CN102842971B - 定子、电动机、导体的制造方法、以及定子的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种定子，具有：芯，具有多个齿槽；和多个U字状的导体，分别被插入到多个齿槽中。各个导体具有一对腿和将一对腿连结的连结部。多个导体之中的4个导体的单腿被插入到1个齿槽中。具有被插入到同一齿槽中的腿的4个导体之中的2个导体在其连结部上至少从圆周方向观看时相互重叠。本发明还涉及具备该定子的电动机以及导体及定子的制造方法。根据本发明，能够实现定子在轴向方向上的长度的缩短，能够减小电动机的体积。

Description

定子、电动机、导体的制造方法、以及定子的制造方法

技术领域

本发明涉及定子、电动机、导体的制造方法、以及定子的制造方法。

背景技术

以往，在电动机、例如无刷电动机中，已知有在定子上针对转子的每个磁极沿着圆周方向形成有多个齿槽、并在多个齿槽中分别设置了分段绕组(分段导体)的电动机(例如，参见日本特开平11-98788号公报)。在该电动机中，针对转子的每个磁极的齿槽数量多，所以能够降低齿槽转矩，并且能够提高齿槽内的绕组的占有率，因此能够减小每单位输出的电动机的体积。

该公报中公开的定子的分段绕组是由2种U字状导线构成的分割导体(绕组段)，U字状导线由2个腿和将2个腿连结的连结部构成。分段绕组沿着轴线方向被插入到定子芯的各齿槽中。在后工序中通过焊接将分段绕组的相邻的腿彼此连接，从而形成在圆周方向上连续的绕组。

构成分割导体的2种U字状导线通过将1根导线从中央部分折弯成U字状来形成。即，被折弯成弯曲状的部分为连结部，从该连结部的两端部延伸形成的部分为腿。而且，分割导体通过将第2U字状导线嵌合到由第1U字状导线的连结部的内侧面和一对腿的内侧面形成的空间内来形成。

然而，由于上述分割导体具有第1U字状导线将第2U字状导线内包的结构，所以第1U字状导线的连结部和第2U字状导线的连结部在轴线方向上层积。因此，线圈末端在轴向上突出与第1及第2U字状导线的连结部在轴线方向上层积的量对应的量。其结果，定子在轴线方向上的整个长度变长，进而存在电动机变大型化的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够缩短定子在轴线方向上的长度且能够减小电动机的体积的定子、电动机、导体的制造方法、以及定子的制造方法。

为了实现上述目的，根据本发明的第1方式，提供一种定子，具备芯和多个U字状的导体。芯具有圆筒部、多个齿及中心轴线。所述多个齿从所述圆筒部朝向所述中心轴线延伸、并沿着所述圆筒部的圆周方向以等间隔配置。在相邻的所述齿与齿之间分别形成有沿着所述中心轴线的轴线方向延伸的齿槽。芯在所述轴线方向的一端上具有第1端，在该第1端相反侧具有第2端。各个导体分别具有一对腿和将一对腿连结的连结部。所述导体的所述一对腿分别以预定的齿槽间距及径向间距插入到所述芯的不同的齿槽中。多个导体之中的4个导体的单腿被插入到1个齿槽中，被插入到该齿槽中的4个腿从径向内侧依次按照第1层腿、第2层腿、第3层腿及第4层腿的顺序层积的结构配置，并且各个所述导体的连结部位于所述芯的所述第1端侧，所述导体的腿的顶端位于所述芯的所述第2端侧。具有被插入到同一齿槽的腿的4个导体之中的2个导体在连结部上至少从圆周方向观看时相互重叠。

根据本发明的第2方式，提供一种具备第1方式的定子的电动机。

根据本发明的第3方式，提供一种2个U字状的导体的制造方法，2个U字状的导体分别插入到形成在定子上的多个齿槽之中的不同的齿槽中。所述定子具备芯和多个U字状的导体。芯具有圆筒部、多个齿及中心轴线。所述多个齿从所述圆筒部朝向所述中心轴线延伸、并沿着所述圆筒部的圆周方向以等间隔配置。在相邻的所述齿与齿之间分别形成有沿着所述中心轴线的轴线方向延伸的齿槽。各个导体分别具有一对腿和将一对腿连结的连结部。导体的所述一对腿分别以预定的齿槽间距及径向间距插入到所述芯的不同的齿槽中。所述制造方法包括：折弯工序，将切成预定长度的导线折弯成U字状，将折弯了的部分设为连结部，在该连结部的两端部上分别形成腿而构成一对腿；重叠工序，准备2个在所述折弯工序中形成的U字状的导线，使2个U字状的导线的连结部在相对于由所述一对腿形成的一平面正交的正交方向上重叠，并且将2个U字状的导线的各腿排成1列；以及扭曲工序，对在所述重叠工序中重叠了的2个U字状的导线的两个连结部的中央进行保持，使以所述连结部为界位于一侧的2个腿的组和位于另一侧的2个腿的组在相互不同的所述正交方向上相对移动，而将所述连结部扭曲。

根据本发明的第4方式，提供一种定子的制造方法。该制造方法包括：准备芯的工序，该芯具有圆筒部、多个齿及中心轴线，所述多个齿从所述圆筒部朝向所述中心轴线延伸、并沿着所述圆筒部的圆周方向以等间隔配置，在相邻的所述齿与齿之间分别形成有沿着所述中心轴线的轴线方向延伸的齿槽，所述芯在所述轴线方向的一端上具有第1端，在该第1端相反侧具有第2端；准备多个U字状的导体的工序，该导体具有一对腿和将一对腿连结的连结部；段体形成工序，使2个所述导体的连结部在径向上重叠，将以所述连结部为界位于一侧的2个腿的组和位于另一侧的2个腿的组在圆周方向上向相互不同的方向远离而形成1个段体；插入工序，对通过反复进行所述段体形成工序而形成的多个段体，将一侧的腿的组和另一侧的2个腿的组分别插入到不同的齿槽中，多个导体之中的4个导体的单腿被插入到1个齿槽中，被插入到该齿槽中的4个腿从径向内侧依次按照第1层腿、第2层腿、第3层腿及第4层腿的顺序层积的结构配置，并且各个所述导体的连结部位于所述芯的所述第1端侧，所述导体的腿的顶端位于所述芯的所述第2端侧；以及接合工序，对于在插入工序中插入到齿槽中的各段体的各组的腿，将各腿的从该齿槽向轴向突出的顶端在圆周方向上折弯、并与在径向上相邻的另一段体的腿的顶端接合。

根据本发明，能够缩短定子在轴线方向上的长度且能够减小电动机的体积。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的无刷电动机的剖视图。

图2是示出第1实施方式的定子的剖视图。

图3是示出第1实施方式的3相绕组的局部的展开图。

图4也是示出第1实施方式的3相绕组的局部的展开图。

图5A是示出反转段的立体图。

图5B是示出供电段的立体图。

图6是形成凹部前的内侧导体或外侧导体的立体图。

图7是形成凹部前的内侧导体或外侧导体的立体图。

图8A是将内侧导体和外侧导体重叠了的状态的绕组段的立体图。

图8B是将内侧导体和外侧导体重叠了的状态的主视图。

图8C是示出扭曲加工后的内侧导体和外侧导体的说明图。

图8D是示出将构成绕组段的内侧导体和外侧导体折弯了的状态的立体图。

图9是说明对将内侧导体和外侧导体重叠了的状态的绕组段进行扭曲加工的说明图。

图10是第1系统U1相绕组的局部展开图。

图11也是第1系统U1相绕组的局部展开图。

图12是示出绕组段的各导体部被插入到齿槽的状态的剖视图。

图13是示出第1系统3相绕组的电气回路图。

图14是第2系统U2相绕组的局部展开图。

图15也是第2系统U2相绕组的局部展开图。

图16是示出第2系统3相绕组的电气回路图。

图17是示出换向极型转子的立体图。

图18是示出换向极型转子芯的立体图。

图19是用于说明定子和转子的从轴向观看的主视图。

图20是构成本发明的第2实施方式的绕组段的第1导体或第2导体的立体图。

图21也是用于说明第1导体或第2导体的连结部的形状的立体图。

图22是将第1导体和第2导体重叠了的状态的绕组段的立体图。

图23是示出对绕组段进行扭曲加工后的第1导体和第2导体的说明图。

图24是示出将构成绕组段的第1导体和第2导体折弯了的状态的立体图。

图25是第2实施方式的3相绕组的局部展开图。

图26也是第2实施方式的3相绕组的局部展开图。

具体实施方式

(第1实施方式)

