(57)【要約】  電動機は、回転軸を中心として回転可能なロータと、ロータを囲むように設けられたステータとを有する。ロータは、回転軸の軸方向に積層鋼板を積層したロータコアと、ロータコアに埋め込まれた永久磁石とを有する。ステータは、積層鋼板を軸方向に積層したステータコアと、ステータコアに巻き付けられたコイルとを有する。ステータコアは、コイルを収容するスロットを有する。ステータコアは、軸方向の端部に位置する第１コア部と、軸方向の中央部に位置する第２コア部とを有し、第１コア部におけるスロットの面積は、第２コア部におけるスロットの面積よりも大きい。ロータコアの積層鋼板の板厚Ｔ０および積層隙間Ｌ０と、ステータコアの第１コア部における積層鋼板の板厚Ｔ１および積層隙間Ｌ１との間に、Ｔ０＞Ｔ１、および、Ｌ０＜Ｌ１の少なくとも一方が成立する。
2020021692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心として回転可能なロータであって、回転軸の軸方向に積層鋼板を積層したロータコアと、前記ロータコアに埋め込まれた永久磁石とを有するロータと、
前記ロータを囲むように設けられたステータであって、積層鋼板を前記軸方向に積層したステータコアと、前記ステータコアに巻き付けられたコイルとを有するステータと
を有し、
前記ステータコアは、前記コイルを収容するスロットを有し、
前記ステータコアは、前記軸方向の端部に位置する第１コア部と、前記軸方向の中央部に位置する第２コア部とを有し、
前記第１コア部における前記スロットの面積は、前記第２コア部における前記スロットの面積よりも大きく、
前記ロータコアの前記積層鋼板の板厚Ｔ０および積層隙間Ｌ０と、前記ステータコアの前記第１コア部における前記積層鋼板の板厚Ｔ１および積層隙間Ｌ１との間に、
Ｔ０＞Ｔ１、および、Ｌ０＜Ｌ１
の少なくとも一方が成立する電動機。
【請求項２】
前記ステータコアは、前記回転軸を中心とする周方向に延在するヨークと、前記ヨークから前記回転軸に向かって延在するティースとを有し、
前記ステータコアの前記第１コア部における前記ティースの前記周方向の幅は、前記第２コア部における前記ティースの前記周方向の幅よりも狭い
請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記ステータコアの前記第１コア部における前記積層鋼板のカシメ深さが、前記ロータコアの前記積層鋼板のカシメ深さよりも深い
請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記ロータコアの前記積層鋼板の積層隙間Ｌ０と、
前記ステータコアの前記第１コア部における前記積層鋼板の積層隙間Ｌ１と、
前記ステータコアの前記第２コア部における前記積層鋼板の積層隙間Ｌ２とが、
Ｌ０≦Ｌ２＜Ｌ１
を満足する請求項１から３までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記積層隙間Ｌ１と前記積層隙間Ｌ０との差Ｌ１−Ｌ０が、
０．００４ｍｍ≦Ｌ１−Ｌ０≦０．０１２ｍｍ
を満足する請求項１から４までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記ロータコアの前記積層鋼板の板厚Ｔ０と、
前記ステータコアの前記第１コア部における前記積層鋼板の板厚Ｔ１と、
前記ステータコアの前記第２コア部における前記積層鋼板の板厚Ｔ２とが、
Ｔ０≧Ｔ２＞Ｔ１
を満足する請求項１から５までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記板厚Ｔ０と前記板厚Ｔ１との差Ｔ０−Ｔ１が、
０．０５ｍｍ≦Ｔ０−Ｔ１≦０．１５ｍｍ
を満足する請求項１から６までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項８】
前記ロータコアの前記軸方向の長さが、前記ステータコアの前記軸方向の長さよりも長い請求項１から７までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項９】
前記永久磁石は、希土類磁石である
請求項１から８までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１０】
前記ロータコアは、前記永久磁石を挿入する磁石挿入孔を有し、
前記磁石挿入孔は、前記回転軸を中心とする周方向の中央部が前記回転軸に向けて突出するように、Ｖ字状に形成されている
請求項１から９までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１１】
前記ステータコアと前記コイルとの間に配置されたインシュレータをさらに備え、
前記インシュレータは、前記ステータコアの前記第１コア部と前記第２コア部との間に形成される段差部に嵌合している
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】
前記インシュレータは、前記ステータコアの前記第１コア部に配置され、
前記ステータコアの前記スロットの内面には、絶縁フィルムが配置されている
請求項１１に記載の電動機。
【請求項１３】
請求項１から１２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１４】
圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備え、
前記圧縮機は、請求項１から１２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
空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機、圧縮機および空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機のステータは、コイルを巻き付ける複数のティースを有するステータコアを備える。ステータコアの隣り合うティースの間には、コイルを収容するスロットが形成される。近年、スロットの面積を大きくするため、ステータコアの軸方向端部でティースの幅を狭くした構成が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１０３８５０号公報（図１参照）
【特許文献２】特開２０１５−１７１２４９号公報（図３参照）
【特許文献３】特開２０１７−９９０４４号公報（図５参照）
【特許文献４】特開２０１７−１７７８４号公報（図２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ティースにはロータからの磁束が流れ込むが、幅の狭いティースでは磁束密度が高くなりやすい。幅の狭いティース内で磁束密度が飽和すると、磁束の一部がステータコア内を軸方向に流れる。そのため、ステータコアを構成する積層鋼板の板面に垂直な方向に磁束が流れることとなり、渦電流が発生して、渦電流損（鉄損）によりモータ効率の低下を招く。【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、電動機における渦電流損の低減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動機は、回転軸を中心として回転可能なロータであって、回転軸の軸方向に積層鋼板を積層したロータコアと、ロータコアに埋め込まれた永久磁石とを有するロータと、ロータを囲むように設けられたステータであって、積層鋼板を軸方向に積層したステータコアと、ステータコアに巻き付けられたコイルとを有するステータとを有する。ステータコアは、コイルを収容するスロットを有する。ステータコアは、軸方向の端部に位置する第１コア部と、軸方向の中央部に位置する第２コア部とを有し、第１コア部におけるスロットの面積は、第２コア部におけるスロットの面積よりも大きい。ロータコアの積層鋼板の板厚Ｔ０および積層隙間Ｌ０と、ステータコアの第１コア部における積層鋼板の板厚Ｔ１および積層隙間Ｌ１との間に、Ｔ０＞Ｔ１、および、Ｌ０＜Ｌ１の少なくとも一方が成立する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、Ｔ０＞Ｔ１、および、Ｌ０＜Ｌ１の少なくとも一方が成立するため、ステータコア内を軸方向に流れる磁束が減少する。これにより、渦電流の発生を抑え、渦電流損（鉄損）を低減し、モータ効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の電動機を示す断面図である。
【図２】実施の形態１の第２コア部を示す断面図である。
【図３】実施の形態１の第２コア部の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】実施の形態１の第１コア部を示す断面図である。
【図５】実施の形態１の第１コア部の一部を拡大して示す断面図である。
