WO2011118357A1

WO2011118357A1 - ステータ用電磁石及びステータ用電磁石の製造方法

Info

Publication number: WO2011118357A1
Application number: PCT/JP2011/054909
Authority: WO
Inventors: 田代　啓一; 太小島; 久順東; 勝湯原; 国朋石黒; 小辻　貴志
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2011-09-29
Also published as: CN102934331A; US9203274B2; JP5636710B2; EP2551993A1; US20130009512A1; CN102934331B; JP2011200059A; EP2551993B1; EP2551993A4

Abstract

　ステータはトゥースと、トゥースに装着されるインシュレータと、インシュレータに巻かれたコイルと、を備える。インシュレータは、コイルが複数層に渡って巻かれた巻胴部と、巻胴部の一端からラジアル方向に突出するフランジと、フランジに形成され、コイルの線材を挿通した切欠と、を備える。フランジの巻胴部からの突出長さを、切欠の両側で異なる長さに設定する。コイルの巻胴部への巻線のために、コイルの線材を切欠を介してフランジの外側から巻胴部へと導く際に、フランジの突出長さの長い部位で線材を支持して屈曲させることで、切欠を容易に通過させることができる。

Description

ステータ用電磁石及びステータ用電磁石の製造方法

　この発明は、電動モータやジェネレータのステータに用いる電磁石とその製造方法に関する。

　日本国特許庁が２００８年に発行した特開２００８－２３６８５４号は電動モータやジェネレータのステータ用電磁石を提案している。

　このステータ用電磁石はバックヨークと、バックヨークからステータの中心に向けて突出するティース（ｔｅｅｔｈ）とからなるステータコアを備えている。各トゥース（ｔｏｏｔｈ）の外周にはインシュレータが装着される。インシュレータは、コイルを巻き回す巻胴部と、巻胴部の両端に形成されたバックヨークの近傍に位置するトゥース基端側のフランジとトゥース先端側のフランジとを有する。

　トゥース基端側のフランジには、切欠が形成される。コイルの巻胴部への巻線に当たっては、コイルの線材が切欠を介してトゥース基端側のフランジの外側から巻胴部へと導かれる。

　コイルの線材を切欠を介してトゥース基端側のフランジの外側から巻胴部へと誘導する際は、線材が切欠の両側のフランジと干渉しないよう、フランジ面に対して、線材を斜向させた状態で、切欠の開口部から切欠の内側へと線材を誘導する。このとき、線材に曲げぐせがついていると、線材とフランジとが干渉して、線材を切欠に誘導するのが困難になることがある。線材とフランジのこのような干渉は、インシュレータへのコイルの巻線作業の効率を低下させるとともに、巻胴部への巻線の巻き始め位置の位置決め精度を低下させる。

　この発明の目的は、したがって、ステータコイルの巻線のフランジの切欠を介した巻胴部への誘導を容易かつ確実に行うことである。

　以上の目的を達成するために、この発明によるステータ用電磁石は、バックヨークとバックヨークから突出するトゥースとからなるステータコアと、トゥースに装着されるインシュレータと、インシュレータに巻かれたコイルと、を備える。インシュレータは、コイルが複数層に渡って巻かれた巻胴部と、巻胴部の一端に形成され、コイルの線材を挿通する切欠を形成した第１のフランジと、巻胴部のもう一端に形成された第２のフランジとを備える。第１のフランジの巻胴部からの突出長さは切欠の両側で異なる長さに設定される。

　この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以下の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。

