特開 2024-2187 電動モータ及び電動モータの組み立て方法

(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】P2024002187

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】電動モータ及び電動モータの組み立て方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/04 20060101AFI20231228BHJP

   H02K 15/04 20060101ALI20231228BHJP

   H02K 15/06 20060101ALI20231228BHJP

   H02K 15/085 20060101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

H02K3/04 E

H02K15/04 A

H02K15/06

H02K15/085

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022101241

(22)【出願日】2022-06-23

(71)【出願人】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】石田 久

(72)【発明者】

【氏名】田中 秀典

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 正和

(72)【発明者】

【氏名】須藤 健二

【テーマコード（参考）】

5H603

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H603AA03

5H603AA09

5H603BB01

5H603BB09

5H603BB10

5H603BB13

5H603CA01

5H603CA05

5H603CB01

5H603CC04

5H603CC17

5H603CD01

5H603CD05

5H603CD11

5H603CD22

5H603CE02

5H603CE05

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB07

5H615BB14

5H615BB16

5H615PP01

5H615PP06

5H615PP12

5H615QQ03

5H615QQ06

5H615QQ12

5H615SS09

(57)【要約】

【課題】分布巻き方式によるコイルの巻き太りを抑制して小型化を図ることができるとともに、コイルの巻回作業の効率化を図ることができる電動モータ及び電動モータの組み立て方法を提供する。
【解決手段】複数のステータ突極１０及び複数のスロットを有するステータ３と、ステータ３に巻回される複数の空芯コイル２０と、を備える。空芯コイル２０は、２つのスロットにそれぞれ挿通される第１スロット挿通部２１及び第２スロット挿通部２２と、各スロット挿通部２１，２２に掛け渡される２つのコイルエンド部２３と、を有する。１つのスロットに各スロット挿通部２１，２２のいずれか１つのみが挿通されており、任意の空芯コイル２０における第２スロット挿通部２２は、他の空芯コイル２０における第１スロット挿通部２１の径方向外側に配置されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータコア、前記ステータコアの外周面から径方向外側に向かって突出された複数のステータ突極、及び周方向で隣り合う２つの前記ステータ突極間に形成された複数のスロットを有するステータと、
少なくとも１つの前記スロットを間に挟んで前記周方向両側に存在する２つの前記スロットに挿通されるように、前記ステータに巻回される複数の空芯コイルと、
を備え、
前記空芯コイルは、
前記２つのスロットにそれぞれ挿通される第１スロット挿通部及び第２スロット挿通部と、
前記第１スロット挿通部及び前記第２スロット挿通部における前記ステータの軸方向一端同士に掛け渡される２つのコイルエンド部と、
を有し、
１つの前記スロットに前記第１スロット挿通部又は前記第２スロット挿通部のいずれか１つのみが挿通されており、
任意の前記空芯コイルにおける前記第２スロット挿通部は、他の前記空芯コイルにおける第１スロット挿通部の前記径方向外側に配置されている
ことを特徴とする電動モータ。

【請求項2】

前記ステータ突極は、前記径方向に対して前記周方向一方に傾斜する第１ステータ突極と、前記軸方向からみて前記周方向他方に凸なるように屈曲した第２ステータ突極と、からなり、
前記第１ステータ突極と前記第２ステータ突極とが前記周方向に交互に配置されており、かつ前記第１ステータ突極における前記径方向外側の第１先端面と前記第２ステータ突極における前記径方向外側の第２先端面とは前記周方向に等間隔で配置されており、
前記第１ステータ突極と前記第２ステータ突極とにより形成される前記スロットは、前記軸方向からみて長方形状の矩形スロットと、前記周方向の幅が前記径方向外側に向かうにしたがって漸次広くなるＶ字スロットと、からなり、
前記矩形スロットと前記Ｖ字スロットとが前記周方向に交互に配置されており、
前記矩形スロットに前記第１スロット挿通部が挿通されており、
前記Ｖ字スロットに前記第２スロット挿通部が挿通されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。

【請求項3】

前記Ｖ字スロットの前記径方向の深さは、前記矩形スロットの前記径方向の深さよりも浅い
ことを特徴とする請求項２に記載の電動モータ。

【請求項4】

前記コイルエンド部は、他の前記コイルエンド部の前記径方向内側に配置される内側配置部と、他の前記コイルエンド部の前記径方向外側に配置される外側配置部と、からなり、
前記内側配置部の前記軸方向に直交する方向の幅は、前記外側配置部の前記軸方向に直交する方向の幅よりも大きく、
前記内側配置部の前記軸方向の厚さは、前記外側配置部の前記軸方向の厚さよりも薄い
ことを特徴とする請求項３に記載の電動モータ。

