JP7288238B1 - 電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和装置用電動機において、振動を低減する。【解決手段】電動機(30)は、回転軸まわりに回転自在に構成されたロータ（40）と、その外側に配置され、複数のコア部材（37）が軸方向に積層されたステータコア（32）とを備える。コア部材（37）は、環状の内ヨーク部（41）と、ティース部（35）と、環状の外ヨーク部（43）と、内ヨーク部（41）及び外ヨーク部（43）の間において周方向に伸びる複数の梁部（42）と、内ヨーク部（41）と梁部（42）とを径方向に接合する内接合部（44）と、外ヨーク部（43）と梁部（42）とを径方向に接合する外接合部（45）とを備える。コア部材（37）同士を固定する少なくとも１つの固定部（51a-59b）を備える。【選択図】図４

Description

本開示は、電動機に関するものである。

空気調和装置等の様々な分野において、電動機が用いられている。電動機は振動源となりうるので、振動を低減するための技術が研究されている。例えば特許文献１では、ヨーク部を有するモータステータ抜板であって、ヨーク部には、いくつかの軸方向の溝が周方向に沿って設けられており、溝が空所であるか、又は、ダンピング媒体で充填されているモータステータ抜板が開示されている。これにより、ステータが発生する振動に起因してステータ鉄心が励振されることを弱め、振動等を抑制すると説明されている。

特開２０２１－０６５０８２号公報

特許文献１の技術では、溝形状が略三角形であって径方向に長く、その結果としてモータの回転トルクに寄与する磁路が減少してしまう。

本開示の電動機の目的は、モータの回転トルクに寄与する磁路の減少を抑制しながら、モータステータからこれを収容するケーシングに伝播する振動を低減することである。

本開示の第１の態様は、電動機（30）を対象とする。電動機(30)は、回転軸まわりに回転自在に構成されたロータ（40）と、当該ロータ（40）の外側に配置され、複数のコア部材（37）が軸方向に積層されたステータコア（32）とを備える。コア部材（37）は、環状の内ヨーク部（41）と、内ヨーク部（41）から径方向内側に延びるティース部（35）と、内ヨーク部（41）の径方向外側に配置された環状の外ヨーク部（43）と、内ヨーク部（41）及び外ヨーク部（43）の間において周方向に伸びる複数の梁部（42）と、内ヨーク部（41）と梁部（42）とを径方向に接合する内接合部（44）と、外ヨーク部（43）と梁部（42）とを径方向に接合する外接合部（45）とを備える。コア部材（37）同士を固定する少なくとも１つの固定部（51a-59b）を備える。

第１の態様では、内ヨーク部（41）と外ヨーク部（43）との間の振動の伝播を低減することができ、且つ、コア部材（37）、特に外ヨーク部（43）、梁部（42）等が回転軸の軸方向に変形することを抑制できる。

本開示の第２の態様は、第１の態様において、固定部（51a-59b）は、複数のコア部材（37）の外ヨーク部（43）同士を固定するものである。

第２の態様では、コア部材（37）の特に外ヨーク部（43）における軸方向の変形を抑制できる。

本開示の第３の態様は、第２の態様において、外ヨーク部（43）は、それぞれの外周が１つの円の部分を成す複数の円弧部分（62）と、それぞれ円弧部分（62）の間に位置し、円に対して切り欠かれた外形であるコアカット部分（61）とを含み、固定部（51a-59b）は、複数のコア部材（37）の円弧部分（62）同士を固定するものである。

第３の態様では、コア部材（37）の特に円弧部分（62）における変形を抑制できる。

本開示の第４の態様は、第２の態様において、固定部（51a-59b）は、回転軸の中心と固定部（51a-59b）との間に外接合部（45）が挟まれるように配置される。

第４の態様では、コア部材（37）の特に外接合部（45）付近における変形を抑制できる。

本開示の第５の態様は、第１～第６の態様において、固定部（51a-59b）は、複数のコア部材（37）の内ヨーク部（41）同士を固定するものである。

第５の態様では、コア部材（37）の特に内ヨーク部（41）における変形を抑制できる。

本開示の第６の態様は、第１の態様において、固定部（51a-59b）は、回転軸の中心と内接合部（44）との間に挟まれるように配置されるものである。

第６の態様では、コア部材（37）の特に内接合部（44）付近における変形を抑制できる。

本開示の第７の態様は、第１～第６のいずれか１つの態様において、固定部（51a-59b）は、梁部（42）同士を固定するものである。

第７の態様では、コア部材（37）の特に梁部（42）における変形を抑制できる。

本開示の第８の態様は、第１～第７のいずれか１つの態様において、固定部（51a-59b）は、内ヨーク部（41）及び外ヨーク部（43）に配置され、外ヨーク部（43）に配置される固定部（51a-59b）は、内ヨーク部（41）に配置される固定部（51a-59b）よりも多いものである。

