JP7342503B2 - 回転電機用のコイルの製造方法およびステータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機用のコイルの製造方法およびステータの製造方法に関する。

従来、複数のコイル形成用部材が電気的に接続された回転電機用のコイルの製造方法およびステータの製造方法が知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。

上記特許文献１には、第１上面側挿入導体と第１下面側挿入導体とが接合されたコイルの製造方法が開示されている。このコイルの製造方法では、第１上面側挿入導体のコイルエンド部、および、第１下面側挿入導体のコイルエンド部の各々に絶縁性樹脂がコーティングされる。そして、第１上面側挿入導体と第１下面側挿入導体とがステータコアに配置される。その後、第１上面側挿入導体と第１下面側挿入導体とをステータコアの軸方向外側から押圧しながら電流を流す溶接であるアブセット溶接が行われる。これにより、第１上面側挿入導体と第１下面側挿入導体とが接合されて、コイルが形成される。

また、上記特許文献２には、第１導体セグメントと第２導体セグメントとが溶接されないで、互いに接触することによって、第１導体セグメントと第２導体セグメントとが電気的に接続された回転電機用のコイルの製造方法が開示されている。このコイルの製造方法では、まず、第１導体セグメントおよび第２導体セグメントが準備される。この第１導体セグメントおよび第２導体セグメントには、それぞれ、導体が露出された部分と、絶縁体により被覆された部分とが設けられている。そして、第１導体セグメントの導体が露出された部分の露出表面と、第２導体セグメントの導体が露出された部分の露出表面とが対向するように、ステータのステータコアのスロット内に、第１導体セグメントおよび第２導体セグメントが配置される。そして、第１導体セグメントの露出表面と、第２導体セグメントの露出表面とが互いに接触した状態にされる。そして、第１導体セグメントと第２導体セグメントとの接触状態を維持するための押圧シムがスロット内に配置される。これにより、第１導体セグメントと第２導体セグメントとが互いに電気的に接続され、回転電機用のコイルが構成される。

特開２００９－９５１９３号公報 米国特許出願公開第２０１７／００４０８５９号明細書

ここで、導体のコイルエンド部に絶縁性樹脂をコーティングすることにより、コイルエンド部の絶縁性能が向上された上記特許文献１に記載のコイルの製造方法において、上記特許文献２に記載のコイルの製造方法のように、第１上面側挿入導体と第１下面側挿入導体とを溶接せずに、互いに接触させることが考えられる。ここで、上記特許文献１および２には記載されていないが、第１上面側挿入導体の露出表面および第１下面側挿入導体の露出表面（コイル形成用部材の端部）にメッキ処理を施すことを考えた場合、コイルエンド部に絶縁性樹脂をコーティングした後、第１上面側挿入導体の露出表面と第１下面側挿入導体の露出表面とにメッキ処理を施す際に、メッキ処理を実施するための装置または治具がコーティングされた絶縁性樹脂に接触することによって、絶縁性樹脂に傷が付く場合があると考えられる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、複数のコイル形成用部材同士を互いに接触させて接続する場合にも、コイルエンド部の絶縁性能を向上させることが可能な回転電機用のコイルの製造方法およびステータの製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における回転電機用のコイルの製造方法は、端部において導体が露出された平角導線である複数のコイル形成用部材を準備する工程と、端部にメッキ処理を施すことにより、平角導線である複数のコイル形成用部材の各々の端部の表面導体の全体を被覆するようにメッキ部を形成する工程と、メッキ部を形成する工程の後、複数のコイル形成用部材の各々において、コイル形成用部材のうちの端部とは異なる部分であるコイルエンド部の少なくとも一部に、絶縁部を形成する工程と、絶縁部を形成する工程の後、複数のコイル形成用部材のメッキ部同士を互いに接触させることにより、互いに電気的に接続された複数のコイル形成用部材を含む、回転電機用のコイルを形成する工程とを備える。

この発明の第１の局面における回転電機用のコイルの製造方法では、上記のように、メッキ部を形成する工程の後、コイルエンド部の少なくとも一部に、絶縁部を形成する工程を設ける。これにより、メッキ部を形成する工程を行う時点では、絶縁部が形成されていないので、メッキ部を形成する工程を行うことに起因して絶縁部に傷が付くのを防止することができる。この結果、複数のコイル形成用部材同士を互いに接触させて接続する場合で、コイル形成用部材の端部にメッキ処理を施す場合にも、コイルエンド部の絶縁性能を向上させることができる。

この発明の第２の局面におけるステータの製造方法は、端部において導体が露出された平角導線である複数のコイル形成用部材を準備する工程と、端部にメッキ処理を施すことにより、平角導線である複数のコイル形成用部材の各々の端部の表面導体の全体を被覆するようにメッキ部を形成する工程と、メッキ部を形成する工程の後、複数のコイル形成用部材の各々において、コイル形成用部材のうちの端部とは異なる部分であるコイルエンド部の少なくとも一部に、絶縁部を形成する工程と、絶縁部を形成する工程の後、絶縁部およびメッキ部が形成された複数のコイル形成用部材を、ステータコアに配置する工程と、コイル形成用部材を配置する工程の後、複数のコイル形成用部材のメッキ部同士を互いに接触させることにより、互いに電気的に接続された複数のコイル形成用部材を含む、コイルを形成する工程とを備える。

この発明の第２の局面におけるステータの製造方法では、上記第１の局面における回転電機用のコイルの製造方法と同様に、複数のコイル形成用部材同士を互いに接触させて接続する場合で、コイル形成用部材の端部にメッキ処理を施す場合にも、コイルエンド部の絶縁性能を向上させることが可能なステータの製造方法を提供することができる。

