WO2020026431A1 - ステータ、モータ、圧縮機、及び冷凍空調装置 - Google Patents

ステータ、モータ、圧縮機、及び冷凍空調装置 Download PDF

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stator
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plane
axis
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石川　淳史
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a motor stator.
  • a coil formed by distributed winding or concentrated winding using a winding such as a copper wire or an aluminum wire is used.
  • a winding such as a copper wire or an aluminum wire
  • a motor having a coil formed by distributed winding or concentrated winding is likely to be large. Therefore, a coil formed by combining a plurality of conductors (also referred to as segment coils or conductor segments) has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • a coil formed by combining a plurality of such conductors is used, it is easy to fit the coil into the slot of the stator core, and thus there is an advantage that the stator and the motor can be easily reduced in size.
  • the stator of the present invention A stator arranged outside a rotor that rotates about an axis, A stator core having a plurality of teeth and a plurality of slots respectively adjacent to the plurality of teeth, A plurality of segment coils fixed by wave winding to the stator core,
  • the stator core includes: A plurality of teeth having a first main body extending in a first radial direction and a first distal end located inside the first main body in the first radial direction and extending in a circumferential direction; The first tooth in the A second main body extending in a second radial direction, and a second distal end located inside the second main body in the second radial direction and extending in the circumferential direction; And a second tooth of the plurality of teeth adjacent to the teeth,
  • the plurality of slots are six times the number of magnetic poles of the rotor, A straight line passing through the center of the outer end of the first main body in the first radial direction and the axis in a plane orthogon
  • a straight line passing through the center of the end and the axis is L2
  • a straight line passing the center between the first tip and the second tip in the plane and the axis is L3
  • the straight line L1 is located in the plane.
  • the stator can be downsized, and iron loss and copper loss in the stator can be reduced.
  • FIG. 2 is a sectional view schematically showing a structure of the motor according to the first embodiment of the present invention. It is a top view which shows the structure of a rotor core schematically. It is a perspective view which shows roughly the structure of the coil formed by the some segment coil. It is a perspective view which shows one segment coil schematically. It is a top view which shows the structure of a stator core schematically.
  • FIG. 6 is an enlarged view schematically showing the structure of the tooth shown in FIG. 5. It is a figure showing roughly the structure of the teeth of the stator in the motor as a comparative example.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a flow of a magnetic flux in the motor having the teeth illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a magnetic flux density at a tip portion of the tooth illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a magnetic flux density at a tip end of a tooth of the motor according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a compressor according to a second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a configuration of an air conditioner according to Embodiment 3.
  • Embodiment 1 FIG.
  • the z-axis direction (z-axis) indicates a direction parallel to the axis Ax of the motor 1
  • the x-axis direction (x-axis) is orthogonal to the z-axis direction (z-axis).
  • the y-axis direction (y-axis) indicates a direction orthogonal to both the z-axis direction and the x-axis direction.
  • the axis Ax is the center of rotation of the rotor 2.
  • the direction parallel to the axis Ax is also referred to as “axial direction of the rotor 2” or simply “axial direction”.
  • the radial direction is a direction orthogonal to the axis Ax.
  • the xy plane is a plane orthogonal to the axial direction.
  • FIG. 1 is a sectional view schematically showing a structure of a motor 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • An arrow D1 indicates the circumferential direction of the stator 3 about the axis Ax.
  • the arrow D1 also indicates the circumferential direction of the rotor 2 about the axis Ax.
  • the circumferential direction of the rotor 2 and the stator 3 is also simply referred to as “circumferential direction”.
  • An arrow D11 among the arrows indicated by D1 indicates the rotation direction of the rotor 2.
  • An arrow D12 of the arrow indicated by D1 indicates the direction opposite to the rotation direction of the rotor 2.
  • the motor 1 has a rotor 2 and a stator 3. As shown in FIG. 1, the motor 1 may have a housing 4 that covers the stator 3.
  • the motor 1 is, for example, a three-phase motor.
  • the motor 1 is a permanent magnet synchronous motor (also referred to as a brushless DC motor) such as a permanent magnet embedded motor.
  • the rotor 2 is rotatably arranged inside the stator 3. An air gap is formed between the rotor 2 and the stator 3. The rotor 2 rotates about the axis Ax.
  • the rotor 2 has a rotor core 21, at least one permanent magnet 22, and a shaft 26.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the structure of the rotor core 21.
  • the rotor core 21 is formed of, for example, an annular electromagnetic steel sheet laminated in the axial direction. Therefore, the rotor core 21 is annular in the xy plane.
  • the rotor core 21 has a plurality of magnet insertion holes 211, a shaft insertion hole 212, and at least one hole 213. Further, the rotor core 21 may have at least one slit 214 formed outside each magnet insertion hole 211 in the radial direction.
  • the plurality of magnet insertion holes 211 are arranged in the circumferential direction. At least one permanent magnet 22 is inserted into each magnet insertion hole 211. Each magnet insertion hole 211 penetrates the rotor core 21 in the axial direction.
  • rotor 2 has six permanent magnets 22. At least one permanent magnet 22 inserted into each magnet insertion hole 211 forms one magnetic pole of the rotor 2. Therefore, in the present embodiment, rotor 2 has six magnetic poles.
  • Each permanent magnet 22 is a flat rare earth sintered magnet containing Nd (neodymium) and Dy (dysprosium), for example.
  • Rare earth magnets have high residual magnetic flux density and coercive force. Therefore, the proof strength against the demagnetization of the rotor 2 can be improved, and the motor 1 with high efficiency can be provided.
  • the shaft insertion hole 212 is formed at the center of the rotor core 21 on the xy plane.
  • the shaft 26 is inserted into the shaft insertion hole 212.
  • each hole 213 extends in the axial direction. In the xy plane, each hole 213 is circular. For example, when the motor 1 is used as a drive source of a compressor, each hole 213 is used as a through hole through which a refrigerant passes in the compressor.
  • the relationship between the diameter ⁇ and the distance r satisfies ⁇ / 4 ⁇ r.
  • the distance r from the axis Ax to the center of at least one of the holes 213 may be ⁇ / 4 or more.
  • the distance r from the axis Ax to the center of each hole 213 is ⁇ / 4 or more for all the holes 213.
  • the radius R2 of the circle shown by the broken line is ⁇ / 4. That is, in FIG. 2, the centers of all the holes 213 are located outside the circle with the radius R2 indicated by the broken line. Thereby, the permanent magnet 22 can be cooled more effectively.
  • the stator 3 is arranged outside the rotor 2.
  • the stator 3 has a stator core 31 and a plurality of segment coils 32.
  • the coil 33 that is, the plurality of segment coils 32 is removed from the stator core 31.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a structure of a coil 30 formed by a plurality of segment coils 32.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing one segment coil 32.
  • the coil 30 includes a plurality of segment coils 32.
  • the plurality of segment coils 32 are fixed to the stator core 31 by wave winding. Thereby, the coil 30 is formed. That is, the stator 3 has the coil 30 configured by the plurality of segment coils 32.
