JPWO2017014217A1 - ステータおよびステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

このステータは、第１連続コイルおよび第２連続コイルがスロットに収容された後の、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔が、スロットに収容される前の間隔よりも大きくなるように構成されている。

Description

本発明は、ステータおよびステータの製造方法に関する。

従来、環状の鋼板を積層することにより形成されたコアと、コアのスロットに収容されるコイルとを備えるステータが知られている。このようなステータは、たとえば、特開２０１２−１２５０４３号公報に開示されている。

特開２０１２−１２５０４３号公報に記載のステータでは、同一の導線が連続して巻回（同芯巻き）された複数の同芯巻コイルが、環状の鋼板を積層することにより形成されたコアのスロットに収容されている。この同芯巻コイルでは、半径方向から見て、軸方向の一方側のコイルエンド部は、軸方向に沿うように直線状に形成されている。また、軸方向の他方側のコイルエンド部は、ステータの内径側に突出するように折り曲げられている。これにより、コイルエンド部を構成する複数の導体線の内径側に折り曲げられた部分は、ステータの軸方向に積層されるように配置されている。そして、同芯巻コイルが、他方側のコイルエンド側（折り曲げられているコイルエンド部側）から軸方向に沿って移動されることにより、同芯巻コイルがスロットに収容される。

特開２０１２−１２５０４３号公報

しかしながら、特開２０１２−１２５０４３号公報に記載のステータでは、軸方向の他方側では、コイルエンド部を構成する複数の導体線の内径側に折り曲げられた部分が、軸方向に沿って積層されるように配置されているため、コイルエンド部が折り曲げられていない同芯巻コイル（コイルエンド部を構成する複数の導体線が半径方向に沿って積層されている同芯巻コイル）と比べて、同芯巻コイルのコイルエンド部の軸方向の長さが大きくなるという不都合がある。このため、ステータの軸方向の長さが大きくなるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、軸方向の長さが大きくなるのを防止することが可能なステータを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるステータは、環状の鋼板を積層することにより形成され、ティースと、ティース間に設けられるスロットとを有するコアと、同一の導体線で連続して形成され、異なるスロットに収容される複数のスロット収容部と、スロット収容部同士を接続する軸方向の一方側のコイルエンド部と、スロット収容部同士を接続する軸方向の他方側のコイルエンド部とを有する複数の連続コイルとを備え、複数の連続コイルのうちの、周方向に隣り合うスロットにそれぞれ収容される第１連続コイルのコイルエンド部および第２連続コイルのコイルエンド部には、それぞれ、導体線１本分の幅をステータの半径方向にオフセットするように半径方向に屈曲するオフセット部分が設けられており、第１連続コイルおよび第２連続コイルがスロットに収容された後の、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔が、第１連続コイルおよび第２連続コイルがスロットに収容される前の、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔よりも大きくなるように構成されている。ここで、「連続コイル」とは、セグメントコイル（軸方向の一方側にコイルエンド部が設けられている一方、他方側にはコイルエンド部が設けられていない複数の導体線をスロットに挿入した後、各導体線を溶接により接続するコイル）は含まず、同芯巻コイルおよび波巻コイルを含む。

この発明の第１の局面によるステータでは、上記のように、第１連続コイルおよび第２連続コイルがスロットに収容された後の、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔を、第１連続コイルおよび第２連続コイルがスロットに収容される前の、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔よりも大きくなるように構成する。これにより、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔を徐々に大きくさせながら、第１連続コイルおよび第２連続コイルを、内径側から外径側に移動させて、外径側に放射状に広がるスロットに挿入することができる。すなわち、第１連続コイルおよび第２連続コイルのコイルエンド部をステータの内径側に突出するように折り曲げることなく、コイルエンド部を構成する複数の導体線が半径方向に沿って積層されている状態で、第１連続コイルおよび第２連続コイルをスロットに挿入することができる。その結果、第１連続コイルおよび第２連続コイルの軸方向の長さが大きくなるのを防止することができるので、ステータの軸方向の長さが大きくなるのを防止することができる。

この発明の第２の局面におけるステータの製造方法は、同一の導体線で連続して形成され、異なるスロットに収容される複数のスロット収容部と、スロット収容部同士を接続する軸方向の一方側のコイルエンド部と、スロット収容部同士を接続する軸方向の他方側のコイルエンド部とを含むとともに、コイルエンド部に導体線１本分の幅をステータの半径方向にオフセットするように半径方向に屈曲するオフセット部分が設けられた周方向に隣り合うスロットにそれぞれ収容される第１連続コイルおよび第２連続コイルを、環状の鋼板を積層することにより形成されティースとティース間に設けられるスロットとを有するコアの内径側に配置する工程と、スロット数をｎとした場合、軸方向視において、下記の式（４）により定められる中心角θを有する、コアの中心を中心とする扇形の範囲内にオフセット部分の全幅が配置された状態を維持しながら、第１連続コイルおよび第２連続コイルがスロットに収容された後の、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔が、第１連続コイルおよび第２連続コイルがスロットに収容される前の、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔よりも大きくなるように、第１連続コイルおよび第２連続コイルを、それぞれ、内径側から外径側に移動させることにより、周方向に隣り合うスロットに挿入する工程とを備える。ここで、「連続コイル」とは、セグメントコイル（軸方向の一方側にコイルエンド部が設けられている一方、他方側にはコイルエンド部が設けられていない複数の導体線をスロットに挿入した後、各導体線を溶接により接続するコイル）は含まず、同芯巻コイルおよび波巻コイルを含む。

