(57)【要約】【課題】  軸方向の長さを短縮できる回転電機，ステータコイルの製造方法および電動パワーステアリング用モータを提供することにある。【解決手段】  回転電機のステータ１１０は、ステータコア１１２と、ステータコアに組み込まれた多相のステータコイル１１４とを備えている。ステータコア１１２は、分割された複数のコア片を結合することにより形成されたものである。ステータコイル１１４は、コア片のティース部の外周の装着されるコイルボビン１１２ＢＯの上に、集中巻きで巻回されるとともに、互いに隣接するティース部には、同相であって、巻回方向が異なるコイルが連続して巻回されている。第１のティース部に巻回された第１のステータコイルと、第２の前記ティース部に巻回された第２のステータコイルとを接続する渡り線ＥＬは、前記コイルボビンの軸方向の端部を含み、この端部よりも軸方向の中心側に位置する。【選択図】  図１２
2006333670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、このステータに空隙を介して対向配置されたロータとを有する回転電機であって、
前記ステータは、ステータコアと、このステータコアに組み込まれた多相のステータコイルとを備えており、
前記ステータコアは、分割された複数のコア片を結合することにより形成されたものであって、
前記ステータコイルは、前記コア片のティース部の外周の装着されるコイルボビンの上に、集中巻きで巻回されるとともに、互いに隣接するティース部には、同相であって、巻回方向が異なるコイルが連続して巻回されており、
さらに、第１の前記ティース部に巻回された第１のステータコイルと、第２の前記ティース部に巻回された第２のステータコイルとを接続する渡り線は、前記コイルボビンの軸方向の端部を含み、この端部よりも軸方向の中心側に位置することを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機において、
前記渡り線は、前記第２のステータコイルのコイルエンド上に位置し、
前記渡り線の底面が、前記コイルボビンの上端面よりも低い位置にあることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１記載の回転電機において、
前記渡り線は、前記第２のステータコイルのコイルエンド上に密着して位置することを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１記載の回転電機において、
前記渡り線は、前記第１のステータコイルのコイルボビンの回転電機の軸方向の端面上に位置し、
前記渡り線の底面がコイルの最外層よりも低い位置にあることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１記載の回転電機において、
前記渡り線は、前記第２のステータコイルのコイルエンドの最外層・最外周と前記コイルボビンのツバの間の空隙内に配置し、
前記渡り線の底面が、コイルの最外層よりも低い位置にあることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
同一形状の第１及び第２のステータコイルを、ステータコアのティース部の外周の装着されるコイルボビンの上に、集中巻きで巻回されるとともに、互いに隣接するティース部には、同相であって、巻回方向が異なるコイルが連続して巻回されているステータコイルの製造方法であって、
前記第１及び第２のステータコイルのコイル軸心が、ステータの軸方向にずれた状態で連続巻線し、
前記第１及び第２のステータコイルを繋ぐ渡り線を、前記第２のステータコイルのコイルエンド上に移動した後、前記渡り線のあるコイルエンド側から見た両コイルの相対位置を一致させることを特徴とするステータコイルの製造方法。
【請求項７】
同一形状の第１及び第２のステータコイルを、ステータコアのティース部の外周の装着されるコイルボビンの上に、集中巻きで巻回されるとともに、互いに隣接するティース部には、同相であって、巻回方向が異なるコイルが連続して巻回されているステータコイルの製造方法であって、
前記第１及び第２のステータコイルのコイル軸心が、ステータの軸方向にずれた状態で連続巻線し、
前記第１及び第２のステータコイルを繋ぐ渡り線を、前記第２のステータコイルのコイルエンド上部に移動した後、前記第１及び第２のステータコイルを相対的に反転させて、前記渡り線のあるコイルエンド側から見た両コイルの相対位置を一致させることを特徴とするステータコイルの製造方法。
【請求項８】
多相の交流電力により駆動されて操舵用のトルクを出力する電動パワーステアリング用モータであって、
ステータと、このステータに空隙を介して対向配置されたロータとを有し、
前記ステータは、ステータコアと、このステータコアに組み込まれた多相のステータコイルとを備えており、
前記ステータコアは、分割された複数のコア片を結合することにより形成されたものであって、
前記ステータコイルは、前記コア片のティース部の外周の装着されるコイルボビンの上に、集中巻きで巻回されるとともに、互いに隣接するティース部には、同相であって、巻回方向が異なるコイルが連続して巻回されており、
さらに、第１の前記ティース部に巻回された第１のステータコイルと、第２の前記ティース部に巻回された第２のステータコイルとを接続する渡り線は、前記コイルボビンの軸方向の端部を含み、この端部よりも軸方向の中心側に位置することを特徴とする電動パワーステアリング用モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機や発電機などの回転電機，ステータコイルの製造方法および電動パワーステアリング用モータに係り、特に、分割された固定子鉄心を有するものに好適な回転電機，ステータコイルの製造方法および電動パワーステアリング用モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機には、固定子鉄心を複数のパーツに分割し、磁極毎に集中してコイルを巻線するものが知られている。第１は、例えば、特許第３３５５７００号や特許第３４３０５２１号に記載されているように、各磁極をコアバック部で周方向に分割し、ティース部分と分割されたコアバック部分がＴ字状に一体化されたタイプである。第２は、例えば、特許第２５４７１３１号や特開平６−１３３５０１号公報に記載されているように、ティース部分と環状のコアバック部分に分割するタイプである。
【０００３】
このように、コアを分割することにより、巻線機のノズルの移動に必要な軌道を確保してコイルを巻線できるため、コイルの整列性が良くなり、高いコイル占積率を得ることができる。また、磁気的な無効部分であるコイルエンドが小さくなり、回転電機の軸長を短縮し、かつ銅損を小さくすることができる。以上の理由から、回転電機の小型化と高効率化が実現できるため、搭載空間や重量に制限のある自動車用の回転電機などに採用が進んでいる。
【０００４】
また、回転電機を小型化、低コスト化するため、直列の同相コイルを連続して巻線し、コイル端末の接続点数を極力減らす取り組みがなされている。ここで、直列巻きしたコイル間の渡り線の処理が必要となるが、ボビンより外側に十分な空間の余裕がある場合は、特開平１０−２７１７１８号公報や特開平１１−１８３３１号公報に記載のように、ボビンの外周に一体でガイドを設け、渡り線を引き回す構造が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３３５５７００号
【特許文献２】特許第３４３０５２１号
【特許文献３】特許第２５４７１３１号
【特許文献４】特開平６−１３３５０１号公報
【特許文献５】特開平１０−２７１７１８号公報