ＦＩＧ．１はこの発明の実施形態によるステータ用電磁石の斜視図である。ＦＩＧ．２はこの発明の実施形態によるステータコアの横断面図である。ＦＩＧ．３はこの発明の実施形態によるインシュレータを構成する第１の分割ユニットの斜視図である。ＦＩＧ．４は異なる方向から眺めた第１の分割ユニットの斜視図である。ＦＩＧ．５は第１の分割ユニットのフランジ要部の拡大平面である。ＦＩＧ．６は第１の分割ユニットとともにインシュレータを構成する、この発明の実施形態による第２の分割ユニットの斜視図である。ＦＩＧ．７は異なる方向から眺めた第２の分割ユニットの斜視図である。ＦＩＧ．８はこの発明の実施形態による、インシュレータに巻かれたコイルの斜視図である。ＦＩＧ．９はこの発明の実施形態によるステータコアと治具の俯瞰図である。ＦＩＧ．１０はこの発明の実施形態による、インシュレータへのコイルの巻線プロセスの第１段階を説明するステータコアと治具と線材の俯瞰図である。ＦＩＧ．１１はこの発明の実施形態による、インシュレータへのコイルの巻線プロセスの第２段階を説明するステータコアと治具と線材の俯瞰図である。ＦＩＧ．１２はこの発明の実施形態による、インシュレータへのコイルの巻線プロセスの第３段階を説明するステータコアと治具と線材の俯瞰図である。ＦＩＧ．１３はこの発明の実施形態による、インシュレータへのコイルの巻線プロセスの第４段階を説明するステータコアと治具と線材の俯瞰図である。ＦＩＧ．１４はこの発明の実施形態による、インシュレータへのコイルの巻線プロセスの第５段階を説明する、ステータコアと治具と線材の俯瞰図である。ＦＩＧ．１５はこの発明の実施形態による、インシュレータへのコイルの巻線プロセスの第６段階を説明する、ステータコアと治具と線材の俯瞰図である。ＦＩＧ．１６はこの発明の実施形態による、インシュレータへのコイルの巻線プロセスの第７段階を説明するステータコアと治具と線材の俯瞰図である。ＦＩＧ．１７はこの発明の実施形態による、インシュレータへのコイルの巻線プロセスの第８段階を説明するステータコアと治具と線材の俯瞰図である。ＦＩＧ．１８はこの発明の実施形態による、インシュレータへのコイルの巻線プロセスの第９段階を説明するステータコアと治具と線材の俯瞰図である。ＦＩＧ．１９はコイルの巻線プロセスの第２段階の状況を説明するフランジ要部と線材の拡大平面図である。ＦＩＧ．２０はコイルの巻線プロセスの第２段階の状況を説明するフランジ要部と線材の拡大俯瞰図である。ＦＩＧ．２１はコイルの巻線プロセスの第２段階の完了時のフランジ要部と線材の拡大俯瞰図である。ＦＩＧ．２２Ａ－２２Ｃはコイルの巻き始めと巻き終わりの処理状況を説明するフランジの平面図、正面図及び側面図である。ＦＩＧ．２３はこの発明の実施形態による、集配電用バスリングへのコイルの始端と終端の接続状態を示す、ステータ要部の斜視図である。ＦＩＧ．２４は集配電用バスリングに関するバリエーションを示す、ステータ要部の斜視図である。ＦＩＧ．２５はこの発明によらない比較例のステータ用電磁石における、切欠への線材の導入プロセスを示すインシュレータと線材の斜視図である。ＦＩＧ．２６はこの発明によらない比較例のステータ用電磁石における、切欠への線材の導入プロセスを示すインシュレータと線材の俯瞰図である。ＦＩＧ．２７はこの発明によらない比較例のステータ用電磁石における、切欠への線材の導入プロセスの完了時の状態を示すインシュレータと線材の斜視図である。

　図面のＦＩＧ．２３を参照すると、ステータ１は電動モータやジェネレータにおいて、永久磁石を配置したロータを回転駆動するために、ロータの周囲に配置された複数の電磁石２の総称である。

　電動モータにおいては、電磁石はコイルへの通電により帯磁してロータを中心軸まわりに回転させる。ジェネレータにおいては、中心軸を中心とするロータとステータ１との相対回転により、電磁石はコイルに電流を生起する。

　ＦＩＧ．２を参照すると、ステータ１は中心軸まわりに円周方向に結合した複数のステータコア１０を備える。

　ステータコア１０は、バックヨーク１１と、バックヨーク１１から中心軸方向に向けて突出するトゥース１２とからなる。ステータコア１０は、略Ｔ字状に打ち抜いた薄板電磁鋼板を積層することで構成される。積層した電磁鋼板は分離しないように、例えばダボカシメや溶接により一体化される。

　バックヨーク１１の側面には凸部１１Ａが形成される。バックヨーク１１のもう一方の側面には凹部１１Ｂが形成される。凸部１１Ａは、隣接するステータコア１０の凹部１１Ｂに嵌合する。

　トゥース１２は本体部１２１と、本体部１２１の先端に形成され、テーパ状に拡幅する先端部１２２とからなる。トゥース１２の内周面は中心軸を中心とする円形をなし、この内周面がロータに対向する電磁石の磁極を構成する。

　インシュレータ２０は、ステータコア１０のトゥース１２の外周に装着される筒状の巻胴部２１を備える。巻胴部２１のバックヨーク１１側の一端にはバックヨーク１１に接する第１のフランジ２２が形成される。巻胴部２１のもう一端にはトゥース１２の先端部１２２を囲むように第２のフランジ２３が形成される。なお、インシュレータ２０は、樹脂などの絶縁体で形成される。

　巻胴部２１の外周には、ＦＩＧ．８に示すようにコイルの線材４０が、例えば、整列巻により巻かれる。巻胴部２１の両端のフランジ２２と２３はコイルの線材４０の各巻層の巻幅を規制する。言い換えれば、フランジ２２と２３はコイルがインシュレータ２０の外側へはみ出すのを阻止する。

　インシュレータ２０は、トゥース１２への装着を考慮して、ステータコア１０の電磁鋼板の積層方向、に分割された、ＦＩＧ．３と４に示される第１の分割ユニット２０Ａと、ＦＩＧＳ．６と７に示される第２の分割ユニット２０Ｂからなる。