【請求項5】

各前記コイルエンド部は、前記軸方向で重ならずに前記径方向で重なっており、
前記ステータコアの前記軸方向の一端と前記コイルエンド部の前記軸方向の外側端との間の距離は、全周に渡って均一である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動モータ。

【請求項6】

請求項１に記載の電動モータであって、
前記ステータに対して回転自在に設けられたロータを備え、
前記ロータは、
前記ステータの前記径方向外側に前記ステータと同心円上に配置された環状のロータコアと、
前記ロータコアの内周面から前記径方向内側に向かって突出されて前記周方向に等間隔に配置された複数のロータ突極と、
を有する
ことを特徴とする電動モータ。

【請求項7】

請求項３又は請求項４に記載の電動モータの組み立て方法であって、
前記ステータに前記空芯コイルを組み付ける際、所定の前記矩形スロットに前記第１スロット挿通部を差し込んだ後、所定の前記Ｖ字スロットに前記第２スロット挿通部を差し込む
ことを特徴とする電動モータの組み立て方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動モータ及び電動モータの組み立て方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電動モータとして、スイッチトリラクタンスモータ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ）が知られている。スイッチトリラクタンスモータの中には、環状のステータと、ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータと、を備えたものがある。
ステータは、環状のステータコアと、ステータコアの内周面から径方向内側に向かって突出する複数のステータ突極と、を備える。ロータは、回転軸線を中心に回転するロータコアと、ロータコアの外周面から径方向外側に向かって突出する複数のロータ突極と、を備える。ステータ突極には、コイルがいわゆる集中巻き方式により巻回されている（例えば、特許文献１，２参照）。

【0003】

このような構成のもと、コイルに通電を行うとステータ突極が励磁される。そして、ステータ突極に生じた磁気吸引力によってロータ突極が吸引される。各ステータ突極のコイルへの通電タイミングを順次切り替えることにより、ロータが継続的に回転される。

【0004】

また、集中巻き方式において、ステータにコイルを巻回する前に予め額縁状にコイルを形成しておき、その後にステータにコイルを装着する方法が知られている。このような方法とすることで、ステータへのコイルの巻回作業の効率化を図ろうとしている（例えば、特許文献３，４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２－２７２０７１号公報

【特許文献2】特開２００８－９９５２１号公報

【特許文献3】特開２００８－１０９７３７号公報

【特許文献4】特開２０１０－２４６３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところでコイルの巻回方法として、所定数のスロットを間に挟んだ両側のスロット間にコイルを巻回する、いわゆる分布巻き方式がある。コイルの巻回方法として、単純に分布巻き方式を採用すると、ステータコアの軸方向両端においてコイル同士の重なりが多くなる。このため、コイルの巻き太りが生じ電動モータが大型化してしまうという課題があった。
また、分布巻き方式によりステータにコイルを巻回するにあたり、予め額縁状にコイルを形成してしまうと先に装着したコイルが邪魔になってしまう。このため、ステータへのコイルの巻回作業を効率化しにくいという課題があった。

【0007】

そこで、本発明は、分布巻き方式によるコイルの巻き太りを抑制して小型化を図ることができるとともに、コイルの巻回作業の効率化を図ることができる電動モータ及び電動モータの組み立て方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の第１態様では、電動モータは、ステータコア、前記ステータコアの外周面から径方向外側に向かって突出された複数のステータ突極、及び周方向で隣り合う２つの前記ステータ突極間に形成された複数のスロットを有するステータと、少なくとも１つの前記スロットを間に挟んで前記周方向両側に存在する２つの前記スロットに挿通されるように、前記ステータに巻回される複数の空芯コイルと、を備え、前記空芯コイルは、前記２つのスロットにそれぞれ挿通される第１スロット挿通部及び第２スロット挿通部と、前記第１スロット挿通部及び前記第２スロット挿通部における前記ステータの軸方向一端同士に掛け渡される２つのコイルエンド部と、を有し、１つの前記スロットに前記第１スロット挿通部又は前記第２スロット挿通部のいずれか１つのみが挿通されており、任意の前記空芯コイルにおける前記第２スロット挿通部は、他の前記空芯コイルにおける第１スロット挿通部の前記径方向外側に配置されている。

【0009】

このように構成することで、コイルの巻回方法として分布巻き方式を採用しつつ、コイルエンド部での他の空芯コイルとの軸方向の重なりを防止できる。このため、分布巻き方式によるコイルの巻き太りを抑制して電動モータの小型化を図ることができるとともに、コイルの巻回作業の効率化を図ることができる。

