WO2016143153A1

WO2016143153A1 - 電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のコイル、その製造方法、及びコイルのティースに対する組付方法

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Publication number: WO2016143153A1
Application number: PCT/JP2015/067548
Authority: WO
Inventors: 効梶田; 貴彦保母
Original assignee: 株式会社林工業所
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2016-09-15
Also published as: DE112016001296T5; KR101829295B1; JPWO2016203794A1; WO2016147863A1; WO2016203794A1; JP6002358B1; US10447125B2; DE112016000809B4; KR101838129B1; US10170963B2; US20180166955A1; DE112016000809T5; KR20170134977A; JP6114894B1; JPWO2016147863A1; KR20170122266A; US20180166957A1

Abstract

　構成する導線の断面形状に制限がなく、製造や取扱いが容易であり、各スロットに対する挿入が容易で占有率を高くすることができ、電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできて効率の良いコイルを提供すること。　各スロット２２内に収納される第１及び第２収納部分１１ａ・１１ｂと、これら第１及び第２収納部分１１ａ・１１ｂ間に連続しながらロータ２０の外側に配置される第１及び第２コイルエンド１２ａ・１２ｂと、第１及び第２収納部分１１ａ・１１ｂを構成している巻線１０Ａを整列性を維持した状態で保持する、２つの保持治具３０とを備えて、これら２つの保持治具３０を相対回転させたとき、第１及び第２収納部分１１ａ・１１ｂを構成している巻線１０Ａの整列性を維持した状態で、第１及び第２コイルエンド１２ａ・１２ｂに捩じり部分１０ｄが形成できるようにしたこと。

Description

電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のコイル、その製造方法、及びコイルのティースに対する組付方法

　本発明は、モータや発電機のような電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のコイル、その製造方法、及びコイルのティースに対する組付方法に関するものである。　

　電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のコイルは、ロータを包み込むステータコアの多数のティースに巻回する場合、非常に困難を伴うものである。何故なら、各ティース間の巻回スペース（スロット）は、非常に狭く、奥深いものであるため、十分な磁束密度を得るための量のコイルを巻回するには熟練を要するからである。

　このような電気機械装置のステータコアにコイルの巻回を高密度で行え、機械化も可能な代表的な方法として、例えば特許文献１等に提案されているような、ティース毎にコイルを集中して巻回する「集中巻」と、特許文献２等に提案されているような、複数のスロットを跨いでコイルを巻き、コイルエンドで異相または同相のコイル同士を重なり合わせる「分布巻」とが知られている。

　また、使用される巻線については、断面が円状の一般的な棒状線と、最近よく使用されるようになってきている、断面が四角形状の平角線とがある。上記両特許文献１及び２の巻線装置が対象としている巻線は、平角線である。

　特許文献１に記載されているコイルは、図１８の（ａ）に示すように、複数に分割された複数のコア７２の一つ一つに個別に巻回されるもので、各コア７２の一つのティース１０４には一つのコイルが巻回される。この一つのコイルだけを取り出して示したのが図１８の（ｂ）に示すものであり、平角線が３層にわたって巻回されているものである。コイルが巻回された各コア７２は、円環状に並べて一体化することにより、図１８の（ａ）に示すようなステータとなるのである。

　なお、この特許文献１には、ローラを平角線と巻枠に当接させながら平角線を案内して巻線する巻線装置であって、巻枠の両側の側板により溝を形成し、回転する巻枠に対してローラが前後しながら平角線に接触することにより、巻線を行う巻線装置についての記載もある。

　この特許文献１に提案されているコイル及び巻線装置では、集中巻していることから、後述する分布巻の場合に比較してコイルエンドを小さくでき、電機機械装置の小型化、高効率化に有効であるが、一方で、図１８の（ａ）に示すように、各スロットには、コイルの存在しない部分がどうしても発生する。Ｔ字形状のコア７２を円環状に一体化しなければならないからである。そして、平角線を、図１８の（ｂ）に示すような状態に巻回すれば、コイルのコーナー部において、平角線を直角に曲げる必要があって、平角線の曲げ部に無理が生ずる。また、この特許文献１にて提案されている巻線装置は、回転する巻枠に対してローラが前後しながら平角線に接触する構成であるため、対象となる巻線は、「平角線」に限られ、断面が円状の棒状線には適用できない。

　分布巻を採用している特許文献２に記載されているコイルは、図１９の（ａ）に示すように、コアのスロット間に収納される。このコアは、例えば４８個のスロット４１１間にティース４１４を設けて、夫々のティース４１４を環状のコアバック４３０と一体化したもので、このコアの各ティース４１４間（スロット）に、複数のティース４１４を跨いだ状態で、当該コイルはスロット間に収納されるのである。

　この一つのコイルだけを取り出して示したのが図１９の（ｂ）に示すものであり、平角線が複数層にわたって巻回されているものである。このコイルは、図２０にも示すように、「断面が矩形形状の導体素線をα巻きしたコイルが２連続で形成され、この２連続α巻コイルを小判状に成形して２連続の重ね巻コイルを形成し、固定子のスロットに挿入される。該２連続α巻コイルは巻枠に角線の中心部を押さえ、巻枠に取り付けた角線に２つのローラを相逆向きに回転させながら当てることにより形成される（当該特許文献２の要約より）」ものである。

　この特許文献２においては、図１９の（ｂ）のように形成したコイルを、例えば図２１に示すような内側治具３６の多数の溝内に収納しておいて、これをコア内に挿入してから各コイルを対応するスロット内に押し込み、コイル収納完了後に内側治具３６をコアから引き出して、図１９の（ａ）に示すようなコイル付コアとするものであることが記載されている。

　この特許文献２に提案されている、図１９の（ａ）に示すコイル付コアでは、図示されているように、「コイルエンド部」が「スロット部（コア部）」から上下に大きく突出していて、この様子から、コイルエンド部における「銅損」が大きくなっていると考えられる。「コイルエンド部」が「スロット部（コア部）」から大きく突出していることは、大きな「銅損」、つまりエネルギー損失が大きいことを意味するだけでなく、このようなコアを収納するのには大きなスペースを要することをも意味している。

　ところで、電気機械装置用のコイルは、一般的に、このコイル自体は勿論、このコイルが巻き付けられるべきティースや、コイルが収納されるべきスロットは、均等でかつ等間隔に形成されなければならない。各コイルが作り出す、あるいは各コイルが単位時間当たりに切り取る磁束密度を一定にすることにより、当該電気モータの回転を滑らかにし、安定した機能を発揮させる必要があるからである。

　また、エネルギー密度を高める最大の手段は、各スロット内に、コイルを構成する導線を最大限に詰めることであるが、図１８の（ａ）からも分かるように、狭くて深いスロット内に隙間なく導線（コイル）を詰めることは、前述した通り、そんなに簡単なことではない。

　さらに、この種のコイル、これが組み込まれるステータまたはロータ、さらには、これらを構成部品とする電気機械装置を、機械的かつ大量に製造しようとする場合には、次のような数々の課題を総合的かつ同時的に解決しなければならない。

　そして、コイル一般について言えることは、１つの従来のコイルが２つのスロット内に跨がって収納される場合、両スロット内の同一位置に、コイルの同一位置の巻線が位置することになる。各スロットは、ローター側であっても、コア側であっても、その電気機械装置の中心に対して放射状となるように形成されるから、それらの奥側間の寸法と、手前側間の寸法は異なっている。そうなると、通常のコイルが２つのスロット内に収納された場合、巻線は同じ位置に収納されることになって、スロットの奥側と手前側では各構成巻線（素線）に発生するインダクタンスがばらつき、全体としてコイル効率の低下を来すことになる。何故なら、各素線に同じ電圧が一斉に掛けられると、インダクタンスが小さい素線により多くの電流が流れることになって、このインダクタンスのばらつきは、コイル全体としての効率を低下させる方向に働くからである。従って、コイルについては、巻き線毎のインダクタンスのバラ付きが均質化できて、コイル効率が高められるようにすることが要望されている。

　以上の通り、この種のコイルについて、総合的かつ同時的に解決しなければならない課題として代表的に挙げられるのは、次の（Ａ）～（Ｇ）である。
（Ａ）コイルを構成する導線としては、棒状線であっても、平角線であってもよく、その断面形状に制限がないようにすること。
（Ｂ）コイル自体の製造や取扱いが容易であること。
（Ｃ）コイルの各スロットに対する挿入を容易に行えるようにすること。
（Ｄ）コイルの各スロットに対する占有率を高くすることができること。
（Ｅ）電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできること。
（Ｆ）電気機械装置としたときに、巻き線毎のインダクタンスのバラ付きを均質化できて、コイル効率が高められるようにすること。
（Ｇ）結果的に、電気機械装置をコンパクトで効率の良いものにでき、電気機械装置自体の製造をも容易にできるようにすること。

　　特許文献１：特開平１１－３１２６２１号公報、代表図、要約
　　特許文献２：特開２００９－１９５００５号公報、代表図、要約

　そこで、本発明者等は、上記（Ａ）～（Ｇ）を総合的かつ同時的に解決できるコイルとするにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。

　すなわち、本発明が第一の目的とするところは、構成する導線の断面形状に制限がなく、製造や取扱いが容易であり、各スロットに対する挿入が容易で占有率を高くすることができ、しかも、電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできて効率の良いコイルを提供することにある。

　また、本発明が第二の目的とするところは、製造や取扱いが容易であり、各スロットに対する挿入が容易で占有率を高くすることができ、しかも、電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできて効率の良いコイルの製造方法を提供することにある。

　さらに、本発明が第三の目的とするところは、上記第一の目的を達成するコイルの、電気機械装置をコンパクトにでき、電気機械装置自体の製造を容易にできる、コアやロータの各ティースに対する組付方法を提供することにある。

