JP5042178B2 - 電動機の固定子及び電動機及び圧縮機 - Google Patents

Description

この発明は、電動機の固定子に関する。詳しくは、電動機の固定子外の切欠以外に、電動機の固定子外周と電動機の固定子を収容する固定部材との間に空隙を設けて高効率化を図ったものである。また、その電動機の固定子を用いた電動機及び圧縮機に関する。

従来、円筒状の固定部材と、前記固定部材の内面に接触する円弧状に形成された接触面と前記固定部材の内面に接触しないようほぼ平面状に切り欠いた非接触面とを外周に設け該接触面を前記固定部材に嵌合して固定した固定子とを備え、前記固定部材の内部において前記固定子の軸方向に流体を通過する通路部が形成された圧縮機用電動機において、前記固定子の全ての前記非接触面側において流体を通過し得る軸方向に形成された第１の前記通路部と、前記固定子の全ての前記接触面側において流体を通過し得る軸方向に形成された第２の前記通路部を備え、前記第１の通路部は前記固定部材の半径方向より周方向の距離が長い断面形状であり、前記第２の通路部はスロット歯の外部延長線上に形成され且つ円形の断面形状であり、前記第１及び第２の通路部の各々は固定子の中心に対する最短距離部分が該中心に対し同一円周上に沿って配置されていることを特徴とする圧縮機用電動機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特公平７−３２５４８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された固定子の流体が通過する通路部であっても、磁束は通路部を回り込むように磁路を形成する。固定子を保持するための固定部材が磁性体の時、磁束は通路部を回り込むように磁路を形成するため、固定部材にも磁束が流れることになる。固定子は、一般的に鉄損を低減するため、電磁鋼板のような固定子鉄心板を複数枚積層して構成するが、固定部材は、電磁鋼板に比べ鉄損が大きい材料が使用される。そのため、通路部により固定部材に磁束が流れることにより、固定部材の鉄損が固定子に磁束が流れる場合の鉄損より大きくなり、電動機の効率が低下する課題があった。

上記特許文献１で使用されている「通路部」に対し、この明細書では「風穴」を用いる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、固定子鉄心の風穴により固定部材に流れてしまう磁束を低減させ、固定部材に発生する鉄損を低減できる電動機の固定子及び電動機及び圧縮機を提供することを目的とする。

この発明に係る電動機の固定子は、磁性体で構成される円筒状の固定部材の内部に固定子鉄心が固定される電動機の固定子であって、
前記固定子鉄心は、
外周部の複数箇所に周方向に所定の長さで形成され、前記固定部材との間に空間を形成する切欠き部と、
前記切欠き部同士の間のコアバックに設けられ、軸方向に貫通する風穴とを備え、
前記空間に連通し、該空間から時計方向又は反時計方向に前記風穴側に延び、前記風穴の径方向外側で該風穴まで達するように形成される非接触部を設けたことを特徴とする。

この発明に係る電動機の固定子鉄心は、固定部材と切欠き部との間に形成される空間に連通し、空間から時計方向又は反時計方向に風穴側に延び、風穴の径方向外側で風穴まで達するように形成される非接触部を設けたことにより、固定部材に磁束が流れにくくなり、固定部材の鉄損が低下し、電動機の高効率化が図れる。

実施の形態１．
図１は比較のために示す一般的な電動機の固定子１００を示す平面図である。図１により、一般的な電動機の固定子１００について説明する。電動機の固定子１００は、略ドーナッツ状の固定子鉄心１と、この固定子鉄心１の内径側に沿って複数形成されるスロット２（空間）に絶縁部材（図示せず）を介して施される巻線（図示せず）とを備える。但し、電動機の固定子１００は、固定部材５の内部に固定されている。固定部材５は、電動機ではフレームに相当する。また、圧縮機では、密閉容器に相当するものである。

固定子鉄心１は、所定の形状に打ち抜かれた厚さ０．１〜１．０ｍｍ程度の薄い電磁鋼板を積層し、カシメ・溶接等により固定して製作される。

固定子鉄心１の内径側に沿って複数形成されるスロット２は、周方向に略等間隔に配置される。図１の例では、スロット２の数は１８個である。但し、スロット２の数は、任意でよい。

