JP2004180396A - コイル、線材、線材の製造方法、線材の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】例えばステータやロータとして用いた場合、占積率を高めるコイルおよびその線材を得る。
【解決手段】一本の巻線１ａを巻くことにより形成された、多層のソレノイド層を有するコイルであって、前記多層のソレノイド層により形成された多層部の少なくとも一部の断面は実質上台形の形状を有し、前記多層部の断面における個々の前記巻線の断面形状は、その上下左右に直線部分を有する実質上四辺形であって、各前記ソレノイド層において、前記台形の上底寄りにあるものが、前記台形の下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう変化しているコイル。
【選択図】 図１
【解決手段】一本の巻線１ａを巻くことにより形成された、多層のソレノイド層を有するコイルであって、前記多層のソレノイド層により形成された多層部の少なくとも一部の断面は実質上台形の形状を有し、前記多層部の断面における個々の前記巻線の断面形状は、その上下左右に直線部分を有する実質上四辺形であって、各前記ソレノイド層において、前記台形の上底寄りにあるものが、前記台形の下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう変化しているコイル。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータや発電器に使用されるコイルとそれを作成するための線材およびその製造装置、製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒形のステータコイルと、ステータの内周に配置され回転する円柱形のシャフトとから構成されたモータは、動力を取り出したり、逆に電力を取り出す発電器として用いられている。特に近年では、電気自動車やハイブリッド車用に用いられている。
【０００３】
図１７（ａ）（ｂ）に、そのようなモーターに用いられる従来のステータコイルの構成を示す（例えば、特許文献１を参照。）。ただし図１７（ａ）は正面図、図１７（ｂ）は側面図である。
【０００４】
ステータコイル１７０は、図１７（ａ）に示すように、円筒形のステータ鉄心外輪１７１の内周の表面に、図１８（ａ）に示す断面蒲鉾型のステータ鉄心１７１をリング状に１２個並べることによって形成されている。ステータ鉄心外輪１７１とステータ鉄心１７２とは、図１８（ｂ）に示すリベット１７３によって固定されている。ステータ鉄心１７２の周りに巻線を巻き付けることにより、個々のコイル１７４が形成され、このコイル１７４が円環上に配置されることにより、ステータコイル１７０が完成する。なお、図１７（ａ）においては、説明のため、図中点線で区切った右半分をステータ鉄心外輪１７１とステータ鉄心１７２のみの構成として示し、同左半分を、コイル１７４を装着してステータコイル１７０が完成した状態として示した。
【０００５】
【特許文献１】
特願２０００−２９３２２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなステータコイルは、以下のような課題があった。図１９は、図１７（ｂ）の側面図の方向からの断面を示す図である。ステータコイル１７０の効率を高めるためには、コイル１７４の巻線の巻き数を増やしたり、巻線を太くするなどの手段があるが、コイル１７４の巻線１９１を太くした場合、図１９に示すように、ステータ鉄心外輪１７１内において、コイル１７４が占有可能な領域１９２に対し、コイルの巻線１９１の前記断面積がしめる割合、すなわち占積率が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
単に見た目の占積率を確保するだけなら細い巻線を用いればよいが、巻線の量が増えると、巻線の表面積が増え、巻線全体に占める巻線の皮膜の占める量があるので実質的な占積率はやはり低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたものであり、十分に太い線材を利用しつつ、占積率を高めることのできるコイル、コイルの線材、および線材の製造装置および製造方法をを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の本発明は、一本の巻線（１ａ）を巻くことにより形成された、多層のソレノイド層を有するコイルであって、
前記多層のソレノイド層により形成された多層部の少なくとも一部の断面は実質上台形の形状を有し、
前記多層部の断面における個々の前記巻線の断面形状は、その上下左右に直線部分を有する実質上四辺形であって、各前記ソレノイド層において、前記台形の上底寄りにあるものが、前記台形の下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう変化しているコイルである。
【００１０】
また、第２の本発明は、内周表面に前記内周の中心に向かって形成された複数のコアを有する実質円筒形状のステータの前記コアに装着され、
前記多層部の前記少なくとも一部は、前記コイルの、前記コアに装着された状態で隣のコイルと向き合う部分であって、前記台形は、前記ステータの内周表面寄りの下底の長さがより長い第１の本発明のコイルである。
【００１１】
また、第３の本発明は、外周表面に、前記外周表面と対向するステータの内周表面に向かって形成された複数のコアを有するローターの前記コアに装着され、
前記多層部の前記少なくとも一部は、前記コアに装着された状態で隣のコイルと向き合う部分であって、前記台形は、前記ステータの内周表面寄りの下底の長さがより長いコイルである。
【００１２】
また、第４の本発明は、前記巻線の断面積は、その長さ方向における任意の箇所において実質上同一である第１から３のいずれかの本発明のコイルである。
【００１３】
また、第５の本発明は、各前記ソレノイド層の断面における個々の前記巻線の断面形状は実質上矩形である第１から３のいずれかの本発明のコイルである。
【００１４】
また、第６の本発明は、各前記ソレノイド層の断面における個々の前記巻線の断面形状は実質上台形形状であって、前記台形の下底寄りにあるものが、前記台形の上底側にあるものより、前記台形形状の高さが低く、長いほうの底の長さが長くなるよう変化している第１から３のいずれかの本発明のコイルである。
【００１５】
また、第７の本発明は、各前記ソレノイド層の断面における個々の前記巻線の断面形状は、前記ステータの内周表面に沿って彎曲している第２または３の本発明のコイルである。
【００１６】
また、第８の本発明は、少なくとも前記多層部の断面の実質上台形の形状が、前記ステータの内周表面に沿って湾曲している第２または３の本発明のコイルである。
【００１７】
また、第９の本発明は、前記少なくとも一部以外の前記多層部の断面は、実質上矩形の形状を有し、
前記少なくとも一部以外の多層部の断面における個々の前記巻線の断面形状は、各前記ソレノイド層において、実質上同一である第２または３の本発明のコイルである。
【００１８】
また、第１０の本発明は、各前記ソレノイド層における前記巻線の巻数は同一である第１から３のいずれかの本発明のコイルである。
【００１９】
また、第１１の本発明は、前記コアの、前記ステータの前記内周表面側から見た断面は実質上矩形の形状を有する第２または３の本発明のコイルである。
【００２０】
また、第１２の本発明は、第１の本発明のコイルの前記巻線の線材であって、
前記線材は、その両端を含み、または除いて各前記ソレノイド層の巻線の長さに対応した複数のソレノイド対応区域に分割され、
各前記ソレノイド対応区域は、各前記ソレノイド層の一巻き分の長さに対応した複数の巻対応区域に分割され、
前記コイルの前記多層部の少なくとも一部に対応する前記ソレノイド対応区域の断面形状は、
各前記ソレノイド対応区域においては、その一端から他端までその幅が狭くなるのに対応してその高さが高くなるよう変化し、
隣り合う前記ソレノイド対応区域同士においては、前記隣り合いの境界に向かって、前記幅が狭くまたは広くなるように変化するとともに、それに対応して、前記高さが高くまたは低くなるように変化する線材である。
【００２１】
また、第１３の本発明は、前記ソレノイド対応区域の断面形状は、前記巻対応区域毎に変化し、同一の巻対応区域においては変化しない第１２の本発明の線材である。
【００２２】
また、第１４の本発明は、前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応しない前記ソレノイド対応区域における断面形状は、その高さおよび幅が同一である第１２または１３の本発明の線材である。
【００２３】
また、第１５の本発明は、前記ソレノイド対応区域における、任意の箇所においてその断面積が実質上同一である第１２または１３の本発明の線材である。 また、第１６の本発明は、前記断面形状は、実質上四辺形である第１１から１４のいずれかの本発明の線材である。
【００２４】
また、第１７の本発明は、前記四辺形は、矩形、平行四辺形、台形の全部または一部を含む第１５の本発明の線材である。
【００２５】
また、第１８の本発明は、第１２の本発明の線材の製造装置であって、
素線の断面形状を連続的に圧延することにより前記ソレノイド対応区域における断面形状を形成する形成手段を備え、
前記形成手段は、
前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応する前記ソレノイド対応区域の断面形状を、各前記ソレノイド対応区域においては、その一端から他端まで、その幅が狭くなるのに対応してその高さが高くなるよう変化する前記圧延を行い、
隣り合う前記ソレノイド対応区域同士においては、前記隣り合いの境界に向かって、前記幅が、狭くまたは広くなるように変化するとともに、それに対応して、前記高さが高くまたは低くなるように変化する前記圧延を行う線材の製造装置である。
【００２６】
また、第１９の本発明は、前記形成手段は、前記ソレノイド対応区域の断面形状が、前記巻対応区域毎に変化し、同一の巻対応区域においては変化しないよう前記圧延を行う第１８の本発明の線材の製造装置である。
【００２７】
また、第２０の本発明は、前記形成手段は、前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応しない前記ソレノイド対応区域における断面形状を、その高さおよび幅が同一となるよう前記圧延を行う第１８または１９の本発明の線材の製造装置である。
【００２８】
また、第２１の本発明は、前記形成手段は、その長さ方向における任意の箇所において断面形状が実質上同一である前記素線を、少なくとも一つの対向する２面から互いに平行な向きに印圧することにより、前記圧延を行う第１８の本発明の線材の製造装置である。
【００２９】
また、第２２の本発明は、前記形成手段は、残りの対向する２面からも印圧することにより前記圧延を行う第２１の本発明の線材の製造装置である。
【００３０】
また、第２３の本発明は、前記印圧が行われる前記一つの対向する２面と、前記残りの対向する２面とは、互いに前記素線上の延伸方向における位置が異なる第２２の本発明の線材の製造装置である。
【００３１】
また、第２４の本発明は、前記成形手段は、前記残りの対向する２面については、一方の面を印圧したのち他方の面を印圧することにより前記圧延を行う第２３の本発明の線材の製造装置である。
【００３２】
また、第２５の本発明は、第１２の本発明の線材の製造方法であって、
素線の断面形状を連続的に圧延することにより前記ソレノイド対応区域における断面形状を形成する工程を備え、
前記形成の工程は、
前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応する前記ソレノイド対応区域の断面形状を、各前記ソレノイド対応区域においては、その一端から他端まで、その幅が狭くなるのに対応してその高さが高くなるよう変化する前記圧延を行い、
隣り合う前記ソレノイド対応区域同士においては、前記隣り合いの境界に向かって、前記幅が狭くまたは広くなるように変化するとともに、それに対応して、前記高さが高くまたは低くなるように変化する前記圧延を行う線材の製造方法である。
【００３３】
また、第２６の本発明は、前記形成の工程は、前記ソレノイド対応区域の断面形状が、前記巻対応区域毎に変化し、同一の巻対応区域においては変化しないよう前記圧延を行う第２５の本発明の線材の製造方法である。
【００３４】
また、第２７の本発明は、前記形成の工程は、前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応しない前記ソレノイド対応区域における断面形状を、その高さおよび幅が同一となるよう前記圧延を行う第２６の本発明の線材の製造方法である。
【００３５】
また、第２８の本発明は、第１８の本発明の線材の製造装置の、素線の断面形状を連続的に圧延することにより前記ソレノイド対応区域における断面形状を形成する形成手段の一部としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００３６】
また、第２９の本発明は、第２８の本発明のプログラムを担持した媒体であって、コンピュータにより処理可能な媒体である。
【００３７】
また、第３０の本発明は、内周表面に前記内周の中心に向かって形成された複数のコアを有する実質上円筒形状のステータと、
前記コアに配置される複数のコイル部材とを有するステータコイルであって、
前記コイル部材として、第２の本発明のコイルを用いたステータコイルである。
【００３８】
また、第３１の本発明は、外周表面に、前記外周表面と対向するステータの内周表面に向かって形成された複数のコアを有するローター本体と、
前記コアに配置される複数のコイル部材とを有するローターコイルであって、
前記コイル部材として、第３の本発明のコイルを用いたローターコイルである。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明を行う。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるコイルを示す図である。
【００４１】
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１におけるコイルの構成を示す図であり、図１（ａ）は本実施の形態のコイルの平面図であり、図１（ｂ）は同正面図であり、図１（ｃ）は同側面図である。図１（ａ）に示すように、コイル１は、図中点線にて示すステータの内周表面の幅Ｗに対応する一対の辺を有する、実質上矩形の外形を有しており、ステータ内周表面に設けられるコアを装着できるように、コアの外形に対応した中空の中空部１ａが形成されている。また、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、コイル１の側面は、正面、側面いずれの方向からも見た場合も実質上台形の形状を有している。このとき、台形の下底側はステータ内周の表面よりであって、上底側はステータ内周の中心よりとなっており、下底のほうが上底よりも長いようになっている。なお、以下、実施の形態を含む説明においても、台形を説明する際は、下底の長さは上底の長さよりも常に長いものとする。
【００４２】
次に、図２（ａ）はコイル１の図１（ａ）のＡ−Ａ′直線による断面図であり、図２（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ′による断面図である。なお、各図において、巻線の断面に付与した「１Ｔ」「２Ｔ」等の符号は、コイル１の巻きの順を示す。
【００４３】
以下、図１および図２を用いてさらに詳細に説明する。コイル１は、図示しないコアの高さ方向を巻き方向として形成されたソレノイド層が、同心円状に内側と外層との２層重ねられることにより形成される。内側のソレノイド層において、巻線の巻き方向は、図中の符号「１Ｔ」「２Ｔ」「３Ｔ」「４Ｔ」が示すように、コイル１の下部から上部に段々に向かっている。なお、内側のソレノイド層の巻線の巻き初めは、図１（ｂ）（ｃ）に示す巻き始めリード線１ｂにて示される。
【００４４】
また、外側の内側のソレノイド層において、巻線の巻き方向は、図中の符号「５Ｔ」「６Ｔ」「７Ｔ」「８Ｔ」が示すように、コイル１の上部から下部に向かっている。そこで、内側のソレノイド層と外側のソレノイド層とは、巻き順「４Ｔ」の巻線と「５Ｔ」の巻線との間で区別されることになる。なお、外側のソレノイド層の巻線の巻き終わりは、図１（ａ）（ｂ）に示す巻き終わりリード線１ｃにて示される。
【００４５】
次に、内側のソレノイド層において、コイル１の下部から上部に向けて巻かれる巻線は、巻きの段毎に断面形状が異なる。具体的には、図２（ａ）（ｂ）に示すように、最下段の巻き数「１Ｔ」番目の巻線は、その断面の矩形形状は、他のより上段の巻線の断面の矩形形状にくらべて、幅がもっとも長く、高さがもっとも低くなっている。また、最上段の巻き数「４Ｔ」番目の巻線は、その断面の矩形形状は、他の、より下段の巻線の断面の矩形形状にくらべて、幅がもっとも狭く、高さがもっとも高くなっている。さらに間の段の巻線は、その段数に応じて、コイル１の上部にあるもののほうが、下部にあるものより、その横幅がより狭くなり、高さがより高くなっている。
【００４６】
一方、外側のソレノイド層においては、コイル１の上部から下部に向けて巻かれる巻線の断面形状は以下のようになる。すなわち、図２（ａ）（ｂ）に示すように、最上段の巻き数「５Ｔ」番目の巻線は、その断面の矩形形状は、他の、より下段の巻線の断面の矩形形状にくらべて、幅がもっとも狭く、高さがもっとも高くなっている。最下段の巻き数「８Ｔ」番目の巻線は、その断面の矩形形状は、他のより上段の巻線の断面の矩形形状にくらべて、幅がもっとも広く、高さがもっとも低くなっている。また、さらに間の段の巻線は、その段数に応じて、コイル１の上部にあるもののほうが、下部にあるものより、その横幅がより狭くなり、高さがより高くなっている。
【００４７】
すなわち、各ソレノイド層における巻線の形状は、図１（ｂ）（ｃ）に示す台形の上底寄りにあるものが、下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう、巻きの段単位で変化している。ただし、各巻線の断面積は同一となるようにする。
【００４８】
