モータ、及びモータ製造方法

【課題】平角導線を用いた分布巻きコイルを軸心方向から容易にスロット内に挿入でき、かつティース先端部に鍔部が形成されたステータコアに対しても適用できる低コストのモータ、及びモータ製造方法を提供すること。
【解決手段】コイル籠１２の一端のコイルエンド部が、ステータコアのスロット内導線部ＳＡ、ＳＢに対して、ロータ側に折り曲げられている折曲げ部ＪＡ、ＪＢを有すること、一端のコイルエンド部である下側同心円部Ｈ、水平部ＦＡ、及び水平部ＦＢが、ティース１３ａの内周面１３ｂよりロータの軸心側に位置すること、一端のコイルエンド部、及び他端のコイルエンド部が、５本の平角導線をフラットワイズ方向に重ね巻きしたものであること、折り曲げられている部位に、コイル幅を狭くする凹部が形成されていること、を特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平角導線を用いた分布巻きコイルとステータコアとを備えるステータと、中心軸を備えるロータとを有するモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、断面が約１ｍｍ×約１０ｍｍの平角導線を用いた分布巻きコイルを、ステータコアのスロット内に挿入して組み付けることは、丸細線と違って平角導線が強い剛性を持ち、変形しにくいため、困難であった。その問題を解決するために、色々な提案がなされている。
特許文献１においては、ティースの周りに形成されたスロット内に、導線を巻回したコイルを、径方向の内側から外側に向かって挿入するときに、挿入しやすくするため、導線の幅やコイル傾斜角度を工夫することが提案されている。
一方、特許文献２においては、スロット内に挿入される導線を重ね巻きしてコイルを構成し、それを挿入治具に装着し、挿入治具をステータコア内に配置し、挿入治具からステータコアのスロットに、コイルを挿入する方法が開示されている。
また、特許文献３には、分布巻きコイルにおいて、挿入する先端部を軸心側に折り曲げることが開示されている。
【０００３】
一方、ロータと対向するティースの先端部の外側を回り込んでコイルに直接磁束が流れると、コイルにおいて渦電流が発生して、銅渦電流損が大きくなる。その問題を解決するために、特許文献４の技術では、ロータと対向するティースの先端部に、凸条の鍔部を形成することが行われている。これにより、磁束は、鍔部を通ってティースに流れるため、コイルに磁束が直接流れることなく、渦電流の発生を低減して、銅渦電流損を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2002-051489号公報
【特許文献２】特開2008-167567号公報
【特許文献３】国際公開WO 92/01327
【特許文献４】特開2004-208475号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のステータコアへコイルを挿入する方法には、次のような問題があった。
すなわち、特許文献１のように、各ティースに対して、各別にコイルを挿入する方法では、ティース数に応じた回数の挿入を行わなければならず、挿入に時間がかかる問題があった。また、挿入装置が複雑化し、大型化する問題があった。
また、特許文献２のように、挿入治具を用いた場合には、挿入はうまくいったとしても、挿入治具内で弾性変形されていたコイルをスロット内に挿入した後で、コイルがスプリングバックにより変形し、導線の一部がスロットから外に飛び出す問題があった。
【０００６】
特許文献１、２の技術では、いずれも、ティース・スロットに対して、径方向の内側から外側に向かって、コイルを挿入するものであるから、上記問題が発生するのであり、コイルを軸心方向からスロット内に挿入できれば、上記問題を解決できるということに、本出願人は思い至った。
しかし、集中巻きのコイルならば、挿入する先端部を軸心側に折り曲げれば、残りの部分をスロット内に挿入することは容易であるが、分布巻きコイルでは、折り曲げる部分の形状が複雑であり、折り曲げること自体が困難であるという問題があった。
集中巻きコイルで、挿入する先端部を折り曲げる技術として、特許文献３の技術が開示されているが、特許文献３の技術では、折り曲げ箇所の異なる複数の導体を、個別に製造して、組み合わせていくため、製造に時間がかかり、コストが高い問題があった。
【０００７】
さらに、特許文献4の技術を利用しようとした場合に、ティースの先端に形成された鍔部に折り曲げた折り曲げ部が干渉して、コイル籠をステータコアに挿入できない場合があった。また、うまく挿入できた場合でも、鍔部の先端がコイルの表面に当接して、コイル表面に形成されている絶縁被膜に傷をつける恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、平角導線を用いた分布巻きコイルを軸心方向から容易にスロット内に挿入でき、かつティース先端部に鍔部が形成されたステータコアに対しても適用できる低コストのモータ、及びモータ製造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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様におけるモータ、及びモータ製造方法は、次のような構成を有している。