　以上の課題を解決するために、まず、請求項１に係る発明の採った手段は、後述する実施形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
　「電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１間のスロット２２に取り付けられるコイル１０であって、
　少なくとも１本の巻線１０Ａを巻回することにより、各スロット２２内に収納される第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂと、これら第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に連続しながらステータコアまたはロータ２０の外側に配置される第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂと、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａを整列性を維持した状態で保持する、２つのロボットハンドまたは保持治具３０とを備えて、
　これら２つのロボットハンドまたは保持治具３０を相対回転させたとき、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａの整列性を維持した状態で、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに捩じり部分１０ｄが形成でき、かつ、各ティース２１間のスロット２２への取り付けができるようにしたことを特徴とする電気機械装置用のコイル１０」
である。

　この請求項１に係るコイル１０は、図２～図４または図１６に示すように、少なくとも１本の巻線１０Ａを分布巻したものであり、２つのロボットハンドまたは保持治具３０（以下では、これらを単に保持治具３０で代表させて説明する）で２箇所部分を保持させたものである。これらの保持治具３０は、当該コイル１０の完成後からステータコアまたはロータ２０（以下では、これらを単にステータコア２０で代表させて説明する）の所定のスロット２２への収納が済むまでの間、分布巻された巻線１０Ａが整列性を維持できるように、つまりばらけないようにするとともに、コイル１０の第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂについての収納までの変形加工を、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂに変化を与えないで可能にするものである。

　このコイル１０は、特許文献２等に提案されているような、複数のスロットを跨いでコイルを巻き、コイルエンドで異相または同相のコイル同士を重なり合わせる「分布巻」がなされるものであり、２箇所のスロット２２にそれぞれ纏めて収納されることになる第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを有している。これらの第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂの間には、図３の（ａ）にも示すように、図示上側に第１コイルエンド１２ａが、また図示下側に第２コイルエンド１２ｂが露出しているものである。なお、図２の（ａ）に示すように、このコイル１０では、他のコイル１０や電源に電気的接続を行うために、巻線１０Ａの両端部を当該コイル１０から突出状態で残しているものである。

　この請求項１に係るコイル１０は、後述する製造方法等によって製造されるものであるが、その基本構成は、少なくとも１本の巻線１０Ａを例えば筒状物あるいは枠状物に巻線することにより、各ティース２１によって形成されている各スロット２２内に収納される第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂと、これら第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に連続しながらステータコアまたはロータ２０の外側に配置される第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂとが形成されており、コイル１０の第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している部分は、２つのロボットハンドまたは保持治具３０によって、巻線１０Ａの整列性を維持した状態で保持したものである。従って、このコイル１０は、
（Ａ）コイルを構成する導線としては、棒状線であっても、平角線であってもよく、その断面形状に制限がないようにすること。
ができるものとなっているのである。

　このコイル１０において、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している部分を各保持治具３０によって、巻線１０Ａの整列性を維持した状態で保持してあることとは重要である。何故なら、後述する当該コイル１０のティース２１に対する組付方法で説明する通り、当該コイル１０の多数を多数のティース２１に組み付けるにあたって、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに次コイル収納部１０ｃを形成する場合（１スロットに１コイルを収納する場合）、あるいは第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに捩じり部分１０ｄを形成してコイル１０毎の捩じり部分１０ｄが互いに重なり合えるようにする場合（１スロットに２コイルを収納する場合）に、１つ目のコイル１０における第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂ自体が、次のコイル１０における第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂを隙間無く重なり合えるように自然に変形するからである。従って、このコイル１０は、
（Ｄ）コイルの各スロットに対する占有率を高くすることができること。
ができるものとなっているのである。

　（１スロットに１コイルを収納する場合）
　この場合には、分布巻されている１つ目のコイル１０の第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂは、図１７に示すように、１つ目のスロット２２と、これから所定距離離れたスロット２２との全体にそれぞれ収納される。そして、例えば第１コイルエンド１２ａの一部は、図１６の（ｃ）及び図１７に示すように、ステータコア２０のロータが収納されるべき中側に突出するが、このとき、第１コイルエンド１２ａの下側には、図１６の（ｃ）に示すように、次コイル収納部１０ｃが自然と形成されているのである。

　上記１つ目のコイル１０の直ぐ隣に、２つ目のコイル１０が組み付けられるのであるが、この２つ目のコイル１０についても、図１６に示すような次コイル収納部１０ｃが形成されているから、この次コイル収納部１０ｃは、１つ目のコイル１０における次コイル収納部１０ｃ内に隙間無く収納されることになる。以下同様にして、次々にコイル１０が組み付けられれば、各コイル１０の巻線１０Ａは隙間なくステータコア２０に組み付けられ、結果的に、
（Ｄ）コイルの各スロットに対する占有率を高くすることができること。
（Ｅ）電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできること。
を達成した、図１５の（ａ）及び（ｂ）に示したようなステータが完成するのである。

　（１スロットに２コイルを収納する場合）
　この場合には、図１３の（ａ）に示すように、１つ目のコイル１０の第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを、１つ目のスロット２２と、これから所定距離離れた２つ目のスロット２２との両方にそれぞれ収納するのであるが、このときには、各第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａは各スロット２２内にてばらけた状態にあり、以降に収納されてくる別のコイル１０の第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂが詰められる余裕を残している。

　各コイル１０のステータコア２０に対する具体的挿入は、コイル１０の第１収納部分１１ａまたは第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａに対して、巻線１０Ａの線方向に直交する方向に押し出し力を加えることによりなされる。一方、各ステータコア２０の軸方向開口２３の入り口には、一旦挿入した巻線１０Ａが飛び出ないようにするための突起が形成してある。つまり、各ステータコア２０を上からみたとき、例えば図６の（ａ）に示すように、奥側は入口より広くなっている。

　このようなステータコア２０の狭い入口（軸方向開口２３）から、保持治具３０によって纏められているコイル１０の第１収納部分１１ａや第２収納部分１１ｂを挿入する場合、巻線１０Ａをその線方向に直交する方向に少しづつ入れなければならないが、巻線１０Ａとして「棒状線」を採用した場合には、何等の抵抗もなく円滑に収納できることになる。また、各コイル１０は分布巻したものであるから、ステータコア２０の入口より広い奥側に入った巻線１０Ａは、この奥側で線方向に直交した方向に自然にばらける。以上の結果、ステータコア２０内における巻線１０Ａは、広くなっている奥側にも高い密度で挿入されることになり、棒状線を使用するメリットが高くなる。

　また、この図１３の（ａ）に示す状態では、コイル１０の第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂについては、図４の（ａ）及び（ｂ）にも示すような捩じり部分１０ｄが形成されているのであるが、この捩じり部分１０ｄは、図２の（ａ）の状態にあった２つの保持治具３０について互いに１８０°の位置状態（図４の（ｂ）に示す状態）となるようにすることによって形成される。このとき、捩じり部分１０ｄにおいては、単位回巻部分に従って順に上側に捩じれたものとなっており、１つ目のコイル１０の第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂの周囲には、図４及び図１３の（ｂ）にも示すように、２つ目のコイル１０の捩じり部分１０ｄを密着状態で配置できる空間が形成されることになる。

　以下同様にして、次々にコイル１０を組み付けていけば、各コイル１０の巻線１０Ａは隙間なくステータコア２０に組み付けられ、結果的に、
（Ｄ）コイルの各スロットに対する占有率を高くすることができること。
（Ｅ）電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできること。
を達成した、図１の（ａ）及び（ｂ）に示したようなステータが完成するのである。

　ところで、以上の１スロットに１コイルを収納する場合も、１スロットに２コイルを収納する場合も、分布巻きした各コイル１０は、図４の（ｂ）に示した状態にしてから収納される。換言すれば、１つのコイル１０についてみてみると、１つ目のスロット２２内に収納される第１収納部分１１ａの位置は、当該コイル１０の捩じり部分１０ｄの存在によって、所定距離離れた２つ目のスロット２２内に収納される第２収納部分１１ｂの位置とは反対側になる。

　この状態、つまり第１収納部分１１ａと第２収納部分１１ｂとが、当該コイル１０の捩じり部分１０ｄの存在によって反対側になると、図１３の（ａ）にも具体的に示すように、１つ目のスロット２２内に収納される第１収納部分１１ａの巻線１０Ａの最初部分が手前側であった場合に、所定距離離れた２つ目のスロット２２内に収納される第２収納部分１１ｂの巻線１０Ａの最後部分は、当該スロット２２の奥側に位置することになるのである。

　一般に、捩じり部分が存在しなくて分布巻きされた１つのコイルが２つのスロット内に収納された場合、両スロット内では、第１収納部分の巻線の最初部分も、所定距離離れた２つ目のスロット内に収納される第２収納部分の巻線の最初部分も、各スロットの同じ部位に位置することになる。そして、各スロットは、ローター側であっても、コア側であっても、その電気機械装置の中心に対して放射状となるように形成されるから、それらの奥側間の寸法と、手前側間の寸法は異なっている。そうなると、捩じり部分が存在しなくて分布巻きされた１つのコイルが２つのスロット内に収納された場合、巻線は同じ位置に収納されることになって、スロットの奥側と手前側では各構成巻線（素線）に発生するインダクタンスがばらつき、全体としてコイル効率の低下を来すことになる。何故なら、各素線に同じ電圧が一斉に掛けられると、インダクタンスが小さい素線により多くの電流が流れることになって、このインダクタンスのばらつきは、コイル全体としての効率を低下させる方向に働くからである。

　この点、本発明に係るコイル１０では、その捩じり部分１０ｄの存在によって、例えば図４の（ｂ）または図１３の（ａ）に示すように、１つ目のスロット２２内に収納される第１収納部分１１ａの巻線１０Ａの最初部分が手前側であった場合に、所定距離離れた２つ目のスロット２２内に収納される第２収納部分１１ｂの巻線１０Ａの最後部分は、当該スロット２２の奥側に位置することになり、当該コイル１０の各部（素線）毎におけるインダクタンスのばらつきが低減若しくは抑制されて、より多くの磁束を生じさせることになるのである。

　当該コイル１０の各部（素線）毎におけるインダクタンスのばらつきが低減若しくは抑制されることになれば、当該コイル１０自体の全体的な効率低下が抑制されるため、結果として、当該コイル１０を採用した電気機械装置自体の効率を向上させることができるのであり、この電気機械装置自体は、高出力化、小型化、軽量化がなされることになるのである。

