WO2018051407A1 - ステータコア、ステータ、電動機、駆動装置、圧縮機、空気調和機、及びステータコアの製造方法 - Google Patents

ステータコア、ステータ、電動機、駆動装置、圧縮機、空気調和機、及びステータコアの製造方法 Download PDF

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electric motor
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勇二 廣澤
昌弘 仁吾
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a stator core used for an electric motor.
  • an electric motor having a rotor and a stator is used.
  • a stator core in which a plurality of thin electromagnetic steel plates are laminated is often used as a component for the stator.
  • a stator core having a plurality of electromagnetic steel plates stacked in a direction (for example, radial direction) orthogonal to the rotation axis direction of an electric motor has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • a stator core having a plurality of electromagnetic steel plates stacked in a direction orthogonal to the rotation axis direction of the motor decreases in rigidity with respect to the direction orthogonal to the rotation axis direction of the motor.
  • vibration in a direction perpendicular to the rotation axis direction and noise.
  • An object of the present invention is to provide a stator core that reduces vibration and noise during driving of an electric motor.
  • the stator core according to the present invention includes a first core portion having a plurality of first plates stacked in a first direction, and a second core having a plurality of second plates stacked in the first direction. And a third core having a plurality of third plates sandwiched between a first portion and the first core portion and the second core portion and stacked in a direction orthogonal to the first direction Part.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows schematically the structure of the electric motor which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a perspective view which shows the structure of a division
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an electric motor 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • An arrow D1 indicates a direction along the outer periphery of each of the stator 2, the stator core 20, and the rotor 3 (hereinafter referred to as “circumferential direction”).
  • the Z-axis direction is a direction parallel to an axis A1 (axis center) of a shaft (shaft 33 described later) of the electric motor 1 (hereinafter referred to as “rotation axis direction”)
  • the R-axis direction (R-axis) indicates a direction orthogonal to the Z-axis direction
  • the W-axis direction indicates a direction orthogonal to both the Z-axis direction and the R-axis direction.
  • the electric motor 1 has a stator 2 and a rotor 3.
  • the electric motor 1 is, for example, a permanent magnet embedded type electric motor.
  • the stator 2 includes a stator core 20, a first insulator 24 a, a second insulator 24 b, and a winding 25.
  • the stator 2 is formed in an annular shape in the circumferential direction around the axis A1 (rotational axis of the rotor 3).
  • a rotor 3 is inserted inside the stator 2 via an air gap.
  • the first insulator 24 a and the second insulator 24 b insulate the stator core 20.
  • the stator core 20 has a first core portion 21, a second core portion 22, and a third core portion 23 (see FIGS. 2 and 3 described later).
  • the stator 2 is formed by a plurality of divided core portions 200.
  • the plurality of divided core portions 200 are arranged in an annular shape in the circumferential direction around the axis A1.
  • the stator 2 may not be formed by the plurality of divided core portions 200.
  • the stator core 20 may be formed by laminating a plurality of various annular plates (for example, electromagnetic steel plates and amorphous materials).
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the structure of the split core portion 200.
  • each divided core portion 200 includes a first core portion 21 (the divided first core portion 21) and a second core portion 21.
  • Core portion 22 (divided second core portion 22), third core portion 23 (divided third core portion 23), first insulator 24a, and second insulator 24b, And winding 25.
  • the winding 25 is not illustrated.
  • the first insulator 24 a is combined with the stator core 20.
  • the first insulator 24a is provided at both ends of the stator core 20 in the rotation axis direction.
  • the first insulator 24a may be provided at one end of the stator core 20 in the rotation axis direction.
  • the first insulator 24a is an insulating resin.
  • the second insulator 24b is, for example, a thin PET (polyethylene terephthalate) film.
  • the thickness of the PET film is, for example, 0.15 mm.
  • the second insulator 24b covers a side surface of a teeth portion (teeth portions 222 and 232 described later) of the stator core 20.
  • FIG. 3 is an exploded view schematically showing the structure of the stator core 20 (divided stator core 20).
  • the first core unit 21 includes a plurality of first plates 211 stacked in the first direction.
  • the plurality of first plates 211 are stacked in parallel to a plane perpendicular to the first direction.
  • the first direction is the Z-axis direction.
  • the first plate 211 is, for example, an electromagnetic steel plate.
  • the first plate 211 is formed in a predetermined shape by a punching process (press punching process).
  • the thickness of the first plate 211 is, for example, 0.1 mm to 0.7 mm. In the present embodiment, the thickness of the first plate 211 is 0.35 mm.
  • the shape and thickness of the first plate 211 are not limited to the present embodiment. In each first plate 211, adjacent first plates 211 are fastened to each other by caulking 223 described later.
  • the second core portion 22 has a plurality of second plates 212 stacked in the first direction.
  • the plurality of second plates 212 are stacked in parallel to a plane perpendicular to the first direction.
  • the second plate 212 is, for example, an electromagnetic steel plate.
  • the second plate 212 is formed in a predetermined shape by a punching process.
  • the thickness of the second plate 212 is, for example, 0.1 mm to 0.7 mm. In the present embodiment, the thickness of the second plate 212 is 0.35 mm.
  • the shape and thickness of the second plate 212 are not limited to this embodiment.
  • the adjacent second plates 212 are fastened to each other by a caulking 223 described later.
  • the first core portion 21 and the second core portion 22 are made of the same material and have the same structure. That is, the first plate 211 and the second plate 212 are made of the same material and have the same structure.
  • the 1st core part 21 and the 2nd core part 22 may be formed with a mutually different material, and may have a mutually different structure. That is, the first plate 211 and the second plate 212 may be formed of different materials, or may have different structures.
  • At least one of the plurality of first plates 211 and the plurality of second plates 212 is preferably a plurality of electromagnetic steel plates.
  • the third core portion 23 has a plurality of third plates 213 stacked in a direction orthogonal to the first direction (Z-axis direction).
  • the direction orthogonal to the first direction is, for example, the R-axis direction (second direction) or the W-axis direction (third direction).
  • the plurality of third plates 213 are stacked perpendicular to the plane perpendicular to the first direction.
  • the third core part 23 is sandwiched between the first core part 21 and the second core part 22.
  • the third core part 23 is fixed between the first core part 21 and the second core part 22.
  • the first core portion 21 is fixed to one end side of the third core portion 23 in the first direction, and the other end side of the third core portion 23 in the first direction.
  • the second core portion 22 is fixed.
  • the third plate 213 is a thin plate formed of, for example, an amorphous material (for example, amorphous metal) or a nanocrystalline material (for example, nanocrystalline metal).
  • the third plate 213 is, for example, a rectangle.
  • At least one of the first core portion 21 and the second core portion 22 may be larger than the third core portion 23 in the radial direction of the stator core 20 (R-axis direction in the example shown in FIG. 3).
  • Each of the plurality of third plates 213 is thinner than each of the plurality of first plates 211.
  • Each of the plurality of third plates 213 is thinner than each of the plurality of second plates 212.
  • the thickness of the third plate 213 is, for example, 5 ⁇ m to 50 ⁇ m. In the present embodiment, the thickness of the third plate 213 is 20 ⁇ m. However, the shape and thickness of the third plate 213 are not limited to this embodiment.
  • Each third plate 213 can fix the adjacent third plates 213 to each other by molding using a mold, an adhesive, or welding.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an example of the first core portion 21 and the second core portion 22.
  • FIG. 4 shows the structure of the first core portion 21.
  • the first core portion 21 includes a yoke portion 221, a teeth portion 222, a caulking 223, and an insulator fixing portion 224.
  • the teeth portion 222 extends from the yoke portion 221 in the radial direction (in the example shown in FIG. 4, in the ⁇ R direction, that is, inward in the radial direction of the stator core 20). In other words, the teeth part 222 protrudes from the yoke part 221 toward the axis A1.
  • the teeth part 222 has a front end part 222a which is a front end in the radial direction.
  • the front end portion 222 a is formed so as to expand in the circumferential direction of the stator core 20.
  • the insulator fixing part 224 fixes the first insulator 24a.
  • the insulator fixing portion 224 is a recess into which an insulator positioning portion 241 (see FIG. 9 described later) of the first insulator 24a is inserted.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing another example of the first core portion 21.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing still another example of the first core portion 21.
  • the structure of the first core portion 21 shown in FIGS. 5 and 6 can also be applied to the second core portion 22.
  • the insulator fixing portion 224 may be formed on the tooth portion 222. Further, the insulator fixing portion 224 may be a protrusion. In this case, the insulator positioning portion 241 of the first insulator 24a is formed in a concave shape.
  • the insulator fixing portion 224 may be formed on the side surface of the tooth portion 222.
  • the insulator positioning portion 241 of the first insulator 24a is formed in a shape and position that can be fitted to the insulator fixing portion 224.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing the structure of the third core portion 23.
  • the third core part 23 has a yoke part 231 formed by a plurality of third plates 213 (FIG. 3) stacked in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the length z1 of the yoke part 231 in the first direction is longer than the width r1 of the yoke part 231 in the second direction.
  • the second direction is the radial direction (for example, the R-axis direction in FIGS. 2, 3, and 7).
  • the second direction is not limited to the radial direction. For example, it is desirable from the viewpoint of cost to select the second direction so that the number of the third plates 213 is reduced.
  • the third core portion 23 has a teeth portion 232 formed by a plurality of third plates 213 stacked in a third direction orthogonal to the first direction.
  • the length z2 of the tooth part 232 in the first direction is longer than the width w1 of the tooth part 232 in the third direction.
  • the length z2 is equal to the length z1.
  • the third direction is orthogonal to the first direction and the second direction.
  • the third direction is the W-axis direction in FIGS.
  • the third direction is not limited to the W-axis direction. For example, it is desirable from the viewpoint of cost to select the third direction so that the number of the third plates 213 is reduced.
  • the teeth portion 232 extends from the yoke portion 231 in the radial direction (that is, inward in the radial direction of the stator core 20). In other words, the teeth portion 232 protrudes from the yoke portion 231 toward the axis A1.
  • the teeth part 232 has the front-end
  • the tip 232a is formed so as to expand in the circumferential direction of the stator core 20.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing the structure of the stator core 20.
  • the adjacent yoke parts 221 are connected to each other by connecting the yoke parts 221 of the stator core 20 adjacent to both sides to each other. That is, the divided core parts 200 shown in FIG. 1 are connected by connecting the stator cores 20 (the divided stator cores 20) of the divided core parts 200 adjacent to both sides to each other.
  • the adjacent first core portions 21 may be connected to each other, and the adjacent second core portions 22 may be connected to each other.
  • a region surrounded by the two yoke portions 221 and the two teeth portions 222 is the slot portion 26.
  • the teeth portions 222 of the stator core 20 are adjacent to each other through the slot portion 26. Therefore, the plurality of teeth portions 222 and the plurality of slot portions 26 are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the arrangement pitch of the plurality of teeth portions 222 in the circumferential direction (that is, the width of the slot portions 26 in the circumferential direction) is equal.
  • the plurality of slot portions 26 are formed at equal intervals in the circumferential direction. In the present embodiment, nine slot portions 26 are formed in the stator 2.
  • the stator core 20 is preferably formed so that the space factor of the winding 25 (the ratio of the cross-sectional area of the winding 25 to the cross-sectional area of the slot portion 26) is high in order to increase the torque of the electric motor 1.
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing the structure of the first insulator 24a.
