形体６１であって、ステータ４の複数のティース４２の各々に巻回された一組のコイルＵ１１，Ｕ２２が互いに一体成形されたコイル成形体６１である。
【００５５】
これにより、コイルの巻線工程及びコイル間の接続工程を省略でき、モータ１の製造コストを抑制できる。
【００５６】
また、一体成形されたコイルＵ１１，Ｕ２２のターン数はいずれも自然数であることが好ましい。
【００５７】
また、一体成形された一組のコイルＵ１１，Ｕ２２のうち、一方のコイルＵ１１がモータの中心から見て時計回り方向に巻回されており、他方のコイルＵ２２がモータの中心から見て反時計回り方向に巻回されていてもよい。
【００５８】
また、一組のコイルＵ１１，Ｕ２２と少なくとも一つのバスバー５１，５４とが一体成形されることが好ましい。
【００５９】
また、一体成形された一組のコイルＵ１１，Ｕ２２は、互いに隣り合って配置されていてもよい。
【００６０】
また、本実施形態のモータ１は、カバーケースの内部に、シャフト２と、シャフト２の外周に接して設けられたロータ３と、ロータ３の外側に、ロータ３と一定の間隔を持って離間して配置されているステータ４とを有する。ステータ４は、実質的に円環形状のステータコア４１と、ステータコア４１の内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース４２と、ティース４２間にそれぞれ設けられたスロット４３と、ティース４２に装着された状態で、スロット４３内に配置されているコイル成形体６１と、を有する。
【００６１】
これにより、コイルの巻線工程、及び、コイルとバスバーあるいはコイル間の接続工程が省略されたコイル成形体６１をモータ１に使用するため、モータ１の製造コストを抑制できる。
【００６２】
また、本実施形態のコイル成形体６１の製造方法は、少なくとも一つのコイルＵ１１〜Ｕ４１と少なくとも一つのバスバー５１，５４とが一体化された形状に対応するキャビティ７１を内部に有する鋳型７０を準備するステップと、キャビティ７１内に銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ、及び真鍮から選択される一種の金属材料を溶融した状態で流し込むステップと、鋳型７０を冷却して、キャビティ７１内の金属材料を固化させるステップと、固化した金属材料を鋳型７０から取り出して、コイル成形体６１を得るステップと、コイル成形体６１の表面全体に絶縁処理を施すステップと、を備える。
【００６３】
これにより、コイルの巻線工程及びコイルとバスバーとの接続工程を省略でき、モータ１の製造コストを抑制できる。
【００６４】
また、本実施形態のコイル成形体６１の製造方法は、少なくとも隣り合う一組のコイルＵ１１，Ｕ２２が一体化された形状に対応するキャビティ７１を内部に有する鋳型７０を準備するステップと、キャビティ７１内に銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ、及び真鍮から選択される一種の金属材料を溶融した状態で流し込むステップと、鋳型７０を冷却して、キャビティ７１内の金属材料を固化させるステップと、固化した金属材料を鋳型７０から取り出して、コイル成形体６１を得るステップと、コイル成形体６１の表面全体に絶縁処理を施すステップと、を備える。
【００６５】
これにより、コイルの巻線工程及びコイル間の接続工程を省略でき、モータ１の製造コストを抑制できる。
【００６６】
また、本実施形態のステータの組立方法は、コイル成形体６１を準備するステップと、ステータ４のティース４２をコイル成形体６１のコイルＵ１１〜Ｕ４１に装着するステップと、ティース４２が装着されたコイル成形体６１をステータコア４１に装着するステップと、コイル成形体６１と、コイル成形体６１と一体化されていないバスバー５３とを接合するステップと、を備える。
【００６７】
これにより、ステータ４の組立コストを低減できる。
【００６８】
（変形例）
図８は、図２のコイル成形体の部分拡大図である。上記の実施形態では、図２〜４に示すように、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１は、いずれも巻回数（以下、ターン数という）が自然数である。例えば、図８に示すように、コイルＵ１１の巻線は３ターン後に、上方からコイルＵ２２側に延びてコイルＵ２２と一体化している。
【００６９】
