JPH10271733A

JPH10271733A - 電動機およびステータの製造方法

Info

Publication number: JPH10271733A
Application number: JP7586197A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Yamamoto; 典明山本; Koki Taneda; 幸記種田; Yuji Enomoto; 裕治榎本; Hiromichi Hiramatsu; 広道平松; Takashi Ishigami; 孝石上; Suetaro Shibukawa; 末太郎渋川; Osamu Koizumi; 小泉　　修; Fumio Tajima; 文男田島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-09
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JP3514939B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本課題は、コイルの占積率の向上およびコイル
エンドの損失低減による効率向上を図って小形軽量化を
実現した電動機およびそのステータの製造方法を提供す
ることにある。【解決手段】本発明は、ステータ１に回転磁界を発生す
る複数相のコイル２ａ、２ｂ、２ｃを有する電動機にお
いて、上記複数相のコイルの内、所望の相のコイル２ａ
についての渡り部分及びスロットからコア軸方向への立
ち上がり部分を、他の相のコイル２ｂ、２ｃのエンド部
分と干渉しない形状に整列配置させたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステータに回転磁
界を発生する複数相のコイルを有する電動機およびその
ステータの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のモータの製造方法は、数１０Ｗ以
下のモータにおいては、エナメル線を直接ステータに巻
き付けたあと、コイルエンドの仕上げ整形を行い、コイ
ルエンドの小形化を行っていた。また、それ以上の出力
のモータにおいては、外部で型巻きした後、インサータ
でスロット開口部から、両辺同時に外径方向に向けて放
射状に、スロットに強制的に挿入するのが一般的であっ
た。このスロット形状は、セミクローズドスロットを用
いるのが一般的である。このとき、外部で型巻された線
は、挿入時に整列性が乱れ、線と線が交差しながら挿入
される。また、２相以上のコイルであっても、各コイル
形状に差異のない巻枠を用いて、巻線を行い、１相のコ
イルすべてがコアに挿入された後、コアの外径方向にコ
イルをコア端面付近を中心に倒すことにより、相別のコ
イルエンド整形を行い、次の相のコイルが挿入出来る形
状にしていた。そして、すべてのコイルが挿入された
後、最初に挿入されたコイルのステータコアの外径側に
押しやられたコイルエンドと最後に挿入されたコイルの
内径側に残ったコイルエンドを径方向及び軸方向に圧縮
整形し、コイルエンドを小さくしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
挿入方法及び、コイルエンドの仕上げ方法では、本来の
小形化には、限界が生じる。それは、直巻線及びインサ
ータによる挿入には、占積率の限界があることである。
この方式は、挿入時に発生する線と線の交差による乱れ
から、一般に占積率７０％が限界である。また、コイル
エンド整形は、コイル挿入時及び次のコイルを挿入する
ために、余分に必要としたコイルエンド長をある範囲に
圧縮するものであり、損失の大きな要因であるコイルエ
ンドの長さは、長いままである。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
コイルの占積率の向上およびコイルエンドの損失低減に
よる効率向上を図って小形軽量化を実現した電動機およ
びそのステータの製造方法を提供することにある。また
本発明の他の目的は、コイルの占積率の向上およびコイ
ルエンドの損失低減による効率向上を図って小形軽量化
を実現した３相同心巻きで構成されたステータを有する
電動機およびそのステータの製造方法を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ステータに回転磁界を発生する複数相の
コイルを有する電動機において、上記複数相のコイルの
内、所望の相のコイルについての渡り部分及びスロット
からコア軸方向への立ち上がり部分を、他の相のコイル
のエンド部分と干渉しない形状に整列配置させたことを
特徴とする。

【０００６】また本発明は、ステータに回転磁界を発生
する複数相のコイルを有する電動機において、上記複数
相のコイルの内、径方向からみて渡り部分が最も外側に
位置する所望の相のコイルについて、該コイルの渡り部
分の内側が、他の相のコイルが挿入されるスロットの延
長線上よりも外側に位置することを特徴とする。また本
発明は、３相同心巻きで構成されたステータを有する電
動機において、スロット占積率（絶縁物を除いたスロッ
ト断面積に対するコイルの断面積）が８０％以上であ
り、かつ各相のコイルのエンド形状（挿入後コアから軸
方向外側にでているコイル部分）を異ならしめ、前記各
相のコイルの渡り部分を整列配置されたことを特徴とす
る。

