ステータの製造方法およびモータ
【課題】コイルの全長を短くすることができるとともに、コイルの占積率を向上することができるステータの製造方法およびモータを提供する。
【解決手段】ティース部およびヨーク部が形成されたステータコア片１１を複数帯状に配置し、巻線を配置した後、ステータコア片を円筒状に変形してステータを形成するステータの製造方法において、ティース部の先端１７には、帯状のステータコア片を円筒状にしたときにティース部に対して周方向に突出した爪部３０がティース部の一方に形成され、ステータコア片を複数帯状に配置したときに、爪部は同じ方向に向くように配置され、巻線配置工程において、巻線の他端側２０ｂは爪部が突出された方向と逆の方向に形成された別のスロット部に挿入するとともに、爪部が形成された側のスロット部の側面を支点にして、巻線の他端側を別のスロット部に挿入する。
【解決手段】ティース部およびヨーク部が形成されたステータコア片１１を複数帯状に配置し、巻線を配置した後、ステータコア片を円筒状に変形してステータを形成するステータの製造方法において、ティース部の先端１７には、帯状のステータコア片を円筒状にしたときにティース部に対して周方向に突出した爪部３０がティース部の一方に形成され、ステータコア片を複数帯状に配置したときに、爪部は同じ方向に向くように配置され、巻線配置工程において、巻線の他端側２０ｂは爪部が突出された方向と逆の方向に形成された別のスロット部に挿入するとともに、爪部が形成された側のスロット部の側面を支点にして、巻線の他端側を別のスロット部に挿入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータの製造方法およびモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インナーロータ型のモータは、円筒状のステータの内側に形成された空間にロータ（回転子）が配置され、ロータがステータに対して回転可能に構成されたものである。また、ステータの隣接するティース部間に形成されるスロット部にはコイルが巻回されるが、コイルの巻回方法としては分布巻や集中巻などが知られている。一般的に、コイルを分布巻で巻回する方が高トルク密度性能を維持し易いため、高トルクが必要なモータにおいては分布巻を採用することが多い。
【０００３】
しかしながら、分布巻は集中巻と異なり、所定距離離れたスロット部間を架け渡すようにコイルが巻回されるため、巻回方法が複雑化し、コイルの巻回作業に時間が掛かり、生産効率が低下していた。
【０００４】
そこで、スロット部内のコイル密度（占積率）を向上するため、およびコイルの巻回作業の効率化を図るため、ステータを分割して帯状にステータコア片を配置した状態で、コイルを巻回し、その後、ステータコア片を円筒状にすることでステータを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、特許文献２では、特許文献１のようなコイルの巻回方法では、ステータの軸方向両端面から突出されるコイルエンド（渡り部）の高さが高くなるため、モータの小型化を図る目的で渡り部の高さを低くすることができるコイルの巻回方法が提案されている。
【０００６】
具体的には、特許文献２のステータは、ステータのコイルエンド部の張り出し高さを低減することを目的として、図２０に示すように、第１の巻線Ｕ１が収納された２つのスロット（スロット番号１，６）間のスロット（スロット番号３）に第１の巻線Ｕ１とは異なる相の第２の巻線Ｗ１を収納し、第１の巻線Ｕ１が収納された２つのスロット間のスロット（スロット番号２）に第２の巻線と同相の第３の巻線Ｗ６を収納し、第２の巻線Ｗ１と第３の巻線Ｗ６は、コイルエンド部において、一方（巻線Ｗ６）が第１の巻線Ｕ１の外周側に位置し、他方（巻線Ｗ１）が第１の巻線Ｕ１の内周側に位置するように配置した分布巻である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１０３０５２号公報
【特許文献２】特開２００２−４４８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、発明者はスロット部内のコイル占積率の向上、コイルの巻回作業の効率化およびモータの小型化を図るために、帯状にステータコア片を配置した状態で、特許文献２の方法でコイルを巻回し、その後ステータコア片を円筒状にしてステータを製造する方法を検討した。
【０００９】
この場合、図２１に示すように、予め円環状に形成したコイル２２０を所定の隣接するステータコア片２１１，２１１のティース部２１５，２１５間に形成されるスロット部２１９内に架け渡すようにして配置する必要があり、さらに、図２２に示すように、各相のコイル２２０Ｕ，２２０Ｖ，２２０Ｗの渡り部２３５Ｕ，２３５Ｖ，２３５Ｗは互いに交差しながら配置する必要がある。
【００１０】
このとき、図２３に示すように、ティース部２１５の先端部２１７には一般的にステータとロータとの対向面積をできる限り大きくするために、円筒状態で周方向に突出した爪部２３０がティース部２１５の両側に略対称に突出形成されている。したがって、帯状に配置されたステータコア片２１１のスロット部２１９にコイル２２０を配置する際には、爪部２３０の周方向の突出長さを考慮してコイル２２０の円環径を設定する必要がある。
【００１１】
つまり、このようにコイル２２０の円環径を設定すると、図２４に示すように、ステータコア片２１１を円環状に連結してステータ２０１を形成した状態で、コイル２２０の渡り部２３５に弛みができ、コイル２２０の全長が長くなるため、コイル２２０に生じる抵抗が大きくなり、モータの性能が低下するという問題がある。また、帯状のステータコア片２１１を円環状に変形する際に、コイル２２０の渡り部２３５に余長が生じ、渡り部２３５の高さが高くなり、モータの小型化を図ることができないという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、コイルの全長を短くすることができるとともに、コイルの占積率を向上することができるステータの製造方法およびモータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、ティース部（例えば、実施形態におけるティース１５）およびヨーク部（例えば、実施形態におけるヨーク１３）が形成されたステータコア片（例えば、実施形態におけるコア片１１）を複数帯状に配置するコア片配置工程と、隣接する前記ステータコア片のティース部間に形成されるスロット部（例えば、実施形態におけるスロット１９）に、円環状の巻線（例えば、実施形態におけるコイル２０）の一端側（例えば、実施形態における一端側２０ａ）を挿入する巻線挿入工程と、前記巻線の他端側（例えば、実施形態における他端側２０ｂ）を別のスロット部に挿入して前記巻線を前記ステータコア片に配置する巻線配置工程と、前記帯状のステータコア片を円筒状に変形するコア片変形工程と、前記帯状のステータコア片の両端部を跨ぐ前記巻線を前記スロット部に挿入してステータ（例えば、実施形態におけるステータ１）を形成するステータ形成工程と、を有するステータの製造方法において、前記ティース部の先端（例えば、実施形態における先端部１７）には、前記帯状のステータコア片を円筒状にしたときに前記ティース部に対して周方向に突出した爪部（例えば、実施形態における爪部３０）が前記ティース部の一方に形成され、前記ステータコア片を複数帯状に配置したときに、前記爪部は同じ方向に向くように配置され、前記巻線配置工程において、前記巻線の他端側は前記爪部が突出された方向と逆の方向に形成された前記別のスロット部に挿入するとともに、前記爪部が形成された側の前記スロット部の側面（例えば、実施形態における側面１５ａ）を支点にして、前記巻線の他端側を前記別のスロット部に挿入することを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載した発明は、ティース部およびヨーク部が形成されたステータコア片が複数連結されて円筒状に形成されたステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１０）と、隣接する前記ステータコア片の前記ティース部間に形成されるスロット部に挿入された巻線と、を備えたステータと、該ステータの内周側に配され、回転可能に支持されたロータと、を有するモータにおいて、前記ステータコア片における前記ティース部の先端に、周方向に突出した爪部が前記ティース部の一方に形成され、前記爪部は同じ方向を向いて配置され、前