本発明によれば、上記のように、複数のコイル形成用部材同士を互いに接触させて接続する場合にも、コイルエンド部の絶縁性能を向上させることができる。

一実施形態によるステータ（回転電機）の構成を示す平面図である。 一実施形態によるステータの構成を示す斜視図である。 一実施形態によるステータコアおよびコイルの構成を示す断面図である。 一実施形態によるコイルの構成を示す斜視図である。 一実施形態によるメッキ部同士が接触している状態を説明するための図である。 一実施形態によるメッキ部の構成を説明するための断面図である。 一実施形態による脚部の構成を説明するための横断面図である。 一実施形態によるコイルエンド部の構成を説明するための横断面図である。 一実施形態によるステータ（コイル）の製造工程を示すフロー図である。 一実施形態によるコイル形成用部材を形成する工程を示す図であり、（Ａ）は複数のコイル形成用部材を準備することを説明するための図であり、（Ｂ）は切削工程を説明するための図である。 一実施形態によるコイル形成用部材の構成を示す斜視図（１）である。 一実施形態によるコイル形成用部材の構成を示す斜視図（２）である。 一実施形態によるメッキ部を形成する工程を説明するための図であり、（Ａ）はメッキ処理を行う前の端部を示す図であり、（Ｂ）はメッキ処理を行った後の端部を示す図である。 一実施形態による酸処理を説明するための図であり、（Ａ）は酸処理前のコイル形成用部材を示す図であり、（Ｂ）は酸処理後のコイル形成用部材を示す図である。 一実施形態による絶縁部を形成する工程を説明するための図である。 一実施形態によるコイル形成用部材をステータコアに配置する工程を説明するための図である。 一実施形態の変形例によるコイル（メッキ部）の構成を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

[ステータの構造]
図１～図８を参照して、本実施形態によるステータ１００（コイル１０）の構造について説明する。ステータ１００（コイル１０）は、中心軸線Ｃを中心に円環形状を有する。なお、コイル１０は、特許請求の範囲の「回転電機用のコイル」の一例である。

本願明細書では、「軸方向」とは、図１に示すように、ステータ１００の中心軸線Ｃに沿った方向（Ｚ方向）を意味する。また、「周方向」とは、ステータ１００の周方向（Ａ１方向、Ａ２方向）を意味する。また、「径方向」とは、ステータ１００の半径方向（Ｒ方向）を意味する。また、「径方向内側」とは、径方向に沿ってステータ１００の中心軸線Ｃに向かう方向（Ｒ１方向）を意味する。また、「径方向外側」とは、径方向に沿ってステータ１００の外に向かう方向（Ｒ２方向）を意味する。

ステータ１００は、ロータ１０１と共に、回転電機１０２の一部を構成する。回転電機１０２は、たとえば、モータ、ジェネレータ、または、モータ兼ジェネレータとして構成される。ステータ１００は、図１に示すように、永久磁石（図示せず）が設けられるロータ１０１の径方向外側に配置されている。すなわち、本実施形態では、ステータ１００は、インナーロータ型の回転電機１０２の一部を構成する。

図２に示すように、ステータ１００は、コイル１０と、ステータコア２０とを備える。図３に示すように、ステータコア２０には、円環状のバックヨーク２１と、バックヨーク２１から径方向に内側に突出する複数のティース２２と、周方向に隣り合うティース２２の間に形成されるスロット２３とが設けられている。ティース２２は、径方向内側の先端部において、周方向に突出する凸部２２ａが形成されている。スロット２３は、バックヨーク２１の径方向内側の面２１ａと、ティース２２の周方向の側面２２ｂと、ティース２２の凸部２２ａとにより囲まれた領域である。

（コイルの構造）
図４に示すように、コイル１０は、複数のコイル形成用部材３０が電気的に接続されることにより構成されている。コイル形成用部材３０は、一対の脚部３１と、一対の脚部３１同士を接続するとともに、複数のスロット２３（図３参照）に渡るように配置されているコイルエンド部３２（渡り部）とを含む。そして、脚部３１の少なくとも一部がスロット２３内に配置されている。また、コイルエンド部３２は、スロット２３よりも軸方向の外側に配置されている。

また、コイル１０は、たとえば、波巻きコイルとして構成されている。そして、コイル１０は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各々に設けられている。また、コイル形成用部材３０は、一対の脚部３１とコイルエンド部３２とにより、径方向に見て、略Ｕ字状に形成されている。なお、図４では、説明のために、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のコイル１０のうちのＵ相のコイル１０のみを図示している。

図３に示すように、コイル１０は、ステータコア２０に配置されている。本実施形態では、コイル１０は、複数のコイル形成用部材３０のメッキ部４０同士が接触し、複数のコイル形成用部材３０同士が互いに電気的に接続されることにより構成されている。また、１つのスロット２３内において、同相の複数のコイル形成用部材３０（脚部３１）が径方向に並んで配置されている。また、ステータコア２０よりも軸方向外側の位置において、異相（自身の相とは異なる相）のコイルエンド部３２同士が隣接して配置されている。

図５に示すように、コイル形成用部材３０は、内部導体３０ａとしての銅を含む。ここで、本実施形態では、コイル形成用部材３０の一対の脚部３１の先端部分である端部３３には、それぞれ、メッキ部４０が形成されている。なお、本願明細書では、端部３３とは、脚部３１の最先端部３３ａおよび３３ｂのみならず、後述する第１面３３ｃまたは第２面３３ｄをも含む、広い領域を意味するものとして記載している。

そして、コイルエンド部３２がスロット２３よりもＺ１方向側に配置されたコイル形成用部材３０の脚部３１（以下、「第１脚部３１ａ」という）と、コイルエンド部３２がスロット２３よりもＺ２方向側に配置されたコイル形成用部材３０の脚部３１（以下、「第２脚部３１ｂ」という）とが接続されている。すなわち、第１脚部３１ａのＺ２方向側の端部３３に設けられたメッキ部４０と、第２脚部３１ｂのＺ１方向側の端部３３に設けられたメッキ部４０とが、スロット２３内において接触している。また、第１脚部３１ａのＺ２方向側の端部３３のうちのＺ２方向側の最先端部３３ａと、第２脚部３１ｂとは、軸方向に隙間ＣＬ１が設けられている。また、第２脚部３１ｂのＺ１方向側の端部３３のうちのＺ１方向側の最先端部３３ｂと、第１脚部３１ａとは、軸方向に隙間ＣＬ２が設けられている。なお、第１脚部３１ａの軸方向の長さと第２脚部３１ｂの軸方向の長さとは、たとえば、略同一である。

