(57)【要約】  ステータ（３）は、第１径方向に延在する第１ティース（３４ｂ）及び周方向に延在する第１コアバック（３４ａ）を有する第１コア（３４１）と、第２径方向に延在する第２ティース（３４ｂ）及び周方向に延在する第２コアバック（３４ａ）を有する第２コア（３４２）とを有する。第１コアバック（３４ａ）は、少なくとも第１の面（３５１）及び第２の面（３５２）で第１コアバック（３４ａ）の外周面に形成された凹部（３５）と、第２コアバック（３４ａ）に面する接合部（３６）とを有する。第１の面（３５１）と第１径方向との間の角度をθ１とし、第２の面（３５２）と第１径方向との間の角度をθ２としたとき、ステータ（３）は、θ１＜θ２を満たす。
2020044420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１径方向に延在する第１ティース及び周方向に延在する第１コアバックを有する第１コアと、
第２径方向に延在する第２ティース及び前記周方向に延在する第２コアバックを有し、前記第１コアとつながっている第２コアと
を備え、
前記第１コアバックは、
少なくとも第１の面及び第２の面で前記第１コアバックの外周面に形成された凹部と、
前記第２コアバックに面する接合部と
を有し、
軸方向と直交する平面において前記第１の面と前記第１径方向との間の角度をθ１とし、前記平面において前記第２の面と前記第１径方向との間の角度をθ２としたとき、θ１＜θ２を満たす
ステータ。
【請求項２】
第１径方向に延在する第１ティース及び周方向に延在する第１コアバックを有する第１コアと、
第２径方向に延在する第２ティース及び前記周方向に延在する第２コアバックを有し、前記第１コアとつながっている第２コアと
を備え、
前記第１コアバックは、
少なくとも第１の面及び第２の面で前記第１コアバックの外周面に形成された凹部と、
前記第２コアバックに面する接合部と
を有し、
軸方向と直交する平面において前記第１の面と前記第１径方向との間の角度をθ１（度）とし、前記平面において前記接合部と前記第１径方向との間の角度をα１（度）としたとき、α１≦θ１＜９０度を満たす
ステータ。
【請求項３】
前記ステータは、前記第１ティース及び前記第２ティースを含む複数のティースを有し、
前記複数のティースの数をｎとしたとき、前記角度α１は、３６０度／２ｎである
請求項２に記載のステータ。
【請求項４】
前記第２コアバックは、少なくとも２つの面で形成された凹部を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項５】
前記平面において、前記第１の面と前記第２の面との間の角度が９０度である請求項１から４のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項６】
前記平面において、前記第１の面の延長線と前記第２の面の延長線との交点は、前記第１径方向と直交する方向における前記第１ティースの中央からずれている請求項１から５のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項７】
第３径方向に延在する第３ティース及び前記周方向に延在する第３コアバックを有し、前記第１コア及び前記第２コアの内の少なくとも一方につながっている第３コアをさらに備え、
前記第３コアバックは、
少なくとも３つの面で前記第３コアバックの外周面に形成された凹部を有する
請求項１から６のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のステータと、
前記ステータの内側に回転可能に配置されたロータと
を備えた
モータ。
【請求項９】
前記第１コア及び前記第２コアは、非磁性材料で形成された樹脂で覆われている請求項８に記載のモータ。
【請求項１０】
前記第１コアバックの外周面に形成された前記凹部に前記樹脂が充填されている請求項９に記載のモータ。
【請求項１１】
羽根と、
前記羽根を駆動させる請求項８に記載のモータと
を備えた
ファン。
【請求項１２】
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つは請求項８に記載のモータを有する
空気調和機。
【請求項１３】
コアバック及び前記コアバックから延在するティースを持ち、前記コアバックで連結された複数のコアを有するステータの製造方法であって、
前記複数のコアの内の一端側の第１コアの前記コアバックの外周面に少なくとも２つの面で形成された第１凹部と、前記複数のコアの内の他端側の第２コアの前記コアバックの外周面に少なくとも２つの面で形成された第２凹部とを持つように前記複数のコアを形成するステップと、
前記複数のコアの各々のティースの周囲にインシュレータを配置するステップと、
前記インシュレータの周囲に巻線を巻くステップと、
第１治具で前記第１凹部を第１周方向に向けて押すと共に、第２治具で前記第２凹部を前記第１周方向と反対の第２周方向に向けて押すことにより、前記複数のコアを環状に配列するステップと、
前記第１コアが前記第２コアと当接している状態で、前記第１コア及び前記第２コアを溶接するステップと
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、モータのステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コアバック（ヨーク又はバックヨークともいう）で連結された複数のコアを有するステータが用いられている。このようなステータの製造工程では、複数のコアを環状に配列し、両端のコアが互いに当接された状態で、これらの両端のコアが溶接される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０１６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、治具を用いて複数のコアを押すことにより、複数のコアを環状に配列する。例えば、複数のコアの内の両端のコアの外周面に凸部が形成されている場合、この凸部を治具で押すことにより、複数のコアを環状に配列することが容易になる。しかしながら、コアの外周面に凸部が形成されている場合、ステータコアの外径が大きくなるため、ステータコアの外径を予め小さく設計する必要がある。しかしながら、ステータコアの外径が小さくなると、モータ効率が低下する。【０００５】
