(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のスロット及びティースを交互に形成したステータコアと、前記スロットに装着されて巻付けられたコイルと、を備え、前記スロットが内径側に開口するストレート形状の開口部を有してなる、回転電機において、
前記ステータコアの内周側に、非磁性体からなるリング状のコイル固定具を一体的に取付け、
該コイル固定具は、前記スロットに装着されたコイルの抜け落ちを防止すべく、該スロットの前記開口部に配置されるコイル保持部と、前記ステータコアの軸方向外側において前記コイル保持部を連結する連結部と、前記ティースに嵌め込まれる窓と、を有し、
前記コイル固定具に、前記窓を通して前記コイル保持部を挟むように多数の磁性体部材を取付け、
前記各磁性体部材は、前記コイル保持部に対応する位置において隣接する前記磁性体部材との間に空隙を有する、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記磁性体部材は、前記ティースに嵌め込まれる貫通孔と、該貫通孔の周方向の両方に延出する延長部と、を有し、
前記延長部は、前記隣接する磁性体部材の間で軸方向にオーバラップするように配置されてなる、
請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記空隙は、軸方向に斜めに形成されてなる、
請求項１又は２記載の回転電機。
【請求項４】
スロット部及びコイルエンド部を有するコイルを成形するコイル成形工程と、
前記成形されたコイルを、多数のスロット及びティースを交互に形成したステータコアの内径側から、前記コイルエンド部が前記ステータコアの両端面に沿うようにして前記スロット部が前記ステータコアのスロットに挿入するように、前記ステータコアに装着する装着工程と、
非磁性体からなり、連結部にて連結された窓及びコイル保持部を交互に有するコイル固定具に、多数の磁性体部材を、前記コイル保持部に対応する位置において隣接する前記各磁性体部材との間で空隙を存するようにして、前記窓を通して前記コイル保持部を挟むように取付ける磁性体部材取付け工程と、
前記磁性体部材を取付けた前記コイル固定具を、前記ティースに前記窓を嵌め込みつつ、前記コイル保持部を前記スロットの開口部に位置して、前記ステータコアの内周側にリング状にして取付けるコイル固定具取付け工程と、
を備えることを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項５】
前記コイル固定具は、前記連結部が可撓性部材からなりかつ前記ステータコア内周面の直径より大きい直径を有するリング状部材からなり、
前記コイル固定具を撓ませた状態で前記ステータコア内周面に嵌め込んだ後、その本来の円環形状に戻すことにより、該コイル固定具を前記ステータコアの内周側に取付けてなる、
請求項４記載の回転電機の製造方法。
【請求項６】
前記コイル固定具は、長尺部材からなり、前記窓を前記ティースに嵌め込みつつ前記ステータコアの内周側に巻き付けた後、その両端部分を連結することによりリング状にして、該コイル固定具を前記ステータコアの内周側に取付けてなる、
請求項４記載の回転電機の製造方法。
【請求項７】
前記磁性体部材は、前記ティースに嵌め込まれる貫通孔と、前記コイル保持部の両面において前記貫通孔の周方向の両方に延出する延長部と、を有し、
前記磁性体部材取付け工程は、前記両面における延長部の一方を立上げた状態にて前記窓に差し込み、その後、該一方の延長部を折り曲げて、前記両面の延長部にて前記コイル固定具のコイル保持部を挟むようにして取付けてなる、
請求項４ないし６のいずれか記載の回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータコアにコイルを巻付けてなる回転電機（モータ及びジェネレータ等を含む）及びその製造方法に係り、詳しくはステータコアのスロットに装着されたコイルの抜け出しを防止するコイル固定具の構造及びその装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、誘導モータ、直流モータ（ジェネレータを含む）等の回転電機は、産業用又は車輌用の動力源等として広く使われており、ステータ及び／又はロータに形成したスロット内にコイルが装着されている。ステータのコイルのレイアウトとして、コンパクト性を重視するものには、各相コイルが干渉せずにコイルエンド部が小さい集中巻きが採用される場合もあるが、一般に、比出力が高い分布巻きが用いられている。
【０００３】
