KR20120014221A - 다층 권취 코일, 스테이터 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

다층 권취 코일, 스테이터 및 그 제조 방법의 제공시에, 적층 강판으로 이루어지는 스테이터 코어와, 스테이터 코어에 형성되는 티스부에 권취되고, 스테이터 코어의 주위 방향에 대하여 복수의 층이 형성된 코일을 구비하는 스테이터에 있어서, 코일은 스테이터 코어의 직경 방향에 인접하는 도체의 수와 스테이터 코어의 주위 방향에 인접하는 도체의 수와 비교하여, 수가 적은 방향으로 권취 진행하고, 수가 적은 방향의 단부에서 되접어 권취함으로써, 인접하는 도체의 전위차를 저감시켜, 절연 피복막을 얇게 해도 인접하는 도체끼리의 절연을 확보하는 것이 가능해진다.

Description

다층 권취 코일, 스테이터 및 그 제조 방법 {MULTILAYERED WOUND COIL, STATOR, AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}

본 발명은, 모터에 사용하는 스테이터에 코일을 권취하는 기술에 관한 것이며, 상세하게는 도선을 사용한 코일을 다층으로 형성하는 기술에 관한 것이다.

차량 탑재용의 모터 중, 차의 구동에 사용하는 모터는, 소형화와 고출력화가 요구되고 있다. 이로 인해, 점적률의 향상에 유리한 평각 도체를 코일에 사용하는 것이 검토되고 있다.

단, 평각 도체를 코일로서 사용하는 경우에는, 평각 도체의 단면적이 넓기 때문에 코일 형상으로 권취하는 것이 곤란하다. 또한, 평각 도체의 단면적을 넓힘으로써 전류 밀도를 올리는 것은 가능하지만, 와전류의 문제가 발생한다. 이로 인해, 평각 도체를 권취하여 코일을 형성할 때에 있어서, 다양한 검토가 이루어지고 있다.

특허문헌 1에는, 평각선 구조, 평각선의 권선 방법 및 권선 장치에 대한 기술이 개시되어 있다.

평각 도체를 사용하여 형성하는 경우에, 다층 권취로 하면 권선기를 사용하는 방식이므로 권취 중에 평각선이 가로로 어긋나는 문제가 있다. 이 문제를 해소하기 위해, 특허문헌 1에서는 평각 도체의 일부에 오목 형상 또는 볼록 형상의 보유 지지부를 형성하여 권취하고 있다. 이렇게 함으로써, 평각 도체 상에 감기는 2층째 이후의 평각 도체의 어긋남을 방지하는 것이 가능해진다.

특허문헌 2에는, 전동기의 권선 구조와 그 권선 방법 및 그 권선 장치에 관한 기술이 개시되어 있다.

스테이터 코어에 구비하는 티스에, 티스의 중심을 통과하는 직선에 대하여, 평각 도체의 단면이 소정의 각도만큼 기울어지도록 위치 결정하는 위치 결정 수단을 구비하고, 평각 도체를 다층으로 권취하여 코일을 형성한다. 이 위치 결정 수단은 인슐레이터의 표면에 요철을 형성함으로써, 평각 도체를 인슐레이터의 요철을 따르게 하여 비스듬하게 기울여 보유 지지하고 있다. 이와 같이 평각 도체를, 평각 도체의 위치 어긋남을 방지하는 것이 가능해진다.

특허문헌 3에는, 회전 전기 기계의 고정자 구조 및 그 제조 방법에 대한 기술이 개시되어 있다.

스테이터 코어에 구비하는 티스에 대하여, 평각 도체를 페어로 권취함으로써 2층의 코일을 형성한다. 이때, 각 티스에 공급하는 평각 도체의 수:P, 스테이터 전체의 슬롯수:T, 중성점:S로 하였을 때에, T=3×S×P×N의 관계를 만족하는 N개 걸러 간격으로, 티스의 사이의 권선이 비틀리는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성함으로써, 평각 도체를 사용한 페어 코일을 형성할 수 있어, 순환 전류 등의 손실을 억제하고, 평각 도체 1개당의 단면적을 줄이는 것이 가능해지므로 와전류 등의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 평각 도체를 권취하여 코일을 형성하는 방법에서는, 이하에 예로 든 바와 같은 문제점이 있다.

우선, 기본적으로 스테이터 코어에 구비하는 티스의 근본측으로부터 티스 표면을 따라서 순서대로 스테이터 코어의 직경 방향 내측으로 권취하여, 티스의 선단측에 도달한 부분에서 되접어 2층째를 권취하는 방법을 채용한다. 이것은, 권선기를 사용하여 코일을 권취할 때에 있어서는 가장 일반적인 방법이라고 생각된다.

그러나 이 권취 방법을 사용하면, 2층째의 되접음 부분은 티스의 근본측으로 되고, 1층째의 권취 개시 부분과, 2층째의 권취 종료 부분이 겹치게 된다.

코일에 전류를 흘리면, 권취 개시와 권취 종료의 전위차는 가장 높아지기 때문에, 2층째의 코일의 경우, 1층째의 권취 개시 부분과 2층째의 권취 종료 부분에서는 전위차가 가장 높아진다.

따라서, 이 전위차에 견딜 수 있는 만큼의 절연 피복을 평각 도체에 사용할 필요가 있으므로, 평각 도체에는 두꺼운 절연 피복을 설치할 필요가 있다고 생각된다.

그러나, 절연 피복의 두께가 두꺼워지면, 점적률이 저하되기 때문에 모터의 고출력화의 방해가 될 우려가 있다.

한편, 특허문헌 3의 스테이터에서는 평각 도체의 페어 권취를 하기 때문에, 특허문헌 1 및 특허문헌 2와 같은 문제는 발생하지 않는다. 그러나, 페어 권취를 하기 때문에 권선기의 기구가 복잡해지는 것 외에, 페어 코일의 내주측에 비해 외주측의 코일의 주위 길이가 길어진다. 이 때문에, 저항차가 발생하여 코일의 발열이 커질 우려가 있다.

따라서, 모터의 고출력화의 방해가 될 우려가 있다.

이와 같은, 특허문헌 1 내지 특허문헌 3의 전위차의 문제를 해결하는 방법으로서는, 특허문헌 4에 개시되는 권취 방법을 사용하는 것이 생각된다.

도 10은, 특허문헌 4의 코일의 단면을 도시하고 있다.

코일(200)은 도 10에 도시되는 바와 같이, 2층 4열로 권취된 코일이며, 외층, 내층, 내층, 외층으로 순번대로 권취하여 형성한다. 이와 같이 권취함으로써, 인접하는 도체의 전위차는 4턴분만 차이가 발생되므로, 전위차를 작게 하는 것이 가능해진다.

전위차가 낮아지면, 도체의 주위에 설치하는 절연 피복의 두께도 얇게 하는 것이 가능하며, 코일(200)의 소형화 및 고출력화의 실현이 가능하다.

일본 공개 특허 제2001-359250호 공보 일본 공개 특허 제2007-244115호 공보 일본 공개 특허 제2008-109829호 공보 일본 공개 특허 제2005-85560호 공보

그러나, 특허문헌 4에는 이하에 설명하는 과제가 있다고 생각된다.

