JP2008125298A - 線材、及び線材の製造治具 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの占積率を向上できる線材、及び線材の製造治具を提供すること。
【解決手段】線材１０は、一定の断面積を有する単位部１１が長手方向に連続して形成されている。単位部１１は、左右にそれぞれ隣接する単位部１１との間に位置する一端部１２及び他端部１３と、それぞれが一定の幅を有する複数の拡幅部１４と、拡幅部１４同士の間に位置するつなぎ部１５とを有する。拡幅部１４の断面形状は矩形であり、互いに隣接する二つの拡幅部１４で拡幅部の組を構成する。拡幅部の組を構成する拡幅部１４の幅は、同一である。また、拡幅部１４の幅は、拡幅部の組ごとに、他端部１３側に進むに従って小さくなるため、拡幅部１４_１の幅は、拡幅部１４_ｎの幅よりも大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は電気及び電子部品に使用されるコイル等に用いられる線材、及び線材の製造治具に関するものである。

一般的な電動モーターは、例えば、円筒形状のステーターと、ステーターの内側に配置された円柱形状のローターと、ローターに接続されているシャフトから構成されている。ステーターとしては、内歯形状のステーター鉄心の内歯に、ステーター鉄心の径方向内側から捲線を捲き付けて構成したものがある。

図１３は、従来のステーターの構成を示す模式的な斜視図である（例えば、特許文献１参照）。図１３に示すステーター１００は、３相８極の分布捲きステーターである。ステーター１００は、円筒形状で４８個のティース（内歯）１１１及びスロット１１２を有するステーター鉄心１１０を有している。また、ステーター１００は、各々８個のＵ相コイル１６１、Ｖ相コイル１７１、及びＷ相コイル１８１を有している。Ｕ相コイル１６１、Ｖ相コイル１７１、及びＷ相コイル１８１として用いられる捲線には、丸線や平角線などの線材が用いられる。

なお、以下の説明において、ステーターとは、ステーター鉄心のスロットに各コイル用の捲線が配置されている状態のものを意味するものとする。また、捲線とは、単に線材が捲かれた状態のものを意味するものとし、ステーター鉄心のスロットに捲線が配置されているか否かは問わないものとする。

Ｕ相コイル１６１、Ｖ相コイル１７１、及びＷ相コイル１８１として用いられる捲線として、幅が一定の従来の平角線を用いた場合を説明する。図１４は、図１３に示すステーター１００を中心軸１１０Ｘに垂直な平面で切断したＰ−Ｐ断面の部分拡大図である。なお、図１４では、Ｕ相コイル１６１として用いられる捲線１５０が、スロット１１２ａに配置されているものとする。

スロット１１２ａに配置された捲線１５０では、捲線１５０を構成する平角線の幅方向がスロット１１２ａの底面１１４ａにほぼ平行となるように、ステーター鉄心１１０に配置されており、この平角線がスロット１１２ａの最外周側（底面１１４側）からの最内周側（中心軸１１０Ｘ側）の方向に積層されている。

また、図１４に示す内歯１１１は、ステーター鉄心１１０の半径方向に沿って、中心軸１１０Ｘ側に伸びるようにして形成されている。従って、スロット１１２ａの幅ｒは、スロット１１２ａの最外周側から最内周側の方向へ連続的に減少する。すなわち、スロット１１２ａの幅ｒは、スロット１１２ａの最内周側で最小値ｒ１となり、最外周側で最大値ｒ２となる。

このため、上述のように、Ｕ相コイル１６１、Ｖ相コイル１７１、及びＷ相コイル１８１として、幅が一定の従来の平角線が積層されている捲線をスロット１１２内に配置可能とするためには、従来の平角線の幅は、スロット１１２の最小幅により制限される。
特開２００４−１９４４３５号公報

しかしながら、上述のように、幅が一定の従来の平角線を用いた捲線を、ステーター鉄心１１０に配置する構成の場合、図１４に示すように、スロット１１２ａの幅と捲線１５０の幅との差によって生じる隙間Ｓが、スロット１１２ａの最外周側に近い程大きくなる。このように、幅が一定の従来の平角線を用いた捲線を、ステーター鉄心１１０に配置すると、スロット１１２中の空間を有効利用できず、コイルの占積率が悪くなるという問題があった。

そこで本発明は、上記従来の課題を考慮して、コイルの占積率を向上し得る線材、及び線材の製造治具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の本発明は、
所定の単位部が長手方向に連続して形成された線材であって、
前記単位部は、
前記単位部の一端に位置する一端部と、
前記単位部の他端に位置する他端部と、
それぞれが一定の幅を有する、複数の拡幅部と、
前記拡幅部同士の間に位置するつなぎ部とを含み、
前記つなぎ部を介して互いに隣接する拡幅部のうち、前記一端部側の前記拡幅部の幅は、前記他端部側の前記拡幅部の幅以上であり、かつ、前記一端部に隣接する前記拡幅部の幅は、前記他端部に隣接する前記拡幅部の幅より大きく、
前記各単位部は、前記長手方向に直交する断面の断面積が一定である、線材である。

