JP2008245504A

JP2008245504A - 電機子コアの製造方法及び電機子コア

Info

Publication number: JP2008245504A
Application number: JP2007276720A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Asano; 能成浅野; Shin Nakamasu; 伸中増; Toshinari Kondo; 俊成近藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】モータ特性を損うことなく、電機子コアの強度を確保でき、かつ、ティースの破壊を防止しつつティースとバックヨークとを隙間無くしっかりと保持できるようにすること。
【解決手段】軸に対して略垂直な主面を有する略円盤状のバックヨーク２０３４と、前記バックヨーク２０３４の一主面から突出するように、前記軸周りに配設固定された複数のティース２０３６とを備えた電機子コアの製造方法であって、（ａ）薄板が前記軸方向に沿って積層された積層鋼板で、ティース固定用凹部２０３４ｈを有するバックヨークを形成する工程と、（ｂ）前記バックヨークを成型金型２０５０に固定した状態で、前記ティース固定用凹部内及びそこから突出するように、前記ティースを圧粉磁心で金型成型する工程とを備える。
【選択図】図３７

Description

この発明は、電機子コア及び電機子コアを製造する技術に関する。

従来、モータとして、ロータとステータの対向する面が回転軸に対して略直交する平面であるアキシャルギャップ型モータがある。このようなアキシャルギャップ型モータにおいて、回転軸に対して略直交する薄板（電磁鋼板等）を回転軸方向に積層したコアを用いると、特に、ティースとその付近において、積層方向と磁束の流れとが平行となるため、渦電流が多く発生するという問題がある。

ここで、特許文献１は、Ｈ字状の電磁鋼板を周方向に積層したステータコアを用いている。

また、特許文献２では、異なる方向に積層した電磁鋼板を組合わせてコアを形成している。

さらに、特許文献３では、ラジアルギャップ型のモータにおいて、圧粉磁心と積層鋼板とを組合わせる技術が開示されている。

特開２０００−２５３６３５号公報特開２００４−５６８６０号公報特開２００５−８０４３２号公報

しかしながら、特許文献１では、同一形状に打抜いた電磁鋼板を積層しているので、ティース形状が限定されてしまうという問題がある。

特に、モータを高効率化するためには、ティースとコイルとを高密度に配置する必要がある。しかしながら、上記のようにティースの形状自由度が制約されてしまうと、そのような高密度の配置を設計するのが困難となる。

また、特許文献２では、異なる方向に積層した電磁鋼板を組合わせてコアを形成しているため、ある程度の形状自由度を得ることができる。しかしながら、複雑な形状を実現しようとした場合に、打抜き金型が複数種必要となるため、製造工程が複雑化するという問題がある。

また、特許文献３では、ラジアルギャップ型のモータにおいて、圧粉磁心と積層鋼板とを組合わせる技術が開示されているが、アキシャルギャップ型のモータは、磁束の流れが基本的に２次元的なモータとは異なるので、これをアキシャルギャップ型のモータの技術に適用することはできない。

仮に、ステータコア全体を圧粉磁心によって形成すれば、形状の自由度が高くなる。しかしながら、この場合、圧粉磁心は強度が弱く、ステータコアをケーシング内に焼きばめや圧入等で保持する構成を採用することは困難となる。

本発明の目的は、モータ特性を損うことなく、電機子コアの強度を確保でき、かつ、ティースの破壊を防止しつつティースとバックヨークとを隙間無くしっかりと保持できるようにすることである。

上記の目的を達成するため、第１の態様に係る電機子コアの製造方法は、軸（２０１８ａ）に対して略垂直な主面を有する略円盤状のバックヨーク（２０３４、２０３４Ｇ、２１３４）と、前記バックヨークの一主面から突出するように、前記軸周りに配設固定された複数のティース（２０３６、２０３６Ｇ、２１３６、２１３６Ｂ）と、を備えた電機子コア（２０３２、２０３２Ｇ、２１３２）の製造方法であって、（ａ）薄板が前記軸方向に沿って積層された積層鋼板で、ティース固定用凹部（２０３４ｈ、２０３４Ｂｈ、２０３４Ｃｈ、２０３４Ｄｈ、２１３４ｈ）を有するバックヨークを形成する工程と、（ｂ）前記バックヨークを成型金型（２０５０，２０５２）に固定した状態で、前記ティース固定用凹部内及びそこから突出するように、前記ティースを圧粉磁心で金型成型する工程と、を備えるものである。

第２の態様は、第１の態様に係る電機子コアの製造方法であって、前記ティース固定用凹部（２０３４Ｃｈ、２０３４Ｄｈ）内に、凹凸部（２０３４Ｄｈａ）が形成されたものである。

第３の態様は、第２の態様に係る電機子コアの製造方法であって、前記凹凸部は、前記ティースの突出方向とは反対向きの当接面（２０３４Ｃｈａ、２０３４Ｄｈｂ）を有するものである。

第４の態様は、第１〜第３の態様のいずれかに係る電機子コアの製造方法であって、前記工程（ａ）は、複数の前記ティースに応じて分割した分割バックヨーク（２１３５、２１３５Ｂ）を形成する工程であり、前記工程（ｂ）は、前記各分割バックヨークを成型金型に固定した状態で、前記ティース固定用凹部内及びそこから突出するように、圧粉磁心で前記ティース（２１３６、２１３６Ｂ）を金型成型する工程であり、前記工程（ｂ）の後に、（ｃ）前記各分割バックヨークを一体化する工程をさらに備えるものである。

第５の態様は、第４の態様に係る電機子コアの製造方法であって、前記ティースの先端部に、その外方に突出するつば部（２１３６ａ）が形成されたものである。

第６の態様は、第４又は第５の態様に係る電機子コアの製造方法であって、前記工程（ｂ）と前記工程（ｃ）との間に、前記各ティースにコイル（２０４０）を巻回する工程をさらに備えたものである。

第７の態様は、第１〜第６のいずれかの態様に係る電機子コアの製造方法であって、前記バックヨークのうち前記一主面とは反対側の他主面にもティース（２０３６Ｇ、２１３６Ｂ）を設けるようにしたものである。

第８の態様は、第１〜第７のいずれかの態様に係る電機子コアの製造方法であって、前記ティース（２０３６、２０３６Ｇ、２１３６、２１３６Ｂ）のうちコイル（２０４０、２０４０Ｅ）が巻回される部分の角部が丸められたものである。

第９の態様は、第８の態様に係る電機子コアの製造方法であって、前記丸められた角部の半径は、巻回されるコイル線の直径の２倍以上にしている。

上記の目的を達成するため、第１０の態様に係る電機子コアは、軸（２０１８ａ）に対して略垂直な主面を有する略円盤状のバックヨーク（２０３４、２０３４Ｇ、２１３４）と、前記バックヨークの一主面から突出するように、前記軸周りに配設固定されたティース（２０３６、２０３６Ｇ、２１３６、２１３６Ｂ）と、を備えた電機子コア（２０３２、２０３２Ｇ、２１３２）であって、前記バックヨークは、薄板が前記軸方向に沿って積層された積層鋼板で形成されると共に、ティース固定用凹部（２０３４ｈ、２０３４Ｂｈ、２０３４Ｃｈ、２０３４Ｄｈ、２１３４ｈ）を有し、前記ティースが、前記バックヨークの前記ティース固定用凹部部分に一体化するように、圧粉磁心で金型成形されたものである。

第１の態様により、バックヨークが積層鋼板で形成されると共に、ティースが圧粉磁心で形成されるため、モータ特性を損うことなく、ステータコアの強度を確保できる。また、ティース固定用凹部を有するバックヨークを形成し、このバックヨークを成型金型に固定した状態で、前記ティース固定用凹部内及びそこから突出するように、前記ティースを圧粉磁心で金型成型しているため、ティースの破壊を防止しつつくティースとバックヨークとを隙間無くしっかりと保持できる。

第２の態様により、ティースの抜けを有効に防止できる。

第３の態様により、ティースの突出方向への抜けが有効に防止される。

第４の態様により、前記工程（ａ）では、前記各ティースに応じて分割した分割バックヨークを形成し、前記工程（ｂ）は、前記各分割バックヨークを成型金型に固定した状態で、前記ティース固定用凹部内及びそこから突出するように、圧粉磁心で前記ティースを金型成型するため、成型金型として小型のものを使用でき、また、取扱いも容易となる。

第５の態様により、界磁子との対向面積を増大させ、鎖交磁束を増大させることができる。

第６の態様のように、分割バックヨークを形成することで、各ティースにコイルを容易に巻回できる。

第７の態様により、当該他主面のティースについてもティースとバックヨークとを小さい磁気抵抗でしっかりと保持できる。

第８の態様により、角部の欠け防止、コイルの巻太り防止を図ることができる。

第９の態様により、巻太りを有効に防止できる。

第１０の態様により、バックヨークが積層鋼板で形成されると共に、ティースが圧粉磁心で形成されるため、モータ特性を損うことなく、ステータコアの強度を確保できる。また、前記ティースが、前記バックヨークの前記ティース固定用凹部部分に一体化するように、圧粉磁心で金型成形されているため、ティースの破壊を防止しつつくティースとバックヨークとを隙間無くしっかりと保持できる。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

(実施形態Ａ１)
図１は実施形態Ａ１のモータの要部の断面図を示し、図２は図１に示すモータのステータの分解斜視図を示している。

この実施形態Ａ１のモータは、図１に示すように、ステータ２１と、このステータ２１上にエアギャップ４１を介して配置されたロータ３１と、このロータ３１に固定されると共にこのロータ３１の回転力を負荷に伝達し、かつ、このロータ３１から延設されて軸受(図示せず)に回転自在に支持されたシャフト２０とを有している。上記ロータ３１は、所定の回転軸であるシャフト２０の軸を中心にして回転する。

上記ステータ２１は、ケーシング１０の内側に例えば圧入または焼きばめにより取り付けられたステータコア２４と、このステータコア２４に取り付けられたコイル２３とを有する。

上記ステータコア２４は、シャフト２０に対して略直交するように配置された円環状のバックヨーク２４ａと、このバックヨーク２４ａのロータ３１側に立設されたティース２４ｂとを有する。

上記ステータコア２４のティース２４ｂは、シャフト２０の軸方向に沿ってロータ３１側に向かって延びており、シャフト２０の周りに複数個設けられている。上記各ティース２４ｂの軸周りに、コイル２３を夫々巻回している。上記コイル２３が励磁されて、ティース２４ｂに軸方向の磁束を発生する。上記コイル２３は、ステータコア２４に、いわゆる「集中巻」されている。この「集中巻」は、巻線が簡単で銅量を低減できる巻線方式である。

上記ティース２４ｂおよびコイル２３は、図２に示すように、それぞれ６つあり、ステータ２１は４極となる。つまり、このステータ２１は、集中巻４極６スロットに相当すると考えられる。また、コイル２３は、例えば周方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に配置され、それぞれ３相はスター結線され、インバータから電流が供給される。ここで、ティース２４ｂは、圧粉磁心からなり、シャフト２０に対して略直交する電磁鋼板を軸方向に積層してなるバックヨーク２４ａに設けられた凹部２４ｃに、ティース２４ｂの一部を埋め込んだ状態で固定している。これにより、ティース２４ｂは、夫々独立して突出しているが、バックヨーク２４ａを介して連なっている。このティース２４ｂの固定手段には、圧入や接着等が用いられる。圧粉磁心として、例えば圧粉鉄心がある。また、電磁鋼板は、いわゆる珪素鋼板と呼ばれるが、他に、アモルファス、パーマロイ等の薄板であっても良い。これらは、必要な特性に応じて選択される。

また、バックヨーク２４ａの凹部２４ｃの深さは、磁束が軸方向成分を有する範囲まであることが望ましい。例えば、バックヨーク２４ａの磁束密度がほぼ飽和領域に近ければ、凹部２４ｃの深さはバックヨーク２４ａの厚みと同等程度まであるか、ティース２４ｂが貫通していることが望ましい。一般的に、凹部２４ｃの深さは、バックヨーク２４ａの厚みの半分以上は必要である。そうすれば、圧粉磁心を通って十分な深さまで磁束が到達してから積層鋼板を有するバックヨーク２４ａに磁束が渡るため、磁気抵抗が低く、鉄損も小さくなる。また、バックヨーク２４ａを通る磁束は、そのティース２４ｂに流れるものと、そのティース２４ｂを通過して隣のティース２４ｂに流れるものとがある。後者は、積層鋼板からなるバックヨーク２４ａを通過することとなる。