도 11에, 코일을 권취하는 제1열을 도시한다. 또한, 도 12에, 코일을 권취하는 제2열을 도시한다.

특허문헌 4의 방법으로 실제로 권취하는 경우, 코일(200)을 권취하는 순서대로 A측, B측, C측, D측으로 하면, 제2층(외측)의 A측으로부터 도선을 권취하고, 제2층의 B측, C측, D측으로 권취하고 나서, 제1층(내측)의 A측으로 이행한다. 그리고, 제1층(내측)의 B측, C측으로 권취하여, D측으로 이행한다. 그리고, 제1층의 D측에서 제1열로부터 제2열에 걸치는 걸침 부분을 형성한다.

그리고, 제2열의 제1층의 A측으로부터 권취하고, 제1층의 B측, C측, D측으로 권취한 후, 제2층의 A측으로 이행한다. 그리고, 제2층의 B측, C측으로 권취한 후가 문제로 된다.

제2열에서는, D측은 이미 권취되어 있으므로, 코일(200)을 2층으로 권취하기 위해서는 제2열의 제2층의 C측에서 제3열에 걸치는 걸침 부분을 형성할 필요가 발생한다.

그러나, A측과 C측에 배치되는 도선은, 스테이터의 슬롯 내에 수납될 필요가 있기 때문에, C측에서 걸침 부분을 형성하면, 슬롯 내의 점적률을 악화시키는 결과로 되게 된다.

즉, 특허문헌 4에 기재된 방법에서는, 2층으로 도선을 권취하여 코일을 형성하였다고 해도, 스테이터의 점적률 향상에 기여하는 것은 곤란하다고 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해, 절연 피복막의 두께를 억제하는 것이 가능한 다층 권취 코일, 스테이터 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 형태에 의한 스테이터는, 이하와 같은 특징을 갖는다.

(1) 티스와 슬롯이 형성된 스테이터 코어와, 상기 슬롯에 삽입되고, 권취된 상태에서 도체가 상기 스테이터 코어의 주위 방향에 대하여 복수의 층(n층)을 이루는 코일을 구비하는 스테이터에 있어서, 상기 코일은, 제1열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 제2열이 내층으로부터 외층을 향하여 권취되고, 제3열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 상기 코일의 상기 슬롯에 삽입되는 삽입 부분의 층수 n에 대해, 적어도 한쪽측의 코일 엔드 부분의 층수가 n+1층 이상인 것을 특징으로 한다.

(2) (1)에 기재된 스테이터에 있어서, 바람직하게는, 상기 코일은, 상기 한쪽측의 코일 엔드의 최내층에, 상기 제1열과 상기 제2열을 연결하는 제1 걸침선부가 형성되고, 상기 한쪽측의 코일 엔드의 최외층에, 상기 제2열과 상기 제3열을 연결하는 제2 걸침선부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

(3) (1) 또는 (2)에 기재된 스테이터에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1 걸침선부 또는 상기 제2 걸침선부 중 적어도 한쪽은, 제1 단부와 제2 단부와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부에 끼워진 레인 체인지부로 이루어지고, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부는, 인접하는 층의 상기 도체를 따라서 형성되고, 상기 레인 체인지부에서 인접하는 열로 상기 도체가 레인 체인지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 형태에 의한 다층 권취 코일은 이하와 같은 특징을 갖는다.

(4) 도체가 권취됨으로써, 복수의 층(n층)을 이루어 권취되는 다층 권취 코일에 있어서, 상기 도체가, 제1열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 제2열이 내층으로부터 외층을 향하여 권취되고, 제3열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 적어도 한쪽측의 코일 엔드의 층수가, n+1층 이상인 것을 특징으로 한다.

(5) (4)에 기재된 코일에 있어서, 바람직하게는, 상기 한쪽측의 코일 엔드의 최내층에, 상기 제1열과 상기 제2열을 연결하는 제1 걸침선부가 형성되고, 상기 한쪽측의 코일 엔드의 최외층에, 상기 제2열과 상기 제3열을 연결하는 제2 걸침선부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

(6) (4) 또는 (5)에 기재된 다층 권취 코일에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1 걸침선부 또는 상기 제2 걸침선부 중 적어도 한쪽은, 제1 단부와 제2 단부와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부에 끼워진 레인 체인지부로 이루어지고, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부는, 인접하는 층의 상기 도체를 따라서 형성되고, 상기 레인 체인지부에서 인접하는 열로 상기 도체가 레인 체인지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 형태에 의한 스테이터의 제조 방법은 이하와 같은 특징을 갖는다.

(7) 스테이터 코어에 형성되는 슬롯부에, 상기 스테이터 코어의 주위 방향에 대하여 복수의 층(n층)으로 되도록 권취된 코일이 삽입되어 구비하는 스테이터의 제조 방법에 있어서, 상기 코일을, 도체를 제1열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 제2열이 내층으로부터 외층을 향하여 권취되고, 제3열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 상기 코일이 적어도 한쪽측의 코일 엔드의 층수 n이, n+1층 이상인 것을 특징으로 한다.

(8) (7)에 기재된 스테이터의 제조 방법에 있어서, 상기 한쪽측의 코일 엔드에 형성된, 인접하는 열끼리를 연결하는 걸침선부를, 성형 지그를 사용하여 상기 코일의 축 방향으로 가압함으로써 형성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의한 스테이터의 일 형태에 의해, 이하와 같은 작용, 효과가 얻어진다.

상기 (1)에 기재되는 발명의 형태는, 티스와 슬롯이 형성된 스테이터 코어와, 슬롯에 삽입되고, 권취된 상태에서 도체가 스테이터 코어의 주위 방향에 대하여 복수의 층(n층)을 이루는 코일을 구비하는 스테이터에 있어서, 코일은, 제1열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 제2열이 내층으로부터 외층을 향하여 권취되고, 제3열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 코일의 슬롯에 삽입되는 삽입 부분의 층수 n에 대해, 적어도 한쪽측의 코일 엔드 부분의 층수가 n+1층 이상이다.

본 발명의 코일은, 예를 들어 스테이터 코어의 주위 방향으로 2층, 스테이터 코어의 직경 방향으로 6열 권취하는 코일을 생각하면, 2층 1열째로부터 권취를 개시한 것으로 하여, 1층 1열째로 권취 진행하고, 그 후, 1층 2열째, 2층 2열째, 2층 3열째, 1층 3열째……로 권취 진행함으로써 형성된다.

그리고, 적어도 한쪽의 코일 엔드에 있어서, 다른 변의 층보다도 층수가 n+1층, 상술한 예에서는 3층 형성되어 있다. 이 점은 특허문헌 4에 개시되어 있지 않다.

본 발명의 방법이면, 2층으로 코일을 형성한 경우에 있어서도, 부분적으로 3층으로 함으로써 모순 없이 2층의 코일을 형성하는 것이 가능해진다. 이것은, 도 12에 도시하는 2층 C측으로부터 3층 D측으로 권취 진행함으로써, 2층 D측의 도선과의 간섭을 피하는 것이 가능해지기 때문이다.

