(57)【要約】【課題】固定子を構成するステータの低鉄損化を図り、高効率化することができる同期電動機を提供する。【解決手段】三相同期モータ１の固定子２を構成するステータ１０は、１２個のティース部５が内周部に設けられる第１バックヨーク部６と、この第１バックヨーク部６の外周面に径方向に巻き重ねて設けられる第２バックヨーク部７とから構成されている。また、第１バックヨーク部６は、無方向性電磁鋼板により形成されている。一方、第２バックヨーク部７は、周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板により形成されている。また、第１バックヨーク部６のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法と、第２バックヨーク部７の径方向の幅寸法とはほぼ等しくなるように形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子コイルが巻回される複数のティース部が内周部に設けられたステータを備えた同期電動機において、
前記ステータは、複数のティースが内周部に設けられた第１電磁鋼板を複数枚厚さ方向に積層・固着して形成される第１バックヨーク部と、
前記第１バックヨーク部の外周部に配置されて、周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板で形成される第２バックヨーク部と、を有することを特徴とする同期電動機。
【請求項２】
前記第１バックヨーク部の径方向の外周面は、前記固定子コイルの励磁によって形成される前記ステータ内の全磁束の方向がほぼ周方向になる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の同期電動機。
【請求項３】
前記第１バックヨーク部の径方向の外周面は、前記固定子コイルの励磁によって形成される前記ステータ内の全磁束に対する周方向の磁束の割合が約８０％以上になる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の同期電動機。
【請求項４】
前記第１電磁鋼板は、無方向性電磁鋼板で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の同期電動機。
【請求項５】
前記第２バックヨーク部は、長手方向に磁化容易方向が配置される長尺状の方向性電磁鋼板で形成されて、前記第１バックヨーク部の径方向に巻き重ねて設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の同期電動機。
【請求項６】
前記第２バックヨーク部は、長手方向に磁化容易方向が配置される長尺状の方向性電磁鋼板で形成され、前記第１バックヨーク部の外周面の軸方向に沿って該方向性電磁鋼板が厚さ方向に積層されるように螺旋状に巻回されて設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の同期電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定子コイルが巻回される複数のティース部が内周部に形成されるステータが設けられた同期電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ステータの鉄損やトルクリップル等を小さくし、効率を高めた同期電動機が種々提案されている。
例えば、ステータ鉄心を、外周面に開口させたコイルスロットを有するティース部と、このティース部の外周に上記コイルスロットにコイルを挿入した後、磁性薄板を巻き重ねて形成したヨーク部によって構成される第１の同期電動機がある。また、このヨーク部の薄板材として、例えばアモルファスや、方向性電磁鋼板を用いることによってコイルに供給する励磁電流、および鉄心の鉄損を低下させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、巻線を電気的絶縁部材（プラスチック樹脂）に固定してなる固定子と、この固定子の内側で永久磁石（界磁磁石）を構造体を介してシャフトに固定してなる回転子とを備え、固定子を装着し、当該永久磁石電動機を保護するための外殻（ブラケット）を鋼板（軟鋼板）とし、ヨーク兼用として磁束分布を良好なものとする第２の同期電動機がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、シャフトに保持され、磁極をラジアル方向にＮ極，Ｓ極交互に着磁した円筒状のロータマグネットと、このロータマグネットを回転自在に支持するメタル軸受と、複数個の巻線を円筒状に配置したステータコイルと、このステータコイルの外側に配置したバックヨークと、フレームとを備え、該バックヨークを帯状の磁性材料を螺旋状に巻いて円筒を形成してインナーロータ型とした円筒状ブラシレスモータがある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６０−２０３８号公報（第１頁〜第２頁、図２）
【特許文献２】
特開２００１−２１１５７６号公報（段落（００１９）、図１）
【特許文献３】
特開平５−２１９６６５号公報（段落（００１２）〜（００１３）、図１及び図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の第１の同期電動機では、ティース部とヨーク部との接合部分の磁束方向は、主に径方向の磁束であるため、このヨーク部を周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板で形成した場合には、この接合部分の近傍における鉄損を低下させることが難しいという問題がある。また、第２の同期電動機では、ティース部が内周部に設けられる固定子は、電気的絶縁部材（プラスチック樹脂）で形成されるため、固定子内の透磁率が電磁鋼板と比較して低下し、コイルに供給する励磁電流が大きくなるという問題がある。
また、従来の第１の同期電動機のバックヨーク部に上記円筒状ブラシレスモータの螺旋状のバックヨークを適用した場合にも、ティース部とヨーク部との接合部分の近傍における鉄損を低下させることが難しいという問題がある。