  • the first insulator 24 a has an insulator positioning portion 241 combined with the insulator fixing portion 224 of the stator core 20.
  • the insulator positioning portion 241 is a protrusion that is inserted into the insulator fixing portion 224.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the split core portion 200.
  • the winding 25 is wound around the stator core 20 via the first insulator 24a and the second insulator 24b, and forms a coil that generates a rotating magnetic field.
  • the winding 25 is, for example, a magnet wire.
  • the stator 2 has three phases, and the connection of the winding 25 (coil) is a Y connection (star connection).
  • the number of turns and the wire diameter of the winding 25 (coil) are determined according to the rotational speed, torque, voltage specification, cross-sectional area of the slot portion 26, and the like.
  • the wire diameter of the winding 25 is 1.0 mm.
  • the stator core 20 is wound with 80 turns of the winding 25.
  • the wire diameter and the number of turns of the winding 25 are not limited to these examples.
  • the winding method of the winding 25 is concentrated winding.
  • the winding 25 can be wound around the stator core 20 in a state before the divided stator cores 20 are arranged in an annular shape (for example, a state where the divided stator cores 20 are arranged linearly).
  • the stator core 20 around which the winding 25 is wound is folded into an annular shape and fixed by welding or the like.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the rotor 3.
  • the rotor 3 includes a rotor core 31, a plurality of permanent magnets 32, a shaft 33, a plurality of magnet insertion holes 34, a plurality of flux barriers 35 (leakage magnetic flux suppression holes), and a plurality of air holes 36.
  • the rotor 3 is rotatable about the axis A1.
  • the rotor 3 is rotatably disposed inside the stator 2 through an air gap.
  • the axis A ⁇ b> 1 is the rotation center of the rotor 3 and the axis of the shaft 33.
  • the air gap formed between the rotor 3 and the stator 2 (specifically, between the outer surface of the rotor 3 and the inner surface of the stator 2) is, for example, 0.3 mm to 1 mm.
  • the rotor 3 is a permanent magnet embedded type.
  • a plurality of magnet insertion holes 34 are formed in the rotor core 31 in the circumferential direction of the rotor 3.
  • the magnet insertion hole 34 is a space into which the permanent magnet 32 is inserted.
  • a plurality of permanent magnets 32 are arranged in each magnet insertion hole 34.
  • one permanent magnet 32 may be disposed in each magnet insertion hole 34.
  • the plurality of permanent magnets 32 are magnetized so as to be magnetized in the radial direction of the rotor 3, and the positional relationship between the magnetic poles is the same.
  • the number of magnet insertion holes 34 corresponds to the number of magnetic poles of the rotor 3. In the present embodiment, the number of magnetic poles of the rotor 3 is six. However, the number of magnetic poles of the rotor 3 may be two or more.
  • the rotor core 31 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates.
  • the thickness of each electromagnetic steel sheet of the rotor core 31 is 0.1 mm to 0.7 mm. In the present embodiment, the thickness of each electromagnetic steel plate of the rotor core 31 is 0.35 mm.
  • the shape and thickness of each electromagnetic steel plate of the rotor core 31 are not limited to this embodiment. Adjacent electromagnetic steel sheets of the rotor core 31 are fastened to each other by caulking.
  • the shaft 33 is connected to the rotor core 31. Specifically, it is fixed to the shaft hole formed in the rotor core 31 by shrink fitting or press fitting. Thereby, the rotational energy generated by the rotation of the rotor core 31 is transmitted to the shaft 33.
  • the flux barrier 35 is formed at a position adjacent to the magnet insertion hole 34 in the circumferential direction of the rotor 3.
  • the flux barrier 35 reduces leakage magnetic flux.
  • the length between the flux barrier 35 and the outer surface of the rotor 3 is, for example, 0.35 mm.
  • the air hole 36 is a through hole. For example, when the electric motor 1 is used as a compressor, the refrigerant can pass through the air holes 36.
  • the permanent magnet 32 for example, a rare earth magnet mainly composed of neodymium (Nd), iron (Fe), and boron (B) can be used.
  • the coercive force of the Nd—Fe—B permanent magnet has a property of decreasing with temperature.
  • the coercive force of the magnet deteriorates with temperature (about ⁇ 0.5% / ⁇ K to ⁇ 0.6%). / ⁇ K), it is necessary to add a Dy (dysprosium) element to increase the coercive force.
  • the coercive force is improved almost in proportion to the content of the Dy element.
  • the upper limit of the atmospheric temperature of the electric motor is about 150 ° C., and is used in a range of temperature increase of about 130 ° C. with respect to 20 ° C.
  • the coercive force decreases by 65%.
  • the room temperature coercivity is about 1800 A / m.
  • the coercive force characteristic is improved, but the residual magnetic flux density characteristic is lowered.
  • the residual magnetic flux density decreases, the magnet torque of the electric motor decreases and the energization current increases, so that the copper loss increases. Therefore, considering the motor efficiency, it is desirable to reduce the Dy addition amount.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of the manufacturing process of the stator core 20.
  • step S1 a plurality of first plates 211 having a predetermined structure are formed, and the plurality of first plates 211 are stacked in the first direction (Z-axis direction) to thereby form the first core portion 21.
  • the first plate 211 is, for example, an electromagnetic steel plate.
  • the first plate 211 is formed so as to have a predetermined structure by a punching process (press punching process).
  • the plurality of first plates 211 are stacked in the first direction while being fastened by, for example, caulking 223.
  • the plurality of first plates 211 may be stacked in the first direction while being fixed by bolt fixing or rivet fixing.
  • a plurality of second plates 212 having a predetermined structure are formed, and a plurality of second plates 212 are stacked in the first direction to form the second core portion 22.
  • the second plate 212 is, for example, an electromagnetic steel plate.
  • the second plate 212 is formed so as to have a predetermined structure by a punching process.
  • the plurality of second plates 212 are stacked in the first direction while being fastened by caulking 223, for example.
  • the plurality of second plates 212 may be stacked in the first direction while being fixed by bolt fixing or rivet fixing.
  • a plurality of third plates 213 having a predetermined structure are formed, and the plurality of third plates 213 are stacked in a direction orthogonal to the first direction to thereby form the third core portion 23.
  • the third plate 213 is formed of, for example, an amorphous material (for example, amorphous metal) or a nanocrystalline material (for example, nanocrystalline metal).
  • an amorphous material or a nanocrystalline material is cut into a predetermined shape by shear cutting.
  • the third plate 213 is rectangular.
  • the yoke portion 231 of the third core portion 23 is stacked in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the plurality of third plates 213 are fixed by molding using a mold, an adhesive, or welding, and the plurality of third plates 213 are stacked in the R-axis direction. Thereby, the yoke part 231 is formed.
  • a direction in which stacking is easy may be selected as the second direction.
  • the tooth part 232 of the third core part 23 is laminated in a third direction orthogonal to the first direction.
  • the plurality of third plates 213 are fixed by molding using a mold, an adhesive, or welding, and the plurality of third plates 213 are stacked in the W-axis direction.
  • a direction in which stacking is easy may be selected as the third direction.
  • the tips of the third plates 213 at both ends in the W-axis direction among the plurality of third plates 213 are bent in accordance with the shapes of the tip portions 222 a of the first core portion 21 and the second core portion 22. . Thereby, the teeth part 232 is formed.
  • the third core part 23 can be formed by fixing the yoke part 231 and the tooth part 232 by, for example, molding using a mold, an adhesive, or welding.
  • step S3 stress is easily generated in the third core part 23. Specifically, stress is easily generated in the third core portion 23 when the third plate 213 is stacked. The stress generated in the third core portion 23 causes deterioration of the magnetic characteristics of the third core portion 23. Therefore, in step S3, after forming the third core part 23, the third core part 23 may be subjected to heat treatment (annealing). This releases the stress and removes the strain. As a result, the magnetic characteristics of the third core portion 23 are improved.
  • the amorphous material and the nanocrystalline material used as the third plate 213 have a remarkable effect of heat treatment because the magnetic characteristics are significantly deteriorated due to stress.
  • step S4 the first core part 21, the second core part 22, and the third core part 23 are connected. Specifically, the first core portion 21 and the second core portion 22 are fixed with the third core portion 23 interposed therebetween. In other words, the third core part 23 is fixed between the first core part 21 and the second core part 22.
  • the first core portion 21 is fixed to one end side of the third core portion 23 in the first direction by molding using a mold, an adhesive, or welding, and the third core in the first direction is fixed.
  • the second core portion 22 is fixed to the other end side of the portion 23.
  • the 1st core part 21, the 2nd core part 22, and the 3rd core part 23 are fixed by winding the coil
  • the stator core 20 can be manufactured through the above steps.
  • the stator core formed by laminating a plurality of plates in a direction orthogonal to the rotation axis direction may have reduced rigidity.
  • the rigidity in the direction orthogonal to the rotation axis direction is reduced.
  • the gap may cause vibrations during driving of the electric motor (for example, vibrations in a direction orthogonal to the rotation axis direction) and noise.
  • the stator core 20 of the electric motor 1 includes a first core portion 21 having a plurality of first plates 211 stacked in a first direction, and a plurality of second cores stacked in the first direction.
  • a second core portion 22 having a plurality of plates 212 and a third core portion 23 having a plurality of third plates 213 stacked in a direction orthogonal to the first direction.
  • the third core part 23 is sandwiched between the first core part 21 and the second core part 22.
  • the electric motor 1 when the electric motor 1 is used as a drive source of the compressor, the electric motor 1 is attached to the inner wall of a hermetic container that is a housing of the compressor. In this case, a large stress (stress in a direction orthogonal to the rotation axis direction) is generated in the stator core 20.
  • a large stress stress in a direction orthogonal to the rotation axis direction
  • iron loss increases.
  • the rigidity in the direction orthogonal to the rotation axis direction can be increased, so that the shape of the stator core 20 can be maintained and an increase in iron loss can be suppressed. Motor efficiency can be increased by preventing an increase in iron loss.
  • the electric motor 1 can be firmly fixed to the sealed container, and the vibration and noise of the electric motor 1 can be reduced in the compressor.
  • At least one of the first core portion 21 and the second core portion 22 of the electric motor 1 may be larger than the third core portion 23 in the radial direction of the stator core 20. Thereby, at least one of the 1st core part 21 and the 2nd core part 22 can be attached to the inner wall of the airtight container of a compressor. As a result, when the electric motor 1 is attached to the inner wall of the hermetic container of the compressor, the compressive stress generated in the stator core 20 (particularly the third core portion 23) is reduced, and an increase in iron loss can be prevented.
  • iron loss energy loss
  • Hysteresis loss is energy loss when the magnetic domain of the stator core changes the direction of the magnetic field by an alternating magnetic field, and is theoretically proportional to the frequency of magnetic flux change occurring in the stator core.
  • Eddy current loss is energy loss caused by eddy currents generated inside a stator core (for example, a magnetic steel sheet). The eddy current loss is theoretically proportional to the square of the frequency of the magnetic flux change generated in the stator core, and further proportional to the square of the thickness of each of the laminated plates of the stator core. Accordingly, in order to prevent an increase in iron loss, particularly an increase in eddy current loss, it is effective to reduce the thickness of the laminated plate.
  • each of the plurality of third plates 213 of the stator core 20 is thinner than each of the plurality of first plates 211. Thereby, the eddy current loss in the stator core 20 (especially the 3rd core part 23) can be reduced.
  • each of the plurality of third plates 213 is thinner than each of the plurality of second plates 212. Thereby, the eddy current loss in the stator core 20 (especially the 3rd core part 23) can be reduced.