【0010】

本発明の第２態様では、第１態様の電動モータにおいて、前記ステータ突極は、前記径方向に対して前記周方向一方に傾斜する第１ステータ突極と、前記軸方向からみて前記周方向他方に凸なるように屈曲した第２ステータ突極と、からなり、前記第１ステータ突極と前記第２ステータ突極とが前記周方向に交互に配置されており、かつ前記第１ステータ突極における前記径方向外側の第１先端面と前記第２ステータ突極における前記径方向外側の第２先端面とは前記周方向に等間隔で配置されており、前記第１ステータ突極と前記第２ステータ突極とにより形成される前記スロットは、前記軸方向からみて長方形状の矩形スロットと、前記周方向の幅が前記径方向外側に向かうにしたがって漸次広くなるＶ字スロットと、からなり、前記矩形スロットと前記Ｖ字スロットとが前記周方向に交互に配置されており、前記矩形スロットに前記第１スロット挿通部が挿通されており、前記Ｖ字スロットに前記第２スロット挿通部が挿通されている。

【0011】

このように構成することで、ステータに空芯コイルを装着しやすくできる。このため、コイルの巻回作業をさらに効率化できる。

【0012】

本発明の第３態様では、第２態様の電動モータにおいて、前記Ｖ字スロットの前記径方向の深さは、前記矩形スロットの前記径方向の深さよりも浅い。

【0013】

このように構成することで、各空芯コイルのコイルエンド部の姿勢を確実に規制できる。このため、コイルエンド部での他の空芯コイルとの軸方向の重なりを確実に防止できる。そして、分布巻き方式によるコイルの巻き太りを抑制し、電動モータを確実に小型化できる。

【0014】

本発明の第４態様では、第３態様の電動モータにおいて、前記コイルエンド部は、他の前記コイルエンド部の前記径方向内側に配置される内側配置部と、他の前記コイルエンド部の前記径方向外側に配置される外側配置部と、からなり、前記内側配置部の前記軸方向に直交する方向の幅は、前記外側配置部の前記軸方向に直交する方向の幅よりも大きく、前記内側配置部の前記軸方向の厚さは、前記外側配置部の前記軸方向の厚さよりも薄い。

【0015】

このように構成することで、コイルエンド部を省スペースに無駄なく収めることができる。このため、電動モータをさらに確実に小型化できる。

【0016】

本発明の第５態様では、第１態様から第４態様のいずれか１項の電動モータにおいて、各前記コイルエンド部は、前記軸方向で重ならずに前記径方向で重なっており、前記ステータコアの前記軸方向の一端と前記コイルエンド部の前記軸方向の外側端との間の距離は、全周に渡って均一である。

【0017】

このように構成することで、各空芯コイルを整然と配置できる。このため、効率よく電動モータを小型化できる。

【0018】

本発明の第６態様では、第１態様から第５態様のいずれか１項の電動モータであって、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータを備え、前記ロータは、前記ステータの前記径方向外側に前記ステータと同心円上に配置された環状のロータコアと、前記ロータコアの内周面から前記径方向内側に向かって突出されて前記周方向に等間隔に配置された複数のロータ突極と、を有する。

【0019】

このように構成することで、電動モータを、アウタロータ型のスイッチトリラクタンスモータとすることができる。このため、スイッチトリラクタンスモータの小型化を図りつつ、コイルの巻回作業の効率化によってスイッチトリラクタンスモータの製造コストを低減できる。また、スイッチトリラクタンスモータのトルク特性を向上できる。

【0020】

本発明の第７態様では、第３態様又は第４態様の電動モータの組み立て方法であって、前記ステータに前記空芯コイルを組み付ける際、所定の前記矩形スロットに前記第１スロット挿通部を差し込んだ後、所定の前記Ｖ字スロットに前記第２スロット挿通部を差し込む。

【0021】

このような方法とすることで、ステータに容易に空芯コイルを装着することができる。このため、コイルの巻回作業の効率化を図ることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、分布巻き方式によるコイルの巻き太りを抑制して小型化を図ることができるとともに、コイルの巻回作業の効率化を図ることができる電動モータ及び電動モータの組み立て方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータの概略構成図である。

【図2】本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータのモータカバー及びロータを取り外した側面図である。

【図3】図２の斜視図である。

【図4】本発明の実施形態におけるステータを軸方向からみた平面図である。

【図5】本発明の実施形態における空芯コイルの斜視図である。

【図6】本発明の実施形態における空芯コイルの装着手順を示す説明図である。

【図7】本発明の実施形態における空芯コイルの装着手順を示す説明図である。

【図8】本発明の実施形態における空芯コイルの装着手順を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0025】

＜スイッチトリラクタンスモータ＞
図１は、スイッチトリラクタンスモータ１の概略構成図である。図２は、スイッチトリラクタンスモータ１のモータカバー１７及びロータ４を取り外した側面図である。図３は、図２の斜視図である。

