JP5920259B2 - コイル、回転電機および回転電機の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、コイル、回転電機および回転電機の製造方法に関する。

従来、ステータコアの軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、ステータコアの内周側に折り曲げられたコイルを備える回転電機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１では、予めステータコアの内周側に折り曲げられた形状を有するように形成されたコイルを、ステータコアのスロットに装着するように構成されている。なお、上記特許文献１では、スロットは、軸方向から見て、略長方形形状（スロットの内周側の部分の周方向の幅と、その他の部分の周方向の幅とが略同じ形状）を有するように構成されている。

また、従来、スロットとしては、軸方向から見て、スロットの内周側の部分の周方向の幅が、その他の部分の周方向の幅（コイルの幅）に比べて小さいスロット（コイルのはみ出し防止部が設けられたスロット）が知られている。すなわち、スロットの内周側の開口をコイルの幅よりも小さくし、そこにコイル飛び出し防止用くさび（ウェッジ）を設けることにより、コイルのステータコアの内周側へのはみ出しを防止している。

特許第３９２８２９７号公報

しかしながら、従来のコイルのはみ出し防止部が設けられたスロットに、上記特許文献１に記載のような予めステータコアの内周側に折り曲げられた形状を有するように形成されたコイルを、たとえばコイルをスロット内周側から挿入する場合、コイルはスロット内周側の開口部より細い線が必要となるため、１本の線を細い線の束にする必要があり、コイル挿入が困難になるという問題点がある。また、内周側に折り曲げられた側からステータコアの軸方向に沿って挿入する場合、スロットの開口幅がコイルの幅よりも小さいため、コイルのステータコアの内周側に折り曲げられた部分がスロットの開口部分に当接して、コイルをスロットに挿入できない場合があるという問題点がある。また、ティース先端部に溝を設け、コイル飛び出し防止用くさび（ウェッジ）を挿入する場合、溝によりティース幅が細くなり磁気回路上損失が増大するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、軸方向の一方側のコイルエンドにおいてステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体を、容易に、軸方向に沿ってスロットに挿入することが可能なコイル、回転電機および回転電機の製造方法を提供することである。

第１の局面によるコイルは、コイルがステータコアの内周側にはみ出すのを防止するためのはみ出し防止部がティースに設けられているステータコアの軸方向の一方側のコイルエンド側から、軸方向に沿ってステータコアのスロットに挿入可能に構成されているコイルであって、コイルは、軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、ステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体と、コイル本体のステータコアの内周側に折り曲げられた部分に設けられ、ステータコアの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からコイル本体を軸方向に沿ってステータコアのスロットに挿入する際に、ティースのはみ出し防止部を逃がすための逃がし部とを備え、コイルは、同心巻のコイルであり、コイル本体は、３相交流の各相に対応して設けられた第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体を含み、第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体は、互いに異なる形状を有し、第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体にそれぞれ設けられた逃がし部から、内周側に折り曲げられた部分の端部までの長さが、各々異なるように構成されている。

第１の局面によるコイルでは、上記のように、コイル本体のステータコアの内周側に折り曲げられた部分に、ステータコアの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からコイル本体を軸方向に沿ってステータコアのスロットに挿入する際に、ティースのはみ出し防止部を逃がすための逃がし部を設けることによって、コイル本体のスロットへの挿入の妨げとなるはみ出し防止部を逃がし部により逃がすことができる。その結果、軸方向の一方側のコイルエンドにおいてステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体を、容易に、軸方向に沿ってスロットに挿入することができる。

第２の局面による回転電機は、コイルがステータコアの内周側にはみ出すのを防止するためのはみ出し防止部がティースに設けられているステータコアと、ステータコアの軸方向の一方側のコイルエンド側から、軸方向に沿ってステータコアのスロットに挿入可能に構成されているコイルとを備え、コイルは、軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、ステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体と、コイル本体のステータコアの内周側に折り曲げられた部分に設けられ、ステータコアの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からコイル本体を軸方向に沿ってステータコアのスロットに挿入する際に、ティースのはみ出し防止部を逃がすための逃がし部とを含み、コイルは、同心巻のコイルであり、コイル本体は、３相交流の各相に対応して設けられた第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体を有し、第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体は、互いに異なる形状を有し、第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体にそれぞれ設けられた逃がし部から、内周側に折り曲げられた部分の端部までの長さが、各々異なるように構成されている。

第２の局面による回転電機では、上記のように、コイル本体のステータコアの内周側に折り曲げられた部分に、ステータコアの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からコイル本体を軸方向に沿ってステータコアのスロットに挿入する際に、ティースのはみ出し防止部を逃がすための逃がし部を設けることによって、コイル本体のスロットへの挿入の妨げとなるはみ出し防止部を逃がし部により逃がすことができる。その結果、軸方向の一方側のコイルエンドにおいてステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体を、容易に、軸方向に沿ってスロットに挿入することが可能な回転電機を提供することができる。