第８の態様では、特にコア部材（37）の変形が起きやすい外ヨーク部（43）における変形を抑制できる。

本開示の第９の態様は、第１～第８のいずれか１つの態様において、固定部（51a-59b）おいて、コア部材（37）同士をカシメ加工により固定するものである。

本開示の第１０の態様は、第１～第９のいずれか１つの態様において、固定部（51a-59b）おいて、コア部材（37）同士を溶接により固定するものである。

本開示の第１１の態様は、第１～第１０のいずれか１つの態様において、固定部（51a-59b）おいて、コア部材（37）同士を接着により固定するものである。

第９～第１１の態様では、固定部（51a-59b）における固定の方法としてカシメ加工、溶接及び接着を用いることができる。

本開示の第１２の態様は、第１～第１１のいずれか１つの態様において、ステータコア（32）は、一体コアであるものである。

第１２の態様では、一体コアを用いた電動機（30）に本開示の効果を適用できる。

本開示の第１３の態様は、圧縮機（10）であって、第１の態様の電動機（30）を備える。

第１３の態様では、本開示の電動機（30）を備える圧縮機（10）を実現できる。

本開示の体１４の態様は、冷凍装置（1）であって、第１３の態様の圧縮機（10）を備える。

第１４の態様では、本開示の圧縮機（10）、ひいては本開示の電動機（30）を備える冷凍装置を実現できる。

図１は、実施形態に係る冷凍装置の概略構成図である。 図２は、実施形態に係る圧縮機における軸方向に平行な断面に相当する縦断面図である。 図３は、実施形態に係る電動機の軸方向に垂直な断面に相当する横断面図である。 図４は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。 図５は、図４のＶ部を拡大して示し、固定部の配置について説明する図である。 図６は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。 図７は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。 図８は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。 図９は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。 図１０は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。 図１１は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。 図１２は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。 図１３は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。 図１４は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。 図１５は、実施形態に係る電動機のステータコアについて説明する横断面図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示される実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。各図面は、本開示を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために必要に応じて寸法、比または数を誇張または簡略化して表す場合がある。

本開示の圧縮機（10）は、冷凍装置（1）に設けられる。

（１）冷凍装置の概要
図１に示す冷凍装置（1）は、本開示の圧縮機（10）を備える。冷凍装置（1）は、冷媒が充填された冷媒回路（R）を有する。冷媒回路（R）は、圧縮機（10）、放熱器（2）、減圧機構（3）、および蒸発器（4）を有する。減圧機構（3）は、膨張弁である。冷媒回路（R）は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。

冷凍サイクルでは、圧縮機（10）によって圧縮された冷媒が、放熱器（2）において空気に放熱する。放熱した冷媒は、減圧機構（3）によって減圧され、蒸発器（4）において蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機（10）に吸入される。

冷凍装置（1）は、空気調和装置である。空気調和装置は、冷房専用機、暖房専用機、あるいは冷房と暖房とを切り換える空気調和装置であってもよい。冷房と暖房とを切り替える場合、空気調和装置は、冷媒の循環方向を切り換える切換機構（例えば四方切換弁）を有する。冷凍装置（1）は、給湯器、チラーユニット、庫内の空気を冷却する冷却装置などであってもよい。冷却装置は、冷蔵庫、冷凍庫、コンテナなどの内部の空気を冷却する。膨張機構は、電子膨張弁、感温式膨張弁、膨張機、またはキャピラリーチューブで構成される。

（２）圧縮機
図２に示すように、圧縮機（10）は、ケーシング（11）と、電動機（30）と、回転軸（20）と、圧縮機構（22）とを有する。圧縮機（10）は、ロータリ型の圧縮機である。厳密には、圧縮機（10）は揺動ピストン型の圧縮機である。圧縮機（10）は、スクロール型、スクリュー型、あるいはターボ型の圧縮機であってもよい。

（２－１）ケーシング
ケーシング（11）は、電動機（30）、回転軸（20）、および圧縮機構（22）を収容する。ケーシング（11）は全密閉型の容器である。ケーシング（11）の内部は、圧縮機構（22）から吐出された高圧の冷媒で満たされる。

