(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線をボビンに巻回して形成される巻線を有するステータであって、
前記導線は、主導線及び該主導線に対応して設けられ、該主導線より細い第１補助導線及び第２補助導線を有し、
前記主導線は複数層に整列巻回され、同層の隣り合う前記主導線間の谷間部に上層の前記主導線が配置され、
１層目の前記主導線に対しては、同相の左右に隣接する前記主導線と前記ボビンとによって囲まれる第１空間及び第２空間に前記第１補助導線及び第２補助導線が配設され、
２層目以降の前記主導線に対しては、下層の左右に隣接する前記主導線によって囲まれる第３空間に前記第１補助導線が配設され、同相の一方に隣接する前記主導線と下層の一方に隣接する前記主導線によって囲まれる第４空間に前記第２補助導線が配設されていることを特徴とするステータ。
【請求項２】
請求項１記載のステータにおいて、
１層目の前記主導線に対応する前記第１補助導線及び第２補助導線は、前記主導線の中心点を通りボビン巻付面に垂直な垂線に対し左右に同角度の位置に配設され、
２層目以降の前記主導線に対応する前記第１補助導線及び前記第２補助導線は、前記垂線上に一方の前記補助導線を配設し、前記垂線に対して６０°位置に他方の前記補助導線が配設されていることを特徴とするステータ。
【請求項３】
導線を供給する導線供給部と、前記導線供給部から導線をボビンへ案内するノズルと、前記ボビンを回転させるボビン回転手段とを備え、ボビンを回転させながらノズル機構で導線を案内して巻装するステータ製造装置において、
前記導線は、主導線及び該主導線に対応して設けられ、該主導線より細い第１補助導線及び第２補助導線を有し、
前記ノズル機構は、
前記主導線を案内する主ノズルと、
前記主ノズルで案内される主導線の周囲で周方向に移動自在に配設され、前記第１補助導線及び前記第２補助導線を案内する２つの副ノズルと、
前記副ノズルを夫々に移動させるノズル移動手段とを備え、
前記ボビンへの１層目の巻回から２層目の巻回に移行する際に、前記副ノズルの配置角度を切り換えることを特徴とするステータ製造装置。
【請求項４】
請求項３記載のステータ製造装置において、
ノズル移動手段は、前記主ノズルに嵌合して、該主ノズルを中心として個別に回転する２つの回転体であることを特徴とするステータ製造装置。
【請求項５】
請求項４記載のステータ製造装置において、
前記第１補助導線及び前記第２補助導線は断面六角形であり、
前記２つの前記副ノズルは、前記第１補助導線及び前記第２補助導線を案内するように断面六角形であり、それぞれ前記回転体に対して回転自在に設けられ、
第１層及び第２層以降で、前記第１補助導線及び前記第２補助導線の向きを同一に保つように前記副ノズルを回転させる角度調整機構を有することを特徴とするステータ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータや発電機等の回転電機に用いられるステータ及びステータ製造装置に関し、特に、導線を整列して巻回することで占積率を上げて巻線を形成するステータ及びステータ製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円弧状のヨーク部と、ヨーク部から径方向に延在するポール部とからなる分割コアを準備し、この分割コアのポール部に絶縁用ボビンを介して導線を巻回することで巻線を形成し、巻線が施された複数個の分割コアを環状に組み立てることでステータを構成したものが知られている。
【０００３】
この種のステータにおいて、回転電機の性能向上を目的として、各分割コアに巻回される巻線の巻線数を増やし、ポール部間のスロット部において占積率を増大させるための研究開発がなされている。このような背景から、特許文献１では、巻線間に生じる空間に細線を巻くことにより占積率を大きくするものが提案されている。
【０００４】
