特開2024-122647ステータコアユニット、モータ及びコイルの巻き付け方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024122647
(43)【公開日】2024-09-09
(54)【発明の名称】ステータコアユニット、モータ及びコイルの巻き付け方法
(51)【国際特許分類】
H02K 3/04 20060101AFI20240902BHJP
H02K 15/06 20060101ALI20240902BHJP
【ＦＩ】
H02K3/04 E
H02K15/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023030308
(22)【出願日】2023-02-28
(71)【出願人】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三神 洸介
【テーマコード（参考）】
5H603
5H615
【Ｆターム（参考）】
5H603AA09
5H603BB01
5H603BB07
5H603BB09
5H603BB12
5H603CA01
5H603CA05
5H603CB03
5H603CC05
5H603CC17
5H603CD02
5H603CD05
5H603CD22
5H603CD33
5H603CE05
5H603EE01
5H615AA01
5H615BB01
5H615BB07
5H615BB14
5H615PP01
5H615PP14
5H615QQ03
5H615QQ07
5H615QQ12
5H615QQ27
5H615SS04
5H615SS16
(57)【要約】
【課題】コイルエンド部の軸方向の位置精度を向上すること。
【解決手段】ステータコアユニットは、ステータコアと、複数のスロットと、Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷコイルとを含むコイルとを備え、Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷコイルとは、スロットに５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａと、スロットに６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂと、スロットに７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄとを組み合わせてそれぞれ構成され、コイルセグメント５０は、コイル本体部５１とコイルエンド部５２とを備えた平角線によってＵ字形状に形成され、第１中間部５２５の軸方向に向いた面は、他の第１中間部５２５の軸方向に向いた面と接触し、第２中間部５２６の軸方向に向いた面は、他の第２中間部５２６の軸方向に向いた面と接触する。
【選択図】図４
【解決手段】ステータコアユニットは、ステータコアと、複数のスロットと、Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷコイルとを含むコイルとを備え、Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷコイルとは、スロットに５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａと、スロットに６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂと、スロットに７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄとを組み合わせてそれぞれ構成され、コイルセグメント５０は、コイル本体部５１とコイルエンド部５２とを備えた平角線によってＵ字形状に形成され、第１中間部５２５の軸方向に向いた面は、他の第１中間部５２５の軸方向に向いた面と接触し、第２中間部５２６の軸方向に向いた面は、他の第２中間部５２６の軸方向に向いた面と接触する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステータコアと、
前記ステータコアの周方向に配置された複数のスロットと、
Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷコイルとを含むコイルと、
を備え、
前記Ｕ相コイルと前記Ｖ相コイルと前記Ｗコイルとは、前記スロットに５スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに６スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに７スロットピッチで配置されたコイルセグメントとを組み合わせてそれぞれ構成され、
前記コイルセグメントは、コイル本体部とコイルエンド部とを備えた平角線によってＵ字形状に形成され、
前記コイルエンド部は、第１屈曲部と、第２屈曲部と、第３屈曲部と、第４屈曲部と、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する第１中間部と、第３屈曲部と第４屈曲部とを接続する第２中間部とを有し、
前記第１中間部の軸方向に向いた面は、他の第１中間部の軸方向に向いた面と接触し、
前記第２中間部の軸方向に向いた面は、他の第２中間部の軸方向に向いた面と接触する、
ステータコアユニット。
前記ステータコアの周方向に配置された複数のスロットと、
Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷコイルとを含むコイルと、
を備え、
前記Ｕ相コイルと前記Ｖ相コイルと前記Ｗコイルとは、前記スロットに５スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに６スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに７スロットピッチで配置されたコイルセグメントとを組み合わせてそれぞれ構成され、
前記コイルセグメントは、コイル本体部とコイルエンド部とを備えた平角線によってＵ字形状に形成され、
前記コイルエンド部は、第１屈曲部と、第２屈曲部と、第３屈曲部と、第４屈曲部と、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する第１中間部と、第３屈曲部と第４屈曲部とを接続する第２中間部とを有し、
