JP2000324728A - 固定子鉄心、固定子、電動機、圧縮機および固定子鉄心製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁路体積を小さくすることなく巻線総断面積
を増やすことができず、銅損と鉄損の相反する損失を両
方低減することができなかった。 【解決手段】 バックヨーク部４１、バックヨーク部４
１から突出した複数のティース６とを有する固定子コア
４において、ティース６のティース側面のティース側面
部辺７とティース側面部辺７に対してティースの先端側
に位置するティース先端部辺８の挟角およびティース側
面部辺７とティース側面部辺７に対してティースの根元
側に位置するティース根元部辺９の挟角を固定子コアの
横断面において略１２０°とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧縮機などに用
いられる電動機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年冷蔵庫やエアコンの圧縮機用電動機
などには、コイルエンドが縮小でき巻線抵抗が小さくで
きる集中巻型電動機が高効率化とコンパクト化の目的で
検討されている。以下、冷蔵庫やエアコンの圧縮機用電
動機として用いられている従来の集中巻型電動機につい
て説明する。ここで、集中巻とは、複数のティースにま
たがらずに１つのティースの回りに集中的に巻線を巻く
ことをいう。

【０００３】図１４は、従来の一般的な集中巻型電動機
の固定子コアおよび回転子の断面図である。１は固定
子、３は絶縁部材としてのインシュレータであり一点鎖
線で示している、４は固定子コアである。この固定子コ
ア４は、図１４に示した断面形状の磁性材料が複数枚積
層されて形成されている。図示していないが巻線は固定
子コア４の内径側よりインシュレータ３を介してティー
ス６に直巻きされる。５は固定子に対向して配置された
回転子であり、固定子コア４に巻回された巻線に電流を
通電することによって回転子５にトルクが発生し、回転
子５が回転する。６は固定子コアに形成されたティース
であり、このティースは図１４における奥行き方向に厚
みを有している。

【０００４】固定子コア４は、ティース６、ティース６
の根元側に設けられたバックヨーク部４１、ティース６
先端のロータ対向部４２とから構成される。また、ティ
ースとティースの間の巻線が収納されている空間をスロ
ットと呼び、このスロットはティース側面部辺７とティ
ース先端側辺８およびバックヨーク側辺１３という３つ
の辺で囲まれる。

【０００５】従来の一般的な集中巻型電動機では、巻線
のし易さから、ティース側面部辺７とティース先端側辺
８とがなす角度およびティース側面部辺７とバックヨー
ク側辺１３がなす角度は９０度か９０度に近いものが一
般的であった。

【０００６】従来例２．また、集中巻型ではないが、特
開平８−１０３０４３号には電機掃除機の送風電動機の
電機子鉄心が記載されている。図１７は、電機子鉄心の
斜視図であり、図１７（ａ）はコイルスロットの形状を
示す図である。図１７（ｂ）は電機子コイルが巻装され
る前の電機子鉄心の斜視図、図１７（ｂ）は電機子コイ
ルが巻装されている電機子鉄心の斜視図である。図１８
はコイルスロットの形状を示す図である。

【０００７】図１７、図１８において、１７１は回転
子、１７２は回転子鉄心、１７６は回転子鉄心１７２に
形成されている複数のコイルスロット、１７７はコイル
スロット１７６の外周開口を閉じるコイル抜け止め用の
蓋である。１７８は後述の電磁線１７９が回転子鉄心１
７２に直に触らないように設けられる絶縁板であり、１
７９は絶縁板１７８上に巻かれる電磁線である。蓋１７
７は電磁線１７９が全部巻装した後にコイルスロット１
７６の開口部側に取り付けられ、電磁線１７９が開口部
から抜け出ないようにしている。そして、一番上側の電
磁線１７９と蓋１７７との隙間を０．２２ｍｍと大きく
確保することにより、蓋１７７の取り付けをしやすくし
ている。但し、この送風電動機は図１７（ｂ）に示すよ
うに集中巻ではなく、分布巻きの電送機の例である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来例１
の集中巻型電動機、および従来例２の送風電動機では次
のような問題点があった。電動機はなるべく少ない電動
機損失で駆動できれば高効率となるが、従来の電動機は
損失が多いものであった。この電動機の損失は銅損と鉄
損とに分離される。

【０００９】銅損は電流をＩ、巻線抵抗をＲとすると、 銅損＝Ｉ²・Ｒ で表される。また電動機のトルクは、アンペアターン＝
Ｉ・ｎ（ｎは巻数）に比例するため、ｎが多くなれば少
ない電流Ｉでトルクを発生できる。ここで、巻線の線径
を変えずに巻数ｎを増やすと巻線抵抗Ｒがｎに比例して
大きくなるが、その分電流は減少できるため、２乗で効
く電流の効果で銅損が低減される。また巻線ｎは同じで
巻線の線径だけ大きくした場合には電流Ｉは同じで、巻
線抵抗Ｒが減少するために同じく銅損は低減する。即
ち、巻数ｎを増やすか、線径を大きくし、巻線の総断面
積を増やしてやれば銅損は低減できる。

【００１０】一方鉄損は磁束密度に関係し、磁束密度が
大きい程鉄損が大きくなる。磁束密度は単位体積あたり
の磁束量であるため、磁束の通過する箇所の体積を増や
せば低減できる。

【００１１】銅損と鉄損は相反するもので、銅損を低減
しようと巻線を多く巻く（又は太い巻線を巻く）ために
スロットを大きくすれば、磁束が通過する固定子鉄心の
体積が減少し、鉄損が増加する。また、鉄損を低減しよ
うとスロットを小さくして固定子鉄心の体積を増加させ
れば、巻線を巻くスペースが減少して銅損が増加する。

【００１２】図１９は、従来例１の電動機の鉄損を示す
鉄損解析図である。図１９において、図の黒い部分は磁
束密度が高く鉄損が高い箇所を示している。この図か
ら、ティース側面部辺７とティース先端側辺８との交差
部分の形状が鉄損に大きく影響する部分であることがわ
かる。そして、従来例１の電動機のティース側面部辺と
ティース先端側辺との交差部分の形状では、鉄損が集中
する形状であることがわかる。

【００１３】従来例２で示した特開平８−１０３０４３
号公報に記載された電動機の回転子は、ティース根元部
分とティース側面との間の挟角を１２０°としているも
のの、ティース側面部辺とティース先端側辺の交差部の
形状は従来のものと変わっていない。そのため、従来例
２で示した電動機についても、依然としてティース側面
部辺とティース先端側辺との交差部分に鉄損が集中して
おり、鉄損を低減させる構造ではなかった。

【００１４】また、この電動機の回転子ではティース先
端部側面付近まで巻線を形成することはできなかった。
そのため、銅損の低減という観点からも十分なものでは
なかった。

【００１５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、銅損と鉄損の相反する損失を両
方低減、またはどちらかの損失を大きくすることなく、
もう一方の損失を大幅に低減し、高効率な集中巻型電動
機を提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の固定子鉄心
は、バックヨーク部と、当該バックヨーク部から突出し
た複数のティース部とを有する固定子鉄心において、前
記ティース部は、ティース側面のティース側面部辺と、
当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に位置
するティース先端部辺とを有し、前記ティース側面部辺
と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面に
おいて略１２０°としたものである。

【００１７】また、前記ティース部は、前記ティース側
面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティー
ス根元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティ
ース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１
２０°としたものである。

【００１８】さらに、前記ティース側面部辺と前記ティ
ース先端部辺の交差部にはアールが形成されており、こ
のアール半径を巻線の半径よりも小さくしたものであ
る。

【００１９】さらにまた、前記バックヨーク部はその側
面にバックヨーク側辺を有し、当該バックヨーク側辺と
前記ティース根元部辺との挟角は略１５０°であること
を特徴とするものである。

