(57)【要約】 【課題】ステータの構成を簡略化し、部品点数を削減し、製造工程を簡略化すると共に巻線占積率を向上させつつコイルエンドの高さ及び軸線方向の寸法を低減させる。【解決手段】軸線方向Ｐの他方側のみで各環状巻線１４，１５が配置されるＵ相ティース２２と、軸線方向Ｐの一方側にＵ相環状巻線１４が配置され、他方側にＷ相環状巻線１５が配置されるＶ相ティース２４と、軸線方向Ｐの一方側のみで各環状巻線１４，１５が配置されるＷ相ティース２６とを周方向Ｃに沿って順次配列する際に、Ｕ相ティース２２を軸線方向Ｐの一方側（各環状巻線１４，１５が存在しない側）に向かい、単一のＵ相環状巻線１４の太さと同等の高さだけ相対的に一段突出させ、かつ、Ｗ相ティース２６を軸線方向Ｐの他方側（各環状巻線１４，１５が存在しない側）に向かい、単一のＷ相環状巻線１５の太さと同等の高さだけ相対的に一段突出させた。【選択図】図１
2006280189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２相の環状巻線を備える３相のステータであって、
前記環状巻線は蛇行部を備え、該蛇行部に装着される３相の各ティースは、径方向に沿った前記各ティースの少なくとも基端部が互いに前記環状巻線の軸線に略平行な軸線方向にずれた位置に配置され、前記環状巻線の周方向で隣り合う前記ティース同士により段差部が形成されてなることを特徴とするステータ。
【請求項２】
前記段差部には、前記環状巻線が配置されてなることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記段差部には、前記環状巻線の前記蛇行部が配置されてなることを特徴とする請求項２に記載のステータ。
【請求項４】
周方向で隣り合う前記ティース同士の前記軸線方向でのずれ量は、前記環状巻線の太さと略同等であることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
【請求項５】
前記段差部の段差が最大となる前記ティース同士間のスロットは、前記軸線方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載のステータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１つに記載のステータと、永久磁石を具備するロータとを備えるモータであって、
前記軸線方向に沿った前記永久磁石の長さは、前記ステータに配置される前記３相のティースの軸方向有効長さよりも短く、
前記３相の各ティースの先端部に対向する前記ロータの対向部に対し、
前記軸線方向に沿った前記対向部の長さは、前記軸線方向に沿った前記永久磁石の長さ以上、かつ、前記３相のティースの軸方向有効長さ以下であることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータおよびモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相の各相毎のステータコアに３相の各相毎の巻線が集中巻きにより巻装されたステータを備え、このステータによりロータを３相駆動する３相モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相の各相毎の巻線が周方向で隣り合うティース間を縫うようにして周回させられることで波状に巻装されたステータを備え、このステータによりロータを３相駆動する３相モータが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２２７０７５号公報
【特許文献２】特開２００２−１６５３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術に係る３相モータにおいては、３相の各相毎の巻線が必要であることから、ステータの構成に要する部品の部品点数の増大を抑制することが困難であり、各相毎の巻線を巻装する作業に煩雑な手間を要するという問題が生じる。
しかも、波巻きにより巻線が巻装されるステータにおいては、隣り合うティース間での巻線占積率を向上させることが困難であり、さらに、コイルエンドの高さを低減してモータの軸線方向の寸法を低減し、車両等への搭載性を向上させることが困難であるという問題が生じる。
このため、ステータの構成を簡略化することで部品点数を削減し、ステータの製造工程を簡略化すると共に、ステータでの巻線占積率を向上させつつコイルエンドの高さを低減してモータの軸線方向の寸法を低減し、車両等へのモータの搭載性を向上させることが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構成を簡略化することで部品点数を削減し、製造工程を簡略化すると共に、巻線占積率を向上させつつコイルエンドの高さを低減して軸線方向の寸法を低減し、車両等への搭載性を向上させることが可能なステータおよびモ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】
【０００４】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のステータは、２相の環状巻線（例えば、実施の形態でのＵ相環状巻線１４，Ｗ相環状巻線１５）を備える３相のステータであって、前記環状巻線は蛇行部（例えば、実施の形態でのＵ相蛇行部３１，Ｗ相蛇行部３２）を備え、該蛇行部に装着される３相の各ティース（例えば、実施の形態でのＵ相ティース２２，Ｖ相ティース２４，Ｗ相ティース２６）は、径方向に沿った前記各ティースの少なくとも基端部（例えば、実施の形態での基端部２２ｂ，基端部２６ｂ）が互いに前記環状巻線の軸線に略平行な軸線方向にずれた位置に配置され、前記環状巻線の周方向で隣り合う前記ティース同士により段差部（例えば、実施の形態での段差部３３）が形成されてなることを特徴としている。
