JP2024023838A - コイルユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】 小型化を実現するとともに製造工程を簡素化したコイルユニットを提供する。【解決手段】 コイルユニット１０は、コイル１１とバスバー１３を接続してなり、バスバー１３は配線部１３Ａと、コイル１０の端部１１Ａに接続する接続部１３Ｂとが平導体により一体的に構成され、接続部１３Ｂと端部１１Ａは端面同士を突合せて接合され、接続部１３Ｂは直線領域を含み、該直線領域の延在方向と配線部１３Ａの延在方向が異なる方向になるように該接続部１３Ｂが配線部１３Ａに対して曲折している。【選択図】 図１

Description

本発明は、コイルユニットに関する。
従来、プレス打ち抜きで製造された鋼板を積層して構成されたエッジワイズコイルが知られている。当該エッジワイズコイルは、一例を挙げるとモータのステータ（固定子）などに採用されている。
この場合のステータは、環状のステータコアの内周面に設けられた複数のスロット（ティース）に、成形済みのコイル（エッジワイズコイル）を順次装着し、環状に配置されたコイルのそれぞれの一端を、バスバーに接続して形成される。
より詳細には、環状に配置されたコイルはそれぞれ一端（終端部）がステータコアの軸方向上方に突出しており、当該一端を、ステータコアの円周方向に延在する棒状（弧状）または環状のバスバーに溶接等により接続する。例えば、三相モータの場合、コイルは、ステータコアの周方向に沿ってＵ相、Ｖ相、Ｗ相が順次隣り合って並ぶようにスロットに装着され、バスバーは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相毎に、周方向に２つ置きにコイルの一端とそれぞれ接続する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９－８９４５６公報
しかしながら、従来の接続方法では、環状にコイルを並べた後に上方に突出したコイルの端部を円環状のバスバーに接続するため、接続の方法も溶接やネジ止めなどに限られ、接合部の構成が複雑になるため完成したステータの小型化には限界があった。また、接続のための装置が大型化し、接続の作業も煩雑となる問題もあった。
本発明は、斯かる実情に鑑み、小型化を実現するとともに製造工程を簡素化したコイルユニットを提供しようとするものである。
本発明は、コイルとバスバーを接合したコイルユニットであって、前記バスバーは配線部と、前記コイルの端部に接続する接続部とが平導体により一体的に構成され、前記接続部と前記端部は端面同士を突合せて接合され、前記接続部は直線領域を含み、該直線領域の延在方向と前記配線部の延在方向が異なる方向になるように該接続部が該配線部に対して曲折している、ことを特徴とするコイルユニットに係るものである。
本発明によれば、小型化を実現するとともに製造工程を簡素化したコイルユニットを提供することができる。
本実施形態のコイルユニットを示す図であり、（Ａ）外観斜視図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）上面図である。 本実施形態のバスバーを示す図であり、（Ａ）上面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）側面図である。 本実施形態のコイルを示す図であり、（Ａ）外観斜視図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）背面図、（Ｄ）側面図、（Ｅ）上面図、（Ｆ）正面図、（Ｇ）（Ｆ）の断面図である。 本実施形態のステータ部材を示す図であり、（Ａ）外観斜視図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）上面図である。 本実施形態のコイルユニットを示す図であり、（Ａ）外観斜視図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）上面図である。 本実施形態のコイルユニットを示す図であり、（Ａ）外観斜視図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）上面図である。 本実施形態のコイルユニットを示す図であり、（Ａ）外観斜視図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）上面図である。 本実施形態の（Ａ）ステータを示す上面図、（Ｂ）（Ａ）の一部拡大図、（Ｃ）モータの分解側面図、である。 本実施形態のコイルの製造方法を示す図である。 本実施形態のコイルユニットの製造方法を示す図である。 本実施形態のコイルユニットの製造方法を示す図である。 本実施形態のコイルユニットの製造方法を示す図である。 本実施形態のコイルユニットの製造方法を示す図である。 本実施形態のステータの製造方法を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
