JP2010233449A - 連続捲きコイル、連続捲きコイル組、及びステータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイル間の接続を減少させることが可能な連続捲きコイル、電機子を提供すること。
【解決手段】第１のコイル１０と第２のコイル１０´を有する連続捲きコイル２０であって、第１のコイル１０および第２のコイル１０´は、空芯コイルからなり、第１のコイル１０および第２のコイル１０´は、少なくとも２つの空芯コイルが入る程度の距離だけ離れて接続部２３を介して接続しており、第１のコイル１０と第２のコイル１０´は、捲き回されている方向が逆である、連続捲きコイル２０である。
【選択図】図２

Description

本発明は、モーター、リニアモーターカー、発電機などに使用される連続捲きコイル、及びステータに関する。

電気自動車やハイブリッド車用に用いられている電動モーターは、円筒形のステータと、ステータの内側に配置された円柱形のローターと、ローターに接続されているシャフトから構成されている。

このステータとしては、内歯形状のステータコアの内歯に、例えば、特許文献１に示すようなエッジワイズコイルが配置されているものが提案されている。一例として、図２５に３相６極の集中捲きステータ１００の平面図を示す。図２５に示すように、ステータコア１０１は、例えば平面視リング状で１８個のティース１０２とスロット１０３を有している。ステータコア１０１の１つのティース１０２に１つのエッジワイズコイル１１０が配置されているため、ステータ１００は計１８個のエッジワイズコイル１１０を有している。この１８個のエッジワイズコイルは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの３相のコイルとして用いられる。

特開２００３−１６８６１４号公報

しかしながら、ティース１０２に各エッジワイズコイル１１０が配置された後、各相を構成するエッジワイズコイル１１０の端部を接続して、各相ごとに圧着端子にまとめて、共通端子を形成する必要がある。図２５では、Ｕ相として用いられる６個のエッジワイズコイル１１０の結線１０４のみが破線で示されている。このように各コイルの端部を接続する工程は、非常に時間がかかりコストアップに繋がる。

本発明は、上記従来のステータの課題を考慮して、コイル間の接続を減少させることが可能な連続捲きコイル、及びステータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の本発明は、
第１のコイルと第２のコイルを有する連続捲きコイルであって、
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは、空芯コイルからなり、
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは、少なくとも２つの前記空芯コイルが入る程度の距離だけ離れて接続部を介して接続されている、連続捲きコイルである。

第２の本発明は、
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、捲き回されている方向が逆である、第１の本発明の連続捲きコイルである。

第３の本発明は、
３つの第１の本発明の連続捲きコイルを有し、
３つのうちの第１の連続捲きコイルの接続部に、３つのうちの第２の連続捲きコイルの前記第１のコイル、および３つのうちの第３の連続捲きコイルの前記第１のコイルが配置された、連続捲きコイル組である。

第４の本発明は、
前記第１の連続捲きコイル及び前記第３の連続捲きコイルの前記第１のコイルは、時計回りに、前記第２のコイルは、反時計回りに捲き回されている、第３の本発明の連続捲きコイル組である。

第５の本発明は、
前記第２の連続捲きコイルは、前記第１のコイルが反時計回りに、前記第２のコイルが時計回りに捲き回されている、第４の本発明の連続捲きコイル組である。

第６の本発明は、
前記第１の連続捲きコイルの接続部と前記第３の連続捲きコイルの接続部が交差する部分において、
前記第１の連続捲きコイルの第２のコイルに、前記第３の連続捲きコイルの接続部が挟み込まれている、第５の本発明の連続捲きコイル組である。

第７の本発明は、
前記連続捲きコイルは、３つの連続捲きコイルを組み合わせた時、円形状に形成される、第３の本発明の連続捲きコイル組である。

第８の本発明は、
前記空芯コイルは、平角線がエッジワイズ捲きされて形成されている、第１の本発明の連続捲きコイルである。

第９の本発明は、
前記第１の連続捲きコイル、前記第２の連続捲きコイル、及び前記第３の連続捲きコイルのそれぞれの前記第２のコイルの端部が接続されている、第３の本発明の連続捲きコイル組である。

第１０の本発明は、
複数のコイルを有する連続捲きコイルが少なくとも３つ配置されたステータであって、
前記複数のコイルの各々は、平角線をエッジワイズ捲きで捲き回した空芯コイルからなり、
前記複数のコイルは、少なくとも２つの前記コイルが入る程度の距離だけ離れて接続部を介して連続されている、ステータである。