また、第２の同期電動機のヨークに第１の同期電動機のバックヨーク部を適用した場合にも、ティース部が内周部に設けられる固定子は、電気的絶縁部材（プラスチック樹脂）で形成されるため、固定子内の透磁率が電磁鋼板と比較して低下し、コイルに供給する励磁電流が大きくなるという問題がある。また、同様に第２の同期電動機のヨークに上記円筒状ブラシレスモータの螺旋状のバックヨークを適用した場合にも、ティース部が内周部に設けられる固定子は、電気的絶縁部材（プラスチック樹脂）で形成されるため、固定子内の透磁率が電磁鋼板と比較して低下し、コイルに供給する励磁電流が大きくなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ティース部と第１バックヨーク部とを無方向性電磁鋼板で形成すると共に、この第１ヨーク部の外周部に周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板で形成される第２バックヨーク部を設けることによって、ステータの低鉄損化を図り、高効率化することができる同期電動機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る同期電動機は、固定子コイルが巻回される複数のティース部が内周部に設けられたステータを備えた同期電動機において、前記ステータは、複数のティースが内周部に設けられた第１電磁鋼板を複数枚厚さ方向に積層・固着して形成される第１バックヨーク部と、前記第１バックヨーク部の外周部に配置されて、周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板で形成される第２バックヨーク部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
このような特徴を有する請求項１に係る同期電動機では、第１バックヨーク部の内周部に固定子コイルが巻回される複数のティース部が設けられていることから、各固定子コイルの励磁によって形成される磁束の方向は、ティース部から第１バックヨーク部の外周部に向かって径方向から周方向に変化するが、該第１バックヨーク部は第１電磁鋼板が複数枚厚さ方向に積層・固着されて形成されるため、この磁束の方向の変化による鉄損を低減することができる。また、ステータの外周部分における磁束の方向は、ほぼ周方向となるため、この第１バックヨーク部の外周部に周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板で形成される第２バックヨーク部を配置することによって、ステータの外周部分における周方向の磁束に対する高透磁率化及び低鉄損化を図ることができ、同期電動機の高効率化、トルク向上、及び漏れ磁束の低減化を図ることできる。
【００１０】
また、請求項２に係る同期電動機は、請求項１に記載の同期電動機において、前記第１バックヨーク部の径方向の外周面は、前記固定子コイルの励磁によって形成される前記ステータ内の全磁束の方向がほぼ周方向になる位置に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このような特徴を有する請求項２に係る同期電動機では、各固定子コイルの励磁によって形成される磁束の方向は、第１バックヨーク部の外周部ではほぼ周方向であるため、この第１バックヨーク部の外周部に周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板で形成される第２バックヨーク部を配置することによって、ステータの外周部分における鉄損を無方向性電磁鋼板よりも大幅に低減することができ、同期電動機の高効率化、小型化を確実に図ることができる。
【００１２】
また、請求項３に係る同期電動機は、請求項１に記載の同期電動機において、前記第１バックヨーク部の径方向の外周面は、前記固定子コイルの励磁によって形成される前記ステータ内の全磁束に対する周方向の磁束の割合が約８０％以上になる位置に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
このような特徴を有する請求項３に係る同期電動機では、第１バックヨーク部の径方向の外周面は、固定子コイルの励磁によって形成されるステータ内の全磁束に対する周方向の磁束の割合が約８０％以上になる位置に設けられていることから、第１バックヨーク部の外径寸法をより小さくして、第２バックヨーク部の径方向の厚さ寸法を大きくすることができ、ステータの外周部分における周方向の磁束の高透磁率化、低鉄損化図ることができ、同期電動機の効率の更なる向上を図ることができる。
【００１４】
また、請求項４に係る同期電動機は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の同期電動機において、前記第１電磁鋼板は、無方向性電磁鋼板で形成されていることを特徴とする。
【００１５】
このような特徴を有する請求項４に係る同期電動機では、固定子コイルの励磁によって第１バックヨーク部内を流れる磁束の方向が半径方向から周方向に複雑に変化するため、該第１バックヨーク部を形成する第１電磁鋼板を無方向性電磁鋼板で形成することにより、周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板等で該第１バックヨーク部を形成した場合に比較して、鉄損をより低減化することができると共に、材料コストの削減化を図ることでき、同期電動機の更なる高効率化、トルク向上、及び小型化を図ることできると共に、製造コストの削減化を図ることができる。
【００１６】
また、請求項５に係る同期電動機は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の同期電動機において、前記第２バックヨーク部は、長手方向に磁化容易方向が配置される長尺状の方向性電磁鋼板で形成されて、前記第１バックヨーク部の径方向に巻き重ねて設けられていることを特徴とする。
【００１７】
このような特徴を有する請求項５に係る同期電動機では、第２バックヨーク部は、長手方向に磁化容易方向が配置される長尺状の方向性電磁鋼板を第１バックヨーク部の径方向に巻き重ねて設けられているため、簡易な構成によりこの第２バックヨーク部を形成することができ組立作業の効率化を図ることができる。また、この方向性電磁鋼板は、所定長さ巻回毎に幅方向に切断するだけでよいため、材料取りの向上を図ることができ、製造コストの削減化を図ることができる。また、この第２バックヨーク部の幅寸法を第１バックヨーク部の軸方向の高さ寸法に等しくすることによって、１回の巻き付け作業で第２バックヨーク部を形成することが可能となり、組立作業の更なる効率化を図ることができる。また、方向性電磁鋼板の機械強度は、無方向性電磁鋼板より強いため、ステータの径方向の機械強度の向上を図ることができる。
【００１８】
更に、請求項６に係る同期電動機は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の同期電動機において、前記第２バックヨーク部は、長手方向に磁化容易方向が配置される長尺状の方向性電磁鋼板で形成され、前記第１バックヨーク部の外周面の軸方向に沿って該方向性電磁鋼板が厚さ方向に積層されるように螺旋状に巻回されて設けられていることを特徴とする。
【００１９】
