JP2012034539A - 電動機の突極集中巻きステータ - Google Patents

Abstract

【課題】巻線の渡り部の振動を簡易な方法で抑制可能な突極集中巻きステータ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】周方向に複数設けられる渡り部１４Ｔが保持クリップ７０により一括して保持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気自動車に搭載される電動機の突極集中巻きステータに関する。

従来の電動機や発電機等のステータとしては、極ごとに予め巻線を予備成形したコイルをインシュレータに挿入し、このインシュレータを更に円環状のステータコアに形成されたティース部に挿入するようにした回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１に記載のステータ１００では、図２３に示すように、隣接する同相のコイル１１３が互いの巻線１１４を接合することで繋げられ、隣接する同相のコイル１１３の渡り部１１４Ｔを他相のインシュレータ１１２に設けられた庇部１１２ａの溝に保持させることで、渡り部１１４Ｔの振動を抑制している。

特開２００８‐３１２２９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のステータ１００では、隣接する同相コイル１１３を接合（結線）することで繋げているため、製造工程が複雑となる。また、インシュレータ１１２に庇部１１２ａを設けて渡り部１１４Ｔを保持させるため、インシュレータ１１２の形状が複雑となる。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、巻線の渡り部の振動を簡易な方法で抑制可能な突極集中巻きステータを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
ステータコア（例えば、後述の実施形態におけるステータコア１１）の隣り合うティース（例えば、後述の実施形態におけるティース１１ｂ）に巻回されるコイル（例えば、後述の実施形態におけるコイル１３）が異相となるように、巻線（例えば、後述の実施形態におけるパラ巻線１４）が巻かれた電動機（例えば、後述の実施形態におけるアウターロータ型電動機１）の突極集中巻きステータ（例えば、後述の実施形態における突極集中巻きステータ１０）であって、
各ティースに巻かれたコイルは、前記ステータの軸方向一端側の径方向外側寄りに位置する第１巻き端（例えば、後述の実施形態における第１巻き端４１）と、前記ステータの軸方向一端側の径方向内側寄りに位置する第２巻き端（例えば、後述の実施形態における第２巻き端４２）とを有し、
互いに隣接する同相のコイルの一方の前記第１巻き端と、他方の前記第２巻き端とは、異相のコイルを跨ぐ渡り部（例えば、後述の実施形態における渡り部１４Ｔ）によって同一の巻線で繋げられ、
周方向に複数設けられる前記渡り部が保持部材（例えば、後述の実施形態における保持クリップ７０、７０Ａ）により一括して保持されることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記第１巻き端より径方向外側に外側巻線支持部（例えば、後述の実施形態における外側巻線支持部３０）が設けられ、
前記第２巻き端より径方向内側に内側巻線支持部（例えば、後述の実施形態における内側巻線支持部３４）が設けられ、
前記渡り部が、前記第１巻き端側が前記外側巻線支持部の径方向外側に係止されると共に、第２巻き端側が前記内側巻線支持部の径方向内側に係止され、
前記渡り部は、前記外側巻線支持部と前記内側巻線支持部を経由して互いに隣接する同相のコイルと繋がっており、
前記保持部材は、軸方向で前記コイルに対向する側が開口する渡り保持部（例えば、後述の実施形態における渡り保持部７２）を有し、
前記渡り保持部の前記渡り部を両側から挟む２つの保持壁（例えば、後述の実施形態における保持壁７４）の角度が、互いに隣接する同相のコイルの一方の前記外側巻線支持部の頂点と他方の前記内側巻線支持部の頂点とを結んだ直線より、周方向に傾いていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加えて、前記２つの保持壁の角度が、周方向で交互に異なることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、前記保持部材により各渡り部を保持する径方向位置が周方向で交互に異なることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれかの構成に加えて、前記保持部材は、前記渡り部の前記外側巻線支持部の径方向外側の係止位置と前記内側巻線支持部の径方向内側の係止位置の略中央部を保持することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれかの構成に加えて、前記保持部材は、軸方向で前記コイルに対向する側が開口する渡り保持部（例えば、後述の実施形態における渡り保持部７２）を有し、
前記渡り保持部は、前記渡り部を両側から挟む２つの保持壁（例えば、後述の実施形態における保持壁７４）を有し、
前記２つの保持壁には、それぞれ開口端に保持爪（例えば、後述の実施形態における保持爪７５）が設けられ、
前記保持爪間の隙間が前記渡り部の巻線の径寸法より小さいことを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれかの構成に加えて、前記渡り部は、略Ｓ字形状に折り曲げられ、
前記保持部材は、前記渡り部の形状に沿うように開口していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、保持部材により渡り部の振動を抑制し、巻線の折れや、他相との擦れによる絶縁不良を抑制することができる。さらに、インシュレータには、渡り部を保持するための特別な加工を施す必要はなく、インシュレータの形状が複雑化するのを回避することができる。