下面，依照图1～图19来说明将本发明的电动机具体化为无刷电动机的第1实施方式。

如图1所示，无刷电动机1的电动机壳体2具有：一端被封闭的筒状壳体3；和正面端板4，将该筒状壳体3的正面侧(图1中的左侧)的开口封闭。另外，在筒状壳体3的背面侧(图1中的右侧)的端部上安装有收纳箱5。

在筒状壳体3的内周面上固定着作为电枢的定子6。如图2所示，定子6具有定子芯7。定子芯7具有圆筒部8和从该圆筒部8向径向内侧延伸的多个齿9。多个齿9沿着圆筒部8的圆周方向以等间隔配置。

在本实施方式中，形成有60个齿9。因此，在相邻的齿9之间形成有共计60个齿槽S。60个齿槽S从圆筒部8(定子芯7)的中心轴线O观看时以6度的等角度间隔配置。另外，为了便于说明，需特定每个齿槽S时，对60个齿槽S分别赋予在圆周方向上从背面观看定子芯7时在顺时针方向上连续的符号、即齿槽符号“1”～“60”。

如图3及图4所示，在各齿槽S中缠绕有由U相、V相及W相构成的3相绕组。在图3及图4中，在平面上展开示出沿着圆周方向赋予顺序的齿槽S的齿槽符号“1”～“60”。

在各齿槽S中，从轴线方向的一侧(背面侧)向另一侧(正面侧)插入段体，将该段体按照预定的规则相互连接，从而形成各相绕组。被插入到齿槽S中的段体包括反转用导体RC、供电用导体PC、公用导体NC及绕组段(分割导体)SG。

如图5A所示，反转用导体RC是将截面呈长方形状的1根导线折弯成圆弧状而形成的导体，被折弯成圆弧状的部分成为连结部C，从该折弯了的连结部C的两端部延伸的部分分别成为腿F。在此，对于从连结部C的两端部延伸的一对腿F，将其中的一个腿F称为第2层腿F2，将另一个腿F称为第3层腿F3。

如图5B所示，供电用导体PC及公用导体NC是由在连结部C的中央部分将反转用导体RC分割而成的一个半圆弧状的连结部C和1条腿F构成的导体。在此，将供电用导体PC的1条腿F称为第4层腿F4，将公用导体NC的腿F称为第1层腿F1。

如图8及图9所示，绕组段SG由内侧导体IS和外侧导体OS构成。

如图6所示，构成绕组段SG的内侧导体IS及外侧导体OS为同一形状的U字状导体，通过将由长铜线构成的导线切割成预定的长度后从中央部分折弯成圆弧状而形成(U字状折弯工序)。于是，在被折弯成U字状的内侧导体IS及外侧导体OS中，被折弯成圆弧状的部分为连结部C，从该折弯了的连结部C的两端部延伸的部分分别成为腿F。

这样形成的内侧导体IS或外侧导体OS在此时刻的形状与图5A所示的反转用导体RC相同，能够作为反转用导体RC使用。另外，这样形成的内侧导体IS或外侧导体OS在此时刻通过在连结部C的中央部分分割而成为图5B所示的供电用导体PC及公用导体NC。

接着，在图6所示的折弯形成为U字状的内侧导体IS及外侧导体OS上，如图7所示，使用冲压机使连结部C的一侧面的中央部向与圆周方向、即将一对腿F连结的一平面正交的方向(正交方向)弯曲，从而形成凹部Cd。凹部Cd也可以通过压缩来形成。凹部Cd的从圆周方向看到的形状形成为与连结部C的径向的一半嵌合的形状。

接着，将内侧导体IS及外侧导体OS以彼此的凹部Cd面对面的方式对置。在内侧导体IS的形成在连结部C上的凹部Cd中嵌合外侧导体OS的凹部Cd，从而形成插入到齿槽S之前的绕组段SG(段体形成工序、重叠工序)。此时，如图8A所示，内侧导体IS及外侧导体OS在凹部Cd中处于连结部C彼此嵌合且重叠的状态。内侧导体IS的一对腿F和外侧导体OS的一对腿F在径向上排列在一条直线上。

然而，由于构成为内侧及外侧导体IS、OS的连结部C在轴线方向上不重叠，所以如图8B及图8C所示，内侧及外侧导体IS、OS的连结部C的顶点T在轴线方向上一致，且内侧及外侧导体IS、OS的各腿F的顶端一致。

在此，在插入到齿槽S之前的绕组段SG上，对于内侧导体IS的一对腿F，将径向内侧的腿F称为第1层腿F1，将径向外侧的腿F称为第3层腿F3。另外，对于外侧导体OS的一对腿F，将径向内侧的腿F称为第2层腿F2，将径向外侧的腿F称为第4层腿F4。

接着，图8A所示的第1～第4层腿F1～F4在径向上排列在一条直线上的绕组段SG被以第1及第2层腿F1、F2的组与第3及第4层腿F3、F4的组隔着6个齿槽间距的间隔插入到齿槽S中。

在此，为了将第1及第2层腿F1、F2的组和第3及第4层腿F3、F4的组以6个齿槽间距的间隔插入到齿槽S中，对图8A所示的绕组段SG进行扭曲加工。

扭曲加工这样进行，对图8A所示的绕组段SG，在使内侧导体IS及外侧导体OS的连结部C的顶点T位于相同高度的状态下，使第1及第2层腿F1、F2、以及、第3及第4层腿F3、F4向互不相同的所述正交方向移动，从而进行扭曲加工。

详细地说，如图9所示，使用限制板PL、第1夹具H1及第2夹具H2来进行。限制板PL具有与将两个腿F连结的一平面正交的正交面。在第1夹具H1上形成有用于在径向上插入第1及第2层腿F1、F2的第1齿槽S1。第1夹具H1的外径面位于腿F2与腿F3之间。第2夹具H2具有在该外径面上滑动的内径面。另外，在第2夹具H2上形成有用于在径向上插入第3及第4层腿F3、F4的第2齿槽S2。

使内侧导体IS及外侧导体OS的连结部C的顶点T与限制板PL的正交面抵接。将第1及第2层腿F1、F2插入到第1夹具H1的第1齿槽S1中。另外，将第3及第4层腿F3、F4插入到第2夹具H2的第2齿槽S2中。在该状态下，将第1夹具H1和第2夹具H2分别在图9上向逆时针方向和顺时针方向移动，从而对内侧导体IS及外侧导体OS进行扭曲加工。

另外，也可以在将第1夹具H1固定了的状态下，仅使第2夹具H2向顺时针方向滑动。

连结部C、第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4通过限制板PL、第1及第2夹具H1、H2进行扭曲加工而变形。因此，如图8C所示，第1及第2层腿F1、F2的组与第3及第4层腿F3、F4的组在圆周方向上张开到6个齿槽间距的间隔。此时，如图8C所示，被扭曲加工成，第1层腿F1和第2层腿F2在径向上排列在一条直线上，并且第3层腿F3和第4层腿F4也在径向上排列在一条直线上。

然后，第1及第2层腿F1、F2的组和第3及第4层腿F3、F4的组在张开到6个齿槽间距的间隔的状态下插入到相应的齿槽S中(插入工序)。另外，进行扭曲加工后插入到齿槽S时，在利用限制板PL(参见图9)对内侧及外侧导体IS、OS的连结部C的顶点T朝向插入方向施加了载荷的状态下将内侧及外侧导体IS、OS插入到齿槽S中。由此，内侧及外侧导体IS、OS的连结部C的线圈末端的高度相同。

