JP2016123249A - コイル - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の同芯巻部を用いてコイルを形成する場合に、1つのスロット内において径方向に並んで配置されるコイル辺部の本数を奇数とすることが容易なコイルを実現する。【解決手段】第一延在部81と第三延在部83とが、第二同芯巻部12の渡り部50の周方向Cの配置領域内において接続され、第二延在部82と第四延在部84とが、第二同芯巻部12の渡り部50の周方向Cの配置領域内において接続される。第一延在部81及び第三延在部83の一方が、他方に対して径第一方向R1側にオフセットして配置されると共に、特定渡り部50aにおける第二層第二コイル辺部32bとの接続部から周第一方向C1側に延びる部分と、特定渡り部50aにおける第二層第一コイル辺部31bとの接続部から周第二方向C2側に延びる部分とのうちの一方が、他方に対して径第二方向R2側にオフセットして配置される。【選択図】図2
Description
本発明は、軸方向及び径方向に延びるスロットが周方向に複数分散配置されているコアに巻装されるコイルに関する。
上記のようなコイルとして、特開2012−125043号公報(特許文献1)に記載されたものが知られている。特許文献1には、一対のスロット間に複数回巻回される同芯巻部を複数用いて、コイルを形成する技術が記載されている。具体的には、特許文献1の第1の実施形態に記載の構成では、当該文献の図7に示されるような平角導体を5周巻回して形成される同芯巻部を用いる。この同芯巻部は、周方向の一方側と他方側のそれぞれに5本のコイル辺部を有し、当該文献の図10に示されるように、当該5本のコイル辺部は、スロット内において径方向に沿って隙間をあけながら一列に並ぶように配置される。そして、1つのスロット内に形成される5個の隙間のそれぞれに、同相の他の同芯巻部の5本のコイル辺部が配置される。この結果、1つのスロットには、合計で10本のコイル辺部が径方向に並んで配置される。
ところで、コイルが回転電機用のコイルである場合に、回転電機が発生可能なトルクや回転電機に発生する逆起電力の大きさは、1つのスロットに配置されるコイル辺部の本数に応じて変化する。そのため、所望の回転電機の特性を得るために、1つのスロット内において径方向に並んで配置されるコイル辺部の本数(ターン数)を、奇数にすることが望ましい場合がある。しかしながら、特許文献1に記載の構成では、1つのスロット内において径方向に並んで配置されるコイル辺部の本数は常に偶数となるため、上記のような要求を適切に満たすことができない。
そこで、複数の同芯巻部を用いてコイルを形成する場合に、1つのスロット内において径方向に並んで配置されるコイル辺部の本数を奇数とすることが容易なコイルの実現が望まれる。
上記に鑑みた、軸方向及び径方向に延びるスロットが周方向に複数分散配置されているコアに巻装されるコイルの特徴構成は、一対の前記スロット間に複数回巻回される同芯巻部を複数備え、前記同芯巻部のそれぞれは、前記周方向の一方側である周第一方向側に配置される第一コイル辺部と、前記周第一方向とは反対側である周第二方向側に配置され且つ前記第一コイル辺部と同数の第二コイル辺部とを、前記スロットの内部に配置されるコイル辺部として備えると共に、互いに異なる前記スロット内に配置される前記第一コイル辺部と前記第二コイル辺部とを前記コアに対して前記軸方向の外側において接続する渡り部を備え、前記複数の同芯巻部には、複数本の前記第一コイル辺部を備える第一同芯巻部と、前記第一同芯巻部に比べて1本少ない本数の前記第一コイル辺部を備える第二同芯巻部の2種類が含まれ、前記径方向の一方側を径第一方向側とし、前記径第一方向とは反対側を径第二方向側とし、前記スロット内の最も前記径第一方向側の層である第一層に配置される前記第一コイル辺部を第一層第一コイル辺部とし、前記スロット内の最も前記径第二方向側の層である第二層に配置される前記第一コイル辺部及び前記第二コイル辺部をそれぞれ第二層第一コイル辺部及び第二層第二コイル辺部として、前記第一同芯巻部は、前記第一層第一コイル辺部における前記渡り部との接続部とは反対側の端部から前記周第一方向側に延びる第一延在部と、前記第二層第二コイル辺部における前記渡り部との接続部とは反対側の端部から前記周第二方向側に延びる第二延在部と、前記第二層第一コイル辺部と前記第二層第二コイル辺部とを接続する前記渡り部である特定渡り部とを備え、前記第二同芯巻部は、前記第一層第一コイル辺部における前記渡り部との接続部とは反対側の端部から前記周第二方向側に延びる第三延在部と、前記スロット内の前記第二層に対して前記径第一方向側に隣接する層に配置される前記第二コイル辺部における前記渡り部との接続部とは反対側の端部から前記周第一方向側に延びる第四延在部とを備え、1つの前記スロットには、前記第一同芯巻部の前記第二層第二コイル辺部を除いて、前記第一同芯巻部及び前記第二同芯巻部の一方の前記第一コイル辺部と、他方の前記第二コイル辺部とが前記径方向に交互に配置され、前記第一同芯巻部の前記第一延在部の先端部に設けられた第一接続部と、当該第一同芯巻部の前記第一コイル辺部が配置される前記スロットに前記第二コイル辺部が配置される前記第二同芯巻部の、前記第三延在部の先端部に設けられた第三接続部とが、当該第二同芯巻部の前記渡り部の前記周方向の配置領域内において接続され、前記第一同芯巻部の前記第二延在部の先端部に設けられた第二接続部と、当該第一同芯巻部の前記第二コイル辺部が配置される前記スロットに前記第一コイル辺部が配置される前記第二同芯巻部の、前記第四延在部の先端部に設けられた第四接続部とが、当該第二同芯巻部の前記渡り部の前記周方向の配置領域内において接続され、前記第一延在部及び前記第三延在部の一方が、他方に対して前記径第一方向側にオフセットして配置されると共に、前記特定渡り部における前記第二層第二コイル辺部との接続部から前記周第一方向側に延びる部分と、前記特定渡り部における前記第二層第一コイル辺部との接続部から前記周第二方向側に延びる部分とのうちの一方が、他方に対して前記径第二方向側にオフセットして配置されている点にある。
上記の特徴構成によれば、1つの第二同芯巻部に備えられる第一コイル辺部や第二コイル辺部の本数が、1つの第一同芯巻部に備えられる第一コイル辺部や第二コイル辺部の本数よりも1本少ないため、第一同芯巻部及び第二同芯巻部の一方に備えられる第一コイル辺部の本数と、他方に備えられる第二コイル辺部の本数との和は、常に奇数となる。よって、第一同芯巻部の第二層第二コイル辺部を除いて、第一同芯巻部及び第二同芯巻部の一方の第一コイル辺部と、他方の第二コイル辺部とが径方向に交互に配置されるスロット内における、径方向に並んで配置されるコイル辺部の本数を、容易に奇数とすることができる。すなわち、第一同芯巻部及び第二同芯巻部の一方の第一コイル辺部が配置されるスロットに第一同芯巻部及び第二同芯巻部の他方の第二コイル辺部が配置されるように、複数の同芯巻部を周方向に分散配置することで、1つのスロット内において径方向に並んで配置されるコイル辺部の本数を奇数とすることが可能である。よって、1層単位で巻装されるコイルを別途用いる場合等に比べて容易に、1つのスロット内において径方向に並んで配置されるコイル辺部の本数が奇数のコイルを実現することができる。
また、上記の特徴構成によれば、巻回対象の一対のスロットの一方が共通となるように周方向に隣接して配置される第一同芯巻部と第二同芯巻部とを、適切に接続してコイルを形成することができる。この際、第一同芯巻部と第二同芯巻部との接続は、当該第二同芯巻部(すなわち、接続対象の第二同芯巻部)の渡り部の周方向の配置領域内で行われる。そのため、第一延在部、第二延在部、第三延在部、及び第四延在部の各延在部の長さを短く抑えてコイルエンド部の小型化を図ることもできる。
更に、上記の特徴構成によれば、第一延在部及び第三延在部の一方が、他方に対して径第一方向側にオフセットして配置される。よって、第一延在部と第三延在部との間の干渉を回避しつつ、第一同芯巻部と、当該第一同芯巻部の接続対象ではない第二同芯巻部とを、それぞれの周方向の配置領域を一部重複させて配置することができる。また、特定渡り部における第二層第二コイル辺部との接続部から周第一方向側に延びる部分と、特定渡り部における第二層第一コイル辺部との接続部から周第二方向側に延びる部分とのうちの一方が、他方に対して径第二方向側にオフセットして配置される。よって、スロット内における最も径第二方向側の層(第二層)に配置されるコイル辺部同士を接続する特定渡り部が、他の第一同芯巻部の特定渡り部と干渉することを回避しつつ、複数の第一同芯巻部を、それぞれの周方向の配置領域を一部重複させて配置することができる。この結果、コイルを適切に形成することができる。
また、上記の特徴構成によれば、巻回対象の一対のスロットの一方が共通となるように周方向に隣接して配置される第一同芯巻部と第二同芯巻部とを、適切に接続してコイルを形成することができる。この際、第一同芯巻部と第二同芯巻部との接続は、当該第二同芯巻部(すなわち、接続対象の第二同芯巻部)の渡り部の周方向の配置領域内で行われる。そのため、第一延在部、第二延在部、第三延在部、及び第四延在部の各延在部の長さを短く抑えてコイルエンド部の小型化を図ることもできる。
更に、上記の特徴構成によれば、第一延在部及び第三延在部の一方が、他方に対して径第一方向側にオフセットして配置される。よって、第一延在部と第三延在部との間の干渉を回避しつつ、第一同芯巻部と、当該第一同芯巻部の接続対象ではない第二同芯巻部とを、それぞれの周方向の配置領域を一部重複させて配置することができる。また、特定渡り部における第二層第二コイル辺部との接続部から周第一方向側に延びる部分と、特定渡り部における第二層第一コイル辺部との接続部から周第二方向側に延びる部分とのうちの一方が、他方に対して径第二方向側にオフセットして配置される。よって、スロット内における最も径第二方向側の層(第二層)に配置されるコイル辺部同士を接続する特定渡り部が、他の第一同芯巻部の特定渡り部と干渉することを回避しつつ、複数の第一同芯巻部を、それぞれの周方向の配置領域を一部重複させて配置することができる。この結果、コイルを適切に形成することができる。
本発明に係るコイルの実施形態について、図面を参照して説明する。ここでは、本発明に係るコイルを、図1に示すように、回転電機のステータ1に巻装されるコイル3に適用した場合を例として説明する。すなわち、本実施形態では、コイル3が巻装されるコア20は、ステータ1のコア(ステータコア)である。なお、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
以下の説明では、特に区別して明記している場合を除き、「軸方向L」、「周方向C」、及び「径方向R」は、コア20の軸心を基準として定義している。ここで、コア20の軸心は、コア20の円筒状の内周面21の軸心であり、コア20の外周面22(取付用の突出部がある場合には当該突出部を除く円筒状の部分)の軸心でもある。「軸第一方向L1」は、軸方向Lにおける一方側へ向かう方向を表し、「軸第二方向L2」は、軸方向Lにおける他方側へ向かう方向(軸第一方向L1とは反対方向)を表す。「周第一方向C1」は、周方向Cにおける一方側へ向かう方向を表し、「周第二方向C2」は、周方向Cにおける他方側へ向かう方向(周第一方向C1とは反対方向)を表す。ここでは、図1に示すように、軸第一方向L1側から軸方向Lに沿って見た場合の時計回り方向が、周第一方向C1である。また、「径第一方向R1」は、径方向Rにおける一方側へ向かう方向を表し、「径第二方向R2」は、径方向Rにおける他方側へ向かう方向(径第一方向R1とは反対方向)を表す。本実施形態では、図1等に示すように、径第一方向R1は、径方向Rの外側へ向かう方向であり、径第二方向R2は、径方向Rの内側へ向かう方向である。
以下では、コイル3がコア20に巻装された状態(図1に示す状態)を想定し、軸方向L、周方向C、及び径方向Rの各方向を用いてコイル3についての説明を行う。また、本明細書では、寸法、配置方向、配置位置等に関する用語(例えば、平行等)は、誤差(製造上許容され得る程度の誤差)による差異を有する状態も含む概念として用いている。