이 결과, 도체에 사용하는 절연 피복은, 2층 1열째와 2층 2열째 사이의 전위차에 대응할 수 있을 만큼의 두께이면 되게 된다. 상술한 스테이터 코어에 구비하는 티스의 근본측으로부터 티스 표면을 따라서 순서대로 스테이터 코어의 직경 방향 내측으로 권취하여, 티스의 선단측에 도달한 부분에서 되접어 2층째를 권취하는 방법으로 코일을 형성하는 예에서 생각하면, 권취 개시로부터 권취 종료까지 100V의 전압을 가한 경우, 이 예의 코일에서는 100V의 전위차에 견딜 필요가 있다. 한편, (1)에 기재된 발명의 스테이터이면, 1턴째와 4턴째가 인접하게 되므로, 상술한 예의 1/3 정도의 전위차에 견디면 되게 된다. 그리고, 턴수가 늘어나면 전위차를 더 작게 할 수 있다.

이와 같이, 도체에 사용하는 절연 피복의 두께를 억제하는 것이 가능해지므로 스테이터 코어에 권취하였을 때에, 점적률의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 절연 피복의 두께가 얇게 됨으로써 단순히 비용 절감을 도모하는 것도 가능하다.

상기 (2)에 기재된 발명의 형태는, (1)에 기재된 스테이터에 있어서, 코일은, 한쪽측의 코일 엔드의 최내층에, 제1열과 제2열을 연결하는 제1 걸침선부가 형성되고, 한쪽측의 코일 엔드의 최외층에, 제2열과 제3열을 연결하는 제2 걸침선부가 형성되는 것이다.

코일의 걸침선부를 코일 엔드에 형성함으로써, 슬롯 내에 삽입되는 삽입 부분에서 도선끼리의 간섭을 회피할 필요가 없어진다. 이로 인해, 슬롯 내의 점적률의 향상을 도모하는 데 공헌한다.

상기 (3)에 기재된 발명의 형태는, (1) 또는 (2)에 기재된 스테이터에 있어서, 제1 걸침선부 또는 제2 걸침선부 중 적어도 한쪽은, 제1 단부와 제2 단부와, 제1 단부와 제2 단부에 끼워진 레인 체인지부로 이루어지고, 제1 단부와 제2 단부는, 인접하는 층의 도체를 따라서 형성되고, 레인 체인지부에서 인접하는 열로 도체가 레인 체인지되는 것이다.

걸침선부에 제1 단부 및 제2 단부를 설치하고, 레인 체인지부에 있어서 인접하는 열로 레인 체인지시킴으로써, 레인 체인지에 의한 도체의 변형의 영향에 의해, 코일의 적층 두께가 증가되는 것을 억제할 수 있다.

2층 권취 이상의 다층을 갖는 코일은, 권취 방법에 따라서는 레인 체인지에 관계되는 턴과 레인 체인지에 관계되지 않는 턴이 인접하여 배열되게 된다. (1)에 기재된 방법으로 권취하는 경우에는, 이 케이스에 해당한다. 이와 같은 경우, 레인 체인지시키기 위해 도체를 변형시키면, 레인 체인지부를 설치한 변에 인접하는 변에까지 레인 체인지의 영향에 의해 도체가 변형되게 되어, 코일의 적층 두께를 증가시키게 되는 결과로 된다.

그러나, 레인 체인지부를 제1 단부와 제2 단부 사이에 설치하는 구성으로 하고, 제1 단부와 제2 단부는, 인접하는 층을 따른 형상을 하고 있음으로써, 레인 체인지부의 도체의 변형의 영향을 인접하는 변에 미치는 것을 억제하는 것이 가능해진다.

이 결과, 코일의 적층 두께가 증가되지 않으므로 스테이터의 점적률의 향상에 기여하는 것이 가능해진다.

또한, 이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의한 코일의 일 형태에 의해, 이하와 같은 작용, 효과가 얻어진다.

상기 (4)에 기재된 발명의 형태는, 도체가 권취됨으로써, 복수의 층(n층)을 이루어 권취되는 다층 권취 코일에 있어서, 도체가, 제1열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 제2열이 내층으로부터 외층을 향하여 권취되고, 제3열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 적어도 한쪽측의 코일 엔드의 층수가, n+1층 이상이다.

따라서, 통전하였을 때에 인접하는 도체끼리의 전위차를 낮게 할 수 있어, 도체에 사용하는 절연 피복의 두께를 얇게 하는 것이 가능한 코일을 실현할 수 있다.

상기 (5)에 기재된 발명의 형태는, (4)에 기재된 코일에 있어서, 한쪽측의 코일 엔드의 최내층에, 제1열과 제2열을 연결하는 제1 걸침선부가 형성되고, 한쪽측의 코일 엔드의 최외층에, 제2열과 제3열을 연결하는 제2 걸침선부가 형성된다.

이로 인해, (3)과 마찬가지로 통전하였을 때에 인접하는 도체끼리의 전위차를 낮게 할 수 있어, 도체에 사용하는 절연 피복의 두께를 얇게 하는 것이 가능한 코일을 실현할 수 있다.

상기 (6)에 기재된 발명의 형태는, (4) 또는 (5)에 기재된 다층 권취 코일에 있어서, 제1 걸침선부 또는 제2 걸침선부 중 적어도 한쪽은, 제1 단부와 제2 단부와, 제1 단부와 제2 단부에 끼워진 레인 체인지부로 이루어지고, 제1 단부와 제2 단부는, 인접하는 층의 도체를 따라서 형성되고, 레인 체인지부에서 인접하는 열로 도체가 레인 체인지되는 것이다.

따라서, (3)에 기재된 스테이터와 마찬가지로, 제1 단부와 제2 단부를 설치하고, 인접하는 열로 도체를 레인 체인지시키는 레인 체인지부는 제1 단부와 제2 단부 사이에 형성되어 있음으로써, 레인 체인지부를 설치한 변과 인접하는 변에, 레인 체인지부에 있어서의 도체의 변형의 영향을 미치지 않고, 결과적으로 코일의 적층 두께를 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의한 스테이터 제조 방법의 일 형태에 의해, 이하와 같은 작용, 효과가 얻어진다.

상기 (7)에 기재된 발명의 형태는, 스테이터 코어에 형성되는 슬롯부에, 스테이터 코어의 주위 방향에 대하여 복수의 층(n층)으로 되도록 권취된 코일이 삽입되어 구비하는 스테이터의 제조 방법에 있어서, 코일을, 도체를 제1열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 제2열이 내층으로부터 외층을 향하여 권취되고, 제3열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 코일이 적어도 한쪽측의 코일 엔드의 층수 n이, n+1층 이상이다.

이와 같은 방법에서, 인접하는 도체끼리의 전위차가 낮은 코일을 형성하고, 스테이터 코어에 삽입함으로써, 점적률이 높은 스테이터의 제조를 가능하게 한다.

상기 (8)에 기재된 발명의 형태는, (7)에 기재된 스테이터의 제조 방법에 있어서, 한쪽측의 코일 엔드에 형성된, 인접하는 열끼리를 연결하는 걸침선부를, 성형 지그를 사용하여 코일의 축 방향으로 가압함으로써 형성하는 것이다.

