WO2021241113A1 - コイル及びそれを備えたステータ、モータ - Google Patents

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WO2021241113A1
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WO
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coil
insulating resin
peripheral surface
winding body
wire winding
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PCT/JP2021/016750
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猛 前川
和晃 西村
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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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    • 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 disclosure relates to a coil and a stator and a motor provided with 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).
  • electrodeposition coating has a slow rate of forming an insulating film, and the manufacturing equipment is also expensive. Therefore, in the configuration of the coil in which the insulating film is formed by electrodeposition coating, there is a problem that the manufacturing cost of the coil increases. Further, the insulating film formed by electrodeposition coating has a large variation in film thickness. Therefore, in order to secure a predetermined withstand voltage, it is necessary to set a large target value for the film thickness of the insulating film. However, this has been a factor in further increasing the manufacturing cost of the coil.
  • An object of the present disclosure is to provide a coil capable of reducing the manufacturing cost of an insulating film, and a stator and a motor provided with the coil.
  • the coil according to the present disclosure includes a wire winding body in which a wire wound of a conductor having a quadrangular cross section is wound and laminated with n turns (n is a natural number), and the wire winding.
  • the insulating resin comprises an insulating resin covering the surface of the body, and the insulating resin covers the surface of the annular first turn (i is an integer, 1 ⁇ i ⁇ n), and the insulation is provided in the first to nth turns.
  • the resin is formed continuously and integrally.
  • one or a plurality of grooves extending from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the wire winding body are provided.
  • the insulating resin is preferably formed so as to fill the groove.
  • the i-turn is a square ring having four sides, and in the i-turn, the insulating resin covers the surface of each of the four sides, and at least in the j-turn. It is preferable that one or a plurality of the groove portions are provided on each of the four side portions included.
  • the groove portion has a tapered shape in which at least one of the width and the depth changes from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the wire winding body.
  • a plurality of groove portions are provided at least in the j-turn (j is an integer, 2 ⁇ j ⁇ n-1), and both ends of the groove portions are both provided on the outer peripheral surface of the j-turn, and the insulation is provided.
  • the resin is preferably formed so as to fill the groove.
  • the i-turn is a square ring having four sides, and in the i-turn, the insulating resin covers the surface of each of the four sides, and at least in the j-turn.
  • the four included side portions one or two sets of the side portions facing each other may be provided with one or a plurality of the groove portions extending from one end to the other end of the side portions.
  • the groove portion has a tapered shape in which at least one of the width and the depth changes from one end to the other end of the side portion.
  • another groove portion extending along the stacking direction of the strands is further provided on at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the wire winding body, and the other groove portion is one of the groove portions. It may be formed so as to be continuous with the end portion.
  • the i-turn is a square ring having four side portions, and in the i-turn, the insulating resin covers the surface of each of the four side portions, and the lamination direction of the strands. At least at the four corners of the outer peripheral surfaces of the two turns adjacent to each other, recesses are provided that are recessed from the outer peripheral surface of the wire winding body toward the inner peripheral surface, and are provided between the two turns.
  • the thickness of the insulating resin obtained is preferably not less than or equal to the width of the recess along the stacking direction.
  • the i-turn (i is an integer and 1 ⁇ i ⁇ n) is a square ring having four sides, and in the i-turn, the insulating resin is a respective of the four sides.
  • the upper side and the lower side of the outer peripheral surface of the side portion is chamfered from one end to the other end of the side portion. It may be.
  • the stator according to the present disclosure includes a wire winding body in which a stator core having a tooth portion and a wire having a conductor having a quadrangular cross section are wound and laminated with n turns (n is a natural number), and the wire winding.
  • a coil having an insulating resin covering the surface of the body is provided, and the insulating resin is continuous with at least the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the wire winding body and both end faces in the stacking direction of the wire. It is formed so as to cover it, and an insulating material is provided between the turns adjacent to each other.
  • stator core having tooth portions and the coil described above are provided, and the insulating resin is continuous with the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the wire winding body and both end faces in the stacking direction of the wire winding body. It may be formed so as to cover it.
  • the insulating material provided between the turns adjacent to each other may contain a member different from the insulating resin.
  • the insulating material may be insulating paper.
  • a plurality of the insulating materials are provided at intervals between the turns adjacent to each other.
  • the insulating resin provided on the inner peripheral surface of the coil may be in contact with the surface of the tooth portion, and the coil may be fixed to the tooth portion.
  • the insulating resin provided on the inner peripheral surface of the coil is either the insulating resin provided on the outer peripheral surface of the coil or the insulating resin provided on both end faces in the stacking direction of the strands. It is preferably formed so as to be thicker than the above.
  • the motor according to the present disclosure includes at least a rotor having an output shaft as an axis and a stator provided coaxially with the rotor and at a predetermined distance from the rotor.
  • the manufacturing cost of the coil particularly the cost of forming an insulating film on the surface of the wire winding body can be greatly reduced.
  • the manufacturing cost of the stator can be reduced.
  • the manufacturing cost of the motor can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a motor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the coil.
  • FIG. 3 is a perspective view of the wire winding body.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the insulating coating process.
  • FIG. 6A is a schematic view of the tooth and the wire winding body set in the mold as viewed from the axial direction.
  • FIG. 6B is a schematic view of the tooth and the wire winding body set in the mold as viewed from the inside in the radial direction.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a main part of the stator.
  • FIG. 8 is a perspective view of the coil for comparison.
  • FIG. 9 is a perspective view of the first wire winding body according to the first modification.
  • FIG. 10 is a perspective view of the second wire winding body according to the first modification.
  • FIG. 11 is a perspective view of the third wire winding body according to the first modification.
  • FIG. 12 is a perspective view of the fourth wire winding body according to the first modification.
  • FIG. 13A is a top view of the side portion of the wire winding body according to the modified example 2.
  • FIG. 13B is a top view of a side portion of another wire winding body according to the second modification.
  • FIG. 14A is a schematic cross-sectional view of a side portion of the wire winding body according to the modified example 3.
  • FIG. 14A is a schematic cross-sectional view of a side portion of the wire winding body according to the modified example 3.
  • FIG. 14B is a schematic cross-sectional view of a side portion of another wire winding body according to the modified example 3.
  • FIG. 15 is a perspective view of the wire winding body according to the modified example 4.
  • FIG. 16 is a partially enlarged view of another wire winding body according to the modified example 4.
  • FIG. 17 is a side view of the wire winding body according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a partial cross-sectional view of the coil according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a side view of another wire winding body according to the second embodiment.
  • FIG. 20A is a side view of still another wire winding body according to the second embodiment.
  • 20B is a cross-sectional view taken along the line XXB-XXB of FIG. 20A.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the motor 1000 according to the first embodiment.
  • the radial direction of the motor 1000 is the "radial 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 "axial direction”. May be called.
  • the axial center side of the motor 1000 may be referred to as an inner or inner side
  • the outer peripheral side may be referred to as an outer or outer side.
  • the axis of the motor 1000 coincides with the axis of the output shaft 210.
  • 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 a bearing that supports the output shaft 210, but the illustration and description thereof are omitted for convenience of explanation.
  • the stator 100 has an annular yoke 20 and a plurality of teeth (tooth portions) 10 connected to the inner circumference of the yoke 20 and provided at equal intervals along the inner circumference.
  • the yoke 20 to which the teeth 10 are connected may be referred to as a stator core 110.
  • the stator 100 further has a slot 30 provided between the teeth 10 adjacent to each other in the circumferential direction, and a coil 40 housed in the slot 30.
  • the stator 100 is arranged on the outer side in the radial direction of the rotor 200 at a certain interval from the rotor 200.
  • the teeth 10 and the yoke 20 are each formed by punching an electromagnetic steel sheet containing silicon or the like and then laminating them.
  • the coil 40 is attached to each of the plurality of teeth 10 and is housed in the slot 30. The shape of the coil 40 will be described in detail later.
  • the coils 40 may be referred to as coils U1 to U4, coils V1 to V4, and coils W1 to W4, respectively, depending on the phase of the current flowing through the coil 40.
  • the rotor 200 is embedded inside the output shaft 210, the rotor core 220 having the output shaft 210 at the axis, and the rotor core 220, and the N pole and the S pole facing the stator 100 are along the outer peripheral direction of the output shaft 210. It has a plurality of magnets 230 arranged alternately. 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, for example, by punching an electromagnetic steel sheet containing silicon or the like and then laminating it.
  • Coil U1 to U4 are connected in series, coils V1 to V4 are connected in series, and coils W1 to W4 are connected in series.
  • 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. do.
  • a torque is generated by an interaction between this rotating magnetic field and the magnetic field generated by the magnet 230 provided in the rotor 200, and the output shaft 210 is supported by a bearing (not shown) and rotates.
  • the same operation and effect can be obtained even if the coils U1 to U4 are connected in parallel to the stator 100, the coils V1 to V4 are connected in parallel, and the coils W1 to W4 are connected in parallel, or in another connection configuration. Can play.
  • FIG. 2 is a perspective view of the coil.
  • FIG. 3 is a perspective view of the wire winding body.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.
  • the side provided with the lead portion 52 may be referred to as an upper side or an upper side, and the opposite side thereof may be referred to as a lower side or a lower side in the axial direction.
  • the coil 40 has a wire winding body 50 in which a wire having a conductor having a rectangular cross section is spirally wound and laminated for a plurality of turns, and the surface of the wire winding body 50. It has an insulating resin 60 to cover.
  • the number of turns of the wire winding body 50 is set to 3 turns, but the number of turns is not particularly limited to this, and n turns (n is a natural number) may be used.
  • the cross section of the coil 40 may be substantially quadrangular. Specifically, even if the cross section of the coil 40 has a shape such that the corners are chamfered, the same effect as that of the present disclosure can be obtained.
  • the wire winding body 50 includes not only a winding body in which a wire having a constant width and thickness is spirally wound, but also a “molded body”.
  • the "molded body" in the present specification includes, for example, a product formed through the following steps. For example, by preparing multiple rectangular or L-shaped metal plates with different lengths, widths or thicknesses and pressing these plates, or by cold pressing, welding, or otherwise joining. A molded body is formed.
  • the material of the plate material is a low resistance material such as copper or aluminum.
  • the molded body may be formed by so-called casting, in which copper or the like is melted and poured into a mold. Further, a molded body may be formed by bending a plate-shaped strand having a different width or thickness in advance at a predetermined position. Alternatively, a plate-shaped wire 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 the wire may be spirally wound to form a molded body. In short, the molded body is formed by adding another process other than winding the wire, or by a method different from simply winding.