記巻線は、３相を構成する第１巻線（例えば、実施形態におけるコイル２０Ｕ）、第２巻線（例えば、実施形態におけるコイル２０Ｖ）および第３巻線（例えば、実施形態におけるコイル２０Ｗ）で構成され、前記第１巻線、前記第２巻線および前記第３巻線は、それぞれ２つの前記ティース部間を架け渡すように配され、前記第１巻線における前記ステータコアの軸方向端面（例えば、実施形態における端面ＸＸ）から突出した第１巻線渡り部（例えば、実施形態における渡り部３５Ｕ）、前記第２巻線における前記ステータコアの軸方向端面から突出した第２巻線渡り部（例えば、実施形態における渡り部３５Ｖ）および前記第３巻線における前記ステータコアの軸方向端面から突出した第３巻線渡り部（例えば、実施形態における渡り部３５Ｗ）が、互いに交差するように前記第１巻線、前記第２巻線および前記第３巻線が配されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載した発明は、前記ティース部における前記爪部が形成された側と反対の側面（例えば、実施形態における側面１５ｂ）が、径方向内側に向かって前記ティース部の幅が先細りするように傾斜していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載した発明によれば、ステータコア片を帯状に複数配置した状態で巻線を配置するため、巻線をスロット部に密に配置することができ、巻線の占積率を向上することができる。また、円環状の巻線の他端側をスロット部に挿入する際に、ティース部の先端に爪部が形成されていない側を通過させるため、巻線の全長を短く（円環径を小さく）することができる。また、円環状の巻線の他端側をスロット部に挿入する際に、ティース部の先端に爪部が形成された側の側面に巻線の一端側を当接させ、その状態で他端側をスロット部に挿入することで、巻線の全長をより短く（円環径を小さく）することができる。したがって、巻線に生じる抵抗を小さくすることができるとともに、ステータの軸方向両端面から突出する巻線の渡り部の高さを低く抑えることができる。さらに、ステータコア片を帯状に配置することでスロット部を大きく確保することができるため、巻線をスロット部に容易に挿入することができる。したがって、ステータの生産効率を向上することができる効果がある。
【００１７】
請求項２に記載した発明によれば、ステータコア片を帯状に複数配置した状態で３相を構成する第１巻線、第２巻線および第３巻線を配置することができるため、各巻線をスロット部に密に配置することができ、巻線の占積率を向上することができる。また、円環状の巻線をスロット部に挿入する際に、先端に爪部が形成されていない箇所を通過させることができるため、巻線の全長を短く（円環径を小さく）することができる。したがって、巻線に生じる抵抗を小さくすることができる。さらに、第１巻線渡り部、第２巻線渡り部および第３巻線渡り部が互いに交差するように第１巻線、第２巻線および第３巻線を配したため、ステータの軸方向両端面から突出する渡り部の高さを低く抑えることができる。したがって、モータの小型化を図ることができる。
【００１８】
請求項３に記載した発明によれば、円環状の巻線をスロット部に挿入する際に、ティース部の先端に爪部が形成されていない側を通過させるため、巻線の全長を短く（円環径を小さく）することができる。また、ティース部の先端における爪部が形成されていない側の側面を傾斜させることにより、巻線をスムーズにスロット部に挿入することができるとともに、巻線をスロット部に挿入する際に、巻線がティース部の角に接触することで巻線の被覆が損傷するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態におけるステータの平面図である。
【図２】本発明の第一実施形態におけるステータコアの平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態におけるコア片の平面図である。
【図４】本発明の第一実施形態におけるコア片の帯状時の部分平面図である。
【図５】本発明の第一実施形態におけるコイルの構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の第一実施形態におけるコイルのスロット部への挿入方法を示す説明図である。
【図７】本発明の第一実施形態におけるコイルの配置状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の第一実施形態におけるコア片の円筒状時の概略平面図である。
【図９】本発明の第一実施形態におけるコイルをコア片に取り付ける手順を示す説明図（１）である。
【図１０】本発明の第一実施形態におけるコイルをコア片に取り付ける手順を示す説明図（２）である。
【図１１】本発明の第一実施形態におけるコイルをコア片に取り付ける手順を示す説明図（３）である。
【図１２】本発明と従来のコイルをコア片に取り付ける際の違いを説明する図であり、（ａ）が従来、（ｂ）が本発明を示す図である。
【図１３】本発明の第一実施形態におけるコイルの渡り部の形態を示す説明図である。
【図１４】本発明の第一実施形態におけるティースの先端部の別の態様を示す部分平面図（１）である。
【図１５】本発明の第一実施形態におけるティースの先端部の別の態様を示す部分平面図（２）である。
【図１６】本発明の第一実施形態におけるティースの別の態様を示す平面図である。
【図１７】本発明の第二実施形態におけるコア片の平面図である。
【図１８】本発明の第二実施形態におけるコア片の円筒状時の概略平面図である。
【図１９】本発明の第二実施形態におけるコア片の円筒状時の部分平面図である。
【図２０】従来のステータの平面図である。
【図２１】従来の帯状のコア片にコイルを取り付ける手順を示す説明図（１）である。
【図２２】従来の帯状のコア片にコイルを取り付ける手順を示す説明図（２）である。
【図２３】従来の帯状のコア片にコイルを取り付けた状態を示す説明図である。
【図２４】従来の帯状のコア片にコイルを取り付けたものを円筒状に変形した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第一実施形態）
次に、本発明の第一実施形態を図１〜図１６に基づいて説明する。
図１はステータの平面図である。なお、図１においては、コイル２０はステータコア１０の端面上での断面図で示している。図１に示すように、ステータ１は、円筒状に構成されたステータコア１０と、ステータコア１０の隣接するティース１５，１５間に形成されたスロット１９に配されたコイル２０と、で構成されている。ステータ１の円筒状の中心に形成された空間には、図示しないロータが回転可能に配置されている。
【００２１】
図２はステータコアの平面図である。図２に示すように、ステータコア１０は、複数のコア片１１が円筒状に連結されて構成されている。ステータコア１０は、円筒状の外周を構成するヨーク１３と、ヨーク１３から円筒状の中心に指向して突出されたティース１５と、ティース１５の先端を構成する先端部１７とを備えている。また、隣接するティース１５，１５の間には、スロット１９が形成されている。そして、スロット１９にコイル２０を配置することで、上記のようにステータ１が形成される。
【００２２】
図３はコア片１１の平面図である。図３に示すように、コア片１１は、ヨーク１３、ティース１５、および先端部１７が形成された平板鋼板５１を積層して構成されている。このコア片１１を構成する平板鋼板５１は、プレス成型により容易に製造することができる。一つのコア片１１には、一つのティース１５が形成されている。つまり、ティース１５毎にコア片１１は分割されている。
【００２３】
また、ヨーク１３の周方向両側部（外周部と内周部との間の両側部）には、一方の側部２３に凹部２４が形成され、他方の側部２５に凹部２４と嵌合する凸部２６が形成されている。凹部２４と凸部２６は、隣接するコア片１１が帯状のときは若干離反しており、コア片１１が帯状から円筒状に変形したときに嵌合するように構成されている。
【００２４】
ここで、本実施形態では、ティース１５の先端部１７における一方側のみにコア片１１を円環状に連結したときに周方向に突出する爪部３０が形成されている。つまり、爪部３０はティース１５の延設方向に対して略直交する方向に突出形成されている。爪部３０は、コア片１１が円環状に連結されたときに、隣接するコア片の先端部１７と僅かな隙間を空けて配置される長さを有している。
【００２５】
次に、コア片１１を連結してステータ１を形成する手順を説明する。