以下に、本発明に関連する発明について記載する。

上記目的を達成するために、第１の関連する発明は、
実質上円筒形状の、その中心軸に向かって形成された複数のコア及びスロットを有するステータコアと、
平角線部材によって形成されたコイル部材が前記中心軸から見て右方向又は左方向のいずれか一方向に複数隣り合うように継ぎ目無く繋げられて、前記コアに装着された第１連続捲きコイルと、
平角線部材によって形成されたコイル部材が前記中心軸から見て前記一方向に複数隣り合うように継ぎ目無く繋げられて、前記コアに装着される第２連続捲きコイルとを備え、
前記第１連続捲きコイルは、捲き始めが前記ステータコアの外周側であり、
前記第１連続捲きコイルの前記複数のコイル部材は、互いに第１の所定の距離を隔てながら繋がっており、
前記第１連続捲きコイルの各々の前記コイル部材は、前記平角線部材が捲き回されてできた内部空間の厚み方向に前記平角線部材の表面と裏面が対向するように積層されて形成されており、
前記第１連続捲きコイルの前記複数のコイル部材の同一側の積層表面のいずれもが、平角線部材の表面又は裏面であり、
前記第１連続捲きコイルの前記隣り合っているコイル部材における前記平角線部材の捲き回し方向は互いに反対であり、
前記第２連続捲きコイルは、捲き始めが前記ステータコアの内周側であり、
前記第２連続捲きコイルの前記複数のコイル部材は、互いに第２の所定の距離を隔てながら繋がっており、
前記第２連続捲きコイルの各々の前記コイル部材は、前記平角線部材が捲き回されてできた内部空間の厚み方向に前記平角線部材の表面と裏面が対向するように積層されて形成されており、
前記第２連続捲きコイルの前記複数のコイル部材の同一側の積層表面のいずれもが、平角線部材の表面又は裏面であり、
前記第２連続捲きコイルの前記隣り合っているコイル部材における前記平角線部材の捲き回し方向は互いに反対であり、
前記第１連続捲きコイルの前記コイル部材と前記第２連続捲きコイルの前記コイル部材が、隣接する前記コアに交互に装着されるように、前記第１連続捲きコイルと前記第２連続捲きコイルが前記ステータコアに配置されており、
前記第１連続捲きコイル、前記第２連続捲きコイル、及び他の前記第１連続捲きコイルが前記コアに装着されている場合、
前記第１連続捲きコイル、前記第２連続捲きコイル、及び前記他の第１連続捲きコイルは、順に前記一方向に１つの前記コア分ずれて前記ステータコアに配置されており、
前記第１の所定の距離は、前記第２連続捲きコイルの１つの前記コイル部材と、前記他の第１連続捲きコイルの１つの前記コイル部材が隣接する前記コアに前記一方向に順に装着されて配置される距離であり、
前記第２の所定の距離は、前記他の第１連続捲きコイルの１つの前記コイル部材と、前記第１連続捲きコイルの１つの前記コイル部材が隣接する前記コアに前記一方向に順に装着されて配置される距離であり、
又は、前記第２連続捲きコイル、前記第１連続捲きコイル、及び他の前記第２連続捲きコイルが前記コアに装着されている場合、
前記第２連続捲きコイル、前記第１連続捲きコイル、及び前記他の第２連続捲きコイルは、順に前記一方向に１つの前記コア分ずれて前記ステータコアに配置されており、
前記第２の所定の距離は、前記第１連続捲きコイルの１つの前記コイル部材と、前記他の第２連続捲きコイルの１つの前記コイル部材が隣接する前記コアに前記一方向に順に装着されて配置される距離であり、
前記第１の所定の距離は、前記他の第２連続捲きコイルの１つの前記コイル部材と、前記第２連続捲きコイルの１つの前記コイル部材が隣接する前記コアに前記一方向に順に装着されて配置される距離である、
ステータである。

第２の関連する発明は、
前記平角線部材は、１つの平角線又は複数枚重ねられた平角線によって形成されている、第１の関連する発明のステータである。

第３の関連する発明は、
前記第１連続捲きコイル及び前記第２連続捲きコイルにおいて、複数連続的に隣り合う前記コイル部材の間は、前記ステータコアの内周側同士、又は前記ステータコアの外周側同士で繋がっている、第１の関連する発明のステータである。

第４の関連する発明は、
平角線部材によって形成され、隣接する複数のコイル部材を１つの組として、複数組が所定の距離を隔てて継ぎ目無く繋がっている連続捲きコイルであって、
各々の前記コイル部材は、前記平角線部材が捲き回されてできた内部空間の厚み方向に前記平角線部材の表面と裏面が対向するように積層されて形成されており、
前記複数のコイル部材の同一側の積層表面のいずれもが、平角線部材の表面又は裏面であり、
前記所定の距離は、２つの前記組が配置される距離である、連続捲きコイルである。

第５の関連する発明は、
前記連続捲きコイルは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のいずれか一つの相を形成する連続捲きコイルであって、
前記所定の距離は、他の２つの相の連続捲きコイルの前記コイル部材が配置される幅が確保されている距離である、第４の関連する発明の連続捲きコイルである。