前記第１中間部の軸方向に向いた面は、他の第１中間部の軸方向に向いた面と接触し、
前記第２中間部の軸方向に向いた面は、他の第２中間部の軸方向に向いた面と接触する、
ステータコアユニット。
【請求項2】
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントは、同相の５スロットピッチで配置された前記コイルセグメントと軸方向一方側に重なるように配置され、
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面と接触し、
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、同相の５スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
５スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、さらに異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
さらに異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触する、
請求項１に記載のステータコアユニット。
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面と接触し、
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、同相の５スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
５スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、さらに異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
さらに異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触する、
請求項１に記載のステータコアユニット。
【請求項3】
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントは、同相の５スロットピッチで配置された前記コイルセグメントと軸方向一方側に重なるように配置され、
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面と接触し、
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、同相の５スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
５スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、さらに異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
さらに異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触する、
請求項１に記載のステータコアユニット。
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面と接触し、
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、同相の５スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
５スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、さらに異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
さらに異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触する、
請求項１に記載のステータコアユニット。
【請求項4】
前記第３屈曲部は、前記コイルエンド部において軸方向の一方側における頂部である、
請求項１に記載のステータコアユニット。
請求項１に記載のステータコアユニット。
【請求項5】
前記コイルエンド部は、前記第２屈曲部から前記第３屈曲部までの間で、径方向の外側から内側に捻じれている、
請求項１に記載のステータコアユニット。
請求項１に記載のステータコアユニット。
【請求項6】
７スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第３屈曲部と、６スロットピッチで配置された前記コイルセグメントの前記第３屈曲部とは、軸方向の一方側において同じ高さに位置する、
請求項１に記載のステータコアユニット。
請求項１に記載のステータコアユニット。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか一項に記載のステータコアユニットと、
前記ステータコアに対向するロータと、
を備える、モータ。
前記ステータコアに対向するロータと、
を備える、モータ。
【請求項8】
ステータコアの周方向に配置された複数のスロットに、
Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷコイルとを、前記スロットに５スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに６スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに７スロットピッチで配置されたコイルセグメントとを組み合わせてそれぞれ構成する、コイルの巻き付け方法であって、
前記コイルセグメントは、コイル本体部とコイルエンド部とを備えた平角線によってＵ字形状に形成され、
前記コイルエンド部は、第１屈曲部と、第２屈曲部と、第３屈曲部と、第４屈曲部と、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する第１中間部と、第３屈曲部と第４屈曲部とを接続する第２中間部とを有し、
前記スロットに絶縁紙を挿入し、 前記コイルセグメントを前記スロットに挿入して、前記第１中間部の軸方向に向いた面が、他の前記コイルセグメントの第１中間部の軸方向に向いた面と接触し、前記第２中間部の軸方向に向いた面が、他の前記コイルセグメントの第２中間部の軸方向に向いた面と接触するように軸方向に押し込む、