  • Each segment coil 32 has a first portion 32a extending in the axial direction and a second portion 32b located at an end of the coil 30 in the axial direction.
  • the first portion 32a is inserted into a slot 33 between adjacent teeth 34.
  • the second portion 32b forms a coil end of the coil 30.
  • Each segment coil 32 is composed of, for example, a conductor such as copper or aluminum, and an insulating film wound around the conductor. Each segment coil 32 has refrigerant resistance. The plurality of segment coils 32 are connected to each other by welding. The cross section of each segment coil 32 is, for example, circular or square.
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing the structure of the stator core 31.
  • the stator core 31 has a yoke 35 extending in the circumferential direction, a plurality of teeth 34 extending radially from the yoke 35, and a plurality of slots 33.
  • the stator core 31 further has at least one concave portion 37 formed on the outer peripheral surface of the stator core 31 and a plurality of holes 36 extending in the axial direction.
  • the stator core 31 has a maximum radius Ra and a radius Rb smaller than the maximum radius Ra. Thereby, as shown in FIG. 1, a gap 5 is formed between the housing 3 and the stator 3 (specifically, the recess 37 of the stator core 31). In the example shown in FIG. 1, six gaps 5 are formed between the stator 3 and the housing 4.
  • the radius Rb is the shortest distance from the axis Ax to the recess 37.
  • the recess 37 is formed in a straight line, but the recess 37 may be arc-shaped or square in the xy plane.
  • Each hole 36 extends in the axial direction.
  • the plurality of slots 33 are adjacent to each of the plurality of teeth 34.
  • the number of slots 33 is six times the number of magnetic poles of the rotor 2. In other words, the number of the slots 33 is six times the number of the magnetic poles of the rotor 2. In the present embodiment, the number of slots 33 is 36, and the number of magnetic poles of rotor 2 is 6.
  • the stator core 31 is formed of, for example, an annular electromagnetic steel sheet laminated in the axial direction. Therefore, the stator core 31 is annular in the xy plane. Each magnetic steel sheet is stamped into a predetermined shape. The thickness of each electromagnetic steel sheet is, for example, 0.25 mm to 0.5 mm. The magnetic steel sheets are fixed to each other by caulking.
  • each of the gaps 5 and each of the holes 36 are used as a flow path through which the refrigerant passes in the compressor. Thereby, the motor 1 can be effectively cooled in the compressor.
  • FIG. 6 is an enlarged view schematically showing the structure of the teeth 34 shown in FIG. As shown in FIG. 6, when one of the teeth 34 is the first tooth 341, one of the teeth 34 adjacent to the first tooth 341 is replaced with the second tooth 342. And In the example illustrated in FIG. 6, the second tooth 342 is located downstream of the first tooth 341 in the rotation direction D11.
  • the first tooth 341 has a first main body 341a and a first tip 341b.
  • the first main body 341a extends from the yoke 35 in a radial direction (also referred to as a first radial direction Da). That is, the first main body 341a extends radially inward from the yoke 35.
  • the first tip 341b is located inside the first main body 341a in the radial direction and extends in the circumferential direction.
  • portions corresponding to the first main body 341a and the second main body 342a are also simply referred to as “main body”.
  • a portion corresponding to the first tip portion 341b and the second tip portion 342b is simply referred to as a “tip portion”.
  • the straight line L1 is a straight line passing through the center C1 of the outer end of the first main body 341a and the axis Ax in the first radial direction Da in the xy plane. More specifically, the center C1 is the center of the width W1 of the outer end of the first main body 341a in the xy plane.
  • the straight line L1 may be a straight line passing through the center C3 of the inner end of the first main body 341a and the axis Ax in the first radial direction Da in the xy plane. In this case, the center C3 is the center of the width W3 of the inner end of the first main body 341a in the xy plane.
  • the straight line L2 is a straight line passing through the center C2 of the outer end of the second main body 342a and the axis Ax in the second radial direction Db on the xy plane.
  • the straight line L2 may be a straight line passing through the center C4 of the inner end of the second body portion 342a and the axis Ax in the second radial direction Db on the xy plane.
  • the center C4 is the center of the width W4 of the inner end of the second main body 342a in the xy plane.
  • the straight line L3 is a straight line passing through the center C5 between the first tip portion 341b and the second tip portion 342b and the axis Ax on the xy plane.
  • the angle ⁇ 1 is an angle between the straight line L1 and the straight line L3 on the xy plane.
  • the angle ⁇ 2 is an angle between the straight line L2 and the straight line L3 in the xy plane.
  • the stator 3 satisfies ⁇ 1> ⁇ 2.
  • the shape of the first tip 341b is asymmetric. Specifically, as shown in FIG. 6, a portion of the first tip portion 341b extending downstream from the straight line L1 in the rotation direction D11 extends upstream from the straight line L1 in the rotation direction D11. Longer than the part. In other words, on the xy plane, the downstream side of the first tip 341b in the rotation direction D11 is longer than the upstream side of the first tip 341b in the rotation direction D11.
  • the shape of the second tip 342b is asymmetric. Specifically, as shown in FIG. 6, a portion of the second tip portion 342b extending downstream from the straight line L2 in the rotation direction D11 extends upstream from the straight line L2 in the rotation direction D11. Longer than the part. In other words, on the xy plane, the downstream side of the second tip 342b in the rotation direction D11 is longer than the upstream side of the second tip 342b in the rotation direction D11.
  • the coil 30 of the stator 3 is formed by a plurality of segment coils 32. In the manufacturing process of the stator 3, these segment coils 32 are inserted into the slots 33, and these segment coils 32 are fixed by welding. Therefore, the coil 30 can be easily formed regardless of the shape of the stator core 31 as compared with the method of winding a conductive wire such as a copper wire or an aluminum wire around the teeth.
  • the degree of freedom of the region between the tips of the teeth 34 adjacent to each other, that is, the size of the slot opening is smaller than the method of winding the winding concentrically. high.
  • the circumferential width of the slot opening needs to be larger than the diameter of one winding.
  • these segment coils 32 can be inserted into the slots 33 in the axial direction. Therefore, in the stator 3, the width of the slot opening in the circumferential direction can be reduced, and thereby the motor characteristics can be improved.
  • the density of the coil 30 can be increased as compared with the method of winding the winding concentrically.
  • the efficiency of the motor 1 can be improved, and the size of the motor 1 can be reduced. That is, by using the plurality of segment coils 32 fixed by wave winding, the size of the stator 3 can be reduced, and thus the size of the motor 1 can be reduced.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a structure of stator teeth 34a in a motor as a comparative example.
  • the shape of the teeth 34a of the stator shown in FIG. 7 in the xy plane is symmetric. That is, on the xy plane, the upstream shape and the downstream shape of the tip in the rotation direction D11 are the same as each other. Therefore, in the comparative example shown in FIG. 7, the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are equal to each other.
  • FIG. 8 is a diagram showing the flow of magnetic flux in the motor having the teeth 34a shown in FIG.
