WO2018190124A1 - コイル及びそれを用いたモータ - Google Patents

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coil
turn
insulating member
insulating
conducting wire
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菱田　光起
祐一 吉川
弘和 山内
慶一郎 額田
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a coil formed by winding a conducting wire having a polygonal cross section and a motor using the coil.
  • the present disclosure has been made in view of such a point, and an object thereof is to realize a coil having a polygonal cross section that can maintain insulation between adjacent turns, and a motor using the coil.
  • the coil of the present disclosure includes first to n-th turns (n is a number) in which conductive wires having a polygonal cross section are wound spirally and stacked in a direction from the bottom to the top.
  • the coil has a turn train composed of an integer of 3 or more, and an insulating member is arranged on either the upper surface or the lower surface of the i-th turn (i is an integer, 1 ⁇ i ⁇ n).
  • the insulating member preferably maintains a predetermined distance between the i-th turn and the turn adjacent to the i-th turn, and an insulating layer is preferably provided on the surface of the conducting wire.
  • adjacent turns of the coil can be reliably insulated.
  • the insulating member preferably includes a plurality of insulating members arranged along the winding direction of the i-th turn, and the plurality of insulating members are preferably arranged apart from each other in the winding direction.
  • the adjacent turns of the coil can be held with a jig or the like, and the coil can be easily handled.
  • the insulating member may extend linearly continuously along the winding direction of the i-th turn.
  • the interval between adjacent turns of the coil can be stably maintained, and the adjacent turns of the coil can be more reliably insulated.
  • Positioning portion for positioning and holding the insulating member on at least one of a surface facing the i-th turn in the (i-1) turn and a surface facing the i-th turn in the i-th turn Is preferably provided.
  • the insulating member can be easily arranged for each turn of the coil.
  • the insulating member is between the i-th turn and the turn adjacent to the i-th turn, and the j-th turn and the turn adjacent to the j-th turn (j is an integer, 1 ⁇ j ⁇ n and i ⁇ j) It is preferable to further have an interposition part interposed between the intermediate parts and a connection part for connecting the interposition parts on the outer peripheral side of the conducting wire.
  • the insulating member can be easily attached to the coil.
  • the interposition part may be interposed between all adjacent turns of the conducting wire, and the connection part may connect all the interposition parts to each other on the outer peripheral side of all the turns.
  • the insulating member is made of a single sheet of insulating paper, and the interposition part is formed by bending a portion where the insulating paper is cut out.
  • the i-th turn is a conductive wire wound in a rectangular shape, 4 ⁇ L / (W1 + W2 + H1 + H2) ⁇ 22.3 It is preferable that this relationship is established.
  • W1 is the width on the upper surface side of the conducting wire in the i-th turn
  • W2 is the width on the lower surface side of the conducting wire in the i-th turn
  • H1 is the thickness on the inner peripheral side of the conducting wire in the i-th turn
  • H2 is the conducting wire in the i-th turn.
  • the thickness L on the outer peripheral side is the length on the inner peripheral side of the conducting wire on one side of the i-turn rectangular shape.
  • the insulating member is securely held between adjacent turns of the coil, and the turns can be insulated.
  • the motor disclosed herein includes a stator having a stator core, teeth protruding from the stator core, and the above-described coil wound around the teeth.
  • FIG. 1 is a top view showing a motor according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a side view showing a motor according to Embodiment 1.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line 1C-1C in FIG. 1B.
  • 2 is a perspective view showing a coil according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a top view showing a third turn of the coil according to the first embodiment. It is a figure explaining the formation method of the insulating member of the coil concerning Embodiment 1.
  • FIG. 3 it is an expansion perspective view which shows the area
  • 12 is a top view showing a third turn of a coil according to Modification 1.
  • FIG. 10 is a top view showing another third turn of the coil according to Modification Example 1.
  • 6 is a perspective view showing a coil according to Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a top view showing a third turn of the coil according to Embodiment 2.
  • FIG. 12 is a top view of a third turn of a coil according to Modification 2.
  • FIG. 12 is another top view of the third turn of the coil according to Modification 2.
  • FIG. It is a perspective view which shows the coil which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 10 is a top view showing a third turn of the coil according to Embodiment 3.
  • FIG. 12 is a top view showing a third turn of a coil according to Modification 3.
  • FIG. FIG. 12 is a top view showing another third turn of the coil according to Modification 3.
  • FIG. 12 is a top view showing still another third turn of a coil according to Modification 3.
  • FIG. It is a perspective view which shows the coil which concerns on the modification 4.
  • 10 is a perspective view showing a coil according to Modification 5.
  • FIG. It is a perspective view which shows the coil which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 6 is a perspective view showing insulating paper according to Embodiment 4.
  • FIG. 6 is a perspective view showing insulating paper according to Embodiment 4.
  • FIG. 6 is a perspective view which shows the coil which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 6 is a perspective view showing another insulating paper according to Embodiment 4.
  • FIG. It is a perspective view which shows the molded coil which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a coil according to Embodiment 5.
  • FIG. It is a perspective view which shows the molded coil which concerns on Embodiment 5.
  • FIG. It is a perspective view which shows the molded coil which concerns on Embodiment 6.
  • FIG. It is a perspective view which shows the molded coil which concerns on Embodiment 7.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a molded coil according to an eighth embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view showing another molded coil according to Embodiment 8.
  • FIG. 10 is a perspective view showing still another molded coil according to Embodiment 8.
  • FIG. 1A is a top view showing the motor 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a side view showing the motor 1 according to the first embodiment.
  • 1C is a cross-sectional view taken along line 1C-1C in FIG. 1B.
  • the motor 1 includes a shaft 2, a rotor 3, a stator 4, coils U11 to U41, V12 to V42, W11 to W41, and bus bars 51 to 54 inside a cover case (not shown). Yes.
  • the longitudinal direction of the shaft 2 (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1A) is referred to as the Z-axis direction, and the direction orthogonal to this (direction parallel to the paper surface of FIG. 1A) is the X-axis direction, Y Sometimes called the axial direction.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are orthogonal to each other.
  • Integrated means that a plurality of parts are not only mechanically connected by bolting or caulking, but are also electrically connected by material bonding such as covalent bonding, ionic bonding, and metal bonding. This refers to the state of one connected object or one object in which the entire part is material-bonded by melting or the like and electrically connected.
  • the shaft 2 has a hollow portion 2a extending in the Z-axis direction.
  • a plurality of through holes 2 b are provided on the side surface of the shaft 2.
  • the hollow portion 2 a is a passage for the refrigerant C for cooling the inside of the motor 1.
  • the refrigerant C flows in the hollow portion 2 a along the Z-axis direction, and circulates in the motor 1. Further, a part of the refrigerant C flowing in the hollow portion 2a flows out from the plurality of through holes 2b and flows from the center side of the motor 1 to the outside, that is, from the rotor 3 toward the direction where the stator 4 is located.
  • the stator 4 is cooled.
  • the rotor 3 is provided in contact with the outer periphery of the shaft 2.
  • the rotor 3 includes magnets 31 that are opposed to the stator 4 and in which N poles and S poles are alternately arranged along the outer circumferential direction of the shaft 2.
  • a neodymium magnet is used as the magnet 31 used in the rotor 3, but the material, shape, and material of the magnet 31 can be appropriately changed according to the output of the motor and the like.
  • the stator 4 includes a substantially annular stator core 41, a plurality of teeth 42 provided at equal intervals along the inner periphery of the stator core 41, and slots 43 provided between the teeth 42. .
  • the stator 4 is arranged on the outer side of the rotor 3 so as to be spaced apart from the rotor 3 at a certain distance as viewed from the Z-axis direction.
  • the stator core 41 is formed by, for example, punching after laminating electromagnetic steel sheets containing silicon or the like.
  • the number of magnetic poles of the rotor 3 is 10 in total, that is, 5 N poles and 5 S poles facing the stator 4.
  • the number of slots 43 is twelve.
  • the number of magnetic poles of the rotor 3 and the number of slots 43 are not particularly limited to this, and other combinations of the number of magnetic poles and the number of slots are also applicable.
  • the stator 4 has 12 coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41.
  • Each of the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 is attached to the corresponding tooth 42, and is disposed in the corresponding slot 43 when viewed from the Z-axis direction. That is, the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 are concentrated with respect to the teeth 42.
  • the coils U11 to U41 are integrated with the bus bar 51
  • the coils V12 to V42 are integrated with the bus bar 52
  • the coils W11 to W41 are integrated with the bus bar 53, respectively.
  • the first character represents each phase of the motor 1 (in this embodiment, U phase, V phase, W phase).
  • the second letter represents the sequence of coils in the same phase.
  • the third character represents the winding direction of the coil, and in this embodiment, 1 is the clockwise direction and 2 is the counterclockwise direction. Therefore, the coil U11 indicates that the U-phase arrangement order is the first coil and the winding direction is the clockwise direction.
  • Coil V42 is the fourth coil in the V-phase arrangement order, and represents that the winding direction is the counterclockwise direction. Note that “clockwise” means clockwise when viewed from the center of the motor 1, and “counterclockwise” means counterclockwise when viewed from the center of the motor 1.
  • the coils U11 and U41 are U-phase coils, and the coils U22 and U32 are U-bar coils (the direction of the generated magnetic field is opposite to that of the U-phase coil). However, in the following description, unless otherwise specified, they are collectively referred to as U-phase coils. Similarly, the coils V12 to V42 and the coils W11 to W41 are collectively referred to as a V-phase coil and a W-phase coil, respectively.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the coil 5 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a top view illustrating a third turn of the coil 5 according to the first embodiment.
  • the part wound from the tip of the drawer part 5c to the lower part of the position where the drawer part 5d is provided is referred to as a first turn, and the subsequent parts wound one round at a time are second to fifth. Turn it.
  • the starting point of each turn can be determined arbitrarily.
  • the side on which the first turn of the coil 5 is provided is called “lower”, and the side on which the fifth turn is provided is called “upper”.
  • the coil 5 is applied to the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 attached to the teeth 42 of the motor 1 shown in FIG. 1C.
  • the coil 5 includes a wound conductive wire 5 a, an insulating film 5 b (insulating layer), lead-out portions 5 c and 5 d, and an insulating member 6 provided between the turns of the coil 5.
  • the insulating film 5b is provided on the surface of the conducting wire 5a.
  • the lead portions 5c and 5d extend from the first turn and the fifth turn of the coil 5 to the outer peripheral side of the coil 5, respectively.
  • the insulating member 6 is provided between adjacent turns of the coil 5.
  • the second to fifth turns of the coil 5 are wound in a rectangular shape when viewed from above, and consist of four coil sides.
  • the conducting wire 5a is a wire made of a conductive member having a square cross section.
  • the conducting wire 5a is spirally wound in a single layer for 5 turns to form a turn train stacked in the vertical direction.
  • the conducting wire 5a is made of, for example, copper, aluminum, zinc, magnesium, brass, iron, SUS (Steel Use Stainless), or the like.
  • the insulating film 5b insulates the coil 5 from external members such as the stator core 41 and the teeth 42 shown in FIG. 1C.
  • the insulating film 5b is provided on the entire surface of the conducting wire 5a so as to insulate between adjacent turns of the coil 5.
  • the thickness of the insulating film 5b is about several tens of ⁇ m, for example, in the range of 20 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the insulating film 5b is made of, for example, enamel or resin.
  • the drawer portions 5c and 5d are both part of the conducting wire 5a.
  • the lead portions 5c and 5d extend to the outer peripheral side of the coil 5 in order to receive a current supply from the outside or to supply a current to the outside.
  • the lead-out portions 5c and 5d have the insulating film 5b removed in order to connect to an external member, for example, any of the bus bars 51 to 54 shown in FIGS. 1A to 1C.
