(57)【要約】【課題】  ハウジングの締め付け力によってステータを保持する構造を採用しながら、回転機の効率の低下を低減することができる技術を提供する。【解決手段】  ステータ１０の外周面は、ハウジング２０の内周面２０ａと当接する当接面１２ａ、１２ｂ、ハウジング２０の内周面２０ａとの間に空隙１６ａ、１６ｂを形成する非当接面１３ａ、１３ｂが形成されている。当接面１２ａの中心角度θ１１、当接面１２ｂの中心角度θ１２は、１３０度の範囲内に設定されている。【選択図】    図３
2006191702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内周面によって形成される空間内に挿入されて、当該ハウジングの締め付け力によって保持される回転機のステータであって、
軸方向に直角な断面でみて、外周側には、当該ステータが前記ハウジングの締め付け力によって保持された時に、前記ハウジングの内周面と当接して当接領域を形成する当接部と、前記ハウジングの内周面との間に非当接領域を形成する非当接部が、周方向に沿って交互に設けられているとともに、前記当接部及び非当接部は、当該ステータが前記ハウジングの締め付け力によって保持された時に、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内に前記当接領域が配置されるように構成されている、
ことを特徴とする回転機のステータ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転機のステータであって、
前記ハウジングの内周面は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円形形状に形成され、
前記当接部は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出し、前記ハウジングの内周面の円形形状に対応する円弧形状に形成された当接面を有している、
ことを特徴とする回転機のステータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転機のステータであって、
前記非当接部は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円弧形状に形成された非当接面を有し、
前記非当接面の半径が、前記当接面の半径より大きく設定されているとともに、前記非当接面の半径の中心点が、前記当接面の半径の中心点より、前記非当接面の反対側に設けられている、
ことを特徴とする回転機のステータ。
【請求項４】
請求項３に記載の回転機のステータであって、
前記ステータの外周面は、前記当接面と、当該当接面に接続されている前記非当接面によって形成されている、
ことを特徴とする回転機のステータ。
【請求項５】
請求項２に記載の回転機のステータであって、
前記非当接部は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円弧形状に形成された第１の非当接面と、前記第１の非当接面よりステータの中心側に設けられ、外周方向に突出している円弧形状に形成された第２の非当接面を有し、
前記当接面の半径、前記第１の非当接面の半径、前記第２の非当接面の半径が、［当接面の半径＞第１の非当接面の半径＞第２の非当接面の半径］を満足するように設定されている、
ことを特徴とする回転機のステータ。
【請求項６】
請求項３または４に記載の回転機のステータであって、
前記円弧形状の非当接面の一部が平面形状に形成されている、
ことを特徴とする回転機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の回転機のステータであって、
軸方向に直角な断面でみて、外周側には、当該ステータが前記ハウジングの締め付け力によって保持された時に、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内の位置に、前記ハウジングの内周面との間に冷媒通路を形成する凹部が設けられている、
ことを特徴とする回転機のステータ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の回転機のステータであって、
軸方向に直角な断面でみて内周側には、ロータが回転可能に支持される空間部を形成する内周面が設けられており、
当該ステータが前記ハウジングの締め付け力によって保持された時に、前記各１３０度の範囲内に配置される当接領域に加えられる力を合成した力が作用する作用点に対応する前記内周面の内径が、他の内周面の内径より大きく設定されている、
ことを特徴とする回転機のステータ。
【請求項９】
ステータと、ロータと、ハウジングを備え、前記ハウジングは、空間部を形成する内周面を有し、前記ステータは、前記ハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入されて、当該ハウジングの締め付け力によって保持される回転機であって、
前記ステータとして請求項１〜８のいずれかに記載のステータを用いた、
ことを特徴とする回転機。
【請求項１０】
ステータと、ロータと、ハウジングを備え、前記ハウジングは、空間部を形成する内周面を有し、前記ステータは、前記ハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入されて、当該ハウジングの締め付け力によって保持されている回転機であって、
前記ハウジングの内周面と前記ステータの外周面が当接している当接領域及び前記ハウジングの内周面と前記ステータの外周面が当接していない非当接領域が周方向に沿って交互に設けられているとともに、前記当接領域及び非当接領域は、前記ステータの外周側に、圧縮応力を受ける領域と引張応力を受ける領域が形成されるように設けられている、
ことを特徴とする回転機。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回転機であって、
前記当接領域は、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内に設けられている、
ことを特徴とする回転機。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の回転機であって、
前記ハウジングの内周面は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円形形状に形成されており、
前記ステータの外周面は、前記ハウジングの内周面と当接して前記当接領域を形成する当接部と、前記ハウジングの内周面との間に空隙部を形成して前記非当接領域を形成する非当接部を有している、
ことを特徴とする回転機。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の回転機であって、
前記ステータの外周面には、前記中心角度１３０度の範囲内のいずれか一方の範囲内に、前記ハウジングの内周面との間に冷媒通路を形成する凹部が設けられている、
ことを特徴とする回転機。
【請求項１４】
請求項９、１１〜１３のいずれかに記載の回転機であって、
前記ステータには、前記中心角度１３０度の範囲内のいずれか一方の範囲内の外周側に、軸方向に沿った孔が形成されている、
ことを特徴とする回転機。
【請求項１５】
請求項９、１１〜１４のいずれかに記載の回転機であって、
前記ステータには、前記中心角度１３０度の範囲内を除く範囲内の内周側に、軸方向に沿った孔が形成されている、
ことを特徴とする回転機。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれかに記載の回転機であって、
前記ステータは、複数の部分ステータを、周方向の角度が異なるように積み重ねて構成されている、
ことを特徴とする回転機。
【請求項１７】
請求項９〜１６のいずれかに記載の回転機であって、
前記ステータは、焼バメあるいは冷やしバメあるいは圧入によって前記ハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入されている、
ことを特徴とする回転機。
【請求項１８】
請求項９〜１７のいずれかに記載の回転機であって、回転機が、誘導電動機、埋込磁石構造永久磁石同期電動機、表面磁石構造永久磁石同期電動機、スイッチドリラクタンスモータ、フラックスバリアモータのいずれかである、ことを特徴とする回転機。
【請求項１９】
請求項９〜１７のいずれかに記載の回転機を、圧縮機を駆動する電動機として用いた圧縮機。
【請求項２０】
請求項９〜１７のいずれかに記載の回転機を、洗濯機を駆動する電動機として用いた洗濯機。
【請求項２１】
請求項９〜１７のいずれかに記載の回転機を、自動車搭載機器を駆動する電動機として用いた自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機の効率を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機を駆動する電動機として誘導電動機、永久磁石電動機、スイッチドリラクタンスモータ等が用いられている。永久磁石電動機としては、磁石が埋め込まれた埋込磁石構造永久磁石同期電動機（ＩＰＭモータ）、磁石が表面に貼り付けられた表面磁石構造永久磁石同期電動機（ＳＰＭモータ）、フラックスバリアが設けられているフラックスバリアモータ（特開２００１−１８６７９７号公報参照）等が用いられている。
