JP2010284002A - アキシャルギャップ型回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイルピースに予め熱収縮性絶縁部材を被覆させることにより、アキシャルギャップ型の回転電機に使用されるステータの絶縁信頼性を向上させるとともに、ステータの製造容易性を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ１００は、導電体からなる複数のコイルピース３と、コイルピース３の径方向の両端部を除く部位を被覆して絶縁する筒状の熱収縮性絶縁部材４と、コイルピース３を周方向に配列するとともに、コイルピース３の一側端部３ａを係止する係止部２ｂを有する円環状のベース部材２と、コイルピース３の他側第１端部３ｈと他側第２端部３ｉとが接続端子５を介して接続することで、所定コイルループを形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機に使用されるステータに係り、特にアキシャルギャップ型回転電機のステータに関するものである。

従来からアキシャルギャップ型回転電機のステータのステータコイルについては、多数の技術が提案されている。
例えば、特許文献１では、導電性を有しかつ互いに導通すべき先端同士を接合した複数本の導体バーからなる電磁コイルが提案されている。この電磁コイルは、固定子の外周縁部及び内周縁部をなす近傍において、夫々６つ先のスロットの異なる段に嵌合された導体バーの先端同士を溶接することで接合され、コイルエンドを形成している。

また、特許文献２では、固定子巻線を複数の電気導体で構成し、２以上の複数本を１つのセットとして、それら電気導体の周囲およびそれらの電気導体の間に絶縁皮膜が形成することが提案されている。

特開２００６−２８８０７４号公報 特開２００８−４３０２６号公報

しかしながら、特許文献１に係る回転電機は、導体バー同士が互いに接触しないように、夫々絶縁物によって被膜されているが、この導体バー同士の端部を溶接により接続する際に、被溶接部分の絶縁皮膜を剥離する工程が必要となり工数の増大を招くという問題があった。
また、特許文献２に係る回転電機は、２本以上の導体にまとめて絶縁被膜を形成しておく点は異なるが、端部同士の接合に関しては同様の課題が残されおり、従来の技術では、個片化されたコイルピース間の絶縁を確実かつ容易に行うことができなかった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであって、アキシャルギャップ型の回転電機に使用されるステータの絶縁信頼性を向上させるとともに、ステータの製作容易性を向上させることを目的とする。

前記課題を解決するために請求項１に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータは、アキシャルギャップ型回転電機のステータであって、導電体からなる複数のコイルピースと、前記コイルピースの径方向の両端部を除く部位を被覆して絶縁する筒状の熱収縮性絶縁部材と、前記コイルピースを周方向に配列するとともに、前記コイルピースの一側端部を係止する係止部を有する円環状のベース部材と、前記コイルピースの他側端部同士を接続する接続端子と、を備え、前記コイルピースは、前記一側端部と、前記一側端部から二又に分かれるとともに所定角度に曲折された一対の一側曲折部と、前記一側曲折部からそれぞれ所定角度に曲折された一対の長尺状の中間部と、前記中間部からそれぞれ所定角度に曲折された一対の他側曲折部と、前記他側曲折部からそれぞれ所定角度に曲折された一対の前記他側端部と、を有し、前記一対の他側端部は、一方が前記接続端子の上層に係止されるとともに、他方が前記接続端子の下層に係止されることで、前記複数のコイルピースの他側端部の一方と他方とが前記接続端子を介して接続され、所定コイルループを形成する構成とする。

このような構成を備えることにより、アキシャルギャップ型回転電機のステータは、熱収縮性絶縁部材で被覆された所定形状からなる複数のコイルピースが円環状のベース部材に周方向に配列され、かつ、それぞれのコイルピースの端部が接続されることで、コイルループを形成することができる。

また、請求項２に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータは、前記熱収縮性絶縁部材は、前記一側端部と前記一対の他側端部とが露出するように、前記コイルピースを被覆する長さに形成された構成とする。

このような構成を備えることにより、アキシャルギャップ型回転電機のステータは、熱収縮性絶縁部が被覆されていない一側端部がベース部材の係止部に係止され、熱収縮性絶縁部材が被覆されていない一対の他側端部の一方が接続端子の上層に、他方が接続端子の下層に係止されることで、コイルループを形成することができる。

また、請求項３に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータは、前記接続端子を外側から保持する円環状のリング部材をさらに備え、前記ベース部材の係止部は、円周方向に所定間隔で形成された溝からなり、前記ベース部材は、前記コイルピースを下方から支持する円盤状のプレート部をさらに備える構成とする。