【図６】実施の形態１のステータコアの一部を示す斜視図（Ａ）およびステータコアにインシュレータおよび絶縁フィルムを取り付けた状態を示す斜視図（Ｂ）である。
【図７】実施の形態１のティース、インシュレータおよび絶縁フィルムの断面構造（Ａ）を、比較例の断面構造（Ｂ）と対比して示す図である。
【図８】実施の形態１の電動機を示す縦断面図である。
【図９】Ｖカシメを説明するための平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）である。
【図１０】丸カシメを説明するための平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）である。
【図１１】比較例の電動機を示す縦断面図である。
【図１２】積層鋼板における渦電流の発生を説明するための模式図である。
【図１３】積層鋼板の積層隙間の差Ｌ１−Ｌ０と、モータ効率との関係を示すグラフである。
【図１４】実施の形態２の電動機を示す縦断面図である。
【図１５】実施の形態３の電動機を示す縦断面図である。
【図１６】積層鋼板の板厚の差Ｔ０−Ｔ１と、モータ効率との関係を示すグラフである。
【図１７】実施の形態４の電動機を示す縦断面図である。
【図１８】実施の形態５の電動機を示す縦断面図である。
【図１９】実施の形態５の電動機の他の構成例を示す縦断面図である。
【図２０】各実施の形態の電動機が適用可能なロータリ圧縮機を示す断面図である。
【図２１】図２０のロータリ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＞
本発明の実施の形態１の電動機１００について説明する。図１は、本発明の実施の形態１の電動機１００を示す断面図である。電動機１００は、ロータ５に永久磁石５３が埋め込まれた永久磁石埋込型電動機であり、例えばロータリ圧縮機３００（図２０）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、ステータ１と、ステータ１の内側に回転可能に設けられたロータ５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の回転軸である中心軸Ｃ１の方向を、単に「軸方向」と称する。また。中心軸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、中心軸Ｃ１を中心とする半径方向を、単に「径方向」と称する。なお、図１は、中心軸Ｃ１に直交する面における断面図である。
【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に埋め込まれた永久磁石５３と、ロータコア５０の中央部に固定されたシャフト５８とを有する。シャフト５８は、例えば、圧縮機３００（図２０）のシャフトである。
【００１３】
ロータコア５０は、積層鋼板５０１（図８）を軸方向に積層し、カシメ部等により一体化したものである。積層鋼板５０１は、例えば電磁鋼板である。積層鋼板５０１の板厚および積層隙間については、後述する。
【００１４】
ロータコア５０の外周面に沿って、永久磁石５３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を軸方向に貫通する貫通孔である。磁石挿入孔５１の数は、ここでは６である。但し、磁石挿入孔５１の数は６に限定されるものではなく、２以上であればよい。各磁石挿入孔５１は、１磁極に相当する。隣り合う磁石挿入孔５１の間は、極間となる。
【００１５】
磁石挿入孔５１は、その周方向中央部が最も中心軸Ｃ１側に突出するように、Ｖ字状に形成されている。各磁石挿入孔５１には、周方向中心部を挟んで、２つの永久磁石５３が配置されている。磁石挿入孔５１内の２つの永久磁石５３は、互いに同じ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５３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５３の厚さは、例えば２ｍｍである。永久磁石５３は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびボロン（Ｂ）を主成分とする希土類磁石で構成されている。永久磁石５３は、厚さ方向に着磁されている。
【００１７】
ここでは、各磁石挿入孔５１に２つの永久磁石５３を配置しているが、各磁石挿入孔５１に１つずつ永久磁石５３を配置してもよい。この場合、磁石挿入孔５１は、上述したＶ字状ではなく、直線状に形成する。
【００１８】
磁石挿入孔５１の周方向両端部には、フラックスバリア（漏れ磁束抑制穴）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５０１の厚さと同じであることが望ましい。
【００１９】
＜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に巻き付けられたコイル４とを有する。ステータコア１０は、中心軸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（すなわち中心軸Ｃ１に向かう方向）に延在する複数のティース１２とを有する。ティース１２の径方向内側の端部には、ロータ５の外周面に対向する歯先部１３が形成されている。
【００２０】
ここでは、９つのティース１２が周方向に一定間隔で配置されているが、ティース１２の数は３以上であればよい。周方向に隣り合うティース１２の間には、コイル４を収容する空間であるスロット１４が形成される。
【００２１】
また、ステータコア１０は、それぞれ１つのティース１２を含む複数（ここでは９つ）の分割コア９が環状に連結された構成を有する。これらの分割コア９は、ヨーク１１において隣り合う２つのティース１２の中間位置に形成された分割面部１５で互いに連結されている。より具体的には、分割コア９は、分割面部１５の外周側に設けられたジョイントラップあるいは塑性変形可能な薄肉部（図示せず）により、互いに連結されている。
【００２２】
コイル４は、マグネットワイヤを、インシュレータ２および絶縁フィルム３（図６（Ｂ））を介してティース１２に巻き付けたものである。コイル４の線径は、例えば１．０ｍｍである。コイル４は、各ティース１２に集中巻により例えば８０ターン巻かれ、３相Ｙ結線で結線される。コイル４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１４の面積に応じて決定される。コイル４の巻線時には、ステータコア１０の分割コア９を帯状に展開することで、巻線作業が容易になる。
【００２３】
ステータコア１０は、後述する図８に示すように、軸方向両端部に位置する第１コア部１０Ａと、軸方向中央部に位置する第２コア部１０Ｂとを有する。なお、第１コア部１０Ａは、ステータコア１０の軸方向両端部に限らず、軸方向の少なくとも一端部に設けられていればよい。
【００２４】
図２は、第２コア部１０Ｂを示す平面図である。第２コア部１０Ｂは、積層鋼板１０１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１０１は、例えば電磁鋼板である。積層鋼板１０１の板厚および積層隙間については、後述する。
【００２５】
第２コア部１０Ｂは、環状の第２ヨーク部１１Ｂと、第２ヨーク部１１Ｂから径方向内側に延在する複数の第２ティース部１２Ｂとを有する。第２ティース部１２Ｂの数は、ここでは９つである。第２ティース部１２Ｂは、その径方向内側の端部に、第２ティース部１２Ｂの他の部分よりも幅の広い第２歯先部１３Ｂを有する。
【００２６】
第２コア部１０Ｂは、それぞれ１つの第２ティース部１２Ｂを含む複数の分割コア９Ｂが、上述した分割面部１５で環状に連結された構成を有する。
【００２７】
図３は、第２コア部１０Ｂの１つの分割コア９Ｂを示す図である。第２ヨーク部１１Ｂは、径方向外側の外周面１１０と、径方向内側の内周面１１１Ｂとを有する。第２ティース部１２Ｂは、周方向両側の側面１２１Ｂを有する。第２歯先部１３Ｂは、ロータ５に対向する先端面１３０と、径方向外側の外周面１３１Ｂとを有する。
【００２８】
第２ヨーク部１１Ｂの内周面１１１Ｂと、第２ティース部１２Ｂの側面１２１Ｂと、第２歯先部１３Ｂの外周面１３１Ｂとは、スロット１４に面している。
【００２９】
第２ヨーク部１１Ｂの外周面１１０には、凹部１９が形成されている。凹部１９は、コイル４の巻線作業時にステータコア１０を保持する治具が係合する部分であり、また、電動機１００が圧縮機に取り付けられた状態で冷媒流路となる部分である。凹部１９は、例えば、第２ティース部１２Ｂの幅方向中心を通る径方向の直線上に位置している。
【００３０】
第２ヨーク部１１Ｂには、後述するインシュレータ２の突起２６（図６（Ｂ））が圧入される固定穴１６が形成されている。固定穴１６は、第２ティース部１２Ｂの幅方向中心を通る径方向の直線上に位置しているが、この位置に限定されるものではない。また、固定穴１６の断面形状は、ここでは半円形であるが、半円形に限定されるものではない。