この発明の第２の局面によるステータの製造方法では、上記のように、第１連続コイルおよび第２連続コイルがスロットに収容された後の、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔が、第１連続コイルおよび第２連続コイルがスロットに収容される前の、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔よりも大きくなるように、第１連続コイルおよび第２連続コイルを、それぞれ、内径側から外径側に移動させることにより、周方向に隣り合うスロットに挿入する工程を備える。これにより、第１連続コイルのスロット収容部と第２連続コイルのスロット収容部との周方向の間隔を徐々に大きくさせながら、第１連続コイルおよび第２連続コイルを、内径側から外径側に移動させて、外径側に放射状に広がるスロットに挿入することができる。すなわち、第１連続コイルおよび第２連続コイルのコイルエンド部をステータの内径側に突出するように折り曲げることなく、コイルエンド部を構成する複数の導体線が半径方向に沿って積層されている状態で、第１連続コイルおよび第２連続コイルをスロットに挿入することができる。その結果、第１連続コイルおよび第２連続コイルの軸方向の長さが大きくなるのを防止することができるので、ステータの軸方向の長さが大きくなるのを防止することが可能なステータの製造方法を提供することができる。

なお、本出願では、上記第１の局面によるステータおよび第２の局面によるステータの製造方法とは別に、以下のような他の構成も考えられる。

（付記項）
すなわち、本出願の他の構成によるステータでは、環状の鋼板を積層することにより形成され、ティースと、ティース間に設けられるスロットとを有するコアと、同一の導体線で連続して形成され、異なるスロットに収容される複数のスロット収容部と、スロット収容部同士を接続する軸方向の一方側のコイルエンド部と、スロット収容部同士を接続する軸方向の他方側のコイルエンド部とを有する複数の連続コイルとを備え、複数の連続コイルのうちの、周方向に隣り合うスロットにそれぞれ収容される第１連続コイルのコイルエンド部および第２連続コイルのコイルエンド部には、それぞれ、導体線１本分の幅をステータの半径方向にオフセットするように半径方向に屈曲するオフセット部分が設けられており、軸方向視におけるコアの中心からティースの内径側の端部までの長さをＲとし、軸方向視におけるコイルエンド部の半径方向の幅をＢとし、スロット数をｎ１とし、スロットに配置される連続コイルのターン数をｎ２とした場合、オフセット部分の周方向の幅Ａは、下記の式（６）を満たすように構成されている。

本発明によれば、上記のように、ステータの軸方向の長さが大きくなるのを防止することができる。

本発明の一実施形態によるステータの斜視図（１）である。 本発明の一実施形態によるステータの斜視図（２）である。 図２の部分拡大図である。 本発明の一実施形態による同芯巻コイルの斜視図である。 本発明の一実施形態による同芯巻コイルの、（ａ）軸方向から見た図と、（ｂ）半径方向から見た図である。 本発明の一実施形態による同芯巻コイルのスロットに挿入する前と、スロットに挿入した後の状態を、軸方向から見た図である。 本発明の一実施形態による同芯巻コイルのスロットに挿入する前の状態の斜視図である。 本発明の一実施形態の変形例による波巻コイルの斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［本実施形態］
（ステータの構造）
図１〜図７を参照して、本実施形態によるステータ１００の構造について説明する。

図１〜図３に示すように、ステータ１００は、コア１０と、同芯巻コイル２０とを有する。なお、同芯巻コイル２０は、特許請求の範囲の「連続コイル」の一例である。また、同芯巻コイル２０は、ステータ１００が３相交流モータに適用される場合には、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルのいずれかを構成する。

なお、本願明細書では、「周方向」とは、ステータコア１００の周方向（図１および図２のＥ方向）を意味し、「半径方向」とは、ステータコア１００の半径方向（図１および図２のＦ方向）を意味する。すなわち、「半径方向」とは、ステータコア１００の中心を通る直線に沿った方向を意味する。また、「軸方向」とは、ステータコア１００の回転軸方向（図１および図２のＧ方向）を意味する。また、「軸方向の一方側」および「軸方向の他方側」とは、それぞれ、ステータコア１００の軸方向の一方側（図１および図２のＧ１方向側）およびステータコア１００の軸方向の他方側（図１および図２のＧ２方向側）を意味する。また、「内径側」とは、ステータコア１００の中心に向かう方向側を意味する。また、「外径側」とは、ステータコア１００の中心から半径方向外側に向かう方向側を意味する。

また、図３に示すように、コア１０は、環状の鋼板を積層することにより形成されている。すなわち、コア１０は、分割されたコアではない。また、コア１０の内径側（半径方向内側）には、ロータ（図示せず）を収容するための内径側空間が形成されている。また、コア１０は、環状に形成されるバックヨーク１１と、バックヨーク１１から半径方向内側に向かって延びる複数のティース１２とを有する。複数のティース１２は、コア１０に周方向に略等角度間隔で設けられている。また、隣り合うティース１２間には、スロット１３が形成されている。スロット１３は、複数（たとえば、４８個）設けられている。