このような特徴を有する請求項６に係る同期電動機では、第２バックヨーク部は、長手方向に磁化容易方向が配置される長尺状の方向性電磁鋼板を第１バックヨーク部の外周面の軸方向に沿って該方向性電磁鋼板が厚さ方向に積層されるように螺旋状に巻回されて設けられているため、１回の巻き付け作業で第２バックヨーク部を形成することが可能となり、組立作業の効率化を図ることができる。また、この方向性電磁鋼板は、所定長さ巻回毎に幅方向に切断するだけでよいため、材料取りの向上を図ることができ、製造コストの削減化を図ることができる。また、第２バックヨーク部は、厚さ方向に積層されるように螺旋状に巻回されて、該第２バックヨーク部と第１バックヨーク部の各電磁鋼板がほぼ平行になるように配置されるため、第２バックヨーク部と第１バックヨーク部との当接面における低鉄損化を図ることができ、同期電動機の更なる効率向上を図ることができる。また、方向性電磁鋼板の機械強度は、無方向性電磁鋼板より強いため、ステータの径方向の機械強度の向上を図ることができる。
【００２０】
また、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の同期電動機において、前記第２バックヨーク部は、周方向に磁化容易方向が配置される略円環状の方向性電磁鋼板で形成され、前記第１バックヨーク部の外周面の軸方向に沿って該方向性電磁鋼板が複数枚厚さ方向に積層・固着されて設けられる構成も好ましい。また、この各略円環状の方向性電磁鋼板を周方向に所定中心角度で分割される複数の略円弧状の方向性電磁鋼板で形成する構成も好ましい。
これにより、周方向に磁化容易方向が配置される略円環状の方向性電磁鋼板を予め多数枚作製しておき、この円環状の方向性電磁鋼板を第１バックヨーク部の外周部に複数枚厚さ方向に積層・固着することにより第２バックヨーク部を形成することができるため、ステータを容易に作製することができ、組立作業の効率化および製造コストの削減化を図ることができる。また、この略円環状の方向性電磁鋼板を周方向に所定中心角度で分割される複数の略円弧状の方向性電磁鋼板で形成する場合には、更に材料取りの歩留まりの向上や型コストの低減化を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る同期電動機を三相同期モータに具体化した第１実施形態乃至第４実施形態を図面に基づき説明する。先ず、第１実施形態に係る三相同期モータの概略構成について図１及び図２に基づき説明する。
図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る三相同期モータ１は、固定子２と回転子３とこれらを収納する不図示のケースとから構成されている。
固定子２は、１２個のティース部５が内周部に設けられる第１バックヨーク部６と、この第１バックヨーク部６の外周面に後述のように径方向に巻き重ねて設けられる第２バックヨーク部７と（図４参照）、各ティース部５の周方向両側面及び上下端面部に順番に巻装される樹脂製ボビン９に巻回された各固定子コイル８Ａ、８Ｂ、８Ｃと、から構成されている。また、第１バックヨーク部６は、無方向性電磁鋼板により形成されている。一方、第２バックヨーク部７は、後述のように周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板により形成されている。また、第１バックヨーク部６のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法と、第２バックヨーク部７の径方向の幅寸法とはほぼ等しくなるように形成されている。ここで、第１バックヨーク部６と第２バックヨーク部７とによりステータ１０が構成されている。
また、回転子３は、８個のロータティース部１１が外周部に設けられたロータ１２と、その回転中心に設けられて回転自在に軸支される回転軸１３とから構成されている。
【００２２】
次に、このように構成される三相同期モータ１の各固定子コイル８Ａ〜８Ｃに順次通電して励磁した場合に形成される磁気回路について図１乃至図３に基づいて説明する。
尚、図１及び図２には各固定子コイル８Ａに通電して励磁した場合に、固定子２と回転子３に形成される磁気回路が示されているが、各固定子コイル８Ｂ、８Ｃにそれぞれ通電した場合にも固定子２と回転子３に同様な磁気回路が形成される。
【００２３】
図１及び図２に示すように、各固定子コイル８Ａに通電することにより、この固定子コイル８Ａが巻回される各ティース部５内に半径方向に流れる磁束が発生する。そして、無方向性電磁鋼板を複数枚積層して形成される各ティース部５内に発生した半径方向外側に流れる磁束は、各ティース部５の基端部から徐々に半径方向から周方向に約９０度曲げられつつ第１バックヨーク部６内を流れて、この第１バックヨーク部６の外周部に達する。
続いて、この磁束は第１バックヨーク部６の外周部に達した場合には、第２バックヨーク部７内を周方向に流れ、直交する位置の各固定子コイル８Ａにより、該固定子コイル８Ａが巻回されるティース部５の基端部に対向する位置で再度、約９０度曲げられてこのティース部５内を半径方向内側に流れ、対向配置されるロータティース部１１内を半径方向内側に流れる。そして、このロータティース部１１内に発生した半径方向内側に流れる磁束は、各ロータティース部１１の基端部で周方向に約９０度曲げられて無方向性電磁鋼板を複数枚積層して形成されるロータ１２内を流れる。そしてまた、ロータ１２内を周方向に流れる磁束は、直交する位置の各固定子コイル８Ａにより、各ロータティース部１１の基端部で再度、約９０度曲げられてこのロータティース部１１内を半径方向外側に流れ、対向配置されるティース部５内を半径方向外側に流れる。
これにより、図１に示すように、無方向性電磁鋼板を複数枚、積層・固着して形成される第１バックヨーク部６、周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板で形成される第２バックヨーク部７、及びロータ１２内を流れる４つの閉磁気回路（図１（Ａ）中、太実線で示す閉磁気回路）１５が形成される。
【００２４】
ここで、第１バックヨーク部６及び第２バックヨーク部７内を流れる磁束の径方向から周方向に変化する状態の一例を図３に基づいて説明する。
図３（Ａ）に示すように、第１バックヨーク部６及び第２バックヨーク部７における半径方向の各位置Ａ〜Ｇは、先ず、位置Ａは第１バックヨーク部６の内周面の位置で、位置Ｇは第２バックヨーク部７の外周面の位置である。また、各位置Ｂ〜Ｆは、この位置Ａと位置Ｇとの間を約６等分する点であり、中点である位置Ｄは第１バックヨーク部６の外周面に位置している。
また、図３（Ｂ）に示すように、径方向の磁界Ｈ（Ａ／ｍ）は、位置Ａから位置Ｅに至るまで急激に減少し、位置Ｆではほぼ０（Ａ／ｍ）になっている。一方、周方向の磁界Ｈ（Ａ／ｍ）は、位置Ａから位置Ｂに至るまで急激に増加し、位置Ｂから半径方向外側の位置では緩やかに増加している。そして、周方向の磁界Ｈ（Ａ／ｍ）は、位置Ｄから半径方向外側では、ほぼ安定している。また、全磁束に対する周方向の磁界Ｈの割合は、位置Ａで約３７．１％、位置Ｂで約５９．７％、位置Ｃで約７２．６％、位置Ｄで約８２．３％、位置Ｅで約９０．３％、位置Ｆではほぼ１００％になっている。
【００２５】
これより、第１バックヨーク部６内を流れる全磁束の周方向の磁界Ｈの割合は、位置Ａから位置Ｄに渡って約３７．１％から約８２．３％まで急激に変化している。即ち、各ティース部５の基端部付近では磁束の方向が複雑になっている。これに対して、第２バックヨーク部７内を流れる位置Ｄから位置Ｇに渡って全磁束の周方向の磁界Ｈの割合は、約８２．３％から約１００％で、磁束の方向がほぼ周方向に向かうため、第２バックヨーク部７の磁化容易方向にほぼ一致している。