  • the insulating film 5b need not be removed in the entire region of the lead portions 5c and 5d. For example, the insulating film 5b may be removed only in a portion necessary for connection to the bus bars 51 to 54.
  • the recess 5e is provided on the upper surface of each turn of the coil 5.
  • the concave portion 5 e is a positioning portion used for positioning when the insulating member 6 is disposed on the upper surface of each turn of the coil 5.
  • the recess 5e is shown, but actually, the insulating member 6 is provided in the recess 5e.
  • the insulating member 6 keeps a predetermined interval between adjacent turns of the coil 5.
  • the insulating member 6 insulates between adjacent turns of the coil 5.
  • the insulating member 6 is made of, for example, polyimide resin or polyamide resin. As shown in FIGS. 2 and 3, the insulating member 6 is substantially circular in top view.
  • the height of the insulating member 6 from the upper surface of each turn of the coil 5 is about several hundred ⁇ m, for example, in the range of 100 ⁇ m to 1 mm.
  • a plurality of insulating members 6 and a corresponding plurality of positioning recesses 5e are arranged on the upper surface of the first to fifth turns of the coil 5 along the winding direction of each turn.
  • the insulating member 6 and the recessed portion 5e are arranged apart from each other in the winding direction of each turn.
  • a plurality of insulating members 6 and a plurality of corresponding positioning recesses 5e may be provided on the lower surface of the first turn of the coil 5 as well. That is, the insulating member 6 is partially disposed on either the upper surface or the lower surface of the i-th turn (i is an integer, 1 ⁇ i ⁇ 6).
  • the insulating member 6 serves to insulate and keep a predetermined distance between the i-th turn and the turn adjacent thereto.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method for forming the insulating member 6 of the coil 5 according to the first embodiment.
  • the electrodeposition coating apparatus 10 includes an electrode member 12, a transport head 13, and a transport conveyor 14. A coil 5 that is an object to be coated is attached to the electrode member 12. The electrode member 12 is attached to the transport head 13 so as to be movable up and down. The transport conveyor 14 moves the transport head 13.
  • the electrodeposition coating apparatus 10 includes a pretreatment tank 16, an electrodeposition tank 17, a power supply unit 19 including a DC power source and the like, and a counter electrode 18 connected to the power supply unit 19 and accommodated in the electrodeposition tank 17. And.
  • the pretreatment tank 16 stores an aqueous solution 15 having a surface tension smaller than that of pure water.
  • a coating electrodeposition liquid 20 is stored in the electrodeposition tank 17.
  • Step A the electrode member 12 equipped with the coil 5 is attached to the transport head 13, and the transport conveyor 14 is operated to move the transport head 13 to the pretreatment tank 16.
  • the insulating film 5b is not provided in the recessed part 5e and its vicinity, but the conducting wire 5a is exposed.
  • Step B the coil 5 is immersed in the aqueous solution 15 in the pretreatment tank 16 to perform pretreatment before coating.
  • Step C the conveyance head 13 to which the coil 5 is attached is moved again, and the coil 5 is immersed in the coating electrodeposition liquid 20 in the electrodeposition tank 17 in a state where the coil 5 is supported by the electrode member 12.
  • the coating electrodeposition liquid 20 is a known electrodeposition liquid containing appropriate resin components such as polyimide resin, polyamide resin, epoxy resin, polyamide-imide resin, and polycarboxylic acid resin.
  • a voltage is applied to the counter electrode 18 from the power supply unit 19, and an electric current is passed between the electrode member 12 and the counter electrode 18, whereby electrodeposition coating is performed on the coil 5.
  • a predetermined voltage is applied and electrodeposition coating is performed so that the coil 5 side to be coated is negative and the counter electrode 18 side is positive.
  • a predetermined voltage is applied with the opposite polarity to perform electrodeposition coating.
  • the insulating film 5b Prior to electrodeposition coating, the insulating film 5b has already been baked and hardened and becomes a stable film.
  • step D the transfer head 13 to which the coil 5 is attached is moved again, and the coil 5 is removed from the electrode member 12.
  • the coil 5 that is the object to be coated is washed with water, dried, and the coating film is baked as necessary, so that the coil 5 becomes the final coated product.
  • the vicinity of the anode on the coil 5 side, which is the object to be coated may become acidic, and an acrylic resin having a carboxyl group may aggregate and precipitate.
  • the vicinity of the cathode on the coil 5 side becomes alkaline, and a melamine resin having an amino group, such as an epoxy resin or an acrylic resin, is deposited. By baking these resins, the coating film, that is, in the case of this embodiment, the insulating member 6 becomes a strong coating film.
  • the temperature at the time of baking is about 150 degreeC, it can be suitably changed with the kind etc. of coating film.
  • the method for forming the insulating member 6 is not limited to the above, and other methods can be adopted as appropriate.
  • the insulating member 6 keeps the adjacent turns of the coil 5 at a predetermined interval. For this reason, the adjacent turns of the coil 5 can be insulated. Thereby, the withstand voltage of the coil 5 can be maintained. Further, when the insulating film 5b is provided on the entire surface of the conducting wire 5a, the insulating film 5b itself does not directly rub between adjacent turns. Therefore, damage and peeling of the insulating film 5b can be prevented, and the occurrence of insulation failure can be suppressed. In particular, when the height of the insulating member 6 is sufficiently larger than the thickness of the insulating film 5b, the adjacent turns of the coil 5 can be reliably insulated. Thereby, for example, withstand voltage can be maintained for a long time in the motor 1 shown in FIGS. 1A to 1C. Therefore, the reliability of the motor 1 is improved.
  • the insulating member 6 is partially provided between adjacent turns of the coil 5, the adjacent turns of the coil 5 can be held by a jig or a robot arm. Thereby, handling of the coil 5 becomes easy.
  • the coil 5 can be easily attached to the teeth 42 of the motor 1.
  • a predetermined interval is provided between adjacent turns of the coil 5 by the insulating member 6. For this reason, the refrigerant easily flows between the turns, and the cooling efficiency of the coil 5 is improved. Thereby, the efficiency of the motor 1 is improved.
  • the coil 5 according to the present embodiment has a predetermined rigidity, and is less likely to bend and stretch than a normal rectangular coil. Thereby, the insulating member 6 provided between adjacent turns of the coil 5 is reliably held by the coil 5.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a region A surrounded by an alternate long and short dash line in FIG.
  • the recess 5e and the insulating member 6 are not shown in FIG.
  • G L / (W1 + W2 + H1 + H2) (Formula 1) here, W1: Width on the upper surface side in the third turn W2: Width on the lower surface side in the third turn H1: Thickness on the inner peripheral side in the third turn H2: Thickness on the outer peripheral side in the third turn L: One coil of the third turn This is the length of the inner circumference side of the side.
  • (Formula 1) is applied similarly about turns other than the 3rd turn of the coil 5, ie, i-th turn.
  • the right side of (Expression 1) is the ratio of the length of one side of the coil 5 at the i-th turn to the peripheral length of the polygonal cross section of the i-th turn of the coil 5.
  • G the more difficult the coil 5 is to bend and extend. That is, when the coil 5 is deformed by applying an external force, the restoring force of the coil 5 acts more strongly between the turns adjacent to the coil 5.
  • the number of turns of the coil 5 is five.
  • the number of turns is not particularly limited to this, and may be another value.
  • the concave portion 5e for positioning the insulating member 6 is provided in the coil 5, but the concave portion 5e may not be provided.
  • the recess 5e and the insulating member 6 are provided on the upper surface of the first to fifth turns of the coil 5, the recess 5e and the insulating member 6 may be provided on the lower surface of the first to fifth turns of the coil 5.
  • the shape of the insulating member 6 may be a quadrangle or another shape as viewed from above.
  • the relationship of (Formula 2) is satisfied.
  • the conducting wire 5a in which the cross section of the conducting wire 5a as shown in FIG. 5 is a polygon other than a quadrangle, it is difficult to bend and extend by a material having an equivalent rigidity level as shown in (Formula 2).
  • the relationship shown in (Equation 2) is not established, by disposing the insulating member 6 between adjacent turns of the coil 5, the adjacent turns of the coil 5 are kept at a predetermined interval, Can be insulated.
  • the coil 5 of the present embodiment has the first to n-th turns (n is 3) in which the conducting wire 5a having a polygonal cross section is wound spirally and stacked in the direction from the bottom to the top.
  • FIG. 6A is a top view showing a third turn of the coil 5 according to the first modification.
  • FIG. 6B is a top view showing another third turn of the coil 5 according to the first modification.
  • illustration of the turns other than the third turn of the coil 5 is omitted.
  • the insulating member 6 may be provided so as to keep an interval between adjacent turns at a predetermined interval and to insulate between adjacent turns.
  • insulating members 6 may be provided only at the four corners of each turn of the coil 5.
  • the insulating members 6 may be provided in the vicinity of the two corners of each turn of the coil 5 and the midpoint of the coil side facing this. In this case, since the insulating member 6 is disposed at each vertex of the triangle in a top view, the adjacent turns of the coil 5 can be stably maintained at a predetermined interval.
  • the insulating member 6 is formed into a predetermined shape, for example, a substantially hemispherical shape, using a solid insulating material such as cross-linked polyethylene, epoxy resin, vinyl chloride, or synthetic rubber. , 6B.
  • the insulating member 6 may be installed by this method in the configuration shown in the first embodiment. By doing in this way, the patterning process of the insulating film 5b becomes unnecessary, and a manufacturing process can be simplified.
  • the insulating member 6 may be provided on the surface of the insulating film 5b provided on the surface of the conducting wire 5a.
  • positioning of the insulating member 6 shown to FIG.3 and FIG.6A, 6B is an example to the last. The arrangement position, size, number, and shape of the insulating member 6 can be changed as appropriate.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the coil 5 according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a top view showing a third turn of the coil 5 according to the second embodiment.
  • the drawing portions 5c and 5d are not shown in FIG. In FIG. 8, illustration of turns other than the third turn of the coil 5 is omitted.
  • two insulating members 6 are provided along the winding direction of the coil 5. Each of the insulating members 6 extends linearly continuously. The insulating members 6 are arranged substantially parallel to each other.
  • thermosetting resin or an ultraviolet curable resin is applied between adjacent turns of the coil 5 with a tube or the like and then cured to form the insulating member 6.
  • a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin is applied between adjacent turns of the coil 5 with a tube or the like and then cured to form the insulating member 6.
  • a nozzle is inserted between adjacent turns of the coil 5 and a thermosetting resin or the like is discharged from the nozzle to form a linear pattern made of resin or the like on the upper surface or the lower surface of the conductive wire 5a.
  • the insulating member 6 can be easily arrange
  • the insulating member 6 may be provided on the surface of the insulating film 5b provided on the surface of the conducting wire 5a.
  • the concave portion 5e for positioning the insulating member 6 shown in FIG. 2 is not provided, but the concave portion 5e may be provided.
  • the recess 5e may be a linear groove extending along the winding direction of the coil 5.
  • the example in which the insulating member 6 is provided on the upper surface of the first to fifth turns of the coil 5 is shown. However, the insulating member 6 may be provided on the lower surface of the first to fifth turns of the coil 5.
  • FIG. 9A is a top view showing a third turn of the coil according to the second modification.
  • FIG. 9B is a top view showing another third turn of the coil according to the second modification. For convenience of explanation, illustration of turns other than the third turn of the coil 5 is omitted in FIGS. 9A and 9B.
  • the insulating member 6 may be provided so as to keep an interval between adjacent turns at a predetermined interval and to insulate between adjacent turns.
  • one insulating member 6 may be provided linearly along the winding direction of the coil 5.
  • the insulating member 6 having a line width wider than the line width of the insulating member 6 shown in FIG.