성형 지그를 사용하여 코일의 축 방향으로 가압하는 제조 방법을 채용함으로써, 코일 권취 장치에 성형 지그를 내장하여 연속적으로 도체를 권취하면서 코일을 형성하는 것이 가능해진다.

도 1은 제1 실시 형태의 코일의 사시도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 코일을 분할형의 스테이터 코어에 삽입하였을 때의 단면도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 스테이터의 사시도이다.
도 4는 제1 실시 형태의 코일의 분해 사시도이다.
도 5는 제1 실시 형태의 코일의 리드측의 단면도이다.
도 6은 제1 실시 형태의 장치 개략도이다.
도 7은 제1 실시 형태의 권취 수순 1의 모식도이다.
도 8은 제1 실시 형태의 권취 수순 2의 모식도이다.
도 9는 제1 실시 형태의 코일과 티스의 관계에 대한 단면도이다.
도 10은 특허문헌 4의 코일의 단면도이다.
도 11은 특허문헌 4의 코일의 제1열을 권취하는 순서를 도시하는 모식도이다.
도 12는 특허문헌 4의 코일의 제2열을 권취하는 순서를 도시하는 모식도이다.
도 13은 제2 실시 형태의 코일의 상면에서 본 도면이다.
도 14는 제2 실시 형태의 코일의 측면 단면도이다.
도 15는 제2 실시 형태의 코일의 측면 단면도이다.
도 16은 제2 실시 형태의 코일의 측면도이다.
도 17은 제2 실시 형태의 레인 체인지부 형성시의 모습을 도시한 모식도이다.
도 18은 비교를 위해 나타낸, 레인 체인지부를 설치하지 않는 코일 권취 방법에 의해 형성한 코일의 사시도이다.
도 19는 비교를 위해 나타낸, 레인 체인지부를 설치하지 않는 코일 권취 방법에 의해 형성한 코일의 모식 단면도이다.

우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해서 설명한다.

(제1 실시 형태)

도 1에, 제1 실시 형태의 코일의 사시도를 도시한다.

도 2에, 코일을 분할형의 스테이터 코어에 삽입하였을 때의 단면도를 도시한다. 또한, 도 2는 설명의 사정상 8턴의 코일로 하고 있다.

도 3에, 스테이터의 사시도를 도시한다.

코일(10)은 평각 도체(20)를 권취하여 형성되어 있다. 평각 도체(20)는, 구리 등의 전기 전도성이 우수한 금속제 선재의 외표면에 절연 피복막(21)을 형성한 선재이며, 단면은 직사각 형상으로 하고 있다.

이 평각 도체(20)를 2층 6열로 권취한 것이 도 1에 도시하는 코일(10)이다.

코일(10)은, 분할 코어 유닛(25)의 직경 방향을 열, 분할 코어 유닛(25)의 주위 방향을 층으로 하면, 2층 6열, 12턴분만큼 평각 도체(20)를 권취하여 형성된다.

스테이터 코어 피스(30)는 분할형의 분할 코어 유닛(25)을 형성하는 부재이며, 전자기 강판을 적층하여 형성되어 있다. 스테이터 코어 피스(30)에는 티스(31)가 형성되고, 스테이터 코어 피스(30)를 원통 형상으로 배열함으로써, 분할 코어 유닛(25)을 형성한다.

티스(31)에는, 인슐레이터(26)를 통하여 코일(10)이 삽입되고, 이 상태에서 스테이터 코어 피스(30)를 원통 형상으로 배열되도록 배치하고, 아우터 링(27)을 스테이터 코어 피스(30)의 외주에 장착함으로써, 스테이터(50)를 형성한다. 또한, 도 3에서는 진동 대책 등의 목적으로 스테이터 코어 피스(30)마다 수지 몰드하고 있다.

다음에, 코일(10)의 권취 수순에 대해서 설명한다.

도 4에, 코일의 분해 사시도를 도시한다.

코일(10)은, 도 4는 도 2와 대비해 보면 알 수 있는 바와 같이, 도 2의 2층 1열째로부터 개시하고 있다. 따라서, 권취 개시부(10A)는 2층 1열째에 배치된다. 또한, 도 2의 평각 도체(20)의 단면의 중앙에 쓰어져 있는 숫자는 턴수이다. 턴수는 후술하는 권취 장치(100)에 의해 코일(10)을 1권취 형성하여, 1턴으로 카운트하고 있다.

코일(10)의 1턴째는, 코일(10)의 외주측인 2층 1열째를 1주 권취하여 형성한다. 그리고, 2턴째는 코일(10)의 내주측인 1층 1열째를 권취한다. 즉, 1턴째로부터 2턴째까지는 분할 코어 유닛(25)의 주위 방향 내측으로 권취 진행하게 된다.

그리고, 코일(10)의 리드측(10X)에서 1층 1열째로부터 1층 2열째에 걸치도록 제1 걸침선부(10C1)를 형성하여, 3턴째로 이행한다.

3턴째는 코일(10)의 내주측인 1층 2열째를 권취한다. 리드측(10X)에서는 2층 2열째로 이행한다. 그리고, 4턴째는 코일(10)의 외주측인 2층 2열째를 권취한다.

그리고, 코일(10)의 리드측(10X)에서 2층 2열째로부터 2층 3열째에 걸치는 제2 걸침선부(10C2)를 형성하여 5턴째로 이행한다. 즉, 2턴째로부터 되접어져, 3턴째와 4턴째는 분할 코어 유닛(25)의 주위 방향 외측으로 권취 진행하게 된다.

5턴째는, 코일(10)의 외주측인 2층 3열째를 권취한다. 그리고, 6턴째는 코일(10)의 내주측인 1층 3열째를 권취한다.

그리고, 코일(10)의 리드측(10X)에서 1층 3열째로부터 1층 4열째에 걸치는 제3 걸침선부(10C3)를 형성하여 7턴째로 이행한다. 즉, 4턴째로부터 되접어져, 5턴째와 6턴째는 분할 코어 유닛(25)의 주위 방향 내측으로 권취 진행하게 된다.

7턴째는, 코일(10)의 내주측인 1층 4열째를 권취한다. 그리고, 8턴째는 코일(10)의 외주측인 2층 4열째를 권취한다.

도 5는, 코일의 리드측의 단면도이다. 도 2의 A 화살표도이다.

상기 수순으로 권취하면, 코일(10)의 리드 반대측(10Y) 및 그 양측면은 평각 도체(20)가 2층으로 형성되어 있지만, 코일(10)의 리드측(10X)은 3층으로 형성된다.

이것은, 도 5에 도시하는 바와 같이 제2 걸침선부(10C2) 및 제4 걸침선부(10C4)가 내측으로 권취되는 평각 도체(20)를 피하기 위해 상측에 형성되고, 제1 걸침선부(10C1), 제3 걸침선부(10C3) 및 제5 걸침선부(10C5)가 외측으로 권취되는 평각 도체(20)를 피하기 위해 하측에 형성될 필요가 있기 때문이다.