【００３１】
第２ヨーク部１１Ｂには、第２コア部１０Ｂの積層鋼板１０１を互いに固定するカシメ部１７およびカシメ部１８が形成されている。カシメ部１７は、固定穴１６の径方向内側に形成されており、カシメ部１８は、固定穴１６の周方向両側に２つ形成されている。但し、カシメ部１７，１８の位置は、これらの位置に限定されるものではない。また、カシメ部１７は丸カシメであり（図１０（Ａ）、（Ｂ）参照）、カシメ部１８はＶカシメであるが（図９（Ａ）、（Ｂ）参照）、これらに限定されるものではない。
【００３２】
図４は、第１コア部１０Ａを示す平面図である。第１コア部１０Ａは、積層鋼板１０１を軸方向に積層し、カシメ部等で一体化したものである。積層鋼板１０１は、例えば電磁鋼板である。積層鋼板１０１の板厚および積層隙間については、後述する。
【００３３】
第１コア部１０Ａは、環状の第１ヨーク部１１Ａと、第１ヨーク部１１Ａから径方向内側に延在する複数の第１ティース部１２Ａとを有する。第１ティース部１２Ａの数は、ここでは９つである。第１ティース部１２Ａは、その径方向内側の端部に、第１ティース部１２Ａの他の部分よりも幅の広い第１歯先部１３Ａを有する。
【００３４】
第１コア部１０Ａは、それぞれ１つの第１ティース部１２Ａを含む複数の分割コア９Ａが、上述した分割面部１５で環状に連結された構成を有する。
【００３５】
図５は、第１コア部１０Ａの１つの分割コア９Ａを示す図である。図５には、さらに、第２コア部１０Ｂの分割コア９Ｂ（図３）の輪郭を破線で示している。第１ヨーク部１１Ａは、径方向外側の外周面１１０と、径方向内側の内周面１１１Ａとを有する。第１ティース部１２Ａは、周方向両側の側面１２１Ａを有する。第１歯先部１３Ａは、ロータ５に対向する先端面１３０と、径方向外側の外周面１３１Ａとを有する。
【００３６】
第１ヨーク部１１Ａの内周面１１１Ａ、第１ティース部１２Ａの側面１２１Ａ、および第１歯先部１３Ａの外周面１３１Ａは、いずれもスロット１４に面している。
【００３７】
第１ヨーク部１１Ａの内周面１１１Ａは、第２ヨーク部１１Ｂの内周面１１１Ｂよりも径方向外側に位置している。また、第１ティース部１２Ａの側面１２１Ａは、第２ティース部１２Ｂの側面１２１Ｂよりも幅方向（周方向）内側に位置している。第１歯先部１３Ａの外周面１３１Ａは、第２歯先部１３Ｂの外周面１３１Ｂよりも径方向内側に位置している。
【００３８】
すなわち、第１ヨーク部１１Ａの内周面１１１Ａ、第１ティース部１２Ａの側面１２１Ａ、および第１歯先部１３Ａの外周面１３１Ａは、スロット１４の面積を大きくする方向に変位した位置にある。
【００３９】
そのため、第１ヨーク部１１Ａの内周面１１１Ａに隣接する部分、第１ティース部１２Ａの側面１２１Ａに隣接する部分、および第１歯先部１３Ａの外周面１３１Ａに隣接する部分には、段差部１２５が形成される。言い換えると、スロット１４に面する段差部１２５が形成される。
【００４０】
なお、このような構成に限らず、第１ヨーク部１１Ａの内周面１１１Ａ、第１ティース部１２Ａの側面１２１Ａ、および第１歯先部１３Ａの外周面１３１Ａのうちの少なくとも１つ（例えば第１ティース部１２Ａの側面１２１Ａ）が、スロット１４の面積を大きくする方向に変位し、そこに段差部１２５が設けられていればよい。
【００４１】
第１ヨーク部１１Ａの外周面１１０は、第２ヨーク部１１Ｂの外周面１１０（図３）と同一面上にある。また、第１歯先部１３Ａの先端面１３０は、第２歯先部１３Ｂの先端面１３０（図３）と同一面上にある。
【００４２】
第１ヨーク部１１Ａには、固定穴１６、カシメ部１７，１８および凹部１９が形成されているが、これらの配置および形状は、第２ヨーク部１１Ｂ（図３）に形成されているものと同じである。
【００４３】
図６（Ａ）は、ステータコア１０（分割コア９）を示す斜視図である。上記の通り、第１ヨーク部１１Ａの内周面１１１Ａに隣接する部分、第１ティース部１２Ａの側面１２１Ａに隣接する部分、および第１歯先部１３Ａの外周面１３１Ａに隣接する部分には、段差部１２５が形成される。この段差部１２５は、次に説明するインシュレータ２が嵌合する部分である。
【００４４】
図６（Ｂ）は、ステータコア１０にインシュレータ２および絶縁フィルム３を取り付けた状態を示す斜視図である。インシュレータ２は、ステータコア１０の軸方向の両端部（すなわち第１コア部１０Ａ）に、１つずつ取り付けられている。インシュレータ２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。
【００４５】
各インシュレータ２は、ヨーク１１に取り付けられる壁部２５と、ティース１２に取り付けられる胴部２２と、歯先部１３に取り付けられるフランジ部２１とを有する。フランジ部２１と壁部２５とは、胴部２２を挟んで径方向に互いに対向している。
【００４６】
胴部２２には、コイル４が巻き付けられる。フランジ部２１および壁部２５は、胴部２２に巻き付けられたコイル４を径方向両側からガイドする。フランジ部２１および壁部２５には、胴部２２に巻き付けられるコイル４を位置決めする段差部２３を設けてもよい。
【００４７】
インシュレータ２の壁部２５には、ステータコア１０の固定穴１６（図６（Ａ））に圧入される突起２６（図６（Ｂ）では破線で示す）が形成されている。突起２６は軸方向に突出し、半円状の断面を有する。但し、突起２６の断面形状は、半円状に限らず、固定穴１６に対応した形状であればよい。
【００４８】
ステータコア１０のうち、第２コア部１０Ｂのスロット１４側の面には、絶縁フィルム３が取り付けられている。絶縁フィルム３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。絶縁フィルム３は、第２ヨーク部１１Ｂの内周面１１１Ｂと、第２ティース部１２Ｂの側面１２１Ｂと、第２歯先部１３Ｂの外周面１３１Ｂ（図６（Ａ））とを覆っている。
【００４９】
インシュレータ２および絶縁フィルム３は、ステータコア１０と、スロット１４内のコイル４とを電気的に絶縁する。
【００５０】
図７（Ａ）は、ティース１２と、その周囲のインシュレータ２および絶縁フィルム３を示す、径方向に直交する面における断面図である。上述したように、第１ティース部１２Ａの周方向両側には、段差部１２５が形成される。各インシュレータ２は、段差部１２５に嵌合することにより、ティース１２の軸方向端部に取り付けられる。なお、上述したように、段差部１２５は、第１ヨーク部１１Ａの内周面１１１Ａ（図６（Ａ））の周方向内側および第１歯先部１３Ａの外周面１３１Ａ（図６（Ａ））の径方向外側にも形成される。
【００５１】
このように構成されているため、インシュレータ２は、ティース１２からスロット１４側に突出しないように取り付けられる。これにより、スロット１４の面積を大きくし、コイル４の巻数を多くすることができる。
【００５２】
図７（Ｂ）は、比較例のティース１２とインシュレータ２００とを示す、図７（Ａ）に対応する断面図である。比較例では、ティース１２が矩形状の断面を有し、このティース１２を軸方向両端と周方向両端（すなわち両側面）から囲むようにインシュレータ２００が設けられる。この比較例では、インシュレータ２００がスロット１４側に突出するため、図７（Ａ）に示した構成と比較して、スロット１４の面積が小さくなる。
【００５３】
＜渦電流損を低減するための構成＞
次に、渦電流損を低減するための構成について説明する。図８は、電動機１００を示す縦断面図である。上記の通り、ステータコア１０は、複数の積層鋼板１０１を軸方向に積層したものであり、ロータコア５０は、複数の積層鋼板５０１を軸方向に積層したものである。ステータコア１０およびロータコア５０は、軸方向の長さが互いに同じである。なお、図８では、図示の便宜上、積層鋼板１０１，５０１の厚さを厚く示している。
【００５４】
積層鋼板５０１の板厚Ｔ０および積層隙間Ｌ０は、ロータコア５０の軸方向の全域に亘って一定である。板厚Ｔ０とは、積層鋼板５０１の１枚の厚さを言う。積層隙間Ｌ０とは、軸方向に重なり合う２枚の積層鋼板５０１の間の隙間（ギャップ）を言う。
【００５５】
ロータコア５０の積層鋼板５０１の板厚Ｔ０は、例えば０．１〜０．７ｍｍ（一例としては、０．３５ｍｍ）である。また、板厚Ｔ０が０．３５ｍｍの場合、積層隙間Ｌ０は、例えば０．００３ｍｍである。
【００５６】
ステータコア１０の積層鋼板１０１の板厚Ｔ１および積層隙間Ｌ１は、いずれも、ステータコア１０の軸方向の全域に亘って一定である。板厚Ｔ１とは、積層鋼板１０１の１枚の厚さを言う。積層隙間Ｌ１とは、軸方向に重なり合う２枚の積層鋼板１０１の間の隙間（ギャップ）を言う。
【００５７】
積層鋼板１０１の板厚Ｔ１は、例えば０．１〜０．７ｍｍ（一例としては、０．３５ｍｍ）である。また、積層鋼板１０１の板厚Ｔ１が０．３５ｍｍの場合、積層隙間Ｌ１は、例えば０．０１ｍｍである。
【００５８】
例えば、ステータコア１０の軸方向長さが４５ｍｍの場合、第１コア部１０Ａの軸方向長さはそれぞれ５ｍｍであり、第２コア部１０Ｂの軸方向長さは３５ｍｍである。
