WO2021117320A1 - コイル及びそれを備えたモータ - Google Patents

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WO2021117320A1
WO2021117320A1 PCT/JP2020/037389 JP2020037389W WO2021117320A1 WO 2021117320 A1 WO2021117320 A1 WO 2021117320A1 JP 2020037389 W JP2020037389 W JP 2020037389W WO 2021117320 A1 WO2021117320 A1 WO 2021117320A1
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WO
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coil
rotor
turns
nth
motor
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/037389
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕也 前田
河村　清美
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/18—Windings for salient poles

Definitions

  • the present invention relates to a coil and a motor including the coil.
  • Patent Document 1 As a method for improving the space factor of the coil, a configuration in which a cast coil using a copper material is arranged in a slot has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • IPM Internal Permanent Magnet
  • SPM Surface Permanent Magnet
  • the magnetic flux generated by the magnet may interlink with the coil.
  • an eddy current is generated in the coil, and an energy loss (hereinafter, this loss is referred to as an eddy current loss) occurs due to this.
  • an energy loss hereinafter, this loss is referred to as an eddy current loss
  • Patent Document 2 discloses a configuration in which the distance between the coil and the tip surface of the tooth differs between the lagging side and the advancing side in the main rotation direction of the rotor. ing.
  • the magnetic flux generated by the magnet or the magnetic flux generated by the coil may interlink with the coil, causing eddy current loss.
  • An object of the present invention is to provide a coil capable of reducing eddy current loss caused by a magnet or a coil provided in a rotor, and a motor provided with the coil.
  • the coil according to the present invention is a coil mounted on a stator of a motor, and the motor has a stator, an output shaft at the center of the axis, and a plurality of magnets on the outer peripheral side.
  • the coil has at least a rotor arranged radially inside the stator, and the coil has a winding portion composed of first to nth (n is an integer of 2 or more) turns wound in a spiral shape. It has at least a first lead portion extending from the first turn and a second lead portion extending from the nth turn, and a part or all of the shapes of the first to nth turns are generated by the magnet or the coil. It differs from other parts in the part where the magnetic flux interlinks with the coil.
  • the motor according to the present invention includes at least a rotor having an output shaft at the center of the axis, a plurality of magnets on the outer peripheral side, and a stator provided at a predetermined distance from the rotor on the radial outer side of the rotor.
  • the stator has at least an annular yoke, a plurality of teeth connected to the inner circumference of the yoke, and a plurality of coils attached to each of the plurality of teeth, and each of the plurality of coils is a coil. ..
  • the eddy current loss generated in the coil can be reduced.
  • the decrease in efficiency can be suppressed by reducing the eddy current loss.
  • FIG. 1 It is sectional drawing of the motor which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a perspective view of a coil. It is sectional drawing of the main part of a stator. It is sectional drawing of the main part of the stator for comparison. It is sectional drawing of the main part of another stator which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing of the main part of the stator which concerns on modification 1.
  • FIG. It is sectional drawing of the main part of another stator which concerns on modification 1.
  • FIG. It is sectional drawing of the main part of the stator which concerns on modification 2.
  • FIG. It is sectional drawing of the main part of another stator which concerns on modification 2.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the motor according to the first embodiment of the present invention.
  • the radial direction of the motor 1000 is the "diameter direction”
  • the outer peripheral direction is the “circumferential direction”
  • the axial direction of the output shaft 210 of the motor 1000 (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1) is the "axis”.
  • the axial center side of the motor 1000 may be referred to as a radial inner side
  • the outer peripheral side may be referred to as a radial outer side.
  • the first lead portion 41 and the second lead portion 42 of the coil 40 which will be described later, are not shown.
  • the axis of the motor 1000 coincides with the axis of the output shaft 210.
  • FIG. 2 is a perspective view of the coil 40.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of a main part of the stator.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of a main part of the stator for comparison.
  • the motor 1000 has a stator 100 and a rotor 200.
  • the motor 1000 has components other than these, such as a motor case and bearings that support the output shaft. However, for convenience of explanation, the illustration and description thereof will be omitted.
  • the stator 100 is provided between an annular yoke 20, a plurality of teeth 10 connected to the inner circumference of the yoke 20 and provided at equal intervals along the inner circumference, and teeth 10 adjacent to each other in the circumferential direction. It has a slot 30 and a coil 40 housed in the slot 30.
  • the stator 100 is arranged on the outer side of the rotor 200 in the radial direction at regular intervals from the rotor 200.
  • the teeth 10 and the yoke 20 are formed by, for example, laminating an electromagnetic steel sheet containing silicon or the like and then punching it.
  • the coil 40 is a component in which a conducting wire made of copper or the like is spirally wound.
  • the coil 40 is a molded coil formed by molding a conducting wire made of copper or the like having a quadrangular cross section.
  • the coil 40 is attached to each of the plurality of teeth 10 with the insulator 50 (see FIG. 3A) interposed therebetween, and is housed in the slot 30.
  • an insulating film is formed on the surface of the conducting wire constituting the coil 40. The details of the shape of the coil 40 will be described later.
  • the "molded coil" in the present specification does not include a coil in which a conducting wire having a constant width and thickness is simply wound in a spiral shape.
  • the forming coil is formed, for example, by preparing a plurality of rectangular plate materials having different lengths, widths or thicknesses, and joining these plate materials by cold pressure welding, welding, or other methods.
  • the material of the plate material is a low resistance material such as copper and aluminum.
  • the molding coil may be formed by so-called casting in which copper or the like is melted and poured into a mold.
  • a forming coil may be formed by bending a plate-shaped conducting wire having a width or a thickness different in the middle at a predetermined position.
  • a plate-shaped conductor having a constant width and thickness may be rolled at a predetermined portion, the width or thickness may be changed in the middle, and then spirally wound to form a forming coil.
  • the forming coil is formed by adding another process other than winding the conductor, or by a method different from simply winding the conductor.
  • the rotor 200 has an output shaft 210, a rotor core 220 having the output shaft 210 as an axis, and a plurality of magnets 230.
  • the plurality of magnets 230 are embedded inside the rotor core 220, and the north and south poles are alternately arranged along the outer peripheral direction of the output shaft so as to face the stator 100.
  • the material, shape, and material of the magnet 230 can be appropriately changed according to the output of the motor 1000 and the like.
  • the rotor core 220 is formed by, for example, punching after laminating an electromagnetic steel sheet containing silicon or the like.
  • Coil U1 to U4, V1 to V4, W1 to W4 are connected in series, respectively.
  • Three phases of U, V, and W which have a phase difference of 120 ° in electrical angle from each other, are supplied to and excited by the coils U1 to U4, V1 to V4, and W1 to W4, respectively, and a rotating magnetic field is generated in the stator 100.
  • An interaction occurs between this rotating magnetic field and the magnetic field generated by the magnet 230 provided in the rotor 200 to generate torque, and the output shaft 210 rotates while being supported by a bearing (not shown).
  • the output shaft 210 can rotate in either the clockwise direction or the counterclockwise direction according to the phase difference of the three-phase currents of the U, V, and W phases.
  • the rotation direction of the output shaft 210 is determined when viewed from the lower side in the axial direction.
  • the coil 40 has a first lead portion 41, a second lead portion 42, and a winding portion 43.
  • the conducting wire is spirally wound for a plurality of turns.
  • the winding portion 43 has first to nth turns 431 to 43n.
  • n is an integer of 2 or more.
  • n 7.
  • the present invention is not particularly limited to this, and this value can be appropriately changed according to the specifications of the motor 1000 and the like.
  • the first to nth turns 431 to 43n are stacked in this order from the center side to the outer peripheral side of the motor 1000, and are housed in the slot 30.
  • each of the first to nth turns 431 to 43n is a square ring having four sides when viewed in the radial direction.
  • the winding portion 43 has a first side portion 44, a second side portion 45, a third side portion 46, and a fourth side portion 47 corresponding to this shape.
  • Each side portion 44 to 47 includes a corresponding side portion of the first to nth turns 431 to 43n.
  • the first side portion 44 corresponds to the upper end side portion in the axial direction of the four side portions.
  • the second side portion 45 corresponds to the lower end side portion in the axial direction of the four side portions.
  • the third side portion 46 corresponds to one end portion in the circumferential direction of the four side portions.
  • the fourth side portion 47 corresponds to the other end portion in the circumferential direction of the four side portions.
  • the first side portion 44 may be referred to as a first coil end 44
  • the second side portion 45 may be referred to as a second coil end 45.
  • the first lead portion 41 is continuous with the end portion of the first turn 431 and extends upward from the first coil end 44.
  • the second lead portion 42 is continuous with the nth turn 43n and extends upward from the first coil end 44.
  • the first lead portion 41 and the second lead portion 42 correspond to wiring portions and connection portions with the bus bar (not shown), and the insulating coating is removed from the respective tips. Further, the first lead portion 41 and the second lead portion 42 may be bent in the middle depending on the wiring, the connection position with the bus bar, and the like.
  • the thicknesses of the first to nth turns 431 to 43n included in the third side portion 46 are the thicknesses of the first to nth included in the fourth side portion 47. It is thinner than the respective thicknesses of turns 431 to 43n.
  • the insulator 50 is a tubular part with both ends open in the radial direction, and is made of an insulating material. By providing the insulator 50, it is possible to prevent a short circuit between the coil 40 and the teeth 10 and suppress a leakage current from the coil 40 to the teeth 10.
  • the shape of the insulator 50 can be appropriately changed according to the shape of the teeth 10 and the yoke 20.
  • the radial outer surface of the nth turn 43n abuts or approaches the inner circumference of the yoke 20.
  • the coil 40 is arranged.
  • the first to nth turns 431 to 43n included in the third side portion 46 are arranged so as to be in contact with adjacent turns in the radial direction. Therefore, the radial inner end face of the third side portion 46 recedes radially outward from the radial inner end face of the fourth side portion 47.
  • the thicknesses of the third side portion 46 and the fourth side portion 47 are the same in the first to nth turns 431 to 43n. Therefore, the radial inner end surface of the third side portion 46 and the radial inner end surface of the fourth side portion 47 are located at substantially equidistant positions along the radial direction from the center of the motor 1000.
  • the third side portion 46 is located on the lag side (hereinafter, simply referred to as the lag side) in the main rotation direction of the rotor 200.
  • the fourth side portion 47 is located on the advancing side (hereinafter, simply referred to as the advancing side) of the rotor 200 in the main rotation direction.
  • the direction of the magnetic flux generated by the current flowing through the coil 40 is the magnetic flux generated by the plurality of magnets 230 provided in the rotor 200 (hereinafter, hereinafter, It is simply different from the direction of the magnetic flux generated by the magnet 230). Therefore, on the advancing side, the magnetic flux generated by the magnet 230 and the magnetic flux generated by the coil 40 do not substantially interlink the coil 40.
  • the direction of the magnetic flux generated by the current flowing through the coil 40 is the same as the direction of the magnetic flux generated by the magnet 230.