이 결과, 코일(10)의 홀수 턴은 2층째에 형성되고, 짝수 턴은 1층째 또는 3층째에 형성된다.

다음에, 코일(10)의 권취 장치에 대해서 간단하게 설명한다.

도 6에, 장치 개략도를 도시한다.

도 7에, 권취 수순 1의 모식 평면도를 도시한다. 도 8에, 권취 수순 2의 모식 평면도를 도시한다.

권취 장치(100)는, 언코일러(140)와, 이송 기구(120)와, 클램퍼(130)와, 권취 기구(150)를 구비하고 있다.

이송 기구(120)는, 평각 도체(20)를 보내는 장치이며, 이송 클램퍼(121)로 평각 도체(20)를 파지한 후, 언코일러(140)로부터 평각 도체(20)를 인출한다. 이송 클램퍼(121)는 서보 모터(122)에 접속되는 볼 나사(123)에 의해 제어되어, 소정량이 이송된다. 클램퍼(130)에는 고정 클램퍼(131)와 이송 롤러(132)가 구비되어 있고, 고정 클램퍼(131)는 이송 클램퍼(121)와 교대로 클램프하는 것으로 된다.

권취 기구(150)에서, 평각 도체(20)를 엣지 와이즈 굽힘 가공하면서, 코일(10)을 형성한다.

내주 지그(151)는 평각 도체(20)의 코일(10)이 형성되었을 때에 내주측으로 되는 면을 보유 지지하는 부재이다. 제1 회전 지그(152) 및 제1 굽힘 지그(154)는, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이 회전 이동함으로써, 평각 도체(20)를 엣지 와이즈 굽힘 가공한다. 제2 회전 지그(153)도 마찬가지로 평각 도체(20)를 엣지 와이즈 굽힘 가공하는 데 사용된다.

제1 가이드(155) 및 제2 가이드(156)는, 평각 도체(20)가 엣지 와이즈 굽힘 가공되었을 때에, 제1 회전 지그(152) 및 제2 회전 지그(153)와 평각 도체(20)가 접촉하는 측과는 반대측의 면을 가이드하는 지그이며, 코일(10)을 권취하는 데 있어서, 적절하게 퇴피가 가능한 구성으로 되어 있다.

상면 서포트(157)는, 코일(10)의 상면을 서포트하는 가이드 부재이며, 코일(10)의 권취가 진행됨에 따라서, 서서히 상승하는 구성으로 되어 있다. 고정 가이드(159)는, 평각 도체(20)의 직진시의 서포트를 목적으로 하고 있다. 이들의 기구는 베이스(158) 상에 배치되어 있다.

이와 같은 기구에 의해, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이 평각 도체(20)를 엣지 와이즈 굽힘 가공하여 코일(10)을 형성해 간다. 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

제1 실시 형태의 코일(10)은 이와 같은 구성 및 작용을 도시하므로, 이하에 설명하는 바와 같은 효과를 발휘한다.

우선, 평각 도체(20)의 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 되는 점을 들 수 있다.

제1 실시 형태의 스테이터(50)는, 티스(31)와 슬롯(32)이 형성된 스테이터 코어 피스(30)와, 슬롯(32)에 삽입되고, 권취된 상태에서 도체가 스테이터 코어 피스(30)의 주위 방향에 대하여 복수의 층(2층)을 이루는 코일(10)을 구비하는 스테이터(50)에 있어서, 코일(10)은, 제1열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 제2열이 내층으로부터 외층을 향하여 권취되고, 제3열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 코일(10)의 슬롯(32)에 삽입되는 삽입 부분의 층수 2에 대해, 적어도 한쪽측의 코일 엔드 부분의 층수가 3층 이상이다.

코일(10)은 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 분할 코어 유닛(25)의 주위 방향으로 2층, 분할 코어 유닛(25)의 직경 방향으로 6열(도 2에서는 4열로 생략) 형성되어 있다. 또한, 리드측(10X)에는 3층으로 형성되어 있다.

따라서, 수가 적은 방향은 분할 코어 유닛(25)의 주위 방향이며, 코일(10)은 분할 코어 유닛(25)의 주위 방향으로 권취 진행하게 된다. 그리고, 2층 감으면 역방향으로 되접는다. 권취 장치(100)에는 미리 코일(10)을 권취하도록 프로그램되어 있기 때문에, 권취 장치(100)의 이송 기구(120), 클램퍼(130), 언코일러(140) 및 권취 기구(150)는, 프로그램에 따라 움직임으로써, 코일(10)을 권취하는 것이 가능하다.

이와 같이 권취함으로써, 인접하는 평각 도체(20)끼리의 전위차는, 1턴째와 4턴째, 3턴째와 5턴째, 6턴째와 8턴째 ……,라고 하는 바와 같이 3턴분의 차이로 되게 된다.

특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기재한 바와 같이, 수가 많은 방향으로 권취 진행하는 방법의 경우, 12턴의 코일(10)의 권취 개시부(10A)와 권취 종료부(10B)의 전위차가 100V라고 하면, 권취 개시부(10A)와 권취 종료부(10B)는 인접하는 평각 도체(20)로 되므로, 100V의 전위차에 견딜 수 있을 만큼의 절연 피복막(21)을 평각 도체(20)의 주위에 설치할 필요가 있다.

그러나, 제1 실시 형태의 방법이면, 12턴의 코일(10)의 경우, 3분의 1의 전위차로 되므로, 절연 피복막(21)의 두께도 그만큼 얇아지게 된다.

이와 같이 절연 피복막(21)의 두께를 저감할 수 있음으로써, 스테이터(50)의 슬롯 내에 있어서의 절연 피복막(21)의 비율이 낮아지게 되므로, 점적률의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

또한, 절연 피복막(21)의 두께를 얇게 하는 것이 가능해지기 때문에, 단순히 피막을 얇게 한 분만큼의 비용 절감도 가능해진다.

또한, 특허문헌 4에는 코일(200)에 대해서 개시가 있지만, 특허문헌 4에는 코일 엔드의 처리에 대한 개시가 없어, 그대로는 코일(200)을 제조할 수는 없다. 따라서, 미완성된 발명이라고 할 수 있다. 이 점, 본 발명의 본 실시 형태에 있어서는 코일(10)의 제조에 관해서 구체적인 기재가 있다. 구체적으로는 코일(10)의 리드측(10X)의 처리에 대해서, 제1 걸침선부(10C1), 제3 걸침선부(10C3) 등의 내층측의 걸침선부와, 제2 걸침선부(10C2) 등의 외층측의 걸침선부를 형성하고, 리드측(10X)을 3층으로 함으로써, 코일(10)의 권취를 가능하게 하고 있다.

또한, 코일(10)과 분할 코어 유닛(25)의 절연은 인슐레이터(26)에 의해 절연되고, 분할 코어 유닛(25)의 양단부면에 형성되는 코일 엔드의 리드측(10X) 및 리드 반대측(10Y)의 절연에 관해서는, 상관지를 사용하는 등의 방법이 생각되기 때문에, 단순하게 인접하는 평각 도체(20)끼리의 전위차에 의해 절연 피복막(21)의 두께를 결정하면 된다.