従来、一般的な巻線方法は、予めコイルに巻かれたマグネットワイヤ（導体）を挿入機によりステータの内径側から軸方向に斜めに引掛けてスロット内に滑り落として行っている。その際、図１（ａ）に示すように、コイル３の保護及び絶縁を図るため、ステータコア２のスロット５内に予め絶縁紙１１が挿入されており、かつスロット５は内径側が開口しているが、その開口部５ａは幅狭に形成されており、上記コイル３は、該幅狭の開口部５ａからスロット５内に押込められ、該幅狭の開口部５ａにウェッジ絶縁紙１２を保持することにより、コイル３の抜止めが図られている。なお、多くの場合、更にワニスをスロット５内に塗布含浸させて、ステータ２に、マグネットワイヤ３ａ、スロット絶縁紙１１及びウェッジ絶縁紙１２を接着・固定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ステータの軸方向寸法のうちにモータ出力として寄与しているのは、ステータコア積層厚（幅方向）部分であって、その両端に突出するコイルエンド部分は電流を循環させるために結線されているだけで出力には寄与していない。上記コイルをステータの内径側から軸方向に斜めに引掛けてスロットに装着する方法では、上記斜めの分だけコイルエンドが大きくなり、その分、モータの軸方向寸法を増大すると共に、コイル長が長くなり、モータ効率を低下させる鉄損を増加する。
【０００５】
特に、電気自動車用等の車輌搭載用モータは、その要求出力及び車輌搭載上のスペース的制限から出力／寸法の要求が厳しく、一層のコンパクト化、特にコイルエンドを小さくしてモータを小型化することが望まれているが、上記従来の技術によるものでは、その要求を満たすには充分ではない。
【０００６】
近時、例えば特開平９−２１５２３８号公報、特開平１０−２７１７３３号公報及び本出願人による特願２０００−２３４９３４（未公開）に示すように、予め巻線された各相コイルを、スロット部及び所定形状のコイルエンド部に成形し、ステータの両端面にコイルエンド部が沿うようにしてスロット部をステータのスロットに径方向内側からラジアル方向に挿入したモータ等の回転電機及びその製造方法が案出されている。
【０００７】
該コイルの装着方向によると、コイルをスロットにラジアル方向に平行に挿入するので、スロットは半径方向に真直ぐ（ストレート）な形状とする必要があり、該開口部が幅狭形状とならないストレート形状のスロットでは、前述したウェッジ絶縁紙１２の幅狭開口部による機械的保持を行うことができず、専らワニスによる接着力によりコイルをスロット内に保持することになる。しかし、モータ、ジェネレータの稼働中における電磁振動、熱応力負荷、熱的及び雰囲気的環境は、上記ワニスによる接着に悪影響を及ぼし、上記機械的保持を併用したコイルのステータ内保持に比して、信頼性は充分ではない。
【０００８】
一方、上記ストレート形状のスロットは、広いスロット開口部を取るので、該スロット開口部を挟んで隣接するティース間隔が長くなり、ロータの回転に伴い磁束がティースから隣接するティースに移行する際の断続が激しくなり、トルクリップル（脈動）が大きくなる。
【０００９】
そこで、本発明の第１の目的は、ストレート形状のスロットにあっても、コイルを機械的保持により高い信頼性で保持することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、ストレート形状のスロットにあっても、隣接するティース間の磁束移動の不連続によるトルクリップルの発生を減少又は防止することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は（例えば図１（ｂ）参照）、多数のスロット（５）及びティース（６）を交互に形成したステータコア（２）と、前記スロットに装着されて巻付けられたコイル（３）と、を備え、前記スロットが内径側に開口するストレート形状の開口部（５ａ）を有してなる、回転電機において、
前記ステータコアの内周側に、非磁性体からなるリング状のコイル固定具（２０）を一体的に取付け、
該コイル固定具は、前記スロットに装着されたコイルの抜け落ちを防止すべく、該スロットの前記開口部（５ａ）に配置されるコイル保持部（２０ａ）を有する、
ことを特徴とする回転電機にある。
【００１２】
例えば図８、図９を参照すると、前記コイル固定具（２０１，２０２）は、前記ステータコア（２）の軸方向外側において前記コイル保持部を連結する連結部（２０ｂ）と、前記ティースに嵌め込まれる窓（２１）と、を有する。
【００１３】
例えば図１０ないし図１２を参照すると、前記コイル固定具（２０）に、前記窓を通して前記コイル保持部を挟むように多数の磁性体部材（２５）を取付け、
前記各磁性体部材は、前記コイル保持部（２０ａ）に対応する位置において隣接する前記磁性体部材との間に空隙（ｓ）を有する。
【００１４】
例えば図１１、図１２を参照すると、前記磁性体部材（２５）は、前記ティース（６）に嵌め込まれる貫通孔（２５ａ）と、該貫通孔の周方向の両方に延出する延長部（２５ｂ，２５ｂ’，２５ｂ”）と、を有し、
前記延長部は、前記隣接する磁性体部材の間で軸方向にオーバラップするように配置されてなる。
【００１５】
例えば図１１、図１２を参照すると、前記空隙（ｓ）は、軸方向に斜めに形成されてなる。
