(57)【要約】【課題】  生産効率が高いコイル籠、及びステータを提供すること。【解決手段】  スロット内に導線を有するステータにおいて、導線（ＵＡ，ＵＢ，ＵＣ，ＵＤ，ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤ，ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤ）が、断面が矩形状であり、つづら折り状に連続して形成されていること、導線がスロット内に、矩形の長辺がステータの直径方向となるように、複数ステータの円周方向に重ねて配置されたスロット内導線部Ｓを有すること、導線がコイルエンドに、矩形の短辺がステータの直径方向となるように、複数ステータの直径方向に重ねて配置された円周導線部Ｅを有すること、導線がスロット内導線部Ｓと円周導線部Ｅとを接続する上部捻り部ＨＭ，下部捻り部ＨＮを有する【選択図】  図７
2010178457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロット内に導線を有するステータにおいて、
前記導線が、断面が矩形状であり、つづら折り状に連続して形成されていること、
前記導線が、前記スロット内に、前記矩形の長辺が前記ステータの直径方向となるように、複数前記ステータの円周方向に重ねて配置されたスロット内導線部を有すること、
前記導線が、コイルエンドに、前記矩形の短辺が前記ステータの直径方向となるように、複数前記ステータの直径方向に重ねて配置された円周導線部を有すること、
前記導線が、前記スロット内導線部と前記円周導線部とを接続する捻り接続部を有すること、
を特徴とするステータ。
【請求項２】
請求項１に記載するステータにおいて、
前記スロット内導線部が、前記スロットに逆方向から挿入される対の導線から構成され、前記対の導線が前記円周方向で重ねて配置されていることを特徴とするステータ。
【請求項３】
請求項２に記載するステータにおいて、
前記スロット内導線部の１番目に対して、前記対の導線の前記捻り部が、前記１番目の導線の捻り部と逆に捻られていることを特徴とするステータ。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載するステータのいずれか１つにおいて、
Ｕ相第１組導線、Ｕ相第２組導線、Ｖ相第１組導線、Ｖ相第２組導線、Ｗ相第１組導線、及びＷ相第２組導線が、順次重ね合わしたものを、複数周巻き取って製造されるコイル籠を有すること特徴とするステータ。
【請求項５】
スロット内に導線を有するステータに使用されるコイル籠において、
前記導線が、断面が矩形状であり、つづら折り状に連続して形成されていること、
前記導線が、前記スロット内に、前記矩形の長辺が前記ステータの直径方向となるように、複数前記ステータの円周方向に重ねて配置されたスロット内導線部を有すること、
前記導線が、コイルエンドに、前記矩形の短辺が前記ステータの直径方向となるように、複数前記ステータの直径方向に重ねて配置された円周導線部を有すること、
前記導線が、前記スロット内導線部と前記円周導線部とを接続する捻り接続部を有すること、
を特徴とするコイル籠。
【請求項６】
請求項５に記載するコイル籠において、
前記スロット内導線部が、前記スロットに逆方向から挿入される対の導線から構成され、前記対の導線が前記円周方向で重ねて配置されていることを特徴とするコイル籠。
【請求項７】
請求項６に記載するステータにおいて、
前記スロット内導線部の１番目に対して、前記対の導線の前記捻り部が、前記１番目の導線の捻り部と逆に捻られていることを特徴とするコイル籠。
【請求項８】
請求項５乃至７に記載するコイル籠のいずれか１つにおいて、
Ｕ相第１組導線、Ｕ相第２組導線、Ｖ相第１組導線、Ｖ相第２組導線、Ｗ相第１組導線、及びＷ相第２組導線が、順次重ね合わしたものを、複数周巻き取って製造されることを特徴とするコイル籠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ等に使用されるステータに関し、さらに詳細には、導体を波状に巻いてゆく波巻きコイルを有するステータ、及びコイル籠に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、導体を波状に巻装した波巻きコイルを複数個用意し、ピッチをずらして重ね合わせてコイル籠を形成する技術が開示されている。
一方、明細書及び図面には明確に記載されていないが、特許文献１の図３に示す段差２２３（コイル１をコイル２の上に重ねる段差）を導体の一方に形成した場合には、導体の他方に、その段差とは逆むきの段差（コイル２をコイル１の上に重ねる段差）を形成しないと、コイルが順次ずれていくため、コイルを巻いて製作するコイル籠の外周が、円弧を形成することができない。
そして、導体の他方に逆向きの段差を形成した場合には、特許文献１に記載されているように、２本の波巻きコイルを重ね合わせるには、特許文献１には、明確に記載されていないが、単純に重ね合わせることができず、２本の波巻きコイルを順次編み込む工程を必ず必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2000-069700号公報
【特許文献２】特開2002-153001号公報