　ＦＩＧ．１を参照すると、第１の分割ユニット２０Ａと第２の分割ユニット２０Ｂは、トゥース１２に対してステータ１の中心軸方向の両側からトゥース１２を覆う形で結合する。

　このため、第１の分割ユニット２０Ａは、Ｕ字形の横断面を有する巻胴部エレメント２１Ａと、巻胴部エレメント２１Ａのバックヨーク１１側の一端に形成されたフランジエレメント２２Ａと、巻胴部エレメント２１Ａのバックヨーク１１と反対側の一端に形成されたフランジエレメント２３Ａとを備える。

　同様に、第２の分割ユニット２０Ｂは、Ｕ字形の横断面を有する巻胴部エレメント２１Ｂと、巻胴部エレメント２１Ｂのバックヨーク１１側の一端に形成されたフランジエレメント２２Ｂと、巻胴部エレメント２１Ｂのバックヨーク１１と反対側の一端に形成されたフランジエレメント２３Ｂとを備える。

　なお、インシュレータ２０の分割に関しては、以上の分割構造の他に、例えば、ステータコア１０の電磁鋼板の積層方向と直交する向き、すなわちステータコア１０の円周方向、に分割することも可能である。さらに、トゥース１２の外周に設けた任意の分割位置で３ないし４個のエレメントに分割することも可能である。

　第１の分割ユニット２０Ａと第２の分割ユニット２０Ｂは結合状態では、トゥース１２を覆う円筒形状の巻胴部２１と、巻胴部２１のバックヨーク１１側の端部に設けた第１のフランジ２２と、巻胴部２１のバックヨーク１１と反対側の端部に設けた第２のフランジ２３とを構成する。

　ＦＩＧＳ．３と４を参照すると、第１の分割ユニット２０Ａの巻胴部エレメント２１Ａの、ステータコア１０の連結方向を向いた一方の側面には、巻線方向に２つの帯状突起部２４Ａと２４Ｂが形成される。巻胴部エレメント２１Ａのステータコア１０の連結方向を向いたもう一方の側面には、巻線方向に単一の帯状突起部２４Ｃが形成される。ステータ１のラジアル方向に関する、帯状突起部２４Ｃの形成位置は、帯状突起部２４Ａと帯状突起部２４Ｂの形成位置の間に相当する。ステータ１の中心軸方向に関するトゥース１２の端面に接触する巻胴部エレメント２１Ａの底面２６には、複数の平行な溝２６Ａがステータ１のラジアル方向に形成される。

　巻胴部エレメント２１Ａとフランジエレメント２２Ａとフランジエレメント２３Ａの、第２の分割ユニット２０Ｂとの接続部には薄肉嵌合部２５Ａが形成される。薄肉嵌合部２５Ａは、巻胴部エレメント２１Ａのトゥース１２に臨む面と、フランジエレメント２２Ａのバックヨーク１１に臨む面と、フランジエレメント２３Ａのトゥース１２の先端部１２２に臨む面とを、それぞれ所定長さに渡って後退させることで形成される。

　巻胴部エレメント２１Ａの底面２６に連続して、ステータ１のラジアル方向外側へと所定距離に渡って突出する係合片２６Ｂがフランジエレメント２２Ａに固定される。係合片２６ＢはＦＩＧ．１に示すように、ステータ１の中心軸方向に関するバックヨーク１１の一方の端面に接することで、ステータ１の軸方向に関するステータコア１０とインシュレータ２０との位置決めを行う。

　フランジエレメント２２Ａには、巻胴部２１の外周に巻かれるコイルの線材４０の巻き始め部分と巻き終わり部分とを、巻胴部２１から第１のフランジ２２の外側へと取り出すための矩形の切欠２７が形成される。切欠２７はフランジエレメント２２Ａの、ステータコア１０からステータ１の中心軸方向に突出する部位に形成される。

　切欠２７を形成することで、フランジエレメント２２Ａには、切欠２７の側方に位置する第１の部位２８Ａと、切欠２７を挟んで第１の部位２８Ａと反対側に位置する第２の部位２８Ｂとが形成される。

　ＦＩＧ．５を参照すると、切欠２７と、フランジエレメント２２Ａの第１の部位２８Ａと第２の部位２８Ｂは、いずれも係合片２６Ｂよりも、ステータ１の中心軸方向に関して、巻胴部２１から離れた方向に位置する。

　第１の部位２８Ａには、切欠２７に臨んでステータ１のラジアル方向外向きに突出する巻き始め位置決め突起３０が形成される。第１の部位２８Ａにはまた、巻き始め位置決め突起３０を挟んで切欠２７と反対側に第１の係止溝３１が形成される。第１の部位２８Ａには、さらに線材４０を巻き始め位置決め突起３０及び第１の係止溝３１と、係合片２６Ｂとの間を通って、切欠２７へと案内するガイド面２９が形成される。

