(57)【要約】  電動機は、軸線を中心として回転可能なロータと、軸線を中心とする径方向の外側からロータを囲むステータコアを有するステータと、ステータコアが内側に固定された環状のシェルとを備える。シェルは、ステータコアに径方向に対向し、内径Ｄ１を有する第１シェル部と、ステータコアに径方向に当接し、内径Ｄ２を有する第２シェル部と、ステータコアから軸線の方向に突出し、内径Ｄ３を有する第３シェル部とを有する。内径Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、Ｄ１＞Ｄ２およびＤ１＞Ｄ３を満足する。
2020234956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心として回転可能なロータと、
前記軸線を中心とする径方向の外側から前記ロータを囲むステータコアを有するステータと、
前記ステータコアが内側に固定された環状のシェルと
を備え、
前記シェルは、
前記ステータコアに前記径方向に対向し、内径Ｄ１を有する第１シェル部と、
前記ステータコアに前記径方向に当接し、内径Ｄ２を有する第２シェル部と、
前記ステータコアから前記軸線の方向に突出し、内径Ｄ３を有する第３シェル部と
を有し、
前記内径Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、Ｄ１＞Ｄ２およびＤ１＞Ｄ３を満足する
電動機。
【請求項２】
前記内径Ｄ２およびＤ３は、Ｄ２≧Ｄ３を満足する
請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記第１シェル部は、前記ステータコアに対向する側に凹部を有する
請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記ステータコアは、カシメ部または溶接部により前記シェルに固定されている
請求項１から３までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記ステータコアは、複数のコア要素を、前記軸線を中心とする周方向に連結したものである
請求項１から４までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記第１シェル部は、前記軸線の方向における前記ステータコアの中央部に対応する位置に形成されている
請求項１から５までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記第２シェル部は、前記軸線の方向における前記ステータコアの端部に対応する位置に形成されている
請求項１から６までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項８】
前記第２シェル部は、前記軸線の方向における前記ステータコアの中央部に対応する位置に形成されている
請求項１から５までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項９】
前記第１シェル部は、前記軸線の方向における前記ステータコアの端部に対応する位置に形成されている
請求項１から５および８の何れか１項に記載の電動機。
【請求項１０】
前記第３シェル部は、前記軸線の方向において、前記第１シェル部または前記第２シェル部に隣接している
請求項１から９の何れか１項に記載の電動機。
【請求項１１】
前記第１シェル部の前記ステータコアに対向する面の面積は、前記第２シェル部の前記ステータコアに当接する面の面積よりも大きい
請求項１から１０までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１２】
前記第１シェル部の前記軸線の方向の長さは、前記第２シェル部の前記軸線の方向の長さよりも長い
請求項１から１１までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１３】
前記第１シェル部の前記ステータコアに対向する面に、溝が形成されている
請求項１から１２までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１４】
請求項１から１３までの何れか１項に記載の電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構とを備えた圧縮機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを備えた
空気調和装置。
【請求項１６】
軸線を中心とする環状のシェルであって、内径Ｄ１を有する第１シェル部と、内径Ｄ１よりも小さい内径Ｄ２を有する第２シェル部と、内径Ｄ１よりも小さい内径Ｄ３を有する第３シェル部とを有するシェルを用意する工程と、
前記シェルの内側にステータコアを固定する工程であって、前記第１シェル部が前記ステータコアに前記軸線を中心とする径方向に対向し、前記第２シェル部が前記ステータコアに前記径方向に当接し、前記第３シェル部が前記ステータコアから前記軸線の方向に突出するように、前記ステータコアを固定する工程と、
前記ステータコアの内側にロータを取り付ける工程と
を有する電動機の製造方法。
【請求項１７】
前記シェルの内側に前記ステータコアを固定する工程では、焼嵌めまたは圧入により、前記シェルの内側に前記ステータコアを固定する
請求項１６に記載の電動機の製造方法。
【請求項１８】
前記焼嵌めを行う前の前記シェルの内周面の平均表面粗さは、前記焼嵌めの締め代よりも大きい
請求項１７に記載の電動機の製造方法。
【請求項１９】
前記シェルの内側にステータを固定する工程では、熱カシメまたは溶接により、前記シェルと前記ステータコアとを互いに固定する
請求項１６から１８までの何れか１項に記載の電動機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機、圧縮機、空気調和装置および電動機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機のステータは、積層鋼板を積層したステータコアを備える。ステータコアは、圧縮機等のシェルの内側に、焼嵌めまたは圧入によって固定される（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２００５−１５１６４８号公報（図１参照）
【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、ステータコアをシェルに固定すると、ステータコアがシェルから受ける圧縮応力により、ステータコアの磁気特性が変化し、鉄損が増加する可能性がある。【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ステータコアをシェルに強固に固定し、且つ鉄損を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による電動機は、軸線を中心として回転可能なロータと、軸線を中心とする径方向の外側からロータを囲むステータコアを有するステータと、ステータコアが内側に固定された環状のシェルとを備える。シェルは、ステータコアに径方向に対向し、内径Ｄ１を有する第１シェル部と、ステータコアに径方向に当接し、内径Ｄ２を有する第２シェル部と、ステータコアから軸線の方向に突出し、内径Ｄ３を有する第３シェル部とを有する。内径Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、Ｄ１＞Ｄ２およびＤ１＞Ｄ３を満足する。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成によれば、第２シェル部とステータコアとの当接により、ステータコアをシェルに強固に固定することができる。また、第１シェル部がステータコアに当接しないため、ステータコアにおける鉄損の増加を抑制することができる。また、第３シェル部により、ステータコアのシェルからの抜けを抑制することができる。すなわち、ステータコアをシェルに強固に固定し、且つ鉄損を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の電動機を示す横断面図である。