  • the insulating member 6 may be arranged zigzag along the winding direction of each turn of the coil 5.
  • the insulating member 6 is also provided with a predetermined length in the width direction of the turn of the coil 5.
  • positioning of the insulating member 6 shown to FIG.8 and FIG.9A, 9B is an example to the last.
  • the arrangement position, the line width, the height, and the number of the insulating members 6 can be changed as appropriate.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the coil 5 according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a top view illustrating a third turn of the coil 5 according to the third embodiment.
  • the drawing portions 5c and 5d are not shown in FIG. In FIG. 11, illustration of turns other than the third turn of the coil 5 is omitted.
  • FIG. 10 shows a state before and after the insulating member 61 is attached to the coil 5.
  • the insulating member 61 is not provided in advance on the upper surface or the lower surface of each turn of the coil 5, but is interposed between adjacent turns of the wound coil 5.
  • the insulating member 61 is a substantially U-shaped insulating member in which the interposition part 61a is connected to the upper and lower ends of the connecting part 61b.
  • the insulating member 61 is formed of, for example, resin, insulating paper, or an insulating sheet impregnated with resin.
  • the insulating member 61 is disposed so as to be sandwiched between three consecutive turns of the coil 5.
  • an interposition part 61a connected to the upper end of the connection part 61b is interposed between the fourth turn and the fifth turn of the coil 5, and the connection part 61b is the fourth turn of the coil 5.
  • Insulating member 61 is arranged such that intervening portion 61a is interposed between the third turn and fourth turn of coil 5 and is connected to the lower end of connecting portion 61b. Yes.
  • an interposition part 61a connected to the upper end of the connection part 61b is interposed between the second turn and the third turn of the coil 5, and the connection part 61b extends through the outer peripheral side of the second turn of the coil 5.
  • Insulating member 61 is arranged such that intervening portion 61 a connected to the lower end of connecting portion 61 b is interposed between the first turn and second turn of coil 5. As shown in FIGS. 10 and 11, between the adjacent turns, the interposition part of the insulating member 61 is arranged at two places with respect to one coil side, and the coil side opposite to the one coil side is arranged. In addition, two interposition portions of the insulating member 61 are arranged. In FIG. 10, the illustration of the insulating member 61 disposed on the opposing coil side is omitted. Although not shown in FIG. 10, the interposition part 61a may be disposed on the upper surface of the fifth turn and the first lower surface. Moreover, the interposition part 61a of the insulating member 61 is fixed to each turn of the coil 5 by, for example, an adhesive.
  • the interposition part 61a of the insulating member 61 is interposed between adjacent turns of the coil 5, the process of arranging the insulating member 61 in the coil 5 is simplified.
  • the setting of the interposition position of the insulating member 61 is easy, the manufacturing cost can be reduced.
  • the interposition part 61a of the insulating member 61 is interposed between three successive turns, but is not particularly limited thereto.
  • an interposition part 61 a connected to the upper end of the connection part 61 b is interposed between the fourth turn and the fifth turn of the coil 5, and the connection part is provided between the first turn and the second turn of the coil 5.
  • An intervening portion 61 a connected to the lower end of 61 b may be interposed, and the connecting portion 61 b may extend through the outer peripheral side of the third to fifth turns of the coil 5.
  • the insulating member 61 is between the i-th turn and the turn adjacent thereto, and between the j-th turn and the turn adjacent thereto (j is an integer, 1 ⁇ j ⁇ n and i ⁇ j). It is only necessary to have the interposition part 61a interposed between the intermediate part 61a and the connection part 61b for connecting the interposition parts 61a to each other on the outer peripheral side of the conducting wire 5a.
  • FIG. 12A is a top view showing a third turn of the coil 5 according to Modification 3.
  • FIG. 12B is a top view showing another third turn of the coil 5 according to the third modification.
  • FIG. 12C is a top view showing still another third turn of the coil 5 according to Modification 3.
  • illustration of the turns other than the third turn of the coil 5 is omitted.
  • the insulating member 61 may be provided so as to maintain a predetermined interval between adjacent turns and insulate between adjacent turns.
  • the interposition part 61 a of the insulating member 61 may be disposed on all four coil sides of each turn of the coil 5. In this case, by arranging the insulating members 61 in the vicinity of the midpoint of each coil side, the interval between adjacent turns of the coil 5 can be stably maintained at a predetermined interval.
  • the insulating member 61 may be disposed only on two opposing coil sides. In this case, in order to keep the interval between adjacent turns of the coil 5 stable, for example, the width of the interposition part 61a of the insulating member 61 is made wider than shown in FIGS. 11 and 12A. .
  • insulating members 61 may be provided in the vicinity of the two corners of each turn of the coil 5 and in the vicinity of the midpoint of the coil side facing these. In this case, the insulating member 61 is arranged at each apex of the triangle in a top view.
  • the interval between adjacent turns of the coil 5 can be stably maintained at a predetermined interval.
  • the arrangement of the insulating member 61 shown in FIGS. 11 and 12A to 12C is merely an example, and the arrangement position of the insulating member 61, the width and thickness of the interposition part 61a, the number of arrangement of the insulating members 61, and the like can be changed as appropriate. Yes.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the coil 5 according to the fourth modification.
  • the drawing portions 5c and 5d are not shown in FIG.
  • FIG. 13 shows a state before and after the insulating member 62 is attached to the coil 5.
  • the difference between the configuration according to this modification and the configuration according to Embodiment 2 is the shape of the insulating member.
  • the insulating member 62 according to this modification is an insulating member in which the interposition part 62a is connected to the connecting part 62b in the vertical direction at a predetermined interval. That is, the interposition part 62a of the insulating member 62 extends from between all the turns of the coil 5 and is connected to each other by the connecting part 62b on the outer peripheral side of each turn of the coil 5.
  • the interposition part 62a is also disposed on the upper surface of the fifth turn and the lower surface of the first turn.
  • the interval between the intervening portions 62a adjacent in the vertical direction is substantially equal to the sum of the thickness of the conducting wire 5a of the coil 5 and a value twice the thickness of the insulating coating 5b provided on the surface of the conducting wire 5a.
  • substantially equal means that the processing tolerance of the conductive wire 5a and the insulating film 5b of the coil 5 and the processing tolerance of the insulating member 62 including the interposition portion 62a are equal.
  • the interval between the interposition portions 62a adjacent in the vertical direction is substantially equal to the thickness of the conducting wire 5a.
  • the interposition part 62a of the insulating member 62 is fixed to each turn of the coil 5 with an adhesive or the like, for example.
  • the number of insulating members attached to the coil 5 can be reduced as compared with the configuration shown in the third embodiment. Therefore, the process of attaching the insulating member 62 to the coil 5 can be further simplified. Thereby, member cost and manufacturing cost can further be reduced.
  • the arrangement of the insulating member 62 is not particularly limited to the configuration shown in FIG. 13, and may be the arrangement shown in FIGS. 12A to 12C, for example.
  • the arrangement of the insulating members 62 is merely an example, and the arrangement position of the insulating members 62, the width of the interposition portions 62a, the thickness of the interposition portions 62a, the number of the insulating members 62, and the like can be changed as appropriate.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the coil 5 according to the fifth modification.
  • the drawing portions 5c and 5d are not shown in FIG. FIG. 14 shows a state before and after the insulating member 63 is attached to the coil 5.
  • the interposition part 63a is coupled to the coupling part 63b in a two-dimensional manner and spaced apart from each other.
  • the interposition portions 63 a of the insulating member 63 extend from between all the turns of the coil 5 and are connected to each other by a connecting portion 63 b on the outer peripheral side of each turn of the coil 5.
  • the interposition part 63a is also arranged on the upper surface of the coil 5, that is, the upper surface of the fifth turn, and the lower surface of the coil 5, that is, the lower surface of the first turn of the coil 5.
  • the interval between the interposition portions 63a adjacent to each other in the vertical direction is substantially equal to the sum of the thickness of the conducting wire 5a of the coil 5 and the value twice the thickness of the insulating coating 5b provided on the surface of the conducting wire 5a.
  • substantially equal means that the processing tolerance of the conductive wire 5a and the insulating film 5b of the coil 5 and the processing tolerance of the insulating member 63 including the interposition part 63a are equal.
  • the interval between the interposition portions 63a adjacent in the vertical direction is substantially equal to the thickness of the conducting wire 5a.
  • the interposition portions 63a arranged in the direction intersecting with the up-down direction are provided at four locations between adjacent turns of the coil 5, specifically, at one location on the coil side and two locations on the opposite coil side.
  • the insulating member 63 is disposed on each of the opposing side surfaces of the four side surfaces of the coil 5.
  • the insulating member 63 covers the entire side surface of the coil 5 and is substantially the same size as the side surface.
  • substantially the same means that the processing tolerance of the coil 5 and the processing tolerance of the insulating member 63 are the same.
  • the interposition part 63a of the insulating member 63 is fixed to each turn of the coil 5 with an adhesive or the like, for example.
  • the number of insulating members can be small as in the configuration shown in Modification 4. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since the connection part 63b of the insulating member 63 is disposed so as to cover the side surface of the coil 5, insulation from the member adjacent to the coil 5 can be achieved. For example, when the insulating member 63 is mounted on all four side surfaces of the coil 5, in the motor 1 shown in FIGS. 1A to 1C, insulation is performed between the stator core 41 and the teeth 42 and the coil 5 or between adjacent coils. It is not necessary to provide a member. Therefore, the member cost and the assembly cost can be reduced. Note that the insulating member 63 according to this modification may be provided on two opposing side surfaces or three side surfaces of the coil 5 depending on the arrangement of adjacent external members.
  • the insulating member 63 may be formed by injection molding using a resin or the like, similarly to the insulating member 61 shown in the third embodiment and the insulating member 62 shown in the fourth modification.
  • the insulating member 63 may be formed of insulating paper or insulating paper impregnated with resin.
  • the insulating member constituting the insulating member 63 is in the form of a sheet, for example, insulating paper having a predetermined thickness
  • the insulating member 63 may be formed by cutting and bending the insulating paper. When insulating paper is used, it may be created by cutting out a piece of insulating paper. In this case, since it is not necessary to use a mold used for injection molding, the manufacturing cost can be reduced.
  • the interval between the interposition parts 63a adjacent in the vertical direction is the same as the thickness of the conductor 5a of the coil 5 and the surface of the conductor 5a. It is made to be substantially equal to the sum of the thickness of the provided insulating film 5b and twice the thickness.
  • the arrangement of the insulating member 63 shown in FIG. 14 is merely an example, and the arrangement position, size and number of the insulating member 63, the width and thickness of the interposition part 63a, and the like can be changed as appropriate.
  • the example in which the coil 5 is provided in the stator 4 of the motor 1 has been described.
  • the technology disclosed herein is not particularly limited to these, and can be applied to other uses such as a coil in a generator and a reactor in a power device.
  • the insulating member 6 or the interposition portions 61a, 62a, 63a of the insulating members 61, 62, 63 are partially disposed on the upper and lower surfaces of the coil 5.
  • the insulating member 6 or the like may be provided on either the upper surface or the lower surface of the coil 5. Further, the insulating member 6 or the like may not be provided at these positions.
  • the coil 5 is wound around the tooth 42 and disposed in the slot 43.
  • an insulator such as insulating paper is provided between the coil 5 and the teeth 42 and between the coil 5 and the stator core 41.
  • the insulating paper maintains insulation between the coil 5 and these members.
  • the insulating film 5b provided on the surface of the conducting wire 5a may not be provided.
  • the step of forming the insulating film 5b can be omitted. For this reason, the manufacturing cost can be reduced.