図４は、コア片の帯状時の部分平面図である。図４に示すように、複数の平板鋼板５１を積層・接合して所望の厚みを有したコア片１１を形成する。コア片１１を複数用意し、同じ向きに帯状に並べる。そして、隣接するコア片１１の凸部２６と凹部２４とが略嵌合するように帯状に配置する。
【００２６】
コア片１１を全て連結した後、スロット１９の側面（ティース１５の側面）に沿うように絶縁紙２９を配置する。絶縁紙２９を配置した後に、スロット１９にコイル２０を配置する。具体的には、図５に示すように、図示しない巻線装置で複数のリング状のコイル２０を形成する。このとき、コイル２０を構成する導線の両端部はリングから延出させて、電源端子やグランド端子に接続できるようにしておく。なお、本実施形態では、２４個のコイル２０を製造しておく。
【００２７】
図６は、コイルのスロット部への挿入方法を示す説明図である。図６に示すように、コイル２０は、三相のＵ相、Ｖ相、Ｗ相を構成する。本実施形態においては、コア片１１を４８個用いてステータコア１０を構成している。つまり、スロット１９が４８箇所形成される。ここで、Ｕ相を構成するコイル２０Ｕは、リング状のコイル２０を８個（リングＵ１〜Ｕ８）用いて構成されている。同じく、Ｖ相を構成するコイル２０Ｖは、リングＶ１〜Ｖ８を用いて構成され、Ｗ相を構成するコイル２０ＷはリングＷ１〜Ｗ８を用いて構成されている。なお、これらのリングは所定間隔置いた２つのスロット１９に挿入できる大きさで形成されている。そして、コイル２０を製造した後に、コイル２０をステータコア１０のスロット１９に挿入する。
【００２８】
具体的には、Ｕ相のコイル２０Ｕは、スロット番号１とスロット番号６のスロット１９にリングＵ１を挿入し、スロット番号７とスロット番号１２のスロット１９にリングＵ２を挿入し、同様に繰り返し、スロット番号４３とスロット番号４８のスロット１９にリングＵ８を挿入する。また、Ｖ相のコイル２０Ｖは、スロット番号４５とスロット番号２のスロット１９にリングＶ１を挿入し、スロット番号３とスロット番号８のスロット１９にリングＶ２を挿入し、同様に、スロット番号３９とスロット番号４４のスロット１９にリングＶ８を挿入する。さらに、Ｗ相のコイル２０Ｗは、スロット番号４７とスロット番号４のスロット１９にリングＷ１を挿入し、スロット番号５とスロット番号１０のスロット１９にリングＷ２を挿入し、同様に、スロット番号４１とスロット番号４６のスロット１９にリングＷ８を挿入する。
【００２９】
次に、スロット１９にコイル２０を挿入する手順を説明する。なお、以下の説明ではスロット１９に関しては、スロット番号のみを用いて説明する。
図７はコイルの配置方法を示す斜視図であり、図８はコア片の円筒状時の平面図である。なお、本実施形態では円筒化前の帯状のコア片に対してコイルを挿入するが、ここでは円筒化後のコア片を示す図８を参照しつつ説明する。
図７，図８に示すように、Ｖ相を構成するコイル２０ＶのリングＶ１をスロット番号２に挿入する。このとき、リングＶ１の他方側（図６のＡ部）はスロット番号４５には挿入しない。次に、Ｗ相を構成するコイル２０ＷのリングＷ１をスロット番号４に挿入する。このとき、リングＷ１の他方側（図６のＢ部）はスロット番号４７には挿入しない。次に、Ｕ相を構成する２０ＵのリングＵ１をスロット番号６に挿入する。このとき、リングＵ１の他方側はスロット番号１に仮挿入する。
【００３０】
次に、Ｖ相のコイル２０ＶのリングＶ２をスロット番号３とスロット番号８を掛け渡すように挿入する。このとき、リングＶ２は、まずスロット番号８に一端側２０ａ（図５参照）を挿入した後に、スロット番号３に他端側２０ｂを挿入してリングＶ２を配置する。このようにすることで、リングＶ２が爪部３０に干渉することなくスムーズに挿入させることができる。
【００３１】
同様に、Ｗ相のコイル２０ＷのリングＷ２をスロット番号５とスロット番号１０を掛け渡すように挿入した後、Ｕ相のコイル２０ＵのリングＵ２をスロット番号７とスロット番号１２を掛け渡すように挿入する。この手順を繰り返して、Ｖ３→Ｗ３→Ｕ３→Ｖ４→…→Ｖ８→Ｗ８→Ｕ８をそれぞれスロット１９内に挿入する。このようにコイル２０をスロット１９内に挿入すると、コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗはステータコア１０の軸方向両端面から突出した渡り部３５Ｕ，３５Ｖ，３５Ｗが互いに交差するようにしながら配置される。
【００３２】
このようにリングＶ１のＡ部およびリングＷ１のＢ部がスロット１９に挿入されていない状態で帯状のコア片１１を円筒状に変形し、帯状時の両端のコア片１１同士を連結させて図８に示すように円筒状にする。そして、必要に応じてスロット番号１に仮挿入されたリングＵ１を一旦取り外した状態で、スロット１９に挿入されていないＶ相のコイル２０ＶのリングＶ１（図６のＡ部）をスロット番号４５に挿入する。その後、Ｗ相のコイル２０ＷのリングＷ１（図６のＢ部）をスロット番号４７に挿入する。全てのスロット１９にコイル２０が挿入されたら、そのステータ１を図示しないハウジング内に挿入する。そして、スロット１９に挿入された各コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗに緩みがないように導線を調整した後、各コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗの両端部から延出している導線をＵ相、Ｖ相およびＷ相の電源端子およびグランド端子に接続する。
【００３３】
ここで、スロット１９にコイル２０を挿入する方法についてさらに詳細に説明する。なお、ここではリングＵ１をスロット１９に挿入する方法について説明するが、他のリングについても同一の方法にて挿入する。
【００３４】
図９に示すように、コア片１１の先端部１７の一方のみに爪部３０が形成されている。リングＵ１を挿入する際には、まずスロット番号６にリングＵ１の一端側２０ａを挿入する。続いて、図１０に示すように、リングＵ１の一端側２０ａをスロット１９におけるスロット番号１側の側面（ティース１５の側面）１５ａに当接させる。続いて、図１１に示すように、リングＵ１の他端側２０ｂをスロット番号１に挿入する。なお、リングＵ１はスロット１９におけるスロット番号６側の先端角部を僅かにかわす大きさで形成されている。このように構成することで、コイル２０の渡り部３５の長さを短くすることができる。
【００３５】
つまり、図１２に示すように、従来のように爪部３０がティース１５の先端部１７の両側に突出するように形成されている場合（図１２（ａ））と比較して、本実施形態では爪部が一方のみに形成されているため、コイル２０の渡り部３５の長さを距離ｄ分だけ短くすることができる（図１２（ｂ））。なお、コイル２０の渡り部３５の長さは、図１３に示すように、一つのコイル２０におけるステータコア１０の端面から突出した部分の長さのことをいう。また、コイル２０の渡り部３５は、他のコイル２０と交差するように配するため、主にステータコア１０のヨーク１３上を通過するように敷設されている。
【００３６】
このように全長が短くなったコイル２０を分布巻でステータコア１０に取り付けることで、高トルク密度性能を維持することができ、高性能のモータのステータ１を製造することができる。
【００３７】
また、予め導線を巻回してスロット１９に対応した大きさの円環状のコイル２０を形成したため、リング状に形成されたコイル２０をスロット１９に挿入するだけで、コイル２０を取り付けることができる。したがって、コア片１１を準備してから導線をスロット１９に巻き付けながらコイルを形成する場合よりも生産効率を向上することができる。
【００３８】
また、モータの回転磁界を形成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相を構成するコイル２０（２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗ）を、全て同一形状で形成したため、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる三相モータを製造するにあたって、各相に対応したコイル２０（２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗ）を同じ工程で製造することができる。したがって、生産効率を向上することができる。
【００３９】
