(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に所定の間隔で配置され放射状に突出する複数のティースに、巻線をＭ層積層するように巻回することで構成される突極集中巻きコイルであって、
第Ｍ−１層は、
前記巻線を前記ティースの周りにＮ回巻回することで構成され、
前記巻線が前記ステータコアの径方向外側から径方向内側に向かって１周目からＮ−２周目まで周回数が増えるように巻回され、さらにＮ周目の巻線がＮ−１周目の巻線より前記ステータコアの径方向外側に位置するように巻回されて構成され、
前記ティースの周方向一端側において、Ｎ周目の巻線とＮ−１周目の巻線とが近接しており、
前記ティースの周方向他端側において、Ｎ周目の巻線とＮ−１周目の巻線とが離間しており、
前記ティースの周方向一端側のＮ−１周目の巻線と前記ティースの周方向他端側のＮ−２周目の巻線をつなぐ第１移行部と、前記ティースの周方向一端側のＮ周目の巻線と前記ティースの周方向他端側のＮ−１周目の巻線をつなぐ第２移行部とが、前記ステータの軸方向一端側において軸方向でオーバラップし、
第Ｍ層は、
前記巻線を前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に向かって周回数が増えるように巻き回され、前記巻線が前記第Ｍ−１層に比べて前記ステータの径方向外側に寄っている
ことを特徴とする突極集中巻きコイル。
【請求項２】
Ｍは３以上であって、前記第Ｍ−１層の内側にさらに第Ｍ−２層が存在することを特徴とする請求項１に記載の突極集中巻きコイル。
【請求項３】
前記ティースの周方向他端側のＮ周目の巻線とＮ−１周目の巻線とは、周方向で隣り合うコイルの前記第Ｍ−１層の最内径部に位置する巻線との干渉を避けるように、１本の巻線分だけ離間していることを特徴とする請求項１又は２に記載の突極集中巻きコイル。
【請求項４】
前記第Ｍ層には、前記ティースの周方向一端側の巻線間の一部に、周方向で隣り合うコイルの第Ｍ層の最内径部に位置する巻線との干渉を避けるように、１本の巻線分だけ離間していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の突極集中巻きコイル。
【請求項５】
周方向に所定の間隔で配置され放射状に突出する複数のティースに、巻線をＭ層積層するように巻回することで構成される突極集中巻きコイルの製造方法であって、
第Ｍ−１層は、
前記巻線を前記ティースの周りにＮ回巻回することで構成され、
前記巻線が前記ステータコアの径方向外側から径方向内側に向かって１周目からＮ−２周目まで周回数が増えるように巻回され、さらにＮ周目の巻線がＮ−１周目の巻線より前記ステータコアの径方向外側に位置するように巻回されて構成され、
前記ティースの周方向一端側において、Ｎ周目の巻線とＮ−１周目の巻線とが近接しており、
前記ティースの周方向他端側において、Ｎ周目の巻線とＮ−１周目の巻線とが離間しており、
前記ティースの周方向一端側のＮ−１周目の巻線と前記ティースの周方向他端側のＮ−２周目の巻線をつなぐ第１移行部と、前記ティースの周方向一端側のＮ周目の巻線と前記ティースの周方向他端側のＮ−１周目の巻線をつなぐ第２移行部とが、前記ステータの軸方向一端側において軸方向でオーバラップし、
第Ｍ層は、
前記巻線を前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に向かって周回数が増えるように巻き回され、前記巻線が前記第Ｍ−１層に比べて前記ステータの径方向外側に寄るように、
前記巻線を巻回することを特徴とする突極集中巻きコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車に搭載される電動機のステータに巻回される突極集中巻きコイル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動機のステータは、低損失化と小型化のため、コイルを収容する巻線スロットの占積率を高めることが望ましい。このような観点から、電動機のステータの巻線方法に関する従来の技術としては、例えば、半径方向に延びる複数のティースに対してコイルを直接巻回する巻線方法において、コイルの巻線を導出するノズルをティースの周囲に移動させて、巻線を順次巻回すると共に、この巻回の際のノズルの前後動を調節することによって、各ティースの半径方向の内側よりも外側の方が多くなるように巻線を行う技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
