CN111699615B - 线圈单元、定子构件、马达及它们的制造方法 - Google Patents

线圈单元、定子构件、马达及它们的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供实现小型化并且简化了制造工序的线圈单元、定子构件、马达及它们的制造方法。线圈单元具备线圈和具有与线圈连接的连接端部的母线，线圈的一端与连接端部通过使端面彼此在接合部对接的冷压接而被接合。

Description

线圈单元、定子构件、马达及它们的制造方法
技术领域
本发明涉及线圈单元、定子构件、马达及它们的制造方法。
背景技术
以往，已知将通过冲压制造的钢板进行层叠而构成的扁立线圈。举例来说，该扁立线圈被用于马达的定子等。
该情况下的定子是通过将成形后的线圈(扁立线圈)依次安装于在环状的定子芯的内周面设置的多个槽(齿)，并将呈环状配置的各个线圈的一端连接于母线而形成。
更详细地，呈环状配置的线圈各自的一端(终端部)向定子芯的轴向上方突出，并通过焊接等将该一端连接于沿定子芯的圆周方向延伸的棒状(弧形)或环状的母线。例如，在三相马达的情况下，线圈以U相、V相、W相的线圈沿着定子芯的周向依次相邻地排列的方式被安装于槽，母线针对各个U相、V相、W相，沿周向每隔2个与线圈的一端分别连接(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-89456公报
发明内容
技术问题
然而，在以往的连接方法中，由于在将线圈排列为环状之后将向上方突出的线圈的端部连接于圆环状的母线，所以连接方法也被限于焊接或螺纹固定等，由于接合部的构成变得复杂所以完成后的定子的小型化受限。此外，还存在用于连接的装置大型化，连接作业也变得烦杂的问题。
本发明鉴于这样的实际情况，试图提供实现小型化并且简化了制造工序的线圈单元、定子构件、马达及它们的制造方法。
技术方案
本发明是一种线圈单元，其特征在于，具备：线圈；以及母线，具有与所述线圈连接的连接端部；所述线圈的一端与所述连接端部通过使端面彼此在接合部对接的冷压接而被接合，所述接合部被设置于所述线圈的螺旋结构的环绕中途。
此外，本发明是一种定子构件，其特征在于，是具备多个上述线圈单元的定子构件，所述多个线圈单元包括第一线圈单元和第二线圈单元，并且以使所述第一线圈单元的一个线圈与所述第二线圈单元的一个线圈的电流或电压的相位不同的方式来组合该第一线圈单元和该第二线圈单元。
此外，本发明是一种马达，其特征在于，具备上述定子构件。
此外，本发明是一种线圈单元的制造方法，其特征在于，具有：准备线圈和具有与该线圈连接的连接端部的大致环状的母线的工序；以使所述线圈的螺旋结构体的中心轴方向(以下，称为“第一中心轴方向”)与所述母线的中心轴方向(以下，称为“第二中心轴方向”)一致的方式配置两者，并使所述线圈的一端与所述连接端部的端面彼此对接，在所述螺旋结构体的环绕中途通过冷压接进行接合的工序；以及以使所述第一中心轴方向与所述第二中心轴方向交叉的方式将所述线圈相对于所述母线折弯的工序。
此外，本发明是一种定子构件的制造方法，其特征在于，具有：通过上述方法形成第一线圈单元和第二线圈单元的工序；以及以使所述第一线圈单元的一个线圈与所述第二线圈单元的一个线圈的电流或电压的相位不同的方式来组合该第一线圈单元和该第二线圈单元的工序。
此外，本发明是一种马达的制造方法，其特征在于，具有：使用通过上述方法制造的定子构件组装定子，以使转子能够相对于该定子旋转的方式进行组装的工序。
技术效果
根据本发明，能够提供实现小型化并且简化了制造工序的线圈单元、定子构件、马达及它们的制造方法。
附图说明
图1是示出本实施方式的线圈单元的图，图1的(A)是外观立体图，图1的(B)是主视图，图1的(C)是俯视图。
图2是示出本实施方式的母线的图，图2的(A)是俯视图，图2的(B)是主视图，图2的(C)是侧视图。
图3是示出本实施方式的线圈的图，图3的(A)是外观立体图，图3的(B)是主视图，图3的(C)是后视图，图3的(D)是侧视图，图3的(E)是俯视图，图3的(F)是主视图，图3的(G)、图3的(F)是截面图。
图4是示出本实施方式的定子构件的图，图4的(A)是外观立体图，图4的(B)是主视图，图4的(C)是俯视图。
图5是示出本实施方式的线圈单元的图，图5的(A)是外观立体图，图5的(B)是主视图，图5的(C)是俯视图。
图6是示出本实施方式的线圈单元的图，图6的(A)是外观立体图，图6的(B)是主视图，图6的(C)是俯视图。