圧縮機では、電動機のステータ（固定子）をハウジング（金属管）に固定する方法として焼バメ方法が用いられることが多い。
焼バメ方法を用いてステータをハウジングに固定するには、ステータの外径よりわずかに小さい内径の空間部（ステータ用空間部）を有するハウジングを製造する。そして、ハウジングを加熱し、ハウジングの空間部の内径がステータの外周面の外径より大きくなるように熱膨張させる。次に、ハウジングの空間部にステータを挿入した後、雰囲気温度（常温）に冷却する。これにより、ハウジングの空間部の内径が縮小し、ステータは、ハウジングの締め付け力によってハウジングに保持される。
従来、焼バメ方法を用いてステータをハウジングに固定する場合、ステータの外周面に、中心方向への押圧力が作用するように、ハウジングの内周面とステータの外周面の形状が形成されている。すなわち、ハウジングの内周面とステータの外周面が当接する当接領域が、ステータの周方向に均等に配置されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００４−２０１４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の回転機の構成を図２４に示す。図２４は、焼バメ方法を用いて、ステータ４１０をハウジング４２０の内周側の空間部に挿入した状態を示している。
ステータ４１０は、例えば、電磁鋼板を積層して構成され、ヨーク４１１と、ヨーク４１１からロータ（図示省略）と対向する方向（内周方向）に突出する複数のティース（磁極部あるいは歯部）４１４を有している。ティース４１４のロータと対向する部分には、円弧形状の先端面が形成されている。各ティース４１４の先端面によって、ロータが回転可能に配置される空間部（ロータ用空間部）が形成されている。ティース４１４とヨーク４１１により形成されるスロット４１５には、ステータ巻線が収容される。ステータ巻線は、集中巻方法あるいは分布巻方法等によってスロット４１５に収容される。なお、ステータ巻線及び絶縁部材は便宜上省略している。
図２４に示す回転機では、ステータ４１０の外周面全体がハウジング４２０の内周面に当接している。すなわち、ステータ４１０の全周に、中心方向への力が加わる。
このため、図２４に示すように、ステータ４１０の周方向に沿ったほぼ全領域が、圧縮応力を受ける圧縮領域となっている。
ここで、電磁鋼板が圧縮応力及び引張応力を受ける場合における電磁鋼板の透磁率を図２５に示す。図２５に示すように、電磁鋼板が圧縮応力を受けると、透磁率が低下する。電磁鋼板の透磁率が低下すると、電磁鋼板（したがって、ステータ）を流れる磁束量が減少し、電動機のトルクが減少する。
この電磁鋼板の透磁率の低下による電動機のトルクの減少を補償するためには、ステータ巻線に流す電流を増加させ、電磁鋼板（したがって、ステータ）を流れる磁束量を増大させる必要がある。この場合、ステータ巻線に流れる電流の増加による銅損が増加する。また、電磁鋼板のヒステリシス曲線が大きくなり、鉄損が増大する。すなわち、電動機の効率が低下する。
なお、特許文献１に記載の電動機では、ステータの外周面とハウジングの内周面が当接する当接領域と、ステータの外周面とハウジングの内周面が当接していない非当接領域をステータの周方向に沿って交互に設けることにより、ステータに加わる圧縮応力を低減し、電動機の効率の低下を低減する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、圧縮応力を低減することができるが、電動機の効率の低下を少なくするには限界がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、ハウジングの締め付け力によってステータを保持する構造を採用しながら、回転機の効率の低下をより低減することができる新規な技術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】
【０００４】
図２５に示すように、ステータの透磁率の低下量は、圧縮応力が増加する場合より引張応力が増加する場合の方が少ない。一方、ハウジングの締め付け力によってステータを保持する構造の場合、ステータに圧縮応力が発生することを防止することはできない。そこで、本発明では、圧縮応力を受ける領域以外に引張応力を受ける領域がステータに生成されるように、ステータの外周面とハウジングの内周面が当接する当接領域と、ステータの外周面とハウジングの内周面が当接していない非当接領域を構成している。
なお、本発明のステータ及び回転機は、好適には電動機に用いることができるが、電動機以外の種々の構造の回転機に用いることができる。また、種々の構造の電動機に用いることもできる。
【０００５】
前記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの回転機のステータである。
請求項１に記載の発明は、ハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入され、ハウジングの締め付け力によって保持される回転機のステータに関する。
本発明では、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、ハウジングの内周面と当接して当接領域を形成する当接部と、ハウジングの内周面との間に非当接領域（空隙）を形成する非当接部が、周方向に沿って交互に設けられている。また、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内に当接領域が配置されるように、当接部と非当接部が構成されている。
ハウジングの締め付け力によりステータを保持する態様としては、典型的には、焼バメ方法、冷やしバメ方法、圧入方法等を用いてステータをハウジングの内周側の空間部に挿入する態様を用いることができる。
当接領域を形成するステータの当接部は、ハウジングの内周面の形状とほぼ同じ形状であるのが好ましい。典型的には、ハウジングの内周面が、軸方向に直角な断面でみて、ハウジングの内周面が外周方向に突出する円形形状に形成され、ステータの当接部が、外周方向に突出し、ハウジングの内周面の円形形状に対応する円弧形状に形成される。
非当接領域を形成するステータの非当接部は、当接部を形成する当接面を延長した仮想外周面から切り欠いた形状（段差状の凹部を含む）等の種々の形状に形成することができる。
非当接領域の周方向に沿った長さは、非当接領域の周方向の端部（隣接する当接領域との境界部）間の長さである。
「非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内に当接領域が配置される」という記載は、非当接領域の周方向の一方の端部から、他方の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内と、他方の端部から、一方の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内に当接領域が分散配置されていることを意味する。
非当接領域の周方向の端部から他方の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内に当接領域を配置することにより、ハウジングの締め付け力によって各当接領域が受ける力の、各範囲内での合成力が、ステータの中心点に対して、対向する２方向から加わるようになる。これにより、ステータのヨークに、引張応力を受ける領域が形成される。
通常、当接部及び非当接部の周方向の長さは、当接領域及び非当接領域の周方向の長さとほぼ一致する。
各範囲内での当接領域の配置態様（当接部の配置態様）は、ステータの中心点に対して点対称となる配置態様を用いるのが好ましい。
各範囲内での当接領域の配置態様は、全範囲を当接領域とする配置態様や、非当接領域を挟んで当接領域を配置する配置態様を含む。
非当接領域の端部から１３０度の範囲内の下限値は、ハウジングの引張応力によってステータを保持可能な保持力が得られる値が選択される。この下限値は、ステータやハウジングの大きさ、構造、材質等によって設定される。
なお、ハウジングの締め付け力によってステータを保持する場合、ステータをハウジングに保持していない状態、ハウジングに保持した状態における寸法の差は非常に小さい。したがって、本発明の、「前記当接部及び非当接部は、当該ステータが前記ハウジングの締め付け力によって保持された時に、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内に前記当接領域が配置されるように構成されている」という構成は、「前記当接部及び非当接部は、周方向に沿った長さが最も長い非当接部の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内に前記当接部が配置されている」構成を包含する。