＜コイルユニット＞
図１は、本実施形態のコイルユニット１０の外観図であり、同図（Ａ）が斜視図、同図（Ｂ）が正面図、同図（Ｃ）が上面図である。図１に示すように、本実実施形態のコイルユニット１０は、コイル１１と、これと接続するバスバー１３を有している。より具体的には、バスバー１３は例えば略環状（例えば、円環状や多角形状）の配線部１３Ａと、配線部１３Ａから導出してコイル１１と接続する接続端部１３Ｂ（以下これを「コイル接続端部１３Ｂ」という。）を有する。本実施形形態では、同図に示す、コイル１１とバスバー１３との接合体をコイルユニット１０と称する。
図２は、接合前のバスバー１３を示す図であり、同図（Ａ）が打ち抜き加工後の平面図（上面図）であり、同図（Ｂ）が図１に示すコイルユニット１０からバスバー１３のみを抽出した正面図であり、同図（Ｃ）が接続端部１３Ｂの先端側から見た（同図（Ｂ）矢視の）側面図である。
バスバー１３は、例えば円環状の配線部１３Ａと、コイル接続端部１３Ｂとが金属部材（例えば、銅板）などの打ち抜き加工にて一体的に構成される。接続端部１３Ｂは、配線部１３Ａからその外周方向（円環状の配線部１３Ａの中心軸方向から外側に向かう方向）に向かって導出するように、打ち抜き加工される。
コイル接続端部１３Ｂは平面視（図２（Ａ）、同図（Ｂ））において矩形状であり、同図（Ｃ）に示すようにその先端側の端面１３Ｓ（長手方向に垂直な断面）も矩形状である。より詳細には、コイル接続端部１３Ｂは、対向する２つの幅広面ＷＳと、対向する２つの幅狭面ＷＴを有し、所定方向に長い帯状部材であって、帯長手方向ＢＬに直交する断面（同図（Ａ）のＡ－Ａ線断面）、すなわち端面１３Ｓが同図（Ｃ）に示すように矩形状または角丸矩形状である。以下の説明ではいずれも、一例として帯長手方向ＢＬに直交する断面（端面１３Ｓ）が矩形状の場合（同図（Ｃ）の上図）の場合について説明する。
また、配線部１３Ａには例えば外部のバッテリーなどと接続するための外部端子１３Ｃが設けられる。外部端子１３Ｃもコイル接続端部１３Ｂと同様に、打ち抜き加工により配線部１３Ａと一体的に形成され、コイルユニット１０としては所望の形状に折り曲げ加工される（同図（Ｂ））。
図３は、コイル１１を示す図であり、同図（Ａ）が外観斜視図であり、同図（Ｂ）がコイル１１をその螺旋構造の軸中心方向からみた正面図であり、同図（Ｃ）が背面図であり、同図（Ｄ）は例えば同図（Ｂ）の左側面図であり、同図（Ｅ）は同図（Ｂ）の上面図であり、同図（Ｆ）は、コイル１１の一方の端部１１Ａを抜き出して示す正面図であり、同図（Ｇ）は同図（Ｆ）のＢ－Ｂ線断面図である。
コイル１１は、平導体を巻回したいわゆるエッジワイズコイルであり、その両端部１１Ａ，１１Ｂは平導体の形状を呈している。具体的には、コイル１１は帯状の複数の平導体を圧接して螺旋構造体を形成したものであり、詳細は後述するが、螺旋構造体の１周分領域（同図（Ｂ）に示す矩形状の１周回分の領域）ＣＲの長さ以下の複数の平導体を、それぞれの直線部分において端面同士を帯長手方向ＢＬに沿って押圧（冷間圧接）することによって略矩形状の１周分領域ＣＲを形成し、これを所望の巻き数となるように連続させて螺旋構造体としたものである。つまり、コイル１１の両端部１１Ａ，１１Ｂはいずれも螺旋構造体を構成する複数の平導体の一部である。
本実施形態ではコイル１１の両端のうち一方の端部１１Ａは、バスバー１３と接続する端部（以下これを、「バスバー接続端部１１Ａ」という。）であり、同図（Ａ），同図（Ｂ）に示すようにコイル１１の螺旋構造の１周分領域ＣＲの周回途中（矩形状の１周分領域ＣＲの長辺の途中）に位置する。また他方の端部（他端部）１１Ｂは例えば、螺旋構造の外側、具体的には１周分領域ＣＲの長辺の延長線上に位置するように（導出するように）構成されている。
そして、同図（Ｆ），同（Ｇ）に示すように、コイル１１のバスバー接続端部１１Ａも対向する２つの幅広面ＷＳと、対向する２つの幅狭面ＷＴを有し、所定方向に長い帯状部材であって、帯長手方向ＢＬに直交する断面（同図（Ｆ）のＢ－Ｂ線断面）、すなわち端面１１Ｓが同図（Ｇ）に示すように矩形状または角丸矩形状である。以下の説明ではいずれも、一例として帯長手方向ＢＬに直交する断面（端面１１Ｓ）が矩形状の場合（同図（Ｇ）の上図）を例に説明する。