  • Arrows F1 and F2 (also referred to as magnetic fluxes F1 and F2, respectively) indicate the directions of magnetic fluxes generated by currents (also referred to as armature currents) flowing through coils 30a and 30b at a certain moment.
  • the arrow F3 indicates the direction of the magnetic flux from the permanent magnet 22.
  • the phase of the armature current and the phase of the induced voltage are the same.
  • FIG. 9 is a diagram showing the magnetic flux density at the tip of tooth 34a shown in FIG.
  • the direction of the magnetic flux F2 and the direction of the magnetic flux F3 are opposite to each other, so that the magnetic flux density decreases.
  • the direction of the magnetic flux F1 and the direction of the magnetic flux F3 are the same, so that the magnetic flux density increases, thereby causing magnetic saturation.
  • This phenomenon is called "cross-magnetization effect" and is caused by armature reaction. When this phenomenon occurs, magnetic saturation is likely to occur on the upstream side of the tip of the tooth 34a, so that iron loss tends to increase. Therefore, iron loss tends to increase in the stator of the motor according to the comparative example.
  • FIG. 10 is a diagram showing the magnetic flux density at the tip of teeth 34 of motor 1 according to the present embodiment.
  • the relationship between the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 satisfies ⁇ 1> ⁇ 2.
  • the magnetic resistance on the upstream side of the tip of the teeth 34 increases, and the magnetic saturation is reduced.
  • the magnetic saturation is reduced on the upstream side of the tip of the tooth 34, so that the magnetic flux easily passes on the upstream side of the tip of the tooth 34.
  • the effect that the effective magnetic force increases and the copper loss can be reduced can be obtained.
  • the size of the stator can be reduced, and iron loss and copper loss in the stator can be reduced.
  • the motor 1 according to the first embodiment has the stator 3, the same effect as the above-described effect of the stator 3 can be obtained in the motor 1.
  • FIG. 11 is a sectional view schematically showing a structure of a compressor 6 according to the second embodiment.
  • the compressor 6 has a motor 60 as an electric element, a sealed container 61 as a housing, and a compression mechanism 62 as a compression element.
  • the compressor 6 is a rotary compressor.
  • the compressor 6 is not limited to a rotary compressor.
  • the motor 60 is the motor 1 according to the first embodiment.
  • the motor 60 is a permanent magnet embedded type motor, but is not limited to this.
  • the closed container 61 covers the motor 60 and the compression mechanism 62. Refrigeration oil for lubricating the sliding portion of the compression mechanism 62 is stored at the bottom of the closed container 61.
  • the compressor 6 further includes a glass terminal 63 fixed to the closed container 61, an accumulator 64, a suction pipe 65, and a discharge pipe 66.
  • the compression mechanism 62 includes a cylinder 62a, a piston 62b, an upper frame 62c (first frame), a lower frame 62d (second frame), and a plurality of mufflers attached to the upper frame 62c and the lower frame 62d, respectively. 62e.
  • the compression mechanism 62 further has a vane that divides the inside of the cylinder 62a into a suction side and a compression side.
  • the compression mechanism 62 is driven by a motor 60.
  • the motor 60 is fixed in the closed container 61 by press fitting or shrink fitting.
  • the stator 3 may be directly attached to the closed casing 61 by welding instead of press fitting and shrink fitting.
  • Electric power is supplied to the windings of the stator 3 of the motor 60 via the glass terminals 63.
  • the rotor of the motor 60 (specifically, one end of the shaft 26) is rotatably supported by bearings provided on each of the upper frame 62c and the lower frame 62d.
  • the shaft 26 is inserted through the piston 62b.
  • the shaft 26 is rotatably inserted into the upper frame 62c and the lower frame 62d.
  • the upper frame 62c and the lower frame 62d close the end surface of the cylinder 62a.
  • the accumulator 64 supplies a refrigerant (for example, refrigerant gas) to the cylinder 62a via the suction pipe 65.
  • the refrigerant supplied from the accumulator 64 is drawn into the cylinder 62a from a suction pipe 65 fixed to the closed container 61.
  • the motor 60 is rotated by energization of the inverter, the piston 62b fitted to the shaft 26 rotates in the cylinder 62a.
  • the refrigerant is compressed in the cylinder 62a.
  • the refrigerant passes through the muffler 62e and rises in the closed container 61.
  • Refrigeration oil is mixed in the compressed refrigerant.
  • the mixture of the refrigerant and the refrigerating machine oil passes through the holes formed in the rotor core, the separation of the refrigerant and the refrigerating machine oil is promoted, whereby the refrigerating machine oil can be prevented from flowing into the discharge pipe 66.
  • the compressed refrigerant is supplied to the high pressure side of the refrigeration cycle through the discharge pipe 66.
  • R R410A, R407C, R22, or the like can be used as the refrigerant of the compressor 6.
  • the refrigerant of the compressor 6 is not limited to these.
  • a refrigerant having a small GWP global warming potential
  • the following refrigerants are typical examples of the refrigerant having a small GWP.
  • 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 propylene
  • the GWP of R1270 is 3, which is smaller than that of HFO-1234yf, the flammability of R1270 is better than that of HFO-1234yf.
  • a 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 a refrigeration cycle (especially in an evaporator) tends to deteriorate. Therefore, it is desirable to use a mixture with a high-pressure refrigerant such as R32 or R41.
  • the efficiency of the motor 60 can be improved, and as a result, the efficiency of the compressor 6 can be improved.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing a configuration of an air conditioner 50 according to Embodiment 3.
  • the air conditioner 50 according to Embodiment 3 includes an indoor unit 51 as a blower (first blower), a refrigerant pipe 52, and a blower (second blower) connected to the indoor unit 51 via the refrigerant pipe 52. )).
  • the indoor unit 51 includes a motor 51a (for example, the motor 1 according to the first embodiment), a blower unit 51b that blows air when driven by the motor 51a, and a housing 51c that covers the motor 51a and the blower unit 51b.
  • the blower 51b has, for example, a blade 51d driven by a motor 51a.
  • the blade 51d is fixed to a shaft (for example, the shaft 26) of the motor 51a, and generates an airflow.
  • the outdoor unit 53 includes a motor 53a (for example, the motor 1 according to the first embodiment), a blowing unit 53b, a compressor 54, and a heat exchanger (not shown).
  • the blower 53b blows air when driven by the motor 53a.
  • the blower 53b has, for example, a blade 53d driven by a motor 53a.
  • the blade 53d is fixed to a shaft (for example, the shaft 26) of the motor 53a, and generates an airflow.
  • the compressor 54 includes a motor 54a (for example, the motor 1 according to the first embodiment), a compression mechanism 54b (for example, a refrigerant circuit) driven by the motor 54a, and a housing 54c that covers the motor 54a and the compression mechanism 54b.
  • the compressor 54 is, for example, the compressor 6 described in the second embodiment.
  • At least one of the indoor unit 51 and the outdoor unit 53 has the motor 1 described in the first embodiment.