また、第２の本発明は、
前記単位部は、前記つなぎ部を介して前記互いに隣接する拡幅部の双方の幅が同一である拡幅部の組を複数組含み、前記拡幅部の組同士の前記幅は、前記一端部側より前記他端部側のほうが小さい、第１の本発明の線材である。

また、第３の本発明は、
前記一端部に隣接する前記拡幅部の幅は、実質上円筒形状のステーターの、前記円筒形状の中心軸に向かって形成された複数のスロットの最外周側の幅と実質上同一であり、
前記他端部に隣接する前記拡幅部の幅は、前記複数のスロットの最内周側の幅と実質上同一である、第１または第２の本発明の線材である。

また、第４の本発明は、
前記一端部、前記他端部、及び前記つなぎ部の断面形状は、前記線材を形成するための素線の断面形状と同一である、第１から第３のいずれかの本発明の線材である。

また、第５の本発明は、
第１の本発明の線材を製造するための素線を、所定形状にプレス加工するための第１型と第２型とを有する製造治具であって、
前記第１型または前記第２型は、前記単位部を形成するための単位溝を備え、
前記単位溝は、
前記単位溝の一端に位置する、前記一端部を形成するための一端溝と、
前記単位溝の他端に位置する、前記他端部を形成するための他端溝と、
前記複数の拡幅部をそれぞれ形成するための複数の拡幅溝と、
前記拡幅溝同士の間に位置する、前記つなぎ部を形成するためのつなぎ溝とを含み、
前記つなぎ溝を介して互いに隣接する拡幅溝のうち、前記一端溝側の前記拡幅溝の幅は、前記他端溝側の前記拡幅溝の幅以上であり、かつ、前記一端溝に隣接する前記拡幅溝の幅は、前記他端溝に隣接する前記拡幅溝の幅より大きく、
前記一端溝、前記他端溝、及び前記つなぎ溝の幅及び深さは、前記線材を形成するための素線の幅及び厚みよりも大きく、
前記第１型と前記第２型とを合わせた際に前記単位溝に沿って形成される空間のうち、前記複数の拡幅溝に対応する空間の断面積は、前記素線の長手方向に直交する断面の断面積と実質上同一である、線材の製造治具である。

本発明によれば、コイルの占積率を向上し得る線材、及び線材の製造治具を提供することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施の形態について説明する。

なお、以下の説明において、線材及び線材を構成する構成要素の「断面積」及び「断面形状」とは、線材の長手方向に直交する面における、線材及び線材を構成する構成要素の断面積及び断面形状を意味するものとする。

図１は、本発明の一実施の形態の線材を構成する単位部の模式的な平面図である。なお、以下に示す図面では、単位部の構成を説明するために、後述する拡幅部やつなぎ部などの外形、あるいは大きさなどを模式的に示している。従って、以下に示す図面は、後述する拡幅部やつなぎ部などの外形、あるいは大きさの比率などを、そのまま反映するものではない。

図１に示す線材１０は、後述する所定の構成を有する単位部１１が線材１０の長手方向に連続して形成された線材である。単位部１１は、図１中における単位部１１の左隣りの単位部１１（図示省略）と図示した単位部１１との間に位置する一端部１２と、図１中における単位部１１の右隣りの単位部１１（図示省略）と図示した単位部１１との間に位置する他端部１３と、それぞれが一定の幅を有する複数の拡幅部１４と、拡幅部１４同士の間に位置する複数のつなぎ部１５と、境界部１６とを有する。

なお、単位部１１が、本発明の単位部の一例であり、一端部１２が、本発明の一端部の一例であり、他端部１３が、本発明の他端部の一例であり、拡幅部１４が、本発明の拡幅部の一例であり、つなぎ部１５が、本発明のつなぎ部の一例である。

図１に示すように、一端部１２に隣接する拡幅部１４を拡幅部１４_１とする。以下、図１中の右側に進むに従って、拡幅部１４に、拡幅部１４_２、拡幅部１４_３、…と符号を付す。他端部１３に隣接する拡幅部１４を、拡幅部１４_ｎ（ｎは２以上の自然数）とする。

また、拡幅部１４_１と１４_２との間に位置するつなぎ部１５を、つなぎ部１５_１とする。以下、図１中の右側に進むに従って、つなぎ部１５に、つなぎ部１５_２、つなぎ部１５_３、…と符号を付す。図１中の最も右側に位置するつなぎ部１５は、拡幅部１４_ｎ−１と１４_ｎとの間に位置するつなぎ部１５_ｎ−１となる。

単位部１１の断面積は、一定である。すなわち、単位部１１の断面積は、一端部１２、他端部１３、拡幅部１４、及びつなぎ部１５の位置によらず、一定である。

一端部１２及び他端部１３は、単位部１１の両端に対応する。また、一端部１２及び他端部１３は、線材１０が単位部１１ごとに切断された場合、他の捲線、あるいは他の電気部品や電子部品などと接続するための接続部となる。

