(57)【要約】【課題】ティース及びヨークで発生する渦電流を低減することが目的とされる。【解決手段】電機子１００は、磁心１と巻線１３とを備える。磁心１は、ヨーク１１とティース１２とを備える。ヨーク１１は、所定の方向９１に積層される磁性体板１１１を有し、所定の方向９１側に表面１１ａを有する。ティース１２は、所定の方向９１に沿う中心軸９２の周りで周方向９３に沿って環状に、表面１１ａに配置される。ティース１２の各々は、それぞれの位置ごとに定まる軸９４を中心として巻回される磁性体板１２１を有する。軸９４は、所定の方向９１に略平行である。巻線１３は、ティース１２に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーク（１１）と、
所定の方向（９１）に沿う中心軸（９２）の周りで周方向（９３）に沿って環状に、前記ヨークの所定の方向（９１）側の表面（１１ａ）に配置されるティース（１２）と
を備え、
前記ヨークは、前記所定の方向に積層される第１の磁性体板（１１１）を有し、
前記ティースの各々は、それぞれの位置ごとに定まる軸（９４）を中心として巻回される第２の磁性体板（１２１）を有し、
前記軸は、前記所定の方向に略平行である、
磁心。
【請求項２】
前記ヨーク（１１）は前記表面（１１ａ）に、前記ティース（１２）を嵌め込む溝（１１２）を有し、
前記溝は、前記中心軸（９２）の周りで周方向（９３）に沿って環状に配置される、
請求項１記載の磁心。
【請求項３】
前記ティース（１２）の前記所定の方向（９１）とは反対側の端面（１２２）について、その一部（１２２１）が前記所定の方向とは反対側へと突出し、
前記所定の方向とは反対側から見た前記一部の形状（１２２１ａ）は、前記所定の方向（９１）側から見た前記溝（１１２）の形状（１１２ａ）と略同一である、
請求項２記載の磁心。
【請求項４】
前記ティース（１２）の前記所定の方向（９１）と反対側の端面（１２２）は、前記軸（９４）から離れる程、前記所定の方向（９１）へと退き、
前記溝（１１２）の内面は前記端面に沿う、
請求項２記載の磁心。
【請求項５】
前記ティース（１２）は、前記軸（９４）の位置に配置され前記軸に沿って延びる芯（１２３）を有し、
前記第２の磁性体板（１２１）は、前記芯に巻回される、
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の磁心。
【請求項６】
前記芯（１２３）は、前記第２の磁性体板（１２１）に対して前記所定の方向（９１）とは反対側へと突出した部分（１２３１）を有し、
前記ヨーク（１１）は、前記所定の方向（９１）側の表面（１１ａ）に、前記突出した部分を嵌め込む溝（１１３）を有し、
前記溝は、前記中心軸（９２）の周りで周方向（９３）に沿って環状に配置される、
請求項５記載の磁心。
【請求項７】
前記芯（１２３）は磁性体からなり、
前記芯の前記所定の方向（９１）側の端部（１２３２）は、前記所定の方向に垂直な面に沿って、当該芯に巻回された前記第２の磁性体板（１２１）に対して突出する、
請求項５または請求項６記載の磁心。
【請求項８】
前記ティース（１２）は、
巻回された前記第２の磁性体板（１２１）の、前記軸（９４）に対して外周側の側面（１２１ｂ）であって前記所定の方向（９１）側の端に設けられる鍔部（１２４）
を更に有し、
前記鍔部は磁性体からなり、前記軸（９４）を中心とする径方向へと前記側面に対して突出する、
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の磁心。
【請求項９】
前記鍔部（１２４）は、前記軸（９４）の周りで前記第２の磁性体板（１２１）を芯として巻回される第３の磁性体板（１２４１）を有する、請求項８記載の磁心。
【請求項１０】
前記第３の磁性体板（１２４１）と第２の磁性体板（１２１）とは一枚の磁性体板からなる、請求項９記載の磁心。
【請求項１１】
前記ティース（１２）の透磁率の最大値は、前記ヨーク（１１）の透磁率の最大値よりも大きい、請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の磁心。
【請求項１２】
前記ヨーク（１１）の飽和磁束密度は、前記ティース（１２）の飽和磁束密度よりも大きい、請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の磁心。
【請求項１３】
前記所定の方向（９１）から見て、前記第２の磁性体板（１２１）が軸（９４）の周りで渦状に延びる方向に対して垂直な方向についての、前記第２の磁性体板の厚み（ｄ２）は、前記第１の磁性体板（１１１）の前記所定の方向についての厚み（ｄ１）よりも小さい、請求項１乃至請求項１２のいずれか一つに記載の磁心。
【請求項１４】
前記第１の磁性体板（１１１）の前記厚み（ｄ１）は０．２ｍｍ以上である、請求項１３記載の磁心。
【請求項１５】
前記第１の磁性体板（１１１）の材質には珪素が含まれる、請求項１４記載の磁心。
【請求項１６】
前記第２の磁性体板（１２１）の前記厚み（ｄ２）は０．２ｍｍ以下である、請求項１３乃至請求項１５のいずれか一つに記載の磁心。
