JP7359598B2

JP7359598B2 - コイル、ステータ、モータ、及びステータの製造方法

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Application number: JP2019157091A
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Inventors: 大樹土方; 夏樹渡辺; 貞一郎千葉
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Description

本開示は、コイル、ステータ、モータ、及びステータの製造方法に関する。

モータは、ステータとロータとを備える。ステータは、ステータコアとコイルとを有する。ステータ巻線の一例が特許文献１に開示されている。

特開２０１６－０７３１４８号公報

コイルの巻回方式として全節巻及び短節巻が知られている。全節巻とは、ロータの極ピッチとステータのコイルピッチとが等しい巻回方式をいう。短節巻とは、ロータの極ピッチよりもステータのコイルピッチの方が小さい巻回方式をいう。例えばスイッチトリラクタンスモータのコイルが全節巻で巻回される場合、全節巻のモータは、短節巻のモータよりもステータの単位体積あたりのトルクは大きくなる。しかし、全節巻のモータは、短節巻のモータよりもコイルエンドが大きくなり、モータのトルク密度の著しい改善が見込めない。また、ステータの構造によっては、分割ステータコアを採用しないと、成形済のコイルをステータコアのスロットに挿入することが困難となる可能性がある。

本開示は、コイルエンド部の大きさを抑制することを目的とする。

本開示に従えば、第１コイル片と、前記第１コイル片に連結される第２コイル片と、を備え、前記第１コイル片及び前記第２コイル片のそれぞれは、ステータコアのスロットに配置されるセンター部と、前記ステータコアから軸方向に突出するエンド部と、を有し、コイルエンド部において、前記第１コイル片の前記エンド部と前記第２コイル片の前記エンド部の少なくとも一部とは、軸方向に配置される、コイルが提供される。

本開示によれば、コイルエンド部の大きさを抑制することができる。

図１は、第１実施形態に係るモータを模式的に示す図である。図２は、第１実施形態に係るステータの一部を示す斜視図である。図３は、第１実施形態に係るステータ及びロータを模式的に示す図である。図４は、第１実施形態に係るティース及びコイルを模式的に示す図である。図５は、第１実施形態に係るコイルセットを示す斜視図である。図６は、第１実施形態に係るコイルセットを示す平面図である。図７は、第１実施形態に係るステータの製造方法を示すフローチャートである。図８は、第１実施形態に係る第１コイル片を示す斜視図である。図９は、第１実施形態に係る第２コイル片を示す斜視図である。図１０は、第１実施形態に係るＵ相コイルを示す正面図である。図１１は、第１実施形態に係るＵ相コイルを示す平面図である。図１２は、第１実施形態に係るＶ相コイルを示す斜視図である。図１３は、第１実施形態に係るＶ相コイルを示す平面図である。図１４は、第２実施形態に係るコイルセットを示す斜視図である。図１５は、第２実施形態に係るコイルセットを示す平面図である。図１６は、第２実施形態に係る第１コイル片を示す斜視図である。図１７は、第２実施形態に係る第２コイル片を示す斜視図である。図１８は、第２実施形態に係るＵ相コイルを示す斜視図である。図１９は、第２実施形態の変形例に係る第１コイル片を示す斜視図である。図２０は、第２実施形態の変形例に係る第２コイル片を示す斜視図である。図２１は、第２実施形態の変形例に係るＵ相コイルを示す斜視図である。図２２は、その他の実施形態に係るスロットを模式的に示す図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［第１実施形態］
＜モータ＞
図１は、本実施形態に係るモータ１を模式的に示す図である。本実施形態において、モータ１は、セグメント型スイッチトリラクタンスモータである。図１に示すように、モータ１は、ステータ２と、ロータ３とを備える。

ステータ２は、実質的に円筒状である。ステータ２の内周面とロータ３の外周面とは間隙を介して対向する。ロータ３は、回転軸ＡＸを中心に回転する。ロータ３の回転軸ＡＸとステータ２の中心軸とは実質的に一致する。

本実施形態においては、回転軸ＡＸと平行な方向を適宜、軸方向、と称し、回転軸ＡＸの周囲を周回する方向を適宜、周方向、と称し、回転軸ＡＸの放射方向を適宜、径方向、と称する。

また、軸方向においてモータ１の中心から規定の方向に離れる方向又は位置を適宜、軸方向一方側、と称し、軸方向において軸方向一方側の反対側を適宜、軸方向他方側、と称する。また、周方向において規定の回転方向を適宜、周方向一方側、と称し、周方向において周方向一方側の反対側を適宜、周方向他方側、と称する。また、径方向において中心軸ＡＸから離れる方向又は位置を適宜、径方向外側、と称し、径方向において径方向内側の反対側を適宜、径方向内側、と称する。

ステータ２は、ステータコア４と、ステータコア４に支持されるコイル５とを有する。ロータ３は、ステータコア４の内側に配置される。ロータ３は、ロータホルダ６と、ロータホルダ６に保持されるロータコアピース７とを有する。ロータホルダ６は、非磁性体である。ロータコアピース７は、磁性体である。ロータコアピース７は、ロータ３の極として機能する。

モータ１は、３相モータである。コイル５は、Ｕ相コイル５Ｕと、Ｖ相コイル５Ｖと、Ｗ相コイル５Ｗとを含む。

ロータ３は、シャフト８を介して対象物ＲＳに接続される。対象物ＲＳとして、建設機械の一種であるハイブリッドショベルに搭載されるエンジンが例示される。モータ１は、エンジンにより駆動される発電機として機能する。

＜ステータ＞
図２は、本実施形態に係るステータ２の一部を示す斜視図である。図２に示すように、ステータ２は、ステータコア４と、ステータコア４のスロット９に配置されるコイル５とを有する。

ステータコア４は、内周面４Ｓと、外周面４Ｔと、第１端面４Ａと、第２端面４Ｂとを有する。内周面４Ｓは、径方向内側を向く。外周面４Ｔは、径方向外側を向く。第１端面４Ａは、軸方向一方側を向く。第２端面４Ｂは、軸方向他方側を向く。第１端面４Ａは、内周面４Ｓの軸方向一方側の端部と外周面４Ｔの軸方向一方側の端部とを結ぶ。第２端面４Ｂは、内周面４Ｓの軸方向他方側の端部と外周面４Ｔの軸方向他方側の端部とを結ぶ。

スロット９は、内周面４Ｓにおいて周方向に複数設けられる。スロット９は、内周面４Ｓから径方向外側に凹む。スロット９は、軸方向に延伸する。スロット９は、内周面４Ｓに設けられ径方向内側を向く開口部９Ｍと、第１端面４Ａに設けられ軸方向一方側を向く開口部９Ａと、第２端面４Ｂに設けられ軸方向他方側を向く開口部９Ｂとを有する。

また、ステータコア４は、周方向において隣り合うスロット９の間に配置されるティース１０を有する。

ティース１０は、コイル５を支持する。ティース１０は、軸方向一方側を向く端面１０Ａと、軸方向他方側を向く端面１０Ｂとを有する。第１端面４Ａは、端面１０Ａを含む。第２端面４Ｂは、端面１０Ｂを含む。

コイル５は、ティース１０に支持される。コイル５は、開口１１を有する。ティース１０は、コイル５の開口１１に挿入される。コイル５の一部は、スロット９の内側に配置される。コイル５の一部は、ステータコア４から軸方向に突出する。

以下の説明においては、コイル５のうちスロット９の内側に配置される部分を適宜、コイルセンター部５１、と称し、コイル５のうちステータコア４から軸方向に突出する部分を適宜、コイルエンド部５２、と称する。

コイル５は、コイルセンター部５１を２つ有する。コイル５は、コイルエンド部５２を２つ有する。一方のコイルセンター部５１が所定のスロット９に配置された場合、他方のコイルセンター部は、一方のコイルセンター部５１が配置されているスロット９とは別のスロット９に配置される。コイルエンド部５２は、ステータコア４の第１端面４Ａから軸方向一方側に突出する第１のコイルエンド部５２と、ステータコア４の第２端面４Ｂから軸方向他方側に突出する第２のコイルエンド部５２とを含む。