ケーシング（11）は、金属材料で構成される。ケーシング（11）は、胴体（12）、底部（13）、および頂部（14）を有する。胴体（12）は、金属製の筒状の部材である。胴体（12）の軸方向の両端にはそれぞれ開口が形成される。本例では、胴体（12）の軸方向が鉛直方向に対応する。底部（13）は胴体（12）の下側の開口を閉塞する。頂部（14）は胴体（12）の上側の開口を閉塞する。

（２－２）電動機
図２および図３に示す電動機（30）は、回転電気機械の一例である。電動機（30）は、圧縮機構（22）の上方に配置される。電動機（30）は、インバータ装置によって運転周波数が制御される。言い換えると、圧縮機（10）は、運転周波数が可変なインバータ式である。

電動機（30）は、ステータ（31）と、ロータ（40）とを有する。ステータ（31）は、ケーシング（11）の胴体（12）に支持される。ステータ（31）は、ステータコア（32）と、ステータコア（32）に巻回されるコイル（33）とを有する。ステータコア（32）は、本開示のコアを構成する。ステータコア（32）は、電磁鋼板等のコア部材（37）が軸方向に積層されて構成される。図３に示すように、ステータコア（32）は、環状のヨーク部（34）と、ヨーク部（34）の内周面から径方向内方に延びる複数（本例では６つ）のティース部（35）とを有する。ヨーク部（34）は複数の部分から成る構成であり、この点を含むステータコア（32）の詳細は後述する。尚、ステータコア（32）は、一体コアであっても良いし、分割コアであっても良い。一体コアとは、軸方向に垂直な方向について分割されていないコアであり、分割コアとは、軸方向に垂直な方向について分割されたコアである。

ヨーク部（34）の外周面には、複数（本例では６つ）のコアカット（36）が形成される。コアカット（36）は、ステータコア（32）の軸方向に延びる溝である。各コアカット（36）は、ヨーク部（34）を挟んでティース部（35）と反対側の位置に形成される。

ロータ（40）は、ステータコア（32）の内部に配置される。ロータ（40）の軸心には回転軸（20）が固定される。ロータ（40）の内部には、複数の永久磁石が埋め込まれる（図示省略）。

ステータ（31）のティース部（35）と、ロータ（40）との間には、横断面視において環状のギャップが形成される。

（２－３）回転軸
回転軸（20）は、ケーシング（11）の軸心に沿って鉛直方向に延びる。回転軸（20）は、電動機（30）によって回転駆動される。回転軸（20）は、軸受け（21）によって回転可能に支持される。

（２－４）圧縮機構
圧縮機構（22）は、シリンダ（23）と、シリンダ（23）の内部に設けられるピストン（24）とを有する。シリンダ（23）の内周面とピストン（24）の外周面との間にシリンダ室（25）が形成される。シリンダ室（25）では、回転軸（20）によって駆動されるピストン（24）により冷媒が圧縮される。

（２－５）吸入管および吐出管
圧縮機（10）は、吸入管（26）および吐出管（27）を有する。吸入管（26）は、胴体（12）を径方向に貫通し、シリンダ室（25）と連通する。冷媒回路（R）の低圧冷媒が、吸入管（26）を介してシリンダ室（25）に吸い込まれる。吐出管（27）は、頂部（14）を軸方向に貫通し、ケーシング（11）の内部空間と連通する。圧縮機構（22）で圧縮された冷媒は、電動機（30）のコアカット（36）およびギャップ等を流れた後、吐出管（27）より冷媒回路（R）へ送られる。

（３）ステータコアの詳細
ステータコア（32）の詳細について図２～図５を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、「軸方向」、「周方向」、および「径方向」は、特に言及しない限り、ステータ（31）の軸方向、周方向、および径方向をそれぞれ意味する（図４を参照）。本例では、ステータ（31）の軸方向は、図２に示すように回転軸（20）の軸方向に相当する。

ステータコア（32）は、板状の複数のコア部材（37）が軸方向の一端から他端に亘って積層された構成である。コア部材（37）は、軟磁性材料であり、例えば電磁鋼板、アモルファス合金、ナノ結晶材料、圧粉磁心等を用いることができる。

図３に示すように、ステータコア（32）はケーシング（11）に支持され、ステータコア（32）の内側にはロータ（40）が配置されている。また、ティース部（35）にはコイル（33）が巻回されている。