第３の局面による回転電機の製造方法は、コイルがステータコアの内周側にはみ出すのを防止するためのはみ出し防止部がティースに設けられているステータコアを準備する工程と、軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、ステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体と、コイル本体のステータコアの内周側に折り曲げられた部分に設けられ、ティースのはみ出し防止部を逃がすための逃がし部とを備え、同心巻であり、コイル本体は、３相交流の各相に対応して設けられた第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体を含み、第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体は、互いに異なる形状を有し、第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体にそれぞれ設けられた逃がし部から、内周側に折り曲げられた部分の端部までの長さが、各々異なるように構成されているコイルを準備する工程と、ティースのはみ出し防止部を逃がし部により逃がしながら、ステータコアの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からコイル本体を軸方向に沿ってステータコアのスロットに挿入する工程とを備える。

第３の局面による回転電機の製造方法では、上記のように、ティースのはみ出し防止部を逃がし部により逃がしながら、ステータコアの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からコイル本体を軸方向に沿ってステータコアのスロットに挿入する工程を備えることによって、コイル本体のスロットへの挿入の妨げとなるはみ出し防止部を逃がし部により逃がすことができる。その結果、軸方向の一方側のコイルエンドにおいてステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体を、容易に、軸方向に沿ってスロットに挿入することが可能な回転電機の製造方法を提供することができる。

上記コイル、回転電機および回転電機の製造方法によれば、軸方向の一方側のコイルエンドにおいてステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体を、容易に、軸方向に沿ってスロットに挿入することができる。

本実施形態による電動機の全体構成を模式的に示した斜視図である。 本実施形態による電動機のＵ相コイルを示した斜視図である。 本実施形態による電動機のＶ相コイルを示した斜視図である。 本実施形態による電動機のＷ相コイルを示した斜視図である。 図１に示した電動機のステータを平面状に展開して半径方向外側から見た場合のコイル配置を示した模式図である。 図１に示した電動機の各相のコイルの構造を説明するための模式図である。 本実施形態による電動機のコイルを上方から見た模式図である。 本実施形態による電動機のコイルを軸方向に沿って上方からスロットに挿入する様子を示す上面図（模式図）である。 本実施形態による電動機のコイル（Ｖ相コイル）を軸方向に沿って上方からスロットに挿入する様子を示す斜視図である。 本実施形態の第１変形例による電動機のコイルを上方から見た模式図である。 本実施形態の第２変形例による電動機のコイルを上方から見た模式図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図７を参照して、本実施形態による電動機１００の構成について説明する。本実施形態では、回転電機の一例であるラジアル型の電動機１００を説明する。

図１に示すように、電動機１００は、固定部であるステータ１と、回転部であるロータ２（一点鎖線参照）とを備えている。ロータ２は、シャフト２１（一点鎖線参照）と、ロータコア２２（一点鎖線参照）と、図示しない複数の永久磁石とを含み、シャフト２１を中心に回転可能となっている。

ステータ１は、複数のスロット１１を有するステータコア１ａと、各スロットに装着された複数のコイル１ｂとを含んでいる。ステータコア１ａは、円筒形状に形成され、内周側で半径方向Ｂの内側に延びる複数のティース１２を有する。ティース１２は、ステータコア１ａの周方向Ｃに沿って等角度間隔で設けられており、このティース１２の間の部分がスロット１１である。

ここで、本実施形態では、図６に示すように、ステータコア１ａのティース１２には、コイル１ｂがステータコア１ａの内周側にはみ出すのを防止するためのはみ出し防止部１２ａが設けられている。具体的には、はみ出し防止部１２ａは、軸方向から見て、ティース１２の内周側の端部から、スロット１１内に周方向に突出するように形成された凸部からなる。なお、はみ出し防止部１２ａ（凸部）は、軸方向から見て、たとえば、略半円形状を有する。また、はみ出し防止部１２ａは、ティース１２の周方向の一方側および他方側の両方の側端面からスロット１１内に突出するように形成されている。これにより、スロット１１は、軸方向から見て、スロット１１の内周側の部分の周方向の幅Ｗ３が、その他の部分の周方向の幅Ｗ１（コイルの幅Ｗ１）に比べて小さいスロットになる。その結果、後述するコイル１ｂのコイル辺部（Ｕ相コイル３０のコイル辺部３１（図２参照）、Ｖ相コイル４０のコイル辺部４１（図３参照）、Ｗ相コイル５０のコイル辺部５１（図４参照））が、ステータコア１ａの内周側にはみ出すのが、はみ出し防止部１２ａにより防止される。また、はみ出し防止部１２ａは、図９に示すように、スロット１１の軸方向の一方端部側（Ａ１方向側）から他方端部側（Ａ２方向側）まで延びるように形成されている。

電動機１００は、３相のコイルが分布巻の同心巻で各スロット１１に装着された３相交流の回転電機である。たとえば、電動機１００は、８極、４８スロットを有し、毎極毎相スロット数ｑが、ｑ＝２（＝４８／（３×８））の回転電機からなる。複数のコイル１ｂは、３相交流の各相に対応して、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０の３種類のコイルから構成されている。図２〜図４に示すように、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０は、互いに異なる形状を有している。なお、各コイルの形状の詳細については、後述する。また、Ｕ相コイル３０は、「コイル」、「コイル本体」および「第１コイル本体」の一例である。また、Ｖ相コイル４０は、「コイル」、「コイル本体」および「第２コイル本体」の一例である。また、Ｗ相コイル５０は、「コイル」、「コイル本体」および「第３コイル本体」の一例である。