上述のように、コイル５は、Ｕ相コイル５Ｕと、Ｖ相コイル５Ｖと、Ｗ相コイル５Ｗとを含む。図２には、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとが示されている。

図２に示すように、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとは重ね合わせられる。Ｕ相コイル５Ｕの間にＶ相コイル５Ｖの一部が配置され、Ｖ相コイル５Ｖの間にＵ相コイル５Ｕの一部が配置されるように、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとが重ね合わせられることにより、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとのコイルセット３１が形成される。

コイルセット３１と同様に、Ｖ相コイル５Ｖの間にＷ相コイル５Ｗの一部が配置され、Ｗ相コイル５Ｗの間にＶ相コイル５Ｖの一部が配置されるように、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとが重ね合わせられることにより、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとのコイルセット３２が形成される。Ｗ相コイル５Ｗの間にＵ相コイル５Ｕの一部が配置され、Ｕ相コイル５Ｕの間にＷ相コイル５Ｗの一部が配置されるように、Ｗ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとが重ね合わせられることにより、Ｗ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとのコイルセット３３が形成される。ステータコア４は、コイルセット３１、コイルセット３２、及びコイルセット３３のそれぞれを支持する（図３参照）。

コイル５は、２スロットピッチでティース１０の周囲に配置される。すなわち、コイル５の一方のコイルセンター部５１が所定のスロット９に配置された場合、他方のコイルセンター部５１は、周方向において一方のコイルセンター部５１が配置されているスロット９から２つ隣のスロット９に配置される。

図２に示す例において、スロット９は、第１スロット９１と、第１スロット９１の周方向一方側の隣に配置される第２スロット９２と、第２スロット９２の周方向一方側の隣に配置される第３スロット９３と、第３スロット９３の周方向一方側の隣に配置される第４スロット９４を含む。

Ｕ相コイル５Ｕの他方のコイルセンター部５１は、第１スロット９１に配置される。Ｖ相コイル５Ｖの他方のコイルセンター部５１は、第２スロット９２に配置される。Ｕ相コイル５Ｕの一方のコイルセンター部５１は、第３スロット９３に配置される。Ｖ相コイル５Ｖの一方のコイルセンター部５１は、第４スロット９４に配置される。

コイルセット３２のＶ相コイル５Ｖ及びＷ相コイル５Ｗと複数のスロット９との関係は、及びコイルセット３３のＷ相コイル５Ｗ及びＵ相コイル５Ｕと複数のスロット９との関係は、コイルセット３１のＵ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖと複数のスロット９との関係と同様である。

＜極数とスロット数との関係＞
図３は、本実施形態に係るステータ２及びロータ３を模式的に示す図である。図３は、半分に分割されたステータ２及びロータ３を示す。なお、図３に示す巻線の極性は一例である。巻線の極性は、図３に示す向きでも成立し、図３に示す向きとは逆向きでも成立する。

図３に示すように、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとのコイルセット３１、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとのコイルセット３２、及びＷ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとのコイルセット３３のそれぞれが、ステータコア４に支持される。Ｕ相コイル５Ｕ、Ｖ相コイル５Ｖ、及びＷ相コイル５Ｗのそれぞれは、２スロットピッチでティース１０の周囲に配置される。

ロータ３は、複数のロータコアピース７を有する。複数のロータコアピース７の形状及び寸法は同一である。複数のロータコアピース７は、周方向に等間隔で配置される。ロータコアピース７は、ロータ３の極として機能する。ロータ３の極数は、ロータコアピース７の数を意味する。

本実施形態において、ロータ３の極数をＰ、ステータコア４のスロット数をＳ、自然数をＮとしたとき、モータ１は、以下の（１）式及び（２）式の条件を満足する。

Ｐ＝７×Ｎ …（１）
Ｓ＝１２×Ｎ …（２）

すなわち、本実施形態に係るモータ１として、７極１２スロットのモータ、１４極２４スロットのモータ、及び２１極３６スロットのモータが例示される。

本実施形態においては、ロータ３の回転において、Ｕ相コイル５Ｕ、Ｖ相コイル５Ｖ、及びＷ相コイル５Ｗの少なくとも２つのコイルセンター部５１と、周方向において隣り合う２つのロータコアピース７とが対向するように、極数Ｐ及びスロット数Ｓが定められる。図３に示す例においては、Ｖ相コイル５Ｖの２つのコイルセンター部５１と、周方向において隣り合う２つのロータコアピース７とが、同時に対向する。ロータ３が回転すると、Ｕ相コイル５Ｕの２つのコイルセンター部５１と周方向において隣り合う２つのロータコアピース７とが同時に対向する状態が発生する。更に、ロータ３が回転すると、Ｗ相コイル５Ｗの２つのコイルセンター部５１と周方向において隣り合う２つのロータコアピース７とが同時に対向する状態が発生する。

このように、本実施形態において、Ｕ相コイル５ＵのコイルピッチＩｃ、Ｖ相コイル５ＶのコイルピッチＩｃ、及びＷ相コイル５ＷのコイルピッチＩｃと、ロータ３の極ピッチＩｐとが実質的に等しくなるように、極数Ｐ及びスロット数Ｓが定められている。

本実施形態において、コイルピッチＩｃとは、回転軸ＡＸを基準として１つのコイル５の一方のコイルセンター部５１と他方のコイルセンター部５１とがなす角度をいう。極ピッチＩｐとは、回転軸ＡＸを基準として周方向に隣り合う２つのロータコアピース７がなす角度をいう。

図４は、本実施形態に係るティース１０及びコイル５を模式的に示す図である。図４は、径方向内側からステータコア４を見た図に相当する。図３及び図４に示すように、ティース１０は、コイルセット３１のＵ相コイル５Ｕの開口１１及びＶ相コイル５Ｖの開口１１の両方に配置される第１ティース１０１と、Ｕ相コイル５Ｕの開口１１及びＶ相コイル５Ｖの開口１１の一方に配置される第２ティース１０２と、Ｕ相コイル５Ｕの開口１１及びＶ相コイル５Ｖの開口１１の両方に配置されない第３ティース１０３とを含む。

すなわち、第１ティース１０１は、２つのコイル５の開口１１の内側に配置されるティース１０である。第２ティース１０２は、１つのコイル５の開口１１の内側に配置されるティース１０である。第３ティース１０３は、コイル５の開口１１の内側に配置されないティース１０である。

第１ティース１０１は、コイルセット３２のＶ相コイル５Ｖの開口１１及びＷ相コイル５Ｗの開口１１の両方に配置されるティース１０と、コイルセット３３のＷ相コイル５Ｗの開口１１及びＵ相コイル５Ｕの開口１１の両方に配置されるティース１０とを含む。

第２ティース１０２は、コイルセット３２のＶ相コイル５Ｖの開口１１及びＷ相コイル５Ｗの開口１１の一方に配置されるティース１０と、コイルセット３３のＷ相コイル５Ｗの開口１１及びＵ相コイル５Ｕの開口１１の一方に配置されるティース１０とを含む。

第３ティース１０３は、コイルセット３２のＶ相コイル５Ｖの開口１１及びＷ相コイル５Ｗの開口１１のいずれにも配置されないティース１０と、コイルセット３３のＷ相コイル５Ｗの開口１１及びＵ相コイル５Ｕの開口１１の両方に配置されないティース１０とを含む。

換言すれば、第１ティース１０１は、端面１０Ａ及び端面１０Ｂが２つのコイル５に対向するティース１０である。第２ティース１０２は、端面１０Ａ及び端面１０Ｂが１つのコイル５に対向するティース１０である。第３ティース１０３は、端面１０Ａ及び端面１０Ｂがコイル５に対向しないティース１０である。

図４に示すように、周方向において、第１ティース１０１、第２ティース１０２、及び第３ティース１０３のうち、第１ティース１０１の寸法Ｒ１が最も小さく、第１ティース１０１に次いで第２ティース１０２の寸法Ｒ２が小さく、第３ティース１０３の寸法Ｒ３が最も大きい。