この特許文献１では、図１７に示すように、ボビン９００に太線９０２、細線９０４、太線９０６及び細線９０８が多重に巻回され、それぞれの端部が図示しない３つの端子に接続されている。太線９０２及び細線９０４が２本で１組となり、太線９０６及び細線９０８が２本で１組となって巻回されており、４つの太線９０２及び９０６の間に形成される略四角形の空間に細線９０４及び９０８を配置している。太線９０２及び９０６と細線９０４と９０８との線径比は１：０．４となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１４００７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記の特許文献１記載のコイルでは、主線である太線９０２、９０６は各層が同相となるように配置されており、下層の太線９０２、９０６に対して１点で接していることから安定性に劣る。特に、２層以降の太線９０２、９０６は、巻回の張力を高めるほど、下層の２つの太線の谷間に入り込むようになり、安定しない。
【０００７】
また、このコイルは、太線９０２、９０６によって生じる隙間に細線９０４、９０８が配置されていることから相当に占積率が高いが、より一層高い占積率のステータが望まれている。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、高占積率の巻線を得ることが可能なステータ及びステータ製造装置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】
本発明に係るステータは、導線をボビンに巻回して形成される巻線を有するステータであって、前記導線は、主導線及び該主導線に対応して設けられ、該主導線より細い第１補助導線及び第２補助導線を有し、前記主導線は複数層に整列巻回され、同層の隣り合う前記主導線間の谷間部に上層の前記主導線が配置され、１層目の前記主導線に対しては、同相の左右に隣接する前記主導線と前記ボビンとによって囲まれる第１空間及び第２空間に前記第１補助導線及び第２補助導線が配設され、２層目以降の前記主導線に対しては、下層の左右に隣接する前記主導線によって囲まれる第３空間に前記第１補助導線が配設され、同相の一方に隣接する前記主導線と下層の一方に隣接する前記主導線によって囲まれる第４空間に前記第２補助導線が配設されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、整列巻線した主導線間の空間に第１補助導線及び第２補助導線を効率よく詰めることができ、巻線隙間の空間が少なくなり、巻線の占積率が上がる。したがって、回転電機の性能、出力を向上させることができる。
【００１１】
１層目の前記主導線に対応する前記第１補助導線及び第２補助導線は、前記主導線の中心点を通りボビン巻付面に垂直な垂線に対し左右に同角度の位置に配設され、２層目以降の前記主導線に対応する前記第１補助導線及び前記第２補助導線は、前記垂線上に一方の前記補助導線を配設し、前記垂線に対して６０°位置に他方の前記補助導線が配設されていてもよい。これにより、効率的にバランスよく巻回し、占積率を向上できる。
【００１２】
本発明に係るステータ製造装置は、導線を供給する導線供給部と、前記導線供給部から導線をボビンへ案内するノズルと、前記ボビンを回転させるボビン回転手段とを備え、ボビンを回転させながらノズル機構で導線を案内して巻装するステータ製造装置において、前記導線は、主導線及び該主導線に対応して設けられ、該主導線より細い第１補助導線及び第２補助導線を有し、前記ノズル機構は、前記主導線を案内する主ノズルと、前記主ノズルで案内される主導線の周囲で周方向に移動自在に配設され、前記第１補助導線及び前記第２補助導線を案内する２つの副ノズルと、前記副ノズルを夫々に移動させるノズル移動手段とを備え、前記ボビンへの１層目の巻回から２層目の巻回に移行する際に、前記副ノズルの配置角度を切り換えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ボビンへの１層目と２層目以降とで前記副ノズルの配置角度を切り換え、整列巻線した主導線間の隙間に第１補助導線及び第２補助導線を効率よく詰めることにより、巻線間の隙間が少なくなり、巻線の占積率が上がる。したがって、回転電機の性能、出力が向上する。