本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、ハウジングの内周面は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円形形状に形成され、当接部は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出し、ハウジングの内周面の円形形状に対応する円弧形状に形成された当接面を有している。
ハウジングの内周面は、全体として円形形状に形成されていればよく、円形形状に沿って離散的に配置された円弧形状の面によって構成してもよい。
ハウジングの内周面の形状と当接面の形状は、典型的には相似形状が用いられる。
本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、非当接部は、外周方向に突出している円弧形状に形成された非当接面を有している。そして、非当接面の半径が当接面の半径より大きく設定されているとともに、非当接面の半径の中心点が、当接面の半径の中心点より反非当接面側に設けられている。
非当接面の半径は、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、ハウジングの内周面が非当接面に当接しないように設定される。
また、非当接部として、当接面の端部から、ステータの中心方向に段差状に窪んでいる凹部が用いられる場合には、凹部の底面が非当接面に対応する。この場合には、非当接面の半径は、凹部の深さと関連して決定される。
本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、ステータの外周面は、当接面と、当接面に接続されている非当接面によって形成されている。
本発明のステータの外周面は、例えば、軸方向に直角な断面でみて、円弧形状に形成されている当接面と、隣接する当接面の端部間を結ぶ曲線形状（円弧形状を含む）あるいは直線形状に形成されている非当接面によって形成される。
本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、非当接部は、円弧形状に形成された第１及び第２の非当接面を有し、第２の非当接面は第１の非当接面よりステータの中心側に配置されている。そして、［当接面の半径＞第１の非当接面の半径＞第２の非当接面の半径］を満足するように設定されている。
第２の非当接面は、第１の非当接面の周方向の中央部に設けるのが好ましい。
第２の非当接面の半径及び周方向の長さは、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、ハウジングの内周面が第１の当接面に当接しないように設定される。
本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、円弧形状の非当接面の一部が平面形状に形成されている。
平面形状の非当接面は、円弧形状の非当接面の周方向の中央部に配置するのが好ましい。
また、ステータの中心点を挟んで対向して配置されている円弧形状の非当接面の一部も平面形状に形成するのが好ましい。さらには、平面形状の非当接面が、ステータの中心点を挟んで対向して、平行に配置されるのが好ましい。
平面形状の非当接面の周方向の長さは、例えば、ステータをハウジングに組み付ける際の組み付け冶具の把持部の形状等に応じて決定される。
本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内の位置に、ハウジングの内周面との間に冷媒通路を形成する凹部が設けられている。
冷媒通路を形成する凹部は、非当接部として機能する。凹部の数や、１３０度の範囲内の位置は適宜選択可能である。
本発明の第８発明は、請求項８に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、ステータの内周側には、ロータが回転可能に支持される空間部を形成する内周面が設けられている。そして、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、各１３０度の範囲内に配置される当接領域に加えられる力を合成した力が作用する作用点に対応する内周面の内径を、他の内周面の内径より大きく設定している。
作用点に対応する内周面の内径は、典型的には、各合成力が作用する各作用点を結ぶ内径を意味するが、各作用点の近傍の点を結ぶ内径であってもよい。内径の拡大量は、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時の圧縮力によって縮小するステータの内径量に応じて設定される。
この場合、さらに、作用点に対応する内周面の内径に直交する内径を、他の内径より小さく設定してもよい。
本発明の第９発明は、請求項９に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のステータをハウジングの内周面により形成される空間部に挿入し、ハウジングの内周面の締め付け力によって保持する回転機である。
【０００６】
本発明の第１０発明は、請求項１０に記載されたとおりの回転機である。
本発明は、ステータが、ハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入されて、ハウジングの締め付け力によって保持される回転機に関する。
本発明では、ハウジングの内周面とステータの外周面が当接している当接領域及びハウジングの内周面とステータの外周面が当接していない非当接領域が周方向に沿って交互に設けられている。また、当接領域及び非当接領域は、ステータの外周側に、圧縮応力が発生する領域と引張応力が発生する領域が形成されるように設けられている。
非当接領域を形成する態様としては、ステータの外周面に切り欠き部（凹部を含む）を設ける態様や、ハウジングの内周面に切り欠き部を設ける態様、ステータの外周面及びハウジングの内周面に切り欠き部を設ける態様を用いることができる。
本発明の第１１発明は、請求項１１に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、当接領域は、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内に設けられている。
非当接領域の周方向の前記各端部から他方の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内に当接領域を配置することにより、ハウジングの締め付け力によって各当接領域が受ける力の、各範囲内での合成力が、ステータの中心点に対して、対向する２方向から加わるようになる。これにより、ステータの外周側に、引張応力を受ける領域が形成される。
各範囲内での当接領域の配置態様（当接部の配置態様）は、ステータの中心点に対して点対称となる配置態様を用いるのが好ましい。
各範囲内での当接領域の配置態様は、全範囲を当接領域とする配置態様や、非当接領域を挟んで当接領域を配置する配置態様を含む。
非当接領域の端部から１３０度の範囲内の下限値は、ハウジングの引張応力によってステータを保持可能な保持力が得られる値が選択される。この下限値は、ステータやハウジングの大きさ、構造、材質等によって設定される。
本発明の第１２発明は、請求項１２に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、ハウジングの内周面は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円弧形状に形成されている。また、ステータの外周面は、ハウジングの内周面と当接する当接部と、ハウジングの内周面との間に空隙部を形成する非当接部を有している。
円形形状を有するハウジングの内周面との間に空間部を形成する、ステータの非当接部は、典型的にはステータの外周部に設けられた切り欠き部が対応する。
本発明の第１３発明は、請求項１３に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の各端部から他方の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内のうちの少なくとも一方の範囲内の、ステータの外周面に、ハウジングの内周面との間に冷媒通路を形成する凹部が設けられている。
冷媒通路を形成する凹部は、非当接部に対応する。冷媒通路を形成する凹部は、１つでもよいし複数でもよい。また、凹部の形状は適宜選択可能である。また、凹部は、ステータの外周面の、中心角度１３０度の範囲内の一方の範囲内に形成してもよいし、双方の範囲内に形成してもよい。
本発明の第１４発明は、請求項１４に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の各端部から他方の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内のうちの少なくとも一方の範囲内の、ステータの外周側に、軸方向に沿った孔が形成されている。
孔を形成する位置は、ステータの外周側の、圧縮応力を受ける領域内に設定するのが好ましい。また、孔は、ステータの外周側の、中心角度１３０の範囲内の一方の範囲内に形成してもよいし、双方の範囲内に形成してもよい。