これに対して、図９は、変形例に係るコイル成形体を示す斜視図である。図９に示すように、コイルＵ１１の巻線が２ターン後に下方から延びて一体化されるような構成とすることもできる。つまり、一つのコイルあたり２．５ターンとなる構成とすることもできる。このような構成とすることで、ティース１個あたりのコイルのターン数は若干減少する。しかし、２つのコイルとしてみた場合のターン数、言い換えるとコイルの線長を短くできる。したがって、材料コストを低減できる。また、コイル上方での巻線密度を下げることができる。このため、コイル上方の空間に余裕ができる。よって、ヒュージング等の接合工程を容易に行うことができる。
【００７０】
実施形態において、隣り合うコイル同士を直接一体化する構造の例を示した。この構造であれば、バスバーとの接点を減らすことができるので、コイル上方の空間を広くとることができる。例えば、引き出し部の個数または配置密度を減らすには有効である。ただし、特にこれに限定されない。バスバーを介した一体構造、すなわち、隣り合う位置にあるコイル同士が直接には一体化されていなくてもよい。
【００７１】
また、時計回りに巻回されたコイルと反時計回りに巻回されたコイルとを一体化する例を示した。しかし、時計回りに巻回されたコイル同士、あるいは、反時計回りに巻回されたコイル同士を一体化してもよい。これらのコイルの配置は、モータ１の極数またはスロット数等により適宜変更されうる。
【００７２】
また、時計回りに巻回されたコイルと反時計回りに巻回されたコイルとが、バスバーを介して離間して配置されていてもよい。
【００７３】
なお、変形例を含む実施形態では、複数のコイルと複数のバスバーとが一体成形されたコイル成形体を示したが、複数のコイルと単独のバスバー、例えば、コイルＵ１１〜Ｕ４１とバスバー５１とが一体成形されていてもよい。また、単独のコイル、例えば、コイルＵ１１とバスバー５１とが一体成形されていてもよい。いずれの場合も、コイルの巻線工程の一部、あるいは、コイルとバスバーとの接続工程の一部を省略でき、モータ１の組立コストを低減できる。
【００７４】
また、実施形態において、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１のターン数を３としたが、特にこれに限定されるものではない。モータ１の性能仕様等によって適宜変更しうる。
【００７５】
以上のように、実施形態のコイル成形体６１において、一体成形されたコイルＵ１１，Ｕ２２のターン数はいずれも自然数の（１以上の整数＋１／２）倍であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本開示に係るコイル成形体は、ステータ内でのコイルの占積率を向上させる。同時に、コイルの巻線工程及びコイルとバスバーとの接続工程を省略できる。したがって、高効率かつ低コストのモータを実現する上で有用である。
【符号の説明】
【００７７】
１    モータ
２    シャフト
３    ロータ
４    ステータ
３１    磁石
４１    ステータコア
４２    ティース
４３    スロット
５１，５２，５３，５４    バスバー
６１，６２，６２ａ，６２ｂ，６３，６３ａ，６３ｂ，６４    コイル成形体
７０    鋳型
７１    キャビティ
８０    絶縁皮膜
Ｕ１１，Ｕ２２，Ｕ３２，Ｕ４１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４２，Ｗ１１，Ｗ２２，Ｗ３２，Ｗ４１    コイル
Ｕ１１ａ，Ｕ２２ａ，Ｕ３２ａ，Ｕ４１ａ，Ｖ１２ａ，Ｖ３１ａ，Ｗ１１ａ，Ｗ３２ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ａ    引き出し部
【図１Ａ】
2018135086.tif 000003
【図１Ｂ】
2018135086.tif 000004
【図１Ｃ】
2018135086.tif 000005
【図２】
2018135086.tif 000006
【図３】
2018135086.tif 000007
【図４】
2018135086.tif 000008
【図５】
2018135086.tif 000009
【図６Ａ】
2018135086.tif 000010
【図６Ｂ】
2018135086.tif 000011
【図６Ｃ】
2018135086.tif 000012
【図７Ａ】
2018135086.tif 000013
【図７Ｂ】
2018135086.tif 000014
【図７Ｃ】
2018135086.tif 000015
【図７Ｄ】
2018135086.tif 000016
【図７Ｅ】
2018135086.tif 000017
【図７Ｆ】
2018135086.tif 000018
【図８】
2018135086.tif 000019
【図９】