本発明の目的は、複数のコアを環状に配列することが容易なステータであり、且つモータ効率の低下を防ぐことができるステータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のステータは、第１径方向に延在する第１ティース及び周方向に延在する第１コアバックを有する第１コアと、第２径方向に延在する第２ティース及び前記周方向に延在する第２コアバックを有し、前記第１コアとつながっている第２コアとを備え、前記第１コアバックは、少なくとも第１の面及び第２の面で前記第１コアバックの外周面に形成された凹部と、前記第２コアバックに面する接合部とを有し、軸方向と直交する平面において前記第１の面と前記第１径方向との間の角度をθ１とし、前記平面において前記第２の面と前記第１径方向との間の角度をθ２としたとき、θ１＜θ２を満たす。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数のコアを環状に配列することが容易なステータであり、且つモータ効率の低下を防ぐことができるステータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るモータの構造を概略的に示す部分断面図である。
【図２】ステータの構造を概略的に示す図である。
【図３】軸方向と直交する平面における各コアの構造を概略的に示す図である。
【図４】図３に示される第１コアの構造を概略的に示す図である。
【図５】図３に示される第２コアの構造を概略的に示す図である。
【図６】凹部の他の例を示す図である。
【図７】第１コアの凹部のさらに他の例を示す図である。
【図８】第２コアの凹部のさらに他の例を示す図である。
【図９】ステータの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０】インシュレータを各コアに配置する工程の一例を示す図である。
【図１１】コイルを形成する工程の一例を示す図である。
【図１２】複数のコアを環状に配列する工程の一例を示す図である。
【図１３】一般的なモータにおけるステータコアに流れる磁束を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係るファンの構造を概略的に示す図である。
【図１５】実施の形態３に係る空気調和機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．
各図に示されるｘｙｚ直交座標系において、ｚ軸方向（ｚ軸）は、モータ１の軸線Ａｘと平行な方向を示し、ｘ軸方向（ｘ軸）は、ｚ軸方向（ｚ軸）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。軸線Ａｘはロータ２の回転中心である。軸線Ａｘと平行な方向は、「ロータ２の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、軸線Ａｘと直交する方向である。ｘｙ平面は、軸方向と直交する平面である。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態１に係るモータ１の構造を概略的に示す部分断面図である。矢印Ｄ１は、軸線Ａｘを中心とするステータ３の周方向を示す。
【００１１】
モータ１は、ロータ２と、ステータ３と、回路基板４と、ロータ２の回転位置を検出する磁気センサ５と、ブラケット６と、ベアリング７ａ及び７ｂと、ロータ２の位置検出用マグネットとしてのセンサマグネット８とを有する。モータ１は、例えば、永久磁石埋込型モータなどの永久磁石同期モータ（ブラシレスＤＣモータともいう）である。
【００１２】
ベアリング７ａ及び７ｂは、ロータ２を回転可能に支持する。
【００１３】
ロータ２は、ステータ３の内側に回転可能に配置されている。ロータ２とステータ３との間には、エアギャップが形成されている。ロータ２は、軸線Ａｘを中心として回転する。ロータ２は、ロータコア２１と、少なくとも１つのメインマグネットとしての永久磁石２２と、シャフト２３とを有する。
【００１４】
ロータコア２１は、軸方向においてステータコア３１よりも長い。これにより、軸方向におけるステータコアの両端にもロータ２からの磁束が流入しやすいという利点が得られる。
【００１５】
ロータコア２１は、複数の電磁鋼板によって形成されている。各電磁鋼板は、例えば、０．２ｍｍから０．５ｍｍの厚みを持つ。電磁鋼板は、軸方向に積層されている。ただし、ロータコア２１は、複数の電磁鋼板の代わりに、軟磁性材料及び樹脂を混ぜて形成された樹脂鉄心でもよい。ロータコア２１は、ロータ２におけるバックヨークとして機能する。
【００１６】
永久磁石２２は、例えば、ネオジムを含む希土類磁石、サマリウムを含む希土類磁石、又は鉄を含むフェライト磁石である。
【００１７】
図１に示される例では、ロータ２は、ＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）ロータである。すなわち、ロータコア２１の外周面に複数の永久磁石２２が取り付けられている。各永久磁石２２は、径方向に磁化されている。これにより、永久磁石２２からの磁束がステータコア３１に流入する。
【００１８】
ＳＰＭロータの代わりにＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）ロータをロータ２として用いてもよい。ＩＰＭロータとしてのロータ２では、ロータコア２１に形成された複数の磁石挿入孔に、メインマグネットとしての永久磁石２２が挿入される。
