(57)【要約】【課題】  軽量化を図ることができると共に、トルク及び効率の向上並びに組立工数の削減化を図ることができる同期電動機を提供する。【解決手段】  固定子２は、１２個のティース部５が内周部に設けられるステータ６と、この各ティース部５の軸方向上下端面部に固着される第１曲げコア７と、各ティース部５の周方向両側面及び各第１曲げコア７の内側面に巻装される各固定子コイル８Ａ〜８Ｃと、各ティース部５の半径方向先端部に取り付けられた第１圧粉磁心１０と、から構成されている。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る回転軸１３と、各ロータティース部１１の軸方向上下端面部に固着される第２曲げコア１５と、各ロータティース部１１の半径方向先端部に取り付けられた第２圧粉磁心１６と、から構成されている。【選択図】  図３
2005143237.tif 000002
【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と、複数のロータティース部が外周部に設けられたロータと、を備えた同期電動機において、
略長方形の電磁鋼板を内側対向面間に所定間隔を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成され、前記各ティース部の軸方向の上下各端面部に折曲先端部が半径方向内側に向くように固着される第１曲げコアと、
略長方形の電磁鋼板が内側対向面間に所定間隔を形成するように長手方向に折り曲げられると共に、この電磁鋼板が複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成され、前記各ロータティース部の軸方向の上下各端面部に折曲先端部が半径方向外側に向くように固着される第２曲げコアと、
強磁性体から形成されて、前記各第１曲げコアの折曲先端側開口部を覆うと共に、該各第１曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように前記各ティース部の半径方向先端部に固着される第１突極表層部材と、
強磁性体から形成されて、前記各第２曲げコアの折曲先端側開口部を覆うと共に、該各第２曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように前記各ロータティース部の半径方向先端部に固着される第２突極表層部材と、
を備え、
前記固定子コイルは、前記ティース部の周方向両側面及び該ティース部の上下各端面部に固着される前記各第１曲げコアの内側面に巻回され、
前記第１突極表層部材は、前記固定子コイルよりも半径方向内側に設けられ、
前記ティース部とロータティース部とが対向した場合には、該ティース部に固着される各第１曲げコアの折曲先端部及び第１突極表層部材と該ロータティース部に固着される各第２曲げコアの折曲先端部及び第２突極表層部材とが対向配置され、該第１曲げコアとこの第１曲げコアに対向配置される第２曲げコアとによって磁気閉回路が形成されると共に、該ティース部及び第１突極表層部材とこのティース部に対向配置されるロータティース部及び第２突極表層部材とによって磁気閉回路が形成されることを特徴とする同期電動機。
【請求項２】
前記第１突極表層部材は、正面視矩形状に形成され、前記ティース部の半径方向端面部及び該ティース部に固着される各第１曲げコアの折曲先端側開口部を覆い、
前記第２突極表層部材は、正面視矩形状に形成され、前記ロータティース部の半径方向端面部及び該ロータティース部に固着される各第２曲げコアの折曲先端側開口部を覆う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】
前記ティース部は、半径方向端面部に軸方向に沿って形成される第１溝部を有し、
前記第１突極表層部材は、該ティース部に対向する背面部の前記第１溝部に対向する位置に立設される第１リブ部を有し、
前記ロータティース部は、半径方向端面部に軸方向に沿って形成される第２溝部を有し、
前記第２突極表層部材は、該ロータティース部に対向する背面部の前記第２溝部に対向する位置に立設される第２リブ部を有し、
前記第１リブ部は、前記第１溝部に嵌入されて固着されて、前記第２リブ部は、前記第２溝部に嵌入されて固着されることを特徴とする請求項２に記載の同期電動機。
【請求項４】
前記ティース部と該ティース部に固着される各第１曲げコアは、半径方向端面部に軸方向に沿って連続して形成される第３溝部を有し、
前記第１突極表層部材は、前記第３溝部に嵌入されて各第１曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成する第１軸部と、
前記第１軸部の軸方向各端縁部の両側端縁部から周方向外側に延出されて該第１曲げコアの折曲先端開口部を覆う第１延出部と、を有し、
前記ロータティース部と該ロータティース部に固着される各第２曲げコアは、半径方向端面部に軸方向に沿って連続して形成される第４溝部を有し、
前記第２突極表層部材は、前記第４溝部に嵌入されて各第２曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成する第２軸部と、
前記第２軸部の軸方向各端縁部の両側端縁部から周方向外側に延出されて該第２曲げコアの折曲先端開口部を覆う第２延出部と、を有し、
該第１突極表層部材は、前記第１軸部を前記第３溝部に嵌入されて固着され、該第２突極表層部材は、前記第２軸部を前記第４溝部に嵌入されて固着され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５】
前記第１突極表層部材は、前記第１軸部の軸方向各端縁部に形成される各第１延出部の軸方向内側端縁部に対向する位置から半径方向外側に延出される薄板状の一対の第３延出部を有し、
前記固定子コイルは、前記各第３延出部の外側面に巻回されることを特徴とする請求項４に記載の同期電動機。
【請求項６】
前記第１突極表層部材と第２突極表層部材のうちの少なくとも一方は、絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心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５のいずれかに記載の同期電動機。
【請求項７】
前記ティース部と該ティース部に固着される各第１曲げコアは、半径方向端面部に軸方向に沿って連続して形成される第５溝部を有し、
前記第１突極表層部材は、略細長四角形の電磁鋼板を内側対向面間に前記ティース部に固着される各第１曲げコアの内側面を挟持可能、且つ各第１曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成される一対の第３曲げコアを有し、
前記ロータティース部と該ロータティース部に固着される各第２曲げコアは、半径方向端面部に軸方向に沿って連続して形成される第６溝部を有し、
前記第２突極表層部材は、略細長四角形の電磁鋼板を内側対向面間に前記ロータティース部に固着される各第２曲げコアの内側面を挟持可能、且つ各第２曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成される一対の第４曲げコアを有し、
前記一対の第３曲げコアは、両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部が当接されて前記第５溝部に嵌入されて固着され、
前記一対の第４曲げコアは、両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部が当接されて前記第６溝部に嵌入されて固着され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８】
前記第３曲げコア及び第４曲げコアは、曲げ方向に沿った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ことを特徴とする請求項７に記載の同期電動機。
【請求項９】
前記第１曲げコア及び第２曲げコアは、曲げ方向に沿った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ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の同期電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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設けられたステータと、複数のロータティース部が外周部に設けられたロータとから構成される同期電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ステータやロ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、従来の同期電動機では、固定子コイルが巻回されるティースを備えたステータを複数枚、厚さ方向に積層・固定して用いる同期電動機のステータ構造であって、少なくともティースとヨークとを別体とし、このティースを方向性電磁鋼板により形成すると共に、該方向性電磁鋼板の磁化容易方向を径方向としている。また、このヨークを周方向に複数に分割し、該ヨークを方向性電磁鋼板により形成すると共に、方向性電磁鋼板の磁化容易方向を各ヨークの周方向としている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
これにより、別体とされたティースとヨークのうち、ティースを方向性電磁鋼板により形成し、しかも方向性電磁鋼板の磁化容易方向を径方向とすることによって、ティースにおける鉄損は、これが無方向性電磁鋼板により形成されている場合と較べて大きく低減される。また、別体とされたティースとヨークのうち、ヨークを周方向に更に複数に分割すると共にこれを方向性電磁鋼板により形成し、しかも方向性電磁鋼板の磁化容易方向を周方向とすることによって、ヨークにおける鉄損は、これが無方向性電磁鋼板により形成されている場合と較べて大きく低減される。
【特許文献１】特開平７−６７２７２号公報（段落（００２２）〜（００２６）、図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の同期電動機では、固定子コイルは、ステータのティース部に巻回されるため、この固定子コイルの巻長さを短くして軽量化を図る場合には、ティース部の厚さ寸法が短くなりトルクが低下するという問題がある。また、ティースとヨークとを別体とした場合には、ステータの組立工数が増加し、製造コストアップになるという問題がある。
【０００５】
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、固定子コイルの巻長さを短くして軽量化を図ることができると共に、トルク及び効率の向上並びに組立工数の削減化を図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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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と、複数のロータティース部が外周部に設けられたロータと、を備えた同期電動機において、略長方形の電磁鋼板を内側対向面間に所定間隔を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成され、前記各ティース部の軸方向の上下各端面部に折曲先端部が半径方向内側に向くように固着される第１曲げコアと、略長方形の電磁鋼板が内側対向面間に所定間隔を形成するように長手方向に折り曲げられると共に、この電磁鋼板が複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成され、前記各ロータティース部の軸方向の上下各端面部に折曲先端部が半径方向外側に向くように固着される第２曲げコアと、強磁性体から形成されて、前記各第１曲げコアの折曲先端側開口部を覆うと共に、該各第１曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように前記各ティース部の半径方向先端部に固着される第１突極表層部材と、強磁性体から形成されて、前記各第２曲げコアの折曲先端側開口部を覆うと共に、該各第２曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように前記各ロータティース部の半径方向先端部に固着される第２突極表層部材と、を備え、前記固定子コイルは、前記ティース部の周方向両側面及び該ティース部の上下各端面部に固着される前記各第１曲げコアの内側面に巻回され、前記第１突極表層部材は、前記固定子コイルよりも半径方向内側に設けられ、前記ティース部とロータティース部とが対向した場合には、該ティース部に固着される各第１曲げコアの折曲先端部及び第１突極表層部材と該ロータティース部に固着される各第２曲げコアの折曲先端部及び第２突極表層部材とが対向配置され、該第１曲げコアとこの第１曲げコアに対向配置される第２曲げコアとによって磁気閉回路が形成されると共に、該ティース部及び第１突極表層部材とこのティース部に対向配置されるロータティース部及び第２突極表層部材とによって磁気閉回路が形成されることを特徴とする。