【００２６】
また、ステータ１０のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法に対する無方向性電磁鋼板で形成される第１バックヨーク部６の径方向の幅寸法の最適比率について図４に基づいて説明する。
図４（Ａ）に示すように、無方向性電磁鋼板で形成される第１バックヨーク部６のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法をＷ１とする。また、方向性電磁鋼板で形成される第２バックヨーク部７を含むステータ１０のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法をＷとする。また、各ティース部５には各固定子コイル８Ａ〜８Ｃが順次巻装されている。
尚、第１バックヨーク部６と第２バックヨーク部７とから形成されるステータ１０のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法Ｗは、上記の通り無方向性電磁鋼板で形成される第１バックヨーク部６の外周面における周方向の磁界Ｈの割合が全磁束に対して約８０％〜１００％になる位置に形成された際の該第１バックヨーク部６のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法の約２倍になるように形成されているものとする。
【００２７】
また、図４（Ｂ）に示すように、無方向性電磁鋼板の鉄損に対する方向性電磁鋼板の鉄損の比率である鉄損比は、方向性電磁鋼板の磁化容易方向が磁束の方向と一致する場合（即ち、磁束の方向と磁化容易方向とのなす角度が０ｄｅｇの場合）には、無方向性電磁鋼板における鉄損を１とすると該方向性電磁鋼板の鉄損は約０．５になる。また、方向性電磁鋼板の磁化困難方向が磁束の方向と一致する場合（即ち、磁束の方向と磁化容易方向とのなす角度が９０ｄｅｇの場合）には、無方向性電磁鋼板における鉄損を１とすると該方向性電磁鋼板の鉄損は約２になる。
【００２８】
このような図４（Ｂ）に示す鉄損比を有する無方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板でステータを形成した場合には、図４（Ｃ）に示すように、ステータ１０の径方向の幅寸法Ｗに対する第１バックヨーク部６の径方向の幅寸法Ｗ１の比率である分割比Ｗ１／Ｗが「約０％」の場合、即ち第１バックヨーク部６の幅寸法Ｗ１がほぼ「０」の場合には、ステータ１０のティース部５を含まない部分は、ほぼ第２バックヨーク部７、即ち方向性電磁鋼板で形成されるため、鉄損は最大値となる。そして、この第１バックヨーク部６の径方向の幅寸法Ｗ１を徐々に増加して分割比Ｗ１／Ｗを徐々に増加させた場合には、ステータ１０の鉄損は減少して、分割比Ｗ１／Ｗが「約５０％」の場合、即ち、第１バックヨーク部６の幅寸法Ｗ１がステータ１０の径方向の幅寸法Ｗの約半分になった場合に、鉄損が最小値になっている。更に、この第１バックヨーク部６の径方向の幅寸法Ｗ１を徐々に増加して分割比Ｗ１／Ｗを徐々に増加させた場合には、ステータ１０の鉄損は増加して、分割比Ｗ１／Ｗが「約１００％」の場合、即ち、ステータ１０のティース部５を含まない部分が、ほぼ第１バックヨーク部６、即ち無方向方向性電磁鋼板で形成された場合に、再度、鉄損は最大値となる。また、この分割比Ｗ１／Ｗが「約５０±２０％」の場合には、ステータ１０の鉄損は、分割比Ｗ１／Ｗが「約０％」及び「約１００％」における最大鉄損と、この分割比Ｗ１／Ｗが「約５０％」における最小鉄損との差の約半分の鉄損になっている。
【００２９】
従って、図３及び図４に示すように、無方向性電磁鋼板で形成される第１バックヨーク部６の外周面を全磁束の周方向の磁界Ｈの割合が約８０％からほぼ１００％になる位置に形成することにより、第２バックヨーク部７内を流れる磁束の方向がほぼ周方向に向かうため、ステータ１０の外周部分における鉄損を無方向性電磁鋼板よりも大幅に低減することができ、三相同期モータ１の高効率化、小型化を確実に図ることができる。また、無方向性電磁鋼板で形成される第１バックヨーク部６の外周面を全磁束の周方向の磁界Ｈの割合がほぼ１００％になる位置に形成することにより、第２バックヨーク部７内を流れる磁束の方向が確実に周方向に向かうため、ステータ１０の外周部分における更なる低鉄損化を図ることができる。
また、第１バックヨーク部６内を流れる全磁束の周方向の磁界Ｈの割合は、位置Ａから位置Ｄに渡って約３７．１％から約８２．３％まで急激に変化するため、第１バックヨーク部６を無方向性電磁鋼板で形成することにより、該第１バックヨーク部６を方向性電磁鋼板で形成する場合よりも低鉄損化を図ることができる。また、第１バックヨーク部６の径方向の外周面を、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの励磁によって形成されるステータ１０内の全磁束に対する周方向の磁束の割合が約８０％からほぼ１００％になる位置になるように設けると共に、ステータ１０の径方向の幅寸法Ｗに対する該第１バックヨーク部６の径方向の幅寸法Ｗ１の比率である分割比Ｗ１／Ｗが「約５０±２０％」の範囲内にすることによって、該ステータ１０の鉄損と最小鉄損との差を、該分割比Ｗ１／Ｗが「約０％」〜「約１００％」における最大鉄損と最小鉄損との差の約半分以下にすることができる。また、該分割比Ｗ１／Ｗを「約５０％」とすることにより、三相同期モータ１のステータ１０の鉄損の最小化、即ち分割比Ｗ１／Ｗの最適化を図ることができる。
【００３０】
次に、三相同期モータ１の固定子２及び回転子３の製造方法について図５に基づいて説明する。
図５（Ａ）に示すように、第１バックヨーク部６は、内周部に等間隔に１２個のティースを有するように打ち抜いて成形した略円環状の無方向性電磁鋼板（第１電磁鋼板として機能する。）を複数枚積層し、溶接やカシメ等により固定したものである（第１工程）。
また、ロータ１２は、外周部に等間隔に８個のロータティースを有するように打ち抜いて成形した略円環状の無方向性電磁鋼板を複数枚積層し、溶接やカシメ等により固定したものである（第２工程）。そして、このロータ１２に回転軸１３を圧入して固定して回転子３を形成する（第３工程）。
尚、第１バックヨーク部６を構成する無方向性電磁鋼板の各ティースの周方向幅寸法と、ロータ１２を構成する無方向性電磁鋼板の各ロータティースの周方向幅寸法とは同一の幅寸法に成形されている。また、第１バックヨーク部６の軸方向厚さ寸法とロータ１２の軸方向厚さ寸法とは同一の厚さ寸法になるように積層・固定されている。
【００３１】