  • the length of the yoke part 221 of the third core part 23 in the first direction is longer than the width of the yoke part 221 of the third core part 23 in the second direction. Furthermore, the length in the first direction of the tooth portion 222 of the third core portion 23 is longer than the width in the third direction of the tooth portion 222. Thereby, the number of the 3rd plates 213 for forming the yoke part 221 of the 3rd core part 23 can be reduced. Similarly, the number of the third plates 213 for forming the tooth portions 222 of the third core portion 23 can be reduced. Therefore, manufacturing steps such as cutting and bonding of the third plate 213 can be reduced, and the life of the tool for forming the third core portion 23 can be extended.
  • the plurality of third plates 213 are formed of an amorphous material or a nanocrystalline material.
  • the amorphous material and the nanocrystalline material have excellent magnetic properties, and are formed as the third plate 213 with a thickness of about 3% to 15% of the electromagnetic steel sheet.
  • an electromagnetic steel sheet having a thickness of about 0.2 mm to 0.5 mm is used for the stator core, whereas an amorphous material and a nanocrystalline material can be formed to a thickness of about 15 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the iron loss of an electromagnetic steel sheet normally used for a stator core is about 1.2 W / kg (magnetic flux density 1.0 T at 50 Hz), whereas the iron loss of an amorphous material is 0.05 W / kg (magnetic flux at 50 Hz).
  • the density is about 1.0T). Therefore, since the eddy current loss becomes smaller in proportion to the square of the thickness of the laminated plate, it is possible to prevent an increase in iron loss even when the electric motor is operated at a high frequency.
  • the first core portion 21 has an insulator fixing portion 224 that fixes the first insulator 24a.
  • the 2nd core part 22 may have the insulator fixing
  • the first insulator 24 a can be fixed to the stator core 20 without forming the insulator fixing portion 224 in the third core portion 23.
  • the stator core 20 having high rigidity with respect to the direction orthogonal to the rotation axis direction can be manufactured. Thereby, the stator core 20 which can reduce the vibration and noise during the drive of the electric motor 1 can be manufactured.
  • an amorphous material and a nanocrystalline material have a hardness (for example, Vickers hardness) 3 to 6 times that of a general electromagnetic steel sheet, and thus have poor workability.
  • the Vickers hardness of the electromagnetic steel sheet is about 187 GN / m 3
  • the Vickers hardness of the amorphous material is about 900 GN / m 3 .
  • a fixing method capable of generating compressive stress such as caulking is not desirable. Therefore, it is desirable to select a fixing method according to the material of the stator core.
  • the third core portion 23 is strengthened while preventing deterioration of the magnetic properties of the stator core 20. Can be fixed to. Furthermore, by fixing each of the first core portion 21 and the second core portion 22 with the caulking 223, rigidity can be increased while preventing deterioration of the magnetic characteristics of the stator core 20 as a whole.
  • amorphous materials and nanocrystalline materials have a hardness (for example, Vickers hardness) that is 3 to 6 times that of a general electromagnetic steel sheet, so that punching is difficult.
  • the third plate 213 can be easily formed by cutting an amorphous material or a nanocrystalline material into a rectangle by shear cutting.
  • the third core part 23 is subjected to heat treatment to release the stress and remove the strain. As a result, the magnetic characteristics of the third core portion 23 can be improved.
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing the configuration of the driving device 4.
  • the driving device 4 includes the electric motor 1 according to the first embodiment and a driving circuit 41 that drives the electric motor 1.
  • the drive circuit 41 is a circuit that drives the electric motor 1 according to the first embodiment.
  • the electric motor 1 according to the first embodiment performs variable speed driving based on PWM (Pulse Width Modulation) control by the driving circuit 41.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the AC power is supplied to the drive circuit 41 from a commercial AC power source E as an external power source.
  • the AC voltage supplied from the commercial AC power source E is converted into a DC voltage by the rectifier circuit 42.
  • the rectifier circuit 42 includes, for example, a chopper circuit that boosts the voltage applied from the commercial AC power supply E, and a smoothing capacitor that smoothes the DC voltage.
  • the DC voltage converted by the rectifier circuit 42 is converted to a variable frequency AC voltage by the inverter circuit 43 and applied to the motor 1 (specifically, the winding 25).
  • the electric motor 1 is driven by variable frequency AC power supplied from the inverter circuit 43.
  • the inverter circuit 43 is, for example, a three-phase bridge inverter circuit.
  • the inverter circuit 43 includes six IGBTs (insulated gate bipolar transistors) 43a and six SiC-SBDs (Schottky barrier diodes) 43b as main inverter elements.
  • Each SiC-SBD 43b uses silicon carbide (SiC) as a flywheel diode (FRD).
  • SiC-SBD 43b suppresses the back electromotive force generated when the IGBT 43a switches the current from ON to OFF.
  • the rotor position detector 44 calculates the position of the rotor 3 of the electric motor 1 from the output signal of the inverter circuit 43 and outputs the position information of the rotor 3 to the output voltage calculator 45.
  • the rotor position detection unit 44 may detect the terminal voltage of the electric motor 1 and detect the position of the rotor 3 of the electric motor 1.
  • the position information of the rotor 3 detected by the rotor position detector 44 is output to the output voltage calculator 45.
  • the output voltage calculation unit 45 is an optimum inverter circuit 43 that is applied to the electric motor 1 based on the target rotation speed N given from the outside of the drive circuit 41 and the position information of the rotor 3 input from the rotor position detection unit 44.
  • the output voltage is calculated.
  • the output voltage calculation unit 45 outputs a signal associated with the calculation result (output voltage) to the PWM signal generation unit 46.
  • the PWM signal generation unit 46 outputs a PWM signal based on the signal input from the output voltage calculation unit 45 to the main element drive circuit 47.
  • the main element drive circuit 47 drives each IGBT 43 a of the inverter circuit 43.
  • Each IGBT 43 a performs switching according to the PWM signal from the main element drive circuit 47.
  • the voltage dividing resistors 49 a and 49 b are connected in series between the rectifier circuit 42 and the inverter circuit 43.
  • the DC voltage detector 48 detects and holds the electric signal converted into a low voltage by the voltage dividing resistors 49a and 49b.
  • the instantaneous value of the current supplied to the electric motor 1 (specifically, the winding 25) is detected.
  • the output voltage calculation unit 45 stops outputting the signal to the PWM signal generation unit 46.
  • an electric motor for example, a brushless DC motor controlled by an inverter is driven by harmonics. Therefore, the ratio of the eddy current loss in the iron loss generated in the motor is larger than the hysteresis loss. Therefore, by using a plurality of third plates 213 formed thinner than each of the plurality of first plates 211 and the plurality of second plates 212 for the stator 2 of the motor 1, eddy current loss in the motor 1 is achieved. Can be prevented from increasing. For example, by using a plate made of an amorphous material or a nanocrystalline material as the third plate 213, the thickness of the third plate 213 can be reduced, and an increase in eddy current loss is effective. Can be prevented.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the compressor 5 according to the third embodiment.
  • the compressor 5 includes the electric motor 1 according to the first embodiment as an electric element, a sealed container 51 as a housing, a compression mechanism 52 as a compression element, and a drive circuit 41 that drives the electric motor 1.
  • the compressor 5 is a rotary compressor.
  • the compressor 5 is not limited to a rotary compressor.
  • the sealed container 51 covers the electric motor 1 and the compression mechanism 52. Refrigerating machine oil that lubricates the sliding portion of the compression mechanism 52 is stored at the bottom of the sealed container 51.
  • the drive circuit 41 is the drive circuit described in the second embodiment. That is, the drive circuit 41 has an inverter circuit 43.
  • the compressor 5 further includes a glass terminal 53 fixed to the sealed container 51, an accumulator 54, a suction pipe 55, and a discharge pipe 56.
  • the electric motor 1 is a permanent magnet embedded electric motor, but is not limited thereto.
  • the compression mechanism 52 includes a cylinder 52a, a piston 52b, an upper frame 52c (first frame), a lower frame 52d (second frame), and a plurality of mufflers attached to the upper frame 52c and the lower frame 52d. 52e.
  • the compression mechanism 52 further includes a vane that divides the inside of the cylinder 52a into a suction side and a compression side. The compression mechanism 52 is driven by the electric motor 1.
  • Electric power is supplied to the coil (the winding 25 described in the first embodiment) of the electric motor 1 (specifically, the stator 2) via the glass terminal 53.
  • stator 2 of the electric motor 1 can be directly attached to the sealed container 51 by a method such as shrink fitting or welding.
  • At least one of the first core portion 21 and the second core portion 22 of the electric motor 1 is more than the third core portion 23 in the radial direction of the stator core 20 (R-axis direction in the example shown in FIG. 14). May be larger.
  • both the first core portion 21 and the second core portion 22 are larger than the third core portion 23 in the radial direction of the stator core 20. Therefore, a gap is formed between the third core portion 23 and the sealed container 51. That is, in the present embodiment, the third core part 23 is not in contact with the sealed container 51.
  • the third core portion 23 is subjected to heat treatment (annealing). This releases the stress and removes the strain. As a result, the magnetic characteristics of the third core portion 23 are improved.
  • the amorphous material and the nanocrystalline material used as the third plate 213 have a remarkable effect of heat treatment because the magnetic characteristics are significantly deteriorated due to stress.
  • the rotor 3 (specifically, the shaft 33) of the electric motor 1 is rotatably held by the upper frame 52c and the lower frame 52d via bearings provided in the upper frame 52c and the lower frame 52d.
  • the shaft 33 is inserted through the piston 52b.
  • a shaft 33 is rotatably inserted in the upper frame 52c and the lower frame 52d.
  • the upper frame 52c and the lower frame 52d close the end surface of the cylinder 52a.
  • the accumulator 54 supplies a refrigerant (for example, refrigerant gas) to the cylinder 52a through the suction pipe 55.
  • the refrigerant supplied from the accumulator 54 is sucked into the cylinder 52 a from the suction pipe 55 fixed to the sealed container 51.
  • the electric motor 1 rotates by energization of the inverter
  • the piston 52b fitted to the shaft 33 rotates in the cylinder 52a.
  • the refrigerant is compressed in the cylinder 52a.
  • the refrigerant passes through the muffler 52e and rises in the sealed container 51. At this time, refrigeration oil is mixed in the compressed refrigerant.
  • the mixture of the refrigerant and the refrigerating machine oil passes through the air holes 36 formed in the rotor core 31, separation of the refrigerant and the refrigerating machine oil is promoted, and the refrigerating machine oil can be prevented from flowing into the discharge pipe 56. In this way, the compressed refrigerant is supplied to the high pressure side of the refrigeration cycle through the discharge pipe 56.
  • refrigerant of the compressor 5 R410A, R407C, R22, and the like can be used.
  • the refrigerant of the compressor 5 is not limited to these.
  • a low GWP (global warming potential) refrigerant or the like can be used as the refrigerant of the compressor 5.
  • refrigerants are typical examples of low GWP refrigerants.
  • the halogenated hydrocarbon having a carbon double bond in the composition is, for example, HFO-1234yf (CF3CF ⁇ CH2).
  • HFO is an abbreviation for Hydro-Fluoro-Olefin.
  • Olefin is an unsaturated hydrocarbon having one double bond.
  • the GWP of HFO-1234yf is 4.
  • the hydrocarbon having a carbon double bond in the composition is, for example, R1270 (propylene).