1.ステータの全体構成
ステータ1は、図1に示すように、コア20と、コア20に巻装されるコイル3とを備えている。ステータ1は、回転界磁型の回転電機に用いられるステータであり、電機子として機能する。コア20に対して径方向Rの内側(本実施形態では、径第二方向R2側)には、永久磁石や電磁石等を備えた界磁としてのロータ(図示せず)が配置され、ステータ1から発生する回転磁界によりロータが回転する。本実施形態では、ステータ1は、三相交流(多相交流の一例)で駆動される回転電機のステータであり、U相コイル、V相コイル、及びW相コイルの3つの相コイルを備えたコイル3が、コア20に巻装される。コア20は、磁性材料を用いて形成される。例えば、複数枚の磁性体板(例えば、ケイ素鋼板等の電磁鋼板)を積層してコア20が形成され、或いは、磁性材料の粉体を加圧成形してなる圧粉材を主な構成要素としてコア20が形成される。
ステータ1は、図1に示すように、コア20と、コア20に巻装されるコイル3とを備えている。ステータ1は、回転界磁型の回転電機に用いられるステータであり、電機子として機能する。コア20に対して径方向Rの内側(本実施形態では、径第二方向R2側)には、永久磁石や電磁石等を備えた界磁としてのロータ(図示せず)が配置され、ステータ1から発生する回転磁界によりロータが回転する。本実施形態では、ステータ1は、三相交流(多相交流の一例)で駆動される回転電機のステータであり、U相コイル、V相コイル、及びW相コイルの3つの相コイルを備えたコイル3が、コア20に巻装される。コア20は、磁性材料を用いて形成される。例えば、複数枚の磁性体板(例えば、ケイ素鋼板等の電磁鋼板)を積層してコア20が形成され、或いは、磁性材料の粉体を加圧成形してなる圧粉材を主な構成要素としてコア20が形成される。
コア20には、軸方向L及び径方向Rに延びるスロット40が、周方向Cに複数分散配置されている。スロット40のそれぞれは、軸方向Lの両側及び径方向Rの内側(本実施形態では、径第二方向R2側)に開口部を有する。複数のスロット40は、周方向Cに沿って一定間隔で配置されている。本実施形態では、U相用のスロット40、V相用のスロット40、及びW相用のスロット40が、周方向Cに沿って繰り返し現れるように配置されている。本実施形態では、毎極毎相あたりのスロット数が“2”であり、コア20には、各相用のスロット40が周方向Cに沿って2つずつ繰り返し現れるように配置されている。また、本実施形態では、毎相あたりの磁極数が“8”(磁極対数が“4”)であり、コア20には合計で48(=2×8×3)個のスロット40が配置されている。周方向Cに隣接する2つのスロット40の間にはティース23が形成される。ティース23のそれぞれは、コア20における環状部(ヨーク部)から径方向Rの内側(本実施形態では、径第二方向R2側)に延びるように形成される。コア20の内周面21は、複数のティース23のそれぞれの径方向Rの内側(本実施形態では、径第二方向R2側)の端面を含む円筒状の仮想面である。
2.コイルの構成
コイル3は、線状の導体である線状導体4(図4〜図7参照)を用いて形成される。線状導体4は、銅やアルミニウム等の導電性を有する材料を用いて形成され、線状導体4の表面には、樹脂等の電気的絶縁性を有する材料からなる絶縁皮膜が形成されている。本実施形態では、延在方向に直交する断面の形状が矩形状の線状導体4(すなわち、平角線)を用いている。ここで、「矩形状」には、角部が円弧状の矩形や、内角の大きさと90度との差の絶対値が予め定められた角度(例えば、5度や10度等)未満の矩形を含む。
コイル3は、線状の導体である線状導体4(図4〜図7参照)を用いて形成される。線状導体4は、銅やアルミニウム等の導電性を有する材料を用いて形成され、線状導体4の表面には、樹脂等の電気的絶縁性を有する材料からなる絶縁皮膜が形成されている。本実施形態では、延在方向に直交する断面の形状が矩形状の線状導体4(すなわち、平角線)を用いている。ここで、「矩形状」には、角部が円弧状の矩形や、内角の大きさと90度との差の絶対値が予め定められた角度(例えば、5度や10度等)未満の矩形を含む。
コイル3は、一対のスロット40間に複数回巻回される同芯巻部10(言い換えれば、単コイル部又は重ね巻部)を複数備えている。同芯巻部10は、コア20に巻装される前に螺旋状に成形されるカセットコイルである。本実施形態では、一本の連続する線状導体4を成形することで、1つの同芯巻部10が形成されている。よって、同芯巻部10の各部は、1本の連続する線状導体4における延在方向の互いに異なる部分により形成される。なお、線状導体4について「連続」とは、継ぎ目なく延在方向に一体に形成されていることを意味する。
本実施形態では、コイル3を構成する複数の同芯巻部10には、図4及び図5に示すような同芯巻部10である第一同芯巻部11と、図6及び図7に示すような同芯巻部10である第二同芯巻部12とが含まれる。すなわち、コイル3を構成する複数の同芯巻部10には、第一同芯巻部11と第二同芯巻部12の2種類が含まれる。第一同芯巻部11と第二同芯巻部12とは、互いに形状が異なる同芯巻部10である。具体的には、後述するように、第二同芯巻部12は、第一同芯巻部11に比べて1本少ない本数の第一コイル辺部31を備える。以下では、第一同芯巻部11と第二同芯巻部12とを特に区別する必要がない場合、すなわち、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12に共通の構成について述べる場合には、これらを総称して同芯巻部10という。
本実施形態では、主に第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12の2種類の同芯巻部10を用いてコイル3が形成されている。コイル3を構成する複数の同芯巻部10には、巻回方向(電流の流れ方向)に沿った両端部のうちの一端部のみが他の同芯巻部10に接続される同芯巻部(以下、「特定同芯巻部」という。)が含まれるが、本実施形態では、特定同芯巻部を除く全ての同芯巻部10が、第一同芯巻部11又は第二同芯巻部12とされている。なお、特定同芯巻部は、例えば、電源端子又は中性点と接続される同芯巻部である。特定同芯巻部として、第一同芯巻部11又は第二同芯巻部12を用いてもよく、或いは、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12のいずれとも形状が異なる同芯巻部を用いてもよい。なお、本明細書では、特定同芯巻部については図示や説明を省略する。
図5及び図7に示すように、同芯巻部10のそれぞれは、周第一方向C1側に配置される第一コイル辺部31と、周第二方向C2側に配置され且つ第一コイル辺部31と同数の第二コイル辺部32とを、スロット40の内部に配置されるコイル辺部30として備えている。コイル辺部30は、図1に示すように、スロット40内を軸方向Lに平行に延びるように配置される。第一同芯巻部11は、複数本の第一コイル辺部31を備え、第二同芯巻部12は、第一同芯巻部11に比べて1本少ない本数の第一コイル辺部31を備える。本実施形態では、第二同芯巻部12は、複数本の第一コイル辺部31を備えている。また、本実施形態では、1つの同芯巻部10に備えられる第一コイル辺部31と第二コイル辺部32とは、磁極ピッチ(本例では、スロット40の配設ピッチの6倍)だけ互いに離れた一対のスロット40に分かれて配置される。すなわち、本実施形態では、同芯巻部10は、磁極ピッチ(スロット40の配設ピッチの6倍)だけ互いに離れた一対のスロット40間に巻回される。そして、スロット40と同数(本例では48個)の同芯巻部10を、周方向Cの一方側にスロット40の配設ピッチ分ずつずらしながら配置することで、コイル3が形成される。本例では、周方向Cの一方側にスロット40の配設ピッチ分ずつずらしながら、第一同芯巻部11と第二同芯巻部12とが2つずつ交互に配置されている。
本実施形態では、第一同芯巻部11は、偶数本の第一コイル辺部31と、第一コイル辺部31と同数の偶数本の第二コイル辺部32とを備えている。本例では、図5及び図8に示すように、第一同芯巻部11は、4本の第一コイル辺部31と4本の第二コイル辺部32とを備えている。また、本実施形態では、第二同芯巻部12は、奇数本の第一コイル辺部31と、第一コイル辺部31と同数の奇数本の第二コイル辺部32とを備えている。本例では、図7及び図8に示すように、第二同芯巻部12は、3本の第一コイル辺部31と3本の第二コイル辺部32とを備えている。なお、図8では、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12のコア20に対する配置構成の理解を容易にすべく、互いにスロット40の配設ピッチ分だけ周方向Cにずらして配置される第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12のそれぞれの、第一コイル辺部31及び第二コイル辺部32のみを示している。また、図8において後述する渡り部50を示す二点鎖線は、同一の同芯巻部10に備えられる第一コイル辺部31と第二コイル辺部32との組み合わせを示すためのものであり、渡り部50の形状を表しているわけではない。ここで、1つの同芯巻部10が備えるコイル辺部30の総数(本例の第一同芯巻部11では8本、本例の第二同芯巻部12では6本)の半数を、同芯巻部10の巻回数とすると、本例では、第一同芯巻部11の巻回数は“4”であり、第二同芯巻部12の巻回数は“3”である。すなわち、第一同芯巻部11の巻回数は、第二同芯巻部12の巻回数よりも1つだけ多い。1つの同芯巻部10が備える全ての第一コイル辺部31は、互いに同一のスロット40に配置される。また、1つの同芯巻部10が備える全ての第二コイル辺部32は、互いに同一のスロット40(但し、当該同芯巻部10の第一コイル辺部31が配置されるスロットとは異なるスロット)に配置される。
同芯巻部10のそれぞれは、互いに異なるスロット40内に配置される第一コイル辺部31と第二コイル辺部32とをコア20に対して軸方向Lの外側において接続する渡り部50を備えている。第一同芯巻部11は、複数本の渡り部50を備え、本例では第二同芯巻部12も、複数本の渡り部50を備えている。ここで、コア20に対して軸第一方向L1側に備えられる渡り部50を第一渡り部51とし、コア20に対して軸第二方向L2側に備えられる渡り部50を第二渡り部52とする。各相の第一渡り部51の集合により、コア20から軸第一方向L1側に突出するコイルエンド部の少なくとも一部が形成され、各相の第二渡り部52の集合により、コア20から軸第二方向L2側に突出するコイルエンド部の少なくとも一部が形成される。なお、本明細書では、互いに異なる同芯巻部10のそれぞれのコイル辺部30同士をコア20に対して軸方向Lの外側において接続する導体(後述する第一延在部81、第二延在部82、第三延在部83、及び第四延在部84等)は、渡り部50に含めない。
周方向Cの同じ位置で径方向Rに並ぶ複数のコイル辺部30が示される図2から明らかなように、1つのスロット40には、後述する第一同芯巻部11の第二層第二コイル辺部32bを除いて、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12の一方の第一コイル辺部31と、他方の第二コイル辺部32とが径方向Rに交互に配置される。すなわち、1つのスロット40には、複数本のコイル辺部30が配置される。なお、図2では、発明の理解を容易にすべく、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12のうちの第二同芯巻部12のみに、ハッチングを施している。後に参照する図9についても同様である。1つのスロット40に配置される複数本のコイル辺部30は、径方向Rに沿って一列に並んで配置される。1本のコイル辺部30の径方向Rの配置領域を1層とすると、各スロット40には、コイル辺部30が複数の層に分かれて配置される。1つのスロット40には、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12の一方が備える全ての第一コイル辺部31と、他方が備える全ての第二コイル辺部32とが配置される。ここで、1つの第二同芯巻部12が備える第一コイル辺部31や第二コイル辺部32の本数は、1つの第一同芯巻部11が備える第一コイル辺部31や第二コイル辺部32の本数よりも1本少ない。そのため、図2から明らかなように、1つのスロット40には、合計で3以上の奇数本(本例では7本)のコイル辺部30が配置される。なお、本実施形態では、スロット40の配設ピッチの6倍(すなわち磁極ピッチ)だけ周方向Cに互いに離間して配置された第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12のうちの、一方の同芯巻部10の第一コイル辺部31と、他方の同芯巻部10の第二コイル辺部32とが、互いに同一のスロット40内に配置される。