【００１４】
また、従来のステータ製造装置におけるノズル機構を上記のノズル機構に変更するだけで高占積率のステータを製造することができる。
【００１５】
ノズル移動手段は、前記主ノズルに嵌合して、該主ノズルを中心として個別に回転する２つの回転体であってもよい。これにより、第１補助導線及び第２補助導線を簡便かつ適切に案内することができる。
【００１６】
前記第１補助導線及び前記第２補助導線は断面六角形であり、前記２つの前記副ノズルは、前記第１補助導線及び前記第２補助導線を案内するように断面六角形であり、それぞれ前記回転体に対して回転自在に設けられ、第１層及び第２層以降で、前記第１補助導線及び前記第２補助導線の向きを同一に保つように前記副ノズルを回転させる角度調整機構を有してもよい。
【００１７】
これにより、第１補助導線及び第２補助導線のダメージ（例えば、導線表面に形成されている絶縁被膜のダメージ）が少なくなり、品質を向上させることができる。また、第１補助導線及び第２補助導線を適切に設定して安定させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るステータによれば、整列巻線した主導線間の空間に第１補助導線及び第２補助導線を効率よく詰めることができ、巻線隙間の空間が少なくなり、巻線の占積率が上がる。したがって、回転電機の性能、出力を向上させることができる。
【００１９】
本発明に係るステータ製造装置によれば、ボビンへの１層目と２層目以降とで前記副ノズルの配置角度を切り換え、整列巻線した主導線間の隙間に第１補助導線及び第２補助導線を効率よく詰めることにより、巻線間の隙間が少なくなり、巻線の占積率が上がる。したがって、回転電機の性能、出力が向上する。
【００２０】
また、従来のステータ製造装置におけるノズル機構を上記のノズル機構に変更するだけで高占積率のステータを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るステータ及びステータ製造装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１６を参照しながら説明する。第１の実施形態に係るステータ１０及び第２の実施形態に係るステータ２００は、モータや発電機等の回転電機に用いられる。先ず、第１の実施形態に係るステータ１０について説明する。
【００２２】
図１に示すように、ステータ１０は三相のステータであり、３相の入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗと、環状に配列された複数個の分割コア１２とを有し、図示しないロータと組み合わされて三相の回転電機を形成する。ステータ１０はＹ結線及びΔ結線のいずれでもよい。ステータ１０は三相でなくてもよい。
【００２３】
図２及び図３に示すように、ステータ１０の組み立て前の状態における分割コア１２は、プレスにより打ち抜いた略Ｔ字状の鋼板を複数枚かしめて一体化した積層鋼板１４と、前記積層鋼板１４を絶縁するインシュレータ１６および１８と、該インシュレータ１６および１８を介して前記積層鋼板１４に巻回されるコイル（巻線）２０と、金属製のターミナル２２および２４とを有する。インシュレータ１６および１８は、コイル２０が形成されるボビン２６になる。
【００２４】
積層鋼板１４は、略Ｔ字状であり、「Ｔ」字の上辺に相当する部分１４ａはステータ１０におけるヨークとなる。また、「Ｔ」字の下辺延出部に相当する部分１４ｂはステータ１０におけるポール部となる。
【００２５】
図４に示すように、コイル２０は、絶縁被膜を有する１本の主導線２８と２本の補助導線（第１補助導線）３０、補助導線（第２補助導線）３２、とからなる。主導線２８は複数層に整列配置され、同層の隣接する主導線２８同士は左右両端が接している。主導線２８は隣接層で主導線２８の径Ｒの半分（Ｒ／２）ずれて配列され、隣接層の主導線２８同士は斜め６０°位置で接している。つまり、同層の隣り合う主導線２８間の谷間部に上層の主導線２８が配置されており、２層以降の主導線２８は、下層の２つの主導線２８に対して２点で接することになり安定している。したがって、主導線２８を巻回する際の張力を適度に高めることができる。