【図２】実施の形態１のステータコアおよびシェルを示す横断面図である。
【図３】実施の形態１のステータコアの一部を示す斜視図である。
【図４】実施の形態１のステータコアの一部と、これに取り付けられたインシュレータおよび絶縁フィルムを示す斜視図である。
【図５】実施の形態１の電動機を示す縦断面図である。
【図６】実施の形態１のステータコアおよびシェルを示す縦断面図である。
【図７】実施の形態１の電動機の製造工程を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１の第１シェル部の形成方法の一例を示す模式図（Ａ），（Ｂ）である。
【図９】実施の形態１のステータのシェルへの焼嵌め工程を示す模式図（Ａ），（Ｂ）である。
【図１０】実施の形態１における焼嵌め工程後のステータコアおよびシェルを示す縦断面図である。
【図１１】実施の形態１におけるステータコアとシェルとの固定方法を示す模式図である。
【図１２】比較例の電動機を示す縦断面図である。
【図１３】ステータコアが受ける圧縮応力と鉄損増大率との関係を示すグラフである。
【図１４】抜け荷重と鉄損増大率との関係を示すグラフである。
【図１５】焼嵌め荷重と鉄損増大率との関係を示すグラフである。
【図１６】実施の形態１の変形例のステータコアおよびシェルを示す縦断面図である。
【図１７】実施の形態２のステータコアおよびシェルを示す横断面図である。
【図１８】実施の形態３のステータコアおよびシェルを示す縦断面図である。
【図１９】実施の形態４のステータコアおよびシェルを示す縦断面図である。
【図２０】実施の形態５のステータコアおよびシェルを示す縦断面図である。
【図２１】実施の形態６のシェルの内周面を示す図（Ａ）および焼嵌め工程前のシェルの内周面の表面粗さを示す図（Ｂ）である。
【図２２】ステータコアの他の構成例およびシェルを示す横断面図である。
【図２３】各実施の形態の電動機が適用可能な圧縮機を示す断面図である。
【図２４】図２３の圧縮機を備えた空気調和装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
＜電動機の構成＞
まず、実施の形態１の電動機１００について説明する。図１は、実施の形態１の電動機１００を示す横断面図である。電動機１００は、ロータ５に永久磁石５５が埋め込まれた永久磁石埋込型電動機であり、例えば圧縮機５００（図２３）に用いられる。
【００１０】
電動機１００は、インナーロータ型と呼ばれる電動機であり、回転可能なロータ５と、ロータ５を囲むように設けられたステータ１と、ステータ１が内側に固定された環状のシェル３とを有する。ステータ１とロータ５との間には、例えば０．３〜１．０ｍｍのエアギャップが形成されている。
【００１１】
以下では、ロータ５の回転軸である軸線Ｃ１の方向を、単に「軸方向」と称する。また。軸線Ｃ１を中心とする周方向（図１に矢印Ｒ１で示す）を、単に「周方向」と称する。また、軸線Ｃ１を中心とする半径方向を、単に「径方向」と称する。また、軸線Ｃ１に直交する面における断面図を「横断面図」と称し、軸線Ｃ１と平行な面における断面図を「縦断面図」と称する。
【００１２】
＜ロータの構成＞
ロータ５は、円筒状のロータコア５０と、ロータコア５０に取り付けられた永久磁石５５と、ロータコア５０の中央部に固定されたシャフト５６とを有する。シャフト５６は、例えば、圧縮機５００（図２３）のシャフトである。
【００１３】
ロータコア５０は、積層鋼板を軸方向に積層し、カシメ等で一体化したものである。積層鋼板は、例えば電磁鋼板である。積層鋼板の板厚は、例えば０．１〜０．７ｍｍであり、ここでは０．３５ｍｍである。ロータコア５０の径方向中心にはシャフト孔５４が形成され、上述したシャフト５６が固定されている。
【００１４】
ロータコア５０の外周面に沿って、永久磁石５５が挿入される複数の磁石挿入孔５１が形成されている。磁石挿入孔５１は、ロータコア５０の軸方向の一端から他端まで形成されている。各磁石挿入孔５１は、１磁極に相当する。磁石挿入孔５１の数は、ここでは６であり、従って磁極数は６である。但し、磁極数は６に限定されるものではなく、２以上であればよい。
【００１５】
磁石挿入孔５１は、軸線Ｃ１に直交する面内で直線状に延在している。各磁石挿入孔５１には、永久磁石５５が１つずつ配置されている。隣り合う磁石挿入孔５１に配置された永久磁石５５は、互いに反対の極が径方向外側を向くように着磁されている。
【００１６】
永久磁石５５は、軸方向に長い平板状の部材であり、ロータコア５０の周方向に幅を有し、径方向に厚さを有する。永久磁石５５の厚さは、例えば２ｍｍである。永久磁石５５は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびボロン（Ｂ）を含有する希土類磁石で構成されている。永久磁石５５は、厚さ方向に着磁されている。
【００１７】
なお、上記の希土類磁石は、温度の上昇と共に保磁力が低下する性質を有し、低下率は−０．５〜−０．６％／Ｋである。圧縮機で想定される最大負荷発生時に希土類磁石の減磁が生じないようにするためには、１１００〜１５００Ａ／ｍの保磁力が必要である。この保磁力を１５０℃の雰囲気温度下で確保するためには、常温（２０℃）での保磁力が１８００〜２３００Ａ／ｍであることが必要である。
【００１８】
そのため、希土類磁石には、ディスプロシウム（Ｄｙ）を添加してもよい。希土類磁石の常温での保磁力は、Ｄｙを添加していない状態で１８００Ａ／ｍであり、２重量％のＤｙを添加することで２３００Ａ／ｍとなる。但し、Ｄｙの添加は製造コストの増加の原因となり、また残留磁束密度の低下を招く。そのため、Ｄｙの添加量をできるだけ少なくするか、またはＤｙを添加しないことが望ましい。
【００１９】
なお、磁石挿入孔５１は、周方向中心が径方向内側に突出するＶ字状であってもよい。この場合、各磁石挿入孔５１に２つの永久磁石５５を配置することができる。
【００２０】
磁石挿入孔５１の周方向両端部には、漏れ磁束抑制穴としてのフラックスバリア５２が形成されている。フラックスバリア５２は、隣り合う磁極間の漏れ磁束を抑制するものである。フラックスバリア５２とロータコア５０の外周との間のコア部分は、隣り合う磁極間の磁束の短絡を抑制するため、薄肉部となっている。薄肉部の厚さは、ロータコア５０の積層鋼板の板厚と同じであることが望ましい。
【００２１】
磁石挿入孔５１の径方向外側には、スリット５３が形成されている。スリット５３は、永久磁石５５からステータ１に向かう磁束の分布を滑らかにし、トルクリプルを抑制するためのものである。スリット５３の数、配置および形状は任意である。なお、ロータコア５０は、必ずしもスリット５３を有さなくても良い。
【００２２】
磁石挿入孔５１の径方向内側には、圧縮機５００（図２３）の冷媒の通路となる穴部５７，５８が形成されている。穴部５７は、極間に対応する位置に形成され、穴部５８は、極中心に対応する位置に形成されている。但し、穴部５７，５８の配置は、適宜変更することができる。
【００２３】
＜ステータの構成＞
ステータ１は、ステータコア１０と、ステータコア１０に取り付けられたインシュレータ２０および絶縁フィルム２５と、インシュレータ２０および絶縁フィルム２５を介してステータコア１０に巻き付けられたコイル１５とを有する。
【００２４】
図２は、ステータコア１０およびシェル３を示す横断面図である。ステータコア１０は、積層鋼板１４（図３）を軸方向に積層し、カシメ部１７により一体的に固定したものである。積層鋼板１４は、例えば電磁鋼板である。積層鋼板１４の板厚は、例えば０．１〜０．７ｍｍであり、ここでは０．３５ｍｍである。
【００２５】
ステータコア１０は、軸線Ｃ１を中心とする環状のヨーク１１と、ヨーク１１から径方向内側に延在する複数のティース１２とを有する。ヨーク１１は、内周面１１ａと外周面１１ｂとを有し、ヨーク１１の外周面１１ｂは、シェル３の内周面に固定されている。ヨーク１１の外周面１１ｂは、ステータコア１０の外周面をなしている。
【００２６】
ティース１２は、周方向に一定間隔で形成されている。ティース１２の数は、ここでは９であるが、２以上であればよい。隣り合うティース１２の間には、コイル１５を収容するスロット１３が形成される。