【請求項１７】
前記第２の磁性体板（１２１）の材質には、アモルファス材料またはパーマロイが含まれる、請求項１６記載の磁心。
【請求項１８】
前記ティース（１２）について、第２の磁性体板（１２１）が前記軸（９４）を中心として巻回された後、巻回された前記第２の磁性体板は焼鈍される、請求項１乃至請求項１７のいずれか一つに記載の磁心。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１８のいずれか一つに記載の磁心（１）と、
前記ティース（１２）に配置される巻線（１３）と
を備える、電機子。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電機子（１００）と、
所定の方向（９１）側から前記電機子に対向して配置される界磁子と
を備える、回転電機。
【請求項２１】
前記界磁子は磁石を有する、請求項２０記載の回転電機。
【請求項２２】
請求項２０または請求項２１に記載の回転電機を搭載する、圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁心及び電機子に関し、特にアキシャルギャップ型の回転電機に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、電機子及び界磁子を有する。特にアキシャルギャップ型の回転電機においては、回転軸に垂直な面に沿って拡がるエアギャップを介して、電機子と界磁子とが互いに対向する。
【０００３】
電機子は、ヨークと、当該ヨークに設けられるティースと、当該ティースに巻回される巻線とを有する。界磁子は、電機子で発生する回転磁界によって回転される。
【０００４】
電機子内を流れる磁束によって、ヨーク及びティースには渦電流が生じる。ティースには、磁束が回転軸に沿って流れる。よって、例えば回転軸に沿う方向において積層された電磁鋼板がティースとして採用された場合には、磁束は、積層された電磁鋼板の界面を横切る。このため、ティースには渦電流が発生しやすい。
【０００５】
例えば、回転軸に垂直な方向へと積層された電磁鋼板をティースとして採用することで、電磁鋼板の界面を横切る磁束は減少し、以って渦電流が低減される。かかる技術は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００６】
例えば、ティースには圧粉鉄心を採用しても良い。かかる場合にも、ティースで発生する渦電流を低減をすることができる。かかる技術は、例えば特許文献２に開示されている。
【０００７】
その他、本発明に関連する技術が特許文献３に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】国際公開第０３／０４７０７０号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−３４８４７２号公報
【特許文献３】特開２００４−７９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の技術によれば、複雑な形状を有するティースを成形することが困難である。また、特許文献２の技術によれば、機械的強度が低下するおそれがある。
【００１０】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、ティース及びヨークで発生する渦電流を低減することが目的とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の請求項１にかかる磁心は、ヨーク（１１）と、所定の方向（９１）に沿う中心軸（９２）の周りで周方向（９３）に沿って環状に、前記ヨークの所定の方向（９１）側の表面（１１ａ）に配置されるティース（１２）とを備え、前記ヨークは、前記所定の方向に積層される第１の磁性体板（１１１）を有し、前記ティースの各々は、それぞれの位置ごとに定まる軸（９４）を中心として巻回される第２の磁性体板（１２１）を有し、前記軸は、前記所定の方向に略平行である。
【００１２】
この発明の請求項２にかかる磁心は、請求項１記載の磁心であって、前記ヨーク（１１）は前記表面（１１ａ）に、前記ティース（１２）を嵌め込む溝（１１２）を有し、前記溝は、前記中心軸（９２）の周りで周方向（９３）に沿って環状に配置される。
【００１３】
この発明の請求項３にかかる磁心は、請求項２記載の磁心であって、前記ティース（１２）の前記所定の方向（９１）とは反対側の端面（１２２）について、その一部（１２２１）が前記所定の方向とは反対側へと突出し、前記所定の方向とは反対側から見た前記一部の形状（１２２１ａ）は、前記所定の方向（９１）側から見た前記溝（１１２）の形状（１１２ａ）と略同一である。
【００１４】
この発明の請求項４にかかる磁心は、請求項２記載の磁心であって、前記ティース（１２）の前記所定の方向（９１）と反対側の端面（１２２）は、前記軸（９４）から離れる程、前記所定の方向（９１）へと退き、前記溝（１１２）の内面は前記端面に沿う。
【００１５】