ここで、スロット40内の最も径第一方向R1側の層(本例では、径方向Rの最も外側の層である最外層)を第一層とし、スロット40内の最も径第二方向R2側の層(本例では、径方向Rの最も内側の層である最内層)を第二層とする。第一層のそれぞれには、第一同芯巻部11の第一コイル辺部31、又は第二同芯巻部12の第一コイル辺部31が配置される。ここで、スロット40内の第一層に配置される第一コイル辺部31を第一層第一コイル辺部31aとすると、図5、図7、及び図8に示すように、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12の双方が、第一層第一コイル辺部31aを備える。一方、第二層のそれぞれには、第一同芯巻部11の第一コイル辺部31、又は第一同芯巻部11の第二コイル辺部32が配置される。ここで、スロット40内の第二層に配置される第一コイル辺部31を第二層第一コイル辺部31bとし、スロット40内の第二層に配置される第二コイル辺部32を第二層第二コイル辺部32bとすると、図5及び図8に示すように、第一同芯巻部11は、第二層第一コイル辺部31b及び第二層第二コイル辺部32bの双方を備える。第一同芯巻部11は、互いに同一の層(第二層)に配置される第二層第一コイル辺部31b及び第二層第二コイル辺部32bを備えることで、第二同芯巻部12よりも巻回数が1つだけ多くなっている。また、スロット40内の第二層に対して径第一方向R1側に隣接する層を隣接層とすると、隣接層のそれぞれには、第一同芯巻部11の第二コイル辺部32、又は第二同芯巻部12の第二コイル辺部32が配置される。ここで、スロット40内の隣接層に配置される第二コイル辺部32を隣接層第二コイル辺部32cとすると、図5、図7、及び図8に示すように、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12の双方が、隣接層第二コイル辺部32cを備える。第一層、第二層、及び隣接層のいずれでもないスロット40内の層である中間層のそれぞれには、第一コイル辺部31及び第二コイル辺部32のいずれかが配置される。
本実施形態では、図2及び図8に示すように、1つのスロット40には、第一同芯巻部11の第二層第二コイル辺部32bを除いて、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12の一方の第一コイル辺部31と、他方の第二コイル辺部32とが、1本ずつ径方向Rに交互に配置される。具体的には、図8に示すように、1つの第一同芯巻部11が備える複数本の第一コイル辺部31は、径方向Rに隣接する2つの第一コイル辺部31の間に1層分の空間が形成されるように、径方向Rに沿って隙間をあけながら一列に並んで配置される。この際、複数本の第一コイル辺部31は、第一層を始点として、径第二方向R2側に向かって1層おきに配置され、最も径第二方向R2側に配置される第一コイル辺部31は、第二層に配置される。そして、当該隙間のそれぞれに、当該第一同芯巻部11の接続対象の第二同芯巻部12が備える第二コイル辺部32が配置される。ここで、第二同芯巻部12が備える第二コイル辺部32の本数は、第一同芯巻部11が備える第一コイル辺部31の本数よりも1本少ない。よって、1つの第二同芯巻部12が備える第二コイル辺部32のそれぞれは、当該第二同芯巻部12の接続対象の第一同芯巻部11の第一コイル辺部31によって、径方向Rの両側から挟まれるように配置される。このように、第一同芯巻部11の第一コイル辺部31と第二同芯巻部12の第二コイル辺部32とが配置されるスロット40には、第一コイル辺部31と第二コイル辺部32とが1本ずつ径方向Rに交互に配置される。
また、図8に示すように、1つの第二同芯巻部12が備える複数本の第一コイル辺部31は、径方向Rに隣接する2つの第一コイル辺部31の間に1層分の空間が形成されるように、径方向Rに沿って隙間をあけながら一列に並んで配置される。この際、複数本の第一コイル辺部31は、第一層を始点として、径第二方向R2側に向かって1層おきに配置され、最も径第二方向R2側に配置される第一コイル辺部31は、第二層に対して間に1層挟んで径第一方向R1側に配置される層(隣接層に対して径第一方向R1側に隣接する層)に配置される。そして、当該隙間のそれぞれに、当該第二同芯巻部12の接続対象の第一同芯巻部11が備える第二コイル辺部32が配置される。ここで、第一同芯巻部11が備える第二コイル辺部32の本数は、第二同芯巻部12が備える第一コイル辺部31の本数よりも1本多い。そのため、1つの第一同芯巻部11が備える第二コイル辺部32の一部のみが、当該第一同芯巻部11の接続対象の第二同芯巻部12の第一コイル辺部31によって、径方向Rの両側から挟まれるように配置される。そして、1つの第一同芯巻部11が備える残りの第二コイル辺部32は、隣接層と第二層とに配置される。このように、第一同芯巻部11の第二コイル辺部32と第二同芯巻部12の第一コイル辺部31とが配置されるスロット40には、第二層に配置される第二コイル辺部32(第二層第二コイル辺部32b)を除いて、第一コイル辺部31と第二コイル辺部32とが1本ずつ径方向Rに交互に配置される。
本実施形態では、互いに異なるスロット40内の互いに隣接する層にそれぞれ配置される第一コイル辺部31と第二コイル辺部32とが、特定渡り部50a以外の渡り部50によって接続される。ここで、特定渡り部50aは、図4及び図5に示すように、第二層第一コイル辺部31bと第二層第二コイル辺部32bとを接続する渡り部50であり、第一同芯巻部11に備えられる。すなわち、本実施形態では、1つの同芯巻部10が備える複数のコイル辺部30のそれぞれ(但し、第二層第二コイル辺部32bを除く。)は、線状導体4の巻回方向(電流の流れ方向)において隣接する他のコイル辺部30(すなわち、1本の渡り部50を介して接続される他のコイル辺部30)に対して隣接する層に配置される。具体的には、1つの同芯巻部10が備える複数のコイル辺部30(但し、第二層第二コイル辺部32bを除く。)は、線状導体4の巻回方向において第一層第一コイル辺部31a側に配置されるコイル辺部(第一層第一コイル辺部31aを含む)から順に、第一層から1層ずつ径第二方向R2側にずらしながら配置される。
上記のように、本実施形態では、渡り部50のそれぞれ(但し、特定渡り部50aを除く。)は、互いに異なるスロット40内の互いに隣接する層にそれぞれ配置される第一コイル辺部31と第二コイル辺部32とを接続する。そして、図4〜図7に示すように、本実施形態では、特定渡り部50aを含む渡り部50のそれぞれは、周方向Cにおける中間部分に、同芯巻部10を構成する線状導体4を径方向Rにオフセットさせるオフセット部を備えている。このようなオフセット部63を備えることで、渡り部50同士を互いに干渉させることなく、互いに異なるスロット40内の互いに隣接する層にそれぞれ配置される第一コイル辺部31と第二コイル辺部32とを接続するように、渡り部50のそれぞれを配置することが可能となっている。
具体的には、オフセット部63は、図4〜図7に示すように、渡り部50における当該オフセット部63から線状導体4の巻回方向(線状導体4の延在方向)に沿って第一層第一コイル辺部31a側とは反対側に向かう部分を、渡り部50における当該オフセット部63から線状導体4の巻回方向に沿って第一層第一コイル辺部31a側に向かう部分に対して、径第二方向R2側にオフセットさせるように形成されている。なお、図4及び図6では、発明の理解を容易にすべく、同芯巻部10におけるコア20に対して軸第二方向L2側に配置される部分にハッチングを施している。具体的には、渡り部50は、オフセット部63から周方向Cに延びる周方向延在部として、第一周方向延在部61と第二周方向延在部62とを備えている。図5及び図7に示すように、第一周方向延在部61は、オフセット部63から線状導体4の巻回方向に沿って第一層第一コイル辺部31a側とは反対側に向かう部分であり、第二周方向延在部62は、オフセット部63から線状導体4の巻回方向に沿って第一層第一コイル辺部31a側に向かう部分である。なお、第一同芯巻部11については、第一周方向延在部61は、オフセット部63から線状導体4の巻回方向に沿って第二層第二コイル辺部32b側に向かう部分であり、第二同芯巻部12については、第一周方向延在部61は、オフセット部63から線状導体4の巻回方向に沿って隣接層第二コイル辺部32c側に向かう部分である。そして、渡り部50に設けられるオフセット部63によって、当該渡り部50の第一周方向延在部61が、当該渡り部50の第二周方向延在部62に対して径第二方向R2側にオフセットされる。すなわち、本実施形態では、特定渡り部50aにおける第二層第二コイル辺部32bとの接続部から周第一方向C1側に延びる部分(第一周方向延在部61)と、特定渡り部50aにおける第二層第一コイル辺部31bとの接続部から周第二方向C2側に延びる部分(第二周方向延在部62)とのうちの一方である第一周方向延在部61が、他方である第二周方向延在部62に対して径第二方向R2側にオフセットして配置される。
なお、第一渡り部51と第二渡り部52とでは、それぞれに備えられる第一周方向延在部61と第二周方向延在部62との間の周方向Cの位置関係が逆となっている。すなわち、第一渡り部51については、第一周方向延在部61はオフセット部63に対して周第一方向C1側に配置され、第二周方向延在部62はオフセット部63に対して周第二方向C2側に配置される。また、第二渡り部52については、第一周方向延在部61はオフセット部63に対して周第二方向C2側に配置され、第二周方向延在部62はオフセット部63に対して周第一方向C1側に配置される。
第一周方向延在部61及び第二周方向延在部62のそれぞれは、オフセット部63との接続部とは反対側の端部において、屈曲部を介してコイル辺部30に接続されている。この屈曲部は、第一周方向延在部61や第二周方向延在部62の延在方向を、コイル辺部30の延在方向(軸方向Lに平行な方向)に対して周方向Cに傾斜した方向とするための周方向屈曲部である。本実施形態では、周方向屈曲部の軸方向Lに対する屈曲角は、鋭角に設定されている。なお、コイル辺部30と周方向延在部(第一周方向延在部61又は第二周方向延在部62)との間に形成される周方向屈曲部の、軸方向Lに対する屈曲角は、径方向Rに沿った見た場合の、コイル辺部30の周方向屈曲部側の端部から軸方向Lに沿ってコア20から離れる側へ向かうベクトルと、周方向延在部の周方向屈曲部側の端部から当該周方向延在部の延在方向に沿って当該周方向延在部の反対側の端部へ向かうベクトルとのなす角(180度以下となる方の角度)である。後述する第一延在部81、第二延在部82、第三延在部83、及び第四延在部84に接続される周方向屈曲部についても同様である。よって、周方向屈曲部の軸方向Lに対する屈曲角が鋭角とは、上記2つのベクトルの内積が正であることを意味する。そのため、第一周方向延在部61及び第二周方向延在部62のそれぞれは、周方向Cにおいてオフセット部63側に向かうに従って軸方向Lにおける外側(コア20から離れる側)に向かう傾斜状に形成されている。そして、本実施形態では、図5及び図7に示すように、オフセット部63は、渡り部50におけるコア20から軸方向Lに最も離れる部位(頂部)に形成されている。また、本実施形態では、第一周方向延在部61及び第二周方向延在部62のそれぞれは、周方向Cの延在長さが同程度に設定されている。ここで、2つの部材の長さが「同程度」とは、それぞれの長さが同一である場合に加えて、それぞれの長さに差がある場合であっても、当該差の大きさが、長さが短い方の部材の長さよりも小さい場合を含む概念として用いている。よって、本実施形態では、オフセット部63は、渡り部50における周方向Cの中央部或いはその近傍に形成される。更に、本実施形態では、図4及び図6に示すように、第一周方向延在部61及び第二周方向延在部62のそれぞれは、軸方向Lに見て、周方向Cに沿って延びる円弧状に形成されている。なお、第一周方向延在部61の周方向Cの延在長さと、第二周方向延在部62の周方向Cの延在長さとが、上記の同程度とはならない程度に互いに異なる構成とすることも可能である。
