JP4628821B2 - ステータの製造方法およびステータ - Google Patents

Description

本発明は、ステータの製造方法およびステータに関する。

従来、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相の各相毎のステータコアに３相の各相毎の巻線が集中巻きにより巻装されたステータを備え、このステータによりロータを３相駆動する３相モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相の各相毎の巻線が周方向で隣り合うティース間を縫うようにして周回させられることで波状に巻装されたステータを備え、このステータによりロータを３相駆動する３相モータが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−２２７０７５号公報 特開２００２−１６５３９６号公報

ところで、上記従来技術に係る３相モータにおいては、３相の各相毎の巻線が必要であることから、ステータの構成に要する部品の部品点数の増大を抑制することが困難であり、各相毎の巻線を巻装する作業に煩雑な手間を要するという問題が生じる。
しかも、波巻きにより巻線が巻装されるステータにおいては、隣り合うティース間での巻線占積率を向上させることが困難であり、さらに、コイルエンドの高さを低減してモータの軸線方向の寸法を低減し、車両等への搭載性を向上させることが困難であるという問題が生じる。
このため、ステータの構成を簡略化することで部品点数を削減し、ステータの製造工程を簡略化すると共に、ステータでの巻線占積率を向上させつつコイルエンドの高さを低減してモータの軸線方向の寸法を低減し、車両等へのモータの搭載性を向上させることが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構成を簡略化することで部品点数を削減し、製造工程を簡略化すると共に、巻線占積率を向上させつつコイルエンドの高さを低減して軸線方向の寸法を低減し、車両等への搭載性を向上させることが可能なステータの製造方法およびステータを提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のステータの製造方法は、蛇行部（例えば、実施の形態でのＵ相蛇行部３１，Ｗ相蛇行部３２）を有する複数の環状巻線（例えば、実施の形態でのＵ相環状巻線１４，Ｗ相環状巻線１５）を、互いの前記蛇行部の位置が周方向で相対的にずれるようにして配置する巻線配置工程と、ステータ（例えば、実施の形態でのＵ相ステータ片１１，Ｖ相ステータ片１２，Ｗ相ステータ片１３）の複数のティース（例えば、実施の形態でのＵ相ティース２４，Ｖ相ティース２５，Ｗ相ティース２６）の一部のティース（例えば、実施の形態でのＶ相ティース２５）を、複数の前記環状巻線により形成されるティース装着部（例えば、実施の形態での交差部３３）に所定の挿入方向（例えば、実施の形態での径方向Ｒ）に沿って挿入するティース挿入工程と、前記一部のティース以外の他のティース（例えば、実施の形態でのＵ相ティース２４，Ｗ相ティース２６）を、適宜の装着方向（例えば、実施の形態での軸線方向Ｐ）に沿って前記蛇行部に装着するティース装着工程とを含むことを特徴としている。

上記のステータの製造方法によれば、巻線配置工程は、周方向の所定位置に蛇行部を有する複数の環状巻線を略同軸かつ互いの蛇行部が周方向に沿って所定距離だけずれるようにして配置する。そして、ティース挿入工程は、ステータの複数のティースのうちの所定の一部のティースを、複数の環状巻線により少なくとも周囲を取り囲まれるようにして形成されるティース装着部に、所定の挿入方向に沿って挿入する。次に、ティース装着工程は、ステータの複数のティースのうちの他のティースを、複数の環状巻線の蛇行部に、適宜の装着方向に沿って装着する。
これにより、例えば予め所定形状に成形した複数の環状巻線を互いに所定の相対位置に配置した後に、複数のティースを配置することから、周方向で隣り合うティース間に配置される環状巻線に対して所望の巻線占積率を容易に確保することができると共に、コイルエンドの高さ寸法が過剰に増大してしまうことを防止することができる。

さらに、請求項２に記載の本発明のステータの製造方法では、前記挿入方向は前記環状巻線の径方向に略平行な方向に設定され、前記装着方向は前記環状巻線の軸線に略平行な方向に設定され、前記挿入方向と前記装着方向とは略直交することを特徴としている。

上記のステータの製造方法によれば、複数の環状巻線により周囲を取り囲まれるようにして形成されるティース装着部には、環状巻線の径方向に略平行な方向から所定の一部のティースを挿入し、ティース装着部以外の蛇行部つまり周囲を取り囲まれていない蛇行部には、環状巻線の軸線に略平行な装着方向つまり所定の一部のティースの挿入方向に略直交する方向から他のティースを装着する。
これにより、例えば予め所定形状に成形して互いに所定の相対位置に配置した複数の環状巻線に対し、所定の一部のティースと他のティースとを、互いに干渉しない方向に沿って同時に装着することが可能となり、ステータの製造工程を簡略化し、製造効率を向上させることができる。

さらに、請求項３に記載の本発明のステータの製造方法では、前記ティース挿入工程は、前記ステータを構成する複数のステータ片（例えば、実施の形態でのＵ相ステータ片１１，Ｖ相ステータ片１２，Ｗ相ステータ片１３）毎に具備される前記ティースを、前記ティース装着部に挿入し、前記ティース装着工程は、前記ステータを構成する複数のステータ片毎に具備される前記ティースを、前記蛇行部に装着することを特徴としている。