图7是示出本实施方式的线圈单元的图，图7的(A)是外观立体图，图7的(B)是主视图，图7的(C)是俯视图。
图8是示出本实施方式的(A)定子的俯视图，图8的(B)是图8的(A)的局部放大图，图8的(C)是马达的分解侧视图。
图9是示出本实施方式的线圈的制造方法的图。
图10是示出本实施方式的线圈单元的制造方法的图。
图11是示出本实施方式的线圈单元的制造方法的图。
图12是示出本实施方式的线圈单元的制造方法的图。
图13是示出本实施方式的线圈单元的制造方法的图。
图14是示出本实施方式的定子的制造方法的图。
符号说明
10、10U、10V、10W：线圈单元
11、11U、11V、11W：线圈
11A、11AU、11AV、11AW：母线连接端部
11B：另一端部
11S：端面
13、13U、13V、13W：母线
13AU：布线部
13A、13AU、13AV、13AW：布线部
13B、13BU、13BV、13BW：线圈连接端部
13C、13CU、13CV、13CW：外部端子
13S：端面
15：中性点连接端子
20：定子构件
30：三相马达
31：轴
32：壳体
33：转子
34：轴承
35：定子
100：接合装置(冷压接装置)
101：保持部
101D：下保持体
101U：上保持体
102：保持部
102D：下保持体
102U：上保持体
111：扁平导体
111S：端面
351：定子芯
352：筒部件
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
<线圈单元>
图1是本实施方式的线圈单元10的外观图，该图的(A)是立体图，该图的(B)是主视图，该图的(C)是俯视图。如图1所示，本实施方式的线圈单元10包括线圈11和与其连接的母线13。更具体地说，母线13具有例如大致环状(例如圆环状或多边形状)的布线部13A和从布线部13A导出并与线圈11连接的连接端部13B(以下，将其称为“线圈连接端部13B”)。在本实施方式中，如该图所示，将线圈11与母线13的接合体称为线圈单元10。
图2是示出接合前的母线13的图，该图的(A)是冲压加工后的平面图(俯视图)，该图的(B)是从图1所示的线圈单元10仅抽出母线13而得到的主视图，该图的(C)是从连接端部13B的前端侧观察到的(该图的(B)的箭头方向的)侧视图。
母线13通过金属构件(例如，铜板)等的冲压加工而一体地构成有例如圆环状的布线部13A和线圈连接端部13B。连接端部13B被冲压加工成从布线部13A朝向其外周方向(从圆环状的布线部13A的中心轴方向朝向外侧的方向)导出。
线圈连接端部13B在俯视(图2的(A)、(B))下呈矩形状，如图2的(C)所示，其前端侧的端面13S(垂直于长边方向的截面)也呈矩形状。更具体地说，线圈连接端部13B是具有相对的两个宽幅面WS和相对的两个窄幅面TS，且在预定方向上长的带状构件，与带长度方向BL正交的截面(该图的(A)的A-A线截面)，即端面13S为矩形状(该图的(C))或圆角矩形状(该图的(D))。在以下的说明中，均作为一例而对与带长度方向BL正交的截面(端面13S)是矩形状的情况(该图的(C))进行说明。
此外，在布线部13A设置有用于与例如外部的电池等连接的外部端子13C。外部端子13C也与线圈连接端部13B同样地，通过冲压加工而与布线部13A一体地形成，并作为线圈单元10被折弯加工为所期望的形状(该图的(B))。
图3是示出线圈11的图，该图的(A)是外观立体图，该图的(B)是从其螺旋结构的轴中心方向观察线圈11而得到的主视图，该图的(C)是后视图，该图的(D)是例如该图的(B)的左视图，该图的(E)是该图的(B)的俯视图，该图的(F)是抽出线圈11的一个端部11A而示出的主视图，该图的(G)是该图的(F)的B-B线截面图。
线圈11是卷绕扁平导体而成的所谓的扁立线圈，其两端部11A和11B呈扁平导体的形状。具体地说，线圈11是通过将带状的多个扁平导体压接而形成螺旋结构体的线圈，详细情况将在后面叙述，但其是通过对螺旋结构体的一周区域(该图的(B)所示的矩形状的环绕一周的区域)CR的长度以下的多个扁平导体，在各自的直线部分将端面彼此沿着带长度方向BL进行按压(冷压接)，从而形成大致矩形状的一周区域CR，并以使该一周区域CR成为所期望的匝数的方式连续而形成螺旋结构体的线圈。也就是说，线圈11的两端部11A、11B都是构成螺旋结构体的多个扁平导体的一部分。