【０００７】また本発明は、ステータに回転磁界を発生
するコイルを有する電動機において、一ターン分の導体
（絶縁層を含む）の断面の外径をｄとし、スロット内で
コア耐圧を保証するスロット絶縁紙のスロット内での径
方向厚さの合計をｔし、ターン数をＴとしたとき、ステ
ータのスロットオープンの幅寸法が、（ｄ＋ｔ）以下で
あり、かつスロットの奥行き寸法が（ｄ×Ｔ）よりも小
さいことを満たすスロット形状及びコイル形状を有する
ことを特徴とする。また本発明は、整列巻線してコイル
を形成する巻線工程と、該巻線工程で形成されたコイル
における対なるスロットに挿入される対なるコイル辺の
各々を、スロット占積率が向上するように矩形形状に圧
縮成形して線が乱れないように接着等により一体化し、
更に前記対なるスロットの跨ぎ角度に近ずけるように渡
り部分を変形させるコイル成形工程と、該コイル成形工
程で成形されたコイルをコアの内径に位置付けして該コ
イルの対なるコイル辺の各々を順次対応するスロットに
挿入して組み込む組込工程とを有することを特徴とする
ステータの製造方法である。

【０００８】また本発明は、整列巻線してＵコイルを形
成し、整列巻線してＶコイルを形成し、整列巻線してＷ
コイルを形成する巻線工程と、該巻線工程で形成された
Ｕコイル、Ｖコイル、およびＷコイルの各々において、
対なるスロットに挿入される対なるコイル辺の各々を、
スロット占積率が向上するように矩形形状に圧縮成形し
て線が乱れないように接着等により一体化し、更に前記
対なるスロットの跨ぎ角度に近ずけるように渡り部分を
変形させるコイル成形工程と、該コイル成形工程で成形
されたＵコイル、ＶコイルおよびＷコイルの各々を、コ
アの内径に位置付けして各コイルの対なるコイル辺の各
々を順次対応するスロットに挿入して組み込む組込工程
とを有することを特徴とするステータの製造方法であ
る。

【０００９】以上説明したように、前記構成によれば、
ステータコイルのスロット占積率を向上し、コイルエン
ドが高密度に整列配置されて、巻線抵抗が低減するた
め、モータの効率が向上し、また、モータの小形軽量化
が可能となる。また前記構成によれば、コイル形状をス
テータコアに組み込む前に仕上げることで、コイルの形
状が安定し、コイルエンドの仕上げ整形工程を削減する
ことができ、作業の効率向上が図ることができ、さら
に、組線後のコイルの絶縁被覆の損傷を削減でき、品質
を安定させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態を図を用
いて説明する。電動機は、固定子と回転子とによって構
成される。そして、固定子は、複数のコイルを鉄心およ
びコア等のスロット部分に三次元的に挿着することによ
って構成される。次に本発明の実施の形態として、イン
ダクションモータ、シンクロナスモータ等の電動機に用
いられる多相のコイルで構成される固定子コイルにおい
て、複数のコイルが鉄心およびコア等に三次元的に配置
されて組み合わされる構造のコイルの場合について説明
する。図１は、本発明に係る交流誘導電動機における３
相同心巻きで構成されたステータ（固定子）を示す図で
ある。図１に示す実施の形態においては、Ｕコイル２
ａ、Ｖコイル２ｂおよびＷコイル２ｃが８個有する場合
を示す。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図
１に示すＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ断面のコイル形状を示
している。なお、図１に示すＡ−Ａ断面においては、Ｖ
コイル２ｂおよびＷコイル２ｃを省略している。また図
１に示すＢ−Ｂ断面においては、Ｗコイル２ｃを省略し
ている。また図２に示したコア１からはみ出ているコイ
ル部分をコイルエンドと呼ぶ。図３は、電動機（モー
タ）の斜視図を示しており、主にステータ１、ロータ４
２、モータフレーム４０から構成され、モータに組み上
げられた状態である。図４は、３相のコイル２ａ、２
ｂ、２ｃの内、最初に挿入されるＵコイル２ａが３個組
み込まれた状態の斜視図を示している。図５は、コイル
が組み込まれたステータのスロット部分の断面拡大図を
示している。

