(57)【要約】【課題】平角線を用いたモータにおいて生じうる問題を解決する。【解決手段】ステータ２は、ステータコア１０およびコイル３０を備える。ステータコア１０は、ヨーク１２およびヨーク１２から内周に突起した複数のティース１４を有する。平角線２０は、ティース１４に巻回され、コイル３０を形成する。平角線２０は、少なくとも一方のコイルエンド２２において非対称な形状で折り曲げられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のティースを有するステータコアと、
少なくとも一方のコイルエンドにおいて非対称な形状で折り曲げられて前記ティースに巻回され、コイルを形成する平角線と、
を備えることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記平角線は、前記コイルエンドにおいてひとつの頂点を有し、かつ前記ひとつの頂点から前記ティースへの垂線は前記平角線の中心からずれていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記平角線は、両方のコイルエンドにおいて非対称な形状で折り曲げられることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
前記ティースはモータ軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモータ。
【請求項５】
前記平角線は、それが形成する多角形のループがその中心に関して点対称となるよう折り曲げられることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のモータ。
【請求項６】
前記平角線は、前記ティースに巻回される前に多角形に沿って折り曲げられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの高出力化のためには、ステータコアのスロット内のコイル占有率を高めるのが有効である。コイル占有率を高める手段として、略矩形の断面形状を有する素線銅線（平角線）をコイルとして用いる方法がある。平角線はその形状の特徴から、丸線と比較して巻線間の隙間を小さくできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４４９０１号公報
【特許文献２】特開２００７−９７３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
平角線は丸線に比べて剛性が高く、柔軟性に劣る。したがって平角線を用いたモータは、コイルエンドの高さが高くなり、小型化が難しいという問題がある。
【０００５】
またコイルと鉄心の間の絶縁破壊を防止するために、平角線とティースとの間に絶縁紙が挿入される場合がある。このようなモータにおいて、コイルエンドにおいて平角線が押しつぶされると、平角線の剛性の高さから、絶縁紙にダメージを与えるおそれがある。
【０００６】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、平角線を用いたモータにおいて生じうる上述の問題の少なくともひとつを解決可能なモータの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様のモータは、複数のティースを有するステータコアと、少なくとも一方のコイルエンドにおいて非対称な形状で折り曲げられてティースに巻回され、コイルを形成する平角線と、を備える。
【０００８】
この態様によると、平角線をコイルエンドにおいて非対称に、言い換えれば非二等辺三角形に沿って折り曲げることで、二等辺三角形に沿って折り曲げた場合に比べて、コイルエンドの高さを抑制できる。また、高さ方向にコイルを押しつぶす方向に力が加わったときに、二等辺三角形に沿うコイルでは、コイルが絶縁紙のカフスを押しつぶすのに対して、この態様のコイルでは、コイルが倒れるように絶縁紙に沿って変形することが可能であるため、絶縁紙に与える力を軽減できる。
【０００９】
平角線は、コイルエンドにおいてひとつの頂点を有し、かつひとつの頂点からの垂線は、平角線の中心からずれていてもよい。
【００１０】
平角線は、両方のコイルエンドにおいて非対称な形状で折り曲げられてもよい。これによりモータをより小型化でき、あるいは両方のコイルエンドにおいて、絶縁紙に与える力を軽減できる。
【００１１】
ティースはモータ軸に対して傾斜（スキュー）していてもよい。ティースが傾斜したステータコアにおいては、特にコイルエンドにおいてコイルが押しつぶされるときに、絶縁紙のカフスに負荷がかかりやすい。したがってティースが傾斜したモータにおいて、コイルエンドに非対称な形状のコイルを形成することで、その効果が特に顕著に発揮される。
【００１２】
平角線は、それが形成する仮想的な多角形のループがその中心に関して点対称となるよう折り曲げられてもよい。これにより、コイルに力が加わったときに、コイルはティースに沿って回転するように変形しやすくなり、絶縁紙に与える力をより軽減できる。
【００１３】
平角線は、スロットに巻回される前に多角形に沿って折り曲げられてもよい。これに平角線の組付けが容易となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のある態様によれば、平角線を用いたモータにおいて生じうる問題の少なくともひとつを解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】モータのステータコアの平面図である。
【図２】実施の形態に係るステータの斜視図である。
【図３】図２のステータの斜視図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、平角線の形状を模式的に示す図である。
【図５】コイルエンドにおいて平角線が沿う仮想的な三角形を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、実施の形態に係るコイルを、図６（ｂ）は、従来のコイルを模式的に示す図である。
【図７】第１変形例に係るステータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１７】
図１は、モータのステータコアの平面図である。ステータコア１０は、円環状のヨーク１２と、ヨーク１２から内周側に突起した複数のティース１４を有する。隣接する２つのティース１４の間には、コイルを形成する導線２０が巻装されるスロット１６が設けられる。