  • each turn of the wire winding body 50 is a square ring having four sides 51. Both ends of the wire winding body 50 are lead portions 52 that are not covered with the insulating resin 60. The lead portion 52 is connected to a bus bar or wiring (not shown) and electrically connected to another coil 40 or an external power source (not shown).
  • Grooves 53a and 53b are formed in the central portion of each of the four side portions 51.
  • the groove portion 53a is formed on the radial outer peripheral surface of the side portion 51
  • the groove portion 53b is formed on the radial inner peripheral surface of the side portion 51.
  • the groove portion 53a and the groove portion 53b are arranged so as to face each other, forming one groove portion 53. That is, groove portions 53a and 53b extending from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the wire winding body 50 are formed on each of the four side portions 51 included in the i-th turn (i is an integer and 1 ⁇ i ⁇ n). Has been done.
  • the insulating resin 60 is continuously and integrally formed so as to cover the entire surface of the wire winding body 50 including the inside of the groove portion 53 during each turn.
  • the insulating resin 60 formed on each surface is integrated.
  • the insulating resin 60 is formed on the surface of the wire winding body 50 by setting the wire winding body 50 in the mold 300 (see FIG. 5) and injecting the molten resin. NS.
  • the insulating resin 60 for example, a thermoplastic resin such as ABS (Acrylonitrile Style Style) resin is used, but the type of the insulating resin 60 is not particularly limited thereto, and the type of the insulating resin 60 can be appropriately changed.
  • ABS Acrylonitrile Style Style
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the insulation coating process.
  • FIG. 6A is a schematic view of the tooth and the wire winding body set in the mold as viewed from the axial direction.
  • FIG. 6B is a schematic view of the tooth and the wire winding body set in the mold as viewed from the inside in the radial direction.
  • the directions shown in FIGS. 6A and 6B are the directions when the tooth 10 is incorporated in the motor 1000.
  • the manufacturing method of the stator 100 will be described below with reference to the drawings. First, the wire winding body 50 in which the groove portion 53 is formed is prepared, and the wire winding body 50 is attached to the tooth 10.
  • the mold 300 is a normal split type.
  • the mold 300 is divided into a cavity 310 which is a fixed portion and a core 320 which is a movable portion.
  • the cavity 310 is provided with a resin injection path 311.
  • the tooth 10 is set at a predetermined position on the core 320, and is held and fixed by the slide core 400. Further, the lead portion 52 of the wire winding body 50 is also positioned and held by the core 320. In this state, the core 320 moves toward the cavity 310, the cavity 310 and the core 320 come into contact with each other at the parting line PL, and the wire winding body 50 and the tooth 10 are sealed inside the mold 300. ..
  • the positioning pin 420 and the slide core 410 each come into contact with a predetermined position of the wire winding body 50, for example, a recess 56 (see FIG. 17) shown later.
  • a predetermined position of the wire winding body 50 for example, a recess 56 (see FIG. 17) shown later.
  • the wire winding body 50 is positioned with respect to the tooth 10, and a predetermined distance is provided between the inner peripheral surface of the wire winding body 50 and the surface of the tooth 10.
  • the molten thermoplastic resin is poured from the injection path 311 and the wire winding body 50 and the tooth 10 are resin-molded.
  • the resin enters the groove 53 of the wire winding body 50, and the inflow pressure of the resin expands between the turns adjacent to each other in the radial direction so as to cover the entire surface of the wire winding portion.
  • the resin wraps around.
  • the resin does not wrap around the portion of the lead portion 52 held by the core 320.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a main part of the stator.
  • the structure shown in FIG. 7 is a structure after the insulation coating process is completed.
  • the insulating resin 60 is filled between the inner peripheral surface of the wire winding body 50 and the surface of the tooth 10, so as to integrally cover the wire winding body 50 and the tooth 10. Is formed in. That is, the insulating resin 60 provided on the inner peripheral surface of the wire winding body 50 is in contact with the surface of the tooth 10, and the coil 40 is fixed to the tooth 10.
  • the insulating resin 60 is continuously provided between the adjacent turns of the wire winding body 50, the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the wire winding body 50, and both end faces in the radial direction, which is the stacking direction of the wires. It is formed to cover.
  • a wire winding body 50 in which a wire made of a conductor having a rectangular cross section is wound and laminated with n turns (n is a natural number) and a wire winding are used. It includes at least an insulating resin 60 that covers the surface of the coil 50.
  • the i-turn is a square ring having four side portions 51, and in the i-turn, the insulating resin 60 covers the surface of each of the four side portions 51. In the first to nth turns, the insulating resin 60 is continuously and integrally formed.
  • Each of the four side portions 51 included in the i-turn is provided with groove portions 53a and 53b extending from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the wire winding body 50.
  • the insulating resin 60 is formed so as to cover the surface of each of the four side portions 51 and fill the groove portions 53 or 53a or 53b.
  • the coil 40 By configuring the coil 40 in this way, it is possible to greatly reduce the manufacturing cost of the coil 40, particularly the cost of forming an insulating film on the surface of the wire winding body 50.
  • the wire winding body 50 in which a wire made of a conductor having a rectangular cross section is wound and laminated with n turns (n is a natural number) and the wire winding
  • the insulating resin 60 covers the surface of the body 50, and the insulating resin 60 covers the surface of the annular first turn (i is an integer, 1 ⁇ i ⁇ n), and in the first to nth turns.
  • the insulating resin 60 is continuously and integrally formed.
  • FIG. 8 is a perspective view of the coil 40A for comparison.
  • the configuration of the coil 40A shown in FIG. 8 corresponds to, for example, the conventional configuration disclosed in Patent Document 1.
  • the groove portions 53a and 53b shown in FIGS. 2 to 4 are not formed on the wire winding body 50A.
  • the insulating resin 60 is formed on the surface of the wire winding body 50A by the above-mentioned method, so that the molten resin having a predetermined viscosity does not easily enter between the turns. .. Therefore, the insulating resin 60 is not formed with a desired thickness between adjacent turns. Alternatively, the thickness of the insulating resin 60 varies. This may cause insulation failure of the coil 40A.
  • each of the four side portions 51 included in the i-turn is provided with groove portions 53a and 53b extending from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the wire winding body 50.
  • the molten resin easily enters the groove 53 in the insulating coating step.
  • the inflow pressure of the resin spreads between adjacent turns, and the molten resin wraps around sufficiently.
  • the entire surface of the wire winding body 50 can be reliably covered with the insulating resin 60. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of insulation failure of the coil 40.
  • the insulating resin 60 can be coated on the entire surface of the wire winding body 50 at once by the known insert molding, the manufacturing cost of the insulating film and the manufacturing cost of the coil 40 can be reduced.
  • the i-turn of the wire winding body 50 is a square ring
  • the i-th turn may be an annular shape including an annular ring or a regular polygonal annular shape, and the surface of each of the first to nth turns may be covered with the insulating resin 60.
  • the insulating resin 60 is continuously and integrally formed in the first to nth turns. That is, in the first to nth turns, the insulating resin 60 is integrated.
  • the groove portion 53 is provided at a position facing the radial direction with a virtual axis extending in the axial direction through the center of the wire winding body 50.
  • the stator 100 includes at least a stator core 110 having teeth (teeth) 10 and a coil 40.
  • the insulating resin 60 is formed so as to integrally cover the wire winding body 50 and the tooth (tooth portion) 10. Further, the insulating resin 60 is continuous between the adjacent turns of the wire winding body 50, the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the wire winding body 50, and both end faces in the radial direction which is the stacking direction of the wires. It is formed to cover it.
  • stator 100 By configuring the stator 100 in this way, the insulation coating process in the coil 40 manufacturing process and a part of the stator 100 assembly process can be shared, and the manufacturing cost of the stator 100 can be reduced. Further, the insulation defect of the coil 40 can be reduced, and the reliability of the stator 100 can be enhanced.
  • the insulating resin 60 provided on the inner peripheral surface of the wire winding body 50 is in contact with the surface of the tooth 10, and the coil 40 is fixed to the tooth 10.
  • the insulating resin 60 provided on the inner peripheral surface of the coil 40 is the insulating resin 60 provided on the outer peripheral surface of the coil 40, or both end faces in the stacking direction of the strands. It is preferably formed so as to be thicker than the insulating resin 60 provided in any of them.
  • the wire winding body 50 is attached to the tooth 10 to which the above-mentioned insulator is attached, and the insulating resin 60 is attached by the above-mentioned method. It may be formed.
  • the wire winding body 50 may be covered with the insulating resin 60 to form the coil 40 in advance, and the coil 40 may be attached to the tooth 10 later. At the time of mounting the coil 40, the above-mentioned insulator may be mounted on the tooth 10 in advance.
  • the yoke 20 may be divided into a plurality of parts in the circumferential direction.
  • the tooth 10 to which the coil 40 is mounted is connected to each of the split yokes (not shown).
  • the split yoke is connected in the circumferential direction to complete the stator 100.
  • the split yoke to which the tooth 10 is connected and the wire winding body 50 are set in the mold 300 shown in FIGS. 5, 6A, and 6B to form the insulating resin 60. You may do it. By doing so, the degree of freedom in the process of assembling the stator 100 can be increased.
  • the stator 100 includes a stator core 110 having a tooth 10, a wire winding body 50 in which a wire made of a conductor having a rectangular cross section is wound, and n-turns (n is a natural number) laminated. At least a coil 40 having an insulating resin 60 covering the surface of the wire winding body 50 is provided, and the insulating resin 60 is at least in the outer peripheral surface, the inner peripheral surface, and the stacking direction of the wire winding body 50. It is formed so as to continuously cover both end faces, and an insulating material is provided between the turns adjacent to each other. According to the stator 100 according to the present embodiment, the manufacturing cost of the stator 100 can be reduced.
  • the motor 1000 includes at least a rotor 200 having an output shaft 210 as an axis, and a stator 100 provided coaxially with the rotor 200 and at a predetermined distance from the rotor 200.
  • the motor 1000 By configuring the motor 1000 in this way, the cost of the stator 100 and eventually the cost of the motor 1000 can be reduced. Further, the insulation defect of the coil 40 can be reduced, and the reliability of the motor 1000 can be improved.