　ＦＩＧ．２２Ｂを参照すると、ガイド面２９は、切欠２７を介して第１のフランジ２２の外側から巻胴部２１へと線材４０を導く際に、円滑に線材４０を案内するために切欠２７の底辺に対して傾斜させた段差として形成される。巻き始め位置決め突起３０は、巻胴部２１への巻線の終了時に、線材４０の巻き始め部分を屈曲させて位置決めと係止とをを行う。第１の係止溝３１は線材４０の巻き始め部分が位置決め位置から変位するのを阻止するとともに、線材４０の巻き始め部分を係止する役割をもつ。

　再びＦＩＧ．５を参照すると、第２の部位２８Ｂには、切欠２７に臨んでステータ１のラジアル方向外向きに突出する巻き終わり位置決め突起３３が形成される。第２の部位２８Ｂにはまた、巻き終わり位置決め突起３３を挟んで切欠２７と反対側に第２の係止溝３４が形成される。巻き終わり位置決め突起３３には係止片２６Ｂに相対する部位に切欠３５が形成される。

　ＦＩＧＳ．２２Ｂと２２Ｃを参照すると、巻き終わり位置決め突起３３は巻胴部２１への巻線の終了時に、線材４０の巻き終わり部分を屈曲させて位置決めと係止とをを行う。巻き終わり位置決め突起３３に形成された切欠３５は線材４０を屈曲状態に保持することで線材４０の緩みを防止する。さらに、第２の係止溝３４は線材４０の巻き終わり部分が位置決め位置から変位するのを阻止するとともに、線材４０の巻き終わり部分を係止する役割をもつ。

　再びＦＩＧ．５を参照すると、第１の部位２８Ａの、ステータ１の軸方向に関する巻胴部２１からの突出長さＬ１は、同方向に関する第２の部位２８Ｂの巻胴部２１からの突出長さＬ２より長く設定される。

　このような設定は、ＦＩＧ．１１に示すように線材４０を切欠２７を介して第１のフランジ２２の外側から巻胴部２１へと導く際に、線材４０を第１の部位２８Ａを支点として、巻胴部２１側へと屈曲させる動作を容易にする。

　また、好ましくは第１の部位２８Ａの切欠２７に臨む偶部３０Ａは角形に形成される。なお、偶部３０Ａは巻き始め位置決め突起３０の偶部でもある。さらに好ましくは、第２部位の切欠２７に臨む偶部３３Ａは丸形に形成される。なお、偶部３３Ａは巻き終わり位置決め突起３３の偶部でもある。偶部３０Ａと３３Ａのこのような形状の設定は、線材４０を第１の部位２８Ａを支点として、巻胴部２１側へと屈曲させる動作をさらに容易にする。

　再びＦＩＧ．５を参照すると、第１の係止溝３１の底辺と第２の係止溝３４の底辺とがほぼ同一線上に位置するように、第１の係止溝３１の深さは第２の係止溝３４の深さより深く設定される。これにより、第１の係止溝３１に係止される線材４０の始端と、第２の係止溝３４に係止される線材４０の終端の、ステータコア１０からの距離が等しく保持される。線材４０の始端と終端とをこのようにステータコア１０から等しい距離に係止することは、後述する集配電用バスリング５０の端子５１と５３へのコイルの線材４０の固定を容易にする。

　ＦＩＧ．６と７を参照すると、第２の分割ユニット２０Ｂの巻胴部エレメント２１Ｂの一方の側面に巻線方向に沿って２つの帯状突起部２４Ａ、２４Ｂを設け、巻胴部エレメント２１Ｂの一方の側面に対向する他方の側面に巻線方向に沿って１つの帯状突起部２４Ｃを設けている。

　ステータコア１０の連結方向を向いた巻胴部エレメント２１Ｂの一方の側面には、巻胴部エレメント２１Ａの帯状突起部２４Ａと２４Ｂにそれぞれ連続する帯状突起部２４Ａと２４Ｂが形成される。ステータコア１０の連結方向を向いた巻胴部エレメント２１Ｂのもう一方の側面には、巻胴部エレメント２１Ａの帯状突起部２４Ｃに連続する帯状突起部２４Ｃが形成される。

　第２の分割ユニット２０Ｂの第１の分割ユニット２０Ａとの接続部には薄肉嵌合部２５Ｂが形成される。薄肉嵌合部２５Ｂは、巻胴部エレメント２１Ｂと、フランジエレメント２２Ｂと、フランジエレメント２３Ｂのコイルの巻線に臨む各面を、それぞれ所定長さに渡って後退させることで形成される。

　第１の分割ユニット２０Ａと第２の分割ユニット２０Ｂを結合した状態では、薄肉嵌合部２５Ａが薄肉嵌合部２５Ｂに重なり合い、ＦＩＧ．１に示すように一体化された巻胴部２１，第１のフランジ２２、及び第２のフランジ２３が構成される。