【特許文献３】特開2008-113539号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、次のような問題があった。
（１）特許文献１には記載されていないが、本出願人が実際に実験したところ、複数本の波巻きコイルを単純に重ね合わせただけでなく、順次編み込む工程を必要とするため、生産効率が低下する問題があった。
（２）また、順次編み込む工程を採用しない場合には、スロット間のコイルエンド結線において、他相をまたぐので、長いコイル線を３次元的に配置しなければならず、コイルエンド結線が長くなり、コイルエンドが大きくなる問題があった。
【０００５】
この発明は上記問題点を解決するためのものであって、生産効率が高いコイル籠、及びステータ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のステータは、次の構成を有している。
（１）スロット内に導線を有するステータにおいて、導線が、断面が矩形状であり、つづら折り状に連続して形成されていること、導線が前記スロット内に、矩形の長辺がステータの直径方向となるように、複数前記ステータの円周方向に重ねて配置されたスロット内導線部を有すること、導線がコイルエンドに、矩形の短辺がステータの直径方向となるように、複数前記ステータの直径方向に重ねて配置された円周導線部を有すること、導線がスロット内導線部と円周導線部とを接続する捻り接続部を有すること、を特徴とする。
（２）（１）に記載するステータにおいて、前記スロット内導線部が、前記スロットに逆方向から挿入される対の導線から構成され、前記対の導線が前記円周方向で重ねて配置されていることを特徴とする。
（３）（２）に記載するステータにおいて、前記スロット内導線部の１番目に対して、前記対の導線の前記捻り部が、前記１番目の導線の捻り部と逆に捻られていることを特徴とする。ここで、前記対の導線の前記捻り部が、前記１番目の導線の捻り部と同じ方向に捻られていても、（２）の発明を実施することは可能である。
（４）（１）乃至（３）に記載するステータのいずれか１つにおいて、Ｕ相第１組導線、Ｕ相第２組導線、Ｖ相第１組導線、Ｖ相第２組導線、Ｗ相第１組導線、及びＷ相第２組導線が、順次重ね合わしたものを、複数周巻き取って製造されるコイル籠を有することを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のコイル籠は、次の構成を有している。
（５）スロット内に導線を有するステータに使用されるコイル籠において、導線が、断面が矩形状であり、つづら折り状に連続して形成されていること、導線がスロット内に、矩形の長辺がステータの直径方向となるように、複数前記ステータの円周方向に重ねて配置されたスロット内導線部を有すること、導線がコイルエンドに、矩形の短辺がステータの直径方向となるように、複数前記ステータの直径方向に重ねて配置された円周導線部を有すること、導線がスロット内導線部と円周導線部とを接続する捻り接続部を有すること、を特徴とする。
（６）（５）に記載するコイル籠において、前記スロット内導線部が、前記スロットに逆方向から挿入される対の導線から構成され、前記対の導線が前記円周方向で重ねて配置されていることを特徴とする。
（７）請求項６に記載するステータにおいて、前記スロット内導線部の１番目に対して、前記対の導線の前記捻り部が、前記１番目の導線の捻り部と逆に捻られていることを特徴とする。
（８）（５）乃至（７）に記載するコイル籠のいずれか１つにおいて、Ｕ相第１組導線、Ｕ相第２組導線、Ｖ相第１組導線、Ｖ相第２組導線、Ｗ相第１組導線、及びＷ相第２組導線が、順次重ね合わしたものを、複数周巻き取って製造されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
次に、上記構成を有する本発明のステータ、及びコイル籠の作用・効果について説明する。
本発明のステータ、及びコイル籠は、スロット内に導線を有するステータにおいて、導線が、断面が矩形状であり、つづら折り状に連続して形成されていること、導線が前記スロット内に、矩形の長辺がステータの直径方向となるように、複数重ねて配置されたスロット内導線部を有すること、導線がコイルエンドに、矩形の短辺がステータの直径方向となるように、複数重ねて配置された円周導線部を有すること、導線がスロット内導線部と円周導線部とを接続する捻り接続部を有すること、を特徴とするので、コイルエンドにおいて、コイルを編み込む必要がないため、生産効率を上げることができる。
また、スロット内において、複数のスロット内導線部を円周方向で重ねることができるので、他相と干渉しない位置にスロット内導線を配置することができるため、最小経路でスロット間を結線することができ、コイルエンドを最小とすることができる。
すなわち、コイルエンド部において、断面が矩形状の導線を短辺がステータの円周方向で重ねて配置することにより、コイルエンドでの占有空間を最小とすることができる。同時に、スロット内導線は、断面の矩形の長辺をステータの直径方向に配置しているので、スロット内でのスロット内導線の位置を、スロット間の結線が他相と干渉しないように、定めることができるため、スロット間の結線を短くすることができ、コイルエンドを小さくすることができる。
【０００９】