【００２７】
ステータコア１０は、ティース１２毎に複数の分割コア８が周方向に連結された構成を有する。分割コア８の数は、例えば９である。これらの分割コア８は、ヨーク１１に形成された分割面部１６で互いに接合されている。分割面部１６は、例えば、周方向に隣り合うティース１２の中間位置に形成されている。
【００２８】
分割コア８は、分割面部１６で溶接されることにより、互いに接合される。なお、分割コア８の接合は溶接に限らず、例えば分割面部１６に凹凸部を形成し、凹凸部を互いに嵌合させてもよい。
【００２９】
図３は、分割コア８を示す斜視図である。ティース１２は、ヨーク１１から径方向内側に延在する延伸部１２ｂと、ロータ５（図１）に対向する歯先部１２ａとを有する。延伸部１２ｂの周方向の幅は径方向に亘って一定であり、歯先部１２ａの周方向の幅は延伸部１２ｂよりも広い。ティース１２の延伸部１２ｂの側面と、ヨーク１１の内周面１１ａとは、スロット１３に面している。
【００３０】
ヨーク１１には、カシメ部１７が形成されている。カシメ部１７は、分割コア８を構成する複数の積層鋼板１４を一体的に固定するものである。カシメ部１７は、ティース１２の周方向中心に対して対称な２箇所に形成されている。但し、カシメ部１７の数および配置は、適宜変更することができる。
【００３１】
ヨーク１１の外周面１１ｂにおいて、ティース１２の周方向中心に対応する位置には、凹部１８が形成されている。凹部１８は、シェル３のカシメ部３４（図１１）が係合する部分であり、圧縮機５００（図２３）における冷媒の通路としても機能する。
【００３２】
図４は、分割コア８と、これに取り付けられたインシュレータ２０および絶縁フィルム２５を示す斜視図である。インシュレータ２０は、ステータコア１０の軸方向の両端部にそれぞれ取り付けられている。インシュレータ２０は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂で構成される。
【００３３】
各インシュレータ２０は、ヨーク１１に取り付けられる壁部２３と、ティース１２の延伸部１２ｂ（図３）に取り付けられる胴部２２と、歯先部１２ａに取り付けられるフランジ部２１とを有する。
【００３４】
胴部２２には、コイル１５（図１）が巻き付けられる。フランジ部２１および壁部２３は、胴部２２に巻き付けられたコイル１５を径方向両側からガイドする。フランジ部２１および壁部２３には、胴部２２に巻き付けられるコイル１５を位置決めする段差部を設けてもよい。
【００３５】
ティース１２の軸方向両端部には、穴部１９（図３）が形成されている。各インシュレータ２０は、穴部１９に嵌合する突起部を有する。インシュレータ２０の突起部をティース１２の穴部１９に嵌合させることで、インシュレータ２０がティース１２に固定される。
【００３６】
ティース１２の延伸部１２ｂ（図３）の側面およびヨーク１１の内周面１１ａ（図３）には、絶縁フィルム２５が取り付けられている。絶縁フィルム２５は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の樹脂で構成される。インシュレータ２０および絶縁フィルム２５は、ステータコア１０とコイル１５とを電気的に絶縁する絶縁部を構成する。
【００３７】
図１に戻り、コイル１５は、例えばマグネットワイヤで構成され、インシュレータ２０および絶縁フィルム２５を介してティース１２に巻き付けられている。コイル１５の線径は、例えば１．０ｍｍである。コイル１５は、各ティース１２に、集中巻により例えば８０ターン巻かれている。なお、コイル１５の線径およびターン数は、要求される回転数、トルク、印加電圧あるいはスロット１３の面積に応じて決定される。
【００３８】
図５は、電動機１００を示す縦断面図である。ステータ１は、環状のシェル３の内側に固定される。より具体的には、ステータ１のステータコア１０が、焼嵌めまたは圧入により、シェル３の内側に嵌合する。シェル３は、電動機１００が取り付けられる圧縮機５００（図２３）の密閉容器５０７の一部である。シェル３の軸方向の長さは、ステータ１の軸方向の長さよりも長い。
【００３９】
図６は、ステータコア１０とシェル３とを示す縦断面図である。シェル３は、軸方向に、第１シェル部３１と、第２シェル部３２と、第３シェル部３３とを有する。第１シェル部３１は、ステータコア１０に径方向に対向し、内径Ｄ１を有する。第２シェル部３２は、ステータコア１０に当接し、内径Ｄ１よりも小さい内径Ｄ２を有する。第３シェル部３３は、ステータコア１０から軸方向に突出し、内径Ｄ１よりも小さい内径Ｄ３を有する。
【００４０】
第１シェル部３１は、ステータコア１０の軸方向中央部に対応する位置に形成されている。第２シェル部３２は、第１シェル部３１の軸方向両側にそれぞれ形成されている。第３シェル部３３は、第２シェル部３２の軸方向両側にそれぞれ形成されている。
【００４１】
第１シェル部３１の内周面３１ａは、ステータコア１０の外周面１１ｂから径方向に離間している。第２シェル部３２の内周面３２ａは、ステータコア１０の外周面１１ｂに径方向に当接している。第３シェル部３３の内周面３３ａは、ステータコア１０の外周面１１ｂに径方向に対向していない。
【００４２】
第１シェル部３１は、シェル３の内周面に凹部３５を形成することによって得られる。凹部３５は、例えば、一定の厚さを有する円筒状のシェルを内周側から切削加工することにより形成される。切削加工の代わりに、後述する拡管加工（図８（Ａ），（Ｂ））を用いてもよい。凹部３５は、軸線Ｃ１を中心とする径方向に、深さｄを有する。深さｄは、ここでは軸方向に亘って一定であるが、必ずしも一定でなくてよい。
【００４３】
シェル３の外周面３６は、ここでは円筒面である。但し、凹部３５を拡管加工で形成した場合には、第１シェル部３１において外周面３６が径方向外側に盛り上がった形状を有する（図８（Ｂ）参照）。
【００４４】
ステータコア１０は、軸方向に、第１シェル部３１に径方向に対向する第１コア部１０１と、第２シェル部３２に当接する第２コア部１０２とを有する。第１コア部１０１は、ステータコア１０の軸方向中央部に位置し、第２コア部１０２は第１コア部１０１の軸方向両側にそれぞれ位置する。第１コア部１０１および第２コア部１０２は、互いに同一形状の積層鋼板で構成されており、外径も同一である。
【００４５】
上記の通り、ステータコア１０は、焼嵌めまたは圧入によってシェル３に嵌合する。具体的には、ステータコア１０の第２コア部１０２が、シェル３の第２シェル部３２の内側に嵌合する。ステータコア１０の第１コア部１０１は、シェル３の第１シェル部３１に対向するが、当接しない。そのため、第１コア部１０１は、シェル３からの圧縮応力を受けず、これにより圧縮応力に起因する磁気特性の変化が抑制され、鉄損が低減される。
【００４６】
＜電動機の製造方法＞
次に、電動機１００の製造方法について説明する。図７は、電動機１００の製造工程を示すフローチャートである。まず、複数の積層要素を軸方向に積層し、カシメ部１７により一体的に固定して、図３に示した分割コア８を形成する（ステップＳ１０１）。次に、分割コア８に、絶縁部としてのインシュレータ２０および絶縁フィルム２５（図３）を取り付け、絶縁部を介してティース１２にコイル１５を巻き付ける（ステップＳ１０２）。さらに、複数の分割コア８を溶接等により接合してステータコア１０を形成する（ステップＳ１０３）。これにより、ステータ１が形成される。
【００４７】
一方、ステータ１が取り付けられるシェル３には、予め凹部３５を形成しておく。凹部３５は、上記の通り、円筒状のシェル３の内周面を切削加工することによって形成される。但し、切削加工に限らず、拡管加工を用いてもよい。
【００４８】
図８（Ａ）、（Ｂ）は、拡管加工を説明するための模式図である。拡管加工では、図８（Ａ）に示すように、シェル３の凹部３５を形成する部分の内側に、円板状の工具７を嵌合させる。そして、図８（Ｂ）に示すように、工具７を加熱して膨張させる。これにより、工具７の外周端７１がシェル３を径方向外側に押圧し、シェル３が径方向外側に塑性変形する。その後、工具７を空冷し、シェル３から引き抜く。これにより、シェル３に凹部３５が形成される。
【００４９】