＜コイル＞
図５は、本実施形態に係るコイルセット３１を示す斜視図である。図６は、本実施形態に係るコイルセット３１を示す平面図である。コイルセット３１は、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖを含む。

本実施形態において、コイル５は、板状の第１コイル片４１と、第１コイル片４１に連結される板状の第２コイル片４２とを備える。Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖのそれぞれが、第１コイル片４１及び第２コイル片４２により構成される。なお、図５及び図６には示されていないが、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖと同様に、Ｗ相コイル５Ｗは、第１コイル片４１及び第２コイル片４２により構成される。

第１コイル片４１は、螺旋状である。第２コイル片４２は、螺旋状である。第１コイル片４１と第２コイル片４２とが連結されることにより、螺旋状のコイル５が形成される。第１コイル片４１は、Ｕ相コイル５Ｕを構成する第１コイル片４１Ｕと、Ｖ相コイル５Ｖを構成する第１コイル片４１Ｖと、Ｗ相コイル５Ｗを構成する第１コイル片４１Ｗとを含む。第２コイル片４２は、Ｕ相コイル５Ｕを構成する第２コイル片４２Ｕと、Ｖ相コイル５Ｖを構成する第２コイル片４２Ｖと、Ｗ相コイル５Ｗを構成する第２コイル片４２Ｗとを含む。

Ｕ相コイル５Ｕは、螺旋状の第１コイル片４１Ｕ及び螺旋状の第２コイル片４２Ｕにより構成される。Ｖ相コイル５Ｖは、螺旋状の第１コイル片４１Ｖ及び螺旋状の第２コイル片４２Ｖにより構成される。Ｕ相コイル５Ｕの一部の間に、Ｖ相コイル５Ｖの一部が配置される。Ｕ相コイル５Ｕの一部とＶ相コイル５Ｖの一部とは径方向に交互に配置される。Ｕ相コイル５Ｕの間にＶ相コイル５Ｖの一部が配置されることにより、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとが重ね合わせられ、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとのコイルセット３１が形成される。

同様に、Ｗ相コイル５Ｗは、螺旋状の第１コイル片４１Ｗ及び螺旋状の第２コイル片４２Ｗにより構成される。Ｖ相コイル５Ｖの間にＷ相コイル５Ｗの一部が配置されることにより、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとが重ね合わせられ、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとのコイルセット３２が形成される。Ｗ相コイル５Ｗの間にＵ相コイル５Ｕの一部が配置されることにより、Ｗ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとが重ね合わせられ、Ｗ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとのコイルセット３３が形成される。ステータコア４は、コイルセット３１、コイルセット３２、及びコイルセット３３のそれぞれを支持する。

＜製造方法＞
図７は、本実施形態に係るステータ２の製造方法を示すフローチャートである。図７に示すように、ステータ２は、コイルセットを製造する工程ＰＲ１と、コイルセットをスロット９に挿入する工程ＰＲ２と、複数のコイルセットを結線する工程ＰＲ３とを含む製造方法により製造される。

コイルセット３１を製造する場合、まず、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖのそれぞれが製造される。

図８、図９、図１０、及び図１１のそれぞれは、Ｕ相コイル５Ｕの製造方法を説明するための図である。Ｕ相コイル５Ｕは、螺旋状の第１コイル片４１Ｕと螺旋状の第２コイル片４２Ｕとを連結することにより製造される。Ｖ相コイル５Ｖは、螺旋状の第１コイル片４１Ｖと螺旋状の第２コイル片４２Ｖとを連結することにより製造される。図８は、本実施形態に係る第１コイル片４１Ｕを示す斜視図である。図９は、本実施形態に係る第２コイル片４２Ｕを示す斜視図である。図１０は、本実施形態に係るＵ相コイル５Ｕを示す正面図である。図１１は、本実施形態に係るＵ相コイル５Ｕを示す平面図である。

図８に示すように、第１コイル片４１Ｕは、厚さＤ１の板状の部材である。厚さＤ１とは、第１コイル片４１Ｕの径方向の寸法をいう。第１コイル片４１Ｕの厚さＤ１は均一である。

第１コイル片４１Ｕは、ステータコア４のスロット９に配置されるセンター部４１１と、ステータコア４から軸方向に突出するエンド部４１２とを有する。センター部４１１は、軸方向に延伸する。エンド部４１２は、周方向に延伸する。センター部４１１は、コイルセンター部５１を形成する。エンド部４１２は、コイルエンド部５２を形成する。

センター部４１１は、センター部４１１Ａと、センター部４１１Ａよりも周方向他方側の端部に配置されるセンター部４１１Ｂとを含む。

エンド部４１２は、センター部４１１Ａの軸方向一方側の端部とセンター部４１１Ｂの軸方向一方側の端部とを接続するエンド部４１２Ａと、センター部４１１Ａの軸方向他方側の端部に接続されるエンド部４１２Ｂとを含む。

エンド部４１２は、第１部分４１２１と、第１部分４１２１の幅Ｈ１よりも小さい幅Ｈ２の第２部分４１２２とを含む。幅Ｈ１及び幅Ｈ２とは、エンド部４１２の軸方向の寸法をいう。第２部分４１２２は、第１部分４１２１よりも周方向一方側に配置される。エンド部４１２Ａ及びエンド部４１２Ｂのそれぞれが、第１部分４１２１及び第２部分４１２２を有する。

第２部分４１２２は、第１部分４１２１の軸方向一方側の端部に直列又は並列で接続される。図８に示す例において、第２部分４１２２は、第１部分４１２１の軸方向中央部よりも軸方向一方側（上側）に直列に接続される。軸方向一方側の第１部分４１２１の端面と第２部分４１２２の端面とは同一面内に配置される。エンド部４１２の下部の一部に凹部４１３が設けられることにより、第２部分４１２２が形成される。

第１コイル片４１Ｕは、エンド部４１２の第２部分４１２２とセンター部４１１Ａとの間に径方向に曲がる曲折部４１４（第１曲折部）を有する。曲折部４１４は、センター部４１１Ａの軸方向一方側の端部とエンド部４１２Ａの第２部分４１２２との間に設けられる曲折部４１４Ａと、センター部４１１Ａの軸方向他方側の端部とエンド部４１２Ｂの第２部分４１２２との間に設けられる曲折部４１４Ｂとを含む。曲折部４１４は、径方向外側に曲がる。曲折部４１４Ａにより、センター部４１１Ａは、エンド部４１２Ａよりも径方向外側に配置される。曲折部４１４Ｂにより、エンド部４１２Ｂは、センター部４１１Ａよりも径方向外側に配置される。曲折部４１４Ａ及び曲折部４１４Ｂにより、径方向において、エンド部４１２Ａの位置と、センター部４１１Ａの位置と、エンド部４１２Ｂ及びセンター部４１１Ｂの位置とが変更される。これにより、第１コイル片４１Ｕは、螺旋状になる。

図９に示すように、第２コイル片４２Ｕは、厚さＤ２の板状の部材である。厚さＤ２とは、第２コイル片４２Ｕの径方向の寸法をいう。第２コイル片４２Ｕの厚さＤ２は均一である。本実施形態において、第１コイル片４１Ｕの厚さＤ１と第２コイル片４２Ｕの厚さＤ２とは同一である。

第２コイル片４２Ｕは、ステータコア４のスロット９に配置されるセンター部４２１と、ステータコア４から軸方向に突出するエンド部４２２とを有する。センター部４２１は、軸方向に延伸する。エンド部４２２は、周方向に延伸する。センター部４２１は、コイルセンター部５１を形成する。エンド部４２２は、コイルエンド部５２を形成する。

センター部４２１は、センター部４２１Ａと、センター部４２１Ａよりも周方向他方側の端部に配置されるセンター部４２１Ｂとを含む。

エンド部４２２は、センター部４２１Ａの軸方向一方側の端部とセンター部４２１Ｂの軸方向一方側の端部とを接続するエンド部４２２Ａと、センター部４２１Ａの軸方向他方側の端部に接続されるエンド部４２２Ｂとを含む。