本実施形態によれば、コア片１１を帯状に複数配置した状態でコイル２０を配置するため、コイル２０をスロット１９に密に配置することができ、コイル２０の占積率を向上することができる。また、円環状のコイル２０の他端側をスロット１９に挿入する際に、ティース１９の先端に爪部３０が形成されていない側を通過させるため、コイル２０の全長を短く（円環径を小さく）することができる。したがって、コイル２０に生じる抵抗を小さくすることができるとともに、ステータコア１０の軸方向両端面から突出するコイル２０の渡り部３５の高さを低く抑えることができる。さらに、コア片１１を帯状に配置することでスロット１９を大きく確保することができるため、コイル２０をスロット１９に容易に挿入することができる。したがって、ステータ１の生産効率を向上することができる効果がある。
【００４０】
また、円環状のコイル２０の他端側をスロット１９に挿入する際に、ティース１５の先端部１７に爪部３０が形成された側の側面にコイル２０の一端側を当接させ、その状態で他端側をスロット１９に挿入することで、コイル２０の全長をさらに短く（円環径を小さく）することができる。
【００４１】
さらに、３相を構成するコイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗの渡り部３５Ｕ，３５Ｖ，３５Ｗが互いに交差するようにコイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗを配したため、ステータコア１０の軸方向両端面から突出する渡り部３５Ｕ，３５Ｖ，３５Ｗの高さを低く抑えることができる。したがって、モータの小型化を図ることができる。
【００４２】
なお、本実施形態のコア片１１の先端部１７における爪部３０が形成されていない側の角部１７ａの形状を図１４に示す曲面形状や、図１５に示す面取り形状に形成してもよい。このように形成することにより、コイル２０をスロット１９に挿入する際に、コイル２０が損傷するのをより効果的に防止することができる。
【００４３】
また、図１６に示すように、本実施形態のコア片１１のティース１５における爪部３０が形成されていない側の側面１５ｂを径方向内側に向かってティース１５の幅が先細りするように傾斜させてもよい。このとき、爪部３０の長さを長くして、コア片１１が円環状に連結されたときに、隣接する先端部１７，１７間の隙間が大きくならないようにする。このように構成することで、コイル２０の全長をより効果的に短くすることができる。また、コイル２０をスムーズにスロット１９に挿入することができるとともに、コイル２０をスロット１９に挿入する際に、コイル２０がティース１５の角部に接触することでコイル２０の被覆が損傷するのを抑制することができる。
【００４４】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態を図１７〜図１９に基づいて説明する。なお、本実施形態は、第一実施形態とコア片の構成が異なるのみであり、他の構成については第一実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４５】
図１７はコア片１１１の平面図である。図１７に示すように、コア片１１１は、ヨーク１３、ティース１５、および先端部１７が形成された平板鋼板１５１が複数積層されて構成されている。ここで、一つのコア片１１１には、一つのティース１５が形成されている。つまり、ティース１５毎にコア片１１１は分割されている。このコア片１１１を構成する平板鋼板１５１は、プレス成型により容易に製造することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、ティース１５の先端部１７における一方側のみにコア片１１１を円環状に連結したときに周方向に突出する爪部１３０が形成されている。つまり、爪部１３０はティース１５の延設方向に対して略直交する方向に突出形成されている。爪部１３０は、コア片１１１が円環状に連結されたときに、隣接するコア片の先端部１７と僅かな隙間を空けて配置される長さを有している。
【００４７】
ここで、図１８、図１９に示すように、ステータ１０１は、コア片１１１が円環状に連結したときに、隣接するティース１５，１５間にはスロット１１９が形成される。このスロット１１９は、同相のコイル２０が２組配置される大きさを有している。つまり、このように構成することにより、例えば第一実施形態のステータコア１０と比較して、半分のコア片（本実施形態では、２４個）でステータ１０１を構成することができる。
【００４８】
さらに、コア片１１１における爪部１３０が形成された側のヨーク１３の内周側には、段差部１２１が形成されている。段差部１２１は、ティース１５に対して周方向外側の端部が径方向内側に突出するように形成されている。このように段差部１２１を形成することにより、スロット１１９に配される２組のコイル２０，２０が径方向にずれた位置で支持される。
【００４９】
本実施形態においても、第一実施形態と略同様に、コア片１１１を帯状に複数配置した状態でコイル２０を配置するため、コイル２０をスロット１１９に密に配置することができ、コイル２０の占積率を向上することができる。また、円環状のコイル２０の他端側をスロット１９に挿入する際に、ティース１９の先端に爪部１３０が形成されていない側を通過させるため、コイル２０の全長を短く（円環径を小さく）することができる。したがって、コイル２０に生じる抵抗を小さくすることができるとともに、ステータコア１０の軸方向両端面から突出するコイル２０の渡り部の高さを低く抑えることができる。さらに、コア片１１１を帯状に配置することでスロット１１９を大きく確保することができるため、コイル２０をスロット１１９に容易に挿入することができる。したがって、ステータ１０１の生産効率を向上することができる効果がある。
【００５０】
尚、本発明の技術範囲は上述した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、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１…ステータ １０…ステータコア １１…コア片（ステータコア片） １３…ヨーク（ヨーク部） １５…ティース（ティース部） １５ａ…側面 １５ｂ…側面 １７…先端部（先端） １９…スロット（スロット部） ２０…コイル（巻線） ２０ａ…一端側 ２０ｂ…他端側 ２０Ｕ…コイル（第１巻線） ２０Ｖ…コイル（第２巻線） ２０Ｗ…コイル（第３巻線） ３０…爪部 ３５Ｕ…渡り部（第１巻線渡り部） ３５Ｖ…渡り部（第２巻線渡り部） ３５Ｗ…渡り部（第３巻線渡り部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータの製造方法およびモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インナーロータ型のモータは、円筒状のステータの内側に形成された空間にロータ（回転子）が配置され、ロータがステータに対して回転可能に構成されたものである。また、ステータの隣接するティース部間に形成されるスロット部にはコイルが巻回されるが、コイルの巻回方法としては分布巻や集中巻などが知られている。一般的に、コイルを分布巻で巻回する方が高トルク密度性能を維持し易いため、高トルクが必要なモータにおいては分布巻を採用することが多い。
【０００３】
しかしながら、分布巻は集中巻と異なり、所定距離離れたスロット部間を架け渡すようにコイルが巻回されるため、巻回方法が複雑化し、コイルの巻回作業に時間が掛かり、生産効率が低下していた。
【０００４】
そこで、スロット部内のコイル密度（占積率）を向上するため、およびコイルの巻回作業の効率化を図るため、ステータを分割して帯状にステータコア片を配置した状態で、コイルを巻回し、その後、ステータコア片を円筒状にすることでステータを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、特許文献２では、特許文献１のようなコイルの巻回方法では、ステータの軸方向両端面から突出されるコイルエンド（渡り部）の高さが高くなるため、モータの小型化を図る目的で渡り部の高さを低くすることができるコイルの巻回方法が提案されている。
【０００６】
具体的には、特許文献２のステータは、ステータのコイルエンド部の張り出し高さを低減することを目的として、図２０に示すように、第１の巻線Ｕ１が収納された２つのスロット（スロット番号１，６）間のスロット（スロット番号３）に第１の巻線Ｕ１とは異なる相の第２の巻線Ｗ１を収納し、第１の巻線Ｕ１が収納された２つのスロット間のスロット（スロット番号２）に第２の巻線と同相の第３の巻線Ｗ６を収納し、第２の巻線Ｗ１と第３の巻線Ｗ６は、コイルエンド部において、一方（巻線Ｗ６）が第１の巻線Ｕ１の外周側に位置し、他方（巻線Ｗ１）が第１の巻線Ｕ１の内周側に位置するように配置した分布巻である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１０３０５２号公報