巻線の各部が以上のような形状を有するので、図２（ａ）および図２（ｂ）に示される、各巻線の輪郭が形作るコイル１の断面の外形は、各図で同一形状である実質上台形形状を形成する。この台形形状において、ステータに装着されたときにコイル１の内周側となり、ステータ鉄心と隣り合うほうの脚は、上底および下底と実質的に直角を成しており、コイル１の外周側となり、他のコイルと隣り合うほうの脚は、斜辺となっている。
【００４９】
このようなコイル１を用いてステータコイルを作成した場合、図３（ａ）に示すように、従来例と同一のステータ鉄心外輪に装着したとき、隣接するコイル同士の隙間が従来のステータコイルよりも密になり、占積率が向上する。なお、図３（ｂ）に、ステータ鉄心外輪に装着されたコイル１の一つを、ステータ鉄心外輪の内周側から眺めた状態を示す。このとき、個々のコイル１は、装着前に、その全体をステータ鉄心外輪の内周のカーブに沿って彎曲させるようにする。
【００５０】
また、図２０に彎曲状態のコイル１の三面図を示す。彎曲状態のコイルの外形は、図２０（ａ）および図２０（ｂ）においては、図１（ａ）の上面図および図１（ｂ）の側面図に示すものとほぼ同様の形状を有するが、図２０（ｃ）においては、ステータ鉄心外輪の曲面に沿って外形が彎曲していることが分かる。
【００５１】
また、図２１に彎曲状態のコイル１の、図２０のＡ−Ａ′直線およびＢ−Ｂ′直線三面図を示す。図２１（ａ）においては図２（ａ）の断面図に示すものとほぼ同様の形状を有するが、図２（ｂ）においては、コイル１の外形がステータ鉄心外輪の曲面に沿って彎曲しているため、各巻線の配置が図２（ｂ）の配置から徐々にコイル１の外側へとずれている。すなわち、図１（ｂ）においては、巻き数「１Ｔ」「２Ｔ」「３Ｔ」「４Ｔ」の巻線は、コイル１の内側において、その辺部が直線をなすように配置されているのに対し、図２１（ｂ）においては、図１（ｂ）に対応する各巻線の辺部は、「１Ｔ」からコイル１の外側へと向かう段差を形成している。したがって、図１のコイル１と、図２１の彎曲状態コイル１とでは、巻線の外形により形成される台形形状も変化している。
【００５２】
図１７（ａ）に示す従来例の占積率が７０％であるのに、図３（ａ）に示すステータコイルの占積率は８０％になる。このように、本実施の形態のコイル１によれば、高効率なステータコイルを製造することができる。
【００５３】
次に図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に、コイル１を作成するのに必要な線材の構成図を示す。ただし、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は側面図である。各図に示すように、線材２は、その両端が巻き始めリード線１ｂおよび巻き終わりリード線１ｃにそれぞれ対応する。また、コイル１の内側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域３ａおよび外側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域３ｂに分割される。また、ソレノイド対応区域３ａは、線形状変化位置１ｄに対応する部分を除く巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域４ａ〜４ｄに、ソレノイド対応区域３ｂは、線形状変化位置１ｄに対応する部分を除く巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域４ｅ〜４ｈに分割される。
【００５４】
巻対応区域４ａ〜４ｈは、互いの区域毎に断面の幅および高さが異なっているが、それぞれの巻対応区域においては、断面の幅および高さは同一となっている。なお、各巻対応区域の移行区域は、図１に示すコイル１の線形状変化位置１ｄにそれぞれ対応する。線形状変化位置１ｄにおいては、断面の幅および高さは連続的に変化している。
【００５５】
さらに、ソレノイド対応区域３ａおよび３ｂの断面形状の幅および高さの変化は、ソレノイド対応区域の境界である巻対応区域４ｄと４ｅとの境界４１に対して対称となっている。さらに幅は、境界４１に向かって巻対応区域単位で広くなるように移行区域にて変化し、高さは、前記巻対応区域単位で低くなるように移行区域にて変化している。したがって、巻対応区域４ａと４ｈ、巻対応区域４ｂと４ｇ、巻対応区域４ｃと４ｆ、巻対応区域４ｄと４ｅは、それぞれ同一の断面形状を有している。また、図４（ｃ）において、線材２は、巻き終わりリード線１ｃの断面形状と、巻対応区域４ｅの外形とが直交し、全体としては十字形状の外観を有する。
【００５６】
なお、上記の説明においては、図１に示すコイル１の説明を行ったが、本発明のコイルは、特定の線形状変化位置１ｄを設けずに、線形状が連続的に変化する構成としてもよい。
【００５７】
そのような本発明のコイルを作成するための線材の構成を、ソレノイド層が２層の場合を例にとり、図２５に示す。図２５（ａ）は平面図、図２５（ｂ）は正面図、図２５（ｃ）は側面図である。各図に示すように、線材２５２は、その両端が巻き始めリード線および巻き終わりリード線にそれぞれ対応する。また、コイルの内側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域２５３ａおよび外側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域２５３ｂに分割される。また、ソレノイド対応区域２５３ａは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域２５４ａ〜２５４ｄに、ソレノイド対応区域２５３ｂは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域２５４ｅ〜２５４ｈに分割される。巻対応区域２５４ａ〜２５４ｈは、連続的に断面の幅および高さが異なっている。
【００５８】
さらに、ソレノイド対応区域２５３ａおよび２５３ｂの断面形状の幅および高さの変化は、ソレノイド対応区域の境界である巻対応区域２５４ｄと２５４ｅとの境界２５４１に対して対称となっている。さらに幅は、境界４１に向かって連続的に広くなるように移行区域にて変化し、高さは、連続で低くなるように移行区域にて変化している。したがって、巻対応区域２５４ａと２５４ｈ、巻対応区域２５４ｂと２５４ｇ、巻対応区域２５４ｃと２５４ｆ、巻対応区域２５４ｄと４ｅは、境界２５４１に対して対称な断面形状を有している。また、図２５（ｃ）において、線材２５２は、巻き終わりリード線の断面形状と、境界２５４１における外形とが直交し、全体としては十字形状の外観を有する。
【００５９】
さらに、本発明のコイルを作成するための線材は、以下の構成であってもよい。図２６は、ソレノイド層が２層の本発明のコイルの巻線となる線材の他の例の構成図である。図２６（ａ）は平面図、図２６（ｂ）は正面図、図２６（ｃ）は図中矢印Ａの側から眺めた側面図である。各図に示すように、線材２６２は、その両端が巻き始めリード線および巻き終わりリード線にそれぞれ対応する。また、コイルの内側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域２６３ａおよび外側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域２６３ｂに分割される。また、ソレノイド対応区域２６３ａは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域２６４ａ〜２６４ｄに、ソレノイド対応区域２６３ｂは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域２６４ｅ〜２６４ｈにそれぞれ分割される。巻対応区域２６４ａ〜２６４ｈは、連続的に断面の幅および高さが異なっている。
【００６０】
この構成は、線材の幅は、両端から境界２６４１に向かって連続的に広くなるように変化し、また高さは、両端から連続的に低くなるように変化している点では図２５に示す構成と同じであるが、異なるのは、ソレノイド対応区域２６３ａおよび２６３ｂの断面形状の幅および高さの変化が、ソレノイド対応区域の境界である巻対応区域２６４ｄと２６４ｅとの境界２６４１に対して非対称となっている点である。したがって、巻対応区域２６４ａと２６４ｈ、巻対応区域２６４ｂと２６４ｇ、巻対応区域２６４ｃと２６４ｆ、巻対応区域２６４ｄと２６４ｅは、境界２６４１に対して非対称な断面形状を有しており、巻対応区域２６４ａ〜２６４ｄ側より巻対応区域２６４ｅ〜２６４ｈ側の方が幅は狭く、高さは高くなる緩やかな形状変化をしている。また、図２６（ｃ）において、線材２６２は、巻き始めリード線の外形および巻き終わりリード線の断面形状と、境界２６４１における外形とが直交した外観を有する。
【００６１】
（実施の形態２）
図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態２におけるコイルの構成を示す図であり、図５（ａ）は本実施の形態のコイルの平面図であり、図５（ｂ）は同正面図であり、図５（ｃ）は同側面図である。なお、図１と同一部または相当部には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６２】
図５（ｂ）（ｃ）に示すように、コイル５１の側面は、側面から見た場合は実施の形態１のコイル１と同様の実質上台形の形状を有しているが、正面から見た場合は、実質上矩形の形状を有している。
【００６３】
次に、図６（ａ）はコイル５１の、図５（ａ）のＡ−Ａ′直線による断面図であり、図６（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ′直線による断面図である。なお、実施の形態１同様、各図において、巻線の断面に付与した「１Ｔ」「２Ｔ」等の符号は、コイル５１の巻きの順を示す。
【００６４】
以下、図５および図６を用いてさらに詳細に説明する。コイル５１は、図示しないコアの高さ方向を巻き方向として形成されたソレノイド層が、同心円状に内側と外層との２層重ねられることにより形成される点では実施の形態１と同じであり、巻線の各ソレノイド層における巻方向も実施の形態１と同じである。
【００６５】
しかし、本実施の形態においては、内側および外側の両ソレノイド層において、コイル５１の下部から上部に向けて巻かれる巻線は、巻きの段毎に断面の形状が同一の部分を有する。すなわち、各ソレノイド層における巻線の形状は、図５（ｃ）に示す台形の上底寄りにあるものが、下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう、巻きの段単位で変化するが、図５（ｂ）に示すは、どの巻の段にある巻線も、断面形状は同一寸法の実質上正方形となっている。
【００６６】
巻線の各部が以上のような形状を有するので、各巻線の輪郭が形作るコイル１の断面の外形は、図６（ａ）に示すように、実施の形態１の図２（ａ）（ｂ）と同様、実質上台形形状を形成するが、図６（ｂ）に示す側は、実質上矩形を形成する。この場合も、各巻線の断面積は同一となるようにする。
【００６７】
このようなコイル５１をステータコアに装着して、ステータコイルを作成した場合も、図３（ａ）に示すように、隣接するコイル同士の隙間が従来のステータコイルよりも密になっている。
【００６８】
さらに本実施の形態によれば、各コイルについて、他のコイルと隣接しない部分、すなわちステータコイルの円筒形の上下底面と対向する部分は、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように矩形なので、図１に示すコイル１の台形形状に対するモータの胴体長さが短くなる。これによりステータコイルとして、ローターと組み合わせてモータを作成する場合、ローターの軸方向の長さを短くすることができる。
【００６９】
次に図７（ａ）（ｂ）に、コイル５１を作成するのに必要な線材の一部の構成図を示す。ただし、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は正面図であって、コイル５１の内側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域の一部のみを示している。
【００７０】
各図に示すように、線材５２は、その一端が巻き始めリード線１ｂに対応し、ソレノイド対応区域は、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域に分割される。ただし図には、巻きはじめから３巻き目（図中「３Ｔ」の巻線）の一部である巻対応区域５４ａ〜５４ｊまでを示している。
【００７１】
１巻き目（図中「１Ｔ」の巻線）に対応する巻対応区域５４ａ〜５４ｄのうち、図６（ａ）に示す台形形状の断面を有する巻線となる巻対応区域５４ｂ、５４ｄの断面形状は、図４の巻対応区域４ａと同様、他の、より上段の巻線の断面の矩形形状にくらべて、幅がもっとも長く、高さがもっとも低くなっている。図６（ａ）において２巻き目となる（図中「２Ｔ」の巻線）巻対応区域５４ｆ、５４ｈの断面形状は、巻対応区域５４ｂ、５４ｄとくらべて、横幅がより狭くなり、高さがより高くなっている。以下、実施の形態１の巻線２と同様の変化を行う。
【００７２】
一方、巻対応区域５４ａ〜５４ｄのうち、図６（ｂ）に示す矩形形状の断面を有する巻線となる巻対応区域５４ａ、５４ｃの断面形状は、実質正方形となっており、図６（ａ）において２巻き目となる巻対応区域５４ｅ、５４ｇの断面形状も同様となっている。
【００７３】
すなわち、本実施の形態の線材５２は、実施の形態１の巻線２の各巻対応区域において、巻きの段数によらずその断面形状が一定となる部分が、コイル一巻きの辺の形状に合わせて周期的に含まれるようになっている。この断面形状が一定となる部分が、コイルをステータ鉄心外輪に装着したとき、他のコイルと隣接しない部分となるようにコイルの製造を行う。
【００７４】
（実施の形態３）
図８は本発明の実施の形態３におけるコイルを示す図である。
【００７５】
図８（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態３におけるコイルの構成を示す図であり、図８（ａ）は本実施の形態のコイルの平面図であり、図８（ｂ）は同正面図であり、図８（ｃ）は同側面図である。図８（ａ）に示すように、コイル８１は、図中点線にて示すステータの内周表面の幅Ｗに対応する一対の辺を有する、実質上矩形の外形を有しており、ステータ内周表面に設けられるコアを装着できるように、コアの外形に対応した中空の中空部８１ａが形成されている。
【００７６】
また、図８（ｂ）に示すように、コイル８１は正面の方向からも見た場合は実質上台形の形状を有しているが、図８（ｃ）に示すように、コイル８１の側面は台形を彎曲させた実質上扇形の形状を有している。この扇形の曲率は、図１０（ｂ）（ｃ）に示すように、コイル８１が装着されるステータ鉄心外輪の形状に応じて定められる。
【００７７】
次に、図９（ａ）はコイル８１の図８（ａ）のＡ−Ａ′直線による断面図である。なお、各図において、巻線の断面に付与した「１Ｔ」「２Ｔ」等の符号は、コイル８１の巻きの順を示す。
【００７８】
以下、図８および図９を用いてさら説明する。コイル８１は、図示しないコアの高さ方向を巻き方向として形成されたソレノイド層が、同心円状に内側と外層との２層重ねられることにより形成される点、および各ソレノイド層における巻線の巻き方向は実施の形態１と同様である。
【００７９】
しかし、本実施の形態の形態においては、各巻線の断面形状は、矩形でなく実質上台形形状となっている点が実施の形態と異なる。したがって、各ソレノイド層における、巻きの段毎の断面形状の異なりは、次のようになる。すなわち、最下段の巻き数「１Ｔ」および「８Ｔ」番目の巻線は、その断面の矩形形状は、他の、より上段の巻線の断面の台形形状にくらべて、下底の長さがもっとも長く、高さがもっとも低くなっている。また、最上段の巻き数「４Ｔ」および「５Ｔ」番目の巻線は、その断面の台形形状は、他の、より下段の巻線の断面の台形形状にくらべて、下底の長さがもっとも短く、高さがもっとも高くなっている。さらに間の段の巻線は、その段数に応じて、コイル８１の上部にあるもののほうが、下部にあるものより、その下底がより短くなり、高さがより高くなっている。なお、上記の説明において、下底とは、台形の２つの底の内、より長いほうの底を意味する。また、この場合も、各巻線の断面積は同一となるようにする。
【００８０】
さらに、本実施の形態においては、図９（ａ）に示したように、各ソレノイド層の巻きが完成した後に、ステータ鉄心外輪の内周表面に沿って、コイル８１の外形全体を彎曲させている。したがって、各ソレノイド層の各巻線における、断面の台形形状の脚は、実質的に面一となる。
【００８１】
したがって、図９（ｂ）に示される、各巻線の輪郭が形作るコイル８１の断面の外形は、ほとんど段差のない台形を形成する。この台形において、ステータ鉄心外輪に装着されたときにコイル８１の内周側となるほうの脚は、コアの面と平行となっており、コイル８１の外周側となるほうの脚は、段差のない斜辺となっている。なお、コイル８１の外形全体を彎曲させるだけでなく、各巻線の断面の台形形状も彎曲させるようにしてもよい。
【００８２】
このようなコイル８１を用いてステータコイルを作成した場合、図１０（ａ）に示すように、従来例と同一のステータ鉄心外輪に装着したとき、隣接するコイル同士の隙間が従来のステータコイルよりも密になり、占積率が向上する。さらに本実施の形態においては、隣り合うコイルにおいて対向する面が実質上一様な面であるので、図３に示す実施の形態１のように、各巻線の段差によって生ずる空間がない。さらに各コイルはステータ鉄心外輪の内周面とも密着している。したがって、さらに占積率を向上させることができる。なお、図１０（ａ）に示すステータコイルの占積率は８４％になる。
【００８３】
このように、本実施の形態のコイル８１によれば、高効率なステータコイルを製造することができる。
【００８４】