  • R1270 has a GWP of 3, which is smaller than that of HFO-1234yf, but the flammability of R1270 is better than that of HFO-1234yf.
  • the mixture containing at least one of a halogenated hydrocarbon having a carbon double bond in the composition and a hydrocarbon having a carbon double bond in the composition is, for example, a mixture of HFO-1234yf and R32. is there. Since HFO-1234yf is a low-pressure refrigerant, the pressure loss increases, and the performance of the refrigeration cycle (especially in an evaporator) tends to decrease. Therefore, it is desirable to use a mixture with R32 or R41 which is a high-pressure refrigerant.
  • the compressor 5 according to the third embodiment has the following effects in addition to the effects described in the first and second embodiments.
  • the rigidity in the direction orthogonal to the rotation axis direction (Z-axis direction in the example shown in FIG. 14) can be increased. Therefore, the electric motor 1 can be firmly fixed to the sealed container 51, and vibration and noise of the electric motor 1 can be reduced in the compressor 5.
  • the third core portion 23 and the sealed container 51 are arranged. A gap is formed between the two.
  • the first core portion 21 and the second core portion 22 are attached to the inner wall of the sealed container 51.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing the configuration of the air conditioner 6 according to Embodiment 4. As shown in FIG.
  • An air conditioner 6 (for example, a refrigeration air conditioner) according to Embodiment 4 includes an indoor unit 61 as a blower (first blower), a refrigerant pipe 62, and a blower connected to the indoor unit 61 by the refrigerant pipe 62. And an outdoor unit 63 (second blower).
  • an indoor unit 61 as a blower (first blower), a refrigerant pipe 62, and a blower connected to the indoor unit 61 by the refrigerant pipe 62.
  • an outdoor unit 63 (second blower).
  • the indoor unit 61 includes an electric motor 61a (for example, the electric motor 1 according to Embodiment 1), a blower 61b that blows air by being driven by the electric motor 61a, and a housing 61c that covers the electric motor 61a and the blower 61b.
  • the air blower 61b has, for example, blades that are driven by the electric motor 61a.
  • the outdoor unit 63 includes an electric motor 63a (for example, the electric motor 1 according to the first embodiment), a blower 63b, a compressor 64 (for example, the compressor 5 according to the third embodiment), and a heat exchanger (not illustrated). ).
  • the air blower 63b blows air by being driven by the electric motor 63a.
  • the air blower 63b has, for example, blades that are driven by the electric motor 63a.
  • the compressor 64 is sealed as an electric motor 64a (for example, the electric motor 1 according to Embodiment 1), a compression mechanism 64b (for example, a refrigerant circuit) driven by the electric motor 64a, and a housing that covers the electric motor 64a and the compression mechanism 64b.
  • a container 64c compression container).
  • At least one of the indoor unit 61 and the outdoor unit 63 includes the electric motor 1 described in the first embodiment. Specifically, the electric motor 1 described in the first embodiment is applied to at least one of the electric motors 61a and 63a as a driving source of the blower unit.
  • the compressor 5 according to Embodiment 3 may be used as the compressor 64.
  • the electric motor 1 described in the first embodiment is used as the electric motor 64a of the compressor 64.
  • the air conditioner 6 can perform an operation such as a cooling operation in which cool air is blown from the indoor unit 61 or a heating operation in which warm air is blown.
  • the electric motor 61a is a drive source for driving the blower 61b.
  • the blower 61b can blow the adjusted air.
  • the electric motor 1 described in the first embodiment is applied to at least one of the electric motors 61a and 63a, the same effects as the effects described in the first embodiment. Can be obtained.
  • the compressor 5 according to the third embodiment as the compressor 64, the same effect as that described in the third embodiment can be obtained, and the operating efficiency of the air conditioner 6 can be increased. .

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Abstract

ステータコア（２０）は、第１の方向に積層された複数の第１のプレート（２１１）を有する第１のコア部（２１）と、第１の方向に積層された複数の第２のプレート（２１２）を有する第２のコア部（２２）と、第１の方向に直交する方向に積層された複数の第３のプレート（２１３）を有する第３のコア部（２３）とを有する。第３のコア部（２３）は、第１のコア部（２１）と第２のコア部（２２）との間に挟まれている。

Description

ステータコア、ステータ、電動機、駆動装置、圧縮機、空気調和機、及びステータコアの製造方法
　本発明は、電動機に用いられるステータコアに関する。
　一般に、ロータとステータとを有する電動機が用いられている。鉄損の増加、特に渦電流損の増加を防止するために、ステータ用の構成要素として、複数の薄い電磁鋼板が積層されたステータコアがよく用いられている。例えば、電動機の回転軸方向に直交する方向（例えば、径方向）に積層された複数の電磁鋼板を有するステータコアが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０－１７００２号公報
　しかしながら、電動機の回転軸方向に直交する方向（例えば、径方向）に積層された複数の電磁鋼板を有するステータコアは、電動機の回転軸方向に直交する方向に対する剛性が低下するため、電動機の駆動中における振動（例えば、回転軸方向に直交する方向の振動）及び騒音の原因となり得る。
　本発明の目的は、電動機の駆動中における振動及び騒音を低減するステータコアを提供することである。
　本発明のステータコアは、第１の方向に積層された複数の第１のプレートを有する第１のコア部と、前記第１の方向に積層された複数の第２のプレートを有する第２のコア部と、前記第１のコア部と前記第２のコア部との間に挟まれており、前記第１の方向に直交する方向に積層された複数の第３のプレートを有する第３のコア部とを有する。
　本発明によれば、電動機の駆動中における振動及び騒音を低減するステータコアを提供することができる。
本発明の実施の形態１に係る電動機の構造を概略的に示す断面図である。 分割コア部の構造を概略的に示す斜視図である。 ステータコアの構造を概略的に示す分解図である。 第１のコア部及び第２のコア部の一例を概略的に示す平面図である。 第１のコア部の他の例を概略的に示す斜視図である。 第１のコア部のさらに他の例を概略的に示す斜視図である。 第３のコア部の構造を概略的に示す斜視図である。 ステータコアの構造を概略的に示す平面図である。 第１のインシュレータの構造を概略的に示す平面図である。 分割コア部の構造を概略的に示す断面図である。 ロータの構造を概略的に示す断面図である。 ステータコアの製造工程の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る駆動装置の構成を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態３に係る圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る電動機１の構造を概略的に示す断面図である。矢印Ｄ１は、ステータ２、ステータコア２０、及びロータ３の各々の外周に沿った方向（以下“周方向”という）を示す。各図に示されるＺＲＷ直交座標系において、Ｚ軸方向（Ｚ軸）は、電動機１のシャフト（後述するシャフト３３）の軸線Ａ１（軸心）と平行な方向（以下“回転軸方向”という）を示し、Ｒ軸方向（Ｒ軸）は、Ｚ軸方向に直交する方向を示し、Ｗ軸方向（Ｗ軸）は、Ｚ軸方向及びＲ軸方向の両方に直交する方向を示す。