  • the magnetic flux generated by the magnet 230 and the coil 40 interlinks the coil 40 on the delay side, and an eddy current loss occurs at this portion.
  • the end face on the inner side in the radial direction of the third side portion 46 is retracted outward in the radial direction, the amount of magnetic flux interlinking the coil 40 on the lagging side is reduced. be able to. As a result, the eddy current loss can be reduced as compared with the example shown in FIG. 3B.
  • the reach of the magnetic flux generated by the magnet 230 and the magnetic flux generated by the coil 40 is determined by the specifications of the magnet 230 and the shape of the tooth 10, and generally, as shown in FIGS. 3A and 3B, the rotor 200 Interlinks with coil 40 on the side closer to.
  • the coil 40 according to the present embodiment is mounted on the stator 100 of the motor 1000.
  • the motor 1000 has a stator 100, an output shaft 210 at the center of the shaft, and a plurality of magnets 230 on the outer peripheral side.
  • the motor 1000 has at least a rotor 200 arranged radially inside the stator 100.
  • the coil 40 includes a winding portion 43 composed of spirally wound first to nth turns 431 to 43n, a first lead portion 41 extending from the first turn 431, and a second lead portion 41 extending from the nth turn 43n. It has at least a lead portion 42 of the above.
  • the shapes of the first to nth turns 431 to 43n are different between the lagging side and the advancing side in the main rotation direction of the rotor 200. Specifically, the thicknesses of the first to nth turns 431 to 43n included in the third side portion 46 located on the lagging side are included in the fourth side portion 47 located on the advancing side. It is thinner than the thickness of each of the 1st to nth turns 431 to 43n.
  • the coil 40 By configuring the coil 40 in this way, it is possible to reduce the amount of magnetic flux in which the magnetic flux generated by the magnet 230 and the coil 40 interlinks the coil 40 when the motor 1000 rotates in the main rotation direction. This makes it possible to reduce the eddy current loss. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of the motor 1000.
  • the resistance of the coil 40 increases, and the loss due to Joule heat (hereinafter referred to as copper loss) increases. Further, the space factor of the coil 40 in the slot 30 decreases. Due to these factors, there is a concern that the efficiency of the motor 1000 may be reduced.
  • the present embodiment by making the shape of the coil 40 as described above, it is possible to suppress an increase in copper loss of the coil 40 and a decrease in the space factor of the coil 40 in the slot 30. This makes it possible to suppress a decrease in the efficiency of the motor 1000.
  • the shapes of the coil 40 and the stator 100, particularly the insulator 50, are not limited to the examples shown in FIGS. 2 and 3A, and may have different shapes.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part of another stator according to the first embodiment.
  • the thickness of each of the first to nth turns 431 to 43n included in the third side portion 46 is the fourth side. It is thinner than the thickness of each of the first to nth turns 431 to 43n included in the portion 47.
  • a plurality of groove portions 50a separated from each other in the radial direction are provided on the end face on the lagging side of the insulator 50 shown in FIG.
  • Each of the first to nth turns 431 to 43n included in the third side portion 46 is housed in the groove portion 50a.
  • the coil 40 and the stator 100 may be configured in this way. Also in this case, as compared with the configuration shown in FIG. 3B, the end face on the inner side in the radial direction of the third side portion 46 is retracted outward in the radial direction, so that the amount of magnetic flux interlinking the coil 40 on the lagging side is reduced. be able to. As a result, the eddy current loss can be reduced and the efficiency of the motor 1000 can be suppressed from being lowered.
  • each groove portion 50a accommodates a part of the first to nth turns 431 to 43n. Therefore, as compared with the configuration shown in FIG. 3A, the amount of the radial inner end face of the third side portion 46 retracting radially outward is smaller.
  • the first to nth turns 431 to 43n are arranged at intervals from each other on the lagging side, the amount of magnetic flux generated by the magnet 230 and the coil 40 interlinks the coil 40 is shown in FIG. 3A. It does not increase so much compared to the configuration shown in.
  • an insulating spacer or an insulating paper is sandwiched between each of the first to nth turns 431 to 43n included in the third side portion 46. You may.
  • the motor 1000 includes at least a rotor 200 having an output shaft 210 as an axis, and a stator 100 provided at a predetermined distance from the rotor 200 on the radial outer side of the rotor 200.
  • the stator 100 has at least an annular yoke 20, a plurality of teeth 10 connected to the inner circumference of the yoke 20, and a plurality of coils 40 attached to each of the plurality of teeth 10.
  • the amount of magnetic flux interlinking the coil 40 on the lagging side is reduced. Therefore, the eddy current loss can be reduced and the efficiency of the motor 1000 can be suppressed from being lowered.
  • the motor 1000 rotates mainly in only one direction or in both the clockwise and counterclockwise directions depends on the specifications of the motor 1000. However, as typified by the main motor of an electric vehicle, there are many cases where the motor is mainly used by rotating in only one direction. By applying the motor 1000 as such a motor, the degree of reduction of the eddy current loss is increased, and the decrease in the efficiency of the motor 1000 can be suppressed more reliably.
  • the coil 40 is mounted on the teeth 10 in a state of being wound in a single layer. By doing so, the structure of the coil 40 can be simplified, and an increase in the manufacturing cost of the coil 40 can be suppressed. Further, it becomes easy to design the total number of turns of the coil 40 wound around the teeth 10. However, the coil 40 may be mounted on the teeth 10 in a state of being wound in multiple layers.
  • the shapes of the first to nth turns 431 to 43n of the coil 40 may be different between the lagging side and the leading side.
  • the volume of the first to nth turns 431 to 43n located on the lagging side may be smaller than the volume of the first to nth turns 431 to 43n located on the advancing side.
  • this relationship may be established on the side closer to the rotor 200.
  • the coil 40 of the present embodiment is the coil 40 mounted on the stator of the motor 1000, and the motor 1000 has the stator 100, the output shaft 210 at the axis, and a plurality of magnets 230 on the outer peripheral side.
  • the coil 40 has first to nth (n is an integer of 2 or more) turns 431 wound in a spiral shape, and has at least a rotor 200 arranged inside the stator 100 in the radial direction. It has at least a winding portion 43 composed of ⁇ 43n, a first lead portion 41 extending from the first turn 431, and a second lead portion 42 extending from the nth turn 43n, and has at least the first to nth turns 431.
  • the shape of a part or all of ⁇ 43n is different from the other parts in the portion where the magnetic flux generated by the magnet 230 or the coil 40 is interlinked with the coil 40.
  • the shape of a part or all of the first to nth turns 431 to 43n may be different between the lagging side and the advancing side in the main rotation direction of the rotor 200.
  • the thickness of each of some or all turns is the advancing side in the main rotation direction of the rotor 200. It may be thinner than the respective thicknesses of the first to nth turns 431 to 43n located in.
  • the motor 1000 of the present embodiment is provided with a rotor 200 having an output shaft 210 at the axis and a plurality of magnets 230 on the outer peripheral side, respectively, and a rotor 200 on the radial outer side of the rotor 200 at a predetermined distance.
  • the stator 100 includes at least an annular yoke 20, a plurality of teeth 10 connected to the inner circumference of the yoke 20, and a plurality of coils 40 mounted on each of the plurality of teeth 10.
  • Each of the plurality of coils 40 is the coil 40 according to any one of the first and second embodiments and the first to sixth modifications.
  • the coil 40 may be mounted on the teeth 10 in a state of being wound in a single layer.
  • the shape of the coil 40 is not limited to the shape shown in the present embodiment, and various shapes can be taken. Hereinafter, variations in the shape of the coil 40 will be described with reference to modifications.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a main part of the stator according to the first modification.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a main part of another stator according to the first modification.
  • FIGS. 5, 6 and the drawings shown thereafter the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the thickness of the turn on the side closer to the rotor 200 is the thickness. It differs from the configuration shown in the first embodiment in that it is thinner than the other turns. In this modification, on the lagging side, the thickness of only two turns including the nth turn 43n is thinner than that of the other turns. However, it is not particularly limited to this. It can be appropriately changed according to the specifications of the motor 1000 and the request for the degree of decrease in the amount of interlinkage magnetic flux.
  • the amount of magnetic flux generated by the magnet 230 and the coil 40 reduces the amount of magnetic flux interlinking the coil 40. Can be done. As a result, the eddy current loss can be reduced and the efficiency of the motor 1000 can be suppressed from being lowered.
  • the number of turns for reducing the thickness can be reduced in the third side portion 46. As a result, it is possible to further suppress an increase in copper loss of the coil 40. Further, it is possible to suppress a decrease in the space factor of the coil 40 in the slot 30. As a result, the decrease in efficiency of the motor 1000 can be further suppressed.
  • the groove portion 50a may be arranged according to the position and number of turns whose thickness has been reduced. By doing so, it is possible to obtain the same effect as that of the configuration shown in FIG.
  • the thickness is reduced. Insulating spacers or insulating paper may be sandwiched.
  • the coil 40 of the present modification has a thickness of one or a plurality of turns close to the rotor 200 among the first to nth turns 431 to 43n located on the lagging side in the main rotation direction of the rotor 200. , Thinner than the thickness of other turns.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a main part of the stator according to the second modification.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a main part of another stator according to the second modification.
  • the configuration of the present modification shown in FIG. 7 is the width of the k-th turn (k is an integer, 1 ⁇ k ⁇ n) included in the third side portion 46 located on the lagging side, in this case, the width in the circumferential direction. However, it is different from the configuration shown in the first embodiment in that it is narrower than the width of the k-th turn included in the fourth side portion 47 located on the advancing side.
  • the thickness of the insulator 51 is different from that of the insulator 50 shown in the first embodiment in that the thickness of the insulator 51 is thicker on the lagging side than on the advancing side.
  • the shape of the coil 40 may be defined as shown in this modification. Also in this case, since the volume of the first to nth turns 431 to 43n located on the lagging side is smaller than the volume of the first to nth turns 431 to 43n located on the advancing side, the configuration shown in the first embodiment is shown. Can produce the same effect as.
  • the gap in the slot 30 can be filled and the stator 100 can be stabilized.
  • the kth turn having a narrow width may be arranged only on the side of the first to nth turns 431 to 43n that is closer to the rotor 200. Good.
  • the nth turn 43n and the (n-1) turn correspond to the kth turn.
  • it is not particularly limited to this. It can be appropriately changed according to the specifications of the motor 1000, the request for the degree of decrease in the amount of interlinkage magnetic flux, and the like.
  • the amount of magnetic flux generated by the magnet 230 and the coil 40 can reduce the amount of magnetic flux interlinking the coil 40.
  • the eddy current loss can be reduced and the efficiency of the motor 1000 can be suppressed from being lowered.
  • the number of turns in which the width is narrowed from the predetermined value can be reduced in the third side portion 46.
  • the thickness of the insulator 51 may be changed along the radial direction according to the position and number of turns whose width is narrowed from a predetermined value.
  • the width of the kth turn (k is an integer and 1 ⁇ k ⁇ n) located on the lagging side of the main rotation direction of the rotor 200 is the main rotation direction of the rotor 200. It is narrower than the width of the turn corresponding to the kth turn located on the advancing side of.