【００１６】
本発明は、スロット部（３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２）及びコイルエンド部（３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１）を有するコイル（３ｕ，３ｖ，３ｗ）を成形するコイル成形工程（例えば図６、図７参照）と、
前記成形されたコイル（３ｕ，３ｖ，３ｗ）を、多数のスロット（５）及びティース（６）を交互に形成したステータコア（２）の内径側から、前記コイルエンド部（３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１）が前記ステータコア（２ａ）の両端面に沿うようにして前記スロット部（３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２）が前記ステータコアのスロット（５）に挿入するように、前記ステータコアに装着する装着工程（例えば図２ないし図５参照）と、
非磁性体からなり、連結部（２０ｂ）にて連結された窓（２１）及びコイル保持部（２０ａ）を交互に有するコイル固定具（２０）に、多数の磁性体部材（２５）を、前記コイル保持部（２０ａ）に対応する位置において隣接する前記各磁性体部材との間で空隙（ｓ）を存するようにして、前記窓（２１）を通して前記コイル保持部（２０ａ）を挟むように取付ける磁性体部材取付け工程と、前記磁性体部材（２５）を取付けた前記コイル固定具（２０）を、前記ティース（６）に前記窓（２１）を嵌め込みつつ、前記コイル保持部（２０ａ）を前記スロット（５）の開口部（５ａ）に位置して、前記ステータコア（２）の内周側にリング状にして取付けるコイル固定具取付け工程と、
を備えることを特徴とする回転電機の製造方法にある。
【００１７】
例えば図８を参照すると、前記コイル固定具（２０１）は、前記連結部（２０ｂ）が可撓性部材からなりかつ前記ステータコア内周面の直径より大きい直径を有するリング状部材からなり、
前記コイル固定具（２０１）を撓ませた状態で前記ステータコア内周面に嵌め込んだ後、その本来の円環形状に戻すことにより、該コイル固定具を前記ステータコア（２）の内周側に取付けてなる。
【００１８】
例えば図９を参照すると、前記コイル固定具（２０２）は、長尺部材からなり、前記窓（２１）を前記ティース（６）に嵌め込みつつ前記ステータコアの内周側に巻き付けた後、その両端部分（２０ｅ）を連結（２３）することによりリング状にして、該コイル固定具（２０２）を前記ステータコア（２）の内周側に取付けてなる。
【００１９】
例えば図１１を参照すると、前記磁性体部材は、前記ティース（６）に嵌め込まれる貫通孔（２５ａ）と、前記コイル保持部（２０ａ）の両面において前記貫通孔の周方向の両方に延出する延長部（２５ｂ）と、を有し、
前記磁性体部材取付け工程は、前記両面における延長部の一方を立上げた状態にて前記窓（２１）に差し込み、その後、該一方の延長部を折り曲げて、前記両面の延長部（２５ｂ）にて前記コイル固定具のコイル保持部（２０ａ）を挟むようにして取付けてなる。
【００２０】
［作用］
以上構成に基づき、ステータコア（２）の内周側に、例えばティース（６）に窓（２１）を嵌め込むようにしてリング状のコイル固定具（２０，２０1 ，２０2 ）が取付けられ、この状態では、該コイル固定具のコイル保持部（２０ａ）がスロット（５）の開口部（５ａ）に機械的に保持されて、コイル（３）をスロット（５）から抜け落ちることを阻止する。
【００２１】
また、コイル固定具（２０）における各窓（２１）部分に、磁性体部材（２５）が取付けられる。該磁性体部材（２５）は、スロット開口部（５ａ）に対応する位置において、隣接する磁性体部材との間に例えば斜めの狭い空隙（ｓ）を形成し、恰も鉄心のスロット中心線を軸に対してある角度傾斜した斜めスロットのような構造となり、ロータの回転に伴う磁極とスロットの関係位置を漸次変化して、磁束移行の激変を緩和する。
【００２２】
なお、前記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、特許請求の範囲に記載されている本発明の構成に対して何等影響を及ぼすものではない。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１又は４に係る本発明によると、ストレート形状の開口部を有するスロットでありながら、非磁性体からなるリング状のコイル固定具をステータコアの内周側に取付け、前記スロット開口部にそのコイル保持部が位置して、コイルをスロットに機械的に保持してコイルの抜け落ちを簡単な構成でもって確実に阻止することができる。
【００２４】
更に、上記コイル固定具は、コイル保持部を連結する連結部と窓とを有する簡単な構成からなり、かつ連結部をステータコアの軸方向外側に位置して窓をティースに嵌め込むことにより、該コイル固定具をステータコアの内周側に容易に取付けて、コイルのスロットからの抜け落ちを確実に防止することができる。
