JP7497010B2 - コイルの製造方法およびコイル - Google Patents

Description

本発明は、平板を加圧・変形させることにより接合するコイルの製造方法およびコイルに関する。

モータの構成要素である固定子（ステータ）は、コア（ステータコア）の周囲にコイルが配設されるが、モータの低損失化および小型化を図る上で、コア内のコイルの占積率を向上させることが重要となっている。

コア内の占積率の向上が可能なコイルとして、例えばＵ字（コの字）状に打ち抜いた平導体の端面同士を冷間圧接により接合してコイルの１周分領域を形成し、これを螺旋状に連続させて形成したコイルおよびその製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の技術によれば、コア内の占積率の向上および放熱性の向上が可能で、平導体の接合（継ぎ合わせ）による螺旋構造でありながら接合部における特性劣化が生じない、良質なコイルを提供することができる。

特許５５９２５５４号公報

しかしながら、上述のコイル製造装置においては、良質なコイルを量産するための技術について検討が十分になされているとは言えず、生産性の向上の観点において改良の余地があった。

本発明は、コア内の占積率の向上および放熱性の向上が可能な良質なコイルの量産が可能なコイルの製造方法およびコイルを提供することを目的とする。

本発明は、以下の手段によって、上記課題を解決したものである。

本発明は、帯状の複数の平導体を帯長手方向の端面同士で突き合わせて押圧し、仮想軸の回りに１周させた領域（以下「１周分領域」という。）を該仮想軸の方向に複数重なるように連続させた螺旋構造体を形成する工程と、射出成型により複数の前記１周分領域の間に前記平導体を直接覆う絶縁層を形成する工程と、を有することを特徴とするコイルの製造方法に係るものである。
また、帯状の複数の平導体を帯長手方向の端面同士で突き合わせて押圧し、仮想軸の回りに１周させた領域（以下「１周分領域」という。）を該仮想軸の方向に複数重なるように連続させてなる螺旋構造体と、
少なくとも複数の前記１周分領域の間に設けられ、前記平導体を直接覆う射出成型樹脂層と、
を有することを特徴とするコイルに係るものである。

本発明によれば、コア内の占積率の向上および放熱性の向上が可能な良質なコイルの量産が可能なコイルの製造方法およびコイルを提供することができる。

本発明の実施形態に係るコイル製造方法によって製造されるコイルの外観を示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）側面図である。 本実施形態に係るコイル片について説明する図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図、（Ｄ）～（Ｇ）平面図である。 本実施形態に係るコイル製造方法の処理の流れを示すフロー図である。 本実施形態に係るコイル片について説明する平面図である。 本実施形態に係る接合工程の処理の流れを示すフロー図である。 本実施形態に係るコイル製造方法を説明するためのコイル片の側面概要図である。 本実施形態に係るコイル製造方法を説明するための螺旋構造体の側面概要図図である。 本実施形態に係るコイル製造方法を説明するための螺旋構造体の断面概要図図である。 本実施形態に係るコイル製造方法を説明するためのコイルの概要図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）側面図である。 本実施形態に係るコイル製造方法の変形例を説明するフロー図である。 本実施形態に係るコイル製造方法の変形例を説明するコイルの概要図であり、（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）側面図、（Ｄ）側面図、（Ｅ）側面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本実施形態のコイルの製造方法によって製造されたコイル１０の概要を説明する外観図であり、同図（Ａ）が螺旋構造のコイル１０を螺旋の軸方向から見た平面図であり、同図（Ｂ）が螺旋構造の短辺ＳＳ（同図（Ａ）の例えば左）方向から見た側面図であり、同図（Ｃ）が螺旋構造の長辺ＬＳ（同図（Ａ）の例えば下）方向から見た側面図である。

なお、本図及び以降の各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。
そして、本図及び以降の各図において、部材の大きさ、形状、厚み等を適宜誇張して表現する。

図１に示すように、本実施形態のコイル１０は、平導体（コイル片Ｃ）により螺旋構造を形成したものであり、一例としてモータを構成するステータ（固定子）に取り付けられる。より具体的には、周回する螺旋構造の軸中心ＳＣが略一致するように（周回部分がコイル１０の螺旋軸方向に略重畳するように）巻回された、所謂、集中巻きのコイルである。

また、コイル１０は、それぞれ直線部分（直線部ＳＴＲ）を有する帯状の複数の平導体（コイル片）Ｃを連続して接続し、螺旋構造体５０を形成した（完成した状態では平導体Ｃが巻回された構成となる）エッジワイズコイルである。

図１（Ａ）に示すように螺旋構造体５０の１周分の領域（同図（Ａ）に大破線矢印で示す領域、以下、１周分領域ＣＲという。）は、巻回の角部ＴＮが略直角であり、螺旋構造体５０の軸方向から見た平面視において少なくとも内周側（図１（Ａ）では内周側および外周側のいずれも）が（略）矩形状となる。またこのコイル１０を構成する平導体Ｃを、以下の説明ではコイル片Ｃとも称する。

コイル１０は、詳細な図示は省略するが、螺旋構造の平導体Ｃの周囲に絶縁樹脂６０を付着させている。絶縁樹脂６０は螺旋の進行方向に沿って、コイル１０の一端ＳＴ側から他端ＥＴ側まで連続して設けられており、螺旋構造体５０の１周分ＣＲがそれぞれ絶縁樹脂６０によって絶縁されている。なお、コイル１０の一端ＳＴと他端ＥＴは、他の部材との接続部（端子）であり、絶縁樹脂６０は設けられていなくてもよい。

図２を参照して、コイル１０を構成する平導体Ｃについて説明する。図２は、本実施形態のコイル１０を構成する平導体Ｃの一例を示す図であり、同図（Ａ）が平導体Ｃの平面（上面）図であり、同図（Ｂ）および同図（Ｃ）は同図（Ａ）のＹ－Ｙ線断面を拡大した図である。また、同図（Ｄ）～同図（Ｇ）は平導体Ｃの形状の一例を示す平面（上面）図である。