本発明の第１５発明は、請求項１５に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の各端部から他方の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内を除く範囲内の、ステータの内周側に、軸方向に沿った孔が形成されている。
孔を形成する位置は、ステータの内周側の、圧縮応力を受ける領域内に設定するのが好ましい。
周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の各端部から他方の端部と反対方向に中心角度１３０度の範囲内を除く範囲内は、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の範囲内や、ステータの中心点に対して、当該非当接領域の反対側に形成されている非当接領域の範囲内が対応する。孔は、一方の非当接領域の範囲内に形成してもよいし、双方の非当接領域の範囲内に形成してもよい。
第１４発明及び第１５発明では、孔は、好適には、冷媒通路として用いられる。孔の数は、１つでもよいし複数でもよい。また、孔の断面形状は、適宜選択可能である。
本発明の第１６発明は、請求項１６に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、ステータは、複数の部分ステータを、周方向の回転角度が異なるように積み重ねて構成されている。
部分ステータの数や各部分ステータの周方向の角度を変更する方法は適宜設定可能である。
本発明の第１７発明は、請求項１７に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、ステータは、焼バメあるいは冷やしバメあるいは圧入によってハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入されている、
【０００７】
本発明の第１８発明は、請求項１８に記載されたとおりの回転機である。
本発明は、誘導電動機、埋込磁石構造永久磁石同期電動機、表面磁石構造永久磁石同期電動機、スイッチドリラクタンスモータ、フラックスバリアモータのいずれかの回転機として構成される。
本発明の第１９発明は、請求項１９に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、請求項９〜１７のいずれかに記載の回転機を、圧縮機の駆動電動機として用いた圧縮機が構成される。
本発明の第２０発明は、請求項２０に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、請求項９〜１７のいずれかに記載の回転機を、洗濯機の駆動電動機として用いた洗濯機が構成される。
本発明の第２１発明は、請求項２１に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、請求項９〜１７のいずれかに記載の回転機を、自動車搭載機器の駆動電動機として用いた自動車が構成される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の回転機のステータは、外周に配置されるハウジングの締め付け力に対して、引張応力を受ける領域をステータに形成することができる。このため、本発明のステータをハウジングの内周側の空間部に挿入し、ハウジングの締め付け力によってステータを保持する構造の回転機に用いることにより、圧縮応力を受けることによる回転機の効率の低下を効果的に低減することができる。
請求項２の記載の回転機のステータを用いれば、ハウジングの内周面が円形形状に形成され、ステータの当接部を構成する当接面が円弧形状に形成されているため、ステータ及びハウジングの製造が容易である。また、ハウジングの締め付け力によってステータを容易に保持することができる。
請求項３に記載の回転機のステータを用いれば、ステータの非当接領域に対応する箇所での磁路幅をほぼ均一に確保することができ、モータ損失を低減することができる。
請求項４に記載の回転機のステータを用いれば、ステータの非当接領域に対応する箇所での磁路幅をより大きく確保することができ、モータ損失をより低減することができる。
請求項５に記載の回転機のステータを用いれば、磁路幅を小さくすることなく、ハウジングの内周面が中心側に変形した場合における、ハウジングの内周面とステータの非当接面との当接を防止することができる。
請求項６に記載の回転機のステータを用いれば、ステータの外周面に形成された平面形状の外周面を把持手段によって容易に把持することができるため、ステータの搬送時間やステータをハウジングに組み付ける際の組み付け時間を短縮することができる。
請求項７に記載の回転機のステータを用いれば、冷却通路を形成するための凹部を、圧縮応力を受ける領域に設けているため、引張応力を受ける領域を十分に確保することができ、冷媒通路形成による鉄損の増加を低減することができる。また、冷却媒体によってステータ巻線を冷却することができるため、ステータ巻線の温度上昇を低減し、銅損を低減することができる。
請求項８に記載の回転機のステータを用いれば、ハウジングの締め付け力によって、ステータの内周面により形成される空間部の内径が収縮した場合でも、空間部を所定の形状に保持することができる。
請求項９に記載の回転機を用いれば、ステータをハウジングの内周側の空間部に挿入し、ハウジングの締め付け力によって保持する構造の回転機の効率の低下を効果的に低減することができる。
請求項１０に記載の回転機を用いれば、ハウジングの締め付け力がステータに作用した場合に、ステータの外周側に、圧縮応力を受ける領域と引張応力を受ける領域が形成されるため、圧縮応力による効率の低下を低減することができる。
請求項１１に記載の回転機を用いれば、引張応力を受ける領域を、容易に、簡単な構成で確保することができる。
請求項１２に記載の回転機を用いれば、ステータ及びハウジングの製造が容易である。
請求項１３に記載の回転機を用いれば、冷却通路を形成するための凹部を、圧縮応力を受ける領域に設けているため、引張応力を受ける領域を十分に確保することができ、鉄損の増加を低減することができる。また、冷却媒体によってステータ巻線を冷却することができるため、ステータ巻線の温度上昇を低減し、銅損を低減することができる。
請求項１４及び請求項１５に記載の回転機を用いれば、圧縮応力を受ける領域に孔を形成するため、引張応力を受ける領域を十分に確保しながら、冷却通路を確保し、ステータ巻線を冷却することができる。
請求項１６に記載の回転機を用いれば、ハウジングによる積厚方向の応力を均等にすることができるため、良好な回転機特性を得ることができる。
請求項１７に記載の回転機を用いれば、ステータをハウジングに容易に固定することができる。
請求項１８に記載の回転機を用いれば、ステータが圧縮応力を受けることによる効率の低下を低減することができる回転機を提供することができる。
請求項１９に記載の圧縮機、請求項２０に記載の洗濯機、請求項２１に記載の自動車を用いれば、ステータが圧縮応力を受けることによる駆動電動機の効率の低下を低減することができる圧縮機、洗濯機、自動車を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
まず、本発明の概要を説明する。
図２５に示すように、電磁鋼板の透磁率は、５Ｍから１６Ｍパスカル程度の引張応力を受けている時に最も大きい。そして、この状態から、圧縮応力あるいは引張応力を受けると、透磁率が低下する。したがって、ステータに流れる磁束量が低下し、トルクが減少する。
この場合、透磁率が低下する前と同じトルクを発生させるためには、ステータを流れる磁束量が透磁率が低下する前と同じ量になるように、ステータに巻かれているステータ巻線の電流を増加させる必要がある。
ステータ巻線の電流を増加させると、ステータ巻線での銅損が増加するとともに、ヒステリシス曲線に基づく鉄損が増加し、効率が低下する。
ここで、図２５に示すように、引張応力を受けた場合も透磁率は低下するが、圧縮応力を受けた場合より透磁率の低下量が小さい。透磁率が大きい箇所は、鉄損が小さく、磁束量が多い。一方、透磁率が小さい箇所では、鉄損が大きい。
そこで、本発明は、ハウジングの締め付け力によってステータが保持される場合、ステータが、圧縮応力を受けるだけでなく引張応力も受けるようにステータの外周面とハウジングの内周面との当接状態を設定している。すなわち、ハウジングの締め付け力が、ステータの外周面に多方向から均等に印加されるのではなく、中心点を挟んで対向する２方向から印加されるように構成することにより、ステータに引張応力を発生させている。
【００１０】
ステータの外周面に、軸方向に直角な断面でみて、ステータの中心点を挟んで対向する２方向から力が印加される場合の応力発生状態を解析した結果を図１に示す。図１は、ハウジングの締め付け力が、ステータの中心点Ｏを挟んで対向する、ｘ線に沿った、ステータの外周面上のＭ点とＮ点に印加された場合の応力解析結果を示している。