【００１９】
シャフト２３は、例えば、ロータコア２１の中央部に形成された孔に挿入されている。
【００２０】
シャフト２３は、コーキング又はポリブチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＢｕｔｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＢＴ）などの樹脂でロータコア２１と一体化される。圧入又は焼き嵌めでシャフト２３をロータコア２１に固定してもよい。
【００２１】
回路基板４は、軸方向におけるステータ３の一端側に備えられている。回路基板４には、制御回路及び磁気センサ５などの電子部品が取り付けられている。磁気センサ５は、センサマグネット８の回転位置を検出することにより、ロータ２の回転位置を検出する。センサマグネット８は、磁気センサ５と面するように、ロータ２に取り付けられている。センサマグネット８は、円盤形状である。センサマグネット８は、ロータ２と共に回転する。
【００２２】
センサマグネット８は、ロータ２の回転位置を示す。センサマグネット８は、磁気センサ５に面するように、軸方向におけるロータ２の一端側に固定されている。
【００２３】
センサマグネット８は、磁束が磁気センサ５に流入するように、軸方向に磁化されている。これにより、磁気センサ５を、センサマグネット８と面するように、軸方向におけるステータ３の一端側に取り付けることができる。ただし、センサマグネット８からの磁束の方向は軸方向に限定されない。
【００２４】
センサマグネット８の極数は、ロータ２の極数と同一である。センサマグネット８は、センサマグネット８の極性がロータ２の極性と周方向において一致するように位置決めされている。
【００２５】
磁気センサ５は、センサマグネット８の回転位置を検出することにより、ロータ２の回転位置を検出する。磁気センサ５には、例えば、ホールＩＣ、ＭＲ（磁気抵抗）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗）素子、又は磁気インピーダンス素子などが用いられる。磁気センサ５は、センサマグネット８から発生する磁束が通る位置（検出位置）に固定されている。
【００２６】
磁気センサ５は、磁気センサ５に流入する磁界（具体的には、磁界強度）の変化に基づいて、センサマグネット８及びロータ２の磁極の位置を検出する。具体的には、磁気センサ５は、センサマグネット８のＮ極からの磁束及びＳ極に向かう磁束を検出することにより、センサマグネット８の周方向（すなわち、回転方向）において磁界の向きが変わるタイミング（具体的には、センサマグネット８の磁極変更点）を判別する。センサマグネット８は、周方向にＮ極及びＳ極が交互に配列されているので、磁気センサ５が、センサマグネット８の磁極変更点を周期的に検出することにより、回転方向における各磁極の位置（例えば、ロータ２の回転角）が把握可能である。
【００２７】
回路基板４に取り付けられた制御回路は、磁気センサ５による検出結果（例えば、センサマグネット８のＮ極とＳ極との間の境界である磁極変更点）を用いてステータ３のコイル３２に流れる電流を制御することにより、ロータ２の回転を制御する。
【００２８】
ただし、モータ１において、磁気センサ５及びセンサマグネット８を用いずにロータ２の回転を制御してもよい。すなわち、センサレス制御を用いてロータ２の回転を制御してもよい。センサレス制御では、磁気センサ５及びセンサマグネット８を用いずに、コイル３２に供給する電流及び電圧を制御することにより、ロータ２の回転を制御する。
【００２９】
図２は、ステータ３の構造を概略的に示す図である。矢印Ｄ１は、軸線Ａｘを中心とするロータ２の周方向も示す。ロータ２及びステータ３の周方向は、単に「周方向」ともいう。例えば、Ｄ１で示される矢印の内の矢印Ｄ１１は、ロータ２の回転方向を示す。Ｄ１で示される矢印の内の矢印Ｄ１２は、ロータ２の回転方向の逆方向を示す。
【００３０】
ステータ３は、ステータコア３１と、コイル３２と、インシュレータ３３とを有する。
【００３１】
ステータコア３１は、例えば、複数の電磁鋼板を積層することにより形成されている。電磁鋼板の厚さは、例えば、０．２ｍｍから０．５ｍｍである。ステータコア３１は、環状に形成されている。
【００３２】
具体的には、ステータコア３１は、複数のコア３４を有する。複数のコア３４は、第１コア３４１及び第２コア３４２を含む。各コア３４は、上述のように、複数の電磁鋼板を積層することにより形成されている。図２に示される例では、ステータコア３１は、９個のコア３４を有する。
【００３３】
コイル３２は、例えば、インシュレータ３３を介してステータコア３１のティース３４ｂに巻線（例えば、マグネットワイヤ）を巻回することにより形成されている。コイル３２（すなわち、巻線）は、例えば、銅又はアルミニウムを含む材料で形成されている。コイル３２は、インシュレータ３３によって絶縁されている。
【００３４】
インシュレータ３３は、ポリブチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＢｕｔｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ：ＰＰＳ）、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）、及びポリエチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＥＴ）などの絶縁性の樹脂で形成されている。インシュレータ３３は、例えば、０．０３５ｍｍから０．４ｍｍの厚さのフィルムでもよい。
【００３５】
例えば、インシュレータ３３は、ステータコア３１と一体的に成形される。ただし、ステータコア３１とは別にインシュレータ３３が成形されてもよい。この場合、インシュレータ３３が成形された後に、インシュレータ３３がステータコア３１に嵌められる。