コイルの巻き付け方法。
Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷコイルとを、前記スロットに５スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに６スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに７スロットピッチで配置されたコイルセグメントとを組み合わせてそれぞれ構成する、コイルの巻き付け方法であって、
前記コイルセグメントは、コイル本体部とコイルエンド部とを備えた平角線によってＵ字形状に形成され、
前記コイルエンド部は、第１屈曲部と、第２屈曲部と、第３屈曲部と、第４屈曲部と、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する第１中間部と、第３屈曲部と第４屈曲部とを接続する第２中間部とを有し、
前記スロットに絶縁紙を挿入し、 前記コイルセグメントを前記スロットに挿入して、前記第１中間部の軸方向に向いた面が、他の前記コイルセグメントの第１中間部の軸方向に向いた面と接触し、前記第２中間部の軸方向に向いた面が、他の前記コイルセグメントの第２中間部の軸方向に向いた面と接触するように軸方向に押し込む、
コイルの巻き付け方法。
【請求項9】
７スロットピッチで配置される前記コイルセグメントは、同相の５スロットピッチで配置される前記コイルセグメントと軸方向一方側に重なるように配置され、
７スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面と接触し、
７スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、同相の５スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
５スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、さらに異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
さらに異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触する、
請求項８に記載のコイルの巻き付け方法。
７スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面と接触し、
７スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、同相の５スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
５スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、さらに異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
さらに異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の他方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第１中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触する、
請求項８に記載のコイルの巻き付け方法。
【請求項10】
７スロットピッチで配置される前記コイルセグメントは、同相の５スロットピッチで配置される前記コイルセグメントと軸方向一方側に重なるように配置され、
７スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面と接触し、
７スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、同相の５スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
５スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、さらに異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
さらに異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触する、
請求項８に記載のコイルの巻き付け方法。
７スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面と接触し、
７スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、同相の５スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
５スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、さらに異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触し、
さらに異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の他方側を向いた面は、異なる相の６スロットピッチで配置される前記コイルセグメントの前記第２中間部の軸方向の一方側を向いた面と接触する、
請求項８に記載のコイルの巻き付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ステータコアユニット、モータ及びコイルの巻き付け方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ステータコアとコイルとを含むステータと、ロータとを備えたモータについて、コイルエンド長を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１８９０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
平角線で構成されたコイルをステータのスロットに配置する際に、コイルエンド部において、軸方向に隣接する平角線の間に隙間が生じる。このため、コイルエンド部が軸方向にずれるおそれがある。コイルエンド部の位置精度が低下すると、溶接の品質が低下するおそれがある。
【0005】
