JP2016226118A - ステータコイル構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルエンドのステータ軸方向の突出長さをより効果的に抑制することのできるコイル構造を提供すること。【解決手段】ステータコアの内周に形成されたスロットのうちの一対のスロットを通して該一対のスロット間のティースにコイルが巻回されるステータコイル構造において、コイルは、ステータコアの端面からステータ軸方向外側へ突出する部分であるコイルエンドを有し、コイルエンドは、前記ステータコアの端面に沿うようにステータ径方向内側に屈曲する２か所の屈曲部を備えた。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、電動モータなどのステータコイル構造の改良に関する。

電動モータなどのステータ用のコイルは、円筒形状のステータコアの内周に複数のティースを挟んで形成された一対のスロットを介してティースに巻き回される。ティースに巻き回されたコイルにおいては、一対のスロット間においてステータコアの端面からステータ軸方向外側に向かってそのコイルエンドを突出させる。コイルが一個のティースではなく、複数のティースを跨いで巻き回される場合、言い換えればコイルを通す一対のスロットの間に他のスロットが存在する場合には、コイルは他のスロットを通るコイルとコイルエンドで交錯することになる。この交錯部の数はコイルのピッチ、すなわちコイルが幾つのティースを跨いで巻回されているかなどによって異なり、コイルのピッチ数に応じて交錯部の数も増加する。

コイルエンドが交錯する場合、ステータコアの端面からステータ軸方向外側へのコイルエンドの突出長さを抑えるために、例えば、交錯するコイルエンドの導線同士を網目状に編み込むことが知られている（特許文献１）。

この方法では、コイルの線材を１本ずつ編み込むために、巻回作業が複雑化することは避けられない。そこで、特許文献１では、複雑な巻回作業を回避すべく、複数本の線材をコイル状にまとめた導線集積体を、一対のスロットに嵌め込むことでコイルを装着するとともに、導線集積体のコイルエンドにステータ軸方向のクランク状の段差を予め成型しておくことが提案されている。

特許文献１のコイル構造では、コイルエンドの段差がコイルエンドとステータコアの端面との間に形成されるスペースに、隣接する別のコイルの導線集積体を通すことができるので、コイルエンド同士の交錯作業が容易になる。

特開２０１０−１６６８０３号公報

しかしながら、特許文献１のコイル構造のようにコイルエンドにクランク状の段差を形成したとしても、コイルの巻数が増加して一のコイルと他のコイルとの交錯部の数が多くなれば、コイルエンドのステータ軸方向の突出長さが大きくなることは避けられない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイルエンドのステータ軸方向の突出長さをより効果的に抑制することのできるコイル構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、ステータコアの内周に形成されたスロットのうちの一対のスロットを通して該一対のスロット間のティースにコイルが巻回されたステータコイル構造が提供される。このステータコイル構造では、コイルは、ステータコアの端面からステータ軸方向外側へ突出するコイルエンドを有し、コイルエンドは、ステータコアの端面に沿うようにステータ径方向内側に屈曲する２か所の屈曲部を備える。

本発明によれば、ステータコアの端面からステータ軸方向外側へ突出するコイルエンドは、ステータコアの端面に沿うようにステータ径方向内側に伸長することとなる。すなわち、コイルエンドは、ステータコアの端面に沿ってステータ径方向内側に向かって展開することとなるので、コイルエンドの端面からのステータ軸方向の突出量を抑えることができる。

図１Ａは、本発明の第１実施形態に係るステータコイル構造を示す図である。 図１Ｂは、第１実施形態におけるコイルの配置構成を説明する図である。 図１Ｃは、図１Ａのステータコイル構造を矢印Ｅ方向から視た要部を示す図である。 図１Ｄは、図１Ａのステータコイル構造を矢印Ｆ方向から視た要部を示す図である。 図２は、本発明の第２実施形態に係るステータコイル構造を示す図である。 図３は、本発明の第３実施形態に係るステータコイル構造を示す図である。 図４Ａは、本発明の第４実施形態に係るステータコイル構造をモータに適用した状態を示した図である。 図４Ｂは、図４Ａに示すモータを組み立てる態様を説明する図である。 図５Ａは、本発明の第５実施形態に係るステータコイル構造をモータに適用した状態を示した図である。 図５Ｂは、図５Ａの他方側内周側コイルエンドの部分の平面図である。 図６Ａは、図５Ａに示すモータを組み立てる態様を説明する図である。 図６Ｂは、図５Ａに示すモータを組み立てる態様を説明する図である。 図６Ｃは、図５Ａに示すモータを組み立てる態様を説明する図である。 図７Ａは、本発明の第６実施形態に係るステータコイル構造を備えたモータを組み立てる態様を説明する図である。 図７Ｂは、第６実施形態に係るステータコイル構造をモータに適用した状態を示した図である。

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、下記実施形態において、図面の簡略化のため、ステータコアは周領域の一部のみを示している。

（第１実施形態）
図１Ａは、第１実施形態に係るステータコイル構造を示す図である。

ステータコア１０は、中心軸を有する円筒形状を有している。また、ステータコア１０は、所定の平面形状にプレス形成された鋼板を積層することで構成される。さらに、ステータコア１０は、ステータ径方向の内周側のティース部１０Ａと外周側のバックヨーク部１０Ｂを有している。なお、このステータコア１０は、例えば、電動モータやジェネレータのステータに適用される。

本実施形態では、ティース部１０Ａには、等しい角度間隔で複数のティース１２が形成されている。そして、この複数のティース１２において隣接するティース１２の間には、それぞれ、ステータ軸方向（図１Ａにおける紙面に直交する方向）に沿って延在するスロット１４が形成される。