拡幅部１４の長手方向の長さは同一である。しかし、それぞれの拡幅部１４は、単位部１１中の位置に応じた一定の幅を有する。例えば、図１に示すように、拡幅部１４_１の幅と拡幅部１４_２の幅は同一であるが、拡幅部１４_３の幅は、拡幅部１４_２の幅より小さい。拡幅部１４の幅の変化の詳細については、後述する。

つなぎ部１５は、上述したように、拡幅部１４同士の間に位置する。また、図１では、それぞれのつなぎ部１５の長手方向の長さを同一にして示している。しかし、つなぎ部１５の長手方向の長さは、つなぎ部１５ごとに異なっていてもよい。つなぎ部１５の長手方向の長さの変化の一例については、後述する。

境界部１６は、一端部１２、他端部１３又はつなぎ部１５と、拡幅部１４とをつなげており、一端部１２、他端部１３又はつなぎ部１５から、拡幅部１４へ移り変わる段階の途中領域と考えればよい。

次に、単位部１１の断面形状を、図２を用いて説明する。

図２は、図１に示す単位部１１の各構成要素の断面図である。図２（ａ）は、一端部１２のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は、拡幅部１４_１のＢ−Ｂ断面図、図２（ｃ）は、つなぎ部１５_１のＣ−Ｃ断面図、図２（ｄ）は、拡幅部１４_３のＤ−Ｄ断面図、図２（ｅ）は、拡幅部１４_ｎ−１のＥ−Ｅ断面図、図２（ｆ）は、他端部１３のＦ−Ｆ断面図である。

図２（ａ）及び（ｆ）に示すように、一端部１２及び他端部１３の断面形状は、同一の円形である。また、一端部１２及び他端部１３の断面形状を、後述するように、線材１０を製造するための素線の断面形状と同一としてもよい。

図２（ｂ）、（ｄ）、及び（ｅ）に示すように、拡幅部１４_１、１４_３及び１４_ｎ−１の断面形状は、矩形である。しかし、単位部１１の断面積が一定であるため、拡幅部１４は、図２（ｂ）、（ｄ）、及び（ｅ）に示すように、それぞれが有する幅に応じた厚みを有する。

図２（ｃ）に示すように、つなぎ部１５_１の断面形状は、一端部１２及び他端部１３と同一の円形である。図２（ｃ）では、つなぎ部１５_１の断面形状のみ示したが、つなぎ部１５のそれぞれの断面形状は、同一である。しかし、図２（ｃ）は、各つなぎ部１５の断面形状が異なることを妨げるものではない。

次に、拡幅部１４ごとの幅の変化について、図３を用いて説明する。図３は、拡幅部１４が有する幅の変化を説明するための線材１０の模式的な上面図である。

図３に示す拡幅部１４は、図３中の左側から右側へ、拡幅部１４_ｋ〜１４_ｋ＋４の順番で配置されている。図３に示すように、拡幅部１４_ｋ及び１４_ｋ＋１は、拡幅部の組２０を構成する。拡幅部１４_ｋ＋２及び１４_ｋ＋３は、拡幅部の組３０を構成する。また、拡幅部１４_ｋ＋４は、右側に隣接する拡幅部１４_ｋ＋５（図示省略）と拡幅部の組を構成する。従って、単位部１１に含まれる拡幅部１４の数は、偶数となる。

拡幅部の組２０において、拡幅部１４_ｋ及び１４_ｋ＋１は、同一の幅ｗ１を有する。また、拡幅部の組３０において、拡幅部１４_ｋ＋２及び１４_ｋ＋３は、同一の幅ｗ２を有する。このように、拡幅部の組を構成する二つの拡幅部の幅は、同一である。

しかし、図３に示すように、拡幅部の組２０の拡幅部１４_ｋ及び１４_ｋ＋１の幅は、拡幅部の組３０の拡幅部１４_ｋ＋２及び１４_ｋ＋３の幅より大きい。また、拡幅部の組３０の拡幅部１４_ｋ＋２及び１４_ｋ＋３の幅は、拡幅部１４_ｋ＋４の幅より大きい。このように、図３中の右側に進むに従って、拡幅部１４の幅は、拡幅部の組ごとに小さくなる。

図１に示す単位部１１では、拡幅部１４_１及び１４_２と、拡幅部１４_ｎ−１及び１４_ｎとがそれぞれ拡幅部の組を構成している。図１に示す単位部１１において、拡幅部の組が二組以上であるため、拡幅部１４_１の幅は、拡幅部１４_ｎの幅より大きくなる。

以下では、本実施の形態の線材１０の製造方法と、その製造に用いる本発明の製造治具の一例について説明する。

図４は、線材１０を形成するための素線をプレス成型する際に用いる金型４０の模式的な斜視図である。金型４０は、直方体の形状であり、下面が平面である上型４０ａと、上面に単位部１１を一つ形成するための単位溝４１が設けられた下型４０ｂとで構成される。