  • the kth turn may be located on the side closer to the rotor 200 in the first to nth turns 431 to 43n.
  • FIG. 9 is a side view of the coil according to the modified example 3.
  • FIG. 10 is a partial schematic view of the third side portion and the fourth side portion. Note that FIG. 9 is a side view of the coil 40 as viewed from the inside in the radial direction.
  • the configuration of the present modification shown in FIGS. 9 and 10 is an embodiment in which a first concave portion 46a showing a concave shape when the coil 40 is viewed in the radial direction is formed on the third side portion 46. It is different from the configuration shown in 1.
  • the coil 40 of this modified example shown in FIGS. 9 and 10 has the third side portion 46 and the fourth side portion 47, and the first to nth turns 431, similarly to the coil 40 shown in FIG. 3B.
  • the thickness of each of ⁇ 43n is equal.
  • the widths of the first to nth turns 431 to 43n included in the third side portion 46 are equal to the widths of the first to nth turns 431 to 43n included in the fourth side portion 47.
  • the third side portion 46 a portion where the magnetic flux generated by the magnet 230 and the coil 40 intersect is simulated in advance, and the first recess 46a is formed in that portion. it can.
  • the volume of the coil 40 can be increased as compared with the configurations shown in the first embodiment and the first and second modifications. That is, since the copper loss is further reduced, the efficiency of the motor 1000 can be maintained high.
  • a second recess 47a may be formed on the fourth side portion 47. However, it is necessary to establish any of the following relationships between the first recess 46a and the second recess 47a.
  • the size of the first recess 46a is larger than the size of the second recess 47a.
  • the axial width A1 of the first recess 46a is wider than the axial width A2 of the second recess 47a (A1> A2).
  • the circumferential depth B1 of the first recess 46a is deeper than the circumferential depth B2 of the second recess 47a (B1> B2).
  • the total volume of the first recess 46a formed in the third side portion 46 may be larger than the total volume of the second recess 47a formed in the fourth side portion 47.
  • the magnetic flux generated by the magnet 230 and the coil 40 may be interlinked with the fourth side portion 47.
  • the coil of the portion where the magnetic flux generated by the magnet 230 and the coil 40 is interlinked even on the advancing side.
  • the volume of 40 can be reduced to reduce the eddy current loss.
  • the copper loss is increased while reducing the eddy current loss on the lagging side where the amount of interlinkage magnetic flux is large. Can be suppressed. As a result, the efficiency of the motor 1000 can be maintained high.
  • the first recess 46a does not have to be formed on the entire first to nth turns 431 to 43n of the third side portion 46. For example, it may be provided in the first to kth turns on the side closer to the rotor 200. The same applies to the second recess 47a.
  • FIG. 9 shows an example in which the second recess 47a is formed on the fourth side portion 47, but if the amount of interlinkage magnetic flux on the fourth side portion 47 is small, the formation of the second recess 47a is omitted. You may.
  • the positions, numbers, and sizes of the first recess 46a and the second recess 47a can be appropriately changed according to the region where the magnetic flux generated by the magnet 230 and the coil 40 interlinks with the coil 40.
  • the coil 40 of the present modification has at least one or more first recesses 46a in a part or all of the first to nth turns 431 to 43n located on the lagging side in the main rotation direction of the rotor 200. Is formed.
  • At least one or more second recesses 47a are formed in a part or all of the first to nth turns 431 to 43n located on the advancing side in the main rotation direction of the rotor, and the entire first recesses 46a are formed. Is preferably larger than the total volume of the second recess 47a.
  • FIG. 11 is a side view of the coil according to the modified example 4.
  • FIG. 12 is a partial schematic view of the third side portion and the fourth side portion. Note that FIG. 11 is a side view of the coil 40 as viewed from the inside in the radial direction.
  • the configuration of the present modification shown in FIGS. 11 and 12 is different from the configuration shown in the modification 3 in that the first slit 46b penetrating the coil 40 is formed on the third side portion 46.
  • the same effect as that of the configuration shown in the modified example 3 can be obtained. That is, on the delay side, the volume of the coil 40 at the portion where the magnetic fluxes generated by the magnet 230 and the coil 40 intersect can be reduced to reduce the eddy current loss. As a result, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of the motor 1000. Moreover, the volume reduction of the coil 40 can be suppressed. Therefore, the copper loss is further reduced, and the efficiency of the motor 1000 can be maintained high.
  • the second slit 47b may be formed on the fourth side portion 47. However, it is necessary to establish any of the following relationships between the first slit 46b and the second slit 47b.
  • the size of the first slit 46b is larger than the size of the second slit 47b.
  • the axial width A3 of the first slit 46b is wider than the axial width A4 of the second slit 47b (A3> A4).
  • the circumferential width B3 of the first slit 46b is wider than the circumferential width B4 of the second slit 47b (B3> B4).
  • the total volume of the first slit 46b formed on the third side portion 46 may be larger than the total volume of the second slit 47b formed on the fourth side portion 47.
  • the first slit 46b does not have to be formed on the entire first to nth turns 431 to 43n of the third side portion 46. For example, it may be provided in the first to kth turns on the side closer to the rotor 200. The same applies to the second slit 47b.
  • FIG. 12 an example in which the second slit 47b is formed on the fourth side portion 47 is shown, but if the amount of interlinkage magnetic flux on the fourth side portion 47 is small, as shown in FIG. The formation of the second slit 47b may be omitted.
  • the positions, numbers, and sizes of the first slit 46b and the second slit 47b can be appropriately changed according to the region where the magnetic flux generated by the magnet 230 and the coil 40 interlinks with the coil 40.
  • the coil 40 of the present modification has at least one or more first slits 46b in a part or all of the first to nth turns 431 to 43n located on the lagging side in the main rotation direction of the rotor 200. Is formed.
  • At least one or more second slits 47b are formed in a part or all of the first to nth turns 431 to 43n located on the advancing side in the main rotation direction of the rotor 200, and the first slit 46b It is preferable that the total volume is larger than the total volume of the second slit 47b.
  • FIG. 13 is a schematic view of a main part of the motor according to the second embodiment of the present invention as viewed from the radial direction.
  • FIG. 14 is a perspective view of the coil.
  • the upper surface of the rotor core 220 and the upper surfaces of the teeth 10 and the yoke 20 are at substantially the same height in the axial direction.
  • the lower surface of the rotor core 220 and the lower surfaces of the teeth 10 and the yoke 20 are at substantially the same height.
  • the rotor core 220 may be designed to be higher than the stator 100 in the axial direction. By doing so, a larger amount of magnetic flux generated by the magnet 230 can be passed through the teeth 10 and the yoke 20, and the rotational torque of the output shaft 210 can be increased. Further, in such a structure, the magnetic flux generated by the magnet 230 also flows to the outside of the stator 100. Therefore, by arranging a magnetic sensor (not shown) in the vicinity of the rotor 200, the magnetic field inside the motor 1000 can be easily detected. can do.
  • the magnetic flux generated by the magnet 230 invades from the upper side in the axial direction and interlinks with the first coil end 44. Therefore, the eddy current loss in this portion increases, and the efficiency of the motor 1000 may decrease.
  • the configurations shown in the first embodiment and the modified examples 1 to 4 are modified and applied. As a result, it is possible to reduce the eddy current loss generated at the first coil end 44 and suppress the decrease in efficiency of the motor 1000.
  • the thicknesses of the first to nth turns 431 to 43n included in the first coil end 44 are the thicknesses of the first to nth turns 431 included in the second coil end 45. It is thinner than each thickness of ⁇ 43n.
  • the volume of the first coil end 44 can be reduced, the eddy current loss can be reduced, and the efficiency decrease of the motor 1000 can be suppressed.
  • the coil 40 disclosed in the present specification has the following configurations.
  • the coil 40 is mounted on the stator 100 of the motor 1000.
  • the motor 1000 has at least a stator 100, an output shaft 210 at the center of the shaft, a plurality of magnets 230 on the outer peripheral side, and a rotor 200 arranged radially inside the stator 100.
  • the coil 40 includes a winding portion 43 composed of spirally wound first to nth turns 431 to 43n, a first lead portion 41 extending from the first turn 431, and a second lead portion 41 extending from the nth turn 43n. It has at least a lead portion 42 of the above.
  • the shape of a part or all of the first to nth turns 431 to 43n is different from the other parts in the portion where the magnetic flux generated by the magnet 230 interlinks with the coil 40.
  • the volume of the first to nth turns 431 to 43n is smaller than the volume of the other portion.
  • the winding portion 43 has a first coil end 44 located on one side of the axial direction of the motor 1000 and a second coil end 44 located on the other side of the axial direction. It has two coil ends 45, and includes first to nth turns 431 to 43n included in the first coil end 44 and first to nth turns 431 to 43n included in the second coil end 45. And, some or all of the shapes are different.
  • the thickness of each of a part of the turns or all the turns is included in the second coil end 45 from the first to the first to 43n. It is preferably thinner than the respective thicknesses of the nth turns 431 to 43n.
  • FIG. 15 is a side view of the coil according to the modified example 5.
  • FIG. 16 is a partial schematic view of the first coil end and the second coil end. Note that FIG. 15 is a side view of the coil 40 as viewed from the inside in the radial direction.
  • the configuration of the present modification shown in FIGS. 15 and 16 is the embodiment in that the first coil end 44 is formed with a third concave portion 44a showing a concave shape when the coil 40 is viewed in the radial direction. It is different from the configurations shown in 1 and 2 and the modified example 3.
  • the thickness of each of the first coil end 44 and the second coil end 45 is the same for the first to nth turns 431 to 43n.
  • the volume of the portion where the magnetic flux generated by the magnet 230 intersects can be reduced, and the eddy current loss can be reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of the motor 1000.
  • a portion where the magnetic flux generated by the magnet 230 intersects can be simulated in advance, and a third recess 44a can be formed in that portion.
  • the volume of the coil 40 can be increased as compared with the configuration shown in the second embodiment. That is, the copper loss is further reduced. Therefore, the efficiency of the motor 1000 can be maintained high.
  • a fourth recess 45a may be formed at the second coil end 45. However, it is necessary to establish any of the following relationships between the third recess 44a and the fourth recess 45a.
  • the size of the third recess 44a is larger than the size of the fourth recess 45a.
  • the circumferential width A5 of the third recess 44a is wider than the circumferential width A6 of the fourth recess 45a (A5> A6).
  • the axial depth B5 of the third recess 44a is deeper than the axial depth B6 of the fourth recess 45a (B5> B6).
  • the total volume of the third recess 44a formed in the first coil end 44 may be larger than the total volume of the fourth recess 45a formed in the second coil end 45.
  • the magnetic flux generated by the magnet 230 may interlink with the second coil end 45.
  • the second coil end 45 may be provided with the fourth recess 45a.
  • the third recess 44a does not have to be formed in the entire first to nth turns 431 to 43n of the first coil end 44.
  • it may be provided in the first to kth (k is a natural number smaller than n) turns on the side closer to the rotor 200.