또한, 코일(10)의 권취 개시의 위치는, 분할 코어 유닛(25)의 주위 방향의 가장 외측으로 하고 있음으로써, 열의 수를 줄이는 것이 가능해진다.

본 실시 형태의 코일(10)은, 권취 개시부(10A)가 코일(10)의 외주측이며, 권취 종료부(10B)도 코일(10)의 외주측에 위치하므로, 권취 개시부(10A) 및 권취 종료부(10B)와 코일(10)이 간섭하지 않는다.

예를 들어, 권취 개시부(10A) 또는 권취 종료부(10B)가 코일(10)의 1층측에 오는 경우, 리드측(10X)측의 평각 도체(20)를 권취 개시부(10A) 또는 권취 종료부(10B)가 피해서 권취될 필요가 있다. 이 경우, 평각 도체(20)의 두께분만큼 코일(10)의 외측 또는 내측으로 피해야 할 필요가 있다. 이로 인해, 불필요한 두께를 필요로 하게 된다.

또한, 코일(10)을 2층의 코일로 하고 있음으로써, 스테이터(50)의 코일 엔드의 두께를 억제하는 것이 가능해진다.

권취 장치(100)에서 평각 도체(20)를 엣지 와이즈 굽힘 가공하는 경우, 평각 도체(20)의 폭과 동일한 반경 이하로 엣지 와이즈 굽힘 가공하는 것은 곤란하다.

따라서, 1층 권취로 하여 2배의 폭의 평각 도체(20)를 엣지 와이즈 굽힘 가공하는 경우보다도, 코일 엔드의 폭을 동등하게 유지하는 것이 가능해진다.

도 9에, 코일과 티스의 관계에 대한 단면도를 도시한다.

티스(31)의 사이에 형성되는 슬롯(32)에 삽입되는 구간은, 코일(10)은 스트레이트일 필요가 있다.

이로 인해, 코일 엔드의 두께는 1층 코일에서 굽힘 R + 폭(X)으로 되고, 2층 코일에서 굽힘 R + 폭(X) × 3으로 된다. 굽힘 R은 폭(X)과 동일하기 때문에, 1층 코일에서 2X, 2층 코일에서 4X의 두께가 코일 엔드로 필요해진다. 폭(X)을 10㎜로 하면, 1층 코일에서는 코일 엔드의 두께는 20㎜로 되고, 2층 코일에서도 20㎜로 된다. 따라서, 이론상은 1층 코일에서도 2층 코일에서도 리드측(10X)의 두께는 동일하게 된다.

리드 반대측(10Y)은, 1층 코일에서 2X, 2층 코일에서 3X로 되기 때문에, 2층 코일의 쪽이 코일 엔드를 얇게 하는 것이 가능하다.

따라서, 스테이터(50) 전체로 보면, 코일(10)을 2층화하는 것이 스테이터(50)의 두께를 얇게 할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다.

(제2 실시 형태)

본 발명의 제2 실시 형태는, 제1 실시 형태와, 코일(10)의 권취수와 그 걸침선부의 형상이 약간 다르다. 이하에 그 다른 부분에 대해서 설명을 한다.

도 13에, 제2 실시 형태의 코일의 상면에서 본 도면을 도시한다.

도 14에, 코일의 측면 단면도를 도시한다. 도 13의 BB 단면이다.

도 15에, 코일의 측면 단면도를 도시한다. 도 13의 CC 단면이다.

제2 실시 형태의 코일(10)은, 제1 실시 형태의 코일(10)과 마찬가지로, 평각 도체(20)가 2층으로 권취되고, 한쪽의 코일 엔드부인 리드측(10X)이 3층으로 형성되어 있다. 그 점은, 제2 실시 형태와 제1 실시 형태는 마찬가지이다. 단, 제2 실시 형태의 코일(10)은 2층 8열의 합계 16턴 권취되어 있다.

따라서, 권취 개시부(10A)로부터 권취 개시되어, 2층 1열째에 1턴째(T1)가 형성되고, 1층 1열째에 2턴째(T2)가 형성되고, 1층 1-2열째에 제1 걸침선부(10C1)가 형성되고, 1층 2열째의 3턴째(T3)로 이행한다. 그리고, 2층 2열째에 4턴째(T4)가 형성되고, 3층 2-3열째에 제2 걸침선부(10C2)가 형성되고, 2층 3열째의 5턴째(T5)로 이행한다.

5턴째(T5)로부터 계속해서 형성되는 6턴째(T6)는, 1층 3열째에 형성되고, 1층 3-4열째에 제3 걸침선부(10C3)가 형성되고, 1층 4열째에 7턴째(T7)가 형성된다. 그리고, 2층 4열째에 8턴째(T8)가 형성되고, 3층 4-5열째에 제4 걸침선부(10C4)가 형성되고, 2층 5열째에 9턴째(T9)가 형성된다.

9턴째(T9)로부터 계속해서 형성되는 10턴째(T10)는, 1층 5열째에 형성되고, 1층 5-6열째에 제5 걸침선부(10C5)가 형성되고, 1층 6열째에 11턴째(T11)가 형성된다. 그리고, 2층 6열째에 12턴째(T12)가 형성되고, 3층 6-7열째에 제6 걸침선부(10C6)가 형성되고, 2층 7열째에 13턴째(T13)가 형성된다.

13턴째(T13)에 계속해서 형성되는 14턴째(T14)는, 1층 7열째에 형성되고, 1층 7-8열째에 제7 걸침선부(10C7)가 형성되고, 1층 8열째에 15턴째(T15)가 형성된다. 그리고, 2층 8열째에 16턴째(T16)가 형성되고, 권취 종료부(10B)에 이른다.

도 16에, 코일의 측면도를 도시한다. 도 13의 DD 화살표도이다.

제2 걸침선부(10C2), 제4 걸침선부(10C4), 제6 걸침선부(10C6)가, 도 16에 도시되는 바와 같이 코일(10)의 리드측(10X)의 외측, 즉 3층째에 형성되고, 제1 걸침선부(10C1), 제3 걸침선부(10C3), 제5 걸침선부(10C5), 제7 걸침선부(10C7)가 도시되어 있지 않은 코일(10)의 리드측(10X)의 내측, 즉 1층째에 마찬가지로 형성된다.

한편, 상술한 바와 같이 코일(10)의 리드 반대측(10Y)은, 도 15에 도시되는 바와 같이 다른 2변과 마찬가지로 2층밖에 형성되지 않고, 걸침선부도 갖고 있지 않다.

제1 걸침선부(10C1) 내지 제7 걸침선부(10C7)는, 제1 단부(10D1) 및 제2 단부(10D2)와, 제1 단부(10D1)와 제2 단부(10D2)를 접속하는 레인 체인지부(10D3)의 3개의 영역으로 구성된다.

도 17에, 레인 체인지부 형성시의 모습을 모식도에 도시한다.

레인 체인지부(10D3)의 형성은, 도 6에 도시되는 권취 장치(100)의 베이스(158)에 설치된 상형(181), 하형(182)에 의해 행해진다. 상형(181)에는, 레인 체인지부(10D3)를 형성하기 위한 제1 성형면(181a)이, 하형(182)에는 제2 성형면(182a)이 설치되어 있다.