ステータコア（32）のヨーク部（34）は、環状の内ヨーク部（41）と、内ヨーク部（41）の径方向外側に配置された環状の外ヨーク部（43）と、内ヨーク部（41）及び外ヨーク部（43）との間において周方向に伸びる複数の梁部（42）とを備える。内ヨーク部（41）と梁部（42）とは、内接合部（44）によって径方向に接合されている。外ヨーク部（43）と梁部（42）とは、外接合部（45）によって径方向に接合されている。このようにして、内ヨーク部（41）と外ヨーク部（43）とは、その間に介在する連結部としての梁部（42）により一体になっている。

図３の例では、同じ長さの３本の梁部（42）が設けられている。それぞれの梁部（42）は、両端において内接合部（44）により内ヨーク部（41）に接合され、中央において外接合部（45）に接合されている。内接合部（44）及び外接合部（45）は、６個あるティース部（35）に対応する位置に交互に配置されている。このように、３本の梁部（42）は、軸中心に対して回転対称に設けられている。それぞれの梁部（42）は、他の箇所では内ヨーク部（41）及び外ヨーク部（43）のいずれとも接合されていない。

尚、梁部（42）の数及び長さ、内接合部（44）及び外接合部（45）の配置等について図３は一例であり、様々な構成を取ることができる。例えば、梁部（42）の両端で外ヨーク部（43）に接合され、中央で内ヨーク部（41）に接合されても良い。また、梁部（42）は２本であっても良いし、４本以上であっても良い。

このようなステータコア（32）について、外ヨーク部（43）は、ケーシング（11）に対して焼嵌め、圧入等によって固定されている。これにより、ケーシング（11）からヨーク部（34）に応力が加わる。しかし、当該応力は外ヨーク部（43）に加わるものであり、外ヨーク部（43）とは梁部（42）によって接合された内ヨーク部（41）にまで加わることは無い。従って、内ヨーク部（41）及びティース部（35）において応力が原因の磁気特性の劣化は抑制され、磁気特性の劣化による鉄損の増加が抑制される。

また、上記のステータコア（32）によると、外ヨーク部（43）と内ヨーク部（41）とを梁部（42）により接合した構成により、内ヨーク部（41）側に発生した振動の外ヨーク部（43）側に対する伝播を抑制できる。この結果、ケーシング（11）、ひいては圧縮機（10）の振動を低減できる。更に、圧縮機（10）が落下して床面等に衝突した際にステータコア（32）に軸方向に発生する応力（落下衝撃応力）についても梁部（42）を含む本実施形態の構造により低減し得る。

尚、ステータコア（32）を構成するコア部材（37）について、全てが以上に説明した構成を有していても良い。これにより、顕著な振動及び応力低減の効果が得られる。しかしこれは必須ではなく、一部のコア部材（37）について上記の構成を有していれば、振動及び応力低減の効果は発揮される。

この一方で、梁部（42）により外ヨーク部（43）と内ヨーク部（41）とを接合した構成は、変形しやすい。特に、幅の狭い形状となっている梁部（42）及び外ヨーク部（43）について、外的な力により軸方向（コア部材（37）の積層方向）に変形しやすい。外的な力とは、例えば、コイル（33）の巻線の際に、コア部材（37）の積層方向に加わる力や、ケーシング（11）にステータコア（32）を焼き嵌めする際の応力等である。

そこで、コア部材（37）同士を固定する少なくとも１つの固定部を設ける。これについて、構成例１を図４に示す。

図４は、図３と同様に、ステータコア（32）を示す図である。ここではケーシング（11）、ロータ（40）、コイル（33）を省略し、ステータコア（32）のみを示している。また、図４におけるＶ部を図５に示す。

図４に示すように、外ヨーク部（43）における３箇所の外接合部（45）の外側の部分に、固定部（51a,51b,51c）（以下、まとめて固定部（51）と呼ぶことがある）が配置されている。固定部（51）は、積層されたコア部材（37）同士を互いに固定する。固定は、例えばカシメ加工又は接着により行っても良いし、リベット又はボルトを用いて締結しても良い。

固定部（51）は、積層されたコア部材（37）の全てを固定していても良いし、一部だけを固定していても良い。隣接する少なくとも一組のコア部材（37）同士が固定されていれば、その箇所において変形は抑制される。

また、積層されたコア部材（37）のうち、積層方向の両端付近においてコア部材（37）の変形が生じやすい。そこで、積層方向の両端付近において固定部（51）による固定を行うことが変形の抑制のために有効である。積層されたコア部材（37）を全て固定すれば、変形の抑制という点からは最も効果的である。