【特許文献２】特開２００２−４４８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、発明者はスロット部内のコイル占積率の向上、コイルの巻回作業の効率化およびモータの小型化を図るために、帯状にステータコア片を配置した状態で、特許文献２の方法でコイルを巻回し、その後ステータコア片を円筒状にしてステータを製造する方法を検討した。
【０００９】
この場合、図２１に示すように、予め円環状に形成したコイル２２０を所定の隣接するステータコア片２１１，２１１のティース部２１５，２１５間に形成されるスロット部２１９内に架け渡すようにして配置する必要があり、さらに、図２２に示すように、各相のコイル２２０Ｕ，２２０Ｖ，２２０Ｗの渡り部２３５Ｕ，２３５Ｖ，２３５Ｗは互いに交差しながら配置する必要がある。
【００１０】
このとき、図２３に示すように、ティース部２１５の先端部２１７には一般的にステータとロータとの対向面積をできる限り大きくするために、円筒状態で周方向に突出した爪部２３０がティース部２１５の両側に略対称に突出形成されている。したがって、帯状に配置されたステータコア片２１１のスロット部２１９にコイル２２０を配置する際には、爪部２３０の周方向の突出長さを考慮してコイル２２０の円環径を設定する必要がある。
【００１１】
つまり、このようにコイル２２０の円環径を設定すると、図２４に示すように、ステータコア片２１１を円環状に連結してステータ２０１を形成した状態で、コイル２２０の渡り部２３５に弛みができ、コイル２２０の全長が長くなるため、コイル２２０に生じる抵抗が大きくなり、モータの性能が低下するという問題がある。また、帯状のステータコア片２１１を円環状に変形する際に、コイル２２０の渡り部２３５に余長が生じ、渡り部２３５の高さが高くなり、モータの小型化を図ることができないという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、コイルの全長を短くすることができるとともに、コイルの占積率を向上することができるステータの製造方法およびモータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、ティース部（例えば、実施形態におけるティース１５）およびヨーク部（例えば、実施形態におけるヨーク１３）が形成されたステータコア片（例えば、実施形態におけるコア片１１）を複数帯状に配置するコア片配置工程と、隣接する前記ステータコア片のティース部間に形成されるスロット部（例えば、実施形態におけるスロット１９）に、円環状の巻線（例えば、実施形態におけるコイル２０）の一端側（例えば、実施形態における一端側２０ａ）を挿入する巻線挿入工程と、前記巻線の他端側（例えば、実施形態における他端側２０ｂ）を別のスロット部に挿入して前記巻線を前記ステータコア片に配置する巻線配置工程と、前記帯状のステータコア片を円筒状に変形するコア片変形工程と、前記帯状のステータコア片の両端部を跨ぐ前記巻線を前記スロット部に挿入してステータ（例えば、実施形態におけるステータ１）を形成するステータ形成工程と、を有するステータの製造方法において、前記ティース部の先端（例えば、実施形態における先端部１７）には、前記帯状のステータコア片を円筒状にしたときに前記ティース部に対して周方向に突出した爪部（例えば、実施形態における爪部３０）が前記ティース部の一方に形成され、前記ステータコア片を複数帯状に配置したときに、前記爪部は同じ方向に向くように配置され、前記巻線配置工程において、前記巻線の他端側は前記爪部が突出された方向と逆の方向に形成された前記別のスロット部に挿入するとともに、前記爪部が形成された側の前記スロット部の側面（例えば、実施形態における側面１５ａ）を支点にして、前記巻線の他端側を前記別のスロット部に挿入することを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載した発明は、ティース部およびヨーク部が形成されたステータコア片が複数連結されて円筒状に形成されたステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１０）と、隣接する前記ステータコア片の前記ティース部間に形成されるスロット部に挿入された巻線と、を備えたステータと、該ステータの内周側に配され、回転可能に支持されたロータと、を有するモータにおいて、前記ステータコア片における前記ティース部の先端に、周方向に突出した爪部が前記ティース部の一方に形成され、前記爪部は同じ方向を向いて配置され、前記巻線は、３相を構成する第１巻線（例えば、実施形態におけるコイル２０Ｕ）、第２巻線（例えば、実施形態におけるコイル２０Ｖ）および第３巻線（例えば、実施形態におけるコイル２０Ｗ）で構成され、前記第１巻線、前記第２巻線および前記第３巻線は、それぞれ２つの前記ティース部間を架け渡すように配され、前記第１巻線における前記ステータコアの軸方向端面（例えば、実施形態における端面ＸＸ）から突出した第１巻線渡り部（例えば、実施形態における渡り部３５Ｕ）、前記第２巻線における前記ステータコアの軸方向端面から突出した第２巻線渡り部（例えば、実施形態における渡り部３５Ｖ）および前記第３巻線における前記ステータコアの軸方向端面から突出した第３巻線渡り部（例えば、実施形態における渡り部３５Ｗ）が、互いに交差するように前記第１巻線、前記第２巻線および前記第３巻線が配されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載した発明は、前記ティース部における前記爪部が形成された側と反対の側面（例えば、実施形態における側面１５ｂ）が、径方向内側に向かって前記ティース部の幅が先細りするように傾斜していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載した発明によれば、ステータコア片を帯状に複数配置した状態で巻線を配置するため、巻線をスロット部に密に配置することができ、巻線の占積率を向上することができる。また、円環状の巻線の他端側をスロット部に挿入する際に、ティース部の先端に爪部が形成されていない側を通過させるため、巻線の全長を短く（円環径を小さく）することができる。また、円環状の巻線の他端側をスロット部に挿入する際に、ティース部の先端に爪部が形成された側の側面に巻線の一端側を当接させ、その状態で他端側をスロット部に挿入することで、巻線の全長をより短く（円環径を小さく）することができる。したがって、巻線に生じる抵抗を小さくすることができるとともに、ステータの軸方向両端面から突出する巻線の渡り部の高さを低く抑えることができる。さらに、ステータコア片を帯状に配置することでスロット部を大きく確保することができるため、巻線をスロット部に容易に挿入することができる。したがって、ステータの生産効率を向上することができる効果がある。
【００１７】
請求項２に記載した発明によれば、ステータコア片を帯状に複数配置した状態で３相を構成する第１巻線、第２巻線および第３巻線を配置することができるため、各巻線をスロット部に密に配置することができ、巻線の占積率を向上することができる。また、円環状の巻線をスロット部に挿入する際に、先端に爪部が形成されていない箇所を通過させることができるため、巻線の全長を短く（円環径を小さく）することができる。したがって、巻線に生じる抵抗を小さくすることができる。さらに、第１巻線渡り部、第２巻線渡り部および第３巻線渡り部が互いに交差するように第１巻線、第２巻線および第３巻線を配したため、ステータの軸方向両端面から突出する渡り部の高さを低く抑えることができる。したがって、モータの小型化を図ることができる。
【００１８】
請求項３に記載した発明によれば、円環状の巻線をスロット部に挿入する際に、ティース部の先端に爪部が形成されていない側を通過させるため、巻線の全長を短く（円環径を小さく）することができる。また、ティース部の先端における爪部が形成されていない側の側面を傾斜させることにより、巻線をスムーズにスロット部に挿入することができるとともに、巻線をスロット部に挿入する際に、巻線がティース部の角に接触することで巻線の被覆が損傷するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態におけるステータの平面図である。