【0026】

図１から図３に示すように、スイッチトリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータと称する）１は、モータケーシング１５内に固定されたステータ３と、ステータ３に巻回されたコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ（Ｕ相のコイル２Ｕ、Ｖ相のコイル２Ｖ、Ｗ相のコイル２Ｗ）と、モータケーシング１５に回転自在に設けられたロータ４と、コイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗへの通電制御を行う制御部５と、を備える。以下、ロータ４の回転軸線Ｃに平行な方向を軸方向、ロータ４の回転方向を周方向、軸方向及び周方向に直交するロータ４の径方向を単に径方向と称して説明する。

【0027】

モータケーシング１５は、モータベース１６と、モータベース１６上に設けられる箱型のモータカバー１７と、を備える。これらモータベース１６とモータカバー１７とにより形成される空間内に、ステータ３及びロータ４が収納される。

【0028】

モータベース１６には、複数（本実施形態では６個）のコイル挿通孔１８が周方向に等間隔で配置されている。コイル挿通孔１８には、コイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの端末部２Ｕａ，２Ｖａ，２Ｗａが挿通されている。これらコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの端末部２Ｕａ，２Ｖａ，２Ｗａは、コイル挿通孔１８を介して外部に引き出されている。コイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの詳細については後述する。また、モータベース１６には、回転軸線Ｃと同軸上に図示しない貫通孔が形成されている。貫通孔は、ロータ４のシャフト８を回転自在に支持するために用いられる。

【0029】

＜ロータ＞
ロータ４は、モータベース１６に回転自在に支持されたシャフト８と、シャフト８に固定された円環状のロータコア６と、ロータコア６の内周面６ａから径方向内側に向かって突出された複数（本実施形態では８個）のロータ突極７と、を備える。
シャフト８の軸線とロータ４の回転軸線Ｃとは、一致している。

【0030】

ロータコア６は、例えば軸方向の一端に図示しない底部を有する。この底部を介し、シャフト８にロータコア６が固定されている。ロータ突極７は、周方向に等間隔で配置されている。ロータコア６及びロータ突極７は、例えば電磁鋼板を複数積層して形成されている。しかしながらこれに限られるものではなく、ロータコア６及びロータ突極７は、軟磁性粉を加圧することにより形成してもよい。

【0031】

＜ステータ＞
図４は、ステータ３を軸方向からみた平面図である。
図２から図４に示すように、ステータ３は、例えば電磁鋼板を複数積層して形成されている。しかしながらこれに限られるものではなく、ステータ３は、軟磁性粉を加圧することにより形成してもよい。ステータ３は、ロータ４の径方向内側に回転軸線Ｃと同軸上に配置された円柱状のステータコア９と、ステータコア９の外周面９ａから径方向外側に向かって突出された複数（本実施形態では１２個）のステータ突極１０と、を備える。このように、ＳＲモータ１は、ステータ３の径方向外側にロータ４が配置された、いわゆるアウタロータ型のモータである。

【0032】

ステータコア９は、ボルト３０によって、モータベース１６にこのモータベース１６と軸方向に所定間隔をあけて締結固定されている。ステータコア９の径方向中央には、シャフト８を挿通可能なシャフト挿通孔９ｂが形成されている。シャフト挿通孔９ｂは、モータベース１６に形成された図示しない貫通孔に連通している。シャフト挿通孔９ｂに、シャフト８を回転自在に支持させてもよい。

【0033】

ステータ突極１０は、第１ステータ突極４１と第２ステータ突極４２と、からなる。第１ステータ突極４１と第２ステータ突極４２とがそれぞれ６個ずつ形成され、ステータ突極１０全体として１２個形成されている。第１ステータ突極４１と第２ステータ突極４２とは、周方向に交互に配置されている。

【0034】

第１ステータ突極４１は、ステータコア９の外周面９ａから径方向外側に向かって突出している。第１ステータ突極４１は、径方向に対して周方向一方（図４における反時計回り方向ＣＣＷ）に傾斜している。
第２ステータ突極４２は、ステータコア９の外周面９ａから径方向外側に向かって突出する突極本体４５と、突極本体４５の径方向外側端から径方向外側に向かって屈曲延出された屈曲部４６と、が一体成形されたものである。突極本体４５は、径方向に対して周方向他方（図４における時計回り方向ＣＷ）に傾斜している。屈曲部４６は、突極本体４５の径方向外側端から周方向一方（図４における反時計回り方向ＣＣＷ）に向かって屈曲延出されている。