隣接するスロット２の間の鉄心部分を、磁束が通る磁路の一部を構成するティース３と呼ぶ。例えば、ティース３の周方向の幅Ｗｔは、径方向に略一定になっている。従って、スロット２の周方向の幅Ｗｓは、内周から外周に向って徐々に大きくなる。但し、ティース３の周方向の幅Ｗｔは、径方向に略一定でなくてもよい。

固定子鉄心１は、略ドーナッツ状の形状である。内周部も外周部と同様、断面が円形状になっている。但し、外周部には断面が一つの直線からなる切欠き部４が存在する。

切欠き部４は、固定子鉄心１を打ち抜く電磁鋼板（フープ材）の幅を小さくして、材料取りを向上さる。また、固定子鉄心１と固定部材５（円筒状）との間に空間６を作り、この空間６を電動機の固定子１００の冷却のための流路として利用する。

切欠き部４は、複数の直線を組み合わせた形状や、一部に円弧形状が存在する形状でもよい。

スロット２は、内周側が開口している。この開口している部分を、通常スロット開口部２ａ（又はスロットオープニング）と呼ぶ。スロット開口部２ａがあるため、固定子鉄心１の内周は、不連続な円である。スロット開口部２ａは、スロット２内に巻線を納めるために必要である。巻線を納めるためには、スロット開口部２ａの周方向の長さは大きい方がよい。但し、スロット開口部２ａが広くなると、電動機の固定子１００と回転子（図示せず）との間に形成される空隙（実質的な）が大きくなる、或いは磁気回路が滑らかにならないという不具合が生じる。そのため、スロット開口部２ａは、巻線が可能な範囲で極力小さく設計される。

スロット２と固定子鉄心１の外周部との間は、ティース２と同様、磁束の通る磁路の一部を構成するコアバック７である。

コアバック７には、電動機の固定子１００の冷却と、流体（空気、冷媒等）の流路確保のため、風穴８を設けている。図１の例では、４個の風穴８が周方向に略等間隔に配置されている。

しかしながら、風穴８の部分の内部は空間であるから、透磁率が低く磁束が通りにくいため、コアバック７を通る磁束の磁路を狭める課題が生じる。

固定部材５に磁性体を用いる場合、図１の矢印で示すように、コアバック７を通る磁束が風穴８があるため、固定部材５の方に回り込み、固定部材５の部分も磁路となる。

固定部材５に磁性体を用いる場合、鉄損が大きい材料である一般的な鉄を使用することが多い。また、固定部材５は固定子鉄心１のように薄板を積層したものではない。従って、固定部材５に磁束が流れると電磁鋼板に比べ大きな鉄損が発生する。そのため、鉄損が増加し、効率が低下する課題があった。

この課題を解決する方法として、固定子鉄心１を、風穴８により固定部材５の方に回り込む磁束が固定部材５を通りにくい構造にすることが考えられる。それにより、固定部材５に流れる磁束が小さくなり、固定部材５の鉄損が低下し、電動機の高効率化が可能である。

図２乃至図５は実施の形態１を示す図で、図２は固定子鉄心１側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図、図３は固定部材５側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図、図４は変形例の固定子鉄心１側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図、図５は変形例の固定部材５側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図である。

図２により実施の形態１の電動機の固定子１００について説明する。電動機の固定子１００は、略ドーナッツ状の固定子鉄心１と、この固定子鉄心１の内径側に沿って複数形成されるスロット２（空間）に絶縁部材（図示せず）を介して施される巻線（図示せず）とを備える。但し、電動機の固定子１００は、固定部材５の内部に固定されている。固定部材５は、電動機ではフレームに相当する。また、圧縮機では、密閉容器に相当するものである。

図２に示すように、固定子鉄心１外周には、磁性体で形成される固定部材５が配置される。固定部材５は、例えば、厚さが数ミリ程度の鋼板で構成される。

固定子鉄心１は、所定の形状に打ち抜かれた厚さ０．１〜１．０ｍｍ程度の薄い電磁鋼板を積層し、カシメ・溶接等により固定して製作される。

また、固定子鉄心１は、略ドーナッツ状の形状である。内周部も外周部と同様、断面が円形状になっている。但し、例えば、外周部には断面が一つの直線からなる切欠き部４が、周方向に略等間隔に４個存在する。但し、切欠き部４は、一つの直線からなるものや、周方向に略等間隔に配置されるものに限定されない。