そして、各スロット１４には、ステータ径方向内側寄り位置に内周側コイル１６が配置されており、ステータ径方向外側寄り位置に外周側コイル１８がそれぞれ配置されている。

図１Ｂは、コイルの配置構成を説明する図である。なお、当図においては、ステータ周方向に配置される３つの内周側コイル１６、及び外周側コイル１８を断面図として示し、これらを図中下方から順番にそれぞれ１６−１〜１６−３、及び１８−１〜１８−３の符号で表す。さらに各スロット１４についても図中下方から順番に１４−１〜１４−８の符号で表す。

図示のように、内周側コイル１６−１、１６−２、１６−３と外周側コイル１８−１、１８−２、１８−３がそれぞれ同一のスロット１４−１、１４−２、１４−３とスロット１４−６、１４−７、１４−８に跨って配置されている。このようにして、一組のスロット１４に対して内周側コイル１６と外周側コイル１８が一つずつ配されることとなる。結果としてこれら内周側コイル１６同士及び外周側コイル１８同士が相互に交錯しつつ、全てのスロット１４に内周側コイル１６と外周側コイル１８が配置される状態となる。

なお、内周側コイル１６及び外周側コイル１８は、例えば、それぞれ、複数本の線材を予めコイル形状に成型した線材集合体として構成され、この線材集合体がスロット１４に装着されることでステータコア１０のティース１２に巻回された状態となる。

そして、図１Ａに示すように、各スロット１４に配置されている内周側コイル１６は、それぞれ、ステータコア１０の端面１１から突出した部分である内周側コイルエンド２０を有している。また、各スロット１４に配置されている外周側コイル１８も、それぞれ、ステータコア１０の端面１１から突出した部分である外周側コイルエンド２２を有している。なお、本実施形態において、これら内周側コイルエンド２０と外周側コイルエンド２２は、相互に同一形状を有している。

ステータ周方向において隣接する内周側コイルエンド２０は、ステータコア１０の周方向寄り位置でその端面１１上に存在しない交錯部２７において交錯している。さらに、ステータ周方向において隣接する外周側コイルエンド２２は、ステータコア１０の端面１１上の交錯部２９で交錯している。

図１Ｃは、図１Ａのステータコイル構造を矢印Ｅ方向から視た要部を示す図であり、図１Ｄは、図１Ａのステータコイル構造を矢印Ｆ方向から視た要部を示す図である。

なお、さらなる図面の簡略化のために、図１Ｃにおいては、一つの内周側コイル１６のみを示しており、図１Ｄにおいては、内周側コイル１６及び外周側コイル１８を一組のみ示している。

内周側コイル１６の内周側コイルエンド２０には、ステータコア１０の端面１１に沿うようにステータ径方向内側に屈曲する２か所の一方内向き屈曲部２０ａ及び他方内向き屈曲部２０ｂが形成されている。

具体的に、内周側コイルエンド２０は、ステータコア１０の端面１１（スロット１４）からステータ軸方向外側に向かって伸長して一方内向き屈曲部２０ａ及び他方内向き屈曲部２０ｂで屈曲し、ステータ径方向内側に向かって伸長する形態を有する内向きコイルエンドとして形成されることとなる。

一方、外周側コイル１８の外周側コイルエンド２２には、ステータコア１０の端面１１に沿うようにステータ径方向外側に屈曲する２か所の一方外向き屈曲部２２ａ及び他方外向き屈曲部２２ｂが形成されている。

具体的に、外周側コイルエンド２２は、ステータコア１０の端面１１（スロット１４）からステータ軸方向外側に向かって伸長して一方外向き屈曲部２２ａ及び他方外向き屈曲部２２ｂで屈曲し、ステータ径方向外側に向かって伸長する形態を有する外向きコイルエンドとして形成されることとなる。

さらに、図１Ｃに示すように、内周側コイルエンド２０の一方内向き屈曲部２０ａと他方内向き屈曲部２０ｂの間には、ステータ軸方向の段差を形成する段差部２０ｃが形成されている。この段差部２０ｃにより、内周側コイルエンド２０には、端面１１から相対的に離れた離間部２０ｄと端面１１に相対的に近い部分である近接部２０ｅとが形成されることとなる。さらに、内周側コイルエンド２０は、図１Ａに示すように、ステータコア１０の平面視において、段差部２０ｃの部分でＶ字形状に屈曲する構成をとる。

また、外周側コイルエンド２２の一方外向き屈曲部２２ａと他方外向き屈曲部２２ｂの間にも、ステータ軸方向（図１Ｃ及び図１Ｄにおける上下方向）の段差を形成する段差部２２ｃが設けられている。この段差部２２ｃにより、外周側コイルエンド２２には、端面１１から相対的に離間した離間部２２ｄと端面１１に相対的に近接した近接部２２ｅとが形成されることとなる。さらに、外周側コイルエンド２２は、図１Ａに示すように、ステータコア１０の平面視において、段差部２２ｃの部分でＶ字形状に屈曲する構成をとる。

なお、上述の一方内向き屈曲部２０ａ、２２ａ、他方内向き屈曲部２０ｂ、２２ｂ、及び段差部２０ｃ、２２ｃは、それぞれ、内周側コイル１６及び外周側コイル１８のステータコア１０の装着に先立って予め形成されるものである。すなわち、内周側コイル１６及び外周側コイル１８は、予め一方内向き屈曲部２０ａ、２２ａ、他方内向き屈曲部２０ｂ、２２ｂ、及び段差部２０ｃ、２２ｃが形成された巻回形状とした状態でスロット１４に装着されることとなる。