　インシュレータ２０へのコイルの巻線は、ＦＩＧ．１に示すようにステータコア１０にインシュレータ２０を装着した状態で、ＦＩＧ．９－ＦＩＧ．１８に示すプロセスで行われる。ＦＩＧ．８は巻線が完了した状態を示す。なお、ＦＩＧ．９－ＦＩＧ．１８は巻線プロセスを上方から眺めた俯瞰図であるが、ＦＩＧＳ．９－１３とＦＩＧ．１６，１７は凹部１１Ｂが水平方向を向いた状態を示し、ＦＩＧＳ．１４，１５，１８は、ステータコア１０とインシュレータ２０が略９０度回転して凹部１１Ｂが上を向いた状態を示す。

　ＦＩＧ．９を参照すると、インシュレータ２０へのコイルの巻線は、ステータコア１０のバックヨーク１１を、ステータコア１０の電磁鋼板の積層方向、言い換えればステータ１の中心軸方向に、コイル巻線治具Ｔで把持した状態で行われる。コイル巻線治具Ｔは回転駆動装置により回転駆動される。コイル巻線治具Ｔの回転に伴い、ステータコア１０とインシュレータ２０も一体に回転する。コイル巻線治具Ｔは線材把持部Ｔ１を備える。

　ＦＩＧ．１０を参照すると、線材把持部Ｔ１は線材供給装置により図の上方から供給される線材４０の端部を保持する。線材把持部Ｔ１はステータコア１０とインシュレータ２０に対して一定の相対位置を保つ。静止状態の線材供給装置に対して線材把持部Ｔ１がコイル巻線治具Ｔと一体回転することで、インシュレータ２０の巻胴部２１に線材４０が巻きつけられる。なお、線材供給装置は巻胴部２１への線材４０の巻付け位置に応じて、巻胴部２１の中心軸方向に往復動する線材ガイドを介して線材４０を供給する。

　コイル巻線治具Ｔを回転駆動して、線材４０を巻胴部２１に巻きつけるのに先立って、線材供給装置から供給される線材４０を線材把持部Ｔ１で把持する。この時、線材４０がバックヨーク１１の上方、すなわち巻胴部２１の中心軸方向に関して、線材４０が第１のフランジ２２の外側に位置するように線材ガイドを調整する。

　ＦＩＧ．１１を参照すると、この状態から線材ガイドを図の矢印の向き、すなわちトゥース１２の先端方向に移動する。線材把持部Ｔ１に端部を把持された線材４０は、第１のフランジ２２の第１の部位２８Ａに形成された巻き始め位置決め突起３０に支持されつつ、巻き始め位置決め突起３０から巻胴部２１側へ屈曲し、切欠２７へと誘導される。

　ここで、ＦＩＧ．５に示すように、第１の部位２８Ａの巻胴部２１からの突出長さＬ１は、第２の部位２８Ｂの巻胴部２１からの突出長さＬ２より長く設定されている。

　ＦＩＧＳ．１９と２０を参照すると、この突出長さＬ１とＬ２の設定により、線材ガイドにより線材４０を巻き始め位置決め突起３０を支点に巻胴部２１に向けて屈曲させる際の、線材４０と第２の部位２８Ｂとの干渉を避けることができる。

　また、線材ガイドと線材把持装置Ｔ１により線材４０に張力を加えた状態で屈曲させるので、線材４０に曲げぐせがついていても線材４０は確実に切欠２７を経由して巻胴部２１へと誘導される。

　ＦＩＧＳ．２５と２６とを参照して、第１のフランジ２２の第１の部位２８Ａと第２の部位２８Ｂの巻胴部２１からの突出長さが同じ場合について説明する。この場合には、第１の部位２８Ａを支点に線材４０を屈曲させようとしても、線材４０が第２の部位２８Ｂと干渉してしまう。

　そこで、あらかじめ線材４０の延伸方向をＦＩＧ．２６に示すように第１のフランジ２２に対して斜向させることで、線材４０を切欠２７に誘導する。この場合に線材４０が切欠２７を通過するのに取り得る位置範囲は図の矢印に挟まれた狭い領域に留まる。したがって、線材４０の切欠２７への誘導を効率良く行うことは難しい。線材４０の取り得る位置範囲が狭いことは、巻きぐせがついた線材４０の誘導も困難になる。

　再びＦＩＧ．２０を参照すると、このステータ１のように、第１の部位２８Ａの巻胴部２１からの突出長さＬ１を、第２の部位２８Ｂの巻胴部２１からの突出長さＬ２より長く設定することで、線材４０を第１の部位２８Ａを支点に水平方向に屈曲させ、第２の部位２８Ｂの上方を経由して巻胴部２１に導くことができる。