在这样插入的绕组段SG中，第1及第2层腿F1、F2的组被插入到同一齿槽S中，第3及第4层腿F3、F4的组被插入到与所述第1及第2层腿F1、F2的组相隔6个齿槽间距的、相邻的同相的齿槽S。

例如，对于内侧及外侧导体IS、OS，当将第1及第2层腿F1、F2的组插入到齿槽符号为“6”的齿槽S中时，第3及第4层腿F3、F4的组被插入到齿槽符号为“12”的齿槽S中。也就是说，1个绕组段SG的第1及第2层腿F1、F2的组和第3及第4层腿F3、F4的组隔着6个齿槽间距的间隔插入到相应的齿槽S中。

而且，在插入了第3及第4层腿F3、F4的组的齿槽符号为“12”的齿槽S中插入相邻的绕组段SG的内侧及外侧导体IS、OS的第1及第2层腿F1、F2的组。此外，在该相邻的绕组段SG中，自身的内侧及外侧导体OS、IS的第3及第4层腿F3、F4的组被插入到齿槽符号为“18”的齿槽S中。

依次按照相同的方法，将绕组段SG插入到齿槽S中，从而第9个绕组段SG的内侧及外侧导体IS、OS的第3及第4层腿F3、F4被插入到齿槽符号为“60”的齿槽S中，绕组段SG环绕。通过将环绕了的9个绕组段SG相互连接，从而形成1个相的绕组。

因此，由于存在60个齿槽S，而形成6个相的绕组，所以U相、V相、W相的3相绕组形成2个(第1系统3相绕组和第2系统3相绕组)。在此，分别特定第1系统3相绕组和第2系统3相绕组来说明时，将第1系统3相绕组的各相称为U1相、V1相、W1相，将第2系统3相绕组的各相称为U2相、V2相、W2相。另外，在齿槽S的内周面形成有绝缘体10(参见图12)。绝缘体10将绕组段SG与定子6的定子芯7之间电气地绝缘。

在本实施方式中，第1系统3相绕组和第2系统3相绕组的各相的绕组所使用的齿槽S如表1所示进行分配。

【表1】

由表1可知，在第1系统3相绕组的U1相中，在齿槽符号为“60”、“6”、“12”、“18”、“24”、“30”、“36”、“42”、“48”、“54”的齿槽S上缠绕绕组，也就是说插入绕组段SG。并且，如图3所示，在齿槽符号为“60”、“6”的齿槽S上，替代绕组段SG，插入用于U1相的反转用导体RC。另外，在齿槽符号为“6”的齿槽S中插入供电用导体PC，并且在齿槽符号为“60”的齿槽S中插入公用导体NC。

然后，在第1系统3相绕组的V1相中，在相对于第1系统3相绕组的U1相的绕组错开2个齿槽间距的各齿槽S上缠绕绕组，也就是说插入绕组段SG。同样地，如图3所示，在齿槽符号为“56”、“2”的齿槽S上，替代绕组段SG，插入用于V1相的反转用导体RC、供电用导体PC。另外，在齿槽符号为“2”的齿槽S中插入供电用导体PC，并且在齿槽符号为“56”的齿槽S中插入公用导体NC。

另外，在第1系统3相绕组的W1相中，在相对于第1系统3相绕组的U1相的绕组错开了4个齿槽间距的各齿槽S上缠绕绕组，也就是说插入绕组段SG。同样地，如图3所示，在齿槽符号为“58”、“52”的齿槽S上，替代绕组段SG，插入用于W1相的反转用导体RC。另外，在齿槽符号为“58”的齿槽S中插入供电用导体PC，并且在齿槽符号为“52”的齿槽S中插入公用导体NC。

在第2系统3相绕组的U2相中，在相对于第1系统3相绕组的U1相的绕组错开1个齿槽间距的、齿槽符号为“1”、“7”、“13”、“19”、“25”、“31”、“37”、“43”、“49”、“55”的齿槽S中缠绕绕组，也就是说插入绕组段SG。另外，如图4所示，在齿槽符号为“25”、“31”的齿槽S中，替代绕组段SG，插入用于U2相的反转用导体RC。另外，在齿槽符号为“31”的齿槽S中插入供电用导体PC，并且在齿槽符号为“25”的齿槽S中插入公用导体NC。

另外，在第2系统3相绕组的V2相中，在相对于第2系统3相绕组的U2相的绕组错开了2个齿槽间距的各齿槽S中缠绕绕组，也就是说插入绕组段SG。同样地，如图4所示，在齿槽符号为“33”、“39”的齿槽S中，替代绕组段SG，插入用于V2相的反转用导体RC。另外，在齿槽符号为“39”的齿槽S中插入供电用导体PC，并且在齿槽符号为“33”的齿槽S中插入公用导体NC。

另外，在第2系统3相绕组的W2相中，在相对于第2系统3相绕组的U2相的绕组错开了4个齿槽间距的各齿槽S中缠绕绕组，也就是说插入绕组段SG。同样地，如图4所示，在齿槽符号为“29”、“35”的齿槽S中，替代绕组段SG，插入用于W2相的反转用导体RC。另外，在齿槽符号为“35”的齿槽S中插入供电用导体PC，并且在齿槽符号为“29”的齿槽S中插入公用导体NC。

而且，以上述条件在齿槽S中插入绕组段SG、反转用导体RC、供电用导体PC及公用导体NC时，将绕组段SG、反转用导体RC、供电用导体PC及公用导体NC折弯而形成各相的绕组。

在此，对于绕组段SG的内侧导体IS的折弯，像图8D那样，从齿槽S突出的部分的第1层腿F1及第3层腿F3在圆周方向上向相互远离的方向折弯。而且，将从齿槽S突出并向相互远离的方向折弯的第1及第3层腿F1、F3的部分称为第1及第3焊接部W1、W3。

另一方面，对于绕组段SG的外侧导体OS的折弯，从齿槽S突出的部分的第2层腿F2及第4层腿F4在圆周方向上向相互靠近的方向折弯。而且，将从齿槽S突出并向相互靠近的方向折弯的第2及第4层腿F2、F4的部分称为第2及第4焊接部W2、W4。

而且，在同相的绕组上，在圆周方向上相邻的绕组段SG的第3焊接部W3和第4焊接部W4被相互焊接，并且在圆周方向上相邻的绕组段SG的第1焊接部W1和第2焊接部W2被相互焊接(接合工序)。

另外，对于反转用导体RC的折弯，从齿槽S突出的部分的第2层腿F2及第3层腿F3在圆周方向上向彼此相同的方向折弯。详细地说，反转用导体RC的第2层腿F2向与内侧导体IS的第3层腿F3相同的方向折弯。另一方面，反转用导体RC的第3层腿F3向与外侧导体OS的第2层腿F2相同的方向折弯。

而且，将从齿槽S突出并向相同方向折弯的反转用导体RC的第2及第3层腿F2、F3的部分称为第2及第3焊接部W2、W3。

然后，反转用导体RC的第2层腿F2的第2焊接部W2在同相的绕组上与在圆周方向上相邻的绕组段SG的内侧导体IS的第1层腿F1的第1焊接部W1相互焊接。并且，反转用导体RC的第3层腿F3的第3焊接部W3在同相的绕组上与将第2焊接部W2焊接的绕组段SG的下一相邻的绕组段SG的内侧导体IS的第1层腿F1的第1焊接部W1焊接。

另外，对于供电用导体PC的折弯，从齿槽S突出的部分的腿F向相对于反转用导体RC的第3焊接部W3远离的方向折弯。

对于公用导体NC的折弯，从齿槽S突出的部分的腿F向相对于反转用导体RC的第2焊接部W2远离的方向折弯。

(第1系统3相绕组)

接着，说明第1系统3相绕组。

在此，依照图10及图11来说明，使用反转用导体RC、供电用导体PC及公用导体NC、9个绕组段SG进行的第1系统3相绕组内的U1相绕组的卷线方法。

对在第1系统的U1相绕组中使用的齿槽S分配表1所示的齿槽符号的齿槽S，使用反转用导体RC、供电用导体PC及公用导体NC和9个绕组段SG1～SG9。

在此，在齿槽符号为“60”及“6”的齿槽S中插入反转用导体RC。另外，在齿槽符号为“60”的齿槽S中插入公用导体NC，并且在齿槽符号为“6”的齿槽S中插入供电用导体PC。

