JP2010246342A - 電機における固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】アウターコイル及びインナーコイルを捻ることなくステータコアのスロット形成方向に沿ったコイルエンドの長さを短くすることができる電機における固定子を提供する。
【解決手段】固定子１０において、アウター渡り部３１ｂが、固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向と反対方向においてインナー渡り部４１ｂよりも外側に配置されるとともに、インナー渡り部４１ｂが屈曲部３１ａを跨ぐように配置されている。アウターコイル３０Ｕは、スロット１４内でフラットワイズ積みとなるように形成されている。インナーコイル４０Ｖ，４０Ｗは、スロット１４内でエッジワイズ積みとなるように形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、平角線よりなるコイル線を整列巻によって所定の形状に整形してなるアウターコイルと、平角線よりなるコイル線を整列巻によって所定の形状に整形してなるインナーコイルとを有する電機における固定子に関する。

コイルを分布巻でティースに巻装してなる固定子を備えた電機としての回転電機は、コイルをスロットに組み込む際、コイルエンド同士が干渉することを避け、さらに、固定子の軸方向への長さを短くするために各コイルエンドはそれぞれ別々の形状に予め整形されている。また、スロット内の空間に対するコイルの占める割合（占積率）を向上させるため、コイルは、丸線よりなるコイル線ではなく、平角線よりなるコイル線で形成されている。

平角線よりなるコイル線を整列巻して形成されたコイルを有する回転電機として、例えば、特許文献１に開示のものが挙げられる。特許文献１の回転電機において、ステータコイル（コイル）は、環状に整形された導体コイルを複数積層してなる層コイルを複数接続して形成されている。特許文献１に開示のステータコイルは、スロットに挿入される２つのスロット挿入部と、２つコイルエンド部と、スロット挿入部とコイルエンド部の間に位置し、ひねりを加えられた４つの捻り部とからなる。ステータコイルは、捻り部において、一方のコイルエンド部における平角コイル（コイル線）の面に対して、他方のコイルエンド部における平角コイルの面が反対側の面になるようにひねりが加えられることで、平角コイルの巻き始め部と巻き終わり部が同一面側に位置するように形成されている。

そして、特許文献１のステータコイルは、コイルエンド部とスロット挿入部の間の捻り部によって、層コイルが複数の導体コイルを積層して形成されていても、固定子の軸方向（スロット形成方向）に沿ったコイルエンド部の厚さは、導体コイルの幅にすることができ、固定子の軸方向に沿ったコイルエンド部の長さを短くするとしている。

また、固定子の軸方向に沿ったコイルエンドの長さを短くするため、特許文献２には、コイルにおいて、スロットに収納される部分のコイル線の配列と、スロットを渡る部分のコイル線の配列を変更した技術が開示されている。特許文献２において、スロットに収納される部分は、スロットの深さ方向に平角線が１８本、スロットの幅方向に平角線が２本配列されて形成されている。一方、スロットを渡る部分は、その部分の高さ方向及び幅方向それぞれに平角線が６本ずつ配列されて形成されている。よって、特許文献２に開示のコイルは、スロットに収納される部分のコイル線の配列と、スロットを渡る部分のコイル線の配列を変更することで、スロットを渡る部分の長さ（高さ）を短くし（低くし）、固定子の軸方向に沿ったコイルエンド部の長さを短くするとしている。

特開２００６−１０１６５４号公報 特開２００３−１８９５２１号公報

ところが、特許文献１に開示のステータコイルにおいては、層コイルにおいて、導体コイルの積層数がいくつであっても固定子の軸方向に沿ったコイルエンド部の厚さを、導体コイル（平角線）の幅にすることができる。しかし、固定子の軸方向に沿って導体コイルの長辺方向が延びているため、固定子の軸方向（スロット形成方向）に沿ったコイルエンド部の長さが長くなってしまっていた。加えて、固定子の軸方向に沿ったコイルエンド部の厚さを導体コイルの幅とするため、スロット挿入部とコイルエンド部の間に位置する部位に捻り部を設ける必要があり、ステータコイルを捻り変形させる必要があった。また、特許文献２においては、スロットに収納される部分のコイル線の配列と、スロットを渡る部分のコイル線の配列を変更するために、整列巻コイルを治具に押し付けることで変形させており、その変形の際にコイルに捻りが発生してしまっていた。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、アウターコイル及びインナーコイルを捻ることなくステータコアのスロット形成方向に沿ったコイルエンドの長さを短くすることができる電機における固定子を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステータコアにティースが複数配列され、平角線よりなるコイル線を整列巻によって所定の形状に整形してなるアウターコイルが前記複数のティース間のスロットに組み込まれているとともに、平角線よりなるコイル線を整列巻によって所定の形状に整形してなるインナーコイルが前記複数のティース間のスロットに組み込まれ、前記アウターコイルと前記インナーコイルとで合計ターン数を同じとした電機における固定子において、前記アウターコイルのコイルエンドが、前記スロットに挿入された挿入部から前記ティースのステータコアからの突設方向と反対方向へ延びる一対の屈曲部と、該屈曲部同士を連結する渡り部とを備えるとともに、前記インナーコイルのコイルエンドが、前記スロットに挿入された挿入部から延びて前記ステータコアの端面より突出する一対の起立部と、該起立部同士を連結する渡り部とを備え、前記アウターコイルとインナーコイルとが、前記アウターコイルの渡り部が、前記ティースの前記ステータコアからの突設方向と反対方向において前記インナーコイルの渡り部よりも外側に配置されるとともに、前記インナーコイルの渡り部が前記アウターコイルの屈曲部を跨ぐように配置されており、前記アウターコイルが、前記コイル線の短辺が前記スロットの深さ方向へ延びるようにフラットワイズ積みによって形成され、前記インナーコイルが、前記コイル線の長辺が前記スロットの深さ方向へ延びるようにエッジワイズ積みによって形成されていることを要旨とする。

