JP4604071B2 - コイル、スロットレスモータ及びコイルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スロットレスモータ、リニアモータ等に使用するに適したコイルと、その製造方法に関するものである。

動力源である電動モータとしては、ロータ又はステータに形成された巻き溝（スロット）に導線を巻いてコイルを形成したモータが古くから使用されている。一方、近年は、上記巻き溝を省略したスロットレスモータも広く使用されるようになっている。

図１６（ａ）、（ｂ）は、この種のスロットレスモータの要部の構成を表すもので、図１６（ａ）はスロットレスモータ１００の要部正面図、図１６（ｂ）は（ａ）のＡＡ´断面図である。このスロットレスモータ１００は、その周囲に永久磁石１１０が設けられたロータ１０５と、該ロータを収納する筒状の３相４極のモータコイル１０６と、該モータコイルを収納する筒状のステータヨーク１０７及びこれら各部を収納するケース１０９を備えている。前記ロータ１０５の端部は出力軸となってケース１０９の外部へ突出している。

上記ロータ１０５は、中央部の径が細くなっており、この部分に永久磁石１１０が配置されている。この永久磁石１１０は、モータコイル１０６を間に挟んでステータヨーク１０７の内壁と対向するように配置されている。

最近は、装置の小型化のため、電気部品等の高さを低くすることに対する要望が強く、コイルを用いる電気・電子部品を小型化するため、コイル自体のコンパクト化にも種々の工夫がなされている。その例としては、基板に銅箔を貼り付け、その上にコイルのパターンを描いて、不要部をエッチング除去する技術により製造される基板コイルが広く知られている。

しかしながら、上記エッチングで製造する基板コイルは、基板の厚みが大きいため銅体の占積率が悪くなり、小型化の障害となっていた。また、エッチング廃液が発生するため、その処理に手間や経費がかかるという問題点があるほか、エネルギー使用量も大きいという問題点もあった。

一方、コンパクトなコイルとしては、上記エッチングによって製造する基板コイルのほかに、下記特許文献１に開示されているような、平角線を使用したアルファ巻きコイルが知られている。このコイルは、基板を使用せず、エッチングをしないため、上記基板コイルの問題点は生じない。

図１３（ａ）は、従来のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための正面図であり、図１３（ｂ）は従来のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための平面図である。図１４は、従来のアルファ巻きコイルの製造方法を説明するための平面図である。図１５は、従来のアルファ巻きコイルの正面図である。図１３ないし図１５に示すように、特許文献１に記載のアルファ巻きコイル２００は、導線を中空渦巻状に巻いた複数の渦巻部分２０２を、渡り部２０５と呼ぶ導線で互いに接続したものであり、各渦巻部分は平面上に巻かれているので、厚みを従来のコイルより薄くできるものである。
特許第３６２１９４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のコイルは、図１４に示すように、渡り部２０５を複数回折り曲げて渦巻部分同士を部分的に重なり合わせるが、渡り部２０５となる導線部分を複雑に屈曲させて複数の渦巻部を重ね合わせるので、電気抵抗が大きくなり、必要な導線量も多くなるという問題点がある。

そこで、本発明は、上記従来公知のコイルにおける課題を考慮し、渦巻部分を複数結合したコイルにおける、従来のような渡り部２０５をよりシンプルなものとすることにより電気抵抗を低減させ、かつ導線の使用量も節約できるコイル、スロットレスモータ、及び、コイルの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の本発明は、
中央に空間部ができるように導線を渦巻状に巻いてなるアルファ巻きの渦巻体が複数個横方向に並べて配置されたコイルであって、
一方の前記渦巻体と他方の前記渦巻体とを接続し、前記一方の渦巻体の最外周の導線の巻き終わり部と繋がった一端と、前記他方の渦巻体の巻き始め部と繋がった他端とを有する渡り線を備え、
前記渡り線の前記一端から前記他端までの間は、前記一方の渦巻体の最外周の導線の巻き始め部の外周側に沿っており、
前記渡り線の前記他端から屈曲されて延びた導線部分が、隣接する前記他方の渦巻体の巻線の一部をなし、且つ、少なくとも前記導線部分が、前記一方の渦巻体の一部と重なっている、コイルである。

又、第２の本発明は、
上記導線を渦巻状に巻いて２層重ね合わされたものを１組の渦巻部とした場合、前記渦巻体は、前記１組又は複数組の渦巻部を有する、第１の本発明のコイルである。

