(57)【要約】【課題】重ねコイルタイプの波巻コイルでありながら、環状に成形する前の全長をコンパクトにして波巻コイルの搬送を含めた取り回しを容易にし、かつ、各コイル線材をスロットに容易に組込み作業することができるようにすること。【解決手段】周方向に複数のスロット２０１を有するステータコア２００のスロット２０１に装着される回転電機用コイル１００であって、スロット２０１に収容される複数のスロット収容部１１と、ステータコア２００の軸方向のスロット２０１の外部で、隣り合うスロット収容部１１同士を山形状に接続する複数のコイルエンド部１２と、を有するコイル線材１によって構成される重ねコイルタイプの波巻コイルからなり、少なくとも２層以上のコイル線材１が、連続線からなる連結部１５により連結され、連結部１５で折り返されて重ねられている。【選択図】図２
2019146309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数のスロットを有するステータコアの前記スロットに装着される回転電機用コイルであって、
前記スロットに収容される複数のスロット収容部と、前記ステータコアの軸方向の前記スロットの外部で、隣り合う前記スロット収容部同士を接続する複数のコイルエンド部と、を有するコイル線材によって構成される重ねコイルタイプの波巻コイルからなり、
少なくとも２層以上の前記コイル線材が、連続線からなる連結部により連結され、前記連結部で折り返されて積層されている、回転電機用コイル。
【請求項２】
前記層は、複数の前記コイル線材が順次重ねられることにより構成され、
隣り合う前記層間における複数の前記コイル線材の重ね順が反転しており、且つ、前記連結部において、複数の前記コイル線材の重ね順が維持されたまま折り返されている、請求項１に記載の回転電機用コイル。
【請求項３】
前記ステータコアの径方向外側に配置される層を構成する前記コイル線材の前記コイルエンド部の頂部は、前記ステータコアの径方向内側に配置される層を構成する前記コイル線材の前記コイルエンド部の頂部よりも前記ステータコアの軸方向に高い、請求項１又は２に記載の回転電機用コイル。
【請求項４】
前記コイル線材の隣り合う前記スロット収容部の間隔は、前記ステータコアの径方向外側に配置される層よりも、前記ステータコアの径方向内側に配置される層の方が短い、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機用コイル。
【請求項５】
前記コイル線材の折り返し部位の近傍の前記スロット収容部の間隔は、前記コイル線材の折り返し部位の近傍以外の部位における前記スロット収容部の間隔に比べて小さい、請求項４に記載の回転電機用コイル。
【請求項６】
前記コイル線材の各層は、前記ステータコアの周方向に沿う同一方向に複数スロット分ずつずれて積層されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機用コイル。
【請求項７】
各層に亘る前記コイル線材は、連続線である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機用コイル。
【請求項８】
前記コイル線材は、前記ステータコアの周方向に分割された線材により構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転電機用コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機用コイルに関する。詳しくは、重ねコイルタイプの波巻コイルにより構成される回転電機用コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機や発電機等の回転電機のステータコアのスロットに装着されるコイルとして、スロット内に収容されるスロット収容部と、隣り合うスロット収容部の端部同士を山形状に接続するコイルエンド部とを有するコイル線材により波型形状に構成された波巻コイルが知られている。
【０００３】