この発明の請求項５にかかる磁心は、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の磁心であって、前記ティース（１２）は、前記軸（９４）の位置に配置され前記軸に沿って延びる芯（１２３）を有し、前記第２の磁性体板（１２１）は、前記芯に巻回される。
【００１６】
この発明の請求項６にかかる磁心は、請求項５記載の磁心であって、前記芯（１２３）は、前記第２の磁性体板（１２１）に対して前記所定の方向（９１）とは反対側へと突出した部分（１２３１）を有し、前記ヨーク（１１）は、前記所定の方向（９１）側の表面（１１ａ）に、前記突出した部分を嵌め込む溝（１１３）を有し、前記溝は、前記中心軸（９２）の周りで周方向（９３）に沿って環状に配置される。
【００１７】
この発明の請求項７にかかる磁心は、請求項５または請求項６記載の磁心であって、前記芯（１２３）は磁性体からなり、前記芯の前記所定の方向（９１）側の端部（１２３２）は、前記所定の方向に垂直な面に沿って、当該芯に巻回された前記第２の磁性体板（１２１）に対して突出する。
【００１８】
この発明の請求項８にかかる磁心は、請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の磁心であって、前記ティース（１２）は、巻回された前記第２の磁性体板（１２１）の、前記軸（９４）に対して外周側の側面（１２１ｂ）であって前記所定の方向（９１）側の端に設けられる鍔部（１２４）を更に有し、前記鍔部は磁性体からなり、前記軸（９４）を中心とする径方向へと前記側面に対して突出する。
【００１９】
この発明の請求項９にかかる磁心は、請求項８記載の磁心であって、前記鍔部（１２４）は、前記軸（９４）の周りで前記第２の磁性体板（１２１）を芯として巻回される第３の磁性体板（１２４１）を有する。
【００２０】
この発明の請求項１０にかかる磁心は、請求項９記載の磁心であって、前記第３の磁性体板（１２４１）と第２の磁性体板（１２１）とは一枚の磁性体板からなる。
【００２１】
この発明の請求項１１にかかる磁心は、請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の磁心であって、前記ティース（１２）の透磁率の最大値は、前記ヨーク（１１）の透磁率の最大値よりも大きい。
【００２２】
この発明の請求項１２にかかる磁心は、請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の磁心であって、前記ヨーク（１１）の飽和磁束密度は、前記ティース（１２）の飽和磁束密度よりも大きい。
【００２３】
この発明の請求項１３にかかる磁心は、請求項１乃至請求項１２のいずれか一つに記載の磁心であって、前記所定の方向（９１）から見て、前記第２の磁性体板（１２１）が軸（９４）の周りで渦状に延びる方向に対して垂直な方向についての、前記第２の磁性体板の厚み（ｄ２）は、前記第１の磁性体板（１１１）の前記所定の方向についての厚み（ｄ１）よりも小さい。
【００２４】
この発明の請求項１４にかかる磁心は、請求項１３記載の磁心であって、前記第１の磁性体板（１１１）の前記厚み（ｄ１）は０．２ｍｍ以上である。
【００２５】
この発明の請求項１５にかかる磁心は、請求項１４記載の磁心であって、前記第１の磁性体板（１１１）の材質には珪素が含まれる。
【００２６】
この発明の請求項１６にかかる磁心は、請求項１３乃至請求項１５のいずれか一つに記載の磁心であって、前記第２の磁性体板（１２１）の前記厚み（ｄ２）は０．２ｍｍ以下である。
【００２７】
この発明の請求項１７にかかる磁心は、請求項１６記載の磁心であって、前記第２の磁性体板（１２１）の材質には、アモルファス材料またはパーマロイが含まれる。
【００２８】
この発明の請求項１８にかかる磁心は、請求項１乃至請求項１７のいずれか一つに記載の磁心であって、前記ティース（１２）について、第２の磁性体板（１２１）が前記軸（９４）を中心として巻回された後、巻回された前記第２の磁性体板は焼鈍される。
【００２９】
この発明の請求項１９にかかる電機子は、請求項１乃至請求項１８のいずれか一つに記載の磁心（１）と、前記ティース（１２）に配置される巻線（１３）とを備える。
【００３０】
この発明の請求項２０にかかる回転電機は、請求項１９に記載の電機子（１００）と、所定の方向（９１）側から前記電機子に対向して配置される界磁子とを備える。
【００３１】
この発明の請求項２１にかかる回転電機は、請求項２０記載の回転電機であって、前記界磁子は磁石を有する。
【００３２】
この発明の請求項２２にかかる圧縮機は、請求項２０または請求項２１に記載の回転電機を搭載する。
【発明の効果】
【００３３】
この発明の請求項１にかかる磁心によれば、ティースに巻線を配置して得られる電機子において、磁束は、ヨーク内では所定の方向に垂直な面に沿って流れ、ティース内では所定の方向に沿って流れる。よって、磁束は、第１の磁性体板の積層によって形成される界面、及び第２の磁性体板の巻回によって形成される、軸から渦状に延びる界面のいずれをも横切らない。以って、磁心で発生する渦電流が低減される。