特に本実施形態では、上述したスロット１４のステータ径方向内側寄り位置に内周側コイル１６が配置されるとともに、ステータ径方向外側寄り位置に外周側コイル１８が配置される形態となるように、外周側コイル１８をスロット１４の径方向外側寄り位置において装着した後に、内周側コイル１６をスロット１４の径方向内側寄り位置に装着することが好ましい。

なお、内周側コイル１６を周方向において複数装着する作業に当たっては、例えば、一の内周側コイル１６を装着した後に、その内周側コイルエンド２０（第１内周側コイルエンド２０とも記載する）の近接部２０ｅの上方を、これと隣接する内周側コイル１６の内周側コイルエンド２０（第２内向きコイルエンドとも記載する）の離間部２０ｄが通過する順番で行う。すなわち、第２内周側コイルエンド２０の離間部２０ｄと端面１１の間の空間に、第１内周側コイルエンド２０の近接部２０ｅが通過することとなる。なお、外周側コイル１８を周方向において複数装着する方法も内周側コイル１６の場合と同様の方法で行われることが好ましい。

上述した構成から理解されるように、内周側コイルエンド２０と外周側コイルエンド２２とは、端面１１上でステータ径方向においてオフセットされた位置に配されることとなり、内周側コイルエンド２０はステータ径方向内側に伸長し、外周側コイルエンド２２はステータ径方向外側に伸長している。したがって、内周側コイル１６及び外周側コイル１８がともにステータコア１０に巻回された状態においても、内周側コイルエンド２０と外周側コイルエンド２２が相互に干渉することが防止される。

以上説明した本実施形態に係るステータコア１０のコイル構造によれば、以下の作用効果が得られる。

本実施形態に係るステータコイル構造においては、ステータコア１０の内周に形成されたスロット１４のうちの一対のスロット１４を通して該一対のスロット１４間のティース１２にコイル１６、１８が巻回される。そして、このステータコイル構造では、コイル１６は、ステータコア１０の端面１１からステータ軸方向外側へ突出するコイルエンド２０を有し、コイルエンド２０は、ステータコア１０の端面１１に沿うようにステータ径方向内側に屈曲する２か所の屈曲部２０ａ、２０ｂを備えている。

これにより、コイル１６のコイルエンド２０は、ステータコア１０の端面１１に沿うようにステータ径方向内側に伸長することとなる。すなわち、コイルエンド２０は、ステータコア１０の端面１１に沿ってステータ径方向内側に向かって展開することとなるので、コイルエンド２０の端面１１からのステータ軸方向の突出量を抑えることができる。

また、本実施形態では、コイルエンド２０、２２は、ステータコア１０の端面１１に沿うようにステータ径方向内側に屈曲する２か所の内向き屈曲部２０ａ、２０ｂを備えた内向きコイルエンド２０と、ステータコアの端面１１に沿うようにステータ径方向外側に屈曲する２か所の外向き屈曲部２２ａ、２２ｂを備えた外向きコイルエンド２２と、を有する。

これにより、ステータ径方向内側に伸長する内周側コイルエンド２０とステータ径方向外側に伸長する外周側コイルエンド２２がそれぞれ形成されることとなる。したがって、コイルエンド同士が、ステータコア１０の端面１１上の平面領域において重なる部分を減らすことができるので、コイルエンド同士の重なりによるステータ軸方向の突出長さの増加を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、コイル１６、１８は、ステータ径方向に沿って独立して複数配され、ステータ径方向内側寄り位置に配された内周側コイル１６が内向きコイルエンド２０を有し、ステータ径方向外側寄り位置に配された外周側コイル１８が外向きコイルエンド２２を有する。

これによれば、スロット１４のステータ径方向スペースを有効に利用して内周側コイル１６及び外周側コイル１８を、整理された状態でステータコア１０に巻回させることができる。その結果、スロット１４上（端面１１上）のスペースを効率的に利用してコイル巻数を確保することができる。

さらに、ステータ径方向内側寄り位置の内周側コイル１６が内周側コイルエンド２０を有し、ステータ径方向外側寄り位置の外周側コイル１８が外周側コイルエンド２２を有することで、内周側コイルエンド２０と外周側コイルエンド２２が、ステータ径方向において反対向きに伸長することとなる。（図１Ａ参照）。したがって、これらコイルエンドの重なりをより確実に防止でき、コイルエンド２０、２２の端面１１からの突出量をより減少させることができる。

また、本実施形態では、コイルエンド２０（２２）は、２か所の屈曲部２０ａ、２０ｂ（２２ａ、２２ｂ）の間においてステータ軸方向の段差を形成する段差部２０ｃ（２２ｃ）を備え、該段差部２０ｃ（２２ｃ）により形成されたステータコア端面１１に近接した近接部２０ｅ（２２ｅ）とステータコア端面１１から離間した離間部２０ｄ（２２ｄ）とを有する。コイル１６（１８）は、ステータ周方向に沿って複数配置され、該複数のコイル１６（１８）の内の一のコイルエンド２０（２２）の離間部２０ｄ（２２ｄ）とステータコア端面１１との間の空間に、他のコイルエンド２０（２２）の近接部２０ｅ（２２ｅ）を通過させることで相互に交錯される。