【0035】

第１ステータ突極４１の先端面４１ａ及び第２ステータ突極４２の先端面４２ａ（屈曲部４６の先端面４６ａ）の位置は、周方向に等間隔で、かつ回転軸線Ｃを中心とする同一円形上である。このように先端面４１ａ，４２ａが位置されるように、各ステータ突極４１，４２を配置することにより、周方向で隣り合う２つのステータ突極４１，４２の間には、異なる形状の２つのスロット５１，５２（矩形スロット５１、Ｖ字スロット５２）が形成される。これら２つのスロット５１，５２が周方向に交互に配置される。

【0036】

２つのスロット５１，５２のうち、矩形スロット５１において、周方向で隣り合うステータ突極４１，４２の周方向の幅Ｗ１（以下、矩形スロット幅Ｗ１と称する）は、ステータコア９の外周面９ａから矩形スロット５１の径方向中央に至るまで漸次狭くなる。また、矩形スロット幅Ｗ１は、矩形スロット５１の径方向中央から径方向外側に向かうに従って漸次広くなる。矩形スロット５１を形成する２つのステータ突極４１，４２は、全体が互いに周方向に離間している。

【0037】

２つのスロット５１，５２のうち、Ｖ字スロット５２において、周方向で隣り合うステータ突極４１，４２の周方向の幅Ｗ２（以下、Ｖ字スロット幅Ｗ２と称する）は、径方向外側に向かうにしたがって漸次広くなる。Ｖ字スロット５２を形成する２つのステータ突極４１，４２は、径方向内側の根本が接合されている。この結果、Ｖ字スロット５２の径方向の深さＨ２（以下、Ｖ字スロット深さＨ２と称する）は、矩形スロット５１の径方向の深さＨ１（以下、矩形スロット深さＨ１と称する）よりも浅い。

【0038】

このように形成されたステータ３には、軸方向両端からインシュレータ１１が装着される。インシュレータ１１は、絶縁性を有する樹脂により形成されている。インシュレータ１１は、各ステータ突極４１，４２とコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗとの絶縁を確保するためのものである。インシュレータ１１は、各ステータ突極４１，４２の対応する軸方向端部、及びステータコア９の外周部を覆うように形成されている。

【0039】

また、インシュレータ１１は、軸方向両端に回転軸線Ｃと同軸上の円筒部１１ａが一体成形されている。円筒部１１ａは、ボルト３０の周囲を取り囲むように形成されている。このようなインシュレータ１１の上からコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗが巻回される。円筒部１１ａは、コイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗとボルト３０やシャフト８との絶縁を確保している。

【0040】

＜コイル＞
コイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗは、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）で構成されており、Ｕ相のコイル２Ｕ、Ｖ相のコイル２Ｖ、Ｗ相のコイル２Ｗからなる。各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗは、矩形スロット５１又はＶ字スロット５２のいずれか１つのスロット５１，５２に、１つの相のみ挿通されている。これに加え、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗは、２つ置きのスロット５１，５２間に、いわゆる分布巻き方式により巻回されている。すなわち、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗは、必ず形状の異なる２つのスロット５１，５２に挿通され、これら２つのスロット５１，５２間に巻回される。ここで、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗは、ステータ３に巻回する前に、予め額縁状に空芯コイル２０を形成して所定のスロット５１，５２に装着される。

【0041】

図５は、空芯コイル２０（各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）の斜視図である。
図２、図３、図５に示すように、空芯コイル２０は、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗを所定回数巻回した後、図示しない金型によって所定の形状に成形したものである。より具体的には、空芯コイル２０は、矩形スロット５１に挿通される第１スロット挿通部２１と、Ｖ字スロット５２に挿通される第２スロット挿通部２２と、各スロット挿通部２１，２２の両端に配置され、同一位置の一端同士に掛け渡される２つのコイルエンド部２３と、を有する。以下の空芯コイル２０の説明では、所定のスロット５１，５２に空芯コイル２０を装着した状態に基づいて説明する。

【0042】

各スロット挿通部２１，２２は軸方向に延びている。各スロット挿通部２１，２２の軸方向の長さＬ１は、各ステータ突極４１，４２にインシュレータ１１を装着した軸方向の長さＬ２（図２参照）と同一か若干長い程度である。

【0043】

コイルエンド部２３は、第１スロット挿通部２１から周方向に沿って、かつ第２スロット挿通部２２に向かって延びる内側配置部２４と、内側配置部２４の第２スロット挿通部２２側の先端部２４ａから第２スロット挿通部２２に至る間に周方向に沿って延びる外側配置部２５と、からなる。内側配置部２４の先端部２４ａは、外側配置部２５に向かうに従って径方外側を向くように、湾曲形成されている。このような先端部２４ａの端部から外側配置部２５が延びているので、外側配置部２５の位置は、内側配置部２４の位置よりも径方向外側となる。