【００３４】
この発明の請求項２にかかる磁心によれば、ヨークに溝を設けることで、ティースをヨークに固定しやすい。
【００３５】
この発明の請求項３にかかる磁心によれば、ティースの突出した部分のみが溝に嵌まる。よって、ティースの当該端面のうち一部とは異なる部分を用いて、ティースの溝への嵌め込みすぎを防止することができる。
【００３６】
この発明の請求項４にかかる磁心によれば、第２の磁性体板のうち軸に近い位置で巻回されている部分が、ヨークの内層にある第１の磁性体板に連結される。しかも、当該部分の外周、更にその外周に巻回される第２の磁性体板の部分は、その巻数が大きくなる程、外層側の第１の磁性体板に連結される。よって、第１の磁性体板の積層によって形成される界面、及び第２の磁性体板の巻回によって形成される、軸から渦状に拡がる界面のいずれをも横切ることなく、ティースとヨークとの間を磁束は流れることができる。以って、磁心での渦電流の発生が低減される。
【００３７】
この発明の請求項５にかかる磁心によれば、第２の磁性体板の巻回が容易である。しかも、芯の所定の方向に対する断面に、ティースの所定の方向に対する断面についての所望の形状と相似の形状を採用することで、芯への第２の磁性体板の巻回によって、ティースの断面について当該所望の形状が得られる。
【００３８】
この発明の請求項６にかかる磁心によれば、芯を溝に嵌め込むことで、ティースをヨークに固定することができるので、磁心の製造が容易である。
【００３９】
この発明の請求項７または請求項８にかかる磁心によれば、ティースに巻線を巻回して得た電機子において、当該電機子の所定の方向側に流れる磁束の多くを巻線に鎖交させることができる。
【００４０】
この発明の請求項９にかかる磁心によれば、鍔部の形成が容易である。
【００４１】
この発明の請求項１０にかかる磁心によれば、一枚の磁性体板を巻回するだけで、鍔部を有するティースを形成することができる。
【００４２】
この発明の請求項１１にかかる磁心によれば、ヨークに比べて磁束密度の変化が大きいティースについて、鉄損を低減することができる。しかも、所定の方向についての磁気抵抗が小さいので、ティース内を当該所定の方向に沿って磁束が流れやすい。
【００４３】
この発明の請求項１２にかかる磁心によれば、ティースに比べて磁束密度が大きくなりやすいヨークにおいて、磁気飽和の発生が防止される。
【００４４】
この発明の請求項１３にかかる磁心によれば、第１の磁性体板の第２の磁性体板との関係で言えば、第２の磁性体板よりも厚みが大きいので、ヨークの強度が高まる。第２の磁性体板の第１の磁性体板との関係で言えば、第１の磁性体板よりも厚みが小さいので、第２の磁性体板の巻回が容易である。
【００４５】
この発明の請求項１４にかかる磁心によれば、強度の高いヨークを得ることができる。
【００４６】
この発明の請求項１５にかかる磁心によれば、強度を低下させることなく、鉄損を低減することができる。
【００４７】
この発明の請求項１６にかかる磁心によれば、第２の磁性体板を巻回することが容易である。
【００４８】
この発明の請求項１７にかかる磁心によれば、第２の磁性体板の厚みを０．２（ｍｍ）以下にしやすい。
【００４９】
この発明の請求項１８にかかる磁心によれば、第２の磁性体板の巻回によって生じる残留応力を低減することができ、以って磁気特性の低下を防止することができる。
【００５０】
この発明の請求項１９にかかる電機子によれば、効率良く回転磁界を発生させることができる。
【００５１】
この発明の請求項２０によれば、効率良くトルクを発生させることができる。
【００５２】
この発明の請求項２１によれば、回転電機の出力を高めることができる。
【００５３】
この発明の請求項２２にかかる圧縮機によれば、冷媒を圧縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
１．電機子の構成について
図１は、本発明の形態にかかる電機子１００を概念的に示す。電機子１００は、磁心１と巻線１３とを備える。なお、図１では、磁心１と巻線１３とが所定の方向９１において分離して示されている。
【００５５】
磁心１は、ヨーク１１とティース１２とを備える。
【００５６】
図２は、ヨーク１１について所定の方向９１に沿う断面を示す。ヨーク１１は、所定の方向９１に積層される磁性体板１１１を有し、所定の方向９１側に表面１１ａを有する。
【００５７】
ティース１２は、所定の方向９１に沿う中心軸９２の周りで周方向９３に沿って環状に、表面１１ａに配置される。
【００５８】
図３は、ティース１２について所定の方向９１に対する断面を概念的に示す。ティース１２の各々は、それぞれの位置ごとに定まる軸９４を中心として巻回される磁性体板１２１を有する。軸９４は、所定の方向９１に略平行である。
【００５９】
磁性体板１２１は、巻回された後、焼鈍されることが望ましい。なぜなら、磁性体板１２１の巻回によって生じる残留応力を低減することができ、以って磁気特性の低下を防止することができるからである。
【００６０】
