ステータ構造
【課題】本発明は、ステータ構造の小型化が図れ、ステータ構造の組み立て工程が簡易になり、外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、コイルの品質確保が図れるステータ構造を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のステータ構造１は、スロット２１が形成されるステータコア部１１を有するステータ構造において、導体表面からなる直線部導体セグメント３２と、直線部導体セグメント３２が挿入される挿入孔４１が形成されスロット２１に挿入される絶縁インシュレータ３１と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメント３３と、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを接着する導電性接着剤３４とを有することを特徴とする。
【解決手段】本発明のステータ構造１は、スロット２１が形成されるステータコア部１１を有するステータ構造において、導体表面からなる直線部導体セグメント３２と、直線部導体セグメント３２が挿入される挿入孔４１が形成されスロット２１に挿入される絶縁インシュレータ３１と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメント３３と、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを接着する導電性接着剤３４とを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向に小型化を図ることができるステータ構造とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、以下のような特許文献に記載された発明が存在する。
まず、従来技術１として特許文献１について図１３および図１４を用いて説明する。図１３は、特許文献１における回転電機のステータ構造１０１を分解して示した概要図である。図１４は、一体型積層コイル片１２０ａ，１２０ｍ間の接続概要図である。
図１３に示すように、特許文献１に記載されている回転電機のステータ構造１０１は、固定子鉄心１１０と、積層コイル片１２０と、接続環側薄板状接続コイル片１３０と、他端側薄板状接続コイル片１４０と、接続環１５０とから構成されている。
そして、固定子鉄心１１０は、円周方向に歯部１１２が１２個分配置され、隣接する歯部１１２の間に形成されたスロット１１４が１２個分配置されている。
【０００３】
積層コイル片１２０には、各々独立した一体型積層コイル片１２０ａ，１２０ｂ，…，１２０ｋ，１２０ｍ（以下、「一体型積層コイル片１２０ａ等」という）が１２個分構成されている。ここで、図１４に示すように、一体型積層コイル片１２０ａ等は、薄板状導体（例えば、銅）を一定の間隔を空けて複数積層し、絶縁樹脂を用いて一体モールドしたものである。上記の固定子鉄心１１０の１２個のスロット１１４内には、この一体型積層コイル片１２０ａ等がそれぞれ挿入される。また、一体型積層コイル片１２０ａ等の両端部には、接続端部１２２ａ１，１２２ａ２，…，１２２ｍ２（以下、「接続端部１２２ａ１等」という）および接続端部１２４ａ１，１２４ａ２，…，１２４ｍ２（以下、「接続端部１２４ａ１等」という）を備えている。なお、図１３においては表現の便宜上、各々３つずつ（接続端部１２２ａ１，１２２ａ２，１２２ｍ２と接続端部１２４ａ１，１２４ａ２，１２４ｍ２）のみ符号を付している。
【０００４】
接続環側薄板状接続コイル片１３０には、１２個の接続コイル片１３０ａｂ，１３０ｂｃ，…１３０ｋｍ，１３０ｍａ（以下、「接続コイル片１３０ａｂ等」という）が構成され、それぞれ円環状に配置されている。なお、図１３においては表現の便宜上、接続コイル片１３０ｍａのみ示している。ここで、接続コイル片１３０ａｂ等は薄板状導体（例えば、銅）を一定の間隔を空けて複数積層し、絶縁樹脂を用いて一体モールドしたものである。そして、図１４に示すように、例えば、接続コイル片１３０ｍａは、一体型積層コイル片１２０ａの接続環側薄板状接続コイル片１３０の側に設けられた接続端部１２２ａ１と、一体型積層コイル片１２０ｍの接続環側薄板状接続コイル片１３０の側に設けられた接続端部１２２ｍ２を接続する。
【０００５】
他端側薄板状接続コイル片１４０には、１２個の接続コイル片１４０ａｂ，１４０ｂｃ，…１４０ｋｍ，１４０ｍａ（以下、「接続コイル片１４０ａｂ等」という）が構成され、それぞれ円環状に配置されている。なお、図１３においては表現の便宜上、接続コイル片１４０ｍａのみ示している。ここで、接続コイル片１４０ａｂ等は薄板状導体（例えば、銅）を一定の間隔を空けて複数積層し、絶縁樹脂を用いて一体モールドしたものである。そして、図１４に示すように、例えば、接続コイル片１４０ｍａは、一体型積層コイル片１２０ａの他端側薄板状接続コイル片１４０の側に設けられた接続端部１２４ａ１と、一体型積層コイル片１２０ｍの他端側薄板状接続コイル片１４０の側に設けられた接続端部１２４ｍ２を接続する。
【０００６】
接続環１５０は、一体型積層コイル片１２０ａ等を接続するとともに、独立した複数の接続環片と中性片とから構成外部との導通をとっている。複数の接続環片と中性片は、それぞれ、複数枚の薄板状導体（例えば、銅）を隙間を空けて円環状に組み上げた上で、絶縁樹脂により一体モールドしたものである。
【０００７】
このような回転電機のステータ構造１０１は、以下のように形成される。
まず、接続環側薄板状接続コイル片１３０内に配置される接続コイル片１３０ｍａに、一体型積層コイル片１２０ａの接続環側薄板状接続コイル片１３０の側に設けられた接続端部１２２ａ１が突き合わせられた後、溶接接続される。そして、一体型積層コイル片１２０ａに隣り合う一体型積層コイル片１２０ｍの接続環側薄板状接続コイル片１３０の側に設けられた接続端部１２２ｍ２も突き合わせられた後、溶接接続される。
同様に、他端側薄板状接続コイル片１４０内に配置される接続コイル片１４０ｍａに、一体型積層コイル片１２０ａの他端側薄板状接続コイル片１４０の側に設けられた接続端部１２４ａ１が突き合わせられた後、溶接接続される。そして、一体型積層コイル片１２０ａに隣り合う一体型積層コイル片１２０ｍの他端側薄板状接続コイル片１４０の側に設けられた接続端部１２４ｍ２も突き合わせられた後、溶接接続される。
以上のような接続を一体型積層コイル片１２０ａから一体型積層コイル片１２０ｍまで順次行う。
すなわち、固定子鉄心１１０のそれぞれの歯部１１２に巻回された固定子コイルを形成するために、一体型積層コイル片１２０の両端部を、接続環側薄板状接続コイル片１３０及び他端側薄板状接続コイル片１４０により接続するとしている。
その後、接続環１５０を所定の位置に接続することにより回転電機のステータ構造１０１が形成される。
【０００８】
次に、従来技術２として特許文献２について図１５を用いて説明する。図１５は特許文献２における回転電機のステータ構造２０１を示しており、図１５（ａ）は外観図、図１５（ｂ）は断面図である。
図１５に示すように従来技術２のステータ構造２０１は、主にシャフト２０２、電機子コア２０３、コイル分割体２０５、コイル分割体２０６で構成されている。そして、コイル分割体２０５、コイル分割体２０６は電機子コア２０３に形成される貫通孔２０４内に挿入され、各々端面同士で接合している。なお、コイル分割体２０５はコイル片２０５ａ、２０５ｂから構成され、コイル分割体２０６はコイル片２０６ａ、２０６ｂから構成される。
【０００９】
このステータ構造２０１は以下のように組み立てられている。
まず、端面同士が接合するようにコイル分割体２０５の各コイル片２０５ａ、２０５ｂとコイル分割体２０６の各コイル片２０６ａ、２０６ｂを貫通孔２０４に挿入する。そして、これらの端面同士を以下のような方法で電気的に接合するとしている。
（１）コイル分割体２０５とコイル分割体２０６とを軸方向に押圧しながら両者に通電し端面同士を溶接する方法。
（２）コイル分割体２０５とコイル分割体２０６とを軸方向に押圧しながら両者に超音波を加えて接合する方法。
（３）コイル分割体２０５やコイル分割体２０６の溶融点より低い溶融点の金属材料を用いて、ろう付けにより接合する方法。
（４）コイル分割体２０５のコイル片２０５ａ、２０５ｂとコイル分割体２０６のコイル片２０６ａ、２０６ｂの端面同士に嵌合手段を設けて機械的に結合する方法。（例えば、コイル分割体２０５のコイル片２０５ａ、２０５ｂの端面に設けた凸部と、コイル分割体２０６のコイル片２０６ａ、２０６ｂの端面に設けた凹部とを、各々軸方向から押圧して嵌合する方法。）
【００１０】
次に、従来技術３として特許文献３について図１６および図１７を用いて説明する。図１６は、特許文献３における回転電機のステータ構造３０１の一部における外観図である。図１７は、導体セグメント３３３の外観図である。
図１６に示すように従来技術３のステータ構造３０１は、固定子鉄心３３２、導体セグメント３３３、インシュレータ３３４を有している。固定子鉄心３３２は、その内周面に多数のスロット３３５を形成するために薄い鋼板を重ね合わせて形成されている。導体セグメント３３３は複数の電気導体として固定子巻線を構成している。インシュレータ３３４は、固定子鉄心３３２と導体セグメント３３３との間を電気絶縁している。そして、固定子巻線のコイルエンド３３１は、この固定子鉄心３３２から露出している導体セグメント３３３によって形成されている。
【００１１】
このステータ構造３０１は以下のように組み立てられている。
まず、図１７に示すような略Ｕの字に形成される導体セグメント３３３を固定子鉄心３３２の各スロット３３５に挿入していく。そして、挿入後、導体セグメント３３３を屈曲させて任意の導体セグメント３３３の端部３３３ａ同士を溶接接合して結線するとしている。
【００１２】
次に、従来技術４として特許文献４について図１８を用いて説明する。図１８は、特許文献４における回転電機のステータ構造４０１の一部における外観図である。
図１８に示すように、ステータ構造４０１は、ステータ４１２、導体セグメント４１６、帯状スペーサ４２０を有している。ステータ４１２には、スロット４１４が形成されている。
そして、このステータ構造４０１は以下のように組み立てられている。
略Ｕ字型に形成される導体セグメント４１６を、スロット４１４内に周方向および径方向に亘って複数挿入する。そして、導体セグメント４１６をスロット４１４内に挿入したときに突出した部分について屈曲させて、任意の導体セグメント４１６の端部同士を溶接接合させる。このように形成した相コイルを位相角隔てて複数形成する。そして、導体セグメント４１６が互いに溶接接合された接合部４１８について、径方向に隣接する部分にはスペーサ４２０を嵌挿する。このスペーサ４２０は、樹脂などの絶縁性の高い材料にて形成され、径方向に隣接する接合部４１８同士が絶縁されるとしている。
【特許文献１】特開２００１−１７８０５３（第００１１−００１９，００３２，００３７段落、第１図）
【特許文献２】特開平１０−１１７４５５（第００１３，００１４段落、第１図）
【特許文献３】特開平１１−３４１７３０（第００１７，００２９−００３２段落、第６図）
【特許文献４】特開２００３−２１９５９１（第０００９，００１０段落、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来技術には以下の問題点が存在する。
まず、従来技術１については、固定子鉄心１１０に形成されたスロット１１４より突出する接続端部１２２ａ１等および接続端部１２４ａ１等にて溶接接合している。すなわち、スロット１１４の外側に接合部分が存在している。そのため、スロット１１４より突出した接続端部１２２ａ１等および接続端部１２４ａ１等の高さ分、回転電機のステータ構造１０１の中心軸方向に大きくなってしまう。従って、回転電機のステータ構造１０１が大型化してしまうおそれがある。
