JP2006191702A - ステータ及び回転機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ステータ10の外周面は、ハウジング20の内周面20aと当接する当接面12a、12b、ハウジング20の内周面20aとの間に空隙16a、16bを形成する非当接面13a、13bが形成されている。当接面12aの中心角度θ11、当接面12bの中心角度θ12は、130度の範囲内に設定されている。
【選択図】 図3
Description
圧縮機では、電動機のステータ(固定子)をハウジング(金属管)に固定する方法として焼バメ方法が用いられることが多い。
焼バメ方法を用いてステータをハウジングに固定するには、ステータの外径よりわずかに小さい内径の空間部(ステータ用空間部)を有するハウジングを製造する。そして、ハウジングを加熱し、ハウジングの空間部の内径がステータの外周面の外径より大きくなるように熱膨張させる。次に、ハウジングの空間部にステータを挿入した後、雰囲気温度(常温)に冷却する。これにより、ハウジングの空間部の内径が縮小し、ステータは、ハウジングの締め付け力によってハウジングに保持される。
従来、焼バメ方法を用いてステータをハウジングに固定する場合、ステータの外周面に、中心方向への押圧力が作用するように、ハウジングの内周面とステータの外周面の形状が形成されている。すなわち、ハウジングの内周面とステータの外周面が当接する当接領域が、ステータの周方向に均等に配置されている。(特許文献1参照)
ステータ410は、例えば、電磁鋼板を積層して構成され、ヨーク411と、ヨーク411からロータ(図示省略)と対向する方向(内周方向)に突出する複数のティース(磁極部あるいは歯部)414を有している。ティース414のロータと対向する部分には、円弧形状の先端面が形成されている。各ティース414の先端面によって、ロータが回転可能に配置される空間部(ロータ用空間部)が形成されている。ティース414とヨーク411により形成されるスロット415には、ステータ巻線が収容される。ステータ巻線は、集中巻方法あるいは分布巻方法等によってスロット415に収容される。なお、ステータ巻線及び絶縁部材は便宜上省略している。
図24に示す回転機では、ステータ410の外周面全体がハウジング420の内周面に当接している。すなわち、ステータ410の全周に、中心方向への力が加わる。
このため、図24に示すように、ステータ410の周方向に沿ったほぼ全領域が、圧縮応力を受ける圧縮領域となっている。
ここで、電磁鋼板が圧縮応力及び引張応力を受ける場合における電磁鋼板の透磁率を図25に示す。図25に示すように、電磁鋼板が圧縮応力を受けると、透磁率が低下する。電磁鋼板の透磁率が低下すると、電磁鋼板(したがって、ステータ)を流れる磁束量が減少し、電動機のトルクが減少する。
この電磁鋼板の透磁率の低下による電動機のトルクの減少を補償するためには、ステータ巻線に流す電流を増加させ、電磁鋼板(したがって、ステータ)を流れる磁束量を増大させる必要がある。この場合、ステータ巻線に流れる電流の増加による銅損が増加する。また、電磁鋼板のヒステリシス曲線が大きくなり、鉄損が増大する。すなわち、電動機の効率が低下する。
なお、特許文献1に記載の電動機では、ステータの外周面とハウジングの内周面が当接する当接領域と、ステータの外周面とハウジングの内周面が当接していない非当接領域をステータの周方向に沿って交互に設けることにより、ステータに加わる圧縮応力を低減し、電動機の効率の低下を低減する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、圧縮応力を低減することができるが、電動機の効率の低下を少なくするには限界がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、ハウジングの締め付け力によってステータを保持する構造を採用しながら、回転機の効率の低下をより低減することができる新規な技術を提供することを目的とする。
なお、本発明のステータ及び回転機は、好適には電動機に用いることができるが、電動機以外の種々の構造の回転機に用いることができる。また、種々の構造の電動機に用いることもできる。
請求項1に記載の発明は、ハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入され、ハウジングの締め付け力によって保持される回転機のステータに関する。
本発明では、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、ハウジングの内周面と当接して当接領域を形成する当接部と、ハウジングの内周面との間に非当接領域(空隙)を形成する非当接部が、周方向に沿って交互に設けられている。また、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内に当接領域が配置されるように、当接部と非当接部が構成されている。
ハウジングの締め付け力によりステータを保持する態様としては、典型的には、焼バメ方法、冷やしバメ方法、圧入方法等を用いてステータをハウジングの内周側の空間部に挿入する態様を用いることができる。
当接領域を形成するステータの当接部は、ハウジングの内周面の形状とほぼ同じ形状であるのが好ましい。典型的には、ハウジングの内周面が、軸方向に直角な断面でみて、ハウジングの内周面が外周方向に突出する円形形状に形成され、ステータの当接部が、外周方向に突出し、ハウジングの内周面の円形形状に対応する円弧形状に形成される。
非当接領域を形成するステータの非当接部は、当接部を形成する当接面を延長した仮想外周面から切り欠いた形状(段差状の凹部を含む)等の種々の形状に形成することができる。
非当接領域の周方向に沿った長さは、非当接領域の周方向の端部(隣接する当接領域との境界部)間の長さである。
「非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内に当接領域が配置される」という記載は、非当接領域の周方向の一方の端部から、他方の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内と、他方の端部から、一方の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内に当接領域が分散配置されていることを意味する。
非当接領域の周方向の端部から他方の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内に当接領域を配置することにより、ハウジングの締め付け力によって各当接領域が受ける力の、各範囲内での合成力が、ステータの中心点に対して、対向する2方向から加わるようになる。これにより、ステータのヨークに、引張応力を受ける領域が形成される。
通常、当接部及び非当接部の周方向の長さは、当接領域及び非当接領域の周方向の長さとほぼ一致する。
各範囲内での当接領域の配置態様(当接部の配置態様)は、ステータの中心点に対して点対称となる配置態様を用いるのが好ましい。
各範囲内での当接領域の配置態様は、全範囲を当接領域とする配置態様や、非当接領域を挟んで当接領域を配置する配置態様を含む。
非当接領域の端部から130度の範囲内の下限値は、ハウジングの引張応力によってステータを保持可能な保持力が得られる値が選択される。この下限値は、ステータやハウジングの大きさ、構造、材質等によって設定される。