【００１１】図中１は、ステータコアであり、電磁鋼板
である珪素鋼板をプレス打ち抜きし積層して形成する。
図中２、及び２ａ、２ｂ、２ｃは、ステータコイルであ
り、最外層に絶縁被覆をもつエナメル線を所定回数巻回
したものである。図中３は、コア１に形成されたスロッ
トであり、本発明において、コア１の中心からみて近い
方向をコイル入り口であるスロット幅ｓ（図５参照）
が、スロットの最大幅以下であるオープンスロット形状
となっている。また、図５（ａ）（ｂ）に示すように、
スロット３内においてコイル２ｄ、２ｅが高密度に組み
込まれた構造である。このとき、コイル２ｄ、２ｅの周
囲には、エナメル線の絶縁性と同等の特性を有する、例
えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレンサルフ
ァイド、ノーメックス、等のスロット絶縁紙４を備え、
コイル２ｄ、２ｅとともにコア１に組み込む。そして、
挿入されたコイル２ｄ、２ｅがオープンスロット３から
コア内径側に飛び出さないようにスロット楔５を挿入し
た構造となっている。このスロット楔５は、前記スロッ
ト絶縁紙同様の絶縁紙を用いる。また、磁性材料を含ん
だフィルム、シートまたは、磁性材料を含んだ磁性板を
スロット楔５として用いると、スロット間すなわちティ
ース６間での磁束の変化が少なくなり、振動の要因とな
るコギンクトルクが減少するため、さらに有効である。

【００１２】本発明においては、図１および図２に示し
たように、各相のコイルが既に挿入されたコイルと干渉
することなく、また、図２に示すように、コイルエンド
部分が、コア１の径方向及び軸方向に高密度に組み込ま
れた構造となっている。本図において、３相、４８スロ
ット、８極の場合のステータ及びコイルとして示してい
る。３相のコイル２ａ、２ｂ、２ｃを、それぞれＵコイ
ル、Ｖコイル、Ｗコイルと呼ぶ。図１に示すように、Ｕ
コイル２ａのエンドコイル部分（渡り部分）は、Ｖコイ
ル２ｂ、Ｗコイル２ｃが入るスロットが軸方向からのぞ
くことができる形状であり、コイルの渡り部分におい
て、Ｖコイル用のスロットおよびＷコイル用のスロット
に沿って略円弧状に巻線された形状である。即ち、Ｕコ
イル２ａのエンドコイル部分の内径Ｒ２をスロットの外
径Ｒ２’より僅か大きくして、Ｖコイル２ｂ、Ｗコイル
２ｃが入るスロットが軸方向からのぞくことができるよ
うにする。Ｒ１はコア１の内径を示し、Ｒ３はＵコイル
２ａのエンドコイル部分の外径を示す。また、図２
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、Ｕコイル２ａのエン
ドコイル部分（渡り部分）は、軸方向において、コイル
エンドが整列され、例えば９ターンのコイルの場合、コ
イルエンドの断面において２行×５列の線の配置内に収
まる形状を有し、コア端面に線の曲げｒ（エナメル線径
の２倍）と同等の幅ｘ離れた位置に渡り部分を有する形
状である。また、このｘは、対地絶縁を保証する寸法以
上である。

【００１３】Ｖコイル２ｂのエンドコイル部分（スロッ
トの渡り部分）は、図２（ｂ）に示すように、軸方向に
おいて、Ｕコイル２ａよりも上方を通り、その渡り部分
の内側には、空間をもち、次に挿入されるＷコイル２ｃ
のスロット部分をその空間内で設けた形状である。Ｖコ
イル２ｂのエンドコイル部分は、図１に示すように、径
方向において、コア端面からｘ離れた部分から外径方向
に傾き、Ｕコイル２ａ上に配置された状態をとる。Ｗコ
イル２ｃのエンドコイル部分（スロットの渡り部分）
は、図２（ｃ）に示すようにＶコイル２ｂの設けた空間
内に収まる形状であり、内径側に渡り部分が配置される
形状をとる。このとき、挿入されたすべてのコイル２
ａ、２ｂ、２ｃのエンドコイル部分は、ステータ１の内
径にはみ出すことがなく、ステータを組立後、ロータを
容易に組み込むことが出来る形状となる。