同心巻のコイル配置は、一例としては図５に示すものである。１つのコイル１ｂが間隔（図５では４スロット分）を隔てて異なる２つのスロット１１を占有し、他の相の隣接する２つのコイル１ｂが片側ずつ、間のスロット１１に配置される。このため、各コイル１ｂは、図５の右側からＵ相コイル３０、Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０の順で２スロットずつ配置される。

図６に示すように、それぞれのコイル１ｂは、平角導線を巻き重ねて積層した扁平な帯状のエッジワイズコイルである。具体的には、平角導線は、断面における幅Ｗ１、厚みｔ１（Ｗ１＞ｔ１）の略長方形断面を有する。平角導線は、スロット１１内で厚み方向に１列に積層されている。これにより、コイル１ｂは、平角導線が積層されることにより形成された積層面ｆと、積層方向の端面ｅとを有する。積層面ｆの積層幅Ｗ２は、平角導線の厚みｔ１×積層数に略等しく、端面ｅの幅（コイル１ｂの厚み）は、平角導線の幅Ｗ１に等しい。図１に示すように、スロット１１内に配置されるそれぞれのコイル１ｂは、ステータコア１ａ（スロット１１）の軸方向Ａの両端から軸方向に突出（露出）する部分（コイルエンド）を有する。

次に、各相のコイルについて具体的に説明する。以下では、円筒形状のステータコア１ａの軸方向Ａを「軸方向」、ステータコア１ａの半径方向Ｂを「径方向」、ステータコア１ａの周方向Ｃを「周方向」とする。

図１および図２に示すように、Ｕ相コイル３０は、それぞれ異なるスロット１１に挿入される一対のコイル辺部３１と、コイルエンドのステータコア１ａの軸方向の他方側（Ａ１方向側）において、一対のコイル辺部３１から連続した一対の折曲部３２と、一対の折曲部３２を連結する連結部３３とを有している。

一対の折曲部３２は、同一形状を有する。具体的には、折曲部３２は、スロット１１から軸方向に突出したコイル辺部３１がコイルエンドにおいて径方向外側で、かつ、折曲部３２の先端面がステータコア１ａの軸方向端面１ｃ（以下では、コア端面１ｃという）側に向けて折り返される（図１参照）ことにより形成されている。すなわち、折曲部３２は、スロット１１から軸方向に突出したコイル辺部３１がコイルエンドにおいて径方向外側に略Ｕ字形状に折り返される（図１参照）ことにより形成されている。図５に示すように、折曲部３２のコア端面１ｃからの突出高さ（最大高さ）はＨ１である。また、折曲部３２は、折曲部３２の先端面３２ａ（図５参照）がステータコア１ａのコア端面１ｃの近傍の距離Ｄ１（Ｄ１＜Ｈ１）の位置で、ステータコア１ａと対向するように形成されている。

図１および図２に示すように、連結部３３は、周方向に沿って延びるように（周方向に沿って円弧状に延びるように）形成され、コア端面１ｃ近傍の折曲部３２の先端部同士を連結している。また、連結部３３は、エッジワイズコイルの積層面ｆがコア端面１ｃと対向し、コア端面１ｃと略平行になるように配置されている。また、Ｕ相コイル３０のコイルエンドは、径方向から見て、一対の折曲部３２と連結部３３とからなる軸方向外側が開放された凹状部３４を有する形状に形成されている。図１および図５に示すように、凹状部３４の内部には、他のコイル（Ｗ相コイル５０）のコイルエンドの一部が配置されている。

また、図２に示すように、Ｕ相コイル３０は、ステータコア１ａの軸方向の一方側（Ａ２方向側）のコイルエンドにおいて、径方向内側に略Ｌ字形状に折り曲げられた一対の折曲部３５と、一対の折曲部３５同士を連結する連結部３６とを含む。また、Ｕ相コイル３０は、平角導線の積層方向に沿ってステータコア１ａの径方向にＶ相コイル４０およびＷ相コイル５０と異なる形状になるように折り曲げられている。また、本実施形態では、Ｕ相コイル３０は、ステータコア１ａの軸方向の一方側（Ａ２方向側）のコイルエンドにおいて、径方向内側に折り曲げられ、かつ、ステータコア１ａの軸方向に沿ってステータコア１ａの軸方向の一方側（Ａ２方向側）のコイルエンド側からスロット１１に挿入可能に構成されている。そして、Ｕ相コイル３０は、Ｕ相コイル３０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分に設けられ、ステータコア１ａの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側から（Ｕ相コイル３０の下方から）Ｕ相コイル３０を軸方向に沿ってステータコア１ａのスロット１１に挿入する際に、ティース１２のはみ出し防止部１２ａを逃がすための逃がし部３５ａを含む。具体的には、逃がし部３５ａは、Ｕ相コイル３０の一対の折曲部３５にそれぞれ設けられている。また、図７に示すように、Ｕ相コイル３０の逃がし部３５ａは、軸方向から見て、スロット１１内に突出するように形成された凸部からなるはみ出し防止部１２ａの凸部に対応する凹部からなる。また、凹部からなる逃がし部３５ａは、軸方向から見て、凸部からなるはみ出し防止部１２ａの形状（略半円形状）に対応するように、たとえば、略半円形状を有する。