第一周方向延在部61及び第二周方向延在部62のそれぞれの径方向Rの配置位置は、上記の周方向屈曲部を介して接続されるコイル辺部30の径方向Rの位置に応じて設定される。具体的には、第二層第二コイル辺部32bに接続される第一周方向延在部61を除いて、第一周方向延在部61及び第二周方向延在部62の径方向Rの並び順が、それぞれが接続されるコイル辺部30の径方向Rの並び順と等しくなるように、第一周方向延在部61及び第二周方向延在部62のそれぞれの径方向Rの配置位置が設定される。また、図4及び図5に示すように、第二層第二コイル辺部32bに接続される第一周方向延在部61は、特定渡り部50aに設けられたオフセット部63によって、第二層第一コイル辺部31bに接続される第二周方向延在部62に対して径第二方向R2側にオフセットして配置されている。よって、図4〜図7に示すように、第一渡り部51及び第二渡り部52のそれぞれについて、第一周方向延在部61と第二周方向延在部62とが1本ずつ径方向Rに交互に(但し、周方向Cの互いに異なる位置に)配置される。そして、径方向Rに隣接する2つの第一周方向延在部61の間の隙間に、他の同芯巻部の第二周方向延在部62が配置されると共に、径方向Rに隣接する2つの第二周方向延在部62の間の隙間に、他の同芯巻部の第一周方向延在部61が配置される。これにより、渡り部50同士を互いに干渉させることなく、複数の同芯巻部10を周方向Cの一方側にスロット40の配設ピッチ分ずつずらしながら配置することが可能となっている。
本実施形態では、第一周方向延在部61及び第二周方向延在部62のそれぞれの径方向Rの幅は、コイル辺部30の径方向Rの幅に等しく設定されている。そして、本実施形態では、第二層第二コイル辺部32bに接続される第一周方向延在部61を除いて、第一周方向延在部61及び第二周方向延在部62のそれぞれの径方向Rの配置位置は、上記の周方向屈曲部を介して接続されるコイル辺部30と径方向Rの同じ位置に設定されている。また、第二層第二コイル辺部32bに接続される第一周方向延在部61の径方向Rの配置位置は、特定渡り部50aに設けられたオフセット部63によって、第二層第一コイル辺部31bに接続される第二周方向延在部62に対して径第二方向R2側に1層分オフセットして配置されている。よって、本実施形態では、複数の第一周方向延在部61は、径方向Rに隣接する2つの第一周方向延在部61の間に1層分の空間が形成されるように、径方向Rに沿って隙間をあけながら配置されている。そして、オフセット部63による第一周方向延在部61と第二周方向延在部62との間の径方向Rのオフセット量は、1層分(1層に相当する径方向Rの幅)に設定されている。なお、第二層第二コイル辺部32bに接続される第一周方向延在部61の径方向Rの配置位置は、第二層第二コイル辺部32bに対して径第二方向R2側にオフセット(本例では1層分オフセット)して配置される。そのため、図4及び図5に示すように、第二層第二コイル辺部32bに接続される第一周方向延在部61と、第二層第二コイル辺部32bとの接続部位には、線状導体4を径方向Rにオフセットさせるための第二屈曲部9が形成されている。
図2は、上記のような構成を有する同芯巻部10を複数用いて形成される同芯巻セット5である。なお、同芯巻セット5は、同相の複数の(本例では8個の)同芯巻部10により形成される。本実施形態では、各相について2つの同芯巻セット5が備えられ(図3参照)、6つの同芯巻セット5を互いに周方向Cの位置をずらして配置することで、コイル3が形成される(図1参照)。図2に示すように、周方向Cに沿って磁極ピッチ(本例では、スロット40の配設ピッチの6倍)毎に1つずつ交互に配置される第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12によって、1つの同芯巻セット5が形成される。すなわち、1つの同芯巻セット5において周方向Cに隣接する第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12は、一方の同芯巻部10の第一コイル辺部31と他方の同芯巻部10の第二コイル辺部32とが同一のスロット40に配置されるように(すなわち、同一の周方向Cの位置に配置されるように)、コア20に巻装される。
図2に示すように、1つの同芯巻セット5において周方向Cに隣接する第一同芯巻部11と第二同芯巻部12とは、第一延在部81及び第三延在部83を介して接続され、又は、第二延在部82及び第四延在部84を介して接続される。以下、このような第一同芯巻部11と第二同芯巻部12との接続構成について説明する。図5に示すように、第一同芯巻部11は、第一層第一コイル辺部31aにおける渡り部50(第二渡り部52)との接続部とは反対側の端部から周第一方向C1側に延びる第一延在部81と、第二層第二コイル辺部32bにおける渡り部50(第二渡り部52)との接続部とは反対側の端部から周第二方向C2側に延びる第二延在部82とを備えている。本実施形態では、図4及び図5に示すように、第一延在部81及び第二延在部82のそれぞれが、軸方向Lに見て、周方向Cに沿って延びる円弧状に形成されている。そして、第一延在部81の先端部(第一層第一コイル辺部31a側とは反対側の端部)には、第一接続部81aが設けられ、第二延在部82の先端部(第二層第二コイル辺部32b側とは反対側の端部)には、第二接続部82aが設けられている。
本実施形態では、第一延在部81は、第一層第一コイル辺部31aにおける渡り部50との接続部とは反対側の端部から連続して延びるように形成され、第二延在部82は、第二層第二コイル辺部32bにおける渡り部50との接続部とは反対側の端部から連続して延びるように形成されている。また、本実施形態では、第一接続部81aは、第一延在部81の先端部から連続して延びるように形成され、第二接続部82aは、第二延在部82の先端部から連続して延びるように形成されている。すなわち、本実施形態では、第一延在部81、第二延在部82、第一接続部81a、及び第二接続部82aを含む第一同芯巻部11の全体が、一本の連続する線状導体4を成形することで形成されている。
図7に示すように、第二同芯巻部12は、第一層第一コイル辺部31aにおける渡り部50(第二渡り部52)との接続部とは反対側の端部から周第二方向C2側に延びる第三延在部83と、隣接層第二コイル辺部32cにおける渡り部50(第二渡り部52)との接続部とは反対側の端部から周第一方向C1側に延びる第四延在部84とを備えている。本実施形態では、図6及び図7に示すように、第三延在部83及び第四延在部84のそれぞれが、軸方向Lに見て、周方向Cに沿って延びる円弧状に形成されている。そして、第三延在部83の先端部(第一層第一コイル辺部31a側とは反対側の端部)には、第三接続部83aが設けられ、第四延在部84の先端部(隣接層第二コイル辺部32c側とは反対側の端部)には、第四接続部84aが設けられている。
本実施形態では、第三延在部83は、第一層第一コイル辺部31aにおける渡り部50との接続部とは反対側の端部から連続して延びるように形成され、第四延在部84は、隣接層第二コイル辺部32cにおける渡り部50との接続部とは反対側の端部から連続して延びるように形成されている。また、本実施形態では、第三接続部83aは、第三延在部83の先端部から連続して延びるように形成され、第四接続部84aは、第四延在部84の先端部から連続して延びるように形成されている。すなわち、本実施形態では、第三延在部83、第四延在部84、第三接続部83a、及び第四接続部84aを含む第二同芯巻部12の全体が、一本の連続する線状導体4を成形することで形成されている。
そして、図2に示すように、第一同芯巻部11の第一接続部81aと、当該第一同芯巻部11の第一コイル辺部31が配置されるスロット40に第二コイル辺部32が配置される第二同芯巻部12の第三接続部83aとが、当該第二同芯巻部12の渡り部50の周方向Cの配置領域内において接続される。また、第一同芯巻部11の第二接続部82aと、当該第一同芯巻部11の第二コイル辺部32が配置されるスロット40に第一コイル辺部31が配置される第二同芯巻部12の第四接続部84aとが、当該第二同芯巻部12の渡り部50の周方向Cの配置領域内において接続される。これにより、第一同芯巻部11のそれぞれが、周方向Cの両側に配置される接続対象の第二同芯巻部12のそれぞれに対して接続されると共に、第二同芯巻部12のそれぞれが、周方向Cの両側に配置される接続対象の第一同芯巻部11のそれぞれに対して接続される。
第一接続部81a、第二接続部82a、第三接続部83a、及び第四接続部84aのそれぞれは、コア20に対して軸第一方向L1側に配置される。そのため、第一接続部81aと第三接続部83aとの接続部と、第二接続部82aと第四接続部84aとの接続部との双方が、コア20に対して軸第一方向L1側に形成される。そして、図2に示すように、1つの同芯巻セット5について、第一接続部81aと第三接続部83aとの接続部が、周方向Cに沿って磁極ピッチ(本例では、スロット40の配設ピッチの6倍)の2倍毎に配置されると共に、第二接続部82aと第四接続部84aとの接続部が、周方向Cに沿って磁極ピッチ(本例では、スロット40の配設ピッチの6倍)の2倍毎に配置される。なお、図2に示すように、第一接続部81aと第三接続部83aとの接続部は、第二接続部82aと第四接続部84aとの接続部よりも径第一方向R1側に配置される。
本実施形態では、図4〜図7に示すように、第一接続部81a及び第三接続部83aのそれぞれの先端部は、径第一方向R1側に向かって延びるように形成されている。本例では、第一接続部81a及び第三接続部83aのそれぞれの先端部は、径方向Rに平行に延びるように形成されている。そして、図2に示すように、第一接続部81aと第三接続部83aとが軸方向Lに重なった状態で互いに接合される。本例では、第一接続部81aが第三接続部83aに対して軸第一方向L1側(軸方向Lにおけるコア20とは反対側)から重なるように配置されている。また、本実施形態では、図4〜図7に示すように、第二接続部82a及び第四接続部84aのそれぞれの先端部は、径第二方向R2側に向かって延びるように形成されている。本例では、第二接続部82a及び第四接続部84aのそれぞれの先端部は、径方向Rに平行に延びるように形成されている。そして、図2に示すように、第二接続部82aと第四接続部84aとが軸方向Lに重なった状態で互いに接合される。本例では、第四接続部84aが第二接続部82aに対して軸第一方向L1側(軸方向Lにおけるコア20とは反対側)から重なるように配置されている。なお、第一接続部81aと第三接続部83aとの接合や、第二接続部82aと第四接続部84aとの接合は、例えば、TIG溶接等のアーク溶接、電子ビーム溶接、レーザビーム溶接、抵抗溶接、ろう付け、半田付け等によって行うことができる。