  • FIG. 15 shows an example in which a fourth recess 45a is formed in the second coil end 45.
  • the formation of the fourth recess 45a may be omitted.
  • the positions, numbers, and sizes of the third recess 44a and the fourth recess 45a can be appropriately changed according to the region where the magnetic flux generated by the magnet 230 interlinks with the coil 40.
  • At least one or more third recesses 44a are formed in a part or all of the first to nth turns 431 to 43n included in the first coil end 44. ing.
  • At least one or more fourth recesses 45a are formed in a part or all of the first to nth turns 431 to 43n included in the second coil end 45, and the total volume of the third recess 44a is formed. However, it is preferable that the volume is larger than the total volume of the fourth recess 45a.
  • FIG. 17 is a side view of the coil according to the modified example 6.
  • FIG. 18 is a partial schematic view of the first coil end and the second coil end.
  • FIG. 11 is a side view of the coil 40 as viewed from the inside in the radial direction.
  • the configuration of the present modification shown in FIGS. 17 and 18 is different from the configuration shown in the modification 5 in that the third slit 44b is formed in the first coil end 44.
  • the same effect as that of the configuration shown in the modified example 4 can be obtained.
  • the volume of the portion where the magnetic flux generated by the magnet 230 intersects can be reduced to reduce the eddy current loss.
  • copper loss can be reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of the motor 1000.
  • a fourth slit 45b may be formed at the second coil end 45. However, it is necessary to establish any of the following relationships between the third slit 44b and the fourth slit 45b.
  • the size of the third slit 44b is larger than the size of the fourth slit 45b.
  • the axial width A7 of the third slit 44b is wider than the axial width A8 of the fourth slit 45b (A7> A8).
  • the circumferential width B7 of the third slit 44b is wider than the circumferential width B8 of the fourth slit 45b (B7> B8).
  • the total volume of the third slit 44b formed in the first coil end 44 may be larger than the total volume of the fourth slit 45b formed in the second coil end 45.
  • the volume of the portion where the magnetic flux generated by the magnet 230 intersects can be reduced, and the eddy current loss can be reduced.
  • the increase in copper loss can be suppressed.
  • the efficiency of the motor 1000 can be maintained high.
  • the third slit 44b does not have to be formed on the entire first to nth turns 431 to 43n of the first coil end 44. For example, it may be provided in the first to kth turns on the side closer to the rotor 200. The same applies to the fourth slit 45b.
  • FIG. 18 shows an example in which the fourth slit 45b is formed in the second coil end 45, but if the amount of interlinkage magnetic flux at the second coil end 45 is small, as shown in FIG. The formation of the fourth slit 45b may be omitted.
  • the positions, numbers, and sizes of the third slit 44b and the fourth slit 45b can be appropriately changed according to the region where the magnetic flux generated by the magnet 230 interlinks with the coil 40.
  • At least one or more third slits 44b are formed in a part or all of the first to nth turns 431 to 43n included in the first coil end 44. ing.
  • At least one or more fourth slits 45b are formed in a part or all of the first to nth turns 431 to 43n included in the second coil end 45, and the total volume of the third slit 44b is formed. However, it is preferable that the volume is larger than the total volume of the fourth slit 45b.
  • the third recess 44a may be provided in the first coil end 44.
  • a fourth recess 45a may be provided in the second coil end 45.
  • the example in which the magnetic flux generated by the magnet 230 interlinks with the first coil end 44 is shown, but depending on the structure of the motor 1000, the magnetic flux generated by the magnet 230 is the second. It may be interlinked with the coil end 45 of. In such a case, it is advisable to apply the deformation applied to the first coil end 44 to the second coil end 45. For example, make the thickness of each of the first to nth turns 43n included in the second coil end 45 thinner than the thickness of each of the first to nth turns 43n included in the first coil end 44. To.
  • the total volume of the fourth recess 45a formed in the second coil end 45 is made larger than the total volume of the third recess 44a formed in the first coil end 44.
  • the total volume of the fourth slit 45b formed in the second coil end 45 is made larger than the total volume of the third slit 44b formed in the first coil end 44.
  • the eddy current loss at the portion where the magnetic flux generated by the magnet 230 is linked to the coil 40 can be reliably reduced.
  • the cross-sectional shape of the conducting wire constituting the coil 40 is not particularly limited to a quadrangle, and may be another shape. For example, it may be an m-square (m is an integer of 3 or more). It may also be oval.
  • the coil of the present invention can reduce eddy current loss caused by magnets and coils provided in the rotor. Therefore, it is useful for applying to a motor that requires high efficiency.
  • Teeth 20 Yoke 30 Slot 40 Coil 41 First lead portion 42 Second lead portion 43 Winding portions 431 to 43n First to n turns 44 First coil end (first side portion) 44a Third recess 44b Third slit 45 Second coil end (second side) 45a 4th recess 45b 4th slit 46 3rd side (delayed side) 46a 1st recess 46b 1st slit 47 4th side (advancing side) 47a Second recess 47b Second slit 50, 51 Insulator 50a Groove 100 Stator 200 Rotor 210 Output shaft 220 Rotor core 230 Magnet 1000 Motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

コイルは、モータのステータに装着される。コイルは、螺旋状に巻回された第１～第ｎターンからなる巻線部と、第１ターンから延びる第１のリード部と、第ｎターンから延びる第２のリード部と、を少なくとも有している。第１～第ｎターンの一部または全部の形状が、ロータに設けられた磁石及びコイルで発生した磁束がコイルに鎖交する部分において、他の部分と異なる。

Description

コイル及びそれを備えたモータ
　本発明は、コイル及びそれを備えたモータに関する。
　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、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）。