そして、図５（Ｂ）に示すように、第２バックヨーク部７の作製は、長手方向（図５（Ｂ）中、矢印１８Ａ方向）に磁化容易方向を有する長尺状の方向性電磁鋼板１８を第１バックヨーク部６を所定方向に回転させつつ（図５（Ｂ）中、第１バックヨーク部６を時計回り方向に回転させる。）、該第１バックヨーク部６の外周部に所定回数巻きつける。また、この方向性電磁鋼板１８の幅寸法は、第１バックヨーク部６の軸方向厚さ寸法にほぼ等しくなるように形成されている。続いて、図５（Ｃ）に示すように、方向性電磁鋼板１８を第１バックヨーク部６の外周部に所定回数巻きつけ後、溶接やワニス等で端縁部を固着して第２バックヨーク部７を形成すると共に、該第２バックヨーク部７を第１バックヨーク部６に溶接やワニス等で固着して、ステータ１０を形成する（第４工程）。
【００３２】
その後、図５（Ｄ）に示すように、第１バックヨーク部６の各ティース部５にプリプレグ（ガラス繊維状接着シート）２０を巻回後所定温度に加熱してこのプリプレグ２０を溶融して接着する（第５工程）。そして、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの巻回されるボビン９を第１バックヨーク部６の各ティース部５に半径方向内側から挿入して装着する（第６工程）。これにより、固定子２が形成される。
【００３３】
従って、第２バックヨーク部７は、長手方向に磁化容易方向が配置される長尺状の方向性電磁鋼板１８を第１バックヨーク部６の径方向に巻き重ねて設けられているため、簡易な構成によりこの第２バックヨーク部７を形成することができ組立作業の効率化を図ることができる。また、この方向性電磁鋼板１８は、第１バックヨーク部６の外周部に所定長さ巻回毎に幅方向に切断するだけでよいため、材料取りの向上を図ることができ、製造コストの削減化を図ることができる。また、この第２バックヨーク部７の幅寸法を第１バックヨーク部６の軸方向の高さ寸法に等しくすることによって、１回の巻き付け作業で第２バックヨーク部７を形成することが可能となり、組立作業の更なる効率化を図ることができる。また、方向性電磁鋼板１８の機械強度は、無方向性電磁鋼板より強いため、ステータ１０の径方向の機械強度の向上を図ることができる。
【００３４】
次に、第２実施形態に係る三相同期モータについて図６及び図７に基づいて説明する。尚、上記第１実施形態に係る三相同期モータ１と同一符号は、上記第１実施形態に係る三相同期モータ１と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第２実施形態に係る三相同期モータの全体構成は、第１実施形態に係る三相同期モータ１の全体構成とほぼ同じ構成である。但し、第２バックヨーク部の構成が上記第１実施形態に係る三相同期モータ１と異なっている。
【００３５】
ここで、第２実施形態に係る三相同期モータの概略構成について図６に基づいて説明する。
図６に示すように、第２実施形態に係る三相同期モータ２５は、固定子２６と回転子３とこれらを収納する不図示のケースとから構成されている。
固定子２６は、１２個のティース部５が内周部に設けられる第１バックヨーク部６と、この第１バックヨーク部６の外周面に後述のように該外周面の軸方向に沿って厚さ方向に積層されるように螺旋状に巻回されて設けられる第２バックヨーク部２７と（図７参照）、各ティース部５の周方向両側面及び上下端面部に順番に巻装される樹脂製ボビン９に巻回された各固定子コイル８Ａ、８Ｂ、８Ｃと、から構成されている。また、第１バックヨーク部６は、無方向性電磁鋼板により形成されている。一方、第２バックヨーク部２７は、後述のように周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板により形成されている。また、第１バックヨーク部６のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法と、第２バックヨーク部２７の径方向の幅寸法とはほぼ等しくなるように形成されている。ここで、第１バックヨーク部６と第２バックヨーク部２７とによりステータ３０が構成されている。
また、回転子３は、８個のロータティース部１１が外周部に設けられたロータ１２と、その回転中心に設けられて回転自在に軸支される回転軸１３とから構成されている。
【００３６】
また、図６に示すように、各固定子コイル８Ａに通電することにより、この固定子コイル８Ａが巻回される各ティース部５内に半径方向に流れる磁束が発生する。そして、無方向性電磁鋼板を複数枚積層して形成される各ティース部５内に発生した半径方向外側に流れる磁束は、各ティース部５の基端部から徐々に半径方向から周方向に約９０度曲げられつつ第１バックヨーク部６内を流れて、この第１バックヨーク部６の外周部に達する。
続いて、この磁束は第１バックヨーク部６の外周部に達した場合には、第２バックヨーク部２７内を周方向に流れ、直交する位置の各固定子コイル８Ａにより、該固定子コイル８Ａが巻回されるティース部５の基端部に対向する位置で再度、約９０度曲げられてこのティース部５内を半径方向内側に流れ、対向配置されるロータティース部１１内を半径方向内側に流れる。そして、このロータティース部１１内に発生した半径方向内側に流れる磁束は、各ロータティース部１１の基端部で周方向に約９０度曲げられて無方向性電磁鋼板を複数枚積層して形成されるロータ１２内を流れる。そしてまた、ロータ１２内を周方向に流れる磁束は、直交する位置の各固定子コイル８Ａにより、各ロータティース部１１の基端部で再度、約９０度曲げられてこのロータティース部１１内を半径方向外側に流れ、対向配置されるティース部５内を半径方向外側に流れる。
【００３７】
これにより、図６に示すように、無方向性電磁鋼板を複数枚、積層・固着して形成される第１バックヨーク部６、周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板を該第１バックヨーク部６の外周面に軸方向に沿って巻回して形成される第２バックヨーク部２７、及びロータ１２内を流れる４つの閉磁気回路（図６（Ａ）中、太実線で示す閉磁気回路）１５が形成される。
尚、図６には各固定子コイル８Ａに通電して励磁した場合に、固定子２６と回転子３に形成される閉磁気回路１５が示されているが、各固定子コイル８Ｂ、８Ｃにそれぞれ通電した場合にも固定子２６と回転子３に同様な閉磁気回路１５が形成される。
【００３８】
従って、第２実施形態に係る三相同期モータ２５は、上記第１実施形態に係る三相同期モータ１と同様に、無方向性電磁鋼板で形成される第１バックヨーク部６の外周面を全磁束の周方向の磁界Ｈの割合が約８０％からほぼ１００％になる位置に形成することにより、第２バックヨーク部２７内を流れる磁束の方向がほぼ周方向に向かうため、ステータ３０の外周部分における鉄損を無方向性電磁鋼板よりも大幅に低減することができ、三相同期モータ２５の高効率化、小型化を確実に図ることができる（図３、図４参照）。また、無方向性電磁鋼板で形成される第１バックヨーク部６の外周面を全磁束の周方向の磁界Ｈの割合がほぼ１００％になる位置に形成することにより、第２バックヨーク部２７内を流れる磁束の方向が確実に周方向に向かうため、ステータ３０の外周部分における更なる低鉄損化を図ることができる。