  • the insulating film 5b is provided on the surface of the conductive wire 5a, the coil 5 and an external member, for example, between the coil 5 and the stator core 41 shown in FIG. 1C and between the coil 5 and the teeth 42 shown in FIG. 1C are used. More reliable insulation. Further, the adjacent turns of the coil 5 can be more reliably insulated.
  • the cross-sectional shape of the conducting wire 5a may be a square, a rectangle, or a trapezoid. Other than the square, a triangle or a pentagon may be used. Moreover, the polygon more than a pentagon may be sufficient.
  • the coil 5 can be formed by casting. According to this method, a conducting wire having a large cross-sectional area can be easily formed into a spiral wound coil. However, it is not limited to casting, and may be formed by other methods.
  • the cutting may be performed from a solid material such as copper, aluminum, zinc, magnesium, iron, SUS, or brass. Further, for example, the individually molded parts may be joined by welding or the like.
  • FIG. 15A is a perspective view showing the coil 5 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15B is a perspective view showing the insulating paper 71 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15C is a perspective view showing the insulating paper 72 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15D is a perspective view illustrating a coil 57 according to the fourth embodiment.
  • the coil 5 has the same structure as the coil 5 of FIG. 2 except for the insulating film 5b and the insulating member 6.
  • the insulating paper 71 has a U-shape.
  • the material of the insulating paper 71 is aramid (fully aromatic polyamide), short fibers (floc), synthetic pulp (fibrid), kraft pulp, manila hemp, cotton, Mitsumata, PET, and the like.
  • a plurality of insulating papers 71 are joined together to form an insulating paper 72 shown in FIG. 15C.
  • the insulating paper 71 is inserted from the right side and the left side of the coil 5, and the coil 57 shown in FIG. 15D is formed.
  • FIG. 16 is a perspective view showing another insulating paper 73 according to the fourth embodiment.
  • the difference between the insulating paper 72 and the insulating paper 73 is that the insulating paper 72 is formed by joining a plurality of insulating papers 71, whereas the insulating paper 73 is formed of a single sheet of paper.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a molded coil 8 according to the fourth embodiment.
  • the molded coil 8 is obtained by molding the coil 57.
  • the adjacent turns of the coil 57 are kept at a predetermined interval by the insulating paper. For this reason, the adjacent turns of the coil 57 can be reliably insulated. Thereby, the withstand voltage of the coil 57 can be maintained.
  • FIG. 18A is a perspective view showing a coil 58 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 18B is a perspective view showing the molded coil 8 according to the fifth embodiment.
  • the coil 58 is obtained by inserting the insulating paper 73 shown in FIG. 16 between adjacent turns of the coil 5 shown in FIG. 15A.
  • the molded coil 8 is obtained by molding the coil 58.
  • the mold can produce an insulating coating in a form that compensates for the failure of the electrodeposition coating between the coil layers, between adjacent coils, or the insulation failure location by the insulating paper. Furthermore, the effect of making the shape of the whole coil constant is produced. This is because the clearance between adjacent coils can be kept constant when assembled to the teeth, and the effect of preventing contact between the coils during the forming process and preventing reliability from being deteriorated due to dielectric breakdown can be expected.
  • FIG. 19 is a perspective view showing a molded coil 8 according to the sixth embodiment.
  • a coil cooling window 81 is a place where a support portion (not shown) is in close contact during molding. Resin is not formed in the coil cooling window 81 and the coil is exposed, so that the coil is easily cooled.
  • the mold can produce an insulating coating in a form that compensates for the failure of the electrodeposition coating between the coil layers, between adjacent coils, or the insulation failure location by the insulating paper. Furthermore, the effect of making the shape of the whole coil constant is produced. This is because the clearance between adjacent coils can be kept constant when assembled to the teeth, and the effect of preventing contact between the coils during the forming process and preventing reliability from being deteriorated due to dielectric breakdown can be expected.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a molded coil 8 according to the seventh embodiment.
  • a coil cooling window 81 is present not only on the front and side surfaces of the coil but also on the upper surface of the coil. For this reason, the coil is further easily cooled.
  • the mold can produce an insulating coating in a form that compensates for the failure of the electrodeposition coating between the coil layers, between adjacent coils, or the insulation failure location by the insulating paper. Furthermore, the effect of making the shape of the whole coil constant is produced. This is because the clearance between adjacent coils can be kept constant when assembled to the teeth, and the effect of preventing contact between the coils during the forming process and preventing reliability from being deteriorated due to dielectric breakdown can be expected.
  • FIG. 21 is a perspective view showing the molded coil 8 according to the eighth embodiment.
  • FIG. 22 is a perspective view showing another molded coil 8 according to the eighth embodiment.
  • FIG. 23 is a perspective view showing still another molded coil 8 according to the eighth embodiment.
  • the molded coil 8 has a line portion 82 on which the resin is not formed on the side surface of the coil. In the line part 82, since the coil is exposed, the coil is easily cooled.