　電動機１は、ステータ２と、ロータ３とを有する。電動機１は、例えば、永久磁石埋込型電動機である。
　ステータ２は、ステータコア２０と、第１のインシュレータ２４ａと、第２のインシュレータ２４ｂと、巻線２５とを有する。ステータ２は、軸線Ａ１（ロータ３の回転軸）を中心とする周方向に円環状に形成されている。ステータ２の内側に、エアギャップを介してロータ３が挿入されている。第１のインシュレータ２４ａ及び第２のインシュレータ２４ｂは、ステータコア２０を絶縁する。
　ステータコア２０は、第１のコア部２１と、第２のコア部２２と、第３のコア部２３とを有する（後述する図２及び３参照）。本実施の形態では、ステータ２は、複数の分割コア部２００によって形成されている。複数の分割コア部２００は、軸線Ａ１を中心とする周方向に円環状に配列されている。ただし、ステータ２は、複数の分割コア部２００によって形成されていなくてもよい。例えば、ステータコア２０は、円環状の複数の種々のプレート（例えば、電磁鋼板及びアモルファス材料など）を積層することによって形成されていてもよい。
　分割コア部２００の構造について以下に説明する。
　図２は、分割コア部２００の構造を概略的に示す斜視図である。
　本実施の形態では、ステータ２が複数の分割コア部２００によって形成されているため、各分割コア部２００は、第１のコア部２１（分割された第１のコア部２１）と、第２のコア部２２（分割された第２のコア部２２）と、第３のコア部２３（分割された第３のコア部２３）と、第１のインシュレータ２４ａと、第２のインシュレータ２４ｂと、巻線２５とを有する。ただし、図２に示される例では、巻線２５は図示されていない。
　第１のインシュレータ２４ａは、ステータコア２０と組み合わされる。本実施の形態では、第１のインシュレータ２４ａは、回転軸方向におけるステータコア２０の両端部に備えられている。ただし、第１のインシュレータ２４ａは、回転軸方向におけるステータコア２０の一方の端部に備えられていてもよい。本実施の形態では、第１のインシュレータ２４ａは、絶縁性樹脂である。
　第２のインシュレータ２４ｂは、例えば、薄いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムである。ＰＥＴフィルムの厚さは、例えば、０．１５ｍｍである。第２のインシュレータ２４ｂは、ステータコア２０のティース部（後述するティース部２２２及び２３２）の側面を覆う。
　図３は、ステータコア２０（分割されたステータコア２０）の構造を概略的に示す分解図である。
　第１のコア部２１は、第１の方向に積層された複数の第１のプレート２１１を有する。言い換えると、複数の第１のプレート２１１は、第１の方向に垂直な面に対して平行に積層されている。本実施の形態では、第１の方向は、Ｚ軸方向である。第１のプレート２１１は、例えば、電磁鋼板である。第１のプレート２１１は、打ち抜き処理（プレス打ち抜き加工）によって、予め定められた形状に形成されている。第１のプレート２１１の厚さは、例えば、０．１ｍｍから０．７ｍｍである。本実施の形態では、第１のプレート２１１の厚さは、０．３５ｍｍである。ただし、第１のプレート２１１の形状及び厚さは本実施の形態に限定されない。各第１のプレート２１１は、隣接する第１のプレート２１１同士が、後述するカシメ２２３によって互いに締結されている。
　第２のコア部２２は、第１の方向に積層された複数の第２のプレート２１２を有する。言い換えると、複数の第２のプレート２１２は、第１の方向に垂直な面に対して平行に積層されている。第２のプレート２１２は、例えば、電磁鋼板である。第２のプレート２１２は、打ち抜き処理によって、予め定められた形状に形成されている。第２のプレート２１２の厚さは、例えば、０．１ｍｍから０．７ｍｍである。本実施の形態では、第２のプレート２１２の厚さは、０．３５ｍｍである。ただし、第２のプレート２１２の形状及び厚さは本実施の形態に限定されない。各第２のプレート２１２は、隣接する第２のプレート２１２同士が、後述するカシメ２２３によって互いに締結されている。
　本実施の形態では、第１のコア部２１と第２のコア部２２とは、互いに同じ材料によって形成されており、互いに同じ構造である。すなわち、第１のプレート２１１及び第２のプレート２１２は、互いに同じ材料で形成されており、互いに同じ構造を持つ。ただし、第１のコア部２１と第２のコア部２２とは、互いに異なる材料によって形成されていてもよく、互いに異なる構造を持っていてもよい。すなわち、第１のプレート２１１及び第２のプレート２１２は、互いに異なる材料で形成されていてもよく、互いに異なる構造を持っていてもよい。複数の第１のプレート２１１及び複数の第２のプレート２１２の少なくとも一方は、複数の電磁鋼板であることが望ましい。
　第３のコア部２３は、第１の方向（Ｚ軸方向）に直交する方向に積層された複数の第３のプレート２１３を有する。第１の方向に直交する方向は、例えば、Ｒ軸方向（第２の方向）又はＷ軸方向（第３の方向）である。言い換えると、複数の第３のプレート２１３は、第１の方向に垂直な面に対して垂直に積層されている。
　第３のコア部２３は、第１のコア部２１と第２のコア部２２との間に挟まれている。言い換えると、第１のコア部２１と第２のコア部２２との間に第３のコア部２３が固定されている。本実施の形態では、第１の方向における第３のコア部２３の一端側に、第１のコア部２１が固定されており、第１の方向における第３のコア部２３の他端側に、第２のコア部２２が固定されている。
　第３のプレート２１３は、例えば、アモルファス材料（例えば、アモルファス金属）又はナノ結晶材料（例えば、ナノ結晶金属）によって形成された薄板である。第３のプレート２１３は、例えば、矩形である。
　第１のコア部２１及び第２のコア部２２の少なくとも１つは、ステータコア２０の径方向（図３に示される例ではＲ軸方向）において第３のコア部２３よりも大きくてもよい。
　複数の第３のプレート２１３の各々は、複数の第１のプレート２１１の各々よりも薄い。複数の第３のプレート２１３の各々は、複数の第２のプレート２１２の各々よりも薄い。第３のプレート２１３の厚さは、例えば、５μｍから５０μｍである。本実施の形態では、第３のプレート２１３の厚さは、２０μｍである。ただし、第３のプレート２１３の形状及び厚さは本実施の形態に限定されない。各第３のプレート２１３は、隣接する第３のプレート２１３同士を、金型を用いた成形、接着剤、又は溶接によって互いに固定することができる。
　図４は、第１のコア部２１及び第２のコア部２２の一例を概略的に示す平面図である。本実施の形態では、第１のコア部２１及び第２のコア部２２は、互いに同じ構造であるので、図４には第１のコア部２１の構造を示す。
　第１のコア部２１は、ヨーク部２２１と、ティース部２２２と、カシメ２２３と、インシュレータ固定部２２４とを有する。
　ティース部２２２は、ヨーク部２２１から径方向（図４に示される例では、－Ｒ方向、すなわち、ステータコア２０の径方向の内向き）に延在している。言い換えると、ティース部２２２は、ヨーク部２２１から軸線Ａ１に向けて突出している。ティース部２２２は、径方向における先端である先端部２２２ａを有する。先端部２２２ａは、ステータコア２０の周方向に向けて広がるように形成されている。
　インシュレータ固定部２２４は、第１のインシュレータ２４ａを固定する。本実施の形態では、インシュレータ固定部２２４は、第１のインシュレータ２４ａのインシュレータ位置決め部２４１（後述する図９参照）が挿入される凹部である。
　図５は、第１のコア部２１の他の例を概略的に示す斜視図である。
　図６は、第１のコア部２１のさらに他の例を概略的に示す斜視図である。
　図５及び６に示される第１のコア部２１の構造は、第２のコア部２２にも適用可能である。
　図５に示されるように、インシュレータ固定部２２４は、ティース部２２２に形成されていてもよい。さらに、インシュレータ固定部２２４は、突起であってもよい。この場合、第１のインシュレータ２４ａのインシュレータ位置決め部２４１は、凹状に形成される。
　図６に示されるように、インシュレータ固定部２２４は、ティース部２２２の側面に形成されていてもよい。この場合、第１のインシュレータ２４ａのインシュレータ位置決め部２４１は、インシュレータ固定部２２４と嵌合可能な形状及び位置に形成される。
　図７は、第３のコア部２３の構造を概略的に示す斜視図である。
　第３のコア部２３は、第１の方向に直交する第２の方向に積層された複数の第３のプレート２１３（図３）によって形成されたヨーク部２３１を有する。ヨーク部２３１の第１の方向における長さｚ１は、ヨーク部２３１の第２の方向における幅ｒ１よりも長い。本実施の形態では、第２の方向は、径方向（例えば、図２，３，及び７では、Ｒ軸方向）である。ただし、第２の方向は、径方向に限定されない。例えば、第３のプレート２１３の数が少なくなるように、第２の方向を選択することがコストの観点から望ましい。
　第３のコア部２３は、第１の方向に直交する第３の方向に積層された複数の第３のプレート２１３によって形成されたティース部２３２を有する。ティース部２３２の第１の方向における長さｚ２は、ティース部２３２の第３の方向における幅ｗ１よりも長い。本実施の形態では、長さｚ２は、長さｚ１と等しい。本実施の形態では、第３の方向は、第１の方向及び第２の方向に直交する。例えば、第３の方向は、図２，３，及び７では、Ｗ軸方向である。ただし、第３の方向は、Ｗ軸方向に限定されない。例えば、第３のプレート２１３の数が少なくなるように、第３の方向を選択することがコストの観点から望ましい。
　ティース部２３２は、ヨーク部２３１から径方向（すなわち、ステータコア２０の径方向の内向き）に延在している。言い換えると、ティース部２３２は、ヨーク部２３１から軸線Ａ１に向けて突出している。ティース部２３２は、径方向における先端である先端部２３２ａを有する。先端部２３２ａは、ステータコア２０の周方向に向けて広がるように形成されている。
　図８は、ステータコア２０の構造を概略的に示す平面図である。
　両側に隣接するステータコア２０のヨーク部２２１が互いに連結されていることにより、隣接するヨーク部２２１が互いに連結されている。すなわち、図１に示される各分割コア部２００は、両側に隣接する分割コア部２００のステータコア２０（分割されたステータコア２０）が互いに連結されていることにより、連結されている。隣接する第１のコア部２１が互いに連結されてもよく、隣接する第２のコア部２２が互いに連結されてもよい。２つのヨーク部２２１及び２つのティース部２２２によって囲まれた領域がスロット部２６である。
　ステータコア２０の各ティース部２２２は、スロット部２６を介して隣接している。したがって、複数のティース部２２２及び複数のスロット部２６は、周方向に、交互に配列されている。周方向における複数のティース部２２２の配列ピッチ（すなわち、周方向におけるスロット部２６の幅）は等間隔である。
　複数のスロット部２６は、周方向に等間隔に形成されている。本実施の形態では、ステータ２に、９個のスロット部２６が形成されている。
　ステータコア２０は、電動機１のトルクを増加させるため、巻線２５の占積率（スロット部２６の断面積に対する巻線２５の断面積の割合）が高くなるように形成されていることが望ましい。
　図９は、第１のインシュレータ２４ａの構造を概略的に示す平面図である。
　第１のインシュレータ２４ａは、ステータコア２０のインシュレータ固定部２２４と組み合わされるインシュレータ位置決め部２４１を有する。本実施の形態では、インシュレータ位置決め部２４１は、インシュレータ固定部２２４に挿入される突起である。
　図１０は、分割コア部２００の構造を概略的に示す断面図である。
　巻線２５は、第１のインシュレータ２４ａ及び第２のインシュレータ２４ｂを介してステータコア２０に巻回されており、回転磁界を発生させるコイルを形成する。
　巻線２５は、例えば、マグネットワイヤである。本実施の形態では、ステータ２は、３相であり、巻線２５（コイル）の結線は、Ｙ結線（スター結線）である。巻線２５（コイル）のターン数及び線径は、電動機１の回転数、トルク、電圧仕様、及びスロット部２６の断面積等に応じて定められる。本実施の形態では、巻線２５の線径は、１．０ｍｍである。本実施の形態では、ステータコア２０には、巻線２５が８０ターン巻回されている。ただし、巻線２５の線径及びターン数は、これらの例に限られない。
　本実施の形態では、巻線２５（コイル）の巻線方式は、集中巻である。例えば、分割されたステータコア２０を円環状に配列する前の状態（例えば、分割されたステータコア２０が直線状に配列された状態）で、ステータコア２０に巻線２５を巻回することができる。巻線２５が巻回されたステータコア２０は、円環状に折り畳まれて、溶接等によって固定される。