【００１４】具体的に数値を挙げると、導体径２．４ｍ
ｍのエナメル線（絶縁層：ポリアミドイミド）を用い、
９ターン巻回したコイルを組み込んだ場合、図２（ｃ）
に示す如く、ｘa＝１５ｍｍ、ｘb＝６ｍｍ、ｙa＝２５
ｍｍ、ｘ＋ｘa＋ｘb＋ｘsが３０ｍｍ以下を実現するこ
とができる。このとき、コア１にコイルを組み込む際、
既に挿入されたコイルと挿入中のコイルと干渉すること
なく挿入することが可能である。また、図５（ａ）に示
したように、スロットの占積率を向上するため、コイル
断面を略四角形状に矩形成形するとさらに効果がある。
また、図５（ａ）と異なり、図５（ｂ）のように、細い
線を用いて、整列巻線してもよい。さらに、図５（ｂ）
の断面を矩形成形することで、高占積率化も可能であ
る。この成形方法については、後述する。図６（ａ）〜
（ｄ）には、Ｕコイル２ａおよびＷコイル２ｃの巻線方
法を示す。図７は、Ｕコイル２ａの概観を示した斜視図
である。図７中のコイルのＳｃで示した部分がコア１の
スロットに挿入される（以下、スロットコイルと呼
ぶ）。図８は、Ｗコイル２ｃの概観を示した斜視図であ
る。図８中のコイルのＳｃで示した部分がコア１のスロ
ットに挿入される（以下、スロットコイルと呼ぶ）。図
９は、Ｖコイル２ｂの概観を示した斜視図である。図９
中のコイルのＳｃで示した部分がコア１のスロットに挿
入される（以下、スロットコイルと呼ぶ）。

【００１５】図１０は、Ｖコイル２ｂの巻線方法を示す
図である。図１１は、このスロットコイル２ｓ（２１）
を高密度に成形する方法における成形型の断面図を示
す。図１２は、図１１でのコイル成形において、コイル
断面の成形前２１と成形後２２との寸法関係を示してい
る。図１３は、スロットコイル２ｓ（２３）を整列した
状態で高密度に固着するジグを示している。図１４は、
コイル、特にコイルエンド部分を変形し、コイルエンド
の形状をつくるジグ及び方法を示している。図１５は、
変形されたコイルをコア１のスロットへ組み込む動作を
示す。本発明に係るＵコイル２ａおよびＷコイル２ｃに
ついてのコイル形状を形成し、コイルエンドも整列した
形状を有するために、図６に示したように、２軸の回転
軸をもつ巻枠１０を用いる。Ｕコイル２ａのエンドコイ
ル部分（渡り部分）は、図２（ａ）に示すように半径方
向にはＲ２とＲ３との間に成形され、軸方向にはコア端
面からｘとｘ＋ｘａとの間に成形される。Ｗコイル２ｃ
のエンドコイル部分（渡り部分）は、図２（ｃ）に示す
ように半径方向にはＲ４とＲ５との間に成形され、軸方
向にはコア端面からｘより大きいｘｃとｘｃ＋ｘａとの
間に成形される。従って、Ｕコイル２ａ用の巻枠の寸法
とＷコイル２ｃ用の巻枠の寸法とを変える必要がある。
そして、上記巻枠１０は、スロットコイル部の整列を維
持するガイド１１を備えている。