【０００７】
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、ステータの各ティース部の軸方向上下端面部には、略長方形の電磁鋼板を内側対向面間に所定間隔を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成される第１曲げコアが、その折曲先端部が半径方向内側に向くように固着されている。また、各ティース部の半径方向先端部には、各第１曲げコアの折曲先端側開口部を覆うと共に、該各第１曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように強磁性体から形成される第１突極表層部材が固着されている。また、固定子コイルは、この第１突極表層部材よりも半径方向外側の各ティース部の周方向両側面及び該各ティース部の上下各端面部に固着される各第１曲げコアの内側面に巻回されている。
一方、ロータの各ロータティース部の軸方向上下端面部には、略長方形の電磁鋼板を内側対向面間に所定間隔を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成される第２曲げコアが、その折曲先端部が半径方向内側に向くように固着されている。また、各ロータティース部の半径方向先端部には、各第２曲げコアの折曲先端側開口部を覆うと共に、該各第２曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように強磁性体から形成される第２突極表層部材が固着されている。
そして、ティース部とロータティース部とが対向した場合には、該ティース部に固着される各第１曲げコアの折曲先端部及び第１突極表層部材と該ロータティース部に固着される各第２曲げコアの折曲先端部及び第２突極表層部材とが対向配置され、該第１曲げコアとこの第１曲げコアに対向配置される第２曲げコアとによって磁気閉回路が形成されると共に、該ティース部及び第１突極表層部材とこのティース部に対向配置されるロータティース部及び第２突極表層部材とによって磁気閉回路が形成される。
【０００８】
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突極表層部材は、正面視矩形状に形成され、前記ティース部の半径方向端面部及び該ティース部に固着される各第１曲げコアの折曲先端側開口部を覆い、前記第２突極表層部材は、正面視矩形状に形成され、前記ロータティース部の半径方向端面部及び該ロータティース部に固着される各第２曲げコアの折曲先端側開口部を覆うことを特徴とする。
【０００９】
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、ティース部の半径方向端面部及び該ティース部に固着される各第１曲げコアの折曲先端側開口部は、正面視矩形状の第１突極表層部材によってほぼ覆われている。また、ロータティース部の半径方向端面部及び該ロータティース部に固着される各第２曲げコアの折曲先端側開口部は、正面視矩形状の第１突極表層部材によってほぼ覆われている。
【００１０】
また、請求項３に係る同期電動機は、請求項２に記載の同期電動機において、前記ティース部は、半径方向端面部に軸方向に沿って形成される第１溝部を有し、前記第１突極表層部材は、該ティース部に対向する背面部の前記第１溝部に対向する位置に立設される第１リブ部を有し、前記ロータティース部は、半径方向端面部に軸方向に沿って形成される第２溝部を有し、前記第２突極表層部材は、該ロータティース部に対向する背面部の前記第２溝部に対向する位置に立設される第２リブ部を有し、前記第１リブ部は、前記第１溝部に嵌入されて固着されて、前記第２リブ部は、前記第２溝部に嵌入されて固着されることを特徴とする。
【００１１】
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突極表層部材は、背面部に立設される第１リブ部が、ティース部の半径方向端面部に軸方向に沿って形成される第１溝部に嵌入されて固着されている。また、第２突極表層部材は、背面部に立設される第２リブ部が、ロータティース部の半径方向端面部に軸方向に沿って形成される第２溝部に嵌入されて固着されている。
【００１２】
また、請求項４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、前記ティース部と該ティース部に固着される各第１曲げコアは、半径方向端面部に軸方向に沿って連続して形成される第３溝部を有し、前記第１突極表層部材は、前記第３溝部に嵌入されて各第１曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成する第１軸部と、前記第１軸部の軸方向各端縁部の両側端縁部から周方向外側に延出されて該第１曲げコアの折曲先端開口部を覆う第１延出部と、を有し、前記ロータティース部と該ロータティース部に固着される各第２曲げコアは、半径方向端面部に軸方向に沿って連続して形成される第４溝部を有し、前記第２突極表層部材は、前記第４溝部に嵌入されて各第２曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成する第２軸部と、前記第２軸部の軸方向各端縁部の両側端縁部から周方向外側に延出されて該第２曲げコアの折曲先端開口部を覆う第２延出部と、を有し、該第１突極表層部材は、前記第１軸部を前記第３溝部に嵌入されて固着され、該第２突極表層部材は、前記第２軸部を前記第４溝部に嵌入されて固着されることを特徴とする。
【００１３】
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、第１突極表層部材は、第１軸部と、該第１軸部の軸方向各端縁部の両側端縁部から周方向外側に延出されて該第１曲げコアの折曲先端開口部を覆う第１延出部とから構成され、正面視略横Ｈ形に形成されている。また、各ティース部と各ティース部に固着される各第１曲げコアの半径方向端面部には、第３溝部が軸方向に沿って連続して形成されている。そして、第１突極表層部材は、第１軸部が第３溝部に嵌入されて取り付けられると共に、該第１突極表層部材は、各第１曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間に所定隙間が形成されている。一方、第２突極表層部材は、第２軸部と、該第２軸部の軸方向各端縁部の両側端縁部から周方向外側に延出されて該第２曲げコアの折曲先端開口部を覆う第２延出部とから構成され、正面視略横Ｈ形に形成されている。また、各ロータティース部と各ロータティース部に固着される各第２曲げコアの半径方向端面部には、第４溝部が軸方向に沿って連続して形成されている。そして、第２突極表層部材は、第２軸部が第４溝部に嵌入されて取り付けられると共に、該第２突極表層部材は、各第２曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間に所定隙間が形成されている。
【００１４】
また、請求項５に係る同期電動機は、請求項４に記載の同期電動機において、前記第１突極表層部材は、前記第１軸部の軸方向各端縁部に形成される各第１延出部の軸方向内側端縁部に対向する位置から半径方向外側に延出される薄板状の一対の第３延出部を有し、前記固定子コイルは、前記各第３延出部の外側面に巻回されることを特徴とする。
【００１５】
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、固定子コイルは、第１突極表層部材の各第１延出部の軸方向内側端縁部に対向する位置から半径方向外側に延出される薄板状の一対の第３延出部の外側面に巻回されている。
【００１６】
また、請求項６に係る同期電動機は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の同期電動機において、前記第１突極表層部材と第２突極表層部材のうちの少なくとも一方は、絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心で形成さ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６に係る同期電動機では、第１突極表層部材と第２突極表層部材のうちの少なくとも一方は、絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心で形成されている。
【００１８】
また、請求項７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、前記ティース部と該ティース部に固着される各第１曲げコアは、半径方向端面部に軸方向に沿って連続して形成される第５溝部を有し、前記第１突極表層部材は、略細長四角形の電磁鋼板を内側対向面間に前記ティース部に固着される各第１曲げコアの内側面を挟持可能、且つ各第１曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成される一対の第３曲げコアを有し、前記ロータティース部と該ロータティース部に固着される各第２曲げコアは、半径方向端面部に軸方向に沿って連続して形成される第６溝部を有し、前記第２突極表層部材は、略細長四角形の電磁鋼板を内側対向面間に前記ロータティース部に固着される各第２曲げコアの内側面を挟持可能、且つ各第２曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成される一対の第４曲げコアを有し、前記一対の第３曲げコアは、両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部が当接されて前記第５溝部に嵌入されて固着され、前記一対の第４曲げコアは、両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部が当接されて前記第６溝部に嵌入されて固着されることを特徴とする。
【００１９】
このような特徴を有する請求項７に係る同期電動機では、第１突極表層部材は、略細長四角形の電磁鋼板を内側対向面間にティース部に固着される各第１曲げコアの内側面を挟持可能、且つ各第１曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成される一対の第３曲げコアから構成されている。また、各ティース部と各ティース部に固着される各第１曲げコアの半径方向端面部には、第５溝部が軸方向に沿って連続して形成されている。そして、第１突極表層部材の一対の第３曲げコアは、両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部が当接されて、各ティース部と各ティース部に固着される各第１曲げコアの半径方向端面部に形成された第５溝部に嵌入されて固着される。一方、第２突極表層部材は、略細長四角形の電磁鋼板を内側対向面間にティース部に固着される各第２曲げコアの内側面を挟持可能、且つ各第２曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着して形成される一対の第４曲げコアから構成されている。また、各ロータティース部と各ロータティース部に固着される各第２曲げコアの半径方向端面部には、第６溝部が軸方向に沿って連続して形成されている。そして、第２突極表層部材の一対の第４曲げコアは、両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部が当接されて、各ロータティース部と各ロータティース部に固着される各第２曲げコアの半径方向端面部に形成された第６溝部に嵌入されて固着される。
【００２０】
また、請求項８に係る同期電動機は、請求項７に記載の同期電動機において、前記第３曲げコア及び第４曲げコアは、曲げ方向に沿った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ことを特徴とする。
【００２１】
