電動機用のステータおよびステータの製造方法
【課題】占積率の向上を図ることができる電動機用のステータおよびステータの製造方法を提供すること。
【解決手段】ステータ２は、ステータコア４と、積層造形法によりステータコア４の内周面４Ａ（突極７の巻きつけ面１１）に導電性粉体Ｈを噴射して固着させることによってコイル状に形成された導電層４１，４２，４３と、前記導電層を被覆する絶縁層３１，３２，３３，３４とを含む。
【解決手段】ステータ２は、ステータコア４と、積層造形法によりステータコア４の内周面４Ａ（突極７の巻きつけ面１１）に導電性粉体Ｈを噴射して固着させることによってコイル状に形成された導電層４１，４２，４３と、前記導電層を被覆する絶縁層３１，３２，３３，３４とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機用のステータおよびステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステータの内側にロータが配置された一般的な構成の電動機には、ステータの内周面からロータ側へ突出する突極（いわゆるティース）が設けられたものがある。突極には、いわゆる集中巻きによって電線がコイル状に巻きつけられて励磁コイルを構成している。
ここで、突極に電線を巻きつける作業は、人の手または機械によって行われるのだが、その作業をなるべく容易にするために、下記特許文献１では、可撓性を有する複数枚の配線シート部材を重ね合わせて円筒状に巻くことでステータを形成することが開示されている。この配線シート部材は、所定間隔を隔てて配置された複数の磁心構成要素体と、各磁心構成要素体の周囲に形成された配線回路とを挟み込んだ絶縁シートで構成されている。複数枚の配線シート部材を重ね合わせて円筒状に巻くと、配線シート部材間において、重なり合う磁心構成要素体のまとまりが突極となり、重なり合う配線回路のまとまりが、突極に巻きつけられた電線となる。
【０００３】
また、下記特許文献２では、アキシャルギャップ型のモータにおいて、導体パターンが形成されたガラス基板上にガラスコーティングを施して、ガラスコーティング上に再び導体パターンを形成するといった処理を繰り返し、重なり合った導体パターンによって励磁コイルを構成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４３２０２号公報
【特許文献２】特開平５−３３６７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
突極に電線を巻きつけるとき、電線（一般的には銅線）の曲げ強度や突極の形状に影響を受けることによって、図１０に示すように、巻きつけ後の電線５間のピッチＰ（図１０（ａ）参照）が大きくなったり、電線５と突極７との間に隙間Ｓ（図１０（ｂ）で黒く塗り潰した部分）ができたりしてしまうことが不可避である。そのため、突極に対して電線を高密度で巻きつけることが困難となり、いわゆる占積率（電線を巻くべきスペースに対して実際に電線が占める割合）の向上には限界がある。
【０００６】
なお、特許文献１および２のように、電線が形成されたシートを突極に巻きつけようとしても、電線のシートと突極（特に突極の角部分）との間に隙間が発生することは避けられず、この場合においても、突極に対して電線を高密度で巻きつけることは困難である。
占積率は、電動機の発生トルクに影響する。そのため、発生トルクを向上させるためには、突極に対して電線を高密度で巻きつけることで占積率の向上を図る必要がある。
【０００７】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、占積率の向上を図ることができる電動機用のステータおよびステータの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】
【０００８】
請求項１記載の発明は、電動機（１）用のステータ（２）であって、ステータコア（４）と、積層造形法により前記ステータコアの表面（４Ａ）に導電性粉体（Ｈ）を噴射して固着させることによってコイル状に形成された導電層（４１，４２，４３）と、前記導電層を被覆する絶縁層（３１，３２，３３，３４）と、を含むことを特徴とする、ステータである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記ステータコアの表面から突設された複数の突極（７）をさらに含み、各突極には、前記導電層が形成されていて、前記複数の突極のうち、一の突極の導電層と、他の突極の導電層とが電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１記載のステータである。
請求項３記載の発明は、電動機用のステータの製造方法であって、前記ステータコアの表面に絶縁層（３１）を形成する第１ステップと、積層造形法により前記絶縁層の表面に導電性粉体を噴射して固着させることによって導電層を形成する第２ステップと、前記導電層上に絶縁層を形成する第３ステップと、を含むことを特徴とする、ステータの製造方法である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記第２のステップは、前記ステータコアの表面から突設された突極に形成された前記絶縁層の表面に前記導電層を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項３記載のステータの製造方法である。
請求項５記載の発明は、前記第２ステップおよび第３ステップを交互に繰り返してから、前記導電層および絶縁層（３１，３２，３３）で構成された積層体（４５）の表面に別の絶縁層（３４）を形成する第４ステップをさらに含むことを特徴とする、請求項３または４記載のステータの製造方法である。
【００１１】
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、ステータでは、積層造形法によりステータコアの表面に積層されたコイル状の導電層によって電線を構成できる。この電線は、ステータコアの表面との間や、隣り合う電線との間に隙間をほとんど作らないので、ステータコアに高密度で巻きつけることができる。その結果、ステータにおいて占積率の向上を図ることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、コイル状の導電層によって構成された電線を各突極に高密度で巻きつけることができ、突極間での導電層（電線）の電気的接続を達成することができる。
請求項３記載の発明によれば、導電層によって構成された電線をステータコアに高密度で巻きつけることができるので、占積率が向上したステータを製造することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、導電層によって構成された電線をステータコアの突極に高密度で巻きつけることができるので、占積率が向上したステータを製造することができる。
請求項５記載の発明によれば、積層体の表面の絶縁層によって、積層体における導電層からの短絡を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電動機１の内部構成をロータ３の軸方向から見た側面図である。
【図２】図２は、電線５が巻きつけられた状態における１つの突極７の斜視図である。
【図３】図３は、図２の突極７を、その長手方向から見た図である。
【図４】図４は、図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図５】図５（ａ）および（ｂ）のそれぞれは、図２の突極７において電線５が巻きつけられた４つの巻きつけ面１１を展開して示した模式図である。
【図６】図６（ａ）および（ｂ）のそれぞれは、突極７に対する電線５の巻き方を説明するための模式図である。
【図７】図７は、突極７に電線５を形成するための構成を示す簡単な模式図である。
【図８Ａ】図８Ａは、ステータ２の製造工程の一環として突極７に電線５を形成する工程を説明するための突極７の一の巻きつけ面１１付近における模式図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの次の工程を示す模式図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ｂの次の工程を示す模式図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図８Ｃの次の工程を示す模式図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、図８Ｄの次の工程を示す模式図である。
【図８Ｆ】図８Ｆは、図８Ｅの次の工程を示す模式図である。
【図８Ｇ】図８Ｇは、図８Ｆの次の工程を示す模式図である。
【図９Ａ】図９Ａは、突極７に電線５を形成する工程の変形例を説明するためのステータコア４の内周面４Ａ付近における模式図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの次の工程を示す模式図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ｂの次の工程を示す模式図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ｃの次の工程を示す模式図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、図９Ｄの次の工程を示す模式図である。
【図９Ｆ】図９Ｆは、図９Ｅの次の工程を示す模式図である。
【図９Ｇ】図９Ｇは、図９Ｆの次の工程を示す模式図である。
【図１０】図１０（ａ）は、比較例に係る突極７の側面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動機１の内部構成をロータ３の軸方向から見た側面図である。
図１を参照して、電動機１は、ステータ２と、ロータ３とを含んでいる。
ステータ２は、ステータコア４と、電線５とを含んでいる。
【００１７】
ステータコア４は、図１の姿勢を基準として、図１の紙面に直交する方向に延びる軸中心を有する金属製の略円環状であり、軸方向に所定の厚みを有している。ステータコア４は、周方向に等間隔で分割された分割コア６の集合体である。各分割コア６の内周面（ステータコア４の内周面（表面）４Ａを構成する側面）６Ａには、ステータコア４の軸中心に向かって径方向内側に突出する１本の突極７が一体的に設けられている。ステータコア４全体で見ると、分割コア６と同数（複数）の突極７が、ステータコア４の内周面４Ａから突設されている。各突極７に対して、電線５が巻回されて（巻き付けられて）いる。
【００１８】
ステータコア４の中空部分（各分割コア６の突極７よりも径方向内側の空間）には、ロータ３が、ステータコア４と同心で回転可能な状態で配置されている。換言すれば、ステータコア４（ステータ２）がロータ３の周囲を囲むように配置されている。ロータ３は、金属製の円筒体８と、円筒体８の円中心に挿通された回転軸９とを一体的に備えている。回転軸９は、ステータ２（ステータコア４）の軸方向に沿って延びており、ステータコア４の軸方向と回転軸９の軸方向とは同じである。円筒体８の外周部には、回転軸９と平行に延びる複数の永久磁石１０が、円筒体８の外周面の周方向においてＳ極とＮ極とを交互にして等間隔で取り付けられている。