【特許文献６】特開平１１−１８３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特に自動車用途の回転電機では径方向の寸法制約が厳しく、又、コイルの太線化が進んでおり、コイルエンドの背面に渡り線を引き回せない場合が多い。このため、例えば、”日経Automotive Technology Autumn、P186(2004)”に記載のように、コイルエンドの上部の空間に渡り線を配置することになる。そして、隣接する直列の２コイルを連続巻きし、コイルエンドの上部に導体を埋め込んだ樹脂性の結線用基板を搭載して、残った端末線１２本を回路に接続している。しかし、コイルエンド上部に渡り線が大きく突出するため、結線用部品の脚を高くして、渡り線と結線用部品との干渉を回避している。このように、コイルエンドの上部の空間に渡り線を配置すると、コイルエンド上部に突出する渡り線が長く、その収納空間を設けるために回転電機の軸方向寸法を小さくできないという問題があった。特に、電動パワーステアリング用モータの中でも、ステアリングコラムにモータを取り付けるコラム式では、モータは車室内に配置され、その取付スペースの点からも軸方向の長さの短縮が望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、軸方向の長さを短縮できる回転電機，ステータコイルの製造方法および電動パワーステアリング用モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ステータと、このステータに空隙を介して対向配置されたロータとを有する回転電機であって、前記ステータは、ステータコアと、このステータコアに組み込まれた多相のステータコイルとを備えており、前記ステータコアは、分割された複数のコア片を結合することにより形成されたものであって、前記ステータコイルは、前記コア片のティース部の外周の装着されるコイルボビンの上に、集中巻きで巻回されるとともに、互いに隣接するティース部には、同相であって、巻回方向が異なるコイルが連続して巻回されており、さらに、第１の前記ティース部に巻回された第１のステータコイルと、第２の前記ティース部に巻回された第２のステータコイルとを接続する渡り線は、前記コイルボビンの軸方向の端部を含み、この端部よりも軸方向の中心側に位置するようにしたものである。  
かかる構成により、回転電機の軸方向の長さを短縮し得るものとなる。
【０００９】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記渡り線は、前記第２のステータコイルのコイルエンド上に位置し、前記渡り線の底面が、前記コイルボビンの上端面よりも低い位置にあるものである。
【００１０】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記渡り線は、前記第２のステータコイルのコイルエンド上に密着して位置するものである。
【００１１】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記渡り線は、前記第１のステータコイルのコイルボビンの回転電機の軸方向の端面上に位置し、前記渡り線の底面がコイルの最外層よりも低い位置にあるものである。
【００１２】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記渡り線は、前記第２のステータコイルのコイルエンドの最外層・最外周と前記コイルボビンのツバの間の空隙内に配置し、前記渡り線の底面が、コイルの最外層よりも低い位置にあるものである。
【００１３】
（６）また、上記目的を達成するために、本発明は、同一形状の第１及び第２のステータコイルを、ステータコアのティース部の外周の装着されるコイルボビンの上に、集中巻きで巻回されるとともに、互いに隣接するティース部には、同相であって、巻回方向が異なるコイルが連続して巻回されているステータコイルの製造方法であって、前記第１及び第２のステータコイルのコイル軸心が、ステータの軸方向にずれた状態で連続巻線し、前記第１及び第２のステータコイルを繋ぐ渡り線を、前記第２のステータコイルのコイルエンド上に移動した後、前記渡り線のあるコイルエンド側から見た両コイルの相対位置を一致させるようにしたものである。  
かかる方法により、回転電機の軸方向の長さを短縮し得るものとなる。
【００１４】
（７）さらに、上記目的を達成するために、本発明は、同一形状の第１及び第２のステータコイルを、ステータコアのティース部の外周の装着されるコイルボビンの上に、集中巻きで巻回されるとともに、互いに隣接するティース部には、同相であって、巻回方向が異なるコイルが連続して巻回されているステータコイルの製造方法であって、前記第１及び第２のステータコイルのコイル軸心が、ステータの軸方向にずれた状態で連続巻線し、前記第１及び第２のステータコイルを繋ぐ渡り線を、前記第２のステータコイルのコイルエンド上部に移動した後、前記第１及び第２のステータコイルを相対的に反転させて、前記渡り線のあるコイルエンド側から見た両コイルの相対位置を一致させるようにしたものである。  
かかる方法により、回転電機の軸方向の長さを短縮し得るものとなる。
【００１５】
（８）また、上記目的を達成するために、本発明は、多相の交流電力により駆動されて操舵用のトルクを出力する電動パワーステアリング用モータであって、ステータと、このステータに空隙を介して対向配置されたロータとを有し、前記ステータは、ステータコアと、このステータコアに組み込まれた多相のステータコイルとを備えており、前記ステータコアは、分割された複数のコア片を結合することにより形成されたものであって、前記ステータコイルは、前記コア片のティース部の外周の装着されるコイルボビンの上に、集中巻きで巻回されるとともに、互いに隣接するティース部には、同相であって、巻回方向が異なるコイルが連続して巻回されており、さらに、第１の前記ティース部に巻回された第１のステータコイルと、第２の前記ティース部に巻回された第２のステータコイルとを接続する渡り線は、前記コイルボビンの軸方向の端部を含み、この端部よりも軸方向の中心側に位置するようにしたものである。  
かかる構成により、回転電機の軸方向の長さを短縮し得るものとなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回転電機の軸方向の長さを短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１〜図１５を用いて、本発明の一実施形態による回転電機の構成及びその製造方法について説明する。ここでは、電動パワーステアリング用モータを一例として説明する。  
最初に、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態による回転電機の構成について説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の回転電機の構成を示す横断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１９】
図１に示すように、回転電機１００は、ステータ１１０と、このステータ１１０の内側に回転可能に支持されたロータ１３０とを備えた、表面磁石型の同期電動機である。回転電機１００は、バッテリ−を備えた車載電源、例えば１４ボルト系電源（バッテリーの出力電圧が１２ボルト）あるいは２４ボルト系電源若しくは４２ボルト系電源（バッテリーの出力電圧３６ボルト）又は４８ボルト系電源から供給される電力で駆動される。
【００２０】
ステータ１１０は、珪素鋼板を積層した磁性体で形成されたステータコア１１２と、ステータコア１１２のスロット内に保持されたステータコイル１１４とを備えている。ステータコア１１２は、図２を用いて後述するように、円環状のバックコアを分割し、分割されたバックコアとティースが一体化されたＴ字形状のコアから構成される。複数のティースには、それぞれ、ステータコイル１１４が巻回されている。ステータコイル１１４は集中巻の方式で巻かれている。