このような特徴を有する請求項８に係る同期電動機では、前記第３曲げコア及び第４曲げコアは、曲げ方向に沿った磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板により形成され、各第１曲げコア及び第２曲げコアの折曲先端側開口部の磁束をティース部及びロータティース部に流す磁気回路が形成される。
【００２２】
更に、請求項９に係る同期電動機は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の同期電動機において、前記第１曲げコア及び第２曲げコアは、曲げ方向に沿った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ことを特徴とする。
【００２３】
このような特徴を有する請求項９に係る同期電動機では、前記第１曲げコア及び第２曲げコアは、曲げ方向に沿った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。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に係る同期電動機では、ティース部とロータティース部とが対向した場合には、対向配置される第１曲げコアと第２曲げコアとによって磁気閉回路が形成されるため、磁路長を短くでき、低鉄損化及び効率の向上を図ることができる。
また、ティース部の軸方向厚さ寸法を軸方向上下端面部に固着される各第１曲げコアの軸方向厚さ寸法分ずつ短くしても、ティース部の半径方向先端部に固着される第１突極表層部材によって各第１曲げコアの折曲先端側開口部がほぼ覆われると共に、該第１突極表層部材と各第１曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間には、所定隙間が形成されているため、従来のティース部の磁路断面積以上の磁路断面積を得ることができる。これにより、ステータは各第１曲げコアの軸方向厚さ寸法分ずつのヨーク部を無くすことができ、同期電動機の大幅な軽量化を図ることができると共に、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
また、同様に、ロータティース部の軸方向厚さ寸法を軸方向上下端面部に固着される各第２曲げコアの軸方向厚さ寸法分ずつ短くしても、ロータティース部の半径方向先端部に固着される第２突極表層部材によって各第２曲げコアの折曲先端側開口部がほぼ覆われると共に、該第２突極表層部材と各第２曲げコアの軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間には、所定隙間が形成されているため、従来のロータティース部の磁路断面積以上の磁路断面積を得ることができる。これにより、ロータは、各第２曲げコアの軸方向厚さ寸法分ずつのロータ部を無くすことができ、同期電動機の大幅な軽量化を図ることができると共に、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
また、固定子コイルがティース部の両側面部と上下第１曲げコアの内側面に巻回されるため、この固定子コイルの軸方向の巻長さを左右側面部において、従来の同期電動機より各第１曲げコアの軸方向厚さ寸法分ずつ短くして巻回することができ、同期電動機の更なる軽量化を図ることができる。また、第１曲げコアと第２曲げコアは、略長方形の電磁鋼板を内側対向面間に所定間隔を形成するように長手方向に折り曲げると共に、この電磁鋼板を複数枚、厚さ方向に積層・固着することにより形成されるため、簡易な構成により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。
【００２５】
また、請求項２に係る同期電動機では、各第１突極表層部材と各第２突極表層部材は、正面視矩形状に形成されているため、簡単な形状に形成でき加工精度の向上を図ることができる。また、各第１突極表層部材と各第２突極表層部材は、ティース部及び各第１曲げコアとロータティース部及び各第２曲げコアの半径方向端面部を容易に覆うことができ、ステータとロータ間の磁束密度を高くし、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
【００２６】
また、請求項３に係る同期電動機では、各第１突極表層部材の背面部に立設される第１リブ部を、各ティース部の半径方向端面部に軸方向に沿って形成される第１溝部に嵌入して固着することにより、該各第１突極表層部材を各ティース部の半径方向端面部に取り付けることができるため、ステータ組み立て作業の効率化を図ることができる。また、各第２突極表層部材の背面部に立設される第２リブ部を、各ロータティース部の半径方向端面部に軸方向に沿って形成される第２溝部に嵌入して固着することにより、該各第２突極表層部材を各ロータティース部の半径方向端面部に取り付けることができるため、ロータ組み立て作業の効率化を図ることができる。
【００２７】
また、請求項４に係る同期電動機では、各第１突極表層部材は、各ティース部と該ティース部に固着される各第１曲げコアの半径方向端面部に連続して形成される第３溝部に、該第１突極表層部材の第１軸部を嵌入して取り付けることができるため、各第１突極表層部材をティース部の半径方向端面部に容易に取り付けることができ、ステータ組み立て作業の効率化を図ることができる。また、各第２突極表層部材は、各ロータティース部と該ロータティース部に固着される各第２曲げコアの半径方向端面部に連続して形成される第４溝部に、該第２突極表層部材の第２軸部を嵌入して取り付けることができるため、各第２突極表層部材をロータティース部の半径方向端面部に容易に取り付けることができ、ロータ組み立て作業の効率化を図ることができる。また、各ティース部と該ティース部に固着される各第１曲げコアの第３溝部の両側には、電磁鋼板が表面部に出ており、一方、各ロータティース部と該ロータティース部に固着される各第２曲げコアの第４溝部の両側にも、電磁鋼板が表面部に出て対向しているため、各ティース部及びロータティース部の各第１突極表層部材及び第２突極表層部材における鉄損を大幅に削減することができ、更なる高トルク化及び高効率化を図ることができる。
【００２８】
また、請求項５に係る同期電動機では、固定子コイルは、第１突極表層部材の各第１延出部の軸方向内側端縁部に対向する位置から半径方向外側に延出される薄板状の一対の第３延出部の外側面に巻回されているため、該第１突極表層部材の各第３延出部を各第１曲げコアに挿入し、第１軸部を第３溝部に嵌入させることによって、固定子コイルがティース部の両側面部と上下第１曲げコアの内側面に巻回されるため、固定子コイルをステータの各ティース部に巻回する作業の大幅な効率化を図ることできる。
【００２９】
また、請求項６に係る同期電動機では、第１突極表層部材と第２突極表層部材のうちの少なくとも一方は、絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心で形成されているため、第１突極表層部材や第２突極表層部材の製造を容易に行え、歩留まりの向上を図ることができ、同期電動機の製造コストの削減化を図ることができる。
【００３０】
また、請求項７に係る同期電動機では、各第１突極表層部材は、各ティース部と各ティース部に固着される各第１曲げコアの半径方向端面部に連続して形成される第５溝部に、該第１突極表層部材を構成する一対の第３曲げコアを、該第３曲げコアの両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部を当接させた状態で嵌入して取り付けることができるため、各第１突極表層部材をティース部の半径方向端面部に容易に取り付けることができ、ステータ組み立て作業の効率化を図ることができる。また、各第２突極表層部材は、各ロータティース部と各ロータティース部に固着される各第２曲げコアの半径方向端面部に連続して形成される第６溝部に、該第２突極表層部材を構成する一対の第４曲げコアを、該第４曲げコアの両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部を当接させた状態で嵌入して取り付けることができるため、各第２突極表層部材をロータティース部の半径方向端面部に容易に取り付けることができ、ロータ組み立て作業の効率化を図ることができる。また、第１突極表層部材を構成する一対の第３曲げコアと、第２突極表層部材を構成する一対の第４曲げコアとは、電磁鋼板で形成されているため、各ティース部及びロータティース部の各第１突極表層部材及び第２突極表層部材における鉄損を大幅に削減することができ、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
【００３１】
また、請求項８に係る同期電動機では、第３曲げコア及び第４曲げコアは、曲げ方向に沿った磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板により形成されるため、第３曲げコアと第４曲げコアとが無方向性電磁鋼板により構成されている場合よりも更なる低鉄損化を図ることができ、更なる高トルク化及び高効率化を図ることができる。
【００３２】
更に、請求項９に係る同期電動機では、第１曲げコア及び第２曲げコアは、曲げ方向に沿った磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板により形成されるため、第１曲げコアと第２曲げコアとが無方向性電磁鋼板により構成されている場合よりも更なる低鉄損化を図ることができ、更なる高トルク化及び高効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る同期電動機を三相同期モータについて具体化した第１実施形態乃至第３実施形態を図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００３４】
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乃至図４に基づき説明する。
図１乃至図３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ステータ６と、この各ティース部５の軸方向上下端面部に後述のように半径方向内側向きに固着される２４個の断面略横Ｕ字形の第１曲げコア７と、各ティース部５の周方向両側面及びこのティース部５の上下端面部に固着される各第１曲げコア７の内側面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、後述のように各ティース部５の半径方向先端部に取り付けられた１２個の第１圧粉磁心１０と、から構成されている。
【００３５】
この各第１曲げコア７の周方向幅寸法は、ティース部５の周方向幅寸法にほぼ等しく形成されている。また、各第１曲げコア７は各ティース部５の基端部で略横Ｕ字形に半径方向内側向きに折り曲げられている。そして、各第１曲げコア７の軸方向内側の折曲先端面は、各ティース部５の内周面と同一面上に配置されるように形成され、一方、軸方向外側の折曲先端面は、各第１圧粉磁心１０の半径方向内側面と同一面上に配置されるように形成されている。
【００３６】
また、図１乃至図４に示すように、各第１圧粉磁心１０は、絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形してなる公知の圧粉磁心（例えば、本出願人による国際公開番号  ＷＯ  ０２／０５８０８５参照。）で形成されている。また、該第１圧粉磁心１０の周方向幅寸法は、ティース部５の周方向幅寸法にほぼ等しく形成され、軸方向高さ寸法は、軸方向端面部が各第１曲げコア７の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間（第１実施形態では、相対向する第１曲げコア７と第２曲げコア１５の各軸方向外側切断面間のギャップの約２倍以上の隙間寸法が望ましい。）を形成するように、正面視矩形状で所定厚さ寸法（第１実施形態では、厚さ寸法は約５ｍｍである。）の略平板状に加圧成形され、各ティース部５の半径方向端面部及び該ティース部５に固着された各第１曲げコア７の折曲先端側開口部をほぼ覆うように形成されている。また、該第１圧粉磁心１０の平板部１０Ａの半径方向の両表面部は、ティース部５の先端面に対して同心面上に位置するように形成され、平板部１０Ａの半径方向外側面（背面）１０Ｂは該ティース部５の先端面に密着可能に形成されている。
【００３７】