このような構成を備えることにより、アキシャルギャップ型回転電機のステータは、リング部材がコイルピースを係止する接続端子を外側から保持し、円周方向に溝が一定間隔で形成されたベース部材の係止部がコイルピースの一側端部を係止し、プレート部が各コイルピースを下方から支持することで、コイルピースを確実に固定することができる。

また、請求項４に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータは、前記コイルピースは、前記一側端部と、前記一対の一側曲折部と、前記一対の長尺状の中間部と、前記一対の他側曲折部と、前記一対の他側端部と、をそれぞれ有する第１コイルピース及び第２コイルピースを備え、前記第２コイルピースの一対の他側端部のいずれか一方の先端には、給電端子と接合される接合部が突出して形成されている構成とする。

このような構成を備えることにより、アキシャルギャップ型回転電機のステータは、接合部が形成された第２コイルピースを用いることで、給電システムのバスバー（給電端子）と好適に接続することができ、コイルループを形成することができる。

そして、請求項５に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法は、アキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法であって、導電性板状部材を所定の形状に切り出すとともに、前記導電性板状部材の幅方向中央を切断して一対の延出部を形成する切出加工工程と、前記延出部の一方と他方のそれぞれに筒状の熱収縮性絶縁部材に挿入して絶縁加工を行なう絶縁加工工程と、前記絶縁加工後の導電性板状部材を所定の角度に折り曲げてコイルピースの形状に加工する折曲加工工程と、前記折曲加工後のコイルピースをベース部材の係止部に周方向に配列する配列工程と、を有する構成とする。

このような構成を備えることにより、アキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法は、導電性板状部材を所定形状に加工して各コイルピースを簡易に製造することができる。また、コイルピースを製造する段階で予め熱収縮性絶縁部材を被覆し、これをベース部材に周方向に配列することで、ステータコイルを簡易に製造することができる。

請求項１に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータによれば、コイルピースを用いることにより、コイルを鉄心に巻回する巻線工程を簡略化させることができる。そして、コイルピースの径方向の両端部を除く部位を被覆して絶縁する熱収縮性絶縁部材を備えることにより、コイルピース間を絶縁状態にすることができる。また、コイルピースを周方向に等間隔に配列する係止部をベース部材に設けること及び、熱収縮性絶縁部材によって予めコイルピースごとに絶縁加工を行なうことにより、導体占積率を上げるためにコイルスリット間隔を最大限狭めることができる。従って、ステータの絶縁信頼性及び製作容易性を向上させることができる。

請求項２に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータによれば、電気的接続を行なう部分を絶縁加工せずに露出できるように熱収縮性絶縁部材の長さを予め調節することにより、後工程における絶縁部材の剥離工程を省略することができる。従って、ステータの製作容易性を向上させることができる。

請求項３に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータによれば、リング部材を備えることにより、コイルピースを係止する接続端子を外側から強固に保持することができ、コイルピースや接続端子のずれを防止することができる。また、ベース部材の係止部を周方向に一定間隔で形成することによって、コイルピースの一側端部をより強固に係止することができる。また、プレート部を備えることにより、コイルピースをベース部材に配置する際に、コイルピースが下方に脱落することがなくなって安定的に配置することができる。従って、ステータの絶縁信頼性及び製作容易性を向上させることができる。

請求項４に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータによれば、第２コイルピースと給電システムのバスバーを簡易に接続することができるため、ステータコイルの積層数を容易に増加した場合であっても装置が複雑にならない。従って、ステータの製作容易性を向上させることができる。

請求項５に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法によれば、巻線の代わりとなるコイルピースを導電性板状部材から簡易に製造することにより、コイルを鉄心に巻回する巻線工程を簡略化させることができる。そして、コイルピースの製造工程で導電性板状部材ごとに予め熱収縮性絶縁部材を被覆させることにより、それぞれのコイルピースを簡易な方法で絶縁状態とすることができる。また、係止部にコイルピースを周方向に等間隔に配列すること及び、熱収縮性絶縁部材によって予めコイルピースごとに絶縁加工を行なうことにより、導体占積率を上げるためにコイルスリット間隔を最大限狭めることができる。従って、ステータの絶縁信頼性及び製作容易性を向上させることができる。