本実施形態では、図2に示すように、第一同芯巻部11の第一接続部81aと第二同芯巻部12の第三接続部83aとが、当該第二同芯巻部12の渡り部50(図6、図7参照)における周方向Cの中央部或いはその近傍部と、周方向Cの同じ位置において接続される。すなわち、第一延在部81と第三延在部83とは、周方向Cの延在長さが同程度に設定されている。また、本実施形態では、図2に示すように、第一同芯巻部11の第二接続部82aと第二同芯巻部12の第四接続部84aとが、当該第二同芯巻部12の渡り部50(図6、図7参照)における周方向Cの中央部或いはその近傍部と、周方向Cの同じ位置において接続される。すなわち、第二延在部82と第四延在部84とは、周方向Cの延在長さが同程度に設定されている。この結果、本実施形態では、第一接続部81aと第三接続部83aとの接続部と、第二接続部82aと第四接続部84aとの接続部とが、周方向Cの同じ位置において径方向Rに並ぶように配置される。なお、本実施形態では、渡り部50における周方向Cの中央部にはオフセット部63が形成されている。そのため、第一同芯巻部11の第一接続部81aと第二同芯巻部12の第三接続部83aとは、当該第二同芯巻部12の渡り部50に形成されたオフセット部63と周方向Cの同じ位置において接続される。また、第一同芯巻部11の第二接続部82aと第二同芯巻部12の第四接続部84aとは、当該第二同芯巻部12の渡り部50に形成されたオフセット部63と周方向Cの同じ位置において接続される。なお、第一延在部81の周方向Cの延在長さと、第三延在部83の周方向Cの延在長さとが、同程度とはならない程度に互いに異なる構成とすることも可能である。また、第二延在部82の周方向Cの延在長さと、第四延在部84の周方向Cの延在長さとが、同程度とはならない程度に互いに異なる構成とすることも可能である。
本実施形態では、第一接続部81a及び第三接続部83aを介して接続される第一延在部81及び第三延在部83のそれぞれは、径方向Rに見て、第二同芯巻部12の渡り部50(第一渡り部51)と重複する部分を有するように配置される。なお、第一延在部81及び第三延在部83のそれぞれは、第二同芯巻部12の渡り部50に対して径第一方向R1側に配置される。また、本実施形態では、第二接続部82a及び第四接続部84aを介して接続される第二延在部82及び第四延在部84のそれぞれは、径方向Rに見て、第二同芯巻部12の渡り部(第一渡り部51)と重複する部分を有するように配置される。なお、第二延在部82及び第四延在部84のそれぞれは、第二同芯巻部12の渡り部50に対して径第二方向R2側に配置される。
具体的には、図2及び図5に示すように、第一延在部81は、屈曲部を介して第一層第一コイル辺部31aに接続されている。この屈曲部は、第一延在部81の延在方向を、コイル辺部30の延在方向(軸方向Lに平行な方向)に対して周方向Cに傾斜した方向とするための周方向屈曲部である。本実施形態では、この周方向屈曲部の軸方向Lに対する屈曲角は鋭角に設定されており、第一延在部81は、周第一方向C1側に向かうに従って軸方向Lにおける外側(コア20から離れる側)に向かう傾斜状に形成されている。そして、図2から明らかなように、第一延在部81と第一層第一コイル辺部31aとの間に設けられた周方向屈曲部と、第二同芯巻部12の第一渡り部51における第二周方向延在部62と第二コイル辺部32との間に設けられた周方向屈曲部とは、周方向Cにおける屈曲方向が互いに等しく(具体的には、周第一方向C1側に)設定されていると共に、軸方向Lに対する屈曲角も同程度に設定されている。これにより、第一延在部81が、径方向Rに見て、第二同芯巻部12の第一渡り部51の第二周方向延在部62と重複する部分を有するように配置される。なお、ここでの屈曲角についての「同程度」は、互いに同一の角度である場合に加えて、径方向Rに見て第一延在部81が第二同芯巻部12の第一渡り部51の第二周方向延在部62と重複する部分を有する範囲内で互いに異なる角度である場合を含む概念である。すなわち、第一延在部81と第一層第一コイル辺部31aとの間に設けられた周方向屈曲部と、第二同芯巻部12の第一渡り部51における第二周方向延在部62と第二コイル辺部32との間に設けられた周方向屈曲部とは、軸方向Lに対する屈曲角が互いに異なっていても良い。
同様に、第三延在部83と第一層第一コイル辺部31aとの間に設けられた周方向屈曲部と、第二同芯巻部12の第一渡り部51における第一周方向延在部61と第一コイル辺部31との間に設けられた周方向屈曲部とは、周方向Cにおける屈曲方向が互いに等しく(具体的には、周第二方向C2側に)設定されていると共に、軸方向Lに対する屈曲角も同程度に設定されている。これにより、第三延在部83が、径方向Rに見て、第二同芯巻部12の第一渡り部51の第一周方向延在部61と重複する部分を有するように配置される。なお、ここでの屈曲角についての「同程度」は、互いに同一の角度である場合に加えて、径方向Rに見て第三延在部83が第二同芯巻部12の第一渡り部51の第一周方向延在部61と重複する部分を有する範囲内で互いに異なる角度である場合を含む概念である。すなわち、第三延在部83と第一層第一コイル辺部31aとの間に設けられた周方向屈曲部と、第二同芯巻部12の第一渡り部51における第一周方向延在部61と第一コイル辺部31との間に設けられた周方向屈曲部とは、軸方向Lに対する屈曲角が互いに異なっていても良い。
また、第二延在部82と第二層第二コイル辺部32bとの間に設けられた周方向屈曲部と、第二同芯巻部12の第一渡り部51における第一周方向延在部61と第一コイル辺部31との間に設けられた周方向屈曲部とは、周方向Cにおける屈曲方向が互いに等しく(具体的には、周第二方向C2側に)設定されていると共に、軸方向Lに対する屈曲角も同程度に設定されている。これにより、第二延在部82が、径方向Rに見て、第二同芯巻部12の第一渡り部51の第一周方向延在部61と重複する部分を有するように配置される。なお、ここでの屈曲角についての「同程度」は、互いに同一の角度である場合に加えて、径方向Rに見て第二延在部82が第二同芯巻部12の第一渡り部51の第一周方向延在部61と重複する部分を有する範囲内で互いに異なる角度である場合を含む概念である。すなわち、第二延在部82と第二層第二コイル辺部32bとの間に設けられた周方向屈曲部と、第二同芯巻部12の第一渡り部51における第一周方向延在部61と第一コイル辺部31との間に設けられた周方向屈曲部とは、軸方向Lに対する屈曲角が互いに異なっていても良い。
また、第四延在部84と隣接層第二コイル辺部32cとの間に設けられた周方向屈曲部と、第二同芯巻部12の第一渡り部51における第二周方向延在部62と第二コイル辺部32との間に設けられた周方向屈曲部とは、周方向Cにおける屈曲方向が互いに等しく(具体的には、周第一方向C1側に)設定されていると共に、軸方向Lに対する屈曲角も同程度に設定されている。これにより、第四延在部84が、径方向Rに見て、第二同芯巻部12の第一渡り部51の第二周方向延在部62と重複する部分を有するように配置される。なお、ここでの屈曲角についての「同程度」は、互いに同一の角度である場合に加えて、径方向Rに見て第四延在部84が第二同芯巻部12の第一渡り部51の第二周方向延在部62と重複する部分を有する範囲内で互いに異なる角度である場合を含む概念である。すなわち、第四延在部84と隣接層第二コイル辺部32cとの間に設けられた周方向屈曲部と、第二同芯巻部12の第一渡り部51における第二周方向延在部62と第二コイル辺部32との間に設けられた周方向屈曲部とは、軸方向Lに対する屈曲角が互いに異なっていても良い。
本実施形態では、上記のような構成を有する同芯巻セット5を2つ用いて、図3に示すような1つの相コイルが形成される。本例では、スロット40の配設ピッチだけ互いに周方向Cにずらして配置される2つの同芯巻セット5によって、1つの相コイルが形成される。そして、3つの相コイルを、周方向Cの一方側にスロット40の配設ピッチの4倍ずつずらしながら配置することで、図1に示すようなコイル3が形成される。このように複数の同芯巻セット5を互いに周方向Cの位置をずらして配置するため、図3に示されるように、第一延在部81の周方向Cの配置領域は、当該第一延在部81の接続対象ではない第三延在部83(すなわち、他の同芯巻セット5に備えられる第三延在部83)の周方向Cの配置領域と重複する部分を有する。また、特定渡り部50aの周方向Cの配置領域は、他の特定渡り部50aの周方向Cの配置領域と重複する部分を有する。
上記の点に鑑みて、第一延在部81及び第三延在部83の一方が、他方に対して径第一方向R1側にオフセットして配置されると共に、特定渡り部50aにおける第二層第二コイル辺部32bとの接続部から周第一方向C1側に延びる部分と、特定渡り部50aにおける第二層第一コイル辺部31bとの接続部から周第二方向C2側に延びる部分とのうちの一方が、他方に対して径第二方向R2側にオフセットして配置される構成としている。これにより、互いに異なる同芯巻セット5に備えられる第一延在部81と第三延在部83との間の干渉や、互いに異なる特定渡り部50a同士の干渉が回避される。
具体的には、第一延在部81と第三延在部83との間の径方向Rのオフセット量を、第一延在部81の径方向Rの幅と第三延在部83の径方向Rの幅との和の半分以上に設定している。また、特定渡り部50aにおける第二層第二コイル辺部32bとの接続部から周第一方向C1側に延びる部分(第一周方向延在部61)と、特定渡り部50aにおける第二層第一コイル辺部31bとの接続部から周第二方向C2側に延びる部分(第二周方向延在部62)との間の径方向Rのオフセット量を、それぞれの部分の径方向Rの幅の和(第一周方向延在部61の径方向Rの幅と第二周方向延在部62の径方向Rの幅との和)の半分以上に設定している。なお、ここでの径方向Rのオフセット量は、対象となる2つの部材のそれぞれの径方向Rの中心位置の差である。上記のようにオフセット量を設定することで、第一延在部81の径方向Rの配置領域と、第三延在部83の径方向Rの配置領域とは、互いに重複しないように連続して径方向Rに並ぶように設定され、或いは、不連続部を間に挟んで径方向Rに並ぶように設定される。また、特定渡り部50aにおける第一周方向延在部61の径方向Rの配置領域と、特定渡り部50aにおける第二周方向延在部62の径方向Rの配置領域とは、互いに重複しないように連続して径方向Rに並ぶように設定され、或いは、不連続部を間に挟んで径方向Rに並ぶように設定される。なお、本実施形態では、第一延在部81及び第三延在部83のそれぞれの径方向Rの幅は、互いに等しく設定され、具体的には、コイル辺部30の径方向Rの幅に等しく設定されている。また、本実施形態では、第二延在部82及び第四延在部84のそれぞれの径方向Rの幅は、互いに等しく設定され、具体的には、コイル辺部30の径方向Rの幅に等しく設定されている。
なお、コイルエンド部が径方向Rに大型化することを抑制すべく、第一延在部81と第三延在部83との間の径方向Rのオフセット量を、第一延在部81の径方向Rの幅と第三延在部83の径方向Rの幅との和以下に設定すると好適である。同様に、特定渡り部50aにおける第一周方向延在部61と第二周方向延在部62との間の径方向Rのオフセット量を、第一周方向延在部61の径方向Rの幅と第二周方向延在部62の径方向Rの幅との和以下に設定すると好適である。
本実施形態では、図3に示すように、第三延在部83が第一延在部81に対して径第一方向R1側にオフセットして配置される。よって、径方向Rに見て第一延在部81と第三延在部83とが交差する部位では、第三延在部83が第一延在部81に対して径第一方向R1側に配置される。また、本実施形態では、図4及び図5に示すように、特定渡り部50aに設けられたオフセット部63によって、特定渡り部50aの第一周方向延在部61が特定渡り部50aの第二周方向延在部62に対して径第二方向R2側にオフセットして配置される。よって、径方向Rに見て特定渡り部50aの第一周方向延在部61と特定渡り部50aの第二周方向延在部62とが交差する部位では、第一周方向延在部61が第二周方向延在部62に対して径第二方向R2側に配置される。そして、本実施形態では、これらの第一周方向延在部61と第二周方向延在部62との間の径方向のオフセット量は、第一周方向延在部61の径方向Rの幅と第二周方向延在部62の径方向の幅との和の半分(すなわち、1層分に相当する径方向Rの幅)に設定されている。
