アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル
【課題】高導体占有率を達成でき、製作性に優れ、かつ、絶縁信頼性の高いアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルを提供することを課題とする。
【解決手段】アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル１であって、導電体からなる複数の第１コイルピース３と、導電体からなる複数の第２コイルピース４と、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを周方向に配列して係止する凹部７，７ａ，８，８ａを表裏に形成した円環状のベース部材２と、を備え、前記第１コイルピースおよび第２コイルピースが前記ベース部材の表裏に形成された凹部に配設されると共に、第１コイルピースの第１接合部と第２接合部および第１コイルピースの接合部のそれぞれが表裏で対向するものとを接続して所定コイルループを形成する構成とした。
【解決手段】アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル１であって、導電体からなる複数の第１コイルピース３と、導電体からなる複数の第２コイルピース４と、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを周方向に配列して係止する凹部７，７ａ，８，８ａを表裏に形成した円環状のベース部材２と、を備え、前記第１コイルピースおよび第２コイルピースが前記ベース部材の表裏に形成された凹部に配設されると共に、第１コイルピースの第１接合部と第２接合部および第１コイルピースの接合部のそれぞれが表裏で対向するものとを接続して所定コイルループを形成する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に使用されるステータコイルに係り、特に、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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が多数提案されている。例えば、特許文献１には、絶縁部材上にプリント回路により構成された単相の電機子コイルが開示されている。この電機子コイルは、２組のハーフターン導体からなり、このハーフターン導体が内外周部をプリント基板で用いられているスルーホール技術で接続されている構成を備えている。
【０００３】
また、他の例として、特許文献２には、絶縁基板の両面に、それぞれ所定形状の半コイルを放射状に形成してなる円板状の単位コイルで構成されているものが開示されている。そして、この単位コイルでは、絶縁基板の内外周に突出している両側の半コイルの耳部どうしを接続して１ターンのコイルを形成している。また、この単コイルは複数組積層され、各半コイルの耳部は異なる円周上に位置するよう少なくとも２種類の長さに異ならせている点についても開示されている。
【０００４】
さらに、他の例として、特許文献３に記載のステータコイルでは、保持する樹脂基板に回路パターンを施し、さらに凹部を設け、その凹部にステータコイルをはめ込むことによりステータコイルの位置決めと固定および結線が同時に行われるように構成されている。
【０００５】
そして、他の例として、特許文献４に記載の回転電機では、電磁コイルが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電バーからなるアキシャルギャップ型の回転電機の構成が示されている。この回転電機は、電磁コイルを導体バーにより構成することで、通常の電磁コイルを鉄心に巻回する際の巻線工程を簡略化させ生産性の向上を図ることができることが示されている。
【０００６】
なお、その他の例として、特許文献５に記載の回転電機について、図１２を参照して説明する。図１２は、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルに用いられるコイル部分の接続構造を模式的に示す斜視図である。図１２に示すように、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル１００は、円環（リング）状のコイルプレート１０１と、このコイルプレート１０１の例えば内周側に配置される給電システム（図示せず）との接続を行うコイルバスバー（図示せず）を備えている。そして、コイルプレート１０１は、配線パターン１０２を備える第１コイルプレート要素１０１Ａと、配線パターン１０３を備える第２コイルプレート要素１０１Ｂとを、その配線パターン１０２と配線パターン１０３とが周方向において反対向きとなるように互いに対面させ、かつ、対面している配線パターン１０２，１０３同士が離間するようにスペース１１０を形成した状態でその外周縁側と内周縁側とを接合して形成されている。
【０００７】
配線パターン１０２が形成されている環状領域には、全域にわたって多数の折れ線状コイルセグメント１０４ａが形成されている。折れ線状コイルセグメント１０４ａ全体でコイル束となっている。折れ線状コイルセグメント１０４ａの各々は、外周縁支持部材１５１と内周縁支持部材１５２に支持さている。隣接する折れ線状コイルセグメント１０４ａの間にはスリット１０５が形成されている。
【０００８】
なお、折れ線状コイルセグメント１０４ａの周方向幅は、外周側では太く、内周側では細くなってスリット１０５を形成するようにしている。また、折れ線状コイルセグメント１０４ａは、中央側に配置された中心方向直線部１０１ｃと、外周縁支持部材１５１に支持されかつ傾斜方向に折れ曲がる斜め方向部１０１ｂと、内周縁支持部材１５２に支持されかつ傾斜方向に折り曲がる斜め方向部接合部１０１ｄとを備えている（詳細は引用文献５の図１３参照）。そして、折れ線状コイルセグメント１０４ａの一部に端子部分を形成し、その端子部分をバスバー等により接続し、一方を給電入力端子１２０とし、他方を給電出力端子１２１とすれば、両コイルループ要素が直列に接続された状態のＵ相コイルループが実現する。
【０００９】
なお、ここでは、Ｕ相コイルループの状態のみを示し、Ｖ相コイルループおよびＷ相コイルループについてはＵ相コイルループと同形状および同構成で配線関係のみが異なるので簡単にするために説明を省略する。
【特許文献１】米国特許第３１５９７６４号明細書
【特許文献２】特開昭５１−１０４５０１号公報
【特許文献３】実用新案登録第２５６７５８７号公報
【特許文献４】特開２００６−２８８０７４号公報
【特許文献５】特開２００８−６１３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルの構成では、以下に示すような問題点あるいは改良すべき点が存在していた。
特許文献１で示すコイルリングの構成であると、導体断面積を広くとることができないため、大電流を流すことができない。また、周方向にのみコイルループを形成するように構成されているため、相数およびターン数の変更などの設計変更に対してプリントパターンをその都度変更しなければならない。
【００１１】
特許文献２の構成では、ターン数分のコイルを積層方向に設けているためパターンコイルのループ形成のためには、内外周をカットする工程（トリミング）が必要となり、このカット工程による切り屑が隙間に入り込んでしまうコンタミネーションが発生し絶縁信頼性を確保できないおそれが生じる。そのため、特許文献２の構成では、絶縁空間を小さくできず、ステータコイル断面において絶縁部材を除いたコイルの占有空間（体積）の割合を示す占積率を高めることができない。
【００１２】
特許文献３の構成では、単位コイルごとにループが予め形成されたパターンコイルを、保持部材の凹部に嵌め込む構成を採用するときに、特許文献１と同様に相数およびターン数の変更などの設計変更に対する柔軟性にかけ、また、本質的に集中巻の構成しかとることができないため、高出力用途では回転ムラやトルク変動の問題が生じやすい。
【００１３】
特許文献４の構成では、個片化された導体バーを配列して所要のコイルパターンを形成する場合は、特許文献２のような内外周をカットするカット工程は不要となるが、各々のバーの組付およびターンを形成するための溶接工程が煩雑となり製作性が低下する。
【００１４】
特許文献５の構成は、特許文献１〜４に比較して大電流を流すことができる点では優れているが、その大電流を流すことを維持し、さらに、製造の容易性や絶縁の信頼性を向上させる構成が要望されていた。また、パターンコイルのループ形成のためには、内外周をカットする工程（トリミング）が必要となり、このカット工程による切り屑が隙間に入り込んでしまうコンタミネーションが発生するので絶縁信頼性の確保が要望されていた。
【００１５】
そこで、本発明では、前記した問題点および要望に鑑み創案されたものであり、高導体占有率を達成でき、製作性に優れ、かつ、絶縁信頼性の高いアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため、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コイルは、導電体からなる複数の第１コイルピースと、導電体からなる複数の第２コイルピースと、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを周方向に配列して係止する凹部を表裏に形成した円環状のベース部材と、を備え、前記第１コイルピースは、長尺状の中間部と、前記中間部の一端および他端にそれぞれ周方向に所定角度を有するように曲折された第１曲折部および第２曲折部と、前記第１曲折部の先端に形成した第１接合部と、前記第２曲折部の先端に形成した第２接合部とを有し、前記第２コイルピースは、長尺状の中間部と、前記中間部の一端および他端にそれぞれ周方向に所定角度を有するように曲折された第１曲折部および第２曲折部と、前記第１曲折部または前記第２曲折部の一方の先端に形成された給電端子接続部と、前記第１曲折部または前記第２曲折部の他方の先端に形成された接合部とを有し、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースが前記ベース部材の表裏に形成された凹部に配設されると共に、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部のそれぞれが表裏で対向する前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部を接続して所定コイルループを形成する構成とした。
【００１７】
かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材の表裏に形成した凹部に第１コイルピースおよび第２コイルピースを配設して、それぞれの第１接合部、第２接合部および接合部について表裏で対向するものを接続して所定のコイルループを形成すると、導体（第１、第２コイルピース）間の絶縁信頼性を高め、かつ、製作性を高めることができる。また、ベース部材の積層方向においてコイルのターン数を増やす構成とすることができるため、第１コイルピースおよび第２コイルピースと、ベース部材とにおける絶縁箇所についても、従来の周方向にコイルのターン数を増やす図１２の構成と比較して大きく削減することができる。そして、第１コイルピースおよび第２コイルピースをベース部材に配設する構成であるため、両コイルピースをプレス等による機械加工により製造でき、かつ、ステータコイルのターン数を変更するような場合には、ベース部材に第１コイルピースおよび第２コイルピースが配設されたコイルユニットの枚数を加算あるいは減算する構成とすれば、対応可能となる。
【００１８】
また、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コイルにおいて、前記給電端子接続部は、前記ベース部材の表裏の一面において周方向に隣り合う当該給電端子接続部同士が接続され、前記ベース部材の表裏の他面において前記コイルループに給電を行う給電端子に接続される構成とする。
【００１９】
かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、給電端子接続部がベース部材の内縁側に配設されていれば、そのベース部材の中央側に位置する給電端子と接続され、また、外縁側に配設されていれば、ベース部材の外周側に位置する給電端子と接続されて、形成されているコイルループに電力を供給する。
【００２０】
さらに、請求項１記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、前記第１接合部、前記第２接合部及び前記接合部は、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部のそれぞれが前記貫通孔を介して対面して接続する層間接続部を有する構成とした。
【００２１】
かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材の凹部に第１コイルピースあるいは第２コイルピースを配設すると、貫通孔を介して対面する第１接合部、第２接合部、接合部にそれぞれ形成されている層間接続部により互いに接合させることが容易にできる。
【００２２】
また、請求項１記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、前記凹部に配設された前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部がそれぞれ対面方向にある同士を、前記貫通孔を介して層間接続部材により接続された構成とした。
【００２３】
かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、貫通孔を介して対面方向にあるそれぞれの第１接合部、第２接合部、接合部について層間接続部材により接続しているため、対面方向にある第１接続部、第２接続部、接合部以外の部分を絶縁した状態（電気的に導通可能な状態にしなければならない部分以外）であっても層間接続部材により接続することが可能となる。
【００２４】
また、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コイルにおいて、前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、前記凹部に配設された前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部がそれぞれ対面方向にある同士を超音波接合させた構成とした。
【００２５】
かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、第１接合部、第２接合部、接合部がそれぞれ貫通孔を介して対面する同士を超音波接合した構成にすることで、部品点数の削減および接続部の信頼性や生産性の向上を図る事ができる。
【００２６】
そして、さらに、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コイルにおいて、前記ベース部材は、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースの前記中間部が、回転軸中心から径方向に放射状に配置されるように前記凹部が形成されると共に、周方向に所定の間隔を有するように形成され、かつ、前記第２コイルピースの給電端子接続部の係止する位置が、前記第１コイルピースの第１接合部または第２接合部の係止する位置より、円環状の前記ベース部材の内周側または外周側に向かって径方向に突出するように前記凹部が形成された構成とした。
【００２７】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、給電端子接続部が第１コイルピースの第１接合部あるいは第２接合部より内周側または外周側に突出しているので、外部から接続される給電端子との接続作業を容易にする。
【００２８】
また、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記ベース部材は、周方向における前記凹部間に、強磁性体からなる磁束伝達部材を配設する磁束伝達部材用貫通穴を備える構成とした。
【００２９】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材の磁束伝達部材用貫通穴に強磁性体からなる磁束伝達部材を配設することで、積層によりステータコイルの厚さが増加しても、ステータコイルの厚さが増加した分に応じて磁束伝達部材の厚さを増やす事で、実質的に磁束量の低下を招く事は無くなり、出力低下を生じる事はない。
【００３０】
さらに、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コイルにおいて、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、プレス加工で打ち抜いて形成されて板厚より板幅が幅広に形成された構成とした。また、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、導電体により形成され、その導電体を銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金のいずれかとする構成とした。
【００３１】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、第１コイルピースおよび第２コイルピースをプレス機等の汎用の工作機械を用いて、形状精度の高い製品を容易に得ることができ、導体の接続後にカットするような工程を必要としない為、金属粉等によるコンタミネーションを起こすことがない。また、第１コイルピースおよび第２コイルピースは、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金で形成することができるので、多くの部材の種類から選択することができる。
【００３２】