従来の電動機のステータは、以上のように構成されており、このコイル部の一部を拡大して断面図で表せば図１６のようになっている。図１６に示すように、ステータコア１０１の円環状の支持部１０２から半径方向に延びるティース１０３にインシュレータ１０４を介して巻回されたコイル１０５は半径方向の内側よりも外側の方が多く巻回されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３２７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように従来の電動機のステータでは、多く巻回された箇所が隣のコイルと同じ箇所となっているため、隣同士のコイルが干渉してしまい、それ以上に高密度の巻線を行うことができないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、スロットの断面積を有効に利用して隣り合うコイルの干渉を防ぎ高密度に巻線の巻回を行うことができる電動機の突極集中巻きコイル及びその製造方法を提供することを目的とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
周方向に所定の間隔で配置され放射状に突出する複数のティース（例えば、後述の実施形態におけるティース１１ｂ）に、巻線（例えば、後述の実施形態におけるパラ巻線１４）をＭ層積層するように巻回することで構成される突極集中巻きコイル（例えば、後述の実施形態におけるコイル１３）であって、
第Ｍ−１層（例えば、後述の実施形態に第２層）は、
前記巻線を前記ティースの周りにＮ回巻回することで構成され、
前記巻線が前記ステータコアの径方向外側から径方向内側に向かって１周目からＮ−２周目まで周回数が増えるように巻回され、さらにＮ周目の巻線がＮ−１周目の巻線より前記ステータコアの径方向外側に位置するように巻回されて構成され、
前記ティースの周方向一端側において、Ｎ周目の巻線とＮ−１周目の巻線とが近接しており、
前記ティースの周方向他端側において、Ｎ周目の巻線とＮ−１周目の巻線とが離間しており、
前記ティースの周方向一端側のＮ−１周目の巻線と前記ティースの周方向他端側のＮ−２周目の巻線をつなぐ第１移行部（例えば、後述の実施形態に周回移行部１４Ｑ）と、前記ティースの周方向一端側のＮ周目の巻線と前記ティースの周方向他端側のＮ−１周目の巻線をつなぐ第２移行部（例えば、後述の実施形態に周回移行部１４Ｒ）とが、前記ステータの軸方向一端側において軸方向でオーバラップし、
第Ｍ層（例えば、後述の実施形態に第３層）は、
前記巻線を前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に向かって周回数が増えるように巻き回され、前記巻線が前記第Ｍ−１層に比べて前記ステータの径方向外側に寄っていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、Ｍは３以上であって、前記第Ｍ−１層の内側にさらに第Ｍ−２層が存在することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加えて、前記ティースの周方向他端側のＮ周目の巻線とＮ−１周目の巻線とは、周方向で隣り合うコイルの前記第Ｍ−１層の最内径部に位置する巻線との干渉を避けるように、１本の巻線分だけ離間していることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかの構成に加えて、前記第Ｍ層には、前記ティースの周方向一端側の巻線間の一部に、周方向で隣り合うコイルの第Ｍ層の最内径部に位置する巻線との干渉を避けるように、１本の巻線分だけ離間していることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、
周方向に所定の間隔で配置され放射状に突出する複数のティース（例えば、後述の実施形態におけるティース１１ｂ）に、巻線（例えば、後述の実施形態におけるパラ巻線１４）をＭ層積層するように巻回することで構成される突極集中巻きコイル（例えば、後述の実施形態におけるコイル１３）の製造方法であって、
第Ｍ−１層（例えば、後述の実施形態に第２層）は、
前記巻線を前記ティースの周りにＮ回巻回することで構成され、
前記巻線が前記ステータコアの径方向外側から径方向内側に向かって１周目からＮ−２周目まで周回数が増えるように巻回され、さらにＮ周目の巻線がＮ−１周目の巻線より前記ステータコアの径方向外側に位置するように巻回されて構成され、
前記ティースの周方向一端側において、Ｎ周目の巻線とＮ−１周目の巻線とが近接しており、