また、接続端部１２２ａ１等および接続端部１２４ａ１等と、接続コイル片１３０ａｂ等および接続コイル片１４０ａｂ等との間で正確に溶接接合を行なうため、溶接作業のための十分な作業スペースを確保することが必要になる。
また、従来技術１については、隣り合うスロット１１４内に挿入される一体型積層コイル片１２０ａ等の接続端部１２２ａ１等および接続端部１２４ａ１等同士でコイルを構成する、いわゆる集中巻きというコイルの巻き方を構成することを想定したものである。そのため、構成上、離れたスロット１１４内に挿入される一体型積層コイル片１２０ａ等の接続端部１２２ａ１等および接続端部１２４ａ１等同士でコイルを構成する、いわゆる分布巻きというコイルの巻き方をすることはできない。
【００１４】
次に、従来技術２については、押圧しながら溶接する方法、超音波を加えて接合する方法、ろう付けにより接合する方法など、接合を行うためには別途溶接機、超音波機、ろう付け機などが必要となり、ステータ構造２０１の組み立て工程が複雑になってしまい、また材料のコストが大きくなってしまう。
また、嵌合手段を設けて機械的に結合する方法に関しては、嵌合部分に引張力が作用する場合に、その力に十分耐えることができないおそれがある。
【００１５】
次に、従来技術３ついては導体セグメント３３３の端部３３３ａ同士を、また、従来技術４ついては導体セグメント４１６の端部同士を溶接接合するが、一般に当該溶接手法としてはＴＩＧ溶接がなされるものと考えられる。ここで、ＴＩＧ溶接するためには溶接アースを取る必要があり、溶接部をクランプするための形状（導体セグメント３３３においてはクランプ形状３３３ｂ、導体セグメント４１６においては接合部４１８にて示すもの）が必要になる。そのため、導体セグメント３３３の端部３３３ａや導体セグメント４１６の端部を含めたコイルエンド部分が大きくなり、回転電機のステータ構造３０１または４０１の中心軸方向に大きくなってしまう。従って、回転電機のステータ構造３０１または４０１が大型化してしまうおそれがある。
また、導体セグメント（３３３，４１６）の端部で溶接できるような形状にするためにコイル端部捻り工程が別途必要になる。さらに、導体セグメント（３３３，４１６）として絶縁皮膜付きコイルを使用する場合には皮膜除去工程が別途必要になる。そのため、ステータ構造３０１またはステータ構造４０１の組み立て工程が複雑になってしまい、また材料のコストが大きくなってしまう。
また、溶接接合を行なうことによって、コイル端部で溶接する際の熱により絶縁皮膜にダメージを与えることになり品質確保が困難な構造となっている。
【００１６】
そこで本発明は以上のような課題を解消するためになされたものであり、ステータ構造の小型化が図れ、ステータ構造の組み立て工程が簡易になり、外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、コイルの品質確保が図れるステータ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明は以下のような特徴を有する。
（１）スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造において、導体表面からなる直線部導体セグメントと、直線部導体セグメントが挿入される挿入孔が形成されスロットに挿入される絶縁インシュレータと、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを接着する導電性接着剤とを有することを特徴とする。
【００１８】
（２）（１）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面は、接着時に導電性接着剤が挿入孔から溢れ出ない挿入孔内の位置で接着されることを特徴とする。
【００１９】
（３）（１）または（２）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面には面取りが形成されており、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを導電性接着剤により接着するときに、直線部導体セグメントと挿入孔の隙間およびコイルエンド部導体セグメントと挿入孔の隙間に導電性接着剤を流れ込ませて挿入孔の内周面における接着面積を拡大し、かつ直線部導体セグメントとコイルエンド部導体セグメントとの間における導電性接着剤の投入容積を拡大することを特徴とする。
【００２０】
（４）（１）から（３）に記載するいずれか一つのステータ構造において、コイルエンド部導体セグメントは、ステータコア部に組み付けられるステータエンド部に一体化されるものであることを特徴とする。
【００２１】
（５）スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータをスロットに挿入する工程と、絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、直線部導体セグメントの端面に導電性接着剤を塗布する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部をステータコア部に取り付ける工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
（６）スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータをスロットに挿入する工程と、絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部をステータコア部に取り付ける工程と、ステータエンド部を加圧することにより直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面を拡散接合する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
このような特徴を有する本発明は、以下のような作用・効果を有する。
（１）本発明は、スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造において、導体表面からなる直線部導体セグメントと、直線部導体セグメントが挿入される挿入孔が形成されスロットに挿入される絶縁インシュレータと、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを接着する導電性接着剤とを有するので、コイルエンド部分の高さを小さくすることによってステータ構造の小型化が図れ、ステータコア部とステータエンド部を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になり、導電性接着剤により直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを確実に接着して外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、溶接作業は不要であり直線部導体セグメントやコイルエンド部導体セグメントを高温にさらすことがなくコイルの品質確保が図れる。
【００２４】
（２）（１）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面は、接着時に導電性接着剤が挿入孔から溢れ出ない挿入孔内の位置で接着されるので、（１）に記載する効果に加えて、必要な絶縁性を確保することができる。
【００２５】
（３）（１）または（２）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面には面取りが形成されており、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを導電性接着剤により接着するときに、直線部導体セグメントと挿入孔の隙間およびコイルエンド部導体セグメントと挿入孔の隙間に導電性接着剤を流れ込ませて挿入孔の内周面における接着面積を拡大し、かつ直線部導体セグメントとコイルエンド部導体セグメントとの間における導電性接着剤の投入容積を拡大するので、（１）または（２）に記載する効果に加えて、導電性接着剤の接着面積の拡大により接着力が増大し、かつ直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面との間における接着部の断面積の拡大により直線部導体セグメントとコイルエンド部導体セグメントの間に作用する引張応力が分散することとなり、大きな引張力に対しても十分に耐久性を有する接着状態を実現することができる。
【００２６】
（４）（１）から（３）に記載するステータ構造において、コイルエンド部導体セグメントは、ステータコア部に組み付けられるステータエンド部に一体化されるものであるので、（１）から（３）に記載する効果に加えて、ステータコア部とステータエンド部を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になる。
【００２７】
（５）スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータをスロットに挿入する工程と、絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、直線部導体セグメントの端面に導電性接着剤を塗布する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部をステータコア部に取り付ける工程とを有するので、コイルエンド部分の高さを小さくすることによってステータ構造の小型化が図れ、ステータコア部とステータエンド部を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になり、導電性接着剤により直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを確実に接着して外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、溶接作業は不要であり直線部導体セグメントやコイルエンド部導体セグメントを高温にさらすことがなくコイルの品質確保が図れる。
【００２８】
（６）スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータをスロットに挿入する工程と、絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部をステータコア部に取り付ける工程と、ステータエンド部を加圧することにより直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面を拡散接合する工程とを有するので、接合材の原子の拡散を利用して接合するという拡散接合の性質から、より強い接合力を発揮して外部からの力に耐え得る丈夫なコイルからなるステータ構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３０】
実施例１のステータ構造１について説明する。
まず、図１から図５をもとにステータ構造１の構造について説明する。
ここで、図１はステータ構造１の構成を示す外観図を、図２はステータ構造１を構成する部品についての分解図を示しており、図２（ａ）は全体の外観図を示し、図２（ｂ）はステータエンド部１２から突出したコイルエンド部導体セグメント３３の概要図（図２（ａ）の点線で囲まれた部分）を示している。図３はステータコア部１１の外観図を、図４はステータエンド部１２の外観図（一部は透視図）とコイルエンド部導体セグメント３３の外観図を、図５はステータ構造１におけるコイルの外観図を示しており、図５（ａ）はコイルが３分割される様子を示し、図５（ｂ）はコイルの分割部分（図５（ａ）の点線で囲まれた部分）の詳細を示している。