【００２１】
ステータコイル１１４を集中巻とすることにより、ステータコイル１１４のコイルエンド長を短くできる。これにより、回転電機１００の回転軸方向の長さを短くすることができる。また、ステータコイル１１４のコイルエンドの長さを短くできるので、ステータコイル１１４の抵抗を小さくでき、モータの温度上昇を抑えることができる。また、コイル抵抗を小さくできることから、モータの銅損を小さくできる。したがって、モータへの入力エネルギーの内、銅損によって消費される割合を小さくでき、入力エネルギーに対する出力トルクの効率を向上することができる。
【００２２】
回転電機は上述のごとく車両に搭載された電源により駆動される。上記電源は出力電圧が低い場合が多い。電源端子間にインバータを構成するスイッチング素子や上記モータ、その他電流供給回路の接続手段が等価的に直列回路を構成し、上記回路においてそれぞれの回路構成素子の端子電圧の合計が上記電源の端子間電圧になるので、モータに電流を供給するためのモータの端子電圧は低くなる。このような状況でモータに流れ込む電流を確保するにはモータの銅損を低く押えることが極めて重要である。この点から車両に搭載される電源は５０ボルト以下の低電圧系が多く、ステータコイル１１４を集中巻とすることが望ましい。特に１２ボルト系電源を使用する場合は極めて重要である。
【００２３】
また、回転電機はステアリングコラムの近傍に置かれる場合、ラックアンドピニオンの近傍に置かれる場合などがあるが、何れも小型化が要求される。また、小型化された構造でステータ巻線を固定することが必要であり、巻線作業が容易なことも重要である。分布巻に比べ集中巻は巻線作業、巻線の固定作業が容易である。
【００２４】
ステータコイル１１４のコイルエンドはモールドされている。回転電機はコギングトルクなどのトルク変動をたいへん小さく押えることが望ましく、ステータ部を組み上げてからステータ内部を再度切削加工することがある。このような機械加工により、切削紛が発生する。この切削紛がステータコイルのコイルエンド入り込むのを防止することが必要であり、コイルエンドのモールドが望ましい。コイルエンドは、ステータコイル１１４の複数の部位のうち、ステータコア１１２の軸方向両端部から軸方向に突出した部位を指す。尚、本実施形態では、ステータコイル１１４のコイルエンドを覆ったモールド樹脂と、フレーム１５０との間に空隙がられているが、フレーム１５０，フロントフランジ１５２Ｆ及びリアフランジ１５２Ｒと接触する位置まで充填してもよい。こうすることにより、ステータコイル１１４からの発熱を、コイルエンドからモールド樹脂を介して直接、フレーム１５０，フロントフランジ１５２Ｆ及びリアフランジ１５２Ｒに伝達して外部に放熱できるので、空気を介して熱伝達する場合に比べてステータコイル１１４の温度上昇を低減することができる。
【００２５】
ステータコイル１１４は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相から構成され、それぞれ複数の単位コイルから構成される。複数の単位コイルは、３相の各相毎に、図示の左側に設けられた結線リング１１６によって結線されている。
【００２６】
回転電機は大きなトルクが要求される。例えば車の走行停止状態、あるいは走行停止に近い運転状態でステアリングホイール（ハンドル）が早く回転されると操舵車輪と地面との間の摩擦抵抗のため、上記モータには大きなトルクが要求される。このときには大電流がステータコイルに供給される。この電流は条件により異なるが５０アンペア以上の場合がある。７０アンペアはるいは１５０アンペアの場合も考えられる。このような大電流を安全に供給でき、また上記電流による発熱を低減するために結線リング１１６を用いることはたいへん重要である。上記結線リング１１６を介してステータコイルに電流を供給することにより接続抵抗を小さくでき、銅損による電圧降下を押えることができる。このことにより、大電流の供給が容易になる。またインバータの素子の動作に伴う電流の立ち上がり時定数が小さくなる効果がある。
【００２７】
ステータコア１１２とステータコイル１１４は、樹脂（電気的な絶縁性を有するもの）により一体にモールドされ、一体に形成されてステータSubAssy を構成している。この一体成形されたステータSubAssy は、アルミなど金属で形成された円筒状のフレーム１５０の内側に圧入されて固定された状態でモールド成形される。尚、一体成形されたステータSubAssy は、ステータコイル１１４がステータコア１１２に組み込まれた状態でモールド成形され、この後、フレーム１に圧入されてもよい。
【００２８】
自動車に搭載されるＥＰＳモータにはは色々な振動が加わる。また、車輪からの衝撃が加わる。また、気温変化の大きい状態で利用される。摂氏マイナス４０度の状態も考えられ、また、温度上昇により１００度以上も考えられる。さらに、モータ内に水が入らないようにしなければならない。このような条件で固定子がヨーク１５０に固定されるためには、筒状フレームの少なくともステータ鉄心の外周部には螺子穴以外の穴が設けられていない、円筒金属にステータ部（SubAssy ）を圧入することが望ましい。また、圧入後さらにフレームの外周から螺子止めしてもよい。圧入に加え回止を施すことが望ましい。
【００２９】
ロータ１３０は、珪素鋼板を積層した磁性体からなるロータコア１３２と、このロータコア１３２の表面に接着剤によって固定された複数の永久磁石であるマグネット１３４と、マグネット１３４の外周に設けられた非磁性体からなるマグネットカバー１３６を備えている。マグネット１３４は、希土類磁石であり、例えば、ネオジウムからなる。ロータコア１３２は、シャフト１３８に固定されている。ロータコア１３２の表面に接着剤により複数のマグネット１３４が固定されるとともに、その外周側をマグネットカバー１３６で覆うことにより、マグネット１３４の飛散を防止している。上記マグネットカバー１３６はステンレス鋼（俗称ＳＵＳ）で構成されているが、テープを巻きつけても良い。ステンレス鋼の方が製造が容易である。上述のごとく回転電機は振動や熱変化が極めて大きく破損し易い永久磁石を保持するのに優れている。また上述のとおり、仮に破損しても飛散を防止できる。
【００３０】
円筒形状のフレーム１５０の一方の端部には、フロントフランジ１５２Ｆが設けられている。フレーム１５０とフロントフランジ１５２ＦとはボルトＢ１により固定されている。また、フレーム１５０の他方の端部には、リアフランジ１５２Ｒが圧入されている。フロントフランジ１５２Ｆ及びリアフランジ１５２Ｒには、それぞれ、軸受１５４Ｆ，１５４Ｒが取り付けられている。これらの軸受１５４Ｆ，１５４Ｒにより、シャフト１３８及び、このシャフト１３８に固定されたステータ１１０が回転自在に支承されている。
【００３１】
フロントフランジ１５２Ｆには円環状の突出部（或いは延出部）が設けられている。フロントフランジ１５２Ｆの突出部は軸方向に突出したものであり、フロントフランジ１５２Ｆのコイルエンド側の側面からコイルエンド側に延出している。フロントフランジ１５２Ｆの突出部の先端部は、フレーム１５０にフロントフランジ１５２Ｆを固定した際、フロントフランジ１５２Ｆ側のコイルエンドのモールド材とフレーム１５０との間に形成された空隙内に挿入されるようになっている。また、コイルエンドからの放熱を向上させるために、フロントフランジ１５２Ｆの突出部は、フロントフランジ１５２Ｆ側のコイルエンドのモールド材と密に接触していることが好ましい。
【００３２】