上型４０ａは、上型４０ａと下型４０ｂとの接触面に垂直な方向に移動可能となっている。下型４０ｂは、固定されている。下型４０ｂの上面には、素線２００の挿入方向（金型４０の長手方向）と平行に単位溝４１が形成されている。上型４０ａには、単位溝は形成されていない。

次に、単位溝４１について図５を用いて説明する。図５は、下型４０ｂの模式的な上面図である。なお、以下では、素線２００として丸線を用いるものとして説明する。

図５に示すように、単位溝４１は、一端部１２を形成するための一端溝４２と、他端部１３を形成するための他端溝４３と、拡幅部１４を形成するための複数の拡幅溝４４と、つなぎ部１５を形成するためのつなぎ溝４５と、境界部１６を形成するための境界溝４６とによって構成される。

なお、上型４０ａが、本発明の第１型の一例であり、下型４０ｂが本発明の第２型の一例であり、単位溝４１が、本発明の単位溝の一例であり、一端溝４２が、本発明の一端溝の一例であり、他端溝４３が、本発明の他端溝の一例であり、拡幅溝４４が、本発明の拡幅溝の一例であり、つなぎ溝４５が、本発明のつなぎ溝の一例である。

一端溝４２は、単位溝４１の左端部、すなわち下型４０ｂの左端部に形成される。また、他端溝４３は、単位溝４１の右端部、すなわち、下型４０ｂの右端部に形成される。

図５に示すように、一端溝４２に隣接する拡幅溝４４を拡幅溝４４_１とする。以下、図５中の右側へ進むに従って、拡幅溝４４に、拡幅溝４４_２、拡幅溝４４_３、…と符号を付す。他端溝４３に隣接する拡幅溝４４を、拡幅溝４４_ｎとする。

また、つなぎ溝４５において、拡幅溝４４_１と４４_２との間に位置するつなぎ溝４５を、つなぎ溝４５_１とする。以下、図５中の右側へ進むに従って、つなぎ溝４５_２、つなぎ溝４５_３、…と符号を付す。図５中の最も右側に位置するつなぎ溝４５は、拡幅溝４４_ｎ−１と４４_ｎとの間に位置するつなぎ溝４５_ｎ−１となる。

次に、単位溝４１の断面形状について説明する。図６は、単位溝４１を構成する各溝の断面図である。図６（ａ）は、一端溝４２のＧ−Ｇ断面図、図６（ｂ）は、拡幅溝４４_１のＨ−Ｈ断面図、図６（ｃ）は、つなぎ溝４５_１のＩ−Ｉ断面図、図６（ｄ）は、拡幅溝４４_３のＪ−Ｊ断面図、図６（ｅ）は、拡幅溝４４_ｎのＫ−Ｋ断面図、図６（ｆ）は、他端溝４３のＬ−Ｌ断面図である。

図６（ａ）及び（ｆ）に示すように、一端溝４２及び他端溝４３は、同一の略Ｕ字形の断面形状を有する。一端溝４２及び他端溝４３は、上型４０ａと下型４０ｂとを密着させた際に、素線２００の断面形状を変化させないような大きさで形成される。すなわち、一端溝４２及び他端溝４３の、それぞれの幅及び深さは、素線２００の幅及び厚み（直径）より大きい。

なお、図６では、一端溝４２、他端溝４３及びつなぎ溝４５において、それぞれの幅及び深さが、素線２００の幅及び厚みより大きいことを示すために、それぞれの溝の大きさを誇張して示している。しかし、実際には、一端溝４２、他端溝４３及びつなぎ溝４５の幅及び深さは、素線２００の幅及び厚みに対応した大きさとなる。

図６（ｂ）、（ｄ）及び（ｅ）に示すように、拡幅溝４４_１、４４_３及び４４_ｎは、略Ｕ字形の断面形状の溝であり、拡幅部１４_１、１４_３及び１４_ｎのそれぞれの断面形状に合わせて形成される。他の拡幅溝４４_ｋも、同様に、拡幅部１４_ｋの断面形状に合わせて形成される。

図６（ｃ）に示すように、つなぎ溝４５_１は、略Ｕ字形の断面形状の溝である。つなぎ溝４５_１の幅及び深さは、一端溝４２及び他端溝４３と同様に、素線２００の幅及び厚みよりも大きい。他のつなぎ溝４５についても同様である。

境界溝４６では、一端溝４２、他端溝４３又はつなぎ溝４５と、拡幅溝４４_ｋとを滑らかにつなぐために、断面形状が徐々に変化している。

次に、金型４０を用いた線材１０の製造方法について説明する。

はじめに、上型４０ａと下型４０ｂとは、互いが接触しない位置に平行に配置されている。そして、断面形状が円形の素線２００を、上型４０ａと下型４０ｂとの間に、金型４０の長手方向と平行に供給し、素線２００を単位溝４１に沿うように配置させる。

