(57)【要約】  ステータ（２）は、ヨーク部（２１ａ）と径方向におけるヨーク部（２１ａ）の内側に位置するティース部（２２ａ）とを有する。ティース部（２２ａ）の径方向における内側表面（２２２）の破断面割合は、ヨーク部（２１ａ）の側面（２１１）の破断面割合よりも小さい。
2018207277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーク部と
径方向における前記ヨーク部の内側に位置するティース部と
を備え、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さい
ステータ。
【請求項２】
前記ティース部の前記内側表面の転位密度が、前記ヨーク部の側面の転位密度よりも小さい請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記ティース部の前記内側表面は、腐食面で形成されている請求項１又は２に記載のステータ。
【請求項４】
前記ティース部の珪素濃度は前記ヨーク部よりも高い請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項５】
前記ティース部のビッカース硬度は前記ヨーク部よりも高い請求項１から４のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項６】
前記ヨーク部は、第１のシートを有し、
前記ティース部は、第２のシートを有する
請求項１から５のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項７】
前記第２のシートは、前記第１のシートの前記径方向における内側端部に取り付けられている請求項６に記載のステータ。
【請求項８】
前記第１のシート及び前記第２のシートの材料が互いに異なる請求項６又は７に記載のステータ。
【請求項９】
前記第１のシートは電磁鋼板である請求項６から８のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１０】
前記第２のシートはアモルファス材料である請求項６から９のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１１】
前記第１のシートの厚さが０．２０ｍｍから０．５０ｍｍである請求項６から１０のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１２】
前記第２のシートの厚さが１０μｍから１００μｍである請求項６から１１のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１３】
前記ヨーク部はプレス加工で形成された請求項６から１２のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１４】
前記ティース部の前記内側表面の少なくとも一部は、エッチング加工で形成された面である請求項１から１３のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１５】
ステータと、
前記ステータの内側に備えられたロータと
を備え、
前記ステータは、
少なくとも１つの第１のシートによって形成されたヨーク部と
径方向における前記ヨーク部の内側において少なくとも１つの第２のシートによって形成されたティース部と
を有し、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の前記径方向における外側表面の破断面割合よりも小さい
電動機。
【請求項１６】
前記ロータは、
磁石挿入孔と、
前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、
前記径方向における前記磁石挿入孔の外側に形成されたスリットと
を有する請求項１５に記載の電動機。
【請求項１７】
前記永久磁石は、前記径方向に磁化されている請求項１６に記載の電動機。
【請求項１８】
電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機構と、
前記電動機及び前記圧縮機構を覆うハウジングと
を備え、
前記電動機は、
ステータと
前記ステータの内側に備えられたロータと
を有し、
前記ステータは、
少なくとも１つの第１のシートによって形成されたヨーク部と
径方向における前記ヨーク部の内側において少なくとも１つの第２のシートによって形成されたティース部と
を有し、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さい
圧縮機。
【請求項１９】
前記ステータは、圧入及び焼き嵌めのうちの一方で前記ハウジング内に固定されている請求項１８に記載の圧縮機。
【請求項２０】
室内機と、
前記室内機に接続された室外機と
を備え、
前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つは電動機を有し、
前記電動機は、
ステータと
前記ステータの内側に備えられたロータと
を有し、
前記ステータは、
少なくとも１つの第１のシートによって形成されたヨーク部と
径方向における前記ヨーク部の内側において少なくとも１つの第２のシートによって形成されたティース部と
を有し、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さい
冷凍空調装置。
【請求項２１】
ヨーク部と、径方向における前記ヨーク部の内側に位置するティース部とを有するステータの製造方法であって、
複数のシートを前記ヨーク部及び前記ティース部の形状に形成するステップと、
前記複数のシートを積層するステップと、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さくなるように前記内側表面の少なくとも一部をエッチング加工で形成するステップと
を備えるステータの製造方法。
【請求項２２】
ヨーク部と、径方向における前記ヨーク部の内側に位置するティース部とを有するステータの製造方法であって、
プレス加工で複数のシートを前記ヨーク部の形状に形成するステップと、
前記複数のシートを前記ティース部の形状に形成するステップと、
前記複数のシートを積層するステップと、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さくなるように前記内側表面の少なくとも一部をエッチング加工で形成するステップと
を備えるステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機用のステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ロータ及びステータを備えた永久磁石埋込型電動機などの電動機が用いられている。永久磁石埋込型電動機では、ロータからの磁束が径方向におけるティース部の先端に流入し、磁気回路が形成される。したがって、電動機の効率に対するティース部の寄与率は、ヨーク部の寄与率よりも高い。ステータは、電磁鋼板などの複数のシートをロータの回転軸の軸方向に積層することにより形成される。一般に、電磁鋼板などのシートは、加工の容易さ及びコストの観点からプレス加工（具体的には、打ち抜き加工）を用いて形成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２８４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、シートをプレス加工で形成した場合、シートの輪郭は破断面となる。この場合、破断面には、プレス加工を起因とするせん断応力が生じているので、シートの磁気特性が劣化している。ステータの内、特にティース部は、ヨーク部に比べて電動機の効率に対する寄与率が高い。したがって、電動機の効率を高めるため、ティース部の磁気特性を改善することが望まれている。【０００５】
本発明の目的は、電動機の効率を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のステータは、ヨーク部と径方向における前記ヨーク部の内側に位置するティース部とを備え、前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電動機の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るステータを備えた電動機の内部構造を概略的に示す断面図である。