在齿槽符号为“6”及“12”的齿槽S中插入第1个绕组段SG1。在齿槽符号为“12”及“18”的齿槽S中插入第2个绕组段SG2。在齿槽符号为“18”及“24”的齿槽S中插入第3个绕组段SG3。在齿槽符号为“24”及“30”的齿槽S中插入第4个绕组段SG4。

进一步，在齿槽符号为“30”及“36”的齿槽S中插入第5个绕组段SG5。在齿槽符号为“36”及“42”的齿槽S中插入第6个绕组段SG6。在齿槽符号为“42”及“48”的齿槽S中插入第7个绕组段SG7。在齿槽符号为“48”及“54”的齿槽S中插入第8个绕组段SG8。在齿槽符号为“54”及“60”的齿槽S中插入第9个绕组段SG9。

另外，在将反转用导体RC、各绕组段SG1～SG9插入到各齿槽S时，为了将后续的绕组段方便地插入到预定的齿槽S中，将内侧及外侧导体IS、OS的连结部C倾斜地扭曲的同时插入。

在齿槽符号为“60”的齿槽S中配置第9个绕组段SG9的第3层腿F3和第4层腿F4，并配置反转用导体RC的第2层腿F2、公用导体NC的第1层腿F1。在齿槽符号为“6”的齿槽S中配置第1个绕组段SG的第1层腿F1和第2层腿F2，还配置供电用导体PC的第3层腿F3、反转用导体RC的第4层腿F4。

在齿槽符号为“12”中插入用于U1相的第1个绕组段SG1。由此，在齿槽符号为“12”的齿槽S中配置第1个绕组段SG1的第3层腿F3和第4层腿F4。此时，在齿槽符号为“12”的齿槽S中配置第2个绕组段SG2的第1及第2层腿F1、F2。

也就是说，如图12所示，在齿槽S中以从径向内侧起依次为第1层腿F1、第2层腿F2、第3层腿F3、及第4层腿F4的4层结构(径向层积结构)的方式配置。

而且，反转用导体RC的第4焊接部与第9个绕组段SG9的第3层腿F3(贯穿在齿槽符号为“60”的齿槽中的第3层腿F3)的第3焊接部W3焊接。并且，公用导体NC的第1焊接部与第8个绕组段SG8的第3层腿F3(贯穿在齿槽符号为“54”的齿槽中的第3层腿F3)的第3焊接部W3焊接。

供电用导体PC的第3焊接部与第1个绕组段SG1的第4层腿F4(贯穿在齿槽符号为“12”的齿槽中的第4层腿F4)的第4焊接部W4焊接。并且，反转用导体RC的第2焊接部与第1个绕组段SG1的第1层腿F1(贯穿在齿槽符号为“6”的齿槽中的第1层腿F1)的第1焊接部W1焊接。

第1个绕组段SG1的第2焊接部W2与第2个绕组段SG2的第1层腿F1(贯穿在齿槽符号为“12”的齿槽中的第1层腿F1)的第1焊接部W1焊接。并且，第1个绕组段SG1的第3焊接部W3与第2个绕组段SG2的第4层腿F4(贯穿在齿槽符号为“18”的齿槽中的第4层腿F4)的第4焊接部W4焊接。

通过反复进行相同的工序，从而形成图10及图11所示的U1相绕组。

第1系统3相绕组的其他V1相及W1相的绕组也以与U1相的绕组相同的方法缠绕。此时，将各相的公用导体NC的背面侧的连结部C设为中性点端子T0u、T0v、T0w，并将各相的供电用导体PC的背面侧的连结部C设为电力受电端子T1u、T1v、T1w。

然后，这些中性点端子T0u、T0v、T0w相互连接，从而成为3相星形连接的中性点N1(参见图13)。另外，电力受电端子T1u、T1v、T1w是接受各相电力的电力受电端子。由此，形成由图13所示的电气回路构成的3相星形连接的第1系统3相绕组。

另外，在图中，3个“L1”分别表示从电力受电端子T1u、T1v、T1w环绕到反转用导体RC的绕组的电感。并且，3个“L2”分别表示从反转用导体RC环绕到各中性点端子T0u、T0v、T0w的绕组的电感。

(第2系统3相绕组)

接着，说明第2系统3相绕组。

第2系统3相绕组与第1系统3相绕组同样采用3相星形连接法。而且，第2系统3相绕组的各绕组以与第1系统3相绕组的相应的各绕组错开1个齿槽间距的方式分别缠绕到各齿槽S中。

因此，如图14及图15所示，第2系统的U2相绕组相对于第1系统的U1相绕组错开1个齿槽间距地分别缠绕到各齿槽S中。

第2系统的U2相绕组所使用的齿槽S被分配表1所示的齿槽符号的齿槽S，使用反转用导体RC、供电用导体PC及公用导体NC和9个绕组段SG1a～SG9a。

在此，在齿槽符号为“25”及“31”的齿槽S中插入反转用导体RC。另外，在齿槽符号为“25”的齿槽S中插入公用导体NC，并且在齿槽符号为“31”的齿槽S中插入供电用导体PC。

在齿槽符号为“31”及“37”的齿槽S中插入第1个绕组段SG1a。在齿槽符号为“37”及“43”的齿槽S中插入第2个绕组段SG2a。在齿槽符号为“43”及“49”的齿槽S中插入第3个绕组段SG3a。在齿槽符号为“49”及“55”的齿槽S中插入第4个绕组段SG4a。

进一步，在齿槽符号为“55”及“1”的齿槽S中插入第5个绕组段SG5a。在齿槽符号为“1”及“7”的齿槽S中插入第6个绕组段SG6a。在齿槽符号为“7”及“13”的齿槽S中插入第7个绕组段SG7a。在齿槽符号为“13”及“19”的齿槽S中插入第8个绕组段SG8a。在齿槽符号为“19”及“25”的齿槽S中插入第9个绕组段SG9a。

而且，与第1系统的U1相绕组相同，各绕组段SG1a～SG9a被连接而形成第2系统的U2相绕组。另外，第2系统3相绕组的其他V2相、W2相绕组也采用与U2相绕组相同的方法缠绕。此时，将各相的公用导体NC的背面侧的连结部C设为中性点端子T0ua、T0va、T0wa，将各相的供电用导体PC的背面侧的连结部C设为电力受电端子T2u、T2v、T2w。

然后，这些中性点端子T0ua、T0va、T0wa被相互连接，从而成为3相星形连接的中性点N2(参见图16)。另外，电力受电端子T2u、T2v、T2w是接受各相电力的电力受电端子。由此，形成由如图16所示的电气回路构成的3相星形连接的第2系统3相绕组。

另外，在图中，3个“L1”分别表示从电力受电端子T2u、T2v、T2w环绕到反转用导体RC的绕组的电感。并且，3个“L2”分别表示从反转用导体环绕到各中性点端子T0ua、T0va、T0wa的绕组的电感。

在如上所述缠绕了第1系统3相绕组和第2系统3相绕组的定子6的内侧如图1所示配设有转子11。

转子11被紧固在旋转轴12上。在本实施方式中，旋转轴12是非磁体、例如不锈钢材的金属轴，被支承在筒状壳体3的背盖壁3a以及正面端板4上的轴承14，15可旋转地支承。旋转轴12可以是由磁体、例如铁钢材构成的金属轴。

被紧固在旋转轴12上的转子11是换向极型结构的转子。

如图17及图18所示，转子11具有由钢板构成的多个转子芯片16a层积而形成的转子芯16，被紧固在旋转轴12。另外，转子芯片16a是在冲压形成定子芯片时在其内径侧共取的。将这些转子芯片16a层积而形成转子芯16。

如图18所示，转子芯16具有：轴固定筒部21，形成为圆筒状，并被紧固在旋转轴12上；磁石固定筒部22，将该轴固定筒部21的外周面隔着预定的间隔内包；以及5个桥接部23，将轴固定筒部21和磁石固定筒部22隔着预定的间隔连结保持。