第６の関連する発明は、
前記平角線部材は、１つの平角線又は複数枚重ねられた平角線によって形成されている、第４の関連する発明の連続捲きコイルである。

本発明によれば、コイル間の接続を減少させることが可能な連続捲きコイル、及びステータを提供することが出来る。

本発明にかかる実施の形態１及び２におけるステータの斜視図 本発明にかかる実施の形態１及び２におけるステータの平面図 本発明にかかる実施の形態１及び２におけるステータの側面図 本発明にかかる実施の形態１及び２におけるステータコア２を分割したステータコア部材の斜視図 本発明にかかる実施の形態１における連続捲きコイル２０の斜視図 本発明にかかる実施の形態１における連続捲きコイル２０の斜視図 本発明にかかる実施の形態１における連続捲きコイル２０の平面図 本発明にかかる実施の形態１における連続捲きコイル２０の正面図 （ａ）本発明にかかる実施の形態１におけるコイル１０の正面図、（ｂ）本発明にかかる実施の形態１におけるコイル１０の平面図、（ｃ）本発明にかかる実施の形態１におけるコイル１０の側面図 （ａ）本発明にかかる実施の形態１におけるコイル１０´の正面図、（ｂ）本発明にかかる実施の形態１におけるコイル１０´の平面図、（ｃ）本発明にかかる実施の形態１におけるコイル１０´の側面図 本発明にかかる実施の形態１における連続捲きコイル３０の斜視図 本発明にかかる実施の形態１における連続捲きコイル３０の斜視図 本発明にかかる実施の形態１における連続捲きコイル３０の平面図 本発明にかかる実施の形態１における連続捲きコイル３０の正面図 本発明にかかる実施の形態２における連続捲きコイル２０Ｕと連続捲きコイル３０Ｖを組み合わせた状態を示す斜視図 本発明にかかる実施の形態２における連続捲きコイル２０Ｕと連続捲きコイル３０Ｖを組み合わせた状態を示す平面図 本発明にかかる実施の形態２における連続捲きコイル組４０の斜視図 本発明にかかる実施の形態２における連続捲きコイル組４０の平面図 本発明にかかる実施の形態２における連続捲きコイル組４１の斜視図 本発明にかかる実施の形態２における連続捲きコイル組４１の平面図 本発明にかかる実施の形態２における連続捲きコイル組４０と連続捲きコイル組４１をステータコアに配置した状態を想定した斜視図 本発明にかかる実施の形態２における連続捲きコイル組４０と連続捲きコイル組４１をステータコアに配置した状態を想定した平面図 本発明にかかる実施の形態２におけるステータの回路図 本発明にかかる実施の形態２における連続捲きコイル組４０と連続捲きコイル組４１を結線した状態を示す斜視図 本発明にかかる実施の形態１及び２における連続捲きコイル２０の変形例を示す斜視図 （ａ）本発明にかかる実施の形態１における連続捲きコイルの変形例を示す斜視図、（ｂ）本発明にかかる実施の形態１における連続捲きコイルの変形例を示す平面図 本発明にかかる実施の形態１及び２における連続捲きコイルの変形例を説明するための平角線の図 従来のステータの模式平面図

以下に、本発明にかかる実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明にかかる連続捲きコイルの一例である、実施の形態１の連続捲きコイルについて説明する。

詳しくは、実施の形態２にて後述するが、ここでは、簡単に本実施の形態１の連続捲きコイルが用いられた３相６極のステータ１について説明する。図１（ａ）は、ステータ１の斜視図である。図１（ｂ）はステータ１の平面図であり、図１（ｃ）はステータ１の側面図である。図１（ｄ）は、ステータコア２を分割したステータコア部材の斜視図を示している。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ステータ１は円柱形状のステータコア２と、３相６極の１８個のコイル１０、１０´を備えている。ステータコア２は、中心軸２ａと平行な方向に１８個のスロット３と、スロット３の間に１８個のティース４を有している。コイル１０とコイル１０´は、交互に１つずつのティース４に装着されている。尚、コイル１０とコイル１０´は、後述する平角線８が捲き回されて形成されているが、中心軸２ａから見て捲き回す方向が反対方向になっている。又、図１（ｄ）に示すように、ステータコア２は、１８個のステータコア部材２ｂに分割される分割コアであり、各ステータコア部材２ｂはティース４を有している。

これらの複数のコイル１０、１０´は、図１（ａ）（ｂ）の平面図に示すように時計回りに順にＵ相、Ｖ相、Ｗ相として用いられるため、３個毎に電気的に接続されている。

すなわち、９個のコイル１０と９個のコイル１０´は、それぞれ３個ずつが、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルとして用いられており、相ごとに電気的に接続され、Ｕ相端子５，Ｖ相端子６、Ｗ相端子７にまとめられている。

又、１８個のコイル１０、１０´は、コイル１０、コイル１０´及びコイル１０の３つのコイルが一本の平角線によって連続的に形成された連続捲きコイル２０と、コイル１０´、コイル１０及びコイル１０´の３つのコイルが一本の平角線によって連続的に順に形成された連続捲きコイル３０から構成されている。

次に、上述した連続捲きコイル２０の構成について説明する。

図２は、本発明にかかる実施の形態１の連続捲きコイル２０を、ステータコア２に挿入された状態を想定して中心軸２ａ側から見た斜視図である。又、図３は、連続捲きコイル２０を中心軸２ａ側から見た斜視図であるが、図２とは、異なる角度から見た図である。又、図４は、連続捲きコイル２０の平面図である。図５は、連続捲きコイル２０を中心軸２ａ側から見た正面図である。

図２〜図５に示す連続捲きコイル２０は、コイル１０とコイル１０´とコイル１０の３つのコイルが１本の平角線８によって連続して継ぎ目なく構成されており、図１に示す円筒形状のステータコア２の中心軸２ａを基準にして、ステータコア２の外周に沿って湾曲している。この連続捲きコイル２０の湾曲の外側を外周側とよび、中心軸２ａ側である内側を内周側とよぶ。尚、図２、図３及び図４には、中心軸２ａが図示されている。