  • FIG. 9 is a perspective view of the first wire winding body according to the first modification.
  • FIG. 10 is a perspective view of the second wire winding body according to the first modification.
  • FIG. 11 is a perspective view of the third wire winding body according to the first modification.
  • FIG. 12 is a perspective view of the fourth wire winding body according to the first modification.
  • the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the shape, number, and arrangement of the grooves provided in the wire winding body 50 are not particularly limited to the configuration shown in the first embodiment, and can be variously changed as shown in this modification.
  • the groove portion 53a (53) may be provided only on the outer peripheral surface in the radial direction of the side portion 51. Further, as shown in FIG. 10, two groove portions 53a and 53b may be provided on each of the four side portions 51.
  • the coil 40 according to the present disclosure has at least each of the four side portions 51 included in the j-turn (j is an integer and 2 ⁇ j ⁇ n-1) from the outer peripheral surface of the wire winding body 50.
  • j is an integer and 2 ⁇ j ⁇ n-1) from the outer peripheral surface of the wire winding body 50.
  • One or a plurality of grooves 53a and 53b reaching the inner peripheral surface are provided.
  • the number of grooves formed in one side portion 51 may be three or more.
  • another groove portion 54c extending along the stacking direction is provided so as to connect between the plurality of groove portions 54a and 54b arranged apart from each other in the radial direction which is the stacking direction of the strands. Further may be provided.
  • the groove portion 54c is provided on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the wire winding body 50, respectively. That is, the groove portion 54 is composed of the groove portions 54a and 54b facing in the radial direction, the groove portion 54c connecting the end portions on the inner peripheral side thereof, and the groove portion 54c connecting the end portions on the outer peripheral side.
  • the insulating resin 60 can easily enter between the turns adjacent to each other in the insulating coating process. Therefore, the entire surface of the wire winding body 50 can be reliably covered with the insulating resin 60. As a result, the insulation defect of the coil 40 can be surely reduced, and the reliability of the stator 100 and, by extension, the motor 1000 can be improved.
  • the width and depth of the groove portion 54c can be appropriately changed according to the specifications of the electric resistance required for the coil 40. As shown in FIG. 10, when the number of groove portions 53 is increased, the rate of increase in the electric resistance of the coil 40 also increases. Therefore, the width and depth of each groove can be appropriately changed according to the specifications of the electric resistance required for the coil 40.
  • the groove portion 54c is provided on either the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the wire winding body 50 into which the insulating resin 60 flows.
  • the groove portion 54c may be formed so as to be continuous with one end of the groove portions 54a and 54b.
  • the groove portions 55a and 55b reaching from one end to the other end of the side portions 51 in each of the pair of side portions 51 facing each other. May be provided.
  • both ends of the groove portions 55a and 55b are both provided on the outer peripheral surface of the wire winding body 50.
  • the groove portion 55a and the groove portion 55b are arranged so as to face each other, forming one groove portion 55.
  • the insulating resin 60 can easily enter between the turns adjacent to each other. Therefore, the entire surface of the wire winding body 50 can be reliably covered with the insulating resin 60. This makes it possible to reliably reduce the insulation failure of the coil 40. Therefore, the reliability of the stator 100 and, by extension, the motor 1000 can be improved.
  • the number of the groove portions 55a and 55b formed in the side portion 51 may be two or more. Further, the groove portions 55a and 55b extending from one end to the other end of the side portion 51 may be provided on each of the pair of side portions 51 facing each other on which the groove portion is not formed in FIG. Also in this case, both ends of the groove portions 55a and 55b are provided on the outer peripheral surface of the wire winding body 50.
  • the longitudinal direction of the groove portions 55a and 55b is preferably along the flow direction of the molten resin in the mold 300. By doing so, the insulating resin 60 can more easily enter between the turns adjacent to each other, and the entire surface of the wire winding body 50 can be reliably covered with the insulating resin 60.
  • the i-turn may be an annular shape or a regular polygonal annular shape, and the surface of each of the first to nth turns may be covered with the insulating resin 60.
  • the groove portion is provided at a position facing the radial direction with a virtual axis extending in the axial direction through the center of the wire winding body 50.
  • the i-turn is a square ring having four side portions 51, and in the i-turn, the insulating resin 60 covers the surface of each of the four side portions 51.
  • the insulating resin 60 covers the surface of each of the four side portions 51.
  • groove portions 55a and 55b extending from one end to the other end of the side portions 51 are provided on each of one or two sets of side portions 51 facing each other. One or more are provided.
  • groove portions 55a and 55b may have a tapered shape in which at least one of the width and the depth changes from one end to the other end of the side portion 51.
  • another groove portion 54c extending along the stacking direction of the strands is further provided on at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the wire winding body 50, and the other groove portion 54c is one end of the groove portion. It may be formed so as to be continuous with the portions.
  • FIG. 13A is a top view of the side portion of the wire winding body according to the modified example 2.
  • FIG. 13B is a top view of a side portion of another wire winding body according to the second modification.
  • the groove portion 53a1 shown in FIG. 13A corresponds to the groove portion 53a shown in FIG.
  • the groove portion 55a1 shown in FIG. 13B corresponds to the groove portion 55a shown in FIG. 12.
  • the shape of the groove portions 53a1, 55a1 is changed to the outer circumference of the wire winding body 50. It may be a tapered shape whose width changes from the surface to the inner peripheral surface.
  • the width of the groove 53a1 is the widest on the outer peripheral surface of the wire winding body 50 which is the inflow surface of the molten resin, and the width of the groove 53a1 becomes narrower toward the inner peripheral surface.
  • the insulating resin 60 can easily enter between the turns adjacent to each other, and the entire surface of the wire winding body 50 can be reliably covered with the insulating resin 60.
  • the insulation defect of the coil 40 can be surely reduced, and the reliability of the stator 100 and, by extension, the motor 1000 can be improved.
  • the width of the groove portion 53a1 is the widest on the inner peripheral surface, and the width of the groove portion 53a1 becomes narrower toward the outer peripheral surface. Needless to say, is preferable.
  • the width of one end of the groove 55a1 corresponding to the inflow surface of the molten resin is the widest, and the width of the groove 55a1 becomes narrower toward the other end. Needless to say.
  • the i-turn may be an annular shape or a regular polygonal annular shape, and the surface of each of the first to nth turns may be covered with the insulating resin 60.
  • FIG. 14A is a schematic cross-sectional view of a side portion of the wire winding body according to the modified example 3.
  • FIG. 14B is a schematic cross-sectional view of a side portion of another wire winding body according to the modified example 3.
  • the groove portion 53a2 shown in FIG. 14A corresponds to the groove portion 53a shown in FIG.
  • the groove portion 55a2 shown in FIG. 14B corresponds to the groove portion 55a shown in FIG. 12.
  • the shape of the groove 53a2, 55a2 is changed to the outer circumference of the wire winding body 50 so that the insulating resin 60 can easily enter between the turns of the wire winding body 50 adjacent to each other. It may be a tapered shape in which the depth changes from the surface to the inner peripheral surface.
  • the depth of the groove 53a2 is the deepest on the outer peripheral surface of the wire winding body 50 which is the inflow surface of the molten resin, and the width of the groove 53a2 becomes shallower toward the inner peripheral surface. Is preferable.
  • the insulating resin 60 can easily enter between the turns adjacent to each other. Therefore, the entire surface of the wire winding body 50 can be reliably covered with the insulating resin 60. This makes it possible to reliably reduce the insulation failure of the coil 40. Therefore, the reliability of the stator 100 and, by extension, the motor 1000 can be improved.
  • the depth of the groove 53a2 is the deepest on the inner peripheral surface, and the width of the groove 53a2 becomes narrower toward the outer peripheral surface. Needless to say, is preferable.
  • the depth is the deepest at one end of the groove 55a2 corresponding to the inflow surface of the molten resin, and the depth of the groove 55a2 becomes shallower toward the other end. Needless to say.
  • the i-turn may be an annular shape or a regular polygonal annular shape, and the surface of each of the first to nth turns may be covered with the insulating resin 60.
  • FIG. 15 is a perspective view of the wire winding body according to the modified example 4.
  • FIG. 16 is a partially enlarged view of another wire winding body according to the modified example 4.
  • FIGS. 15 and 16 The configuration of the present modification shown in FIGS. 15 and 16 is shown in the first embodiment in that an insulating material different from the insulating resin 60 is provided between the turns of the wire winding body 50 adjacent to each other. Different from the configuration.
  • the thickness of the insulating resin 60 may be reduced. In some cases, the thickness variation may be suppressed. In such a case, as shown in the first embodiment, it may be difficult to control the thickness of the insulating resin 60 provided between the turns adjacent to each other by the inflow pressure or the inflow amount of the molten resin.
  • such a problem can be dealt with by providing an insulating material different from the insulating resin 60 in advance between the turns of the wire winding body 50 adjacent to each other.
  • the insulating paper 61 may be sandwiched between the turns adjacent to each other. That is, the insulating material may be insulating paper 61.
  • a plurality of dot-shaped insulators 62 may be provided at intervals between turns adjacent to each other by a method such as inkjet printing. By doing so, the thickness of the insulating resin 60 provided between the turns adjacent to each other can be set to a desired value.
  • the insulating resin 60 is formed on the surface of the wire winding body 50 shown in FIGS. 15 and 16 by the method shown in the first embodiment. Therefore, the insulating resin 60 may be inserted between the dot-shaped insulators 62 shown in FIG. With this configuration, insulation failure of the coil 40 can be reliably suppressed. Therefore, the reliability of the stator 100 and eventually the motor 1000 can be improved.
  • an insulating material is provided between the turns of the wire winding body 50 adjacent to each other.
  • the insulating material may be only the insulating resin 60, or may include an insulating member different from the insulating resin 60 in addition to the insulating resin 60.
  • the shape of the insulator 62 shown in FIG. 16 is not particularly limited. If the thickness can be controlled, the insulator 62 may be formed by a potting method. Also, the spacing between the insulators 62 can be changed as appropriate.
  • the i-turn may be an annular shape or a regular polygonal annular shape, and the surface of each of the first to nth turns may be covered with the insulating resin 60.
  • FIG. 17 is a side view of the wire winding body 50 according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a partial cross-sectional view of the coil 40 according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a side view of another wire winding body 50 according to the second embodiment.
  • FIG. 20A is a side view of still another wire winding body 50 according to the second embodiment.