エンド部４２２は、第３部分４２２１と、第３部分４２２１の幅Ｈ３よりも小さい幅Ｈ４の第４部分４２２２とを含む。幅Ｈ３及び幅Ｈ４とは、エンド部４２２の軸方向の寸法をいう。第４部分４２２２は、第３部分４２２１よりも周方向一方側に配置される。エンド部４２２Ａ及びエンド部４２２Ｂのそれぞれが、第３部分４２２１及び第４部分４２２２を有する。

第４部分４２２２は、第３部分４２２１の軸方向他方側の端部に直列又は並列で接続される。図９に示す例において、第４部分４２２２は、第３部分４２２１の軸方向中央部よりも軸方向他方側（下側）に直列で接続される。軸方向他方側の第３部分４２２１の端面と第４部分４２２２の端面とは同一面内に配置される。エンド部４２２の上部の一部に凹部４２３が設けられることにより、第２部分４１２２が形成される。

第２コイル片４２Ｕは、エンド部４２２の第３部分４２２１と第４部分４２２２との間に径方向に曲がる曲折部４２４（第２曲折部）を有する。曲折部４２４は、エンド部４２２Ａの第３部分４２２１と第４部分４２２２との間に設けられる曲折部４２４Ａと、エンド部４２２Ｂの第３部分４２２１と第４部分４２２２との間に設けられる曲折部４２４Ｂとを含む。曲折部４２４は、径方向外側に曲がる。曲折部４２４Ａにより、エンド部４２２Ａの第３部分４２２１は、エンド部４２２Ａの第４部分４２２２よりも径方向外側に配置される。曲折部４２４Ｂにより、エンド部４２２Ｂの第４部分４２２２は、エンド部４２２Ｂの第３部分４２２１よりも径方向外側に配置される。曲折部４２４Ａ及び曲折部４２４Ｂにより、径方向において、センター部４２１Ａ及びエンド部４２２Ａの第４部分４２２２の位置と、エンド部４２２Ａの第３部分４２２１、センター部４２１Ｂ、及びエンド部４２２Ｂの第３部分４２２１の位置と、エンド部４２２Ｂの第４部分４２２２の位置とが変更される。これにより、第２コイル片４２Ｕは、螺旋状になる。

本実施形態において、第１コイル片４１の第１部分４１２１の幅Ｈ１と第２コイル片４２の第３部分４２２１の幅Ｈ３とは同一である。第１コイル片４１の第２部分４１２２の幅Ｈ２と第２コイル片４２の第４部分４２２２の幅Ｈ４とは同一である。幅Ｈ１及び幅Ｈ３は、幅Ｈ２及び幅Ｈ４よりも大きい。本実施形態において、幅Ｈ１及び幅Ｈ３は、幅Ｈ２及び幅Ｈ４の２倍である。

図１０及び図１１に示すように、第１コイル片４１と第２コイル片４２とが連結されることにより、Ｕ相コイル５Ｕが形成される。コイルエンド部５２において、第１コイル片４１のエンド部４１２と第２コイル片４２のエンド部４２２の少なくとも一部とは、軸方向に配置される。本実施形態において、コイルエンド部５２において、第１コイル片４１の第２部分４１２２と第２コイル片４２の第４部分４２２２とは、軸方向に配置される。第２部分４１２２と第４部分４２２２とは、径方向及び周方向のそれぞれにおいて重複する。第２部分４１２２の直下に第４部分４２２２が配置される。

前記配置方法の一例として、螺旋状の巻線を径方向に適切に引き伸ばした上で、片方の径方向一方側の巻き始め及びもう片方の径方向他方側の巻き終わりの位置を揃えた状態から、両者の巻き始め又は巻き終わりの径方向位置が揃うまで互いに逆向きに相対回転させていく。

図１１に示すように、コイルエンド部５２において、第２部分４１２２と第４部分４２２２とは、軸方向に配置された状態で、径方向に複数配置される。また、コイルエンド部５２において、第１部分４１２１と第３部分４２２１とは、径方向に交互に配置される。

コイルセンター部５１において、第１コイル片４１と第２コイル片４２とは、径方向に交互に配置される。すなわち、第１コイル片４１のセンター部４１１Ａと第２コイル片４２のセンター部４２１Ａとは、径方向に交互に配置される。第１コイル片４１のセンター部４１１Ｂと第２コイル片４２のセンター部４２１Ｂとは、径方向に交互に配置される。なお、第２コイル片４２のセンター部４２１Ａは、曲折部４１４Ａの直下に配置され、センター部４２１Ａとエンド部４１２Ａの一部とは、径方向及び周方向のそれぞれにおいて重複する。エンド部４１２Ａの直下にセンター部４２１Ａが配置される。

図１２は、本実施形態に係るＶ相コイル５Ｖを示す斜視図である。図１３は、本実施形態に係るＶ相コイル５Ｖを示す平面図である。Ｕ相コイル５Ｕと同様、Ｖ相コイル５Ｖは、第１コイル片４１Ｖと、第１コイル片４１Ｖに連結される第２コイル片４２Ｖとを備える。第１コイル片４１Ｖは、ステータコア４のスロット９に配置されるセンター部４１１と、ステータコア４から軸方向に突出するエンド部４１２とを有する。第２コイル片４２Ｖは、ステータコア４のスロット９に配置されるセンター部４２１と、ステータコア４から軸方向に突出するエンド部４２２とを有する。第１コイル片４１のエンド部４１２は、第１部分４１２１と、第１部分４１２１の幅Ｈ１よりも小さい幅Ｈ２の第２部分４１２２とを含む。第２コイル片４２のエンド部４２２は、第３部分４２２１と、第３部分４２２１の幅Ｈ３よりも小さい幅Ｈ４の第４部分４２２２とを含む。コイルエンド部５２において、第１コイル片４１の第２部分４１２２と第２コイル片４２の第４部分４２２２とは、軸方向に配置される。Ｖ相コイル５Ｖの製造方法は、Ｕ相コイル５Ｕの製造方法と同様である。また、Ｕ相コイル５Ｕの第１コイル片４１Ｕには曲折部４１４Ｂが設けられているのに対し、Ｖ相コイル５Ｖの第１コイル片４１Ｖには曲折部４１４Ｂが設けられていない。曲折部４１４Ｂの有無においては、Ｕ相コイル５Ｕの構造とＶ相コイル５Ｖの構造とは異なるものの、Ｕ相コイル５Ｕの構造及び寸法と、Ｖ相コイル５Ｖの構造及び寸法とは、実質的に等しい。Ｖ相コイル５Ｖの製造方法の説明は省略する。

Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖのそれぞれが製造された後、螺旋状のＵ相コイル５Ｕの間に、Ｖ相コイル５Ｖの一部が配置される。図６に示すように、コイルエンド部５２において、Ｕ相コイル５Ｕのエンド部を構成する第２部分４１２２及び第４部分４２２２と、Ｖ相コイル５Ｖのエンド部を構成する第２部分４１２２及び第４部分４２２２とは、径方向に交互に配置される。図６に示す例において、Ｕ相コイル５Ｕの第１部分４１２１及び第３部分４２２１は、Ｕ相コイル５Ｕの第２部分４１２２及び第４部分４２２２よりも周方向他方側に配置される。Ｖ相コイル５Ｖの第１部分４１２１及び第３部分４２２１は、Ｖ相コイル５Ｖの第２部分４１２２及び第４部分４２２２よりも周方向一方側に配置される。本実施形態において、Ｕ相コイル５Ｕの第２部分４１２２及び第４部分４２２２とＶ相コイル５Ｖの第２部分４１２２及び第４部分４２２２とは周方向に重複する。Ｕ相コイル５Ｕの第１部分４１２１及び第３部分４２２１とＶ相コイル５Ｖとは重複せず、Ｖ相コイル５Ｖの第１部分４１２１及び第４部分４２２２とＵ相コイル５Ｕとは重複しない。