この波巻コイルにおいて、隣り合うスロットに収容される配置パターンとしては、コイル線材のスロット収容部が１層目と２層目に交互に配置される編み込みタイプや、コイル線材のスロット収容部が１層目と１層目、２層目と２層目に配置されるパターンとなる重ねコイルタイプが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。このうち、コイル線材のスロット収容部がスロット内で同じ層に配置される重ねコイルタイプは、複数のコイル線材の編み込み作業が不要となるため、波巻コイルの作製時間を短縮できるとともに、コイル線材へのダメージを低減することができる等の利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８２９９６号公報
【特許文献２】特開２０１６−９２９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転電機用コイルを重ねコイルタイプの波巻コイルで作製し、スロット内に収容される各層の波巻コイルを周方向に繋がるように結線して略渦巻き状に構成した場合、略渦巻き状に成形する前の波巻コイルの全長が長大になるため、波巻コイルを搬送する搬送装置のサイズが大きくなり、かつ、搬送距離も長くなる。このため、搬送に伴う時間も長くなってしまう問題があった。
【０００６】
また、従来の重ねコイルタイプの波巻コイルは、重ねられる各コイル線材が編み込み等で一体化されておらず、単に層状に重ねられているだけであるため、搬送中にコイル線材がばらけてしまう問題があった。
【０００７】
更に、重ねコイルタイプの波巻コイルを略渦巻き状に成形する工程において、例えば、最内層を構成する波巻コイルから順次巻き取っていく製法があるが、従来の重ねコイルタイプの波巻コイルは、編み込みコイルタイプのように相互のコイル線材が絡み合うことによる一体化がなされていないため、巻き取り時の張力によって各コイル線材がばらけてしまったり、変形してしまったりする問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、重ねコイルタイプの波巻コイルでありながら、環状に成形する前の全長をコンパクトにしてコイルの搬送を含めた取り回しを容易にし、各コイル線材をスロットに容易に組込み作業することができる重ねコイルタイプの波巻コイルからなる回転電機用コイル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】
【０００９】
（１）  本発明に係る回転電機用コイルは、周方向に複数のスロット（例えば、後述のスロット２０１）を有するステータコア（例えば、後述のステータコア２００）の前記スロットに装着される回転電機用コイル（例えば、後述のコイル１００）であって、前記スロットに収容される複数のスロット収容部（例えば、後述のスロット収容部１１）と、前記ステータコアの軸方向の前記スロットの外部で、隣り合う前記スロット収容部同士を接続する複数のコイルエンド部（例えば、後述のコイルエンド部１２）と、を有するコイル線材（例えば、後述のコイル線材１）によって構成される重ねコイルタイプの波巻コイルからなり、少なくとも２層（例えば、後述の層１０〜６０）以上の前記コイル線材が、連続線からなる連結部（例えば、後述の連結部１５）により連結され、前記連結部で折り返されて積層されている。
（１）により、重ねコイルタイプの波巻コイルが折り返されて積層された積層構成となるので、環状に成形する前の波巻コイルの全長をコンパクトにすることができる。これにより、コイルを搬送する搬送装置のサイズを小型化できるとともに、コイルの取り扱いが容易になり、各コイル線材をスロットに容易に組込み作業することができる。
【００１０】
（２）  （１）に記載の回転電機用コイルにおいて、前記層は、複数の前記コイル線材が順次重ねられることにより構成され、隣り合う前記層間における複数の前記コイル線材の重ね順が反転しており、且つ、前記連結部において、複数の前記コイル線材の重ね順が維持されたまま折り返されていることが好ましい。
（２）により、事前に折り返し成形を施した各コイル線材を、折り返し方向から順次挿入していくことで、複数層に積層された波巻コイルを容易に作製することができる。