本開示は、コイルエンド部の軸方向の位置精度を向上したステータコアユニット、モータ及びコイルの巻き付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に従えば、ステータコアと、前記ステータコアの周方向に配置された複数のスロットと、Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷコイルとを含むコイルと、を備え、前記Ｕ相コイルと前記Ｖ相コイルと前記Ｗコイルとは、前記スロットに５スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに６スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに７スロットピッチで配置されたコイルセグメントとを組み合わせてそれぞれ構成され、前記コイルセグメントは、コイル本体部とコイルエンド部とを備えた平角線によってＵ字形状に形成され、前記コイルエンド部は、第１屈曲部と、第２屈曲部と、第３屈曲部と、第４屈曲部と、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する第１中間部と、第３屈曲部と第４屈曲部とを接続する第２中間部とを有し、前記第１中間部の軸方向に向いた面は、他の第１中間部の軸方向に向いた面と接触し、前記第２中間部の軸方向に向いた面は、他の第２中間部の軸方向に向いた面と接触する、ステータコアユニットが提供される。
【0007】
本開示に従えば、上記のステータコアユニットと、前記ステータコアに対向するロータと、を備えるモータが提供される。
【0008】
本開示に従えば、ステータコアの周方向に配置された複数のスロットに、Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷコイルとを、前記スロットに５スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに６スロットピッチで配置されたコイルセグメントと、前記スロットに７スロットピッチで配置されたコイルセグメントとを組み合わせてそれぞれ構成する、コイルの巻き付け方法であって、前記コイルセグメントは、コイル本体部とコイルエンド部とを備えた平角線によってＵ字形状に形成され、前記コイルエンド部は、第１屈曲部と、第２屈曲部と、第３屈曲部と、第４屈曲部と、第１屈曲部と第２屈曲部とを接続する第１中間部と、第３屈曲部と第４屈曲部とを接続する第２中間部とを有し、前記スロットに絶縁紙を挿入し、前記コイルセグメントを前記スロットに挿入して、前記第１中間部の軸方向に向いた面が、他の前記コイルセグメントの第１中間部の軸方向に向いた面と接触し、前記第２中間部の軸方向に向いた面が、他の前記コイルセグメントの第２中間部の軸方向に向いた面と接触するように軸方向に押し込む、コイルの巻き付け方法が提供される。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、コイルエンド部の軸方向の位置精度を向上したステータコアユニット、モータ及びコイルの巻き付け方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【0012】
［実施形態］
＜モータ＞
図１は、本実施形態に係るモータ１を模式的に示す図である。本実施形態において、モータ１は、３相のセグメント型永久磁石モータである。モータ１は、円筒形状のステータ２と、ステータ２の内側に配置されたロータ３とを備える。ステータ２は、円筒形状のステータコア４と、ステータコア４に支持されるコイル５とを有する。ステータ２の内周面とロータ３の外周面とは間隔を空けて対向する。ロータ３は、ステータコア４に対向する。ロータ３は、回転軸ＡＸを中心に回転する。ロータ３の回転軸ＡＸとステータ２の中心軸とは同一である。ロータ３は、シャフト８を介して対象物Ｅに接続される。対象物Ｅは、例えば、建設機械の一種であるハイブリッドショベルに搭載される旋回減速機である。モータ１は、車体を旋回運動させるモータとして機能する。
＜モータ＞
図１は、本実施形態に係るモータ１を模式的に示す図である。本実施形態において、モータ１は、３相のセグメント型永久磁石モータである。モータ１は、円筒形状のステータ２と、ステータ２の内側に配置されたロータ３とを備える。ステータ２は、円筒形状のステータコア４と、ステータコア４に支持されるコイル５とを有する。ステータ２の内周面とロータ３の外周面とは間隔を空けて対向する。ロータ３は、ステータコア４に対向する。ロータ３は、回転軸ＡＸを中心に回転する。ロータ３の回転軸ＡＸとステータ２の中心軸とは同一である。ロータ３は、シャフト８を介して対象物Ｅに接続される。対象物Ｅは、例えば、建設機械の一種であるハイブリッドショベルに搭載される旋回減速機である。モータ１は、車体を旋回運動させるモータとして機能する。
【0013】
以下の説明において、回転軸ＡＸと平行な方向を軸方向という。軸方向における一方側を軸方向一方側といい、軸方向一方側の反対側を軸方向他方側という。また、回転軸ＡＸの周囲を周回する方向を周方向という。周方向おける回転方向の一方側を周方向一方側といい、周方向一方側の反対側を周方向他方側という。さらに、回転軸ＡＸの放射方向を径方向という。径方向において中心軸ＡＸから離れる方向側を径方向外側といい、径方向外側の反対側を径方向内側という。本実施形態では、軸方向の一方が、コイルセグメント５０の挿入側である。
【0014】
ロータ３は、ステータコア４と対向可能に配置される。ロータ３は、ロータホルダ６と、ロータホルダ６に保持されるロータコア７とを有する。ロータホルダ６は、非磁性体で形成される。ロータコア７は、磁性体で形成され、ロータコア７の中には永久磁石が埋め込まれている。
【0015】
ステータコア４は、コイル５を収容するスロット９を有する。スロット９は、ステータコア４の内周面から径方向外側に凹んだ凹部である。スロット９は、ステータコア４の内周面において周方向に複数配置される。スロット９は、軸方向に延在する。
【0016】
ステータコア４は、周方向において隣接するスロット９の間に配置された、複数のティース１０を有する。ティース１０は、コイル５を支持する。
【0017】
＜ステータコアユニット＞
図２は、本実施形態に係るステータコア４及びコイル５を模式的に示す平面図である。ステータコアユニット１００は、ステータコア４と、複数のスロット９と、コイル５とを備える。