また、本発明のステータ、及びコイル籠は、前記スロット内導線部が、前記スロットに逆方向から挿入される対の導線から構成され、前記対の導線が前記円周方向で重ねて配置されていることを特徴とするので、スロット内でのスロット内導線の位置を、スロット間の結線が他相と干渉しないように、定めることができるため、スロット間の結線を短くすることができ、コイルエンドを小さくすることができる。
また、前記スロット内導線部の１番目に対して、前記対の導線の前記捻り部が、前記１番目の導線の捻り部と逆に捻られていることを特徴とするので、前記対の導線を前記１番目の導線の時計周り方向に位置させることができ、他のスロット内導線部と同じ順序を維持できるため、全ての箇所で同じ方法で絶縁を確保することができる。
また、平板状に形成した導線のうち、スロット内導線部を把持して、スプリングバックを考慮して９０度より少し大きい角度の捻りを与えることにより、円周導線部とスロット導線部との間に、捻り導線部を容易に加工することができる。例えば、導線は、断面が矩形であり、短辺が１ｍｍ、長辺が９ｍｍの銅線であるため、スプリングバックが少なく、容易に捻り加工を行うことができる。また、導線は表面に絶縁膜が被覆されているが、この程度の捻り加工では、絶縁に影響を与えない程度に、被覆膜の厚みを設定している。
また、本発明のステータ、及びコイル籠は、Ｕ相第１組導線、Ｕ相第２組導線、Ｖ相第１組導線、Ｖ相第２組導線、Ｗ相第１組導線、及びＷ相第２組導線が、順次重ね合わせたものを、複数周巻き取って製造されるコイル籠を有することを特徴とするので、コイルを編み込む必要がないため、生産効率を上げることができる。また、スロット内において、他相と干渉しない位置にスロット内導線を配置することができるため、最小経路でスロット間を結線することができ、コイルエンドを最小とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】導線の材料を示す図である。
【図２】Ｕ相の第１導線の構成要素である導線ＵＡＸを示す図である。
【図３】Ｕ相第１組導線ＵＡＣを示す図である。
【図４】左から配置された導線ＵＡ、ＵＢ、ＶＡ、ＶＢ、ＷＡ、ＷＢ、ＵＣ、ＵＤ、ＶＣ、ＶＤ、ＷＣ、ＷＤが順次上側にくるように積み重ねた図である。
【図５】図４に示す１２個の導線を巻き取っている途中の斜視図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図５のうち、Ｕ相第１組導線ＵＡＣとＵ相第２組導線ＵＢＤのみを抜き出したものの斜視図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】図７のうち、Ｕ相第１導線ＵＡと、それと隣り合うＵ相第２導線ＵＢとを、説明のために抜き出したものの斜視図である。
【図１０】図７のうち、Ｕ相第３導線ＵＣと、それと隣り合うＵ相第４導線ＵＤとを、説明のために抜き出したものの斜視図である。
【図１１】図７のうち、第１導線ＵＡと第３導線ＵＣとより構成される第１組導線ＵＡＣ部分を抜き出したものの斜視図である。
【図１２】図９の第１導線ＵＡと第２導線ＵＢ、及び図１０の第３導線ＵＣと第４導線ＵＤを重ね合わせた状態を示す図である。
【図１３】図１２のＭ部拡大図である。
【図１４】図１１のＮ部の拡大図である。
【図１５】ステータにおけるスロット内導線部の配置を概念図である。
【図１６】円周導線部付近の断面図である。
【図１７】本発明に係るステータの斜視図である。
【図１８】重ね合わして配置されたスロット内導線の電流の流れを示す図である。
【図１９】重ね合わして配置されたスロット内導線の電位差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明におけるステータ、及びコイルを具体化した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に、導線の材料を示す。図１に示すのは、Ｕ相の第１導線である導線材料ＵＡＸＸである。導線材料ＵＡＸＸは、つづら折り状に連続して形成されている。図では途中までしか表現していないが、実際には、長く続いている。導線ＵＡＸＸの断面は、短辺が１ｍｍ、長辺が９ｍｍの矩形状である。図１に見えているのは、長辺であり、短辺は厚みとしてある。材質は、銅であり、絶縁のためのエナメル被覆がされている。図１は、直線状であった導線材料ＵＡＸＸをつづら折り状に成形した状態を示している。縦にスロット内導線材料部ＳＳ１、ＳＳ２、・・・が形成され、それを順次上下で連結している円周導線部Ｅ１、Ｅ２、・・・が形成されている。エナメル被覆の厚みは、図１のように変形されても、十分な絶縁性を保つことができるように、設定している。
スロット内導線材料部ＳＳの左側には、曲がり部ＥＬが形成され、スロット内導線材料部ＳＳの右側には、曲がり部ＥＲが形成されている。曲がり部ＥＬ、ＥＲとスロット内導線材料部ＳＳの上端との間には、捻り材料部ＨＨＭがある。また、曲がり部ＥＬ、ＥＲとスロット内導線材料部ＳＳの下端との間には、捻り材料部ＨＨＮがある。
【００１２】
図２に、本発明のＵ相の第１導線の構成要素である導線ＵＡＸを示す。図１のスロット内導線材料部ＳＳが、上端の捻り材料部ＨＨＭと、下端の捻り材料部ＨＨＮで同じ方向に捻られて、上端側の捻り部ＨＭと、下端側の捻り部ＨＮが形成されている。図２では、スロット内導線Ｓ２においては、スロット内導線材料部ＳＳ２が、上から見て反時計回りに捻られている。また、スロット内導線３においては、スロット内導線材料部ＳＳ３が、上から見て時計回りに捻られている。すなわち、円周導線部Ｅ２から見ると、左端の曲がり部Ｅ２Ｌ側と、右端の曲がり部Ｅ２Ｒ側とで、捻り方向が逆向きとなっている。