  • the molded coil 8 has a line portion 82 on which the resin is not formed on the side surface and the front surface of the coil. For this reason, the coil is further easily cooled.
  • the molded coil 8 has line portions 82 on which the resin is not formed on the side surface and the upper surface of the coil. For this reason, the coil is further easily cooled.
  • the mold can produce an insulating coating in a form that compensates for the failure of the electrodeposition coating between the coil layers, between adjacent coils, or the insulation failure location by the insulating paper. Furthermore, the effect of making the shape of the whole coil constant is produced. This is because the clearance between adjacent coils can be kept constant when assembled to the teeth, and the effect of preventing contact between the coils during the forming process and preventing reliability from being deteriorated due to dielectric breakdown can be expected.
  • the coil according to the present disclosure can reliably insulate between adjacent turns of the coil and can maintain the withstand voltage of the coil. For this reason, it is useful when applied to a motor or electric power equipment.

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Abstract

コイルは、断面が多角形状の導線が、螺旋状に巻回されて、下から上に向う方向に積層された第１～第ｎターン（ｎは３以上の整数）からなるターン列を有するコイルであって、第ｉターン（ｉは整数であり、１≦ｉ≦ｎ）の上面または下面のいずれかに絶縁部材が部分的に配置されている。

Description

コイル及びそれを用いたモータ
　本開示は、断面が多角形状の導線を巻回してなるコイル及びそれを用いたモータに関する。
　近年、産業、車載用途で、モータの需要は、高まっている。その中で、モータの効率向上、低コスト化が要望されている。
　モータの効率向上の手法の一つとして、ステータのスロット内に配置されるコイルの占積率を向上させることが知られている。コイルの占積率を向上させることで、モータの駆動時に、コイルに流れる電流に起因する損失を抑制できる。
　コイルの占積率を向上させる手法として、断面が矩形状の銅材を用いた鋳造コイルをスロット内に配置する構成が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
　特許文献１に開示されるようなコイルを用いることにより、コイルの隣接するターン間での接触面積が大きくなる。これにより、例えば、円形の断面を有する導線を用いたコイル等と比べて、コイルの放熱効率が向上する。一方、ターン間の接触面積が大きくなることで、コイルの導線の表面を覆う絶縁皮膜が損傷あるいは剥離して、隣接するターン間を絶縁できないおそれが大きくなっていた。
独国特許出願公開第１０２０１２２１２６３７号明細書
　本開示は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、隣接するターン間での絶縁を維持できる断面が多角形状のコイル、及びそれを用いたモータを実現することである。
　上記の目的を達成するために、本開示のコイルは、断面が多角形状の導線が、螺旋状に巻回されて、下から上に向う方向に積層された第１～第ｎターン（ｎは３以上の整数）からなるターン列を有するコイルであって、第ｉターン（ｉは整数であり、１≦ｉ≦ｎ）の上面または下面のいずれかに絶縁部材が配置されている。
　この構成によれば、コイルの隣接するターン間での絶縁を確保することができる。
　絶縁部材は、第ｉターンと第ｉターンに隣接するターンとの間を所定の間隔に保つのが好ましく、導線の表面に絶縁層が設けられていることが好ましい。
　この構成によれば、コイルの隣接するターン間を確実に絶縁することができる。
　絶縁部材は、第ｉターンの巻回方向に沿って配置された複数の絶縁部材を含み、複数の絶縁部材は、巻回方向に互いに離間して配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、コイルの隣接するターンの間を治具等で持つことができ、コイルのハンドリングが容易となる。
　絶縁部材は、第ｉターンの巻回方向に沿って連続して線状に延びていてもよい。
　この構成によれば、コイルの隣接するターンの間隔を安定して保つことができ、コイルの隣接するターン間をより確実に絶縁することができる。
　第（ｉ－１）ターンにおける第ｉターンとの対向面と、第ｉターンにおける第（ｉ－１）ターンとの対向面との少なくとも一方に、絶縁部材を位置決めして保持するための位置決め部が設けられていることが好ましい。
　この構成によれば、コイルの各ターンに対し、容易に絶縁部材を配置することができる。
　絶縁部材は、第ｉターンと第ｉターンに隣接するターンとの間、及び、第ｊターンと第ｊターンに隣接するターン（ｊは整数であり、１≦ｊ≦ｎかつｉ≠ｊ）との間にそれぞれ介在された介在部と、介在部同士を導線の外周側において連結する連結部と、をさらに有していることが好ましい。
　この構成によれば、コイルに対し、容易に絶縁部材を装着することができる。
　介在部は、導線の隣接する全てのターンの間にそれぞれ介在され、連結部は、全てのターンの外周側で全ての介在部を互いに連結していてもよい。
　絶縁部材は１枚の絶縁紙からなり、介在部は、絶縁紙が切り欠かれた部分が折り曲げられて形成されていることが好ましい。
　この構成によれば、絶縁部材を形成するにあたって、金型等を使用することが無く、製造コストの低減が図れる。
　第ｉターンは、導線が矩形状に巻回されたものであり、
４＜Ｌ／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｈ１＋Ｈ２）＜２２．３
の関係が成り立つことが好ましい。
　ここで、Ｗ１は第ｉターンにおける導線の上面側の幅、Ｗ２は第ｉターンにおける導線の下面側の幅、Ｈ１は第ｉターンにおける導線の内周側の厚み、Ｈ２は第ｉターンにおける導線の外周側の厚み、Ｌは第ｉターンの矩形状の一辺における導線の内周側の長さである。
　この構成によれば、絶縁部材がコイルの隣接するターン間で確実に保持され、ターン間を絶縁することができる。
　また、ここに開示するモータは、ステータコアと、ステータコアから突出したティースと、ティースに巻回された上記のコイルと、を有するステータを備えている。
　この構成によれば、コイル内での絶縁が確保できる。このため、モータの耐圧を長期にわたって維持でき、モータの信頼性が向上する。
　本開示によれば、コイル内で各ターンの間を確実に絶縁することができる。また、高信頼性のモータを実現することができる。
実施形態１に係るモータを示す上面図である。 実施形態１に係るモータを示す側面図である。 図１Ｂにおける１Ｃ－１Ｃ線での断面図である。 実施形態１に係るコイルを示す斜視図である。 実施形態１に係るコイルの第３ターンを示す上面図である。 実施形態１に係るコイルの絶縁部材の形成方法を説明する図である。 図３において、一点鎖線で囲まれた領域を示す拡大斜視図である。 変形例１に係るコイルの第３ターンを示す上面図である。 変形例１に係るコイルの別の第３ターンを示す上面図である。 実施形態２に係るコイルを示す斜視図である。 実施形態２に係るコイルの第３ターンを示す上面図である。 変形例２に係るコイルの第３ターンの上面図である。 変形例２に係るコイルの第３ターンの別の上面図である。 実施形態３に係るコイルを示す斜視図である。 実施形態３に係るコイルの第３ターンを示す上面図である。 変形例３に係るコイルの第３ターンを示す上面図である。 変形例３に係るコイルの別の第３ターンを示す上面図である。 変形例３に係るコイルのさらなる別の第３ターンを示す上面図である。 変形例４に係るコイルを示す斜視図である。 変形例５に係るコイルを示す斜視図である。 実施形態４に係るコイルを示す斜視図である。 実施形態４に係る絶縁紙を示す斜視図である。 実施形態４に係る絶縁紙を示す斜視図である。 実施形態４に係るコイルを示す斜視図である。 実施形態４に係る別の絶縁紙を示す斜視図である。 実施形態４に係るモールド済みコイルを示す斜視図である。 実施形態５に係るコイルを示す斜視図である。 実施形態５に係るモールド済みコイルを示す斜視図である。 実施形態６に係るモールド済みコイルを示す斜視図である。 実施形態７に係るモールド済みコイルを示す斜視図である。 実施形態８に係るモールド済みコイルを示す斜視図である。 実施形態８に係る別のモールド済みコイルを示す斜視図である。 実施形態８に係るさらに別のモールド済みコイルを示す斜視図である。
　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは、全くない。
　（実施形態１）
　［モータ構造］
　図１Ａは、実施形態１に係るモータ１を示す上面図である。図１Ｂは、実施形態１に係るモータ１を示す側面図である。図１Ｃは、図１Ｂにおける１Ｃ－１Ｃ線での断面図である。ただし、いずれの図においても、カバーケース等は図示していない。モータ１は、カバーケース（図示せず）の内部に、シャフト２と、ロータ３と、ステータ４と、コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１と、バスバー５１～５４と、を備えている。
　ここで、シャフト２の長手方向（図１Ａの紙面に対して垂直な方向）をＺ軸方向と呼び、これに直交する方向（図１Ａの紙面に対して平行な方向）をＸ軸方向、Ｙ軸方向と呼ぶことがある。Ｘ軸方向とＹ軸方向は直交する。
　「一体化」とは、複数の部品が、ボルト締め、または、かしめ等の機械的に接続されているだけでなく、共有結合、イオン結合、金属結合などの材料結合によって、部品が電気的に接続された１つの物体、または部品全体が溶融などによって材料結合され、電気的に接続された１つの物体の状態をいう。
　シャフト２は、Ｚ軸方向に延びる中空部２ａを内部に有している。シャフト２の側面には複数の貫通孔２ｂが設けられている。中空部２ａは、モータ１の内部を冷却するための冷媒Ｃの通路である。冷媒Ｃは中空部２ａ内をＺ軸方向に沿って流れており、モータ１の内部で循環して流れている。また、中空部２ａ内を流れる冷媒Ｃの一部は、複数の貫通孔２ｂから流れ出て、モータ１の中心側から外側、つまりロータ３からステータ４のある方向に向けても流れ、ロータ３及びステータ４を冷却する。
　ロータ３は、シャフト２の外周に接して設けられている。ロータ３は、ステータ４に対向して、Ｎ極、Ｓ極がシャフト２の外周方向に沿って交互に配置された磁石３１を含んでいる。本実施形態で、ロータ３に用いられる磁石３１として、ネオジム磁石を使用しているが、磁石３１の材料、形状、及び材質については、モータの出力等に応じて、適宜変更しうる。
　ステータ４は、実質的に円環状のステータコア４１と、ステータコア４１の内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース４２と、ティース４２間にそれぞれ設けられたスロット４３とを有している。ステータ４は、Ｚ軸方向から見て、ロータ３の外側に、ロータ３と一定の間隔を持って、離間して配置されている。
　ステータコア４１は、例えば、ケイ素等を含有した電磁鋼板を積層した後に、打ち抜き加工して形成される。
　本実施形態において、ロータ３の磁極数は、ステータ４に対向するＮ極が５個、Ｓ極が５個の計１０極である。スロット４３の数は１２個である。しかし、ロータ３の磁極数とスロット４３の数は、特にこれに限定されるものではなく、その他の磁極数とスロット数との組合せについても適用される。
　ステータ４は、１２個のコイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１を有している。コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１の各々は、対応するティース４２に対して装着されて、Ｚ軸方向から見て、対応するスロット４３内に配置されている。つまり、コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１はティース４２に対して集中巻になっている。さらに、コイルＵ１１～Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２～Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１～Ｗ４１はバスバー５３と、それぞれ一体化されて配置されている。