また、第１圧粉磁心１０の背面１０Ｂの周方向略中央部でティース部５に対向する位置には、外側方向に広がった水平断面台形状の第１リブ部１０Ｃが軸方向に平行に立設されている。また、該第１リブ部１０Ｃの軸方向長さ寸法は、ティース部５の軸方向高さ寸法にほぼ等しくなるように形成されている。そして、この第１リブ部１０Ｃは、後述のようにティース部５の先端部の周方向略中央位置に、軸方向に平行に全高さに渡って形成された第１溝部５Ａに嵌入されて接着やレーザー溶接等によって固着されている。この第１溝部５Ａは、半径方向外側に広がる水平断面台形状に形成されているため、第１圧粉磁心１０の第１リブ部１０Ｃがこの第１溝部５Ａに嵌入されて固着された場合には、該第１圧粉磁心１０の背面１０Ｂがティース部５の半径方向先端面に密着され、半径方向の振動を効果的に防止できるとともに、取付位置精度の向上を図ることができる。
【００３８】
また、図１乃至図３に示すように、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、各ロータティース部１１の軸方向上下端面部に後述のように半径方向外側向きに固着される１６個の断面略横Ｕ字形の第２曲げコア１５と、各ロータティース部１１の半径方向先端部に取り付けられた８個の第２圧粉磁心１６と、から構成されている。
【００３９】
この各第２曲げコア１５の周方向幅寸法は、ロータティース部１１の周方向幅寸法にほぼ等しく形成されている。また、各第２曲げコア１５は各ロータティース部１１の基端部で略横Ｕ字形に半径方向外側向きに折り曲げられている。そして、各第２曲げコア１５の軸方向内側の折曲先端面は、各ロータティース部１１の内周面と同一面上に配置されるように形成され、一方、軸方向外側の折曲先端面は、各第２圧粉磁心１６の半径方向外側面と同一面上に配置されるように形成されている。
【００４０】
また、各第２圧粉磁心１６は、上記第１圧粉磁心１０と同様に絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形してなる公知の圧粉磁心で形成されている。また、この第２圧粉磁心１６の形状は、上記圧粉磁心１０の形状とほぼ同じに形成され、該第２圧粉磁心１６の周方向幅寸法は、ロータティース部１１の周方向幅寸法にほぼ等しく形成され、軸方向高さ寸法は、軸方向端面部が各第２曲げコア１５の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間（第１実施形態では、相対向する第１曲げコア７と第２曲げコア１５の各軸方向外側切断面間のギャップの約２倍以上の隙間寸法が望ましい。）を形成するように、正面視矩形状で所定厚さ寸法（第１実施形態では、厚さ寸法は約５ｍｍである。）の略平板状に加圧成形され、各ロータティース部１１の半径方向端面部及び該ロータティース部１１に固着された各第２曲げコア１５の折曲先端側開口部をほぼ覆うように形成されている。また、該第２圧粉磁心１６の平板部１６Ａの半径方向の両表面部は、ロータティース部１１の先端面に対して同心面上に位置するように形成され、平板部１６Ａの半径方向外側面（背面）１６Ｂは該ロータティース部１１の先端面に密着可能に形成されている。
【００４１】
また、第２圧粉磁心１６の背面１６Ｂの周方向略中央部でロータティース部１１に対向する位置には、上記第１圧粉磁心１０と同様に外側方向に広がった水平断面台形状の第２リブ部１６Ｃが軸方向に平行に立設されている。また、該第２リブ部１６Ｃの軸方向長さ寸法は、ロータティース部１１の軸方向高さ寸法にほぼ等しくなるように形成されている。そして、この第２リブ部１６Ｃは、後述のようにロータティース部１１の先端部の周方向略中央位置に、軸方向に平行に全高さに渡って形成された第２溝部１１Ａに嵌入されて接着やレーザー溶接等によって固着されている。この第２溝部１１Ａは、半径方向外側に広がる水平断面台形状に形成されているため、第２圧粉磁心１６の第２リブ部１６Ｃがこの第２溝部１１Ａに嵌入されて固着された場合には、該第２圧粉磁心１６の背面１６Ｂがロータティース部１１の半径方向先端面に密着され、半径方向の振動を効果的に防止できるとともに、取付位置精度の向上を図ることができる。
【００４２】
ここで、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乃至図７に基づいて説明する。
先ず、ステータ６及びロータ１２の作製方法について図５に基づいて説明する。
図５に示すように、ステータ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。また、各ティースの先端部の周方向中央部には、積層・固着した際に第１溝部５Ａを形成する半径方向外側に広がる平面視台形状の切欠部６Ａが打ち抜かれている。
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。また、各ロータティースの先端部の周方向中央部には、積層・固着した際に第２溝部１１Ａを形成する半径方向外側に広がる平面視台形状の切欠部１２Ａが打ち抜かれている。そして、このロータ１２に回転軸１３を圧入して固定する。
尚、ステータ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、ステータ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。
【００４３】
続いて、第１曲げコア７及び第２曲げコア１５の作製方法について図６に基づいて説明する。
第１曲げコア７の作製は、図６（Ａ１）に示すように、断面略長四角形の芯部材１７に長手方向（図６（Ａ１）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を所定回数巻きつける。また、この芯部材１７の断面の長辺部の長さは、ティース部５の半径方向の長さ寸法の２倍の長さと、第１圧粉磁心１０の平板部１０Ａの半径方向の厚さ寸法との合計寸法にほぼ等しい寸法に形成されている。また、この方向性電磁鋼板１８の幅寸法は、ティース部５の周方向幅寸法に等しく形成されている。
そして、図６（Ａ２）に示すように、芯部材１７を抜き去り、ワニス等で固めて巻コア部材１９を形成する。
続いて、図６（Ａ３）に示すように、巻コア部材１９の内側貫通孔の一方の長辺部（図６（Ａ３）中、上側の長辺部）を折曲端からティース部５の半径方向の長さ寸法と第１圧粉磁心１０の平板部１０Ａの半径方向の厚さ寸法との合計寸法にほぼ等しい位置の切断位置２０Ａで巻方向に対して略垂直に切断し、一方、該巻きコア部材１９の内側貫通孔の他方の長辺部（図６（Ａ３）中、下側の長辺部）を折曲端からティース部５の半径方向の長さ寸法にほぼ等しい位置の切断位置２０Ｂで巻方向に対して略垂直に切断して、２個の第１曲げコア７に分割形成する。
【００４４】
また、第２曲げコア１５の作製は、図６（Ｂ１）に示すように、断面略長四角形の芯部材２１に長手方向（図６（Ｂ１）中、矢印２２Ａ方向）に磁化容易方向を有する長尺状の方向性電磁鋼板２２を所定回数巻きつける。また、この芯部材２１の断面の長辺部の長さは、ロータティース部１１の半径方向の長さ寸法の２倍の長さと、第２圧粉磁心１６の平板部１６Ａの半径方向の厚さ寸法との合計寸法にほぼ等しい寸法に形成されている。また、この方向性電磁鋼板２２の幅寸法は、ロータティース部１１の周方向幅寸法に等しく形成されている。
そして、図６（Ｂ２）に示すように、芯部材２１を抜き去り、ワニス等で固めて巻コア部材２３を形成する。
続いて、図６（Ｂ３）に示すように、巻コア部材２３の内側貫通孔の一方の長辺部（図６（Ｂ３）中、上側の長辺部）を折曲端からロータティース部１１の半径方向の長さ寸法と第２圧粉磁心１６の平板部１６Ａの半径方向の厚さ寸法との合計寸法にほぼ等しい位置の切断位置２４Ａで巻方向に対して略垂直に切断し、一方、該巻きコア部材２３の内側貫通孔の他方の長辺部（図６（Ｂ３）中、下側の長辺部）を折曲端からロータティース部１１の半径方向の長さ寸法にほぼ等しい位置の切断位置２４Ｂで巻方向に対して略垂直に切断して、２個の第２曲げコア１５に分割形成する。
【００４５】
続いて、固定子２及び回転子３の組立方法について図７に基づいて説明する。
図７に示すように、固定子２の組み立ては、先ず、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの巻回されるボビン９をステータ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。続いて、各第１圧粉磁心１０の背面１０Ｂに立設される第１リブ部１０Ｃを各ティース部５の先端部に形成される第１溝部５Ａに軸方向上側から嵌入して接着やレーザー溶接等により固着する。尚、第１リブ部１０Ｃの上端面は、ティース部５の上端面と同一平面上に位置されている。
その後、各一対の第１曲げコア７を、該各第１曲げコア７の両切断面のうち曲げ方向に突き出ている方の切断面を軸方向外側に位置させて、それぞれ半径方向外側からボビン９とティース部５との隙間に嵌入し、ティース部５に当接する切断面を第１圧粉磁心１０の背面１０Ｂに当接させて、接着やレーザー溶接等によりステータ６に固着する。これにより、固定子２が形成される。
【００４６】
また、回転子３の組み立ては、先ず、各第２圧粉磁心１６の背面１６Ｂに立設される第２リブ部１６Ｃを各ロータティース部１１の先端部に形成される第２溝部１１Ａに軸方向上側から嵌入して接着やレーザー溶接等により固着する。尚、第２リブ部１６Ｃの上端面は、ロータティース部１１の上端面と同一平面上に位置されている。
その後、各一対の第２曲げコア１５を、該各第２曲げコア１５の両切断面のうち曲げ方向に突き出ている方の切断面を軸方向外側に位置させて、ロータティース部１１の軸方向上下端面部に当接すると共に、該ロータティース部１１に当接する切断面を第２圧粉磁心１６の背面１６Ｂに当接させて、接着やレーザー溶接等によりロータ１２に固着する。これにより、回転子３が形成される。
【００４７】
ここで、第１圧粉磁心１０は、第１突極表層部材として機能する。また、第２圧粉磁心１６は、第２突極表層部材として機能する。
【００４８】
次に、上記製造方法により作製された三相同期モータ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乃至図３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。
図１乃至図３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内とこのティース部５に積層・固着される各第１曲げコア７の固着側内に半径方向に流れる磁束が発生する。また、各第１圧粉磁心１０の各第１曲げコア７の折曲先端側開口部に対向する部分に、該第１圧粉磁心１０の両側端縁部から周方向略中央部方向に流れて、該第１圧粉磁心１０内から密着されるティース部５内の半径方向にへ流れる磁束が発生する。
【００４９】
そして、無方向性電磁鋼板を複数枚積層して形成されるステータ６の各ティース部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の基端部で周方向に約９０度曲げられてステータ６のヨーク部内を流れる。
続いて、ステータ６のヨーク部内を流れる磁束は、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、第１圧粉磁心１０を経て対向配置される第２圧粉磁心１６及びロータティース部１１内を半径方向内側に流れる。また、各第２圧粉磁心１６の各第２曲げコア１５の折曲先端側開口部に対向する部分に、該第２圧粉磁心１６の両側端縁部から周方向略中央部方向に流れて、該第２圧粉磁心１６内から密着されるロータティース部１１内の半径方向にへ流れる磁束が発生する。
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、第２圧粉磁心１６の全面に広がって対向配置される第１圧粉磁心１０を経てティース部５内を半径方向外側に流れる。また、該各第２圧粉磁心１６の軸方向上下端縁部に広がった磁束は、対向配置される各第１圧粉磁心１０の各第１曲げコア７の折曲先端側開口部に対向する部分に流れ、該第１圧粉磁心１０の両側端縁部から周方向略中央部方向に流れて、該第１圧粉磁心１０内から密着されるティース部５内の半径方向にへ流れる磁束が発生する。
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ステータ６とロータ１２内を流れる４つの磁気閉回路（図１（Ａ）中、太実線で示す磁気閉回路）２５が形成される。
【００５０】