図２及び図３に示す連続捲きコイル２０は、一本の平角線８を捲き回して形成されたものであり、端部２１と端部２２を有している。端部２１から端部２２への方向を基準として、端部２１を有する１番目のコイル１０とそれと隣り合う２番目のコイル１０´は、距離Ｌを開けて、内周側の接続部２３によって接続されており、２番目のコイル１０´と３番目のコイル１０は、距離Ｌを開けて外周側の接続部２４によって接続されている。実施の形態２にて詳しく説明するが、この距離Ｌは、コイル２つ分の幅に相当する。また、図２のＰ部拡大図に示すように、平角線８は、平角線の幅８ｗを有する表面８ａと裏面８ｂ、厚み８ｈを有する端面８ｃと端面８ｄを有している。尚、図２〜図５の接続部２３及び接続部２４には斜線が付されている。

又、１番目及び３番目のコイル１０は、中心軸２ａ側から見て時計回りに平角線８が捲き回されて形成されている（図２、図３の矢印Ａ参照）。又、２番目のコイル１０´は反時計回りに平角線８が捲き回されて形成されている（図２、図３の矢印Ｂ参照)。

次に、コイル１０について説明する。尚、図２に示す連続捲きコイル２０の１番目のコイル１０を例に挙げて説明する。

図６（ａ）は、コイル１０を中心軸２ａ側から見た正面図であり、図６（ｂ）はコイル１０の平面図であり、図６（ｃ）は、側面図である。又、図６（ｄ）は、図６（ｃ）のＹ部拡大図である。

図６（ａ）の正面図に示すように、コイル１０は正面から見て実質上矩形状であり、捲き回された平角線８によって中央空間１５が形成されている。又、図６（ａ）において、コイル１０は中央空間１５の右側に位置する右辺部１０ａ、中央空間１５の下側に位置する下辺部１０ｂ、左側に位置する左辺部１０ｃ、及び上側に位置する上辺部１０ｄとを備えている。又、コイル１０は、右辺部１０ａと下辺部１０ｂとを連結する曲がり部１０ｅを備えており、下辺部１０ｂ、左辺部１０ｃ、上辺部１０ｄ、右辺部１０ａとをそれぞれ連結する曲がり部１０ｆ、１０ｇ、１０ｈを備えている。

これら右辺部１０ａ、曲がり部１０ｅ、下辺部１０ｂ、曲がり部１０ｆ、左辺部１０ｃ、曲がり部１０ｇ、上辺部１０ｄ、曲がり部１０ｈの各部は、平角線８が、その表面８ａを正面側（中心軸２ａの方向）に向けた状態で、内部空間１５の厚み１５ｈ方向に複数の平角線８が積層されて形成されている。言い換えると、端面８ｃが常に中央空間１５の中心軸１５ａと並行になるように平角線８が捲き回されている（エッジワイズ捲きという。）。尚、図６（ａ）の矢印Ａは捲き回し方向を示している。

すなわち、平角線８の捲き回しについて、端部２１を捲き始めと想定して説明すると、平角線８は、表面８ａが内周側を向いた状態で、右辺部１０ａ、曲がり部１０ｅ、下辺部１０ｂ、曲がり部１０ｆ、左辺部１０ｃ、曲がり部１０ｇ、上辺部１０ｄ、及び曲がり部１０ｈの順に捲き回されて１ターンが形成され、続けて、１ターン目の紙面垂直手前方向に、表面８ａが内周側を向いた状態で２ターン目が形成されている。このように捲き回されることにより、図６（ｄ）に示すように平角線８の表面８ａと裏面８ｂが対向することになる。

そして、左辺部１０ｃにおいて１２本分積層された後、曲がり部１０ｇから接続部２３（図中斜線参照）へと引きまわされている。端部２１を捲き始めと想定した場合の各部の積層方向は、外周側から内周側の方向であり、図６（ｂ）（ｃ）に矢印Ｆで示されている。

又、図６（ｂ）に示すように、第１辺部１０ａ及び第３辺部１０ｃでは、両辺部における平角線８の間隔が外周側から内周側（矢印Ｆ）に向かって除々に狭くなるように、平角線８が配置されている。

次に、コイル１０´について説明する。尚、図２に示す連続捲きコイル２０の２番目のコイル１０´を例に挙げて説明する。

図７（ａ）は、コイル１０´を中心軸２ａ側から見た正面図であり。図７（ｂ）は、コイル１０´の平面図であり、図７（ｃ）は側面図である。又、図６（ｄ）は、図６（ｃ）のＶ部拡大図である。