【0044】

内側配置部２４の先端部２４ａを除いた周方向の長さＬ３と、外側配置部２５の周方向の長さＬ４とはほぼ同一である。また、第１スロット挿通部２１と第２スロット挿通部２２との間の距離Ｌ５は、これらスロット挿通部２１，２２がそれぞれ挿通される矩形スロット５１の根本とＶ字スロット５２の根本との間の距離Ｌ６（図４参照）と同一か又は若干長い程度である。

【0045】

内側配置部２４の径方向の幅Ｗ３は、外側配置部２５の径方向の幅Ｗ４よりも大きい。また、内側配置部２４の軸方向の厚さＴ１は、外側配置部２５の軸方向の厚さＴ２よりも薄い。より具体的には、例えばコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの巻回数を１２回とした場合、内側配置部２４では、径方向に沿って４列になるように、かつ軸方向に３段に重なるようにコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗが配置されている。一方、外側配置部２５では、径方向に沿って３列になるように、かつ軸方向に４段に重なるようにコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗが配置されている。内側配置部２４から外側配置部２５の列数及び段数の変化は、コイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗを若干捩る（曲げる）ことにより可能である。

【0046】

このような空芯コイル２０をステータ３に装着した状態では、各空芯コイル２０のコイルエンド部２３同士が干渉して軸方向で重なることがない。内側配置部２４の径方向外側に、他の空芯コイル２０の外側配置部２５が径方向で重なる。各空芯コイル２０のコイルエンド部２３同士が軸方向で重なることがないので、ステータコア９の軸方向端面９ｃとコイルエンド部２３の軸方向の外側端２３ａとの間の距離Ｌ７は、全周に渡って均一となる。

【0047】

また、内側配置部２４は、第１スロット挿通部２１から周方向に延びた形である。第１スロット挿通部２１は、矩形スロット５１に挿通されている。一方、外側配置部２５は、第２スロット挿通部２２から周方向に延びた形である。第２スロット挿通部２２は、Ｖ字スロット５２に挿通されている。矩形スロット深さＨ１は、Ｖ字スロット深さＨ２よりも深いので、第２スロット挿通部２２よりも径方向内側に第１スロット挿通部２１を配置することができる。このため、ステータ３に各空芯コイル２０が整然と配置される。

【0048】

回転軸線Ｃを中心とした円周上でＶ字スロット５２と同一位置となる外側配置部２５は、Ｖ字スロット深さＨ２と同様に径方向の配置スペースが、内側配置部２４における径方向の配置スペースよりも狭くなる。このようなスペース配分において、外側配置部２５の径方向の幅Ｗ４を内側配置部２４の径方向の幅Ｗ３よりも小さくすることにより、各ステータ突極４１，４２から径方向外側に空芯コイル２０がはみ出してしまうことがない。

【0049】

各空芯コイル２０の端末部２０ａ、つまり各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの端末部２Ｕａ，２Ｖａ，２Ｗａは、モータベース１６側に引き出されている。さらに、各端末部２Ｕａ，２Ｖａ，２Ｗａは、モータベース１６のコイル挿通孔１８を介してモータケーシング１５の外側へと引き出され、制御部５に接続されている。

【0050】

＜制御部及びＳＲモータの動作＞
制御部５は、相毎のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗに対応した３つのＨブリッジ回路からなる。各Ｈブリッジ回路は、それぞれ独立して構成されており、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗに独立して通電制御を行うことが可能である。制御部５は、任意の２相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗに同時に通電を行う。この２相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗに同時に通電を行うことについて、以下に詳述する。以下の説明を分かりやすくするために、図１の各ステータ突極４１，４２に周方向に順に番号を付して説明する。

【0051】

すなわち、ステータ３には、１つのステータ突極４１又は第２ステータ突極４２を挟んで周方向両側に存在する２つのスロット５１，５２に、それぞれ異なる相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗが挿通されている。この結果、各ステータ突極４１，４２は、疑似的に２相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗで巻回された形になる。このため、任意の２相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗに同時に通電を行うことにより、通電された２つの相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの間に位置するステータ突極４１，４２が励磁される。

【0052】

例えば、図１に示すように、Ｕ相のコイル２Ｕ及びＷ相のコイル２Ｗに同時に通電を行うことにより、１，４，７，１０番の各ステータ突極４１，４２が励磁される。この際、１，４，７，１０番の各ステータ突極４１，４２の周囲をあたかも一方向に電気が流れるようにＵ相のコイル２Ｕ及びＷ相のコイル２Ｗの通電制御が行われる。
１，４，７，１０番の各ステータ突極４１，４２が励磁されると、これら１，４，７，１０番の各ステータ突極４１，４２にロータ突極７が磁気的に吸引され、ロータ４が回転される。そして、通電される各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗを順次切り替えることにより、ロータ４が継続的に回転される。