また、本実施形態では、図２に示すように、Ｕ相コイル３０の逃がし部３５ａを構成する凹部は、Ｕ相コイル３０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部３５）の軸方向の一方端部側（Ａ１方向側）から他方端部側（Ａ２方向側）まで貫通して延びるように溝状に設けられている。また、Ｕ相コイル３０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部３５）は、ステータコア１ａの軸方向に沿って平角導線が積層されており、Ｕ相コイル３０の逃がし部３５ａを構成する凹部は、平角導線を横切るように（軸方向に沿って）設けられている。また、図２および図７に示すように、Ｕ相コイル３０の逃がし部３５ａは、ステータコア１ａの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からＵ相コイル３０を軸方向に沿ってステータコア１ａのスロット１１に挿入する際に、ティース１２の周方向の一方側および他方側の両方の側端面からスロット１１内に突出するように形成されたはみ出し防止部１２ａを逃がすように、Ｕ相コイル３０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部３５）における周方向の一方側および他方側の両方の側面に形成されている。

また、折曲部３５のステータコア１ａの径方向内側への突出量Ｌ１は、後述するＶ相コイル４０の折曲部４３の径方向内側への突出量Ｌ２（図３参照）、および、Ｗ相コイル５０の折曲部５４の径方向内側への突出量Ｌ３（図４参照）と比べて、最も小さい。なお、突出量とは、折曲部３５の径方向の外側の端部から内側の端部までの長さである。

また、連結部３６は、周方向に沿って延びるように（周方向に沿って円弧状に延びるように）形成されている。また、連結部３６の周方向の長さＬ４は、後述するＶ相コイル４０の連結部４４の周方向の長さＬ５（図３参照）およびＷ相コイル５０の連結部５５の周方向の長さＬ６（図４参照）に比べて、最も大きい。また、連結部３６は、エッジワイズコイルの端面ｅが軸方向を向き、ロータ２の軸方向端面と対向するように配置されている。

図１および図３に示すように、Ｖ相コイル４０は、コイルエンドの他方側（Ａ１方向側）において、スロット１１から軸方向に突出した一対のコイル辺部４１の先端部同士を直接連結する連結部４２を含む。連結部４２は、Ｕ相コイル３０の折曲部３２、および、後述するＷ相コイル５０の折曲部５２を跨いで、周方向に沿って延びるように（周方向に沿って円弧状に延びるように）形成されている。連結部４２は、エッジワイズコイルの積層面ｆが軸方向を向き、ロータ２の軸方向端面と対向するように配置されている。連結部４２のコア端面１ｃからの突出高さは、Ｈ２（図５参照）である。

また、Ｖ相コイル４０は、コイルエンドの一方側（Ａ２方向側）において、略Ｓ字形状の一対の折曲部４３と、一対の折曲部４３の先端部を連結する連結部４４とを含む。また、Ｖ相コイル４０は、平角導線の積層方向に沿ってステータコア１ａの径方向にＵ相コイル３０およびＷ相コイル５０と異なる形状になるように折り曲げられている。また、本実施形態では、Ｖ相コイル４０は、ステータコア１ａの軸方向の一方側（Ａ２方向側）のコイルエンドにおいて、径方向内側に折り曲げられ、かつ、ステータコア１ａの軸方向に沿ってステータコア１ａの軸方向の一方側（Ａ２方向側）のコイルエンド側からスロット１１に挿入可能に構成されている。そして、Ｖ相コイル４０は、Ｖ相コイル４０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分に設けられ、ステータコア１ａの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側から（Ｖ相コイル４０の下方から）Ｖ相コイル４０を軸方向に沿ってステータコア１ａのスロット１１に挿入する際に、ティース１２のはみ出し防止部１２ａを逃がすための逃がし部４３ａを含む。具体的には、逃がし部４３ａは、Ｖ相コイル４０の一対の折曲部４３にそれぞれ設けられている。また、図７に示すように、Ｖ相コイル４０の逃がし部４３ａは、軸方向から見て、スロット１１内に突出するように形成された凸部からなるはみ出し防止部１２ａの凸部に対応する凹部からなる。また、凹部からなる逃がし部４３ａは、軸方向から見て、凸部からなるはみ出し防止部１２ａの形状（略半円形状）に対応するように、たとえば、略半円形状を有する。

また、本実施形態では、図３に示すように、Ｖ相コイル４０の逃がし部４３ａを構成する凹部は、Ｖ相コイル４０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部４３）の軸方向の一方端部側（Ａ１方向側）から他方端部側（Ａ２方向側）まで貫通して延びるように溝状に設けられている。また、Ｖ相コイル４０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部４３）は、ステータコア１ａの軸方向に沿って平角導線が積層されており、Ｖ相コイル４０の逃がし部４３ａを構成する凹部は、平角導線を横切るように（軸方向に沿って）設けられている。また、また、図３および図７に示すように、Ｖ相コイル４０の逃がし部４３ａは、ステータコア１ａの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からＶ相コイル４０を軸方向に沿ってステータコア１ａのスロット１１に挿入する際に、ティース１２の周方向の一方側および他方側の両方の側端面からスロット１１内に突出するように形成されたはみ出し防止部１２ａを逃がすように、Ｖ相コイル４０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部４３）における周方向の一方側および他方側の両方の側面に形成されている。