【図２】ステータ鉄心の構造を概略的に示す平面図である。
【図３】分割鉄心部の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】分割ステータ鉄心の構造を概略的に示す平面図である。
【図５】分割ステータ鉄心の構造を概略的に示す斜視図である。
【図６】分割ステータ鉄心の他の例を示す図である。
【図７】ロータの構造を概略的に示す断面図である。
【図８】ステータの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図９】変形例１に係るステータの分割ステータ鉄心の構造を概略的に示す平面図である。
【図１０】変形例１に係るステータの分割ステータ鉄心の構造を概略的に示す斜視図である。
【図１１】変形例２に係るステータの分割ステータ鉄心の構造を概略的に示す平面図である。
【図１２】変形例３に係るステータの分割ステータ鉄心の構造を概略的に示す平面図である。
【図１３】変形例４に係るステータの分割ステータ鉄心の構造を概略的に示す平面図である。
【図１４】変形例５に係るステータの分割ステータ鉄心の構造を概略的に示す平面図である。
【図１５】変形例６に係るステータの分割ステータ鉄心の構造を概略的に示す平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２に係る圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るステータ２を備えた電動機１の内部構造を概略的に示す断面図である。
矢印Ｄ１は、ステータ２、ステータ鉄心２ａ、及びロータ３の各々の外周に沿った方向（以下「周方向」という）を示す。各図に示されるｘｙｚ直交座標系において、ｚ軸方向（ｚ軸）は、電動機１のシャフト（後述するシャフト３２）の軸線Ａ１（すなわち、ロータ３の回転中心）と平行な方向（軸方向という）を示し、ｘ軸方向（ｘ軸）は、ｚ軸方向に直交する方向を示し、ｙ軸方向（ｙ軸）は、ｚ軸方向及びｘ軸方向の両方に直交する方向を示す。
【００１０】
電動機１は、ステータ２と、ロータ３とを有する。図１に示される例では、電動機１は、さらにフレーム４（ハウジング、シェル、又はモータフレームともいう）を有する。電動機１は、例えば、永久磁石埋込型電動機である。
【００１１】
ステータ２は、円環状に形成されたステータ鉄心２ａと、ステータ鉄心２ａに巻回された巻線２７とを有する。ステータ２は、軸線Ａ１（すなわち、ロータ３の回転中心）を中心とする周方向に円環状に形成されている。ステータ２の内側に、ロータ３が回転自在に備えられている。ステータ２の内側表面とロータ３の外側表面との間には、０．３ｍｍから１ｍｍのエアギャップが形成されている。ステータ２の巻線２７に、インバータから電流が供給されると、ロータ３が回転する。巻線２７に供給される電流は、指令回転数に同期した周波数を持つ電流である。
【００１２】
ステータ２（具体的には、ステータ鉄心２ａ）は、フレーム４によって保持されている。例えば、ステータ２（具体的には、ステータ鉄心２ａ）は、圧入及び焼き嵌めのうちの一方でフレーム４に固定されている。
【００１３】
ステータ２は、複数の分割鉄心部２５ａを有する。図１に示される例では、複数の分割鉄心部２５ａが、軸線Ａ１を中心とする周方向に円環状に配列されており、これによりステータ２を形成している。
【００１４】
図２は、ステータ鉄心２ａの構造を概略的に示す平面図である。
【００１５】
ステータ鉄心２ａは、少なくとも１つのヨーク部２１ａと、少なくとも１つのティース部２２ａとを有する。ステータ鉄心２ａは、複数の分割されたステータ鉄心２０ａ（以下、「分割ステータ鉄心２０ａ」ともいう）によって形成されている。したがって、各分割ステータ鉄心２０ａは、ヨーク部２１ａと、ティース部２２ａとを有する。
【００１６】
ただし、ステータ２は、複数の分割ステータ鉄心２０ａによって形成されていなくてもよい。例えば、ステータ鉄心２ａは、円環状の複数の材料（例えば、アモルファス金属などのアモルファス材料又は電磁鋼板）を積層することによって形成されていてもよい。
【００１７】
図２に示されるように、ステータ鉄心２ａにおいて、分割ステータ鉄心２０ａのヨーク部２１ａは、隣接する他の分割ステータ鉄心２０ａのヨーク部２１ａと連結されている。２つのヨーク部２１ａ及び２つのティース部２２ａによって囲まれた領域がスロット部２６である。
【００１８】
複数のスロット部２６は、周方向に等間隔に形成されている。図２に示される例では、ステータ鉄心２ａに、９個のスロット部２６が形成されている。
【００１９】
図２に示されるように、ステータ鉄心２ａは、複数のティース部２２ａを有し、各ティース部２２ａは、スロット部２６を介して隣接している。したがって、複数のティース部２２ａ及び複数のスロット部２６は、周方向に、交互に配列されている。周方向における複数のティース部２２ａの配列ピッチ（すなわち、周方向におけるスロット部２６の幅）は等間隔である。
【００２０】
図３は、分割鉄心部２５ａの構造を概略的に示す断面図である。
各分割鉄心部２５ａは、ヨーク部２１ａと、径方向におけるヨーク部２１ａの内側に位置するティース部２２ａと、巻線２７と、ステータ鉄心２ａを絶縁するインシュレータ２４ａ及び２４ｂとを有する。本実施の形態では、ヨーク部２１ａ及びティース部２２ａは、一体的に形成されているが、ヨーク部２１ａとは別に形成されたティース部２２ａをヨーク部２１ａに取り付けてもよい。
【００２１】
巻線２７は、インシュレータ２４ａ及び２４ｂを介してステータ鉄心２ａに巻回されており、回転磁界を発生させるコイルを形成する。具体的には、巻線２７は、ティース部２２ａの外周に巻回されている。
【００２２】
巻線２７は、例えば、マグネットワイヤである。例えば、ステータ２は、３相であり、巻線２７（すなわち、コイル）の結線は、Ｙ結線（スター結線ともいう）である。巻線２７のターン数及び線径は、電動機１の回転数、トルク、電圧仕様、及びスロット部２６の断面積等に応じて定められる。巻線２７の線径は、例えば、１．０ｍｍである。ステータ鉄心２ａの各ティース部２２ａには、巻線２７が、例えば、８０ターン巻回されている。ただし、巻線２７の線径及びターン数は、これらの例に限られない。
【００２３】
巻線２７の巻線方式は、集中巻である。例えば、分割ステータ鉄心２０ａを円環状に配列する前の状態（例えば、分割ステータ鉄心２０ａが直線状に配列された状態）で、分割ステータ鉄心２０ａに巻線２７を巻回することができる。巻線２７が巻回された分割ステータ鉄心２０ａ（すなわち、分割鉄心部２５ａ）は、円環状に折り畳まれて、溶接等によって固定される。
【００２４】
図４は、分割ステータ鉄心２０ａの構造を概略的に示す平面図である。
図５は、分割ステータ鉄心２０ａの構造を概略的に示す斜視図である。
【００２５】
ヨーク部２１ａは、周方向に延びており、ティース部２２ａは、ステータ鉄心２ａの径方向における内側（図３では、−ｙ方向）に向かって延びている。言い換えると、ティース部２２ａは、ヨーク部２１ａから軸線Ａ１に向けて突出している。図４及び図５に示されるように、ティース部２２ａは、本体部２２１ａと、歯先部２２２ａとを有する。歯先部２２２ａは、径方向におけるティース部２２ａ（具体的には、本体部２２１ａの端部）の先端に形成されている。図４及び図５に示される例では、本体部２２１ａは、径方向に沿って等しい幅を有する。歯先部２２２ａは、周方向に延びており、周方向に向けて広がるように形成されている。
【００２６】
図３から図５に示されるように、分割ステータ鉄心２０ａ（例えば、ヨーク部２１ａ）には、インシュレータ２４ａを固定するための固定穴２４ｃが形成されている。
【００２７】
分割ステータ鉄心２０ａは、少なくとも１つのシート２８（プレートともいう）によって形成されている。本実施の形態では、複数のシート２８を軸方向（すなわち、ｚ軸方向）に積層することにより分割ステータ鉄心２０ａが形成されている。
【００２８】