【００１９】
このような電動機１では、ステータ２の電線５に通電がなされると、ロータ３が回転するようになっている。
以下では、各突極７に対する電線５の巻きつけ構造について説明する。
図２は、電線５が巻きつけられた状態における１つの突極７の斜視図である。図３は、図２の突極７を、その長手方向から見た図である。図４は、図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図５（ａ）および（ｂ）のそれぞれは、図２の突極７において電線５が巻きつけられた４つの巻きつけ面１１を展開して示した模式図である。図６（ａ）および（ｂ）のそれぞれは、突極７に対する電線５の巻き方を説明するための模式図である。
【００２０】
図２では、突極７の上端部が、ステータコア４の内周面４Ａ（分割コア６の内周面６Ａ）に接続された側であり、突極７の下端部が、ロータ３に近い側になっている（図４、図５、図６および後述する図７においても同様）。突極７の形状の一例として、図２に示すような四角柱状を挙げることができる。この場合、突極７には、電線５（図中において黒く塗り潰された部分）が巻きつけられる４つの巻きつけ面１１を有している。図２における４つの巻きつけ面１１は、上端面１２および下端面１３以外の４つの側面のことである。以下では、図２における上方から見た場合における反時計回りの順に、４つの巻きつけ面１１を、Ａ面１１Ａ、Ｂ面１１Ｂ、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄと区別することがある。突極７は、分割コア６（ステータコア４）の一部なので、各巻きつけ面１１は、分割コア６の内周面６Ａ（ステータコア４の内周面４Ａ）の一部である（図１参照）。
【００２１】
図２では、電線５の巻き始め端１４と、巻き終り端１５とが、点線で示されている。巻き始め端１４および巻き終り端１５は、電動機１内に設けられたバスバー（図示せず）に対して電気的に接続されている。各突極７の巻き始め端１４および巻き終り端１５のいずれか一方同士が、バスバー（図示せず）を介して電気的に接続されている。これにより、突極７間での電線５の電気的接続を達成することができる。
【００２２】
電線５は、巻き始め端１４が突極７からはみ出た状態で、たとえば、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界部分におけるステータコア４側端部（図２の上端部）から、Ａ面１１Ａ→Ｂ面１１Ｂ→Ｃ面１１Ｃ→Ｄ面１１Ｄ→Ａ面１１Ａ…の順番で、ロータ３側（図２の下側）へ少しずつずれながら突極７に巻きつけられている（図５（ａ）および図６（ａ）も参照）。このような電線５の巻きつけ方向を、「巻き下げ方向」と呼ぶことにする。
【００２３】
そして、巻き下げ方向に沿って突極７に巻きつけられた電線５は、巻きつけ面１１におけるロータ３側の端まで到達すると、今度は、Ａ面１１Ａ→Ｂ面１１Ｂ→Ｃ面１１Ｃ→Ｄ面１１Ｄ→Ａ面１１Ａ…の順番で、ステータコア４側へ少しずつずれながら突極７に巻きつけられている（図５（ｂ）および図６（ｂ）も参照）。このような電線５の巻きつけ方向を、「巻き上げ方向」と呼ぶことにする。
【００２４】
そして、電線５は、巻きつけ面１１におけるステータコア４側の端まで到達すると、今度は、Ａ面１１Ａ→Ｂ面１１Ｂ→Ｃ面１１Ｃ→Ｄ面１１Ｄ→Ａ面１１Ａ…の順番で、再びロータ３側へ少しずつずれながら巻き下げ方向に沿って突極７に巻きつけられている（図５（ａ）および図６（ａ）も参照）。
このように巻き下げ方向に沿った巻きつけと巻き上げ方向に沿った巻きつけとを交互に繰り返すことによって、電線５が、巻きつけ面１１に対して複数層（この実施形態では３層）に重なったコイル状になって、突極７に対して巻きつけられている（図３および図４参照）。
【００２５】
ただし、本実施形態の電線５は、一般的な銅線などの導電性を有する細線を人の手や機械によって突極７に巻きつけたものではない。詳しくは、以下に説明する。
図７は、突極７に電線５を形成するための構成を示す簡単な模式図である。
図７を参照して、電線５は、コールドスプレーやエアロゾルデポジション等の粉体固着技術による積層造形法によって、電線５の材料となる導電性粉体を突極７の各巻きつけ面１１に噴射して固着させることで形成されており、結果として、コイル状となって突極７に巻きつけられた状態（図２〜図６参照）になっているのである。
【００２６】
電線５を形成するための設備１９として、支持回転装置２０と、粉体噴射装置２１と、マスク２２とが用意される。
支持回転装置２０は、たとえば図７において上下に延びて同一直線状に配置される第１軸２３および第２軸２４と、これらの軸を軸中心周りに回転させるモータ（図示せず）とを含んでいる。図７では、第１軸２３が第２軸２４よりも上方に位置している。これから巻きつけ面１１に電線５が形成される突極７（この突極７を有する分割コア６も含む）は、第１軸２３と第２軸２４とによって上下から挟持されている。この状態で、第１軸２３が、突極７の上端面１２（厳密には分割コア６）に対して上から接触していて、第２軸２４が、突極７の下端面１３に対して下から接触している。
【００２７】
前述したモータ（図示せず）が駆動されると、第１軸２３、第２軸２４およびこれらの軸に挟持された突極７（分割コア６）全体が、これらの軸の軸中心周りに回転するようになっている。ここで、第１軸２３、第２軸２４および突極７は、一度に４分の１回転するようになっていて、これらの一度の回転角度が９０°であるとする。
粉体噴射装置２１は、前述した導電性粉体（たとえば銅粉体）などの粉体を収容したタンク２５と、このタンク２５に接続されたホース２６と、ホース２６の先端につながったノズル２７とを一例として含んでいる。タンク２５に収容された粉体（図７では、導電性粉体Ｈ）は、ホース２６を通ってから、所定の勢いでノズル２７から噴射されるようになっている。
【００２８】
マスク２２は、１つの巻きつけ面１１よりも大きな板状であって、その厚さ方向に貫通するスリット２８が複数形成されている。マスク２２におけるスリット２８のパターン（寸法および配列構成）は、前述した巻き下げ方向（図５（ａ）および図６（ａ）参照）および巻き上げ方向（図５（ｂ）および図６（ｂ）参照）のそれぞれに電線５を巻きつけた場合における各巻きつけ面１１Ａ〜Ｂのそれぞれに応じて異なっていて、少なくとも８パターン存在し、これに応じて、マスク２２には、少なくとも８つの種類がある。
【００２９】
そのため、図５（ａ）において、Ａ面１１Ａの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する１種類目のマスク２２と、Ｂ面１１Ｂの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する２種類目のマスク２２と、Ｃ面１１Ｃの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する３種類目のマスク２２と、Ｄ面１１Ｄの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する４種類目のマスク２２とが存在する。
【００３０】
さらに、図５（ｂ）において、Ａ面１１Ａの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する５種類目のマスク２２と、Ｂ面１１Ｂの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する６種類目のマスク２２と、Ｃ面１１Ｃの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する７種類目のマスク２２と、Ｄ面１１Ｄの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する８種類目のマスク２２とが存在する。
【００３１】
図７を参照して、突極７においてこれから電線５が形成される予定の巻きつけ面１１に粉体噴射装置２１のノズル２７を向け、ノズル２７と当該巻きつけ面１１との間に、対応する種類のマスク２２を配置してから、ノズル２７から当該巻きつけ面１１に導電性粉体Ｈを高速で噴射する。すると、導電性粉体Ｈは、マスク２２においてスリット２８だけを通過できるので、当該巻きつけ面１１においてスリット２８と一致する領域だけに固着する。当該巻きつけ面１１に固着した導電性粉体Ｈの層が電線５（厳密には、電線５の一部）となる。詳しくは、これから説明する。なお、突極７の巻きつけ面１１への粉体の噴射は、コールドスプレーの場合には大気環境中で行われ、エアロゾルデポジションの場合には大気環境中または真空中で行われる。
【００３２】
図８Ａ〜図８Ｇは、ステータ２の製造工程の一環として突極７に電線５を形成する工程を説明するための突極７の一の巻きつけ面１１付近における模式図である。
図８Ａを参照して、まずは、突極７のＡ面１１Ａに対して、マスク２２を介することなくノズル２７を向ける。このときのタンク２５（図７参照）内には、絶縁性粉体Ｚ（絶縁性樹脂等の粉体）が収容されていて、この絶縁性粉体Ｚがノズル２７からＡ面１１Ａの全域に対して均一に噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１には、絶縁性粉体Ｚの層（第１絶縁層３１）が形成される。
【００３３】
次いで、図８Ｂを参照して、前述した１種類目のマスク２２をノズル２７とＡ面１１Ａとの間にセットし、マスク２２とＡ面１１Ａとの相対位置を調整する。このときのタンク２５内には、導電性粉体Ｈが収容されていて、この導電性粉体Ｈが、ノズル２７からマスク２２越しにＡ面１１Ａ上の第１絶縁層３１の表面に対して噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１Ａの第１絶縁層３１上には、このマスク２２のスリット２８と同じパターン（配列パターン）の導電性粉体Ｈの層（第１導電層４１）が形成される。Ａ面１１Ａに形成された第１導電層４１は、図５（ａ）のＡ面１１Ａにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。なお、Ａ面１１Ａにおける最上位の電線５は、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、前述した巻き始め端１４（図２参照）につながっている。
【００３４】
次いで、図８Ｃを参照して、１種類目のマスク２２が除去された後に、ノズル２７からＡ面１１Ａの第１導電層４１上に絶縁性粉体Ｚが均一に噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１の第１導電層４１上には、絶縁性粉体Ｚの層（第２絶縁層３２）が形成される。第２絶縁層３２は、Ａ面１１において、第１絶縁層３１との間で第１導電層４１を挟み込みつつ、第１絶縁層３１と一緒になって、第１導電層４１における各電線５を１本ずつ被覆している。