また、前記したアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記ベース部材は、その一面側に前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを配設するための前記凹部としての一面側凹部を備えると共に、その他面側に前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを配設するための前記凹部としての他面側凹部を備え、かつ、前記一面側凹部は、前記他面側凹部に対して、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースの中間部が表裏対向方向で一致する位置に形成する構成とした。
【００３３】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、第１コイルピースおよび第２コイルピースの中間部が表裏対向方向で一致する位置に一面側凹部および他面側凹部が形成されているので、周方向に多数の第１コイルピースおよび第２コイルピースを配設することができる。
【００３４】
さらに、前記したアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、前記一面側凹部と前記他面側凹部とは、前記第１曲折部および第２曲折部を表裏対向方向において互いに反転した状態で配設できるように前記ベース部材に形成された構成とした。
【００３５】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、一面側凹部および他面側凹部に配設される第１コイルピースおよび第２コイルピースを、表裏において別形状のものとすることなく、同一形状に形成することができる。
【００３６】
そして、前記したアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースが前記凹部に係止されたベース部材を複数枚積層して構成しても構わない。
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材を積層することでターン数を増やすことができる。
【００３７】
また、前記したアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記ベース部材を複数積層したときの前記給電端子接続部は、前記コイルループに給電する給電端子に接続するものと、積層される異なるベース部材の給電端子接続部に接続されるものと、周方向に隣り合う給電端子接続部同士で接続されるものと、からなる構成とした。
【００３８】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材に第１及び第２コイルピースが配設されたコイルユニットを積層したときに所定のコイルループを形成してターン数を増やすことができる。
【発明の効果】
【００３９】
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コイルによれば、以下に示すような効果を奏する。
アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、第１コイルピースと第２コイルピースをベース部材に配設することで全体の構成を組み立てることができるので、組み付け作業性を向上することができる。
【００４０】
また、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材の積層方向においてコイルのターン数を増やすことができるため、第１コイルピースおよび第２コイルピースと、ベース部材とにおける絶縁箇所についても、従来の周方向にコイルのターン数を増やす構成のものと比較して大きく削減でき、かつ、絶縁信頼性を向上することができる。
【００４１】
さらに、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材に第１コイルピースおよび第２コイルピースを配設する構成であるため、コイルのターン数あるいは相数の変更に対する設計自由度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜、図面を参照しながら説明する。図１は、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルの全体について一部省略して模式的に示す斜視図、図２は、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおけるベース部材、第１コイルピース、第２コイルピースおよび磁束伝達部材の関係を示す一部を省略して断面にして模式的に示す分解斜視図、図３（ａ）はアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルに用いられる第１コイルピースを示す平面図および側面図、図３（ｂ）は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コイルに用いられる第２コイルピースを示す平面図および側面図である。なお、この実施の形態では、ステータコイル１が３層（ベース部材が３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の最小単位は、１層（ベース部材が1枚）であり、その積層数は限定されるものではない。
【００４３】
図１に示すように、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル１は、円環状のベース部材２と、この円環状のベース部材２に配設される第１コイルピース３および第２コイルピース４とを主な構成として備えている。このステータコイル１は、ここでは、第１コイルピース３および第２コイルピース４のそれぞれの間に磁束伝達部材６が配設されている。なお、このステータコイル１は、図示しないロータと対面した状態で配置され、第２コイルピース４の後記する給電端子接続部４ｅに外部から接続されるバスバー（給電端子）５１等の端子部材５０を介して、ベース部材２の中央に配置される図示しない給電システムと接続された状態で、例えば、車両の車輪の所定位置に設置して使用される。
【００４４】
図２および図３に示すように、第１コイルピース３は、長尺状に形成された中間部３ａと、この中間部３ａの一端側に連続して周方向の一方向に曲折して形成された第１曲折部３ｂと、中間部３ａの他端側に連続して周方向の他方向に曲折して形成された第２曲折部３ｃと、第１曲折部３ｂの先端に形成された第１接合部３ｄと、第２曲折部３ｃの先端に形成された第２接合部３ｅとを備えている。そして、この第１コイルピース３は、ここでは、アルミニウム合金（またはアルミニウム）で形成されており、第１接合部３ｄの板厚方向に接合貫通孔３ｆが形成され、かつ、第２接合部３ｅの板厚方向に接合貫通孔３ｇが形成されている。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、第１コイルピース３は、板厚よりも板幅が広くなるように形成されている。第１コイルピース３は、その中間部３ａがベース部材２の中心（回転中心）から径方向に放射状に配置されるように直線状に形成されている。そして、第１コイルピース３は、その第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃが、互いに周方向において反対側に所定角度で折り曲がった状態に形成されている。なお、第１コイルピース３の第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃのそれぞれの折り曲げ角度は、図６に示すように、表裏で接合された状態になったときに、角度θになるように設定されている。つまり、ステータコイル１と対で使用される図示しないロータのＳ極および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θが設定されている。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅは、それぞれ第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃの先端が円板状に形成されている。そして、第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅは、円板状の中央部分に板厚方向に接合貫通孔３ｆ，３ｇがそれぞれ設けられ、ベース部材２の他面側に配設される第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅあるいは後記する第２コイルピース４の接合部４ｄと接合ピン５により接合できるように構成されている。
【００４７】
また、図２および図３（ｂ）に示すように、第２コイルピース４は、長尺状に形成された中間部４ａと、この中間部４ａの一端側に連続して周方向の一方向に曲折して形成された第１曲折部４ｂと、中間部４ａの他端側に連続して周方向の他方向に曲折して形成された第２曲折部４ｃと、第１曲折部４ｂの先端に形成された接合部４ｄと、第２曲折部４ｃの先端に直線部４ｈを介して形成された給電端子接続部４ｅとを備えている。そして、この第２コイルピース４は、ここでは、アルミニウム合金（またはアルミニウム）で形成されており、接合部４ｄの板厚方向に接合貫通孔４ｆが形成され、かつ、給電端子接続部４ｅの板厚方向に給電端子となるバスバー５１と接続するための接合貫通孔４ｇが形成されている。
【００４８】
図３（ｂ）に示すように、第２コイルピース４は、板厚よりも板幅が広くなるように形成されている。この第２コイルピース４は、その中間部４ａがベース部材２の中心（回転中心）から径方向に放射状に配置されるように直線状に形成されている。そして、第２コイルピース４は、その第１曲折部４ｂおよび第２曲折部４ｃが、互いに周方向において反対側に所定角度で折り曲がった状態に形成されている。なお、第２コイルピース４の第１曲折部４ｂおよび第２曲折部４ｃのそれぞれの折り曲げ角度は、図６に示すように、表裏で接合された状態になったときに、角度θになるように設定されている。つまり、ステータコイル１と対で使用される図示しないロータのＳ極およびＮ極の磁極曲面が周方向に占める位相角と一致するように角度θが設定されている。
【００４９】
また、第２コイルピース４の給電端子接続部４ｅは、ベース部材２に配設されたときに、第１コイルピース３の第２接合部３ｅの位置より内周側に向かって突出する位置になるように形成されている。また、給電端子接続部４ｅは、ここでは、第１コイルピース３の第２接合部３ｅと比較すると大径となるように形成されている。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１コイルピース３および第２コイルピース４は、一個のピースとしての構成であるため、例えば、プレス加工（ノッチングプレス、タレットパンチ、サーボプレス、チャージプレス、ファインブランキング等のプレス加工）により製造することができるため、ステータコイル１を製造するときに組み立てる最中において切断作業を必要としないため、コンタミネーションの原因がない。
【００５０】
ベース部材２は、図１および図２に示すように、円環板状で合成樹脂等の絶縁体から形成されており、一面（表面）側の円周方向に沿って形成された凹部である一面側第１凹部７と、一面側第２凹部８と、磁束伝達部材用貫通穴９と、を備え、他面（裏面）側の円周方向に沿って形成された凹部である他面側第１凹部７Ａと、他面側第２凹部８Ａと、を主に備えている。そして、このベース部材２は、その内周縁側および外周縁側に周方向に所定間隔で、ガイド用位置決め穴１０および積層用ボルト穴１１が形成されている。
【００５１】
図１、図２および図４に示すように、ベース部材２の一面側第１凹部７および一面側第２凹部８は、第１コイルピース３および第２コイルピース４を配設するためのものであり、周方向に一定間隔で形成されている。そして、図１に示すように、ベース部材２は、一面側において、一面側第２凹部８を、ここでは、所定箇所に６箇所形成しており、残りは全て一面側第１凹部７となるように構成されている。
【００５２】
図２に示すように、一面側第１凹部７および一面側第２凹部８は、ベース部材２の板厚方向に形成されており、板厚中央の部分を底面として第１コイルピース３および第２コイルピース４の形状に対応する凹形状に形成されている。そして、一面側第１凹部７および一面側第２凹部８は、接続に必要な箇所には貫通穴が形成されており、ここでは、第１コイルピース３の第１接合部３ｄの接合貫通孔３ｆおよび第２接合部３ｅの接合貫通孔３ｇに対面する位置と、第２コイルピース４の接合部４ｄの接合貫通孔４ｆに対面する位置とに、それぞれ貫通孔７ｆ，７ｇ，８ｆが形成されている。
【００５３】
一面側第１凹部７は、第１コイルピース３の中間部３ａに対応してベース部材２の中心（回転中心）から放射状の直線となるように形成された中央凹部７ａと、この中央凹部７ａの一端側および他端側に連続して、第１コイルピース３の第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃを嵌合するように凹状に形成された第１曲折凹部７ｂおよび第２曲折凹部７ｃと、この第１曲折凹部７ｂおよび第２曲折凹部７ｃの先端側にそれぞれ、第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅを嵌合するように凹状に形成した第１接合凹部７ｄおよび第２接合凹部７ｅとを備えている。そして、一面側第１凹部７の第１接合凹部７ｄおよび第２接合凹部７ｅにおいて、第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅに形成した接合貫通孔３ｆ，３ｇに連通する位置に貫通孔７ｆ，７ｇが形成されている。
【００５４】
一面側第２凹部８は、第２コイルピース４の中間部４ａに対応してベース部材２の中心（回転中心）から放射状の直線となるように形成された中央凹部８ａと、この中央凹部８ａの一端側および他端側に連続して、第２コイルピース４の第１曲折部４ｂおよび第２曲折部４ｃを嵌合するように凹状に形成した第１曲折凹部８ｂおよび第２曲折凹部８ｃと、この第１曲折凹部８ｂおよび第２曲折凹部８ｃの先端側にそれぞれ、第２コイルピース４の接合部４ｄおよび給電端子接続部４ｅを嵌合するように凹状に形成した接合凹部８ｄおよび給電端子用凹部８ｅとを備えている。そして、一面側第２凹部８は、その接合凹部８ｄにおいて、第２コイルピース４の接合部４ｄに形成した接合貫通孔４ｆに連通する位置に貫通孔８ｆが形成されている。
【００５５】
なお、ベース部材２は、ここでは、一面側第１凹部７および一面側第２凹部８と、他面側第１凹部７Ａおよび他面側第２凹部８Ａとは、同じ構成であるため、その説明を省略する。また、一面側第１凹部７および一面側第２凹部８と、他面側第１凹部７Ａおよび他面側第２凹部８Ａとの表裏における位置関係は、次のようになっている。すなわち、ベース部材２では、第１コイルピース３と第２コイルピース４のそれぞれの中間部３ａ、４ａが表裏対向方向となるように表裏で一致した位置になるように配置されている（図６参照）。
【００５６】
そして、第１曲折部３ｂと第２曲折部３ｃが表裏において周方向において反対向きになるように、一面側第１凹部７および他面側第１凹部７Ａが配置されると共に、第１曲折部４ｂと第２曲折部４ｃが表裏において周方向において反対向きになるように、一面側第２凹部８および他面側第２凹部８Ａが配置されている。ここでは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相を使用するため、一面側に配置された第１コイルピース３の第１接合部３ｄが、中間部３ａを基準に周方向左において他面側に配置された３つ隣りの第１コイルピース３の第１接合部３ｄと対面方向となるように第１接合凹部７ｄが形成されている。
【００５７】
また、一面側に配置された第１コイルピース３の第２接合部３ｅが、中間部３ａを基準に周方向右において他面側に配置された３つ隣りの第１コイルピース３の第２接合部３ｅと対面方向となるように第２接合凹部７ｅが形成されている。なお、一面側第１凹部７および他面側第２凹部８Ａの第１曲折凹部７ｂ、８ｂおよび第２曲折凹部７ｃ、８ｃの曲折角度は、すでに第１コイルピース３および第２コイルピース４の構成で説明した理由と同じ理由で設定される。
【００５８】
ステータコイル１では、ベース部材２に第１コイルピース３および第２コイルピース４を配設した状態で、貫通孔７ｆ，７ｇ，８ｆを介して表裏で対面方向に位置する第１接合部３ｄ，第２接合部３ｅ，接合部４ｄを、層間接続部材である接合ピン５により接合している。なお、ここでいう層とはベース部材の片面（一面あるいは他面）を指している。
接合ピン５は、第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅと、第２コイルピース４の接合部４ｄとにおいて、表裏対向方向に位置するもの同士を接合するためのものである。この接合ピン５は、第１接合部３ｄ，第２接合部３ｅ，接合部４ｄのそれぞれの接合貫通孔３ｆ，３ｇ，４ｆに嵌合する円柱形状に形成されており、第１コイルピース３および第２コイルピース４と同質の素材で形成されている。
【００５９】
例えば、第１コイルピース３および第２コイルピース４がアルミニウム合金で形成されている場合は、同質のアルミニウム合金で形成されることが望ましい。ベース部材２の一面側第１凹部７、一面側第２凹部８、他面側第１凹部７Ａおよび他面側第２凹部８Ａにそれぞれ第１コイルピース３および第２コイルピース４を配置した状態で、後記する接合装置４０により操作されて、貫通孔７ｆ，７ｇ，８ｆを介して対面する第１接合部３ｄ、第２接合部３ｅ、接合部４ｄ同士を接合するように設置されている。
【００６０】
ここで使用される接合ピン５は、例えば、図５に示すような接合装置４０により第１接合部３ｄ，第２接合部３ｅ、接合部４ｄに接合するように取り付けられる。図５はアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおける第１コイルピースの第１接合部および第２接合部または第２コイルピースの接合部を、接合装置により接合する状態を模式的に示す断面図である。