固定部は様々な箇所に配置することができるが、外ヨーク部（43）における外接合部（45）の付近に配置する場合について、図５に更に示す。

外ヨーク部（43）は、ケーシング（11）に支持された状態（図３）においてケーシング（11）と接する円弧部分（62）と、ケーシング（11）と接しないように外ヨーク部（43）の外周が切り欠かれたコアカット（36）（図３）に対応するコアカット部分（61）とを備える。図４及び図５の例ではコアカット部分（61）は直線状であり、円弧部分（62）同士の間に位置する。それぞれの円弧部分（62）の外周は１つの円（ケーシング（11）の内周に対応する円）の部分を成しており、コアカット部分（61）は当該円に対して切り欠かれた外形である。尚、コアカット部分（61）について、直線状には限られない。

外ヨーク部（43）に外力が加わると、その外力は外接合部（45）を介して梁部（42）に伝わる。従って、外接合部（45）付近に固定部（51）を設けると、梁部（42）の変形を抑制するために効果的である。この観点からは、外接合部（45）がコアカット部分（61）の中央に位置する図４及び図５の例では、固定部（51）をコアカット部分（61）内に設けることが望ましい。その中でも、外接合部（45）に近い位置、例えばコアカット部分（61）の中央から端までの半分の範囲（63）に設けることが好ましい。この例が位置（50b）である。更に、外接合部（45）の外側の位置（50a）がより好ましい。この場合、固定部（51）と軸心（図４）との間に外接合部（45）が挟まれる配置となる。位置（50a）については、外接合部（45）が有ることにより、コア部材（37）における固定部（51）を設けるための面積が確保しやすい利点もある。

尚、ここでは、固定部（51）の一部が所定の範囲に含まれていれば、固定部（51）は当該範囲に形成されていると考えるものとする。

また、コアカット部分（61）と円弧部分（62）との境界の位置（50c）に設けることも好ましい。円弧部分（62）はケーシング（11）に接しているので、外力は円弧部分（62）からコアカット部分（61）に伝わる可能性が高い。従って、固定部（51）を位置（50c）に設けると、コアカット部分（61）の変形を抑制するために有効である。尚、後に述べるとおり、円弧部分（62）に固定部（51）を設けることにも利点はある。

（固定部の配置に関する他の例）
固定部（51）の配置について、図４の構成例１に対し、他の例を以下に説明する。

（構成例２）
図６に、構成例２を示す。ここでは、外ヨーク部（43）における６つの円弧部分（62）に、それぞれ固定部（52a,52b,52c,52d,52e,52f）が配置されている（以下、まとめて固定部（52）と呼ぶことがある）。ケーシング（11）によりステータコア（32）が支持される状態において、円弧部分（62）がケーシング（11）に接する。そのため、外力は外ヨーク部（43）における円弧部分（62）に加わりやすい。従って、円弧部分（62）において固定部（52）を配置すると、外ヨーク部（43）（コア部材（37））の変形の抑制に効果的である。尚、必ずしも全ての円弧部分（62）に固定部（52）を配置しなくても良い。例えば、図６において、固定部（52a,52c,52e）の３つだけを設ける等でも良い。

（構成例３）
図７に、構成例３を示す。ここでは、外ヨーク部（43）において、内接合部（44）の外側の箇所に固定部（53a,53b,53c）が設けられている（以下、まとめて固定部（53）と呼ぶことがある）。図６の例では内接合部（44）は３箇所であるから、固定部（53）も３箇所である。このような構成においても、外力によりコア部材（37）、特に外ヨーク部（43）が変形することを抑制できる。

（構成例４）
図８に、構成例４を示す。ここでは、外ヨーク部（43）に代えて、内ヨーク部（41）に固定部（54a,54b,54c）が設けられている（以下、まとめて固定部（54）と呼ぶことがある）。これにより、内ヨーク部（41）同士が固定されている。より具体的には、内ヨーク部（41）において、３つの外接合部（45）の内側の箇所にそれぞれ固定部（54a,54b,54c）が設けられている。また、内ヨーク部（41）におけるティース部（35）が形成された箇所と考えることもできる。但し、外接合部（45）がティース部（35）に対応する箇所に形成されることは必須ではないので、外接合部（45）、ティース部（35）、固定部（54）の箇所が一致しないこともあり得る。