　ここで、コイルを表わす符号ＵＰＱ、ＶＰＱ、ＷＰＱのうち、最初の文字はモータ１の各相（本実施形態の場合では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を表わす。２番目の文字は同相内のコイルの配列順を表わす。３番目の文字はコイルの巻回方向を表わし、本実施形態では、１は時計回り方向、２は反時計回り方向である。従って、コイルＵ１１は、Ｕ相の配列順が１番目のコイルで、巻回方向が時計回り方向であることを表わす。コイルＶ４２は、Ｖ相の配列順が４番目のコイルで、巻回方向が反時計回り方向であることを表わす。なお、「時計回り」とは、モータ１の中心から見て右回りをいい、「反時計回り」とはモータ１の中心から見て左回りをいう。
　厳密には、コイルＵ１１，Ｕ４１はＵ相のコイルであり、コイルＵ２２，Ｕ３２はＵバー相（Ｕ相のコイルと発生する磁界の向きが逆）のコイルである。しかし、以降の説明では、特に断らない限り、Ｕ相のコイルと総称する。コイルＶ１２～Ｖ４２及びコイルＷ１１～Ｗ４１についても同様に、Ｖ相のコイル、Ｗ相のコイルとそれぞれ総称する。
　［コイル構造］
　図２は、実施形態１に係るコイル５を示す斜視図である。図３は、実施形態１に係るコイル５の第３ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図３において、コイル５の第３ターン以外のターンについては、図示を省略している。以降の説明において、引出し部５ｃの先端から引出し部５ｄが設けられた位置の下方まで巻回された部分を第１ターンとし、以降の１周ずつ巻回された部分を順に第２～第５ターンとする。各ターンの始点は、任意に定めることができる。コイル５の第１ターンが設けられた側を「下」、第５ターンが設けられた側を「上」と呼ぶ。コイル５は、図１Ｃに示すモータ１のティース４２に装着されたコイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１に適用される。
　コイル５は、巻回された導線５ａと、絶縁皮膜５ｂ（絶縁層）と、引出し部５ｃ，５ｄと、コイル５の各ターン間に設けられた絶縁部材６とを有している。絶縁皮膜５ｂは、導線５ａの表面に設けられる。引出し部５ｃ，５ｄは、コイル５の第１ターン及び第５ターンからそれぞれコイル５の外周側に延在する。絶縁部材６は、コイル５の隣接するターン間に設けられる。コイル５の第２～第５ターンは上面視で矩形状に巻回され、４つのコイル辺からなる。
　導線５ａは、断面が四角形状の導電部材からなる線材である。導線５ａは、螺旋状に単層で５ターン巻回されて、上下方向に積層されたターン列をなしている。導線５ａは、例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮、鉄、またはＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ　Ｕｓｅ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）等によって形成されている。
　絶縁皮膜５ｂは、コイル５と外部の部材、例えば、図１Ｃに示すステータコア４１及びティース４２等とを絶縁する。絶縁皮膜５ｂは、コイル５の隣接するターン間を絶縁するように、導線５ａの表面全体に設けられている。絶縁皮膜５ｂの厚みは、数十μｍ程度、例えば、２０μｍから５０μｍの範囲である。絶縁皮膜５ｂは、例えば、エナメルまたは樹脂等によって形成されている。
　引出し部５ｃ，５ｄは、いずれも導線５ａの一部である。引出し部５ｃ，５ｄは、外部からの電流供給を受けるため、あるいは外部に電流を供給するために、コイル５の外周側に延在している。引出し部５ｃ，５ｄは、外部の部材、例えば、図１Ａ～図１Ｃに示すバスバー５１～５４のいずれかと接続するために、絶縁皮膜５ｂが除去されている。引出し部５ｃ，５ｄの全領域で絶縁皮膜５ｂが除去されている必要はなく、例えば、バスバー５１～５４との接続に必要な部分のみ絶縁皮膜５ｂが除去されていればよい。
　凹部５ｅは、コイル５の各ターンの上面に設けられている。凹部５ｅは、コイル５の各ターンの上面に絶縁部材６を配置する際の位置決めに用いられる位置決め部である。なお、図２において、説明の便宜上、凹部５ｅを図示しているが、実際には凹部５ｅに絶縁部材６が設けられている。
　絶縁部材６は、コイル５の隣接するターンの間を所定の間隔に保つ。絶縁部材６は、コイル５の隣接するターンの間を絶縁する。絶縁部材６は、例えば、ポリイミド樹脂またはポリアミド樹脂等によって形成されている。図２及び図３に示すように、絶縁部材６は、上面視で実質的な円形である。コイル５の各ターンの上面からの、絶縁部材６の高さは、数百μｍ程度、例えば、１００μｍから１ｍｍの範囲内である。
　図示していないが、コイル５の第１～第５ターンの上面に、複数の絶縁部材６及び対応する複数の位置決め用凹部５ｅが、各ターンの巻回方向に沿って配置されている。絶縁部材６及び凹部５ｅは、各ターンの巻回方向に互いに離間して配置されている。なお、コイル５の第１ターンの下面にも同様に、複数の絶縁部材６及び対応する複数の位置決め用凹部５ｅが設けられていてもよい。つまり、絶縁部材６は、第ｉターン（ｉは整数であり、１≦ｉ≦６）の上面または下面のいずれかに部分的に配置されている。絶縁部材６は、第ｉターンとこれに隣接するターンとの間を所定の間隔に保ち、かつ絶縁する役割を果たしている。
　［絶縁部材の形成方法］
　図４は、実施形態１に係るコイル５の絶縁部材６の形成方法を説明する図である。電着塗装装置１０は、電極部材１２と、搬送ヘッド１３と、搬送コンベア１４と、を備えている。電極部材１２には、被塗装物であるコイル５が装着される。搬送ヘッド１３には、電極部材１２が昇降可能に取り付けられる。搬送コンベア１４は、搬送ヘッド１３を移動させる。また、電着塗装装置１０は、前処理槽１６と、電着槽１７と、直流電源等を含む電力供給部１９と、電力供給部１９に接続され、電着槽１７に収容された対極１８と、を備えている。前処理槽１６には、表面張力が純水よりも小さい水溶液１５が貯められている。電着槽１７には、塗装用電着液２０が貯められている。
　ステップＡにおいて、コイル５を装着した電極部材１２を搬送ヘッド１３に取り付け、搬送コンベア１４を稼働して搬送ヘッド１３を前処理槽１６に移動させる。なお、図示していないが、コイル５において、凹部５ｅ及びその近傍には絶縁皮膜５ｂが設けられておらず、導線５ａが露出している。
　ステップＢにおいて、コイル５を前処理槽１６内の水溶液１５に浸漬し、塗装前の前処理を行う。
　ステップＣにおいて、再び、コイル５が取り付けられた搬送ヘッド１３を移動させ、コイル５が電極部材１２に支持された状態で、コイル５を電着槽１７内の塗装用電着液２０に浸漬する。塗装用電着液２０は、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂、及びポリカルボン酸樹脂等、適宜の樹脂成分を含む公知の電着液である。電力供給部１９から対極１８に電圧を印加し、電極部材１２と対極１８との間に電流を流してコイル５に対して電着塗装が行われる。ここで、カチオン電着塗装の場合は、被塗装物であるコイル５の側が負、対極１８の側が正となるように、所定の電圧が印加されて、電着塗装が行われる。アニオン電着塗装の場合は、その逆の極性で所定の電圧が印加されて、電着塗装が行われる。電着塗装前に、絶縁皮膜５ｂは既に焼き固め等が行われ、安定した皮膜となる。
　ステップＤにおいて、再び、コイル５が取り付けられた搬送ヘッド１３を移動させ、電極部材１２からコイル５を取り外す。
　なお、ステップＤ終了後は、必要に応じて被塗装物であるコイル５の水洗、乾燥、塗膜の焼付け等が行われ、コイル５が最終的な塗装品となる。例えば、アニオン電着塗装においては、被塗装物であるコイル５側の陽極付近が酸性になり、カルボキシル基を持ったアクリル樹脂が凝集析出することがある。カチオン電着塗装においては、コイル５側の陰極付近がアルカリ性になり、アミノ基を持ったメラミン樹脂、例えば、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂等が析出する。これらの樹脂を焼き固めることで、塗装膜、すなわち、本実施形態の場合は絶縁部材６が丈夫な塗膜になる。なお、焼き固めの際の温度は、１５０℃程度であるが、塗膜の種類等によって適宜変更されうる。なお、後述するように、絶縁部材６の形成方法は、上記に限定されず、他の方法を適宜採りうる。
　［効果］
　本実施形態によれば、絶縁部材６によってコイル５の隣接するターン間が所定の間隔に保たれる。このため、コイル５の隣接するターン間を絶縁することができる。これにより、コイル５の耐圧を維持することができる。また、導線５ａの表面全体に絶縁皮膜５ｂを設けている場合は、隣接するターン間で絶縁皮膜５ｂ自体が直接擦れ合うことがない。したがって、絶縁皮膜５ｂの損傷及び剥離を防止し、絶縁不良の発生を抑制することができる。特に、絶縁部材６の高さが絶縁皮膜５ｂの厚みよりも十分に大きい場合は、コイル５の隣接するターン間を確実に絶縁することができる。これにより、例えば、図１Ａ～図１Ｃに示すモータ１において、耐圧を長期にわたって維持できる。よって、モータ１の信頼性が向上する。
　また、絶縁部材６がコイル５の隣接するターン間に部分的に設けられていることにより、コイル５の隣接するターンの間を治具またはロボットアーム等で持つことができる。これにより、コイル５のハンドリングが容易になる。例えば、図１Ａ～図１Ｃに示すモータ１において、モータ１のティース４２に対して、コイル５を簡便に装着することができる。また、モータ１の内部を冷媒で冷却している場合には、絶縁部材６によってコイル５の隣接するターンの間に所定の間隔が設けられている。このため、各ターン間を冷媒が流れやすくなり、コイル５の冷却効率が向上する。これにより、モータ１の効率が向上する。
　また、本実施形態に係るコイル５は、所定の剛性を有しており、通常の平角コイルに比べて曲がりにくく、また伸びにくくなっている。これにより、コイル５の隣接するターンの間に設けられた絶縁部材６が、確実にコイル５によって保持される。
　図５は、図３において、一点鎖線で囲まれた領域Ａを示す拡大斜視図である。なお、説明の便宜上、図５において、凹部５ｅ及び絶縁部材６の図示を省略している。
　導線５ａの断面が四角形の場合、図５に示す寸法を用いて、コイル５の第ｉターンの剛性に関係する指標Ｇは、（式１）で表わされる。
　Ｇ＝Ｌ／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｈ１＋Ｈ２）　　　（式１）
　ここで、
　Ｗ１：第３ターンにおける上面側の幅
　Ｗ２：第３ターンにおける下面側の幅
　Ｈ１：第３ターンにおける内周側の厚み
　Ｈ２：第３ターンにおける外周側の厚み
　Ｌ：第３ターンの一のコイル辺における内周側の長さ
である。なお、（式１）は、コイル５の第３ターン以外の他のターン、つまり第ｉターンについても同様に当てはまる。
　（式１）の右辺は、コイル５の第ｉターンにおける一辺の長さと、コイル５の第ｉターンの多角形の断面の周辺長との比である。一般に、Ｇが小さい程、コイル５は曲がりにくく、また伸びにくい。つまり、コイル５に外力を加えて変形させた場合、コイル５の隣接するターン間にコイル５の復元力がより強く働く。
　本実施形態に係るコイル５では、
　４＜Ｌ／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｈ１＋Ｈ２）＜２２．３　　　（式２）
の関係が成り立つ。一般的な平角コイルよりも、コイル５は曲がりにくく、また伸びにくい。これにより、コイル５の復元力によって、絶縁部材６が、コイル５のターン間で確実に保持され、当該ターン間を絶縁することができる。
　本実施形態において、コイル５のターン数を５とした。しかし、ターン数は、特にこれに限定されず、他の値であってもよい。
　本実施形態では、絶縁部材６の位置決め用の凹部５ｅをコイル５に設けたが、凹部５ｅを設けなくてもよい。凹部５ｅ及び絶縁部材６をコイル５の第１～第５ターンの上面に設けたが、凹部５ｅ及び絶縁部材６をコイル５の第１～第５ターンの下面に設けてもよい。
　絶縁部材６の形状は、上面視で四角形でも他の形状であってもよい。コイル５において、（式２）の関係が成り立つのが好ましい。図５に示す様な導線５ａの断面が四角形以外の多角形である導線５ａにおいても、（式２）に示す様な同等の剛性レベルにある材料によって、曲がりにくく、また延びにくく形成される。なお、（式２）に示す関係が成立しない場合でも、絶縁部材６をコイル５の隣接するターンの間に配置することにより、コイル５の隣接するターン間を所定の間隔に保ち、当該ターン間を絶縁することができる。
　以上のように、本実施形態のコイル５は、断面が多角形状の導線５ａが、螺旋状に巻回されて、下から上に向う方向に積層された第１～第ｎターン（ｎは３以上の整数）からなるターン列を有するコイル５であって、第ｉターン（ｉは整数であり、１≦ｉ≦ｎ）の上面または下面のいずれかに絶縁部材６が部分的に配置されている。
　これにより、コイル５の隣接するターン間での絶縁を確保することができる。
　（変形例１）
　図６Ａは、変形例１に係るコイル５の第３ターンを示す上面図である。図６Ｂは、変形例１に係るコイル５の別の第３ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図６Ａ，６Ｂにおいて、コイル５の第３ターン以外のターンについては、図示を省略している。