【００６１】
接合装置４０は、一方側ガイドプレート４６と、他方側ガイドプレート４７からなるガイドプレート４８と、このガイドプレート４８で挟持されてガイドされている第１コイルピース３および第２コイルピース４を配設したベース部材２において接合ピン５を設置するプレス部４１とを備えている。
【００６２】
ガイドプレート４８は、その一方側ガイドプレート４６に接合ピン５を設置する位置に貫通してピン嵌合用穴４６ａが形成されている。
プレス部４１は、一方側ガイドプレート４６のピン嵌合用穴４６ａに挿入する筒形状のプレスハンマガイド４２と、このプレスハンマガイド４２の内壁面に沿って接合ピン５を押し込み設置するプレスハンマ４３と、このプレスハンマ４３を支持する支持バネ４４と、プレスハンマ４３を支持バネ４４の弾性力に抗して押動させる押圧部４５とを備えている。
【００６３】
前記した接合装置４０を使用して接合ピン５により接合作業を行う場合は、次のようにする。はじめに、第１コイルピース３および第２コイルピース４を配設したベース部材２を一方側ガイドプレート４６と他方側ガイドプレート４７の間に固定してガイドプレート４８によりガイドする。
次に、ガイドプレート４８によりガイドされたベース部材２に対してプレス部４１のプレスハンマガイド４２を一方側ガイドプレート４６のピン嵌合用穴４６ａに挿入する。プレスハンマガイド４２が挿入されると、プレスハンマガイド４２の肉厚部分が第１接合部３ｄの上面に当接した状態となり、かつ、プレスハンマ４３の先端面が接合ピン５の一端面に当接した状態となる。
【００６４】
そして、押圧部４５によりプレスハンマ４３を押圧することで、プレスハンマ４３を支持バネ４４の弾性力に抗して押動して接合ピン５を押圧する。そうすると、接合ピン５は、その一端側が押されて接合貫通孔３ｆ、３ｆに嵌合すると共に、プレスハンマ４３と当接している部分が押し潰されて、第１接合部３ｄに対向方向にある（対面している）第１接合部３ｄ同士が、かしめられて接合される。このような操作をベース部材２の内周側および外周側に順次行うことで、接合ピン５により第１接合部３ｄ、第２接合部３ｅ、接合部４ｄがそれぞれ対向方向（対面）に配置された第１接合部３ｄ、第２接合部３ｅ、接合部４ｄと接合される。
【００６５】
図２に示すように、磁束伝達部材６は、鉄系等の広くコア材として利用されるものを適用することができるが、電気エネルギーと磁気エネルギーの変換効率が高く、磁束伝達効率を向上させるために一方向のみに磁化しやすくなるようにした方向性電磁鋼板を使用することが望ましい。この磁束伝達部材６は、平面視において扇形状に形成されており、第１コイルピース３の中間部３ａおよび第２コイルピース４の中間部４ａの板幅より広い部分を備えるように形成されている。なお、磁束伝達部材６は図示しない絶縁カラーを介してベース部材２の磁束伝達部材用貫通穴９へ嵌め込まれている。また、磁束伝達部材６は図示しないリターンパス（磁束の戻り磁路）と一体のスロットコア（図示せず）で構成され、積層されたステータコイル１と共にケースにボルト締めで固定される構成とすることもできる。
【００６６】
ベース部材２に第１コイルピース３、第２コイルピース４、磁束伝達部材６が配設され所定位置を接合ピン５により接続された状態になると、外部との接続を確保するように、例えば、図１に示すような、端子部材５０が接続される。図１に示すように、端子部材５０は、第２コイルピース４の給電端子接続部４ｅにボルト５４を介してバスバー５１、５２で挟み込んだ状態でターミナルブロック５３に接続し、ターミナルカバー５５により覆うように設置される。なお、各ベース部材２，２，２において対面する部分が接触しないように、図示しない絶縁シートが設置されている。
【００６７】
そして、中段のベース部材２の一面側と、上段のベース部材２の他面側とに配置された給電端子接続部４ｅは、円環状に形成されたコネクトワッシャ（図示せず）を介して互いに接続されるように構成されている。同様に、中段のベース部材２の他面側と、下段のベース部材２の一面側とに配置された給電端子接続部４ｅは、円環状に形成されたコネクトワッシャ（図示せず）を介して互いに接続されるように構成されている。
【００６８】
第２コイルピース４は、ベース部材２について３つを１ユニットとして使用する場合には、一つのベース部材２おいて、その給電端子接続部４ｅを一面側に２つ、他面側に２つ、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相において備えることになる。つまり、一つのベース部材２には、給電端子接続部４ｅは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の全部で一面側に６つ、裏面側に６つを配置することになる。そして、例えば、Ｕ相において、給電端子接続部４ｅは、一面側または他面側の一方に配置された隣り合うもの同士を接続し、一面側または他面側の他方に配置された隣り合うもののそれぞれが入力用と出力用として使用されることになる。
【００６９】
ここでは、図６に示すように、ベース部材２を３枚使用して１ユニットにして説明しているので、例えば、下段に配置されたベース部材２の他面側に配設された給電端子接続部４ｅ，４ｅをそれぞれ入力用および出力用として使用した場合の接続関係を示すと以下のようになる。つまり、図６に示すように、下段のベース部材２の一面側の給電端子接続部４ｅ，４ｅと、中段のベース部材２の他面側の給電端子接続部４ｅ，４ｅとをコネクトワッシャ（図示せず）により接続状態とし、また、中段のベース部材２の一面側の給電端子接続部４ｅ，４ｅと上段のベース部材２の他面側の給電端子接続部４ｅ，４ｅとをコネクトワッシャ（図示せず）により接続状態とする。
【００７０】
そして、上段のベース部材２の一面側の周方向に隣り合う給電端子接続部４ｅ，４ｅ同士をバスバー５１（図１参照）により接続状態として所定のコイルループを形成するようにしている。なお、下段、中段、上段のベース部材２において対面する第１コイルピース３および第２コイルピース４（給電端子接続部４ｅの部分は除く）は図示しない絶縁シートにより絶縁状態である。また、それぞれのベース部材２の一面側および他面側に位置する給電端子接続部４ｅ、４ｅの関係は、絶縁された状態になっている。
【００７１】
そして、図６に示すように、ステータコイル１のコイルループは、下段、中段、上段のベース部材２に配設された第１コイルピース３と第２コイルピース４との接続状態により以下のように形成される。なお、ここでは、Ｕ相だけの電流の流れを模式的に示している。すなわち、下段のベース部材２において他面側で左側の入力用の給電端子接続部４ｅから給電されると、右回りに下段のベース部材２の一面側および他面側の第１コイルピース３および第２コイルピース４を経由して電流が流れる。そして、右回りして下段のベース部材２の一面側で左側に配置された給電端子接続部４ｅまで電流の流れが来ると、中段のベース部材２の他面側で左側に配置された給電端子接続部４ｅに移行して、中段のベース部材２の一面側および他面側の第１コイルピース３および第２コイルピース４を経由して右回りに電流が流れる。
【００７２】
そして、中段のベース部材２から上段のベース部材２に移行して同様にして電流が流れ、上段のベース部材２に配設された第１コイルピース３および第２コイルピース４を介して右回りしてベース部材２の一面側に配設された給電端子接続部４ｅに来る。そうすると、周方向に隣り合う右側の給電端子接続部４ｅに電流は流れ、今度は、上段のベース部材２において左回りなるように第１コイルピース３および第２コイルピース４に流れる。さらに、ベース部材２の上段において左回りをして上段のベース部材２の他面側で右側の給電端子接続部４ｅに来た電流は、中段に移行して中段で上段と同様に左回りして給電端子接続部４ｅを介して下段に移行する。そして、ベース部材２の下段に移行した電流は、左回りをしてベース部材２の他面側で右側の給電端子接続部４ｅまで来て出力されるように流れる。
【００７３】
電流の流れについて図６を参照して説明したように、ステータコイル１は、ここでは、下段の左側となる給電端子接続部４ｅの一つから入力された電流が、ベース部材２の下段、中段、上段において、右回りして、次いで、ベース部材２の上段において左回りし中段、下段においてそれぞれ左回りして、ベース部材２の下段の右側となる給電端子接続部４ｅから出力される流れになるコイルループを形成している。
【００７４】
なお、ステータコイル１は、ベース部材２に第１コイルピース３および第２コイルピース４を配設して接合ピン５により、対向方向に位置する第１接合部３ｄ，第２接合部３ｅ、接合部４ｄを接合して、かつ、給電端子接続部４ｅを前記したように接続した状態とする。そして、ステータコイル１は、図示しない絶縁シートを介して三つ（３枚）のベース部材２を重ねて（積層して）ベース部材２の外周縁および内周縁に周方向に所定間隔で形成されているガイド用位置決め穴１０に位置決めピン１０Ａを挿入して、積層用ボルト穴１１にボルトＢとナットＮにより締め付けた状態とする。そして、給電端子接続部４ｅをそれぞれ接続する場合には、ここでは、図１に示すように、バスバー５１により外部からの給電の出入力、バスバー５２により隣合うものの接続、あるいは図示しないコネクトワッシャにより接続することで、ベース部材２間における接続を行っている。
【００７５】
本発明の実施形態に係るステータコイル１の作用について、図１および図６を参照して説明する。ステータコイル１の給電端子に接続された給電端子接続部４ｅにそれぞれ交流電流が供給されると、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の３相（図６ではＵ相のみ記載）のコイルループに通電される。
そして、各相の第１コイルピース３および第２コイルピース４における周方向において、同位相の中間部３ａ，４ａでは電流は同じ方向（外周方向または内周方向）に流れて、電流による磁束の向きも一致し、磁界が相互に強めあうように合成される。
【００７６】
また、第１コイルピース３および第２コイルピース４に隣り合う位置には、磁束伝達部材６が設置されているので、磁束は磁束伝達部材６を通って磁束ループが形成され図示しないロータに伝達される。
さらに、ベース部材２に形成された磁束伝達部材用貫通穴９に磁束伝達部材６を挿入していることで、ステータコイル１の剛性を向上させることができる。
そして、磁束伝達部材６を介して図示しないロータへ磁束を伝えるため、第１コイルピース３および第２コイルピース４（導体）に生じる渦電流損を著しく低減することができる。
【００７７】
なお、このように形成されたステータコイル１では、図７に示すように、アルミニウム（またはアルミニウム合金）または銅（または銅合金）を用いて第１コイルピース３および第２コイルピース４を作成した場合において、抵抗値とボリューム、重量、線材費との関係について、図７を参照して次に説明する。図７は、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおける第１コイルピースおよび第２コイルピースの素材を、銅を基準にした場合のアルミニウムに対して抵抗値とボリューム、重量、線材費との関係を示すグラフ図である（なお、図７において説明している素材は純アルミニウムおよび純銅の例をしめしている）。
【００７８】
図７に示すように、銅で製造した第１コイルピース３および第２コイルピース４の抵抗値を１００％であるときに、アルミニウムのボリュームと、アルミニウムの重量と、アルミニウムの線材費とを比較すると、例えば、銅の抵抗値が１００％の値のときには、アルミニムのボリュームを見てみると銅に対して１７０％になっており、形状が大きくなることを示している。また、そのときのアルミニウムの重量は、銅に対してほぼ半分の５０％になることを示し、さらに、線材費においては、銅に対して２０％しかかからず安くなることを示している。したがって、ステータコイル１は、製造するときに、材料の選択の範囲が広がることをここでは示している。そのため、ステータコイル１は、設置できる場所の広さ、コスト等を配慮して第１コイルピース３および第２コイルピース４の材料を選定してより商品のニーズに対応した構成として提供することが可能となる。
【００７９】
なお、特許文献１などに見られるような周方向にターン数を増やす構成では、ターン数が増えれば増えるほど周方向の導体幅が小さくなるため、強度的にアルミニウムは使えない。すなわち、従来の構成でアルミを用いた場合、線材の強度面の問題から巻線作業又は巻線形成、及び、形状保持が困難となり、さらには、アルミの酸化皮膜が強固な為、端部の接続処理が困難になることから、アルミ導体の利用はほとんどおこなわれていない。このような従来の構成に対して、本発明の構成では強度面の配慮がしやすいピース形状としていることで、導体材料の選択自由度を向上させている。また、コイルピース同士の接続にはカシメや超音波接合等種々の接続手法により行う為、酸化被膜も問題にはならないことからアルミ材の使用が可能となる。
【００８０】
また、以上のように説明したステータコイル１では、図８に示すように、従来の周方向にターン数を増やす構成と比較してみると次のようなことが分かる。図８（ａ）は本発明のステータコイルの構成においてコイルの所定占有空間を模式的に表わす模式図、（ｂ）は従来のステータコイルの構成においてコイルの所定占有空間を模式的に表わす模式図である。
【００８１】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の構成と同じコイルの占有空間（体積）の部分で本願の構成と比較すると、必要な絶縁部分ｉｂは、（ａ）では、２箇所であればよいのに対して、（ｂ）では、６箇所となる。また、図８（ｂ）では、絶縁部分ｉｂの設置部分におけるアスペクト比も大きくなることから、絶縁部分ｉｂの形成作業面においても、（ａ）の構成が優れていることが分かる。さらに、図８（ａ）の構成では、コイルの左右に配置される磁束伝達部材６を肉厚に形成できるため(ａ)の構成である方が、磁束量においても（ｂ）と比較して大きくとることができる。
【００８２】
ちなみに、図８（ａ）の構成では、積層方向にコイルを配置しているため、周方向にコイルを配置している（ｂ）の構成に対して、図８に示す占有空間における絶縁部分ｉｂの割合では、（ａ）の構成では１９．７％であるのに対して、（ｂ）の構成では３５．８％の割合となる。したがって、図８（ａ）の構成の絶縁部分ｉｂが、（ｂ）の構成より、ほぼ半分の削減を行うことが可能であるので、図８（ａ）の構成において、コイル占有空間の割合を増加することができる。
【００８３】
なお、図８（ａ）において、磁束伝達部材６の両端からの距離をＨｐとし、積層されたコイルの高さをＶｓとし、そのＨｐとＶｓで占有される空間において導体部の占有割合を一致させた状態として比較したときには、コイルのターン数（Ｔ）は、（ａ）の構成では影響がない（Ｈｃｎ＝Ｈｐ−Ｈｆｎ−２・ａ）。これに対して、図８（ｂ）において、左右端の磁束伝達部材からの距離をＨｐとし、積層方向のコイルの上下端までの距離をＶｓとした構成では、コイルのターン数（Ｔ）に影響が発生してしまう（Ｈｃｏ＝２・｛Ｈｐ−（Ｔ／２）・Ｈｆｏ−Ｔ・ａ｝／Ｔ）。
また、図８（ａ）の構成における磁束伝達部材６の厚みが、コイルのターン数（Ｔ）に影響がなく（Ｈｆｎｔｏｔａｌ＝Ｈｐ−Ｈｃｎ−２・ａ）、図８（ｂ）の構成では影響がある（Ｈｆｏｔｏｔａｌ＝Ｈｐ−Ｔ・（Ｈｃｏ／２＋ａ））。
【００８４】
そして、コイルの積層方向の厚み（変動）に対しては、図８（ａ）の構成では、コイルのターン数（Ｔ）に影響があり（Ｖｃｎ＝（Ｖｓ−（Ｔ−１）・ｂ）／Ｔが）、図８（ｂ）の構成ではコイルのターン数（Ｔ）に影響がない（Ｖｃｏ＝（Ｖｓ−ｂ）／２）。
なお、図８（ａ）において、Ｈｃｎはコイルの幅、Ｖｃｎはコイルの高さ（厚み）、ｂは積層方向におけるコイルの絶縁部材の幅、ａは絶縁部分ｉｂの形成幅、Ｈｆｎは特定面内における磁束伝達部材の幅である。また、図８（ｂ）において、Ｈｃｏはコイルの幅、Ｖｃｏはコイルの高さ（厚み）、ｂは積層方向におけるコイルの絶縁部材の幅、ａは絶縁部分ｉｂの形成幅、Ｈｆｏは特定面内における磁束伝達部材の一つの幅である。
【００８５】
以上のように、図１から図８において説明したように、ステータコイル１では、ベース部材２の積層方向においてコイルのターン数を増やすことができるため、第１コイルピース３および第２コイルピース４と、ベース部材２とにおける絶縁箇所についても、従来の周方向にコイルのターン数を増やす構成のものと比較して大きく削減でき、かつ、絶縁信頼性を向上することができる。
【００８６】
[コイルピースの変形例]
なお、ステータコイル１において、第１コイルピース３および第２コイルピース４は、図９に示すような構成であっても構わない。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれステータコイルに使用される第１コイルピースの他の構成を示す平面図および側面図である。なお、図３においてすでに説明した構成は同じ符号を付して説明を省略する。
【００８７】
図９（ａ）に示すように、第１コイルピース１３は、長尺状の中間部３ａと、この中間部３ａの一端と他端に連続して形成された第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃと、第１曲折部３ｂの先端に形成された第１接合部１３ｄと、第２曲折部３ｃの先端に形成された第２接合部１３ｅとを備えている。この第１コイルピース１３の第１接合部１３ｄおよび第２接合部１３ｅは、それぞれ第１曲折部３ｂまたは第２曲折部３ｃと同等の幅および厚みで先端が円弧状に形成されている。そして、それぞれ接合貫通孔３ｆ，３ｇが形成されている。この第１コイルピース１３は、第１接合部１３ｄおよび第２接合部１３ｅに、第１曲折部３ｂまたは第２曲折部３ｃに対して幅が大きく変わるところがないので、応力集中を発生する部位がなく強度が高い。
【００８８】
図９（ｂ）に示すように、第１コイルピース２３は、第１接合部２３ｄおよび第２接合部２３ｅの板厚を厚く構成しているところが、（ａ）と異なる構成である。その他の構成は、（ａ）の構成と同等である。この第１コイルピース２３では、第１接合部２３ｄおよび第２接合部２３ｅの厚みを大きくしたので強度がより高くなる。
