(57)【要約】      （修正有）【課題】電気的性能を犠牲にすることなく、簡単、低コストかつ高歩留まりで、強度の高い円筒形状の無鉄心コイル体を提供する。【解決手段】第１導電円筒体９ａａと、第１導電円筒体と同心で配置された、第１導電円筒体と同一の材料からなる第２導電円筒体９ｂｂと、第１導電円筒体と第２導電円筒体との間に配置された電気絶縁体とを備えるコイル体１０を提供する。このコイル体の第１導電円筒体は、円筒体の軸線方向に延びるとともに、周方向に互いに間隔を空けて隣接した複数の第１導電帯を有し、第２導電円筒体は、円筒体の軸線方向に延びるとともに、周方向に互いに間隔を空けて隣接した複数の第２導電帯を有する。複数の第１導電帯と複数の第２導電帯とは電気絶縁体によって電気的に絶縁されている。【選択図】図５
2017070140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電円筒体と、
前記第１導電円筒体と同心で配置された、前記第１導電円筒体と同一の材料からなる第２導電円筒体と、
前記第１導電円筒体と前記第２導電円筒体との間に配置された電気絶縁体と、
を備え、
前記第１導電円筒体は、円筒体の軸線方向に延びるとともに周方向に互いに間隔を空けて隣接した複数の第１導電帯を有し、
前記第２導電円筒体は、円筒体の軸線方向に延びるとともに周方向に互いに間隔を空けて隣接した複数の第２導電帯を有し、
前記複数の第１導電帯と前記複数の第２導電帯とは前記電気絶縁体によって電気的に絶縁されており、
前記複数の第１導電帯の各々の一方の端部と、前記複数の第２導電帯の各々の対応する一方の端部とが、前記同一の材料以外の材料を介在させるか又は前記同一の材料を変質させることによって電気的に接続されており、前記第１導電帯の他方の端部と前記第２の導電帯の対応する他方の端部とが、前記同一の材料以外の材料が介在することも前記同一の材料を変質させることもなく連続していることによって、前記複数の第１導電帯と前記複数の第２導電帯とが連続した電気回路を形成する、
ことを特徴とするコイル体。
【請求項２】
前記複数の第１導電帯の各々の前記一方の端部と、前記複数の第２導電帯の各々の前記対応する一方の端部とは、ハンダ接合、溶接又は圧接により電気的に接続されており、前記第１導電帯の前記他方の端部と前記第２導電帯の前記対応する他方の端部とは、前記第１導電帯に相当する部分と前記第２導電帯に相当する部分とが一繋がりの帯状導電体であった導電帯の中間部分を折曲軸として折り曲げた状態で連続していることを特徴とする、請求項１に記載のコイル体。
【請求項３】
前記複数の第１導電帯の各々は、前記第１導電円筒体の側面に沿って周方向に張り出した第１コイル部を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のコイル体。
【請求項４】
前記複数の第２導電帯の各々は、前記第２導電円筒体の側面に沿って前記第１コイル部の方向とは逆の周方向に張り出した第２コイル部を有することを特徴とする、請求項３に記載のコイル体。
【請求項５】
前記第１コイル部は、前記第１導電円筒体の軸線方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜部と、該傾斜部に連続し、軸線方向と並行な中央部と、該中央部に連続し、前記傾斜部とは反対方向に傾斜した別の傾斜部とを有することを特徴とする、請求項３に記載のコイル体。
【請求項６】
前記第２コイル部は、前記第２導電円筒体の軸線方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜部と、該傾斜部に連続し、軸線方向と並行な中央部と、該中央部に連続し、前記傾斜部とは反対方向に傾斜した別の傾斜部とを有することを特徴とする、請求項４に記載のコイル体。
【請求項７】
前記電気絶縁体は、シート状電気絶縁体であることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のコイル体。
【請求項８】
前記電気絶縁体は、電気絶縁性材料の層によって被覆されている及び／又は電気絶縁性材料が含浸されていることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のコイル体。
【請求項９】
前記電気絶縁性材料はポリイミド樹脂であることを特徴とする、請求項８に記載のコイル体。
【請求項１０】
前記電気絶縁性材料は、ポリイミド前駆体が加熱されて形成されたものであることを特徴とする、請求項９に記載のコイル体。
【請求項１１】
外側の導電円筒体のコイル部は、電気絶縁体によって被覆されていることを特徴とする、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のコイル体。
【請求項１２】
前記電気絶縁体によって被覆された部分は、電気絶縁性材料によって被覆されている及び／又は電気絶縁性材料が含浸されていることを特徴とする、請求項１１に記載のコイル体。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のコイル体が同心円状に複数重ねられたことを特徴とする、積層コイル体。
【請求項１４】
第１端縁部と、該第１端縁部と並行に延びる第２端縁部と、両方の端部が前記第１及び第２端縁部に連続し、前記第１及び第２端縁部の間において前記第１及び第２端縁部が延びる方向を横切る方向に延び、前記第１及び第２端縁部が延びる方向に互いに間隔を空けて隣接された、複数の導電帯と、を有する導電シートを作成する工程と、
前記複数の導電帯の中間部を折曲軸とし、間に電気絶縁体を配置して、前記導電シートを折り曲げる工程と、
折り曲げた前記導電シートを前記第１及び第２端縁部の延びる方向が周方向となるように円筒形状に巻き曲げることによって、前記複数の導電帯の半分に相当する複数の第１導電帯を有する第１導電円筒体と、前記複数の導電帯の残り半分に相当する第２導電帯を有し前記第１導電円筒体と同心で配置された第２導電円筒体とを有する円筒体を形成する工程と、
前記第１端縁部に連続する前記複数の導電帯の端部と、前記第２端縁部に連続し、前記第１端縁部に連続する端部に対応する位置にある前記複数の導電帯の対応する端部とを、電気的に接続する工程と、
前記円筒体から前記第１及び第２端縁部を除去する工程と、
を含むことを特徴とするコイル体製造方法。
【請求項１５】
電気的に接続する工程は、前記複数の導電帯の前記端部と前記対応する端部とを、ハンダ接合、溶接又は圧接により電気的に接続する工程を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のコイル体製造方法。
【請求項１６】
前記複数の第１導電帯の各々は、前記第１導電円筒体の側面に沿って周方向に張り出した第１コイル部を有することを特徴とする、請求項１４又は請求項１５に記載のコイル体製造方法。
【請求項１７】
前記複数の第２導電帯の各々は、前記第２導電円筒体の側面に沿って前記第１コイル部の方向とは逆の周方向に張り出した第２コイル部を有することを特徴とする、請求項１６に記載のコイル体製造方法。
【請求項１８】
前記第１コイル部は、前記第１導電円筒体の軸線方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜部と、該傾斜部に連続し、軸線方向と並行な中央部と、該中央部に連続し、前記傾斜部とは反対方向に傾斜した別の傾斜部とを有することを特徴とする、請求項１６に記載のコイル体製造方法。
【請求項１９】