巻回された磁性体板１２１の緩みを防止するという観点からは、巻回された磁性体板１２１に例えば接着やモールドを施すことが望ましい。接着性のある被膜で表面が覆われた鋼板を磁性体板１２１として採用しても良い。巻回された磁性体板１２１をコイルボビンに嵌合したり、巻回された磁性体板１２１に巻線１３を直接巻回しても良い。
【００６１】
巻線１３は、ティース１２に配置される。図１では、巻線１３の巻回方式として集中巻が採用されている。かかる巻回方式によれば、巻線１３のティース１２への巻回が容易である。しかも、銅損を低減することができる。なお、巻線１３は分布巻や波巻で巻回されても良い。
【００６２】
かかる電機子によれば、磁束は、ヨーク１１内では所定の方向９１に垂直な面に沿って流れ、ティース１２内では所定の方向９１に沿って流れる。よって、磁束は、磁性体板１１１の積層によって形成される界面１１１ａ、及び磁性体板１２１の巻回によって形成される、軸９４から渦状に延びる界面１２１ａのいずれをも横切らない。以って、磁心１で発生する渦電流が低減される。
【００６３】
図４は、ヨーク１１とティース１２とを所定の方向９１において分離して示す。ヨーク１１は、ティース１２を嵌め込む溝１１２を表面１１ａに有する。溝１２は、中心軸９２の周りで周方向９３に沿って環状に配置される。
【００６４】
かかるヨーク１１によれば、ティース１２をヨーク１１に固定しやすい。
【００６５】
図５は、図４とは異なる形状を呈するヨーク１１及びティース１２を示す。図６は、図５で示されるヨーク１１及びティース１２について、周方向９３に沿う断面を示す。なお、図５及び図６ではティース１２の一つ、及びヨーク１１のうち当該ティース１２が配置される位置周辺の部分だけが示されている。また、図５では磁性体板１１１の図示を省略している。
【００６６】
ティース１２の端面１２２について、その一部１２２１が所定の方向９１と反対側へと突出している。所定の方向とは反対側から見た当該一部１２２１の形状１２２１ａは、所定の方向９１側から見た溝１１２の形状１１２ａと略同一である（図６）。
【００６７】
かかる形状によれば、ティース１２の突出した部分のみが溝１１２に嵌まる。よって、端面１２２のうち一部１２２１とは異なる部分を用いて、ティース１２の溝１１２への嵌め込みすぎを防止することができる。
【００６８】
図５及び図６で示されるいずれの形状においても、ティース１２の所定の方向９１とは反対側の端面１２２がヨーク１１の内層の磁性体板１１１に至るので、ティース１２とヨーク１１との間を流れる磁束について、ヨーク１１での磁路の長さに対するティース１２での磁路の長さの比が大きくなる。よって、ティース１２の磁気抵抗がヨーク１１の磁気抵抗よりも小さい場合には、ティース１２とヨーク１１との間を流れる磁束について、磁心１の磁気抵抗が小さくなる。なお図６では、ティース１２からヨーク１１へと流れる磁束が破線の矢印で示されている。
【００６９】
図７は、図４〜６のいずれとも異なる形状を呈するヨーク１１及びティース１２を示す。なお、図７では、ティース１２の一つ、及びヨーク１１のうち当該ティース１２が配置される位置周辺の部分について、これらの周方向９３に沿う断面が示されている。
【００７０】
ティース１２の端面１２２は、軸９４から離れる程、所定の方向９１へと退く。例えば、端面１２２は、軸９４から離れる程、階段状に所定の方向９１へと退いても良い。溝１１２の内面は、端面１２２に沿う。
【００７１】
かかる形状によれば、磁性体板１２１のうち軸９４に近い位置で巻回されている部分が、ヨーク１１の内層にある磁性体板１１１に連結される。しかも、当該部分の外周、更にその外周に巻回される磁性体板１２１の部分は、その巻数が大きくなる程、外層側の磁性体板１１１に連結される。よって、磁性体板１１１の界面１１１ａ、及び磁性体板１２１の界面１２１ａのいずれをも横切ることなく、ティース１２とヨーク１１との間を磁束は流れることができる。以って、磁心１での渦電流の発生が低減される。なお図７では、ティース１２からヨーク１１へと流れる磁束が破線の矢印で示されている。
【００７２】
さらには、ティース１２を溝１１２に嵌め込む際に、ヨーク１１に応力集中が生じにくい。
【００７３】
なお、図６や図７に示されるティース１２は、例えば巻回する方向に対する幅が当該方向において異なる磁性体板１２１を、当該方向に巻回することで得られる。当該幅の等しい磁性体板１２１を当該方向に巻回した後で、端面１２２を所望の形状に加工しても良い。
【００７４】
図８及び図９は、図３とは態様の異なるティース１２について、所定の方向９１に対する断面を概念的に示す。ティース１２は芯１２３を有する。芯１２３は、軸９４の位置に配置され、軸９４に沿って延びる。磁性体板１２１は芯１２３に巻回される。
【００７５】
かかるティース１２によれば、磁性体板１２１の巻回が容易である。特に図９では、芯１２３に溝１２２３が設けられている。磁性体板１２１の芯１２３への巻始めのおいて、溝１２２３には磁性体板１２１が引っ掛けられる。これにより、磁性体板１２１の芯１２３への巻回がより容易になる。しかも、引張り応力をかけながら、磁性体板１２１を芯１２３に巻回することができるので、コアの占積率が高まる。