図１に示すように、上記ロータ３１は、シャフト２０に取り付けられた円環状のバックヨーク３４と、このバックヨーク３４のステータ２１側の一面に設けられた永久磁石３３とを有する。また、上記ステータコア２４のバックヨーク２４ａの内径は、シャフト２０と接触しない程度に大きい。あるいは、図１のように、その内径部分にシャフト２０用の軸受を設けてもよい。

上記ロータ３１のバックヨーク３４は磁性体からなる。上記永久磁石３３は、シャフト２０の周方向に交互に異なる磁極を有し、シャフト２０に沿った方向の磁束を発生する。

図３は上記実施形態Ａ１のモータの第１変形例の断面図を示している。このモータは、図１に示すモータと同一の構成部は、同一参照番号を付している。

図３に示すように、バックヨーク１２４ａに埋め込まれたティース１２４ｂの埋込部１００は、他の部分より細くなっており、これにより挿入時の位置決めを図っている。これによって、エアギャップ精度を向上できる。

上記複数のティース１２４ｂのうちバックヨーク１２４ａの凹部１２４ｃ内に埋め込まれている夫々の部分の先端側とバックヨーク１２４ａとの間に隙間を設けて、凹部１２４ｃ内でティース１２４ｂとバックヨーク１２４ａとが軸方向に接触しないようにすることによって、バックヨーク１２４ａ内を軸方向に磁束が通るのを阻止できる。したがって、鉄損の増加を効果的に抑制することができる。なお、バックヨーク１２４ａが、磁気飽和領域で使用される場合は、隙間は小さいほどよく、磁性接着剤を埋めてもよい。磁性接着剤は、電磁鋼板や圧粉磁心に比べるとはるかに透磁率は低いが、空気よりは透磁率が高いため、磁気飽和を緩和する効果を有する。ただし、凹部について、底部以外には、ティース１２４ｂとバックヨーク１２４ａの間に隙間を設けない。また、ティース１２４ｂを積層鋼板で形成すると多種の金型が必要であるが、ここでは圧粉磁心で形成しているので容易に製造できる。

また、図４は上記実施形態Ａ１のモータの第２変形例の断面図を示している。この図４では、図１に示すモータと同一の構成部は、同一参照番号を付している。

図４に示すように、ステータ２２１は、ケーシング１０の内側に例えば圧入または焼きばめにより取り付けられたステータコア２２４と、このステータコア２２４に取り付けられたコイル２２３とを有する。

上記ステータコア２２４は、シャフト２０に対して略直交するように配置された円環状のバックヨーク２２４ａと、このバックヨーク２２４ａのロータ３１側に立設されたティース２２４ｂとを有する。上記ティース２２４ｂは、シャフト２０の軸方向に沿ってロータ３１側に向かって延びており、シャフト２０の周りに複数個設けられている。上記各ティース２２４ｂの軸周りに、コイル２２３を夫々巻回している。上記コイル２２３は、励磁されて、ティース２２４ｂに軸方向の磁束を発生する。

上記ティース２２４ｂおよびコイル２２３は、それぞれ６つあり、ステータ２２１は４極となる。また、コイル２２３は、例えば３相スター結線され、インバータから電流が供給される。ここで、ティース２２４ｂは、圧粉磁心からなり、シャフト２０に対して略直交する電磁鋼板を軸方向に積層してなるバックヨーク２２４ａに設けられた凹部２２４ｃに、ティース２２４ｂの一部を埋め込んだ状態で固定されている。これにより、ティース２２４ｂは、夫々独立して突出しているが、バックヨーク２２４ａを介して連なっている。このティース２２４ｂの固定手段には、圧入や接着等が用いられる。

図４に示すように、ティース２２４ｂのバックヨーク２２４ａの凹部２２４ｃ内に埋め込まれた部分を、先細り形状とすると好適である。これによって、第一に、ティース２２４ｂの、バックヨーク２２４ａに埋め込まれた部分を通る磁束は、次第にバックヨーク２２４ａに出るので、先端ほど磁束が減少する。第二に、磁束が圧粉磁心内部を通る量を極力減らし、バックヨーク内の磁束が、できるだけ軸方向に直交した面を通るようにできる。第三に、バックヨーク２２４ａにティース２２４ｂを挿入するとき、応力が均一にかかるため、コアの破壊が発生しにくくなる。第四に、圧粉磁心の成形時に金型から抜きやすくするための抜きテーパとして用いることができる。なお、先細りの形態は、必ずしも連続的でなくてもよく、階段状に狭くなっていてもよい。バックヨーク２２４ａの打ち抜き形状の種類の数を減ずるには、むしろ、階段状に狭くなる方がよい。

ここで、図５は上記実施形態Ａ１のモータの第３変形例の断面図を示している。この図５では、図１に示すモータと同一の構成部は、同一参照番号を付している。

図５に示すように、ステータ３２１は、ケーシング１０の内側に例えば圧入または焼きばめにより取り付けられたステータコア３２４と、このステータコア３２４に取り付けられたコイル３２３とを有する。

上記ステータコア３２４は、シャフト２０に対して略直交するように配置された円環状のバックヨーク３２４ａと、このバックヨーク３２４ａのロータ３１側に立設されたティース３２４ｂとを有する。上記ティース３２４ｂは、シャフト２０の軸方向に沿ってロータ３１側に向かって延びており、シャフト２０の周りに複数個設けられている。上記各ティース３２４ｂの軸周りに、コイル３２３を夫々巻回している。上記コイル３２３は、励磁されて、ティース３２４ｂに軸方向の磁束を発生する。

上記ティース３２４ｂおよびコイル３２３は、それぞれ６つあり、ステータ３２１は４極となる。また、コイル３２３は、例えば３相スター結線され、インバータから電流が供給される。ここで、ティース３２４ｂは、圧粉磁心からなり、シャフト２０に対して略直交する電磁鋼板を軸方向に積層してなるバックヨーク３２４ａに設けられた凹部３２４ｃに、ティース３２４ｂの一部を埋め込んだ状態で固定している。これにより、ティース３２４ｂは、夫々独立して突出しているが、バックヨーク３２４ａを介して連なっている。このティース３２４ｂの固定手段には、圧入や接着等が用いられる。

図５に示すように、ステータコア形状としては、ティース３２４ｂのエアギャップに対向する側に、コイル３２３の少なくとも一部を覆うように幅広部３２４ｄを設けると好適である。

上記ステータコア３２４の複数のティース３２４ｂに、ロータ３１と対向する側に幅広部３２４ｄを設けることによって、ロータ３１に対向する面積が増加して、鎖交磁束を増大させることができる。また、上記幅広部３２４ｄは、コイル３２３とロータ３１の接触を防止する有効な手段ともなる。

次に、上記モータの図５に示すステータ３２１の組立方法について述べる。

図６は上記第３変形例のモータの製造方法を説明するための図であり、図６に示すように、治具３００の基準面３００ａに、ティース３２４ｂのギャップに対向する側(幅広部３２４ｄ)の面を向けて、治具３００上にティース３２４ｂを載置する。

次に、治具３００上に載置されたティース３２４ｂに、予め整列巻したコイル３２３を外嵌して配置する。この際、コイル３２３と、ティース３２４ｂおよびバックヨーク３２４ａとの絶縁は、コイル３２３側か、ティース３２４ｂおよびバックヨーク３２４ａの側のいずれかに設ければよい。

そうして、ティース３２４ｂの回りにコイル３２３が配置された状態で、ティース３２４ｂにバックヨーク３２４ａを上方から載置して、ティース３２４ｂの上部がバックヨーク３２４ａの凹部３２４ｃに埋め込むようにした後、バックヨーク３２４ａとティース３２４ｂとを接合する。治具３００の上面は精度の良い平面を呈している。

上記モータの製造方法によれば、ステータコア３２１を容易に組み立てることができる。なお、予め所定の形状に巻回された状態のコイルをバックヨーク上に配置した後、バックヨークと複数のティースとを接合しても、ステータコアを容易に組み立てることができる。

また、上記ティース３２４ｂのロータ３１と対向する側の平面を基準にしてバックヨーク３２４ａとティース３２４ｂとを接合するので、エアギャップ精度を向上できる。

上記幅広部３２４ｄは、図７,図８に示すように、隣接する幅広部３２４ｄとの間に、ティース３２４ｂの間を磁気的に絶縁するある一定の空間３２５を設けている。この空間３２５は、幅広部３２４ｄの中心から径方向外側に放射状に延びている。この構成により、エアギャップ４１に対向するステータコア面積が増加するので、鎖交磁束を増大させることが可能である。なお、隣接する幅広部３２４ｄのうち、回転中心に対して内周側部分(図７の領域Ｓ２)および外周側部分(図７の領域Ｓ１)が、相互にわずかに接触(または連結)しても良い。この場合、ティース３２４ｂをバックヨーク３２４ａに取り付ける前において、互いのティース３２４ｂ間の位置関係を規定することができる。接触部は、磁束の漏洩を最小限にすべく、面積は小さいことが望ましい。

図９は上記実施形態Ａ１のモータの第４変形例の断面図を示している。この図９では、図１に示すモータと同一の構成部は、同一参照番号を付している。図９に示すモータのステータ４２１は、ティース４２４ｂがバックヨーク４２４ａを貫通する場合を示している。

上記ステータ４２１は、図９に示すように、ケーシング１０の内側に例えば圧入または焼きばめにより取り付けられたステータコア４２４と、このステータコア４２４に取り付けられたコイル４２３とを有する。

上記ステータコア４２４は、シャフト２０に対して略直交するように配置された円環状のバックヨーク４２４ａと、このバックヨーク４２４ａのロータ３１側に立設されたティース４２４ｂとを有する。上記ティース４２４ｂは、シャフト２０の軸方向に沿ってロータ３１側に向かって延びており、シャフト２０の周りに複数個設けられている。上記各ティース４２４ｂの軸周りに、コイル４２３を夫々巻回している。上記コイル４２３は、励磁されて、ティース４２４ｂに軸方向の磁束を発生する。

また、図１０は図９のモータの第４変形例のステータの分解斜視図を示している。上記ティース４２４ｂおよびコイル４２３は、図１０に示すように、それぞれ６つあり、ステータ４２１は４極となる。また、コイル４２３は、例えばスター３相結線され、インバータから電流が供給される。ここで、ティース４２４ｂは、圧粉磁心からなり、シャフト２０に対して略直交する電磁鋼板を軸方向に積層してなるバックヨーク４２４ａに設けられた貫通穴４２４ｃに、ティース４２４ｂの一部を埋め込んだ状態で固定している。これにより、ティース４２４ｂは、夫々独立して突出しているが、バックヨーク４２４ａを介して連なっている。このティース４２４ｂの固定手段には、圧入や接着等が用いられる。

さらに、図９,図１０に示す第４変形例のステータにおいて、図１１に示すように、バックヨーク４２４ａに複数のティース４２４ｂを埋設するために設けられた複数の貫通穴４２４ｃの内周側と外周側に、応力緩和孔４０１,４０２を設けてもよい。この場合、バックヨーク４２４ａに設けた応力緩和孔４０１,４０２によって、バックヨーク４２４ａにティース４２４ｂを圧入または焼きばめ等により保持するときにバックヨーク４２４ａに径方向に働く応力を緩和し、また、外周側の応力緩和孔４０２は、ケーシング１０にバックヨーク４２４ａを圧入または焼きばめ等により保持するときにバックヨーク４２４ａに径方向に働く応力を緩和するので、エアギャップ精度を保つことができ、モータ特性を損なうことがない。また、内周側の応力緩和孔４０１は、例えば、バックヨーク内周を軸受を保持するハウジングとしても使用する場合、軸との直角精度を保つこともできる。

なお、応力緩和孔は、内周側または外周側の一方に設けてもよい。

図１２は、この実施形態Ａ１の片側にステータを有するモータのロータ形状の一例を示している。上記ロータ３１は、永久磁石３３を有するので、モータの運転時において、エアギャップ４１(図１に示す)の磁束密度を高くできるため、圧縮機の高出力および高効率が実現できる。なお、上記永久磁石３３は必須ではない。