　以上の通り、本発明に係るコイル１０では、その捩じり部分１０ｄの存在によって、各部（素線）毎におけるインダクタンスのばらつきが低減若しくは抑制されるのであり、当該コイル１０を採用した電気機械装置自体は、高出力化、小型化、軽量化がなされることになるのである。結果として、本発明に係るコイル１０では、
（Ｆ）電気機械装置としたときに、巻き線毎のインダクタンスのバラ付きを均質化できて、コイル効率が高められるようにすること。
ができるのである。

　以上の１スロットに１コイルを収納する場合も、１スロットに２コイルを収納する場合も、当該請求項１に係るコイル１０を採用することによって、
（Ａ）コイルを構成する導線としては、棒状線であっても、平角線であってもよく、その断面形状に制限がないようにすること。
（Ｂ）コイル自体の製造や取扱いが容易であること。
（Ｃ）コイルの各スロットに対する挿入を容易に行えるようにすること。
ができるのであり、上述した、
（Ｄ）コイルの各スロットに対する占有率を高くすることができること。
（Ｅ）電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできること。
とも合わせて、
（Ｆ）電気機械装置としたときに、巻き線毎のインダクタンスのバラ付きを均質化できて、コイル効率が高められるようにすること。
（Ｇ）結果的に、電気機械装置をコンパクトにでき、電気機械装置自体の製造を容易にできるようにすること。
ができることになるのである。

　従って、この請求項１に係るコイル１０は、構成する導線の断面形状に制限がなく、製造や取扱いが容易であり、各スロットに対する挿入が容易で占有率を高くすることができ、しかも、電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできて効率の良いものとなっているのである。

　以上の課題を解決するために、請求項２に係る発明の採った手段は、上記請求項１に係る電気機械装置用のコイル１０について、
　「巻線１０Ａの巻始め部分１０ａが形成する第一径部分と、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂが形成する第二径部分との間で、巻線１０Ａによって形成される単位回巻部分の各径が段階的に変化していること」
である。

　この請求項２に係るコイル１０は、図２～図４または図１６に示すように、少なくとも１本の巻線１０Ａを傾斜筒状または傾斜枠状に分布巻したものであり、２つのロボットハンドまたは保持治具３０で２箇所部分を保持させたものである。これらの保持治具３０は、当該コイル１０の完成後からステータコアまたはロータ２０の所定のスロット２２への収納が済むまでの間、分布巻された巻線１０Ａがばらけないようにするとともに、コイル１０の第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂについての収納までの変形加工を、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂに変化を与えないで可能にするものであることは、上記請求項１のそれと同様である。

　また、このコイル１０では、図３の（ａ）あるいは図１６の（ｃ）に示すように、巻線１０Ａの巻始め部分１０ａが形成する第一径部分と、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂが形成する第二径部分との間で、巻線１０Ａによって形成される単位回巻部分の各径が段階的に変化しているものである。そして、このコイル１０では、巻線１０Ａの第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している部分は、２つのロボットハンドまたは保持治具３０によって、各単位回巻部分が互いに平行状態を維持するように保持されているものである。ここで、「単位回巻部分」とは、１本の巻線１０Ａについてみたときの「一巻部分」を言うものである。従って、このコイル１０は、
（Ｂ）コイル自体の製造や取扱いが容易であること。
（Ｃ）コイルの各スロットに対する挿入を容易に行えるようにすること。
ができるものとなっているのである。

　この請求項２に係るコイル１０は、後述する製造方法等によって製造されるものであるが、その基本構成は、少なくとも１本の巻線１０Ａを傾斜筒状または傾斜枠状に分布巻することにより、各ティース２１によって形成されている各スロット２２内に収納される第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂと、これら第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に連続しながらステータコアまたはロータ２０の外側に配置される第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂとが形成されており、コイル１０の第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している部分は、２つのロボットハンドまたは保持治具３０によって、巻線１０Ａの整列性を維持した状態で保持したものである。従って、このコイル１０は、
（Ａ）コイルを構成する導線としては、棒状線であっても、平角線であってもよく、その断面形状に制限がないようにすること。
ができるものとなっているのである。

　このコイル１０において、巻始め部分１０ａと巻終り部分１０ｂとの間が段階的に変化させてあることと、この状態を維持するために、上述したように、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している部分を各保持治具３０によって、巻線１０Ａの整列性を維持した状態で保持してあることとは重要である。何故なら、後述する当該コイル１０のティース２１に対する組付方法で説明する通り、当該コイル１０の多数を多数のティース２１に組み付けるにあたって、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに次コイル収納部１０ｃを形成して次コイル収納部１０ｃを形成する場合、あるいは第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに捩じり部分１０ｄを形成してコイル１０毎の捩じり部分１０ｄが互いに重なり合えるようにする場合に、１つ目のコイル１０における第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂ自体が、次のコイル１０における第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂを隙間無く重なり合えるように自然に変形するからである。従って、このコイル１０は、
（Ｄ）コイルの各スロットに対する占有率を高くすることができること。
ができるものとなっているのであり、次のようにして各スロット２２内に収納されるのである。

　（１スロットに１コイルを収納する場合）
　この場合には、分布巻されている１つ目のコイル１０の第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂは、図１７に示すように、１つ目のスロット２２と、これから所定距離離れたスロット２２との全体にそれぞれ収納される。そして、例えば第１コイルエンド１２ａの次コイル収納部１０ｃは、図１６の（ｃ）及び図１７に示すように、ステータコア２０のロータが収納されるべき中側に突出するが、このとき、コイル１０の巻始め部分１０ａと巻終り部分１０ｂとの間が段階的に変化させてあるから、第１コイルエンド１２ａの下側には、図１６の（ｃ）に示すように、巻終り部分１０ｂ部分が最大開口となる次コイル収納部１０ｃが自然と形成されているものである。

　上記１つ目のコイル１０の直ぐ隣に、２つ目のコイル１０が組み付けられるのであるが、この２つ目のコイル１０についても、図１６に示すような次コイル収納部１０ｃ及び次コイル収納部１０ｃが形成されているから、この次コイル収納部１０ｃは、１つ目のコイル１０における次コイル収納部１０ｃ内に隙間無く収納されることになる。以下同様にして、次々にコイル１０が組み付けられれば、各コイル１０の巻線１０Ａは隙間なくステータコア２０に組み付けられ、結果的に、
（Ｄ）コイルの各スロットに対する占有率を高くすることができること。
（Ｅ）電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできること。
を達成した、図１５の（ａ）及び（ｂ）に示したようなステータが完成するのである。

　また、この図１３の（ａ）に示す状態では、コイル１０の第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂについては、図４の（ａ）及び（ｂ）にも示すような捩じり部分１０ｄが形成されているのであるが、この捩じり部分１０ｄは、図２の（ａ）の状態にあった２つの保持治具３０について互いに１８０°の位置状態（図４の（ｂ）に示す状態）となるようにすることによって形成される。このとき、巻線１０Ａの巻始め部分１０ａが形成する第一径部分と、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂが形成する第二径部分との間で、巻線１０Ａによって形成される単位回巻部分の各径が段階的に変化しているから、捩じり部分１０ｄにおいては、小さい径の単位回巻部分から大きい径の単位回巻部分に従って順に上側に捩じれたものとなっており、１つ目のコイル１０の第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂの周囲には、図４及び図１３の（ｂ）にも示すように、２つ目のコイル１０の捩じり部分１０ｄを密着状態で配置できる空間が形成されることになる。

　以上の１スロットに１コイルを収納する場合も、１スロットに２コイルを収納する場合も、当該請求項２に係るコイル１０を採用することによって、
（Ａ）コイルを構成する導線としては、棒状線であっても、平角線であってもよく、その断面形状に制限がないようにすること。
（Ｂ）コイル自体の製造や取扱いが容易であること。
（Ｃ）コイルの各スロットに対する挿入を容易に行えるようにすること。
ができるのであり、上述した、
（Ｄ）コイルの各スロットに対する占有率を高くすることができること。
（Ｅ）電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできること。
とも合わせて、
（Ｆ）電気機械装置としたときに、巻き線毎のインダクタンスのバラ付きを均質化できて、コイル効率が高められるようにすること。
（Ｇ）結果的に、電気機械装置をコンパクトにでき、電気機械装置自体の製造を容易にできるようにすること。
ができることになるのである。

　従って、この請求項２に係るコイル１０は、構成する導線の断面形状に制限がなく、製造や取扱いが容易であり、各スロットに対する挿入が容易で占有率を高くすることができ、しかも、電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできて効率の良いものとなっているのである。

　上記課題を解決するために、請求項３に係る発明の採った手段は、
　「電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１間のスロット２２に組み付けられるコイル１０を、次の各工程を含んで製造する方法。
　（１）少なくとも１本の巻線１０Ａを、筒状または枠状で２つの挿入溝４１を有する巻筒４０外周に巻回することにより、各スロット２２内に収納される第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂと、これら第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に連続する第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂとを形成する工程；
　（２）各挿入溝４１内に各ロボットハンドまたは保持治具３０を挿入することにより、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａを互いに整列性を維持しながら保持する工程；
　（３）このコイル１０の各第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを各ロボットハンドまたは保持治具３０によって保持しながら、このコイル１０を巻筒４０から取り外す工程。」
である。

　この製造方法における工程（１）の、後述する実施例では、図２の（ｂ）に示すような巻筒４０が採用されるのであるが、この巻筒４０は、例えば図示左端径が最小で図示右端径が最大となる傾斜した筒としたものである。勿論、この巻筒４０としては、どこも同一径の単なる「筒」であってもよく、また「枠」であってもよいものであり、「枠」とした場合には、一方の端の大きさが最小で他方の端の大きさが最大となる傾斜したものとしてもよい。

　また、この巻筒４０には、図２の（ｂ）に示すように、保持治具３０を構成している２枚の板の内の１枚が挿入される挿入溝４１が２つ形成してある。この巻筒４０は、コイル１０を実際に製造する場合に複数が使用されるのであり、その場合には、小径部は小径部で、大径部は大径部で突合せながら軸心方向に一体化されることがある。