このように形成した凹部３５を形成したシェル３に、ステータ１を焼嵌めにより固定する（ステップＳ１０４）。図９（Ａ），（Ｂ）は、焼嵌め工程を説明するための模式図である。焼嵌め工程では、図９（Ａ）に示すように、シェル３を加熱して熱膨張させ、シェル３の内径Ｄ０をステータコア１０の外径ＤＳよりも大きくする。この状態で、シェル３の内側に、ステータ１を挿入する。
【００５０】
その後、シェル３を冷却することにより、図９（Ｂ）に示すように、シェル３の内径が収縮する。これにより、ステータコア１０の外周面１１ｂが、シェル３の内周面に嵌合する。
【００５１】
図１０は、焼嵌め後のステータ１およびシェル３を示す図である。第２シェル部３２はステータコア１０に当接するため、第２シェル部３２の内径Ｄ２はステータコア１０の外径ＤＳと同じになる。これに対し、第３シェル部３３はステータコア１０に当接しないため、第３シェル部３３の内径Ｄ３はステータコア１０の外径ＤＳ以下になり得る。
【００５２】
そのため、図１０に示したように、第３シェル部３３の内径Ｄ３が、第２シェル部３２の内径Ｄ２以下となり（Ｄ２≧Ｄ３）、より好ましくは内径Ｄ２よりも小さくなる（Ｄ２＞Ｄ３）。これにより、第３シェル部３３が、ステータ１のシェル３からの軸方向の抜け止めとして効果的に機能する。
【００５３】
なお、図１０に示した構成に限らず、第３シェル部３３の内径Ｄ３が第１シェル部３１の内径Ｄ１よりも小さければ（Ｄ１＞Ｄ３）、ある程度のステータ１の抜け止め効果が期待できる。
【００５４】
ここでは、ステータコア１０を焼嵌めによりシェル３に嵌合させる場合について説明したが、焼嵌めの代わりに、例えば圧入を用いてもよい。
【００５５】
ステータコア１０とシェル３との嵌合部は、図１１に示すように、熱カシメによって固定することが望ましい。ここでは、シェル３の第２シェル部３２において、ステータコア１０の凹部１８に対応する箇所に、外周面３６から熱および力Ｐを加える。これにより、シェル３の一部が径方向内側に変形してカシメ部３４が形成され、このカシメ部３４がステータコア１０の凹部１８に係合する。
【００５６】
シェル３のカシメ部３４とステータコア１０の凹部１８との係合により、周方向におけるシェル３とステータ１との位置ずれが防止される。なお、熱カシメは、全ての凹部１８に対応する位置で行うことが望ましいが、ステータコア１０の周方向の少なくとも１箇所で行えばよい。
【００５７】
一方、ロータ５は、複数の積層要素を軸方向に積層してロータコア５０を形成し、磁石挿入孔５１に永久磁石５５を挿入することにより形成する。このロータ５を、シェル３に固定されたステータ１の内側に取り付ける（図７のステップＳ１０５）。その後、シェル３を密閉する（ステップＳ１０６）。これにより、ステータ１、ロータ５およびシェル３を含む電動機１００が完成する。
【００５８】
＜作用＞
次に、実施の形態１の電動機１００の作用について説明する。ステータコア等のコア内の磁束が変化するときにコア内で消費されるエネルギーを、鉄損と称する。ロータコア５０内では磁束の変化が小さいため、電動機１００における鉄損の殆どは、ステータコア１０における鉄損である。鉄損は、ヒステリシス損と渦電流損との和で表される。ヒステリシス損は磁束変化の周波数に比例し、渦電流損は周波数の２乗に比例する。
【００５９】
永久磁石５５を用いた電動機１００では、誘導電動機のように永久磁石を用いない電動機と比較して、全損失における鉄損の割合が大きい。すなわち、永久磁石５５で発生した磁束がステータコア１０を流れる際に、その磁束の変化に応じた鉄損が発生する。
【００６０】
また、コイル１５に電流を流すと、永久磁石５５で発生する磁束と、コイル１５を流れる電流により発生する磁束との重畳により、高周波の磁束成分が発生する。上記の通り、ヒステリシス損は磁束変化の周波数に比例し、渦電流損は周波数の２乗に比例するため、磁束が高周波であるほど鉄損が増加する。
【００６１】
図１２は、実施の形態１の電動機１００に対する比較例の電動機を示す縦断面図である。比較例の電動機では、比較例のシェル３Ｈは、実施の形態１で説明した凹部３５（図５）を有さず、内径Ｄ４が軸方向に一定である。そのため、ステータコア１０の外周面１１ｂの全体がシェル３Ｈに当接する。
【００６２】
ステータコア１０は、焼嵌めまたは圧入によりシェル３Ｈに嵌合するため、シェル３Ｈから圧縮応力を受ける。ステータコア１０とシェル３Ｈとの接触面積と、その面積に働く平均応力との積を、焼嵌め荷重とする。焼嵌め荷重は、ステータコア１０をシェル３Ｈに固定する固定力の指標である。
【００６３】
ステータコア１０を構成する電磁鋼板等のコア材料は、圧縮応力を受けると磁気特性が変化し、鉄損が増加する。図１２に示した比較例の電動機では、ステータコア１０の外周面１１ｂの全体がシェル３Ｈに嵌合するため、ステータコア１０全体で鉄損が増加し、その結果、電動機効率が低下する。
【００６４】
これに対し、実施の形態１の電動機１００では、図６に示したようにステータコア１０の第１コア部１０１がシェル３に当接せず、圧縮応力を受けないため、第１コア部１０１での鉄損の増加は殆ど発生しない。そのため、比較例の電動機と比較して、電動機効率を向上することができる。
【００６５】
ここで、実施の形態１における鉄損の低減効果を、具体的な数値を用いて説明する。比較例の電動機のステータコア１０における焼嵌め、圧入前の単位体積当たりの鉄損を１とする。また、焼嵌めまたは圧入により、ステータコア１０における鉄損が２に増加したと仮定する。
【００６６】
実施の形態１の電動機１００において、第１コア部１０１がステータコア１０の軸方向長さの５０％を占めていると仮定する。この場合、ステータコア１０とシェル３との接触面積は、比較例における接触面積の半分になる。焼嵌め荷重を比較例と同じとすると、第２コア部１０２には比較例の２倍の圧縮応力が作用する。
【００６７】
第１コア部１０１はシェル３から圧縮応力を受けないため、第１コア部１０１における単位体積当たりの鉄損は１と考えることができる。一方、第２コア部１０２はシェル３から圧縮応力を受け、その圧縮応力の大きさは比較例の２倍である。
【００６８】
図１３は、ステータコア１０が受ける圧縮応力と、ステータコア１０における単位体積当たりの鉄損増大率との関係を示すグラフである。鉄損増大率は、圧縮応力が０である場合の鉄損を基準（すなわち１）とした鉄損の相対値である。比較例のステータコア１０における単位体積当たりの鉄損は、上記の通り、２である。
【００６９】
図１３に示すように、圧縮応力が増加すると鉄損も増加するが、鉄損の増加率は徐々に飽和する。そのため、圧縮応力が大きい実施の形態１の第２コア部１０２では、鉄損の飽和が生じる。その結果、第２コア部１０２における単位体積当たりの鉄損は、比較例の２倍よりも小さい値となる。
【００７０】
第２コア部１０２における単位体積当たりの鉄損が、比較例の１．２倍の２．４であると仮定すると、第１コア部１０１と第２コア部１０２とがそれぞれ５０％を占めるステータコア１０の単位体積当たりの鉄損の平均は、（２．４×０．５）＋（１×０．５）＝１．７となる。この値は、比較例のステータコア１０の単位体積当たりの鉄損（＝２）よりも小さい。すなわち、実施の形態１の電動機１００により、鉄損の低減効果が得られることが分かる。
【００７１】
図１４は、抜け荷重と、ステータコア１０における単位体積当たりの鉄損増大率との関係を示すグラフである。抜け荷重は、シェル３からステータ１を軸方向に引き抜くために必要な荷重を言う。図１５は、焼嵌め荷重と、ステータコア１０における単位体積当たりの鉄損増大率との関係を示すグラフである。いずれのグラフにおいても、鉄損増大率は、荷重が０である場合の鉄損を基準（すなわち１）とした鉄損の相対値である。
【００７２】
図１４，１５から明らかなように、抜け荷重および焼嵌め荷重に対して、鉄損は同様の傾向を示す。実施の形態１のステータコア１０では、第２コア部１０２に応力が集中するため、比較例のステータコア１０よりも小さい抜け荷重および焼嵌め荷重で、鉄損の飽和が生じる。抜け荷重および焼嵌め荷重の増加に対し、鉄損の増加が小さい。
【００７３】
そのため、実施の形態１によれば、ステータコア１０をシェル３に強固に固定しながら、鉄損の増加を抑制することができる。言い換えると、第２コア部１０２への応力集中に伴う鉄損の飽和を利用して、ステータコア１０における鉄損を低減することができる。