また、固定子コイル８Ａへの通電によって各ティース部５に積層・固着される各第１曲げコア７の固着側内に発生した磁束は、図１（Ｂ）及び図３に示すように、半径方向外側に流れる場合には、方向性電磁鋼板１８を複数枚、積層して形成される第１曲げコア７の磁化容易方向、即ち、曲げ方向に沿って流れ、軸方向外側の切断面まで流れて、この第１曲げコア７に対向配置される第２曲げコア１５内に流れ込む。そして、この第２曲げコア１５内に流れ込んだ磁束は、方向性電磁鋼板２２を複数枚、積層して形成される第２曲げコア１５の磁化容易方向、即ち、曲げ方向に沿って流れ、第２曲げコア１５の固着側の切断面まで流れて、第２圧粉磁心１６及び第１圧粉磁心１０を貫通して、対向配置される第１曲げコア７の固着側切断面に流れる。
一方、固定子コイル８Ａへの通電によって各ティース部５に積層・固着される各第１曲げコア７の固着側内に発生した磁束が、半径方向内側に流れる場合には、各第１曲げコア７と各第２曲げコア１５内には、図１（Ｂ）に示す磁束の流れと反対方向に磁束が流れる。
これにより、図１に示すように、各ティース部５とロータティース部１１の軸方向上下端面部に積層・固着されて、対向配置される各第１曲げコア７と第２曲げコア１５内を流れる８個の磁気閉回路（図１（Ａ）中、破線で示す磁気閉回路）２６が形成される。
【００５１】
従って、第１実施形態に係る三相同期モータ１は、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃが順番に通電されて、各ティース部５とロータティース部１１とが対向した場合には、対向配置される各第１曲げコア７と第２曲げコア１５とによって磁気閉回路２６が形成されるため、磁路長を短くでき、低鉄損化を図ることができる。また、各第１曲げコア７及び第２曲げコア１５は、曲げ方向に沿った磁化容易方向を有する各方向性電磁鋼板１８、２２により形成されるため、各第１曲げコア７と第２曲げコア１５とが無方向性電磁鋼板により構成されている場合よりも更なる低鉄損化を図ることができ、また、トルクの更なる向上を図ることができる。
【００５２】
また、各ティース部５の軸方向厚さ寸法を軸方向上下端面部に固着される各第１曲げコア７の軸方向厚さ寸法分ずつ短くしても、ティース部５の半径方向先端部に固着される第１圧粉磁心１０によって各第１曲げコア７の折曲先端側開口部がほぼ覆われると共に、該第１圧粉磁心１０と各第１曲げコア７の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間には、所定隙間が形成されているため、従来のティース部の磁路断面積以上の磁路断面積を得ることができる。これにより、ステータ６は各第１曲げコア７の軸方向厚さ寸法分ずつのヨーク部を無くすことができ、三相同期モータ１の大幅な軽量化を図ることができると共に、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
また、同様に、各ロータティース部１１の軸方向厚さ寸法を軸方向上下端面部に固着される各第２曲げコア１５の軸方向厚さ寸法分ずつ短くしても、ロータティース部１１の半径方向先端部に固着される第２圧粉磁心１６によって各第２曲げコア１５の折曲先端側開口部がほぼ覆われると共に、該第２圧粉磁心１６と各第２曲げコア１５の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間には、所定隙間が形成されているため、従来のロータティース部１１の磁路断面積以上の磁路断面積を得ることができる。これにより、ロータ１２は、各第２曲げコア１５の軸方向厚さ寸法分ずつのロータ部１２を無くすことができ、三相同期モータ１の大幅な軽量化を図ることができると共に、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
また、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃが各ティース部５の両側面部と上下各第１曲げコア７の内側面に巻回されるため、この各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの軸方向の巻長さを左右側面部において、各第１曲げコア７の軸方向厚さ寸法分ずつ短くして巻回することができ、三相同期モータ１の軽量化を図ることができる。
【００５３】
また、各第１圧粉磁心１０と各第２圧粉磁心１６は、正面視矩形状で平板状に形成されているため、簡単な形状に形成でき加工精度の向上を図ることができる。また、各第１圧粉磁心１０と各第２圧粉磁心１６は、ティース部５及び各第１曲げコア７とロータティース部１１及び各第２曲げコア１５の半径方向端面部を容易に覆うことができ、ステータ６とロータ１２間の磁束密度を高くし、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
また、各第１圧粉磁心１０の背面１０Ｂに立設される第１リブ部１０Ｃを、各ティース部５の半径方向端面部に軸方向に沿って形成される第１溝部５Ａに嵌入して固着することにより、該各第１圧粉磁心１０を各ティース部５の半径方向端面部に取り付けることができるため、ステータ６の組み立て作業の効率化を図ることができる。また、各第２圧粉磁心１６の背面１６Ｂに立設される第２リブ部１６Ｃを、各ロータティース部１１の半径方向端面部に軸方向に沿って形成される第２溝部１１Ａに嵌入して固着することにより、該各第２圧粉磁心１６を各ロータティース部１１の半径方向端面部に取り付けることができるため、ロータ１２の組み立て作業の効率化を図ることができる。
更に、第１圧粉磁心１０と第２圧粉磁心１６は、絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心で形成されているため、該第１圧粉磁心１０と第２圧粉磁心１６の製造を容易に行え、歩留まりの向上を図ることができ、三相同期モータ１の製造コストの削減化を図ることができる。
【実施例２】
【００５４】
次に、第２実施形態に係る三相同期モータについて図８乃至図１４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。
先ず、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８乃至図１１に基づき説明する。
図８乃至図１１に示すように、第２実施形態に係る三相同期モータ３１は、固定子３２と回転子３３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３２は、１２個のティース部３５が内周部に設けられるステータ３６と、この各ティース部３５の軸方向上下端面部に後述のように半径方向内側向きに固着される２４個の断面略横Ｕ字形の第１曲げコア３７と、各ティース部３５の周方向両側面及びこのティース部３５の上下端面部に固着される各第１曲げコア３７の内側面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、後述のように各ティース部３５の半径方向先端部の周方向略中央部と該ティース部３５に固着された各第１折り曲げコア３７の軸方向内側の折り曲げ先端部の周方向略中央部とに軸方向に連続して形成された水平断面略コの字形の第３溝部３８（図１４参照）に取り付けられた１２個の第３圧粉磁心４０と、から構成されている。
【００５５】
この各第１曲げコア３７の周方向幅寸法は、ティース部３５の周方向幅寸法にほぼ等しく形成されている。また、各第１曲げコア３７の各折曲先端面は、各ティース部３５の内周面と同一面上に配置されると共に、各第１曲げコア３７は各ティース部３５の基端部で略横Ｕ字形に半径方向内側向きに折り曲げられている。
【００５６】
図１０に示すように、各第３圧粉磁心４０は、絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形してなる公知の圧粉磁心（例えば、本出願人による国際公開番号  ＷＯ  ０２／０５８０８５参照。）で形成されている。該第３圧粉磁心４０は、各ティース部３５と該ティース部３５に固着された各第１曲げコア３７の半径方向先端部に連続して形成された第３溝部３８に嵌入されて、各第１曲げコア３７の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間（第２実施形態では、相対向する第１曲げコア３７と第２曲げコア４７の各軸方向外側切断面間のギャップの約２倍以上の隙間寸法が望ましい。）を形成する水平断面四角形の第１軸部４１と、該第１軸部４１の軸方向各端縁部から各第１曲げコア３７の軸方向内側先端部の内側面に対向する位置に渡った両側端縁部から、この第１軸部４１の厚さ寸法（第２実施形態では、厚さ寸法は約５ｍｍである。）に等しい厚さ寸法で、ティース部３５の両側面部まで周方向外側に延出されて該第１曲げコア３７の折曲先端開口部を覆う各第１延出部４２と、から構成され、正面視略横Ｈ形に形成されている。また、この第１軸部４１の周方向幅寸法及び半径方向厚さ寸法は、第３溝部３８の周方向幅寸法及び半径方向深さ寸法にほぼ等しくなるように形成されている。従って、この第３圧粉磁心４０の軸方向両端縁部によって、ティース部３５に固着された各第１曲げコア３７の折曲先端側開口部がほぼ覆われるように形成されている。
【００５７】
また、各第３圧粉磁心４０の各第１延出部４２の軸方向内側端縁部に対向する位置から薄板状の一対の第３延出部４３が半径方向外側に、ボビン９の半径方向厚さ寸法にほぼ等し半径方向幅寸法になるように延出されている。従って、この第３圧粉磁心４０の各第３延出部４３の周方向幅寸法は、ティース部３５の周方向幅寸法にほぼ等しくなるように形成され、また、この第３延出部４３の軸方向内側面間の距離寸法は、各第１曲げコア３７の内側面間の軸方向距離寸法にほぼ等しくなるように形成されている。また、この第３圧粉磁心４０の各第３延出部４３にボビン９を嵌挿した状態で、該第３圧粉磁心４０の第１軸部４１をティース部３５の半径方向先端部に形成される第３溝部３８に嵌入することができる。
【００５８】
また、回転子３３は、８個のロータティース部４５が外周部に設けられたロータ４６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、各ロータティース部４５の軸方向上下端面部に後述のように半径方向外側向きに固着される１６個の断面略横Ｕ字形の第２曲げコア４７と、後述のように各ロータティース部４５の半径方向先端部の周方向略中央部と該ロータティース部４５に固着された各第２折り曲げコア４７の軸方向内側の折り曲げ先端部の周方向略中央部とに軸方向に連続して形成された水平断面略コの字形の第４溝部４８（図１４参照）に取り付けられた８個の第４圧粉磁心４９と、から構成されている。
【００５９】
この各第２曲げコア４７の周方向幅寸法は、ロータティース部４５の周方向幅寸法にほぼ等しく形成されている。また、各第２曲げコア４７の各折曲先端面は、各ロータティース部４５の内周面と同一面上に配置されると共に、各第２曲げコア４７は各ロータティース部４５の基端部で略横Ｕ字形に半径方向外側向きに折り曲げられている。
【００６０】
図１１に示すように、各第４圧粉磁心４９は、上記第３圧粉磁心４０と同様に絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形してなる公知の圧粉磁心で形成されている。この第４圧粉磁心４９は、各ロータティース部４５と該ロータティース部４５に固着された各第２曲げコア４７の半径方向先端部に連続して形成された第４溝部４８に嵌入されて、各第２曲げコア４７の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面と所定隙間（第２実施形態では、相対向する第１曲げコア３７と第２曲げコア４７の各軸方向外側切断面間のギャップの約２倍以上の隙間寸法が望ましい。）を形成する水平断面四角形の第２軸部５１と、該第２軸部５１の軸方向各端縁部から各第２曲げコア４７の軸方向内側先端部の内側面に対向する位置に渡った両側端縁部から、この第２軸部５１の厚さ寸法（第２実施形態では、厚さ寸法は約５ｍｍである。）に等しい厚さ寸法で、ロータティース部４５の側面部まで周方向外側に延出されて該第２曲げコア４７の折曲先端開口部を覆う各第２延出部５２と、から構成され、正面視略横Ｈ形に形成されている。また、この第２軸部５１の周方向幅寸法及び半径方向厚さ寸法は、第４溝部４８の周方向幅寸法及び半径方向深さ寸法にほぼ等しくなるように形成されている。従って、この第４圧粉磁心４９の軸方向両端縁部によってロータティース部４５に固着された各第２曲げコア４７の折曲先端側開口部がほぼ覆われるように形成されている。
【００６１】
ここで、三相同期モータ３１の固定子３２及び回転子３３の製造方法について図１２乃至図１４に基づいて説明する。
図１２に示すように、ステータ３６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。また、各ティースの先端部の周方向中央部には、積層・固着した際に第３溝部３８の軸方向中央部分を形成する平面視コの字形の切欠部３６Ａが打ち抜かれている。