また、折曲部４３のステータコア１ａの径方向内側への突出量Ｌ２は、Ｕ相コイル３０の折曲部３５の径方向内側への突出量Ｌ１（図２参照）、および、後述するＷ相コイル５０の折曲部５４の径方向内側への突出量Ｌ３（図４参照）に比べて、最も大きい。また、折曲部４３は、Ｕ相コイル３０の連結部３６の軸方向内側を連結部３６と接触しないように通るように形成されているとともに、Ｗ相コイル５０の折曲部５４の軸方向内側を連結部５５（図４参照）と接触しないように通るように形成されている。

また、連結部４４の周方向の長さＬ５は、Ｕ相コイル３０の連結部３６の周方向の長さＬ４（図２参照）および後述するＷ相コイル５０の連結部５５の周方向の長さＬ６（図４参照）に比べて、最も小さい。また、連結部４４は、エッジワイズコイルの積層面ｆが軸方向を向き、ロータ２の軸方向端面と対向するように配置されている。

図１および図４に示すように、Ｗ相コイル５０は、コイルエンドの他方側（Ａ１方向側）において、一対のコイル辺部５１から連続し、径方向外側に略Ｓ字形状に折り曲げられた一対の折曲部５２と、一対の折曲部５２を連結する連結部５３とを有している。折曲部５２は、折曲部５２の先端面がコア端面１ｃとは反対側（軸方向外側）を向いて配置されている。折曲部５２は、Ｕ相コイル３０の凹状部３４内に配置されている。連結部５３は、周方向に沿って延びるように（周方向に沿って円弧状に延びるように）形成され、Ｕ相コイル３０の連結部３３と軸方向に重なるように配置されている。連結部５３は、エッジワイズコイルの積層面ｆが軸方向を向き、ロータ２の軸方向端面と対向するように配置されている。連結部５３のコア端面１ｃからの突出高さは、Ｈ３（第１実施形態では、Ｈ３＝Ｈ２）（図５参照）である。したがって、他方側のコイルエンドにおいて、Ｗ相コイル５０の連結部５３とＶ相コイル４０の連結部４２とが、径方向に沿って並ぶように配置（図１参照）されている。

また、Ｗ相コイル５０は、コイルエンドの一方側（Ａ２方向側）において、径方向内側に略Ｓ字形状に折り曲げられた一対の折曲部５４と、一対の折曲部５４を連結する連結部５５と含む。また、Ｗ相コイル５０は、平角導線の積層方向に沿ってステータコア１ａの径方向にＵ相コイル３０およびＶ相コイル４０と異なる形状になるように折り曲げられている。また、本実施形態では、Ｗ相コイル５０は、ステータコア１ａの軸方向の一方側（Ａ２方向側）のコイルエンドにおいて、径方向内側に折り曲げられ、かつ、ステータコア１ａの軸方向に沿ってステータコア１ａの軸方向の一方側（Ａ２方向側）のコイルエンド側からスロット１１に挿入可能に構成されている。そして、Ｗ相コイル５０は、Ｗ相コイル５０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分に設けられ、ステータコア１ａの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側から（Ｗ相コイル５０の下方から）Ｗ相コイル５０を軸方向に沿ってステータコア１ａのスロット１１に挿入する際に、ティース１２のはみ出し防止部１２ａを逃がすための逃がし部５４ａを含む。具体的には、逃がし部５４ａは、Ｗ相コイル５０の一対の折曲部５４にそれぞれ設けられている。また、図７に示すように、Ｗ相コイル５０の逃がし部５４ａは、軸方向から見て、スロット１１内に突出するように形成された凸部からなるはみ出し防止部１２ａの凸部に対応する凹部からなる。また、凹部からなる逃がし部５４ａは、軸方向から見て、凸部からなるはみ出し防止部１２ａの形状（略半円形状）に対応するように、たとえば、略半円形状を有する。

また、本実施形態では、図４に示すように、Ｗ相コイル５０の逃がし部５４ａを構成する凹部は、Ｗ相コイル５０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部５４）の軸方向の一方端部側（Ａ１方向側）から他方端部側（Ａ２方向側）まで貫通して延びるように溝状に設けられている。また、Ｗ相コイル５０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部５４）は、ステータコア１ａの軸方向に沿って平角導線が積層されており、Ｗ相コイル５０の逃がし部５４ａを構成する凹部は、平角導線を横切るように（軸方向に沿って）設けられている。また、また、図４および図７に示すように、Ｗ相コイル５０の逃がし部５４ａは、ステータコア１ａの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からＷ相コイル５０を軸方向に沿ってステータコア１ａのスロット１１に挿入する際に、ティース１２の周方向の一方側および他方側の両方の側端面からスロット１１内に突出するように形成されたはみ出し防止部１２ａを逃がすように、Ｗ相コイル５０のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部５４）における周方向の一方側および他方側の両方の側面に形成されている。

また、折曲部５４のステータコア１ａの径方向内側への突出量Ｌ３は、Ｕ相コイル３０の折曲部３５（図２参照）よりも大きく、Ｖ相コイル４０の折曲部４３（図３参照）よりも小さい。すなわち、図１に示すように、軸方向から見て、Ｕ相コイル３０の連結部３６と、Ｗ相コイル５０の連結部５５と、Ｖ相コイル４０の連結部４４とは、径方向外側から内側に向かってこの順で配置されている。