【0053】

＜ステータへの空芯コイルの装着方法＞
次に、図６から図８に基づいてステータ３への空芯コイル２０の装着方法について説明する。
図６から図８は、空芯コイル２０の装着手順を示す各工程の説明図である。
図６に示すように、予め形成した空芯コイル２０は、まずステータ３の各矩形スロット５１にそれぞれ第１スロット挿通部２１を差し込む。続いて、図７に示すように、第１スロット挿通部２１を中心に各空芯コイル２０を回転させる。そして、図８に示すように、各Ｖ字スロット５２に第２スロット挿通部２２を差し込む。

【0054】

このとき、第１スロット挿通部２１は、若干第２スロット挿通部２２側へと引っ張られる。この引っ張られる側に位置する第１ステータ突極４１は、径方向に対して周方向一方（図６における反時計回り方向ＣＣＷ）に傾斜しているので、矩形スロット５１から第１スロット挿通部２１が抜け出てしまうことが防止される。

【0055】

また、Ｖ字スロット５２に第２スロット挿通部２２を差し込む際、この第２スロット挿通部２２を形成する第１ステータ突極４１を通り越してＶ字スロット５２に第２スロット挿通部２２を差し込む事になる。第１ステータ突極４１は、径方向に対して周方向一方（図６における反時計回り方向ＣＣＷ）に傾斜しているので、Ｖ字スロット５２に第２スロット挿通部２２を差し込む際に第１ステータ突極４１が邪魔になることも無い。このため、Ｖ字スロット５２に第２スロット挿通部２２をスムーズに差し込むことができる。

【0056】

Ｖ字スロット５２に第２スロット挿通部２２を差し込むことにより、各内側配置部２４の径方向外側に他の空芯コイル２０の外側配置部２５が径方向で重なる。そして、ステータ３への空芯コイル２０の装着が完了する。

【0057】

このように、上述の実施形態では、ステータ３に各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗを巻回するにあたり、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗで空芯コイル２０を形成している。空芯コイル２０は、各スロット５１，５２に別々に挿通される第１スロット挿通部２１及び第２スロット挿通部２２と、各スロット挿通部２１，２２の両端に配置され、同一位置の一端同士に掛け渡される２つのコイルエンド部２３と、を有する。矩形スロット５１又はＶ字スロット５２のいずれか１つのスロット５１，５２に、１つの相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗのみ挿通されている。任意の空芯コイル２０における第２スロット挿通部２２は、他の空芯コイル２０における第１スロット挿通部２１の径方向外側に配置されている。

【0058】

このため、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの巻回方法として分布巻き方式を採用しつつ、コイルエンド部２３での他の空芯コイル２０との軸方向の重なりを防止できる。よって、分布巻き方式による各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの巻き太りを抑制してＳＲモータ１の小型化を図ることができる。各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの巻回作業の効率化を図ることができる。

【0059】

ステータ突極１０は、第１ステータ突極４１と第２ステータ突極４２と、からなる。各ステータ突極４１，４２を周方向に交互に配置し、各スロット５１，５２を周方向に交互に配置している。各スロット５１，５２のうちの矩形スロット５１に、空芯コイル２０の第１スロット挿通部２１を挿通するとともに、Ｖ字スロット５２に、空芯コイル２０の第２スロット挿通部２２を挿通する。形状及びスロット深さＨ１，Ｈ２の異なる２つのスロット５１，５２に、それぞれ別々にスロット挿通部２１，２２を挿通するので、ステータ３に空芯コイル２０を装着しやすくできる。このため、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの巻回作業をさらに効率化できる。

【0060】

Ｖ字スロット深さＨ２は、矩形スロット深さＨ１よりも浅い。このため、第１スロット挿通部２１（コイルエンド部２３の内側配置部２４）よりも径方向外側に第２スロット挿通部２２（コイルエンド部２３の外側配置部２５）を配置した状態で、Ｖ字スロット５２内で第２スロット挿通部２２がガタついてしまうことを防止できる。したがって、各コイルエンド部２３の姿勢を確実に規制できる。この結果、コイルエンド部２３での他の空芯コイル２０との軸方向の重なりを確実に防止できる。そして、分布巻き方式による各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの巻き太りを抑制し、ＳＲモータ１を確実に小型化できる。