在本实施方式中，线圈11的两端中的一个端部11A是与母线13连接的端部(以下，将其称为“母线连接端部11A”)，并且，如该图的(A)、该图的(B)所示，位于线圈11的螺旋结构的一周区域CR的环绕中途(矩形状的一周区域CR的长边的中途)。另外，另一个端部(另一端部)11B例如被构成为位于(导出到)螺旋结构的外侧，具体地位于(导出到)一周区域CR的长边的延长线上。
并且，如该图的(F)、(G)所示，线圈11的母线连接端部11A也是具有相对的两个宽幅面WS和相对的两个窄幅面TS，且在预定方向上长的带状构件，与带长度方向BL正交的截面(该图的(F)的B-B线截面)，即端面11S为矩形状(该图的(G))或圆角矩形状(该图的(H))。在以下的说明中，均作为一例而对与带长度方向BL正交的截面(端面11S)是矩形状的情况(该图的(G))进行说明。
这里，图1和图2所示的母线13的线圈连接端部13B例如被构成为与线圈11的母线连接端部11A的扁平导体的形状匹配的形状(尺寸)。具体地，以使母线连接端部11A的端面11S(与螺旋结构体的螺旋行进方向垂直的面)的形状与母线13的线圈连接端部13B的端面13S的形状大致一致的方式，将端面11S和端面13S的形状构成为矩形状且同等的尺寸(大致一致的矩形状)。
并且，如图1所示，线圈连接端部13B和母线连接端部11A通过使它们的端面彼此(端面11S和端面13S)对接的冷压接而被接合，形成线圈单元10。此外，该线圈单元10的母线13与线圈11被用树脂一体地涂覆。
线圈连接端部13B与母线连接端部11A的接合部CP位于线圈11的螺旋结构的环绕中途。更具体地，以使接合部CP位于构成线圈11的螺旋结构体的扁平导体的直线部分(例如，构成螺旋结构体的矩形状的一周区域CR中的长边的扁平导体的直线部分)的方式连接线圈11与母线13。应予说明，为了便于说明，在本实施方式的各图中明示了接合部CP，但由于冷压接是金属的原子键，所以接合部CP被可靠地接合为端面11S与端面13S的位置无法通过目视确认的程度。
在该例子中，示出了在一个母线13连接有一个线圈11的情况，但是线圈11的连接数量是任意的。在此情况下，与线圈11的数量对应地设置母线13的线圈连接端部13B。例如，通过在母线13的布线部13A的周向上连接多个相同结构的线圈11，从而构成某一相(单相)的线圈单元10。
根据这样的构成，母线13与线圈11的接合部CP成为仅使母线连接端部11A的端面11S与线圈连接端部13B的端面13S彼此对接的构成，能够使接合部CP为所需的最小限度的尺寸。即，与通过焊接或螺纹固定等将两者连接的以往结构相比，能够使线圈单元10小型化。
另外，在本实施方式中，由于能够将接合部CP配置在线圈11的螺旋结构的环绕中途，因此，以往作为母线与线圈的接合部的、母线13的布线部13A与线圈11的上方端部的附近(图1的(A)、(B)所示的虚线圆形标记附近)能够仅由母线13的线圈连接端部13B的折弯结构构成。即，与将接合部配置在该位置(线圈11的上方端部)的以往结构相比，能够使线圈11的上方端部为所需的最小限度的尺寸，由此也能够实现线圈单元10的小型化。
<定子构件>
接着，参照图4～图7，对本实施方式的定子构件20进行说明。这里，作为一例，对构成三相马达的定子构件20的情况进行说明。
图4是示出定子构件20的图，该图的(A)是外观立体图，该图的(B)是主视图，该图的(C)是俯视图。图5是示出U相的线圈单元10的图，该图的(A)是外观立体图，该图的(B)是主视图，该图的(C)是俯视图。图6是示出V相的线圈单元10的图，该图的(A)是外观立体图，该图的(B)是主视图，该图的(C)是俯视图。图7是示出W相的线圈单元10的图，该图的(A)是外观立体图，该图的(B)是主视图，该图的(C)是俯视图。
如图4所示，构成三相马达的定子构件20被组合为使具有相同匝数的三组线圈单元10(上述线圈单元10)彼此等间隔(120°)地配置。三组线圈单元10例如是U相的线圈单元10U、V相的线圈单元10V和W相的线圈单元10W。
参照图5，U相的线圈单元10U具有沿母线13U的布线部13AU的周向分开设置的多个(例如，三个)线圈连接端部13BU。
线圈连接端部13BU在圆环状的布线部13AU的周向上以预定的距离被分开设置。具体地，在圆环状的布线部13AU上以彼此成为120°的位置的方式等间隔地设置。各个线圈连接端部13BU除了其数量不同以外，与图2及图3所示的构成相同。并且，在多个线圈连接端部13BU分别连接有相同构成(匝数)的多个线圈11U(的母线连接端部11AU)。