　ＦＩＧ．２１を参照すると、この状態でコイル巻線治具Ｔを回転駆動して、線材４０の巻胴部２１への巻きつけを開始すれば、線材４０は切欠２７の内側に確実に誘導される。このように、線材４０と第１のフランジ２２との干渉を確実に回避することで、巻線の巻き始め位置を高精度に位置決めできる。

　ＦＩＧ．２７を参照すると、第１のフランジ２２の内側、すなわちバックヨーク１１側に段差Ｈが存在すると、切欠２７に誘導された線材４０は、段差Ｈに相当する分、巻胴部２１より浮き上がることになる。その部分の上に層状に巻かれる線材４０も巻胴部２１から浮き上がる。最終的には、コイルエンドの高さが高くなってしまう。

　このステータ１においては、第１の係止溝３１と巻き始め位置決め突起３０と係止片２６Ｂとの間に線材４０を案内するガイド面２９が第１の部位２８Ａに形成されている。段差Ｈが存在してもこのようにガイド面２９を形成することで、切欠２７を介して巻胴部２１に達する線材４０は確実に巻胴部２１の表面に接触する。したがって、線材４０の巻胴部２１からの浮き上がりを防止することができる。

　ＦＩＧ．１２を参照すると、線材４０を切欠２７を介して巻胴部２１へと誘導した後、線材ガイドを図の矢印方向に移動して線材４０を第１のフランジ２２の第２の部位２８Ｂに当接させることで、線材４０の巻胴部２１への巻き始めの位置決めを行う。この状態で、コイル巻線治具Ｔを回転駆動すると、線材４０が巻胴部２１へ巻きつけられる。巻きつけに応じて線材ガイドを巻胴部２１と平行に移動することで、線材４０は巻胴部２１に隙間なく並んで巻きつけられる。

　ＦＩＧ．１３を参照すると、この巻線作業を継続することで、線材４０の巻胴部２１への巻きつけが第２のフランジ２３に到達する。以後は、線材ガイドをを巻胴部２１と平行に逆向きに移動させつつ、コイル巻線治具Ｔを回転駆動すると、すでに巻きつけられた線材４０の層の上に線材４０が新たに巻きつけられる。このようにして、第１のフランジ２２と第２のフランジ２３との間で線材４０の巻きつけを複数層に渡って実行する。

　ＦＩＧ．１４を参照すると、所定の層数の巻線を終了すると、線材４０が第１のフランジ２２の切欠２７付近に来る回転位置でコイル巻線治具Ｔの回転を停止させる。これは、凹部１１Ｂが水平をなす位置から、コイル巻線治具Ｔを若干回転させたステータコア１０の回転位置に相当する。

　ＦＩＧ．１５を参照すると、この状態で、線材ガイドを図の矢印に示すように巻胴部２１と平行に第１のフランジ２２の外側へ移動する。これに伴い、巻胴部２１への巻線を終えた線材４０が切欠２７を介して、第１のフランジ２２の外側へと取り出される。

　ＦＩＧ．１６を参照すると、この状態からコイル巻線治具Ｔを略９０度回転駆動して停止させると、線材４０は第１のフランジ２２の第２の部位２８Ｂに形成された巻き終わり位置決め突起３３の切欠３５に係合する。

　ＦＩＧ．１７を参照すると、線材４０を切欠３５に係合させた後、線材ガイドを再び図の矢印に示すように、巻胴部２１と平行かつＦＩＧ．１５と逆向きに移動する。

　ＦＩＧ．１８を参照すると、さらにコイル巻線治具Ｔを略９０度回転駆動して停止させる。これにより、切欠２７を通過した線材４０は巻き終わり位置決め突起３３の切欠３５に係止される。この状態で、線材４０は切欠３５と線材ガイドの間で切断される。また、線材４０の巻き始め部分は第１の部位２８Ａの巻き始め位置決め突起３０と線材把持装置Ｔ１との間で切断される。その結果、ＦＩＧ．８に示すように巻胴部２１への線材４０の巻きつけが完了する。

　この状態では、ＦＩＧ．２２Ａに示すように、線材４０の巻き終わり部分は切欠２７を通り巻き終わり位置決め突起３３の切欠３５を介して巻き終わり位置決め突起３３を回り込み、上方へと伸びている。ＦＩＧ．２２Ｃに示すように、この部分を係止溝３４を介して巻胴部２１側へと屈曲させる。線材４０の巻き終わり部分は、線材４０の弾性に起因するコイルのスプリングバック作用で緩みを生じやすい。このステータ１においては、線材４０の巻き終わり部分が、切欠３５に係合した後、巻き終わり位置決め突起３３を廻り込み、さらに係止溝３４から巻胴部２１側へと屈曲することで、線材４０の緩み止めを図る。