　ところで、高効率、低コストのモータとして、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）モータ及びＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）モータが広く使用されている。これらのモータでは、中心に出力軸を有するロータが配置され、その外側に、コイルがそれぞれ装着された複数のティースを有するステータが配置される。コイルに電流が流れると磁界が発生し、この磁界と磁石で発生する磁束との間で相互作用を生じさせることで、モータが回転する。
　しかし、ロータとティースとの配置関係によっては、磁石で発生した磁束がコイルに鎖交することがある。この場合、コイルに渦電流を生じ、これに起因してエネルギー損失（以下、この損失を渦電流損という）が発生する。このように渦電流損が発生するとモータの効率が低下してしまう。
　このような渦電流損を抑制するために、例えば、特許文献２には、ロータの主回転方向の遅れ側と進み側とで、コイルとティースの先端面との距離を異ならせる構成が開示されている。
　しかし、特許文献２に開示された従来の構成では、ロータの主回転方向の遅れ側と進み側でコイルが同じ形状となっており、遅れ側での渦電流損を効果的に抑制できなかった。
　これ以外にも、モータの構造によっては、磁石で発生した磁束またはコイルにより発生した磁束がコイルに鎖交し、渦電流損が発生することがある。
独国特許出願公開第１０２０１２２１２６３７号明細書 日本国特許第５８０５０４６号公報
　本発明はかかる点に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、ロータに設けられた磁石またはコイルに起因した渦電流損を低減可能なコイル及びそれを備えたモータを提供することにある。
　上記の目的を達成するために、本発明に係るコイルは、モータのステータに装着されるコイルであって、モータは、ステータと、軸心に出力軸を、外周側に複数の磁石をそれぞれ有するとともに、ステータの径方向内側に配置されたロータと、を少なくとも有し、コイルは、螺旋状に巻回された第１～第ｎ（ｎは２以上の整数）ターンからなる巻線部と、第１ターンから延びる第１のリード部と、第ｎターンから延びる第２のリード部と、を少なくとも有し、第１～第ｎターンの一部または全部の形状が、磁石またはコイルで発生した磁束がコイルに鎖交する部分において、他の部分と異なる。
　本発明に係るモータは、軸心に出力軸を、外周側に複数の磁石をそれぞれ有するロータと、ロータの径方向外側にロータと所定の間隔をあけて設けられたステータと、を少なくとも備え、ステータは、環状のヨークと、ヨークの内周に接続された複数のティースと、複数のティースのそれぞれに装着された複数のコイルと、を少なくとも有し、複数のコイルのそれぞれは、コイルである。
　本発明のコイルによれば、コイルで発生する渦電流損を低減することができる。本発明のモータによれば、渦電流損が低減されることにより、効率の低下を抑制できる。
本発明の実施形態１に係るモータの断面模式図である。 コイルの斜視図である。 ステータの要部の断面模式図である。 比較のためのステータの要部の断面模式図である。 実施形態１に係る別のステータの要部の断面模式図である。 変形例１に係るステータの要部の断面模式図である。 変形例１に係る別のステータの要部の断面模式図である。 変形例２に係るステータの要部の断面模式図である。 変形例２に係る別のステータの要部の断面模式図である。 変形例３に係るコイルの側面図である。 第３の辺部と第４の辺部の部分模式図である。 変形例４に係るコイルの側面図である。 第３の辺部と第４の辺部の部分模式図である。 本発明の実施形態２に係るモータの要部を径方向から見た模式図である。 コイルの斜視図である。 変形例５に係るコイルの側面図である。 第１のコイルエンドと第２のコイルエンドの部分模式図である。 変形例６に係るコイルの側面図である。 第１のコイルエンドと第２のコイルエンドの部分模式図である。
　以下、本発明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、本発明、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）
　［モータの構成］
　図１は、本発明の実施形態１に係るモータの断面模式図である。なお、以降の説明において、モータ１０００の半径方向を「径方向」と、外周方向を「周方向」と、モータ１０００の出力軸２１０の軸線方向（図１における紙面と垂直な方向）を「軸方向」とそれぞれ呼ぶことがある。また、径方向において、モータ１０００の軸心側を径方向内側と、外周側を径方向外側と呼ぶことがある。図１において、後で述べるコイル４０の第１のリード部４１と、第２のリード部４２については、図示を省略している。なお、軸方向で見て、モータ１０００の軸心は、出力軸２１０の軸線に一致する。
　図２は、コイル４０の斜視図である。図３Ａは、ステータの要部の断面模式図である。図３Ｂは、比較のためのステータの要部の断面模式図である。モータ１０００は、ステータ１００とロータ２００とを有している。なお、モータ１０００は、これら以外の構成部品、例えば、モータケース及び出力軸を軸支する軸受等の部品を有している。しかし、説明の便宜上、その図示及び説明を省略する。
　ステータ１００は、円環状のヨーク２０と、ヨーク２０の内周に接続され、当該内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース１０と、周方向に隣り合うティース１０の間にそれぞれ設けられたスロット３０と、スロット３０内に収容されたコイル４０とを有している。ステータ１００は、ロータ２００の径方向外側に、ロータ２００と一定の間隔をあけて配置されている。
　ティース１０とヨーク２０は、それぞれ、例えば、ケイ素等を含有した電磁鋼板を積層後に打ち抜き加工して形成される。コイル４０は、銅等からなる導線が螺旋状に巻回されてなる部品である。コイル４０は、断面が四角形の銅等からなる導線が成形されてなる成形コイルである。コイル４０は、インシュレータ５０（図３Ａを参照）を挟んで複数のティース１０のそれぞれに装着されて、スロット３０内に収容されている。なお、図示しないが、コイル４０を構成する導線の表面には絶縁被膜が形成されている。また、コイル４０の形状の詳細については、後で述べる。
　なお、本願明細書における「成形コイル」は、幅及び厚さが一定の導線が螺旋状に巻回されただけのコイルを含まない。
　成形コイルは、例えば、長さ、幅あるいは厚みが異なる複数の長方形の板材を準備し、これらの板材を冷間圧接、溶接、またはそのほかの方法で接合することで形成される。板材の材質は、銅及びアルミ等の低抵抗材料である。
　あるいは、成形コイルは、銅等を溶融して鋳型に流し込む、いわゆる鋳造により形成されてもよい。幅または厚さを予め途中で異なるように形成した板状の導線を所定の位置で曲げ加工することで、成形コイルが形成されてもよい。あるいは、幅及び厚さが一定の板状の導線を所定の部位で圧延加工して、途中で幅または厚さを変更した後に螺旋状に巻回して、成形コイルが形成されてもよい。要するに、導線を巻回する以外にさらに別の加工を加えるか、あるいは、単に巻き回すのとは異なる工法で成形コイルは形成される。
　また、コイル４０に流れる電流の位相に応じて、コイルをコイルＵ１～Ｕ４，Ｖ１～Ｖ４，Ｗ１～Ｗ４とそれぞれ呼ぶことがある。
　ロータ２００は、出力軸２１０と、出力軸２１０を軸心に有するロータコア２２０と、複数の磁石２３０とを有している。複数の磁石２３０は、ロータコア２２０の内部に埋設され、ステータ１００に対向してＮ極、Ｓ極が出力軸の外周方向に沿って交互に配置されている。なお、磁石２３０の材料、形状、及び材質については、モータ１０００の出力等に応じて適宜変更しうる。また、ロータコア２２０は、例えば、ケイ素等を含有した電磁鋼板を積層後に打ち抜き加工して形成される。
　コイルＵ１～Ｕ４，Ｖ１～Ｖ４，Ｗ１～Ｗ４はそれぞれ直列に接続されている。互いに電気角で１２０°の位相差を有するＵ，Ｖ，Ｗ相の３相の電流がそれぞれコイルＵ１～Ｕ４，Ｖ１～Ｖ４，Ｗ１～Ｗ４に供給されて励磁され、ステータ１００に回転磁界が発生する。この回転磁界と、ロータ２００に設けられた磁石２３０が発生する磁界との間で相互作用を生じてトルクが発生し、出力軸２１０が図示しない軸受に支持されて回転する。Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３相の電流の位相差に応じて、出力軸２１０は、時計回り方向と反時計回り方向のいずれにも回転可能である。なお、本願明細書において、出力軸２１０の回転方向は、軸方向下側から見て決定される。
　［コイル及びステータの要部の構成］
　図２に示すように、コイル４０は、第１のリード部４１と第２のリード部４２と巻線部４３とを有している。
　巻線部４３は、導線が螺旋状に複数ターン巻回されている。巻線部４３は、第１～第ｎターン４３１～４３ｎを有している。ここで、ｎは２以上の整数である。本実施形態では、ｎ＝７としている。しかし、特にこれに限定されず、モータ１０００の仕様等に応じて、この値は適宜変更されうる。
　第１～第ｎターン４３１～４３ｎは、モータ１０００の中心側から外周側に向けてこの順で積層されて、スロット３０内に収容される。
　第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの外形は、径方向で見て４つの辺部を有する四角環状である。巻線部４３は、この形状に対応して、第１の辺部４４と第２の辺部４５と第３の辺部４６と第４の辺部４７とを有している。それぞれの辺部４４～４７に第１～第ｎターン４３１～４３ｎの対応する辺部が含まれている。
　第１の辺部４４は、４つの辺部のうちの軸方向の上端辺部に相当する。第２の辺部４５は、４つの辺部のうちの軸方向の下端辺部に相当する。第３の辺部４６は、４つの辺部のうちの周方向の一方の端辺部に相当する。第４の辺部４７は、４つの辺部のうちの周方向の他方の端辺部に相当する。以降の説明において、第１の辺部４４を第１のコイルエンド４４と、第２の辺部４５を第２のコイルエンド４５と、それぞれ呼ぶことがある。
　第１のリード部４１は、第１ターン４３１の端部に連続しており、第１のコイルエンド４４からその上方に延びている。第２のリード部４２は、第ｎターン４３ｎに連続しており、第１のコイルエンド４４からその上方に延びている。第１のリード部４１と第２のリード部４２とは、図示しない配線やバスバーとの結線部にあたり、それぞれの先端では絶縁被膜が除去されている。また、配線やバスバーとの接続位置等に応じて、第１のリード部４１と第２のリード部４２とは、それぞれ途中で折り曲げられることがある。
　図２に示すように、コイル４０において、第３の辺部４６に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さが、第４の辺部４７に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さよりも薄くなっている。
　インシュレータ５０は、径方向の両端が開口した筒状の部品であり、絶縁材料からなる。インシュレータ５０を設けることにより、コイル４０とティース１０との短絡を防止し、コイル４０からティース１０への漏れ電流を抑制できる。なお、インシュレータ５０の形状は、ティース１０やヨーク２０の形状に応じて適宜変更されうる。
　インシュレータ５０とコイル４０とが装着されたティース１０をヨーク２０に接続した場合、図３Ａに示すように、第ｎターン４３ｎの径方向外側の表面が、ヨーク２０の内周に当接または近接するように、コイル４０が配置される。第３の辺部４６に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎは、それぞれ隣り合うターンと径方向で接するように配置される。このため、第３の辺部４６の径方向内側の端面は、第４の辺部４７の径方向内側の端面よりも径方向外側に後退している。
　一方、図３Ｂに示すコイル４０は、第３の辺部４６と第４の辺部４７とで、第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さが等しい。このため、第３の辺部４６の径方向内側の端面と第４の辺部４７の径方向内側の端面とは、モータ１０００の中心から径方向に沿ってほぼ等距離の位置にある。
　図３Ａ，図３Ｂに示すように、第３の辺部４６は、ロータ２００の主回転方向の遅れ側（以下、単に遅れ側という）に位置している。第４の辺部４７は、ロータ２００の主回転方向の進み側（以下、単に進み側という）に位置している。特許文献２でも示されているように、ティース１０の進み側では、コイル４０に電流が流れることにより発生する磁束の向きは、ロータ２００に設けられた複数の磁石２３０で発生した磁束（以下、単に、磁石２３０で発生した磁束という）の向きと異なる。このため、進み側では、磁石２３０で発生した磁束やコイル４０で発生した磁束は、コイル４０をほぼ鎖交しない。
　一方、遅れ側では、コイル４０に電流が流れることにより発生する磁束の向きが、磁石２３０で発生した磁束の向きと同じになる。
　このため、図３Ｂに示す例では、遅れ側で、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束がコイル４０を鎖交し、この部分で渦電流損が発生する。一方、図３Ａに示す例では、前述した通り、第３の辺部４６の径方向内側の端面が、径方向外側に後退しているため、遅れ側でコイル４０を鎖交する磁束量を減らすことができる。その結果、渦電流損を図３Ｂに示す例に比べて低減させることができる。
　なお、磁石２３０の仕様やティース１０の形状によって、磁石２３０で発生した磁束と、コイル４０で発生する磁束は、その到達距離が定まっており、一般に、図３Ａ，３Ｂに示した通り、ロータ２００に近い側でコイル４０に鎖交する。
　［効果等］
　以上説明したように、本実施形態に係るコイル４０は、モータ１０００のステータ１００に装着される。モータ１０００は、ステータ１００と、軸心に出力軸２１０と、外周側に複数の磁石２３０を有する。モータ１０００は、ステータ１００の径方向内側に配置されたロータ２００と、を少なくとも有している。