【００２０】この発明の固定子は、バックヨーク部と、
当該バックヨーク部から突出した複数のティース部と、
前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材
を介して前記ティース部に巻装された巻線とを有する固
定子において、前記ティース部は、ティース側面のティ
ース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティー
スの先端側に位置するティース先端部辺とを有し、前記
絶縁部材は、前記ティース側面部辺を覆う第１の辺と、
前記ティース先端部辺を覆う第２の辺とを有し、前記第
１の辺と前記第２の辺の挟角を固定子鉄心の横断面にお
いて略１２０°としたものである。ここで、第１の辺は
以下の実施の形態における辺３２に対応し、第２の辺は
以下の実施の形態における辺３１に対応する。

【００２１】また、前記ティース側面部辺と前記ティー
ス先端部辺の挟角は前記第１の辺と前記第２の辺との挟
角よりも大きいことを特徴とするものである。

【００２２】さらに、前記ティース部は、前記ティース
側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティ
ース根元部辺とを有し、前記絶縁部材は、前記ティース
根元部辺を覆う第３の辺を有し、前記第２の辺と前記第
３の辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°
としたものである。

【００２３】さらにまた、前記絶縁部材の前記第１の辺
の長さＬは、前記巻線の直径をｄとすると、 Ｌ＝ｄ（ｎ−１＋ｔａｎ３０°）（ｎは任意の自然数） の関係を有することを特徴とするものである。

【００２４】また、前記絶縁部材は、固定子鉄心の端部
においてティースの表面を覆う部分を有し、ティースの
突出方向に平行な縦断面においてティース表面を覆う第
４の辺と当該第４の辺に対してティース先端側に位置す
る第５の辺の挟角が略１２０°であることを特徴とする
ものである。。ここで、第４の辺は以下の実施の形態に
おける辺３５に対応し、第５の辺は以下の実施の形態に
おける辺３６に対応する。

【００２５】この発明の固定子鉄心は、バックヨーク部
と、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部
とを有する固定子鉄心において、前記ティース部は、テ
ィース側面のティース側面部辺と、前記ティース側面部
辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根
元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース
根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０
°とし、且つ前記ティース部の数を９本としたものであ
る。

【００２６】この発明の固定子は、バックヨーク部、当
該バックヨーク部から突出した複数のティース部とを有
する固定子鉄心と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部
材と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻装され
た巻線とを有する固定子において、前記ティース部はそ
の側面にティース側面部辺を有し、当該ティース側面部
辺のティース先端側若しくはティース根元側の端にはア
ールが形成され、前記絶縁部材は、前記ティース側面部
辺を覆う第１の辺と、前記アールが形成された部分を覆
う第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺との
挟角が略１２０°であることを特徴とするものである。
ここで第１の辺とは以下の実施の形態における辺３２に
対応し、第２の辺とは以下の実施の形態における辺３
１、３３に対応する。

【００２７】この発明の電動機は、バックヨーク部、当
該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有す
る環状の固定子鉄心と、当該環状の固定子鉄心の内部に
前記ティース部と対向して設けられたインナーロータ
と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁
部材を介して前記ティース部に集中巻きした巻線とを有
する電動機であって、前記絶縁部材は前記固定子鉄心の
横断面において、前記ティース部の側面を覆う第１の辺
と、当該第１の辺に対して前記ティース部の先端側に位
置する第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺
との挟角を略１２０°とし、前記第１の辺および前記第
２の辺上に前記巻線を俵巻きで巻装したものである。こ
こで第１の辺とは以下の実施の形態における辺３２に対
応し、第２の辺とは以下の実施の形態における辺３１に
対応する。

【００２８】この発明の圧縮機は、バックヨーク部、当
該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有す
る固定子鉄心と、当該固定子の前記ティース部と対向し
て設けられたインナーロータと、前記ティース部の表面
を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記ティース
部に巻線とを有する電動機を有し、当該電動機により冷
媒の圧縮を行なう圧縮機であって、前記絶縁部材をポリ
フェニレンサルファイド樹脂により成形したものであ
る。

【００２９】この発明の固定子製造方法は、バックヨー
ク部、当該バックヨーク部から突出した複数のティース
部を有する固定子鉄心と、前記ティース部の表面を覆う
絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻
装された巻線とを有し、前記絶縁部材は前記固定子鉄心
の横断面において、前記ティース部の側面を覆う第１の
辺と、当該第１の辺に対して前記ティース部の先端側に
位置する第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の
辺との挟角を略１２０°とした固定子製造方法であっ
て、前記バックヨーク部、前記複数のティース部、当該
複数のティース部間を繋ぐ連結部を有し、当該連結部に
おいて折り曲げ可能な固定子鉄心を作成する第１ステッ
プと、前記第１ステップの後、前記固定子鉄心の前記複
数のティース部を互いに平行に又は平行よりも前記複数
のティース部が互いに広げた状態で保持し、前記絶縁部
材を前記ティース部に取り付ける第２ステップと、前記
第２ステップの後、前記固定子鉄心の前記複数のティー
ス部を互いに平行に又は平行よりも前記複数のティース
部が互いに広げた状態で、前記絶縁部材を介して前記テ
ィース部に前記巻線を集中的に巻装する第３ステップ
と、前記第３ステップの後、前記連結部において前記固
定子鉄心を環状に折り曲げる第４ステップとを有する。

【００３０】また、前記連結部は、前記ティース部を繋
ぐバックヨーク部に設けられた薄肉部であり、当該薄肉
部で固定子鉄心を環状に折り曲げる。

【００３１】さらに、前記固定子鉄心は凸部および凹部
を有する複数のコア片を積層して形成され、積層方向に
相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結
部を形成する。

【００３２】さらに、前記固定子鉄心は凸部および凹部
を有する複数のコア片を積層して形成され、同一層にお
いて相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記
連結部を形成する。

【００３３】さらにまた、貫通穴を有する複数のコア片
を積層して前記固定子鉄心を形成し、前記複数のコア片
に設けられた貫通穴にピンを挿入することにより前記連
結部を形成する。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下の実施の形態では、圧縮機に
用いられる集中巻型電動機について説明する。 実施の形態１．以下、この発明の実施の形態を図１及び
図２に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態
１における集中巻型電動機の横断面図である。また、図
２は図１のスロット部分を拡大した図である。１は固定
子、２は巻線、３は絶縁部材としてのインシュレータで
あり、４は固定子コアである。巻線２は固定子コア４の
内径側から巻線機のノズルが挿入されて、このノズルを
動かすことによりインシュレータ３を介してティース６
に直巻きされる。巻線２はティース６に対していわゆる
集中巻で巻装される。５は固定子に対向して配置された
回転子であり、６は固定子コアに形成されたティースで
ある。

【００３５】インシュレータ３は、巻線２と固定子コア
４との間の絶縁を行なうために設けられるものである。
圧縮機に用いるインシュレータ３としては、ＰＰＳ樹脂
（ポリフェニレンサルファイド）を用いる。このＰＰＳ
樹脂とは、パラジクロルベンゼンと硫化アルカリを高温
高圧下で反応させて得られる[−Pｈ−Ｓ−]の繰り返し
構造からなる熱可塑性の結晶性エンプラである。このＰ
ＰＳ樹脂は従来のインシュレータ材料に比べ、耐熱性に
優れ、加水分解の心配がない、耐熱性が高い、成形性が
良い、強度、剛性が高いという特性を有している。

【００３６】そのため、従来の冷媒（ＨＣＦＣ冷媒、Ｃ
ＦＣ冷媒）、またそれに変わる新冷媒（ＨＦＣ冷媒）、
冷凍機油いずれに対しても安定性が高く、圧縮機電動機
のインシュレータとして適している。また、本実施の形
態に記載したインシュレータ材料は、後述するように辺
３１と辺３２の挟角、辺３２と辺３３の挟角を１２０°
に成形する必要があり、この材料を用いることで成形後
のインシュレータ形状が適切な形状で作成できる点で有
効である。また、集中巻きは分散巻きに対してインシュ
レータにかなりのテンションがかかる。そのため、イン
シュレータ自体の剛性が必要不可欠となり、ＰＰＳ樹脂
が有効である。

【００３７】固定子コア４は、ティース６、ティース６
の根元側に設けられるバックヨーク部４１、ティース６
先端に設けられ回転子５と対向するのロータ対向部４２
とから構成される。また、ティース６に巻線２が巻き回
されている領域をスロット１０と呼び、このスロット１
０はティース側面部辺７、ティース先端側辺８、ティー
ス根元部辺９およびバックヨーク側辺１３という４つの
辺で囲まれる領域である。