　切断後の線材４０の巻き始め部分は、ＦＩＧ．２２Ｂに示すように、ガイド面２９に沿って斜め方向に伸びている。この部分は第１のフランジ第１の部位２８Ａの巻き始め位置決め突起３０をガイドとして上方へ屈曲させ、さらにＦＩＧ．２２Ｃに示すように、係止溝３１を介して巻胴部２１側へと屈曲させる。線材４０の巻き始め部分は上層の巻線に押さえられているために緩みは生じにくいが、このように巻き始め位置決め突起３０を廻り込んだのちに係止溝３１から巻胴部２１側へと屈曲することで、線材４０の巻き始め部分についても緩み止めを図る。

　以上のように、ステータコア１０にインシュレータ２０を装着し、インシュレータ２０の巻胴部２１にコイルの巻線を行うことで１個の電磁石２が構成される。このようにして構成された所定数の電磁石２が、バックヨーク１１の凸部１１Ａを隣接するバックヨーク１１の凹部１１Ｂに挿入することで順次連結され、リング状のステータ１を構成する。

　ＦＩＧ．２３を参照すると、リング状のステータ１は電動モータまたはジェネレータのハウジングに設けられた集配電用バスリング５０の内側に配置される。集配電用バスリング５０は各電磁石２のコイルの始端４０Ａを接続する端子５１と、各電磁石２のコイルの終端４０Ｂを接続する端子５２とが交互に設けられる。

　端子５１はギャップ５１Ａを有し、ギャップ５１Ａに始端４０Ａを挿入した状態で、工具で端子５１を締め付けることでギャップ５１Ａを閉じ、始端４０Ａを固定的に保持する。同様に、端子５２はギャップ５２Ａを有し、ギャップ５２Ａに終端４０Ｂを挿入した状態で、工具で端子５２を締め付けることでギャップ５２Ａを閉じ、始端４０Ｂを固定的に保持する。

　各電磁石２において、コイルの始端４０Ａは巻き始め位置決め突起３０を廻り込むことで取り出し位置が決められている。コイルの終端４０Ｂは巻き終わり位置決め突起３３を廻り込むこといで取り出し位置が決められている。端子５１と５２の周方向のインターバルに一致するように、巻き始め位置決め突起３０と巻き終わり位置決め突起３３の位置を設定しておくことで、端子５１へのコイルの始端４０Ａの接続と、端子５２へのコイルの終端４０Ｂの接続とを、それぞれ最短距離で行うことができる。

　さらに、ステータ１において、コイルの始端４０Ａと終端４０Ｂはそれぞれ係止溝３１と３４の内側に保持される。係止溝３１と３４は、複数の電磁石２をリング状のステータ１へと組み立てる際や、組み立てたステータ１を集配電用バスリング５０の内側に配置する際に、コイルの始端４０Ａと終端４０Ｂのずれを阻止して、位置決め位置に保持する役割をもつ。第１の係止溝３１と第２の係止溝３４は、したがって、始端４０Ａと終端４０Ｂの端子５１と５２への接続作業をさらに容易にする。

　ただし、線材４０の位置決めそれ自体は巻き始め位置決め突起３０と巻き終わり位置決め突起３３によって行うことができる。したがって、図に示すように第１のフランジ２２に切欠２７と巻き始め位置決め突起３０と巻き終わり位置決め突起３３のみを形成し、第１の係止溝３１と第２の係止溝３４を省略することも可能である。

　ＦＩＧ．２４を参照して、集配電用バスリング５０に関する別の構成を説明する。

　この集配電用バスリング５０は、ＦＩＧ．２３の端子５１と５２の代わりに、端子５３と５４を備える。

　端子５３と５４は、ステータ１の中心軸方向に関して、係止溝３１と３４とそれぞれ重なる位置に支柱５５により支持される。端子５３はギャップ５３Ａを有し、ギャップ５３Ａに始端４０Ａを挿入した状態で、工具で端子５３を締め付けることでギャップ５３Ａを閉じ、始端４０Ａを固定的に保持する。同様に、端子５４はギャップ５４Ａを有し、ギャップ５４Ａに終端４０Ｂを挿入した状態で、工具で端子５４を締め付けることでギャップ５４Ａを閉じ、始端４０Ｂを固定的に保持する。ただし、ギャップ５１Ａと５２Ａの開口端はステータ１の中心を向くように、端子５３と５４は支柱５５に固定される。

　端子５３と５４をこのように構成すると、リング状のステータ１を集配電用バスリング５０の内側へ挿入する際に、コイルの始端４０Ａと終端４０Ｂが端子５３，５４と干渉する可能性がある。第１のフランジ２２に第１の係止溝３１と第２の係止溝３４を形成し、コイルの始端４０Ａと終端４０Ｂを、第１の係止溝３１と第２の係止溝３４を介してステータ１の中心方向に屈曲させた状態で、リング状のステータ１を集配電用バスリング５０の内側へ挿入すれば、こうした干渉を防止することがてきる。