リアフランジ１５２Ｒには円筒状の窪みが設けられている。リアフランジ１５２Ｒの窪みはシャフト１３８の中心軸と同心のものであり、フレーム１５０の軸方向端部よりも軸方向内側（ステータコア１１２側）に入り込んでいる。リアフランジ１５２Ｒの窪みの先端部は、リアフランジ１５２Ｒ側のコイルエンドの内径側まで延びて、リアフランジ１５２Ｒ側のコイルエンドと径方向に対向している。リアフランジ１５２Ｒの窪みの先端部には軸受１５４が保持されている。シャフト１３８のリアフランジ１５２Ｒ側の軸方向端部は軸受１５４よりもさらに軸方向外方（ロータコア１３２側とは反対側）に延びて、リアフランジ１５２Ｒの窪みの開口部近傍或いは開口部よりも若干軸方向外方に突出する位置まで至っている。
【００３３】
リアフランジ１５２Ｒの窪みの内周面とシャフト１３８の外周面との間に形成された空間にはレゾルバ１５６が配置されている。レゾルバ１５６はレゾルバステータ１５６Ｓとレゾルバロータ１５６Ｒを備えており、軸受１５４Ｒよりも軸方向外側（ロータコア１３２側とは反対側）に位置している。レゾルバロータ１５６Ｒはシャフト１３８の一方の端部（図示左側の端部）にナットＮ１によって固定されている。レゾルバステータ１５６Ｓは、レゾルバ押さえ板１５６ＢがネジＳＣ１によってリアフランジ１５２Ｒに固定されることにより、リアフランジ１５２Ｒの窪みの内周側に固定され、レゾルバロータ１５６Ｒと空隙を介して対向している。レゾルバステータ１５６Ｓとレゾルバロータ１５６Ｒによりレゾルバ１５６を構成し、レゾルバロータ１５６Ｒの回転をレゾルバステータ１５６Ｓによって検出することにより、複数のマグネット１３４の位置を検出できる。さらに具体的に説明すると、レゾルバは、外周表面が凹凸状（例えば楕円形状或いは花びら形状）であるレゾルバロータ１５６Ｒと、２つの出力用コイル（電気的に９０°ずれている）及び励磁用コイルがコアに巻かれたレゾルバステータ１５６Ｓとを有する。励磁用コイルに交流電圧を印加すると、２つの出力用コイルには、レゾルバロータ１５６Ｒとレゾルバステータ１５６Ｓとの間の空隙の長さの変化に応じた交流電圧が、回転角度に比例する位相差をもって発生する。このように、レゾルバは、位相差をもった２つの出力電圧を検知するためのものである。ロータ１３０の磁極位置は、検知された２つの出力電圧の位相差から位相角を求めることによって検出できる。リアフランジ１５２Ｒの外周には、レゾルバ１５６を覆うようにして、リアホルダ１５８が取り付けられている。
【００３４】
結線リング１１６によって接続されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各相には、パワーケーブル１６２を介して、外部のバッテリーから電力が供給される。パワーケーブル１６２は、グロメット１６４によりフレーム１５０に取り付けられている。レゾルバステータ１５６Ｓから検出された磁極位置信号は、信号ケーブル１６６により外部に取り出される。信号ケーブル１６６は、グロメット１６８により、リアホルダ１５８に取り付けられている。結線リング１１６とパワーケーブル１の一部分はコイルエンドと共にモールド材によってモールドされている。
【００３５】
次に、図２を用いて、ステータ１１０及びロータ１３０の構成をさらに具体的に説明する。図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３６】
最初に、ステータ１１０の構成について説明する。ステータ１１０において、ステータコア１１２は、１２個のＴ字形状のティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋），１１２（Ｕ１−），１１２（Ｕ２＋），１１２（Ｕ２−），１１２（Ｖ１＋），１１２（Ｖ１−），１１２（Ｖ２＋），１１２（Ｖ２−），１１２（Ｗ１＋），１１２（Ｗ１−），１１２（Ｗ２＋），１１２（Ｗ２−）から構成されている。すなわち、円環状のバックコアが、周方向に１２分割された形状となっている。そして、この分割されたバックコアの部分に、それぞれティースが一体型となった形状となっている。ティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋），…，１１２（Ｗ２−）は、それぞれ、珪素鋼板などの磁性体の薄板をプレス成形により打ち抜き、それを積層した構成となっている。
【００３７】
ティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋），…，１１２（Ｗ２−）のティース部には、それぞれ独立した１２個のティースそれぞれのティース１１２Ｔ（Ｕ１＋），…，１１２Ｔ（Ｗ２−）には、ステータコイル１１４（Ｕ１＋），１１４（Ｕ１−），１１４（Ｕ２＋），１１４（Ｕ２−），１１４（Ｖ１＋），１１４（Ｖ１−），１１４（Ｖ２＋），１１４（Ｖ２−），１１４（Ｗ１＋），１１４（Ｗ１−），１１４（Ｗ２＋），１１４（Ｗ２−）が集中巻で巻回されている。
【００３８】
ティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋），…，１１２（Ｗ２−）に、それぞれ、ステータコイル１１４（Ｕ１＋），…，１１４（Ｗ２−）を巻回する。ここで、ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と、ステータコイル１１４（Ｕ１−）とは、コイルを流れる電流の向きが逆方向となるように巻回されている。ステータコイル１１４（Ｕ２＋）と、ステータコイル１１４（Ｕ２−）とも、コイルを流れる電流の向きが逆方向となるように巻回されている。また、ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と、ステータコイル１１４（Ｕ２＋）とは、コイルを流れる電流の向きが同一方向となるように巻回されている。ステータコイル１１４（Ｕ１−）と、ステータコイル１１４（Ｕ２−）とも、コイルを流れる電流の向きが同一方向となるように巻回されている。ステータコイル１１４（Ｖ１＋），１１４（Ｖ１−），１１４（Ｖ２＋），１１４（Ｖ２−）の電流の流れ方向の関係、及びステータコイル１１４（Ｗ１＋），１１４（Ｗ１−），１１４（Ｗ２＋），１１４（Ｗ２−）の電流の流れ方向の関係も、Ｕ相の場合と同様である。
【００３９】
次に、ティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋），…，１１２（Ｗ２−）の周方向の端面に形成された凹部と嵌合形状の凸部とを圧入して、ステータ１１０の組立が完了する。
【００４０】
次に、バックコア１１２Ｂの外周側の複数箇所をフレーム１５０の内周側に圧入した状態で、ステータコア１１２とステータコイル１１４とを熱硬化性樹脂ＭＲにより一体モールド成形し、ステータSubAssy を構成する。尚、本実施形態では、ステータコア１１２にステータコイル１１４を組み込んだものを、フレーム１５０に圧入した状態で、ステータコア１１２とステータコイル１１４とを一体モールドする場合について説明したが、ステータコア１１２にステータコイル１１４を組み込んだ状態で、ステータコア１１２とステータコイル１１４とを一体モールドし、その後、ステータコア１１２をフレーム１５０に圧入してもよい。
【００４１】
モールド材によるモールド成形にあたっては、ステータコア１１２と、ステータコア１１２の軸方向端部から軸方向に突出するステータコイル１１４のコイルエンド部を、図示省略した治具とフレーム１５０によって囲むように、図示省略した治具を、ステータコア１１２とステータコア１１２とフレーム１５０からなる構造体に対して取り付け、図示省略した治具とフレーム１５０によって囲まれている中に流体状のモールド材を注入し、コイルエンド部，ステータコア１１２の隙間，ステータコイル１１４の隙間，ステータコア１１２とステータコイル１１４との間の隙間及びステータコア１１２とフレーム１５０との間の隙間にモールド材を充填し、モールド材を固化させ、モールド材が固化したら、図示省略した治具を取り外す。