【００３９】
また、第１バックヨーク部６の外周面を全磁束の周方向の磁界Ｈの割合が約８０％からほぼ１００％になる位置に形成しても、第２バックヨーク部２７は、第１バックヨーク部６の外周面の軸方向に沿って方向性電磁鋼板が厚さ方向に積層されるように螺旋状に巻回されて、第１バックヨーク部６の各無方向性電磁鋼板とほぼ平行になるように配置されるため、この第２バックヨーク部２７と第１バックヨーク部６との当接面における鉄損を上記第１実施形態に係る第２バックヨーク部７と比較して、更に低減化することができ、同期電動機２５の更なる効率向上を図ることができる。
【００４０】
また、ステータ３０の径方向の幅寸法Ｗに対する第１バックヨーク部６の径方向の幅寸法Ｗ１の比率である分割比Ｗ１／Ｗは、上記第１実施形態に係る三相同期モータ１におけるステータ１０の分割比Ｗ１／Ｗと同様に、第１バックヨーク部６の径方向の外周面を、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの励磁によって形成されるステータ３０内の全磁束に対する周方向の磁束の割合が約８０％からほぼ１００％になる位置になるように設けると共に、ステータ３０の径方向の幅寸法Ｗに対する該第１バックヨーク部６の径方向の幅寸法Ｗ１の比率である分割比Ｗ１／Ｗが「約５０±２０％」の範囲内にすることによって、該ステータ３０の鉄損と最小鉄損との差を、該分割比Ｗ１／Ｗが「約０％」〜「約１００％」における最大鉄損と最小鉄損との差の約半分以下にすることができる。また、該分割比Ｗ１／Ｗを「約５０％」とすることにより、三相同期モータ２５のステータ３０の鉄損の最小化、即ち分割比Ｗ１／Ｗの最適化を図ることができる。
【００４１】
次に、三相同期モータ２５の固定子２６及び回転子３の製造方法について図７に基づいて説明する。
図７（Ａ）に示すように、第１バックヨーク部６は、内周部に等間隔に１２個のティースを有するように打ち抜いて成形した略円環状の無方向性電磁鋼板（第１電磁鋼板として機能する。）を複数枚積層し、溶接やカシメ等により固定したものである（第１工程）。
また、ロータ１２は、外周部に等間隔に８個のロータティースを有するように打ち抜いて成形した略円環状の無方向性電磁鋼板を複数枚積層し、溶接やカシメ等により固定したものである（第２工程）。そして、このロータ１２に回転軸１３を圧入して固定して回転子３を形成する（第３工程）。
尚、第１バックヨーク部６を構成する無方向性電磁鋼板の各ティースの周方向幅寸法と、ロータ１２を構成する無方向性電磁鋼板の各ロータティースの周方向幅寸法とは同一の幅寸法に成形されている。また、第１バックヨーク部６の軸方向厚さ寸法とロータ１２の軸方向厚さ寸法とは同一の厚さ寸法になるように積層・固定されている。
【００４２】
そして、図７（Ｂ）に示すように、第２バックヨーク部２７の作製は、長手方向（図７（Ｂ）中、矢印３５Ａ方向）に磁化容易方向を有する長尺状の方向性電磁鋼板３５を第１バックヨーク部６を所定方向に回転させつつ（図７（Ｂ）中、第１バックヨーク部６を時計回り方向に回転させる。）該第１バックヨーク部６の外周面の軸方向に沿って該方向性電磁鋼板３５が厚さ方向に積層されるように螺旋状に巻回する。また、この方向性電磁鋼板３５の幅寸法は、第１バックヨーク部６のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法にほぼ等しくなるように形成されている。
続いて、図７（Ｃ）に示すように、方向性電磁鋼板３５を第１バックヨーク部６の軸方向厚さ寸法にほぼ等しくなるように所定回数巻回後、溶接やワニス等で端縁部を固着して第２バックヨーク部２７を形成すると共に、該第２バックヨーク部２７を第１バックヨーク部６に溶接やワニス等で固着して、ステータ３０を形成する（第４工程）。
【００４３】
その後、図７（Ｄ）に示すように、第１バックヨーク部６の各ティース部５にプリプレグ（ガラス繊維状接着シート）２０を巻回後所定温度に加熱してこのプリプレグ２０を溶融して接着する（第５工程）。そして、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの巻回されるボビン９を第１バックヨーク部６の各ティース部５に半径方向内側から挿入して装着する（第６工程）。これにより、固定子２６が形成される。
【００４４】
従って、第２バックヨーク部２７は、長手方向に磁化容易方向が配置される長尺状の方向性電磁鋼板３５を第１バックヨーク部６の外周面の軸方向に沿って該方向性電磁鋼板３５が厚さ方向に積層されるように螺旋状に巻回されて設けられているため、１回の巻き付け作業で第２バックヨーク部２７を形成することが可能となり、組立作業の効率化を図ることができる。また、この方向性電磁鋼板３５は、所定回数巻回毎に幅方向に切断するだけでよいため、材料取りの向上を図ることができ、製造コストの削減化を図ることができる。また、方向性電磁鋼板３５の機械強度は、無方向性電磁鋼板より強いため、ステータ３０の径方向の機械強度の向上を図ることができる。
【００４５】
次に、第３実施形態に係る三相同期モータについて図８に基づいて説明する。尚、上記第２実施形態に係る三相同期モータ２５と同一符号は、上記第２実施形態に係る三相同期モータ２５と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第３実施形態に係る三相同期モータの全体構成は、第２実施形態に係る三相同期モータ２５の全体構成とほぼ同じ構成である。但し、第３実施形態に係る三相同期モータの第２バックヨーク部の構成が上記第２実施形態に係る三相同期モータ２５の第２バックヨーク部２７と異なっている。
【００４６】
図８（Ｂ）に示すように、第３実施形態に係る三相同期モータのステータ４０は、１２個のティース部５が内周部に設けられる第１バックヨーク部６と、この第１バックヨーク部６の外周部に設けられる第２バックヨーク部４１とから構成されている。
この第２バックヨーク部４１は、図８（Ａ）に示すように、長尺状の方向性電磁鋼板３５を所定長さで幅方向に切断後、これを略円環状に曲げ形成される薄板状の方向性電磁鋼板４２が第１バックヨーク部６の外周面の軸方向に沿って厚さ方向に複数枚積層・固着されて形成されている。従って、各方向性電磁鋼板４２は、周方向に磁化容易方向４２Ａ（第２実施形態における磁化容易方向３５Ａと同一方向）を有している。また、各方向性電磁鋼板４２の内径は、第１バックヨーク部６の外径にほぼ等しくなるように形成され、該各方向性電磁鋼板４２の径方向の幅寸法は、第１バックヨーク部６のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法にほぼ等しくなるように形成されている。
【００４７】
従って、第２バックヨーク部４１は、長手方向に磁化容易方向を有する長尺状の薄板方向性電磁鋼板３５を予め略円環状で薄板状の方向性電磁鋼板４２（図８（Ａ）参照）に複数枚曲げ形成しておき、該略円環状の方向性電磁鋼板４２を第１バックヨーク部６の外周面の軸方向に沿ってに積層・固着することによって形成できるため（図８（Ｂ）参照）、ステータ４０を容易に作製することができ、三相同期モータの組立作業の効率化を図ることができる。また、方向性電磁鋼板４２の機械強度は、無方向性電磁鋼板より強いため、ステータ４０の径方向の機械強度の向上を図ることができる。