【００１８】
図２は、実施の形態に係るステータ２の斜視図である。ステータ２は、図１のステータコア１０と、コイル３０を備える。コイル３０は、ステータコア１０のティース１４に規則的に巻装される導線２０により形成されている。実際にはコイル３０はステータコア１０の全周にわたり巻回されるが、ここではその構造を理解しやすくするため、一部のみを示している。また図２では分布巻のコイルの一形態が例示的に示されるが、コイルの巻回形態は特に限定されず、集中巻のステータ２にも適用しうる。
【００１９】
図３は、図２のステータ２の斜視図である。図３には、コイル３０の１ループ分の構成が示される。導線２０は、断面が略矩形状である導線（平角線という）２０である。平角線２０の１辺２０Ａは、ひとつのスロット１６Ａ内を挿通し、上側のコイルエンド２２＿１を経て別のスロット１６Ｂに導かれる。下側のコイルエンド２２＿２についても同様である。実際のステータ２では、平角線２０とティース１４の間には図示しない絶縁紙が挟まれる。
【００２０】
図４（ａ）、（ｂ）は、平角線２０の形状を模式的に示す図である。なお、図４（ａ）では平角線２０の一部分（１ループ分）を、模式的な多角形（六角形）３４として示している。本実施の形態において平角線２０は、上側コイルエンド２２＿１および下側コイルエンド２２＿２において非対称な形状で折り曲げられて、ティース１４に巻回されている。
【００２１】
具体的には平角線２０は、各コイルエンド２２においてひとつの頂点２４を有する。頂点２４からの垂線２６は、平角線２０の中心２８からずれている。つまりコイルエンド２２において平角線２０は、仮想的な非二等辺の三角形３２に沿った形状を有している。
【００２２】
仮想的な三角形３２の内角のうち、平角線２０の１辺２０Ａ側の底角をθＡ、別の一辺２０Ｂ側の底角をθＢ、頂角をθＣとする。このとき、４５°＜θＡ＜９０°、０°＜θＢ＜４５°となる。たとえばθＡ＝６０°、θＢ＝３０°であってもよい。
【００２３】
好ましくは平角線２０は、それが形成する仮想的な多角形３４がその中心Ｏに関して点対称となるよう折り曲げられる。すなわち、上側のコイルエンド２２＿１と下側のコイルエンド２２＿２とで、仮想的な三角形３２の内角はそれぞれ等しいことが好ましい。
【００２４】
図４（ｂ）は、ティース１４に巻装される前の平角線２０を示す。平角線２０はティース１４に巻回される前に、あらかじめ図４（ａ）に示す多角形３４に沿った形状に折れ曲げておくことが好ましい。
【００２５】
以上がステータ２の構成である。続いてその利点を説明する。
【００２６】
第１の利点を説明する。図５は、コイルエンドにおいて平角線２０が沿う仮想的な三角形３２を示す図である。コイルのループの長さを一定とすれば、頂点２４は仮想的な楕円３６に沿って移動する。ここで頂点２４の高さＨは、三角形３２が二等辺三角形（ii）を形成する場合が最も高くなり、左右に移動させて非対称性を導入した場合（i） には低くなる。したがって実施の形態に係るステータ２によれば、コイルエンドの高さを低くすることができる。
【００２７】
図６（ａ）は、実施の形態に係るコイルを、図６（ｂ）は、従来のコイルを模式的に示す図である。図６（ａ）、（ｂ）の対比から、実施の形態に係るステータ２の第２の利点が明確となる。
【００２８】
ステータ２の製造工程においてコイルエンド２２の高さを低くするために、コイルエンド２２に平角線２０を押しつぶす方向に荷重Ｆが印加される。図６（ｂ）のコイルに上から荷重Ｆが加わると、コイルの曲げ部分４０に応力が集中する。これにより、平角線２０の曲げ部分４０あるいはその直下の絶縁紙にダメージを与えるおそれがある。一方、図６（ａ）のコイルに上から荷重Ｆが加わると、その力Ｆは、ループを矢印４２に沿って回転させる方向に作用し、その結果、コイルの曲げ部分４０への応力の集中が緩和される。特に平角線２０がなす多角形３４を点対称とすることで、よりスムーズに応力を分散することができる。これにより、平角線２０の曲げ部分の信頼性を高め、あるいは絶縁紙のダメージを軽減できる。
【００２９】
また図６（ａ）、（ｂ）の対比から、ステータ２の第３の利点が明確となる。図６（ｂ）を参照すると、従来のコイルでは、そして上からの荷重ＦＵと下からの荷重ＦＬが、コア内部に集中する。これによりコイルエンドを圧縮するために、大きな必要な力を必要とする。一方、図６（ａ）のコイルでは、矢印４２に沿って平角線２０が動きやすいため、力が集中することなく小さなプレス量でコイルエンドを圧縮できる。
【００３０】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【００３１】
（変形例１）
図７は、第１変形例に係るステータ２ａの断面図である。このステータ２ａは、ティース１４が傾斜（スキュー）している。コイルエンド２２においては、平角線２０は図４と同様に非二等辺三角形に沿って折り曲げられる。
【００３２】
スキュー有りのステータにおいては、コイルエンドを圧縮する際のスロット絶縁紙への負荷がスキュー無しのステータに比べて大きくなる。そこで非対称なコイルを採用することにより、平角線２０および絶縁紙にはティース１４に沿って滑る方向に荷重がかかるため、曲げ部分におけるスロット絶縁紙へのダメージを低減できる。
【００３３】
（変形例２）
実施の形態では、上側、下側両方のコイルエンド２２の形状を実質的に同一として多角形３４を点対称な形状としたが、必ずしもそうでなくてもよい。また上側、下側のコイルエンド２２の一方は従来のように二等辺三角形に沿うように対称に折り曲げ、他方のみについて、非二等辺三角形に沿うように非対称に折り曲げてもよい。
【００３４】
（変形例３）
コイルエンド２２における頂点２４の個数は複数であってもよい。たとえば２個の頂点を設け、非対称な台形にそって平角線２０を折り曲げてもよい。
【００３５】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００３６】
２…ステータ、１０…ステータコア、１２…ヨーク、１４…ティース、１６…スロット、２０…平角線、２２…コイルエンド、２４…頂点、３０…コイル。
【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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