ここで、図１および図２に示すバスバー１３のコイル接続端部１３Ｂは例えば、コイル１１のバスバー接続端部１１Ａの平導体の形状に合わせた形状（サイズ）に構成される。具体的には、バスバー接続端部１１Ａの端面１１Ｓ（螺旋構造体の螺旋進行方向に垂直な面）の形状と、バスバー１３のコイル接続端部１３Ｂの端面１３Ｓの形状とが略一致するように、端面１１Ｓと端面１３Ｓの形状は矩形状で同等のサイズ（略一致する矩形状）に構成される。
そして図１に示すように、コイル接続端部１３Ｂとバスバー接続端部１１Ａは、それらの端面同士（端面１１Ｓおよび端面１３Ｓ）を突合せた冷間圧接により接合され、コイルユニット１０が形成される。また、このコイルユニット１０は、バスバー１３とコイル１１が一体的に樹脂にて皮膜されている。
コイル接続端部１３Ｂとバスバー接続端部１１Ａの接合部ＣＰは、コイル１１の螺旋構造の周回途中に位置する。より詳細には、接合部ＣＰが、コイル１１の螺旋構造体を構成する平導体の直線部分（例えば、螺旋構造体の矩形状の１周分領域ＣＲのうち長辺を構成する平導体の直線部分）に位置するように、コイル１１とバスバー１３とが接続されている。なお、説明の便宜上、本実施形態の各図において接合部ＣＰを明示しているが、冷間圧接は金属の原子結合であるため、接合部ＣＰは端面１１Ｓと端面１３Ｓの位置が目視では視認不可となる程度に確実に接合される。
この例では、１つのバスバー１３に１つのコイル１１を接続している場合を示しているが、コイル１１の接続数は任意である。その場合、コイル１１の数に対応してバスバー１３のコイル接続端部１３Ｂが設けられる。例えば、バスバー１３の配線部１３Ａの周方向に複数の同一構造のコイル１１を接続することで、或る相（単相）のコイルユニット１０が構成される。
このような構成によれば、バスバー１３とコイル１１の接合部ＣＰは、バスバー接続端部１１Ａの端面１１Ｓとコイル接続端部１３Ｂの端面１３Ｓ同士を突合せてあるだけの構成となり、接合部ＣＰを必要最小限のサイズにすることができる。つまり両者が溶接やネジ止めなどで接続されていた従来構造と比較して、コイルユニット１０を小型化することができる。
また本実施形態では、接合部ＣＰをコイル１１の螺旋構造の周回途中に配置できるため、従来バスバーとコイルの接合部であったバスバー１３の配線部１３Ａとコイル１１の上方端部の近傍（図１（Ａ），同図（Ｂ）に示す破線丸印付近）は、バスバー１３のコイル接続端部１３Ｂの折り曲げ構造のみで構成できる。つまりこの位置（コイル１１の上方端部）に接合部が配置されていた従来構造と比較してコイル１１の上方端部を必要最小限のサイズにすることができ、これによってもコイルユニット１０の小型化を図ることができる。
＜ステータ部材＞
次に、図４～図７を参照して、本実施形態のステータ部材２０について説明する。ここでは一例として、三相モータを構成するステータ部材２０の場合について、説明する。
図４は、ステータ部材２０を示す図であり、同図（Ａ）が外観斜視図、同図（Ｂ）が正面図、同図（Ｃ）が上面図である。図５は、Ｕ相のコイルユニット１０を示す図であり、同図（Ａ）が外観斜視図、同図（Ｂ）が正面図、同図（Ｃ）が上面図である。図６は、Ｖ相のコイルユニット１０を示す図であり、同図（Ａ）が外観斜視図、同図（Ｂ）が正面図、同図（Ｃ）が上面図である。図７は、Ｗ相のコイルユニット１０を示す図であり、同図（Ａ）が外観斜視図、同図（Ｂ）が正面図、同図（Ｃ）が上面図である。
図４に示すように、三相モータを構成するステータ部材２０は、同一巻き数の３組のコイルユニット１０（上述のコイルユニット１０）を互いに等間隔（１２０°）で配置するように組合わせたものである。３組のコイルユニット１０は、例えば、Ｕ相のコイルユニット１０Ｕ、Ｖ相のコイルユニット１０ＶおよびＷ相のコイルユニット１０Ｗである。
図５を参照して、Ｕ相のコイルユニット１０Ｕは、バスバー１３Ｕの配線部１３ＡＵの周方向に離間して設けられた複数（例えば３個）のコイル接続端部１３ＢＵを有する。
コイル接続端部１３ＢＵは、円環状の配線部１３ＡＵの周方向に所定の距離で離間して設けられる。具体的には、円環状の配線部１３ＡＵ上において互いに１２０°の位置になるように等間隔に設けられる。それぞれのコイル接続端部１３ＢＵは、その数が異なる以外は、図２および図３に示す構成と同様である。そして複数のコイル接続端部１３ＢＵには、それぞれ、同じ構成（巻数）の複数のコイル１１Ｕ（のバスバー接続端部１１ＡＵ）が接続する。
また、それぞれのコイル１１Ｕの他端部１１ＢＵには、溶接などによって中性点接続端子１５が設けられる。それぞれの中性点接続端子１５は、それぞれのコイル１１Ｕの螺旋構造の外側に位置するように（導出するように）設けられて中性点に接続される。外部端子１３ＣＵは、所望の形状に曲折される。