詳細には、第１脚部３１ａの端部３３には、径方向の一方側を向く第１面３３ｃを有するとともに、第１脚部３１ａの径方向の一方側（Ｒ１方向側）の面に対して径方向の他方側に窪む窪み部３３ｅ（段差部）が設けられている。また、第２脚部３１ｂの端部３３には、径方向の他方側を向く第２面３３ｄを有するとともに、第２脚部３１ｂの径方向の他方側（Ｒ２方向側）の面に対して径方向の一方側に窪む窪み部３３ｆ（段差部）が設けられている。そして、第１面３３ｃに設けられたメッキ部４０と、第２面３３ｄに設けられたメッキ部４０とが互いに接触している。また、第１面３３ｃと第２面３３ｄとは、たとえば、互いに略平行に配置されているとともに、軸方向に沿った面として形成されている。また、第１面３３ｃは、窪み部３３ｅの底面として、第２面３３ｄは、窪み部３３ｆの底面として構成されている。また、メッキ部４０は、第１面３３ｃおよび第２面３３ｄに加えて、窪み部３３ｅおよび３３ｆの全体および最先端部３３ａおよび３３ｂにも設けられている。

図６に示すように、メッキ部４０は、ニッケル、銀および金のうちの少なくとも１つの金属の層により構成されている。たとえば、メッキ部４０は、コイル形成用部材３０の材料(銅)よりも、酸化した部分が容易に取り除かれやすい材料（たとえば、ニッケル）によって形成されているか、または、メッキ部４０は、コイル形成用部材３０の材料（銅）よりも耐食性の高い材料（銀または金）によって形成されている。本実施形態では、メッキ部４０は、ニッケルの単一の層により構成されている。なお、本願明細書では、「ニッケル」とは、ニッケルに他の金属が含有されているニッケル合金をも含む広い概念を意味するものとして記載している。

図７に示すように、脚部３１には、脚部３１の端部３３とは異なる部分の表面導体３０ｂが酸化されることにより形成された酸化部５０が設けられている。たとえば、脚部３１は、酸化部５０により覆われている。そして、スロット２３内において、径方向に隣接する脚部３１同士は、後述するスロット絶縁紙８０（図３参照）と酸化部５０とにより互いに絶縁されている。

図８に示すように、コイルエンド部３２には、絶縁部６０が形成されている。絶縁部６０は、電着塗料６１により構成されており、たとえば、後述する電着塗装により、コイルエンド部３２を覆うように形成されている。そして、絶縁部６０は、異相間の絶縁を確保可能に構成されている。

図３に示すように、ステータコア２０には、メッキ部４０同士の接触状態を維持させるための押圧部材７０が設けられている。押圧部材７０は、スロット２３内において、コイル１０と凸部２２ａとの径方向の間に配置されている。押圧部材７０は、たとえば、楔部材または弾性部材（たとえば、バネ部材）により構成されている。たとえば、押圧部材７０は、軸方向に見て、弧状を有するように形成されている。そして、押圧部材７０は、コイル形成用部材３０（セグメント導体）を径方向外側に押圧するように構成されている。これにより、押圧部材７０は、互いに対向して配置されている第１面３３ｃと第２面３３ｄとを互いに押圧させ合い、第１面３３ｃと第２面３３ｄとが接触した状態（コイル形成用部材３０同士が接続した状態）を維持させるように構成されている。

（スロット絶縁紙の構造）
図３に示すように、ステータ１００は、スロット絶縁紙８０を含む。スロット絶縁紙８０は、スロット２３内において、ステータコア２０とコイル１０との間に配置される第１部分８１と、コイル１０（コイル形成用部材３０）同士の間に配置される第２部分８２とを含む。また、スロット絶縁紙８０は、たとえば、シート状に形成されている。そして、第１部分８１は、バックヨーク２１の面２１ａと、ティース２２の側面２２ｂとの各々に沿って形成されている。また、第２部分８２は、たとえば、蛇腹状に形成されており、スロット２３内においてコイル形成用部材３０の径方向の間に配置されている。そして、第１部分８１は、コイル１０とステータコア２０とを電気的に絶縁する機能を有する。また、第２部分８２は、コイル１０同士（同相のコイル形成用部材３０同士）を電気的に絶縁する機能を有する。また、第１部分８１と第２部分８２とは、連続して形成されている。

［本実施形態のステータの製造方法］
次に、図１～図１７を参照して、本実施形態によるステータ１００の製造方法について説明する。図９には、ステータ１００の製造工程のフローチャートが示されている。

（コイル形成用部材を形成する工程）
ステップＳ１において、複数のコイル形成用部材３０（図４参照）が形成（準備）される。本実施形態では、端部３３が各々設けられた一対の脚部３１と、一対の脚部３１を接続するとともにコイルエンド部３２となる部分であるコイルエンド部１３２（図１１および図１２参照）とを含む、コイル形成用部材３０が形成される。なお、本願明細書では、コイル形成用部材３０がステータコア２０に配置された場合に、コイルエンド部３２に相当する部分を「コイルエンド部１３２」と称して説明する。また、製造工程中（未完成）のコイル形成用部材を「コイル形成用部材１３０」と称し、完成後のコイル形成用部材を「コイル形成用部材３０」と称して説明する。

図１０（Ａ）に示すように、まず、複数の直線状のコイル形成用部材１３０が準備される。準備されるコイル形成用部材１３０は、少なくとも直線状に延びる方向に沿った両方の端部３３の表面導体３０ｂが露出されている。たとえば、コイル形成用部材１３０は、表面導体３０ｂの全体が露出されている。言い換えると、準備されるコイル形成用部材１３０には、絶縁被覆が設けられていない。また、コイル形成用部材１３０は、導体を構成する金属としての銅を含む。