このように内ヨーク部（41）に固定部（54）を配置すると、コア部材（37）の特に内ヨーク部（41）における変形を抑制できる。

また、このような位置に固定部（54）を設けると、固定部（54）により磁束の流れが妨害されることを抑制できる。つまり、固定のためにカシメ加工等をコア部材（37）に対して行うと、磁束の流れが妨害されて電動機としての性能に影響する可能性がある。これに対し、図８のようにティース部（35）の箇所に固定部（54）を配置することで、前記の影響を抑制できる。

（構成例５）
図９に、構成例５を示す。ここでは、内ヨーク部（41）に固定部（55a,55b,55c,55d,55e,55f）が配置されている（以下、まとめて固定部（55）と呼ぶことがある）。固定部（55）は、内ヨーク部（41）における６つの円弧部分（62）にそれぞれ設けられている。

このような構成においても、外力によりコア部材（37）、特に内ヨーク部（41）が変形することを抑制できる。

（構成例６）
図１０に、構成例６を示す。ここでは、内ヨーク部（41）において、３つの内接合部（44）の内側の箇所にそれぞれ固定部（56a,56b,56c）が設けられている（以下、まとめて固定部（56）と呼ぶことがある）。この場合、内接合部（44）と軸心との間に固定部（56）が挟まれた配置となる。

内接合部（44）の近傍に固定部（56）を配置すると、梁部（42）から伝わる力による内ヨーク部（41）の変形を抑制するために有効である。また、内接合部（44）がティース部（35）に対応する箇所に設けられており、その結果、固定部（56）もティース部（35）に対応する箇所に設けられている。従って、ここでも固定部（54）により磁束の流れが妨害されることを抑制できる。

（構成例７）
図１１に、構成例７を示す。これは、外ヨーク部（43）に固定部を設ける構成例１、２及び３を全て組み合わせた例である。つまり、外ヨーク部（43）において、外接合部（45）に対応する位置の３つの固定部（51a,51b,51c）と、円弧部分（62）に対応する位置の６つの固定部（52a,52b,52c,52d,52e,52f）と、内接合部（44）に対応する箇所の３つの固定部（53a,53b,53c）とが全て設けられている。このように固定部を設けると、ステータコア（32）を構成するコア部材（37）の変形を抑制する効果はより確実になる。但し、加工には工数及び費用が掛かるので、所望する効果を考慮して設計することが望ましい。

例えば、構成例１の固定部（51）と構成例２の固定部（52）を設けることもできる。同様に、固定部（52）と固定部（53）とを組み合わせても良いし、固定部（51）と固定部（53）とを組み合わせても良い。

また、内ヨーク部（41）に設ける固定部（54）、固定部（55）、固定部（56）についても、このうち２つ又は３つを組み合わせても良い。

（構成例８）
図１２に、更に別の構成例８を示す。ここでは、外ヨーク部（43）及び内ヨーク部（41）の両方に固定部を設けている。つまり、外ヨーク部（43）において、構成例１のように外接合部（45）の外側に位置する固定部（51a）を１つ設けると共に、内ヨーク部（41）において、構成例６のように内ヨーク部（41）の内側に位置する固定部（53c）を１つ設けている。尚、内ヨーク部（41）及び外接合部（45）に固定部をそれぞれ１つ設ける例を示しているが、構成例１及び６の通り、３箇所ずつ設けても良い。

（構成例９）
図１３に、更に別の構成例９を示す。ここでは、外接合部（45）に４つ、内ヨーク部（41）に２つの固定部を設けている。より具体的には、外ヨーク部（43）について、構成例１のように外接合部（45）の外側に位置する固定部（51b,51c）を２つ設けると共に、構成例３のように内接合部（44）の外側に位置する固定部（53a,53b）を２つ設けている。また、内ヨーク部（41）について、構成例４のように外接合部（45）の内側に位置する固定部（54a）を１つ設けると共に、構成例６のように内接合部（44）の内側に位置する固定部（56c）を１つ設けている。

ステータコア（32）を構成するコア部材（37）に対して、外力は、外ヨーク部（43）に加わりやすい。従って、外ヨーク部（43）において、内ヨーク部（41）よりも多くの固定部を設けることが好ましい。図１３の構成例９は、その１例である。

また、例えば構成例１の固定部（51）は、外接合部（45）に対応する箇所に設けるものであるが、全ての外接合部（45）に対して設ける必要は無い。図１３のように、設けられている外接合部（45）のうち幾つかだけに対して固定部（51）を設けても良い。これは、構成例２～６の固定部について同様であり、それぞれ説明した複数の箇所のうち幾つかだけに設けても良い。