　コイル５において、絶縁部材６は、隣接するターンの間隔を所定の間隔に保ち、かつ隣接するターンの間を絶縁するように設けられていればよい。例えば、図６Ａに示すように、コイル５の各ターンの四隅にのみ絶縁部材６を設けてもよい。図６Ｂに示すように、コイル５の各ターンの２つの隅部とこれに対向するコイル辺の中点近傍にそれぞれ絶縁部材６を設けてもよい。この場合、絶縁部材６の配置は上面視で三角形の各頂点に配置されるため、安定してコイル５の隣接するターン間を所定の間隔に保つことができる。本変形例において、絶縁部材６は、架橋ポリエチレン、エポキシ樹脂、塩化ビニル、または合成ゴムなどの固体絶縁材料を用いて、所定の形状、例えば、実質的な半球状に成形された後、図６Ａ，６Ｂに示す所定の位置に設置される。また、図４に示す絶縁部材６の形成方法に代えて、実施形態１に示す構成においても、この方法で絶縁部材６を設置してもよい。このようにすることで、絶縁皮膜５ｂのパターニング工程が不要となり、製造工程を簡略化できる。この形成方法を用いる場合、絶縁部材６は、導線５ａの表面に設けられた絶縁皮膜５ｂの表面に設けられてもよい。なお、図３及び図６Ａ，６Ｂに示した絶縁部材６の配置はあくまで一例である。絶縁部材６の配置位置、大きさ、個数、及び形状は適宜変更しうる。
　（実施形態２）
　図７は、実施形態２に係るコイル５を示す斜視図である。図８は、実施形態２に係るコイル５の第３ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図７において、引出し部５ｃ，５ｄの図示を省略している。図８において、コイル５の第３ターン以外のターンの図示を省略している。図７，８に示すように、絶縁部材６はコイル５の巻回方向に沿って２本設けられている。絶縁部材６の各々は連続して線状に延びている。絶縁部材６は互いに実質的に平行に配置されている。
　本実施形態では、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化型樹脂をコイル５の隣接するターン間にチューブなどで塗布後、硬化させて絶縁部材６を形成している。コイル５が螺旋状に繋がっており、導線５ａが変形しにくい場合、例えば、図４に示すように、電着塗装用のパターンを絶縁皮膜５ｂに予め形成したり、変形例１に示すように、予め所定の形状に成形された絶縁部材６をコイル５の隣接するターン間に挿入したりすることが難しい場合がある。そのような場合、コイル５の隣接するターン間に、例えば、ノズルを挿入し、ノズルから熱硬化性樹脂等を吐出して、導線５ａの上面あるいは下面に樹脂等からなる線状パターンを形成する。このようにすることで、導線５ａの巻回方向全体にわたって容易に絶縁部材６を配置することができる。よって、製造工程が簡素化される。この方法を用いる場合、絶縁部材６は、導線５ａの表面に設けられた絶縁皮膜５ｂの表面に設けられてもよい。
　本実施形態では、図２に示す絶縁部材６の位置決め用の凹部５ｅを設けていないが、凹部５ｅを設けてもよい。その場合、凹部５ｅをコイル５の巻回方向に沿って延びる線状の溝としてもよい。絶縁部材６をコイル５の第１～第５ターンの上面に設ける例を示した。しかし、絶縁部材６はコイル５の第１～第５ターンの下面に設けられていてもよい。
　（変形例２）
　図９Ａは、変形例２に係るコイルの第３ターンを示す上面図である。図９Ｂは、変形例２に係るコイルの別の第３ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図９Ａ，９Ｂにおいて、コイル５の第３ターン以外のターンの図示を省略している。
　コイル５において、絶縁部材６は、隣接するターンの間隔を所定の間隔に保ち、かつ隣接するターンの間を絶縁するように設けられていればよい。例えば、図９Ａに示すように、絶縁部材６は、コイル５の巻回方向に沿って線状に１本設けられてもよい。なお、この場合は、コイル５の各ターンの間隔を安定に保つために、例えば、図８に示す絶縁部材６の線幅よりも広い線幅を持つ絶縁部材６が配置されている。図９Ｂに示すように、絶縁部材６は、コイル５の各ターンの巻回方向に沿って、かつジクザクに配置されていてもよい。この場合、絶縁部材６がコイル５のターンの幅方向にも所定の長さで設けられる。このため、安定してコイル５の各ターン間を所定の間隔に保つことができる。なお、図８及び図９Ａ，９Ｂに示した絶縁部材６の配置はあくまで一例である。絶縁部材６の配置位置、線幅、高さ、及び本数は適宜変更しうる。
　（実施形態３）
　図１０は、実施形態３に係るコイル５を示す斜視図である。図１１は、実施形態３に係るコイル５の第３ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図１０において、引出し部５ｃ，５ｄの図示を省略している。図１１において、コイル５の第３ターン以外のターンの図示を省略している。図１０は、絶縁部材６１をコイル５に装着する前後の状態を示している。
　本実施形態において、絶縁部材６１は、コイル５の各ターンの上面あるいは下面に予め設けられているのではなく、巻回されたコイル５の隣接するターンの間に介在している。絶縁部材６１は、連結部６１ｂの上下端にそれぞれ介在部６１ａが連結された実質的にＵ字形状の絶縁部材である。絶縁部材６１は、例えば、樹脂、絶縁紙、あるいは樹脂を含浸させた絶縁シート等によって形成されている。
　絶縁部材６１は、コイル５の連続する３つのターンの間に挟み込まれるように配置されている。例えば、図１０に示すように、コイル５の第４ターンと第５ターンとの間に、連結部６１ｂの上端に連結された介在部６１ａが介在し、連結部６１ｂがコイル５の第４ターンの外周側を通って延在し、コイル５の第３ターンと第４ターンとの間に、連結部６１ｂの下端に連結された介在部６１ａが介在するように、絶縁部材６１が配置されている。また、コイル５の第２ターンと第３ターンとの間に、連結部６１ｂの上端に連結された介在部６１ａが介在し、連結部６１ｂがコイル５の第２ターンの外周側を通って延在し、コイル５の第１ターンと第２ターンとの間に、連結部６１ｂの下端に連結された介在部６１ａが介在するように、絶縁部材６１が配置されている。また、図１０，１１に示すように、隣接するターンの間において、絶縁部材６１の介在部は一のコイル辺に対して２カ所配置されており、また、一のコイル辺と対向するコイル辺にも、絶縁部材６１の介在部は２カ所配置されている。なお、図１０は、対向するコイル辺に配置された絶縁部材６１については図示を省略している。また、図１０には図示していないが、介在部６１ａは第５ターンの上面と、第１の下面に配置されていてもよい。また、絶縁部材６１の介在部６１ａは、例えば、接着材等によって、コイル５の各ターンに固定されている。
　本実施形態によれば、コイル５の隣接するターン間に絶縁部材６１の介在部６１ａを介在させるため、絶縁部材６１をコイル５に配置する工程が簡素化される。特に、コイル５の各ターンの上面及び下面に絶縁部材６を直接設ける必要が無くなるため、例えば、図２に示す凹部５ｅの形成が不要となる。また、絶縁部材６１の介在位置の設定が容易であるため、製造コストを低減できる。
　なお、本実施形態では、絶縁部材６１の介在部６１ａをそれぞれ連続する３つのターンの間に介在するようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、コイル５の第４ターンと第５ターンとの間に、連結部６１ｂの上端に連結された介在部６１ａが介在され、コイル５の第１ターンと第２ターンとの間に、連結部６１ｂの下端に連結された介在部６１ａが介在され、連結部６１ｂがコイル５の第３～第５ターンの外周側を通って延在するようにしてもよい。すなわち、絶縁部材６１は、第ｉターンとこれに隣接するターンとの間、及び第ｊターンとこれに隣接するターン（ｊは整数であり、１≦ｊ≦ｎかつｉ≠ｊ）との間にそれぞれ介在された介在部６１ａと、介在部６１ａ同士を導線５ａの外周側において連結する連結部６１ｂと、を有していればよい。
　（変形例３）
　図１２Ａは、変形例３に係るコイル５の第３ターンを示す上面図である。図１２Ｂは、変形例３に係るコイル５の別の第３ターンを示す上面図である。図１２Ｃは、変形例３に係るコイル５のさらなる別の第３ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図１２Ａ～図１２Ｃにおいて、コイル５の第３ターン以外のターンについては、図示を省略している。
　コイル５において、絶縁部材６１は、隣接するターン間を所定の間隔に保ち、かつ、隣接するターン間を絶縁するように設けられていればよい。例えば、図１２Ａに示すように、コイル５の各ターンの４つのコイル辺全てに、絶縁部材６１の介在部６１ａが配置されていてもよい。この場合は、各コイル辺の中点近傍に絶縁部材６１をそれぞれ配置することで、コイル５の隣接するターンの間隔を安定して所定の間隔に保つことができる。
　また、図１２Ｂに示すように、コイル５の各ターンにおいて、対向する２つのコイル辺にのみに、絶縁部材６１が配置されていてもよい。なお、この場合は、コイル５の隣接するターンの間隔を安定して保つために、例えば、図１１、図１２Ａに示すよりも、絶縁部材６１の介在部６１ａの幅が広くなるようにしている。図１２Ｃに示すように、コイル５の各ターンの２つの隅部近傍と、これらに対向するコイル辺の中点近傍に、絶縁部材６１をそれぞれ設けてもよい。この場合、絶縁部材６１の配置は上面視で三角形の各頂点に配置される。このため、安定してコイル５の隣接するターンの間隔を所定の間隔に保つことができる。なお、図１１及び図１２Ａ～図１２Ｃに示した絶縁部材６１の配置はあくまで一例であり、絶縁部材６１の配置位置、介在部６１ａの幅、厚み、及び絶縁部材６１の配置個数等は適宜変更しうる。
　（変形例４）
　図１３は、変形例４に係るコイル５を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、図１３において、引出し部５ｃ，５ｄの図示を省略している。また、図１３は、絶縁部材６２をコイル５に装着する前後の状態を示している。
　本変形例に係る構成と実施形態２に係る構成との違いは、絶縁部材の形状である。本変形例に係る絶縁部材６２は、連結部６２ｂに対して、介在部６２ａが所定の間隔で上下方向に連結された絶縁部材である。つまり、絶縁部材６２の介在部６２ａは、コイル５の全てのターンの間からそれぞれ延びて、コイル５の各ターンの外周側で連結部６２ｂによって互いに連結されている。なお、介在部６２ａは第５ターンの上面と、第１ターンの下面にも配置されている。
　上下方向で隣り合う介在部６２ａの間隔は、コイル５の導線５ａの厚みと導線５ａの表面に設けられた絶縁皮膜５ｂの厚みの２倍の値との和に実質的に等しい。ここで、「実質的に等しい」とは、コイル５の導線５ａ及び絶縁皮膜５ｂの加工公差、及び、介在部６２ａを含む絶縁部材６２の加工公差を含んで等しいという意である。導線５ａの表面に絶縁皮膜５ｂが設けられていない場合は、上下方向で隣り合う介在部６２ａの間隔は、導線５ａの厚みに実質的に等しい。絶縁部材６２の介在部６２ａは、例えば、接着材等によってコイル５の各ターンに固定されている。
　本変形例によれば、実施形態３に示す構成に比べて、コイル５に装着する絶縁部材の個数が少なくて済む。よって、コイル５に絶縁部材６２を装着する工程をより簡素化できる。これにより、部材コスト及び製造コストをさらに低減できる。
　なお、絶縁部材６２の配置は、図１３に示した構成に特に限定されず、例えば、図１２Ａ～図１２Ｃに示した配置としてもよい。なお、これらの絶縁部材６２の配置はあくまで一例であり、絶縁部材６２の配置位置、介在部６２ａの幅、介在部６２ａの厚み、及び絶縁部材６２の配置個数等は、適宜変更しうる。
　（変形例５）
　図１４は、変形例５に係るコイル５を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、図１４において、引出し部５ｃ，５ｄの図示を省略している。また、図１４は、絶縁部材６３をコイル５に装着する前後の状態を示している。
　本変形例に係る構成と実施形態２及び変形例４に係る構成との大きな違いは、絶縁部材の形状である。本変形例に係る絶縁部材６３は、連結部６３ｂに対して介在部６３ａが二次元的に、かつ互いに離間して連結されている。絶縁部材６３の介在部６３ａは、コイル５の全てのターンの間からそれぞれ延びて、コイル５の各ターンの外周側で連結部６３ｂによって互いに連結されている。なお、介在部６３ａはコイル５の上面、つまり、第５ターンの上面と、コイル５の下面、つまり、コイル５の第１ターンの下面にも配置されている。
　上下方向に隣り合う介在部６３ａの間隔は、コイル５の導線５ａの厚みと導線５ａの表面に設けられた絶縁皮膜５ｂの厚みの２倍の値との和に実質的に等しい。ここで、「実質的に等しい」とは、コイル５の導線５ａ及び絶縁皮膜５ｂの加工公差、及び、介在部６３ａを含む絶縁部材６３の加工公差を含んで等しいという意である。導線５ａの表面に絶縁皮膜５ｂが設けられていない場合は、上下方向で隣り合う介在部６３ａの間隔は、導線５ａの厚みに実質的に等しい。
　また、上下方向と交差する方向に配置された介在部６３ａは、コイル５の隣接するターンの間にそれぞれ４カ所、具体的には一つのコイル辺及びこれと対向するコイル辺にそれぞれ２カ所ずつ配置されている。また、絶縁部材６３はコイル５の４つの側面のうち、対向する側面にそれぞれ配置されている。コイル５の側面から見て、絶縁部材６３は、コイル５の側面全体を覆って、当該側面と実質的に同じ大きさである。ここで、「実質的に同じ」とは、コイル５の加工公差及び絶縁部材６３の加工公差を含んで同じという意である。絶縁部材６３の介在部６３ａは、例えば、接着材等によってコイル５の各ターンに固定されている。
　本変形例によれば、変形例４に示す構成と同様に、絶縁部材の個数が少なくて済む。よって、製造コストを低減できる。さらに、絶縁部材６３の連結部６３ｂがコイル５の側面を覆うように配置されるため、コイル５に隣接する部材との絶縁が図れる。例えば、コイル５の４つの側面すべてに絶縁部材６３を装着する構成とすると、図１Ａ～図１Ｃに示すモータ１において、ステータコア４１及びティース４２とコイル５との間、または隣り合うコイル間に絶縁部材を設けなくてもよい。よって、部材コスト及び組立コストの低減が図れる。なお、隣接する外部部材の配置によって、コイル５の対向する２つの側面、あるいは３つの側面に、本変形例に係る絶縁部材６３を設けてもよい。