【００１１】
（３）  （１）又は（２）に記載の回転電機用コイルにおいて、前記ステータコアの径方向外側に配置される層を構成する前記コイル線材の前記コイルエンド部の頂部（例えば、後述の頂部１２２）は、前記ステータコアの径方向内側に配置される層を構成する前記コイル線材の前記コイルエンド部の頂部よりも前記ステータコアの軸方向に高いことが好ましい。
（３）により、環状成形前のスロット収容部の間隔を均等に揃えたままでも、環状成形後にステータコアの径方向外側に配置される層と径方向内側に配置される層のコイルエンド高さを容易に揃えることができる。
【００１２】
（４）  （１）〜（３）のいずれかに記載の回転電機用コイルにおいて、前記コイル線材の隣り合う前記スロット収容部の間隔は、前記ステータコアの径方向外側に配置される層よりも、前記ステータコアの径方向内側に配置される層の方が短いことが好ましい。
（４）により、ステータコアの径方向外側に配置されるコイル線材と、径方向内側に配置されるコイル線材との周長を容易に揃えることができる。
【００１３】
（５）  （４）に記載の回転電機用コイルにおいて、前記コイル線材の折り返し部位の近傍の前記スロット収容部の間隔は、前記コイル線材の折り返し部位の近傍以外の部位における前記スロット収容部の間隔に比べて小さいことが好ましい。
（５）により、折り返されたコイル線材において、各層の中心位置を揃えた状態で、ステータコアの外周側に配置されるコイル線材と、内周側に配置されるコイル線材との周長を容易に揃えることができる。
【００１４】
（６）  （１）〜（５）のいずれかに記載回転電機用コイルにおいて、前記コイル線材の各層は、前記ステータコアの周方向に沿う同一方向に複数スロット分ずつずれて積層されていることが好ましい。
（６）により、作製されたコイルを環状に丸める際に、端部同士が入り組んだ構造にならず、階段状の端部形状となるので、端部同士を単に重ねるだけで環状に形成することができる。
【００１５】
（７）  （１）〜（６）のいずれか１項に記載の回転電機用コイルにおいて、各層（例えば、後述の層１０〜６０）に亘る前記コイル線材は、連続線であることが好ましい。
（７）により、コイルの全体を１本の連続線で作製できるため、接合点数を限りなく減らすことができ、製造工程を簡略化することができる。
【００１６】
（８）  （１）〜（７）のいずれかに記載の回転電機用コイルにおいて、前記コイル線材は、前記ステータコアの周方向に分割された線材（例えば、後述の線材１ａ〜１ｃ）により構成されていることが好ましい。
（８）により、作製されたコイルをステータコアの内径側からスロットに挿入するためにコイルを周方向に変形させる際、変形させ易くすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、重ねコイルタイプの波巻コイルでありながら、環状に成形する前の全長をコンパクトにして波巻コイルの搬送を含めた取り回しを容易にし、かつ、各コイル線材をスロットに容易に組込み作業することができる重ねコイルタイプの波巻コイルからなる回転電機用コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る回転電機用コイルが装着されるステータコアを示す斜視図である。
【図２】ステータコアに装着する前の平坦なシート状に延ばされた状態の回転電機用コイルの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２に示す回転電機用コイルを分解して示す斜視図である。
【図４】図２に示す回転電機用コイルの正面図である。
【図５】図４に示す回転電機用コイルを分解して示す正面図である。
【図６】図２に示す回転電機用コイルのＡ部の部分平面図である。
【図７】図２に示す回転電機用コイルをＢ方向から見た側面図である。
【図８】図３及び図５に示す回転電機用コイルの層のうちの１本のコイル線材を示す正面図である。
【図９】同じ波型形状に成形された２本のコイル線材を並べて順次重ねた状態を示す図である。
【図１０】同じ波型形状に成形された６本のコイル線材を並べて順次重ねて１つの層を構成した状態を示す図である。