此外，在各个线圈11U的另一端部11BU，通过焊接等设置有中性点连接端子15。各个中性点连接端子15被设置为位于(导出到)各个线圈11U的螺旋结构的外侧而与中性点连接。外部端子13CU被弯曲成所期望的形状。
图6所示的V相的线圈单元10V和图7所示的W相的线圈单元10W也具有与U相的线圈单元10U相同的结构，但各个线圈连接端部13BV、13BW的位置以及外部端子13CV、13CW的位置被设置在不同位置(错开的位置)，以使得在三个线圈单元10U、10V、10W中互不干涉(参照图4)。
并且，如图4所示将这三个线圈单元10U、10V、10W组合为电流或电压的相位彼此不同。此时，三个线圈单元10U、10V、10W各自的母线13U、13V、13W以使其中心轴一致的方式层叠。
应予说明，三个线圈单元10U、10V、10W的线圈11和母线13分别在图5～图7所示的状态(组合前的状态)下，被用绝缘树脂一体地涂覆。即，例如，将线圈单元10U浸入到液态绝缘树脂中而利用绝缘树脂一体地进行涂覆。并且由此，针对线圈单元10U的线圈11，每个螺旋结构的一周区域CR都被绝缘树脂覆盖(将第N周与第N+1周绝缘)。应予说明，也可以通过向线圈单元10U喷涂液态的绝缘树脂而利用绝缘树脂一体地进行涂覆。然后，将涂覆了绝缘树脂后的线圈单元10U、10V、10W如图4所示地进行组合而构成定子构件20。
<定子和马达>
图8是示出使用了本实施方式的定子构件20的定子35(该图的(A)、(B))以及使用了该定子35的三相马达30(该图的(C))的概略的图。图8的(A)是从定子35的轴向观察到的俯视概略图，图8的(B)是抽出该图的(A)的一部分而示出的俯视概略图，在两图中省略了母线13。该图的(C)是三相马达30的分解侧视图。
如图8的(A)和图8的(B)所示，定子35包括例如圆筒状的定子芯351、多个筒部件352和上述定子构件20。本实施方式的定子构件20以后安装的方式被安装于定子芯351。详细情况将在后面进行叙述，但在构成图4所示的定子构件20的呈环状配置的多个线圈11中的每一个线圈安装筒部件352，并将其安装在定子芯351而构成定子35。应予说明，虽然在图8的(A)和图8的(B)中仅示出了三个线圈11，但安装有筒部件352的线圈11配置于定子芯351的整周。
另外，如该图的(C)所示，以转子33能够相对于上述定子35旋转的方式进行组装，从而得到三相马达30。具体地，三相马达30例如具有轴31、壳体32、转子33、定子35等。轴31是柱状构件，并一边被例如设置在壳体32的轴承34支撑一边以其中心轴为中心旋转。在轴31的一端经由齿轮等动力传递机构而连接有成为驱动对象的装置(未图示)。
转子33在其周向上配置有磁铁(未图示)，并与轴31一起旋转。定子35例如配置在转子33的径向外侧，产生用于使转子33旋转的力。定子35的外部端子13CU、13CV、13CW(参照图4)连接到例如经由导线等向马达供电的驱动电路或电源(均未图示)。
如果从电源或驱动电路经由母线13向线圈11施加驱动电流，则三相马达30在定子35的筒部件352产生磁通量。然后，通过筒部件352与磁铁(未图示)之间的磁通量的作用，产生周向的扭矩。其结果是，转子33以中心轴为中心相对于定子35旋转。
应予说明，在本实施方式中以三相马达30及构成其的定子构件20为例进行了说明，但可以通过以在一个母线13的布线部13A的周向上相邻的方式连接多个相同结构的线圈11来作为单相马达的定子构件20。例如，在图5所示的母线13的布线部13A沿周向等间隔地设置9个线圈连接端部13B，并将线圈11的母线连接端部11A分别连接到这些线圈连接端部13B。由此，得到以使9个线圈11如图4所示那样地沿着一个母线13的布线部13A的周向相邻的方式连接的单相的定子构件20(也可以称为线圈单元10)。此外，通过使转子33能够相对于具有该单相的定子构件20的定子35旋转地进行组装，从而能够得到单相马达。
<线圈单元的制造方法>
以下，参照图9～图14，作为一例而对U相的线圈单元10U的制造方法进行说明。首先，图9是示出本实施方式的线圈11的制造方法的一例的概要图，该图的(A)是示出构成线圈11的一周区域CR的扁平导体111的平面图，该图的(B)是说明扁平导体111的接合过程的展开图。此外，图10～图14是说明母线13和线圈单元10U的制造方法的图。