請求項２〜４の発明によれば、渡り部をより強固に保持することができる。

請求項５、７の発明によれば、渡り部が振動したときの腹を拘束することができる。

請求項６の発明によれば、保持部材から渡り部が外れることを抑制することができる。

本発明の第１実施形態のステータが適用されるアウターロータ型電動機の要部縦断面図である。 図１におけるステータの正面図である。 ステータコアの正面図である。 インシュレータの斜視図である。 インシュレータの正面図である。 インシュレータに巻線が巻回されたコイルの正面図である。 ３相分のコイル群が階段状に配列された状態を示す概念図である。 巻線が巻回される前のインシュレータ列を示す概念図である。 １相分のコイル群を示す図である。 階段状に配置された３相分のコイルを１列に整列配置する手順を示す概念図である。 階段状に配置されたコイルを同じ高さの１列に整列させる手順を、１相分のコイル群について示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は、ＸＩから見た側面図、（ｃ）は、ＸＩ´から見た下面図である。 階段状に配置されたコイルを同じ高さの１列に整列させる手順を、１相分のコイル群について示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は、ＸＩＩから見た側面図、（ｃ）は、ＸＩＩ´から見た下面図である。 階段状に配置されたコイルを同じ高さの１列に整列させる手順を、１相分のコイル群について示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は、ＸＩＩＩから見た側面図、（ｃ）は、ＸＩＩＩ´から見た下面図である。 階段状に配置されたコイルを同じ高さの１列に整列させる手順を、１相分のコイル群について示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は、ＸＩＶから見た側面図、（ｃ）は、ＸＩＶ´から見た下面図である。 巻線が巻回された１相のインシュレータをステータコアのティースに装着する状態を示す説明図である。 ステータの部分斜視図である。 （ａ）は渡り保持部側から見た保持クリップの斜視図、（ｂ）は、（ａ）と反対側から見た保持クリップの斜視図である。 渡り保持部の斜視図である。 渡り部を保持した保持クリップの断面図である。 本発明の第２実施形態のステータの正面図である。 巻線が巻回されたインシュレータをステータコアのティースに装着する状態を示す説明図である。 （ａ）渡り部を保持した保持クリップの正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。 特許文献１に記載のステータの説明図である。

以下、本発明の各実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

＜第１実施形態＞
先ず、第１実施形態に係る突極集中巻きステータが適用される電動機について説明する。図１は第１実施形態のアウターロータ型電動機の要部縦断面図である。本実施形態の電動機は、３相８極対のアウターロータ型電動機１であり、モータハウジング２にボルト３により固定されたステータ１０と、ステータ１０の外周側に僅かな隙間を介して配置される円環状のロータ４とを備える。

ロータ４は、電磁鋼板が積層されてなるロータヨーク６ａに磁石６ｂが埋め込まれた円環状のロータ本体６が、縁付円盤状の支持部材５の縁部内周面５ａに固定されており、モータハウジング２に内嵌する玉軸受７、７によって回転自在に支持された回転軸８に一体回転可能に固定されている。ロータ４は、ステータ１０に発生させる回転磁界によって回転駆動される。支持部材５の基部５ｂとステータ１０の間には、回転軸８の磁極位置を検出するレゾルバ９が配設されている。

ステータ１０は、図２および図３に示すように、ステータコア１１と、複数のインシュレータ１２と、複数（本実施形態では２４個）のコイル１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）と、後述する一本の保持クリップ７０と、を備える。ステータコア１１は、複数の電磁鋼板がステータ１０の軸方向、即ち、図３において紙面と垂直方向に積層されて構成され、円環状の支持部１１ａから半径方向外側に向かって放射状に突出形成され、周方向に並ぶ複数（２４個）のティース１１ｂを有する。コイル１３は、所定本数の導線からなる巻線（本実施形態では、２本の導線からなるパラ巻線であり、以下パラ巻線と呼ぶ。）１４を、絶縁特性を有する合成樹脂などで形成されたインシュレータ１２を介してステータコア１１のそれぞれのティース１１ｂの周囲に突極集中巻きによって巻回することで形成される。

コイル１３は、それぞれ８個ずつのＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相のコイルからなり、Ｕ相コイル１３ｕ、Ｖ相コイル１３ｖ、及びＷ相コイル１３ｗが、時計方向にこの順で配置されてティース１１ｂの周囲に配置されている。即ち、他相のコイル１３（例えば、Ｖ相コイル１３ｖ、及びＷ相コイル１３ｗ）を挟んで配置される同相のコイル１３（例えば、Ｕ相コイル１３ｕ）同士は、他相のコイル１３を跨いで配索される渡り部１４Ｔにより接続されている。