【００５９】
この実施の形態１では、ロータコア５０の積層鋼板５０１の板厚Ｔ０と、ステータコア１０の積層鋼板１０１の板厚Ｔ１とは、同じである。一方、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０と、ステータコア１０の積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１とは、Ｌ０＜Ｌ１の関係にある。
【００６０】
積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１は、カシメ部１７，１８（図１）の形状によって調整することができる。図９（Ａ）および（Ｂ）は、Ｖカシメであるカシメ部１８を模式的に示す平面図および断面図である。カシメ部１８は、積層鋼板１０１のプレス加工により形成される。例えば、積層鋼板１０１の裏面に形成したＶ字状の凸部１８ａを、その下側の積層鋼板１０１の表面に形成したＶ字状の凹部１８ｂに嵌合させることで、複数の積層鋼板１０１を互いに固定する。プレス加工時に凸部１８ａの突出量すなわち凹部１８ｂの深さ（カシメ深さと称する）Ｐを調整することにより、積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１を調整することができる。
【００６１】
図１０（Ａ）および（Ｂ）は、丸カシメであるカシメ部１７を模式的に示す平面図および断面図である。カシメ部１７は、積層鋼板１０１のプレス加工により形成される。例えば、積層鋼板１０１の裏面に形成した円筒状の凸部１７ａを、その下側の積層鋼板１０１の表面に形成した円筒状の凹部１７ｂに嵌合させることで、複数の積層鋼板１０１を互いに固定する。プレス加工時に凸部１７ａの突出量すなわち凹部１７ｂの深さ（カシメ深さと称する）Ｐを調整することにより、積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１を調整することができる。
【００６２】
図９および図１０には、ステータコア１０の積層鋼板１０１のカシメ部１７，１８を示したが、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０もこれと同様に調整することができる。この実施の形態１では、ステータコア１０の積層鋼板１０１のカシメ深さは、ロータコア５０の積層鋼板５０１のカシメ深さよりも深い。
【００６３】
＜作用＞
次に、この実施の形態１の電動機１００の作用について説明する。図１１は、比較例の電動機１００Ｆを示す縦断面図である。説明の便宜上、比較例の電動機１００Ｆの構成要素にも、実施の形態１の電動機１００の構成要素と同様の符号を付して説明する。
【００６４】
比較例の電動機１００Ｆのステータコア１０は、板厚Ｔ１の積層鋼板１０１を積層隙間Ｌ１で軸方向に積層したものであるが、この積層隙間Ｌ１は、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０と同じである（Ｌ１＝Ｌ０）。電動機１００Ｆの他の構成は、電動機１００と同様である。
【００６５】
比較例の電動機１００Ｆのステータコア１０は、実施の形態１と同様、第１コア部１０Ａと第２コア部１０Ｂとを有し、第１コア部１０Ａの第１ティース部１２Ａは、第２コア部１０Ｂの第２ティース部１２Ｂよりも幅が狭い（図５参照）。そのため、ロータ５の永久磁石５３から出た磁束が第１ティース部１２Ａに流れ込むと、第１ティース部１２Ａでは磁束密度が高くなりやすい。
【００６６】
第１ティース部１２Ａで磁束密度が飽和すると、磁束の一部が幅の広い第２ティース部１２Ｂに向かって軸方向に流れる。すなわち、ステータコア１０の積層鋼板１０１の板面に垂直な方向に磁束が流れるため、渦電流が発生する可能性がある。
【００６７】
図１２は、積層鋼板１０１における渦電流の発生を説明するための模式図である。積層鋼板１０１は、板厚Ｔ１が０．１〜０．７ｍｍと薄いため、矢印Ｆ１で示すように積層鋼板１０１の端面から磁束が侵入しても、渦電流は生じにくい。これに対し、矢印Ｆ２で示すように積層鋼板１０１の板面に垂直に磁束が侵入すると、渦電流が生じやすい。
【００６８】
そのため、図１１に示した比較例のように、ステータコア１０内を第１ティース部１２Ａから第２ティース部１２Ｂに向かって磁束が軸方向に流れると、渦電流損（鉄損）が生じ、モータ効率の低下を招く可能性がある。
【００６９】
これに対し、この実施の形態１の電動機１００は、図８に示したように、ステータコア１０を構成する積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１が、ロータコア５０を構成する積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０よりも大きい（Ｌ０＜Ｌ１）。
【００７０】
言い換えると、ステータコア１０の単位長さ（より具体的には、軸方向における単位長さ）当たりの積層鋼板１０１の枚数が、ロータコア５０の単位長さ当たりの積層鋼板５０１の枚数よりも少ない。そのため、ステータコア１０では、ロータコア５０と比較して、軸方向の磁気抵抗が大きく、磁束が軸方向に流れにくい。
【００７１】
従って、第１ティース部１２Ａで磁束密度が飽和すると、磁束の一部は、ロータコア５０の磁石挿入孔５１よりも外周側の領域を軸方向に流れてから、第２ティース部１２Ｂに侵入する。第２ティース部１２Ｂは幅が広く磁気飽和が生じにくいため、軸方向の磁束の流れは生じにくい。
【００７２】
その結果、ステータコア１０内を軸方向に流れる磁束を低減することができ、これにより、図１２を参照して説明した渦電流の発生を抑制することができる。すなわち、渦電流損を抑制し、モータ効率を向上することができる。
【００７３】
なお、この実施の形態１では、上記の通り、ロータコア５０の磁石挿入孔５１よりも外周側の領域を磁束が軸方向に流れるが、ロータコア５０における永久磁石５３の位置は変化しないため、ロータ５の回転に伴うロータコア５０内の磁束密度変化が小さい。そのため、ロータコア５０の磁石挿入孔５１よりも外周側の領域を磁束が軸方向に流れても、これに起因する渦電流損の増加は比較的小さい。
【００７４】
これに対し、ステータコア１０では、ロータ５の回転に伴い、ティース１２と永久磁石５３との位置関係が変化するため、ロータ５の回転に伴うステータコア１０内の磁束密度変化が大きい。そのため、ステータコア１０内を磁束が軸方向に流れると、これに起因して渦電流損が増加しやすい。そこで、この実施の形態１では、ステータコア１０を、ロータコア５０よりも磁束が軸方向に流れにくい構成として、渦電流損を低減している。
【００７５】
図１３は、ステータコア１０の積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１と、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０との差（Ｌ１−Ｌ０）と、モータ効率との関係を示すグラフである。ここでは、積層隙間Ｌ０を０．００３ｍｍとし、積層隙間Ｌ１を変化させた場合のモータ効率の変化を示す。モータ効率は、Ｌ１＝Ｌ０＝０．００３ｍｍの場合のモータ効率に対する割合で表している。
【００７６】
図１３から、積層隙間の差Ｌ１−Ｌ０が０．００４〜０．０１２ｍｍの範囲にあるときには、特に高いモータ効率（１００．０７％以上）が得られていることが分かる。これは、積層隙間の差Ｌ１−Ｌ０が増加するほど、ステータコア１０内を磁束が軸方向に流れにくくなって渦電流損が低減するが、積層隙間Ｌ１が大きくなりすぎると、ステータコア１０自体の鉄損が増加するためである。そのため、積層隙間の差Ｌ１−Ｌ０は、０．００４〜０．０１２ｍｍの範囲にあることが望ましい。
【００７７】
＜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、ステータコア１０が、軸方向端部の第１コア部１０Ａと軸方向中央部の第２コア部１０Ｂとを有し、第１コア部１０Ａでは第２コア部１０Ｂよりもスロット１４の面積が大きい。また、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０と、ステータコア１０の積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１との間に、Ｌ０＜Ｌ１が成立する。そのため、ステータコア１０では、ロータコア５０よりも軸方向の磁気抵抗が大きく、磁束が軸方向に流れにくい。これにより、第１コア部１０Ａの第１ティース部１２Ａで磁気飽和が生じた場合でも、ステータコア１０の積層鋼板１０１での渦電流の発生を抑制することができる。すなわち、渦電流損を低減し、モータ効率を向上することができる。
【００７８】
また、ステータコア１０の第１コア部１０Ａにおける第１ティース部１２Ａの周方向の幅が、第２コア部１０Ｂにおける第２ティース部１２Ｂの周方向の幅よりも狭いため、第１ティース部１２Ａの側方に段差部１２５を形成することができ、この段差部１２５にインシュレータ２を嵌合させることができる。