（同芯巻コイルの構造）
図４に示すように、同芯巻コイル２０は、同一の導体線３０が同芯状に複数回連続して巻回されることにより形成されている。また、同芯巻コイル２０は、異なるスロット１３に収容されるスロット収容部２１（周方向の一方側と他方側とに設けられる一対の（複数の）スロット収容部２１）と、一対のスロット収容部２１同士を接続する軸方向の一方側のコイルエンド部２２（コイルエンド部２２ａ）と、一対のスロット収容部２１同士を接続する軸方向の他方側のコイルエンド部２２（コイルエンド部２２ｂ）とを有する。すなわち、同芯巻コイル２０は、１本の導体線３０が溶接などにより接合されることなく、複数回巻回されることにより形成されている。また、同芯巻コイル２０は、軸方向の一方側のコイルエンド部２２ａおよび他方側のコイルエンド部２２ｂを構成する複数の導体線３０が半径方向に沿って積層された状態で、スロット１３に収容されている。

また、図４および図５に示すように、複数の同芯巻コイル２０のコイルエンド部２２には、それぞれ、導体線３０の１本分の幅Ｂをステータ１００の半径方向にオフセットするオフセット部分２３が設けられている。具体的には、コイルエンド部２２を構成する導体線３０は、周方向の一方側に設けられ、環状のコア１０の円弧に合わせて円弧状に湾曲する第１湾曲部分２４ａと、第１湾曲部分２４ａよりも導体線３０の１本分の幅Ｂ分、半径方向内側に配置される第２湾曲部分２４ｂとを有する。そして、第１湾曲部分２４ａと第２湾曲部分２４ｂとは、オフセット部分２３により接続されている。

詳細には、図５（ｂ）に示すように、コイルエンド部２２は、半径方向外側に突出する頂部２５と、頂部２５の軸方向内側に設けられ、軸方向に直交する方向に沿って略平坦な平坦部２６とを有する。そして、オフセット部分２３の一方端は、ステータ１００の半径方向から見て、コイルエンド部２２の平坦部２６を通り軸方向に直交する面Ｓと導体線３０の軸方向外側の面２７ａとが交差する点（点Ｐ１）である。また、図５（ａ）に示すように、オフセット部分２３の他方端は、軸方向視において、半径方向内側に隣接する導体線３０（３０ｂ）の外径側の面２７ｂと、導体線３０（３０ａ）の内径側の面２７ｃとが重なる点（点Ｐ２）である。すなわち、オフセット部分２３は、導体線３０の１本分の幅Ｂをステータ１００の半径方向にオフセットするように半径方向に屈曲する部分、および、屈曲する部分の近傍を含む。

また、図３に示すように、同芯巻コイル２０は、周方向に隣り合うスロット１３にそれぞれ収容される同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂを有する。なお、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂは、複数の同芯巻コイル２０のうちの、周方向に隣接する２つの同芯巻コイル２０のいずれかを表している。また、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１連続コイル」および「第２連続コイル」の一例である。ここで、本実施形態では、周方向に隣り合うスロット１３にそれぞれ収容される同芯巻コイル２０ａのスロット収容部２１と、同芯巻コイル２０ｂのスロット収容部２１との周方向の間隔Ｄ１が、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容される前の、同芯巻コイル２０ａのスロット収容部２１と同芯巻コイル２０ｂのスロット収容部２１との周方向の間隔Ｄ２（図６および図７参照）よりも大きい。

具体的には、図６に示すように、複数の同芯巻コイル２０（同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂ）がスロット１３に収容される前には、コア１０の内径側に配置されている。そして、複数の同芯巻コイル２０がスロット１３に収容された状態におけるスロット収容部２１間の間隔Ｄ１が、複数の同芯巻コイル２０がコア１０の内径側に配置されている状態におけるスロット収容部２１間の間隔Ｄ２よりも大きい。

また、本実施形態では、図６に示すように、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容された後の、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３との間の周方向の間隔Ｄ３が、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容される前（図６の破線で示された同芯巻コイル２０参照）の、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３との間の周方向の間隔Ｄ４よりも大きい。すなわち、複数の同芯巻コイル２０がスロット１３に収容された状態におけるオフセット部分２３間の間隔Ｄ３が、複数の同芯巻コイル２０がコア１０の内径側に配置されている状態におけるオフセット部分２３間の間隔Ｄ４よりも大きい。

また、本実施形態では、オフセット部分２３の各々は、スロット１３の数をｎ１とした場合、軸方向視において、下記の式（７）により定められる中心角θを有する、コア１０の中心を中心とする扇形４０の範囲内に収まる周方向の幅Ａを有している。なお、スロット１３の数が、４８個の場合、θは、７．５度（＝３６０／４８）である。

具体的には、同一の導体線３０が複数回巻回された同芯巻コイル２０のコイルエンド部２２には、複数のオフセット部分２３が設けられており、複数のオフセット部分２３の全てが、上記の式（７）により定められる中心角θを有する扇形４０の範囲内に収まる周方向の幅Ａを有している。なお、複数のオフセット部分２３の周方向の幅Ａは、それぞれ、略等しい。