コイル１０´は、コイル１０と基本的な構成は同じ矩形状であるが、平角線８が捲き回されている方向が異なっている。端部２１から続いている接続部２３を捲き始めと想定して説明すると、コイル１０´は、コイル１０と異なり内周側の接続部２３から外周側の接続部２４へと、中心軸２ａ側から見て反時計回り（矢印Ｂ参照）に平角線８が捲き回されて形成されている。すなわち、中心軸２ａ側から見た状態を正面とすると、接続部２３から中央空間１５´の左辺部１０ｃ´、下辺部１０ｂ´、右辺部１０ａ´、上辺部１０ｄ´の順に、紙面垂直方向（内周側から外周側）へと捲き回されている。そして、右辺部１０ａ´において１２本分捲き回された後、右辺部１０ａ´から接続部２４へと繋がっている。尚、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に、接続部２３を捲き始めと想定した場合の、コイル１０´の積層方向が矢印Ｇで示されている。又、図７（ｄ）に示すように、コイル１０´において、平角線８は表面８ａと裏面８ｂが対向するように積層されている。又、図４の連続捲きコイル２０の平面図にも端部２１を捲き始めと想定した場合のコイル１０、１０´の積層方向が図示されている。又、矢印Ｆ、Ｇの方向は、内部空間１５、１５´の厚み１５ｈ、１５ｈ´方向と一致している。

尚、コイル１０´においても、コイル１０と同様に、第１辺部１０ａ´及び第３辺部１０ｃ´では、両辺部における平角線８の間隔が正面に向かって除々に狭くなるように、平角線８が配置されている。

尚、図２及び図３に示す３番目のコイル１０には、図６に示す端部２１の代わりに接続部２４が配置され、接続部２３の代わりに端部２２が配置されている。３番目のコイル１０は、端部２１を捲き始め、端部２２を捲き終わりとして説明すると、接続部２４から右辺部１０ａ、下辺部１０ｂ、左辺部１０ｃ及び上辺部１０ｄの順に平角線８が捲き回され、左辺部１０ｃにおいて１２層積層された後、端部２２へと繋がっている。

次に、連続捲きコイル３０の構成について説明する。

図８は、本実施の形態１の連続捲きコイル３０を、ステータコア２に挿入した状態を想定して中心軸２ａ側から見た斜視図である。又、図９は、連続捲きコイル３０を中心軸２ａ側から見た斜視図であるが、図８とは異なる角度から見た図である。又、図１０は連続捲きコイル３０の平面図である。図１１は、連続捲きコイル３０を中心軸２ａ側から見た正面図である。

図８〜図１１に示す本実施の形態１の連続捲きコイル３０は、上述した連続捲きコイル２０と基本的な構成は同じであるが、連続捲きコイル２０と異なり、コイル１０´とコイル１０とコイル１０´の３つのコイルで構成されている点が異なる。

本実施の形態１の連続捲きコイル３０は、端部３１と端部３２を有しており、端部３１を捲き始めと想定して説明すると、端部３１を有する１番目のコイル１０´と、それと隣り合う２番目のコイル１０は、外周側の接続部３３によって接続されている。又、２番目のコイル１０と、それと隣り合う３番目のコイル１０´は、内周側の接続部３４によって接続されている。

この連続捲きコイル３０の１番目のコイル１０´には、図７に示す接続部２３に代えて端部３１が配置され、接続部２４に代えて接続部３３が配置されている。又、３番目のコイル１０´には、図７に示す接続部２３に代えて端部３４が配置され、接続部２４に代えて端部３２が配置されている。

又、連続捲きコイル３０の２番目のコイル１０には、図６に示す端部２１に代えて接続部３３が配置され、接続部２３に代えて接続部３４が配置されている。又、図１０の平面図には、端部３１を捲き始めと想定した場合のコイル１０、１０´の積層方向が、矢印Ｆ、Ｇで示されており、図８、９に各コイルの捲き回し方向が矢印Ａ、Ｂで示されている。

尚、本発明に関連する発明のコイル部材の一例は、実施の形態１のコイル１０、１０´に相当する。又、本発明に関連する発明の内部空間の厚み方向の一例は、実施の形態１の中央空間１５、１５´の厚み１５ｈ、１５ｈ´に相当する（図６及び図７参照）。又、本に関連する発明の複数のコイル部材の同一側とは、例えば、中心軸２ａ側又は外周側に相当する。又、本発明に関連する発明の積層表面は、例えば本実施の形態のコイル１０の右辺部１０ａ、曲がり部１０ｅ、下辺部１０ｂ、曲がり部１０ｆ、左辺部１０ｃ、曲がり部１０ｇ、上辺部１０ｄ、及び曲がり部１０ｈにおける積層方向Ｆに垂直な表面に相当し、平角線８の表面８ａ又は裏面８ｂに相当する。

又、本実施の形態１のコイル１０は矩形状であり、第１の組の一例は、本実施の形態の右辺部１０ａと左辺部１０ｃに相当し、第２の組の一例は、本実施の形態の下辺部１０ｂと上辺部１０ｄに相当する。

（実施の形態２）
以下に、本発明にかかる実施の形態２のステータ１について説明する。本実施の形態２のステータ１には、実施の形態１で説明した連続捲きコイル２０と連続捲きコイル３０が用いられている。

１つずつの連続捲きコイル２０と連続捲きコイル３０によって１つの相が形成されている。

次に、ステータ１を構成する１８個のコイルのうちの半円分の９つのコイルを有する連続捲きコイル組４０について説明する。

この連続捲きコイル組４０は、Ｕ相として用いる連続捲きコイル２０と、Ｖ相として用いる連続捲きコイル３０と、Ｗ相として用いる連続捲きコイル２０が組み合わされたものである。尚、以下、説明のために、Ｕ相として用いる連続捲きコイル２０及び各構成要素の符号にＵを付し、Ｖ相として用いる連続捲きコイル３０及び各構成要素の符号にＶを付し、Ｗ相として用いる連続捲きコイル２０及び各構成要素の符号にＷを付して説明を行う。