【００２５】
また、上記コイル固定具に、隣接する間に所定間隙を在して磁性体部材を取付けたので、ストレート形状の開口部を有するスロットでありながら、ティース間の間隔を上記空隙分だけの狭い間隔として、磁束移行の激変を緩和してトルクリップル（変動）を抑制することができる。
【００２６】
請求項２に係る本発明によると、磁性体部材は、貫通孔と、該貫通孔の周方向両方に延出する延長部を有し、かつ該延長部が、隣接する磁性体部材との間で軸方向にオーバラップするので、ロータの回転に伴う磁極とステータティースとの間の磁束移行が漸次変化して、トルクリップル（変動）の発生を更に減少することができる。
【００２７】
請求項３に係る本発明によると、上記空隙が、軸方向斜めに形成されるので、斜めスロットと同様に、電圧波形の高調波の減少、トルク脈動の減少、振動・騒音の減少、整流の改善等を図ることができる。
【００２８】
請求項４に係る本発明によると、予め成形したコイルを、ステータコアの内径側から、コイルエンド部がステータコアの両端面に沿うようにしてスロット部をスロットに挿入するので、コイルエンド部の余長を短くして回転電機としての効率を向上すると共に、コンパクト化、特に軸方向寸法のコンパクト化を図ることができるものでありながら、コイル固定具を、ティースを窓に嵌め込みつつ、コイル保持部をスロットの開口部に位置して容易に取付けることができ、コイルのスロットからの抜け落ちを確実に防止することができる。
【００２９】
請求項５に係る本発明によると、コイル固定具は、予めリング状部材からなり、該リング状部材を撓ませることによりステータコア内周面に嵌め込んだ後、その本来の円環形状に戻すことにより、該コイル固定具を容易にステータコアに取付けることができ、かつ取付けた状態では、該コイル固定具はステータコアから外れることはなく、確実に取付け保持される。
【００３０】
請求項６に係る本発明によると、コイル固定具は、長尺部材からなり、該長尺部材を、その窓にティースを嵌め込みつつコイル内周側に巻き付け、その両端面を連結してリング状とすることにより、該コイル固定具を容易にステータコアに取付けることができ、かつ取付けた状態では、該コイル固定具がステータコアから外れることはなく、確実に取付け保持される。
【００３１】
請求項７に係る本発明によると、磁性体部材は、コイル固定具の両面に形成された延長部の一方を立上げ状態にして窓に差し込み、その後該延長部を折り曲げてコイル保持部を挟むようにして取付けられるので、該磁性体部材は、所定形状の延長部を有するものでありながら、コイル固定具に容易かつ確実に取付けることができ、また取付けた後は容易に外れることはない。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。図２は、本発明に係る回転電機を交流モータ・ジェネレータのステータに適用した実施の形態を示す正面図であり、図３ないし図５は各相コイルをそれぞれ示す図である。
【００３３】
交流モータ（回転電機）は、図２に示すステータ及び図示しないロータを備えており、電気自動車及びハイブリッド車輌の駆動源となるブラシレスＤＣモータに適用して好適である。ステータ１は、多数の珪素鋼板の薄板を積層したコア２及びマグネットワイヤ（導体）３ａを巻回したコイル３からなる。コア２は、リング状からなり、内径側に開口するスロット５及びティース６が交互にかつ所定間隔毎に多数形成されている。そして、所定ピッチ離れた２個のスロット５を占める分布巻きにて３相Ｕ，Ｖ，Ｗのコイルが巻かれている。
【００３４】
各相コイル３ｕ，３ｖ，３ｗは、間に５個のティース６を隔てた２個のスロット５の間にマグネットワイヤ３ａが巻かれて形成されている。Ｕ相コイル３ｕは、図３に示すように、コア２の軸方向両端における外径側、即ちスロット５ｕの奥側にて軸方向に偏平（半径方向に比して軸方向が長い偏平形状、以下同じ）となるようにコイルエンド部３ｕ1 が成形されており、該コイルエンド部３ｕ1 は、スロットの底面５ａにその外径側偏平面ａが略々整列するように配置されている。詳しくは、そのスロット奥側（外径側）のワイヤ３ａが、スロット底面５ａに略々沿うように略々そのまま立上がり、かつコア端面２ａから軸方向に離れた位置にて該コア端面に平行に周方向延び、そのスロット前側（入口側；内径側）のワイヤ３ａが、スロット底面方向に大きく折れ曲がって立上がり、かつコア端面２ａから軸方向に近い位置にて該コア端面に平行に周方向に延び、そのスロット中程の半径方向中間部分のワイヤが、スロット底面方向に中間に折れ曲がって立上がり、かつコア端面から軸方向間部分にて該コア端面に平行に周方向に延びるように、巻かれている。
【００３５】