【００７４】
また、実施の形態１の電動機１００では、ステータコア１０の軸方向両端部がシェル３に嵌合する。そのため、ステータ１を安定した状態で支持することができ、振動および騒音を抑制することができる。
【００７５】
ステータコア１０は積層鋼板の積層体で構成されるが、積層隙間が延び縮みすることにより、積層方向すなわち軸方向に変形し易い。ステータコア１０の軸方向両端部がシェル３に嵌合することにより、ステータコア１０の軸方向の変形を抑制し、振動および騒音を抑制することができる。
【００７６】
また、ステータコア１０の軸方向中央部の第１コア部１０１は、ロータ５からの磁束が流入し易いため、軸方向端部の第２コア部１０２よりも磁束密度が高い。第１コア部１０１はシェル３の第１シェル部３１に対向し、従って圧縮応力を受けないため、鉄損の低減効果を高めることができる。
【００７７】
また、上記の通り第２コア部１０２に圧縮応力が集中するため、シェル３と第２コア部１０２との密着性を高めることができる。これにより、熱カシメ（図１１）またはアーク溶接（図１７）によってシェル３とステータコア１０とを固定する際に、固定力を高めることができる。あるいは、カシメまたはアーク溶接を利用することにより、より小さい焼嵌め荷重でステータコア１０をシェル３に嵌合させることができ、鉄損の低減効果をさらに高めることができる。
【００７８】
また、ステータコア１０は、複数の分割コア８で構成されるため、ティース１２にコイル１５を高密度に巻き付け易い反面、ステータコア１０の真円度の向上が難しい。実施の形態１では、ステータコア１０の第２コア部１０２が高い圧縮応力を受けるため、ステータコア１０が強く締め付けられる。これにより、隣接する分割コア８が互いに強く押し当てられ、正しい相対位置に位置決めされる。その結果、ステータコア１０の真円度を向上することができる。
【００７９】
＜実施の形態の効果＞
以上説明したように、実施の形態１では、シェル３が、ステータコア１０に径方向に対向する第１シェル部３１と、ステータコア１０に径方向に当接する第２シェル部３２と、ステータコア１０から軸方向に突出する第３シェル部３３とを有し、シェル部３１，３２，３３の内径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が、Ｄ１＞Ｄ２およびＤ１＞Ｄ３を満足する。そのため、第２シェル部３２とステータコア１０との当接により、ステータコア１０をシェル３に強固に固定することができる。また、ステータコア１０が第１シェル部３１から圧縮応力を受けないため、ステータコア１０における鉄損を低減し、電動機効率を向上することができる。また、第３シェル部３３により、ステータコア１０のシェル３からの抜けを抑制することができる。
【００８０】
また、第２シェル部３２および第３シェル部３３の内径Ｄ２，Ｄ３が、Ｄ２≧Ｄ３を満足することにより、ステータコア１０のシェル３からの抜けを効果的に抑制することができる。
【００８１】
また、シェル３の第１シェル部３１が、ステータコア１０に対向する側に凹部３５を有するため、切削加工等の簡単な工程で、Ｄ１＞Ｄ２を満足するシェル３を形成することができる。
【００８２】
また、ステータコア１０とシェル３とが、熱カシメ（カシメ部３４）によって互いに固定されるため、ステータコア１０とシェル３との固定強度を高めることができる。
【００８３】
また、シェル３の第２シェル部３２がステータコア１０を締め付ける構成により、複数の分割コア８で構成されたステータコア１０であっても、高い真円度を得ることができる。
【００８４】
また、シェル３の第１シェル部３１が、ロータ５からの磁束が最も流れるステータコア１０の軸方向中央部に対応する位置に形成されているため、鉄損の低減効果を高めることができる。
【００８５】
また、シェル３の第２シェル部３２が、ステータコア１０の軸方向端部に当接するため、ステータコア１０の変形を抑制し、振動および騒音を低減することができる。
【００８６】
変形例．
図１６は、実施の形態１の変形例のステータコア１０およびシェル３Ａを示す縦断面図である。上述した実施の形態１では、第１シェル部３１の凹部３５（図６）の深さｄは、軸方向に一定であった。これに対し、変形例の第１シェル部３１の凹部３７は、深さｄが軸方向に変化する。
【００８７】
より具体的には、凹部３７は、軸方向中心において深さｄが最大となる。但し、凹部３７の深さｄが最大となる位置は、軸方向中心に限らず、例えば軸方向端部であってもよい。凹部３７は、実施の形態１で説明した切削加工または拡管加工によって形成することができる。
【００８８】
この変形例においても、シェル３Ａの第１シェル部３１が凹部３７を有し、ステータコア１０に当接しない。そのため、ステータコア１０の第１コア部１０１には圧縮応力が作用せず、ステータコア１０における鉄損を低減することができる。
【００８９】
実施の形態２．
図１７は、実施の形態２のステータコア１０およびシェル３Ｂを示す横断面図である。上述した実施の形態１では、図１１に示したようにステータコア１０とシェル３との嵌合部が熱カシメによって固定されていた。実施の形態２では、ステータコア１０とシェル３Ｂとの嵌合部がアークスポット溶接によって固定されている。
【００９０】
ステータコア１０は、実施の形態１で説明したように複数の分割コア８で構成されている。アークスポット溶接は、分割コア８の分割面部１６と、シェル３Ｂの第２シェル部３２の内周面３２ａとが交わる位置で行う。これにより、分割面部１６とシェル３Ｂの内周面３２ａとが交わる位置に、溶接部Ｗが形成される。
【００９１】
実施の形態１で説明したように、ステータコア１０は第２シェル部３２によって強く締め付けられるため、ステータコア１０とシェル３Ｂとのアークスポット溶接による固定強度を高めることができる。
【００９２】
実施の形態２の電動機は、上述した点を除き、実施の形態１の電動機１００と同様に構成されている。
【００９３】
この実施の形態２では、ステータコア１０とシェル３Ｂとがアークスポット溶接によって互いに固定されるため、ステータコア１０とシェル３Ｂとの固定強度を高めることができる。
【００９４】
実施の形態３．
図１８は、実施の形態３のステータコア１０およびシェル３Ｃを示す縦断面図である。上述した実施の形態１では、シェル３の第１シェル部３１がステータコア１０の軸方向中央部に対応する位置に形成され、第２シェル部３２がステータコア１０の軸方向両端部に対応する位置に形成されていた。
【００９５】
実施の形態３のシェル３Ｃは、ステータコア１０の軸方向中央部と軸方向両端部に対応する位置に、第２シェル部３２をそれぞれ有する。言い換えると、シェル３Ｃは、ステータコア１０の軸方向中央部および軸方向両端部に当接する。
【００９６】
シェル３Ｃは、また、軸方向中央部の第２シェル部３２の軸方向両側に、第１シェル部３１をそれぞれ有する。第１シェル部３１は、シェル３Ｃの内周に凹部３５を形成することによって得られる。凹部３５の代わりに、図１６に示した凹部３７を形成してもよい。
【００９７】
ステータコア１０は、第１シェル部３１に径方向に対向する第１コア部１０１と、第２シェル部３２に接する第２コア部１０２とを有する。ステータコア１０の軸方向中央部および軸方向両端部に第２コア部１０２がそれぞれ位置し、軸方向中央部の第２コア部１０２の軸方向両側に第１コア部１０１がそれぞれ位置する。
【００９８】
すなわち、実施の形態３では、ステータコア１０の軸方向中央部および軸方向両端部がシェル３Ｃに嵌合する。ステータコア１０とシェル３Ｃとの嵌合部は、図１１に示したように熱カシメによって固定してもよく、図１７に示したようにアークスポット溶接によって固定しても良い。
【００９９】
実施の形態３の電動機は、上述した点を除き、実施の形態１の電動機１００と同様に構成されている。
【０１００】
この実施の形態３では、ステータコア１０の軸方向中央部および軸方向両端部がシェル３に嵌合する。そのため、ステータコア１０をシェル３に強固に固定し、ステータコア１０の変形を抑制し、振動および騒音を低減することができる。また、第１シェル部３１がステータコア１０から圧縮応力を受けないため、ステータコア１０における鉄損を低減することができる。
【０１０１】