【００２６】
主導線２８と補助導線３０及び３２との電気的接続形式は特に問われないが、例えば並列接続にするとよい。主導線２８又は補助導線３０、３２には、インピーダンスを調整する手段が接続されていてもよい。
【００２７】
補助導線３０、３２は同径であり、同層及び上層における３つの主導線２８により形成される巻線間の空間４０（図４参照）に対して配置可能な最大径であり、１本の主導線２８の周りの空間部分に２本ずつ配置されている。
【００２８】
以下、奇数層には８本、偶数層には７本の主導線２８が巻回されているものとし、巻回の順を添え字のアルファベットで、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ…のように示す。例えば、第１層には２８ａ〜２８ｈが巻回され、第２層には２８ｉ〜２８ｏが巻回されている。
【００２９】
図５に示すように、１層目の主導線２８に対応する補助導線３０及び３２は、主導線２８の中心点Ｏを通りボビン２６の巻付面に垂直な垂線４４に対し左右に同角度θの位置に配設されている。２層目以降の主導線２８に対応する補助導線３０及び３２は、垂線４４上に一方の補助導線３０を配設し、垂線４４に対して６０°位置に他方の補助導線３２が配設されている。つまり、２層目以降、補助導線３０及び３２は、１２０°ごとの３点で隣接する主導線２８に接している。
【００３０】
換言すると、１層目の主導線２８、例として、主導線２８ｅに対しては、同相の左右に隣接する主導線２８ｄ及び２８ｆとボビン２６とによって囲まれる第１空間５０及び第２空間５２に補助導線３０及び３２が配設されている。２層目の以降の主導線２８、例として主導線２８ｍに対しては、下層の左右に隣接する主導線２８ｅ、２８ｆによって囲まれる第３空間５４に補助導線３０が配設され、同相の一方に隣接する主導線２８ｎと下層の一方に隣接する主導線２８ｆによって囲まれる第４空間５６に補助導線３２が配設されている。
【００３１】
主導線２８は、六方細密の状態であることから３本の主導線２８が接してできた空間に３点を接する円が補助導線３０、３２の最大径となる。具体的には、主導線２８の径Ｒに対して、補助導線３０及び３２の径ｒは、（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓ（３０°）＝Ｒを解いて、ｒ≒０．１５４Ｒになる。
【００３２】
また、一層目において、主導線２８と補助導線３０及び３２との相対的な角度θは、（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓθ＝Ｒ−ｒを解いて、θ＝４２．８°となる。
【００３３】
主導線２８の本数をＮとすると、補助導線３０及び３２の合計本数は２Ｎになる。ｒ≒０．１５４Ｒとした場合、主導線２８が占める面積Ｓは、Ｓ＝πＲ2×Ｎであり、補助導線３０及び３２が占める面積ｓは、ｓ＝πｒ2×２Ｎ≒π（０．１５４Ｒ）2×２Ｎである。占積率の向上率δは、δ＝ｓ／Ｓ≒（π（０．１５４Ｒ）2×２Ｎ）／（πＲ2×Ｎ）＝０．０４７４であり、約４．７％の増加が見込まれる。
【００３４】
これにより、整列巻回した主導線２８間の空間に補助導線３０及び３２を効率よく詰めることができ、巻線隙間の空間が少なくなり、コイル２０の占積率が上がる。したがって、回転電機の性能、出力を向上させることができる。
【００３５】
これにより、ボビン２６への１層目と２層目以降とで副ノズルの配置角度を切り換え、整列巻回した主導線間の隙間に補助導線を効率よく詰めることにより、巻線間の隙間が少なくなり、コイル２０の占積率が上がる。したがって、回転電機の性能、出力が向上する。
【００３６】