【００７６】
芯１２３の所定の方向９１に対する断面には、ティース１２の所定の方向９１に対する断面についての所望の形状と相似の形状を採用することが望ましい。なぜなら、芯１２３への磁性体板１２１の巻回によって、ティース１２の断面について当該所望の形状が得られるからである。かかる態様は、例えば図８に示されている。
【００７７】
図１０は、芯１２３が、磁性体板１２１に対して所定の方向９１とは反対側へと突出した部分１２３１を有する場合を示す。ヨーク１１は、所定の方向９１側の表面１１ａに、当該突出した部分１２３１を嵌め込む溝１１３を有する。溝１１３は、図４で示されるヨーク１１と同様に、中心軸９２の周りで周方向９３に沿って環状に配置される。なお図１０では、ティース１２の一つ、及びヨーク１１のうち当該ティース１２が配置される位置周辺の部分だけが示されている。
【００７８】
かかるティース１２によれば、芯１２３を溝に嵌め込むことで、ティース１２をヨーク１１に固定することができるので、磁心１の製造が容易である。
【００７９】
図１１は、図１０で示されるティース１２に磁性体板１２５を設けた場合を概念的に示す。磁性体板１２５は例えば圧粉鉄心からなる。なお、図１１では、磁性体板１２５、ティース１２及びヨーク１１は、所定の方向９１において互いに分離して示されている。
【００８０】
磁性体板１２５は、ティース１２に対して所定の方向９１側から設けられる。このとき、磁性体板１２５は、芯１２３及び巻回された磁性体板１２１のいずれか一方にのみ固定しても良いし、それらの両方に固定しても良い。なお、磁性体板１２５にティース１２を嵌め込む溝を設けることで、磁性体板１２５のティース１２への固定が容易となる。
【００８１】
磁性体板１２５の所定の方向９１に対する断面の面積は、ティース１２の所定の方向９１に対する断面の面積よりも大きい。
【００８２】
この内容において、磁性体板１２５を芯１２３にのみ固定し、かつ芯１２３が磁性体からなる場合には、次のように把握することができる。つまり、芯１２３の所定の方向９１側の端部１２３２は、所定の方向９１に垂直な面に沿って、当該芯１２３に巻回された磁性体板１２１に対して突出する。
【００８３】
かかる態様によれば、電機子１００の所定の方向９１側に流れる磁束の多くを巻線１３に鎖交させることができる。しかも、ティース１２に巻回される巻線１３の占積率を高めることができる。さらには、電機子１００に界磁子を設けて得た回転電機において、トルクリプルを低減することが可能である。また、ティース１２は、所定の方向９１において両側から磁性体板１２５とヨーク１１とで挟まれるので、巻回された磁性体板１２１の緩みが防止される。磁性体板１２５は、例えば図５に示されるティース１２に対して設けられても良く、同様の効果が得られる。
【００８４】
図１２は、図１０で示されるティース１２が鍔部１２４を有する場合を概念的に示す。鍔部１２４は、巻回された磁性体板１２１の、軸９４に対して外周側の側面１２１ｂであって所定の方向９１側の端に設けられる。鍔部１２４は磁性体からなり、軸９４を中心とする径方向へと側面１２１ｂから突出する。
【００８５】
かかる態様においても、電機子１００の所定の方向９１側に流れる磁束の多くを巻線１３に鎖交させることができる。
【００８６】
図１２では特に、鍔部１２４が磁性体板１２４１からなる場合が示されている。具体的には、磁性体板１２４１は、軸９４の周りで磁性体板１２１を芯として巻回される。この内容は、巻回する方向に対する幅が当該方向において同じである部分ごとに、異なる磁性体板１２１，１２４１を用いると把握することができる。かかる態様によれば、鍔部の形成が容易である。
【００８７】
磁性体板１２１と磁性体板１２４１とは、図１２に示されるように、一枚の磁性体板からなることが望ましい。なぜなら、一枚の磁性体板を巻回するだけで、鍔部１２４を有するティース１２を形成することができるからである。
【００８８】
２．ヨークとティースとの関係について
（１）材質について
ティース１２の透磁率の最大値は、ヨーク１１の透磁率の最大値よりも大きいことが望ましい。なぜなら、ティース１２で生じる磁気抵抗は小さく、以って磁束はティース１２内を流れやすいからである。
【００８９】
しかも、ヨーク１１に比べて磁束密度の変化が大きいティース１２において、渦電流を低減することができる。かかる磁束密度の変化は、例えば電機子１００に設けられた界磁子の回転や、電機子１００で実行されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御などによって生じる。なお、ＰＷＭ制御によって生じる渦電流は、磁束密度のキャリア周波数成分によって誘導されやすい。
【００９０】
図１３は、ティース１２内を流れる磁束の磁束密度の、界磁子の回転角度に対する実測値をグラフで示す。なお、界磁子は、電機子１００に対して所定の方向９１から設けられる。図１３に示されるグラフによれば、当該グラフは三角波形状に近い波形を含むが、回転角度が１５°〜３０°及び６０°〜７５°の範囲においては、グラフの形状が三角波形状からずれていることがわかる。すなわち、磁束密度には、基本波に対して高次の周波数成分が多く含まれている。