実施の形態４．
図１９は、実施の形態４のステータコア１０およびシェル３Ｄを示す縦断面図である。上述した実施の形態１では、シェル３の第１シェル部３１がステータコア１０の軸方向中央部に対応する位置に形成され、第２シェル部３２がステータコア１０の軸方向両端部に対応する位置に形成されていた。
【０１０２】
実施の形態４のシェル３Ｄは、ステータコア１０の軸方向中央部に対応する位置に、第２シェル部３２を有する。言い換えると、シェル３は、ステータコア１０の軸方向中央部に当接する。
【０１０３】
シェル３Ｄは、また、第２シェル部３２の軸方向両側に、第１シェル部３１をそれぞれ有する。第１シェル部３１は、シェル３の内周に凹部３５を形成することによって得られる。凹部３５の代わりに、図１６に示した凹部３７を形成してもよい。
【０１０４】
ステータコア１０は、第１シェル部３１に径方向に対向する第１コア部１０１と、第２シェル部３２に接する第２コア部１０２とを有する。ステータコア１０の軸方向中央部に第２コア部１０２がそれぞれ位置し、第２コア部１０２の軸方向両側に第１コア部１０１がそれぞれ位置する。
【０１０５】
すなわち、実施の形態４では、ステータコア１０の軸方向中央部がシェル３Ｄに嵌合する。ステータコア１０とシェル３Ｄとの嵌合部は、図１１に示したように熱カシメによって固定してもよく、図１７に示したようにアークスポット溶接によって固定しても良い。
【０１０６】
実施の形態４の電動機は、上述した点を除き、実施の形態１の電動機１００と同様に構成されている。
【０１０７】
この実施の形態４では、ステータコア１０の軸方向中央部がシェル３Ｄに嵌合するため、ステータコア１０の軸方向中央部に応力を集中させ、ステータコア１０をシェル３に強固に固定することができる。また、第１シェル部３１がステータコア１０から圧縮応力を受けないため、ステータコア１０における鉄損を低減することができる。
【０１０８】
実施の形態５．
図２０は、実施の形態５のステータコア１０およびシェル３Ｅを示す縦断面図である。この実施の形態５では、上述した実施の形態１と同様、シェル３Ｅの第１シェル部３１がステータコア１０の軸方向中央部に対応する位置に形成され、第２シェル部３２がステータコア１０の軸方向両端部に対応する位置にそれぞれ形成されている。第１シェル部３１は、シェル３Ｅの内周面に凹部３５を形成することで得られる。凹部３５の代わりに、図１６に示した凹部３７を形成してもよい。
【０１０９】
ステータコア１０は、第１シェル部３１に径方向に対向する第１コア部１０１と、第２シェル部３２に接する第２コア部１０２とを有する。ステータコア１０の軸方向中央部に第１コア部１０１が位置し、ステータコア１０の軸方向両端部に第２コア部１０２がそれぞれ位置する。
【０１１０】
第１シェル部３１は、軸方向に長さＬ１を有する。２つの第２シェル部３２は、軸方向にそれぞれ長さＬ２を有する。第１シェル部３１の長さＬ１は、第２シェル部３２の長さＬ２の合計Ｌ２×２よりも長い。すなわち、Ｌ１＞Ｌ２×２が成立する。言い換えると、第１シェル部３１の内周面３１ａの面積は、第２シェル部３２の内周面３２ａの面積の合計よりも大きい。
【０１１１】
上記の長さＬ１は、第１コア部１０１の軸方向の長さでもある。上記の長さＬ２は、第２コア部１０２の軸方向の長さでもある。そのため、第１コア部１０１の長さＬ１は、第２コア部１０２の長さＬ２の合計Ｌ２×２よりも長く、第１コア部１０１の外周面の面積は、第２コア部１０２の外周面の面積の合計よりも大きい。
【０１１２】
このように、第１シェル部３１の内周面３１ａの面積、すなわちシェル３Ｅのステータコア１０に当接しない面の面積が大きいため、鉄損を低減する効果を高めることができる。また、第２シェル部３２の内周面３２ａの面積、すなわちシェル３Ｅのステータコア１０に当接する面の面積が小さいため、圧縮応力を集中させることができ、ステータコア１０をシェル３Ｅに強固に固定することができる。
【０１１３】
実施の形態５の電動機は、上述した点を除き、実施の形態１の電動機１００と同様に構成されている。
【０１１４】
この実施の形態５では、第１シェル部３１の内周面３１ａの面積が、第２シェル部３２の内周面３２ａの面積よりも大きいため、鉄損を低減する効果を高めることができる。また、圧縮応力の集中により、ステータコア１０をシェル３Ｅに強固に固定することができる。
【０１１５】
なお、シェル３Ｅのシェル部３１，３２は、実施の形態３（図１８）および実施の形態４（図１９）で説明したように配置してもよい。この場合も、ステータコア１０のシェル３に対向する面の総面積が、シェル３に当接する面の総面積よりも大きければよい。また、ステータコア１０とシェル３Ｅとの嵌合部は、熱カシメまたはアークスポット溶接で固定してもよい。
【０１１６】
実施の形態６．
図２１（Ａ）は、実施の形態６のシェル３Ｆの内周面を示す正面図である。上述した実施の形態１では、シェル３の第１シェル部３１に凹部３５（図６）が形成されていた。これに対し、実施の形態６では、シェル３Ｆの内周面に、複数の溝部３８が形成されている。溝部３８は、ここでは軸方向および周方向に延在する格子状に形成されているが、このパターンに限定されるものではない。
【０１１７】
シェル３Ｆの溝部３８は、ステータコア１０の外周面に当接しない。すなわち、ステータコア１０は、シェル３Ｆの溝部３８から圧縮応力を受けない。そのため、ステータコア１０における鉄損を低減する効果が得られる。
【０１１８】
この実施の形態６では、シェル３Ｆの内周面のうち、溝部３８が第１シェル部３１となり、溝部３８以外の部分が第２シェル部３２となる。第３シェル部３３（図６）は、実施の形態１で説明した通りである。
【０１１９】
実施の形態６の電動機は、上述した点を除き、実施の形態１の電動機１００と同様に構成されている。
【０１２０】
なお、シェル３Ｆの内周面に溝部３８を形成する代わりに、シェル３Ｆの内周面の表面粗さを粗くし、凹凸部を形成してもよい。凹凸部の凹部はステータコア１０の外周面に当接しないため、鉄損を低減する効果が得られる。図２１（Ｂ）は、凹凸部の表面粗さの例を示す図である。
【０１２１】
この場合、焼嵌め工程（図７に示したステップＳ１０３）前のシェル３Ｆの内周面の平均粗さＲａを、焼嵌め工程における締め代よりも大きくする。なお、締め代とは、ステータコア１０の外径ＤＳ（図９）から、ステータコア１０を固定する前のシェル３Ｆの内径を減算した値である。
【０１２２】
このようにすれば、シェル３Ｆにステータコア１０を焼嵌めによって固定した後も、シェル３Ｆの内周面の凹凸部が潰れずに残る。そのため、ステータコア１０の外周面に、シェル３Ｆからの圧縮応力を受けない部分を設けることができ、鉄損を低減することができる。
【０１２３】
この実施の形態６では、シェル３Ｆの内周面に溝部３８または凹凸部を設けることにより、ステータコア１０の外周面に、シェル３Ｆからの圧縮応力を受けない部分を分散して設けることができる。そのため、ステータコア１０における鉄損を低減しつつ、ステータコア１０をシェル３Ｅに強固に固定することができる。
【０１２４】
なお、実施の形態１，３，４で説明した第２シェル部３２の内周面３２ａに、実施の形態６で説明した溝部３８あるいは凹凸部を設けてもよい。また、実施の形態５で説明したように、シェル３Ｆのステータコア１０に対向する面の総面積を、シェル３Ｆに当接する面の総面積より大きくしてもよい。ステータコア１０とシェル３Ｆとの嵌合部は、熱カシメまたはアークスポット溶接で固定してもよい。
【０１２５】
変形例．
図２２は、実施の形態１〜６のステータコア１０の他の構成例を、シェル３と共に示す横断面図である。上述した各実施の形態で説明したステータコア１０（図２）は、複数の分割コア８で構成されていた。図２２に示したステータコア１０Ａは、ヨーク１１の外周部で互いに連結された複数の連結コア９で構成されている。
【０１２６】
連結コア９は、ティース１２毎に設けられている。ヨーク１１には、隣り合う連結コア９の境目となる分割面部９１が形成されている。分割面部９１は、ヨーク１１の内周面から径方向外側に延在するが、ヨーク１１の外周面１１ｂには到達しない。分割面部９１の終端とヨーク１１の外周面１１ｂとの間には、薄肉部９２が形成される。
【０１２７】
