JP2018198518A - モータ及び圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコアの厚さ方向における端面の平坦度を向上させることができる技術を提供する。【解決手段】バックヨーク部と、ティース部とを含み、磁性板３６が厚さ方向に積層されて構成されたステータコア３１と、ティース部に巻回されたコイルと、コイルとを絶縁するインシュレータとを有するステータと、ロータとを具備するモータであって、各磁性板は一方の面側に加締め用の凹部３７ａと、他方の面側に加締め用の凸部３７ｂとを有し、積層されて前記厚さ方向に隣接する磁性板の一方の磁性板の加締め用の凹部に、他方の磁性板の記加締め用の凸部が嵌まり込んだ加締め部３７と、各磁性板の一方の面側に凹部と、他方の面側に凸部とを有し、積層されて前記厚さ方向に隣接する磁性板に少なくとも凸部が当接することによって、各磁性板の間にそれぞれ間隙を形成する間隙形成部３８とを具備し、加締め部及び間隙形成部は、バックヨーク部に設けられる。【選択図】図６

Description

本発明は、複数の磁性板が積層されて構成されるステータコアを含むモータ等の技術に関する。

従来から、空気調和器や冷凍機などに用いられる圧縮機が広く知られている。この種の圧縮機は、一般的に、シェルの内部に、圧縮部や、圧縮部を駆動するモータ等が配置されて構成されている。

モータは、一般的にラジアルギャップ型のモータが用いられる。モータは、ステータと、ロータを含む。モータのステータは、環状のバックヨーク部と、ティース部とを含むステータコアと、ティース部に巻回されるコイルとを有している。ステータコアは、複数の磁性板が、磁性板の厚さ方向に積層されて形成されている。

ステータコアを構成する各磁性板の積層においては、加締めによって各磁性板を接合するといった方式が用いられることが多い（下記特許文献１、２参照）。加締めにより形成された加締め部は、一般的に、各磁性板の一方の面側にそれぞれ形成された凹部と、各磁性板の他方の面側にそれぞれ形成された凸部とによって構成されている。複数の磁性板は、相互に積み重ねられた後に、厚さ方向に向けてプレス処理などが行われる。このとき、互いに隣接する２枚の磁性板のうち一方の磁性板の凸部が、他方の磁性板の凹部に嵌まり込むことによって、磁性板が接合される。

一方、ステータコアを構成する各磁性板の表面には、磁性体同士が直接接触することによる短絡を防止するために、磁性体の表面に半有機物の絶縁被膜がコーティングされ絶縁層が形成されている。しかしながら、加締めによって被膜が切断され、凸部が凹部に嵌まり込んでいる部分については、絶縁層が剥がれてしまい、この部分において、磁性体同士が直接接触することによる短絡が生じてしまうといった問題がある。従って、磁性体の直接接触による短絡を防止するといった観点からは、加締めが行われる箇所は、少ない方がよい。

特開２００８−４３１０２号公報 特許第５６２３４９８号公報

しかしながら、加締めが行われる箇所を少なくしてしまうと、加締め部間の距離が大きくなってしまう。この場合、加締めが行われた箇所において、ステータコアの厚さが厚くなり、加締めが行われていない加締め間の中間位置付近においてステータコアの厚さが薄くなってしまう。これにより、ステータコアの厚さ方向における端面の平坦度が低下してしまうといった問題ある。

一方、ステータコアにおける厚さ方向の端面には、一般的に、ティース部とコイルとを絶縁するために、インシュレータと呼ばれる絶縁部材が配置される。従って、ステータコアの厚さ方向における端面の平坦度が低下してしまうと、ステータコアと、インシュレータとの間に隙間が生じてしまう。従って、ティース部にコイルが巻回されると、インシュレータが変形してしまい、負荷がかかってしまうので、インシュレータが破損してしまう虞がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ステータコアの厚さ方向における端面の平坦度を向上させることができる技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るモータは、環状のバックヨーク部と、前記バックヨーク部から延びるように設けられた複数のティース部とを含み、複数の磁性板が厚さ方向に積層され、かつ、加締められて構成されたステータコアと、前記ティース部に巻回されたコイルと、前記ステータコアと前記コイルとを絶縁するインシュレータとを有するステータと、前記ステータからの磁界によって回転するロータとを具備するモータであって、各磁性板は一方の面側に加締め用の凹部と、他方の面側に加締め用の凸部とを有し、積層されて前記厚さ方向に隣接する磁性板の一方の磁性板の前記加締め用の凹部に、他方の磁性板の前記加締め用の凸部が嵌まり込んだ加締め部と、前記各磁性板の一方の面側に凹部と、他方の面側に凸部とを有し、積層されて前記厚さ方向に隣接する磁性板に少なくとも前記凸部が当接することによって、各磁性板の間にそれぞれ間隙を形成する間隙形成部とを具備し、前記加締め部及び前記間隙形成部は、前記バックヨーク部に設けられる。

このモータでは、間隙形成部によって、各磁性板の間にそれぞれ間隙が形成されるので、ステータコアにおける厚さ方向の端面の平坦度を向上させることができる。

上記モータにおいて、前記加締め部は、前記バックヨーク部の周方向に複数個所に設けられ、前記間隙形成部は、前記バックヨーク部の周方向において、互いに隣接する２つの前記加締め部の間の領域に設けられてもよい。

これにより、ステータコアにおける厚さ方向の端面の平坦度を適切に向上させることができる。

上記モータにおいて、前記間隙形成部は、前記バックヨーク部の周方向において、互いに隣接する２つの前記加締め部の中間位置に設けられていてもよい。

これにより、ステータコアにおける厚さ方向の端面の平坦度を適切に向上させることができる。

上記モータにおいて、前記ステータコアは、ティース部間に形成された、前記コイルを収容するスロットをさらに含み、前記間隙形成部は、前記バックヨーク部において、前記スロットに対応する位置に設けられてもよい。