また、上記第２実施形態に係る三相同期モータ２５と同様に、無方向性電磁鋼板で形成される第１バックヨーク部６の外周面を全磁束の周方向の磁界Ｈの割合が約８０％からほぼ１００％になる位置に形成することにより、第２バックヨーク部４１内を流れる磁束の方向がほぼ周方向に向かうため、ステータ４０の外周部分における鉄損を無方向性電磁鋼板よりも大幅に低減することができ、三相同期モータの高効率化、小型化を確実に図ることができる（図３、図４参照）。また、無方向性電磁鋼板で形成される第１バックヨーク部６の外周面を全磁束の周方向の磁界Ｈの割合がほぼ１００％になる位置に形成することにより、第２バックヨーク部４１内を流れる磁束の方向が確実に周方向に向かうため、ステータ４０の外周部分における更なる低鉄損化を図ることができる。
【００４８】
また、第１バックヨーク部６の外周面を全磁束の周方向の磁界Ｈの割合が約８０％からほぼ１００％になる位置に形成しても、第２バックヨーク部４１は、第１バックヨーク部６の外周面の軸方向に沿って薄板状の方向性電磁鋼板４２が厚さ方向に複数枚積層・固着されて、第１バックヨーク部６の各無方向性電磁鋼板とほぼ平行になるように配置されるため、この第２バックヨーク部４１と第１バックヨーク部６との当接面における鉄損を上記第２実施形態に係る第２バックヨーク部２７と同様に低減することができ、同期電動機の更なる効率向上を図ることができる。
【００４９】
また、ステータ４０の径方向の幅寸法Ｗに対する第１バックヨーク部６の径方向の幅寸法Ｗ１の比率である分割比Ｗ１／Ｗは、上記第２実施形態に係る三相同期モータ２５と同様に、第１バックヨーク部６の径方向の外周面を、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの励磁によって形成されるステータ４０内の全磁束に対する周方向の磁束の割合が約８０％からほぼ１００％になる位置になるように設けると共に、ステータ４０の径方向の幅寸法Ｗに対する該第１バックヨーク部６の径方向の幅寸法Ｗ１の比率である分割比Ｗ１／Ｗが「約５０±２０％」の範囲内にすることによって、該ステータ４０の鉄損と最小鉄損との差を、該分割比Ｗ１／Ｗが「約０％」〜「約１００％」における最大鉄損と最小鉄損との差の約半分以下にすることができる。また、該分割比Ｗ１／Ｗを「約５０％」とすることにより、三相同期モータのステータ４０の鉄損の最小化、即ち分割比Ｗ１／Ｗの最適化を図ることができる。
【００５０】
次に、第４実施形態に係る三相同期モータについて図９に基づいて説明する。尚、上記第３実施形態に係る三相同期モータと同一符号は、上記第３実施形態に係る三相同期モータと同一あるいは相当部分を示すものである。
この第４実施形態に係る三相同期モータの全体構成は、第３実施形態に係る三相同期モータの全体構成とほぼ同じ構成である。但し、第４実施形態に係る三相同期モータの第２バックヨーク部の構成が上記第３実施形態に係る三相同期モータの第２バックヨーク部４１と異なっている。
図９（Ｃ）に示すように、第４実施形態に係る三相同期モータのステータ５０は、１２個のティース部５が内周部に設けられる第１バックヨーク部６と、この第１バックヨーク部６の外周部に設けられる第２バックヨーク部５１とから構成されている。
また、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この第２バックヨーク部５１は、上記第３実施形態に係る方向性電磁鋼板４２を周方向に所定の中心角度（例えば、中心角度が約３６度等）で分割面が半径方向に沿うように分割した１０個の第２バックヨーク片５２を、該第２バックヨーク片５２の一側の分割面を、隣接する第２バックヨーク片５２の他側の分割面に当接させて、第１バックヨーク部６の外周面の周方向に連結接続して略円環状の方向性電磁鋼板の一枚分（上記第３実施形態に係る方向性電磁鋼板４２の一枚分に相当する。）を形成すると共に、これを該第２バックヨーク片５２の厚さ方向に複数枚積層し、溶接やカシメ等により固定したものである。また、各第２バックヨーク片５２は、その円弧方向に磁化容易方向５２Ａを有するため、該各第２バックヨーク片５２を第１バックヨーク部６の外周面の周方向に連結接続して形成される各一枚分略円環状の方向性電磁鋼板は、その周方向に磁化容易方向を有している。また、各第２バックヨーク片５２の内側の円弧径は、第１バックヨーク部６の外径にほぼ等しくなるように形成され、この各第２バックヨーク片５２の半径方向の幅寸法は、第１バックヨーク部６のティース部５を含まない部分の径方向の幅寸法にほぼ等しくなるように形成されている。
【００５１】
従って、第４実施形態に係るステータ５０は、磁化容易方向を有する薄板方向性電磁鋼板からその磁化容易方向が円弧方向に沿うように各第２バックヨーク片５２を形成することによって、上記第３実施形態に係るステータ４０の技術的効果に加えて、更に第２バックヨーク部５０を形成する方向性電磁鋼板の材料取りの歩留まりの向上や型コストの低減化を図ることができる。
【００５２】
尚、本発明は前記第１実施形態乃至第４実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。
（Ａ）前記第１実施形態では、長尺状の方向性電磁鋼板１８を第１バックヨーク部６の外周面に直接巻回したが、この長尺状の方向性電磁鋼板１８を第１バックヨーク部６と同一外径寸法を有する円筒状又は円柱状の芯部材に所定回数巻回して第２バックヨーク部７を別体に形成した後、該第２バックヨーク部７を第１バックヨーク部６の外周部に焼き嵌めや溶接等によって嵌着する構成にしてもよい。これにより、第２バックヨーク部７を予め作製しておくことができ、ステータ１０の組立作業の更なる効率化を図ることができる。
また、第２バックヨーク部７の軸方向幅寸法を、第１バックヨーク部６の軸方向厚さ寸法を２以上等分割した寸法にほぼ等しく形成し、該第２バックヨーク部７を第１バックヨーク部６の外周部に所定個数積層後、焼き嵌めや溶接等によって嵌着する構成にしてもよい。これにより、第１バックヨーク部６の軸方向厚さ寸法が大きい場合にも、該第２バックヨーク部７を複数個積層・固着することによってステータ１０を容易に作成でき、組立作業の更なる効率化を図ることができる。
（Ｂ）前記第１実施形態乃至第４実施形態では、第１バックヨーク部６は無方向性電磁鋼板を内周部に等間隔に１２個のティースを有するように打ち抜いて略円環状に成形しているが、該第１バックヨーク部６を周方向に所定中心角度で分割面が半径方向に沿うように複数個の第１バックヨーク片に形成し、該第１バックヨーク片を周方向に連結接続して略円環状の無方向性電磁鋼板の一枚分を形成すると共に、これを第１バックヨーク部６の厚さ方向に複数枚積層し、溶接やカシメ等により固定して形成してもよい。これにより、第１バックヨーク部６を形成する無方向性電磁鋼板の材料取りの歩留まりの向上や型コストの低減化を図ることができる。