はじめに、連続捲きコイル２０Ｕ及び連続捲きコイル３０Ｖのみを組み合わせた状態について説明する。

図１２は、Ｕ相として用いる連続捲きコイル２０と、Ｖ相として用いる連続捲きコイル３０を組み合わせた状態を示す斜視図である。又、図１３は、図１２の平面図である。

図１２及び図１３に示すように、連続捲きコイル２０Ｕの時計回り方向にコイル１コ分ずれた位置に連続捲きコイル３０Ｖが配置されている。

尚、図１３のＱ部の拡大図に示すように、連続捲きコイル２０Ｕの２番目のコイル１０´Ｕにおいて接続部２４Ｕとその内側の平角線８ｏの間１０´α（図２及び図４参照）に連続捲きコイル３０Ｖの接続部３３Ｖが挿入されるように連続捲きコイル２０Ｕと連続捲きコイル３０Ｖは組み合わされている。Ｑ部拡大図において、接続部３３Ｖにはドットが付されている。

次に、連続捲きコイル２０Ｕ、連続捲きコイル３０Ｖ、及び連続捲きコイル２０Ｗを組み合わせた状態について説明する。

図１４は、連続捲きコイル２０Ｕ、連続捲きコイル３０Ｖ及び連続捲きコイル２０Ｗを組み合わせた状態を示す斜視図である。図１５は、図１４の平面図である。図１２及び図１３において示されている、接続部２３Ｕ、接続部３３Ｖ、コイル１０´Ｖ及びコイル１０´Ｕで形成されるスペースＸ１と、接続部２４Ｕ、接続部３４Ｖ、コイル１０Ｖ及びコイル１０Ｕで形成されるスペースＸ２に、１番目のコイル１０と２番目のコイル１０´が配置されるように、Ｗ相として用いられる連続捲きコイル２０Ｗが組み合わされる。すなわち、連続捲きコイル２０Ｕの一番目のコイル１０Ｕと２番目のコイル１０´Ｕの間の距離Ｌには、コイル１０´Ｖとコイル１０Ｗの２つのコイルが配置されることになる。

又、組み合わされると、コイル１０Ｗにおいて端部２１Ｗとその内周側の平角線８ｏの間に連続捲きコイル３０Ｖの接続部３３Ｖが挿入された状態となる（部分Ｐの拡大図参照）。

又、コイル１０´Ｕにおいて接続部２３Ｕとその外周側の平角線８ｉの間に連続捲きコイル２０Ｗの接続部２３Ｗが挿入された状態となる（部分Ｒの拡大図参照）。又、コイル１０´Ｗにおいて接続部２３Ｗとその外周側の平角線８ｉの間に連続捲きコイル３０Ｖの接続部３４Ｖが挿入配置されている（部分Ｓの拡大図参照）。又、コイル１０´Ｗにおいて接続部２４Ｗの平角線とその内側の平角線８ｏの間に連続捲きコイル２０Ｕの接続部２４Ｕが挿入配置されている（部分Ｔの拡大図参照）。又、コイル１０´Ｖにおいて端部３２Ｖとその内周側の平角線８ｏの間に連続捲きコイル２０Ｗの接続部２４Ｗが挿入配置されている（部分Ｑの拡大図参照）。

次に、残り半円分の９つのコイルの組み合わせである連続捲きコイル組４１について説明する。

図１６は、連続捲きコイル組４０と対になる半円分の９つのコイルを組み合わせた連続捲きコイル組４１の斜視図である。又、図１７は、図１６の平面図である。

図１６及び図１７に示すように、残り半円分の連続捲きコイル組４１の組み合わせは、Ｕ相コイルとして用いられる連続捲きコイル３０と、Ｖ相コイルとして用いられる連続捲きコイル２０と、Ｗ相コイルとして用いられる連続捲きコイル３０とを組み合わせて構成されている。尚、図１６及び図１７では、図１２〜図１５と同様に、説明のためにＵ相として用いる連続捲きコイル３０及び各構成要素の符号にＵを付し、Ｖ相として用いる連続捲きコイル２０及び各構成要素の符号にＶを付し、Ｗ相として用いる連続捲きコイル３０及び各構成要素の符号にＷを付している。

連続捲きコイル３０Ｕからコイル１つ分時計回りに回転した位置に、連続捲きコイル２０Ｖが配置され、更にコイル１つ分時計回りに回転した位置に連続捲きコイル３０Ｗが配置されている。