これにより、ステータコアにおける厚さ方向の端面の平坦度を適切に向上させることができる。

本発明に係る圧縮機は、上記モータを具備する。

本発明によれば、ステータコアの厚さ方向における端面の平坦度を向上させることができる。

圧縮機を側方から見た部分断面図である。 メインシェルからトップシェルを取り外し、モータを上方から見た図である。 図１に示すＡ―Ａ'間の断面図であり、モータの一部を構成するステータの上面図である。 ステータの一部を構成するステータコアを示す上面図である。 ステータの一部を構成する上側のインシュレータを示す上面図である。 図４に示すＢ―Ｂ'間の断面図であり、ステータコアを径方向の内側から見た図である。 加締め部により各磁性板の間に隙間が生じる原理を説明するための図であり、加締め部を示す側方拡大図である。 加締め部により各磁性板の間に隙間が生じる原理を説明するための図であり、加締め部を示す側方拡大図である。 比較例に係るステータコアを示す断面図である。 比較例に係るステータコアを示す断面図である。 間隙形成部における凹部及び凸部の変形例を示す図である。 間隙形成部における凹部及び凸部の変形例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

≪第１実施形態≫
＜圧縮機１００の全体構成及び各部の構成＞
図１は、圧縮機１００を側方から見た部分断面図である。図１では、シェル１０及び圧縮部５０の一部が部分的に断面として表示されている。

図１に示すように、圧縮機１００は、シャフト７０と、モータ２０と、モータ２０によりシャフト７０を介して駆動される圧縮部５０と、シャフト７０、モータ２０及び圧縮部５０を内部に収容しつつ密閉空間を形成するシェル１０とを備えている。

なお、図示は省略しているが、圧縮機１００は、シェル１０の側方に配置されるアキュムレータを備えている。このアキュムレータは、圧縮機１００の冷媒吸入側に配置されている。アキュムレータは、気体の冷媒と液体の冷媒とを分離して内部に収容しており、気体の冷媒を圧縮部５０へと供給する。

なお、本明細書の説明において、シャフト７０の延伸方向を軸方向（Ｚ軸方向）と呼ぶ。後述するが、シャフト７０は円柱状に形成されており、上板部材５７と下板部材５８により回転自在に軸支される。また、シャフト７０の回転方向を周方向（θ方向）と呼び、シャフト７０の軸方向に対して垂直な方向を径方向と呼ぶ。

［シェル１０］
シェル１０は、上部及び下部が開放された、軸方向（Ｚ軸方向）に長い円筒状のメインシェル１を有している。また、シェル１０は、メインシェル１の上部を封止するトップシェル２と、メインシェル１の下部を封止するボトムシェル３とを有している。

トップシェル２には、圧縮部５０で圧縮された冷媒をシェル１０の外部（例えば、空気調和器や冷凍機等）に吐出するための吐出管４が取り付けられている。また、トップシェル２には、モータ２０に電力を供給するための端子５を保持する端子台６が取り付けられている。

メインシェル１の下側の位置には、２つの継手管１１がそれぞれ挿入され、この継手管１１には、アキュムレータからの冷媒を圧縮部５０に供給するための吸入管１２が接続される。

［圧縮部５０］
圧縮部５０は、軸方向（Ｚ軸方向）に並ぶようにして配置されたシリンダ５１ａ、５１ｂと、シリンダ５１ａ、５１ｂの内部に配置された環状ピストン５２ａ、５２ｂと、環状ピストン５２ａ、５２ｂの内部に配置された偏心クランク５３ａ、５３ｂとを有している。また、圧縮部５０は、環状ピストン５２ａ、５２ｂに当接するベーン５４ａ、５４ｂと、ベーン５４ａ、５４ｂを環状ピストン５２側（径方向の内側）に向けて付勢するバネ部材５５ａ、５５ｂとを有している。

また、圧縮部５０は、２つのシリンダ５１の間に介在された仕切り板５６と、上側のシリンダ５１ａの上部に配置された上板部材５７と、下側のシリンダ５１ｂの下側に配置された下板部材５８とを有している。また、圧縮部５０は、上板部材５７の上側に配置された上マフラーカバー５９と、下板部材５８の下側に配置された下マフラーカバー６０とを有している。

偏心クランク５３ａ、５３ｂは、モータ２０のロータコア２２（詳細は後述）に固定されたシャフト７０の下端部に固定されており、ロータコア２２の回転に応じて回転可能とされている。なお、上側の偏心クランク５３ａ及び下側の偏心クランク５３ｂは、偏心の位相が１８０°ずれた状態でシャフト７０に固定されている。

シリンダ５１ａ、５１ｂは、シャフト７０と同心の内周面を有しており、この内周面に囲まれた空間に環状ピストン５２ａ、５２ｂが配置されている。シリンダ５１ａ、５１ｂの内周面及び環状ピストン５２ａ、５２ｂの外周面に挟まれた空間によりシリンダ室６６ａ、６６ｂが形成される。シリンダ５１ａ、５１ｂには、吸入管１２が嵌合される吸入口６１ａ、６１ｂが設けられており、この吸入口６１ａ、６１ｂを介して、冷媒が吸入される。さらに、シリンダ５１ａ、５１ｂには、シリンダ室６６ａ、６６ｂの中心から放射状に外方へ延びるベーン溝が設けられており、このベーン溝に沿ってベーン５４ａ、５４ｂが径方向に摺動可能とされている。

環状ピストン５２ａ、５２ｂは、偏心クランク５３ａ、５３ｂに回転自在に嵌合されている。この環状ピストン５２ａ、５２ｂは、偏心クランク５３ａ、５３ｂの回転に応じて、外周面の一部がシリンダ５１ａ、５１ｂの内周面に接触しながら偏心運動することが可能とされている。