また、折曲部５４は、Ｕ相コイル３０の連結部３６の軸方向内側を連結部３６と接触しないように通るように形成されている。そして、図１に示すように、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０は、ステータコア１ａの軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、接触せずに互いに交差するように（すなわち互いに所定の間隔を隔てた状態で）配置されている。

また、連結部５５は、周方向に沿って延びるように形成されている。また、連結部５５の周方向の長さＬ６は、Ｕ相コイル３０の連結部３６の周方向の長さＬ４（図２参照）よりも小さく、Ｖ相コイル４０の連結部４４の周方向の長さＬ５（図３参照）よりも大きい。また、連結部５５は、エッジワイズコイルの積層面ｆが軸方向を向き、ロータ２の軸方向端面と対向するように配置されている。

このように、本実施形態では、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０（すなわち、全ての相のコイル）のそれぞれのステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分には、逃がし部３５ａ、４３ａおよび５４ａが設けられている。また、Ｕ相コイル３０およびＷ相コイル５０は、軸方向の他方側（Ａ１側）のコイルエンドにおいて、ステータコア１ａの外周側へ折り曲げられている。

次に、図１〜図４および図６〜図９を参照して、電動機１００の製造方法について説明する。

まず、図６に示すように、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０がステータコア１ａの内周側にはみ出すのを防止するためのはみ出し防止部１２ａがティース１２に設けられているステータコア１ａを準備する。次に、本実施形態では、図２〜図４および図７に示すように、軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、ステータコア１ａの内周側に折り曲げられるとともに、内周側に折り曲げられた部分（折曲部３５、折曲部４３、折曲部５４）に、ティース１２のはみ出し防止部１２ａを逃がすための逃がし部３５ａ（逃がし部４３ａ、逃がし部５４ａ）が設けられるＵ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）を準備する。なお、逃がし部３５ａ（逃がし部４３ａ、逃がし部５４ａ）は、平角導線を巻き重ねて逃がし部が無い状態のコイルを形成した後、たとえば、たがね等を用いて形成される。そして、図８および図９（図９では、Ｖ相コイル４０が示されている）に示すように、ティース１２のはみ出し防止部１２ａを逃がし部３５ａ（逃がし部４３ａ、逃がし部５４ａ）により逃がしながら、ステータコア１ａの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からＵ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）を軸方向に沿って（Ａ２方向へ）ステータコア１ａのスロット１１に挿入する。その後、図１に示すように、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）の一方側のコイルエンド（逃がし部３５ａ、逃がし部４３ａ、逃がし部５４ａ）が、ステータコア１ａの下方（Ａ２側）に露出した状態になるまでＵ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）がスロット１１に挿入され、電動機１００が完成する。

本実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部３５、折曲部４３、折曲部５４）に、ステータコア１ａの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からＵ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）を軸方向に沿ってステータコア１ａのスロット１１に挿入する際に、ティース１２のはみ出し防止部１２ａを逃がすための逃がし部３５ａ（４３ａ、５４ａ）を設けることによって、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）のスロット１１への挿入の妨げとなるはみ出し防止部１２ａを逃がし部３５ａ（４３ａ、５４ａ）により逃がすことができる。その結果、軸方向の一方側のコイルエンドにおいてステータコア１ａの内周側に折り曲げられたＵ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）を、容易に、軸方向に沿ってスロット１１に挿入することができる。

また、本実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）の逃がし部３５ａ（４３ａ、５４ａ）を、軸方向から見て、スロット１１内に突出するように形成された凸部からなるはみ出し防止部１２ａの凸部に対応する凹部により構成する。これにより、凸部からなるはみ出し防止部１２ａを、凹部からなる逃がし部３５ａ（４３ａ、５４ａ）により、容易に逃がすことができる。

また、本実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）の逃がし部３５ａ（４３ａ、５４ａ）を構成する凹部を、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部３５、折曲部４３、折曲部５４）の軸方向の一方端部側から他方端部側まで貫通して延びるように溝状に設ける。これにより、凹部が貫通しないように設けられている場合と異なり、凸部からなるはみ出し防止部１２ａに逃がし部３５ａ（４３ａ、５４ａ）が引っ掛かることなく、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）を軸方向に沿ってステータコア１ａのスロット１１に挿入することができる。

また、本実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）は、平角導線を巻き重ねて積層した帯状のエッジワイズコイルであり、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部３５、折曲部４３、折曲部５４）を、ステータコア１ａの軸方向に沿って平角導線を積層して構成し、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）の逃がし部３５ａ（４３ａ、５４ａ）を構成する凹部を、平角導線を横切るように設ける。これにより、凹部（溝状）からなる逃がし部３５ａ（４３ａ、５４ａ）を平角導線からなるＵ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）に容易に形成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ステータコア１ａの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側からＵ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）を軸方向に沿ってステータコア１ａのスロット１１に挿入する際に、ティース１２の周方向の一方側および他方側の両方の側端面からスロット１１内に突出するように形成されたはみ出し防止部１２ａを逃がすように、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）の逃がし部３５ａ（４３ａ、５４ａ）を、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）のステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部３５、折曲部４３、折曲部５４）における周方向の一方側および他方側の両方の側面に形成する。これにより、はみ出し防止部１２ａがティース１２の周方向の一方側および他方側の両方の側端面に設けられていることによりコイルが内周側にはみ出すのをより抑制することができるスロット１１に、容易に、Ｕ相コイル３０（Ｖ相コイル４０、Ｗ相コイル５０）を挿入することができる。