【００３８】ティース側面部辺７とはティース６の側面
上の辺であり、ティース先端側辺８とはティース６の側
面に対して先端側に位置するティース先端側面上の辺で
あり、ティース根元部辺９とはティース６の側面に対し
てティースの根元側に位置するティース根元側面上の辺
である。

【００３９】この実施の形態における集中巻型電動機で
は、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ
１と、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角
θ２の角度がいずれも１２０°である。また、バックヨ
ーク側辺１３はティース側面部辺７に対して９０°の角
度を有している。そのため、ティース根元部辺９とバッ
クヨーク側辺１３の挟角θ３は１５０°となっている。
さらに、互いに隣接するバックヨーク側辺１３同士の挟
角θ４についても１８０°よりも小さい角度となってい
る。

【００４０】第１層の巻線２はティース先端側辺８、テ
ィース側面部辺７、ティース根元部辺９と接して配置さ
れ、巻線２同士も接して配置される。ティース根元部辺
９とバックヨーク側辺１３との交差部、ティース根元部
辺９とティース側面部辺７との交差部、さらにティース
側面部辺７とティース先端側辺８との交差部すべてにお
いて、隣接する２つの辺に接するように巻線２が配置さ
れる。このような配置は、ティース先端部辺８からティ
ース根本部辺９にかけて巻線２をティースに安定して整
列させるのに有効である。

【００４１】また、インシュレータ３は、ティース６の
ティース先端側辺８、ティース側面部辺７、ティース根
元部辺９、バックヨーク側辺１３に対応する辺３１、３
２、３３、３４を有している。このインシュレータ３
は、ティース６の形状と同様な形状となっている。即
ち、この実施の形態では辺３１と辺３２の挟角、辺３２
と辺３３の挟角は１２０°となっている。また、辺３３
と辺３４との挟角はθ３と一致し、１５０°であり。互
いに隣接する辺３４の挟角もθ４と一致している。実施
の形態におけるインシュレータ３は一定の肉厚を有して
いる。只、肉厚は箇所に応じて変更してもよい。

【００４２】インシュレータ３の辺３２の距離Ｌ１、辺
３３の距離Ｌ２は、以下の距離に設定される。 Ｌ１＝ｄ（ｎ−１＋ｔａｎ３０°） Ｌ２＝ｄ（ｎ−１＋ｔａｎ３０°／２＋ｔａｎ１５°／
２） ここで、ｎは任意の自然数、ｄは巻線の直径である。巻
装等の際に巻線が伸びることがあるため、巻線の直径ｄ
は巻装の伸びも考慮した値とすることが望ましい。この
場合、巻線の直径ｄは初期の値よりも小さくなる。この
ような距離に設定されるのは、辺３２は両端が１２０°
になっているのに対し、辺３３は一端が１２０°に他端
が１５０°に設定されているためである。

【００４３】固定子コアの辺７、９およびインシュレー
タの辺３２、３３が以上のような距離に設定されること
により、第１層の巻線２は辺３１、辺３２、辺３３と接
して配置され、巻線２同士も接して配置される。辺３３
と辺３４との交差部、辺３３と辺３２との交差部、さら
に辺３２と辺３１との交差部すべてにおいて、隣接する
２つの辺に接するように巻線２が配置される。このよう
な配置は、ティース先端部辺８からティース根本部辺９
にかけて巻線２をティースに安定して整列させるのに有
効である。

【００４４】この実施の形態における集中巻型電動機
は、ティース側面部辺７とティース先端側辺８とで形成
される角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺
９とで形成される角θ２を１２０°にしている。従来形
状品の鉄損解析図である図１９に示したように、ティー
ス側面部辺７とティース先端側辺８とが交わる部分は鉄
損が集中する部分であり、この部分の形状が鉄損低減に
大きく影響するが、この実施の形態では角θ１を１２０
°に形成しているため、この部分の磁束が流れ易くなり
従来に比べて鉄損が大幅に低減される。

【００４５】また、ティース側面部辺７とティース先端
側辺８の挟角θ１を１２０°とすることは、鉄損低減だ
けではなく銅損低減にもつながる。この実施の形態にお
ける集中巻型電動機は、ティース側面部辺７とティース
先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース
根元部辺９の挟角θ２を１２０°としているため、巻線
２を俵積みすることが可能である。

【００４６】ここで俵積みとは１層目の巻線と２層目の
巻線を３０°ずらして積層するものであり、このように
してティース６の回りに巻線２を巻くことにより巻線と
巻線の隙間（デッドスペース）を小さくすることができ
る。この巻き方の場合、ティース側面部辺７とティース
先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース
根元部辺９の挟角θ２を１２０°にすれば最もスロット
１０内のデッドスペースを低減することができる。

【００４７】図１５は、ティース側面部辺７とティース
先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース
根元部辺９の挟角θ２が９０°の場合の巻線積層例を示
したものである。挟角θ１、挟角θ２が９０°の場合
に、１層目と２層目を両端辺に沿って巻線すれば、図か
ら明らかなようにデッドスペース１１が多いものとなっ
てしまう。

【００４８】図１６は、ティース側面部辺７とティース
先端側辺８の挟角θ１、ティース側面部辺７とティース
根元部辺９の挟角θ２が９０°の場合の他の巻線積層例
を示したものである。この図に示したように、１層目の
巻線の間に２層目を配置するように積層しても、ティー
ス先端側辺８とティース根元部辺９と巻線２との間にデ
ッドスペース１１が大きく空いてしまう。

【００４９】図１５、図１６と本実施の形態とを比較し
てわかるように、この実施の形態における集中巻型電動
機では、ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟
角θ１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟
角θ２を両方１２０°にすることで、１層目の巻線と２
層目の巻線を３０°ずらして積層する理想的な俵巻きを
行なうことが可能となり、かつスロット１０内のデッド
スペースを低減することができる。これにより銅損の低
減が可能となる。

【００５０】以上説明したように、この実施の形態にお
ける集中巻型電動機ではティース側面部辺７とティース
先端側辺８とで形成される角θ１、ティース側面部辺７
とティース根元部辺９とで形成される角θ２を１２０°
にすることにより、磁束が流れ易く鉄損を低減すること
が可能となるとともに、巻線デッドスペースを小さくす
ることが可能となり小さいスロット面積内に図１２、１
３と同量の巻線を巻くことが可能である。

【００５１】したがって、銅損を大きくすることなく、
鉄損を低減できており、高効率な電動機が達成可能な形
状となっている。またスロット面積の大きさと鉄心の大
きさのバランスから、鉄損同等、銅損低減ということも
可能で、電動機の要求スペックに応じて、さまざまな高
効率電動機の提供が可能となる。このように、この実施
の形態における集中巻電動機は相反する鉄損・銅損を低
減させることが可能となる。

【００５２】さらに、この実施の形態においては隣接す
る複数のティースに対応するティース根元部辺９ａ，９
ｂとの間にはバックヨーク側辺１３ａ，１３ｂが配置さ
れている。またティース根元部辺９ａとバックヨーク側
辺１３ａの挟角θ３、ティース根元部辺９ｂとバックヨ
ーク側辺１３ｂの挟角θ３は１８０°よりも小さい角
度、ここでは１５０°としている。このような構造によ
り、挟角θ２の角度を１２０°としたまま、従来の巻線
機に比べティース間隔を広げることができる。また、こ
のような構造により、バックヨークの厚さを確保したま
ま固定子のコアの小型化を可能としている。

【００５３】圧縮機全体の大きさは、固定子コアの直径
によって大きく左右されることになるため、上記構造は
圧縮機の小型化に大きく貢献する。

【００５４】さらにまた、この実施の形態においては，
ティース側面部辺７に対してティース先端側辺８、ティ
ース根元部辺９の双方が１２０°の角度を有しているこ
とにより、巻線２の位置ずれを低減できる。巻線２は俵
積みされた状態でティース側面部辺７に対してティース
先端側辺８、ティース根元部辺９で囲まれた極めて安定
した状態で配置される。