また、同時に巻回する主導線２８を基準として補助導線３０及び３２を、１層目では垂線４４に対し左右に同角度の位置に配設し、２層目以降では、垂線４４上に補助導線３０を配設し、垂線４４に対して６０°位置に補助導線３２が配設するので、効率的にバランスよく巻回し、占積率を向上できる。
【００３７】
次に、分割コア１２のボビン２６に主導線２８と補助導線３０及び３２とを巻回するステータ製造装置１００について説明する。
【００３８】
図６に示すように、ステータ製造装置１００は、導線供給部１０２と、バックテンション部１０４と、巻回部１０６とを有する。
【００３９】
導線供給部１０２は、主導線２８を供給する主ドラム１０８と、補助導線３０及び３２を供給する副ドラム１１０及び１１２と、繰出しローラ１１４と、ブレーキローラ１１６と、複数のアイドルローラ１１８とを有する。バックテンション部１０４から主導線２８、補助導線３０及び３２の供給された分をバネ力で繰出しローラ１１４が引き出す。このとき、繰出しローラ１１４は上昇し、その上昇量を図示しないコントローラが読み取り、サーボモータにより主ドラム１０８と、副ドラム１１０及び１１２とをそれぞれ適量だけ回転させる。
【００４０】
ブレーキローラ１１６は、一定の静的なテンションを発生させるためフリクションをもつローラである。
【００４１】
バックテンション部１０４は、主導線２８、補助導線３０及び３２の形状に起因するテンション変動を滑車１２０とばね１２２で吸収する。
【００４２】
巻回部１０６は、分割コア１２のボビン２６を回転させるボビン回転手段１２４と、該ボビン２６に対して主導線２８、補助導線３０及び３２を供給する複合ノズル１２６とを有する。
【００４３】
図７、図８及び図９に示すように、複合ノズル１２６は、主導線２８を案内する主ノズル１３０と、補助導線３０及び３２を案内する副ノズル１３２、１３４と、主ノズル１３０に対して同心に固定された主リング１３６と、周上に副ノズル１３２が固定されて主ノズル１３０に嵌合する副リング（ノズル移動手段、回転体）１３８と、周上に副ノズル１３４が固定されて主ノズル１３０に嵌合する副リング（ノズル移動手段、回転体）１４０と、ベルト１４２を介して副リング１３８を回動させる副ノズル制御モータ１４４と、ベルト１４６を介して副リング１４０を回動させる副ノズル制御モータ１４８とを有する。
【００４４】
副リング１３８及び１４０は、主ノズル１３０に嵌合して、該主ノズル１３０を中心として個別に回転することから、補助導線３０及び３２を簡便かつ適切に案内することができる。
【００４５】
副ノズル１３２及び１３４は主ノズル１３０に対して平行且つ近接して配置されている。主ノズル１３０で案内される主導線２８の周囲で周方向に移動自在に配設され、補助導線３０及び３２を案内する。主ノズル１３０、副ノズル１３２及び１３４は同じ長さに設定されている。主リング１３６、副ノズル制御モータ１４４及び１４８は、ベース板１４１に固定されている。副ノズル制御モータ１４４及び１４８は、サーボモータ及びステッピングモータ等で回転角を制御可能な小型のモータである。ベルト１４２及び１４６は、チェーンやギア等で置き換えてもよい。
【００４６】
主リング１３６、副リング１３８及び副リング１４０は、順に重ねて配置されており、主リング１３６が最も大径、副リング１４０が最も小径である。
【００４７】
主リング１３６には、副ノズル１３２が挿通する円弧孔１５０と、副ノズル１３４が挿通する円弧孔１５２が設けられている。副リング１３８には副ノズル１３４が挿通する円弧孔１５４が設けられ、副リング１４０には副ノズル１３２が挿通する円弧孔１５６が設けられている。
【００４８】
副ノズル１３２及び１３４は、これらの円弧孔１５０、１５２、１５４、１５６の範囲内で、主ノズル１３０を中心とした周方向に移動可能である。
【００４９】
円弧孔１５０は、副ノズル１３２が０°から少なくとも９０°以上の角度で振れ可能な孔であり、円弧孔１５２は、副ノズル１３４が４２．８°から９０°の角度で振れ可能な孔である。
【００５０】