コイル１０は、帯状の複数の平導体Ｃをそれらの直線部ＳＴＲにおいて帯長手方向ＢＬ（破線矢印で示す螺旋進行方向）に沿ってつなぎ合わせたものである。より具体的には、図２に示す平導体Ｃの帯長手方向ＢＬ（螺旋進行方向）の端面ＴＳ同士を突き合わせて押圧（圧接、例えば、冷間圧接）し、所望の巻き数となるように連続させて螺旋構造体５０としたものである。

図２（Ａ）～同図（Ｃ）に示すように本実施形態の平導体（コイル片）Ｃは、所定方向に長い帯状（テープ状）の導体であり、対向する２つの幅広面ＷＳと、対向する２つの幅狭面ＷＴを有する。また、帯長手方向ＢＬに直交する断面（同図（Ａ）のＹ－Ｙ線断面）が同図（Ｂ）に示すように矩形状または、同図（Ｃ）に示すように角丸矩形状の導体である。以下の説明では平導体Ｃの一例として帯長手方向ＢＬに直交する断面が、同図（Ｂ）に示すように（略）矩形状の平導体Ｃを例に説明する。

具体的に本実施形態の平導体（コイル片）Ｃは、複数を連続させることで螺旋構造体５０を構成可能である。また、本実施形態の螺旋構造体５０の１周分領域ＣＲは１以上のコイル片Ｃによって構成される。

すなわち、コイル片Ｃは、直線部ＳＴＲのみからなる形状（同図（Ａ））、または少なくとも一つの直線部ＳＴＲと少なくとも１つの角部ＴＮを有する形状（同図（Ｄ）～同図（Ｇ））を有している。ここで、角部ＴＮは、帯長手方向ＢＬの延在方向を変化させるように曲折した部位（方向変換部）である。

同図（Ｄ）～同図（Ｇ）に示すように角部ＴＮを有する平導体（コイル片）Ｃの場合、連続させた場合に螺旋形状となるように、帯長手方向ＢＬに沿って同一方向（常に右方向、または左方向）に曲折しているものとする。また角部ＴＮを有するコイル片Ｃの場合、少なくとも１つ（好適には全て）角部ＴＮは、非湾曲（例えば、略直角）形状であることが望ましい。

また、以下の説明において、複数のコイル片（平導体）Ｃを連続（接続）させた螺旋構造体５０であって、所定巻き数のコイル１０として完成する以前の螺旋構造体５０（コイル片Ｃを引き続き接続する予定の螺旋構造体５０）もコイル片Ｃに含まれるものとする。つまり、以下の説明において、コイル片Ｃには、図２に示すような直線状、または帯長手方向において同一方向に角部ＴＮを有する最小単位のコイル片（接続前のコイル片）と、該最小単位のコイル片Ｃを複数接続し且つ、コイル１０（螺旋構造体５０）の１周分領域ＣＲに満たないコイル片、あるいはコイル１０（螺旋構造体５０）の１周分領域ＣＲより長い螺旋構造が形成されたコイル片とが含まれる。また、説明の便宜上、これらの区別が必要な場合には、最小単位のコイル片を単位コイル片Ｃ０（Ｃ０１、Ｃ０２、Ｃ０３・・・Ｃ０Ｎ）といい、単位コイル片Ｃ０を複数接続したものであってコイル１０（完成予定の螺旋構造体５０）となる以前のコイル片Ｃの接合体を接合コイル片ＣＣ（ＣＣ１，ＣＣ２…、ＣＣＮ）といい、所定の巻き数となった完成予定（完成状態）の螺旋構造体５０をコイル１０という。

コイル片Ｃ（単位コイル片Ｃ０）は一例として、銅板（例えば、厚さ０．１ｍｍ～５ｍｍなどの板状の無酸素銅（酸化物を含まない９９．９５％以上の高純度銅））の打ち抜き加工などによって、直線状あるいは、略直角の（非湾曲の）方向変換部（角部）ＴＮを有する形状に構成される。つまり単位コイル片Ｃ０は、平面視（上面視）において、角部ＴＮがない直線上（Ｉ字状）（同図（Ａ））、１つの角部ＴＮを有するＬ字状（同図（Ｄ））、２つの角部ＴＮを有するＵ字状（コ字状）（同図（Ｅ））、３つの角部ＴＮを有する略Ｃ字状（同図（Ｆ））、４つの角部ＴＮを有するＣ字状（同図（Ｇ））または略Ｏ字状のものがある。なお、以下の説明においてＵ字状、（略）Ｃ字状、略Ｏ字状と称するが、いずれも全ての角部ＴＮ（角部）は略直角の形状であるとする。コイル１０を製造する複数のコイル片Ｃは、図２のいずれかの形状（複数のコイル片Ｃが全て同一形状）であってもよいし、図２に示す複数の形状の組み合わせのいずれであってもよい。

図３は、本実施形態のコイルの製造方法に係る処理（コイル製造処理）の流れの一例を示すフロー図である。

コイルの製造方法は、例えば、接合工程と、中間成形工程と、焼鈍工程と、絶縁工程と、成形工程とを有する。本実施形態のコイル製造方法による処理（コイル製造処理）の流れは、一例として同図に示すように、接合工程（ステップＳ１）、中間成形工程（ステップＳ３）、焼鈍工程（ステップＳ５）、絶縁工程（ステップＳ７）、および成形工程（ステップＳ９）をこの順で行う。以下順次説明する。

＜接合工程＞
まず、図３のステップＳ１に示す接合工程について説明する。接合工程では、連続させると螺旋構造体５０となり得る帯状の複数の平導体（コイル片）Ｃを準備し、一の平導体Ｃの帯長手方向ＢＬの一の端面ＴＳと、他の平導体Ｃの帯長手方向ＢＬの一の端面ＴＳとを突き合わせて押圧し、螺旋構造体５０を形成する。

まず、図４を参照して準備するコイル片Ｃについて説明する。ここでは一例として、複数のコイル片Ｃは図２（Ｅ）に示すＵ字状（コの字状）のコイル片Ｃであるとする。図４（Ａ）および同図（Ｂ）は、２つのコイル片Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）の平面（上面）図であり、同図（Ｃ）は本接合工程においてそれぞれのコイル片Ｃの一方の端面ＴＳ同士を圧接して接合部ＣＰを形成した状態を示す平面図である。ここで便宜上、コイル片Ｃ１，Ｃ２と表記するが両者は（略）同一形状のコイル片Ｃを端面ＴＳ１、ＴＳ２を中心として表裏反転させたものである。