固定子鉄心１の内周側に沿って複数形成されるスロット２は、周方向に略等間隔に配置される。図２の例では、スロット２の数は１８個である。但し、スロット２の数は、任意でよい。

スロット２は、内周側がスロット開口部２ａで開口している。スロット開口部２ａは、巻線が可能な範囲で極力小さく設計される。

固定子鉄心１の外周部とスロット２との間は、ティース２とともに磁束の通る磁路の一部を構成するコアバック７である。

コアバック７には、外周部に切欠き部４が存在しない部分（径方向の長さが、外周部に切欠き部４が存在する部分に比べて長い部分）に、風穴８が設けられる。風穴８は、電動機の固定子１００の冷却と、流体（空気、冷媒等）の流路確保のために設けられる。図２の例では、風穴８の数は４個である。

本実施の形態の特徴は、固定子鉄心１を、風穴８が存在するため固定部材５の方に回り込む磁束が固定部材５を通りにくい構造にする点にある。

本実施の形態では、固定子鉄心１の外周部に形成されている断面が一つの直線からなる切欠き部４と固定部材５との間に形成される空間６と連通する非接触部１０（空間）を、風穴８が存在するコアバック７の外周部に設ける。風穴８の外側に非接触部１０を設ける。

非接触部１０は、固定子鉄心１の外周部の切欠き部４が存在しない円弧部分の一部の径を他の円弧部分の径よりも小さくすることで形成する。この他の円弧部分の径よりも小さい箇所を、外径小部９と呼ぶ。

固定子鉄心１のパンチング（打ち抜き板）を外径小部９が形成される形状にし、それらを積層することにより、固定部材５の内部に固定した場合に、軸方向に貫通する非接触部１０が形成される。

図２の例では、矢印で磁束の流れを示している部分付近の非接触部１０は、空間６から反時計方向に風穴８側に延び、風穴８を通りすぎる所まで、形成されている。

非接触部１０の径方向の寸法は、磁束が固定部材５に流れないようにするには、できるだけ大きい方がよい。しかし、非接触部１０の径方向の寸法が大きいと、コアバック７の径方向の磁路幅が小さくなって、電動機の効率が悪化する。そこで、非接触部１０の径方向の寸法は、０．１〜３ｍｍ程度（所定の径方向寸法）とする。

固定子鉄心１の外周部に形成されている断面が一つの直線からなる切欠き部４と隣り合う切欠き部４との間に風穴８が存在する時、風穴８の部分の内部は空間であるから、透磁率が低く磁束が通りにくくなり、コアバック７を通る磁束の磁路を狭める課題が生じる。固定部材５が磁性体の場合は、図１の矢印で示すように、コアバック７を通る磁束が風穴８があるため、固定部材５の方に回り込み、固定部材５の部分も磁路となるが、図２に示すように、空間６から反時計方向に風穴８側に延び、風穴８を通りすぎる所まで形成されている非接触部１０（図２の矢印付近の）を設けることにより、磁束が固定部材５の方に回り込むのを抑制することができる。

図２の矢印付近の非接触部１０の左右対称（図２において）の位置にある非接触部１０は、空間６から時計方向に風穴８側に延び、風穴８を通りすぎる所まで形成されている。

また、図２の例では、非接触部１０は４箇所に存在するが、同図において、４箇所の非接触部１０は、左右対称且つ上下対称である。

固定子鉄心１の外周部に形成されている断面が一つの直線からなる切欠き部４と固定部材５との間の空間６と連結する非接触部１０を、風穴８が存在するコアバック７の外周部に設けることにより、その部分においてはコアバック７の外周部と固定部材５との間に所定の径方向寸法の隙間が存在するので、コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束は、図２の矢印で示すように固定部材５には流れにくい。コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束は、非接触部１０と風穴８との間を通る。その結果、固定部材５の鉄損が図１の一般的な電動機の固定子１００よりも低減し、電動機の高効率化が可能となる。