【００８９】
図９（ｃ）に示すように、第１コイルピース３３は、層間接続部として第１接合部３３ｄに凹嵌合部３３ｆおよび凸嵌合部３３ｈを表裏に備え、また、層間接続部として第２接合部３３ｅに凹嵌合部３３ｇおよび凸嵌合部３３ｉを表裏に備えている。第１接合部３３ｄの凸嵌合部３３ｈまたは第２接合部３３ｅの凸嵌合部３３ｉは、図９（ａ）に示される扁平状の第１コイルピース１３の第１接合部１３ｄの接合貫通孔３ｆ、および、第２接合部１３ｅの接合貫通孔３ｇに嵌合され電気的に接合できるように形成されている。第１コイルピース３３は、凸嵌合部３３ｈ、３３ｉとを有することにより、接合ピン５を必要とせず、部品点数の削減ができる。
【００９０】
また、第１コイルピース３３を使用する場合には、図示してはいないが、第２コイルピース４の接合部４ｄについても層間接続部として、図９（ｃ）で示す、第１コイルピース３３の第１接合部３３ｄと同じ構成であるものを使用すると接続作業が容易となる。
【００９１】
なお、第１コイルピース３３は、接合ピン５を必要としないが、図２、図９（ａ）、（ｂ）で示す第１コイルピース３，１３，２３（あるいは第２コイルピース４の接合部）に凸嵌合部３３ｈ，３３ｉにより接合させるように使用され、他の構成のものと組み合わせて使用されることになる。
【００９２】
そして、図９では、第１コイルピース１３，２３，３３の構成について説明したが、第２コイルピース４の接合部４ｄを、第１コイルピース１３，２３，３３の第１接合部１３ｄ，２３ｄ，３３ｄと同等の形状にしても構わない。これらの第１コイルピース３，１３，２３および第２コイルピース４を使用する場合には、同種類のタイプごとに使用することもできるが、異種類のタイプを用いることもできる。
【００９３】
[ベース部材の変形例]
また、図１から図６までを参照して説明したベース部材２の構成についても、例えば、図１０に示すような構成であっても構わない。図１０は、ベース部材の他の構成について一部を省略して断面にして模式的に示す斜視図である。なお、ベース部材２２の両面において同じ構成には同じ符号を付している。また、第２コイルピース用の凹部については給電端子用凹部の構成がことなるのみでその他の構成については第１コイルピース用の凹部と同等であるため、ここでは説明を省略している。
【００９４】
図１０に示すように、ベース部材２２は、図１の構成と一面側および他面側における第１コイルピース３および第２コイルピース４に対するそれぞれの凹部７，７Ａ，８，８Ａの配置は同じ構成であり、異なる部分として第１コイルピース３あるいは第２コイルピース４の隣り合う位置に配置される磁束伝達部材６に対する仕切りとなる側壁がないことである。
【００９５】
つまり、ベース部材２２は、円環板状に形成されており、その一面側において外縁側エリア２２Ａと、中央エリア２２Ｂと、内縁側エリア２２Ｃとにそれぞれ周方向に一面側第１接合凹部２２ｄと、一面側中央支持部２２ａと、一面側第２接合凹部２２ｅと、を備えている。そして、ベース部材２２は、一面側と他面側とで周方向にその他面側において、外縁側エリア２２Ａと、中央エリア２２Ｂと、内縁側エリア２２Ｃとにそれぞれ周方向に他面側第１接合凹部２２ｄと、他面側中央支持部２２ａと、他面側第２接合凹部２２ｅと、を備えている。
【００９６】
第１コイルピース３用の凹部である一面側第１接合凹部２２ｄは、第１コイルピース３の第１曲折部３ｂの全部または一部と、第１コイルピース３の第１接合部３ｄを嵌合するように凹状に形成されている。そして、一面側第１接合凹部２２ｄは、第１コイルピース３の第１接合部３ｄに形成した接合貫通孔３ｆに連通するように貫通孔２２ｆが形成されている。
【００９７】
一面側中央支持部２２ａは、ベース部材２２の一面側の上面よりも低くなるように形成されており第１コイルピース３の中間部３ａを載置する平面に形成されている。また、一面側中央支持部２２ａの一端と他端には、第１コイルピース３の第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃの一部または全部を載置する第１載置面２２ｂおよび第２載置面２２ｃとをそれぞれ備えている。なお、この一面側中央支持部２２ａの周方向に隣り合う位置には、一定間隔で磁束伝達部材６を配置する伝達部材用穴１９が形成されている。したがって、中央エリア２２Ｂでは、周方向に伝達部材用穴１９と一面側中央支持部２２ａの平面部分が交互に形成されている状態となっている。
【００９８】
一面側第２接合凹部２２ｅは、第１コイルピース３の第２曲折部３ｃの全部または一部と、第１コイルピース３の第２接合部３ｅを嵌合するように凹状に形成されている。そして、一面側第２接合凹部２２ｅは、第１コイルピース３の第２接合部３ｅに形成した接合貫通孔３ｇに連通するように貫通孔２２ｇが形成されている。
【００９９】
なお、一面側第２接合凹部については、内縁側エリア２２Ｃにおける形状が第２コイルピース４の給電端子接続部４ｅに対応して形成されている以外は、一面側第１接合凹部２２ｄと同等である。
【０１００】
また、図１０で説明したベース部材２２に使用される第１コイルピース３および第２コイルピース４は、隣り合う第１コイルピース３または第２コイルピース４に対して絶縁性を確保するために、表面に絶縁材料を塗布あるいは設けた構成として使用されることになる。
【０１０１】
[ベース部材の他の変形例]
さらに、図１１に示すように、ベース部材における第２コイルピース４の配置としてもかまわない。図１１はアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおけるベース部材の他の構成について一部を省略して模式的に示す平面図である。ベース部材２Ａは、給電端子接続部４ｅの配置を、内縁側ではなく、外縁側に配置するように構成している。したがって、ベース部材２Ａでは、すでに説明したベース部材２の内縁側の第２接合凹部７ｅが外縁側として配置され、第１接合凹部７ｄ、接合凹部８ｄが内縁側として配置される構成としている。
【０１０２】
また、図示していないが、第１コイルピース３（１３，２３，３３）の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅ、第２コイルピース４の接合部４ｄについて、それぞれが対面して当接した状態において超音波接合装置（図示せず）により超音波接合することで接合させるようにしても構わない。接合部分が超音波接合であることにより、接合操作が迅速にでき、かつ接合面積が小さくて済む。
【０１０３】
以上のように説明したステータコイル１は、ベース部材２に第１コイルピース３あるいは第２コイルピース４が板厚を積層方向になるように配設されたコイルユニットを積層することでターン数を増やすように構成されているため、製造工程を容易にし、かつ、周方向にターン数を増やす構成では使用することができなかったアルミニウム合金（またはアルミニウム）を素材として用いることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】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コイルの全体について一部を省略して模式的に示す斜視図である。
【図２】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コイルにおけるベース部材、第１コイルピース、第２コイルピースおよび磁束伝達部材の関係を示す一部を省略して断面にして模式的に示す分解斜視図である。
【図３】(ａ)は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コイルに用いられる第１コイルピースを示す平面図および側面図、（ｂ）は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コイルに用いられる第２コイルピースを示す平面図および側面図である。
【図４】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コイルに用いられるベース部材の一部を模式的に示す平面図である。
【図５】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コイルにおける第１コイルピースの第１接合部および第２接合部または第２コイルピースの接合部を、接合装置により接合する状態を模式的に示す断面図である。
【図６】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コイルにおけるコイルループの状態を模式的に示す斜視図である。
【図７】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コイルにおける第１コイルピースおよび第２コイルピースの素材を、銅としたときを基準にした場合のアルミニウムに対して抵抗値とボリューム、重量、線材費との関係を示すグラフ図である。
【図８】（ａ）は本発明のステータコイルの構成においてコイルの所定占有空間を模式的に表わす模式図、（ｂ）は従来のステータコイルの構成においてコイルの所定占有空間を模式的に表わす模式図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれステータコイルに使用される第１コイルピースの他の構成を示す平面図および側面図である。
【図１０】本発明のベース部材の他の構成について一部を省略して断面にして模式的に示す斜視図である。
【図１１】アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおけるベース部材の他の構成について一部を省略して模式的に示す平面図である。
【図１２】従来のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルに用いられるコイル部分の接続構造を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ ステータコイル（アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル）
２ ベース部材
３ 第１コイルピース
３ａ 中間部
３ｂ 第１曲折部
３ｃ 第２曲折部
３ｄ 第１接合部
３ｅ 第２接合部
３ｆ 接合貫通孔
３ｇ 接合貫通孔
４ 第２コイルピース
４ａ 中間部
４ｂ 第１曲折部
４ｃ 第２曲折部
４ｄ 接合部
４ｅ 給電端子接続部
４ｆ 接合貫通孔
４ｇ 接合貫通孔
４ｈ 直線部
５ 接合ピン（層間接合部材）
６ 磁束伝達部材
７ 一面側第１凹部（凹部：一面側凹部）
７Ａ 他面側第１凹部（凹部：他面側凹部）
７ａ 中央凹部
７ｂ 第１曲折凹部
７ｃ 第２曲折凹部
７ｄ 第１接合凹部
７ｅ 第２接合凹部
７ｆ 貫通孔
８ 一面側第２凹部（凹部：一面側凹部）
８Ａ 他面側第２凹部（凹部：他面側凹部）
８ａ 中央凹部
８ｂ 第１曲折凹部
８ｃ 第２曲折凹部
８ｄ 接合凹部
８ｅ 給電端子用凹部
８ｆ 貫通孔
９ 磁束伝達部材用貫通穴
１０ ガイド用位置決め穴
１０Ａ 位置決めピン
１１ 積層用ボルト穴
１９ 伝達部材用穴
３３ｆ 凹嵌合部（層間接続部）
３３ｇ 凹嵌合部（層間接続部）
３３ｈ 凸嵌合部（層間接続部）
３３ｉ 凸嵌合部（層間接続部）
４０ 接合装置
４１ プレス部
４２ プレスハンマガイド
４３ プレスハンマ
４４ 支持バネ
４５ 押圧部
４６ 一方側ガイドプレート
４６ａ ピン嵌合用穴
４７ 他方側ガイドプレート
４８ ガイドプレート
５０ 端子部材
５１ バスバー（給電端子）
５２ バスバー（給電端子）
５３ ターミナルブロック
５４ ボルト
５５ ターミナルカバー
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
ｉｂ 絶縁部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に使用されるステータコイルに係り、特に、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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が多数提案されている。例えば、特許文献１には、絶縁部材上にプリント回路により構成された単相の電機子コイルが開示されている。この電機子コイルは、２組のハーフターン導体からなり、このハーフターン導体が内外周部をプリント基板で用いられているスルーホール技術で接続されている構成を備えている。
【０００３】
また、他の例として、特許文献２には、絶縁基板の両面に、それぞれ所定形状の半コイルを放射状に形成してなる円板状の単位コイルで構成されているものが開示されている。そして、この単位コイルでは、絶縁基板の内外周に突出している両側の半コイルの耳部どうしを接続して１ターンのコイルを形成している。また、この単コイルは複数組積層され、各半コイルの耳部は異なる円周上に位置するよう少なくとも２種類の長さに異ならせている点についても開示されている。
【０００４】
さらに、他の例として、特許文献３に記載のステータコイルでは、保持する樹脂基板に回路パターンを施し、さらに凹部を設け、その凹部にステータコイルをはめ込むことによりステータコイルの位置決めと固定および結線が同時に行われるように構成されている。
【０００５】
そして、他の例として、特許文献４に記載の回転電機では、電磁コイルが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電バーからなるアキシャルギャップ型の回転電機の構成が示されている。この回転電機は、電磁コイルを導体バーにより構成することで、通常の電磁コイルを鉄心に巻回する際の巻線工程を簡略化させ生産性の向上を図ることができることが示されている。
【０００６】
なお、その他の例として、特許文献５に記載の回転電機について、図１２を参照して説明する。図１２は、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルに用いられるコイル部分の接続構造を模式的に示す斜視図である。図１２に示すように、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル１００は、円環（リング）状のコイルプレート１０１と、このコイルプレート１０１の例えば内周側に配置される給電システム（図示せず）との接続を行うコイルバスバー（図示せず）を備えている。そして、コイルプレート１０１は、配線パターン１０２を備える第１コイルプレート要素１０１Ａと、配線パターン１０３を備える第２コイルプレート要素１０１Ｂとを、その配線パターン１０２と配線パターン１０３とが周方向において反対向きとなるように互いに対面させ、かつ、対面している配線パターン１０２，１０３同士が離間するようにスペース１１０を形成した状態でその外周縁側と内周縁側とを接合して形成されている。
【０００７】
配線パターン１０２が形成されている環状領域には、全域にわたって多数の折れ線状コイルセグメント１０４ａが形成されている。折れ線状コイルセグメント１０４ａ全体でコイル束となっている。折れ線状コイルセグメント１０４ａの各々は、外周縁支持部材１５１と内周縁支持部材１５２に支持さている。隣接する折れ線状コイルセグメント１０４ａの間にはスリット１０５が形成されている。
【０００８】
なお、折れ線状コイルセグメント１０４ａの周方向幅は、外周側では太く、内周側では細くなってスリット１０５を形成するようにしている。また、折れ線状コイルセグメント１０４ａは、中央側に配置された中心方向直線部１０１ｃと、外周縁支持部材１５１に支持されかつ傾斜方向に折れ曲がる斜め方向部１０１ｂと、内周縁支持部材１５２に支持されかつ傾斜方向に折り曲がる斜め方向部接合部１０１ｄとを備えている（詳細は引用文献５の図１３参照）。そして、折れ線状コイルセグメント１０４ａの一部に端子部分を形成し、その端子部分をバスバー等により接続し、一方を給電入力端子１２０とし、他方を給電出力端子１２１とすれば、両コイルループ要素が直列に接続された状態のＵ相コイルループが実現する。
【０００９】
なお、ここでは、Ｕ相コイルループの状態のみを示し、Ｖ相コイルループおよびＷ相コイルループについてはＵ相コイルループと同形状および同構成で配線関係のみが異なるので簡単にするために説明を省略する。
【特許文献１】米国特許第３１５９７６４号明細書
【特許文献２】特開昭５１−１０４５０１号公報
【特許文献３】実用新案登録第２５６７５８７号公報
【特許文献４】特開２００６−２８８０７４号公報
【特許文献５】特開２００８−６１３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルの構成では、以下に示すような問題点あるいは改良すべき点が存在していた。
特許文献１で示すコイルリングの構成であると、導体断面積を広くとることができないため、大電流を流すことができない。また、周方向にのみコイルループを形成するように構成されているため、相数およびターン数の変更などの設計変更に対してプリントパターンをその都度変更しなければならない。
【００１１】
特許文献２の構成では、ターン数分のコイルを積層方向に設けているためパターンコイルのループ形成のためには、内外周をカットする工程（トリミング）が必要となり、このカット工程による切り屑が隙間に入り込んでしまうコンタミネーションが発生し絶縁信頼性を確保できないおそれが生じる。そのため、特許文献２の構成では、絶縁空間を小さくできず、ステータコイル断面において絶縁部材を除いたコイルの占有空間（体積）の割合を示す占積率を高めることができない。
【００１２】
特許文献３の構成では、単位コイルごとにループが予め形成されたパターンコイルを、保持部材の凹部に嵌め込む構成を採用するときに、特許文献１と同様に相数およびターン数の変更などの設計変更に対する柔軟性にかけ、また、本質的に集中巻の構成しかとることができないため、高出力用途では回転ムラやトルク変動の問題が生じやすい。
【００１３】
特許文献４の構成では、個片化された導体バーを配列して所要のコイルパターンを形成する場合は、特許文献２のような内外周をカットするカット工程は不要となるが、各々のバーの組付およびターンを形成するための溶接工程が煩雑となり製作性が低下する。