そのため、複数の連結コア９が一列に連なった帯状体を、薄肉部９２を変形させながら環状に丸めることができる。帯状体の端部に位置する２つの連結コア９は、溶接部Ｗにより互いに接合される。
【０１２８】
このステータコア１０Ａは、複数の連結コア９が薄肉部９２で連結されているが、環状に一体的に形成されたステータコアと比較すると、真円度を向上しにくい。上述した各実施の形態では、ステータコア１０の第２コア部１０２にシェル３からの圧縮応力が集中し、ステータコア１０が強く締め付けられるため、真円度の向上が容易である。
【０１２９】
なお、ステータコアは、分割コア８（図２）あるいは連結コア９（図２２）で構成されたものに限らず、環状に一体的に形成されたものであってもよい。
【０１３０】
＜圧縮機の構成＞
次に、各実施の形態の電動機が適用可能な圧縮機５００について説明する。図２３は、圧縮機５００を示す縦断面図である。圧縮機５００は、ロータリ圧縮機であり、例えば空気調和装置４００（図２４）に用いられる。圧縮機５００は、圧縮機構部５０１と、圧縮機構部５０１を駆動する電動機１００と、圧縮機構部５０１と電動機１００とを連結するシャフト５６と、これらを収容する密閉容器５０７とを備える。ここでは、シャフト５６の軸方向は鉛直方向であり、電動機１００は圧縮機構部５０１に対して上方に配置されている。
【０１３１】
密閉容器５０７は、鋼板で形成された容器であり、円筒状のシェル３と、シェル３の上側を覆う容器上部と、シェル３の下側を覆う容器底部とを有する。電動機１００のステータ１は、焼き嵌め、圧入または溶接等により、密閉容器５０７のシェルの内側に組み込まれている。
【０１３２】
密閉容器５０７の容器上部には、冷媒を外部に吐出する吐出管５１２と、電動機１００に電力を供給するための端子５１１とが設けられている。また、密閉容器５０７の外部には、冷媒ガスを貯蔵するアキュムレータ５１０が取り付けられている。密閉容器５０７の容器底部には、圧縮機構部５０１の軸受部を潤滑する冷凍機油が貯留されている。
【０１３３】
圧縮機構部５０１は、シリンダ室５０３を有するシリンダ５０２と、シャフト５６に固定されたローリングピストン５０４と、シリンダ室５０３の内部を吸入側と圧縮側に分けるベーンと、シリンダ室５０３の軸方向両端部を閉鎖する上部フレーム５０５および下部フレーム５０６とを有する。
【０１３４】
上部フレーム５０５および下部フレーム５０６は、いずれも、シャフト５６を回転可能に支持する軸受部を有する。上部フレーム５０５および下部フレーム５０６には、上部吐出マフラ５０８および下部吐出マフラ５０９がそれぞれ取り付けられている。
【０１３５】
シリンダ５０２には、軸線Ｃ１を中心とする円筒状のシリンダ室５０３が設けられている。シリンダ室５０３の内部には、シャフト５６の偏心軸部５６ａが位置している。偏心軸部５６ａは、軸線Ｃ１に対して偏心した中心を有する。偏心軸部５６ａの外周には、ローリングピストン５０４が嵌合している。電動機１００が回転すると、偏心軸部５６ａおよびローリングピストン５０４がシリンダ室５０３内で偏心回転する。
【０１３６】
シリンダ５０２には、シリンダ室５０３内に冷媒ガスを吸入する吸入口５１５が形成されている。密閉容器５０７には、吸入口５１５に連通する吸入管５１３が取り付けられ、この吸入管５１３を介してアキュムレータ５１０からシリンダ室５０３に冷媒ガスが供給される。
【０１３７】
圧縮機５００には、空気調和装置４００（図２４）の冷媒回路から低圧の冷媒ガスと液冷媒とが混在して供給されるが、液冷媒が圧縮機構部５０１に流入して圧縮されると、圧縮機構部５０１の故障の原因となる。そのため、アキュムレータ５１０で液冷媒と冷媒ガスとを分離し、冷媒ガスのみを圧縮機構部５０１に供給する。
【０１３８】
冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７ＣまたはＲ２２等を用いてもよいが、地球温暖化防止の観点からは、ＧＷＰ（地球温暖化係数）の低い冷媒を用いることが望ましい。
【０１３９】
圧縮機５００の動作は、以下の通りである。端子５１１からステータ１のコイル１５に電流が供給されると、電流によって生じる回転磁界とロータ５の永久磁石５５の磁界とにより、ステータ１とロータ５との間に吸引力および反発力が発生し、ロータ５が回転する。これに伴い、ロータ５に固定されたシャフト５６も回転する。
【０１４０】
圧縮機構部５０１のシリンダ室５０３には、吸入口５１５を介してアキュムレータ５１０から低圧の冷媒ガスが吸入される。シリンダ室５０３内では、シャフト５６の偏心軸部５６ａとこれに取り付けられたローリングピストン５０４が偏心回転し、シリンダ室５０３内で冷媒を圧縮する。
【０１４１】
シリンダ室５０３で圧縮された冷媒は、図示しない吐出口および吐出マフラ５０８，５０９を通って密閉容器５０７内に吐出される。密閉容器５０７内に吐出された冷媒は、ロータコア５０の穴部５７，５８等を通って密閉容器５０７内を上昇し、吐出管５１２から吐出され、空気調和装置４００（図２４）の冷媒回路に送り出される。
【０１４２】
圧縮機５００は、実施の形態１〜５および変形例で説明した電動機が適用可能であるため、圧縮機５００の振動および騒音を抑制することができる。
【０１４３】
＜空気調和装置＞
次に、図２３に示した圧縮機５００を備えた空気調和装置４００について説明する。図２４は、空気調和装置４００を示す図である。空気調和装置４００は、実施の形態１の圧縮機５００と、切り替え弁としての四方弁４０１と、冷媒を凝縮する凝縮器４０２と、冷媒を減圧する減圧装置４０３と、冷媒を蒸発させる蒸発器４０４と、これらを結ぶ冷媒配管４１０とを備える。
【０１４４】
圧縮機５００、四方弁４０１、凝縮器４０２、減圧装置４０３および蒸発器４０４は、冷媒配管４１０によって連結され、冷媒回路を構成している。また、圧縮機５００は、凝縮器４０２に対向する室外送風機４０５と、蒸発器４０４に対向する室内送風機４０６とを備える。
【０１４５】
空気調和装置４００の動作は、次の通りである。圧縮機５００は、吸入した冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒ガスとして送り出す。四方弁４０１は、冷媒の流れ方向を切り替えるものであるが、冷房運転時には、図２４に示したように、圧縮機５００から送り出された冷媒を凝縮器４０２に流す。
【０１４６】
凝縮器４０２は、圧縮機５００から送り出された冷媒と、室外送風機４０５により送られた室外空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液冷媒として送り出す。減圧装置４０３は、凝縮器４０２から送り出された液冷媒を膨張させて、低温低圧の液冷媒として送り出す。
【０１４７】
蒸発器４０４は、減圧装置４０３から送り出された低温低圧の液冷媒と室内空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発（気化）させ、冷媒ガスとして送り出す。蒸発器４０４で熱が奪われた空気は、室内送風機４０６により、空調対象空間である室内に供給される。
【０１４８】
なお、暖房運転時には、四方弁４０１が、圧縮機５００から送り出された冷媒を蒸発器４０４に送り出す。この場合、蒸発器４０４が凝縮器として機能し、凝縮器４０２が蒸発器として機能する。
【０１４９】
圧縮機５００は、上記の通り振動および騒音を抑制することができるため、空気調和装置４００の静音性を高めることができる。
【０１５０】
以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１  ステータ、  ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｈ  シェル、  ５  ロータ、  ７  工具、  ８  分割コア、  ９  連結コア、  １０，１０Ａ  ステータコア、  １１  ヨーク、  １２  ティース、  １３  スロット、  １４  積層鋼板、  １５  コイル、  １６    分割面部、  １７  カシメ部、  １８  凹部、  １９  穴部、  ２０  インシュレータ、  ２５  絶縁フィルム、  ３１  第１シェル部、  ３２  第２シェル部、  ３３  第３シェル部、  ３４  カシメ部、  ３５，３７  凹部、  ３８  溝部、  ５０  ロータコア、  ５１  磁石挿入孔、  ５５  永久磁石、  ５６  シャフト、  １００  電動機、  １０１  第１コア部、  １０２  第２コア部、  ４００  空気調和装置、  ４０１  四方弁、  ４０２  凝縮器、  ４０３  減圧装置、  ４０４  蒸発器、  ４０５  室外送風機、  ４０６  室内送風機、  ４１０  冷媒配管、  ５００  圧縮機、  ５０１  圧縮機構部、  ５０７  密閉容器。