（１）平角導線を用いた分布巻きコイルとステータコアとを備えるステータと、中心軸を備えるロータとを有するモータであって、コイルの一端のコイルエンド部が、ステータコアのスロット内導線部に対して、ロータ側に折り曲げられていること、一端のコイルエンド部が、ステータコアの内周面よりロータの軸心側に位置すること、一端のコイルエンド部、及び他端のコイルエンド部が、複数の前記平角導線を重ね巻きしたものであること、折り曲げられている部位に、コイル幅を狭くする凹部が形成されていること、を特徴とする。例えば、一端のコイルエンド部、及び他端のコイルエンド部が、複数の前記平角導線をフラットワイズ方向に重ね巻きしたものである。
（２）（１）に記載するモータにおいて、好ましくは、前記一端のコイルエンド部が、同心円状の半円を形成していること、前記他端のコイルエンド部が、同心円状の半円を形成していること、を特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載するモータにおいて、好ましくは、前記一端のコイルエンド部では、隣り合うスロットに配置される複数の前記平角導線が、前記ロータの径方向に重ね合わされていること、他端のコイルエンド部では、隣り合うスロットに配置される複数の前記平角導線が、前記ロータの軸心方向に重ね合わされていること、を特徴とする。
【００１０】
（４）平角導線を用いた分布巻きコイルを備えるステータと、中心軸を備えるロータとを有するモータのモータ製造方法であって、分布巻きコイルの一端のコイルエンド部を、スロット内導線部に対して、ロータ側に折り曲げる折り曲げ工程と、折り曲げられた部位に、コイル幅を狭くする凹部を形成する凹部形成工程と、分布巻きコイルを、ステータのスロットに対して、軸心方向から挿入する挿入工程と、を有することを特徴とする。
（５）（４）に記載するモータにおいて、好ましくは、前記折り曲げ工程の前に、前記平角導線を、フラットワイズ部を接触させながら重ね巻きする重ね巻き工程を有すること、前記折り曲げ工程の直後または前記凹部形成工程の直後に、前記重ね巻きされた前記平角導線を２つのスロット内導線部を形成するように拡げる拡張工程を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
次に、本発明に係るモータ、及びモータ製造方法の作用及び効果について説明する。
（１）平角導線を用いた分布巻きコイルとステータコアとを備えるステータと、中心軸を備えるロータとを有するモータであって、コイルの一端のコイルエンド部が、ステータコアのスロット内導線部に対して、ロータ側に折り曲げられていること、一端のコイルエンド部が、ステータコアの内周面よりロータの軸心側に位置すること、一端のコイルエンド部、及び他端のコイルエンド部が、複数の平角導線を重ね巻きしたものであること、折り曲げられている折曲げ部に、コイル幅を狭くする凹部が形成されていること、を特徴とするので、一端のコイルエンド部側を先頭として、ステータのスロットに対して、軸心側からコイルを挿入しようとするときに、一端のコイルエンドは、ステータコアの内周面の内側を通過するため、コイルを軸心方向からスロット内に容易に挿入することができる。ここで、コイル幅の狭い凹部が、ティースの鍔部に対向して通過するため、コイルの表面の絶縁被膜に傷を発生することなく、挿入できる。また、挿入するときに、コイルを弾性変形させることがないので、スプリングバックにより、コイルの一部がスロット内から飛び出すことがない。また、複数の平角導線をフラットワイズ方向に重ね巻きしたものを、重ね巻きした状態で複数本同時に折り曲げるため、製造工程を単純化でき、コストを低減することができる。
【００１２】
（２）（１）に記載するモータにおいて、前記一端のコイルエンド部が、同心円状の半円を形成していること、前記他端のコイルエンド部が、同心円状の半円を形成していること、を特徴とし、（４）平角導線を用いた分布巻きコイルを備えるステータと、中心軸を備えるロータとを有するモータのモータ製造方法であって、分布巻きコイルの一端のコイルエンド部を、スロット内導線部に対して、ロータ側に折り曲げる折り曲げ工程と、分布巻きコイルを、ステータのスロットに対して、軸心方向から挿入する挿入工程と、を有することを特徴とするので、単純な折り曲げ作業のみで、コイルの一端のコイルエンド部を折り曲げることができる。
【００１３】
（３）（１）または（２）に記載するモータにおいて、前記一端のコイルエンド部では、隣り合うスロットに配置される複数の前記平角導線が、前記ロータの径方向に重ね合わされていること、他端のコイルエンド部では、隣り合うスロットに配置される複数の前記平角導線が、前記ロータの軸心方向に重ね合わされていること、を特徴とするので、コイルエンド部では、隣のスロットに配置された導線との干渉を回避するために、軸心方向に変形させる必要がなく、余分な変形を必要としないため、製造工程を簡略化してコストダウンを図ることができる。
【００１４】
（４）平角導線を用いた分布巻きコイルを備えるステータと、中心軸を備えるロータとを有するモータのモータ製造方法であって、分布巻きコイルの一端のコイルエンド部を、スロット内導線部に対して、ロータ側に折り曲げる折り曲げ工程と、折り曲げられた折り曲げ部に、コイル幅を狭くする凹部を形成する凹部形成工程と、分布巻きコイルを、ステータのスロットに対して、軸心方向から挿入する挿入工程と、を有し、前記折り曲げ工程の前に、前記平角導線を、フラットワイズ部を接触させながら重ね巻きする重ね巻き工程を有すること、前記折り曲げ工程の直後に、前記重ね巻きされた前記平角導線を２つのスロット内導線部を形成するように拡げる拡張工程を有すること、を特徴とするので、折り曲げ部を形成すると共に、２箇所のスロット内に挿入される導線部を容易に成形することができる。また、折り曲げ部にコイル幅の狭い凹部を形成できるため、コイル幅の狭い凹部が、ティースの鍔部に対向して通過でき、コイルの表面の絶縁被膜に傷を発生することなく、コイル籠をステータコアに挿入できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】基準ユニットの斜視図である。