首先，参照图9，本实施方式的线圈11是将带状的扁平导体111连续地压接并形成螺旋结构体的线圈，具体地，是通过本申请的申请人所持有的专利所涉及的日本专利第5592554号公报所示的方法而制造的线圈11。若简单说明，首先，如该图的(A)所示，例如准备螺旋结构体的一周区域CR的长度以下的多个扁平导体111。该扁平导体111分别是将铜板等呈例如U字(日文的コ字)状地冲压而成，并通过使各个端面(与带长度方向垂直的(短边方向的)端面)111S彼此对接，而能够形成假想状态的螺旋结构体(假想螺旋结构体)。该假想螺旋结构体被设定为：由以两个扁平导体111的端面111S彼此的对接部位为基准朝向螺旋行进方向的一个方向的半周部分(该图的(A)的上侧的扁平导体111的单点划线所示的半周部分)和朝向其他方向的半周部分(该图的(A)的下侧的扁平导体111的单点划线所示的半周部分)构成的一周区域CR’的长度比成为线圈11的螺旋结构体的一周区域CR的长度(该图的(A)的右图)长出压接的按压量。
然后，如该图的(A)所示，在多个扁平导体111各自的直线部分，沿着带长度方向对端面111S彼此进行按压，一边使带长度方向的距离缩短一边压接到一起而形成连接扁平导体，并使连接扁平导体的一周区域CR的长度与螺旋结构体的一周区域CR的长度一致地形成。由此，在从螺旋结构体的中心轴方向观察的情况下，能够得到螺旋的一周区域CR成为具有短边和长边的矩形状的线圈11。
应予说明，在该图中示例了多个扁平导体111为相同形状的情况，但也可以是以对接的端面111S的形状一致为前提，多个扁平导体111的宽幅面WS与窄幅面TS的形状不同的多个扁平导体。即，可以是在某一个扁平导体111中，在带长度方向(螺旋行进方向)上宽幅面WS逐渐变窄(宽)，并且窄幅面TS逐渐变厚(薄)的形状。在图3所示的线圈11中，随着从端部11A朝向端部11B，各个扁平导体111以宽幅面WS逐渐变窄，并且窄幅面TS逐渐变厚(使彼此对接的端面111S的形状一致)的形状构成。此外，进行对接的扁平导体111的形状不限于相同的U字形，也可以是C字形和I字形等。
如图3所示，线圈11的螺旋结构体的起始端(端部11A)和终止端(端部11B)存在于螺旋行进方向的不同位置。即，作为一个端部的母线连接端部11A位于螺旋结构体的一周区域CR的环绕中途，具体地位于矩形状的一周区域CR的长边的中途，另一个端部(另一端部)11B从螺旋结构体向构成线圈单元10的情况下的母线13的方向(在线圈11的短边侧为构成线圈单元10的情况下的上方、定子芯351的轴向上方)导出(突出)。
参照图10的(A)，母线13(13U)首先通过板状的金属构件(例如铜板等)F的冲压加工，切割出圆环状的布线部13A(13AU)、线圈连接端部13B(13BU)和外部端子13C(13CU)为一体化的平板状体。线圈连接端部13B以从布线部13A朝向其外周方向(从圆环状的布线部13A的中心轴方向朝向外侧的方向)导出的方式被冲压为矩形状(带状)。
此外，在该例子中，由于在母线13连接三个线圈11，所以线圈连接端部13B以在布线部13A的周向上等间隔(120°)地分开而呈大致放射状地延伸的方式被形成有三个。如图2所示，线圈连接端部13B在俯视下呈矩形状，其前端侧的端面13S(与长边方向垂直的截面)也呈矩形状。此外，外部端子13C(13CU)形成在与线圈连接端部13B不同的位置。
在冲压后，如该图的(B)所示成为布线部13A、线圈连接端部13B和外部端子13C位于大致同一平面内那样的平板状。然后，通过冷压接将母线13和线圈11接合。
图11是示出冷压接的接合装置(冷压接装置)100的概要的主视图。压接装置100例如具有第一保持部101和第二保持部102，该第一保持部101和第二保持部102能够在水平方向(图示的X轴方向)上相互靠近或分离地移动。另外，第一保持部101具有例如在垂直方向(图示的Y轴方向)上开闭的第一上保持体101U和第一下保持体101D，并通过第一上保持体101U和第一下保持体101D来夹持例如母线13的线圈连接端部13B的宽幅面WS。另外，第二保持部102也具有例如在垂直方向(图示的Y轴方向)上开闭的第二上保持体102U和第二下保持体102D，并通过第二上保持体102U和第二下保持体102D来夹持例如线圈11的母线连接端部11A的宽幅面WS。
即，第一保持部101维持母线13的布线部13A与线圈连接端部13B位于大致同一平面内那样的平板状，而保持一个线圈连接端部13B，第二保持部102以使线圈11的母线连接端部11A的端面11S与母线13的线圈连接端部13B的端面13S相对的方式保持母线连接端部11A(该图的(A))。