【００４２】
モールド成形したステータSubAssyの内周面，すなわち、ティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋），…，１１２（Ｗ２−）のティース部の先端部であって、ロータ１３０と径方向に対向する面側には切削加工が施されている。これにより、ステータ１１０とロータ１３０とのギャップのバラツキを低減して、ステータ１１０の内径真円度をさらに向上させている。また、モールド成形により一体化することにより、モールドしない場合に比べて、ステータコイル１１４に通電することにより発生する熱の放熱性をよくすることができる。また、モールド成形することにより、ステータコイルやティースの振動を防止することもできる。また、モールド成形した後、内径を切削加工することにより、内径真円度に基づくコギングトルクを低減することができる。コギングトルクを低減することにより、ステアリングの操舵感を向上することができる。
【００４３】
フレーム１５０の内側には凸部１５０Ｔが形成されている。バックコア１１２Ｂの外周には、凸部１５０Ｔと対応するように凹部１１２ＢＯ２が形成されている。凸部１５０Ｔと凹部１１２ＢＯ２は、相互に異なる曲率を有して係合しあう係合部ＩＰを構成しており、軸方向に連続して形成されかつ周方向に間隔をあけて８個設けられている。係合部は圧入部を兼ねている。すなわちフレーム１５０にステータコア１１２を固定する場合、係合部の凸部１５０Ｔの突端面と凹部１１２ＢＯ２の底面とが圧接するように、フレーム１５０の凸部１５０Ｔにバックコア１１２Ｂの凹部１１２ＢＯ２を圧入する。このように、本実施形態は、部分圧入によってフレーム１５０にステータコア１１２を固定している。この圧入によって、フレーム１５０とステータコア１１２との間には微細な空隙が形成される。本実施形態では、ステータコア１１２とステータコイル１１４とをモールド材ＭＲによってモールドする際、フレーム１５０とステータコア１１２との間に形成された空隙にモールド材ＲＭを同時に充填している。また、係合部は、フレーム１５０に対してステータコア１１２が周方向に回転することを防止するための回り止め部を兼ねている。
【００４４】
このように、本実施形態では、フレーム１５０にステータコア１１２を部分的に圧入しているので、フレーム１５０とステータコア１１２との間のすべりを大きくしかつ剛性を小さくできる。これにより、本実施形態では、フレーム１５０とステータコア１１２との間における騒音の減衰効果を向上させることができる。また、本実施形態では、フレーム１５０とステータコア１１２との間の空隙にモールド材を充填しているので、騒音の減衰効果をさらに向上させることができる。
【００４５】
なお、凸部１５０Ｔと凹部１１２ＢＯ２とは非接触として、両者は回り止めとしてのみ用い、この凸部１５０Ｔと凹部１１２ＢＯ２の部分以外のフレーム１５０の内周面に対してバックコア１１２Ｂの外周面を圧入するように構成してもよいものである。
【００４６】
また、ステータコイル１１４（Ｕ１＋），１１４（Ｕ１−）と、１１４（Ｕ２＋），１１４（Ｕ２−）とは、ステータ１１０の中心に対して、対称位置に配置されている。すなわち、ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と１１４（Ｕ１−）は隣接して配置され、また、ステータコイル１１４（Ｕ２＋）と１１４（Ｕ２−）も隣接して配置されている。さらに、ステータコイル１１４（Ｕ１＋），１１４（Ｕ１−）と、ステータコイル１１４（Ｕ２＋），１１４（Ｕ２−）とは、ステータ１１０の中心に対して、線対称に配置されている。すなわち、シャフト１３８の中心を通る破線Ｃ−Ｃに対して、ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と、ステータコイル１１４（Ｕ２＋）とが線対称に配置され、また、ステータコイル１１４（Ｕ１−）と、１１４（Ｕ２−）とが線対称に配置されている。
【００４７】
ステータコイル１１４（Ｖ１＋），１１４（Ｖ１−）と、１１４（Ｖ２＋），１１４（Ｖ２−）も同様に線対称に配置され、ステータコイル１１４（Ｗ１＋），１１４（Ｗ１−）と、１１４（Ｗ２＋），１１４（Ｗ２−）とも線対称に配置されている。
【００４８】
また、同相の隣接するステータコイル１１４は１本の線で連続して巻回されている。すなわちステータコイル１１４（Ｕ１＋）と１１４（Ｕ１−）とは、１本の線を連続して巻回し、２つの巻回コイルを構成し、それぞれ、ティースに巻回した構成となっている。ステータコイル１１４（Ｕ２＋）と１１４（Ｕ２−）も、１本の線で連続して巻回されている。ステータコイル１１４（Ｖ１＋）と１１４（Ｖ１−），ステータコイル１１４（Ｖ２＋）と１１４（Ｖ２−），ステータコイル１１４（Ｗ１＋）と１１４（Ｗ１−），ステータコイル１１４（Ｗ２＋）と１１４（Ｗ２−）も、それぞれ、１本の線で連続して巻回されている。
【００４９】
このような線対称配置と、隣接する２つの同相のコイルを１本の線で巻回することにより、各相同士、また異相を結線リングで結線する際に、結線リングの構成を簡単にすることができる。
【００５０】
次に、ロータ１３０の構成について説明する。ロータ１３０は、磁性体からなるロータコア１３２と、このロータコア１３２の表面に接着剤によって固定された１０個のマグネット１３４（１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃ，１３４Ｄ，１３４Ｅ，１３４Ｆ，１３４Ｇ，１３４Ｈ，１３４Ｉ，１３４Ｊ）と、マグネット１３４の外周に設けられたマグネットカバー１３６を備えている。ロータコア１３２は、シャフト１３８に固定されている。
【００５１】
マグネット１３４は、その表面側（ステータのティース１１２Ｔと対向する側）をＮ極とすると、その裏面側（ロータコア１３２に接着される側）がＳ極となるように、半径方向に着磁されている。また、マグネット１３４は、その表面側（ステータのティース１１２Ｔと対向する側）をＳ極とすると、その裏面側（ロータコア１３２に接着される側）がＮ極となるように、半径方向に着磁されているものもある。そして、隣接するマグネット１３４は、着磁された極性が周方向に交互になるように着磁されている。例えば、マグネット１３４Ａの表面側がＮ極に着磁されているとすると、隣接するマグネット１３４Ｂ，１３４Ｊの表面側はＳ極に着磁されている。すなわち、マグネット１３４Ａ，１３４Ｃ，１３４Ｅ，１３４Ｇ，１３４Ｉの表面側がＮ極に着磁されている場合、マグネット１３４Ｂ，１３４Ｄ，１３４Ｆ，１３４Ｈ，１３４Ｊの表面側は、Ｓ極に着磁されている。
【００５２】
また、マグネット１３４は、それぞれ、断面形状がかまぼこ型の形状となっている。かまぼこ形状とは、周方向において、左右の半径方向の厚さが、中央の半径方向の厚さに比べて薄い構造のことである。このようなかまぼこ型の形状とすることにより、磁束分布を正弦波状とでき、回転電機を回転させることによって発生する誘起電圧波形を正弦波状とすることができ、脈動分を低減することができる。脈動分を小さくできることにより、ステアリングの操舵感を向上できる。なお、リング状の磁性体に着磁してマグネットを構成するとき、着磁力を制御することのにより、磁束分布を正弦波状類似のものとしてもよいものである。
【００５３】