【図１１】図８に示した層を構成する１本のコイル線材を折り返してもう１つの層を積層した状態を示している。
【図１２】回転電機用コイルの積層構造を模式的に示した図である。
【図１３】回転電機用コイルの積層構造を模式的に示した図である。
【図１４】ステータコアの径方向外側に配置される層の一部と径方向内側に配置される層の一部とを横に並べた状態を模式的に示した図である。
【図１５】ステータコアの径方向外側に配置される層の一部と径方向内側に配置される層の一部とを重ねた状態を模式的に示した図である。
【図１６】ステータコアの径方向外側に配置される層の一部と径方向内側に配置される層の一部とを上下に並べた状態を模式的に示した図である。
【図１７】折り返されたコイル線材の各層の中心位置を揃えた様子を模式的に示した図である。
【図１８】コイル線材をステータコアの周方向に沿う同一方向に複数スロット分ずつずらして折り返して重ねた様子を模式的に示す図である。
【図１９】図２０に示すコイルを環状に成形する様子を模式的に示す図である。
【図２０】コイル線材のスロット収容部の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る回転電機用コイルが装着されるステータコアを示す斜視図である。本実施形態のステータコア２００は円筒状に形成され、その内周側に後述のコイル１００が装着される複数のスロット２０１を有する。各スロット２０１は、ステータコア２００の軸方向（図１中のＤ１方向）に貫通するとともに、それぞれ径方向（図１中のＤ１方向に直交する放射方向）の内側に開放する形状を有する。本実施形態のステータコア２００は、放射状に配列された４８個のスロット２０１を備え、各スロット２０１に亘って後述のコイル１００が装着されることにより、４８スロットのステータを構成する。
【００２０】
次に、このステータコア２００に装着される回転電機用コイル１００（以下、単にコイル１００という。）について説明する。図２は、ステータコア２００に装着する前の平坦なシート状に延ばされた状態のコイル１００の一実施形態を示す斜視図であり、図３は、図２に示すコイル１００を分解して示す斜視図である。また、図４は、図２に示すコイル１００の正面図であり、図５は、図４に示すコイル１００を分解して示す正面図である。更に、図６は、図２に示すコイル１００のＡ部の部分平面図であり、図７は、図２に示すコイル１００をＢ方向から見た側面図である。
【００２１】
本実施形態のコイル１００は、図３及び図５に示されるように、各々所定の波型形状に成形されたコイル線材１が、つづら折り状に折り返されて順次積層されることにより、層１０〜層６０からなる６層構成を有する。コイル１００は、それぞれ波型形状に成形された６本のコイル線材１を、ステータコア２００の周方向（Ｄ２方向）に所定ピッチずつずらして並べることにより構成される。所定ピッチとは、具体的には、ステータコア２００のスロット２０１の配列ピッチのことである。
【００２２】
ここで、コイル１００を構成するコイル線材１について説明する。図８は、図３及び図５に示すコイル１００の層１０のうちの１本のコイル線材１を示す正面図である。
コイル線材１は、銅やアルミ等の断面矩形状の導体と、その導体の外表面を覆う絶縁被覆とからなる平角線により、長尺な波型形状に形成される。コイル線材１は、ステータコア２００の周方向（Ｄ２方向）に所定の間隔をおいて並列配置される複数のスロット収容部１１と、隣り合うスロット収容部１１同士をそれぞれ山形状に接続する複数のコイルエンド部１２とを有する。本実施形態のコイル線材１は、８本のスロット収容部１１が、間に５スロット分の間隔をおいて並列配置され、これら８本のスロット収容部１１の端部同士が、７本のコイルエンド部１２によって交互に接続されている。
【００２３】