【図２】基準ユニットの正面図である。
【図３】基準ユニットの平面図である。
【図４】基準ユニットの右側面図である。
【図５】基準ユニットの製造工程のうち、巻取り工程を示す図である。
【図６】基準ユニットの製造工程のうち、折り曲げ工程を示す第１図である。
【図７】基準ユニットの製造工程のうち、折り曲げ工程を示す第２図である。
【図８】基準ユニットの製造工程のうち、折り曲げ工程を示す第３図である。
【図９】基準ユニットの製造工程のうち、拡張工程を示す第１図である。
【図１０】基準ユニットの製造工程のうち、拡張工程を示す第２図である。
【図１１】基準ユニットの製造工程のうち、拡張工程を示す第３図である。
【図１２】基準ユニットをステータコアに挿入する挿入工程を示す第１図である。
【図１３】コイル籠の全体を示す図である。
【図１４】コイル籠の全体を示す平面図である。
【図１５】コイル籠の正面図である。
【図１６】基準ユニットをステータコアに挿入する挿入工程を示す第１図である。
【図１７】基準ユニットをステータコアに挿入する挿入工程を示す第２図である。
【図１８】基準ユニットをステータコアに挿入する挿入工程を示す第３図である。
【図１９】基準ユニットをステータコアに挿入する挿入工程を示す第４図である。
【図２０】ロータをステータに挿入する挿入工程を示す第1図である。
【図２１】ロータをステータに挿入する挿入工程を示す第２図である。
【図２２】凹部ＱＢ（ＱＡ）の形状を示す図である。
【図２３】図２２のＢ部拡大図である。
【図２４】（ａ）は、プレス上型１１０、プレス下型１１１、平角導線２０の水平部ＦＡ、ＦＢの位置関係を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ矢視図である
【図２５】凹部ＱＡ、ＱＢを形成するためのプレス装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の一実施形態のモータ、及びモータ製造方法について図面を参照して説明する。
図１に、５本の平角導線を同時に成形した基準ユニット１１の斜視図を示す。図２に、図１の基準ユニット１１の正面図を示し、図３に図１を上から見た平面図を示し、図４に図１の右側面図を示す。
基準ユニット１１は、スロット内に配置されるスロット内導線部ＳＡ、スロット内導線部ＳＢを備える。
図１に示すように、スロット内導線部ＳＡは、５本の平角導線が長辺面（フラットワイズ面)を接触させて重ね合わされたもので、第１スロット内導線部ＳＡ１、第２スロット内導線部ＳＡ２、第３スロット内導線部ＳＡ３、第４スロット内導線部ＳＡ４、及び第５スロット内導線部ＳＡ５の集合体を示している。また、図４に示すように、スロット内導線部ＳＢは、５本の平角導線が長辺面（フラットワイズ面)を接触させて重ね合わされたもので、第１スロット内導線部ＳＢ１、第２スロット内導線部ＳＢ２、第３スロット内導線部ＳＢ３、第４スロット内導線部ＳＢ４、及び第５スロット内導線部ＳＢ５の集合体を示している。
【００１７】
図１の上側に位置するコイルエンド部の中央には、上側同心円部Ｇが形成されている。図４に示すように、上側同心円部Ｇは、第２同心円部Ｇ２、第３同心円部Ｇ３、第４同心円部Ｇ４、及び第５同心円部Ｇ５の４本の平角導線の集合体である。第１同心円部が含まれていないのは、後で説明する傾斜部ＥＡ５が端子Ｍとして、外部に突出しているためである。
スロット内導線部ＳＡの上端には、折り曲げ部ＩＡが形成されている。平角導線は、折り曲げ部ＩＡで、図２に示すように、上側同心円部Ｇの方向に折り曲げられている。上側同心円部Ｇとスロット内導線部ＳＡとの間には、傾斜部ＥＡが形成されている。折り曲げ部ＩＡは、図３に示すように、５本の平角導線の折り曲げ部ＩＡ１、ＩＡ２、ＩＡ３、ＩＡ４、ＩＡ５の集合体を示している。傾斜部ＥＡは、図１、図４に示すように、５本の平角導線の傾斜部ＥＡ１、ＥＡ２、ＥＡ３、ＥＡ４、ＥＡ５の集合体を示している。
傾斜部ＥＡにおいては、５本の平角導線が、図４に示すように、スロット内導線ＳＡと同様に、径方向（図４の左右方向）に重ね合わされている。
【００１８】
スロット内導線部ＳＢの上端には、折り曲げ部ＩＢが形成されている。平角導線は、折り曲げ部ＩＢで、図２に示すように、上側同心円部Ｇの方向に折り曲げられている。上側同心円部Ｇとスロット内導線部ＳＢとの間には、傾斜部ＥＢが形成されている。折り曲げ部ＩＢは、図３に示すように、５本の平角導線の折り曲げ部ＩＢ１、ＩＢ２、ＩＢ３、ＩＢ４、ＩＢ５の集合体を示している。傾斜部ＥＢは、図４に示すように、５本の平角導線の傾斜部ＥＢ１、ＥＢ２、ＥＢ３、ＥＢ４、ＥＢ５の集合体を示している。
傾斜部ＥＢにおいては、５本の平角導線が、図４に示すように、スロット内導線ＳＢと同様に、径方向（図４の左右方向）に重ね合わされている。
【００１９】
図４に示すように、傾斜部ＥＡの最内周部に位置するＥＡ１の端子Ｍは、折り曲げられて外部に突出している。また、傾斜部ＥＢの最外周に位置するＥＢ５の端子Ｎは、折り曲げられて外部に突出している。
スロット内導線部ＳＡの下端には、折り曲げ部ＪＡが形成されている。平角導線は、折り曲げ部ＪＡで、図４に示すように、９０度内周側（図の左方向）に折り曲げられている。折り曲げ部ＪＡは、図４に示すように、５本の平角導線の折り曲げ部ＪＡ１、ＪＡ２、ＪＡ３、ＪＡ４、ＪＡ５の集合体を示している。
