(57)【要約】【課題】  ステータコアに圧縮応力を作用させず、電磁鋼板の鉄損の増大を招くことのない電動機のステータコアを提供すること。【解決手段】  内周部が連続する複数のティース１３ａを備えるティース部１３と、このティース部１３の外周部でティース１３ａを連続させる環状のヨーク部１１とを備える電動機のステータコア１０で、ヨーク部１１を円周方向に分割構造とするとともに、このヨーク部１１とティース部１３との接合部を接触または隙間を有する寸法公差１５とするとともに、空間１６を設ける。 これにより、ヨーク部１１とティース部１３とを接合部で接合しても接触または隙間を有する寸法公差１５および空間１６によって圧縮応力が加わらず、電磁鋼板の磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止できるようにしている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周部が連続する複数のティースを備えるティース部と、このティース部のティースを外周部で連続させる環状のヨーク部とを備える電動機のステータコアであって、
前記ヨーク部を円周方向に分割構造とするとともに、このヨーク部と前記ティース部との接合部を接触または隙間を有する寸法公差としてなることを特徴とする電動機のステータコア。
【請求項２】
前記ヨーク部同士の接触が、前記ヨーク部と前記ティース部との接触よりも先になる寸法公差としてなることを特徴とする請求項1記載の電動機のステータコア。
【請求項３】
前記ヨーク部の組込み方向に対し、前記ティース部の接触部の角度を平行または内向きに構成してなることを特徴とする請求項１または２記載の電動機のステータコア。
【請求項４】
前記ヨーク部と前記ティース部の頂部との間に圧縮力の作用を防止する空間を設けてなることを特徴とする請求項1〜３のいずれかに記載の電動機のステータコア。
【請求項５】
前記ヨーク部の外周に設けられるハウジングを、当該ヨーク部と接触ないし隙間を有する寸法公差としてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電動機のステータコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機のステータコアに関し、電磁鋼鈑を用いるティース部などの磁気特性の悪化による鉄損の増大を防止できるようにしたもので、特に高速または高周波モータに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
ターボコンプレッサなどを直接高速回転で駆動する電動機などでは、ロータ表面に発生する渦電流を低減して効率を高めるとともに、ステータコア内周面からロータコアまでの距離を短縮して無効磁束を低減して力率を向上するため、ステータコアとして内周部がつながったティース部と、これらティース部の外周部をつなぐリング状のヨーク部とに分割した構造のものが特許文献1などに提案されている。
【０００３】
このような電動機のステータコアでは、薄板状の電磁鋼鈑を軸方向に積層することでティース部およびヨーク部が作られ、通常、図５に示すように、リング状のヨーク部１の内周側に、内周部がつながるとともに放射状に配置された複数のティースを備えるティース部２を嵌合して組み立てる。
【０００４】
このようなステータコアを精度良く製作・組立しようとする場合には、ヨーク部とティース部とをしまり嵌めあるいは中間嵌めとして圧縮応力が加わる状態としている。
【０００５】
また、特許文献2の電動機では、ステータコアのヨーク部を複数に分割する分割構造とし、分割されたヨーク部を組み立てた後に外周部から内径方向に均等に応力を加えることによって寸法精度の矯正を行うようにすることが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２１１６１４号公報
【特許文献２】特開２００１−２１８４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のいずれのステータコアも、組み立て精度を保つため、外部から応力が加わる状態で組み立てられている。
【０００７】
ところが、ステータコアを構成する電磁鋼鈑は、圧縮応力が加わると磁気特性が悪化し、鉄損が増加することが報告〈ＪＭＡＧ  Ｕｓｅｒｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ２００３講演論文集、２００３．１０．１４．ｐ２３−１〜２３−１１など〉されており、大きな問題となる。
【０００８】
この鉄損は周波数にも依存するため、高い周波数が常に印加される高速および高周波電動機の場合には、一層大きな問題となる。
【０００９】
この発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ステータコアに圧縮応力を作用させず、電磁鋼板の鉄損の増大を招くことのない電動機のステータコアを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明の請求項１記載の電動機のステータコアは、内周部が連続する複数のティースを備えるティース部と、このティース部のティースを外周部で連続させる環状のヨーク部とを備える電動機のステータコアであって、前記ヨーク部を円周方向に分割構造とするとともに、このヨーク部と前記ティース部との接合部を接触または隙間を有する寸法公差としてなることを特徴とするものである。