本実施形態では、図4及び図5に示すように、第一延在部81の径方向Rの配置位置は、第一層第一コイル辺部31aと径方向Rの同じ位置に設定されている。また、図6及び図7に示すように、第三延在部83の径方向Rの配置位置は、第一層第一コイル辺部31aの径方向Rの位置に対して、1層分だけ径第一方向R1側にオフセットさせた位置に設定されている。すなわち、本実施形態では、第一延在部81と第三延在部83との間の径方向Rのオフセット量は、第一延在部81の径方向Rの幅と第三延在部83の径方向の幅との和の半分(すなわち、1層分に相当する径方向Rの幅)に設定され、第三延在部83は、第一延在部81に対して1層分だけ径第一方向R1側に配置される。この結果、第一延在部81と、当該第一延在部81の接続対象ではない第三延在部83との間の干渉が回避されている。なお、第三延在部83は、当該第三延在部83と第一層第一コイル辺部31aとの接続部位に形成された第一屈曲部8によって、第一層第一コイル辺部31aに対して径第一方向R1側に径方向Rの位置がオフセットされている。
なお、図3に示されるように、第二延在部82の周方向Cの配置領域は、当該第二延在部82の接続対象ではない第四延在部84(すなわち、他の同芯巻セット5に備えられる第四延在部84)の周方向Cの配置領域と重複する部分を有する。ここで、第二延在部82と第四延在部84とは、互いに異なる層(具体的には隣接する層)に配置されるコイル辺部30に上述した周方向屈曲部を介して接続されている。そして、本実施形態では、第二延在部82及び第四延在部84のそれぞれの径方向Rの配置位置が、接続されているコイル辺部30の径方向Rの位置に応じて設定されている。具体的には、第二延在部82の径方向Rの配置位置が、第二層第二コイル辺部32bと径方向Rの同じ位置に設定され、第四延在部84の径方向Rの配置位置が、隣接層第二コイル辺部32cと径方向Rの同じ位置に設定されている。これにより、互いに異なる同芯巻セット5に備えられる第二延在部82と第四延在部84との間の干渉も回避されている。
3.その他の実施形態
本発明に係るその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
本発明に係るその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記の実施形態では、径第一方向R1が径方向Rの外側へ向かう方向であり、径第二方向R2が径方向Rの内側へ向かう方向である構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、径第一方向R1が径方向Rの内側へ向かう方向となり、径第二方向R2が径方向Rの外側へ向かう方向となる構成、すなわち、径方向Rの最も外側の層である最外層が第二層となり、径方向Rの最も内側の層である最内層が第一層となる構成とすることも可能である。このような構成の例を、図9〜図14に示す。図11、図13、及び図14に示すように、この例では、上記実施形態とは異なり、第一同芯巻部11は奇数本(具体的には5本)の第一コイル辺部31を備え、第二同芯巻部12は偶数本(具体的には4本)の第一コイル辺部31を備えている。これ以外の点では、径方向Rの内側と外側とが入れ替わる点を除いてこの例は上記実施形態の例と同様に構成されている。
(2)上記の実施形態では、軸方向Lにおけるコア20に対して各延在部(第一延在部81、第二延在部82、第三延在部83、及び第四延在部84)が配置される側である軸第一方向L1側から軸方向Lに沿って見た場合の、時計回り方向が周第一方向C1であり、反時計回り方向が周第二方向C2である構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、軸第一方向L1側から軸方向Lに沿って見た場合の、反時計回り方向が周第一方向C1となり、時計回り方向が周第二方向C2となる構成とすることも可能である。例えば、第一屈曲部8及び第二屈曲部9を除いて上記実施形態の例と同様の構成の第一同芯巻部11と第二同芯巻部12とを用い、第二同芯巻部12を上記実施形態の例に比べて径方向Rの内側に2層分ずらして配置する構成とすると、軸第一方向L1側から軸方向Lに沿って見た場合の、反時計回り方向が周第一方向C1となり、時計回り方向が周第二方向C2となる構成とすることができる。この場合、径方向Rの内側へ向かう方向が径第一方向R1となると共に径方向Rの外側へ向かう方向が径第二方向R2となる点でも、上記実施形態とは異なる。この場合の第一同芯巻部11の構成は、図4及び図5で符号“82”が付された延在部が第一延在部とされ、図4及び図5で符号“81”が付された延在部が第二延在部とされ、図5で符号“31a(31)”が付されたコイル辺部の軸第二方向L2側の端部に接続された渡り部が特定渡り部とされるような構成となり、第二同芯巻部12の構成は、図6及び図7で符号“84”が付された延在部が第三延在部とされ、図6及び図7で符号“83”が付された延在部が第四延在部とされるような構成となる。
(3)上記の実施形態では、第三延在部83が第一延在部81に対して径第一方向R1側にオフセットして配置されると共に、特定渡り部50aにおける第二層第二コイル辺部32bとの接続部から周第一方向C1側に延びる部分(第一周方向延在部61)が、特定渡り部50aにおける第二層第一コイル辺部31bとの接続部から周第二方向C2側に延びる部分(第二周方向延在部62)に対して径第二方向R2側にオフセットして配置される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、第一延在部81が第三延在部83に対して径第一方向R1側にオフセットして配置される構成とすることもできる。また、特定渡り部50aの第二周方向延在部62が特定渡り部50aの第一周方向延在部61に対して径第二方向R2側にオフセットして配置される構成とすることもできる。
(4)上記の実施形態では、第一延在部81と第三延在部83との間の径方向Rのオフセット量が1層分に相当すると共に、特定渡り部50aにおける第二層第二コイル辺部32bとの接続部から周第一方向C1側に延びる部分(第一周方向延在部61)と、特定渡り部50aにおける第二層第一コイル辺部31bとの接続部から周第二方向C2側に延びる部分(第二周方向延在部62)との間の径方向Rのオフセット量が1層分に相当する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、第一延在部81と第三延在部83との間の径方向Rのオフセット量や、特定渡り部50aの第一周方向延在部61と特定渡り部50aの第二周方向延在部62との間の径方向Rのオフセット量を、1層に相当する径方向Rの幅に、絶縁シートが設けられる場合にはその厚みを加算した値や、必要な絶縁距離を加算した値に設定することも可能である。特定渡り部50a以外の渡り部50についてのオフセット部63による第一周方向延在部61と第二周方向延在部62との間の径方向Rのオフセット量についても同様に、1層に相当する径方向Rの幅に、絶縁シートが設けられる場合にはその厚みを加算した値や、必要な絶縁距離を加算した値に設定することも可能である。
(5)上記の実施形態では、第一接続部81a及び第三接続部83aのそれぞれの先端部が、径第一方向R1側に向かって延びるように形成されると共に、第二接続部82a及び第四接続部84aのそれぞれの先端部が、径第二方向R2側に向かって延びるように形成される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、第一接続部81a及び第三接続部83aのそれぞれの先端部が、軸方向Lの外側(コア20から離れる側)に向かって延びるように形成される構成とすることもできる。この場合、第一接続部81aと第三接続部83aとが径方向Rに重なった状態で互いに接合される構成とすることができる。また、第二接続部82a及び第四接続部84aのそれぞれの先端部が、軸方向Lの外側に向かって延びるように形成される構成とすることもできる。この場合、第二接続部82aと第四接続部84aとが径方向Rに重なった状態で互いに接合される構成とすることができる。
(6)上記の実施形態では、図3に示すように、スロット40の配設ピッチだけ互いに周方向Cにずらして配置される2つの同芯巻セット5によって、1つの相コイルが形成される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、スロット40の配設ピッチの5倍又は7倍だけ互いに周方向Cにずらして配置される2つの同芯巻セット5によって、1つの相コイルが形成される構成とすることもできる。
(7)上記の実施形態では、毎極毎相あたりのスロット数が“2”であり、1つの相コイルが2つの同芯巻セット5により形成される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、例えば、毎極毎相あたりのスロット数が“1”であり、1つの相コイルが1つの同芯巻セット5により形成される構成や、毎極毎相あたりのスロット数が“3”であり、1つの相コイルが3つの同芯巻セット5により形成される構成とすることも可能である。
(8)上記の実施形態では、第一同芯巻部11の第二層第二コイル辺部32bを除いて、1つのスロット40に、第一コイル辺部31と第二コイル辺部32とが1本ずつ径方向Rに交互に配置される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12の双方が、第一層第一コイル辺部31aを備え、第一同芯巻部11が、第二層第一コイル辺部31b及び第二層第二コイル辺部32bの双方を備え、第一同芯巻部11及び第二同芯巻部12の双方が、隣接層第二コイル辺部32cを備えるという制約の下で、第一層、第二層、及び隣接層のいずれでもないスロット40内の層である中間層に配置されるコイル辺部30の径方向Rの配置順序を適宜入れ替えることも可能である。例えば、第一同芯巻部11の第二層第二コイル辺部32bを除いて、1つのスロット40に、第一コイル辺部31と第二コイル辺部32とが複数本ずつ径方向Rに交互に配置される構成とすることができる。
(9)その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
4.本発明の実施形態の概要
以上で説明した本発明の実施形態は、少なくとも以下の構成を備えている。
軸方向(L)及び径方向(R)に延びるスロット(40)が周方向(C)に複数分散配置されているコア(20)に巻装されるコイル(3)であって、一対の前記スロット(40)間に複数回巻回される同芯巻部(10)を複数備え、前記同芯巻部(10)のそれぞれは、前記周方向(C)の一方側である周第一方向(C1)側に配置される第一コイル辺部(31)と、前記周第一方向(C1)とは反対側である周第二方向(C2)側に配置され且つ前記第一コイル辺部(31)と同数の第二コイル辺部(32)とを、前記スロット(40)の内部に配置されるコイル辺部(30)として備えると共に、互いに異なる前記スロット(40)内に配置される前記第一コイル辺部(31)と前記第二コイル辺部(32)とを前記コア(20)に対して前記軸方向(L)の外側において接続する渡り部(50)を備え、前記複数の同芯巻部(10)には、複数本の前記第一コイル辺部(31)を備える第一同芯巻部(11)と、前記第一同芯巻部(11)に比べて1本少ない本数の前記第一コイル辺部(31)を備える第二同芯巻部(12)の2種類が含まれ、前記径方向(R)の一方側を径第一方向(R1)側とし、前記径第一方向(R1)とは反対側を径第二方向側(R2)とし、前記スロット(40)内の最も前記径第一方向(R1)側の層である第一層に配置される前記第一コイル辺部(31)を第一層第一コイル辺部(31a)とし、前記スロット(40)内の最も前記径第二方向(R2)側の層である第二層に配置される前記第一コイル辺部(31)及び前記第二コイル辺部(32)をそれぞれ第二層第一コイル辺部(31b)及び第二層第二コイル辺部(32b)として、前記第一同芯巻部(11)は、前記第一層第一コイル辺部(31a)における前記渡り部(50)との接続部とは反対側の端部から前記周第一方向(C1)側に延びる第一延在部(81)と、前記第二