ベーン５４ａ、５４ｂは、周方向（θ方向）に薄い板状の部材であり、バネ部材５５ａ、５５ｂの付勢力によって環状ピストン５２ａ、５２ｂ側に向けて付勢されている。ベーン５４ａ、５４ｂは、環状ピストン５２ａ、５２ｂ側に向けて付勢されているので、環状ピストン５２ａ、５２ｂが偏心運動したとしても、その先端（径方向内側）は、環状ピストン５２ａ、５２ｂの外周面に常に当接した状態とされる。すなわち、このベーン５４ａ、５４ｂは、環状ピストン５２ａ、５２ｂが偏心運動すると、この偏心運動に追従してベーン溝内を往復運動することが可能とされている。

シリンダ室６６ａ、６６ｂが、このベーン５４ａ、５４ｂによって仕切られ、シリンダ室６６ａ、６６ｂが吸入室と圧縮室の２つの部屋に分離される。環状ピストン５２ａ、５２ｂがシリンダ５１ａ、５１ｂ内を偏心運動すると、２つの部屋の体積が連続的に変化する（一方の部屋の体積が増えると他方の体積が減る）ため、この動作により、圧縮部５０は冷媒を吸入したり、圧縮したりすることが可能とされている。

上板部材５７は、上側のシリンダ５１ａを、仕切り板５６とともに閉塞する部材である。上板部材５７は、その中心においてモータ２０のシャフト７０を回転自在に軸支している。また、上板部材５７の外周面は、メインシェル１に設けられた溶接孔（図示せず）を介してメインシェル１と溶接される。

なお、圧縮部５０を構成する各部材（上マフラーカバー５９、上板部材５７、上側のシリンダ５１ａ、仕切り板５６、下側のシリンダ５１ｂ、下板部材５８、下マフラーカバー６０）は、ボルト６２によって一体的に連結されている。従って、上板部材５７の外周面がメインシェル１に固定されることによって、圧縮部５０は一体的にシェル１０の内部に固定される。

上マフラーカバー５９は、上板部材５７との間に上マフラー室６３を形成するための部材である。この上マフラー室６３には、上側の圧縮室によって圧縮された冷媒が導かれる。

下板部材５８は、下側のシリンダ５１ｂを、仕切り板５６とともに閉塞する部材である。下板部材５８は、その中心においてモータ２０のシャフト７０を回転自在に軸支している。

下マフラーカバー６０は、下板部材５８との間に下マフラー室６４を形成するための部材である。下マフラー室６４には、下側の圧縮室によって圧縮された冷媒が導かれる。なお、下マフラー室６４に導かれた冷媒は、下板部材５８、下側のシリンダ５１ｂ、仕切り板５６、上側のシリンダ５１ａ、及び上板部材５７を貫通する冷媒通路（図示せず）を介して、上マフラー室６３に導かれる。上マフラー室６３に導かれた冷媒は、シェル１０内部の空間へと放出される。

なお、メインシェル１内には、およそ上側のシリンダ５１ａの高さまで潤滑油が封入されている。この潤滑油は、シャフト７０の下部に挿入された羽根ポンプ（図示せず）により、シャフト７０の下端部に取付けられた給油パイプ６５から吸上げられ、圧縮部５０を循環する。これにより、潤滑油は、圧縮部５０における各部の動きを潤滑にしつつ、圧縮部５０の微小隙間をシールしている。

［モータ２０］
図２は、メインシェル１からトップシェル２を取り外し、モータ２０を上方から見た図である。図３は、図１に示すＡ―Ａ'間の断面図であり、モータ２０の一部を構成するステータ３０の上面図である。なお、図３において、ロータ２１は省略している。図４は、ステータ３０の一部を構成するステータコア３１を示す上面図である。図５は、ステータ３０の一部を構成する上側のインシュレータ４１を示す上面図である。

図１〜５を参照して、本実施形態に係るモータ２０は、例えばラジアルギャップ型のモータ２０であり、ステータ３０と、ステータ３０からの磁界によって回転するロータ２１とを有している。ロータ２１は、ロータコア２２と、複数の永久磁石２３とを有している。また、ステータ３０は、ステータコア３１と、複数のコイル４０と、複数の絶縁フィルム３９と、上側のインシュレータ４１と、下側のインシュレータ４２とを有している。

ロータコア２２は、磁性体材料によって形成された薄い磁性板が軸方向に積層されている。ロータコア２２は、その中心に、軸方向に沿って貫通孔２４が設けられた円柱状の部材である。ロータコア２２の貫通孔２４にはシャフト７０の上部が挿通されて固定されている。複数の永久磁石２３は、ロータコア２２内部において、周方向に等間隔で配置されている。

ステータコア３１は、ロータコア２２と同様に、磁性体材料によって形成された薄い磁性板３６が軸方向（磁性板３６の厚さ方向）に積層されている（後述の図６参照）。ステータコア３１は、環状のバックヨーク部３２と、バックヨーク部３２に設けられた複数のティース部３４とを有している。ティース部３４の径方向の内側の位置（つまり、ステータコア３１の中心）には、径方向のギャップを介してロータ２１が配置されている。

バックヨーク部３２は、シャフト７０と同心で環状に形成されている。バックヨーク部３２の外周面には、軸方向に沿って外周面がカットされたカット部３３が形成されている。

このカット部３３は、ティース部３４が設けられた位置に対応する位置（径方向の外側の位置）に形成されており、本実施形態では、カット部３３は、周方向に等間隔（４０°）で、９個形成されている。このカット部３３と、メインシェル１との間には、隙間７１が形成される。この隙間７１は、軸方向でモータ２０を貫通している。この隙間７１は、圧縮部５０によって、モータ２０の上方へ冷媒とともに吐出された潤滑油をモータ２０の下方へ戻す通路として使用される。

なお、バックヨーク部３２の外周面は、カット部３３が形成されていない部分において、メインシェル１０に設けられた溶接孔（図示せず）を介して、メインシェル１０と溶接される。