同図（Ａ）に示すように２つのコイル片Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）は、いずれも破線矢印で示す帯長手方向ＢＬの端面ＴＳ（ＴＳ０、ＴＳ１，ＴＳ１´、ＴＳ２）を有し、同図（Ｂ）に示すように帯長手方向ＢＬに端面ＴＳ同士（端面ＴＳ１と端面ＴＳ２、端面ＴＳ０と端面ＴＳ１´）を当接させて仮想状態の螺旋構造体（以下、「仮想螺旋構造体５０´」という。）を形成可能である。この仮想螺旋構造体５０´は、同図（Ｂ）に大破線矢印で示す螺旋進行方向の仮想的な１周分の領域（以下、「仮想１周分領域ＣＲ´」という。）の長さが、同図（Ｃ）に示す２つのコイル片Ｃを接合した接合コイル片ＣＣ（コイル１０、螺旋構造体５０も同様）の１周分領域ＣＲ（大破線矢印で示す）の長さよりも圧接の押圧量だけ長くなるように設定されている。

具体的に、同図（Ａ）を参照して、コイル片Ｃ１の端面ＴＳ１とコイル片Ｃ２の端面ＴＳ２を当接させた仮想１周分領域ＣＲ´（同図（Ｂ））の長さが、端面ＴＳ１、ＴＳ２同士を圧接した接合コイル片ＣＣの１周分領域ＣＲ（同図（Ｃ））の長さよりも圧接の押圧量だけ長くなるように設定されている。つまり、それぞれのコイル片Ｃは、各コイル片Ｃの帯長手方向ＢＬの距離を合計した総距離となる準備長さが、コイル１０の螺旋長手方向の完成長さと比較して余裕分だけ長くなるように設定されており、余裕分は、複数のコイル片Ｃの全てを冷間圧接した場合に、押圧によって短縮する短縮総距離に設定されている。

図５は、図３のステップＳ１に示す接合工程の処理の流れの一例を示すフロー図である。接合工程はより詳細には例えば、曲げ工程（ステップＳ１２）と、圧接工程（ステップＳ１３）と、バリ取り工程（ステップＳ１４）を有する。

接合処理は、まず、所定の巻き数Ｔ（完成形のコイル１０としての巻き数Ｔ）であるか否かを判定し（ステップＳ１１）、所定の巻き数Ｔに達している場合は処理を終了し、そうでない場合は曲げ工程を行う（ステップＳ１２）。曲げ工程の後に圧接工程を行い（ステップＳ１３）、引き続きバリ取り工程を行う（ステップＳ１４）。バリ取り工程の後は１周分領域ＣＲが完成したか否かを判定し（ステップＳ１５）、完成していない場合には次のコイル片Ｃの曲げ工程を行う（ステップＳ１２）。１周分領域ＣＲが完成している場合には、巻き数Ｔを加算し（ステップＳ１６）、巻き数Ｔの判定（ステップＳ１１）に戻る。

ここで、１周分領域ＣＲが完成しているか否かの判定（ステップＳ１５）は、例えば、処理するコイル片Ｃの数で判定する。例えば、図４に示すように同一形状のコイル片Ｃを複数接合して螺旋構造体５０とする場合、１周分領域ＣＲを構成するコイル片Ｃの数は特定される（この例では２個のコイル片Ｃで１周分領域ＣＲが完成する）。したがって、処理するコイル片Ｃの数を監視することで１周分領域ＣＲを判定できる。なお、これに限らず、例えば画像取得などにより圧接工程後のコイル片Ｃ（接合コイル片ＣＣ）の外観（あるいは重量など）に基づき１周分領域ＣＲを判定してもよい。

以下、図６も参照して主要な工程について更に説明する。図６は、コイル片Ｃ（接合コイル片ＣＣ）の側面図（図２（Ｅ）の左方または右方から見た側面図）である。

＜曲げ工程＞
曲げ工程（図５のステップＳ１２）では、各コイル片Ｃについて、螺旋進行方向に沿う一部分が他の部分に対して傾斜するように折り曲げて折れ部Ｂ０を形成する。この曲げ工程は、コイル片Ｃの圧接の前に行う。図６（Ａ）は、変形前のコイル片Ｃの側面図であり、同図（Ｂ）が折れ部Ｂ０を形成した後のコイル片Ｃである。

同図（Ａ）に示すように変形前のコイル片Ｃは、平板から打ち抜かれたままの平板状のコイル片Ｃであって、コイル片Ｃの全体の領域が意図的に変形されることなく、略同一平面内に存在している。ここで、螺旋構造体５０の第１周目の１周分領域ＣＲを構成するコイル片Ｃ（Ｃ１、Ｃ２）はいずれも単位コイル片Ｃ０（Ｃ０１，Ｃ０２）である。

そして曲げ工程では、コイル片Ｃ（Ｃ１、Ｃ２）のそれぞれについて、接合（圧接）前に、螺旋構造体５０の１周分領域ＣＲを構成する予定の対向する２辺（例えば、長辺ＬＳを構成する長辺領域ＬＳ１、ＬＳ２、図４（Ａ）、図４（Ｃ）参照）のうち一方（例えば、長辺領域ＬＳ２）を他方（例えば、長辺領域ＬＳ１）に対して傾斜するように折り曲げて（曲げ加工を行い）、図６（Ｂ）に示すように折れ部Ｂ０を形成する。なお、この例ではコイル片Ｃ１，Ｃ２は同一形状であるので、折れ部Ｂ０の形成態様（位置や曲げの角度αなど）も同様である。

より詳細には、例えば、コイル片Ｃの一方の長辺領域ＬＳ１と短辺ＳＳとが略同一平面（以下、基準面ＳＦ０と称する）内に位置し、当該基準面ＳＦ０を水平に保持した場合に、折れ部Ｂ０を境界として他方の長辺領域ＬＳ２が基準面ＳＦ０に対して傾斜するように折り曲げられる。他方の長辺領域ＬＳ２は、その短辺ＳＳ側の端部Ｔ１よりも他方（短辺ＳＳから離れる方）の端部Ｔ２が、基準面ＳＦ０よりも下方（または上方）に位置するように、換言すると基準面ＳＦ０（一方の長辺領域ＬＳ１）と他方の長辺領域ＬＳ２の成す角が角度αとなるように、折れ部Ｂ０の位置からコイル片Ｃを折り曲げる。

