WO2021024318A1 - 電動機の固定子コア - Google Patents

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WO2021024318A1
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contact
triangular
electric motor
core
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Inventor
和史 森島
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit

Definitions

  • the present invention relates to a stator core of an electric motor used in a compressor or the like that compresses a fluid.
  • an electric motor has been used to drive a device such as a compressor.
  • the electric motor has a stator core in which a plurality of divided cores are connected in an annular shape, and a rotor arranged inside the stator core.
  • the electric motor is fixed in the shell by shrink-fitting or press-fitting the stator core into the inner wall surface of the shell such as the closed container of the compressor.
  • each divided core may be displaced in the inner diameter direction due to this compressive stress, and if each divided core is displaced in the inner diameter direction, the roundness of the inner diameter of the stator core deteriorates, which causes an increase in motor noise and vibration. It becomes.
  • Patent Document 1 is effective in suppressing the displacement of the split core due to the radial compressive stress.
  • the circumferential compressive stress that presses against each other in the circumferential direction acts on each divided core.
  • Patent Document 1 there is a problem that the study on the circumferential compressive stress is insufficient, a gap is generated in the fitting portion of the corrugated curve shape due to a manufacturing error, and the roundness of the inner diameter of the stator core is deteriorated. there were.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a stator core of an electric motor capable of suppressing deterioration of inner diameter roundness of the stator core.
  • the stator core of the electric motor according to the present invention is a stator core of an electric motor having a plurality of divided cores arranged in an annular shape, and each of the plurality of divided cores has a contact surface with another adjacent divided core.
  • a plurality of contact portions are formed in the circumferential direction by making contact with each other, and the contact surfaces of some or all of the plurality of contact portions are in the radial direction when viewed in the central axis direction of the stator core. It has a straight portion extending in a straight line, and has a triangular convex portion on one of the contact surfaces and a triangular concave portion on the other.
  • the straight portions are in contact with each other and the triangular convex portion and the triangular concave portion are in contact with each other. They are connected by engaging with each other.
  • the contact surfaces of a part or all of the plurality of contact portions formed in the circumferential direction of the stator core fix the stator core to the shell by contacting the straight portions. It is possible to suppress the displacement in the circumferential direction due to the compressive stress in the circumferential direction. Further, the contact surfaces of some or all of the plurality of contact portions are due to the radial compressive stress when the stator core is fixed to the shell due to the engagement between the triangular convex portion and the triangular concave portion. The deviation can be suppressed. As a result, deterioration of the inner diameter roundness of the stator core can be suppressed.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the stator core of the electric motor which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a top view which shows the split core of the stator core of the electric motor which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a top view which shows the modification of the split core of the stator core of the electric motor which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic diagram at the time of winding a winding around the split core of the stator core of the electric motor which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. As a comparative example it is a figure which shows the configuration example in which contact surfaces of adjacent division cores are connected only by engagement of a triangular convex part and a triangular concave part.
  • FIG. 1 shows the configuration example in which the whole contact surface between adjacent division cores is formed by the straight line part.
  • FIG. It is a partial view which shows the stator core of the electric motor which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the contact part of FIG.
  • FIG. It is a figure which shows the stator core of the electric motor which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is a figure which shows the deployed state before connecting the stator core of the electric motor which concerns on Embodiment 3 in an annular shape.
  • FIG. It is explanatory drawing of the main part of the stator core of the electric motor which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 1 is a plan view showing a stator core of the electric motor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing a split core of the stator core of the electric motor according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view showing a modified example of the split core of the stator core of the electric motor according to the first embodiment.
  • the stator core 1A of the electric motor of the first embodiment has a plurality of divided cores 2 arranged in a ring shape as shown in FIG. 1 and a winding (not shown).
  • Each split core 2 has a back yoke portion 3 having an arcuate outer surface 3a and a teeth portion 4 protruding inward in the radial direction from the back yoke portion 3.
  • a slot 5 is formed between the adjacent split cores 2, and a winding wound around the teeth portion 4 is located in the slot 5.