これによれば、アウターコイルをスロット内でフラットワイズ積みとなるように形成することにより、アウターコイルの渡り部は、ステータコアのスロット形成方向に沿ってコイル線の短辺が延びるように形成される。よって、アウターコイルの渡り部が、ステータコアのスロット形成方向に沿ってコイル線の長辺が延びるように形成される場合に比べてステータコアの端面からのアウターコイルのコイルエンドの突出長さ、すなわち、ステータコアのスロット形成方向に沿ったアウターコイルのコイルエンドの長さを短くすることができる。そして、アウターコイルのコイルエンドの長さを短くすることができるため、アウターコイルの屈曲部を跨ぐインナーコイルのコイルエンドの長さも短くすることができ、固定子のスロット形成方向に沿った長さを短くすることができる。また、アウターコイルにおいて、屈曲部は、ティースのステータコアからの突設方向とは反対方向へ延びるように挿入部から屈曲され、アウターコイルの渡り部は屈曲部同士を連結するように屈曲されているため、アウターコイルのコイルエンドは捻ることなく形成されている。また、インナーコイルにおいて、インナーコイルの渡り部は起立部同士を連結するように屈曲されているため、インナーコイルのコイルエンドは捻ることなく形成されている。よって、アウターコイル及びインナーコイルそれぞれのコイルエンドのスロット形成方向に沿った長さを短くするために、アウターコイルのコイルエンド及びインナーコイルのコイルエンドを捻って形成する必要がなく、捻りによってコイル線が損傷を受けることがない。

また、前記アウターコイルのコイル線と、前記インナーコイルのコイル線は同一のものであってもよい。これによれば、アウターコイルとインナーコイルとは合計ターン数が同じであるため、アウターコイルがフラットワイズ積みにより形成され、インナーコイルがエッジワイズ積みにより形成されても、アウターコイルとインナーコイルとのコイル断面積を同じにすることができ、電磁気特性のばらつきを無くすことができる。

本発明によれば、アウターコイル及びインナーコイルを捻ることなくステータコアのスロット形成方向に沿ったコイルエンドの長さを短くすることができる。

実施形態の固定子を示す斜視図。 （ａ）はステータコアを示す斜視図、（ｂ）は分割ティースを示す斜視図。 （ａ）はアウターコイルを示す斜視図、（ｂ）はアウターコイルを示す断面図。 （ａ）はインナーコイルを示す斜視図、（ｂ）はインナーコイルを示す断面図。 （ａ）はスロット内のアウターコイル及びインナーコイルを示す断面図、（ｂ）はアウターコイルエンド及びインナーコイルエンドを示す部分斜視図。 （ａ）はコイル線をアウターコイル形状でフラットワイズ積みとした場合を示す斜視図、（ｂ）はコイル線をアウターコイル形状でエッジワイズ積みとした場合を示す斜視図。 （ａ）はステータコアにアウターコイルを組付けた状態を示す斜視図、（ｂ）はアウターコイル同士の間に分割ティースを装着した状態を示す斜視図。 （ａ）はインナーコイルを組付けた状態を示す斜視図、（ｂ）はインナーコイル同士の間に分割ティースを装着した状態を示す斜視図。 アウターコイル及びインナーコイルの配線図。

以下、本発明の電機における固定子を具体化した一実施形態を図１〜図９にしたがって説明する。
図１に示すように、電機としての回転電機Ｍは、固定子１０と、この固定子１０の内側に配設された回転子１５とからなる。固定子１０は、環状のステータコア１１と、ステータコア１１の内周に複数配列された固定ティース１２及び分割ティース１３と、スロット１４に組み込まれたアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとからなる。本実施形態では、固定ティース１２と分割ティース１３の各個数は１２個であり、スロット１４の個数は２４個である。スロット１４は、ステータコア１１の周方向に等ピッチで配列されている。

図１及び図２（ａ）に示すように、ステータコア１１は、磁性体（鋼板）製の複数枚のコア板を積層して構成されている。ステータコア１１の内周面には、複数の固定ティース１２が一体成形されている。固定ティース１２は、ステータコア１１の半径方向（固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向）に沿ってステータコア１１の内周面からステータコア１１の中心軸Ｐに向けて延びるように形成されている。また、固定ティース１２は、ステータコア１１の軸方向全体に亘って延びるように形成されている。