　コイル４０は、螺旋状に巻回された第１～第ｎターン４３１～４３ｎからなる巻線部４３と、第１ターン４３１から延びる第１のリード部４１と、第ｎターン４３ｎから延びる第２のリード部４２と、を少なくとも有している。
　ロータ２００の主回転方向の遅れ側と進み側とで、第１～第ｎターン４３１～４３ｎの形状が異なる。具体的には、遅れ側に位置する第３の辺部４６に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さが、進み側に位置する第４の辺部４７に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さよりも薄くなっている。
　コイル４０をこのように構成することで、モータ１０００が主回転方向に回転するときに、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束がコイル４０を鎖交する磁束量を減らすことができる。このことにより、渦電流損を低減することができる。したがって、モータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。
　また、各ターンの厚さを一様に減少させた場合、コイル４０の抵抗が増加して、ジュール熱による損失（以下、銅損という）が増加する。また、スロット３０内でのコイル４０の占積率が低下する。これらのことにより、モータ１０００の効率を低下させる懸念があった。
　一方、本実施形態によれば、コイル４０の形状を前述のようにすることで、コイル４０の銅損増加、及びスロット３０内でのコイル４０の占積率の低下を抑制できる。このことにより、モータ１０００の効率低下を抑制できる。
　なお、コイル４０及びステータ１００、特にインシュレータ５０の形状は、図２，図３Ａに示す例に限られず、別の形をとってもよい。
　図４は、実施形態１に係る別のステータの要部の断面模式図である。図４に示すコイル４０は、図２，図３Ａに示すコイル４０と同様に、第３の辺部４６に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さが、第４の辺部４７に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さよりも薄くなっている。
　一方、図４に示すインシュレータ５０における遅れ側の端面には、径方向に互いに離間した複数の溝部５０ａが設けられている。第３の辺部４６に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれが、溝部５０ａに収容されている。
　コイル４０及びステータ１００をこのように構成してもよい。この場合も、図３Ｂに示す構成に比べて、第３の辺部４６の径方向内側の端面が、径方向外側に後退しているため、遅れ側でコイル４０を鎖交する磁束量を減らすことができる。このことにより、渦電流損を低減してモータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。
　図４に示す構成では、各溝部５０ａに第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部が収容されている。このため、図３Ａに示す構成に比べて、第３の辺部４６の径方向内側の端面が、径方向外側に後退する量は小さくなる。一方で、遅れ側で、第１～第ｎターン４３１～４３ｎが互いに間隔をあけて配置されているため、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束がコイル４０を鎖交する磁束量は、図３Ａに示す構成に比べてそれほど増加しない。
　図４に示す構成において、インシュレータ５０に溝部５０ａを設ける代わりに、第３の辺部４６に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの間に、絶縁スペーサまたは絶縁紙を挟み込むようにしてもよい。
　本実施形態に係るモータ１０００は、出力軸２１０を軸心に有するロータ２００と、ロータ２００の径方向外側にロータ２００と所定の間隔をあけて設けられたステータ１００と、を少なくとも備えている。
　ステータ１００は、環状のヨーク２０と、ヨーク２０の内周に接続された複数のティース１０と、複数のティース１０のそれぞれに装着された複数のコイル４０と、を少なくとも有している。
　本実施形態によれば、遅れ側でコイル４０を鎖交する磁束量が減少する。このため、渦電流損を低減して、モータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。
　モータ１０００が主として一方向のみに回転するのか、あるいは、時計回り方向及び反時計回り方向の両方向に回転するのかは、モータ１０００の仕様によって異なる。しかし、電動自動車の主機モータ等に代表されるように、モータが主として一方向のみに回転して使用される例は多い。このようなモータとして、モータ１０００を適用することで、渦電流損の低減度合いが高まり、モータ１０００の効率低下をより確実に抑制できる。
　コイル４０は、単層巻きされた状態でティース１０に装着されていることが好ましい。このようにすることで、コイル４０の構造を単純化でき、コイル４０の製造コストが増加するのを抑制できる。また、ティース１０に巻回されるコイル４０のトータルのターン数の設計が容易となる。ただし、コイル４０は、多層巻きされた状態でティース１０に装着されていてもよい。
　遅れ側でコイル４０を鎖交する磁束量を減少させるという観点から言えば、遅れ側と進み側とで、コイル４０の第１～第ｎターン４３１～４３ｎの形状が異なるようにすればよい。言い換えると、遅れ側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎの体積が、進み側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎの体積よりも小さくなるようにすればよい。特にロータ２００に近い側で、この関係が成立すればよい。
　以上のように、本実施形態のコイル４０は、モータ１０００のステータに装着されるコイル４０であって、モータ１０００は、ステータ１００と、軸心に出力軸２１０を、外周側に複数の磁石２３０をそれぞれ有するとともに、ステータ１００の径方向内側に配置されたロータ２００と、を少なくとも有し、コイル４０は、螺旋状に巻回された第１～第ｎ（ｎは２以上の整数）ターン４３１～４３ｎからなる巻線部４３と、第１ターン４３１から延びる第１のリード部４１と、第ｎターン４３ｎから延びる第２のリード部４２と、を少なくとも有し、第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部の形状が、磁石２３０またはコイル４０で発生した磁束がコイル４０に鎖交する部分において、他の部分と異なる。
　これにより、コイルで発生する渦電流損を低減することができる。
　また、ロータ２００の主回転方向の遅れ側と進み側とで、第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部の形状が異なってもよい。
　また、ロータ２００の主回転方向の遅れ側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎのうち、一部のターンまたは全部のターンのそれぞれの厚さが、ロータ２００の主回転方向の進み側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さよりも薄くてもよい。
　また、本実施形態のモータ１０００は、軸心に出力軸２１０を、外周側に複数の磁石２３０をそれぞれ有するロータ２００と、ロータ２００の径方向外側にロータ２００と所定の間隔をあけて設けられたステータ１００と、を少なくとも備え、ステータ１００は、環状のヨーク２０と、ヨーク２０の内周に接続された複数のティース１０と、複数のティース１０のそれぞれに装着された複数のコイル４０と、を少なくとも有し、複数のコイル４０のそれぞれは、実施形態１，２及び変形例１～６のいずれかに記載のコイル４０である。
　また、コイル４０は、単層巻きされた状態でティース１０に装着されていてもよい。
　このことに応じて、コイル４０の形状は、本実施形態に示した形状に限定されず、種々の形状をとりうる。以降、コイル４０の形状のバリエーションについて変形例により説明する。
　＜変形例１＞
　図５は、変形例１に係るステータの要部の断面模式図である。図６は、変形例１に係る別のステータの要部の断面模式図である。なお、図５，図６及び以降に示す各図面において、実施形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　図５に示す本変形例の構成は、遅れ側に位置する第３の辺部４６に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのうち、ロータ２００に近い側のターンの厚さのみが、他のターンよりも薄くなっている点で、実施形態１に示す構成と異なっている。本変形例では、遅れ側で、第ｎターン４３ｎを含んで２つのターンのみの厚さが、他のターンよりも薄くなっている。しかし、特にこれに限定されない。モータ１０００の仕様、及び、鎖交磁束量の減少度合いの要請等に応じて、適宜変更されうる。
　本変形例によれば、実施形態１に示す構成と同様に、モータ１０００が主回転方向に回転するときに、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束がコイル４０を鎖交する磁束量を減らすことができる。このことにより、渦電流損を低減してモータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。
　また、実施形態１に示す構成に比べて、第３の辺部４６において、厚さを薄くするターン数を減らすことができる。このことにより、コイル４０の銅損が増加するのをさらに抑制できる。また、スロット３０内でのコイル４０の占積率の低下を抑制できる。このことにより、モータ１０００の効率低下をさらに抑制できる。
　図６に示すように、厚さを薄くしたターンの位置や数に応じて溝部５０ａを配置するようにしてもよい。このようにすることで、図５に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。
　また、図６に示す構成において、インシュレータ５０に溝部５０ａを設ける代わりに、第３の辺部４６に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎののうち厚さを薄くしたターンの間に、絶縁スペーサ又は絶縁紙を挟み込むようにしてもよい。
　以上のように、本変形例のコイル４０は、ロータ２００の主回転方向の遅れ側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎのうちロータ２００に近い１つまたは複数のターンの厚さが、他のターンの厚さよりも薄い。
　＜変形例２＞
　図７は、変形例２に係るステータの要部の断面模式図である。図８は、変形例２に係る別のステータの要部の断面模式図である。
　図７に示す本変形例の構成は、遅れ側に位置する第３の辺部４６に含まれる第ｋターン（ｋは整数で、１≦ｋ≦ｎ）の幅、この場合は周方向の幅が、進み側に位置する第４の辺部４７に含まれる第ｋターンの幅よりも狭くなっている点で、実施形態１に示す構成と異なっている。
　また、インシュレータ５１の厚さが、進み側よりも遅れ側で厚くなっている点で、実施形態１に示すインシュレータ５０と異なっている。
　本変形例に示すようにコイル４０の形状を規定してもよい。この場合も、遅れ側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎの体積が、進み側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎの体積よりも小さくなるため、実施形態１に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。
　インシュレータ５１を図７に示す形状とすることで、スロット３０内の隙間を埋めて、ステータ１００を安定させることができる。
　また、図８に示すように、遅れ側において、幅が狭くなっている第ｋターンを、第１～第ｎターン４３１～４３ｎのうちで、ロータ２００に近い側のみに配置するようにしてもよい。なお、本変形例では、第ｋターンに対応するのは、第ｎターン４３ｎと第（ｎ－１）ターンの２つのターンのみである。しかし、特にこれに限定されない。モータ１０００の仕様や、鎖交磁束量の減少度合いの要請等に応じて、適宜変更されうる。
　この場合も、図７に示す構成と同様に、モータ１０００が主回転方向に回転するときに、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束がコイル４０を鎖交する磁束量を減らすことができる。このことにより、渦電流損を低減してモータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。また、図７に示す構成に比べて、第３の辺部４６において、所定の値から幅を狭くするターン数を減らすことができる。このことにより、コイル４０の銅損が増加するのをさらに抑制できる。また、スロット３０内でのコイル４０の占積率の低下を抑制できる。このことにより、モータ１０００の効率低下をさらに抑制できる。
　なお、図８に示すように、所定の値から幅を狭くしたターンの位置や数に応じて、インシュレータ５１の厚さを径方向に沿って変更するようにしてもよい。
　以上のように、本変形例のコイル４０は、ロータ２００の主回転方向の遅れ側に位置する第ｋターン（ｋは整数で、１≦ｋ≦ｎ）の幅が、ロータ２００の主回転方向の進み側に位置する第ｋターンに対応するターンの幅よりも狭い。
　また、第ｋターンは、第１～第ｎターン４３１～４３ｎの中でロータ２００に近い側に位置していてもよい。
　＜変形例３＞