この捻り加工は、チャック爪でスロット内導線材料部ＳＳを把持して、他の部分を固定した状態で、チャック爪を回転させるだけで、容易に捻り加工することが可能である。
これにより、スロット内導線部Ｓ１、Ｓ２、・・・は、図２において、短辺が見える位置にあり、長辺が厚み方向にある。
ここで、スロット内導線部のうち、１番目の捻り部の形状は、他の捻り部の形状と異ならせている。エナメル被覆の厚みは、図２のように捻り加工されても、十分な絶縁性を保つことができるように、設定している。
【００１３】
Ｕ相の第１導線ＵＡは、導線ＵＡＸと導線ＵＡＹとが、ぴったり重ね合わされて、構成されている。また、第１導線ＵＡと１ピッチ位相をずらした第３導線ＵＣは、導線ＵＣＸと導線ＵＣＹとが、ぴったり重ね合わされて、構成されている。第３導線ＵＣが、第１導線ＵＡの上に重ね合わされ、図３に示すように、Ｕ相第１組導線ＵＡＣが形成される。
ここで１ピッチとは、第１導線ＵＡ及び第３導線ＵＣの１サイクルの１／２の長さである。
第１導線ＵＡと第３導線ＵＣとが、１ピッチずらして重ね合わされることにより、図３に示すように、矩形状のコイルが形成される。スロット内導線部ＵＡＣＳ２は、図中下から上に向かう第１導線ＵＡのスロット内導線部ＵＡＳ２（ＵＡＳ２Ｘ＋ＵＡＳ２Ｙ）と、上から下に向かう第３導線ＵＣのスロット内導線部ＵＣＳ１（ＵＣＳ１Ｘ＋ＵＣＳ１Ｙ）とが、スロット内導線部ＵＣＳ１を上にして重ね合わされた状態である。すなわち、４本の導線ＵＡＳ２Ｘ、ＵＡＳ２Ｙ、ＵＣＳ１Ｘ、ＵＣＳ１Ｙが、短辺方向で重ね合わされた状態である。
【００１４】
図４に、導線ＵＡ（Ｕ相の第１導線）の上に順次、導線ＵＢ（Ｕ相の第２導線）、導線ＶＡ（Ｖ相の第１導線）、導線ＶＢ（Ｖ相の第２導線）、導線ＷＡ（Ｗ相の第１導線）、導線ＷＢ（Ｗ相の第２導線）、さらに、導線ＵＣ（Ｕ相の第３導線）、導線ＵＤ（Ｕ相の第４導線）、導線ＶＣ（Ｖ相の第３導線）、導線ＶＤ（Ｖ相の第４導線）、導線ＷＣ（Ｗ相の第３導線）、導線ＷＤ（Ｗ相の第４導線）を、１スロット分ずらしながら重ね合わせた状態を示す。すなわち、左から配置された導線ＵＡ、ＵＢ、ＶＡ、ＶＢ、ＷＡ、ＷＢ、ＵＣ、ＵＤ、ＶＣ、ＶＤ、ＷＣ、ＷＤが順次上側にくるように、１スロット分ずらしながら積み重ねられる。すなわち、導線ＵＡが一番下に位置し、導線ＷＤが一番上に位置している。
【００１５】
図４に示す１２本の導線ＵＡ、ＵＢ、ＶＡ、ＶＢ、ＷＡ、ＷＢ、ＵＣ、ＵＤ、ＶＣ、ＶＤ、ＷＣ、ＷＤを、重ね合わせて巻き取っている状態の斜視図を図５に示す。図５の平面図を図６に示す。本実施例のステータは、内周にスロットを４８箇所備えるので、図３に示すＵ相第１組導線ＵＡＣは、１周目に８箇所のスロット内導線部ＵＡＣＳ１〜ＵＡＣＳ８を備える。同様に、Ｕ相第２組導線ＵＢＤは、１周目に８箇所のスロット内導線部ＵＢＤＳ１〜ＵＢＤＳ８を備える。同様に、Ｖ相第１組導線ＶＡＣは、１周目に８箇所のスロット内導線部ＶＡＣＳ１〜ＶＡＣＳ８を備える。同様に、Ｖ相第２組導線ＶＢＤは、１周目に８箇所のスロット内導線部ＶＢＤＳ１〜ＶＢＤＳ８を備える。同様に、Ｗ相第１組導線ＷＡＣは、１周目に８箇所のスロット内導線部ＷＡＣＳ１〜ＷＡＣＳ８を備える。同様に、Ｗ相第２組導線ＷＢＤは、１周目に８箇所のスロット内導線部ＷＢＤＳ１〜ＷＢＤＳ８を備える。
６個の組導線ＵＡＣ、ＵＢＤ、ＶＡＣ、ＶＢＤ、ＷＡＣ、ＷＢＤの各々が、１周目に８箇所のスロット内導線部Ｓを備えるので、１周目に４８箇所のスロット内導線部Ｓが形成される。４８箇所のスロット内導線部Ｓは、１スロット分ずつずれて位置している。
【００１６】
図５及び図６に示すように、本実施例のコイル籠Ｇは、６組の組導線を３周巻き取ることにより完成される。したがって、１周目のスロット内導線部Ｓ（例えば、ＵＡＣＳ２）の外側に、２周目のスロット内導線部（例えば、ＵＡＣＳ１０）が積み重ねられ、さらに、その外側に３周目のスロット内導線部（例えば、ＵＡＣＳ１８）が積み重ねられる。すなわち、各スロット内導線部は、３段に積み重ねられる。図５及び図６は、２周目を巻き終えて、３周目を巻き取り始めるタイミングを示している。
詳細に説明するために、図５のうち、Ｕ相第１組導線ＵＡＣとＵ相第２組導線ＵＢＤのみを抜き出したものの斜視図を図７に示す。図８は、図７の平面図である。図７及び図８は、２周目を巻き終えて、３周目を巻き取り始めるタイミングを示している。
Ｕ相第１組導線ＵＡＣのスロット内導線部ＵＡＣＳ１、ＵＡＣＳ２、・・・と、Ｕ相第２組導線ＵＢＤのスロット内導線部ＵＢＤＳ１、ＵＢＤＳ２、・・・とは、各々１スロット分ずれて隣り合って位置している。
【００１７】
図７のうち、Ｕ相第１導線ＵＡと、それと１スロット分ずれて隣り合うＵ相第２導線ＵＢとを、説明のために抜き出したものを、図９に示す。また、図７のうち、Ｕ相第３導線ＵＣと、それと１スロット分ずれて隣り合うＵ相第４導線ＵＤとを、説明のために抜き出したものを、図１０に示す。
図９において、第１導線ＵＡと第２導線ＵＢとは、隣り合ったスロットに収納されるため、１スロット分ずれて構成されている。第２導線ＵＢが、第１導線ＵＡの内周側に配置されている。