前記配置方法の一例として、螺旋状の巻線を径方向に適切に引き伸ばした上で、異相のコイルエンド部が径方向に交互に重ね合わされるようにステータ形状を模擬した治具等で誘導しながら組み合わせる。その後に引き伸ばした巻線を径方向に圧縮し機械的または熱的な処理により形状固定する。

コイルエンド部５２において、Ｕ相コイル５Ｕのエンド部を構成する第２部分４１２２及び第４部分４２２２とＶ相コイル５Ｖのエンド部を構成する第２部分４１２２及び第４部分４２２２とが径方向に交互に配置されるように、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとが重ね合わせられることにより、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとのコイルセット３１が製造される。同様に、コイルエンド部５２において、Ｖ相コイル５Ｖのエンド部を構成する第２部分４１２２及び第４部分４２２２とＷ相コイル５Ｗのエンド部を構成する第２部分４１２２及び第４部分４２２２とが径方向に交互に配置されるように、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとが重ね合わせられることにより、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとのコイルセット３２が製造される。コイルエンド部５２において、Ｗ相コイル５Ｗのエンド部を構成する第２部分４１２２及び第４部分４２２２とＵ相コイル５Ｕのエンド部を構成する第２部分４１２２及び第４部分４２２２とが径方向に交互に配置されるように、Ｗ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとが重ね合わせられることにより、Ｗ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとのコイルセット３３が製造される（工程ＰＲ１）。

コイルセット３１、コイルセット３２、及びコイルセット３３のそれぞれのコイルエンド部５２が、第２部分４１２２及び第４部分４２２２を有する。コイルセット３１、コイルセット３２、及びコイルセット３３が製造された後、コイルセット３１、コイルセット３２、及びコイルセット３３のそれぞれが、径方向内側からスロット９に挿入される。第１コイル片４１の第２部分４１２２及び第２コイル片４２の第４部分４２２２がステータコア４から軸方向に突出するように、ステータコア４に、Ｕ相コイル５Ｕ、Ｖ相コイル５Ｖ、及びＷ相コイル５Ｗのそれぞれが装着される。

図３に示したように、コイルセット３３はコイルセット３２の周方向一方側に配置され、コイルセット３２はコイルセット３１の周方向一方側に配置される。複数のスロット９のそれぞれにコイルセンター部５１が１つずつ配置される（工程ＰＲ２）。

コイルセット３１、コイルセット３２、及びコイルセット３３のそれぞれがスロット９に挿入された後、複数のコイル５が結線部材により接続される（工程ＰＲ３）。

前記コイル製造工程における中途において、コイルとステータ間、同相または異相コイル間における適切な絶縁処理を行う。

以上により、ステータ２が製造される。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、コイル５は、第１コイル片４１と、第１コイル片４１に連結される第２コイル片４２とを備える。第１コイル片４１のエンド部４１２は、第１部分４１２１と、第１部分４１２１の幅Ｈ１よりも小さい幅Ｈ２の第２部分４１２２とを含む。第２コイル片４２のエンド部４２２は、第３部分４２２１と、第３部分４２２１の幅Ｈ３よりも小さい幅Ｈ４の第４部分４２２２とを含む。コイルエンド部５２において、第１コイル片４１の第２部分４１２２と第２コイル片４２の第４部分４２２２とは、軸方向に配置される。これにより、コイルエンド部５２の大きさを抑制することができる。

例えばコイル５のエンド部の軸方向の寸法が均一である場合、コイルエンド部５２において複数のコイル５が重複すると、コイルエンド部５２が大きくなってしまう。コイルエンド部５２は、モータ１のトルクの発生に寄与しない。そのため、コイルエンド部５２が大きくなると、モータ１が発生するトルクが大きくならないにもかかわらず、モータ１が大型化してしまう。その結果、モータ１のトルク密度が低下してしまう。トルク密度とは、モータ１が発生可能なトルクをモータ１の質量又は体積で除した値をいう。トルク密度は大きい方が好ましい。

本実施形態によれば、コイルエンド部５２において、２つのコイル５の第２部分４１２２と第４部分４２２２とが軸方向に配置される。また、コイルエンド部５２において、第１部分４１２１及び第３部分４２２１は、他のコイル５の軸方向に配置されない。そのため、コイルエンド部５２が大きくなってしまうことが抑制される。したがって、モータ１の大型化が抑制される。

本実施形態において、第２部分４１２２は、第１部分４１２１の軸方向一方側の端部に直列又は並列で接続され、第４部分４２２２は、第３部分４２２１の軸方向他方側の端部に直列又は並列で接続される。また、本実施形態においては、軸方向一方側の第１部分４１２１の端面と第２部分４１２２の端面とは同一面内に配置され、軸方向他方側の第３部分４２２１の端面と第４部分４２２２の端面とは同一面内に配置される。そのため、第２部分４１２２は、第２コイル片４２の凹部４２３に配置され、第４部分４２２２は、第１コイル片４１の凹部４１３に配置される。第２部分４１２２は、第２コイル片４２の凹部４２３に配置され、第４部分４２２２は、第１コイル片４１の凹部４１３に配置されることにより、コイルエンド部５２において軸方向に突出する部分が無くなるため、モータ１の大型化が抑制される。

第１コイル片４１は、曲折部４１４を有する。曲折部４１４により、第１コイル片４１のセンター部４２１Ａは、径方向及び周方向のそれぞれにおいて第１コイル片４１のエンド部４１２の少なくとも一部と重複する。これにより、コイルセンター部５１において、第１コイル片４１と第２コイル片４２とが径方向に交互に配置された場合、占積率が向上する。

第２コイル片４２は、曲折部４２４を有する。曲折部４２４により、第１コイル片４１の第２部分４１２２と第２コイル片４２の第４部分４２２２とは、径方向及び周方向のそれぞれにおいて重複する。これにより、コイルエンド部５２の大きさが抑制される。

幅Ｈ１と幅Ｈ３とは同一であり、幅Ｈ２と幅Ｈ４とは同一であり、幅Ｈ１及び幅Ｈ３は、幅Ｈ２及び幅Ｈ４よりも大きい。本実施形態において、幅Ｈ１及び幅Ｈ３は、幅Ｈ２及び幅Ｈ４の２倍である。これにより、第２部分４１２２が第２コイル片４２の凹部４２３に配置され、第４部分４２２２が第１コイル片４１の凹部４１３に配置された状態で、コイルエンド部５２において軸方向に突出する部分の発生が抑制される。

第１コイル片４１の厚さＤ１は均一であり、第２コイル片４２の厚さＤ２は均一である。そのため、第１コイル片４１及び第２コイル片４２は、効率良く製造される。

本実施形態において、モータ１は、（１）式及び（２）式の条件を満足する。７極１２スロットのモータ１においては、２スロットピッチでコイル５を配置することができる。そのため、コイルエンド部５２の大きさを抑制することができる。

例えば３スロットピッチでコイルが配置される場合、コイルエンド部において３つのコイルが重複することとなる。その結果、コイルエンド部が大きくなってしまう。本実施形態によれば、コイルエンド部５２において重複するコイル５は２つである。そのため、コイルエンド部５２が大きくなってしまうことが抑制される。したがって、モータ１の大型化が抑制される。

また、例えば１スロットピッチで配置されるコイルを有するモータよりも、２スロットピッチで配置されるコイル５を有するモータ１の方が、大きいトルクを発生できる。すなわち、２スロットピッチでコイルが配置されることにより、モータ１は十分なトルクを発生することができる。そのため、モータ１のトルク密度の低下が抑制される。

また、３スロットピッチのコイルピッチよりも２スロットピッチのコイルピッチＩｃの方が小さい。そのため、本実施形態によれば、３スロットピッチに比べて、コイル５の相抵抗が低減される。そのため、モータ１の性能の低下が抑制される。

また、本実施形態においては、７極１２スロットが採用されることにより、２つのコイル５を組み合わせたコイルセットを成形した後、コイルセットを径方向内側からスロット９に挿入することができる。本実施形態によれば、例えば分割ステータコアを採用しなくても、ボビン状に巻かれた成形済のコイル５（コイルセット）をステータコア４のスロット９に挿入することができる。したがって、モータ１を容易に製造することができる。