ステータコア１１の内周面において、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２同士の中間位置には、係止凸部１１ａがステータコア１１の軸方向全体に亘って延びるように突設されている。係止凸部１１ａはステータコア１１の内周面からステータコア１１の中心軸Ｐ（中央部）に向かうに従い徐々に拡幅するテーパ状に形成されるとともに、ステータコア１１の軸方向全体に亘って延びるように形成されている。

図１に示すように、ステータコア１１において、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２の間には分割ティース１３が装着されている。図２（ｂ）に示すように、この分割ティース１３は、矩形板状をなすとともに、その長手方向への長さ（ステータコア１１の軸方向に沿った長さ）が、ステータコア１１の軸方向への長さと同じになっている。分割ティース１３の基端面には、係止凹部１３ｃが分割ティース１３の長手方向全体に亘って延びるように凹設されている。この係止凹部１３ｃは、分割ティース１３の基端面への開口から係止凹部１３ｃの奥へ向かうに従い徐々に拡幅するテーパ状に形成されている。

そして、図１に示すように、分割ティース１３の係止凹部１３ｃ内に、ステータコア１１の係止凸部１１ａを嵌合させることにより、分割ティース１３がステータコア１１に装着されている。この装着状態では、係止凹部１３ｃに対する係止凸部１１ａの係止により、分割ティース１３がステータコア１１の半径方向に沿ってステータコア１１内へ向けて移動することが防止されている。また、ステータコア１１に分割ティース１３が装着されることにより、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２と分割ティース１３との間には平面視矩形状のスロット１４が区画されている。スロット１４は、ステータコア１１の軸方向に沿ってステータコア１１を貫通するように形成されており、ステータコア１１の軸方向は、ステータコア１１へのスロット形成方向になっている。

アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、固定ティース１２に対し分布巻によって巻装されている。アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗとしては、Ｕ相のアウターコイル３０Ｕ、Ｖ相のアウターコイル３０Ｖ、及びＷ相のアウターコイル３０Ｗそれぞれを２つずつ有する。そして、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、それら全て（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）が、ステータコア１１の周方向に延びる一つの円周上に混在するように配置されている。アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗそれぞれは、２個のスロット１４に跨る状態で、かつ１個の分割ティース１３を間に挟んだ２個の固定ティース１２に跨るように、２個の固定ティース１２に組付けられている。また、同一スロット１４内に異なる相のコイルが挿入されることはない。

一対のアウターコイル３０Ｕは、２４個のスロット１４のうちの８個に間隔をおいて計４個のスロット１４に挿入されている。アウターコイル３０Ｖ及びアウターコイル３０Ｗそれぞれについても上記したアウターコイル３０Ｕと同様な配置となっている。アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗそれぞれは、断面が長方形の均一な幅のコイル線Ｃ（平角線）を整列巻して形成されるとともに絶縁被覆されている。図３（ａ）に示すように、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ（図３（ａ）ではアウターコイル３０Ｕのみを図示）それぞれは、スロット１４内に挿入される一対の挿入部３７と、ステータコア１１の軸方向の両端面から突出するコイルエンド３１を有する。

図１、図３（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗのコイルエンド３１（以下、アウターコイルエンド３１と記載する）は、各挿入部３７からステータコア１１の半径方向（固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向と反対方向）に沿って延びるように屈曲した一対の屈曲部３１ａを備える。

さらに、アウターコイルエンド３１は、一対の屈曲部３１ａの先端同士を連結するように、各屈曲部３１ａに対し曲げられてステータコア１１の周方向へ延びるアウター渡り部３１ｂを備え、屈曲部３１ａと一対のアウター渡り部３１ｂとにより平面視コ字状に形成されている。そして、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、アウター渡り部３１ｂがステータコア１１の周方向に沿って延びるように所定の形状に整形されている。また、アウター渡り部３１ｂは、ステータコア１１の内周面よりもステータコア１１の半径方向外側に配置されている。そして、挿入部３７をスロット１４に挿入した状態のとき、ステータコア１１の軸方向の両端面から突出する部位がアウターコイルエンド３１となっている。また、各挿入部３７には合成樹脂製の絶縁シート３２が巻装されている（図３（ａ）参照）。

図５（ａ）に示すように、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ（図５（ａ）はアウターコイル３０Ｕのみ図示）は、スロット１４の深さ方向（ステータコア１１の半径方向）に沿ってコイル線Ｃの短辺が延びるようにフラットワイズ積みによって形成されている。言い換えると、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、スロット１４の幅方向（ステータコア１１の周方向）に沿ってコイル線Ｃの長辺が延びるようにフラットワイズ積みによって形成されている。そして、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗのターン数は、スロット１４の深さ方向に１２、スロット１４の幅方向（深さ方向に直交する方向）に１となっており、合計ターン数が１２になっている。