シート２８は、最初にプレス加工（具体的には打ち抜き加工）によって、予め定められた形状に形成される。シート２８は、例えば、電磁鋼板である。電磁鋼板をシート２８として用いる場合、シート２８の厚さは、例えば、０．０１ｍｍから０．７ｍｍである。本実施の形態では、シート２８の厚さは、０．３５ｍｍである。シート２８は、カシメ２４ｄによって、隣接する他のシート２８と締結されている。
【００２９】
一般に、ステータ鉄心では、ヒステリシス損及び渦電流損などの鉄損（すなわち、エネルギー損失）が発生する。ヒステリシス損は、ステータ鉄心の磁区が交番磁界によって磁界の向きを変えるときのエネルギー損失であり、理論的にはステータ鉄心に生じる磁束変化の周波数に比例する。渦電流損は、ステータ鉄心（例えば、電磁鋼板）の内部に発生する渦電流によって生じるエネルギー損失である。一般に、インバータによって制御される電動機（例えば、ブラシレス直流モータ）は、高周波によって駆動される。そのため、電動機に生じる鉄損のうち、渦電流損が占める割合が、ヒステリシス損よりも大きい。渦電流損は、理論的にはステータ鉄心に生じる磁束変化の周波数の２乗に比例し、更にステータ鉄心のシート（例えば、電磁鋼板）の各々の厚さの２乗にも比例する。したがって、鉄損の増加、特に渦電流損の増加を防止するために、シートの厚さを薄くすることが有効である。
【００３０】
シート２８は、電磁鋼板以外の材料、例えば、アモルファス金属などのアモルファス材料又はナノ結晶材料でもよい。シート２８の材料としてアモルファス材料を用いるとき、アモルファス材料の厚さは、電磁鋼板の３％から１５％程度である。例えば、０．２ｍｍから０．５ｍｍ程度の厚さの電磁鋼板がシート２８の材料として用いられるのに対し、アモルファス材料は１５μｍから３０μｍ程度の厚さに形成することができる。一般に、渦電流損はシートの厚さの２乗に比例して小さくなるため、シート２８の材料としてアモルファス材料を用いるとき、電動機１が高周波で運転される場合であっても鉄損の増加を防止することが可能となる。
【００３１】
シート２８の材料としてアモルファス材料を用いるとき、ステータ鉄心２ａにおける鉄損密度を小さくすることができる。すなわち、ステータ鉄心２ａにおける鉄損の増加を抑制することができる。例えば、電磁鋼板の鉄損密度が１．２Ｗ／ｋｇ（５０Ｈｚで磁束密度１．０Ｔ）であるのに対し、アモルファス材料の鉄損密度は、０．０５Ｗ／ｋｇ（５０Ｈｚで磁束密度１．０Ｔ）である。したがって、電磁鋼板に比べてアモルファス材料の鉄損密度は非常に小さい。
【００３２】
一般に、アモルファス金属などのアモルファス材料は、電磁鋼板と比較して３倍から６倍の硬度（例えば、ビッカース硬度）を持つため、加工性が悪い。例えば、電磁鋼板のビッカース硬度が１８７ＧＮ／ｍ３程度であるのに対して、アモルファス材料のビッカース硬度は９００ＧＮ／ｍ３程度である。したがって、アモルファス材料の硬度は大きいため、アモルファス材料をプレス加工で加工する場合、アモルファス材料に大きなせん断応力が生じる。アモルファス材料に大きなせん断応力が生じると、アモルファス材料の磁気特性が顕著に劣化する。さらに、アモルファス材料の硬度は大きいため、プレス加工で加工する場合、加工工具の摩耗が激しく、メンテナンス頻度（時間）及びメンテナンス費用が増加する。そのため、アモルファス材料のような硬度が高い材料には、磁気特性の観点でも製造の観点でもプレス加工よりもエッチング加工が適している。
【００３３】
図４に示される破線Ｂ１は、ヨーク部２１ａとティース部２２ａとの間の境界である。この場合において、ティース部２２ａの径方向における内側表面であるティース先端面２２２の破断面割合は、ヨーク部２１ａの側面２１１の破断面割合よりも小さい。
【００３４】
ティース先端面２２２は、ティース部２２ａの先端部であり、具体的には、ティース部２２ａのうちのロータ３に面する部分である。ティース先端面２２２の破断面割合とは、分割ステータ鉄心２０ａにおいて、ティース先端面２２２の総面積に対するティース先端面２２２に形成された破断面の面積の割合である。
【００３５】
ヨーク部２１ａの側面２１１は、ヨーク部２１ａの外側表面のうちの軸方向における両端側の表面以外の部分である。ヨーク部２１ａの側面２１１の破断面割合とは、分割ステータ鉄心２０ａにおいて、ヨーク部２１ａの側面２１１の総面積に対する側面２１１に形成された破断面の面積の割合である。
【００３６】
破断面とは、脆性破壊によって形成された面である。本実施の形態では、プレス加工（具体的には、打ち抜き加工）を用いてシート２８を加工するときに破断面が形成される。
【００３７】
ステータ２では、ヨーク部２１ａよりもティース部２２ａの方に磁束が集中するため、ティース部２２ａにエッチング加工が施されていることが望ましい。これにより、エッチング加工が施された部分の磁気特性が改善される。言い換えると、エッチング加工が施された部分の鉄損が低減される。ロータ３からの磁束は、ティース先端面２２２及び歯先部２２２ａからティース部２２ａ内（すなわち、本体部２２１ａ）に流入する。したがって、歯先部２２２ａ、特に、ティース先端面２２２には磁束が集中するため、歯先部２２２ａ及びティース先端面２２２にエッチング加工が施されることが望ましい。
【００３８】
本実施の形態では、ティース先端面２２２の少なくとも一部はエッチング加工で形成された面である。ティース先端面２２２の全てがエッチング加工で形成されていることが望ましい。例えば、打ち抜き加工を用いてシート２８が図４に示される形状に加工された後、エッチング加工でティース先端面２２２が形成される。エッチング加工を施すことにより、腐食面が形成される。すなわち、シート２８のティース先端面２２２以外の部分は、打ち抜き加工で形成されており、エッチング加工が施されたティース先端面２２２は腐食面で形成されている。したがって、ティース先端面２２２の破断面割合は、ヨーク部２１ａの側面２１１の破断面割合よりも小さい。これにより、ティース先端面２２２の磁気特性が改善される。
【００３９】
ロータ３が回転しているとき、ロータ３の回転方向におけるティース部２２ａの上流側に磁束が集中するように磁界が形成されている。したがって、ロータ３の回転方向におけるティース部２２ａの上流側にエッチング加工が施されていることが望ましい。この場合、ロータ３の回転方向におけるティース部２２ａの上流側の側面（例えば、本体部２２１ａの側面及び歯先部２２２ａの側面）にエッチング加工が施されていることが望ましい。
【００４０】
エッチング加工を施すことにより、エッチング加工が施された部分の転位密度が小さくなる。したがって、ティース部２２ａのティース先端面２２２の転位密度は、ヨーク部２１ａの側面２１１の転位密度よりも小さい。これにより、エッチング加工が施された部分の磁気特性が改善される。
【００４１】
ヨーク部２１ａは、プレス加工で形成されていてもよい。プレス加工によってヨーク部２１ａの側面２１１の磁気特性は劣化するが、ヨーク部２１ａは、ティース部２２ａと比較すると電動機１の効率に対する寄与率は低い。したがって、プレス加工を用いることにより、シート２８をエッチング加工のみを用いて加工する場合に比べて、ヨーク部２１ａを容易に加工することができ、且つ製造コストを低減することができる。
【００４２】
図６は、分割ステータ鉄心２０ａの他の例を示す図である。
分割ステータ鉄心２０ａは、部分的に組成が異なっていてもよい。例えば、分割ステータ鉄心２０ａにおいて、ティース部２２ａの珪素濃度がヨーク部２１ａよりも高くてもよい。この場合、ティース部２２ａのシリコン含有量がヨーク部２１ａよりも多い。さらに、図６に示されるように、ティース部２２ａにおいて、径方向内側に近づくにつれて珪素濃度が高いことが望ましい。分割ステータ鉄心２０ａにおいて、珪素濃度を高めることにより、鉄損を低減することができる。珪素濃度が最も高い部分では、珪素濃度が６％である。図６に示される例では、歯先部２２２ａ及びティース先端面２２２の珪素濃度が６％である。珪素濃度が高い部分は硬度が高いため、プレス加工よりもエッチング加工が適している。
【００４３】
ティース部２２ａのビッカース硬度はヨーク部２１ａよりも高い。例えば、上述のように、珪素濃度が高い部分では、ビッカース硬度が高い。ビッカース硬度を高めることにより、鉄損を低減することができ、電動機１の効率を高めることができる。
【００４４】
ロータ３の構造について以下に説明する。
図７は、ロータ３の構造を概略的に示す断面図である。
【００４５】