【００３５】
Ａ面１１Ａに第２絶縁層３２が形成されると、支持回転装置２０のモータ（図示せず）が駆動されて、突極７全体が９０°回転し、今度は、Ｂ面１１Ｂがノズル２７を向く。その後、図８Ａ〜図８Ｃと同じ手順で、Ｂ面１１Ｂ上に、第１絶縁層３１、第１導電層４１および第２絶縁層３２をこの順番で形成する。ここで、第１導電層４１を形成する際には、前述した２種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｂ面１１Ｂに形成された第１導電層４１は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＢ面１１Ｂにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。そして、Ａ面１１ＡとＢ面１１Ｂとの境界において、Ａ面１１ＡおよびＢ面１１Ｂの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。
【００３６】
Ｂ面１１Ｂに第２絶縁層３２が形成されると、Ｂ面１１Ｂの場合と同様の手順で、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄのそれぞれに対して、この順番で、第１絶縁層３１、第１導電層４１および第２絶縁層３２を形成する。ここで、図８Ｂを参照して、Ｃ面１１Ｃに第１導電層４１を形成する際には、前述した３種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｃ面１１Ｃに形成された第１導電層４１は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＣ面１１Ｃにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。また、図８Ｂを参照して、Ｄ面１１Ｄに第１導電層４１を形成する際には、前述した４種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｄ面１１Ｄに形成された第１導電層４１は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＤ面１１Ｄにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。
【００３７】
Ｄ面１１Ｄに第２絶縁層３２が形成された状態（厳密には、第１導電層４１が形成された時点）では、図５（ａ）を参照して、Ｂ面１１ＢとＣ面１１Ｃとの境界において、Ｂ面１１ＢおよびＣ面１１Ｃの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ｃ面１１ＣとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、Ａ面１１Ａにおける最上位（上端面１２に最も近い）の電線５およびＤ面１１Ｄにおける最下位（下端面１３に最も近い）の電線５を除いたＡ面１１ＡおよびＢ面１１Ｂの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。これにより、Ａ面１１Ａ〜Ｄ面１１Ｄの４面に形成された第１導電層４１の電線５は、連続したコイル状になって巻き下げ方向に沿って突極７に巻きつけられて（巻回（実際には「形成」）されて）いる（図３および図４参照）。
【００３８】
次いで、図８Ｄを参照して、突極７全体を９０°回転させて、突極７のＡ面１１Ａにノズル２７が再び向くようにする。そして、前述した５種類目のマスク２２をノズル２７とＡ面１１Ａとの間にセットし、マスク２２とＡ面１１Ａとの相対位置を調整する。このときのタンク２５（図７参照）内には、導電性粉体Ｈが収容されていて、この導電性粉体Ｈが、ノズル２７からマスク２２越しにＡ面１１Ａ上の第２絶縁層３２の表面に対して噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１Ａの第２絶縁層３２Ａ上には、このマスク２２のスリット２８と同じパターンの導電性粉体Ｈの層（第２導電層４２）が形成される。Ａ面１１Ａに形成された第２導電層４２は、図５（ｂ）のＡ面１１Ａにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。なお、Ａ面１１Ａにおける最下位の電線５は、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｄ面１１Ｄの第１導電層４１における最下位の電線５（図５（ａ）参照）につながっている。
【００３９】
次いで、図８Ｅを参照して、５種類目のマスク２２が除去された後に、ノズル２７からＡ面１１Ａの第２導電層４２上に絶縁性粉体Ｚが均一に噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１の第２導電層４２上には、絶縁性粉体Ｚの層（第３絶縁層３３）が形成される。第３絶縁層３３は、Ａ面１１において、第２絶縁層３２との間で第２導電層４２を挟み込みつつ、第２絶縁層３２と一緒になって、第２導電層４２における各電線５を１本ずつ被覆している。
【００４０】
Ａ面１１Ａに第３絶縁層３３が形成されると、支持回転装置２０のモータ（図示せず）が駆動されて、突極７全体が９０°回転し、今度は、Ｂ面１１Ｂがノズル２７を向く。その後、図８Ｄおよび図８Ｅと同じ手順で、Ｂ面１１Ｂ上に、第２導電層４２および第３絶縁層３３をこの順番で形成する。ここで、第２導電層４２を形成する際には、前述した６種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｂ面１１Ｂに形成された第２導電層４２は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ｂ）のＢ面１１Ｂにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。そして、Ａ面１１ＡとＢ面１１Ｂとの境界において、Ａ面１１ＡおよびＢ面１１Ｂの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。
【００４１】
Ｂ面１１Ｂに第３絶縁層３３が形成されると、Ｂ面１１Ｂの場合と同様の手順で、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄのそれぞれに対して、この順番で、第２導電層４２および第３絶縁層３３を形成する。ここで、図８Ｄを参照して、Ｃ面１１Ｃに第２導電層４２を形成する際には、前述した７種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｃ面１１Ｃに形成された第２導電層４２は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ｂ）のＣ面１１Ｃにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。また、図８Ｄを参照して、Ｄ面１１Ｄに第２導電層４２を形成する際には、前述した８種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｄ面１１Ｄに形成された第２導電層４２は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ｂ）のＤ面１１Ｄにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。
【００４２】
Ｄ面１１Ｄに第３絶縁層３３が形成された状態（厳密には、第２導電層４２が形成された時点）では、図５（ｂ）を参照して、Ｂ面１１ＢとＣ面１１Ｃとの境界において、Ｂ面１１ＢおよびＣ面１１Ｃの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ｃ面１１ＣとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｄ面１１Ｄにおける最上位の電線５およびＡ面１１Ａにおける最下位の電線５を除いたＡ面１１ＡおよびＤ面１１Ｄの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。これにより、Ａ面１１Ａ〜Ｄ面１１Ｄの４面に形成された第２導電層４２の電線５は、連続したコイル状になって、突極７に対して、第１導電層４１の電線５のコイルの上から巻き上げ方向に沿って巻きつけられている（図３および図４参照）。
【００４３】
次いで、図８Ｆを参照して、突極７全体を９０°回転させて、突極７のＡ面１１Ａにノズル２７が再び向くようにする。そして、前述した１種類目のマスク２２をノズル２７とＡ面１１Ａとの間にセットし、マスク２２とＡ面１１Ａとの相対位置を調整する。このときのタンク２５（図７参照）内には、導電性粉体Ｈが収容されていて、この導電性粉体Ｈが、ノズル２７からマスク２２越しにＡ面１１Ａ上の第３絶縁層３３の表面に対して噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１Ａの第３絶縁層３３Ａ上には、このマスク２２のスリット２８と同じパターンの導電性粉体Ｈの層（第３導電層４３）が形成される。Ａ面１１Ａに形成された第３導電層４３は、図５（ａ）のＡ面１１Ａにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。また、Ａ面１１Ａにおける最上位の電線５は、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｄ面１１Ｄの第２導電層４２における最上位の電線５（図５（ｂ）参照）につながっている。
【００４４】
次いで、図８Ｇを参照して、１種類目のマスク２２が除去された後に、ノズル２７からＡ面１１Ａの第３導電層４３上に絶縁性粉体Ｚが均一に噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１では、第１絶縁層３１〜第３絶縁層３３と第１導電層４１〜第３導電層４３とで構成された積層体４５（図８Ｆも参照）の表面（第３導電層４３上）に、絶縁性粉体Ｚの層（第４絶縁層３４）が形成される。第４絶縁層３４は、Ａ面１１において、第３絶縁層３３との間で第３導電層４３を挟み込みつつ、第３絶縁層３３と一緒になって、第３導電層４３における各電線５を１本ずつ被覆している。これにより、積層体４５における各導電層４１〜４３（特に第３導電層４３）からの短絡を防止できる。もちろん、第１絶縁層３１〜第４絶縁層３４のそれぞれが電線５を１本ずつ被覆しているので、隣り合う電線５間での短絡も防止されている。第１絶縁層３１〜第４絶縁層３４は、各電線５の表面部分となっている。
【００４５】