又、第３の本発明は、
前記導線は、平角線である、第１または２の本発明のコイルである。

又、第４の本発明は、
前記導線は、複数の導線を束ねたリッツ線である第１ないし３のいずれかの本発明のコイルである。

又、第５の本発明は、前記導線は、複数の素線を同一方向に並べて、互いに接着されたものである、第１ないし３のいずれかに記載のコイルである。

又、第６の本発明は、
前記渦巻体が、エッジワイズ巻きによって形成されている、第１ないし５のいずれかの本発明のコイルである。

又、第７の本発明は、
前記隣接する渦巻体は、巻きの方向が反対である、第１ないし６のいずれかの本発明のコイルである。

又、第８の本発明は、
前記渦巻体は、
２組の、前記空間部を挟んで対向する一対の直線部を有し、
一方の前記一対の直線部は、それぞれの長手方向が、前記複数の渦巻体の配列方向と実質上垂直になるように配置されており、
他方の前記一対の直線部は、それぞれの長手方向が、前記複数の渦巻体の配列方向と実質上平行になるように配置されており、
前記渡り線は、前記他方の一対の直線部に沿って配置されている、第１ないし７のいずれかの本発明のコイルである。

又、第９の本発明は、
複数の第８の本発明のコイルと、
前記複数のコイルが挿入された筒状のステータヨークとを備え、
前記複数のコイルは、
前記渦巻体の主面同士が対向し、前記渦巻体一つの幅ずつずれながら重なっており、
前記渦巻体の主面側からみて、一つの前記コイルの渦巻体の空間部には、他の前記コイルの渦巻体の直線部が一つずつ収まっており、
前記筒状のステータヨークの内壁に沿って配置されている、スロットレスモータである。

又、第１０の本発明は、
導線を固定する固定具と、前記導線を直角方向に押圧する押圧具とを備えた折り曲げ装置を用い、素材である前記導線を所定長さ突出させて根元を前記固定具で固定した状態で、前記押圧具で前記導線の突出部を平面上で直角方向に押圧して当該導線を直角に折り曲げた後、さらに、前記固定具から導線を所定長さ突出させて直角に折り曲げる操作を順次繰り返すことにより、角形渦巻状の渦巻体を形成する、第１〜８の何れか一つの本発明のコイルの製造方法であって、
前記コイルの前記一方の渦巻体の最外周の導線の巻き終わり部を形成した後、その巻き終わり部と前記一端で繋がった前記渡り線を、前記一方の渦巻体の最外周の導線の巻き始め部の外周側に沿って形成し、次に、前記渡り線の前記他端から屈曲されて延びた前記導線部分が、前記隣接する前記他方の渦巻体の巻線の前記一部をなし、且つ、少なくとも前記導線部分が、前記一方の渦巻体の一部と重なる様に前記渦巻体を形成する、コイルの製造方法である。

本発明によれば、電気抵抗を低減させ、かつ導線の使用量も節約できるコイル、スロットレスモータ、及びコイルの製造方法を提供することが出来る。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて具体的に説明する。

図１は、本実施の形態のコイルの斜視図である。図２（ａ）は、本実施の形態のコイルの正面図であり、図２（ｂ）は右側面図、図２（ｃ）は左側面図、図２（ｄ）は平面図、図２（ｅ）は底面図、図２（ｆ）は背面図である。

図１及び図２は、本発明に係るコイルを例示するもので、このコイル１はモータコイルであり、アルファ巻きで複数層（図１又は図２の図示例では２層）の渦巻部２、２´を重ね合わせた渦巻体３を１単位とし、これを複数個並べて電気的に接続することにより構成されている。尚、図１及び図２の図示例では、第１、第２、第３、第４、第５の渦巻体３（順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）が横に並べられている。図３（ａ）は、図２（ｄ）のα１部の拡大図であり、図３（ｂ）は、α２部の拡大図であり、図３（ｃ）は、α３部の拡大図である。

又、図４は、本実施の形態の渦巻体３の斜視図である。図５（ａ）は、渦巻体３の正面図であり、図５（ｂ）は右側面図、図５（ｃ）は左側面図、図５（ｄ）は平面図、図５（ｅ）は底面図である。尚、本明細書における上下左右は、全て、正面図を基準として記載されている。