第１導線ＵＡは、導線ＵＡＸと導線ＵＡＹとが、ぴったりと重ね合わされて構成されている。例えば、導線ＵＡＸのスロット内導線部ＵＡＳ１Ｘと、導線ＵＡＹのスロット内導線部ＵＡＳ１Ｙは、長辺を直径方向として重ね合わされている。また、上側の捻り部ＵＡＨ１ＭＸとＵＡＨ１ＭＹとは、ぴったり重ね合わされている。また、下側の捻り部ＵＡＨ１ＮＸとＵＡＨ１ＮＹとは、ぴったり重ね合わされている。同様に、導線ＵＢＸのスロット内導線部ＵＢＳ１Ｘと、導線ＵＢＹのスロット内導線部ＵＢＳ１Ｙとは、長辺を直径方向として重ね合わされている。また、上側の捻り部ＵＢＨ１ＭＸとＵＢＨ１ＭＹとは、ぴったり重ね合わされている。また、下側の捻り部ＵＢＨ１ＮＸとＵＢＨ１ＮＹとは、ぴったり重ね合わされている。
【００１８】
そして、円周導線部Ｅにおいては、第１導線ＵＡの円周導線部ＵＡＥと、第２導線部ＵＢの円周導線部ＵＢＥとは、短辺が直径方向になるようにして、４個の導線ＵＡＥＹ、導線ＵＡＥＸ、導線ＵＢＥＹ、導線ＵＢＥＸが、順次外周から内周に向かって、直径方向に重ね合わされ、円周導線部ＵＡＢＥを構成している。
円周導線部ＵＡＢＥ１は、図９に示すように、スロット内導線部Ｓ１とスロット内導線部Ｓ２とを上側で接続しており、１スロット長さ毎に段差が形成されている。また、円周導線部ＵＡＢＥ２は、スロット内導線部Ｓ２とスロット内導線部Ｓ３とを下側で接続しており、１スロット長さ毎に段差が形成されている。円周導線部ＵＡＢＥ３〜ＵＡＢＥ７は、円弧状であり、段差はない。円周導線部ＵＡＢＥ８には、１スロット長さ毎に段差が形成されている。これらの段差が形成されているのは、図９に示すように、最初のスロット内導線部ＵＡＳ１、ＵＢＳ１は、円周導線部ＵＡＢＥ１に対して、外周側に位置するように捻り部が形成されているため、その位置を調整するためである。
【００１９】
図１０において、第３導線ＵＣと第４導線ＵＤとは、隣り合ったスロットに収納されるため、１スロット分ずれて構成されている。
第３導線ＵＣは、導線ＵＣＸと導線ＵＣＹとが、ぴったりと重ね合わされて構成されている。例えば、導線ＵＣＸのスロット内導線部ＵＣＳ１Ｘと、導線ＵＣＹのスロット内導線部ＵＣＳ１Ｙとは、長辺を直径方向として重ね合わされている。また、上側の捻り部ＵＣＨ１ＭＸとＵＣＨ１ＭＹとは、ぴったり重ね合わされている。また、下側の捻り部ＵＣＨ１ＮＸとＵＣＨ１ＮＹとは、ぴったり重ね合わされている。同様に、導線ＵＤＸのスロット内導線部ＵＤＳ１Ｘと、導線ＵＤＹのスロット内導線部ＵＤＳ１Ｙとは、長辺を直径方向として重ね合わされている。また、上側の捻り部ＵＤＨ１ＭＸとＵＤＨ１ＭＹは、ぴったり重ね合わされている。また、下側の捻り部ＵＤＨ１ＮＸとＵＤＨ１ＮＹとは、ぴったり重ね合わされている。
【００２０】
そして、円周導線部Ｅにおいては、第３導線ＵＣの円周導線部ＵＣＥと、第４導線部ＵＤの円周導線部ＵＤＥとは、短辺が直径方向になるようにして、４個の導線ＵＣＥＹ、導線ＵＤＥＸ、導線ＵＣＥＹ、導線ＵＤＥＸが、順次外周から内周に向かって、直径方向に重ね合わせされ、円周導線部ＵＣＤＥを構成している。
円周導線部ＵＣＤＥ１は、図１０に示すように、スロット内導線部Ｓ１とスロット内導線部Ｓ２とを上側で接続しており、両端に段差があるだけで他は円弧状である。また、円周導線部ＵＣＤＥ２は、スロット内導線部Ｓ２とスロット内導線部Ｓ３とを下側で接続しており、両端に段差があるだけで他は円弧状である。
図１２に、図９の第１導線ＵＡと第２導線ＵＢ、及び図１０の第３導線ＵＣと第４導線ＵＤを重ね合わせた状態を示す。図１３に、図１２のＭ部拡大図を示す。図１２は、１周目と２周目の境目までの部分を示している。
第１導線ＵＡのスロット内導線部ＵＡＳ１は、２個のスロット内導線部（ＵＡＳ１Ｘ＋ＵＡＳ１Ｙ）から構成され、第２導線ＵＢのスロット内導線部ＵＢＳ１は、２個のスロット内導線部（ＵＢＳ１Ｘ＋ＵＢＳ１Ｙ）から構成されている。
【００２１】
図９及び図１３に示すように、１周目のスロット内導線部ＵＡＳ１、ＵＢＳ１円周導線部ＵＡＢＥ１に対して、他のスロット内導線部ＵＡＳ２、ＵＢＳ２等と異なり、少し外周側に位置するように、捻り部ＵＡＨ１Ｍ、ＵＡＨ１Ｎ、ＵＢＨ１Ｍ、ＵＢＨ１Ｎが形成されている。この理由は、１周目のスロット内導線部ＵＡＳ１、ＵＢＳ１には、図１３に示すように、スロット内導線部ＵＣＳ８、ＵＤＳ８が外側から挿入して密着するように装着されるときに、挿入しやすくするためである。
同様に、２周目のスロット内導線部ＵＡＳ９、ＵＢＳ９少し外周側に位置するように、捻り部ＵＡＨ９Ｍ、ＵＡＨ９Ｎ、ＵＢＨ９Ｍ、ＵＢＨ９Ｎが形成されている。同様に、３周目のスロット内導線部ＵＡＳ１７、ＵＢＳ１７少し外周側に位置するように、捻り部ＵＡＨ１７Ｍ、ＵＡＨ１７Ｎ、ＵＢＨ１７Ｍ、ＵＢＨ１７Ｎが形成されている。
図１３に示すように、第２導線ＵＣの８番目のスロット内導線部ＵＣＳ８が、第１導線ＵＡのスロット内導線部ＵＡＳ１に密着して配置される。ここで、スロット内導線部ＵＣＳ８は、通常の捻り部とは、逆方向に捻られている。
【００２２】
図１３に示すように、第１導線ＵＡのスロット内導線部ＵＡＳ１に対して、外側から第３導線ＵＣのスロット内導線部ＵＣＳ８が挿入され、密着される。スロット内導線部ＵＣＳ８は、スロット内導線部ＵＡＳ１の時計回り方向の位置（図中右側の位置）に密着して配置される。また、第２導線ＵＢのスロット内導線部ＵＢＳ１に対して、外側から第４導線ＵＤのスロット内導線部ＵＤＳ８が挿入され、密着される。スロット内導線部ＵＤＳ８は、スロット内導線部ＵＢＳ１の時計回り方向の位置（図中右側の位置）に密着して配置される。