また、本実施形態では、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容される前の、オフセット部分２３の各々も、スロット１３の数をｎ１とした場合、軸方向視において、上記の式（７）により定められる中心角θを有する、コア１０の中心を中心とする扇形４０の範囲内に収まる周方向の幅Ａを有している。

また、本実施形態では、軸方向視におけるコア１０の中心からティース１２の内径側の端部１２ａまでの長さをＲとし、軸方向視におけるコイルエンド部２２の半径方向の幅をＢとし、スロット１３の数をｎ１とし、スロット１３に配置される同芯巻コイル２０のターン数をｎ２とした場合、オフセット部分２３の周方向の幅Ａは、下記の式（８）を満たすように構成されている。

ここで、上記の式（８）の右辺のＲ−（Ｂ×（ｎ２−１））は、同芯巻コイル２０の最外周側のコイルエンド部２２（導体線３０）が、ティース１２の内径側の端部１２ａに接触している場合（図６の破線で示された同芯巻コイル２０の状態）における、軸方向視におけるコア１０の中心から同芯巻コイル２０ａまたは同芯巻コイル２０ｂの最内周側に配置されるコイルエンド部２２（導体線３０ｄ）の半径方向外側の端面３０ｃまでの長さを表している。また、上記の式（８）における２×π×（Ｒ−（Ｂ×（ｎ２−１）））は、同芯巻コイル２０の最外周側のコイルエンド部２２（導体線３０）が、ティース１２の内径側の端部１２ａに接触している場合（図６の破線で示された同芯巻コイル２０の状態）における、同芯巻コイル２０の最内周側に配置されるコイルエンド部２２（導体線３０ｄ）の半径方向外側の端面３０ｃに沿う円Ｃの円周長である。

また、本実施形態では、オフセット部分２３の周方向の幅Ａは、下記の式（９）を満たすように構成されている。

ここで、軸方向から見て、導体線３０を略直角に折り曲げることにより、導体線３０の１本分の幅Ｂをステータ１００の半径方向にオフセットした場合、オフセット部分２３の周方向の幅Ａは、幅Ｂに等しくなる。つまり、上記の式（８）におけるＢは、オフセット部分２３の周方向の幅Ａの最小値を表している。

また、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、導体線３０は、平角導線から構成されている。そして、オフセット部分２３の周方向の端部２３ｂは、平角導線からなるコイルエンド部２２が軸方向外側にエッジワイズ曲げにより折り曲げられて形成されている。また、図５（ａ）に示すように、オフセット部分２３の周方向の中央部２３ｃ近傍は、軸方向視において、導体線３０の１本分の幅Ｂを半径方向にオフセットする（かわす）ようにフラットワイズ曲げにより半径方向に屈曲されることにより形成されている。そして、図５（ｂ）に示すように、コイルエンド部２２のオフセット部分２３は、半径方向から見て、略半円形状に形成されている。すなわち、オフセット部分２３は、半径方向から見て、コイルエンド部２２の頂部２５に向かって傾斜して延びる一対の傾斜部分の上端からより大きい傾斜角度（垂直に近い傾斜角度）で上方に突出する略半円形状に屈曲加工されている。この屈曲加工による加工硬化により、オフセット部分２３は、コイルエンド部２２のオフセット部分２３以外の部分よりも剛性（変形しにくさ）が向上されている。なお、エッジワイズ曲げとは、長方形形状の断面を有する平角導線の短辺を内径面として折り曲げることである。また、フラットワイズ曲げとは、平角導線の長辺を内径面として折り曲げることである。

また、本実施形態では、図６に示すように、スロット収容部２１の周方向の幅Ｗ１は、スロット１３の内径側の開口端１３ａの周方向の幅Ｗ２以下である。また、スロット収容部２１の周方向の幅Ｗ１は、スロット１３の各半径方向位置のそれぞれにおける周方向の幅Ｗ３以下である。なお、スロット収容部２１は、絶縁部材（絶縁紙など）により覆われており、絶縁部材を含むスロット収容部２１の周方向の幅Ｗ１が、開口端１３ａの周方向の幅Ｗ２（スロット１３の各半径方向位置のそれぞれにおける周方向の幅Ｗ３）以下になる。

（本実施形態の構造の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容された後の、同芯巻コイル２０ａのスロット収容部２１と同芯巻コイル２０ｂのスロット収容部２１との周方向の間隔Ｄ１を、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容される前の、同芯巻コイル２０ａのスロット収容部２１と同芯巻コイル２０ｂのスロット収容部２１との周方向の間隔Ｄ２よりも大きくなるように構成する。これにより、同芯巻コイル２０ａのスロット収容部２１と同芯巻コイル２０ｂのスロット収容部２１との周方向の間隔Ｄ１を徐々に大きくさせながら、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂを、内径側から外径側に移動させて、外径側に放射状に広がるスロット１３に挿入することができる。すなわち、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂのコイルエンド部２２をステータ１００の内径側に突出するように折り曲げることなく、コイルエンド部２２を構成する複数の導体線３０が半径方向に沿って積層されている状態で、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂをスロット１３に挿入することができる。その結果、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂの軸方向の長さが大きくなるのを防止することができるので、ステータ１００の軸方向の長さが大きくなるのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３との間の周方向の間隔Ｄ３が、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容される前の、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３との間の周方向の間隔Ｄ４よりも大きくなるようにする。これにより、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂを内径側から外径側に移動させてスロット１３に収容する際に、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３との間の周方向の間隔Ｄ３が大きくなるので（互いに離間するので）、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３とが干渉することを防止することができる。