渦巻体３は、図４又は図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、銅を材質とする平角線を導線４として、中央に空間部６が形成されるように、エッジワイズ式に巻いてなるもので、渦巻部２は、直線状の縦線部２ａ及び横線部２ｂと、これらを結ぶコーナーに形成されたアール部２ｃとで形成される概略長方形であり、裏側の渦巻部２´も同様な概略長方形である。平角線である導線４は、絶縁導線として形成されている。

渦巻体３における巻線の巻き方について説明する。上記のとおり、この渦巻体３は、表側の渦巻部２と、裏側の渦巻部２´とが重なり合った２層の渦巻体として形成されている。説明の便宜上、図４に示すように、表側の渦巻部２のうち、最も外側のターンをＩとし、内側に向かって順にＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶとする。これらターンは、大きい順となっている。

また、長方形の各ターンにおける４辺を構成する線のなかでは、最も左側の縦線部２ａに−１、下側の横線部２ｂに−２、右側の縦線部２ａに−３、上側の横線部２ｂに−４を付記する。このように設定すると、図４の最も外側のターンＩにおける左側の縦線部２ａはＩ−１、下側の横線部２ｂはＩ−２、右側の縦線部２ａはＩ−３、上側の横線部２ｂはＩ−４となる。

すなわち、図示例の渦巻部２は、左側の縦線から始まって、上側の横線部までが一つのターンとなっていて、第１のターンＩにおける上側の横線部Ｉ−４の終端部は、第２のターンＩＩの縦線部ＩＩ−１の始端部につながっている。このようにして、図４では、全部で４ターン（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ）が外側から内側に向かって順に並んでおり、最も内側のターンＩＶの上側の横線部ＩＶ−４は、ターンＩＶ―１の裏側へ入り込んで、そのまま裏側の渦巻部２´の最も内側のターンＩＶにつながっている。

裏側の渦巻部２´も、同様に、４つのターン（図２（ｆ）参照）をそなえており、巻き方向は表側と逆に、内側から外側に向かって順に巻かれているが、各ターンの記号は、上記表側の渦巻部２と同様に、最も外側のターンがＩであり、順に内側に向かって、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶとする。裏側の渦巻部２´の各ターンは、表側の各ターンと重なり合っていて、最も外側のターンＩ（表側のターンＩの裏側に重なっている）の巻き終わりは、リード線７として突出している。

なお、実際の巻き方は、上記リード線７から順に裏側のターンＩ（最も外側）が巻かれ、以下、順に裏側の第２のターンＩＩ、第３のターンＩＩＩ、第４のターンＩＶが巻かれ、この第４のターンＩＶから表側の渦巻部の最も内側のターンＩＶに移行する。そして、表側の最も外側のターンＩの巻き終わりは、渡り線５に繋がって、この渡り線５は表側の第１のターンＩに沿って、その上側を通り、図の点線矢印Ｓ方向に伸びて、隣接する渦巻体３の巻き始めにつながっている。

このような構造の渦巻体３を複数個横に並べて、図１に示すようなコイル１を構成する。このコイル１は、複数の渦巻体３を互いに渡り線５によって、つなぎ合わせているが、従来の同種のもののような渡り部２０５（図１３、１４参照）は設けられておらず、一つの渦巻体３の巻き終わりが紙面に直角方向に屈曲させられることなく、そのまま隣接する渦巻部２の巻線につながっている。

すなわち、このコイル１は、一つの渦巻体３と、これに隣接する他の渦巻体３とが渡り線５で接続されているが、この渡り線５は、従来のように紙面に垂直な方向に複雑に屈曲させられる渡り部２０５（図１４参照）を形成しているのではなく、一方の渦巻体３の巻き終わりが、渡り線に繋がっており、その渡り線の終端が屈曲されて隣接する渦巻体３の渦巻部２の巻線につながっている。このため、上記渡り線５を複数回折り曲げなくとも、隣接する渦巻体３同士を互いに部分的に重なり合った状態とすることができるのである。

図１及び図２の図示例では、第１、第２、第３、第４、第５の渦巻体３（順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）の左端に位置する第１の渦巻体３（Ａ）における裏側の渦巻部２´の第１のターンＩの正面からみて右側の縦線部Ｉ―３が上方に突出してリード線７となり、当該第１の渦巻体３（Ａ）の表側の渦巻部２の第１のターンＩの左側の縦線部Ｉ―１から上方へ伸びて右向き屈曲した部分が、渡り線５（Ｆ）となり、これが隣接する第２の渦巻体３（Ｂ）の表側の渦巻部２における第１のターンＩの左側縦線部Ｉ―１につながっている。この渡り線５（Ｆ）は、第１の渦巻体３（Ａ）の表側の渦巻部２における第１ターンの上側の横線部Ｉ―４に沿って、その上側に配置されている。