  • the motor 1 described in Embodiment 1 is applied to at least one of the motors 51a and 53a as a driving source of the blower. Further, the motor 1 described in the first embodiment may be used as the motor 54a of the compressor 54.
  • the air conditioner 50 can perform operations such as a cooling operation for blowing cool air from the indoor unit 51 and a heating operation for blowing warm air, for example.
  • the motor 51a is a drive source for driving the blower 51b.
  • the blower 51b can blow the adjusted air.
  • the air conditioner 50 of the third embodiment since the motor 1 described in the first embodiment is applied to at least one of the motors 51a and 53a, the same effect as that described in the first embodiment is obtained. Obtainable. Thereby, the efficiency of the air conditioner 50 can be improved.
  • the motor 1 according to the first embodiment as a drive source of the blower (for example, the indoor unit 51), the same effect as that described in the first embodiment can be obtained. Thereby, the efficiency of the blower can be improved.
  • the blower having the motor 1 according to Embodiment 1 and the blades driven by the motor 1 (for example, the blades 51d or 53d) can be used alone as a device for blowing air. This blower can be applied to equipment other than the air conditioner 50.
  • the motor 1 according to the first embodiment as a drive source for the compressor 54, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained. Thus, the efficiency of the compressor 54 can be improved.
  • the motor 1 described in the first embodiment can be mounted on a device having a driving source such as a ventilation fan, a home appliance, or a machine tool, in addition to the air conditioner 50.
  • a driving source such as a ventilation fan, a home appliance, or a machine tool

Abstract

ステータ（３）は、ステータコア（３１）と、ステータコア（３１）に波巻で固定された複数のセグメントコイル（３２）とを有する。ステータコア（３１）は、第１ティース（３４１）と第１ティース（３４１）に隣接する第２ティース（３４２）とを有する。第１ティース（３４１）は、第１本体部（３４１ａ）と、第１先端部（３４１ｂ）とを有する。第２ティース（３４２）は、第２本体部（３４２ａ）と、第２先端部（３４２ｂ）とを有する。第１本体部（３４１ａ）の外側端部の中心（Ｃ１）及び軸線（Ａｘ）を通る直線をＬ１とし、第２本体部（３４２ａ）の外側端部の中心（Ｃ２）及び軸線（Ａｘ）を通る直線をＬ２とし、第１先端部（３４１ｂ）と第２先端部（３４２ｂ）との間の中心（Ｃ３）と軸線（Ａｘ）とを通る直線をＬ３とし、直線Ｌ１と直線Ｌ３との間の角度をθ１とし、直線Ｌ２と直線Ｌ３との間の角度をθ２としたとき、ステータ（３）は、θ１＞θ２を満たす。

Description

ステータ、モータ、圧縮機、及び冷凍空調装置
　本発明は、モータのステータに関する。
　一般に、モータのステータに固定されるコイルとして、銅線又はアルミニウム線などの巻線を用いて分布巻又は集中巻で形成されたコイルが用いられている。このようなコイルの製造工程では、ステータコアのティースに巻線を巻回するために、ティース間に大きなスペースが必要である。そのため、分布巻又は集中巻で形成されたコイルを有するモータは大型化しやすい。そこで、複数の導体（セグメントコイル又は導体セグメントともいう）を組み合わせて形成されたコイルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような複数の導体を組み合わせて形成されたコイルを用いた場合、そのコイルをステータコアのスロットに嵌め込むことが容易であるので、ステータ及びモータを小型化しやすいという利点がある。
特開２０１７－９３０９７号公報
　しかしながら、小型化されたステータを有するモータにおいて、モータの回転数を増加させる場合、コイルに供給される電流が増大し、銅損が生じる。さらに、モータの回転数を増加させる場合、その電流の周波数が高くなるため、ステータコアにおける鉄損が増加するという問題がある。したがって、従来の技術では、ステータを小型化するとともに、ステータにおける鉄損及び銅損を低減することは困難である。
　本発明の目的は、ステータを小型化するとともに、ステータにおける鉄損及び銅損を低減することである。
　本発明のステータは、
　軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
　複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
　前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
　を備え、
　前記ステータコアは、
　第１径方向に延在する第１本体部と、前記第１径方向における前記第１本体部の内側に位置し、周方向に延在する第１先端部とを有する、前記複数のティースの内の第１ティースと、
　第２径方向に延在する第２本体部と、前記第２径方向における前記第２本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第２先端部とを有し、前記第１ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第２ティースと
　を有し、
　前記複数のスロットは、前記ロータの磁極数の６倍であり、
　前記軸線と直交する平面において前記第１径方向における前記第１本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をＬ１とし、前記平面において前記第２径方向における前記第２本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をＬ２とし、前記平面において前記第１先端部と前記第２先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をＬ３とし、前記平面において前記直線Ｌ１と前記直線Ｌ３との間の角度をθ１とし、前記平面において前記直線Ｌ２と前記直線Ｌ３との間の角度をθ２としたとき、
　前記ステータは、θ１＞θ２を満たす。
　本発明によれば、ステータを小型化することができるとともに、ステータにおける鉄損及び銅損を低減することができる。