そして、該Ｕ相コイル３ｕは、スロット５ｕ内のスロット部３ｕ2 と、コイルエンド部を構成する、コア端面に平行に延びる偏平部３ｕ1 との間に立上り部３ｕ3 を有しており、該立上り部は、半径方向及び軸方向に略々９０度偏向するように３次元的に捻られていると共に、該Ｕ相コイルのスロット部３ｕ2 が嵌入されているスロット５ｕに隣接するティース６の幅部分に配置される。
【００３６】
なお、図３の上部分において、Ｕ相コイルのコイルエンド偏平部３ｕ1 が、他の相Ｖ，Ｗのコイルエンド偏平部３ｖ1 ，３ｗ1 より軸方向に長く描かれているが、これは、極間渡り線があるためで、実質的には、下部分に示すように他の相コイルエンド偏平部も略々同等な長さになっている。
【００３７】
Ｖ相コイル３ｖは、図４に示すように、コア２の軸方向に両端におけるスロットの中程部分（半径方向中間位置）にて、軸方向に偏平となるようにコイルエンド部３ｖ1 が成形されている。該コイルエンド部３ｖ1 は、スロット５ｖに嵌入されているスロット部３ｖ2 の中間部分に配置されており、詳しくは、そのスロット奥側（外径側）のワイヤ３ａが、内径方向に折れ曲がって立上り、かつコア端面２ａから軸方向に離れた位置にて該コア端面に平行に周方向に延び、そのスロット中程（半径方向中間部分）のワイヤが、略々そのまま立上り、かつコア端面２ａから軸方向に中間に離れた位置にてコア端面に平行に周方向に延び、そのスロット前側（入口側；内径側）のワイヤが、外径方向に折れ曲がって立上り、かつコア端面から軸方向に近い位置にて該コア端面に平行に周方向に延びるように、巻かれている。
【００３８】
そして、該Ｖ相コイル３ｖは、スロット５ｖ内のスロット部３ｖ2 と、コア端面に平行に延びるコイルエンド偏平部３ｖ1 との間に立上り部３ｖ3 を有しており、該立上り部は、半径方向及び軸方向に略々９０度偏向するように３次元的に捻られていると共に、該Ｖ相コイルのスロット部３ｖ2 が嵌入されているスロット５ｖに隣接するティース６の幅部分に配置される。
【００３９】
Ｗ相コイル３ｗは、図５に示すように、コア２の軸方向両端における内径側、即ちスロット５の前側にて、軸方向に偏平となるようにコイルエンド部３ｗ1 が形成されている。該コイルエンド部３ｗ1 は、スロット５に嵌入されているスロット部３ｖ2 の前側（入口側）ワイヤにその内径側偏平面ｂが略々整列するように配置されており、詳しくは、そのスロット奥側（外径側）のワイヤ３ａが、内径方向に大きく折れ曲がって立上り、かつコア端面２ａから軸方向に近い位置にて該コア端面に平行に周方向に延び、そのスロット中程（半径方向中間部分）のワイヤが、内径方向に小さく折れ曲がって立上り、かつコア端面２ａから軸方向に中間の位置にて該端面に平行に周方向に延び、そのスロット前側（入口側；内径側）のワイヤが、略々そのまま立上がり、かつコア端面２ａから軸方向に離れた位置にて該コア端面に平行に周方向に延びるように、巻かれている。
【００４０】
そして、該Ｗ相コイル３ｗは、スロット５ｗ内のスロット部３ｗ2 と、コア端面に平行に延びるコイルエンド偏平部３ｗ1 との間に立上り部３ｗ3 を有しており、該立上り部は、半径方向及び軸方向に略々９０度偏向するように３次元的に捻られていると共に、該Ｗ相コイルのスロット部３ｗ2 が嵌入されているスロット５ｗに隣接するティース６の幅部分に配置される。
【００４１】
上記各相のコイル３ｕ，３ｖ，３ｗは、隣接するスロット５に同じ相コイルが嵌入するように、具体的には２個のＵ相スロット５ｕ，５ｕ→２個のＷ相スロット５ｗ，５ｗ→２個のＶ相スロット５ｖ，５ｖの順に全周に亘って繰返すように配置されている。そして、図３、図４、図５に示すように、コイルエンドにおいて、各相の偏平部３ｕ1 ，３ｖ1 ，３ｗ1 が、互に干渉しないように、半径方向に異なる位置でかつ軸方向に対して略々同じ位置にて平行に周方向に延びており、３相のコイルエンド偏平部３ｕ1 ，３ｖ1 ，３ｗ1 は、すべてスロット５の深さＤ内に納められている。具体的には外径側（スロット奥側）から内径方向（スロット前側）に向けて、Ｕ相コイルエンド偏平部３ｕ1 、Ｖ相コイルエンド偏平部３ｖ1 、Ｗ相コイルエンド偏平部３ｗ1 が順に配置されており、かつ各立上り部３ｕ3 ，３ｖ3 ，３ｗ3 は、各相のスロット部３ｕ2 ，３ｖ2 ，３ｗ2 が嵌入するスロット５…の内側のティース６…の幅内に納められて、上記異なる半径方向位置にて周方向に延びる各偏平部３ｕ1 ，３ｖ1 ，３ｗ1 と干渉することはない。また、前記コイルエンド部３ｕ1 ，３ｖ1 ，３ｗ1 の軸方向内側端ｋが、前記立上り部と干渉しない長さ分ｆ、前記スロット部３ｕ2 ，３ｖ2 ，３ｗ2 から軸方向に離れて配置されている。
【００４２】
ついで、上述したステータ、就中コイルの製造方法について、図６及び図７に沿って説明する。まず、組立て形の巻枠にマグネットワイヤ（導体）３ａを巻付けて、３巻１組の連続したコイル巻線３1 を成形する。上記巻枠から取外された３連のコイル巻線の内の１個のコイル巻線３1 （具体的にはＵ相コイル３ｕ用の巻線）は、平面視隅部をアール状３ｒとした略々長方形の環状体からなり、その長辺側３ｌの巻線部分の幅ｃが前記ステータコア２のスロット５の幅ｅ（図１参照）に丁度嵌入するように、該幅ｅと略々等しく形成されている。