【００９１】
ヨーク１１の飽和磁束密度は、ティース１２の飽和磁束密度よりも大きいことが望ましい。なぜなら、ティース１２に比べて磁束密度が大きくなりやすいヨーク１１において、磁気飽和の発生が防止されるからである。
【００９２】
図１４は、ヨーク１１内を流れる磁束の磁束密度の、界磁子の回転角度に対する実測値をグラフで示す。なお、界磁子は、電機子１００に対して所定の方向９１から設けられる。図１４に示されるグラフによれば、回転角度が３０°〜６０°の範囲で１．０（Ｔ）以上の磁束密度が得られることがわかる。具体的には、当該範囲においてほぼ一定して１．２（Ｔ）の磁束密度が得られる。すなわち回転角度の広い範囲で、磁束密度が大きい。
【００９３】
よって、ティース１２内を流れる磁束に比べて、ヨーク１１内を流れる磁束のほうが、回転角度の広い範囲で磁束密度の高い状態を得ることができ、以って磁束密度に含まれる高次の周波数成分が少ない。
【００９４】
（２）磁性体板の厚みについて
所定の方向９１から見て、磁性体板１２１が軸９４の周りで渦状に延びる方向に対して垂直な方向についての、磁性体板１２１の厚みｄ２（図３）は、磁性体板１１１の所定の方向９１についての厚みｄ１（図２）よりも小さいことが望ましい。
【００９５】
かかる態様によれば、磁性体板１１１の磁性体板１２１との関係で言えば、磁性体板１１１の厚みｄ１が磁性体板１２１の厚みｄ２よりも大きいので、ヨーク１１の強度が高まる。よって、例えば圧入や焼きばめ等により、密閉容器の内側にヨーク１１を固定しても、当該ヨーク１１は変形しにくい。
【００９６】
ヨーク１１の強度を高めるという観点からは、磁性体板１１１の厚みｄ１は０．２（ｍｍ）以上であることが望ましい。より望ましい厚みｄ１は０．３５（ｍｍ）以上である。例えば、カラマセによって磁性体板１１１同士を連結することも容易である。
【００９７】
そして、磁性体板１１１の材質に珪素を含めることで、強度を低下させることなく、鉄損、特にヒステリシス損を低減することができる。
【００９８】
また、磁性体板１２１の磁性体板１１１との関係で言えば、磁性体板１２１の厚みｄ２は磁性体板１１１の厚みｄ１よりも小さいので、磁性体板１２１の巻回が容易である。しかも、磁束密度に高次の周波数成分を多く含むティース１２で生じる渦電流を低減することができる。特に、磁性体板１２１の厚みｄ２を小さくすることは、キャリア周波数成分による渦電流の誘導を抑制することができる点で望ましい。
【００９９】
磁性体板１２１の巻回を容易にするという観点、及び渦電流を低減するという観点からは、磁性体板１２１の厚みｄ２は０．２（ｍｍ）以下であることが望ましい。そして、磁性体板１２１の材質にアモルファス材料またはパーマロイを含めることで、厚みｄ２を０．２（ｍｍ）以下にすることができ、しかも渦電流損を顕著に低減することができる。具体的には、アモルファス材料で成形された磁性体板１２１は、０．０２５（ｍｍ）まで厚みｄ２を小さくすることができる。また、パーマロイで成形された磁性体板１２１は、０．０５（ｍｍ）まで厚みｄ２を小さくすることができる。
【０１００】
３．製造方法
図１５は、電機子１００の製造方法を概念的に示す。電機子１００は、周方向９３について２以上に分割される。図１５では、ティース１２の個数と同じ個数に電機子１００が分割されており、分割された電機子１００の各部分が符号１００１で示されている。もちろん、電機子１００の製造方法には、電機子１００を分割せずに、単一のヨーク１１にティース１２を設ける方法が採用できる。
【０１０１】
図１６は、部分１００１を概念的に示す。部分１００１は、分割されたヨーク１１の各部分１１４と、当該部分１１４に設けられるティース１２と、当該ティース１２に巻回される巻線１３とを一組として有する。なお、図１６では、部分１１４、ティース１２及び巻線１３は所定の方向９１について互いに分離して示されている。また、磁心１として、図４に示されるものが採用されている。
【０１０２】
ティース１２には、軸９４を中心として磁性体板１２１が巻回されたもの（図１６）や、図１７に示されるように、芯１２３に磁性体板１２１を巻回したものなどが採用できる。
【０１０３】
芯１２３の所定の方向９１についての両端１２３ａ，１２３ｂは、所定の方向９１に垂直な面に沿って拡がっていても良く、かかる態様は図１８に例示されている。かかる形状によれば、芯１２３に巻回された磁性体板１２１が、芯１２３から抜けることが防止される。さらには、ティース１２から巻線１３が抜けることの防止を可能とし得る。
【０１０４】
芯１２３は、磁性体板１２１が巻回される部分１２３１と、当該部分１２３１を保持する部分１２３２とから構成されても良く、かかる態様は図１９に例示されている。かかる態様によれば、芯１２３が複雑な形状を呈する場合であっても、芯１２３を容易に成形することができる。なお、部分１２３１と部分１２３２とは、例えば圧入、接着、モールドなどにより結合することができる。
【０１０５】