在磁石固定筒部22的外周面上，在圆周方向上以等角度间隔设置有5个扇状的凹部22a，该凹部22a沿着轴向凹陷。而且，通过形成扇状的凹部22a，从而在凹部22a与凹部22a之间形成有5个突极24。

如图17所示，在沿着圆周方向形成的5个凹部22a上紧固有磁石MG。5个磁石MG以在径向上内侧的面为N极、在径向上定子6侧的面为S极的方式配置在转子芯16上。

其结果，相对于磁石MG在圆周方向上相邻的突极24的外侧面(定子6侧)为与磁石MG的外侧面不同的磁极、即N极。

另外，本实施方式的相对于转子11的、定子6上的齿9的个数“Z”如下设定。

也就是说，将转子11的磁石MG的个数(＝极数对)设为“p”(其中，p为2以上的整数)，将绕组的相数设为“m”时，

齿9的个数“Z”为“Z＝2×p×m×n(个)”(其中，“n”为自然数)。

如图19所示，在本实施方式中，根据该数学式，齿9的个数“Z”为

Z＝2×5(磁石MG的个数)×3(相数)×2＝60个。

各桥接部23形成为从轴固定筒部21的外周面延伸，与磁石固定筒部22的内周面连结。5个桥接部23在圆周方向上以等间隔配置，等间隔配置的5个桥接部23形成为沿着轴向延伸。

另外，各桥接部23与磁石固定筒部22的内周面的连结是在与将磁石MG嵌合紧固的凹部22a对应的位置上。而且，各桥接部23以在径向上延伸的桥接部23的径向的中心线与磁石MG的圆周方向的宽度的中心位置正交的方式连结。

因此，形成在轴固定筒部21的外侧面与磁石固定筒部22的内侧面之间的空间被沿着圆周方向配置的5个桥接部23分割成5个，形成5个在轴向上贯通的空隙25(小磁性轻量部)。

空隙25的比重及磁性比由层积钢板构成的转子芯材小，所以转子芯16通过形成空隙25而变轻，能够减轻电动机整体的重量。

将旋转轴12可旋转地支承的背面侧的轴承14被形成在筒状壳体3的背盖壁3a上的轴承收纳部31支承。在轴承收纳部31的底面形成有贯穿孔32，旋转轴12的后端通过该贯穿孔32从背盖壁3a突出。

另一方面，将旋转轴12可旋转地支承的正面侧的轴承15被形成在正面端板4上的轴承收纳部33支承。在轴承收纳部33的底面形成有贯穿孔34，旋转轴12的顶端通过该贯穿孔34从正面端板4突出。

另外，本实施方式的无刷电动机1被用于电动动力转向装置等装置上。所述转子11的旋转轴12被连结在未予图示的减速机上，经由该减速机连结到作为被驱动部的未予图示的转向轴等对象轴上。无刷电动机1对转向轴等对象轴进行驱动。

在固定于筒状壳体3的背面侧外侧的收纳箱5内收纳有驱动装置50。在驱动装置50的电路板51上安装有用于对转子11的旋转进行控制的旋转传感器52、ECU(电子控制单元)53、第1开关晶体管Q1u、Q1v、Q1w及第2开关晶体管Q2u、Q2v、Q2w等各种电路元件。

旋转传感器52以与在轴线方向上从背盖壁3a的轴承收纳部31的贯穿孔32突出的旋转轴12相对置的方式安装在电路板51上。在本实施方式中，旋转传感器52由霍尔IC构成，检测与紧固在旋转轴12的轴端面上的旋转轴12一体旋转的检测用磁石52a的旋转角。

ECU53具有微型计算机。ECU53根据来自旋转传感器52的检测信号来检测各时刻的无刷电动机1的旋转角度及旋转速度。而且，ECU53运算向第1系统3相绕组及第2系统3相绕组的各相供给电力的时机。

第1开关晶体管Q1u、Q1v、Q1w例如由功率MOS晶体管构成，根据ECU53的控制信号进行接通断开控制。第1开关晶体管Q1u、Q1v、Q1w以预定的时机进行接通断开控制，分别对供给第1系统3相绕组的各相的电力进行控制。由此，在定子6上生成由第1系统3相绕组产生的旋转磁场。

安装在电路板51上的第1开关晶体管Q1u、Q1v、Q1w以从轴线方向观看时与形成在第1系统3相绕组上的各相的电力受电端子T1u、T1v、T1w相对置的方式安装。而且，分别与电路板51的第1开关晶体管Q1u、Q1v、Q1w连接，在从轴线方向观看时与电力受电端子T1u、T1v、T1w相对置的所述电路板51的径向外周侧的位置上分别形成有向各相供给电力的输出端子O1u、O1v、O1w。

因此，从各相的电力受电端子T1u、T1v、T1w引出的各引出线L1u、L1v、L1w将形成在背盖壁3a上的第1插通孔35贯通，将各相的电力受电端子T1u、T1v、T1w与各相的输出端子O1u、O1v、O1w分别以在轴线方向上最短的距离连接。

第2开关晶体管Q2u、Q2v、Q2w例如由功率MOS晶体管构成，根据ECU53的控制信号进行接通断开控制。第2开关晶体管Q2u、Q2v、Q2w以预定的时机进行接通断开控制，分别对供给第2系统3相绕组的各相的电力进行控制。由此，在定子6上生成由第2系统3相绕组产生的旋转磁场。

安装在电路板51上的第2开关晶体管Q2u、Q2v、Q2w以从轴线方向观看时与形成在第2系统3相绕组上的各相的电力受电端子T2u、T2v、T2w相对置的方式安装。而且，分别与电路板51的第2开关晶体管Q2u、Q2v、Q2w连接，在从轴线方向观看时与电力受电端子T2u、T2v、T2w相对置的位置上分别形成有向各相供给电力的输出端子O2u、O2v、O2w。

因此，从各相的电力受电端子T2u、T2v、T2w引出的各引出线L2u、L2v、L2w将形成在背盖壁3a上的第2插通孔36贯通而将各相的电力受电端子T2u、T2v、T2w和各相的输出端子O2u、O2v、O2w分别以在轴线方向上最短的距离连接。

接着，说明如上所述构成的第1实施方式的作用。

首先，将同一形状的内侧导体IS和外侧导体OS以凹部Cd面对面的方式对置，使内侧导体IS的凹部Cd和外侧导体OS的凹部Cd嵌合，形成图8A所示的插入齿槽S前的绕组段SG。

此时，如图8A所示，内侧导体IS和外侧导体OS的连结部C相互嵌合而处于重叠的状态，内侧导体IS的第1及第3层腿F1、F3与外侧导体OS的第2及第4层腿F2、F4在径向上排列在一条直线上。而且，这样形成的绕组段SG构成为内侧及外侧导体IS、OS的连结部C在轴线方向上不重叠的结构。其结果，内侧及外侧导体IS、OS的连结部C的轴线方向的位置相互一致，其内侧及外侧导体IS、OS的各腿F的顶端相互一致。

接着，对于图8A所示的插入前的绕组段SG，为了将第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4隔着6个齿槽间距的间隔插入到齿槽S中，如图9所示，使用限制板PL、第1及第2夹具H1、H2对内侧及外侧导体IS、OS进行扭曲加工，从而将连结部C、第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4塑性变形。由此，如图8C所示，绕组段SG的第1及第2层腿F1、F2与第3及第4层腿F3、F4在圆周方向上张开6个齿槽间距的间隔。

而且，在第1及第2层腿F1、F2与第3及第4层腿F3、F4张开到6个齿槽间距的间隔的状态下，第1及第2层腿F1、F2与第3及第4层腿F3、F4分别插入到相应的齿槽S中。进行插入时，被保持成内侧及外侧导体IS、OS的连结部C的顶点T与具有与轴向正交的平面的轴向定位板(例如、图9所示的限制板PL)的该平面抵接的状态。由此，内侧及外侧导体IS、OS的连结部C从定子芯7的正面侧的突出没有偏差而位于相同的高度，各腿F的顶端位置和从定子芯7的背面侧的突出也没有偏差而位于相同的高度。