図２は、本実施形態に係るステータコア４及びコイル５を模式的に示す平面図である。ステータコアユニット１００は、ステータコア４と、複数のスロット９と、コイル５とを備える。
【0018】
＜コイル＞
図３は、本実施形態に係るコイル５のコイルエンド部５２を模式的に示す図である。図４は、図２のコイルエンド部５２の一部を拡大した図である。図５は、図２のコイルエンド部５２の一部を拡大した斜視図である。図６は、コイルエンド部５２の一部を拡大した斜視図である。図７は、コイルエンド部５２の一部を拡大した斜視図である。図４では、ステータコア４を円筒形状ではなく模式的に平面状にして図示している。図６では、ステータコア４の図示を省略して、一部のコイルセグメント５０のコイルエンド部５２を図示している。
図３は、本実施形態に係るコイル５のコイルエンド部５２を模式的に示す図である。図４は、図２のコイルエンド部５２の一部を拡大した図である。図５は、図２のコイルエンド部５２の一部を拡大した斜視図である。図６は、コイルエンド部５２の一部を拡大した斜視図である。図７は、コイルエンド部５２の一部を拡大した斜視図である。図４では、ステータコア４を円筒形状ではなく模式的に平面状にして図示している。図６では、ステータコア４の図示を省略して、一部のコイルセグメント５０のコイルエンド部５２を図示している。
【0019】
コイル５は、絶縁材が被覆された平角線により構成される。
【0020】
コイル５は、Ｕ相コイル（第１相コイル）５Ｕと、Ｖ相コイル（第２相コイル）５Ｖと、Ｗ相コイル（第３相コイル）５Ｗとを含む。Ｕ相コイル５Ｕ、Ｖ相コイル５Ｖ及びＷ相コイル５Ｗの区別を特に要しない場合、コイル５と記載する。
【0021】
コイル５は、スロット９に５スロットピッチ、６スロットピッチ、又は、７スロットピッチの分布波巻で配置される。コイル５は、一部がスロット９に収容されて、ティース１０によって支持される。
【0022】
本実施形態では、Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとは、５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａ、６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂ、及び、７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄを任意に組み合わせてそれぞれ構成されている。
【0023】
５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａと７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄとは、１組となって軸方向に重なるように配置される。コイルセグメント５０Ａ、コイルセグメント５０Ｂ、及び、コイルセグメント５０Ｄの区別を特に要しない場合、コイルセグメント５０と記載する。
【0024】
＜コイルセグメント＞
コイルセグメント５０は、平角線によってＵ字形状に加工されている。コイルセグメント５０は、スロット９に収容されるコイル本体部５１と、コイルエンド部５２とを備える。コイルセグメント５０の説明においては、コイルセグメント５０をスロット９に挿入する際の方向、後述する工程のステップＳＴ１２における方向を用いて説明する。具体的には、ステータコア４の、軸方向の一方側を上方に、他方側を下方に向けた方向として説明する。
コイルセグメント５０は、平角線によってＵ字形状に加工されている。コイルセグメント５０は、スロット９に収容されるコイル本体部５１と、コイルエンド部５２とを備える。コイルセグメント５０の説明においては、コイルセグメント５０をスロット９に挿入する際の方向、後述する工程のステップＳＴ１２における方向を用いて説明する。具体的には、ステータコア４の、軸方向の一方側を上方に、他方側を下方に向けた方向として説明する。
【0025】
コイル本体部５１は、軸方向に沿って延びている。コイル本体部５１は、周方向に離間して向かい合って一対として配置されたコイル本体部５１１とコイル本体部５１２とである。コイル本体部５１１とコイル本体部５１２とは、スロットピッチに応じて、異なるスロットに配置される。コイル本体部５１１の軸方向の一方の端部と、コイル本体部５１２の軸方向の一方の端部とを接続して、コイルエンド部５２が配置されている。
【0026】
コイル本体部５１１の軸方向の他方の端部と、コイル本体部５１２の軸方向の他方の端部とは、ステータコア４から軸方向に突出する。コイル本体部５１１の軸方向の他方の端部は、当該コイルセグメント５０が挿入されたスロット９と異なるスロット９に挿入された他のコイルセグメント５０のコイル本体部５１２の軸方向の他方の端部と電気的に接続される。コイル本体部５１２の軸方向の他方の端部は、当該コイルセグメント５０が挿入されたスロット９と異なるスロット９に挿入された他のコイルセグメント５０のコイル本体部５１１の軸方向の他方の端部と電気的に接続される。このようにして、複数のコイルセグメント５０が周方向に接続されて、コイル５が形成される。
【0027】
コイルエンド部５２は、コイルセグメント５０の軸方向の一方の端部に配置される。コイルエンド部５２は、ステータコア４から軸方向に突出する。コイルエンド部５２は、第１屈曲部５２１と、第２屈曲部５２２と、第３屈曲部５２３と、第４屈曲部５２４と、第１屈曲部５２１と第２屈曲部５２２とを接続する第１中間部５２５と、第３屈曲部５２３と第４屈曲部５２４とを接続する第２中間部５２６とを有する。
【0028】
第１屈曲部５２１は、コイル本体部５１１の軸方向の一方の端部に配置されている。第１中間部５２５は、第１屈曲部５２１から第２屈曲部５２２に向かうにつれて、軸方向の一方側に傾いている。第２屈曲部５２２は、第１中間部５２５の端部に配置されている。第３屈曲部５２３は、第２屈曲部５２２より軸方向の一方側に配置されている。第３屈曲部５２３は、コイルセグメント５０において、最も軸方向の一方側に位置する。第３屈曲部５２３は、コイルセグメント５０の幅方向の中心線ＣＬよりコイル本体部５１１側に位置している。第２中間部５２６は、第３屈曲部５２３から第４屈曲部５２４に向かうにつれて、軸方向の他方側に傾いている。第４屈曲部５２４は、第２中間部５２６の端部に配置されている。第４屈曲部５２４は、コイル本体部５１２の軸方向の一方の端部に配置されている。
【0029】