前記ティースの周方向他端側において、Ｎ周目の巻線とＮ−１周目の巻線とが離間しており、
前記ティースの周方向一端側のＮ−１周目の巻線と前記ティースの周方向他端側のＮ−２周目の巻線をつなぐ第１移行部（例えば、後述の実施形態に周回移行部１４Ｑ）と、前記ティースの周方向一端側のＮ周目の巻線と前記ティースの周方向他端側のＮ−１周目の巻線をつなぐ第２移行部（例えば、後述の実施形態に周回移行部１４Ｒ）とが、前記ステータの軸方向一端側において軸方向でオーバラップし、
第Ｍ層（例えば、後述の実施形態に第３層）は、
前記巻線を前記ステータコアの径方向内側から径方向外側に向かって周回数が増えるように巻き回され、前記巻線が前記第Ｍ−１層に比べて前記ステータの径方向外側に寄るように、前記巻線を巻回することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び５の発明によれば、隣り合うコイル同士の干渉を回避できるため、巻線の占積率を向上させることができる。また、第Ｍ−１層から第Ｍ層に巻線を移行させるときに移行部分に角度がつきにくいので、移行時に巻線が所望の位置に位置決めしやすくなる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、第Ｍ−１層のコイルが第Ｍ−１層の内側に位置する第Ｍ−２層の巻線に支持されるため、第Ｍ−１層の巻線の位置決めがしやすくなる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、最小の隙間で隣り合うコイル同士の干渉を回避できるため、巻線の占積率をより向上させることができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、径方向外側でも隣り合うコイル同士の干渉を回避できるため、巻線の占積率をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のコイルが適用されるアウターロータ型電動機の要部縦断面図である。
【図２】図１におけるステータの正面図である。
【図３】ステータコアの正面図である。
【図４】インシュレータの斜視図である。
【図５】インシュレータの正面図である。
【図６】図５におけるＡ‐Ａ線断面図である。
【図７】図５におけるＢ‐Ｂ線断面図である。
【図８】（ａ）はインシュレータに巻線が巻回されたコイルの正面図であり、（ｂ）はインシュレータに巻線が巻回されたコイルの背面図である。
【図９】コイルの要部拡大側面図である。
【図１０】インシュレータに巻線を巻回する工程を示す説明図である。
【図１１】巻線がインシュレータに複数層に亘って巻回される工程を示す軸直交方向の断面図であり、（ａ）は第１層目を形成する工程を説明する図であり、（ｂ）は第２層目を形成する工程を説明する図であり、（ｃ）は第３層目を形成する工程を説明する図である。
【図１２】第２層目を形成する工程を具体的に説明する軸直交方向の断面図である。
【図１３】巻線が巻回されたインシュレータをステータコアのティースに装着する状態を示す説明図である。
【図１４】周方向で隣り合うコイルの関係を示す軸直交方向の断面図である。
【図１５】比較例の第２層目を形成する工程を具体的に説明する軸直交方向の断面図である。
【図１６】特許文献１に記載の周方向で隣り合うコイルの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１８】
図１は本発明のコイルが適用されるアウターロータ型電動機の縦断面図である。図１に示すように、本実施形態の電動機は、３相８極のアウターロータ型電動機１であり、モータハウジング２にボルト３により固定されたステータ１０と、ステータ１０の外周側に僅かな隙間を介して配置される円環状のロータ４とを備える。
【００１９】
ロータ４は、電磁鋼板が積層されてなるロータコア６ａに磁石６ｂが埋め込まれた円環状のロータヨーク６が、縁付円盤状の支持部材５の縁部内周面５ａに固定されており、モータハウジング２に内嵌する玉軸受７、７によって回転自在に支持された回転軸８に一体回転可能に固定されている。ロータ４は、ステータ１０に発生させる回転磁界によって回転駆動される。支持部材５の基部５ｂとステータ１０の間には、回転軸８の回転速度を検出するレゾルバ９が配設されている。
【００２０】