本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータの全体構成について、一部を省略して示す斜視図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータにおけるベース部材とコイルピースの関係について、一部を省略して断面で示す斜視図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータにおけるプレート部を備えたベース部材の構成について、一部を省略して示す斜視図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータにおけるコイルピース（第１コイルピース）を示す正面図及び側面図である。（ａ）は、コイルピースの正面図及び側面図、（ｂ）は、熱収縮性絶縁部材被覆後のコイルピースの正面図及び側面図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータにおけるコイルピースの端部の接続状態について、一部を省略して示す斜視図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータにおける第２コイルピースを示す図である。（ａ）は、第２コイルピースの正面図及び側面図、（ｂ）は、熱収縮性絶縁部材被覆後第２コイルピースの正面図及び側面図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータにおける第２コイルピースをベース部材に配置した状態について、一部を省略して示す平面図及び斜視図である。（ａ）は、第２コイルピースをベース部材に配置した状態の平面図、（ｂ）は、（ａ）における円で囲んだ箇所の具体的構成を示す斜視図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータにおける接続端子の構成について、一部を省略して示す平面図である。（ａ）は、第１実施形態に係る接続端子の構成を示す平面図、（ｂ）は、第２実施形態に係る接続端子の構成を示す平面図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータにおけるリング部材の構成について、一部を省略して示す斜視図である。（ａ）はリング部材の取り付け前を示す斜視図、（ｂ）はリング部材の取り付け後を示す斜視図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法を示す斜視図である。（ａ）は第１工程、（ｂ）は第２工程、（ｃ）は第３工程、（ｄ）は第４工程を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ１００は、ステータコイル１と、ベース部材２と、を主な構成として備えており、リング部材６を付加的な構成として備えている。また、ステータコイル１は、ベース部材２に配設されるコイルピース３と、異なるコイルピース３の外周部側の端部同士を接続する接続端子５と、を主な構成として備えている。また、図２に示すように、各コイルピース３には、熱収縮性絶縁部材４が被覆されている。

ステータコイル１は、コイルピース３の端部と接続された図示しないバスバー（給電端子）等の端子部材を介して、図示しない給電システムと接続された状態で、例えば、車両の駆動モータとして、又は、車輪の所定位置に設置して使用されるものである。なお、この実施の形態では、ステータコイル１が１層（ベース部材２が１枚）を１ユニットとした場合の構成として説明するが、ステータコイル１の最小構成を２層以上とすることもでき、その積層数は限定されない。

ステータコイル１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイルループから形成され、各相を形成するコイルループにそれぞれ位相の異なる交流電流を供給することで、回転磁界を発生させる。そして、この回転磁界によってステータ１００と対で使用される図示しないロータを回転させることで、アキシャルギャップ型回転電機を動作させる。なお、ここでは、Ｕ相コイルループの状態のみを示し、Ｖ相、Ｗ相についてはＵ相コイルループと同形状及び同構成で配線関係のみが異なるため、説明を省略する。

ベース部材２は、図１，２に示すように、複数のコイルピース３を周方向に配列するための部材であり、ステータコイル１の土台となるものである。ベース部材２は、ここでは、円環状の本体部２ａと、当該本体部２ａの外周に沿って設けられたコイルピース３を係止する係止部２ｂと、を備えている。

本体部２ａは、ベース部材２の本体となる円環状の部材であり、合成樹脂等の絶縁体から形成されている。また、係止部２ｂは、コイルピース３をベース部材２に配列する際に、当該コイルピース３の一方の端部（後記する一側端部３ａ）を係止するためのものであり、本体部２ａと同様、合成樹脂等の絶縁体から形成されている。

係止部２ｂは、図２に示すように、ベース部材２の外周の円周方向に一定間隔で形成された溝で構成される。係止部２ｂは、後記するコイルピース３の一側端部３ａを係止するため、ベース部材２にコイルピース３の総数と同じ数だけ形成されている。コイルピース３を係止する係止部２ｂをこのような溝状に形成することにより、コイルピース３のそれぞれを等間隔に係止して、後記する熱収縮性絶縁部材４間の距離を一定に保つことができるとともに、コイルピース３を確実に係止部２ｂに係止して固定することができる。従って、絶縁不良を防止して絶縁信頼性が向上するとともに、ステータ１００の製作容易性が向上する。

ベース部材２は、図３に示すように、コイルピース３を下方から支持する円盤状のプレート部２ｃをさらに備えてもよい。プレート部２ｃは、本体部２ａ及び係止部２ｂと同様、合成樹脂等の絶縁体から形成されており、本体部２ａから接続端子５の方向に延在するように形成されている。そして、プレート部２ｃには、図３に示すように、コイルピース３の第２中間部３ｅが周方向に配設される。本発明に係るステータ１００は、このようなプレート部２ｃを備えることにより、コイルピース３をベース部材２に配置する際にコイルピース３が下方に脱落することがなくなって安定的に配置することができる。従って、ステータ１００の製作容易性が向上する。