【００１１】
この電動機のステータコアによれば、内周部が連続する複数のティースを備えるティース部と、このティース部のティースを外周部で連続させる環状のヨーク部とを備える電動機のステータコアであって、前記ヨーク部を円周方向に分割構造とするとともに、このヨーク部と前記ティース部との接合部を接触または隙間を有する寸法公差としており、ヨーク部とティース部とを接合部で接合しても接触または隙間を有する寸法公差によって圧縮応力が加わらず、磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止できるようにしている。
【００１２】
また、この発明の請求項２記載の電動機のステータコアは、請求項1記載の構成に加え、前記ヨーク部同士の接触が、前記ヨーク部と前記ティース部との接触よりも先になる寸法公差としてなることを特徴とするものである。
【００１３】
この電動機のステータコアによれば、前記ヨーク部同士の接触が、前記ヨーク部と前記ティース部との接触よりも先になる寸法公差としており、ヨーク部を環状に組み立ててもティース部に圧縮応力が加わらず、磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止できるようにしている。
【００１４】
さらに、この発明の請求項３記載の電動機のステータコアは、請求項１または２記載の構成に加え、前記ヨーク部の組込み方向に対し、前記ティース部の接触部の角度を平行または内向きに構成してなることを特徴とするものである。
【００１５】
この電動機のステータコアによれば、前記ヨーク部の組込み方向に対し、前記ティース部の接触部の角度を平行または内向きに構成しており、ヨーク部を組み込む場合にもティース部と干渉したり、圧縮応力を加えることなく、スムーズに組み立てることができるようになる。
【００１６】
また、この発明の請求項４記載の電動機のステータコアは、請求項1〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記ヨーク部と前記ティース部の頂部との間に圧縮力の作用を防止する空間を設けてなることを特徴とするものである。
【００１７】
この電動機のステータコアによれば、前記ヨーク部と前記ティース部の頂部との間に圧縮力の作用を防止する空間を設けるようにしており、ティース部の頂部とヨーク部が干渉したり、圧縮応力が加わることなく、スムーズに組み立てることができるようになる。
【００１８】
さらに、この発明の請求項５記載の電動機のステータコアは、請求項１〜４のいずれかに記載の構成に加え、前記ヨーク部の外周に設けられるハウジングを、当該ヨーク部と接触ないし隙間を有する寸法公差としてなることを特徴とするものである。
【００１９】
この電動機のステータコアによれば、前記ヨーク部の外周に設けられるハウジングを、当該ヨーク部と接触ないし隙間を有する寸法公差としてあり、ハウジングに組み立てる場合にもヨーク部やティース部に圧縮応力が加わらず、磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止できるようにしている。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の請求項１記載の電動機のステータコアによれば、内周部が連続する複数のティースを備えるティース部と、このティース部のティースを外周部で連続させる環状のヨーク部とを備える電動機のステータコアであって、前記ヨーク部を円周方向に分割構造とするとともに、このヨーク部と前記ティース部との接合部を接触または隙間を有する寸法公差としたので、ヨーク部とティース部とを接合部で接合しても接触または隙間を有する寸法公差によって圧縮応力が加わらず、磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止することができる。
【００２１】
また、この発明の請求項２記載の電動機のステータコアによれば、前記ヨーク部同士の接触が、前記ヨーク部と前記ティース部との接触よりも先になる寸法公差としたので、ヨーク部を環状に組み立ててもティース部に圧縮応力が加わらず、磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止することができる。
【００２２】
さらに、この発明の請求項３記載の電動機のステータコアによれば、前記ヨーク部の組込み方向に対し、前記ティース部の接触部の角度を平行または内向きに構成したので、ヨーク部を組み込む場合にもティース部と干渉したり、圧縮応力を加えることなく、スムーズに組み立てることができる。
【００２３】
また、この発明の請求項４記載の電動機のステータコアによれば、前記ヨーク部と前記ティース部の頂部との間に圧縮力の作用を防止する空間を設けるようにしたので、ティース部の頂部とヨーク部が干渉したり、圧縮応力が加わることなく、スムーズに組み立てることができる。