外ヨーク部（43）及び内ヨーク部（41）における固定部の配置の例を、表１に更に幾つか示す。53c、51b等の記号は、図４、図６～図１０に示した固定部の符号に対応するものである。例えばＢについて、外ヨーク部（43）には図４における固定部（51b）が設けられ、内ヨーク部（41）には図８における固定部（54a）及び図における固定部（56c）が設けられることを示す。

（構成例１０）
図１４に、構成例１０を示す。ここでは、内ヨーク部（41）における外接合部（45）の内側の箇所に、固定部（57a,57b,57c）が設けられている（以下、まとめて固定部（57）と呼ぶことがある）。つまり、配置については、図８に示す構成例４の固定部（54）と同様である。ここで、固定部（54）は、内ヨーク部（41）の周方向に長い形状のカシメ加工である。これに対し、構成例１０の固定部（57）は、径方向に長い形状とカシメ加工となっている。内ヨーク部（41）、特にティース部（35）に対応する箇所に設ける場合、このように径方向に長い形状の固定部（57）とすることもできる。

また、外ヨーク部（43）について、図７に示す構成例３の固定部（53）と同様に、内接合部（44）の外側の箇所に固定部（58a,58b,58c）が設けられている（以下、まとめて固定部（58）と呼ぶことがある）。但し、固定部（53）がカシメ加工であるのに対し、固定部（58）は、溶接による固定である。固定部（58）では、外ヨーク部（43）を外側から溶接することによって固定が行われている。

外ヨーク部（43）の固定に関しては、このように溶接により行うことも好ましい。ここで、外ヨーク部（43）における円弧部分（62）について外側から溶接を行うと、円弧状の外形に凹凸が生じることがあり、これはケーシング（11）により支持する際に不都合である。従って、溶接による固定は、コアカット（36）に対応するコアカット部分（61）において行うことが好ましい。

（構成例１１）
図１５に、構成例１１を示す。ここでは、梁部（42）について、これまでの例とは異なる構成を有する。図１５の構成例１１では、同じ長さの２本の梁部（42）が設けられている。それぞれの梁部（42）は、一端において外接合部（45）により外ヨーク部（43）に接合され、他端において内接合部（44）により内ヨーク部（41）に接合されている。１つの梁部（42）について、図１５の上方で外ヨーク部（43）に接合され、周方向に半周延びて、図１５の下方で内ヨーク部（41）に接合されている。もう一つの梁部（42）は、図１５の下方で外ヨーク部（43）に、上方で内ヨーク部（41）に接合されている。

このような梁部（42）を有するステータコア（32）においても、固定部を設けることで外力によるコア部材（37）の変形を抑制できる。図１５では、１例として、内接合部（44）及び外接合部（45）の外側の箇所において、外ヨーク部（43）に固定部（59a,59b）が設けられている。これまでに説明した構成例１～１０と同様の固定部を設けることも当然可能である。

また、両端で外ヨーク部（43）及び内接合部（44）に接合される梁部（42）について、３本以上を設けても良い。

（その他の構成例）
以上では、外ヨーク部（43）及び／又は内ヨーク部（41）に固定部を配置することを説明した。この他に、梁部（42）（その一部としての外接合部（45）、内接合部（44）を含む）に固定部を配置し、梁部（42）同士を固定することも可能である。梁部（42）に固定部を配置する場合、ステータコア（32）をケーシング（11）に焼き嵌めする際の変形を抑制できる。また、梁部（42）は磁路ではないので、固定部を設けることによる損失が増えないことも利点である。尚、外ヨーク部（43）に固定部を配置する場合も、同様に、固定部を設けることによる磁路の損失は避けられる。

また、外ヨーク部（43）、内ヨーク部（41）及び梁部（42）について、固定部ける固定の方法を表２に示す。

以上で主に説明したカシメ加工と、接着とについては、外ヨーク部（43）、内ヨーク部（41）、梁部（42）のいずれにも適用できる。カシメ加工は、一般的な手段としてのカシメ加工、プレス加工により行えるので、追加の部材等を必要としない点で好ましい。

接着については、内ヨーク部（41）に適用しても磁路の損失が増えないことが利点である。また、各部の寸法によらず行える点、外ヨーク部（43）、内ヨーク部（41）の全体を接着することができ、その結果、固定の強度を向上できる点においても好ましい。

内ヨーク部（41）については、樹脂によるモールドによって固定することも可能であり、これは、内ヨーク部（41）における磁路の損失が増えないことが利点である。また、カシメ加工や接着の場合、コア部剤（37）同士の間に空隙や接着層が挟まることになり、コア長さあたりに占める鉄の量（占積率）が低下する。これに対し、モールドの場合、空隙や接着層が無いので、占積率を高めることができる。モールドについても、外ヨーク部（43）、内ヨーク部（41）の全体に対して行うことができる。