また、スロット内導線部ＳＢの下端には、折り曲げ部ＪＢが形成されている。平角導線は、折り曲げ部ＪＢで、図４に示すように、９０度内周側（図の左方向）に折り曲げられている。図４に示すように、５本の平角導線の折り曲げ部ＪＢ１、ＪＢ２、ＪＢ３、ＪＢ４、ＪＢ５の集合体を示している。
【００２０】
内周側先端部には、下側同心円部Ｈが形成されている。図２に示すように、折り曲げ部ＪＡと下側同心円部Ｈとの間には、水平部ＦＡが形成されている。折り曲げ部ＪＢと下側同心円部Ｈとの間には、水平部ＦＢが形成されている。
下側同心円部Ｈは、図４に示すように、５本の平角導線の下側同心円部Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５の集合体を示している。
水平部ＦＡは、図２に示すように、５本の平角導線の水平部ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３、ＦＡ４、ＦＡ５の集合体を示している。ここで、水平部ＦＡにおいては、５本の平角導線の水平部は、図２に示すように、軸心方向（図２の上下方向）に重ね合わされている。
また、水平部ＦＢは、図２に示すように、５本の平角導線の水平部ＦＢ１、ＦＢ２、ＦＢ３、ＦＢ４、ＦＢ５の集合体を示している。ここで、水平部ＦＢにおいては、５本の平角導線の水平部は、図２に示すように、軸心方向（図２の上下方向）に重ね合わされている。
【００２１】
また、図２、図３、図４に示すように、折り曲げ部ＪＡと水平部ＦＡに渡って、幅方向に両面が狭められた凹部ＱＡが形成されている。凹部ＱＡは、５本の平角導線の凹部ＱＡ１、ＱＡ２、ＱＡ３、ＱＡ４、ＱＡ５の集合体を示している。また、水平部ＦＢには、幅方向に両面が狭められた凹部ＱＢが形成されている。凹部ＱＢは、５本の平角導線の凹部ＱＢ１、ＱＢ２、ＱＢ３、ＱＢ４、ＱＢ５の集合体を示している。
凹部ＱＡ及び凹部ＱＢは、後で詳細に説明するが、ティースの先端に形成された鍔部の位置に対応している。
図２２に凹部ＱＢの形状を示す。水平部ＦＢの一部に幅方向に両面が狭められた凹部ＱＢが形成されている。図２２のＢ部拡大図を図２３に示す。凹部ＱＢは、両端に縮幅部ＱＢａ、ＱＢｂを備えており、水平部ＦＢから徐々に幅が狭められている。
【００２２】
次に、基準ユニット１１の製造方法を説明する。基準ユニット１１の製造方法は、巻取り工程、折り曲げ工程、及び拡張工程を有している。
図５に、基準ユニット１１の製造工程のうち、巻取り工程を示す。
断面が平べったい三角形状の金型１９が、中心軸１９ａを中心に回転可能に設けられている。
金型１９に平角導線２０の先端２０ａを固定し、金型１９を、中心軸１９ａを中心に矢印Ｐで示す方向に回転させ、平角導線２０を５周金型１９に巻きつける。このとき、平角導線２０は、フラットワイズ方向に巻き重ねられる。すなわち、断面が約１．８ｍｍ×約３．３ｍｍの平角導線の約３．３ｍｍの長辺を重ね合わせて巻き重ねている。
【００２３】
次に、折り曲げ工程について説明する。
図６に、基準ユニット１１の製造工程のうち、折り曲げ工程の第１工程を示し、図７に第２工程を示し、図８に第３工程を示す。
巻取り工程で、５周分巻き取った平角導線２０を金型１９から外して、図５に示す位置にセットする。この状態で、三角形状の平角導線２０の最も短い短辺２０ｂが治具２２に接している。２番目に短い中辺２０ｃの全長に渡って平行に治具２１が配置されている。一番長い長辺２０ｄの中央付近に治具２３が配置されている。
次に、図６に示すように、治具２１が中辺２０ｃに接する位置まで、平行に移動する。同時に、治具２３が、長辺２０ｄの折り曲げ部２０ｅに当接する。同時に治具２２が、短辺２０ｂを時計方向に回転させ、平角導線２０を折り曲げ部２０ｅで折り曲げる。
そして、図８に示すように、中辺２０ｃと短辺２０ｂが直角（９０度）を成すまで、平角導線２０を折り曲げる。
【００２４】
次に、前記折り曲げられた部位に、コイル幅を狭くする凹部を形成する凹部形成工程について説明する。
図２５に凹部ＱＡ、ＱＢを形成するためのプレス装置を断面図で示す。ベース板１１７の上に、凹部ＱＡ、ＱＢを成形するためのプレス下型１１１が固設されている。また、２本のガイド棒１１６により、載置ベース１１８が上下方向に摺動可能に保持されている。載置ベース１１８の上には、位置決め台１１２が固設されており、位置決め台１１２の上に、折り曲げられた状態の平角導線２０が載置され、所定の位置に位置決めされる。位置決め台１１２には、開口部が設けられている。開口部には、プレス下型１１１が配置されている。
平角導線２０の上部には、上型ベース１１４が、３本のガイド棒１１３により、上下方向に摺動可能に保持されている。上型ベース１１４の下面には、プレス上型１１０が固設されている。
【００２５】
図２４（ａ）に、プレス上型１１０、プレス下型１１１、平角導線２０の水平部ＦＡ、ＦＢの位置関係を示す。（ｂ）は、（ａ）のＢ矢視図である。プレス上型１１０の中央には、平角導線２０の幅を最も狭くさせる凹部成形部１１０ａが形成されている。凹部成形部１１０ａにより、凹部ＱＡ、ＱＢが形成される。図２５において、図示しないカム等により、上型ベース１１４に下向きのプレス力が付与される。これにより、プレス上型１１０が平角導線２０の上面を押圧する。平角導線２０は、幅を狭くプレスされつつ、載置ベース１１８も下降する。それにより、平角導線２０は、上表面がプレス上型１１０により、押圧され、下表面がプレス下型１１１により押圧される。このとき、水平部ＦＡ、ＦＢは、図２４（ｂ）の左右方向においては、サイドガイド１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃによりガイドされているので、左右方向に膨らむことはない。本実施例では、平角導線２０の幅を１８％程度狭くしている。具代的には、平角導線２０の幅は、３．３ｍｍであり、凹部のＱＡ、ＱＢの幅は、２．７ｍｍとしている。凹部ＱＡ、ＱＢは、幅が狭くされているため、抵抗値が大きくなるが、本実施例では、抵抗値は、１％増加するだけであり、モータへの支障はない。