このように、本実施形態の曲げ工程では、コイル１０の１周分領域ＣＲを構成する予定の、コイル片Ｃ１、Ｃ２のそれぞれについて、長辺側の対向する２辺（長辺領域ＬＳ１，ＬＳ２）の一方が他方に対して傾斜するように折り曲げる。

なお、上記の例における一方の長辺領域ＬＳ１と他方の長辺領域ＬＳ２は、説明の便宜上称呼を異ならせているに過ぎない。すなわち、長辺領域ＬＳ１、ＬＳ２を入れ替えても同様であり、折れ部Ｂ０は、一方の長辺領域ＬＳ１と他方の長辺領域ＬＳ２の成す角が概ね所定の角度αとなるように変形されればよい。

＜圧接工程＞
圧接工程（図５のステップＳ１３）では、図６（Ｃ）に示すように、折り曲げられたコイル片Ｃ１（単位コイル片Ｃ０１）の一方の端面ＴＳ１と、折り曲げられたコイル片Ｃ２（単位コイル片Ｃ０２）の一方の端面ＴＳ２同士を帯長手方向ＢＬに沿って押圧し、接続（冷間圧接）して接合コイル片ＣＣ１を形成する（図６（Ｄ））。このようにして接合した１周分領域ＣＲの接合コイル片ＣＣ１の平面（上面）図が図４（Ｃ）である。なお、コイル１０は、この１周分領域ＣＲを所定数連続させて形成するため、図４（Ｃ）において他方の端面ＴＳ０、ＴＳ１´同士は接合されておらず、この状態での１周分領域ＣＲは例えば接合部ＣＰの対向位置において非連続となっている。

この圧接工程では、単位コイル片Ｃ０１と単位コイル片Ｃ０２のそれぞれの直線部分において端面ＴＳ１，ＴＳ２同士を帯長手方向ＢＬの距離を短縮させながら継ぎ合わせ押圧する（図４（Ｂ），同図（Ｃ）参照）。既に述べているように、複数のコイル片Ｃ（単位コイル片Ｃ０）により形成される仮想螺旋構造体５０´は、仮想１周分領域ＣＲ´の長さが、１周分領域ＣＲの長さよりも圧接の押圧量だけ長くなるように設定されており、圧接工程ではコイル片Ｃ同士を押圧して、仮想１周分領域ＣＲ´の長さを螺旋構造体５０の１周分領域ＣＲの長さに一致させる。

この例では、単位コイル片Ｃ０１（コイル片Ｃ１）の長辺領域ＬＳ２と単位コイル片Ｃ０２（コイル片Ｃ２）の長辺領域ＬＳ２において、両者の端面ＴＳ１，ＴＳ２同士を押圧する場合を例示しているが、コイル片Ｃの形状によっては、短辺ＳＳにおいて端面ＴＳ同士を押圧してもよい。

ここで、１箇所の接合部ＣＰの形成においては、コイル片Ｃ同士を１度の押圧で冷間圧接してもよいし、複数回の押圧を繰り返して冷間圧接してもよい。複数回の押圧を繰り返すことすることで接合面を安定させることができる。例えば、１箇所の接合部ＣＰの冷間圧接において、１回の押圧時間を短く（例えば、５秒以内など）、押圧回数を多く（例えば、３回～１０回程度）し、さらに押圧の間隔（Ｎ回目とＮ＋１回目の押圧の間隔）を接合箇所が酸化しない程度に短くして押圧を行う。

より具体的には、圧接工程における１回の押し込み量（圧縮量）はコイル片Ｃ１、コイル片Ｃ２ともに例えば、約０．５ｍｍ程度である。そして、１箇所の接合部ＣＰについて、例えば１回につき５秒以内の押圧を、３回から１０回程度繰り返し行い、約１ｍｍ以上（好ましくは１．５ｍｍ以上、具体的には約２ｍｍ程度）圧縮させる。これにより、安定した接合面が得られる。

＜バリ取り工程＞
図６（Ｄ）に示すように、２つのコイル片Ｃ１，Ｃ２を冷間圧接した（接合コイル片ＣＣ１を形成した）後は、接合部ＣＰに押し出しによるバリ５５が生じる。このバリ５５が残存したままでは、次の圧接の際に圧接の装置などと干渉する恐れが生じる。バリ取り工程（図５のステップＳ１４）ではこのバリ５５を除去する。

バリ５５は、接合部ＣＰにおいて接合コイル片ＣＣ１の幅広面ＷＳに対して略直交するように垂直方向上下に生成される。バリ５５の除去は、例えば鋏などの切り取り手段による切り取りや、鋸刃やブラストなどによる削り取り（研削、研磨）などで行う。また、バリ５５を除去した後に、例えば磨きなどの表面仕上げ処理を行ってもよい。さらに、バリ５５は、部分的な溶解などによって除去してもよい。また、接合コイル片ＣＣ１の幅広面ＷＳに対して略直交するように垂直方向上下に生成されるバリ５５を、１回のバリ取り工程で同時に除去してもよいし、例えば、上方と下方を複数回に分けて除去してもよい。このようにして、バリ５５が除去された接合コイル片ＣＣ１が得られる（図６（Ｅ））。

本実施形態では１箇所の接合部ＣＰを形成する毎にバリ５５を除去し、バリ５５を除去した後の接合コイル片ＣＣ１（同図（Ｅ））に、新たなコイル片Ｃ（新たに継ぎ足す単位コイル片Ｃ０３）を圧接する。すなわち、新たな単位コイル片Ｃ０３について曲げ工程（図５のステップＳ１２）により折れ部Ｂ０を形成し（図６（Ｆ））、図６（Ｇ）に示すように新たな単位コイル片Ｃ０３とバリ５５を除去した接合コイル片ＣＣ１とを圧接し、新たな接合コイル片ＣＣ２を形成する。この例では、単位コイル片Ｃ０３の長辺領域ＬＳ１の端面ＴＳと、接合コイル片ＣＣ１の、例えば単位コイル片Ｃ０２であった側の長辺領域ＬＳ１の端面ＴＳとを圧接する。そして、新たな接合部ＣＰに生成されたバリ５５を除去する（図６（Ｈ））。