Ａ面１１Ａに第４絶縁層３４が形成されると、支持回転装置２０のモータ（図示せず）が駆動されて、突極７全体が９０°回転し、今度は、Ｂ面１１Ｂがノズル２７を向く。その後、図８Ｆおよび図８Ｇと同じ手順で、Ｂ面１１Ｂ上に、第３導電層４３および第４絶縁層３４をこの順番で形成する。ここで、第３導電層４３を形成する際には、前述した２種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｂ面１１Ｂに形成された第３導電層４３は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＢ面１１Ｂにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。そして、Ａ面１１ＡとＢ面１１Ｂとの境界において、Ａ面１１ＡおよびＢ面１１Ｂの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。
【００４６】
Ｂ面１１Ｂに第４絶縁層３４が形成されると、Ｂ面１１Ｂの場合と同様の手順で、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄのそれぞれに対して、この順番で、第３導電層４３および第４絶縁層３４を形成する。ここで、図８Ｆを参照して、Ｃ面１１Ｃに第３導電層４３を形成する際には、前述した３種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｃ面１１Ｃに形成された第３導電層４３は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＣ面１１Ｃにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。また、図８Ｆを参照して、Ｄ面１１Ｄに第３導電層４３を形成する際には、前述した４種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｄ面１１Ｄに形成された第３導電層４３は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＤ面１１Ｄにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。
【００４７】
Ｄ面１１Ｄに第４絶縁層３４が形成された状態（厳密には、第３導電層４３が形成された時点）では、図５（ａ）を参照して、Ｂ面１１ＢとＣ面１１Ｃとの境界において、Ｂ面１１ＢおよびＣ面１１Ｃの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ｃ面１１ＣとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、Ａ面１１Ａにおける最上位の電線５およびＤ面１１Ｄにおける最下位の電線５を除いたＡ面１１ＡおよびＤ面１１Ｄの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。これにより、Ａ面１１Ａ〜Ｄ面１１Ｄの４面に形成された第３導電層４３の電線５は、連続したコイル状になって、突極７に対して、第２導電層４２の電線５のコイルの上から巻き下げ方向に沿って巻きつけられている。そして、Ｄ面１１Ａにおける最下位の電線５は、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、前述した巻き終り端１５（図２参照）につながっている。
【００４８】
以上により、ステータ２の製造工程において突極７に電線５を形成する処理が完了し、図２〜図４に示すように、電線５が、巻きつけ面１１に対して複数層（ここでは３層）に重なったコイル状になって、突極７に対して巻きつけられた状態になる。
完成したステータ２（図１参照）では、積層造形法によりステータコア４の表面（突極７の巻きつけ面１１）に積層されたコイル状の導電層４１，４２，４３によって電線５を構成できる。このように電線５を形成することによって、各突極７における電線５は、突極７の巻きつけ面１１（ステータコア４の内周面４Ａ）との間や、隣り合う電線５との間に隙間をほとんど作らない。そのため、隣り合う電線５間のピッチＰ（図４参照）を小さくして、ステータコア４の突極７に電線５を高密度で巻きつけることができる。その結果、ステータ２において占積率の向上を図ることができる。具体的には、占積率を、従来の場合（図１０参照）における最大６０％から、９０％まで向上させることができる。そして、占積率を向上できる分だけ、電線５を突極７に高密度で巻きつけてコンパクトに配置できるので、電動機１（図１参照）全体の小型化を図ることもできる。
【００４９】
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、この実施形態では突極７に巻きつける電線のコイルの数（導電層４１〜４３の数）を３つとしたが、この数は、任意に変更可能である。そのため、必要な数だけ突極７に電線５が巻きつけられるように、当該導電層の数を設定すればよい。
【００５０】
また、絶縁層３１〜３４を積層造形法（絶縁性粉体Ｚの吹きつけ）によって形成したが（図８Ａ、図８Ｃ、図８Ｅおよび図８Ｇ参照）、絶縁層３１〜３４は、絶縁性粉体Ｚと同じ材料（たとえば、液体状の材料）を巻きつけ面１１や第１導電層４１や第２導電層４２や第３導電層４３の表面に刷毛（はけ）などで塗りつけて硬化させることによっても形成できる。
【００５１】
また、図２に示す巻き始め端１４および巻き終り端１５は、予め銅線等によって準備しておいてから、形成後の電線５に接続してもよいし、電線５の形成工程の一環として、巻き始め端１４および巻き終り端１５のそれぞれを積層造形法によって形成してもよい。巻き始め端１４および巻き終り端１５のそれぞれを積層造形法によって形成する場合には、台紙となる部材（たとえば、ステータコア４の内周面４Ａにおいて突極７の貼り付け面１１の近傍部分）に対して導電性粉体Ｈを噴射して固着させればよい。
【００５２】
また、前述した突極７では、隣り合う巻きつけ面１１の境界が角になっているので（図３参照）、この部分を面取りして、当該部分に導電性粉体Ｈや絶縁性粉体Ｚが良好に付着できるようにしてもよい。なお、前述した実施形態では、突極７を四角柱状としているが、円柱状にしてもよく、この場合には、円柱状の突極７における円筒状の巻きつけ面１１に対して、周方向全域に亘って、導電性粉体Ｈや絶縁性粉体Ｚを均一に付着させることができる。
【００５３】
また、突極７自体も、前述した積層造形法によって形成してもよい。
図９Ａ〜図９Ｇは、突極７に電線５を形成する工程の変形例を説明するためのステータコア４の内周面４Ａ付近における模式図である。
この場合には、まず、図９Ａに参照するように、ステータコア４の内周面４Ａ（具体的には、分割コア６の内周面６Ａ）に向けて、ノズル２７から、マスク５０を介して、突極７の材料となる粉体（材料粉体Ｊ）を噴射して固着させる。マスク５０には、突極７の断面と同じ大きさの開口５１が形成されている。これにより、内周面６Ａには、開口５１と同じ大きさの材料粉体Ｊの層が形成され、この層が、突極７の基端部７Ａとなる。
【００５４】
次いで、図９Ｂを参照して、分割コア６の内周面６Ａに向けて、ノズル２７から、マスク５２を介して、絶縁性粉体Ｚを噴射して固着させる。マスク５２には、突極７の断面と取り囲む環状の開口５３が形成されている。これにより、内周面６Ａには、開口５３と同じ大きさの絶縁層６０が形成される。絶縁層６０は、突極７の基端部７Ａを取り囲んでいる。絶縁層６０は、基端部７Ａの周囲における第１絶縁層３１、第２絶縁層３２、第３絶縁層３３および第４絶縁層３４を重ね合わせたものである（図８Ｇ参照）。絶縁層６０と、材料粉体Ｊの層（基端部７Ａ）とは、表面が面一になっている。
【００５５】
次いで、図９Ｃを参照して、ノズル２７から、所定のパターンのスリット５４が形成されたマスク５５を介して、絶縁層６０の表面に導電性粉体Ｈを噴射して固着させる。すると、絶縁層６０上には、導電性粉体Ｈの層（導電層）が形成され、この導電層によって電線５の一部が形成される。
次いで、図９Ｄを参照して、ノズル２７から、前述したマスク５０を介して、分割コア６の内周面６Ａ上の突極７の基端部７Ａに向けて材料粉体Ｊを噴射する。これにより、基端部７Ａ上に材料粉体Ｊが積層され、突極７が厚くなる。
【００５６】
次いで、図９Ｅを参照して、分割コア６の内周面６Ａ上の絶縁層６０に向けて、ノズル２７から、前述したマスク５２を介して、絶縁性粉体Ｚを噴射して固着させる。これにより、内周面６Ａ上の絶縁層６０（絶縁層６０上の電線５も含む）に絶縁性粉体Ｚが積層され、絶縁層６０が厚くなる。このとき、絶縁層６０は、先程形成された電線５の一部を１本ずつ被覆しており、絶縁層６０と、材料粉体Ｊの層（突極７）とは、表面が面一になっている。
【００５７】
次いで、図９Ｆを参照して、ノズル２７から、前述したマスク５０を介して、分割コア６の内周面６Ａ上の突極７の基端部７Ａに向けて材料粉体Ｊを噴射する。これにより、基端部７Ａ上に材料粉体Ｊが積層され、突極７がさらに厚くなる。
次いで、図９Ｇを参照して、ノズル２７から、所定のパターンのスリット５６が形成されたマスク５７を介して、絶縁層６０の表面に導電性粉体Ｈを噴射して固着させる。すると、絶縁層６０には、電線５の一部（導電層）が新たに形成される。
【００５８】
そして、図９Ｅ〜図９Ｇの工程を所定回数繰り返すと、最終的には、図４に示すように、突極７、および、突極７に対してコイル状に巻きつけられた状態の電線５のそれぞれの形成が完了する。
【符号の説明】
【００５９】
１…電動機、２…ステータ、４…ステータコア、４Ａ…内周面、７…突極、３１…第１絶縁層、３２…第２絶縁層、３３…第３絶縁層、３４…第４絶縁層、４１…第１導電層、４２…第２導電層、４３…第３導電層、４５…積層体、Ｈ…導電性粉体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機用のステータおよびステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステータの内側にロータが配置された一般的な構成の電動機には、ステータの内周面からロータ側へ突出する突極（いわゆるティース）が設けられたものがある。突極には、いわゆる集中巻きによって電線がコイル状に巻きつけられて励磁コイルを構成している。
ここで、突極に電線を巻きつける作業は、人の手または機械によって行われるのだが、その作業をなるべく容易にするために、下記特許文献１では、可撓性を有する複数枚の配線シート部材を重ね合わせて円筒状に巻くことでステータを形成することが開示されている。この配線シート部材は、所定間隔を隔てて配置された複数の磁心構成要素体と、各磁心構成要素体の周囲に形成された配線回路とを挟み込んだ絶縁シートで構成されている。複数枚の配線シート部材を重ね合わせて円筒状に巻くと、配線シート部材間において、重なり合う磁心構成要素体のまとまりが突極となり、重なり合う配線回路のまとまりが、突極に巻きつけられた電線となる。
【０００３】
また、下記特許文献２では、アキシャルギャップ型のモータにおいて、導体パターンが形成されたガラス基板上にガラスコーティングを施して、ガラスコーティング上に再び導体パターンを形成するといった処理を繰り返し、重なり合った導体パターンによって励磁コイルを構成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４３２０２号公報