【００３６】
本実施の形態では、ステータコア３１、コイル３２、及びインシュレータ３３は、不飽和ポリエステル樹脂（例えば、Ｂｕｌｋ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＢＭＣ）及びエポキシ樹脂のような樹脂９によって覆われている。例えば、樹脂９は、熱硬化性樹脂であり、非磁性材料で形成されている。
【００３７】
ステータコア３１、コイル３２、及びインシュレータ３３は、樹脂９の代わりに、円筒状シェルによって固定されてもよい。この円筒状シェルは、例えば、鉄を含む材料で形成されている。この場合、円筒状シェルは、焼き嵌めによって、ステータ３をロータ２と共に覆うことができる。
【００３８】
コア３４の構造について具体的に説明する。
図３は、軸方向と直交する平面における各コア３４の構造を概略的に示す図である。ステータコア３１は、図３に示される複数のコア３４で構成されている。図３では、ステータコア３１の組み立て前の複数のコア３４が示されている。すなわち、図３には、直線的に配列された複数のコア３４が示されている。
【００３９】
図３に示される複数のコア３４の内の左端のコア３４を第１コア３４１とし、図３に示される複数のコア３４の内の右端のコア３４を第２コア３４２とし、コア３４１及び３４２以外のコアをコア３４３とする。すなわち、複数の第３コア３４３が第１コア３４１と第２コア３４２との間に配列されている。
【００４０】
各コア３４は、コアバック３４ａ及びティース３４ｂを有する。コアバック３４ａは周方向に延在している。ティース３４ｂは、径方向に延在している。言い換えると、ティース３４ｂは、コアバック３４ａからロータ２の回転中心に向けて延在している（図２）。
【００４１】
図３に示される複数のコア３４において、互いに隣接するコア３４はコアバック３４ａで互いにつながっている。
【００４２】
図４は、図３に示される第１コア３４１の構造を概略的に示す図である。
第１コア３４１は、第１コアバックとしてのコアバック３４ａと、第１ティースとしてのティース３４ｂとを有する。第１コア３４１において、コアバック３４ａは、上述のように周方向に延在している。第１コア３４１において、ティース３４ｂは、上述のように径方向（図４では、第１径方向ともいう）に延在している。
【００４３】
以下、第１コア３４１のコアバック３４ａを第１コアバック３４ａともいう。同様に、以下、第１コア３４１のティース３４ｂを第１ティース３４ｂともいう。
【００４４】
直線Ｃ１は、軸方向と直交する平面において、第１ティース３４ｂの中央を通る直線である。直線Ｃ１は、第１径方向も示す。すなわち、直線Ｃ１は第１径方向と平行である。直線Ｃ１を、ティース中心線又は第１ティース中心線ともいう。
【００４５】
第１コアバック３４ａは、第１凹部としての凹部３５と、接合部３６とを有する。これにより、複数のコア３４を環状に配列するときに、治具で第１コアバック３４ａの凹部３５を径方向内側及び周方向に押すことができる。その結果、複数のコア３４の配列が容易になる。
【００４６】
第１コアバック３４ａの凹部３５は、少なくとも第１の面３５１及び第２の面３５２で第１コアバック３４ａの外周面に形成されている。すなわち、図４に示される例では、凹部３５は、２つの面で形成されている。
【００４７】
第１の面３５１は、軸方向と直交する平面において、コアバック３４ａにおいて接合部３６側に形成されている。第２の面３５２は、軸方向と直交する平面において、ティース３４ｂの中央を含む位置に形成されている。言い換えると、第２の面３５２は、軸方向と直交する平面において、直線Ｃ１が通る位置に形成されている。
【００４８】
第１コアバック３４ａの接合部３６は、ステータコア３１の組み立て後において、第２コア３４２の第２コアバックとしてのコアバック３４ａに面し、第２コア３４２に連結される。
【００４９】
軸方向と直交する平面において（すなわち、図４において）、第１の面３５１と第１径方向との間の角度をθ１（度）とし、軸方向と直交する平面において（すなわち、図４において）、第２の面３５２と第１径方向との間の角度をθ２（度）としたとき、ステータ３は、θ１＜θ２を満たす。
【００５０】
さらに、軸方向と直交する平面において接合部３６と第１径方向との間の角度をα１（度）としたとき、ステータ３は、α１≦θ１＜９０度を満たす。
【００５１】
ステータ３における複数のティース３４ｂの数をｎとしたとき、角度α１は、３６０度／２ｎである。
【００５２】
さらに、ステータ３は、θ１＋θ２＝９０度を満たすことが望ましい。すなわち、軸方向と直交する平面において第１の面３５１と第２の面３５２との間の角度が９０度であることが望ましい。
【００５３】
軸方向と直交する平面において、第１の面３５１の延長線と第２の面３５２の延長線との交点Ｐ１は、第１径方向と直交する方向における第１ティース３４ｂの中央からずれている。図４に示される例では、交点Ｐ１は、第１ティース３４ｂの中央の左側（すなわち、接合部３６側）に位置する。図４に示される例では、凹部３５は２つの面で形成されているので、交点Ｐ１は、第１の面３５１と第２の面３５２との間の境界である。
【００５４】
図５は、図３に示される第２コア３４２の構造を概略的に示す図である。
第２コア３４２は、第２コアバックとしてのコアバック３４ａと、第２ティースとしてのティース３４ｂとを有する。第２コア３４２において、コアバック３４ａは、上述のように周方向に延在している。第２コア３４２において、ティース３４ｂは、上述のように径方向（図５では、第２径方向ともいう）に延在している。
【００５５】
以下、第２コア３４２のコアバック３４ａを第２コアバック３４ａともいう。同様に、以下、第２コア３４２のティース３４ｂを第２ティース３４ｂともいう。
【００５６】