【００１４】
特許文献５の構成は、特許文献１〜４に比較して大電流を流すことができる点では優れているが、その大電流を流すことを維持し、さらに、製造の容易性や絶縁の信頼性を向上させる構成が要望されていた。また、パターンコイルのループ形成のためには、内外周をカットする工程（トリミング）が必要となり、このカット工程による切り屑が隙間に入り込んでしまうコンタミネーションが発生するので絶縁信頼性の確保が要望されていた。
【００１５】
そこで、本発明では、前記した問題点および要望に鑑み創案されたものであり、高導体占有率を達成でき、製作性に優れ、かつ、絶縁信頼性の高いアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため、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コイルは、導電体からなる複数の第１コイルピースと、導電体からなる複数の第２コイルピースと、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを周方向に配列して係止する凹部を表裏に形成した円環状のベース部材と、を備え、前記第１コイルピースは、長尺状の中間部と、前記中間部の一端および他端にそれぞれ周方向に所定角度を有するように曲折された第１曲折部および第２曲折部と、前記第１曲折部の先端に形成した第１接合部と、前記第２曲折部の先端に形成した第２接合部とを有し、前記第２コイルピースは、長尺状の中間部と、前記中間部の一端および他端にそれぞれ周方向に所定角度を有するように曲折された第１曲折部および第２曲折部と、前記第１曲折部または前記第２曲折部の一方の先端に形成された給電端子接続部と、前記第１曲折部または前記第２曲折部の他方の先端に形成された接合部とを有し、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースが前記ベース部材の表裏に形成された凹部に配設されると共に、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部のそれぞれが表裏で対向する前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部を接続して所定コイルループを形成する構成とした。
【００１７】
かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材の表裏に形成した凹部に第１コイルピースおよび第２コイルピースを配設して、それぞれの第１接合部、第２接合部および接合部について表裏で対向するものを接続して所定のコイルループを形成すると、導体（第１、第２コイルピース）間の絶縁信頼性を高め、かつ、製作性を高めることができる。また、ベース部材の積層方向においてコイルのターン数を増やす構成とすることができるため、第１コイルピースおよび第２コイルピースと、ベース部材とにおける絶縁箇所についても、従来の周方向にコイルのターン数を増やす図１２の構成と比較して大きく削減することができる。そして、第１コイルピースおよび第２コイルピースをベース部材に配設する構成であるため、両コイルピースをプレス等による機械加工により製造でき、かつ、ステータコイルのターン数を変更するような場合には、ベース部材に第１コイルピースおよび第２コイルピースが配設されたコイルユニットの枚数を加算あるいは減算する構成とすれば、対応可能となる。
【００１８】
また、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コイルにおいて、前記給電端子接続部は、前記ベース部材の表裏の一面において周方向に隣り合う当該給電端子接続部同士が接続され、前記ベース部材の表裏の他面において前記コイルループに給電を行う給電端子に接続される構成とする。
【００１９】
かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、給電端子接続部がベース部材の内縁側に配設されていれば、そのベース部材の中央側に位置する給電端子と接続され、また、外縁側に配設されていれば、ベース部材の外周側に位置する給電端子と接続されて、形成されているコイルループに電力を供給する。
【００２０】
さらに、請求項１記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、前記第１接合部、前記第２接合部及び前記接合部は、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部のそれぞれが前記貫通孔を介して対面して接続する層間接続部を有する構成とした。
【００２１】
かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材の凹部に第１コイルピースあるいは第２コイルピースを配設すると、貫通孔を介して対面する第１接合部、第２接合部、接合部にそれぞれ形成されている層間接続部により互いに接合させることが容易にできる。
【００２２】
また、請求項１記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、前記凹部に配設された前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部がそれぞれ対面方向にある同士を、前記貫通孔を介して層間接続部材により接続された構成とした。
【００２３】
かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、貫通孔を介して対面方向にあるそれぞれの第１接合部、第２接合部、接合部について層間接続部材により接続しているため、対面方向にある第１接続部、第２接続部、接合部以外の部分を絶縁した状態（電気的に導通可能な状態にしなければならない部分以外）であっても層間接続部材により接続することが可能となる。
【００２４】
また、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コイルにおいて、前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、前記凹部に配設された前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部がそれぞれ対面方向にある同士を超音波接合させた構成とした。
【００２５】
かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、第１接合部、第２接合部、接合部がそれぞれ貫通孔を介して対面する同士を超音波接合した構成にすることで、部品点数の削減および接続部の信頼性や生産性の向上を図る事ができる。
【００２６】
そして、さらに、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コイルにおいて、前記ベース部材は、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースの前記中間部が、回転軸中心から径方向に放射状に配置されるように前記凹部が形成されると共に、周方向に所定の間隔を有するように形成され、かつ、前記第２コイルピースの給電端子接続部の係止する位置が、前記第１コイルピースの第１接合部または第２接合部の係止する位置より、円環状の前記ベース部材の内周側または外周側に向かって径方向に突出するように前記凹部が形成された構成とした。
【００２７】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、給電端子接続部が第１コイルピースの第１接合部あるいは第２接合部より内周側または外周側に突出しているので、外部から接続される給電端子との接続作業を容易にする。
【００２８】
また、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記ベース部材は、周方向における前記凹部間に、強磁性体からなる磁束伝達部材を配設する磁束伝達部材用貫通穴を備える構成とした。
【００２９】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材の磁束伝達部材用貫通穴に強磁性体からなる磁束伝達部材を配設することで、積層によりステータコイルの厚さが増加しても、ステータコイルの厚さが増加した分に応じて磁束伝達部材の厚さを増やす事で、実質的に磁束量の低下を招く事は無くなり、出力低下を生じる事はない。
【００３０】
さらに、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コイルにおいて、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、プレス加工で打ち抜いて形成されて板厚より板幅が幅広に形成された構成とした。また、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、導電体により形成され、その導電体を銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金のいずれかとする構成とした。
【００３１】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、第１コイルピースおよび第２コイルピースをプレス機等の汎用の工作機械を用いて、形状精度の高い製品を容易に得ることができ、導体の接続後にカットするような工程を必要としない為、金属粉等によるコンタミネーションを起こすことがない。また、第１コイルピースおよび第２コイルピースは、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金で形成することができるので、多くの部材の種類から選択することができる。
【００３２】
また、前記したアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記ベース部材は、その一面側に前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを配設するための前記凹部としての一面側凹部を備えると共に、その他面側に前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを配設するための前記凹部としての他面側凹部を備え、かつ、前記一面側凹部は、前記他面側凹部に対して、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースの中間部が表裏対向方向で一致する位置に形成する構成とした。
【００３３】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、第１コイルピースおよび第２コイルピースの中間部が表裏対向方向で一致する位置に一面側凹部および他面側凹部が形成されているので、周方向に多数の第１コイルピースおよび第２コイルピースを配設することができる。
【００３４】
さらに、前記したアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、前記一面側凹部と前記他面側凹部とは、前記第１曲折部および第２曲折部を表裏対向方向において互いに反転した状態で配設できるように前記ベース部材に形成された構成とした。
【００３５】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、一面側凹部および他面側凹部に配設される第１コイルピースおよび第２コイルピースを、表裏において別形状のものとすることなく、同一形状に形成することができる。
【００３６】
そして、前記したアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースが前記凹部に係止されたベース部材を複数枚積層して構成しても構わない。
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材を積層することでターン数を増やすことができる。
【００３７】
また、前記したアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおいて、前記ベース部材を複数積層したときの前記給電端子接続部は、前記コイルループに給電する給電端子に接続するものと、積層される異なるベース部材の給電端子接続部に接続されるものと、周方向に隣り合う給電端子接続部同士で接続されるものと、からなる構成とした。
【００３８】
かかる構成により、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材に第１及び第２コイルピースが配設されたコイルユニットを積層したときに所定のコイルループを形成してターン数を増やすことができる。
【発明の効果】
【００３９】
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コイルによれば、以下に示すような効果を奏する。
アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、第１コイルピースと第２コイルピースをベース部材に配設することで全体の構成を組み立てることができるので、組み付け作業性を向上することができる。
【００４０】
また、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材の積層方向においてコイルのターン数を増やすことができるため、第１コイルピースおよび第２コイルピースと、ベース部材とにおける絶縁箇所についても、従来の周方向にコイルのターン数を増やす構成のものと比較して大きく削減でき、かつ、絶縁信頼性を向上することができる。
【００４１】
さらに、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルは、ベース部材に第１コイルピースおよび第２コイルピースを配設する構成であるため、コイルのターン数あるいは相数の変更に対する設計自由度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜、図面を参照しながら説明する。図１は、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルの全体について一部省略して模式的に示す斜視図、図２は、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおけるベース部材、第１コイルピース、第２コイルピースおよび磁束伝達部材の関係を示す一部を省略して断面にして模式的に示す分解斜視図、図３（ａ）はアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルに用いられる第１コイルピースを示す平面図および側面図、図３（ｂ）は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コイルに用いられる第２コイルピースを示す平面図および側面図である。なお、この実施の形態では、ステータコイル１が３層（ベース部材が３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の最小単位は、１層（ベース部材が1枚）であり、その積層数は限定されるものではない。
【００４３】
図１に示すように、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル１は、円環状のベース部材２と、この円環状のベース部材２に配設される第１コイルピース３および第２コイルピース４とを主な構成として備えている。このステータコイル１は、ここでは、第１コイルピース３および第２コイルピース４のそれぞれの間に磁束伝達部材６が配設されている。なお、このステータコイル１は、図示しないロータと対面した状態で配置され、第２コイルピース４の後記する給電端子接続部４ｅに外部から接続されるバスバー（給電端子）５１等の端子部材５０を介して、ベース部材２の中央に配置される図示しない給電システムと接続された状態で、例えば、車両の車輪の所定位置に設置して使用される。
【００４４】
図２および図３に示すように、第１コイルピース３は、長尺状に形成された中間部３ａと、この中間部３ａの一端側に連続して周方向の一方向に曲折して形成された第１曲折部３ｂと、中間部３ａの他端側に連続して周方向の他方向に曲折して形成された第２曲折部３ｃと、第１曲折部３ｂの先端に形成された第１接合部３ｄと、第２曲折部３ｃの先端に形成された第２接合部３ｅとを備えている。そして、この第１コイルピース３は、ここでは、アルミニウム合金（またはアルミニウム）で形成されており、第１接合部３ｄの板厚方向に接合貫通孔３ｆが形成され、かつ、第２接合部３ｅの板厚方向に接合貫通孔３ｇが形成されている。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、第１コイルピース３は、板厚よりも板幅が広くなるように形成されている。第１コイルピース３は、その中間部３ａがベース部材２の中心（回転中心）から径方向に放射状に配置されるように直線状に形成されている。そして、第１コイルピース３は、その第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃが、互いに周方向において反対側に所定角度で折り曲がった状態に形成されている。なお、第１コイルピース３の第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃのそれぞれの折り曲げ角度は、図６に示すように、表裏で接合された状態になったときに、角度θになるように設定されている。つまり、ステータコイル１と対で使用される図示しないロータのＳ極および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θが設定されている。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅは、それぞれ第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃの先端が円板状に形成されている。そして、第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅは、円板状の中央部分に板厚方向に接合貫通孔３ｆ，３ｇがそれぞれ設けられ、ベース部材２の他面側に配設される第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅあるいは後記する第２コイルピース４の接合部４ｄと接合ピン５により接合できるように構成されている。