ロータコア１３２には、同心円上に大きな直径の１０個の貫通穴１３２Ｈと、その内周が出あって小さな直径の５個の窪み１３２Ｋとが形成されている。ロータコア１３２は、ＳＵＳなどの磁性体の薄板をプレス成形により打ち抜き、それを積層した構成となっている。窪み１３２Ｋは、プレス成形時に薄板をかしめることにより形成する。複数の薄板を積層する際に、この窪み１３２Ｋを互いに嵌合して位置決めを行っている。貫通穴１３２Ｈは、イナーシャを低減するためであり、この１３２Ｈ穴によりロータのバランスを向上できる。マグネット１３４の外周側は、マグネットカバー１３６により覆われており、マグネット１３４の飛散を防止している。なお、バックコア１１２Ｂとロータコア１３２は、同じ薄板から同時にプレス打ち抜きにより成形される。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態のロータ１３０は、１０個のマグネット１３４を備えており、１０極である。また、前述したように、ティース１１２Ｔは１２個であり、隣接するティースの間に形成されるスロットの数は、１２個である。すなわち、本実施形態の回転電機は、１０極１２スロットの表面磁石型の同期電動機となっている。
【００５５】
次に、図３〜図１７を用いて、本実施形態の回転電機の製造方法について説明する。
【００５６】
図３〜図５，図７，図８は、本発明の一実施形態による回転電機の製造時の斜視図である。図６，図１０は、本発明の一実施形態による回転電機の製造時の正面図である。図９，図１１は、本発明の一実施形態による回転電機の製造時の平面図である。図１２〜図１５は、本発明の一実施形態による回転電機の製造時の要部断面図である。図１６は、図１４に示した例における本発明の一実施形態による回転電機の製造時の要部正面図である。図１７は、図１５に示した例における本発明の一実施形態による回転電機の製造時の平面図である。なお、図１及び図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００５７】
以下の説明では、図２に示した複数のステータコイル１１４の内、同相のコイルである１１４（Ｕ１＋），１１４（Ｕ１−）を、Ｔ字形状のティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋），１１２（Ｕ１−）のティース部に連続して集中巻きで巻回する場合について説明するが、他の同相コイルの連続巻きも同様に行うことができる。
【００５８】
図３において、ボビン１１２ＢＯは、例えばプラスチックのような絶縁物から形成されている。ティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋）に用いられるボビンは、２分割された形状のボビン１１２ＢＯ（Ｕ１＋Ａ），１１２ＢＯ（Ｕ１＋Ｂ）からなる。それぞれ、プラスチック成形され、同一の寸法形状のものである。ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１＋Ａ），１１２ＢＯ（Ｕ１＋Ｂ）は、それぞれ、枠状の物を、中央から分割した形状である。ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１＋Ａ）は、その開口部を、図示の上方向から、ティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋）のティース部に挿入され、また、ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１＋Ｂ）は、その開口部を、図示の下方向から、ティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋）のティース部に挿入されている。ティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１−）に用いられるボビンも、２分割された形状のボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−Ａ），１１２ＢＯ（Ｕ１−Ｂ）からなる。
【００５９】
ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１＋Ａ），１１２ＢＯ（Ｕ１＋Ｂ）の取り付けられたティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１＋）、及びボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−Ａ），１１２ＢＯ（Ｕ１−Ｂ）の取り付けられたティース一体型分割バックコア１１２（Ｕ１−）は、それぞれ、図３に示すように両バックの内径側を外側に向け、巻線治具１０に固定される。２個のバックコア１１２（Ｕ１＋），１１２（Ｕ１−）は、巻線に必要なノズル（図４で後述）の移動空間を確保できるように、所定の角度（図３の場合は９０度）を付けて、巻線治具１０に保持される。
【００６０】
ここで、治具１０は軸Ｃの周りに回転可能である。また、最初に巻線するバックコア１１２（Ｕ１＋）に対して、二番目に巻線するバックコア１１２（Ｕ１−）の位置は、渡り線のあるコイルエンド側から見て、距離Ｘ１だけ遠方の位置で、巻線治具１０に固定する。第２バックコア１１２（Ｕ１−）の取り付け後、第２バックコアのボビン２ｂの背面にガイド１２を配置する。ガイド１２は、巻線治具１０にボルトなどで取り付け、第２バックコア１１２（Ｕ１−）の巻線後に矢印Ｓ１の方向に取り出し可能である。
【００６１】
次に、図４を用いて、第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）の巻回工程について説明する。自動巻線機のノズル４の回転軌道面を第１バックコア１１２（Ｕ１＋）の径方向と垂直に位置させ、第１バックコア１１２（Ｕ１＋）の周りにノズル２０を動かして、第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）を巻線する。
【００６２】
次に、図５〜図７を用いて、第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）の巻回工程について説明する。第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）は、第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）の巻線に引き続いて、連続して巻回される。図４に示した状態に対して、第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）の巻回時には、巻線治具１０を回転させる。ここでは、前述したように、２個のバックコア１１２（Ｕ１＋），１１２（Ｕ１−）が、所定の角度（図３の場合は９０度）だけ離されているため、回転する角度は、９０度である。なお、図５に示す状態は、図４に示す状態に対して、巻線治具１０を矢印Ｓ２方向に９０度回転させた状態である。なお、図示の状態では、説明の都合上、図４に対して図示する角度を矢印Ｓ２と逆方向に９０度回転した位置から見た状態を図示している。
【００６３】
巻線治具１０を矢印Ｓ２方向に９０度回転させると、図５に示すように、第２バックコア１１２（Ｕ１−）の径方向とノズル２０の回転軌道面が垂直になる。そして、ガイド１２の上に移行部の電線ＣＡ１を引回し、第２バックコア１１２（Ｕ１−）のボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）の背面の溝から第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）の巻き始め電線を落とし込む。
【００６４】