【図１】
2020234956.tif 000003
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年5月20日(2021.5.20)
【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】
軸線を中心として回転可能なロータと、
前記軸線を中心とする径方向の外側から前記ロータを囲むステータコアを有するステータと、
前記ステータコアが内側に固定された環状のシェルと
を備え、
前記シェルは、
前記ステータコアに前記径方向に対向し、内径Ｄ１を有する第１シェル部と、
前記ステータコアに前記径方向に当接し、内径Ｄ２を有する第２シェル部と、
前記ステータコアに対して前記軸線の方向の両側に設けられ、内径Ｄ３を有する第３シェル部と
を有し、
前記内径Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、Ｄ１＞Ｄ２およびＤ１＞Ｄ３を満足する
電動機。
【請求項２】
前記内径Ｄ２およびＤ３は、Ｄ２≧Ｄ３を満足する
請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記第１シェル部は、前記ステータコアに対向する側に凹部を有する
請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記ステータコアは、カシメ部または溶接部により前記シェルに固定されている
請求項１から３までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記ステータコアは、複数のコア要素を、前記軸線を中心とする周方向に連結したものである
請求項１から４までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記第１シェル部は、前記軸線の方向における前記ステータコアの中央部に対応する位置に形成されている
請求項１から５までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記第２シェル部は、前記軸線の方向における前記ステータコアの端部に対応する位置に形成されている
請求項１から６までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項８】
前記第２シェル部は、前記軸線の方向における前記ステータコアの中央部に対応する位置に形成されている
請求項１から５までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項９】
前記第１シェル部は、前記軸線の方向における前記ステータコアの端部に対応する位置に形成されている
請求項１から５および８の何れか１項に記載の電動機。
【請求項１０】
前記第３シェル部は、前記軸線の方向において、前記第１シェル部または前記第２シェル部に隣接している
請求項１から９の何れか１項に記載の電動機。
【請求項１１】
前記第１シェル部の前記ステータコアに対向する面の面積は、前記第２シェル部の前記ステータコアに当接する面の面積よりも大きい
請求項１から１０までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１２】
前記第１シェル部の前記軸線の方向の長さは、前記第２シェル部の前記軸線の方向の長さよりも長い
請求項１から１１までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１３】
前記第１シェル部の前記ステータコアに対向する面に、溝が形成されている
請求項１から１２までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１４】
請求項１から１３までの何れか１項に記載の電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構とを備えた圧縮機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを備えた
空気調和装置。
【請求項１６】
軸線を中心とする環状のシェルであって、内径Ｄ１を有する第１シェル部と、前記内径Ｄ１よりも小さい内径Ｄ２を有する第２シェル部とを有し、軸線の方向の両端に前記内径Ｄ１よりも小さい内径Ｄ３を有する第３シェル部をそれぞれ有するシェルを用意する工程と、
前記シェルの内側にステータコアを固定する工程であって、前記第１シェル部が前記ステータコアに前記軸線を中心とする径方向に対向し、前記第２シェル部が前記ステータコアに前記径方向に当接し、前記第３シェル部が前記ステータコアの前記軸線の方向の両側に位置するように、前記ステータコアを固定する工程と、
前記ステータコアの内側にロータを取り付ける工程と
を有する電動機の製造方法。
【請求項１７】
前記シェルの内側に前記ステータコアを固定する工程では、焼嵌めまたは圧入により、前記シェルの内側に前記ステータコアを固定する
請求項１６に記載の電動機の製造方法。
【請求項１８】
前記焼嵌めを行う前の前記シェルの内周面の平均表面粗さは、前記焼嵌めの締め代よりも大きい
請求項１７に記載の電動機の製造方法。
【請求項１９】
前記シェルの内側にステータを固定する工程では、熱カシメまたは溶接により、前記シェルと前記ステータコアとを互いに固定する
請求項１６から１８までの何れか１項に記載の電動機の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
この実施の形態３では、ステータコア１０の軸方向中央部および軸方向両端部がシェル３Ｃに嵌合する。そのため、ステータコア１０をシェル３Ｃに強固に固定し、ステータコア１０の変形を抑制し、振動および騒音を低減することができる。また、第１シェル部３１がステータコア１０から圧縮応力を受けないため、ステータコア１０における鉄損を低減することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
実施の形態４のシェル３Ｄは、ステータコア１０の軸方向中央部に対応する位置に、第２シェル部３２を有する。言い換えると、シェル３Ｄは、ステータコア１０の軸方向中央部に当接する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
この場合、焼嵌め工程（図７に示したステップＳ１０４）前のシェル３Ｆの内周面の平均粗さＲａを、焼嵌め工程における締め代よりも大きくする。なお、締め代とは、ステータコア１０の外径ＤＳ（図９）から、ステータコア１０を固定する前のシェル３Ｆの内径を減算した値である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
この実施の形態６では、シェル３Ｆの内周面に溝部３８または凹凸部を設けることにより、ステータコア１０の外周面に、シェル３Ｆからの圧縮応力を受けない部分を分散して設けることができる。そのため、ステータコア１０における鉄損を低減しつつ、ステータコア１０をシェル３Ｆに強固に固定することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２２】
2020234956.tif 000027
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２４】
2020234956.tif 000028
【国際調査報告】
2020234956.tif 000029
2020234956.tif 000030
2020234956.tif 000031
2020234956.tif 000032