図６に示すＶ相のコイルユニット１０Ｖ及び図７に示すＷ相のコイルユニット１０Ｗも、Ｕ相のコイルユニット１０Ｕと同様の構成であるが、それぞれのコイル接続端部１３ＢＶ，１３ＢＷの位置、および外部端子１３ＣＶ，１３ＣＷの位置は、３つのコイルユニット１０Ｕ，１０Ｖ、１０Ｗにおいて互いに干渉しないように異なる位置（ずらした位置）に設けられる（図４参照）。
そし、図４に示すようにこれら３つのコイルユニット１０Ｕ，１０Ｖ、１０Ｗを、互いに電流または電圧の位相が異なるように組み合わせる。このとき、３つのコイルユニット１０Ｕ，１０Ｖ、１０Ｗのそれぞれのバスバー１３Ｕ，１３Ｖ、１３Ｗはその中心軸を揃えるように積層される。
なお、３つのコイルユニット１０Ｕ，１０Ｖ、１０Ｗはそれぞれ、図５～図７に示す状態（組合せ前の状態）で、コイル１１とバスバー１３とが一体的に絶縁樹脂で被覆される。すなわち、例えば、コイルユニット１０Ｕを液状の絶縁樹脂に浸して一体的に絶縁樹脂で被覆する。またこれにより、コイルユニット１０Ｕのコイル１１は、螺旋構造の１周分領域ＣＲ毎に絶縁樹脂で覆われる（Ｎ周目とＮ＋１周目が絶縁される）。なおコイルユニット１０Ｕに液状の絶縁樹脂を吹き付けることによって一体的に絶縁樹脂で被覆してもよい。そして絶縁樹脂を被覆した後のコイルユニット１０Ｕ，１０Ｖ、１０Ｗが図４に示すように組み合わされてステータ部材２０が構成される。
＜ステータおよびモータ＞
図８は、本実施形態のステータ部材２０を用いたステータ３５（同図（Ａ）、同図（Ｂ））およびこれを用いた三相モータ３０（同図（Ｃ））の概略を示す図である。図８（Ａ）はステータ３５の軸方向から見た上面概略図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の一部を抜き出して示す上面概略図であり、両図においてはバスバー１３は省略している。同図（Ｃ）は三相モータ３０の分解側面図である。
図８（Ａ）、同図（Ｂ）に示すように、ステータ３５は、例えば円筒状のステータコア３５１と、複数のカセット３５２と、上述のステータ部材２０を有する。本実施形態のステータ部材２０は、後付けでステータコア３５１に装着される。詳細は後述するが、図４に示すステータ部材２０を構成する環状に配置された複数のコイル１１のそれぞれにカセット３５２を取り付け、それをステータコア３５１に取り付けてステータ３５が構成される。なお、図８（Ａ），同図（Ｂ）では３つのコイル１１のみを示しているがカセット３５２が取り付けられたコイル１１はステータコア３５１の全周に配置される。
また、同図（Ｃ）に示すように、上記のステータ３５に対してロータ３３が回転可能となるように組み付けられて三相モータ３０が得られる。具体的には、三相モータ３０は、例えば、シャフト３１、ハウジング３２、ロータ３３、ステータ３５等を有する。シャフト３１は柱状部材であり、例えばハウジング３２に設けられたベアリング３４に支持されながら、その中心軸を中心として回転する。シャフト３１の一端には、ギア等の動力伝達機構を介して、駆動対象となる装置(不図示)が連結される。
ロータ３３はその周方向にマグネット(不図示)が配置され、シャフト３１とともに回転する。ステータ３５は例えば、ロータ３３の径方向外側に配置され、ロータ３３を回転させるための力を発生させる。ステータ３５の外部端子１３ＣＵ、１３ＣＶ、１３ＣＷ（図４参照）は、例えばリード線などを介してモータへ電力を供給する駆動回路あるいは電源（いずれも不図示）に接続される。
三相モータ３０は、電源あるいは駆動回路から、バスバー１３を介してコイル１１に駆動電流を与えると、ステータ３５のカセット３５２に磁束が生じる。そして、カセット３５２とマグネット(不図示)の間の磁束の作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、ステータ３５に対してロータ３３が中心軸を中心として回転する。
なお、本実施形態では三相モータ３０およびそれを構成するステータ部材２０を例に説明したが、一つのバスバー１３の配線部１３Ａの周方向に隣接するように同一構造のコイル１１を複数接続することで単相モータのステータ部材２０とすることができる。例えば、図５に示すバスバー１３の配線部１３Ａに周方向に沿って等間隔に９本のコイル接続端部１３Ｂを設け、これらにそれぞれコイル１１のバスバー接続端部１１Ａを接続する。これにより１本のバスバー１３の配線部１３Ａの周方向に沿って、図４に示すように９個のコイル１１が隣接するように接続された単相のステータ部材２０（コイルユニット１０ともいえる）が得られる。また、当該単相のステータ部材２０を有するステータ３５に対してロータ３３を回転可能に組み付けることで単相モータが得られる。