また、コイル形成用部材１３０は、たとえば、横断面が平角形状を有する平角導線により構成されている。そして、図１０（Ｂ）に示すように、コイル形成用部材１３０の両方の端部３３の各々に、切削加工が施されることにより、第１面３３ｃを有する窪み部３３ｅまたは第２面３３ｄを有する窪み部３３ｆが形成される。たとえば、複数のコイル形成用部材１３０を並んで配置し、並んで配置された複数のコイル形成用部材１３０に対して、切削治具（図示せず）を移動させることにより、複数のコイル形成用部材１３０の各々に窪み部３３ｅまたは３３ｆが形成される。

図１１および図１２に示すように、コイル形成用部材１３０は、図示しない成形装置により成形されることにより、一対の脚部３１と、一対の脚部３１を接続するコイルエンド部１３２とが形成される。具体的には、成形装置の成形型にコイル形成用部材１３０が配置された状態で、直線状のコイル形成用部材１３０をＵ字状に屈曲させるように成形することにより、Ｕ字状のコイル形成用部材１３０が形成される。すなわち、表面導体３０ｂが露出された一対の脚部３１と、一対の脚部３１を接続するとともに表面導体３０ｂが露出されたコイルエンド部１３２とを含む、コイル形成用部材１３０が形成される。そして、ステータコア２０のＺ１方向側に配置されるコイル形成用部材１３０の脚部３１が第１脚部３１ａ（図１１参照）となり、ステータコア２０のＺ２方向側に配置されるコイル形成用部材１３０の脚部３１が第２脚部３１ｂ（図１２参照）となる。

（メッキ部を形成する工程）
ステップＳ２において、図１３に示すように、複数のコイル形成用部材１３０の各々の端部３３にメッキ処理を施すことにより、端部３３にメッキ部４０が形成される。

まず、メッキ処理の前処理としての酸処理が行われる。具体的には、複数のコイル形成用部材１３０の端部３３が酸性溶液に浸されることにより、表面導体３０ｂの酸化部分（錆）が還元される。そして、複数のコイル形成用部材１３０に対して洗浄処理が行われる。複数のコイル形成用部材１３０に付着した酸性溶液や油等が取り除かれる。これにより、図１３（Ａ）に示すように、端部３３の表面導体３０ｂが露出した状態になる。

そして、図１３（Ｂ）に示すように、端部３３の表面導体３０ｂにメッキ付着処理が施される。具体的には、ニッケル、銀および金のうちの少なくとも１つの金属の層を端部３３の表面導体３０ｂに形成（被膜）させる処理が行われる。本実施形態では、ニッケルの単一の層が端部３３の表面導体３０ｂに形成される。また、複数のコイル形成用部材１３０の端部３３の各々に、メッキ部４０が形成される。

そして、メッキ部４０は、端部３３のうちの少なくとも第１面３３ｃまたは第２面３３ｄに形成される。たとえば、メッキ部４０は、端部３３の表面導体３０ｂの全体を被覆するように形成される。その後、メッキ部４０が形成されたコイル形成用部材１３０が洗浄される。

そして、メッキ部４０が形成されたコイル形成用部材１３０が乾燥される。これにより、メッキ部４０が形成されたコイル形成用部材１３０が形成される。たとえば、複数のコイル形成用部材１３０が共に乾燥炉（図示せず）に配置されて、加熱されることにより、コイル形成用部材１３０が乾燥される。ここで、乾燥炉において、コイル形成用部材１３０の全体が加熱される。これにより、コイル形成用部材１３０の表面導体３０ｂの少なくとも一部が酸化する。これにより、図１３（Ｂ）および図１４（Ａ）に示すように、コイル形成用部材１３０の酸化部５０が形成される。すなわち、コイル形成用部材１３０の表面導体３０ｂの銅が酸化して、酸化部５０（錆）として酸化銅が形成される。また、酸化部５０のうちのコイルエンド部１３２に生じた酸化部分をコイルエンド部酸化部５１とする。なお、酸化部５０は、特許請求の範囲の「酸化部分」および「表面導体酸化部」の一例である。

（絶縁部を形成する工程）
ステップＳ３において、図１４および図１５に示すように、コイル形成用部材１３０のうちの端部３３とは異なる部分であるコイルエンド部１３２の少なくとも一部に、絶縁部６０が形成される。そして、この工程では、図１４（Ｂ）に示すように、コイル形成用部材１３０にメッキ部４０が形成される際に生じた酸化部５０（錆）の少なくとも一部を還元する酸処理が前処理として行われる。本実施形態では、酸処理は、コイルエンド部１３２の表面導体３０ｂに形成された酸化部５０であるコイルエンド部酸化部５１を還元させることにより、コイルエンド部酸化部５１を除去する処理である。たとえば、複数のコイル形成用部材１３０のコイルエンド部１３２が酸性溶液に浸されることにより、コイルエンド部酸化部５１が還元される。

そして、本実施形態では、複数のコイルエンド部１３２の各々に、電着塗料６１を電着塗装により付着させるとともに、電着塗料６１を加熱により乾燥させることにより、絶縁部６０がコイルエンド部１３２に形成される。なお、電着塗料６１は、特許請求の範囲の「絶縁性を有する材料」の一例である。

具体的には、まず、図１４（Ｂ）に示すように、Ｕ字状に成形されたコイル形成用部材１３０の各々に対して酸処理が実施される。これにより、コイル形成用部材１３０からコイルエンド部酸化部５１が除去され、コイルエンド部１３２において表面導体３０ｂが露出した状態にされる。そして、コイル形成用部材１３０が洗浄される。