ティース部３４は、バックヨーク部３２の内周面から径方向の内側に向かって延びるように設けられている。また、ティース部３４は、周方向に等間隔（４０°）で配置されており、本実施形態では、ティース部３４の数は９本とされている。コイル４０は、９本のティース部３４に対してそれぞれ巻回されている。

互いに隣り合う２つのティース部３４の間には、スロット３５が形成されている（本実施形態では９個）。このスロット３５には、樹脂などの絶縁材料で構成された絶縁フィルム３９が配置されている。

絶縁フィルム３９、上側のインシュレータ４１及び下側のインシュレータ４２は、ステータコア３１（ティース部３４及びバックヨーク部３２）と、コイル４０との間に配置され、ステータコア３１とコイルとを絶縁するための部材である。絶縁フィルム３９は、互いに隣り合う２つのティース部３４における互いに対向する一対の側面と、バックヨーク部３２の内周面とを覆うようにスロット３５内部に設けられている。

上側のインシュレータ４１及び下側のインシュレータ４２は、樹脂などの絶縁材料によって形成されている。上側のインシュレータ４１は、ステータコア３１の上面側に配置され、下側のインシュレータ４２は、ステータコア３１における下面側に配置される。

上側のインシュレータ４１及び下側のインシュレータ４２は、基本的に同様の構成である。従って、上側のインシュレータ４１を代表的に説明する（特に、図５参照）。

上側のインシュレータ４１は、筒部４３と、筒部４３に支持されて複数のティース部３４の上面側を覆う複数の被覆部４４と、被覆部４４の先端に設けられた複数の爪部４５とを有する。

筒部４３は、軸方向に短い円筒状に形成されている。筒部４３は、その直径が、ステータコア３１のバックヨーク部３２における内周面の直径よりも若干大きく形成されており、バックヨーク部３２の上面側に配置される。

被覆部４４は、筒部４３から径方向の内側に向かって延びるように形成されている。また、被覆部４４は軸方向に薄い板状に形成されている。被覆部４４は、ステータコア３１のティース部３４と同様に、周方向に等間隔（４０°）で配置されており、本実施形態では、被覆部４４の数は９本とされている。

被覆部４４は、ティース部３４の上面と同様の形状、面積（ＸＹ平面）を有しており、ティース部３４の上面の全体を覆うことが可能に構成されている。また、この被覆部４４は、コイル４０がティース部３４に巻回されとき、ティース部３４の上面と、コイル４０との間に介在される。

爪部４５は、被覆部４４の先端（径方向の内側）において、上側に向けて立設されており、ティース部３４における径方向の内側の端部に対応する位置に配置される。この爪部４５は、径方向において筒部４３との間でコイル４０を両側から挟みこむことによって、コイル４０がティース部３４から抜けてしまわないようにコイル４０を支持している。

［加締め部３７及び間隙形成部３８］
次に、ステータコア３１が有する加締め部３７と、間隙形成部３８とについて説明する。

加締め部３７は、ステータコア３１におけるバックヨーク部３２において、周方向に所定の間隔を開けて配置されている。例えば、加締め部３７は、周方向に沿って４０°の間隔が開けられ配置されている箇所と、周方向に８０°の間隔が開けられて配置されている箇所がある。

ここで、周方向に４０°の等間隔で加締め部３７が配置されると仮定すると、加締め部３７の数は、９つとなる。一方、加締め部３７の数が多いと、磁性板３６の接触による短絡箇所が多くなってしまう。このため、例えば、本実施形態では、加締め部３７を３つ少なくして加締め部３７の数を６つとし、加締め部３７が９つあった場合と比べて１２０°間隔の３点に対応する位置には加締め部３７が配置されていない。

従って、加締め部３７は、周方向において、交互に４０°、８０°の間隔が開けられて配置されている。また、加締め部３７は、周方向においてスロット３５の中心に対応する位置に配置されている。

間隙形成部３８は、バックヨーク部３２の周方向において、互いに隣接する２つの加締め部３７の間の領域に設けられている。特に、本実施形態では、間隙形成部３８は、バックヨーク部３２の周方向において、互いに隣接する２つの加締め部３７の中間位置に設けられている。

具体的には、本実施形態では、間隙形成部３８は、８０°の間隔を開けて配置された２つの加締め部３７の間の領域において、この２つの加締め部３７の間の中間位置に配置されている。この間隙形成部３８は、周方向においてスロット３５の中心に対応する位置に、１２０の間隔を開けて３つ配置されている。

すなわち、本実施形態では、加締め部３７及び間隙形成部３８は、周方向において、加締め部３７、加締め部３７、間隙形成部３８の順番で、４０°の等しい間隔を開けて、合計で９つ配置されている。

図６は、図４に示すＢ―Ｂ'間の断面図（ステータコア３１の周方向（θ方向）での断面図）であり、ステータコア３１を径方向の内側から見た図である。また、図６の上側には、加締め部３７及び間隙形成部３８を上方から見たときの様子も示されている。

図６に示すように、ステータ３０のステータコア３１は、複数の磁性板３６が、磁性板３６の厚さ方向（Ｚ軸方向：軸方向）に積層されて構成されている。この磁性板３６の厚さは、例えば、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍなどとさされる。なお、図示は省略しているが、各磁性板３６の上面及び下面には、それぞれ、表面処理によって、酸化被膜などの絶縁層が形成されている。

各磁性板３６にはそれぞれ加締め用の凹部３７ａと加締め用の凸部３７ｂが形成される。加締め用の凹部３７ａと凸部３７ｂは、後述するが、各磁性板３６にプレス成型を施すことによって形成される。各磁性板３６にプレス成型を施すことにより、磁性板３６の上面側に加締め用の凹部３７ａが形成され、磁性板３６の下面側に加締め用の凸部３７ｂが形成される。加締め部３７は、加締め用の凹部３７ａと加締め用の凸部３７ｂとで形成される。具体的には、加締め部３７は、積層されて厚さ方向に隣接する磁性板３６のうち、上側に隣接する磁性板３６の加締め用の凸部３７ｂが、下側に隣接する他の磁性板３６の加締め用の凹部３７ａに嵌まり込むことで形成される。