【特許文献２】特開平５−３３６７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
突極に電線を巻きつけるとき、電線（一般的には銅線）の曲げ強度や突極の形状に影響を受けることによって、図１０に示すように、巻きつけ後の電線５間のピッチＰ（図１０（ａ）参照）が大きくなったり、電線５と突極７との間に隙間Ｓ（図１０（ｂ）で黒く塗り潰した部分）ができたりしてしまうことが不可避である。そのため、突極に対して電線を高密度で巻きつけることが困難となり、いわゆる占積率（電線を巻くべきスペースに対して実際に電線が占める割合）の向上には限界がある。
【０００６】
なお、特許文献１および２のように、電線が形成されたシートを突極に巻きつけようとしても、電線のシートと突極（特に突極の角部分）との間に隙間が発生することは避けられず、この場合においても、突極に対して電線を高密度で巻きつけることは困難である。
占積率は、電動機の発生トルクに影響する。そのため、発生トルクを向上させるためには、突極に対して電線を高密度で巻きつけることで占積率の向上を図る必要がある。
【０００７】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、占積率の向上を図ることができる電動機用のステータおよびステータの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】
【０００８】
請求項１記載の発明は、電動機（１）用のステータ（２）であって、ステータコア（４）と、積層造形法により前記ステータコアの表面（４Ａ）に導電性粉体（Ｈ）を噴射して固着させることによってコイル状に形成された導電層（４１，４２，４３）と、前記導電層を被覆する絶縁層（３１，３２，３３，３４）と、を含むことを特徴とする、ステータである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記ステータコアの表面から突設された複数の突極（７）をさらに含み、各突極には、前記導電層が形成されていて、前記複数の突極のうち、一の突極の導電層と、他の突極の導電層とが電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１記載のステータである。
請求項３記載の発明は、電動機用のステータの製造方法であって、前記ステータコアの表面に絶縁層（３１）を形成する第１ステップと、積層造形法により前記絶縁層の表面に導電性粉体を噴射して固着させることによって導電層を形成する第２ステップと、前記導電層上に絶縁層を形成する第３ステップと、を含むことを特徴とする、ステータの製造方法である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記第２のステップは、前記ステータコアの表面から突設された突極に形成された前記絶縁層の表面に前記導電層を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項３記載のステータの製造方法である。
請求項５記載の発明は、前記第２ステップおよび第３ステップを交互に繰り返してから、前記導電層および絶縁層（３１，３２，３３）で構成された積層体（４５）の表面に別の絶縁層（３４）を形成する第４ステップをさらに含むことを特徴とする、請求項３または４記載のステータの製造方法である。
【００１１】
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、ステータでは、積層造形法によりステータコアの表面に積層されたコイル状の導電層によって電線を構成できる。この電線は、ステータコアの表面との間や、隣り合う電線との間に隙間をほとんど作らないので、ステータコアに高密度で巻きつけることができる。その結果、ステータにおいて占積率の向上を図ることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、コイル状の導電層によって構成された電線を各突極に高密度で巻きつけることができ、突極間での導電層（電線）の電気的接続を達成することができる。
請求項３記載の発明によれば、導電層によって構成された電線をステータコアに高密度で巻きつけることができるので、占積率が向上したステータを製造することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、導電層によって構成された電線をステータコアの突極に高密度で巻きつけることができるので、占積率が向上したステータを製造することができる。
請求項５記載の発明によれば、積層体の表面の絶縁層によって、積層体における導電層からの短絡を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電動機１の内部構成をロータ３の軸方向から見た側面図である。
【図２】図２は、電線５が巻きつけられた状態における１つの突極７の斜視図である。
【図３】図３は、図２の突極７を、その長手方向から見た図である。
【図４】図４は、図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図５】図５（ａ）および（ｂ）のそれぞれは、図２の突極７において電線５が巻きつけられた４つの巻きつけ面１１を展開して示した模式図である。
【図６】図６（ａ）および（ｂ）のそれぞれは、突極７に対する電線５の巻き方を説明するための模式図である。
【図７】図７は、突極７に電線５を形成するための構成を示す簡単な模式図である。
【図８Ａ】図８Ａは、ステータ２の製造工程の一環として突極７に電線５を形成する工程を説明するための突極７の一の巻きつけ面１１付近における模式図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの次の工程を示す模式図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ｂの次の工程を示す模式図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図８Ｃの次の工程を示す模式図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、図８Ｄの次の工程を示す模式図である。
【図８Ｆ】図８Ｆは、図８Ｅの次の工程を示す模式図である。
【図８Ｇ】図８Ｇは、図８Ｆの次の工程を示す模式図である。
【図９Ａ】図９Ａは、突極７に電線５を形成する工程の変形例を説明するためのステータコア４の内周面４Ａ付近における模式図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの次の工程を示す模式図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ｂの次の工程を示す模式図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ｃの次の工程を示す模式図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、図９Ｄの次の工程を示す模式図である。
【図９Ｆ】図９Ｆは、図９Ｅの次の工程を示す模式図である。
【図９Ｇ】図９Ｇは、図９Ｆの次の工程を示す模式図である。
【図１０】図１０（ａ）は、比較例に係る突極７の側面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動機１の内部構成をロータ３の軸方向から見た側面図である。
図１を参照して、電動機１は、ステータ２と、ロータ３とを含んでいる。
ステータ２は、ステータコア４と、電線５とを含んでいる。
【００１７】
ステータコア４は、図１の姿勢を基準として、図１の紙面に直交する方向に延びる軸中心を有する金属製の略円環状であり、軸方向に所定の厚みを有している。ステータコア４は、周方向に等間隔で分割された分割コア６の集合体である。各分割コア６の内周面（ステータコア４の内周面（表面）４Ａを構成する側面）６Ａには、ステータコア４の軸中心に向かって径方向内側に突出する１本の突極７が一体的に設けられている。ステータコア４全体で見ると、分割コア６と同数（複数）の突極７が、ステータコア４の内周面４Ａから突設されている。各突極７に対して、電線５が巻回されて（巻き付けられて）いる。
【００１８】
ステータコア４の中空部分（各分割コア６の突極７よりも径方向内側の空間）には、ロータ３が、ステータコア４と同心で回転可能な状態で配置されている。換言すれば、ステータコア４（ステータ２）がロータ３の周囲を囲むように配置されている。ロータ３は、金属製の円筒体８と、円筒体８の円中心に挿通された回転軸９とを一体的に備えている。回転軸９は、ステータ２（ステータコア４）の軸方向に沿って延びており、ステータコア４の軸方向と回転軸９の軸方向とは同じである。円筒体８の外周部には、回転軸９と平行に延びる複数の永久磁石１０が、円筒体８の外周面の周方向においてＳ極とＮ極とを交互にして等間隔で取り付けられている。
【００１９】
このような電動機１では、ステータ２の電線５に通電がなされると、ロータ３が回転するようになっている。
以下では、各突極７に対する電線５の巻きつけ構造について説明する。
図２は、電線５が巻きつけられた状態における１つの突極７の斜視図である。図３は、図２の突極７を、その長手方向から見た図である。図４は、図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図５（ａ）および（ｂ）のそれぞれは、図２の突極７において電線５が巻きつけられた４つの巻きつけ面１１を展開して示した模式図である。図６（ａ）および（ｂ）のそれぞれは、突極７に対する電線５の巻き方を説明するための模式図である。
【００２０】
図２では、突極７の上端部が、ステータコア４の内周面４Ａ（分割コア６の内周面６Ａ）に接続された側であり、突極７の下端部が、ロータ３に近い側になっている（図４、図５、図６および後述する図７においても同様）。突極７の形状の一例として、図２に示すような四角柱状を挙げることができる。この場合、突極７には、電線５（図中において黒く塗り潰された部分）が巻きつけられる４つの巻きつけ面１１を有している。図２における４つの巻きつけ面１１は、上端面１２および下端面１３以外の４つの側面のことである。以下では、図２における上方から見た場合における反時計回りの順に、４つの巻きつけ面１１を、Ａ面１１Ａ、Ｂ面１１Ｂ、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄと区別することがある。突極７は、分割コア６（ステータコア４）の一部なので、各巻きつけ面１１は、分割コア６の内周面６Ａ（ステータコア４の内周面４Ａ）の一部である（図１参照）。
【００２１】
図２では、電線５の巻き始め端１４と、巻き終り端１５とが、点線で示されている。巻き始め端１４および巻き終り端１５は、電動機１内に設けられたバスバー（図示せず）に対して電気的に接続されている。各突極７の巻き始め端１４および巻き終り端１５のいずれか一方同士が、バスバー（図示せず）を介して電気的に接続されている。これにより、突極７間での電線５の電気的接続を達成することができる。