又、図１７に示すＮ部では、連続捲きコイル２０Ｖの１番目のコイル１０Ｖにおいて、端部２１Ｖとその内周側の平角線８ｏの間に、連続捲きコイル３０Ｕの接続部３３Ｕが配置されている。又、Ｏ部では、連続捲きコイル３０Ｗの１番目のコイル１０´Ｗにおいて、接続部３３Ｗとその内周側の平角線８ｏの間に、連続捲きコイル３０Ｕの接続部３３Ｕが配置されている。又、Ｈ部では、連続捲きコイル２０Ｖの２番目のコイル１０Ｖ´において、接続部２３Ｖとその外周側の平角線８ｉの間に、連続捲きコイル３０Ｕの接続部３４Ｕが配置されている。又、Ｉ部では、連続捲きコイル２０Ｖの２番目のコイル１０´Ｖにおいて、接続部２４Ｖとその内側の平角線８ｏの間に、連続捲きコイル３０Ｗの接続部３３Ｗが配置されている。又、Ｊ部では、連続捲きコイル３０Ｕの３番目のコイル１０´Ｕにおいて、接続部３４Ｕとその外周側の平角線８ｉの間に連続捲きコイル３０Ｗの接続部３４Ｗが配置されている。又、Ｋ部では、連続捲きコイル３０Ｕの３番目のコイル１０´Ｕにおいて、端部３２Ｕとその内周側の平角線８ｏの間に、連続捲きコイル２０Ｖの接続部２４Ｖが配置されている。

図１８は、ステータコア２に配置した状態を想定した場合の連続捲きコイル組４０と連続捲きコイル組４１の位置関係を示した図である。尚、図中連続捲きコイル組４０と連続捲きコイル組４１との境目が一点鎖線Ｅで示されている。

この図１８において、連続捲きコイル組４０の最も反時計回り側に位置するコイル１０Ｕを１番目とし、時計回りに順に１８まで符号を付す。尚、例えばコイル１０Ｕ（１）というようにかっこ内に符号が記載されている。又、図１９は、図１８の平面図である。図５、１０に示す左側の端部を各連続捲きコイルの捲き始めと想定した場合、図１８に示すように積層方向が外側から内側（矢印Ｆ参照）のコイル１０と、内側から外側（矢印Ｇ参照）のコイル１０´が交互に配置されることになる。又、内周側からみて時計回り、反時計回りのコイルが交互に配置されることになる。

図２０は、回路図である。又、図２１は、図１８に示す状態から図２０の回路図に基づいて各相間の端子を接続した状態を示す図である。尚、図２０では、各コイルを抵抗として表している。

図２０及び図２１に示すように、端部２１Ｕと端部３１ＵがまとめられてＵ相端子５が設けられている。又、端部３１Ｖと端部２１ＶがまとめられてＶ相端子６が設けられている。更に、端部２１Ｗと端部３１ＷがまとめられてＷ相端子７が設けられている。

又、端部２２Ｕと端部３２Ｖと端部２２Ｗが電気的に接続され、端部３２Ｕと端部２２Ｖと端部３２Ｗが電気的に接続されている。このように接続することによって、隣り合うコイル１０、１０´間において形成される磁界を反対向きにすることが出来る。

上記連続捲きコイル組４０と連続捲きコイル組４１の１８個のコイル１０、１０´の中央空間１５、１５´に、図１（ｄ）に示すステータコア部材２ｂのティース４を挿入すると図１で説明したステータ１が作成される。尚、ステータコア２の外周側にリングを嵌める等の処理を施すことによって１８個のステータコア部材２ｂがステータコア２の形状に固定される。

又、ステータコア部材２ｂを挿入した後の状態では、図１に示すように、各コイルの右辺部と左辺部が隣り合うスロット３内に配置され、１つのティース４には１つのコイルが配置されている。更に、隣接するコイル１０とコイル１０´の隣接する辺部が、同一のスロット３内に配置される。具体的に説明すると、例えば、図１４に示す連続捲きコイル組４０のコイル１０Ｕの右辺部１０ａと、隣接するコイル１０´Ｖの左辺部１０ｃ´が同一のスロット３に配置される。このように１つのスロット３内に２つの辺部が配置されるため、各コイルの右辺部及び左辺部の幅は、スロットの幅の２分の１未満に設定されている。

以上のように、実施の形態１では、３つのコイル１０が一本の平角線によって連続して作成されているため、従来のように全てのコイルが個別に形成されている場合と比較して、コイル間を接続する数が減少するので、製造にかかる時間を短縮することが出来、製造コストを抑えることが可能となる。

尚、実施の形態１、２では、ティース４が直方体形状であるため、コイル１０、１０´が正面（中心軸２ａ）から見て矩形状に形成されているが、ティースの形状に合わせて楕円形状や平行四辺形状に形成されていてもよい。

又、上述した実施の形態２では、ステータコア２として分割コアを用いて説明を行ったが、分割せず円筒形状の一体のステータコアであってもよい。この場合、ステータコア装着前に各端子の接続を行わず、連続捲きコイル組４０と連続捲きコイル組４１をそれぞれステータコアに挿入した後、各端子間の接続を行うことによってステータを作成することが出来る。このように、ステータの形状及び構造によって製造工程を適宜変更することが出来る。

又、本発明に関連する発明の「前記複数のコイル部材は、互いに第１の所定の距離を隔てながら繋がっており」とは、例えば、本実施の形態では、連続捲きコイル２０において１つのコイル１０と１つのコイル１０´が距離Ｌを開けて接続部２３で繋がっていることに相当する。