コイルピース３は、従来のステータにおける巻線の代わりとなるものであり、導電体からなる個片化された板状のコイルピース３を複数組み合わせてコイルとして機能させるものである。本発明では、このように巻線ではなくコイルピース３を組み合わせたものを用いることにより、コイルを鉄心に巻回する巻線工程を簡略化させることができ、ステータ１００の製作容易性を向上させることができる。コイルピース３は、例えば導電体である銅板を所定の形状に切り出し、折り曲げる加工等を行なうことにより製造することができる。コイルピース３の詳しい製造方法については後記する。

コイルピース３は、図４（ａ）に示すように、平面視して略Ｙ字状に形成されたこのコイルピース３の中央部に形成された一側端部３ａと、一側端部３ａから二又に分かれるとともに所定角度に曲折された一側第１曲折部３ｂ及び一側第２曲折部３ｃと、一側第１曲折部３ｂから所定角度に曲折された長尺状の第１中間部３ｄと、一側第２曲折部３ｃから所定角度に曲折された長尺状の第２中間部３ｅと、第１中間部３ｄから所定角度に曲折された他側第１曲折部３ｆと、第２中間部３ｅから所定角度に曲折された他側第２曲折部３ｇと、他側第１曲折部３ｆから所定角度に曲折された他側第１端部３ｈと、他側第２曲折部３ｇから所定角度に曲折された他側第２端部３ｉと、を備えている。

コイルピース３が備える４つの曲折部の折り曲げ角度は、ステータ１００と対で使用される図示しないロータのＳ極及びＮ極の磁極が周方向に占める位相角と一致するように角度が設定されている。またここでは、コイルピース３は、導電体から形成されており、例えば、アルミニウム合金（またはアルミニウム）で形成することができる。

コイルピース３は、図２に示すように、一側端部３ａがベース部材２の係止部２ｂに係止される。また、他側第１端部３ｈが接続端子５の上層に係止されるとともに、他側第２端部３ｉが接続端子５の下層に係止される。すなわちコイルピース３は、図５に示すように、コイルピース３の他側第１端部３ｈとこれと隣接するコイルピース３の他側第２端部３ｉとが接続端子５を介して接続することで、コイルループを形成している。また、図示を省略したが、当該コイルループを形成するコイルピース３の内、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の交流電流をそれぞれ入出力する６つのコイルピース３は、図示しないバスバーとボルト等で接合され、給電システムと電気的に接続される。

コイルピース３は、図５に示すように、接続端子５を介してコイルピース３をそれぞれ接続した状態においては、図４（ａ）に示す一側第１曲折部３ｂ、第１中間部３ｄ、他側第１曲折部３ｆ、他側端部３ｈが高さ方向の上層に位置し、第２曲折部３ｃ、第１中間部３ｅ、他側第１曲折部３ｇ、他側端部３ｉが高さ方向の下層に位置する。そして、接続端子５を取り付けてコイルピース３の他側第２端部３ｉの上に他側第１端部３ｈを重ねて接続した場合における高さは、一側端部３ａの高さと等しい。なお、ここでいう上層と下層とは、ベース部２と接続端子５との間の空間（コイルピース３が配列される空間）の上層と下層のことをいう。

次に、コイルピース３で構成されたステータコイル１内の電流の流れについて説明する。
ステータコイル１は、図示しない給電システムからコイルピース３に電流が供給されると、図５の矢印で示すように、他側第２端部３ｉ、他側第２曲折部３ｇ、第２中間部３ｅ、一側第２曲折部３ｃ、一側端部３ａ、一側第１曲折部３ｂ、第１中間部３ｄ、他側第１曲折部３ｆ、他側第１端部３ｈの順に、コイルピース３内に電流が流れる。そして、後記する接続端子５によってコイルピース３の他側第１端部３ｈと、これと隣接するコイルピース３の他側第２端部３ｉとが電気的に接続されているため、電流は隣接するコイルピース３に次々と移り、最終的にはステータコイル１を右回りに一周する。なお、電流が流れる方向は、上記と逆にステータコイル１を左回りに一周する方向でも構わない。