【００７９】
また、ステータコア１０の積層鋼板１０１のカシメ深さが、ロータコア５０の積層鋼板５０１のカシメ深さよりも深いため、簡単な構成で、上述した積層隙間Ｌ０，Ｌ１の関係（Ｌ０＜Ｌ１）を実現することができる。
【００８０】
また、ステータコア１０の積層鋼板１０１とロータコア５０の積層鋼板５０１との積層隙間の差Ｌ１−Ｌ０が、０．００４ｍｍ≦Ｌ１−Ｌ０≦０．０１２ｍｍを満足することにより、渦電流損の低減効果を高め、モータ効率をさらに向上することができる。
【００８１】
また、永久磁石５３が希土類磁石であり、残留磁束密度が高いため、第１ティース部１２Ａで磁気飽和が生じやすい。そのため、この実施の形態１による渦電流損の抑制効果が、より有効に発揮される。
【００８２】
また、ロータコア５０の磁石挿入孔５１は、周方向中央部が径方向内側に突出するようにＶ字状に形成されているため、磁石挿入孔５１よりも外周側の領域を磁束が軸方向に流れやすい。そのため、ステータコア１０での渦電流損の低減効果を高めることができる。
【００８３】
また、インシュレータ２が、ステータコア１０の第１コア部１０Ａと第２コア部１０Ｂとの間の段差部１２５に嵌合するため、インシュレータ２のスロット１４側への突出量を小さくすることができる。これにより、スロット１４の面積を大きくし、コイル４の巻き数を増加させることができる。その結果、コイル抵抗（すなわち銅損）を低減し、モータ効率をさらに向上することができる。
【００８４】
また、ステータコア１０のスロット１４の内面に、絶縁フィルム３が設けられているため、スロット１４の面積を確保しながら、コイル４とステータコア１０とを絶縁することができる。
【００８５】
実施の形態２．
図１４は、実施の形態２の電動機１００Ａを示す縦断面図である。上述した実施の形態１では、ステータコア１０の積層鋼板１０１が一定の積層隙間Ｌ１で積層されていた。これに対し、この実施の形態２では、ステータコア１０の第１コア部１０Ａと第２コア部１０Ｂとで、積層鋼板１０１の積層隙間が異なる。
【００８６】
より具体的には、第１コア部１０Ａの積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１と、第２コア部１０Ｂの積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ２と、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０とは、Ｌ０≦Ｌ２＜Ｌ１の関係を満足する。
【００８７】
言い換えると、第１コア部１０Ａの積層鋼板１０１のカシメ深さは、第２コア部１０Ｂの積層鋼板１０１のカシメ深さよりも深く、第２コア部１０Ｂの積層鋼板１０１のカシメ深さは、ロータコア５０の積層鋼板５０１のカシメ深さ以上である。
【００８８】
さらに言い換えると、第１コア部１０Ａの単位長さ当たりの積層鋼板１０１の枚数は、第２コア部１０Ｂの単位長さ当たりの積層鋼板１０１の枚数よりも少ない。また、第２コア部１０Ｂの単位長さ当たりの積層鋼板１０１の枚数は、ロータコア５０の単位長さ当たりの積層鋼板５０１の枚数以下である。
【００８９】
そのため、この実施の形態２では、第１コア部１０Ａにおける軸方向の磁気抵抗が、第２コア部１０Ｂにおける軸方向の磁気抵抗よりも大きく、第２コア部１０Ｂにおける軸方向の磁気抵抗が、ロータコア５０における軸方向の磁気抵抗以上である。
【００９０】
この実施の形態２では、上述したＬ０≦Ｌ２＜Ｌ１の関係により、第１コア部１０Ａで磁束が軸方向に最も流れにくく、ロータコア５０の磁石挿入孔５１よりも外周側の領域で磁束が軸方向に最も流れやすい。従って、第１ティース部１２Ａで磁気飽和が生じた場合には、磁束は、ロータコア５０の磁石挿入孔５１よりも外周側の領域を軸方向に流れる。
【００９１】
その結果、実施の形態１と同様に、ステータコア１０内を軸方向に流れる磁束を低減し、渦電流の発生を抑制することができる。すなわち、渦電流損（鉄損）を抑制し、モータ効率を向上することができる。
【００９２】
なお、ステータコア１０の第１コア部１０Ａの積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１と、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０との差（Ｌ１−Ｌ０）は、実施の形態１と同様、０．００４〜０．０１２ｍｍの範囲にあることが望ましい。
【００９３】
実施の形態２の電動機１００Ａの構成は、ステータコア１０の構成を除き、実施の形態１の電動機１００（図８）と同様である。
【００９４】
以上説明したように、実施の形態２では、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０と、ステータコア１０の第１コア部１０Ａの積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１と、第２コア部１０Ｂの積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ２とが、Ｌ０≦Ｌ２＜Ｌ１の関係を満足するため、第１コア部１０Ａでは磁束が軸方向に最も流れにくく、ロータコア５０の磁石挿入孔５１よりも外周側の領域では磁束が軸方向に最も流れやすい。従って、ステータコア１０内の軸方向の磁束の流れを低減し、これにより渦電流損を低減し、モータ効率を向上することができる。
【００９５】
実施の形態３．
図１５は、実施の形態３の電動機１００Ｂを示す縦断面図である。上述した実施の形態１では、ステータコア１０の積層鋼板１０１の板厚Ｔ１と、ロータコア５０の積層鋼板１０１の板厚Ｔ０とが同じであった。これに対し、この実施の形態３では、ステータコア１０とロータコア５０とで、積層鋼板１０１，５０１の板厚が異なる。
【００９６】
より具体的には、ロータコア５０の積層鋼板５０１の板厚Ｔ０は、ステータコア１０の積層鋼板１０１の板厚Ｔ１よりも厚い。言い換えると、ロータコア５０の積層鋼板５０１の板厚Ｔ０と、ステータコア１０の積層鋼板１０１の板厚Ｔ１とは、Ｔ０＞Ｔ１の関係を満足する。
【００９７】
ロータコア５０の積層鋼板５０１の板厚Ｔ０は、例えば０．３５ｍｍであり、ステータコア１０の積層鋼板１０１の板厚Ｔ１は、例えば０．２５ｍｍである。
【００９８】
なお、ステータコア１０の積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１と、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０とは、ここでは同じ（Ｌ０＝Ｌ１）である。
【００９９】
積層鋼板の板厚が薄いほど、単位長さ当たりの積層枚数が多くなる。そのため、積層鋼板１０１，５０１の積層隙間Ｌ０，Ｌ１が同じであっても、積層鋼板１０１の単位長さ当たりの積層隙間Ｌ１の合計は、積層鋼板５０１の単位長さ当たりの積層隙間Ｌ０の合計よりも大きくなる。
【０１００】
そのため、ステータコア１０では、ロータコア５０と比較して、軸方向の磁気抵抗が大きく、磁束が軸方向に流れにくい。従って、第１ティース部１２Ａで磁束密度が飽和すると、磁束はロータコア５０内を軸方向に流れる。
【０１０１】
その結果、実施の形態１と同様に、ステータコア１０内を軸方向に流れる磁束を低減し、渦電流の発生を抑制することができる。すなわち、渦電流損を抑制し、モータ効率を向上することができる。
【０１０２】
図１６は、ロータコア５０の積層鋼板５０１の板厚Ｔ０とステータコア１０の積層鋼板１０１の板厚Ｔ１との差（Ｔ０−Ｔ１）と、モータ効率との関係を示すグラフである。ここでは、板厚Ｔ０を０．３５ｍｍとし、板厚Ｔ１を変化させた場合のモータ効率の変化を示している。また、モータ効率は、Ｔ０＝Ｔ１＝０．３５ｍｍの場合のモータ効率に対する割合で表している。
【０１０３】
図１６から、板厚の差Ｔ０−Ｔ１が０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲にあるときには、特に高いモータ効率（１００．１０％以上）が得られていることが分かる。これは、板厚の差Ｔ０−Ｔ１が増加するほど、ステータコア１０内を磁束が軸方向に流れにくくなって渦電流損が低減するが、板厚Ｔ１が薄くなりすぎると、ステータコア１０のヒステリシス損が増加するためである。そのため、板厚の差Ｔ０−Ｔ１は、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲にあることが望ましい。
【０１０４】
なお、実施の形態３の電動機１００Ａの構成は、ステータコア１０の構成を除き、実施の形態１の電動機１００（図８）と同様である。
【０１０５】