なお、ハウジングの締め付け力によってステータを保持する場合、ステータをハウジングに保持していない状態、ハウジングに保持した状態における寸法の差は非常に小さい。したがって、本発明の、「前記当接部及び非当接部は、当該ステータが前記ハウジングの締め付け力によって保持された時に、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内に前記当接領域が配置されるように構成されている」という構成は、「前記当接部及び非当接部は、周方向に沿った長さが最も長い非当接部の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内に前記当接部が配置されている」構成を包含する。
本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、ハウジングの内周面は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円形形状に形成され、当接部は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出し、ハウジングの内周面の円形形状に対応する円弧形状に形成された当接面を有している。
ハウジングの内周面は、全体として円形形状に形成されていればよく、円形形状に沿って離散的に配置された円弧形状の面によって構成してもよい。
ハウジングの内周面の形状と当接面の形状は、典型的には相似形状が用いられる。
本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、非当接部は、外周方向に突出している円弧形状に形成された非当接面を有している。そして、非当接面の半径が当接面の半径より大きく設定されているとともに、非当接面の半径の中心点が、当接面の半径の中心点より反非当接面側に設けられている。
非当接面の半径は、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、ハウジングの内周面が非当接面に当接しないように設定される。
また、非当接部として、当接面の端部から、ステータの中心方向に段差状に窪んでいる凹部が用いられる場合には、凹部の底面が非当接面に対応する。この場合には、非当接面の半径は、凹部の深さと関連して決定される。
本発明の第4発明は、請求項4に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、ステータの外周面は、当接面と、当接面に接続されている非当接面によって形成されている。
本発明のステータの外周面は、例えば、軸方向に直角な断面でみて、円弧形状に形成されている当接面と、隣接する当接面の端部間を結ぶ曲線形状(円弧形状を含む)あるいは直線形状に形成されている非当接面によって形成される。
本発明の第5発明は、請求項5に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、非当接部は、円弧形状に形成された第1及び第2の非当接面を有し、第2の非当接面は第1の非当接面よりステータの中心側に配置されている。そして、[当接面の半径>第1の非当接面の半径>第2の非当接面の半径]を満足するように設定されている。
第2の非当接面は、第1の非当接面の周方向の中央部に設けるのが好ましい。
第2の非当接面の半径及び周方向の長さは、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、ハウジングの内周面が第1の当接面に当接しないように設定される。
本発明の第6発明は、請求項6に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、円弧形状の非当接面の一部が平面形状に形成されている。
平面形状の非当接面は、円弧形状の非当接面の周方向の中央部に配置するのが好ましい。
また、ステータの中心点を挟んで対向して配置されている円弧形状の非当接面の一部も平面形状に形成するのが好ましい。さらには、平面形状の非当接面が、ステータの中心点を挟んで対向して、平行に配置されるのが好ましい。
平面形状の非当接面の周方向の長さは、例えば、ステータをハウジングに組み付ける際の組み付け冶具の把持部の形状等に応じて決定される。
本発明の第7発明は、請求項7に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内の位置に、ハウジングの内周面との間に冷媒通路を形成する凹部が設けられている。
冷媒通路を形成する凹部は、非当接部として機能する。凹部の数や、130度の範囲内の位置は適宜選択可能である。
本発明の第8発明は、請求項8に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明では、ステータの内周側には、ロータが回転可能に支持される空間部を形成する内周面が設けられている。そして、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時に、各130度の範囲内に配置される当接領域に加えられる力を合成した力が作用する作用点に対応する内周面の内径を、他の内周面の内径より大きく設定している。
作用点に対応する内周面の内径は、典型的には、各合成力が作用する各作用点を結ぶ内径を意味するが、各作用点の近傍の点を結ぶ内径であってもよい。内径の拡大量は、ステータがハウジングの締め付け力によって保持された時の圧縮力によって縮小するステータの内径量に応じて設定される。
この場合、さらに、作用点に対応する内周面の内径に直交する内径を、他の内径より小さく設定してもよい。
本発明の第9発明は、請求項9に記載されたとおりの回転機のステータである。
本発明は、請求項1〜8のいずれかに記載のステータをハウジングの内周面により形成される空間部に挿入し、ハウジングの内周面の締め付け力によって保持する回転機である。
本発明は、ステータが、ハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入されて、ハウジングの締め付け力によって保持される回転機に関する。
本発明では、ハウジングの内周面とステータの外周面が当接している当接領域及びハウジングの内周面とステータの外周面が当接していない非当接領域が周方向に沿って交互に設けられている。また、当接領域及び非当接領域は、ステータの外周側に、圧縮応力が発生する領域と引張応力が発生する領域が形成されるように設けられている。
非当接領域を形成する態様としては、ステータの外周面に切り欠き部(凹部を含む)を設ける態様や、ハウジングの内周面に切り欠き部を設ける態様、ステータの外周面及びハウジングの内周面に切り欠き部を設ける態様を用いることができる。
本発明の第11発明は、請求項11に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、当接領域は、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内に設けられている。
非当接領域の周方向の前記各端部から他方の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内に当接領域を配置することにより、ハウジングの締め付け力によって各当接領域が受ける力の、各範囲内での合成力が、ステータの中心点に対して、対向する2方向から加わるようになる。これにより、ステータの外周側に、引張応力を受ける領域が形成される。
各範囲内での当接領域の配置態様(当接部の配置態様)は、ステータの中心点に対して点対称となる配置態様を用いるのが好ましい。