次に図１１（ａ）（ｂ）に、コイル８１を作成するのに必要な線材の構成図を示す。ただし、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は正面図である。線材１１２の基本的な構成は断面形状が矩形形状でなく台形形状である点を除けば、実施の形態１の線材２と同様である。したがって、線材１１２は、その両端が巻き始めリード線８１ｂおよび巻き終わりリード線８１ｃにそれぞれ対応し、コイル８１の内側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域１１３ａおよび外側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域１１３ｂに分割される。また、ソレノイド対応区域１１３ａは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域１１４ａ〜１１４ｄに、ソレノイド対応区域１１３ｂは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域１１４ｅ〜１１４ｈに分割され、巻対応区域１１４ａ〜１１４ｈは、互いに断面の台形の下底の長さおよび高さが異なっている。なお、各巻対応区域の移行区域は、図８に示すコイル８１の線形状変化位置８１ｄにそれぞれ対応する。
【００８５】
さらに、ソレノイド対応区域１１３ａおよび１１３ｂにおける線材の断面形状の下底の長さおよび高さの変化は、ソレノイド対応区域の境界である巻対応区域１１４ｄと１１４ｅとの境界１１４１に対して対称となっている。さらに幅は、境界１１４１に向かって巻対応区域単位で広くなるように移行区域にて変化し、高さは、前記巻対応区域単位で低くなるように移行区域にて変化している。したがって、巻対応区域１１４ａと１１４ｈ、巻対応区域１１４ｂと１１４ｇ、巻対応区域１１４ｃと１１４ｆ、巻対応区域１１４ｄと１１４ｅは、それぞれ同一の断面形状を有している。
【００８６】
なお、上記の実施の形態１〜３においては、ステータ用のコイルを例に説明を行ったが、本発明のコイルはロータ用のコイルとしてもよい。
【００８７】
図２２（ａ）〜（ｃ）はロータ用のコイルの構成を示す図であり、図２２（ａ）は本実施の形態のコイルの平面図であり、図２２（ｂ）は同正面図であり、図２２（ｃ）は同側面図である。
【００８８】
図２２（ａ）に示すように、コイル２２１の上面は、実質上矩形の外形を有しており、ロータ外周表面に設けられるコアを装着できるように、コアの外形に対応した中空の中空部２２１ａが形成されている。また、図２２（ｂ）（ｃ）に示すように、コイル１の側面は、正面、側面いずれの方向からも見た場合も実質上台形の形状を有している。
【００８９】
次に、図２３（ａ）はコイル２２１の、図２２（ａ）のＡ−Ａ′直線による断面図であり、図２３（ｂ）は図２２（ａ）のＢ−Ｂ′直線による断面図である。なお、実施の形態１〜３同様、各図において、巻線の断面に付与した「１Ｔ」「２Ｔ」等の符号は、コイル２２１の巻きの順を示す。
【００９０】
以下、図２２および図２３を用いてさらに詳細に説明する。コイル２２１は、図示しないコアの高さ方向を巻き方向として形成されたソレノイド層が、同心円状に内側と外層との２層重ねられることにより形成される点では実施の形態１〜３と同じであり、巻線の各ソレノイド層における巻方向も実施の形態１と同じである。
【００９１】
しかし、本実施の形態においては、内側および外側の両ソレノイド層において、コイル２２１の巻線は、巻きの段に応じて断面の形状の種類が変化する。すなわち、各ソレノイド層における巻線の形状は、図２２（ｃ）に示す一点鎖線がなす台形の上底寄りにあるものが、下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう、巻きの段単位で変化するが、「２Ｔ」〜「５Ｔ」の巻線の断面形状が台形であるのに対し、「１Ｔ」「６Ｔ」の断面形状は矩形となっている。なお、「１Ｔ」と「６Ｔ」の断面形状を矩形としたのは、これから巻こうとする６Ｔ目の巻線が、既にコアに巻かれた他のコイルの６Ｔ目と、これからコイルを巻こうとするコアの傘部との間に容易に挿入できるようにするためである。
【００９２】
このようなコイル２２１をロータに装着して、ロータ用コイルを作成した場合は、図２４（ａ）に示すように、隣接するコイル同士の隙間が従来のロータ用コイルよりも密になっている。このとき、図２３（ａ）（ｂ）に示すコイル２２１の断面形状は、図示しないステータの内周表面寄りの下底の長さがより大きい短い実質上台形の形状ということになる。ただし図２４（ａ）（ｂ）は、それぞれロータ用コイルの正面図および側面図であり、ロータ用コイル２４０は、モータの回転軸となる主軸２４２と、主軸２４２の周囲に放射状に設けられた複数のコア２４１を備え、図示しない円環状のステータ内に収納されてモータを形成する。
【００９３】
なお、図２２、図２３に示す例は、一点鎖線により示す外形が実質上台形であるとして説明を行ったが、コイル２２１の外形は、「１Ｔ」「８Ｔ」が正方形であるため、厳密は図２２（ｂ）（ｃ）においては六角形、図２３（ａ）（ｂ）に示す断面形状はおいては五角形となる。しかしながら、線材の他の部分により形成される輪郭線が台形であれば、これを実質上台形と見なしてもよい。
【００９４】
また、上記の説明においては、各線材の断面形状は、台形と正方形とが含まれるとして説明を行ったが、断面形状は、上下左右に直線部分を含む四辺形であれば、台形、菱形、平行四辺形、長方形、正方形の全部または一部を任意に含むものであってよい。
【００９５】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、実施の形態１または２のコイルを作成するための線材の製造装置である。
【００９６】
図１２（ａ）は、本実施の形態の線材の製造装置１２０を示す正面図、図１２（ｂ）は同側面図である。また、図１３は製造装置の動作を説明するための図である。各図において、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄは、線材の材料となる一様な断面形状を有する素線１３０を成型するための手段である。水平マウント１２５ａ〜１２５ｄは、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄを、その回転軸に平行な方向には固定し、垂直な方向には可動可能に保持する手段である。回動可能に固定されている。ローラ回転制御用モータ１２２ａ〜１２２ｄは、それぞれ成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄの回転を制御するための手段、ローラ位置制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄは、それぞれ水平マウント１２５ａ〜１２５ｄの位置を動かして、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄをの位置を制御するための手段である。図１２（ｂ）に示すように、一つの成形ローラに対しローラ回転制御用モータは一つ、ローラ位置制御用モータは二つ備えられている。
【００９７】
また、成形ローラ１２１ａと１２１ｃ、および成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとは互いに対向しており、２対のローラ群は、その回転面が互いに直交している。したがって、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄの対向面が断面矩形の小空間を形成し、線材となる素線は、この小空間内を通過することにより、後述する成形動作が行われることになる。
【００９８】
また枠部１２４は、中空の矩形の枠で、その内周表面に水平マウント１２５ａ〜１２５ｄを配置し、外延にそれぞれローラ回転制御用モータ１２２ａ〜１２２ｄおよびローラ位置制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄを配置している。
【００９９】
なお、上記の構成において、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄ、ローラ回転制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄ、ローラ位置制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄ、枠部１２４、水平マウント１２５ａ〜１２５ｄは本発明の形成手段に相当する。
【０１００】
以上のような構成を有する、実施の形態の線材の製造装置の動作を説明するとともに、本発明の線材の製造方法の一実施の形態について説明を行う。
【０１０１】
はじめに、ローラ回転制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄにより、図１３中の実線矢印に示すように、互いに対向する成形ローラ１２１ａおよび１２１ｃは、対向面側に向かって互いに同期して回転している。成形ローラ１２１ｂおよび１２１ｄも同様に同期回転している。また、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの対向する間と、成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの対向する間とは、同一点に配置されるようにする。
【０１０２】
これら成形ローラの間に、素線１３０を挿入する。二組の一対のローラの回転方向は、対向する点における接線で素線１３０の挿入方向と同一になるから、素線１３０は、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間、および成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの間に形成される小空間に入り込み、圧延成型されることになる。
【０１０３】
ここで図１２（ａ）に示すように、素線１３０は、成型により、断面が図中斜線にて示される矩形となる線材１３１に成型される。
【０１０４】
このとき、ローラ位置制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄによって、水平マウント１２５ａ〜１２５ｄは、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄの回転軸の長さ方向と直交する方向にそれぞれ動かすことができる。さらに、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄの姿勢はそのまま保持し、平行移動を行わせる。すなわち、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間隔、および成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの間隔の大小が自在に制御されることになる。
【０１０５】
したがって、図４に示す実施の形態１の線材を作る場合は、以下のような動作を行う。当初、巻対応区域３ａに対応する断面形状を作成可能な寸法に成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間、および成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの間を設定し、巻対応区域３ａの長さ分だけ圧延成型を行う。
【０１０６】
次に、線形状変化位置１ｄの長さの間に、圧延成型を行いながら、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間を広く、圧延成型を行いながら、成形ローラ１２１ｂと１２１ｃとの間を狭く、それぞれ連続的に変化させ、巻対応区域３ｂに対応する形状、すなわち矩形形状であって、巻対応区域３ａの矩形よりも幅よりも狭い幅を有し、より高い形状に設定する。設定が完了すると線形状変化位置１ｄの長さがそこで終わるので、設定された形状を保ったまま、巻対応区域３ｂの長さ分の圧延成型を行う。以下、線形状変化位置１ｄの長さの間に成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間、および１２１ｂと１２１ｄとの間の間隔をそれぞれ変化させて、次の巻対応区域の断面形状の寸法に設定することにより、巻対応区域毎に断面の幅および高さが異なる線材を得ることができる。
【０１０７】
なお、断面が四辺形の線材を得る場合は、その断面形状において、角のＲがより少ないことが望ましい。このとき、図２９（ａ）（ｃ）に示すように、各成形ローラについて、その横幅を、あらかじめ必要とする線材の断面形状の直線部分と同一寸法に設定する。これにより得られた角Ｒは、図２９（ｂ）（ｄ）に示す場合に得られた角Ｒ′より小さくとることができ、より理想的な四辺形が得られる。
【０１０８】
図７に示す実施の形態２のコイル５１の線材５２を製造する場合も同様に行われ、各巻対応区域５４ａ〜５４ｊの形状に合わせて、各成形ローラ間の距離を線形状変化位置の長さとなる部分にて変更するように制御を行えばよい。
【０１０９】
また、図２５および図２６に示す線材２５２，２６２を製造する場合は、巻対応区域２５４ａ〜２５４ｈ、または巻対応区域２６４ａ〜２６４ｈの形状に合わせて、各成形ローラ間の距離を連続的に変更するように制御を行えばよい。
【０１１０】
なお、上記の説明においては、一対の成形ローラ１２１ａおよび１２１ｃ（成形ローラ１２１ｂおよび１２１ｄ）はローラ位置制御用モータ１２３ａおよび１２３ｃ（ローラ位置制御用モータ１２３ａおよび１２３ｃ）によって、互いにその位置を変更することにより、間隔が変更するものとして説明を行ったが、一対の成形ローラにおいて、一方の成形ローラの位置は固定して、他方はローラ位置制御用モータによって位置が変更できるものとしてもよい。ここで図１４に左記の構成を示す。図１４においては、成形ローラ１２１ａおよび成形ローラ１２１ｂは、図１２に示すのと同様の構成により、図示しないローラ位置制御用モータでその位置を変更することができるが、成形ローラ１２１ａと対向する成形ローラ１２１ｃ、および成形ローラ１２１ｂと対向する成形ローラ１２１ｄは、それぞれ枠材の壁面１４０に固定されている。
【０１１１】
このような構成とすることにより、成形ローラ１２１ａおよび成形ローラ１２１ｂの位置調整だけで、線材５４の断面形状の幅および高さを異ならせることができる。この場合、製造装置の構成をより単純化できる。
【０１１２】
また、上記の説明においては、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの対向する間と、成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの対向する間とは、同一点に配置されるものとしたが、図１５に示すように、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの対向する間と、成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの対向する間とが、素線１３０の送り出し方向に沿って異なる配置としておいても良い。
【０１１３】
この場合、図に示すように、素線１３０は、先に成形ローラ１２１ａおよび１２１ｃにより高さ（または幅）を所定の寸法に圧延加工された後、成形ローラ１２１ｂおよび１２１ｄにより幅（または高さ）を所定の寸法に圧延加工されることになる。この場合は成形ローラ１２１ｂおよび成形ローラ１２１ｄの水平マウント、ローラ回転用モータ、ローラ位置制御用モータの取り付け場所等の自由度が広がる。
【０１１４】
また、線材の断面形状が矩形であるとき、その角のＲの大きさの制御に用いることができる。すなわち、素線が成形ローラ１２１ａ及び１２１ｃを先に通過し、後に成形ローラ１２１ｂ及び１２１ｄが通過するように各成形ローラを配置する。次に、素線１３０を通過させる際に、図２７（ａ）に示すように、線材の高さ制御を行う成形ローラ１２１ａ及び１２１ｃの間隔を、あらかじめ線材として必要な高さに対応するよう制御する。一方、成形ローラ１２１ａ及び１２１ｃが接しない両側面は自由端となっているので、成形ローラ１２１ａ及び１２１ｃ圧延された素線の線幅Ｗｅは、完成後の線材の幅以上に広がっている。このときの素線の断面形状を図２８に示す。
【０１１５】
次いで、素線の挿入方向から見て後に配置された成形ローラ１２１ｂ及び１２１ｄに、高さが適切に圧延されたが、必要以上線幅Ｗｅを有する素線を通過させる。成形ローラ１２１ｂ及び１２１ｄは、線材として必要な幅を得るための間隔に制御されているので、図２７（ｂ）に示すように、線幅Ｗｅの素線は、線材の幅に圧延される。
【０１１６】
一方、図２７（ｃ）は、図１３と同様の構成で線材を製造中の状態を示す図であって、図２７（ａ）をＡ−Ａ′直線の方向から眺めた、すなわち図平面から９０度回転した方向から眺めた図である。
【０１１７】
図２７（ｃ）の方法により成形した線材の断面は、四方を同時に圧延するのに対し、図２７（ａ）（ｂ）の方法により成形した線材の断面は、直交する二方向を順に圧延して成形するため、成形後の断面の角のＲをより大きくして、所望の矩形を得ることができる。
【０１１８】
なお、上記の説明においては高さを成形した後に幅を成形するものとして説明を行ったが、高さを成形した後に幅を成形するようにしてもよい。
【０１１９】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、実施の形態３のコイル等を作成するための線材の製造装置である。
【０１２０】
図１６（ａ）は、本実施の形態の線材の製造装置１６０を示す正面図、図１６（ｂ）は同側面図である。各図において、図１２（ａ）（ｂ）と同一部または相当部には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態は、成形ローラ１２１ａ、１２１ｃおよび１２１ｄおよび各ローラの位置制御用モータおよび回転制御用モータは、実施の形態１と同様に構成されているが、成形ローラ１２１ｂは、水平マウント１２５ｂの代わりに傾斜マウント１６１上に配置されている点が異なる。傾斜マウント１６１は、その両端に設けられてたローラ位置制御用モータ１６２α、１６２βの制御によって、成形ローラ１２１ｂの回転軸を、傾斜状態に保持する。また、傾斜マウント１６１は、水平マウント１２５ｂと同様、回転軸と平行な方向には固定し、垂直な方向には可動可能に保持することもできる。
【０１２１】
したがって、ローラ位置制御用モータ１６２αおよび１６２βによって、成形ローラ１２１ｂは、その回転軸を傾斜させたまま、平行移動させることができる。
【０１２２】