（Ｃ）前記第１実施形態乃至第４実施形態では、第１バックヨーク部６は無方向性電磁鋼板で形成したが、この第１バックヨーク部６を周方向と径方向とに磁化容易方向を有する二方向性電磁鋼板で形成してもよい。これにより、第１バックヨーク部６の各ティース部５における径方向の鉄損の低減化を図ることができる。また、該第１バックヨーク部６を周方向に所定中心角度で分割面が半径方向に沿うように複数個の第１バックヨーク片で形成すると共に、この第１バックヨーク片を周方向と径方向とに磁化容易方向を有する二方向性電磁鋼板で形成してもよい。これにより、第１バックヨーク部６を形成する二方向性電磁鋼板の材料取りの歩留まりの向上や型コストの低減化を図ることができる。
（Ｄ）前記第４実施形態では、第２バックヨーク部５１は周方向に分割面が半径方向に沿うように１０個に分割したが、各層毎に異なる個数に分割するようにしてもよい。また、各第２バックヨーク片５２の中心角度が複数種類になるように分割してもよい。これにより、各第２バックヨーク片５２切断面が重なるのを防止して、第２バックヨーク部５１の強度の向上を図ることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係る同期電動機によれば、第１バックヨーク部の内周部に固定子コイルが巻回される複数のティース部が設けられていることから、各固定子コイルの励磁によって形成される磁束の方向は、ティース部から第１バックヨーク部の外周部に向かって径方向から周方向に変化するが、該第１バックヨーク部は無方向性電磁鋼板が複数枚厚さ方向に積層・固着されて形成されるため、この磁束の方向の変化による鉄損を低減することができる。また、ステータの外周部分における磁束の方向は、ほぼ周方向となるため、この第１バックヨーク部の外周部に周方向に磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板で形成される第２バックヨーク部を配置することによって、ステータの外周部分における周方向の磁束に対する高透磁率化及び低鉄損化を図ることができ、同期電動機の更なる高効率化、トルク向上、及び漏れ磁束の低減化を図ることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る三相同期モータの概略構成及び１相励磁の場合に形成される磁気回路の一例を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図２】図１の固定子側の磁気回路を示す要部拡大斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る三相同期モータの第１バックヨーク部及び第２バックヨーク部内を流れる磁束の径方向から周方向に変化する状態の一例を示す図で、（Ａ）は第１バックヨーク部及び第２バックヨーク部における半径方向の各位置Ａ〜Ｇを模式的に示す図、（Ｂ）は各位置Ａ〜Ｇにおける径方向の磁界、周方向の磁界、及び全磁束に対する周方向の磁界の割合の一例を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る三相同期モータのステータの第１バックヨーク部の径方向の幅寸法の比率を変化させた場合の該ステータの鉄損の変化の一例を説明する図で、（Ａ）は固定子コイルにより形成される磁束の方向、ステータの幅寸法Ｗ、及び第１バックヨーク部の幅寸法Ｗ１を示す図、（Ｂ）は無方向性電磁鋼板を基準とした場合の方向性電磁鋼板の磁化容易方向と磁化困難方向における各鉄損比の一例を示す図、（Ｃ）は（Ｂ）に示す鉄損比を有する無方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板でステータを形成した場合における、第１バックヨーク部の径方向の幅寸法の比率に対するステータの鉄損の変化の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る三相同期モータの製造方法を模式的に示す図で、（Ａ）は第１バックヨーク部とロータの作製工程を示す図、（Ｂ）〜（Ｃ）は第２バックヨーク部の作製工程を示す図、（Ｄ）は固定子コイルの装着工程を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る三相同期モータの概略構成及び１相励磁の場合に形成される磁気回路の一例を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図７】第２実施形態に係る三相同期モータの製造方法を模式的に示す図で、（Ａ）は第１バックヨーク部とロータの作製工程を示す図、（Ｂ）〜（Ｃ）は第２バックヨーク部の作製工程を示す図、（Ｄ）は固定子コイルの装着工程を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る三相同期モータのステータの概略構成及び製造方法を模式的に示す図で、（Ａ）は第２バックヨーク部を構成する略円環状の各方向性電磁鋼板を示す図、（Ｂ）はステータの斜視図である。
【図９】第４実施形態に係る三相同期モータのステータの概略構成及び製造方法を模式的に示す図で、（Ａ）は第２バックヨーク部を構成する略円弧状の各方向性電磁鋼板を示す図、（Ｂ）はステータの斜視図である。
【符号の説明】
１、２５                          三相同期モータ
２、２６                          固定子
３                                回転子
５                                ティース部
６                                第１バックヨーク部
７、２７、４１、５１              第２バックヨーク部
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ                  固定子コイル
９                                ボビン
１０、３０、４０、５０            ステータ
１８、３５、４２、５２            方向性電磁鋼板
１８Ａ、３５Ａ、４２Ａ、５２Ａ    磁化容易方向
１５                              閉磁気回路
【図１】
2004274802.tif 000003
【図２】
2004274802.tif 000004
【図３】
2004274802.tif 000005
【図４】
2004274802.tif 000006
【図５】
2004274802.tif 000007
【図６】
2004274802.tif 000008
【図７】
2004274802.tif 000009
【図８】
2004274802.tif 000010
【図９】
2004274802.tif 000011