各範囲内での当接領域の配置態様は、全範囲を当接領域とする配置態様や、非当接領域を挟んで当接領域を配置する配置態様を含む。
非当接領域の端部から130度の範囲内の下限値は、ハウジングの引張応力によってステータを保持可能な保持力が得られる値が選択される。この下限値は、ステータやハウジングの大きさ、構造、材質等によって設定される。
本発明の第12発明は、請求項12に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、ハウジングの内周面は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円弧形状に形成されている。また、ステータの外周面は、ハウジングの内周面と当接する当接部と、ハウジングの内周面との間に空隙部を形成する非当接部を有している。
円形形状を有するハウジングの内周面との間に空間部を形成する、ステータの非当接部は、典型的にはステータの外周部に設けられた切り欠き部が対応する。
本発明の第13発明は、請求項13に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の各端部から他方の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内のうちの少なくとも一方の範囲内の、ステータの外周面に、ハウジングの内周面との間に冷媒通路を形成する凹部が設けられている。
冷媒通路を形成する凹部は、非当接部に対応する。冷媒通路を形成する凹部は、1つでもよいし複数でもよい。また、凹部の形状は適宜選択可能である。また、凹部は、ステータの外周面の、中心角度130度の範囲内の一方の範囲内に形成してもよいし、双方の範囲内に形成してもよい。
本発明の第14発明は、請求項14に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の各端部から他方の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内のうちの少なくとも一方の範囲内の、ステータの外周側に、軸方向に沿った孔が形成されている。
孔を形成する位置は、ステータの外周側の、圧縮応力を受ける領域内に設定するのが好ましい。また、孔は、ステータの外周側の、中心角度130の範囲内の一方の範囲内に形成してもよいし、双方の範囲内に形成してもよい。
本発明の第15発明は、請求項15に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の各端部から他方の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内を除く範囲内の、ステータの内周側に、軸方向に沿った孔が形成されている。
孔を形成する位置は、ステータの内周側の、圧縮応力を受ける領域内に設定するのが好ましい。
周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の各端部から他方の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内を除く範囲内は、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の範囲内や、ステータの中心点に対して、当該非当接領域の反対側に形成されている非当接領域の範囲内が対応する。孔は、一方の非当接領域の範囲内に形成してもよいし、双方の非当接領域の範囲内に形成してもよい。
第14発明及び第15発明では、孔は、好適には、冷媒通路として用いられる。孔の数は、1つでもよいし複数でもよい。また、孔の断面形状は、適宜選択可能である。
本発明の第16発明は、請求項16に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、ステータは、複数の部分ステータを、周方向の回転角度が異なるように積み重ねて構成されている。
部分ステータの数や各部分ステータの周方向の角度を変更する方法は適宜設定可能である。
本発明の第17発明は、請求項17に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、ステータは、焼バメあるいは冷やしバメあるいは圧入によってハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入されている、
本発明は、誘導電動機、埋込磁石構造永久磁石同期電動機、表面磁石構造永久磁石同期電動機、スイッチドリラクタンスモータ、フラックスバリアモータのいずれかの回転機として構成される。
本発明の第19発明は、請求項19に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、請求項9〜17のいずれかに記載の回転機を、圧縮機の駆動電動機として用いた圧縮機が構成される。
本発明の第20発明は、請求項20に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、請求項9〜17のいずれかに記載の回転機を、洗濯機の駆動電動機として用いた洗濯機が構成される。
本発明の第21発明は、請求項21に記載されたとおりの回転機である。
本発明では、請求項9〜17のいずれかに記載の回転機を、自動車搭載機器の駆動電動機として用いた自動車が構成される。
請求項2の記載の回転機のステータを用いれば、ハウジングの内周面が円形形状に形成され、ステータの当接部を構成する当接面が円弧形状に形成されているため、ステータ及びハウジングの製造が容易である。また、ハウジングの締め付け力によってステータを容易に保持することができる。
請求項3に記載の回転機のステータを用いれば、ステータの非当接領域に対応する箇所での磁路幅をほぼ均一に確保することができ、モータ損失を低減することができる。
請求項4に記載の回転機のステータを用いれば、ステータの非当接領域に対応する箇所での磁路幅をより大きく確保することができ、モータ損失をより低減することができる。
請求項5に記載の回転機のステータを用いれば、磁路幅を小さくすることなく、ハウジングの内周面が中心側に変形した場合における、ハウジングの内周面とステータの非当接面との当接を防止することができる。
請求項6に記載の回転機のステータを用いれば、ステータの外周面に形成された平面形状の外周面を把持手段によって容易に把持することができるため、ステータの搬送時間やステータをハウジングに組み付ける際の組み付け時間を短縮することができる。
請求項7に記載の回転機のステータを用いれば、冷却通路を形成するための凹部を、圧縮応力を受ける領域に設けているため、引張応力を受ける領域を十分に確保することができ、冷媒通路形成による鉄損の増加を低減することができる。また、冷却媒体によってステータ巻線を冷却することができるため、ステータ巻線の温度上昇を低減し、銅損を低減することができる。
請求項8に記載の回転機のステータを用いれば、ハウジングの締め付け力によって、ステータの内周面により形成される空間部の内径が収縮した場合でも、空間部を所定の形状に保持することができる。
請求項9に記載の回転機を用いれば、ステータをハウジングの内周側の空間部に挿入し、ハウジングの締め付け力によって保持する構造の回転機の効率の低下を効果的に低減することができる。
請求項10に記載の回転機を用いれば、ハウジングの締め付け力がステータに作用した場合に、ステータの外周側に、圧縮応力を受ける領域と引張応力を受ける領域が形成されるため、圧縮応力による効率の低下を低減することができる。
請求項11に記載の回転機を用いれば、引張応力を受ける領域を、容易に、簡単な構成で確保することができる。