このような構成を有する本実施の形態の線材装置によれば、以下のような動作により、図８に示す実施の形態３の線材を作ることができる。すなわち、図３０（ａ）（ｂ）に示すように、巻対応区域１１４ａに対応する断面形状を作成可能な寸法に成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間、および成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの間を設定するとともに、成形ローラ１２１ｂの傾斜角を設定し、巻対応区域１１４ａの長さ分だけ圧延成型を行う。このとき、図３０（ｂ）に示すように、成形ローラ１２１ｂの傾斜角が、断面形状の台形における傾斜した脚の形状を与える。
【０１２３】
次に、線形状変化位置８１ｄの長さの間に、圧延成型を行いながら、成形ローラ１２１ａと１２１ｄとの間を広く、圧延成型を行いながら、成形ローラ１２１ｂと１２１ｃとの間を狭く、それぞれ連続的に変化させ、巻対応区域１１４ｂに対応する形状、すなわち台形形状であって、巻対応区域１１４ａの台形の下底より短い下底を有し、高さがより高い形状に設定する。さらに、巻対応区域１１４ｂの形状によっては、成形ローラ１２１ｂの傾斜角も同時に連続的に変化させる。また、このとき、図３０（ｃ）に示すように、成形ローラ１２１ａおよび１２１ｃと、成形ローラ１２１ｂおよび成形ローラ１２１ｄとの配置を違えるようにする。ただし図３０（ｃ）は、図３０（ａ）のＡ−Ａ′直線による方向から眺めた、すなわち図平面から９０度回転した方向から眺めた図である。
【０１２４】
設定が完了すると線形状変化位置８１ｄの長さがそこで終わるので、設定された形状を保ったまま、巻対応区域１１３ｂの長さ分の圧延成型を行う。以下、線形状変化位置８１ｄの長さの間に成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間、および１２１ｂと１２１ｄとの間の間隔、および成形ローラ１２１ｂの傾斜角をそれぞれ変化させて、次の巻対応区域の断面形状の寸法に設定することにより、巻対応区域毎に断面の下底の長さ、高さおよび脚の傾斜角が異なる線材を得ることができる。
【０１２５】
なお、図３０（ｂ）に示したように、成形ローラ１２１ｂの回転軸を右下に傾斜させると、成形された素線３２０は、圧延がより大きく行われた右側が伸びるため、図３１（ａ）に示すように、その延伸方向において左方向へ彎曲することになる。
【０１２６】
この彎曲を解消するには、図３１（ｂ）に示すように、成形ローラ１２１ａと成形ローラ１２１ｃとの配置を、それぞれ前後にシフトさせる。すなわち、圧延成形が完了した線材３２０の延伸方向と、成形ローラ１２１ａと成形ローラ１２１ｃとがなす直線とが、直交でなく斜交するように、成形ローラ１２１ａおよび１２１ｃの位置を制御する。これにより、成形ローラ１２１ａが、圧延成形が完了した線材の彎曲した凸面を印圧する一方、彎曲した凹面には成形ローラ１２１ｃは配置されていないため、完成した線材装置（図示省略）からの引っ張りテンションと、成形ローラ１２１ａの印圧によって、彎曲が矯正されることになる。なお、この制御は、実施の形態４に応用してもよい。
【０１２７】
また、図２５および図２６に示す線材２５２，２６２であって、断面形状が台形のものを製造する場合は、巻対応区域２５４ａ〜２５４ｈ、または巻対応区域２６４ａ〜２６４ｈの形状に合わせて、各成形ローラ間の距離を連続的に変更するように制御を行えばよい。
【０１２８】
なお、実施の形態４および５の説明においては、素線１３０は一個のコイルを作成するのに必要な長さであるものとして説明を行ったが、実際は素線１３０は、複数のコイルを作成するのに十分な長さを有している。このとき、コイル１個分の長さ毎に上記の一連の動作を行わせるとともに、各コイルの区切りとなる部分には、図１３に示す切り欠きを刻む装置１３００により切りかきを刻むようにする。この切り欠きによってできあがった線材凹凸位置を正確に判別することができる。これは、線材の成形が一度の圧延でできない場合に有効である。すなわち、切り欠きに基づき線材におけるコイルの区切りを判別し、圧延動作を繰り返し行わせて、線材の成形を完了することができる。このとき、切り欠きの位置を検知するセンサを用いることが望ましい。
【０１２９】
このような切りかき毎に線材を切り取れば、１個のコイル分の線分が得られる。
【０１３０】
次に、上記圧延の工程を複数回繰り返し行った線分の側面図を図３２に示す。ただし側面の形状を省略し、縦横比が最大となる部分だけを示した。図４（ｃ）と比較して、縦横比を大きくすることができるのが分かる。
【０１３１】
図３２のような縦横比の大きい線材を用いて実施の形態１〜３のようなコイルを作成するために、圧延工程を複数回繰り返し行う場合、各成形ローラの幅は、その毎回圧延箇所毎に対応したものを使用する必要があるので、かかる成形ローラを装着した線材の製造装置を、工程を繰り返す台数分連結することが望ましい。
【０１３２】
なお、上記の各実施の形態において、ステータ鉄心外輪１７１は本発明のステータに相当し、ステータ鉄心１７２は本発明のコアに相当し、ロータ用コイル２４０は本発明のロータに相当し、外側および内側の各ソレノイド層は、本発明のソレノイド層に相当する。また、図２（ａ）、図２（ｂ）や図６（ａ）、図９（ａ）、図９（ｂ）に示す、ステータ鉄心外輪に装着されたとき、他のコイルと隣り合うコイルの部分、および図２４においてコア２４１に装着されたとき、他のコイルと隣り合う部分は、本発明の多層部の少なくとも一部に相当する。
【０１３３】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えばソレノイド層は、三層以上の多層であってもよい。ソレノイド層が単層である場合、ステータ鉄心外輪に装着されたとき、他のコイルと隣あう部分は、本発明の単層部に相当することになる。
【０１３４】
また、図２，６，９等に示す各巻線の断面積は、各部で同一であるとして説明を行ったが、断面積は、各ソレノイド層毎、もしくは一つのソレノイド層内で異なっていても良い。
【０１３５】
また、図２，６，９等に示す各巻線の断面形状は、隣り合うソレノイド層同士で同一であるとして説明を行ったが（例えば「１Ｔ」と「８Ｔ」）、断面形状は、各ソレノイド層同士で異なっていても良い。
【０１３６】
また、各ソレノイド層における巻線の巻きの段数は同一であるとして説明を行ったが、巻きの段数はソレノイド層毎に異なっていても良い。
【０１３７】
また、例えば図１（ａ）に示すように、コイルの平面は実質上矩形であるとして説明を行ったが、三角形や、５角形以上の多角形であっても良い。また、実質上円形、楕円形としてもよい。
【０１３８】
また、本発明は、本発明のコイルをステータに装着したステータコイルとして実施しても良い。このとき、コイルは完成した状態でステータのコアに装着される構成であっても良いし、ステータのコアに本発明の線材を直接巻き付け加工することによって形成される構成であってもよい。
【０１３９】
さらに本発明は、本発明のコイルをロータに装着したロータコイルとして実施しても良い。このとき、コイルは完成した状態でロータのコアに装着される構成であっても良いし、ロータのコアに本発明の線材を直接巻き付け加工することによって形成される構成であってもよい。
【０１４０】
また、本発明は、ステータ用、ロータ用以外の用途、例えばトランスに用いても良く、コイルの外形に対して占積率を十分向上させることができる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明によれば、コイルの太さを保ちながら、例えばステータやロータに用いた場合、その占積率を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの正面図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの側面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの断面図
【図３】本発明の実施の形態１によるコイルを用いたステータコイルの構成図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の側面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態２によるコイルの平面図
（ｂ）本発明の実施の形態２によるコイルの正面図
（ｃ）本発明の実施の形態２によるコイルの側面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの断面図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の側面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３によるコイルの平面図
（ｂ）本発明の実施の形態３によるコイルの正面図
（ｃ）本発明の実施の形態３によるコイルの側面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態３によるコイルの断面図
（ｂ）本発明の実施の形態３によるコイルの断面図
【図１０】本発明の実施の形態３によるコイルを用いたステータコイルの構成図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態３によるコイルの線材の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態３によるコイルの線材の側面図
【図１２】（ａ）本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の正面図
（ｂ）本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の側面図
【図１３】本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
【図１４】本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の他の構成を示す図
【図１５】本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の他の構成を示す図
【図１６】（ａ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の正面図
（ｂ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の側面図
【図１７】（ａ）従来の技術によるステータコイルの正面図
（ｂ）従来の技術によるステータコイルの側面図
【図１８】（ａ）ステータ鉄心の構成図
（ｂ）リベットの構成図
【図１９】従来の技術によるステータコイルにおける占積率を説明するための図
【図２０】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ステータ装着時の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ステータ装着時の正面図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ステータ装着時の側面図
【図２１】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ステータ装着時の断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ステータ装着時の断面図
【図２２】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの、他の構成の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの、他の構成の正面図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの、他の構成の側面図
【図２３】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの、他の構成の断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの、他の構成の断面図
【図２４】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ロータ装着時の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ロータ装着時の側面図
【図２５】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の側面図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の断面図
【図２６】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の側面図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の断面図
【図２７】（ａ）本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｃ）本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
【図２８】素線の断面形状を示す図
【図２９】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｄ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
【図３０】（ａ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｃ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
【図３１】（ａ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
【図３２】本発明によるコイルの線材の他の構成を示す図
【符号の説明】
１ コイル
１ａ 中空部
１ｂ 巻き始めリード線
１ｃ 巻き終わりリード線
１ｄ 線形状変化位置
２ 線材
３ａ、３ｂ ソレノイド層対応区域
４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ 巻対応区域
４１ 境界
１２０ 線材の製造装置
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ 成形ローラ
１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ ローラ回転制御用モータ
１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ ローラ位置制御用モータ
１２４ 枠部
１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ 水平マウント
【発明の属する技術分野】
本発明はモータや発電器に使用されるコイルとそれを作成するための線材およびその製造装置、製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒形のステータコイルと、ステータの内周に配置され回転する円柱形のシャフトとから構成されたモータは、動力を取り出したり、逆に電力を取り出す発電器として用いられている。特に近年では、電気自動車やハイブリッド車用に用いられている。
【０００３】
図１７（ａ）（ｂ）に、そのようなモーターに用いられる従来のステータコイルの構成を示す（例えば、特許文献１を参照。）。ただし図１７（ａ）は正面図、図１７（ｂ）は側面図である。
【０００４】
ステータコイル１７０は、図１７（ａ）に示すように、円筒形のステータ鉄心外輪１７１の内周の表面に、図１８（ａ）に示す断面蒲鉾型のステータ鉄心１７１をリング状に１２個並べることによって形成されている。ステータ鉄心外輪１７１とステータ鉄心１７２とは、図１８（ｂ）に示すリベット１７３によって固定されている。ステータ鉄心１７２の周りに巻線を巻き付けることにより、個々のコイル１７４が形成され、このコイル１７４が円環上に配置されることにより、ステータコイル１７０が完成する。なお、図１７（ａ）においては、説明のため、図中点線で区切った右半分をステータ鉄心外輪１７１とステータ鉄心１７２のみの構成として示し、同左半分を、コイル１７４を装着してステータコイル１７０が完成した状態として示した。
【０００５】
【特許文献１】
特願２０００−２９３２２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなステータコイルは、以下のような課題があった。図１９は、図１７（ｂ）の側面図の方向からの断面を示す図である。ステータコイル１７０の効率を高めるためには、コイル１７４の巻線の巻き数を増やしたり、巻線を太くするなどの手段があるが、コイル１７４の巻線１９１を太くした場合、図１９に示すように、ステータ鉄心外輪１７１内において、コイル１７４が占有可能な領域１９２に対し、コイルの巻線１９１の前記断面積がしめる割合、すなわち占積率が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
単に見た目の占積率を確保するだけなら細い巻線を用いればよいが、巻線の量が増えると、巻線の表面積が増え、巻線全体に占める巻線の皮膜の占める量があるので実質的な占積率はやはり低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたものであり、十分に太い線材を利用しつつ、占積率を高めることのできるコイル、コイルの線材、および線材の製造装置および製造方法をを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の本発明は、一本の巻線（１ａ）を巻くことにより形成された、多層のソレノイド層を有するコイルであって、
前記多層のソレノイド層により形成された多層部の少なくとも一部の断面は実質上台形の形状を有し、
前記多層部の断面における個々の前記巻線の断面形状は、その上下左右に直線部分を有する実質上四辺形であって、各前記ソレノイド層において、前記台形の上底寄りにあるものが、前記台形の下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう変化しているコイルである。