本実施形態において、ティース１０は、端面１０Ａ及び端面１０Ｂが２つのコイル５に対向する第１ティース１０１と、端面１０Ａ及び端面１０Ｂが１つのコイル５に対向する第２ティース１０２と、端面１０Ａ及び端面１０Ｂがコイル５に対向しない第３ティース１０３とを含む。第１ティース１０１は、２つのコイル５の開口１１の内側に配置される。第２ティース１０２は、１つのコイル５の開口１１の内側に配置される。第３ティース１０３は、コイル５の開口１１の内側に配置されない。周方向において、第１ティース１０１の寸法Ｒ１が最も小さく、第１ティース１０１に次いで第２ティース１０２の寸法Ｒ２が小さく、第３ティース１０３の寸法Ｒ３が最も大きい。本発明者は、第１ティース１０１と第２ティース１０２と第３ティース１０３とが［Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３］の条件を満足することにより、モータ１が発生するトルクが向上することを見出した。これは、［Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３］の条件を満足するようにステータ２を設計すると、漏れ磁束が少なくなり、磁束が適切に流通することができると考えられる。［Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３］の条件を満足することにより、モータ１は、大きいトルクを発生することができる。

ロータ３の回転において、コイル５の２つのコイルセンター部５１と、隣り合う２つのロータコアピース７とが対向するように、コイルピッチＩｃと極ピッチＩｐとが定められることにより、モータ１は適正にトルクを発生することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

図１４は、本実施形態に係るコイルセット３１を示す斜視図である。図１５は、本実施形態に係るコイルセット３１を示す平面図である。コイルセット３１は、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖを含む。

上述の実施形態と同様、コイル５は、板状の第１コイル片４１と、第１コイル片４１に連結される板状の第２コイル片４２とを備える。Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖのそれぞれが、第１コイル片４１及び第２コイル片４２により構成される。なお、図１４及び図１５には示されていないが、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖと同様に、Ｗ相コイル５Ｗは、第１コイル片４１及び第２コイル片４２により構成される。

Ｕ相コイル５Ｕは、螺旋状の第１コイル片４１Ｕ及び螺旋状の第２コイル片４２Ｕにより構成される。Ｖ相コイル５Ｖは、螺旋状の第１コイル片４１Ｖ及び螺旋状の第２コイル片４２Ｖにより構成される。Ｕ相コイル５Ｕの一部の間に、Ｖ相コイル５Ｖの一部が配置される。Ｕ相コイル５Ｕの一部とＶ相コイル５Ｖの一部とは径方向に交互に配置される。Ｕ相コイル５Ｕの間にＶ相コイル５Ｖの一部が配置されることにより、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとが連結され、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとのコイルセット３１が形成される。

同様に、Ｗ相コイル５Ｗは、螺旋状の第１コイル片４１Ｗ及び螺旋状の第２コイル片４２Ｗにより構成される。Ｖ相コイル５Ｖの間にＷ相コイル５Ｗの一部が配置されることにより、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとが連結され、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとのコイルセット３２が形成される。Ｗ相コイル５Ｗの間にＵ相コイル５Ｕの一部が配置されることにより、Ｗ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとが連結され、Ｗ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとのコイルセット３３が形成される。ステータコア４は、コイルセット３１、コイルセット３２、及びコイルセット３３のそれぞれを支持する。

次に、コイルセット３１の製造方法について説明する。コイルセット３１を製造する場合、まず、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖのそれぞれが製造される。

図１６、図１７、及び図１８のそれぞれは、Ｕ相コイル５Ｕの製造方法を説明するための図である。Ｕ相コイル５Ｕは、螺旋状の第１コイル片４１Ｕと螺旋状の第２コイル片４２Ｕとを連結することにより製造される。Ｖ相コイル５Ｖは、螺旋状の第１コイル片４１Ｖと螺旋状の第２コイル片４２Ｖとを連結することにより製造される。図１６は、本実施形態に係る第１コイル片４１Ｕを示す斜視図である。図１７は、本実施形態に係る第２コイル片４２Ｕを示す斜視図である。図１８は、本実施形態に係るＵ相コイル５Ｕを示す斜視図である。

図１６に示すように、第１コイル片４１Ｕは、厚さＤ１の板状の部材である。厚さＤ１とは、第１コイル片４１Ｕの径方向の寸法をいう。第１コイル片４１Ｕの厚さＤ１は均一である。

エンド部４１２は、センター部４１１Ａの軸方向一方側の端部とセンター部４１１Ｂの軸方向一方側の端部とを接続するエンド部４１２Ａと、センター部４１１Ａの軸方向他方側の端部とセンター部４１１Ｂの軸方向他方側の端部とを接続するエンド部４１２Ｂとを含む。

センター部４１１Ｂは、軸方向の中間部で分離する。センター部４１１Ｂは、センター部４１２Ａに接続されるセンター上部４１１Ｂａと、センター部４１２Ｂに接続されるセンター下部４１１Ｂｂとを含む。

エンド部４１２の幅Ｈ１は、均一である。幅Ｈ１とは、エンド部４１２の軸方向の寸法をいう。

第１コイル片４１Ｕは、曲折部４１４を有する。曲折部４１４は、センター部４１１Ａの軸方向一方側の端部とエンド部４１２Ａとの間に設けられる曲折部４１４Ａと、センター部４１１Ａの軸方向他方側の端部とエンド部４１２Ｂとの間に設けられる曲折部４１４Ｂと、エンド部４１２Ａの周方向他方側の端部とセンター上部４１１Ｂａとの間に設けられる曲折部４１４Ｃとを有する。

曲折部４１４Ａにより、センター部４１１Ａは、エンド部４１２Ａよりも径方向外側に配置される。曲折部４１４Ｂにより、エンド部４１２Ｂは、センター部４１１Ａよりも径方向内側に配置される。曲折部４１４Ｃにより、センター上部４１１Ｂａは、エンド部４１２Ａ、センター下部４１１Ｂｂ、及びエンド部４１２Ｂよりも径方向内側に配置される。

図１７に示すように、第２コイル片４２Ｕは、第１コイル片４１Ｕと同等の形状である。第２コイル片４２Ｕは、第１コイル片４１Ｕを径方向に反転させたものである。第２コイル片４２Ｕは、厚さＤ１の板状の部材である。

エンド部４２２は、センター部４２１Ａの軸方向一方側の端部とセンター部４２１Ｂの軸方向一方側の端部とを接続するエンド部４２２Ａと、センター部４２１Ａの軸方向他方側の端部とセンター部４２１Ｂの軸方向他方側の端部とを接続するエンド部４２２Ｂとを含む。

センター部４２１Ｂは、軸方向の中間部で分離する。センター部４２１Ｂは、センター部４２２Ａに接続されるセンター上部４２１Ｂａと、センター部４２２Ｂに接続されるセンター下部４２１Ｂｂとを含む。

エンド部４２２の幅Ｈ１は、均一である。幅Ｈ１とは、エンド部４２２の軸方向の寸法をいう。

第２コイル片４２Ｕは、曲折部４２４を有する。曲折部４２４は、センター部４２１Ａの軸方向一方側の端部とエンド部４２２Ａとの間に設けられる曲折部４２４Ａと、センター部４２１Ａの軸方向他方側の端部とエンド部４２２Ｂとの間に設けられる曲折部４２４Ｂと、エンド部４２２Ｂの周方向他方側の端部とセンター下部４２１Ｂｂとの間に設けられる曲折部４２４Ｃとを有する。

曲折部４２４Ａにより、センター部４２１Ａは、エンド部４２２Ａよりも径方向内側に配置される。曲折部４２４Ｂにより、エンド部４２２Ｂは、センター部４２１Ａよりも径方向外側に配置される。曲折部４２４Ｃにより、センター下部４２１Ｂｂは、エンド部４２２Ｂ、センター上部４２１Ｂａ、及びエンド部４２２Ａよりも径方向外側に配置される。