【００２６】
次に、拡張工程を説明する。
図９に、基準ユニット１１の製造工程のうち、拡張工程の第1図を示す。図１０に、拡張工程の第２図を示す。図１１に、図９の側面図を示す。
図９及び図１１に示すように、上側同心円部Ｇ（５本の平角導線）を、一対のチャック爪３３（３３Ａ、３３Ｂ）が把持する。下側同心円部Ｈ（５本の平角導線）は、一対のガイド爪４０（４０Ａ、４０Ｂ）に固定される。スロット内導線部ＳＡ（５本の平角導線）は、一対のチャック爪３２（３２Ａ、３２Ｂ）に把持される。スロット内導線部ＳＢ（５本の平角導線）は、一対のチャック爪３１（３１Ａ、３１Ｂ）に把持される。
ここで、一対のチャック爪３２（３２Ａ、３２Ｂ）、及び一対のチャック爪３１（３１Ａ、３１Ｂ）は、中心軸３４を中心に各別に回転可能に保持されている。ベース板３６は、２本のガイド棒３８の先端に固定されている。２本のガイド棒３８は、固定された固定部３９に摺動可能に保持されている。固定部３９の両側には、一対のエアシリンダ３７の本体が固設されている。また、ベース板３６には、一対のエアシリンダ３７のロッド先端が連結されており、エアシリンダ３７の駆動により、ガイド棒３８及びベース板３６は、固定部３９に対して摺動する。ベース板３６には、一対のリンク機構３５Ａ、３５Ｂが付設され、リンク機構３５Ａは、チャック爪３２のベース板に接続され、リンク機構３５Ｂは、チャック爪３１のベース板に接続している。
【００２７】
この構成により、図９に示すように、平角導線２０を各々把持した状態で、エアシリンダ３７を駆動する。これにより、ベース板３６が摺動して、図１０の位置に来ると、一対のチャック爪３２（３２Ａ、３２Ｂ）は、スロット内導線部ＳＡを把持したまま、図１０において、時計回りに回転し、スロット内導線部ＳＡを、上側同心円部Ｇ及び下側同心円部Ｈに対して、時計回りの所定の位置まで塑性変形させる。
同時に、一対のチャック爪３１（３１Ａ、３１Ｂ）は、スロット内導線部ＳＢを把持したまま、図１０において、反時計回りに回転し、スロット内導線部ＳＢを、上側同心円部Ｇ及び下側同心円部Ｈに対して、反時計回りの所定の位置まで塑性変形させる。
次に、端子Ｍ及び端子Ｎを折り曲げて塑性変形させる。これにより、基準ユニット１１が完成する。
なお、本実施例では、折り曲げ工程、凹部成形工程、拡張工程の順序で実施しているが、折り曲げ工程、拡張工程、凹部成形工程の順序で実施しても良い。この場合には、凹部ＱＡと凹部ＱＢとは、各別にプレス成形する場合もある。
【００２８】
次に、製造された基準ユニットを複数重ね合わせる。
図１２に、６個の基準ユニット１１であるＵ相第１基準ユニットＵ１、Ｕ相の第２基準ユニットＵ２、Ｖ相の第１基準ユニットＶ１、Ｖ相の第２基準ユニットＶ２、Ｗ相の第１基準ユニットＷ１、Ｗ相の第２基準ユニットＷ２を重ね合わせた状態を斜視図で示す。第１基準ユニットと第２基準ユニットのスロット内導線部が１つのティースの両側に挿入されるため、６個の基準ユニット１１が１つの単位となる。尚、Ｕ相基準ユニットを構成する部位には「Ｕ」で始まる符合を付すものとし、Ｖ相およびＷ相基準ユニットを構成する部位についても同様に示す。
基準ユニットＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の傾斜部Ｕ１ＥＢ、Ｕ２ＥＢ、Ｖ１ＥＢ、Ｖ２ＥＢ、Ｗ１ＥＢ、Ｗ２ＥＢにおいては、５本の平角導線（ＥＢ１〜ＥＢ５）が、ステータコア１３（ロータ）の径方向に重ね合わされている。
【００２９】
Ｕ相の第２基準ユニットＵ２の傾斜部Ｕ２ＥＢは、Ｕ相の第１基準ユニットの傾斜部Ｕ１ＥＢに対して、軸心方向で下側（ステータコア１３の方向）に重ね合わされている。同様に、Ｖ相第１基準ユニットＶ１の傾斜部Ｖ１ＥＢは、Ｕ相の第２基準ユニットＵ２の傾斜部Ｕ２ＥＢの軸心方向の下側に重ね合わされている。
すなわち、隣り合うスロット内に配置される基準ユニットＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２においては、傾斜部Ｕ１ＥＢ、Ｕ２ＥＢ、Ｖ１ＥＢ、Ｖ２ＥＢ、Ｗ１ＥＢ、Ｗ２ＥＢは、時計回りで、順次直前の傾斜部ＥＢの軸心方向で下側に位置して重ね合わされている。
【００３０】
基準ユニットＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の傾斜部Ｕ１ＥＡ、Ｕ２ＥＡ、Ｖ１ＥＡ、Ｖ２ＥＡ、Ｗ１ＥＡ、Ｗ２ＥＡにおいては、５本の平角導線（ＥＡ１〜ＥＡ５）が、ステータコア１３（ロータ）の径方向に重ね合わされている。
Ｕ相の第２基準ユニットＵ２の傾斜部Ｕ２ＥＡは、Ｕ相の第１基準ユニットの傾斜部Ｕ１ＥＡに対して、軸心方向で上側（ステータコア１３と反対方向）に重ね合わされている。同様に、Ｖ相第１基準ユニットＶ１の傾斜部Ｖ１ＥＡは、Ｕ相の第２基準ユニットＵ２の傾斜部Ｕ２ＥＡの軸心方向の上側に重ね合わされている。
すなわち、隣り合うスロット内に配置される基準ユニットＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２においては、傾斜部Ｕ１ＥＡ、Ｕ２ＥＡ、Ｖ１ＥＡ、Ｖ２ＥＡ、Ｗ１ＥＡ、Ｗ２ＥＡは、時計回りで、順次直前の傾斜部ＥＡの軸心方向で上側に位置して重ね合わされている。