本発明の実施の形態１に係るモータの構造を概略的に示す断面図である。 ロータコアの構造を概略的に示す平面図である。 複数のセグメントコイルで形成されたコイルの構造を概略的に示す斜視図である。 １つのセグメントコイル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。 図５に示されるティースの構造を概略的に示す拡大図である。 比較例としてのモータにおけるステータのティースの構造を概略的に示す図である。 図７に示されるティースを持つモータにおける磁束の流れを示す図である。 図７に示されるティースの先端部における磁束密度を示す図である。 実施の形態１に係るモータのティースの先端部における磁束密度を示す図である。 実施の形態２に係る圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。 実施の形態３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．
　各図に示されるｘｙｚ直交座標系において、ｚ軸方向（ｚ軸）は、モータ１の軸線Ａｘと平行な方向を示し、ｘ軸方向（ｘ軸）は、ｚ軸方向（ｚ軸）に直交する方向を示し、ｙ軸方向（ｙ軸）は、ｚ軸方向及びｘ軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Ａｘはロータ２の回転中心である。軸線Ａｘと平行な方向は、「ロータ２の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、軸線Ａｘと直交する方向である。ｘｙ平面は、軸方向と直交する平面である。
　図１は、本発明の実施の形態１に係るモータ１の構造を概略的に示す断面図である。矢印Ｄ１は、軸線Ａｘを中心とするステータ３の周方向を示す。矢印Ｄ１は、軸線Ａｘを中心とするロータ２の周方向も示す。ロータ２及びステータ３の周方向は、単に「周方向」ともいう。Ｄ１で示される矢印の内の矢印Ｄ１１は、ロータ２の回転方向を示す。Ｄ１で示される矢印の内の矢印Ｄ１２は、ロータ２の回転方向の逆方向を示す。
　モータ１は、ロータ２と、ステータ３とを有する。図１に示されるように、モータ１は、ステータ３を覆うハウジング４を有してもよい。
　本実施の形態では、モータ１は、例えば、３相モータである。具体的には、モータ１は、永久磁石埋込型モータなどの永久磁石同期モータ（ブラシレスＤＣモータともいう）である。
　ロータ２は、ステータ３の内側に回転可能に配置されている。ロータ２とステータ３との間には、エアギャップが形成されている。ロータ２は、軸線Ａｘを中心として回転する。ロータ２は、ロータコア２１と、少なくとも１つの永久磁石２２と、シャフト２６とを有する。
　図２は、ロータコア２１の構造を概略的に示す平面図である。
　ロータコア２１は、例えば、軸方向に積層された円環状の電磁鋼板で形成される。したがって、ロータコア２１は、ｘｙ平面において円環状である。
　ロータコア２１は、複数の磁石挿入孔２１１と、シャフト挿入孔２１２と、少なくとも１つの孔２１３とを持つ。さらに、ロータコア２１は、径方向における各磁石挿入孔２１１の外側に形成された少なくとも１つのスリット２１４を有してもよい。
　例えば、複数の磁石挿入孔２１１は、周方向に配列されている。各磁石挿入孔２１１には、少なくとも１つの永久磁石２２が挿入されている。各磁石挿入孔２１１は、ロータコア２１を軸方向に貫通している。
　図２に示される例では、６つの磁石挿入孔２１１が周方向に配列されている。本実施の形態では、各磁石挿入孔２１１に１つの永久磁石２２が挿入される。したがって、ロータ２は、６つの永久磁石２２を持つ。各磁石挿入孔２１１に挿入される少なくとも１つの永久磁石２２は、ロータ２の１つの磁極を形成する。したがって、本実施の形態では、ロータ２は６つの磁極を持つ。
　各永久磁石２２は、例えば、Ｎｄ（ネオジム）及びＤｙ（ジスプロシウム）を含む平板状の希土類焼結磁石である。希土類磁石は、残留磁束密度及び保磁力が高い。したがって、ロータ２における減磁に対する耐力を向上させることができ、これにより、高効率なモータ１を提供することができる。
　シャフト挿入孔２１２は、ｘｙ平面においてロータコア２１の中央に形成されている。シャフト挿入孔２１２には、シャフト２６が挿入される。
　各孔２１３は、軸方向に延在している。ｘｙ平面において、各孔２１３は、円形である。例えば、モータ１が圧縮機の駆動源として用いられるとき、各孔２１３は、圧縮機内において、冷媒が通り抜ける貫通孔として用いられる。
　ロータコア２１の直径Ｒ１をφとし、ｘｙ平面において軸線Ａｘから孔２１３の中心までの距離をｒとしたとき、直径φ及び距離ｒの関係は、φ／４≦ｒを満たす。軸線Ａｘから、複数の孔２１３のうちの少なくとも１つの孔２１３の中心までの距離ｒがφ／４以上であればよい。これにより、少なくとも１つの孔２１３を、永久磁石２２の近くに配置することができるので、永久磁石２２を効果的に冷却することができる。
　図２に示される例では、全ての孔２１３に関し、軸線Ａｘから、各孔２１３の中心までの距離ｒがφ／４以上である。図２において、破線で示される円の半径Ｒ２は、φ／４である。すなわち、図２において、全ての孔２１３の中心は、破線で示されている半径Ｒ２の円の外側に位置する。これにより、永久磁石２２をより効果的に冷却することができる。
　ステータ３は、ロータ２の外側に配置されている。ステータ３は、ステータコア３１と、複数のセグメントコイル３２とを有する。図１に示される例では、ステータコア３１からコイル３３（すなわち、複数のセグメントコイル３２）が外されている。
　図３は、複数のセグメントコイル３２で形成されたコイル３０の構造を概略的に示す斜視図である。
　図４は、１つのセグメントコイル３２を概略的に示す斜視図である。
　コイル３０は、複数のセグメントコイル３２で構成されている。複数のセグメントコイル３２は、ステータコア３１に波巻で固定されている。これにより、コイル３０が形成されている。すなわち、ステータ３は、複数のセグメントコイル３２で構成されたコイル３０を有する。
　各セグメントコイル３２は、軸方向に延在する第１部分３２ａと、軸方向におけるコイル３０の端部に位置する第２部分３２ｂとを有する。第１部分３２ａは、互いに隣接するティース３４間のスロット３３内に挿入される。第２部分３２ｂは、コイル３０のコイルエンドを形成する。
　各セグメントコイル３２は、例えば、銅又はアルミニウムなどの導体と、この導体の周りに巻かれた絶縁被膜とで構成されている。各セグメントコイル３２は、耐冷媒性を持つ。複数のセグメントコイル３２は、溶接で互いに接続されている。各セグメントコイル３２の断面は、例えば、円形又は四角形である。
　図５は、ステータコア３１の構造を概略的に示す平面図である。
　ステータコア３１は、周方向に延在するヨーク３５と、ヨーク３５から径方向に延在する複数のティース３４と、複数のスロット３３とを有する。
　ステータコア３１は、さらに、ステータコア３１の外周面に形成された少なくとも１つの凹部３７と、軸方向に延在する複数の孔３６とを有する。
　ｘｙ平面において、ステータコア３１は、最大半径Ｒａと、最大半径Ｒａよりも小さい半径Ｒｂとを持つ。これにより、図１に示されるように、ステータ３（具体的には、ステータコア３１の凹部３７）とハウジング４との間に空隙５が形成されている。図１に示される例では、ステータ３とハウジング４との間に６つの空隙５が形成されている。
　ｘｙ平面において、半径Ｒｂは、軸線Ａｘから凹部３７までの最短距離である。図５に示される例では、凹部３７は、直線状に形成されているが、ｘｙ平面において凹部３７は、円弧状又は角形でもよい。各孔３６は、軸方向に延在する。
　複数のスロット３３は、複数のティース３４のそれぞれに隣接する。複数のスロット３３は、ロータ２の磁極数の６倍である。言い換えると、スロット３３の数は、ロータ２の磁極の数の６倍である。本実施の形態では、スロット３３の数は、３６であり、ロータ２の磁極の数は、６である。
　ステータコア３１は、例えば、軸方向に積層された円環状の電磁鋼板で形成される。したがって、ステータコア３１は、ｘｙ平面において円環状である。各電磁鋼板は、予め定められた形状に打ち抜かれている。各電磁鋼板の厚みは、例えば、０．２５ｍｍから０．５ｍｍである。電磁鋼板は、互いにカシメで固定されている。
　例えば、モータ１が圧縮機の駆動源として用いられるとき、各空隙５及び各孔３６は、圧縮機内において、冷媒が通り抜ける流路として用いられる。これにより、圧縮機内において、モータ１を効果的に冷却することができる。
　図６は、図５に示されるティース３４の構造を概略的に示す拡大図である。