各相８個ずつのＵ相、Ｖ相及びＷ相コイル１３ｕ、１３ｖ、１３ｗは、それぞれ同一のパラ巻線１４ｕ、１４ｖ、１４ｗによって連続して巻回されており、３相のコイル群１８（１８ｕ、１８ｖ、１８ｗ）を構成している。Ｕ相のパラ巻線１４ｕの一方の端部はＵ相接続端子１５ｕに接続され、Ｖ相のパラ巻線１４ｖの一方の端部はＶ相接続端子１５ｖに接続され、Ｗ相のパラ巻線１４ｗの一方の端部がＷ相接続端子１５ｗに接続されている。また、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各パラ巻線１４ｕ、１４ｖ、１４ｗの他方の端部は、中点端子１６に接続されている。

ステータコア１１の支持部１１ａの内周側には、ボルト穴１７をそれぞれ有する複数（本実施形態では６個）の凸部１１ｃが形成されている。このボルト穴１７に挿通されるボルト３によりステータ１０がモータハウジング２に固定される（図１参照）。

図４及び図５に示すように、インシュレータ１２は、パラ巻線１４が巻回される胴部２４と、該胴部２４の径方向両端部に設けられた外周側鍔部２５及び内周側鍔部２６と、を有する。胴部２４は、ステータ１０の軸方向に向いて対向する壁２０、２１及びステータ１０の周方向に向いて対向する壁２２、２３によって、径方向に貫通する角穴２４ａを有して断面矩形の筒状に形成される。角穴２４ａの大きさは、ステータコア１１のティース１１ｂより僅かに大きく、ティース１１ｂが挿通可能である。壁２２、２３には、パラ巻線１４を巻回する際、パラ巻線１４を位置決めするための複数の凹溝２７が、角穴２４ａの軸芯に対して直交する方向に設けられている。

外周側鍔部２５の壁２０側の端部には、径方向外方に延出する外側隔壁２８が形成されている。外側隔壁２８の周方向一端面（図５中、左端面）２８ａと径方向内側面２８ｂとの隅部には、軸方向において胴部２４と反対側の軸方向一端側に突出する外側巻線支持部３０が形成される。外側巻線支持部３０は、外側隔壁２８の周方向一端面２８ａの径方向中間部分と、径方向内側面２８ｂの周方向一端から略１／３中心寄りの部分とを結ぶ一辺Ｃ、外側隔壁２８の周方向一端面２８ａの内側寄り部分、及び、径方向内側面２８ｂの周方向一端寄り部分を軸方向に延出することで略三角柱状に形成される。該一辺Ｃを軸方向に延出することで形成される径方向外向き傾斜面３０ｃと、外側隔壁２８の周方向一端面２８ａを軸方向に延出した端面３０ｄとの頂部は曲面状に形成された湾曲面３０ｂを構成している。

また、外側巻線支持部３０の径方向外向き傾斜面３０ｃと、外側隔壁２８との間には、該１辺Ｃと平行な段部３０ａが設けられている。さらに、外側隔壁２８の周方向中間部で、且つ径方向内側部分には、傾斜面３０ｃの径方向内側部分と対向し、該一辺Ｃと略平行な側面を有するガイド突部３１が形成されている。そして、外側巻線支持部３０の傾斜面３０ｃとガイド突部３１の側面との間に溝部３２を形成する。

また、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分は、径方向から見て、周方向一端面側から他端面（図５中、右端面）側に向かって徐々に幅広に形成されており、また、軸方向から見て、周方向中間部から周方向他端面に向かって徐々に肉厚に形成されている。内周側鍔部２６の周方向他端面と径方向外側面との隅部には、軸方向一端側に突出する略三角柱状の内側巻線支持部３４が設けられている。また、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分には、周方向中間部から周方向他端面に向かうにつれて径方向内側に傾斜する傾斜面３３が形成されており、この傾斜面３３は、内側巻線支持部３４の径方向内向き傾斜面３４ａと対向して溝部３５を形成する。さらに、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分と、壁２０との境界部分には、周方向他端面側から周方向一端面側へと壁２０に沿って最初に巻回されるパラ巻線１４を案内する、内周側鍔部２６に対して傾斜した案内部３６が形成されており、また、案内部３６と内周側鍔部２６との間には、溝部３５から胴部２４へ向かうパラ巻線１４を軸方向に案内する段部３６ａが形成される。