【００４７】
また、図２および図３（ｂ）に示すように、第２コイルピース４は、長尺状に形成された中間部４ａと、この中間部４ａの一端側に連続して周方向の一方向に曲折して形成された第１曲折部４ｂと、中間部４ａの他端側に連続して周方向の他方向に曲折して形成された第２曲折部４ｃと、第１曲折部４ｂの先端に形成された接合部４ｄと、第２曲折部４ｃの先端に直線部４ｈを介して形成された給電端子接続部４ｅとを備えている。そして、この第２コイルピース４は、ここでは、アルミニウム合金（またはアルミニウム）で形成されており、接合部４ｄの板厚方向に接合貫通孔４ｆが形成され、かつ、給電端子接続部４ｅの板厚方向に給電端子となるバスバー５１と接続するための接合貫通孔４ｇが形成されている。
【００４８】
図３（ｂ）に示すように、第２コイルピース４は、板厚よりも板幅が広くなるように形成されている。この第２コイルピース４は、その中間部４ａがベース部材２の中心（回転中心）から径方向に放射状に配置されるように直線状に形成されている。そして、第２コイルピース４は、その第１曲折部４ｂおよび第２曲折部４ｃが、互いに周方向において反対側に所定角度で折り曲がった状態に形成されている。なお、第２コイルピース４の第１曲折部４ｂおよび第２曲折部４ｃのそれぞれの折り曲げ角度は、図６に示すように、表裏で接合された状態になったときに、角度θになるように設定されている。つまり、ステータコイル１と対で使用される図示しないロータのＳ極およびＮ極の磁極曲面が周方向に占める位相角と一致するように角度θが設定されている。
【００４９】
また、第２コイルピース４の給電端子接続部４ｅは、ベース部材２に配設されたときに、第１コイルピース３の第２接合部３ｅの位置より内周側に向かって突出する位置になるように形成されている。また、給電端子接続部４ｅは、ここでは、第１コイルピース３の第２接合部３ｅと比較すると大径となるように形成されている。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１コイルピース３および第２コイルピース４は、一個のピースとしての構成であるため、例えば、プレス加工（ノッチングプレス、タレットパンチ、サーボプレス、チャージプレス、ファインブランキング等のプレス加工）により製造することができるため、ステータコイル１を製造するときに組み立てる最中において切断作業を必要としないため、コンタミネーションの原因がない。
【００５０】
ベース部材２は、図１および図２に示すように、円環板状で合成樹脂等の絶縁体から形成されており、一面（表面）側の円周方向に沿って形成された凹部である一面側第１凹部７と、一面側第２凹部８と、磁束伝達部材用貫通穴９と、を備え、他面（裏面）側の円周方向に沿って形成された凹部である他面側第１凹部７Ａと、他面側第２凹部８Ａと、を主に備えている。そして、このベース部材２は、その内周縁側および外周縁側に周方向に所定間隔で、ガイド用位置決め穴１０および積層用ボルト穴１１が形成されている。
【００５１】
図１、図２および図４に示すように、ベース部材２の一面側第１凹部７および一面側第２凹部８は、第１コイルピース３および第２コイルピース４を配設するためのものであり、周方向に一定間隔で形成されている。そして、図１に示すように、ベース部材２は、一面側において、一面側第２凹部８を、ここでは、所定箇所に６箇所形成しており、残りは全て一面側第１凹部７となるように構成されている。
【００５２】
図２に示すように、一面側第１凹部７および一面側第２凹部８は、ベース部材２の板厚方向に形成されており、板厚中央の部分を底面として第１コイルピース３および第２コイルピース４の形状に対応する凹形状に形成されている。そして、一面側第１凹部７および一面側第２凹部８は、接続に必要な箇所には貫通穴が形成されており、ここでは、第１コイルピース３の第１接合部３ｄの接合貫通孔３ｆおよび第２接合部３ｅの接合貫通孔３ｇに対面する位置と、第２コイルピース４の接合部４ｄの接合貫通孔４ｆに対面する位置とに、それぞれ貫通孔７ｆ，７ｇ，８ｆが形成されている。
【００５３】
一面側第１凹部７は、第１コイルピース３の中間部３ａに対応してベース部材２の中心（回転中心）から放射状の直線となるように形成された中央凹部７ａと、この中央凹部７ａの一端側および他端側に連続して、第１コイルピース３の第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃを嵌合するように凹状に形成された第１曲折凹部７ｂおよび第２曲折凹部７ｃと、この第１曲折凹部７ｂおよび第２曲折凹部７ｃの先端側にそれぞれ、第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅを嵌合するように凹状に形成した第１接合凹部７ｄおよび第２接合凹部７ｅとを備えている。そして、一面側第１凹部７の第１接合凹部７ｄおよび第２接合凹部７ｅにおいて、第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅに形成した接合貫通孔３ｆ，３ｇに連通する位置に貫通孔７ｆ，７ｇが形成されている。
【００５４】
一面側第２凹部８は、第２コイルピース４の中間部４ａに対応してベース部材２の中心（回転中心）から放射状の直線となるように形成された中央凹部８ａと、この中央凹部８ａの一端側および他端側に連続して、第２コイルピース４の第１曲折部４ｂおよび第２曲折部４ｃを嵌合するように凹状に形成した第１曲折凹部８ｂおよび第２曲折凹部８ｃと、この第１曲折凹部８ｂおよび第２曲折凹部８ｃの先端側にそれぞれ、第２コイルピース４の接合部４ｄおよび給電端子接続部４ｅを嵌合するように凹状に形成した接合凹部８ｄおよび給電端子用凹部８ｅとを備えている。そして、一面側第２凹部８は、その接合凹部８ｄにおいて、第２コイルピース４の接合部４ｄに形成した接合貫通孔４ｆに連通する位置に貫通孔８ｆが形成されている。
【００５５】
なお、ベース部材２は、ここでは、一面側第１凹部７および一面側第２凹部８と、他面側第１凹部７Ａおよび他面側第２凹部８Ａとは、同じ構成であるため、その説明を省略する。また、一面側第１凹部７および一面側第２凹部８と、他面側第１凹部７Ａおよび他面側第２凹部８Ａとの表裏における位置関係は、次のようになっている。すなわち、ベース部材２では、第１コイルピース３と第２コイルピース４のそれぞれの中間部３ａ、４ａが表裏対向方向となるように表裏で一致した位置になるように配置されている（図６参照）。
【００５６】
そして、第１曲折部３ｂと第２曲折部３ｃが表裏において周方向において反対向きになるように、一面側第１凹部７および他面側第１凹部７Ａが配置されると共に、第１曲折部４ｂと第２曲折部４ｃが表裏において周方向において反対向きになるように、一面側第２凹部８および他面側第２凹部８Ａが配置されている。ここでは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相を使用するため、一面側に配置された第１コイルピース３の第１接合部３ｄが、中間部３ａを基準に周方向左において他面側に配置された３つ隣りの第１コイルピース３の第１接合部３ｄと対面方向となるように第１接合凹部７ｄが形成されている。
【００５７】
また、一面側に配置された第１コイルピース３の第２接合部３ｅが、中間部３ａを基準に周方向右において他面側に配置された３つ隣りの第１コイルピース３の第２接合部３ｅと対面方向となるように第２接合凹部７ｅが形成されている。なお、一面側第１凹部７および他面側第２凹部８Ａの第１曲折凹部７ｂ、８ｂおよび第２曲折凹部７ｃ、８ｃの曲折角度は、すでに第１コイルピース３および第２コイルピース４の構成で説明した理由と同じ理由で設定される。
【００５８】
ステータコイル１では、ベース部材２に第１コイルピース３および第２コイルピース４を配設した状態で、貫通孔７ｆ，７ｇ，８ｆを介して表裏で対面方向に位置する第１接合部３ｄ，第２接合部３ｅ，接合部４ｄを、層間接続部材である接合ピン５により接合している。なお、ここでいう層とはベース部材の片面（一面あるいは他面）を指している。
接合ピン５は、第１コイルピース３の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅと、第２コイルピース４の接合部４ｄとにおいて、表裏対向方向に位置するもの同士を接合するためのものである。この接合ピン５は、第１接合部３ｄ，第２接合部３ｅ，接合部４ｄのそれぞれの接合貫通孔３ｆ，３ｇ，４ｆに嵌合する円柱形状に形成されており、第１コイルピース３および第２コイルピース４と同質の素材で形成されている。
【００５９】
例えば、第１コイルピース３および第２コイルピース４がアルミニウム合金で形成されている場合は、同質のアルミニウム合金で形成されることが望ましい。ベース部材２の一面側第１凹部７、一面側第２凹部８、他面側第１凹部７Ａおよび他面側第２凹部８Ａにそれぞれ第１コイルピース３および第２コイルピース４を配置した状態で、後記する接合装置４０により操作されて、貫通孔７ｆ，７ｇ，８ｆを介して対面する第１接合部３ｄ、第２接合部３ｅ、接合部４ｄ同士を接合するように設置されている。
【００６０】
ここで使用される接合ピン５は、例えば、図５に示すような接合装置４０により第１接合部３ｄ，第２接合部３ｅ、接合部４ｄに接合するように取り付けられる。図５はアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおける第１コイルピースの第１接合部および第２接合部または第２コイルピースの接合部を、接合装置により接合する状態を模式的に示す断面図である。
【００６１】
接合装置４０は、一方側ガイドプレート４６と、他方側ガイドプレート４７からなるガイドプレート４８と、このガイドプレート４８で挟持されてガイドされている第１コイルピース３および第２コイルピース４を配設したベース部材２において接合ピン５を設置するプレス部４１とを備えている。
【００６２】
ガイドプレート４８は、その一方側ガイドプレート４６に接合ピン５を設置する位置に貫通してピン嵌合用穴４６ａが形成されている。
プレス部４１は、一方側ガイドプレート４６のピン嵌合用穴４６ａに挿入する筒形状のプレスハンマガイド４２と、このプレスハンマガイド４２の内壁面に沿って接合ピン５を押し込み設置するプレスハンマ４３と、このプレスハンマ４３を支持する支持バネ４４と、プレスハンマ４３を支持バネ４４の弾性力に抗して押動させる押圧部４５とを備えている。
【００６３】
前記した接合装置４０を使用して接合ピン５により接合作業を行う場合は、次のようにする。はじめに、第１コイルピース３および第２コイルピース４を配設したベース部材２を一方側ガイドプレート４６と他方側ガイドプレート４７の間に固定してガイドプレート４８によりガイドする。
次に、ガイドプレート４８によりガイドされたベース部材２に対してプレス部４１のプレスハンマガイド４２を一方側ガイドプレート４６のピン嵌合用穴４６ａに挿入する。プレスハンマガイド４２が挿入されると、プレスハンマガイド４２の肉厚部分が第１接合部３ｄの上面に当接した状態となり、かつ、プレスハンマ４３の先端面が接合ピン５の一端面に当接した状態となる。
【００６４】
そして、押圧部４５によりプレスハンマ４３を押圧することで、プレスハンマ４３を支持バネ４４の弾性力に抗して押動して接合ピン５を押圧する。そうすると、接合ピン５は、その一端側が押されて接合貫通孔３ｆ、３ｆに嵌合すると共に、プレスハンマ４３と当接している部分が押し潰されて、第１接合部３ｄに対向方向にある（対面している）第１接合部３ｄ同士が、かしめられて接合される。このような操作をベース部材２の内周側および外周側に順次行うことで、接合ピン５により第１接合部３ｄ、第２接合部３ｅ、接合部４ｄがそれぞれ対向方向（対面）に配置された第１接合部３ｄ、第２接合部３ｅ、接合部４ｄと接合される。
【００６５】
図２に示すように、磁束伝達部材６は、鉄系等の広くコア材として利用されるものを適用することができるが、電気エネルギーと磁気エネルギーの変換効率が高く、磁束伝達効率を向上させるために一方向のみに磁化しやすくなるようにした方向性電磁鋼板を使用することが望ましい。この磁束伝達部材６は、平面視において扇形状に形成されており、第１コイルピース３の中間部３ａおよび第２コイルピース４の中間部４ａの板幅より広い部分を備えるように形成されている。なお、磁束伝達部材６は図示しない絶縁カラーを介してベース部材２の磁束伝達部材用貫通穴９へ嵌め込まれている。また、磁束伝達部材６は図示しないリターンパス（磁束の戻り磁路）と一体のスロットコア（図示せず）で構成され、積層されたステータコイル１と共にケースにボルト締めで固定される構成とすることもできる。
【００６６】
ベース部材２に第１コイルピース３、第２コイルピース４、磁束伝達部材６が配設され所定位置を接合ピン５により接続された状態になると、外部との接続を確保するように、例えば、図１に示すような、端子部材５０が接続される。図１に示すように、端子部材５０は、第２コイルピース４の給電端子接続部４ｅにボルト５４を介してバスバー５１、５２で挟み込んだ状態でターミナルブロック５３に接続し、ターミナルカバー５５により覆うように設置される。なお、各ベース部材２，２，２において対面する部分が接触しないように、図示しない絶縁シートが設置されている。
【００６７】
そして、中段のベース部材２の一面側と、上段のベース部材２の他面側とに配置された給電端子接続部４ｅは、円環状に形成されたコネクトワッシャ（図示せず）を介して互いに接続されるように構成されている。同様に、中段のベース部材２の他面側と、下段のベース部材２の一面側とに配置された給電端子接続部４ｅは、円環状に形成されたコネクトワッシャ（図示せず）を介して互いに接続されるように構成されている。
【００６８】
第２コイルピース４は、ベース部材２について３つを１ユニットとして使用する場合には、一つのベース部材２おいて、その給電端子接続部４ｅを一面側に２つ、他面側に２つ、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相において備えることになる。つまり、一つのベース部材２には、給電端子接続部４ｅは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の全部で一面側に６つ、裏面側に６つを配置することになる。そして、例えば、Ｕ相において、給電端子接続部４ｅは、一面側または他面側の一方に配置された隣り合うもの同士を接続し、一面側または他面側の他方に配置された隣り合うもののそれぞれが入力用と出力用として使用されることになる。
【００６９】
ここでは、図６に示すように、ベース部材２を３枚使用して１ユニットにして説明しているので、例えば、下段に配置されたベース部材２の他面側に配設された給電端子接続部４ｅ，４ｅをそれぞれ入力用および出力用として使用した場合の接続関係を示すと以下のようになる。つまり、図６に示すように、下段のベース部材２の一面側の給電端子接続部４ｅ，４ｅと、中段のベース部材２の他面側の給電端子接続部４ｅ，４ｅとをコネクトワッシャ（図示せず）により接続状態とし、また、中段のベース部材２の一面側の給電端子接続部４ｅ，４ｅと上段のベース部材２の他面側の給電端子接続部４ｅ，４ｅとをコネクトワッシャ（図示せず）により接続状態とする。
【００７０】
そして、上段のベース部材２の一面側の周方向に隣り合う給電端子接続部４ｅ，４ｅ同士をバスバー５１（図１参照）により接続状態として所定のコイルループを形成するようにしている。なお、下段、中段、上段のベース部材２において対面する第１コイルピース３および第２コイルピース４（給電端子接続部４ｅの部分は除く）は図示しない絶縁シートにより絶縁状態である。また、それぞれのベース部材２の一面側および他面側に位置する給電端子接続部４ｅ、４ｅの関係は、絶縁された状態になっている。
【００７１】
そして、図６に示すように、ステータコイル１のコイルループは、下段、中段、上段のベース部材２に配設された第１コイルピース３と第２コイルピース４との接続状態により以下のように形成される。なお、ここでは、Ｕ相だけの電流の流れを模式的に示している。すなわち、下段のベース部材２において他面側で左側の入力用の給電端子接続部４ｅから給電されると、右回りに下段のベース部材２の一面側および他面側の第１コイルピース３および第２コイルピース４を経由して電流が流れる。そして、右回りして下段のベース部材２の一面側で左側に配置された給電端子接続部４ｅまで電流の流れが来ると、中段のベース部材２の他面側で左側に配置された給電端子接続部４ｅに移行して、中段のベース部材２の一面側および他面側の第１コイルピース３および第２コイルピース４を経由して右回りに電流が流れる。
【００７２】
そして、中段のベース部材２から上段のベース部材２に移行して同様にして電流が流れ、上段のベース部材２に配設された第１コイルピース３および第２コイルピース４を介して右回りしてベース部材２の一面側に配設された給電端子接続部４ｅに来る。そうすると、周方向に隣り合う右側の給電端子接続部４ｅに電流は流れ、今度は、上段のベース部材２において左回りなるように第１コイルピース３および第２コイルピース４に流れる。さらに、ベース部材２の上段において左回りをして上段のベース部材２の他面側で右側の給電端子接続部４ｅに来た電流は、中段に移行して中段で上段と同様に左回りして給電端子接続部４ｅを介して下段に移行する。そして、ベース部材２の下段に移行した電流は、左回りをしてベース部材２の他面側で右側の給電端子接続部４ｅまで来て出力されるように流れる。
【００７３】
電流の流れについて図６を参照して説明したように、ステータコイル１は、ここでは、下段の左側となる給電端子接続部４ｅの一つから入力された電流が、ベース部材２の下段、中段、上段において、右回りして、次いで、ベース部材２の上段において左回りし中段、下段においてそれぞれ左回りして、ベース部材２の下段の右側となる給電端子接続部４ｅから出力される流れになるコイルループを形成している。