그리고, 엣지 와이즈 굽힘 가공된 후의 평각 도체(20)를, 상형(181) 및 하형(182) 사이에 끼워 넣도록 하여 가압함으로써, 제1 단부(10D1)와 제2 단부(10D2) 사이에 레인 체인지부(10D3)를 형성한다. 이 레인 체인지부(10D3)는 직사각형으로 권취되는 코일(10)의 짧은 변측에 형성되어 있다.

상형(181) 및 하형(182)에는 도시하지 않은 추력 발생 기구가 접속되어 있고, 평각 도체(20)에 대하여 도 17의 상하 방향으로부터 끼워넣도록 이동하고, 가압하는 기능을 구비하고 있다. 또한, 상형(181) 및 하형(182)은, 평각 도체(20)를 권취하여 코일(10)을 형성하는 데 있어서, 평각 도체(20)와 간섭하지 않는 영역에 퇴피 가능한 구성으로 되어 있다.

또한, 제1 단부(10D1) 및 제2 단부(10D2)는, 수㎜ 정도의 폭이 있으면 그 기능을 발휘하므로, 레인 체인지부(10D3)의 형성에 필요한 폭에 의해, 제1 단부(10D1) 및 제2 단부(10D2)의 폭은 결정된다.

그리고, 제1 단부(10D1) 및 제2 단부(10D2)는 인접하는 층의 평각 도체(20)를 따른 형상으로 형성된다. 즉, 도 16에 도시되는 바와 같이, 제1 걸침선부(10C1)의 제1 단부(10D1)는, 리드측(10X)의 짧은 변(SSC)에 있어서 인접하는, 2층째에 형성되는 1턴째(T1)와 2턴째(T2)의 접속 변을 따른 형상이다. 또한, 제1 걸침선부(10C1)의 제2 단부(10D2)는, 리드측(10X)의 짧은 변(SSC)에 있어서 인접하는, 2층째에 형성되는 3턴째(T3)와 4턴째(T4)의 접속 변에 따른 형상이다.

제2 실시 형태에 나타내는 바와 같은 구성으로 평각 도체(20)가 코일(10)로서 권취됨으로써, 이하와 같은 작용 효과를 발휘한다.

우선, 권취된 코일의 두께를 억제할 수 있어, 결과적으로 스테이터(50)의 점적률을 향상시키는 것이 가능한 점을 들 수 있다.

도 18에, 레인 체인지부를 설치하지 않는 코일 권취 방법에 의해 형성한 코일의 사시도를 도시한다.

도 19에, 레인 체인지부를 설치하지 않는 코일 권취 방법에 의해 형성한 코일의 모식 단면도를 도시한다.

제2 실시 형태의 스테이터(50)는, 제1 걸침선부(10C1) 또는 제2 걸침선부(10C2) 중 적어도 한쪽은, 제1 단부(10D1)와 제2 단부(10D2)와, 제1 단부(10D1)와 제2 단부(10D2)에 끼워진 레인 체인지부(10D3)로 이루어지고, 제1 단부(10D1)와 제2 단부(10D2)는 인접하는 층, 즉 제2층의 평각 도체(20)를 따라서 형성되고, 레인 체인지부(10D3)에서 인접하는 열[예를 들어 제1 걸침선부(10C1)이면 1열째로부터 2열째]로 평각 도체(20)가 레인 체인지되는 것이다.

이와 같이 제1 걸침선부(10C1) 내지 제7 걸침선부(10C7)에 레인 체인지부(10D3)를 설치함으로써, 코일(10)의 두께를 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.

레인 체인지부(10D3)를 설치하지 않고 평각 도체(20)를 권취하여 코일(10)을 형성하면, 걸침선부의 형상에 따라서는 도 18에 도시하는 바와 같이 팽창분(X2)만큼 팽창되게 된다. 걸침선부를 설치하는 리드측(10X)의 두께는 리드측 두께(X3)에 대해, 리드 반대측(10Y)의 두께는 리드 반대측 두께(X1)로 되므로, 그 차의 분만큼 두꺼워진다. 이와 같이 팽창되게 되면, 분할 코어 유닛(25)에 삽입할 때에 점적률을 악화시키는 요인이 된다.

이 원인으로서 생각되는 것은, 걸침선부의 처리에 기인하는 평각 도체(20)끼리의 간섭에 의한 것이다.

제1 걸침선부(10C1) 내지 제7 걸침선부(10C7) 중 어떤 걸침선부도, 코일(10)의 짧은 변(SSC)에 형성된다. 그러나, 평각 도체(20)의 재질이나 짧은 변(SSC)의 길이에 따라서는, 도 19에 도시하는 바와 같은 상태로 되어, 상측 간섭 영역(Z1) 및 하측 간섭 영역(Z2)이 긴 변(LSC)에 형성되게 되므로, 리드측(10X)에 팽창을 발생하게 된다.

즉, 도 19에 도시하는 바와 같이 제1 걸침선부(10C1)를 짧은 변(SSC)에 형성하면, 긴 변(LSC)측의 평각 도체(20)도 비틀려, 상측 간섭 영역(Z1)과 하측 간섭 영역(Z2)을 긴 변(LSC)에 형성할 가능성이 있다. 이 상측 간섭 영역(Z1)과 하측 간섭 영역(Z2)은, 인접하는 평각 도체(20)와의 간섭을 야기시킬 가능성이 있는 영역이며, 주로 리드측(10X) 부근의 긴 변(LSC)에 형성될 우려가 있다.

이 상측 간섭 영역(Z1)과 하측 간섭 영역(Z2)의 영향은 얼마 안되는 것이지만, 턴수가 늘어날수록 영향은 현저해진다.

그리고, 상측 간섭 영역(Z1)과 하측 간섭 영역(Z2)이 문제로 되는 것은, 복층 권취의 코일(10)에 한정된다.

즉, 도 19에 도시하는 바와 같이, 권취 개시부(10A)로부터 1턴째(T1)의 A측은 수평으로 형성되고, C측도 마찬가지로 수평으로 형성된다. 그리고, 2턴째(T2)의 A측까지는 수평하게 되지만, C측은 인접한 열에 형성되는 3턴째(T3)의 A측에 접속하기 위해 제1 걸침선부(10C1)가 형성되므로, 2턴째(T2)의 C측과 3턴째(T3)의 A측은 비틀리게 된다.

그리고, 3턴째(T3)의 C측은 수평으로 형성되고, 4턴째(T4)의 A측도 수평으로 형성되고, 4턴째(T4)의 C측과 5턴째(T5)의 A측은, 제2 걸침선부(10C2)에 접속됨으로써 비틀리게 된다.

즉, 수평하게 형성되는 변과 비틀리는 변이 긴 변(LSC)에 혼재되는 결과로 됨으로써, 상측 간섭 영역(Z1)과 하측 간섭 영역(Z2)이 문제로 되고, 비틀리는 영향이 강한 리드측(10X)의 두께가 두꺼워지는 결과로 된다. 이와 같은 문제는, 각 열이 동일한 형상으로 권취되는 단층의 코일에는 발생하기 어려워, 복층 코일 특유의 문제라고 할 수 있다.