図１８に示すように、第１コイル片４１Ｕと第２コイル片４２Ｕとが連結されることにより、Ｕ相コイル５Ｕが形成される。コイルエンド部５２において、第１コイル片４１Ｕのエンド部４１２と第２コイル片４２Ｕのエンド部４２２の少なくとも一部とは、軸方向に配置される。コイルエンド部５２において、第１コイル片４１Ｕのエンド部４１２と第２コイル片４２Ｕのコイルエンド部４２２とは、径方向及び周方向のそれぞれにおいて重複する。第１コイル片４１Ｕのエンド部４１２の直下に第２コイル片４２Ｕのエンド部４２２が配置される。

コイルエンド部５２において、エンド部４１２とエンド部４２２とは、軸方向に配置された状態で、径方向に複数配置される。

コイルセンター部５１において、第１コイル片４１と第２コイル片４２とは、径方向に交互に配置される。

第１コイル片４１のセンター部４１１Ａと第２コイル片４２のセンター部４２１Ａとは、径方向に交互に配置される。

第１コイル片４１のセンター上部４１１Ｂａと第２コイル片４２のセンター上部４２１Ｂａとは、径方向に交互に配置される。第１コイル片４１のセンター下部４１１Ｂｂと第２コイル片４２のセンター下部４２１Ｂｂとは、径方向に交互に配置される。

本実施形態において、第１コイル片４１のセンター下部４１１Ｂｂの端面と第２コイル片４２のセンター上部４２１Ｂａの端面とが接続され、第１コイル片４１のセンター上部４１１Ｂａの端面と第２コイル片４２のセンター下部４２１Ｂｂの端面とが接続される。これにより、Ｕ相コイル５Ｕは螺旋状に巻かれる。

Ｕ相コイル５Ｕと同様、Ｖ相コイル５Ｖは、第１コイル片４１Ｖと、第１コイル片４１Ｖに連結される第２コイル片４２Ｖとを備えるＶ相コイル５Ｖの製造方法は、Ｕ相コイル５Ｕの製造方法と同様である。Ｖ相コイル５Ｖの製造方法の説明は省略する。

Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖのそれぞれが製造された後、螺旋状のＵ相コイル５Ｕの間に、Ｖ相コイル５Ｖの一部が配置される。図１５に示すように、コイルエンド部５２において、Ｕ相コイル５Ｕのエンド部を構成するエンド部４１２及びエンド部４２２と、Ｖ相コイル５Ｖのエンド部を構成するエンド部４１２及びエンド部４２２とは、径方向に交互に配置される。Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとが連結されることにより、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとのコイルセット３１が製造される。同様に、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとのコイルセット３２、及びＷ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとのコイルセット３３が製造される。

以上により、ステータ２が製造される。

以上説明したように、本実施形態においても、第１コイル片４１のエンド部４１２と第２コイル片４２のエンド部４２２とが軸方向に配置される。これにより、コイルエンド部５２の大きさを抑制することができる。

＜変形例＞
次に、本実施形態に係るコイルセット３１の製造方法の変形例について説明する。図１９、図２０、及び図２１のそれぞれは、Ｕ相コイル５Ｕの製造方法を説明するための図である。図１９は、本実施形態の変形例に係る第１コイル片４１Ｕを示す斜視図である。図２０は、本実施形態の変形例に係る第２コイル片４２Ｕを示す斜視図である。図２１は、本実施形態の変形例に係るＵ相コイル５Ｕを示す斜視図である。

図１９に示すように、第１コイル片４１Ｕは、センター部４１１と、エンド部４１２とを有する。センター部４１１は、センター部４１１Ａと、センター部４１１Ａよりも周方向他方側の端部に配置されるセンター部４１１Ｂとを含む。エンド部４１２は、センター部４１１Ａの軸方向一方側の端部とセンター部４１１Ｂの軸方向一方側の端部とを接続するエンド部４１２Ａと、センター部４１１Ａの軸方向他方側の端部とセンター部４１１Ｂの軸方向他方側の端部とを接続するエンド部４１２Ｂとを含む。

第１コイル片４１Ｕの曲折部４１４は、センター部４１１Ａの軸方向一方側の端部とエンド部４１２Ａとの間に設けられる曲折部４１４Ａと、センター部４１１Ａの軸方向他方側の端部とエンド部４１２Ｂとの間に設けられる曲折部４１４Ｂと、エンド部４１２Ａの周方向他方側の端部とセンター上部４１１Ｂａとの間に設けられる曲折部４１４Ｃとを有する。

曲折部４１４Ａにより、センター部４１１Ａは、エンド部４１２Ａよりも径方向内側に配置される。曲折部４１４Ｂにより、エンド部４１２Ｂは、センター部４１１Ａよりも径方向外側に配置される。曲折部４１４Ｃにより、センター上部４１１Ｂａは、エンド部４１２Ａ、センター下部４１１Ｂｂ、及びエンド部４１２Ｂよりも径方向内側に配置される。

図２１に示すように、第２コイル片４２Ｕは、第１コイル片４１Ｕと同等の形状である。第２コイル片４２Ｕは、第１コイル片４１Ｕを径方向に反転させたものである。

第２コイル片４２Ｕは、センター部４２１と、エンド部４２２とを有する。センター部４２１は、センター部４２１Ａと、センター部４２１Ａよりも周方向他方側の端部に配置されるセンター部４２１Ｂとを含む。エンド部４２２は、センター部４２１Ａの軸方向一方側の端部とセンター部４２１Ｂの軸方向一方側の端部とを接続するエンド部４２２Ａと、センター部４２１Ａの軸方向他方側の端部とセンター部４２１Ｂの軸方向他方側の端部とを接続するエンド部４２２Ｂとを含む。

第２コイル片４２Ｕの曲折部４２４は、センター部４２１Ａの軸方向一方側の端部とエンド部４２２Ａとの間に設けられる曲折部４２４Ａと、センター部４２１Ａの軸方向他方側の端部とエンド部４２２Ｂとの間に設けられる曲折部４２４Ｂと、エンド部４２２Ｂの周方向他方側の端部とセンター下部４２１Ｂｂとの間に設けられる曲折部４２４Ｃとを有する。

曲折部４２４Ａにより、センター部４２１Ａは、エンド部４２２Ａよりも径方向外側に配置される。曲折部４２４Ｂにより、エンド部４２２Ｂは、センター部４２１Ａよりも径方向内側に配置される。曲折部４２４Ｃにより、センター下部４２１Ｂｂは、エンド部４２２Ｂ、センター上部４２１Ｂａ、及びエンド部４２２Ａよりも径方向外側に配置される。

図２１に示すように、第１コイル片４１Ｕと第２コイル片４２Ｕとが連結されることにより、Ｕ相コイル５Ｕが形成される。コイルエンド部５２において、第１コイル片４１Ｕのエンド部４１２と第２コイル片４２Ｕのエンド部４２２の少なくとも一部とは、軸方向に配置される。コイルエンド部５２において、第１コイル片４１Ｕのエンド部４１２と第２コイル片４２Ｕのコイルエンド部４２２とは、径方向及び周方向のそれぞれにおいて重複する。第１コイル片４１Ｕのエンド部４１２の直下に第２コイル片４２Ｕのエンド部４２２が配置される。

Ｕ相コイル５Ｕと同様、Ｖ相コイル５Ｖは、第１コイル片４１Ｖと、第１コイル片４１Ｖに連結される第２コイル片４２Ｖとを備えるＶ相コイル５Ｖの製造方法は、Ｕ相コイル５Ｕの製造方法と同様である。Ｖ相コイル５Ｖの製造方法の説明は省略する。
［その他の実施形態］

図２２は、本実施形態に係るスロット９を模式的に示す図である。図２２に示すように、回転軸ＡＸと直交する断面において、第１スロット９１の内面９１Ａと第２スロット９２の内面９２Ａと第３スロット９３の内面９３Ａと第４スロット９４の内面９４Ａとは平行に近い形状である。スロット９の内面とは、軸方向及び径方向のそれぞれに延伸し、コイル５の開口１１の内周面と対向する面をいう。