なお、各磁性板３６のうち、一番下に配置された磁性板３６については、加締め用の凹部３７ａ及び加締め用の凸部３７ｂが形成さおらず、これらの代わりに開口７２が形成される。この開口７２には、下側から２番目に配置された磁性板３６の加締め用の凸部３７ｂが嵌まり込む。

本実施形態においては、加締め部３７の個数を減らしても、各磁性板３６の結合の強度を確保することができるようにするために、いわゆるＶ字加締めが例示されている。Ｖ字加締めでは、加締め用の凹部３７ａ及び加締め用の凸部３７ｂが磁性板３６からＶ字状に突出するように加締められる。なお、加締め用の凹部３７ａ及び加締め用の凸部３７ｂの形状は、Ｖ字加締めに限られず、例えば丸ダボ加締めなど、適宜変更可能である。

加締め用の凹部３７ａ及び加締め用の凸部３７ｂは、各磁性板３６に対して、それぞれ、プレス成型を施すことによって形成される。プレス成型においては、磁性板３６が上面側からプレスされて磁性板３６の上面が厚み方向に折れ曲がり、加締め用の凹部３７ａが形成される。また、このとき、磁性板３６の下面側が厚み方向に折れ曲がり、突出して加締め用の凸部３７ｂが形成される。なお、本実施形態では磁性板３６の上面が厚み方向に折れ曲がる箇所を上側屈曲部３７１（後述の図７参照）と呼び、磁性板３６の下面が折れ曲がる箇所を下側屈曲部３７２（後述の図７参照）と呼ぶ。

各磁性板３６は、相互に積み重ねられ後、厚さ方向にプレス処理が施されることによって、加締められる。つまり、積み重ねられた磁性板３６に対してプレス処理が施されると、加締め用の凸部３７ｂが、加締め用の凹部３７ａに嵌まり込むことによって、各磁性板３６が加締められる。

Ｖ字加締めの場合、加締め用の凹部３７ａ及び加締め用の凸部３７ｂは、その側面部が磁性板３６から切断されるため、被膜が切断され絶縁層で覆われていない凸部３７ｂの側面部が露出する。従って、加締め用の凸部３７ｂは、その先端部が、下側の磁性板３６の凹部３７ａに嵌まり込むことで、上側と下側の磁性板３７が電気的に導通する。この部分において、隣接する２枚の磁性板３６が直接的に接触してしまい、短絡してしまう。このため、本実施形態では、加締め部３７の数が少なくされている。

また、厚さ方向に積層されて隣接する磁性板３６のうち、上側に隣接する磁性板３６の加締め用の凸部３７ｂが、下側に隣接する他の磁性板３６の加締め用の凹部３７ａに嵌まり込むとき、上側に隣接する磁性板３６の下側屈曲部３７２と下側に隣接する他の磁性板３６の上側屈曲部３７１とが近接しない（言い換えれば、下側屈曲部３７２と上側屈曲部３７１の位置にズレが生じる）ため、加締め用の凸部３７ｂは、加締め用の凹部３７ａには完全に入りきらない。このため、加締め部３７の近傍において、各磁性板３６の間には隙間が生じる。

図７及び図８は、加締め部３７により各磁性板３６の間に隙間が生じる原理を説明するための図であり、加締め部３７を示す側方拡大図である。

図７及び図８では、加締め用の凹部３７ａ及び加締め用の凸部３７ｂが磁性板３６の上面に対して傾斜する角度φがそれぞれ異なっている。図７には、上記角度φが３０°の場合の一例が示されており、図８には、上記角度φが４５°の場合が示されている。

図７及び図８に示すように、磁性板３６の上面と、隣接する磁性板３６の上面との間の距離Ｈは、角度φ及び磁性板３６の厚さＴの関数であり、Ｈ＝（１／ｃｏｓφ）Ｔと表すことができる。

図７に示すように、角度φが３０°である場合、距離Ｈは、１．１５７Ｔであり、一方、図８に示すように、角度φが４５°である場合、距離Ｈは、１．４１４Ｔである。隣接する２枚の磁性板の隙間の大きさＣは、距離Ｈと、磁性板の厚さＴの差であり、従って、Ｃ＝Ｈ−Ｔである。

従って、図７に示すように、角度φが３０°である場合、隙間の大きさＣは、０．１５７Ｔであり、図８に示すように、角度φが４５°である場合、隙間の大きさＣは、０．４１４Ｔである。つまり、角度φが３０°の場合、隙間の大きさＣは、磁性板３６の厚さＴの０．１５７倍であり、角度φが４５°である場合、隙間の大きさＣは、磁性板３６の厚さＴの０．４１４倍である。なお、隙間が生じてしまう本来的な原因は、上側屈曲部３７１と、下側屈曲部３７２の位置のズレである。

再び図６を参照して、本実施形態に係る間隙形成部３８は、加締め部３７で生じる各磁性板３６の間の隙間と同等の隙間を、各磁性板３６の間に形成することが可能とされている。

各磁性板３６にはそれぞれ間隙形成用の凹部３８ａと間隙形成用の凸部３８ｂが形成される。間隙形成用の凹部３８ａと間隙形成用の凸部３８ｂは、後述するが、加締め部３７と同様に各磁性板３６にプレス成型を施すことによって形成される。各磁性板３６にプレス成型を施すことにより、磁性板３６の上面側に間隙形成用の凹部３８ａが形成され、磁性板３６の下面側に間隙形成用の凸部３８ｂが形成される。本実施形態の間隙形成部３８は、間隙形成用の凹部３８ａと間隙形成用の凸部３８ｂとで形成される。具体的には、間隙形成部３８は、積層されて厚さ方向に隣接する磁性板３６のうち、上側に隣接する磁性板３６の間隙形成用の凸部３８ｂが、下側に隣接する他の磁性板３６の間隙形成用の凹部３８ａに当接（言い換えれば、凹部３８ａの縁に当接）することで形成される。