ステータ１０は、図２および図３に示すように、ステータコア１１と、複数（本実施形態では２４個）のコイル１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）とを備える。ステータコア１１は、複数の電磁鋼板がステータ１０の軸方向、即ち、図３において紙面と垂直方向に積層されて構成され、円環状の支持部１１ａから半径方向外側に向かって放射状に突出形成され、周方向に並ぶ複数（２４個）のティース１１ｂを有する。コイル１３は、所定本数の導線からなる巻線（本実施形態では、２本の導線からなる束線であり、以下パラ巻線と呼ぶ。）１４を、絶縁特性を有する合成樹脂などで形成されたインシュレータ１２を介してステータコア１１のそれぞれのティース１１ｂの周囲に突極集中巻きによって巻回することで形成される。
【００２１】
コイル１３は、それぞれ８個ずつのＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相のコイルからなり、Ｕ相コイル１３ｕ、Ｖ相コイル１３ｖ、及びＷ相コイル１３ｗが、時計方向にこの順で配置されてティース１１ｂに巻回されている。即ち、他相のコイル１３（例えば、Ｖ相コイル１３ｖ、及びＷ相コイル１３ｗ）を挟んで配置される同相のコイル１３（例えば、Ｕ相コイル１３ｕ）同士は、他相のコイル１３を跨いで配索される渡り部１４Ｔにより接続されている。
【００２２】
各相８個ずつのコイル１３（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイル１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）は、１つのコイル群１８（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイル群１８ｕ、１８ｖ、１８ｗ）を構成し、各コイル群１８（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイル群１８ｕ、１８ｖ、１８ｗ）に属する８個のコイル１３（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイル１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）は、同一のパラ巻線１４（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相パラ巻線１４ｕ、１４ｖ、１４ｗ）によって連続して巻回されている。
【００２３】
Ｕ相コイル群１８ｕのＵ相パラ巻線１４ｕの一方の端部がＵ相接続端子１５ｕに接続され、Ｖ相コイル群１８ｖのＶ相パラ巻線１４ｖの一方の端部がＶ相接続端子１５ｖに接続され、Ｗ相コイル群１８ｗのＷ相パラ巻線１４ｗの一方の端部がＷ相接続端子１５ｗに接続されている。また、各コイル群１８（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイル群１８ｕ、１８ｖ、１８ｗ）のパラ巻線１４（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相パラ巻線１４ｕ、１４ｕ、１４ｖ）の他方の端部は、中点端子１６に接続されている。
【００２４】
ステータコア１１の支持部１１ａの内周側には、ボルト穴１７をそれぞれ有する複数（本実施形態では６個）の凸部１１ｃが形成されている。このボルト穴１７に挿通されるボルト３によりステータ１０がモータハウジング２に固定される（図１参照）。
【００２５】
図４から図７に示すように、インシュレータ１２は、パラ巻線１４が巻回される胴部２４と、該胴部２４の径方向両端部に設けられた外周側鍔部２５及び内周側鍔部２６と、を有する。胴部２４は、ステータ１０の軸方向に向いて対向する壁２０，２１及びステータ１０の周方向に向いて対向する壁２２、２３によって、径方向に貫通する角穴２４ａを有して断面矩形の筒状に形成される。角穴２４ａの大きさは、ステータコア１１のティース１１ｂより僅かに大きく、ティース１１ｂが挿通可能である。壁２２、２３には、パラ巻線１４を巻回する際、パラ巻線１４を位置決めするための複数の凹溝２７が、角穴２４ａの軸芯に対して直交する方向に設けられている。
【００２６】
外周側鍔部２５の壁２０側の端部には、径方向外側に延出する外側隔壁２８が形成されている。外側壁部２８の周方向一端面（図５中、左端面）２８ａと径方向内側面２８ｂとの隅部には、軸方向において胴部２４と反対側の軸方向一端側に突出する外側巻線支持部３０が形成される。外側巻線支持部３０は、外側隔壁２８の周方向一端面２８ａの径方向中間部分と、径方向内側面２８ｂの周方向一端から略１／３中心寄りの部分とを結ぶ一辺Ｃ、外側隔壁２８の周方向一端面２８ａの内側寄り部分、及び、径方向内側面２８ｂの周方向一端寄り部分を軸方向に延出することで略三角柱状に形成され、該一辺Ｃを軸方向に延出することで形成される径方向外向き傾斜面３０ｃと、外側隔壁２８の周方向一端面２８ａを軸方向に延出した端面３０ｄとの頂部は曲面状に形成された湾曲面３０ｂを構成している。