2018135086.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月18日(2018.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのステータに装着されるコイル成形体であって、
前記ステータの複数のティースの各々に巻回されたコイルと、前記コイルに接続されるバス一体成形され、
前記バスバーが、前記モータの中心軸から見て実質的に半円環形状である
コイル成形体。
【請求項２】
前記複数のティースの各々に巻回された一組のコイルが互いに一体成形された、
請求項１に記載のコイル成形体。
【請求項３】
一体成形された前記コイルのターン数はいずれも自然数である、
請求項２に記載のコイル成形体。
【請求項４】
一体成形された前記コイルのターン数はいずれも自然数の（１以上の整数＋１／２）倍である、
請求項２に記載のコイル成形体。
【請求項５】
一体成形された前記一組のコイルのうち、一方のコイルが前記モータの中心から見て時計回り方向に巻回されており、他方のコイルが前記モータの前記中心から見て反時計回り方向に巻回されている、
請求項２に記載のコイル成形体。
【請求項６】
前記一組のコイルと少なくとも一つのバス一体成形された、
請求項２に記載のコイル成形体。
【請求項７】
一体成形された前記一組のコイルは、互いに隣り合って配置されている、
請求項２に記載のコイル成形体。
【請求項８】
カバーケースの内部に、
シャフトと、
前記シャフトの外周に接して設けられたロータと、
前記ロータの外側に、前記ロータと一定の間隔を持って離間して配置されているステータと
を有するモータであって、
前記ステータは、
実質的に円環形状のステータコアと、
前記ステータコアの内周に沿って等間隔に設けられた複数のティースと、
前記ティース間にそれぞれ設けられたスロットと、
前記ティースに装着された状態で、前記スロット内に配置されている請求項１に記載のコイル成形体と、
を有するモータ。
【請求項９】
少なくとも一つのコイルと少なくとも一つのバス一体化された形状に対応するキャビティを内部に有する鋳型を準備するステップと、
前記キャビティ内に銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ、及び真鍮から選択される一種の金属材料を溶融した状態で流し込むステップと、
前記鋳型を冷却して、前記キャビティ内の前記金属材料を固化させるステップと、
固化した前記金属材料を前記鋳型から取り出して、コイル成形体を得るステップと、
前記コイル成形体の表面全体に絶縁処理を施すステップと、
を備える、コイル成形体の製造方法。
【請求項１０】
少なくとも隣り合う一組のコイルが一体化された形状に対応するキャビティを内部に有する鋳型を準備するステップと、
前記キャビティ内に銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ、及び真鍮から選択される一種の金属材料を溶融した状態で流し込むステップと、
前記鋳型を冷却して、前記キャビティ内の前記金属材料を固化させるステップと、
固化した前記金属材料を前記鋳型から取り出して、コイル成形体を得るステップと、
前記コイル成形体の表面全体に絶縁処理を施すステップと、
を備えるコイル成形体の製造方法。
【請求項１１】
請求項１に記載のコイル成形体を準備するステップと、
ステータのティースを前記コイル成形体のコイルに装着するステップと、
前記ティースが装着された前記コイル成形体をステータコアに装着するステップと、
前記コイル成形体と、前記コイル成形体と一体化されていないバスバーとを接合するステップと、
を備えるステータの組立方法。
【請求項１２】
前記中心軸と平行な平面の、前記バスバーの断面形状と
前記ティースを挟んで向かい合う前記コイルの、前記中心軸と垂直な断面形状とが異なる
請求項１に記載のコイル成形体。
【請求項１３】
前記少なくとも一つのコイルと前記少なくとも一つのバスバーとが材料接合によって一体化された
請求項９に記載のコイル成形体の製造方法。
【請求項１４】
前記少なくとも一つのコイルと前記少なくとも一つのバスバーとが材料接合によって一体化された
請求項１０に記載のコイル成形体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
法を提供することにある。
［０００９］
上記の目的を達成するために、ここに開示する技術では、複数のコイル、及び、コイルとバスバーとを一体成形してなるコイル成形体の少なくとも一方を、モータのステータコイルとした。
［００１０］