【００５５】さらに、この実施の形態においては、ティ
ースの数（ティース数）を９本としているが、この数は
θ２を１２０°としている場合に有効な極数である。一
般的に圧縮機のティース数としては、６本、９本、１２
本が使用されるが、例えば６本のティースで本実施の形
態のθ２、θ３の角度を確保するには図２０に示すよう
に固定子コアの直径が大きくなる。固定子コアの直径を
より小さくするように設計するには、バックヨークの厚
みを薄くすることで対応せざるを得ないため圧縮機の性
能悪化につながる。本実施の形態ではティース数を９本
としているため、本実施の形態のようにθ２を１２０
°、θ３を１５０°とした場合でも、バックヨークの厚
みを確保することができるとともに固定子コアの直径を
小さくすることができる。

【００５６】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２における集中巻型電動機の固定子のスロット拡大
図である。本実施の形態では固定子のスロットを構成す
る各辺のうち、ティース側面部辺７とティース先端側辺
８の挟角θ１のみを１２０°にしたものである。ティー
ス側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２は、１２
０°以下の角度、例えば９０°としている。

【００５７】また絶縁部材としてのインシュレータ３も
コア形状に合わせ、ティース側面部辺７に対応する辺３
２とティース先端側辺８に対応する辺３１の挟角を１２
０°とし、ティース側面部辺７に対応する辺３２とティ
ース根元部辺９に対応する辺３３の挟角を１２０°以下
の角度、ここでは９０°とした。インシュレータ３はＰ
ＰＳ樹脂が成形されたものである。

【００５８】図１９の鉄損解析図からわかるように、テ
ィース側面部辺７とティース先端側辺８との交点部分が
鉄損に大きく影響するため、ここを１２０°にすれば従
来の電動機と比較して鉄損改善が図られる。ティース側
面部辺７とバックヨーク側辺１３の挟角は１２０°には
せず、例えば９０°にするとその分だけ鉄損は若干大き
くなってしまうが、ティース側部辺７とティース先端側
辺１２の交点部分に比べて影響が少ない。その代わりス
ロット１０が大きくなり巻線２が多く巻き込めるように
なる。

【００５９】つまり本実施の形態は実施の形態１に対し
鉄損は幾分大きくなるが銅損は小さくできるので、鉄損
よりも銅損を低減させたいときには有効な形状である。

【００６０】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３における集中巻型電動機の固定子のスロット部拡大
図である。この図では、特にティース６の先端部を拡大
して示している。実施の形態１、２に示した集中巻型電
動機のコアは、プレス打ち抜きした磁性材料を複数枚積
層することによって形成される。プレス打ち抜きの際、
コアは金型で打抜かれるが、金型の寿命上、コア角部は
曲面とするのが普通である。

【００６１】図４のようにコア角部が巻線２の半径ｒ１
よりも小さいｒ２の曲面で構成されていれば、コアの曲
面部１４に巻線２が当たることがなく２つの辺８、９に
よって支持されるため巻線２が安定した状態で配置され
る。しかし、コア角部が巻線２の半径よりも大きな半径
の曲面で構成されていると巻線２の位置が不安定になり
巻き込める巻線量が減少する。

【００６２】よって本実施の形態は巻線性に影響するテ
ィース側面部辺７とティース先端側辺８の交差部（コア
角部）、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の交
差部（コア角部）を、巻線２の半径よりも小さな半径の
曲面で形成したものである。その他の構成については、
実施の形態１、２に記載したものと同じである。この時
インシュレータ３はコアの曲面に合わせ厚みが均一にな
るよう曲面形状とするのが最も無駄が少ないが、多少曲
面半径が大小しても巻線半径よりも小さければ問題な
い。

【００６３】この実施の形態の形態における集中巻型電
動機は、ティース側面部辺７とティース先端側辺８とで
形成される交差部（コア角部）、ティース側面部辺７と
ティース根元部辺９とで形成される交差部（コア角部）
を巻線２の半径よりも小さな半径の曲面で構成したの
で、これら交差部に巻線２を安定して配置することが可
能となり、スロット内に整列して巻線２を配置すること
ができる。

【００６４】この実施の形態では実施の形態１におい
て、ティース側面部辺７とティース先端側辺８とで形成
される交差部（コア角部）、ティース側面部辺７とティ
ース根元部辺９とで形成される交差部（コア角部）を巻
線２の半径よりも小さな半径の曲面で構成した場合を示
したが、実施の形態２に適用することも可能である。

【００６５】さらに、ティース根元部辺９とティースコ
アバック辺１３とで形成されるコア角部も巻線２の半径
よりも小さな半径の曲面とすることが望ましい。

【００６６】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４における集中巻型電動機の固定子のスロット部拡大
図である。

【００６７】この実施の形態は、固定子コア４のティー
ス側面部辺７とティース根元部辺９とのコア角部の形状
と、当該部分を覆う絶縁部材としてのインシュレータ３
の形状とが異なるものである。即ち、固定子コア４のテ
ィース側面部辺７とティース根元部辺９とのコア角部は
巻線２の半径よりも大きな半径の曲面で形成されている
が、ティース側面部辺７とティース根元部辺９のコア角
部を覆うインシュレータ３の辺３２と辺３３の挟角を１
２０°としたものである。その他の構造については、実
施の形態１および２と同様である。この実施の形態で用
いるインシュレータ３もＰＰＳ樹脂で成形される。

【００６８】この実施の形態の構造であれば、コアの曲
面よりも小さな線径の巻線を使用せねばならない場合で
も、インシュレータ３のティース側面部辺７とティース
根元部辺９に対応する３２、３３の挟角を１２０°とし
ているので、巻線位置が安定することで巻き乱れがなく
巻線できるので結果的に巻線の長さが短くなり、銅損低
減がはかれる。

【００６９】尚、この実施の形態では固定子コア４のテ
ィース側面部辺７とティース根元部辺９とのコア角部を
巻線２の半径よりも大きな半径の曲面で形成し、ティー
ス側面部辺７とティース根元部辺９のコア角部を覆うイ
ンシュレータ３の辺３２、３３の挟角を１２０°とした
が、ティース側面部辺７とティース先端側辺８のコア角
部を巻線２の半径よりも大きな半径の曲面で形成し、こ
の部分を覆うインシュレータ３の辺３１、３２の挟角を
１２０°としても良い。

【００７０】実施の形態５．図６は、実施の形態５にお
ける集中巻型電動機の固定子のスロット部拡大図であ
る。ティース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ
１、ティース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ
２が１２０°以上で形成されている固定子において、テ
ィース側面部辺７とティース先端側辺８のコア角部およ
びティース側面部辺７とティース根元部辺９のコア角部
を覆うインシュレータ３の形状を１２０°の角度を持っ
た直線構造としたものである。即ち、ティース６のティ
ース側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１、ティ
ース側面部辺７とティース根元部辺９の挟角θ２は１２
０°よりも大きい角度に設定されているが、インシュレ
ータ３の辺３１、３２の挟角を１２０°に設定してい
る。また、インシュレータはＰＰＳ樹脂にて成形され
る。

【００７１】ティース側面部辺７とティース先端側辺８
の挟角θ１を１２０°よりも大きい角度に設定すること
により、この部分に磁束密度が集中するのを低減するこ
とができ、鉄損をより低減することが可能となる。さら
に、インシュレータ３の辺３１、辺３２の挟角を１２０
°とすることにより、巻線２を最適な俵積みで積層する
ことは可能となり、銅損の低減をも行なうことが可能と
なる。

【００７２】一般に、ティース先端部１５と隣のティー
ス先端部との隙間であるスロットオープニング１６が狭
い場合に、このスロットオープニング１６を介して磁束
が漏れるのが問題となる場合がある。この漏れ磁束はモ
ータトルクに対し無効な磁束であるため、効率悪化の原
因となる。