尚、実施の形態１、２では、１つのコイル１０と１つのコイル１０´が所定の距離Ｌを開けて繋がっているが、図２２に示すように、２つの隣接するコイル１０と、２つの隣接するコイル１０´が所定の距離を開けて繋がっていても良い。図２２に示す連続捲きコイル５０は、実施の形態１で述べた連続捲きコイル２０に相当するものであり、図２２に示す所定の距離Ｍは、４つのコイルの幅分の長さに相当する。又、図２２に示すように、隣接するコイル同士は、同一方向に捲き回されており、例えば隣接する２つのコイル１０においては、図中左側のコイル１０の最も内周側から右側のコイル１０の最も外周側に平角線８が引きまわされている（図中γ参照）。又、隣接する２つのコイル１０´においては、図中左側のコイル１０の最も外周側から、右側のコイル１０´の最も内周側へ平角線８が引きまわされている（図中ε参照）。

この連続捲きコイル５０と、２つの隣接するコイル１０´と２つ隣接するコイル１０と２つの隣接するコイル１０´から構成される連続捲きコイル（実施の形態１の連続捲きコイル３０に相当）を用いて、実施の形態２と同様に組み合わせてステータを作成した場合、ステータ鉄芯に配置された複数のコイルはＵ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相というように２つ毎に各相に割り振られることになる。又、２つに限らず３つ以上のコイルが隣接していてもよい。

又、実施の形態１、２では、所定の距離Ｌを開けてコイル１０とコイル１０´が配置されていたが、全てのコイル１０とコイル１０´が隣接するように配置されていてもよい。図２３（ａ）は、コイル１０、コイル１０´、コイル１０及びコイル１０´の４つのコイルが連接した連続捲きコイル５０の斜視図である。又、図２３（ｂ）は、（ａ）の平面図である。この連続捲きコイル５０は、リアクタ等として用いることが出来る。

又、本実施の形態１、２では、一本の平角線８を捲き回して連続捲きコイル２０、３０が形成されているが、例えば、図２４に示すように３本の平角線８０を、表面と裏面が対向するように重ね合わせ、重ね合わせた状態を、一本の平角線８１として、上述した平角線８と同様に捲き回して連続捲きコイルが形成されていてもよい。

又、上記実施の形態では、ステータ用のコイルについて説明したが、ローター用、リニアモーター用の各相のコイルに対して適用しても良いし、変成器として利用しても良い。例えば、リニアモーター用のコイルとして用いる場合には、連続捲きコイル２０、３０は湾曲している必要はなく、各コイル部材はお互いの積層表面に沿って真横に配置されることになる。

尚、本発明に関連する発明の実質上矩形状とは、社会通念上矩形状と認められる範囲内のことである。又、本発明に関連する発明の実質上円筒形状とは、社会通念上円筒形状と認められる範囲内のことである。

本発明のコイル及びステータは、コイル間の接続を減少させることが可能な効果を有し、モーター、リニアモーターカー及び発電機等として有用である。

１ ステータ
２ ステータコア
２ａ 中心軸
２ｂ ステータコア部材
３ スロット
４ ティース
５ Ｕ相端子
６ Ｖ相端子
７ Ｗ相端子
８ 平角線
１０、１０´ コイル
２０、３０ 連続捲きコイル
４０、４１ 連続捲きコイル組

Claims (10)

1. 第１のコイルと第２のコイルを有する連続捲きコイルであって、
   前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは、空芯コイルからなり、
   前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは、少なくとも２つの前記空芯コイルが入る程度の距離だけ離れて接続部を介して接続されている、連続捲きコイル。
2. 前記第１のコイルと前記第２のコイルは、捲き回されている方向が逆である、請求項１記載の連続捲きコイル。
3. ３つの請求項２記載の連続捲きコイルを有し、
   ３つのうちの第１の連続捲きコイルの接続部に、３つのうちの第２の連続捲きコイルの前記第１のコイル、および３つのうちの第３の連続捲きコイルの前記第１のコイルが配置された、連続捲きコイル組。
4. 前記第１の連続捲きコイル及び前記第３の連続捲きコイルの前記第１のコイルは、時計回りに、前記第２のコイルは、反時計回りに捲き回されている、請求項３記載の連続捲きコイル組。
5. 前記第２の連続捲きコイルは、前記第１のコイルが反時計回りに、前記第２のコイルが時計回りに捲き回されている、請求項４記載の連続捲きコイル組。
6. 前記第１の連続捲きコイルの接続部と前記第３の連続捲きコイルの接続部が交差する部分において、
   前記第１の連続捲きコイルの第２のコイルに、前記第３の連続捲きコイルの接続部が挟み込まれている、請求項５記載の連続捲きコイル組。
7. 前記連続捲きコイルは、３つの連続捲きコイルを組み合わせた時、円形状に形成される、請求項３記載の連続捲きコイル組。
8. 前記空芯コイルは、平角線がエッジワイズ捲きされて形成されている、請求項１記載の連続捲きコイル。
9. 前記第１の連続捲きコイル、前記第２の連続捲きコイル、及び前記第３の連続捲きコイルのそれぞれの前記第２のコイルの端部が接続されている、請求項３記載の連続捲きコイル組。
10. 複数のコイルを有する連続捲きコイルが少なくとも３つ配置されたステータであって、
    前記複数のコイルの各々は、平角線をエッジワイズ捲きで捲き回した空芯コイルからなり、
    前記複数のコイルは、少なくとも２つの前記コイルが入る程度の距離だけ離れて接続部を介して連続されている、ステータ。

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