【００１０】
また、第２の本発明は、内周表面に前記内周の中心に向かって形成された複数のコアを有する実質円筒形状のステータの前記コアに装着され、
前記多層部の前記少なくとも一部は、前記コイルの、前記コアに装着された状態で隣のコイルと向き合う部分であって、前記台形は、前記ステータの内周表面寄りの下底の長さがより長い第１の本発明のコイルである。
【００１１】
また、第３の本発明は、外周表面に、前記外周表面と対向するステータの内周表面に向かって形成された複数のコアを有するローターの前記コアに装着され、
前記多層部の前記少なくとも一部は、前記コアに装着された状態で隣のコイルと向き合う部分であって、前記台形は、前記ステータの内周表面寄りの下底の長さがより長いコイルである。
【００１２】
また、第４の本発明は、前記巻線の断面積は、その長さ方向における任意の箇所において実質上同一である第１から３のいずれかの本発明のコイルである。
【００１３】
また、第５の本発明は、各前記ソレノイド層の断面における個々の前記巻線の断面形状は実質上矩形である第１から３のいずれかの本発明のコイルである。
【００１４】
また、第６の本発明は、各前記ソレノイド層の断面における個々の前記巻線の断面形状は実質上台形形状であって、前記台形の下底寄りにあるものが、前記台形の上底側にあるものより、前記台形形状の高さが低く、長いほうの底の長さが長くなるよう変化している第１から３のいずれかの本発明のコイルである。
【００１５】
また、第７の本発明は、各前記ソレノイド層の断面における個々の前記巻線の断面形状は、前記ステータの内周表面に沿って彎曲している第２または３の本発明のコイルである。
【００１６】
また、第８の本発明は、少なくとも前記多層部の断面の実質上台形の形状が、前記ステータの内周表面に沿って湾曲している第２または３の本発明のコイルである。
【００１７】
また、第９の本発明は、前記少なくとも一部以外の前記多層部の断面は、実質上矩形の形状を有し、
前記少なくとも一部以外の多層部の断面における個々の前記巻線の断面形状は、各前記ソレノイド層において、実質上同一である第２または３の本発明のコイルである。
【００１８】
また、第１０の本発明は、各前記ソレノイド層における前記巻線の巻数は同一である第１から３のいずれかの本発明のコイルである。
【００１９】
また、第１１の本発明は、前記コアの、前記ステータの前記内周表面側から見た断面は実質上矩形の形状を有する第２または３の本発明のコイルである。
【００２０】
また、第１２の本発明は、第１の本発明のコイルの前記巻線の線材であって、
前記線材は、その両端を含み、または除いて各前記ソレノイド層の巻線の長さに対応した複数のソレノイド対応区域に分割され、
各前記ソレノイド対応区域は、各前記ソレノイド層の一巻き分の長さに対応した複数の巻対応区域に分割され、
前記コイルの前記多層部の少なくとも一部に対応する前記ソレノイド対応区域の断面形状は、
各前記ソレノイド対応区域においては、その一端から他端までその幅が狭くなるのに対応してその高さが高くなるよう変化し、
隣り合う前記ソレノイド対応区域同士においては、前記隣り合いの境界に向かって、前記幅が狭くまたは広くなるように変化するとともに、それに対応して、前記高さが高くまたは低くなるように変化する線材である。
【００２１】
また、第１３の本発明は、前記ソレノイド対応区域の断面形状は、前記巻対応区域毎に変化し、同一の巻対応区域においては変化しない第１２の本発明の線材である。
【００２２】
また、第１４の本発明は、前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応しない前記ソレノイド対応区域における断面形状は、その高さおよび幅が同一である第１２または１３の本発明の線材である。
【００２３】
また、第１５の本発明は、前記ソレノイド対応区域における、任意の箇所においてその断面積が実質上同一である第１２または１３の本発明の線材である。 また、第１６の本発明は、前記断面形状は、実質上四辺形である第１１から１４のいずれかの本発明の線材である。
【００２４】
また、第１７の本発明は、前記四辺形は、矩形、平行四辺形、台形の全部または一部を含む第１５の本発明の線材である。
【００２５】
また、第１８の本発明は、第１２の本発明の線材の製造装置であって、
素線の断面形状を連続的に圧延することにより前記ソレノイド対応区域における断面形状を形成する形成手段を備え、
前記形成手段は、
前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応する前記ソレノイド対応区域の断面形状を、各前記ソレノイド対応区域においては、その一端から他端まで、その幅が狭くなるのに対応してその高さが高くなるよう変化する前記圧延を行い、
隣り合う前記ソレノイド対応区域同士においては、前記隣り合いの境界に向かって、前記幅が、狭くまたは広くなるように変化するとともに、それに対応して、前記高さが高くまたは低くなるように変化する前記圧延を行う線材の製造装置である。
【００２６】
また、第１９の本発明は、前記形成手段は、前記ソレノイド対応区域の断面形状が、前記巻対応区域毎に変化し、同一の巻対応区域においては変化しないよう前記圧延を行う第１８の本発明の線材の製造装置である。
【００２７】
また、第２０の本発明は、前記形成手段は、前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応しない前記ソレノイド対応区域における断面形状を、その高さおよび幅が同一となるよう前記圧延を行う第１８または１９の本発明の線材の製造装置である。
【００２８】
また、第２１の本発明は、前記形成手段は、その長さ方向における任意の箇所において断面形状が実質上同一である前記素線を、少なくとも一つの対向する２面から互いに平行な向きに印圧することにより、前記圧延を行う第１８の本発明の線材の製造装置である。
【００２９】
また、第２２の本発明は、前記形成手段は、残りの対向する２面からも印圧することにより前記圧延を行う第２１の本発明の線材の製造装置である。
【００３０】
また、第２３の本発明は、前記印圧が行われる前記一つの対向する２面と、前記残りの対向する２面とは、互いに前記素線上の延伸方向における位置が異なる第２２の本発明の線材の製造装置である。
【００３１】
また、第２４の本発明は、前記成形手段は、前記残りの対向する２面については、一方の面を印圧したのち他方の面を印圧することにより前記圧延を行う第２３の本発明の線材の製造装置である。
【００３２】
また、第２５の本発明は、第１２の本発明の線材の製造方法であって、
素線の断面形状を連続的に圧延することにより前記ソレノイド対応区域における断面形状を形成する工程を備え、
前記形成の工程は、
前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応する前記ソレノイド対応区域の断面形状を、各前記ソレノイド対応区域においては、その一端から他端まで、その幅が狭くなるのに対応してその高さが高くなるよう変化する前記圧延を行い、
隣り合う前記ソレノイド対応区域同士においては、前記隣り合いの境界に向かって、前記幅が狭くまたは広くなるように変化するとともに、それに対応して、前記高さが高くまたは低くなるように変化する前記圧延を行う線材の製造方法である。
【００３３】
また、第２６の本発明は、前記形成の工程は、前記ソレノイド対応区域の断面形状が、前記巻対応区域毎に変化し、同一の巻対応区域においては変化しないよう前記圧延を行う第２５の本発明の線材の製造方法である。
【００３４】
また、第２７の本発明は、前記形成の工程は、前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応しない前記ソレノイド対応区域における断面形状を、その高さおよび幅が同一となるよう前記圧延を行う第２６の本発明の線材の製造方法である。
【００３５】
また、第２８の本発明は、第１８の本発明の線材の製造装置の、素線の断面形状を連続的に圧延することにより前記ソレノイド対応区域における断面形状を形成する形成手段の一部としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００３６】
また、第２９の本発明は、第２８の本発明のプログラムを担持した媒体であって、コンピュータにより処理可能な媒体である。
【００３７】
また、第３０の本発明は、内周表面に前記内周の中心に向かって形成された複数のコアを有する実質上円筒形状のステータと、
前記コアに配置される複数のコイル部材とを有するステータコイルであって、
前記コイル部材として、第２の本発明のコイルを用いたステータコイルである。
【００３８】
また、第３１の本発明は、外周表面に、前記外周表面と対向するステータの内周表面に向かって形成された複数のコアを有するローター本体と、
前記コアに配置される複数のコイル部材とを有するローターコイルであって、
前記コイル部材として、第３の本発明のコイルを用いたローターコイルである。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明を行う。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるコイルを示す図である。
【００４１】
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１におけるコイルの構成を示す図であり、図１（ａ）は本実施の形態のコイルの平面図であり、図１（ｂ）は同正面図であり、図１（ｃ）は同側面図である。図１（ａ）に示すように、コイル１は、図中点線にて示すステータの内周表面の幅Ｗに対応する一対の辺を有する、実質上矩形の外形を有しており、ステータ内周表面に設けられるコアを装着できるように、コアの外形に対応した中空の中空部１ａが形成されている。また、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、コイル１の側面は、正面、側面いずれの方向からも見た場合も実質上台形の形状を有している。このとき、台形の下底側はステータ内周の表面よりであって、上底側はステータ内周の中心よりとなっており、下底のほうが上底よりも長いようになっている。なお、以下、実施の形態を含む説明においても、台形を説明する際は、下底の長さは上底の長さよりも常に長いものとする。
【００４２】
次に、図２（ａ）はコイル１の図１（ａ）のＡ−Ａ′直線による断面図であり、図２（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ′による断面図である。なお、各図において、巻線の断面に付与した「１Ｔ」「２Ｔ」等の符号は、コイル１の巻きの順を示す。
【００４３】
以下、図１および図２を用いてさらに詳細に説明する。コイル１は、図示しないコアの高さ方向を巻き方向として形成されたソレノイド層が、同心円状に内側と外層との２層重ねられることにより形成される。内側のソレノイド層において、巻線の巻き方向は、図中の符号「１Ｔ」「２Ｔ」「３Ｔ」「４Ｔ」が示すように、コイル１の下部から上部に段々に向かっている。なお、内側のソレノイド層の巻線の巻き初めは、図１（ｂ）（ｃ）に示す巻き始めリード線１ｂにて示される。
【００４４】
また、外側の内側のソレノイド層において、巻線の巻き方向は、図中の符号「５Ｔ」「６Ｔ」「７Ｔ」「８Ｔ」が示すように、コイル１の上部から下部に向かっている。そこで、内側のソレノイド層と外側のソレノイド層とは、巻き順「４Ｔ」の巻線と「５Ｔ」の巻線との間で区別されることになる。なお、外側のソレノイド層の巻線の巻き終わりは、図１（ａ）（ｂ）に示す巻き終わりリード線１ｃにて示される。
【００４５】
次に、内側のソレノイド層において、コイル１の下部から上部に向けて巻かれる巻線は、巻きの段毎に断面形状が異なる。具体的には、図２（ａ）（ｂ）に示すように、最下段の巻き数「１Ｔ」番目の巻線は、その断面の矩形形状は、他のより上段の巻線の断面の矩形形状にくらべて、幅がもっとも長く、高さがもっとも低くなっている。また、最上段の巻き数「４Ｔ」番目の巻線は、その断面の矩形形状は、他の、より下段の巻線の断面の矩形形状にくらべて、幅がもっとも狭く、高さがもっとも高くなっている。さらに間の段の巻線は、その段数に応じて、コイル１の上部にあるもののほうが、下部にあるものより、その横幅がより狭くなり、高さがより高くなっている。
【００４６】
一方、外側のソレノイド層においては、コイル１の上部から下部に向けて巻かれる巻線の断面形状は以下のようになる。すなわち、図２（ａ）（ｂ）に示すように、最上段の巻き数「５Ｔ」番目の巻線は、その断面の矩形形状は、他の、より下段の巻線の断面の矩形形状にくらべて、幅がもっとも狭く、高さがもっとも高くなっている。最下段の巻き数「８Ｔ」番目の巻線は、その断面の矩形形状は、他のより上段の巻線の断面の矩形形状にくらべて、幅がもっとも広く、高さがもっとも低くなっている。また、さらに間の段の巻線は、その段数に応じて、コイル１の上部にあるもののほうが、下部にあるものより、その横幅がより狭くなり、高さがより高くなっている。
【００４７】
すなわち、各ソレノイド層における巻線の形状は、図１（ｂ）（ｃ）に示す台形の上底寄りにあるものが、下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう、巻きの段単位で変化している。ただし、各巻線の断面積は同一となるようにする。
【００４８】
巻線の各部が以上のような形状を有するので、図２（ａ）および図２（ｂ）に示される、各巻線の輪郭が形作るコイル１の断面の外形は、各図で同一形状である実質上台形形状を形成する。この台形形状において、ステータに装着されたときにコイル１の内周側となり、ステータ鉄心と隣り合うほうの脚は、上底および下底と実質的に直角を成しており、コイル１の外周側となり、他のコイルと隣り合うほうの脚は、斜辺となっている。
【００４９】
このようなコイル１を用いてステータコイルを作成した場合、図３（ａ）に示すように、従来例と同一のステータ鉄心外輪に装着したとき、隣接するコイル同士の隙間が従来のステータコイルよりも密になり、占積率が向上する。なお、図３（ｂ）に、ステータ鉄心外輪に装着されたコイル１の一つを、ステータ鉄心外輪の内周側から眺めた状態を示す。このとき、個々のコイル１は、装着前に、その全体をステータ鉄心外輪の内周のカーブに沿って彎曲させるようにする。
【００５０】
また、図２０に彎曲状態のコイル１の三面図を示す。彎曲状態のコイルの外形は、図２０（ａ）および図２０（ｂ）においては、図１（ａ）の上面図および図１（ｂ）の側面図に示すものとほぼ同様の形状を有するが、図２０（ｃ）においては、ステータ鉄心外輪の曲面に沿って外形が彎曲していることが分かる。
【００５１】
また、図２１に彎曲状態のコイル１の、図２０のＡ−Ａ′直線およびＢ−Ｂ′直線三面図を示す。図２１（ａ）においては図２（ａ）の断面図に示すものとほぼ同様の形状を有するが、図２（ｂ）においては、コイル１の外形がステータ鉄心外輪の曲面に沿って彎曲しているため、各巻線の配置が図２（ｂ）の配置から徐々にコイル１の外側へとずれている。すなわち、図１（ｂ）においては、巻き数「１Ｔ」「２Ｔ」「３Ｔ」「４Ｔ」の巻線は、コイル１の内側において、その辺部が直線をなすように配置されているのに対し、図２１（ｂ）においては、図１（ｂ）に対応する各巻線の辺部は、「１Ｔ」からコイル１の外側へと向かう段差を形成している。したがって、図１のコイル１と、図２１の彎曲状態コイル１とでは、巻線の外形により形成される台形形状も変化している。
【００５２】
図１７（ａ）に示す従来例の占積率が７０％であるのに、図３（ａ）に示すステータコイルの占積率は８０％になる。このように、本実施の形態のコイル１によれば、高効率なステータコイルを製造することができる。
【００５３】
次に図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に、コイル１を作成するのに必要な線材の構成図を示す。ただし、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は側面図である。各図に示すように、線材２は、その両端が巻き始めリード線１ｂおよび巻き終わりリード線１ｃにそれぞれ対応する。また、コイル１の内側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域３ａおよび外側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域３ｂに分割される。また、ソレノイド対応区域３ａは、線形状変化位置１ｄに対応する部分を除く巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域４ａ〜４ｄに、ソレノイド対応区域３ｂは、線形状変化位置１ｄに対応する部分を除く巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域４ｅ〜４ｈに分割される。
【００５４】
巻対応区域４ａ〜４ｈは、互いの区域毎に断面の幅および高さが異なっているが、それぞれの巻対応区域においては、断面の幅および高さは同一となっている。なお、各巻対応区域の移行区域は、図１に示すコイル１の線形状変化位置１ｄにそれぞれ対応する。線形状変化位置１ｄにおいては、断面の幅および高さは連続的に変化している。
【００５５】
さらに、ソレノイド対応区域３ａおよび３ｂの断面形状の幅および高さの変化は、ソレノイド対応区域の境界である巻対応区域４ｄと４ｅとの境界４１に対して対称となっている。さらに幅は、境界４１に向かって巻対応区域単位で広くなるように移行区域にて変化し、高さは、前記巻対応区域単位で低くなるように移行区域にて変化している。したがって、巻対応区域４ａと４ｈ、巻対応区域４ｂと４ｇ、巻対応区域４ｃと４ｆ、巻対応区域４ｄと４ｅは、それぞれ同一の断面形状を有している。また、図４（ｃ）において、線材２は、巻き終わりリード線１ｃの断面形状と、巻対応区域４ｅの外形とが直交し、全体としては十字形状の外観を有する。
【００５６】
なお、上記の説明においては、図１に示すコイル１の説明を行ったが、本発明のコイルは、特定の線形状変化位置１ｄを設けずに、線形状が連続的に変化する構成としてもよい。
【００５７】