ロータ３は、ロータ鉄心３１と、シャフト３２と、少なくとも１つの永久磁石３３と、少なくとも１つの磁石挿入孔３４と、少なくとも１つのフラックスバリア３５と、少なくとも１つの風穴３６と、少なくとも１つのスリット３８とを有する。ロータ３は、軸線Ａ１を中心として回転自在である。ロータ３は、ステータ２の内側に、エアギャップを介して回転自在に配置されている。軸線Ａ１は、ロータ３の回転中心であり、且つ、シャフト３２の軸線である。
【００４６】
本実施の形態では、ロータ３は、永久磁石埋込型である。ロータ鉄心３１には、ロータ３の周方向に複数の磁石挿入孔３４が形成されている。磁石挿入孔３４は、永久磁石３３が挿入される空隙である。各磁石挿入孔３４には、１つの永久磁石３３が挿入されている。ただし、各磁石挿入孔３４に複数の永久磁石３３を配置してもよい。磁石挿入孔３４に挿入された永久磁石３３は、ロータ３の径方向（すなわち、軸線Ａ１と直交する方向）に磁化されている。磁石挿入孔３４の数は、ロータ３の磁極数に対応する。各磁極の位置関係は同じである。本実施の形態では、ロータ３の磁極数は、６極である。ただし、ロータ３の磁極数は、２極以上であればよい。
【００４７】
永久磁石３３には、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、及びボロン（Ｂ）を主成分とする希土類磁石（以下、「Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ永久磁石」という）が用いられる。
【００４８】
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ永久磁石の保磁力は、温度により低下する性質を持つ。例えば、圧縮機のように１００℃以上の高温雰囲気中でＮｄ希土類磁石を用いた電動機を使用する場合、磁石の保磁力は温度により、約−０．５から−０．６％／ΔＫ劣化するため、Ｄｙ（ディスプロシウム）元素を添加して保磁力を高める必要がある。保磁力は、Ｄｙ元素の含有量にほぼ比例して向上する。一般的な圧縮機では、電動機の雰囲気温度上限は１５０℃程度であり、２０℃に対して、１３０℃程度の温度上昇の範囲で使用する。例えば、−０．５％／ΔＫの温度係数では保磁力は６５％低下する。
【００４９】
圧縮機の最大負荷で減磁しないようにするためには、１１００〜１５００Ａ／ｍ程度の保磁力が必要である。１５０℃の雰囲気温度中で保磁力を保証するためには、常温保磁力を１８００〜２３００Ａ／ｍ程度に設計する必要がある。
【００５０】
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ永久磁石にＤｙ元素が添加されていない状態では、常温保磁力は１８００Ａ／ｍ程度である。２３００ｋＡ／ｍ程度の保磁力を得るためには、２ｗｔ％程度のＤｙ元素を添加する必要がある。しかしながら、Ｄｙ元素を添加すると、保磁力特性は向上するが、残留磁束密度特性が低下する。残留磁束密度が低下すると、電動機のマグネットトルクが低下し、通電電流が増加するため、銅損が増加する。そのため、電動機の効率を考慮すると、Ｄｙ添加量を低減することが望まれる。
【００５１】
ロータ鉄心３１は、複数の電磁鋼板を積層することにより形成されている。ロータ鉄心３１の各電磁鋼板の厚さは、例えば、０．１ｍｍから０．７ｍｍである。本実施の形態では、ロータ鉄心３１の各電磁鋼板の厚さは、０．３５ｍｍである。ロータ鉄心３１の電磁鋼板は、カシメによって、隣接する他の電磁鋼板と締結されている。
【００５２】
ロータ３の径方向における磁石挿入孔３４の外側には、少なくとも１つのスリット３８が形成されている。本実施の形態では、ロータ３の径方向における磁石挿入孔３４の外側に複数のスリット３８が形成されている。各スリット３８は、径方向に長い。
【００５３】
シャフト３２は、ロータ鉄心３１と連結されている。例えば、シャフト３２は、ロータ鉄心３１に形成された軸穴３７に、焼き嵌め又は圧入などによって固定される。これにより、ロータ鉄心３１が回転することによって発生する回転エネルギーは、シャフト３２に伝達される。
【００５４】
フラックスバリア３５は、ロータ３の周方向において磁石挿入孔３４に隣接する位置に形成されている。フラックスバリア３５は、漏れ磁束を低減する。隣接する磁極間での磁束の短絡を防ぐため、フラックスバリア３５とロータ３の外側表面（外縁）との間の長さは短いことが望ましい。フラックスバリア３５とロータ３の外側表面との間の長さは、例えば、０．３５ｍｍである。風穴３６は、貫通孔である。例えば、圧縮機に電動機１を用いたとき、冷媒が風穴３６を通過することができる。
【００５５】
実施の形態１に係るステータ２の製造方法について以下に説明する。
図８は、ステータ２の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【００５６】
ステップＳ１では、予め定められた構造を持つ複数のシート２８を形成する。例えば、プレス加工（具体的には、打ち抜き加工）でヨーク部２１ａ及びティース部２２ａの形状に複数のシート２８を形成する。ただし、ティース部２２ａは、プレス加工で形成されなくてもよい。例えば、ティース部２２ａについては、エッチング加工を用いて複数のシート２８をティース部２２ａの形状に形成してもよい。この場合、ヨーク部２１ａ及びティース部２２ａは別々のステップで形成されてもよい。
【００５７】
ステップＳ２では、分割ステータ鉄心２０ａを組み立てる。具体的には、複数のシート２８を軸方向に積層することにより分割ステータ鉄心２０ａを組み立てる。複数のシート２８は、例えば、カシメ２４ｄによって締結しながら軸方向に積層される。カシメ２４ｄ以外の方法（例えば、接着剤）で複数のシート２８を固定してもよい。電動機１を圧縮機に用いる場合、耐熱性及び圧縮機冷媒に対する耐性を持つ接着剤であることが望ましい。
【００５８】
ステップＳ３では、エッチング加工を行う。具体的には、ティース部２２ａのティース先端面２２２の破断面割合が、ヨーク部２１ａの側面２１１の破断面割合よりも小さくなるようにティース部２２ａのティース先端面２２２の少なくとも一部をエッチング加工で形成する。ティース先端面２２２の全てをエッチング加工で形成することが望ましい。ティース先端面２２２と共に、歯先部２２２ａの少なくとも一部分を含む部分に対してエッチング加工を施してもよい。この場合、ロータ３の回転方向におけるティース部２２ａの上流側にエッチング加工が施されていることが望ましい。ステップＳ２及びステップＳ３の工程は、順番を入れ替えてもよい。
【００５９】
エッチング加工では、シート２８にレジストを塗布し、露光及び現像を行うことで、シート２８の形状となるようにレジストを残す。不要なレジストは除去する。腐食作用を持つ化学薬品（具体的には、エッチング液）でレジストに覆われていない部分（すなわち、ティース先端面２２２）のみ腐食させることにより破断面を除去する。エッチング加工はプレス加工と比較して加工精度が良く、加工面にせん断応力が発生しない利点がある。エッチング加工によってせん断応力発生を防ぎ、磁気特性の劣化、すなわち、鉄損の悪化を防ぐことができる。
【００６０】
ステップＳ４では、分割ステータ鉄心２０ａに巻線２７を巻回する。例えば、巻線機を用いてフライヤー方式で巻線２７の巻回を行うことができる。ステップＳ４の工程を繰り返し行い、複数の分割鉄心部２５ａを形成する。インシュレータ２４ａ及び２４ｂを用いる場合、巻線２７の巻回を行う前に、インシュレータ２４ａ及び２４ｂを分割ステータ鉄心２０ａと組み合わせる。さらに、インシュレータ２４ａ及び２４ｂが取り付けられた分割ステータ鉄心２０ａに巻線２７を巻回する。
【００６１】
ステップＳ５では、複数の分割鉄心部２５ａを、円環状に折り畳み、溶接等によって固定する。
【００６２】
上述の各工程により、ステータ２を製造することができる。上述のステータ２の製造方法を、後述する他の実施の形態に係るステータの製造に適用してもよい。
【００６３】
実施の形態１に係るステータ２の効果について以下に説明する。
【００６４】