コイルエンド部５２は、第２屈曲部５２２から第３屈曲部５２３までの間で、径方向の外側から内側に捻じれている。コイルセグメント５０をスロット９に挿入した状態において、コイル本体部５１１、第１屈曲部５２１及び第１中間部５２５は、径方向の外側に位置する。コイルセグメント５０をスロット９に挿入した状態において、第２中間部５２６、第４屈曲部５２４及びコイル本体部５１２は、径方向の内側に位置する。
【0030】
コイルセグメント５０の第１中間部５２５の一方の面５２５ａ及び第２中間部５２６の一方の面５２６ａは、軸方向の一方側を向いている。コイルセグメント５０の第１中間部５２５の他方の面５２５ｂ及び第２中間部５２６の他方の面５２６ｂは、軸方向の他方側を向いている。
【0031】
コイルセグメント５０は、接触対象の他のコイルセグメント５０と面で接触した状態でスロット９に配置される。コイルセグメント５０の第１中間部５２５の軸方向に向いた面は、接触対象の他のコイルセグメント５０の第１中間部５２５の軸方向に向いた面と接触し、第２中間部５２６の軸方向に向いた面は、接触対象の他のコイルセグメント５０の第２中間部５２６の軸方向に向いた面と接触する。コイルセグメント５０と、接触対象の他のコイルセグメント５０とが面で接触していることにより、コイルセグメント５０の軸方向における位置のずれが抑えられる。
【0032】
＜コイルセグメントの接触状態＞
各コイルセグメント５０がスロット９に配置された状態における、各コイルセグメント５０と接触対象の他のコイルセグメント５０との接触状態について説明する。
各コイルセグメント５０がスロット９に配置された状態における、各コイルセグメント５０と接触対象の他のコイルセグメント５０との接触状態について説明する。
【0033】
７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄは、同相の５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａと軸方向一方側に重なるように配置されている。
【0034】
７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第１中間部５２５Ｄの軸方向の一方側を向いた面５２５Ｄａは、異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第１中間部５２５Ｂの軸方向の他方側を向いた面５２５Ｂｂと接触する。
【0035】
７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第１中間部５２５Ｄの軸方向の他方側を向いた面５２５Ｄｂは、同相の５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａの第１中間部５２５Ａａの軸方向の一方側を向いた面５２５Ａａと接触する。
【0036】
５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａの第１中間部５２５Ａの軸方向の他方側を向いた面５２５Ａｂは、さらに異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第１中間部５２５Ｂの軸方向の一方側を向いた面５２５Ｂａと接触する。
【0037】
さらに異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第１中間部５２５Ｂの軸方向の他方側を向いた面５２５Ｂｂは、異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第１中間部５２５Ｂの軸方向の一方側を向いた面５２５Ｂａと接触する。
【0038】
７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第２中間部５２６Ｄの軸方向の一方側を向いた面５２６Ｄａは、異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第２中間部５２６Ｂの軸方向の他方側を向いた面５２６Ｂｂと接触する。
【0039】
７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第２中間部５２６Ｄの軸方向の他方側を向いた面５２６Ｄｂは、同相の５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａの第２中間部５２６Ａの軸方向の一方側を向いた面５２６Ａａと接触する。
【0040】
５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａの第２中間部５２６Ａの軸方向の他方側を向いた面５２６Ａｂは、さらに異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第２中間部５２６Ｂの軸方向の一方側を向いた面５２６Ｂａと接触する。
【0041】
さらに異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第２中間部５２６Ｂの軸方向の他方側を向いた面５２６Ｂｂは、異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第２中間部５２６Ｂの軸方向の一方側を向いた面５２６Ｂａと接触する。
【0042】
６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第３屈曲部５２３Ｂ、及び、７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第３屈曲部５２３Ｄは、軸方向の一方側において同じ高さ、言い換えると、ステータコア４から同じ距離に位置している。
【0043】
＜コイルの巻付け方法＞
次に、図８を用いて、コイル５のステータコア４への巻付け方法の一例を説明する。図８は、コイルの巻き付け方法の工程を示すフローチャートである。ステータコア４は、軸方向の一方側を上方に、他方側を下方に向けて配置される。
次に、図８を用いて、コイル５のステータコア４への巻付け方法の一例を説明する。図８は、コイルの巻き付け方法の工程を示すフローチャートである。ステータコア４は、軸方向の一方側を上方に、他方側を下方に向けて配置される。
【0044】
まず、スロット９に、軸方向の一方側から絶縁紙を挿入する（ステップＳＴ１１）。
【0045】