巻回する前の磁性体板１２１の形状には、スリット形状が採用できる。この場合、一枚の磁性体板から複数の磁性体板１２１を効率良く切り出すことができる。
【０１０６】
部分１００１は、中心軸９２の周りで周方向９３に沿って配置され、互いに連結される。例えば、部分１００１は、ある部分１００１に対して周方向９３側へと繰り返し連結されても良い。かかる製造方法によれば、部分１１４ごとに巻線１３をティース１２に巻回できるので、巻線１３の巻回が容易である。
【０１０７】
部分１００１同士の連結を容易にするという観点からは、部分１００１同士が互いに連結される部分の一方を凸形状とし、他方を凹形状とすることが望ましい。かかる凹凸の形状は、部分１００１を連結する際の位置決めにも用いることができる。なお、かかる凹凸の形状には例えばくさび形状が採用できる。
【０１０８】
かかる態様で電機子１００を製造することは、ティース１２に磁性体板１２５が設けられた場合（図１１）に特に望ましい。なぜなら、部分１１４に設けられたティース１２に、磁性体板１２５を部分１１４とは反対側から設けた後であっても、巻線１３を巻回することが容易であるからである。同様に、ティース１２が鍔部１２４を有する場合（図１２）にも望ましい。
【０１０９】
４．回転電機の構成について
上述した電機子１００と、界磁子とで回転電機を構成することができる。界磁子は、所定の方向９１側から電機子１００に対向して設けられる。かかる回転電機によれば、効率良くトルクを発生させることができる。
【０１１０】
界磁子は磁石を有することが望ましい。例えば、界磁子には表面磁石型のものや、埋め込み磁石型のものが採用できる。かかる界磁子によれば、回転電機の出力を高めることができる。
【０１１１】
上述した回転電機は、例えば圧縮機に搭載することができる。かかる圧縮機によれば、冷媒を効率良く圧縮することができる。特に、所定の方向に流れる磁束について、飽和磁束密度及び透磁率が高く、鉄損が小さい材質を使用することで、従来の圧縮機と同程度またはそれ以上の運転効率が得られ、以って機器の省エネルギーに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明にかかる電機子１００を概念的に示す斜視図である。
【図２】ヨーク１１を概念的に示す断面図である。
【図３】ティース１２を概念的に示す断面図である。
【図４】ヨーク１１とティース１２とを所定の方向９１において分離した図である。
【図５】ヨーク１１とティース１２とを概念的に示す斜視図である。
【図６】ヨーク１１とティース１２とを概念的に示す断面図である。
【図７】ヨーク１１とティース１２とを概念的に示す断面図である。
【図８】ティース１２の所定の方向９１に対する断面を概念的に示す図である。
【図９】ティース１２の所定の方向９１に対する断面を概念的に示す図である。
【図１０】ヨーク１１とティース１２とを概念的に示す斜視図である。
【図１１】ヨーク１１とティース１２とを概念的に示す斜視図である。
【図１２】ヨーク１１とティース１２とを概念的に示す斜視図である。
【図１３】ティース１２内の磁束の磁束密度の回転角度に対する変化を示す図である。
【図１４】ヨーク１１内の磁束の磁束密度の回転角度に対する変化を示す図である。
【図１５】電機子１００の製造方法を概念的に示す図である。
【図１６】部分１００１を概念的に示す図である。
【図１７】部分１００１を概念的に示す図である。
【図１８】部分１００１を概念的に示す図である。
【図１９】部分１００１を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  磁心
１１  ヨーク
１１ａ  表面
１２  ティース
１３  巻線
９１  所定の方向
９２  中心軸
９３  周方向
９４  軸
１００  電機子
１１１，１２１，１２４１  磁性体板
１１２，１１３  溝
１１２ａ，１２２１ａ  形状
１２１ｂ  側面
１２２  端面
１２３  芯
１２４  鍔部
１２２１  一部
１２３１  突出した部分
１２３２  端部
ｄ１，ｄ２  厚み
【図１】
2008061299.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008061299.tif 000007
【図６】
2008061299.tif 000008
【図７】
2008061299.tif 000009
【図８】
2008061299.tif 000010
【図９】
2008061299.tif 000011
【図１０】
2008061299.tif 000012
【図１１】
2008061299.tif 000013
【図１２】
2008061299.tif 000014
【図１３】
2008061299.tif 000015
【図１４】
2008061299.tif 000016
【図１５】
2008061299.tif 000017
【図１６】
2008061299.tif 000018
【図１７】
2008061299.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2008061299.tif 000021