压接装置100使第1保持部101与第2保持部102以相互靠近的方式移动(在本例中沿着图示的X轴方向朝向中央移动)，并且使线圈连接端部13B的端面13S与母线连接端部11A的端面11S对接而通过冷压接进行接合(该图的(B))。由此，端面11S、13S彼此的对接位置成为接合部CP，该接合部CP位于线圈11的螺旋结构体的环绕中途，具体地位于矩形状的一周区域CR的长边的中途。这里，为了使线圈11与母线13的接合部CP的位置位于一周区域CR的环绕中途，将母线连接端部11A与线圈连接端部13B的接合前的长度方向上的长度分别设定为比接合后的长度长出余量。然后，将通过冷压接而缩短的距离设定为该余量，从而以使接合部CP的位置位于一周区域CR的环绕中途的方式进行接合(参照图9的(A))。
应予说明，在本实施方式中，接合部CP位于线圈11的一周区域CR的长边的中央附近，但不限于此，也可以位于比图示位置更靠上方的位置，还可以位于比图示位置更靠下方的位置。另外，只要接合部CP不是从线圈11突出(导出)的位置，而位于一周区域CR的环绕中途即可，例如也可以位于一周区域CR的短边上。
在按压后，在第一保持部101中，第一上保持体101U和第一下保持体101D以沿着Y轴方向分离的方式移动，且在第二保持部102中，第二上保持体102U和第二下保持体102D以沿着Y轴方向分离的方式移动，从而分别释放母线13和线圈11的夹持，第一保持部101和第二保持部102以沿着X轴方向分离的方式移动而返回到初始位置。
冷压接装置100能够通过一次按压而将两者进行冷压接，但为了使接合面稳定，优选对一个接合部分重复多次按压。作为一个例子，对一个接合部CP重复进行3次到4次的按压(冷压接)，如果压缩了约1mm以上(优选为1.5mm以上，具体地优选为约2mm左右)，则能够得到稳定的接合面。
在将线圈11与母线13进行了冷压接之后，在接合部CP会产生由按压引起的毛刺。因此，在完成冷压接之后，从保持部取出线圈11和母线13且进行去毛刺，并在其他线圈11的母线连接端部11A与母线13的其他线圈连接端部13B之间进行冷压接。
图12是示出接合后的线圈11和母线13的图，该图的(A)是平面图，该图的(B)是侧视图，该图的(C)是线圈单元10(10U)的外观立体图。
对母线13的三个线圈连接端部13B分别同样地接合线圈11，能够得到图12的(A)所示的线圈11与母线13的接合体。在该状态下，如该图的(A)、(B)所示，以使线圈11的螺旋结构体的中心轴方向(第一中心轴C1方向)与母线13的布线部13A的中心轴方向(第二中心轴C2方向)一致的方式将线圈11与母线13配置在大致平面上。
此后，如该图的(B)的箭头所示，以使各线圈11的第一中心轴C1与母线13的第二中心轴C2方向交叉的方式将线圈11分别相对于母线13折弯。由此，母线13的第二中心轴C2方向与线圈11的一周区域CR的长边方向一致为相同方向，形成母线13的布线部13A位于线圈11的上方(一周区域CR的上侧短边的上方)的线圈单元10U(该图的(C))。
其后，利用绝缘树脂将线圈11与母线13一体地进行涂覆。具体地，将线圈单元10U浸入到例如液态绝缘树脂中而利用绝缘树脂一体地进行涂覆。应予说明，也可以通过向线圈单元10U喷涂液态绝缘树脂而用绝缘树脂一体地进行涂覆。
以往，通过焊接或螺纹固定等将被绝缘树脂涂覆了的线圈连接于母线，并且在母线彼此之间夹入绝缘树脂层等来进行绝缘。或者，除了接合部之外利用绝缘树脂分别对线圈和母线个别地进行涂覆，并在将两者连接后重新用绝缘树脂涂覆接合部等。因此，例如会需要绝缘树脂层的支架等，导致结构变得复杂，或者制造工序变得烦杂。
然而，在本实施方式中，由于能够在将线圈与母线连接之后，一体地利用绝缘树脂对它们进行涂覆，因此与以往相比，能够大幅简化结构及制造工序。此外，能够提高绝缘树脂的膜厚的均匀性。
应予说明，也可以在如图12的(A)、(B)所示那样地将线圈11与母线13接合之后的大致平板的状态(将线圈11折弯之前的状态)下涂覆绝缘树脂。然而，如果在涂覆绝缘树脂之后将线圈11折弯，则在折弯部位绝缘树脂在附近被拉伸而使涂覆厚度变薄，有可能导致耐压变差。因此，在如图12的(C)所示那样地将线圈11相对于母线13折弯的状态下利用绝缘树脂对两者一体地进行涂覆，从而能够提高绝缘树脂的膜厚的均匀性，并避免耐压变差。
在线圈11的另一端部11B分别通过例如焊接等安装有中性点连接端子15。中性点连接端子15被设置为位于(导出到)各个线圈11的螺旋结构的外侧。此外，母线13的外部端子13C被折弯成所期望的形状。