直線Ｃ２は、軸方向と直交する平面において、第２ティース３４ｂの中央を通る直線である。直線Ｃ２は、第２径方向も示す。すなわち、直線Ｃ２は第２径方向と平行である。直線Ｃ２を、ティース中心線又は第２ティース中心線ともいう。
【００５７】
第２コアバック３４ａは、第２凹部としての凹部３５と、接合部３６とを有する。これにより、複数のコア３４を環状に配列するときに、治具で第２コアバック３４ａの凹部３５を径方向内側及び周方向に押すことができる。その結果、複数のコア３４の配列が容易になる。
【００５８】
第２コアバック３４ａの凹部３５は、第１コアバック３４ａと同様に、少なくとも第１の面３５１及び第２の面３５２で第２コアバック３４ａの外周面に形成されている。すなわち、図５に示される例では、凹部３５は、２つの面で形成されている。
【００５９】
図５に示されるように、第１の面３５１は、軸方向と直交する平面において、コアバック３４ａにおいて接合部３６側に形成されている。第２の面３５２は、軸方向と直交する平面において、ティース３４ｂの中央を含む位置に形成されている。言い換えると、第２の面３５２は、軸方向と直交する平面において、直線Ｃ２が通る位置に形成されている。
【００６０】
第２コアバック３４ａの接合部３６は、ステータコア３１の組み立て後において、第１コア３４１の第１コアバック３４ａに面し、第１コア３４１に連結される。したがって、図２に示されるように、完成品としてのステータ３において、第２コア３４２は、第１コア３４１とつながっている。
【００６１】
図３に示されるように、各第３コア３４３は、第３コアバックとしてのコアバック３４ａと、第３ティースとしてのティース３４ｂとを有する。各第３コア３４３において、コアバック３４ａは、上述のように周方向に延在しており、ティース３４ｂは、径方向（第３径方向ともいう）に延在している。図３に示される例では、各第３コア３４３の各コアバック３４ａは、第３凹部としての凹部３５を有する。各第３コア３４３において、凹部３５は、少なくとも３つの面でコアバック３４ａの外周面に形成されている。ただし、ステータコア３１は、凹部３５を持たない第３コア３４３を有してもよい。
【００６２】
本実施の形態では、軸方向と直交する平面において、各第３コア３４３の凹部３５は、３つの面で形成されており、角形である。
【００６３】
ステータ３における各凹部３５には、樹脂９が充填されていることが望ましい。これにより、ステータコア３１の剛性を高めることができる。その結果、モータ１の駆動中における騒音を低減することができる。
【００６４】
図６は、凹部３５の他の例を示す図である。
図６に示されるように、軸方向と直交する平面において、第１の面３５１と第２の面３５２との間の境界は円弧形状でもよい。図６に示される凹部３５は、第２コア３４２の凹部３５として用いてもよい。
【００６５】
図７は、第１コア３４１の凹部３５のさらに他の例を示す図である。
図８は、第２コア３４２の凹部３５のさらに他の例を示す図である。
図７に示されるように、軸方向と直交する平面において、第１コア３４１の凹部３５は、３つの面で形成されていてもよい。同様に、図８に示されるように、軸方向と直交する平面において、第２コア３４２の凹部３５は、３つの面で形成されていてもよい。
【００６６】
ステータ３の製造方法について説明する。
図９は、ステータ３の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【００６７】
ステップＳ１では、複数のコア３４を形成する。例えば、プレス機で電磁鋼板に上述のステータコア３１の構造を持つ型を打ち抜く。これにより、複数のコア３４の内の一端側の第１コア３４１のコアバック３４ａの外周面に少なくとも２つの面で形成された第１凹部としての凹部３５と、複数のコア３４の内の他端側の第２コア３４２のコアバック３４ａの外周面に少なくとも２つの面で形成された第２凹部としての凹部３５とを持つように複数のコア３４を形成する。その結果、図３に示されるステータコア３１、すなわち、コアバック３４ａで連結された複数のコア３４が形成される。上述のように、各コア３４は、コアバック３４ａ及びコアバック３４ａから延在するティース３４ｂを持つ。
【００６８】
図１０は、インシュレータ３３を各コア３４に配置する工程の一例を示す図である。
ステップＳ２では、予め準備されたインシュレータ３３を各コア３４に配置する。具体的には、図１０に示されるように、複数のコア３４の各々のティース３４ｂの周囲にインシュレータ３３を配置する。
【００６９】
図１１は、コイル３２を形成する工程の一例を示す図である。図１１では、コイル３２の断面が示されている。
ステップＳ３では、コイル３２を形成する。具体的には、巻線機を用いてインシュレータ３３の周囲に巻線を巻く。これにより、図１１に示されるように、コイル３２が形成される。
【００７０】
図１２は、複数のコア３４を環状に配列する工程の一例を示す図である。
ステップＳ４では、複数のコア３４を環状に配列する。具体的には、第１治具Ｊ１で第１凹部としての凹部３５を第１周方向Ｄ１１に向けて押すと共に、第２治具Ｊ２で第２凹部としての凹部３５を第２周方向Ｄ１２に向けて押すことにより、複数のコア３４を環状に配列させ、第１コアバック３４ａの接合部３６を第２コアバック３４ａの接合部３６に当接させる。この場合、例えば、図１２に示されるように、予め準備された芯金Ｊ４に巻くように複数のコア３４を配列する。
【００７１】
さらに、図１２に示されるように、少なくとも２つの第３治具Ｊ３を各コア３４３の凹部３５に当接させて、各コア３４３を径方向内側に向けて押す。これにより、複数のコア３４の配列が容易になり、ステータコア３１の真円度を高めることができる。ステータコア３１が真円に近づくほど、モータ１の駆動中の騒音を低減することができる。
【００７２】
第１治具Ｊ１は、例えば、棒形状であり、第２治具Ｊ２も、例えば、棒状である。周方向Ｄ１の内の一方の方向は第１周方向Ｄ１１と定義され、周方向Ｄ１の内の他の方向は第２周方向Ｄ１２と定義される。すなわち、第２周方向Ｄ１２は、第１周方向Ｄ１１と反対の方向である。