【００２４】
さらに、この発明の請求項５記載の電動機のステータコアによれば、前記ヨーク部の外周に設けられるハウジングを、当該ヨーク部と接触ないし隙間を有する寸法公差としたので、ハウジングに組み立てる場合にもヨーク部やティース部に圧縮応力が加わらず、磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の電動機のステータコアの一実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。  
図１および図２は、この発明の電動機のステータコアの一実施の形態にかかり、図１は分解して示す概略平面図および概略斜視図、図２は図１（ａ）中のＡ部およびＢ部を模式的に示す部分拡大図である。
【００２６】
この電動機のステータコア１０は、ヨーク部とティース部とを接合部で接合しても寸法公差を設けることによって圧縮応力が加わらず、電磁鋼板の磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止することができるようにしたもので、リング状のヨーク部１１が円周方向等間隔に複数設けた分割面１２で分割された分割構造としてあり、図示例では、４分割構造とし、４つのヨーク１１ａを備えて構成してある。
【００２７】
また、この電動機のステータコア１０では、リング状のヨーク部１１の内周部に、内周部がつながって連続し、放射方向に複数のティース１３ａが配置されたティース部１３が装着されて構成されており、図示例では、放射方向の１２のティース１３ａを備えて構成されている。
【００２８】
これらヨーク部１１およびティース部１３は、それぞれ薄板状の電磁鋼板を積層することで構成されており、軸方向には、図示例のように、一体とされたり、あるいは分割されていても良い。
【００２９】
このようなヨーク部１１には、ティース部１３の各ティース１３ａに先端部が入る連結溝１４が形成されており、ティース部１３に、分割された各ヨーク１１ａをリング状に組み立てた状態で、図２（ａ）に模式的に示すように、連結溝１４の両側面とティース１３ａの先端部の両側面とが接触するかあるいは隙間が形成されるすきま寸法（ゼロ以上）となる寸法公差１５にしてある。
【００３０】
したがって、このような寸法公差１５をヨーク部１１とティース部１３との間に設けることで、ティース部１３にヨーク部１１を組み立てる場合に、接合部となる連結溝１４部分に圧縮応力が加わらず、電磁鋼板の磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止することができる。
【００３１】
さらに、このヨーク部１１の連結溝１４には、ティース部１３に、分割された各ヨーク１１ａをリング状に組み立ててヨーク部１１とした状態で、図１（ａ）に示すように、連結溝１４の溝底部と各ティース１３ａの先端部の頂部とが接触しないように空間１６が形成されるようにしてある。
【００３２】
なお、この空間１６は、図１に示すように、ヨーク部１１とティース部１３の各ティース１３ａとの間でも必ず形成されるのに対し、ヨーク部１１の連結溝１４の両側面の接触または隙間を有する寸法公差１５による空間は、ティース部１３の各ティース１３ａで必ず生じるとは限らず、片方の側面だけに生じたり、両方の側面とも生じずに接触する場合もある。
【００３３】
したがって、このような空間１６を連結溝１４の溝底部と各ティース１３ａの先端部の頂部と間に設けることで、ヨーク部１１をティース部１３に組み立てる場合に、これらの間に圧縮応力が加わらず、電磁鋼板の磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止することができる。
【００３４】
なお、このような空間１６を設けることで、両側面部が点接触でなく、面接触となり、圧縮応力がかかりづらくなるとともに、磁束は、この面接触部分を通り、空間１６部分をあまり通らないため、性能への影響がほとんどない。
【００３５】
また、このような連結溝１４の両側面の寸法公差１５と溝底部の空間１６を確保するため、分割されたヨーク１１ａをリング状に組み立てたヨーク部１１の状態では、図２（ｂ）に模式的に示すように、ヨーク部１１の連結溝１４とティース部１３のティース１３ａの先端部とが接触するよりも、ヨーク部１１のヨーク１１ａ同士の分割面１２が先に接触するようにしてある。
【００３６】
したがって、このようにヨーク部１１の連結溝１４とティース部１３のティース１３ａの先端部とが接触するよりも、ヨーク部１１のヨーク１１ａ同士の分割面１２が先に接触するようにすることで、接合部となる連結溝１４部分に圧縮応力が加わらず、電磁鋼板の磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止することができる。
【００３７】
さらに、このステータコア１０では、ティース部１３に対して軸直角方向から各ヨーク１１ａを組み立てることになるが、この場合に、ヨーク部１１の連結溝１４の両側面の傾斜角度（ティース部１３のティース１３ａの先端部両側面の傾斜角度と同じ）によっては、ヨーク１１ａを組み立てる際に互いが干渉する場合がある。