【００７３】このスロットオープニング１６を介して磁
束が漏れるのを低減するための方策として、例えばティ
ース先端部１５のスロットオープニング部高さ１７を小
さくことが考えられる。しかし、スロットオープニング
部高さ１７を小さくすると図６に示すようにティース側
面部辺７とティース先端側辺８とで形成される角度θ１
は１２０°以上の角度となってしまう。そこで、ティー
ス側面部辺７とティース先端側辺８とで形成される角度
θ１は１２０°以上の角度とし、巻線の整列性を確保す
るためにインシュレータ３は１２０°としておく。本構
造にすることによって、巻線の整列性を崩すことなく、
ティース先端部間の漏れ磁束を減少させることができ
る。

【００７４】尚本実施の形態では、θ２の角度を１２０
°以上とし、この部分を覆うインシュレータの辺の挟角
はθ２と同じ角度としているが、インシュレータの辺の
挟角を１２０°とするようにしてもよい。

【００７５】実施の形態６．従来の電動機において、テ
ィース側面部辺７とティース先端部８との挟角を９０°
としていた。その理由の一つは、固定子コアへの巻線の
し易さのためである。従来は固定子コア４の内径側から
ノズルを挿入して巻線を行なっていたので、この狭い領
域でノズルを移動させて巻線を行うためには、固定子コ
アの形状をシンプルな形状とする必要があった。特に、
インナーロータの場合にはティースが中心軸に向かって
突出するため、内径側のティース間の距離が狭くなり、
巻線機のノズルを挿入するスペースを確保する要求が強
い。

【００７６】また、従来においてティース側面部辺７と
ティース先端部８との挟角を９０°としていたのは、従
来は固定子コア４の内径側からノズルを挿入して集中巻
きを行なった場合に整列巻きが困難であったためでもあ
る。整列巻きが困難であったために、俵巻きを行なうこ
とが難しく、ティース側面部辺７とティース先端部８と
の挟角を１２０°とする要求がなかった。

【００７７】この実施の形態では、実施の形態１〜５に
示した集中巻型電動機の固定子コアを製造するのに適し
た製造方法を以下説明する。図７は、この実施の形態６
における固定子コアの製造方法を示す図、図８は最終的
に製造された固定子コアの構造図である。

【００７８】まず、図７（ａ）に示すような磁性材料を
プレス打ち抜きする。この磁性材料はコア１８が薄肉部
１９を介して連結されたものである。またコア１８には
ティース６が形成されている。このティース６の形状に
ついては、実施の形態１〜５において説明したものと同
一である。次に、図７（ｂ）に示すように磁性材料を複
数枚積層して固定子コア４を形成する。

【００７９】その後、図７（ｃ）に示すように固定子コ
ア４を直線状（帯状）に保持した状態で、絶縁部材とし
てのインシュレータ３をティース６周辺に取り付ける。
このインシュレータの形状は、先の実施の形態にて説明
したものと同様である。さらに、固定子コア４を直線状
（帯状）に保持した状態でインシュレータ３を介してテ
ィース６の回りに巻線を施す。直線状に保持した状態で
ティース６の回りに巻線を施すため、ティース間隔６を
確保することができ、ティース側面部辺７とティース先
端部辺８との挟角を１２０°とした場合でもこの部分に
巻線を施すことが可能となる。巻線完了後、固定子コア
４の薄肉部１０で折り曲げることにより最終的に固定子
コア４を図８のように環状に形成する。

【００８０】この実施の形態におけるインシュレータと
してもＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）を用
いる。このＰＰＳ樹脂は、従来のインシュレータ材料に
比べ、耐熱性に優れ、加水分解の心配がない、耐熱性が
高い、成形性が良い、強度、剛性が高いという特性を有
している。上述のような集中巻き行なうと、巻線の際に
インシュレータにかなりのテンションがかかる。そのた
め、インシュレータ自体の剛性が必要不可欠となり、Ｐ
ＰＳ樹脂が有効である。また、剛性を有するため、イン
シュレータの辺の角度を巻線後においても１２０°に保
つことも可能となる。これにより巻線の整列性を高める
ことができる。

【００８１】このように磁性材料を直線状に保持した状
態でティース６の回りに巻線を施すことにより巻線の整
列巻きが可能となるため、ティース側面部辺７とティー
ス先端側辺８の挟角θ１、ティース側側面部辺７とティ
ース根元部辺９の挟角θ２、又はインシュレータ３で形
成される角度が１２０°であった場合にも俵積みを行い
ながらティース６の回りに集中巻きすることができる。
そのため、効率的に集中巻型電動機を製造することが可
能となる。

【００８２】また、バックヨーク側辺１３はティース側
面部辺７に対して９０°の角度を有するようにθ３が１
５０°に設定されている。そのため、ティースを互いに
平行に保持した状態で、隣接するティースコアバック辺
１３ａ，１３ｂが平行（図では、同一面上に位置してい
る）となっている。そのため、複数のティースに巻線を
施す際のノズルの軌跡を単純化することができ、巻線が
容易になる点で有利である。

【００８３】尚、この実施の形態においては、直線状の
磁性材料をプレス打ち抜きしているが、複数のコア１８
が薄肉部１９で順次連結された環状の磁性材料をプレス
打ち抜きし、積層して、巻線を行なう際に薄肉部１９を
折り曲げて直線状に保持し、巻線後には再度薄肉部１９
を折り曲げて環状に形成することも可能である。この場
合には磁性材料が予め環状にプレス打ち抜きされている
ため、巻線後に固定子コア４を環状に形成した時の真円
度を高めることができる。

【００８４】また尚、この実施の形態ではティース６の
回りに巻線を集中巻きする際に、コアを直線状に保持し
た状態で巻いているが、ティース６が広がる方向にさら
に曲げた状態で巻線を行ってもよい。このようにするこ
とによりティース６同士の間隔をより広く確保すること
が可能となり、更に巻線が容易になる。特に、ティース
側面部辺７とティース先端側辺８の挟角θ１を１２０°
よりも大きくした場合には、有効である。

【００８５】実施の形態７．この実施の形態では、実施
の形態１〜５に示した集中巻型電動機の固定子コアの製
造方法の他の例について説明する。図９は この実施の
形態における固定子コアの製造方法を示す図、図１０は
最終的に製造された固定子コアの構造を示す図である。
これら図９、１０を用いて固定子コアの製造方法を以下
説明する。

【００８６】まず、図９（ａ）に示すような２種類のコ
ア片２０ａ，２０ｂを形成する。例えば、磁性材料をプ
レス打ち抜きして２種類のコア片２０ａ，２０ｂを形成
する。このコア片２０ａ、２０ｂには連結部２２とし
て、表面に凸部を裏面に凹部を設けている。

【００８７】次に、図９（ｂ）に示すように２種類のコ
ア片２０ａ，２０ｂを積層する。積層は次のように行な
う。まず、同じ種類のコア片２０ａを複数個の直線状
（帯状）に配列することによりコア部材２１ａを形成す
る。次に、コア部材２１ａの上に他の種類のコア片２０
ｂを帯状に配列して層を形成する。この時、コア片２０
ｂの裏面の凹部がコア片２０ａの表面の凸部に嵌合する
ように積層する。すなわち、積層方向に相隣るコア片の
凸部と凹部とが嵌合される。さらにコア片２０ｂからな
るコア部材２１ｂの上にコア片２０ａを帯状に配列す
る。この時もコア片２０ａの裏面の凹部がコア片２０ｂ
の表面の凸部に嵌合するように積層する。このようにコ
ア片２０ａからなるコア部材２１ａとコア片２０ｂから
なるコア部材２１ｂとを互い違いに積層していき、固定
子コア４を形成する。

【００８８】このように形成された固定子コア４は、コ
ア片２０ａ，２０ｂにそれぞれ設けられた凸部・凹部の
連結部２２を中心に、回転可能となる。その後、この固
定子コア４のティースに絶縁部材としてのインシュレー
タ３を取り付ける。このインシュレータ３もＰＰＳ樹脂
にて成形されたものである。インシュレータ３を取り付
けた後、固定子コア４を直線状（帯状）に保持した状態
で、インシュレータ３を介してティース６の回りに巻線
２を施す。その後、連結部２２を回転することにより環
状に形成する。このようにして最終的に図１０に示す固
定子を製造する。