これにより、内周側コイルエンド２０同士及び外周側コイルエンド２２同士を効率的に重ねて、これらコイルエンド２０、２２全体のステータ軸方向の突出量を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、コイル１６（１８）は、ステータ径方向に沿って独立して複数配され、ステータ径方向に独立して配された複数のコイル１６（１８）のコイルエンド２０（２２）は、相互に同一形状を有する。

これにより、コイル１６（１８）の形状を統一して部品点数を減らして製造コストを削減することができる。なお、例えば、内周側コイル１６の内周側コイルエンド２０のステータ径方向内側への伸長長さを、外周側コイル１８の外周側コイルエンド２２のステータ径方向外側への伸長長さよりも小さくしたいなどの事情がある場合には、内周側コイル１６と外周側コイル１８を、それらの形状が相互に異なるように変更しても良い。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態においては、先の実施形態において説明した要素と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図２は、本実施形態に係るステータのコイル構造を示す図である。図示のように、本実施形態では、内周側コイル１６の内周側コイルエンド２０における一方内向き屈曲部２０ａ及び他方内向き屈曲部２０ｂが、ステータコア１０の端面１１に沿ってステータ周方向に延びる引出部として構成されている。また、外周側コイル１８の外周側コイルエンド２２における一方外向き屈曲部２２ａ及び他方外向き屈曲部２２ｂも、ステータコア１０の端面１１に沿ってステータ周方向に延びる引出部として構成されている。

また、本実施形態では、上述のように内周側コイルエンド２０の一方内向き屈曲部２０ａ及び他方内向き屈曲部２０ｂが引出部として構成されることによって、ステータ周方向に沿って複数配置された内周側コイルエンド２０同士が、ティース１２の上方で交錯することとなる（図２の囲み部分Ａ参照）。

一方で、外周側コイルエンド２２の一方外向き屈曲部２２ａ及び他方外向き屈曲部２２ｂが引出部として構成されることによって、ステータ周方向に沿って複数配置された外周側コイルエンド２２同士が、ティース１２の上方で交錯することとなる（図２の囲み部分Ｂ参照）。

以上説明した本実施形態に係るステータコア１０のコイル構造によれば、以下の作用効果が得られる。

本実施形態に係るステータコア１０のコイル構造で、屈曲部２０ａ、２０ｂ（２２ａ、２２ｂ）は、ステータコア１０の端面１１に沿ってステータ周方向に延びる引出部を備える。

これにより、離間部２０ｄ、２２ｄと近接部２０ｅ、２２ｅの長さが短くなる。したがって、内周側コイルエンド２０の段差部２０ｃはステータ径方向外側寄り位置に移動し、外周側コイルエンド２２の段差部２２ｃはステータ径方向内側寄り位置に移動する。すなわち、ステータコア１０の端面１１上における内周側コイルエンド２０及び外周側コイルエンド２２のステータ径方向の拡がりを小さくすることができ、本実施形態のステータコイル構造が適用される電動モータやジェネレータ内のステータコア１０の配置スペースも小さくすることができる。

なお、図２においては、参考のため、屈曲部２２ａ、２２ｂが引出部として構成されていない場合の外周側コイルエンド２２を破線で示している。この破線で示した外周側コイルエンド２２と本実施形態にかかる外周側コイルエンド２２を比較すれば、本実施形態に係る外周側コイルエンド２２においてステータ径方向の寸法が削減されていることは明確であり、内周側コイルエンド２０も同様にステータ径方向の寸法が削減される。

さらに、本実施形態では、ステータ周方向に沿って複数配置されたコイル１６（１８）のコイルエンド２０（２２）同士が、ステータコア１０の端面１１の上方、特にティース１２の上方で交錯している（図２の囲み部分Ａ及びＢ参照）。これにより、コイルエンド２０（２２）の平面領域の広がりを小さくすることができ、結果として電動モータやジェネレータ内のステータコア１０の配置スペースもより小さくすることができる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について説明する。

図３は、本実施形態に係るステータコア１０の構成を説明する平面図である。図示のように、本実施形態では、内周側コイル１６の内周側コイルエンド２０には、その段差部２０ｃと一方内向き屈曲部２０ａの間、及び段差部２０ｃと他方内向き屈曲部２０ｂ間に、ステータ周方向に沿うクランク部２０ｆが複数箇所形成されている。

また、外周側コイル１８の外周側コイルエンド２２にも、その段差部２２ｃと一方外向き屈曲部２２ａの間、及び段差部２２ｃと他方外向き屈曲部２２ｂ間に、ステータ周方向に沿うクランク部２２ｆが複数箇所形成されている。

このように形成された内周側コイルエンド２０及び外周側コイルエンド２２では、それぞれのクランク部２０ｆ、２２ｆにより、当該内周側コイルエンド２０及び外周側コイルエンド２２のステータ径方向における拡がりが抑制されている。

以上説明した本実施形態に係るステータコア１０のコイル構造によれば、以下の作用効果が得られる。

本実施形態に係るステータコア１０によれば、コイルエンド２０（２２）の２ヶ所の屈曲部２０ａ（２２ａ）、２０ｂ（２２ｂ）の間にステータ周方向に沿うクランク部２０ｆ（２２ｆ）が形成される。

これにより、クランク部２０ｆ（２２ｆ）を有していない直線状のコイルエンドの場合と比べて、コイルエンドのステータ径方向の拡がりをより小さくすることができる。したがって、本実施形態のステータコイル構造が適用される電動モータやジェネレータ内のステータコア１０の配置スペースをより小さくすることができ、ひいては電動モータやジェネレータのコンパクト化を実現することができる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について説明する。