前記第２コイル部は、前記第２導電円筒体の軸線方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜部と、該傾斜部に連続し、軸線方向と並行な中央部と、該中央部に連続し、前記傾斜部とは反対方向に傾斜した別の傾斜部とを有することを特徴とする、請求項１７に記載のコイル体製造方法。
【請求項２０】
前記電気絶縁体は、シート状電気絶縁体であることを特徴とする、請求項１４から請求項１９までのいずれか１項に記載のコイル体製造方法。
【請求項２１】
前記導電シートを折り曲げる前記工程は、前記電気絶縁体に電気絶縁性樹脂の前駆体溶液を塗布及び／又は含浸させる工程を含むことを特徴とする、請求項１４から請求項２０までのいずれか１項に記載のコイル体製造方法。
【請求項２２】
前記電気絶縁性樹脂はポリイミドであることを特徴とする、請求項２１に記載のコイル体製造方法。
【請求項２３】
外側の導電円筒体のコイル部を電気絶縁体によって被覆する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１４から請求項２２までのいずれか１項に記載のコイル体製造方法。
【請求項２４】
前記電気絶縁体によって被覆された部分に電気絶縁性樹脂を塗布又は含浸させ、硬化させる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項２３に記載のコイル体製造方法。
【請求項２５】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のコイル体、又は、請求項１３に記載の積層コイル体を、固定子又は回転子に用いたことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無鉄心の回転電機に関し、より具体的には、複数の導電帯を有する導電シートを折り曲げ、折り曲げられた導電シートを円筒形状にすることによって形成されたコイル体、該コイル体の製造方法及びこうしたコイル体を用いた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の技術分野において、近年、応答性の高さ、トルク変動の小ささ、効率の高さ、小型化の容易さなどの観点から、無鉄心型の回転電機が注目されている。無鉄心型の回転電機に用いられるコイル体としては、例えば銅線などの導電性部材が巻回された巻線部を樹脂で固めて円筒形状のコイル体としたものや、円筒形状のプリント基板の両面にコイル片を貼り付けてコイル体としたもの（例えば、特許文献１）などがある。銅線などの導電性部材やプリント基板を用いたこうした円筒形状のコイル体は、導体充填密度、モータ効率、モータ出力、コイル体強度などの観点から種々の課題を有する。
【０００３】
こうした課題を解決することを目指して、特許文献２（特許第３７０４０４４号公報）に開示されるコイル体が提案されている。このコイル体は、導電性の板状体（例えば、銅板）をエッチングすることによって導電帯がパターン形成された２枚の薄い金属板をそれぞれ円筒体とし、２つの円筒体を内側円筒体及び外側円筒体として同心に重ねて配置することによって形成される。各々の円筒体は、端部同士が互いに接続されることによって電気回路を構成する相補的なパターンの導電帯を有している。各々の円筒体の間には非導電性繊維撚線の層が形成されており、この層によって、内側円筒体の導電帯と外側円筒体の導電帯とが絶縁されている。コイル体は、導電帯の部分と非導電性繊維撚線とを充填する材料、具体的にはポリイミドによって被包されている。
【０００４】
特許文献２に開示される技術は、高効率かつ高出力のモータを実現可能なコイル体を提供するものであるが、以下のような製造工程上の課題を有する。
特許文献２に開示されるコイル体は、内側円筒体を構成する金属板と外側円筒体を構成する金属板とをそれぞれ別個に作成し、２つの金属板を巻き曲げ加工して円筒体とした後に、それぞれの円筒体に形成されている導電帯同士が、ハンダ付けによって接合される。このコイル体においては、内側円筒体及び外側円筒体の各々に形成されている複数の導電帯は、軸線方向に延びるとともに、円周方向に互いに間隔を空けて設けられており、内側円筒体の導電帯と外側円筒体の導電帯とが、軸線方向に延びる導電帯の両端部に設けられた接合部において互いにハンダ接合されることによって、電気回路を形成する。
【０００５】
このコイル体は、例えば３相８極モータに用いられる場合には、１相１極あたりの巻き数が５ターンのときに、導電帯の一方の端部の接合部において５ターン×８極×３相＝１２０ヶ所のハンダ接合が必要であり、両端部合わせて２４０ヶ所ものハンダ接合が必要である。極数及び１相１極あたりの巻き数がさらに多いモータを製造する場合には、より多くの箇所においてハンダ接合を行うことが必要となる。このコイル体は、例えば円筒体の直径が数ｃｍ程度の大きさであり、この大きさの円筒体の円周上において２４０ヶ所のハンダ接合を行わなければならないため、接合作業がきわめて煩雑であり、ハンダ接合部の多さが製造コスト増大に与える影響はきわめて大きい。また、ハンダ接合部が多くなればなるほど、接合不良の発生数が多くなり、製品の歩留まりが低下するとともに、接合不良に起因するモータ寿命の低下をもたらすおそれもある。
【０００６】
また、特許文献２に開示されるコイル体では、ハンダ接合部において円筒体の材料と異なる材料であるハンダが介在し、このハンダ接合部を通って電流が流れることになる。ハンダ接合部は、円筒体の材料より電気抵抗が高いため、モータ動作時にこの部分が発熱し、モータ特性の低下につながるとともに、モータ発熱に伴ってハンダが軟化し、接合部の強度が低下するおそれがある。さらに、ハンダ接合部の電気抵抗が高いことにより、接合部において導通が不安定となり、これがモータ特性のばらつきの要因となる。さらに、特許文献２に開示されるコイル体では、ハンダ接合を行うのに必要な部分を導電帯に付加的に設けなければならず、この部分は、コイル体の性能に寄与しない余分な導電帯部分である。この部分の存在により、導電帯の抵抗が大きくなり、モータ効率の低下を招く場合がある。また、導電帯に余分な部分が存在することによって、その分の材料コストが高くなるとともに、無駄な資源の使用により環境負荷を高めることになる。
【０００７】
別の技術として、片面に複数の導電体が形成されたシート状基板を、導電体が形成された面を内側にして曲げ軸で折り曲げたコイル体が、特許文献３に開示されている。このコイル体は、折り曲げた状態で、すなわち折曲コイルとして、使用されるものである。特許文献３においては、このコイル体を折り曲げ線の延びる方向に沿って巻き曲げて円筒形状のコイル体とすることについては全く言及されておらず、当然のことながら円筒形状のコイル体を作成する際の課題及び解決手段については記載も示唆もない。したがって、特許文献３に記載の技術では、円筒形状のコイル体を形成することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１０５４９３号公報
【特許文献２】特許第３７０４０４４号公報
【特許文献３】特開平１１−２６５８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、電気的性能を犠牲にすることなく、簡単、低コストかつ高歩留まりで、強度の高い円筒形状の無鉄心コイル体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発明者は、複数の細長い導電帯が間隔を空けて隣接する一枚の金属シートを、導電帯の長さ方向中央部における折曲線で折り曲げ、導電帯の折り曲げ端ではない方の対応する端部を、例えばハンダ接合などによって電気的に接続し、折り曲げられた金属シートを円筒形状に巻き曲げ加工して円筒形状のコイル体を製造することにより、円筒体の折曲部に相当する側の端部においては、事後的な別途の加工を行うことなく電気的な接続が確保されたコイル体が得られることを見出した。