【００４３】
そして、図６に概略を示すように、上記コイル巻線３1 は、その長辺３ｌがスロット５に嵌入するスロット部となり、かつその短辺３ｓがコイルエンドにおいて周方向に延び偏平部となるが、その長辺３ｌを挟み治具で抑えると共に、その短辺３ｓを内側治具１１と外側治具１２とで挟み、この状態で上記内側及び外側治具１１，１２を９０度に近い角度、正確には９０度から台形角を引いた角度捻り、該短辺をコア端面に直交する方向（コイルの半径方向）に偏平（コイルの高さ方向が幅方向に比して長い偏平形状、以下同じ）となるように、上記アール３ｒに対応する部分を３次元的に偏向する。なお、上記短辺部３ｓは、上記挟み治具１１，１２等により前述した偏平部となるように成形されると共に、スロット部となる長辺部３ｌも、同様な挟み治具により、上記コイルの捻り工程に追随して又はその前後において独立してスロット５に嵌入するように成形される。
【００４４】
更に詳述すると、上述したように捻り成形されたコイル３、例えばＵ相コイル３ｕは、図７に示すように、スロット部３ｕ2 が構成される長辺３ｌを挟み治具１５ａ，１５ｂ［（ｃ）左半図参照］で保持した状態で、コイルエンド偏平部３ｕ1 を構成する短辺３ｓが、前記治具１１，１２で挟んで［（ａ），（ｃ）右半図参照］、捻り中心Ｘを中心として略々９０度捻られる［（ｂ）参照］。
【００４５】
そして、上記治具１５ａ，１５ｂで抑えられた、スロット部３ｕ2 を構成する両長辺３ｌの角度αは、前記所定間隙離れたスロット５ｕ，５ｕの中心に向う角度と略々一致するように設定されており、かつその巻線の層厚ｃがスロット５の幅ｅと略々一致するが僅かに小さくなるように成形される。また、偏平部３ｕ1 を構成する短辺３ｓは、スロット５の深さＤ、望ましくはコイルスロット部の幅Ｙ内に各相の偏平部がすべて納まり、かつ各相が互に干渉しない層厚ｇで、互に異なるオフセット量ｈ（スロット５の底面５ａに整列するスロット部３ｕ2 の端から偏平部中心までの距離）になるように設定される。なお、コイルエンド部３ｕ1 の幅ｇを除いた立上り部３ｕ3 は、コイルエンド部となる第２の辺３ｓのコイル内側端面ｋより、径（高さ）方向内側になるように形成されており、これによりコイルエンド部をコアにできるだけ近づけることができ、軸方向寸法の短縮化を図ることができる。
【００４６】
上述したような製造方法にて成形した各相のコイル３…は、ステータコア２の内径側から、各嵌入されるスロット５にコイルスロット部が平行になるようにして挿入される。この際、各相コイル３ｕ，３ｖ，３ｗは、そのスロット部が各スロットに合致するように、所定角度αでかつ所定層厚ｃになっているので、そのスロット部３ｕ2 ，３ｖ2 ，３ｗ2 に余分な長さのないコンパクトな構成であるにも拘らず、スロットにスムーズに挿入される。
【００４７】
上記各コイルの挿入順序は、まず、スロット奥側にコイルエンド偏平部３ｕ1 を有するＵ相コイル３ｕが所定スロット５ｕに、即ち隣接するスロット５に、異なるＵ相コイル３ｕ1 が互に反対方向に延びるようにして、各コイルが中５個のティースを隔てたスロット５ｕ，５ｕに装着される。ついで、スロット中程にコイルエンド偏平部３ｖ1 を有するＶ相コイル３ｖが、上述同様に、所定隔てたスロット５ｕ，５ｕ間に、かつ互に反対方向に延びる各コイルのスロット部３ｖ2 を隣接するスロット５，５に装着するように、挿入される。そして、最後に、スロット前側にコイルエンド偏平部３ｗ1 を有するＷ相コイル３ｗが、上述同様に、所定隔てたスロット５ｕ，５ｕ間に、かつ互に反対方向に延びる各コイルのスロット部を隣接するスロットに装着するように、挿入される。なお、上述したステータコア及びコイルの構造及びその製造方法は、本出願人が出願した特願２０００−２３４９３４に詳しく記載されている。
【００４８】
ついで、本発明の要部であるコイルのスロットからの抜止めを図るコイル固定具について、図１、図８、図９に沿って説明する。上述したように、ステータコア２のスロット５は、成形したコイル３…を内径方向から平行に挿入するため、図１（ａ）の従来の技術に示すように、開口部５ａを幅狭形状とすることはできず、図１（ｂ）に示すように、ストレート形状からなる。即ち、本発明に係るステータコア２は、その半径方向（深さ方向）に同一幅からなるティース６が多数形成されており、従ってスロット５は、半径方向中心Ｏ（図２参照）に向うように、ストレート形状からなり、その開口部（スロットオープン部）５ａは、比較的広いストレート形状からなる。また、該スロット５には、スロット絶縁紙１１が嵌挿されて、その内側に前述したコイルのスロット部３ｕ2 ，３ｖ2 ，３ｗ2 が挿入されている。
【００４９】