また、ロータ４６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。また、各ロータティースの先端部の周方向中央部には、積層・固着した際に第４溝部４８の軸方向中央部分を形成する平面視コの字形の切欠部４６Ａが打ち抜かれている。そして、このロータ４６に回転軸１３を圧入して固定する。
尚、ステータ３６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４６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、ステータ３６の軸方向厚さ寸法とロータ４６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。また、ステータ３６の各切欠部３６Ａとロータ４６の各切欠部４６Ａとは、ほぼ同じ形状に形成されている。従って、上記第３圧粉磁心４０の第１軸部４１と第４圧粉磁心４９の第２軸部５１の断面形状もほぼ同じ形状に形成されている。
【００６２】
続いて、第１曲げコア３７及び第２曲げコア４７の作製方法について図１３に基づいて説明する。
先ず、図１３（Ａ１）に示すように、断面略長四角形の芯部材５５に長手方向（図１３（Ａ１）中、矢印５６Ａ方向）に磁化容易方向を有する長尺状の方向性電磁鋼板５６を所定回数巻きつける。また、この芯部材５５の断面の長辺部の長さは、ティース部３５の半径方向の長さ寸法とロータティース部４５の半径方向の長さ寸法との合計寸法にほぼ等しい寸法に形成されている。また、この方向性電磁鋼板５６の幅寸法は、ティース部３５及びロータティース部４５の各周方向幅寸法に等しく形成されている。
そして、図１３（Ａ２）に示すように、芯部材５５を抜き去り、ワニス等で固めて巻コア部材５７を形成する。
続いて、図１３（Ａ３）に示すように、巻コア部材５７の内側貫通孔の長辺部をティース部３５の半径方向の長さ寸法とロータティース部４５の半径方向の長さ寸法とにほぼ等しくなるように分割する切断位置５８で巻方向に対して略垂直に切断して、第１曲げコア３７と第２曲げコア４７とに分割形成する。
その後、図１３（Ｂ１）に示すように、第１曲げコア３７の一方の切断端面部の幅方向略中央部に、該第１曲げコア３７をティース部３５に固着した際に第３溝部３８の一方の端縁部分を形成する水平視コの字形の切欠部３７Ａを形成する。
また、図１３（Ｂ２）に示すように、第２曲げコア４７の一方の切断端面部の幅方向略中央部に、該第２曲げコア４７をロータティース部４５に固着した際に第４溝部４８の一方の端縁部分を形成する水平視コの字形の切欠部４７Ａを形成する。
【００６３】
続いて、固定子３２及び回転子３３の組立方法について図１４に基づいて説明する。
図１４（Ａ）に示すように、ステータ３６の各ティース部３５の軸方向上下端面部に各第１曲げコア３７を一方の切断面に形成される切欠部３７Ａがステータ３６の各切欠部３６Ａに重なるように積層し、プリプレグ（ガラス繊維状接着シート）６１で巻回後所定温度に加熱してこのプリプレグ６１を溶融して積層・接着する。
また、ロータ４６の各ロータティース部４５の軸方向上下端面部に各第２曲げコア４７を一方の切断面に形成される切欠部４７Ａがロータ４６の各切欠部４６Ａに重なるように積層し、プリプレグ（ガラス繊維状接着シート）６２で巻回後所定温度に加熱してこのプリプレグ６２を溶融して積層・接着する。
【００６４】
そして、図１４（Ｂ）に示すように、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの巻回されるボビン９を第３圧粉磁心４０の各第３延出部４３に嵌入した状態で、ステータ３６の各ティース部３５とこのティース部３５に積層・固着される各第１曲げコア３７の内側面に半径方向内側から挿入して装着する。また、第３圧粉磁心４０の第１軸部４１は、第３溝部３８内に嵌入されて接着などにより固着される。これにより、第３圧粉磁心４０の各第１延出部４２と第１軸部４１の軸方向両端縁部によって、各第１曲げコア３７の折曲先端開口部は覆われ、固定子３２が形成される（図９（Ａ）参照）。
また、同様に、ロータ４６の各ロータティース部４５とこのロータティース部４５に積層・固着されて形成される各第４溝部４８に第４圧粉磁心４９の第２軸部５１を半径方向外側から嵌入して接着などにより固着する。これにより、第４圧粉磁心４９の各第２延出部５２と第２軸部５１の軸方向両端縁部によって、各第２曲げコア４７の折曲先端開口部は覆われ、回転子３３が形成される（図９（Ｂ）参照）。
【００６５】
ここで、第３圧粉磁心４０は、第１突極表層部材として機能する。また、第４圧粉磁心４９は、第２突極表層部材として機能する。
【００６６】
次に、上記製造方法により作製された三相同期モータ３１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８及び図９に基づいて説明する。
尚、図８及び図９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３２と回転子３３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３２と回転子３３に同様な磁気回路が形成される。
図８及び図９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３５内とこのティース部３５に積層・固着される各第１曲げコア３７の固着側内に半径方向に流れる磁束が発生する。また、各第３圧粉磁心４０の各第１曲げコア３７の折曲先端側開口部に対向する各第１延出部４２に、該第３圧粉磁心４０の両側端縁部から周方向略中央部方向に流れて、該第３圧粉磁心４０の第１軸部４１を経て密着されるティース部３５内の半径方向にへ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ステータ３６の各ティース部３５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３５の基端部で周方向に約９０度曲げられてステータ３６のヨーク部内を流れる。
【００６７】
続いて、ステータ３６のヨーク部内を流れる磁束は、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３５の基端部で再度、約９０度曲げられてこのティース部３５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４５内を半径方向内側に流れる。また、各第４圧粉磁心４９の各第２曲げコア４７の折曲先端側開口部に対向する各第２延出部５２に、該第４圧粉磁心４９の両側端縁部から周方向略中央部方向に流れて、該第４圧粉磁心４９の第２軸部５１を経て密着されるロータティース部４５内の半径方向にへ流れる磁束が発生する。
そして、このロータティース部４５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４５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４６内を流れる。そしてまた、ロータ４６内を周方向に流れる磁束は、直交する位置の各ロータティース部４５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４５内を半径方向外側に流れ、対向配置されるティース部３５内を半径方向外側に流れる。また、このロータティース部４５に固着される第４圧粉磁心４９の第２軸部５１を経て各第２延出部５２に広がった磁束は、対向配置される各第３圧粉磁心４０の各第１曲げコア３７の折曲先端側開口部に対向する各第１延出部４２に流れ、該第３圧粉磁心４０の両側端縁部から周方向略中央部方向に流れて、該第３圧粉磁心４０の第１軸部４１を経て密着されるティース部３５内の半径方向にへ流れる磁束が発生する。
これにより、図８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ステータ３６とロータ４６内を流れる４つの磁気閉回路（図８（Ａ）中、太実線で示す磁気閉回路）６５が形成される。
【００６８】
また、固定子コイル８Ａへの通電によって各ティース部３５に積層・固着される各第１曲げコア３７の固着側内に発生した磁束は、図８（Ｂ）に示すように、半径方向外側に流れる場合には、方向性電磁鋼板５６を複数枚、積層して形成される第１曲げコア３７の磁化容易方向、即ち、曲げ方向に沿って流れ、軸方向外側の切断面まで流れて、この第１曲げコア３７に対向配置される第２曲げコア４７内に流れ込む。そして、この第２曲げコア４７内に流れ込んだ磁束は、方向性電磁鋼板５６を複数枚、積層して形成される第２曲げコア４７の磁化容易方向、即ち、曲げ方向に沿って流れ、第２曲げコア４７の固着側の切断面まで流れて、対向配置される第１曲げコア３７の固着側切断面に流れる。
一方、固定子コイル８Ａへの通電によって各ティース部３５に積層・固着される各第１曲げコア３７の固着側内に発生した磁束が、半径方向内側に流れる場合には、各第１曲げコア３７と各第２曲げコア４７内には、図８（Ｂ）に示す磁束の流れと反対方向に磁束が流れる。
これにより、図８に示すように、各ティース部３５とロータティース部４５の軸方向上下端面部に積層・固着されて、対向配置される各第１曲げコア３７と第２曲げコア４７内を流れる８個の磁気閉回路（図８（Ａ）中、破線で示す磁気閉回路）６６が形成される。
【００６９】
従って、第２実施形態に係る三相同期モータ３１は、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃが順番に通電されて、各ティース部３５とロータティース部４５とが対向した場合には、対向配置される各第１曲げコア３７と第２曲げコア４７とによって磁気閉回路６６が形成されるため、磁路長を短くでき、低鉄損化を図ることができる。また、各第１曲げコア３７及び第２曲げコア４７は、曲げ方向に沿った磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板５６により形成されるため、各第１曲げコア３７と第２曲げコア４７とが無方向性電磁鋼板により構成されている場合よりも更なる低鉄損化を図ることができ、また、トルクの更なる向上を図ることができる。
【００７０】
また、各ティース部３５の軸方向厚さ寸法を軸方向上下端面部に固着される各第１曲げコア３７の軸方向厚さ寸法分ずつ短くしても、ティース部３５の半径方向先端部と該ティース部３５に固着された各第１折り曲げコア３７の軸方向内側の折り曲げ先端部に軸方向に連続して形成される第３溝部３８に第１軸部４１が嵌入・固着される第３圧粉磁心４０の各第１延出部４２によって、各第１曲げコア３７の折曲先端側開口部がほぼ覆われると共に、該第３圧粉磁心４０の第１軸部４１の両端縁部と各第１曲げコア３７の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間には、所定隙間が形成されているため、従来のティース部の磁路断面積以上の磁路断面積を得ることができる。これにより、ステータ３６は各第１曲げコア３７の軸方向厚さ寸法分ずつのヨーク部を無くすことができ、三相同期モータ３１の大幅な軽量化を図ることができると共に、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
【００７１】
また、同様に、各ロータティース部４５の軸方向厚さ寸法を軸方向上下端面部に固着される各第２曲げコア４７の軸方向厚さ寸法分ずつ短くしても、ロータティース部４５の半径方向先端部と該ロータティース部４５に固着された各第２折り曲げコア４７の軸方向内側の折り曲げ先端部に軸方向に連続して形成される第４溝部４８に第２軸部５１が嵌入・固着される第４圧粉磁心４９の各第２延出部５２によって、各第２曲げコア４７の折曲先端側開口部がほぼ覆われると共に、該第４圧粉磁心４９の第２軸部５１の両端縁部と各第２曲げコア４７の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間には、所定隙間が形成されているため、従来のロータティース部の磁路断面積以上の磁路断面積を得ることができる。これにより、ロータ４６は、各第２曲げコア４７の軸方向厚さ寸法分ずつのロータ部を無くすことができ、三相同期モータ３１の大幅な軽量化を図ることができると共に、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