上記のステータの製造方法によれば、環状のステータを構成する複数のステータ片毎に具備されるティースをティース装着部に挿入あるいは蛇行部に装着することから、例えば所定の一部のティースの挿入方向と、他のティースの装着方向とが互いに異なる場合であっても、複数のティースを容易に配置することができる。

さらに、請求項４に記載の本発明のステータの製造方法では、前記ティース挿入工程は、前記一方のティースに具備される巻線当接部（例えば、実施の形態での突出部２２ａ）と巻線ガイド部材（例えば、実施の形態でのガイド部材４２）とにより前記環状巻線を両側から挟み込むことで前記環状巻線を所定形状に成形することを特徴としている。

上記のステータの製造方法によれば、予め互いに所定の相対位置に配置した複数の環状巻線に対し、一部のティースをティース装着部に挿入する際に環状巻線を所定形状に成形することにより、環状巻線をティースの形状に沿った適切な形状に容易に成形することができ、ステータの製造工程を簡略化し、製造効率を向上させることができる。

また、請求項５に記載の本発明のステータは、２相の環状巻線（例えば、実施の形態でのＵ相環状巻線１４，Ｗ相環状巻線１５）と３相のステータ片（例えば、実施の形態でのＵ相ステータ片１１，Ｖ相ステータ片１２，Ｗ相ステータ片１３）とを備えるステータであって、前記環状巻線は蛇行部（例えば、実施の形態でのＵ相蛇行部３１，Ｗ相蛇行部３２）を備え、前記ステータ片はティース（例えば、実施の形態でのＵ相ティース２４，Ｖ相ティース２５，Ｗ相ティース２６）を備え、前記２相の環状巻線が互いの前記蛇行部の位置を周方向に相対的にずらすようにして配置されることで、前記２相の環状巻線により周囲を取り囲まれるようにして形成されるティース装着部と、前記蛇行部により前記環状巻線の軸線に平行な方向の一方または他方が開口するようにして形成される開口部とを備え、前記３相の前記ティースのうち、前記２相の前記ティースは前記開口部に装着され、他の１相の前記ティースは前記ティース装着部に挿入されてなることを特徴としている。

上記構成のステータによれば、ステータ片毎に具備されるティースが環状巻線の蛇行部に装着されることから、環状のステータを複数のティースにより容易に構成することができる。

さらに、請求項６に記載の本発明のステータでは、前記蛇行部は略直角に屈曲する屈曲部（例えば、実施の形態での屈曲部Ｅ）を備え、クランク状に蛇行しており、前記環状巻線は複数の前記蛇行部を備えることを特徴としている。

上記構成のステータによれば、環状巻線の蛇行部をクランク状に設定することにより、所望形状の蛇行部を環状巻線に容易かつ精度良く形成することができる。

さらに、請求項７に記載の本発明のステータでは、前記蛇行部は鈍角に屈曲する屈曲部（例えば、実施の形態での屈曲部３５）を備え、台形状に蛇行しており、前記環状巻線は複数の前記蛇行部を備えることを特徴としている。

上記構成のステータによれば、例えばクランク状に蛇行する環状巻線に比べて、台形状に蛇行する環状巻線では、環状巻線のインダクタンスに係る巻線係数をほぼ変化させずに巻線長を短縮し、銅損を低減することができる。

さらに、請求項８に記載の本発明のステータでは、前記２相の前記環状巻線の互いの前記蛇行部同士は相似形状であることを特徴としている。

上記構成のステータによれば、複数の環状巻線の互いの蛇行部同士を相似形状に設定することにより、所望形状の蛇行部を環状巻線に容易かつ精度良く形成することができ、複数の環状巻線を形成するために要する工程数が増大することを防止することができる。

さらに、請求項９に記載の本発明のステータでは、前記２相の環状巻線の互いの前記蛇行部同士は異なる形状であることを特徴としている。

上記構成のステータによれば、複数の環状巻線の互いの蛇行部同士を異なる形状に設定することにより、例えば互いの蛇行部同士が交差等により位置的に干渉してしまうことを防止し、コイルエンドの高さやモータの軸線方向の寸法が増大してしまうことを防止することができる。

さらに、請求項１０に記載の本発明のステータでは、前記２相の環状巻線のうちの何れか１相の前記環状巻線の前記蛇行部は前記環状巻線の径方向に突出するようにして曲がる曲部（例えば、実施の形態での曲部４１）を備えることを特徴としている。

上記構成のステータによれば、径方向に略平行な方向に曲がる曲部を備える一方の環状巻線と、曲部を備えていない他方の環状巻線とにより、例えば互いの蛇行部同士が交差等により位置的に干渉してしまうことを防止し、コイルエンドの高さやモータの軸線方向の寸法が増大してしまうことを防止することができる。