電動機１において、ロータ３からの磁束は、ティース先端面２２２及び歯先部２２２ａからティース部２２ａ内（すなわち、本体部２２１ａ）に流入する。したがって、ティース部２２ａ、特にティース先端面２２２及び歯先部２２２ａの磁気特性は、電動機１の特性に直結し、電動機１における他の部分の磁気特性と比較して電動機１の特性に対する寄与率が大きい。シート２８をプレス加工で形成する場合、シート２８にせん断応力が生じる。シート２８にせん断応力が生じると、シート２８の磁気特性が劣化する。本実施の形態では、ティース先端面２２２の破断面割合は、ヨーク部２１ａの側面２１１の破断面割合よりも小さい。これにより、ティース先端面２２２の磁気特性が改善される。言い換えると、ティース先端面２２２の鉄損が低減される。その結果、電動機１の効率を高めることができる。
【００６５】
分割ステータ鉄心２０ａにおいて、ティース部２２ａの珪素濃度がヨーク部２１ａよりも高い場合、鉄損を低減することができる。上述のように、ティース先端面２２２及び歯先部２２２ａの磁気特性は、電動機１の特性に直結し、電動機１における他の部分の磁気特性と比較して電動機１の特性に対する寄与率が大きい。したがって、ティース先端面２２２及び歯先部２２２ａの珪素濃度を高めることにより、鉄損を低減することができ、電動機１の効率を高めることができる。
【００６６】
実施の形態１に係るステータ２を有する電動機１は、上述の効果を有する。さらに、電動機１において、永久磁石３３は、ロータ３の径方向（すなわち、軸線Ａ１と直交する方向）に磁化されているので、ロータ３からの磁束が歯先部２２２ａ及びティース先端面２２２に集中しやすい。これにより、電動機１の効率を高めることができる。
【００６７】
さらに、電動機１において、ロータ３の径方向における磁石挿入孔３４の外側には、少なくとも１つのスリット３８が形成されている。ティース先端面２２２をエッチング加工で形成する場合、エッチング加工で形成された部分は結晶構造の欠陥がプレス加工に比べて少ない。結晶構造の欠陥が少ないことから、良好な磁気特性が得られ、特にインダクタンス（すなわち、磁束の通りやすさ）が向上する。しかしながら、一般に、インダクタンスが大きいほど、ステータからの磁束によって生じる磁気的な吸引力が増加する。この吸引力によってロータが振動し、騒音が増加する。本実施の形態では、ロータ３の径方向における磁石挿入孔３４の外側には、少なくとも１つのスリット３８が形成されているので、周方向（ｑ軸ともいう）のインダクタンスが低下する。これにより上述の吸引力が低下し、ロータ３の振動及び電動機１における騒音を抑制することができる。
【００６８】
実施の形態１に係るステータ２の製造方法によれば、上述の効果を持つステータ２を製造することができる。
【００６９】
さらに、本実施の形態では、ステータ２の製造工程においてエッチング加工を用いることにより、ティース先端面２２２の破断面割合を、ヨーク部２１ａの側面２１１の破断面割合よりも小さくすることができる。これにより、ティース先端面２２２の磁気特性を改善することができる。
【００７０】
変形例１．
図９は、変形例１に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｂの構造を概略的に示す平面図である。
図１０は、変形例１に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｂの構造を概略的に示す斜視図である。
【００７１】
変形例１に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｂでは、ティース部２２ｂの構造が実施の形態１に係るステータ２の分割ステータ鉄心２０ｂのティース部２２ａと異なり、その他の点は、実施の形態１と同じである。分割ステータ鉄心２０ｂは、分割ステータ鉄心２０ａの代わりに実施の形態１に係るステータ２に適用可能である。
【００７２】
分割ステータ鉄心２０ｂにおいて、ヨーク部２１ａは、少なくとも１つの第１のシート２８ａを有し、ティース部２２ｂは、少なくとも１つの第２のシート２８ｂを有する。図１０に示される例では、複数の第１のシート２８ａが軸方向に積層されており、複数の第２のシート２８ｂが軸方向に積層されている。図９に示される破線Ｂ１は、ヨーク部２１ａとティース部２２ｂとの間の境界である。したがって、ティース部２２ｂ（具体的には、本体部２２１ａ）は、第１のシート２８ａの一部及び第２のシート２８ｂを含む。歯先部２２２ａは、第２のシート２８ｂによって形成されている。
【００７３】
分割ステータ鉄心２０ｂは、第１の部分２３１及び第２の部分２３２に分割されている。分割ステータ鉄心２０ｂにおいて、第１のシート２８ａで形成されている部分は、第１の部分２３１である。分割ステータ鉄心２０ｂにおいて、第２のシート２８ｂで形成されている部分は、第２の部分２３２である。第１の部分２３１は、ヨーク部２１ａと、ティース部２２ｂの一部とを含む。第２の部分２３２は、ティース部２２ｂの一部である。
【００７４】
第２のシート２８ｂ（すなわち、第２の部分２３２）は、第１のシート２８ａ（すなわち、第１の部分２３１）の径方向における内側端部に取り付けられている。例えば、接着剤によって第２のシート２８ｂは、第１のシート２８ａに固定される。
【００７５】
第１のシート２８ａ及び第２のシート２８ｂの材料は互いに異なる。例えば、第１のシート２８ａは電磁鋼板であり、第２のシート２８ｂはアモルファス金属などのアモルファス材料又はナノ結晶材料である。
【００７６】
第２のシート２８ｂは第１のシート２８ａよりも薄い。第１のシート２８ａとして電磁鋼板を用いるとき、第１のシート２８ａの厚さは０．２０ｍｍから０.５０ｍｍである。第２のシート２８ｂとしてアモルファス材料を用いるとき、第２のシート２８ｂの厚さは１０μｍから１００μｍである。１０μｍから１００μｍの第２のシート２８ｂのような薄い材料は、鉄損を低減する効果が大きい。
【００７７】
変形例１に係るステータは、実施の形態１に係るステータ２の製造方法における工程（図８）と同じ工程で製造することができる。例えば、図８に示されるステップＳ１において、打ち抜き加工によって予め定められた構造を持つように複数の第１のシート２８ａ及び複数の第２のシート２８ｂを形成する。第２のシート２８ｂとしてアモルファス材料を用いるとき、加工の容易さを考慮して、プレス加工の代わりにエッチング加工で予め定められた構造を持つように複数の第２のシート２８ｂを形成してもよい。
【００７８】
ステップＳ２では、分割ステータ鉄心２０ｂを組み立てる。具体的には、複数の第１のシート２８ａを軸方向に積層することにより第１の部分２３１を組み立てる。複数の第１のシート２８ａは、例えば、カシメ２４ｄによって締結しながら軸方向に積層される。さらに、第２のシート２８ｂを軸方向に積層することにより第２の部分２３２を組み立てる。複数の第２のシート２８ｂは、例えば、接着剤によって互いに接着され、軸方向に積層される。さらに、第２の部分２３２を第１の部分２３１に取り付ける。例えば、接着剤で、第２の部分２３２を第１の部分２３１に固定する。ステップＳ２の後の処理は、上述のステップＳ３からステップＳ５における処理と同じである。
【００７９】
変形例１に係るステータは、実施の形態１に係るステータ２と同じ効果を有する。
【００８０】
さらに、変形例１では、ティース先端面２２２及び歯先部２２２ａが第２のシート２８ｂ（すなわち、第２の部分２３２）で形成されている。したがって、電動機１の特性（例えば、電動機の効率）に対する影響が大きい部分（例えば、第２の部分２３２）に、磁気特性に優れた材料（例えば、アモルファス材料）を用いることができる。特に、１０μｍから１００μｍの第２のシート２８ｂのような薄い材料は、鉄損を低減する効果が大きい。これにより、第２の部分２３２における鉄損を低減することができる。電動機１の特性（例えば、電動機の効率）に対する影響が小さい部分（例えば、第１の部分２３１）には、安価な材料である電磁鋼板を用いることができる。その結果、電動機１の効率を高めるとともに、電動機１（具体的には、ステータ）のコストの増加を抑えることができる。
【００８１】
変形例２．
図１１は、変形例２に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｃの構造を概略的に示す平面図である。
変形例２に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｃでは、ティース部２２ｃの構造が実施の形態１に係るステータ２の分割ステータ鉄心２０ｂのティース部２２ａ及び変形例１におけるティース部２２ｂと異なる。
【００８２】