【００２７】
また、外側巻線支持部３０の径方向外向き傾斜面３０ｃと、外側壁部２８との間には、該１辺Ｃと平行な段部３０ａが設けられている。さらに、外側隔壁２８の周方向中間部で、且つ径方向内側部分には、傾斜面３０ｃの径方向内側部分と対向し、該一辺Ｃと略平行な側面を有するガイド突部３１が形成されている。そして、外側巻線支持部３０の傾斜面３０ｃとガイド突部３１の側面との間に溝部３２を形成する。
【００２８】
また、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分は、径方向から見て、周方向一端面側から他端面（図５中、右端面）側に向かって徐々に幅広に形成されており、また、軸方向から見て、周方向中間部から周方向他端面に向かって徐々に肉厚に形成されている。内周側鍔部２６の周方向他端面と径方向外側面との隅部には、軸方向一端側に突出する略三角柱状の内側巻線支持部３４が設けられている。また、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分には、周方向中間部から周方向他端面に向かうにつれて径方向内側に傾斜する傾斜面３３が形成されており、この傾斜面３３は、内側巻線支持部３４の径方向内向き傾斜面３４ａと対向して溝部３５を形成する。さらに、内周側鍔部２６の軸方向一端側部分と、壁２０との境界部分には、周方向他端面側から周方向一端面側へと壁２０に沿って最初に巻回されるパラ巻線１４を案内する、内周側鍔部２６に対して傾斜した案内部３６が形成されており、また、案内部３６と内周側鍔部２６との間には、溝部３５から胴部２４へ向かうパラ巻線１４を軸方向に案内する段部３６ａが形成される。
【００２９】
また、インシュレータ１２の外側巻線支持部３０と内側巻線支持部３４とは、外側巻線支持部３０と内側巻線支持部３４を結ぶ仮想直線Ｍがインシュレータ１２の周方向中間部を通過して径方向に延びる径方向中心線ＣＬに対して傾斜して配置され、これにより、渡り部１４Ｔの長さを短くすることができる。
【００３０】
コイル１３は、詳細は後述するが、図８に示すように、インシュレータ１２の胴部２４の周囲にパラ巻線１４が複数回に亘って胴部２４の内側から外側にＭ層（本実施形態では３層）形成されるように巻回されて構成される。そして、インシュレータ１２の胴部２４に巻回されたコイル１３では、第１巻き端４１が胴部２４の径方向外側寄りに位置し、第２巻き端４２が胴部２４の径方向内側寄りに位置する。そして、第１巻き端４１から渡り部１４Ｔに向けて延びるパラ巻線１４は、溝部３２を通過し、パラ巻線１４が径方向外向き傾斜面３０ｃに軸方向に並ぶようにして傾斜面３０ｃに沿って斜め上方に延び、さらに、外側巻線支持部３０の湾曲面３０ｂに沿って巻き掛けられて係止され、外側支持点Ｄで支持される。また、第２巻き端４２から渡り部１４Ｔに向けて延びるパラ巻線１４は、パラ巻線１４が径方向内向き傾斜面３４ａに軸方向に並ぶようにして溝部３５を斜め下方に通過し、内側巻線支持部３４に係止されて内側支持点Ｅで支持される。このとき、外側巻線支持部３０が、内側巻線支持部３４より径方向においてコイル１３から離れており、コイル１３の最外径部から外側巻線支持部３０の最外径部までの距離Ｈ１は、コイル１３の最内径部から内側巻線支持部３４の最内径部までの距離Ｈ２より大きくなっている。これにより、スペースの狭い内径側でパラ巻線１４が干渉するのが確実に防止される。
【００３１】
図９はコイルの外側隔壁２８付近を拡大して示す側面図であり、コイル１３の軸方向一端側の側面１３ａよりも外側巻線支持部３０と内側巻線支持部３４が軸方向外側突出して配置される。巻回されたコイル１３の側面１３ａから外側巻線支持部３０の段部３０ａまでの距離Ｘは、パラ巻線１４の幅ｄより長く設定されている。これにより、第１巻き端４１側が外側巻線支持部３０の外側支持点Ｄで支持され、第２巻き端４２側が同相のコイル１３の中で隣接するコイル１３の内側巻線支持部３４の内側支持点Ｅで支持される渡り部１４Ｔは、異相コイル１３を跨いで配置されても、各コイル１３のパラ巻線１４から軸方向外側に離間して位置しているので、接触が確実に防止される。
【００３２】