＜コイルユニットの製造方法＞
以下、図９から図１５を参照して、一例としてＵ相のコイルユニット１０Ｕの製造方法について説明する。まず、図９は本実施形態のコイル１１の製造方法の一例を示す概略図であり、同図（Ａ）はコイル１１の１周分領域ＣＲを構成する平導体１１１を示す平面図であり、同図（Ｂ）は平導体１１１の接合の過程を説明する展開図である。また図１０～図１５はバスバー１３およびコイルユニット１０Ｕの製造方法を説明する図である。
まず、図９を参照して、本実施形態のコイル１１は、帯状の平導体１１１を連続して圧接し、螺旋構造体としたものであり、詳細には、本願出願人が保有する特許にかかる特許第５５９２５５４号公報に示された方法によって製造されたコイル１１である。簡単に説明すると、まず、同図（Ａ）に示すように、螺旋構造体の１周分領域ＣＲの長さ以下の複数の平導体１１１を用意する。この平導体１１１はそれぞれ、例えばＵ字（コの字）状に銅板等を打ち抜いたものであり、それぞれの端面（帯長手方向に垂直な（短手方向の）端面）１１１Ｓ同士を突き合わせることで仮想状態の螺旋構造体（仮想螺旋構造体）を形成可能となっている。この仮想螺旋構造体は、２つの平導体１１１の端面１１１Ｓ同士の突き合わせ箇所を基準として螺旋進行方向の一の方向に向かう半周分（同図（Ａ）、同図（Ｂ）の上側の平導体１１１の一点鎖線で示す半周分）と他の方向に向かう半周分（同図（Ａ）、同図（Ｂ）の下側の平導体１１１の一点鎖線で示す半周分）とで構成される１周分領域ＣＲ´の長さが、コイル１１となる螺旋構造体の１周分領域ＣＲの長さ（同図（Ａ）の左図）よりも圧接の押圧量だけ長くなるように設定されている。
そして、同図（Ｂ）に示すように、複数の平導体１１１のそれぞれの直線部分において、端面１１１Ｓ同士を帯長手方向に沿って押圧し、帯長手方向の距離を短縮させながら圧接し継ぎ合わせて接続平導体を形成し、接続平導体の１周分領域ＣＲの長さを螺旋構造体の１周分領域ＣＲの長さに一致させて形成する。これにより、螺旋構造体の中心軸方向から見た場合に螺旋の１周分領域ＣＲが短辺と長辺を有する矩形状となるコイル１１が得られる。
なお、同図においては複数の平導体１１１が同じ形状である場合を例示しているが、複数の平導体１１１は、突き合わせる端面１１１Ｓの形状は一致することを前提として、幅広面ＷＳと幅狭面ＷＴの形状が異なるものであってもよい。すなわち、ある一つの平導体１１１において、帯長手方向（螺旋進行方向）において幅広面ＷＳが次第に狭く（広く）、幅狭面ＷＴが次第に厚く（薄く）なる形状であってもよい。図３に示すコイル１１では、端部１１Ａから端部１１Ｂに向かうにつれてそれぞれの平導体１１１は、幅広面ＷＳが次第に狭く、幅狭面ＷＴが次第に厚くなる（互いに突き合わせる端面１１１Ｓの形状は一致させる）形状で構成されている。また、突き合わせる平導体１１１の形状は、同じＵ字状に限らず、Ｃ字状とＩ字状などであってもよい。
図３に示すように、コイル１１はその螺旋構造体の始端（端部１１Ａ）と終端（端部１１Ｂ）とが螺旋進行方向の異なる位置に存在する。つまり一方の端部であるバスバー接続端部１１Ａは、螺旋構造体の１周分領域ＣＲの周回途中、具体的には矩形状の１周分領域ＣＲの長辺の途中に位置し、他方の端部（他端部）１１Ｂは、コイルユニット１０を構成した場合の、バスバー１３の方向（コイル１１の短辺側でコイルユニット１０を構成した場合の上方、ステータコア３５１の軸方向上方）に螺旋構造体から導出（突出）する。
図１０（Ａ）を参照して、バスバー１３（１３Ｕ）は、まず板状の金属部材（例えば銅板など）Ｆの打ち抜き加工によって、円環状の配線部１３Ａ（１３ＡＵ）、コイル接続端部１３Ｂ（１３ＢＵ）および外部端子１３Ｃ（１３ＣＵ）とを一体化した平板状体として切り出す。コイル接続端部１３Ｂは、配線部１３Ａからその外周方向（円環状の配線部１３Ａの中心軸方向から外側に向かう方向）に向かって導出するように矩形状（帯状）に打ち抜かれる。
また、この例では、バスバー１３に３個のコイル１１を接続するため、コイル接続端部１３Ｂは、配線部１３Ａの周方向に等間隔（１２０°）で離間して略放射状に延びるように３本形成される。図２に示すようにコイル接続端部１３Ｂは平面視において矩形状であり、その先端側の端面１３Ｓ（長手方向に垂直な断面）も矩形状である。また、外部端子１３Ｃ（１３ＣＵ）はコイル接続端部１３Ｂと異なる位置に形成される。
打ち抜き直後は、同図（Ｂ）に示すように配線部１３Ａ、コイル接続端部１３Ｂおよび外部端子１３Ｃは略同一平面内に位置するような平板状となっている。そして、バスバー１３とコイル１１を冷間圧接により接合する。