本発明に係るステータ１００で用いることができるコイルピースは、前記したコイルピース３のみに限られない。すなわち、前記した図４（ａ）、（ｂ）に示すものを第１コイルピース３とし、図６（ａ）に示すものを第２コイルピース７とすることもできる。以下、第２コイルピース７について詳細に説明する。

第２コイルピース７は、第１コイルピース３の構成に加えて、一対の他側端部のいずれか一方の先端に、図示しないバスバーと接合される接合部が突出して形成されたものである。ここでは、接合部として、図６（ａ）に示すような接合貫通孔７ｊが形成されている。但し、図示しないバスバーと接合可能であれば、孔以外の構成でも構わない。

第２コイルピース７は、図６（ａ）に示すように、平面視して略Ｙ字状に形成されたこの第２コイルピース７の中央部に形成された一側端部７ａと、一側端部７ａから二又に分かれるとともに所定角度に曲折された一側第１曲折部７ｂ及び一側第２曲折部７ｃと、一側第１曲折部７ｂから所定角度に曲折された長尺状の第１中間部７ｄと、一側第２曲折部７ｃから所定角度に曲折された長尺状の第２中間部７ｅと、第１中間部７ｄから所定角度に曲折された他側第１曲折部７ｆと、第２中間部７ｅから所定角度に曲折された他側第２曲折部７ｇと、他側第１曲折部７ｆから所定角度に曲折された他側第１端部７ｈと、他側第２曲折部７ｇから所定角度に曲折された他側第２端部７ｉと、他側第１端部７ｈの先端に形成された、図示しないバスバーと接合される接合貫通孔７ｊと、を備えている。第２コイルピース７は、接合貫通孔７ｊ以外の構成は前記した第１コイルピース３と同様である。

第２コイルピース７は、図７（ａ）に示すように、一側端部７ａがベース部材２の係止部２ｂに係止され、他側第２端部７ｉが接続端子５の下層に係止される。一方、図７（ｂ）に示すように、他側第１端部７ｈは、接続端子５に係止されずに外周方向に突出する。そして、他側第１端部７ｈの先端の接合貫通孔７ｊは、図示しないバスバーとボルト等で接合され、給電システムと電気的に接続される。

第２コイルピース７は、図７（ｂ）に示すように、他側第１端部７ｈがそれぞれ上下２層になるように配設される。この場合、他側第１端部７ｈが上層に配設される第２コイルピース７は、図６（ａ）の平面図の手前方向を上とする上下関係でベース部材２に配設される。すなわち、一側第１曲折部７ｂ、第１中間部７ｄ、他側第１曲折部７ｆ、他側第１端部７ｈが上層となる。一方、他側第１端部７ｈが下層に配設される第２コイルピース７は、上下を反転させ、図６（ｂ）の平面図の手前方向を下とする上下関係でベース部材２に配設される。すなわち、一側第２曲折部７ｃ、第２中間部７ｅ、他側第２曲折部７ｇ、他側第２端部７ｉが上層となる。

次に、第１コイルピース３及び第２コイルピース７で構成されたステータコイル１内の電流の流れについて説明する。
ここで、図７（ｂ）に示す上下２層の第２コイルピース７は、いずれか一方が電流の入力部、他方が電流の出力部として機能するものである。以下では、下層の第２コイルピース７を入力部とし、上層の第２コイルピース７を出力部として説明する。

ステータコイル１は、図示しない給電システムから、バスバーと接合された接合貫通孔７ｊを介して下層の第２コイルピース７に電流が入力されると、図６（ａ）に示す他側第１端部７ｈ、他側第１曲折部７ｆ、第１中間部７ｄ、一側第１曲折部７ｂ、一側端部７ａ、一側第２曲折部７ｃ、第２中間部７ｅ、他側第２曲折部７ｇ、他側第１端部７ｉの順に、第２コイルピース７内に電流が流れる。そして、後記する接続端子５によって第２コイルピース７の他側第２端部７ｉと、これと隣接するコイルピース３の他側第２端部３ｉとが電気的に接続されているため、電流は隣接するコイルピース３に次々と移り、ステータコイル１を右回りに一周する。ステータコイル１を右回りに一周して図７（ｂ）に示す第２コイルピース７に到達した電流は、他側第１端部７ｈから図示しないバスバーを介して出力される。なお、コイルループのターン数を増やす場合は周回数を増やしたり、よりロータと鎖交する磁束を増したい場合は、右回りに数度周回させた後、左回りにも同数回周回させる構成とすることもできる。この場合、右回りに一周したコイルピース３の右回り一周目終端と左回り一周目始端とが第２コイルピース７により構成され、図示しないバスバー等により接続されることで、周回方向の転換を行う。そして、左回りの最終回を経た後、他側第１端部７ｈから図示しないバスバーを介して電流が出力される。

