JP2023045669A - 導電部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電部材全体の絶縁膜が厚くなるのを抑制しつつ、導電部材の絶縁性を確保する。【解決手段】導電体を絶縁膜（絶縁被膜）により被覆する工程を有するものにおいて、その工程は、屈曲部を有する導電体を準備する第１工程と、液体の液面に薄膜状の絶縁膜を浮かべると共に絶縁膜に対して上方に導電体を配置し、導電体を下降させて液体内に進入させながら液体の圧力により導電体に絶縁膜を密着させることにより導電体を絶縁膜により被覆し、絶縁膜により被覆された導電体を液体から上昇させる第２工程とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、導電部材の製造方法に関する。

従来、回転電機のステータコイルを構成するための複数のＵ字状のセグメントコイルが、それぞれ、導電体の外周が絶縁膜（絶縁被膜）により被覆された平角線により形成されるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１９／００３５５９号

導電体の外周が絶縁膜（絶縁被膜）により被覆された平角線を屈曲させてＵ字状のセグメント導体を形成する場合、屈曲部の外周側の絶縁膜が薄くなる可能性がある。この部分の絶縁膜の厚さを確保しようとすると、全体的に絶縁膜を厚くする必要があり、占積率の低下に繋がる。

本発明の導電部材の製造方法は、導電部材全体の絶縁膜が厚くなるのを抑制しつつ、導電部材の絶縁性を確保することを主目的とする。

本発明の導電部材の製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の導電部材の製造方法は、
導電体を絶縁膜により被覆する工程を有する導電部材の製造方法であって、
前記工程は、
屈曲部を有する前記導電体を準備する第１工程と、
液体の液面に薄膜状の前記絶縁膜を浮かべると共に前記絶縁膜に対して上方に前記導電体を配置し、前記導電体を下降させて前記液体内に進入させながら前記液体の圧力により前記導電体に前記絶縁膜を密着させることにより前記導電体を前記絶縁膜により被覆し、前記絶縁膜により被覆された前記導電体を前記液体から上昇させる第２工程とを有する、
ことを要旨とする。

本発明の導電部材の製造方法では、導電体を絶縁膜（絶縁被膜）により被覆する工程を有するものにおいて、その工程は、屈曲部を有する導電体を準備する第１工程と、液体の液面に薄膜状の絶縁膜を浮かべると共に絶縁膜に対して上方に導電体を配置し、導電体を下降させて液体内に進入させながら液体の圧力により導電体に絶縁膜を密着させることにより導電体を絶縁膜により被覆し、絶縁膜により被覆された導電体を液体から上昇させる第２工程とを有する。このようにすることにより、導電体を絶縁膜により被覆してから屈曲部を形成する場合に比して、導電体の屈曲部の外周側の絶縁膜が薄くなるのを抑制することができる。この結果、導電部材全体の絶縁膜が厚くなる（占積率が低くなる）のを抑制しつつ、導電部材の絶縁性を確保することができる。

本発明の導電部材の製造方法において、前記第２工程は、前記絶縁膜により被覆された前記導電体を前記液体から上昇させた後に、前記絶縁膜から前記液体を除去するものとしてもよい。絶縁膜から液体を除去する方法としては、絶縁膜により被覆された導電体を回転させる方法や、エアブローを行なう方法が挙げられる。

本発明の導電部材の製造方法において、前記第２工程を複数回に亘って行なうものとしてもよい。第２工程を行なう回数により、絶縁膜の厚さを調節することができる。

本発明の導電部材の製造方法において、前記第２工程を、前記導電体全体について少なくとも１回行なった後に、前記導電体の一部について少なくとも１回行なうものとしてもよい。こうすれば、導電部材の部分ごとに絶縁膜の厚さを調節することができる。

本発明の一実施例としての導電部材の製造方法により製造される導電部材が用いられるステータ１０の構成の概略を示す構成図である。 セグメントコイル１３の構成の概略を示す構成図である。 セグメントコイル１３の製造方法の各工程を示す工程図である。 工程Ｓ１１０の説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての導電部材の製造方法により製造される導電部材が用いられるステータ１０の構成の概略を示す構成図である。ステータ１０は、図示しないロータと共に、電気自動車やハイブリッド車に用いられる三相交流電動機（同期電動機や誘導電動機）を構成する。このステータ１０は、ステータコア１１と、複数のステータコイル１２とを備える。実施例の導電部材としては、ステータコイル１２に用いられる後述のセグメントコイル１３が該当する。

ステータコア１１は、例えばプレス加工により円環状に形成された電磁鋼板を複数積層してカシメなどにより積層方向に連結することにより形成される。なお、ステータコア１１は、例えば強磁性粉体を加圧成形すると共に焼結させることにより一体に形成されるものとしてもよい。ステータコア１１は、ロータが配置される中心孔と、環状の外周部（ヨーク部）から軸心（ステータコア１１の中心）に向かって径方向に延在すると共に周方向に一定の間隔をおいて隣り合う図示しない複数のティース部と、互いに隣り合うティース部の間に形成された図示しない複数のスロットとを有する。複数のスロットは、それぞれステータコア１１の径方向に延在すると共に周方向に一定の間隔をおいて並び、中心孔で開口する。