図１１は冷間圧接の接合装置（冷間圧接装置）１００の概略を示す正面図である。圧接装置１００は例えば、水平方向（図示のＸ軸方向）に互いに近接・離間する移動が可能な第１保持部１０１と第２保持部１０２を有する。また、第１保持部１０１は例えば、垂直方向（図示のＹ軸方向）に開閉する第１上保持体１０１Ｕと第１下保持体１０１Ｄを有し、これらによって例えばバスバー１３のコイル接続端部１３Ｂの幅広面ＷＳを挟持する。また、第２保持部１０２も例えば、垂直方向（図示のＹ軸方向）に開閉する第２上保持体１０２Ｕと第２下保持体１０２Ｄを有し、これらによって例えばコイル１１のバスバー接続端部１１Ａの幅広面ＷＳを挟持する。
つまり、第１保持部１０１はバスバー１３の配線部１３Ａとコイル接続端部１３Ｂとが略同一平面内に位置するような平板状を維持して、コイル接続端部１３Ｂの一つを保持し、第２保持部１０２はコイル１１のバスバー接続端部１１Ａの端面１１Ｓが、バスバー１３のコイル接続端部１３Ｂの端面１３Ｓと対向するようにバスバー接続端部１１Ａを保持する（同図（Ａ））。
圧接装置１００は、第１保持部１０１と第２保持部１０２とが互いに近接するように移動させ（この例では図示のＸ軸方向に沿って中央に向かって移動させ）、コイル接続端部１３Ｂの端面１３Ｓとバスバー接続端部１１Ａの端面１１Ｓとを突き合わせて冷間圧接により接合する（同図（Ｂ））。これにより端面１１Ｓ、１３Ｓ同士の突合せ位置が接合部ＣＰとなり、当該接合部ＣＰはコイル１１の螺旋構造体の周回途中、具体的には、矩形状の１周分領域ＣＲの長辺の途中に位置する。ここで、コイル１１とバスバー１３の接合部ＣＰの位置が１周分領域ＣＲの周回途中に位置するように、バスバー接続端部１１Ａとコイル接続端部１３Ｂの接合前の長手方向の長さはそれぞれ、接合後の長さと比較して余裕分だけ長くなるように設定される。そして、冷間圧接によって短縮する距離を当該余裕分に設定することで、接合部ＣＰの位置が１周分領域ＣＲの周回途中に位置するように接合される（図９（Ａ）参照）。
なお、本実施形態では、接合部ＣＰはコイル１１の１周分領域ＣＲの長辺の中央付近に位置しているが、これに限らず、図示より上方に位置していても良いし、図示より下方に位置していても良い。また、接合部ＣＰはコイル１１から突出（導出）した位置でなく、１周分領域ＣＲの周回途中に位置していれば良く、例えば１周分領域ＣＲの短辺上に位置していても良い。
押圧後は、第１保持部１０１では第１上保持体１０１Ｕと第１下保持体１０１ＤとがＹ軸方向に沿って離間するように移動し、と第２保持部１０２では第２上保持体１０２Ｕと第２下保持体１０２ＤとがとがＹ軸方向に沿って離間するように移動してそれぞれバスバー１３およびコイル１１の挟持を開放し、第１保持部１０１と第２保持部１０２とがＸ軸方向に沿って離間するように移動して初期位置に戻る。
冷間圧接装置１００は、両者を１度の押圧で冷間圧接することが可能であるが、接合面を安定させるには一の接合部分について、複数回の押圧を繰り返すことが望ましい。一例として、一の接合部ＣＰについて、３回から４回の押圧（冷間圧接）を繰り返し行い、約１ｍｍ以上（好ましくは１．５ｍｍ以上、具体的には約２ｍｍ程度）圧縮させると、安定した接合面が得られる。
コイル１１とバスバー１３を冷間圧接した後は、接合部ＣＰに押し出しによるバリが生じる。従って、冷間圧接完了後に、保持部からコイル１１とバスバー１３を取り出してバリ取りを行い、他のコイル１１のバスバー接続端部１１Ａと、バスバー１３の他のコイル接続端部１３Ｂとの間で冷間圧接を行う。
図１２は、接合後のコイル１１とバスバー１３を示す図であり、同図（Ａ）が平面図、同図（Ｂ）が側面図、同図（Ｃ）がコイルユニット１０（１０Ｕの外観斜視図である。
バスバー１３の３本のコイル接続端部１３Ｂについてそれぞれ同様にコイル１１を接合し、図１２（Ａ）に示すコイル１１とバスバー１３の接合体が得られる。この状態では、同図（Ａ）、同図（Ｂ）に示すようにコイル１１の螺旋構造体の中心軸方向（第一の中心軸Ｃ１方向）と、バスバー１３の配線部１３Ａの中心軸方向（第二の中心軸Ｃ２方向）とが揃うようにコイル１１とバスバー１３とが略平面上に配置されている。
その後、同図（Ｂ）の矢印で示すように各コイル１１の第一の中心軸Ｃ１がバスバー１３の第二の中心軸Ｃ２方向に交差するように、コイル１１をそれぞれバスバー１３に対して折り曲げる。これにより、バスバー１３の第二の中心軸Ｃ２方向とコイル１１の１周分領域ＣＲの長辺方向とが同方向に揃い、コイル１１の上方（１周分領域ＣＲの上側短辺の上方）にバスバー１３の配線部１３Ａが位置するコイルユニット１０Ｕが形成される（同図（Ｃ））。