ここで、図６に示すように、第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）から第２コイル１１４（Ｕ１−）への移行部の電線ＣＡ１がガイド１２に搭載される面は、第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）（バックコア、ボビンを含む）の輪郭の外周側としている。ここで、第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）（バックコア、ボビンを含む）の輪郭とは、図６に破線ＲＫ１で示す外径ラインである。この例では、ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）のバックコア側（図示の奥方向）の寸法が最も大きいため、ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）の外径が、第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）（バックコア、ボビンを含む）の輪郭となっている。移行部の電線ＣＡ１がガイド１２に搭載される面は、ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）の外形寸法よりも大きい面となっている。
【００６５】
次に、図７に示すように、第２バックコア１１２（Ｕ１−）に、第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）を第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と逆方向に巻線する。
【００６６】
第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）の巻回が終了すると、図８に示すように、ガイド１２を矢印Ｓ３の方向に退避させ、その後、両コイル１１４（Ｕ１＋），１１４（Ｕ１−）の巻回されたバックコア１１２（Ｕ１＋），（Ｕ１−）を矢印Ｓ４方向に引き抜いて、巻線治具１０の上方から取り出す。
【００６７】
次に、図９に示すように、バックコア１１２（Ｕ１＋）に対して、バックコア（Ｕ１−）を矢印Ｓ５方向に回転させ、取り出した両コイル１１４（Ｕ１＋），１１４（Ｕ１−）の、バックコア１１２（Ｕ１＋）と、バックコア（Ｕ１−）の分割面を合わせる。ここで、ガイド１２によってコイル１１４（Ｕ１−）（バックコア、ボビン含む）の外周側に、移行部の電線ＣＡ１が形成されているため、コイル１１４（Ｕ１＋）と、移行部の電線ＣＡ１は干渉しないものとなる。
【００６８】
次に、図９に示したように、移行部の電線ＣＡ１は、ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）の背面から第２コイル１１４（Ｕ１−）に巻き込まれているので、両コイルを回転させた後で、移行部の電線ＣＡ１の位置をボビン２ｂの背面より内径側に移動させる。
【００６９】
次に、図１０（Ａ）に示すように、第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）（バックコア、ボビン含む）を回転電機の軸方向（矢印Ｓ６方向）に移動し、図１０（Ｂ）のように第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）の軸方向位置を一致させる。この動作により、図１０（Ｂ）に示すように、第２コイル１１４（Ｕ１−）のコイルエンドの上部にある移行部の電線ＣＡ１の一部が、第１ステータコイル１１４（Ｕ１−）の最終ターンの一部として吸収され、図１１に示すような位置に渡り線ＥＬが配置され、従来よりも渡り線ＥＬの長さを短縮することができる。巻線治具１０のバックコア取り付け位置の差Ｘ１を調整することで、渡り線ＥＬの長さを所望の寸法にできる。図３〜図１０にて説明した製造方法は、コイルに使用する導体の線径が細く、曲げ加工しやすい場合に（例えば、線径が１．６φ以下）に有効である。一つのステータコイル１１４に、１４Ｔのコイルを巻回する場合で、取付位置差Ｘ１は、例えば、８ｍｍである。もちろん、ティースの寸法形状等により、差Ｘ１の値は異なるため、渡り線ＥＬが最も短くなるような最適値が選択される。
【００７０】
ここで、図１２〜図１５を用いて、本実施形態の回転電機の製造方法によって製造されたステータコイルのステータコアに対する位置関係について説明する。
【００７１】
図１２に示す例では、第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）を繋ぐ渡り線ＥＬは、第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）のコイルエンド上に位置し、渡り線ＥＬの底面が、コイルボビンの上端面よりも高さＨ１だけ低い位置にある。なお、従来は、破線で示す渡り線ＥＬｐのように、渡り線ＥＬの底面が、コイルボビンの上端よりも上側の位置，すなわち、コイルボビンの上端から高さＨｐだけ高い位置に配置されていたため、コイルエンド部が長くなっていたものである。それに対して、本実施形態では、渡り線の位置を低くできるので、コイルエンド部を短くできる。
【００７２】
また、図１３に示す例では、第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）を繋ぐ渡り線ＥＬは、第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）のコイルエンド上に密着しており、渡り線ＥＬの底面が、コイルボビンの上端面よりも高さＨ２だけ低い位置にある。
【００７３】
さらに、図１４に示す例では、第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）を繋ぐ渡り線ＥＬは、コイルボビン１１２ＢＯ（Ｕ１＋）の回転電機の軸方向の端面上に位置し、渡り線ＥＬの底面がコイルの最外層よりも低い位置にある。
【００７４】
また、図１５に示す例では、コイルエンドの最外層で最外周と、ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）のツバの間に空隙を有するように巻線され、第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）を繋ぐ渡り線ＥＬは、この空隙内に配置し、渡り線ＥＬの底面がコイルの最外層よりも高さＨ３だけ低い位置にある。
【００７５】
図１６は、図１４に示したように、コイル１１４（Ｕ１＋），１１４（Ｕ１−）の最外層よりもコイルボビン１１２ＢＯ（Ｕ１＋），１１２ＢＯ（Ｕ１−）の回転電機の軸方向の端面を低くし、渡り線ＥＬをコイル１１４（Ｕ１＋）の径方向外側で、ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）の端面の上部を通過するように配置した場合の正面図を示している。渡り線ＥＬの底面は、コイル１１４（Ｕ１＋）の最外層よりも低くなり、結線用部品などの搭載部品の下面を、コイルエンド最外層＋線径の高さまで近づけることができる。
【００７６】
図１７は、図１５に示した例の製造時の状態を示す平面図である。図１７（Ａ）に示すように、第２コイル１１４（Ｕ１−）の最外層、最外周とボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）のツバの間に空隙（矢印の位置）を有するように巻線し、図１７（Ｂ）に示すように渡り線５をこの空隙内に納めることもできる。この場合、渡り線ＥＬの底面は、コイル最外層よりも低くなり、結線用部品などの搭載部品の下面を、コイルエンド最外層＋線径の高さまで近づけることができる。渡り線をボビンの内側に納められるので、部品の運搬や組立によるコイルの絶縁損傷の可能性を低くできる。
【００７７】