円弧孔１５４は、副ノズル１３４が４２．８°から少なくとも９０°以上の角度で振れ可能で、且つ副ノズル１３２自身が０°から９０°以上の角度で振れ可能な孔である。円弧孔１５６は、副ノズル１３２が０°から少なくとも９０°以上の角度で振れ可能で、且つ副ノズル１３４自身が４２．８°から９０°の角度で振れ可能な孔である。
【００５１】
複合ノズル（ノズル機構）１２６では、主ノズル１３０から供給する主導線２８の巻き層に応じて、副ノズル１３２及び１３４を移動させ、主導線２８同士の隙間に補助導線３０及び３２を配置して占積率を向上させることができる。
【００５２】
具体的には、ボビン２６に第１層の巻回を行うときには、図７に示すように、複合ノズル１２６では、副ノズル１３２及び１３４は、主ノズル１３０の下向き中心線を基準としてθａ1及びθｂ1の位置に設定されている。基本的には、θａ1及びθｂ1＝θ＝４２．８°で対称に設定されているが、設計条件や試行的調整によりθａ1及びθｂ1を個別に適宜変化させてもよい。
【００５３】
ボビン２６に２層目以降の巻回を行うときには、図１０に示すように、副ノズル１３２を主ノズル１３０の真下に移動させ（つまり、４２．８°移動させ）、副ノズル１３４を主ノズル１３０の下向き中心線を基準として６０°の位置に移動させる（つまり、６０−４２．８＝１７．２°移動させる）。
【００５４】
１層目から２層目に移るときにこのような切り換え動作を行い、２層目の最初の主導線２８ｉ（図４参照）を巻回するときに、補助導線３０は、主導線２８ｇと主導線２８ｈとの間に落とし込まれ、補助導線３２は、主導線２８ｈと主導線２８ｉとの間に形成される溝に配置されるように移動させる。このとき、副ノズル１３２と副ノズル１３４は同期して動作する。
【００５５】
基本的には、副ノズル１３２及び１３４は、０°位置及び６０°位置に設定されているが、設計条件や試行的調整により個別に適宜変化させてもよい。
【００５６】
２層目以降は、主導線２８に対して補助導線３０及び３２は、常に幾何学的に同じ位置になるので、副ノズル１３２及び１３４の位置をほぼ保ちながら巻回することができる。
【００５７】
また、例えば、３層目の最後の主導線２８ｗのような端位置では、幾何学的に補助導線３２がボビン壁２６ａに干渉するが、実際には仮想線で示すように主導線２８ｈ、２８ｉ及び２８ｗで囲まれる空間６０内に自然と導かれ、差し支えない。
【００５８】
さらに、３層目両端の主導線２８ｐ及び主導線２８ｗに対応した補助導線３０は、空間６０及び６２内で仮想線で示すように適当に安定する位置に移動しうる。
【００５９】
次に、第２の実施形態に係るステータ２００及び該ステータ２００の製造装置における複合ノズル３００について、前記の前記のステータ１０及び複合ノズル１２６と同じ構成要素については同符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６０】
図１１及び図１２に示すように、ステータ２００における分割コア２０２は、前記分割コア１２に相当する部材であり、該分割コア１２における分割コア１２における断面円形の補助導線３０及び３２を断面正六角形の補助導線２０４及び２０６で置き換えている。正六角形は、例えば三角形や四角形と比較して円に近い形状であることから、従来のステータ製造装置に対して適度に手を加えることで適用可能になる。補助導線２０４及び２０６は、予め断面正六角形に形成したものを副ドラム１１０及び１１２（図６参照）に用意してもよいし、ステータ製造装置における巻回工程のいずれかの箇所で丸線を六角線となるように成形してもよい。
【００６１】
１層目の主導線２８に対応する補助導線２０４及び２０６は、主導線２８の中心点Ｏを通りボビン２６の巻付面に垂直な垂線４４に対し左右に同角度の位置に配設されており、六角形のうち一辺がボビン２６面に当接している。
【００６２】
２層目以降の主導線２８に対応する補助導線２０４及び２０６は、垂線４４上に一方の補助導線２０４を配設し、垂線４４に対して６０°位置に他方の補助導線２０６が配設されている。つまり、２層目以降、補助導線２０４及び２０６は、１２０°ごとの３辺で隣接する主導線２８に接している。補助導線２０４及び２０６は、主導線２８に対して幾何学的に厳密には３点で接するが、実質上は３辺で接しており、安定している。主導線２８は、六方細密の状態であることから３本の主導線２８が接してできた空間に３点を接する円が補助導線２０４、２０６の最大径となる。具体的には、主導線２８の径Ｒに対して、補助導線２０４及び２０６の径ｒ（中心点から各辺までの距離とする）は、前記のステータ１０の場合と同様で、ｒ≒０．１５４Ｒになる。