また、インシュレータ１２の外側巻線支持部３０と内側巻線支持部３４とは、外側巻線支持部３０と内側巻線支持部３４を結ぶ仮想直線Ｍがインシュレータ１２の周方向中間部を通過して径方向に延びる径方向中心線ＣＬに対して傾斜して配置され、これにより、渡り部１４Ｔの長さを短くすることができる。

コイル１３は、図６に示すように、インシュレータ１２の胴部２４の周囲にパラ巻線１４が複数回に亘って巻回されて形成される。コイル１３は、インシュレータ１２の一端側（内側巻線支持部３４側）から巻き始め、他端側（外側巻線支持部３０側）で巻き終わるように巻回され、径方向内側に位置する巻き始め位置である第１巻き端４１と、径方向外側に位置する巻き終わり位置である第２巻き端４２とを有する。なお、パラ巻線１４は、インシュレータ１２の一端側と他端側との間を往復しながら巻回することで、インシュレータ１２の周囲に巻かれるコイル１３の層数を増やすことができる。第１巻き端４１から溝３５を通り、傾斜面３３に沿って斜め下方に延びるパラ巻線１４は、内側支持点Ｅの位置まで内側巻線支持部３４に係止されて支持される。また、第２巻き端４２から溝３２を通り、斜め上方に延びるパラ巻線１４は、外側支持点Ｄの位置まで外側巻線支持部３０の湾曲面３０ｂに巻き掛け係止されて支持される。

次に、図７から図１４を参照してステータの製造方法について説明する。なお、本実施形態では、それぞれステータコア１１の全周に相当する８個ずつのインシュレータ１２に、渡り部１４Ｔを介して同一のパラ巻線１４が連続巻回されてなるＵ，Ｖ，Ｗ相の各コイル群１８（１８ｕ、１８ｖ、１８ｗ）のコイル１３（１３ｕ１〜１３ｕ８、１３ｖ１〜１３ｖ８、１３ｗ１〜１３ｗ８）を１列に整列させるものであるが、ここでは、各相が４個ずつのインシュレータ１２に対して、同一のパラ巻線１４が連続巻回されてなるコイル１３（１３ｕ１〜１３ｕ４、１３ｖ１〜１３ｖ４、１３ｗ１〜１３ｗ４）を１列に整列させる場合を例として、説明を簡略化する。図７は３相分のコイル群が階段状に配列された状態を示す概念図、図９は図７における１相分のコイル群を示す図である。

図７に示すように、４個ずつのインシュレータ１２に、渡り部１４Ｔを介して同一のパラ巻線１４が連続巻回されてなるコイル１３（１３ｕ１〜１３ｕ４、１３ｖ１〜１３ｖ４、１３ｗ１〜１３ｗ４）は、高さ位置が次第に低くなるように１階層Ｌ１から４階層Ｌ４まで階段状に配列されている。各階層は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３相のコイル１３ｕ、１３ｖ、及び１３ｗが、この順で隣接配置されている。

この階段状に配列される３相分のコイル群１８は、まず、図８に示すように、３相分の１２個のインシュレータ１２を３個ずつ、高さ位置が次第に低くなるように１階層Ｌ１から４階層Ｌ４まで階段状に配置して階段状のインシュレータ列５１を形成する。そして、不図示の３本のノズルからパラ巻線１４を繰り出しつつ、３相同時に１階層Ｌ１の３個のインシュレータ１２の周囲を下から見て時計方向に相対回転させると共に上下方向に相対移動させて、インシュレータ１２の一端側（内側巻線支持部３４側、図中上側）から巻き始め、他端側（外側巻線支持部３０側、図中下側）で巻き終わるように、パラ巻線１４を巻回する。

次いで、ノズルを２階層Ｌ２のインシュレータ１２に移動し、１階層Ｌ１の巻回と同様に、２階層Ｌ２の各インシュレータ１２の周囲を下から見て時計方向に相対回転させると共に上下方向に相対移動させて巻回し、更に３階層Ｌ３、４階層Ｌ４へと順次移動しながら、同様にパラ巻線１４を巻回することで、図７に示す、階段状に配置された３相のコイル群１８（１８ｕ、１８ｖ、１８ｗ）が同時に形成される。

或いは、図９に示すように、４個のインシュレータ１２に渡り部１４Ｔを介して同一のパラ巻線１４を巻回し、高さ位置が次第に低くなるように１階層Ｌ１から４階層Ｌ４まで階段状に配列した１相分のコイル群１８（例えば、ｕ相コイル群１８ｕ）を形成する。次いで、残り２相分のコイル群１８（例えば、ｖ相コイル群１８ｖ、ｗ相コイル群１８ｗ）も同様に形成した後、各階層Ｌ１〜Ｌ４において、各コイル１３がＵ相、Ｖ相、Ｗ相の並び順となるように隣接配置することで、１２個のコイル１３が、３個ずつ１階層Ｌ１から４階層Ｌ４まで階段状に配列された３相分のコイル群１８を形成するようにしてもよい（図７参照）。