層第二コイル辺部(32b)における前記渡り部(50)との接続部とは反対側の端部から前記周第二方向(C2)側に延びる第二延在部(82)と、前記第二層第一コイル辺部(31b)と前記第二層第二コイル辺部(32b)とを接続する前記渡り部(50)である特定渡り部(50a)とを備え、前記第二同芯巻部(12)は、前記第一層第一コイル辺部(31a)における前記渡り部(50)との接続部とは反対側の端部から前記周第二方向(C2)側に延びる第三延在部(83)と、前記スロット(40)内の前記第二層に対して前記径第一方向(R1)側に隣接する層に配置される前記第二コイル辺部(32)における前記渡り部(50)との接続部とは反対側の端部から前記周第一方向(C1)側に延びる第四延在部(84)とを備え、1つの前記スロット(40)には、前記第一同芯巻部(11)の前記第二層第二コイル辺部(32b)を除いて、前記第一同芯巻部(11)及び前記第二同芯巻部(12)の一方の前記第一コイル辺部(31)と、他方の前記第二コイル辺部(32)とが前記径方向(R)に交互に配置され、前記第一同芯巻部(11)の前記第一延在部(81)の先端部に設けられた第一接続部(81a)と、当該第一同芯巻部(11)の前記第一コイル辺部(31)が配置される前記スロット(40)に前記第二コイル辺部(32)が配置される前記第二同芯巻部(12)の、前記第三延在部(83)の先端部に設けられた第三接続部(83a)とが、当該第二同芯巻部(12)の前記渡り部(50)の前記周方向(C)の配置領域内において接続され、前記第一同芯巻部(11)の前記第二延在部(82)の先端部に設けられた第二接続部(82a)と、当該第一同芯巻部(11)の前記第二コイル辺部(32)が配置される前記スロット(40)に前記第一コイル辺部(31)が配置される前記第二同芯巻部(12)の、前記第四延在部(84)の先端部に設けられた第四接続部(84a)とが、当該第二同芯巻部(12)の前記渡り部(50)の前記周方向(C)の配置領域内において接続され、前記第一延在部(81)及び前記第三延在部(83)の一方が、他方に対して前記径第一方向(R1)側にオフセットして配置されると共に、前記特定渡り部(50a)における前記第二層第二コイル辺部(32b)との接続部から前記周第一方向(C1)側に延びる部分と、前記特定渡り部(50a)における前記第二層第一コイル辺部(31b)との接続部から前記周第二方向(C2)側に延びる部分とのうちの一方が、他方に対して前記径第二方向(R2)側にオフセットして配置されている。
以上で説明した本発明の実施形態は、少なくとも以下の構成を備えている。
軸方向(L)及び径方向(R)に延びるスロット(40)が周方向(C)に複数分散配置されているコア(20)に巻装されるコイル(3)であって、一対の前記スロット(40)間に複数回巻回される同芯巻部(10)を複数備え、前記同芯巻部(10)のそれぞれは、前記周方向(C)の一方側である周第一方向(C1)側に配置される第一コイル辺部(31)と、前記周第一方向(C1)とは反対側である周第二方向(C2)側に配置され且つ前記第一コイル辺部(31)と同数の第二コイル辺部(32)とを、前記スロット(40)の内部に配置されるコイル辺部(30)として備えると共に、互いに異なる前記スロット(40)内に配置される前記第一コイル辺部(31)と前記第二コイル辺部(32)とを前記コア(20)に対して前記軸方向(L)の外側において接続する渡り部(50)を備え、前記複数の同芯巻部(10)には、複数本の前記第一コイル辺部(31)を備える第一同芯巻部(11)と、前記第一同芯巻部(11)に比べて1本少ない本数の前記第一コイル辺部(31)を備える第二同芯巻部(12)の2種類が含まれ、前記径方向(R)の一方側を径第一方向(R1)側とし、前記径第一方向(R1)とは反対側を径第二方向側(R2)とし、前記スロット(40)内の最も前記径第一方向(R1)側の層である第一層に配置される前記第一コイル辺部(31)を第一層第一コイル辺部(31a)とし、前記スロット(40)内の最も前記径第二方向(R2)側の層である第二層に配置される前記第一コイル辺部(31)及び前記第二コイル辺部(32)をそれぞれ第二層第一コイル辺部(31b)及び第二層第二コイル辺部(32b)として、前記第一同芯巻部(11)は、前記第一層第一コイル辺部(31a)における前記渡り部(50)との接続部とは反対側の端部から前記周第一方向(C1)側に延びる第一延在部(81)と、前記第二層第二コイル辺部(32b)における前記渡り部(50)との接続部とは反対側の端部から前記周第二方向(C2)側に延びる第二延在部(82)と、前記第二層第一コイル辺部(31b)と前記第二層第二コイル辺部(32b)とを接続する前記渡り部(50)である特定渡り部(50a)とを備え、前記第二同芯巻部(12)は、前記第一層第一コイル辺部(31a)における前記渡り部(50)との接続部とは反対側の端部から前記周第二方向(C2)側に延びる第三延在部(83)と、前記スロット(40)内の前記第二層に対して前記径第一方向(R1)側に隣接する層に配置される前記第二コイル辺部(32)における前記渡り部(50)との接続部とは反対側の端部から前記周第一方向(C1)側に延びる第四延在部(84)とを備え、1つの前記スロット(40)には、前記第一同芯巻部(11)の前記第二層第二コイル辺部(32b)を除いて、前記第一同芯巻部(11)及び前記第二同芯巻部(12)の一方の前記第一コイル辺部(31)と、他方の前記第二コイル辺部(32)とが前記径方向(R)に交互に配置され、前記第一同芯巻部(11)の前記第一延在部(81)の先端部に設けられた第一接続部(81a)と、当該第一同芯巻部(11)の前記第一コイル辺部(31)が配置される前記スロット(40)に前記第二コイル辺部(32)が配置される前記第二同芯巻部(12)の、前記第三延在部(83)の先端部に設けられた第三接続部(83a)とが、当該第二同芯巻部(12)の前記渡り部(50)の前記周方向(C)の配置領域内において接続され、前記第一同芯巻部(11)の前記第二延在部(82)の先端部に設けられた第二接続部(82a)と、当該第一同芯巻部(11)の前記第二コイル辺部(32)が配置される前記スロット(40)に前記第一コイル辺部(31)が配置される前記第二同芯巻部(12)の、前記第四延在部(84)の先端部に設けられた第四接続部(84a)とが、当該第二同芯巻部(12)の前記渡り部(50)の前記周方向(C)の配置領域内において接続され、前記第一延在部(81)及び前記第三延在部(83)の一方が、他方に対して前記径第一方向(R1)側にオフセットして配置されると共に、前記特定渡り部(50a)における前記第二層第二コイル辺部(32b)との接続部から前記周第一方向(C1)側に延びる部分と、前記特定渡り部(50a)における前記第二層第一コイル辺部(31b)との接続部から前記周第二方向(C2)側に延びる部分とのうちの一方が、他方に対して前記径第二方向(R2)側にオフセットして配置されている。
このような構成によれば、1つの第二同芯巻部に備えられる第一コイル辺部や第二コイル辺部の本数が、1つの第一同芯巻部に備えられる第一コイル辺部や第二コイル辺部の本数よりも1本少ないため、第一同芯巻部及び第二同芯巻部の一方に備えられる第一コイル辺部の本数と、他方に備えられる第二コイル辺部の本数との和は、常に奇数となる。よって、第一同芯巻部の第二層第二コイル辺部を除いて、第一同芯巻部及び第二同芯巻部の一方の第一コイル辺部と、他方の第二コイル辺部とが径方向に交互に配置されるスロット内における、径方向に並んで配置されるコイル辺部の本数を、容易に奇数とすることができる。すなわち、第一同芯巻部及び第二同芯巻部の一方の第一コイル辺部が配置されるスロットに第一同芯巻部及び第二同芯巻部の他方の第二コイル辺部が配置されるように、複数の同芯巻部を周方向に分散配置することで、1つのスロット内において径方向に並んで配置されるコイル辺部の本数を奇数とすることが可能である。よって、1層単位で巻装されるコイルを別途用いる場合等に比べて容易に、1つのスロット内において径方向に並んで配置されるコイル辺部の本数が奇数のコイルを実現することができる。
また、上記の構成によれば、巻回対象の一対のスロットの一方が共通となるように周方向に隣接して配置される第一同芯巻部と第二同芯巻部とを、適切に接続してコイルを形成することができる。この際、第一同芯巻部と第二同芯巻部との接続は、当該第二同芯巻部(すなわち、接続対象の第二同芯巻部)の渡り部の周方向の配置領域内で行われる。そのため、第一延在部、第二延在部、第三延在部、及び第四延在部の各延在部の長さを短く抑えてコイルエンド部の小型化を図ることもできる。
更に、上記の構成によれば、第一延在部及び第三延在部の一方が、他方に対して径第一方向側にオフセットして配置される。よって、第一延在部と第三延在部との間の干渉を回避しつつ、第一同芯巻部と、当該第一同芯巻部の接続対象ではない第二同芯巻部とを、それぞれの周方向の配置領域を一部重複させて配置することができる。また、特定渡り部における第二層第二コイル辺部との接続部から周第一方向側に延びる部分と、特定渡り部における第二層第一コイル辺部との接続部から周第二方向側に延びる部分とのうちの一方が、他方に対して径第二方向側にオフセットして配置される。よって、スロット内における最も径第二方向側の層(第二層)に配置されるコイル辺部同士を接続する特定渡り部が、他の第一同芯巻部の特定渡り部と干渉することを回避しつつ、複数の第一同芯巻部を、それぞれの周方向の配置領域を一部重複させて配置することができる。この結果、コイルを適切に形成することができる。
また、上記の構成によれば、巻回対象の一対のスロットの一方が共通となるように周方向に隣接して配置される第一同芯巻部と第二同芯巻部とを、適切に接続してコイルを形成することができる。この際、第一同芯巻部と第二同芯巻部との接続は、当該第二同芯巻部(すなわち、接続対象の第二同芯巻部)の渡り部の周方向の配置領域内で行われる。そのため、第一延在部、第二延在部、第三延在部、及び第四延在部の各延在部の長さを短く抑えてコイルエンド部の小型化を図ることもできる。
更に、上記の構成によれば、第一延在部及び第三延在部の一方が、他方に対して径第一方向側にオフセットして配置される。よって、第一延在部と第三延在部との間の干渉を回避しつつ、第一同芯巻部と、当該第一同芯巻部の接続対象ではない第二同芯巻部とを、それぞれの周方向の配置領域を一部重複させて配置することができる。また、特定渡り部における第二層第二コイル辺部との接続部から周第一方向側に延びる部分と、特定渡り部における第二層第一コイル辺部との接続部から周第二方向側に延びる部分とのうちの一方が、他方に対して径第二方向側にオフセットして配置される。よって、スロット内における最も径第二方向側の層(第二層)に配置されるコイル辺部同士を接続する特定渡り部が、他の第一同芯巻部の特定渡り部と干渉することを回避しつつ、複数の第一同芯巻部を、それぞれの周方向の配置領域を一部重複させて配置することができる。この結果、コイルを適切に形成することができる。
また、本発明の実施形態は、前記第一接続部(81a)及び前記第三接続部(83a)を介して接続される前記第一延在部(81)及び前記第三延在部(83)のそれぞれは、前記径方向(R)に見て、前記第二同芯巻部(12)の前記渡り部(50)と重複する部分を有するように配置され、前記第二接続部(82a)及び前記第四接続部(84a)を介して接続される前記第二延在部(82)及び前記第四延在部(84)のそれぞれは、前記径方向(R)に見て、前記第二同芯巻部(12)の前記渡り部(50)と重複する部分を有するように配置されていると好適である。
この構成によれば、第二同芯巻部の渡り部に対して径方向に隣接する空間を利用して、互いに接続される第一延在部及び第三延在部や、互いに接続される第二延在部及び第四延在部を配置することができるため、コイルエンド部の軸方向における大型化を抑制しつつ各延在部を設けることができる。