さらに新たなコイル片Ｃ（新たに継ぎ足す単位コイル片Ｃ０４）について曲げ加工を行い（図６（Ｉ））、単位コイル片Ｃ０４と接合コイル片ＣＣ２を圧接する（図６（Ｊ））。この例では、単位コイル片Ｃ０４の長辺領域ＬＳ２の端面ＴＳと、接合コイル片ＣＣ２の、例えば単位コイル片Ｃ０３であった側の長辺領域ＬＳ２の端面ＴＳとを圧接する。その後、バリ５５を除去して接合コイル片ＣＣ３とする（図６（Ｋ））。

以降同様に、新たなコイル片Ｃ（新たに継ぎ足す単位コイル片Ｃ０Ｎ）について曲げ加工を行い、単位コイル片Ｃ０Ｎと接合コイル片ＣＣＮ－１を圧接し、バリ５５を除去して接合コイル片ＣＣＮを形成する工程を繰り返し、所定巻き数の螺旋構造体５０を得る。

なお、折れ部Ｂ０の構成（形成位置や、折れ部Ｂ０の角度αなど）は、コイル片Ｃの形状、圧接装置の構成、コイル片Ｃの圧接量（押圧量）などに応じて適宜選択される。

＜中間成形工程＞
次に、図３のステップＳ３に示す中間成形工程について説明する。図７は、所定の巻き数分、コイル片Ｃを圧接した螺旋構造体５０を示す側面概要図である。同図（Ａ）、同図（Ｂ）は、全ての圧接工程を終了した直後の螺旋構造体５０を示し、同図（Ｃ）、同図（Ｄ）は中間成形後の螺旋構造体５０を示す。

圧接工程の終了直後の螺旋構造体５０は同図（Ａ）に示すような形状、例えば、対向する長辺ＬＳのうち一方の長辺ＬＳが螺旋の軸（破線で示す）に対して略垂直となる形状になっている。なお、同図（Ａ）に示す形状に限らず、例えば、同図（Ｂ）に示すように対向する長辺ＬＳのいずれもが螺旋の軸に対して傾斜する形状であってもよい。

同図（Ａ）、同図（Ｂ）に示すように、各コイル片Ｃには、圧接装置との干渉を回避するため折れ部Ｂ０が形成されており、圧接工程の終了直後は１周分領域ＣＲ同士の間に大きな（概ねの距離ｇ１）の隙間Ｇが生じている。なお、それぞれの隙間Ｇの距離ｇ１は厳密に等しい値ではなく、加工時の歪や螺旋構造体５０の自重により伸縮し、ばらつきが生じている。

中間成形工程では、この隙間Ｇの距離ｇ１を縮小するよう、螺旋構造体５０を螺旋の軸方向に変形（弾性変形および／または塑性変形）させて全体的に圧縮する。中間成形により各１周分領域ＣＲの隙間Ｇは概ね距離ｇ２（＜ｇ１）に縮小される（同図（Ｃ）、同図（Ｄ））。なおこの中間成形工程では、同図（Ｃ）に示すように、折れ部Ｂ０を残したまま距離ｇ２に縮小してもよいし、同図（Ｄ）に示すように折れ部Ｂ０が（略）平面に戻るように（折り曲げがなくなるように）変形しつつ距離ｇ２に縮小してもよい。また、後に最終的な成形工程を行うため、この距離ｇ２も厳密に等しい値でなくてもよい。なお、距離ｇ２はそれぞれの１周分領域ＣＲが密着することなく、適度に離間する距離である。この適度に離間とは、後の絶縁工程において、各１周分領域ＣＲが十分に絶縁可能となる距離である。

この中間成形により、螺旋構造体５０の全体の長さ（螺旋の軸方向の長さＬＴ´）が短縮され、長さＬＴになる。つまり、中間成形工程は、隙間Ｇの距離ｇ２を維持しつつ螺旋構造体５０の全体の長さを縮小する成形を行う。

＜焼鈍工程＞
次に、図３のステップＳ５に示す焼鈍工程について説明する。金属材料（例えば銅板）からなる螺旋構造体５０は、コイル片Ｃの曲げ工程や、圧接工程などの加工硬化により内部の歪や残留応力が生じている。そこでこれらの歪や残留応力を取り除き、組織を軟化し加工性を向上させるために焼鈍（焼きなまし、アニーリング）を行う。一例として、熱処理炉（連続焼鈍炉）に複数の螺旋構造体５０を投入し、無酸素雰囲気で（必要に応じて不活性ガスを導入して）適切な温度（例えば、再結晶温度以上）に加熱、所定時間保持し、炉中で徐冷する。焼鈍により螺旋構造体５０を構成する金属材料は内部応力のない組織となり、軟化する。また焼鈍によって螺旋構造体５０は塑性変形し易い状態になる。あるいは、焼鈍によって螺旋構造体５０の塑性係数を制御する（螺旋構造体５０の弾性限界を低くする）ともいえる。焼鈍後は、螺旋構造体５０（の金属材料）は軟化するが、螺旋構造体５０に対して外力を加えていない場合、その形状は維持される。

既に述べているように圧接工程では圧接を良好に行うために螺旋構造体５０の１周分領域ＣＲの隙間Ｇを十分（距離ｇ１）に保しているが、中間成形工程によって隙間Ｇを距離ｇ２に低減し、螺旋構造体５０の全体の長さを縮小（長さＬＴ）している。これにより、本焼鈍工程における炉内での個々の螺旋構造体５０の占有面積を低減でき、炉に収容可能な螺旋構造体５０の数を増加させることができる。

＜絶縁工程＞
次に、図３に示すステップＳ７の絶縁工程について説明する。絶縁工程では、螺旋構造体５０において重畳した状態にある複数の１周分領域ＣＲの間を絶縁する。図８は、絶縁工程終了後の螺旋構造体５０を示す概要図であり、図１（Ａ）のＸ－Ｘ線に対応する断面図である。