　この工程（１）では、コイル１０の材料である少なくとも１本の巻線１０Ａを、筒状または枠状の巻筒４０の外周に巻回する。実際上の巻線１０Ａの巻回は、上述したような複数の巻筒４０を一体化したものを回転させながら、所定の引張負荷を掛けた巻線１０Ａを巻筒４０上に送り込むことによりなされるが、この巻線１０Ａの送り込みは４本程度纏めた状態で行われる。

　また、巻筒４０が、小径部は小径部で大径部は大径部で突合せながら、複数のものを軸心方向に一体化ものである場合には、複数のコイル１０を同時に形成できる。この場合、材料の巻線１０Ａは連続的に送り込まれるから、隣接する各コイル１０間では、巻始め部分１０ａや巻終り部分１０ｂにおいて巻線１０Ａが繋がったものとして形成できることになる。

　以上により、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂと、これら第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に連続する第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂを有したコイル１０が、巻筒４０上に形成される。

　次に、工程（２）では、図２の（ｂ）中の仮想線にて示すように、各ロボットハンドまたは保持治具３０の一部を各挿入溝４１内に挿入してから、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａを当該保持治具３０によって挟む。これにより、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａが各保持治具３０によって互いに平行に保持される。

　そして、工程（３）において、この巻線１０Ａの各第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを各ロボットハンドまたは保持治具３０によって保持しながら、この保持治具３０と巻筒４０とを相対移動させれば、保持治具３０によって第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａを互いに平行に保持されたコイル１０が取り外され、分離される。

　なお、この工程（３）では、巻筒４０が、小径部は小径部で大径部は大径部で突合せながら、複数のものを軸心方向に一体化ものである場合には、巻始め部分１０ａや巻終り部分１０ｂにおいて繋がったものとしたい隣接する各コイル１０間以外において巻線１０Ａを切断しておくことによって、必要数のコイル１０が巻始め部分１０ａや巻終り部分１０ｂにおいて繋がったものとして形成できることになる。

　従って、この請求項３に係る製造方法では、製造や取扱いが容易であり、各スロットに対する挿入が容易で占有率を高くすることができ、しかも、電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできて効率の良いコイル１０を非常に容易に製造し得るのである。

　上記課題を解決するために、請求項４に係る発明の採った手段は、
　「請求項１または請求項２に記載のコイル１０を、電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１のスロット２２間に、次の各工程を含んで組み付ける方法。
　（ａ）１つのコイル１０を保持している２つのロボットハンドまたは保持治具３０間にある２つの第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂ間に次コイル収納部１０ｃを形成する工程；
　（ｂ）コイル１０を保持している２つのロボットハンドまたは保持治具３０の各出口３１を、所定寸法離れた２つのスロット２２の軸方向開口２３にそれぞれ対向させる工程；
　（ｃ）各ロボットハンドまたは保持治具３０が保持している第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを、各出口３１から各スロット２２内に押し込む工程；
　（ｄ）次のコイル１０について、上記工程（ａ）～（ｃ）を経ることにより形成した次コイル収納部１０ｃを、先のコイル１０の次コイル収納部１０ｃ内に挿入しながら、先のコイル１０が取り付けられているスロット２２の次のスロット２２内に、当該次のコイル１０の挿入を行い、これを順次繰り返す工程。」
である。

　この組付方法は、図１７に示すように、電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有しているスロット２２間の各ティース２１に、１つのコイル１０を組み付けてステータを完成させることを想定しているものであり、工程（ａ）では、図１６に示すように、まず、１つのコイル１０を保持している２つのロボットハンドまたは保持治具３０間にある２つの第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂ間に次コイル収納部１０ｃを形成するものである。

　これにより、図１６の（ａ）～（ｃ）に示すように、巻線１０Ａの巻始め部分１０ａに形成されている第一径部分が、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂに形成されている第二径部分より各保持治具３０に対して段階的に変化し、２つの第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂのぞれぞれと各保持治具３０の端部との間で、図１６の（ｃ）に示すように、前記第二径部分にて開口する次コイル収納部１０ｃが形成されるのである。この場合には、例えば第１コイルエンド１２ａの次コイル収納部１０ｃは、図１６の（ｃ）及び図１７に示すように、ステータコア２０のロータが収納されるべき中側に突出するが、このとき、コイル１０の巻始め部分１０ａと巻終り部分１０ｂとの間が段階的に変化させてあるから、次コイル収納部１０ｃの下側には、図１６の（ｃ）に示すように、巻終り部分１０ｂ部分が最大開口となる次コイル収納部１０ｃが自然と形成されるのである。

　この次コイル収納部１０ｃが形成されているコイル１０を採用して、工程（ｂ）において、１番目のコイル１０を保持している２つの保持治具３０の各出口３１を、所定寸法離れた２つのスロット２２の軸方向開口２３にそれぞれ対向させる。次いで、工程（ｃ）において、各保持治具３０が保持している第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを、各出口３１から各スロット２２内に押し込むのである。

　そして、工程（ｄ）にて、次のコイル１０について、上記工程（ａ）～（ｃ）を経ることにより形成した次コイル収納部１０ｃを、先のコイル１０の次コイル収納部１０ｃ内に挿入しながら、先のコイル１０が取り付けられているスロット２２の次のスロット２２内に、当該次のコイル１０の挿入を行う。

　この１つ目のコイル１０の直ぐ隣に、２つ目のコイル１０を組み付けるとき、２つ目のコイル１０についても、図１６に示すような次コイル収納部１０ｃ及び次コイル収納部１０ｃが形成されているから、この次コイル収納部１０ｃは、１つ目のコイル１０における次コイル収納部１０ｃ内に隙間無く収納されることになる。以下同様にすれば、次々にコイル１０が組み付けらる。

　このとき、コイル１０の組み付けがステータコア２０を対象とする場合に、図１６の（ｃ）及び図１７に示すように、ステータコア２０のロータが収納されるべき中側に例えば第１コイルエンド１２ａの次コイル収納部１０ｃが突出すれば、これらの次コイル収納部１０ｃは、次工程において、反対側に折り曲げられる。なお、コイル１０の組み付けがロータを対象とする場合には、第１コイルエンド１２ａや第２コイルエンド１２ｂの次コイル収納部１０ｃは中心側に向かうから、折り曲げは不要となる。

　以上の結果、各コイル１０及びその巻線１０Ａは隙間なくステータコア２０に組み付けられることになり、
（Ｄ）コイルの各スロットに対する占有率を高くすることができること。
（Ｅ）電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできること。
を達成した図１５に示すようなステータが完成するのである。

　従って、この請求項４に係る組付方法によれば、１スロットに１コイルを収納する場合において、ステータコアやロータの各ティースに対する取り付けが容易に行え、電気機械装置をコンパクトにでき、電気機械装置自体の製造を容易にできるのである。

　上記課題を解決するために、請求項５に係る発明の採った手段は、
　「請求項１または請求項２に記載のコイル１０を、電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１のスロット２２間に、次の各工程を含んで組み付ける方法。
　（ｉ）１つのコイル１０の第１収納部分１１ａを保持しているロボットハンドまたは保持治具３０の出口３１を１つのスロット２２の軸方向開口２３に対向させて、この第１収納部分１１ａを当該スロット２２に挿入する工程；
　（ｉｉ）当該コイル１０の第２収納部分１１ｂを保持しているロボットハンドまたは保持治具３０を、第１収納部分１１ａを保持していたロボットハンドまたは保持治具３０に対して捩じることにより、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに捩じり部分１０ｄを形成する工程；
　（ｉｉｉ）この第２収納部分１１ｂを保持しているロボットハンドまたは保持治具３０の出口３１を１つのスロット２２から離れた別のスロット２２の軸方向開口２３に対向させて、この第２収納部分１１ｂを当該スロット２２に挿入する工程；
　（ｉｖ）次のコイル１０について、上記工程（ｉ）～（ｉｉ）を経ることにより形成した捩じり部分１０ｄを、先のコイル１０の捩じり部分１０ｄに重ねながら、先のコイル１０が取り付けられているのとは別のスロット２２内に、当該次のコイル１０の挿入を行い、これを順次繰り返す工程。」
である。

　この請求項５の組付方法は、上記請求項４の組付方法とは異なって、図１３に示すように、ロータ２０が複数有している各スロット２２内に、１つ目のコイル１０の第１収納部分１１ａと、２つ目のコイル１０の第２収納部分１１ｂとをそれぞれ挿入あるいは組み付けて、図１に示すようなステータを完成させることを想定しているものである。このコイル１０の挿入あるいは組み付けの初期段階においては、図１３の（ａ）に示すように、１つ目のコイル１０の第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを、１つ目のスロット２２と、これから所定距離離れたスロット２２との両方にそれぞれ分布して収納するのである。このとき、各巻線１０Ａの第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂの容量は、各スロット２２の容量の半分であるから各スロット２２内にてばらけた状態で入っている。そして、第１収納部分１１ａまたは第２収納部分１１ｂが収納された各スロット２２は、以降に収納されてくる別のコイル１０の第１収納部分１１ａまたは第２収納部分１１ｂが詰められる余裕を残している。

　工程（ｉ）では、コイル１０の第１収納部分１１ａを保持している保持治具３０の出口３１を１つのスロット２２の軸方向開口２３に対向させて、この第１収納部分１１ａを当該スロット２２に挿入するのである。ここで、第１収納部分１１ａが挿入されるべきスロット２２内に他のコイル１０の第２収納部分１１ｂが未だ挿入されていない場合には、第１収納部分１１ａを構成している巻線１０Ａはスロット２２内にてばらけた状態で収納され、以降に収納されてくる別のコイル１０の第２収納部分１１ｂが強制的に詰められることにより、先のコイル１０の第１収納部分１１ａと後のコイル１０の第２収納部分１１ｂとが密着状態で収納される。なお、この挿入は、当該保持治具３０や工程（ｉｉｉ）が対象とする保持治具３０内の巻線１０Ａを押し出す押出し板によって行われる。