図４Ａは、本実施形態に係るステータコイル構造をモータに適用した状態を示した図である。特に、本実施形態では、ステータコア１０においてステータ径方向内側寄り位置に配された内周側コイル１６において、ステータコア１０の軸方向一方側（図中下方側）の端面１１´からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側内周側コイルエンド２０´は内向きコイルエンドとして形成されているが、ステータコア１０の軸方向他方側（図中上方側）の端面１１´´からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側内周側コイルエンド２０´´は外向きコイルエンドとして形成されている。

また、本実施形態のモータ１００は、ケーシング４０に、ロータ４２、ロータシャフト４４、及び内周側コイル１６と外周側コイル１８が装着されたステータコア１０が配置されている。

ロータ４２は、ケーシング４０の天井面４０ａと底面４０ｂの孔部７０、７２を貫通して配置されたロータシャフト４４に対して一体的に固定されている。また、ロータシャフト４４は、ケーシング４０の天井面４０ａ及び底面４０ｂに対して相対的に回転可能となるように、ベアリング４６、４８を介して天井面４０ａ及び底面４０ｂにそれぞれ取り付けられている。なお、天井面４０ａ及び底面４０ｂには孔部７０、７２がそれぞれ形成されており、この孔部７０、７２にロータシャフト４４が挿入されている。

また、ロータ４２には、図示しない複数の埋め込み磁石が埋め込まれている。これにより、図示しない制御装置から三相の励磁電流が内周側コイル１６や外周側コイル１８に対して供給されると、ステータに回転磁界が発生し、その回転磁界に基づいてロータ４２が回転する。

さらに、内周側コイル１６と外周側コイル１８が装着されたステータコア１０は、ケーシング４０の側面４０ｃに取り付けられている。

このように構成されたモータ１００は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車の駆動源として用いられる。

このモータ１００において、本実施形態では内周側コイル１６のステータコア１０の軸方向一方側の端面１１´から突出する一方側内周側コイルエンド２０´は、ステータ径方向内側へ屈曲している。すなわち、一方側内周側コイルエンド２０´は、内向きコイルエンドとして構成されている。

一方で、内周側コイル１６のステータコア１０の軸方向他方側の端面１１´´から突出する他方側内周側コイルエンド２０´´は、ステータ径方向外側へ屈曲している。すなわち、他方側内周側コイルエンド２０´´は、外向きコイルエンドとして構成されている。

さらに、外周側コイル１８については、ステータコア１０の軸方向一方側の端面１１´から突出する一方側外周側コイルエンド２２´、及びステータコア１０の軸方向他方側の端面１１´´から突出する他方側外周側コイルエンド２２´´の双方とも、ステータ径方向外側へ屈曲している。すなわち、一方側外周側コイルエンド２２´及び他方側外周側コイルエンド２２´´はともに外向きコイルエンドとして構成されている。

図４Ｂは、図４Ａのモータ１００を組み立てる態様を説明する図である。図示のように、モータ１００は、ロータ４２、ロータシャフト４４、及びハウジング天井面４０ａを一体とするロータ側アセンブリ１００Ａを、ステータコア１０が設けられたハウジングの側面４０ｃ及びハウジングの底面４０ｂを一体とするステータ側アセンブリ１００Ｂに組み付けることで構成される。

具体的に、ロータ側アセンブリ１００Ａは、ステータ側アセンブリ１００Ｂにおける上部開放部、すなわちステータコア１０の他方側端面１１´´側から組み付けられる。なお、図示は省略するが、内周側コイル１６や外周側コイル１８に対する結線は、ロータ側アセンブリ１００Ａがステータ側アセンブリ１００Ｂに組み付けられる前に行われる。

ここで、本実施形態では、上述のように、内周側コイル１６の他方側内周側コイルエンド２０´´と外周側コイル１８の他方側外周側コイルエンド２２´´が、外向きコイルエンドとして構成されているので、ロータ４２がこれら他方側コイルエンド２０´´、２２´´に干渉することなく、ロータ側アセンブリ１００Ａをステータ側アセンブリ１００Ｂに装着することができる。

上述した本実施形態に係るステータコア１０では、コイル１６、１８は、ステータ径方向に沿って独立して複数配されている。そして、ステータ径方向内側寄り位置に配された内周側コイル１６は、ステータコア１０の軸方向一方側の端面１１´からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側内周側コイルエンド２０´と、ステータコア１０の軸方向他方側の端面１１´´からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側内周側コイルエンド２０´´と、を有する。さらに、ステータ径方向外側寄り位置に配された外周側コイル１８は、ステータコア１０の軸方向一方側の端面１１´からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側外周側コイルエンド２２´と、ステータコア１０の軸方向他方側の端面１１´´からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側外周側コイルエンド２２´´と、を有する。そして、一方側内周側コイルエンド２０´及び他方側内周側コイルエンド２０´´は、それぞれ、内向きコイルエンド及び外向きコイルエンドとして形成され、一方側外周側コイルエンド２２´及び他方側外周側コイルエンド２２´´は、ともに外向きコイルエンドとして形成される。

このように、各コイルエンド２０´、２２´の他方側端面１１´からのステータ軸方向の突出量及びコイルエンド２０´´、２２´´の他方側端面１１´´からのステータ軸方向の突出量を抑制しつつも、他方側端面１１´´から突出する部分である他方側内周側コイルエンド２０´´及び他方側外周側コイルエンド２２´´がともに外向きコイルエンドとして形成されている。