本発明のステータによれば、例えば予め所定形状に成形した複数の環状巻線を互いに所定の相対位置に配置した後に、複数のティースを配置することから、周方向で隣り合うティース間に配置される環状巻線に対して所望の巻線占積率を容易に確保することができると共に、コイルエンドの高さ寸法が過剰に増大してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項２に記載の本発明のステータによれば、互いに所定の相対位置に配置した複数の環状巻線に対し、所定の一部のティースと他のティースとを、互いに干渉しない方向に沿って同時に装着することが可能となり、ステータの製造工程を簡略化し、製造効率を向上させることができる。

さらに、請求項３に記載の本発明のステータによれば、例えば所定の一部のティースの挿入方向と、他のティースの装着方向とが互いに異なる場合であっても、複数のティースを容易に配置することができる。
さらに、請求項４に記載の本発明のステータによれば、環状巻線をティースの形状に沿った適切な形状に容易に成形することができ、ステータの製造工程を簡略化し、製造効率を向上させることができる。

また、請求項５に記載の本発明のステータによれば、環状のステータを複数のティースにより容易に構成することができる。
さらに、請求項６に記載の本発明のステータによれば、所望形状の蛇行部を環状巻線に容易かつ精度良く形成することができる。
さらに、請求項７に記載の本発明のステータによれば、例えばクランク状に蛇行する環状巻線に比べて、台形状に蛇行する環状巻線では、環状巻線のインダクタンスに係る巻線係数をほぼ変化させずに巻線長を短縮し、銅損を低減することができる。

さらに、請求項８に記載の本発明のステータによれば、所望形状の蛇行部を環状巻線に容易かつ精度良く形成することができ、複数の環状巻線を形成するために要する工程数が増大することを防止することができる。
さらに、請求項９または請求項１０に記載の本発明のステータによれば、例えば互いの蛇行部同士が交差等により位置的に干渉してしまうことを防止し、コイルエンドの高さやモータの軸線方向の寸法が増大してしまうことを防止することができる。

以下、本発明のステータおよびステータの製造方法の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態に係るステータ１０は、例えば内燃機関と共に車両の駆動源としてハイブリッド車両に搭載されるクローポール型モータを構成し、例えば内燃機関とクローポール型モータとトランスミッションとを直列に直結した構造のパラレルハイブリッド車両では、少なくとも内燃機関またはクローポール型モータの何れか一方の駆動力は、トランスミッションを介して車両の駆動輪に伝達されるようになっている。
また、車両の減速時に駆動輪側からクローポール型モータに駆動力が伝達されると、クローポール型モータは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。さらに、内燃機関の出力がクローポール型モータに伝達された場合にもクローポール型モータは発電機として機能して発電エネルギーを発生する。

ロータ（図示略）を回転させる回転磁界を発生するステータ１０は、例えば図１に示すように、複数相、例えばＵ相およびＶ相およびＷ相からなる３相の各相毎の複数のＵ相ステータ片１１，…，１１およびＶ相ステータ片１２，…，１２およびＷ相ステータ片１３，…，１３と、Ｕ相およびＷ相からなる２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５とを備えて構成されている。

各ステータ片１１，１２，１３は、例えば、各Ｕ相ヨーク２１，Ｖ相ヨーク２２，Ｗ相ヨーク２３と、各ヨーク２１，２２，２３と同等の軸方向幅、かつ、各ヨーク２１，２２，２３よりも小さな周方向幅を有して各ヨーク２１，２２，２３から径方向Ｒに突出し、径方向Ｒに対する断面形状が略長方形とされた各Ｕ相ティース２４，Ｖ相ティース２５，Ｗ相ティース２６とを備えて構成されている。そして、Ｕ相ティース２４およびＶ相ティース２５の各周方向幅は、例えばＶ相ティース２５の周方向幅の２倍の値となるように形成されている。

そして、複数の各ステータ片１１，…，１１および１２，…，１２および１３，…，１３が所定順序で円環状に配列された状態で、周方向Ｃで隣り合う各ステータ片１１，１２または１２，１３同士の各ヨーク２１，２２または２２，２３の周方向端部同士が接続されると共に、周方向Ｃで隣り合う各ステータ片１１，１２または１２，１３同士の各ティース２４，２５または２５，２６間に所定の各環状巻線１４，１５が配置されるスロットが形成されている。

各環状巻線１４，１５は、例えば軸線周りの周面内でクランク状に蛇行しつつ周回するようにして、互いに相似形状となる複数の各Ｕ相蛇行部３１，…，３１およびＷ相蛇行部３２，…，３２を備えて構成されている。
各蛇行部３１，３２の周方向Ｃの幅つまりコイルピッチは、例えば電気角で１８０°に設定され、Ｕ相環状巻線１４とＷ相環状巻線１５とは、電気角で６０°あるいは電気角で２４０°の位相差を有するようにして周方向Ｃに沿って相対的にずれた位置に配置されている。例えば、各蛇行部３１，３２が同等の方向（つまり軸線方向Ｐの一方または他方）に向かい突出する状態では、電気角で６０°の位相差を有するように配置され、例えば図１に示すように、各蛇行部３１，３２が互いに異なる方向（つまり軸線方向Ｐの一方および他方）に向かい突出する状態では、電気角で２４０°の位相差を有するように配置されている。