【００７３】
ステップＳ５では、第１コア３４１が第２コア３４２と当接している状態で、第１コア３４１及び第２コア３４２を溶接する。具体的には、第３治具Ｊ３で各コア３４３を径方向内側に向けて押した状態で、第１治具Ｊ１及び第２治具Ｊ２で第１コア３４１及び第２コア３４２をそれぞれ周方向（すなわち、接合部３６側）に押す。第１コア３４１が第２コア３４２と当接している状態で、第１コア３４１と第２コア３４２との境界（例えば、コアバック３４ａの外周面）を溶接する。これにより、図２に示されるステータ３が得られる。さらに、次のステップＳ６における処理を行ってもよい。
【００７４】
ステップＳ６では、樹脂９でステータコア３１、コイル３２、及びインシュレータ３３を覆う。
【００７５】
以上に説明した工程によりステータ３を得ることができる。
【００７６】
ステータ３の効果について説明する。
【００７７】
各コア３４は、凹部３５を有する。これにより、複数のコア３４を環状に配列することが容易なステータ３を提供することができる。
【００７８】
上述のステップＳ４に示されるように、第１治具Ｊ１及び第２治具Ｊ２を用いて複数のコア３４を環状に配列する方法では、凹部３５が周方向及び径方向に大きく形成されているとき、第１治具Ｊ１及び第２治具Ｊ２で第１コア３４１及び第２コア３４２をそれぞれ周方向に押しやすい。しかしながら、凹部３５が周方向及び径方向に大きくなるにつれて、コアバック３４ａの径方向における幅が狭くなり、これにより、モータ効率が低下する。
【００７９】
そこで、上述のように、本実施の形態では、ステータ３はθ１＜θ２を満たす。これにより、凹部３５の周方向及び径方向における幅を短くすることができるので、モータ効率の低下を防ぐことができる。
【００８０】
ステータ３がα１＜θ１＜９０度を満たすとき、上述のステップＳ４及びステップＳ５で示されるように、第１コア３４１及び第２コア３４２を径方向内側及び周方向に押すことが容易になる。さらに、第１コア３４１において角度θ１が角度α１に等しいとき、第１治具Ｊ１で第１の面３５１を第１周方向Ｄ１１に向けて強く押すことが可能になる。同様に、第２コア３４２において角度θ１が角度α１に等しいとき、第２治具Ｊ２で第１の面３５１を第２周方向Ｄ１２に向けて強く押すことが可能になる。
【００８１】
したがって、ステータ３がα１≦θ１＜９０度を満たすとき、第１コア３４１及び第２コア３４２を径方向内側及び周方向に押すことが容易になる。これにより、ステータコア３１の真円度を高めることができる。
【００８２】
さらに、ステータ３は、θ１＋θ２＝９０度を満たすことが望ましい。これにより、
先端の角が９０度である第１治具Ｊ１を用いることができる。この場合、上述のステップＳ４及びステップＳ５において、第１治具Ｊ１を凹部３５の第１の面３５１及び第２の面３５２にしっかり当接させることができ、凹部３５を径方向内側及び第１周方向Ｄ１１に強く押すことができる。同様に、先端の角が９０度である第２治具Ｊ２を用いることができ、上述のステップＳ４及びステップＳ５において、第２治具Ｊ２を凹部３５の第１の面３５１及び第２の面３５２にしっかり当接させることができ、凹部３５を径方向内側及び第２周方向Ｄ１２に強く押すことができる。
【００８３】
例えば、交点Ｐ１が第１ティース３４ｂの中央に位置する場合、軸方向と直交する平面における第１の面３５１の長さを確保するために、凹部３５の径方向における幅を大きくする必要がある。凹部３５の径方向における幅が大きいと、上述のように、コアバック３４ａの径方向における幅が狭くなり、磁束の流れが阻害される要因になる。
【００８４】
図１３は、一般的なモータにおけるステータコア３１ａに流れる磁束を示す図である。
図１３に示されるように、領域Ｒ１、すなわち、凹部３５の位置に相当する領域には磁束がほとんど流れない。したがって、本実施の形態では、領域Ｒ１に相当する位置に凹部３５が形成されているので、凹部３５は、ステータコア３１における磁束の流れを阻害しない。
【００８５】
さらに、本実施の形態では、軸方向と直交する平面において、第１の面３５１の延長線と第２の面３５２の延長線との交点Ｐ１は、第１径方向と直交する方向における第１ティース３４ｂの中央からずれている。これにより、凹部３５の径方向における幅を小さくした状態で、第１の面３５１の長さを確保することができる。その結果、磁束の流れが阻害されることを防ぎ、ステータ３の製造を容易にすることができる。
【００８６】
各第３コア３４３は、凹部３５を有する。本実施の形態では、軸方向と直交する平面において、各第３コア３４３の凹部３５は、３つの面で形成されており、角形である。これにより、上述のステップＳ４及びステップＳ５に示されるように、第３治具Ｊ３で凹部３５を径方向内側に強く押すことができる。その結果、ステータコア３１の真円度を高めることができる。
【００８７】
ステータ３は、第１ティース３４ｂ及び第２ティース３４ｂを含む複数のティース３４ｂを有する。この場合において、複数のティース３４ｂの数をｎとしたとき、角度α１は、３６０度／２ｎである。この場合において、ステータ３がα１≦θ１＜９０度を満たすことが望ましい。これにより、第１コア３４１及び第２コア３４２を径方向内側及び周方向に押すことが容易になる。これにより、ステータコア３１の真円度を高めることができる。
【００８８】
実施の形態１に係るモータ１は、ステータ３を有するので、モータ１において上述のステータ３の効果と同じ効果が得られる。
【００８９】
モータ１において、ステータコア３１、コイル３２、及びインシュレータ３３は、樹脂９で覆われている。したがって、第１コア３４１、第２コア３４２、及び各コア３４３は、樹脂９で覆われている。この場合、各凹部３５には、樹脂９が充填されていることが望ましい。これにより、ステータコア３１の剛性を高めることができる。その結果、モータ１の駆動中における騒音を低減することができる。