そして、図１５に示すように、複数のコイル形成用部材１３０のコイルエンド部１３２が、電着塗料６１を電解液とする液中に浸される。そして、液中に配置された電極１６０に対して電圧が印加されることにより、電解液中の電着塗料６１がコイル形成用部材１３０の表面導体３０ｂに付着する。すなわち、コイルエンド部１３２に、電気化学反応を用いて電着塗料６１が付着される。これにより、コイル形成用部材１３０の表面導体３０ｂに、電着塗料６１の膜が形成される。なお、図１５では、１つのコイル形成用部材１３０に対して、電着塗装を行う例を示しているが、複数のコイル形成用部材１３０に対して、単一の容器１６１内において電着塗装が行われてもよい。

そして、電着塗料６１の膜が形成された複数のコイル形成用部材１３０が、乾燥炉（図示せず）に移動される。そして、複数のコイル形成用部材１３０が乾燥炉内において加熱されることにより、複数のコイル形成用部材１３０の電着塗料６１が乾燥して硬化する。たとえば、複数のコイル形成用部材１３０が乾燥炉内において、３００度以上に加熱されることにより、電着塗料６１が乾燥される。これにより、図８に示すように、複数のコイル形成用部材１３０に、電着塗料６１の膜から構成される絶縁部６０が形成（成膜）される。そして、複数のコイル形成用部材３０が形成される。すなわち、絶縁部６０を形成する工程（ステップＳ３）が、コイル形成用部材３０を製造するための最終工程（コイル形成用部材３０がステータコア２０に配置される直前の工程）となる。

（コイル形成用部材をステータコアに配置する工程）
ステップＳ４において、コイル形成用部材３０が、回転電機１０２のステータコア２０に配置される。具体的には、図１６に示すように、ステータ１００のスロット２３の各々には、予めスロット絶縁紙８０が配置されている。そして、複数のコイル形成用部材３０が組み合わされた状態（コイルアッセンブリが形成された状態）で、ステータ１００に対して複数のコイル形成用部材３０が軸方向に移動されることにより、図３に示すように、複数のコイル形成用部材３０がスロット２３の各々に配置される。

たとえば、ステータ１００のスロット２３に、Ｚ１方向側から複数のコイル形成用部材３０の第１脚部３１ａが挿入されるとともに、Ｚ２方向側から複数のコイル形成用部材３０の第２脚部３１ｂが挿入される。また、１つのスロット２３内において、複数のコイル形成用部材３０同士が並んで配置されるとともに、複数のコイル形成用部材３０の間にスロット絶縁紙８０の第２部分８２が配置されるように、複数のコイル形成用部材３０が配置される。また、第１脚部３１ａの第１面３３ｃと、第２脚部３１ｂの第２面３３ｄとは、径方向に対向するように配置される。すなわち、第１面３３ｃのメッキ部４０と、第２面３３ｄのメッキ部４０とが径方向に隣接して配置される。

（コイルを形成する工程）
ステップＳ５において、図５に示すように、複数のコイル形成用部材３０のメッキ部４０同士を互いに径方向に接触させることにより、互いに電気的に接続された複数のコイル形成用部材３０を含む、回転電機１０２用のコイル１０（図４参照）が形成される。

具体的には、図３に示すように、スロット２３内において、複数のコイル形成用部材３０同士が径方向に挟み込まれるように押圧されることにより、複数のコイル形成用部材３０のメッキ部４０同士が互いに接触される。たとえば、ティース部２２の凸部２２ａとコイル形成用部材３０との間に、径方向にコイル形成用部材３０を押圧する押圧部材７０が配置される。たとえば、押圧部材７０は、径方向に並んで配置されたコイル形成用部材３０を、押圧部材７０とバックヨーク２１の径方向内側の面２１ａとの間に挟むように押圧して、メッキ部４０同士の接触状態を維持させるように構成されている。

ここで、メッキ部４０をニッケルの層により構成した場合には、ステップＳ２～Ｓ４において、メッキ部４０に酸化した部分が生じている場合がある。この場合、メッキ部４０の酸化した部分がステップＳ５以前に取り除かれている。たとえば、メッキ部４０の酸化した部分がステップＳ４以前に機械的に取り除かれているか、または、ステップＳ５において、押圧される際に酸化した部分のみが崩れてメッキ部４０から脱離した状態となっている。

これにより、コイル１０が形成され、ステータ１００（図２参照）が構成される。その後、ステータ１００とロータ１０１とが組み合わせられることにより、回転電機１０２（図１参照）が構成される。