【０００５】
上記構成のステータによれば、３相の各ティースが装着される蛇行部を有する２相の環状巻線の配置状態に応じて各ティースを配置することができ、コイルエンドの高さおよびステータの軸線方向の寸法が増大してしまうことを防止することができると共に、巻線長が増大することを防止して銅損を低減することができる。例えば、軸線方向に沿って２相の環状巻線が積み重ねられるように配置された状態において、３相の各ティースの軸線方向の位置が同等の位置に設定されていると、ステータの軸線方向の幅は、少なくとも各ティースの軸線方向の幅に、各ティースの軸線方向両端部に配置される各２相の環状巻線の太さ（つまり４本分の環状巻線の太さ）が加算された値となる。これに対して、３相の各ティースの軸線方向の位置を適宜に設定可能であれば、ステータの軸線方向の幅を、各ティースの軸線方向の幅に２相の環状巻線の太さ（つまり２本分の環状巻線の太さ）を加算した値まで低減することができる。
【０００６】
さらに、請求項２に記載の本発明のステータでは、前記段差部には、前記環状巻線（例えば、実施の形態でのＵ相渡り部３１ａ，Ｗ相渡り部３２ａ）が配置されてなることを特徴としている。
【０００７】
上記構成のステータによれば、周方向で隣り合うティース同士の軸線方向の位置が互いにずれることで形成される段差部に環状巻線を配置することによって、コイルエンドの高さおよびステータの軸線方向の寸法が増大してしまうことを防止することができる。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の本発明のステータでは、前記段差部には、前記環状巻線の前記蛇行部（例えば、実施の形態での渡り部３１ｂ，渡り部３２ｂ）が配置されてなることを特徴としている。
【０００９】
上記構成のステータによれば、周方向で隣り合うティース同士の軸線方向の位置が互いにずれることで形成される段差部に環状巻線の蛇行部を配置することによって、コイルエンドの高さおよびステータの軸線方向の寸法が増大してしまうことを防止することができる。
【００１０】
さらに、請求項４に記載の本発明のステータでは、周方向で隣り合う前記ティース同士の前記軸線方向でのずれ量は、前記環状巻線の太さと略同等であることを特徴としている。
【００１１】
上記構成のステータによれば、周方向で隣り合うティース同士の軸線方向の位置が互いにずれることで形成される段差部に１相分の環状巻線を配置可能とすることによって、コイルエンドの高さおよびステータの軸線方向の寸法が増大してしまうことを防止することができる。
【００１２】
さらに、請求項５に記載の本発明のステータでは、前記段差部の段差が最大となる前記ティース同士間のスロットは、前記軸線方向に対して傾斜していることを特徴としている。
【００１３】
上記構成のステータによれば、軸線方向に平行なスロットを設ける場合に比べて、軸線方向に対して傾斜するスロットを設けることによって、ティースピッチ、つまり周方向で隣り合うティース同士の重心位置の周方向間隔を等間隔に設定した状態で、スロットの幅寸法、つまり環状巻線を装着可能な空間の寸法を増大させることができる。しかも、軸線方向に対して傾斜するスロットでは、スロットの傾斜方向に対する断面形状を、軸線方向に平行なスロットと同様の断面形状である略長方形状に設定することができる。
このため、例えば２相の環状巻線を所謂電気角で１２０°の短節波巻きとした場合のように、周方向で隣り合うティース間のスロットに装着される環状巻線の相数が１相または２相の不均等となる場合であっても、装着される環状巻線の相数に応じてティース同士の重心位置の周方向間隔を不均等に設定する必要無しに、各スロットに装着される環状巻線に対して所望の巻線占積率を確保することができる。これにより、例えばロータに対向する各ティースの相対位置が不均等となることで出力可能な最大トルクが低下したり、コギングトルクやトルクリップルが増大してしまうことを防止することことができる。
しかも、特別な断面形状を有する環状巻線を用いる必要無しに、例えば平角線等の単純な断面形状を有する環状巻線によって所望の巻線占積率を確保することができる。
【００１４】
また、請求項６に記載の本発明のモータは、請求項１から請求項５の何れか１つに記載のステータと、永久磁石（例えば、実施の形態での永久磁石５２）を具備するロータ（例えば、実施の形態でのロータ５１）とを備えるモータ（例えば、実施の形態でのクローポール型モータ５０）であって、前記軸線方向に沿った前記永久磁石の長さ（例えば、実施の形態での厚さＬａ）は、前記ステータに配置される前記３相のティースの軸方向有効長さ（例えば、実施の形態での厚さＬｂ）よりも短く、前記３相の各ティースの先端部に対向する前記ロータの対向部（例えば、実施の形態での対向部５５）に対し、前記軸線方向に沿った前記対向部の長さ（例えば、実施の形態での厚さＬｂ）は、前記軸線方向に沿った前記永久磁石の長さ（例えば、実施の形態での厚さＬａ）以上、かつ、前記３相のティースの軸方向有効長さ（例えば、実施の形態での厚さＬｂ）以下であることを特徴としている。
【００１５】