コアバック７の磁路は、スロット２の径方向外側に存在するコアバックの磁路幅（径方向）よりも、ティース３の径方向の延長線上に存在するコアバックの磁路幅（径方向）が大きい。そのため、風穴８はティース３の径方向の延長線上に存在するほうがよい。

本実施の形態でも、図２に示すように、各風穴８をティース３の径方向の延長線上に設けている。

そのため、固定子鉄心１の外周部で、切欠き部４の間に存在する外周部が円弧部分のコアバック７にある風穴８は、その外周部が円弧部分のコアバック７の中央部ではなく、中央部から時計方向又は反時計方向にずれて配置されている。

例えば、図２の左上隅の風穴８は、外周部が円弧部分のコアバック７の中央部から時計方向にずれて配置されている。

また、図２の右上隅の風穴８は、外周部が円弧部分のコアバック７の中央部から反時計方向にずれて配置されている。その他の箇所は、上下対称である。

空間６と連結する非接触部１０を、風穴８の両側にある空間６のどちらから延ばすのがよいかということに関しては、風穴８から近い方の空間６から形成するのが好ましい。何故ならば、空間６と連結する非接触部１０を、風穴８から近い方の空間６から形成する方が、風穴８から遠い方の空間６から形成するのに比べ、非接触部１０の周方向長さを短くできる。非接触部１０の周方向長さが短くなれば、外径小部９を設けることにより径方向の磁路幅が狭くなるコアバック７の周方向の長さも短くなり、外径小部９によるコアバック７の磁路幅減少への影響を小さくすることが可能となる。

また、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成する方法として、図２に示すような固定子鉄心１の外周部の円弧部の一部を、固定部材５の内径より小さい形状の外径小部９にする方法以外に、例えば、図３に示すように、固定部材５の内径の一部を固定子鉄心１外径より大きい内径大部５ａとし、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成するようにしてもよい。さらに、図示はしないが、固定子鉄心１と固定部材５との両方の形状を変更することで非接触部１０を形成してもよい。

上記のいずれの方法でも、コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束を、固定部材５に流れにくいようにすることができる。

図３の固定部材５の内径の一部を固定子鉄心１の外径より大きい形状の内径大部５ａとする方法は、固定子鉄心１のコアバック７の径方向幅が狭くならないので、コアバック７の磁路を確保する点では好ましい。但し、固定部材５の作りやすさから言えば、図２の固定子鉄心１の外周部の円弧部の一部を、固定部材５の内径より小さい形状の外径小部９にする方法の方が好ましい。

また、固定子鉄心１の外径小部９又は固定部材５の内径大部５ａを直線形状とすると、径方向幅の大きい部分ができ、コアバック７の磁路の幅が狭くなる箇所ができる。そのため、固定子鉄心１の外径小部９又は固定部材５の内径大部５ａを円弧形状にて構成し、空隙部分の幅が略一定になるようにすることにより、部分的にコアバック７の磁路の幅が狭くなる箇所ができるのを抑制することができる。

また、固定子鉄心１と固定部材５との非接触部１０は、対応する風穴８の一部の
外側に構成しても効果を示すことは可能である。

また、切欠き部４が存在するコアバック７部分は、他のコアバック７部分よりも磁路幅が狭く、磁束密度が高いため、切欠き部４が存在するコアバック７部分に風穴８を設けると、磁束密度が高くなり効率が低下するため、切欠き部４が存在するコアバック７部分には風穴８は設けないほうがよい。

図４は変形例の電動機の固定子１００の平面図であり、隣り合う切欠き部４同士の間に風穴８が二つ存在する形状である。

隣り合う切欠き部４同士の間に風穴８が二つ存在する場合、夫々の切欠き部４と固定部材５との間の空間６から、時計方向又は反時計方向に風穴８側に延び、風穴８を通りすぎる所まで夫々非接触部１０を形成するようにしても同様の効果が得られる。