スロット収容部１１は、ステータコア２００のスロット２０１内に収容される部位であり、ステータコア２００の軸方向（Ｄ１方向）に沿うように略ストレート状に形成される。一方、コイルエンド部１２は、ステータコア２００のスロット２０１の上下端面２００ａ（図１参照）から軸方向（Ｄ１方向）の外部に突出する部位であり、各スロット収容部１１の上下端部側を山形状に屈曲成形することにより、隣り合うスロット収容部１１同士を接続している。コイルエンド部１２は、ステータコア２００の周方向（Ｄ２方向）に沿ってスロット収容部１１の上端部又は下端部を交互に接続している。従って、１本のコイル線材１は、スロット収容部１１を挟んで上下に波打つように成形されている。
【００２４】
なお、コイル線材１は、コイル１００の両端部にそれぞれリード部１３、１４を有している。リード部１３、１４は、コイル線材１の端部に配置されるスロット収容部１１の上端部に接続され、スロット収容部１１から斜め上方に傾斜して延び、更にその端部が、ステータコア２００の軸方向（Ｄ１方向）に沿って立ち上がるように屈曲成形されている。
【００２５】
本実施形態のコイル１００は、同様に成形されたコイル線材１を、スロット収容部１１が並列するように、ステータコア２００の周方向（Ｄ２方向）に所定ピッチずつ位置ずれさせて並べて順次重ねることにより構成される。図９は、同じ波型形状に成形された２本のコイル線材１を並べて順次重ねた状態を示している。２本のコイル線材１は、スロット収容部１１同士が、ステータコア２００のスロット２０１の配列ピッチ分だけ周方向（Ｄ２方向）に位置ずれするように並べて重ねられる。同様にして６本のコイル線材１が順次並べて重ねられることにより、図１０に示すように、ステータコア２００のスロット２０１の数と同じ４８本のスロット収容部１１が、スロット２０１の配列ピッチと同じピッチで並列配置された１つの層１０が得られる。
【００２６】
ここで、コイル線材１の構成について更に説明する。コイル線材１の山形状の各コイルエンド部１２は、各スロット収容部１１に対して屈曲して接続される屈曲部１２１と、コイルエンド部１２の山形状の頂部１２２とを有する。屈曲部１２１は、図７に示すように、スロット収容部１１に対して、ステータコア２００の径方向（図７に示すＤ３方向）に、それぞれコイル線材１の線幅Ｗの半分の幅Ｗ／２だけ変位するように成形されている。一方、頂部１２２は、図７に示すように、ステータコア２００の径方向（Ｄ３方向）に、それぞれコイル線材１の線幅Ｗと同じ幅Ｗだけ変位するように成形されている。
【００２７】
具体的には、スロット収容部１１の下端部に接続されるコイルエンド部１２は、屈曲部１２１において、スロット収容部１１に対してステータコア２００の径方向外側（図７に示すＤ３１方向側）にＷ／２だけ変位（＋Ｗ／２）した後、頂部１２２に向けて傾斜状に延びている。次いで、コイルエンド部１２は、頂部１２２において、ステータコア２００の径方向内側（図７に示すＤ３２方向側）に１Ｗだけ変位（−１Ｗ）した後、次の屈曲部１２１に向けて傾斜状に延び、その屈曲部１２１において、再びステータコア２００の径方向外側（図７に示すＤ３１方向側）にＷ／２だけ変位（＋Ｗ／２）している。このため、合計で（＋Ｗ／２）＋（−１Ｗ）＋（＋Ｗ／２）＝０となり、６本を並べて重ねたコイル線材１の４８本のスロット収容部１１は、ステータコア２００の径方向（Ｄ３方向）の同じ位置に配置される。即ち、６本のコイル線材１を並べて重ねることにより１つの層を構成しても、スロット収容部１１の部位は、コイル線材１の幅Ｗ分の幅しか有していないことになる。
【００２８】
図８〜図１０では示されていないが、本実施形態のコイル線材１は、同様にスロット収容部１１が並列配置されるように、更にスロット収容部１１の並び方向であるステータコア２００の周方向（Ｄ２方向）に沿って延びている。並べられた６本のコイル線材１は、４８本のスロット収容部１１を１単位として、図３及び図５に示すように交互に反転してつづら折り状に折り返された形となっている。即ち、並べて重ねられた６本のコイル線材１は、図３及び図４に示すように、コイル線材１の端から４８本目のスロット収容部１１と４９本目のスロット収容部１１との間に対応するコイルエンド部１２の頂部１２２で折り返されている。
【００２９】