なお、各磁性板３６のうち、一番下に配置された磁性板３６については、間隙形成用の凹部３８ａ及び間隙形成用の凸部３８ｂが形成さおらず、これらの代わりに開口７３が形成される。この開口７３には、下側から２番目に配置された磁性板３６の間隙形成用の凸部３８ｂが嵌まり込む。

本実施形態においては、間隙形成用の凹部３８ａ及び間隙形成用の凸部３８ｂの形状として、半球形状が採用されている。なお、間隙形成用の凹部３８ａ及び間隙形成用の凸部３８ｂの形状は、円錐形状であってもよいし、三角錐、四角錐等の多角錐形状であってもよい。また、間隙形成用の凹部３８ａ及び間隙形成用の凸部３８ｂの形状は、円柱形状であってもよいし、三角柱、四角柱などの多角柱形状であってもよい。典型的には、間隙形成用の凹部３８ａ及び間隙形成用の凸部３８ｂの形状は、間隙形成用の凸部３８ａが、隣接する他の磁性板３６の凹部３８ａ（あるいは、隣接する他の磁性板の表面）に当接することによって、各磁性板３６間に隙間を形成することができる形状であれば、どのような形状であっても構わない。

間隙形成用の凹部３８ａ及び間隙形成用の凸部３８ｂは、加締め用の凹部３７ａ及び加締め用の凸部３７ｂと同様に、各磁性板３６に対して、それぞれ、プレス成型を施すことによって形成される。プレス成型においては、磁性板３６が上面側からプレスされて間隙形成用の凹部３８ａが形成されるが、このとき、下面側において間隙形成用の凹部３８ａに対応する位置が突出して間隙形成用の凸部３８ｂが形成される。

しかし、間隙形成用の凸部３８ｂと凹部３８ａは、磁性板３６を切断せずに形成される点で加締め用の凹部３７ａ及び加締め用の凸部３７ｂと異なる。磁性板３６が切断されていないので、間隙形成用の凸部３８ｂと凹部３８ａは、その表面に形成されている絶縁層を介して当接する。従って、間隙形成部３８においては、隣接する２枚の磁性板３６が直接的に接触しないため、短絡してしまうことはない。

なお、間隙形成用の凸部３８ｂが、間隙形成用の凹部３８ａに当接されるときは、加締め部３７と同様に、磁性板３６の屈曲部の位置にズレが生じるため、間隙形成用の凸部３８ｂは、間隙形成用の凹部３８ａには完全に入りきらない。これにより、加締め部３７と同様に、間隙形成部３８において磁性板３６間に隙間が生じる。

なお、間隙形成部３８は、加締め部３７とは異なり、加締めとしては機能しない。すなわち、間隙形成用の凸部３８ｂが、下側に隣接する他の磁性板３６の間隙形成用の凹部３８ａに当接しているだけであり、加締め部３７のように凸部３８ｂ先端部が凹部３８ａに嵌まり込んでいない。このため、各磁性板３６を圧縮する方向の力が加わっても磁性板３６間に一定の隙間を保つが、各磁性板３６を引き離す方向の力に対してはほとんど抗力を有しない。

＜作用等＞
次に、本実施形態に係る作用等について説明する。ここでの説明では、まず、比較例に係るステータコア３１'について説明する。図９及び図１０は、比較例に係るステータコア３１'を示す断面図である。図９は、インシュレータ４１、４２を介してステータコア３１'にコイル４０が巻回される前の状態を示しており、図１０は、インシュレータ４１、４２を介してステータコア３１'にコイル４０が巻回された後の状態が示されている。

比較例に係るステータコア３１'は、本実施形態に係るステータコア３１とは異なり、間隙形成部３８を有していない。その他の点については本実施形態と同様である。

比較例に係るステータコア３１'において、加締め部３７の個数を減らしても、各磁性板３６の結合の強度を確保することができるようにするために、本実施形態と同様に、加締め部３７としてＶ字加締めが採用されたとする。この場合、上述したように、加締め用の凹部３７ａ及び加締め用の凸部３７ｂは、その側面部が磁性板３６から切断されるため、絶縁層における被膜で覆われていない。加締め用の凸部３７ｂは、その先端部が、下側の磁性板３６の凹部３７ａに嵌まり込むため、先端部において、磁性板３７が電気的に導通する。また、図７及び図８において上述したように、各磁性板３７の間には、角度φ及び磁性板３６の厚さＴに応じた大きさＣの隙間が生じてしまう。

積層される磁性板３６の枚数が多くなると、これに応じて、積層方向に向かって隙間が積み重なり、加締め部３７が形成された箇所においてステータコア３１の厚さが厚くなる。例えば、１つの隙間の大きさが、数ミクロン〜数十ミクロンだとしても、磁性板３６の数が１００枚であれば、１つの隙間の大きさが約１００倍されるので、隙間の合計の大きさは、数百ミクロン〜数千ミクロンになる。

一方、加締め部３７の数が少なくされ、加締め部３７と、加締め部３７との間の距離が広がってしまうと、周方向において、加締め部３７と、加締め部３７との間の領域で、磁性板３６が撓み易くなってしまう。例えば、図９に示す状態から、図１０に示すように、インシュレータ４１、４２を介してティース部３４にコイルが巻回されることによって、上記領域に対して、外部から力が加わると、上記領域において磁性板３６間の隙間が狭くなってしまう。特に、モータ２０の効率を上げるために、磁性板３６が薄くされている場合、磁性体板が撓みやすいので、加締め部３７と、加締め部３７との間の領域で磁性板３６間の隙間が狭くなってしまい易い。