上記構成のステータによれば、例えば軸線方向に沿った永久磁石の長さを３相のティースの軸方向有効長さと同等になるように設定する場合に比べて、軸線方向に沿った永久磁石の長さが３相のティースの軸方向有効長さよりも短くなることに伴い、例えば周方向に沿った永久磁石の長さや径方向に沿った永久磁石の厚さを増大させることで、ロータの永久磁石とステータの各ティースとの間の界磁磁束の磁束量を変化させずに、ロータの重量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のステータによれば、３相の各ティースが装着される蛇行部を有する２相の環状巻線の配置状態に応じて各ティースを配置することができ、コイルエンドの高さおよびテータの軸線方向の寸法が増大してしまうことを防止することができると共に、巻線長が増大することを防止して銅損を低減することができる。
さらに、請求項５に記載の本発明のステータによれば、出力可能な最大トルクが低下したり、コギングトルクやトルクリップルが増大してしまうことを防止しつつ、特別な断面形状を有する環状巻線を用いる必要無しに、例えば平角線等の単純な断面形状を有する環状巻線によって所望の巻線占積率を確保することができる。
また、請求項６に記載の本発明のモータによれば、ロータの永久磁石とステータの各ティースとの間の界磁磁束の磁束量を変化させずに、ロータの重量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のステータおよびモータの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態に係るステータ１０は、例えば内燃機関と共に車両の駆動源としてハイブリッド車両に搭載されるクローポール型モータを構成し、例えば内燃機関とクローポール型モータとトランスミッションとを直列に直結した構造のパラレルハイブリッド車両では、少なくとも内燃機関またはクローポール型モータの何れか一方の駆動力は、トランスミッションを介して車両の駆動輪に伝達されるようになっている。
また、車両の減速時に駆動輪側からクローポール型モータに駆動力が伝達されると、クローポール型モータは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。さらに、内燃機関の出力がクローポール型モータに伝達された場合にもクローポール型モータは発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
【００１８】
ロータ（図示略）を回転させる回転磁界を発生するステータ１０は、例えば図１および図２に示すように、Ｕ相およびＶ相およびＷ相からなる３相の各相毎のＵ相ステータリング１１と、Ｖ相ステータリング１２と、Ｗ相ステータリング１３と、Ｕ相およびＷ相からなる２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５とを備えて構成されている。
【００１９】
Ｕ相ステータリング１１は、例えば図２に示すように、略円環状のＵ相ヨーク２１と、このＵ相ヨーク２１の内周部の周方向Ｃに所定間隔を置いた位置から径方向Ｒ内方および軸線方向Ｐの他方に向かい突出し、径方向Ｒに対する断面形状が略長方形状に形成されたＵ相ティース２２とを備えて構成され、Ｕ相ヨーク２１およびＵ相ティース２２からなるＵ相ステータリング１１の周方向Ｃに対する断面形状が略Ｌ字状となるように構成されている。
【００２０】
Ｖ相ステータリング１２は、例えば図２に示すように、略円環状のＶ相ヨーク２３と、このＶ相ヨーク２３の内周部の周方向Ｃに所定間隔を置いた位置から径方向Ｒ内方および軸線方向Ｐの一方および他方に向かい突出し、径方向Ｒに対する断面形状が略長方形状に形成されたＶ相ティース２４とを備えて構成され、Ｖ相ヨーク２３およびＶ相ティース２４からなるＶ相ステータリング１２の周方向Ｃに対する断面形状が略Ｔ字状となるように構成されている。
【００２１】
Ｗ相ステータリング１３は、例えば図２に示すように、略円環状のＷ相ヨーク２５と、このＷ相ヨーク２５の内周部の周方向Ｃに所定間隔を置いた位置から径方向Ｒ内方および軸線方向Ｐの一方に向かい突出し、径方向Ｒに対する断面形状が略長方形状に形成されたＷ相ティース２６とを備えて構成され、Ｗ相ヨーク２５およびＷ相ティース２６からなるＷ相ステータリング１３の周方向Ｃに対する断面形状が略Ｌ字状となるように構成されている。
【００２２】
そして、各ステータリング１１，１２，１３は、各ヨーク２１，２３，２５が軸線方向Ｐに沿って積み重ねられるようにして接続されている。そして、例えば図１に示すように、複数の各ティース２２，…，２２および２４，…，２４および２６，…，２６が所定順序（例えば、順次、Ｕ相ティース２２，Ｖ相ティース２４，Ｗ相ティース２６，Ｖ相ティース２４等）で周方向Ｃに沿って配列され、周方向Ｃで隣り合う各ティース２２，２４間にはＵ相環状巻線１４が配置されるスロットが形成され、周方向Ｃで隣り合う各ティース２４，２６間にはＷ相環状巻線１５が配置されるスロットが形成されている。
【００２３】
そして、各ステータリング１１，１２，１３の各ティース２２，２４、２６は、例えば互いに同等の軸方向幅を有し、周方向Ｃで隣り合う各ティース２２，２４および２４，２６が互いに軸線方向Ｐにずれた位置に配置されることで、これらの各ティース２２，２４および２４，２６同士により段差部３３が形成されている。例えば図１に示すように、Ｖ相ティース２４に対してＵ相ティース２２は軸線方向Ｐの一方側に一段ずれた位置に配置され、Ｖ相ティース２４に対してＷ相ティース２６は軸線方向Ｐの他方側に一段ずれた位置に配置されている。
【００２４】