由内侧导体IS和外侧导体OS构成的绕组段SG分别被插入到相应的各齿槽S中时，对于各绕组段SG，内侧导体IS及外侧导体OS的从齿槽S突出的部分被折弯。通过折弯，分别在第1～第4层腿F1～F4上形成第1～第4焊接部W1～W4。

而且，在同相的绕组中，在圆周方向上相邻的绕组段SG的第3焊接部W3与第4焊接部W4被焊接，并且在圆周方向上相邻的绕组段SG的第1焊接部W1与第2焊接部W2被焊接。由此形成各相绕组。

另外，将与绕组段SG对齐插入的各相的反转用导体RC、供电用导体PC、公用导体NC的第1～第4焊接部W1～W4分别与相应的其他第1～第4焊接部W1～W4焊接，从而形成由3相星形连接构成的2系统3相绕组的定子6。

另外，无刷电动机1的转子11为换向极型转子，所以安装在转子11上的磁石MG减半。另外，在定子6中，利用绕组段SG实现2系统3相绕组，从而齿槽S内的绕组的占有率提高。而且，齿9的个数“Z”满足“Z＝2×p×m×n(个)＝60个”，所以相对于转子11的每个磁极的齿槽S的数量多，能够降低齿槽转矩。

接着，下面记载上述第1实施方式的效果。

(1)根据本实施方式，使构成绕组段SG的U字状的内侧及外侧导体IS、OS的连结部C在圆周方向上重叠，而在轴线方向上不重叠、即不层积。因此，能够使绕组段SG在轴线方向上的长度缩短与连结部C在轴线方向上不重叠、即不层积的量对应的量。

而且，在将绕组段SG插入到齿槽S中时，内侧及外侧导体IS、OS的连结部C的顶点T在轴线方向上一致。因此，定子6在轴线方向的长度变小，能够减小无刷电动机1的体格。

(2)在本实施方式中，构成绕组段SG的U字状的内侧及外侧导体IS、OS为同一形状，所以构成绕组段SG的部件为1种，能够降低线材料的量，部件管理也非常容易。

另外，形成凹部Cd之前的内侧及外侧导体IS、OS与反转用导体RC为同一形状，所以无需制作只用于反转用导体RC的段体，部件管理容易。同样地，供电用导体PC及公用导体NC为将反转用导体RC切成一半的形状，所以无需制作只用于供电用导体PC及公用导体NC的段体，部件管理容易。

(3)在本实施方式中，在U字状的内侧导体IS及外侧导体OS的连结部C上设置有凹部Cd。因此，通过将内侧及外侧导体IS、OS的连结部C嵌合到彼此相对侧的凹部Cd中，从而能够将内侧导体IS的第1及第3层腿F1、F3和外侧导体OS的第2及第4层腿F2，F4在径向上排列在一条直线上。

(4)在本实施方式中，为了能够插入到预定的齿槽S中，事先通过扭曲加工将绕组段SG的第1及第2层腿F1、F2与第3及第4层腿F3、F4的间隔设定为6个齿槽间距。

因此，能够将绕组段SG的第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4顺利地插入到期望的齿槽S中，容易进行将绕组段SG插入到齿槽S中的插入作业。

另外，将绕组段SG扭曲时，将限制板PL抵在内侧及外侧导体IS、OS的两个连结部C的顶点T上，在相同位置且利用该限制板PL朝向正面侧平等地施加载荷进行插入，所以第1～第4层腿F1～F4在轴向上的长度没有偏差而相同。

此外，在将如上所述形成的绕组段SG插入到齿槽S中时，将轴向的板(限制板PL)抵在连结部C的顶点T上，所以连结部C从定子芯7的正面侧的突出没有偏差而位于相同的高度，各腿F的顶端位置和从定子芯7的背面侧的突出均没有偏差而位于相同的高度。

(5)根据本实施方式，在转子11上设置有空隙25，所以相比于由层积钢板构成的转子芯材，能够减少比重及磁性，能够减轻转子芯16的重量，从而能够减轻无刷电动机1整体的重量。

(6)在本实施方式中，转子11由换向极型结构的转子构成，所以能够将磁石MG的数量减少一半。另外，在转子11上，相对于1个磁极，定子6的齿槽S形成有多个，所以能够降低齿槽转矩。

(第2实施方式)

接着，依照图20～图26来说明本发明的第2实施方式。

在第1实施方式中，绕组段SG由同一形状的内侧导体IS和外侧导体OS构成。相对于此，在本实施方式中，构成绕组段SG的2个导体的形状互不相同，根据该差异，在由3相星形连接构成的绕组的连接方法方面具有特征。

因此，为了便于说明，详细说明绕组段SG的差异部分和该绕组段SG之间的连接方法，而省略共通部分的说明。

如图20所示，构成本实施方式的绕组段SG的第1导体DC1及第2导体DC2分别是将1根预定长度的导线从中央部分折弯而形成的U字状的导体。在径向上，第1导体DC1的尺寸比第2导体DC2的尺寸大一圈。

详细地说，对于第1导体DC1及第2导体DC2，将折弯成圆弧状的部分设为连结部C，将从该连结部C的两端部延伸形成的部分设为腿F。此时，第1导体DC1的连结部C在径向上位于第2导体DC2的连结部C的外侧。并且，第1导体DC1的一对腿F在径向上位于第2导体DC2的一对腿F的外侧。此外，第1导体DC1及第2导体DC2的轴线方向的长度大致相同，连结部C的顶点T彼此及一对腿F彼此分别在轴线方向上一致。

接着，说明使用第1导体DC1和第2导体DC2来制造绕组段SG的方法。

如图21所示，对于第1导体DC1，在该连结部C上沿着圆周方向形成凹部Cd。详细地说，在使第1导体DC1和第2导体DC2在圆周方向上重叠时从圆周方向观看的、第1导体DC1的连结部C的、被重叠第2导体DC2的连结部C的部分上，使用冲压机进行弯曲而形成凹部Cd。凹部Cd也可以通过压缩来形成。而且，形成在第1导体DC1的连结部C上的凹部Cd的深度被设定成，该凹部Cd的底面凹设成腿F的圆周方向的厚度的大致一半程度的深度，能够嵌合第2导体DC2的连结部C。

另一方面，在第2导体DC2中，整个连结部C相对于一对腿F在圆周方向上折弯。详细地说，如图21所示，整个连结部C相对于一对腿F的折弯是向与形成在第1导体DC1的连结部C上的凹部Cd的凹设方向相反的方向折弯。而且，第2导体DC2的连结部C的折弯程度为折弯前的连结部C的顶点T到达腿F的圆周方向的厚度的大致一半程度的位置的程度。

接着，第1导体DC1和第2导体DC2以彼此在圆周方向上面对面的方式对置。此时，第1导体DC1与第2导体DC2以第2导体DC2的折弯了的连结部C的折弯方向朝向第1导体DC1的凹部Cd侧的方式对置。而且，在形成于第1导体DC1的连结部C上的凹部Cd中嵌合第2导体DC2的通过折弯形成的连结部C，形成图22所示的插入到齿槽S之前的绕组段SG。

另外，第1导体DC1及第2导体DC2的各个表面被绝缘材覆盖，第1导体DC1与第2导体DC2并不电导通。

由此，第1导体DC1及第2导体DC2的连结部C处于重叠的状态，第1导体DC1的一对腿F和第2导体DC2的一对腿F在径向上排列在一条直线上。而且，对于第1导体DC1的一对腿F，径向内侧的腿F为第1层腿F1，径向外侧的腿F为第4层腿F4。另一方面，对于第2导体DC2的一对腿F，径向内侧的腿F为第2层腿F2，径向外侧的腿F为第3层腿F3。

而且，这样嵌合的第1及第2导体DC1、DC2的连结部C在轴线方向上不重叠。其结果，第1及第2导体DC1、DC2的连结部C在轴线方向上的位置相互一致，并且第1及第2导体DC1、DC2的第1～第4层腿F1～F4的顶端相互一致。