图13是线圈单元10V和10W的平面图。线圈单元10V、10W也以同样的方式制造。即，如图13的(A)所示，线圈单元10V的母线13V被冲压加工出布线部13AV、线圈连接端部13BV以及外部端子13CV，并且将线圈连接端部13BV和线圈11的母线连接端部11AV以与上述相同的方式连接(该图的(B))。
此外，如图13的(C)所示，线圈单元10W的母线13W被冲压加工出布线部13AW、线圈连接端部13BW和外部端子13CW，并且将线圈连接端部13BW和线圈11的母线连接端部11AW以与上述相同的方式连接(该图的(D))。
但是，这三个线圈连接端部13BV、13BW的位置分别与线圈单元10U的三个线圈连接端部13BU的位置错开，并且外部端子13CV、13CW的位置与线圈单元10U的外部端子13CU的位置错开，而设置于在将三个线圈单元10U、10V、10W进行了组合的情况下不干涉的位置。
其后，线圈单元10V和10W也以使各线圈11的第一中心轴C1与母线13的第二中心轴C2方向交叉的方式将线圈11分别相对于母线13折弯。由此，母线13的第二中心轴C2方向与线圈11的一周区域CR的长边方向一致为相同方向，并形成母线13的布线部13A位于线圈11的上方(一周区域CR的上侧短边的上方)的线圈单元10V(参照图6)和线圈单元10W(参照图7)。
<定子构件的制造方法>
定子构件20是将通过上述方法制造的(绝缘树脂也涂覆完成的)线圈单元10U、10V、10W进行组合而形成的。如图4所示，三个线圈单元10U、10V、10W以电流或电压的相位彼此不同的方式，按照彼此等间隔(120°)地相邻配置的方式被组合。此外，三个线圈单元10U、10V、10W各自的母线13U、13V、13W以使其布线部13AU、13AV、13AW的中心轴一致的方式层叠。如上所述，三个线圈单元10U、10V、10W各自的线圈连接端部13BU、13BV、13BW的位置彼此错开，并且外部端子13CU、13CV、13CW也彼此错开位置而设置，即使在进行了组合的情况下，也不会发生线圈11和外部端子13CU、13CV、13CW的干涉。
其后，将三个线圈单元10U、10V、10W的中性点连接端子15连接到中性点，形成定子构件20。
应予说明，也可以在大致平板状体的线圈单元10U(图12的(A))、线圈单元10V(图13的(B))、线圈单元10W(图13的(D))的状态下分别涂覆绝缘树脂，并以使母线13U、13V、13W的布线部13AU、13AV、13AW的中心轴一致的方式进行层叠后，将分别连接于母线13U、13V、13W的线圈11折弯。
<定子和马达的制造方法>
参照图14对定子35的制造方法进行说明。定子35具有例如圆筒状的定子芯351、多个筒部件352和上述定子构件20。本实施方式的定子构件20以后安装的方式被安装于定子芯351。
例如如该图的(A)所示，针对构成定子构件20的多个线圈11中的每一个线圈(针对一个线圈11)按两个一组来准备筒部件352。两个一组的筒部件352(352A、352B)分别在线圈11的螺旋结构的轴中心方向上的一面侧和另一面侧具有凸缘部352C、352D。然后，从一个筒部件352A的未形成凸缘部352C的面侧插入一个线圈11，并将另一个筒部件352B从未形成凸缘部352D的面侧进行重叠而将两者卡合，将筒部件352安装于线圈11。针对构成定子构件20的所有线圈11都同样地安装筒部件352，并如该图的(B)和(C)所示，将带筒部件352的线圈11安装于定子芯351而构成定子35。
另外，如图8的(C)所示，以转子33能够相对于上述定子35旋转的方式进行组装而制造三相马达30。
应予说明，本发明并不限于上述实施方式，显然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，作为构成线圈11和母线13的金属构件的一例，而以铜(铜板)为例进行了说明，但是构成线圈11和/或母线13的金属构件只要是非铁金属系材料等能够冷压接的金属构件即可，不限于铜。具体地，金属构件可以是例如铝、铝合金、铜镍合金、黄铜、锌、银、银合金、镍、金、其他合金等的金属构件，也可以是包括镀锡、镀银、镀镍的构件。此外，线圈11和母线13可以是相同的金属构件，也可以是不同的金属构件。
工业上的可利用性
本发明能够适用于定子和马达。

Claims (19)

1.一种线圈单元，其特征在于，具备：
线圈；以及
母线，具有与所述线圈连接的连接端部；
所述线圈的一端与所述连接端部通过使端面彼此在接合部对接的冷压接而被接合，
在所述线圈与所述连接端部接合的状态下，
所述接合部被设置于所述线圈的螺旋结构的环绕中途，
所述母线构成为能够相对于所述线圈折弯，