複数のステータコイル１２は、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルを有し、各ステータコイル１２は、ステータコア１１に差し込まれる複数のセグメントコイル（導電部材）１３を電気的に接続することにより形成される。各セグメントコイル１３は、図２に示すように、導電体１７の表面が絶縁膜（絶縁被膜）１８により被覆された略Ｕ字状の平角線である。導電体１７の材料としては、例えば銅などが用いられる。絶縁膜１８の材料としては、例えば、低誘電率のフッ素系樹脂、低誘電率かつ高自己密着性のポリイミドやポリエーテルイミド、ポリアミドなどが用いられる。各セグメントコイル１３は、基部１４と、基部１４の両端部から屈曲部１５を介して同一側に延出された一対（２つ）の脚部１６とを有する。各脚部１６の先端部では、絶縁膜１８が除去されて導電体１７が露出している。

各セグメントコイル１３の２つの脚部１６は、それぞれステータコア１１の互いに異なるスロットに挿通される。そして、ステータコア１１の一方の端面（図１における上端面）から突出した各セグメントコイル１３の脚部１６の先端部は、対応する別のセグメントコイル１３の脚部１６の先端部に溶接により電気的に接合される。これにより、複数のステータコイル１２がステータコア１１に対して巻回される。また、ステータコア１１の軸方向における一端側（図１における上端側）にコイルエンド部１２ａが形成されると共に、他端側（図１における下端側）に環状のコイルエンド部１２ｂが形成される。コイルエンド部１２ａ，１２ｂは、それぞれ複数のステータコイル１２即ち複数のセグメントコイル１３により形成され、ステータコア１１の軸方向における端面から外側に突出する。

次に、Ｕ字状のセグメントコイル１３の製造方法について説明する。図３は、セグメントコイル１３の製造方法の各工程を示す工程図である。このセグメントコイル１３の製造方法では、最初に、Ｕ字状の導電体１７を準備する（工程Ｓ１００）。ここで、Ｕ字状の導電体１７は、例えば、直線状の導電体１７に対して成形型を用いて曲げ加工を施すことにより形成することができる。なお、以下の説明において、導電体１７や後述の中間部材１３ａ（何れもＵ字状）の各部について、セグメントコイル１３と同様に、基部１４や屈曲部１５、脚部１６という。

続いて、導電体１７全体を絶縁膜１８により被覆して中間部材１３ａを形成し（工程Ｓ１１０）、中間部材１３ａの一対（２つ）の脚部１６の先端部から絶縁膜１８を除去して（工程Ｓ１２０）、セグメントコイル１３を完成する。

図４は、工程Ｓ１１０の説明図である。工程Ｓ１１０では、最初に、図３（Ａ）に示すように、貯留部３０に貯留されている液体３２の液面に薄膜状の絶縁膜１８（絶縁材）を浮かべると共に、その絶縁膜１８の中央部に対して上方に、導電体１７を、その基部１４が一対の脚部１６よりも下側（絶縁膜１８側）となるように配置する。続いて、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）に示すように、導電体１７を下降させて導電体１７全体を液体３２内に進入させながら、液体３２の圧力により導電体１７全体に絶縁膜１８を密着させることにより、導電体１７全体を絶縁膜１８により被覆し、中間部材１３ａを形成する。そして、図３（Ｄ）に示すように、中間部材１３ａを液体３２から上昇させ、図３（Ｅ）に示すように、中間部材１３ａを回転させることにより、中間部材１３ａの絶縁膜１８の外表面から液体３２を除去する。

ここで、液体３２としては、例えば、水や作動油（ＡＴＦ）などが用いられる。絶縁膜１８の材料としては、上述したように、例えば、低誘電率のフッ素系樹脂、低誘電率かつ高自己密着性のポリイミドやポリエーテルイミド、ポリアミドなどが用いられる。なお、絶縁膜１８の比重が液体３２の比重よりも大きい場合、絶縁膜１８が沈むのを抑制するために、絶縁膜１８の外縁部などを支持部材などにより支持することが考えられる。また、導電体１７全体を絶縁膜１８により被覆する際に導電体１７と絶縁膜１８との間に液体３２が入り込むのを抑制するために、中央部が外縁部よりも下方に窪む椀状にして液体３２の液面に浮かべることも考えられる。

このようにして、Ｕ字状の導電体１７全体を絶縁膜１８により被覆する工程Ｓ１１０を含んでＵ字状のセグメントコイル１３を製造することにより、直線状の導電体１７全体を絶縁膜１８により被覆してからＵ字状に成形する場合に比して、セグメントコイル１３の屈曲部１５（図２参照）の外周側の絶縁膜１８が薄くなるのを抑制することができる。この結果、セグメントコイル１３全体の絶縁膜１８が厚くなる（占積率が低くなる）のを抑制しつつ、セグメントコイル１３の絶縁性を確保することができる。しかも、液体３２内で導電体１７全体を絶縁膜１８により被覆して形成した中間部材１３ａを液体３２から上昇させた後に、中間部材１３ａを回転させて中間部材１３ａの絶縁膜１８の外表面から液体３２を除去することにより、導電体１７や絶縁膜１８を加熱することなく、絶縁膜１８から液体３２を除去することができる。