請求項12に記載の回転機を用いれば、ステータ及びハウジングの製造が容易である。
請求項13に記載の回転機を用いれば、冷却通路を形成するための凹部を、圧縮応力を受ける領域に設けているため、引張応力を受ける領域を十分に確保することができ、鉄損の増加を低減することができる。また、冷却媒体によってステータ巻線を冷却することができるため、ステータ巻線の温度上昇を低減し、銅損を低減することができる。
請求項14及び請求項15に記載の回転機を用いれば、圧縮応力を受ける領域に孔を形成するため、引張応力を受ける領域を十分に確保しながら、冷却通路を確保し、ステータ巻線を冷却することができる。
請求項16に記載の回転機を用いれば、ハウジングによる積厚方向の応力を均等にすることができるため、良好な回転機特性を得ることができる。
請求項17に記載の回転機を用いれば、ステータをハウジングに容易に固定することができる。
請求項18に記載の回転機を用いれば、ステータが圧縮応力を受けることによる効率の低下を低減することができる回転機を提供することができる。
請求項19に記載の圧縮機、請求項20に記載の洗濯機、請求項21に記載の自動車を用いれば、ステータが圧縮応力を受けることによる駆動電動機の効率の低下を低減することができる圧縮機、洗濯機、自動車を提供することができる。
まず、本発明の概要を説明する。
図25に示すように、電磁鋼板の透磁率は、5Mから16Mパスカル程度の引張応力を受けている時に最も大きい。そして、この状態から、圧縮応力あるいは引張応力を受けると、透磁率が低下する。したがって、ステータに流れる磁束量が低下し、トルクが減少する。
この場合、透磁率が低下する前と同じトルクを発生させるためには、ステータを流れる磁束量が透磁率が低下する前と同じ量になるように、ステータに巻かれているステータ巻線の電流を増加させる必要がある。
ステータ巻線の電流を増加させると、ステータ巻線での銅損が増加するとともに、ヒステリシス曲線に基づく鉄損が増加し、効率が低下する。
ここで、図25に示すように、引張応力を受けた場合も透磁率は低下するが、圧縮応力を受けた場合より透磁率の低下量が小さい。透磁率が大きい箇所は、鉄損が小さく、磁束量が多い。一方、透磁率が小さい箇所では、鉄損が大きい。
そこで、本発明は、ハウジングの締め付け力によってステータが保持される場合、ステータが、圧縮応力を受けるだけでなく引張応力も受けるようにステータの外周面とハウジングの内周面との当接状態を設定している。すなわち、ハウジングの締め付け力が、ステータの外周面に多方向から均等に印加されるのではなく、中心点を挟んで対向する2方向から印加されるように構成することにより、ステータに引張応力を発生させている。
図1から、ステータの中心点方向に作用する押圧力Eが印加される領域(M点及びN点付近の領域)では、圧縮応力を受ける圧縮領域がステータの外周側に形成され、引張応力を受ける引張領域がステータの内周側に形成されていることがわかる。また、押圧力が印加される方向と直角な方向の領域(M点とN点を結ぶ線に直角なy線がステータの外周面と交差するS点及びT点の近傍の領域)では、外周方向に作用する押出力Fが働き、圧縮応力を受ける圧縮領域がステータの内周側に形成され、引張応力を受ける引張領域がステータの外周側に形成されていることがわかる。周方向に沿った、M点及びN点とS点及びT点のほぼ中間の位置z点で、圧縮領域と引張領域の配置関係が切り替わっている。
このように、ステータの外周面に、対向する2方向から力を加えることにより、ステータの外周側に、圧縮応力を受ける圧縮領域と引張応力を受ける引張領域が周方向に沿って形成される。
このように構成することにより、ステータにハウジングの締め付け力が作用しても、透磁率の低下量が少ない領域(引張領域)を確保することができ、透磁率の低下による鉄損の増加量が低減され、効率の低下量が低減される。
本実施の形態の電動機は、ステータ10、ハウジング20、ロータ30を備えている。
ステータ10は、軸方向(図の表裏方向)に直角な断面でみて、円筒状のヨーク11を有している。ヨーク11の内周側には、中心方向に突出しているティース14が複数設けられている。ティース14の中心側の先端面は、円弧形状に形成されている。各ティース14の先端面によって、ロータ30の外周面とティース14の先端面との間の間隔が設定間隔に保持された状態でロータ30が回転可能に配置される空間部(ロータ用空間部)が形成されている。
ティース14とヨーク11によって、ステータ巻線が収容されるスロット15が形成されている。図2に示すステータ10は、集中巻方法を用いてステータ巻線をスロット15に収容する構造のものである。なお、ステータ巻線及び絶縁部材は便宜上省略している。
また、ステータ10(ヨーク11)の外周面は、軸方向に直角な断面でみて、当接面12a、12bと、非当接面13a、13bを有している。当接面12a、12bは、半径R1の円弧形状に形成されている。非当接面13a、13bは、当接面12a、12bを延長した仮想面K(半径R1の円弧形状)から切り欠いた形状に形成されている。図2では、仮想面Kを、端部13a1と13a2の間で段差状に切り欠いた、半径R2の円弧形状に形成されている。図2では、半径R1とR2の中心点が、ステータ10(ヨーク11)の中心点Oに設定されている。
当接面12aの中心角度(中心点Oと当接面12aの各端部(13a2、13b1)を結ぶ線によって形成される角度)はα11、当接面12bの中心角度はα12である。本実施の形態では、α11=α12に設定されている。
ロータ30としては、ロータ内のスロットにアルミニウム等で鋳込まれた2次導体を有するかご型ロータ、永久磁石が埋め込まれた埋込型ロータ、あるいは、永久磁石が表面に貼り付けられた表面型ロータ、さらには、フラックスバリアが設けられたロータ等を用いることができる。
本実施の形態の電動機を組み付けるには、ハウジング20を加熱し、ハウジング20の内径がステータ10の外径より大きくなるように膨張させる。そして、ハウジング20の内周側の空間部にステータ10を挿入し、常温に冷却する。これにより、ステータ10は、ハウジング20の締め付け力によって保持される。
本実施の形態では、ステータ10の当接面12a、12bが本発明の「当接部」に対応し、非当接面13a、13bが本発明の「非当接部」に対応する。また、ステータ10の当接面12a、12bとハウジング20の内周面20aとが当接する領域(端部13a1〜13b2、13b1〜13a2の領域)が本発明の「当接領域」に対応し、ステータ10の非当接面13a、13bとハウジング20の内周面(詳しくは、さらに、段差状の凹部の側面)とにより形成される空間部の領域(端部13a1〜13a2、13b1〜13b2の領域)が本発明の「非当接領域」に対応する。
図3では、当接領域の中心角度はθ11、θ12である。通常、θ11とθ12は略等しい。なお、ステータ10をハウジング20に保持した時には、ステータ10やハウジング20が収縮や伸張するため、図2に示すα11、α12と図3で示すθ11、θ12は、厳密には異なる。
図3に示す構成では、周方向に最も長い長さを有する非当接領域として非当接面13aが選択される。
そして、周方向に最も長い長さを有する非当接領域(図3では、非当接面13a)の端部13a1、13a2それぞれから、他の端部13a2、13a1と反対方向に配置されている当接領域の中心角度θ11、θ12に基づいて、ステータ10の外周部に引張領域が形成されるか否かが決定される。
ここで、中心角度θ11、θ12に対するステータ10の鉄損の関係を図4に示す。