図１１は、図８に示した層１０を構成する１本のコイル線材１を折り返して層２０を構成した状態を示している。折り返された部分は斜線で示されている。折り返されるコイルエンド部１２は、積層方向に隣り合う層に亘って、分断部及び接合部を有しない連続線からなる連結部１５を構成する。即ち、折り返されることにより積層される各層は、連続線からなる連結部１５によって一体に繋げられている。同様にして、６本のコイル線材１が、連続線からなる連結部１５で順次反転してつづら折り状に折り返されることにより、図３及び図５に示すように、層１０の上に層２０が積層され、層２０の上に層３０が積層され、層３０の上に層４０が積層され、層４０の上に層５０が積層され、層５０の上に層６０が積層され、ステータコア２００に装着される前の６層構造のシート状のコイル１００が得られる。
【００３０】
このように、６本のコイル線材１が連結部１５でつづら折り状に折り返されて積層されることにより、各層１０〜６０のスロット収容部１１同士は、径方向に最大６層に積層される。連結部１５では、スロット収容部１１が径方向に位置ずれして、各層１０〜６０のスロット収容部１１同士が積層されるように、コイル線材１の径方向の変位量が調整されている。
【００３１】
図７を参照して具体的に説明すると、連結部１５では、コイルエンド部１２の屈曲部１２１において、スロット収容部１１に対してステータコア２００の径方向外側（Ｄ３１方向側）にＷ／２だけ変位（＋Ｗ／２）した後、頂部１２２においてステータコア２００の径方向内側（Ｄ３２方向側）に１Ｗだけ変位（−１Ｗ）する点で、連結部１５以外の部位と同様であるが、更にその後は、再びステータコア２００の径方向内側（Ｄ３２方向側）にＷ／２だけ変位（−Ｗ／２）している。このため、合計で（＋Ｗ／２）＋（−１Ｗ）＋（−Ｗ／２）＝−１Ｗとなり、連結部１５で折り返される層は、径方向の外側（Ｄ３１方向側）に隣接する層に対して、径方向内側（Ｄ３２方向側）に１Ｗだけずれることになる。その結果、つづら折り状に折り返された各層１０〜６０の各スロット収容部１１同士は、径方向（Ｄ３方向）に重なり合う。
【００３２】
得られたコイル１００は、環状に丸められた後、ステータコア２００の中心に挿入され、各スロット２０１にそれぞれ６層分のスロット収容部１１を収容することによりステータコア２００に装着される。１層分のコイル線材１のスロット収容部１１の部位は、１本分のコイル線材１の幅Ｗしか有していないため、６本のコイル線材１からなる層が６層分積層されても、図７に示すように、スロット収容部１１の部位の幅寸法（ステータコア２００の径方向に沿う寸法）は、コイル線材１の６本分の幅（Ｗ×６）だけで済み、ステータコア２００内のスロット２０１にコンパクトに収容することが可能となる。
【００３３】
このように、コイル１００は、所定の波型形状に成形された長尺のコイル線材１をつづら折り状に折り返すことによって積層された構成を有するので、環状に成形する前のコイル１００の全長をコンパクトにすることができる。このため、コイル１００を搬送する搬送装置のサイズを小型化できる。また、折り返される連結部１５は連続線からなるため、層１０〜層６０が連結部１５でばらけることがなく、コイル１００の取り扱いが容易になる。しかも、ステータコア２００に装着するために、６層に積層されたコイル線材１を１周分丸めるだけでよく、従来のように略渦巻き状に丸めていく必要がないため、各コイル線材１をスロット２０１に容易に組込むことができる。
【００３４】
本実施形態のコイル１００は、層１０と層２０、層２０と層３０のように隣り合う層間における６本のコイル線材１の重ね方向が反転しており、且つ、連結部１５において、６本のコイル線材１の重ね方向と折り返し方向とが一致している。この構成について、図１２を用いて更に説明する。図１２は、本実施形態のコイル１００の積層構造を模式的に示した図である。図１２における上下方向は、ステータコア２００の径方向（Ｄ３方向）を示している。６本のコイル線材１を、その重ね順にそれぞれコイル線材１ａ〜１ｆとすると、このコイル線材１ａ〜１ｆは、ステータコア２００の径方向（Ｄ３方向）に沿って順次重ねられている。即ち、最も奥側に配置されるコイル線材１ａからコイル線材１ｆにかけて、重ね方向がＤ３１からＤ３２に向かう方向で順次重ねられている。
【００３５】
