DE112015006823T5

DE112015006823T5 - Motor mit eingebetteten Permanentmagneten, Kompressor und Kühl- und Klimagerät

Info

Publication number: DE112015006823T5
Application number: DE112015006823.6T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Nigo; Kazuchika Tsuchida; Sadami OKUGAWA; Yoshinori Iwanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2018-05-09
Also published as: CN108028557A; GB2555354B; KR20180018771A; GB2555354A; JP6556241B2; US20180212482A1; JPWO2017033229A1; US10804754B2; GB201800137D0; WO2017033229A1; CN108028557B

Abstract

Ein Motor 5 mit eingebetteten Permanentmagneten enthält einen zylindrischen Statorkern 52a, der auf einer inneren Seite eines zylindrischen Rahmens angeordnet und durch Schichten eines ersten ringförmigen Kerns und eines zweiten ringförmigen Kerns, der benachbart dem ersten ringförmigen Kern in einer axialen Richtung des Rahmens angeordnet ist, konfiguriert ist, und einen Rotor 51, der auf einer inneren Seite des Statorkerns 52a angeordnet ist. Der zweite ringförmige Kern ist an dem ersten ringförmigen Kern durch Verwendung von Kaltverformungsbereiche, die in dem zweiten ringförmigen Kern gebildet sind, fixiert, und benachbarte erste Jochs sind in Kontakt miteinander, während benachbarte zweite Jochs voneinander getrennt sind.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Motor mit eingebetteten Permanentmagneten, der einen auf der inneren Seite eines zylindrischen Rahmens angeordneten Statorkern und einen auf der inneren Seite des Statorkerns angeordneten Rotor enthält, und bezieht sich auch auf einen Kompressor und ein Kühl- und Klimagerät.
Hintergrund
Einige herkömmliche Motoren mit eingebetteten Permanentmagneten verwenden eine Struktur, in der ein zylindrischer Rahmen auf einem Statorkern angebracht und befestigt ist, der zum Kombinieren mehrerer Kernstücke in eine Ringform konfiguriert ist, um die Bildung einer Spule zu erleichtern. Der Rahmen ist in der vorbeschriebenen Weise auf dem Statorkern angebracht und befestigt, und somit gelangen die benachbarten Kernstücke in Kontakt miteinander. Dies erhöht die Starrheit des Statorkerns und verbessert die Rundheit des Innendurchmessers des Statorkerns. Somit muss ein Statorkern, der durch Kombinieren mehrerer Kernstücke in eine Ringform konfiguriert ist, häufig auf dem Rahmen angebracht und befestigt werden. Daher besteht ein Problem dahingehend, dass die magnetischen Eigenschaften des Statorkerns verschlechtert sind, nachdem der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wurde.
Ein im Patentdokument 1 beschriebener, herkömmlicher Permanentmagnet-Synchronmotor enthält einen ringförmigen Jochbereich, der ringförmig gebildet ist durch Anordnen mehrerer geteilter Jochbereiche, von denen jeder einen geteilten Jochbereich und einen von dem geteilten Jochbereich vorstehenden Zahn enthält, in der Umfangsrichtung eines Kerngehäuses derart, dass die geteilten Jochbereiche einander benachbart sind. Die benachbarten geteilten Jochbereiche sind an ihren vorstehenden Bereichen in Kontakt miteinander. Diese vorstehenden Bereiche sind durch teilweises Ausschneiden eines Abschnitts zwischen den benachbarten geteilten Jochbereichen gebildet. Wenn die vorstehenden Bereiche gebildet werden, wird ein Spaltbereich zwischen den benachbarten geteilten Jochbereichen gebildet. Bei dem im Patentdokument 1 beschriebenen, herkömmlichen Permanentmagnet-Synchronmotor sind die vorstehenden Bereiche zwischen den benachbarten geteilten Jochbereichen angeordnet. Dies unterdrückt eine Zunahme der in dem Hauptmagnetflussbereich zwischen den benachbarten geteilten Jochbereichen erzeugten Druckbeanspruchung, wenn der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt ist, und verbessert somit den Motorwirkungsgrad.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2005-51941
Kurzfassung
Technisches Problem
Jedoch ist bei der herkömmlichen Technik, da die Kontaktfläche zwischen den vorstehenden Bereichen der benachbarten geteilten Jochbereiche klein ist, die Steifigkeit des Statorkerns, in welchem die geteilten Jochbereiche in eine Ringform zusammengesetzt sind, nicht ausreichend. Somit nehmen der Geräusch- und der Vibrationspegel zu. Weiterhin ist es schwierig, die geteilten Jochbereiche in einer solchen Weise zusammenzusetzen, dass ihre Kontaktbereiche nicht fehlausgerichtet sind. Demgemäß kann die Rundheit des Innendurchmessers des Statorkerns verschlechtert werden. Wenn Veränderungen der Positionen der Zahnenden auftreten führt dies zu Versetzungen und beeinträchtigt die Motoreigenschaften. Weiterhin ist, da ein Spalt in einem magnetischen Pfad in dem Jochbereich auftritt, eine Erhöhung des magnetischen Widerstands unvermeidlich. Da eine Zunahme des magnetischen Widerstands eine Eisenverlust-Reduktionswirkung aufhebt, wird eine ausreichende Wirkung durch die herkömmliche Technik nicht notwendigerweise erhalten.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorgenannten Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Motor mit eingebetteten Permanentmagneten anzugeben, der einen verbesserten Wirkungsgrad haben kann, während der Vibrationspegel herabgesetzt wird.
Lösung des Problems
Um die vorgenannten Probleme zu vermeiden und die Aufgabe zu lösen, enthält ein Motor mit eingebetteten Permanentmagneten nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung: einen zylindrischen Rahmen; einen zylindrischen Statorkern, der auf einer inneren Seite des zylindrischen Rahmens angeordnet und durch Schichten eines ersten ringförmigen Kerns und eines zweiten ringförmigen Kerns in einer axialen Richtung des zylindrischen Rahmens konfiguriert ist; und einen Rotor, der auf einer inneren Seite des zylindrischen Statorkerns angeordnet ist. Der erste ringförmige Kern ist durch Anordnen mehrerer erster Kernstücke, die jeweils erste Joche, erste Zähne, die von den ersten Jochen vorstehen, und erste Kaltverformungsbereiche derart enthalten, dass jedes der ersten Kernstücke in Kontakt mit dem benachbarten der anderen ersten Kernstücke ist, ringförmig gebildet, der zweite ringförmige Kern ist benachbart dem ersten ringförmigen Kern angeordnet und durch Anordnen mehrerer zweiter Kernstücke, die jeweils zweite Jochs, zweite Zähne, die von den zweiten Jochs vorstehen, und zweite Kaltverformungsbereiche enthalten, derart, dass jedes der zweiten Kernstücke von einem benachbarten der anderen zweiten Kernstücke getrennt ist, ringförmig gebildet, und der erste ringförmige Kern und der zweite ringförmige Kern sind aneinander befestigt durch Verwendung der ersten Kaltverformungsbereiche und der zweiten Kaltverformungsbereiche.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Der Motor mit eingebetteten Permanentmagneten nach der vorliegenden Erfindung hat eine Wirkung, durch die es möglich ist, einen verbesserten Wirkungsgrad zu haben, während der Vibrationspegel herabgesetzt wird.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht eines Kompressors, in welchem ein Motor mit eingebetteten Permanentmagneten nach einem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet ist.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1.