図１から、ステータの中心点方向に作用する押圧力Ｅが印加される領域（Ｍ点及びＮ点付近の領域）では、圧縮応力を受ける圧縮領域がステータの外周側に形成され、引張応力を受ける引張領域がステータの内周側に形成されていることがわかる。また、押圧力が印加される方向と直角な方向の領域（Ｍ点とＮ点を結ぶ線に直角なｙ線がステータの外周面と交差するＳ点及びＴ点の近傍の領域）では、外周方向に作用する押出力Ｆが働き、圧縮応力を受ける圧縮領域がステータの内周側に形成され、引張応力を受ける引張領域がステータの外周側に形成されていることがわかる。周方向に沿った、Ｍ点及びＮ点とＳ点及びＴ点のほぼ中間の位置ｚ点で、圧縮領域と引張領域の配置関係が切り替わっている。
このように、ステータの外周面に、対向する２方向から力を加えることにより、ステータの外周側に、圧縮応力を受ける圧縮領域と引張応力を受ける引張領域が周方向に沿って形成される。
このように構成することにより、ステータにハウジングの締め付け力が作用しても、透磁率の低下量が少ない領域（引張領域）を確保することができ、透磁率の低下による鉄損の増加量が低減され、効率の低下量が低減される。
【００１１】
本発明の第１の実施の形態を図２、図３に示す。なお、以下の実施の形態は、本発明を電動機として構成した場合について説明する。図２は、本実施の形態のステータ１０の軸方向に直角な断面を示し、図３は、本実施の形態のステータ１０をハウジング２０に固定した状態の、軸方向に直角な断面を示す。
本実施の形態の電動機は、ステータ１０、ハウジング２０、ロータ３０を備えている。
ステータ１０は、軸方向（図の表裏方向）に直角な断面でみて、円筒状のヨーク１１を有している。ヨーク１１の内周側には、中心方向に突出しているティース１４が複数設けられている。ティース１４の中心側の先端面は、円弧形状に形成されている。各ティース１４の先端面によって、ロータ３０の外周面とティース１４の先端面との間の間隔が設定間隔に保持された状態でロータ３０が回転可能に配置される空間部（ロータ用空間部）が形成されている。
ティース１４とヨーク１１によって、ステータ巻線が収容されるスロット１５が形成されている。図２に示すステータ１０は、集中巻方法を用いてステータ巻線をスロット１５に収容する構造のものである。なお、ステータ巻線及び絶縁部材は便宜上省略している。
また、ステータ１０（ヨーク１１）の外周面は、軸方向に直角な断面でみて、当接面１２ａ、１２ｂと、非当接面１３ａ、１３ｂを有している。当接面１２ａ、１２ｂは、半径Ｒ１の円弧形状に形成されている。非当接面１３ａ、１３ｂは、当接面１２ａ、１２ｂを延長した仮想面Ｋ（半径Ｒ１の円弧形状）から切り欠いた形状に形成されている。図２では、仮想面Ｋを、端部１３ａ１と１３ａ２の間で段差状に切り欠いた、半径Ｒ２の円弧形状に形成されている。図２では、半径Ｒ１とＲ２の中心点が、ステータ１０（ヨーク１１）の中心点Ｏに設定されている。
当接面１２ａの中心角度（中心点Ｏと当接面１２ａの各端部（１３ａ２、１３ｂ１）を結ぶ線によって形成される角度）はα１１、当接面１２ｂの中心角度はα１２である。本実施の形態では、α１１＝α１２に設定されている。
【００１２】
ハウジング２０は、金属（例えば、鉄やアルミニウム）により管状に形成されている。ハウジング２０の内周側にステータ１０を挿入するための空間部（ステータ用空間部）を形成する内周面２０ａは、軸方向に直角な断面でみて、ステータ１０の外周面の形状に対応させた円形形状に形成されている。ここで、ハウジング２０の内周面２０ａの内径あるいはステータ１０の外周面（当接面１２ａ、１２ｂ）の外径は、ステータ１０をハウジング２０の内周側の空間部に挿入可能に設定される。本実施の形態では、焼バメ方法によってステータ１０をハウジング２０の内周側の空間部に挿入するため、ハウジング２０の内周面２０ａの内径を、常温で、ステータ１０の外周面の外径より、焼バメシロ分だけ小さく設定している。
ロータ３０としては、ロータ内のスロットにアルミニウム等で鋳込まれた２次導体を有するかご型ロータ、永久磁石が埋め込まれた埋込型ロータ、あるいは、永久磁石が表面に貼り付けられた表面型ロータ、さらには、フラックスバリアが設けられたロータ等を用いることができる。
本実施の形態の電動機を組み付けるには、ハウジング２０を加熱し、ハウジング２０の内径がステータ１０の外径より大きくなるように膨張させる。そして、ハウジング２０の内周側の空間部にステータ１０を挿入し、常温に冷却する。これにより、ステータ１０は、ハウジング２０の締め付け力によって保持される。
【００１３】
この時、ステータ１０の当接面１２ａ、１２ｂとハウジング２０の内周面２０ａが当接する。一方、ステータ１０の非当接面１３ａ、１３ｂとハウジング２０の内周面２０ａとの間には空隙１６ａ、１６ｂが形成される。
本実施の形態では、ステータ１０の当接面１２ａ、１２ｂが本発明の「当接部」に対応し、非当接面１３ａ、１３ｂが本発明の「非当接部」に対応する。また、ステータ１０の当接面１２ａ、１２ｂとハウジング２０の内周面２０ａとが当接する領域（端部１３ａ１〜１３ｂ２、１３ｂ１〜１３ａ２の領域）が本発明の「当接領域」に対応し、ステータ１０の非当接面１３ａ、１３ｂとハウジング２０の内周面（詳しくは、さらに、段差状の凹部の側面）とにより形成される空間部の領域（端部１３ａ１〜１３ａ２、１３ｂ１〜１３ｂ２の領域）が本発明の「非当接領域」に対応する。
図３では、当接領域の中心角度はθ１１、θ１２である。通常、θ１１とθ１２は略等しい。なお、ステータ１０をハウジング２０に保持した時には、ステータ１０やハウジング２０が収縮や伸張するため、図２に示すα１１、α１２と図３で示すθ１１、θ１２は、厳密には異なる。
【００１４】
ステータのヨークに引張領域を形成するためには、ステータの中心点を挟んで、対向する２方向から押圧力が加わるように、当接領域を、対向する範囲（グループ）に分散配置する必要がある。対向する範囲は、周方向に最も長い長さを有する非当接領域（非当接面の周方向の長さ）に基づいて判別する方法を用いるのが適切である。
図３に示す構成では、周方向に最も長い長さを有する非当接領域として非当接面１３ａが選択される。
そして、周方向に最も長い長さを有する非当接領域（図３では、非当接面１３ａ）の端部１３ａ１、１３ａ２それぞれから、他の端部１３ａ２、１３ａ１と反対方向に配置されている当接領域の中心角度θ１１、θ１２に基づいて、ステータ１０の外周部に引張領域が形成されるか否かが決定される。
ここで、中心角度θ１１、θ１２に対するステータ１０の鉄損の関係を図４に示す。
図４に示すように、対向する範囲の中心角度θ１１、θ１２が１３０度より大きい場合には、ステータ１０の鉄損が大きくなる。この理由は、ステータ１０の外周面の周方向に沿った広い範囲にわたって押圧力が加えられ、圧縮応力を受ける圧縮領域が多くなるためである。すなわち、引張応力を受ける引張り領域がステータ１０の外周面に殆ど形成されないためである。
一方、中心角度θ１１、θ１２が１３０度以下の場合には、ステータ１０の鉄損は少ない。これは、ステータの外周面の周方向に沿った狭い範囲で押圧力が加えられるため、ステータの外周側に引張応力を受ける引張領域が形成されるためである。
図４に示す特性は、中心角度θ１１、θ１２の範囲内における当接領域の配置態様（例えば、全範囲に当接面が形成されている態様、非当接面及び当接面が形成されている態様）には影響されない。
なお、図３に示す実施の形態では、周方向に最も長い長さを有する非当接領域（非当接面１３ａ）の各端部１３ａ１、１３ａ２それぞれから他の端部と反対方向に１３０度の範囲内の中心角度θ１１、θ１２の全範囲に当接領域Ｓ１１、Ｓ１２が形成されている。
【００１５】
図２及び図３に示す実施の形態では、集中巻方式を用いてステータ巻線をスロットに収納する構成の電動機について説明したが、分布巻方式を用いてステータ巻線をスロットに収納する構成の電動機についても同様に適用することができる。
分布巻方法を用いる電動機では、図５に示すようなステータ４０が用いられる。
図５に示すステータ４０は、ティース４４とスロット４５の数が図２に示したステータ１０と異なるだけで、他の構成は同じである。
なお、以下の実施の形態においても、分布巻方法を用いてステータ巻線をスロットに収容する電動機及び集中巻方法を用いてステータ巻線をスロットに収容する電動機を構成することができる。
【００１６】
本発明の第２の実施の形態を図６、図７に示す。
本実施の形態の電動機で用いるステータ５０では、当接面５２ａ、５２ｂは、軸方向に直角な断面でみて、半径Ｒ１の円弧形状に形成され、非当接面５３ａ、５３ｂは、半径Ｒ３の円弧形状に形成されている。また、半径Ｒ１の中心点と、半径Ｒ３の中心点が一致していない。図６及び図７では、半径Ｒ１の中心点は、ステータ５０（ヨーク５１）の中心点Ｏに設定されている。また、半径Ｒ３の中心点は、ステータ５０（ヨーク５１）の中心点Ｏから、非当接面５３ａに対して反対方向に距離Ａだけ離れた位置Ｐに設定されている。
なお、半径Ｒ３の中心点Ｐとしては、ステータ１０の中心点Ｏと非当接面５３ａの周方向の中心点を結ぶ線上の点を選択するのが好ましい。
また、［０＜Ａ＜０．２×Ｒ１］を満足するように距離Ａと半径Ｒ１を設定するのが好ましい。