【００９０】
実施の形態２．
図１４は、本発明の実施の形態２に係るファン６０の構造を概略的に示す図である。
ファン６０は、羽根６１と、モータ６２とを有する。ファン６０は、送風機とも言う。モータ６２は、実施の形態１に係るモータ１である。羽根６１は、モータ６２のシャフト（例えば、実施の形態１におけるシャフト２３）に固定されている。モータ６２は、羽根６１を駆動させる。モータ６２が駆動すると、羽根６１が回転し、気流が生成される。これにより、ファン６０は送風することができる。
【００９１】
実施の形態２に係るファン６０によれば、モータ６２に実施の形態１で説明したモータ１が適用されるので、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。さらに、ファン６０の騒音を低減するとともに、ファン６０の制御を改善することができる。
【００９２】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る空気調和機５０（冷凍空調装置又は冷凍サイクル装置ともいう）について説明する。
図１５は、実施の形態３に係る空気調和機５０の構成を概略的に示す図である。
【００９３】
実施の形態３に係る空気調和機５０は、送風機（第１の送風機）としての室内機５１と、冷媒配管５２と、冷媒配管５２を介して室内機５１に接続された送風機（第２の送風機）としての室外機５３とを備える。
【００９４】
室内機５１は、モータ５１ａ（例えば、実施の形態１に係るモータ１）と、モータ５１ａによって駆動されることにより、送風する送風部５１ｂと、モータ５１ａ及び送風部５１ｂを覆うハウジング５１ｃとを有する。送風部５１ｂは、例えば、モータ５１ａによって駆動される羽根５１ｄを有する。例えば、羽根５１ｄは、モータ５１ａのシャフト（例えば、シャフト２３）に固定されており、気流を生成する。
【００９５】
室外機５３は、モータ５３ａ（例えば、実施の形態１に係るモータ１）と、送風部５３ｂと、圧縮機５４と、熱交換器（図示しない）とを有する。送風部５３ｂは、モータ５３ａによって駆動されることにより、送風する。送風部５３ｂは、例えば、モータ５３ａによって駆動される羽根５３ｄを有する。例えば、羽根５３ｄは、モータ５３ａのシャフト（例えば、シャフト２３）に固定されており、気流を生成する。圧縮機５４は、モータ５４ａ（例えば、実施の形態１に係るモータ１）と、モータ５４ａによって駆動される圧縮機構５４ｂ（例えば、冷媒回路）と、モータ５４ａ及び圧縮機構５４ｂを覆うハウジング５４ｃとを有する。
【００９６】
空気調和機５０において、室内機５１及び室外機５３の少なくとも１つは、実施の形態１で説明したモータ１を有する。具体的には、送風部の駆動源として、モータ５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明したモータ１が適用される。さらに、圧縮機５４のモータ５４ａとして、実施の形態１で説明したモータ１を用いてもよい。
【００９７】
空気調和機５０は、例えば、室内機５１から冷たい空気を送風する冷房運転、又は温かい空気を送風する暖房運転等の運転を行うことができる。室内機５１において、モータ５１ａは、送風部５１ｂを駆動するための駆動源である。送風部５１ｂは、調整された空気を送風することができる。
【００９８】
実施の形態３に係る空気調和機５０によれば、モータ５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明したモータ１が適用されるので、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。さらに、空気調和機５０の効率を改善することができる。
【００９９】
さらに、送風機（例えば、室内機５１）の駆動源として、実施の形態１に係るモータ１を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、送風機の効率を改善することができる。実施の形態１に係るモータ１とモータ１によって駆動される羽根（例えば、羽根５１ｄ又は５３ｄ）とを有する送風機は、送風する装置として単独で用いることができる。この送風機は、空気調和機５０以外の機器にも適用可能である。
【０１００】
さらに、圧縮機５４の駆動源として、実施の形態１に係るモータ１を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。さらに、圧縮機５４の効率を改善することができる。
【０１０１】
実施の形態１で説明したモータ１は、空気調和機５０以外に、換気扇、家電機器、又は工作機など、駆動源を有する機器に搭載できる。
【０１０２】
以上に説明した各実施の形態における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１，５１ａ，５４ａ，６２  モータ、  ２  ロータ、  ３  ステータ、  ２１  ロータコア、  ２２  永久磁石、  ３１  ステータコア、  ３４  コア、  ３４ａ  コアバック、  ３４ｂ  ティース、  ３５  凹部、  ３６  接合部、  ３４１  第１コア、  ３４２  第２コア、  ３４３  第３コア、  ３５１  第１の面、  ３５２  第２の面。
【図１】
2020044420.tif 000003
【図２】
2020044420.tif 000004
【図３】
2020044420.tif 000005
【図４】
2020044420.tif 000006
【図５】
2020044420.tif 000007
【図６】
2020044420.tif 000008
【図７】
2020044420.tif 000009
【図８】
2020044420.tif 000010
【図９】
2020044420.tif 000011
【図１０】
2020044420.tif 000012
【図１１】