そして、コイル固定具２０は、図１（ｂ）に示すように、従来の技術［図１（ａ）参照］のウェッジ絶縁紙１２と同様な機能を有するコイル保持部２０ａと、ステータコア２の両端面２ａ（図３〜図５参照）にて前記コイル保持部２０ａを連結して一体化する連結部２０ｂと、を有する。なお、連結部２０ｂは、（予め又は結果として）リング状に形成されるが、その直径は、ステータコア２の内周面の直径より所定量大きく設定されている。
【００５０】
具体的には、コイル固定具２０…は、図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、例えばガラス繊維強化樹脂（ＦＲＰ）等の非磁性、非金属の薄板２０ｃからなり、該薄板２０ｃにステータコアのティース６が嵌合し得る窓２１が打ち抜かれて形成されている。該薄板２０ｃの幅方向両端部のリング状の連結部分が、前記連結部２０ｂとなり、前記窓２１の間の薄板部分が前記コイル保持部２０ａとなり、かつ該薄板２０ｃは、上述したように、磁束の漏洩及び電磁誘導による損失を抑制するために、非磁性材質からなる。
【００５１】
上記コイル固定具２０1 は、図８（ａ）に示すように、エンドレスの素材又は長尺形状の素材を接着等によりエンドレス状として、予めリング状部材として形成する。該リング状のコイル固定具２０1 は、図８（ｂ）に示すように、撓ませてステータコア２の内周面に嵌め込み、そして図８（ｃ）に示すように、前記窓２１にティース６を嵌合しつつ、その本来の形である円環形状に戻して、ステータコア２の内周側に装着・固定される。
【００５２】
他のコイル固定具２０2 の装着・固定方法として、図９（ａ）に示すように、薄板２０ｃを所定長さの長尺形状としておく。そして、該長尺形状のコイル固定具２０2 は、図９（ｂ）に示すように、その一端から順次、窓２１にティース６を嵌合して、ステータコア２の全部のティース６に該固定具２０2 の窓２１を嵌合して、ステータコア内周側に上記長尺のコイル固定具２０2 を巻付ける。その後、図９（ｃ）に示すように、該コイル固定具２０2 の両端２０ｅ，２０ｅを重ね合せて、ピン等の機械的固定、熱溶着又は接着剤等の接合（２３）により一体に連結して、該コイル固定具２０2 はリング状となって、ステータコア２の内周側に装着・固定される。なお、該長尺形状の部材による接合装着は、上述したように一本の部材に限らず、複数個の分割したものを、それぞれ接合・連結してリング状として、ステータコア内周面に装着・固定してもよい。
【００５３】
前記コイル固定具２０…をステータコア２の内周側に装着・固定することにより、図１（ｂ）に示すように、コイル３ｕ2 ，３ｖ2 ，３ｗ2 は、スロット５内に機械的に保持されて、モータ稼働中の電磁振動、熱応力負荷、熱的又は雰囲気的環境によっても、従来の技術のようにワニス等の接着力の劣化によるコイルの脱落を防止できる。なお、上記コイル固定具２０…の機械的保持に加えて、ワニスを塗布、接着することによりコイル固定強度を増してもよいことは勿論である。特に、コイル固定具２０…は、ステータコアへの装着性を向上するために薄肉化することが望ましいが、該薄肉化したものでは、ワニスを併用して必要な強度を確保することが好ましい。
【００５４】
ついで、図１０ないし図１２に沿って、更に改良を備えた実施の形態について説明する。上述したストレート形状のスロット５の場合、その開口部５ａの間隔が比較的広くなるため、該スロットを挟んだティース６，６間の距離が長くなり、ロータの回転に伴う磁束移行の断続が激しくなって、トルクリップル（脈動）が大きくなる。本実施の形態は、上記コイル固定具２０を利用して、恰もステータのティース（スロット）が螺旋状になるように（スキューさせる）コアを積層したものと同様に、磁束の移行を漸次進行させてトルク変動を抑制するものである。
【００５５】
コイル固定具２０（２０1 ，２０2 ）は、上述したように、磁束漏れ損、電磁誘導損を抑制するため非磁性、絶縁材質でできており、それ自体トルクリップルの抑制に対して何等影響を及ぼさない。本実施の形態では、図１０に示すように、上記コイル固定具２０の窓２１に所定形状からなる軟磁性材料等の磁性体部材２５…を取付け、該磁性体部材をティース６の延長部として機能し、恰もスロット５を幅狭としかつスキューさせたようにするものである。
【００５６】
前記磁性体部材２５は、図１１（ａ）に示すように、径方向から見てその外郭形状が平行四辺形からなり、かつその略々中央部分にティース６が嵌り込む矩形状の貫通孔２５ａが形成されている。従って、コイル固定具２０のコイル保持部２０ａ両面に重なるように、上記貫通孔２５の周方向両方に直角３角形状の磁性体部材の延長部２５ｂ，２５ｂが形成される。更に、図１１（ｂ）に示すように、上記延長部２５ｂは、コイル保持部２０ａの両面に嵌合するようになっていると共に、前記貫通孔２５ａの周囲において上記両面の延長部２５ｂ，２５ｂを連結する連結部２５ｃとなっている。そして、図１１（ｃ）に示すように、上記両面の延長部２５ｂの一方２５ｂ１が立上げ状態に形成され、該一方の延長部２５ｂ１をコイル固定具２０の窓２１に差し込み、その後矢印に示すように、該一方の延長部２５ｂ１を折り曲げて、両面の延長部２５ｂ，２５ｂにてコイル保持部２０ａを挟むようにカシメることにより、各磁性体部材２５がコイル固定具２０に一体に取付けられる。