絶縁工程は一例として、各１周分領域ＣＲを絶縁樹脂６０で被膜することにより行う。具体的には、螺旋構造体５０を、例えば絶縁性の樹脂を含有した溶液に浸漬し、例えば電着などによって絶縁樹脂６０で被覆する。螺旋構造体５０は、隙間Ｇ（距離ｇ２）が形成されているため、絶縁樹脂６０は各１周分領域ＣＲ間の隙間Ｇにも入り込み、螺旋進行方向に沿って一端側から他端側まで、コイル片Ｃを連続させた平導体の周囲が連続して絶縁樹脂６０で覆われる。これにより、同図（Ａ）に示すように、螺旋構造体５０において重畳する複数の１周分領域ＣＲは互いに絶縁される。

つまり、ステップＳ３の中間成形工程では隙間Ｇの距離ｇ１を距離ｇ２に縮小するが、本絶縁工程において、それぞれの１周分領域ＣＲの周囲が確実に絶縁され、且つ巻き数分の全ての１周分領域ＣＲ（螺旋構造体５０）が連続して絶縁されるように、隙間Ｇの距離ｇ２は確保される。

なお、絶縁樹脂による被膜は浸漬に限らず、液状の絶縁樹脂６０を螺旋構造体５０に吹き付けるなどして被膜するものであってもよい。

また、焼鈍工程の後に（軟化した状態で）、絶縁樹脂６０の被膜に必要な形状に螺旋構造体５０を変形（例えば隙間Ｇの距離ｇ２の拡張／縮小など）させてもよい。

従来では、コイルの完成長さ分の長尺の丸導線（または平導体）を絶縁樹脂で被覆した後、これを巻回して螺旋構造を形成していた。しかしこの場合、巻回の湾曲部分の外周付近では絶縁樹脂が伸張されて被覆厚が薄くなり、耐圧劣化の要因となっていた。これに対し本実施形態では、螺旋構造体５０を形成後、各１周分領域ＣＲ間に隙間Ｇがある状態で全体的に絶縁処理を行う。つまり螺旋構造体５０を構成する平導体Ｃは、螺旋構造の一端ＳＴ側から他端ＥＴ側まで螺旋進行方向に沿って連続してその周囲を略均一に絶縁樹脂６０で被覆することができ、絶縁樹脂６０の膜厚の均一性を高めることができる。

＜成形工程＞
次に、図３に示すステップＳ９の成形工程について説明する。図９（Ａ）は絶縁工程が終了した直後の螺旋構造体５０の外観を示す平面図（図１（Ａ）に対応する平面図）であり、同図（Ｂ）は図８に対応する断面図（図１（Ａ）のＸ－Ｘ線断面図）である。また、同図（Ｃ）は、図１（Ｂ）に対応する側面図である。

成形工程は、螺旋構造体５０を所望の形状に成形しコイル１０として完成させる工程（最終成形工程）である。上述の製造工程中において、図９（Ａ）に破線で示すようにそれぞれの１周分領域ＣＲは、その周回の中心が螺旋構造体５０の螺旋の軸中心ＳＣからずれている場合がある。成形工程では、各１周分領域ＣＲの周回の中心が螺旋構造体５０の螺旋の軸中心ＳＣに一致するよう矢印のごとく変形（弾性変形および／または塑性変形）してアライメント調整を行う。

さらに、螺旋の軸方向に変形（弾性変形および／または塑性変形）し、折れ部Ｂ０を平坦化（折り曲げがなくなるように平坦化）する（図７（Ｄ）参照）。なお、中間成形工程で折れ部Ｂ０を平坦化している場合には、成形工程での折れ部Ｂ０の平坦化を省略してもよいが、最終形状として重ねて平坦化を行ってもよい。

また、図９（Ｂ）に示すように、１周分領域ＣＲ間の隙間Ｇを、コイル１０として所望される距離ｇ３に変形する。図９（Ｂ）に示す例では、１周分領域ＣＲ間の隙間Ｇがほぼ０（ｇ３≒０）になる（各１周分領域ＣＲが密着する）構成を示しているが、最終成形として各１周分領域ＣＲ間に所定の距離ｇ３（＞０）隙間Ｇが生じるように成型してもよい。

さらに、例えばステータコアに取り付けるコイル１０の場合には、装着するステータコアの形状に合わせて、必要に応じて、螺旋構造体５０の全体形状を成形してもよい。例えば、同図（Ｃ）に示すように、螺旋構造体５０の軸中心ＳＣ方向（ステータコアの径方向）に凹状または凸状となるように、螺旋構造体５０の内周端部が外周端部と非同一面となる湾曲状に成形してもよい。以上のようにして本発明のコイル１０（図１参照）が製造される。

＜変形例＞
以下、本実施形態の変形例について説明する。図１０は、本実施形態の変形例によるコイル製造方法の処理の流れを示すフロー図である。また、図１１は、本実施形態の変形例によるコイル１０を示す概要図である。

まず、図３のステップＳ３に示した中間成形工程は、焼鈍工程（ステップＳ５）の後に行ってもよい。すなわち、コイルの製造方法は、図１０（Ａ）に示すように、接合工程、焼鈍工程、中間成形工程、絶縁工程、成形工程をこの順に行うものであってもよい。例えば、コイル１０と巻き数や、サイズ、折れ部Ｂ０の構成などによって、焼鈍工程の前に（炉内スペースの有効活用を目的として）螺旋構造体５０を圧縮させなくてもよい場合などがある。その場合は、焼鈍工程の後に中間成形工程を行ってもよく、その場合の中間成形工程では、絶縁工程に適した形状に成形（変形）を行う。

また、中間成形工程は、焼鈍工程の前および後に行ってもよい。すなわち、コイルの製造方法は、図１０（Ｂ）に示すように、接合工程、第１中間成形工程、焼鈍工程、第２中間成形工程、絶縁工程、成形工程をこの順に行うものであってもよい。この場合第１中間成形工程は、焼鈍工程に適した形状に変形（例えば、螺旋構造体５０の圧縮など）を行い、焼鈍工程の後に、絶縁工程に適した形状に成形（変形）を行う。