また、別の表現をすると、隣り合う切欠き部４同士の間に存在する二つの風穴８の外側の、固定子鉄心１の中心を通る夫々の接線のなす角度をθ３、固定子鉄心１の外周部の固定部材５と接触する接触部１１の角度をθ４とした時、接触部１１は角度θ３内に配置され、且つθ４＜θ３とする。

このように構成することにより、コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束は、固定部材５に流れにくくすることができる。それにより、電動機の高効率化が可能となる。

また、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成する方法として、図４に示すような固定子鉄心１の外周部の円弧部の一部を、固定部材５の内径より小さい形状の外径小部９にする方法以外に、例えば、図５に示すように、固定部材５の内径の一部を固定子鉄心１外径より大きい内径大部５ａとし、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成するようにしてもよい。さらに、図示はしないが、固定子鉄心１と固定部材５とお両方の形状を変更することで非接触部１０を形成してもよい。

上記のいずれの方法でも、コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束を、固定部材５に流れにくいようにすることができる。

図５の固定部材５の内径の一部を固定子鉄心１の外径より大きい形状の内径大部５ａとする方法は、固定子鉄心１のコアバック７の径方向幅が狭くならないので、コアバック７の磁路を確保する点では好ましい。但し、固定部材５の作りやすさから言えば、図４の固定子鉄心１の外周部の円弧部の一部を、固定部材５の内径より小さい形状の外径小部９にする方法の方が好ましい。

以上のように、この実施の形態によれば、固定子鉄心１の外周部に形成されている断面が一つの直線からなる切欠き部４と固定部材５との間の空間６と連結する非接触部１０を、風穴８が存在するコアバック７の外周部に設けることにより、その部分においてはコアバック７の外周部と固定部材５との間に所定の径方向寸法の隙間が存在するので、コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束は、図２の矢印で示すように固定部材５には流れない。コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束は、非接触部１０と風穴８との間を通る。その結果、固定部材５の鉄損が図１の一般的な電動機の固定子１００よりも低減し、電動機の高効率化が可能となる。

また、空間６と連結する非接触部１０を、風穴８の両側にある空間６のどちらから延ばすのがよいかということに関しては、風穴８から近い方の空間６から形成するのが好ましい。何故ならば、空間６と連結する非接触部１０を、風穴８から近い方の空間６から形成する方が、風穴８から遠い方の空間６から形成するのに比べ、非接触部１０の周方向長さを短くできる。非接触部１０の周方向長さが短くなれば、外径小部９を設けることにより径方向の磁路幅が狭くなるコアバック７の周方向の長さも短くなり、外径小部９によるコアバック７の磁路幅減少への影響を小さくすることが可能となる。

また、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成する方法として、固定部材５の内径の一部を固定子鉄心１外径より大きい内径大部５ａとし、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成するようにしてもよく、同様の効果を奏する。

また、固定子鉄心１の外径小部９又は固定部材５の内径大部５ａを直線形状とすると、径方向幅の大きい部分ができ、コアバック７の磁路の幅が狭くなる箇所ができるため、固定子鉄心１の外径小部９又は固定部材５の内径大部５ａを円弧形状にて構成し、空隙部分の幅が略一定になるようにすることにより、部分的にコアバック７の磁路の幅が狭くなる箇所ができるのを抑制することができる。

また、隣り合う切欠き部４同士の間に風穴８が二つ存在する場合、夫々の切欠き部４と固定部材５との間の空間６から、時計方向又は反時計方向に風穴８側に延び、風穴８を通りすぎる所まで夫々非接触部１０を形成するようにしても同様の効果が得られる。

また、隣り合う切欠き部４同士の間に存在する二つの風穴８の外側の、固定子鉄心１の中心を通る接線のなす角度をθ３、固定子鉄心１の外周部の固定部材５と接触する接触部１１の角度をθ４とした時、接触部１１は角度θ３内に配置され、且つθ４＜θ３とすることにより、コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束は、固定部材５に流れにくくすることができる。それにより、電動機の高効率化が可能となる。

実施の形態２．
図６乃至図９は実施の形態２を示す図で、図６は固定子鉄心１側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図、図７は固定部材５側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図、図８は変形例の固定子鉄心１側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図、図９は変形例の固定部材５側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図である。