【００１１】
本発明の一態様によれば、本発明は、第１導電円筒体と、第１導電円筒体と同心で配置された、第１導電円筒体と同一の材料からなる第２導電円筒体と、第１導電円筒体と第２導電円筒体との間に配置された電気絶縁体とを備えるコイル体を提供する。このコイル体の第１導電円筒体は、円筒体の軸線方向に延びるとともに周方向に互いに間隔を空けて隣接した複数の第１導電帯を有し、第２導電円筒体は、円筒体の軸線方向に延びるとともに周方向に互いに間隔を空けて隣接した複数の第２導電帯を有する。複数の第１導電帯と複数の第２導電帯とは電気絶縁体によって電気的に絶縁されている。
【００１２】
このコイル体においては、複数の第１導電帯の各々の一方の端部と、複数の第２導電帯の各々の対応する一方の端部とが、同一の材料以外の材料を介在させるか又は同一の材料を変質させることによって電気的に接続されており、第１導電帯の他方の端部と第２の導電帯の対応する他方の端部とが、同一の材料以外の材料が介在することも同一の材料を変質させることもなく連続していることによって、複数の第１導電帯と複数の第２導電帯とが連続した電気回路を形成する。ここで「同一の材料以外の材料を介在させるか又は同一の材料を変質させることによって」とは、例えばハンダ接合、溶接、圧接などのように、物理的に分離している一方の端部同士を事後的に何らかの方法で電気的に接続する技術を含む概念である。また、「同一の材料以外の材料が介在することも同一の材料を変質させることもなく連続していることによって」とは、後述の折曲部において実現されているように一繋がりの帯状導電体が折り曲げられることによって第１導電帯及び第２導電帯の他方の端部同士が電気的に連通することを含む概念である。
【００１３】
一実施形態においては、このコイル体は、複数の第１導電帯の各々の一方の端部と、複数の第２導電帯の各々の対応する一方の端部とは、ハンダ接合、溶接又は圧接により電気的に接続されており、第１導電帯の他方の端部と第２導電帯の対応する他方の端部とは、第１導電帯に相当する部分と第２導電帯に相当する部分とが一繋がりの帯状導電体であった導電帯の中間部分を折曲軸として折り曲げた状態で連続している。
【００１４】
複数の第１導電帯の各々は、第１導電円筒体の側面に沿って周方向に張り出した第１コイル部を有することが好ましい。この実施形態においては、第１コイル部は、第１導電円筒体の軸線方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜部と、該傾斜部に連続し、軸線方向と並行な中央部と、該中央部に連続し、前記傾斜部とは反対方向に傾斜した別の傾斜部とを有する。複数の第２導電帯の各々は、第２導電円筒体の側面に沿って第１コイル部の方向とは逆の周方向に張り出した第２コイル部を有することが好ましい。この実施形態においては、第２コイル部は、第２導電円筒体の軸線方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜部と、該傾斜部に連続し、軸線方向と並行な中央部と、該中央部に連続し、前記傾斜部とは反対方向に傾斜した別の傾斜部とを有する。
【００１５】
電気絶縁体は、シート状電気絶縁体であることが好ましい。電気絶縁体は、電気絶縁性材料の層によって被覆されているか及び／又は電気絶縁性材料が含浸されていることが好ましく、電気絶縁性材料はポリイミド樹脂であることが好ましい。電気絶縁性材料は、ポリイミド前駆体が加熱されて形成されたものであることが好ましい。
【００１６】
外側の導電円筒体のコイル部は、電気絶縁体によって被覆されていることが好ましく、電気絶縁体によって被覆された部分は、電気絶縁性材料によって被覆されている及び／又は電気絶縁性材料が含浸されていることが好ましい。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、本発明は、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のコイル体が同心円状に複数重ねられた積層コイル体を提供する。
【００１８】
本発明のさらに別の態様によれば、本発明は、コイル体を製造する方法を提供する。この方法は、導電シートを作成する工程と、作成された導電シートを、間に電気絶縁体を挟んで折り曲げる工程と、折り曲げた導電シートを巻き曲げることによって円筒体を形成する工程と、円筒体になった導電シートの対応する端部同士を電気的に接続する工程と、円筒体から不要な部分すなわち端縁部を除去する工程とを含む。
【００１９】
円筒体になった導電シートの対応する端部同士を電気的に接続する工程では、複数の導電帯の端部と対応する端部とを、ハンダ接合、溶接又は圧接により電気的に接続することが好ましい。
【００２０】
電気絶縁体は、シート状電気絶縁体であることが好ましく、導電シートを折り曲げる工程は、電気絶縁体に電気絶縁性樹脂の前駆体溶液を塗布及び／又は含浸させる工程を含むことが好ましい。電気絶縁性樹脂はポリイミドであることが好ましい。
【００２１】
この方法は、外側の導電円筒体のコイル部を電気絶縁体によって被覆する工程をさらに含むことが好ましく、電気絶縁体によって被覆された部分に電気絶縁性樹脂を塗布及び／又は含浸させ、硬化させる工程をさらに含むことが好ましい。
【００２２】
本発明のさらに別の態様によれば、本発明は、本発明に係るコイル体又は積層コイル体を、固定子又は回転子に用いた回転電機を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による円筒形状のコイル体は、ハンダ接合などによって電気的に接続される部分を従来のコイル体より大幅に減少させることができるため、コイル体製造工程の簡素化、コストの低下、接合不良発生頻度の低下・歩留まりの向上、モータの高寿命化を達成することができる。
【００２４】
また、従来のコイル体では、円筒形状のコイル体の両端部において、導電帯が異種金属を介して電気的に接続されていた。これに対して本発明のコイル体は、円筒体の一方の端部は導電帯の材料以外の材料を介して電気的に接続されるが、他方の端部は導電帯が折り曲げられて形成されているため、異種金属を用いた接合部が減少する。したがって、本発明によるコイル体は、従来のコイル体と比べて、異種金属による接合に起因する機械的強度の低下を低減させることができる。また、接合がハンダ付けによって行われる場合には、モータ使用時にコイル体が高温になったときに、ハンダによる接合部が軟化し、その部分の強度が低下することがある。しかし、本発明によるコイル体は、ハンダ接合部が従来のコイル体より少ないため、高温時にハンダが軟化する箇所が少なくなり、強度が向上する。
【００２５】
さらに、ハンダ付けなどによる電気的接続部の数が減少することにより、異種金属を介する接合部が少なくなるため、異種金属が介在する場合に問題となることがあるコイル体の抵抗が安定し、モータ特性のバラつきを低減させることが出来ると考えられる。
【００２６】