　工程（ｉｉ）では、当該コイル１０の第２収納部分１１ｂを保持している保持治具３０を、第１収納部分１１ａを保持していた保持治具３０に対して捩じることにより、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに、図４に例示するような捩じり部分１０ｄを形成するのである。この捩じり部分１０ｄは、図２の（ａ）の状態にあった２つの保持治具３０について互いに１８０°の位置状態（図４の（ｂ）に示す状態）となるようにすることによって形成される。

　この捩じり部分１０ｄを形成するときには、巻線１０Ａの巻始め部分１０ａが形成する第一径部分と、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂが形成する第二径部分との間で、巻線１０Ａによって形成される単位回巻部分の各径が段階的に変化しているから、捩じり部分１０ｄにおいては、小さい径の単位回巻部分から大きい径の単位回巻部分に従って順に上側に捩じれたものとなっており、１つ目のコイル１０の第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂの周囲には、図４及び図１３の各（ｂ）にも示すように、２つ目のコイル１０の捩じり部分１０ｄを密着状態で配置できる空間が形成されることになる。

　次いで、工程（ｉｉｉ）では、当該コイル１０の第２収納部分１１ｂを保持している他の保持治具３０の出口３１を、上述した１つのスロット２２から離れた別のスロット２２の軸方向開口２３に対向させて、この第２収納部分１１ｂを当該スロット２２に保持治具３０内の押出し板によって押し出し挿入する。

　工程（ｉｖ）では、次のコイル１０について、上記工程（ｉ）～（ｉｉ）を経ることにより形成した捩じり部分１０ｄを、先のコイル１０の捩じり部分１０ｄに重ねながら、先のコイル１０が取り付けられているのとは別のスロット２２内に、当該次のコイル１０の挿入を行い、これを順次繰り返すのである。

　このとき、先のコイル１０の捩じり部分１０ｄの中心部分は、捩じりにより周囲部分より絞られた状態にあり、この捩じり部分１０ｄの周囲部分は広がり状態にあるから、当該コイル１０の捩じり部分１０ｄ近傍には、スロット２２間のピッチ分だけ離れた次のスロット２２に挿入されるべき次のコイル１０の捩じり部分１０ｄが密着状態で収納されるべき空間が形成されている。換言すれば、次のコイル１０の捩じり部分１０ｄは、先のコイル１０の捩じり部分１０ｄに絡みながら配置されるのであり、先のコイル１０とこれに隣接する次のコイル１０の挿入が完了すれば、これら捩じり部分１０ｄ間は密着状態になっているのである。

　なお、電気機械装置であるモータや発電機を構成するステータコア２０では、複数のスロット２２の軸方向開口２３がロータを収納するための円形穴に向けて各軸方向開口２３が開口する複数のスロット２２が円形状に並んでおり、逆に、ステータコア２０の円形穴に収納されるロータの外周面には、各軸方向開口２３が外側に向けて開口するスロット２２が円形状に並んでいる。

　このような複数のスロット２２に対して分布巻した２本のコイル１０を、「１スロット-２コイル」状態で挿入しようとすれば、当然最終段階で先に入れたコイル１０が邪魔になる場面がでてくる。この最終段階とは、１番目～７番目のコイル１０の第１収納部分１１ａが、１番目～７番目のスロット２２にそれぞれ順に挿入される場合には、最終ｎ番目～（ｎ-６）番目のコイル１０の第２収納部分１１ｂが、最終ｎ番目～（ｎ-６）番目のスロット２２に挿入される段階となる。

　そこで、挿入操作の最終段階において、第２収納部分１１ｂを収納すべきスロット２２に先のコイル１０の第１収納部分１１ａが収納されている箇所については、この第１収納部分１１ａを一旦取り出してから、後のコイル１０の第２収納部分１１ｂを収納し、後の第２収納部分１１ｂをスロット２２の奥側に押し込みながら取り出されている先の第１収納部分１１ａを手前側に戻すことがある。

　このようにして、次々にコイル１０を組み付けていけば、各コイル１０の巻線１０Ａは隙間なくステータコア２０に組み付けられ、結果的に、
（Ｄ）コイルの各スロットに対する占有率を高くすることができること。
（Ｅ）電気機械装置としたときに、コイルエンドを小さくできること。
を達成した、図１の（ａ）及び（ｂ）に示したようなステータが完成するのである。

　従って、この請求項５に係る組付方法によれば、１スロットに２コイルを収納する場合において、ステータコアやロータの各ティースに対する取り付けが容易に行え、電気機械装置をコンパクトにでき、電気機械装置自体の製造を容易にできるのである。

　以上、説明した通り、請求項１に係る発明においては、
　「電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１間のスロット２２に取り付けられるコイル１０であって、
　少なくとも１本の巻線１０Ａを巻回することにより、各スロット２２内に収納される第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂと、これら第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に連続しながらステータコアまたはロータ２０の外側に配置される第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂと、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａを整列性を維持した状態で保持する、２つのロボットハンドまたは保持治具３０とを備えて、
　これら２つのロボットハンドまたは保持治具３０を相対回転させたとき、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａの整列性を維持した状態で、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに捩じり部分１０ｄが形成でき、かつ、各ティース２１間のスロット２２への取り付けができるようにしたこと」
に構成上の特徴があり、これにより、構成する導線１０Ａの断面形状に制限がなく、製造や取扱いが容易であり、各スロット２２に対する挿入が容易で占有率を高くすることができ、しかも、電気機械装置としたときに、コイルエンド１２ａ・１２ｂを小さくできて効率の良いコイル１０を提供することができるのである。

　また、説明した通り、請求項３に係る発明においては、
　「電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１間のスロット２２に組み付けられるコイル１０を、次の各工程を含んで製造する方法。
　（１）少なくとも１本の巻線１０Ａを、筒状または枠状で２つの挿入溝４１を有する巻筒４０外周に巻回することにより、各スロット２２内に収納される第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂと、これら第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に連続する第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂとを形成する工程；
　（２）各挿入溝４１内に各ロボットハンドまたは保持治具３０を挿入することにより、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａを互いに整列性を維持しながら保持する工程；
　（３）このコイル１０の各第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを各ロボットハンドまたは保持治具３０によって保持しながら、このコイル１０を巻筒４０から取り外す工程。」
に構成上の特徴があり、これにより、製造や取扱いが容易であり、各スロット２２に対する挿入が容易で占有率を高くすることができ、しかも、電気機械装置としたときに、コイルエンド１２ａ・１２ｂを小さくできるコイル１０を製造することができるのである。

　さらに、説明した通り、請求項４に係る発明においては、
　「請求項１または請求項２に記載のコイル１０を、電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１のスロット２２間に、次の各工程を含んで組み付ける方法。
　（ａ）１つのコイル１０を保持している２つのロボットハンドまたは保持治具３０間にある２つの第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂ間に次コイル収納部１０ｃを形成する工程；
　（ｂ）コイル１０を保持している２つのロボットハンドまたは保持治具３０の各出口３１を、所定寸法離れた２つのスロット２２の軸方向開口２３にそれぞれ対向させる工程；
　（ｃ）各ロボットハンドまたは保持治具３０が保持している第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを、各出口３１から各スロット２２内に押し込む工程；
　（ｄ）次のコイル１０について、上記工程（ａ）～（ｃ）を経ることにより形成した次コイル収納部１０ｃを、先のコイル１０の次コイル収納部１０ｃ内に挿入しながら、先のコイル１０が取り付けられているスロット２２の次のスロット２２内に、当該次のコイル１０の挿入を行い、これを順次繰り返す工程。」
に構成上の特徴があり、これにより、コイル１０の、電気機械装置をコンパクトにでき、電気機械装置自体の製造を容易にできる、ステータコアやロータ３０の各ティース２１への取り付けが効率よく行えるのである。

　そして、説明した通り、請求項５に係る発明においては、
　「請求項１または請求項２に記載のコイル１０を、電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１のスロット２２間に、次の各工程を含んで組み付ける方法。
　（ｉ）１つのコイル１０の第１収納部分１１ａを保持しているロボットハンドまたは保持治具３０の出口３１を１つのスロット２２の軸方向開口２３に対向させて、この第１収納部分１１ａを当該スロット２２に挿入する工程；
　（ｉｉ）当該コイル１０の第２収納部分１１ｂを保持しているロボットハンドまたは保持治具３０を、第１収納部分１１ａを保持していたロボットハンドまたは保持治具３０に対して捩じることにより、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに捩じり部分１０ｄを形成する工程；
　（ｉｉｉ）この第２収納部分１１ｂを保持しているロボットハンドまたは保持治具３０の出口３１を１つのスロット２２から離れた別のスロット２２の軸方向開口２３に対向させて、この第２収納部分１１ｂを当該スロット２２に挿入する工程；
　（ｉｖ）次のコイル１０について、上記工程（ｉ）～（ｉｉ）を経ることにより形成した捩じり部分１０ｄを、先のコイル１０の捩じり部分１０ｄに重ねながら、先のコイル１０が取り付けられているのとは別のスロット２２内に、当該次のコイル１０の挿入を行い、これを順次繰り返す工程。」
にその構成上の特徴があり、これにより、コイル１０の、電気機械装置をコンパクトにでき、電気機械装置自体の製造を容易にできる、ステータコアやロータ３０の各ティース２１への取り付けが効率よく行えるのである。
　