図３（ａ）に示すように、屈曲部３１ａでは、ステータコア１１の軸方向に沿って、コイル線Ｃの広い面（コイル線Ｃの長辺側の面）上にコイル線Ｃが積層されている。このため、ステータコア１１の周方向に沿った屈曲部３１ａの長さは、コイル線Ｃの長辺の長さになっている。また、図３（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、アウター渡り部３１ｂでは、ステータコア１１の軸方向に沿ってコイル線Ｃの広い面上にコイル線Ｃが積層されている。よって、ステータコア１１の軸方向に沿ったアウター渡り部３１ｂの長さは、コイル線Ｃの短辺の長さを１２倍したものになっている。

ここで、コイル線Ｃをスロット１４内で、アウターコイル形状でフラットワイズ積みとなるようにした状態を図６（ａ）に示し、コイル線Ｃをスロット１４内で、アウターコイル形状でエッジワイズ積みとなるようにした状態を図６（ｂ）に示す。図６（ａ）に示すように、コイル線Ｃがフラットワイズ積みとなるように、コイル線Ｃの広い面がステータコア１１の端面に対向するようして屈曲部３１ａを形成した場合は、屈曲部３１ａの曲げ半径はＲ１となる。また、この場合、ステータコア１１の端面と、この端面に対向するアウター渡り部３１ｂの端面との間の距離はＫ１となる。一方、図６（ｂ）に示すように、コイル線Ｃがエッジワイズ積みとなるように、コイル線Ｃの狭い面がステータコア１１の端面に対向するようして屈曲部３１ａを形成した場合は、屈曲部３１ａの曲げ半径はＲ２となる。また、この場合、ステータコア１１の端面と、この端面に対向するアウター渡り部３１ｂの端面との間の距離はＫ２となる。

そして、コイル線Ｃを屈曲させて屈曲部３１ａを形成する際、屈曲により絶縁被膜が破れてしまうことを防止するため、コイル線Ｃをフラットワイズ積みする場合の曲げ半径Ｒ１は、コイル線Ｃをエッジワイズ積みする場合の曲げ半径Ｒ２より小さくなる。その結果、ステータコア１１の端面と、この端面に対向するアウター渡り部３１ｂの端面との間の距離Ｋ１は距離Ｋ２より短くなる。そして、コイル線Ｃをフラットワイズ積みする場合のステータコア１１の軸方向に沿ったアウターコイルエンド３１の長さ（突出高さ）は、コイル線Ｃの短辺の長さを１２倍したものに距離Ｋ１を加えたものになる。

図１に示すように、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、固定ティース１２に対し分布巻によって巻装されている。インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとしては、Ｕ相のインナーコイル４０Ｕ、Ｖ相のインナーコイル４０Ｖ、及びＷ相のインナーコイル４０Ｗをそれぞれを２つずつ有する。そして、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、それら全て（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）が、ステータコア１１の周方向に延びる一つの円周上に混在するように配置されている。各相のインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、それぞれ２個のスロット１４に跨る状態で、かつ１個の分割ティース１３を間に挟んだ２個の固定ティース１２に跨るように、２個の固定ティース１２に組付けられている。また、同一スロット１４内に異なる相のコイルが挿入されることはない。

一対のインナーコイル４０Ｕは、２４個のスロット１４のうちの８個に間隔をおいて計４個のスロット１４に挿入されている。インナーコイル４０Ｖ及びインナーコイル４０Ｗそれぞれについても上記したインナーコイル４０Ｕと同様な配置となっている。各相のインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、断面が長方形の均一な幅のコイル線Ｃ（平角線）を整列巻してなる。また、各相のインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは絶縁被覆されている。図４（ａ）に示すように、各相のインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗ（図４（ａ）ではインナーコイル４０Ｕのみ図示）は、スロット１４内に挿入される一対の挿入部４７と、ステータコア１１の端面から突出するコイルエンド４１を有している。

図１、図３（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗに形成されたコイルエンド４１（以下、インナーコイルエンド４１とする）は、各挿入部４７からステータコア１１の軸方向に延びる一対の起立部４１ａを備える。さらに、インナーコイルエンド４１は、一対の起立部４１ａの先端同士を連結するようにステータコア１１の周方向へ延びるインナー渡り部４１ｂを備え、一対の起立部４１ａとインナー渡り部４１ｂとにより正面視コ字状に形成されている。各挿入部４７には合成樹脂製の絶縁シート３２が巻装されている。

図５（ａ）に示すように、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗ（図５（ａ）はインナーコイル４０Ｗのみ図示）は、スロット１４の深さ方向（ステータコア１１の半径方向）に沿ってコイル線Ｃの長辺が延びるようにエッジワイズ積みによって形成されている。言い換えると、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、スロット１４の幅方向（ステータコア１１の周方向）に沿ってコイル線Ｃの短辺が延びるようにエッジワイズ積みによって形成されている。そして、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗのターン数は、スロット１４の深さ方向に３、スロット１４の幅方向（深さ方向に直交する方向）に４となっており、合計ターン数が１２になっている。よって、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗとインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとは合計ターン数が同じになっている。