【００２２】
電線５は、巻き始め端１４が突極７からはみ出た状態で、たとえば、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界部分におけるステータコア４側端部（図２の上端部）から、Ａ面１１Ａ→Ｂ面１１Ｂ→Ｃ面１１Ｃ→Ｄ面１１Ｄ→Ａ面１１Ａ…の順番で、ロータ３側（図２の下側）へ少しずつずれながら突極７に巻きつけられている（図５（ａ）および図６（ａ）も参照）。このような電線５の巻きつけ方向を、「巻き下げ方向」と呼ぶことにする。
【００２３】
そして、巻き下げ方向に沿って突極７に巻きつけられた電線５は、巻きつけ面１１におけるロータ３側の端まで到達すると、今度は、Ａ面１１Ａ→Ｂ面１１Ｂ→Ｃ面１１Ｃ→Ｄ面１１Ｄ→Ａ面１１Ａ…の順番で、ステータコア４側へ少しずつずれながら突極７に巻きつけられている（図５（ｂ）および図６（ｂ）も参照）。このような電線５の巻きつけ方向を、「巻き上げ方向」と呼ぶことにする。
【００２４】
そして、電線５は、巻きつけ面１１におけるステータコア４側の端まで到達すると、今度は、Ａ面１１Ａ→Ｂ面１１Ｂ→Ｃ面１１Ｃ→Ｄ面１１Ｄ→Ａ面１１Ａ…の順番で、再びロータ３側へ少しずつずれながら巻き下げ方向に沿って突極７に巻きつけられている（図５（ａ）および図６（ａ）も参照）。
このように巻き下げ方向に沿った巻きつけと巻き上げ方向に沿った巻きつけとを交互に繰り返すことによって、電線５が、巻きつけ面１１に対して複数層（この実施形態では３層）に重なったコイル状になって、突極７に対して巻きつけられている（図３および図４参照）。
【００２５】
ただし、本実施形態の電線５は、一般的な銅線などの導電性を有する細線を人の手や機械によって突極７に巻きつけたものではない。詳しくは、以下に説明する。
図７は、突極７に電線５を形成するための構成を示す簡単な模式図である。
図７を参照して、電線５は、コールドスプレーやエアロゾルデポジション等の粉体固着技術による積層造形法によって、電線５の材料となる導電性粉体を突極７の各巻きつけ面１１に噴射して固着させることで形成されており、結果として、コイル状となって突極７に巻きつけられた状態（図２〜図６参照）になっているのである。
【００２６】
電線５を形成するための設備１９として、支持回転装置２０と、粉体噴射装置２１と、マスク２２とが用意される。
支持回転装置２０は、たとえば図７において上下に延びて同一直線状に配置される第１軸２３および第２軸２４と、これらの軸を軸中心周りに回転させるモータ（図示せず）とを含んでいる。図７では、第１軸２３が第２軸２４よりも上方に位置している。これから巻きつけ面１１に電線５が形成される突極７（この突極７を有する分割コア６も含む）は、第１軸２３と第２軸２４とによって上下から挟持されている。この状態で、第１軸２３が、突極７の上端面１２（厳密には分割コア６）に対して上から接触していて、第２軸２４が、突極７の下端面１３に対して下から接触している。
【００２７】
前述したモータ（図示せず）が駆動されると、第１軸２３、第２軸２４およびこれらの軸に挟持された突極７（分割コア６）全体が、これらの軸の軸中心周りに回転するようになっている。ここで、第１軸２３、第２軸２４および突極７は、一度に４分の１回転するようになっていて、これらの一度の回転角度が９０°であるとする。
粉体噴射装置２１は、前述した導電性粉体（たとえば銅粉体）などの粉体を収容したタンク２５と、このタンク２５に接続されたホース２６と、ホース２６の先端につながったノズル２７とを一例として含んでいる。タンク２５に収容された粉体（図７では、導電性粉体Ｈ）は、ホース２６を通ってから、所定の勢いでノズル２７から噴射されるようになっている。
【００２８】
マスク２２は、１つの巻きつけ面１１よりも大きな板状であって、その厚さ方向に貫通するスリット２８が複数形成されている。マスク２２におけるスリット２８のパターン（寸法および配列構成）は、前述した巻き下げ方向（図５（ａ）および図６（ａ）参照）および巻き上げ方向（図５（ｂ）および図６（ｂ）参照）のそれぞれに電線５を巻きつけた場合における各巻きつけ面１１Ａ〜Ｂのそれぞれに応じて異なっていて、少なくとも８パターン存在し、これに応じて、マスク２２には、少なくとも８つの種類がある。
【００２９】
そのため、図５（ａ）において、Ａ面１１Ａの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する１種類目のマスク２２と、Ｂ面１１Ｂの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する２種類目のマスク２２と、Ｃ面１１Ｃの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する３種類目のマスク２２と、Ｄ面１１Ｄの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する４種類目のマスク２２とが存在する。
【００３０】
さらに、図５（ｂ）において、Ａ面１１Ａの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する５種類目のマスク２２と、Ｂ面１１Ｂの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する６種類目のマスク２２と、Ｃ面１１Ｃの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する７種類目のマスク２２と、Ｄ面１１Ｄの電線５部分と同じ配列パターンのスリット２８を有する８種類目のマスク２２とが存在する。
【００３１】
図７を参照して、突極７においてこれから電線５が形成される予定の巻きつけ面１１に粉体噴射装置２１のノズル２７を向け、ノズル２７と当該巻きつけ面１１との間に、対応する種類のマスク２２を配置してから、ノズル２７から当該巻きつけ面１１に導電性粉体Ｈを高速で噴射する。すると、導電性粉体Ｈは、マスク２２においてスリット２８だけを通過できるので、当該巻きつけ面１１においてスリット２８と一致する領域だけに固着する。当該巻きつけ面１１に固着した導電性粉体Ｈの層が電線５（厳密には、電線５の一部）となる。詳しくは、これから説明する。なお、突極７の巻きつけ面１１への粉体の噴射は、コールドスプレーの場合には大気環境中で行われ、エアロゾルデポジションの場合には大気環境中または真空中で行われる。
【００３２】
図８Ａ〜図８Ｇは、ステータ２の製造工程の一環として突極７に電線５を形成する工程を説明するための突極７の一の巻きつけ面１１付近における模式図である。
図８Ａを参照して、まずは、突極７のＡ面１１Ａに対して、マスク２２を介することなくノズル２７を向ける。このときのタンク２５（図７参照）内には、絶縁性粉体Ｚ（絶縁性樹脂等の粉体）が収容されていて、この絶縁性粉体Ｚがノズル２７からＡ面１１Ａの全域に対して均一に噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１には、絶縁性粉体Ｚの層（第１絶縁層３１）が形成される。
【００３３】
次いで、図８Ｂを参照して、前述した１種類目のマスク２２をノズル２７とＡ面１１Ａとの間にセットし、マスク２２とＡ面１１Ａとの相対位置を調整する。このときのタンク２５内には、導電性粉体Ｈが収容されていて、この導電性粉体Ｈが、ノズル２７からマスク２２越しにＡ面１１Ａ上の第１絶縁層３１の表面に対して噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１Ａの第１絶縁層３１上には、このマスク２２のスリット２８と同じパターン（配列パターン）の導電性粉体Ｈの層（第１導電層４１）が形成される。Ａ面１１Ａに形成された第１導電層４１は、図５（ａ）のＡ面１１Ａにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。なお、Ａ面１１Ａにおける最上位の電線５は、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、前述した巻き始め端１４（図２参照）につながっている。
【００３４】
次いで、図８Ｃを参照して、１種類目のマスク２２が除去された後に、ノズル２７からＡ面１１Ａの第１導電層４１上に絶縁性粉体Ｚが均一に噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１の第１導電層４１上には、絶縁性粉体Ｚの層（第２絶縁層３２）が形成される。第２絶縁層３２は、Ａ面１１において、第１絶縁層３１との間で第１導電層４１を挟み込みつつ、第１絶縁層３１と一緒になって、第１導電層４１における各電線５を１本ずつ被覆している。
【００３５】
Ａ面１１Ａに第２絶縁層３２が形成されると、支持回転装置２０のモータ（図示せず）が駆動されて、突極７全体が９０°回転し、今度は、Ｂ面１１Ｂがノズル２７を向く。その後、図８Ａ〜図８Ｃと同じ手順で、Ｂ面１１Ｂ上に、第１絶縁層３１、第１導電層４１および第２絶縁層３２をこの順番で形成する。ここで、第１導電層４１を形成する際には、前述した２種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｂ面１１Ｂに形成された第１導電層４１は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＢ面１１Ｂにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。そして、Ａ面１１ＡとＢ面１１Ｂとの境界において、Ａ面１１ＡおよびＢ面１１Ｂの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。
【００３６】
Ｂ面１１Ｂに第２絶縁層３２が形成されると、Ｂ面１１Ｂの場合と同様の手順で、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄのそれぞれに対して、この順番で、第１絶縁層３１、第１導電層４１および第２絶縁層３２を形成する。ここで、図８Ｂを参照して、Ｃ面１１Ｃに第１導電層４１を形成する際には、前述した３種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｃ面１１Ｃに形成された第１導電層４１は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＣ面１１Ｃにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。また、図８Ｂを参照して、Ｄ面１１Ｄに第１導電層４１を形成する際には、前述した４種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｄ面１１Ｄに形成された第１導電層４１は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＤ面１１Ｄにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。