そのような本発明のコイルを作成するための線材の構成を、ソレノイド層が２層の場合を例にとり、図２５に示す。図２５（ａ）は平面図、図２５（ｂ）は正面図、図２５（ｃ）は側面図である。各図に示すように、線材２５２は、その両端が巻き始めリード線および巻き終わりリード線にそれぞれ対応する。また、コイルの内側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域２５３ａおよび外側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域２５３ｂに分割される。また、ソレノイド対応区域２５３ａは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域２５４ａ〜２５４ｄに、ソレノイド対応区域２５３ｂは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域２５４ｅ〜２５４ｈに分割される。巻対応区域２５４ａ〜２５４ｈは、連続的に断面の幅および高さが異なっている。
【００５８】
さらに、ソレノイド対応区域２５３ａおよび２５３ｂの断面形状の幅および高さの変化は、ソレノイド対応区域の境界である巻対応区域２５４ｄと２５４ｅとの境界２５４１に対して対称となっている。さらに幅は、境界４１に向かって連続的に広くなるように移行区域にて変化し、高さは、連続で低くなるように移行区域にて変化している。したがって、巻対応区域２５４ａと２５４ｈ、巻対応区域２５４ｂと２５４ｇ、巻対応区域２５４ｃと２５４ｆ、巻対応区域２５４ｄと４ｅは、境界２５４１に対して対称な断面形状を有している。また、図２５（ｃ）において、線材２５２は、巻き終わりリード線の断面形状と、境界２５４１における外形とが直交し、全体としては十字形状の外観を有する。
【００５９】
さらに、本発明のコイルを作成するための線材は、以下の構成であってもよい。図２６は、ソレノイド層が２層の本発明のコイルの巻線となる線材の他の例の構成図である。図２６（ａ）は平面図、図２６（ｂ）は正面図、図２６（ｃ）は図中矢印Ａの側から眺めた側面図である。各図に示すように、線材２６２は、その両端が巻き始めリード線および巻き終わりリード線にそれぞれ対応する。また、コイルの内側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域２６３ａおよび外側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域２６３ｂに分割される。また、ソレノイド対応区域２６３ａは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域２６４ａ〜２６４ｄに、ソレノイド対応区域２６３ｂは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域２６４ｅ〜２６４ｈにそれぞれ分割される。巻対応区域２６４ａ〜２６４ｈは、連続的に断面の幅および高さが異なっている。
【００６０】
この構成は、線材の幅は、両端から境界２６４１に向かって連続的に広くなるように変化し、また高さは、両端から連続的に低くなるように変化している点では図２５に示す構成と同じであるが、異なるのは、ソレノイド対応区域２６３ａおよび２６３ｂの断面形状の幅および高さの変化が、ソレノイド対応区域の境界である巻対応区域２６４ｄと２６４ｅとの境界２６４１に対して非対称となっている点である。したがって、巻対応区域２６４ａと２６４ｈ、巻対応区域２６４ｂと２６４ｇ、巻対応区域２６４ｃと２６４ｆ、巻対応区域２６４ｄと２６４ｅは、境界２６４１に対して非対称な断面形状を有しており、巻対応区域２６４ａ〜２６４ｄ側より巻対応区域２６４ｅ〜２６４ｈ側の方が幅は狭く、高さは高くなる緩やかな形状変化をしている。また、図２６（ｃ）において、線材２６２は、巻き始めリード線の外形および巻き終わりリード線の断面形状と、境界２６４１における外形とが直交した外観を有する。
【００６１】
（実施の形態２）
図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態２におけるコイルの構成を示す図であり、図５（ａ）は本実施の形態のコイルの平面図であり、図５（ｂ）は同正面図であり、図５（ｃ）は同側面図である。なお、図１と同一部または相当部には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６２】
図５（ｂ）（ｃ）に示すように、コイル５１の側面は、側面から見た場合は実施の形態１のコイル１と同様の実質上台形の形状を有しているが、正面から見た場合は、実質上矩形の形状を有している。
【００６３】
次に、図６（ａ）はコイル５１の、図５（ａ）のＡ−Ａ′直線による断面図であり、図６（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ′直線による断面図である。なお、実施の形態１同様、各図において、巻線の断面に付与した「１Ｔ」「２Ｔ」等の符号は、コイル５１の巻きの順を示す。
【００６４】
以下、図５および図６を用いてさらに詳細に説明する。コイル５１は、図示しないコアの高さ方向を巻き方向として形成されたソレノイド層が、同心円状に内側と外層との２層重ねられることにより形成される点では実施の形態１と同じであり、巻線の各ソレノイド層における巻方向も実施の形態１と同じである。
【００６５】
しかし、本実施の形態においては、内側および外側の両ソレノイド層において、コイル５１の下部から上部に向けて巻かれる巻線は、巻きの段毎に断面の形状が同一の部分を有する。すなわち、各ソレノイド層における巻線の形状は、図５（ｃ）に示す台形の上底寄りにあるものが、下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう、巻きの段単位で変化するが、図５（ｂ）に示すは、どの巻の段にある巻線も、断面形状は同一寸法の実質上正方形となっている。
【００６６】
巻線の各部が以上のような形状を有するので、各巻線の輪郭が形作るコイル１の断面の外形は、図６（ａ）に示すように、実施の形態１の図２（ａ）（ｂ）と同様、実質上台形形状を形成するが、図６（ｂ）に示す側は、実質上矩形を形成する。この場合も、各巻線の断面積は同一となるようにする。
【００６７】
このようなコイル５１をステータコアに装着して、ステータコイルを作成した場合も、図３（ａ）に示すように、隣接するコイル同士の隙間が従来のステータコイルよりも密になっている。
【００６８】
さらに本実施の形態によれば、各コイルについて、他のコイルと隣接しない部分、すなわちステータコイルの円筒形の上下底面と対向する部分は、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように矩形なので、図１に示すコイル１の台形形状に対するモータの胴体長さが短くなる。これによりステータコイルとして、ローターと組み合わせてモータを作成する場合、ローターの軸方向の長さを短くすることができる。
【００６９】
次に図７（ａ）（ｂ）に、コイル５１を作成するのに必要な線材の一部の構成図を示す。ただし、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は正面図であって、コイル５１の内側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域の一部のみを示している。
【００７０】
各図に示すように、線材５２は、その一端が巻き始めリード線１ｂに対応し、ソレノイド対応区域は、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域に分割される。ただし図には、巻きはじめから３巻き目（図中「３Ｔ」の巻線）の一部である巻対応区域５４ａ〜５４ｊまでを示している。
【００７１】
１巻き目（図中「１Ｔ」の巻線）に対応する巻対応区域５４ａ〜５４ｄのうち、図６（ａ）に示す台形形状の断面を有する巻線となる巻対応区域５４ｂ、５４ｄの断面形状は、図４の巻対応区域４ａと同様、他の、より上段の巻線の断面の矩形形状にくらべて、幅がもっとも長く、高さがもっとも低くなっている。図６（ａ）において２巻き目となる（図中「２Ｔ」の巻線）巻対応区域５４ｆ、５４ｈの断面形状は、巻対応区域５４ｂ、５４ｄとくらべて、横幅がより狭くなり、高さがより高くなっている。以下、実施の形態１の巻線２と同様の変化を行う。
【００７２】
一方、巻対応区域５４ａ〜５４ｄのうち、図６（ｂ）に示す矩形形状の断面を有する巻線となる巻対応区域５４ａ、５４ｃの断面形状は、実質正方形となっており、図６（ａ）において２巻き目となる巻対応区域５４ｅ、５４ｇの断面形状も同様となっている。
【００７３】
すなわち、本実施の形態の線材５２は、実施の形態１の巻線２の各巻対応区域において、巻きの段数によらずその断面形状が一定となる部分が、コイル一巻きの辺の形状に合わせて周期的に含まれるようになっている。この断面形状が一定となる部分が、コイルをステータ鉄心外輪に装着したとき、他のコイルと隣接しない部分となるようにコイルの製造を行う。
【００７４】
（実施の形態３）
図８は本発明の実施の形態３におけるコイルを示す図である。
【００７５】
図８（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態３におけるコイルの構成を示す図であり、図８（ａ）は本実施の形態のコイルの平面図であり、図８（ｂ）は同正面図であり、図８（ｃ）は同側面図である。図８（ａ）に示すように、コイル８１は、図中点線にて示すステータの内周表面の幅Ｗに対応する一対の辺を有する、実質上矩形の外形を有しており、ステータ内周表面に設けられるコアを装着できるように、コアの外形に対応した中空の中空部８１ａが形成されている。
【００７６】
また、図８（ｂ）に示すように、コイル８１は正面の方向からも見た場合は実質上台形の形状を有しているが、図８（ｃ）に示すように、コイル８１の側面は台形を彎曲させた実質上扇形の形状を有している。この扇形の曲率は、図１０（ｂ）（ｃ）に示すように、コイル８１が装着されるステータ鉄心外輪の形状に応じて定められる。
【００７７】
次に、図９（ａ）はコイル８１の図８（ａ）のＡ−Ａ′直線による断面図である。なお、各図において、巻線の断面に付与した「１Ｔ」「２Ｔ」等の符号は、コイル８１の巻きの順を示す。
【００７８】
以下、図８および図９を用いてさら説明する。コイル８１は、図示しないコアの高さ方向を巻き方向として形成されたソレノイド層が、同心円状に内側と外層との２層重ねられることにより形成される点、および各ソレノイド層における巻線の巻き方向は実施の形態１と同様である。
【００７９】
しかし、本実施の形態の形態においては、各巻線の断面形状は、矩形でなく実質上台形形状となっている点が実施の形態と異なる。したがって、各ソレノイド層における、巻きの段毎の断面形状の異なりは、次のようになる。すなわち、最下段の巻き数「１Ｔ」および「８Ｔ」番目の巻線は、その断面の矩形形状は、他の、より上段の巻線の断面の台形形状にくらべて、下底の長さがもっとも長く、高さがもっとも低くなっている。また、最上段の巻き数「４Ｔ」および「５Ｔ」番目の巻線は、その断面の台形形状は、他の、より下段の巻線の断面の台形形状にくらべて、下底の長さがもっとも短く、高さがもっとも高くなっている。さらに間の段の巻線は、その段数に応じて、コイル８１の上部にあるもののほうが、下部にあるものより、その下底がより短くなり、高さがより高くなっている。なお、上記の説明において、下底とは、台形の２つの底の内、より長いほうの底を意味する。また、この場合も、各巻線の断面積は同一となるようにする。
【００８０】
さらに、本実施の形態においては、図９（ａ）に示したように、各ソレノイド層の巻きが完成した後に、ステータ鉄心外輪の内周表面に沿って、コイル８１の外形全体を彎曲させている。したがって、各ソレノイド層の各巻線における、断面の台形形状の脚は、実質的に面一となる。
【００８１】
したがって、図９（ｂ）に示される、各巻線の輪郭が形作るコイル８１の断面の外形は、ほとんど段差のない台形を形成する。この台形において、ステータ鉄心外輪に装着されたときにコイル８１の内周側となるほうの脚は、コアの面と平行となっており、コイル８１の外周側となるほうの脚は、段差のない斜辺となっている。なお、コイル８１の外形全体を彎曲させるだけでなく、各巻線の断面の台形形状も彎曲させるようにしてもよい。
【００８２】
このようなコイル８１を用いてステータコイルを作成した場合、図１０（ａ）に示すように、従来例と同一のステータ鉄心外輪に装着したとき、隣接するコイル同士の隙間が従来のステータコイルよりも密になり、占積率が向上する。さらに本実施の形態においては、隣り合うコイルにおいて対向する面が実質上一様な面であるので、図３に示す実施の形態１のように、各巻線の段差によって生ずる空間がない。さらに各コイルはステータ鉄心外輪の内周面とも密着している。したがって、さらに占積率を向上させることができる。なお、図１０（ａ）に示すステータコイルの占積率は８４％になる。
【００８３】
このように、本実施の形態のコイル８１によれば、高効率なステータコイルを製造することができる。
【００８４】
次に図１１（ａ）（ｂ）に、コイル８１を作成するのに必要な線材の構成図を示す。ただし、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は正面図である。線材１１２の基本的な構成は断面形状が矩形形状でなく台形形状である点を除けば、実施の形態１の線材２と同様である。したがって、線材１１２は、その両端が巻き始めリード線８１ｂおよび巻き終わりリード線８１ｃにそれぞれ対応し、コイル８１の内側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域１１３ａおよび外側のソレノイド層に対応するソレノイド対応区域１１３ｂに分割される。また、ソレノイド対応区域１１３ａは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域１１４ａ〜１１４ｄに、ソレノイド対応区域１１３ｂは、巻線の一巻き分がそれぞれ対応する巻対応区域１１４ｅ〜１１４ｈに分割され、巻対応区域１１４ａ〜１１４ｈは、互いに断面の台形の下底の長さおよび高さが異なっている。なお、各巻対応区域の移行区域は、図８に示すコイル８１の線形状変化位置８１ｄにそれぞれ対応する。
【００８５】
さらに、ソレノイド対応区域１１３ａおよび１１３ｂにおける線材の断面形状の下底の長さおよび高さの変化は、ソレノイド対応区域の境界である巻対応区域１１４ｄと１１４ｅとの境界１１４１に対して対称となっている。さらに幅は、境界１１４１に向かって巻対応区域単位で広くなるように移行区域にて変化し、高さは、前記巻対応区域単位で低くなるように移行区域にて変化している。したがって、巻対応区域１１４ａと１１４ｈ、巻対応区域１１４ｂと１１４ｇ、巻対応区域１１４ｃと１１４ｆ、巻対応区域１１４ｄと１１４ｅは、それぞれ同一の断面形状を有している。
【００８６】
なお、上記の実施の形態１〜３においては、ステータ用のコイルを例に説明を行ったが、本発明のコイルはロータ用のコイルとしてもよい。
【００８７】
図２２（ａ）〜（ｃ）はロータ用のコイルの構成を示す図であり、図２２（ａ）は本実施の形態のコイルの平面図であり、図２２（ｂ）は同正面図であり、図２２（ｃ）は同側面図である。
【００８８】
図２２（ａ）に示すように、コイル２２１の上面は、実質上矩形の外形を有しており、ロータ外周表面に設けられるコアを装着できるように、コアの外形に対応した中空の中空部２２１ａが形成されている。また、図２２（ｂ）（ｃ）に示すように、コイル１の側面は、正面、側面いずれの方向からも見た場合も実質上台形の形状を有している。
【００８９】
次に、図２３（ａ）はコイル２２１の、図２２（ａ）のＡ−Ａ′直線による断面図であり、図２３（ｂ）は図２２（ａ）のＢ−Ｂ′直線による断面図である。なお、実施の形態１〜３同様、各図において、巻線の断面に付与した「１Ｔ」「２Ｔ」等の符号は、コイル２２１の巻きの順を示す。
【００９０】
以下、図２２および図２３を用いてさらに詳細に説明する。コイル２２１は、図示しないコアの高さ方向を巻き方向として形成されたソレノイド層が、同心円状に内側と外層との２層重ねられることにより形成される点では実施の形態１〜３と同じであり、巻線の各ソレノイド層における巻方向も実施の形態１と同じである。
【００９１】
しかし、本実施の形態においては、内側および外側の両ソレノイド層において、コイル２２１の巻線は、巻きの段に応じて断面の形状の種類が変化する。すなわち、各ソレノイド層における巻線の形状は、図２２（ｃ）に示す一点鎖線がなす台形の上底寄りにあるものが、下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう、巻きの段単位で変化するが、「２Ｔ」〜「５Ｔ」の巻線の断面形状が台形であるのに対し、「１Ｔ」「６Ｔ」の断面形状は矩形となっている。なお、「１Ｔ」と「６Ｔ」の断面形状を矩形としたのは、これから巻こうとする６Ｔ目の巻線が、既にコアに巻かれた他のコイルの６Ｔ目と、これからコイルを巻こうとするコアの傘部との間に容易に挿入できるようにするためである。
【００９２】
このようなコイル２２１をロータに装着して、ロータ用コイルを作成した場合は、図２４（ａ）に示すように、隣接するコイル同士の隙間が従来のロータ用コイルよりも密になっている。このとき、図２３（ａ）（ｂ）に示すコイル２２１の断面形状は、図示しないステータの内周表面寄りの下底の長さがより大きい短い実質上台形の形状ということになる。ただし図２４（ａ）（ｂ）は、それぞれロータ用コイルの正面図および側面図であり、ロータ用コイル２４０は、モータの回転軸となる主軸２４２と、主軸２４２の周囲に放射状に設けられた複数のコア２４１を備え、図示しない円環状のステータ内に収納されてモータを形成する。
【００９３】
なお、図２２、図２３に示す例は、一点鎖線により示す外形が実質上台形であるとして説明を行ったが、コイル２２１の外形は、「１Ｔ」「８Ｔ」が正方形であるため、厳密は図２２（ｂ）（ｃ）においては六角形、図２３（ａ）（ｂ）に示す断面形状はおいては五角形となる。しかしながら、線材の他の部分により形成される輪郭線が台形であれば、これを実質上台形と見なしてもよい。
【００９４】