［本実施形態の製造方法の効果］
本実施形態の製造方法では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、複数のコイル形成用部材（１３０）の各々の端部（３３）にメッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）を設ける。これにより、メッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）の後、コイルエンド部（１３２）（コイルエンド部予定部）の少なくとも一部に、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）を設ける。これにより、メッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）を行う時点では、絶縁部（６０）が形成されていないので、メッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）を行うことに起因して絶縁部（６０）に傷が付くのを防止することができる。この結果、複数のコイル形成用部材（１３０）同士を互いに接触させて接続する場合で、コイル形成用部材（１３０）の端部（３３）にメッキ処理を施す場合にも、コイルエンド部（３２）の絶縁性能を向上させることができる。そして、メッキ部（４０）を、コイル形成用部材（１３０）の材料(銅)よりも、酸化した部分が容易に取り除かれやすい材料（たとえば、ニッケル）によって形成すれば、端部（３３）（メッキ部（４０））が酸化した場合でも、酸化した部分を容易に取り除くことができる。また、メッキ部（４０）を、コイル形成用部材（１３０）の材料（銅）よりも耐食性の高い材料（銀または金）によって形成すれば、端部（３３）（メッキ部（４０））が露出している場合にも、端部（３３）が腐食するのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、メッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）の後で、かつ、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）以前に、コイル形成用部材（１３０）にメッキ部（４０）が形成される際に生じたコイルエンド部（１３２）の酸化部分（５１）を除去する工程（Ｓ３）をさらに備える。ここで、メッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）では、メッキ部（４０）を乾燥させるために、コイル形成用部材（１３０）が加熱される。これにより、コイル形成用部材（１３０）のコイルエンド部（１３２）に酸化部分（５１）が形成されてしまい、コイルエンド部（１３２）の酸化部分（５１）には、絶縁部（６０）が形成されにくくなる（絶縁性の材料（６１）が付着しにくくなる）場合があると考えられる。これに対して、本実施形態のように、コイルエンド部（１３２）の酸化部分（５１）を除去する工程（Ｓ３）を設ければ、酸化部分（５１）が除去された状態のコイルエンド部（１３２）に絶縁部（６０）を形成することができる。この結果、絶縁部（６０）が形成されにくくなるのを防止することができるので、端部（３３）にメッキ部（４０）を形成する場合でも、コイルエンド部（３２）の絶縁性能を効果的に向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、酸化部分（５１）を除去する工程（Ｓ３）は、酸化部分（５１）を還元する酸処理を行うことにより、酸化部分（５１）を除去する工程（Ｓ３）である。ここで、酸化部分（５１）を機械的に除去する場合には、酸化部分（５１）自体が切削等により取り除かれるため、コイルエンド部（１３２）の体積が減少してしまう。これに対して、本実施形態では、酸化部分（５１）を還元する酸処理を行うことにより、酸化部分（５１）を除去することにより、酸化部分（５１）が化学的にコイルエンド部（１３２）を構成する導体（３０ａ）に変化させることができる。この結果、酸化部分（５１）を除去する工程（Ｓ３）において、コイルエンド部（１３２）の体積が減少してしまうのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）は、酸処理を前処理として行うとともに、コイルエンド部（１３２）の少なくとも一部に、絶縁性を有する材料（６１）を電着塗装により付着させることにより、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）である。そして、酸化部分（５１）を除去する工程（Ｓ３）は、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）における酸処理を用いて、コイルエンド部（１３２）の酸化部分（５１）を除去する工程（Ｓ３）である。このように構成すれば、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）における酸処理を用いて、酸化部分（５１）を除去する工程（Ｓ３）を実施することができるので、酸化部分（５１）を除去するために新たに製造工程を追加する必要がなくなる。この結果、コイル（１０）の製造工程数の増加を防止しながら、酸化部分（５１）を除去することによりコイルエンド部（３２）の絶縁性能を効果的に向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、コイル形成用部材（１３０）を準備する工程（Ｓ１）は、端部（３３）が各々設けられ、表面導体（３０ｂ）が露出された一対の脚部（３１）と、一対の脚部（３１）を接続するとともに表面導体（３０ｂ）が露出されたコイルエンド部（１３２）とを含むコイル形成用部材（１３０）を準備する工程（Ｓ１）である。そして、酸化部分（５１）を除去する工程（Ｓ３）は、一対の脚部（３１）の表面導体（３０ｂ）およびコイルエンド部（３２）の表面導体（３０ｂ）が酸化されて形成された表面導体酸化部（５０、５１）のうちのコイルエンド部（３２）の酸化部分（５１）を除去する工程（Ｓ３）である。このように構成すれば、一対の脚部（３１）の表面導体（３０ｂ）には酸化部分（５１）が残存するので、一対の脚部（３１）の表面導体（３０ｂ）に絶縁部（６０）を形成することなく、一対の脚部（３１）の端部（３３）以外の部分の絶縁性能を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）の後で、かつ、コイル（１０）を形成する工程（Ｓ５）の前に、絶縁部（６０）およびメッキ部（４０）が形成された複数のコイル形成用部材（１３０）を、回転電機（１０２）のステータコア（２０）に配置する工程（Ｓ４）をさらに備える。そして、コイル（１０）を形成する工程（Ｓ５）は、複数のコイル形成用部材（１３０）のメッキ部（４０）同士がステータコア（２０）の径方向に互いに押圧し合うように接触されることにより、コイル（１０）を形成する工程（Ｓ５）である。ここで、複数のコイル形成用部材（１３０）のメッキ部（４０）同士がステータコア（２０）の軸方向に押圧し合うように、複数のコイル形成用部材（１３０）をステータコア（２０）に配置する場合には、コイルエンド部（３２）よりも軸方向の両外側から複数のコイル形成用部材（１３０）を押圧する必要があると考えられる。この場合、コイルエンド部（３２）よりも軸方向の外側に押圧部材を配置する必要があるため、押圧部材が配置される分、ステータ（１００）が軸方向に大型化すると考えられる。これに対して、本実施形態では、上記のように、複数のコイル形成用部材（１３０）のメッキ部（４０）同士がステータコア（２０）の径方向に互いに押圧し合うように接触されることにより、コイル（１０）を形成する。これにより、複数のコイル形成用部材（１３０）のメッキ部（４０）同士を径方向に挟み込むように押圧することにより、コイル（１０）を形成することができる。この結果、コイルエンド部（３２）よりも軸方向の外側に押圧部材を配置する必要がないため、ステータ（１００）が軸方向に大型化するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、コイル形成用部材（１３０）を準備する工程（Ｓ１）は、直線状のコイル形成用部材（１３０）をＵ字状に成形する工程を含む。そして、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）は、Ｕ字状のコイル形成用部材（１３０）のうちのコイルエンド部（１３２）に、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）である。ここで、絶縁部（６０）を形成した後に、絶縁部（６０）が形成されたコイル形成用部材（１３０）をＵ字状に成形する場合には、コイルエンド部（１３２）の成形（変形）に応じて絶縁部（６０）の厚みが変化してしまい、コイルエンド部（１３２）の絶縁性能が低下する場合があると考えられる。これに対して、本実施形態では、Ｕ字状に成形された状態のコイル形成用部材（１３０）のコイルエンド部（１３２）に絶縁部（６０）を形成するので、絶縁部（６０）を形成した後に、コイルエンド部（１３２）は成形（変形）されない。この結果、コイル形成用部材（１３０）をＵ字状に成形する場合でも、コイルエンド部（１３２）の絶縁性能が低下するのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、コイル形成用部材（１３０）を準備する工程（Ｓ１）は、直線状のコイル形成用部材（１３０）の端部（３３）に切削加工を施すとともに、直線状のコイル形成用部材（１３０）をＵ字状に成形する工程を含む。そして、メッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）は、切削加工された端部（３３）にメッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）であり、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）は、Ｕ字状のコイル形成用部材（１３０）のうちのコイルエンド部（１３２）に、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）である。このように構成すれば、コイル形成用部材（１３０）をＵ字状に成形することに加えて、端部（３３）への切削加工が、絶縁部（６０）を形成する工程（Ｓ３）よりも前に実施することができる。この結果、端部（３３）への切削加工中に切削装置または切削用治具が絶縁部（６０）に接触して絶縁部（６０）に傷が付くのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、コイル形成用部材（１３０）を準備する工程（Ｓ１）は、銅を含むコイル形成用部材（１３０）を準備する工程（Ｓ１）である。そして、メッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）は、ニッケル、銀および金のうちの少なくとも１つの金属の層を端部（３３）に形成する処理を含むメッキ処理を施すことにより、端部（３３）にメッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）である。このように構成すれば、メッキ部（４０）を、コイル形成用部材（１３０）の材料(銅)よりも、酸化した部分が容易に取り除かれやすい材料であるニッケルの層により形成した場合には、メッキ部（４０）が酸化した場合でも、容易に酸化した部分を取り除くことができる。また、メッキ部（４０）を、コイル形成用部材（１３０）の材料(銅)よりも、耐食性の高い材料（銀または金）によって形成した場合には、メッキ部（４０）（端部（３３））の耐食性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、メッキ部（４０）を形成する工程（Ｓ２）は、ニッケルの単一の層を端部（３３）に形成するメッキ処理を施すことにより、ニッケルの単一の層により構成されたメッキ部（４０）を端部（３３）に形成する工程である。ここで、メッキ部（４０）を銀の層により構成する場合には、銀が酸化しにくい一方、比較的酸素を通過させやすいため、通過した酸素によって、コイル形成用部材（１３０）を構成する銅が酸化してしまうと考えられる。これに対して、本実施形成では、上記のように、ニッケルの単一の層により構成されたメッキ部（４０）を端部（３３）に形成することにより、メッキ部（４０）に銀の層を含む場合に比べて、酸素が通過しにくいので、コイル形成用部材（１３０）を構成する銅が酸化するのを防止することができる。そして、ニッケルは、銀に比べて比較的硬い材料であるので、ニッケルの層（メッキ部（４０））の表面に酸化膜が形成された場合でも、容易にメッキ部（４０）から酸化膜を除去することができる。これらの結果、コイル形成用部材（１３０）が酸化するのを防止しながら、メッキ部（４０）から酸化膜を容易に除去することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、メッキ部をニッケルの単一の層として構成する例を示したが、本発明では、これに限られない。すなわち、メッキ部をニッケルの単一の層以外の構成としてもよい。たとえば、図１７に示す変形例によるコイル２１０のように、ニッケルを下地層２４１として、かつ、銀を表面層２４２として、メッキ部２４０を構成してもよい。また、銀の単一の層によりメッキ部を構成してもよい。また、ニッケル、銀、および、金以外の材料によりメッキ部を構成してもよい。