これにより、Ｕ１相であるスロット内導線部ＵＡＣＳには、４個の導線（ＵＡＳ１Ｘ、ＵＡＳ１Ｙ、ＵＣＳ１Ｘ、ＵＣＳ１Ｙ）が、長辺を直径方向として、円周方向に密着して重ね合わされる。また、Ｕ２相であるスロット内導線部ＵＢＤＳには、４個のスロット内導線部（ＵＢＳ１Ｘ、ＵＢＳ１Ｙ、ＵＤＳ１Ｘ、ＵＤＳ１Ｙ）が、長辺を直径方向として、円周方向に密着して重ね合わされる。
２周目のスロット内導線部ＵＡＳ９、ＵＢＳ９に挿入されるスロット内導線部ＵＣＳ１６、ＵＤＳ１６、及び３周目のスロット内導線部ＵＡＳ１７、ＵＢＳ１７に挿入されるスロット内導線部ＵＣＳ２４、ＵＤＳ２４も、通常の捻り部とは逆方向に捻られている。
本実施例では、スロット内導線部ＵＣＳ８は、通常の捻り部とは、逆方向に捻られているが、通常の捻り部と同じ方向に捻っても、図１３において、スロット内導線部ＵＣＳ１の反時計回りの位置に、スロット内導線部ＵＣＳ８が位置するだけで、実施は可能である。ただし、本実施例のように、逆に捻った方が、スロット内導線部の並ぶ順番を他のスロット内導線と同じ順序とすることができる。それにより、絶縁を取りやすくすることができる利点がある。
【００２３】
絶縁が取りやすくなる理由を説明する。
図１８に、スロット内部での電気の流れの模式図を示す。
スロット１５内での第１導線ＵＡ、及び第３導線ＵＣの電気の流れは図１８に示す関係にある。よって、端部１Ｓより導線ＵＣＸを介して端部１Ｅに電流が流され、端部１Ｅと端部２Ｓは第３接続バスバＵＥ３で接続され、端部２Ｓより導線ＵＣＹを介して端部２Ｅに電流が流され、端部２Ｅと端部３Ｓは第１接続バスバＵＥ１で接続され、端部３Ｓより導線ＵＡＸを介して端部３Ｅに電流が流され、端部３Ｅと端部４Ｓは第２接続バスバＵＥ２で接続され、端部４Ｓより導線ＵＡＹを介して端部４Ｅに電流が流される。
すなわち、図１８に示されるように例えばスロット１５内では、ＵＣＳ１Ｘ、ＵＣＳ１Ｙ、ＵＡＳ２Ｘ、ＵＡＳ２Ｙの順に電流が流れる。図１８には数字の部分は＊で示している。
【００２４】
図１９に同一スロット内に配置される導線の電位差についてのグラフを示す。
スロット１５内に収められる導線ＵＡ、ＵＣ、例えばスロット内導線ＵＡＣＳ６は、スロット内導線部ＵＣＳ５Ｘ、スロット内導線部ＵＣＳ５Ｙ、スロット内導線部ＵＡＳ６Ｘ、スロット内導線部ＵＡＳ５Ｙ、の順に電流が流れる。したがって、図１９に示すように端部１Ｓと端部２Ｓの電位差Ｖ１、端部２Ｓと端部３Ｓの電位差Ｖ２、端部３Ｓと端部４Ｓの電位差Ｖ３、端部４Ｓと端部４Ｅの電位差Ｖ４となる。
スロット１５に収められたスロット内導線束ＵＡＣＳ６の、スロット内導線部ＵＣＳ５Ｘ、スロット内導線部ＵＣＳ５Ｙ、スロット内導線部ＵＡＳ６Ｘ、スロット内導線部ＵＡＳ５Ｙは、平行に並んでいるので、絶縁材料が最も電位差の高い電位差Ｖ１を絶縁できるだけの厚みがあれば良いことになる。したがって、導線ＵＡ、ＵＣの被覆に求められる絶縁被覆の厚みを薄くすることができ、絶縁を取りやすくすることができる。
【００２５】
図１２は、Ｕ相第１組導線ＵＡＣとＵ相第２組導線ＵＢＤが組み合わされた状態の１周目を示している。
Ｕ１相のスロット内導線部ＵＡＣＳと、Ｕ２相のスロット内導線部ＵＢＤＳとが、１スロット分離れて、１周に８箇所ずつ形成されている。各々のスロット内導線部ＵＡＣＳ、ＵＢＤＳにおいては、４個のスロット内導線部は、長辺がステータの直径方向となるように、円周方向に密着して重ねられて配置されている。
また、円周導線部においては、第１導線ＵＡと第２導線ＵＢによる円周導線部ＵＡＢＥと、第３導線ＵＣと第４導線ＵＤによる円周導線部ＵＣＤＥが、交互に上下位置を交換しながら、配置されている。円周導線部ＵＡＢＥと円周導線部ＵＣＤＥとは共に、短辺がステータの直径方向になるようにして、直径方向に密着して重ね合わされて配置されている。
【００２６】
図７のうち、第１導線ＵＡと第３導線ＵＣとより構成される第１組導線ＵＡＣ部分を抜き出したものを図１１に示す。図１１のＮ部の拡大図を図１４に示す。
図７には、第１組導線ＵＡＣの１周目のみを表示している。１周目の各スロット内導線部は、Ｕ相の第１導線ＵＡ（ＵＡＸ＋ＵＡＹ）と、第３導線ＵＣ（ＵＣＸ＋ＵＣＹ）の計４本の導線により構成されている。
例えば、図１４に示すように、例えば、スロット内導線部ＵＡＣＳ８は、上端において円周導線部ＵＣＥ７（ＵＣＥ７Ｘ＋ＵＣＥ７Ｙ）と接続しているスロット内導線部ＵＣＳ７（ＵＣＳ７Ｘ＋ＵＣＳ７Ｙ）と、上端において円周導線部ＵＡＥ７（ＵＡＥ７Ｘ＋ＵＡＥ７Ｙ）と接続しているスロット内導線部ＵＡＳ８（ＵＡＳ８Ｘ＋ＵＡＳ８Ｙ）の計４本（ＵＡＳ８Ｙ、ＵＡＳ８Ｘ、ＵＣＳ７Ｙ、ＵＣＳ７Ｘ）で構成されている。
スロット内導線部ＵＣＳ７Ｘは、上端側の捻り部ＵＣＨ７ＭＸを介して、円周導線部ＵＣＥ７Ｘに接続している。また、スロット内導線部ＵＣＳ７Ｙは、捻り部ＵＣＨ７ＭＹを介して、円周導線部ＵＣＥ７Ｙに接続している。また、スロット内導線部ＵＡＳ８Ｘは、上端側の捻り部ＵＡＨ８ＭＸを介して、円周導線部ＵＡＥ７Ｘに接続している。また、スロット内導線部ＵＡＳ８Ｙは、捻り部ＵＡＨ８ＭＹを介して、円周導線部ＵＡＥ７Ｙに接続している。
【００２７】
また、図１１に示すように、スロット内導線部ＵＡＣＳ８は、下端において円周導線部ＵＡＥ８及びＵＣＥ６と接続している。