【００６３】
また、一層目において、主導線２８と補助導線２０４及び２０６との相対的な角度θは、Ｒ・ｃｏｓθ＝Ｒ−ｒ−ｒ・ｃｏｓ（３０°）を解いて、θ＝４４．５°となる。
【００６４】
主導線２８の本数をＮとすると、補助導線２０４及び２０６の合計本数は２Ｎになる。ｒ≒０．１５４Ｒとした場合、主導線２８が占める面積Ｓは、Ｓ＝πＲ2×Ｎであり、補助導線２０４及び２０６が占める面積ｓは、ｓ＝２／√（３ｒ）×ｒ／２×６×２Ｎである。占積率の向上率δは、δ＝ｓ／Ｓ≒（２／√（３ｒ）×ｒ／２×６×２Ｎ）／（πＲ2×Ｎ）＝０．０５２３であり、約５．２％の増加が見込まれる。
【００６５】
図１２から明らかなように、補助導線２０４及び２０６は、各層において常に同じ向き（つまり、六角形の１辺がボビン２６と平行になる向き）となるように巻回されている。
【００６６】
ステータ２００及び分割コア２０２の外観は、前記のステータ１０及び分割コア１２とほぼ同じであることから図示を省略する。
【００６７】
次に、分割コア２０２を製造するステータ製造装置について説明する。分割コア２０２を製造するステータ製造装置は、前記のステータ製造装置１００における複合ノズル１２６を図１３、図１４及び図１５に示す複合ノズル３００に置き換えたものである。
【００６８】
図１３〜図１５に示すように、複合ノズル３００は、主ノズル１３０と、補助導線２０４及び２０６を案内する副ノズル３０２、３０４と、主リング１３６と、副リング１３８と、副リング１４０と、副ノズル制御モータ１４４及び１４８とを有する。副ノズル３０２及び３０４は、副リング１３８及び１４０に対して回転可能に設けられ、外形は前記の副ノズル１３２及び１３４と同じであり、内腔部が断面六角形状である点で異なる。このような内腔部の形状により、六角形状の補助導線２０４及び２０６の向きを規定し、安定して導出することができる。
【００６９】
円弧孔１５０、１５２、１５４、１５６は、前記の複合ノズル１２６におけるものとほぼ同形状であるが、動作角度範囲で４２．８°に設定されていたところを４４．５°に設定する。
【００７０】
複合ノズル３００は、さらに、副ノズル３０２及び３０４を所定の向きに保持する角度調整機構３１０をそれぞれ有する。各角度調整機構３１０は、ベース板１４１から突設されたポスト３１１と、該ポスト３１１の先端に設けられたベルト３１２と、該ベルト３１２の弛みをとるテンショナー３１４とを有する。ベルト３１２はポスト３１１と副ノズル３０２（又は３０４）の間に掛け渡されている。
【００７１】
テンショナー３１４は、ポスト３１１の先端で傾動するアーム３１６と、該アーム３１６を付勢するトーションスプリング３１８と、アーム３１６の先端に設けられたテンションローラ３２０とを有する。アーム３１６はトーションスプリング３１８によって内向きに付勢され、トーションスプリング３１８がベルト３１２の側面に当接し、弛みをとっている。角度調整機構３１０は、ビス３２２、ナット３２４によって組み立てられている。
【００７２】
ポスト３１１と副ノズル３０２及び３０４は同径であり、副ノズル３０２及び３０４の基準位置の角度を保つことができる。ポスト３１１は、固定的なものに限らず、モータで回転させることにより副ノズル３０２及び３０４の向きを調整してもよい。
【００７３】
角度調整機構３１０によれば、補助導線３０及び３２のダメージ（例えば、導線表面に形成されている絶縁被膜のダメージ）が少なくなり、品質を向上させることができる。また、補助導線３０及び３２を適切に設定して安定させることができる。
【００７４】