【００８９】実施の形態１〜５の固定子の製造方法とし
て、この実施の形態に示したような製造方法を採用する
ことにより、実施の形態６と同様の効果を有する。そし
て、巻線性が良く、より高効率な集中巻型電動機を提供
できる。尚、この実施の形態では、コア片２０ａ，２０
ｂを形成してから、積層する手順で説明しているが、コ
ア片２０ａを形成して積層し、その後コア片２０ｂを形
成して積層するというようにコア片の形成と積層を繰り
返して行なうことで、固定子鉄心を形成するようにして
もよい。

【００９０】尚、この実施の形態においては、コア片２
０ａ，２０ｂに設けた凸部および凹部とにより、連結し
て回転可能としているが、図１１に示すようにコア片２
０ａ，２０ｂに貫通穴を設け、この貫通穴にピン２２１
を通して回転可能とすることも可能である。また、コア
片２０に凹部および凸部を設け、図１２に示すように同
じ層の複数のコア片２０の凹部及び凸部同士をはめ込ん
で関節部を形成し、この関節部を中心に回転可能として
もよい。即ち、同一層において相隣るコア片の前記凸部
と凹部とを嵌合させて前記連結部を形成する。これらピ
ン２２１、関節部は、いずれも連結部２２の一例であ
る。

【００９１】実施の形態８．図１３は、この実施の形態
８における集中巻型電動機のインシュレータの構造図で
あり、特にティース部分を拡大して示している。図１３
はインシュレータ３がティース６に装着された状態を示
している。

【００９２】図１３（ａ）は、インシュレータ３を取り
付けた固定子コアの上面図である。図１３（ａ）におい
て、一点鎖線は透過線であり、インシュレータ３が覆わ
れたティース６の輪郭を示している。

【００９３】図１３（ｂ）は、インシュレータ３を取り
付けた固定子コアの側面図である。図１３（ｂ）は、固
定子コアの端部を特に拡大して示しており、一点鎖線は
透過線でありインシュレータ３の輪郭を示している。圧
縮機の電動機の固定子は通常円筒状であり、固定子コア
の端部とは円筒の端面部を意味する。図１３（ｃ）は、
ティース６の突出方向に平行な縦断面Ａ−Ａの縦断面図
であり、図１３（ｄ）及び図１３（ｅ）は、縦断面Ａ−
Ａに対して傾斜した断面Ｂ−ＢおよびＣ−Ｃの断面図で
ある。

【００９４】集中巻きにおいて巻線２は１本のティース
の回りに集中的に巻き回されるため、ティースの側面お
よびティースの表面を覆うようにして巻装される。その
ため、絶縁部材としてのインシュレータ３はティースの
側面およびティースの表面を覆うように取り付けられる
ことになる。図１３（ａ）における辺３１、辺３２、辺
３３の部分がティースの側面を覆う部分であり、図１３
（ｃ）における辺３５、３６、３７の部分がティースの
表面を覆う部分である。

【００９５】図１３（ａ）（ｂ）の滑らかな曲面である
ティース側曲面３１１は、図１３（ａ）のインシュレー
タ３の辺３２から図１３（ｃ）の辺３５を通り、さらに
反対側の辺３２に至る。ティース側曲面３１１をコア横
断面で切ったときの辺が辺３２であり、縦断面Ａ−Ａで
切ったときの辺が辺３５である。

【００９６】図１３（ｂ）における斜線で示した部分は
ティース先端側曲面３１０であり、このティース先端側
曲面３１０は、図１３（ａ）における辺３１から図１３
（ｃ）の辺３６を通り、さらに反対側の辺３１に至る。
ティース先端側曲面３１０をコア横断面で切ったときの
辺が辺３１であり、縦断面Ａ−Ａで切ったときの辺が辺
３６である。

【００９７】図１３（ａ）におけるティース根元曲面３
１２は、図１３（ａ）における辺３３から図１３（ｃ）
の辺３７を通り、反対側の辺３３に至る。ティース根元
曲面３１２をコア横断面で切ったときの辺が辺３３であ
り、縦断面Ａ−Ａで切ったときの辺が辺３７である。

【００９８】この実施の形態においては、コア横断面に
おいて辺３１と辺３２との挟角、辺３２と辺３３との挟
角、縦断面Ａ−Ａにおいて辺３５と辺３６の挟角、辺３
５と辺３７の挟角がいずれも１２０°である。巻線はイ
ンシュレータ３を介してティース６に３次元的に巻かれ
ているため、横断面に加えて縦断面でも辺３５と辺３６
の挟角を１２０°とすることでさらに整列性が改善され
る。

【００９９】この実施の形態では、ティース先端側曲面
３１０とティース側曲面３１１との間の角度は、縦断面
であるＡ−Ａ断面だけでなく全ての断面でも１２０°が
保たれるようにしている。即ち、Ｂ−Ｂ断面およびＣ−
Ｃ断面でも１２０°が保たれるようにしている。このよ
うにすることにより、横断面と縦断面のみを１２０°と
する場合に比べてより整列性良く巻線を行なうことがで
きる。さらに、すべての断面で１２０°とすればさらに
整列性が良くなる。

【０１００】インシュレータ３は一般に樹脂成形される
ものであるため、３次元成形を比較的簡単に行なうこと
ができる。特に、インシュレータの材料としてＰＰＳ樹
脂を用いることが剛性、および成形性の面で有効であ
る。

【０１０１】以上説明した実施の形態では挟角を１２０
°にした場合について述べたが、この角度に近似するも
のにも本発明は適用可能である。そのため、１２０°お
よびこの角度に近似するものを含めてほぼ１２０°と表
記する。また、この実施の形態では特に圧縮機に採用す
る電動機について説明しているため、すべてインナーロ
ータ型であるが、アウターロータ型の電動機においても
本発明は適用可能である。さらに、圧縮機以外の電動機
に適用することも可能である。

【０１０２】

【発明の効果】この発明の固定子鉄心は、バックヨーク
部と、当該バックヨーク部から突出した複数のティース
部とを有する固定子鉄心において、前記ティース部は、
ティース側面のティース側面部辺と、当該ティース側面
部辺に対してティースの先端側に位置するティース先端
部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース先
端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°
としたので、銅損と鉄損の相反する損失を両方低減する
ことができる。

【０１０３】また、前記ティース部は、前記ティース側
面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティー
ス根元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティ
ース根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１
２０°としたため、さらに銅損の低減を図ることができ
る。

【０１０４】さらに、前記ティース側面部辺と前記ティ
ース先端部辺の交差部にはアールが形成されており、こ
のアール半径を巻線の半径よりも小さくしたため、ティ
ース側面部辺とティース根元部辺の交差部に巻線を安定
して配置することができ、より整列した巻装を行なうこ
とができる。

【０１０５】さらにまた、前記バックヨーク部はその側
面にバックヨーク側辺を有し、当該バックヨーク側辺と
前記ティース根元部辺との挟角は略１５０°であるた
め、バックヨークの厚さを確保したまま固定子鉄心の小
型化を可能としている。

【０１０６】この発明の固定子は、バックヨーク部と、
当該バックヨーク部から突出した複数のティース部と、
前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材
を介して前記ティース部に巻装された巻線とを有する固
定子において、前記ティース部は、ティース側面のティ
ース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対してティー
スの先端側に位置するティース先端部辺とを有し、前記
絶縁部材は、前記ティース側面部辺を覆う第１の辺と、
前記ティース先端部辺を覆う第２の辺とを有し、前記第
１の辺と前記第２の辺の挟角を固定子鉄心の横断面にお
いて略１２０°としたため、固定子の形状に左右されず
に前記第１の辺と第２の辺の挟角を略１２０°に確保す
ることができる。

【０１０７】また、前記ティース側面部辺と前記ティー
ス先端部辺の挟角は前記第１の辺と前記第２の辺との挟
角よりも大きいため、巻線の整列性を崩すことなくティ
ース先端部間の漏れ磁束を低減することができる。