その後、コイル１１とバスバー１３とを一体的に絶縁樹脂で被覆する。具体的には、コイルユニット１０Ｕを例えば、液状の絶縁樹脂に浸して一体的に絶縁樹脂で被覆する。なおコイルユニット１０Ｕに液状の絶縁樹脂を吹き付けることによって一体的に絶縁樹脂で被覆してもよい。
従来では、絶縁樹脂で被覆されたコイルをバスバーに溶接あるいはねじ止めなどで接続し、バスバー同士は間に絶縁樹脂層を挟み込むなどして絶縁をしていた。あるいは、コイルとバスバーをそれぞれ接合部を除いて個別に絶縁樹脂で被覆し、両者を接続後に改めて接合部を絶縁樹脂で被覆しているなどしていた。このため、例えば絶縁樹脂層のホルダーが必要となるなど構造が複雑になったり、製造工程が煩雑となっていた。
しかしながら本実施形態では、コイルとバスバーを接続した後に一体的にこれらを絶縁樹脂で被覆できるため、構造および製造工程を従来と比較して大幅に簡素化できる。また、絶縁樹脂の膜厚の均一性を高めることができる。
なお、図１２（Ａ），同図（Ｂ）に示すようにコイル１１とバスバー１３を接合した後の略平板の状態（コイル１１を折り曲げる前の状態）で絶縁樹脂を被覆してもよい。しかしながら絶縁樹脂で被覆した後にコイル１１を折り曲げると折り曲げ箇所において付近では絶縁樹脂が伸張されて被覆厚が薄くなり、耐圧劣化を招く恐れがある。したがって、図１２（Ｃ）に示すようにバスバー１３に対してコイル１１を折り曲げた状態で両者を一体的に絶縁樹脂で被覆することにより、絶縁樹脂の膜厚の均一性を高め、耐圧の劣化を回避することができる。
コイル１１の他端部１１Ｂにはそれぞれ中性点接続端子１５が例えば溶接などにより取り付けられる。中性点接続端子１５は、それぞれのコイル１１の螺旋構造の外側に位置するように（導出するように）設けられる。また、バスバー１３の外部端子１３Ｃは所望の形状に折り曲げられる。
図１３は、コイルユニット１０Ｖ、１０Ｗの平面図である。コイルユニット１０Ｖ、１０Ｗも同様に製造される。すなわち、図１３（Ａ）に示すようにコイルユニット１０Ｖのバスバー１３Ｖは、配線部１３ＡＶ，コイル接続端部１３ＢＶ、および外部端子１３ＣＶが打ち抜き加工され、コイル接続端部１３ＢＶとコイル１１のバスバー接続端部１１ＡＶとが上記と同様にして接続される（同図（Ｂ））。
また、図１３（Ｃ）に示すようにコイルユニット１０Ｗのバスバー１３Ｗは、配線部１３ＡＷ，コイル接続端部１３ＢＷ、および外部端子１３ＣＷが打ち抜き加工され、コイル接続端部１３ＢＷとコイル１１のバスバー接続端部１１ＡＷとが上記と同様にして接続される（同図（Ｄ））。
但し、これらの３本のコイル接続端部１３ＢＶ，１３ＢＷの位置は、コイルユニット１０Ｕの３本のコイル接続端部１３ＢＵの位置とそれぞれずらし、また外部端子１３ＣＶ、１３ＣＷの位置はコイルユニット１０Ｕの外部端子１３ＣＵの位置とずらして、３つコイルユニット１０Ｕ，１０Ｖ、１０Ｗが組み合わされた場合に干渉しない位置に設けられる。
その後、コイルユニット１０Ｖ、１０Ｗも各コイル１１の第一の中心軸Ｃ１がバスバー１３の第二の中心軸Ｃ２方向に交差するように、コイル１１をそれぞれバスバー１３に対して折り曲げる。これにより、バスバー１３の第二の中心軸Ｃ２方向とコイル１１の１周分領域ＣＲの長辺方向とが同方向に揃い、コイル１１の上方（１周分領域ＣＲの上側短辺の上方）にバスバー１３の配線部１３Ａが位置するコイルユニット１０Ｖ（図６参照），コイルユニット１０Ｗ（図７参照）が形成される。
＜ステータ部材の製造方法＞
ステータ部材２０は、上記の方法で製造した（絶縁樹脂も皮膜済みの）コイルユニット１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗを組合わせて形成する。３つのコイルユニット１０Ｕ，１０Ｖ、１０Ｗは、図４に示すように、互いに電流または電圧の位相が異なるように、互いに等間隔（１２０°）で隣り合って配置するように組合わせる。また、３つのコイルユニット１０Ｕ，１０Ｖ、１０Ｗのそれぞれのバスバー１３Ｕ、１３Ｖ、１３Ｗはその配線部１３ＡＵ，１３ＡＶ，１３ＡＷの中心軸を揃えるように積層される。既に述べたように３つのコイルユニット１０Ｕ，１０Ｖ、１０Ｗのそれぞれのコイル接続端子１３ＢＵ，１３ＢＶ，１３ＢＷは互いにその位置をずらし、また外部端子１３ＣＵ、１３ＣＶ、１３ＣＷも互いに位置をずらして設けられており、組み合わされた場合であってもコイル１１および外部端子１３ＣＵ、１３ＣＶ、１３ＣＷの干渉は生じない。
その後、３つのコイルユニット１０Ｕ，１０Ｖ、１０Ｗの中性点接続端子１５を中性点に接続し、ステータ部材２０が形成される。