そして、各環状巻線１４，１５の１／２周期（つまり電気角で１８０°）あたりに相当する各蛇行部３１，３２に対し、Ｕ相蛇行部３１には各１つのＵ相ティース２４およびＶ相ティース２５が配置され、Ｗ相蛇行部３２には各１つのＶ相ティース２５およびＷ相ティース２６が配置されている。そして、周方向Ｃで隣り合うＵ相蛇行部３１，３１間には各１つのＶ相ティース２５およびＷ相ティース２６が配置され、周方向Ｃで隣り合うＷ相蛇行部３２，３２間にはＵ相ティース２４およびＶ相ティース２５が配置されている。

そして、各環状巻線１４，１５が周方向Ｃに沿って相対的にずれた位置に配置されることで、Ｕ相環状巻線１４とＷ相環状巻線１５とが重なり合い、Ｕ相環状巻線１４とＷ相環状巻線１５により周囲を取り囲まれるようにして形成される交差部３３には、１つのＶ相ティース２５が配置されている。
また、各環状巻線１４，１５が周方向Ｃに沿って相対的にずれた位置に配置されることで、各蛇行部３１，３２により軸線方向Ｐの一方または他方が開口するようにして形成されるＵ相開口部３４Ｕ，Ｗ相開口部３４Ｗには各１つのＵ相ティース２４またはＷ相ティース２６が配置されている。
これにより、周方向Ｃで隣り合う各ステータ片１１，１２または１２，１３同士の各ティース２４，２５または２５，２６間を縫うようにして配置される２相の各環状巻線１４，１５は所謂電気角で１８０°の全節波巻きをなすように形成されている。

そして、互いに電気角で２４０°あるいは電気角で６０°の位相差（コイル位相差）を有する２相の各環状巻線１４，１５は、例えば図２（ａ）または（ｂ）に示すように、Ｖ字状に結線され、互いに１２０°の位相差の正弦波で通電されることにより、例えば漏れ磁束が無視できる場合には、図２（ｃ）に示すように、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相巻線がＹ字状に結線され、互いに１２０°の位相差の正弦波で通電される３相のステータと同等の回転磁界を発生するように構成されている。
つまり、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のモータの電圧方程式は、例えば相抵抗を無視すると、各相電圧指令値Ｖ_ｕ，Ｖ_ｖ，Ｖ_ｗと、各相電流Ｉ_ｕ，Ｉ_ｖ，Ｉ_ｗと、各相の自己インダクタンスＬと、相互インダクタンスＭと、ロータの回転角速度ωと、誘起電圧定数Ｋｅとにより、下記数式（１）に示すように記述される。
なお、下記数式（１）において、Ｌ＝−２Ｍであり、漏れ磁束を無視した。

上記数式（１）において、各相電流Ｉ_ｕ，Ｉ_ｖ，Ｉ_ｗは何れか２つの相電流により記述できるため、例えばＶ相電流Ｉ_ｖをＵ相電流Ｉ_ｕおよびＷ相電流Ｉ_ｗにより記述して消去すると、各相電圧指令値Ｖ_ｕ，Ｖ_ｖ，Ｖ_ｗによる線間電圧（例えば、Ｕ相−Ｖ相間の線間電圧Ｖ_ｕｖ（＝Ｖ_ｕ−Ｖ_ｖ）とＷ相−Ｖ相間の線間電圧Ｖ_ｗｖ（＝Ｖ_ｗ−Ｖ_ｖ））は下記数式（２）に示すように記述される。

ところで、上記数式（１）に示す３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のモータの電圧方程式において、例えばＶ相の成分を除去したモデルは、下記数式（３）に示すように記述される。

先ず、上記数式（３）に示すモデルは、Ｗ相の巻線の向きを反転させる（つまり、ロータの回転方向を反転させる）と、下記数式（４）に示すように記述される。

次に、上記数式（４）に示すモデルは、各巻線のターン数ｎを（√３）倍に変更すると、下記数式（５）に示すように記述される。

次に、上記数式（５）に示すモデルは、誘起電圧の位相の角度原点を９０度（＝π／２）だけ移動させ、Ｕ相の成分とＷ相の成分とを入れ替えると、下記数式（６）に示すように記述され、上記数式（２）と同等になる。

本実施の形態に係るステータ１０は上記構成を備えており、次に、このステータ１０の製造方法について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、巻線配置工程では、例えば図３（ａ）に示すように、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５を、コイルピッチが電気角で１８０°となるようにしてクランク状に成形して複数の各Ｕ相蛇行部３１，…，３１およびＷ相蛇行部３２，…，３２を形成する。そして、Ｕ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５を、各蛇行部３１，３２が互いに異なる方向（つまり軸線方向Ｐの一方および他方）に向かい突出するように配置された状態で、少なくとも互いに電気角で２４０°の位相差を有するようにして周方向Ｃに沿って相対的にずれた位置に配置し、Ｕ相環状巻線１４とＷ相環状巻線１５とにより周囲を取り囲まれる交差部３３と、各蛇行部３１，３２により構成され、軸線方向Ｐの一方または他方が開口するＵ相開口部３４Ｕ，Ｗ相開口部３４Ｗとを形成する。