  • 20B is a cross-sectional view taken along the line XXB-XXB of FIG. 20A.
  • the wire winding body 50 shown in the present embodiment faces the inner peripheral surface from the outer peripheral surface of the wire winding body 50 at the four corners of the outer peripheral surface of each of the two adjacent turns. It is different from the configuration shown in the first embodiment in that the recess 56 is provided.
  • the recess 56 is formed by cutting out each of the four corners of the outer peripheral surface in a straight line.
  • the recess 56 has a substantially triangular plane at the corner of the wire winding body 50.
  • the recess 56 has a shape in which a triangular pyramid is substantially cut off from the corner portion of the wire winding body 50.
  • the slide core 410 abuts on the wire winding body 50 to fix the position of the wire winding body 50. At this time, the tip of the slide core 410 is brought into contact with the recesses 56 provided at the four corners of the outer peripheral surfaces of the two turns adjacent to each other.
  • the slide core 410 may be referred to as a pressing portion 410.
  • the manufacturing cost of the coil 40 particularly the cost of forming an insulating film on the surface of the wire winding body 50 can be greatly reduced.
  • the surface of the wire winding body 50 can be reliably covered with the insulating resin 60. This makes it possible to reliably reduce the insulation failure of the coil 40. Therefore, the reliability of the stator 100 and, by extension, the motor 1000 can be improved.
  • the insulating resin 60 is not formed on the outer peripheral edges of the two adjacent turns including the surface of the recess 56. However, since the two adjacent turns are separated from each other, the occurrence of insulation failure of the coil 40 is suppressed.
  • the pressing portion 410 abuts on the concave portion 56 and spreads between two adjacent turns. Therefore, the thickness of the insulating resin 60 provided between the two turns is equal to or less than the width of the recess 56 along the radial direction, which is the stacking direction of each turn, so that the thickness of the insulating resin 60 can be easily controlled. Will be.
  • the shape of the recess 56 is not particularly limited to the example shown in FIG.
  • quadrangular recesses 57 may be provided at the four corners of the outer peripheral surfaces of two adjacent turns, respectively.
  • the sides facing each other on the outer peripheral surface of the side portion 51 that is, the upper side of one side portion 51 and the lower side of the other side portion 51 are formed.
  • the shape may be chamfered from one end to the other end of each side portion 51. That is, the chamfered portion 58 formed from one end to the other end of each side portion 51 may be provided on the upper side of one side portion 51 and the lower side of the other side portion 51.
  • the insulating resin 60 can be more easily inserted between the two adjacent turns, and the surface of the wire winding body 50 can be reliably covered with the insulating resin 60. This makes it possible to reliably reduce the insulation failure of the coil 40. Therefore, the reliability of the stator 100 and, by extension, the motor 1000 can be improved.
  • one of the sides facing each other on the outer peripheral surface of the side portion 51 may be the side portion 51. It may have a chamfered shape from one end to the other end.
  • the sides facing each other on the outer peripheral surface of the side portion 51 are chamfered in a straight line, but the present invention is not particularly limited to this, and for example, an R chamfered shape may be used.
  • the i-turn is a square ring having four side portions 51, and in the i-turn, the insulating resin 60 covers the surface of each of the four side portions 51. At least at the four corners of the outer peripheral surfaces of the two turns adjacent to each other in the stacking direction of the strands, recesses 56 are provided that are recessed from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the wire winding body 50.
  • the thickness of the insulating resin provided between the two turns is preferably not more than or equal to the width of the recess 56 along the stacking direction.
  • the i-th turn (i is an integer and 1 ⁇ i ⁇ n) is a square ring having four sides, and in the i-turn, the insulating resin 60 covers the surface of each of the four sides 51. At least one of the upper side and the lower side of the outer peripheral surface of the side portion 51 is chamfered from one end to the other end of the side portion 51 in two turns adjacent to each other in the stacking direction of the strands. May be good.
  • each component disclosed in the first and second embodiments and each modification may be appropriately combined to form a new embodiment.
  • the recess 56 shown in the modified example 3 may be formed in the wire winding body 50 shown in the first embodiment or the modified examples 1 and 2.
  • the coil according to the present disclosure is useful as a low-cost molded coil because the manufacturing cost of the insulating film can be reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