各環状巻線１４，１５は、例えば軸線周りの周面内でクランク状に蛇行しつつ周回するようにして、複数の各Ｕ相蛇行部３１，…，３１およびＷ相蛇行部３２，…，３２を備えて構成されている。
各蛇行部３１，３２の周方向Ｃの幅つまりコイルピッチは、例えば図１に示すように、電気角で１２０°以下の所定値に設定され、各蛇行部３１，３２は互いに異なる方向（つまり互いの対向方向であって軸線方向Ｐの一方および他方）に向かい突出するように設けられ、Ｕ相環状巻線１４とＷ相環状巻線１５とは、電気角で２４０°の位相差を有するようにして周方向Ｃに沿って相対的にずれた位置に配置されている。これにより、２相の各環状巻線１４，１５は、互いの対向方向に突出する互いの各蛇行部３１，３２が周方向Ｃに沿って交互に配列され、互いに交差しないように配置されている。
【００２５】
そして、Ｕ相環状巻線１４のＵ相蛇行部３１にはＵ相ステータリング１１の１つのＵ相ティース２２が配置され、Ｗ相環状巻線１５のＷ相蛇行部３２にはＷ相ステータリング１３の１つのＷ相ティース２６が配置され、周方向Ｃで隣り合うＵ相蛇行部３１とＷ相蛇行部３２との間にはＶ相ステータリング１２の１つのＶ相ティース２４が配置されている。
【００２６】
そして、例えば図１に示すように、周方向Ｃで隣り合うＵ相蛇行部３１とＷ相蛇行部３２との間に配置されたＶ相ティース２４に対し、隣り合うＵ相ティース２２が相対的に軸線方向Ｐの一方側に一段ずれた位置に配置されることでＶ相ティース２４の一方側に形成される段差部３３には、周方向Ｃで隣り合うＵ相蛇行部３１，３１間を接続するＵ相環状巻線１４のＵ相渡り部３１ａが配置されている。また、周方向Ｃで隣り合うＵ相蛇行部３１とＷ相蛇行部３２との間に配置されたＶ相ティース２４に対し、隣り合うＷ相ティース２６が相対的に軸線方向Ｐの他方側に一段ずれた位置に配置されることでＶ相ティース２４の他方側に形成される段差部３３には、周方向Ｃで隣り合うＷ相蛇行部３２，３２間を接続するＷ相環状巻線１５のＷ相渡り部３２ａが配置されている。
【００２７】
すなわち、軸線方向Ｐの他方側のみでＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が積み重ねられるようにして配置されるＵ相ティース２２と、軸線方向Ｐの一方側にＵ相環状巻線１４が配置され、他方側にＷ相環状巻線１５が配置されるＶ相ティース２４と、軸線方向Ｐの一方側のみでＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が積み重ねられるようにして配置されるＷ相ティース２６とを周方向Ｃに沿って順次配列する際に、Ｕ相ティース２２を軸線方向Ｐの一方側つまり各環状巻線１４，１５が存在しない側に向かい、単一のＵ相環状巻線１４の太さと同等の高さだけ相対的に一段突出させ、かつ、Ｗ相ティース２６を軸線方向Ｐの他方側つまり各環状巻線１４，１５が存在しない側に向かい、単一のＷ相環状巻線１５の太さと同等の高さだけ相対的に一段突出させる。
【００２８】
これにより、周方向Ｃで隣り合うＵ相ティース２２およびＶ相ティース２４が互いに軸線方向Ｐにずれた位置に配置されることで形成される一方および他方の段差部３３，３３（つまりＶ相ティース２４の一方側に形成される段差部３３とＵ相ティースの他方側に形成される段差部３３）にはＵ相環状巻線１４の各Ｕ相渡り部３１ａおよびＵ相蛇行部３１の一部（つまり、渡り部３１ｂ）が配置される。また、周方向Ｃで隣り合うＶ相ティース２４およびＷ相ティース２６が互いに軸線方向Ｐにずれた位置に配置されることで形成される一方および他方の段差部３３，３３（つまりＷ相ティースの一方側に形成される段差部３３とＶ相ティース２４の他方側に形成される段差部３３）にはＷ相環状巻線１５の各Ｗ相蛇行部３２の一部（つまり、渡り部３２ｂ）およびＷ相渡り部３２ａが配置される。
そして、周方向Ｃで隣り合う各ティース２２，２４または２４，２６間を縫うようにして配置される２相の各環状巻線１４，１５は、各ティース２２，２４、２６と各環状巻線１４，１５とが軸線方向Ｐで過剰に離間することが防止されつつ、所謂電気角で１２０°以下の短節波巻きをなすように形成されている。
【００２９】
そして、互いに電気角で２４０°の位相差（コイル位相差）を有する２相の各環状巻線１４，１５は、例えば図３（ａ）に示すように、Ｖ字状に結線され、互いに１２０°の位相差の正弦波で通電されることにより、例えば漏れ磁束が無視できる場合には、図３（ｃ）に示すように、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相巻線がＹ字状に結線され、互いに１２０°の位相差の正弦波で通電される３相のステータと同等の回転磁界を発生するように構成されている。
【００３０】
なお、例えば図３（ｂ）に示すように、各蛇行部３１，３２が同等の方向（つまり軸線方向Ｐの一方または他方）に向かい突出する状態で互いに電気角で６０°の位相差を有する２相の各環状巻線１４，１５をＶ字状に結線する状態は、図３（ａ）に示すように、各蛇行部３１，３２が互いに異なる方向（つまり軸線方向Ｐの一方および他方）に向かい突出する状態で互いに電気角で２４０°の位相差を有する２相の各環状巻線１４，１５をＶ字状に結線する状態と同様に、互いに１２０°の位相差の正弦波で通電された際に、例えば漏れ磁束が無視できる場合には、図３（ｃ）に示すように、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相巻線がＹ字状に結線され、互いに１２０°の位相差の正弦波で通電される３相のステータと同等の回転磁界を発生可能である。