図５（ｂ）に示すように、エッジワイズ積みされたインナー渡り部４１ｂは、ステータコア１１の軸方向において、コイル線Ｃの広い面上にコイル線Ｃが積層されて形成されるとともに、ステータコア１１の半径方向において、コイル線Ｃの狭い面同士が対向するように積層されている。よって、ステータコア１１の軸方向に沿ったインナー渡り部４１ｂの長さは、コイル線Ｃの短辺の長さを４倍したものになっている。また、エッジワイズ積みされた起立部４１ａでは、ステータコア１１の半径方向に沿って、コイル線Ｃの狭い面同士が対向するようにコイル線Ｃが積層されるとともに、ステータコア１１の周方向に沿って、コイル線Ｃの広い面同士が対向するようにコイル線Ｃが積層されている。

そして、図１に示すように、スロット１４にアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗと、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗが組み込まれた状態では、アウター渡り部３１ｂそれぞれは、ステータコア１１の半径方向（固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向と反対方向）においてインナー渡り部４１ｂよりも外側に配置されている。また、インナー渡り部４１ｂそれぞれは、ステータコア１１の周方向に隣り合う２つのアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの屈曲部３１ａを跨いでいる。さらに、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗがスロット１４に組み込まれた状態では、インナーコイルエンド４１の起立部４１ａの内側であり、各起立部４１ａと隣り合うティースは固定ティース１２によって形成されている。なお、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗより先にステータコア１１に組み込まれるコイルのことである。

次に、固定子１０の製造方法について説明する。
まず、分割ティース１３がステータコア１１から取り外された状態において、図７（ａ）に示すように、１つの係止凸部１１ａを間に挟んだ２個の（対となる）固定ティース１２に対し、各相のアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗを組付ける。このとき、各アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗをステータコア１１の半径方向に沿って移動させ、各アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの内側に一対の固定ティース１２が挿入されるように、各アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗを一対の固定ティース１２の外側に組付ける。そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれ２つずつのアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗを、ステータコア１１の周方向においてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順番で同一円周上に配置されるように固定ティース１２に組付け、ステータコア１１に組付ける。

この組付状態において、ステータコア１１の周方向に隣り合うＵ相のアウターコイル３０ＵとＶ相のアウターコイル３０Ｖとの間、Ｖ相のアウターコイル３０ＶとＷ相のアウターコイル３０Ｗとの間、Ｗ相のアウターコイル３０ＷとＵ相のアウターコイル３０Ｕとの間それぞれには、分割ティース１３を挿入可能とする隙間が形成される。

次に、図７（ｂ）に示すように、ステータコア１１の周方向に隣り合うアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ同士の間の隙間に、分割ティース１３を挿入するとともに、ステータコア１１に分割ティース１３を装着する。このとき、ステータコア１１の係止凸部１１ａを分割ティース１３の係止凹部１３ｃに嵌合することで分割ティース１３の装着が行われる。また、このとき、分割ティース１３を、ステータコア１１の軸方向に沿って移動させて係止凹部１３ｃの内側に係止凸部１１ａを嵌合する。

すると、ステータコア１１に分割ティース１３が装着されるとともに、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２と分割ティース１３との間にスロット１４が区画される。区画されたスロット１４にはアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの挿入部３７が挿入されている。

ステータコア１１にアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗが組付けられた状態において、アウターコイルエンド３１は、屈曲部３１ａがステータコア１１の半径方向に沿って挿入部３７（スロット１４）からステータコア１１の外周側へ延び、アウター渡り部３１ｂがステータコア１１の内周面より半径方向外側に配置されている。このため、一対の屈曲部３１ａ同士の間に間隙が形成されており、係止凸部１１ａがステータコア１１の軸方向の両端面に臨む状態になっている。よって、一対の屈曲部３１ａ同士の間から一対の固定ティース１２の間に、ステータコア１１の軸方向に沿って移動させる分割ティース１３を挿入可能であり、ステータコア１１の半径方向に沿って移動させるインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの各挿入部４７を挿入可能になっている。

次に、図８（ａ）に示すように、ステータコア１１に装着された１つの分割ティース１３を挟んだ２個の（対となる）固定ティース１２に対し各インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを組付ける。各インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、ステータコア１１の半径方向に沿ってステータコア１１の内側から外側に向けて移動させ、各インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの内側に一対の固定ティース１２が挿入されるように、一対の固定ティース１２の外側にインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを組付ける。このとき、アウター渡り部３１ｂがステータコア１１の内周面よりも半径方向外側に配置され、ステータコア１１の周方向に隣り合う一対の屈曲部３１ａ同士の間に間隙が形成されている。このため、アウター渡り部３１ｂがインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの組付けの妨げになることがない。そして、各インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの挿入部３７が固定ティース１２間の間隙に収容されるとともに、インナー渡り部４１ｂが、ステータコア１１の周方向に隣り合う屈曲部３１ａ同士を跨ぎ、かつインナー渡り部４１ｂがアウター渡り部３１ｂよりも半径方向内側に配置される。

そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれ２つずつのインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順番で同一円周上に配置されるように固定ティース１２に組付ける。この組付状態において、ステータコア１１の周方向に隣り合うＵ相のインナーコイル４０ＵとＶ相のインナーコイル４０Ｖとの間、Ｖ相のインナーコイル４０ＶとＷ相のインナーコイル４０Ｗとの間、Ｗ相のインナーコイル４０ＷとＵ相のインナーコイル４０Ｕとの間それぞれには、分割ティース１３を挿入可能とする隙間が形成される。

次に、図８（ｂ）に示すように、ステータコア１１の周方向に隣り合うインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗ同士の間の隙間に、分割ティース１３を挿入するとともに、ステータコア１１に分割ティース１３を装着する。このとき、アウター渡り部３１ｂがステータコア１１の内周面より半径方向外側に配置されるとともに、アウター渡り部３１ｂが係止凸部１１ａよりもステータコア１１の半径方向外側に配置されている。そして、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２間は、一対の屈曲部３１ａ同士の間から開口しているため、アウター渡り部３１ｂが分割ティース１３の挿入の妨げになることがない。

そして、分割ティース１３と固定ティース１２とでインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの各挿入部４７を挟み込むように分割ティース１３をステータコア１１に装着する。このとき、ステータコア１１の係止凸部１１ａを分割ティース１３の係止凹部１３ｃに嵌合することで分割ティース１３のステータコア１１への装着が行われ、具体的には、分割ティース１３を、ステータコア１１の軸方向に沿って移動させて係止凹部１３ｃの内側に係止凸部１１ａを嵌合する。

すると、ステータコア１１に分割ティース１３が装着されるとともに、ステータコア１１の周方向に隣り合う固定ティース１２と分割ティース１３との間にスロット１４が区画される。区画されたスロット１４にはインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの挿入部４７が挿入されている。

図９は、上記方法により製造された固定子１０におけるアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの配線図を示す。インバータ５０のＵ相の端子５１に接続される一対のアウターコイル３０ＵのＵ相挿入部（図９のみ３７Ｕで示す）は、Ｕ相のスロット（図９のみ１４Ｕｏで示す）の群に通されている。インバータ５０のＶ相の端子５２に接続される一対のアウターコイル３０ＶのＶ相挿入部（図９のみ３７Ｖで示す）は、Ｖ相のスロット（図９のみ１４Ｖｏで示す）の群に通されている。インバータ５０のＷ相の端子５３に接続される一対のアウターコイル３０ＷのＷ相挿入部（図９のみ３７Ｗで示す）は、Ｗ相のスロット（図９のみ１４Ｗｏで示す）の群に通されている。

インバータ５０のＵ相の端子５１に接続される一対のインナーコイル４０ＵのＵ相挿入部（図９のみ４７Ｕで示す）は、Ｕ相のスロット（図９のみ１４Ｕｉで示す）の群に通されている。インバータ５０のＶ相の端子５２に接続される一対のインナーコイル４０ＶのＶ相挿入部（図９のみ４７Ｖで示す）は、Ｖ相のスロット（図９のみ１４Ｖｉで示す）の群に通されている。インバータ５０のＷ相の端子５３に接続される一対のインナーコイル４０ＷのＷ相挿入部（図９のみ４７Ｗで示す）は、Ｗ相のスロット（図９のみ１４Ｗｉで示す）の群に通されている。

また、符号Ｎ１は、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗのコイル線Ｃ３３，Ｃ３４，Ｃ４３の終端を結線した中性点であり、符号Ｎ２は、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗのコイル線Ｃ３５，Ｃ３６，Ｃ４４の終端を結線した中性点である。そして、回転電機Ｍは、８極３相２４スロットの回転電機である。回転子１５は、インバータ５０を介したアウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗへの通電によって回転する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗは、平角線よりなるコイル線Ｃをスロット１４内でフラットワイズ積みとなるように整形して形成されるとともに、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、平角線よりなるコイル線Ｃをスロット１４内でエッジワイズ積みとなるように整形して形成されている。そして、アウター渡り部３１ｂは、ステータコア１１の軸方向に沿ってコイル線Ｃの短辺が延びるように形成される。よって、アウター渡り部３１ｂが、ステータコア１１の軸方向に沿ってコイル線Ｃの長辺が延びるように形成される場合に比べて、ステータコア１１の軸方向（スロット形成方向）の両端面からのアウターコイルエンド３１の突出長さ、すなわち、ステータコア１１の軸方向に沿ったアウターコイルエンド３１の長さを短くすることができる。そして、アウターコイルエンド３１の長さを短くすることができるため、アウターコイルエンド３１を跨ぐインナーコイルエンド４１の長さも短くすることができ、固定子１０の軸方向に沿った長さを短くすることができる。