コイルは、断面が四角形の導体からなる素線が巻回され、ｎターン（ｎは自然数）積層された素線巻回体と、素線巻回体の表面を覆う絶縁樹脂と、を備えている。第ｉターン（ｉは整数で、１≦ｉ≦ｎ）は、４つの辺部を有する四角環状であり、第ｉターンにおいて、絶縁樹脂は、４つの辺部のそれぞれの表面を覆っている。第１～第ｎターンにおいて、絶縁樹脂は連続してかつ一体的に形成されている。

Description

コイル及びそれを備えたステータ、モータ
　本開示は、コイル及びそれを備えたステータ、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、特許文献１に開示されるような構成では、素線を螺旋状に巻回した成形体を鋳造により形成し、成形体の表面に絶縁皮膜を形成して、コイルを完成する。この際、電着塗装により絶縁皮膜が形成される。
独国特許出願公開第１０２０１２２１２６３７号明細書
　しかし、一般に、電着塗装は絶縁皮膜の形成速度が遅く、また、製造設備も高価である。よって、電着塗装により絶縁皮膜が形成されるコイルの構成では、コイルの製造コストが増加するという問題があった。また、電着塗装で形成される絶縁皮膜は、膜厚ばらつきが大きい。よって、所定の絶縁耐圧を確保するためには、絶縁皮膜の膜厚の目標値を大きく設定する必要があった。しかし、このことは、コイルの製造コストをさらに増加させる要因となっていた。
　本開示はかかる点に鑑みてなされたものである。本開示の目的は、絶縁皮膜の製造コストを低減可能なコイル及びそれを備えたステータ、モータを提供することにある。
　上記目的を達成するため、本開示に係るコイルは、断面が四角形の導体からなる素線が巻回され、ｎターン（ｎは自然数）積層された素線巻回体と、前記素線巻回体の表面を覆う絶縁樹脂と、を備え、環状の第ｉターン（ｉは整数で、１≦ｉ≦ｎ）の表面を前記絶縁樹脂が覆っており、第１～第ｎターンにおいて、前記絶縁樹脂は連続してかつ一体的に形成されている。
　また、少なくとも第ｊターン（ｊは整数で、２≦ｊ≦ｎ－１）に、前記素線巻回体の外周面から内周面に達する溝部が、１または複数設けられ、
前記絶縁樹脂は、前記溝部を埋めるように形成されていることが好ましい。
　また、前記第ｉターンは、４つの辺部を有する四角環状であり、前記第ｉターンにおいて、前記絶縁樹脂は、前記４つの辺部のそれぞれの表面を覆っており、少なくとも前記第ｊターンに含まれる前記４つの辺部の各々に、前記溝部が１または複数設けられていることが好ましい。
　また、溝部は、前記素線巻回体の外周面から内周面にかけて、幅及び深さの少なくとも一方が変化するテーパー形状であることが好ましい。
　また、少なくとも第ｊターン（ｊは整数で、２≦ｊ≦ｎ－１）に、溝部が複数設けられ、前記溝部の両端は、ともに前記第ｊターンの外周面に設けられており、前記絶縁樹脂は、前記溝部を埋めるように形成されていることが好ましい。
　また、前記第ｉターンは、４つの辺部を有する四角環状であり、前記第ｉターンにおいて、前記絶縁樹脂は、前記４つの辺部のそれぞれの表面を覆っており、少なくとも前記第ｊターンに含まれる前記４つの辺部のうち、互いに対向する１組または２組の前記辺部のそれぞれに、前記辺部の一端から他端に達する前記溝部が、１または複数設けられていてもよい。
　また、前記溝部は、前記辺部の一端から他端にかけて、幅及び深さの少なくとも一方が変化するテーパー形状であることが好ましい。
　また、前記素線巻回体の外周面及び内周面の少なくとも一方には、前記素線の積層方向に沿って延びる別の溝部がさらに設けられ、前記別の溝部は、前記溝部の一方の端部に連なるように形成されていてもよい。
　また、前記第ｉターンは、４つの辺部を有する四角環状であり、前記第ｉターンにおいて、前記絶縁樹脂は、前記４つの辺部のそれぞれの表面を覆っており、前記素線の積層方向で互いに隣り合う２つのターンの各々の外周面の少なくとも四隅に、前記素線巻回体の外周面から内周面に向かって窪む凹部が設けられており、前記２つのターンの間に設けられた前記絶縁樹脂の厚さは、前記積層方向に沿った前記凹部の幅以下であることが好ましい。
　また、前記第ｉターン（ｉは整数で、１≦ｉ≦ｎ）は、４つの辺部を有する四角環状であり、前記第ｉターンにおいて、前記絶縁樹脂は、前記４つの辺部のそれぞれの表面を覆っており、前記素線の積層方向で互いに隣り合う２つのターンにおいて、前記辺部の外周面の上辺及び下辺の少なくとも一方が、前記辺部の一端から他端にかけて面取りされた形状になっていてもよい。
　本開示に係るステータは、歯部を有するステータコアと、断面が四角形の導体からなる素線が巻回され、ｎターン（ｎは自然数）積層された素線巻回体と、前記素線巻回体の表面を覆う絶縁樹脂と、を有するコイルと、を備え、前記絶縁樹脂は、少なくとも前記素線巻回体の外周面と内周面と前記素線の積層方向における両端面とを連続して覆うように形成されており、互いに隣り合うターンの間に絶縁材が設けられている。
　また、歯部を有するステータコアと、上記に記載のコイルと、を備え、前記絶縁樹脂は、前記素線巻回体の外周面と内周面と前記素線の積層方向における両端面とを連続して覆うように形成されていてもよい。
　また、互いに隣り合うターンの間に設けられる前記絶縁材は、前記絶縁樹脂とは異なる部材を含んでもよい。
　また、前記絶縁材は、絶縁紙であってもよい。
　また、前記絶縁材は、互いに隣り合うターンの間において、互いに間隔をあけて複数設けられていることが好ましい。
　また、前記コイルの内周面に設けられた前記絶縁樹脂が前記歯部の表面に接して、前記歯部に前記コイルが固着されていてもよい。
　また、前記コイルの内周面に設けられた前記絶縁樹脂は、前記コイルの外周面に設けられた前記絶縁樹脂、または前記素線の積層方向における両端面のいずれかに設けられた前記絶縁樹脂よりも厚くなるように形成されていることが好ましい。
　本開示に係るモータは、出力軸を軸心に有するロータと、前記ロータと同軸にかつ前記ロータと所定の間隔をあけて設けられた前記ステータと、を少なくとも備える。
　本開示のコイルによれば、コイルの製造コスト、特に素線巻回体の表面に絶縁被膜を形成するコストを大きく低減することができる。本開示のステータによれば、ステータの製造コストを低減できる。本開示のモータによれば、モータの製造コストを低減できる。
図１は、実施形態１に係るモータの模式図である。 図２は、コイルの斜視図である。 図３は、素線巻回体の斜視図である。 図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線での断面図である。 図５は、絶縁被膜工程の説明図である。 図６Ａは、金型にセットされたトゥース及び素線巻回体を軸方向から見た模式図である。 図６Ｂは、金型にセットされたトゥース及び素線巻回体を径方向内側から見た模式図である。 図７は、ステータの要部の断面模式図である。 図８は、比較のためのコイルの斜視図である。 図９は、変形例１に係る第１の素線巻回体の斜視図である。 図１０は、変形例１に係る第２の素線巻回体の斜視図である。 図１１は、変形例１に係る第３の素線巻回体の斜視図である。 図１２は、変形例１に係る第４の素線巻回体の斜視図である。 図１３Ａは、変形例２に係る素線巻回体の辺部の上面図である。 図１３Ｂは、変形例２に係る別の素線巻回体の辺部の上面図である。 図１４Ａは、変形例３に係る素線巻回体の辺部の断面模式図である。 図１４Ｂは、変形例３に係る別の素線巻回体の辺部の断面模式図である。 図１５は、変形例４に係る素線巻回体の斜視図である。 図１６は、変形例４に係る別の素線巻回体の部分拡大図である。 図１７は、実施形態２に係る素線巻回体の側面図である。 図１８は、実施形態２に係るコイルの部分断面図である。 図１９は、実施形態２に係る別の素線巻回体の側面図である。 図２０Ａは、実施形態２に係るさらなる別の素線巻回体の側面図である。 図２０Ｂは、図２０ＡのＸＸＢ－ＸＸＢ線での断面図である。
　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）
　［モータの構成］
　図１は、実施形態１に係るモータ１０００の模式図である。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」と呼ぶことがある。径方向において、モータ１０００の軸心側を内または内側と、外周側を外または外側と呼ぶことがある。軸方向から見て、モータ１０００の軸心は、出力軸２１０の軸線に一致する。
　モータ１０００は、ステータ１００とロータ２００とを有している。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２１０を軸支する軸受等の部品を有しているが、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（歯部）１０と、を有している。ティース１０が接続されたヨーク２０を、ステータコア１１０と呼ぶことがある。
　ステータ１００は、さらに、周方向に隣り合うティース１０の間に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打ち抜き加工した後に積層して形成される。コイル４０は、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。コイル４０の形状については、後で詳述する。
　また、本実施形態では、コイル４０に流れる電流の位相に応じて、コイル４０をコイルＵ１～Ｕ４，コイルＶ１～Ｖ４，コイル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、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２１０の外周方向に沿って交互に配置された複数の磁石２３０とを有している。磁石２３０の材料や形状や材質については、モータ１０００の出力等に応じて適宜変更し得る。ロータコア２２０は、例えば、ケイ素等を含有した電磁鋼板を打ち抜き加工した後に積層して形成される。
　コイルＵ１～Ｕ４が直列，コイルＶ１～Ｖ４が直列，コイルＷ１～Ｗ４が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。
　なお、本開示は、ステータ１００にコイルＵ１～Ｕ４が並列，コイルＶ１～Ｖ４が並列，コイルＷ１～Ｗ４が並列に接続する構成、または、他の接続構成であっても、同様の作用効果を奏することができる。
　［コイルの構成］
　図２は、コイルの斜視図である。図３は、素線巻回体の斜視図である。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線での断面図である。なお、コイル４０及び素線巻回体５０では、軸方向において、リード部５２が設けられた側を上または上側と呼び、その反対側を下または下側と呼ぶことがある。
　図２に示すように、コイル４０は、断面が四角形の導体からなる素線が螺旋状に巻回され、複数ターン積層された素線巻回体５０と、素線巻回体５０の表面を覆う絶縁樹脂６０とを有している。なお、説明の便宜上、素線巻回体５０のターン数を３ターンとしているが、特にこれに限定されず、ｎターン（ｎは自然数）であってもよい。コイル４０の断面は、実質的に四角形であればよい。具体的には、コイル４０の断面において、角部を面取りしたような形状であっても、本開示と同様の作用効果を奏することができる。
　素線巻回体５０は、幅及び厚さが一定の素線が螺旋状に巻回された巻回体だけでなく、「成形体」も含まれる。