複合ノズル３００では、ボビン２６に第１層の巻回を行うときには、図１３に示すように、副ノズル３０２及び３０４は、主ノズル１３０の下向き中心線を基準としてθａ2及びθｂ2の位置に設定されている。基本的には、θａ2及びθｂ2＝θ＝４４．５°で対称に設定されているが、設計条件や試行的調整によりθａ2及びθｂ2を個別に適宜変化させてもよい。
【００７５】
ボビン２６に２層目以降の巻回を行うときには、図１６に示すように、副ノズル３０２を主ノズル１３０の真下に移動させ（つまり、４４．５°移動させ）、副ノズル３０４を主ノズル１３０の下向き中心線を基準として６０°の位置に移動させる（つまり、６０−４４．５＝１５．５°移動させる）。
【００７６】
第１層から第２層に移るときには、前記の複合ノズル１２６と同様の切り換え動作を行う。このとき、角度調整機構３１０の作用により、副ノズル３０２及び３０４の向きは一定に保たれる。
【００７７】
上述したように、本実施の形態に係るステータ１０及び２００によれば、整列巻線した主導線２８間の空間に補助導線３０及び補助導線３０を効率よく詰めることができ、巻線隙間の空間が少なくなり、コイル２０の占積率が上がる。したがって、回転電機の性能、出力を向上させることができる。
【００７８】
本実施の形態に係るステータ製造装置１００によれば、ボビン２６への１層目と２層目以降とで副ノズル１３２及び１３４の配置角度を切り換え、整列巻線した主導線２８間の隙間に補助導線３０及び補助導線３２を効率よく詰めることにより、巻線間の隙間が少なくなり、コイル２０の占積率が上がる。したがって、回転電機の性能、出力が向上する。
【００７９】
また、従来のステータ製造装置におけるノズル機構を上記の複合ノズル１２６（３００）に変更するだけで高占積率のステータを製造することができる。
【００８０】
本発明に係るステータ及びステータ製造装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本実施の形態に係るステータの平面図である。
【図２】分割コアの斜視図である。
【図３】分割コアの分解斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係るコイルの断面図である。
【図５】第１の実施形態に係るコイルの一部拡大断面図である。
【図６】本実施の形態に係るステータ製造装置のブロック構成図である。
【図７】第１層目を巻回する際の第１の実施形態に係る複合ノズルの斜視図である。
【図８】第１の実施形態に係る複合ノズルを第１の方向から見た分解斜視図である。
【図９】第１の実施形態に係る複合ノズルを第２の方向から見た分解斜視図である。
【図１０】第２層目以降を巻回する際の第１の実施形態に係る複合ノズルの斜視図である。
【図１１】第２の実施形態に係るコイルの断面図である。
【図１２】第２の実施形態に係るコイルの一部拡大断面図である。
【図１３】第１層目を巻回する際の第２の実施形態に係る複合ノズルの斜視図である。
【図１４】第２の実施形態に係る複合ノズルを第１の方向から見た分解斜視図である。
【図１５】第２の実施形態に係る複合ノズルを第２の方向から見た分解斜視図である。
【図１６】第２層目以降を巻回する際の第２の実施形態に係る複合ノズルの斜視図である。
【図１７】従来技術に係るコイルの断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０、２００…ステータ                      １２、２０２…分割コア
２０…コイル                                ２６…ボビン
２８…主導線                                ３０、３２、２０４、２０６…補助導線
１００…ステータ製造装置                    １２６、３００…複合ノズル
１３０…主ノズル
１３２、１３４、３０２、３０４…副ノズル    ３１０…角度調整機構
【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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