したがって、ロータ４２を含むロータ側アセンブリ１００Ａのステータコア１０側のステータ側アセンブリ１００Ｂへの組み付けを行うにあたり、ロータ４２がステータ内空間８０（図４Ｂ参照）を通過する際に他方側内周側コイルエンド２０´´及び他方側外周側コイルエンド２２´´に干渉されないので、当該組み付け作業の効率化が図られる。

一般に、ロータ４２とステータコア１０の間は、これらの間を通過する磁束を一定以上の大きさとするように、比較的狭く形成される。したがって、例えば、内周側コイル１６の他方側内周側コイルエンド２０´´を内向きコイルエンドとすると、他方側内周側コイルエンド２０´´が他方側端面１１´´の上方からステータ径方向内周側に飛び出し、結果としてステータ内空間８０側に飛び出し易くなる。

したがって、本実施形態では、内周側コイル１６の他方側内周側コイルエンド２０´´を他方側外周側コイルエンド２２´´と同様に外向きコイルエンドとすることで、ロータ４２が通過する空間が確保されることとなる。

さらに、本実施形態において、図４Ａ及び図４Ｂから明らかなように、一方側端面１１´から突出する一方側内周側コイルエンド２０´については、ロータ４２に干渉しない位置にある。したがって、一方側内周側コイルエンド２０´については内向きコイルエンドとしても上記アセンブリＡ、Ｂの組み付けに支障が無いので、一方側外周側コイルエンド２２´とステータ軸方向において重ならないようにしてステータ軸方向へのコイルエンド突出量を抑制する効果を得ることができる。

（第５実施形態）
以下、第５実施形態について説明する。

図５Ａは、本実施形態に係るステータコイル構造をモータに適用した状態を示した図である。また、図５Ｂは、図５Ａの他方側内周側コイルエンド２０´´の部分の平面図である。

図示のように、本実施形態では、内周側コイル１６は、ロータ４２を有する後述のロータ側アセンブリ１００Ａ´を組み付ける前段階において、内向きコイルエンドとして構成される他方側内周側コイルエンド２０´´の一方内向き屈曲部２０´´ａ及び他方内向き屈曲部２０´´ｂの部分を予め除去しておく。そして、ロータ側アセンブリ１００Ａ´への組み付け後に、一方内向き屈曲部２０´´ａ及び他方内向き屈曲部２０´´ｂのそれぞれの溶接部５０、５１に別体の線材５２を溶接することで他方側内周側コイルエンド２０´´が構成されている。

このように、他方側内周側コイルエンド２０´´を構成するに際し、あえて一方内向き屈曲部２０´´ａ及び他方内向き屈曲部２０´´ｂの部分を除去しておくようにすることで、モータ１００の組み立て作業が容易になる。以下では、この組み付け作業について説明する。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃは、図５Ａに示すモータを組み立てる態様を説明する図である。本実施形態では、図６Ａに示すように、ロータ４２とロータシャフト４４が一体化されてなるロータ側アセンブリ１００Ａ´（天井面４０ａが取り付けられていない）が、ステータコア１０が設けられたハウジングの側面４０ｃ及びハウジングの底面４０ｂを一体して形成された上部開放のステータ側アセンブリ１００Ｂ´に組み付けられる。

本実施形態では、上述のようにこの段階で一方内向き屈曲部２０´´ａ及び他方内向き屈曲部２０´´ｂが無いので、ステータ内空間８０を遮る部材が存在せず、ロータ側アセンブリ１００Ａ´の組み付けに際しロータ４２の通過領域を確実に確保することができる。

そして、図５Ｂ及び図６Ｂに示したように、スロット１４−１から突出する一方内向き屈曲部２０´´ａとスロット１４−１から突出する他方内向き屈曲部２０´´ｂのそれぞれの溶接部５０、５１に別体の線材５２を溶接し、他方側内周側コイルエンド２０´´を構成する（図５Ｂ参照）。なお、本実施形態では、上述のようにステータ側アセンブリ１００Ｂ´は上部が開放されている。すなわちこの段階ではケーシング４０の天井面４０ａが無く、線材５２の溶接作業をこの上部が開放された部分を利用して容易に行うことができる。

次に、図６Ｃに示すように、天井面４０ａを装着する。この天井面４０ａの装着は、例えば、ロータシャフト４４の軸方向一端（図中の上方端部）及びベアリング４６を、天井面４０ａにおける孔部７０に位置合わせし差し込むことで行われる。

以上説明したプロセスによって、図５Ａに示したように、一方側内周側コイルエンド２０´だけでなく他方側内周側コイルエンド２０´´も内向きコイルエンドとして形成された内周側コイル１６を構成することができる。

上述した本実施形態に係るステータコア１０では、コイル１６、１８は、ステータ径方向に沿って独立して複数配されている。そして、ステータ径方向内側寄り位置に配された内周側コイル１６は、ステータコア１０の軸方向一方側の端面１１´からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側内周側コイルエンド２０´と、ステータコア１０の軸方向他方側の端面１１´´からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側内周側コイルエンド２０´´と、を有する。さらに、ステータ径方向外側寄り位置に配された外周側コイル１８は、ステータコア１０の軸方向一方側の端面１１´からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側外周側コイルエンド２２´と、ステータコア１０の軸方向他方側の端面１１´´からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側外周側コイルエンド２２´´と、を有する。そして、他方側内周側コイルエンド２０´´は、２か所の内向き屈曲部２０´´ａ、２０´´ｂを別体の線材５２を接続することで形成されている。