分割ステータ鉄心２０ｃは、第１の部分２３１において第２の部分２３２と接触する部分が平面形状であり、第２の部分２３２において第１の部分２３１と接触する部分が平面形状である。
【００８３】
分割ステータ鉄心２０ｃにおけるその他の構造は、変形例１で説明した分割ステータ鉄心２０ｂと同じである。分割ステータ鉄心２０ｃは、分割ステータ鉄心２０ａの代わりに実施の形態１に係るステータ２に適用可能である。
【００８４】
変形例２に係るステータは、変形例１に係るステータと同じ効果を有する。
【００８５】
変形例３．
図１２は、変形例３に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｄの構造を概略的に示す平面図である。
変形例３に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｄでは、ティース部２２ｄの構造が実施の形態１に係るステータ２の分割ステータ鉄心２０ａのティース部２２ａ及び変形例１におけるティース部２２ｂと異なる。
【００８６】
分割ステータ鉄心２０ｄでは、第１の部分２３１は、ヨーク部２１ａと、ティース部２２ｄの本体部２２１ａとを含み、第２の部分２３２は、ティース部２２ｄの歯先部２２２ａである。
【００８７】
分割ステータ鉄心２０ｄにおけるその他の構造は、変形例１で説明した分割ステータ鉄心２０ｂと同じである。分割ステータ鉄心２０ｄは、分割ステータ鉄心２０ａの代わりに実施の形態１に係るステータ２に適用可能である。
【００８８】
変形例３に係るステータは、変形例１に係るステータと同じ効果を有する。
【００８９】
変形例４．
図１３は、変形例４に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｅの構造を概略的に示す平面図である。
変形例４に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｅでは、ティース部２２ｅの構造が実施の形態１に係るステータ２の分割ステータ鉄心２０ａのティース部２２ａ及び変形例１におけるティース部２２ｂと異なる。
【００９０】
分割ステータ鉄心２０ｅでは、第１の部分２３１は、ヨーク部２１ａと、ティース部２２ｅの本体部２２１ａと、ティース部２２ｅの歯先部２２２ａの一部とを含み、第２の部分２３２は、ティース部２２ｅの歯先部２２２ａの一部を含む。したがって、第１の部分２３１は、ティース先端面２２２の一部を含み、第２の部分２３２は、ティース先端面２２２の一部を含む。第２の部分２３２は、ティース部２２ｅの本体部２２１ａを含んでもよい。
【００９１】
分割ステータ鉄心２０ｅにおけるその他の構造は、変形例１で説明した分割ステータ鉄心２０ｂと同じである。分割ステータ鉄心２０ｅは、分割ステータ鉄心２０ａの代わりに実施の形態１に係るステータ２に適用可能である。
【００９２】
変形例４に係るステータは、変形例１に係るステータと同じ効果を有する。
【００９３】
変形例５．
図１４は、変形例５に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｆの構造を概略的に示す平面図である。
変形例５に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｆでは、ティース部２２ｆの構造が実施の形態１に係るステータ２の分割ステータ鉄心２０ａのティース部２２ａ及び変形例１におけるティース部２２ｂと異なる。
【００９４】
分割ステータ鉄心２０ｆでは、第２の部分２３２が変形例４における第２の部分２３２よりも径方向に長い。第１の部分２３１は、ヨーク部２１ａと、ティース部２２ｆの本体部２２１ａの一部と、ティース部２２ｆの歯先部２２２ａの一部とを含み、第２の部分２３２は、ティース部２２ｆの本体部２２１ａの一部と、ティース部２２ｆの歯先部２２２ａの一部とを含む。したがって、第１の部分２３１は、ティース先端面２２２の一部を含み、第２の部分２３２は、ティース先端面２２２の一部を含む。
【００９５】
分割ステータ鉄心２０ｆにおけるその他の構造は、変形例１で説明した分割ステータ鉄心２０ｂと同じである。分割ステータ鉄心２０ｆは、分割ステータ鉄心２０ａの代わりに実施の形態１に係るステータ２に適用可能である。
【００９６】
変形例５に係るステータは、変形例１に係るステータと同じ効果を有する。
【００９７】
変形例６．
図１５は、変形例６に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｇの構造を概略的に示す平面図である。
変形例６に係るステータの分割ステータ鉄心２０ｇでは、ティース部２２ｇの構造が実施の形態１に係るステータ２の分割ステータ鉄心２０ａのティース部２２ａ及び変形例１におけるティース部２２ｂと異なる。
【００９８】
分割ステータ鉄心２０ｇでは、第２の部分２３２がロータ３の回転方向における上流側に配置されている。第１の部分２３１は、ヨーク部２１ａと、ティース部２２ｇの本体部２２１ａの一部と、ティース部２２ｇの歯先部２２２ａの一部とを含み、第２の部分２３２は、ティース部２２ｇの本体部２２１ａの一部と、ティース部２２ｇの歯先部２２２ａの一部とを含む。したがって、第１の部分２３１は、ティース先端面２２２の一部を含み、第２の部分２３２は、ティース先端面２２２の一部を含む。
【００９９】
分割ステータ鉄心２０ｆにおけるその他の構造は、変形例１で説明した分割ステータ鉄心２０ｂと同じである。分割ステータ鉄心２０ｇは、分割ステータ鉄心２０ａの代わりに実施の形態１に係るステータ２に適用可能である。
【０１００】
変形例６に係るステータは、変形例１に係るステータと同じ効果を有する。
【０１０１】
ロータ３が回転しているとき、ロータ３の回転方向におけるティース部２２ａの上流側に磁束が集中する。したがって、変形例６に係るステータでは、第２の部分２３２がロータ３の回転方向における上流側に配置されているので、鉄損の増加をより効果的に抑制することができ、電動機１の効率を高めることができる。
【０１０２】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る圧縮機６について説明する。
図１６は、実施の形態２に係る圧縮機６の構造を概略的に示す断面図である。
【０１０３】
圧縮機６は、電動要素としての電動機６０と、ハウジングとしての密閉容器６１と、圧縮要素としての圧縮機構６２とを有する。本実施の形態では、圧縮機６は、ロータリ圧縮機である。ただし、圧縮機６は、ロータリ圧縮機に限定されない。
【０１０４】
電動機６０は、実施の形態１に係るステータ２（各変形例に係るステータを含む）を有する電動機１である。本実施の形態では、電動機６０は、永久磁石埋込型電動機であるが、これに限定されない。
【０１０５】
密閉容器６１は、電動機６０及び圧縮機構６２を覆う。密閉容器６１の底部には、圧縮機構６２の摺動部分を潤滑する冷凍機油が貯留されている。
【０１０６】
圧縮機６は、さらに、密閉容器６１に固定されたガラス端子６３と、アキュムレータ６４と、吸入パイプ６５と、吐出パイプ６６とを有する。
【０１０７】
圧縮機構６２は、シリンダ６２ａと、ピストン６２ｂと、上部フレーム６２ｃ（第１のフレーム）と、下部フレーム６２ｄ（第２のフレーム）と、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄにそれぞれ取り付けられた複数のマフラ６２ｅとを有する。圧縮機構６２は、さらに、シリンダ６２ａ内を吸入側と圧縮側とに分けるベーンを有する。圧縮機構６２は、電動機６０によって駆動される。
【０１０８】
電動機６０は図１に示されるフレーム４を有していない。電動機６０のステータ２は、フレーム４の代わりに、圧入及び焼き嵌めのうちの一方で密閉容器６１内に固定されている。圧入及び焼き嵌めの代わりに溶接でステータ２を密閉容器６１に直接取り付けてもよい。
【０１０９】
電動機６０のステータのコイル（例えば、図１に示される巻線２７）には、ガラス端子６３を介して電力が供給される。
【０１１０】
電動機６０のロータ（具体的には、ロータ３のシャフト３２）は、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄの各々に備えられた軸受部を介して回転自在に上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄに保持されている。