【００３１】
図１や図２に示すようにステータ構造１は、その外観がステータコア部１１の両面にステータエンド部１２が配置されるように構成されている。図３に示すようにステータコア部１１は、円周にわたって放射状に形成された「スロット（２１）」と呼ばれる溝を複数備えている。なお、実施例１ではその一例として４８個のスロット２１を備えることとしている。そして、後で述べるように、この各スロット２１内には絶縁インシュレータ３１が挿入されることになる。
また、図５（ａ）に示すように、ステータ構造１におけるコイルは３分割されている。一つは直線形状の直線部導体セグメント３２であり、残り２つは略Ｕの字型や略Ｖの字型など両端面が同じ方向に向いた形状のコイルエンド部導体セグメント３３である。そして、図５（ｂ）に示すように、この直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３は、導電性接着剤３４にて接着されている。
なお、図４（ａ）や図４（ｂ）に示すように、コイルエンド部導体セグメント３３は円周状に配線された状態で、プレス成形などによりステータエンド部１２と成形・樹脂モールドして一体化されている。
【００３２】
次に、図６から図１１をもとにステータ構造１の組み立て方法について説明する。
ここで、図６は図３に示すステータコア部１２の一部分においてスロット２１に絶縁インシュレータ３１を挿入する様子を示す図を、図７は絶縁インシュレータ３１の外観図を、図８は絶縁インシュレータ３１の挿入孔４１に直線部導体セグメント３２を挿入する様子を示す図を、図９は絶縁インシュレータ３１の挿入孔４１内において、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面の接着する位置と導電性接着剤３４による接着状況を示す図を、図１０は接着部厚みと接合抵抗の値の関係を示す実験値のグラフ図を、図１１は接着部厚みと引張強度の値の関係を示す実験値のグラフ図を示している。
【００３３】
まず、図６に示すように、ステータコア部１１に形成されるスロット２１に絶縁インシュレータ３１を挿入する。図７に示すように、絶縁インシュレータ３１はツバ３１ａが形成されており、このツバ３１ａの部分がスロット２１の両脇の部分に引っ掛かるので、絶縁インシュレータ３１はスロット２１内に保持される。
【００３４】
次に、図８に示すように、絶縁インシュレータ３１に形成される挿入孔４１内に直線部導体セグメント３２を挿入する。挿入孔４１は、絶縁インシュレータ３１の１つ当たりに複数個形成され、本実施例では１２個形成されている。この挿入孔４１によって直線部導体セグメント３２は径方向に位置決めがなされる。一方、挿入孔４１内における軸方向については、後で説明するようにコイルエンド部導体セグメント３３によって押圧することにより位置決めがなされる。なお、挿入孔４１の内径は直線部導体セグメント３２が圧入されるような大きさに設定されており、直線部導体セグメント３２は挿入孔４１内で保持される。
また、直線部導体セグメント３２の断面の形状は四角形や円形など様々な形状にできるが、本実施例では、限られたスロット２１内で最大限の断面積を確保できるように、四角形に形成されている。
また、直線部導体セグメント３２の端面には面取りを施しており、挿入孔４１内に挿入しやすい工夫がなされている。
さらに、絶縁インシュレータ３１により直線部導体セグメント３２同士の絶縁が図れるので、直線部導体セグメント３２として絶縁皮膜を持たない導体表面からなるものを使用することができる。
【００３５】
次に、直線部導体セグメント３２の両端面に導電性接着剤３４を塗布する。この導電性接着剤３４としては、例えば銀ペーストで銀の重量含有率が８０％のものを使用する。
次に、ステータコア部１１の両面にステータエンド部１２を組み付ける。ここで、図４（ａ）に示すように、ステータエンド部１２にはコイルエンド部導体セグメント３３が円周状に配線された状態でモールドされ一体化されている。そして、コイルエンド部導体セグメント３３の両端面をステータエンド部１２から所定量突出させている。これにより、ステータコア部１１の両面にステータエンド部１２を組み付けることにより、コイルエンド部導体セグメント３３の両端面が絶縁インシュレータ３１に形成された挿入孔４１内に挿入され、直線部導体セグメント３２の端面に塗布された導電性接着剤３４を押圧することになる。さらに、この状態で所定の温度のもと所定時間加熱することにより導電性接着剤３４が硬化して、コイルエンド部導体セグメント３３の端面と直線部導体セグメント３２の端面とが接着する。なお、具体的な接着条件として、直線部導体セグメント３２およびコイルエンド部導体セグメント３３の断面積が６ｍｍ２の場合、導電性接着剤３４の塗布量を約１６ｍｇ、加圧力を８．５ｇ／ｍｍ２とし、１５０℃の温度のもと３０分間加熱する。ここで、絶縁インシュレータ３１の材質はＰＰＳ樹脂であり、融点が約２８０℃であるため、上記接着条件下でも問題が生じることはない。
以上より、ステータ構造１が組み立てられる。
なお、図９に示すように、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面との接着は、導電性接着剤３４が挿入孔４１から溢れ出ない位置（図９において挿入孔４１の入口から深さｄの位置）で行なう。そのため、直線部導体セグメント３２同士やコイルエンド部導体セグメント３３同士の間で必要な絶縁性を確保することができる。
【００３６】
ここで、コイルエンド部導体セグメント３３の端面と直線部導体セグメント３２の端面には面取りが形成されていることから、塗布された導電性接着剤３４の一部はこの面取り部分を伝って直線部導体セグメント３２と挿入孔４１の隙間、およびコイルエンド部導体セグメント３３と挿入孔４１の隙間に流れ込む。そのため、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面の端面同士が接着するのみならず、図９に示すように、直線部導体セグメント３２の側面と挿入孔４１の内周面の部分、およびコイルエンド部導体セグメント３３の側面と挿入孔４１の内周面の部分においても接着する。従って、直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３と挿入孔４１との間で、接着部分の面積が広くとれ接着力が大きくなる。また、導電性接着剤３４の部分の断面積が大きくとれ、直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３との間に生じる引張り力が分散され、引張応力が小さくなる。従って、直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３との間の接着状態を維持して、外部からの力にも耐え得る丈夫なコイルを有するステータ構造１を実現することができる。
なお、前記したように実際には挿入孔４１の内径は直線部導体セグメント３２が圧入されるような大きさに設定されているが、図９は説明の便宜上、直線部導体セグメント３２と挿入孔４１の隙間、およびコイルエンド部導体セグメント３３と挿入孔４１の隙間を極端に大きくして示している。
【００３７】
また、このようなステータ構造１によれば、コイルエンド部導体セグメント３３の両端面を任意の間隔に形成してステータエンド部１２と成形・樹脂モールドして一体化することにより、任意の直線部導体セグメント３２同士を導通させて、任意のインダクタンスが発生する分布巻きコイルを実現することができる。
さらに、従来技術のようにセグメントの捻りや巻き線工程、およびセグメントの皮膜除去工程が不要であり、簡単にステータ構造１の組み立てを行うことができ、組み立て工程を簡素化することができる。
【００３８】
なお、接着後の直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面との間における導電性接着剤３４の厚み（以下、接着部厚みという）は、接着部分に生じる接合抵抗の値や接着部分の引張強度に影響を与える。
すなわち、一般的に導体の抵抗値は長さに比例し断面積に反比例することから、接着部分に生じる接合抵抗の値は、接着部厚みが小さいほど小さくなるものと考えられる。
一方、本発明において接着部分の引張強度は、直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３の端面と導電性接着剤３４との間の引張強度、すなわちその間の接着力で定まる。なぜならば、直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３自身、および硬化後の導電性接着剤３４自身は各々材質が銅からなるものであり、その引張強度は直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３の端面と導電性接着剤３４との間の引張強度（接着力）よりも十分に大きいと考えられるからである。従って、接着部分の引張強度は、導電性接着剤３４自身の特性により影響されるものと考えられ、導電性接着剤３４自身の特性として最も接着力が発揮される接着部厚みの値に近づくほど大きくなるものと考える。
【００３９】
そこで、本出願にかかる発明者はこれらの影響について実験により検証を行ない、図１０と図１１に示すような結果を得た。図１０は、接着部厚みと接合抵抗の値の関係を示す実験値データの１次近似線を示し、図１１は、接着部厚みと引張強度の値の関係を示す実験値データの１次近似線を示している。この実験結果より明らかなように、接着部厚みが小さいほど接合抵抗の値は小さくなり、引張強度は大きくなることが分かる。そのため、本発明においても接着部厚みを０．０１ｍｍ以下とすることを推奨したいが、この接着部厚みを規定するコイルエンド部１２や直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３などの各部品の製作上の寸法精度を考慮すると、接着部厚みを０．０１ｍｍ以下とすることは製作上困難であると考えられる。そこで、本発明では製作上可能な範囲内で最も引張強度が大きくなる接着部厚みの値として、０．１ｍｍ以下を推奨値とする。
【００４０】
なお、コイルエンド部１２を製作は、コイルエンド部導体セグメント３３の端面を成形型にて所定位置に固定し、その状態で樹脂を成形型に流し込むことにより行なう。そのため、成形型にてコイルエンド部１２の端面からのコイルエンド部導体セグメント３３の突出量を管理することが可能である。従って、この突出量を管理することにより、接着部厚みを０．１ｍｍ以下に管理することは可能である。
また、図１１において、接着部厚みが０ｍｍの場合とは直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面との間に導電性接着剤が無い状態であり、この場合には当然のことながら引張強度は０ｋｇ／ｍｍ２となるので、接着部厚みが０ｍｍの場合は実験値として示していない。
【００４１】
以上のような実施例１により、以下の効果が得られる。