  • Each of the plurality of divided cores 2 forms a plurality of contact portions 8 in the circumferential direction by contacting with other adjacent divided cores 2 on the contact surface 31 with each other.
  • one of the contact surfaces 31 in contact with each other in the contact portion 8 has a straight portion 32 and a triangular convex portion 33.
  • the straight line portion 32 is formed so as to extend linearly in the radial direction when viewed in the central axis O direction of the stator core 1A.
  • the triangular convex portion 33 is formed in a triangular shape that tapers in the circumferential direction when viewed in the central axis O direction of the stator core 1A.
  • the other side of the contact surface 31 that comes into contact with each other in the contact portion 8 has a straight portion 34 and a triangular concave portion 35 that engages with the triangular convex portion 33.
  • the straight portion 34 is formed so as to extend linearly in the radial direction when viewed in the central axis O direction of the stator core 1A.
  • the triangular recess 35 is formed in a triangular shape that is tapered in the circumferential direction when viewed in the direction of the central axis O of the stator core 1A.
  • the contact portion 8 is connected by contacting the straight portions 32 and 34 of the adjacent split cores 2 with each other and engaging the triangular convex portion 33 and the triangular concave portion 35.
  • the plurality of divided cores 2 are connected to the adjacent divided cores 2 by the contact portion 8 to form an annular shape.
  • each divided core 2 is welded to the adjacent divided core 2 on the radial outer side of the contact portion 8.
  • FIGS. 1 and 2 show one configuration of the triangular convex portion 33 or the triangular concave portion 35 on each contact surface 31, there may be a plurality of triangular convex portions 33 or a plurality of triangular concave portions 35 as shown in FIG.
  • the outer surface 8a of the contact portion 8 is located radially inside the outer surface 3a of the back yoke portion 3, that is, the outermost surface of the stator core 1A. The reason for this will be described later.
  • a notch 36 is formed on the outer peripheral portion of the back yoke portion 3.
  • the notch 36 is provided to hold the split core 2 when winding the winding around the tooth portion 4. That is, the holding jig is fitted in the notch 36 to hold the split core 2. Further, the notch 36 is provided to secure a refrigerant flow path when the stator core 1A is applied to the compressor.
  • stator core 1A the manufacturing process of the stator core 1A will be briefly described. First, in each of the divided cores 2, the winding 7 is wound around the teeth portion 4 via the insulating material 6 as shown in FIG. 4 below.
  • FIG. 4 is a schematic view of winding the winding around the split core of the stator core of the electric motor according to the first embodiment.
  • the angle formed by the inner surface 3b on the inner side in the radial direction of the back yoke portion 3 and the both sides 4a in the circumferential direction of the tooth portion 4 is configured to be 90 °. Therefore, as shown in FIG. 4, the winding 7 is wound so as to be orthogonal to the protruding direction of the tooth portion 4.
  • the angle between the inner inner surface 3b of the back yoke portion 3 in the radial direction and the both sides 4a of the tooth portion 4 in the circumferential direction is 90 ° in this way, the alignment of the winding 7 is improved and more windings are made.
  • the wire 7 can be wound around the teeth portion 4.
  • each split core 2 After winding the winding 7 around the teeth portion 4 of each split core 2 as described above, each split core 2 is connected in an annular shape by the contact portion 8. By connecting the divided cores 2 in an annular shape, each winding 7 is accommodated in each slot 5. Then, after the split cores 2 are connected in an annular shape, the radial outer sides of the contact surfaces 31 of the adjacent split cores 2 are joined and fixed by welding or the like.
  • the outer surface 8a of the contact portion 8 is located radially inside the outer surface 3a of the back yoke portion 3, that is, the outermost surface of the stator core 1A. Therefore, when the contact portion 8 is joined by welding or the like, it is possible to prevent the joint portion such as a welded ball from protruding to the outside of the outer surface 3a.
  • the joint portion protrudes outside the outer surface 3a, when the stator core 1A is shrink-fitted or press-fitted into the shell, the stress received from the shell concentrates on the protruding portion and causes the displacement of each divided core.