　ロータ３の構造について以下に説明する。
　図１１は、ロータ３の構造を概略的に示す断面図である。
　ロータ３は、ロータコア３１と、複数の永久磁石３２と、シャフト３３と、複数の磁石挿入孔３４と、複数のフラックスバリア３５（漏れ磁束抑制穴）と、複数の風穴３６とを有する。
　ロータ３は、軸線Ａ１を中心として回転自在である。ロータ３は、ステータ２の内側に、エアギャップを介して回転自在に配置されている。軸線Ａ１は、ロータ３の回転中心であり、且つ、シャフト３３の軸線である。ロータ３とステータ２との間（具体的には、ロータ３の外側表面とステータ２の内側表面との間）に形成されるエアギャップは、例えば、０．３ｍｍから１ｍｍである。巻線２５に電流を供給することにより、回転磁界が発生し、ロータ３が回転する。巻線２５に供給される電流は、指令回転数（ロータ３の回転数）に同期した周波数を持つ電流である。
　本実施の形態では、ロータ３は、永久磁石埋込型である。ロータコア３１には、ロータ３の周方向に複数の磁石挿入孔３４が形成されている。磁石挿入孔３４は、永久磁石３２が挿入される空隙である。各磁石挿入孔３４には、複数の永久磁石３２が配置されている。ただし、各磁石挿入孔３４に１つの永久磁石３２を配置してもよい。複数の永久磁石３２は、ロータ３の径方向に磁化されるように着磁されており、磁極の位置関係は互いに同じである。磁石挿入孔３４の数は、ロータ３の磁極数に対応する。本実施の形態では、ロータ３の磁極数は、６極である。ただし、ロータ３の磁極数は、２極以上であればよい。
　ロータコア３１は、複数の電磁鋼板を積層することにより形成されている。ロータコア３１の各電磁鋼板の厚さは、０．１ｍｍから０．７ｍｍである。本実施の形態では、ロータコア３１の各電磁鋼板の厚さは、０．３５ｍｍである。ただし、ロータコア３１の各電磁鋼板の形状及び厚さは、本実施の形態に限定されない。ロータコア３１の各電磁鋼板は、隣接する電磁鋼板同士が、カシメによって互いに締結されている。
　シャフト３３は、ロータコア３１と連結されている。具体的には、ロータコア３１に形成された軸穴に、焼き嵌め又は圧入などによって固定されている。これにより、ロータコア３１が回転することによって発生する回転エネルギーは、シャフト３３に伝達される。
　フラックスバリア３５は、ロータ３の周方向において磁石挿入孔３４に隣接する位置に形成されている。フラックスバリア３５は、漏れ磁束を低減する。隣接する永久磁石３２間での磁束の短絡を防ぐため、フラックスバリア３５とロータ３の外側表面（外縁）との間の長さは短いことが望ましい。フラックスバリア３５とロータ３の外側表面との間の長さは、例えば、０．３５ｍｍである。風穴３６は、貫通孔である。例えば、圧縮機に電動機１を用いたとき、冷媒が風穴３６を通過することができる。
　永久磁石３２として、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、及びボロン（Ｂ）を主成分とする希土類磁石を用いることができる。Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ永久磁石の保磁力は、温度により低下する性質を持つ。例えば、圧縮機のように１００℃以上の高温雰囲気中でＮｄ希土類磁石を用いた電動機を使用する場合、磁石の保磁力は温度により劣化（約－０．５％／ΔＫから－０．６％／ΔＫ）するため、Ｄｙ（ディスプロシウム）元素を添加して保磁力を高める必要がある。保磁力は、Ｄｙ元素の含有量にほぼ比例して向上する。一般的な圧縮機では、電動機の雰囲気温度上限は約１５０℃であり、２０℃に対して、約１３０℃の温度上昇の範囲で使用する。例えば、－０．５％／ΔＫの温度係数では保磁力は６５％低下する。
　圧縮機の最大負荷で減磁しないようにするためには、１１００Ａ／ｍから１５００Ａ／ｍ程度の保磁力が必要である。１５０℃の雰囲気温度中で保磁力を保証するためには、常温保磁力を１８００Ａ／ｍから２３００Ａ／ｍ程度に設計する必要がある。
　Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ永久磁石にＤｙ元素が添加されていない状態では、常温保磁力は約１８００Ａ／ｍである。約２３００ｋＡ／ｍの保磁力を得るためには、約２ｗｔ％のＤｙ元素を添加する必要がある。しかしながら、Ｄｙ元素を添加すると、保磁力特性は向上するが、残留磁束密度特性が低下する。残留磁束密度が低下すると、電動機のマグネットトルクが低下し、通電電流が増加するため、銅損が増加する。そのため、モータ効率を考慮すると、Ｄｙ添加量を低減することが望ましい。
　ステータコア２０の製造方法について以下に説明する。
　図１２は、ステータコア２０の製造工程の一例を示すフローチャートである。
　ステップＳ１では、予め定められた構造を持つ複数の第１のプレート２１１を形成し、複数の第１のプレート２１１を第１の方向（Ｚ軸方向）に積層することにより第１のコア部２１を形成する。第１のプレート２１１は、例えば、電磁鋼板である。例えば、打ち抜き処理（プレス打ち抜き加工）によって予め定められた構造を持つように第１のプレート２１１を形成する。複数の第１のプレート２１１は、例えば、カシメ２２３によって締結しながら第１の方向に積層される。複数の第１のプレート２１１を、ボルト固定又はリベット固定によって固定しながら第１の方向に積層してもよい。
　ステップＳ２では、予め定められた構造を持つ複数の第２のプレート２１２を形成し、複数の第２のプレート２１２を第１の方向に積層することにより第２のコア部２２を形成する。第２のプレート２１２は、例えば、電磁鋼板である。例えば、打ち抜き処理によって予め定められた構造を持つように第２のプレート２１２を形成する。複数の第２のプレート２１２は、例えば、カシメ２２３によって締結しながら第１の方向に積層される。複数の第２のプレート２１２を、ボルト固定又はリベット固定によって固定しながら第１の方向に積層してもよい。
　ステップＳ３では、予め定められた構造を持つ複数の第３のプレート２１３を形成し、複数の第３のプレート２１３を第１の方向に直交する方向に積層することにより第３のコア部２３を形成する。第３のプレート２１３は、例えば、アモルファス材料（例えば、アモルファス金属）又はナノ結晶材料（例えば、ナノ結晶金属）によって形成される。例えば、シャー切断によってアモルファス材料又はナノ結晶材料を予め定められた形状に切断する。本実施の形態では、第３のプレート２１３は矩形である。
　第３のコア部２３のヨーク部２３１は、第１の方向に直交する第２の方向に積層される。例えば、金型を用いた成形、接着剤、又は溶接によって複数の第３のプレート２１３を固定し、複数の第３のプレート２１３をＲ軸方向に積層する。これにより、ヨーク部２３１が形成される。積層が容易な方向を第２の方向として選択してもよい。
　第３のコア部２３のティース部２３２は、第１の方向に直交する第３の方向に積層される。例えば、金型を用いた成形、接着剤、又は溶接によって複数の第３のプレート２１３を固定し、複数の第３のプレート２１３をＷ軸方向に積層する。積層が容易な方向を第３の方向として選択してもよい。複数の第３のプレート２１３のうちのＷ軸方向における両端側の第３のプレート２１３の先端は、第１のコア部２１及び第２のコア部２２の先端部２２２ａの形状に合わせて折り曲げられる。これにより、ティース部２３２が形成される。
　さらに、ヨーク部２３１とティース部２３２とを、例えば、金型を用いた成形、接着剤、又は溶接によって固定することにより、第３のコア部２３を形成することができる。
　第３のコア部２３を形成する工程において、第３のコア部２３に応力が発生しやすい。具体的には、第３のプレート２１３の積層を行うときに第３のコア部２３に応力が発生しやすい。第３のコア部２３に生じる応力は、第３のコア部２３の磁気特性の劣化を引き起こす。そのため、ステップＳ３において、第３のコア部２３を形成した後に、第３のコア部２３に熱処理（焼なまし）を施してもよい。これにより、応力が解放され、ひずみが除去される。その結果、第３のコア部２３の磁気特性が改善される。第３のプレート２１３として用いられるアモルファス材料及びナノ結晶材料は、応力を起因とする磁気特性の劣化が顕著であるので、熱処理の効果が高い。
　ステップＳ４では、第１のコア部２１、第２のコア部２２、及び第３のコア部２３を連結する。具体的には、第１のコア部２１及び第２のコア部２２を、第３のコア部２３を挟んで固定する。言い換えると、第１のコア部２１と第２のコア部２２との間に第３のコア部２３を固定する。例えば、金型を用いた成形、接着剤、又は溶接によって第１の方向における第３のコア部２３の一端側に、第１のコア部２１を固定し、第１の方向における第３のコア部２３の他端側に、第２のコア部２２を固定する。第１のコア部２１、第２のコア部２２、及び第３のコア部２３は、接着剤、溶接、及び金型を用いた成形ではなく、巻線２５を巻回することによって固定してもよい。
　上記の各工程により、ステータコア２０を製造することができる。
　実施の形態１に係る電動機１のステータ２のステータコア２０の効果について以下に説明する。
　回転軸方向に直交する方向（例えば、周方向又は径方向）に複数のプレートが積層されることにより形成されたステータコアは、剛性が低下する場合がある。例えば、ステータコアの複数のプレート間に隙間がある場合、回転軸方向に直交する方向に対する剛性が低下する。さらに、この隙間によって、電動機の駆動中における振動（例えば、回転軸方向に直交する方向の振動）及び騒音の原因となり得る。
　実施の形態１に係る電動機１のステータコア２０は、第１の方向に積層された複数の第１のプレート２１１を有する第１のコア部２１と、第１の方向に積層された複数の第２のプレート２１２を有する第２のコア部２２と、第１の方向に直交する方向に積層された複数の第３のプレート２１３を有する第３のコア部２３とを有する。第３のコア部２３は、第１のコア部２１と第２のコア部２２との間に挟まれている。第１の方向に積層された複数の第１のプレート２１１を有する第１のコア部２１と、第１の方向に積層された複数の第２のプレート２１２を有する第２のコア部２２とによって、回転軸方向に直交する方向に対する剛性を高めることができる。これにより、電動機１の駆動中における振動及び騒音を低減することができる。
　例えば、圧縮機の駆動源として電動機１を用いるとき、電動機１は、圧縮機のハウジングである密閉容器の内壁に取り付けられる。この場合、ステータコア２０に大きな応力（回転軸方向に直交する方向における応力）が生じる。通常、ステータコアに圧縮応力が生じると、鉄損が増加する。実施の形態１に係る電動機１によれば、回転軸方向に直交する方向に対する剛性を高めることができるので、ステータコア２０の形状を維持することができ、鉄損の増加を抑制することができる。鉄損の増加を防止することによってモータ効率を高めることができる。さらに、電動機１を密閉容器に強固に固定することができ、圧縮機内において電動機１の振動及び騒音を低減することができる。
　電動機１の第１のコア部２１及び第２のコア部２２のうちの少なくとも１つは、ステータコア２０の径方向において第３のコア部２３よりも大きくてもよい。これにより、圧縮機の密閉容器の内壁に、第１のコア部２１及び第２のコア部２２の少なくとも一方を取り付けることができる。その結果、電動機１を圧縮機の密閉容器の内壁に取り付けたときに、ステータコア２０（特に、第３のコア部２３）に生じる圧縮応力が低減され、鉄損の増加を防止することができる。
　一般に、ステータコアでは、ヒステリシス損及び渦電流損などの鉄損（エネルギー損失）が発生する。ヒステリシス損は、ステータコアの磁区が交番磁界によって磁界の向きを変えるときのエネルギー損失であり、理論的にはステータコアに生じる磁束変化の周波数に比例する。渦電流損は、ステータコア（例えば、電磁鋼板）の内部に発生する渦電流によって生じるエネルギー損失である。渦電流損は、理論的にはステータコアに生じる磁束変化の周波数の２乗に比例し、更にステータコアの積層プレートの各々の厚さの２乗にも比例する。したがって、鉄損の増加、特に渦電流損の増加を防止するために、積層プレートの厚さを薄くすることが有効である。
　実施の形態１に係る電動機１において、ステータコア２０の複数の第３のプレート２１３の各々は、複数の第１のプレート２１１の各々よりも薄い。これにより、ステータコア２０（特に第３のコア部２３）における渦電流損を低減することができる。同様に、複数の第３のプレート２１３の各々は、複数の第２のプレート２１２の各々よりも薄い。これにより、ステータコア２０（特に第３のコア部２３）における渦電流損を低減することができる。
　第３のコア部２３のヨーク部２２１の第１の方向における長さは、第３のコア部２３のヨーク部２２１の第２の方向における幅よりも長い。さらに、第３のコア部２３のティース部２２２の第１の方向における長さは、ティース部２２２の第３の方向における幅よりも長い。これにより、第３のコア部２３のヨーク部２２１を形成するための第３のプレート２１３の数を低減することができる。同様に、第３のコア部２３のティース部２２２を形成するための第３のプレート２１３の数を低減することができる。したがって、第３のプレート２１３の切断及び接着等の製造工程を削減することができ、第３のコア部２３を形成するための工具の寿命を延ばすことができる。