ここで、例えばコイル線材１ａに着目すると、層１０では径方向の最も奥側（Ｄ３１方向側）に配置されているのに対し、層１０が連結部１５で折り返されると、その連結部１５において、コイル線材１ａは連結部１５の最も外側に配置されている。その結果、コイル線材１ａが折り返されると、層２０では、径方向の最も手前側（Ｄ３２方向側）に配置される。即ち、各コイル線材１ａ〜１ｆは、連結部１５において、各層内の重ね順を維持したまま折り返されることにより、重ね方向がＤ３２からＤ３１に向かう方向に反転している。連結部１５では、重ね順が維持されたままであるため、各連結部１５において、コイル線材１ａ〜１ｆの折り返し順を見ると、直前の層（図１２の上側の層）で最も奥側（Ｄ３１方向側）の層ほど、外側に配置されて折り返される。同様の重ね順の反転及び重ね順を維持したままの折り返しが連結部１５毎に繰り返されている。
【００３６】
これにより、事前に折り返し成形を施した各コイル線材１（１ａ〜１ｆ）を、折り返し方向（図１２に示すＤ２方向に沿う方向）から順次挿入していくことで、複数層に積層された波巻コイルを容易に作製することができる。即ち、６本のコイル線材１（１ａ〜１ｆ）をそれぞれ個別に折り返し形状に成形した後、６本の折り返し成形されたコイル線材１（１ａ〜１ｆ）を、それぞれの層間に他のコイル線材１を挿入することにより、本実施形態のコイル１００が容易に得られる。例えば図１３に示すコイル１０１のように、連結部１５において、隣り合う層間における６本のコイル線材１の重ね順が維持されないまま折り返された場合では、各連結部１５のコイル線材１ａ〜１ｆは、互いに編み込まれた状態となるため、折り返し方向（図１３に示すＤ２方向に沿う方向）から順次挿入していくことができない。このため、複数層に積層された波巻コイルの作製は困難となる。
【００３７】
ところで、シート状に積層されたコイル１００は、ステータコア２００に装着するために丸められる際、ステータコア２００の径方向外側の層１０に対して径方向内側の層６０に行くほど径が短くなり、径方向内側の層６０に行くほど周方向の長さも短くなるため内外周差が生じる。このため、以下に示すように、この内外周差を解消できるようにすることが好ましい。
【００３８】
図１４は、ステータコア２００の径方向外側に配置される層１０の一部と径方向内側に配置される層２０の一部とを横に並べた状態を模式的に示した図である。図１４に示すように、ステータコア２００の径方向外側に配置される層１０を構成するコイル線材１のコイルエンド部１２の頂部１２２は、ステータコア２００の径方向内側に配置される層２０を構成するコイル線材１のコイルエンド部１２の頂部１２２よりも、ステータコア２００の軸方向（Ｄ１方向）に高くなるように成形される。これによれば、環状成形前の各コイルエンド部１２のスロット収容部１１の間隔は同じであっても、ステータコア２００の径方向外側に配置される層１０の各コイル線材１に行くほど、環状成形により、コイルエンド部１２は、軸方向に高く形成された頂部１２２によって周方向（Ｄ２方向）に、より広げることができるようになる。このため、各コイル線材１の成形段階では各コイル線材１のスロット収容部１１の間隔を均等に揃えたままであっても、ステータコア２００に装着する際に、ステータコア２００の径方向外側に配置される層１０と径方向内側に配置される層２０とのコイルエンド部１２の頂部１２２の高さを容易に揃えることができる。他の層３０〜層６０についても上記と同様に構成される。また、図１５のようにコイルエンド部１２の傾斜を変えることで頂部１２２の高さを変えるように構成してもよい。
【００３９】
図１６は、ステータコア２００の径方向外側に配置される層１０の一部と径方向内側に配置される層２０の一部とを上下に並べた状態を模式的に示した図である。図１６に示すように、コイル線材１の隣り合うスロット収容部１１の間隔は、ステータコア２００の径方向外側に配置される層１０よりも、ステータコア２００の径方向内側に配置される層２０の方が短くなるように、各コイル線材１が成形されてもよい。これにより、ステータコア２００の径方向外側に配置される層１０と径方向内側に配置される層２０との周長を容易に揃えることができ、ステータコア２００のスロット２０１への組込み作業を更に容易に行うことができるようになる。他の層３０〜層６０についても上記と同様に構成される。また、このようにスロット収容部１１の間隔を変化させるとともに、上記のように、コイルエンド部１２の傾斜や頂部１２２の高さを変化させるようにしてもよい。