さらに、本発明によるコイル体においては、導電帯が折り曲げられて形成された端部では、ハンダ付けなどによる電気的接続の場合に必要となる導電帯の部分を設ける必要がない。したがって、導電帯の長さをその分短くすることができるため、その分の金属使用量を減少させることができ、コストの低下及び環境負荷の低減にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるコイル体を形成するための導電シートを示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は、横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるコイル体を形成する工程を示す。
【図３】図１に示される導電シートを折り曲げることによって形成される折曲シートを示し、（ａ）は、一方の端縁部のみが除去された状態の折曲シートの図であり、（ｂ）は、（ａ）に示される折曲シートの縦断面図であり、（ｃ）は、両方の端部が残された状態の折曲シートの図である。
【図４】図３（ａ）に示される折曲シートを巻き曲げることによって形成される円筒体を示す。
【図５】本発明の一実施形態によるコイル体を示す。
【図６】図３に示される折曲シートを２枚積層した積層シートの一部を示す。
【図７】図６に示される積層シートを用いて形成されたコイル体ユニットを示す。
【図８】本発明によるコイル体を用いた無鉄心モータの一例の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、添付図面を参照して、本発明によるコイル体の一実施形態を説明する。
【００２９】
［導電シートの構造］
図１は、本発明の一実施形態によるコイル体１０を形成するための導電シート１を示す。図１（ａ）は、導電シート１の平面図であり、図１（ｂ）は、導電シート１の横断面図である。なお、図１（ａ）の図では、中間部分を省略して長尺の導電シート１を表現している。この導電シート１は、三相回転電機に用いられるコイル体１０を形成するためのものであり、１相あたりの巻き数を５ターンとして設計されている。導電シート１は、好ましくは純銅からなる金属板を、例えばエッチングすることによって形成することができる。金属板は、純銅に限定されるものではなく、コイル体１０が用いられる回転電機の用途や必要な性能に応じて適切な材料を選択することができ、例えば、金、銀、カーボンなどといった材料や、超電導体としての性質を有する材料を用いることもできる。導電シート１は、第１端縁部６ａと、第１端縁部６ａと並行に延びる第２端縁部６ｂとを有する。
【００３０】
第１端縁部６ａと第２端縁部６ｂとの間には、複数の導電帯９が、第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂの延びる方向を横切る方向に延びている。第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂは、複数の導電帯９を保持する支持枠として機能する。複数の導電帯９の各々は、第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂが延びる方向に互いに間隔８を空けて隣接している。複数の導電帯９の各々は、第１導電帯９ａの部分と第２導電帯９ｂの部分とを有し、第１導電帯９ａと第２導電帯９ｂとは、中間部４で連続する一繋がりの帯状導電体として形成されている。複数の第１導電帯９ａの各々は、第１端縁部６ａに直交する方向に延びる第１端部９ａ１と、第１端部９ａ１に連続する第１コイル部９ａ２とを有し、複数の第２導電帯９ｂの各々は、第２端縁部６ｂに直交する方向に延びる第２端部９ｂ１と、第２端部９ｂ１に連続する第２コイル部９ｂ２とを有する。
【００３１】
第１端部９ａ１は、第１接続片部５ａを介して第１端縁部６ａに接続されており、第２端部９ｂ１は、第２接続片部５ｂを介して第２端縁部６ｂに接続されている。図１に示される実施形態においては、製造工程において第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂを容易に除去することができるように、第１端部９ａ１及び第２端部９ｂ１より幅狭に形成された第１接続片部５ａ及び第２の接続片部５ｂが設けられている。しかし、これらの接続片部は必ずしも設けられる必要はなく、たとえば、第１端部９ａ１が直接、第１端縁部６ａに連続し、第２端部９ｂ１が直接、第２端縁部６ｂに連続するように、導電シート１を形成してもよい。
【００３２】
本実施形態においては、複数の導電帯９は、図１に示される形状を有する。すなわち、第１端部９ａ１は、第１端縁部６ａが延びる方向（すなわち、導電シート１を円筒体にしたときに周方向となる方向）と直交する方向に延びており、第１端部９ａ１に連続する第１コイル部９ａ２は、第１端部９ａ１の延びる方向（すなわち、導電シート１を円筒体にしたときに軸線方向となる方向）に対して、第１端縁部６ａが延びる方向に張り出した形状を有する。第１コイル部９ａ２は、第１端部９ａ１が延びる方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜部と、該傾斜部に連続し、軸線方向と並行な中央部と、該中央部に連続し、前記傾斜部とは反対方向に傾斜した別の傾斜部とを有する。第１コイル部９ａ２は、導電シート１を円筒体にしたときに、該円筒体の側面に沿って周方向に張り出した第１コイル部となる。
【００３３】
一方、第２端部９ｂ１は、第２端縁部６ｂが延びる方向（すなわち、導電シート１を円筒体にしたときに周方向となる方向）と直交する方向に延びており、第２端部９ｂ１に連続する第２コイル部９ｂ２は、第２端部９ｂ１の延びる方向（すなわち、導電シート１を円筒体にしたときに軸線方向となる方向）に対して、第１コイル部９ａ２の向きとは逆方向に張り出した形状を有する。第２コイル部９ｂ２は、第２端部９ｂ１が延びる方向に対して所定の角度で傾斜した傾斜部と、該傾斜部に連続し、軸線方向と並行な中央部と、該中央部に連続し、前記傾斜部とは反対方向に傾斜した別の傾斜部とを有する。第１コイル部９ａ２と第２コイル部９ｂ２とが連続する部分は、端縁部６が延びる方向と直交する方向に延びている。第２コイル部９ｂ２は、導電シート１を円筒体にしたときに、該円筒体の側面に沿って、第１コイル部９ａ２とは逆の周方向に張り出した第２コイル部となる。
【００３４】
この実施形態のコイル体１０は、上述のとおり三相回転電機に用いられるものであり、１相あたりの巻き数が５ターンである。したがって、図１の導電シート１においては、複数の導電帯９は、４つおきに、第１端部９ａ１又は第２端部９ｂ１が他の第１端部９ａ１又は第２端部９ｂ１より長くなるように形成されている。この部分は、連続する電気回路を形成するときに同一の相同士を接続するための接続端子、又はコイル体への電流を流すための入力端子として、用いられる。
【００３５】
コイル体１０は、この導電シート１を中央部の折曲軸４で折り曲げ、第１端部９ａ１の各々と、対応する第２端部９ｂ１の各々とを、例えばハンダ接合、溶接、圧接などの方法を用いて接合することによって、形成される。例えばこれらの端部がハンダ接合によって接合される場合には、複数の第２端部９ｂ１のうちの一部に、ハンダなどの接合剤３ｓを注入するための接合剤注入孔３が、導電シート１の表面から裏面まで貫通するように設けられる。第２端部９ｂ１に設けられた接合剤注入孔３は、導電シート１を折り曲げたときに、第１端部９ａ１の対応位置７に適合するように設けられる。接合剤注入孔３に接合剤３ｓを注入し、加熱して接合剤３ｓを溶融させることによって、第１端部９ａ１と、対応する第２端部９ｂ１とを、電気的に接続することができる。このようにして、複数の第１導電帯９ａと複数の第２導電帯９ｂとからなる連続した導電路が形成される。