次に、ティース挿入工程では、例えば図３（ｂ）に示すように、交差部３３内にＶ相ステータ片１２のＶ相ティース２５を径方向Ｒに沿って挿入する。そして、Ｕ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が互いに電気角で２４０°の位相差を有するように、Ｕ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５の周方向Ｃでの相対位置を調整する。

次に、ティース装着工程では、例えば図３（ｃ）に示すように、Ｕ相ステータ片１１を軸線方向Ｐに沿って一方から他方に向かい移動させ、軸線方向Ｐの一方が開口したＵ相開口部３４ＵにＵ相ティース２４を装着し、Ｗ相ステータ片１３を軸線方向Ｐに沿って他方から一方に向かい移動させ、軸線方向Ｐの他方が開口したＷ相開口部３４ＷにＷ相ティース２６を装着する。そして、周方向Ｃで隣り合う各ステータ片１１，１２または１２，１３同士の各ヨーク２１，２２または２２，２３の周方向端部同士を当接させる。

上述したように、本実施の形態のステータ１０によれば、互いに電気角で２４０°あるいは電気角で６０°の位相差（コイル位相差）を有し、Ｖ字状に結線された２相の各環状巻線１４，１５により、例えばＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３相巻線がＹ字状に結線された３相のステータと同等の回転磁界を発生することができ、必要となる巻線の相数を低減することで、ステータ１０を構成するために要する部品数を低減し、ステータ１０の構成を簡略化することができると共に、各巻線の渡り部の位置が干渉して互いに巻線が交差することでコイルエンドの高さやモータの軸線方向の寸法が過剰に増大してしまうことを防止することができる。
また、本実施の形態のおよびステータ１０の製造方法によれば、予めクランク状に蛇行するように成形した２相の各環状巻線１４，１５を、互いに電気角で２４０°の位相差を有するようにして周方向Ｃに沿って相対的にずれた位置に配置した後に、各ティース２４，２５，２６を配置することから、周方向Ｃで隣り合う各ティース２４，２５または２５，２６間に配置される各環状巻線１４，１５に対して所望の巻線占積率を容易に確保することができると共に、コイルエンドの高さ寸法が過剰に増大してしまうことを容易に防止することができる。

なお、上述した実施形態においては、例えば図４（ａ）に示すように、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５にクランク状に蛇行する各蛇行部３１，３２を設けるとしたが、これに限定されず、例えば図４（ｂ）に示すように、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５に台形状に蛇行する各蛇行部３１，３２を設けてもよい。
この第１変形例では、上述した実施形態の各蛇行部３１，３２が、例えば図４（ａ）に示すように、直角に屈曲する４つの屈曲部Ｅ，…，Ｅを備えて構成されることに対して、例えば図４（ｂ）に示すように、各蛇行部３１，３２は、例えば所定鈍角に屈曲する４つの屈曲部３５，…，３５を備え、互いに対称な２つの斜辺を有する台形状に形成されている。

そして、例えば図５に示すように、Ｕ相環状巻線１４とＷ相環状巻線１５により周囲を取り囲まれるようにして形成される交差部３３には、この交差部３３の形状に応じて径方向Ｒに対する断面形状が略平行四辺形とされたＶ相ティース２５が径方向Ｒに沿って挿入されている。
また、各蛇行部３１，３２により構成され、軸線方向Ｐの一方が開口するようにして形成されたＵ相開口部３４Ｕには、このＵ相開口部３４Ｕの形状に応じて径方向Ｒに対する断面形状が略三角形とされたＵ相ティース２４が軸線方向Ｐの一方から他方に向かう方向に沿って装着され、各蛇行部３１，３２により構成され、軸線方向Ｐの他方が開口するようにして形成されたＷ相開口部３４Ｗには、このＷ相開口部３４Ｗの形状に応じて径方向Ｒに対する断面形状が略三角形とされたＷ相ティース２６が軸線方向Ｐの他方から一方に向かう方向に沿って装着されている。

この第１変形例では、台形状に蛇行する各環状巻線１４，１５により、例えばクランク状に蛇行する各環状巻線１４，１５に比べて、各環状巻線１４，１５のインダクタンスに係る巻線係数をほぼ変化させずに巻線長を短縮し、銅損を低減することができる。