また、上記ロータ３１は、バックヨーク３４と共同して永久磁石３３を挟むロータ板３５を有する。このロータ板３５は、磁性体からなり、永久磁石３３の隣接する磁極の間を磁気的に絶縁するスリット３５ａを設けている。このスリット３５ａは、ロータ板３５の中心から半径方向外側に向かって放射状に延びている。このスリット３５ａは、ロータ板３５のみに設けられ、バックヨーク３４には設けられない。また、上記永久磁石３３に減磁界が直接かからないため、減磁耐力も増大する。さらに、上記永久磁石３３が焼結の希土類磁石等の場合には、永久磁石３３内部に磁束の高周波成分が届きにくいため、永久磁石３３内部の渦電流の発生を抑制することで、損失低減、および、温度上昇低減も図れる。なお、上記ロータ板３５は必須ではない。

上記構成のモータによれば、渦電流損の小さい磁性粉を固めた圧粉磁心をティース２４ｂ,１２４ｂ,２２４ｂ,３２４ｂ,４２４ｂに用いると共に、十分な強度を有する積層鋼板からなるバックヨーク２４ａ,１２４ａ,２２４ａ,３２４ａ,４２４ａが圧入または焼きばめにより保持されるので、モータ特性を損なうことなく、圧入や焼きばめ等によるステータコア２４,１２４,２２４,３２４,４２４の保持が可能なモータを実現することができる。

また、上記複数のティース１２４ｂ,２２４ｂのバックヨーク１２４ａ,２２４ａ内に埋め込まれている夫々の部分を、バックヨーク１２４ａ,２２４ａ内に埋め込まれていない他の部分よりも細くすることによって、挿入時の位置決めが容易にでき、エアギャップ精度を向上できる。

また、上記ステータ２１,１２１,２２１,３２１,４２１とロータ３１とが対向する夫々の面が、シャフト２０に対して略直交する平面であるアキシャルギャップ型のモータであるので、軸方向の寸法を小さくして小型化することができる。

また、永久磁石３３を有するロータ３１を用いることによって、永久磁石による磁束により、高調波を多く含む磁束がティース２４ｂ,１２４ｂ,２２４ｂ,３２４ｂ,４２４ｂを通るが、ティース２４ｂ,１２４ｂ,２２４ｂ,３２４ｂ,４２４ｂに渦電流損の小さい圧粉磁心を用いているので、鉄損をさらに低減することができる。

また、十分な強度を有する積層鋼板からなるバックヨーク２４ａ,１２４ａ,２２４ａ,３２４ａ,４２４ａの外周部をケーシング１０の内側に焼きばめまたは圧入することによって、バックヨーク２４ａ,１２４ａ,２２４ａ,３２４ａ,４２４ａをケーシング１０に確実に保持することができる。

(実施形態Ａ２)
図１３は実施形態Ａ２のモータの要部の断面図を示している。

この実施形態Ａ２のモータは、図１３に示すように、シャフト４２０に取り付けられたロータ４３１と、そのロータ４３１の軸方向両側に配置された２つのステータ４２１とを有している。上記ロータ４３１は、所定の回転軸であるシャフト４２０の軸を中心にして回転する。このステータ４２１は、実施形態Ａ１の図９に示すステータ４２１を用いている。上記ロータ４３１は、２つのロータ板４３５と、その２つのロータ板４３５間に配置された永久磁石４３３とを有する。上記ロータ４３１を軸方向両側から挟むようにステータ４２１が配置されていることによって、鎖交磁束が増大して、出力を向上できる。

上記実施形態Ａ２のモータのステータ４２１の構成は、図９に示す第４変形例と同一であるが、ケーシング１０内部のある距離を隔てて２箇所にバックヨーク４２４が入るため、ケーシング１０の剛性を向上させる効果がある。また、この実施形態Ａ２のモータでは、ロータ４３１に対して軸方向両側のステータ４２１からの吸引力が働くことにより、ロータ４３１とシャフト４２０に働くスラスト力をキャンセルすることが可能となり、シャフト４２０を支持する軸受(図示せず)に対してスラスト方向にかかる力を低減することもできる。さらに、上下２組のステータ４２１に対して、永久磁石４３３の両面を利用できるため、永久磁石の個数を最小化することができる。

なお、図１４は両側にステータを有するモータのロータ形状の一例を示している。このロータ５３１は、図１４に示すように、略円板形状のバックヨーク５３４と、そのバックヨーク５３４の両側に配置された永久磁石５３３と、ロータ板５３５とを有する。

図１４に示すように、ロータ５３１の両側に磁極を呈し、このロータ５３１は２極の場合を示す。なお、バックヨーク５３４は必須ではなく、バックヨーク５３４を省略した場合、永久磁石５３３は、上側または下側の一方でよい。

このロータ５３１は、図１４に示すように、中央孔５３４ａを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク５３４の軸方向の一方の側に、扇形状の２つの永久磁石５３３を円周に沿って配列し、バックヨーク５３４の軸方向の他方の側に、扇形状の２つの永久磁石５３３を円周に沿って配列している。上記バックヨーク５３４の両側の永久磁石５３３が対向する位置に配置されている。上記バックヨーク５３４の両側には、周方向に配列された２つの永久磁石５３３の間の領域に磁性体５３４ｂが設けてられている。中央孔５３５ａを有する円板形状のロータ板５３５が、上記永久磁石５３３が配列されたバックヨーク５３４に対してその軸方向両側から挟むように配置されており、バックヨーク５３４と永久磁石５３３とロータ板５３５とが重ね合わされている。また、上記ロータ板５３５には、放射状に４つのスリット５３５ｂが設けられており、スリット５３５ｂ間に永久磁石５３３と磁性体５３４ｂが交互に配置されている。

上記ロータ５３１の構成では、永久磁石５３３の固定を容易にでき、ロータ５３１を回転軸に保持することも容易にできる。また、ロータ５３１の両側の磁極分布をずらすことによってスキュー効果を持たせることも可能である。なお、バックヨーク５３４の軸方向両側の永久磁石５３３の磁極は、同一でも反対でもよいが、磁極がいずれであるかによって、ステータのコイルの配置が異なる。両側の磁極が同一である場合は、バックヨーク５３４の厚みが重要であるが、反対である場合は、バックヨーク５３４は、軸方向のみに磁束を通せば十分である。また、上記ロータ５３１では、上側ステータに作用する磁石と下側ステータに作用する磁石とが独立であるため、軸方向の力を発生する手段が、磁石の厚み、磁極面積、最大エネルギー積などを変えるものでも可能である。この場合、両側の永久磁石の磁極は同一のほうがより効果があるが、両側の永久磁石の磁極が反対であってもよい。

また、図１７は上記実施形態Ａ１，Ａ２のモータに用いられる分布巻のステータの例を示し、このステータは２極の磁極を呈する。

図１７に示すように、ステータコア７２４は、シャフトに対して略直交するように配置された円環状のバックヨーク７２４ａと、このバックヨーク７２４ａからステータ７２１の軸に沿って延びると共に周方向に配列された第１〜第６のティース７２４ｂとを有している。上記ティース７２４ｂには、ステータ７２１の軸に沿って下から上に順に、コイル下層群７２３Ａ、コイル中層群７２３Ｂおよびコイル上層群７２３Ｃが設けられている。バックヨーク７２４ａと、ティース７２４ｂとの材質およびそれぞれの組合せについては、実施形態Ａ１に示す通りである。

上記コイル下層群７２３Ａは、第１,第２および第３のティース７２４ｂを一括して巻回するコイル７２３と、第４,第５および第６のティース７２４ｂを一括して巻回するコイル７２３とを有する。また、上記コイル中層群７２３Ｂは、第２,第３および第４のティース７２４ｂを一括して巻回するコイル７２３と、第５,第６および第１のティース７２４ｂを一括して巻回するコイル７２３とを有する。また、上記コイル上層群７２３Ｃは、第３,第４および第５のティース７２４ｂを一括して巻回するコイル７２３と、第６,第１および第２のティース７２４ｂを一括して巻回するコイル７２３とを有する。

上記コイル下層群７２３ＡをＵ相、コイル中層群７２３ＢをＶ相、コイル上層群７２３ＣをＷ相とする(相互入れ替え可)３相巻線を形成し、それぞれに所定の電流または電圧、および、所定の周波数に整流された３相電流を供給する。

この分布巻のステータ７２１は、鎖交磁束が大きく、複数の相が協働して磁束を発生させるため、磁束の変化がスムースで、低振動および低騒音を図ることができる。

なお、この実施形態Ａ１，Ａ２のモータにおいて、巻線方式は、集中巻、分布巻、波巻等に限らず、自由に選択することができる。また、ステータティース数とロータ極数の組合せおよび比率は自由である。

(実施形態Ａ３)
図１５は実施形態Ａ３のモータの要部の断面図を示している。この実施形態Ａ３のモータは、図１５に示すように、ステータ６２１の両側にロータ３１を有する場合を示す。図１５では、ティース６２４ｂの先端部が幅広となり、エアギャップのパーミアンスを向上させている。

図１５に示すように、ステータコア６２４の複数のティース６２４ｂが、ロータ３１と対向する側に設けられた幅広部６２４ｃを有することによって、ロータ３１に対向する面積が増加して、鎖交磁束を増大させることができる。また。上記ステータ６２１からの軸方向両側のロータ３１に対して吸引力が働くことにより、ロータ３１とシャフト２０に働くスラスト力をキャンセルすることが可能となり、シャフト２０を支持する軸受に対してスラスト方向にかかる力を低減することもできる。

このとき、ティース６２４ｂの両側の先端に幅広部６２４ｃがあるため、軸方向からバックヨーク６２４ａに挿入することができない。

そこで、図１６のように、バックヨーク６２４ａは、ティース６２４ｂのバックヨーク６２４ａに埋め込まれる部分の周方向の最大幅の範囲において、バックヨーク６２４ａのティース６２４ｂよりも半径方向外側に切り欠き６００を設けている。この切り欠き６００により、ティース６２４ｂをバックヨーク６２４ａに外側から挿入することができる。このとき、ティース６２４ｂの巻線が施される部分より、バックヨーク６２４ａに埋め込まれる部分の方が細くなるようにして、軸方向の位置決めをすると好適である。なお、コイル６２３は、ティース６２４ｂに軸方向から挿入することができないので、巻線機(図示せず)を用いてティース６２４ｂに直接コイル６２３を巻回することになる。なお、この実施形態Ａ３では、集中巻において可能である。なお、図１６では、便宜上、ティース６２４ｂおよびコイル６２３は１のみ記し、他は省略している。

また、上記ステータコア６２４のバックヨーク６２４ａにおいて、複数のティース６２４ｂが配置された領域の半径方向外側に切り欠き６００を設けることによって、組立時にティース６２４ｂを半径方向外側からバックヨーク６２４ａに挿入して容易に組み立てることができる。なお、ステータの片側にのみエアギャップを介してロータと対向する形態であっても、本構成を適用することは可能である。

(実施形態Ａ４)
図１８は実施形態Ａ４のモータの要部の断面図を示している。この実施形態Ａ４のモータは、アキシャルギャップ型でない点が実施形態Ａ１のモータと異なる。

この実施形態Ａ４のモータは、図１８に示すように、ステータ８２１と、このステータ８２１上に配置されたロータ８３１と、このロータ８３１に固定されると共にこのロータ８３１の回転力を負荷に伝達し、かつ、このロータ８３１から延設されて軸受(図示せず)に回転自在に支持されたシャフト８２０とを有している。上記ロータ８３１は、所定の回転軸であるシャフト８２０の軸を中心にして回転する。

上記ステータ８２１は、ケーシング１０の内側に例えば圧入または焼きばめにより取り付けられたステータコア８２４と、このステータコア８２４に取り付けられたコイル８２３とを有する。

上記ステータコア８２４は、シャフト８２０に対して略直交するように配置された円環状のバックヨーク８２４ａと、このバックヨーク８２４ａのロータ８３１側に立設されたティース８２４ｂとを有する。

上記ステータコア８２４のティース８２４ｂは、シャフト８２０の軸方向に沿ってロータ８３１側に向かって延びており、シャフト８２０の周りに複数個設けられている。上記各ティース８２４ｂのバックヨーク８２４ａ近傍かつ軸周りに、コイル８２３を夫々巻回している。上記コイル８２３が励磁されて、ティース８２４ｂに軸方向の磁束を発生する。