  • the outer surface 8a of the contact portion 8 is located radially inside the outer surface 3a of the back yoke portion 3. As a result, it is possible to suppress the deviation of the split core 2 due to the joint portion protruding outward from the outer surface 3a, and to suppress the deterioration of the inner diameter roundness of the stator core 1A.
  • the stator core 1A manufactured through the above steps is inserted into the shell and fixed to the inner wall surface of the shell by shrink fitting or press fitting.
  • FIG. 5 is a diagram showing, as a comparative example, a configuration example in which the contact surfaces of adjacent divided cores are connected only by engaging the triangular convex portion and the triangular concave portion.
  • the configuration in which the contact surfaces of the contact portions 8 are connected by engaging the triangular convex portions and the triangular concave portions is effective in suppressing the radial deviation of the split core 2 due to the radial compressive stress. Is.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example in which the entire contact surface between adjacent divided cores is formed of a straight line portion.
  • the circumferential compressive stress that presses against each other in the circumferential direction acts on the split core 2.
  • each division core 2 applies a circumferential compressive stress in the straight portion in the vertical direction. receive. That is, the stress that moves the split core 2 in the radial direction does not act on the split core 2. Therefore, forming the contact surfaces of the contact portions 8 with straight portions is effective in suppressing the displacement of the split core in the circumferential direction due to the circumferential compressive stress.
  • the configuration is provided with both of these.
  • both the radial deviation of the divided core due to the radial compressive stress and the circumferential deviation of the divided core due to the circumferential compressive stress can be suppressed.
  • deterioration of the inner diameter roundness of the stator core can be suppressed.
  • the prior art in which the contact surfaces of the contact portions have a corrugated curve shape is compared with the first embodiment.
  • the engaged state tends to be looser than the triangular shape of the first embodiment. Therefore, if there is a manufacturing error in the corrugated curve shape, when a circumferential compressive stress is applied, the mating state is released and slippage occurs in the radial direction, and as a result, a gap in the circumferential direction is generated at the contact portion and is fixed. It causes deterioration of the inner diameter roundness of the child core.
  • the triangular convex portion 33 and the triangular concave portion 35 are engaged with each other, slippage is less likely to occur as compared with the corrugated curve shape, which is effective in suppressing deterioration of inner diameter roundness. Is the target.
  • the stator core 1A of the electric motor of the first embodiment has a plurality of divided cores 2 arranged in an annular shape.
  • Each of the plurality of divided cores 2 forms a plurality of contact portions 8 in the circumferential direction by contacting with other adjacent divided cores 2 on the contact surface 31 with each other.
  • the contact surfaces 31 of a part or all of the plurality of contact portions 8 have straight portions 32 and 34 extending linearly in the radial direction when viewed in the central axis O direction of the stator core 1A, and are mutually connected.
  • One of the contact surfaces 31 has a triangular convex portion 33, and the other has a triangular concave portion 35.
  • the contact surfaces 31 are connected by contacting the straight portions 32 and 32 with each other and engaging the triangular convex portion 33 and the triangular concave portion 35 with each other.
  • the contact surfaces 31 of a part or all of the plurality of contact portions 8 are in contact with each other in the straight portions 32 and 34, when the stator core 1A is fixed to the shell of the compressor. It is possible to suppress the deviation in the circumferential direction. Further, since the contact surfaces 31 of a part or all of the plurality of contact portions 8 are engaged with each other by the triangular convex portion 33 and the triangular concave portion 35, when the stator core 1A is fixed to the shell. It is possible to suppress the deviation due to the radial compressive stress. As a result, deterioration of the inner diameter roundness of the stator core 1A can be suppressed, and noise and vibration of the electric motor can be suppressed.
  • the straight portion 32 and the straight portion 34 are radially outside, and the triangular convex portion 33 and the triangular concave portion 35 are radially inside on the contact surface 31, but the reverse is also possible. That is, the straight portion 32 and the straight portion 34 may be formed on the outer side in the radial direction, and the triangular convex portion 33 and the triangular concave portion 35 may be formed on the outer side in the radial direction on the contact surface 31.