絶縁紙が挿入されたスロット９に、軸方向の一方側からコイル５を挿入する（ステップＳＴ１２）。より詳しくは、絶縁紙が挿入されたスロット９に、軸方向の一方側からコイルセグメント５０を挿入する。複数のコイルセグメント５０Ａは、スロット９に５スロットピッチで配置される。複数のコイルセグメント５０Ｂは、スロット９に６スロットピッチで配置される。複数のコイルセグメント５０Ｄは、スロット９に７スロットピッチで配置される。コイルセグメント５０の第１中間部５２５の一方の面５２５ａ及び第２中間部５２６の一方の面５２６ａは、軸方向の一方側を向いている。コイルセグメント５０の第１中間部５２５の他方の面５２５ｂ及び第２中間部５２６の他方の面５２６ｂは、軸方向の他方側を向いている。コイルセグメント５０のコイル本体部５１の軸方向の一方の端部であるコイルエンド部５２は、ステータコア４から軸方向の一方側に突出する。コイル本体部５１の軸方向の他方の端部は、ステータコア４から軸方向の他方側に突出する。
【0046】
各コイルセグメント５０は、接触対象の他のコイルセグメント５０と面で接触するように、スロット９の軸方向の他方側に向けて押し込まれながら挿入される。
【0047】
コイルセグメント５０をスロット９に挿入して、第１中間部５２５の軸方向に向いた面が、他のコイルセグメント５０の第１中間部５２５の軸方向に向いた面と接触し、第２中間部５２６の軸方向に向いた面が、他のコイルセグメント５０の第２中間部５２６の軸方向に向いた面と接触するように軸方向に押し込まれながら挿入される。
【0048】
スロット９に挿入された６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第３屈曲部５２３Ｂ、及び、７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第３屈曲部５２３Ｄは、軸方向の一方側において同じ高さである。
【0049】
ステップＳＴ１２の実行後、言い換えると、すべてのコイルセグメント５０を挿入した後、ステータコア４の上下を逆にする。ステータコア４は、軸方向の一方側を下方に、他方側を上方に向けて配置される。コイルセグメント５０同士が面で接触していることにより、コイルセグメント５０の軸方向における位置のずれが抑えられる。これらにより、軸方向の他方の端部は、ステータコア４から軸方向の他方側において同じ高さ、言い換えると、ステータコア４から同じ距離に位置している。
【0050】
コイル５間を拡張する（ステップＳＴ１３）。より詳しくは、スロット９に挿入されたコイルセグメント５０間を拡張する。径方向の外側に位置するコイルセグメント５０のコイル本体部５１の軸方向の他方の端部を、径方向の外側に捻じって引き出す。
【0051】
コイル５を捻じる（ステップＳＴ１４）。より詳しくは、接続対象のコイルセグメント５０のコイル本体部５１の軸方向の他方の端部同士が互いに近づく方向に向けて、コイル本体部５１の軸方向の他方の端部を捻じる。コイル本体部５１１の軸方向の他方の端部と、当該コイルセグメント５０が挿入されたスロット９と異なるスロット９に挿入された他のコイルセグメント５０のコイル本体部５１２の軸方向の他方の端部とを、互いに近づく方向に向けて捻じる。コイル本体部５１２の軸方向の他方の端部と、当該コイルセグメント５０が挿入されたスロット９と異なるスロット９に挿入された他のコイルセグメント５０のコイル本体部５１１の軸方向の他方の端部とを、互いに近づく方向に向けて捻じる。互いに近づく方向とは、実質的に周方向である。
【0052】
コイル５の端部を溶接する（ステップＳＴ１５）。より詳しくは、ステップＳＴ１４にいて近づくように捻じった、コイル本体部５１の軸方向の他方の端部同士を、例えば、溶接して接続する。コイル本体部５１１の軸方向の他方の端部と、当該コイルセグメント５０が挿入されたスロット９と異なるスロット９に挿入された他のコイルセグメント５０のコイル本体部５１２の軸方向の他方の端部とを電気的に接続する。コイル本体部５１２の軸方向の他方の端部と、当該コイルセグメント５０が挿入されたスロット９と異なるスロット９に挿入された他のコイルセグメント５０のコイル本体部５１１の軸方向の他方の端部とを電気的に接続する。コイル５の端部同士の接続は、溶接には限定されず、圧接など他の方法でもよい。
【0053】
絶縁処理を行う（ステップＳ１６）。より詳しくは、ステップＳＴ１５において接続した溶接部である、コイル本体部５１の軸方向の他方の端部を、例えば、ワニス及び粉体により塗装して絶縁処理を行う。
【0054】
このようにして、コイル５がステータコア４へ巻付けられる。
【0055】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態では、コイルセグメント５０の第１中間部５２５の軸方向に向いた面は、他のコイルセグメント５０の第１中間部５２５の軸方向に向いた面と接触する。本実施形態では、コイルセグメント５０の第２中間部５２６の軸方向に向いた面は、他のコイルセグメント５０の第２中間部５２６の軸方向に向いた面と接触する。このように、本実施形態は、コイルセグメント５０同士が面で接触している。本実施形態によれば、コイルセグメント５０の軸方向における位置のずれを抑えることができる。本実施形態は、コイルエンド部の軸方向の位置精度を向上することができる。
以上説明したように、本実施形態では、コイルセグメント５０の第１中間部５２５の軸方向に向いた面は、他のコイルセグメント５０の第１中間部５２５の軸方向に向いた面と接触する。本実施形態では、コイルセグメント５０の第２中間部５２６の軸方向に向いた面は、他のコイルセグメント５０の第２中間部５２６の軸方向に向いた面と接触する。このように、本実施形態は、コイルセグメント５０同士が面で接触している。本実施形態によれば、コイルセグメント５０の軸方向における位置のずれを抑えることができる。本実施形態は、コイルエンド部の軸方向の位置精度を向上することができる。
【0056】
本実施形態によれば、コイルエンド部５２の位置精度が向上するので、コイルエンド部５２を容易かつ適切に溶接して接続することができる。本実施形態は、コイルエンド部５２の接続精度を向上することができる。本実施形態によれば、溶接の品質を向上することができる。
【0057】