　複数の第３のプレート２１３は、アモルファス材料又はナノ結晶材料によって形成されている。アモルファス材料及びナノ結晶材料は、優れた磁気特性を持ち、電磁鋼板の３％から１５％程度の厚さで第３のプレート２１３として形成される。例えば、０．２ｍｍから０．５ｍｍ程度の厚さの電磁鋼板がステータコアに用いられるのに対し、アモルファス材料及びナノ結晶材料は１５μｍから３０μｍ程度の厚さに形成することができる。例えば、通常ステータコアに用いられる電磁鋼板の鉄損が１．２Ｗ／ｋｇ（５０Ｈｚで磁束密度１．０Ｔ）程度であるのに対し、アモルファス材料の鉄損は、０．０５Ｗ／ｋｇ（５０Ｈｚで磁束密度１．０Ｔ）程度である。したがって、渦電流損は積層プレートの厚さの２乗に比例して小さくなるため、電動機が高周波で運転される場合であっても鉄損の増加を防止することが可能となる。
　第１のコア部２１は、第１のインシュレータ２４ａを固定するインシュレータ固定部２２４を有する。同様に、第２のコア部２２が、第１のインシュレータ２４ａを固定するインシュレータ固定部２２４を有してもよい。これにより、第３のコア部２３にインシュレータ固定部２２４を形成せずに、ステータコア２０に第１のインシュレータ２４ａを固定することができる。
　ステータコア２０の製造方法の効果を以下に説明する。
　ステータコア２０の製造方法によれば、回転軸方向に直交する方向に対する剛性の高いステータコア２０を製造することができる。これにより、電動機１の駆動中における振動及び騒音を低減可能なステータコア２０を製造することができる。
　一般に、アモルファス材料及びナノ結晶材料は、一般的な電磁鋼板と比較して３倍から６倍の硬度（例えば、ビッカース硬度）を持つため、加工性が悪い。例えば、電磁鋼板のビッカース硬度が１８７ＧＮ／ｍ３程度であるのに対して、アモルファス材料のビッカース硬度は９００ＧＮ／ｍ３程度である。さらに、アモルファス材料及びナノ結晶材料は、圧縮応力による磁気特性劣化が顕著であるため、カシメなどの圧縮応力が発生しうる固定方法は望ましくない。したがって、ステータコアの材料に応じて固定方法を選択することが望ましい。
　本実施の形態では、金型を用いた成形、接着剤、又は溶接によって複数の第３のプレート２１３を固定するので、ステータコア２０の磁気特性の劣化を防ぎながら、第３のコア部２３を強固に固定することができる。さらに、第１のコア部２１及び第２のコア部２２の各々を、カシメ２２３によって固定することにより、ステータコア２０全体としての磁気特性の劣化を防ぎながら剛性を高めることができる。
　上述のように、アモルファス材料及びナノ結晶材料は、一般的な電磁鋼板と比較して３倍から６倍の硬度（例えば、ビッカース硬度）を持つため、打ち抜き処理が困難である。本実施の形態では、シャー切断によってアモルファス材料又はナノ結晶材料を矩形に切断することにより、第３のプレート２１３を容易に形成することができる。
　第３のコア部２３を形成する工程において、第３のコア部２３を形成した後に、第３のコア部２３に熱処理を施すことにより、応力が解放され、ひずみが除去される。その結果、第３のコア部２３の磁気特性を改善することができる。
実施の形態２．
　次に、本発明の実施の形態２に係る駆動装置４について説明する。
　図１３は、駆動装置４の構成を概略的に示す図である。
　駆動装置４は、実施の形態１に係る電動機１と、電動機１を駆動する駆動回路４１とを有する。
　駆動回路４１は、実施の形態１に係る電動機１を駆動する回路である。実施の形態１に係る電動機１は、駆動回路４１によるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御に基づく可変速駆動を行う。
　外部電源としての商用交流電源Ｅから交流の電力が駆動回路４１に供給される。商用交流電源Ｅから供給された交流電圧は、整流回路４２で直流電圧に変換される。整流回路４２は、例えば、商用交流電源Ｅから印加される電圧を昇圧するチョッパー回路、及び直流電圧を平滑にする平滑コンデンサなどを有する。
　整流回路４２で変換された直流電圧は、インバータ回路４３で可変周波数の交流電圧に変換され、電動機１（具体的には、巻線２５）に印加される。電動機１は、インバータ回路４３から供給される可変周波数の交流電力により駆動される。
　インバータ回路４３は、例えば、３相ブリッジのインバータ回路である。インバータ回路４３は、インバータ主素子としての６個のＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）４３ａと、６個のＳｉＣ－ＳＢＤ（ショットキーバリアダイオード）４３ｂとを有する。各ＳｉＣ－ＳＢＤ４３ｂには、フライホイルダイオード（ＦＲＤ）としてシリコンカーバイド（ＳｉＣ）が用いられている。ＳｉＣ－ＳＢＤ４３ｂは、ＩＧＢＴ４３ａが電流をＯＮからＯＦＦに切り替えるときに生じる逆起電力を抑制する。
　回転子位置検出部４４は、インバータ回路４３の出力信号から電動機１のロータ３の位置を演算し、ロータ３の位置情報を出力電圧演算部４５に出力する。回転子位置検出部４４は、電動機１の端子電圧を検出して、電動機１のロータ３の位置を検出してもよい。
　回転子位置検出部４４によって検出されたロータ３の位置情報は、出力電圧演算部４５に出力される。出力電圧演算部４５は、駆動回路４１の外部から与えられる目標回転数Ｎ及び回転子位置検出部４４から入力されたロータ３の位置情報に基づいて、電動機１に印加される最適なインバータ回路４３の出力電圧を演算する。出力電圧演算部４５は、演算結果（出力電圧）に関連付けられた信号をＰＷＭ信号生成部４６に出力する。
　ＰＷＭ信号生成部４６は、出力電圧演算部４５から入力された信号に基づくＰＷＭ信号を主素子駆動回路４７に出力する。主素子駆動回路４７は、インバータ回路４３の各ＩＧＢＴ４３ａを駆動する。各ＩＧＢＴ４３ａは、主素子駆動回路４７からのＰＷＭ信号に従ってスイッチングを行う。
　分圧抵抗４９ａ及び４９ｂは、整流回路４２とインバータ回路４３との間において、直列に接続されている。直流電圧検出部４８は、分圧抵抗４９ａ及び４９ｂによって低電圧に変換された電気信号を検出し、保持する。
　実施の形態２に係る駆動装置４によれば、電動機１（具体的には、巻線２５）に供給される電流の瞬時値が検出される。検出された瞬時値が予め定められた値よりも高いとき、出力電圧演算部４５はＰＷＭ信号生成部４６への信号の出力を停止する。これにより、電動機１に大電流が流れることがなくなり、ステータ２の反磁界によって生じるロータ３の永久磁石３２の減磁を防止することができ、電動機１の信頼性を高めることができる。
　一般に、インバータによって制御される電動機（例えば、ブラシレス直流モータ）は、高調波によって駆動される。そのため、電動機に生じる鉄損のうち、渦電流損が占める割合が、ヒステリシス損よりも大きい。そこで、電動機１のステータ２に、複数の第１のプレート２１１及び複数の第２のプレート２１２の各々よりも薄く形成された複数の第３のプレート２１３を用いることにより、電動機１における渦電流損の増加を防止することができる。例えば、第３のプレート２１３として、アモルファス材料又はナノ結晶材料によって形成されたプレートを用いることにより、第３のプレート２１３の厚さを薄く形成することが可能になり、渦電流損の増加を効果的に防止することができる。
実施の形態３．
　次に、本発明の実施の形態３に係る圧縮機５について説明する。
　図１４は、実施の形態３に係る圧縮機５の構造を概略的に示す断面図である。
　圧縮機５は、電動要素としての実施の形態１に係る電動機１と、ハウジングとしての密閉容器５１と、圧縮要素としての圧縮機構５２と、電動機１を駆動する駆動回路４１とを有する。本実施の形態では、圧縮機５は、ロータリ圧縮機である。ただし、圧縮機５は、ロータリ圧縮機に限定されない。
　密閉容器５１は、電動機１及び圧縮機構５２を覆う。密閉容器５１の底部には、圧縮機構５２の摺動部分を潤滑する冷凍機油が貯留されている。駆動回路４１は、実施の形態２で説明した駆動回路である。すなわち、駆動回路４１はインバータ回路４３を有する。
　圧縮機５は、さらに、密閉容器５１に固定されたガラス端子５３と、アキュムレータ５４と、吸入パイプ５５と、吐出パイプ５６とを有する。
　本実施の形態では、電動機１は、永久磁石埋込型電動機であるが、これに限定されない。圧縮機構５２は、シリンダ５２ａと、ピストン５２ｂと、上部フレーム５２ｃ（第１のフレーム）と、下部フレーム５２ｄ（第２のフレーム）と、上部フレーム５２ｃ及び下部フレーム５２ｄにそれぞれ取り付けられた複数のマフラ５２ｅとを有する。圧縮機構５２は、さらに、シリンダ５２ａ内を吸入側と圧縮側とに分けるベーンを有する。圧縮機構５２は、電動機１によって駆動される。
　電動機１（具体的には、ステータ２）のコイル（実施の形態１で説明した巻線２５）には、ガラス端子５３を介して電力が供給される。
　例えば、焼き嵌め又は溶接等の方法により、電動機１のステータ２を密閉容器５１に直接取り付けることができる。
　電動機１の第１のコア部２１及び第２のコア部２２のうちの少なくとも１つは、ステータコア２０の径方向（図１４に示される例では、Ｒ軸方向）において第３のコア部２３よりも大きくてもよい。本実施の形態では、第１のコア部２１及び第２のコア部２２の両方が、ステータコア２０の径方向において第３のコア部２３よりも大きい。したがって、第３のコア部２３と密閉容器５１との間に空隙が形成されている。すなわち、本実施の形態では、第３のコア部２３は、密閉容器５１に接触していない。
　ステータ２を密閉容器５１に取り付ける前に、第３のコア部２３に熱処理（焼なまし）が施されていることが望ましい。これにより、応力が解放され、ひずみが除去される。その結果、第３のコア部２３の磁気特性が改善される。第３のプレート２１３として用いられるアモルファス材料及びナノ結晶材料は、応力を起因とする磁気特性の劣化が顕著であるので、熱処理の効果が高い。
　電動機１のロータ３（具体的には、シャフト３３）は、上部フレーム５２ｃ及び下部フレーム５２ｄの各々に備えられた軸受部を介して回転自在に上部フレーム５２ｃ及び下部フレーム５２ｄに保持されている。
　ピストン５２ｂには、シャフト３３が挿通されている。上部フレーム５２ｃ及び下部フレーム５２ｄには、シャフト３３が回転自在に挿通されている。上部フレーム５２ｃ及び下部フレーム５２ｄは、シリンダ５２ａの端面を閉塞する。アキュムレータ５４は、吸入パイプ５５を介して冷媒（例えば、冷媒ガス）をシリンダ５２ａに供給する。
　次に、圧縮機５の動作について説明する。アキュムレータ５４から供給された冷媒は、密閉容器５１に固定された吸入パイプ５５からシリンダ５２ａ内へ吸入される。インバータの通電によって電動機１が回転することにより、シャフト３３に嵌合されたピストン５２ｂがシリンダ５２ａ内で回転する。これにより、シリンダ５２ａ内で冷媒の圧縮が行われる。
　冷媒は、マフラ５２ｅを通り、密閉容器５１内を上昇する。このとき、圧縮された冷媒には、冷凍機油が混入されている。冷媒と冷凍機油との混合物は、ロータコア３１に形成された風穴３６を通過する際に、冷媒と冷凍機油との分離が促進され、冷凍機油が吐出パイプ５６へ流入するのを防止できる。このようにして、圧縮された冷媒が、吐出パイプ５６を通って冷凍サイクルの高圧側へと供給される。
　圧縮機５の冷媒として、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、及びＲ２２等を用いることができる。ただし、圧縮機５の冷媒は、これらに限られない。例えば、圧縮機５の冷媒として、低ＧＷＰ（地球温暖化係数）の冷媒等を用いることができる。
　低ＧＷＰ冷媒の代表例として、以下の冷媒がある。
（１）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素は、例えば、ＨＦＯ－１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）である。ＨＦＯは、Ｈｙｄｒｏ－Ｆｌｕｏｒｏ－Ｏｌｅｆｉｎの略称である。Ｏｌｅｆｉｎは、二重結合を１つ持つ不飽和炭化水素のことである。ＨＦＯ－１２３４ｙｆのＧＷＰは、４である。
（２）組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素は、例えば、Ｒ１２７０（プロピレン）である。Ｒ１２７０のＧＷＰは３であり、ＨＦＯ－１２３４ｙｆのＧＷＰよりも小さいが、Ｒ１２７０の可燃性は、ＨＦＯ－１２３４ｙｆの可燃性よりもよい。
（３）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素及び組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくとも１つを含む混合物は、例えば、ＨＦＯ－１２３４ｙｆとＲ３２との混合物である。ＨＦＯ－１２３４ｙｆは、低圧冷媒のため、圧損が大きくなり、冷凍サイクル（特に、蒸発器において）の性能が低下しやすい。そのため、高圧冷媒であるＲ３２又はＲ４１等との混合物を使用することが望ましい。