また、上記実施形態では、コイルエンド部酸化部を除去する工程を設ける例を示したが、本発明では、これに限られない。たとえば、コイルエンド部予定部に絶縁部を形成するために、コイルエンド部酸化部を除去することが不要な場合には、コイルエンド部酸化部を除去せずに、コイルエンド部予定部に絶縁部を形成してもよい。

また、上記実施形態では、コイルエンド部酸化部を除去するために、酸処理を行う例を示したが、本発明では、これに限られない。たとえば、コイルエンド部酸化部を切削により除去してもよい。

また、上記実施形態では、絶縁部を電着塗装により形成する例を示したが、本発明では、これに限られない。すなわち、絶縁部を電着塗装以外の方法により形成してもよい。たとえば、絶縁テープをコイル形成用部材に取り付けることにより、絶縁部を形成してもよいし、絶縁塗料が入った容器にコイル形成用部材を浸す（ディッピングする）ことにより、絶縁部を形成してもよい。

また、上記実施形態では、表面導体の全体が露出されたコイル形成用部材を準備する例を示したが、本発明では、これに限られない。たとえば、表面が絶縁部材により被覆されたコイル形成用部材を準備してもよい。

また、上記実施形態では、第１面と第２面とを径方向に対向するように配置して、第１面に設けられたメッキ部と、第２面に設けられたメッキ部とを互いに径方向に押圧させるように構成する例を示したが、本発明では、これに限られない。たとえば、第１面と第２面とを軸方向に対向するように配置して、第１面に設けられたメッキ部と、第２面に設けられたメッキ部とを互いに軸方向に押圧させるように構成してもよいし、第１面と第２面とを周方向に対向するように配置して、第１面に設けられたメッキ部と、第２面に設けられたメッキ部とを互いに周方向に押圧させるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、コイル形成用部材の端部のうちの第１面および第２面に加えて、第１面および第２面以外の部分にもメッキ部を設ける例を示したが、本発明では、これに限られない。たとえば、コイル形成用部材の端部のうちの第１面および第２面のみに、メッキ部を形成してもよい。

また、上記実施形態では、酸処理をコイルエンド部酸化部のみに施す例を示したが、本発明では、これに限られない。たとえば、酸処理をコイルエンド部酸化部以外のコイル形成用部材の部分に施してもよい。

また、上記実施形態では、コイル形成用部材をＵ字状を有するように成形する例を示したが、本発明では、これに限られない。たとえば、コイル形成用部材をＪ字状を有するように成形してもよい。また、成形せずに直線状のコイル形成用部材をステータコアに配置してもよい。

また、上記実施形態では、コイル形成用部材に対して切削加工を施した後、コイル形成用部材を成形する例を示したが、本発明では、これに限られない。たとえば、コイル形成用部材を成形した後に、コイル形成用部材に対して切削加工を施してもよい。

また、上記実施形態では、ステータを、インナーロータ型の回転電機の一部を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ステータは、アウターロータ型の回転電機の一部を構成してもよい。