　図６に示されるように、複数のティース３４の内の１つのティースを第１ティース３４１としたとき、第１ティース３４１に隣接する、複数のティース３４の内の１つのティースを第２ティース３４２とする。図６に示される例では、第２ティース３４２は、回転方向Ｄ１１における第１ティース３４１の下流側に位置する。
　第１ティース３４１は、第１本体部３４１ａと、第１先端部３４１ｂとを有する。ｘｙ平面において、第１本体部３４１ａは、ヨーク３５から径方向（第１径方向Ｄａともいう）に延在する。すなわち、第１本体部３４１ａは、ヨーク３５から径方向内側に延在する。第１先端部３４１ｂは、径方向における第１本体部３４１ａの内側に位置し、周方向に延在する。
　第２ティース３４２は、第２本体部３４２ａと、第２先端部３４２ｂとを有する。ｘｙ平面において、第２本体部３４２ａは、ヨーク３５から径方向（第２径方向Ｄｂともいう）に延在する。すなわち、第２本体部３４２ａは、ヨーク３５から径方向内側に延在する。第２先端部３４２ｂは、径方向における第２本体部３４２ａの内側に位置し、周方向に延在する。
　各ティース３４において、第１本体部３４１ａ及び第２本体部３４２ａに相当する部分を単に「本体部」ともいう。同様に、各ティース３４において、第１先端部３４１ｂ及び第２先端部３４２ｂに相当する部分を単に「先端部」ともいう。
　図６において、直線Ｌ１は、ｘｙ平面において第１径方向Ｄａにおける第１本体部３４１ａの外側端部の中心Ｃ１及び軸線Ａｘを通る直線である。より具体的には、中心Ｃ１は、ｘｙ平面における第１本体部３４１ａの外側端部の幅Ｗ１の中心である。直線Ｌ１は、ｘｙ平面において第１径方向Ｄａにおける第１本体部３４１ａの内側端部の中心Ｃ３及び軸線Ａｘを通る直線でもよい。この場合、中心Ｃ３は、ｘｙ平面における第１本体部３４１ａの内側端部の幅Ｗ３の中心である。
　直線Ｌ２は、ｘｙ平面において第２径方向Ｄｂにおける第２本体部３４２ａの外側端部の中心Ｃ２及び軸線Ａｘを通る直線である。直線Ｌ２は、ｘｙ平面において第２径方向Ｄｂにおける第２本体部３４２ａの内側端部の中心Ｃ４及び軸線Ａｘを通る直線でもよい。この場合、中心Ｃ４は、ｘｙ平面における第２本体部３４２ａの内側端部の幅Ｗ４の中心である。
　直線Ｌ３は、ｘｙ平面において第１先端部３４１ｂと第２先端部３４２ｂとの間の中心Ｃ５と軸線Ａｘとを通る直線である。
　図６において、角度θ１は、ｘｙ平面において直線Ｌ１と直線Ｌ３との間の角度である。角度θ２は、ｘｙ平面において直線Ｌ２と直線Ｌ３との間の角度である。この場合において、ステータ３は、θ１＞θ２を満たす。
　ｘｙ平面において、第１先端部３４１ｂの形状は非対称的である。具体的には、図６に示されるように、第１先端部３４１ｂの内の直線Ｌ１から回転方向Ｄ１１における下流側に延在する部分が、直線Ｌ１から回転方向Ｄ１１における上流側に延在する部分よりも長い。言い換えると、ｘｙ平面において、回転方向Ｄ１１における第１先端部３４１ｂの下流側は、回転方向Ｄ１１における第１先端部３４１ｂの上流側よりも長い。
　同様に、ｘｙ平面において、第２先端部３４２ｂの形状は非対称的である。具体的には、図６に示されるように、第２先端部３４２ｂの内の直線Ｌ２から回転方向Ｄ１１における下流側に延在する部分が、直線Ｌ２から回転方向Ｄ１１における上流側に延在する部分よりも長い。言い換えると、ｘｙ平面において、回転方向Ｄ１１における第２先端部３４２ｂの下流側は、回転方向Ｄ１１における第２先端部３４２ｂの上流側よりも長い。
　これにより、角度θ１及びθ２の関係は、θ１＞θ２を満たす。
　ステータ３の効果について説明する。
　ステータ３のコイル３０は、複数のセグメントコイル３２で形成されている。ステータ３の製造工程において、これらのセグメントコイル３２をスロット３３に挿入し、溶接でこれらのセグメントコイル３２が固定される。したがって、銅線又はアルミニウム線などの導線をティースに巻回する方法に比べて、ステータコア３１の形状に関わらずコイル３０を容易に形成することができる。
　さらに、巻線を同心状に巻回する方法に比べて、波巻でコイル３０を形成する方法では、互いに隣接するティース３４の先端部間の領域、すなわち、スロットオープニングの大きさの自由度が高い。具体的には、巻線を同心状に巻回する方法では、スロットオープニングの周方向における幅を、１つの巻線の直径よりも大きくする必要がある。一方、波巻で複数のセグメントコイル３２をステータコア３１に固定する方法では、これらのセグメントコイル３２を軸方向にスロット３３に挿入することができる。したがって、ステータ３では、スロットオープニングの周方向における幅を小さくすることができ、これにより、モータ特性を改善することができる。
　さらに、巻線を同心状に巻回する方法に比べて、波巻でコイル３０を形成する方法では、コイル３０の密度を高めることができる。これにより、モータ１の効率を高めることができるとともに、モータ１を小型化することができる。すなわち、波巻で固定された複数のセグメントコイル３２を用いることにより、ステータ３を小型化することができ、これにより、モータ１を小型化することができる。
　図７は、比較例としてのモータにおけるステータのティース３４ａの構造を概略的に示す図である。
　図７に示されるステータのティース３４ａのｘｙ平面における形状は対称的である。すなわち、ｘｙ平面において、回転方向Ｄ１１における先端部の上流側の形状及び下流側の形状は、互いに同じである。したがって、図７に示される比較例において、角度θ１及びθ２は互いに等しい。
　図８は、図７に示されるティース３４ａを持つモータにおける磁束の流れを示す図である。
　矢印Ｆ１及びＦ２（それぞれ磁束Ｆ１及びＦ２ともいう）は、ある瞬間におけるコイル３０ａ及び３０ｂに流れる電流（電機子電流ともいう）によって生じる磁束の向きをそれぞれ示す。矢印Ｆ３は、永久磁石２２からの磁束の向きを示す。図８に示される例では、電機子電流の位相と誘起電圧の位相とが互いに同じである。
　図９は、図７に示されるティース３４ａの先端部における磁束密度を示す図である。
　図８及び図９に示されるように、回転方向Ｄ１１におけるティース３４ａの先端部の下流側では、磁束Ｆ２の向きと磁束Ｆ３の向きとが互いに逆向きであるので、磁束密度が低下する。一方、回転方向Ｄ１１におけるティース３４ａの先端部の上流側では、磁束Ｆ１の向きと磁束Ｆ３の向きとが互いに同じであるので、磁束密度が上昇し、これにより磁気飽和を引き起こす。この現象は、「交さ磁化作用」と呼ばれ、電機子反作用によって生じる。この現象が生じると、ティース３４ａの先端部の上流側において、磁気飽和が発生しやすくなり、これにより鉄損が増加しやすい。したがって、比較例に係るモータのステータでは、鉄損が増加しやすい。
　図１０は、本実施の形態に係るモータ１のティース３４の先端部における磁束密度を示す図である。
　本実施の形態では、角度θ１及びθ２の関係がθ１＞θ２を満たす。これにより、ティース３４の先端部の上流側における磁気抵抗が大きくなり、磁気飽和が低減される。その結果、図１０に示されるように、回転方向Ｄ１１におけるティース３４の先端部の上流側で生じる鉄損を低減することができる。さらに、ティース３４の先端部の上流側において磁気飽和が低減されることにより、磁束がティース３４の先端部の上流側を通りやすくなる。その結果、有効磁力が増加し、銅損を低減することができるという効果も得ることができる。
　上述のように、本実施の形態に係るモータ１によれば、ステータを小型化することができるとともに、ステータにおける鉄損及び銅損を低減することができる。
　実施の形態１に係るモータ１は、ステータ３を有するので、モータ１において上述のステータ３の効果と同じ効果が得られる。
実施の形態２．
　本発明の実施の形態２に係る圧縮機６について説明する。
　図１１は、実施の形態２に係る圧縮機６の構造を概略的に示す断面図である。
　圧縮機６は、電動要素としてのモータ６０と、ハウジングとしての密閉容器６１と、圧縮要素としての圧縮機構６２とを有する。本実施の形態では、圧縮機６は、ロータリー圧縮機である。ただし、圧縮機６は、ロータリー圧縮機に限定されない。
　モータ６０は、実施の形態１に係るモータ１である。本実施の形態では、モータ６０は、永久磁石埋込型モータであるが、これに限定されない。
　密閉容器６１は、モータ６０及び圧縮機構６２を覆う。密閉容器６１の底部には、圧縮機構６２の摺動部分を潤滑する冷凍機油が貯留されている。
　圧縮機６は、さらに、密閉容器６１に固定されたガラス端子６３と、アキュムレータ６４と、吸入パイプ６５と、吐出パイプ６６とを有する。
　圧縮機構６２は、シリンダ６２ａと、ピストン６２ｂと、上部フレーム６２ｃ（第１のフレーム）と、下部フレーム６２ｄ（第２のフレーム）と、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄにそれぞれ取り付けられた複数のマフラ６２ｅとを有する。圧縮機構６２は、さらに、シリンダ６２ａ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６２は、モータ６０によって駆動される。