また、上記の説明においては、各線材の断面形状は、台形と正方形とが含まれるとして説明を行ったが、断面形状は、上下左右に直線部分を含む四辺形であれば、台形、菱形、平行四辺形、長方形、正方形の全部または一部を任意に含むものであってよい。
【００９５】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、実施の形態１または２のコイルを作成するための線材の製造装置である。
【００９６】
図１２（ａ）は、本実施の形態の線材の製造装置１２０を示す正面図、図１２（ｂ）は同側面図である。また、図１３は製造装置の動作を説明するための図である。各図において、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄは、線材の材料となる一様な断面形状を有する素線１３０を成型するための手段である。水平マウント１２５ａ〜１２５ｄは、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄを、その回転軸に平行な方向には固定し、垂直な方向には可動可能に保持する手段である。回動可能に固定されている。ローラ回転制御用モータ１２２ａ〜１２２ｄは、それぞれ成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄの回転を制御するための手段、ローラ位置制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄは、それぞれ水平マウント１２５ａ〜１２５ｄの位置を動かして、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄをの位置を制御するための手段である。図１２（ｂ）に示すように、一つの成形ローラに対しローラ回転制御用モータは一つ、ローラ位置制御用モータは二つ備えられている。
【００９７】
また、成形ローラ１２１ａと１２１ｃ、および成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとは互いに対向しており、２対のローラ群は、その回転面が互いに直交している。したがって、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄの対向面が断面矩形の小空間を形成し、線材となる素線は、この小空間内を通過することにより、後述する成形動作が行われることになる。
【００９８】
また枠部１２４は、中空の矩形の枠で、その内周表面に水平マウント１２５ａ〜１２５ｄを配置し、外延にそれぞれローラ回転制御用モータ１２２ａ〜１２２ｄおよびローラ位置制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄを配置している。
【００９９】
なお、上記の構成において、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄ、ローラ回転制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄ、ローラ位置制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄ、枠部１２４、水平マウント１２５ａ〜１２５ｄは本発明の形成手段に相当する。
【０１００】
以上のような構成を有する、実施の形態の線材の製造装置の動作を説明するとともに、本発明の線材の製造方法の一実施の形態について説明を行う。
【０１０１】
はじめに、ローラ回転制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄにより、図１３中の実線矢印に示すように、互いに対向する成形ローラ１２１ａおよび１２１ｃは、対向面側に向かって互いに同期して回転している。成形ローラ１２１ｂおよび１２１ｄも同様に同期回転している。また、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの対向する間と、成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの対向する間とは、同一点に配置されるようにする。
【０１０２】
これら成形ローラの間に、素線１３０を挿入する。二組の一対のローラの回転方向は、対向する点における接線で素線１３０の挿入方向と同一になるから、素線１３０は、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間、および成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの間に形成される小空間に入り込み、圧延成型されることになる。
【０１０３】
ここで図１２（ａ）に示すように、素線１３０は、成型により、断面が図中斜線にて示される矩形となる線材１３１に成型される。
【０１０４】
このとき、ローラ位置制御用モータ１２３ａ〜１２３ｄによって、水平マウント１２５ａ〜１２５ｄは、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄの回転軸の長さ方向と直交する方向にそれぞれ動かすことができる。さらに、成形ローラ１２１ａ〜１２１ｄの姿勢はそのまま保持し、平行移動を行わせる。すなわち、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間隔、および成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの間隔の大小が自在に制御されることになる。
【０１０５】
したがって、図４に示す実施の形態１の線材を作る場合は、以下のような動作を行う。当初、巻対応区域３ａに対応する断面形状を作成可能な寸法に成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間、および成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの間を設定し、巻対応区域３ａの長さ分だけ圧延成型を行う。
【０１０６】
次に、線形状変化位置１ｄの長さの間に、圧延成型を行いながら、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間を広く、圧延成型を行いながら、成形ローラ１２１ｂと１２１ｃとの間を狭く、それぞれ連続的に変化させ、巻対応区域３ｂに対応する形状、すなわち矩形形状であって、巻対応区域３ａの矩形よりも幅よりも狭い幅を有し、より高い形状に設定する。設定が完了すると線形状変化位置１ｄの長さがそこで終わるので、設定された形状を保ったまま、巻対応区域３ｂの長さ分の圧延成型を行う。以下、線形状変化位置１ｄの長さの間に成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間、および１２１ｂと１２１ｄとの間の間隔をそれぞれ変化させて、次の巻対応区域の断面形状の寸法に設定することにより、巻対応区域毎に断面の幅および高さが異なる線材を得ることができる。
【０１０７】
なお、断面が四辺形の線材を得る場合は、その断面形状において、角のＲがより少ないことが望ましい。このとき、図２９（ａ）（ｃ）に示すように、各成形ローラについて、その横幅を、あらかじめ必要とする線材の断面形状の直線部分と同一寸法に設定する。これにより得られた角Ｒは、図２９（ｂ）（ｄ）に示す場合に得られた角Ｒ′より小さくとることができ、より理想的な四辺形が得られる。
【０１０８】
図７に示す実施の形態２のコイル５１の線材５２を製造する場合も同様に行われ、各巻対応区域５４ａ〜５４ｊの形状に合わせて、各成形ローラ間の距離を線形状変化位置の長さとなる部分にて変更するように制御を行えばよい。
【０１０９】
また、図２５および図２６に示す線材２５２，２６２を製造する場合は、巻対応区域２５４ａ〜２５４ｈ、または巻対応区域２６４ａ〜２６４ｈの形状に合わせて、各成形ローラ間の距離を連続的に変更するように制御を行えばよい。
【０１１０】
なお、上記の説明においては、一対の成形ローラ１２１ａおよび１２１ｃ（成形ローラ１２１ｂおよび１２１ｄ）はローラ位置制御用モータ１２３ａおよび１２３ｃ（ローラ位置制御用モータ１２３ａおよび１２３ｃ）によって、互いにその位置を変更することにより、間隔が変更するものとして説明を行ったが、一対の成形ローラにおいて、一方の成形ローラの位置は固定して、他方はローラ位置制御用モータによって位置が変更できるものとしてもよい。ここで図１４に左記の構成を示す。図１４においては、成形ローラ１２１ａおよび成形ローラ１２１ｂは、図１２に示すのと同様の構成により、図示しないローラ位置制御用モータでその位置を変更することができるが、成形ローラ１２１ａと対向する成形ローラ１２１ｃ、および成形ローラ１２１ｂと対向する成形ローラ１２１ｄは、それぞれ枠材の壁面１４０に固定されている。
【０１１１】
このような構成とすることにより、成形ローラ１２１ａおよび成形ローラ１２１ｂの位置調整だけで、線材５４の断面形状の幅および高さを異ならせることができる。この場合、製造装置の構成をより単純化できる。
【０１１２】
また、上記の説明においては、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの対向する間と、成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの対向する間とは、同一点に配置されるものとしたが、図１５に示すように、成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの対向する間と、成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの対向する間とが、素線１３０の送り出し方向に沿って異なる配置としておいても良い。
【０１１３】
この場合、図に示すように、素線１３０は、先に成形ローラ１２１ａおよび１２１ｃにより高さ（または幅）を所定の寸法に圧延加工された後、成形ローラ１２１ｂおよび１２１ｄにより幅（または高さ）を所定の寸法に圧延加工されることになる。この場合は成形ローラ１２１ｂおよび成形ローラ１２１ｄの水平マウント、ローラ回転用モータ、ローラ位置制御用モータの取り付け場所等の自由度が広がる。
【０１１４】
また、線材の断面形状が矩形であるとき、その角のＲの大きさの制御に用いることができる。すなわち、素線が成形ローラ１２１ａ及び１２１ｃを先に通過し、後に成形ローラ１２１ｂ及び１２１ｄが通過するように各成形ローラを配置する。次に、素線１３０を通過させる際に、図２７（ａ）に示すように、線材の高さ制御を行う成形ローラ１２１ａ及び１２１ｃの間隔を、あらかじめ線材として必要な高さに対応するよう制御する。一方、成形ローラ１２１ａ及び１２１ｃが接しない両側面は自由端となっているので、成形ローラ１２１ａ及び１２１ｃ圧延された素線の線幅Ｗｅは、完成後の線材の幅以上に広がっている。このときの素線の断面形状を図２８に示す。
【０１１５】
次いで、素線の挿入方向から見て後に配置された成形ローラ１２１ｂ及び１２１ｄに、高さが適切に圧延されたが、必要以上線幅Ｗｅを有する素線を通過させる。成形ローラ１２１ｂ及び１２１ｄは、線材として必要な幅を得るための間隔に制御されているので、図２７（ｂ）に示すように、線幅Ｗｅの素線は、線材の幅に圧延される。
【０１１６】
一方、図２７（ｃ）は、図１３と同様の構成で線材を製造中の状態を示す図であって、図２７（ａ）をＡ−Ａ′直線の方向から眺めた、すなわち図平面から９０度回転した方向から眺めた図である。
【０１１７】
図２７（ｃ）の方法により成形した線材の断面は、四方を同時に圧延するのに対し、図２７（ａ）（ｂ）の方法により成形した線材の断面は、直交する二方向を順に圧延して成形するため、成形後の断面の角のＲをより大きくして、所望の矩形を得ることができる。
【０１１８】
なお、上記の説明においては高さを成形した後に幅を成形するものとして説明を行ったが、高さを成形した後に幅を成形するようにしてもよい。
【０１１９】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、実施の形態３のコイル等を作成するための線材の製造装置である。
【０１２０】
図１６（ａ）は、本実施の形態の線材の製造装置１６０を示す正面図、図１６（ｂ）は同側面図である。各図において、図１２（ａ）（ｂ）と同一部または相当部には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態は、成形ローラ１２１ａ、１２１ｃおよび１２１ｄおよび各ローラの位置制御用モータおよび回転制御用モータは、実施の形態１と同様に構成されているが、成形ローラ１２１ｂは、水平マウント１２５ｂの代わりに傾斜マウント１６１上に配置されている点が異なる。傾斜マウント１６１は、その両端に設けられてたローラ位置制御用モータ１６２α、１６２βの制御によって、成形ローラ１２１ｂの回転軸を、傾斜状態に保持する。また、傾斜マウント１６１は、水平マウント１２５ｂと同様、回転軸と平行な方向には固定し、垂直な方向には可動可能に保持することもできる。
【０１２１】
したがって、ローラ位置制御用モータ１６２αおよび１６２βによって、成形ローラ１２１ｂは、その回転軸を傾斜させたまま、平行移動させることができる。
【０１２２】
このような構成を有する本実施の形態の線材装置によれば、以下のような動作により、図８に示す実施の形態３の線材を作ることができる。すなわち、図３０（ａ）（ｂ）に示すように、巻対応区域１１４ａに対応する断面形状を作成可能な寸法に成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間、および成形ローラ１２１ｂと１２１ｄとの間を設定するとともに、成形ローラ１２１ｂの傾斜角を設定し、巻対応区域１１４ａの長さ分だけ圧延成型を行う。このとき、図３０（ｂ）に示すように、成形ローラ１２１ｂの傾斜角が、断面形状の台形における傾斜した脚の形状を与える。
【０１２３】
次に、線形状変化位置８１ｄの長さの間に、圧延成型を行いながら、成形ローラ１２１ａと１２１ｄとの間を広く、圧延成型を行いながら、成形ローラ１２１ｂと１２１ｃとの間を狭く、それぞれ連続的に変化させ、巻対応区域１１４ｂに対応する形状、すなわち台形形状であって、巻対応区域１１４ａの台形の下底より短い下底を有し、高さがより高い形状に設定する。さらに、巻対応区域１１４ｂの形状によっては、成形ローラ１２１ｂの傾斜角も同時に連続的に変化させる。また、このとき、図３０（ｃ）に示すように、成形ローラ１２１ａおよび１２１ｃと、成形ローラ１２１ｂおよび成形ローラ１２１ｄとの配置を違えるようにする。ただし図３０（ｃ）は、図３０（ａ）のＡ−Ａ′直線による方向から眺めた、すなわち図平面から９０度回転した方向から眺めた図である。
【０１２４】
設定が完了すると線形状変化位置８１ｄの長さがそこで終わるので、設定された形状を保ったまま、巻対応区域１１３ｂの長さ分の圧延成型を行う。以下、線形状変化位置８１ｄの長さの間に成形ローラ１２１ａと１２１ｃとの間、および１２１ｂと１２１ｄとの間の間隔、および成形ローラ１２１ｂの傾斜角をそれぞれ変化させて、次の巻対応区域の断面形状の寸法に設定することにより、巻対応区域毎に断面の下底の長さ、高さおよび脚の傾斜角が異なる線材を得ることができる。
【０１２５】
なお、図３０（ｂ）に示したように、成形ローラ１２１ｂの回転軸を右下に傾斜させると、成形された素線３２０は、圧延がより大きく行われた右側が伸びるため、図３１（ａ）に示すように、その延伸方向において左方向へ彎曲することになる。
【０１２６】
この彎曲を解消するには、図３１（ｂ）に示すように、成形ローラ１２１ａと成形ローラ１２１ｃとの配置を、それぞれ前後にシフトさせる。すなわち、圧延成形が完了した線材３２０の延伸方向と、成形ローラ１２１ａと成形ローラ１２１ｃとがなす直線とが、直交でなく斜交するように、成形ローラ１２１ａおよび１２１ｃの位置を制御する。これにより、成形ローラ１２１ａが、圧延成形が完了した線材の彎曲した凸面を印圧する一方、彎曲した凹面には成形ローラ１２１ｃは配置されていないため、完成した線材装置（図示省略）からの引っ張りテンションと、成形ローラ１２１ａの印圧によって、彎曲が矯正されることになる。なお、この制御は、実施の形態４に応用してもよい。
【０１２７】
また、図２５および図２６に示す線材２５２，２６２であって、断面形状が台形のものを製造する場合は、巻対応区域２５４ａ〜２５４ｈ、または巻対応区域２６４ａ〜２６４ｈの形状に合わせて、各成形ローラ間の距離を連続的に変更するように制御を行えばよい。
【０１２８】
なお、実施の形態４および５の説明においては、素線１３０は一個のコイルを作成するのに必要な長さであるものとして説明を行ったが、実際は素線１３０は、複数のコイルを作成するのに十分な長さを有している。このとき、コイル１個分の長さ毎に上記の一連の動作を行わせるとともに、各コイルの区切りとなる部分には、図１３に示す切り欠きを刻む装置１３００により切りかきを刻むようにする。この切り欠きによってできあがった線材凹凸位置を正確に判別することができる。これは、線材の成形が一度の圧延でできない場合に有効である。すなわち、切り欠きに基づき線材におけるコイルの区切りを判別し、圧延動作を繰り返し行わせて、線材の成形を完了することができる。このとき、切り欠きの位置を検知するセンサを用いることが望ましい。
【０１２９】
このような切りかき毎に線材を切り取れば、１個のコイル分の線分が得られる。
【０１３０】
次に、上記圧延の工程を複数回繰り返し行った線分の側面図を図３２に示す。ただし側面の形状を省略し、縦横比が最大となる部分だけを示した。図４（ｃ）と比較して、縦横比を大きくすることができるのが分かる。
【０１３１】
図３２のような縦横比の大きい線材を用いて実施の形態１〜３のようなコイルを作成するために、圧延工程を複数回繰り返し行う場合、各成形ローラの幅は、その毎回圧延箇所毎に対応したものを使用する必要があるので、かかる成形ローラを装着した線材の製造装置を、工程を繰り返す台数分連結することが望ましい。
【０１３２】
なお、上記の各実施の形態において、ステータ鉄心外輪１７１は本発明のステータに相当し、ステータ鉄心１７２は本発明のコアに相当し、ロータ用コイル２４０は本発明のロータに相当し、外側および内側の各ソレノイド層は、本発明のソレノイド層に相当する。また、図２（ａ）、図２（ｂ）や図６（ａ）、図９（ａ）、図９（ｂ）に示す、ステータ鉄心外輪に装着されたとき、他のコイルと隣り合うコイルの部分、および図２４においてコア２４１に装着されたとき、他のコイルと隣り合う部分は、本発明の多層部の少なくとも一部に相当する。