（１）本発明は、スロット２１が形成されるステータコア部１１を有するステータ構造において、導体表面からなる直線部導体セグメント３２と、直線部導体セグメント３２が挿入される挿入孔４１が形成されスロット２１に挿入される絶縁インシュレータ３１と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメント３３と、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを接着する導電性接着剤３４とを有するので、コイルエンド部分の高さを小さくすることによってステータ構造の小型化が図れ、ステータコア部１１とステータエンド部１２を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になり、導電性接着剤３４により直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを確実に接着して外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、溶接作業は不要であり直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３を高温にさらすことがなくコイルの品質確保が図れる。
【００４２】
（２）（１）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面は、接着時に導電性接着剤３４が挿入孔４１から溢れ出ない挿入孔４１内の位置で接着されるので、（１）に記載する効果に加えて、必要な絶縁性を確保することができる。
【００４３】
（３）（１）または（２）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面には面取りが形成されており、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを導電性接着剤３４により接着するときに、直線部導体セグメント３２と挿入孔４１の隙間およびコイルエンド部導体セグメント３３と挿入孔４１の隙間に導電性接着剤３４を流れ込ませて挿入孔４１の内周面における接着面積を拡大し、かつ直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３との間における導電性接着剤３４の投入容積を拡大するので、（１）または（２）に記載する効果に加えて、導電性接着剤３４の接着面積の拡大により接着力が増大し、かつ直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面との間における接着部の断面積の拡大により直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３の間に作用する引張応力が分散することとなり、大きな引張力に対しても十分に耐久性を有する接着状態を実現することができる。
【００４４】
（４）（１）から（３）に記載するステータ構造において、コイルエンド部導体セグメント３３は、ステータコア部１１に組み付けられるステータエンド部１２に一体化されるものであるので、（１）から（３）に記載する効果に加えて、ステータコア部１１とステータエンド部１２を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になる。
【００４５】
（５）スロット２１が形成されるステータコア部１１を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータ３１をスロット２１に挿入する工程と、絶縁インシュレータ３１に形成される挿入孔４１に導体表面からなる直線部導体セグメント３２を挿入する工程と、直線部導体セグメント３２の端面に導電性接着剤３４を塗布する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメント３３と一体化しているステータエンド部１２をステータコア部１１に取り付ける工程とを有するので、コイルエンド部分の高さを小さくすることによってステータ構造の小型化が図れ、ステータコア部１１とステータエンド部１２を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になり、導電性接着剤３４により直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを確実に接着して外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、溶接作業は不要であり直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３を高温にさらすことがなくコイルの品質確保が図れる。
【実施例２】
【００４６】
次に、実施例２のステータ構造２について図１２をもとに説明する。図１２は、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面における拡散接合の概要図を示す。
実施例２は拡散接合により直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを接合する点が、実施例１と異なるだけである。従って、その他の説明は省略する。
ここで拡散接合とは、接合材を加熱・加圧し原子の拡散を利用して接合する技術である。
本発明においては図１２に示すように、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面に予め金メッキ３５を施しておき、両端面を付き合わした後、所定の圧力で所定時間加圧することにより拡散の現象を発生させて接合させるものである。
【００４７】
以上のような実施例２により、以下の効果が得られる。
【００４８】
（１）本発明では、コイルエンド部導体セグメント３３は、ステータコア部１１に組み付けられるステータエンド部１２に一体化されるものであるので、実施例１における効果に加えて、ステータコア部とステータエンド部を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になる。
【００４９】
（２）スロット２１が形成されるステータコア部１１を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータ３１をスロット２１に挿入する工程と、絶縁インシュレータ３１に形成される挿入孔４１に導体表面からなる直線部導体セグメント３２を挿入する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメント３３と一体化しているステータエンド部１２をステータコア部１１に取り付ける工程と、ステータエンド部１２を加圧することにより直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面を拡散接合する工程とを有するので、接合材の原子の拡散を利用して接合するという拡散接合の性質から、より強い接合力を発揮して外部からの力に耐え得る丈夫なコイルからなるステータ構造を実現することができる。
【００５０】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１および実施例２にかかるステータ構造の構成を示す外観図である。
【図２】本発明の実施例１および実施例２にかかるステータ構造を構成する部品についての分解図である。
【図３】本発明の実施例１および実施例２にかかるステータコア部の外観図である。
【図４】本発明の実施例１および実施例２にかかるステータエンド部の外観図（一部は透視図）とコイルエンド部導体セグメントの外観図である。
【図５】本発明のステータ構造におけるコイルの外観図を示しており、（ａ）はコイルが３分割される様子を示し、（ｂ）はコイルの分割部分（（ａ）に示す点線で囲まれた部分）の詳細を示している。
【図６】図３に示すステータコア部の一部分において、スロットに絶縁インシュレータを挿入する様子を示す図である。
【図７】絶縁インシュレータの外観図である。
【図８】絶縁インシュレータの挿入孔に直線部導体セグメントを挿入する様子を示す図である。
【図９】絶縁インシュレータの挿入孔内において、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面の接合する位置と導電性接着剤による接着状況を示す図である。
【図１０】接着部厚みと接合抵抗の値の関係を示す実験値のグラフ図である。
【図１１】接着部厚みと引張強度の値の関係を示す実験値のグラフ図である。
【図１２】直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面における拡散接合の概要図である。
【図１３】特許文献１の回転電機のステータ構造の分解図である。
【図１４】特許文献１の一体型積層コイル片間の接続概要図である。
【図１５】特許文献２の回転電機のステータ構造を示しており、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図１６】特許文献３の回転電機のステータ構造の一部における外観図である。
【図１７】特許文献３の導体セグメントの外観図である。
【図１８】特許文献４の回転電機のステータ構造の一部における外観図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ステータ構造
１１ ステータコア部
１２ ステータエンド部
２１ スロット
３１ 絶縁インシュレータ
３１ａ ツバ
３２ 直線部導体セグメント
３３ コイルエンド部導体セグメント
３４ 導電性接着剤
３５ 金メッキ
４１ 挿入孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向に小型化を図ることができるステータ構造とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、以下のような特許文献に記載された発明が存在する。
まず、従来技術１として特許文献１について図１３および図１４を用いて説明する。図１３は、特許文献１における回転電機のステータ構造１０１を分解して示した概要図である。図１４は、一体型積層コイル片１２０ａ，１２０ｍ間の接続概要図である。
図１３に示すように、特許文献１に記載されている回転電機のステータ構造１０１は、固定子鉄心１１０と、積層コイル片１２０と、接続環側薄板状接続コイル片１３０と、他端側薄板状接続コイル片１４０と、接続環１５０とから構成されている。
そして、固定子鉄心１１０は、円周方向に歯部１１２が１２個分配置され、隣接する歯部１１２の間に形成されたスロット１１４が１２個分配置されている。
【０００３】
積層コイル片１２０には、各々独立した一体型積層コイル片１２０ａ，１２０ｂ，…，１２０ｋ，１２０ｍ（以下、「一体型積層コイル片１２０ａ等」という）が１２個分構成されている。ここで、図１４に示すように、一体型積層コイル片１２０ａ等は、薄板状導体（例えば、銅）を一定の間隔を空けて複数積層し、絶縁樹脂を用いて一体モールドしたものである。上記の固定子鉄心１１０の１２個のスロット１１４内には、この一体型積層コイル片１２０ａ等がそれぞれ挿入される。また、一体型積層コイル片１２０ａ等の両端部には、接続端部１２２ａ１，１２２ａ２，…，１２２ｍ２（以下、「接続端部１２２ａ１等」という）および接続端部１２４ａ１，１２４ａ２，…，１２４ｍ２（以下、「接続端部１２４ａ１等」という）を備えている。なお、図１３においては表現の便宜上、各々３つずつ（接続端部１２２ａ１，１２２ａ２，１２２ｍ２と接続端部１２４ａ１，１２４ａ２，１２４ｍ２）のみ符号を付している。
【０００４】
接続環側薄板状接続コイル片１３０には、１２個の接続コイル片１３０ａｂ，１３０ｂｃ，…１３０ｋｍ，１３０ｍａ（以下、「接続コイル片１３０ａｂ等」という）が構成され、それぞれ円環状に配置されている。なお、図１３においては表現の便宜上、接続コイル片１３０ｍａのみ示している。ここで、接続コイル片１３０ａｂ等は薄板状導体（例えば、銅）を一定の間隔を空けて複数積層し、絶縁樹脂を用いて一体モールドしたものである。そして、図１４に示すように、例えば、接続コイル片１３０ｍａは、一体型積層コイル片１２０ａの接続環側薄板状接続コイル片１３０の側に設けられた接続端部１２２ａ１と、一体型積層コイル片１２０ｍの接続環側薄板状接続コイル片１３０の側に設けられた接続端部１２２ｍ２を接続する。