図示しないが、スロット内導線部ＵＣＳ７Ｘは、下端側の捻り部ＵＣＨ７ＮＸを介して、円周導線部ＵＣＥ６Ｘに接続している。また、スロット内導線部ＵＣＳ７Ｙは、捻り部ＵＣＨ７ＮＹを介して、円周導線部ＵＣＥ６Ｙに接続している。また、スロット内導線部ＵＡＳ８Ｘは、下端側の捻り部ＵＡＨ８ＮＸを介して、円周導線部ＵＡＥ８Ｘに接続している。また、スロット内導線部ＵＡＳ８Ｙは、捻り部ＵＡＨ８ＮＹを介して、円周導線部ＵＡＥ８Ｙに接続している。
各捻り部ＵＡＨ８ＮＹ、ＵＡＨ８ＮＸ、ＵＣＨ７ＮＹ、ＵＣＨ７ＮＸは、図１４に示すのと逆向きに捻られており、順次密着して積み重ねられた構造をなしている。
【００２８】
これにより、スロット内導線部ＵＡＣＳ８においては、４個のスロット内導線部（ＵＣＳ７Ｘ、ＵＣＳ７Ｙ、ＵＡＳ８Ｘ、ＵＡＳ８Ｙ）は、長辺がステータの直径方向となるように、円周方向に密着して重ねられて配置されている。図に示すように、導線ＵＡＳ８Ｙの右側に、導線ＵＡＳ８Ｘ、導線ＵＣＳ７Ｙ、導線ＵＣＳ７Ｘが、順次密着して配置されている。
また、円周導線部においては、第１導線ＵＡの円周導線部ＵＡＥ７Ｘと、円周導線部ＵＡＥ７Ｙとは、短辺がステータの直径方向になるようにして、直径方向に密着して重ね合わされて配置されている。また、第３導線ＵＣの円周導線部ＵＣＥ７Ｘと、円周導線部ＵＣＥ７Ｙとは、短辺がステータの直径方向になるようにして、直径方向に密着して重ね合わされて配置されている。
【００２９】
図１５に、ステータにおけるスロット内導線部の配置を概念図で示す。便宜的に、本来円周上に配置されているスロットを、直線的に配置して表示している。
スロット内導線部は、Ｕ相の第１組導線ＵＡＣ（導線ＵＡ＋導線ＵＣ）からなるＵ１相、Ｕ相の第２組導線ＵＢＤ（導線ＵＢ＋導線ＵＤ）からなるＵ２相、Ｖ相の第１組導線ＶＡＣ（導線ＶＡ＋導線ＶＣ）からなるＶ１相、Ｖ相の第２組導線ＶＢＤ（導線ＶＢ＋導線ＶＤ）からなるＶ２相、Ｗ相の第１組導線ＷＡＣ（導線ＷＡ＋導線ＷＣ）からなるＷ１相、Ｗ相の第２組導線ＷＢＤ（導線ＷＢ＋導線ＷＤ）からなるＷ２相が順次並んで配置されている。
各スロット内導線部Ｓには、１周目に４本のスロット内導線部Ｓが密着して配置されている。例えば、Ｕ１相の１周目に配置されているスロット内導線部ＵＡＣＳ６は、図１５に示すように、左側から、ＵＡＳ６Ｙ、ＵＡＳ６Ｘ、ＵＣＳ５Ｙ、ＵＣＳ５Ｘと、長辺が直径方向になるように、円周方向で順次密着して重ねられて配置されている。スロット内導線部ＵＣＳ５（ＵＣＳ５Ｘ＋ＵＣＳ５Ｙ）は、図１５に示すように上側に表れた円周導線部ＵＣＥ５により、次のＵ１相スロットに配置されたＵＡＣＳ７に接続している。
また、スロット内導線部ＵＡＳ６は、下側に隠れている円周導線部ＵＡＥ６により、次のＵ１相スロットに配置されたＵＡＣＳ７に接続している。
【００３０】
同様に、スロット内導線部ＵＢＤＳ６は、左側から、４個のスロット内導線部ＵＢＳ６Ｙ、ＵＢＳ６Ｘ、ＵＤＳ５Ｙ、ＵＤＳ５Ｘが、長辺が直径方向になるように、円周方向で順次密着して重ねられて配置されている。
Ｕ２相の１周目に配置されているスロット内導線部ＵＤＳ５（ＵＤＳ５Ｘ＋ＵＤＳ５Ｙ）は、図１５に示すように上側に表れた円周導線部ＵＤＥ５により、次のＵ１相スロットに配置されたＵＢＤＳ７に接続している。
また、スロット内導線部ＵＢＳ６は、下側に隠れている円周導線部ＵＢＥ６により、次のＵ１相スロットに配置されたＵＢＤＳ７に接続している。
図１６に、円周導線部付近の断面図を示す。図１６に示すように、Ｕ１相とＵ２相が直径方向に重ねられて配置されており、次に、Ｖ１相とＶ２相が直径方向に重ねられて配置されており、次に、Ｗ１相とＷ２相が直径方向に重ねられて配置されているので、相間絶縁紙２１を装着する箇所を少なくすることができる。
Ｖ１相、Ｖ２相、Ｗ１相、Ｗ２相の導線の形状については、詳細な説明を割愛するが、Ｖ１相、Ｖ２相、Ｗ１相、Ｗ２相の捻り部は、他相と干渉しないように、また挿入しやすいように、捻り部で調整している。
【００３１】
コイル籠は、図５に示すように、３周目まで巻かれて完成される。図１５に示すように、Ｕ１相の１周目のスロット内導線部ＵＡＣＳ６の外周にスロット内導線部ＵＡＣＳ１４が配置され、さらにその外周にスロット内導線部ＵＡＣＳ２２が配置される。また、Ｕ１相の１周目のスロット内導線部ＵＡＣＳ７の外周にスロット内導線部ＵＡＣＳ１５が配置され、さらにその外周にスロット内導線部ＵＡＣＳ２３が配置される。
Ｕ２相の１周目のスロット内導線部ＵＢＤＳ６の外周にスロット内導線部ＵＢＤＳ１４が配置され、さらにその外周にスロット内導線部ＵＢＤＳ２３が配置される。また、Ｕ２相の１周目のスロット内導線部ＵＢＤＳ７の外周にスロット内導線部ＵＢＤＳ１５が配置され、さらにその外周にスロット内導線部ＵＢＤＳ２３が配置される
図５に示すものを完全に巻き取ることにより、コイル籠が完成する。さらに、コイル籠に対して、分割された分割コア部材Ｈを、各スロット内導線部の間の空間に、外周から装着し固定する。そして、外部接続端子を固着する。これにより、図１７に示すステータが完成する。
【００３２】