【０１１１】
ピストン６２ｂには、シャフト３２が挿通されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄには、シャフト３２が回転自在に挿通されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄは、シリンダ６２ａの端面を閉塞する。アキュムレータ６４は、吸入パイプ６５を介して冷媒（例えば、冷媒ガス）をシリンダ６２ａに供給する。
【０１１２】
次に、圧縮機６の動作について説明する。アキュムレータ６４から供給された冷媒は、密閉容器６１に固定された吸入パイプ６５からシリンダ６２ａ内へ吸入される。インバータの通電によって電動機６０が回転することにより、シャフト３２に嵌合されたピストン６２ｂがシリンダ６２ａ内で回転する。これにより、シリンダ６２ａ内で冷媒の圧縮が行われる。
【０１１３】
冷媒は、マフラ６２ｅを通り、密閉容器６１内を上昇する。圧縮された冷媒には、冷凍機油が混入されている。冷媒と冷凍機油との混合物は、ロータ鉄心３１に形成された風穴３６を通過する際に、冷媒と冷凍機油との分離が促進され、これにより、冷凍機油が吐出パイプ６６へ流入するのを防止できる。このようにして、圧縮された冷媒が、吐出パイプ６６を通って冷凍サイクルの高圧側へと供給される。
【０１１４】
圧縮機６の冷媒として、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、又はＲ２２等を用いることができる。ただし、圧縮機６の冷媒は、これらに限られない。例えば、圧縮機６の冷媒として、低ＧＷＰ（地球温暖化係数）の冷媒等を用いることができる。
【０１１５】
低ＧＷＰ冷媒の代表例として、以下の冷媒がある。
【０１１６】
（１）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）である。ＨＦＯは、Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｏｌｅｆｉｎの略称である。Ｏｌｅｆｉｎは、二重結合を１つ持つ不飽和炭化水素のことである。ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは、４である。
【０１１７】
（２）組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素は、例えば、Ｒ１２７０（プロピレン）である。Ｒ１２７０のＧＷＰは３であり、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰよりも小さいが、Ｒ１２７０の可燃性は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの可燃性よりもよい。
【０１１８】
（３）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素及び組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくとも１つを含む混合物は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合物である。ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、低圧冷媒のため、圧損が大きくなり、冷凍サイクル（特に、蒸発器において）の性能が低下しやすい。そのため、高圧冷媒であるＲ３２又はＲ４１等との混合物を使用することが望ましい。
【０１１９】
実施の形態２に係る圧縮機６によれば、実施の形態１（各変形例を含む）で説明した効果に加えて、下記の効果を有する。
【０１２０】
ステータ２を圧入及び焼き嵌めのうちの一方で密閉容器６１内に固定されているとき、ステータ２のヨーク部２１ａに応力が生じる。この場合、ヨーク部２１ａにおける磁気特性が劣化しやすい。しかしながら、ヨーク部２１ａは、ティース部２２ａと比較すると電動機６０の効率に対する寄与率は低い。したがって、実施の形態１で説明したように、電動機６０では、電動機６０の効率に対する寄与率が高いティース部２２ａ（各変形例を含む）、特に、ティース先端面２２２の磁気特性が改善されているので、電動機６０の効率を改善することができ、その結果、圧縮効率の高い圧縮機６を提供することができる。
【０１２１】
実施の形態３．
実施の形態２に係る圧縮機６を有する冷凍空調装置７について説明する。
図１７は、本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置７の構成を概略的に示す図である。
【０１２２】
冷凍空調装置７は、例えば、冷暖房運転が可能な空気調和機である。図１７に示される冷媒回路図は、冷房運転が可能な空気調和機の冷媒回路図の一例である。
【０１２３】
実施の形態３に係る冷凍空調装置７は、室外機７１と、室内機７２と、室外機７１及び室内機７２を接続して冷媒回路（冷凍回路）を構成する冷媒配管７３とを有する。
【０１２４】
室外機７１は、圧縮機６と、凝縮器７４と、絞り装置７５と、室外送風機７６（第１の送風機）とを有する。凝縮器７４は、圧縮機６によって圧縮された冷媒を凝縮する。絞り装置７５は、凝縮器７４によって凝縮された冷媒を減圧し、冷媒の流量を調節する。
【０１２５】
室内機７２は、蒸発器７７と、室内送風機７８（第２の送風機）とを有する。蒸発器７７は、絞り装置７５によって減圧された冷媒を蒸発させ、室内空気を冷却する。
【０１２６】
冷凍空調装置７における冷房運転の基本的な動作について以下に説明する。冷房運転では、冷媒は、圧縮機６によって圧縮され、凝縮器７４に流入する。凝縮器７４によって冷媒が凝縮され、凝縮された冷媒が絞り装置７５に流入する。絞り装置７５によって冷媒が減圧され、減圧された冷媒が蒸発器７７に流入する。蒸発器７７において冷媒は蒸発し、冷媒ガスとなり、再び室外機７１の圧縮機６へ流入する。室外送風機７６が室外空気を凝縮器７４に送り、且つ室内送風機７８が室内空気を蒸発器７７に送ることにより、冷媒と空気とが熱交換される。
【０１２７】
以上に説明した冷凍空調装置７の構成及び動作は、一例であり、上述した例に限定されない。
【０１２８】
実施の形態３に係る冷凍空調装置７によれば、実施の形態１及び２で説明した効果に加えて、下記の効果を有する。
【０１２９】
実施の形態３に係る冷凍空調装置７によれば、圧縮効率の高い圧縮機６を有するので高効率な冷凍空調装置７を提供することができる。
【０１３０】
以上に説明したように、好ましい実施の形態を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【０１３１】
以上に説明した各実施の形態における特徴及び各変形例における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１，６０  電動機、  ２  ステータ、  ２ａ  ステータ鉄心、  ３  ロータ、  ４  フレーム、  ６  圧縮機、  ７  冷凍空調装置、  ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇ  分割ステータ鉄心、  ２１ａ  ヨーク部、  ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ  ティース部、  ２５ａ  分割鉄心部、  ２７  巻線、  ２８  シート、  ２８ａ  第１のシート、  ２８ｂ  第２のシート、  ６１  密閉容器、  ６２  圧縮機構、  ７１  室外機、  ７２  室内機、  ２２１ａ  本体部、  ２２２ａ  歯先部、  ２１１  側面、  ２２２  ティース先端面、  ２３１  第１の部分、  ２３２  第２の部分。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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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【手続補正書】
【提出日】令和1年7月1日(2019.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーク部と