【００３６】
複数の導電帯９の形状は図１に示される形状に限定されるものではなく、第１端部９ａ１及び第２端部９ｂ１の長さ、コイル部の傾斜部の角度、第１コイル部９ａ２と第２コイル部９ｂ２とが連続する部分の長さ、複数の導電帯９の各々の幅などは、最終的に得られるコイル体を用いた回転電機の性能や大きさなどの条件に応じて、適宜設計することができる。例えば、コイル部の傾斜部の角度は、第１端部９ａ１及び第２端部９ｂ１の延びる方向に対して３０°〜４５°であることが好ましく、導電帯９の幅は、厚みと同程度〜１．５ｍｍであることが好ましい。また、第１コイル部９ａ２と第２コイル部９ｂ２とが連続する部分の長さは、コイル体のサイズに応じて１ｍｍ〜１５０ｍｍとすることができる。
【００３７】
［コイル体の形成］
以下に、図１に示される導電シート１から図５に示される円筒形状のコイル体１０を形成するまでの工程を説明する。図２は、コイル体１０を形成する工程を示す。
コイル体１０を形成する工程においては、図２に示されるように、金属板から作製された導電シート１に電気絶縁体２が配置され、電気絶縁体２を内側に挟んで、折曲部４とは反対側の対応する端部同士９ａ１及び９ｂ１が重なるように導電シート１が折り曲げられる。導電シート１が折り曲げられた折曲シート１２の接合剤注入孔３に接合剤３ｓを配置し、加熱して結合剤３ｓを溶融させ、必要に応じて端縁部６ａ又は端縁部６ｂを除去する。折曲シート１２を巻き曲げ加工し、円筒体１６とする。円筒体１６において端縁部６ａ及び／又は端縁部６ｂを除去する。必要に応じて円筒体１６を電気絶縁体２と同じ電気絶縁体又は異なる電気絶縁体で被覆し、樹脂に含浸させ、コイル体１０を形成する。コイル体１０は、複数の折曲シートを積層して形成することもできる。コイル体１０は、必要な結線を行ってコイル体ユニット１１となる。
【００３８】
＜導電シートの作成＞
導電シート１は、好ましくは純銅からなる１枚の金属板から、種々の加工方法、例えばエッチング、超高圧水切断、レーザ切断、電子ビーム切断、精密打ち抜き加工などを利用することによって作成することができる。例えばエッチングを用いる場合は、絶縁耐圧を考慮した隙間８の幅、隙間８の幅と導電帯９の幅との関係、接合剤注入孔３の大きさ、エッチング能力などといった条件を考慮して、厚みが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの導電シート１が作製される。導電シート１の大きさは、用いられる回転電機の用途に応じて適宜設計することができる。
【００３９】
＜電気絶縁体の配置＞
導電シート１は、後の工程において折曲軸４で折り曲げられることになるが、折り曲げの前に又は折り曲げの際に、第１コイル部９ａ２と第２コイル部９ｂ２との間を電気的に絶縁するための電気絶縁体２が配置される。電気絶縁体２が配置される位置は、図１の点線で示される範囲、すなわち複数の第１導電帯９ａの第１コイル部９ａ２を覆う位置であることが好ましいが、第１コイル部９ａ２及び第２コイル部９ｂ２全体を覆う位置としてもよい。
【００４０】
電気絶縁体２としては、電気絶縁性を有する布、電気絶縁性を有するテープなどといったシート状電気絶縁体２を用いることが好ましい。例えば特許文献２に記載されるコイル体は、２枚の金属板からそれぞれ別個に円筒体を形成した後に、内側に配置される円筒体の外表面に、例えばガラス繊維からなる糸状の絶縁体（特許文献２では「連続的非導電性繊維撚線」という）が巻き付けられ、その外側に別の円筒体が重ねられる。しかし、本発明においては、１枚の導電シート１を折曲軸４で折り曲げ、それを円筒形状に成形するため、円筒形状となったときに内側に位置することになるコイル部、例えば第１コイル部９ａ２と、外側に位置することになる第２コイル部９ｂ２との間に、絶縁体として糸状絶縁体を配置することは難しい。したがって、折り曲げられる導電シート１の間には、シート状電気絶縁体を配置することが好ましい。シート状電気絶縁体２として、ガラス繊維の布を用いることが好ましい。
【００４１】
＜ポリイミド溶液の塗布・加熱＞
シート状電気絶縁体２は、電気絶縁性能をさらに高めるために、電気絶縁性材料の層によって被覆されている及び／又は電気絶縁性材料が含浸されていることが好ましい。電気絶縁性材料としては、電気絶縁性樹脂を用いることが好ましく、ポリイミド樹脂を用いることがより好ましいが、これに限定されるものではない。電気絶縁性材料としてポリイミド樹脂を用いる場合には、ポリパウダーとアミド系溶剤（例えばＮＭＰ溶剤）とを配合して得られるポリイミド前駆体（ポリアミド酸）溶液を含浸させたシート状電気絶縁体２を、導電シート１の所定の位置に配置することができる。別の方法として、導電シート１においてシート状電気絶縁体２を配置する位置にポリイミド前駆体溶液を塗布し、その上にシート状電気絶縁体２を配置し、さらにその上にポリイミド前駆体溶液を塗布するようにしてもよい。この場合のシート状電気絶縁体２には、ポリイミド前駆体溶液が含浸されていてもよい。ポリイミド前駆体溶液は、次に、２００℃以上で約１時間加熱されることによって、溶媒が除去されるとともにイミド化が進行し、電気絶縁性材料であるポリイミド樹脂となる。
【００４２】
導電シート１を折り曲げたときに、複数の導電帯９は、一方の端部のみが第１及び第２端縁部６ａ、６ｂによって支持され、他方の端部（すなわち、折曲軸４で折り曲げられた方の端部）が他の部材で支持されていない、いわゆる方持ち梁状態となるため、第１及び第２端縁部６ａ、６ｂが延びる方向にずれやすい。導電帯９のずれが生じたままコイル体１０が形成されると、隣接する導電帯９が短絡するおそれや、用いられる回転電機の性能が低下するおそれがある。本発明においては、シート状電気絶縁体２にポリイミド前駆体溶液を含浸させるか又はシート状電気絶縁体２の両面にポリイミド前駆体溶液が施され、その状態で導電シート１を折り曲げるようにすることによって、ポリイミド前駆体溶液が、折り曲げた後の複数の導電帯９がずれないように固定する機能を持つ。また、シート状電気絶縁体２に電気絶縁性材料を組み合わせて用いることによって、絶縁性能の向上だけでなく、最終的に得られるコイル体１０の強度を向上させることもできる。
【００４３】
仮に、何らかの方法で、折り曲げられる導電シート１の間に糸状電気絶縁体を配置することが可能であるとしても、シート状電気絶縁体２を用いることによって、糸状電気絶縁体と比べて絶縁体の層の厚みをより均一にすることができるため、絶縁性能をより向上させることができる。さらに、シート状電気絶縁体２は、巻かれた又は配置された糸状電気絶縁体と比べて織り目が均一であるため、電気絶縁性材料の均一な浸透性が得られ、コイル体１０の機械強度及び絶縁性を向上させることができる。
【００４４】
＜導電シートの折り曲げ＞
次に、シート状電気絶縁体２が配置され、必要に応じて含浸又は塗布されたポリイミド前駆体溶液のイミド化が施された導電シート１は、軸４を折曲軸として、第１端部９ａと第２端部９ｂとが重なるように折り曲げられる。図３（ａ）は、このようにして折り曲げられた後の折曲シート１２を示す。なお、この図では、接合剤３ｓが接合剤注入孔３に既に配置されている状態を示すとともに、中間部分を省略して長尺の折曲シート１２を表現している。図３（ｂ）は、図３（ａ）の折曲シートの縦断面図である。折り曲げの方法は、特に限定されるものではなく、折曲軸４が第１及び第２の端縁部６ａ、６ｂと正確に並行になるとともに、折曲シート１２全体が平らになるように折り曲げられる方法であればよい。折曲シート１２は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、複数の第１導電帯９ａの第１コイル部９ａ２と複数の第２導電帯９ｂの第２コイル部９ｂ２とが、それらの間に電気絶縁体２が配置された状態で対向するとともに、第１端部９ａ１と、対応する第２端部９ｂ１とが接触した構造を有する。