【００１６】Ｕコイル２ａおよびＷコイル２ｃについて
のコイル形状を形成するために、まずコイルエナメル線
２０の巻始点を巻枠１０に固定し、図６（ａ）の状態と
する。ここから、図中Ｚ軸回り（α回転方向）に１８０
度回転することにより、図６（ｂ）の状態となる。この
とき、エナメル線２０は、Ｚ軸に垂直な方向にガイドさ
れている。次にＸ軸回り（β回転方向）に９０度回転す
ることにより、図６（ｃ）の状態となる。ここで、巻か
れたコイルエンド部分を整列させるため、軸中心方向に
巻枠１０に沿って、エナメル線を整形する。さらに、Ｘ
軸回り（β回転方向）に９０度回転することで、図６
（ｄ）の状態となる。ここまでで、２分の１ターンが終
了となる。この時点で、前記コイルエンドの整形を行っ
ても構わない。この図６（ａ）から（ｄ）の動作を繰り
返し行い、所定の巻回数分回転させ、巻線が完了とな
る。また、Ｘ軸回りの角度βを２分の１ターンごと調整
して、線の軌道を制御することで、コイルエンドを２列
以上にすることが可能である。

【００１７】このようにして、巻線されたＵコイル２ａ
を図７に示し、巻線されたＷコイル２ｃを図８に示す。
図１０（ｂ）には、Ｖコイル２ｂを巻線する巻枠４１を
示す。このような巻枠４１を軸４２回りに回転させるこ
とによってエナメル線４２が巻付けられて図１０（ａ）
に示すＶコイル２ｂが形成される。しかしながら、実際
にコア１のスロットに挿入されるＶコイル２ｂの形状
は、図９および図２（ｂ）（ｃ）に示す如くであるた
め、エンドコイル部分（渡り部分）を整形させる必要が
ある。

【００１８】更に、スロット占積率を高めるため、スロ
ット３に挿入されるスロットコイルＳｃを四角形状に成
形する必要がある。このように、スロットコイルＳｃを
四角成形する方法及びこのコイル断面形状を、図１１お
よび図１２に示す。図７、図８および図９に示すＳｃ部
分の両辺を図１１に示した成形型に配置し、断面矩形状
に成形する。成形型は、ベース１７の溝の中央に、ブロ
ック１３が配置され、そのブロックの両側に横からコイ
ルに加圧を行うためのサイドガイド１２ａ、１２ｂがサ
イドポンチ１４ａ、１４ｂを介してサイドベース１５で
略同時に加圧できるように配置された構造となってお
り、また、縦方向からのコイルへの加圧は、成形後のコ
イル幅寸法以下のポンチ幅を有するポンチ１６ａ、１６
ｂにより行う。まず、ブロック１３とサイドポンチ１２
との隙間を線径以上として、コイルを成形型に配置し、
ポンチ１６に加圧力を加え、縦方向の成形を行う。この
とき、サイドポンチ１４ａ、１４ｂは一定の距離動いた
後で止まるようにストッパを設けるか、または、同位置
で静止するようにストッパを設ける。また、ストッパを
設けない場合は、コイルの整列が乱れない程度の加圧力
で横方向の加圧力を加えてもよい。ポンチ１６ａ、１６
ｂによる縦成形終了後、サイドベース１５を介して、サ
イドポンチ１４ａ、１４ｂに加圧力を加え、コイルの横
方向の成形を行う。この時、ポンチ１６ａ、１６ｂにス
トッパを設け、一定距離で静止するようにするか、横方
向の成形反力よりも弱い力で圧力を与えるとよい。この
縦、横の２段階の成形により、図１２に示すように２１
で示すコイル断面が２２で示す略四角形状に成形され
る。例えば、導体径２．４ｍｍのエナメル線（絶縁層：
ポリアミドイミド）を用い、９ターン巻回したコイルを
成形した場合、ｈb＝２３ｍｍ、ｗb＝２．６ｍｍであっ
たコイルの断面が、２２で示すｈa＝１７ｍｍ、ｗb＝
２．６ｍｍからなる略四角形状に成形でき、またこのと
きの成形後の線断面のカドのｒは０．２〜０．３ｍｍと
なる。従って、成形後のコイル断面２２は、スロット占
積率９０％以上を満足することができる。また、前記成
形方法によるコイル断面の矩形成形は、縦成形と横成形
とが２段階で行われるため、コイル成形断面の自由度が
広がり、モータ設計において、重要な寸法であるスロッ
トオープンｓ（スロットにおけるコイルの入り口の幅）
の設計自由度が大きくなる。