（２）アウターコイルエンド３１において、屈曲部３１ａはステータコア１１の半径方向（固定ティース１２のステータコア１１からの突設方向と反対方向）へ延びるように屈曲形成され、アウター渡り部３１ｂは屈曲部３１ａからステータコア１１の周方向へ延びるように屈曲形成されている。また、インナーコイルエンド４１において、インナー渡り部４１ｂは起立部４１ａからステータコア１１の周方向へ延びるように屈曲形成されている。すなわち、アウターコイルエンド３１及びインナーコイルエンド４１は捻ることなく形成されている。よって、ステータコア１１の軸方向に沿ったアウターコイルエンド３１及びインナーコイルエンド４１の長さを短くするために、アウターコイルエンド３１及びインナーコイルエンド４１を捻る必要がなく、その捻る際にコイル線Ｃが損傷を受けたりすることを防止することができる。したがって、ステータコア１１の軸方向に沿ったアウターコイルエンド３１及びインナーコイルエンド４１の長さを短くしつつも、固定子１０の製造に伴う回転電機Ｍの性能低下を防止することができる。

（３）インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、平角線よりなるコイル線Ｃをスロット１４内でエッジワイズ積みとなるように整形して形成されている。そして、インナーコイルエンド４１を整形すると、インナー渡り部４１ｂは、ステータコア１１の軸方向に沿ってコイル線Ｃの短辺が延びるように形成されるため、ステータコア１１の軸方向に沿ったインナー渡り部４１ｂの長さ（厚さ）を抑えることができる。よって、インナー渡り部４１ｂが、アウター渡り部３１ｂを跨る位置に配置されても、インナー渡り部４１ｂの長さを抑えてインナーコイルエンド４１の長さを短くすることができる。

（４）アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗは、平角線よりなるコイル線Ｃをスロット１４内でフラットワイズ積みとなるように整形して形成され、屈曲部３１ａはステータコア１１の軸方向に沿ってコイル線Ｃの広い面上にコイル線Ｃが積層されて形成される。このため、アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗがエッジワイズ積みにより形成される場合と比較して、ステータコア１１の軸方向に沿った屈曲部３１ａの長さを短くすることができる。したがって、アウターコイルエンド３１を跨ぐインナーコイルエンド４１の長さも短くすることができ、固定子１０の軸方向に沿った長さを短くすることができる。

（５）アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗは、平角線よりなるコイル線Ｃをスロット１４内でフラットワイズ積みとなるように整形して形成されているため、アウターコイルエンド３１の屈曲部３１ａを整形した場合、コイル線Ｃは広い面がステータコア１１の端面に対向するように屈曲される。絶縁被膜を破らないようにコイル線Ｃを屈曲させるには、フラットワイズ積みは、エッジワイズ積みした場合に比べて曲げ半径を小さくでき、ステータコア１１の端面とコイル線Ｃとの距離を短くすることができる。よって、コイル線Ｃをフラットワイズ積みしてアウターコイルエンド３１を形成することにより、ステータコア１１の端面からのアウターコイルエンド３１の突出長さを短くすることができる。

（６）アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、同一のコイル線Ｃを用いて合計ターン数が同じとなるように形成されている。このため、アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗとインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとで、スロット１４内でのコイル線Ｃの積み方が異なっていてもアウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗと各インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとのコイル断面積を同じにすることができ、電磁気特性のばらつきを無くすことができる。

（７）アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗは、コイル線Ｃがスロット１４の幅方向に１本、深さ方向に１２本積層されるようにフラットワイズ積みで形成され、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、コイル線Ｃがスロット１４の幅方向に４本、深さ方向に３本積層されるようにエッジワイズ積みで形成されている。このため、挿入部３７，４７での断面の大きさを同じにすることでき、一サイズだけのスロット１４にアウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗの挿入部３７と、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの挿入部４７を挿入することができる。

（８）予め整形したＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのアウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗを用いるとともに、予め整形したＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを用いた。このため、コイルエンドとしては、アウターコイルエンド３１とインナーコイルエンド４１の２種類が存在する。そして、アウターコイル３０Ｕ、３０Ｖ，３０Ｗをフラットワイズ積みとすることで、アウター渡り部３１ｂの長さを短くし、アウターコイルエンド３１とインナーコイルエンド４１が干渉しないように形成しつつもアウターコイルエンド３１及びインナーコイルエンド４１のステータコア１１からの突出長さを抑えることができる。

（９）ステータコア１１に一体成形された固定ティース１２と、ステータコア１１に対し装着可能な分割ティース１３とを設けた。アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗを固定ティース１２に組付けた後、分割ティース１３をステータコア１１に装着してスロット１４が区画される。そして、このスロット１４に、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗの挿入部３７，４７が組み込まれている。よって、分布巻の固定子１０の製造時であっても、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗをスロット１４に組み込む際に変形させる必要がなく、コイル線Ｃが損傷を受けたりすることを防止することができ、固定子１０の製造に伴う回転電機Ｍの性能低下を防止することができる。