于是，与上述的第1实施方式相同，由这样形成的第1及第2导体DC1、DC2构成的绕组段SG以上述表1的条件插通到相应的齿槽S中。另外，与第1实施方式相同，反转用导体RCa、供电用导体PCa及公用导体NCa(均参见图25、图26)以上述表1的条件分别插入到相应的齿槽S中。

在此，第1及第2层腿F1、F2的组和第3及第4层腿F3、F4的组以6个齿槽间距的间隔插入到齿槽S中，为此，与第1实施方式同样地对由图22所示的第1及第2导体DC1、DC2构成的绕组段SG进行扭曲加工。

与第1实施方式同样地，如图9所示，扭曲加工使用限制板PL、第1及第2夹具H1、H2来进行。

通过扭曲加工，连结部C、第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4变形，如图23所示，第1及第2层腿F1、F2的组和第3及第4层腿F3、F4的组在圆周方向上张开6个齿槽间距的间隔。此时，如图23所示，扭曲形成为第1层腿F1和第2层腿F2在径向上排列在一条直线上、且第3层腿F3和第4层腿F4也在径向上排列在一条直线上。

而且，第1及第2层腿F1、F2的组和第3及第4层腿F3、F4的组以张开6个齿槽间距的间隔的状态插入到相应的齿槽S中(插入工序)。另外，进行扭曲加工后插入到齿槽S时，在利用限制板PL朝向插入方向对第1及第2导体DC1、DC2的连结部C的顶点T施加了载荷的状态下进行插入。由此，第1及第2导体DC1、DC2的连结部C的线圈末端的高度相同。

反转用导体RCa是将1根预定长度的导线从中央部分折弯成圆弧状的U字状导体，将折弯成圆弧状的部分设为连结部，将从该连结部的两端部延伸形成的部分设为腿。该反转用导体RCa的一对腿与第2层腿F2和第4层腿F4相对应。

供电用导体PCa是将U字状的反转用导体RCa从连结部切成一半的形状。该供电用导体PCa的1条腿与第3层腿F3相对应。

公用导体NCa同样是将U字状的反转用导体RCa从连结部切成一半的形状。该公用导体NCa的1条腿与第1层腿相对应。

而且，按照上述条件，在各齿槽S中插通绕组段SG、反转用导体RCa、供电用导体PCa以及公用导体NCa。其结果，与第1实施方式相同，如图12所示，在各齿槽S中配置成从径向内侧起依次为第1层腿F1、第2层腿F2、第3层腿F3、及第4层腿F4的4层结构(径向层积结构)。而且，将插入到齿槽S中的绕组段SG、反转用导体RCa、供电用导体PCa及公用导体NCa折弯形成，从而形成各相绕组。

在此，如图24所示，绕组段SG通过将第1导体DC1及第2导体DC2折弯而形成。

第1导体DC1的弯曲如图24所示，第1层腿F1及第4层腿F4的从齿槽S突出的部分向相互远离的方向折弯。而且，对于第1导体DC1的第1及第4层腿F1、F4，将从齿槽S突出且向相互远离的方向折弯的部分称为第1及第4焊接部W1、W4。

另一方面，第2导体DC2的折弯如图24所示，第2层腿F2及第3层腿F3的从齿槽S突出的部分向相互接近的方向折弯。而且，对于第2导体DC2的第2及第3层腿F2、F3，将从齿槽S突出且向相互靠近的方向折弯的部分称为第2及第3焊接部W2、W3。

而且，在同相的绕组中，在圆周方向上相邻的绕组段SG的第3焊接部W3与第4焊接部W4被焊接，并且在圆周方向上相邻的绕组段SG的第1焊接部W1与第2焊接部W2被焊接。

另外，反转用导体RCa的相当于第2层腿F2的腿的焊接部(相当于第2焊接部W2)与相邻的绕组段SG的第1焊接部W1焊接。反转用导体RCa的相当于第4层腿F4的腿的焊接部(相当于第4焊接部W4)与相邻的绕组段SG的第3焊接部W3焊接。

而且，各公用导体NCa的背面侧的连结部成为各相的中性点端子T0u～T0w、T0ua～T0wa，并且各供电用导体PCa的背面侧的连结部成为各相的电力受电端子T1u～T1w、T2u～T2w。由此，如图25及图26所示，形成由2系统3相绕组构成的定子6，该2系统3相绕组由3相星形连接构成。

接着，说明采用上述方式构成的第2实施方式的作用。

首先，使第1导体DC1和第2导体DC2对置，将第2导体DC2的连结部C嵌合到第1导体DC1的凹部Cd上，形成图23所示的插入到齿槽S之前的绕组段SG。

此时，如图23所示，第1导体DC1及第2导体DC2的连结部C相互嵌合而处于重叠的状态，第1导体DC1的第1及第4层腿F1、F4和第2导体DC2的第2及第3层腿F2、F3在径向上排列在一条直线上。而且，这样形成的绕组段SG构成为第1及第2导体DC1、DC2的连结部C在轴线方向上不重叠的结构。其结果，第1及第2导体DC1、DC2的连结部C在轴线方向上的位置相互一致，并且第1及第2导体DC1、DC2的各腿F的顶端相互一致。

接着，对于图23所示的插入前的绕组段SG，为了将第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4隔着6个齿槽间距的间隔插入到齿槽S中，如图9所示，使用限制板PL、第1及第2夹具H1、H2进行扭曲加工，从而连结部C、第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4被塑性变形。由此，绕组段SG如图24所示，第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4在圆周方向上张开6个齿槽间距的间隔。

而且，在第1及第2层腿F1、F2与第3及第4层腿F3、F4张开了6个齿槽间距的间隔的状态下，第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4分别被插入到相应的齿槽S中。进行插入时，被保持成第1及第2导体DC1、DC2的连结部C的顶点T与具有与轴向正交的平面的轴向定位板(例如、图9所示的限制板PL)的该平面抵接的状态。由此，第1及第2导体DC1、DC2的连结部C从定子芯7的正面侧的突出无偏差而位于相同的高度，各腿F的顶端位置和从定子芯7的背面侧的突出也无偏差而位于相同的高度。

将由第1导体DC1和第2导体DC2构成的绕组段SG分别插通到相应的各齿槽S中时，对于各绕组段SG，第1导体DC1及第2导体DC2的从齿槽S突出的部分被折弯。通过折弯分别在第1～第4层腿F1～F4上形成第1～第4焊接部W1～W4。

而且，在同相的绕组中，在圆周方向上相邻的绕组段SG的第3焊接部W3与第4焊接部W4焊接，并且在圆周方向上相邻的绕组段SG的第1焊接部W1与第2焊接部W2焊接。由此形成各相绕组。

另外，将与绕组段SG对齐插入的各相的反转用导体RCa、供电用导体PCa、公用导体NCa的第1～第4焊接部W1～W4分别与相应的其他第1～第4焊接部W1～W4焊接，从而形成由3相星形连接构成的2系统3相绕组的定子6。

接着，下面记载上述第2实施方式的效果。

(1)根据本实施方式，使构成绕组段SG的U字状的第1及第2导体DC1、DC2的连结部C在圆周方向上重叠，而在轴线方向上不重叠、即不层积。因此，能够将绕组段SG在轴线方向上的长度缩短与连结部C在轴线方向上不重叠、即不层积的量对应的量。

而且，将绕组段SG插入到齿槽S中时，第1及第2导体DC1、DC2的连结部C的顶点T在轴线方向上一致。因此，定子6的轴线方向的长度减小，能够减小无刷电动机1的体积。

(2)在本实施方式中，事先通过扭曲加工将绕组段SG的第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4设定为6个齿槽间距的间隔，以便能够插入到预定的齿槽S中。

因此，能够将绕组段SG的第1及第2层腿F1、F2和第3及第4层腿F3、F4顺利地插入到所需的齿槽S中，将绕组段SG插入到齿槽S的作业变得容易。

另外，在将绕组段SG扭曲时，将限制板PL抵在第1及第2导体DC1、DC2的两个连结部C的顶点T上，在同一位置且利用限制板PL朝向正面侧均等地施加载荷进行插入，所以第1～第4层腿F1～F4在轴向上的长度无偏差而相同。