【００１９】以上説明したように、スロット３に挿入さ
れるスロットコイルＳｃを四角形状に成形して接着等で
一体化することにより、線が乱れることもなく、しかも
スロット高占積率化およびコイルエンドの高密度化が可
能となり、モータ設計における磁束に余裕ができ、ま
た、コイルエンドの減少に伴うコイル周長の減少に伴
い、巻線抵抗が減少し、銅損を低減することができる。
これにより、モータ効率の向上、モータの小形、軽量化
が可能となる。次に、コア１に組み込む形状をつくるた
めの方法を図１３から図１５を用いて説明する。図１３
に示した把持ジグ（把持部品）３０ａ〜３０ｃから構成
された整形ジグ３１により、スロットコイルＳｃを片辺
ずつ把持して固定する。この整形ジグ３１は、３個以上
の把持ジグ（把持部品）３０ａ、３０ｂ、および３０ｃ
からなり、コイル断面に対して横方向及び縦方向の拘束
ができる構造となっており、ネジまたはプレスにより拘
束して、スロットコイル断面（間隙Ｗ、高さｈ）２３の
整列及び高密度を維持する。スロットコイルの両辺を、
図１３に示す整形ジグ３１ａ，３１ｂで拘束した状態を
図１４（ａ）に示す。次にスロットコイルの両辺の角度
をスロットの跨ぎ角度γと合わせるため、図１４（ｂ）
に示すように、整列ジグ３１ａと整列ジグ３１ｂとの間
においてエンドコイル部分２ｐに対してモーメントを与
えて変形させ、そして整列ジグ３１ａと整列ジグ３１ｂ
とを変形ベース３２上に配置する。この変形ベース３２
の角度γは、変形後のスプリングバックを考慮して、ス
ロット跨ぎ角度以下であることが望ましい。このスロッ
ト跨ぎ角度は、例えば、３相８極４８スロットのステー
タの場合、３７．５度となる。図１４（ｂ）に示すよう
に、コアに挿入された後のコイル形状となるようにコイ
ルを拘束している整列ジグ３１ａ、３１ｂを変形ベース
３２上に固定する。ここで、図１４（ｃ）に示すよう
に、外形ガイド３３、内形ガイド３４により加圧するこ
とで、巻線後のコイルエンド形状を修正する。このと
き、コア軸方向にも加圧可能なコマを設け、加圧しても
よい。図１４では、Ｕコイル２ａの変形を示しており、
図１４（ｃ）に示すエンドコイル部分２ｐの外形寸法Ｒ
３及び内形寸法Ｒ２は、図２（ａ）に示すＲ３、Ｒ２の
寸法に対応し、それぞれ、Ｖコイル２ｂ、Ｗコイル２ｃ
が挿入されるスロットがのぞく半径以上の寸法、高密度
に整列したときの値を示す。従って、図１４（ｃ）で示
したコイルエンドの変形により、挿入後と同等のコイル
エンド形状が得られる。次に、図１４（ｄ）に示すよう
に、片方の整列ジグ３１ａを変形ベース３２に固定した
まま、もう一方の整列ジグ３１ｂを変形ベース３２に沿
って、コアの中心方向に動かす変形を行う。このとき、
コイル断面２３において、動かした整列ジグ３１ｂの外
径側が、コア内径の半径であるＲ１よりも小さくなるま
で変形を行う。このときも、変形後のスプリングバック
を考慮して行い、加工終了後、形状を維持するように変
形する。