　なお、本願明細書における「成形体」は、例えば、以下の工程を経て形成されたものを含む。例えば、長さ、幅あるいは厚みが異なる複数の長方形またはＬ字状の金属板材を準備し、これらの板材をプレスすること、または、冷間圧接、溶接、あるいはその他の方法で接合することで、成形体が形成される。板材の材質は、銅またはアルミニウム等の低抵抗材料である。
　あるいは、成形体は、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。また、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素線を所定の位置で曲げ加工することで、成形体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素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、成形体が形成されてもよい。要するに、素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体は形成される。
　図３に示すように、素線巻回体５０の各ターンは、４つの辺部５１を有する四角環状である。素線巻回体５０の両端部は、絶縁樹脂６０が被覆されていないリード部５２である。リード部５２は、図示しないバスバーまたは配線に接続され、他のコイル４０または図示しない外部電源と電気的に接続される。
　４つの辺部５１のそれぞれの中央部分に、溝部５３ａ，５３ｂが形成されている。溝部５３ａは、辺部５１の径方向の外周面に形成されている、溝部５３ｂは、辺部５１の径方向の内周面に形成されている。互いに隣り合うターンでは、溝部５３ａと溝部５３ｂが対向して配置され、１つの溝部５３を構成している。つまり、第ｉターン（ｉは整数で、１≦ｉ≦ｎ）に含まれる４つの辺部５１の各々に、素線巻回体５０の外周面から内周面に達する溝部５３ａ，５３ｂが形成されている。
　図４に示すように、絶縁樹脂６０は、各ターンの間及び溝部５３の内部も含めた素線巻回体５０の表面全体を覆うように、連続してかつ一体的に形成されている。言い換えると、素線巻回体５０の第１ターン～第ｎターンにおいて、それぞれの表面に形成された絶縁樹脂６０は一体化されている。後で述べるように、素線巻回体５０を金型３００（図５を参照）にセットして、溶融樹脂を注入することにより、素線巻回体５０の表面に絶縁樹脂６０が形成される。絶縁樹脂６０として、例えば、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ　Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ　Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられるが、特にこれに限定されず、絶縁樹脂６０の種類は適宜変更しうる。
　［ステータの製造方法］
　図５は、絶縁被覆工程の説明図である。図６Ａは、金型にセットされたトゥース及び素線巻回体を軸方向から見た模式図である。図６Ｂは、金型にセットされたトゥース及び素線巻回体を径方向内側から見た模式図である。なお、図６Ａ，図６Ｂに示す各方向は、トゥース１０がモータ１０００に組み込まれたときの方向である。
　以下に、図面を参照しながら、ステータ１００の製造方法について説明する。まず、溝部５３が形成された素線巻回体５０を準備し、素線巻回体５０をトゥース１０に装着する。
　次に、図５の左側に示すように、素線巻回体５０が装着されたトゥース１０を金型３００にセットする。金型３００は、通常の分割タイプである。金型３００は、固定部であるキャビティ３１０と、可動部であるコア３２０に分割されている。キャビティ３１０に樹脂の注入路３１１が設けられている。
　コア３２０の所定の位置にトゥース１０がセットされ、スライドコア４００で保持固定される。また、素線巻回体５０のリード部５２も、位置決めされた上でコア３２０に保持される。この状態で、コア３２０がキャビティ３１０に向けて移動し、キャビティ３１０とコア３２０とがパーティングラインＰＬで接触して、金型３００の内部に素線巻回体５０及びトゥース１０が密閉される。
　このとき、図６Ａ，図６Ｂに示すように、位置決めピン４２０とスライドコア４１０が、それぞれ素線巻回体５０の所定の位置、例えば、後で示す凹部５６（図１７を参照）に当接することで、トゥース１０に対して素線巻回体５０が位置決めされるとともに、素線巻回体５０の内周面とトゥース１０の表面との間に所定の間隔が設けられる。
　次に、溶融した熱可塑性樹脂を注入路３１１から流し込み、素線巻回体５０とトゥース１０とを樹脂モールドする。このとき、樹脂は、素線巻回体５０の溝部５３に入り込むとともに、樹脂の流入圧により、径方向で互いに隣り合うターンの間が押し広げられ、素線巻回部の表面全体を覆うように、樹脂が回り込む。なお、リード部５２のコア３２０に保持された部分には、樹脂は回り込まないようになっている。
　樹脂注入後、所定の温度以下になるまで待った後で、コア３２０をキャビティ３１０から離すように移動させる。素線巻回体５０とトゥース１０とをコア３２０から取り外して、素線巻回体５０への絶縁被覆工程が完了し、コイル４０が完成する。この工程は、いわゆるインサート成形工程である。なお、コイル４０に絶縁樹脂６０のバリが極力残らないように、キャビティ３１０及びコア３２０の形状、コア３２０へのトゥース１０及び素線巻回体５０のセット位置、さらに、パーティングラインＰＬの位置及び形状が設定されている。
　図７は、ステータの要部の断面模式図である。図７に示す構造は、絶縁被覆工程の終了後の構造である。
　図７に示すように、絶縁樹脂６０は、素線巻回体５０の内周面とトゥース１０の表面との間に充填され、素線巻回体５０とトゥース１０とを一体的に覆うように形成されている。つまり、素線巻回体５０の内周面に設けられた絶縁樹脂６０がトゥース１０の表面に接して、トゥース１０にコイル４０が固着されている。
　絶縁樹脂６０は、素線巻回体５０の互いに隣り合うターンの間と素線巻回体５０の外周面と内周面と素線の積層方向である径方向の両端面とを連続して覆うように形成されている。
　［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、断面が四角形の導体からなる素線が巻回され、ｎターン（ｎは自然数）積層された素線巻回体５０と、素線巻回体５０の表面を覆う絶縁樹脂６０と、を少なくとも備えている。
　第ｉターンは、４つの辺部５１を有する四角環状であり、第ｉターンにおいて、絶縁樹脂６０は、４つの辺部５１のそれぞれの表面を覆っている。第１～第ｎターンにおいて、絶縁樹脂６０は連続してかつ一体的に形成されている。
　第ｉターンに含まれる４つの辺部５１の各々に、素線巻回体５０の外周面から内周面に達する溝部５３ａ，５３ｂが設けられている。絶縁樹脂６０は、４つの辺部５１のそれぞれの表面を覆うとともに、溝部５３または５３ａあるいは５３ｂを埋めるように形成されている。
　コイル４０をこのように構成することで、コイル４０の製造コスト、特に素線巻回体５０の表面に絶縁被膜を形成するコストを大きく低減することができる。
　以上のように、本実施の形態のコイル４０は、断面が四角形の導体からなる素線が巻回され、ｎターン（ｎは自然数）積層された素線巻回体５０と、素線巻回体５０の表面を覆う絶縁樹脂６０と、を少なくとも備え、環状の第ｉターン（ｉは整数で、１≦ｉ≦ｎ）の表面を絶縁樹脂６０が覆っており、第１～第ｎターンにおいて、絶縁樹脂６０は連続してかつ一体的に形成されている。これにより、本開示のコイル４０によれば、コイル４０の製造コスト、特に素線巻回体５０の表面に絶縁被膜を形成するコストを大きく低減することができる。
　図８は、比較のためのコイル４０Ａの斜視図である。図８に示すコイル４０Ａの構成は、例えば、特許文献１に開示される従来の構成に相当する。
　図８に示すコイル４０Ａでは、素線巻回体５０Ａに図２～図４に示す溝部５３ａ，５３ｂが形成されていない。この素線巻回体５０Ａの表面に前述の方法で絶縁樹脂６０を形成する場合、径方向に隣り合うターンの間が狭くなっているため、所定の粘性を有する溶融樹脂は、この間に入り込みにくい。よって、隣接したターン間に所望の厚さで絶縁樹脂６０が形成されない。または、絶縁樹脂６０の厚さばらつきが生じる。このことにより、コイル４０Ａの絶縁不良が生じるおそれがあった。
　一方、本実施形態によれば、第ｉターンに含まれる４つの辺部５１の各々に、素線巻回体５０の外周面から内周面に達する溝部５３ａ，５３ｂが設けられている。このことにより、絶縁被覆工程において、溝部５３に溶融樹脂が容易に入り込む。また、樹脂の流入圧により、隣り合うターンの間が押し広げられ、溶融樹脂が十分に回り込む。このことにより、素線巻回体５０の表面全体を絶縁樹脂６０で確実に覆うことができる。したがって、コイル４０の絶縁不良の発生を抑制できる。
　また、公知のインサート成形により、素線巻回体５０の表面全体に一度で絶縁樹脂６０を被覆できるため、絶縁皮膜の製造コスト、ひいては、コイル４０の製造コストを低減することができる。
　なお、本実施形態では、素線巻回体５０の第ｉターンが四角環状である場合を例に取って説明したが、特にこれに限定されない。第ｉターンを円環状または正多角環状等を含む環状とし、第１～第ｎターンのそれぞれの表面を絶縁樹脂６０が覆うようにしてもよい。この場合も、第１～第ｎターンにおいて、絶縁樹脂６０は連続してかつ一体的に形成されている。つまり、第１～第ｎターンにおいて、絶縁樹脂６０は、一体化されている。この場合、溝部５３は、素線巻回体５０の中心を通り軸方向に延びる仮想的な軸線を挟んで、径方向に対向する位置に設けられるのが好ましい。
　ステータ１００は、ティース（歯部）１０を有するステータコア１１０と、コイル４０と、を少なくとも備えている。
　絶縁樹脂６０は、素線巻回体５０とトゥース（歯部）１０とを一体的に覆うように形成されている。また、絶縁樹脂６０は、素線巻回体５０の互いに隣り合うターンの間と素線巻回体５０の外周面及び内周面と素線の積層方向である径方向の両端面とを連続して覆うように形成されている。
　ステータ１００をこのように構成することで、コイル４０の製造工程における絶縁被覆工程と、ステータ１００の組立工程の一部とを共用でき、ステータ１００の製造コストを低減できる。また、コイル４０の絶縁不良を低減でき、ステータ１００の信頼性を高められる。
　素線巻回体５０の内周面に設けられた絶縁樹脂６０がトゥース１０の表面に接して、トゥース１０にコイル４０が固着されている。
　このようにすることで、ティース１０を含むステータコア１１０とコイル４０とを電気的に絶縁するためのインシュレータ（図示せず）を省略でき、ステータ１００のコストを低減できる。電気的絶縁を確実にする観点から言えば、コイル４０の内周面に設けられた絶縁樹脂６０は、コイル４０の外周面に設けられた絶縁樹脂６０、または素線の積層方向における両端面のいずれかに設けられた絶縁樹脂６０よりも厚くなるように形成されているのが好ましい。
　ただし、スロット３０のサイズまたはステータコア１１０とコイル４０との絶縁特性に関する要求仕様によっては、前述のインシュレータが装着されたトゥース１０に素線巻回体５０を装着し、前述した方法により絶縁樹脂６０を形成するようにしてもよい。
　素線巻回体５０を絶縁樹脂６０で覆ってコイル４０を予め形成し、後からトゥース１０に装着してもよい。コイル４０の装着時に、前述のインシュレータがトゥース１０に予め装着されていてもよい。
　また、ヨーク２０は、周方向に複数に分割されていてもよい。この場合、分割ヨーク（図示せず）の各々に、コイル４０が装着されたトゥース１０が接続される。さらに、分割ヨークを周方向に接続して、ステータ１００が完成する。
　分割ヨークを用いる場合、図５、図６Ａ，及び図６Ｂに示す金型３００に、トゥース１０が接続された分割ヨークと素線巻回体５０とをセットして、絶縁樹脂６０を形成するようにしてもよい。このようにすることで、ステータ１００の組立工程における工程自由度を高められる。