【０１３３】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えばソレノイド層は、三層以上の多層であってもよい。ソレノイド層が単層である場合、ステータ鉄心外輪に装着されたとき、他のコイルと隣あう部分は、本発明の単層部に相当することになる。
【０１３４】
また、図２，６，９等に示す各巻線の断面積は、各部で同一であるとして説明を行ったが、断面積は、各ソレノイド層毎、もしくは一つのソレノイド層内で異なっていても良い。
【０１３５】
また、図２，６，９等に示す各巻線の断面形状は、隣り合うソレノイド層同士で同一であるとして説明を行ったが（例えば「１Ｔ」と「８Ｔ」）、断面形状は、各ソレノイド層同士で異なっていても良い。
【０１３６】
また、各ソレノイド層における巻線の巻きの段数は同一であるとして説明を行ったが、巻きの段数はソレノイド層毎に異なっていても良い。
【０１３７】
また、例えば図１（ａ）に示すように、コイルの平面は実質上矩形であるとして説明を行ったが、三角形や、５角形以上の多角形であっても良い。また、実質上円形、楕円形としてもよい。
【０１３８】
また、本発明は、本発明のコイルをステータに装着したステータコイルとして実施しても良い。このとき、コイルは完成した状態でステータのコアに装着される構成であっても良いし、ステータのコアに本発明の線材を直接巻き付け加工することによって形成される構成であってもよい。
【０１３９】
さらに本発明は、本発明のコイルをロータに装着したロータコイルとして実施しても良い。このとき、コイルは完成した状態でロータのコアに装着される構成であっても良いし、ロータのコアに本発明の線材を直接巻き付け加工することによって形成される構成であってもよい。
【０１４０】
また、本発明は、ステータ用、ロータ用以外の用途、例えばトランスに用いても良く、コイルの外形に対して占積率を十分向上させることができる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明によれば、コイルの太さを保ちながら、例えばステータやロータに用いた場合、その占積率を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの正面図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの側面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの断面図
【図３】本発明の実施の形態１によるコイルを用いたステータコイルの構成図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の側面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態２によるコイルの平面図
（ｂ）本発明の実施の形態２によるコイルの正面図
（ｃ）本発明の実施の形態２によるコイルの側面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの断面図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の側面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３によるコイルの平面図
（ｂ）本発明の実施の形態３によるコイルの正面図
（ｃ）本発明の実施の形態３によるコイルの側面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態３によるコイルの断面図
（ｂ）本発明の実施の形態３によるコイルの断面図
【図１０】本発明の実施の形態３によるコイルを用いたステータコイルの構成図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態３によるコイルの線材の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態３によるコイルの線材の側面図
【図１２】（ａ）本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の正面図
（ｂ）本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の側面図
【図１３】本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
【図１４】本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の他の構成を示す図
【図１５】本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の他の構成を示す図
【図１６】（ａ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の正面図
（ｂ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の側面図
【図１７】（ａ）従来の技術によるステータコイルの正面図
（ｂ）従来の技術によるステータコイルの側面図
【図１８】（ａ）ステータ鉄心の構成図
（ｂ）リベットの構成図
【図１９】従来の技術によるステータコイルにおける占積率を説明するための図
【図２０】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ステータ装着時の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ステータ装着時の正面図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ステータ装着時の側面図
【図２１】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ステータ装着時の断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ステータ装着時の断面図
【図２２】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの、他の構成の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの、他の構成の正面図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの、他の構成の側面図
【図２３】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの、他の構成の断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの、他の構成の断面図
【図２４】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ロータ装着時の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの、ロータ装着時の側面図
【図２５】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の側面図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の断面図
【図２６】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の側面図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の他の構成の断面図
【図２７】（ａ）本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｃ）本発明の実施の形態４によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
【図２８】素線の断面形状を示す図
【図２９】（ａ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｃ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｄ）本発明の実施の形態１によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
【図３０】（ａ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｃ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
【図３１】（ａ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
（ｂ）本発明の実施の形態５によるコイルの線材の製造装置の動作を説明するための図
【図３２】本発明によるコイルの線材の他の構成を示す図
【符号の説明】
１ コイル
１ａ 中空部
１ｂ 巻き始めリード線
１ｃ 巻き終わりリード線
１ｄ 線形状変化位置
２ 線材
３ａ、３ｂ ソレノイド層対応区域
４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ 巻対応区域
４１ 境界
１２０ 線材の製造装置
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ 成形ローラ
１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ ローラ回転制御用モータ
１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ ローラ位置制御用モータ
１２４ 枠部
１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ 水平マウント
Claims (31)
- 一本の巻線を巻くことにより形成された、多層のソレノイド層を有するコイルであって、
前記多層のソレノイド層により形成された多層部の少なくとも一部の断面は実質上台形の形状を有し、
前記多層部の断面における個々の前記巻線の断面形状は、その上下左右に直線部分を有する実質上四辺形であって、各前記ソレノイド層において、前記台形の上底寄りにあるものが、前記台形の下底側にあるものより、その横幅が狭くなり、高さが高くなるよう変化しているコイル。 - 内周表面に前記内周の中心に向かって形成された複数のコアを有する実質円筒形状のステータの前記コアに装着され、
前記多層部の前記少なくとも一部は、前記コイルの、前記コアに装着された状態で隣のコイルと向き合う部分であって、前記台形は、前記ステータの内周表面寄りの下底の長さがより長い請求項１に記載のコイル。 - 外周表面に、前記外周表面と対向するステータの内周表面に向かって形成された複数のコアを有するローターの前記コアに装着され、
前記多層部の前記少なくとも一部は、前記コアに装着された状態で隣のコイルと向き合う部分であって、前記台形は、前記ステータの内周表面寄りの下底の長さがより長い請求項１に記載のコイル。 - 前記巻線の断面積は、その長さ方向における任意の箇所において実質上同一である請求項１から３のいずれかに記載のコイル。
- 各前記ソレノイド層の断面における個々の前記巻線の断面形状は実質上矩形である請求項１から３のいずれかに記載のコイル。
- 各前記ソレノイド層の断面における個々の前記巻線の断面形状は実質上台形形状であって、前記台形の下底寄りにあるものが、前記台形の上底側にあるものより、前記台形形状の高さが低く、長いほうの底の長さが長くなるよう変化している請求項１から３のいずれかに記載のコイル。
- 各前記ソレノイド層の断面における個々の前記巻線の断面形状は、前記ステータの内周表面に沿って彎曲している請求項２または３に記載のコイル。
- 少なくとも前記多層部の断面の実質上台形の形状が、前記ステータの内周表面に沿って湾曲している請求項２または３に記載のコイル。
- 前記少なくとも一部以外の前記多層部の断面は、実質上矩形の形状を有し、
前記少なくとも一部以外の多層部の断面における個々の前記巻線の断面形状は、各前記ソレノイド層において、実質上同一である請求項２または３に記載のコイル。 - 各前記ソレノイド層における前記巻線の巻数は同一である請求項１から３のいずれかに記載のコイル。
- 前記コアの、前記ステータの前記内周表面側から見た断面は実質上矩形の形状を有する請求項２または３に記載のコイル。
- 請求項１に記載のコイルの前記巻線の線材であって、
前記線材は、その両端を含み、または除いて各前記ソレノイド層の巻線の長さに対応した複数のソレノイド対応区域に分割され、
各前記ソレノイド対応区域は、各前記ソレノイド層の一巻き分の長さに対応した複数の巻対応区域に分割され、
前記コイルの前記多層部の少なくとも一部に対応する前記ソレノイド対応区域の断面形状は、
各前記ソレノイド対応区域においては、その一端から他端までその幅が狭くなるのに対応してその高さが高くなるよう変化し、
隣り合う前記ソレノイド対応区域同士においては、前記隣り合いの境界に向かって、前記幅が狭くまたは広くなるように変化するとともに、それに対応して、前記高さが高くまたは低くなるように変化する線材。 - 前記ソレノイド対応区域の断面形状は、前記巻対応区域毎に変化し、同一の巻対応区域においては変化しない請求項１２に記載の線材。
- 前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応しない前記ソレノイド対応区域における断面形状は、その高さおよび幅が同一である請求項１２または１３に記載の線材。
- 前記ソレノイド対応区域における、任意の箇所においてその断面積が実質上同一である請求項１２または１３に記載の線材。
- 前記断面形状は、実質上四辺形である請求項１１から１４のいずれかに記載の線材。
- 前記四辺形は、矩形、平行四辺形、台形の全部または一部を含む請求項１５に記載の線材。
- 請求項１２に記載の線材の製造装置であって、
素線の断面形状を連続的に圧延することにより前記ソレノイド対応区域における断面形状を形成する形成手段を備え、
前記形成手段は、
前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応する前記ソレノイド対応区域の断面形状を、各前記ソレノイド対応区域においては、その一端から他端まで、その幅が狭くなるのに対応してその高さが高くなるよう変化する前記圧延を行い、
隣り合う前記ソレノイド対応区域同士においては、前記隣り合いの境界に向かって、前記幅が、狭くまたは広くなるように変化するとともに、それに対応して、前記高さが高くまたは低くなるように変化する前記圧延を行う線材の製造装置。 - 前記形成手段は、前記ソレノイド対応区域の断面形状が、前記巻対応区域毎に変化し、同一の巻対応区域においては変化しないよう前記圧延を行う請求項１８に記載の線材の製造装置。
- 前記形成手段は、前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応しない前記ソレノイド対応区域における断面形状を、その高さおよび幅が同一となるよう前記圧延を行う請求項１８または１９に記載の線材の製造装置。
- 前記形成手段は、その長さ方向における任意の箇所において断面形状が実質上同一である前記素線を、少なくとも一つの対向する２面から互いに平行な向きに印圧することにより、前記圧延を行う請求項１８に記載の線材の製造装置。
- 前記形成手段は、残りの対向する２面からも印圧することにより前記圧延を行う請求項２１に記載の線材の製造装置。
- 前記印圧が行われる前記一つの対向する２面と、前記残りの対向する２面とは、互いに前記素線上の延伸方向における位置が異なる請求項２２に記載の線材の製造装置。
- 前記成形手段は、前記残りの対向する２面については、一方の面を印圧したのち他方の面を印圧することにより前記圧延を行う請求項２３に記載の線材の製造装置。
- 請求項１２に記載の線材の製造方法であって、
素線の断面形状を連続的に圧延することにより前記ソレノイド対応区域における断面形状を形成する工程を備え、
前記形成の工程は、
前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応する前記ソレノイド対応区域の断面形状を、各前記ソレノイド対応区域においては、その一端から他端まで、その幅が狭くなるのに対応してその高さが高くなるよう変化する前記圧延を行い、
隣り合う前記ソレノイド対応区域同士においては、前記隣り合いの境界に向かって、前記幅が狭くまたは広くなるように変化するとともに、それに対応して、前記高さが高くまたは低くなるように変化する前記圧延を行う線材の製造方法。 - 前記形成の工程は、前記ソレノイド対応区域の断面形状が、前記巻対応区域毎に変化し、同一の巻対応区域においては変化しないよう前記圧延を行う請求項２５に記載の線材の製造方法。
- 前記形成の工程は、前記コイルの前記多層部の前記少なくとも一部に対応しない前記ソレノイド対応区域における断面形状を、その高さおよび幅が同一となるよう前記圧延を行う請求項２６に記載の線材の製造方法。
- 請求項１８に記載の線材の製造装置の、素線の断面形状を連続的に圧延することにより前記ソレノイド対応区域における断面形状を形成する形成手段の一部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
- 請求項２８に記載のプログラムを担持した媒体であって、コンピュータにより処理可能な媒体。
- 内周表面に前記内周の中心に向かって形成された複数のコアを有する実質上円筒形状のステータと、
前記コアに配置される複数のコイル部材とを有するステータコイルであって、
前記コイル部材として、請求項２に記載のコイルを用いたステータコイル。 - 外周表面に、前記外周表面と対向するステータの内周表面に向かって形成された複数のコアを有するローター本体と、
前記コアに配置される複数のコイル部材とを有するローターコイルであって、
前記コイル部材として、請求項３に記載のコイルを用いたローターコイル。
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