3 ist ein Diagramm, das mehrere linear abgewickelte geteilte Kerne illustriert, wobei die geteilten Kerne einen Statorkern nach dem ersten Ausführungsbeispiel bilden.
4 ist eine Querschnittsansicht eines ersten ringförmigen Kerns, der den Statorkern bildet, bevor er an einem Rahmen befestigt wird.
5 ist eine Querschnittsansicht eines zweiten ringförmigen Kerns, der den Statorkern bildet, bevor er an einem Rahmen befestigt wird.
6 ist eine Querschnittsansicht des Statorkerns in der geschichteten Richtung, bevor ein Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wird.
7 ist eine vergrößerte Teilansicht des ersten ringförmigen Kerns und des zweiten ringförmigen Kerns, die den Statorkern bilden, bevor ein Rahmen auf dem Statorkern angebracht und fixiert wird.
8 ist eine Querschnittsansicht des Statorkerns in der Schichtrichtung, nachdem ein Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wurde.
9 ist eine vergrößerte Teilansicht des ersten ringförmigen Kerns und des zweiten ringförmigen Kerns, die den Statorkern bilden, nachdem ein Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wurde.
10 ist ein Diagramm, das schematisch einen magnetischen Fluss illustriert, der durch den zweiten ringförmigen Kern fließt, nachdem ein Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wurde.
11 ist ein Diagramm, das das Verhältnis von Eisenverlust illustriert.
12 ist ein Diagramm, das eine Modifikation des Statorkerns nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
13 ist eine Querschnittsansicht eines zweiten ringförmigen Kerns, der einen Statorkern bildet, der in einem Motor nach einem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
14 ist eine Querschnittsansicht eines ersten ringförmigen Kerns, der einen Statorkern bildet, der in einem Motor nach einem dritten Ausführungsbeispiel zu verwenden ist.
15 ist eine Querschnittsansicht eines zweiten ringförmigen Kerns, der den Statorkern bildet, der in dem Motor nach dem dritten Ausführungsbeispiel zu verwenden ist.
16 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kühl- und Klimageräts nach einem vierten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Ein Motor mit eingebetteten Permanentmagneten, ein Kompressor und ein Kühl- und Klimagerät nach den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Einzelnen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine Querschnittsansicht eines Kompressors, in welchem ein Motor mit eingebetteten Permanentmagneten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet ist. Ein Kompressor 100 enthält einen Akkumulator 1, der von einem Verdampfer (nicht illustriert) geliefertes Kältemittelgas von dem verbleibenden flüssigen Kältemittel trennt; einen Kompressionsmechanismus 4, der in einem zylindrischen Rahmen 2 installiert ist und von dem Akkumulator 1 durch ein Saugrohr 3 geliefertes Kältemittelgas komprimiert; und einen Motor 5 mit eingebetteten Permanentmagneten, der in dem Rahmen 2 installiert ist und den Kompressionsmechanismus 4 antreibt. In der folgenden Beschreibung wird der Motor mit eingebetteten Permanentmagneten manchmal einfach als „Motor“ bezeichnet.
Der Kompressionsmechanismus 4 enthält einen Zylinder 41, der an dem inneren Bereich des Rahmens 2 befestigt und mit Kältemittelgas von dem Akkumulator 1 beliefert wird; einen oberen Rahmen 42, in den die andere Endseite einer Drehwelle 6 eingesetzt ist und der ein axiales Ende des Zylinders 41 verschließt; einen oberen Ausgabedämpfer 43, der an dem oberen Rahmen 42 angebracht ist; einen unteren Rahmen 44, der das andere axiale Ende des Zylinders 41 verschließt; einen unteren Ausgabedämpfer 45, der an dem unteren Rahmen 44 angebracht ist; und einen Kolben 46, der in dem Zylinder 41 angeordnet ist und zusammen mit einem auf der Drehwelle 6 angeordneten exzentrischen Teil 7 eine exzentrische Drehbewegung innerhalb des Zylinders 41 durchführt.
Eine Endseite der Drehwelle 6 ist in einen Rotorkern 51a eingesetzt, der den Motor 5 bildet. Die andere Endseite der Drehwelle 6 erstreckt sich durch den inneren Raum des Zylinders 41 und wird durch den oberen Rahmen 42 und den unteren Rahmen 44 in einem drehbaren Zustand gehalten. An der anderen Endseite der Drehwelle 6 ist das exzentrische Teil 7 gebildet, das zusammen mit dem Kolben 46 ein Kältemittel komprimiert.
Der Motor 5 enthält einen Stator 52 und einen Rotor 51.
Der Stator 52 ist ein zylindrischer geschichteter Körper, der durch Schichten einer Vielzahl von Eisenkernstücken, die aus einer elektromagnetischen Stahltafel mit einer Dicke von 0,2 mm bis 0,5 mm gestanzt wurden, übereinander erhalten wurde. Der Stator 52 wird durch Schichten von ersten ringförmigen Kernen und zweiten ringförmigen Kernen übereinander gebildet. Die ersten ringförmigen Kerne und die zweiten ringförmigen Kerne werden später beschrieben. Der Stator 52 ist so konfiguriert, dass er einen zylindrischen Statorkern 52a, der an der inneren Umfangsfläche des Rahmens 2 angebracht und befestigt ist, und einen Isolator 52b, der den Statorkern 52a abdeckt, enthält. Die Spulen 52c sind entweder durch ein konzentriertes Wickelverfahren oder ein verteiltes Wickelverfahren mit dem Isolator 52b zwischen ihnen auf den Statorkern 52a gewickelt und erzeugen ein magnetisches Feld durch Verwendung von von einem an dem Rahmen befestigten Glasanschluss 47 zugeführter elektrischer Energie. Beispiele für das Anbringen und Befestigen des Rahmens auf dem Statorkern enthalten eine Schrumpfpassung, Kaltpassung und Presspassung.
Beispielsweise wird bei der Schrumpfpassung der Statorkern 52a bei Raumtemperatur hergestellt, so dass er einen äußeren Durchmesser hat, der geringfügig größer als der innere Durchmesser des Rahmens 2 ist. Der Rahmen 2 wird dann auf angenähert 300°C erwärmt, um sich auszudehnen. Der ausgedehnte Rahmen 2 wird auf den Statorkern 52a aufgebracht. Danach schrumpft der Rahmen 2, wenn seine Temperatur abnimmt. Der Statorkern 52a ist somit durch die innere Umfangsfläche des Rahmens 2 fixiert. Der Isolator 52b besteht aus Papier oder isolierendem Harz wie Polybutylenterephthalat (PBT), Polyphenylsulfid (PPS), Flüssigkristallpolymer (LCP) oder Polyethylenterephtalat (PET).
Der Rotor 51 wird durch Übereinanderschichten einer Vielzahl von Eisenkernstücken, die aus einer elektromagnetischen Stahltafel herausgestanzt sind, gebildet. Der Rotor 51 enthält den Rotorkern 51a, der sich auf der inneren Seite des Statorkerns 52a befindet, und mehrere Permanentmagnete 51b, die in den Rotorkern 51a eingebettet sind. In der Mitte des Rotorkerns 51a ist die Drehwelle 6, die Dreheenergie überträgt, in den Rotorkern 51a eingebracht und an diesem befestigt.