図１０はインシュレータにパラ巻線を巻回する状態を示す説明図であり、複数（本実施形態では８個）のインシュレータ１２が、保持具５０に外側隔壁２８を下にして所定の間隔で保持される。パラ巻線１４は、インシュレータ１２の周囲を回転、且つ上下移動可能な巻線装置のノズル５１によって吐出され、複数のインシュレータ１２に順次巻回される。
【００３３】
具体的に、第１のインシュレータ１２Ａにパラ巻線１４の第１巻き端４１を巻き終わったノズル５１は、外側巻線支持部３０の形状に沿って斜め下方に移動してパラ巻線１４を溝部３２に挿通させるとともに湾曲面３０ｂに巻掛けられ、張力を付与しながら斜め上方に移動して、パラ巻線１４を外側巻線支持部３０の外側支持点Ｄで支持させる。そして、第２のインシュレータ１２Ｂに移動し、パラ巻線１４を内側巻線支持部３４の溝部３５に挿通して内側支持点Ｅで支持し、張力を付与しながらノズル５１からパラ巻線１４を導出して第２のインシュレータ１２Ｂに巻回する。以後同様にして、第３〜第８のインシュレータ１２に連続して同一のパラ巻線１４を巻回する。
【００３４】
図１１は、パラ巻線１４がインシュレータ１２に複数層に亘って巻回される工程を示す軸直交方向の断面図であり、（ａ）は第１層目を形成する工程を説明する図であり、（ｂ）は第２層目を形成する工程を説明する図であり、（ｃ）は第３層目を形成する工程を説明する図であり、図１２は第２層目を形成する工程を具体的に説明する軸直交方向の断面図である。なお、図１１及び図１２は、簡単のため図１０と上下を逆にして記載し、さらにハッチングを省略している。
【００３５】
パラ巻線１４の各インシュレータ１２への巻回は、先ず、図１１（ａ）に示すように、ステータコア１１の径方向内側から径方向外側に周回数が増えるようにインシュレータ１２の胴部２４上に第１層巻線１４１が形成される。
【００３６】
第１層巻線１４１が外周側鍔部２５に達すると、続いて第２層巻線１４２が、図１１（ｂ）に示すように、第１層巻線１４１の略半分の位置を越えて略３/４程度まで径方向外側から径方向内側に向かって第１層巻線１４１の上に巻回される。第２層巻線１４２は、パラ巻線１４をＮ回巻回することで構成され、一周は、インシュレータ１２の周りを周方向一端側（図中左側）から軸方向他端側（紙面裏側）を通って周方向他端側（図中右側）に至り、さらに軸方向一端側（紙面表側）を通って完了する。
【００３７】
ここで、第２層巻線１４２は、径方向外側から径方向内側に向かって１周目からＮ−２周目まで１周目、２周目、・・、Ｎ−３周目、Ｎ−２周目と周回数が増えるよう巻回される。そして、Ｎ−１周目のパラ巻線１４は、周方向一端側においてＮ−２周目のパラ巻線１４から径方向内側にパラ巻線１４の導線数ｎ（本実施形態では２本）だけ間隔をあけて巻き始められ（図１２（ａ））、周方向他端側においてＮ−２周目のパラ巻線１４から径方向内側にパラ巻線１４の導線数ｎ＋１（本実施形態では３本）だけ間隔をあけて巻回される（図１２（ｂ））。従って、軸方向一端側においはＮ−２周目のパラ巻線１４とＮ−１周目のパラ巻線１４との間に隙間Ｔ１が形成され、軸方向他端側においてはＮ−２周目のパラ巻線１４とＮ−１周目のパラ巻線１４との間に隙間Ｔ２が形成される。
【００３８】
続いて、Ｎ周目のパラ巻線１４は、周方向他端側のＮ−１周目と周方向一端側のＮ周目をつなぐパラ巻線１４の周回移行部１４Ｒが、周方向一端側のＮ−１周目と周方向他端側のＮ−２周目のパラ巻線１４をつなぐ周回移行部１４Ｑと交差するように、径方向外側に巻かれ、軸方向一端側においてＮ−２周目のパラ巻線１４とＮ−１周目のパラ巻線１４との間の隙間Ｔ１に配置される（図１２（ｃ））。隙間Ｔ１を埋めるように配置されたＮ周目のパラ巻線１４は、軸方向他端側を通って、周方向他端側においてＮ−２周目のパラ巻線１４とＮ−１周目のパラ巻線１４との間に形成された隙間Ｔ２に、Ｎ−２周目のパラ巻線１４と接するように配置される（図１２（ｄ））。
【００３９】
従って、周方向一端側においては、Ｎ周目のパラ巻線１４とＮ−１周目のパラ巻線１４とが近接し、周方向他端側においては、Ｎ周目のパラ巻線１４とＮ−１周目とのパラ巻線１４との間に１本の導線分の隙間Ｔ３が残ることとなる。また、軸方向一端側においては、周方向一端側のＮ−１周目のパラ巻線１４と周方向他端側のＮ−２周目のパラ巻線１４をつなぐ周回移行部１４Ｑと、周方向一端側のＮ周目のパラ巻線１４と周方向他端側のＮ−１周目のパラ巻線１４をつなぐ周回移行部１４Ｒとが、軸方向一端側において軸方向でオーバラップする。
【００４０】