また、中間成形工程は行わなくてもよい。すなわち、コイルの製造方法は、図１０（Ｃ）に示すように、接合工程、焼鈍工程、絶縁工程、成形工程をこの順に行うものであってもよい。例えば、コイル１０と巻き数や、サイズ、折れ部Ｂ０の構成などによって、焼鈍工程の前に（炉内スペースの有効活用を目的として）螺旋構造体５０を圧縮させなくてもよい場合などがある。また、焼鈍工程によって軟化させ、最終的には成形工程によってコイル１０として所望の形状に成形（変形）を行うので、中間成形工程を行わなくてもよい。

また、絶縁工程と成形工程を同時に、あるいは成形工程の後に絶縁工程を行うものであってもよい。すなわち、すなわち、コイルの製造方法は、図１０（Ｄ）に示すように、接合工程、焼鈍工程、絶縁・成形工程（絶縁と成形の工程は順不同）をこの順に行うものであってもよい。絶縁樹脂の付着、形成方法によっては、絶縁工程と成形工程を同時に、あるいは成形工程の後に絶縁工程を行うと好適な場合がある。

絶縁工程は、複数の１周分領域ＣＲを互いに絶縁する処理を行えばよく、絶縁樹脂による被膜に限らず、例えば、射出成形（インジェクションモールド）などの樹脂の加工方法により各１周分領域ＣＲの周囲に絶縁樹脂層を形成することにより絶縁するものであってもよい。この場合、射出成形により螺旋構造体５０の形状は固定されるため、絶縁工程は成形工程の後、または成形工程と同時に行う。

図１１（Ａ）、同図（Ｂ）は、射出成形により絶縁樹脂層６１を形成したコイル１０の概要図であり、図９（Ｂ）に対応する断面図である。例えば、成形工程により、コイル１０として所望の最終形状に成形したのち、射出成形により各１周分領域ＣＲの周囲に絶縁樹脂層６１を形成する。あるいは、成形工程により、コイル１０として所望の最終形状に成形しながら、射出成形により各１周分領域ＣＲの周囲に絶縁樹脂層６１を形成する。

同図（Ａ）は、射出成形に際し、１周分領域ＣＲ間を互いに絶縁するとともに螺旋構造体５０を一体的に絶縁樹脂層６１で覆う（付着する）金型を用いた場合の一例である。また、同図（Ｂ）は、１周分領域ＣＲ毎に絶縁樹脂層６１で覆う（付着する）金型を用いた場合の一例である。

図１１（Ｃ）は、他の変形例に係る図１（Ｃ）に対応するコイル１０の側面図である。同図に示すように、コイル１０は、完成した状態で、それぞれの１周分領域ＣＲの間に、所定の距離ｇ４の隙間Ｇ´を維持する構成であってもよい。この場合の隙間Ｇ´は完成形として確保され、例えば、ステータに取り付ける場合にも変形されずに距離ｇ４が維持（確保）される。具体的には、隙間Ｇ´は例えば、スペーサ１１を設けることによって所定の距離ｇ４が確保される。

完成したコイル１０の１周分領域ＣＲ間に隙間Ｇ´が維持されることで、コイル１０の内部（１周分領域ＣＲ）間を冷却することができ、放熱性を向上させてコイル１０の特性を高めることができる。

つまり距離ｇ４は、流体（例えば空気や冷媒などの液体）が流通可能な程度とし、例えば、距離ｇ１、ｇ２のいずれよりも小さい距離とするが、距離ｇ１～ｇ３のいずれかと同一でもよいし異なってもよい。

スペーサ１１は例えば、コイル１０の製造工程中においてコイル片Ｃの一部を利用して形成する。具体的には、例えば、図５に示す接合工程のバリ取り工程（ステップＳ１４）において、除去するバリ５５の一部を接合部ＣＰにおいて凸状となるように残存させてスペーサ１１にするとよい。

また、図１１（Ｄ）に示すように、中間成形工程や成形工程において、折れ部Ｂ０を完全に平坦化せず、残存させることにより所定の距離ｇ４の隙間Ｇ´を確保するためのスペーサ１１としてもよい。また、成形工程において折れ部Ｂ０を平坦化するが、（物理的なスペーサ１１は設けずに）隙間Ｇ´を維持してもよい。

あるいはスペーサ１１は、コイル１０以外の（コイル１０とは別体の）他の部品であってもよい。例えば、同図（Ｅ）に示すような別途の部品としてのスペーサ１１を準備し、成形工程（図３のステップＳ９）に際し、１周分領域ＣＲ間にスペーサ１１を挿入し、成形する。

あるいはまた、絶縁工程（例えば図３のステップＳ７など）において射出成形を行う場合には、距離ｇ４の隙間Ｇ´が確保できるような金型を用いてもよい。この場合１周分領域ＣＲ毎にそれぞれ絶縁樹脂層６１を付着可能な金型を用いるとよい（図１１（Ｂ）参照）。

本実施形態によれば、打ち抜き等により略直角の角部ＴＮを有するコイル片Ｃを形成し、それらを連続して圧接してコイル１０を形成する。つまりコイル片Ｃの略直角の角部ＴＮは、コイル１０の角部となる。つまり、本実施形態によれば、１周分領域ＣＲの内周側および外周側の角部が略直角のコイル１０を製造することができる。従来では、長尺の平導体を巻回して平導体によるコイルを製造していたが、巻回では少なくともコイルの内周側の角部は湾曲した形状となることは不可避であり、ステータに取り付けた場合の占積率の向上や放熱性の向上などに限界があった。

しかし本実施形態によれば、ステータに取り付けた場合の占積率を向上させることができ、また余分な空間を廃することで放熱性を向上させることができる。

特に、コイル片Ｃ同士の接合部ＣＰは、角部ＴＮ（角部）を避けて直線部分に設けられる。すなわち、コイル片の直線部分を利用して、圧接を行っている。この結果、角部ＴＮの形状精度を向上させることができ、例えば、打ち抜き加工において直角（略直角）に形成したままの角部を維持できる。

また、圧接工程ではコイル片Ｃの端面ＴＳ同士の圧接には大きな荷重がかかるが、焼鈍工程とその後の成形工程により、不要な歪みや残留応力を排除したコイル１０を得ることができる。

また、完成品のコイル１０として必要な巻き数の螺旋構造体５０を形成したのち、各１周分領域ＣＲ間の隙間Ｇを必要十分に維持した状態で絶縁工程を行う（絶縁処理を行う）ため、各１周分領域ＣＲをそれぞれ確実に、且つ、角部においても均一に絶縁する（絶縁樹脂の被膜の形成、あるいは絶縁樹脂層の付着を行う）ことができ、高耐圧化を図ることができる。