　本実施形態に係るステータ１００は、トゥース１０を有するステータコア１１０と、断面が四角形の導体からなる素線が巻回され、ｎターン（ｎは自然数）積層された素線巻回体５０と、素線巻回体５０の表面を覆う絶縁樹脂６０と、を有するコイル４０と、を少なくとも備え、絶縁樹脂６０は、少なくとも素線巻回体５０の外周面と内周面と素線の積層方向における両端面とを連続して覆うように形成されており、互いに隣り合うターンの間に絶縁材が設けられている。本実施形態に係るステータ１００によれば、ステータ１００の製造コストを低減できる。
　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と同軸にかつロータ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。
　モータ１０００をこのように構成することで、ステータ１００のコスト、ひいてはモータ１０００のコストを低減できる。また、コイル４０の絶縁不良を低減でき、モータ１０００の信頼性を高められる。
　＜変形例１＞
　図９は、変形例１に係る第１の素線巻回体の斜視図である。図１０は、変形例１に係る第２の素線巻回体の斜視図である。図１１は、変形例１に係る第３の素線巻回体の斜視図である。図１２は、変形例１に係る第４の素線巻回体の斜視図である。なお、図９～図１２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。
　素線巻回体５０に設けられた溝部の形状、数、配置は、実施形態１に示した構成に特に限定されず、本変形例に示すように、種々変更しうる。
　例えば、図９に示すように、辺部５１の径方向の外周面にのみ溝部５３ａ（５３）を設けてもよい。また、図１０に示すように、４つの辺部５１の各々に溝部５３ａ，５３ｂを２つずつ設けるようにしてもよい。
　つまり、本開示に係るコイル４０は、少なくとも第ｊターン（ｊは整数でかつ２≦ｊ≦ｎ－１）に含まれる４つの辺部５１の各々に、素線巻回体５０の外周面から内周面に達する溝部５３ａ，５３ｂが、１または複数設けられている。１つの辺部５１に形成される溝部は、３つ以上でもよい。
　また、図１１に示すように、素線の積層方向である径方向に離間して配置された複数の溝部５４ａ，５４ｂの間を接続するように、積層方向に沿って延びる別の溝部５４ｃがさらに設けられていてもよい。溝部５４ｃは、素線巻回体５０の内周面及び外周面にそれぞれ設けられている。つまり、径方向に対向した溝部５４ａ，５４ｂとこれらの内周側の端部を接続する溝部５４ｃと外周側の端部を接続する溝部５４ｃとで溝部５４が構成されている。
　溝部５４を設けることで、絶縁被覆工程において、互いに隣り合うターンの間に絶縁樹脂６０が入り込みやすくなる。よって、素線巻回体５０の表面全体を確実に絶縁樹脂６０で覆うことができる。このことにより、コイル４０の絶縁不良を確実に低減でき、ステータ１００、ひいては、モータ１０００の信頼性を高められる。
　なお、溝部５４ｃを設けることで、素線の断面積が減少し、コイル４０の電気抵抗が高くなる割合が増加する。よって、溝部５４ｃの幅及び深さは、コイル４０に要求される電気抵抗の仕様に応じて、適宜変更され得る。図１０に示すように、溝部５３の数を増やす場合も同様に、コイル４０の電気抵抗が高くなる割合が増加する。よって、各々の溝部の幅や深さは、コイル４０に要求される電気抵抗の仕様に応じて、適宜変更され得る。
　なお、図１１に示す例では、絶縁樹脂６０を入り込みやすくするためには、絶縁樹脂６０が流れ込む素線巻回体５０の外周面または内周面のいずれか一方に、溝部５４ｃを設けるのが好ましい。つまり、溝部５４ｃは、溝部５４ａ，５４ｂの一方の端部に連なるように形成されてもよい。
　また、図１２に示すように、第ｉターンに含まれる４つの辺部５１のうち、互いに対向する１組の辺部５１の各々に、辺部５１の一端から他端に達する溝部５５ａ，５５ｂが設けられていてもよい。この場合、溝部５５ａ，５５ｂの両端部は、ともに素線巻回体５０の外周面に設けられている。互いに隣り合うターンでは、溝部５５ａと溝部５５ｂが対向して配置され、１つの溝部５５を構成している。
　溝部５５をこのように形成しても、互いに隣り合うターンの間に絶縁樹脂６０が入り込みやすくなる。よって、素線巻回体５０の表面全体を確実に絶縁樹脂６０で覆うことができる。このことにより、コイル４０の絶縁不良を確実に低減できる。したがって、ステータ１００、ひいては、モータ１０００の信頼性を高められる。
　なお、辺部５１に形成される溝部５５ａ，５５ｂの数は２つ以上であってもよい。また、図１２で溝部が形成されていない互いに対向する１組の辺部５１のそれぞれに、辺部５１の一端から他端に達する溝部５５ａ，５５ｂが設けられていてもよい。この場合も、溝部５５ａ，５５ｂの両端部は、ともに素線巻回体５０の外周面に設けられる。なお、溝部５５ａ，５５ｂの長手方向は、金型３００内での溶融樹脂の流れ方向に沿っているのが好ましい。このようにすることで、互いに隣り合うターンの間に絶縁樹脂６０がより入り込みやすくなり、素線巻回体５０の表面全体を確実に絶縁樹脂６０で覆うことができる。
　なお、図９～図１１に示す例において、第ｉターンを円環状または正多角形の環状とし、第１～第ｎターンのそれぞれの表面を絶縁樹脂６０が覆うようにしてもよい。この場合、溝部は、素線巻回体５０の中心を通り軸方向に延びる仮想的な軸線を挟んで、径方向に対向する位置に設けられるのが好ましい。
　以上のように、本変形例のコイルにおいて、第ｉターンは、４つの辺部５１を有する四角環状であり、第ｉターンにおいて、絶縁樹脂６０は、４つの辺部５１の各々の表面を覆っており、少なくとも第ｊターンに含まれる４つの辺部５１のうち、互いに対向する１組または２組の辺部５１の各々に、辺部５１の一端から他端に達する溝部５５ａ，５５ｂが、１または複数設けられている。
　また、溝部５５ａ，５５ｂは、辺部５１の一端から他端にかけて、幅及び深さの少なくとも一方が変化するテーパー形状であってもよい。
　また、素線巻回体５０の外周面及び内周面の少なくとも一方には、素線の積層方向に沿って延びる別の溝部５４ｃがさらに設けられ、別の溝部５４ｃは、溝部の一方の端部に連なるように形成されていてもよい。
　＜変形例２＞
　図１３Ａは、変形例２に係る素線巻回体の辺部の上面図である。図１３Ｂは、変形例２に係る別の素線巻回体の辺部の上面図である。なお、図１３Ａに示す溝部５３ａ１は、図２に示す溝部５３ａに対応している。図１３Ｂに示す溝部５５ａ１は、図１２に示す溝部５５ａに対応している。
　素線巻回体５０の互いに隣り合うターンの間に絶縁樹脂６０が入り込みやすくするために、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、溝部５３ａ１，５５ａ１の形状を、素線巻回体５０の外周面から内周面にかけて、幅が変化するテーパー形状としてもよい。
　図１３Ａに示す構成では、溶融樹脂の流入面である素線巻回体５０の外周面で溝部５３ａ１の幅が最も広く、内周面に向かうにつれて溝部５３ａ１の幅が狭くなるようにするのが好ましい。このようにすることで、互いに隣り合うターンの間に絶縁樹脂６０が入り込みやすくなり、素線巻回体５０の表面全体を確実に絶縁樹脂６０で覆うことができる。このことにより、コイル４０の絶縁不良を確実に低減でき、ステータ１００、ひいては、モータ１０００の信頼性を高められる。
　溶融樹脂の流入面が、素線巻回体５０の内周面である場合、当該内周面で溝部５３ａ１の幅が最も広く、外周面に向かうにつれて溝部５３ａ１の幅が狭くなるようにするのが好ましいことは言うまでもない。
　図１３Ｂに示す構成でも同様に、溶融樹脂の流入面にあたる溝部５５ａ１の一方の端部で幅が最も広く、他方の端部に向かうにつれて溝部５５ａ１の幅が狭くなるようにするのが好ましいことは言うまでもない。
　図１３Ａに示す構成において、第ｉターンを円環状または正多角形の環状とし、第１～第ｎターンのそれぞれの表面を絶縁樹脂６０が覆うようにしてもよい。
　＜変形例３＞
　図１４Ａは、変形例３に係る素線巻回体の辺部の断面模式図である。図１４Ｂは、変形例３に係る別の素線巻回体の辺部の断面模式図である。なお、図１４Ａに示す溝部５３ａ２は、図２に示す溝部５３ａに対応している。図１４Ｂに示す溝部５５ａ２は、図１２に示す溝部５５ａに対応している。
　素線巻回体５０の互いに隣り合うターンの間に絶縁樹脂６０が入り込みやすくするために、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、溝部５３ａ２，５５ａ２の形状を、素線巻回体５０の外周面から内周面にかけて、深さが変化するテーパー形状としてもよい。
　図１４Ａに示す構成では、溶融樹脂の流入面である素線巻回体５０の外周面で溝部５３ａ２の深さが最も深く、内周面に向かうにつれて溝部５３ａ２の幅が浅くなるようにするのが好ましい。このようにすることで、互いに隣り合うターンの間に絶縁樹脂６０が入り込みやすくなる。よって、素線巻回体５０の表面全体を確実に絶縁樹脂６０で覆うことができる。このことにより、コイル４０の絶縁不良を確実に低減できる。したがって、ステータ１００、ひいては、モータ１０００の信頼性を高められる。
　溶融樹脂が流入する面が、素線巻回体５０の内周面である場合、内周面で溝部５３ａ２の深さが最も深く、外周面に向かうにつれて溝部５３ａ２の幅が狭くなるようにするのが好ましいことは言うまでもない。
　図１４Ｂに示す構成でも同様に、溶融樹脂の流入面にあたる溝部５５ａ２の一方の端部で深さが最も深く、他方の端部に向かうにつれて溝部５５ａ２の深さが浅くなるようにするのが好ましいことは言うまでもない。
　なお、図１４Ａに示す構成において、第ｉターンを円環状または正多角形の環状とし、第１～第ｎターンのそれぞれの表面を絶縁樹脂６０が覆うようにしてもよい。
　＜変形例４＞
　図１５は、変形例４に係る素線巻回体の斜視図である。図１６は、変形例４に係る別の素線巻回体の部分拡大図である。
　図１５及び図１６に示す本変形例の構成は、素線巻回体５０の互いに隣り合うターンの間に、絶縁樹脂６０とは異なる絶縁材が設けられている点で、実施形態１に示す構成と異なる。
　ステータ１００に要求される特性仕様及びコイル４０のサイズの制約によっては、絶縁樹脂６０の厚さ、特に素線巻回体５０の互いに隣り合うターンの間に設けられる絶縁樹脂６０の厚さを薄くしたり、厚さばらつきを抑制したりする場合がある。このような場合、実施形態１に示すように、溶融樹脂の流入圧または流入量によって、互いに隣り合うターンの間に設けられる絶縁樹脂６０の厚さを制御することが難しい場合がある。
　本変形例によれば、素線巻回体５０の互いに隣り合うターンの間に、絶縁樹脂６０とは異なる絶縁材を予め設けておくことにより、このような問題に対処することができる。例えば、図１５に示すように、互いに隣り合うターンの間に絶縁紙６１を挟み込むようにしてもよい。つまり、絶縁材は絶縁紙６１であってもよい。また、図１６に示すように、互いに隣り合うターンの間に、インクジェット印刷等の方法で、互いに間隔をあけて複数のドット状の絶縁体６２を設けてもよい。このようにすることで、互いに隣り合うターンの間に設けられる絶縁樹脂６０の厚さを所望の値とすることができる。
　図１５及び図１６に示す素線巻回体５０の表面に、実施形態１で示した方法により絶縁樹脂６０が形成される。よって、図１６に示すドット状の絶縁体６２の間に絶縁樹脂６０が入り込んでいてもよい。この構成により、コイル４０の絶縁不良を確実に抑制できる。したがって、ステータ１００、ひいてはモータ１０００の信頼性を高められる。
　つまり、本開示に係るステータ１００では、素線巻回体５０の互いに隣り合うターンの間に絶縁材が設けられている。絶縁材は、絶縁樹脂６０のみであってもよいし、絶縁樹脂６０の他に絶縁樹脂６０と異なる絶縁部材を含んでいてもよい。