１０、２１０ コイル（回転電機用のコイル） ２０ ステータコア
２３ スロット ３０、１３０ コイル形成用部材
３０ｂ 表面導体（表面） ３１ 脚部
３２、１３２ コイルエンド部 ３３ 端部
４０、２４０ メッキ部 ５０ 酸化部（表面導体酸化部）
５１ コイルエンド部酸化部（表面導体酸化部、酸化部分）
６０ 絶縁部 ６１ 電着塗料（絶縁性を有する材料）
１００ ステータ １０２ 回転電機

Claims (11)

1. 端部において導体が露出された平角導線である複数のコイル形成用部材を準備する工程と、
   前記端部にメッキ処理を施すことにより、平角導線である前記複数のコイル形成用部材の各々の前記端部の表面導体の全体を被覆するようにメッキ部を形成する工程と、
   前記メッキ部を形成する工程の後、前記複数のコイル形成用部材の各々において、前記コイル形成用部材のうちの前記端部とは異なる部分であるコイルエンド部の少なくとも一部に、絶縁部を形成する工程と、
   前記絶縁部を形成する工程の後、前記複数のコイル形成用部材の前記メッキ部同士を互いに接触させることにより、互いに電気的に接続された前記複数のコイル形成用部材を含む、回転電機用のコイルを形成する工程とを備える、回転電機用のコイルの製造方法。
2. 前記メッキ部を形成する工程の後で、かつ、前記絶縁部を形成する工程以前に、前記コイル形成用部材に前記メッキ部が形成される際に生じた前記コイルエンド部の酸化部分を除去する工程をさらに備える、請求項１に記載の回転電機用のコイルの製造方法。
3. 前記酸化部分を除去する工程は、前記酸化部分を還元する酸処理を行うことにより、前記酸化部分を除去する工程である、請求項２に記載の回転電機用のコイルの製造方法。
4. 前記絶縁部を形成する工程は、前記酸処理を前処理として行うとともに、前記コイルエンド部の少なくとも一部に、絶縁性を有する材料を電着塗装により付着させることにより、前記絶縁部を形成する工程であり、
   前記酸化部分を除去する工程は、前記絶縁部を形成する工程における前記酸処理を用いて、前記コイルエンド部の前記酸化部分を除去する工程である、請求項３に記載の回転電機用のコイルの製造方法。
5. 前記コイル形成用部材を準備する工程は、前記端部が各々設けられ、前記表面導体が露出された一対の脚部と、前記一対の脚部を接続するとともに表面導体が露出された前記コイルエンド部とを含む前記コイル形成用部材を準備する工程であり、
   前記酸化部分を除去する工程は、前記一対の脚部の前記表面導体および前記コイルエンド部の前記表面導体が酸化されて形成された表面導体酸化部のうちの前記コイルエンド部の酸化部分を除去する工程である、請求項２～４のいずれか１項に記載の回転電機用のコイルの製造方法。
6. 前記絶縁部を形成する工程の後で、かつ、前記コイルを形成する工程の前に、前記絶縁部および前記メッキ部が形成された複数の前記コイル形成用部材を、前記回転電機のステータコアに配置する工程をさらに備え、
   前記コイルを形成する工程は、前記複数のコイル形成用部材の前記メッキ部同士が前記ステータコアの径方向に互いに押圧し合うように接触されることにより、前記コイルを形成する工程である、請求項１～５のいずれか１項に記載の回転電機用のコイルの製造方法。
7. 前記コイル形成用部材を準備する工程は、直線状の前記コイル形成用部材をＵ字状に成形する工程を含み、
   前記絶縁部を形成する工程は、Ｕ字状の前記コイル形成用部材のうちの前記コイルエンド部に、前記絶縁部を形成する工程である、請求項１～６のいずれか１項に記載の回転電機用のコイルの製造方法。
8. 前記コイル形成用部材を準備する工程は、前記直線状のコイル形成用部材の前記端部に切削加工を施すとともに、前記直線状のコイル形成用部材をＵ字状に成形する工程を含み、
   前記メッキ部を形成する工程は、切削加工された前記端部に前記メッキ部を形成する工程であり、
   前記絶縁部を形成する工程は、Ｕ字状の前記コイル形成用部材のうちの前記コイルエンド部に、前記絶縁部を形成する工程である、請求項７に記載の回転電機用のコイルの製造方法。
9. 前記コイル形成用部材を準備する工程は、銅を含む前記コイル形成用部材を準備する工程であり、
   前記メッキ部を形成する工程は、ニッケル、銀および金のうちの少なくとも１つの金属の層を前記端部に形成する処理を含むメッキ処理を施すことにより、前記端部に前記メッキ部を形成する工程である、請求項１～８のいずれか１項に記載の回転電機用のコイルの製造方法。
10. 前記メッキ部を形成する工程は、前記ニッケルの単一の層を前記端部に形成するメッキ処理を施すことにより、前記ニッケルの単一の層により構成された前記メッキ部を前記端部に形成する工程である、請求項９に記載の回転電機用のコイルの製造方法。
11. 端部において導体が露出された平角導線である複数のコイル形成用部材を準備する工程と、
    前記端部にメッキ処理を施すことにより、平角導線である前記複数のコイル形成用部材の各々の前記端部の表面導体の全体を被覆するようにメッキ部を形成する工程と、
    前記メッキ部を形成する工程の後、前記複数のコイル形成用部材の各々において、前記コイル形成用部材のうちの前記端部とは異なる部分であるコイルエンド部の少なくとも一部に、絶縁部を形成する工程と、
    前記絶縁部を形成する工程の後、前記絶縁部および前記メッキ部が形成された複数の前記コイル形成用部材を、ステータコアに配置する工程と、
    前記コイル形成用部材を配置する工程の後、前記複数のコイル形成用部材の前記メッキ部同士を互いに接触させることにより、互いに電気的に接続された前記複数のコイル形成用部材を含む、コイルを形成する工程とを備える、ステータの製造方法。

Images