この第２の渦巻体３（Ｂ）の表側の渦巻部２の第１のターンＩの左側の縦線部Ｉ―１は、図４において矢印Ｓで示したように、第１の渦巻体３（Ａ）の最も内側に位置する第４のターンＩＶの右側の縦線部ＩＶ−３に正面からみて重なるように配置されている。尚、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、渦巻体３（Ａ）における表側の渦巻部２の右側の縦線部２ａよりも正面側に、隣の渦巻体３（Ｂ）における裏側の渦巻部２´の左側の縦線部２ａが配置されている。

つぎに、上記第２の渦巻体３（Ｂ）では、裏側の渦巻部２´における最も外側のターンＩの右側の縦線部Ｉ−３の上端部が右側へ屈曲して渡り線５（Ｇ）となり、第３の渦巻体３（Ｃ）の裏側の渦巻部２´における第１のターンＩの正面から見て右側の縦線部Ｉ−３の上部に接続している。さらに、第３の渦巻体３（Ｃ）の巻き終わりは、表側の渦巻部２の最外側のターン１における左側の縦線部Ｉ−１であり、この縦線部Ｉ−１が上方に突出して右向きに屈曲することにより渡り線５（Ｈ）となり、第４の渦巻体３（Ｄ）の表側の渦巻部２における最も外側のターンＩの左側の縦線部Ｉ−１につながっている。渡り線５（Ｇ）は、第３の渦巻体３（Ｃ）の裏側の渦巻部２´における第１ターンの上側の横線部Ｉ―４に沿って、その上側に配置されている。又、渡り線５（Ｈ）は、第３の渦巻体３（Ｃ）の表側の渦巻部２における第１ターンの上側の横線部Ｉ―４に沿って、その上側に配置されている。

尚、図２（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、渦巻体３（Ｂ）における表側の渦巻部２の右側の縦線部２ａよりも正面側に、隣の渦巻体３（Ｃ）における裏側の渦巻部２´の左側の縦線部２ａが配置されている。又、渦巻体３（Ｃ）における表側の渦巻部２の右側の縦線部２ａよりも正面側に、隣の渦巻体３（Ｄ）における裏側の渦巻部２´の左側の縦線部２ａが配置されている。

さらに、第４の渦巻体３（Ｄ）の裏側の渦巻部２´の最も外側のターンＩの右側の縦線部Ｉ−３の上端部が右向きに屈曲して渡り線５（Ｉ）となり、第５の渦巻体３（Ｅ）の裏側の渦巻部２´における最も外側のターンＩの右側の縦線部Ｉ−３に接続されている。この渡り線５（Ｉ）は、第５の渦巻体３（Ｅ）の裏側の渦巻部２´における第１ターンの上側の横線部Ｉ―４に沿って、その上側に配置されている。

尚、図２（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、渦巻体３（Ｄ）における表側の渦巻部２の右側の縦線部２ａよりも正面側に、隣の渦巻体３（Ｅ）における裏側の渦巻部２´の左側の縦線部２ａが配置されている。

さらに、第５の渦巻体（Ｅ）の巻き終わりは、表側の渦巻部２の最も外側のターンＩにおける左側の縦線部Ｉ−１となっており、この縦線部Ｉ−１が上方に突出してリード線７となっている。尚、第１の渦巻体３（Ａ）のリード線７を巻き始めとし、第５の渦巻体３（Ｅ）のリード線７を巻き終わりとすると、図２（ａ）の正面図において第１の渦巻体３（Ａ）では時計回りに導線４が巻回されており、第２の渦巻体３（Ｂ）では、反時計回り（矢印Ｔ参照）に導線４が巻回されている。更に、第３の渦巻体３（Ｃ）では時計回り（矢印Ｕ参照）に、第４の渦巻体３（Ｄ）では反時計回りに、第５の渦巻体３（Ｅ）では時計回りに、導線４が巻回されている。

以上に述べたとおり、図示例のコイル１は、５個の渦巻体３が横向きに並べられて互いに若干重なり合った状態で電気的に接続されており、計４本の渡り線５と２本のリード線７とが設けられている。