以上、本発明は、上述した実施形態に限定せず、様々な実施形態で構成することができる。

例えば、上述の実施形態では、コイル片ＣがＵ字状の場合を例に説明したが、コイル片Ｃは、図２に示す他の形状であってもよい。

また、上述の実施形態では、コイル片Ｃを１片ずつ、接合の前に曲げ工程において変形（折れ部Ｂ０を形成）し、圧接工程で圧接する構成を説明した。しかしこれに限らず、曲げ工程では、予め必要な巻き数分のコイル片Ｃを全数変形（折れ部Ｂ０を形成）した後、変形後の複数のコイル片Ｃを用いて、圧接工程にて圧接するように構成してもよい。

また、上記の実施形態では圧接工程において１箇所の接合部ＣＰを形成する毎にバリ取り工程にてバリ５５を除去し、次のコイル片Ｃとの圧接を行う例を示した。しかしこれに限らず、完成予定の螺旋構造体５０のうち、複数個所（または全て）の接合部ＣＰを形成したのち、各接合部ＣＰに生じた複数のバリ５５を除去するようにしてもよい。その際、Ｎ回の圧接工程の後に１回のバリ取り工程で複数（Ｎ箇所）のバリ５５を纏めて（一括して）除去するようにしてもよいし、Ｎ回の圧接工程の後に複数回（例えば２回～Ｎ回以上）のバリ取り工程を行い、複数（Ｎ箇所）のバリ５５を除去するようにしてもよい。

また、１つのコイル片Ｃは、一枚の銅板を打ち抜き加工により構成したものに限らず、複数の細平導体（例えば帯長手方向ＢＬに直交する断面形状（図２（Ｂ）、同図（Ｃ）に対応する断面形状）が正方形の平導体）を、螺旋構造体５０の帯短手方向ＢＳ（螺旋進行方向に直交する方向）に並列配置してなるものであってもよい。

また、コイル片Ｃは、打ち抜き加工により構成したものに限らず、例えば丸線（丸導線）をプレスにより平導体に変形したものであってもよい。

また、複数のコイル片Ｃは、螺旋進行方向に沿って、コイル片Ｃの帯短手方向ＢＳの幅が異なる（順次大きく（または小さく）なる）ものであってもよい。この場合、螺旋進行方向における任意の位置の、螺旋進行方向に直交する断面積（例えば、図２（Ｂ）に対応する断面積）が互いに等しくなるように、コイル片Ｃの厚み（螺旋の軸方向の厚み）は、コイル片Ｃの帯短手方向ＢＳの幅に応じて異ならせるとよい。このようにして形成したコイル１０は、図１（Ｂ）に示す外観形状が、四角錐台形状となる。

さらにまた、圧接する２つのコイル片Ｃは、その端面ＴＳの形状が異なるものであってもよい。例えば端面ＴＳの形状として幅（帯短手方向ＢＳの長さ）が異なるコイル片Ｃ同士を圧接する構成であってもよいし、厚み（幅狭面ＷＴ間の長さ）が異なるコイル片Ｃ同士を圧接する構成であってもよいし、幅と厚みが異なるコイル片Ｃ同士を圧接する構成であってもよい。

また、複数のコイル片Ｃは平導体と丸線により構成されてもよい。つまり、平導体により構成されたコイル片Ｃと丸線により構成されたコイル片Ｃを圧接する構成であってもよい。

また、コイル片Ｃの一部または全部の角部ＴＮは、内周側が略直角であり、外周側が湾曲部を有する形状であってもよい。また、コイル片Ｃの一部または全部の角部ＴＮは、内周側において少なくとも一部に湾曲部を有する形状であってもよい。

本発明は、平導体を用いたコイル（平角コイル、エッジワイズコイル）を製造する場合などに用いることができる。

１０ コイル
１１ スペーサ
５０ 螺旋構造体
５０' 仮想螺旋構造体
５５ バリ
６０ 絶縁樹脂
６１ 絶縁樹脂層
Ｂ０ 折れ部
ＢＬ 帯長手方向
ＢＳ 帯短手方向
Ｃ 平導体（コイル片）
Ｃ０ 単位コイル片
ＣＣ 接合コイル片
ＣＰ 接合部
ＣＲ １周分領域
ＣＲ' 仮想１周分領域
Ｇ 隙間
ＬＳ 長辺
ＬＳ１、ＬＳ２ 長辺領域
ＳＳ 短辺
ＳＣ 軸中心
ＳＴＲ 直線部
Ｔ 巻き数
Ｔ１ 端部
Ｔ２ 端部
ＴＮ 角部
ＴＳ、ＴＳ０、ＴＳ１、ＴＳ２ 端面

Claims (7)

1. 帯状の複数の平導体を帯長手方向の端面同士で突き合わせて押圧し、仮想軸の回りに１周させた領域（以下「１周分領域」という。）を該仮想軸の方向に複数重なるように連続させた螺旋構造体を形成する工程と、
   射出成型により複数の前記１周分領域の間に前記平導体を直接覆う絶縁層を形成する工程と、
   を有することを特徴とするコイルの製造方法。
2. 前記複数の１周分領域の間を離間させる成形を行った後、前記絶縁層を形成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
3. 前記複数の１周分領域の間を離間させる成形と同時に、前記絶縁層を形成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
4. 前記複数の１周分領域の各周を前記絶縁層により一体的に覆う、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のコイルの製造方法。
5. 前記螺旋構造体の全体を前記絶縁層により覆う、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のコイルの製造方法。
6. 帯状の複数の平導体を帯長手方向の端面同士で突き合わせて押圧し、仮想軸の回りに１周させた領域（以下「１周分領域」という。）を該仮想軸の方向に複数重なるように連続させてなる螺旋構造体と、
   少なくとも複数の前記１周分領域の間に設けられ、前記平導体を直接覆う射出成型樹脂層と、
   を有することを特徴とするコイル。
7. 前記複数の１周分領域の周回の中心が前記螺旋構造体の螺旋の軸中心と一致するように変形した後、前記絶縁層を形成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。

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