なお、略平板状体のコイルユニット１０Ｕ（図１２（Ａ））、コイルユニット１０Ｖ（図１３（Ｂ））、コイルユニット１０Ｗ（図１３（Ｄ））の状態でそれぞれ絶縁樹脂を被覆し、バスバー１３Ｕ、１３Ｖ、１３Ｗの配線部１３ＡＵ，１３ＡＶ，１３ＡＷの中心軸を揃えるように積層した後に、バスバー１３Ｕ、１３Ｖ、１３Ｗのそれぞれに接続するコイル１１を折り曲げるようにしてもよい。
＜ステータおよびモータの製造方法＞
図１４を参照してステータ３５の製造方法について説明する。ステータ３５は、例えば円筒状のステータコア３５１と、複数のカセット３５２と、上述のステータ部材２０を有する。本実施形態のステータ部材２０は、後付けでステータコア３５１に装着される。
カセット３５２は、例えば、同図（Ａ）に示すようにステータ部材２０を構成する複数のコイル１１のそれぞれに対して（１つのコイル１１に対して）２個１組で用意される。２個１組のカセット３５２（３５２Ａ，３５２Ｂ）はそれぞれ、コイル１１の螺旋構造の軸中心方向の一方、および他方の面側に鍔部３５２Ｃ，３５２Ｄを有する。そして、一方のカセット３５２Ａの鍔部３５２Ｃが形成されていない面側から１つのコイル１１を挿入し、他方のカセット３５２Ｂを鍔部３５２Ｄが形成されていない面側から重ねて両者を係合し、コイル１１にカセット３５２を取り付ける。ステータ部材２０を構成するコイル１１の全てに対して同様にカセット３５２を取り付け、同図（Ｂ）および同図（Ｃ）に示すようにカセット３５２付きのコイル１１をステータコア３５１に取り付けてステータ３５が構成される。
また、図８（Ｃ）に示したように、上記のステータ３５に対してロータ３３が回転可能となるように組み付けられて三相モータ３０が製造される。
尚、本発明は、上記した実施の形態に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変更を加え得ることは勿論である。
本発明は、ステータ及びモータに適用することができる。
１０，１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ コイルユニット
１１，１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗ コイル
１１Ａ，１１ＡＵ，１１ＡＶ，１１ＡＷ バスバー接続端部
１１Ｂ 他端部
１１Ｓ 端面
１３，１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗ バスバー
１３ＡＵ 配線部
１３Ａ，１３ＡＵ，１３ＡＶ，１３ＡＷ 配線部
１３Ｂ，１３ＢＵ、１３ＢＶ，１３ＢＷ コイル接続端部
１３Ｃ，１３ＣＵ，１３ＣＶ，１３ＣＷ 外部端子
１３Ｓ 端面
１５ 中性点接続端子
２０ ステータ部材
３０ 三相モータ
３１ シャフト
３２ ハウジング
３３ ロータ
３４ ベアリング
３５ ステータ
１００ 接合装置（冷間圧接装置）
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 平導体
１１１Ｓ 端面
３５１ ステータコア
３５２ カセット

Claims (5)

  1. コイルとバスバーを接合したコイルユニットであって、
    前記バスバーは配線部と、前記コイルの端部に接続する接続部とが平導体により一体的に構成され、
    前記接続部と前記端部は端面同士を突合せて接合され、
    前記接続部は直線領域を含み、該直線領域の延在方向と前記配線部の延在方向が異なる方向になるように該接続部が該配線部に対して曲折している、
    ことを特徴とするコイルユニット。
  2. 前記直線領域の延在方向と前記配線部の延在方向が交差する方向となるように該接続部が該配線部に対して曲折している、
    ことを特徴とする請求項１に記載のコイルユニット。
  3. 前記直線領域は、前記バスバーと前記コイルを接合する装置の保持部により保持可能な大きさである、
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコイルユニット。
  4. 前記接続部が前記配線部に対して曲折する曲折部は、前記コイルの螺旋軸を水平方向に配置した場合の該コイルの上下方向の端部付近に設けられる、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のコイルユニット。
  5. 前記接合部と前記端部との接合領域は、前記コイルの周回途中に設けられる、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のコイルユニット。
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