このように、非当接面５３ａの半径Ｒ３を当接面５２ａの半径Ｒ１より大きく設定し、また、半径Ｒ３の中心点をステータ５０の中心点より反非当接面５３ｂ側に移動させることにより、図７に示すように、図３に示す第１の実施の形態と比べて、空隙５６ａの幅を、略均一に設定することができる。これにより、非当接面５３ａに対応する箇所におけるステータ５０（ヨーク５１）の磁路幅を略均一に確保することができ、電動機の損失を低減することができる。
また、本実施の形態においても、周方向に最も長い長さを有する非当接領域の端部（非当接面５３ａの端部５３ａ１、５３ａ２）からそれぞれ他の端部と反対方向に、１３０度より小さい中心角度θ５１、θ５２の範囲内に当接領域（当接面５２ａ、５２ｂ）が配置されているため、ステータ５０（ヨーク５１）に、引張応力を受ける引張領域を確保することができ、電動機の効率の低下を効果的に低減することができる。
【００１７】
本発明の第３の実施の形態を図８、図９に示す。
本実施の形態で用いるステータ７０では、当接面７２ａ、７２ｂは、軸方向に直角な断面でみて、半径Ｒ１の円弧形状に形成され、非当接面７７ａ、７７ｂは、半径Ｒ４の円弧形状に形成されている。また、半径Ｒ１と半径Ｒ４の中心点は、ステータ７０の中心点Ｏに設定されている。
さらに、本実施の形態では、軸方向に直角な断面でみて、非当接面７７ａの一部に、直線形状の平面７８ａが形成されている。すなわち、非当接面の一部は、軸方向に沿った平面形状に形成されている。
ここで、ステータをハウジングに組み付ける作業時間やステータの移送時間を短縮するために、ロボットのハンドリング等の把持部によりステータを把持して移送する場合がある。この場合、ステータの当接面はハウジングの内周面と当接させるため、非当接面を把持部で把持する。ここで、非当接面が円弧形状に形成されていると、非当接面を把持部で安定して把持するのが困難である。本実施の形態では、非当接面の一部を平面形状に形成しているため、把持部による把持が容易となり、組み付け作業や移送作業等を短時間に確実に行うことができる。
なお、非当接面７７ａ、７７ｂの一部を平面形状に形成すればよいが、非当接面７７ａ、７７ｂの全面を平面形状に形成してもよい。
また、非当接面７７ａ、７７ｂの周方向の中央部を平面形状に形成するのが好ましい。
さらに、２点で把持する場合には、ステータの中心点を挟んで対向して設けられている非当接面７７ａ及び７７ｂの少なくとも一部を平面形状に形成するのが好ましい。この場合には、把持部により平面形状の２箇所を把持することができるため、より安定して把持することができる。
【００１８】
本発明の第４の実施の形態を図１０、図１１に示す。
本実施の形態で用いるステータ９０は、軸方向に直角な断面でみて、外周面が、半径Ｒ１の円弧形状に形成された当接面９２ａ、９２ｂと、半径Ｒ５の円弧形状に形成された非当接面９３ａ、９３ｂにより構成されている。非当接面９３ａ、９３ｂの端部は、当接面９２ａ、９２ｂの端部に接続されている。すなわち、本実施の形態では、第１〜第３の実施の形態のように、非当接面が段差状に窪んだ凹部の底面により形成されていない。また、半径Ｒ５は、半径Ｒ１より大きく設定され、半径Ｒ５の中心位置Ｑは、ステータ９０の中心位置Ｏから、反非当接面９３ｂ方向に距離Ｂだけ離れた位置に設定されている。
これにより、図６に示す第２に実施の形態に比べて、非当接面９３ａに対応する箇所のステータ９０（ヨーク９１）の磁路幅を大きく確保することができ、電動機の損失をより低減することができる。
【００１９】
本発明の第５の実施の形態を図１２、図１３に示す。
本実施の形態で用いるステータ１１０は、軸方向に直角な断面でみて、半径Ｒ１の円弧形状に形成されている当接面１１２ａ、１１２ｂを有している。また、半径Ｒ６の円弧形状に形成されている第１の非当接面１１７ａ、１１７ｂと、第１の非当接面１１７ａ、１１７ｂの周方向の中央部に、半径Ｒ７の円弧形状に形成されている第２の非当接面１１８ａ、１１８ｂを有している。第２の非当接面１１８ａ、１１８ｂは、第１の非当接面１１７ａ、１１７ｂより、ステータ１１０の中心点Ｏ側に配置されている。すなわち、第２の非当接面１１８ａ、１１８ｂは、第１の当接面１１７ａ、１１７ｂから段差状に窪んで形成されている凹部の底面により構成されている。
ここで、半径Ｒ１、Ｒ６、Ｒ７の中心点は、ステータ１１０の中心点Ｏに設定されている。また、［Ｒ１＞Ｒ６＞Ｒ７］を満足するように半径Ｒ１、Ｒ６、Ｒ７が設定されている。
本実施の形態では、第１の非当接面１１７ａ、１１７ｂに（好適には、周方向の中央部に）凹部が設けられている。これにより、ハウジング１２０の内周面が内周側に変形した場合に、ハウジング１２０の内周面が第１の非当接面１１７ａ、１１７ｂに当接することを防止することができる。
また、第１の当接面１１７ａ、１１７ｂに設けられている凹部の底面が、外周方向に突出している円弧形状に形成されている。これにより、第１の非当接面１１７ａ、１１７ｂ及び第２の非当接面１１８ａ、１１８ｂを有する非当接面を形成するために半径Ｒ１の円形形状から大きく切り欠く必要がないため、非当接面１１７ａ、１１７ｂ、１１８ａ、１１８ｂに対応する箇所におけるステータ１１０（ヨーク１１１）の磁路幅を広く確保することができる。
なお、隣接して配置されている第１の非当接面１１７ａと第２の非当接面１１８ａを含む範囲、第１の非当接面１１７ｂと第２の非当接面１１８ｂを含む範囲がそれぞれ１つの非当接面を構成する。
【００２０】
発熱や過熱によってステータ巻線の温度が高くなると、ステータ巻線の銅損が増大し、効率が低下する。このため、ステータ巻線を冷却する機構を設けるのが好ましい。
ステータ巻線を冷却するための冷却媒体（冷却ガスや冷却液）を通す冷却通路を設けた、本発明の第６の実施の形態を図１４、図１５に示す。
本実施の形態で用いるステータ１３０は、軸方向に直角な断面でみて、半径Ｒ１の円弧形状に形成されている当接面１４１ａ、１４１ｂと、半径Ｒ２の円弧形状に形成されている非当接面１３３ａ、１３３ｂを有している。
さらに、ステータ１３０の外周面に、当接面１４１ａ、１４１ｂを挟んで、冷却媒体を通すための冷却通路を形成する凹部１４２ａ、１４２ｂが設けられている。凹部１４２ａ、１４２ｂの底面は、半径Ｒ８の円弧形状に形成されている。本実施の形態は、半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ８の中心点はステータ１３０の中心点Ｏに設定され、半径Ｒ８は半径Ｒ２と等しくなるように設定されている。
ステータ１３０をハウジング１５０の内周側の空間部に挿入すると、当接面１４１ａ、１４１ｂがハウジング１５０の内周面に当接する。同時に、凹部１４２ａ、１４２ｂがハウジング１５０の内周面によって塞がれ、冷却通路１４３ａ、１４３ｂが形成される。
なお、本実施の形態では、冷却通路用の凹部１４２ａ、１４２ｂを、当接面１４１ａ、１４１ｂの周方向の中心部からずらせた位置に設けられている。ここで、ステータの外周面の形状は、ステータの中心点に対して点対称に形成されているのが好ましい。このため、本実施の形態では、冷却通路用を形成するための凹部１４２ａ、１４２ｂを、ステータ１３０の中心点Ｏに対して点対称となるように配置している。
本実施の形態では、冷却通路を流れる冷却媒体によってステータ巻線を冷却することができ、ステータ巻線の温度上昇を低減し、銅損を低減することができる。
また、ステータ１３０の外周部に、当接面に挟まれるように、冷却通路用の凹部を設けている。ここで、ステータの当接面の付近には、もともと磁束が通過しにくい圧縮応力を受ける圧縮領域が形成されているため、当接面の近傍に冷却通路用の凹部を形成しても、効率に対する影響はほとんどない。一方、主たる磁束通過領域となる引張応力を受ける引張領域は十分に確保することができるため、透磁率の低下量を低減することができ、鉄損の増加を低減することができる。
本実施の形態では、当接面１４１ａと凹部１４２ａを含む範囲Ｓ１３１の中心角度θ１３１（あるいは、α１３１）、当接面１４１ｂと凹部１４２ｂを含む範囲Ｓ１３２の中心角度θ１３２（あるいは、α１３２）が、１３０度の範囲内に設定されている。
【００２１】
図１４、図１５に示すステータでは、冷却通路用の凹部を１つ設けたが、複数設けることもできる。冷却通路用の凹部を複数設けたステータ１６０を図１６に示す。
図１６に示すステータ１６０では、軸方向に直角な断面でみて、半径Ｒ１の円弧形状に形成されている当接面１７１ａ、１７１ｂと、半径Ｒ２の円弧形状に形成されている非当接面１６３ａ、１６３ｂを有している。さらに、ステータ１６０（ヨーク１６１）の外周部には、ハウジングの内周面との間に冷却媒体を通すための冷却通路を形成する凹部１７２ａ〜１８０ａ、１７２ｂ〜１８０ｂが設けられている。凹部１７２ａ〜１８０ａ、１７２ｂ〜１８０ｂの底面は、外周方向に突出する、半径Ｒ９の円弧形状に形成されている。
本実施の形態においても、凹部１７２ａ〜１８０ａ、１７２ｂ〜１８０ｂが、ステータ１６０の外周部に、当接面１７１ａ、１７１ｂに挟まれるように形成されているため、効率にはほとんど影響がない。
なお、図１４に示すステータ１３０では範囲Ｓ１３１とＳ１３２の双方の領域内に、図１６に示すステータ１６０では範囲Ｓ１６１とＳ１６２の双方の領域内に冷却通路用の凹部を形成したが、一方の領域内のみに凹部を形成してもよい。また、凹部の数や形状は適宜選択可能である。
【００２２】