【００３７】
Ｄ面１１Ｄに第２絶縁層３２が形成された状態（厳密には、第１導電層４１が形成された時点）では、図５（ａ）を参照して、Ｂ面１１ＢとＣ面１１Ｃとの境界において、Ｂ面１１ＢおよびＣ面１１Ｃの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ｃ面１１ＣとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、Ａ面１１Ａにおける最上位（上端面１２に最も近い）の電線５およびＤ面１１Ｄにおける最下位（下端面１３に最も近い）の電線５を除いたＡ面１１ＡおよびＢ面１１Ｂの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。これにより、Ａ面１１Ａ〜Ｄ面１１Ｄの４面に形成された第１導電層４１の電線５は、連続したコイル状になって巻き下げ方向に沿って突極７に巻きつけられて（巻回（実際には「形成」）されて）いる（図３および図４参照）。
【００３８】
次いで、図８Ｄを参照して、突極７全体を９０°回転させて、突極７のＡ面１１Ａにノズル２７が再び向くようにする。そして、前述した５種類目のマスク２２をノズル２７とＡ面１１Ａとの間にセットし、マスク２２とＡ面１１Ａとの相対位置を調整する。このときのタンク２５（図７参照）内には、導電性粉体Ｈが収容されていて、この導電性粉体Ｈが、ノズル２７からマスク２２越しにＡ面１１Ａ上の第２絶縁層３２の表面に対して噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１Ａの第２絶縁層３２Ａ上には、このマスク２２のスリット２８と同じパターンの導電性粉体Ｈの層（第２導電層４２）が形成される。Ａ面１１Ａに形成された第２導電層４２は、図５（ｂ）のＡ面１１Ａにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。なお、Ａ面１１Ａにおける最下位の電線５は、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｄ面１１Ｄの第１導電層４１における最下位の電線５（図５（ａ）参照）につながっている。
【００３９】
次いで、図８Ｅを参照して、５種類目のマスク２２が除去された後に、ノズル２７からＡ面１１Ａの第２導電層４２上に絶縁性粉体Ｚが均一に噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１の第２導電層４２上には、絶縁性粉体Ｚの層（第３絶縁層３３）が形成される。第３絶縁層３３は、Ａ面１１において、第２絶縁層３２との間で第２導電層４２を挟み込みつつ、第２絶縁層３２と一緒になって、第２導電層４２における各電線５を１本ずつ被覆している。
【００４０】
Ａ面１１Ａに第３絶縁層３３が形成されると、支持回転装置２０のモータ（図示せず）が駆動されて、突極７全体が９０°回転し、今度は、Ｂ面１１Ｂがノズル２７を向く。その後、図８Ｄおよび図８Ｅと同じ手順で、Ｂ面１１Ｂ上に、第２導電層４２および第３絶縁層３３をこの順番で形成する。ここで、第２導電層４２を形成する際には、前述した６種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｂ面１１Ｂに形成された第２導電層４２は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ｂ）のＢ面１１Ｂにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。そして、Ａ面１１ＡとＢ面１１Ｂとの境界において、Ａ面１１ＡおよびＢ面１１Ｂの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。
【００４１】
Ｂ面１１Ｂに第３絶縁層３３が形成されると、Ｂ面１１Ｂの場合と同様の手順で、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄのそれぞれに対して、この順番で、第２導電層４２および第３絶縁層３３を形成する。ここで、図８Ｄを参照して、Ｃ面１１Ｃに第２導電層４２を形成する際には、前述した７種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｃ面１１Ｃに形成された第２導電層４２は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ｂ）のＣ面１１Ｃにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。また、図８Ｄを参照して、Ｄ面１１Ｄに第２導電層４２を形成する際には、前述した８種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｄ面１１Ｄに形成された第２導電層４２は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ｂ）のＤ面１１Ｄにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。
【００４２】
Ｄ面１１Ｄに第３絶縁層３３が形成された状態（厳密には、第２導電層４２が形成された時点）では、図５（ｂ）を参照して、Ｂ面１１ＢとＣ面１１Ｃとの境界において、Ｂ面１１ＢおよびＣ面１１Ｃの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ｃ面１１ＣとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｄ面１１Ｄにおける最上位の電線５およびＡ面１１Ａにおける最下位の電線５を除いたＡ面１１ＡおよびＤ面１１Ｄの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。これにより、Ａ面１１Ａ〜Ｄ面１１Ｄの４面に形成された第２導電層４２の電線５は、連続したコイル状になって、突極７に対して、第１導電層４１の電線５のコイルの上から巻き上げ方向に沿って巻きつけられている（図３および図４参照）。
【００４３】
次いで、図８Ｆを参照して、突極７全体を９０°回転させて、突極７のＡ面１１Ａにノズル２７が再び向くようにする。そして、前述した１種類目のマスク２２をノズル２７とＡ面１１Ａとの間にセットし、マスク２２とＡ面１１Ａとの相対位置を調整する。このときのタンク２５（図７参照）内には、導電性粉体Ｈが収容されていて、この導電性粉体Ｈが、ノズル２７からマスク２２越しにＡ面１１Ａ上の第３絶縁層３３の表面に対して噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１Ａの第３絶縁層３３Ａ上には、このマスク２２のスリット２８と同じパターンの導電性粉体Ｈの層（第３導電層４３）が形成される。Ａ面１１Ａに形成された第３導電層４３は、図５（ａ）のＡ面１１Ａにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。また、Ａ面１１Ａにおける最上位の電線５は、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｄ面１１Ｄの第２導電層４２における最上位の電線５（図５（ｂ）参照）につながっている。
【００４４】
次いで、図８Ｇを参照して、１種類目のマスク２２が除去された後に、ノズル２７からＡ面１１Ａの第３導電層４３上に絶縁性粉体Ｚが均一に噴射されて固着する。これにより、Ａ面１１では、第１絶縁層３１〜第３絶縁層３３と第１導電層４１〜第３導電層４３とで構成された積層体４５（図８Ｆも参照）の表面（第３導電層４３上）に、絶縁性粉体Ｚの層（第４絶縁層３４）が形成される。第４絶縁層３４は、Ａ面１１において、第３絶縁層３３との間で第３導電層４３を挟み込みつつ、第３絶縁層３３と一緒になって、第３導電層４３における各電線５を１本ずつ被覆している。これにより、積層体４５における各導電層４１〜４３（特に第３導電層４３）からの短絡を防止できる。もちろん、第１絶縁層３１〜第４絶縁層３４のそれぞれが電線５を１本ずつ被覆しているので、隣り合う電線５間での短絡も防止されている。第１絶縁層３１〜第４絶縁層３４は、各電線５の表面部分となっている。
【００４５】
Ａ面１１Ａに第４絶縁層３４が形成されると、支持回転装置２０のモータ（図示せず）が駆動されて、突極７全体が９０°回転し、今度は、Ｂ面１１Ｂがノズル２７を向く。その後、図８Ｆおよび図８Ｇと同じ手順で、Ｂ面１１Ｂ上に、第３導電層４３および第４絶縁層３４をこの順番で形成する。ここで、第３導電層４３を形成する際には、前述した２種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｂ面１１Ｂに形成された第３導電層４３は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＢ面１１Ｂにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。そして、Ａ面１１ＡとＢ面１１Ｂとの境界において、Ａ面１１ＡおよびＢ面１１Ｂの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。
【００４６】
Ｂ面１１Ｂに第４絶縁層３４が形成されると、Ｂ面１１Ｂの場合と同様の手順で、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄのそれぞれに対して、この順番で、第３導電層４３および第４絶縁層３４を形成する。ここで、図８Ｆを参照して、Ｃ面１１Ｃに第３導電層４３を形成する際には、前述した３種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｃ面１１Ｃに形成された第３導電層４３は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＣ面１１Ｃにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。また、図８Ｆを参照して、Ｄ面１１Ｄに第３導電層４３を形成する際には、前述した４種類目のマスク２２が用いられる。そのため、Ｄ面１１Ｄに形成された第３導電層４３は、このマスク２２のスリット２８と同じパターンになっており、図５（ａ）のＤ面１１Ｄにおいて間隔を隔てて上下に並ぶ複数の電線５を構成している。
【００４７】
Ｄ面１１Ｄに第４絶縁層３４が形成された状態（厳密には、第３導電層４３が形成された時点）では、図５（ａ）を参照して、Ｂ面１１ＢとＣ面１１Ｃとの境界において、Ｂ面１１ＢおよびＣ面１１Ｃの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ｃ面１１ＣとＤ面１１Ｄとの境界において、Ｃ面１１ＣおよびＤ面１１Ｄの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。また、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、Ａ面１１Ａにおける最上位の電線５およびＤ面１１Ｄにおける最下位の電線５を除いたＡ面１１ＡおよびＤ面１１Ｄの各電線５のうち、突極７の上端面１２からの順番が同じもの同士がつながって連続している。これにより、Ａ面１１Ａ〜Ｄ面１１Ｄの４面に形成された第３導電層４３の電線５は、連続したコイル状になって、突極７に対して、第２導電層４２の電線５のコイルの上から巻き下げ方向に沿って巻きつけられている。そして、Ｄ面１１Ａにおける最下位の電線５は、Ａ面１１ＡとＤ面１１Ｄとの境界において、前述した巻き終り端１５（図２参照）につながっている。