【０００５】
他端側薄板状接続コイル片１４０には、１２個の接続コイル片１４０ａｂ，１４０ｂｃ，…１４０ｋｍ，１４０ｍａ（以下、「接続コイル片１４０ａｂ等」という）が構成され、それぞれ円環状に配置されている。なお、図１３においては表現の便宜上、接続コイル片１４０ｍａのみ示している。ここで、接続コイル片１４０ａｂ等は薄板状導体（例えば、銅）を一定の間隔を空けて複数積層し、絶縁樹脂を用いて一体モールドしたものである。そして、図１４に示すように、例えば、接続コイル片１４０ｍａは、一体型積層コイル片１２０ａの他端側薄板状接続コイル片１４０の側に設けられた接続端部１２４ａ１と、一体型積層コイル片１２０ｍの他端側薄板状接続コイル片１４０の側に設けられた接続端部１２４ｍ２を接続する。
【０００６】
接続環１５０は、一体型積層コイル片１２０ａ等を接続するとともに、独立した複数の接続環片と中性片とから構成外部との導通をとっている。複数の接続環片と中性片は、それぞれ、複数枚の薄板状導体（例えば、銅）を隙間を空けて円環状に組み上げた上で、絶縁樹脂により一体モールドしたものである。
【０００７】
このような回転電機のステータ構造１０１は、以下のように形成される。
まず、接続環側薄板状接続コイル片１３０内に配置される接続コイル片１３０ｍａに、一体型積層コイル片１２０ａの接続環側薄板状接続コイル片１３０の側に設けられた接続端部１２２ａ１が突き合わせられた後、溶接接続される。そして、一体型積層コイル片１２０ａに隣り合う一体型積層コイル片１２０ｍの接続環側薄板状接続コイル片１３０の側に設けられた接続端部１２２ｍ２も突き合わせられた後、溶接接続される。
同様に、他端側薄板状接続コイル片１４０内に配置される接続コイル片１４０ｍａに、一体型積層コイル片１２０ａの他端側薄板状接続コイル片１４０の側に設けられた接続端部１２４ａ１が突き合わせられた後、溶接接続される。そして、一体型積層コイル片１２０ａに隣り合う一体型積層コイル片１２０ｍの他端側薄板状接続コイル片１４０の側に設けられた接続端部１２４ｍ２も突き合わせられた後、溶接接続される。
以上のような接続を一体型積層コイル片１２０ａから一体型積層コイル片１２０ｍまで順次行う。
すなわち、固定子鉄心１１０のそれぞれの歯部１１２に巻回された固定子コイルを形成するために、一体型積層コイル片１２０の両端部を、接続環側薄板状接続コイル片１３０及び他端側薄板状接続コイル片１４０により接続するとしている。
その後、接続環１５０を所定の位置に接続することにより回転電機のステータ構造１０１が形成される。
【０００８】
次に、従来技術２として特許文献２について図１５を用いて説明する。図１５は特許文献２における回転電機のステータ構造２０１を示しており、図１５（ａ）は外観図、図１５（ｂ）は断面図である。
図１５に示すように従来技術２のステータ構造２０１は、主にシャフト２０２、電機子コア２０３、コイル分割体２０５、コイル分割体２０６で構成されている。そして、コイル分割体２０５、コイル分割体２０６は電機子コア２０３に形成される貫通孔２０４内に挿入され、各々端面同士で接合している。なお、コイル分割体２０５はコイル片２０５ａ、２０５ｂから構成され、コイル分割体２０６はコイル片２０６ａ、２０６ｂから構成される。
【０００９】
このステータ構造２０１は以下のように組み立てられている。
まず、端面同士が接合するようにコイル分割体２０５の各コイル片２０５ａ、２０５ｂとコイル分割体２０６の各コイル片２０６ａ、２０６ｂを貫通孔２０４に挿入する。そして、これらの端面同士を以下のような方法で電気的に接合するとしている。
（１）コイル分割体２０５とコイル分割体２０６とを軸方向に押圧しながら両者に通電し端面同士を溶接する方法。
（２）コイル分割体２０５とコイル分割体２０６とを軸方向に押圧しながら両者に超音波を加えて接合する方法。
（３）コイル分割体２０５やコイル分割体２０６の溶融点より低い溶融点の金属材料を用いて、ろう付けにより接合する方法。
（４）コイル分割体２０５のコイル片２０５ａ、２０５ｂとコイル分割体２０６のコイル片２０６ａ、２０６ｂの端面同士に嵌合手段を設けて機械的に結合する方法。（例えば、コイル分割体２０５のコイル片２０５ａ、２０５ｂの端面に設けた凸部と、コイル分割体２０６のコイル片２０６ａ、２０６ｂの端面に設けた凹部とを、各々軸方向から押圧して嵌合する方法。）
【００１０】
次に、従来技術３として特許文献３について図１６および図１７を用いて説明する。図１６は、特許文献３における回転電機のステータ構造３０１の一部における外観図である。図１７は、導体セグメント３３３の外観図である。
図１６に示すように従来技術３のステータ構造３０１は、固定子鉄心３３２、導体セグメント３３３、インシュレータ３３４を有している。固定子鉄心３３２は、その内周面に多数のスロット３３５を形成するために薄い鋼板を重ね合わせて形成されている。導体セグメント３３３は複数の電気導体として固定子巻線を構成している。インシュレータ３３４は、固定子鉄心３３２と導体セグメント３３３との間を電気絶縁している。そして、固定子巻線のコイルエンド３３１は、この固定子鉄心３３２から露出している導体セグメント３３３によって形成されている。
【００１１】
このステータ構造３０１は以下のように組み立てられている。
まず、図１７に示すような略Ｕの字に形成される導体セグメント３３３を固定子鉄心３３２の各スロット３３５に挿入していく。そして、挿入後、導体セグメント３３３を屈曲させて任意の導体セグメント３３３の端部３３３ａ同士を溶接接合して結線するとしている。
【００１２】
次に、従来技術４として特許文献４について図１８を用いて説明する。図１８は、特許文献４における回転電機のステータ構造４０１の一部における外観図である。
図１８に示すように、ステータ構造４０１は、ステータ４１２、導体セグメント４１６、帯状スペーサ４２０を有している。ステータ４１２には、スロット４１４が形成されている。
そして、このステータ構造４０１は以下のように組み立てられている。
略Ｕ字型に形成される導体セグメント４１６を、スロット４１４内に周方向および径方向に亘って複数挿入する。そして、導体セグメント４１６をスロット４１４内に挿入したときに突出した部分について屈曲させて、任意の導体セグメント４１６の端部同士を溶接接合させる。このように形成した相コイルを位相角隔てて複数形成する。そして、導体セグメント４１６が互いに溶接接合された接合部４１８について、径方向に隣接する部分にはスペーサ４２０を嵌挿する。このスペーサ４２０は、樹脂などの絶縁性の高い材料にて形成され、径方向に隣接する接合部４１８同士が絶縁されるとしている。
【特許文献１】特開２００１−１７８０５３（第００１１−００１９，００３２，００３７段落、第１図）
【特許文献２】特開平１０−１１７４５５（第００１３，００１４段落、第１図）
【特許文献３】特開平１１−３４１７３０（第００１７，００２９−００３２段落、第６図）
【特許文献４】特開２００３−２１９５９１（第０００９，００１０段落、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来技術には以下の問題点が存在する。
まず、従来技術１については、固定子鉄心１１０に形成されたスロット１１４より突出する接続端部１２２ａ１等および接続端部１２４ａ１等にて溶接接合している。すなわち、スロット１１４の外側に接合部分が存在している。そのため、スロット１１４より突出した接続端部１２２ａ１等および接続端部１２４ａ１等の高さ分、回転電機のステータ構造１０１の中心軸方向に大きくなってしまう。従って、回転電機のステータ構造１０１が大型化してしまうおそれがある。
また、接続端部１２２ａ１等および接続端部１２４ａ１等と、接続コイル片１３０ａｂ等および接続コイル片１４０ａｂ等との間で正確に溶接接合を行なうため、溶接作業のための十分な作業スペースを確保することが必要になる。
また、従来技術１については、隣り合うスロット１１４内に挿入される一体型積層コイル片１２０ａ等の接続端部１２２ａ１等および接続端部１２４ａ１等同士でコイルを構成する、いわゆる集中巻きというコイルの巻き方を構成することを想定したものである。そのため、構成上、離れたスロット１１４内に挿入される一体型積層コイル片１２０ａ等の接続端部１２２ａ１等および接続端部１２４ａ１等同士でコイルを構成する、いわゆる分布巻きというコイルの巻き方をすることはできない。
【００１４】
次に、従来技術２については、押圧しながら溶接する方法、超音波を加えて接合する方法、ろう付けにより接合する方法など、接合を行うためには別途溶接機、超音波機、ろう付け機などが必要となり、ステータ構造２０１の組み立て工程が複雑になってしまい、また材料のコストが大きくなってしまう。
また、嵌合手段を設けて機械的に結合する方法に関しては、嵌合部分に引張力が作用する場合に、その力に十分耐えることができないおそれがある。
【００１５】
次に、従来技術３ついては導体セグメント３３３の端部３３３ａ同士を、また、従来技術４ついては導体セグメント４１６の端部同士を溶接接合するが、一般に当該溶接手法としてはＴＩＧ溶接がなされるものと考えられる。ここで、ＴＩＧ溶接するためには溶接アースを取る必要があり、溶接部をクランプするための形状（導体セグメント３３３においてはクランプ形状３３３ｂ、導体セグメント４１６においては接合部４１８にて示すもの）が必要になる。そのため、導体セグメント３３３の端部３３３ａや導体セグメント４１６の端部を含めたコイルエンド部分が大きくなり、回転電機のステータ構造３０１または４０１の中心軸方向に大きくなってしまう。従って、回転電機のステータ構造３０１または４０１が大型化してしまうおそれがある。
また、導体セグメント（３３３，４１６）の端部で溶接できるような形状にするためにコイル端部捻り工程が別途必要になる。さらに、導体セグメント（３３３，４１６）として絶縁皮膜付きコイルを使用する場合には皮膜除去工程が別途必要になる。そのため、ステータ構造３０１またはステータ構造４０１の組み立て工程が複雑になってしまい、また材料のコストが大きくなってしまう。
また、溶接接合を行なうことによって、コイル端部で溶接する際の熱により絶縁皮膜にダメージを与えることになり品質確保が困難な構造となっている。
【００１６】
そこで本発明は以上のような課題を解消するためになされたものであり、ステータ構造の小型化が図れ、ステータ構造の組み立て工程が簡易になり、外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、コイルの品質確保が図れるステータ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明は以下のような特徴を有する。
（１）スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造において、導体表面からなる直線部導体セグメントと、直線部導体セグメントが挿入される挿入孔が形成されスロットに挿入される絶縁インシュレータと、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを接着する導電性接着剤とを有することを特徴とする。
【００１８】
（２）（１）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面は、接着時に導電性接着剤が挿入孔から溢れ出ない挿入孔内の位置で接着されることを特徴とする。
【００１９】