また、本実施形態では、同一の導体線３０を連続して巻回することにより同芯巻コイル２０を形成する。ここで、セグメントコイル（略Ｕ字形状の複数の導体線をスロット１３に挿入し、各導体線同士が近接するように折り曲げた後、各導体線を溶接により接続するコイル）では、各導体線同士が近接するように折り曲げる際に所望の形状に折り曲げるのが困難である。このため、セグメントコイルでは、セグメントコイルの軸方向の長さが大きくなる場合がある。一方、本実施形態の同芯巻コイル２０は、巻型に導体線３０を巻回することにより形成されるので、同芯巻コイル２０を所望の形状に形成しやすい。これにより、同芯巻コイル２０が所望の形状に形成されないことに起因する軸方向の長さが大きくなることを抑制することができる。

また、本実施形態では、環状の鋼板を積層することによりコア１０を形成する。すなわち、コア１０は、分割されていない。ここで、分割されたコアでは、分割されたコア同士を接合する際の接合面（磁路の通り道）において磁界の損失が増大する。また、分割されたコア同士は、焼嵌めリングによって接合される。このとき、コアの直径が縮小する。一方、本実施形態のコア１０は分割されていないことにより、磁界の損失の増大、および、コア１０の直径の縮小を防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、オフセット部分２３の各々は、スロット１３の数をｎ１とした場合、軸方向視において、上記の式（７）により定められる中心角θを有する、コア１０の中心を中心とする扇形４０の範囲内に収まる周方向の幅Ａを有している。これにより、オフセット部分２３の各々が、コア１０の中心からオフセット部分２３の各々までの長さを半径とする円の円周上において、この円周をスロット１３の数（この円周上に位置するオフセット部分２３の数）で除した長さの範囲内に配置される。すなわち、１つの円周上に位置する複数のオフセット部分２３が、互いに干渉しない範囲内にオフセット部分２３の各々が配置される。これにより、１つの円周上において、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３とが干渉することを防止することができる。

また、本実施形態では、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容される前の、オフセット部分２３の各々も、スロット１３の数をｎ１とした場合、軸方向視において、上記の式（７）により定められる中心角θを有する、コア１０の中心を中心とする扇形４０の範囲内に収まる周方向の幅Ａを有している。これにより、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容される前においても、１つの円周上において、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３とが干渉することを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、軸方向視におけるコア１０の中心からティース１２の内径側の端部１２ａまでの長さをＲとし、軸方向視におけるコイルエンド部２２の半径方向の幅をＢとし、スロット１３の数をｎ１とし、スロット１３に配置される同芯巻コイル２０のターン数をｎ２とした場合、オフセット部分２３の周方向の幅Ａを、上記の式（８）を満たすように構成する。ここで、上記の式（８）の右辺のＲ−（Ｂ×（ｎ２−１））は、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂをコア１０の内径側に配置した状態において、軸方向視におけるコア１０の中心から同芯巻コイル２０ａまたは同芯巻コイル２０ｂの最内周側に配置されるコイルエンド部２２（導体線３０ｄ）の半径方向外側の端面３０ｃまでの長さを表している。また、上記の式（８）の右辺は、コア１０の中心から、最内周側に配置されるコイルエンド部２２（導体線３０ｄ）の半径方向外側の端面３０ｃまでの長さを半径とする円Ｃの円周を、スロット１３の数で除した長さの範囲内に、最内周側に配置されるオフセット部分２３が配置されることを表している。すなわち、上記の式（８）を満たすように構成することによって、オフセット部分２３が最内周側に配置されている状態（同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３とが最も近接している状態）においても、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３とが干渉することを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、オフセット部分２３の周方向の幅Ａを、上記の式（９）を満たすように構成する。ここで、オフセット部分２３が略９０°の角度で導体線３０の１本分の幅Ｂをオフセットした場合、オフセット部分２３の周方向の幅Ａが最小値になる。この場合、周方向の幅Ａは、導体線３０の１本分の幅Ｂと等しくなる。すなわち、オフセット部分２３の周方向の幅Ａを、上記の式（９）を満たすように構成することによって、オフセット部分２３の周方向の幅Ａが最小値の状態においても、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３とが干渉することを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、導体線３０は、平角導線からなり、オフセット部分２３の周方向の端部２３ｂを、平角導線からなるコイルエンド部２２を軸方向外側にエッジワイズ曲げにより折り曲げて形成するとともに、オフセット部分２３の周方向の中央部２３ｃ近傍を、軸方向視において、導体線３０の１本分の幅を半径方向にオフセットするようにフラットワイズ曲げにより半径方向に屈曲することにより形成する。これにより、オフセット部分２３の周方向の端部２３ｂがエッジワイズ曲げされるとともに、オフセット部分２３の周方向の中央部２３ｃ近傍がフラットワイズ曲げされることにより加工硬化するので、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂをスロット１３に挿入する際に、オフセット部分２３が変形する（周方向に広がる）のを防止することができる。その結果、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３とが干渉することを効果的に防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、スロット収容部２１の周方向の幅Ｗ１を、スロット１３の内径側の開口端１３ａの周方向の幅Ｗ２以下にする。これにより、同芯巻コイル２０ａとティース１２の内径側の端部１２ａとの衝突を避けながら、容易に、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂをスロット１３に挿入することができる。