本発明に係るステータ１００は、接合貫通孔７ｊが形成された第２コイルピース７を用いることにより、第１コイルピース３のみを用いる場合よりも第２コイルピース７と図示しない給電システムのバスバーを簡易かつ確実に接続することができる。従って、ステータコイル１の積層数を増加した場合であっても装置が複雑にならず、ステータ１００の製作容易性を向上させることができる。

熱収縮性絶縁部材４は、図２に示すように、コイルピース３を被覆することで、他のコイルピース３と絶縁状態にするためのものである。熱収縮性絶縁部材４は、コイルピース３を被覆する前は、図１０（ｂ）に示すように筒状であり、銅板を加工して製造したコイルピース３を被覆する（コイルピース３を熱収縮性絶縁部材４に挿入する）ことで、コイルピース３を絶縁状態にする。なお、熱収縮性絶縁部材４の素材としては、ゴム系、プラスチック系を始めとして、漏洩電流を遮断可能な絶縁性を有するあらゆる素材を使用することができ、例えばフッ素樹脂で形成することができる。

本発明に係るステータ１００は、熱収縮性絶縁部材４によって予めコイルピース３ごとに絶縁加工を行なうことにより、それぞれのコイルピース３を簡易な方法で絶縁状態とすることができる。また、コイルピース３を周方向に等間隔に配列する係止部２ｂをベース部材２に設けることにより、導体占積率を上げるためにコイルスリット間隔を最大限狭めることができる。また、ステータ１００の絶縁信頼性及び製作容易性を向上させることができる。なお、熱収縮性絶縁部材４を被覆させたコイルピース３の製造方法の詳細については、後記する。

熱収縮性絶縁部材４は、図４（ｂ）に示すように、コイルピース（第１コイルピース）３の一側端部３ａと、他側第１端部３ｈ及び他側第２端部３ｉとを除く部位を被覆して、コイルピース３のそれぞれの端部がベース部材２の係止部２ｂ及び接続端子５に安定して係止できるように構成される。

また、熱収縮性絶縁部材４は、図４（ｂ）に示すように、一側端部３ａと、他側第１端部３ｈ及び他側第２端部３ｉとが露出するようにコイルピース３を被覆する長さに形成することが好ましい。このように熱収縮性絶縁部材４の長さを予め各端部が露出する長さに形成することにより、熱収縮性絶縁部材４をコイルピース３に被覆すると各端部が露出するため、各端部の絶縁部材を後に剥離する工程を省略することができる。従って、ステータ１００の絶縁信頼性及び製作容易性を向上させることができる。

接続端子５は、図５，８（ａ）に示すように、コイルピース３の他側第１端部３ｈと、これと隣接するコイルピース３の他側第２端部３ｉとを係止して接続するものである。接続端子５は、図８（ａ）に示すように、絶縁体で形成された絶縁部５ａと、導電体で形成された導電部５ｂと、を備えている。そして接続端子５は、図５に示すように、導電部５ｂがコイルピース３の他側第１端部３ｈと、これと上下方向に隣接するコイルピース３の他側第２端部３ｉのそれぞれにわたって接触するように取り付けられ、コイルピース３に電流を供給した際に各コイルピース３が電気的に接続されてコイルループを形成するように構成されている。なお、本発明に係るステータ１００は、予め接続端子５を配置した状態でベース部材２にコイルピース３を取り付けてもよく、あるいは、ベース部材２にコイルピース３を取り付けた後から接続端子５を取り付けてもよい。

本発明に係るステータ１００で用いられる接続端子は、図８（ａ）に示した形状に限定されず、例えば、図８（ｂ）に示すような略コの字型の接続端子８を用いることもできる。接続端子８は、絶縁体で形成された絶縁部８ａと、導電体で形成された導電部８ｂと、を備えている。そして、接続端子８は、導電部８ｂがコイルピース３の他側第１端部３ｈと、これと隣接するコイルピース３の他側第２端部３ｉのそれぞれにわたって接触するように取り付けられ、コイルピース３に電流を供給した際に各コイルピース３が電気的に接続されてコイルループを形成するように構成されている。ステータ１００は、このような形状の接続端子８を用いることによって、より強固にコイルピース３を係止して固定することができる。