ここで、それぞれのコイル１３（１３ｕ１〜１３ｕ４、１３ｖ１〜１３ｖ４、１３ｗ１〜１３ｗ４）は、インシュレータ１２の一端側（内側巻線支持部３４側、図中上側）から巻き始め、他端側（外側巻線支持部３０側、図中下側）で巻き終わるように巻回され、パラ巻線１４の第１巻き端４１と第２巻き端４２が統一されている。また、本実施形態では、パラ巻線１４を巻回する際に、内側巻線支持部３４に係止されるように溝３５を通過させ、外側巻線支持部３０に係止されるように溝３２を通過させている。

次に、図７に示された階段状に配置された３相分のコイル群を１列に整列配置する。まず、本実施形態では、１階層Ｌ１を基準階層とし、１階層Ｌ１に隣接する２階層Ｌ２のコイル１３ｕ２、１３ｖ２、１３ｗ２の中で、１階層Ｌ１のコイル１３ｗ１と隣り合わせるＵ相のコイル１３ｕ２を、該コイル１３ｕ２が１階層Ｌ１の高さと同じ高さとなるように、該コイル１３ｕ２に対して１階層Ｌ１と反対側にある３、４階層Ｌ３、Ｌ４のＵ相のコイル１３ｕ３，１３ｕ４と共に、Ｖ相、Ｗ相の渡り部１４Ｔを迂回して移動させる。

これにより、２〜４階層Ｌ２〜Ｌ４の３個のＵ相コイル１３ｕ２〜１３ｕ４が、それぞれ１階層上の階層のコイル１３の高さと同じ高さとなるように移動する（図１０（ａ）参照）。即ち、２階層Ｌ２のＵ相コイル１３ｕ２が１階層Ｌ１のＷ相コイル１３ｗ１の隣に、３階層Ｌ３のＵ相コイル１３ｕ３を２階層Ｌ２のＷ相コイル１３ｗ２の隣に、更に４階層Ｌ４のＵ相コイル１３ｕ４を３階層Ｌ３のＷ相コイル１３ｗ３の隣に移動する。また、１階層Ｌ１はＵ，Ｖ，Ｗ，Ｕ相の４個のコイル１３ｕ１，１３ｖ１，１３ｗ１，１３ｕ２がこの順で配置され、２階層Ｌ２はＶ，Ｗ，Ｕ相の３個のコイル１３ｖ２，１３ｗ２，１３ｕ３がこの順で配置され、３階層Ｌ３はＶ，Ｗ，Ｕ相の３個のコイル１３ｖ３，１３ｗ３，１３ｕ４がこの順で配置され、４階層Ｌ４はＶ，Ｗ相の２個のコイル１３ｖ４，１３ｗ４がこの順で配置される。

上記したコイル１３ｕ１〜１３ｕ４の移動に際しては、他相のコイル１３ｖ１〜１３ｖ４，１３ｗ１〜１３ｗ４及び渡り部１４Ｔが干渉しないように移動する必要がある。図１１から図１４は、理解を容易にするため、１相分のコイル群１８ｕについて移動手順を示した概念図である。移動前のコイル群１８ｕは、図１１に示すように、１階層Ｌ１から４階層Ｌ４までの４個のコイル１３ｕ１〜１３ｕ４が、同一平面内（図１１（ｂ）に示す側面視において一直線上）で階段状に配置されている。

コイル１３ｕ１〜１３ｕ４の移動は、先ず、２〜４階層Ｌ２〜Ｌ４までの３個のコイル１３ｕ２〜１３ｕ４の位置関係を維持したまま、２階層Ｌ２のコイル１３ｕ２を１階層Ｌ１のコイル１３ｕ１の外側巻線支持部３０を中心に渡り部１４Ｔが張った状態で、反時計方向に旋回移動させる。これにより、２〜４階層Ｌ２〜Ｌ４のコイル１３ｕ２〜１３ｕ４は、同時に１階層Ｌ１のコイル１３ｕ１の前方に移動させた後（図１２参照）、これらコイル１３ｕ２〜１３ｕ４を、それぞれ１階層の高さ分だけ上方に移動させる（図１３参照）。これにより、２階層Ｌ２のコイル１３ｕ２は、１階層Ｌ１のコイル１３ｕ１と同じ高さに位置する。次いで、２階層Ｌ２のコイル１３ｕ２が１階層Ｌ１のコイル１３ｕ１から離れるようにして、コイル１３ｕ２をコイル１３ｕ１の後方に移動させて、コイル１３ｕ２〜１３ｕ４を元の平面内に戻す（図１４参照）。これにより、２階層Ｌ２のコイル１３ｕ２は、１階層Ｌ１のコイル１３ｕ１と同じ高さ、且つ側面視において一直線上（同一平面内）に位置する。このように、各コイル１３ｕ２〜１３ｕ４を移動させることにより、他相のコイル１３ｖ１〜１３ｖ４，１３ｗ１〜１３ｗ４及び渡り部１４Ｔとの干渉を回避して移動することができる。
なお、２階層Ｌ２のコイル１３ｕ２の旋回移動は、１階層Ｌ１のコイル１３ｕ１と高さを合わせると同時に、２〜４階層Ｌ２〜Ｌ４のコイル１３ｕ２〜１３ｕ４が１階層Ｌ１のコイル１３ｕ１と同一平面内に位置するように行うこともできる。