具体的には、本開示のコイル成形体は、モータのステータに装着されるコイル成形体であって、ステータの複数のティースの各々に巻回されたコイルと、コイルに接続されるバスバーとが一体成形され、バスバーが、モータの中心軸から見て実質的に半円環形状であるコイル成形体である。
［００１１］
この構成によれば、コイルとバスバーとが一体成形されてなるため、コイルの巻線工程及びコイルとバスバーとの接続工程を省略でき、モータの製造コストを抑制できる。
［００１２］
本開示の別のコイル成形体は、複数のティースの各々に巻回された一組のコイルが互いに一体成形された、コイル成形体である。
［００１３］
この構成によれば、複数のコイルが一体成形されてなるため、コイルの巻線工程及びコイル間の接続工程を省略でき、モータの製造コストを抑制できる。
［００１４］
本開示のモータは、カバーケースの内部に、シャフトと、シャフトの外周に接して設けられたロータと、ロータの外側に、ロータと一定の間隔を持って離間して配置されているステータとを有する。ステータは、実質的に円環形状のステータコアと、ステータコアの内周に沿って等間隔に設けられた複数のティースと、ティース間にそれぞれ設けられたスロットと、ティースに装着された状態で、スロット内に配置されている上記のコイル成形体と、を有する。
［００１５］
この構成によれば、コイルの巻線工程、及び、コイルとバスバーあるいはコイル間の接続工程が省略されたコイル成形体をモータに使用するため、モータの製造コストを抑制できる。
［００１６］
本開示によれば、コイルの巻線工程、及び、コイルとバスバーあるいはコ
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
［００４６］
なお、バスバー５２〜５４とＶ相、Ｗ相のコイル成形体６２ａ〜６３ｂとの接合は、図７Ｄに示す工程に続けて行ってもよい。
［００４７］
以上説明したように、本実施形態によれば、コイル成形体６１において、コイルＵ１１〜Ｕ４１とバスバー５１，５４とが一体成形されている。このため、コイルの巻線工程、及び、コイルとバスバーとの接続工程を省略できる。このコイル成形体をモータ１に使用することで、モータ１の製造コストを低減できる。
［００４８］
また、Ｕ相とＵバー相にそれぞれ対応するコイルＵ１１とコイルＵ２２とを直接に一体化している。このため、これらの相間を接続するための渡り線を無くすことができる。また、渡し線とコイルとの接続工程を省略できる。コイルＵ３２とコイルＵ４１、コイルＶ２１〜Ｖ４２、コイルＷ１１〜Ｗ４１についても同様に、渡し線を省略し、かつその接続工程を省略できる。
［００４９］
さらに、コイル成形体６１〜６３ｂにおいて、これらの表面に対する絶縁処理を一括で行うことができ、このプロセスを簡略化できる。
［００５０］
また、コイルとバスバー及び複数のコイルの少なくとも一方が、一体成形されている。このため、ティース４２が装着されたコイル成形体６１〜６３ｂのハンドリングが容易であり、ステータ４の組立コストを低減できる。
［００５１］
さらに、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１は断面矩形状の銅製の線材からなるため、スロット４３内に隙間無くコイルを配置できる。よって、コイルの占積率を向上することができる。したがって、モータ１の小型化、および、トルク密度の向上が可能となる。
［００５２］
以上のように、本実施形態のコイル成形体６１は、モータ１のステータ４に装着されるコイル成形体６１であって、ステータ４の複数のティース４２の各々に巻回されたコイルＵ１１〜Ｕ４１と、コイルＵ１１〜Ｕ４１に接続されるバスバー５１，５４とが一体成形され、バスバー５１，５４が、モータ１の中心軸から見て実質的に半円環形状であるコイル成形体６１である。
［００５３］
これにより、コイルの巻線工程及びコイルとバスバーとの接続工程を省略でき、モータ１の製造コストを抑制できる。
［００５４］
また、本実施形態のコイル成形体６１は、
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
複数のティース４２の各々に巻回された一組のコイルＵ１１，Ｕ２２が互いに一体成形されたコイル成形体６１である。
［００５５］
これにより、コイルの巻線工程及びコイル間の接続工程を省略でき、モータ１の製造コストを抑制できる。
［００５６］
また、一体成形されたコイルＵ１１，Ｕ２２のターン数はいずれも自然数であることが好ましい。
［００５７］
また、一体成形された一組のコイルＵ１１，Ｕ２２のうち、一方のコイルＵ１１がモータの中心から見て時計回り方向に巻回されており、他方のコイルＵ２２がモータの中心から見て反時計回り方向に巻回されていてもよい。