以上説明したように、実施の形態３では、ロータコア５０の積層鋼板５０１の板厚Ｔ０と、ステータコア１０の積層鋼板１０１の板厚Ｔ１との間に、Ｔ０＞Ｔ１が成立する。そのため、ステータコア１０では、ロータコア５０と比較して磁束が軸方向に流れにくい。これにより、ステータコア１０の積層鋼板１０１における渦電流の発生を抑制することができる。すなわち、渦電流損を低減し、モータ効率を向上することができる。
【０１０６】
また、ロータコア５０の積層鋼板５０１とステータコア１０の積層鋼板１０１との板厚の差Ｔ０−Ｔ１が、０．０５ｍｍ≦Ｔ０−Ｔ１≦０．１５ｍｍを満足することで、渦電流損の低減効果を高め、モータ効率をさらに向上することができる。
【０１０７】
なお、ステータコア１０の積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１と、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０とは、ここでは同じ（Ｌ０＝Ｌ１）であるが、実施の形態１のように、Ｌ０＜Ｌ１を満足するようにしてもよい。この場合、積層隙間の差（Ｌ１−Ｌ０）は、０．００４〜０．０１２ｍｍの範囲にあることが望ましい。
【０１０８】
また、実施の形態２のように、第１コア部１０Ａの積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１と、第２コア部１０Ｂの積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ２と、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０とが、Ｌ０≦Ｌ２＜Ｌ１の関係を満足するようにしてもよい。
【０１０９】
実施の形態４．
図１７は、実施の形態４の電動機１００Ｃを示す縦断面図である。上述した実施の形態３では、ステータコア１０の積層鋼板１０１の板厚Ｔ１が一定であった。これに対し、この実施の形態４では、ステータコア１０の第１コア部１０Ａと第２コア部１０Ｂとで、積層鋼板１０１の板厚が異なる。
【０１１０】
より具体的には、ロータコア５０の積層鋼板５０１の板厚Ｔ０と、第１コア部１０Ａの積層鋼板１０１の板厚Ｔ１と、第２コア部１０Ｂの積層鋼板１０１の板厚Ｔ２とは、Ｔ０≧Ｔ２＞Ｔ１の関係を満足する。
【０１１１】
言い換えると、第１コア部１０Ａの単位長さ当たりの積層鋼板１０１の枚数は、第２コア部１０Ｂの単位長さ当たりの積層鋼板１０１の枚数よりも少ない。また、第２コア部１０Ｂの単位長さ当たりの積層鋼板１０１の枚数は、ロータコア５０の単位長さ当たりの積層鋼板５０１の枚数以下である。
【０１１２】
そのため、この実施の形態４では、第１コア部１０Ａにおける軸方向の磁気抵抗が、第２コア部１０Ｂにおける軸方向の磁気抵抗よりも大きく、また、第２コア部１０Ｂにおける軸方向の磁気抵抗が、ロータコア５０における軸方向の磁気抵抗以上である。
【０１１３】
この実施の形態４では、上述したＴ０≧Ｔ２＞Ｔ１の関係により、第１コア部１０Ａで磁束が軸方向に最も流れにくく、ロータコア５０の磁石挿入孔５１よりも外周側の領域で磁束が軸方向に最も流れやすい。従って、第１ティース部１２Ａで磁気飽和が生じた場合には、磁束は、ロータコア５０の磁石挿入孔５１よりも外周側の領域を軸方向に流れる。
【０１１４】
その結果、実施の形態１と同様に、ステータコア１０内を軸方向に流れる磁束を低減し、渦電流の発生を抑制することができる。すなわち、渦電流損を抑制し、モータ効率を向上することができる。
【０１１５】
なお、実施の形態４の電動機１００Ａの構成は、ステータコア１０の構成を除き、実施の形態１の電動機１００（図８）と同様である。
【０１１６】
以上説明したように、実施の形態４では、ロータコア５０の積層鋼板５０１の板厚Ｔ０と、ステータコア１０の第１コア部１０Ａの積層鋼板１０１の板厚Ｔ１と、第２コア部１０Ｂの積層鋼板１０１の板厚Ｔ２とが、Ｔ０≧Ｔ２＞Ｔ１の関係を満足するため、第１コア部１０Ａでは磁束が軸方向に最も流れにくく、ロータコア５０の磁石挿入孔５１よりも外周側の領域では磁束が軸方向に最も流れやすい。従って、ステータコア１０内の軸方向の磁束の流れを低減し、これにより渦電流損を低減し、モータ効率を向上することができる。
【０１１７】
なお、ステータコア１０の積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１と、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０とは、ここでは同じ（Ｌ０＝Ｌ１）であるが、実施の形態１のように、Ｌ０＜Ｌ１を満足するようにしてもよい。この場合、積層隙間の差（Ｌ１−Ｌ０）は、０．００４〜０．０１２ｍｍの範囲にあることが望ましい。
【０１１８】
また、実施の形態２のように、第１コア部１０Ａの積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１と、第２コア部１０Ｂの積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ２と、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０とが、Ｌ０≦Ｌ２＜Ｌ１の関係を満足するようにしてもよい。
【０１１９】
実施の形態５．
図１８は、実施の形態５の電動機１００Ｄを示す縦断面図である。上述した実施の形態１〜４では、ロータコア５０の軸方向長さとステータコア１０の軸方向長さとが、互いに同じであった。これに対し、この実施の形態５では、ロータコア５０の軸方向長さＨｒが、ステータコア１０の軸方向長さＨｓよりも長い。
【０１２０】
図１８に示すように、ロータコア５０の軸方向両端部は、ステータコア１０から軸方向に突出している。ロータコア５０の軸方向長さＨｒは、例えば５０ｍｍであり、ステータコア１０の軸方向長さＨｓは、例えば４５ｍｍである。
【０１２１】
他の構成は、実施の形態４で説明した通りである。すなわち、ロータコア５０の積層鋼板５０１の板厚Ｔ０と、第１コア部１０Ａの積層鋼板１０１の板厚Ｔ１と、第２コア部１０Ｂの積層鋼板１０１の板厚Ｔ２とが、Ｔ０≧Ｔ２＞Ｔ１の関係を満足する。
【０１２２】
この実施の形態５では、ロータコア５０の軸方向長さＨｒが、ステータコア１０の軸方向長さＨｓよりも長い。そのため、コイル４の線長を長くすることなく、コイル４に鎖交する永久磁石５３の磁束を増加させることができる。すなわち、コイル抵抗を小さくし、モータ効率をさらに向上することができる。
【０１２３】
一方、ロータコア５０の軸方向長さＨｒがステータコア１０の軸方向長さＨｓよりも長いため、ステータコア１０の軸方向両端部（すなわち第１コア部１０Ａ）での磁束密度が高くなり、その結果、ロータコア５０から第１ティース部１２Ａに流れる磁束が増加する。そのため、第１ティース部１２Ａでの磁気飽和によって軸方向の磁束流れが生じやすく、上述した渦電流損が特に発生しやすい。
【０１２４】
この実施の形態５では、上述したＴ０≧Ｔ２＞Ｔ１の関係により、ステータコア１０での渦電流損の発生を抑制しているが、ロータコア５０の軸方向長さＨｒがステータコア１０の軸方向長さＨｓよりも長い電動機１０Ｄでは、この渦電流損の抑制効果が、特に有効に発揮される。
【０１２５】
以上説明したように、実施の形態５では、ロータコア５０の軸方向長さＨｒがステータコア１０の軸方向長さＨｓよりも長いため、上述したＴ０≧Ｔ２＞Ｔ１の関係による渦電流損の低減効果（すなわちモータ効率の向上効果）が特に有効に発揮される。
【０１２６】
なお、この実施の形態５では、上述した実施の形態４で説明した電動機において、ロータコア５０の軸方向長さＨｒがステータコア１０の軸方向長さＨｓよりも長い構成を採用した。しかしながら、実施の形態１〜３で説明した電動機において、ロータコア５０の軸方向長さＨｒがステータコア１０の軸方向長さＨｓよりも長い構成を採用してもよい。
【０１２７】
図１９は、実施の形態１で説明した電動機１００（図８）において、ロータコア５０の軸方向長さＨｒがステータコア１０の軸方向長さＨｓよりも長い構成を採用した電動機１００Ｅを示す縦断面図である。図１９に示すように、ロータコア５０の軸方向両端は、ステータコア１０から軸方向に突出している。
【０１２８】
ステータコア１０およびロータコア５０は、軸方向長さが異なることを除き、実施の形態１と同様に構成されている。すなわち、ステータコア１０の積層鋼板１０１の積層隙間Ｌ１は、ロータコア５０の積層鋼板５０１の積層隙間Ｌ０よりも広い（Ｌ０＜Ｌ１）。
【０１２９】
上述したＬ０＜Ｌ１の関係により、ステータコア１０での渦電流損の発生を抑制することができるが、ロータコア５０の軸方向長さＨｒがステータコア１０の軸方向長さＨｓよりも長い電動機１０Ｅでは、この渦電流損の抑制効果が特に有効に発揮される。
【０１３０】
また、実施の形態２および３で説明した電動機に、ロータコア５０の軸方向長さＨｒがステータコア１０の軸方向長さＨｓよりも長い構成を採用した場合も、渦電流損の抑制効果が特に有効に発揮される。
【０１３１】
＜ロータリ圧縮機＞