本実施形態では、７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄは、同相の５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａと軸方向一方側に重なるように配置されている。７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第１中間部５２５Ｄの軸方向の一方側を向いた面５２５Ｄａは、異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第１中間部５２５Ｂの軸方向の他方側を向いた面５２５Ｂｂと接触する。７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第１中間部５２５Ｄの軸方向の他方側を向いた面５２５Ｄｂは、同相の５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａの第１中間部５２５Ａａの軸方向の一方側を向いた面５２５Ａａと接触する。５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａの第１中間部５２５Ａの軸方向の他方側を向いた面５２５Ａｂは、さらに異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第１中間部５２５Ｂの軸方向の一方側を向いた面５２５Ｂａと接触する。さらに異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第１中間部５２５Ｂの軸方向の他方側を向いた面５２５Ｂｂは、異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第１中間部５２５Ｂの軸方向の一方側を向いた面５２５Ｂａと接触する。このように、本実施形態は、コイルセグメント５０の第１中間部５２５同士が面で接触している。本実施形態によれば、コイルセグメント５０の軸方向における位置のずれを抑えることができる。
【0058】
本実施形態では、７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第２中間部５２６Ｄの軸方向の一方側を向いた面５２６Ｄａは、異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第２中間部５２６Ｂの軸方向の他方側を向いた面５２６Ｂｂと接触する。７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第２中間部５２６Ｄの軸方向の他方側を向いた面５２６Ｄｂは、同相の５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａの第２中間部５２６Ａの軸方向の一方側を向いた面５２６Ａａと接触する。５スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ａの第２中間部５２６Ａの軸方向の他方側を向いた面５２６Ａｂは、さらに異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第２中間部５２６Ｂの軸方向の一方側を向いた面５２６Ｂａと接触する。さらに異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第２中間部５２６Ｂの軸方向の他方側を向いた面５２６Ｂｂは、異なる相の６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第２中間部５２６Ｂの軸方向の一方側を向いた面５２６Ｂａと接触する。このように、本実施形態は、コイルセグメント５０の第２中間部５２６同士が面で接触している。本実施形態によれば、コイルセグメント５０の軸方向における位置のずれを抑えることができる。
【0059】
本実施形態では、コイルセグメント５０の第３屈曲部５２３は、コイルエンド部５２において軸方向の一方側における頂部である。本実施形態によれば、コイルセグメント５０同士がコイルエンド部５２において干渉せずに、巻き付けることができる。
【0060】
本実施形態では、コイルエンド部５２は、第２屈曲部５２２から第３屈曲部５２３までの間で、径方向の外側から内側に捻じれている。本実施形態によれば、コイルセグメント５０同士がコイルエンド部５２において干渉せずに、巻き付けることができる。
【0061】
本実施形態では、スロット９に挿入された６スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｂの第３屈曲部５２３Ｂ、及び、７スロットピッチで配置されたコイルセグメント５０Ｄの第３屈曲部５２３Ｄは、軸方向の一方側において同じ高さに位置する。本実施形態によれば、コイル５の端部を容易かつ適切に溶接して接続することができる。本実施形態は、コイル５の端部の接続精度を向上することができる。本実施形態によれば、溶接の品質を向上することができる。
【0062】
上述の実施形態において、ロータ３がステータコア４の内側（内周側）に配置され、モータ１がインナロータ側モータであることとした。ロータ３はステータコア４に対向する位置に配置されていればよい。モータ１は、ロータ３がステータコア４の外周側に配置されるアウタロータ型モータでもよいし、ロータ３がステータコア４の内周側及び外周側の両方に配置されるデュアルロータ型モータでもよいし、ロータ３がステータコア４の軸方向側に配置されるアキシャルギャップ型モータでもよい。
【0063】
なお、上述の実施形態においては、モータ１がセグメント型永久磁石モータであることとした。モータ１は極歯が設けられたスイッチトリラクタンスモータ(Switched Reluctance Motor)でもよいし、シンクロナスリラクタンスモータ（Synchronous Reluctance Motor）でもよいし、フラックススイッチングモータ（Flux Switching Motor）でもよいし、誘導モータ（Induction Motor）でもよいし、アキシャルギャップモータでもよいし、リニアアクチュエータでもよい。
【符号の説明】
【0064】
１…モータ、２…ステータ、３…ロータ、４…ステータコア、５…コイル、５Ｕ…Ｕ相コイル（第１相コイル）、５Ｖ…Ｖ相コイル（第２相コイル）、５Ｗ…Ｗ相コイル（第３相コイル）、６…ロータホルダ、７…ロータコア、８…シャフト、９…スロット、１０…ティース、５０…コイルセグメント、５０Ａ…コイルセグメント、５０Ｂ…コイルセグメント、５０Ｄ…コイルセグメント、５１…コイル本体部、５２…コイルエンド部、５１１…コイル本体部、５１２…コイル本体部、５２１…第１屈曲部、５２２…第２屈曲部、５２３…第３屈曲部、５２４…第４屈曲部、５２５…第１中間部、５２６…第２中間部、ＡＸ…回転軸、Ｅ…対象物。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】