また、上記ロータ８３１は、シャフト８２０に取り付けられた円板形状のロータ支持部材８３５と、そのロータ支持部材８３５の外周側に一端が固定された円筒形状のバックヨーク８３４と、上記バックヨーク８３４の内周側に配置された複数の永久磁石８３３とを有している。上記ロータ８３１は、シャフト８２０に固定され、ステータ８２１のバックヨーク８２４ａ内径に設けられた軸受、または、ステータ８２１のバックヨーク８２４ａとは接触せず、ケーシング１０側に設けられた軸受により、回転自在に保持される。

この実施形態Ａ４のモータは、ステータ８２１のティース８２４ｂの上側部分を覆うように、円筒形状のバックヨーク８３４を配置してアウターロータ型のモータを構成している。上記バックヨーク８３４の内側の永久磁石８３３の内周面とティース８２４ｂの外周面との間にエアギャップ８４１が設けられている。

ここで、ティース８２４ｂは、圧粉磁心からなり、電磁鋼板が軸方向に積層されたバックヨーク８２４ａに設けられた凹部８２４ｃに、ティース８２４ｂの一部を埋め込んだ状態で固定されている。これにより、ティース８２４ｂは、夫々独立して突出しているが、バックヨーク８２４ａを介して連なっている。このティース８２４ｂの固定手段には、圧入や接着等が用いられる。永久磁石８３３の磁束は、エアギャップからティース８２４ｂの半径方向外側の面から、半径方向内周に向かい、軸線方向に沿って紙面下側に磁束が流れ、バックヨーク８２４ａにて、円周方向に、隣接するティース８２４ｂに向かって磁束が流れる。従って、ティース８２４ｂは、いずれの方向も同一の磁気特性を有する圧粉磁心が極めて好適である。

また、バックヨーク８２４ａの凹部８２４ｃの深さは、磁束が軸方向成分を有する範囲まであることが望ましい。例えば、バックヨーク８２４ａの磁束密度がほぼ飽和領域に近ければ、凹部８２４ｃの深さはバックヨーク８２４ａの厚みと同等程度まであるか、ティース８２４ｂが貫通していることが望ましい。

また、この実施形態Ａ４において、実施形態Ａ１の第１〜第４変形例を適用してもよい。

また、上記実施形態Ａ４において、ロータ支持部材８３５の内側(ステータ側)にもさらに永久磁石を有し、さらにトルクを発生させるような形態(アウターロータとアキシャルロータを併せて有する形態)となっていても良い。

(実施形態Ａ５)
図１９は実施形態Ａ５の密閉型の圧縮機の縦断面図を示している。この実施形態Ａ５の圧縮機は、実施形態Ａ１のモータを用いている。

この圧縮機は、図１９に示すように、ケーシングの一例としての密閉容器１内に配置されたモータ２と、密閉容器１内かつモータ２の下側に配置され、そのモータ２で駆動される圧縮部１１とを備えている。ここで、上下の方向とは、密閉容器１の中心軸が水平面に対して傾斜しているか否かに関わらず、密閉容器１の中心軸に沿った方向をいう。

上記モータ２は、圧縮部１１から吐出された高圧の冷媒が満たされる密閉容器１内の領域に配置されている。具体的には、密閉容器１内は、高圧領域Ｈであり、この圧縮機は、いわゆる、高圧ドーム型である。

上記モータ２は、ステータ２１と、このステータ２１の上にエアギャップ４１を介して配置されるロータ３１と、このロータ３１に固定されると共にこのロータ３１の回転力を圧縮部１１に伝達し、かつ、このロータ３１から延設されて軸受に保持されるシャフト２０とを有している。

また、上記圧縮部１１は、シリンダ状の本体部１２と、この本体部１２の上下の開口端のそれぞれに取り付けられる上端板１５および下端板１６とを備える。上記シャフト２０は、上端板１５および下端板１６を貫通して、本体部１２の内部に進入している。

上記本体部１２の内部には、シャフト２０に設けられたクランクピン１７に嵌合したローラ１３を公転可能に配置し、このローラ１３の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。すなわち、ローラ１３の外面と本体部１２の内面との間に、圧縮室１４を形成する。

上記密閉容器１は、圧縮部１１の低圧側の圧縮室１４に開口する吸入管６、および、モータ２の上側(下流側)に開口する吐出管７を有する。上記圧縮部１１は、モータ２側に開口する吐出孔１１ａを有する。

上記シャフト２０の一端側は、圧縮部１１の下端板１６に回転自在に支持され、シャフト２０の他端側は、ステータ２１に回転自在に支持されている。

上記密閉容器１内の下側に、シャフト２０の下部が浸漬される潤滑油８を有する。この潤滑油８は、シャフト２０の回転によって、シャフト２０の内部を上がって、圧縮部１１の摺動部等を潤滑する。

次に、上記圧縮機の作用を説明する。

上記吸入管６から圧縮部１１の圧縮室１４に冷媒を供給し、モータ２により圧縮部１１を駆動させて冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、潤滑油と共に、圧縮部１１の吐出孔１１ａから密閉容器１内に吐出され、モータ２を通って、高圧領域Ｈに運ばれた後、吐出管７より密閉容器１の外側に吐出される。

このとき、冷媒通路(図示せず)は、ステータ２１のバックヨーク内部に設けられる必要がある。位置および形状は任意である。

この実施形態Ａ５の圧縮機によれば、比較的出力の大きい用途に搭載困難であったアキシャルギャップ型のモータを搭載することが可能となり、小型化、高効率化(銅損低減による)された圧縮機を実現することができる。

上記実施形態Ａ５では、アキシャルギャップ型のモータを用いたロータリー圧縮機について説明したが、ロータリー圧縮機に限らず、スクロール圧縮機等の他の圧縮機にこの発明を適用してもよい。

また、上記実施形態Ａ５では、被駆動部としての圧縮部１１をモータ２により駆動したが、この発明のモータにより駆動される被駆動部は、圧縮部に限らず、モータの主軸の回転により駆動される他の構成の被駆動部であってもよい。

また、ロータリータイプの圧縮機であれば、ロータ自体に可動ピストンを設け、ロータの反エアギャップ側にシリンダを密着させ、ロータとシリンダにて圧縮室を構成しても良い。このとき、ロータと圧縮機構部との間にシャフトは不要である。さらに、ステータから固定軸をロータ側に伸ばし、固定軸とロータの間に軸受を設ければ、ロータとともに回転するシャフトが不要であり、ロータと圧縮機構部との間のねじりによる振動を防止できる。従って、このような場合、シャフトは必須ではない。

(実施形態Ｂ１)
図２０は実施形態Ｂ１のモータの要部の断面図を示し、図２２は、ティース部付近の拡大図である。

この実施形態Ｂ１のモータは、図２０に示すように、ステータ１０２１と、このステータ１０２１上にエアギャップ１０４１を介して配置されたロータ１０３１と、このロータ１０３１に固定されると共にこのロータ１０３１の回転力を負荷に伝達し、かつ、このロータ１０３１から延設されて軸受(図示せず)に回転自在に支持されたシャフト１０２０とを有している。上記ロータ１０３１は、所定の回転軸であるシャフト１０２０の軸を中心にして回転する。

上記ステータ１０２１は、ケーシング１０１０の内側に例えば圧入または焼きばめにより取り付けられたステータコア１０２４と、このステータコア１０２４に取り付けられたコイル１０２３とを有する。

上記ステータコア１０２４は、シャフト１０２０に対して略直交するように配置された円環状のバックヨーク１０２４ａと、このバックヨーク１０２４ａのロータ１０３１側に立設されたティース１０２４ｂとを有する。

上記ステータコア１０２４のティース１０２４ｂは、シャフト１０２０の軸方向に沿ってロータ１０３１側に向かって延びており、シャフト１０２０の周りに複数個設けられている。上記各ティース１０２４ｂの軸周りに、コイル１０２３を夫々巻回している。上記コイル１０２３が励磁されて、ティース１０２４ｂに軸方向の磁束を発生する。上記コイル１０２３は、ステータコア１０２４に、いわゆる「集中巻」されている。この「集中巻」は、巻線が簡単で銅量を低減できる巻線方式である。

上記ティース１０２４ｂおよびコイル１０２３は、図２１に示すように、それぞれ６つあり、ステータ１０２１は４極となる。つまり、このステータ１０２１は、集中巻４極６スロットに相当すると考えられる。また、コイル１０２３は、例えば周方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に配置され、それぞれ３相はスター結線され、インバータから電流が供給される。ここで、ティース１０２４ｂは、圧粉磁心からなり、シャフト１０２０に対して略直交する電磁鋼板を軸方向に積層してなるバックヨーク１０２４ａに設けられた凹部１０２４ｃに、ティース１０２４ｂの一部(埋込部１１００)を埋め込んだ状態で固定している。これにより、ティース１０２４ｂは、夫々独立して突出しているが、バックヨーク１０２４ａを介して連なっている。このティース１０２４ｂの固定手段には、圧入や接着等が用いられる。圧粉磁心として、例えば圧粉鉄心がある。また、電磁鋼板は、いわゆる珪素鋼板と呼ばれるが、他に、アモルファス、パーマロイ等の薄板であっても良い。これらは、必要な特性に応じて選択される。なお、バックヨークは必ずしも積層した薄板でなくても良い。ただし、積層した薄板の場合、ティースを挿入する穴のエッジ部にアール（丸め加工部分）を設けることは困難であり、特に、本構成の有用性が際立つ。

また、バックヨーク１０２４ａの凹部１０２４ｃの深さは、磁束が軸方向成分を有する範囲まであることが望ましい。例えば、バックヨーク１０２４ａの磁束密度がほぼ飽和領域に近ければ、凹部１０２４ｃの深さはバックヨーク１０２４ａの厚みと同等程度まであるか、ティース１０２４ｂが貫通していることが望ましい。一般的に、凹部１０２４ｃの深さは、バックヨーク１０２４ａの厚みの半分以上は必要である。そうすれば、圧粉磁心を通って十分な深さまで磁束が到達してから積層鋼板からなるバックヨーク１０２４ａに磁束が渡るため、磁気抵抗が低く、鉄損も小さくなる。また、バックヨーク１０２４ａを通る磁束は、そのティース１０２４ｂに流れるものと、そのティース１０２４ｂを通過して隣のティース１０２４ｂに流れるものとがある。後者は、積層鋼板からなるバックヨーク１０２４ａを通過することとなる。また、バックヨークにティースを挿入したとき、ティースが埋め込まれた部分において、バックヨークとの間の隙間については、軸方向については、誤差を吸収する程度、または、接着剤を塗布する程度の隙間を設けることで、ギャップ精度を向上させることができる。また、ティースの側面は、バックヨークとの間に圧入関係があるとよい。

図２０に示すように、上記ロータ１０３１は、シャフト１０２０に取り付けられた円環状のバックヨーク１０３４と、このバックヨーク１０３４のステータ１０２１側の一面に設けられた永久磁石１０３３とを有する。また、上記ステータコア１０２４のバックヨーク１０２４ａの内径は、シャフト１０２０と接触しない程度に大きいか、或は、図２０のように、その内径部に軸受を設けてもよい。

上記ロータ１０３１のバックヨーク１０３４は磁性体からなる。上記永久磁石１０３３は、シャフト１０２０の周方向に交互に異なる磁極を有し、シャフト１０２０に沿った方向の磁束を発生する。

図２２のように、バックヨーク１０２４ａに埋め込まれたティース１０２４ｂの埋込部１１００は、他の部分より細く形成されており、これにより挿入時の位置決めを図ることができる。これによって、エアギャップ精度を向上できる。

ここで、ティース１０２４ｂのバックヨーク１０２４ａへの埋め込み深さは、ティース１０２４ｂの細くなった部分の長さより、若干小さい。これは、この部分に、バックヨーク１０２４ａとコイル１０２３を絶縁する第１絶縁物１０５１が入るためである。すなわち、ティース１０２４ｂは、第１絶縁物１０５１の厚みだけ、浅く埋め込まれる。ここで、第１絶縁物１０５１は、複数のティース１０２４ｂのバックヨーク１０２４ａ内に埋め込まれている夫々の部分の断面より大きく、かつ、バックヨーク１０２４ａ内に埋め込まれていない他の部分の断面より小さい形状の孔１０５１ａを設けた絶縁フィルムである。図２２では、第１絶縁物１０５１は、ティース１０２４ｂ毎に独立して設けられるが、全ティース分を一体としたフィルムであっても良い。