また、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃが各ティース部３５の両側面部と上下各第１曲げコア３７の内側面に巻回されるため、この各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの軸方向の巻長さを左右側面部において、各第１曲げコア３７の軸方向厚さ寸法分ずつ短くして巻回することができ、三相同期モータ３１の軽量化を図ることができる。
【００７２】
また、各第３圧粉磁心４０は、各ティース部３５と該ティース部３５に固着される各第１曲げコア３７の半径方向端面部に連続して形成される第３溝部３８に、該第３圧粉磁心４０の第１軸部４１を嵌入して取り付けることができるため、各第３圧粉磁心４０をティース部３５の半径方向端面部に容易に取り付けることができ、ステータ３６の組み立て作業の効率化を図ることができる。また、各第４圧粉磁心４９は、各ロータティース部４５と該ロータティース部４５に固着される各第２曲げコア４７の半径方向端面部に連続して形成される第４溝部４８に、該第４圧粉磁心４９の第２軸部５１を嵌入して取り付けることができるため、各第４圧粉磁心４９をロータティース部４７の半径方向端面部に容易に取り付けることができ、ロータ４６の組み立て作業の効率化を図ることができる。また、各ティース部３５と該ティース部３５に固着される各第１曲げコア４７の第３溝部３８の両側には、電磁鋼板が表面部に出ており、一方、各ロータティース部４５と該ロータティース部４５に固着される各第２曲げコア４７の第４溝部４８の両側にも、電磁鋼板が表面部に出て対向しているため、各ティース部３５及びロータティース部４５の各第３圧粉磁心４０及び第４圧粉磁心４９における鉄損を大幅に削減することができ、更なる高トルク化及び高効率化を図ることができる。
【００７３】
また、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃは、第３圧粉磁心４０の各第１延出部４２の軸方向内側端縁部に対向する位置から半径方向外側に延出される薄板状の一対の第３延出部４３の外側面に巻回されているため、該第３圧粉磁心４０の各第３延出部４３を各第１曲げコア４７に挿入し、第１軸部４１を第３溝部３８に嵌入させることによって、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃがティース部３５の両側面部と上下第１曲げコア３７の内側面に巻回されるため、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃをステータ３６の各ティース部３５に巻回する作業の大幅な効率化を図ることできる。
更に、第３圧粉磁心４０と第４圧粉磁心４９は、絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心で形成されているため、該第３圧粉磁心４０と第４圧粉磁心４９の製造を容易に行え、歩留まりの向上を図ることができ、三相同期モータ３１の製造コストの削減化を図ることができる。
【実施例３】
【００７４】
次に、第３実施形態に係る三相同期モータについて図１５乃至図１７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３１と同一符号は、上記第２実施形態に係る三相同期モータ３１と同一あるいは相当部分を示すものである。
先ず、第３実施形態に係る三相同期モータの概略構成について図１５及び図１６に基づき説明する。
図１５及び図１６に示すように、第３実施形態に係る三相同期モータ７１の全体構成は、第２実施形態に係る三相同期モータ３１の全体構成とほぼ同じ構成である。但し、第２実施形態に係る第３圧粉磁心４０及び第４圧粉磁心４９に替えて後述のように各一対の第３曲げコアを設けた点が上記第２実施形態に係る三相同期モータ３１と異なっている。
【００７５】
ここで、第３実施形態に係る三相同期モータ７１のステータ３６とロータ４６との構成について図１６に基づいて説明する。
図１６（Ａ）に示すように、ステータ３６の各ティース部３５の軸方向上下端面部には、各第１曲げコア３７が一方の切断面に形成される切欠部３７Ａをステータ３６の各切欠部３６Ａに重ねられて積層され、プリプレグ（ガラス繊維状接着シート）６１で巻回後所定温度に加熱してこのプリプレグ６１を溶融して積層・接着されている。そして、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの巻回されるボビン９がステータ３６の各ティース部３５とこのティース部３５に積層・固着される各第１曲げコア３７の内側面に半径方向内側から挿入されてて装着されている。そして、後述のように方向性電磁鋼板から形成される側面視縦長コの字形の一対の第３曲げコア７３が、その両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部が当接されて、各切欠部３６Ａ、３７Ａによって形成される第３溝部３８に半径方向内側から嵌入されて接着やレーザー溶接等により固着されている。また、各第３曲げコア７３の軸方向両端面部と、各第１曲げコア３７の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間には所定隙間（第３実施形態では、相対向する第１曲げコア３７と第２曲げコア４７の各軸方向外側切断面間のギャップの約２倍以上の隙間寸法が望ましい。）が形成されている。また、この両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部が当接された一対の第３曲げコア７３の長手方向両端部の各折り曲げ部の合計長さは、ティース部３５の周方向幅寸法とほぼ同じ寸法、即ち、第１曲げコア３７の周方向幅寸法とほぼ同じ寸法に形成されている。従って、この一対の第３曲げコア７３の軸方向両端折曲部によって、ティース部３５に固着された各第１曲げコア３７の折曲先端側開口部がほぼ覆われるように形成されている。
尚、この第３曲げコア７３の幅寸法は、該第３溝部３８及び第４溝部４８の半径方向深さ寸法（第３実施形態では、深さ寸法は約５ｍｍである。）にほぼ等しく形成されている。
【００７６】
また、図１６（Ｂ）に示すように、ロータ４６の各ロータティース部４５の軸方向上下端面部には、各第２曲げコア４７が一方の切断面に形成される切欠部４７Ａをロータ４６の各切欠部４６Ａに重ねられて積層され、プリプレグ（ガラス繊維状接着シート）６２で巻回後所定温度に加熱してこのプリプレグ６２を溶融して積層・接着されている。そして、後述のように方向性電磁鋼板から形成される側面視縦長コの字形の一対の第３曲げコア７３が、その両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部が当接されて、各切欠部４６Ａ、４７Ａによって形成される第４溝部４８に半径方向外側から嵌入されて接着やレーザー溶接等により固着されている。また、各第３曲げコア７３の軸方向両端面部と、各第２曲げコア４７の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間には所定隙間（第３実施形態では、相対向する第１曲げコア３７と第２曲げコア４７の各軸方向外側切断面間のギャップの約２倍以上の隙間寸法が望ましい。）が形成されている。また、この両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部が当接された一対の第３曲げコア７３の長手方向両端部の各折り曲げ部の合計長さは、ロータティース部４５の周方向幅寸法とほぼ同じ寸法、即ち、第２曲げコア４７の周方向幅寸法とほぼ同じ寸法に形成されている。従って、この一対の第３曲げコア７３の軸方向両折曲部によって、ロータティース部４５に固着された各第２曲げコア４７の折曲先端側開口部がほぼ覆われるように形成されている。
【００７７】
ここで、三相同期モータ７１の一対の第３曲げコア７３の作製方法について図１７に基づいて説明する。
先ず、図１７（Ａ１）に示すように、断面略長四角形の芯部材７５に長手方向（図１７（Ａ１）中、矢印７６Ａ方向）に磁化容易方向を有する長尺状の方向性電磁鋼板７６を所定回数巻きつける。また、この芯部材７５の断面の長手方向幅寸法は、ティース部３５に固着される各第１曲げコア３７の軸方向内側折り曲げ先端部の内側面間の距離寸法、即ち、ロータティース部４５に固着される各第２曲げコア４７の軸方向内側折り曲げ先端部の内側面間の距離寸法にほぼ等しく形成されている。また、この芯部材７５の断面の短手方向幅寸法は、ティース部３５の第３溝部３８の周方向側端縁部から該ティース部３５の周方向側面までの距離寸法、即ち、ロータティース部４５の第４溝部４８の周方向側端縁部から該ロータティース部４５の周方向側面までの距離寸法にほぼ等しく形成されている。また、この方向性電磁鋼板７６の幅寸法は、第３溝部３８及び第４溝部４８の半径方向深さ寸法にほぼ等しく形成されている。
そして、図１７（Ａ２）に示すように、芯部材７５を抜き去り、ワニス等で固めて巻コア部材７７を形成する。
続いて、図１７（Ａ３）に示すように、巻きコア部材７７を短軸方向（図１７（Ａ３）中、上下方向）の中心線上の切断位置７８に沿って切断して２分割し、一対の第３曲げコア７３を作製する。
【００７８】
ここで、ティース部３５と該ティース部３５に固着される各第１曲げコア３７の半径方向端面部に連続して形成される第３溝部３８は、第５溝部として機能する。また、ロータティース部４５と該ロータティース部４５に固着される各第２曲げコア４７の半径方向端面部に連続して形成される第４溝部４８は、第６溝部として機能する。また、ティース部３５に固着された一対の第３曲げコア７３は、第１突極表層部材として機能する。また、ロータティース部４５の半径方向端面部に固着された一対の第３曲げコア７３は、一対の第４曲げコア及び第２突極表層部材として機能する。
【００７９】
次に、このように構成された三相同期モータ７１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１５及び図１６に基づいて説明する。
尚、図１５及び図１６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３２と回転子３３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３２と回転子３３に同様な磁気回路が形成される。
図１５及び図１６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３５内とこのティース部３５に積層・固着される各第１曲げコア３７の固着側内に半径方向に流れる磁束が発生する。また、方向性電磁鋼板７６を複数枚、積層して形成され、各ティース部３５に固着された各第３曲げコア７３には、各第１曲げコア３７の折曲先端側開口部に対向する各折曲部の切断端面側から第３曲げコア７３の磁化容易方向、即ち、曲げ方向に沿って流れて、長辺部が密着されるティース部３５内の半径方向にへ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ステータ３６の各ティース部３５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３５の基端部で周方向に約９０度曲げられてステータ３６のヨーク部内を流れる。
【００８０】
続いて、ステータ３６のヨーク部内を流れる磁束は、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３５の基端部で再度、約９０度曲げられてこのティース部３５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４５内を半径方向内側に流れる。また、方向性電磁鋼板７６を複数枚、積層して形成され、各ロータティース部４５に固着された各第３曲げコア７３には、各第２曲げコア４７の折曲先端側開口部に対向する各折曲部の切断端面側から第３曲げコア７３の磁化容易方向、即ち、曲げ方向に沿って流れて、長辺部が密着されるロータティース部４５内の半径方向にへ流れる磁束が発生する。
そして、このロータティース部４５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４５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４６内を流れる。そしてまた、ロータ４６内を周方向に流れる磁束は、直交する位置の各ロータティース部４５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４５内を半径方向外側に流れ、対向配置されるティース部３５内を半径方向外側に流れる。また、このロータティース部４５に固着される各第３曲げコア７３の長辺部の曲げ方向に沿って流れ、該第３曲げコア７３の軸方向上下端の折曲部に広がった磁束は、対向配置される各ティース部３５に固着された各第３曲げコア７３に流れ、該各第３曲げコア７３の各第１曲げコア３７の折曲先端側開口部に対向する各折曲部の切断端面側から第３曲げコア７３の磁化容易方向、即ち、曲げ方向に沿って流れて、長辺部が密着されるティース部３５内の半径方向にへ流れる磁束が発生する。