その後、上型４０ａを移動させ、上型４０ａの下面と、下型４０ｂの単位溝４１が形成された上面とを密着させて、素線２００をプレス成型する。これにより、素線２００のプレスされた部分は、一つの単位部１１となる。このとき、一端溝４２、他端溝４３及びつなぎ溝４５と上型４０ａとで形成される空間の幅および高さが素線２００の幅および厚みより大きいため、一端溝４２、他端溝４３及びつなぎ溝４５に対応する位置にある素線２００の断面形状は、変形しない。従って、この際に形成される一端部１２、他端部１３及びつなぎ部１５の断面形状は、素線２００と同一の円形となる。また、拡幅部４４_ｋと上型４０ａで形成される空間の断面積は、素線２００の断面積と実質的に同一であるため、拡幅部４４_ｋに対応する位置にある素線２００は、断面形状のみが変化する。ここでいう「実質的に同一」とは、線材１０の製造工程時のばらつきなどを考慮したものであり、当業者が社会通念上同一とみなせる範囲内のものをいう。

その後、上型４０ａを移動させて、上型４０ａと下型４０ｂとを、図４に示す状態に戻す。その後、形成された単位部１１は、単位溝４１から取り外される。次に、プレス成型済みの部分を巻き取り機（図示省略）で巻き取りつつ、新たな単位部１１を形成するために、引き続き素線２００のプレス成型されていない部分を、上型４０ａと下型４０ｂとの間に供給する。これらの工程を繰り返すことによって、単位部１１が繰り返し形成された線材１０が製造される。

以下に、本実施の形態の線材１０の一適用例として、図１３に示すステーター１００のＵ相コイル１６１に、線材１０を用いた場合について説明する。

図７は、Ｕ相コイル１６１として用いるための、線材１０（図１参照）から形成した、捲線の模式的な正面図である。図７に示す捲線１２２は、線材１０を単位部１１ごとに切断して得られた線材（以下、「捲線用線材」という）を捲いたものである。なお、図７に示す捲線１２２は、拡幅部１４の形状を誇張して示している。このため、図７中の拡幅部１４及びつなぎ部１５の長さや大きさ、拡幅部１４とつなぎ部１５との大きさの比率、及び各部の形状などについては、図７に示した捲線１２２に限定されるものではない。

図７に示す捲線１２２は、全体として、概ね四辺形のコイル形状である。捲線１２２は、拡幅部１４_１、１４_３…が積層されたスロット部１２２ａと、拡幅部１４_２、１４_４…が積層されたスロット部１２２ｂと、つなぎ部１５_１、１５_３…が引き回されたわたり部１２２ｃと、つなぎ部１５_２、１５_４…が引き回されたわたり部１２２ｄと、単位部１１（図１参照）の一端部１２及び他端部１３にそれぞれ対応する、捲き始め部１２２ｅ及び捲き終わり部１２２ｆとで構成される。

次に、捲線１２２をステーター鉄心１１０に配置した状態を、図８及び図９を用いて説明する。図８は、捲線１２２をＵ相コイル１６１（図１３参照）として、ステーター鉄心１１０に配置した状態を模式的に示す斜視図である。なお、図８に示すステーター鉄心１１０では、スロット１１２ａ及び１１２ｂ以外の構成の表示を省略している。図８に示すように、捲線１２２のスロット部１２２ａ及び１２２ｂが、スロット１１２ａ及び１１２ｂにそれぞれ配置されている。また、図８に示すように、拡幅部１４の長手方向の長さは、ステーター鉄心１１０の高さｈに対応している。

図９は、ステーター鉄心１１０を中心軸１１０Ｘ（図１３参照）方向に垂直な平面で切断したＰ−Ｐ断面の部分拡大図である。図９に示すように、拡幅部１４_１及び１４_９がスロット１１２ａの最外周側及び最内周側にそれぞれ配置されており、拡幅部１４_１〜１４_９の幅が、スロット１１２ａの幅ｒの変化に対応している。このため、図１４に示す捲線１５０とスロット１１２ａとの隙間Ｓが最外周側に近い程拡がるのに対し、図９に示すスロット部１２２ａとスロット１１２ａとの隙間Ｓ_１、Ｓ_３、Ｓ_５、Ｓ_７、Ｓ_９には、隙間Ｓのような拡がりが発生しない。

したがって、幅が一定の従来の平角線を用いた捲線１５０をスロット１１２ａに配置した状態（図１４参照）と、図９に示す状態とを比較すると、図９に示す状態は、図１４に示す状態よりも、スロット１１２ａの余剰空間が小さい。すなわち、捲線１２２を用いたＵ相コイル１６１は、従来の幅が一定の平角線を用いた捲線１５０を用いたＵ相コイル１６１よりも、占積率が向上している。また、スロット１１２ｂに配置されたスロット部１２２ｂについても、同様のことがいえる。

なお、拡幅部１４_１及び１４_２の幅と、スロット１１２ａ及び１１２ｂの最外周側の幅とは、それぞれ実質的に同一である。また、拡幅部１４_９及び１４_１０の幅と、スロット１１２ａ及び１１２ｂの最内周側の幅とは、それぞれ実質的に同一である。ここで、「実質的に同一である」とは、例えば、線材１０の製造工程時のばらつきなどを考慮して、拡幅部１４_１〜１４_９と、スロット１１２ａとの間に、図９に示すような、スロット１１２ａに拡幅部１４を配置可能とするための最小限の隙間Ｓ_１〜Ｓ_９の存在を許容する程度のばらつきを含める趣旨であり、当業者が社会通念上同一とみなせる範囲内のものをいう。