　絶縁部材６３は、実施形態３に示す絶縁部材６１、及び変形例４に示す絶縁部材６２と同様に、樹脂等を用いて射出成形等によって成形しても良い。また、絶縁部材６３は、絶縁紙あるいは樹脂を含浸させた絶縁紙等によって形成してもよい。この場合、絶縁部材６３を構成する絶縁部材がシート状、例えば、所定の厚みを有する絶縁紙等であれば、絶縁紙を切り欠いて折り曲げ加工して絶縁部材６３を形成してもよい。絶縁紙を用いる場合、１枚の絶縁紙を切り欠いて作成してもよい。この場合、射出成形に用いる金型を使用する必要が無いため、製造コストの低減が図れる。なお、１枚の絶縁紙を複数の箇所で切り欠き折り曲げて介在部６３ａを形成する場合も、上下方向に隣り合う介在部６３ａの間隔は、コイル５の導線５ａの厚みと導線５ａの表面に設けられた絶縁皮膜５ｂの厚みの２倍の値との和に実質的に等しくなるようにする。
　なお、図１４に示した絶縁部材６３の配置はあくまで一例であり、絶縁部材６３の配置位置、大きさ及び配置個数、及び、介在部６３ａの幅及び厚み等は適宜変更しうる。
　なお、上記実施形態１～３、及び変形例１～５において、コイル５がモータ１のステータ４内に設けられた例を用いて説明した。しかし、ここに開示する技術は、特にこれらに限定されることなく、他の用途、例えば、発電機内のコイル、及び電力機器内のリアクトル等にも適用できる。
　上記の構成において、コイル５の上面及び下面に絶縁部材６、あるいは絶縁部材６１、６２、６３の介在部６１ａ、６２ａ、６３ａのいずれかが部分的に配置された例を示している。しかし、コイル５の上面及び下面のいずれかに絶縁部材６等を設けてもよい。また、これらの位置に絶縁部材６等を設けていなくてもよい。
　例えば、図１Ａ～図１Ｃに示すモータ１において、コイル５はティース４２に巻回されてスロット４３内に配置されている。この場合、コイル５とティース４２との間及びコイル５とステータコア４１との間には図示しない絶縁体、例えば絶縁紙が設けられている。絶縁紙は、コイル５とこれら部材との間の絶縁を保っている。コイル５の上面及び下面に絶縁部材６等を設ける場合、コイル５とステータコア４１との間、及び、コイル５とティース４２との間をより確実に絶縁できる。
　さらに、導線５ａの表面に設けられた絶縁皮膜５ｂはなくてもよい。絶縁皮膜５ｂを形成する工程を省略できる。このため、製造コストの低減が図れる。導線５ａの表面に絶縁皮膜５ｂを設ける場合は、コイル５と外部の部材、例えば、コイル５と図１Ｃに示すステータコア４１との間、及び、コイル５と図１Ｃに示すティース４２との間をより確実に絶縁できる。また、コイル５の隣接するターン間をより確実に絶縁できる。
　なお、導線５ａの断面形状は四角形で、矩形状でも、台形でもよい。四角以外では、三角形、または五角形でもよい。また、五角形以上の多角形でもよい。
　コイル５は、鋳造により形成することができる。この方法によれば、断面積の大きい導線を容易に螺旋状の巻回コイルに成形することができる。ただし、鋳造に限られず、他の方法で形成してもよい。例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ、または真鍮などの固体物から削りだしを行ってもよい。また、例えば、個々に成形された部品同士を溶接等により接合して形成してもよい。
　（実施形態４）
　図１５Ａは、実施形態４に係るコイル５を示す斜視図である。図１５Ｂは、実施形態４に係る絶縁紙７１を示す斜視図である。図１５Ｃは、実施形態４に係る絶縁紙７２を示す斜視図である。図１５Ｄは、実施形態４に係るコイル５７を示す斜視図である。
　コイル５は、絶縁皮膜５ｂと絶縁部材６とを除いて、図２のコイル５と同じ構造である。
　絶縁紙７１は、コの字の形状をしている。絶縁紙７１の材質は、アラミド（全芳香族ポリアミド）、短繊維（フロック）、合成パルプ（ファイブリッド）、クラフトパルプ，マニラ麻，木綿，ミツマタ、ＰＥＴなどである。絶縁紙７１を複数個つなぎ合わせて、図１５Ｃに示す絶縁紙７２が形成される。
　コイル５の隣接するターン間に、コイル５の右側と左側から絶縁紙７１が挿入されて、図１５Ｄに示されるコイル５７が形成される。
　図１６は、実施形態４に係る別の絶縁紙７３を示す斜視図である。絶縁紙７２と絶縁紙７３との違いは、絶縁紙７２が絶縁紙７１を複数個つなぎ合わせて形成されているのに対し、絶縁紙７３が１枚の紙によって形成されていることである。
　図１７は、実施形態４に係るモールド済みコイル８を示す斜視図である。モールド済みコイル８は、コイル５７をモールドすることによって得られる。
　本実施形態によれば、絶縁紙によってコイル５７の隣接するターン間が所定の間隔に保たれる。このため、コイル５７の隣接するターン間を確実に絶縁することができる。これにより、コイル５７の耐圧を維持することができる。
　（実施形態５）
　図１８Ａは、実施形態５に係るコイル５８を示す斜視図である。図１８Ｂは、実施形態５に係るモールド済みコイル８を示す斜視図である。
　コイル５８は、図１５Ａに示すコイル５の隣接するターン間に、図１６に示す絶縁紙７３を挿入することによって得られる。
　モールド済みコイル８は、コイル５８をモールドすることによって得られる。
　これにより、信頼性の高いモールド済みコイル８が得られる。モールドは、コイル層間、隣接コイル間の電着塗装の絶縁不良箇所、又は絶縁紙による絶縁不良個所に対し、その不良を補償する形で絶縁被膜を生むことが出来る。更に、コイル全体の形状を一定化する効果を生む。これは、ティースに組み付ける際、隣同士のコイルのクリアランスを一定に保つことが出来、形成プロセス中のコイル同士の接触を防止し、絶縁破壊による信頼性低下を防止する効果が期待できる。
　（実施形態６）
　図１９は、実施形態６に係るモールド済みコイル８を示す斜視図である。
　図１９において、コイル冷却窓８１は、モールド時に、支え部（図示せず）が密着する場所である。コイル冷却窓８１には、樹脂が形成されず、コイルが露出しているので、コイルが冷却されやすい。
　これにより、信頼性の高いモールド済みコイル８が得られるほか、コイル冷却効果によりモータ特性も向上する。モールドは、コイル層間、隣接コイル間の電着塗装の絶縁不良箇所、又は絶縁紙による絶縁不良個所に対し、その不良を補償する形で絶縁被膜を生むことが出来る。更に、コイル全体の形状を一定化する効果を生む。これは、ティースに組み付ける際、隣同士のコイルのクリアランスを一定に保つことが出来、形成プロセス中のコイル同士の接触を防止し、絶縁破壊による信頼性低下を防止する効果が期待できる。
　（実施形態７）
　図２０は、実施形態７に係るモールド済みコイル８を示す斜視図である。
　図２０において、モールド済みコイル８には、コイル冷却窓８１が、コイルの前面及び側面だけでなく、コイルの上面にも存在している。このため、コイルがさらに冷却されやすい。
　これにより、信頼性の高いモールド済みコイル８が得られるほか、コイル冷却効果によりモータ特性も向上する。モールドは、コイル層間、隣接コイル間の電着塗装の絶縁不良箇所、又は絶縁紙による絶縁不良個所に対し、その不良を補償する形で絶縁被膜を生むことが出来る。更に、コイル全体の形状を一定化する効果を生む。これは、ティースに組み付ける際、隣同士のコイルのクリアランスを一定に保つことが出来、形成プロセス中のコイル同士の接触を防止し、絶縁破壊による信頼性低下を防止する効果が期待できる。
　（実施形態８）
　図２１は、実施形態８に係るモールド済みコイル８を示す斜視図である。図２２は、実施形態８に係る別のモールド済みコイル８を示す斜視図である。図２３は、実施形態８に係るさらに別のモールド済みコイル８を示す斜視図である。
　図２１において、モールド済みコイル８には、樹脂が形成されないライン部８２が、コイルの側面に形成されている。ライン部８２においては、コイルが露出しているので、コイルが冷却されやすい。
　図２２において、モールド済みコイル８には、樹脂が形成されないライン部８２が、コイルの側面及び前面に形成されている。このため、コイルがさらに冷却されやすい。
　図２３において、モールド済みコイル８には、樹脂が形成されないライン部８２が、コイルの側面及び上面に形成されている。このため、コイルがさらに冷却されやすい。
　これらにより、信頼性の高いモールド済みコイル８が得られる。モールドは、コイル層間、隣接コイル間の電着塗装の絶縁不良箇所、又は絶縁紙による絶縁不良個所に対し、その不良を補償する形で絶縁被膜を生むことが出来る。更に、コイル全体の形状を一定化する効果を生む。これは、ティースに組み付ける際、隣同士のコイルのクリアランスを一定に保つことが出来、形成プロセス中のコイル同士の接触を防止し、絶縁破壊による信頼性低下を防止する効果が期待できる。
　本開示に係るコイルは、コイルの隣接するターン間を確実に絶縁でき、コイルの耐圧を維持できる。このため、モータまたは電力機器に適用する上で有用である。
１　　モータ
２　　シャフト
２ａ　　中空部
２ｂ　　貫通孔
３　　ロータ
４　　ステータ
５，５７，５８　　コイル
５ａ　　導線
５ｂ　　絶縁皮膜（絶縁層）
５ｃ，５ｄ　　引出し部
５ｅ　　凹部（位置決め部）
６，６１，６２，６３　　絶縁部材
８　　モールド済みコイル
１０　　電着塗装装置
１２　　電極部材
１３　　搬送ヘッド
１４　　搬送コンベア
１５　　水溶液
１６　　前処理槽
１７　　電着槽
１８　　対極
１９　　電力供給部
２０　　塗装用電着液
３１　　磁石
４１　　ステータコア
４２　　ティース
４３　　スロット
５１～５４　　バスバー
６１ａ，６２ａ，６３ａ　　介在部
６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ　　連結部
７１，７２，７３　　絶縁紙
８１　　コイル冷却窓
８２　　ライン部
Ｃ　　冷媒
Ｕ１１，Ｕ２２，Ｕ３２，Ｕ４１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４２，Ｗ１１，Ｗ２２，Ｗ３２，Ｗ４１　　コイル

Claims (19)

  1. 断面が多角形状の導線が、螺旋状に巻回されて、下から上に向う方向に積層された第１～第ｎターン（ｎは３以上の整数）からなるターン列を有するコイルであって、
    第ｉターン（ｉは整数であり、１≦ｉ≦ｎ）の上面または下面のいずれかに絶縁部材が配置されているコイル。
  2. 前記絶縁部材は、前記第ｉターンと前記第ｉターンに隣接するターンとの間を所定の間隔に保つ請求項１に記載のコイル。
  3. 前記導線の表面に絶縁層が設けられている請求項１に記載のコイル。
  4. 前記絶縁部材は、前記第ｉターンの巻回方向に沿って配置された複数の絶縁部材を含み、
    前記複数の絶縁部材は、前記巻回方向に互いに離間して配置されている請求項１に記載のコイル。
  5. 前記絶縁部材は、前記第ｉターンの巻回方向に沿って連続して線状に延びている請求項１に記載のコイル。
  6. 第（ｉ－１）ターンにおける前記第ｉターンとの対向面と、前記第ｉターンにおける前記第（ｉ－１）ターンとの対向面との少なくとも一方に、前記絶縁部材を位置決めして保持するための位置決め部が設けられている請求項１に記載のコイル。
  7. 前記絶縁部材は、前記第ｉターンと前記第ｉターンに隣接するターンとの間、及び、第ｊターンと前記第ｊターンに隣接するターン（ｊは整数であり、１≦ｊ≦ｎかつｉ≠ｊ）との間にそれぞれ介在された介在部と、
    前記介在部同士を前記導線の外周側において連結する連結部と、をさらに有している請求項１に記載のコイル。
  8. 前記介在部は、前記導線の隣接する全ての前記ターンの間にそれぞれ介在され、
    前記連結部は、前記全ての前記ターンの外周側で全ての前記介在部を互いに連結している請求項７に記載のコイル。
  9. 前記絶縁部材は１枚の絶縁紙からなり、
    前記介在部は、前記絶縁紙が切り欠かれた部分が折り曲げられて形成されている請求項７に記載のコイル。
  10. 前記第ｉターンは、前記導線が矩形状に巻回されたものであり、
    前記第ｉターンにおける前記導線の上面側の幅をＷ１、前記第ｉターンにおける前記導線の下面側の幅をＷ２、前記第ｉターンにおける前記導線の内周側の厚みをＨ１、前記第ｉターンにおける前記導線の外周側の厚みをＨ２、前記第ｉターンの矩形状の一辺における前記導線の内周側の長さをＬとした場合に、
    ４＜Ｌ／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｈ１＋Ｈ２）＜２２．３
    の関係が成り立つ請求項１に記載のコイル。
  11. 前記絶縁部材は複数の絶縁紙からなる請求項１に記載のコイル。
  12. 請求項１１に記載のコイルをモールドした、モールド済みコイル。
  13. 前記モールド済みコイルはコイル冷却窓を有する、請求項１２に記載のモールド済みコイル。
  14. 前記モールド済みコイルは樹脂が形成されないライン部を有する、請求項１２に記載のモールド済みコイル。
  15. 前記絶縁部材は１枚の絶縁紙からなる請求項１に記載のコイル。
  16. 請求項１５に記載のコイルをモールドした、モールド済みコイル。
  17. 前記モールド済みコイルはコイル冷却窓を有する、請求項１６に記載のモールド済みコイル。
  18. 前記モールド済みコイルは樹脂が形成されないライン部を有する、請求項１６に記載のモールド済みコイル。
  19. ステータコアと、
    前記ステータコアから突出したティースと、
    前記ティースに巻回された請求項１に記載のコイルと、を有するステータを備えているモータ。
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