（３）（１）または（２）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面には面取りが形成されており、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを導電性接着剤により接着するときに、直線部導体セグメントと挿入孔の隙間およびコイルエンド部導体セグメントと挿入孔の隙間に導電性接着剤を流れ込ませて挿入孔の内周面における接着面積を拡大し、かつ直線部導体セグメントとコイルエンド部導体セグメントとの間における導電性接着剤の投入容積を拡大することを特徴とする。
【００２０】
（４）（１）から（３）に記載するいずれか一つのステータ構造において、コイルエンド部導体セグメントは、ステータコア部に組み付けられるステータエンド部に一体化されるものであることを特徴とする。
【００２１】
（５）スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータをスロットに挿入する工程と、絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、直線部導体セグメントの端面に導電性接着剤を塗布する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部をステータコア部に取り付ける工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
（６）スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータをスロットに挿入する工程と、絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部をステータコア部に取り付ける工程と、ステータエンド部を加圧することにより直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面を拡散接合する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
このような特徴を有する本発明は、以下のような作用・効果を有する。
（１）本発明は、スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造において、導体表面からなる直線部導体セグメントと、直線部導体セグメントが挿入される挿入孔が形成されスロットに挿入される絶縁インシュレータと、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを接着する導電性接着剤とを有するので、コイルエンド部分の高さを小さくすることによってステータ構造の小型化が図れ、ステータコア部とステータエンド部を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になり、導電性接着剤により直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを確実に接着して外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、溶接作業は不要であり直線部導体セグメントやコイルエンド部導体セグメントを高温にさらすことがなくコイルの品質確保が図れる。
【００２４】
（２）（１）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面は、接着時に導電性接着剤が挿入孔から溢れ出ない挿入孔内の位置で接着されるので、（１）に記載する効果に加えて、必要な絶縁性を確保することができる。
【００２５】
（３）（１）または（２）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面には面取りが形成されており、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを導電性接着剤により接着するときに、直線部導体セグメントと挿入孔の隙間およびコイルエンド部導体セグメントと挿入孔の隙間に導電性接着剤を流れ込ませて挿入孔の内周面における接着面積を拡大し、かつ直線部導体セグメントとコイルエンド部導体セグメントとの間における導電性接着剤の投入容積を拡大するので、（１）または（２）に記載する効果に加えて、導電性接着剤の接着面積の拡大により接着力が増大し、かつ直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面との間における接着部の断面積の拡大により直線部導体セグメントとコイルエンド部導体セグメントの間に作用する引張応力が分散することとなり、大きな引張力に対しても十分に耐久性を有する接着状態を実現することができる。
【００２６】
（４）（１）から（３）に記載するステータ構造において、コイルエンド部導体セグメントは、ステータコア部に組み付けられるステータエンド部に一体化されるものであるので、（１）から（３）に記載する効果に加えて、ステータコア部とステータエンド部を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になる。
【００２７】
（５）スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータをスロットに挿入する工程と、絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、直線部導体セグメントの端面に導電性接着剤を塗布する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部をステータコア部に取り付ける工程とを有するので、コイルエンド部分の高さを小さくすることによってステータ構造の小型化が図れ、ステータコア部とステータエンド部を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になり、導電性接着剤により直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面とを確実に接着して外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、溶接作業は不要であり直線部導体セグメントやコイルエンド部導体セグメントを高温にさらすことがなくコイルの品質確保が図れる。
【００２８】
（６）スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータをスロットに挿入する工程と、絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部をステータコア部に取り付ける工程と、ステータエンド部を加圧することにより直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面を拡散接合する工程とを有するので、接合材の原子の拡散を利用して接合するという拡散接合の性質から、より強い接合力を発揮して外部からの力に耐え得る丈夫なコイルからなるステータ構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３０】
実施例１のステータ構造１について説明する。
まず、図１から図５をもとにステータ構造１の構造について説明する。
ここで、図１はステータ構造１の構成を示す外観図を、図２はステータ構造１を構成する部品についての分解図を示しており、図２（ａ）は全体の外観図を示し、図２（ｂ）はステータエンド部１２から突出したコイルエンド部導体セグメント３３の概要図（図２（ａ）の点線で囲まれた部分）を示している。図３はステータコア部１１の外観図を、図４はステータエンド部１２の外観図（一部は透視図）とコイルエンド部導体セグメント３３の外観図を、図５はステータ構造１におけるコイルの外観図を示しており、図５（ａ）はコイルが３分割される様子を示し、図５（ｂ）はコイルの分割部分（図５（ａ）の点線で囲まれた部分）の詳細を示している。
【００３１】
図１や図２に示すようにステータ構造１は、その外観がステータコア部１１の両面にステータエンド部１２が配置されるように構成されている。図３に示すようにステータコア部１１は、円周にわたって放射状に形成された「スロット（２１）」と呼ばれる溝を複数備えている。なお、実施例１ではその一例として４８個のスロット２１を備えることとしている。そして、後で述べるように、この各スロット２１内には絶縁インシュレータ３１が挿入されることになる。
また、図５（ａ）に示すように、ステータ構造１におけるコイルは３分割されている。一つは直線形状の直線部導体セグメント３２であり、残り２つは略Ｕの字型や略Ｖの字型など両端面が同じ方向に向いた形状のコイルエンド部導体セグメント３３である。そして、図５（ｂ）に示すように、この直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３は、導電性接着剤３４にて接着されている。
なお、図４（ａ）や図４（ｂ）に示すように、コイルエンド部導体セグメント３３は円周状に配線された状態で、プレス成形などによりステータエンド部１２と成形・樹脂モールドして一体化されている。
【００３２】
次に、図６から図１１をもとにステータ構造１の組み立て方法について説明する。
ここで、図６は図３に示すステータコア部１２の一部分においてスロット２１に絶縁インシュレータ３１を挿入する様子を示す図を、図７は絶縁インシュレータ３１の外観図を、図８は絶縁インシュレータ３１の挿入孔４１に直線部導体セグメント３２を挿入する様子を示す図を、図９は絶縁インシュレータ３１の挿入孔４１内において、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面の接着する位置と導電性接着剤３４による接着状況を示す図を、図１０は接着部厚みと接合抵抗の値の関係を示す実験値のグラフ図を、図１１は接着部厚みと引張強度の値の関係を示す実験値のグラフ図を示している。
【００３３】
まず、図６に示すように、ステータコア部１１に形成されるスロット２１に絶縁インシュレータ３１を挿入する。図７に示すように、絶縁インシュレータ３１はツバ３１ａが形成されており、このツバ３１ａの部分がスロット２１の両脇の部分に引っ掛かるので、絶縁インシュレータ３１はスロット２１内に保持される。
【００３４】
次に、図８に示すように、絶縁インシュレータ３１に形成される挿入孔４１内に直線部導体セグメント３２を挿入する。挿入孔４１は、絶縁インシュレータ３１の１つ当たりに複数個形成され、本実施例では１２個形成されている。この挿入孔４１によって直線部導体セグメント３２は径方向に位置決めがなされる。一方、挿入孔４１内における軸方向については、後で説明するようにコイルエンド部導体セグメント３３によって押圧することにより位置決めがなされる。なお、挿入孔４１の内径は直線部導体セグメント３２が圧入されるような大きさに設定されており、直線部導体セグメント３２は挿入孔４１内で保持される。
また、直線部導体セグメント３２の断面の形状は四角形や円形など様々な形状にできるが、本実施例では、限られたスロット２１内で最大限の断面積を確保できるように、四角形に形成されている。
また、直線部導体セグメント３２の端面には面取りを施しており、挿入孔４１内に挿入しやすい工夫がなされている。
さらに、絶縁インシュレータ３１により直線部導体セグメント３２同士の絶縁が図れるので、直線部導体セグメント３２として絶縁皮膜を持たない導体表面からなるものを使用することができる。
【００３５】
次に、直線部導体セグメント３２の両端面に導電性接着剤３４を塗布する。この導電性接着剤３４としては、例えば銀ペーストで銀の重量含有率が８０％のものを使用する。