【００３１】
基準ユニットＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の水平部Ｕ１ＦＢ、Ｕ２ＦＢ、Ｖ１ＦＢ、Ｖ２ＦＢ、Ｗ１ＦＢ、Ｗ２ＦＢにおいては、５本の平角導線（ＦＢ１〜ＦＢ５）が、ステータコア１３（ロータ）の軸心方向に重ね合わされている。
Ｕ相の第２基準ユニットＵ２の水平部Ｕ２ＦＢは、Ｕ相の第１基準ユニットＵ１の水平部Ｕ１ＦＢに対して、径方向で時計回りに外周の位置で重ね合わされている。Ｖ相の基準ユニットＶ１の水平部Ｖ１ＦＢは、Ｕ相の第２基準ユニットＵ２の水平部Ｕ２ＦＢに対して、径方向で時計回りに外周の位置で重ね合わされている。
すなわち、図１２に示すように、隣り合うスロット内に配置される基準ユニットＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２においては、水平部Ｕ１ＦＢ、Ｕ２ＦＢ、Ｖ１ＦＢ、Ｖ２ＦＢ、Ｗ１ＦＢ、Ｗ２ＦＢは、時計回りで、順次直前の水平部ＦＢの径方向で時計回りに外周の位置で重ね合わされている。
【００３２】
基準ユニットＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の水平部Ｕ１ＦＡ、Ｕ２ＦＡ、Ｖ１ＦＡ、Ｖ２ＦＡ、Ｗ１ＦＡ、Ｗ２ＦＡにおいては、５本の平角導線（ＦＡ１〜ＦＡ５）が、ステータコア１３（ロータ）の軸心方向に重ね合わされている。
Ｕ相の第２基準ユニットＵ２の水平部Ｕ２ＦＡは、Ｕ相の第１基準ユニットＵ１の水平部Ｕ１ＦＡに対して、径方向で時計回りに内周の位置で重ね合わされている。Ｖ相の基準ユニットＶ１の水平部Ｖ１ＦＡは、Ｕ相の第２基準ユニットＵ２の水平部Ｕ２ＦＡに対して、径方向で時計回りに内周の位置で重ね合わされている。
すなわち、図１２に示すように、隣り合うスロット内に配置される基準ユニットＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２においては、水平部Ｕ１ＦＡ、Ｕ２ＦＡ、Ｖ１ＦＡ、Ｖ２ＦＡ、Ｗ１ＦＡ、Ｗ２ＦＡは、時計回りで、順次直前の水平部ＦＡの径方向で時計回りに内周の位置で重ね合わされている。
【００３３】
上側同心円部Ｕ１Ｇ、Ｕ２Ｇ、Ｖ１Ｇ、Ｖ２Ｇ、Ｗ１Ｇ、Ｗ２Ｇは、径方向に順次整列している。
下側同心円部Ｕ１Ｈ、Ｕ２Ｈ、Ｖ１Ｈ、Ｖ２Ｈ、Ｗ１Ｈ、Ｗ２Ｈは、径方向に順次整列している。
一方、図１２に示すように、ティースＴの先端部の両側には、円周方向に突出して、鍔部Ｔａが形成されている。ここで、コイル幅の狭い凹部ＱＡ、ＱＢは、ティースＴの鍔部Ｔａに対向している。それ故、鍔部Ｔａに対向して凹部ＱＡ、ＱＢが通過するため、コイルの表面の絶縁層に傷を発生することなく、挿入できる。
【００３４】
基準ユニット１１を２４個重ね合わせると、半円形状となる。これらを２組製造して、合体させることにより、４８個の基準ユニット１１を重ね合わせた円形状のコイル籠１２が完成する。
基準ユニット１１が、４８個重ね合わされたコイル籠１２の構成を、図１３に斜視図で示す。コイル籠１２の平面図（図１３上から見た図）を図１４に示す。コイル籠１２の正面図を図１５に示す。本実施の形態のモータのステータのステータコアは、４８個のスロット、４８個のティースを有している。
各基準ユニット１１は、２個のスロット内導線部ＳＡ、ＳＢを有しており、スロット内導線部ＳＡとスロット内導線部ＳＢとは、図４に示すように、径方向（図４の上下方向）で５本の平角導線の厚み分ずれて位置している。
【００３５】
図１４に示すように、Ｕ相の第１基準ユニットＵ１、Ｕ相の第２基準ユニットＵ２、Ｖ相の第１基準ユニットＶ１、Ｖ相の第２基準ユニットＶ２、Ｗ相の第１基準ユニットＷ１、Ｗ相の第２基準ユニットＷ２が順次重ね合わされている。続いて、Ｕ相の２つの基準ユニット、Ｖ相の２つの基準ユニット、Ｗ相の２つの基準ユニットが順次重ね合わされて、最後は、Ｕ相の第１５基準ユニットＵ１５、Ｕ相の第１６基準ユニット、Ｖ相の第１５基準ユニットＶ１５、Ｖ相の第１６基準ユニットＶ１６、Ｗ相の第１５基準ユニットＷ１５、Ｗ相の第１６基準ユニットＷ１６で終わる。Ｕ、Ｖ、Ｗの３相で各１６個の基準ユニット１１を有するため、合計４８個の基準ユニット１１を有している。
１つのスロット内には、１組５本の平角導線が、２組（計１０本）挿入されている。
【００３６】
次に、コイル籠１２をステータコア１３に挿入する方法について説明する。図１６に、コイル籠１２の下側部をステータコア１３に半分ほど挿入した状態を示す。図１６では、コイル籠１２の全体を記載すると、わかりにくくなるため、コイル籠１２の一部である６組の基準ユニットＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２（図１２に示すものと同じ。）のみを記載している。ここでは、コイル籠１２の一部である６組の基準ユニットＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の挿入作用について説明するが、コイル籠１２全体もここでの説明と同じ挿入作用である。また、インシュレータの記載を省略しているが、コイル籠１２を挿入する前に、ステータコア１３の各スロット部Ｓにインシュレータを装着しておくと良い。
図１６に示すように、下側同心円部Ｕ１Ｈ、Ｕ２Ｈ、Ｖ１Ｈ、Ｖ２Ｈ、Ｗ１Ｈ、Ｗ２Ｈ、水平部Ｕ１ＦＢ、Ｕ２ＦＢ、Ｖ１ＦＢ、Ｖ２ＦＢ、Ｗ１ＦＢ、Ｗ２ＦＢ、及び水平部Ｕ１ＦＡ、Ｕ２ＦＡ、Ｖ１ＦＡ、Ｖ２ＦＡ、Ｗ１ＦＡ、Ｗ２ＦＡは、ステータコア１３のティース１３ａ先端の内周面１３ｂよりも、ステータ１３の中心線側に位置している。