図６に示すように、本実施の形態では、固定子鉄心１の外周部に切欠き部４が存在しない例を説明する。

近接する二つ風穴８が、４箇所に分かれて配置されている。合計８個の風穴８が、設けられる。

近接する二つ風穴８は、図６の四隅に夫々配置されている。二つ風穴８の外側に、一つの非接触部１０を設ける。近接する二つの風穴８の内側（対向している）の、固定子鉄心１の中心を通る夫々の接線のなす角度をθ１、非接触部１０の角度をθ２とするとき、二つの風穴８は非接触部分θ２内に配置され、さらにθ１＜θ２としている。

非接触部１０は、固定子鉄心１の外周部の一部の径を他の部分の径よりも小さくすることで形成する。この他の部分の径よりも小さい箇所を、外径小部９と呼ぶ。

図６のように、近接する二つの風穴８の外側に非接触部１０を形成し、近接する二つの風穴８が非接触部分θ２内に配置され、さらにθ１＜θ２とすることにより、風穴８により風穴８の外側に回り込む磁束が存在しても、固定部材５に磁束が通りにくくなる。

非接触部１０の径方向幅は、実施の形態１と同様、０．１〜３ｍｍ程度である。

二つの風穴８が存在するコアバック７の外周部に非接触部１０を設けることにより、非接触部１０においてはコアバック７の外周部の外径小部９と固定部材５との間に所定の径方向寸法（０．１〜３ｍｍ程度）の隙間が存在するので、コアバック７の二つの風穴８の外側に向かう磁束は、図６の矢印で示すように固定部材５には流れにくくなる。

コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束は、非接触部１０と風穴８との間を通る。その結果、固定部材５の鉄損が図１の一般的な電動機の固定子１００よりも低減し、電動機の高効率化が可能となる。

また、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成する方法として、図６に示すような固定子鉄心１の外周部の一部を、固定部材５の内径より小さい形状の外径小部９にする方法以外に、例えば、図７に示すように、固定部材５の内径の一部を固定子鉄心１外径より大きい内径大部５ａとし、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成するようにしてもよい。さらに、図示はしないが、固定子鉄心１と固定部材５とお両方の形状を変更することで非接触部１０を形成してもよい。

上記のいずれの方法でも、コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束を、固定部材５に流れにくいようにすることができる。

図７の固定部材５の内径の一部を固定子鉄心１の外径より大きい形状の内径大部５ａとする方法は、固定子鉄心１のコアバック７の径方向幅が狭くならないので、コアバック７の磁路を確保する点では好ましい。但し、固定部材５の作りやすさから言えば、図６の固定子鉄心１の外周部の一部を、固定部材５の内径より小さい形状の外径小部９にする方法の方が好ましい。

また、図８に示すような切欠き部４が存在する固定子鉄心１であっても有効である。図８に示す電動機の固定子１００は、図６に示す電動機の固定子１００の固定子鉄心１に、図２と同様の切欠き部４を設けたものである。

近接する二つの風穴８の内側（対向している）の、固定子鉄心１の中心を通る夫々の接線のなす角度をθ１、非接触部１０の角度をθ２とするとき、二つの風穴８は非接触部分θ２内に配置され、さらにθ１＜θ２としている。

このように構成することにより、固定部材５に流れる磁束が低減し、固定部材５の鉄損低減が可能である。

また、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成する方法として、図８に示すような固定子鉄心１の外周部の一部を、固定部材５の内径より小さい形状の外径小部９にする方法以外に、例えば、図９に示すように、固定部材５の内径の一部を固定子鉄心１外径より大きい内径大部５ａとし、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成するようにしてもよい。さらに、図示はしないが、固定子鉄心１と固定部材５とお両方の形状を変更することで非接触部１０を形成してもよい。

上記のいずれの方法でも、コアバック７の風穴８の外側に向かう磁束を、固定部材５に流れにくいようにすることができる。

また、コアバック７の磁路は、スロット２の径方向に存在するコアバック７の磁路幅に対して、ティース３の径方向の延長線上に存在するコアバック７の磁路幅が大きく、風穴８はティース３の径方向の延長線上に存在するほうがよい。さらに、非接触部１０の周方向端部もティースの径方向の延長線上に存在する方が好ましいが、必須ではない。