【０１０８】さらに、前記ティース部は、前記ティース
側面部辺に対して前記ティースの根元側に位置するティ
ース根元部辺とを有し、前記絶縁部材は、前記ティース
根元部辺を覆う第３の辺を有し、前記第２の辺と前記第
３の辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°
としたので、さらに銅損の低減を図ることができる。

【０１０９】さらにまた、前記絶縁部材の前記第１の辺
の長さＬは、前記巻線の直径をｄとすると、 Ｌ＝ｄ（ｎ−１＋ｔａｎ３０°）（ｎは任意の自然数） の関係を有するので、前記第２の辺に巻線を敷き詰める
ことが可能となり、より効率的な巻線配置が可能とな
る。

【０１１０】また、前記絶縁部材は、固定子鉄心の端部
においてティースの表面を覆う部分を有し、ティースの
突出方向に平行な縦断面においてティース表面を覆う第
４の辺と当該第４の辺に対してティース先端側に位置す
る第５の辺の挟角が略１２０°であるため、固定子鉄心
の端部での巻線の整列性を高めることができる。

【０１１１】この発明の固定子鉄心は、バックヨーク部
と、当該バックヨーク部から突出した複数のティース部
とを有する固定子鉄心において、前記ティース部は、テ
ィース側面のティース側面部辺と、前記ティース側面部
辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根
元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース
根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０
°とし、且つ前記ティース部の数を９本としたため、バ
ックヨークの厚みを確保しつつ固定子コアの直径をより
小さくすることができる。

【０１１２】この発明の固定子は、バックヨーク部、当
該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有す
る固定子鉄心と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材
と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻装された
巻線とを有する固定子において、前記ティース部はその
側面にティース側面部辺を有し、当該ティース側面部辺
のティース先端側若しくはティース根元側の端にはアー
ルが形成され、前記絶縁部材は、前記ティース側面部辺
を覆う第１の辺と、前記アールが形成された部分を覆う
第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺との挟
角が略１２０°であるため、固定子鉄心の角部分にアー
ルが形成される場合でもその形状に左右されずに銅損を
低減することができる。

【０１１３】この発明の電動機は、バックヨーク部、当
該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有す
る環状の固定子鉄心と、当該環状の固定子鉄心の内部に
前記ティース部と対向して設けられたインナーロータ
と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁
部材を介して前記ティース部に集中巻きした巻線とを有
する電動機であって、前記絶縁部材は前記固定子鉄心の
横断面において、前記ティース部の側面を覆う第１の辺
と、当該第１の辺に対して前記ティース部の先端側に位
置する第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺
との挟角を略１２０°とし、前記第１の辺および前記第
２の辺上に前記巻線を俵巻きで巻装したため、銅損と鉄
損を両方低減した電動機を得ることができる。

【０１１４】この発明の圧縮機は、バックヨーク部、当
該バックヨーク部から突出した複数のティース部を有す
る固定子鉄心と、当該固定子の前記ティース部と対向し
て設けられたインナーロータと、前記ティース部の表面
を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記ティース
部に巻線とを有する電動機を有し、当該電動機により冷
媒の圧縮を行なう圧縮機であって、前記絶縁部材をポリ
フェニレンサルファイド樹脂により成形したため、従来
の冷媒（ＨＣＦＣ冷媒、ＣＦＣ冷媒）および新冷媒（Ｈ
ＦＣ冷媒）のいずれにも適した圧縮機を得ることができ
る。

【０１１５】この発明の固定子製造方法は、バックヨー
ク部、当該バックヨーク部から突出した複数のティース
部を有する固定子鉄心と、前記ティース部の表面を覆う
絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻
装された巻線とを有し、前記絶縁部材は前記固定子鉄心
の横断面において、前記ティース部の側面を覆う第１の
辺と、当該第１の辺に対して前記ティース部の先端側に
位置する第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の
辺との挟角を略１２０°とした固定子製造方法であっ
て、前記バックヨーク部、前記複数のティース部、当該
複数のティース部間を繋ぐ連結部を有し、当該連結部に
おいて折り曲げ可能な固定子鉄心を作成する第１ステッ
プと、前記第１ステップの後、前記固定子鉄心の前記複
数のティース部を互いに平行に又は平行よりも前記複数
のティース部が互いに広げた状態で保持し、前記絶縁部
材を前記ティース部に取り付ける第２ステップと、前記
第２ステップの後、前記固定子鉄心の前記複数のティー
ス部を互いに平行に又は平行よりも前記複数のティース
部が互いに広げた状態で、前記絶縁部材を介して前記テ
ィース部に前記巻線を集中的に巻装する第３ステップ
と、前記第３ステップの後、前記連結部において前記固
定子鉄心を環状に折り曲げる第４ステップとを有するた
め、効率的な集中巻きの固定子を得ることができる。

【０１１６】また、前記連結部は、前記ティース部を繋
ぐバックヨーク部に設けられた薄肉部であり、当該薄肉
部で固定子鉄心を環状に折り曲げるため、固定子鉄心を
簡単な構造で作成することができる。

【０１１７】さらに、前記固定子鉄心は凸部および凹部
を有する複数のコア片を積層して形成され、積層方向に
相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結
部を形成するため、薄肉に比べ連結部での折り曲げ回
数、折り曲げ角度等の制約が低減される。

【０１１８】さらに、前記固定子鉄心は凸部および凹部
を有する複数のコア片を積層して形成され、同一層にお
いて相隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記
連結部を形成するため、薄肉に比べ連結部での折り曲げ
回数、折り曲げ角度等の制約が低減される。

【０１１９】さらにまた、貫通穴を有する複数のコア片
を積層して前記固定子鉄心を形成し、前記複数のコア片
に設けられた貫通穴にピンを挿入することにより前記連
結部を形成するため、薄肉に比べ連結部での折り曲げ回
数、折り曲げ角度等の制約が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１における集中巻型電動機の横断
面図である。

【図２】 図１のスロット部分を拡大した図である。

【図３】 実施の形態２における集中巻型電動機の固定
子のスロット拡大図である。

【図４】 実施の形態３における集中巻型電動機の固定
子のスロット部拡大図である。

【図５】 実施の形態４における集中巻型電動機の固定
子のスロット部拡大図である。

【図６】 実施の形態５における集中巻型電動機の固定
子のスロット部拡大図である。

【図７】 実施の形態６における固定子の製造方法を示
す図である。

【図８】 実施の形態６の製造方法によって製造された
固定子コアの構造図である。

【図９】 実施の形態７における固定子の製造方法を示
す図である。

【図１０】 実施の形態７における製造方法によって製
造された固定子コアの構造図である。

【図１１】 連結部の他の構造例を示す図である。

【図１２】 連結部の他の構造例を示す図である。

【図１３】 実施の形態８における集中巻型電動機のイ
ンシュレータの構造図である。

【図１４】 従来例１の集中巻型電動機の固定子コアお
よび回転子の断面図である。

【図１５】 巻線積層例を示した図である。

【図１６】 他の巻線積層例を示した図である。

【図１７】 従来例２の電機子鉄心の斜視図である。

【図１８】 従来例２のコイルスロットの形状を示す図
である。

【図１９】 従来例１の固定子鉄心の鉄損解析図であ
る。

【図２０】 ティース本数を６とした場合の固定子コア
を示す図である。

【符号の説明】

１ 固定子、２ 巻線、３ インシュレータ、４ 固定
子コア、５ 回転子、６ティース、４１ バックヨーク
部、ロータ対向部４２、７ ティース側面部辺、８ テ
ィース先端側辺、９ ティース根元部辺、１３ バック
ヨーク側辺、１６ スロットオープニング、１８ コ
ア、１９ 薄肉部、２０ａ，２０ｂコア片、２１ コア
部材、２２ 連結部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 利夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 風間 修 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 増本 浩二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 加藤 政紀 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 馬場 和彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 秋田 裕之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 中原 裕治 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大田 順一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA02 AA03 AB01 AB07 AC03 AE06 AE07 AE08 5H604 AA05 BB01 BB14 CC01 CC05 CC15 CC16 DA13 5H615 AA01 BB14 PP01 PP06 PP08 PP10 QQ02 SS05