　図９は、変形例３に係るコイルの側面図である。図１０は、第３の辺部と第４の辺部の部分模式図である。なお、図９は、コイル４０を径方向内側から見た側面図である。
　図９，図１０に示す本変形例の構成は、第３の辺部４６に、コイル４０を径方向に見た時に凹形形状を示す第１凹部４６ａが形成されている点で、実施形態１に示す構成と異なっている。なお、図９，図１０に示す本変形例のコイル４０は、図３Ｂに示すコイル４０と同様に、第３の辺部４６と第４の辺部４７とで、第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さが等しい。第３の辺部４６に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの幅が、第４の辺部４７に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの幅と等しい。
　このようにすることで、遅れ側で、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束が鎖交する部分のコイル４０の体積を減らして、渦電流損を低減することができる。このことにより、モータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。
　また、本変形例によれば、第３の辺部４６において、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束が鎖交する部分を予めシミュレートして、その部分に第１凹部４６ａを形成することができる。このようにすることで、実施形態１や変形例１，２に示す構成よりも、コイル４０の体積を増やすことができる。つまり、銅損がさらに低減されるため、モータ１０００の効率を高く維持することができる。
　図９に示すように、第４の辺部４７に第２凹部４７ａが形成されていてもよい。ただし、第１凹部４６ａと第２凹部４７ａとの間に以下のいずれかの関係が成立するようにする必要がある。
　（条件１）第１凹部４６ａの個数Ｘ１が第２凹部４７ａの個数Ｘ２よりも多い（Ｘ１＞Ｘ２）。
　（条件２）第１凹部４６ａのサイズが第２凹部４７ａのサイズよりも大きい。例えば、図１０に示すように、第１凹部４６ａの軸方向の幅Ａ１が第２凹部４７ａの軸方向の幅Ａ２よりも広くなっている（Ａ１＞Ａ２）。あるいは、第１凹部４６ａの周方向の深さＢ１が第２凹部４７ａの周方向の深さＢ２よりも深くなっている（Ｂ１＞Ｂ２）。
　（条件３）条件１及び条件２の両方を満足する。
　要するに、第３の辺部４６に形成された第１凹部４６ａの全体の体積が、第４の辺部４７に形成された第２凹部４７ａの全体の体積よりも大きくなるようにすればよい。
　モータ１０００の構造によっては、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束が第４の辺部４７に鎖交する場合がある。このような場合に、本変形例に示すように、第４の辺部４７に第２凹部４７ａを設けることで、進み側でも、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束が鎖交する部分のコイル４０の体積を減らして、渦電流損を低減することができる。第１凹部４６ａの全体の体積が、第２凹部４７ａの全体の体積よりも大きくなるようにすることで、鎖交磁束量が大きい遅れ側での渦電流損を低減しつつ、銅損の増加を抑制できる。このことにより、モータ１０００の効率を高く維持できる。
　なお、第１凹部４６ａは、第３の辺部４６の第１～第ｎターン４３１～４３ｎ全体に形成されなくてもよい。例えば、ロータ２００に近い側の第１～第ｋターンに設けられていてもよい。第２凹部４７ａについても同様である。
　図９では、第４の辺部４７に第２凹部４７ａが形成された例を示したが、第４の辺部４７での鎖交磁束量が小さければ、第２凹部４７ａの形成を省略してもよい。
　第１凹部４６ａ、第２凹部４７ａの位置、個数、及びサイズは、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束がコイル４０に鎖交する領域に応じて、適宜変更されうる。
　以上のように、本変形例のコイル４０は、ロータ２００の主回転方向の遅れ側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第１凹部４６ａが形成されている。
　また、ロータの主回転方向の進み側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第２凹部４７ａが形成されており、第１凹部４６ａの全体の体積が、第２凹部４７ａの全体の体積よりも大きいことが好ましい。
　＜変形例４＞
　図１１は、変形例４に係るコイルの側面図である。図１２は、第３の辺部と第４の辺部の部分模式図である。なお、図１１は、コイル４０を径方向内側から見た側面図である。
　図１１，図１２に示す本変形例の構成は、第３の辺部４６に、コイル４０を貫通する第１スリット４６ｂが形成されている点で、変形例３に示す構成と異なっている。
　このように、コイル４０の第３の辺部４６に第１スリット４６ｂを設けるようにしても、変形例３に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。つまり、遅れ側で、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束が鎖交する部分のコイル４０の体積を減らして、渦電流損を低減することができる。このことにより、モータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。また、コイル４０の体積減少を抑制できる。このため、銅損がさらに低減され、モータ１０００の効率を高く維持することができる。
　また、第４の辺部４７に第２スリット４７ｂが形成されていてもよい。ただし、第１スリット４６ｂと第２スリット４７ｂとの間に以下のいずれかの関係が成立するようにする必要がある。
　（条件４）第１スリット４６ｂの個数Ｘ３が第２スリット４７ｂの個数Ｘ４よりも多い（Ｘ３＞Ｘ４）。
　（条件５）第１スリット４６ｂのサイズが第２スリット４７ｂのサイズよりも大きい。例えば、図１２に示すように、第１スリット４６ｂの軸方向の幅Ａ３が第２スリット４７ｂの軸方向の幅Ａ４よりも広くなっている（Ａ３＞Ａ４）。あるいは、第１スリット４６ｂの周方向の幅Ｂ３が第２スリット４７ｂの周方向の幅Ｂ４よりも広くなっている（Ｂ３＞Ｂ４）。
　（条件６）条件４及び条件５の両方を満足する。
　要するに、第３の辺部４６に形成された第１スリット４６ｂの全体の体積が、第４の辺部４７に形成された第２スリット４７ｂの全体の体積よりも大きくなるようにすればよい。
　このようにすることで、進み側でも、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束が鎖交する部分のコイル４０の体積を減らして、渦電流損を低減することができる。また、鎖交磁束量が大きい遅れ側での渦電流損を低減しつつ、銅損の増加を抑制できる。このことにより、モータ１０００の効率を高く維持できる。
　なお、第１スリット４６ｂは、第３の辺部４６の第１～第ｎターン４３１～４３ｎ全体に形成されなくてもよい。例えば、ロータ２００に近い側の第１～第ｋターンに設けられていてもよい。第２スリット４７ｂについても同様である。
　また、図１２では、第４の辺部４７に第２スリット４７ｂが形成された例を示したが、第４の辺部４７での鎖交磁束量が小さければ、図１１に示すように、第２スリット４７ｂの形成を省略してもよい。
　また、第１スリット４６ｂ、第２スリット４７ｂの位置、個数、及びサイズは、磁石２３０及びコイル４０で発生した磁束がコイル４０に鎖交する領域に応じて、適宜変更されうる。
　以上のように、本変形例のコイル４０は、ロータ２００の主回転方向の遅れ側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第１スリット４６ｂが形成されている。
　また、ロータ２００の主回転方向の進み側に位置する第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第２スリット４７ｂが形成されており、第１スリット４６ｂの全体の体積が、第２スリット４７ｂの全体の体積よりも大きいことが好ましい。
　（実施形態２）
　図１３は、本発明の実施形態２に係るモータの要部を径方向から見た模式図である。図１４は、コイルの斜視図である。
　通常、軸方向に関して、ロータコア２２０の上面と、ティース１０及びヨーク２０の上面とはほぼ同じ高さにある。同様に、ロータコア２２０の下面と、ティース１０及びヨーク２０の下面とはほぼ同じ高さにある。
　しかし、モータ１０００に要求される性能によっては、図１３に示すように、軸方向に関して、ロータコア２２０が、ステータ１００よりも高くなるように設計されることがある。このようにすることで、ティース１０やヨーク２０に対して、磁石２３０で発生した磁束を、より多く流すことができ、出力軸２１０の回転トルクを高めることができる。また、このような構造では、磁石２３０で発生した磁束が、ステータ１００の外部にも流れるため、図示しない磁気センサをロータ２００の近傍に配置することで、モータ１０００の内部の磁界を容易に検出することができる。
　一方、図１３に示す構造では、磁石２３０で発生した磁束が軸方向上側から侵入して第１のコイルエンド４４に鎖交する。このため、この部分での渦電流損が増加し、モータ１０００の効率が低下するおそれがある。
　そこで、本実施形態及び以降に示す変形例５，６に示すコイル４０において、実施形態１及び変形例１～４に示した構成を変形して適用する。このことにより、第１のコイルエンド４４で発生する渦電流損を低減してモータ１０００の効率低下を抑制することができる。
　例えば、図１４に示すように、第１のコイルエンド４４に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さは、第２のコイルエンド４５に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さよりも薄くなっている。
　このようにすることで、第１のコイルエンド４４の体積を減少させることができ、渦電流損を低減してモータ１０００の効率低下を抑制できる。
　また、実施形態１及び変形例１～４に示した構成を考慮すると、本願明細書に開示されるコイル４０は、以下の構成を備えていると言える。
　つまり、コイル４０は、モータ１０００のステータ１００に装着される。モータ１０００は、ステータ１００と、軸心に出力軸２１０を、外周側に複数の磁石２３０をそれぞれ有するとともに、ステータ１００の径方向内側に配置されたロータ２００と、を少なくとも有している。
　コイル４０は、螺旋状に巻回された第１～第ｎターン４３１～４３ｎからなる巻線部４３と、第１ターン４３１から延びる第１のリード部４１と、第ｎターン４３ｎから延びる第２のリード部４２と、を少なくとも有している。
　第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部の形状が、磁石２３０で発生した磁束がコイル４０に鎖交する部分において、他の部分と異なる。あるいは、磁石２３０で発生した磁束がコイル４０に鎖交する部分において、第１～第ｎターン４３１～４３ｎの体積が、他の部分の体積よりも小さい。
　以上のように、本実施形態のコイル４０は、巻線部４３は、モータ１０００の軸線方向である軸方向の一方に位置する第１のコイルエンド４４と、軸方向の他方側に位置する第２のコイルエンド４５と、を有しており、第１のコイルエンド４４に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎと第２のコイルエンド４５に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎとで、一部または全部の形状が異なる。
　また、第１のコイルエンド４４に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのうち、一部のターンまたは全部のターンのそれぞれの厚さが、第２のコイルエンド４５に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さよりも薄いことが好ましい。
　＜変形例５＞
　図１５は、変形例５に係るコイルの側面図である。図１６は、第１のコイルエンドと第２のコイルエンドの部分模式図である。なお、図１５は、コイル４０を径方向内側から見た側面図である。
　図１５，図１６に示す本変形例の構成は、第１のコイルエンド４４に、コイル４０を径方向に見た時に凹形形状を示す第３凹部４４ａが形成されている点で、実施形態１，２及び変形例３に示す構成と異なっている。なお、図１５，図１６に示す本変形例のコイル４０は、第１のコイルエンド４４と第２のコイルエンド４５とで、第１～第ｎターン４３１～４３ｎのそれぞれの厚さが等しい。
　このようにすることで、鎖交磁束量が多い第１のコイルエンド４４において、磁石２３０で発生した磁束が鎖交する部分の体積を減らして、渦電流損を低減することができる。このことにより、モータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。
　本変形例によれば、第１のコイルエンド４４において、磁石２３０で発生した磁束が鎖交する部分を予めシミュレートして、その部分に第３凹部４４ａを形成することができる。このようにすることで、実施形態２に示す構成よりも、コイル４０の体積を増やすことができる。つまり、銅損がさらに低減される。このため、モータ１０００の効率を高く維持することができる。
　また、第２のコイルエンド４５に第４凹部４５ａが形成されていてもよい。ただし、第３凹部４４ａと第４凹部４５ａとの間に以下のいずれかの関係が成立するようにする必要がある。
　（条件７）第３凹部４４ａの個数Ｘ５が第４凹部４５ａの個数Ｘ６よりも多い（Ｘ５＞Ｘ６）。
　（条件８）第３凹部４４ａのサイズが第４凹部４５ａのサイズよりも大きい。例えば、図１６に示すように、第３凹部４４ａの周方向の幅Ａ５が第４凹部４５ａの周方向の幅Ａ６よりも広くなっている（Ａ５＞Ａ６）。あるいは、第３凹部４４ａの軸方向の深さＢ５が第４凹部４５ａの軸方向の深さＢ６よりも深くなっている（Ｂ５＞Ｂ６）。