在将所述母线折弯之前，所述线圈的至少一个一周区域与所述母线配置在大致平行的平面上。
2.根据权利要求1所述的线圈单元，其特征在于，
所述线圈是将带状的扁平导体压接形成螺旋结构体而成的，所述接合部设置于所述扁平导体的直线部分。
3.根据权利要求2所述的线圈单元，其特征在于，
所述线圈通过对多个所述扁平导体，在各自的直线部分将端面彼此沿着带长度方向进行按压，从而形成大致矩形状的一周区域。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的线圈单元，其特征在于，
所述母线具有大致环状的布线部，并沿着该布线部的周向隔开预定距离地连接有多个所述线圈。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的线圈单元，其特征在于，
连接后的所述线圈与所述母线一体地被用树脂涂覆。
6.根据权利要求1所述的线圈单元，其特征在于，
所述母线具有连续的大致圆环状的布线部。
7.根据权利要求1所述的线圈单元，其特征在于，
所述母线具有连结多个所述连接端部的布线部。
8.一种定子构件，其特征在于，是具备多个权利要求1～5中任一项所述的线圈单元的定子构件，
所述多个线圈单元包括第一线圈单元和第二线圈单元，
以使所述第一线圈单元的一个线圈与所述第二线圈单元的一个线圈的电流或电压的相位不同的方式来组合该第一线圈单元和该第二线圈单元。
9.一种马达，其特征在于，具备权利要求8所述的定子构件。
10.一种线圈单元的制造方法，其特征在于，具有：
准备线圈和具有与该线圈连接的连接端部的大致环状的母线的工序；
以使所述线圈的螺旋结构体的中心轴方向与所述母线的中心轴方向一致的方式配置两者，并使所述线圈的一端与所述连接端部的端面彼此对接，在所述螺旋结构体的环绕中途通过冷压接进行接合的工序；以及
以使所述线圈的螺旋结构体的中心轴方向与所述母线的中心轴方向交叉的方式将所述线圈相对于所述母线折弯的工序。
11.根据权利要求10所述的线圈单元的制造方法，其特征在于，
所述线圈是将带状的扁平导体压接而形成为所述螺旋结构体，并在所述扁平导体的直线部分形成所述线圈与所述母线的接合部。
12.根据权利要求11所述的线圈单元的制造方法，其特征在于，
所述线圈通过如下方式形成：
准备多个所述扁平导体，
所述多个扁平导体通过使端面彼此对接而能够形成假想状态的螺旋结构体，该假想状态的螺旋结构体的一周区域的长度被设定为比所述螺旋结构体的一周区域的长度长出压接的按压量，
在所述多个扁平导体的各自的直线部分，沿着带长度方向对所述端面彼此进行按压，一边使所述带长度方向的距离缩短一边压接到一起而形成连接扁平导体，并使该连接扁平导体的一周区域的长度与所述螺旋结构体的一周区域的长度一致。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的线圈单元的制造方法，其特征在于，具有：在将所述线圈与所述母线接合之后利用树脂将该线圈与该母线一体地进行涂覆的工序。
14.根据权利要求13所述的线圈单元的制造方法，其特征在于，
在将所述线圈相对于所述母线折弯之后利用树脂将该线圈与该母线一体地进行涂覆。
15.一种定子构件的制造方法，其特征在于，具有：
通过权利要求10～14中任一项所述的方法形成第一线圈单元和第二线圈单元的工序；以及
以使所述第一线圈单元的一个线圈与所述第二线圈单元的一个线圈的电流或电压的相位不同的方式来组合该第一线圈单元和该第二线圈单元的工序。
16.一种马达的制造方法，其特征在于，具有：
使用通过权利要求15所述的方法制造的定子构件组装定子，并以使转子能够相对于该定子旋转的方式进行组装的工序。
17.一种线圈单元，其特征在于，具备：
线圈；以及
母线，具有与所述线圈连接的连接端部和布线部，
所述线圈的一端与所述连接端部通过使端面彼此在接合部对接的冷压接而被接合，
母线通过扁平导体一体地构成所述布线部和所述连接端部，
该连接端部以所述布线部的宽幅面相对于所述连接端部的宽幅面成为交叉的方向的方式相对于该布线部折弯。
18.根据权利要求17所述的线圈单元，其特征在于，
所述布线部为大致圆环状，以所述连接端部的延伸方向与该布线部的延伸方向不同并且与该布线部的中心轴的延伸方向一致的方式折弯。
19.根据权利要求18所述的线圈单元，其特征在于，
所述接合部被设置于所述线圈的螺旋结构的环绕中途。
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