本発明に係るステータ１００は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、前記した構成の他にリング部材６をさらに備えてもよい。リング部材６は、接続端子５を外側から保持する円環状の部材であり、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等から形成されている。リング部材６は、図９（ａ）に示すように、ベース部材２にコイルピース（第１コイルピース）３を配置して接続端子５を取り付けた後に、図示しない圧入冶具を上部からはめ込むことで取り付ける。なお、図７（ａ）に示すように、他側第１端部７ｈが外周方向に突出した第２コイルピース７を用いる場合は、突出した他側第１端部７ｈを軸方向（図７（ａ）を平面視した場合の手前方向）ベース部材２側に折り曲げることにより、リング部材６を取り付ける。

本発明に係るステータ１００は、リング部材６を備えることにより、コイルピース３を係止する接続端子５を外側から強固に保持することができ、コイルピース３や接続端子５のずれを防止することができる。従って、ステータ１００の絶縁信頼性、製作容易性を向上させることができる。

次に、図１０を参照しながら、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ１００の製造方法について説明する。ステータ１００の製造方法は、主として以下の４つの工程に分けることができる。

まず、図１０（ａ）に示すように、導電性板状部材をプレスして所望の薄さとした後、ワイヤカット、レーザ、プレス等によって、複数種類の形状に切り出す。ここで、導電性板状部材としては、導電率の優れた銅板を使用することが好ましい。図１０（ａ）に示す３種類の切り出し後の銅板３０，７０は、その後の工程でそれぞれコイルピース３，７に加工される銅板である。この工程では、後の工程で二つの熱収縮性絶縁部材４に挿入するために、銅板３０，７０の幅方向（短手方向）中央を切断して一対の延出部を形成する。

次に、図１０（ｂ）に示すように、切り出し後の銅板３０の延出部の一方と他方を、それぞれ筒状の熱収縮性絶縁部材（絶縁チューブ）４に挿入する。そして、外部から加熱して当該熱収縮性絶縁部材４を収縮させ、銅板３０を被覆することで絶縁加工する。

熱収縮性絶縁部材４は、図１０（ｂ）に示すように、後の工程でそれぞれコイルピース３の一側端部３ａ、他側第１端部３ｈ、他側第２端部３ｉとなる端部３０ａ，３０ｈ，３０ｉが外部に露出するように銅板３０を被覆する長さに形成することが好ましい（図４（ｂ）参照）。このような熱収縮性絶縁部材４で銅板３０を被覆することにより、後の工程で端部の熱収縮性絶縁部材４を剥離する工程を省略することができ、ステータ１００の製作容易性を向上させることができる。なお、図１０（ｂ）では図示を省略したが、銅板７０についても、銅板３０と同様の加工を行なう。

次に、図１０（ｃ）に示すように、絶縁加工後の銅板３０，７０を、ベンド加工、プレス等により折り曲げて、それぞれコイルピース３，７の形状に加工する。

次に、図１０（ｄ）に示すように、折曲加工後のコイルピース３を、ベース部材２の係止部２ｂに係止して、ベース部材２に周方向に配列する。具体的には、図２に示すように、一側端部３ａがベース部材２の係止部２ｂに係止され、他側第１端部３ｈが接続端子５の上層に係止され、他側第２端部３ｉが接続端子５の下層に係止される。なお、図１０（ｄ）では図示を省略したが、コイルピース７についても、必要な数をベース部材２に配列する。

本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータ１００の製造方法は、コイルピース３等を銅板３０等から簡易に製造してコイルとして用いることにより、コイルを鉄心に巻回する巻線工程を簡略化させることができる。そして、コイルピース３等の製造工程で銅板３０等ごとに予め熱収縮性絶縁部材を被覆させることにより、簡易な方法で絶縁状態とすることができる。また、係止部２ｂにコイルピース３等を周方向に等間隔に配列すること及び、熱収縮性絶縁部材４によって予めコイルピース３等ごとに絶縁加工を行なうことにより、コイルスリット間隔を最大限狭めることができ、ひいては導体占積率を上げることができる。また、ステータ１００の絶縁信頼性及び製作容易性を向上させることができる。

本発明に係るアキシャルギャップ回転電機のステータ１００は、各コイルピース３に熱収縮性絶縁部材４を被覆することにより、ステータ１００の絶縁信頼性を向上させることができる。具体的には、図示しない給電システムからバスバーを介して供給された電流は、各コイルピース３を組み合わせて形成したコイルループ内を流れる。ここで、各コイルピース３は、熱収縮性絶縁部材４で被覆されて互いに絶縁状態となっている。また、各コイルピース３は、ベース部材２の外周に沿って所定間隔で形成された溝状の係止部２ｂに係止されているため、熱収縮性絶縁部材４間の距離は一定に保たれ、各コイルピース３間で絶縁不良が生じることもない。従って、図示しない給電システムから供給された電流は、途中で短絡することなく接続端子５で接続された各コイルピース３間を流れ、コイルループを周回することができる。