図4に示すように、対向する範囲の中心角度θ11、θ12が130度より大きい場合には、ステータ10の鉄損が大きくなる。この理由は、ステータ10の外周面の周方向に沿った広い範囲にわたって押圧力が加えられ、圧縮応力を受ける圧縮領域が多くなるためである。すなわち、引張応力を受ける引張り領域がステータ10の外周面に殆ど形成されないためである。
一方、中心角度θ11、θ12が130度以下の場合には、ステータ10の鉄損は少ない。これは、ステータの外周面の周方向に沿った狭い範囲で押圧力が加えられるため、ステータの外周側に引張応力を受ける引張領域が形成されるためである。
図4に示す特性は、中心角度θ11、θ12の範囲内における当接領域の配置態様(例えば、全範囲に当接面が形成されている態様、非当接面及び当接面が形成されている態様)には影響されない。
なお、図3に示す実施の形態では、周方向に最も長い長さを有する非当接領域(非当接面13a)の各端部13a1、13a2それぞれから他の端部と反対方向に130度の範囲内の中心角度θ11、θ12の全範囲に当接領域S11、S12が形成されている。
分布巻方法を用いる電動機では、図5に示すようなステータ40が用いられる。
図5に示すステータ40は、ティース44とスロット45の数が図2に示したステータ10と異なるだけで、他の構成は同じである。
なお、以下の実施の形態においても、分布巻方法を用いてステータ巻線をスロットに収容する電動機及び集中巻方法を用いてステータ巻線をスロットに収容する電動機を構成することができる。
本実施の形態の電動機で用いるステータ50では、当接面52a、52bは、軸方向に直角な断面でみて、半径R1の円弧形状に形成され、非当接面53a、53bは、半径R3の円弧形状に形成されている。また、半径R1の中心点と、半径R3の中心点が一致していない。図6及び図7では、半径R1の中心点は、ステータ50(ヨーク51)の中心点Oに設定されている。また、半径R3の中心点は、ステータ50(ヨーク51)の中心点Oから、非当接面53aに対して反対方向に距離Aだけ離れた位置Pに設定されている。
なお、半径R3の中心点Pとしては、ステータ10の中心点Oと非当接面53aの周方向の中心点を結ぶ線上の点を選択するのが好ましい。
また、[0<A<0.2×R1]を満足するように距離Aと半径R1を設定するのが好ましい。
このように、非当接面53aの半径R3を当接面52aの半径R1より大きく設定し、また、半径R3の中心点をステータ50の中心点より反非当接面53b側に移動させることにより、図7に示すように、図3に示す第1の実施の形態と比べて、空隙56aの幅を、略均一に設定することができる。これにより、非当接面53aに対応する箇所におけるステータ50(ヨーク51)の磁路幅を略均一に確保することができ、電動機の損失を低減することができる。
また、本実施の形態においても、周方向に最も長い長さを有する非当接領域の端部(非当接面53aの端部53a1、53a2)からそれぞれ他の端部と反対方向に、130度より小さい中心角度θ51、θ52の範囲内に当接領域(当接面52a、52b)が配置されているため、ステータ50(ヨーク51)に、引張応力を受ける引張領域を確保することができ、電動機の効率の低下を効果的に低減することができる。
本実施の形態で用いるステータ70では、当接面72a、72bは、軸方向に直角な断面でみて、半径R1の円弧形状に形成され、非当接面77a、77bは、半径R4の円弧形状に形成されている。また、半径R1と半径R4の中心点は、ステータ70の中心点Oに設定されている。
さらに、本実施の形態では、軸方向に直角な断面でみて、非当接面77aの一部に、直線形状の平面78aが形成されている。すなわち、非当接面の一部は、軸方向に沿った平面形状に形成されている。
ここで、ステータをハウジングに組み付ける作業時間やステータの移送時間を短縮するために、ロボットのハンドリング等の把持部によりステータを把持して移送する場合がある。この場合、ステータの当接面はハウジングの内周面と当接させるため、非当接面を把持部で把持する。ここで、非当接面が円弧形状に形成されていると、非当接面を把持部で安定して把持するのが困難である。本実施の形態では、非当接面の一部を平面形状に形成しているため、把持部による把持が容易となり、組み付け作業や移送作業等を短時間に確実に行うことができる。
なお、非当接面77a、77bの一部を平面形状に形成すればよいが、非当接面77a、77bの全面を平面形状に形成してもよい。
また、非当接面77a、77bの周方向の中央部を平面形状に形成するのが好ましい。
さらに、2点で把持する場合には、ステータの中心点を挟んで対向して設けられている非当接面77a及び77bの少なくとも一部を平面形状に形成するのが好ましい。この場合には、把持部により平面形状の2箇所を把持することができるため、より安定して把持することができる。
本実施の形態で用いるステータ90は、軸方向に直角な断面でみて、外周面が、半径R1の円弧形状に形成された当接面92a、92bと、半径R5の円弧形状に形成された非当接面93a、93bにより構成されている。非当接面93a、93bの端部は、当接面92a、92bの端部に接続されている。すなわち、本実施の形態では、第1〜第3の実施の形態のように、非当接面が段差状に窪んだ凹部の底面により形成されていない。また、半径R5は、半径R1より大きく設定され、半径R5の中心位置Qは、ステータ90の中心位置Oから、反非当接面93b方向に距離Bだけ離れた位置に設定されている。
これにより、図6に示す第2に実施の形態に比べて、非当接面93aに対応する箇所のステータ90(ヨーク91)の磁路幅を大きく確保することができ、電動機の損失をより低減することができる。
本実施の形態で用いるステータ110は、軸方向に直角な断面でみて、半径R1の円弧形状に形成されている当接面112a、112bを有している。また、半径R6の円弧形状に形成されている第1の非当接面117a、117bと、第1の非当接面117a、117bの周方向の中央部に、半径R7の円弧形状に形成されている第2の非当接面118a、118bを有している。第2の非当接面118a、118bは、第1の非当接面117a、117bより、ステータ110の中心点O側に配置されている。すなわち、第2の非当接面118a、118bは、第1の当接面117a、117bから段差状に窪んで形成されている凹部の底面により構成されている。
ここで、半径R1、R6、R7の中心点は、ステータ110の中心点Oに設定されている。また、[R1>R6>R7]を満足するように半径R1、R6、R7が設定されている。
本実施の形態では、第1の非当接面117a、117bに(好適には、周方向の中央部に)凹部が設けられている。これにより、ハウジング120の内周面が内周側に変形した場合に、ハウジング120の内周面が第1の非当接面117a、117bに当接することを防止することができる。
また、第1の当接面117a、117bに設けられている凹部の底面が、外周方向に突出している円弧形状に形成されている。これにより、第1の非当接面117a、117b及び第2の非当接面118a、118bを有する非当接面を形成するために半径R1の円形形状から大きく切り欠く必要がないため、非当接面117a、117b、118a、118bに対応する箇所におけるステータ110(ヨーク111)の磁路幅を広く確保することができる。
なお、隣接して配置されている第1の非当接面117aと第2の非当接面118aを含む範囲、第1の非当接面117bと第2の非当接面118bを含む範囲がそれぞれ1つの非当接面を構成する。