　モータ６０は、圧入又は焼き嵌めで密閉容器６１内に固定されている。圧入及び焼き嵌めの代わりに溶接でステータ３を密閉容器６１に直接取り付けてもよい。
　モータ６０のステータ３の巻線には、ガラス端子６３を介して電力が供給される。
　モータ６０のロータ（具体的には、シャフト２６の一端側）は、上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄの各々に備えられた軸受けによって回転自在に支持されている。
　ピストン６２ｂには、シャフト２６が挿通されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄには、シャフト２６が回転自在に挿通されている。上部フレーム６２ｃ及び下部フレーム６２ｄは、シリンダ６２ａの端面を閉塞する。アキュムレータ６４は、吸入パイプ６５を介して冷媒（例えば、冷媒ガス）をシリンダ６２ａに供給する。
　次に、圧縮機６の動作について説明する。アキュムレータ６４から供給された冷媒は、密閉容器６１に固定された吸入パイプ６５からシリンダ６２ａ内へ吸入される。インバータの通電によってモータ６０が回転することにより、シャフト２６に嵌合されたピストン６２ｂがシリンダ６２ａ内で回転する。これにより、シリンダ６２ａ内で冷媒の圧縮が行われる。
　冷媒は、マフラ６２ｅを通り、密閉容器６１内を上昇する。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、ロータコアに形成された孔を通過する際に、冷媒と冷凍機油との分離が促進され、これにより、冷凍機油が吐出パイプ６６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６６を通って冷凍サイクルの高圧側へと供給される。
　圧縮機６の冷媒として、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、又はＲ２２等を用いることができる。ただし、圧縮機６の冷媒は、これらに限られない。例えば、圧縮機６の冷媒として、ＧＷＰ（地球温暖化係数）が小さい冷媒等を用いることができる。
　ＧＷＰが小さい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２に係る圧縮機６によれば、実施の形態１で説明した効果を有する。
　さらに、モータ６０として実施の形態１に係るモータ１を用いることにより、モータ６０の効率を改善することができ、その結果、圧縮機６の効率を改善することができる。
実施の形態３．
　本発明の実施の形態３に係る空気調和機５０（冷凍空調装置又は冷凍サイクル装置ともいう）について説明する。
　図１２は、実施の形態３に係る空気調和機５０の構成を概略的に示す図である。
　実施の形態３に係る空気調和機５０は、送風機（第１の送風機）としての室内機５１と、冷媒配管５２と、冷媒配管５２を介して室内機５１に接続された送風機（第２の送風機）としての室外機５３とを備える。
　室内機５１は、モータ５１ａ（例えば、実施の形態１に係るモータ１）と、モータ５１ａによって駆動されることにより、送風する送風部５１ｂと、モータ５１ａ及び送風部５１ｂを覆うハウジング５１ｃとを有する。送風部５１ｂは、例えば、モータ５１ａによって駆動される羽根５１ｄを有する。例えば、羽根５１ｄは、モータ５１ａの軸（例えば、シャフト２６）に固定されており、気流を生成する。
　室外機５３は、モータ５３ａ（例えば、実施の形態１に係るモータ１）と、送風部５３ｂと、圧縮機５４と、熱交換器（図示しない）とを有する。送風部５３ｂは、モータ５３ａによって駆動されることにより、送風する。送風部５３ｂは、例えば、モータ５３ａによって駆動される羽根５３ｄを有する。例えば、羽根５３ｄは、モータ５３ａの軸（例えば、シャフト２６）に固定されており、気流を生成する。圧縮機５４は、モータ５４ａ（例えば、実施の形態１に係るモータ１）と、モータ５４ａによって駆動される圧縮機構５４ｂ（例えば、冷媒回路）と、モータ５４ａ及び圧縮機構５４ｂを覆うハウジング５４ｃとを有する。圧縮機５４は、例えば、実施の形態２で説明した圧縮機６である。
　空気調和機５０において、室内機５１及び室外機５３の少なくとも１つは、実施の形態１で説明したモータ１を有する。具体的には、送風部の駆動源として、モータ５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明したモータ１が適用される。さらに、圧縮機５４のモータ５４ａとして、実施の形態１で説明したモータ１を用いてもよい。
　空気調和機５０は、例えば、室内機５１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５１において、モータ５１ａは、送風部５１ｂを駆動するための駆動源である。送風部５１ｂは、調整された空気を送風することができる。
　実施の形態３に係る空気調和機５０によれば、モータ５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明したモータ１が適用されるので、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、空気調和機５０の効率を改善することができる。
　さらに、送風機（例えば、室内機５１）の駆動源として、実施の形態１に係るモータ１を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、送風機の効率を改善することができる。実施の形態１に係るモータ１とモータ１によって駆動される羽根（例えば、羽根５１ｄ又は５３ｄ）とを有する送風機は、送風する装置として単独で用いることができる。この送風機は、空気調和機５０以外の機器にも適用可能である。
　さらに、圧縮機５４の駆動源として、実施の形態１に係るモータ１を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、圧縮機５４の効率を改善することができる。
　実施の形態１で説明したモータ１は、空気調和機５０以外に、換気扇、家電機器、又は工作機など、駆動源を有する機器に搭載できる。
　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。
　１，５１ａ，５４ａ，６０　モータ、　２　ロータ、　３　ステータ、　２１　ロータコア、　２２　永久磁石、　３１　ステータコア、　３２　セグメントコイル、　３３　スロット、　３４　ティース、　３５　ヨーク、　３６，２１３　孔、　３７　凹部、　３４１　第１ティース、　３４１ａ　第１本体部、　３４１ｂ　第１先端部、　３４２　第２ティース、　３４２ａ　第２本体部、　３４２ｂ　第２先端部。

Claims (11)

  1. 　軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
    　複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
    　前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
    　を備え、
    　前記ステータコアは、
    　第１径方向に延在する第１本体部と、前記第１径方向における前記第１本体部の内側に位置し、周方向に延在する第１先端部とを有する、前記複数のティースの内の第１ティースと、
    　第２径方向に延在する第２本体部と、前記第２径方向における前記第２本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第２先端部とを有し、前記第１ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第２ティースと
    　を有し、
    　前記複数のスロットは、前記ロータの磁極数の６倍であり、
    　前記軸線と直交する平面において前記第１径方向における前記第１本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をＬ１とし、前記平面において前記第２径方向における前記第２本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をＬ２とし、前記平面において前記第１先端部と前記第２先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をＬ３とし、前記平面において前記直線Ｌ１と前記直線Ｌ３との間の角度をθ１とし、前記平面において前記直線Ｌ２と前記直線Ｌ３との間の角度をθ２としたとき、