【００４５】
第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１とが電気的に接合される際には、第１端部９ａ１の各々と、第１端部９ａ１の各々に対応する位置にある第２端部９ｂ１の各々とが接合される。したがって、導電シート１の折り曲げの際には、図１を参照すると、図１の左側に位置する第１端部９ａ１のうちのＡＡ部と、ＡＡ部に対応する、図１の右側に位置する第２端部９ｂ１のうちのａａ部とが重ねられる。同様に、第１端部９ａ１のうちのＡＢ部と、ＡＢ部に対応する第２端部９ｂ１のうちのａｂ部とが重ねられる。以下同様に、第１端部９ａ１のうちのＡＣ部〜ＥＯ部と、それぞれの端部に対応する第２端部９ｂ１のうちのａｃ部〜ｅｏ部とが重ねられる。
【００４６】
＜接合剤の配置＞
折曲シート１２の第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１とは、導電シート１の材料以外の材料を介在させることによって、又は導電シート１の材料を変質させることによって、電気的に接続することができる。ここで「導電シート１の材料以外の材料を介在させることによって、又は導電シート１の材料を変質させることによって」とは、折曲部４において実現されているように導電帯９が折り曲げられることによって第１コイル部９ａ２と第２コイル部９ｂ２とが電気的に連通することを含まない概念であり、例えばハンダ接合、溶接、圧接などのように、物理的に分離している材料同士を事後的に何らかの方法で電気的に接続する技術を含む概念である。
【００４７】
導電シート１の材料以外の材料を介在させる場合には、接合剤注入孔３に接合剤３ｓを注入し、後の工程で加熱を行うことによって接合剤３ｓを溶融させて、第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１とを電気的に接合することができる。接合剤３ｓとしては、得られるコイル体１０を用いて回転電機を作動させたときに、コイル体１０が最高温度に達したときでも軟化しないように、高融点ハンダペーストを用いることが好ましい。接合剤３ｓは、例えばハンダ注入治具を用いて、顕微鏡下において接合剤注入孔３に注入される。このように、第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１とは、導電シート１の材料以外の材料を介在させて接合することによって、電気的に接続されることになる。
【００４８】
一方、第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１とは、接合剤３ｓを用いることなく、例えば融接又は圧接などといった溶接技術を用いて電気的に接続することもできる。こうした溶接技術が用いられる場合には、第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１とは、導電シート１の材料を変質させることによって電気的に接続されることになるため、導電シート１に接合剤注入孔３を設ける必要はない。
【００４９】
＜端部の接合＞
第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１とは、導電シート１の材料以外の材料を介在させることによって電気的に接続される場合には、少なくとも結合剤３ｓが注入された接合部分を約３５０℃に加熱して結合剤３ｓを溶融させることによって接合される。加熱方法は特に限定されないが、例えば高周波加熱や平板加熱器を用いて行うことができる。加熱は、導電シート１の酸化を防止するために、窒素雰囲気下で行われることが好ましい。また、第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１とが、溶接技術を用いて電気的に接続される場合には、この時点で、第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１との溶接による接合が行われる。
【００５０】
＜一方の端縁部の除去＞
折曲シート１２は、第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂの延びる方向が周方向となるように円筒形状に巻き曲げられることになるが、この際に、円筒体の内側になる部分、すなわち複数の第１導電帯９ａと、外側になる部分、すなわち複数の第２導電帯９ｂとの周長差が問題となる。すなわち、第１端縁部６ａの長さと第２端縁部６ｂの長さとが全く同一の場合には、折曲シート１２を巻き曲げたときに、周長差によって第１端部９ａ１の位置と第２端部９ｂ１の位置との間にずれが生じる場合があり、このようなずれが生じると接合不良などが発生するおそれがある。
【００５１】
この周長差による接合不良の発生を防止するために、導電シート１を折り曲げた後、第１端縁部６ａ又は第２端縁部６ｂのいずれか一方のみを除去してから、円筒形状に巻き曲げることが好ましい。第１端縁部６ａ又は第２端縁部６ｂは、第１接続片部５ａ又は第２接続片部５ｂを第１端部９ａ１又は第２端部９ｂ１側の部分で切断することによって、導電シート１から除去される。除去する端縁部は、作業の容易性の観点から、円筒形状に巻き曲げたときに外側に位置する端縁部であることが好ましい。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第２端縁部６ｂが除去され、第１端縁部６ａのみが残された状態が示されている。この場合には、外側に位置する第２端部９ｂ１がフリーになり、周方向の動きがある程度自由になるため、周長差によるずれを吸収することができる。第２端縁部６ｂのみの切除は、例えば自動切断機を用いて自動的に、又は刃物を用いて手動で、行うことができる。
【００５２】
あるいは、別の方法として、巻き曲げたときの周長差を発生させないように、導電シート１のパターンを予め周長差に対応させて、例えば第２端縁部６ｂを第１端縁部６ａより長くしておいてもよい。さらに別の方法として、第１接続片部５ａ及び第２接続片部５ｂのいずれか一方又は両方について、長さを長くしたり、曲線にしたり、径方向に湾曲させたりすることによって、周長差を吸収するようにしてもよい。さらに別の方法として、第１端縁部６ａ及び／又は第２端縁部６ｂを長さ方向に波状又は蛇腹状に形成しておいてもよい。これらの方法を用いた場合には、第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂをこの時点ではいずれも除去せず、円筒体１６を形成した後に除去することも可能である。図３（ｃ）は、端縁部６ａ及び６ｂを残したままの折曲シート１４を示す。
【００５３】
＜折曲シートの巻き曲げ＞
次に、折曲シート１２又は１４は、第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂが延びる方向を円周方向とする円筒体１６を形成するように巻き曲げられる。巻き曲げは、例えば、回転軸が平行になるように配置された第１及び第２のローラと、第１及び第２のローラの中間位置にそれらのローラに対向するように配置された第３のローラとを有する巻き曲げ用の治具を用いて、行うことができる。第１及び第２のローラと第３のローラとの間に折曲シート１２又は１４を配置し、第３のローラを第１及び第２のローラに向けて移動させることによって折曲シート１２又は１４を押し曲げた状態で、第３のローラを回転させることによって、巻き曲げを行うことができる。