なお、上述した実施形態においては、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５に互いに相似形状の各蛇行部３１，３２を設けるとしたが、これに限定されず、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｕ相蛇行部３１またはＷ相蛇行部３２に径方向Ｒに突出するようにして曲がる曲部４１を設け、各蛇行部３１，３２を互いに異なる形状としてもよい。
この第２変形例では、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｕ相環状巻線１４のＵ相蛇行部３１のうち各ティース２４，２５または２５，２６間に配置される各部位に曲部４１が設けられ、Ｕ相環状巻線１４のうち、各ティース２４，２５または２５，２６間に配置される各部位と、これらの各部位以外の部位である渡り部との間で、互いの径方向位置がずれるようになっている。

これにより、各ティース２４，２５または２５，２６間を縫うようにして各環状巻線１４，１５を配置する際に、各ティース２４，２５または２５，２６間に配置される各環状巻線１４，１５の各部位の径方向位置を略同等の位置に設定した場合であっても、各環状巻線１４，１５の各渡り部の径方向位置が互いにずれるようになっており、例えば互いの渡り部が交差することでコイルエンドの高さやモータの軸線方向Ｐの寸法が増大してしまうことを防止することができる。
なお、この第２変形例では、Ｕ相環状巻線１４の各曲部４１が配置されるスロットを形成する各ティース２４，２５および２５，２６が接続される各ヨーク２１，２２および２２，２３のうち、各環状巻線１４，１５に対して径方向Ｒに沿って装着されるＶ相ヨーク２２には、各曲部４１の形状に応じて径方向Ｒに突出する突出部２２ａが備えられている。

そして、この第２変形例に係るステータ１０の製造方法では、先ず、巻線配置工程では、例えば図６（ａ）に示すように、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５を、コイルピッチが電気角で１８０°となるようにしてクランク状に成形して複数の各Ｕ相蛇行部３１，…，３１およびＷ相蛇行部３２，…，３２を形成する。そして、各Ｕ相蛇行部３１のうち各ティース２４，２５または２５，２６間に配置される各部位に径方向Ｒに突出するようにして曲がる曲部４１を形成する。
そして、Ｕ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５を、各蛇行部３１，３２が互いに異なる方向（つまり軸線方向Ｐの一方および他方）に向かい突出するように配置された状態で、少なくとも互いに電気角で２４０°の位相差を有するようにして周方向Ｃに沿って相対的にずれた位置に配置し、Ｕ相環状巻線１４とＷ相環状巻線１５とにより周囲を取り囲まれる交差部３３と、各蛇行部３１，３２により構成され、軸線方向Ｐの一方または他方が開口するＵ相開口部３４Ｕ，Ｗ相開口部３４Ｗとを形成する。
さらに、各ティース２４，２５または２５，２６間に配置される各環状巻線１４，１５の各部位の径方向位置を略同等の位置に設定して、各環状巻線１４，１５の各渡り部の径方向位置が互いにずれた位置となるように設定する。

次に、ティース挿入工程では、例えば図６（ｂ）に示すように、交差部３３内にＶ相ステータ片１２のＶ相ティース２５を径方向Ｒに沿って挿入する。そして、Ｕ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が互いに電気角で２４０°の位相差を有するように、Ｕ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５の周方向Ｃでの相対位置を調整する。

次に、ティース装着工程では、例えば図６（ｃ）に示すように、Ｕ相ステータ片１１を軸線方向Ｐに沿って一方から他方に向かい移動させ、軸線方向Ｐの一方が開口したＵ相開口部３４ＵにＵ相ティース２４を装着し、Ｗ相ステータ片１３を軸線方向Ｐに沿って他方から一方に向かい移動させ、軸線方向Ｐの他方が開口したＷ相開口部３４ＷにＷ相ティース２６を装着する。そして、周方向Ｃで隣り合う各ステータ片１１，１２または１２，１３同士の各ヨーク２１，２２または２２，２３の周方向端部同士を当接させる。

なお、上述した第２変形例に係るステータ１０の製造方法では、各環状巻線１４，１５に各ティース２４，２５，２６を装着する以前のタイミングで、予め、各Ｕ相蛇行部３１のうち各ティース２４，２５または２５，２６間に配置される各部位に径方向Ｒに突出するようにして曲がる曲部４１を形成するとしたが、これに限定されず、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、各環状巻線１４，１５に各ティース２４，２５，２６を装着する際に、各Ｕ相蛇行部３１に曲部４１が形成されるように設定してもよい。

この第３変形例に係るステータ１０の製造方法では、先ず、巻線配置工程では、例えば図７（ａ）に示すように、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５を、コイルピッチが電気角で１８０°となるようにしてクランク状に成形して複数の各Ｕ相蛇行部３１，…，３１およびＷ相蛇行部３２，…，３２を形成する。このとき、後述するようにして曲部４１が形成されたＵ相蛇行部３１の軸方向幅がＷ相蛇行部３２の軸方向幅ＡＷと同等になるようにして、この時点でのＵ相蛇行部３１の軸方向幅ＡＵがＷ相蛇行部３２の軸方向幅ＡＷよりも大きな値（ＡＵ＞ＡＷ）となるように設定する。
そして、Ｕ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５を、各蛇行部３１，３２が互いに異なる方向（つまり軸線方向Ｐの一方および他方）に向かい突出するように配置された状態で、少なくとも互いに電気角で２４０°の位相差を有するようにして周方向Ｃに沿って相対的にずれた位置に配置し、Ｕ相環状巻線１４とＷ相環状巻線１５とにより周囲を取り囲まれる交差部３３と、各蛇行部３１，３２により構成され、軸線方向Ｐの一方または他方が開口するＵ相開口部３４Ｕ，Ｗ相開口部３４Ｗとを形成する。