また、本実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０のそれぞれのステータコア１ａの内周側に折り曲げられた部分（折曲部３５、折曲部４３、折曲部５４）に、逃がし部３５ａ、逃がし部４３ａおよび逃がし部５４ａを設ける。これにより、軸方向の一方側のコイルエンドにおいてステータコア１ａの内周側に折り曲げられたＵ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０の全てを、容易に、スロット１１に挿入することができる。

また、本実施形態では、上記のように、Ｕ相コイル３０およびＷ相コイル５０を、軸方向の他方側のコイルエンドにおいて、ステータコア１ａの外周側へ折り曲げる。これにより、コイルが、軸方向の一方側および他方側の両方のコイルエンドにおいてステータコア１ａの内周側へ折り曲げられている場合と異なり、ロータ２を容易にステータ１の内周に挿入することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、電動機を示したが、電動機以外の発電機などの回転電機であってもよい。

また、上記実施形態では、平角導線を巻き重ねて積層したエッジワイズコイルを用いた例を示したが、丸線を束ねたコイルを用いてもよい。

また、上記実施形態では、図２に示す形状のコイルをＵ相コイルとし、図３に示す形状のコイルをＶ相コイルとし、図４に示す形状のコイルをＷ相コイルとする例を示したが、図２に示す形状のコイルをＶ相コイルとし、図３に示す形状のコイルをＷ相コイルとし、図４に示す形状のコイルをＵ相コイルとしてもよい。すなわち、同じ形状のコイルが同じ相であればよい。

また、上記実施形態では、逃がし部が、軸方向から見て、略半円形状に形成されている例を示したが、逃がし部を、略半円形状以外の形状（図１０に示す第１変形例のように略矩形形状を有する逃がし部６１、図１１に示す第２変形例のように略三角形形状（くさび形状）を有する逃がし部６２など）を有するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、はみ出し防止部が、軸方向から見て、略半円形状に形成されている例を示したが、はみ出し防止部を略半円形状以外の形状に形成してもよい。

また、上記実施形態では、はみ出し防止部を、ティースの周方向の一方側および他方側の両方の側端面からスロット内に突出するように形成するとともに、逃がし部を、コイルのステータコアの内周側に折り曲げられた部分における周方向の一方側および他方側の両方の側面に形成する例を示したが、はみ出し防止部を、ティースの周方向の一方側からのみスロット内に突出するように形成するとともに、逃がし部を、コイルのステータコアの内周側に折り曲げられた部分の周方向における一方側にのみ形成してもよい。

また、上記実施形態では、Ｕ相コイル３０、Ｖ相コイル４０およびＷ相コイル５０の全てを軸方向の一方側のコイルエンドにおいてステータコアの内周側に折り曲げる例を示したが、コイルの一部のみをステータコアの内周側に折り曲げてもよい。この場合、軸方向の一方側のコイルエンドにおいてステータコアの内周側に折り曲げられたコイルのみ、逃がし部を設ければよい。

また、上記実施形態では、コイルを、軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、ステータコアの内周側に異なる方向に２回折り曲げるとともに、軸方向の他方側のコイルエンドにおいて、ステータコアの外周側に異なる方向に２回折り曲げるか（Ｗ相コイル５０）、または、折り曲げない（Ｖ相コイル４０）例を示したが、コイルの折り曲げ回数（コイルエンドの形状）は、これらに限られない。また、上記実施形態では、コイルを、軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、ステータコアの内周側に１回折り曲げるとともに、軸方向の他方側のコイルエンドにおいて、ステータコアの外周側に同じ方向に２回折り曲げる（Ｕ相コイル３０）例を示したが、コイルの折り曲げ回数（コイルエンドの形状）は、これに限られない。たとえば、コイル（コイル本体）を、軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、ステータコアの内周側に１回折り曲げるとともに、軸方向の他方側のコイルエンドにおいて、ステータコアの外周側に１回折り曲げられるか、または、折り曲げないように構成してもよい。

また、上記実施形態では、Ｖ相コイル４０の連結部４２のコア端面１ｃからの突出高さＨ２と、Ｗ相コイル５０の連結部５３のコア端面１ｃからの突出高さＨ３とが等しい（Ｈ２＝Ｈ３）例を示したが、連結部のコア端面１ｃからの突出高さはこれに限られない。たとえば、Ｗ相コイル５０の連結部５３のコア端面１ｃからの突出高さＨ３を、Ｖ相コイル４０の連結部４２のコア端面１ｃからの突出高さＨ２よりも小さく（Ｈ３＜Ｈ２）してもよい。また、Ｗ相コイル５０の連結部５３のコア端面１ｃからの突出高さＨ３を、Ｖ相コイル４０の連結部４２のコア端面１ｃからの突出高さＨ２よりも大きく（Ｈ３＞Ｈ２）してもよい。

１ａ ステータコア
１１ スロット
１２ ティース
１２ａ はみ出し防止部
３０ Ｕ相コイル（コイル、コイル本体、第１コイル本体）
３５ａ 逃がし部
４０ Ｖ相コイル（コイル、コイル本体、第２コイル本体）
４３ａ 逃がし部
５０ Ｗ相コイル（コイル、コイル本体、第３コイル本体）
５４ａ 逃がし部
６１、６２ 逃がし部
１００ 電動機（回転電機）