［００５８］
また、一組のコイルＵ１１，Ｕ２２と少なくとも一つのバスバー５１，５４とが一体成形されることが好ましい。
［００５９］
また、一体成形された一組のコイルＵ１１，Ｕ２２は、互いに隣り合って配置されていてもよい。
［００６０］
また、本実施形態のモータ１は、カバーケースの内部に、シャフト２と、シャフト２の外周に接して設けられたロータ３と、ロータ３の外側に、ロータ３と一定の間隔を持って離間して配置されているステータ４とを有する。ステータ４は、実質的に円環形状のステータコア４１と、ステータコア４１の内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース４２と、ティース４２間にそれぞれ設けられたスロット４３と、ティース４２に装着された状態で、スロット４３内に配置されているコイル成形体６１と、を有する。
［００６１］
これにより、コイルの巻線工程、及び、コイルとバスバーあるいはコイル間の接続工程が省略されたコイル成形体６１をモータ１に使用するため、モータ１の製造コストを抑制できる。
［００６２］
また、本実施形態のコイル成形体６１の製造方法は、少なくとも一つのコイルＵ１１〜Ｕ４１と少なくとも一つのバスバー５１，５４とが一体化された形状に対応するキャビティ７１を内部に有する鋳型７０を準備するステップと、キャビティ７１内に銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、Ｓ
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ＵＳ、及び真鍮から選択される一種の金属材料を溶融した状態で流し込むステップと、鋳型７０を冷却して、キャビティ７１内の金属材料を固化させるステップと、固化した金属材料を鋳型７０から取り出して、コイル成形体６１を得るステップと、コイル成形体６１の表面全体に絶縁処理を施すステップと、を備える。
［００６３］
これにより、コイルの巻線工程及びコイルとバスバーとの接続工程を省略でき、モータ１の製造コストを抑制できる。
［００６４］
また、本実施形態のコイル成形体６１の製造方法は、少なくとも隣り合う一組のコイルＵ１１，Ｕ２２が一体化された形状に対応するキャビティ７１を内部に有する鋳型７０を準備するステップと、キャビティ７１内に銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ、及び真鍮から選択される一種の金属材料を溶融した状態で流し込むステップと、鋳型７０を冷却して、キャビティ７１内の金属材料を固化させるステップと、固化した金属材料を鋳型７０から取り出して、コイル成形体６１を得るステップと、コイル成形体６１の表面全体に絶縁処理を施すステップと、を備える。
［００６５］
これにより、コイルの巻線工程及びコイル間の接続工程を省略でき、モータ１の製造コストを抑制できる。
［００６６］
また、本実施形態のステータの組立方法は、コイル成形体６１を準備するステップと、ステータ４のティース４２をコイル成形体６１のコイルＵ１１〜Ｕ４１に装着するステップと、ティース４２が装着されたコイル成形体６１をステータコア４１に装着するステップと、コイル成形体６１と、コイル成形体６１と一体化されていないバスバー５３とを接合するステップと、を備える。
［００６７］
これにより、ステータ４の組立コストを低減できる。
また、本実施形態のコイル成形体６１は、中心軸と平行な平面の、バスバー５１，５４の断面形状とティース４２を挟んで向かい合うコイルＵ１１〜Ｕ４１の、中心軸と垂直な断面形状とが異なってもよい。
また、本実施形態のコイル成形体６１の製造方法は、少なくとも一つのコイルＵ１１〜Ｕ４１と少なくとも一つのバスバー５１，５４とが材料接合によって一体化されてもよい。
［００６８］
（変形例）
図８は、図２のコイル成形体の部分拡大図である。上記の実施形態では、図２〜４に示すように、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１は、いずれも巻回数（以下、ターン数という）が自然数である。例え
【国際調査報告】
2018135086.tif 000021
2018135086.tif 000022
2018135086.tif 000023
2018135086.tif 000024
2018135086.tif 000025
2018135086.tif 000026
2018135086.tif 000027
2018135086.tif 000028