図１２〜図１５の例に共通する要素としては、図３〜図１１に示したように、第１及び第２のステータコイルのコイル軸心が、ステータの軸方向にずれた状態で連続巻線し、第１及び第２のステータコイルを繋ぐ渡り線を、第２のステータコイルのコイルエンド上に移動した後、前記渡り線のあるコイルエンド側から見た両コイルの相対位置を一致させるという製造方法によってステータコイルを巻回することで、渡り線ＥＬは、ボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）の最外周を含み、最外周の位置よりも内周側に位置するものである。このような構成により、渡り線を短くでき、結果としてコイルエンド部を短くできるため、回転電機の軸方向の長さを短縮できる。
【００７８】
さらに、移行部の電線の余長を吸収する量を増やすと、図１０（Ｂ）のように第１ステータコイル１１４（Ｕ１−）の最終半ターンＣＡ１がスロット内で各コイルの角部を支点として対角に直線状に配置され、渡り線を第２コイルのコイルエンド上に密着させることもできる。渡り線ＥＬの遊びがないので、第１ステータコイル１１４（Ｕ１−）の最終半ターンＣＡ１と第２コイル１１４（Ｕ１＋）の接触を完全に回避でき、同相内の短絡の危険をなくせる。
【００７９】
なお、ここではＴ字型の分割バックコアにボビンを取り付けて巻線する構造で説明したが、治具にボビンを挿入する軸心を設け、バックコアのない２連続巻コイルを製造してもよく、ティースと環状のバックコアバックコアに分割するタイプのバックコアにも適用できる。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態によれば、渡り線がコイルエンドから突出する長さが減り、回転電機の軸方向寸法を短縮できる。また、渡り線がコイルボビンの外周を通らないので、この部分を結線用部品の脚などを搭載する空間として有効に活用できる。
【００８１】
次に、図１８〜図２１を用いて、本実施形態の回転電機の第２の製造方法について説明する。なお、この例は、ステータコイルに用いる導体の線径が太い場合，例えば、２．３φ以上の場合に有効なものである。  
図１８，図１９は、本発明の一実施形態による回転電機の第２の方法による製造時の正面図である。図２０，図２１は、本発明の一実施形態による回転電機の第２の方法による製造時の平面図である。なお、図１〜図１５と同一符号は、同一部分を示している。
【００８２】
最初に、図１８に示すように、第１のバックコア１１２（Ｕ１＋）にボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）を取り付け、巻線治具１０Ａに把持手段１４Ａで固定する。次に、第１のバックコア１１２（Ｕ１＋）に取り付けられたボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）の周囲に、第１のステータコイル１１４（Ｕ１＋）を巻線する。
【００８３】
次に、図１９及び図２０に示すように、巻線治具１０Ａの上には、スペーサ１６が取り付けられている。そして、スペーサ１６に把持手段１４Ｂで固定した第２のバックコア１１２（Ｕ１−）を治具１２に取り付ける。なお、第２のバックコア１１２（Ｕ１−）には、予めボビン１１２ＢＯ（Ｕ１−）が装着されている。このような位置関係とすることで、コイルの巻回軸方向の相対位置を、第１ステータコイル１１４（Ｕ１−）とずらし、かつコイルエンド側が対向するように配置することができる。そして、第２のステータコイル１１４（Ｕ１−）を第１コイル１１４（Ｕ１＋）と逆方向に巻線する。ここで、両バックコアの位置をコイルの巻回軸方向にずらすことで、ノズル２０は第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）と干渉しないようにすることができる。
【００８４】
次に、把持手段１４Ａ，１４Ｂを除去し、両コイル１１４（Ｕ１＋），１１４（Ｕ１−）を、巻線治具１０Ａから取り出し、両コイルの巻回軸方向の位置を一致させる。移行部の電線ＣＡ２は、第２コイル３ｂのボビン２ｂの背面から第２コイルに巻き込まれているので、移行部の電線ＣＡ２の位置を第２コイルのボビン背面より内径側に移動させる。
【００８５】
次に、図２１（Ａ）に示すように、第２ステータコイル１１４（Ｕ１−）に対して、第１ステータコイル１１４（Ｕ１＋）を１８０度反転させ、図２１（Ｂ）に示すように、渡り線のあるコイルエンド側から見た両コイルの相対位置を一致させる。治具１０Ａに固定する両コイル間の距離Ｘ２を調整することで、渡り線ＥＬの長さを所望の寸法にできる。
【００８６】
なお、第２の製造方法も、Ｔ字型の分割バックコアにボビンを取り付けて巻線する構造で説明したが、治具にボビンを挿入する軸心を設け、バックコアのない２連続巻コイルを製造してもよく、ティースと環状のバックコアバックコアに分割するタイプのバックコアにも適用できる。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態によっても、第１及び第２のステータコイルのコイル軸心が、ステータの軸方向にずれた状態で連続巻線し、第１及び第２のステータコイルを繋ぐ渡り線を、第２のステータコイルのコイルエンド上部に移動した後、第１及び第２のステータコイルを相対的に反転させて、渡り線のあるコイルエンド側から見た両コイルの相対位置を一致させるという製造方法によってステータコイルを巻回することで、渡り線は、ボビンの最外周を含み、最外周の位置よりも内周側に位置するものである。このような構成により、渡り線を短くでき、結果としてコイルエンド部を短くできるため、回転電機の軸方向の長さを短縮できる。また、渡り線がコイルボビンの外周を通らないので、この部分を結線用部品の脚などを搭載する空間として有効に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態による回転電機の構成を示す横断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の正面図である。
【図７】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の正面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の平面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の要部断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の要部断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の要部断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態による回転電機の製造時の要部断面図である。
【図１６】図１４に示した例における本発明の一実施形態による回転電機の製造時の要部正面図である。
【図１７】図１５に示した例における本発明の一実施形態による回転電機の製造時の平面図である。
【図１８】本発明の一実施形態による回転電機の第２の方法による製造時の正面図である。
【図１９】本発明の一実施形態による回転電機の第２の方法による製造時の正面図である。
【図２０】本発明の一実施形態による回転電機の第２の方法による製造時の平面図である。
【図２１】本発明の一実施形態による回転電機の第２の方法による製造時の平面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０，１０Ａ…巻線治具
１２…ガイド
１４…把持手段
１６…スペーサ
２０…ノズル
１１０…ステータ
１１２…Ｔ字型分割バックコア
１１２ＢＯ…コイルボビン
１１４…ステータコイル
１３０…ロータ
ＥＬ…渡り線
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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