第６の実施の形態では、冷却通路をステータの外周面とハウジングの内周面によって形成したが、ステータ内に形成することもできる。
ステータ内に冷却通路を形成した第７の実施の形態を図１７に示す。
本実施の形態で用いるステータ２１０は、第１の実施の形態と同様の形状の当接面２１２ａ、２１２ｂ、非当接面２１３ａ、２１３ｂを有している。
さらに、ステータ２１０には、冷却通路を構成する孔２２０が、当接面２１２ａ、２１２ｂ（当接領域）に対応する範囲Ｓ２１１、Ｓ２２２内のヨークの外周側に、軸方向に沿って形成されている。
ここで、図１に示すように、当接面２１２ａ、２１２ｂに対応する範囲Ｓ２１１、Ｓ２２２（周方向に沿った長さが最も長い非当接部の各端部から中心角度１３０度の範囲内に設定されている）内の外周側には、図１に示すように、圧縮応力を受ける圧縮領域が形成される。したがって、当接面２１２ａ、２１２ｂに対応する範囲内の外周側に冷却通路用の孔２２０を形成しても、効率にはほとんど影響がない。一方、引張応力を受ける引張領域は十分に確保することができるため、透磁率の低下量を低減することができ、鉄損の増加を低減することができる。
なお、図１７に示すステータ２１０では、範囲Ｓ２１１とＳ２２２の双方の領域内のステータの外周部に孔を形成したが、一方の領域内のステータの外周部にのみ形成してもよい。また、孔の数や断面形状は適宜選択可能である。
【００２３】
第７の実施の形態では、冷却通路用の孔を、当接面に対応する範囲内の外周側に形成したが、冷却通路用の孔を形成する位置はこれに限定されない。
冷却通路用の孔をステータの他の位置に形成した第８の実施の形態を図１８に示す。
本実施の形態で用いるステータ２３０は、第１の実施の形態と同様の形状の当接面２３２ａ、２３２ｂ、非当接面２３３ａ、２３３ｂを有している。
さらに、ステータ２３０には、冷却通路を構成する孔２４０が、非当接面２３３ａ、２３３ｂ（非当接領域）に対応する範囲内のヨークの内周側に、軸方向に沿って形成されている。非当接面２３３ａ、２３３ｂは、当接面２３２ａ、２３２ｂに対応する範囲Ｓ２３１、Ｓ２３２（周方向に沿った長さが最も長い非当接部の各端部から中心角度１３０度の範囲内に設定されている）を除く範囲である。また、非当接面２３３ｂは、通常、ステータの中心点Ｏに対して、非当接面２３３ａと反対側に形成される。
ここで、図１に示すように、周方向の長さが最も長い非当接面（図１８では、非当接面２３３ａ）と、中心点Ｏに対して当該非当接面と反対側に形成されている非当接面（図１８では、非当接面２３３ｂ）に対応する範囲内の内周側には、圧縮応力を受ける圧縮領域が形成される。したがって、非当接面２３３ａ、２３３ｂに対応する範囲内（範囲Ｓ２３１とＳ２３２を除く範囲内）の内周側に冷却通路用の孔２４０を形成しても、効率にはほとんど影響がない。一方、引張応力を受ける引張領域を十分に確保することができるため、透磁率の低下量を低減することができ、鉄損の増加を低減することができる。
なお、図１８に示すステータ２３０では、範囲Ｓ２３１とＳ２３２を除く非当接面２３３ａ（周方向の長さが最も長い非当接面）と２３３ｂ（ステータの中心点に対して、周方向の長さが最も長い非当接面と反対側に形成されている非当接面）の双方の領域内のステータの内周部に孔を形成したが、一方の非当接面の領域内のステータの内周部にのみ形成してもよい。また、孔の数や断面形状は適宜選択可能である。
【００２４】
ステータをハウジングの締め付け力によって保持する場合、ハウジングの内周面と当接するステータの当接面に受ける力によって、ステータの内周面（詳しくは、ティースの先端面）の内径が縮小される。例えば、ステータの内周面の内径を等しく設定し、ステータの内周面により形成される空間部の断面形状を真円に設定しておいても、楕円形に変形する。ステータの内周面によって形成される空間部の断面形状が楕円形になると、この空間部に配設されるロータの外周面とステータの内周面との間のギャップが均一でなくなり、滑らかなロータの回転が得られない可能性がある。
滑らかなロータの回転を得ることができる第１０の実施の形態を、図１９に示す。
本実施の形態で用いるステータ２５０は、第１の実施の形態と同様の形状の当接面２５２ａ、２５２ｂ、非当接面２５３ａ、２５３ｂを有している。
ここで、ハウジング２６０の締め付け力によってステータ２５０の当接面２５２ａ、２５２ｂに受ける力を合成した力が、ステータ２５０の外周面上のＭ点及びＮ点に、ｘ軸線方向に作用するものとする。この場合、ステータ２５０の内周面（詳しくは、ティースの先端面）は、ステータ２５０がハウジング２６０の空間部に挿入されていない時には破線ｈ１で示す形状を有し、ステータ２５０がハウジング２６０の空間部に挿入された時には実線ｈ２で示す形状に変化する。
図１９から、ステータ２５０内周面の内径の変化量は、ステータ２５０の当接面２５２ａ、２５２ｂに受ける力を合成したが力が作用する作用点Ｍ点、Ｎ点に対応するｘ軸線方向において最も大きい。
したがって、本実施の形態では、ステータ２５０の内周面の形状を、ステータ２５０の当接面２５２ａ、２５２ｂに受ける力を合成したが力が作用する作用点Ｍ点、Ｎ点に対応するｘ軸線方向の内径が、作用点Ｍ点、Ｎ点を結ぶｘ軸線に直角なｙ軸線方向の内径より大きい楕円形状に形成している。すなわち、図１９に示すように、ステータ２５０がハウジング２６０の空間部に挿入されていない時のｘ軸線方向に沿った内径をＨ１、ステータ２５０がケース２６０の空間部に挿入された時のｘ軸線方向に沿った内径をＨ２とした時、［Ｈ１＞Ｈ２］を満足するように、ステータ２５０を形成する。ここで、ステータ２５０のｘ軸線方向の内径Ｈ２は、ステータ２５０がハウジング２６０の空間部に挿入された時に、ステータ２５０の内周面によって直径Ｈ１の略円形形状の空間部が形成されるように設定される。すなわち、［Ｈ１−Ｈ２］は、ステータ２５０がハウジング２６０に挿入された時にｘ軸線方向の内径が圧縮される量に対応して設定される。
このように、ステータ２５０の内周面の形状を楕円形状に形成することにより、ステータ２５０をハウジング２６０の空間部に挿入した状態において、ステータ２５０の内周面によって形成される空間部を真円に近い形状とすることができ、ロータの回転が滑らかとなる。
なお、ステータ２５０の当接面２５２ａ、２５２ｂに受ける力を合成した力が作用する作用点Ｍ点、Ｎ点を結ぶｘ軸線に直角なｙ軸線方向には、押出力が作用する。このＹ軸線方向の押出力による、ステータ２５０の内周面の内径の拡大量が多い場合には、押出力が作用する作用点Ｓ点、Ｔ点に対応するｙ軸線方向の、ステータ２５０の内周面の半径を、変形量に対応する量だけ小さく形成するのが好ましい。この場合には、ステータ２５０の内周面によって形成される空間部をより真円に近い形状とすることができる。
【００２５】
ここで、当接面（当接領域）及び非当接面（非当接領域）とティース及びスロットの位置関係について説明する。
図２０は、当接面２７２ａ、２７２ｂに加えられる押圧力を合成した力の方向（図２０では、当接面２７２ａ、２７２ｂの周方向の中心点を結ぶｘ軸線の方向）が、ティース２７４間の周方向の中央位置（スロット２７５の周方向の中央位置）を通るように構成したものであり、図２１は、ティース２８４の中央位置を通るように構成したものである。
図２０に示す構成のステータ２７０と図２１に示す構成のステータ２８０を用いた電動機の効率について検討した結果、両者の効率は殆ど違いがなかった。
すなわち、当接面及び非当接面の配置態様を決定する場合、ティースやスロットの配置態様を特に考慮する必要がない。
なお、集中巻方法を用いてステータ巻線をスロット内に収容する構造のスロットについて検討したが、分布巻方法を用いてステータ巻線をスロット内に収容する構造のスロット（図５参照）に対しては、スロット数が多いため、このような点を考慮する必要がない。
【００２６】
以上では、軸方向に直角な断面が、軸方向に沿って同じとなるように構成した場合について説明したが、軸方向に沿って異なるように構成することもできる。
例えば、１つのステータを複数の部分ステータにより構成する。そして、各部分ステータを、周方向の角度（軸方向の中心線を中心軸とする回転角度）を異ならせた状態で積み重ねることによって１つのステータを構成する方法を用いることもできる。
図２２に、第１段の部分ステータ３１０、第２段の部分ステータ３２０、第３段の部分ステータ３３０によって１つのステータ３００を構成する場合について説明する。なお、第１段の部分ステータ３１０〜第３段の部分ステータ３３０の当接面３１２ａ、３２２ａ、３３２ａ、３１２ｂ、３２２ｂ、３３２ｂ、非当接面３１３ａ、３２３ａ、３３３ａ、３１３ｂ、３２３ｂ、３３３ｂは、図２に示した第１の実施の形態と同様の構成である。
各部分ステータを、周方向の回転角度を変えて積み重ねる場合には、スロットが軸方向に連続するように、各部分ステータの回転角度を選択し、また、各部分ステータのスロットの配置位置を変更する。
図２２に示す第１段の部分ステータ３１０、第２段の部分ステータ３２０、第３段の部分ステータ３３０を積み重ねる際には、例えば、第１段の部分ステータ３１０の周方向の回転角度を［０度］、第２段の部分ステータ３２０の周方向の回転角度を［６０度］、第３段の部分ステータ３３０の周方向の回転角度を［１２０度］に設定して積み重ねる。この場合には、部分ステータ３１０〜３３０として、同じティース配置位置の部分ステータを用いることができる。