In dem wie vorstehend beschrieben konfigurierten Motor 5 fließt Strom mit einer Frequenz, die mit der vorgegebenen Drehgeschwindigkeit synchronisiert ist, in der Spule 52c. Ein magnetisches Drehfeld wird hierdurch erzeugt und somit der Rotor 51 gedreht. In dem Kompressor 100, in welchem der Rotor 51 sich dreht, wird von dem Akkumulator 1 geliefertes Kältemittelgas durch das an dem Rahmen 2 befestige Saugrohr 3 in den Zylinder 41 geführt. Wenn sich der Rotor 51 dreht, dreht sich das exzentrische Teil 7 innerhalb des Zylinders 41 und der Kolben 46 komprimiert das Kältemittel. Das komprimierte Hochtemperatur-Kältemittel geht durch den oberen Ausgabedämpfer 43 und den unteren Ausgabedämpfer 45 hindurch. Danach strömt das Kältemittel innerhalb des Rahmens 2 durch den Spalt zwischen dem Rotor 51 und dem Stator 52 aufwärts. Das Kältemittel geht dann durch eine an dem Rahmen 2 angeordnete Ausgabeleitung 48 hindurch und wird zu der Hochdruckseite des Kältemittelzyklus innerhalb einer Kältemittel-Zyklusvorrichtung (nicht illustriert) geliefert.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1. Wie in 2 illustriert ist, enthält der Rotorkern 51a mehrere rechteckige Magneteinsatzlöcher 51a1, die so gebildet sind, dass sie in der Umfangsrichtung voneinander getrennt sind; ein Wellenloch 51a2, in das die Drehwelle 6 eingesetzt ist; mehrere Luftlöcher 51a3, die zwischen dem Wellenloch 51a2 und den Magneteinsatzlöchern 51a1 gebildet sind und als ein Kältemittel-Strömungspfad dienen; und mehrere Schlitze 51a4, die auf der äußeren Seite der Magneteinsatzlöcher 51a1 gebildet sind. Permanentmagnete 51b sind jeweils in die Magneteinsatzlöcher 51a1 eingesetzt. Der Permanentmagnet 51b ist ein flacher Seltene-Erden-Permanentmagnet oder Ferritmagnet. Zwischen der äußeren Umfangsfläche des Rotorkerns 51a und der inneren Umfangsfläche des Statorkerns 52a ist ein Spalt 8 mit einer Größe von 0,3 mm bis 1,0 mm gebildet.
Der Statorkern 52a ist durch Anordnen mehrerer geteilter Kerne 52a3, die jeweils ein Rückenjoch 52a1 und einen Zahn 52a2, der von dem Rückenjoch 52a1 vorsteht, enthalten, in der Umfangsrichtung des Rahmens in der Weise, dass die Rückjochs 52a1 aneinander angrenzen, ringförmig gebildet. In dem Statorkern 52a sind mehrere Schlitze 52a4 gebildet. Die Schlitze 52a4 sind durch die Rückenjochs 52a1 und die Zähne 52a2 definiert. In dem Statorkern 52a in 2 sind neun Schlitze 52a4 gebildet. Die Spule 52c ist um jeden der Zähne 52a gewickelt. Der Endbereich jedes der Zähne 52a2 hat eine Schirmform derart, dass sich beide Enden in der Umfangsrichtung erstrecken.
Eine Schlitzöffnung 52a5 ist zwischen den Endbereichen der benachbarten Zähne gebildet. Die Breite der Schlitzöffnung 52a5 ist auf eine Breite gesetzt, die eine Kopplung eines magnetischen Flusses, der in dem Rotor erzeugt wird, mit dem Stator erleichtert, oder ist als eine optimale Breite gesetzt, die ein Versetzungsdrehmoment verringert. Die Breite der Schlitzöffnung 52a5 beträgt beispielsweise 1 mm bis 5 mm.
3 ist ein Diagramm, das mehrere linear abgewickelte geteilte Kerne illustriert, wobei die geteilten Kerne den Statorkern nach dem ersten Ausführungsbeispiel bilden. Ein Verbindungsbereich 52a6 ist zwischen den benachbarten Rückenjochs 52a1 gebildet. Der Verbindungsbereich 52a6 ist zwischen benachbarten Kernstücken von mehreren Kernstücken, die einen später beschriebenen ersten ringförmigen Kern bilden, gebildet. Um den in 2 illustrierten Statorkern 52a zu erhalten, wird zuerst die Spule 52c um jeden der Zähne 52a2 in einer Gruppe der geteilten Kerne 52a3, die wie in 3 illustriert linear abgewickelt sind, gewickelt.
Danach wird die Gruppe der linear abgewickelten, geteilten Kerne 52a3 an den Verbindungsbereichen 52a6 als einer Verbindung in einer solchen Weise gebogen, dass die Endbereiche der Zähne 52a2 einander zugewandt sind. Eisenkern-Verbindungsflächen 52a7, die an beiden Enden der Gruppe der geteilten Kerne 52a3 angeordnet sind, liegen aneinander an. Danach werden die Eisenkern-Verbindungsflächen 52a7 verschweißt und aneinander befestigt.
Ein allgemeiner Statorkern wird in eine zylindrische Form gebracht, indem eine Vielzahl von ringförmigen Eisenkernstücken, die aus einer elektromagnetischen Stahltafel gestanzt wurden, übereinander geschichtet wird. Daher muss in dem allgemeinen Statorkern zu der Zeit des Wickelns eines Magnetdrahts um jeden der Zähne herum der Magnetdraht von einer Schlitzöffnung aus eingeführt werden. Jedoch ist die Schlitzöffnung so eng, dass der Herstellungsprozess der Spulen 52c einigen Beschränkungen unterworfen ist, und weiterhin gibt es Beschränkungen hinsichtlich der Spulenmenge, die in einem Schlitz angeordnet werden kann. Während des Motorbetriebs wird ein magnetisches Drehfeld durch Strom, der durch die Spulen fließt, erzeugt. Dies bewirkt einen Kupferverlust in den Spulenabschnitten. Um den Kupferverlust zu verringern und somit den Wirkungsgrad des Motors zu verbessern, ist es erforderlich, den Widerstand der Spulen herabzusetzen. Es ist daher wirksam, die Querschnittsfläche der Spule zu vergrößern und die Spule mit einer höheren Dichte innerhalb eines Schlitzes zu wickeln.
In dem Statorkern 52a nach dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Spule 52c um jeden der Zähne 52a2 in der Gruppe der geteilten Kerne 52a3, die linear abgewickelt sind, wie in 3 illustriert ist, gewickelt werden. Daher ist es, wenn die Spule 52c um jeden der Zähne 52a2 gewickelt wird, nicht erforderlich, einen Magnetdraht von der in 2 illustrierten Schlitzöffnung 52a5 aus einzuführen. Demgemäß wird die Ausrichtung der Spule 52c verbessert. Hierdurch wird es möglich, die Spule 52c mit einer größeren Querschnittsfläche in einem Schlitz bei einer höheren Dichte anzuordnen.