【図２】本発明の第一実施形態におけるステータコアの平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態におけるコア片の平面図である。
【図４】本発明の第一実施形態におけるコア片の帯状時の部分平面図である。
【図５】本発明の第一実施形態におけるコイルの構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の第一実施形態におけるコイルのスロット部への挿入方法を示す説明図である。
【図７】本発明の第一実施形態におけるコイルの配置状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の第一実施形態におけるコア片の円筒状時の概略平面図である。
【図９】本発明の第一実施形態におけるコイルをコア片に取り付ける手順を示す説明図（１）である。
【図１０】本発明の第一実施形態におけるコイルをコア片に取り付ける手順を示す説明図（２）である。
【図１１】本発明の第一実施形態におけるコイルをコア片に取り付ける手順を示す説明図（３）である。
【図１２】本発明と従来のコイルをコア片に取り付ける際の違いを説明する図であり、（ａ）が従来、（ｂ）が本発明を示す図である。
【図１３】本発明の第一実施形態におけるコイルの渡り部の形態を示す説明図である。
【図１４】本発明の第一実施形態におけるティースの先端部の別の態様を示す部分平面図（１）である。
【図１５】本発明の第一実施形態におけるティースの先端部の別の態様を示す部分平面図（２）である。
【図１６】本発明の第一実施形態におけるティースの別の態様を示す平面図である。
【図１７】本発明の第二実施形態におけるコア片の平面図である。
【図１８】本発明の第二実施形態におけるコア片の円筒状時の概略平面図である。
【図１９】本発明の第二実施形態におけるコア片の円筒状時の部分平面図である。
【図２０】従来のステータの平面図である。
【図２１】従来の帯状のコア片にコイルを取り付ける手順を示す説明図（１）である。
【図２２】従来の帯状のコア片にコイルを取り付ける手順を示す説明図（２）である。
【図２３】従来の帯状のコア片にコイルを取り付けた状態を示す説明図である。
【図２４】従来の帯状のコア片にコイルを取り付けたものを円筒状に変形した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第一実施形態）
次に、本発明の第一実施形態を図１〜図１６に基づいて説明する。
図１はステータの平面図である。なお、図１においては、コイル２０はステータコア１０の端面上での断面図で示している。図１に示すように、ステータ１は、円筒状に構成されたステータコア１０と、ステータコア１０の隣接するティース１５，１５間に形成されたスロット１９に配されたコイル２０と、で構成されている。ステータ１の円筒状の中心に形成された空間には、図示しないロータが回転可能に配置されている。
【００２１】
図２はステータコアの平面図である。図２に示すように、ステータコア１０は、複数のコア片１１が円筒状に連結されて構成されている。ステータコア１０は、円筒状の外周を構成するヨーク１３と、ヨーク１３から円筒状の中心に指向して突出されたティース１５と、ティース１５の先端を構成する先端部１７とを備えている。また、隣接するティース１５，１５の間には、スロット１９が形成されている。そして、スロット１９にコイル２０を配置することで、上記のようにステータ１が形成される。
【００２２】
図３はコア片１１の平面図である。図３に示すように、コア片１１は、ヨーク１３、ティース１５、および先端部１７が形成された平板鋼板５１を積層して構成されている。このコア片１１を構成する平板鋼板５１は、プレス成型により容易に製造することができる。一つのコア片１１には、一つのティース１５が形成されている。つまり、ティース１５毎にコア片１１は分割されている。
【００２３】
また、ヨーク１３の周方向両側部（外周部と内周部との間の両側部）には、一方の側部２３に凹部２４が形成され、他方の側部２５に凹部２４と嵌合する凸部２６が形成されている。凹部２４と凸部２６は、隣接するコア片１１が帯状のときは若干離反しており、コア片１１が帯状から円筒状に変形したときに嵌合するように構成されている。
【００２４】
ここで、本実施形態では、ティース１５の先端部１７における一方側のみにコア片１１を円環状に連結したときに周方向に突出する爪部３０が形成されている。つまり、爪部３０はティース１５の延設方向に対して略直交する方向に突出形成されている。爪部３０は、コア片１１が円環状に連結されたときに、隣接するコア片の先端部１７と僅かな隙間を空けて配置される長さを有している。
【００２５】
次に、コア片１１を連結してステータ１を形成する手順を説明する。
図４は、コア片の帯状時の部分平面図である。図４に示すように、複数の平板鋼板５１を積層・接合して所望の厚みを有したコア片１１を形成する。コア片１１を複数用意し、同じ向きに帯状に並べる。そして、隣接するコア片１１の凸部２６と凹部２４とが略嵌合するように帯状に配置する。
【００２６】
コア片１１を全て連結した後、スロット１９の側面（ティース１５の側面）に沿うように絶縁紙２９を配置する。絶縁紙２９を配置した後に、スロット１９にコイル２０を配置する。具体的には、図５に示すように、図示しない巻線装置で複数のリング状のコイル２０を形成する。このとき、コイル２０を構成する導線の両端部はリングから延出させて、電源端子やグランド端子に接続できるようにしておく。なお、本実施形態では、２４個のコイル２０を製造しておく。
【００２７】
図６は、コイルのスロット部への挿入方法を示す説明図である。図６に示すように、コイル２０は、三相のＵ相、Ｖ相、Ｗ相を構成する。本実施形態においては、コア片１１を４８個用いてステータコア１０を構成している。つまり、スロット１９が４８箇所形成される。ここで、Ｕ相を構成するコイル２０Ｕは、リング状のコイル２０を８個（リングＵ１〜Ｕ８）用いて構成されている。同じく、Ｖ相を構成するコイル２０Ｖは、リングＶ１〜Ｖ８を用いて構成され、Ｗ相を構成するコイル２０ＷはリングＷ１〜Ｗ８を用いて構成されている。なお、これらのリングは所定間隔置いた２つのスロット１９に挿入できる大きさで形成されている。そして、コイル２０を製造した後に、コイル２０をステータコア１０のスロット１９に挿入する。
【００２８】
具体的には、Ｕ相のコイル２０Ｕは、スロット番号１とスロット番号６のスロット１９にリングＵ１を挿入し、スロット番号７とスロット番号１２のスロット１９にリングＵ２を挿入し、同様に繰り返し、スロット番号４３とスロット番号４８のスロット１９にリングＵ８を挿入する。また、Ｖ相のコイル２０Ｖは、スロット番号４５とスロット番号２のスロット１９にリングＶ１を挿入し、スロット番号３とスロット番号８のスロット１９にリングＶ２を挿入し、同様に、スロット番号３９とスロット番号４４のスロット１９にリングＶ８を挿入する。さらに、Ｗ相のコイル２０Ｗは、スロット番号４７とスロット番号４のスロット１９にリングＷ１を挿入し、スロット番号５とスロット番号１０のスロット１９にリングＷ２を挿入し、同様に、スロット番号４１とスロット番号４６のスロット１９にリングＷ８を挿入する。
【００２９】
次に、スロット１９にコイル２０を挿入する手順を説明する。なお、以下の説明ではスロット１９に関しては、スロット番号のみを用いて説明する。
図７はコイルの配置方法を示す斜視図であり、図８はコア片の円筒状時の平面図である。なお、本実施形態では円筒化前の帯状のコア片に対してコイルを挿入するが、ここでは円筒化後のコア片を示す図８を参照しつつ説明する。
図７，図８に示すように、Ｖ相を構成するコイル２０ＶのリングＶ１をスロット番号２に挿入する。このとき、リングＶ１の他方側（図６のＡ部）はスロット番号４５には挿入しない。次に、Ｗ相を構成するコイル２０ＷのリングＷ１をスロット番号４に挿入する。このとき、リングＷ１の他方側（図６のＢ部）はスロット番号４７には挿入しない。次に、Ｕ相を構成する２０ＵのリングＵ１をスロット番号６に挿入する。このとき、リングＵ１の他方側はスロット番号１に仮挿入する。
【００３０】
次に、Ｖ相のコイル２０ＶのリングＶ２をスロット番号３とスロット番号８を掛け渡すように挿入する。このとき、リングＶ２は、まずスロット番号８に一端側２０ａ（図５参照）を挿入した後に、スロット番号３に他端側２０ｂを挿入してリングＶ２を配置する。このようにすることで、リングＶ２が爪部３０に干渉することなくスムーズに挿入させることができる。