これにより、図１５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ステータ３６とロータ４６内を流れる４つの磁気閉回路（図１５（Ａ）中、太実線で示す磁気閉回路）６５が形成される。
【００８１】
また、固定子コイル８Ａへの通電によって各ティース部３５に積層・固着される各第１曲げコア３７の固着側内に発生した磁束は、図１５（Ｂ）に示すように、半径方向外側に流れる場合には、方向性電磁鋼板５６を複数枚、積層して形成される第１曲げコア３７の磁化容易方向、即ち、曲げ方向に沿って流れ、軸方向外側の切断面まで流れて、この第１曲げコア３７に対向配置される第２曲げコア４７内に流れ込む。そして、この第２曲げコア４７内に流れ込んだ磁束は、方向性電磁鋼板５６を複数枚、積層して形成される第２曲げコア４７の磁化容易方向、即ち、曲げ方向に沿って流れ、第２曲げコア４７の固着側の切断面まで流れて、対向配置される第１曲げコア３７の固着側切断面に流れる。
一方、固定子コイル８Ａへの通電によって各ティース部３５に積層・固着される各第１曲げコア３７の固着側内に発生した磁束が、半径方向内側に流れる場合には、各第１曲げコア３７と各第２曲げコア４７内には、図１５（Ｂ）に示す磁束の流れと反対方向に磁束が流れる。
これにより、図１５に示すように、各ティース部３５とロータティース部４５の軸方向上下端面部に積層・固着されて、対向配置される各第１曲げコア３７と第２曲げコア４７内を流れる８個の磁気閉回路（図１５（Ａ）中、破線で示す磁気閉回路）６６が形成される。
【００８２】
従って、第３実施形態に係る三相同期モータ７１は、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃが順番に通電されて、各ティース部３５とロータティース部４５とが対向した場合には、対向配置される各第１曲げコア３７と第２曲げコア４７とによって磁気閉回路６６が形成されるため、磁路長を短くでき、低鉄損化を図ることができる。また、各第１曲げコア３７及び第２曲げコア４７は、曲げ方向に沿った磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板５６により形成されるため、各第１曲げコア３７と第２曲げコア４７とが無方向性電磁鋼板により構成されている場合よりも更なる低鉄損化を図ることができ、また、トルクの更なる向上を図ることができる。
【００８３】
また、各ティース部３５の軸方向厚さ寸法を軸方向上下端面部に固着される各第１曲げコア３７の軸方向厚さ寸法分ずつ短くしても、ティース部３５の半径方向先端部と該ティース部３５に固着された各第１折り曲げコア３７の軸方向内側の折り曲げ先端部に軸方向に連続して形成される第３溝部３８に嵌入・固着される一対の第３曲げコア７３によって、各第１曲げコア３７の折曲先端側開口部がほぼ覆われると共に、該各第３曲げコア７３の軸方向両端縁部と各第１曲げコア３７の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間には、所定隙間が形成されているため、従来のティース部の磁路断面積以上の磁路断面積を得ることができる。これにより、ステータ３６は各第１曲げコア３７の軸方向厚さ寸法分ずつのヨーク部を無くすことができ、三相同期モータ７１の大幅な軽量化を図ることができると共に、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
【００８４】
また、同様に、各ロータティース部４５の軸方向厚さ寸法を軸方向上下端面部に固着される各第２曲げコア４７の軸方向厚さ寸法分ずつ短くしても、ロータティース部４５の半径方向先端部と該ロータティース部４５に固着された各第２折り曲げコア４７の軸方向内側の折り曲げ先端部に軸方向に連続して形成される第４溝部４８に嵌入・固着される一対の第３曲げコア７３によって、各第２曲げコア４７の折曲先端側開口部がほぼ覆われると共に、該各第３曲げコア７３の軸方向両端縁部と各第２曲げコア４７の軸方向外側の折り曲げ先端部の内側面との間には、所定隙間が形成されているため、従来のロータティース部の磁路断面積以上の磁路断面積を得ることができる。これにより、ロータ４６は、各第２曲げコア４７の軸方向厚さ寸法分ずつのロータ部を無くすことができ、三相同期モータ７１の大幅な軽量化を図ることができると共に、高トルク化及び高効率化を図ることができる。
また、各固定子コイル８Ａ〜８Ｃが各ティース部３５の両側面部と上下各第１曲げコア３７の内側面に巻回されるため、この各固定子コイル８Ａ〜８Ｃの軸方向の巻長さを左右側面部において、各第１曲げコア３７の軸方向厚さ寸法分ずつ短くして巻回することができ、三相同期モータ７１の軽量化を図ることができる。
【００８５】
また、各ティース部３５と各ティース部３５に固着される各第１曲げコア３７の半径方向端面部に連続して形成される第３溝部３８に、一対の第３曲げコア７３を両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部を当接させた状態で嵌入して取り付けることができるため、各第３曲げコア７３をティース部３５の半径方向端面部に容易に取り付けることができ、ステータ３６の組み立て作業の効率化を図ることができる。また、各ロータティース部４５と各ロータティース部４５に固着される各第２曲げコア４７の半径方向端面部に連続して形成される第４溝部４８に、一対の第３曲げコア７３を両折り曲げ先端部が互いに周方向外側に向くように背面部を当接させた状態で嵌入して取り付けることができるため、各第３曲げコア７３をロータティース部４５の半径方向端面部に容易に取り付けることができ、ロータ４６の組み立て作業の効率化を図ることができる。
また、各一対の第３曲げコア７３は、曲げ方向に沿った磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板７６により形成されるため、第３曲げコア７３とが無方向性電磁鋼板により構成されている場合よりも更なる低鉄損化を図ることができ、更なる高トルク化及び高効率化を図ることができる。
【００８６】
尚、本発明は前記第１実施形態乃至第３実施形態に限定されることはなく、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実施形態及び第２実施形態では、第１圧粉磁心１０、第２圧粉磁心１６、第３圧粉磁心４０及び第４圧粉磁心４９は、絶縁性皮膜で被覆された鉄系磁性粉末を加圧成形して形成したが、電磁ステンレス鋼などを切削加工して形成してもよい。
（Ｂ）前記第１実施形態乃至第３実施形態では、各第１曲げコア７、３７、各第２曲げコア１５、４７、第３曲げコア６３は、各方向性電磁鋼板１８、５６、７６で形成したが、長尺状の無方向性電磁鋼板で形成してもよい。これにより、三相同期モータの軽量化を図ると共に、効率の向上及び製造コストの削減化を図ることができる。
（Ｃ）前記第１実施形態乃至第３実施形態では、各第１曲げコア７、３７又は各第２曲げコア１５、４７は、断面略横Ｕ字形であったが、断面略横コの字形など任意の形状でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【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（Ｂ）の水平断面図である。
【図３】図１の磁気回路を模式的に示す図で、（Ａ）は固定子側の要部拡大斜視図、（Ｂ）は対向する回転子側の要部拡大斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る三相同期モータの固定子の各ティース部に固着される第１圧粉磁心を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態に係る三相同期モータのステータとロータの作製工程を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図６】第１実施形態に係る三相同期モータの第１曲げコア及び第２曲げコアの作製工程を示す図で、（Ａ１）〜（Ａ３）は第１曲げコアの作製工程、（Ｂ１）〜（Ｂ３）は第２曲げコアの作製工程を示す図である。
【図７】第１実施形態に係る三相同期モータの固定子コイル、第１圧粉磁心、第１曲げコア、第２圧粉磁心及び第２曲げコアの取り付け工程を示す図である。
【図８】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９】図８の磁気回路を模式的に示す図で、（Ａ）は固定子側の要部拡大斜視図、（Ｂ）は対向する回転子側の要部拡大斜視図である。
【図１０】第２実施形態に係る三相同期モータの固定子の各ティース部に固着される第３圧粉磁心を示す斜視図である。
【図１１】第２実施形態に係る三相同期モータの回転子の各ロータティース部に固着される第４圧粉磁心を示す斜視図である。
【図１２】第２実施形態に係る三相同期モータのステータとロータの作製工程を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１３】第２実施形態に係る三相同期モータの第１曲げコア及び第２曲げコアの作製工程を示す図である。
【図１４】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曲げコアと第２曲げコアの取り付け工程を示す図、（Ｂ）は固定子コイルの装着工程を示す図である。
【図１５】第３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１６】図１５の磁気回路を模式的に示す図で、（Ａ）は固定子側の要部拡大斜視図、（Ｂ）は対向する回転子側の要部拡大斜視図である。
【図１７】第３実施形態に係る三相同期モータの第３曲げコアの作製工程を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１、３１、７１    三相同期モータ、    ２、３２            固定子
３、３３          回転子、            ５、３５            ティース部
５Ａ              第１溝部、          ６、３６            ステータ
７、３７          第１曲げコア、      ８Ａ、８Ｂ、８Ｃ    固定子コイル
９                ボビン、            １０                第１圧粉磁心
１１、４５        ロータティース部、  １１Ａ              第２溝部
１２、４６        ロータ、            １３                回転軸
１５、４７        第２曲げコア、      １６                第２圧粉磁心
１７、２１、５５、７５    芯部材
１８、２２、５６、７６    方向性電磁鋼板
１９、２３、５７、７７    巻コア部材
２５、２６、６５、６６    磁気閉回路
３８              第３溝部、          ４０                第３圧粉磁心
４８              第４溝部、          ４９                第４圧粉磁心
７３              第３曲げコア
【図１】
2005143237.tif 000003
【図２】
2005143237.tif 000004
【図３】
2005143237.tif 000005
【図４】
2005143237.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005143237.tif 000008
【図７】
2005143237.tif 000009
【図８】
2005143237.tif 000010
【図９】
2005143237.tif 000011
【図１０】
2005143237.tif 000012
【図１１】
2005143237.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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