Die Konfiguration der ersten ringförmigen Kerne und der zweiten ringförmigen Kerne, die den Statorkern 52a bilden, wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
4 ist eine Querschnittsansicht des ersten ringförmigen Kerns, der den Statorkern bildet, bevor er an dem Rahmen befestigt wird. Ein erster ringförmiger Kern 51a-1 wird ringförmig gebildet und erhalten durch Anordnen mehrerer erster Kernstücke 52a11, die jeweils ein erstes Joch 52a12, einen ersten Zahn 52a13, der von dem ersten Joch 52a12 vorsteht, und erste Kaltverformungsbereiche 52a17 enthalten, in der Umfangsrichtung des Rahmens (nicht illustriert) derart, dass eine erste Endfläche 52a14 jedes der ersten Joche 52a12 in Kontakt mit einer zweiten Endfläche 52a15 eines benachbarten der anderen ersten Jochs 52a12 ist. Jedes der ersten Kernstücke 52a11 wird aus einer elektromagnetischen Stahltafel gebildet, wobei es in einer T-Form ausgestanzt wird. Die Breite jedes der ersten Zähne 52a13 in der Umfangsrichtung ist die gleiche von dem ersten Joch 52a12 bis zu dem Endbereich des ersten Zahns 52a13. Die erste Endfläche 52a14 und die zweite Endfläche 52a15 des ersten Jochs 52a12 in der Umfangsrichtung sind jeweils flach ausgebildet. Wenn mehrere erste Kernstücke 52a11 in eine ringförmige Form kombiniert werden, werden die erste Endfläche 52a14 und die zweite Endfläche 52a15 der benachbarten ersten Jochs 52a12 in gegenseitigen Oberflächenkontakt gebracht.
In der folgenden Beschreibung wird ein Abschnitt, in welchem die erste Endfläche 52a14 und die zweite Endfläche 52a15 in gegenseitigem Kontakt sind, als „Grenzbereich 52a16“ bezeichnet. In dem ersten Joch 52a12 sind zwei erste Kaltverformungsbereiche 52a17 angeordnet, um in der Umfangsrichtung voneinander getrennt zu sein. Jedoch ist kein Kaltverformungsbereich in dem ersten Zahn 52a13 angeordnet. Der Grund zum Anordnen mehrerer erster Stauchbereiche 52a17 nur in dem ersten Joch 52a12 in der vorbeschriebenen Weise wird später erläutert.
5 ist eine Querschnittsansicht des zweiten ringförmigen Kerns, der den Statorkern bildet, bevor er an dem Rahmen befestigt wird. Ein zweiter ringförmiger Kern 51a-2 ist ringförmig gebildet und wird erhalten durch Anordnen mehrerer zweiter Kernstücke 52a21, die jeweils ein zweites Joch 52a22, einen zweiten Zahn 52a23, der von dem zweiten Joch 52a22 vorsteht, und zweite Kaltverformungsbereiche 52a27 enthält, in der Umfangsrichtung des Rahmens (nicht illustriert) in der Weise, dass eine erste Endfläche 52a24 jedes der zweiten Jochs 52a22 von einer zweiten Endfläche 52a25 eines benachbarten der anderen zweiten Jochs 52a22 getrennt ist.
Jedes der zweiten Kernstücke 52a21 ist aus einer elektromagnetischen Stahltafel gebildet, wobei es in eine T-Form gestanzt ist. Die Breite jedes der zweiten Zähne 52a23 in der Umfangsrichtung ist die gleiche von dem zweiten Joch 52a22 bis zu dem Endbereich des zweiten Zahns 52a23. Die erste Endfläche 52a24 und die zweite Endfläche 52a25 des zweiten Jochs 52a22 in der Umfangsrichtung sind beide flach ausgebildet.
Der zweite ringförmige Kern 51a-2 ist von dem ersten ringförmigen Kern 51a-1 dahingehend verschieden, dass, wenn mehrere zweite Kernstücke 52a21 in eine ringförmige Form kombiniert werden, ein Spalt 52a26 zwischen der ersten Endfläche 52a24 und der zweiten Endfläche 52a25 der benachbarten zweiten Jochs 52a22 gebildet wird. Die Breite der Spalte 52a26 in der Umfangsrichtung beträgt 30 µm. In dem zweiten Joch 52a22 sind zwei zweite Kaltverformungsbereiche 52a27 so angeordnet, dass sie in der Umfangsrichtung voneinander getrennt sind. Jedoch ist kein Kaltverformungsbereich in dem zweiten Zahn 52a23 angeordnet. Der Grund für das Vorsehen mehrerer zweiter Kaltverformungsbereiche 52a27 nur in dem zweiten Joch 52a22 in der vorbeschriebenen Weise wird später erläutert.
In dem zweiten ringförmigen Kern 51a-2, der in 5 illustriert ist, ist der Spalt 52a26 zwischen den benachbarten zweiten Jochs 52a22 angeordnet. Jedoch ist die Form des zweiten ringförmigen Kerns 51a-2 nicht hierauf beschränkt. Der zweite ringförmige Kern 51a-2 kann wie nachfolgend beschrieben konfiguriert sein. Das heißt, wenn der Bereich, in welchem die ersten Jochs 52a12 in 4 in Kontakt miteinander sind, bevor der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wird, als ein erster Kontaktbereich definiert wird, und der Bereich, in welchem die zweiten Jochs 52a22 in 5 in Kontakt miteinander sind, bevor der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wird, als ein zweiter Kontaktbereich definiert wird, dann ist der zweite ringförmige Kern 51a-2, bevor der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wird, so konfiguriert, dass der zweite Kontaktbereich kleiner als der erste Kontaktbereich ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, dass der zweite ringförmige Kern 51a-2 so konfiguriert ist, dass der Spalt 52a26 zwischen den zweiten Jochs 52a22 gebildet ist, oder der zweite Kontaktbereich kleiner als der erste Kontaktbereich ist, bevor der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wird.
6 ist eine Querschnittsansicht des Statorkerns in der Schichtrichtung, bevor der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wird. Der in 6 illustrierte Statorkern 52a wird durch abwechselndes Schichten des in 4 illustrierten ersten ringförmigen Kerns 51a-1 und des in 5 illustrierten zweiten ringförmigen Kerns 51a-2 und durch Befestigen der benachbarten ringförmigen Kerne aneinander durch Verwendung der ersten Kaltverformungsbereiche 52a17 und der zweiten Kaltverformungsbereiche 52a27 erhalten. Auf diese Weise werden die ersten ringförmige Kerne 51a-1 und die zweiten ringförmigen Kerne 51a-2 durch die ersten Kaltverformungsbereiche 52a17 und die zweiten Kaltverformungsbereiche 52a27 aneinander befestigt.
7 ist eine vergrößerte Teilansicht des ersten ringförmigen Kerns und des zweiten ringförmigen Kerns, die den Statorkern bilden, bevor der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wird.
In dem ersten ringförmigen Kern 51a-1 sind, bevor der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wird, die erste Endfläche 52a14 und die zweite Endfläche 52a15 in Kontakt miteinander. Im Gegensatz hierzu sind in dem zweiten ringförmigen Kern 51a-2, bevor der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wird, die erste Endfläche 52a24 und die zweite Endfläche 52a25 voneinander getrennt. Daher ist in dem ersten ringförmigen Kern 51a-1 der Grenzbereich 52a16 zwischen der ersten Endfläche 52a14 und der zweiten Endfläche 52a15 angeordnet, und in dem zweiten ringförmigen Kern 51a-2 ist der Spalt 52a26 zwischen der ersten Endfläche 52a24 und der zweiten Endfläche 52a25 gebildet.