【００３１】
つまり、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のモータの電圧方程式は、例えば相抵抗を無視すると、各相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと、各相の自己インダクタンスＬと、相互インダクタンスＭと、ロータの回転角速度ωと、誘起電圧定数Ｋｅとにより、下記数式（１）に示すように記述される。
なお、下記数式（１）において、Ｌ＝−２Ｍであり、漏れ磁束を無視した。
【００３２】
【数１】
2006280189.tif 000003
【００３３】
上記数式（１）において、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは何れか２つの相電流により記述できるため、例えばＶ相電流ＩｖをＵ相電流ＩｕおよびＷ相電流Ｉｗにより記述して消去すると、各相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗによる線間電圧（例えば、Ｕ相−Ｖ相間の線間電圧Ｖｕｖ（＝Ｖｕ−Ｖｖ）とＷ相−Ｖ相間の線間電圧Ｖｗｖ（＝Ｖｗ−Ｖｖ））は下記数式（２）に示すように記述される。
【００３４】
【数２】
2006280189.tif 000004
【００３５】
ところで、上記数式（１）に示す３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のモータの電圧方程式において、例えばＶ相の成分を除去したモデルは、下記数式（３）に示すように記述される。
【００３６】
【数３】
2006280189.tif 000005
【００３７】
先ず、上記数式（３）に示すモデルは、Ｗ相の巻線の向きを反転させる（つまり、ロータの回転方向を反転させる）と、下記数式（４）に示すように記述される。
【００３８】
【数４】
2006280189.tif 000006
【００３９】
次に、上記数式（４）に示すモデルは、各巻線のターン数ｎを（√３）倍に変更すると、下記数式（５）に示すように記述される。
【００４０】
【数５】
2006280189.tif 000007
【００４１】
次に、上記数式（５）に示すモデルは、誘起電圧の位相の角度原点を９０度（＝π／２）だけ移動させ、Ｕ相の成分とＷ相の成分とを入れ替えると、下記数式（６）に示すように記述され、上記数式（２）と同等になる。
【００４２】
【数６】
2006280189.tif 000008
【００４３】
本実施の形態に係るステータ１０は上記構成を備えており、次に、このステータ１０の製造方法について添付図面を参照しながら説明する。
【００４４】
先ず、例えば図２に示すように、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５を、コイルピッチが電気角で１２０°以下の所定値となるようにしてクランク状に成形して複数の各Ｕ相蛇行部３１，…，３１およびＷ相蛇行部３２，…，３２を形成する。そして、各蛇行部３１，３２が２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５の互いの対向方向（つまり軸線方向Ｐの一方および他方）に向かい突出するようにして、各環状巻線１４，１５を軸線に対して同軸に配置する。
【００４５】
そして、先ず、軸線方向Ｐの一方に向かい突出する複数のＷ相ティース２６，…，２６を備えるＷ相ステータリング１３を軸線に対して同軸となる所定位置に配置する。
次に、Ｗ相環状巻線１５をＷ相ステータリング１３に対して軸線方向Ｐの一方から他方に向かい相対移動させ、Ｗ相環状巻線１５の複数の各Ｗ相蛇行部３２，…，３２内にＷ相ステータリング１３の複数の各Ｗ相ティース２６，…，２６を相対的に挿入する。
次に、Ｖ相ステータリング１２を軸線に対して同軸に配置した状態でＷ相環状巻線１５に対して軸線方向Ｐの一方から他方に向かい相対移動させ、Ｗ相環状巻線１５の周方向Ｃで隣り合うＷ相蛇行部３２，３２間にＶ相ステータリング１２の所定数（例えば２つ）のＶ相ティース２４，２４を相対的に挿入し、Ｗ相ステータリング１３のＷ相ヨーク２５とＶ相ステータリング１２のＶ相ヨーク２３とを軸線方向Ｐに沿って積み重ねるようにして接続する。
【００４６】
次に、Ｕ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が互いに電気角で２４０°の位相差を有するようにして、Ｕ相環状巻線１４をＷ相環状巻線１５に対して周方向Ｃに沿って相対的にずれた位置に配置した状態で、Ｕ相環状巻線１４をＷ相環状巻線１５に対して軸線方向Ｐの一方から他方に向かい相対移動させ、互いの対向方向に突出する互いの各蛇行部３１，３２が周方向Ｃに沿って交互に配列され、かつ、２相の各環状巻線１４，１５が互いに交差しないように配置されるようにして、周方向Ｃで隣り合うＶ相ティース２４，２４間にＵ相蛇行部３１を挿入する。
次に、Ｕ相ステータリング１１を軸線に対して同軸に配置した状態でＵ相環状巻線１４に対して軸線方向Ｐの一方から他方に向かい相対移動させ、Ｕ相環状巻線１４の複数の各Ｕ相蛇行部３１，…，３１内にＵ相ステータリング１１の複数の各Ｕ相ティース２２，…，２２を相対的に挿入する、Ｖ相ステータリング１２のＶ相ヨーク２３とＵ相ステータリング１１のＵ相ヨーク２１とを軸線方向Ｐに沿って積み重ねるようにして接続する。
【００４７】