上記ティース１０２４ｂのバックヨーク１０２４ａに埋め込まれる部分とその他の部分との段差部は、金型や加工の関係上、全くアールの無い角とすることは難しい。特に、ティース１０２４ｂとバックヨーク１０２４ａとは、圧入関係程度の隙間となるため、いかに小さなアールであっても、埋め込み深さに影響され、エアギャップ精度が悪化する。従って、ティース１０２４ｂのアールを、第１絶縁物１０５１である絶縁フィルムの孔との間の隙間により吸収する。この絶縁フィルムの膜厚でバックヨークとコイルとの隙間を規定することが可能となり、エアギャップ精度をより向上できる。なお、ティースとコイルの間の絶縁は必要であるが、形態は任意であるので省略した。ティースとコイルの間の絶縁の具体的な例については、以下に説明する。

また、図２３は上記実施形態Ｂ１のモータの第１変形例を示す断面図であり、図２４は上記モータの第２変形例を示す断面図であり、図２５は上記モータの第３変形例を示す断面図であり、図２６は上記モータの第４変形例を示す断面図であり、図２７は上記モータの第５変形例を示す断面図である。

図２３のように、バックヨーク１０２４ａとコイル１０２３を絶縁する第１絶縁物１１５１を設けると共に、ティース１０２４ｂとコイル１０２３とを絶縁する第２絶縁物１１５２を設けている。上記第２絶縁物１１５２を、複数のティース１０２４ｂのバックヨーク１０２４ａ内に埋め込まれていない他の部分の周囲に巻きつけた絶縁フィルムとする。この絶縁フィルムによって、ティース１０２４ｂとコイル１０２３との間を簡単に絶縁することができる。

なお、図２４の第２変形例のように、ティース１１２４ｂはバックヨーク１１２４ａを貫通していても良い。このときバックヨーク１１２４ａに設けられる孔１１２４ｃは貫通孔となる。

また、図２５の第３変形例のように、第２絶縁物１２５２は、バックヨーク１０２４ａとティース１０２４ｂの隙間において、外側に折り込んだ屈曲部１２５２ａを第１絶縁物１２５１と重ね、必要であれば接着、溶着することもできる。

また、図２６の第４変形例のように、第２絶縁物１２６２は、バックヨーク１０２４ａとティース１０２４ｂの隙間において、隙間の内側に折り込んだ屈曲部１２６２ａを第１絶縁物１１５１と重ね、必要であれば接着、溶着することもできる。

なお、第２絶縁物と第１絶縁物を、樹脂成形物で一体成形しても良い。この場合、部品点数を少なくできると共に、組立が容易にできる。

図２０に示すように、複数のティース１０２４ｂのバックヨーク１０２４ａの凹部１０２４ｃ内に埋め込まれている夫々の部分の先端側とバックヨーク１０２４ａとの間に隙間を設けて、凹部１０２４ｃ内でティース１０２４ｂとバックヨーク１０２４ａとが軸方向に接触しないようにすることによって、バックヨーク１０２４ａ内を軸方向に磁束が通るのを阻止できる。したがって、鉄損の増加を効果的に抑制することができる。なお、バックヨーク１０２４ａが、磁気飽和領域で使用される場合は、隙間は小さいほどよく、磁性接着剤を埋めてもよい。磁性接着剤は、電磁鋼板や圧粉磁心に比べるとはるかに透磁率は低いが、空気よりは透磁率が高いため、磁気飽和を緩和する効果を有する。ただし、凹部について、底部以外には、ティース１０２４ｂとバックヨーク１０２４ａの間に隙間を設けない。

また、図２７の第５変形例のように、ステータコア１３２４の複数のティース１３２４ｂは、ロータ１０３１(図２０に示す)と対向する側に設けられた幅広部１３２４ｄを有し、幅広部１３２４ｄとコイル１３２３の間の絶縁(第３絶縁物１３５３)も必要となる。

このとき、第２絶縁物１３５２は、複数のティース１３２４ｂのバックヨーク１３２４ａ内に埋め込まれていない他の部分の周囲を覆う第二の樹脂成形物であり、コイル１３２３と幅広部１３２４ｄとを絶縁する第３絶縁物１３５３の第三の樹脂成形物と一体化するとよい。この場合、部品点数を少なくできると共に、組立が容易にできる。

上記ステータコア１３２４の複数のティース１３２４ｂに、ロータ１０３１と対向する側に幅広部１３２４ｄを設けることによって、ロータ１０３１に対向する面積が増加して、鎖交磁束を増大させることができる。また、上記幅広部１３２４ｄは、コイル１３２３とロータ１０３１(図２０に示す)の接触を防止する有効な手段ともなる。なお、幅広部とティース部は一体として圧粉磁心を成形すると好適である。また、第２絶縁物と第３絶縁物は、樹脂成形物で一体成形しても良い。さらに、第１絶縁物と第２絶縁物と第３絶縁物を、樹脂成形物で一体成形しても良いが、この場合、金型が若干複雑となる。

次に、上記モータの図２７に示す第５変形例のステータコア１３２４の組立方法について述べる。

図２８は上記第５変形例のモータの製造方法を説明するための図であり、図２８に示すように、治具１３００の基準面１３００ａに、ティース１３２４ｂのギャップに対向する側(幅広部１３２４ｄ)の面を向けて、治具１３００上にティース１３２４ｂを載置する。このティース１３２４ｂには、第２絶縁物１３５２と第３絶縁物１３５３を設けてある。

次に、治具１３００上に載置されたティース１３２４ｂに、予め整列巻したコイル１３２３を外嵌して配置する。このとき、コイル１３２３と、ティース１３２４ｂおよび幅広部１３２４ｄとの絶縁は、第２絶縁物１３５２により行われる。また、ティース１３２４ｂとバックヨーク１３２４ａとの絶縁に第１絶縁物１３５１を設ける。

そうして、ティース１３２４ｂの回りにコイル１３２３が配置された状態で、ティース１３２４ｂにバックヨーク１３２４ａを上方から載置して、ティース１３２４ｂの上部をバックヨーク１３２４ａの凹部１３２４ｃに埋め込むようにした後、バックヨーク１３２４ａとティース１３２４ｂとを接合する。治具１３００の上面は精度の良い平面を呈している。

このとき、埋め込み位置は、ティース１３２４ｂに設けられた段差および第１絶縁物１３５１により決まるが、実際は、ティース部をバックヨークに埋め込むための治具により決めるべきである。若干の部品の加工精度の誤差は、樹脂からなる第１絶縁物により吸収される。

上記モータの製造方法によれば、ステータコア１３２１を容易に組み立てることができる。なお、予め所定の形状に巻回された状態のコイルをバックヨーク上に配置した後、バックヨークと複数のティースとを接合しても、ステータコアを容易に組み立てることができる。

また、上記ティース１３２４ｂのロータ１０３１と対向する側の平面を基準にしてバックヨーク１３２４ａとティース１３２４ｂとを接合するので、エアギャップ精度を向上できる。

上記幅広部１３２４ｄは、図２９,図３０に示すように、隣接する幅広部１３２４ｄとの間に、ティース１３２４ｂの間を磁気的に絶縁するある一定の空間１３２５を設けている。この空間１３２５は、幅広部１３２４ｄの中心から径方向外側に放射状に延びている。この構成により、エアギャップ１０４１に対向するステータコア面積が増加するので、鎖交磁束を増大させることが可能である。なお、隣接する幅広部１３２４ｄのうち、回転中心に対して内周側部分(図２９の領域Ｓ２)および外周側部分(図２９の領域Ｓ１)において、互いにわずか接触(または連結)しても良い。この場合、ティース１３２４ｂをバックヨーク１３２４ａに取り付ける前において、互いのティース１３２４ｂ間の位置関係を規定することができる。接触部は、磁束の漏洩を最小限にすべく、面積は小さいことが望ましい。

なお、ティース周りに直接コイルを巻回せずに、巻芯周りに第１絶縁物、第２絶縁物、必要であれば第３絶縁物を設けて、その周りにコイルを巻回し、巻き芯をはずし、その後にティースを挿入しても良い。これは、例えばティースを治具にて固定することが困難な場合や、コイルを巻回するときに強いテンションを加え、ティースに巻くのでは強度が不十分な場合に用いられる。

図３１は、この実施形態Ｂ１の片側にステータを有するモータのロータの一例を示している。上記ロータ１０３１は、永久磁石１０３３を有するので、モータの運転時において、エアギャップ１０４１(図２０に示す)の磁束密度を高くできるため、このモータを用いた圧縮機の高出力および高効率が実現できる。なお、上記永久磁石１０３３は必須ではない。

また、上記ロータ１０３１は、バックヨーク１０３４と共同して永久磁石１０３３を挟むロータ板１０３５を有する。このロータ板１０３５は、磁性体からなり、永久磁石１０３３の隣接する磁極の間を磁気的に絶縁するスリット１０３５ａを設けている。このスリット１０３５ａは、ロータ板１０３５の中心から半径方向外側に向かって放射状に延びている。このスリット１０３５ａは、ロータ板１０３５のみに設けられ、バックヨーク１０３４には設けられない。また、上記永久磁石１０３３に減磁界が直接かからないため、減磁耐力も増大する。さらに、上記永久磁石１０３３が焼結の希土類磁石等の場合には、永久磁石１０３３内部に磁束の高周波成分が届きにくいため、永久磁石１０３３内部の渦電流の発生を抑制することで、損失低減、および、温度上昇低減も図れる。なお、上記ロータ板１０３５は必須ではない。

上記構成のモータによれば、渦電流損の小さい磁性粉を固めた圧粉磁心をティース１０２４ｂ(１１２４ｂ,１３２４ｂ)に用いると共に、十分な強度を有する積層鋼板からなるバックヨーク１０２４ａ(１１２４ａ,１３２４ａ)が圧入または焼きばめにより保持されるので、モータ特性を損なうことなく、圧入や焼きばめ等によるステータコア１０２４(１１２４,１３２４)の保持が可能なモータを実現することができる。

また、上記複数のティース１０２４ｂ(１１２４ｂ,１３２４ｂ)のバックヨーク１０２４ａ(１１２４ａ,１３２４ａ)内に埋め込まれている夫々の部分を、バックヨーク１０２４ａ(１１２４ａ,１３２４ａ)内に埋め込まれていない他の部分よりも細くすることによって、挿入時の位置決めが容易にでき、エアギャップ精度を向上できる。

また、上記ステータ１０２１とロータ１０３１とが対向する夫々の面が、シャフト１０２０に対して略直交する平面であるアキシャルギャップ型のモータであるので、軸方向の寸法を小さくして小型化することができる。

また、永久磁石１０３３を有するロータ１０３１を用いることによって、永久磁石による磁束により、高調波を多く含む磁束がティース１０２４ｂ(１１２４ｂ,１３２４ｂ)を通るが、ティース１０２４ｂ(１１２４ｂ,１３２４ｂ)に渦電流損の小さい圧粉磁心を用いているので、鉄損をさらに低減することができる。

また、十分な強度を有する積層鋼板からなるバックヨーク１０２４ａ(１１２４ａ,１３２４ａ)の外周部をケーシング１０１０の内側に焼きばめまたは圧入することによって、バックヨーク１０２４ａ(１１２４ａ,１３２４ａ)をケーシング１０１０に確実に保持することができる。

(実施形態Ｂ２)
図３２は実施形態Ｂ２のモータを搭載した密閉型のロータリ圧縮機の縦断面図を示している。この実施形態Ｂ２のロータリ圧縮機は、実施形態Ｂ１のモータを用いている。

このロータリ圧縮機は、図３２に示すように、ケーシングの一例としての密閉容器１００１内に配置されたモータ１００２と、密閉容器１００１内かつモータ１００２の下側に配置され、そのモータ１００２で駆動される圧縮部１０１１とを備えている。ここで、上下の方向とは、密閉容器１００１の中心軸が水平面に対して傾斜しているか否かに関わらず、密閉容器１００１の中心軸に沿った方向をいう。

上記モータ１００２は、圧縮部１０１１から吐出された高圧の冷媒が満たされる密閉容器１００１内の領域に配置されている。具体的には、密閉容器１００１内は、高圧領域Ｈであり、このロータリ圧縮機は、いわゆる、高圧ドーム型である。