此外，在将如上所述形成的绕组段SG插入到齿槽S中时，将轴向的板(限制板PL等)抵在连结部C的顶点T上，所以连结部C从定子芯7的正面侧的突出无偏差而位于相同的高度，各腿F的顶端位置和从定子芯7的背面侧的突出也没有偏差而位于相同的高度。

(3)根据本实施方式，第2导体DC2比第1导体DC1小一圈，所以在制作第2导体DC2时，能够减少线材料。

(4)根据本实施方式，由于在转子11上设置有空隙25，所以相比于由层积钢板构成的转子芯材，比重及磁性小，能够减轻转子芯16的重量，进而能够减轻无刷电动机1整体的重量。

(5)在本实施方式中，转子11由换向极型结构的转子构成，所以能够将磁石MG的数量减少一半。另外，由于在转子11上，定子6的齿槽S的数量相对于1个磁极为多个，所以能够降低齿槽转矩。

上述实施方式也可以按照如下方式变更。

·在上述第1实施方式中，内侧导体IS及外侧导体OS的两个连结部C的顶点T分别在轴线方向上一致，在上述第2实施方式中，第1导体DC1及第2导体DC2的两个连结部C的顶点T也分别在轴线方向上一致，但不限于此，只要是两个连结部C在径向上处于重叠的状态即可，两个连结部C的顶点T也可以不在轴线方向上一致。

·在上述各实施方式中，将齿槽S的数量设为60个，但不限于此，例如也可以将齿槽S的数量设为45个等进行适当变更来实施。

·在上述实施方式中，在转子11上形成了空隙25，然而也可以采用未形成空隙25的转子。

·在上述实施方式中，磁石MG的数量为5个，但不限于此，也可以是2个或3个以上。当然，也可以适当变更定子的齿槽S的数量来实施。

·在上述实施方式中，定子6形成为在径向上插入有4个第1～第4层腿F1～F4，然而也可以采用在径向上插入2组或3组第1～第4层腿F1～F4(8个层腿或12个层腿)。

·在上述实施方式中，定子6由插入了绕组段SG的分段绕组实现，然而也可以由缠绕铜线等绕组构成的定子。

·在上述实施方式中，作为电动机，具体为无刷电动机1，但是也可以将电动机具体化为带电刷的电动机。

·在上述实施方式中，换向极型转子11也可以是所谓的SPM(Surface PermanentMagnet Motor)型转子，然而也可以采用IPM(Interior Permanent Magnet Motor)型转子。

Claims (9)

1.一种定子，具有：

芯，具有圆筒部、多个齿及中心轴线，所述多个齿从所述圆筒部朝向所述中心轴线延伸、并沿着所述圆筒部的圆周方向以等间隔配置，在相邻的所述齿与齿之间分别形成有沿着所述中心轴线的轴线方向延伸的齿槽，所述芯在所述轴线方向的一端上具有第1端，在该第1端相反侧具有第2端；以及

多个U字状的导体，分别具有一对腿和将一对腿连结的连结部，所述一对腿分别以预定的齿槽间距及径向间距插入到所述芯的不同的齿槽中，

多个导体之中的4个导体的单腿被插入到1个齿槽中，被插入到该齿槽中的4个腿从径向内侧依次按照第1层腿、第2层腿、第3层腿及第4层腿的顺序层积的结构配置，并且各个所述导体的连结部位于所述芯的所述第1端侧，所述导体的腿的顶端位于所述芯的所述第2端侧，

具有被插入到同一齿槽的腿的、4个导体之中的2个导体在连结部上至少从圆周方向观看时相互重叠，

在所述不同的齿槽中分别插入2个导体，该2个导体的连结部的顶点位于相同的高度，

所述2个导体在各自的连结部上具有凹部，所述2个导体以彼此的所述凹部面对面的方式对置，在所述凹部上相对置的导体的连接部相互嵌合，从设置在所述凹部内的所述连结部的一端开始延伸的一个腿，设置于在圆周方向上看对置的导体的两个腿之间。

2.根据权利要求1所述的定子，

所述2个导体之中的一个导体的一对腿分别为所述第1层腿和所述第3层腿，另一个导体的一对腿分别为所述第2层腿和所述第4层腿。

3.一种电动机，具备权利要求1或2所述的定子。

4.根据权利要求3所述的电动机，

配置在所述定子内侧的转子是换向极型转子。

5.根据权利要求3所述的电动机，

配置在所述定子内侧的转子是换向极型转子，在该转子芯的径向位置上形成有小磁性轻量部，小磁性轻量部的比重及磁性比转子芯的材料小。

6.一种2个U字状的导体的制造方法，2个U字状的导体分别插入到形成在定子上的多个齿槽之中的不同的齿槽中，

所述定子具备：

芯，具有圆筒部、多个齿及中心轴线，所述多个齿从所述圆筒部朝向所述中心轴线延伸、并沿着所述圆筒部的圆周方向以等间隔配置，在相邻的所述齿与齿之间分别形成有沿着所述中心轴线的轴线方向延伸的所述齿槽；以及

多个U字状的导体，分别具有一对腿和将一对腿连结的连结部，所述一对腿分别以预定的齿槽间距及径向间距插入到所述芯的不同的齿槽中，

所述制造方法包括：

折弯工序，将切成预定长度的导线折弯成U字状，将折弯了的部分设为连结部，在该连结部的两端部上分别形成腿而构成一对腿；

重叠工序，准备2个在所述折弯工序中形成的U字状的导线，使2个U字状的导线的连结部在相对于由所述一对腿形成的一平面正交的正交方向上重叠，并且将2个U字状的导线的各腿排成1列；以及

扭曲工序，对在所述重叠工序中重叠了的2个U字状的导线的两个连结部的中央进行保持，使以所述连结部为界位于一侧的2个腿的组和位于另一侧的2个腿的组在相互不同的所述正交方向上相对移动，而将所述连结部扭曲。

7.根据权利要求6所述的导体的制造方法，

所述扭曲工序包括这样的工序，

以所述各组的2个腿在所要插入的齿槽的径向上排列的方式将所述连结部扭曲，使位于一侧的2个腿的组和位于另一侧的2个腿的组在相互不同的所述正交方向上相对移动。

8.一种定子的制造方法，

准备芯的工序，该芯具有圆筒部、多个齿及中心轴线，所述多个齿从所述圆筒部朝向所述中心轴线延伸、并沿着所述圆筒部的圆周方向以等间隔配置，在相邻的所述齿与齿之间分别形成有沿着所述中心轴线的轴线方向延伸的齿槽，所述芯在所述轴线方向的一端上具有第1端，在该第1端相反侧具有第2端；

准备多个U字状的导体的工序，该导体具有一对腿和将一对腿连结的连结部；

段体形成工序，使2个所述导体的连结部在径向上重叠，将以所述连结部为界位于一侧的2个腿的组和位于另一侧的2个腿的组在圆周方向上向相互不同的方向远离而形成1个段体；

插入工序，对通过反复进行所述段体形成工序而形成的多个段体，将一侧的2个腿的组和另一侧的2个腿的组分别插入到不同的齿槽中，多个导体之中的4个导体的单腿被插入到1个齿槽中，被插入到该齿槽中的4个腿从径向内侧依次按照第1层腿、第2层腿、第3层腿及第4层腿的顺序层积的结构配置，并且各个所述导体的连结部位于所述芯的所述第1端侧，所述导体的腿的顶端位于所述芯的所述第2端侧；以及

接合工序，对于在插入工序中插入到齿槽中的各段体的各组的腿，将各腿的从该齿槽向轴向突出的顶端在圆周方向上折弯、并与在径向上相邻的另一段体的腿的顶端接合。

9.根据权利要求8所述的定子的制造方法，

所述插入工序包括将各段体以构成各段体的2个导体的两个连结部的顶点在轴向上一致的方式插入到齿槽中的工序。