径方向における前記ヨーク部の内側に位置するティース部と
を備え、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の少なくとも一部は、エッチング加工で形成された面であり、
前記内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さい
ステータ。
【請求項２】
前記ティース部の前記内側表面の転位密度が、前記ヨーク部の側面の転位密度よりも小さい請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記ティース部の前記内側表面は、腐食面で形成されている請求項１又は２に記載のステータ。
【請求項４】
前記ティース部の珪素濃度は前記ヨーク部よりも高い請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項５】
前記ティース部のビッカース硬度は前記ヨーク部よりも高い請求項１から４のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項６】
前記ヨーク部は、第１のシートを有し、
前記ティース部は、第２のシートを有する
請求項１から５のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項７】
前記第２のシートは、前記第１のシートの前記径方向における内側端部に取り付けられている請求項６に記載のステータ。
【請求項８】
前記第１のシート及び前記第２のシートの材料が互いに異なる請求項６又は７に記載のステータ。
【請求項９】
前記第１のシートは電磁鋼板である請求項６から８のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１０】
前記第２のシートはアモルファス材料である請求項６から９のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１１】
前記第１のシートの厚さが０．２０ｍｍから０．５０ｍｍである請求項６から１０のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１２】
前記第２のシートの厚さが１０μｍから１００μｍである請求項６から１１のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１３】
前記ヨーク部はプレス加工で形成された請求項６から１２のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１４】
ヨーク部と
径方向における前記ヨーク部の内側に位置するティース部と
を備え、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さく、
前記内側表面の破断面割合は、前記ティース部の先端部の総面積に対する前記内側表面に形成された破断面の面積の割合であり、
前記ヨーク部の側面の破断面割合は、前記ヨーク部の側面の総面積に対する前記側面に形成された破断面の面積の割合である
ステータ。
【請求項１５】
ステータと、
前記ステータの内側に備えられたロータと
を備え、
前記ステータは、
少なくとも１つの第１のシートによって形成されたヨーク部と
径方向における前記ヨーク部の内側において少なくとも１つの第２のシートによって形成されたティース部と
を有し、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の少なくとも一部は、エッチング加工で形成された面であり、
前記内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の前記径方向における外側表面の破断面割合よりも小さい
電動機。
【請求項１６】
前記ロータは、
磁石挿入孔と、
前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、
前記径方向における前記磁石挿入孔の外側に形成されたスリットと
を有する請求項１５に記載の電動機。
【請求項１７】
前記永久磁石は、前記径方向に磁化されている請求項１６に記載の電動機。
【請求項１８】
電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機構と、
前記電動機及び前記圧縮機構を覆うハウジングと
を備え、
前記電動機は、
ステータと
前記ステータの内側に備えられたロータと
を有し、
前記ステータは、
少なくとも１つの第１のシートによって形成されたヨーク部と
径方向における前記ヨーク部の内側において少なくとも１つの第２のシートによって形成されたティース部と
を有し、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の少なくとも一部は、エッチング加工で形成された面であり、
前記内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さい
圧縮機。
【請求項１９】
前記ステータは、圧入及び焼き嵌めのうちの一方で前記ハウジング内に固定されている請求項１８に記載の圧縮機。
【請求項２０】
室内機と、
前記室内機に接続された室外機と
を備え、
前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つは電動機を有し、
前記電動機は、
ステータと
前記ステータの内側に備えられたロータと
を有し、
前記ステータは、
少なくとも１つの第１のシートによって形成されたヨーク部と
径方向における前記ヨーク部の内側において少なくとも１つの第２のシートによって形成されたティース部と
を有し、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の少なくとも一部は、エッチング加工で形成された面であり、
前記内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さい
冷凍空調装置。
【請求項２１】
ヨーク部と、径方向における前記ヨーク部の内側に位置するティース部とを有するステータの製造方法であって、
複数のシートを前記ヨーク部及び前記ティース部の形状に形成するステップと、
前記複数のシートを積層するステップと、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さくなるように前記内側表面の少なくとも一部をエッチング加工で形成するステップと
を備えるステータの製造方法。
【請求項２２】
ヨーク部と、径方向における前記ヨーク部の内側に位置するティース部とを有するステータの製造方法であって、
プレス加工で複数のシートを前記ヨーク部の形状に形成するステップと、
前記複数のシートを前記ティース部の形状に形成するステップと、
前記複数のシートを積層するステップと、
前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さくなるように前記内側表面の少なくとも一部をエッチング加工で形成するステップと
を備えるステータの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様に係るステータは、ヨーク部と径方向における前記ヨーク部の内側に位置するティース部とを備え、前記ティース部の前記径方向における内側表面の少なくとも一部は、エッチング加工で形成された面であり、前記内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さい。
本発明の他の態様に係るステータは、ヨーク部と径方向における前記ヨーク部の内側に位置するティース部とを備え、前記ティース部の前記径方向における内側表面の破断面割合が、前記ヨーク部の側面の破断面割合よりも小さく、前記内側表面の破断面割合は、前記ティース部の先端部の総面積に対する前記内側表面に形成された破断面の面積の割合であり、前記ヨーク部の側面の破断面割合は、前記ヨーク部の側面の総面積に対する前記側面に形成された破断面の面積の割合である。
【国際調査報告】
2018207277.tif 000020
2018207277.tif 000021
2018207277.tif 000022
2018207277.tif 000023