次に、上述した各実施の形態の電動機が適用可能なロータリ圧縮機３００について説明する。図２０は、ロータリ圧縮機３００を示す断面図である。ロータリ圧縮機３００は、フレーム３０１と、フレーム３０１内に配設された圧縮機構３１０と、圧縮機構３１０を駆動する電動機１００とを備える。
【０１３２】
圧縮機構３１０は、シリンダ室３１２を有するシリンダ３１１と、電動機１００のシャフト５８に固定されたローリングピストン３１４と、シリンダ室３１２内を吸入側と圧縮側に分けるベーン（図示せず）と、シャフト５８が挿入されてシリンダ室３１２の軸方向端面を閉鎖する上部フレーム３１６および下部フレーム３１７とを有する。上部フレーム３１６および下部フレーム３１７には、上部吐出マフラ３１８および下部吐出マフラ３１９がそれぞれ装着されている。
【０１３３】
フレーム３０１は、例えば厚さ３ｍｍの鋼板を絞り加工して形成された円筒形状の容器である。フレーム３０１の底部には、圧縮機構３１０の各摺動部を潤滑する冷凍機油（図示せず）が貯留されている。シャフト５８は、上部フレーム３１６および下部フレーム３１７によって回転可能に保持されている。
【０１３４】
シリンダ３１１は、内部にシリンダ室３１２を備えている。ローリングピストン３１４は、シリンダ室３１２内で偏心回転する。シャフト５８は偏心軸部を有しており、その偏心軸部にローリングピストン３１４が嵌合している。
【０１３５】
電動機１００のステータコア１０は、焼き嵌めによりフレーム３０１の内側に取り付けられている。ステータコア１０に巻回されたコイル４には、フレーム３０１に固定されたガラス端子３０５から電力が供給される。ロータ５のシャフト孔５５（図１）には、シャフト５８が固定されている。
【０１３６】
フレーム３０１の外部には、冷媒ガスを貯蔵するアキュムレータ３０２が取り付けられている。フレーム３０１には吸入パイプ３０３が固定され、この吸入パイプ３０３を介してアキュムレータ３０２からシリンダ３１１に冷媒ガスが供給される。また、フレーム３０１の上部には、冷媒を外部に吐出する吐出パイプ３０７が設けられている。
【０１３７】
冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７ＣまたはＲ２２等を用いることができる。また、地球温暖化防止の観点からは、低ＧＷＰ（地球温暖化係数）の冷媒を用いることが望ましい。低ＧＷＰの冷媒としては、例えば、以下の冷媒を用いることができる。
【０１３８】
（１）まず、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、例えばＨＦＯ（Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｏｒｅｆｉｎ）−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）を用いることができる。ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは４である。
（２）また、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、例えばＲ１２７０（プロピレン）を用いてもよい。Ｒ１２７０のＧＷＰは３であり、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより低いが、可燃性はＨＦＯ−１２３４ｙｆより高い。
（３）また、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または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いずれかを含む混合物、例えばＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合物を用いてもよい。上述したＨＦＯ−１２３４ｙｆは低圧冷媒のため圧損が大きくなる傾向があり、冷凍サイクル（特に蒸発器）の性能低下を招く可能性がある。そのため、ＨＦＯ−１２３４ｙｆよりも高圧冷媒であるＲ３２またはＲ４１との混合物を用いることが実用上は望ましい。
【０１３９】
ロータリ圧縮機３００の動作は、以下の通りである。アキュムレータ３０２から供給された冷媒ガスは、吸入パイプ３０３を通ってシリンダ３１１のシリンダ室３１２内に供給される。電動機１００が駆動されてロータ５が回転すると、ロータ５と共にシャフト５８が回転する。そして、シャフト５８に嵌合するローリングピストン３１４がシリンダ室３１２内で偏心回転し、シリンダ室３１２内で冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、吐出マフラ３１８，３１９を通り、さらに電動機１００に設けられた穴（図示せず）を通ってフレーム３０１内を上昇し、吐出パイプ３０７から吐出される。
【０１４０】
上述した各実施の形態で説明した電動機は、渦電流の抑制により高いモータ効率を有する。そのため、圧縮機３００の駆動源に各実施の形態で説明した電動機を用いることで、圧縮機３００の運転効率を向上することができる。
【０１４１】
＜空気調和装置＞
次に、図２０に示した圧縮機３００を備えた空気調和装置４００について説明する。図２１は、空気調和装置４００を示す図である。図２１に示した空気調和装置４００は、圧縮機４０１と、凝縮器４０２と、絞り装置（減圧装置）４０３と、蒸発器４０４とを備える。圧縮機４０１、凝縮器４０２、絞り装置４０３および蒸発器４０４は、冷媒配管４０７によって連結され、冷凍サイクルを構成している。すなわち、圧縮機４０１、凝縮器４０２、絞り装置４０３および蒸発器４０４の順に、冷媒が循環する。
【０１４２】
圧縮機４０１、凝縮器４０２および絞り装置４０３は、室外機４１０に設けられている。圧縮機４０１は、図２０に示したロータリ圧縮機３００で構成されている。室外機４１０には、凝縮器４０２に室外の空気を供給する室外側送風機４０５が設けられている。蒸発器４０４は、室内機４２０に設けられている。この室内機４２０には、蒸発器４０４に室内の空気を供給する室内側送風機４０６が設けられている。
【０１４３】
空気調和装置４００の動作は、次の通りである。圧縮機４０１は、吸入した冷媒を圧縮して送り出す。凝縮器４０２は、圧縮機４０１から流入した冷媒と室外の空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させて冷媒配管４０７に送り出す。室外側送風機４０５は、凝縮器４０２に室外の空気を供給する。絞り装置４０３は、開度を変化させることによって、冷媒配管４０７を流れる冷媒の圧力等を調整する。
【０１４４】
蒸発器４０４は、絞り装置４０３により低圧状態にされた冷媒と室内の空気との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発（気化）させて、冷媒配管４０７に送り出す。室内側送風機４０６は、蒸発器４０４に室内の空気を供給する。これにより、蒸発器４０４で熱が奪われた冷風が、室内に供給される。
【０１４５】
空気調和装置４００は、各実施の形態で説明した電動機の適用により運転効率を向上した圧縮機４０１を用いている。そのため、空気調和装置４００の運転効率を向上することができる。
【０１４６】
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】
【０１４７】
１  ステータ、  ２  インシュレータ、  ３  絶縁フィルム、  ４  コイル、  ５  ロータ、  ９，９Ａ，９Ｂ  分割コア、  １０  ステータコア、  １０Ａ  第１コア部、  １０Ｂ  第２コア部、  １１  ヨーク、  １１Ａ  第１ヨーク部、  １１Ｂ  第２ヨーク部、  １２    ティース、  １２Ａ  第１ティース部、  １２Ｂ  第２ティース部、  １３  歯先部、  １３Ａ  第１歯先部、  １３Ｂ  第２歯先部、  １４  スロット、  １６  穴、  １７，１８  カシメ部、  ２０  胴部、  ２１  フランジ部、  ２５  壁部、  ２６  突起、  ５０  ロータコア、  ５１  磁石挿入孔、  ５２  フラックスバリア、  ５３  永久磁石、  ５５    シャフト孔、  ５８  シャフト、  １００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ  電動機、  １０１  積層鋼板、  １１１Ａ，１１１Ｂ  内周面、  １２１Ａ，１２１Ｂ  側面、  １２５  段差部、  １３１Ａ，１３１Ｂ  外周面、  ３００  ロータリ圧縮機（圧縮機）、  ３０１  フレーム、  ３１０  圧縮機構、  ４００  空気調和装置、  ４０１  圧縮機、  ４０２  凝縮器、  ４０３  絞り装置、  ４０４  蒸発器、  ４０５  室外側送風機、  ４０６  室内側送風機、  ４０７  冷媒配管、  ４１０  室外機、  ４２０    室内機、  ５０１  積層鋼板。
【図１】
2020021692.tif 000003
【図２】
2020021692.tif 000004