2020044420.tif 000013
【図１２】
2020044420.tif 000014
【図１３】
2020044420.tif 000015
【図１４】
2020044420.tif 000016
【図１５】
2020044420.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月14日(2020.9.14)
【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】
第１径方向に延在する第１ティース及び周方向に延在する第１コアバックを有する第１コアと、
第２径方向に延在する第２ティース及び前記周方向に延在する第２コアバックを有し、前記第１コアとつながっている第２コアと
を備え、
前記第１コアバックは、
少なくとも第１の面及び第２の面で前記第１コアバックの外周面に形成された凹部と、
前記第２コアバックに面する接合部と
を有し、
軸方向と直交する平面において前記第１の面と前記第１径方向との間の角度をθ１とし、前記平面において前記第２の面と前記第１径方向との間の角度をθ２とし、前記平面において前記接合部と前記第１径方向との間の角度をα１（度）としたとき、θ１＜θ２且つα１≦θ１＜９０度を満たす
ステータ。
【請求項２】
前記ステータは、前記第１ティース及び前記第２ティースを含む複数のティースを有し、
前記複数のティースの数をｎとしたとき、前記角度α１は、３６０度／２ｎである
請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記第２コアバックは、少なくとも２つの面で形成された凹部を有する請求項１又は２に記載のステータ。
【請求項４】
前記平面において、前記第１の面と前記第２の面との間の角度が９０度である請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項５】
前記平面において、前記第１の面の延長線と前記第２の面の延長線との交点は、前記第１径方向と直交する方向における前記第１ティースの中央からずれている請求項１から４のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項６】
第３径方向に延在する第３ティース及び前記周方向に延在する第３コアバックを有し、前記第１コア及び前記第２コアの内の少なくとも一方につながっている第３コアをさらに備え、
前記第３コアバックは、
少なくとも３つの面で前記第３コアバックの外周面に形成された凹部を有する
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】
請求項１から６のいずれか１項に記載のステータと、
前記ステータの内側に回転可能に配置されたロータと
を備えた
モータ。
【請求項８】
前記第１コア及び前記第２コアは、非磁性材料で形成された樹脂で覆われている請求項７に記載のモータ。
【請求項９】
前記第１コアバックの外周面に形成された前記凹部に前記樹脂が充填されている請求項８に記載のモータ。
【請求項１０】
羽根と、
前記羽根を駆動させる請求項７から９のいずれか１項に記載のモータと
を備えた
ファン。
【請求項１１】
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つは請求項７から９のいずれか１項に記載のモータを有する
空気調和機。
【請求項１２】
第１径方向に延在する第１ティース及び周方向に延在する第１コアバックを有する第１コアと、第２径方向に延在する第２ティース及び前記周方向に延在する第２コアバックとを有する第２コアとを有する複数のコアを有するステータの製造方法であって、
前記複数のコアの内の一端側の前記第１コアの前記第１コアバックの外周面に少なくとも第１の面及び第２の面で形成された第１凹部と、前記第２コアバックに面する前記第１コアバックの接合部と、前記複数のコアの内の他端側の前記第２コアの前記第２コアバックの外周面に少なくとも２つの面で形成された第２凹部とを持つように前記複数のコアを形成するステップと、
前記複数のコアの各々のティースの周囲にインシュレータを配置するステップと、
前記インシュレータの周囲に巻線を巻くステップと、
第１治具で前記第１凹部を第１周方向に向けて押すと共に、第２治具で前記第２凹部を前記第１周方向と反対の第２周方向に向けて押すことにより、前記複数のコアを環状に配列するステップと、
前記第１コアが前記第２コアと当接している状態で、前記第１コア及び前記第２コアを溶接するステップと
を備え、
軸方向と直交する平面において前記第１の面と前記第１径方向との間の角度をθ１とし、前記平面において前記第２の面と前記第１径方向との間の角度をθ２とし、前記平面において前記接合部と前記第１径方向との間の角度をα１（度）としたとき、θ１＜θ２且つα１≦θ１＜９０度を満たす
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】
本発明のステータは、第１径方向に延在する第１ティース及び周方向に延在する第１コアバックを有する第１コアと、第２径方向に延在する第２ティース及び前記周方向に延在する第２コアバックを有し、前記第１コアとつながっている第２コアとを備え、前記第１コアバックは、少なくとも第１の面及び第２の面で前記第１コアバックの外周面に形成された凹部と、前記第２コアバックに面する接合部とを有し、軸方向と直交する平面において前記第１の面と前記第１径方向との間の角度をθ１とし、前記平面において前記第２の面と前記第１径方向との間の角度をθ２とし、前記平面において前記接合部と前記第１径方向との間の角度をα１（度）としたとき、θ１＜θ２且つα１≦θ１＜９０度を満たす。
【国際調査報告】
2020044420.tif 000018
2020044420.tif 000019
2020044420.tif 000020
2020044420.tif 000021