【００５４】
巻き曲げ加工を行ったときに、円周方向終端部において対向する導電帯部分、すなわち、図１の最も下に位置する導電帯９と、図１の最も上に位置する導電帯９とは、第１端部９ａ１のＥＰ部と、ＥＰ部に対応する第２端部９ｂ１のｅｐ部とが重なり合うとともに、第１端縁部６ａの円周方向端部の縁の部分と、第１端縁部６ａの縁の部分に対応する第２端縁部６ｂの円周方向端部の縁の部分とが、正確に重なり合うように配置される。このようにして、図４に記載される円筒体１６が得られる。なお、図４は、折り曲げた後に第２端縁部６ｂが除去された折曲シート１２（図３（ａ））から形成された円筒体１６を示す。折曲シート１４から形成された円筒体においては、図４における第１端縁部６ａの外側に第２端縁部６ｂが位置し、第１接続片部５ａの外側に第２接続片部５ｂが位置することになる。ＥＰ部とｅｐ部とは、例えばハンダ接合により接合される。
【００５５】
＜端縁部６ａ、６ｂの除去、又は端縁部６ａの除去＞
複数の導電帯９を保持する枠として機能していた第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂのいずれか一方又は両方は、円筒体１６の第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１とが接合された後、除去される。図３（ａ）に示される折曲シート１２を用いて円筒体１６が形成された場合、すなわち、端縁部６ｂが既に除去され、円筒体１６の内側に位置する端縁部６ａのみが残されている場合には、ここで端縁部６ａが除去される。また、図３（ｃ）に示される折曲シート１４を用いて円筒体が形成された場合、すなわち円筒体に第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂの両方が残されている場合には、ここで第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂが除去される。なお、この時点で第１端縁部６ａ及び第２端縁部６ｂを除去する工程は、例えば自動切断機を用いて自動的に、又は刃物を用いて手動で、行うことができる。第１端縁部６ａ及び／又は第２端縁部６ｂは、第１接続片部５ａ及び／又は第２接続片部５ｂを第１端部９ａ１及び／又は第２端部９ｂ１側の部分で切断することによって、導電シート１から除去される。
［コイル体の構造］
【００５６】
以上の工程によって、図５に示されるコイル体１０が形成される。コイル体１０は、内側に配置され、円筒形状に形成された複数の第１導電帯９ａと、その外側に第１導電帯９ａと同心で配置され、円筒形状に形成された複数の第２導電帯９ｂとを有し、第１導電帯９ａと第２導電帯９ｂとの間には、電気絶縁体２が配置されている。より詳細には、電気絶縁体２は、第１コイル部９ａ２と第２コイル部９ｂ２との間に配置されている。複数の第１導電帯９ａは、第１導電円筒体９ａａを形成し、複数の第２導電帯９ｂは、第２導電円筒体９ｂｂを形成する。第１導電円筒体９ａａは、一繋がりの細長い複数の導電帯９の半分に相当する複数の第１導電帯９ａを有し、第２導電円筒体９ｂｂは、複数の導電帯９の残り半分に相当する第２導電帯９ｂを有する。すなわち、第１導電円筒体９ａａと、第２導電円筒体９ｂｂとは、同一の材料で構成されていることになる。
【００５７】
第２導電円筒体９ｂｂは、第１導電円筒体９ａａと同心で配置されている。第１導電円筒体９ａａにおいては、複数の第１導電帯９ａが、第１導電円筒体９ａａの軸線方向に延びるとともに周方向に互いに間隔８を空けて隣接し、第２導電円筒体９ｂｂにおいては、複数の第２導電帯９ｂが、第２導電円筒体９ｂｂの軸線方向に延びるとともに周方向に互いに間隔８を空けて隣接している。第１導電円筒体９ａａと、第２導電円筒体９ｂｂとの間には、シート状電気絶縁体２が配置されている。より具体的には、第１導電円筒体９ａａの第１コイル部９ａ１と、第２導電円筒体９ｂｂの第２コイル部９ｂ１との間に、シート状電気絶縁体２が配置されている。
【００５８】
第１導電円筒体９ａａの第１導電帯９ａと、第２導電円筒体９ｂｂの第２導電帯９ｂとは、図１に記載されるように、一繋がりの細長い導電帯９が折曲軸４で折り曲げられることによって形成されたものであり、したがって、コイル体１０においては、第１導電帯９ａの折曲軸４側の端部と、第２の導電帯９ｂの対応する折曲軸４側の端部とは、第１導電帯９ａ及び第２導電帯９ｂの材料以外の材料が介在することも、第１導電帯９ａ及び第２導電帯９ｂの材料を変質させることもなく連続しており、その結果、第１導電帯９ａと第２導電帯９ｂとは電気的に連通している。
【００５９】
一方、第１導電帯９ａの折曲軸４とは反対側の端部、すなわち第１端部９ａ１と、第２導電帯９ｂの折曲軸４とは反対側の端部、すなわち第２端部９ｂ１とは、図１に記載されるように一繋がりの細長い導電帯９の両端部であり、これらは、コイル体１０においては、接合剤３ｓによって、すなわち第１導電帯９ａ及び第２導電帯９ｂの材料以外の材料を介在させることによって、電気的に接合されている。別の実施形態によるコイル体１０においては、第１端部９ａ１と第２端部９ｂ１とは、接合剤３ｓを用いることなく溶接若しくは圧着などによって、すなわち第１導電帯９ａ及び第２導電帯９ｂの材料を変質させることによって、接合してもよい。
【００６０】
＜電気絶縁体による被覆＞
コイル体１０の外側に位置する第２コイル部９ｂ２の部分は、電気絶縁体によって被覆されることが好ましい。この電気絶縁体は、第１コイル部９ａ２と第２コイル部９ｂ２との間に配置された電気絶縁体２と同様にシート状電気絶縁体を用いることが好ましいが、例えばガラス繊維からなる糸状の電気絶縁体を巻き付けて形成したものでもよい。
【００６１】
＜樹脂含浸・硬化＞
コイル体１０は、液状の樹脂を少なくとも第１及び第２のコイル部９ａ２、９ｂ２に、好ましくは全体に塗布及び／又は含浸させ、硬化させることが好ましい。コイル体１０の第２コイル部９ｂ２の外側が電気絶縁体によって被覆される場合には、電気絶縁体に含浸させることがより好ましい。液状の樹脂は、電気絶縁体から、第２コイル部９ｂ２の導電帯の間を通り、シート状電気絶縁体２に達し、さらに内部の第１コイル部９ａ２に達する。樹脂を含浸させ、硬化させることにより、コイル体１０の強度を向上させることができるとともに、絶縁性能をより高めることができる。用いられる液状樹脂は、限定されるものではないが、上述されたポリイミド前駆体溶液であることが好ましい。ポリイミド前駆体溶液は、２００℃以上で約１時間加熱されることによって、溶媒が除去されるとともにイミド化が進行し、電気絶縁性材料であるポリイミド樹脂とすることができる。
【００６２】
＜折曲シートの積層＞
上述の説明においては、１枚の導電シート１からコイル体１０が形成された。しかし、得られるコイル体１０の性能及び強度をより向上させる目的で、１枚の導電シート１から形成された折曲シート１２を複数枚準備し、これらの折曲シート１２を積層して積層シートとし、この積層シートを巻き曲げてコイル体１０を形成することもできる。複数枚の折曲シート１２を積層する際には、すべての折曲シート１２を同じ向きで積層することも、隣接する折曲シート１２の向きを互いに逆向きにして積層することもできる。
【００６３】