【００５７】
上記磁性体部材２５は、上述のようにしてコイル固定具２０の各窓２１部分にそれぞれ取付けられ、かつ隣接する各磁性体部材２５の間は、比較的小幅で斜めの一定間隔からなる隙間ｓが形成され、ティース６部積層鋼板の短絡が防止されている。なお、本実施の形態によるコイル固定具２０の窓２１は、先の実施の形態（図８、図９参照）による窓２１より前記連結部２５ｃの厚み分大きく構成されており、磁性体部材２５の貫通孔２５ａが丁度ティース６に嵌合する大きさに設定されている。また、上記磁性体部材２５は、同じ形状のものを周方向前後別々に構成し、コイル保持部２０ａの両面にそれぞれカシメることによりコイル固定具２０に一体に取付けてもよい。更に、各延長部を上下及び前後別々に構成し、それぞれコイル保持部２０ａに接着して取付けてもよい。この場合、コイル固定具２０の窓２１は、先の実施の形態と同様に、ティース６に丁度嵌合する大きさに設定される。
【００５８】
図１２は一部変更した実施の形態を示すものであり、磁性体部材２５の径方向から見た形状が、幅方向中央に向って斜めに形成されている。即ち、貫通孔の周方向一方には、同一角からなる異なる方向の斜面からなる山形の延長部２５ｂ’が形成され、周方向他方には、同様の谷形の延長部２５ｂ”が形成され、これらの間に、幅方向中央に向う斜めの空隙ｓが形成されている。
【００５９】
本実施の形態は、以上構成に基づき、磁性体部材２５によりティース部６が延長され、スロット５の開口部が幅狭でかつ斜めに形成されたものと同様となり、ステータスロットと磁極の関係位置が漸次変化するため、スロット内のコイル辺の誘導起電力が部分部分で位相がずれて、トルク変動が抑制される。
【００６０】
なお、上記磁性体部材２５は、空隙ｓが斜めにならなくとも、例えば段違いにして、隣接する延長部が軸方向にラップするようにしてもよく、またステータコアの軸線に平行になるように空隙ｓを形成しても、その幅が狭くなる分の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステータコアにコイルを装着した状態を示す拡大部分断面図であり、（ａ）は従来の技術を示し、（ｂ）は本発明によるものを示す。
【図２】本発明を適用した回転電機のステータを示す正面図。
【図３】Ｕ相コイルを示す図で、図２のＯＡ矢視断面図。
【図４】Ｖ相コイルを示す図で、図２のＯＢ矢視断面図。
【図５】Ｗ相コイルを示す図で、図２のＯＣ矢視断面図。
【図６】コイル巻線を成形する概略を示す図。
【図７】成形されたコイルを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｏ−Ｄ−Ｅ断面図。
【図８】コイル固定具を示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はコイル固定具を撓ませてステータコアに嵌め込む状態を示す図、（ｃ）はコイル固定具を円環形状に戻してステータコアに取付けられた状態を示す図。
【図９】コイル固定具の他の実施の形態を示す図で、（ａ）は長尺部材からなるコイル固定具を示す図、（ｂ）はそれをステータコア内周側にリング状に巻き付けた状態を示す図、（ｃ）はその両端を接合した状態を示す図。
【図１０】磁性体部材をコイル固定具に取付けた実施の形態を示す、ステータコアのスロット部分を示す拡大部分断面図。
【図１１】磁性体部材を取付けた実施の形態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は磁性体部材の取付け状態を示す側面断面図。
【図１２】磁性体部材を取付けた他の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
１        ステータ
２        コア
２ａ      端面
３        コイル
３ｕ      Ｕ相コイル
３ｖ      Ｖ相コイル
３ｗ      Ｗ相コイル
３ｕ1 ，３ｖ1 ，３ｗ1       コイルエンド部
３ｕ2 ，３ｖ2 ，３ｗ2       スロット部
５        スロット
５ａ      開口部
６        ティース
２０，２０1 ，２０2 ，      コイル固定具
２０ａ    コイル保持部
２０ｂ    連結部
２１      窓
２５      磁性体部材
２５ａ    貫通孔
２５ｂ，２５ｂ’，２５ｂ”  延長部
２５ｃ    連結部
【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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