このようにしてコイル１３を１階層分上方に移動することで、予め内側巻線支持部３４と外側巻線支持部３０との間に係止された渡り部１４Ｔは、内側巻線支持部３４の内側支持点Ｅの位置と外側巻線支持部３０の外側支持点Ｄの位置で支持される（図６参照）。

図１０（ｂ）に戻り、２〜４階層Ｌ２〜Ｌ４の３個のＶ相コイル１３ｖ２〜１３ｖ４を、それぞれ１階層上の階層のコイル１３の高さと同じ高さとなるように移動する。これにより、１階層Ｌ１はＵ，Ｖ，Ｗ，Ｕ、Ｖ相の５個のコイル１３ｕ１,１３ｖ１，１３ｗ１
，１３ｕ２，１３ｖ２がこの順で配置され、２階層Ｌ２はＷ，Ｕ，Ｖ相の３個のコイル１３ｗ２，１３ｕ３，１３ｗ３がこの順で配置され、３階層Ｌ３はＷ，Ｕ，Ｖ相の３個のコイル１３ｗ３，１３ｕ４，１３ｖ４がこの順で配置され、４階層Ｌ４はＷ相の１個のコイル１３ｗ４が配置された状態になる。

このように、１階層Ｌ１のコイルに隣り合わせる２階層Ｌ２のコイル１３を含む同相のコイル群１８のコイル１３を、順次、１階層分ずつ上方に移動することを、すべてのコイル１３が同一の高さになるまで繰り返すことによって、図１０（ｃ）に示すように、すべてのコイル１３が１列に整列する。従って、本実施形態の場合には、すべてのコイル１３（１３ｕ１〜１３ｕ８、１３ｖ１〜１３ｖ８、１３ｗ１〜１３ｗ８）が同一の高さでＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に１列に整列される。

ここで、図１５に示すように、インシュレータ１２の外側支持点Ｄは、同相の隣接するインシュレータ１２の組付け後の内側支持点Ｅと、この組付け前の内側支持点Ｆと、の２点を結ぶ線分Ｓの垂直２等分線Ｇより径方向外側に位置するように設定される。また、ステータコア１１への組み付け前におけるパラ巻線１４の渡り部１４Ｔとなる部分の長さＬは、内側支持点Ｅと外側支持点Ｄ間の距離Ｌ１と略等しい長さに設定される。これにより、コイル１３をステータコア１１のティース１１ｂに挿入したとき、渡り部１４Ｔに張力が付与されて弛むことがない。

次に、ステータ１０の組み付けについて説明する。Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相コイル群１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの８個のＵ相、Ｖ相、及びＷ相コイル１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの内、先ず、第１のＵ相、Ｖ相、及びＷ相コイル１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのインシュレータ１２を、ステータコア１１のティース１１ｂに径方向外方から順次挿入して組み付ける。次いで、第２のＵ相、Ｖ相、及びＷ相コイル１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのインシュレータ１２を、ステータコア１１の反時計方向の３個隣りのティース１１ｂに径方向外方から順次挿入して組み付ける。以後同様にして、第３〜第８のＵ相、Ｖ相、及びＷ相コイルのインシュレータを、ステータコア１１のティース１１ｂに径方向外方から挿入して、ステータ１０の１周分を組み付ける。

次いで、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイル群１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの８個のＵ相、Ｖ相及びＷ相コイル１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを組み付けた後、Ｕ相コイル群１８ｕのパラ巻線１４ｕの一方の端部をＵ相接続端子１５ｕに接続し、Ｖ相コイル群１８ｖのパラ巻線１４ｖの一方の端部をＶ相接続端子１５ｖに接続し、Ｗ相コイル群１８ｗのパラ巻線１４ｗの一方の端部をＷ相接続端子１５ｗに接続する。そして、各パラ巻線１４ｕ，１４ｖ，１４ｗの他方の端部を中点端子１６に接続する（図２参照）。