図６は、２枚の折曲シート１２を積層した積層シート１８を示す。なお、図６においては、分かりやすくするために、積層シートの一部分のみが示されている。積層シート１８は、上述した巻き曲げ加工が行われることによって、２つのコイル体が同心円状に重ねられた積層コイル体１０となる。
【００６４】
図６の積層シート１８においては、２枚の折曲シート１２が互いに逆向きで積層されている。すなわち、１枚目の折曲シート１２の第２コイル部９ｂ２と、２枚目の折曲シート１２の第２コイル部９ｂ２とが、電気絶縁体２を挟んで隣接して配置されている。２枚の折曲シート１２は、同じ向きで積層されてもよい。すなわち、２枚の折曲シート１２は、１枚目の折曲シート１２の第２コイル部９ｂ２と、２枚目の折曲シート１２の第１コイル部９ａ２とが、電気絶縁体２を挟んで隣接して配置されるように積層されてもよい。
【００６５】
積層シート１８における電流の流れ方は、以下のとおりである。積層シート１８において、Ｕ相の電流は、入力用リード線から図６におけるＵ１部の導電帯の端子Ｕ１ｉ１及びＵ１ｉ２（これらは第２端部９ｂ１に該当する）に入り、それぞれの端子から入った電流は、Ｕ１部の第１及び第２のコイル部９ａ２、９ｂ２を通って端子Ｕ１ｏ１及びＵ１ｏ２（第１端部９ａ１）から出る。Ｕ１部の端子Ｕ１ｏ１及びＵ１ｏ２は、Ｕ２部の端子Ｕ２ｉ１及びＵ２ｉ２（第２端部９ｂ１）と接続されており、端子Ｕ１ｏ１及びＵ１ｏ２から出た電流は、端子Ｕ２ｉ１及びＵ２ｉ２に入る。それぞれの端子から入った電流は、Ｕ２部の第１及び第２のコイル部９ａ２、９ｂ２を通ってＵ２部の端子Ｕ２ｏ１及びＵ２ｏ２（第１端部９ａ１）から出る。Ｕ２部の端子Ｕ２ｏ１及びＵ２ｏ２は、Ｕ３部（図示されない）の端子Ｕ３ｉ１及びＵ３ｉ２（第２端部９ｂ１）と接続されており、Ｕ２部の端子Ｕ２ｏ１及びＵ２ｏ２から出た電流は、Ｕ３部の端子Ｕ３ｉ１及びＵ３ｉ２に入る。Ｕ相の電流は、以下同様に第１及び第２のコイル部９ａ２、９ｂ２と対応する端子とを経て、Ｕ８部（図示されない）の端子Ｕ８ｏ１及びＵ８ｏ２（第１端部９ａ１）から中性点に至る。
【００６６】
入力用リード線からＶ１部の端子Ｖ１ｉ１及びＶ１ｉ２（第２端部９ｂ１）に入るＶ相の電流も、Ｕ相の電流と同様に、Ｖ１部〜Ｖ８部のそれぞれの端子とコイル部とを経て、Ｖ８部の端子Ｖ８ｏ１及びＶ８ｏ２（第１端部９ａ１）から中性点に至る。また、入力用リード線からＷ１部の端子Ｗ１ｉ１及びＷ１ｉ２（第２端部９ｂ１）に入るＷ相の電流も、Ｕ相及びＶ相の電流と同様に、Ｗ１部〜Ｗ８部のそれぞれの端子とコイル部とを経て、Ｗ８部の端子Ｗ８ｏ１及びＷ８ｏ２（第１端部９ａ１）から中性点に至る。
【００６７】
＜コイル体ユニットの形成＞
単一の折曲シートから形成されたコイル体、又は積層シートから形成されたコイル体から、コイル体の第１端部９ａ１、第２端部９ｂ１側に配線基板２０を取付け、複数の第１端部９ａ１及び第２端部９ｂ１間において必要な結線を行うことによって、コイル体ユニットを作成することができる。図７は、一例として、積層シート１８を巻き曲げ加工することによって形成されたコイル体１０から作成されたコイル体ユニット１１の斜視図を示す。
【００６８】
コイル体ユニット１１の配線基板２０には、第１端部９ａ１及び第２端部９ｂ１を挿入するための取付孔と、積層シート１８の第１端部９ａ１及び第２端部９ｂ１間において、積層シートの電流の流れ方の部分における上述の説明と同様に電流が流れるようにするための必要な配線パターンとが、形成されている。この配線基板２０の取付孔に第１端部９ａ１及び第２端部９ｂ１を挿入し、配線基板２０に設けられた配線と第１端部９ａ１及び第２端部９ｂ１との間で、例えばハンダ接合を行うことなどによって電気的に接続するとともに、各相の電流を流すためのリード線を取付けることにより、コイル体ユニット１１を作成することができる。コイル体ユニット１１には、その内空間に、コイル体１０を支持するとともに、コイル体ユニット１１を、後述されるモータ１００の支持体１１１に固定するための支持部材２１が設けられている。なお、別の方法においては、積層シート１８の第１端部９ａ１及び第２端部９ｂ１間において電流が流れるようにするために、配線パターンが形成された基板によってではなく、それぞれの必要な端子間を薄い金属板（ジャンクション）を用いて互いに接続するようにしてもよい。
【００６９】
［無鉄心モータ］
本発明によるコイル体１０、又は、本発明によるコイル体１０を同心状に複数重ねて構成されたコイル体は、回転電機の固定子又は回転子に用いることができる。図８は、本発明に係るコイル体１０を固定子に用いた無鉄心モータ１００の一例の断面図を示す。
【００７０】
図８に示される無鉄心モータ１００は、固定子１１０及び回転子１２０を備える。固定子１１０は、本発明に係るコイル体１０に配線基板２０が設けられたコイル体ユニット１１と、コイル体ユニット１１の支持部材２１が固定される支持体１１１とを有する。支持体１１１は、その中心部１１２に２つの軸受機構１１３を有しており、この軸受機構１１３を介して、回転子１２０の軸１２１が、支持体１１１に回転自在に連結されるようになっている。コイル体ユニット１１の配線基板２０及び支持部材２１は、その中央部に穴が設けられており、それらの穴に支持体１１１の円柱部１１４を通し、支持部材２１の一方の面が支持体１１１のコイル体ユニット取付面１１５に取り付けられることによって、コイル体ユニット１１が支持体１１１に固定される。コイル体ユニット１１には、リード線を介して三相電源ＰＵが接続される。
【００７１】
回転子１２０は、固定子１１０の支持体１１１に軸受機構１３を介して回転自在に連結される軸１２１と、支持体１２４を介して軸１２１に固定された内側ヨーク１２５と、内側ヨーク１２５に固定された外側ヨーク１２６とを有する。内側ヨーク１２５と外側ヨーク１２６との間には空間１２２が設けられており、この空間１２２において、内側ヨーク１２５の外周面に、その周方向にわたって複数の磁石１２３が配置されている。複数の磁石１２３は、外側ヨーク１２６の内周面に配置されてもよい。磁石１２３と外側ヨーク１２６の内周面との間の空間１２２には、コイル体１０のコイル部９ａ２、９ｂ２が配置される。
【符号の説明】
【００７２】
１  導電シート
２  電気絶縁体
３  接合剤注入孔
３ｓ  接合剤
４  折曲軸、折曲部
５  接続片部
５ａ  第１接続片部
５ｂ  第２接続片部
６  端縁部
６ａ  第１端縁部
６ｂ  第２端縁部
７  接合剤注入孔の対応位置
８  隣接する導電帯間の間隔
９  導電帯
９ａ  第１導電帯
９ａ１  第１端部
９ａ２  第１コイル部
９ａａ  第１導電円筒体
９ｂ  第２導電帯
９ｂ１  第２端部
９ｂ２  第２コイル部
９ｂｂ  第２導電円筒体
１０  コイル体
１１  コイル体ユニット
１２、１４  折曲シート
１６  円筒体
１８  積層シート
２０  配線基板
２１  支持部材
１００  無鉄心モータ
１１０  固定子
１１１  支持体
１１２  中心部
１１３  軸受機構
１１４  円柱部
１１５  コイル体ユニット取付面
１２０  回転子
１２１  軸
１２２  空間
１２３  磁石
１２４  支持体
１２５  内側ヨーク
１２６  外側ヨーク
ＰＵ  三相電源
【図１】
2017070140.tif 000003
【図２】
2017070140.tif 000004
【図３】
2017070140.tif 000005
【図４】
2017070140.tif 000006
【図５】
2017070140.tif 000007
【図６】
2017070140.tif 000008
【図７】
2017070140.tif 000009
【図８】
2017070140.tif 000010