このように第２層巻線１４２が形成された後、第３層巻線１４３が、図１１（ｃ）に示すように、第２層巻線１４２の略中央の位置を始点として径方向内側から径方向外側に向かって第２層巻線１４２の上に巻回される。第３層巻線１４３は、軸方向一端側において１周目のパラ巻線１４と２周目のパラ巻線１４との間に１本の導線分の隙間Ｔ４が形成される。その後、順次径方向内側から径方向外側に周回数を増やすように巻回することにより、第３層巻線１４３が第２層巻線１４２に比べて径方向外側に寄るように巻回され、インシュレータ１２にコイル１３が形成される。
【００４１】
そして、同一のパラ巻線１４を順次、複数（８個）のインシュレータ１２に連続して巻回することにより、同一のパラ巻線１４によって連続して巻回された複数のコイル１３を有するコイル群１８が形成される。
【００４２】
図１０において、インシュレータ１２Ａの外側支持点Ｄと、インシュレータ１２Ｂの内側支持点Ｅとの間のパラ巻線１４は、渡り部１４Ｔ（図２参照）となる部分であり、その長さＬは、所定の長さに設定された状態で巻回される。換言すれば、保持具５０は、隣接するインシュレータ１２の外側支持点Ｄと内側支持点Ｅとの距離が、所定の長さＬとなるようにインシュレータ１２を保持して、パラ巻線１４を巻回する。
【００４３】
次に、ステータ１０の組み付けについて図１３を参照して説明する。同一のパラ巻線１４で連続して巻回された複数（８個）のコイル１３からなるＵ相、Ｖ相、及びＷ相の各コイル群１８ｕ，１８ｖ，１８ｗのＵ相、Ｖ相、及びＷ相コイル１３ｕ，１３ｖ，１３ｗは、図１２に示すように、それぞれ２つおきにステータコア１１のティース１１ｂに対応して径方向外側に円環状に配置される。そして、全コイル１３を、縮径する方向（矢印方向）に同時に移動させて、インシュレータ１２の角穴２４ａをステータコア１１のティース１１ｂに挿入する。
【００４４】
ここで、インシュレータ１２が、ステータコア１１のティース１１ｂに挿入されて径方向外側に向かう放射状に配置されたとき、隣接するインシュレータ１２間の空間は径方向外側に向かうに従って次第に大きくなる。しかしながら、上述したように、インシュレータ１２に巻回されたコイル１３は、径方向内側より径方向外側に巻かれる層数を多くし、径方向外側部分が周方向に膨らむように形成したので、該空間は無駄なくパラ巻線１４で埋められ、占積率を向上することができる。
【００４５】
ステータコア１１の径方向外側に円環状に配置されたコイル１３が縮径方向に移動すると、周方向長さが短くなる分、渡り部１４Ｔに弛みが生じるが、インシュレータ１２の角穴２４ａにステータコア１１のティース１１ｂを挿入した後、渡り部１４Ｔを外側巻線支持部３０の外側支持点Ｄと内側巻線支持部３４の内側支持点Ｅに係止した状態で、図２に示すように、渡り部１４Ｔを略Ｓ字状に折り曲げ成形することにより、この弛みを吸収して渡り部１４Ｔに張力が付与される。
【００４６】
次いで、ステータコア１１に配置されたＵ相コイル群１８ｕのＵ相パラ巻線１４ｕの一方の端部をＵ相接続端子１５ｕに接続し、同様に、Ｖ相コイル群１８ｖのＶ相パラ巻線１４ｖの一方の端部をＶ相接続端子１５ｖに接続し、更にＷ相コイル群１８ｗのＷ相パラ巻線１４ｗの一方の端部をＷ相接続端子１５ｗに接続する。そして、各パラ巻線１４（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相パラ巻線１４ｕ、１４ｖ、１４ｗ）の他方の端部を中点端子１６に接続する（図２参照）。
【００４７】
これにより、各コイル１３は、第１巻き端４１が同相のコイル１３の中で隣接するコイル１３の第２巻き端４２に、異相のコイル１３を跨いで、渡り部１４Ｔを介して繋がり、３相スター結線されたステータ１０が組み付けられる。
【００４８】
図１４は、周方向で隣り合うコイルの関係を示す軸直交方向の断面図である。
図１４において、周方向一端側（図中左側）のコイルをＵ相コイル１３ｕ、周方向他端側（図中右側）のコイルをＶ相コイル１３ｖとすると、Ｕ相コイル１３ｕの第２層巻線１４２の周方向他端側に形成された隙間Ｔ３に隣り合うＶ相コイル１３ｖの第２層巻線１４２の周方向一端側の最内径部（Ｎ−１周目のパラ巻線１４のうち径方向内側の導線）のパラ巻線１４が位置し、Ｖ相コイル１３ｖの第３層巻線１４３の周方向一端側に形成された隙間Ｔ４に隣り合うＵ相コイル１３ｕの第３層巻線１４３の周方向他端側の最内径部（１周目のパラ巻線１４のうち径方向内側の導線）のパラ巻線１４が位置する。これにより、組み付け時においても組み付け後においてもＵ相コイル１３ｕとＶ相コイル１３ｖの干渉が防止される。なお、図１４では、Ｕ相コイル１３ｕとＶ相コイル１３ｖを例に説明したが、図２に示すように、全てのコイル１３（１３ｕ、１３ｖ、１３ｗ）で干渉が防止される。