【００４０】
なお、スロット収容部１１の間隔を変化させる場合、コイル線材１の折り返し部位、即ち連結部１５を構成するコイルエンド部１２の近傍のスロット収容部１１の間隔が、コイル線材１の折り返し部位の近傍以外の部位におけるスロット収容部１１の間隔に比べて小さくなるように成形してもよい。即ち、層１０〜層６０における中央部近傍の各スロット収容部１１の間隔を変化させずに、折り返し部位であるそれぞれの連結部１５を構成するコイルエンド部１２の近傍のスロット収容部１１の間隔を小さく成形するものである。これによれば、層１０〜層６０の中央部近傍のスロット収容部１１の位置を揃えることができるので、図１７に示すように、折り返されたコイル線材１において、層１０〜層６０の中心位置Ｏを揃えることができる。
【００４１】
コイル１００を構成するコイル線材１の層１０〜層６０は、図１８に示すように、ステータコア２００の周方向（Ｄ２方向）に沿う同一方向に複数スロット分ずつずらして折り返すことにより積層するようにしてもよい。これにより、コイル１００の端部形状は階段状になるので、コイル１００を環状に丸めてステータコア２００内に装着する際、各層１０Ａ〜１０Ｆの端部を編み込む必要がなくなる。このため、図１９に示すように、端部同士を重ねるだけで容易に環状に成形することができ、コイル１００の組込み作業を楽に行うことができる。
【００４２】
また、本実施形態のコイル１００において、各コイル線材１は、積層される層１０〜層６０の全体に亘って連続する連続線であることが好ましい。コイル１００の全体を１本の連続線で作製できるため、接合点数を限りなく減らすことができ、コイル１００の製造工程を簡略化することができる。
【００４３】
図２０は、コイル線材１の１つのスロット収容部１１の横断面図である。このように、平角線からなるコイル線材１は、ステータコア２００の周方向（Ｄ２方向）に複数に分割された線材３０１〜３０３により構成されていることが好ましい。即ち、この場合のコイル線材１は、薄い平角線からなる線材３０１〜３０３がステータコア２００の周方向（Ｄ２方向）に沿って積層されることにより構成される。このコイル線材１は、各線材３０１〜３０３間が容易に変位可能となることにより、コイル１００をステータコア２００のスロット２０１に挿入するために丸めて圧縮するように変形させる際に、コイル線材１を変形させ易くすることができ、ステータコア２００への組込み作業を更に楽に行うことができるようになる。図２２は、コイル線材１が３つの線材３０１〜３０３に分割された例を示しているが、分割数は複数であればよく、３つに限定されない。
【００４４】
本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。例えば、コイルを構成する層数は６層に限定されず、少なくとも２層以上であればよい。また、１つの層を構成するコイル線材の数も６本に何ら限定されない。
【符号の説明】
【００４５】
１００  回転電機用コイル
１  コイル線材
１０〜６０  層
１１  スロット収容部
１２  コイルエンド部
１２２  頂部
１５  連結部
２０１  スロット
２００  ステータコア
３０１〜３０３  線材
【図１】
2019146309.tif 000003
【図２】
2019146309.tif 000004
【図３】
2019146309.tif 000005
【図４】
2019146309.tif 000006
【図５】
2019146309.tif 000007
【図６】
2019146309.tif 000008
【図７】
2019146309.tif 000009
【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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