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バックヨーク部と、当該バックヨーク部
   から突出した複数のティース部とを有する固定子鉄心に
   おいて、 前記ティース部は、ティース側面のティース側面部辺
   と、当該ティース側面部辺に対してティースの先端側に
   位置するティース先端部辺を有し、前記ティース側面部
   辺と前記ティース先端部辺の挟角を固定子鉄心の横断面
   において略１２０°としたことを特徴とする固定子鉄
   心。
2. 【請求項２】 前記ティース部は、前記ティース側面部
   辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根
   元部辺とを有し、前記ティース側面部辺と前記ティース
   根元部辺の挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０
   °としたことを特徴とする請求項１記載の固定子鉄心。
3. 【請求項３】 前記ティース側面部辺と前記ティース先
   端部辺の交差部にはアールが形成されており、このアー
   ル半径を巻線の半径よりも小さくしたことを特徴とする
   請求項１記載の固定子鉄心。
4. 【請求項４】 前記バックヨーク部はその側面にバック
   ヨーク側辺を有し、当該バックヨーク側辺と前記ティー
   ス根元部辺との挟角は略１５０°であることを特徴とす
   る請求項２記載の固定子鉄心。
5. 【請求項５】 バックヨーク部、当該バックヨーク部か
   ら突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、前
   記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材を
   介して前記ティース部に巻装された巻線とを有する固定
   子において、 前記ティース部は固定子の横断面においてティース側面
   のティース側面部辺と、当該ティース側面部辺に対して
   ティースの先端側に位置するティース先端部辺とを有
   し、前記絶縁部材は固定子の横断面において前記ティー
   ス側面部辺を覆う第１の辺と、前記ティース先端部辺を
   覆う第２の辺とを有し、前記第１の辺と前記第２の辺の
   挟角を固定子鉄心の横断面において略１２０°としたこ
   とを特徴とする固定子。
6. 【請求項６】 前記ティース側面部辺と前記ティース先
   端部辺の挟角は前記第１の辺と前記第２の辺との挟角よ
   りも大きいことを特徴とする請求項５記載の固定子。
7. 【請求項７】 前記ティース部は、前記ティース側面部
   辺に対して前記ティースの根元側に位置するティース根
   元部辺とを有し、前記絶縁部材は、前記ティース根元部
   辺を覆う第３の辺を有し、前記第２の辺と前記第３の辺
   の挟角を固定子の横断面において略１２０°としたこと
   を特徴とする請求項５記載の固定子。
8. 【請求項８】 前記絶縁部材の前記第１の辺の長さＬ
   は、前記巻線の直径をｄとすると、 Ｌ＝ｄ（ｎ−１＋ｔａｎ３０°）（ｎは任意の自然数） の関係を有することを特徴とする請求項７記載の固定
   子。
9. 【請求項９】 前記絶縁部材は、前記固定子鉄心の端部
   においてティースの表面を覆う部分を有し、ティースの
   突出方向に平行な縦断面においてティース表面を覆う第
   ４の辺と当該第４の辺に対してティース先端側に位置す
   る第５の辺の挟角が略１２０°であることを特徴とする
   請求項５記載の固定子。
10. 【請求項１０】 バックヨーク部と、当該バックヨーク
    部から突出した複数のティース部とを有する固定子鉄心
    において、 前記ティース部は、ティース側面のティース側面部辺
    と、前記ティース側面部辺に対して前記ティースの根元
    側に位置するティース根元部辺とを有し、前記ティース
    側面部辺と前記ティース根元部辺の挟角を固定子鉄心の
    横断面において略１２０°とし、且つ前記ティース部の
    数を９本としたことを特徴とする固定子鉄心。
11. 【請求項１１】 バックヨーク部と当該バックヨーク部
    から突出した複数のティース部とを有する固定子鉄心
    と、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁
    部材を介して前記ティース部に巻装された巻線とを有す
    る固定子において、 前記ティース部はその側面にティース側面部辺を有し、
    当該ティース側面部辺のティース先端側若しくはティー
    ス根元側の端にはアールが形成され、 前記絶縁部材は、前記ティース側面部辺を覆う第１の辺
    と、前記当該アールが形成された部分を覆う第２の辺と
    を有し、前記第１の辺と前記第２の辺との挟角が略１２
    ０°であることを特徴とする固定子。
12. 【請求項１２】 バックヨーク部、当該バックヨーク部
    から突出した複数のティース部を有する環状の固定子鉄
    心と、当該環状の固定子鉄心の内部に前記ティース部と
    対向して設けられたインナーロータと、前記ティース部
    の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材を介して前記テ
    ィース部に集中巻きした巻線とを有する電動機であっ
    て、 前記絶縁部材は前記固定子鉄心の横断面において、前記
    ティース部の側面を覆う第１の辺と、当該第１の辺に対
    して前記ティース部の先端側に位置する第２の辺とを有
    し、前記第１の辺と前記第２の辺との挟角を略１２０°
    とし、 前記第１の辺および前記第２の辺上に前記巻線を俵巻き
    で巻装したことを特徴とする電動機。
13. 【請求項１３】 バックヨーク部、当該バックヨーク部
    から突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、
    当該固定子の前記ティース部と対向して設けられたイン
    ナーロータと、前記ティース部の表面を覆う絶縁部材
    と、当該絶縁部材を介して前記ティース部に巻線とを有
    する電動機を有し、当該電動機により冷媒の圧縮を行な
    う圧縮機であって、前記絶縁部材をポリフェニレンサル
    ファイド樹脂により成形したことを特徴とする圧縮機。
14. 【請求項１４】 バックヨーク部、当該バックヨーク部
    から突出した複数のティース部を有する固定子鉄心と、
    前記ティース部の表面を覆う絶縁部材と、当該絶縁部材
    を介して前記ティース部に巻装された巻線とを有し、前
    記絶縁部材は前記固定子鉄心の横断面において、前記テ
    ィース部の側面を覆う第１の辺と、当該第１の辺に対し
    て前記ティース部の先端側に位置する第２の辺とを有
    し、前記第１の辺と前記第２の辺との挟角を略１２０°
    とした固定子製造方法であって、 前記バックヨーク部、前記複数のティース部、当該複数
    のティース部間を繋ぐ連結部を有し、当該連結部におい
    て折り曲げ可能な固定子鉄心を作成する第１ステップ
    と、 前記第１ステップの後、前記固定子鉄心の前記複数のテ
    ィース部を互いに平行に又は平行よりも前記複数のティ
    ース部が互いに広げた状態で保持し、前記絶縁部材を前
    記ティース部に取り付ける第２ステップと、 前記第２ステップの後、前記固定子鉄心の前記複数のテ
    ィース部を互いに平行に又は平行よりも前記複数のティ
    ース部が互いに広げた状態で、前記絶縁部材を介して前
    記ティース部に前記巻線を集中的に巻装する第３ステッ
    プと、 前記第３ステップの後、前記連結部において前記固定子
    鉄心を環状に折り曲げる第４ステップとを有することを
    特徴とする固定子製造方法。
15. 【請求項１５】 前記連結部は、前記ティース部を繋ぐ
    バックヨーク部に設けられた薄肉部であり、当該薄肉部
    にて前記固定子鉄心を環状に折り曲げることを特徴とす
    る請求項１４記載の固定子製造方法。
16. 【請求項１６】前記固定子鉄心は凸部および凹部を有す
    る複数のコア片を積層して形成され、積層方向に相隣る
    コア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結部を形
    成することを特徴とする請求項１４記載の固定子製造方
    法。
17. 【請求項１７】前記固定子鉄心は凸部および凹部を有す
    る複数のコア片を積層して形成され、同一層において相
    隣るコア片の前記凸部と凹部とを嵌合させて前記連結部
    を形成することを特徴とする請求項１４記載の固定子製
    造方法。
18. 【請求項１８】貫通穴を有する複数のコア片を積層して
    前記固定子鉄心を形成し、前記複数のコア片に設けられ
    た貫通穴にピンを挿入することにより前記連結部を形成
    することを特徴とする請求項１４記載の固定子製造方
    法。