次に、わたり部１２２ｃの状態について、図７を用いて説明する。わたり部１２２ｃにおいて、スロット部１２２ａ及び１２２ｂから遠い位置に存在するつなぎ部１５ほど、引き回す距離が長くなる。このため、つなぎ部１５は、つなぎ部１５_１、１５_３…の順に長くなる。わたり部１２２ｄについても、同様である。すなわち、単位部１１（図１参照）において他端部１３側のつなぎ部１５が、一端部１２側のつなぎ部１５より長くなる。

なお、わたり部１２２ｃ、１２２ｄの形状によっては、他端部１３側のつなぎ部１５が一端部１２側のつなぎ部１５より短くなる。また、わたり部１２２ｃ、１２２ｄの高さ（図７の紙面上下方向）に制限があり、かつ拡幅部１４を積層させる場合、つなぎ部１５を、図７のわたり部１２２ｃ、１２２ｄの内側（図７の紙面手前側）又は外側（図７の紙面奥側）に配置して引き回す必要がある。この場合、単位部１１において、上記のつなぎ部１５の長さの変化のパターンが繰り返し現れる。

次に、スロット１１２ａにスロット部１２２ａを配置する方法を、図１０を用いて説明する。なお、スロット部１２２ｂに対しても、同様の説明を適用できる。

図１０（ａ）は、スロット部１２２ａの幅と、スロット１１２ａの幅との関係を示す図、図１０（ｂ）は、スロット部１２２ａをスロット１１２ａに配置する際の、スロット部１２２ａの形状を示す図である。なお、図１０は、ステーター鉄心１１０を中心軸１１０Ｘ（図１３参照）方向に垂直な平面で切断したＰ−Ｐ断面の部分拡大図である。

図１０（ａ）に示すスロット部１２２ａは、拡幅部１４がＮ−Ｎ線を通り、かつ紙面に垂直な平面に対して左右対称な状態である。スロット部１２２ａは、幅Ｗがスロット１１２ａの幅ｒの最小値ｒ１より大きいため、そのままスロット１１２ａに配置することができない。

そこで、スロット部１２２ａを形成する拡幅部１４を矢印Ｒ方向にずらすことによって、スロット部１２２ａを図１０（ｂ）に示すような階段状の形状とする。このとき、図１０（ａ）の上側にある拡幅部１４ほど、矢印Ｒ方向にずらす距離が大きくなる。そして、図１０（ｂ）に示すように、階段状の形状としたスロット部１２２ａを、底面１１４ａに対して傾ける。これにより、スロット部１２２ａの幅Ｗ’が、スロット１１２ａの幅ｒの最小値ｒ１より小さくなるため、スロット部１２２ａをスロット１１２ａに挿入することができる。最後に、スロット部１２２ａを図１０（ａ）に示す状態に戻して、スロット１１２ａへの配置が完了する。

なお、拡幅部１４同士が密着したスロット部１２２ａをスロット１１２ａに配置する場合を一例として説明したが、実際には、つなぎ部１５の厚みが拡幅部１４の厚みより大きいため、捲線用線材を単に捲いた捲線１２２のスロット部１２２ａでは、積層された拡幅部１４同士の間に隙間が存在している。この隙間をなくすために、スロット部１２２ａをスロット１１２ａに配置後、図８の矢印Ｑの方向からステーター鉄心１１０の高さｈの範囲にわたって拡幅部１４を押圧する。これにより、図９に示すような、拡幅部１４同士を密着した状態とすることができる。また、図７に示す拡幅部１４に隣接するつなぎ部１５の幅方向の位置を交互にずらすことによって、拡幅部１４同士を密着させてもよい。

ここまで、線材１０の一適用例として、捲線用線材を用いたＵ相コイル１６１を、ステーター鉄心１１０に配置する場合を説明したが、捲線用線材を用いてＶ相コイル１７１又はＷ相コイル１８１（図１３参照）を形成した場合についても、同様に、上記のスロット部１２２ａに関する説明を適用することができる。しかし、Ｕ相コイル１６１、Ｖ相コイル１７１及びＷ相コイル１８１の各わたり部の形状は、それぞれ異なるため、つなぎ部１５の長さは、各コイルのわたり部の形状に応じて変化する。

なお、上記実施の形態において、拡幅部１４の幅は、拡幅部の組ごとに減少していくものとして説明したが、これに限らず、例えば、隣接する拡幅部１４同士において、他端部１３側の拡幅部の幅を、一端部１２側の拡幅部の幅より小さくしてもよい。図１１は、線材１０（図１参照）の一変形例を示す図である。図１１に示す線材１０の場合、拡幅部１４_１〜１４_３の幅の大きさを、それぞれｗ１、ｗ２、ｗ３とすると、ｗ１＞ｗ２＞ｗ３となる。このように、拡幅部１４の幅は、拡幅部１４ごとに減少してもよい。