上記モータ１００２は、ステータ１０２１と、このステータ１０２１の上にエアギャップ１０４１を介して配置されるロータ１０３１と、このロータ１０３１に固定されると共にこのロータ１０３１の回転力を圧縮部１０１１に伝達し、かつ、このロータ１０３１から延設されて軸受に保持されるシャフト１０２０とを有している。

また、上記圧縮部１０１１は、シリンダ状の本体部１０１２と、この本体部１０１２の上下の開口端のそれぞれに取り付けられる上端板１０１５および下端板１０１６とを備える。上記シャフト１０２０は、上端板１０１５および下端板１０１６を貫通して、本体部１０１２の内部に進入している。

上記本体部１０１２の内部には、シャフト１０２０に設けられたクランクピン１０１７に嵌合したローラ１０１３を公転可能に配置し、このローラ１０１３の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。すなわち、ローラ１０１３の外面と本体部１２の内面との間に、圧縮室１０１４を形成する。

上記密閉容器１００１は、圧縮部１０１１の低圧側の圧縮室１０１４に開口する吸入管１００６、および、モータ１００２の上側(下流側)に開口する吐出管１００７を有する。上記圧縮部１０１１は、モータ１００２側に開口する吐出孔１０１１ａを有する。

上記シャフト１０２０の一端側は、圧縮部１０１１の下端板１０１６に回転自在に支持され、シャフト１０２０の他端側は、ステータ１０２１に回転自在に支持されている。

上記密閉容器１００１内の下側に、シャフト１０２０の下部が浸漬される潤滑油１００８を有する。この潤滑油１００８は、シャフト１０２０の回転によって、シャフト１０２０の内部を上がって、圧縮部１０１１の摺動部等を潤滑する。

次に、上記ロータリ圧縮機の作用を説明する。

上記吸入管１００６から圧縮部１０１１の圧縮室１０１４に冷媒を供給し、モータ１００２により圧縮部１０１１を駆動させて冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、潤滑油と共に、圧縮部１０１１の吐出孔１０１１ａから密閉容器１００１内に吐出され、モータ１００２を通って、高圧領域Ｈに運ばれた後、吐出管１００７より密閉容器１００１の外側に吐出される。

このとき、冷媒通路(図示せず)は、ステータ１０２１のバックヨーク内部に設けられる必要がある。位置および形状は任意である。

この実施形態Ｂ２のロータリ圧縮機によれば、比較的出力の大きい用途に搭載困難であったアキシャルギャップ型のモータを搭載することが可能となり、小型化、高効率化(銅損低減による)されたロータリ圧縮機を実現することができる。

上記実施形態Ｂ２では、アキシャルギャップ型のモータを用いたロータリ圧縮機について説明したが、ロータリ圧縮機に限らず、スクロール圧縮機等の他の圧縮機にこの発明を適用してもよい。

また、上記実施形態Ｂ２では、被駆動部としての圧縮部１０１１をモータ１００２により駆動したが、この発明のモータにより駆動される被駆動部は、圧縮部に限らず、モータの主軸の回転により駆動される他の構成の被駆動部であってもよい。

(実施形態Ｂ３)
図３３はこの発明の実施形態Ｂ３のモータの要部の断面図を示している。

この実施形態Ｂ３のモータは、図３３に示すように、シャフト１４２０に取り付けられたロータ１４３１と、そのロータ１４３１の軸方向両側に配置された２つのステータ１４２１とを有している。上記ロータ１４３１は、所定の回転軸であるシャフト１４２０の軸を中心にして回転する。このステータ１４２１は、実施形態Ｂ１の図２０に示すステータ１０２１を用いている。上記ロータ１４３１は、２つのロータ板１４３５と、その２つのロータ板１４３５間に配置された永久磁石１４３３とからなる。

上記バックヨーク１４２４とコイル１４２３を絶縁する第１絶縁物１４５１が設けられている。

上記実施形態Ｂ３のモータのステータ１４２１の構成は、実施形態Ｂ１と同一であるが、ケーシング１４１０内部のある距離を隔てて２箇所にバックヨーク１４２４が入るため、ケーシング１４１０の剛性を向上させる効果がある。また、この実施形態Ｂ３のモータでは、ロータ１４３１に対して軸方向両側のステータ１４２１からの吸引力が働くことにより、ロータ１４３１とシャフト１４２０に働くスラスト力をキャンセルすることが可能となり、シャフト１４２０を支持する軸受(図示せず)に対してスラスト方向にかかる力を低減することもできる。さらに、上下２組のステータ１４２１に対して、永久磁石１４３３の両面を利用できるため、永久磁石の個数を最小化することができる。

なお、ロータ１４３１は、図３１のロータ１０３１のバックヨーク１０３４をロータ板１０３５に替えたものを使用できる。上記ロータ１４３１の両側に磁極を呈し、このロータ１４３１は４極の場合を示す。なお、バックヨーク１４３４は必須ではなく、バックヨークを省略することにより、永久磁石１４３３は、１層の永久磁石の両面を磁極として利用している。

なお、この実施形態Ｂ１，Ｂ３のモータにおいて、巻線方式は、集中巻、分布巻、波巻等に限らず、自由に選択することができる。また、ステータティース数とロータ極数の組合せおよび比率は自由である。

（実施形態Ｃ１）
以下、実施形態Ｃ１に係る電機子コアの製造方法について説明する。

まず、本電機子コアが適用されるアキシャルギャップ型モータ２０１０の全体構成を説明する。図３４はアキシャルギャップ型モータを示す断面図であり、図３５は電機子コア及びコイルを示す分解斜視図である。

このアキシャルギャップ型モータ２０１０は、所定の回転軸２０１８ａ回りの回転力を発生させるものであり、界磁子としてのロータ２０２０と、電機子としてのステータ２０３０とを備えている。

上記ステータ２０３０は、略円盤状の全体形状を有し、図示省略のケーシング内の一定位置に固定されている。

ロータ２０２０も略円盤状の全体形状を有しており、上記ステータ２０３０の一方面側（ここでは上面側）にギャップを介して配設されている。このロータ２０２０は、シャフト２０１８に連結固定されており、当該シャフト２０１８は、ステータ２０３０の軸受２０３１を貫通して外方（ここでは下方）に向けて延出しており、前記軸受２０３１等を介して欠いて自在に支持されている。これにより、ステータ２０３０は、シャフト２０１８の中心軸である回転軸２０１８ａを中心にして回転自在に支持されている。つまり、本モータ２０１０は、界磁子としてのロータ２０２０と、電機子としてのステータ２０３０とが、回転軸２０１８ａ方向にギャップを隔てて対向する、アキシャルギャップ型モータ２０１０である。

上記ステータ２０３０は、電機子コアとしてのステータコア２０３２と、ステータコア２０３２に取付けられた複数のコイル２０４０とを有している。このステータ２０３０は、後述する各ティース２０３６を上記ロータ２０２０に向けた姿勢で、当該ロータ２０２０に対してギャップを介して対向している。

ステータコア２０３２は、略円盤状のバックヨーク２０３４と、複数個のティース２０３６とを有している。

バックヨーク２０３４は、回転軸２０１８ａに略直交する方向に延在する電磁鋼板等の薄板を、回転軸２０１８ａ方向に積層した積層鋼板によって、略円盤板状に形成されている。積層される薄板は、例えば、珪素鋼板、その他、アモルファスやパーマロイ等の磁性材料で形成された薄板である。このバックヨーク２０３４は、回転軸２０１８ａに対して略垂直な一主面（図３４では上面）と、これと反対側であって回転軸２０１８ａに対して略垂直な他主面（図３４では下面）とを有している。また、このバックヨーク２０３４は、ケーシング内に、圧入又は焼きばめ等によって取付固定されている。バックヨーク２０３４を積層鋼板によって形成しているため、バックヨーク２０３４の破壊を防止しつつ十分な強度でバックヨーク２０３４をケーシング内に固定できる。

なお、バックヨーク２０３４の略中央部には、シャフト２０１８を支持する軸受２０３１が設けられている。なお、軸受の位置はこれに限るものではない。

各ティース２０３６は、バックヨーク２０３４のうちロータ２０２０と対向する側の一主面から突出するように、回転軸２０１８ａ周りに円環状に配設されている。各ティース２０３６は、バックヨーク２０３４の一主面から回転軸２０１８ａ方向に沿ってロータ側に突出しており、その突出部分周りにコイル２０４０が巻回されている。つまり、ここでは、各ティース２０３６のそれぞれにコイル２０４０が集中巻されている。なお、各コイル２０４０と各ティース２０３６との間には、実際には、絶縁フィルム等の絶縁物が介在しているが、以下の説明では省略する。

より具体的には、各ティース２０３６は合計６個あり、それぞれに合計６個のコイル２０４０が集中巻されている。各コイル２０４０は、例えば、ステータ２０３０の周方向にそって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で繰返し配置されると共に、この３相のコイル２０４０それぞれがスター結線されており、インバータ回路から電流が供給される。これにより、各コイル２０４０で励磁して、各ティース２０３６の突出方向の磁束を発生し、上記ロータ２０２０が回転するようになっている。

また、各ティース２０３６は、磁性粉を固めた圧粉磁心、好ましくは、圧粉鉄心で形成されている。このティース２０３６は、回転軸２０１８ａと略直交する平面において、隣設するティース２０３６の断面部分の辺と略平行な２辺と、それら略平行な２辺同士をバックヨーク２０３４の外周側で繋ぐ辺とで囲まれる断面形状部分を有している。ここでは、外周側の辺は弧状であり、従って、ティース２０３６の当該断面形状は、中心角を回転軸２０１８ａに向けた略扇形状の断面形状である。もっとも、外周側の辺が直線状で、ティース２０３６の当該断面形状が略三角形状を有していてもよい。

また、各ティース２０３６のうちコイル２０４０が巻回される部分の角部は丸められている。これにより、当該角部の欠け防止及びコイル２０４０の巻太り防止が図られている。特に、各ティース２０３６にコイル２０４０が巻回される集中巻の場合に有効である。このように丸められた角部の半径は、巻回されるコイル線の直径の２倍以上であることが好ましい。実験上、この程度の半径であれば、巻太りを有効に防止できるからである。

なお、各ティース２０３６のうちコイルが巻回される部分は、略方形断面形状等その他の形状を有していてもよい。もっとも、各ティース２０３６のうちコイルが巻回される部分を略扇形状または略三角形状にすることで、ティース２０３６及びコイル２０４０を双方高占積率で配置できる。この場合でも、コイル２０４０の巻回部分に応じた部分で、上記略扇形状又は略三角形状の断面形状部分であればよく、例えば、バックヨーク２０３４に埋込まれる部分やロータ２０２０と対向する部分等は、その他の断面形状であってもよい。

なお、各ティース２０３６の先端部に、その外方向に向けて突出するつば部を設けてもよい。つば部は、各ティース２０３６に一体形成される構成であっても、各ティース２０３６に後付される構成であってもよい。特に、つば部を各ティース２０３６に一体形成する構成に適した製造方法については実施形態Ｃ２で説明する。

ロータ２０２０は、シャフト２０１８に取付けられた円環状のロータ側バックヨーク２０２２と、このロータ側バックヨーク２０２２のステータ２０３０側の面に設けられた複数の永久磁石２０２４とを有している。また、複数の永久磁石２０２４のステータ２０３０側には、界磁子側磁性体部材としてロータ磁性体２０２６が設けられている。

ロータ側バックヨーク２０２２は、積層鋼板磁心又は圧粉磁心等の磁性体によって形成されている。このロータ側バックヨーク２０２２は、各ティース２０３６を固定保持すると共に、反ステータ２０３０側で永久磁石２０２４の減磁や、渦電流損の低減に寄与する。

また、永久磁石２０２４は、ロータ側バックヨーク２０２２のステータ２０３０側の面に、回転軸２０１８ａ周りに等間隔をあけて環状に配設される。また、各永久磁石２０２４は、回転軸２０１８ａ周りに交互に異なる極性を呈するように配設されており、それぞれ回転軸２０１８ａ方向に沿った磁束を発生する。