これにより、他方側内周側コイルエンド２０´´を構成する線材５２を２か所の内向き屈曲部２０´´ａ及び２０´´ｂに接続する前、すなわち、他方側内周側コイルエンド２０´´が、ロータ側アセンブリ１００Ａ´を組み付ける際のロータ４２の通過領域側にまだ飛び出していない段階で、ロータ側アセンブリ１００Ａ´の組み付けを行うことができる。

これにより、一方側内周側コイルエンド２０´及び他方側内周側コイルエンド２０´´を内向きコイルエンドとして形成することによる他方側端面１１´´からの突出量を小さくするという利益を享受しつつも、モータ１００の組み立ての際におけるロータ４２の組み付けの際に、他方側内周側コイルエンド２０´´がロータ４２の通過領域に干渉することを防止することができ、モータ１００の組み立ての効率化に資することとなる。

なお、本実施形態では、２か所の内向き屈曲部２０´´ａ、２０´´ｂに別体の線材５２を溶接により接続して他方側内周側コイルエンド２０´´を構成する例を説明したが、これに代えて、２か所の内向き屈曲部２０´´ａ、２０´´ｂをバスバー等の配線手段で接続して他方側内周側コイルエンド２０´´を構成するようにしても良い。

（第６実施形態）
以下、第６実施形態について説明する。

図７Ａは、本実施形態に係るステータコイル構造をモータに適用する態様を説明する図である。特に、本実施形態では、内周側コイル１６は、ステータコア１０に対向配置されるロータ４２を配置の際に該ステータコア１０に装着されるように、ロータ４２とともにロータ側アセンブリ１００Ａ´´を構成する。

すなわち、ロータ側アセンブリ１００Ａ´´は、ロータ４２、ロータシャフト４４、及びハウジング天井面４０ａに加えて、内周側コイル１６を有している。具体的に、内周側コイル１６は、その他方側内周側コイルエンド２０´´が介在部材６０を介してハウジング天井面４０ａに支持されている。また、内周側コイル１６の一方側コイルエンド２０´には、ハウジング底面４０ｂに形成される嵌合溝７４に嵌合される被嵌合部６２ａを備えた介在部材６２が取り付けられている。

上述のような構成を有するロータ側アセンブリ１００Ａ´´が、ステータ側アセンブリ１００Ｂ´´に組み付けられることでモータ１００が構成される。構成されたモータ１００を図７Ｂに示す。

本実施形態では、このようにロータ側アセンブリ１００Ａ´´が、ステータ側アセンブリ１００Ｂ´´に組み付けられる過程で、ロータ側アセンブリ１００Ａ´´の内周側コイル１６が、ステータコア１０のスロット１４に図中上方から、すなわち端面１１´´側から挿入されることとなる。

上述した本実施形態に係るステータコア１０では、コイル１６、１８は、ステータ径方向に沿って独立して複数配されている。そして、ステータ径方向内側寄り位置に配された内周側コイル１６は、ステータコア１０の軸方向一方側の端面１１´からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側内周側コイルエンド２０´と、ステータコア１０の軸方向他方側の端面１１´´からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側内周側コイルエンド２０´´と、を有する。さらに、一方側内周側コイルエンド２０´及び他方側内周側コイルエンド２０´´は、ともに内向きコイルエンドとして形成される。そして、内周側コイル１６は、ステータコア１０に対向配置されるロータ４２の配置の際に該ステータコア１０に装着されるように、ロータ４２とともにロータ側アセンブリ１００Ａ´´を構成する。

これにより、内周側コイル１６がロータ４２と一体として組み付けられるので、内向きコイルエンドである一方側内周側コイルエンド２０´及び他方側内周側コイルエンド２０´´が、組み付け時にロータ４２と干渉することが無いので、モータ１００の組み立ての効率化に資することとなる。

したがって、一方側内周側コイルエンド２０´及び他方側内周側コイルエンド２０´´を内向きコイルエンドとして形成することによる他方側端面１１´´からの突出量を小さくするという利益を享受しつつも、ロータ側アセンブリ１００Ａ´´の組み付けの際にロータ４２と他方側内周側コイルエンド２０´´が干渉することが無いので、モータ１００の組み立てを効率的に行うことができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。例えば、本実施形態におけるステータコア１０へのコイルの巻数や、装着するコイルの一対のスロット間におけるスロット数（巻きピッチ）等は、一例に過ぎず、種々の状況に応じて任意に調整することが可能である。

また、上記実施形態では、内周側コイル１６及び外周側コイル１８の２種のコイルをステータコア１０に装着するようにしたが、これに限られず、例えば、３種以上のコイルをスロット１４の径方向に沿って配置するようにしても良い。

さらに、上記実施形態は任意に組み合わせ可能であり、例えば上記第４実施形態〜第６実施形態のいずれかと、上記第２実施形態または上記第３実施形態を組み合わせても良い。

１０ ステータコア
１０Ａ ティース部
１０Ｂ バックヨーク部
１１ 端面
１２ ティース
１４ スロット
１６ 内周側コイル
１８ 外周側コイル
２０ 内周側コイルエンド
２０ａ 一方屈曲部
２０ｂ 他方屈曲部
２０ｃ 段差部
２０ｄ 離間部
２０ｅ 近接部
２０ｆ クランク部
２２ 外周側コイルエンド
２２ａ 一方屈曲部
２２ｂ 他方屈曲部
２２ｃ 段差部
２２ｄ 離間部
２２ｅ 近接部
２２ｆ クランク部
２７ 交錯部
２９ 交錯部
４０ ケーシング
４０ａ ハウジングの天井面
４０ｂ ハウジングの底面
４０ｃ ハウジングの側面
４２ ロータ
４４ ロータシャフト
４６ ベアリング
５０ 溶接部
５２ 線材
６０ 介在部材
６２ 介在部材
６２ａ 被嵌合部
７０ 孔部
７２ 孔部
７４ 嵌合溝
１００ モータ
１００Ａ ロータ側アセンブリ
１００Ｂ ステータ側アセンブリ