【００２０】次に変形したコイルのコアへの挿入（組
線）動作について図１５を用いて説明する。図１５は、
前記同様に、Ｕコイル２ａについて示している。図１５
（ａ）において、図１４中の変形されたコイルを用い、
スロットコイルの片辺２３ｄをスロットの溝に平行に配
置する。このとき、もう一方の変形されたスロットコイ
ル２３ｅはコア１の内径内に位置することになる。図１
５（ａ）において、コイルとスロットを位置決め後、コ
ア径方向に沿って、外側に加圧し、スロットに挿入す
る。この挿入後の形状を図１５（ｂ）に示す。このと
き、図１４を参照して説明したコイルの変形により、未
だ挿入されていないスロットコイル２３ｅは、挿入され
るべきスロットの溝に平行かつコア内径側に位置するこ
とになる。ここで、図１５（ａ）に示す如くスロットコ
イル２３ｄと同様にスロットコイル２３ｅを挿入するス
ロットに対して位置決め後、スロットコイル２３ｅをコ
ア径方向に沿って、外側に加圧し、スロットに挿入し、
図１５（ｃ）に示すようにスロットコイル２３ｅの挿入
が完了する。前記スロットコイル２３ｅをコアに挿入す
る際、スロットとスロットコイル２３ｅとを位置決めし
て平行に挿入するためのガイドを設けるとよい。また、
図１５（ａ）、（ｂ）で示した片辺のスロットコイル２
３ｄを挿入後、図５に示したスロット楔５を挿入して片
辺を固定するか、挿入のために加圧するジグを固定し
て、片辺が内径側に動かないように固定するとよい。ま
た、図１５（ｂ）で示した後のスロットコイル辺２３ｅ
の挿入は、初めの挿入と違いコイルエンド２ｐの変形を
伴う。そのため、スロットとコイルとの挿入抵抗が大き
くなるので、クサビ形状による倍力機構または、ラック
ピニオン、カム等により挿入力が得られる機構を用いる
とよい。この挿入抵抗は、コイルの巻回数、導体径から
なるコイルエンドの断面積、及び導体、絶縁層からなる
線の材質にもよって異なる。また、コイル周囲のスロッ
ト絶縁紙とコアとの摩擦抵抗によっても異なる。

【００２１】上記説明は、Ｕコイル２ａについて示した
が、他の形状であるＶコイル２ｂ、Ｗコイル２ｃにおい
ても同様に変形、組線をすることができる。また、上記
エナメル線を最外層にエポキシ系、ナイロン系の融着層
を備えた自己融着導線を用い、変形工程終了後に加熱し
て、整列コイル間の固着を施すとよい。このときの加熱
方法は、コイルの抵抗を利用した通電による加熱、ま
た、加熱炉内にコイルを通して行っても良い。また、コ
イルを固着する方法として、スロット絶縁紙に接着層の
施されたフィルム、シートを用いる方法、耐熱性粘着テ
ープによりコイルを固着する方法を用いても良い。以上
説明した実施の形態によれば、スロット占積率が高く、
また、コイルエンドが高密度に配置されたステータが得
られ、このときのコイルのコアへの挿入工程において、
各相すなわち、既挿入コイルとの干渉がなく挿入が可能
であり、さらに、コイル挿入時において、コイルエンド
の軸方向の変形が少ないため、設計した挿入後の形状に
より近い状態のまま挿入が完了し、コイル挿入後のコイ
ルエンドの仕上げ整形を必要とせずにステータを組み上
げることが可能となる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、ステータコイルのスロ
ット占積率を向上し、コイルエンドが高密度に整列配置
されて、巻線抵抗が低減するため、モータの効率が向上
し、また、モータの小形軽量化が可能となるという効果
を奏する。また本発明によれば、コイル形状をステータ
コアに組み込む前に仕上げることで、コイルの形状が安
定し、コイルエンドの仕上げ整形工程を削減することが
でき、作業の効率向上が図ることができ、さらに、組線
後のコイルの絶縁被覆の損傷を削減でき、品質を安定さ
せることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動機におけるコイルが組み込ま
れたステータの一実施の形態を示す正面図である。

【図２】図１の側面断面図であり、（ａ）は図１に示す
Ａ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は図１に示すＢ−Ｂ矢視断面
図、（ｃ）は図１に示すＣ−Ｃ矢視断面図である。