次に、ステータコア部１１の両面にステータエンド部１２を組み付ける。ここで、図４（ａ）に示すように、ステータエンド部１２にはコイルエンド部導体セグメント３３が円周状に配線された状態でモールドされ一体化されている。そして、コイルエンド部導体セグメント３３の両端面をステータエンド部１２から所定量突出させている。これにより、ステータコア部１１の両面にステータエンド部１２を組み付けることにより、コイルエンド部導体セグメント３３の両端面が絶縁インシュレータ３１に形成された挿入孔４１内に挿入され、直線部導体セグメント３２の端面に塗布された導電性接着剤３４を押圧することになる。さらに、この状態で所定の温度のもと所定時間加熱することにより導電性接着剤３４が硬化して、コイルエンド部導体セグメント３３の端面と直線部導体セグメント３２の端面とが接着する。なお、具体的な接着条件として、直線部導体セグメント３２およびコイルエンド部導体セグメント３３の断面積が６ｍｍ２の場合、導電性接着剤３４の塗布量を約１６ｍｇ、加圧力を８．５ｇ／ｍｍ２とし、１５０℃の温度のもと３０分間加熱する。ここで、絶縁インシュレータ３１の材質はＰＰＳ樹脂であり、融点が約２８０℃であるため、上記接着条件下でも問題が生じることはない。
以上より、ステータ構造１が組み立てられる。
なお、図９に示すように、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面との接着は、導電性接着剤３４が挿入孔４１から溢れ出ない位置（図９において挿入孔４１の入口から深さｄの位置）で行なう。そのため、直線部導体セグメント３２同士やコイルエンド部導体セグメント３３同士の間で必要な絶縁性を確保することができる。
【００３６】
ここで、コイルエンド部導体セグメント３３の端面と直線部導体セグメント３２の端面には面取りが形成されていることから、塗布された導電性接着剤３４の一部はこの面取り部分を伝って直線部導体セグメント３２と挿入孔４１の隙間、およびコイルエンド部導体セグメント３３と挿入孔４１の隙間に流れ込む。そのため、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面の端面同士が接着するのみならず、図９に示すように、直線部導体セグメント３２の側面と挿入孔４１の内周面の部分、およびコイルエンド部導体セグメント３３の側面と挿入孔４１の内周面の部分においても接着する。従って、直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３と挿入孔４１との間で、接着部分の面積が広くとれ接着力が大きくなる。また、導電性接着剤３４の部分の断面積が大きくとれ、直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３との間に生じる引張り力が分散され、引張応力が小さくなる。従って、直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３との間の接着状態を維持して、外部からの力にも耐え得る丈夫なコイルを有するステータ構造１を実現することができる。
なお、前記したように実際には挿入孔４１の内径は直線部導体セグメント３２が圧入されるような大きさに設定されているが、図９は説明の便宜上、直線部導体セグメント３２と挿入孔４１の隙間、およびコイルエンド部導体セグメント３３と挿入孔４１の隙間を極端に大きくして示している。
【００３７】
また、このようなステータ構造１によれば、コイルエンド部導体セグメント３３の両端面を任意の間隔に形成してステータエンド部１２と成形・樹脂モールドして一体化することにより、任意の直線部導体セグメント３２同士を導通させて、任意のインダクタンスが発生する分布巻きコイルを実現することができる。
さらに、従来技術のようにセグメントの捻りや巻き線工程、およびセグメントの皮膜除去工程が不要であり、簡単にステータ構造１の組み立てを行うことができ、組み立て工程を簡素化することができる。
【００３８】
なお、接着後の直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面との間における導電性接着剤３４の厚み（以下、接着部厚みという）は、接着部分に生じる接合抵抗の値や接着部分の引張強度に影響を与える。
すなわち、一般的に導体の抵抗値は長さに比例し断面積に反比例することから、接着部分に生じる接合抵抗の値は、接着部厚みが小さいほど小さくなるものと考えられる。
一方、本発明において接着部分の引張強度は、直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３の端面と導電性接着剤３４との間の引張強度、すなわちその間の接着力で定まる。なぜならば、直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３自身、および硬化後の導電性接着剤３４自身は各々材質が銅からなるものであり、その引張強度は直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３の端面と導電性接着剤３４との間の引張強度（接着力）よりも十分に大きいと考えられるからである。従って、接着部分の引張強度は、導電性接着剤３４自身の特性により影響されるものと考えられ、導電性接着剤３４自身の特性として最も接着力が発揮される接着部厚みの値に近づくほど大きくなるものと考える。
【００３９】
そこで、本出願にかかる発明者はこれらの影響について実験により検証を行ない、図１０と図１１に示すような結果を得た。図１０は、接着部厚みと接合抵抗の値の関係を示す実験値データの１次近似線を示し、図１１は、接着部厚みと引張強度の値の関係を示す実験値データの１次近似線を示している。この実験結果より明らかなように、接着部厚みが小さいほど接合抵抗の値は小さくなり、引張強度は大きくなることが分かる。そのため、本発明においても接着部厚みを０．０１ｍｍ以下とすることを推奨したいが、この接着部厚みを規定するコイルエンド部１２や直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３などの各部品の製作上の寸法精度を考慮すると、接着部厚みを０．０１ｍｍ以下とすることは製作上困難であると考えられる。そこで、本発明では製作上可能な範囲内で最も引張強度が大きくなる接着部厚みの値として、０．１ｍｍ以下を推奨値とする。
【００４０】
なお、コイルエンド部１２を製作は、コイルエンド部導体セグメント３３の端面を成形型にて所定位置に固定し、その状態で樹脂を成形型に流し込むことにより行なう。そのため、成形型にてコイルエンド部１２の端面からのコイルエンド部導体セグメント３３の突出量を管理することが可能である。従って、この突出量を管理することにより、接着部厚みを０．１ｍｍ以下に管理することは可能である。
また、図１１において、接着部厚みが０ｍｍの場合とは直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面との間に導電性接着剤が無い状態であり、この場合には当然のことながら引張強度は０ｋｇ／ｍｍ２となるので、接着部厚みが０ｍｍの場合は実験値として示していない。
【００４１】
以上のような実施例１により、以下の効果が得られる。
（１）本発明は、スロット２１が形成されるステータコア部１１を有するステータ構造において、導体表面からなる直線部導体セグメント３２と、直線部導体セグメント３２が挿入される挿入孔４１が形成されスロット２１に挿入される絶縁インシュレータ３１と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメント３３と、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを接着する導電性接着剤３４とを有するので、コイルエンド部分の高さを小さくすることによってステータ構造の小型化が図れ、ステータコア部１１とステータエンド部１２を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になり、導電性接着剤３４により直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを確実に接着して外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、溶接作業は不要であり直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３を高温にさらすことがなくコイルの品質確保が図れる。
【００４２】
（２）（１）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面は、接着時に導電性接着剤３４が挿入孔４１から溢れ出ない挿入孔４１内の位置で接着されるので、（１）に記載する効果に加えて、必要な絶縁性を確保することができる。
【００４３】
（３）（１）または（２）に記載するステータ構造において、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面には面取りが形成されており、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを導電性接着剤３４により接着するときに、直線部導体セグメント３２と挿入孔４１の隙間およびコイルエンド部導体セグメント３３と挿入孔４１の隙間に導電性接着剤３４を流れ込ませて挿入孔４１の内周面における接着面積を拡大し、かつ直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３との間における導電性接着剤３４の投入容積を拡大するので、（１）または（２）に記載する効果に加えて、導電性接着剤３４の接着面積の拡大により接着力が増大し、かつ直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面との間における接着部の断面積の拡大により直線部導体セグメント３２とコイルエンド部導体セグメント３３の間に作用する引張応力が分散することとなり、大きな引張力に対しても十分に耐久性を有する接着状態を実現することができる。
【００４４】
（４）（１）から（３）に記載するステータ構造において、コイルエンド部導体セグメント３３は、ステータコア部１１に組み付けられるステータエンド部１２に一体化されるものであるので、（１）から（３）に記載する効果に加えて、ステータコア部１１とステータエンド部１２を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になる。
【００４５】
（５）スロット２１が形成されるステータコア部１１を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータ３１をスロット２１に挿入する工程と、絶縁インシュレータ３１に形成される挿入孔４１に導体表面からなる直線部導体セグメント３２を挿入する工程と、直線部導体セグメント３２の端面に導電性接着剤３４を塗布する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメント３３と一体化しているステータエンド部１２をステータコア部１１に取り付ける工程とを有するので、コイルエンド部分の高さを小さくすることによってステータ構造の小型化が図れ、ステータコア部１１とステータエンド部１２を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になり、導電性接着剤３４により直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを確実に接着して外部からの力にも耐え得る丈夫なコイル構造を持ち、溶接作業は不要であり直線部導体セグメント３２やコイルエンド部導体セグメント３３を高温にさらすことがなくコイルの品質確保が図れる。
【実施例２】
【００４６】
次に、実施例２のステータ構造２について図１２をもとに説明する。図１２は、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面における拡散接合の概要図を示す。