図１０に示すように、インシュレータ４１、４２を介してティース部３４にコイル４０が巻回されると、コイル４０からインシュレータ４１、４２に対して力が加わる。この力は、インシュレータ４１、４２をステータコア３１の上面、下面に押し付けるように働く。このとき、ステータコア３１（特にバックヨーク部３２）と、インシュレータ４１、４２（特にバックヨーク部３２に対応する部分）との間に隙間が発生していると、インシュレータ４１、４２において、バックヨーク部３２に対応する部分に負荷がかかってしまう。

例えば、ステータコア３１'のバックヨーク部３２において、スロット３５とメインシェル１との間の領域で、加締め部３７の個数が減らされる場合、加締め部３７が減らされた箇所では、ステータコア３１'（特にバックヨーク部３２）と、インシュレータ４１、４２（特にバックヨーク部３２に対応する部分）との間に隙間が発生する。加締め部３７が減らされた箇所は、スロット３５に対応する部分である（言い換えれば、ティース部３４が形成されていない部分である）ため、バックヨーク部３２の中でも強度が弱い箇所であり、磁性板３６間の隙間が狭くなりやすい（ステータコア３１'の厚さが薄くなりやすい）。また、インシュレータ４１、４２においても、スロット３５に対応する部分は、インシュレータ４１、４２の中でも強度が弱い箇所である（インシュレータ４１、４２において、被覆部４４等がない部分であるため）。

そのため、コイル４０からインシュレータ４１、４２に対して力が加わると、インシュレータ４１、４２において、バックヨーク部３２に対応する部分に、亀裂、割れ等の破損が生じてしまう虞がある。また、インシュレータ４１、４２の破損によって破片が生じると、この破片がシェル１０内を循環する潤滑油などに混入してしまい、モータ２０や圧縮部５０等が故障してしまう虞もある。

一方、本実施形態においては、上述のように、周方向において、互いに隣接する２つの加締め部３７の間の領域に間隙形成部３８が設けられている。そして、この間隙形成部３８によって、加締め部３７で生じる各磁性板３６の間の隙間と同等の隙間を各磁性板３６の間に形成することができる。従って、ステータコア３１の上面及び下面の平坦度を向上させることができる。

また、本実施形態においては、間隙形成部３８が、周方向において、互いに隣接する２つの加締め部３７の中間位置に設けられている。すなわち、本実施形態では、間隙形成部３８がない場合において、ステータコア３１の厚さが最も薄くなってしまう、２つの加締め部３７の中間位置に間隙形成部３８が設けられている。これにより、さらに効果的にステータコア３１の上面及び下面の平坦度を向上せることができる。

このように、本実施形態では、ステータコア３１の上面及び下面の平坦度を向上させることができるので、ステータコア３１と、インシュレータ４１、４２との間に隙間が発生してしまうことを防止することができる。これにより、インシュレータ４１、４２が破損してしまうことを防止することができる。さらに、インシュレータ４１、４２の破損による破片によって、モータ２０や圧縮部５０が故障してしまうことも防止することができる。

また、本実施形態では、間隙形成部３８が、バックヨーク部３２において、スロット３７に対応する位置に設けられる。すなわち、ステータコア３１の厚さが薄くなり易い箇所であり、かつ、インシュレータ４１、４２の強度が弱い箇所に対応する、スロット３７に対応する位置に、間隙形成部３８が設けられる。これにより、さらに効果的にステータコア３１の上面及び下面の平坦度を向上せることができ、かつ、さらに効果的にインシュレータ４１、４２の破損を防止することができる。

≪各種変形例≫
以上の説明では、６つの加締め部３７が、交互に４０°、８０°の間隔で配置される場合について説明した。一方、加締め部３７の個数や、加締め部３７が配置される間隔は、適宜変更可能であり、特に限定されない。例えば、加締め部３７の数は、１つ、２つ・・等であってもよし、加締め部３７の間隔は、６０°間隔や９０°間隔等であってもよい。

以上の説明では、３つの間隙形成部３８が１２０°の間隔で配置される場合について説明した。一方、間隙形成部３８の個数や、間隙形成部３８が配置される間隔は、適宜変更可能であり、特に限定されない。例えば、加締め部３７の数は、１つ、２つ・・等であってもよし、加締め部３７の間隔は、６０°間隔や９０°間隔等であってもよい。

以上の説明では、周方向において、互いに隣接する２つの加締め部３７の中間位置に間隙形成部３８が設けられる場合について説明した。一方、間隙形成部３８が設けられる位置は、周方向において、互いに隣接する加締め部３７の間の領域であれば、この領域内において適宜変更可能である。

以上の説明では、互いに隣接する２つの加締め部３７の間の領域に１つの間隙形成部３８が設けられる場合について説明した。一方、互いに隣接する２つの加締め部３７の間の領域に、２つ以上の間隙形成部３８が設けられていてもよい。

以上の説明では、加締め用の凹部３７ａが磁性板３６の上面に形成され、加締め用の凸部３７ｂが磁性板３６の下面に形成される場合について説明した。一方、加締め用の凹部３７ａが磁性板３６の下面に形成され、加締め用の凸部３７ｂが磁性板３６の上面に形成されてもよい。

以上の説明では、間隙形成用の凹部３８ａが磁性板３６の上面に形成され、間隙形成用の凸部３８ｂが磁性板３６の下面に形成される場合について説明した。一方、間隙形成用の凹部３８ａが磁性板３６の下面に形成され、間隙形成用の凸部３８ｂが磁性板３６の上面に形成されてもよい。