　図１６に示す絶縁体６２の形状は特に限定されない。厚さが制御できるのであれば、ポッティング法で絶縁体６２を形成してもよい。また、絶縁体６２の間隔も、適宜変更されうる。
　また、本変形例において、第ｉターンを円環状または正多角形の環状とし、第１～第ｎターンのそれぞれの表面を絶縁樹脂６０が覆うようにしてもよい。
　（実施形態２）
　図１７は、実施形態２に係る素線巻回体５０の側面図である。図１８は、実施形態２に係るコイル４０の部分断面図である。図１９は、実施形態２に係る別の素線巻回体５０の側面図である。図２０Ａは、実施形態２に係るさらなる別の素線巻回体５０の側面図である。図２０Ｂは、図２０ＡのＸＸＢ－ＸＸＢ線での断面図である。
　本実施形態に示す素線巻回体５０は、図１７に示すように、互いに隣り合う２つのターンの各々の外周面の四隅に、素線巻回体５０の外周面から内周面に向かって窪む凹部５６が設けられている点で、実施形態１に示す構成と異なる。凹部５６は、外周面の四隅をそれぞれ直線状に切り欠くことで、形成されている。その結果、凹部５６は、素線巻回体５０の角部に、実質的に三角形の平面を有している。言い換えれば、凹部５６は、素線巻回体５０の角部から実質的に三角錐を切り取った形状を成している。
　素線巻回体５０をこのように構成することで、図５に示す絶縁被膜工程において、互いに隣り合うターンの間に絶縁樹脂６０を設けることが容易となる。このことについてさらに説明する。
　前述したように、絶縁被覆工程において、図６Ａ、図６Ｂに示すように、スライドコア４１０は、素線巻回体５０に当接して素線巻回体５０の位置を固定している。このとき、スライドコア４１０の先端を、互いに隣り合う２つのターンの各々の外周面の四隅に設けられた凹部５６に当接させる。なお、以降の説明において、スライドコア４１０を押圧部４１０と呼ぶことがある。
　この状態で、押圧部４１０を素線巻回体５０の内周面に向かって押圧すると、図１８に示すように、隣り合う２つのターンに所定の間隔が設けられる。続けて、溶融樹脂を注入し、さらに降温することにより、隣り合う２つのターンの間に絶縁樹脂６０が形成される。
　本実施形態によれば、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。つまり、コイル４０の製造コスト、特に素線巻回体５０の表面に絶縁被膜を形成するコストを大きく低減することができる。また、素線巻回体５０の表面を確実に絶縁樹脂６０で覆うことができる。このことにより、コイル４０の絶縁不良を確実に低減できる。したがって、ステータ１００、ひいては、モータ１０００の信頼性を高められる。
　絶縁被覆工程の実行中、凹部５６には押圧部４１０の先端が当接しているので、凹部５６の表面を含み、隣り合う２つのターンの外周縁には絶縁樹脂６０は形成されない。しかし、隣り合う２つのターンは離間しているため、コイル４０の絶縁不良の発生は抑制される。
　また、凹部５６に押圧部４１０が当接し、隣り合う２つのターンの間を押し広げている。よって、２つのターンの間に設けられた絶縁樹脂６０の厚さは、各ターンの積層方向である径方向に沿った凹部５６の幅以下となるため、絶縁樹脂６０の厚さの制御が容易となる。
　凹部５６の形状は、図１７に示した例に特に限定されない。例えば、図１９に示すように、側面視で四角形の凹部５７が、互いに隣り合う２つのターンの外周面の四隅にそれぞれ設けられていてもよい。
　また、図２０Ａ，図２０Ｂに示すように、互いに隣り合う２つのターンにおいて、辺部５１の外周面で対向した辺、つまり、一方の辺部５１の上辺及び他方の辺部５１の下辺が、それぞれの辺部５１の一端から他端にかけて面取りされた形状になっていてもよい。つまり、一方の辺部５１の上辺及び他方の辺部５１の下辺に、それぞれの辺部５１の一端から他端にかけて形成された面取り部５８を有していてもよい。
　このようにすることで、隣り合う２つのターンの間に絶縁樹脂６０がさらに入り込みやすくなり、素線巻回体５０の表面を確実に絶縁樹脂６０で覆うことができる。このことにより、コイル４０の絶縁不良を確実に低減できる。したがって、ステータ１００、ひいては、モータ１０００の信頼性を高められる。
　押圧部４１０の先端のサイズまたは形状によっては、辺部５１の外周面で対向した辺のうちの一方、つまり、一方の辺部５１の上辺または他方の辺部５１の下辺が、辺部５１の一端から他端にかけて面取りされた形状になっていてもよい。
　図２０Ｂに示す例では、辺部５１の外周面で対向した辺が、それぞれ直線状に面取りされているが、特にこれに限定されず、例えば、Ｒ面取りされた形状であってもよい。
　以上のように、本実施形態のコイルにおいて、第ｉターンは、４つの辺部５１を有する四角環状であり、第ｉターンにおいて、絶縁樹脂６０は、４つの辺部５１のそれぞれの表面を覆っており、素線の積層方向で互いに隣り合う２つのターンの各々の外周面の少なくとも四隅に、素線巻回体５０の外周面から内周面に向かって窪む凹部５６が設けられており、２つのターンの間に設けられた絶縁樹脂の厚さは、積層方向に沿った凹部５６の幅以下であることが好ましい。
　また、第ｉターン（ｉは整数で、１≦ｉ≦ｎ）は、４つの辺部を有する四角環状であり、第ｉターンにおいて、絶縁樹脂６０は、４つの辺部５１のそれぞれの表面を覆っており、素線の積層方向で互いに隣り合う２つのターンにおいて、辺部５１の外周面の上辺及び下辺の少なくとも一方が、辺部５１の一端から他端にかけて面取りされた形状になっていてもよい。
　（その他の実施形態）
　実施形態１，２及び各変形例に開示され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３に示す凹部５６を、実施形態１または変形例１，２に示す素線巻回体５０に形成してもよい。
　本開示に係るコイルは、絶縁皮膜の製造コストを低減できるため、低コストの成形コイルとして有用である。
１０　　　トゥース、ティース（歯部）
２０　　　ヨーク
３０　　　スロット
４０　　　コイル
５０，５０Ａ　　　素線巻回体
５１　　　辺部
５２　　　リード部
５３，５３ａ，５３ｂ，５３ａ１，５３ａ２　溝部
５４，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ　溝部
５５，５５ａ，５５ｂ，５５ａ１，５５ａ２　溝部
５６，５７　凹部
５８　　　面取り部
６０　　　絶縁樹脂
６１　　　絶縁紙
６２　　　絶縁体
１００　　ステータ
１１０　　ステータコア
２００　　ロータ
２１０　　出力軸
２２０　　ロータコア
２３０　　磁石
３００　　金型
３１０　　キャビティ
３１１　　注入路
３２０　　コア
４００，４１０　スライドコア（押圧部）
４２０　　位置決めピン
１０００　モータ

Claims (18)

  1. 断面が四角形の導体からなる素線が巻回され、ｎターン（ｎは自然数）積層された素線巻回体と、前記素線巻回体の表面を覆う絶縁樹脂と、を備え、環状の第ｉターン（ｉは整数で、１≦ｉ≦ｎ）の表面を前記絶縁樹脂が覆っており、第１～第ｎターンにおいて、前記絶縁樹脂は連続してかつ一体的に形成されているコイル。
  2. 請求項１に記載のコイルにおいて、
    少なくとも第ｊターン（ｊは整数で、２≦ｊ≦ｎ－１）に、前記素線巻回体の外周面から内周面に達する溝部が、１または複数設けられ、
    前記絶縁樹脂は、前記溝部を埋めるように形成されているコイル。
  3. 請求項２に記載のコイルにおいて、前記第ｉターンは、４つの辺部を有する四角環状であり、前記第ｉターンにおいて、前記絶縁樹脂は、前記４つの辺部のそれぞれの表面を覆っており、少なくとも前記第ｊターンに含まれる前記４つの辺部の各々に、前記溝部が１または複数設けられているコイル。
  4. 請求項２または３に記載のコイルにおいて、前記溝部は、前記素線巻回体の外周面から内周面にかけて、幅及び深さの少なくとも一方が変化するテーパー形状であるコイル。
  5. 請求項１に記載のコイルにおいて、少なくとも第ｊターン（ｊは整数で、２≦ｊ≦ｎ－１）に、溝部が複数設けられ、前記溝部の両端は、ともに前記第ｊターンの外周面に設けられており、前記絶縁樹脂は、前記溝部を埋めるように形成されているコイル。
  6. 請求項５に記載のコイルにおいて、前記第ｉターンは、４つの辺部を有する四角環状であり、前記第ｉターンにおいて、前記絶縁樹脂は、前記４つの辺部のそれぞれの表面を覆っており、少なくとも前記第ｊターンに含まれる前記４つの辺部のうち、互いに対向する１組または２組の前記辺部の各々に、前記辺部の一端から他端に達する前記溝部が、１または複数設けられているコイル。
  7. 請求項６に記載のコイルにおいて、前記溝部は、前記辺部の一端から他端にかけて、幅及び深さの少なくとも一方が変化するテーパー形状であるコイル。
  8. 請求項２～５のいずれか１項に記載のコイルにおいて、前記素線巻回体の外周面及び内周面の少なくとも一方には、前記素線の積層方向に沿って延びる別の溝部がさらに設けられ、前記別の溝部は、前記溝部の一方の端部に連なるように形成されているコイル。
  9. 請求項１に記載のコイルにおいて、前記第ｉターンは、４つの辺部を有する四角環状であり、前記第ｉターンにおいて、前記絶縁樹脂は、前記４つの辺部のそれぞれの表面を覆っており、前記素線の積層方向で互いに隣り合う２つのターンのそれぞれの外周面の少なくとも四隅に、前記素線巻回体の外周面から内周面に向かって窪む凹部が設けられており、前記２つのターンの間に設けられた前記絶縁樹脂の厚さは、前記積層方向に沿った前記凹部の幅以下であるコイル。
  10. 請求項１に記載のコイルにおいて、前記第ｉターン（ｉは整数で、１≦ｉ≦ｎ）は、４つの辺部を有する四角環状であり、前記第ｉターンにおいて、前記絶縁樹脂は、前記４つの辺部のそれぞれの表面を覆っており、前記素線の積層方向で互いに隣り合う２つのターンにおいて、前記辺部の外周面の上辺及び下辺の少なくとも一方が、前記辺部の一端から他端にかけて面取りされた形状になっているコイル。
  11. 歯部を有するステータコアと、断面が四角形の導体からなる素線が巻回され、ｎターン（ｎは自然数）積層された素線巻回体と、前記素線巻回体の表面を覆う絶縁樹脂と、を有するコイルと、を備え、前記絶縁樹脂は、少なくとも前記素線巻回体の外周面と内周面と前記素線の積層方向における両端面とを連続して覆うように形成されており、
    互いに隣り合うターンの間に絶縁材が設けられているステータ。
  12. 歯部を有するステータコアと、
    請求項１～７のいずれか１項に記載のコイルと、を備え、
    前記絶縁樹脂は、前記素線巻回体の外周面と内周面と前記素線の積層方向における両端面とを連続して覆うように形成されているステータ。
  13. 請求項１１に記載のステータにおいて、
    互いに隣り合うターンの間に設けられる前記絶縁材は、前記絶縁樹脂とは異なる部材を含むステータ。
  14. 請求項１３に記載のステータにおいて、
    前記絶縁材は、絶縁紙であるステータ。
  15. 請求項１３に記載のステータにおいて、前記絶縁材は、互いに隣り合うターンの間において、互いに間隔をあけて複数設けられているステータ。
  16. 請求項１１～１５のいずれか１項に記載のステータにおいて、
    前記コイルの内周面に設けられた前記絶縁樹脂が前記歯部の表面に接して、前記歯部に前記コイルが固着されているステータ。
  17. 　請求項１６に記載のステータにおいて、
    　前記コイルの内周面に設けられた前記絶縁樹脂は、前記コイルの外周面に設けられた前記絶縁樹脂、または前記素線の積層方向における両端面のいずれかに設けられた前記絶縁樹脂よりも厚くなるように形成されているステータ。
  18. 出力軸を軸心に有するロータと、
    前記ロータと同軸にかつ前記ロータと所定の間隔をあけて設けられた請求項１１～１７のいずれか１項に記載のステータと、を少なくとも備えたモータ。
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