また、図２３に、第１段の部分ステータ３６０と第２段の部分ステータ３７０によって１つのステータ３５０を構成する場合について説明する。
第１段の部分ステータ３６０と第２段の部分ステータ３７０を積み重ねる際には、例えば、第１段の部分ステータ３６０の周方向の回転角度を［０度］、第２段の部分ステータ３７０の周方向の回転角度を［９０度］に設定して積み重ねる。この場合には、部分ステータ３６０、３７０として、ティースの配置位置が異なる部分ステータを用いる必要がある。
このように、複数の部分ステータを、周方向の回転角度をずらせた状態で積み重ねることにより、ハウジングによるステータの積厚方向の応力を均等にすることができ、各部分ステータの特性を平均化することができる。例えば、各部分ステータでは透磁率が変化してトルク脈動が発生する場合でも、複数の部分ステータを異なる回転角度で積み重ねることにより、全体としてトルク脈動を低減することができる。
【００２７】
以上説明したように、本発明は、ハウジングの締め付け力に対して、ステータのヨークに引張応力を受ける領域が形成されるように、ステータとハウジングが当接する当接領域を構成している。これにより、ステータの透磁率の低下を低減することができ、効率の低下を低減することができる。
【００２８】
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、各実施の形態で個別の構成について説明したが、本発明は、各構成を適宜組み合わせて用いることができる。
また、焼きバメ方法を用いてステータをハウジングに固定する場合について説明したが、ステータをハウジングに固定する方法としては、冷やしバメ方法、圧入方法等の種々の方法を用いることができる。
また、非当接部や冷却通路用の凹部をステータに形成した場合について説明したが、非当接部や冷却通路用の凹部をハウジングに形成することもできる。この場合には、軸方向に沿った断面でみて、ステータの外周面を円形形状に形成することができる。
また、実施の形態で説明したステータの当接面や非当接面の形状は１つの例であり、当接面や非当接面の数、形状、配置態様等は種々変更可能である。
また、本発明は、回転機のステータとして構成することができる。
また、明細書で説明した、ステータとハウジングの組み付け技術は、永久磁石電動機に限定されず、誘導電動機、リラクタンスモータ、スイッチドリラクタンスモータ等の種々の電動機や他の回転機に用いることができる。
また、本発明の技術を採用した電動機は、エアコンや冷蔵庫の圧縮機を駆動する電動機に限定されず、種々の用途の電動機、例えば、洗濯機を駆動する電動機、自動車に搭載される電動機（自動車駆動用電動機、自動車に搭載されている自動車搭載機器を駆動する電動機）として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の概要を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のステータの断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のステータをハウジングに取り付けた状態の断面図である。
【図４】当接領域の角度範囲と鉄損との関係を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のステータの変更例の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のステータの断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のステータをハウジングに取り付けた状態の断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態のステータの断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態のステータをハウジングに取り付けた状態の断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態のステータの断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態のステータをハウジングに取り付けた状態の断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態のステータの断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態のステータをハウジングに取り付けた状態の断面図である。
【図１４】本発明の第６の実施の形態のステータの断面図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態のステータをハウジングに取り付けた状態の断面図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態の変更例のステータの断面図である。
【図１７】本発明の第７の実施の形態のステータの断面図である。
【図１８】本発明の第８の実施の形態のステータの断面図である。
【図１９】本発明の第９の実施の形態のステータの断面図である。
【図２０】本発明の効果を説明する図である。
【図２１】本発明の効果を説明する図である。
【図２２】本発明の第１０の実施の形態のステータの断面図である。
【図２３】本発明の第１０の実施の形態の変更例のステータの断面図である。
【図２４】従来例のステータの断面図である。
【図２５】ステータに加わる圧縮応力及び引張応力と透磁率の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０、４０、５０、７０、９０、１１０、１３０、１６０、２１０、２３０、２５０、２７０、２８０、３００、３２０、３３０、３５０、３７０  ステータ
１１、４１、５１、７１、９１、１１１、１３１、１６１、２７１、２８１  ステータヨーク
１２ａ、１２ｂ、４２ａ、４２ｂ、５２ａ、５２ｂ、７２ａ、７２ｂ、９２ａ、９２ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１４１ａ、１４１ｂ、１７１ａ、１７１ｂ、２１２ａ、２１２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、２５２ａ、２５２ｂ、２７２ａ、２７２ｂ、２８２ａ、２８２ｂ、３１２ａ、３１２ｂ、３２２ａ、３２２ｂ、３３２ａ、３３２ｂ、３６２ａ、３６２ｂ、３７２ａ、３７２ｂ  当接面
１３ａ、１３ｂ、４３ａ、４３ｂ、５３ａ、５３ｂ、７７ａ、７７ｂ、７８ａ、７８ｂ、９３ａ、９３ｂ、１１７ａ、１１７ｂ、１１８ａ、１１８ｂ、１３３ａ、１３３ｂ、１６３ａ、１６３ｂ、２１３ａ、２１３ｂ、２３３ａ、２３３ｂ、２５３ａ、２５３ｂ、２７３ａ、２７３ｂ、２８３ａ、２８３ｂ、３１３ａ、３１３ｂ、３２３ａ、３２３ｂ、３３３ａ、３３３ｂ、３６３ａ、３６３ｂ、３７３ａ、３７３ｂ  非当接面
１４、４４、５４、７４、９４、１１４、１３４、１６４、２７４、２８４  ティース
１５、４５、５５、７５、９５、１１５、１３５、１６５、２７５、２８５  スロット
１６ａ、１６ｂ、５６ａ、５６ｂ、７６ａ、７６ｂ、９６ａ、９６ｂ、１１６ａ、１１６ｂ、１３６ａ  空隙
２０、６０、８０、１００、１２０、１５０、２６０  ハウジング（金属管）
１４２ａ、１４２ｂ  凹部
１４３ａ、１４３ｂ、２２０、２４０  冷媒通路
【図１】
2006191702.tif 000003
【図２】
2006191702.tif 000004
【図３】
2006191702.tif 000005
【図４】
2006191702.tif 000006
【図５】
2006191702.tif 000007
【図６】
2006191702.tif 000008
【図７】
2006191702.tif 000009
【図８】
2006191702.tif 000010
【図９】
2006191702.tif 000011
【図１０】
2006191702.tif 000012
【図１１】
2006191702.tif 000013
【図１２】
2006191702.tif 000014
【図１３】
2006191702.tif 000015
【図１４】
2006191702.tif 000016
【図１５】
2006191702.tif 000017
【図１６】
2006191702.tif 000018
【図１７】
2006191702.tif 000019
【図１８】
2006191702.tif 000020
【図１９】
2006191702.tif 000021
【図２０】
2006191702.tif 000022
【図２１】
2006191702.tif 000023
【図２２】
2006191702.tif 000024
【図２３】
2006191702.tif 000025
【図２４】
2006191702.tif 000026
【図２５】
2006191702.tif 000027