【図３】
2020021692.tif 000005
【図４】
2020021692.tif 000006
【図５】
2020021692.tif 000007
【図６】
2020021692.tif 000008
【図７】
2020021692.tif 000009
【図８】
2020021692.tif 000010
【図９】
2020021692.tif 000011
【図１０】
2020021692.tif 000012
【図１１】
2020021692.tif 000013
【図１２】
2020021692.tif 000014
【図１３】
2020021692.tif 000015
【図１４】
2020021692.tif 000016
【図１５】
2020021692.tif 000017
【図１６】
2020021692.tif 000018
【図１７】
2020021692.tif 000019
【図１８】
2020021692.tif 000020
【図１９】
2020021692.tif 000021
【図２０】
2020021692.tif 000022
【図２１】
2020021692.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月16日(2020.7.16)
【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】
回転軸を中心として回転可能なロータであって、回転軸の軸方向に積層鋼板を積層したロータコアと、前記ロータコアに埋め込まれた永久磁石とを有するロータと、
前記ロータを囲むように設けられたステータであって、積層鋼板を前記軸方向に積層したステータコアと、前記ステータコアに巻き付けられたコイルとを有するステータと
を有し、
前記ステータコアは、前記コイルを収容するスロットを有し、
前記ステータコアは、前記軸方向の端部に位置する第１コア部と、前記軸方向の中央部に位置する第２コア部とを有し、
前記第１コア部における前記スロットの面積は、前記第２コア部における前記スロットの面積よりも大きく、
前記ロータコアの前記積層鋼板の板厚Ｔ０および積層隙間Ｌ０と、前記ステータコアの前記第１コア部における前記積層鋼板の板厚Ｔ１および積層隙間Ｌ１との間に、
０．０５ｍｍ≦Ｔ０−Ｔ１≦０．１５ｍｍ、および、Ｌ０＜Ｌ１
の少なくとも一方が成立する電動機。
【請求項２】
前記ステータコアは、前記回転軸を中心とする周方向に延在するヨークと、前記ヨークから前記回転軸に向かって延在するティースとを有し、
前記ステータコアの前記第１コア部における前記ティースの前記周方向の幅は、前記第２コア部における前記ティースの前記周方向の幅よりも狭い
請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記ステータコアの前記第１コア部における前記積層鋼板のカシメ深さが、前記ロータコアの前記積層鋼板のカシメ深さよりも深い
請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記ロータコアの前記積層鋼板の積層隙間Ｌ０と、
前記ステータコアの前記第１コア部における前記積層鋼板の積層隙間Ｌ１と、
前記ステータコアの前記第２コア部における前記積層鋼板の積層隙間Ｌ２とが、
Ｌ０≦Ｌ２＜Ｌ１
を満足する請求項１から３までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記積層隙間Ｌ１と前記積層隙間Ｌ０との差Ｌ１−Ｌ０が、
０．００４ｍｍ≦Ｌ１−Ｌ０≦０．０１２ｍｍ
を満足する請求項１から４までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記ロータコアの前記積層鋼板の板厚Ｔ０と、
前記ステータコアの前記第１コア部における前記積層鋼板の板厚Ｔ１と、
前記ステータコアの前記第２コア部における前記積層鋼板の板厚Ｔ２とが、
Ｔ０≧Ｔ２＞Ｔ１
を満足する請求項１から５までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記ロータコアの前記軸方向の長さが、前記ステータコアの前記軸方向の長さよりも長い請求項１から６までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項８】
前記永久磁石は、希土類磁石である
請求項１から７までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項９】
前記ロータコアは、前記永久磁石を挿入する磁石挿入孔を有し、
前記磁石挿入孔は、前記回転軸を中心とする周方向の中央部が前記回転軸に向けて突出するように、Ｖ字状に形成されている
請求項１から８までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１０】
前記ステータコアと前記コイルとの間に配置されたインシュレータをさらに備え、
前記インシュレータは、前記ステータコアの前記第１コア部と前記第２コア部との間に形成される段差部に嵌合している
請求項１から９までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１１】
前記インシュレータは、前記ステータコアの前記第１コア部に配置され、
前記ステータコアの前記スロットの内面には、絶縁フィルムが配置されている
請求項１０に記載の電動機。
【請求項１２】
請求項１から１１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１３】
圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備え、
前記圧縮機は、請求項１から１１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
空気調和装置。
【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】
本発明の電動機は、回転軸を中心として回転可能なロータであって、回転軸の軸方向に積層鋼板を積層したロータコアと、ロータコアに埋め込まれた永久磁石とを有するロータと、ロータを囲むように設けられたステータであって、積層鋼板を軸方向に積層したステータコアと、ステータコアに巻き付けられたコイルとを有するステータとを有する。ステータコアは、コイルを収容するスロットを有する。ステータコアは、軸方向の端部に位置する第１コア部と、軸方向の中央部に位置する第２コア部とを有し、第１コア部におけるスロットの面積は、第２コア部におけるスロットの面積よりも大きい。ロータコアの積層鋼板の板厚Ｔ０および積層隙間Ｌ０と、ステータコアの第１コア部における積層鋼板の板厚Ｔ１および積層隙間Ｌ１との間に、０．０５ｍｍ≦Ｔ０−Ｔ１≦０．１５ｍｍ、および、Ｌ０＜Ｌ１の少なくとも一方が成立する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
なお、実施の形態３の電動機１００Ｂの構成は、ステータコア１０の構成を除き、実施の形態１の電動機１００（図８）と同様である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
なお、実施の形態４の電動機１００Ｃの構成は、ステータコア１０の構成を除き、実施の形態１の電動機１００（図８）と同様である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2020021692.tif 000024
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2020021692.tif 000025
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2020021692.tif 000026
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2020021692.tif 000027
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2020021692.tif 000028
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2020021692.tif 000029
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2020021692.tif 000030
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】
2020021692.tif 000031
【国際調査報告】
2020021692.tif 000032
2020021692.tif 000033
2020021692.tif 000034