上述したように、本実施の形態のステータ１０によれば、３相の各ティース２２，２４，２６と２相の各環状巻線１４，１５との配置状態に応じて、軸線方向Ｐでの各ティース２２，２４，２６の位置を設定することにより、コイルエンドの高さおよびステータの軸線方向の寸法が増大してしまうことを防止することができると共に、巻線長が増大することを防止して銅損を低減することができる。
すなわち、例えば図４に示すように、各蛇行部３１，３２を有する２相の各環状巻線１４，１５が軸線方向Ｐに沿って積み重ねられるように配置された状態において、３相の各ティース２２，２４，２６の軸線方向Ｐの位置が同等の位置に設定されていると、ステータの軸線方向Ｐの幅βは、少なくとも各ティース２２，２４，２６の軸線方向Ｐの幅に、各ティース２２，２４，２６の軸線方向Ｐの端部に積み重ねられるようにして配置される各２相の各環状巻線１４，１５の太さ（つまり４本分の環状巻線の太さ）が加算された値となる。
これに対して、３相の各ティース２２，２４，２６の軸線方向Ｐの位置を適宜に設定可能であれば、ステータ１０の軸線方向Ｐの幅α（α＜β）を、各ティース２２，２４，２６の軸線方向Ｐの幅に２相の各環状巻線１４，１５の太さ（つまり２本分の環状巻線の太さ）を加算した値まで低減することができる。
【００４８】
なお、上述した実施形態においては、各ティース２２，２４，２６は互いに軸線方向Ｐにずれた位置に配置されるとしたが、これに限定されず、例えば図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、各ヨーク２１，２３，２５に接続される各ティース２２，２４，２６の少なくとも基端部の位置を互いに軸線方向Ｐにずれた位置に設定し、ロータ（図示略）に対向するロータ対向部をなす各ティース２２，２４，２６の先端部の位置を軸線方向Ｐの同等の位置に設定してもよい。
【００４９】
例えば図６（ａ）に示す第１変形例では、軸線方向Ｐの他方側のみでＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が積み重ねられるようにして配置されるＵ相ティース２２には、径方向Ｒに沿って先端部２２ａから基端部２２ｂに向かうことに伴い、Ｕ相ティース２２の軸方向幅を変化させずに、軸線方向ＰでのＵ相ティース２２の位置が軸線方向Ｐの一方側つまり各環状巻線１４，１５が存在しない側に向かい漸次ずれるようにして、傾斜部２２ｃが形成されている。
また、軸線方向Ｐの一方側のみでＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が積み重ねられるようにして配置されるＷ相ティース２６には、径方向Ｒに沿って先端部２６ａから基端部２６ｂに向かうことに伴い、Ｗ相ティース２６の軸方向幅を変化させずに、軸線方向ＰでのＷ相ティース２６の位置が軸線方向Ｐの他方側つまり各環状巻線１４，１５が存在しない側に向かい漸次ずれるようにして、傾斜部２６ｃが形成されている。
【００５０】
そして、軸線方向Ｐの一方側にＵ相環状巻線１４が配置され、他方側にＷ相環状巻線１５が配置されるＶ相ティース２４は、径方向Ｒに沿って先端部から基端部に向かうことに伴い、Ｖ相ティース２４の軸方向幅を変化させずに、軸線方向ＰでのＶ相ティース２４の位置が不変となるように形成されている。
これにより、各Ｕ相ティース２２およびＷ相ティース２６の周方向Ｃに対する断面形状は略平行四辺形となり、Ｖ相ティース２４の周方向Ｃに対する断面形状は略長方形となっている。
【００５１】
この第１変形例では、例えば例えば図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、３相の各ティース２２，２４，２６の軸線方向Ｐの位置が同等の位置に設定されている状態でのステータの軸線方向Ｐの幅βに比べて、ステータ１０の軸線方向Ｐの幅α（α＜β）を、各ティース２２，２４，２６の軸線方向Ｐの幅に２相の各環状巻線１４，１５の太さ（つまり２本分の環状巻線の太さ）を加算した値まで低減することができる。
しかも、ロータ（図示略）に対向するロータ対向部をなす各ティース２２，２４，２６の先端部を軸線方向Ｐの同等の位置に設定することができるため、各ティース２２，２４，２６の軸線方向Ｐでの位置が互いにずれることでロータの軸方向幅が増大してしまうことを防止することができる。
【００５２】
なお、上述した実施の形態においては、各環状巻線１４，１５の各蛇行部３１，３２の周方向Ｃの幅つまりコイルピッチを電気角で１２０°以下の所定値に設定するとしたが、例えば図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、特に、コイルピッチを電気角で１２０°に設定することにより、Ｕ相環状巻線１４の周方向Ｃで隣り合うＵ相蛇行部３１，３１間およびＷ相環状巻線１５の周方向Ｃで隣り合うＷ相蛇行部３２，３２間に相対的に挿入されるＶ相ステータリング１２のＶ相ティース２４の個数を単一にすることができる。これにより、周方向Ｃに沿って順次、Ｗ相ティース２６と、Ｖ相ティース２４と、Ｕ相ティース２２とが配列され、各ティース２２，２４，２６の周方向磁極幅が電気角で１２０°となり、通電制御の処理内容が複雑化することを抑制することができる。
【００５３】