【００７４】
なお、ステータコイル１は、ベース部材２に第１コイルピース３および第２コイルピース４を配設して接合ピン５により、対向方向に位置する第１接合部３ｄ，第２接合部３ｅ、接合部４ｄを接合して、かつ、給電端子接続部４ｅを前記したように接続した状態とする。そして、ステータコイル１は、図示しない絶縁シートを介して三つ（３枚）のベース部材２を重ねて（積層して）ベース部材２の外周縁および内周縁に周方向に所定間隔で形成されているガイド用位置決め穴１０に位置決めピン１０Ａを挿入して、積層用ボルト穴１１にボルトＢとナットＮにより締め付けた状態とする。そして、給電端子接続部４ｅをそれぞれ接続する場合には、ここでは、図１に示すように、バスバー５１により外部からの給電の出入力、バスバー５２により隣合うものの接続、あるいは図示しないコネクトワッシャにより接続することで、ベース部材２間における接続を行っている。
【００７５】
本発明の実施形態に係るステータコイル１の作用について、図１および図６を参照して説明する。ステータコイル１の給電端子に接続された給電端子接続部４ｅにそれぞれ交流電流が供給されると、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の３相（図６ではＵ相のみ記載）のコイルループに通電される。
そして、各相の第１コイルピース３および第２コイルピース４における周方向において、同位相の中間部３ａ，４ａでは電流は同じ方向（外周方向または内周方向）に流れて、電流による磁束の向きも一致し、磁界が相互に強めあうように合成される。
【００７６】
また、第１コイルピース３および第２コイルピース４に隣り合う位置には、磁束伝達部材６が設置されているので、磁束は磁束伝達部材６を通って磁束ループが形成され図示しないロータに伝達される。
さらに、ベース部材２に形成された磁束伝達部材用貫通穴９に磁束伝達部材６を挿入していることで、ステータコイル１の剛性を向上させることができる。
そして、磁束伝達部材６を介して図示しないロータへ磁束を伝えるため、第１コイルピース３および第２コイルピース４（導体）に生じる渦電流損を著しく低減することができる。
【００７７】
なお、このように形成されたステータコイル１では、図７に示すように、アルミニウム（またはアルミニウム合金）または銅（または銅合金）を用いて第１コイルピース３および第２コイルピース４を作成した場合において、抵抗値とボリューム、重量、線材費との関係について、図７を参照して次に説明する。図７は、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおける第１コイルピースおよび第２コイルピースの素材を、銅を基準にした場合のアルミニウムに対して抵抗値とボリューム、重量、線材費との関係を示すグラフ図である（なお、図７において説明している素材は純アルミニウムおよび純銅の例をしめしている）。
【００７８】
図７に示すように、銅で製造した第１コイルピース３および第２コイルピース４の抵抗値を１００％であるときに、アルミニウムのボリュームと、アルミニウムの重量と、アルミニウムの線材費とを比較すると、例えば、銅の抵抗値が１００％の値のときには、アルミニムのボリュームを見てみると銅に対して１７０％になっており、形状が大きくなることを示している。また、そのときのアルミニウムの重量は、銅に対してほぼ半分の５０％になることを示し、さらに、線材費においては、銅に対して２０％しかかからず安くなることを示している。したがって、ステータコイル１は、製造するときに、材料の選択の範囲が広がることをここでは示している。そのため、ステータコイル１は、設置できる場所の広さ、コスト等を配慮して第１コイルピース３および第２コイルピース４の材料を選定してより商品のニーズに対応した構成として提供することが可能となる。
【００７９】
なお、特許文献１などに見られるような周方向にターン数を増やす構成では、ターン数が増えれば増えるほど周方向の導体幅が小さくなるため、強度的にアルミニウムは使えない。すなわち、従来の構成でアルミを用いた場合、線材の強度面の問題から巻線作業又は巻線形成、及び、形状保持が困難となり、さらには、アルミの酸化皮膜が強固な為、端部の接続処理が困難になることから、アルミ導体の利用はほとんどおこなわれていない。このような従来の構成に対して、本発明の構成では強度面の配慮がしやすいピース形状としていることで、導体材料の選択自由度を向上させている。また、コイルピース同士の接続にはカシメや超音波接合等種々の接続手法により行う為、酸化被膜も問題にはならないことからアルミ材の使用が可能となる。
【００８０】
また、以上のように説明したステータコイル１では、図８に示すように、従来の周方向にターン数を増やす構成と比較してみると次のようなことが分かる。図８（ａ）は本発明のステータコイルの構成においてコイルの所定占有空間を模式的に表わす模式図、（ｂ）は従来のステータコイルの構成においてコイルの所定占有空間を模式的に表わす模式図である。
【００８１】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の構成と同じコイルの占有空間（体積）の部分で本願の構成と比較すると、必要な絶縁部分ｉｂは、（ａ）では、２箇所であればよいのに対して、（ｂ）では、６箇所となる。また、図８（ｂ）では、絶縁部分ｉｂの設置部分におけるアスペクト比も大きくなることから、絶縁部分ｉｂの形成作業面においても、（ａ）の構成が優れていることが分かる。さらに、図８（ａ）の構成では、コイルの左右に配置される磁束伝達部材６を肉厚に形成できるため(ａ)の構成である方が、磁束量においても（ｂ）と比較して大きくとることができる。
【００８２】
ちなみに、図８（ａ）の構成では、積層方向にコイルを配置しているため、周方向にコイルを配置している（ｂ）の構成に対して、図８に示す占有空間における絶縁部分ｉｂの割合では、（ａ）の構成では１９．７％であるのに対して、（ｂ）の構成では３５．８％の割合となる。したがって、図８（ａ）の構成の絶縁部分ｉｂが、（ｂ）の構成より、ほぼ半分の削減を行うことが可能であるので、図８（ａ）の構成において、コイル占有空間の割合を増加することができる。
【００８３】
なお、図８（ａ）において、磁束伝達部材６の両端からの距離をＨｐとし、積層されたコイルの高さをＶｓとし、そのＨｐとＶｓで占有される空間において導体部の占有割合を一致させた状態として比較したときには、コイルのターン数（Ｔ）は、（ａ）の構成では影響がない（Ｈｃｎ＝Ｈｐ−Ｈｆｎ−２・ａ）。これに対して、図８（ｂ）において、左右端の磁束伝達部材からの距離をＨｐとし、積層方向のコイルの上下端までの距離をＶｓとした構成では、コイルのターン数（Ｔ）に影響が発生してしまう（Ｈｃｏ＝２・｛Ｈｐ−（Ｔ／２）・Ｈｆｏ−Ｔ・ａ｝／Ｔ）。
また、図８（ａ）の構成における磁束伝達部材６の厚みが、コイルのターン数（Ｔ）に影響がなく（Ｈｆｎｔｏｔａｌ＝Ｈｐ−Ｈｃｎ−２・ａ）、図８（ｂ）の構成では影響がある（Ｈｆｏｔｏｔａｌ＝Ｈｐ−Ｔ・（Ｈｃｏ／２＋ａ））。
【００８４】
そして、コイルの積層方向の厚み（変動）に対しては、図８（ａ）の構成では、コイルのターン数（Ｔ）に影響があり（Ｖｃｎ＝（Ｖｓ−（Ｔ−１）・ｂ）／Ｔが）、図８（ｂ）の構成ではコイルのターン数（Ｔ）に影響がない（Ｖｃｏ＝（Ｖｓ−ｂ）／２）。
なお、図８（ａ）において、Ｈｃｎはコイルの幅、Ｖｃｎはコイルの高さ（厚み）、ｂは積層方向におけるコイルの絶縁部材の幅、ａは絶縁部分ｉｂの形成幅、Ｈｆｎは特定面内における磁束伝達部材の幅である。また、図８（ｂ）において、Ｈｃｏはコイルの幅、Ｖｃｏはコイルの高さ（厚み）、ｂは積層方向におけるコイルの絶縁部材の幅、ａは絶縁部分ｉｂの形成幅、Ｈｆｏは特定面内における磁束伝達部材の一つの幅である。
【００８５】
以上のように、図１から図８において説明したように、ステータコイル１では、ベース部材２の積層方向においてコイルのターン数を増やすことができるため、第１コイルピース３および第２コイルピース４と、ベース部材２とにおける絶縁箇所についても、従来の周方向にコイルのターン数を増やす構成のものと比較して大きく削減でき、かつ、絶縁信頼性を向上することができる。
【００８６】
[コイルピースの変形例]
なお、ステータコイル１において、第１コイルピース３および第２コイルピース４は、図９に示すような構成であっても構わない。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれステータコイルに使用される第１コイルピースの他の構成を示す平面図および側面図である。なお、図３においてすでに説明した構成は同じ符号を付して説明を省略する。
【００８７】
図９（ａ）に示すように、第１コイルピース１３は、長尺状の中間部３ａと、この中間部３ａの一端と他端に連続して形成された第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃと、第１曲折部３ｂの先端に形成された第１接合部１３ｄと、第２曲折部３ｃの先端に形成された第２接合部１３ｅとを備えている。この第１コイルピース１３の第１接合部１３ｄおよび第２接合部１３ｅは、それぞれ第１曲折部３ｂまたは第２曲折部３ｃと同等の幅および厚みで先端が円弧状に形成されている。そして、それぞれ接合貫通孔３ｆ，３ｇが形成されている。この第１コイルピース１３は、第１接合部１３ｄおよび第２接合部１３ｅに、第１曲折部３ｂまたは第２曲折部３ｃに対して幅が大きく変わるところがないので、応力集中を発生する部位がなく強度が高い。
【００８８】
図９（ｂ）に示すように、第１コイルピース２３は、第１接合部２３ｄおよび第２接合部２３ｅの板厚を厚く構成しているところが、（ａ）と異なる構成である。その他の構成は、（ａ）の構成と同等である。この第１コイルピース２３では、第１接合部２３ｄおよび第２接合部２３ｅの厚みを大きくしたので強度がより高くなる。
【００８９】
図９（ｃ）に示すように、第１コイルピース３３は、層間接続部として第１接合部３３ｄに凹嵌合部３３ｆおよび凸嵌合部３３ｈを表裏に備え、また、層間接続部として第２接合部３３ｅに凹嵌合部３３ｇおよび凸嵌合部３３ｉを表裏に備えている。第１接合部３３ｄの凸嵌合部３３ｈまたは第２接合部３３ｅの凸嵌合部３３ｉは、図９（ａ）に示される扁平状の第１コイルピース１３の第１接合部１３ｄの接合貫通孔３ｆ、および、第２接合部１３ｅの接合貫通孔３ｇに嵌合され電気的に接合できるように形成されている。第１コイルピース３３は、凸嵌合部３３ｈ、３３ｉとを有することにより、接合ピン５を必要とせず、部品点数の削減ができる。
【００９０】
また、第１コイルピース３３を使用する場合には、図示してはいないが、第２コイルピース４の接合部４ｄについても層間接続部として、図９（ｃ）で示す、第１コイルピース３３の第１接合部３３ｄと同じ構成であるものを使用すると接続作業が容易となる。
【００９１】
なお、第１コイルピース３３は、接合ピン５を必要としないが、図２、図９（ａ）、（ｂ）で示す第１コイルピース３，１３，２３（あるいは第２コイルピース４の接合部）に凸嵌合部３３ｈ，３３ｉにより接合させるように使用され、他の構成のものと組み合わせて使用されることになる。
【００９２】
そして、図９では、第１コイルピース１３，２３，３３の構成について説明したが、第２コイルピース４の接合部４ｄを、第１コイルピース１３，２３，３３の第１接合部１３ｄ，２３ｄ，３３ｄと同等の形状にしても構わない。これらの第１コイルピース３，１３，２３および第２コイルピース４を使用する場合には、同種類のタイプごとに使用することもできるが、異種類のタイプを用いることもできる。
【００９３】
[ベース部材の変形例]
また、図１から図６までを参照して説明したベース部材２の構成についても、例えば、図１０に示すような構成であっても構わない。図１０は、ベース部材の他の構成について一部を省略して断面にして模式的に示す斜視図である。なお、ベース部材２２の両面において同じ構成には同じ符号を付している。また、第２コイルピース用の凹部については給電端子用凹部の構成がことなるのみでその他の構成については第１コイルピース用の凹部と同等であるため、ここでは説明を省略している。
【００９４】
図１０に示すように、ベース部材２２は、図１の構成と一面側および他面側における第１コイルピース３および第２コイルピース４に対するそれぞれの凹部７，７Ａ，８，８Ａの配置は同じ構成であり、異なる部分として第１コイルピース３あるいは第２コイルピース４の隣り合う位置に配置される磁束伝達部材６に対する仕切りとなる側壁がないことである。
【００９５】
つまり、ベース部材２２は、円環板状に形成されており、その一面側において外縁側エリア２２Ａと、中央エリア２２Ｂと、内縁側エリア２２Ｃとにそれぞれ周方向に一面側第１接合凹部２２ｄと、一面側中央支持部２２ａと、一面側第２接合凹部２２ｅと、を備えている。そして、ベース部材２２は、一面側と他面側とで周方向にその他面側において、外縁側エリア２２Ａと、中央エリア２２Ｂと、内縁側エリア２２Ｃとにそれぞれ周方向に他面側第１接合凹部２２ｄと、他面側中央支持部２２ａと、他面側第２接合凹部２２ｅと、を備えている。
【００９６】
第１コイルピース３用の凹部である一面側第１接合凹部２２ｄは、第１コイルピース３の第１曲折部３ｂの全部または一部と、第１コイルピース３の第１接合部３ｄを嵌合するように凹状に形成されている。そして、一面側第１接合凹部２２ｄは、第１コイルピース３の第１接合部３ｄに形成した接合貫通孔３ｆに連通するように貫通孔２２ｆが形成されている。
【００９７】
一面側中央支持部２２ａは、ベース部材２２の一面側の上面よりも低くなるように形成されており第１コイルピース３の中間部３ａを載置する平面に形成されている。また、一面側中央支持部２２ａの一端と他端には、第１コイルピース３の第１曲折部３ｂおよび第２曲折部３ｃの一部または全部を載置する第１載置面２２ｂおよび第２載置面２２ｃとをそれぞれ備えている。なお、この一面側中央支持部２２ａの周方向に隣り合う位置には、一定間隔で磁束伝達部材６を配置する伝達部材用穴１９が形成されている。したがって、中央エリア２２Ｂでは、周方向に伝達部材用穴１９と一面側中央支持部２２ａの平面部分が交互に形成されている状態となっている。
【００９８】
一面側第２接合凹部２２ｅは、第１コイルピース３の第２曲折部３ｃの全部または一部と、第１コイルピース３の第２接合部３ｅを嵌合するように凹状に形成されている。そして、一面側第２接合凹部２２ｅは、第１コイルピース３の第２接合部３ｅに形成した接合貫通孔３ｇに連通するように貫通孔２２ｇが形成されている。
【００９９】
なお、一面側第２接合凹部については、内縁側エリア２２Ｃにおける形状が第２コイルピース４の給電端子接続部４ｅに対応して形成されている以外は、一面側第１接合凹部２２ｄと同等である。
【０１００】
また、図１０で説明したベース部材２２に使用される第１コイルピース３および第２コイルピース４は、隣り合う第１コイルピース３または第２コイルピース４に対して絶縁性を確保するために、表面に絶縁材料を塗布あるいは設けた構成として使用されることになる。
【０１０１】
[ベース部材の他の変形例]
さらに、図１１に示すように、ベース部材における第２コイルピース４の配置としてもかまわない。図１１はアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおけるベース部材の他の構成について一部を省略して模式的に示す平面図である。ベース部材２Ａは、給電端子接続部４ｅの配置を、内縁側ではなく、外縁側に配置するように構成している。したがって、ベース部材２Ａでは、すでに説明したベース部材２の内縁側の第２接合凹部７ｅが外縁側として配置され、第１接合凹部７ｄ、接合凹部８ｄが内縁側として配置される構成としている。
【０１０２】
また、図示していないが、第１コイルピース３（１３，２３，３３）の第１接合部３ｄおよび第２接合部３ｅ、第２コイルピース４の接合部４ｄについて、それぞれが対面して当接した状態において超音波接合装置（図示せず）により超音波接合することで接合させるようにしても構わない。接合部分が超音波接合であることにより、接合操作が迅速にでき、かつ接合面積が小さくて済む。
【０１０３】
以上のように説明したステータコイル１は、ベース部材２に第１コイルピース３あるいは第２コイルピース４が板厚を積層方向になるように配設されたコイルユニットを積層することでターン数を増やすように構成されているため、製造工程を容易にし、かつ、周方向にターン数を増やす構成では使用することができなかったアルミニウム合金（またはアルミニウム）を素材として用いることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】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コイルの全体について一部を省略して模式的に示す斜視図である。
【図２】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コイルにおけるベース部材、第１コイルピース、第２コイルピースおよび磁束伝達部材の関係を示す一部を省略して断面にして模式的に示す分解斜視図である。
【図３】(ａ)は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コイルに用いられる第１コイルピースを示す平面図および側面図、（ｂ）は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コイルに用いられる第２コイルピースを示す平面図および側面図である。
【図４】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コイルに用いられるベース部材の一部を模式的に示す平面図である。
【図５】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コイルにおける第１コイルピースの第１接合部および第２接合部または第２コイルピースの接合部を、接合装置により接合する状態を模式的に示す断面図である。