また、上記実施の形態において、拡幅部の組は、二つの拡幅部で構成されるものとして説明したが、これに限らず、例えば、二つ以上の拡幅部で拡幅部の組を構成してもよい。図１２は、線材１０（図１参照）の一変形例を示す図である。図１２では、三つの拡幅部１４_１〜１４_３は、拡幅部の組３５を構成しており、同一の幅を有している。

また、上記実施の形態において、拡幅部１４の幅は、拡幅部の組ごとに減少するものとして説明したが、これに限らず、拡幅部１４の幅の変化が、図１１と図１２とを組み合わせたものであってもよい。例えば、同一の幅を有する拡幅部１４_１〜１４_ｋが、拡幅部の組を構成しており、拡幅部１４_ｋ＋１〜１４_ｎの隣接する拡幅部同士において、他端部１３側の拡幅部１４の幅が、一端部１２側の拡幅部１４の幅より小さくすればよい。すなわち、線材１０（図１参照）の隣接する拡幅部１４同士において、一端部１２側の拡幅部１４の幅が、他端部１３側の拡幅部１４の幅以上であり、かつ、拡幅部１４_１の幅が拡幅部１４_ｎの幅より大きければよい。

また、上記実施の形態において、一端溝４２、他端溝４３及びつなぎ溝４５の、それぞれ幅及び深さは、素線２００の幅及び厚みより大きいものとして説明したが、これに限らず、例えば、一端溝４２、他端溝４３及びつなぎ溝４５の幅又は深さを、素線２００の幅及び厚みよりそれぞれ小さくしてもよい。この場合、一端部１２、他端部１３、及びつなぎ部１５の断面形状は、一端溝４２、他端溝４３及びつなぎ溝４５の断面形状に合わせて形成される。

また、上記実施の形態において、下型４０ｂにのみ単位溝４１が形成されるものとして説明したが、これに限らず、例えば、上型４０ａに単位溝が形成されていてもよい。また、上型４０ａ及び下型４０ｂの両方に単位溝が形成されていてもよい。この場合、上型４０ａの下面と、下型４０ｂの上面とを密着させた際に、上型４０ａ及び下型４０ｂの一端溝、他端溝、及びつなぎ溝によってそれぞれ形成される空間の幅及び高さが、素線２００の幅及び厚みより大きくなればよい。また、上型４０ａ及び下型４０ｂの拡幅溝によって形成される空間の断面積及び断面形状が、拡幅部１４の断面積及び断面形状に対応していればよい。

また、上記実施の形態において、下型４０ｂにのみ単位溝４１が形成されるものとして説明したが、これに限らず、例えば、上型４０ａ又は下型４０ｂの一方が凸型であり、他方がこの凸型に嵌合する凹型であってもよい。この場合、上型４０ａと、下型４０ｂとを密着させた際、一端部１２、他端部１３及びつなぎ部１５を形成する部分に対応する凸型と凹型によって形成される空間の幅及び高さが、素線２００の幅及び厚みより大きければよい。また、拡幅部１４_ｋを形成する部分に対応する凸型と凹型によって形成される空間の幅及び高さが、拡幅部１４_ｋの断面積及び断面形状に対応していればよい。

また、上記実施の形態において、素線２００として丸線を用いるものとして説明したが、これに限らず、例えば、素線２００として平角線を用いてもよい。この場合、一端部１２、他端部１３及びつなぎ部１５の断面形状は、矩形となる。

なお、上記実施の形態において、捲線１２２を形成する捲線用線材の拡幅部１４の数は十個であるものとして説明しているが、これに限らず、捲線用線材の拡幅部の数は偶数であればよい。

また、上記実施の形態において、ステーター鉄心１１０が、円筒形状であるものとして説明したが、これに限らず、例えば、ステーター鉄心１１０の外径が、中心軸方向にローターを挿入するための多角形の形状であってもよい。この場合であっても、上記の説明を適用することができる。

本発明に係る線材、及び線材の製造治具は、コイルの占積率を向上し得る線材、及び線材の製造治具を提供することでき、電気及び電子部品に使用されるコイル等に用いられる線材、及び線材の製造治具等として有用である。