また、上述した実施の形態においては、各ティース２２，２４，２６は径方向Ｒに対する断面形状が略長方形状に形成されるとしたが、これに限定されず、例えば図７（ａ）および図８に示すように、例えばコイルピッチを電気角で１２０°に設定した場合等において、周方向で隣り合う各ティース２２，２４，２６間のスロットに装着される各環状巻線１４，１５の相数が１相または２相の不均等となる場合に、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が装着されるスロット４１を形成するＵ相ティース２２およびＷ相ティース２６、つまり軸線方向Ｐに沿った段差部３３の大きさが最大となるＵ相ティース２２およびＷ相ティース２６を、例えば径方向Ｒに対する断面形状が略台形状等になるようにして、軸線方向Ｐに対して傾斜すると共に互いに平行となる斜面２２Ａ，２６Ａを有するように形成して、Ｕ相ティース２２およびＷ相ティース２６同士間のスロット４１が、軸線方向Ｐに対して傾斜する（例えば、図８に示す斜め方向ＰＳが、軸線方向Ｐに対して傾斜する）ように設定してもよい。
【００５４】
この第２変形例において、各ティース２２，２４，２６は、周方向Ｃでの各重心位置間の間隔つまりティースピッチ（例えば、図７（ａ）に示す各ティースピッチＰａ）が均等（Ｐａ＝Ｐａ）となるように設定された状態で、各スロット４１，４２，４３の幅つまり各スロット４１，４２，４３に直交する方向での隣り合う各ティース２２，２４，２６間の間隔に対し、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が装着されるスロット４１の幅ＰＢが、１相のＵ相環状巻線１４またはＷ相環状巻線１５が装着されるスロット４２，４３の幅ＰＡに比べて、より大きく（例えば、ＰＡ＜ＰＢ≒２×ＰＡ）なるように設定されている。
そして、例えば図８に示すように、１相のＵ相環状巻線１４またはＷ相環状巻線１５が装着される各スロット４２，４３では、例えば図９（ａ）に示すように、軸線方向Ｐに沿って見た場合の各スロット４２，４３の断面形状が略長方形状とされている。これに対して、例えば図８に示すように、２相のＵ相環状巻線１４およびＷ相環状巻線１５が装着されるスロット４１では、例えば図９（ｂ）に示すように、斜め方向ＰＳに沿って見た場合のスロットの断面形状が略長方形状とされている。そして、各スロット４２，４３の断面積とスロット４１の断面積との面積比は、略１：２となるように設定されている。
【００５５】
この第２変形例に係るステータ１０によれば、例えば図７（ｂ）に示すように軸線方向Ｐに平行なスロットのみを設ける場合では、各スロットに対して所望の巻線占積率を確保する際に、周方向Ｃで隣り合う各ティース２２，２４，２６間のスロットに装着される各環状巻線１４，１５の相数に応じて周方向Ｃでの各ティース２２，２４，２６の各重心位置間の間隔つまりティースピッチ（例えば、図７（ｂ）に示す各ティースピッチＰｂ，Ｐｃ）が不均等（Ｐｂ＞Ｐｃ）に設定されてしまうことに対して、周方向Ｃで隣り合う各ティース２２，２４，２６間の各スロット４１，４２，４３に装着される各環状巻線１４，１５の相数が１相または２相の不均等となる場合であっても、装着される各環状巻線１４，１５の相数に応じて各ティース２２，２４，２６の各重心位置間の間隔を不均等に設定する必要無しに、各スロット４１，４２，４３に装着される各環状巻線１４，１５に対して所望の巻線占積率を確保することができ、例えば周方向Ｃでの各ティース２２，２４，２６の相対位置が不均等となることで出力可能な最大トルクが低下したり、コギングトルクやトルクリップルが増大してしまうことを防止することことができる。
しかも、軸線方向Ｐに対して傾斜するスロット４１では、スロット４１の断面形状を、軸線方向Ｐに平行なスロット４２，４３と同様の断面形状である略長方形状に設定することができる。
このため、特別な断面形状を有する環状巻線を用いる必要無しに、例えば平角線等の単純な断面形状を有する各環状巻線１４，１５によって所望の巻線占積率を確保することができる。
【００５６】
なお、上述した実施の形態および第１変形例および第２変形例に係るステータ１０を具備するクローポール型モータ５０のロータ５１は、例えば図１０および図１１および図１２（ａ），（ｂ）に示すように、界磁として永久磁石５２を利用する永久磁石式ロータであって、ロータ本体５３の外周部近傍の内部には、回転軸線Ｏ方向に沿って伸びる複数の磁石装着孔５４，…，５４が、周方向に所定の間隔をおいて貫設されている。
各磁石装着孔５４に装着される永久磁石５２は、例えば径方向に磁化されており、周方向に所定の間隔をおいて配置された複数の永久磁石５２，…，５２は、隣り合う永久磁石５２，５２の磁化方向が互いに反対方向となるように、すなわち外周側がＮ極とされた永久磁石５２には、外周側がＳ極とされた他の永久磁石５２が隣接するように配置されている。
【００５７】
３相の各相毎のＵ相ステータリング１１およびＶ相ステータリング１２およびＷ相ステータリング１３が回転軸線Ｏ方向に沿って積み重ねられるようにして接続されたステータ本体１０ａに対し、回転軸線Ｏ方向に沿った永久磁石５２の厚さＬａは、回転軸線Ｏ方向に沿った３相の各ティース２２，２４，２６の軸方向有効長さＬｂよりも小さく（Ｌａ＜Ｌｂ）なるように設定されている。そして、ロータ本体５３の外周部には、各ティース２２，２４，２６の内周側の先端部に対向する対向部５５が形成され、この対向部５５に対し、回転軸線Ｏ方向に沿った対向部５５の厚さは、回転軸線Ｏ方向に沿った永久磁石５２の厚さＬａ以上、かつ、３相の各ティース２２，２４，２６の軸方向有効長さＬｂ以下であって、例えば３相の各ティース２２，２４，２６の軸方向有効長さＬｂと同等の厚さに設定されている。
そして、周方向で隣り合う各磁石装着孔５４，５４間に設けられ、対向部５５に接続されるロータ突極部５６は、回転軸線Ｏ方向に沿った厚さが、径方向の内周側から外周側に向かうことに伴い、例えば厚さＬａから厚さＬｂへと増大傾向に変化するように形成されている。