【００３１】
同様に、Ｗ相のコイル２０ＷのリングＷ２をスロット番号５とスロット番号１０を掛け渡すように挿入した後、Ｕ相のコイル２０ＵのリングＵ２をスロット番号７とスロット番号１２を掛け渡すように挿入する。この手順を繰り返して、Ｖ３→Ｗ３→Ｕ３→Ｖ４→…→Ｖ８→Ｗ８→Ｕ８をそれぞれスロット１９内に挿入する。このようにコイル２０をスロット１９内に挿入すると、コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗはステータコア１０の軸方向両端面から突出した渡り部３５Ｕ，３５Ｖ，３５Ｗが互いに交差するようにしながら配置される。
【００３２】
このようにリングＶ１のＡ部およびリングＷ１のＢ部がスロット１９に挿入されていない状態で帯状のコア片１１を円筒状に変形し、帯状時の両端のコア片１１同士を連結させて図８に示すように円筒状にする。そして、必要に応じてスロット番号１に仮挿入されたリングＵ１を一旦取り外した状態で、スロット１９に挿入されていないＶ相のコイル２０ＶのリングＶ１（図６のＡ部）をスロット番号４５に挿入する。その後、Ｗ相のコイル２０ＷのリングＷ１（図６のＢ部）をスロット番号４７に挿入する。全てのスロット１９にコイル２０が挿入されたら、そのステータ１を図示しないハウジング内に挿入する。そして、スロット１９に挿入された各コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗに緩みがないように導線を調整した後、各コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗの両端部から延出している導線をＵ相、Ｖ相およびＷ相の電源端子およびグランド端子に接続する。
【００３３】
ここで、スロット１９にコイル２０を挿入する方法についてさらに詳細に説明する。なお、ここではリングＵ１をスロット１９に挿入する方法について説明するが、他のリングについても同一の方法にて挿入する。
【００３４】
図９に示すように、コア片１１の先端部１７の一方のみに爪部３０が形成されている。リングＵ１を挿入する際には、まずスロット番号６にリングＵ１の一端側２０ａを挿入する。続いて、図１０に示すように、リングＵ１の一端側２０ａをスロット１９におけるスロット番号１側の側面（ティース１５の側面）１５ａに当接させる。続いて、図１１に示すように、リングＵ１の他端側２０ｂをスロット番号１に挿入する。なお、リングＵ１はスロット１９におけるスロット番号６側の先端角部を僅かにかわす大きさで形成されている。このように構成することで、コイル２０の渡り部３５の長さを短くすることができる。
【００３５】
つまり、図１２に示すように、従来のように爪部３０がティース１５の先端部１７の両側に突出するように形成されている場合（図１２（ａ））と比較して、本実施形態では爪部が一方のみに形成されているため、コイル２０の渡り部３５の長さを距離ｄ分だけ短くすることができる（図１２（ｂ））。なお、コイル２０の渡り部３５の長さは、図１３に示すように、一つのコイル２０におけるステータコア１０の端面から突出した部分の長さのことをいう。また、コイル２０の渡り部３５は、他のコイル２０と交差するように配するため、主にステータコア１０のヨーク１３上を通過するように敷設されている。
【００３６】
このように全長が短くなったコイル２０を分布巻でステータコア１０に取り付けることで、高トルク密度性能を維持することができ、高性能のモータのステータ１を製造することができる。
【００３７】
また、予め導線を巻回してスロット１９に対応した大きさの円環状のコイル２０を形成したため、リング状に形成されたコイル２０をスロット１９に挿入するだけで、コイル２０を取り付けることができる。したがって、コア片１１を準備してから導線をスロット１９に巻き付けながらコイルを形成する場合よりも生産効率を向上することができる。
【００３８】
また、モータの回転磁界を形成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相を構成するコイル２０（２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗ）を、全て同一形状で形成したため、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる三相モータを製造するにあたって、各相に対応したコイル２０（２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗ）を同じ工程で製造することができる。したがって、生産効率を向上することができる。
【００３９】
本実施形態によれば、コア片１１を帯状に複数配置した状態でコイル２０を配置するため、コイル２０をスロット１９に密に配置することができ、コイル２０の占積率を向上することができる。また、円環状のコイル２０の他端側をスロット１９に挿入する際に、ティース１９の先端に爪部３０が形成されていない側を通過させるため、コイル２０の全長を短く（円環径を小さく）することができる。したがって、コイル２０に生じる抵抗を小さくすることができるとともに、ステータコア１０の軸方向両端面から突出するコイル２０の渡り部３５の高さを低く抑えることができる。さらに、コア片１１を帯状に配置することでスロット１９を大きく確保することができるため、コイル２０をスロット１９に容易に挿入することができる。したがって、ステータ１の生産効率を向上することができる効果がある。
【００４０】
また、円環状のコイル２０の他端側をスロット１９に挿入する際に、ティース１５の先端部１７に爪部３０が形成された側の側面にコイル２０の一端側を当接させ、その状態で他端側をスロット１９に挿入することで、コイル２０の全長をさらに短く（円環径を小さく）することができる。
【００４１】
さらに、３相を構成するコイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗの渡り部３５Ｕ，３５Ｖ，３５Ｗが互いに交差するようにコイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗを配したため、ステータコア１０の軸方向両端面から突出する渡り部３５Ｕ，３５Ｖ，３５Ｗの高さを低く抑えることができる。したがって、モータの小型化を図ることができる。
【００４２】
なお、本実施形態のコア片１１の先端部１７における爪部３０が形成されていない側の角部１７ａの形状を図１４に示す曲面形状や、図１５に示す面取り形状に形成してもよい。このように形成することにより、コイル２０をスロット１９に挿入する際に、コイル２０が損傷するのをより効果的に防止することができる。
【００４３】
また、図１６に示すように、本実施形態のコア片１１のティース１５における爪部３０が形成されていない側の側面１５ｂを径方向内側に向かってティース１５の幅が先細りするように傾斜させてもよい。このとき、爪部３０の長さを長くして、コア片１１が円環状に連結されたときに、隣接する先端部１７，１７間の隙間が大きくならないようにする。このように構成することで、コイル２０の全長をより効果的に短くすることができる。また、コイル２０をスムーズにスロット１９に挿入することができるとともに、コイル２０をスロット１９に挿入する際に、コイル２０がティース１５の角部に接触することでコイル２０の被覆が損傷するのを抑制することができる。
【００４４】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態を図１７〜図１９に基づいて説明する。なお、本実施形態は、第一実施形態とコア片の構成が異なるのみであり、他の構成については第一実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４５】
図１７はコア片１１１の平面図である。図１７に示すように、コア片１１１は、ヨーク１３、ティース１５、および先端部１７が形成された平板鋼板１５１が複数積層されて構成されている。ここで、一つのコア片１１１には、一つのティース１５が形成されている。つまり、ティース１５毎にコア片１１１は分割されている。このコア片１１１を構成する平板鋼板１５１は、プレス成型により容易に製造することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、ティース１５の先端部１７における一方側のみにコア片１１１を円環状に連結したときに周方向に突出する爪部１３０が形成されている。つまり、爪部１３０はティース１５の延設方向に対して略直交する方向に突出形成されている。爪部１３０は、コア片１１１が円環状に連結されたときに、隣接するコア片の先端部１７と僅かな隙間を空けて配置される長さを有している。