本発明の一実施の形態に係る線材１０を構成する単位部１１の平面図 （ａ）本発明の一実施の形態に係る線材１０の、一端部１２のＡ−Ａ断面図、（ｂ）拡幅部１４_１のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）つなぎ部１５_１のＣ−Ｃ断面図、（ｄ）拡幅部１４_３のＤ−Ｄ断面図、（ｅ）拡幅部１４_ｎ−１のＥ−Ｅ断面図、（ｆ）他端部１３のＦ−Ｆ断面図 本発明の一実施の形態に係る線材１０の、各拡幅部１４の幅の変化を示す模式的な上面図 本発明の一実施の形態に係る金型４０の模式的な斜視図 本発明の一実施の形態に係る金型４０の、下型４０ｂを模式的な上面図 （ａ）本発明の一実施の形態に係る金型４０の、一端溝４２のＧ−Ｇ断面図、（ｂ）拡幅溝４４_１のＨ−Ｈ断面図、（ｃ）つなぎ溝４５_１のＩ−Ｉ断面図、（ｄ）拡幅溝４４_３のＪ−Ｊ断面図、（ｅ）拡幅溝４４_ｎのＫ−Ｋ断面図、（ｆ）他端溝４３のＬ−Ｌ断面図 本発明の一適用例である捲線１２２の模式的な斜視図 本発明の一適用例である捲線１２２をステーター鉄心１１０に配置した状態を示す斜視図 本発明の一適用例である捲線１２２のスロット部１２２ａがスロット１１２ａに配置された状態を示す図 （ａ） 本発明の一適用例である捲線１２２のスロット部１２２ａの幅と、スロット１１２ａの幅との関係を示す図、（ｂ）スロット１１２に挿入する際の、スロット部１２２ａの形状を示す図 本発明の一実施形態に係る線材１０の一変形例を示す模式的な上面図 本発明の一実施形態に係る線材１０の一変形例を示す模式的な上面図 従来のステーター１００の模式的な斜視図 従来のステーター１００における、ステーター鉄心１１０のＰ−Ｐ断面の部分拡大図

符号の説明

１０ 線材
１１ 単位部
１２ 一端部
１３ 他端部
１４、１４_１、１４_２、１４_３、１４_ｋ、１４_ｋ＋１、１４_ｋ＋２、１４_ｋ＋３、１４_ｋ＋4、１４_ｎ−２、１４_ｎ−１、１４_ｎ 拡幅部
１５_１、１５_２、１５_ｎ−２、１５_ｎ−１ つなぎ部
２０、３０、３５ 拡幅部の組
４０ 金型
４０ａ 上型
４０ｂ 下型
４１ 単位溝
４２ 一端溝
４３ 他端溝
４４、４４_１、４４_２、４４_３、４４_ｎ 拡幅溝
４５、４５_１、４５_２、４５_ｎ−１ つなぎ溝
１００ ステーター
１１０ ステーター鉄心
１１２、１１２ａ、１１２ｂ スロット

Claims (5)

1. 所定の単位部が長手方向に連続して形成された線材であって、
   前記単位部は、
   前記単位部の一端に位置する一端部と、
   前記単位部の他端に位置する他端部と、
   それぞれが一定の幅を有する複数の拡幅部と、
   前記拡幅部同士の間に位置するつなぎ部とを含み、
   前記つなぎ部を介して互いに隣接する拡幅部のうち、前記一端部側の前記拡幅部の幅は、前記他端部側の前記拡幅部の幅以上であり、かつ、前記一端部に隣接する前記拡幅部の幅は、前記他端部に隣接する前記拡幅部の幅より大きく、
   前記各単位部は、前記長手方向に直交する断面の断面積が一定である、線材。
2. 前記単位部は、前記つなぎ部を介して前記互いに隣接する拡幅部の双方の幅が同一である拡幅部の組を複数組含み、前記拡幅部の組同士の前記幅は、前記一端部側より前記他端部側のほうが小さい、請求項１に記載の線材。
3. 前記一端部に隣接する前記拡幅部の幅は、実質上円筒形状のステーターの、前記円筒形状の中心軸に向かって形成された複数のスロットの最外周側の幅と実質上同一であり、
   前記他端部に隣接する前記拡幅部の幅は、前記複数のスロットの最内周側の幅と実質上同一である、請求項１または２に記載の線材。
4. 前記一端部、前記他端部、及び前記つなぎ部の断面形状は、前記線材を形成するための素線の断面形状と同一である、請求項１から３のいずれかに記載の線材。
5. 請求項１に記載の線材を製造するための素線を、所定形状にプレス加工するための第１型と第２型とを有する製造治具であって、
   前記第１型または前記第２型は、前記単位部を形成するための単位溝を備え、
   前記単位溝は、
   前記単位溝の一端に位置する、前記一端部を形成するための一端溝と、
   前記単位溝の他端に位置する、前記他端部を形成するための他端溝と、
   前記複数の拡幅部をそれぞれ形成するための複数の拡幅溝と、
   前記拡幅溝同士の間に位置する、前記つなぎ部を形成するためのつなぎ溝とを含み、
   前記つなぎ溝を介して互いに隣接する拡幅溝のうち、前記一端溝側の前記拡幅溝の幅は、前記他端溝側の前記拡幅溝の幅以上であり、かつ、前記一端溝に隣接する前記拡幅溝の幅は、前記他端溝に隣接する前記拡幅溝の幅より大きく、
   前記一端溝、前記他端溝、及び前記つなぎ溝のそれぞれの幅及び深さは、前記線材を形成するための素線の幅及び厚みよりも大きく、
   前記第１型と前記第２型とを合わせた際に前記単位溝に沿って形成される空間のうち、前記複数の拡幅溝に対応する空間の断面積は、前記素線の長手方向に直交する断面の断面積と実質上同一である、線材の製造冶具。
   

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