以上のように、互いに隣接する渦巻体３の間を接続する渡り線の終端が屈曲して、そのまま他方の渦巻体３の渦巻部２、２´を構成する巻線となることにより、従来のような渡り部２０５がなくても、複数個の渦巻体３が直列に接続された状態となるのである。

このように横方向に並べて配置され、電気的には直列に接続された複数の渦巻体３のうち、一方の端部に位置する渦巻体３の巻き始めの線の突出部（導入線）と他方の端部に位置する渦巻体３の巻き終わりの突出部（導出線）とが、外部と接続されるリード線７となっている。このように、本発明のコイルは、従来の同種のモータコイルと異なり、繰り返し折り曲げられる渡り部２０５が存在しないので、電気抵抗が小さく、渦巻体３同士を接続するための銅線も節約できるのである。

まとめると、本発明に係るコイルは、導線を中空渦巻状に巻いた渦巻体を複数個横方向に並べて導線で連結したものであるが、従来の渡り部とは異なり、一方の渦巻体と他方の渦巻体を繋ぐ渡り線を渦巻体に沿って延ばした後、渦巻体の主面に対して直角に複数回折り曲げることをせず、渦巻体に沿って屈曲し、隣接する他方の渦巻体の巻線の一部とするので、複数回折り曲げられた渡り部の存在による電気抵抗の増大と、銅線使用量の増加を抑えることができ、高効率で経済的なものとなる。

尚、本発明の「前記渡り線の終端から屈曲されて延びた導線部分」の一例は、本実施の形態の第２の渦巻体３（Ｂ）の表側の渦巻部２における第１のターンＩの左側縦線部Ｉ―１（図２及び図４参照）に相当する。この本発明の導線部分の他の一例は、第３の渦巻体３（Ｃ）の裏側の渦巻部２´における第１のターンの右側縦線部Ｉ―３に相当する。又、この本発明の導線部分の他の一例は、第４の渦巻体３（Ｄ）の表側の渦巻部２における第１のターンの左側縦線部Ｉ―１に相当する。又、この本発明の導線部分の他の一例は、第５の渦巻体３（Ｅ）の裏側の渦巻部２´における第１のターンの右側縦線部Ｉ―３に相当する。

又、本発明の一方の一対の直線部の一例は、本実施の形態の直線部２ａに相当し、本発明の他方の一対の直線部の一例は、本発明の横線部２ｂに相当する。

図６（ａ）（ｂ）及び図７（ａ）〜（ｆ）は、上記と異なる渦巻体３´の実施形態を表すもので、上記渦巻体３における渦巻部２が２層であったのに対し、この渦巻体３´は、上記渦巻部２、２´を３組結合した全部で６層構造となっている。尚、図６（ａ）は渦巻体３´を右斜め上方から見た斜視図であり、図６（ｂ）は渦巻体３´を左斜め下方から見た斜視図である。又、図７（ａ）は渦巻体３´の正面図、図７（ｂ）は渦巻体３´の右側面図、図７（ｃ）は渦巻体３´の左側面図、図７（ｄ）は渦巻体３´の平面図、図７（ｅ）は渦巻体３´の底面図、図７（ｆ）は渦巻体３´の背面図である。

正面側の１組の渦巻部２、２´と、その奥側（真ん中）に配置されている１組の渦巻部２、２´は、図７（ｂ）に示す連結部２ｄで繋がっている。又、真ん中の１組の渦巻部２、２´と、その奥側に配置されている背面側の１組の渦巻部２、２´は、図７（ｃ）に示す連結部２ｅで繋がっている。このように連結部２ｄと連結部２ｅは、異なる側面に設けられている。

それ以外の点は、上記実施形態と同様であり、同じ部分には同じ記号を付している。このように、複数層の渦巻体３を構成する渦巻部分の数は、適宜増減することができる。

図８（ａ）は、上記コイル１を３個重ね合わせて、モーターに用いられる、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相用コイル１０とした例の斜視図を表すものである。又、図８（ｂ）は、３相用コイル１０の正面図である。図８（ｃ）は、３相用コイル１０の平面図である。又、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ図８（ｃ）のβ１、β２、β３、β４拡大図である。このような３相用コイル１０を、横線部２ｂを湾曲することによりロータの外周部に湾曲状態で配置してステータを構成する。