【００３８】
そこで、このステータコア１０では、ヨーク部１１の組み込み方向に対して、ティース部１３との接合部の角度ａを平行または内向きにしておく。
【００３９】
すなわち、このステータコア１０では、図３に示すように、ティース１３ａの平行部と先端部の傾斜面のなす角度を接合部の角度ａとした場合に、次式１を満たすようにする。
【数１】
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【００４０】
例えば図１に示すステータコア１０の場合には、ティースの数が１２、ヨークの分割数が４、ヨークの分割位置がティース頂部で係数ｎが２であることから、これらの値を代入して得られる接合部の角度ａは１６５度となる。
【００４１】
この接合部の角度ａを１６５度として図示したものが図１であり、図中の左方向からヨーク１１ａを組み立てることで、ティース１３ａと干渉することなく組み立てることができることが分かる。
【００４２】
同様に、図３（ｂ）には、ティースの数が６、ヨークの分割数が２、ヨークの分割位置がティース頂部で係数ｎが２である場合に、接合部の角度ａが１５０度となり、その場合を図示してある。
【００４３】
また、同様に、図４（ａ）には、ティースの数が２４、ヨークの分割数が４、ヨークの分割位置がティース頂部で係数ｎが２である場合に、接合部の角度ａが１５０度となり、その場合を図示するとともに、同図（ｂ）には、ヨークの分割位置をティース中間部として係数ｎが１である場合の接合部の角度ａが１４２．５度となり、この場合を図示してある。
【００４４】
以上のように、ヨーク部１１の組み込み方向に対して、ティース部１３との接合部の角度ａを平行または内向きになるように式１の条件を満たしているので、いずれのステータコアの場合にも、図中の左方向からヨーク１１ａを組み立てることで、ティース１３ａと干渉することなく組み立てることができることが分かる。
【００４５】
したがって、ヨーク１１ａをティース部１３に組み込む場合に互いの干渉が生じないので、電磁鋼板の磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止することができる。
【００４６】
このように構成したステータコア１０は、ヨーク部１１の外周に設けられるハウジングに装着されて電動機が構成されるが、この電動機のハウジングの内周とヨーク部１１の外周との寸法公差を、ハウジングとヨーク部１１とが接触するかあるいは隙間が形成されるすきま寸法（ゼロ以上）となる寸法公差にしてある。
【００４７】
したがって、電動機のハウジングにヨーク部１１を組み込む場合にも、ステータコア１０に外部から圧縮応力が作用せず、これによっても電磁鋼板の磁気特性の悪化を防止して鉄損の増大を防止することができる。
【００４８】
なお、この実施の形態では、１）：ヨーク部とティース部の接合部をすきま寸法の寸法公差にすること、２）：ヨーク部とティース部の接触よりも、ヨーク部同士の接触が先になるようにすること、３）：ヨーク部の組み込み方向に対して、ティース部との接合部の角度ａを平行または内向きにしておくこと、４）：ティース部頂部とヨーク部の連結溝底部とに空間を設けること、５）：ハウジング内周とヨーク部外周をすきま寸法の寸法公差にすること、のすべての構成を同時に備える電動機のステータコア１０とする場合を例に説明したが、これらを独立して備える構成としたり、これらを任意に組み合わせて備える構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の電動機のステータコアの一実施の形態にかかる分解して示す概略平面図および概略斜視図である。
【図２】この発明の電動機のステータコアの一実施の形態にかかる図１（ａ）中のＡ部およびＢ部を模式的に示す部分拡大図である。
【図３】この発明の電動機のステータコアの一実施の形態にかかるヨーク部とティース部の接合部の角度の説明図およびその一例の説明図である。
【図４】この発明の電動機のステータコアの一実施の形態にかかるヨーク部とティース部の接合部の角度のそれぞれ一例の説明図である。
【図５】従来の電動機のステータコアの概略平面図および分解して示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０              電動機のステータコア
１１              ヨーク部
１１ａ            ヨーク
１２              分割面
１３              ティース部
１３ａ            ティース
１４              連結溝
１５              寸法公差
１６              空間
ａ                ヨークとティースの接合部の角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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