溶接については、外側から行うものであり、外ヨーク部（43）に適用される。溶接は、ステータコア（32）の寸法に制約されず、強固な固定を行える点で優れている。

締結は、ボルト、リベット等を用いてコア部材（37）同士を固定する方法である。これは、積層されたコア部材（37）のうち一部だけに対する局所的な締結と、コア部材（37）の両端に配置した端板等を介する全体的な締結とが考えられる。締結は、ステータコア（32）の寸法に制約されずに行える点で優れている。

以上、実施形態及び種々の例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の各係る要素を適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

以上説明したように、本開示は、電動機について有用である。

1 冷凍装置
10 圧縮機
30 電動機
32 ステータコア
35 ティース部
37 コア部材
40 ロータ
41 内ヨーク部
42 梁部
43 外ヨーク部
44 内接合部
45 外接合部
51a,51b,51c 固定部
52a,52b,52c,52d,52e,52f 固定部
53a,53b,53c 固定部
54a,54b,54c 固定部
55a,55b,55c,55d,55e,55f 固定部
56a,56b,56c 固定部
57a,57b,57c 固定部
58a,58b,58c 固定部
59a,59b 固定部
61 コアカット部分
62 円弧部分

Claims (14)

1. 回転軸まわりに回転自在に構成されたロータ（40）と、当該ロータ（40）の外側に配置され、複数のコア部材（37）が軸方向に積層されたステータコア（32）とを備える電動機において、
   前記コア部材（37）は、環状の内ヨーク部（41）と、前記内ヨーク部（41）から径方向内側に延びるティース部（35）と、前記内ヨーク部（41）の径方向外側に配置された環状の外ヨーク部（43）と、前記内ヨーク部（41）及び前記外ヨーク部（43）の間において周方向に伸びる複数の梁部（42）と、前記内ヨーク部（41）と前記梁部（42）とを径方向に接合する内接合部（44）と、前記外ヨーク部（43）と前記梁部（42）とを径方向に接合する外接合部（45）とを備え、
   前記コア部材（37）同士を固定する少なくとも１つの固定部（51a-59b）を備える電動機（30）。
2. 請求項１において、
   前記固定部（51a-59b）は、複数の前記コア部材（37）の前記外ヨーク部（43）同士を固定する電動機（30）。
3. 請求項２において、
   前記外ヨーク部（43）は、それぞれの外周が１つの円の部分を成す複数の円弧部分（62）と、それぞれ当該円弧部分（62）の間に位置し、前記円に対して切り欠かれた外形であるコアカット部分（61）とを含み、
   前記固定部（51a-59b）は、複数の前記コア部材（37）の前記円弧部分（62）同士を固定する電動機（30）。
4. 請求項２おいて、
   前記固定部（51a-59b）は、前記回転軸の中心と前記固定部（51a-59b）との間に前記外接合部（45）が挟まれるように配置される電動機（30）。
5. 請求項１において、
   前記固定部（51a-59b）は、複数の前記コア部材（37）の前記内ヨーク部（41）同士を固定する電動機（30）。
6. 請求項１において、
   前記固定部（51a-59b）は、前記回転軸の中心と前記内接合部（44）との間に挟まれるように配置される電動機（30）。
7. 請求項１において、
   前記固定部（51a-59b）は、前記梁部（42）同士を固定する電動機（30）。
8. 請求項１において、
   前記固定部（51a-59b）は、前記内ヨーク部（41）及び前記外ヨーク部（43）に配置され、
   前記外ヨーク部（43）に配置される前記固定部（51a-59b）は、前記内ヨーク部（41）に配置される前記固定部（51a-59b）よりも多い電動機（30）。
9. 請求項１において、
   前記固定部（51a-59b）おいて、前記コア部材（37）同士をカシメ加工により固定する電動機（30）。
10. 請求項１において、
    前記固定部（51a-59b）おいて、前記コア部材（37）同士を溶接により固定する電動機（30）。
11. 請求項１において、
    前記固定部（51a-59b）おいて、前記コア部材（37）同士を接着により固定する電動機（30）。
12. 請求項１において、
    前記ステータコア（32）は、一体コアである電動機（30）。
13. 請求項１の電動機（30）を備える圧縮機（10）。
14. 請求項１３の圧縮機を備える冷凍装置（1）。

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