【００５８】
なお、周方向Ｃでの各永久磁石５２の長さに応じた極弧角αと、周方向Ｃでの各ロータ突極部５６の長さである突極幅βとは、例えば図１３と図１４とに示すように、トルク密度が極大となる適宜の値α０，β０を有するように設定されている。
【００５９】
このクローポール型モータ５０によれば、例えば回転軸線Ｏ方向に沿った永久磁石５２の厚さを回転軸線Ｏ方向に沿ったステータ本体１０ａの厚さと同等になるように設定する場合に比べて、回転軸線Ｏ方向に沿った永久磁石５２の厚さＬａが３相の各ティース２２，２４，２６の軸方向有効長さＬｂよりも小さくなることに伴い、例えば周方向Ｃに沿った永久磁石５２の長さや径方向Ｒに沿った永久磁石５２の厚さを増大させることで、ロータ５１の永久磁石５２とステータ１０の各ティース２２，２４，２６との間の界磁磁束の磁束量を変化させずに、ロータ５１の重量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係るステータの要部の径方向断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るステータの要部分解斜視図である。
【図３】図３（ａ）は図１に示すステータの各環状巻線の結線状態を示す図であり、図３（ｂ）は本発明の実施形態に係るステータの各環状巻線の結線状態を示す図であり、図３（ｃ）は３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータの各巻線の結線状態を示す図である。
【図４】３相の各ティースの軸線方向Ｐでの位置が同等の位置に設定されている状態の一例を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の実施形態の第１変形例に係るステータの要部を径方向に沿って各ティースの基端部側から先端部側に向かい見た図であり、図５（ｂ）は、３相の各ティースの軸線方向Ｐでの位置が同等の位置に設定されているステータの要部を径方向に沿って各ティースの基端部側から先端部側に向かい見た図である。
【図６】図６（ａ）は、図５（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図であり、図６（ｂ）は、図５（ｂ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の実施形態の第２変形例に係るステータの要部を径方向に沿って各ティースの基端部側から先端部側に向かい見た図であり、図７（ｂ）は、軸線方向Ｐに平行なスロットのみを設けるステータの要部を径方向に沿って各ティースの基端部側から先端部側に向かい見た図である。
【図８】本発明の実施の形態の第２変形例に係るステータの斜視図である。
【図９】図９（ａ）はＵ相ティースとＶ相ティースとの間のスロットを図８に示す軸線方向Ｐから見た図であり、図９（ｂ）はＵ相ティースとＷ相ティースとの間のスロットを図８に示す斜め方向ＰＳから見た図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るクローポール型モータの分解斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るクローポール型モータの要部を破断して示す斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は本発明の実施形態に係るロータの周方向に対する要部断面図であり、図１２（ｂ）は本発明の実施形態に係るロータを回転軸線Ｏ方向から見た要部平面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るロータの極弧角とトルク密度との一例を示すグラフ図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るロータの突極幅とトルク密度との一例を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  ステータ
１０ａ  ステータ本体
１１  Ｕ相ステータリング
１２  Ｖ相ステータリング
１３  Ｗ相ステータリング
１４  Ｕ相環状巻線（環状巻線）
１５  Ｗ相環状巻線（環状巻線）
２２  Ｕ相ティース（ティース）
２４  Ｖ相ティース（ティース）
２６  Ｗ相ティース（ティース）
３１  Ｕ相蛇行部（蛇行部）
３１ａ  Ｕ相渡り部
３１ｂ  渡り部
３２  Ｗ相蛇行部（蛇行部）
３２ａ  Ｗ相渡り部
３２ｂ  渡り部
３３  段差部
５０  クローポール型モータ
５１  ロータ
５２  永久磁石
５５  対向部
【図１】
2006280189.tif 000009
【図２】
2006280189.tif 000010
【図３】
2006280189.tif 000011
【図４】
2006280189.tif 000012
【図５】
2006280189.tif 000013
【図６】
2006280189.tif 000014
【図７】
2006280189.tif 000015
【図８】
2006280189.tif 000016
【図９】
2006280189.tif 000017
【図１０】
2006280189.tif 000018
【図１１】
2006280189.tif 000019
【図１２】
2006280189.tif 000020
【図１３】
2006280189.tif 000021
【図１４】
2006280189.tif 000022