実施例２は拡散接合により直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面とを接合する点が、実施例１と異なるだけである。従って、その他の説明は省略する。
ここで拡散接合とは、接合材を加熱・加圧し原子の拡散を利用して接合する技術である。
本発明においては図１２に示すように、直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面に予め金メッキ３５を施しておき、両端面を付き合わした後、所定の圧力で所定時間加圧することにより拡散の現象を発生させて接合させるものである。
【００４７】
以上のような実施例２により、以下の効果が得られる。
【００４８】
（１）本発明では、コイルエンド部導体セグメント３３は、ステータコア部１１に組み付けられるステータエンド部１２に一体化されるものであるので、実施例１における効果に加えて、ステータコア部とステータエンド部を組み付けるだけでステータ構造を完成できることからステータ構造の組み立て工程が簡易になる。
【００４９】
（２）スロット２１が形成されるステータコア部１１を有するステータ構造の製造方法において、絶縁インシュレータ３１をスロット２１に挿入する工程と、絶縁インシュレータ３１に形成される挿入孔４１に導体表面からなる直線部導体セグメント３２を挿入する工程と、同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメント３３と一体化しているステータエンド部１２をステータコア部１１に取り付ける工程と、ステータエンド部１２を加圧することにより直線部導体セグメント３２の端面とコイルエンド部導体セグメント３３の端面を拡散接合する工程とを有するので、接合材の原子の拡散を利用して接合するという拡散接合の性質から、より強い接合力を発揮して外部からの力に耐え得る丈夫なコイルからなるステータ構造を実現することができる。
【００５０】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１および実施例２にかかるステータ構造の構成を示す外観図である。
【図２】本発明の実施例１および実施例２にかかるステータ構造を構成する部品についての分解図である。
【図３】本発明の実施例１および実施例２にかかるステータコア部の外観図である。
【図４】本発明の実施例１および実施例２にかかるステータエンド部の外観図（一部は透視図）とコイルエンド部導体セグメントの外観図である。
【図５】本発明のステータ構造におけるコイルの外観図を示しており、（ａ）はコイルが３分割される様子を示し、（ｂ）はコイルの分割部分（（ａ）に示す点線で囲まれた部分）の詳細を示している。
【図６】図３に示すステータコア部の一部分において、スロットに絶縁インシュレータを挿入する様子を示す図である。
【図７】絶縁インシュレータの外観図である。
【図８】絶縁インシュレータの挿入孔に直線部導体セグメントを挿入する様子を示す図である。
【図９】絶縁インシュレータの挿入孔内において、直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面の接合する位置と導電性接着剤による接着状況を示す図である。
【図１０】接着部厚みと接合抵抗の値の関係を示す実験値のグラフ図である。
【図１１】接着部厚みと引張強度の値の関係を示す実験値のグラフ図である。
【図１２】直線部導体セグメントの端面とコイルエンド部導体セグメントの端面における拡散接合の概要図である。
【図１３】特許文献１の回転電機のステータ構造の分解図である。
【図１４】特許文献１の一体型積層コイル片間の接続概要図である。
【図１５】特許文献２の回転電機のステータ構造を示しており、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図１６】特許文献３の回転電機のステータ構造の一部における外観図である。
【図１７】特許文献３の導体セグメントの外観図である。
【図１８】特許文献４の回転電機のステータ構造の一部における外観図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ステータ構造
１１ ステータコア部
１２ ステータエンド部
２１ スロット
３１ 絶縁インシュレータ
３１ａ ツバ
３２ 直線部導体セグメント
３３ コイルエンド部導体セグメント
３４ 導電性接着剤
３５ 金メッキ
４１ 挿入孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造において、
導体表面からなる直線部導体セグメントと、
前記直線部導体セグメントが挿入される挿入孔が形成され前記スロットに挿入される絶縁インシュレータと、
同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと、
前記直線部導体セグメントの端面と前記コイルエンド部導体セグメントの端面とを接着する導電性接着剤と、
を有することを特徴とするステータ構造。
【請求項２】
請求項１に記載するステータ構造において、
前記直線部導体セグメントの端面と前記コイルエンド部導体セグメントの端面は、接着時に前記導電性接着剤が前記挿入孔から溢れ出ない前記挿入孔内の位置で接着されることを特徴とするステータ構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載するステータ構造において、
前記直線部導体セグメントの端面と前記コイルエンド部導体セグメントの端面には面取りが形成されており、前記直線部導体セグメントの端面と前記コイルエンド部導体セグメントの端面とを前記導電性接着剤により接着するときに、前記直線部導体セグメントと前記挿入孔の隙間および前記コイルエンド部導体セグメントと前記挿入孔の隙間に前記導電性接着剤を流れ込ませて前記挿入孔の内周面における接着面積を拡大し、かつ前記直線部導体セグメントと前記コイルエンド部導体セグメントとの間における前記導電性接着剤の投入容積を拡大することを特徴とするステータ構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載するいずれか一つのステータ構造において、
前記コイルエンド部導体セグメントは、前記ステータコア部に組み付けられるステータエンド部に一体化されるものであることを特徴とするステータ構造。
【請求項５】
スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、
絶縁インシュレータを前記スロットに挿入する工程と、
前記絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、
前記直線部導体セグメントの端面に導電性接着剤を塗布する工程と、
同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部を前記ステータコア部に取り付ける工程と、
を有することを特徴とするステータ構造の製造方法。
【請求項６】
スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、
絶縁インシュレータを前記スロットに挿入する工程と、
前記絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、
同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部を前記ステータコア部に取り付ける工程と、
前記ステータエンド部を加圧することにより前記直線部導体セグメントの端面と前記コイルエンド部導体セグメントの端面を拡散接合する工程と、
を有することを特徴とするステータ構造の製造方法。
【請求項１】
スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造において、
導体表面からなる直線部導体セグメントと、
前記直線部導体セグメントが挿入される挿入孔が形成され前記スロットに挿入される絶縁インシュレータと、
同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと、
前記直線部導体セグメントの端面と前記コイルエンド部導体セグメントの端面とを接着する導電性接着剤と、
を有することを特徴とするステータ構造。
【請求項２】
請求項１に記載するステータ構造において、
前記直線部導体セグメントの端面と前記コイルエンド部導体セグメントの端面は、接着時に前記導電性接着剤が前記挿入孔から溢れ出ない前記挿入孔内の位置で接着されることを特徴とするステータ構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載するステータ構造において、
前記直線部導体セグメントの端面と前記コイルエンド部導体セグメントの端面には面取りが形成されており、前記直線部導体セグメントの端面と前記コイルエンド部導体セグメントの端面とを前記導電性接着剤により接着するときに、前記直線部導体セグメントと前記挿入孔の隙間および前記コイルエンド部導体セグメントと前記挿入孔の隙間に前記導電性接着剤を流れ込ませて前記挿入孔の内周面における接着面積を拡大し、かつ前記直線部導体セグメントと前記コイルエンド部導体セグメントとの間における前記導電性接着剤の投入容積を拡大することを特徴とするステータ構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載するいずれか一つのステータ構造において、
前記コイルエンド部導体セグメントは、前記ステータコア部に組み付けられるステータエンド部に一体化されるものであることを特徴とするステータ構造。
【請求項５】
スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、
絶縁インシュレータを前記スロットに挿入する工程と、
前記絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、
前記直線部導体セグメントの端面に導電性接着剤を塗布する工程と、
同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部を前記ステータコア部に取り付ける工程と、
を有することを特徴とするステータ構造の製造方法。
【請求項６】
スロットが形成されるステータコア部を有するステータ構造の製造方法において、
絶縁インシュレータを前記スロットに挿入する工程と、
前記絶縁インシュレータに形成される挿入孔に導体表面からなる直線部導体セグメントを挿入する工程と、
同方向の向きに両端面が形成されるコイルエンド部導体セグメントと一体化しているステータエンド部を前記ステータコア部に取り付ける工程と、
前記ステータエンド部を加圧することにより前記直線部導体セグメントの端面と前記コイルエンド部導体セグメントの端面を拡散接合する工程と、
を有することを特徴とするステータ構造の製造方法。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００６−１４１０７６（Ｐ２００６−１４１０７６Ａ）
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２５７８７（Ｐ２００４−３２５７８７）
【出願日】平成１６年１１月１０日（２００４．１１．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１０日（２００４．１１．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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