　実施の形態３に係る圧縮機５によれば、実施の形態１及び２で説明した効果に加えて、下記の効果を有する。
　実施の形態３に係る圧縮機５によれば、駆動源として電動機１を用いることにより、回転軸方向（図１４に示される例では、Ｚ軸方向）に直交する方向に対する剛性を高めることができるので、電動機１を密閉容器５１に強固に固定することができ、圧縮機５内において電動機１の振動及び騒音を低減することができる。
　電動機１の第１のコア部２１及び第２のコア部２２のうちの少なくとも１つが、ステータコア２０の径方向において第３のコア部２３よりも大きいとき、第３のコア部２３と密閉容器５１との間に、空隙が形成される。本実施の形態では、第１のコア部２１及び第２のコア部２２が密閉容器５１の内壁に取り付けられている。これにより、ステータコア２０に圧縮応力が生じるとき、この圧縮応力は、主に第１のコア部２１及び第２のコア部２２に生じ、第３のコア部２３における応力の発生を低減できる。その結果、鉄損の増加を防止することができ、圧縮機５の効率を高めることができる。特に、アモルファス材料及びナノ結晶材料は、圧縮応力を起因とする磁気特性の劣化が顕著であるので、第３のプレート２１３としてアモルファス材料及びナノ結晶材料を用いたときに、鉄損の増加を防止する効果が高い。
実施の形態４．
　本発明の実施の形態４に係る空気調和機６を以下に説明する。
　図１５は、実施の形態４に係る空気調和機６の構成を概略的に示す図である。
　実施の形態４に係る空気調和機６（例えば、冷凍空調装置）は、送風機（第１の送風機）としての室内機６１と、冷媒配管６２と、冷媒配管６２によって室内機６１と接続された送風機（第２の送風機）としての室外機６３とを備える。
　室内機６１は、電動機６１ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、電動機６１ａによって駆動されることにより、送風する送風部６１ｂと、電動機６１ａ及び送風部６１ｂを覆うハウジング６１ｃとを有する。送風部６１ｂは、例えば、電動機６１ａによって駆動される羽根を有する。
　室外機６３は、電動機６３ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、送風部６３ｂと、圧縮機６４（例えば、実施の形態３に係る圧縮機５）と、熱交換器（図示しない）とを有する。送風部６３ｂは、電動機６３ａによって駆動されることにより、送風する。送風部６３ｂは、例えば、電動機６３ａによって駆動される羽根を有する。圧縮機６４は、電動機６４ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、電動機６４ａによって駆動される圧縮機構６４ｂ（例えば、冷媒回路）と、電動機６４ａ及び圧縮機構６４ｂを覆うハウジングとしての密閉容器６４ｃ（圧縮容器）とを有する。
　実施の形態４に係る空気調和機６において、室内機６１及び室外機６３の少なくとも１つは、実施の形態１で説明した電動機１を有する。具体的には、送風部の駆動源として、電動機６１ａ及び６３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明した電動機１が適用される。
　圧縮機６４として実施の形態３に係る圧縮機５を用いてもよい。この場合、圧縮機６４の電動機６４ａとして、実施の形態１で説明した電動機１が用いられる。
　空気調和機６は、例えば、室内機６１から冷たい空気を送風する冷房運転、又は温かい空気を送風する暖房運転等の運転を行うことができる。室内機６１において、電動機６１ａは、送風部６１ｂを駆動するための駆動源である。送風部６１ｂは、調整された空気を送風することができる。
　実施の形態４に係る空気調和機６によれば、電動機６１ａ及び６３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明した電動機１が適用されるので、実施の形態１で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
　さらに、圧縮機６４として実施の形態３に係る圧縮機５を用いることにより、実施の形態３で説明した効果と同様の効果を得ることができ、空気調和機６の運転効率を高めることができる。
　以上に説明した各実施の形態における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
　以上に説明したように、好ましい実施の形態を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
　１，６１ａ，６３ａ，６４ａ　電動機、　２　ステータ、　３　ロータ、　４　駆動装置、　５　圧縮機、　６　空気調和機、　２０　ステータコア、　２１　第１のコア部、　２２　第２のコア部、　２３　第３のコア部、　２４ａ　第１のインシュレータ、　２４ｂ　第２のインシュレータ、　２５　巻線、　２６　スロット部、　３１　ロータコア、　３２　永久磁石、　３３　シャフト、　４１　駆動回路、　４３　インバータ回路、　５１　密閉容器、　５２　圧縮機構、　６１　室内機、　６３　室外機、　２００　分割コア部、　２１１　第１のプレート、　２１２　第２のプレート、　２１３　第３のプレート、　２２１，２３１　ヨーク部、　２２２，２３２　ティース部、　２２２ａ，２３２ａ　先端部、　２２３　カシメ、　２２４　インシュレータ固定部、　２４１　インシュレータ位置決め部。

Claims (22)

  1. 　第１の方向に積層された複数の第１のプレートを有する第１のコア部と、
    　前記第１の方向に積層された複数の第２のプレートを有する第２のコア部と、
    　前記第１のコア部と前記第２のコア部との間に挟まれており、前記第１の方向に直交する方向に積層された複数の第３のプレートを有する第３のコア部と
    　を備えるステータコア。
  2. 　前記複数の第３のプレートの各々は、前記複数の第１のプレートの各々よりも薄い請求項１に記載のステータコア。
  3. 　前記複数の第３のプレートの各々は、前記複数の第２のプレートの各々よりも薄い請求項１又は２に記載のステータコア。
  4. 　前記複数の第１のプレートと前記複数の第２のプレートとは、互いに同じ材料で形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載のステータコア。
  5. 　前記第３のコア部は、前記第１の方向に直交する第２の方向に積層された前記複数の第３のプレートによって形成されたヨーク部を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のステータコア。
  6. 　前記ヨーク部の前記第１の方向における長さは、前記ヨーク部の前記第２の方向における幅よりも長い請求項５に記載のステータコア。
  7. 　前記第３のコア部は、前記第１の方向に直交する第３の方向に積層された前記複数の第３のプレートによって形成されたティース部を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のステータコア。
  8. 　前記ティース部の前記第１の方向における長さは、前記ティース部の前記第３の方向における幅よりも長い請求項７に記載のステータコア。
  9. 　前記第１のコア部及び前記第２のコア部のうちの少なくとも１つは、径方向において前記第３のコア部よりも長い請求項１から８のいずれか１項に記載のステータコア。
  10. 　前記第１のコア部及び第２のコア部のうちの少なくとも１つは、インシュレータを固定する固定部を有する請求項１から９のいずれか１項に記載のステータコア。
  11. 　前記複数の第３のプレートは、アモルファス材料又はナノ結晶材料によって形成された請求項１から１０のいずれか１項に記載のステータコア。
  12. 　前記複数の第１のプレート及び前記複数の第２のプレートの少なくとも一方は、複数の電磁鋼板である請求項１から１１のいずれか１項に記載のステータコア。
  13. 　ステータコアと、
    　前記ステータコアと組み合わされるインシュレータと、
    　前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻回される巻線と
    　を備え、
    　前記ステータコアは、
    　第１の方向に積層された複数の第１のプレートを有する第１のコア部と、
    　前記第１の方向に積層された複数の第２のプレートを有する第２のコア部と、
    　前記第１のコア部と前記第２のコア部との間に挟まれており、前記第１の方向に直交する方向に積層された複数の第３のプレートを有する第３のコア部と
    　を有する
    　ステータ。
  14. 　ロータと、
    　ステータと
    　を備え、
    　前記ステータは、
    　第１の方向に積層された複数の第１のプレートを有する第１のコア部と、
    　前記第１の方向に積層された複数の第２のプレートを有する第２のコア部と、
    　前記第１のコア部と前記第２のコア部との間に挟まれており、前記第１の方向に直交する方向に積層された複数の第３のプレートを有する第３のコア部と
    　を有する
    　電動機。
  15. 　電動機と、
    　前記電動機を駆動する駆動回路と
    　を備え、
    　前記電動機は、
    　ロータと、
    　ステータと
    　を有し、
    　前記ステータは、
    　第１の方向に積層された複数の第１のプレートを有する第１のコア部と、
    　前記第１の方向に積層された複数の第２のプレートを有する第２のコア部と、
    　前記第１のコア部と前記第２のコア部との間に挟まれており、前記第１の方向に直交する方向に積層された複数の第３のプレートを有する第３のコア部と
    　を有する
    　駆動装置。
  16. 　電動機と、
    　前記電動機によって駆動される圧縮機構と、
    　前記電動機を駆動する駆動回路と、
    　前記電動機及び前記圧縮機構を覆うハウジングと
    　を備え、
    　前記電動機は、
    　ロータと、
    　ステータと
    　を有し、
    　前記ステータは、
    　第１の方向に積層された複数の第１のプレートを有する第１のコア部と、
    　前記第１の方向に積層された複数の第２のプレートを有する第２のコア部と、
    　前記第１のコア部と前記第２のコア部との間に挟まれており、前記第１の方向に直交する方向に積層された複数の第３のプレートを有する第３のコア部と
    　を有する
    圧縮機。
  17. 　前記第１のコア部及び前記第２のコア部のうちの少なくとも１つは、径方向において前記第３のコア部よりも大きい請求項１６に記載の圧縮機。
  18. 　室内機と、
    　前記室内機に接続された室外機と
    　を備え、
    　前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つは電動機を有し、
    　前記電動機は、
    　ロータと、
    　ステータと
    　を有し、
    　前記ステータは、
    　第１の方向に積層された複数の第１のプレートを有する第１のコア部と、
    　前記第１の方向に積層された複数の第２のプレートを有する第２のコア部と、
    　前記第１のコア部と前記第２のコア部との間に挟まれており、前記第１の方向に直交する方向に積層された複数の第３のプレートを有する第３のコア部と
    　を有する
    　空気調和機。
  19. 　複数の第１のプレートを第１の方向に積層することにより第１のコア部を形成するステップと、
    　複数の第２のプレートを前記第１の方向に積層することにより第２のコア部を形成するステップと、
    　複数の第３のプレートを前記第１の方向に直交する方向に積層することにより第３のコア部を形成するステップと、
    　前記第１のコア部及び前記第２のコア部を、前記第３のコア部を挟んで固定するステップと
    　を備えるステータコアの製造方法。
  20. 　前記第３のコア部を形成するステップは、シャー切断によってアモルファス材料又はナノ結晶材料を予め定められた形状に切断し、前記複数の第３のプレートを形成するステップを含む請求項１９に記載のステータコアの製造方法。
  21. 　前記第３のコア部を形成するステップは、金型を用いた成形、接着剤、又は溶接によって前記複数の第３のプレートを固定するステップを含む請求項１９又は２０に記載のステータコアの製造方法。
  22. 　前記第３のコア部を形成するステップは、前記第３のコア部に熱処理を施すステップを含む請求項１９から２１のいずれか１項に記載のステータコアの製造方法。
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