これにより、各コイル１３は、第１巻き端４１が同相のコイル１３の中で隣接するコイル１３の第２巻き端４２に、異相のコイル１３を跨いで、渡り部１４Ｔを介して繋がり、３相スター結線されたステータ１０が組み付けられる。

ここで、ステータ１０には、図２及び図１６に示すように、８個のＵ相、Ｖ相、及びＷ相コイル１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの渡り部１４Ｔを一括して保持する保持クリップ７０が設けられている。保持クリップ７０は、ゴム等の絶縁性部材から構成され、図１８に示すように、環状のクリップ本体７１と、クリップ本体７１に周方向に所定の間隔で渡り部１４Ｔを保持する渡り保持部７２が設けられている。クリップ本体７１は、断面略矩形形状を有する。

渡り保持部７２は、図１９に示すように、クリップ本体７１からコイル１３側に円柱状に突出し、コイル１３に対向する面に開口部７３を有している。開口部７３を形成する２つの対向する保持壁７４間には、所定の凹溝Ｓが形成され、この凹溝Ｓは、図２０に示すように、高さ（径方向長さ）が略巻線一本分の径寸法であり、深さ（軸方向長さ）が略巻線２本分の径寸法であり、軸方向に並んで配置される渡り部１４Ｔを構成するパラ巻線１４を収容できるように形成されている。

また、渡り保持部７２には、開口部７３を形成する保持壁７４の先端に、保持壁７４間の間隔が略巻線一本分の径寸法より狭くなるように保持爪７５が設けられており、収容されたパラ巻線１４が外れることが防止される。

このように構成された保持クリップ７０を、渡り部１４Ｔの外側巻線支持部３０の外側支持点Ｄと内側巻線支持部３４の内側支持点Ｅとの略中央部を保持するように嵌め込むことで、渡り部１４Ｔが振動したときの腹を保持クリップ７０で拘束することができる。この拘束により、渡り部１４Ｔの振動を抑制し、パラ巻線１４の折れや、他相との擦れによる絶縁不良を抑制することができる。なお、保持クリップ７０は、軸方向一端側においてコイル１３の側面とは接触しない。

なお、対向する２つの保持壁７４の角度は周方向で交互に異なるように形成することが好ましい。これより、パラ巻線１４が強く当たる保持壁７４が隣り合う渡り部１４Ｔ同士で反対となり、より強固に渡り部１４Ｔが保持される。また、上記実施形態では、保持クリップ７０により、渡り部１４Ｔの外側巻線支持部３０の外側支持点Ｄと内側巻線支持部３４の内側支持点Ｅとの略中央部を保持するように構成したが、これに限定されず、保持クリップ７０により渡り部１４Ｔを保持する径方向位置を周方向で交互に異なるようにしてもよい。これによっても、より強固に渡り部１４Ｔを保持することができる。

＜第２実施形態＞
次に第２実施形態の突極集中巻きステータについて図２１及び２２を参照して説明する。
第２実施形態の電動機１のステータ１０は、図１５におけるステータコア１１への組み付け前におけるパラ巻線１４の渡り部１４Ｔとなる部分の長さＬが、内側支持点Ｅと外側支持点Ｄ間の距離Ｌ１より長く設定されている。

そして、ステータ１０の組み付けに際しては、図２２に示すように、同一のパラ巻線１４で連続して巻回された複数（８個）のコイル１３からなるＵ相、Ｖ相、及びＷ相の各コイル群１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの各コイル１３ｕ，１３ｖ，１３ｗが、それぞれ２つおきにステータコア１１のティース１１ｂに対応して径方向外方に円環状に配置され、そして、全コイル１３を、縮径する方向（矢印方向）に同時に移動させて、インシュレータ１２の角穴２４ａにステータコア１１のティース１１ｂを挿入する。

ステータコア１１の径方向外方に円環状に配置されたコイル１３が縮径方向に移動すると、周方向長さが短くなる分、渡り部１４Ｔに弛みが生じるが、インシュレータ１２の角穴２４ａにステータコア１１のティース１１ｂを挿入した後、渡り部１４Ｔを外側巻線支持部３０の外側支持点Ｄと内側巻線支持部３４の内側支持点Ｅに係止した状態で、図２１に示すように、渡り部１４Ｔを略Ｓ字状に折り曲げ成形することにより、この弛みを吸収して渡り部１４Ｔに張力が付与される。

このように構成された第２実施形態のステータ１０にも、図２０及び図２２に示すように、８個のＵ相、Ｖ相、及びＷ相コイル１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの渡り部１４Ｔを一括して保持する保持クリップ７０Ａが設けられている。保持クリップ７０Ａは、ゴム等の絶縁性部材から構成され、環状のクリップ本体７１と、渡り部１４Ｔを保持する渡り保持部７２とが一体に形成される。即ち、環状のクリップ本体７１には、渡り保持部７２としての凹溝Ｓが直接形成されている。