【図３】本発明に係る電動機の一実施の形態を示す斜視
図である。

【図４】本発明に係るＵコイルが組み込まれたステータ
を示す斜視図である。

【図５】本発明に係るコイルを挿入したステータのスロ
ット断面形状を示す図である。

【図６】本発明に係る整列巻線してＵコイルおよびＷコ
イルを形成する方法を示した斜視図である。

【図７】本発明に係る整列巻線されたＵコイルの形状を
示す斜視図である。

【図８】本発明に係る整列巻線されたＷコイルの形状を
示す斜視図である。

【図９】本発明に係る整列巻線されたＶコイルの形状を
示す斜視図である。

【図１０】本発明に係る整列巻線してＶコイルを形成す
る方法を示す斜視図である。

【図１１】本発明に係るスロットコイルを成形するため
のスロットコイル成形用型の一実施例を示す断面図であ
る。

【図１２】図１１に示すスロットコイル成形用型を用い
て成形する前と後とにおけるスロットコイルの断面形状
を示す図である。

【図１３】本発明に係るスロットコイルの整列を維持す
るための整列ジグの一実施例を示す斜視図である。

【図１４】本発明に係るコイルにおいて対なるスロット
に挿入される対なるコイル辺（スロットコイル）の各々
を、対なるスロットの跨ぎ角度に近ずけるように渡り部
分を変形させる方法の一実施例を説明するための図であ
る。

【図１５】本発明に係るコイルのコアへの組み込み方法
の一実施例を説明するための図である。

【符号の説明】

１…ステータ、２…コイル、２ａ…Ｕコイル、２
ｂ…Ｖコイル、２ｃ…Ｗコイル、３…スロット、
４…スロット絶縁紙、５…スロット楔、６…ティー
ス、１０…巻枠、２０…エナメル線、２ｓ…スロ
ットコイル、１２ａ、１２ｂ…サイドガイド、１３…
ブロック、１４ａ、１４ｂ…サイドポンチ、１５…
サイドベース、１６ａ、１６ｂ…ポンチ、２１…巻
線後のコイル断面、２２…成形後のコイル断面、２
３ｄ…先に挿入するスロットコイル、２３ｅ…後で挿
入するスロットコイル、３１、３１ａ、３１ｂ…整列
ジグ、３２…変形ベース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平松広道神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者石上孝神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者渋川末太郎茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者小泉修茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者田島文男茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータに回転磁界を発生する複数相のコ
イルを有する電動機において、上記複数相のコイルの
内、所望の相のコイルについての渡り部分及びスロット
からコア軸方向への立ち上がり部分を、他の相のコイル
のエンド部分と干渉しない形状に整列配置させたことを
特徴とする電動機。
【請求項２】ステータに回転磁界を発生する複数相のコ
イルを有する電動機において、上記複数相のコイルの
内、径方向からみて渡り部分が最も外側に位置する所望
の相のコイルについて、該コイルの渡り部分の内側が、
他の相のコイルが挿入されるスロットの延長線上よりも
外側に位置することを特徴とする電動機。
【請求項３】３相同心巻きで構成されたステータを有す
る電動機において、スロット占積率（絶縁物を除いたス
ロット断面積に対するコイルの断面積）が８０％以上で
あり、かつ各相のコイルのエンド形状を異ならしめ、前
記各相のコイルの渡り部分を整列配置されたことを特徴
とする電動機。
【請求項４】整列巻線してコイルを形成する巻線工程
と、該巻線工程で形成されたコイルにおける対なるスロ
ットに挿入される対なるコイル辺の各々を矩形形状に圧
縮成形して前記対なるスロットの跨ぎ角度に近ずけるよ
うに渡り部分を変形させるコイル成形工程と、該コイル
成形工程で成形されたコイルをコアの内径に位置付けし
て該コイルの対なるコイル辺の各々を順次対応するスロ
ットに挿入して組み込む組込工程とを有することを特徴
とするステータの製造方法。
【請求項５】整列巻線してＵコイルを形成し、整列巻線
してＶコイルを形成し、整列巻線してＷコイルを形成す
る巻線工程と、該巻線工程で形成されたＵコイル、Ｖコ
イル、およびＷコイルの各々において、対なるスロット
に挿入される対なるコイル辺の各々を矩形形状に圧縮成
形して前記対なるスロットの跨ぎ角度に近ずけるように
渡り部分を変形させるコイル成形工程と、該コイル成形
工程で成形されたＵコイル、ＶコイルおよびＷコイルの
各々を、コアの内径に位置付けして各コイルの対なるコ
イル辺の各々を順次対応するスロットに挿入して組み込
む組込工程とを有することを特徴とするステータの製造
方法。