【００３７】
したがって、スロット内導線部Ｕ１ＳＢ、Ｕ２ＳＢ、Ｖ１ＳＢ、Ｖ２ＳＢ、Ｗ１ＳＢ、Ｗ２ＳＢ、及びスロット内導線部Ｕ１ＳＡ、Ｕ２ＳＡ、Ｖ１ＳＡ、Ｖ２ＳＡ、Ｗ１ＳＡ、Ｗ２ＳＡを、図１６の上側からステータ１３の中心軸の軸心方向に下向きに、第１スロットＳ１から第１２スロットＳ１２に挿入するときに、下側同心円部Ｈ、水平部ＦＢ、及び水平部ＦＡがステータコア１３と干渉することがないため、コイル籠１２をステータコア１３のスロットＳに挿入することができる。
ここで、コイル幅の狭い凹部ＱＡ、ＱＢが、ティースの鍔部Ｔａに対向して通過するため、コイルの表面の絶縁層に傷を発生することなく、挿入できる。
ここで、例えば、第１スロットＳ１の外周側（奥側）に、Ｕ相の第１基準ユニットＵ１の５本のスロット内導線部Ｕ１ＳＢ（ＳＢ１〜ＳＢ５）が挿入される。もう一方のスロット内導線Ｕ１ＳＡ（ＳＡ１〜ＳＡ５）は、第７スロットＳ７の内周側（手前側）に挿入される。
【００３８】
第１スロットＳ１の内周側には、図示しないＵ相の第１６基準ユニットＵ１６の５本のスロット内導線部Ｕ１６ＳＢ（ＳＢ１〜ＳＢ５）が挿入される。これにより、第１スロットには、スロット内導線部Ｕ１ＳＡとスロット内導線部Ｕ１６ＳＢの計１０本の平角導線が挿入される。
同様に、第７スロットＳ７の外周側には、図示しないＵ相の第３基準ユニットＵ３の５本のスロット内導線部Ｕ３ＳＢ（ＳＢ１〜ＳＢ５）が挿入される。これにより、第７スロットには、スロット内導線部Ｕ１ＳＡ（ＳＡ１〜ＳＡ５）と、スロット内導線部Ｕ３ＳＢ（ＳＢ１〜ＳＢ５）の計１０本の平角導線が挿入される。
【００３９】
図１７に、コイル籠１２がステータコア１３に対して、所定の位置まで挿入された状態を示す。図１８に、図１７を、ステータコア１３を上方向から軸心に沿って見た平面図を示す。図１９に、図１８の正面図を示す。
図１８においては、端子Ｎは、端子Ｍの下側に位置しており、見えない。図１８で、端子Ｕ１Ｎが見えているのは、Ｕ１６Ｍを省略して記載しているからである。
図１９に示すように、下側同心円部Ｈ、水平部ＦＢ、及び水平部ＦＡの位置が、ステータコア１３の端面から距離を設けてあるのは、ロータとの電磁気的な影響を回避するためである。
図１７には、コイル籠１２の一部のみを示しているが、図１７の状態まで、コイル籠１２が挿入されることにより、ステータコア１３へのコイル籠１２の組立が完了する。その後、スロットＳ内にスロット内導線部ＳＡ、ＳＢが挿入されている状態における空間部に、伝熱性能に優れた樹脂をモールドする。また、端子Ｍ、ＮをＵ相、Ｖ相、Ｗ相毎に順次バスバーで接続する。これにより、ステータ１０が完成する。
【００４０】
次に、完成したステータ１０にモータのロータ４２を組み付ける方法を説明する。
図２０に、ステータ１０の中央断面図を示す。ステータコア１３にコイル籠１２が組み込まれている。この状態で、ステータ１０の図２０の上側では、ステータコア１３のティース１３ａの内周面１３ｂより内側には、コイル籠１２は、存在しない。一方、ステータ１０の図２０の下側では、コイル籠１２の折り曲げ部である下側同心円部Ｈ、水平部、及び水平部が、ステータコア１３のティースの内周面より内側に位置している。
一方、モータのロータ４２は、中心軸４１の外周にロータ部４３が形成されている。
ロータ４２は、ステータ１０の下側から挿入することはできないが、ステータの上側から軸心に沿って挿入することが可能である。ロータ４２をステータ１０に挿入した状態を図２１に示す。
図２１に示すように、ロータ４２の中心軸４１は、コイル籠１２の下側同心円部Ｈの内周面で形成される中心孔から外に突出している。
【００４１】
以上詳細に説明したように、本実施例のモータによれば、平角導線を用いた分布巻きコイルであるコイル籠１２とステータコア１３とを備えるステータ１０と、中心軸４１を備えるロータ４２とを有するモータであって、コイル籠１２の一端のコイルエンド部が、ステータコアのスロット内導線部ＳＡ、ＳＢに対して、ロータ側に折り曲げられている折曲げ部ＪＡ、ＪＢを有すること、一端のコイルエンド部である下側同心円部Ｈ、水平部ＦＡ、及び水平部ＦＢが、ティース１３ａの内周面１３ｂよりロータの軸心側に位置すること、一端のコイルエンド部、及び他端のコイルエンド部が、５本の平角導線をフラットワイズ方向に重ね巻きしたものであること、折り曲げられている部位に、コイル幅を狭くする凹部が形成されていること、を特徴とするので、一端のコイルエンド部側を先頭として、ステータコア１３のスロットＳに対して、軸心側からコイル籠１２を挿入しようとするときに、一端のコイルエンド部である下側同心円部Ｈ、水平部ＦＡ、及び水平部ＦＢは、ティース１３ａの内周面１３ｂの内側を通過するため、コイル籠１２を軸心方向からスロットＳ内に容易に挿入することができる。ここで、コイル幅の狭い凹部が、ティースの鍔部に対向して通過するため、コイルの表面の絶縁層に傷を発生することなく、挿入できる。また、挿入するときに、コイル籠１２を弾性変形させることがないので、スプリングバックにより、コイル籠１２の一部がスロットＳ内から飛び出すことがない。また、複数の平角導線をフラットワイズ方向に重ね巻きしたものを、重ね巻きした状態で複数本同時に折り曲げるため、製造工程を単純化でき、コストを低減することができる。
【００４２】