以上説明した実施例のセグメントコイル１３の製造方法では、Ｕ字状の導電体１７全体を絶縁膜（絶縁被膜）１８により被覆する工程を含んでＵ字状のセグメントコイル１３を製造する。この工程では、貯留部３０に貯留されている液体３２の液面に薄膜状の絶縁膜１８（絶縁材）を浮かべると共にその絶縁膜１８に対して上方に導電体１７を配置し、導電体１７を下降させて導電体１７全体を液体３２内に進入させながら液体３２の圧力により導電体１７全体に絶縁膜１８を密着させることにより導電体１７全体を絶縁膜１８により被覆する。これにより、セグメントコイル１３の屈曲部１５の外周側の絶縁膜１８が薄くなるのを抑制することができる。この結果、セグメントコイル１３全体の絶縁膜１８が厚くなる（占積率が低くなる）のを抑制しつつ、セグメントコイル１３の絶縁性を確保することができる。

実施例のセグメントコイル１３の製造方法では、導電体１７全体を絶縁膜１８により被覆する工程Ｓ１１０を１回だけ行なうものとした。しかし、この工程Ｓ１１０を複数回に亘って行なうものとしてもよい。工程Ｓ１１０を行なう回数により、絶縁膜１８の厚さを調節することができる。

実施例のセグメントコイル１３の製造方法では、導電体１７全体を絶縁膜１８により被覆する工程Ｓ１１０を１回だけ行なうものとした。しかし、導電体１７全体について工程Ｓ１１０を少なくとも１回行なった後に、導電体１７（中間部材１３ａ）の一部について工程Ｓ１１０と同様の工程を少なくとも１回行なうものとしてもよい。こうすれば、中間部材１３ａの部分ごとに絶縁膜１８の厚さを調節することができる。

実施例のセグメントコイル１３の製造方法では、液体３２内で導電体１７全体を絶縁膜１８により被覆して形成した中間部材１３ａを液体３２から上昇させた後に、中間部材１３ａを回転させることにより、中間部材１３ａの絶縁膜１８から液体３２を除去するものとした。しかし、これに代えて、中間部材１３ａにエアブローを行なうことにより、絶縁膜１８から液体３２を除去するものとしてもよい。また、中間部材１３ａを放置する（自然乾燥させる）ものとしてもよい。

実施例では、導電部材の製造方法として、Ｕ字状のセグメントコイル１３の製造方法について説明した。しかし、導電部材としては、屈曲部を有し且つ導電体の表面が絶縁膜により被覆されるものであればよく、セグメントコイル１３以外に、例えば、電動機や蓄電装置に用いられるバスバや接続端子など、種々のものを挙げることができる。導電体や絶縁膜は、導電部材に応じて適宜選択することができる。導電体としては、上述の銅以外に、例えば、金や銀、アルミ、導電性の樹脂などを挙げることができる。絶縁膜としては、上述のフッ素系樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド以外に、例えば、アクリル、木材、紙、コンクリートなどを挙げることができる。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、導電体１７が「導電体」に相当し、絶縁膜１８が「絶縁膜」に相当し、セグメントコイル１３が「導電部材」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、導電部材の製造産業などに利用可能である。

１０ ステータ、１１ ステータコア、１２ ステータコイル、１２ａ，１２ｂ コイルエンド部、１３ セグメントコイル、１３ａ 中間部材、１４ 基部、１５ 屈曲部、１６ 脚部、１７ 導電体、１８ 絶縁膜、３０ 貯留部、３２ 液体。

Claims (4)

1. 導電体を絶縁膜により被覆する工程を有する導電部材の製造方法であって、
   前記工程は、
   屈曲部を有する前記導電体を準備する第１工程と、
   液体の液面に薄膜状の前記絶縁膜を浮かべると共に前記絶縁膜に対して上方に前記導電体を配置し、前記導電体を下降させて前記液体内に進入させながら前記液体の圧力により前記導電体に前記絶縁膜を密着させることにより前記導電体を前記絶縁膜により被覆し、前記絶縁膜により被覆された前記導電体を前記液体から上昇させる第２工程とを有する、
   導電部材の製造方法。
2. 請求項１記載の導電部材の製造方法であって、
   前記第２工程は、前記絶縁膜により被覆された前記導電体を前記液体から上昇させた後に、前記絶縁膜から前記液体を除去する、
   導電部材の製造方法。
3. 請求項１または２記載の導電部材の製造方法であって、
   前記第２工程を複数回に亘って行なう、
   導電部材の製造方法。
4. 請求項１または２記載の導電部材の製造方法であって、
   前記第２工程を、前記導電体全体について少なくとも１回行なった後に、前記導電体の一部について少なくとも１回行なう、
   導電部材の製造方法。

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