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態に係る電動機の突極集中巻きコイル１３によれば、第２層は、パラ巻線１４をティース１１ｂの周りにＮ回巻回することで構成され、パラ巻線１４がステータコア１１の径方向外側から径方向内側に向かって１周目からＮ−２周目まで周回数が増えるように巻回され、さらにＮ周目のパラ巻線１４がＮ−１周目のパラ巻線１４よりステータコア１１の径方向外側に位置するように巻回されて構成される。また、ティース１１ｂの周方向一端側において、Ｎ周目のパラ巻線１４とＮ−１周目のパラ巻線１４とが近接しており、ティース１１ｂの周方向他端側において、Ｎ周目のパラ巻線１４とＮ−１周目のパラ巻線１４とが離間しており、ティース１１ｂの周方向一端側のＮ−１周目のパラ巻線１４とティース１１ｂの周方向他端側のＮ−２周目のパラ巻線１４をつなぐ周回移行部１４Ｑと、ティース１１ｂの周方向一端側のＮ周目のパラ巻線１４とティース１１ｂの周方向他端側のＮ−１周目のパラ巻線１４をつなぐ周回移行部１４Ｒとが、ステータ１０の軸方向一端側において軸方向でオーバラップする。さらに、第３層は、パラ巻線１４をステータコア１１の径方向内側から径方向外側に向かって周回数が増えるように巻き回され、パラ巻線１４が第２層に比べてステータ１０の径方向外側に寄っている。これにより、隣り合うコイル１３同士の干渉を回避できるため、占積率を向上させることができる。
【００５０】
ここで、本実施形態の比較例として、図１５に、第２層のパラ巻線１４をステータコア１１の径方向外側から径方向内側に向かって１周目からＮ周目まで周回数が増えるように巻回した場合を示す。図１５（ａ）に示すように、パラ巻線１４をステータコア１１の径方向外側から径方向内側に向かって１周目からＮ周目まで周回数が増えるように巻回した場合、第３層の１周目のパラ巻線１４が、径方向内側から急角度で径方向外側に巻かれることとなる。このとき、パラ巻線１４を巻回する角度が急すぎてパラ巻線１４が外れる虞が生じてしまう。
【００５１】
従って、本実施形態のように、パラ巻線１４をステータコア１１の径方向外側から径方向内側に向かって１周目からＮ−２周目まで周回数が増えるように巻回し、さらにＮ周目のパラ巻線１４がＮ−１周目のパラ巻線１４よりステータコア１１の径方向外側に位置するように巻回することで、第２層から第３層にパラ巻線１４を移行させるときに移行部分に角度がつきにくいので、パラ巻線１４が所望の位置に位置決めしやすくなる。
【００５２】
また、第１層が存在するので、第２層が第１層のパラ巻線１４に支持され、第２層のパラ巻線１４の位置決めがしやすくなる。
【００５３】
また、第２層に形成される隙間Ｔ３は、パラ巻線１４を構成する導線１本分の隙間なので、最小の隙間で隣り合うコイル同士の干渉を回避できるため、占積率をより向上させることができる。
【００５４】
また、第３層にも隙間Ｔ４を形成することにより、径方向外側でも隣り合うコイル１３同士の干渉を回避できるため、占積率をより向上させることができる。
【００５５】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、本実施形態では、コイル１３が３層構造の場合を例示したが、２層構造や３層以上の構造のものであっても本発明を適用でき、その場合最外層から１つ内側の層を本実施形態の第２層と同様に巻回し、最外層を本実施形態の第３層と同様に巻回すればよい。また、２本の導線からなるパラ巻線１４を巻回する場合を例示したが、これに限定されず１本の巻線を巻回してもよく、３本以上の巻線を巻回してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１          アウターロータ型電動機（電動機）
４          ロータ
１０        ステータ（突極集中巻きステータ）
１１        ステータコア
１１ｂ      ティース
１２        インシュレータ
１３        コイル
１３ｕ      Ｕ相コイル
１３ｖ      Ｖ相コイル
１３ｗ      Ｗ相コイル
１４        パラ巻線（巻線）
１４Ｑ      周回移行部
１４Ｒ      周回移行部
１４ｕ      Ｕ相パラ巻線
１４ｖ      Ｖ相パラ巻線
１４ｗ      Ｗ相パラ巻線
【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】
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【図１６】
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