ステータ巻線を冷却するための冷却媒体(冷却ガスや冷却液)を通す冷却通路を設けた、本発明の第6の実施の形態を図14、図15に示す。
本実施の形態で用いるステータ130は、軸方向に直角な断面でみて、半径R1の円弧形状に形成されている当接面141a、141bと、半径R2の円弧形状に形成されている非当接面133a、133bを有している。
さらに、ステータ130の外周面に、当接面141a、141bを挟んで、冷却媒体を通すための冷却通路を形成する凹部142a、142bが設けられている。凹部142a、142bの底面は、半径R8の円弧形状に形成されている。本実施の形態は、半径R1、R2、R8の中心点はステータ130の中心点Oに設定され、半径R8は半径R2と等しくなるように設定されている。
ステータ130をハウジング150の内周側の空間部に挿入すると、当接面141a、141bがハウジング150の内周面に当接する。同時に、凹部142a、142bがハウジング150の内周面によって塞がれ、冷却通路143a、143bが形成される。
なお、本実施の形態では、冷却通路用の凹部142a、142bを、当接面141a、141bの周方向の中心部からずらせた位置に設けられている。ここで、ステータの外周面の形状は、ステータの中心点に対して点対称に形成されているのが好ましい。このため、本実施の形態では、冷却通路用を形成するための凹部142a、142bを、ステータ130の中心点Oに対して点対称となるように配置している。
本実施の形態では、冷却通路を流れる冷却媒体によってステータ巻線を冷却することができ、ステータ巻線の温度上昇を低減し、銅損を低減することができる。
また、ステータ130の外周部に、当接面に挟まれるように、冷却通路用の凹部を設けている。ここで、ステータの当接面の付近には、もともと磁束が通過しにくい圧縮応力を受ける圧縮領域が形成されているため、当接面の近傍に冷却通路用の凹部を形成しても、効率に対する影響はほとんどない。一方、主たる磁束通過領域となる引張応力を受ける引張領域は十分に確保することができるため、透磁率の低下量を低減することができ、鉄損の増加を低減することができる。
本実施の形態では、当接面141aと凹部142aを含む範囲S131の中心角度θ131(あるいは、α131)、当接面141bと凹部142bを含む範囲S132の中心角度θ132(あるいは、α132)が、130度の範囲内に設定されている。
図16に示すステータ160では、軸方向に直角な断面でみて、半径R1の円弧形状に形成されている当接面171a、171bと、半径R2の円弧形状に形成されている非当接面163a、163bを有している。さらに、ステータ160(ヨーク161)の外周部には、ハウジングの内周面との間に冷却媒体を通すための冷却通路を形成する凹部172a〜180a、172b〜180bが設けられている。凹部172a〜180a、172b〜180bの底面は、外周方向に突出する、半径R9の円弧形状に形成されている。
本実施の形態においても、凹部172a〜180a、172b〜180bが、ステータ160の外周部に、当接面171a、171bに挟まれるように形成されているため、効率にはほとんど影響がない。
なお、図14に示すステータ130では範囲S131とS132の双方の領域内に、図16に示すステータ160では範囲S161とS162の双方の領域内に冷却通路用の凹部を形成したが、一方の領域内のみに凹部を形成してもよい。また、凹部の数や形状は適宜選択可能である。
ステータ内に冷却通路を形成した第7の実施の形態を図17に示す。
本実施の形態で用いるステータ210は、第1の実施の形態と同様の形状の当接面212a、212b、非当接面213a、213bを有している。
さらに、ステータ210には、冷却通路を構成する孔220が、当接面212a、212b(当接領域)に対応する範囲S211、S222内のヨークの外周側に、軸方向に沿って形成されている。
ここで、図1に示すように、当接面212a、212bに対応する範囲S211、S222(周方向に沿った長さが最も長い非当接部の各端部から中心角度130度の範囲内に設定されている)内の外周側には、図1に示すように、圧縮応力を受ける圧縮領域が形成される。したがって、当接面212a、212bに対応する範囲内の外周側に冷却通路用の孔220を形成しても、効率にはほとんど影響がない。一方、引張応力を受ける引張領域は十分に確保することができるため、透磁率の低下量を低減することができ、鉄損の増加を低減することができる。
なお、図17に示すステータ210では、範囲S211とS222の双方の領域内のステータの外周部に孔を形成したが、一方の領域内のステータの外周部にのみ形成してもよい。また、孔の数や断面形状は適宜選択可能である。
冷却通路用の孔をステータの他の位置に形成した第8の実施の形態を図18に示す。
本実施の形態で用いるステータ230は、第1の実施の形態と同様の形状の当接面232a、232b、非当接面233a、233bを有している。
さらに、ステータ230には、冷却通路を構成する孔240が、非当接面233a、233b(非当接領域)に対応する範囲内のヨークの内周側に、軸方向に沿って形成されている。非当接面233a、233bは、当接面232a、232bに対応する範囲S231、S232(周方向に沿った長さが最も長い非当接部の各端部から中心角度130度の範囲内に設定されている)を除く範囲である。また、非当接面233bは、通常、ステータの中心点Oに対して、非当接面233aと反対側に形成される。
ここで、図1に示すように、周方向の長さが最も長い非当接面(図18では、非当接面233a)と、中心点Oに対して当該非当接面と反対側に形成されている非当接面(図18では、非当接面233b)に対応する範囲内の内周側には、圧縮応力を受ける圧縮領域が形成される。したがって、非当接面233a、233bに対応する範囲内(範囲S231とS232を除く範囲内)の内周側に冷却通路用の孔240を形成しても、効率にはほとんど影響がない。一方、引張応力を受ける引張領域を十分に確保することができるため、透磁率の低下量を低減することができ、鉄損の増加を低減することができる。
なお、図18に示すステータ230では、範囲S231とS232を除く非当接面233a(周方向の長さが最も長い非当接面)と233b(ステータの中心点に対して、周方向の長さが最も長い非当接面と反対側に形成されている非当接面)の双方の領域内のステータの内周部に孔を形成したが、一方の非当接面の領域内のステータの内周部にのみ形成してもよい。また、孔の数や断面形状は適宜選択可能である。
滑らかなロータの回転を得ることができる第10の実施の形態を、図19に示す。
本実施の形態で用いるステータ250は、第1の実施の形態と同様の形状の当接面252a、252b、非当接面253a、253bを有している。
ここで、ハウジング260の締め付け力によってステータ250の当接面252a、252bに受ける力を合成した力が、ステータ250の外周面上のM点及びN点に、x軸線方向に作用するものとする。この場合、ステータ250の内周面(詳しくは、ティースの先端面)は、ステータ250がハウジング260の空間部に挿入されていない時には破線h1で示す形状を有し、ステータ250がハウジング260の空間部に挿入された時には実線h2で示す形状に変化する。
図19から、ステータ250内周面の内径の変化量は、ステータ250の当接面252a、252bに受ける力を合成したが力が作用する作用点M点、N点に対応するx軸線方向において最も大きい。