渡り保持部７２には、コイル１３に対向する面が開口するように凹溝Ｓが形成される。この凹溝Ｓは、図２３に示すように、渡り部１４Ｔの形状と略同じ形状のＳ字形状をなし、２つの屈曲点を含めて渡り部１４Ｔを保持している。なお、この保持クリップ７０においても、凹溝Ｓの高さ（径方向長さ）が略巻線一本分の径寸法であり、深さ（軸方向長さ）が略巻線２本分の径寸法であり、軸方向に並んで配置される渡り部１４Ｔを構成するパラ巻線１４を収容できるように形成され、開口部７３を形成する保持壁７４の先端に、保持壁７４間の間隔が略巻線一本分の径寸法より狭くなるように保持爪７５が設けられている。

このように構成された保持クリップ７０においても、第１実施形態と同様に、渡り部１４Ｔが振動したときの腹を保持クリップ７０で拘束することができ、渡り部１４Ｔの振動を抑制し、パラ巻線１４の折れや、他相との擦れによる絶縁不良を抑制することができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１ アウターロータ型電動機（電動機）
４ ロータ
１０ ステータ（突極集中巻きステータ）
１１ ステータコア
１１ｂ ティース
１２ インシュレータ
１３ コイル
１３ｕ Ｕ相コイル
１３ｖ Ｖ相コイル
１３ｗ Ｗ相コイル
１４ パラ巻線（巻線）
１４Ｔ 渡り部
１４ｕ Ｕ相パラ巻線
１４ｖ Ｖ相パラ巻線
１４ｗ Ｗ相パラ巻線
３０ 外側巻線支持部
３４ 内側巻線支持部
４１ 第１巻き端
４２ 第２巻き端
７０、７０Ａ 保持クリップ
７２ 渡り保持部
７４ 保持壁
７５ 保持爪

Claims (7)

1. ステータコアの隣り合うティースに巻回されるコイルが異相となるように、巻線が巻かれた電動機の突極集中巻きステータであって、
   各ティースに巻かれたコイルは、前記ステータの軸方向一端側の径方向外側寄りに位置する第１巻き端と、前記ステータの軸方向一端側の径方向内側寄りに位置する第２巻き端とを有し、
   互いに隣接する同相のコイルの一方の前記第１巻き端と、他方の前記第２巻き端とは、異相のコイルを跨ぐ渡り部によって同一の巻線で繋げられ、
   周方向に複数設けられる前記渡り部が保持部材により一括して保持されることを特徴とする電動機の突極集中巻きステータ。
2. 前記第１巻き端より径方向外側に外側巻線支持部が設けられ、
   前記第２巻き端より径方向内側に内側巻線支持部が設けられ、
   前記渡り部が、前記第１巻き端側が前記外側巻線支持部の径方向外側に係止されると共に、第２巻き端側が前記内側巻線支持部の径方向内側に係止され、
   前記渡り部は、前記外側巻線支持部と前記内側巻線支持部を経由して互いに隣接する同相のコイルと繋がっており、
   前記保持部材は、軸方向で前記コイルに対向する側が開口する渡り保持部を有し、
   前記渡り保持部の前記渡り部を両側から挟む２つの保持壁の角度が、互いに隣接する同相のコイルの一方の前記外側巻線支持部の頂点と他方の前記内側巻線支持部の頂点とを結んだ直線より、周方向に傾いていることを特徴とする請求項１に記載の電動機の突極集中巻きステータ。
3. 前記２つの保持壁の角度が、周方向で交互に異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動機の突極集中巻きステータ。
4. 前記保持部材により各渡り部を保持する径方向位置が周方向で交互に異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機の突極集中巻きステータ。
5. 前記保持部材は、前記渡り部の前記外側巻線支持部の径方向外側の係止位置と前記内側巻線支持部の径方向内側の係止位置の略中央部を保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機の突極集中巻きステータ。
6. 前記保持部材は、軸方向で前記コイルに対向する側が開口する渡り保持部を有し、
   前記渡り保持部は、前記渡り部を両側から挟む２つの保持壁を有し、
   前記２つの保持壁には、それぞれ開口端に保持爪が設けられ、
   前記保持爪間の隙間が前記渡り部の巻線の径寸法より小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動機の突極集中巻きステータ。
7. 前記渡り部は、略Ｓ字形状に折り曲げられ、
   前記保持部材は、前記渡り部の形状に沿うように開口していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動機の突極集中巻きステータ。