図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、Ｕ、Ｖ、Ｗで表すものが別々の３個のコイル１であり、これら３個のコイル１が、渦巻体３の幅１つ分ずつずれた状態で、矢印Ｚ方向に沿ってＵ、Ｖ、Ｗの順に、互いに重なり合うように配置されている。尚、矢印Ｚ方向は、コイル１の裏面から正面に向かう方向を示している。尚、コイル１０では、図８（ａ）及び図９（ａ）〜（ｄ）に示すように出来るだけＺ方向にずれないように、Ｗ相用のコイル１の右端の渦巻体３（Ｅ）（図１参照）の左隣に、Ｖ相用のコイル１の右端の渦巻体３（Ｅ）が配置される。Ｕ相用のコイル１も、出来るだけＺ方向にずれないように、その右端の渦巻体３（Ｅ）がＶ相用のコイル１の右端の渦巻体３（Ｅ）の左隣に、配置される。又、各相用のコイル１の左端の渦巻体３（Ａ）も同様である。

又、図８及び図９では、３個のコイル１が重なった状態が示されているが、例えば、上記コイル１を各相２個づつ使用（合計６個のコイル１が必要となる）して、モータのステータとして３相ステータコイルを構成することが出来る。

図１０（ａ）は、６個のコイル１を用いてステータコイルを作成する場合の、６個のコイル１の配置を説明するための図である。６個のコイル１は、２つの上記３相用コイル１０を組み合わせて配置され、具体的には、一方の３相用コイル１０の端Ｐ、Ｑ、Ｒと、他方の３相用コイル１０の端Ｐ´、Ｑ´、Ｒ´が接触するように、２つの３相用コイル１０は、平面視における長手方向に配置される。図１０（ｂ）は、２つの３相用コイル１０を配置した状態を模式的に示した図である。

そして、配置した後に、一方の３相用コイル１０の端Ｐ、Ｑ、Ｒの反対端Ｌ、Ｍ、Ｎが、他方の３相用コイル１０の端Ｐ´、Ｑ´、Ｒ´の反対端Ｌ´、Ｍ´、Ｎ´と対向するように、２つの３相用コイル１０を円筒状に湾曲させる。この湾曲させた状態の模式的な平面図が、図１０（ｃ）に示されている。

このようにしてステータコイル５０が作成される。尚、このステータコイル５０の中央に図１６（ｂ）と同様に永久磁石が設けられたロータが配置され、ステータコイル５０の周囲にステータヨークが配置され、これらがケースに収納されてスロットレスモータが作成される。

尚、上記説明では、３相用コイル１０を２つ用いたが、この数に限らず、１つ又は３つ以上用いて、ステータコイル５０を作成しても良い。

つぎに、このコイル１の製造方法について説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態のコイル１の製造方法を説明するための図である。このコイル１は、導線４である平角線を直角に屈曲させて製作する。具体的には、図１１（ａ）に示すように、平角線を所定長さ突出させた状態で該突出部９ａの根元を固定具２０で固定し、突出させた部分９ａを、押圧具２１で平角線の平面Ｍと直角方向に押圧固定して、平角線の平面が同一平面を保つように直角に屈曲させる。

押圧具２１は、導線４の曲がり度合いに対応して、押圧方向が常に平角線の押圧位置とほぼ直角になるように移動しながら押圧する。なお、突出部９ａの先端部はリード線７となる。平角線の折り曲げ時には、アール部２ｃに丸みがつくように外周面が丸いガイド２２をあてがっておく。以下、突出長さを調節しながらこの屈曲作業を順次繰り返すことにより、角型渦巻状の渦巻部２が形成される。

渦巻部２（２´）の最初のターンＩは、もっとも外側に位置し、以下順に内側に形成するが、最も内側のターンが形成されたら、つぎに平角線の１枚分の厚みだけ厚み方向にずらして裏側（もしくは表側）の最内側のターンＩＶを形成する。このターンＩＶの外側には、外側のターンＩＩＩ、ＩＩ、Ｉを順次形成する。このようにして、表裏の渦巻部２、２´を重ね合わさるように形成し、最後のターンが形成されたら、その線を横線部２（２´）ｃに沿うように屈曲させて、次の渦巻体３の最初のターンの巻線につながる渡り線５とし、以下同様に外側から内側へターンを形成する。