次に、ティース挿入工程では、例えば図７（ｂ）に示すように、交差部３３内にＶ相ステータ片１２のＶ相ティース２５を径方向Ｒに沿って挿入する。このとき、Ｕ相環状巻線１４のＵ相蛇行部３１のうち各ティース２４，２５または２５，２６間に配置される各部位を、Ｖ相ステータ片１２のＶ相ヨーク２２に形成された径方向Ｒに突出する突出部２２ａと適宜のガイド部材４２とにより径方向Ｒの両側から挟み込み、突出部２２ａの外面に沿った形状となるように成形して、径方向Ｒに突出する曲部４１を形成する。
そして、Ｕ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が互いに電気角で２４０°の位相差を有するように、Ｕ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５の周方向Ｃでの相対位置を調整する。
さらに、各ティース２４，２５または２５，２６間に配置される各環状巻線１４，１５の各部位の径方向位置を略同等の位置に設定して、各環状巻線１４，１５の各渡り部の径方向位置が互いにずれた位置となるように設定する。

次に、ティース装着工程では、例えば図７（ｃ）に示すように、Ｕ相ステータ片１１を軸線方向Ｐに沿って一方から他方に向かい移動させ、軸線方向Ｐの一方が開口したＵ相開口部３４ＵにＵ相ティース２４を装着し、Ｗ相ステータ片１３を軸線方向Ｐに沿って他方から一方に向かい移動させ、軸線方向Ｐの他方が開口したＷ相開口部３４ＷにＷ相ティース２６を装着する。そして、周方向Ｃで隣り合う各ステータ片１１，１２または１２，１３同士の各ヨーク２１，２２または２２，２３の周方向端部同士を当接させる。

この第３変形例では、各環状巻線１４，１５にＶ相ティース２５を挿入する際に、Ｕ相蛇行部３１に曲部４１が形成されることで、
一部のティースをティース装着部に挿入する際に環状巻線を所定形状に成形することにより、Ｕ相環状巻線１４をＶ相ティース２５の形状に沿った適切な形状に容易に成形することができ、ステータ１０の製造工程を簡略化し、製造効率を向上させることができる。

また、上述した第２および第３変形例においては、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５にクランク状に蛇行する各蛇行部３１，３２を設けるとしたが、これに限定されず、例えば図８に示すように、例えば所定鈍角に屈曲する４つの屈曲部３５，…，３５を備え、互いに対称な２つの斜辺を有する台形状の各蛇行部３１，３２を形成してもよい。

この第４変形例では、台形状のＵ相蛇行部３１のうち互いに対称な２つの斜辺に径方向Ｒに突出するようにして曲がる各曲部４１，４１が設けられ、Ｕ相環状巻線１４とＷ相環状巻線１５により周囲を取り囲まれるようにして形成される交差部３３には、この交差部３３の形状に応じて径方向Ｒに対する断面形状が略平行四辺形とされたＶ相ティース２５が径方向Ｒに沿って挿入されている。
また、各蛇行部３１，３２により構成され、軸線方向Ｐの一方が開口するようにして形成されたＵ相開口部３４Ｕには、このＵ相開口部３４Ｕの形状に応じて径方向Ｒに対する断面形状が略三角形とされたＵ相ティース２４が軸線方向Ｐの一方から他方に向かう方向に沿って装着され、各蛇行部３１，３２により構成され、軸線方向Ｐの他方が開口するようにして形成されたＷ相開口部３４Ｗには、このＷ相開口部３４Ｗの形状に応じて径方向Ｒに対する断面形状が略三角形とされたＷ相ティース２６が軸線方向Ｐの他方から一方に向かう方向に沿って装着されている。

この第４変形例では、例えばクランク状に蛇行する各環状巻線１４，１５に比べて、台形状に蛇行する各環状巻線１４，１５では、各環状巻線１４，１５のインダクタンスに係る巻線係数をほぼ変化させずに巻線長を短縮し、銅損を低減することができる。