したがって、本実施の形態では、ステータ250の内周面の形状を、ステータ250の当接面252a、252bに受ける力を合成したが力が作用する作用点M点、N点に対応するx軸線方向の内径が、作用点M点、N点を結ぶx軸線に直角なy軸線方向の内径より大きい楕円形状に形成している。すなわち、図19に示すように、ステータ250がハウジング260の空間部に挿入されていない時のx軸線方向に沿った内径をH1、ステータ250がケース260の空間部に挿入された時のx軸線方向に沿った内径をH2とした時、[H1>H2]を満足するように、ステータ250を形成する。ここで、ステータ250のx軸線方向の内径H2は、ステータ250がハウジング260の空間部に挿入された時に、ステータ250の内周面によって直径H1の略円形形状の空間部が形成されるように設定される。すなわち、[H1−H2]は、ステータ250がハウジング260に挿入された時にx軸線方向の内径が圧縮される量に対応して設定される。
このように、ステータ250の内周面の形状を楕円形状に形成することにより、ステータ250をハウジング260の空間部に挿入した状態において、ステータ250の内周面によって形成される空間部を真円に近い形状とすることができ、ロータの回転が滑らかとなる。
なお、ステータ250の当接面252a、252bに受ける力を合成した力が作用する作用点M点、N点を結ぶx軸線に直角なy軸線方向には、押出力が作用する。このY軸線方向の押出力による、ステータ250の内周面の内径の拡大量が多い場合には、押出力が作用する作用点S点、T点に対応するy軸線方向の、ステータ250の内周面の半径を、変形量に対応する量だけ小さく形成するのが好ましい。この場合には、ステータ250の内周面によって形成される空間部をより真円に近い形状とすることができる。
図20は、当接面272a、272bに加えられる押圧力を合成した力の方向(図20では、当接面272a、272bの周方向の中心点を結ぶx軸線の方向)が、ティース274間の周方向の中央位置(スロット275の周方向の中央位置)を通るように構成したものであり、図21は、ティース284の中央位置を通るように構成したものである。
図20に示す構成のステータ270と図21に示す構成のステータ280を用いた電動機の効率について検討した結果、両者の効率は殆ど違いがなかった。
すなわち、当接面及び非当接面の配置態様を決定する場合、ティースやスロットの配置態様を特に考慮する必要がない。
なお、集中巻方法を用いてステータ巻線をスロット内に収容する構造のスロットについて検討したが、分布巻方法を用いてステータ巻線をスロット内に収容する構造のスロット(図5参照)に対しては、スロット数が多いため、このような点を考慮する必要がない。
例えば、1つのステータを複数の部分ステータにより構成する。そして、各部分ステータを、周方向の角度(軸方向の中心線を中心軸とする回転角度)を異ならせた状態で積み重ねることによって1つのステータを構成する方法を用いることもできる。
図22に、第1段の部分ステータ310、第2段の部分ステータ320、第3段の部分ステータ330によって1つのステータ300を構成する場合について説明する。なお、第1段の部分ステータ310〜第3段の部分ステータ330の当接面312a、322a、332a、312b、322b、332b、非当接面313a、323a、333a、313b、323b、333bは、図2に示した第1の実施の形態と同様の構成である。
各部分ステータを、周方向の回転角度を変えて積み重ねる場合には、スロットが軸方向に連続するように、各部分ステータの回転角度を選択し、また、各部分ステータのスロットの配置位置を変更する。
図22に示す第1段の部分ステータ310、第2段の部分ステータ320、第3段の部分ステータ330を積み重ねる際には、例えば、第1段の部分ステータ310の周方向の回転角度を[0度]、第2段の部分ステータ320の周方向の回転角度を[60度]、第3段の部分ステータ330の周方向の回転角度を[120度]に設定して積み重ねる。この場合には、部分ステータ310〜330として、同じティース配置位置の部分ステータを用いることができる。
また、図23に、第1段の部分ステータ360と第2段の部分ステータ370によって1つのステータ350を構成する場合について説明する。
第1段の部分ステータ360と第2段の部分ステータ370を積み重ねる際には、例えば、第1段の部分ステータ360の周方向の回転角度を[0度]、第2段の部分ステータ370の周方向の回転角度を[90度]に設定して積み重ねる。この場合には、部分ステータ360、370として、ティースの配置位置が異なる部分ステータを用いる必要がある。
このように、複数の部分ステータを、周方向の回転角度をずらせた状態で積み重ねることにより、ハウジングによるステータの積厚方向の応力を均等にすることができ、各部分ステータの特性を平均化することができる。例えば、各部分ステータでは透磁率が変化してトルク脈動が発生する場合でも、複数の部分ステータを異なる回転角度で積み重ねることにより、全体としてトルク脈動を低減することができる。
例えば、各実施の形態で個別の構成について説明したが、本発明は、各構成を適宜組み合わせて用いることができる。
また、焼きバメ方法を用いてステータをハウジングに固定する場合について説明したが、ステータをハウジングに固定する方法としては、冷やしバメ方法、圧入方法等の種々の方法を用いることができる。
また、非当接部や冷却通路用の凹部をステータに形成した場合について説明したが、非当接部や冷却通路用の凹部をハウジングに形成することもできる。この場合には、軸方向に沿った断面でみて、ステータの外周面を円形形状に形成することができる。
また、実施の形態で説明したステータの当接面や非当接面の形状は1つの例であり、当接面や非当接面の数、形状、配置態様等は種々変更可能である。
また、本発明は、回転機のステータとして構成することができる。
また、明細書で説明した、ステータとハウジングの組み付け技術は、永久磁石電動機に限定されず、誘導電動機、リラクタンスモータ、スイッチドリラクタンスモータ等の種々の電動機や他の回転機に用いることができる。
また、本発明の技術を採用した電動機は、エアコンや冷蔵庫の圧縮機を駆動する電動機に限定されず、種々の用途の電動機、例えば、洗濯機を駆動する電動機、自動車に搭載される電動機(自動車駆動用電動機、自動車に搭載されている自動車搭載機器を駆動する電動機)として用いることができる。
11、41、51、71、91、111、131、161、271、281 ステータヨーク
12a、12b、42a、42b、52a、52b、72a、72b、92a、92b、112a、112b、141a、141b、171a、171b、212a、212b、232a、232b、252a、252b、272a、272b、282a、282b、312a、312b、322a、322b、332a、332b、362a、362b、372a、372b 当接面
13a、13b、43a、43b、53a、53b、77a、77b、78a、78b、93a、93b、117a、117b、118a、118b、133a、133b、163a、163b、213a、213b、233a、233b、253a、253b、273a、273b、283a、283b、313a、313b、323a、323b、333a、333b、363a、363b、373a、373b 非当接面
14、44、54、74、94、114、134、164、274、284 ティース
15、45、55、75、95、115、135、165、275、285 スロット
16a、16b、56a、56b、76a、76b、96a、96b、116a、116b、136a 空隙
20、60、80、100、120、150、260 ハウジング(金属管)