このようにして、導線４の繰り出しと屈曲作業を繰り返すことにより、複数の渦巻体３が互いに接続されたコイル１が形成される。このコイル１は、渦巻体３と渦巻体３とをつなぐための従来のような渡り部２０５ではなく、渦巻体３同士が密接に並んだ状態で直列に接続されたものである。なお、上記製造方法を、渦巻部３同士を渡り部２０５でつなぐ従来のコイルの製作に採用できることは言うまでもない。

また、以上の説明では、平角線で製作したコイルについて説明したが、これに限らず、通常の丸線で同様な構成のコイルを製作できる。又、例えば、図１２（ａ）に示すように、平角線である導線４をその厚み方向に重ねたものを１つの導線４０として、実施の形態で述べた導線４の代わりにコイルを作成しても良い。

更に、図１２（ｂ）に示すように丸線である導線１３を本発明の素線の一例として同一方向に一列に並べて、接着したものを１つの線材１１として、導線４に代えてコイルを作成しても良い。又、図１２（ｃ）に示すように、平角線である導線２０を素線の一例として同一方向に並べて、接着したものを１つの線材２１として、導線４に代えてコイルを作成しても良い。更に、図１２（ｄ）に示すように角線である導線３０を素線の一例として同一方向に並べて、接着したものを１つの線材３１として、導線４に代えてコイルを作成してもよい。

又、図１２（ｅ）に示すように、（ｂ）に示した導線１１を縦方向に重ねたものを１つの導線１２としてもよい。尚、これら導線１３、２０、３０は表面に絶縁被膜が施されている。

又、上述した導線４は、例えば、エナメル線を素線としたリッツ線であってもよい。

さらに、各渦巻体が複数の渦巻部２を重ねて構成されているが、この渦巻部の数は、２〜６個以上としてもよい。

本発明に係るコイルは、例えば平角銅線を屈曲させて製作することができ、スロットレスモータコイル等として好適に使用することができるものでる。

本発明にかかる実施の形態におけるコイルの斜視図 本発明にかかる実施の形態におけるコイルの平面図 本発明にかかる実施の形態におけるコイルの右側面図 本発明にかかる実施の形態におけるコイルの左側面図 本発明にかかる実施の形態におけるコイルの平面図 本発明にかかる実施の形態におけるコイルの底面図 本発明にかかる実施の形態におけるコイルの背面図 （ａ）図２（ｄ）のα１部の拡大図 （ｂ）図２（ｄ）のα２部の拡大図 （ｃ）図２（ｄ）のα３部の拡大図 本発明にかかる実施の形態における渦巻体３の斜視図 （ａ）本発明にかかる実施の形態における渦巻体３の平面図 （ｂ）本発明にかかる実施の形態における渦巻体３の右側面図 （ｃ）本発明にかかる実施の形態における渦巻体３の左側面図 （ｄ）本発明にかかる実施の形態における渦巻体３の平面図 （ｅ）本発明にかかる実施の形態における渦巻体３の底面図 本発明にかかる実施の形態の変形例における渦巻体３´を右斜め上方から見た斜視図 本発明にかかる実施の形態の変形例における渦巻体３´を左斜め下方から見た斜視図、 （ａ）本発明にかかる実施の形態の変形例における渦巻体３´の平面図 （ｂ）本発明にかかる実施の形態の変形例における渦巻体３´の右側面図 （ｃ）本発明にかかる実施の形態の変形例における渦巻体３´の左側面図 （ｄ）本発明にかかる実施の形態の変形例における渦巻体３´の平面図 （ｅ）本発明にかかる実施の形態の変形例における渦巻体３´の底面図 （ｅ）本発明にかかる実施の形態の変形例における渦巻体３´の背面図 本発明にかかる実施の形態における３相用コイル１０の斜視図 本発明にかかる実施の形態における３相用コイル１０の正面図 本発明にかかる実施の形態における３相用コイル１０の平面図 （ａ）図８（ｃ）のβ１部の拡大図 （ｂ）図８（ｃ）のβ２部の拡大図 （ｃ）図８（ｃ）のβ３部の拡大図 （ｄ）図８（ｃ）のβ４部の拡大図 本発明にかかる実施の形態におけるステータコイル５０の製造方法を説明するための図 本発明にかかる実施の形態におけるステータコイル５０の製造方法を説明するための模式図 本発明にかかる実施の形態におけるステータコイル５０の製造方法を説明するための模式図 （ａ）（ｂ）本発明にかかる実施の形態における渦巻体の製造方法を説明するための図 本発明にかかる実施の形態における線材の変形例を示す図 本発明にかかる実施の形態における線材の変形例を示す図 本発明にかかる実施の形態における線材の変形例を示す図 本発明にかかる実施の形態における線材の変形例を示す図 本発明にかかる実施の形態における線材の変形例を示す図 （ａ）従来のコイルの製造方法を説明するための正面図（ｂ）従来のコイルの製造方法を説明するための平面図 従来のコイルの製造方法における渡り部の折り曲げ方法を表す平面図 従来のコイルの正面図 （ａ）モータの正面断面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ´矢視図