本発明に係る２つのコイル１０を１スロットに取り付けて形成したステータコアを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。同コイル１０を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は製造方法を説明する断面図である。同コイル１０を示すもので、（ａ）は巻線１０Ａを保持した２つの保持治具３０を１つの平面上においたときの正面図、（ｂ）は巻線１０Ａを７本で代表的に示した平面図である。同コイル１０を示すもので、（ａ）は巻線１０Ａを保持した２つの保持治具３０を互いに平行にしたときの正面図、（ｂ）は巻線１０Ａを６本で代表的に示した平面図である。同コイル１０をステータコアの各スロット２２に取り付けるためのコイル取付装置５０の全体斜視図である。同コイル取付装置５０によって１巻のコイル１０を２つのスロット２２に跨って挿入する全行程を７段階に分けたときの第１段階を示すもので、（ａ）はステータコア２０の部分平面図、（ｂ）はそのときのコイル１０及び保持治具３０の状態を示す拡大平面図である。同第２段階を示すもので、（ａ）はステータコア２０の部分平面図、（ｂ）はそのときのコイル１０及び保持治具３０の状態を示す拡大平面図である。同第３段階を示すもので、（ａ）はステータコア２０の部分平面図、（ｂ）はそのときのコイル１０及び保持治具３０の状態を示す拡大平面図である。同第４段階を示すもので、（ａ）はステータコア２０の部分平面図、（ｂ）はそのときのコイル１０及び保持治具３０の状態を示す拡大平面図である。同第５段階を示すもので、（ａ）はステータコア２０の部分平面図、（ｂ）はそのときのコイル１０及び保持治具３０の状態を示す拡大平面図である。同第６段階を示すもので、（ａ）はステータコア２０の部分平面図、（ｂ）はそのときのコイル１０及び保持治具３０の状態を示す拡大平面図である。同最終の第７段階を示すもので、（ａ）はステータコア２０の部分平面図、（ｂ）はそのときのコイル１０及び保持治具３０の状態を示す平面図である。本発明に係る２本のコイル１０をスロット２２に収納する場合の位置関係を説明するもので、（ａ）は１本目のコイル１０を挿入したときを、（ｂ）は２本目のコイル１０を挿入したときを示すステータコア２０の部分平面図である。同７本のコイル１０をスロット２２に順に収納したときを示すステータコア２０の部分平面図である。本発明に係る１つのコイル１０を１スロットに取り付けて形成したステータコアを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。本発明に係るコイル１０で次コイル収納部１０ｃを形成したものを示すもので、（ａ）は２つのスロット２２を互いに平行にした時の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）中の１－１線でみた断面図である。本発明に係る１本のコイル１０を１つのスロット２２に収納する場合の位置関係を説明するステータコア２０の部分平面図である。特許文献１にて提案されている技術を示すもので、（ａ）はステータの平面図、（ｂ）はコイルの斜視図である。特許文献２にて提案されている技術を示すもので、（ａ）はステータの斜視図、（ｂ）はコイルの斜視図である。特許文献２で提案されているコイルを（ａ）～（ｃ）の順で製造する方法を示す斜視図である。特許文献２に提案されている、コイルの挿入装置の斜視図である。　発明を実施するための形態：

　次に、上記のように構成した各請求項に係る発明を図面に示した実施の形態に従って説明すると、図１には、本発明に係るコイル１０を採用して、１つのスロット２２に２の分布巻したコイル１０を挿入して完成させたステータ１００の平面図と正面図が示してある。一方、図１５には、本発明に係るコイル１０を採用して、１つのスロット２２に１の分布巻したコイル１０を挿入して完成させたステータ１００の平面図と正面図が示してある。これらのステータ１００は、電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置、例えばモータや発電機を構成するものであり、中心部には図示しないロータが収納される。

　本発明に係るコイル１０は、本発明に係る製造方法や組付方法によって製造され、例えば図１に示したステータ１００のステータコア２０に組付けられるが、電気機械装置を構成してる「ロータ」に対しても適用できるものであることは言うまでもない。なお、これらのステータコア２０やロータは、コイル１０が取り付けられる複数のティース２１及びその間のスロット２２を有していれば、図１８に示した分割型であっても、図１９に示したブロック型であっても、何れの形式のものであってもよい。

　このコイル１０は、図２及び図３の各（ａ）に示したように、後述する各スロット２２内に収納される第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂと、これら第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に連続しながらステータコア２０の外側に配置される第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂとを有して、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している部分を、２つの保持治具３０によって保持したものである。また、このコイル１０は、図２の（ｂ）に示したように、巻線１０Ａの巻始め部分１０ａが形成する第一径部分と、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂが形成する第二径部分との間で、巻線１０Ａによって形成される単位回巻部分の各径を段階的に変化させたものである。

　さて、このコイル１０は、図２の（ｂ）に示したようにして、巻筒４０上に少なくとも１本（図２中では２本の巻線１０Ａを同時的に巻回する場合が示してある）の巻線１０Ａを巻回することによって簡単に製造されるものである。すなわち、このコイル１０は、図２の（ｂ）に示したように、巻線１０Ａの巻始め部分１０ａが形成する第一径部分と、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂが形成する第二径部分との間で、巻線１０Ａによって形成される単位回巻部分の各径が段階的に変化するように、筒状または枠状の巻筒４０に巻線１０Ａを巻回することによって形成されるものである。

　以上のように、本発明に係るコイル１０は、巻筒４０上に巻回して形成されることから、図２０に示したような複雑な製造方法あるいは装置を必要としないで製造できるだけでなく、当該コイル１０を構成するための巻線１０Ａとして、図１８あるいは図１９の各（ｂ）に示したような「平角線」に限らず、一般的に採用されている「棒状線（丸線）」を採用できるのである。

　巻筒４０には、図２の（ｂ）に示したように、当該巻筒４０の軸方向に沿った挿入溝４１が２つ形成してあるから、当該巻筒４０上に巻回した巻線１０Ａは、これらの挿入溝４１内に各保持治具３０を挿入することにより、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成する部分において互いに平行状態を維持するように保持される。

　本実施形態で使用する保持治具３０は、２枚の四角形状の板を１辺で開閉可能に連結したものであり、挿入溝４１にはその内の１枚を挿入した後、２枚目の板を閉じて巻線１０Ａを保持するようにしたものである。従って、これらの２枚の板の間には、図３及び図４の各（ｂ）に示したような出口３１が形成されるものであり、この出口３１からは保持した巻線１０Ａが排出できるようになっている。なお、この保持治具３０としては、ロボットハンドが適用できるものである。

　そして、これらの保持治具３０は、この巻線１０Ａの各第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを保持しながら、巻筒４０に対して相対移動させることにより、コイル１０として取り外され、分離されることになる。つまり、保持治具３０と巻筒４０とを相対移動させることにより、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａを各保持治具３０により互いに平行に保持したコイル１０が完成される。

　なお、この実施形態における製造方法では、複数の巻筒４０を、小径部は小径部で大径部は大径部で突合せながら、軸心方向に一体化ものが採用される。この場合には、隣接する各コイル１０間以外において巻線１０Ａを切断しておくことによって、２連になったコイル１０や、図１９の（ｂ）に示すような４連のコイル１０が、巻始め部分１０ａや巻終り部分１０ｂにおいて電気的に繋がったものとして形成できる。

　各保持治具３０は、完成直後のコイル１０の２箇所部分において、図２の（ａ）に示したように、このコイル１０を構成している巻線１０Ａがばらけないように保持しているが、これらの保持部分を上述してきたように、仮に第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂとするのである。そして、各保持治具３０からはみ出た部分が、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に電気的に連続する第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂとなるのである。なお、これらの第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂには、以下に説明する通り、１スロット-１コイルタイプの組付方法を採用する場合は、次コイル収納部１０ｃ及びこれに伴う次コイル収納部１０ｃが形成されるのであり、１スロット-２コイルタイプの組付方法を採用する場合は、捩じり部分１０ｄが形成されるのである。

　何れにしても、完成されたコイル１０の第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂにおいては、図２及び図３の各（ａ）に示したように、巻線１０Ａの巻始め部分１０ａが形成する第一径部分（小さい方とする）と、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂが形成する第二径部分（大きい方とする）との間で、巻線１０Ａによって形成される単位回巻部分の各径が段階的に変化している。

　このため、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを各保持治具３０で保持したまま、これらの保持治具３０を回転させれば、１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂには、例えば図４に示すような捩じり部分１０ｄが形成される。この捩じり部分１０ｄでは、巻始め部分１０ａを径の小さい方とすると、保持治具３０の回転角度を大きくすればする程、この巻始め部分１０ａの側から順に捩じり部分１０ｄの内側に入り込むことになり、この捩じり部分１０ｄの周囲に別のコイル１０の捩じり部分１０ｄが配置される密着空間ができるのである。

　そして、当該コイル１０の組付時には、この捩じり部分１０ｄには、別のコイル１０の捩じり部分１０ｄが隙間なく密着されることになり、図１及び図１５の各（ａ）に示したように、「コイルエンド」において最短距離で巻線１０Ａが配置されることになり、コイルエンドでの「銅損」や「鉄損」を少なくできるだけでなく、図１及び図１５の各（ｂ）に示したように、コイルエンドの高さを図１９の（ａ）に示した場合より格段に低くすることができて、電気機械器具（例えばモータ）としたときに、全体の容積を小さくすることができるのである。

　一方、これらの保持治具３０を平行に維持した状態で、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂの中央部に力を加えれば、図１６の（ａ）にも示したような次コイル収納部１０ｃが形成される。このとき、コイル１０が、巻線１０Ａの巻始め部分１０ａが形成する第一径部分と、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂが形成する第二径部分との間で、巻線１０Ａによって形成される単位回巻部分の各径が段階的に変化しているものであれば、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂの下側にも、図１６の（ｃ）に示したような次コイル収納部１０ｃが形成できるのである。当該コイル１０の組付時には、この次コイル収納部１０ｃには、別のコイル１０の次コイル収納部１０ｃが挿入されることになり、コイルエンドでの「銅損」や「鉄損」を少なくできるだけでなく、図１及び図１５の各（ｂ）に示したように、コイルエンドの高さを図１９の（ａ）に示した場合より格段に低くすることができる。

　以上のようにして製造されたコイル１０は、ステータコア２０の各ティース２１間に形成されているスロット２２内に挿入されるのであるが、この挿入方法、あるいは組付方法としては、代表的に、１スロット-１コイルタイプと、１スロット-２コイルタイプとの２種類のタイプがある。これら各タイプの取付方法について、以下に項を分けて説明する。

（１スロット-１コイルタイプの取付方法）
　このタイプの組付方法は、図１７に示したように、電気機械装置用の１つのスロット２２内に１つのコイル１０を収納して、図１５に示したステータ１００を完成させることを想定しているものであり、まず、図１６に示したように、１つのコイル１０を保持している２つの保持治具３０間にある２つの第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂ間に次コイル収納部１０ｃをそれぞれ形成するのである。