ロータ磁性体２０２６は、永久磁石２０２４のステータ２０３０側端面よりも大きい（ここではひとまわり大きい）板形状に形成されており、各永久磁石２０２４のステータ２０３０側端面に取付けられている。このロータ磁性体２０２６は、各永久磁石２０２４間でスリット等を介して磁気的に分割されている。ロータ磁性体２０２６は、各ティース２０３６とロータ２０２０間で磁束を漏れ少なく通過させる役割を有している。もっとも、本ロータ磁性体２０２６は省略してもよい。ロータ磁性体板２０２６はシャフトには近接しない方が良い。永久磁石２０２４の磁束が磁性体であるシャフトを介して短絡することを防止するためである。シャフトが非磁性体である場合はこの限りではない。

なお、界磁子として、永久磁石２０２４を有するロータ２０２０であることが好ましい。巻線で励磁する場合に比べて、永久磁石２０２４によって、ステータコア２０３２等での磁束密度を高くできるからである。また、磁気回路において、ギャップ長よりも十分に厚い永久磁石２０２４が存在するため、永久磁石２０２４の磁気抵抗が磁気回路の全磁気抵抗の大部分を占めることになり、積層鋼板に比べて透磁率の低い圧粉磁心で形成されたティース２０３６の影響を比較的小さくすることができるからである。

ステータコア２０３２の製造方法について説明する。図３６は本製造方法を示す工程図である。本製造方法は、バックヨーク形成工程（工程（ａ））と、ティース形成工程（工程（ｂ））とを備えている。

バックヨーク形成工程では、所定の形状に打抜かれた薄板が回転軸２０１８ａ方向に沿って積層された積層鋼板でバックヨーク２０３４を形成する。このバックヨーク２０３４には、複数のティース固定用凹部２０３４ｈが形成されている。各ティース固定用凹部２０３４ｈは、各ティース２０３６が固定されるべき位置、すなわち、バックヨーク２０３４の一主面側に、回転軸２０１８ａ周りに略等間隔をあけて複数形成されている。ここでは、各ティース固定用凹部２０３４ｈは、ティース２０３６のうちコイル巻回部分に応じた略扇形状又は略三角形状の凹みであり、バックヨーク２０３４を貫通しない有底穴形状に形成されている。

ティース形成工程では、バックヨーク２０３４を、ティース２０３６成型用の成形金型内にインサート固定した状態で、ティース２０３６を圧粉磁心で金型成形する。例えば、図３７に示すように、ティース２０３６を第１金型２０５０と第２金型２０５２とで成形する場合、バックヨーク２０３４を予め第１金型２０５０及び第２金型２０５２内に配設し、第２金型２０５２内に固定する。この状態で、圧粉磁心材料をティース固定用凹部２０３４ｈ及び第１金型２０５０の金型面間に配設し、両金型２０５０，２０５２間に圧力をかけて、ティース固定用凹部２０３４ｈ内及びそこから突出するように、ティース２０３６を圧縮成型する。これにより、ティース２０３６がバックヨーク２０３４のティース固定用凹部２０３４ｈ部分に一体化するように、圧粉磁心で金型成形される。つまり、ティース２０３６を基準に考えると、ティース固定用凹部２０３４ｈの内周面とも金型面として金型成形して、バックヨーク２０３４と一体成形する。このようにして、一種のインサート成形にて、ステータコア２０３２を製造する。

なお、圧粉磁心材料を、ティース固定用凹部２０３４ｈ及び第１金型２０５０の金型面内に押出して、ティース２０３６を成形するようにしてもよい。

なお、この後、各ティース２０３６にコイル２０４０が装着される。コイル２０４０は、各ティース２０３６に直接的に巻回しても、別箇所で巻枠に巻回した後、各ティース２０３６に外嵌めして装着するようにしてもよい。特に、ティース２０３６につば部が一体形成されていない場合には、別箇所で巻枠に巻回した後、各ティース２０３６に外嵌めして装着することができる。コイル２０４０を各ティース２０３６に直接的に巻回するのに適した製造方法については、実施形態Ｃ２で説明する。ここで、コイル２０４０をバックヨーク２０３４と同時に金型内に固定した状態で圧粉磁心材料を圧縮成形してもよい。

このようなステータコア２０３２の製造方法及びステータコア２０３２によると、バックヨーク２０３４が積層鋼板で形成されるため、ステータコア２０３２をケーシング内に焼きばめや圧入等で保持でき、ステータコア２０３２について十分な強度を確保できる。また、ティース２０３６が、渦電流損の小さい圧粉磁心で形成されるため、モータ特性にも優れる。そして、ティース固定用凹部２０３４ｈを有するバックヨーク２０３４を形成し、このバックヨーク２０３４を金型２０５０，２０５２内に固定した状態で、ティース２０３６を圧粉磁心で金型成形しているため、ティース２０３６の破壊を防止しつつ、ティース２０３６とバックヨーク２０３４とを隙間無くしっかりと保持できる。

また、ティース２０３６をバックヨーク２０３４に対して圧入又は焼きばめする方法では、応力の残留により磁気特性が低下する恐れがあったが、本製造方法では、そのような応力残留が生じ難く、磁気特性の低下を有効に防止できる。また、ティース固定用凹部２０３４ｈ内には、積層鋼板の積層面が露出しているため、ティース２０３６は当該積層面の隙間にも入り込むように充填形成され、層間の絶縁性をより完全に確保できると共に、ティース固定用凹部２０３４ｈからのティース２０３６の抜けもより確実に防止できる。

図３８は実施形態Ｃ１に係るティース固定用凹部の第１変形例を示す断面図である。同図に示すように、ティース固定用凹部２０３４Ｂｈは、バックヨーク２０３４を貫通する孔形状であってもよい。つまり、ティース固定用凹部には、バックヨーク２０３４を貫通しない有底穴状のティース固定用凹部２０３４ｈ、及び、バックヨーク２０３４を貫通する孔状のティース固定用凹部２０３４Ｂｈを含む。

図３９は実施形態Ｃ１に係るティース固定用凹部の第２変形例を示す断面図であり、図４０は実施形態Ｃ１に係るティース固定用凹部の第３変形例を示す断面図である。

これらの変形例では、ティース固定用凹部２０３４Ｃｈ，２０３４Ｄｈ内に凹凸部が形成されている。

図３９に示す例では、このティース固定用凹部２０３４Ｃｈは、バックヨーク２０３４を貫通する孔形状に形成されており、その内周面形状は、そのバックヨーク２０３４の他主面側で段部２０３４Ｃｈａを介して拡径する凹凸形状に形成されている。なお、段部２０３４Ｃｈａは、ティース２０３６の突出方向に対して反対向きとなる当接面となっており、ティース２０３６の突出方向への力を受止めるようになっている。

また、図４０に示す例では、ティース固定用凹部２０３４Ｄｈは、バックヨーク２０３４を貫通する穴形状に形成されており、その内周面形状は、厚み方向略中間部でその内方に向けて突出するつば状凸部２０３４Ｄｈａを有する形状とされている。このつば状凸部２０３４Ｄｈａのうちティース２０３６の突出方向に対して反対向きとなる当接面２０３４Ｄｈｂは、ティース２０３６の突出方向への力を受止めるようになっている。

これらの変形例では、ティース固定用凹部２０３４Ｃｈ，２０３４Ｄｈ内に凹凸部が形成されているため、ティース２０３６の抜けを有効に防止できる。なお、勿論、上記凹凸部形状は上記例に限られず、例えば、ティース固定用凹部２０３４Ｃｈ，２０３４Ｄｈの周方向全体に突出する形状、又は、周方向に沿って部分的に突出する形状であってもよく、また、球状、角柱状に突出する形状であっても構わない。

また、各ティース固定用凹部２０３４Ｃｈ，２０３４Ｄｈは、ティース２０３６の突出方向とは反対向きの当接面２０３４Ｃｈａ，２０３４Ｄｈｂを有しているため、ティース２０３６の突出方向への力を受止めてティース２０３６の抜けをより有効に防止できる。特に、ロータ２０２０の永久磁石２０２４の吸引力によって、ティース２０３６に対してその突出方向に向けた力が作用するため、このような力を有効に受止めてティース２０３６の抜け防止を図ることができる。

図４１はコイルの巻き方に関する変形例を示す図である。すなわち、コイル２０４０は必ずしも集中巻される必要はなく、図４１に示すように、分布巻したコイル２０４０Ｅを有していてもよく、勿論、その他波巻されたコイルを有していてもよい。分布巻したコイル２０４０Ｅの場合には、複数のコイル２０４０Ｅが回転軸２０１８ａ方向に沿って複数層に亘って装着されることになるが、各ティース２０３６間では同一層、つまり、回転軸２０１８ａ方向で略同一平面上に配設されるように、各コイル２０４０Ｅを適宜屈曲等して配設することが好ましい。

図４２は実施形態Ｃ１に係るロータの両側にステータを配設した変形例を示す。この変形例では、ロータ２０２０Ｆは、ロータ側バックヨーク２０２２が省略され、その両側にロータ磁性体２０２６が配設されており、ロータ２０２０Ｆは、その両面側にで、回転軸２０１８ａ周りに交互の磁極を呈するようになっている。ロータ２０２０Ｆは、ロータ磁性体２０２６を、非磁性体のスペーサまたはホルダを介してシャフトと結合される。シャフトが非磁性体である場合は、ロータ磁性体２０２６の内周にシャフトを挿入して保持しても良い。また、上下の両ステータ２０３０Ｆは、上記図３８に示すステータ２０３０と同じであり、両ステータ２０３０Ｆが各ティース２０３６をロータ２０２０Ｆ側に向けた姿勢で固定されている。その他の構成は、上記した構成と略同様構成である。

この変形例によると、ロータ２０２０Ｆに作用する磁石による吸引力を、両側のギャップでキャンセルすることができ、軸受２０３１でのロスを低減すると共に、軸受２０３１寿命を長くすることができる。

図４３は実施形態Ｃ１に係るステータの両側にロータを配設した変形例を示している。この変形例では、ステータコア２０３２Ｇは、バックヨーク２０３４の両側にティース２０３６Ｇが突出した構成とされている。このティース２０３６Ｇは、上記ティース２０３６の製造方法と同様に、バックヨーク２０３４と一体形成されている。また、このステータ２０３０Ｇの両側に突出する各ティース２０３６Ｇに対向するようにして、上記ロータ２０２０と同様構成のロータ２０２０Ｇが回転自在に配設されている。つまり、バックヨーク２０３４のうち一主面と反対側の他主面にも、ティース２０３６Ｇを設けている。この両側の各ティース２０３６Ｇの先端部にはつば部２０３６Ｇａが形成されている。

この場合でも、両ギャップでの磁気吸引力をキャンセルすることができ、軸受２０３１でのロスを低減すると共に、軸受２０３１寿命を長くすることができる。

なお、ステータ２０３０Ｇの両側で、ティース２０３６Ｇの位置やコイル２０４０の巻き形態は同一である必要はない。例えば、ステータ２０３０Ｇの両側で、ティース２０３６Ｇの位置を、バックヨーク２０３４の周方向に沿ってずらすようにしてもよい。これにより、スキュー効果を得ることができる。

（実施形態Ｃ２）
以下、実施形態Ｃ２に係る電機子コアの製造方法について説明する。図４４は本実施形態に係る電機子コアとしてのステータコアを示す斜視図であり、図４５、図４６、図４７は、製造工程を示す図であり、図４８は本製造方法を示す工程図である。なお、上記実施形態Ｃ１と同様構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本製造工程では、上記バックヨーク形成工程（ａ）において、図４５に示すように、各ティース２１３６に応じて分割した分割バックヨーク２１３５を形成する（分割バックヨーク形成工程）。ここでは、各分割バックヨーク２１３５は、上記バックヨーク２０３４を、中心角（３６０／ｎ）゜の中心角（ｎはティースの数）で分割された略扇板形状に形成されており、それぞれにティース固定用凹部２１３４ｈが形成されている。なお、各分割バックヨーク２１３５の接合面には、互いに嵌合可能な凸部２１３５ａ及び凹部２１３５ｂが形成されている。ここでは、略半円凸状の凸部２１３５ａ及び略半円凹み状の凹部２１３５ｂが形成されている。

そして、次の上記ティース形成工程（ｂ）において、各分割バックヨーク２１３５を成形金型に固定した状態で、図４６に示すように、各ティース固定用凹部２１３４ｈ内及びそこから突出するように、圧粉磁心でティース２１３６を金型成形する。ここでは、各ティース２１３６の先端部に、つば部２１３６ａを一体形成している。