　（条件９）条件７及び条件８の両方を満足する。
　要するに、第１のコイルエンド４４に形成された第３凹部４４ａの全体の体積が、第２のコイルエンド４５に形成された第４凹部４５ａの全体の体積よりも大きくなるようにすればよい。
　モータ１０００の構造によっては、磁石２３０で発生した磁束が第２のコイルエンド４５に鎖交する場合がある。このような場合に、第２のコイルエンド４５に第４凹部４５ａを設けてもよい。これにより、磁石２３０で発生した磁束が鎖交する部分のコイル４０の体積を減らして、渦電流損を低減することができる。また、銅損の増加を抑制できる。このことにより、モータ１０００の効率を高く維持できる。
　なお、第３凹部４４ａは、第１のコイルエンド４４の第１～第ｎターン４３１～４３ｎ全体に形成されなくてもよい。例えば、ロータ２００に近い側の第１～第ｋ（ｋはｎより小さい自然数）ターンに設けられていてもよい。第４凹部４５ａについても同様である。
　また、図１５では、第２のコイルエンド４５に第４凹部４５ａが形成された例を示した。しかし、第２のコイルエンド４５での鎖交磁束量が小さければ、第４凹部４５ａの形成を省略してもよい。
　また、第３凹部４４ａ及び第４凹部４５ａの位置、個数、及びサイズは、磁石２３０で発生した磁束がコイル４０に鎖交する領域に応じて、適宜変更されうる。
　以上のように、本変形例のコイル４０は、第１のコイルエンド４４に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第３凹部４４ａが形成されている。
　また、第２のコイルエンド４５に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第４凹部４５ａが形成されており、第３凹部４４ａの全体の体積が、第４凹部４５ａの全体の体積よりも大きいことが好ましい。
　＜変形例６＞
　図１７は、変形例６に係るコイルの側面図である。図１８は、第１のコイルエンドと第２のコイルエンドの部分模式図であるなお、図１１は、コイル４０を径方向内側から見た側面図である。
　図１７，図１８に示す本変形例の構成は、第１のコイルエンド４４に第３スリット４４ｂが形成されている点で、変形例５に示す構成と異なっている。
　このように、コイル４０の第１のコイルエンド４４に第３スリット４４ｂを設けるようにしても、変形例４に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。鎖交磁束量が多い第１のコイルエンド４４において、磁石２３０で発生した磁束が鎖交する部分の体積を減らして、渦電流損を低減することができる。また、銅損を低減できる。これらのことにより、モータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。
　第２のコイルエンド４５に第４スリット４５ｂが形成されていてもよい。ただし、第３スリット４４ｂと第４スリット４５ｂとの間に以下のいずれかの関係が成立するようにする必要がある。
　（条件１０）第３スリット４４ｂの個数Ｘ７が第４スリット４５ｂの個数Ｙ８よりも多い（Ｘ７＞Ｘ８）。
　（条件１１）第３スリット４４ｂのサイズが第４スリット４５ｂのサイズよりも大きい。例えば、図１８に示すように、第３スリット４４ｂの軸方向の幅Ａ７が第４スリット４５ｂの軸方向の幅Ａ８よりも広くなっている（Ａ７＞Ａ８）。あるいは、第３スリット４４ｂの周方向の幅Ｂ７が第４スリット４５ｂの周方向の幅Ｂ８よりも広くなっている（Ｂ７＞Ｂ８）。
　（条件１２）条件１０及び条件１１の両方を満足する。
　要するに、第１のコイルエンド４４に形成された第３スリット４４ｂの全体の体積が、第２のコイルエンド４５に形成された第４スリット４５ｂの全体の体積よりも大きくなるようにすればよい。
　このようにすることで、鎖交磁束量が多い第１のコイルエンド４４において、磁石２３０で発生した磁束が鎖交する部分の体積を減らして、渦電流損を低減することができる。このことにより、モータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。また、銅損の増加を抑制できる。このことにより、モータ１０００の効率を高く維持できる。
　なお、第３スリット４４ｂは、第１のコイルエンド４４の第１～第ｎターン４３１～４３ｎ全体に形成されなくてもよい。例えば、ロータ２００に近い側の第１～第ｋターンに設けられていてもよい。第４スリット４５ｂについても同様である。
　また、図１８では、第２のコイルエンド４５に第４スリット４５ｂが形成された例を示したが、第２のコイルエンド４５での鎖交磁束量が小さければ、図１７に示すように、第４スリット４５ｂの形成を省略してもよい。
　また、第３スリット４４ｂ及び第４スリット４５ｂの位置、個数、及びサイズは、磁石２３０で発生した磁束がコイル４０に鎖交する領域に応じて、適宜変更されうる。
　以上のように、本変形例のコイル４０は、第１のコイルエンド４４に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第３スリット４４ｂが形成されている。
　また、第２のコイルエンド４５に含まれる第１～第ｎターン４３１～４３ｎの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第４スリット４５ｂが形成されており、第３スリット４４ｂの全体の体積が、第４スリット４５ｂの全体の体積よりも大きいことが好ましい。
　（その他の実施形態）
　なお、各変形例を含む実施形態に示した各構成要素を適宜組み合わせて新たな実施形態とすることもできる。例えば、変形例５に示す巻線部４３を実施形態及び変形例１～４，６に示す構成に適用するようにしてもよい。
　例えば、変形例３に示すコイル４０において、第１のコイルエンド４４に第３凹部４４ａを設けるようにしてもよい。第２のコイルエンド４５に第４凹部４５ａを設けるようにしてもよい。このようにすることで、図１３に示す構造のモータ１０００において、磁石２３０で発生した磁束がコイル４０に鎖交する部分での渦電流損を確実に低減できる。また、銅損が増加するのを抑制できる。これらのことにより、モータ１０００の効率を高く維持できる。
　実施形態２や変形例５，６では、磁石２３０で発生した磁束が第１のコイルエンド４４に鎖交する例を示したが、モータ１０００の構造によっては、磁石２３０で発生した磁束が第２のコイルエンド４５に鎖交することもある。このような場合は、第１のコイルエンド４４に施された変形を第２のコイルエンド４５に施すようにするとよい。例えば、第２のコイルエンド４５に含まれる第１～第ｎターン４３ｎのそれぞれの厚さを、第１のコイルエンド４４に含まれる第１～第ｎターン４３ｎのそれぞれの厚さよりも薄くするようにする。または、第２のコイルエンド４５に形成された第４凹部４５ａの全体の体積を、第１のコイルエンド４４に形成された第３凹部４４ａの全体の体積よりも大きくなるようにする。あるいは、第２のコイルエンド４５に形成された第４スリット４５ｂの全体の体積を、第１のコイルエンド４４に形成された第３スリット４４ｂの全体の体積よりも大きくなるようにする。
　このようにすることで、磁石２３０で発生した磁束がコイル４０に鎖交する部分での渦電流損を確実に低減できる。また、銅損が増加するのを抑制できる。これらのことにより、モータ１０００の効率を高く維持できる。
　なお、コイル４０を構成する導線の断面形状は四角形に特に限定されず、他の形状であってもよい。例えば、ｍ角形（ｍは３以上の整数）であってもよい。また、楕円形であってもよい。
　本発明のコイルは、ロータに設けられた磁石やコイルに起因した渦電流損を低減できる。このため、高い効率が要求されるモータに適用する上で有用である。
１０　　　ティース
２０　　　ヨーク
３０　　　スロット
４０　　　コイル
４１　　　第１のリード部
４２　　　第２のリード部
４３　　　巻線部
４３１～４３ｎ　第１～第ｎターン
４４　　　第１のコイルエンド（第１の辺部）
４４ａ　　第３凹部
４４ｂ　　第３スリット
４５　　　第２のコイルエンド（第２の辺部）
４５ａ　　第４凹部
４５ｂ　　第４スリット
４６　　　第３の辺部（遅れ側）
４６ａ　　第１凹部
４６ｂ　　第１スリット
４７　　　第４の辺部（進み側）
４７ａ　　第２凹部
４７ｂ　　第２スリット
５０，５１　インシュレータ
５０ａ　　溝部
１００　　ステータ
２００　　ロータ
２１０　　出力軸
２２０　　ロータコア
２３０　　磁石
１０００　モータ

Claims (18)

  1. モータのステータに装着されるコイルであって、
    前記モータは、
    前記ステータと、
    軸心に出力軸を、外周側に複数の磁石をそれぞれ有するとともに、前記ステータの径方向内側に配置されたロータと、を少なくとも有し、
    前記コイルは、
    螺旋状に巻回された第１～第ｎ（ｎは２以上の整数）ターンからなる巻線部と、
    前記第１ターンから延びる第１のリード部と、
    前記第ｎターンから延びる第２のリード部と、を少なくとも有し、
    前記第１～第ｎターンの一部または全部の形状が、前記磁石または前記コイルで発生した磁束が前記コイルに鎖交する部分において、他の部分と異なるコイル。
  2. 前記ロータの主回転方向の遅れ側と進み側とで、前記第１～第ｎターンの一部または全部の形状が異なる請求項１に記載のコイル。
  3. 前記ロータの主回転方向の遅れ側に位置する前記第１～第ｎターンのうち、一部のターンまたは全部のターンのそれぞれの厚さが、前記ロータの主回転方向の進み側に位置する前記第１～第ｎターンのそれぞれの厚さよりも薄い請求項２に記載のコイル。
  4. 前記ロータの主回転方向の遅れ側に位置する前記第１～第ｎターンのうち前記ロータに近い１つまたは複数のターンの厚さが、他のターンの厚さよりも薄い請求項３に記載のコイル。
  5. 前記ロータの主回転方向の遅れ側に位置する第ｋターン（ｋは整数で、１≦ｋ≦ｎ）の幅が、前記ロータの主回転方向の進み側に位置する第ｋターンに対応するターンの幅よりも狭い請求項２に記載のコイル。
  6. 前記第ｋターンは、前記第１～第ｎターンの中で前記ロータに近い側に位置している請求項５に記載のコイル。
  7. 前記ロータの主回転方向の遅れ側に位置する前記第１～第ｎターンの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第１凹部が形成されている請求項２に記載のコイル。
  8. 前記ロータの主回転方向の進み側に位置する前記第１～第ｎターンの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第２凹部が形成されており、
    前記第１凹部の全体の体積が、前記第２凹部の全体の体積よりも大きい請求項７に記載のコイル。
  9. 前記ロータの主回転方向の遅れ側に位置する前記第１～第ｎターンの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第１スリットが形成されている請求項２に記載のコイル。
  10. 前記ロータの主回転方向の進み側に位置する前記第１～第ｎターンの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第２スリットが形成されており、
    前記第１スリットの全体の体積が、前記第２スリットの全体の体積よりも大きい請求項９に記載のコイル。
  11. 前記巻線部は、
    前記モータの軸線方向である軸方向の一方に位置する第１のコイルエンドと、
    前記軸方向の他方側に位置する第２のコイルエンドと、を有しており、
    前記第１のコイルエンドに含まれる前記第１～第ｎターンと前記第２のコイルエンドに含まれる前記第１～第ｎターンとで、一部または全部の形状が異なる請求項１から１０のいずれか１項に記載のコイル。
  12. 前記第１のコイルエンドに含まれる前記第１～第ｎターンのうち、一部のターンまたは全部のターンのそれぞれの厚さが、前記第２のコイルエンドに含まれる前記第１～第ｎターンのそれぞれの厚さよりも薄い請求項１１に記載のコイル。
  13. 前記第１のコイルエンドに含まれる前記第１～第ｎターンの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第３凹部が形成されている請求項１１に記載のコイル。
  14. 前記第２のコイルエンドに含まれる前記第１～第ｎターンの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第４凹部が形成されており、
    前記第３凹部の全体の体積が、前記第４凹部の全体の体積よりも大きい請求項１３に記載のコイル。
  15. コイルにおいて、
    前記第１のコイルエンドに含まれる前記第１～第ｎターンの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第３スリットが形成されている請求項１１に記載のコイル。
  16. 前記第２のコイルエンドに含まれる前記第１～第ｎターンの一部または全部に、少なくとも１つ以上の第４スリットが形成されており、
    前記第３スリットの全体の体積が、前記第４スリットの全体の体積よりも大きい請求項１５に記載のコイル。
  17. 軸心に出力軸を、外周側に複数の磁石をそれぞれ有するロータと、前記ロータの径方向外側に前記ロータと所定の間隔をあけて設けられたステータと、を少なくとも備え、
    前記ステータは、
    　　環状のヨークと、
    　　前記ヨークの内周に接続された複数のティースと、
    　　前記複数のティースのそれぞれに装着された複数のコイルと、を少なくとも有し、
    　　前記複数のコイルのそれぞれは、請求項１から１６のいずれか１項に記載のコイルであるモータ。
  18. 前記コイルは、単層巻きされた状態で前記ティースに装着されている請求項１７に記載のモータ。
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