非接触部１０の径方向の寸法は、磁束が固定部材５に流れないようにするには、できるだけ大きい方がよい。しかし、非接触部１０の径方向の寸法が大きいと、コアバック７の径方向の磁路幅が小さくなって、電動機の効率が悪化する。そこで、非接触部１０の径方向の寸法は、０．１〜３ｍｍ程度（所定の径方向寸法）とする。

また、非接触部１０の断面形状を直線形状とすると、空隙の大きい部分が発生し、コアバック７の磁路の幅が狭くなる部分ができる。そのため、固定子鉄心１外周または固定部材５の内径を円弧形状にて構成し、空隙部分の径方向幅が略一定になるようにすることにより、コアバック７の磁路の幅が狭くなる部分ができるのを回避できる。非接触部１０によるコアバック７の幅の縮小を抑制することができる。

また、固定子と固定部材との非接触部分は、対応する風穴の一部の外側に構成しても効果を示すことは可能である。

また、切欠き部４が存在するコアバック７部分は、他のコアバック７部分よりも磁路幅が狭く、磁束密度が高いため、切欠き部４が存在するコアバック７部分に風穴８を設けると、磁束密度が高くなり効率が低下するため、切欠き部４が存在するコアバック７部分には風穴８は存在しないほうがよい。

以上のように、本実施の形態では、固定子鉄心１の外周部に切欠き部４が存在しない場合で、近接する二つ風穴８が、４箇所に分かれて配置されている。近接する二つの風穴８の外側に非接触部１０を形成し、近接する二つの風穴８が非接触部分θ２内に配置され、さらにθ１＜θ２とすることにより、風穴８により風穴８の外側に回り込む磁束が存在しても、固定部材５に磁束が通りにくくなり、固定部材５の鉄損低減が可能である。

また、固定部材５の内径の一部を固定子鉄心１外径より大きい内径大部５ａとし、固定子鉄心１外周部と固定部材５との間に非接触部１０を形成するようにしても同様の効果を奏する。

また、固定子鉄心１と固定部材５とお両方の形状を変更することで非接触部１０を形成しても同様の効果を奏する。

実施の形態１又は実施の形態２の切欠き部４は、固定子鉄心１の外周部に、断面が直線のみ、または直線と曲線（例えば、円弧）とで構成される形状（図示せず）である。

さらに、非接触部１０は、固定子鉄心１と固定部材５との間に、径方向寸法が０．１〜３ｍｍ程度で形成される。

また，図示はしないが、非接触部１０の一部にくぼみを設けてもよい。

また、回転子に焼結希土類磁石を使用すると、焼結希土類磁石は高磁力であるため、固定子鉄心１のコアバック７の磁束密度が高くなり、固定部材５の鉄損が大きくなる。このような場合、実施の形態１または実施の形態２の固定子鉄心１を用いることにより、固定部材５の鉄損が大きくなるのを抑制することができる。

また、実施の形態１または実施の形態２に示す固定子鉄心１を用いた電動機は、固定部材５の鉄損が減少するので電動機の効率が上がり、そのため経年変化が小さくなり、長寿命な電動機が得られる。

また、実施の形態１または実施の形態２に示す固定子鉄心１を用いた電動機は、巻線方式が分布巻又は集中巻によらず上記効果を奏する。

また、実施の形態１または実施の形態２に示す固定子鉄心１を用いた電動機を圧縮機に搭載することにより、高効率、安価、長寿命な圧縮機が得られる。

比較のために示す一般的な電動機の固定子１００を示す平面図。 実施の形態１を示す図で、固定子鉄心１側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図。 実施の形態１を示す図で、固定部材５側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図。 実施の形態１を示す図で、変形例の固定子鉄心１側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図。 実施の形態１を示す図で、変形例の固定部材５側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図。 実施の形態２を示す図で、固定子鉄心１側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図。 実施の形態２を示す図で、固定部材５側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図。 実施の形態２を示す図で、変形例の固定子鉄心１側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図。 実施の形態２を示す図で、変形例の固定部材５側に非接触部１０を設けた電動機の固定子１００の平面図。