8 ist eine Querschnittsfläche des Statorkerns in der Schichtungsrichtung, nachdem der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wurde. Der zweite ringförmige Kern 51a-2 wird durch Anbringen und Befestigen des Rahmens auf dem Statorkern komprimiert, und daher wird der Statorkern 52a so verformt, dass die benachbarten zweiten Jochs 52a22 in teilweisem Kontakt miteinander sind. Daher sind in dem in 8 illustrierten zweiten ringförmigen Kern 51a-2 die in 6 illustrierten Spalte 52a26 eliminiert. Demgemäß erscheinen die benachbarten zweiten Jochs 52a22 in Kontakt miteinander.
Genauer gesagt, wenn der Bereich, in welchem die zweiten Jochs 52a22 in Kontakt miteinander sind, bevor der Rahmen auf dem Statorkern aufgebracht und befestigt ist, als ein zweiter Kontaktbereich definiert ist, und der Bereich, in welchem die zweiten Jochs 52a22 in Kontakt miteinander sind, nachdem der Rahmen auf dem Statorkern aufgebracht und befestigt ist, als ein dritter Kontaktbereich definiert wird, ist der zweite ringförmige Kern 51a-2 so konfiguriert, dass der dritte Kontaktbereich größer als der zweite Kontaktbereich ist.
9 ist eine vergrößerte Teilansicht des ersten ringförmigen Kerns und des zweiten ringförmigen Kerns, die den Statorkern bilden, nachdem der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wurde. 9 illustriert einen Zustand, in welchem die benachbarten zweiten Jochs 52a22 in Teilkontakt miteinander sind. Wenn die benachbarten zweiten Jochs 52a22, nachdem der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wurde, in einem Nichtkontaktzustand sind, wird ein Spalt zwischen den benachbarten zweiten Jochs 52a22 ein magnetischer Widerstand und beeinträchtigt den magnetischen Fluss in den zweiten Jochs 22. In dem Statorkern 52a nach dem ersten Ausführungsbeispiel sind zu der Zeit des Anbringens und Befestigens des Rahmens auf dem Stator die Spalte 52a26 so eingestellt, dass die benachbarten zweiten Jochs 52a22 in Teilkontakt miteinander sind.
Daher ist in dem Statorkern 52a, nachdem der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt ist, die Druckbeanspruchung, die auf einen Abschnitt einwirkt, in welchem die zweiten Jochs 52a22 in Kontakt miteinander sind, geringer als die Druckbeanspruchung, die auf einen Abschnitt einwirkt, in welchem die ersten Jochs 52a12 in Kontakt miteinander sind.
Mit Bezug auf 10 und 11 wird eine Beschreibung spezifisch für die Druckbeanspruchung, die auf einen Abschnitt wirkt, in welchem Jochs in Kontakt miteinander sind, und der Wirkungen der vorliegenden Erfindung gegeben.
10 ist ein Diagramm, das schematisch einen magnetischen Fluss illustriert, der durch die ersten ringförmigen Kerne und die zweiten ringförmigen Kerne, nachdem der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wurde, hindurchgeht. In 10 sind Illustrationen des Rahmens und des Rotors weggelassen. In den ersten ringförmigen Kernen 51a-1 und den zweiten ringförmigen Kernen 51a-2 wird, nachdem der Rahmen auf dem Stator angebracht und befestigt ist, ein magnetischer Fluss, der von dem Rotor zu den Endbereichen der Zähne fließt, an den Jochs in der Umfangsrichtung geteilt. Daher ist, wenn die Zähne und die Jochs eine identische Breite des magnetischen Pfads haben, d.h., wenn die Breite, durch die ein magnetischer Fluss in dem Eisenkern hindurchgeht, identisch ist, die Dichte des magnetischen Flusses in den Zähnen höher als in den Jochs.
Wenn der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt ist, wird die Druckbeanspruchung aufgrund des Aufbringens des Rahmens in den ersten ringförmigen Kernen und den zweiten ringförmigen Kernen, die den Statorkern bilden, erzeugt. Insbesondere wird in einem Statorkern, in welchem mehrere Kernstücke in eine ringförmige Form kombiniert sind, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, eine höhere Druckbeanspruchung auf einen Abschnitt ausgeübt, in welchem die benachbarten Kernstücke in Kontakt miteinander sind.
Die magnetische Flussdichte in dem Statorkern kann als Produkt aus magnetischer Permeabilität und Intensität eines Magnetfelds ausgedrückt werden. Somit wird in einem Fall, in welchem die Intensität eines magnetischen Felds als ein konstanter Wert gesetzt ist, wenn die Druckbeanspruchung zunimmt, die magnetische Permeabilität, d.h., die Magnetflussdichte, in einem Abschnitt, in welchem Jochs in Kontakt miteinander sind, verringert. Daher werden in einem Statorkern, in welchem mehrere Kernstücke in eine Ringform kombiniert sind, die magnetischen Eigenschaften des Kerns verschlechtert aufgrund der durch die Anbringung des Rahmens erzeugten Druckbeanspruchung. Das Motordrehmoment wird daher herabgesetzt, was zu einer Zunahme von Eisenverlust führt. Demgemäß werden die Motoreigenschaften verschlechtert.
Jedoch werden durch Anbringen und Befestigen eines Rahmens auf einem Statorkern, in welchem mehrere Kernstücke in eine Ringform kombiniert werden, die benachbarten Kernstücke in Kontakt miteinander gebracht. Dies vergrößert die Steifigkeit des Statorkerns und verbessert die Rundheit des inneren Durchmessers des Statorkerns. Demgemäß ist es wesentlich für einen Statorkern, in welchem mehrere Kernstücke in eine Ringform kombiniert sind, einem Herstellungsprozess des Anbringens eines Rahmens auf dem Statorkern unterzogen zu werden. Daher gibt es einen Kompromiss zwischen der Leichtigkeit des Wickelns von Spulen in dem Statorkern und der Verbesserung der Motoreigenschaften.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden, bevor der Rahmen auf dem Statorkern 52a angebracht und befestigt wird, die ersten ringförmigen Kerne 51a-1 so gebildet, dass die benachbarten ersten Jochs 52a12 in Kontakt miteinander sind, und die zweiten ringförmigen Kerne 51a-2 werden so konfiguriert, dass die Spalte 52a26 zwischen den zweiten Jochs 52a22 gebildet werden oder so konfiguriert, dass der zweite Kontaktbereich kleiner als der erste Kontaktbereich ist.
Mit dieser Konfiguration wird, wenn der Rahmen auf dem Statorkern 52a angebracht und befestigt wird, die Druckbeanspruchung in einem Abschnitt des ersten ringförmigen Kerns 51a-1 erzeugt, in welchem die benachbarten Jochs in einer ähnlichen Weise wie bei einem herkömmlichen Statorkern in Kontakt miteinander sind. Jedoch ist die Druckbeanspruchung, die auf einen Abschnitt des zweiten ringförmigen Kerns 51a-2 einwirkt, in welchem die benachbarten Jochs in Kontakt miteinander sind, geringer als die Druckbeanspruchung, die auf den Abschnitt des ersten ringförmigen Kerns 51a-1, in welchem die benachbarten Jochs in Kontakt miteinander sind, einwirkt.