この後、図４７に示すように、各ティース２１３６にコイル２０４０を巻回する。この際、ティース２１３６を回しながらコイル２０４０を巻回するか、又は、ティース２１３６周りにコイル巻線供給ノズルを旋回させてコイル２０４０を巻回することができる。いずれにせよ、各ティース２１３６毎に分割されていので、そのようなコイル２０４０の巻回を容易に行える。なお、例えば、つば部２１３６ａを一体形成しない場合には、各分割バックヨーク２１３５を一体化した後に、各ティース２１３６にコイル２０４０を装着してもよい。

この後、バックヨーク一体化工程（ｃ）において、各分割バックヨーク２１３５を接着剤等で接合して一体化して、バックヨーク２０３４と同様のバックヨーク２１３４を形成することで、ステータコア２１３２が製造される。この際、上記凸部２１３５ａ及び凹部２１３５ｂ同士を嵌め込むことで、正確な位置関係で、かつ、強固に一体化できる。なお、接着剤を用いずに、外周にリングを嵌めたり、ケーシング内径に直接保持したりすることにより、各分割バックヨーク２１３５を一体化することもできる。

このステータコア２１３２の製造方法によると、分割バックヨーク２１３５を成形金型に固定した状態で、ティース固定用凹部２１３４ｈ及びそこから突出するように、圧粉磁心でティース２１３６を金型成形しているため、その成形金型として、上記実施形態Ｃ１の場合よりも小型のものを使用でき、また、取扱いも容易となる。

また、分割された分割バックヨーク２１３５にティース２１３６が金型成形されるため、例えば、ティース２１３６の先端部に、つば部２１３６ａが形成されたような構成であっても、各分割バックヨーク２１３５を一体化する前に、各ティース２１３６毎に容易にコイル２０４０を巻回することができる。

なお、ステータの両側にロータを配設する場合（図４３参照）には、図４９に示すように、分割バックヨーク２１３５Ｂの両面側に、ティース２１３６Ｂを突出状に一体形成すればよい。その他は、上記と同様方法にて製造することができる。

（実施形態Ｃ３）
以下、実施形態Ｃ３に係る圧縮機について説明する。図５０は上記したステータコア２０３２を含むアキシャルギャップ型モータを備えた圧縮機を示す断面図である。

この圧縮機２０８０は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であり、ケーシングとしての略筒状の密閉容器２０８２内に、モータ２０１０及び圧縮機構部２０９０を備えている。密閉容器２０８２の下部には、油溜部２０８３が設けられている。

圧縮機構部２０９０は、吸入管２０９１から供給された冷媒を、上記モータ２０１０の駆動を受けて圧縮動作を行い、圧縮した高圧冷媒を吐出管２０９２から吐出する。

モータ２０１０は、上記実施形態Ｃ１で、図３４を参照して説明したものと同様構成である。このモータ２０１０は、シャフト２０１８を介して圧縮機構部２０９０を駆動する。

このモータ２０１０は、上記密閉容器２０８２内で高圧の冷媒ガスが満たされる高圧領域Ｈ、ここでは、圧縮機構部２０９０の上側に設けられられている。つまり、この圧縮機２０８０は、縦置きの形態である。

モータ２０１０の設置構成について説明する。このモータ２０１０は、シャフト２０１８を、密閉容器２０８２の中心軸に沿わせた姿勢で配設されている。また、ステータ２０３０は、圧縮機構部２０９０に近い側配設され、ロータ２０２０は圧縮機構部２０９０から遠い側に配設されている。ステータ２０３０は、ステータコア２０３２を密閉容器２０８２内に圧入又は焼きばめすることで、密閉容器２０８２内に固定されている。なお、ステータ２０３０の各ティース２０３６の先端部には、つば部２０３６ａが設けられている。

また、ロータ２０２０に連結されたシャフト２０１８は、ステータ２０３０を貫通して圧縮機構部２０９０に連結されている。そして、ロータ２０２０の回転運動を、シャフト２０１８を介して圧縮機構部２０９０に伝達する。

この圧縮機２０８０では、積層鋼板で形成されたステータコア２０３２を密閉容器２０８２に固定することで、ステータ２０３０の固定保持を行え、比較的強度のあるステータコア２０３２で比較的強固にステータ２０３０を固定できる。それと同時に、ティース２０３６とステータコア２０３２間での隙間を小さくして、磁気抵抗の小さい磁気回路を形成することができる。また、薄型でも、磁気装荷、電機装荷共に増やすことができるので、高効率の圧縮機を提供することができ、例えば、エアコン等、低速定低トルクでの運転時間が長く、かつ、省エネが求められる機器に最適である。

なお、上記各実施形態では、電機子コアは、ロータ又はステータのいずれに適用される構成であってもよい。また、電機子コアは、モータだけでなく、発電機に適用されてもよい。

以上のようにこのモータおよびモータの製造方法および圧縮機、電機子コアの製造方法及び電機子コアは詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

図１は実施形態Ａ１のモータの要部の断面図である。図２は図１のモータのステータの分解斜視図である。図３は上記実施形態Ａ１のモータの第１変形例を示す断面図である。図４は上記実施形態Ａ１のモータの第２変形例を示す断面図である。図５は上記実施形態Ａ１のモータの第３変形例を示す断面図である。図６は上記第１変形例のモータの製造方法を説明するための図である。図７は上記モータのステータの平面図である。図８は上記モータの幅広部を除いたステータの平面図である。図９は上記実施形態Ａ１のモータの第４変形例を示す断面図である。図１０は図９のモータの第４変形例のステータの分解斜視図である。図１１は図１０に示すステータのバックヨークに応力緩和孔を設けたときの分解斜視図である。図１２は片側にステータを有するロータの形状を示す分解斜視図である。図１３は実施形態Ａ２のモータの要部の断面図である。図１４は両側にステータを有するロータの形状を示す分解斜視図である。図１５は実施形態Ａ３のモータの要部の断面図である。図１６は上記モータのステータの形状を示す分解斜視図である。図１７は分布巻のステータの例を示す分解斜視図である。図１８は実施形態Ａ４のモータの要部の断面図である。図１９は実施形態Ａ５の密閉型の圧縮機の縦断面図である。図２０は実施形態Ｂ１のモータの要部の断面図である。図２１は図２０のモータのステータの分解斜視図である。図２２は上記モータの拡大断面図である。図２３は上記モータの第１変形例を示す断面図である。図２４は上記モータの第２変形例を示す断面図である。図２５は上記モータの第３変形例を示す断面図である。図２６は上記モータの第４変形例を示す断面図である。図２７は上記モータの第５変形例を示す断面図である。図２８は図２７に示す第５変形例のモータの製造方法を説明するための図である。図２９は上記モータのステータの平面図である。図３０は上記モータの幅広部を除いたステータの平面図である。図３１はこの実施形態Ｂ１の片側にステータを有するモータのロータの一例を示す図である。図３２は実施形態Ｂ２のモータを搭載したの密閉型のロータリ圧縮機の縦断面図である。図３３は実施形態Ｂ３のモータの要部の断面図である。実施形態Ｃ１に係るアキシャルギャップ型モータを示す断面図である。電機子コア及びコイルを示す分解斜視図である。実施形態Ｃ１にかかる電機子コアの製造方法を示す工程図である。同上の製造方法における一工程を示す説明図である。実施形態Ｃ１に係るティース固定用凹部の第１変形例を示す断面図である。実施形態Ｃ１に係るティース固定用凹部の第２変形例を示す断面図である。実施形態Ｃ１に係るティース固定用凹部の第３変形例を示す断面図である。実施形態Ｃ１に係るコイルの巻き方に関する変形例を示す図である。実施形態Ｃ１に係るロータの両側にステータを配設した変形例を示す図である。実施形態Ｃ１に係るステータの両側にロータを配設した変形例を示す図である。実施形態Ｃ２に係る電機子コアを示す斜視図である。実施形態Ｃ２にかかる製造方法における一工程を示す説明図である。実施形態Ｃ２にかかる製造方法における一工程を示す説明図である。実施形態Ｃ２にかかる製造方法における一工程を示す説明図である。実施形態Ｃ２にかかる製造方法を示す工程図である。実施形態Ｃ２にかかる分割バックヨークの両面側にティースを設けた変形例を示す斜視図である。実施形態Ｃ３に係る圧縮機を示す断面図である。

符号の説明

２０１８ａ軸
２０３４、２０３４Ｇ、２１３４バックヨーク
２０３６、２０３６Ｇ、２１３６、２１３６Ｂティース
２０３２、２０３２Ｇ、２１３２電機子コア
２０３４ｈ、２０３４Ｂｈ、２０３４Ｃｈ、２０３４Ｄｈ、２１３４ｈティース固定用凹部
２０５０、２０５２成型金型

Claims

軸（２０１８ａ）に対して略垂直な主面を有する略円盤状のバックヨーク（２０３４、２０３４Ｇ、２１３４）と、
前記バックヨークの一主面から突出するように、前記軸周りに配設固定された複数のティース（２０３６、２０３６Ｇ、２１３６、２１３６Ｂ）と、
を備えた電機子コア（２０３２、２０３２Ｇ、２１３２）の製造方法であって、
（ａ）薄板が前記軸方向に沿って積層された積層鋼板で、ティース固定用凹部（２０３４ｈ、２０３４Ｂｈ、２０３４Ｃｈ、２０３４Ｄｈ、２１３４ｈ）を有するバックヨークを形成する工程と、
（ｂ）前記バックヨークを成型金型（２０５０，２０５２）に固定した状態で、前記ティース固定用凹部内及びそこから突出するように、前記ティースを圧粉磁心で金型成型する工程と、
を備える電機子コアの製造方法。
請求項１記載の電機子コアの製造方法であって、
前記ティース固定用凹部（２０３４Ｃｈ、２０３４Ｄｈ）内に、凹凸部（２０３４Ｄｈａ）が形成された、電機子コアの製造方法。
請求項２記載の電機子コアの製造方法であって、
前記凹凸部は、前記ティースの突出方向とは反対向きの当接面（２０３４Ｃｈａ、２０３４Ｄｈｂ）を有する、電機子コアの製造方法。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電機子コアの製造方法であって、
前記工程（ａ）は、複数の前記ティースに応じて分割した分割バックヨーク（２１３５、２１３５Ｂ）を形成する工程であり、
前記工程（ｂ）は、前記各分割バックヨークを成型金型に固定した状態で、前記ティース固定用凹部内及びそこから突出するように、圧粉磁心で前記ティース（２１３６、２１３６Ｂ）を金型成型する工程であり、
前記工程（ｂ）の後に、
（ｃ）前記各分割バックヨークを一体化する工程、
をさらに備える電機子コアの製造方法。
請求項４記載の電機子コアの製造方法であって、
前記ティースの先端部に、その外方に突出するつば部（２１３６ａ）が形成された、電機子コアの製造方法。
請求項４又は請求項５記載の電機子コアの製造方法であって、
前記工程（ｂ）と前記工程（ｃ）との間に、前記各ティースにコイル（２０４０）を巻回する工程をさらに備えた、電機子コアの製造方法。
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電機子コアの製造方法であって、
前記バックヨークのうち前記一主面とは反対側の他主面にもティース（２０３６Ｇ、２１３６Ｂ）を設ける、電機子コアの製造方法。
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電機子コアの製造方法であって、
前記ティース（２０３６、２０３６Ｇ、２１３６、２１３６Ｂ）のうちコイル（２０４０、２０４０Ｅ）が巻回される部分の角部が丸められた、電機子コアの製造方法。
請求項８記載の電機子コアの製造方法であって、
前記丸められた角部の半径は、巻回されるコイル線の直径の２倍以上である、電機子コアの製造方法。
軸（２０１８ａ）に対して略垂直な主面を有する略円盤状のバックヨーク（２０３４、２０３４Ｇ、２１３４）と、
前記バックヨークの一主面から突出するように、前記軸周りに配設固定されたティース（２０３６、２０３６Ｇ、２１３６、２１３６Ｂ）と、
を備えた電機子コア（２０３２、２０３２Ｇ、２１３２）であって、
前記バックヨークは、薄板が前記軸方向に沿って積層された積層鋼板で形成されると共に、ティース固定用凹部（２０３４ｈ、２０３４Ｂｈ、２０３４Ｃｈ、２０３４Ｄｈ、２１３４ｈ）を有し、
前記ティースが、前記バックヨークの前記ティース固定用凹部部分に一体化するように、圧粉磁心で金型成形された、電機子コア。