Claims (11)

1. ステータコアの内周に形成されたスロットのうちの一対のスロットを通して該一対のスロット間のティースにコイルが巻回されたステータコイル構造において、
   前記コイルは、前記ステータコアの端面からステータ軸方向外側へ突出するコイルエンドを有し、
   前記コイルエンドは、前記ステータコアの端面に沿うようにステータ径方向内側に屈曲する２か所の屈曲部を備えることを特徴とするステータコイル構造。
2. 請求項１に記載のステータコイル構造であって、
   前記コイルエンドは、前記ステータコアの端面に沿うようにステータ径方向内側に屈曲する２か所の内向き屈曲部を備えた内向きコイルエンドと、前記ステータコアの端面に沿うようにステータ径方向外側に屈曲する２か所の外向き屈曲部を備えた外向きコイルエンドと、を有するステータコイル構造。
3. 請求項２に記載のステータコイル構造であって、
   前記コイルは、ステータ径方向に沿って独立して複数配され、
   前記ステータ径方向内側寄り位置に配される内周側コイルが前記内向きコイルエンドを有し、前記ステータ径方向外側寄り位置に配される外周側コイルが前記外向きコイルエンドを有するステータコイル構造。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のステータコイル構造であって、
   前記コイルエンドは、前記２か所の屈曲部の間においてステータ軸方向の段差を形成する段差部を備え、該段差部により形成された前記ステータコア端面に近接した近接部と前記ステータコア端面から離間した離間部とを有し、
   前記コイルは、ステータ周方向に沿って複数配置され、該複数のコイルの内の一のコイルエンドの離間部とステータコア端面との間の空間に、他のコイルエンドの近接部を通過させることで相互に交錯されるステータコイル構造。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のステータコイル構造であって、
   前記コイルは、ステータ径方向に沿って独立して複数配され、
   前記ステータ径方向に独立して配された複数のコイルのコイルエンドは、相互に同一形状を有するステータコイル構造。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のステータコイル構造であって、
   前記屈曲部は、前記ステータコアの端面に沿ってステータ周方向に延びる引出部を備えるステータコイル構造。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のステータコイル構造であって、
   前記ステータ周方向に沿って複数配置されたコイルのコイルエンド同士が、前記ステータコアの端面の上方で交錯するステータコイル構造。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のステータコイル構造であって、
   前記コイルエンドの前記２ヶ所の屈曲部の間に前記ステータ周方向に沿うクランク部が形成されるステータコイル構造。
9. 請求項２に記載のステータコイル構造であって、
   前記コイルは、ステータ径方向に沿って独立して複数配され、
   前記ステータ径方向内側寄り位置に配された内周側コイルは、前記ステータコアの軸方向一方側の端面からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側内周側コイルエンドと、前記ステータコアの軸方向他方側の端面からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側内周側コイルエンドと、を有し、
   前記ステータ径方向外側寄り位置に配された外周側コイルは、前記ステータコアの軸方向一方側の端面からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側外周側コイルエンドと、前記ステータコアの軸方向他方側の端面からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側外周側コイルエンドと、を有し、
   前記一方側内周側コイルエンド及び前記他方側内周側コイルエンドは、それぞれ、前記内向きコイルエンド及び前記外向きコイルエンドとして形成され、
   前記一方側外周側コイルエンド及び他方側外周側コイルエンドは、ともに前記外向きコイルエンドとして形成されるステータコイル構造。
10. 請求項２に記載のステータコイル構造であって、
    前記コイルは、ステータ径方向に沿って独立して複数配され、
    前記ステータ径方向内側寄り位置に配された内周側コイルは、前記ステータコアの軸方向一方側の端面からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側内周側コイルエンドと、前記ステータコアの軸方向他方側の端面からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側内周側コイルエンドと、を有し、
    前記ステータ径方向外側寄り位置に配された外周側コイルは、前記ステータコアの軸方向一方側の端面からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側外周側コイルエンドと、前記ステータコアの軸方向他方側の端面からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側外周側コイルエンドと、を有し、
    前記一方側内周側コイルエンド及び前記他方側内周側コイルエンドは、ともに前記内向きコイルエンドとして形成され、
    前記一方側外周側コイルエンド及び他方側外周側コイルエンドは、ともに前記外向きコイルエンドとして形成され、
    前記他方側内周側コイルエンドは、前記２か所の内向き屈曲部を別体の線材を接続することで形成されるステータコイル構造。
11. 請求項２に記載のステータコイル構造であって、
    前記コイルは、ステータ径方向に沿って独立して複数配され、
    前記ステータ径方向内側寄り位置に配された内周側コイルが、前記ステータコアの軸方向一方側の端面からステータ軸方向外側へ突出する部分である一方側内周側コイルエンドと、前記ステータコアの軸方向他方側の端面からステータ軸方向外側へ突出する部分である他方側内周側コイルエンドと、を有し、
    前記一方側内周側コイルエンド及び前記他方側内周側コイルエンドは、ともに前記内向きコイルエンドとして形成され、
    前記内周側コイルは、ステータコアに対向配置されるロータの配置の際に該ステータコアに装着されるように、前記ロータとともにロータ側アセンブリを構成するステータコイル構造。

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