以上の説明では、加締め用の凹部３７ａ及び間隙形成用の凹部３８ａが同じ面側に形成され、かつ、加締め用の凸部３７ｂ及び間隙形成用の凸部３８ｂが同じ面側に形成される場合について説明した。一方、加締め用の凹部３７ａ及び間隙形成用の凹部３８ａが異なる面側に形成され、かつ、加締め用の凸部３７ｂ及び間隙形成用の凸部３８ｂが異なる面側に形成されてもよい。

図１１及び図１２は、間隙形成用の凹部及び間隙形成用の凸部の変形例を示す図である。

図１１に示す例では、間隙形成部３８'における間隙形成用の凹部３８'ａ及び間隙形成用の凸部３８'ｂが円柱形状に形成されている。間隙形成用の凹部３８'ａの直径Ａは、間隙形成用の凸部３８'ｂの直径ａよりも大きいが、間隙形成用の凹部３８'ａの深さＤ１は、間隙形成用の凸部３８'ｂの高さＤ２よりも小さい。ここでの例では、間隙形成用の凹部３８'ａの体積と、間隙形成用の凸部３８'ｂの体積とが同じとされている。つまり、π（Ａ／２）^２×Ｄ１＝π（ａ／２）^２×Ｄ２であり、この式から、Ａ^２×Ｄ１＝ａ^２×Ｄ２である。なお、磁性板３６'の表面、間隙形成用の凹部３８'ａの底部及び間隙形成用の凸部３８'ｂの頂部には、絶縁層８１が形成されており（間隙形成用の凹部３８'ａ及び間隙形成用の凸部３８'ｂの側周面には絶縁層８１は無い）、間隙形成用の凸部３８'ｂは、絶縁層８１を介して下側の磁性板３６'の凹部３８'ａと当接している。

図１２に示す例では、間隙形成部３８"における間隙形成用の凹部３８"ａ及び間隙形成用の凸部３８"ｂは、図１１に示す例と同様に、円柱形状に形成されている。一方、図１１に示す例とは異なり、間隙形成用の凹部３８"ａの直径Ａ'は、間隙形成用の凸部３８"ｂの直径ａ'よりも小さく、間隙形成用の凹部３８"ａの深さＤ'１は、間隙形成用の凸部３８"ｂの高さＤ'２よりも大きい。間隙形成用の凹部３８"ａの直径Ａ'が、間隙形成用の凸部３８"ｂの直径ａ'よりも小さいため、この例では、間隙形成用の凸部３８"ｂが、間隙形成用の凹部３８"ａに対して嵌り込まない。

ここでの例では、間隙形成用の凹部３８"ａの体積と間隙形成用の、凸部３８"ｂの体積とが同じとされている。つまり、π（Ａ'／２）^２×Ｄ'１＝π（ａ'／２）^２×Ｄ'２であり、この式から、Ａ'^２×Ｄ'１＝ａ'^２×Ｄ'２である。なお、磁性板３６"の表面、間隙形成用の凹部３８"ａの底部及び間隙形成用の凸部３８"ｂの頂部には、絶縁層８１が形成されており（間隙形成用の凹部３８"ａ及び間隙形成用の凸部３８"ｂの側周面には絶縁層８１は無い）、間隙形成用の凸部３８"ｂは、絶縁層８１を介して下側の磁性板３６"の上面と当接している。

なお、上述の第１実施形態では、磁性板３６の一方の磁性板３８の間隙形成用の凹部３８ａに他方の磁性板３６の間隙形成用の凸部３８ｂが当接している。しかし、本発明の間隙形成部３８はこれに限られず、隣接する磁性板３６の間に間隙を形成できればよい。従って、本発明の間隙形成部３８は、少なくとも一方の磁性板３６の間隙形成用の凸部３８ｂが形成されていればよく、例えば、間隙形成用の凸部３８ｂが他方の磁性板３８に絶縁層を介して当接することで、間隙を形成することができる。

１０…シェル
２０…モータ
２１…ロータ
３０…ステータ
３１…ステータコア
３２…バックヨーク部
３４…ティース部
３６、３６'、３６"…磁性板
３７…加締め部
３８、３８'、３８"…間隙形成部
４０…コイル
４１…上側のインシュレータ
４２…下側のインシュレータ
７０…シャフト
１００…圧縮機

Claims (5)

1. 環状のバックヨーク部と、前記バックヨーク部から延びるように設けられた複数のティース部とを含み、複数の磁性板が厚さ方向に積層され、かつ、加締められて構成されたステータコアと、前記ティース部に巻回されたコイルと、前記ステータコアと前記コイルとを絶縁するインシュレータとを有するステータと、前記ステータからの磁界によって回転するロータとを具備するモータであって、
   各磁性板は一方の面側に加締め用の凹部と、他方の面側に加締め用の凸部とを有し、積層されて前記厚さ方向に隣接する磁性板の一方の磁性板の前記加締め用の凹部に、他方の磁性板の前記加締め用の凸部が嵌まり込んだ加締め部と、
   前記各磁性板の一方の面側に凹部と、他方の面側に凸部とを有し、積層されて前記厚さ方向に隣接する磁性板に少なくとも前記凸部が当接することによって、各磁性板の間にそれぞれ間隙を形成する間隙形成部と
   を具備し、
   前記加締め部及び前記間隙形成部は、前記バックヨーク部に設けられる
   モータ。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記加締め部は、前記バックヨーク部の周方向に複数個所に設けられ、
   前記間隙形成部は、前記バックヨーク部の周方向において、互いに隣接する２つの前記加締め部の間の領域に設けられる
   モータ。
3. 請求項２に記載のモータであって、
   前記間隙形成部は、前記バックヨーク部の周方向において、互いに隣接する２つの前記加締め部の中間位置に設けられる
   モータ。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のモータであって、
   前記ステータコアは、ティース部間に形成された、前記コイルを収容するスロットをさらに含み、
   前記間隙形成部は、前記バックヨーク部において、前記スロットに対応する位置に設けられる
   モータ。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のモータを具備する圧縮機。

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