符号の説明

１ 固定子鉄心、２ スロット、２ａ スロット開口部、３ ティース、４ 切欠き部、５ 固定部材、５ａ 内径大部、６ 空間、７ コアバック、８ 風穴、９ 外径小部、１０ 非接触部、１１ 接触部、１００ 電動機の固定子。

Claims (11)

1. 磁性体で構成される円筒状の固定部材の内部に固定子鉄心が固定される電動機の固定子であって、
   前記固定子鉄心は、
   外周部の複数箇所に周方向に所定の長さで形成された切欠き部であって、外周部を直線的に切欠くことにより前記固定部材との間に空間を形成する切欠き部と、
   前記切欠き部同士の間のコアバックに設けられ、軸方向に貫通する風穴とを備え、
   前記空間に連通し、該空間から時計方向又は反時計方向に前記風穴側に前記外周部に沿う円弧状に延び、前記風穴の径方向外側で該風穴を通り過ぎる所まで形成される非接触部を設けた
   ことを特徴とする電動機の固定子。
2. 磁性体で構成される円筒状の固定部材の内部に固定子鉄心が固定される電動機の固定子であって、
   前記固定子鉄心は、
   外周部の複数箇所に周方向に所定の長さで形成された切欠き部であって、外周部を直線的に切欠くことにより前記固定部材との間に空間を形成する切欠き部と、
   前記切欠き部同士の間のコアバックに設けられ、軸方向に貫通する少なくとも二つの風穴とを備え、
   前記二つの風穴の反時計方向側の前記空間に連通し、該空間から時計方向に前記二つの風穴側に前記外周部に沿う円弧状に延び、前記二つの風穴の径方向外側で前記二つの風穴のうち反時計方向側の風穴を通り過ぎる所まで形成される第１非接触部と、前記二つの風穴の時計方向側の前記空間に連通し、該空間から反時計方向に前記二つの風穴側に前記外周部に沿う円弧状に延び、前記二つの風穴の径方向外側で前記二つの風穴のうち時計方向側の風穴を通り過ぎる所まで形成される第２非接触部とを設けた
   ことを特徴とする電動機の固定子。
3. 磁性体で構成される円筒状の固定部材の内部に固定子鉄心が固定される電動機の固定子であって、
   前記固定子鉄心は、コアバックに軸方向に貫通する複数の風穴を備え、前記固定部材と前記固定子鉄心との間には、前記複数の風穴について、前記近接する二つの風穴の径方向外側全体を覆うように外周部に沿う円弧状の非接触部が設けられた
   ことを特徴とする電動機の固定子。
4. 前記固定子鉄心は、前記風穴が存在しない前記コアバックの外周部に、直線的に切欠くことにより前記固定部材との間に空間を形成する切欠き部を備えることを特徴とする請求項３記載の電動機の固定子。
5. 前記非接触部は、以下に示すいずれかの方法により形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電動機の固定子。
   （１）前記固定子鉄心の外周部の前記切欠き部の間の円弧部の一部を、前記固定部材の内径より小さい外径小部とする；
   （２）前記固定部材の内径の一部を前記固定子鉄心の外径より大きい内径大部とする；
   （３）前記（１）と前記（２）との組み合わせ。
6. 前記固定子鉄心の前記外径小部又は前記固定部材の前記内径大部を略円弧形状にて構成し、前記非接触部の径方向の幅が略一定になるようにしたことを特徴とする請求項５記載の電動機の固定子。
7. 前記風穴は、前記固定子鉄心のティースの径方向の延長線上の前記コアバックに存在することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電動機の固定子。
8. 前記非接触部の周方向端部が、前記固定子鉄心のティースの径方向の延長線上に存在することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電動機の固定子。
9. 請求項１乃至８いずれかに記載の電動機の固定子を備えたことを特徴とする電動機。
10. 焼結希土類磁石を使用した回転子を備えたことを特徴とする請求項９記載の電動機。
11. 請求項９又は請求項１０記載の電動機を備えたことを特徴とする圧縮機。

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