In dem Abschnitt des zweiten ringförmigen Kerns 51a-2, in welchem die benachbarten Jochs in Kontakt miteinander sind, wird eine Kontaktkraft herabgesetzt. Daher bestehen Bedenken hinsichtlich einer Verschlechterung der Steifigkeit und der Rundheit des zweiten ringförmigen Kerns 51a-2. Als eine Lösung dieses Problems wird, wenn der erste ringförmige Kern 51a-1 und der zweite ringförmige Kern 51a-2 durch Kaltverformung aneinander befestigt werden, die Druckbeanspruchung in dem Umfangsbereich der Kaltverformungsbereiche vergrößert und demgemäß werden die Motoreigenschaften verschlechtert.
Daher sind in dem Statorkern 52a nach dem ersten Ausführungsbeispiel Kaltverformungsbereiche nur in den Jochs vorgesehen. Durch Anordnen von Kaltverformungsbereiche nur in den Jochs wird der zweite ringförmige Kern 51a-2 durch den ersten ringförmigen Kern 51a-1 fixiert und dies gewährleistet eine ausreichende Steifigkeit und eine Rundheit des zweiten ringförmigen Kerns 51a-2. Weiterhin wird durch Anordnen von Kaltverformungsbereichen nur in den Jochs die Druckbeanspruchung zu den Kaltverformungsbereichen in den Jochs verteilt, wenn der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und fixiert ist. Somit kann eine Verringerung der magnetischen Permeabilität, d.h., der magnetischen Flussdichte der Zähne, die empfindlich gegenüber Druckbeanspruchung sind, unterdrückt werden. Demgemäß kann eine Verschlechterung der Motoreigenschaften unterdrückt werden.
Neben dem Fixieren durch Kaltverformen gibt es verschiedene Verfahren zum Fixieren des zweiten ringförmigen Kerns 51a-2 an dem ersten ringförmigen Kern 51a-1, wie Anbringen und Verbinden. Jedoch ist es wünschenswert, um eine Verschlechterung der Motoreigenschaften zu unterdrücken, während eine ausreichende Steifigkeit und Rundheit des zweiten ringförmigen Kerns 51a-2 gewährleistet wird, den zweiten ringförmigen Kern 51a-2 an dem ersten ringförmigen Kern 51a-1 durch Verwendung der zweiten Kaltverformungsbereiche 51a27, die in den zweiten Jochs 52a22 gebildet sind, zu fixieren.
11 ist ein Diagramm, das das Verhältnis von Eisenverlust illustriert. In 11 ist das Verhältnis von Eisenverlust, der in einem herkömmlichen Motor 5A mit eingebetteten Permanentmagneten, nachdem der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wurde, bewirkt wird, als 100% definiert. 11 illustriert das Verhältnis von Eisenverlust, das in dem Statorkern des Motors 5 nach dem ersten Ausführungsbeispiel, nachdem der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt wurde, bewirkt wird.
Wie aus 11 deutlich wird, ist in dem Motor 5 mit eingebetteten Permanentmagneten nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Eisenverlust, der in dem Statorkern nach dem Anbringen und Befestigen des Rahmens auf dem Statorkern bewirkt wird, um 6% im Vergleich zu dem herkömmlichen Motor 5A mit eingebetteten Permanentmagneten herabgesetzt. Dies zeigt an, dass der Eisenverlust reduziert wird durch Verringern der Druckbeanspruchung, die auf den inneren Bereich des Statorkerns einwirkt. In der vorbeschriebenen Weise kann der Motor 5 nach dem ersten Ausführungsbeispiel einen verbesserten Motorwirkungsgrad haben.
Der Statorkern nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist nicht auf einen Statorkern beschränkt, der durch abwechselndes Schichten des ersten ringförmigen Kerns 51a-1 und des zweiten ringförmigen Kerns 52a-2 gebildet wird. Es ist auch möglich, dass der Statorkern wie nachfolgend beschrieben konfiguriert ist.
12 ist ein Diagramm, das eine Modifikation des Statorkerns nach dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert. Der in 12 illustrierte Statorkern 52a ist durch abwechselndes Schichten von zwei ersten ringförmigen Kernen 51a-1, die gepaart sind, und zwei zweiten ringförmigen Kernen 51a-2, die gepaart sind, und Befestigen der benachbarten ringförmigen Kerne miteinander durch Verwendung von Kaltverformungsbereiche, die in den Jochs gebildet sind, gebildet. Selbst wenn der Statorkern 52a in dieser Weise konfiguriert ist, ist die Druckbeanspruchung in dem Statorkern noch reduziert. Dies ermöglicht eine Verbesserung des Motorwirkungsgrads.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Kompressormotor als ein Beispiel beschrieben. Jedoch kann die Struktur des Statorkerns nach dem ersten Ausführungsbeispiel auch auf Motoren angewendet werden, die andere als der Kompressormotor sind, wie einen Induktionsmotor, der keinen Permanentmagneten verwendet. Diese Motoren können auch die gleichen Wirkungen erhalten wie diejenigen, die von dem Kompressormotor erhalten werden. In einem Motor, der ein anderer als der Kompressormotor ist, wird ein zylindrischer Rahmen anstelle des Rahmens 2 für einen Kompressor verwendet. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Rotor mit sechs magnetischen Polen verwendet. Jedoch kann der Rotor irgendeine Anzahl von magnetischen Polen haben, die gleich oder größer als zwei ist. Weiterhin sind bei dem ersten Ausführungsbeispiel sowohl die erste Endoberfläche 52a14 als auch die zweite Endoberfläche 52a15 in der Umfangsrichtung jedes der ersten Jochs 52a12 flach ausgebildet. Jedoch ist die Form von beiden Endbereichen jedes der ersten Jochs 52a12 nicht hierauf beschränkt, sondern kann beispielsweise eine gekrümmte Form oder eine unregelmäßige Form sein. In gleicher Weise sind bei dem ersten Ausführungsbeispiel sowohl die erste Endoberfläche 52a24 als auch die zweite Endoberfläche 52a25 in der Umfangsrichtung jedes der zweiten Jochs 52a22 flach ausgebildet. Jedoch ist die Form von beiden Endbereichen jedes der zweiten Jochs 52a22 nicht hierauf beschränkt, sondern kann beispielsweise eine gekrümmte Form oder eine unregelmäßige Form sein.
Zweites Ausführungsbeispiel
13 ist eine Querschnittsansicht eines zweiten ringförmigen Kerns, der einen in einem Motor nach einem zweiten Ausführungsbeispiel zu verwendenden Statorkern bildet. 13 illustriert einen zweiten ringförmigen Kern 51a-2A, bevor er an einem Rahmen befestigt wird. Der zweite ringförmige Kern 51a-2A unterscheidet sich von dem zweiten ringförmigen Kern 51a-2 nach dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass Vorsprünge 9 auf der ersten Endoberfläche 52a24 und der zweiten Endoberfläche 52a25 der zweiten Jochs 52a22 in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Jeder der Vorsprünge 9 ist an einer Position angeordnet, an der die erste Endoberfläche 52a24 und die zweite Endoberfläche 52a25 einander zugewandt sind. Die Breite der Vorsprünge 9 in der Umfangsrichtung hat eine derartige Abmessung, dass die erste Endoberfläche 52a24 und die zweite Endoberfläche 52a25 in teilweisen Kontakt miteinander gebracht sind, wenn der Rahmen auf dem Statorkern angebracht und befestigt ist. In 13 ist der Spalt 52a26 zwischen der ersten Endoberfläche 52a24 und der zweiten Endoberfläche 52a25 gebildet.