【００４７】
ここで、図１８、図１９に示すように、ステータ１０１は、コア片１１１が円環状に連結したときに、隣接するティース１５，１５間にはスロット１１９が形成される。このスロット１１９は、同相のコイル２０が２組配置される大きさを有している。つまり、このように構成することにより、例えば第一実施形態のステータコア１０と比較して、半分のコア片（本実施形態では、２４個）でステータ１０１を構成することができる。
【００４８】
さらに、コア片１１１における爪部１３０が形成された側のヨーク１３の内周側には、段差部１２１が形成されている。段差部１２１は、ティース１５に対して周方向外側の端部が径方向内側に突出するように形成されている。このように段差部１２１を形成することにより、スロット１１９に配される２組のコイル２０，２０が径方向にずれた位置で支持される。
【００４９】
本実施形態においても、第一実施形態と略同様に、コア片１１１を帯状に複数配置した状態でコイル２０を配置するため、コイル２０をスロット１１９に密に配置することができ、コイル２０の占積率を向上することができる。また、円環状のコイル２０の他端側をスロット１９に挿入する際に、ティース１９の先端に爪部１３０が形成されていない側を通過させるため、コイル２０の全長を短く（円環径を小さく）することができる。したがって、コイル２０に生じる抵抗を小さくすることができるとともに、ステータコア１０の軸方向両端面から突出するコイル２０の渡り部の高さを低く抑えることができる。さらに、コア片１１１を帯状に配置することでスロット１１９を大きく確保することができるため、コイル２０をスロット１１９に容易に挿入することができる。したがって、ステータ１０１の生産効率を向上することができる効果がある。
【００５０】
尚、本発明の技術範囲は上述した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、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１…ステータ １０…ステータコア １１…コア片（ステータコア片） １３…ヨーク（ヨーク部） １５…ティース（ティース部） １５ａ…側面 １５ｂ…側面 １７…先端部（先端） １９…スロット（スロット部） ２０…コイル（巻線） ２０ａ…一端側 ２０ｂ…他端側 ２０Ｕ…コイル（第１巻線） ２０Ｖ…コイル（第２巻線） ２０Ｗ…コイル（第３巻線） ３０…爪部 ３５Ｕ…渡り部（第１巻線渡り部） ３５Ｖ…渡り部（第２巻線渡り部） ３５Ｗ…渡り部（第３巻線渡り部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティース部およびヨーク部が形成されたステータコア片を複数帯状に配置するコア片配置工程と、
隣接する前記ステータコア片のティース部間に形成されるスロット部に、円環状の巻線の一端側を挿入する巻線挿入工程と、
前記巻線の他端側を別のスロット部に挿入して前記巻線を前記ステータコア片に配置する巻線配置工程と、
前記帯状のステータコア片を円筒状に変形するコア片変形工程と、
前記帯状のステータコア片の両端部を跨ぐ前記巻線を前記スロット部に挿入してステータを形成するステータ形成工程と、を有するステータの製造方法において、
前記ティース部の先端には、前記帯状のステータコア片を円筒状にしたときに前記ティース部に対して周方向に突出した爪部が前記ティース部の一方に形成され、
前記ステータコア片を複数帯状に配置したときに、前記爪部は同じ方向に向くように配置され、
前記巻線配置工程において、前記巻線の他端側は前記爪部が突出された方向と逆の方向に形成された前記別のスロット部に挿入するとともに、前記爪部が形成された側の前記スロット部の側面を支点にして、前記巻線の他端側を前記別のスロット部に挿入することを特徴とするステータの製造方法。
【請求項２】
ティース部およびヨーク部が形成されたステータコア片が複数連結されて円筒状に形成されたステータコアと、隣接する前記ステータコア片の前記ティース部間に形成されるスロット部に挿入された巻線と、を備えたステータと、
該ステータの内周側に配され、回転可能に支持されたロータと、を有するモータにおいて、
前記ステータコア片における前記ティース部の先端に、周方向に突出した爪部が前記ティース部の一方に形成され、前記爪部は同じ方向を向いて配置され、
前記巻線は、３相を構成する第１巻線、第２巻線および第３巻線で構成され、
前記第１巻線、前記第２巻線および前記第３巻線は、それぞれ２つの前記ティース部間を架け渡すように配され、
前記第１巻線における前記ステータコアの軸方向端面から突出した第１巻線渡り部、前記第２巻線における前記ステータコアの軸方向端面から突出した第２巻線渡り部および前記第３巻線における前記ステータコアの軸方向端面から突出した第３巻線渡り部が、互いに交差するように前記第１巻線、前記第２巻線および前記第３巻線が配されていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
前記ティース部における前記爪部が形成された側と反対の側面が、径方向内側に向かって前記ティース部の幅が先細りするように傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項１】
ティース部およびヨーク部が形成されたステータコア片を複数帯状に配置するコア片配置工程と、
隣接する前記ステータコア片のティース部間に形成されるスロット部に、円環状の巻線の一端側を挿入する巻線挿入工程と、
前記巻線の他端側を別のスロット部に挿入して前記巻線を前記ステータコア片に配置する巻線配置工程と、
前記帯状のステータコア片を円筒状に変形するコア片変形工程と、
前記帯状のステータコア片の両端部を跨ぐ前記巻線を前記スロット部に挿入してステータを形成するステータ形成工程と、を有するステータの製造方法において、
前記ティース部の先端には、前記帯状のステータコア片を円筒状にしたときに前記ティース部に対して周方向に突出した爪部が前記ティース部の一方に形成され、
前記ステータコア片を複数帯状に配置したときに、前記爪部は同じ方向に向くように配置され、
前記巻線配置工程において、前記巻線の他端側は前記爪部が突出された方向と逆の方向に形成された前記別のスロット部に挿入するとともに、前記爪部が形成された側の前記スロット部の側面を支点にして、前記巻線の他端側を前記別のスロット部に挿入することを特徴とするステータの製造方法。
【請求項２】
ティース部およびヨーク部が形成されたステータコア片が複数連結されて円筒状に形成されたステータコアと、隣接する前記ステータコア片の前記ティース部間に形成されるスロット部に挿入された巻線と、を備えたステータと、
該ステータの内周側に配され、回転可能に支持されたロータと、を有するモータにおいて、
前記ステータコア片における前記ティース部の先端に、周方向に突出した爪部が前記ティース部の一方に形成され、前記爪部は同じ方向を向いて配置され、
前記巻線は、３相を構成する第１巻線、第２巻線および第３巻線で構成され、
前記第１巻線、前記第２巻線および前記第３巻線は、それぞれ２つの前記ティース部間を架け渡すように配され、
前記第１巻線における前記ステータコアの軸方向端面から突出した第１巻線渡り部、前記第２巻線における前記ステータコアの軸方向端面から突出した第２巻線渡り部および前記第３巻線における前記ステータコアの軸方向端面から突出した第３巻線渡り部が、互いに交差するように前記第１巻線、前記第２巻線および前記第３巻線が配されていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
前記ティース部における前記爪部が形成された側と反対の側面が、径方向内側に向かって前記ティース部の幅が先細りするように傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１０−２７３４４９（Ｐ２０１０−２７３４４９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２２９６６（Ｐ２００９−１２２９６６）
【出願日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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