Claims (9)

1. コイルがステータコアの内周側にはみ出すのを防止するためのはみ出し防止部がティースに設けられているステータコアの軸方向の一方側のコイルエンド側から、軸方向に沿って前記ステータコアのスロットに挿入可能に構成されているコイルであって、
   前記コイルは、
   軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、前記ステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体と、
   前記コイル本体の前記ステータコアの内周側に折り曲げられた部分に設けられ、前記ステータコアの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側から前記コイル本体を軸方向に沿って前記ステータコアのスロットに挿入する際に、前記ティースのはみ出し防止部を逃がすための逃がし部とを備え、
   前記コイルは、同心巻のコイルであり、
   前記コイル本体は、３相交流の各相に対応して設けられた第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体を含み、
   前記第１コイル本体、前記第２コイル本体および前記第３コイル本体は、互いに異なる形状を有し、
   前記第１コイル本体、前記第２コイル本体および前記第３コイル本体にそれぞれ設けられた前記逃がし部から、内周側に折り曲げられた部分の端部までの長さが、各々異なるように構成されている、コイル。
2. 前記コイル本体の逃がし部は、軸方向から見て、前記スロット内に突出するように形成された凸部からなるはみ出し防止部の前記凸部に対応する凹部を含む、請求項１に記載のコイル。
3. 前記コイル本体の逃がし部を構成する凹部は、前記コイル本体の前記ステータコアの内周側に折り曲げられた部分の軸方向の一方端部側から他方端部側まで貫通して延びるように溝状に設けられている、請求項２に記載のコイル。
4. 前記コイル本体は、帯状のエッジワイズコイルであり、
   前記コイル本体の前記ステータコアの内周側に折り曲げられた部分は、前記ステータコアの軸方向に沿って平角導線が積層されており、
   前記コイル本体の逃がし部を構成する凹部は、前記平角導線を横切るように設けられている、請求項３に記載のコイル。
5. 前記コイル本体の逃がし部は、前記ステータコアの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側から前記コイル本体を軸方向に沿って前記ステータコアのスロットに挿入する際に、前記ティースの周方向の一方側および他方側の両方の側端面から前記スロット内に突出するように形成された前記はみ出し防止部を逃がすように、前記コイル本体の前記ステータコアの内周側に折り曲げられた部分における周方向の一方側および他方側の両方の側面に形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコイル。
6. 前記第１コイル本体、前記第２コイル本体および前記第３コイル本体のうちの少なくとも１つは、軸方向の他方側のコイルエンドにおいて、前記ステータコアの外周側へ折り曲げられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコイル。
7. 前記コイル本体は、軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、前記ステータコアの内周側に１回以上折り曲げられているとともに、軸方向の他方側のコイルエンドにおいて、前記ステータコアの外周側に１回以上折り曲げられているか、または、折り曲げられていない、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコイル。
8. コイルがステータコアの内周側にはみ出すのを防止するためのはみ出し防止部がティースに設けられているステータコアと、
   前記ステータコアの軸方向の一方側のコイルエンド側から、軸方向に沿って前記ステータコアのスロットに挿入可能に構成されているコイルとを備え、
   前記コイルは、
   軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、前記ステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体と、
   前記コイル本体の前記ステータコアの内周側に折り曲げられた部分に設けられ、前記ステータコアの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側から前記コイル本体を軸方向に沿って前記ステータコアのスロットに挿入する際に、前記ティースのはみ出し防止部を逃がすための逃がし部とを含み、
   前記コイルは、同心巻のコイルであり、
   前記コイル本体は、３相交流の各相に対応して設けられた第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体を有し、
   前記第１コイル本体、前記第２コイル本体および前記第３コイル本体は、互いに異なる形状を有し、
   前記第１コイル本体、前記第２コイル本体および前記第３コイル本体にそれぞれ設けられた前記逃がし部から、内周側に折り曲げられた部分の端部までの長さが、各々異なるように構成されている、回転電機。
9. コイルがステータコアの内周側にはみ出すのを防止するためのはみ出し防止部がティースに設けられているステータコアを準備する工程と、
   軸方向の一方側のコイルエンドにおいて、前記ステータコアの内周側に折り曲げられたコイル本体と、前記コイル本体の前記ステータコアの内周側に折り曲げられた部分に設けられ、前記ティースのはみ出し防止部を逃がすための逃がし部とを備え、同心巻であり、前記コイル本体は、３相交流の各相に対応して設けられた第１コイル本体、第２コイル本体および第３コイル本体を含み、前記第１コイル本体、前記第２コイル本体および前記第３コイル本体は、互いに異なる形状を有し、前記第１コイル本体、前記第２コイル本体および前記第３コイル本体にそれぞれ設けられた前記逃がし部から、内周側に折り曲げられた部分の端部までの長さが、各々異なるように構成されているコイルを準備する工程と、
   前記ティースのはみ出し防止部を前記逃がし部により逃がしながら、前記ステータコアの内周側に折り曲げられた軸方向の一方側のコイルエンド側から前記コイル本体を軸方向に沿って前記ステータコアのスロットに挿入する工程とを備える、回転電機の製造方法。
   
   
   
   

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