また、本実施形態では、上記のように、スロット収容部２１の周方向の幅Ｗ１を、スロット１３の各半径方向位置のそれぞれにおける周方向の幅Ｗ３以下にする。これにより、容易に、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂをスロット１３の外周端１３ｂ（図６参照）まで挿入することができる。

（ステータの製造方法）
次に、図６および図７を参照して、本実施形態によるステータ１００の製造方法について説明する。

〈同芯巻コイルの準備〉
まず、上記のような同芯巻コイル２０が複数準備される。すなわち、スロット１３に収容されるスロット収容部２１と、導体線３０の１本分の幅Ｂをステータ１００の半径方向にオフセットするオフセット部分２３を有するスロット収容部２１同士を接続する軸方向の一方側のコイルエンド部２２およびスロット収容部２１同士を接続する他方側のコイルエンド部２２とを含む同一の導体線３０で連続して形成される複数の同芯巻コイル２０（同芯巻コイル２０ａ、同芯巻コイル２０ｂ）が準備される。そして、複数の同芯巻コイル２０が環状に配置されたコイルアッセンブリ（図示せず）が形成される。

〈同芯巻コイルの配置工程〉
次に、図６および図７に示すように、複数の同芯巻コイル２０（同芯巻コイル２０ａ、同芯巻コイル２０ｂ）が、環状の鋼板を積層することにより形成されティース１２とティース１２間に設けられるスロット１３とを有するコア１０の内径側に配置される。

ここで、本実施形態では、図６に示すように、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがコア１０の内径側に配置されている状態（図６の破線で示された同芯巻コイル２０参照）で、軸方向視におけるコア１０の中心から同芯巻コイル２０ａまたは同芯巻コイル２０ｂの最内周側に配置されるコイルエンド部２２（導体線３０ｄ）の半径方向外側の端面３０ｃまでの長さをｒとし、スロット数をｎとした場合、オフセット部分２３の周方向の幅Ａは、下記の式（１０）を満たすように構成されている。

また、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがコア１０の内径側に配置されている状態で、オフセット部分２３の周方向の幅Ａは、下記の式（１１）を満たすように構成されている。

〈同芯巻コイルの挿入工程〉
次に、複数の同芯巻コイル２０（同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂ）を、それぞれ、内径側から外径側に移動させることにより、周方向に隣り合うスロット１３に挿入する。ここで、本実施形態では、複数の同芯巻コイル２０は、スロット数をｎとした場合、軸方向視において、下記の式（１２）により定められる中心角θを有する、コア１０の中心を中心とする扇形４０の範囲内にオフセット部分２３の全幅が配置された状態を維持しながらスロット１３に挿入される。

また、本実施形態では、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容された後の、同芯巻コイル２０ａのスロット収容部２１と同芯巻コイル２０ｂのスロット収容部２１との周方向の間隔Ｄ１が、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがスロット１３に収容される前の、同芯巻コイル２０ａのスロット収容部２１と同芯巻コイル２０ｂのスロット収容部２１との周方向の間隔Ｄ２よりも大きくなるように、複数の同芯巻コイル２０がスロット１３に挿入される。すなわち、複数の同芯巻コイル２０（同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂ）が、内径側から外径側に移動されることにより、同芯巻コイル２０ａのスロット収容部２１と同芯巻コイル２０ｂのスロット収容部２１との周方向の間隔Ｄ１が徐々に大きくなりながら、複数の同芯巻コイル２０がスロット１３に挿入される。

このとき、同芯巻コイル２０が内径側から外径側に移動されることにより、１つの同芯巻コイル２０の周方向の一方側のスロット収容部２１と他方側のスロット収容部２１との間の周方向の幅Ｗ４（図７参照）が徐々に大きくなるように、同芯巻コイル２０が変形する。また、同芯巻コイル２０が内径側から外径側に移動されることにより、第１湾曲部分２４ａと第２湾曲部分２４ｂとのなす角αが徐々に大きくなるように、同芯巻コイル２０が変形する。一方、オフセット部分２３の周方向の端部２３ｂがエッジワイズ曲げにより折り曲げられて形成されている（加工硬化している）ので、オフセット部分２３は、略変形しない。すなわち、オフセット部分２３の周方向の幅Ａは、略変化しない（広がらない）。これにより、複数の同芯巻コイル２０がスロット１３に挿入する際に、同芯巻コイル２０のオフセット部分２３が周方向に広がることが防止（低減）されて、オフセット部分２３の全幅が、上記の式（１２）により定められる中心角θを有する扇形４０の範囲内に配置される。これにより、オフセット部分２３が周方向に広がることに起因して、オフセット部分２３同士が干渉（衝突）することが防止される。