符号の説明

１ コイル
２ 渦巻部
３ 渦巻体
４ 導線
５ 渡り線
６ 中空部
１０ ３層モータコイル

Claims (10)

1. 中央に空間部ができるように導線を渦巻状に巻いてなるアルファ巻きの渦巻体が複数個横方向に並べて配置されたコイルであって、
   一方の前記渦巻体と他方の前記渦巻体とを接続し、前記一方の渦巻体の最外周の導線の巻き終わり部と繋がった一端と、前記他方の渦巻体の巻き始め部と繋がった他端とを有する渡り線を備え、
   前記渡り線の前記一端から前記他端までの間は、前記一方の渦巻体の最外周の導線の巻き始め部の外周側に沿っており、
   前記渡り線の前記他端から屈曲されて延びた導線部分が、隣接する前記他方の渦巻体の巻線の一部をなし、且つ、少なくとも前記導線部分が、前記一方の渦巻体の一部と重なっている、コイル。
2. 前記導線を渦巻状に巻いて２層重ね合わされたものを１組の渦巻部とした場合、前記渦巻体は、前記１組又は複数組の渦巻部を有する、請求項１に記載のコイル。
3. 前記導線は、平角線である、請求項１または２に記載のコイル。
4. 前記導線は、複数の素線を束ねたリッツ線である、請求項１ないし３のいずれかに記載のコイル。
5. 前記導線は、複数の素線を同一方向に並べて、互いに接着されたものである、請求項１ないし３のいずれかに記載のコイル。
6. 前記渦巻体は、エッジワイズ巻きによって形成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載のコイル。
7. 前記隣接する渦巻体は、巻きの方向が反対である、請求項１ないし６のいずれかに記載のコイル。
8. 前記渦巻体は、
   ２組の、前記空間部を挟んで対向する一対の直線部を有し、
   一方の前記一対の直線部は、それぞれの長手方向が、前記複数の渦巻体の配列方向と実質上垂直になるように配置されており、
   他方の前記一対の直線部は、それぞれの長手方向が、前記複数の渦巻体の配列方向と実質上平行になるように配置されており、
   前記渡り線は、前記他方の一対の直線部に沿って配置されている、請求項１ないし７のいずれかに記載のコイル。
9. 複数の請求項８記載のコイルと、
   前記複数のコイルが挿入された筒状のステータヨークとを備え、
   前記複数のコイルは、
   前記渦巻体の主面同士が対向し、前記渦巻体一つの幅ずつずれながら重なっており、
   前記渦巻体の主面側からみて、一つの前記コイルの渦巻体の空間部には、他の前記コイルの渦巻体の直線部が一つずつ収まっており、
   前記筒状のステータヨークの内壁に沿って配置されている、スロットレスモータ。
10. 導線を固定する固定具と、前記導線を直角方向に押圧する押圧具とを備えた折り曲げ装置を用い、素材である前記導線を所定長さ突出させて根元を前記固定具で固定した状態で、前記押圧具で前記導線の突出部を平面上で直角方向に押圧して当該導線を直角に折り曲げた後、さらに、前記固定具から導線を所定長さ突出させて直角に折り曲げる操作を順次繰り返すことにより、角形渦巻状の渦巻体を形成する、請求項１〜８の何れか一つに記載のコイルの製造方法であって、
    前記コイルの前記一方の渦巻体の最外周の導線の巻き終わり部を形成した後、その巻き終わり部と前記一端で繋がった前記渡り線を、前記一方の渦巻体の最外周の導線の巻き始め部の外周側に沿って形成し、次に、前記渡り線の前記他端から屈曲されて延びた前記導線部分が、前記隣接する前記他方の渦巻体の巻線の前記一部をなし、且つ、少なくとも前記導線部分が、前記一方の渦巻体の一部と重なる様に前記渦巻体を形成する、コイルの製造方法。

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