以上、詳細に説明したように、本実施例のステータ及びコイル籠によれば、スロット内に導線を有するステータにおいて、導線（ＵＡ，ＵＢ，ＵＣ，ＵＤ，ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤ，ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤ）が、断面が矩形状であり、つづら折り状に連続して形成されていること、導線がスロット内に、矩形の長辺がステータの直径方向となるように、複数重ねて配置されたスロット内導線部Ｓを有すること、導線がコイルエンドに、矩形の短辺がステータの直径方向となるように、複数重ねて配置された円周導線部Ｅを有すること、導線がスロット内導線部Ｓと円周導線部Ｅとを接続する捻り接続部Ｈを有すること、を特徴とするので、コイルエンドにおいて、コイルを編み込む必要がないため、生産効率を上げることができる。
また、スロット内において、複数のスロット内導線部Ｓを円周方向で重ねることができるので、他相と干渉しない位置にスロット内導線Ｓを配置することができるため、最小経路でスロット間を結線することができ、コイルエンドを最小とすることができる。
すなわち、円周導線部Ｅとして、断面が矩形状の導線を短辺がステータの円周方向で重ねて配置することにより、コイルエンドでの占有空間を最小とすることができる。同時に、スロット内導線Ｓは、断面の矩形の長辺をステータの直径方向に配置しているので、スロット内でのスロット内導線部Ｓの位置を、スロット間の結線が他相と干渉しないように、定めることができるため、スロット間の結線を短くすることができ、コイルエンドを小さくすることができる。
【００３３】
また、本発明のステータ、及びコイル籠は、同じ円周導線部Ｅの両端にある捻り接続部Ｈが、逆向きに捻られていること、スロット内導線部Ｓが、スロットに逆方向から挿入される対の導線（例えば、ＵＡとＵＣ、ＵＢとＵＤ）から構成され、対の導線が円周方向で重ねて配置されていることを特徴とするので、スロット内でのスロット内導線部Ｓの位置を、スロット間の結線が他相と干渉しないように、定めることができるため、スロット間の結線を短くすることができ、コイルエンドを小さくすることができる。また、平板状に形成した導線のうち、スロット内導線部Ｓを把持して、９０度以上の捻りを与えることにより、円周導線部Ｅとスロット導線部Ｓとの間に、捻り導線部Ｈを容易に加工することができる。例えば、導線は、断面が矩形であり、短辺が１ｍｍ、長辺が９ｍｍの銅線であるため、スプリングバックが少なく、容易に捻り加工を行うことができる。
また、本発明のステータ、及びコイル籠は、Ｕ相第１組導線ＵＡＣ、Ｕ相第２組導線ＵＢＤ、Ｖ相第１組導線ＶＡＣ、Ｖ相第２組導線ＶＢＤ、Ｗ相第１組導線ＷＡＣ、及びＷ相第２組導線ＷＢＤが、順次重ね合わしたものを、複数周巻き取って製造されるコイル籠を有することを特徴とするので、コイルを編み込む必要がないため、生産効率を上げることができる。また、スロット内において、他相と干渉しない位置にスロット内導線部Ｓを配置することができるため、最小経路でスロット間を結線することができ、コイルエンドを最小とすることができる。
【００３４】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施例では、ステータ組立をモールドする工程の説明を省略したが、図１７に示すステータ組立を樹脂でモールドして、ステータとしても良い。
また、本実施例では、スロット内導線部Ｓとして、４個の矩形状導線（ＵＡＳＸ、ＵＡＳＹ、ＵＣＳＸ、ＵＣＳＹ）を重ねたが、導線ＵＡと導線ＵＣを１ピッチずらすことにより、２個（ＵＡＳＸ、ＵＣＳＸ）を重ねて構成しても良い。また、導線ＵＡと導線ＵＣとを各々３個の導線で構成することにより、６個（ＵＡＳＸ、ＵＡＳＹ、ＵＡＳＺ、ＵＣＳＸ、ＵＣＳＹ、ＵＣＳＺ）を重ねて構成しても良い。また、導線ＵＡと導線ＵＣとを各々４個の導線で構成することにより、６個（ＵＡＳＸ、ＵＡＳＹ、ＵＡＳＺ、ＵＡＳＺＺ、ＵＣＳＸ、ＵＣＳＹ、ＵＣＳＺ、ＵＣＳＺＺ）を重ねて構成しても良い。また、１個のスロット内導線部（ＵＡＳＸ）を配置することも可能である。
また、本実施例では、捻り部Ｈを曲面で形成しているが、段差を有する平面で形成することも可能である。
また、本実施例では、円周導線部Ｅを、元の導線の形状のままとしているが、プレス加工により、元の形状よりさらに薄くしても良い。円周導線部Ｅをプレス加工により、さらに薄くすることにより、直径方向の大きさを小型化することができる。
【符号の説明】
【００３５】
ＵＡ，ＵＢ，ＵＣ，ＵＤ  Ｕ相導線
ＵＡＣ  Ｕ相第１組導線
ＵＢＤ  Ｕ相第２組導線
ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤ  Ｖ相導線
ＶＡＣ  Ｖ相第１組導線
ＶＢＤ  Ｖ相第２組導線
ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤ  Ｗ相導線
ＷＡＣ  Ｗ相第１組導線
ＷＢＤ  Ｗ相第２組導線
ＨＭ    （上側の）捻り部
ＨＮ    （下側の）捻り部
Ｓ      スロット内導線部
Ｅ      円周導線部
２１    相間絶縁紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010178457.tif 000017
【図１６】
2010178457.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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