また、本発明の実施形態は、前記第一延在部(81)と前記第三延在部(83)との間の前記径方向(R)のオフセット量は、前記第一延在部(81)の前記径方向(R)の幅と前記第三延在部(83)の前記径方向(R)の幅との和の半分以上であって当該和以下に設定され、前記特定渡り部(50a)における前記第二層第二コイル辺部(32b)との接続部から前記周第一方向(C1)側に延びる部分と、前記特定渡り部(50a)における前記第二層第一コイル辺部(31b)との接続部から前記周第二方向(C2)側に延びる部分との間の前記径方向(R)のオフセット量は、それぞれの部分の前記径方向(R)の幅の和の半分以上であって当該和以下に設定されていると好適である。
この構成によれば、コイルエンド部が径方向に大型化することを抑制或いは大型化の程度を低く抑えつつ、第一延在部と第三延在部との間の干渉や、特定渡り部における第二層第二コイル辺部との接続部から周第一方向側に延びる部分と、他の特定渡り部における第二層第一コイル辺部との接続部から周第二方向側に延びる部分との間の干渉を適切に回避することができる。
また、本発明の実施形態は、前記第一接続部(81a)及び前記第三接続部(83a)のそれぞれの先端部は、前記径第一方向(R1)側に向かって延びるように形成され、前記第二接続部(82a)及び前記第四接続部(84a)のそれぞれの先端部は、前記径第二方向(R2)側に向かって延びるように形成されていると好適である。
この構成によれば、第一接続部及び第三接続部のそれぞれの先端部が軸方向に平行に延びるように形成される場合や、第二接続部及び第四接続部のそれぞれの先端部が軸方向に平行に延びるように形成される場合、或いは、第一接続部、第二接続部、第三接続部、及び第四接続部のそれぞれの先端部が軸方向に平行に延びるように形成される場合に比べて、これらの接続部が配置される側のコイルエンド部の軸方向における小型化を図ることができる。
また、本発明の実施形態は、1つの前記スロット(40)には、前記第一同芯巻部(11)の前記第二層第二コイル辺部(32b)を除いて前記第一コイル辺部(31)と前記第二コイル辺部(32)とが1本ずつ前記径方向(R)に交互に配置されると共に、互いに異なる前記スロット(40)内の互いに隣接する層にそれぞれ配置される前記第一コイル辺部(31)と前記第二コイル辺部(32)とが前記特定渡り部(50a)以外の前記渡り部(50)により接続され、前記渡り部(50)のそれぞれは、前記周方向(C)における中間部分に、前記同芯巻部(10)を構成する線状導体(4)を前記径方向(R)にオフセットさせるオフセット部(63)を備え、前記オフセット部(63)は、前記渡り部(50)における当該オフセット部(63)から前記線状導体(4)の巻回方向に沿って前記第一層第一コイル辺部(31a)側とは反対側に向かう部分を、前記渡り部(50)における当該オフセット部(63)から前記線状導体(4)の巻回方向に沿って前記第一層第一コイル辺部(31a)側に向かう部分に対して、前記径第二方向(R2)側にオフセットさせるように形成されていると好適である。
この構成によれば、周方向に隣接する複数の同芯巻部を、渡り部同士を互いに干渉させることなく、それぞれの周方向の配置領域を一部重複させて配置することができる。また、上記の構成によれば、特定渡り部以外の渡り部が、互いに異なるスロット内の互いに隣接する層にそれぞれ配置される第一コイル辺部と第二コイル辺部とを接続するため、特定渡り部以外の渡り部が、互いに異なるスロット内の互いに2層以上離れた層にそれぞれ配置される第一コイル辺部と第二コイル辺部とを接続する場合に比べて、オフセット部が占める空間の低減を図ることができ、この結果、コイルエンド部の小型化を図ることができる。
本発明は、軸方向及び径方向に延びるスロットが周方向に複数分散配置されているコアに巻装されるコイルに利用することができる。
3:コイル
10:同芯巻部
11:第一同芯巻部
12:第二同芯巻部
20:コア
30:コイル辺部
31:第一コイル辺部
31a:第一層第一コイル辺部
31b:第二層第一コイル辺部
32:第二コイル辺部
32b:第二層第二コイル辺部
32c:隣接層第二コイル辺部
40:スロット
50:渡り部
50a:特定渡り部
63:オフセット部
81:第一延在部
81a:第一接続部
82:第二延在部
82a:第二接続部
83:第三延在部
83a:第三接続部
84:第四延在部
84a:第四接続部
C:周方向
C1:周第一方向
C2:周第二方向
L:軸方向
R:径方向
R1:径第一方向
R2:径第二方向
10:同芯巻部
11:第一同芯巻部
12:第二同芯巻部
20:コア
30:コイル辺部
31:第一コイル辺部
31a:第一層第一コイル辺部
31b:第二層第一コイル辺部
32:第二コイル辺部
32b:第二層第二コイル辺部
32c:隣接層第二コイル辺部
40:スロット
50:渡り部
50a:特定渡り部
63:オフセット部
81:第一延在部
81a:第一接続部
82:第二延在部
82a:第二接続部
83:第三延在部
83a:第三接続部
84:第四延在部
84a:第四接続部
C:周方向
C1:周第一方向
C2:周第二方向
L:軸方向
R:径方向
R1:径第一方向
R2:径第二方向
Claims (5)
- 軸方向及び径方向に延びるスロットが周方向に複数分散配置されているコアに巻装されるコイルであって、
一対の前記スロット間に複数回巻回される同芯巻部を複数備え、
前記同芯巻部のそれぞれは、前記周方向の一方側である周第一方向側に配置される第一コイル辺部と、前記周第一方向とは反対側である周第二方向側に配置され且つ前記第一コイル辺部と同数の第二コイル辺部とを、前記スロットの内部に配置されるコイル辺部として備えると共に、互いに異なる前記スロット内に配置される前記第一コイル辺部と前記第二コイル辺部とを前記コアに対して前記軸方向の外側において接続する渡り部を備え、
前記複数の同芯巻部には、複数本の前記第一コイル辺部を備える第一同芯巻部と、前記第一同芯巻部に比べて1本少ない本数の前記第一コイル辺部を備える第二同芯巻部の2種類が含まれ、
前記径方向の一方側を径第一方向側とし、前記径第一方向とは反対側を径第二方向側とし、前記スロット内の最も前記径第一方向側の層である第一層に配置される前記第一コイル辺部を第一層第一コイル辺部とし、前記スロット内の最も前記径第二方向側の層である第二層に配置される前記第一コイル辺部及び前記第二コイル辺部をそれぞれ第二層第一コイル辺部及び第二層第二コイル辺部として、
前記第一同芯巻部は、前記第一層第一コイル辺部における前記渡り部との接続部とは反対側の端部から前記周第一方向側に延びる第一延在部と、前記第二層第二コイル辺部における前記渡り部との接続部とは反対側の端部から前記周第二方向側に延びる第二延在部と、前記第二層第一コイル辺部と前記第二層第二コイル辺部とを接続する前記渡り部である特定渡り部とを備え、
前記第二同芯巻部は、前記第一層第一コイル辺部における前記渡り部との接続部とは反対側の端部から前記周第二方向側に延びる第三延在部と、前記スロット内の前記第二層に対して前記径第一方向側に隣接する層に配置される前記第二コイル辺部における前記渡り部との接続部とは反対側の端部から前記周第一方向側に延びる第四延在部とを備え、
1つの前記スロットには、前記第一同芯巻部の前記第二層第二コイル辺部を除いて、前記第一同芯巻部及び前記第二同芯巻部の一方の前記第一コイル辺部と、他方の前記第二コイル辺部とが前記径方向に交互に配置され、
前記第一同芯巻部の前記第一延在部の先端部に設けられた第一接続部と、当該第一同芯巻部の前記第一コイル辺部が配置される前記スロットに前記第二コイル辺部が配置される前記第二同芯巻部の、前記第三延在部の先端部に設けられた第三接続部とが、当該第二同芯巻部の前記渡り部の前記周方向の配置領域内において接続され、
前記第一同芯巻部の前記第二延在部の先端部に設けられた第二接続部と、当該第一同芯巻部の前記第二コイル辺部が配置される前記スロットに前記第一コイル辺部が配置される前記第二同芯巻部の、前記第四延在部の先端部に設けられた第四接続部とが、当該第二同芯巻部の前記渡り部の前記周方向の配置領域内において接続され、
前記第一延在部及び前記第三延在部の一方が、他方に対して前記径第一方向側にオフセットして配置されると共に、前記特定渡り部における前記第二層第二コイル辺部との接続部から前記周第一方向側に延びる部分と、前記特定渡り部における前記第二層第一コイル辺部との接続部から前記周第二方向側に延びる部分とのうちの一方が、他方に対して前記径第二方向側にオフセットして配置されているコイル。 - 前記第一接続部及び前記第三接続部を介して接続される前記第一延在部及び前記第三延在部のそれぞれは、前記径方向に見て、前記第二同芯巻部の前記渡り部と重複する部分を有するように配置され、
前記第二接続部及び前記第四接続部を介して接続される前記第二延在部及び前記第四延在部のそれぞれは、前記径方向に見て、前記第二同芯巻部の前記渡り部と重複する部分を有するように配置されている請求項1に記載のコイル。 - 前記第一延在部と前記第三延在部との間の前記径方向のオフセット量は、前記第一延在部の前記径方向の幅と前記第三延在部の前記径方向の幅との和の半分以上であって当該和以下に設定され、
前記特定渡り部における前記第二層第二コイル辺部との接続部から前記周第一方向側に延びる部分と、前記特定渡り部における前記第二層第一コイル辺部との接続部から前記周第二方向側に延びる部分との間の前記径方向のオフセット量は、それぞれの部分の前記径方向の幅の和の半分以上であって当該和以下に設定されている請求項1又は2に記載のコイル。 - 前記第一接続部及び前記第三接続部のそれぞれの先端部は、前記径第一方向側に向かって延びるように形成され、
前記第二接続部及び前記第四接続部のそれぞれの先端部は、前記径第二方向側に向かって延びるように形成されている請求項1から3のいずれか一項に記載のコイル。 - 1つの前記スロットには、前記第一同芯巻部の前記第二層第二コイル辺部を除いて前記第一コイル辺部と前記第二コイル辺部とが1本ずつ前記径方向に交互に配置されると共に、互いに異なる前記スロット内の互いに隣接する層にそれぞれ配置される前記第一コイル辺部と前記第二コイル辺部とが前記特定渡り部以外の前記渡り部により接続され、
前記渡り部のそれぞれは、前記周方向における中間部分に、前記同芯巻部を構成する線状導体を前記径方向にオフセットさせるオフセット部を備え、
前記オフセット部は、前記渡り部における当該オフセット部から前記線状導体の巻回方向に沿って前記第一層第一コイル辺部側とは反対側に向かう部分を、前記渡り部における当該オフセット部から前記線状導体の巻回方向に沿って前記第一層第一コイル辺部側に向かう部分に対して、前記径第二方向側にオフセットさせるように形成されている請求項1から4のいずれか一項に記載のコイル。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018074698A (ja) * | 2016-10-27 | 2018-05-10 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の固定子および固定子巻線の製造方法 |
US11095177B2 (en) | 2017-09-28 | 2021-08-17 | Aisin Aw Co., Ltd. | Coil |
JP7468301B2 (ja) | 2020-11-04 | 2024-04-16 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
-
2014
- 2014-12-25 JP JP2014263428A patent/JP2016123249A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018074698A (ja) * | 2016-10-27 | 2018-05-10 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の固定子および固定子巻線の製造方法 |
US11095177B2 (en) | 2017-09-28 | 2021-08-17 | Aisin Aw Co., Ltd. | Coil |
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