【0061】

内側配置部２４の径方向の幅Ｗ３は、外側配置部２５の径方向の幅Ｗ４よりも大きい。また、内側配置部２４の軸方向の厚さＴ１は、外側配置部２５の軸方向の厚さＴ２よりも薄い。このため、形状の異なる２つのスロット５１，５２にそれぞれ対応するスロット挿通部２１，２２を挿通する場合であっても、配置スペースに応じて無駄なく効率よく各空芯コイル２０のコイルエンド部２３を配置できる。また、各ステータ突極４１，４２から径方向外側に空芯コイル２０がはみ出してしまうことを防止できる。よって、ＳＲモータ１をさらに確実に小型化できる。

【0062】

空芯コイル２０をステータ３に装着した状態では、各空芯コイル２０のコイルエンド部２３同士が干渉して軸方向で重なることがない。内側配置部２４の径方向外側に、他の空芯コイル２０の外側配置部２５が径方向で重なる。各空芯コイル２０のコイルエンド部２３同士が軸方向で重なることがないので、ステータコア９の軸方向端面９ｃとコイルエンド部２３の軸方向の外側端２３ａとの間の距離Ｌ７は、全周に渡って均一となる。このため、ステータ３に各空芯コイル２０を整然と配置でき、効率よくＳＲモータ１を小型化できる。

【0063】

ＳＲモータ１は、ステータ３の径方向外側にロータ４が配置された、いわゆるアウタロータ型のモータである。このため、ＳＲモータ１の小型化を図りつつ、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの巻回作業の効率化によってＳＲモータ１の製造コストを低減できる。また、ＳＲモータ１のトルク特性を向上できる。

【0064】

ステータ３への空芯コイル２０の装着方法として、まずステータ３の各矩形スロット５１にそれぞれ第１スロット挿通部２１を差し込む。続いて、第１スロット挿通部２１を中心に各空芯コイル２０を回転させる。そして、各Ｖ字スロット５２に第２スロット挿通部２２を差し込む。このような方法とすることで、ステータ３に容易に空芯コイル２０（各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ）を装着することができる。このため、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの巻回作業の効率化を図ることができる。

【0065】

分布巻き方式による各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの巻き太りを抑制してＳＲモータ１の小型化を図ることができるとともに、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの巻回作業の効率化を図ることができるので、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「全ての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」、及び目標９「強靭（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの促進を図る」に貢献することが可能となる。

【0066】

本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、電動モータとしてＳＲモータ１を例に説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、コイルの巻回に分布巻き方式を採用するさまざまな電動モータに上述の実施形態の構成を用いることができる。例えば、ブラシレスモータに上述の実施形態を採用する場合、ステータは、ステータ突極に代わってティースを有する。すなわち、ステータ突極とティースとは同義となる。

【0067】

上述の実施形態では、各相のコイル２Ｕ，２Ｖ，２Ｗの分布巻き方式として、２つ置きのスロット５１，５２間に、空芯コイル２０を装着（巻回）した場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、少なくとも１つのスロットを間に挟んで周方向両側に存在する２つのスロットに挿通されるように、ステータ３に空芯コイル２０が装着される構成であればよい。

【0068】

上述の実施形態では、ＳＲモータ１は、ステータ突極１０を１２個有し、ロータ突極７を８個有する場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、ＳＲモータ１は、ステータ突極１０の個数とロータ突極７の個数との比が６：４であればよい。
ステータ突極１０は、第１ステータ突極４１と第２ステータ突極４２と、からなる場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、全て同一のステータ突極１０を周方向に等間隔に配置してもよい。

【符号の説明】

【0069】

１…スイッチトリラクタンスモータ、２Ｕ…Ｕ相のコイル、２Ｕａ…端末部、２Ｕａ…各端末部、２Ｖ…Ｖ相のコイル、２Ｖａ…端末部、２Ｗ…Ｗ相のコイル、２Ｗａ…端末部、３…ステータ、４…ロータ、５…制御部、６…ロータコア、６ａ…内周面、７…ロータ突極、８…シャフト、９…ステータコア、９ａ…外周面、９ｂ…シャフト挿通孔、９ｃ…軸方向端面、１０…ステータ突極、１１…インシュレータ、１１ａ…円筒部、１５…モータケーシング、１６…モータベース、１７…モータカバー、１８…コイル挿通孔、２０…空芯コイル、２０ａ…端末部、２１…第１スロット挿通部、２２…第２スロット挿通部、２３…コイルエンド部、２３ａ…外側端、２４…内側配置部、２４ａ…先端部、２５…外側配置部、３０…ボルト、４１…第１ステータ突極、４１ａ…先端面、４２…第２ステータ突極、４２ａ…先端面、４５…突極本体、４６…屈曲部、４６ａ…先端面、５１…矩形スロット、５２…Ｖ字スロット、Ｃ…回転軸線、Ｌ１～Ｌ６…長さ、Ｔ１，Ｔ２…厚さ、Ｗ１～Ｗ４…幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】