Es ist ausreichend, dass die Vorsprünge 9 so gebildet sind, dass sie eine kleinere Breite in der radialen Richtung als die Breite jeder Endoberfläche in der radialen Richtung haben. In 13 sind die Vorsprünge 9 auf der äußeren Seite der Endoberflächen in der radialen Richtung gebildet. Jedoch sind die Positionen der Vorsprünge 9 nicht hierauf beschränkt. Es ist auch möglich, dass die Vorsprünge 9 in der Mitte oder auf der inneren Seite der Endoberflächen in der radialen Richtung gebildet sind.
Ein Statorkern wird gebildet durch abwechselndes Schichten des in 4 illustrierten ersten ringförmigen Kerns 51a-1 und des in 13 illustrierten zweiten ringförmigen Kerns 51a-2A, und durch Befestigen der in 4 illustrierten ersten Kaltverformungs- oder Stauchbereiche 52a17 und der in 13 illustrierten zweiten Kaltverformungs- oder Stauchbereiche 52a27 miteinander.
Die benachbarten Vorsprünge 9 werden durch Anbringen und Befestigen des Rahmens auf dem Statorkern komprimiert und verformt. Eine in einem Abschnitt, in welchem die erste Endoberfläche 52a24 und die zweite Endoberfläche 52a25 miteinander in Kontakt sind und in welchem die Vorsprünge 9 nicht vorhanden sind, erzeugte Druckbeanspruchung ist geringer als die in den Vorsprüngen 9 erzeugte Druckbeanspruchung und ist geringer als die Druckbeanspruchung, die auf einen Abschnitt einwirkt, in welchem die ersten Jochs 52a12 in Kontakt miteinander sind.
Der Motor, der so konfiguriert ist, dass er wie vorstehend beschrieben die zweiten ringförmigen Kerne 51a-2A enthält, kann die gleichen Wirkungen wie der Motor nach dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten. Gleichzeitig wird, da die benachbarten Vorsprünge 9 in Kontakt miteinander sind, die Steifigkeit des Statorkerns erhöht und die Rundheit des inneren Durchmessers des Statorkerns wird weiter verbessert.
Drittes Ausführungsbeispiel
14 ist eine Querschnittsansicht eines ersten ringförmigen Kerns, der einen in einem Motor nach einem dritten Ausführungsbeispiel zu verwendenden Statorkern bildet. 14 illustriert einen ersten ringförmigen Kern 51a-1B, bevor er an einem Rahmen befestigt wird. Der erste ringförmige Kern 51a-1B unterschiedet von dem ersten ringförmigen Kern 51a-1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass die erste Endoberfläche 52a14 und die zweite Endoberfläche 52a15 jeweils eine gekrümmte Form haben, und ein Passstift 10, der ein erster Vorsprung ist, der in der axialen Richtung vorsteht, ist nahe der ersten Endoberfläche 52a14 und nahe der zweiten Endoberfläche 52a15 in der Umfangsrichtung gebildet.
Der Passstift 10 ist ein zur Verbindung der benachbarten ersten Jochs 52a12 miteinander zu verwendender Vorsprung. Der Passstift 10 hat eine Struktur, bei der durch Drücken einer Endoberfläche des ersten Jochs 52a12 in der axialen Richtung der Passstift 10 zu der anderen Endoberflächenseite des ersten Jochs 52a12 in der axialen Richtung vorsteht. Beispielsweise wird ein Vorsprungbereich des Passstifts 10, der auf dem ersten Joch 52a12, das eines der beiden benachbarten ersten Jochs 52a12 ist, gebildet ist, in einen Vertiefungsbereich des Passstifts 10, der auf dem anderen ersten Joch 52a12 gebildet ist, eingesetzt, wodurch die benachbarten ersten Jochs 52a12 miteinander verbunden werden.
15 ist eine Querschnittsansicht eines zweiten ringförmigen Kerns, der den in dem Motor nach dem dritten Ausführungsbeispiel zu verwendenden Statorkern bildet. 15 illustriert einen zweiten ringförmigen Kern 51a-2B, bevor er an einem Rahmen befestigt wird. Der zweite ringförmige Kern 51a-2B unterscheidet sich von dem zweiten ringförmigen Kern 51a-2 nach dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass die erste Endoberfläche 52a24 eine gekrümmte konvexe Form hat, die zweite Endoberfläche 52a25 eine gekrümmte konkave Form hat, und ein Passstift 11, der ein zweiter Vorsprung ist, der in der axialen Richtung vorsteht, nahe der ersten Endoberfläche 52a24 gebildet ist.
Der Passstift 11 hat eine Struktur, bei der durch Drücken einer Endoberfläche des zweiten Jochs 52a22 in der axialen Richtung der Passstift 11 zu der anderen Endoberfläche des zweiten Jochs 52a22 in der axialen Richtung vorsteht. Der Passstift 11 ist nahe der ersten Endoberfläche 52a24 so gebildet, dass er in den Vertiefungsbereich des vorstehend beschriebenen Passstifts 10 einzusetzen ist.
Ein Statorkern wird durch abwechselndes Schichten des in 14 illustrierten ersten ringförmigen Kerns 51a-1B und des in 15 illustrierten zweiten ringförmigen Kerns 51a-2B, Einsetzen der Passstifte 11 in die Passstifte 10 und Befestigen der ersten Kaltverformungs- oder Stauchbereiche 52a17 und der zweiten Kaltverformungs- oder Stauchbereiche 52a27 miteinander gebildet.
Der Motor nach dem dritten Ausführungsbeispiel kann die gleichen Wirkungen wie der Motor nach dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten. Gleichzeitig dienen die Passstifte 10 auf den ersten ringförmigen Kernen 51a-1B als Verbindungsbereiche, und somit kann eine Gruppe von Kernstücken, die aus mehreren ersten Kernstücken 52a11 konfiguriert ist, mit verringertem Zwang abgewickelt werden. Dies erleichtert das Zusammensetzen des Statorkerns.
Wie vorstehend beschrieben ist, enthält der Motor 5 nach dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel: einen zylindrischen Rahmen; einen zylindrischen Statorkern, der auf einer inneren Seite des zylindrischen Rahmens angeordnet und durch Schichten eines ersten ringförmigen Kerns und eines zweiten ringförmigen Kerns in einer axialen Richtung des zylindrischen Rahmens konfiguriert ist; und einen Rotor, der auf einer inneren Seite des zylindrischen Statorkerns angeordnet ist. Der erste ringförmige Kern ist ringförmig gebildet durch Anordnen mehrerer erster Kernstücke, die jeweils erste Jochs, erste Zähne, die von den ersten Jochs vorstehen, und erste Kaltverformungs- oder Stauchbereiche enthalten, derart, dass jedes von den ersten Kernstücken in Kontakt mit dem benachbarten der anderen ersten Kernstücke ist, der zweite ringförmige Kern ist benachbart dem ersten ringförmigen Kern angeordnet und ringförmig gebildet durch Anordnen mehrerer zweiter Kernstücke, die jeweils zweite Jochs, zweite Zähne, die von den zweiten Jochs vorstehen, und zweite Kaltverformungs- oder Stauchbereiche enthalten, derart, dass jedes der zweiten Kernstücke von einem benachbarten der anderen zweiten Kernstücke getrennt ist, und der erste ringförmige Kern und der zweite ringförmige Kern sind aneinander befestigt durch Verwenden der ersten Kaltverformungs- oder Stauchbereiche und der zweiten Kaltverformungs- oder Stauchbereiche.