上述のように、例えばスロット９にコイルセット３１を挿入する場合、第１スロット９１は、Ｕ相コイル５Ｕの他方のコイルセンター部５１が配置され、第２スロット９２には、Ｖ相コイル５Ｖの他方のコイルセンター部５１が配置され、第３スロット９３には、Ｕ相コイル５Ｕの一方のコイルセンター部５１が配置され、第４スロットには、Ｖ相コイル５Ｖの一方のコイルセンター部５１が配置される。第１スロット９１の内面９１Ａと第２スロット９２の内面９２Ａと第３スロット９３の内面９３Ａと第４スロット９４の内面９４Ａとが平行に近い形状のため、コイルセット３１はスロット９に円滑に挿入される。

なお、上述の実施形態においては、モータ１がセグメント型スイッチトリラクタンスモータであることとした。モータ１は極歯が設けられたスイッチトリラクタンスモータ(Switched Reluctance Motor)でもよいし、シンクロナスリラクタンスモータ（Synchronous Reluctance Motor）でもよいし、フラックススイッチングモータ（Flux Switching Motor）でもよいし、永久磁石モータモータ（Permanent Magnet Motor）でもよいし、誘導モータ（Induction Motor）でもよいし、アキシャルギャップモータでもよいし、リニアアクチュエータでもよい。

上述の実施形態においては、モータ１は３相モータであることとした。モータ１は４相モータでもよい。その場合は、前記ロータの極数をＰ、前記ステータコアのスロット数をＳ、自然数をＮとしたとき、
Ｐ＝５×Ｎ、
Ｓ＝８×Ｎ、
の条件を満足する。

１…モータ、２…ステータ、３…ロータ、４…ステータコア、４Ａ…第１端面、４Ｂ…第２端面、４Ｓ…内周面、４Ｔ…外周面、５…コイル、５Ｕ…Ｕ相コイル、５Ｖ…Ｖ相コイル、５Ｗ…Ｗ相コイル、６…ロータホルダ、７…ロータコアピース、８…シャフト、９…スロット、９Ａ…開口部、９Ｂ…開口部、９Ｍ…開口部、１０…ティース、１０Ａ…端面、１０Ｂ…端面、１１…開口、３１…コイルセット、３２…コイルセット、３３…コイルセット、４１…第１コイル片、４１Ｕ…第１コイル片、４１Ｖ…第１コイル片、４１Ｗ…第１コイル片、４２…第２コイル片、４２Ｕ…第２コイル片、４２Ｖ…第２コイル片、４２Ｗ…第２コイル片、５１…コイルセンター部、５２…コイルエンド部、９１…第１スロット、９１Ａ…内面、９２…第２スロット、９２Ａ…内面、９３…第３スロット、９３Ａ…内面、９４…第４スロット、９４Ａ…内面、１０１…第１ティース、１０２…第２ティース、１０３…第３ティース、４１１…センター部、４１１Ａ…センター部、４１１Ｂ…センター部、４１２…エンド部、４１２Ａ…エンド部、４１２Ｂ…エンド部、４１３…凹部、４１４…曲折部（第１曲折部）、４１４Ａ…曲折部、４１４Ｂ…曲折部、４２１…センター部、４２１Ａ…センター部、４２１Ｂ…センター部、４２２…エンド部、４２２Ａ…エンド部、４２２Ｂ…エンド部、４２３…凹部、４２４…曲折部（第２曲折部）、４２４Ａ…曲折部、４２４Ｂ…曲折部、４１２１…第１部分、４１２２…第２部分、４２２１…第３部分、４２２２…第４部分、ＡＸ…回転軸、Ｄ１…厚さ、Ｄ２…厚さ、Ｉｃ…コイルピッチ、Ｉｐ…極ピッチ、Ｒ１…寸法、Ｒ２…寸法、Ｒ３…寸法、ＲＳ…対象物。

Claims

第１コイル片と、
前記第１コイル片に連結される第２コイル片と、を備え、
前記第１コイル片及び前記第２コイル片のそれぞれは、ステータコアのスロットに配置されるセンター部と、前記ステータコアから軸方向に突出するエンド部と、を有し、
前記センター部よりも軸方向一方側のコイルエンド部において、前記第１コイル片の前記エンド部と前記第２コイル片の前記エンド部の少なくとも一部とは、軸方向の異なる位置に配置される、
コイル。
前記エンド部の軸方向の寸法を幅とした場合、前記第１コイル片の前記エンド部は、第１部分と、前記第１部分の幅よりも小さい幅の第２部分とを含み、
前記センター部よりも軸方向一方側の前記第２コイル片の前記エンド部は、第３部分と、前記第３部分の幅よりも小さい幅の第４部分とを含み、
前記コイルエンド部において、前記第１コイル片の前記第２部分と前記第２コイル片の前記第４部分とは、軸方向の異なる位置に配置される、
請求項１に記載のコイル。
前記第２部分は、前記第１部分の軸方向一方側の端部に直列又は並列で接続され、
前記第４部分は、前記第３部分の軸方向他方側の端部に直列又は並列で接続される、
請求項２に記載のコイル。
前記軸方向一方側の前記第１部分の端面と前記第２部分の端面とは同一面内に配置され、
前記軸方向他方側の前記第３部分の端面と前記第４部分の端面とは同一面内に配置される、
請求項３に記載のコイル。
前記第１コイル片は、前記第２部分と前記第１コイル片の前記センター部との間に径方向に曲がる第１曲折部を有し、
コイルセンター部において、前記第１コイル片と前記第２コイル片とは、径方向に交互に配置される、
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のコイル。
前記第２コイル片は、前記第３部分と前記第４部分との間に径方向に曲がる第２曲折部を有し、
コイルエンド部において、前記第１部分と前記第３部分とは、径方向に交互に配置される、
請求項２から請求項５のいずれか一項に記載のコイル。
前記第１部分の幅と前記第３部分の幅とは同一であり、
前記第２部分の幅と前記第４部分の幅とは同一であり、
前記第１部分の幅は、前記第２部分の幅よりも大きい、
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載のコイル。
ステータコアと、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のコイルと、を備える、
ステータ。
前記コイルは、第１相コイルと第２相コイルと第３相コイルとを含み、
前記第１相コイルの間に前記第２相コイルの一部が配置され、前記第２相コイルの間に前記第１相コイルの一部が配置されることにより、前記第１相コイルと前記第２相コイルとのコイルセットが形成され、
前記第２相コイルの間に前記第３相コイルの一部が配置され、前記第３相コイルの間に前記第２相コイルの一部が配置されることにより、前記第２相コイルと前記第３相コイルとのコイルセットが形成され、
前記第３相コイルの間に前記第１相コイルの一部が配置され、前記第１相コイルの間に前記第３相コイルの一部が配置されることにより、前記第３相コイルと前記第１相コイルとのコイルセットが形成され、
コイルエンド部において、前記第１相コイルのエンド部と前記第２相コイルのエンド部とが、径方向に交互に配置され、前記第２相コイルのエンド部と前記第３相コイルのエンド部とが、径方向に交互に配置され、前記第３相コイルのエンド部と前記第１相コイルのエンド部とが、径方向に交互に配置される、
請求項８に記載のステータ。
前記ステータコアは、隣り合う前記スロットの間に配置されるティースを有し、
前記コイルは、２スロットピッチで前記ティースの周囲に配置される、
請求項８又は請求項９に記載のステータ。
請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のステータと、
前記ステータコアの内側に配置されるロータと、を備え、
前記ロータの極数をＰ、前記ステータコアのスロット数をＳ、自然数をＮとしたとき、
Ｐ＝７×Ｎ、
Ｓ＝１２×Ｎ、
の条件を満足する、
モータ。
第１コイル片のエンド部と第２コイル片のエンド部の少なくとも一部とがステータコアのスロットに配置される前記第１コイル片及び前記第２コイル片のそれぞれのセンター部よりも軸方向一方側において軸方向の異なる位置に配置されるように前記第１コイル片と前記第２コイル片とを接続してコイルを形成することと、
前記エンド部が前記ステータコアから軸方向一方側に突出するように前記ステータコアに前記コイルを装着することと、を含む、
ステータの製造方法。