（本実施形態の製造方法の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、スロット１３に収容された後のスロット収容部２１の周方向の間隔Ｄ１が、スロット１３に収容される前のスロット収容部２１との周方向の間隔Ｄ２よりも大きくなるように、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂを、それぞれ、内径側から外径側に移動させることにより、周方向に隣り合うスロット１３に挿入する工程を備える。これにより、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂのコイルエンド部２２をステータ１００の内径側に突出するように折り曲げることなく、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂをスロット１３に挿入することができる。その結果、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂの軸方向の長さが大きくなるのを防止することができるので、ステータ１００の軸方向の長さが大きくなるのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂをコア１０の内径側に配置する工程は、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂがコア１０の内径側に配置されている状態で、軸方向視におけるコア１０の中心から同芯巻コイル２０ａまたは同芯巻コイル２０ｂの最内周側に配置されるコイルエンド部２２の半径方向外側の端面３０ｃまでの長さをｒとした場合、オフセット部分２３の周方向の幅Ａを、上記の式（１０）を満たすように構成する。これにより、同芯巻コイル２０ａおよび同芯巻コイル２０ｂをコア１０の内径側に配置した状態（同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３とが最も近接している状態）においても、同芯巻コイル２０ａのオフセット部分２３と同芯巻コイル２０ｂのオフセット部分２３とが干渉することを防止することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、同一の導体線が連続して巻回されることにより形成された同芯巻コイルが用いられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図８に示すように、同一の導体線６０で連続して形成された波巻コイル５０を用いてもよい。波巻コイル５０は、異なるスロット１３に収容されるスロット収容部５１ａ、５１ｂおよび５１ｃと、スロット収容部５１ａおよび５１ｂ同士を接続する軸方向の一方側のコイルエンド部５２ａと、スロット収容部５１ｂおよび５１ｃ同士を接続する軸方向の他方側のコイルエンド部５２ｂとを有する。すなわち、波巻コイル５０は、１本の導体線６０が溶接などにより接合されることなく形成されている。また、コイルエンド部５２ａおよび５２ｂには、それぞれ、導体線６０の１本分の幅をステータ１００の半径方向にオフセットするオフセット部分５３ａおよび５３ｂが設けられている。なお、波巻コイル５０は、特許請求の範囲の「連続コイル」の一例である。

また、上記実施形態では、平角導線からなる導体線が連続して巻回されることにより同芯巻コイルが形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、平角導線以外の導体線が連続して巻回されることによりコイルが形成されていてもよい。具体的には、丸線や、断面が楕円の導体線により、コイルが形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、オフセット部分の周方向の端部がエッジワイズ曲げにより形成されているとともに、オフセット部分の周方向の中央部近傍がフラットワイズ曲げにより形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、オフセット部分の周方向の端部および中央部近傍がエッジワイズ曲げ、フラットワイズ曲げ以外の方法により形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、同芯巻コイルを内径側から外径側に移動させることによりスロットに挿入する際に、オフセット部分の周方向の幅が略変化しない例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、オフセット部分の周方向の幅が上記の式（８）または式（１０）を満たせば、同芯巻コイルを内径側から外径側に移動させることによりスロットに挿入する際に、オフセット部分の周方向の幅が変化してもよい（広がってもよい）。

１０ コア
１２ ティース
１２ａ （ティースの内径側の）端部
１３ スロット
１３ａ （スロットの内径側の）開口端
２０ 同芯巻コイル（連続コイル）
２０ａ 同芯巻コイル（第１連続コイル）
２０ｂ 同芯巻コイル（第２連続コイル）
２１ スロット収容部
２２ コイルエンド部
２３ オフセット部分
２３ｂ （オフセット部分の周方向の）端部
２３ｃ （オフセット部分の周方向の）中央部
３０ 導体線
３０ｃ （コイルエンド部の半径方向外側の）端面
４０ 扇形
５０ 波巻コイル（連続コイル）
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ スロット収容部
５２ａ、５２ｂ コイルエンド部
５３ａ、５３ｂ オフセット部分
６０ 導体線
１００ ステータ
Ｄ１ （スロット収容部間の周方向の）間隔
Ｄ２ （スロットに収容される前のスロット収容部間の周方向の）間隔
Ｄ３ （オフセット部分間の周方向の）間隔
Ｄ４ （スロットに収容される前のオフセット部分間の周方向の）間隔
Ｗ１ （スロット収容部の周方向の）幅
Ｗ２ （スロットの内径側の開口端の周方向の）幅
Ｗ３ （スロットの各半径方向位置の周方向の）幅

Claims (11)