그러나, 제2 실시 형태의 코일(10)과 같이 레인 체인지부(10D3)를 형성함으로써, 이와 같은 문제는 해소된다.

이것은, 레인 체인지부(10D3)의 양쪽에 형성되는 제1 단부(10D1) 및 제2 단부(10D2)를 설치함으로써, 레인 체인지부(10D3)에서 집중적으로 레인 체인지를 완료할 수 있어, 결과적으로 긴 변(LSC)에 레인 체인지의 영향을 미치지 않도록 하는 것이 가능해지기 때문이다.

즉, 상술한 바와 같이 제1 단부(10D1) 및 제2 단부(10D2)는 인접하는 층을 따른 형상으로 형성되기 때문에, 레인 체인지부(10D3)의 영향을 긴 변(LSC)에 미치는 것을 억제할 수 있어, 결과적으로 코일(10)의 두께를 억제하여 권취할 수 있다.

또한, 긴 변(LSC)에서 비틀거나, 긴 변(LSC)과 짧은 변(SSC)의 접속 부분에서 비틀어, 분할 코어 유닛(25)의 폭보다도 긴 변(LSC)을 길게 취함으로써, 분할 코어 유닛(25)에 설치된 슬롯 내에 있어서 비틀림의 영향, 즉 상측 간섭 영역(Z1)과 하측 간섭 영역(Z2)의 영향을 최소한으로 억제하는 방법도 생각된다. 그러나 그렇게 하면 스테이터(50)의 코일 엔드가 길어지게 되어, 소형화의 방해가 되는 것 외에, 코일(10)에 사용하는 평각 도체도 길게 필요하게 되므로, 비용 삭감의 방해가 될 우려가 있어서 바람직하지 않다.

즉, 짧더라도 걸침선부에 있어서 제1 단부(10D1) 및 제2 단부(10D2)를 설치하는 것은, 소형화나 비용 절감에도 공헌할 수 있다고 생각된다.

이상, 본 실시 형태에 의거하여 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 발명의 취지를 일탈하는 일이 없는 범위에서 구성의 일부를 적절하게 변경함으로써 실시할 수도 있다.

예를 들어, 코일(10)의 재질이나 절연 피복의 재질 등, 예시하고 있는 재질을 변경하는 것을 방해하지 않는다. 또한, 권취 장치(100)에 의한 권취는 어디까지나 일례이므로, 다른 방식의 권취 장치를 사용하여 코일(10)을 형성하는 것을 방해하지 않는다.

또한, 코일(10)의 턴수를 증감하는 것을 방해하지 않는다. 특히 리드측, 리드 반대측의 코일 엔드부는, 코일 엔드의 단축은 바람직하지만, 층의 수를 늘리는 것을 방해하는 것은 아니다. 그리고, 본 실시 형태에 나타낸 권취 방식에 대해서는, 슬롯(32)의 폭이나 코일(10)의 필요 턴수에 따라서 적절하게 선택해야만 한다.

10 : 코일
10A : 권취 개시부
10B : 권취 종료부
10C1 : 제1 걸침선부
10C2 : 제2 걸침선부
10C3 : 제3 걸침선부
10C4 : 제4 걸침선부
10C5 : 제5 걸침선부
10X : 리드측
10Y : 리드 반대측
20 : 평각 도체
21 : 절연 피복막
25 : 분할 코어 유닛
26 : 인슐레이터
27 : 아우터 링
30 : 스테이터 코어 피스
31 : 티스
32 : 슬롯
50 : 스테이터
100 : 권취 장치

Claims (8)

1. 티스와 슬롯이 형성된 스테이터 코어와, 상기 슬롯에 삽입되고, 권취된 상태에서 도체가 상기 스테이터 코어의 주위 방향에 대하여 복수의 층(n층)을 이루는 코일을 구비하는 스테이터에 있어서,
   상기 코일은, 제1열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 제2열이 내층으로부터 외층을 향하여 권취되고, 제3열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고,
   상기 코일의 상기 슬롯에 삽입되는 삽입 부분의 층수 n에 대해, 적어도 한쪽측의 코일 엔드 부분의 층수가 n+1층 이상인 것을 특징으로 하는, 스테이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 코일은,
   상기 한쪽측의 코일 엔드의 최내층에, 상기 제1열과 상기 제2열을 연결하는 제1 걸침선부가 형성되고,
   상기 한쪽측의 코일 엔드의 최외층에, 상기 제2열과 상기 제3열을 연결하는 제2 걸침선부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 스테이터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 걸침선부 또는 상기 제2 걸침선부 중 적어도 한쪽은, 제1 단부와 제2 단부와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부에 끼워진 레인 체인지부로 이루어지고,
   상기 제1 단부와 상기 제2 단부는, 인접하는 층의 상기 도체를 따라서 형성되고,
   상기 레인 체인지부에서 인접하는 열로 상기 도체가 레인 체인지되는 것을 특징으로 하는, 스테이터.
4. 도체가 권취됨으로써, 복수의 층(n층)을 이루어 권취되는 다층 권취 코일에 있어서,
   상기 도체가, 제1열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 제2열이 내층으로부터 외층을 향하여 권취되고, 제3열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고,
   적어도 한쪽측의 코일 엔드의 층수가, n+1층 이상인 것을 특징으로 하는, 다층 권취 코일.
5. 제4항에 있어서, 상기 한쪽측의 코일 엔드의 최내층에, 상기 제1열과 상기 제2열을 연결하는 제1 걸침선부가 형성되고,
   상기 한쪽측의 코일 엔드의 최외층에, 상기 제2열과 상기 제3열을 연결하는 제2 걸침선부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 다층 권취 코일.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 걸침선부 또는 상기 제2 걸침선부 중 적어도 한쪽은, 제1 단부와 제2 단부와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부에 끼워진 레인 체인지부로 이루어지고,
   상기 제1 단부와 상기 제2 단부는, 인접하는 층의 상기 도체를 따라서 형성되고,
   상기 레인 체인지부에서 인접하는 열로 상기 도체가 레인 체인지되는 것을 특징으로 하는, 다층 권취 코일.
7. 스테이터 코어에 형성되는 슬롯부에, 상기 스테이터 코어의 주위 방향에 대하여 복수의 층(n층)으로 되도록 권취된 코일이 삽입되어 구비하는 스테이터의 제조 방법에 있어서,
   상기 코일을, 도체를 제1열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고, 제2열이 내층으로부터 외층을 향하여 권취되고, 제3열이 외층으로부터 내층을 향하여 권취되고,
   상기 코일이, 적어도 한쪽측의 코일 엔드의 층수 n이, n+1층 이상인 것을 특징으로 하는, 스테이터의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 한쪽측의 코일 엔드에 형성된, 인접하는 열끼리를 연결하는 걸침선부를, 성형 지그를 사용하여 상기 코일의 축 방향으로 가압함으로써 형성하는 것을 특징으로 하는, 스테이터의 제조 방법.

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