　これにより、図１６の（ａ）～（ｃ）に示したように、巻線１０Ａの巻始め部分１０ａに形成されている第一径部分が、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂに形成されている第二径部分より各保持治具３０に対して段階的に変化しているから、２つの第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂのぞれぞれと各保持治具３０の端部との間には、図１６の（ｃ）に示したように、次コイル収納部１０ｃの下側には、巻終り部分１０ｂ部分が最大開口となる次コイル収納部１０ｃが自然と形成されるのである。

　この次コイル収納部１０ｃが形成されているコイル１０を採用して、１番目のコイル１０を保持している２つの保持治具３０の各出口３１を、所定寸法離れた２つのスロット２２の軸方向開口２３にそれぞれ対向させる。次いで、各保持治具３０が保持している第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを、各出口３１から各スロット２２内に押し込むのである。

　そして、次のコイル１０について、上記工程（ａ）～（ｃ）を経ることにより形成した次コイル収納部１０ｃを、先のコイル１０の次コイル収納部１０ｃ内に挿入しながら、先のコイル１０が取り付けられているスロット２２の次のスロット２２内に、当該次のコイル１０の挿入を行う。この場合、２つ目のコイル１０についても、図１６に示したような次コイル収納部１０ｃが形成されているから、この次コイル収納部１０ｃは、１つ目のコイル１０における次コイル収納部１０ｃ内に隙間無く収納されることになる。

　以下同様にして、次々にコイル１０が組み付けられれば、コイル１０の組み付けがステータコア２０を対象とする場合には、図１６の（ｃ）及び図１７に示したように、ステータコア２０のロータが収納されるべき中側に例えば第１コイルエンド１２ａの次コイル収納部１０ｃが突出するから、これらの次コイル収納部１０ｃは、反対側に折り曲げられる。なお、コイル１０の組み付けがロータを対象とする場合には、第１コイルエンド１２ａや第２コイルエンド１２ｂの次コイル収納部１０ｃは中心側に向かうから、折り曲げは不要となる。

（１スロット-２コイルタイプの取付方法）
　このタイプの組付方法は、上記１スロット-１コイルタイプの組付方法とは異なって、図１３に示したように、ロータ２０が複数有している各スロット２２内に、１つ目のコイル１０の第１収納部分１１ａと、２つ目のコイル１０の第２収納部分１１ｂとをそれぞれ挿入あるいは組み付けて、図１に示したようなステータ１００を完成させることを想定しているものである。この組み付方法は、図１３の（ａ）に示したように、１つ目のコイル１０の第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを、１つ目のスロット２２と、これから所定距離離れたスロット２２との全体にそれぞれ収納するのであるが、このときには、各第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａは各スロット２２内にてばらけた状態にあり、以降に収納されてくる別のコイル１０の第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂが詰められる余裕を残しているのである。

　この組付方法では、コイル１０の第１収納部分１１ａを保持している保持治具３０の出口３１を１つのスロット２２の軸方向開口２３に対向させて、この第１収納部分１１ａを当該スロット２２に挿入するのである。ここで、第１収納部分１１ａが挿入されるべきスロット２２内に他のコイル１０の第２収納部分１１ｂが未だ挿入されていない場合には、第１収納部分１１ａを構成している巻線１０Ａはスロット２２内にてばらけた状態で収納され、以降に収納されてくる別のコイル１０の第２収納部分１１ｂが強制的に詰められることにより、先のコイル１０の第１収納部分１１ａと後のコイル１０の第２収納部分１１ｂとが密着状態で収納される。なお、この挿入は、保持治具３０内の巻線１０Ａを押し出す押出し板によって行うが、巻線１０Ａ自体が有している弾性力によって自動的に行えることもある。

　次に、当該コイル１０の第２収納部分１１ｂを保持している保持治具３０を、第１収納部分１１ａを保持していた保持治具３０に対して捩じることにより、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに、図４に例示するような捩じり部分１０ｄを形成する。この捩じり部分１０ｄは、図２の（ａ）の状態にあった２つの保持治具３０について互いに１８０°の位置状態（図４の（ｂ）に示す状態）となるようにすることによって形成される。

　この捩じり部分１０ｄを形成するときには、巻線１０Ａの巻始め部分１０ａが形成する第一径部分と、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂが形成する第二径部分との間で、巻線１０Ａによって形成される単位回巻部分の各径が段階的に変化しているから、捩じり部分１０ｄにおいては、小さい径の単位回巻部分から大きい径の単位回巻部分に従って順に上側に捩じれたものとなっており、１つ目のコイル１０の第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂの周囲には、図４及び図１３の各（ｂ）にも示したように、２つ目のコイル１０の捩じり部分１０ｄを密着状態で配置できる空間が形成されることになる。

　次いで、当該コイル１０の第２収納部分１１ｂを保持している他の保持治具３０の出口３１を、上述した１つのスロット２２から離れた別のスロット２２の軸方向開口２３に対向させて、この第２収納部分１１ｂを当該スロット２２に保持治具３０の押出し板によって押し出し挿入する。

　次のコイル１０について、上記工程を経ることにより形成した捩じり部分１０ｄを、先のコイル１０の捩じり部分１０ｄに重ねながら、先のコイル１０が取り付けられているのとは別のスロット２２内に、当該次のコイル１０の挿入を行い、これを順次繰り返す。

　そして、挿入操作の最終段階においては、複数のスロット２２に対して分布巻した２本のコイル１０を、「１スロット-２コイル」状態で挿入しようとすれば、当然最終段階で先に入れたコイル１０が邪魔になる場面がでてくる。この最終段階とは、１番目～７番目のコイル１０の第１収納部分１１ａが、１番目～７番目のスロット２２にそれぞれ順に挿入される場合には、最終ｎ番目～（ｎ-６）番目のコイル１０の第２収納部分１１ｂが、最終ｎ番目～（ｎ-６）番目のスロット２２に挿入される段階となる。

　そこで、挿入操作の最終段階において、第２収納部分１１ｂを収納すべきスロット２２に先のコイル１０の第１収納部分１１ａが収納されている箇所については、この第１収納部分１１ａを一旦取り出してから、後のコイル１０の第２収納部分１１ｂを収納し、後の第２収納部分１１ｂをスロット２２の奥側に押し込みながら取り出されている先の第１収納部分１１ａを手前側に戻すのである。

　以上の各コイル１０のスロット２２に対する挿入には、図５に示したようなコイル取付装置５０が使用される。このコイル取付装置５０は、多数のコイル１０を保持治具３０毎収納できるコイル棚５１と、ステータコア２０を順次回転させて位置決めするコア回転部５２を備えていて、コイル棚５１から各コイル１０をコア回転部５２で支持されているステータコア２０に保持治具３０毎送り込めるものである。なお、このコイル棚５１には、各コイル１０が、図３に示したような状態で収納されている。

　また、このコイル取付装置５０は、コア回転部５２上のステータコア２０に対して個別に出入され、個別に回転するアシスト第１アーム５３ａ及びアシスト第２アーム５３ｂを有していて、これらのアシスト第１アーム５３ａ及びアシスト第２アーム５３ｂは、各コイル１０の状態に応じて作動して、各コイル１０の例えば第２収納部分１１ｂの捩じりを行って捩じり部分１０ｄを形成する。

　このコイル取付装置５０を使用して、各コイル１０のステータコア２０に対する挿入を、図６～図１４を使用して説明すると、次の通りである。

　本実施形態では、スロット２２が４８個あるステータコア２０に対して、各スロット２２内にあるコイル１０の第１収納部分１１ａと、他のコイル１０の第２収納部分１１ｂとを収納する、１スロット-２コイルの場合を例示するもので、例えば図６の（ａ）に示したように、１番目のスロット２２に１番目のコイル１０の第１収納部分１１ａを収納するとともに、右回りに回って４３番目のスロット２２内に当該コイル１０の第２収納部分１１ｂを収納するものである。つまり、１つのコイル１０について、５個のスロット２２を跨いだ両側のスロット２２内に、それぞれ第１収納部分１１ａまたは第２収納部分１１ｂを収納する「分布巻」を行うようにしたものである。

　まず、図５に示したコイル取付装置５０のコイル棚５１に対して、必要数のコイル１０を収納する。この場合、各コイル１０は、図６の（ｂ）に示したような状態、つまり、その各第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂが直線上に並ぶように、一方の保持治具３０に対して他方の保持治具３０を回転させておく。この状態のままで、コイル１０を保持している２つの保持治具３０をコイル棚５１の各溝内に、各コイル１０毎収納することにより、必要数のコイル１０のコイル棚５１に対するセットが完了する。

　次に、例えば、図６の（ａ）に示したように、１番目～４８番目のスロット２２を有するステータコア２０に対して、コイル取付装置５０を操作することにより、１番目のコイル１０を構成している第１収納部分１１ａの保持治具３０を１番目のスロット２２に対向させる。このとき、図６の（ａ）に示したように、コイル取付装置５０のアシスト第１アーム５３ａの先端部はステータコア２０の内部まで進行させてあり、このアシスト第１アーム５３ａの先端部に形成してある第１案内溝５４ａは、１番目のスロット２２に対向していて、この第１案内溝５４ａの外側（図６では図示上側）にコイル１０の第２収納部分１１ｂが待機している。

　この図６に示した状態では、それまでコイル棚５１内に水平に収納されていた２つの保持治具３０は、９０°回転されて上下に位置している。換言すれば、上下の直線状に並んだ２つの保持治具３０は、スロット２２の入口、すなわち軸方向開口２３に対して直交状態となっているのである。そして、この図６に示した状態では、図６の（ａ）に示したように、アシスト第１アーム５３ａの右隣に第２案内溝５４ｂを形成した状態でアシスト第２アーム５３ｂの先端部が配置されており、第２案内溝５４ｂは４３番目のスロット２２に対向していて、１番目のコイル１０の第２収納部分１１ｂを収納すべく待機している。