Mit dieser Konfiguration können, während eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften des Statorkerns, der an dem Rahmen angebracht und fixiert ist, unterdrückt wird, die Steifigkeit und die Rundheit des inneren Durchmessers des Statorkerns verbessert werden. Daher werden Veränderungen in den Positionen der Zahnenden unterdrückt. Ein Versetzen wird unterdrückt und demgemäß werden die Motoreigenschaften verbessert. Bei der herkömmlichen Technik ist ein Spalt in einem magnetischen Pfad in einem Jochbereich vorhanden. Jedoch tritt ein derartiger Spalt in dem Motor 5 nach dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel nicht auf. Somit wird eine Erhöhung des magnetischen Widerstands unterdrückt und demgemäß kann der Motorwirkungsgrad verbessert werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
16 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kühl- und Klimageräts nach einem vierten Ausführungsbeispiel. Ein Klimagerät 200 als ein Beispiel des Kühl- und Klimageräts enthält eine Inneneinheit 210 und eine mit der Inneneinheit 210 verbundene Außeneinheit 220. In dem Klimagerät 200 wird der Kompressor 100, in welchem der in jedem von dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel beschriebene Motor 5 aufgenommen ist, als ein Bestandteil eines Kältemittelkreises, der aus der Inneneinheit 210 und der Außeneinheit 220 konfiguriert ist, verwendet. Mit dieser Konfiguration kann das Kühl- und Klimagerät, das hoch effizient ist und den Vibrationspegel herabsetzen kann, erhalten werden.
Die in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Konfigurationen sind nur Beispiele für den Inhalt der vorliegenden Erfindung. Die Konfigurationen können mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden, und ein Teil jeder der Konfigurationen kann weggelassen oder modifiziert werden, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
1 Akkumulator; 2 Rahmen; 3 Saugleitung; 4 Kompressionsmechanismus; 5, 5A Motor mit eingebetteten Permanentmagneten; 6 Drehwelle; 7 exzentrisches Teil; 8 Spalt; 9 Vorsprung; 10, 11 Passstift; 41 Zylinder; 42 oberer Rahmen; 43 oberer Ausgabedämpfer; 44 unterer Rahmen; 45 unterer Ausgabedämpfer; 46 Kolben; 47 Glasanschluss; 48 Ausgabeleitung; 51 Rotor; 51a Rotorkern; 51a-1, 51a-1B erster ringförmiger Kern; 51a-2, 51a-2A, 51a-2B zweiter ringförmiger Kern; 51a1 Magneteinsatzloch; 51a2 Wellenloch; 51a3 Luftloch; 51a4 Schlitz; 51b Permanentmagnet; 52 Stator; 52a Statorkern; 52a1 Rückenjoch; 52a11 erstes Kernstück; 52a12 erstes Joch; 52a13 erste Zähne; 52a14 erste Endoberfläche; 52a15 zweite Endoberfläche; 52a16 Grenzbereich; 52a17 erster Kaltverformungsbereich; 52a2 Zähne; 52a21 zweites Kernstück; 52a22 zweites Joch; 52a23 zweite Zähne; 52a24 erste Endoberfläche; 52a25 zweite Endoberfläche; 52a26 Spalt; 52a27 zweiter Kaltverformungsbereich; 52a3 geteilter Kern; 52a4 Schlitz; 52a5 Schlitzöffnung; 52a6 Verbindungsbereich; 52a7 Eisenkern-Verbindungsfläche; 52b Isolator, 52c Spule; 100 Kompressor

Claims

Motor mit eingebetteten Permanentmagneten, welcher aufweist: einen zylindrischen Rahmen; einen zylindrischen Statorkern, der auf einer inneren Seite des zylindrischen Rahmens angeordnet und durch Schichten eines ersten ringförmigen Kerns und eines zweiten ringförmigen Kerns in einer axialen Richtung des zylindrischen Rahmens konfiguriert ist; und einen Rotor, der auf einer inneren Seite des zylindrischen Statorkerns angeordnet ist, wobei der erste ringförmige Kern ringförmig gebildet ist durch Anordnen mehrerer erster Kernstücke, die jeweils erste Jochs, erste Zähne, die von den ersten Jochs vorstehen, und erste Kaltverformungsbereiche enthalten, derart, dass jedes der ersten Kernstücke in Kontakt mit dem benachbarten der anderen ersten Kernstücke ist, der zweite ringförmige Kern benachbart dem ersten ringförmigen Kern angeordnet und ringförmig gebildet ist durch Anordnen mehrerer zweiter Kernstücke, die jeweils zweite Jochs, zweite Zähne, die von den zweiten Jochs vorstehen, und zweite Kaltverformungsbereiche enthalten, derart, dass jedes der zweiten Kernstücke von einem benachbarten der anderen zweiten Kernstücke getrennt ist, und der erste ringförmige Kern und der zweite ringförmige Kern durch Verwendung der ersten Kaltverformungsbereiche und der zweiten Kaltverformungsbereiche aneinander fixiert sind.
Motor mit eingebetteten Permanentmagneten nach Anspruch 1, bei dem die aneinander benachbarten zweiten Jochs, nachdem der Statorkern an einer inneren Umfangsfläche des zylindrischen Rahmens fixiert wurde, in Kontakt miteinander sind.
Motor mit eingebetteten Permanentmagneten nach Anspruch 1, bei dem ein Bereich, in welchem die zweiten Jochs in Kontakt miteinander sind, nachdem der Statorkern an der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Rahmens fixiert wurde, größer als ein Bereich, in welchem die zweiten Jochs in Kontakt miteinander sind, bevor der Statorkern an der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Rahmens fixiert wird, ist.
Motor mit eingebetteten Permanentmagneten nach Anspruch 1, bei dem mehrere Vorsprünge auf ersten Endoberflächen der zweiten Jochs in einer Umfangsrichtung und auf zweiten Endoberflächen der zweiten Jochs in der Umfangsrichtung derart gebildet sind, dass die Vorsprünge einander zugewandt sind.
Motor mit eingebetteten Permanentmagneten nach Anspruch 1, bei dem mehrere erste Vorsprünge, die in der axialen Richtung vorstehen, auf einer ersten Endoberflächenseite der ersten Jochs in einer Umfangsrichtung und auf einer zweiten Endoberflächenseite der ersten Jochs in der Umfangsrichtung gebildet sind, wobei die ersten Vorsprünge die benachbarten ersten Jochs miteinander verbinden, und ein zweiter Vorsprung, der in der axialen Richtung vorsteht, auf einer ersten Endoberflächenseite der zweiten Jochs in der Umfangsrichtung gebildet ist, wobei der zweite Vorsprung in Vertiefungsbereiche der ersten Vorsprünge eingesetzt ist.
Motor mit eingebetteten Permanentmagneten nach Anspruch 1, bei dem der erste Kaltverformungsbereich nur in den ersten Jochs gebildet ist, und der zweite Kaltverformungsbereich nur in den zweiten Jochs gebildet ist.
Kompressor mit dem Motor mit eingebetteten Permanentmagneten nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem darin aufgenommenen Kompressionsmechanismus.
Kühl- und Klimagerät, aufweisend den Kompressor nach Anspruch 7 als einen Bestandteil eines Kältemittelkreises.