また、一端のコイルエンド部、及び他端のコイルエンド部が、５本の平角導線をフラットワイズ方向に重ね巻きしたものであること、一端のコイルエンド部が、同心円状の半円（下側同心円部Ｈ）を形成していること、他端のコイルエンド部が、同心円状の半円（上側同心円部Ｇ）を形成していること、を特徴し、かつ、平角導線を用いた分布巻きコイルを備えるステータ１０と、中心軸４１を備えるロータ４２とを有するモータのモータ製造方法であって、分布巻きコイルの一端のコイルエンド部を、スロット内導線部に対して、ロータ４２側に折り曲げる折り曲げ工程と、折り曲げられた折り曲げ部に、コイル幅を狭くする凹部を形成する凹部形成工程と、分布巻きコイルを、ステータコア１３のスロットＳに対して、軸心方向から挿入する挿入工程と、を有すること特徴とするので、単純な折り曲げ作業のみで、コイル籠１２の一端のコイルエンド部を折り曲げることができる。また、折り曲げ部にコイル幅の狭い凹部を形成できるため、コイル幅の狭い凹部が、ティースの鍔部に対向して通過でき、コイルの表面の絶縁層に傷を発生することなく、コイル籠をステータコアに挿入できる。
【００４３】
また、一端のコイルエンド部の水平部ＦＡ、ＦＢでは、隣り合うスロットＳに配置される各５本の平角導線が、ロータの径方向に重ね合わされていること、他端のコイルエンド部の傾斜部ＥＡ、ＥＢでは、隣り合うスロットＳに配置される各５本の平角導線が、ロータの軸心方向に重ね合わされていること、を特徴とするので、コイルエンド部では、隣のスロットＳに配置された導線との干渉を回避するために、軸心方向に変形させる必要がなく、余分な変形を必要としないため、製造工程を簡略化してコストダウンを図ることができる。
【００４４】
また、平角導線を用いた分布巻きコイルを備えるステータ１０と、中心軸４１を備えるロータ４２とを有するモータのモータ製造方法であって、分布巻きコイルの一端のコイルエンド部を、スロット内導線部ＳＡ、ＳＢに対して、ロータ４２側に折り曲げる折り曲げ工程と、分布巻きコイルを、ステータコア１３のスロットＳに対して、軸心方向から挿入する挿入工程と、を有し、折り曲げ工程の前に、平角導線２０を、フラットワイズ部を接触させながら重ね巻きする重ね巻き工程を有すること、折り曲げ工程の直後または前記凹部形成工程の直後に、重ね巻きされた平角導線を２つのスロット内導線部ＳＡ、ＳＢを形成するように拡げる拡張工程を有すること、を特徴とするので、折り曲げ部を形成すると共に、２箇所のスロットＳ内に挿入されるスロット内導線部ＳＡ、ＳＢを容易に成形することができる。
【００４５】
なお、本発明のモータ、及びモータ製造方法は、上記実施例に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、本実施例では、スロットＳが４８個あるモータについて説明したが、スロットＳの数は変更しても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１０ステータ
１１基準ユニット
１２コイル籠
１３ステータコア
４１中心軸
４２ロータ
４３ロータ部
ＵｎＵ相の第ｎ基準ユニット
ＶｎＶ相の第ｎ基準ユニット
ＷｎＷ相の第ｎ基準ユニット
Ｇ上側同心円部
Ｈ下側同心円部
ＳＡ、ＳＢスロット内導線部
ＥＡ、ＥＢ傾斜部
ＦＡ、ＦＢ水平部
ＪＡ、ＪＢ折り曲げ部
ＱＡ、ＱＢ凹部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
平角導線を用いた分布巻きコイルとステータコアとを備えるステータと、中心軸を備えるロータとを有するモータにおいて、
前記コイルの一端のコイルエンド部が、前記ステータコアのスロット内導線部に対して、前記ロータ側に折り曲げられていること、
前記一端のコイルエンド部が、前記ステータコアの内周面より前記ロータの軸心側に位置すること、
前記一端のコイルエンド部、及び他端のコイルエンド部が、複数の前記平角導線を重ね巻きしたものであること、
前記折り曲げられている部位に、コイル幅を狭くする凹部が形成されていること、
を特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載するモータにおいて、
前記一端のコイルエンド部が、同心円状の半円を形成していること、
前記他端のコイルエンド部が、同心円状の半円を形成していること、
を特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載するモータにおいて、
前記一端のコイルエンド部では、隣り合うスロットに配置される複数の前記平角導線が、前記ロータの径方向に重ね合わされていること、
他端のコイルエンド部では、隣り合うスロットに配置される複数の前記平角導線が、前記ロータの軸心方向に重ね合わされていること、
を特徴とするモータ。
【請求項４】
平角導線を用いた分布巻きコイルを備えるステータと、中心軸を備えるロータとを有するモータのモータ製造方法において、
前記分布巻きコイルの一端のコイルエンド部を、スロット内導線部に対して、前記ロータ側に折り曲げる折り曲げ工程と、
前記折り曲げられた部位に、コイル幅を狭くする凹部を形成する凹部形成工程と、
前記分布巻きコイルを、前記ステータのスロットに対して、軸心方向から挿入する挿入工程と、
を有すること特徴とするモータ製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載するモータ製造方法において、
前記折り曲げ工程の前に、前記平角導線を、フラットワイズ部を接触させながら重ね巻きする重ね巻き工程を有すること、
前記折り曲げ工程の直後または前記凹部形成工程の直後に、前記重ね巻きされた前記平角導線を２つのスロット内導線部を形成するように拡げる拡張工程を有すること、
を特徴とするモータ製造方法。

【図３】