　ここで、１番目のコイル１０の状態を詳しく見てみると、図６の（ｂ）に示したように、第１収納部分１１ａは、図示下側の保持治具３０内において基板３２と揺動板３３とで挟まれた状態にあり、この第１収納部分１１ａの図示下端は、閉じ状態にある揺動板３３の先端によって下端の出口３１から出ないように保持されている。一方、コイル１０の第２収納部分１１ｂを保持している図示上側の保持治具３０では、出口３１は図示上端にあり、この出口３１も閉じ状態にある揺動板３３によって閉じられた状態にある。これらの保持治具３０によって保持されている第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ以外の部分は第１コイルエンド１２ａまたは第２コイルエンド１２ｂであり、これらのコイルエンドの間には、各保持治具３０を相対回転させたことによって既に捩じり部分１０ｄが形成されている。

　次に、コイル取付装置５０を作動させることにより、図７の（ａ）に示したように、第１収納部分１１ａを保持している保持治具３０をアシスト第１アーム５３ａの第１案内溝５４ａ内に挿入する。この第１案内溝５４ａは、平行な長い溝となっているため、揺動板３３を第１係合ピン３４の付勢力に抗して基板３２と平行となるように押し付け、図７の（ｂ）にも示したように、下側の保持治具３０の出口３１を解放する。

　下側の保持治具３０が第１案内溝５４ａ内に完全に収納されると、アシスト第１アーム５３ａに設けてある第１ストッパ５５ａが第１案内溝５４ａの図示上端部を閉じるから、この第１案内溝５４ａ内からコイル１０の第１収納部分１１ａが不用意に飛び出すことがない。なお、このときには、上側の第２収納部分１１ｂを保持している保持治具３０は、アシスト第１アーム５３ａの先端部により近づいた状態となる。

　さて、ここで図示上側の保持治具３０を時計回りに回動させると、図８～図１０に示したように、下側の保持治具３０内にあった第１収納部分１１ａが１番目のスロット２２内に入り始め、上側の保持治具３０の出口３１は第２案内溝５４ｂに向かうように回転する。コイル１０の第１収納部分１１ａが１番目のスロット２２内に入り始めるのは、上側の保持治具３０を時計回りに回転させることにより、この第１収納部分１１ａに各コイルエンド１２ａ及び１２ｂを介して繋がっている第２収納部分１１ｂからの力が掛かるからである。勿論、他の手段によって、第１収納部分１１ａをスロット２２内に押し出してもよい。

　図１０に示したように、第２収納部分１１ｂを保持している保持治具３０がコイル取付装置５０によって第２案内溝５４ｂの入口に達すると、この第２案内溝５４ｂ内に第２係合ピン３５によって案内されながらさらに押し込まれる。このときには、第１収納部分１１ａの殆どは、対象のスロット２２の奥側に入っている。この第２収納部分１１ｂが図１１の状態に押し込まれると、当該保持治具３０の揺動板３３が閉じ状態が解除されて、出口３１が解放され、第２収納部分１１ｂは順に４３番目のスロット２２内に入る。このとき、第２ストッパ５５ｂは、第２案内溝５４ｂの開口を閉じる。

　そして、この第２収納部分１１ｂの押し込みを最終段階にまで行えば、図１２の（ａ）に示したように、第２収納部分１１ｂはスロット２２内に完全に入り込み、この第２収納部分１１ｂと上記第１収納部分１１ａとの間の捩じり部分１０ｄは、５つのスロット２２を跨いだ状態となる。以上のことを、図１３の（ａ）及び（ｂ）のように繰り返せば、図１４にも示したように、１番目のスロット２２において、１番目のコイル１０の第１収納部分１１ａが奥側に、６番目のコイル１０の第２収納部分１１ｂが中心側に収納されることになる。

　以下、同様にすれば、殆どのコイル１０の第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂは各スロット２２内に収納されることになるが、図１４にも示したように、４３番目～４８番目の各スロット２２には第２収納部分１１ｂが入口側に存在していて、奥側に入るべき第１収納部分１１ａの挿入を邪魔している。そこで、これらの第２収納部分１１ｂについては、一旦スロット２２から取り出して第１収納部分１１ａを挿入し、その後にこれらの第２収納部分１１ｂを再びスロット２２内に挿入するのである。

　以上の最終部分操作によって、図１の（ａ）にも示したように、多数のコイル１０の間に境界線１０Ｂができるが、この境界線１０Ｂは、各コイル１０の絡み方の違いによって発生するものであり、上述してきた銅損発生やコイルエンド部分が高くなるといった障害には全く無関係で、これらの障害の原因となることはない。

　また、図１５～図１７に示した実施例では、１スロット-１コイルを収納する場合であり、上述した１スロット-２コイルを収納する場合のように、４３番目～４８番目の各スロット２２に第２収納部分１１ｂが入口側に存在して、奥側に入るべき第１収納部分１１ａの挿入を邪魔することはないので、図１５に示したように、多数のコイル１０の間に境界線１０ａができることはない。
　

１００　　ステータ
　１０　　コイル
　１０Ａ　巻線
　１０Ｂ　境界線
　１０ａ　巻始め部分
　１０ｂ　巻終り部分
　１０ｃ　屈曲部分
　１０ｄ　捩じり部分
　１０ｃ　次コイル収納部
　１１ａ　第１収納部分
　１１ｂ　第２収納部分
　１２ａ　第１コイルエンド
　１２ｂ　第２コイルエンド
　２０　　ステータコア
　２１　　ティース
　２２　　スロット
　２２ａ　手前側収納部分
　２２ｂ　奥側収納部分
　２３　　軸方向開口
　３０　　保持治具
　３１　　出口
　３２　　基板
　３３　　揺動板
　３４　　第１係合ピン
　３５　　第２係合ピン
　４０　　巻筒
　４１　　挿入溝
　５０　　コイル取付装置
　５１　　コイル棚
　５２　　コア回転部
　５３ａ　アシスト第１アーム
　５３ｂ　アシスト第２アーム
　５４ａ　第１案内溝
　５４ｂ　第２案内溝
　５５ａ　第１ストッパ
　５５ｂ　第２ストッパ

Claims

　電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１間のスロット２２に取り付けられるコイル１０であって、
　少なくとも１本の巻線１０Ａを巻回することにより、各スロット２２内に収納される第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂと、これら第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に連続しながらステータコアまたはロータ２０の外側に配置される第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂと、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａを整列性を維持した状態で保持する、２つのロボットハンドまたは保持治具３０とを備えて、
　これら２つのロボットハンドまたは保持治具３０を相対回転させたとき、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａの整列性を維持した状態で、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに捩じり部分１０ｄが形成でき、かつ、各ティース２１間のスロット２２への取り付けができるようにしたことを特徴とする電気機械装置用のコイル１０。
　巻線１０Ａの巻始め部分１０ａが形成する第一径部分と、巻線１０Ａの巻終わり部分１０ｂが形成する第二径部分との間で、巻線１０Ａによって形成される単位回巻部分の各径が段階的に変化していることを特徴とする請求項１に記載の電気機械装置用のコイル１０。
　電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１間のスロット２２に組み付けられるコイル１０を、次の各工程を含んで製造する方法。
　（１）少なくとも１本の巻線１０Ａを、筒状または枠状で２つの挿入溝４１を有する巻筒４０外周に巻回することにより、各スロット２２内に収納される第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂと、これら第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂ間に連続する第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂとを形成する工程；
　（２）各挿入溝４１内に各ロボットハンドまたは保持治具３０を挿入することにより、第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを構成している巻線１０Ａを互いに整列性を維持しながら保持する工程；
　（３）このコイル１０の各第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを各ロボットハンドまたは保持治具３０によって保持しながら、このコイル１０を巻筒４０から取り外す工程。
　請求項１または請求項２に記載のコイル１０を、電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１のスロット２２間に、次の各工程を含んで組み付ける方法。
　（ａ）１つのコイル１０を保持している２つのロボットハンドまたは保持治具３０間にある２つの第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂ間に次コイル収納部１０ｃを形成する工程；
　（ｂ）コイル１０を保持している２つのロボットハンドまたは保持治具３０の各出口３１を、所定寸法離れた２つのスロット２２の軸方向開口２３にそれぞれ対向させる工程；
　（ｃ）各ロボットハンドまたは保持治具３０が保持している第１収納部分１１ａ及び第２収納部分１１ｂを、各出口３１から各スロット２２内に押し込む工程；
　（ｄ）次のコイル１０について、上記工程（ａ）～（ｃ）を経ることにより形成した次コイル収納部１０ｃを、先のコイル１０の次コイル収納部１０ｃ内に挿入しながら、先のコイル１０が取り付けられているスロット２２の次のスロット２２内に、当該次のコイル１０の挿入を行い、これを順次繰り返す工程。
　請求項１または請求項２に記載のコイル１０を、電気エネルギーと機械エネルギーとを変換する電気機械装置用のステータコアまたはロータ２０が複数有している各ティース２１のスロット２２間に、次の各工程を含んで組み付ける方法。
　（ｉ）１つのコイル１０の第１収納部分１１ａを保持しているロボットハンドまたは保持治具３０の出口３１を１つのスロット２２の軸方向開口２３に対向させて、この第１収納部分１１ａを当該スロット２２に挿入する工程；
　（ｉｉ）当該コイル１０の第２収納部分１１ｂを保持しているロボットハンドまたは保持治具３０を、第１収納部分１１ａを保持していたロボットハンドまたは保持治具３０に対して捩じることにより、第１コイルエンド１２ａ及び第２コイルエンド１２ｂに捩じり部分１０ｄを形成する工程；
　（ｉｉｉ）この第２収納部分１１ｂを保持しているロボットハンドまたは保持治具３０の出口３１を１つのスロット２２から離れた別のスロット２２の軸方向開口２３に対向させて、この第２収納部分１１ｂを当該スロット２２に挿入する工程；
　（ｉｖ）次のコイル１０について、上記工程（ｉ）～（ｉｉ）を経ることにより形成した捩じり部分１０ｄを、先のコイル１０の捩じり部分１０ｄに重ねながら、先のコイル１０が取り付けられているのとは別のスロット２２内に、当該次のコイル１０の挿入を行い、これを順次繰り返す工程。