【図６】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コイルにおけるコイルループの状態を模式的に示す斜視図である。
【図７】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コイルにおける第１コイルピースおよび第２コイルピースの素材を、銅としたときを基準にした場合のアルミニウムに対して抵抗値とボリューム、重量、線材費との関係を示すグラフ図である。
【図８】（ａ）は本発明のステータコイルの構成においてコイルの所定占有空間を模式的に表わす模式図、（ｂ）は従来のステータコイルの構成においてコイルの所定占有空間を模式的に表わす模式図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれステータコイルに使用される第１コイルピースの他の構成を示す平面図および側面図である。
【図１０】本発明のベース部材の他の構成について一部を省略して断面にして模式的に示す斜視図である。
【図１１】アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルにおけるベース部材の他の構成について一部を省略して模式的に示す平面図である。
【図１２】従来のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイルに用いられるコイル部分の接続構造を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ ステータコイル（アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル）
２ ベース部材
３ 第１コイルピース
３ａ 中間部
３ｂ 第１曲折部
３ｃ 第２曲折部
３ｄ 第１接合部
３ｅ 第２接合部
３ｆ 接合貫通孔
３ｇ 接合貫通孔
４ 第２コイルピース
４ａ 中間部
４ｂ 第１曲折部
４ｃ 第２曲折部
４ｄ 接合部
４ｅ 給電端子接続部
４ｆ 接合貫通孔
４ｇ 接合貫通孔
４ｈ 直線部
５ 接合ピン（層間接合部材）
６ 磁束伝達部材
７ 一面側第１凹部（凹部：一面側凹部）
７Ａ 他面側第１凹部（凹部：他面側凹部）
７ａ 中央凹部
７ｂ 第１曲折凹部
７ｃ 第２曲折凹部
７ｄ 第１接合凹部
７ｅ 第２接合凹部
７ｆ 貫通孔
８ 一面側第２凹部（凹部：一面側凹部）
８Ａ 他面側第２凹部（凹部：他面側凹部）
８ａ 中央凹部
８ｂ 第１曲折凹部
８ｃ 第２曲折凹部
８ｄ 接合凹部
８ｅ 給電端子用凹部
８ｆ 貫通孔
９ 磁束伝達部材用貫通穴
１０ ガイド用位置決め穴
１０Ａ 位置決めピン
１１ 積層用ボルト穴
１９ 伝達部材用穴
３３ｆ 凹嵌合部（層間接続部）
３３ｇ 凹嵌合部（層間接続部）
３３ｈ 凸嵌合部（層間接続部）
３３ｉ 凸嵌合部（層間接続部）
４０ 接合装置
４１ プレス部
４２ プレスハンマガイド
４３ プレスハンマ
４４ 支持バネ
４５ 押圧部
４６ 一方側ガイドプレート
４６ａ ピン嵌合用穴
４７ 他方側ガイドプレート
４８ ガイドプレート
５０ 端子部材
５１ バスバー（給電端子）
５２ バスバー（給電端子）
５３ ターミナルブロック
５４ ボルト
５５ ターミナルカバー
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
ｉｂ 絶縁部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルであって、
導電体からなる複数の第１コイルピースと、
導電体からなる複数の第２コイルピースと、
前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを周方向に配列して係止する凹部を表裏に形成した円環状のベース部材と、を備え、
前記第１コイルピースは、長尺状の中間部と、前記中間部の一端および他端にそれぞれ周方向に所定角度を有するように曲折された第１曲折部および第２曲折部と、前記第１曲折部の先端に形成した第１接合部と、前記第２曲折部の先端に形成した第２接合部とを有し、
前記第２コイルピースは、長尺状の中間部と、前記中間部の一端および他端にそれぞれ周方向に所定角度を有するように曲折された第１曲折部および第２曲折部と、前記第１曲折部または前記第２曲折部の一方の先端に形成された給電端子接続部と、前記第１曲折部または前記第２曲折部の他方の先端に形成された接合部とを有し、
前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースが前記ベース部材の表裏に形成された凹部に配設されると共に、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部のそれぞれが表裏で対向する前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部を接続して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コイル。
【請求項２】
前記給電端子接続部は、前記ベース部材の表裏の一面において周方向に隣り合う当該給電端子接続部同士が接続され、前記ベース部材の表裏の他面において前記コイルループに給電を行う給電端子に接続される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コイル。
【請求項３】
前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、
前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部は、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部のそれぞれが前記貫通孔を介して対面して接続される層間接続部を有する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コイル。
【請求項４】
前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、
前記凹部に配設された前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部がそれぞれ対面方向にある同士を、前記貫通孔を介して層間接続部材により接続された構成である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コイル。
【請求項５】
前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、
前記凹部に配設された前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部がそれぞれ対面方向にある同士を超音波接合させた構成である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コイル。
【請求項６】
前記ベース部材は、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースの前記中間部が、回転軸中心から径方向に放射状に配置されるように前記凹部が形成されると共に、周方向に所定の間隔を有するように形成され、かつ、前記第２コイルピースの給電端子接続部の係止する位置が、前記第１コイルピースの第１接合部または第２接合部の係止する位置より、円環状の前記ベース部材の内周側または外周側に向かって径方向に突出するように前記凹部が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コイル。
【請求項７】
前記ベース部材は、周方向における前記凹部間に、強磁性体からなる磁束伝達部材を配設する磁束伝達部材用貫通穴を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイル。
【請求項８】
前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、プレス加工で打ち抜いて形成されて板厚より板幅が幅広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コイル。
【請求項９】
前記導電体は、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金のいずれかである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コイル。
【請求項１０】
前記ベース部材は、その一面側に前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを配設するための前記凹部としての一面側凹部を備えると共に、その他面側に前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを配設するための前記凹部としての他面側凹部を備え、かつ、前記一面側凹部は、前記他面側凹部に対して、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースの中間部が表裏対向方向で一致する位置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コイル。
【請求項１１】
前記一面側凹部と前記他面側凹部とは、前記第１曲折部および第２曲折部を表裏対向方向において互いに反転した状態で配設できるように前記ベース部材に形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイル。
【請求項１２】
前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースが前記凹部に係止されたベース部材を複数枚積層して構成する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コイル。
【請求項１３】
前記ベース部材を複数積層したときの前記給電端子接続部は、
前記コイルループに給電する給電端子に接続するものと、
積層される異なるベース部材の給電端子接続部に接続されるものと、
周方向に隣り合う給電端子接続部同士で接続されるものと、からなることを特徴とする請求項１２に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイル。
【請求項１】
アキシャルギャップ型回転電機のステータコイルであって、
導電体からなる複数の第１コイルピースと、
導電体からなる複数の第２コイルピースと、
前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを周方向に配列して係止する凹部を表裏に形成した円環状のベース部材と、を備え、
前記第１コイルピースは、長尺状の中間部と、前記中間部の一端および他端にそれぞれ周方向に所定角度を有するように曲折された第１曲折部および第２曲折部と、前記第１曲折部の先端に形成した第１接合部と、前記第２曲折部の先端に形成した第２接合部とを有し、
前記第２コイルピースは、長尺状の中間部と、前記中間部の一端および他端にそれぞれ周方向に所定角度を有するように曲折された第１曲折部および第２曲折部と、前記第１曲折部または前記第２曲折部の一方の先端に形成された給電端子接続部と、前記第１曲折部または前記第２曲折部の他方の先端に形成された接合部とを有し、
前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースが前記ベース部材の表裏に形成された凹部に配設されると共に、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部のそれぞれが表裏で対向する前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部を接続して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コイル。
【請求項２】
前記給電端子接続部は、前記ベース部材の表裏の一面において周方向に隣り合う当該給電端子接続部同士が接続され、前記ベース部材の表裏の他面において前記コイルループに給電を行う給電端子に接続される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コイル。
【請求項３】
前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、
前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部は、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部のそれぞれが前記貫通孔を介して対面して接続される層間接続部を有する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コイル。
【請求項４】
前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、
前記凹部に配設された前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部がそれぞれ対面方向にある同士を、前記貫通孔を介して層間接続部材により接続された構成である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コイル。
【請求項５】
前記ベース部材は、前記第１コイルピースの第１接合部および第２接合部に対応する前記凹部の位置と、前記第２コイルピースの接合部に対応する前記凹部の位置に、それぞれ貫通孔を有し、
前記凹部に配設された前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、前記第１接合部、前記第２接合部および前記接合部がそれぞれ対面方向にある同士を超音波接合させた構成である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コイル。
【請求項６】
前記ベース部材は、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースの前記中間部が、回転軸中心から径方向に放射状に配置されるように前記凹部が形成されると共に、周方向に所定の間隔を有するように形成され、かつ、前記第２コイルピースの給電端子接続部の係止する位置が、前記第１コイルピースの第１接合部または第２接合部の係止する位置より、円環状の前記ベース部材の内周側または外周側に向かって径方向に突出するように前記凹部が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コイル。
【請求項７】
前記ベース部材は、周方向における前記凹部間に、強磁性体からなる磁束伝達部材を配設する磁束伝達部材用貫通穴を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイル。
【請求項８】
前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースは、プレス加工で打ち抜いて形成されて板厚より板幅が幅広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コイル。
【請求項９】
前記導電体は、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金のいずれかである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コイル。
【請求項１０】
前記ベース部材は、その一面側に前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを配設するための前記凹部としての一面側凹部を備えると共に、その他面側に前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースを配設するための前記凹部としての他面側凹部を備え、かつ、前記一面側凹部は、前記他面側凹部に対して、前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースの中間部が表裏対向方向で一致する位置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コイル。
【請求項１１】
前記一面側凹部と前記他面側凹部とは、前記第１曲折部および第２曲折部を表裏対向方向において互いに反転した状態で配設できるように前記ベース部材に形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイル。
【請求項１２】
前記第１コイルピースおよび前記第２コイルピースが前記凹部に係止されたベース部材を複数枚積層して構成する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コイル。
【請求項１３】
前記ベース部材を複数積層したときの前記給電端子接続部は、
前記コイルループに給電する給電端子に接続するものと、
積層される異なるベース部材の給電端子接続部に接続されるものと、
周方向に隣り合う給電端子接続部同士で接続されるものと、からなることを特徴とする請求項１２に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータコイル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１４２０３５（Ｐ２０１０−１４２０３５Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１６５２０（Ｐ２００８−３１６５２０）
【出願日】平成２０年１２月１２日（２００８．１２．１２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１２日（２００８．１２．１２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]