【００４８】
以上により、ステータ２の製造工程において突極７に電線５を形成する処理が完了し、図２〜図４に示すように、電線５が、巻きつけ面１１に対して複数層（ここでは３層）に重なったコイル状になって、突極７に対して巻きつけられた状態になる。
完成したステータ２（図１参照）では、積層造形法によりステータコア４の表面（突極７の巻きつけ面１１）に積層されたコイル状の導電層４１，４２，４３によって電線５を構成できる。このように電線５を形成することによって、各突極７における電線５は、突極７の巻きつけ面１１（ステータコア４の内周面４Ａ）との間や、隣り合う電線５との間に隙間をほとんど作らない。そのため、隣り合う電線５間のピッチＰ（図４参照）を小さくして、ステータコア４の突極７に電線５を高密度で巻きつけることができる。その結果、ステータ２において占積率の向上を図ることができる。具体的には、占積率を、従来の場合（図１０参照）における最大６０％から、９０％まで向上させることができる。そして、占積率を向上できる分だけ、電線５を突極７に高密度で巻きつけてコンパクトに配置できるので、電動機１（図１参照）全体の小型化を図ることもできる。
【００４９】
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、この実施形態では突極７に巻きつける電線のコイルの数（導電層４１〜４３の数）を３つとしたが、この数は、任意に変更可能である。そのため、必要な数だけ突極７に電線５が巻きつけられるように、当該導電層の数を設定すればよい。
【００５０】
また、絶縁層３１〜３４を積層造形法（絶縁性粉体Ｚの吹きつけ）によって形成したが（図８Ａ、図８Ｃ、図８Ｅおよび図８Ｇ参照）、絶縁層３１〜３４は、絶縁性粉体Ｚと同じ材料（たとえば、液体状の材料）を巻きつけ面１１や第１導電層４１や第２導電層４２や第３導電層４３の表面に刷毛（はけ）などで塗りつけて硬化させることによっても形成できる。
【００５１】
また、図２に示す巻き始め端１４および巻き終り端１５は、予め銅線等によって準備しておいてから、形成後の電線５に接続してもよいし、電線５の形成工程の一環として、巻き始め端１４および巻き終り端１５のそれぞれを積層造形法によって形成してもよい。巻き始め端１４および巻き終り端１５のそれぞれを積層造形法によって形成する場合には、台紙となる部材（たとえば、ステータコア４の内周面４Ａにおいて突極７の貼り付け面１１の近傍部分）に対して導電性粉体Ｈを噴射して固着させればよい。
【００５２】
また、前述した突極７では、隣り合う巻きつけ面１１の境界が角になっているので（図３参照）、この部分を面取りして、当該部分に導電性粉体Ｈや絶縁性粉体Ｚが良好に付着できるようにしてもよい。なお、前述した実施形態では、突極７を四角柱状としているが、円柱状にしてもよく、この場合には、円柱状の突極７における円筒状の巻きつけ面１１に対して、周方向全域に亘って、導電性粉体Ｈや絶縁性粉体Ｚを均一に付着させることができる。
【００５３】
また、突極７自体も、前述した積層造形法によって形成してもよい。
図９Ａ〜図９Ｇは、突極７に電線５を形成する工程の変形例を説明するためのステータコア４の内周面４Ａ付近における模式図である。
この場合には、まず、図９Ａに参照するように、ステータコア４の内周面４Ａ（具体的には、分割コア６の内周面６Ａ）に向けて、ノズル２７から、マスク５０を介して、突極７の材料となる粉体（材料粉体Ｊ）を噴射して固着させる。マスク５０には、突極７の断面と同じ大きさの開口５１が形成されている。これにより、内周面６Ａには、開口５１と同じ大きさの材料粉体Ｊの層が形成され、この層が、突極７の基端部７Ａとなる。
【００５４】
次いで、図９Ｂを参照して、分割コア６の内周面６Ａに向けて、ノズル２７から、マスク５２を介して、絶縁性粉体Ｚを噴射して固着させる。マスク５２には、突極７の断面と取り囲む環状の開口５３が形成されている。これにより、内周面６Ａには、開口５３と同じ大きさの絶縁層６０が形成される。絶縁層６０は、突極７の基端部７Ａを取り囲んでいる。絶縁層６０は、基端部７Ａの周囲における第１絶縁層３１、第２絶縁層３２、第３絶縁層３３および第４絶縁層３４を重ね合わせたものである（図８Ｇ参照）。絶縁層６０と、材料粉体Ｊの層（基端部７Ａ）とは、表面が面一になっている。
【００５５】
次いで、図９Ｃを参照して、ノズル２７から、所定のパターンのスリット５４が形成されたマスク５５を介して、絶縁層６０の表面に導電性粉体Ｈを噴射して固着させる。すると、絶縁層６０上には、導電性粉体Ｈの層（導電層）が形成され、この導電層によって電線５の一部が形成される。
次いで、図９Ｄを参照して、ノズル２７から、前述したマスク５０を介して、分割コア６の内周面６Ａ上の突極７の基端部７Ａに向けて材料粉体Ｊを噴射する。これにより、基端部７Ａ上に材料粉体Ｊが積層され、突極７が厚くなる。
【００５６】
次いで、図９Ｅを参照して、分割コア６の内周面６Ａ上の絶縁層６０に向けて、ノズル２７から、前述したマスク５２を介して、絶縁性粉体Ｚを噴射して固着させる。これにより、内周面６Ａ上の絶縁層６０（絶縁層６０上の電線５も含む）に絶縁性粉体Ｚが積層され、絶縁層６０が厚くなる。このとき、絶縁層６０は、先程形成された電線５の一部を１本ずつ被覆しており、絶縁層６０と、材料粉体Ｊの層（突極７）とは、表面が面一になっている。
【００５７】
次いで、図９Ｆを参照して、ノズル２７から、前述したマスク５０を介して、分割コア６の内周面６Ａ上の突極７の基端部７Ａに向けて材料粉体Ｊを噴射する。これにより、基端部７Ａ上に材料粉体Ｊが積層され、突極７がさらに厚くなる。
次いで、図９Ｇを参照して、ノズル２７から、所定のパターンのスリット５６が形成されたマスク５７を介して、絶縁層６０の表面に導電性粉体Ｈを噴射して固着させる。すると、絶縁層６０には、電線５の一部（導電層）が新たに形成される。
【００５８】
そして、図９Ｅ〜図９Ｇの工程を所定回数繰り返すと、最終的には、図４に示すように、突極７、および、突極７に対してコイル状に巻きつけられた状態の電線５のそれぞれの形成が完了する。
【符号の説明】
【００５９】
１…電動機、２…ステータ、４…ステータコア、４Ａ…内周面、７…突極、３１…第１絶縁層、３２…第２絶縁層、３３…第３絶縁層、３４…第４絶縁層、４１…第１導電層、４２…第２導電層、４３…第３導電層、４５…積層体、Ｈ…導電性粉体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機用のステータであって、
ステータコアと、
積層造形法により前記ステータコアの表面に導電性粉体を噴射して固着させることによってコイル状に形成された導電層と、
前記導電層を被覆する絶縁層と、
を含むことを特徴とする、ステータ。
【請求項２】
前記ステータコアの表面から突設された複数の突極をさらに含み、
各突極には、前記導電層が形成されていて、
前記複数の突極のうち、一の突極の導電層と、他の突極の導電層とが電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１記載のステータ。
【請求項３】
電動機用のステータの製造方法であって、
前記ステータコアの表面に絶縁層を形成する第１ステップと、
積層造形法により前記絶縁層の表面に導電性粉体を噴射して固着させることによって導電層を形成する第２ステップと、
前記導電層上に絶縁層を形成する第３ステップと、
を含むことを特徴とする、ステータの製造方法。
【請求項４】
前記第２のステップは、前記ステータコアの表面から突設された突極に形成された前記絶縁層の表面に前記導電層を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項３記載のステータの製造方法。
【請求項５】
前記第２ステップおよび第３ステップを交互に繰り返してから、前記導電層および絶縁層で構成された積層体の表面に別の絶縁層を形成する第４ステップをさらに含むことを特徴とする、請求項３または４記載のステータの製造方法。
【請求項１】
電動機用のステータであって、
ステータコアと、
積層造形法により前記ステータコアの表面に導電性粉体を噴射して固着させることによってコイル状に形成された導電層と、
前記導電層を被覆する絶縁層と、
を含むことを特徴とする、ステータ。
【請求項２】
前記ステータコアの表面から突設された複数の突極をさらに含み、
各突極には、前記導電層が形成されていて、
前記複数の突極のうち、一の突極の導電層と、他の突極の導電層とが電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１記載のステータ。
【請求項３】
電動機用のステータの製造方法であって、
前記ステータコアの表面に絶縁層を形成する第１ステップと、
積層造形法により前記絶縁層の表面に導電性粉体を噴射して固着させることによって導電層を形成する第２ステップと、
前記導電層上に絶縁層を形成する第３ステップと、
を含むことを特徴とする、ステータの製造方法。
【請求項４】
前記第２のステップは、前記ステータコアの表面から突設された突極に形成された前記絶縁層の表面に前記導電層を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項３記載のステータの製造方法。
【請求項５】
前記第２ステップおよび第３ステップを交互に繰り返してから、前記導電層および絶縁層で構成された積層体の表面に別の絶縁層を形成する第４ステップをさらに含むことを特徴とする、請求項３または４記載のステータの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図８Ｇ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図９Ｅ】
【図９Ｆ】
【図９Ｇ】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図８Ｇ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図９Ｅ】
【図９Ｆ】
【図９Ｇ】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８１３２７（Ｐ２０１３−８１３２７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０７４８（Ｐ２０１１−２２０７４８）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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