142a、142b 凹部
143a、143b、220、240 冷媒通路
Claims (21)
- ハウジングの内周面によって形成される空間内に挿入されて、当該ハウジングの締め付け力によって保持される回転機のステータであって、
軸方向に直角な断面でみて、外周側には、当該ステータが前記ハウジングの締め付け力によって保持された時に、前記ハウジングの内周面と当接して当接領域を形成する当接部と、前記ハウジングの内周面との間に非当接領域を形成する非当接部が、周方向に沿って交互に設けられているとともに、前記当接部及び非当接部は、当該ステータが前記ハウジングの締め付け力によって保持された時に、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内に前記当接領域が配置されるように構成されている、
ことを特徴とする回転機のステータ。 - 請求項1に記載の回転機のステータであって、
前記ハウジングの内周面は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円形形状に形成され、
前記当接部は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出し、前記ハウジングの内周面の円形形状に対応する円弧形状に形成された当接面を有している、
ことを特徴とする回転機のステータ。 - 請求項1または2に記載の回転機のステータであって、
前記非当接部は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円弧形状に形成された非当接面を有し、
前記非当接面の半径が、前記当接面の半径より大きく設定されているとともに、前記非当接面の半径の中心点が、前記当接面の半径の中心点より、前記非当接面の反対側に設けられている、
ことを特徴とする回転機のステータ。 - 請求項3に記載の回転機のステータであって、
前記ステータの外周面は、前記当接面と、当該当接面に接続されている前記非当接面によって形成されている、
ことを特徴とする回転機のステータ。 - 請求項2に記載の回転機のステータであって、
前記非当接部は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円弧形状に形成された第1の非当接面と、前記第1の非当接面よりステータの中心側に設けられ、外周方向に突出している円弧形状に形成された第2の非当接面を有し、
前記当接面の半径、前記第1の非当接面の半径、前記第2の非当接面の半径が、[当接面の半径>第1の非当接面の半径>第2の非当接面の半径]を満足するように設定されている、
ことを特徴とする回転機のステータ。 - 請求項3または4に記載の回転機のステータであって、
前記円弧形状の非当接面の一部が平面形状に形成されている、
ことを特徴とする回転機。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の回転機のステータであって、
軸方向に直角な断面でみて、外周側には、当該ステータが前記ハウジングの締め付け力によって保持された時に、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内の位置に、前記ハウジングの内周面との間に冷媒通路を形成する凹部が設けられている、
ことを特徴とする回転機のステータ。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の回転機のステータであって、
軸方向に直角な断面でみて内周側には、ロータが回転可能に支持される空間部を形成する内周面が設けられており、
当該ステータが前記ハウジングの締め付け力によって保持された時に、前記各130度の範囲内に配置される当接領域に加えられる力を合成した力が作用する作用点に対応する前記内周面の内径が、他の内周面の内径より大きく設定されている、
ことを特徴とする回転機のステータ。 - ステータと、ロータと、ハウジングを備え、前記ハウジングは、空間部を形成する内周面を有し、前記ステータは、前記ハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入されて、当該ハウジングの締め付け力によって保持される回転機であって、
前記ステータとして請求項1〜8のいずれかに記載のステータを用いた、
ことを特徴とする回転機。 - ステータと、ロータと、ハウジングを備え、前記ハウジングは、空間部を形成する内周面を有し、前記ステータは、前記ハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入されて、当該ハウジングの締め付け力によって保持されている回転機であって、
前記ハウジングの内周面と前記ステータの外周面が当接している当接領域及び前記ハウジングの内周面と前記ステータの外周面が当接していない非当接領域が周方向に沿って交互に設けられているとともに、前記当接領域及び非当接領域は、前記ステータの外周側に、圧縮応力を受ける領域と引張応力を受ける領域が形成されるように設けられている、
ことを特徴とする回転機。 - 請求項10に記載の回転機であって、
前記当接領域は、周方向に沿った長さが最も長い非当接領域の周方向の各端部から他の端部と反対方向に中心角度130度の範囲内に設けられている、
ことを特徴とする回転機。 - 請求項10または11に記載の回転機であって、
前記ハウジングの内周面は、軸方向に直角な断面でみて、外周方向に突出している円形形状に形成されており、
前記ステータの外周面は、前記ハウジングの内周面と当接して前記当接領域を形成する当接部と、前記ハウジングの内周面との間に空隙部を形成して前記非当接領域を形成する非当接部を有している、
ことを特徴とする回転機。 - 請求項11または12に記載の回転機であって、
前記ステータの外周面には、前記中心角度130度の範囲内のいずれか一方の範囲内に、前記ハウジングの内周面との間に冷媒通路を形成する凹部が設けられている、
ことを特徴とする回転機。 - 請求項9、11〜13のいずれかに記載の回転機であって、
前記ステータには、前記中心角度130度の範囲内のいずれか一方の範囲内の外周側に、軸方向に沿った孔が形成されている、
ことを特徴とする回転機。 - 請求項9、11〜14のいずれかに記載の回転機であって、
前記ステータには、前記中心角度130度の範囲内を除く範囲内の内周側に、軸方向に沿った孔が形成されている、
ことを特徴とする回転機。 - 請求項9〜15のいずれかに記載の回転機であって、
前記ステータは、複数の部分ステータを、周方向の角度が異なるように積み重ねて構成されている、
ことを特徴とする回転機。 - 請求項9〜16のいずれかに記載の回転機であって、
前記ステータは、焼バメあるいは冷やしバメあるいは圧入によって前記ハウジングの内周面によって形成される空間部内に挿入されている、
ことを特徴とする回転機。 - 請求項9〜17のいずれかに記載の回転機であって、回転機が、誘導電動機、埋込磁石構造永久磁石同期電動機、表面磁石構造永久磁石同期電動機、スイッチドリラクタンスモータ、フラックスバリアモータのいずれかである、ことを特徴とする回転機。
- 請求項9〜17のいずれかに記載の回転機を、圧縮機を駆動する電動機として用いた圧縮機。
- 請求項9〜17のいずれかに記載の回転機を、洗濯機を駆動する電動機として用いた洗濯機。
- 請求項9〜17のいずれかに記載の回転機を、自動車搭載機器を駆動する電動機として用いた自動車。
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