　この場合には、ステータ１を集配電用バスリング５０の内側の所定位置に挿入した後、第１の係止溝３１と第２の係止溝３４を介してステータ１の中心方向に屈曲したコイルの始端４０Ａと終端４０Ｂを、それぞれ屈曲状態から直線状態に戻すことで、ギャップ５３Ａと５４Ａに容易に導き入れることができる。

　以上の説明に関して２０１０年３月２３日を出願日とする日本国における特願２０１０－６５７５３号、の内容をここに引用により合体する。

　以上、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明してきたが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。

　例えば、インシュレータ２０に巻線を行う線材４０は角形断面でも丸形断面でも良い。切欠２７は矩形に限定されず、例えＵ字状またはＶ字状の切欠２７も可能である。

　この発明による電磁石を適用したステータを用いることで、電動モータやジェネレータの製造工程の合理化や製造品質の向上に好ましい効果を得ることができる。この発明の実施例が包含する排他的性質あるいは特長は以下のようにクレームされる。

Claims

　バックヨーク（１１）とバックヨーク（１１）から突出するトゥース（１２）とからなるステータコア（１０）と、
　トゥース（ｔｏｏｔｈ）（１２）に装着されるインシュレータ（２０）と、
　インシュレータ（２０）に巻かれたコイルと、を備え、
　インシュレータ（２０）は、コイルが複数層に渡って巻かれた巻胴部（２１）と、巻胴部（２１）の一端に形成され、コイルの線材（４０）を挿通する切欠（２７）を形成した第１のフランジ（２２）と、巻胴部（２１）のもう一端に形成された第２のフランジ（２３）とを備えるとともに、第１のフランジ（２２）の巻胴部（２１）からの突出長さを切欠（２７）の両側で異なる長さに設定した、ステータ用電磁石（２）。
　第１のフランジ（２２）は巻胴部（２１）のバックヨーク（１１）側の端部に形成され、コイルの線材（４０）は第１のフランジ（２２）の外から切欠（２７）を介して巻胴部（２１）に導かれ、巻胴部（２１）に複数層に渡って巻かれた後、切欠（２７）を介して第１のフランジ（２２）の外へ取り出されている、請求項１に記載のステータ用電磁石（２）。
　第１のフランジ（２２）は切欠（２７）の側方に位置する第１の部位（２８Ａ）と、切欠（２７）を挟んで第１の部位（２８Ａ）と反対側に位置する第２の部位（２８Ｂ）とを備え、第１の部位（２８Ａ）は巻胴部（２１）からの突出長さが第２の部位（２８Ｂ）より長い、請求項２に記載のステータ用電磁石（２）。
　第１の部位（２８Ａ）は切欠（２７）に臨む角形の偶部（３０Ａ）を有し、臨む第２の部位（２８Ｂ）は切欠（２７）に臨む丸形の偶部（３３Ａ）を有する、請求項３に記載のステータ用電磁石（２）。
　第２の部位（２８Ｂ）は、線材（４０）の巻き終わり位置を位置決めする、バックヨーク（１１）に向けて突出した巻き終わり位置決め突起（３３）を切欠（２７）の近傍に備える、請求項３または４に記載のステータ用電磁石（２）。
　第１の部位（２８Ａ）は、線材（４０）の巻き始め位置を位置決めする、バックヨーク（１１）に向けて突出した巻き始め位置決め突起（３０）を切欠（２７）の近傍に備える、請求項５に記載のステータ用電磁石（２）。
　第１の部位（２８Ａ）の巻き終わり位置決め突起（３０）を挟んで切欠（２７）と反対側に、線材（４０）の始端を係止する第１の係止溝（３１）が形成され、第２の部位（２８Ｂ）の巻き始め位置決め突起（３３）を挟んで切欠（２７）と反対側に線材（４０）の終端を係止する第２の係止溝が（３４）形成された、請求項６に記載のステータ用電磁石（２）。
　第１の係止溝（３１）の深さが第２の係止溝（３４）の深さより深い、請求項７に記載のステータ用電磁石（２）。
　巻胴部（２１）と、巻胴部（２１）の一端に形成され、コイルの線材（４０）を挿通する切欠（２７）を形成した第１のフランジ（２２）と、巻胴部（２１）のもう一端に形成された第２のフランジ（２３）とを備え、第１のフランジ（２２）の巻胴部（２１）からの突出長さを切欠（２７）の両側で異なる長さに設定したインシュレータ（２０）を、バックヨーク（１１）とバックヨーク（１１）から突出するトゥース（１２）とからなるステータコア（１０）のトゥース（１２）に装着し、
　コイルの線材（４０）を切欠（２７）を介して第１のフランジ（２２）の外側から巻胴部（２１）へと導き、巻胴部（２１）に複数層に渡って巻いた後に、巻胴部（２１）から切欠（２７）を介して第１のフランジ（２２）の外側へと取り出す、ステータ用磁石（２）の製造方法。