1. 環状の鋼板を積層することにより形成され、ティースと、前記ティース間に設けられるスロットとを有するコアと、
   同一の導体線で連続して形成され、異なる前記スロットに収容される複数のスロット収容部と、前記スロット収容部同士を接続する軸方向の一方側のコイルエンド部と、前記スロット収容部同士を接続する軸方向の他方側のコイルエンド部とを有する複数の連続コイルとを備え、
   前記複数の連続コイルのうちの、周方向に隣り合う前記スロットにそれぞれ収容される第１連続コイルの前記コイルエンド部および第２連続コイルの前記コイルエンド部には、それぞれ、前記導体線１本分の幅をステータの半径方向にオフセットするように前記半径方向に屈曲するオフセット部分が設けられており、
   前記第１連続コイルおよび前記第２連続コイルが前記スロットに収容された後の、前記第１連続コイルの前記スロット収容部と前記第２連続コイルの前記スロット収容部との周方向の間隔が、前記第１連続コイルおよび前記第２連続コイルが前記スロットに収容される前の、前記第１連続コイルの前記スロット収容部と前記第２連続コイルの前記スロット収容部との周方向の間隔よりも大きくなるように構成されている、ステータ。
2. 前記第１連続コイルの前記オフセット部分と前記第２連続コイルの前記オフセット部分との間の周方向の間隔が、前記第１連続コイルおよび前記第２連続コイルが前記スロットに収容される前の、前記第１連続コイルの前記オフセット部分と前記第２連続コイルの前記オフセット部分との間の周方向の間隔よりも大きくなるように構成されている、請求項１に記載のステータ。
3. 前記オフセット部分の各々は、前記スロット数をｎ１とした場合、軸方向視において、下記の式（１）により定められる中心角θを有する、前記コアの中心を中心とする扇形の範囲内に収まる周方向の幅を有している、請求項１または２に記載のステータ。
   

   
4. 前記第１連続コイルおよび前記第２連続コイルが前記スロットに収容される前の、前記オフセット部分の各々は、軸方向視において、上記の式（１）により定められる中心角θを有する、前記コアの中心を中心とする前記扇形の範囲内に収まる周方向の幅を有している、請求項３に記載のステータ。
5. 軸方向視における前記コアの中心から前記ティースの内径側の端部までの長さをＲとし、軸方向視における前記コイルエンド部の半径方向の幅をＢとし、前記スロット数をｎ１とし、前記スロットに配置される前記連続コイルのターン数をｎ２とした場合、前記オフセット部分の周方向の幅Ａは、下記の式（２）を満たすように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のステータ。
   

   
6. 前記オフセット部分の周方向の幅Ａは、下記の式（３）を満たすように構成されている、請求項５に記載のステータ。
   

   
7. 前記導体線は、平角導線からなり、
   前記オフセット部分の周方向の端部は、前記平角導線からなる前記コイルエンド部が軸方向外側にエッジワイズ曲げにより折り曲げられて形成されているとともに、前記オフセット部分の周方向の中央部近傍は、軸方向視において、前記導体線１本分の幅を前記半径方向にオフセットするようにフラットワイズ曲げにより前記半径方向に屈曲されることにより形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のステータ。
8. 前記スロット収容部の周方向の幅は、前記スロットの内径側の開口端の周方向の幅以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のステータ。
9. 前記スロット収容部の周方向の幅は、前記スロットの各半径方向位置のそれぞれにおける周方向の幅以下である、請求項８に記載のステータ。
10. 同一の導体線で連続して形成され、異なるスロットに収容される複数のスロット収容部と、前記スロット収容部同士を接続する軸方向の一方側のコイルエンド部と、前記スロット収容部同士を接続する軸方向の他方側のコイルエンド部とを含むとともに、前記コイルエンド部に前記導体線１本分の幅をステータの半径方向にオフセットするように前記半径方向に屈曲するオフセット部分が設けられた周方向に隣り合う前記スロットにそれぞれ収容される第１連続コイルおよび第２連続コイルを、環状の鋼板を積層することにより形成されティースと前記ティース間に設けられる前記スロットとを有するコアの内径側に配置する工程と、
    前記スロット数をｎとした場合、軸方向視において、下記の式（４）により定められる中心角θを有する、前記コアの中心を中心とする扇形の範囲内に前記オフセット部分の全幅が配置された状態を維持しながら、前記第１連続コイルおよび前記第２連続コイルが前記スロットに収容された後の、前記第１連続コイルの前記スロット収容部と前記第２連続コイルの前記スロット収容部との周方向の間隔が、前記第１連続コイルおよび前記第２連続コイルが前記スロットに収容される前の、前記第１連続コイルの前記スロット収容部と前記第２連続コイルの前記スロット収容部との周方向の間隔よりも大きくなるように、前記第１連続コイルおよび前記第２連続コイルを、それぞれ、内径側から外径側に移動させることにより、周方向に隣り合う前記スロットに挿入する工程とを備える、ステータの製造方法。
    

    
11. 前記第１連続コイルおよび前記第２連続コイルを前記コアの内径側に配置する工程は、前記第１連続コイルおよび前記第２連続コイルが前記コアの内径側に配置されている状態で、軸方向視における前記コアの中心から前記第１連続コイルまたは前記第２連続コイルの最内周側に配置される前記コイルエンド部の半径方向外側の端面までの長さをｒとした場合、前記オフセット部分の周方向の幅Ａは、下記の式（５）を満たすように構成されている、請求項１０に記載のステータの製造方法。
    

    

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