（１０）ステータコア１１の内周に配列されるティースは、ステータコア１１に一体成形された固定ティース１２と、ステータコア１１に装着可能な分割ティース１３とからなり、全てのティースのうちの半分が固定ティース１２となっている。よって、例えば、全てのティースを分割ティース１３とする場合と比べると、分割ティース１３とステータコア１１の嵌合部のギャップによる鉄損増加を少なくすることができるとともに、ステータコア１１に全てのティースを装着するのに要する時間を短縮し、部品点数を減らして固定子１０の製造コストを抑えることができる。さらに、全てのティースを分割ティース１３とする場合と比べると、ステータコア１１の周方向に隣り合うティース間のギャップのばらつきを抑えることができ、その結果として、トルクリップルが大きくなることを防止することができる。加えて、全てのティースを分割ティース１３とする場合は、全ての分割ティース１３をステータコア１１に組付ける際に発生する塑性変形量が大きくなるが、本実施形態では、全てのティースのうち半分のみが分割ティース１３であるため、分割ティース１３を組付ける際の塑性変形量を減らして電磁気特性の劣化を抑えることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、スロット１４の深さ方向及び幅方向それぞれのターン数を変更して形成してもよく、インナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗは、スロット１４の深さ方向及び幅方向それぞれのターン数を変更して形成してもよい。この場合、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗとインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとで合計ターン数が同じになるようにする。

○ アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ及びインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗそれぞれを形成するコイル線Ｃの断面積が同一であれば、アウターコイル３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗとインナーコイル４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗとでコイル線Ｃの種類を変更してもよい。

○ アウターコイルが、ステータコア１１の半径方向における外周寄りの円周上に配置されたＵ相のアウターコイルと、そのＵ相のアウターコイルより内周寄りの円周上に配置されたＶ相のアウターコイルとから構成され、インナーコイルが、Ｖ相のアウターコイルより内周寄りの円周上に配置されたＷ相のインナーコイルから構成されていてもよい。この場合、Ｕ相とＶ相のアウターコイルは、アウターコイルエンドが屈曲部とアウター渡り部とを備え、Ｗ相のインナーコイルは、インナーコイルエンドが起立部とインナー渡り部とを備えるものである。

○ 全てのティースが固定ティース１２であってもよいし、全てのティースが分割ティース１３であってもよい。
○ 固定ティース１２と分割ティース１３の合計個数及びスロット１４の個数は２４個でなく、３６個又は４８個でもよい。

○ 電機として、リニアモータのような直線型の電機の固定子におけるコイルを本願発明のように構成してもよい。なお、直線型の電機において、アウターコイルとは、インナーコイルよりも先にステータコアに組付けられるとともにティースの基端側に配置されるコイルを指し、インナーコイルとはアウターコイルの後にステータコアに組付けられてアウターコイルよりもティースの先端側に配置されるコイルを指す。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記ティースが、前記ステータコアに対し一体成形された固定ティースと、前記ステータコアに対し装着可能な分割ティースとからなる請求項１又は請求項２に記載の回転電機における固定子。

（２）全てのティースのうち半分が前記固定ティースである技術的思想（１）に記載の回転電機における固定子。
（３）前記アウターコイルは全て同じ形状をなし、前記インナーコイルは全て同じ形状をなす請求項１又は請求項２に記載の回転電機における固定子。

Ｍ…電機としての回転電機、Ｃ，Ｃ３３，Ｃ３４，Ｃ３５，Ｃ３６，Ｃ４３，Ｃ４４…コイル線、１０…固定子、１１…ステータコア、１２…ティースとしての固定ティース、１３…ティースとしての分割ティース、１４…スロット、３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ…アウターコイル、３１…アウターコイルのコイルエンドとしてのアウターコイルエンド、３１ａ…屈曲部、３１ｂ…アウター渡り部、３７…アウターコイルの挿入部、４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗ…インナーコイル、４１…インナーコイルのコイルエンドとしてのインナーコイルエンド、４１ａ…起立部、４１ｂ…インナー渡り部、４７…インナーコイルの挿入部。

Claims (2)

1. ステータコアにティースが複数配列され、平角線よりなるコイル線を整列巻によって所定の形状に整形してなるアウターコイルが前記複数のティース間のスロットに組み込まれているとともに、平角線よりなるコイル線を整列巻によって所定の形状に整形してなるインナーコイルが前記複数のティース間のスロットに組み込まれ、前記アウターコイルと前記インナーコイルとで合計ターン数を同じとした電機における固定子において、
   前記アウターコイルのコイルエンドが、前記スロットに挿入された挿入部から前記ティースのステータコアからの突設方向と反対方向へ延びる一対の屈曲部と、該屈曲部同士を連結する渡り部とを備えるとともに、前記インナーコイルのコイルエンドが、前記スロットに挿入された挿入部から延びて前記ステータコアの端面より突出する一対の起立部と、該起立部同士を連結する渡り部とを備え、
   前記アウターコイルとインナーコイルとが、前記アウターコイルの渡り部が、前記ティースの前記ステータコアからの突設方向と反対方向において前記インナーコイルの渡り部よりも外側に配置されるとともに、前記インナーコイルの渡り部が前記アウターコイルの屈曲部を跨ぐように配置されており、
   前記アウターコイルが、前記コイル線の短辺が前記スロットの深さ方向へ延びるようにフラットワイズ積みによって形成され、
   前記インナーコイルが、前記コイル線の長辺が前記スロットの深さ方向へ延びるようにエッジワイズ積みによって形成されている電機における固定子。
2. 前記アウターコイルのコイル線と、前記インナーコイルのコイル線は同一のものである請求項１に記載の電機における固定子。

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