なお、本発明に係るステータ１００は、図示しないバスバーと給電システムを、接続端子５の外側だけではなく、ベース部材２の内側に配置することもできる。この場合は、前記した第２コイルピース７の一側端部７ａの先端に接合部（接合貫通孔）を設け、バスバーを介して給電システムから電流の供給を受けるように構成することができる。

１ ステータコイル
２ ベース部材
２ａ 本体部
２ｂ 係止部
２ｃ プレート部
３ コイルピース（第１コイルピース）
３ａ 一側端部
３ｂ 一側第１曲折部
３ｃ 一側第２曲折部
３ｄ 第１中間部
３ｅ 第２中間部
３ｆ 他側第１曲折部
３ｇ 他側第２曲折部
３ｈ 他側第１端部
３ｉ 他側第２端部
４ 熱収縮性絶縁部材（絶縁チューブ）
５ 接続端子
５ａ 絶縁部
５ｂ 導電部
６ リング部材
７ 第２コイルピース
７ａ 一側端部
７ｂ 一側第１曲折部
７ｃ 一側第２曲折部
７ｄ 第１中間部
７ｅ 第２中間部
７ｆ 他側第１曲折部
７ｇ 他側第２曲折部
７ｈ 他側第１端部
７ｉ 他側第２端部
７ｊ 接合貫通孔（接合部）
８ 接続端子
８ａ 絶縁部
８ｂ 導電部
３０ 銅板
３０ａ 端部
３０ｈ 端部
３０ｉ 端部
７０ 銅板
１００ ステータ

Claims (5)

1. アキシャルギャップ型回転電機のステータであって、
   導電体からなる複数のコイルピースと、
   前記コイルピースの径方向の両端部を除く部位を被覆して絶縁する筒状の熱収縮性絶縁部材と、
   前記コイルピースを周方向に配列するとともに、前記コイルピースの一側端部を係止する係止部を有する円環状のベース部材と、
   前記コイルピースの他側端部同士を接続する接続端子と、を備え、
   前記コイルピースは、
   前記一側端部と、前記一側端部から二又に分かれるとともに所定角度に曲折された一対の一側曲折部と、前記一側曲折部からそれぞれ所定角度に曲折された一対の長尺状の中間部と、前記中間部からそれぞれ所定角度に曲折された一対の他側曲折部と、前記他側曲折部からそれぞれ所定角度に曲折された一対の前記他側端部と、を有し、
   前記一対の他側端部は、一方が前記接続端子の上層に係止されるとともに、他方が前記接続端子の下層に係止されることで、前記複数のコイルピースの他側端部の一方と他方とが前記接続端子を介して接続され、所定コイルループを形成することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のステータ。
2. 前記熱収縮性絶縁部材は、前記一側端部と前記一対の他側端部とが露出するように、前記コイルピースを被覆する長さに形成されたことを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータ。
3. 前記接続端子を外側から保持する円環状のリング部材をさらに備え、
   前記ベース部材の係止部は、円周方向に所定間隔で形成された溝からなり、
   前記ベース部材は、前記コイルピースを下方から支持する円盤状のプレート部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータ。
4. 前記コイルピースは、前記一側端部と、前記一対の一側曲折部と、前記一対の長尺状の中間部と、前記一対の他側曲折部と、前記一対の他側端部と、をそれぞれ有する第１コイルピース及び第２コイルピースを備え、
   前記第２コイルピースの一対の他側端部のいずれか一方の先端には、給電端子と接合される接合部が突出して形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータ。
5. アキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法であって、
   導電性板状部材を所定の形状に切り出すとともに、前記導電性板状部材の幅方向中央を切断して一対の延出部を形成する切出加工工程と、
   前記延出部の一方と他方のそれぞれに筒状の熱収縮性絶縁部材に挿入して絶縁加工を行なう絶縁加工工程と、
   前記絶縁加工後の導電性板状部材を所定の角度に折り曲げてコイルピースの形状に加工する折曲加工工程と、
   前記折曲加工後のコイルピースをベース部材の係止部に周方向に配列する配列工程と、
   を有することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法。

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