    　前記ステータは、θ１＞θ２を満たす
    　ステータ。
  2. 　前記平面において、前記第１先端部及び前記第２先端部の形状は、非対称的である請求項１に記載のステータ。
  3. 　前記平面において、前記ロータの回転方向における前記第１先端部の下流側は、前記回転方向における前記第１先端部の上流側よりも長く、前記回転方向における前記第２先端部の下流側は、前記回転方向における前記第２先端部の上流側よりも長い請求項１又は２に記載のステータ。
  4. 　前記ステータコアは、前記ステータコアの外周面に形成された凹部を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ。
  5. 　前記ステータコアは、軸方向に延在する複数の孔を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のステータ。
  6. 　前記ステータコアは、前記平面において、最大半径と前記最大半径よりも小さい半径とを持つ請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ。
  7. 　ステータと、
    　前記ステータの内側に配置されたロータと
    　を備え、
    　前記ステータは、
    　軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
    　複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
    　前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
    　を備え、
    　前記ステータコアは、
    　第１径方向に延在する第１本体部と、前記第１径方向における前記第１本体部の内側に位置し、周方向に延在する第１先端部とを有する、前記複数のティースの内の第１ティースと、
    　第２径方向に延在する第２本体部と、前記第２径方向における前記第２本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第２先端部とを有し、前記第１ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第２ティースと
    　を有し、
    　前記複数のスロットは、前記ロータの磁極数の６倍であり、
    　前記軸線と直交する平面において前記第１径方向における前記第１本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をＬ１とし、前記平面において前記第２径方向における前記第２本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をＬ２とし、前記平面において前記第１先端部と前記第２先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をＬ３とし、前記平面において前記直線Ｌ１と前記直線Ｌ３との間の角度をθ１とし、前記平面において前記直線Ｌ２と前記直線Ｌ３との間の角度をθ２としたとき、
    　前記ステータは、θ１＞θ２を満たす
    　モータ。
  8. 　前記ロータは、軸方向に延在する孔を持つロータコアを有し、
    　前記ロータコアの直径をφとし、前記平面において前記軸線から前記孔の中心までの距離をｒとしたとき、φ／４≦ｒを満たす
    　請求項７に記載のモータ。
  9. 　前記ステータコアは、前記ステータコアの外周面に形成された凹部を有する請求項７又は８に記載のモータ。
  10. 　モータと、
    　前記モータによって駆動される圧縮機構と、
    　前記モータ及び前記圧縮機構を覆うハウジングと
    　を備え、
    　前記モータは、
    　ステータと、
    　前記ステータの内側に配置されたロータと
    　を有し、
    　前記ステータは、
    　軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
    　複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
    　前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
    　を有し、
    　前記ステータコアは、
    　第１径方向に延在する第１本体部と、前記第１径方向における前記第１本体部の内側に位置し、周方向に延在する第１先端部とを有する、前記複数のティースの内の第１ティースと、
    　第２径方向に延在する第２本体部と、前記第２径方向における前記第２本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第２先端部とを有し、前記第１ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第２ティースと
    　を有し、
    　前記複数のスロットは、前記ロータの磁極数の６倍であり、
    　前記軸線と直交する平面において前記第１径方向における前記第１本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をＬ１とし、前記平面において前記第２径方向における前記第２本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をＬ２とし、前記平面において前記第１先端部と前記第２先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をＬ３とし、前記平面において前記直線Ｌ１と前記直線Ｌ３との間の角度をθ１とし、前記平面において前記直線Ｌ２と前記直線Ｌ３との間の角度をθ２としたとき、
    　前記ステータは、θ１＞θ２を満たす
    　圧縮機。
  11. 　室内機と、
    　前記室内機に接続された室外機と
    　を有し、
    　前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つはモータを有し、
    　前記モータは、
    　ステータと、
    　前記ステータの内側に配置されたロータと
    　を有し、
    　前記ステータは、
    　軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
    　複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
    　前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
    　を有し、
    　前記ステータコアは、
    　第１径方向に延在する第１本体部と、前記第１径方向における前記第１本体部の内側に位置し、周方向に延在する第１先端部とを有する、前記複数のティースの内の第１ティースと、
    　第２径方向に延在する第２本体部と、前記第２径方向における前記第２本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第２先端部とを有し、前記第１ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第２ティースと
    　を有し、
    　前記複数のスロットは、前記ロータの磁極数の６倍であり、
    　前記軸線と直交する平面において前記第１径方向における前記第１本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をＬ１とし、前記平面において前記第２径方向における前記第２本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をＬ２とし、前記平面において前記第１先端部と前記第２先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をＬ３とし、前記平面において前記直線Ｌ１と前記直線Ｌ３との間の角度をθ１とし、前記平面において前記直線Ｌ２と前記直線Ｌ３との間の角度をθ２としたとき、
    　前記ステータは、θ１＞θ２を満たす
    　冷凍空調装置。
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