本発明の実施形態に係るステータの要部斜視図である。 図２（ａ）は図１に示すステータの各環状巻線の結線状態を示す図であり、図２（ｂ）は本発明の実施形態に係るステータの各環状巻線の結線状態を示す図であり、図２（ｃ）は３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータの各巻線の結線状態を示す図である。 本発明の実施形態に係るステータの製造方法に含まれる各工程に対し、図３（ａ）は巻線配置工程により各環状巻線が配置された状態を示す図であり、図３（ｂ）はティース挿入工程によりＶ相ティースが交差部内に挿入された状態を示す図であり、図３（ｃ）はティース装着工程によりＵ相ティースおよびＷ相ティースがＵ相開口部およびＷ相開口部に装着された状態を示す図である。 図４（ａ）はクランク状に蛇行する各環状巻線の配置状態を示す図であり、図４（ｂ）は台形状に蛇行する各環状巻線の配置状態を示す図であある。 本発明の実施形態の第１変形例に係るステータの要部分解斜視図である。 本発明の実施形態の第２変形例に係るステータの製造方法に含まれる各工程に対し、図６（ａ）は巻線配置工程により各環状巻線が配置された状態を示す図であり、図６（ｂ）はティース挿入工程によりＶ相ティースが交差部内に挿入された状態を示す図であり、図６（ｃ）はティース装着工程によりＵ相ティースおよびＷ相ティースがＵ相開口部およびＷ相開口部に装着された状態を示す図である。 本発明の実施形態の第３変形例に係るステータの製造方法に含まれる各工程に対し、図７（ａ）は巻線配置工程により各環状巻線が配置された状態を示す図であり、図７（ｂ）はティース挿入工程によりＶ相ティースが交差部内に挿入された状態を示す図であり、図７（ｃ）はティース装着工程によりＵ相ティースおよびＷ相ティースがＵ相開口部およびＷ相開口部に装着された状態を示す図である。 本発明の実施形態の第４変形例に係るステータの要部分解斜視図である。

符号の説明

１０ ステータ
１１ Ｕ相ステータ片（ステータ）
１２ Ｖ相ステータ片（ステータ）
１３ Ｗ相ステータ片（ステータ）
１４ Ｕ相環状巻線（環状巻線）
１５ Ｗ相環状巻線（環状巻線）
２２ａ 突出部（巻線当接部）
２４ Ｕ相ティース（ティース）
２５ Ｖ相ティース（ティース）
２６ Ｗ相ティース（ティース）
３１ Ｕ相蛇行部（蛇行部）
３２ Ｗ相蛇行部（蛇行部）
３３ 交差部（ティース装着部）
３５ 屈曲部
４１ 曲部
４２ ガイド部材（巻線ガイド部材）

Claims (10)

1. 蛇行部を有する複数の環状巻線を、互いの前記蛇行部の位置が周方向で相対的にずれるようにして配置する巻線配置工程と、
   ステータの複数のティースの一部のティースを、複数の前記環状巻線により形成されるティース装着部に所定の挿入方向に沿って挿入するティース挿入工程と、
   前記一部のティース以外の他のティースを、適宜の装着方向に沿って前記蛇行部に装着するティース装着工程と
   を含むことを特徴とするステータの製造方法。
2. 前記挿入方向は前記環状巻線の径方向に略平行な方向に設定され、前記装着方向は前記環状巻線の軸線に略平行な方向に設定され、前記挿入方向と前記装着方向とは略直交することを特徴とする請求項１に記載のステータの製造方法。
3. 前記ティース挿入工程は、前記ステータを構成する複数のステータ片毎に具備される前記ティースを、前記ティース装着部に挿入し、前記ティース装着工程は、前記ステータを構成する複数のステータ片毎に具備される前記ティースを、前記蛇行部に装着することを特徴とする請求項１に記載のステータの製造方法。
4. 前記ティース挿入工程は、前記一方のティースに具備される巻線当接部と巻線ガイド部材とにより前記環状巻線を両側から挟み込むことで前記環状巻線を所定形状に成形することを特徴とする請求項１に記載のステータの製造方法。
5. ２相の環状巻線と３相のステータ片とを備えるステータであって、
   前記環状巻線は蛇行部を備え、前記ステータ片はティースを備え、
   前記２相の環状巻線が互いの前記蛇行部の位置を周方向に相対的にずらすようにして配置されることで、前記２相の環状巻線により周囲を取り囲まれるようにして形成されるティース装着部と、
   前記蛇行部により前記環状巻線の軸線に平行な方向の一方または他方が開口するようにして形成される開口部とを備え、
   前記３相の前記ティースのうち、前記２相の前記ティースは前記開口部に装着され、他の１相の前記ティースは前記ティース装着部に挿入されてなることを特徴とするステータ。
6. 前記蛇行部は略直角に屈曲する屈曲部を備え、クランク状に蛇行しており、前記環状巻線は複数の前記蛇行部を備えることを特徴とする請求項５に記載のステータ。
7. 前記蛇行部は鈍角に屈曲する屈曲部を備え、台形状に蛇行しており、前記環状巻線は複数の前記蛇行部を備えることを特徴とする請求項５に記載のステータ。
8. 前記２相の環状巻線の互いの前記蛇行部同士は相似形状であることを特徴とする請求項５に記載のステータ。
9. 前記２相の環状巻線の互いの前記蛇行部同士は異なる形状であることを特徴とする請求項５に記載のステータ。
10. 前記２相の環状巻線のうちの何れか１相の前記環状巻線の前記蛇行部は前記環状巻線の径方向に突出するようにして曲がる曲部を備えることを特徴とする請求項５に記載のステータ。

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