  • FIG. 7 is a partial view showing a stator core of the electric motor according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the contact portion of FIG. 7.
  • the straight line portion 32 and the straight line portion 34 extend radially inward of the arc 11.
  • the arc 11 is an arc centered on the central axis O (see FIG. 1) of the stator core 1B, and is an arc that passes through the bottom portion 36a of the notch 36.
  • L1> L2 is established between the radial length L1 of the straight portion 32 and the straight portion 34 and the radial length L2 of the notch 36.
  • each split core 2 is welded to the adjacent split core 2 on the radial outer side of the contact portion 8.
  • the divided cores 2 are brought close to each other by using the notches 36 formed in the divided cores 2.
  • auxiliary jigs (not shown) are fitted into the notches 36 formed in the divided cores 2, and the auxiliary jigs are brought close to each other. Welding is performed after the contact surfaces 31 of the divided cores 2 are brought into close contact with each other.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the following effects can be obtained. That is, since the straight portions 32 and 34 have a configuration extending inward in the radial direction of the arc 11, the displacement of the split core 2 on the contact surface 31 can be suppressed, and the inner diameter roundness of the stator core 1A deteriorates. Can be suppressed.
  • FIG. 9 is a diagram showing a stator core of the electric motor according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing a deployed state before connecting the stator cores of the electric motor according to the third embodiment in an annular shape.
  • each split core 2 is connected to another split core 2 adjacent to each other except for one position by a joint portion 21 of the back yoke portion 3. It is formed in an annular shape by bending each joint portion 21.
  • the joint portion 21 is composed of a connecting portion with connecting pins, caulking, or the like.
  • the split core 2 portion connected by the joint portion 21 is unlikely to be displaced when the compressor is fixed to the shell, but the two split cores 2 at both ends that are not connected by the joint portion 21 are used. Misalignment is likely to occur. Therefore, in the third embodiment, the contact portions 8 of the two split cores 2 at both ends have the same configuration as that of the first embodiment. That is, one of the two contact surfaces 31 constituting the contact portion 8 has a straight portion 32 and a triangular convex portion 33, and the other has a straight portion 34 and a triangular concave portion 35.
  • the plurality of divided cores 2 are connected to the other divided cores 2 adjacent to each other by the joint portion 21 except for one place.
  • a straight line portion 32 and a triangular convex portion 33 are formed on one of the contact surfaces 31 of the two divided cores 2 not connected by the joint portion 21, and a straight line portion 34 and a triangular concave portion 35 are formed on the other side.
  • the stator core 1A is fixed to the shell. The deviation of the split core 2 can be suppressed. As a result, deterioration of the inner diameter roundness of the stator core 1A can be suppressed.
  • Embodiment 4 is applied to the stator core 1C of the third embodiment, and more specifically specifies the shapes of the triangular convex portion 33 and the triangular concave portion 35.
  • FIG. 11 is a plan view showing a stator core of the electric motor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory view of a main part of the stator core of the electric motor according to the fourth embodiment.
  • each divided core 2 is distinguished as divided cores 2a to 2i clockwise from the 0 o'clock position in FIG.
  • the two joints 21 are bent, and in the example of FIG. 11, the first joint 21a and the second joint 21b are used as fulcrums. It is done by.
  • the three arc-shaped divided cores 2 are put together to form the first joint portion 21a. Is rotated around the fulcrum. Further, in the same manner, the three divided cores 2 from the divided core 2g to the divided core 2i are bent at each joint portion 21 to form an arc shape, and then the three arc-shaped divided cores are put together to form the second joint. The portion 21b is rotated around the fulcrum.
  • the stator core 1C is formed in an annular shape by the above procedure, in the fourth embodiment, when the contact surfaces 31 come into contact with each other at the contact portion 8 between the split core 2a and the split core 2i, the stator core 1C is triangularly convex.
  • the following configuration works so that the portion 33 and the triangular recess 35 do not interfere with each other.
  • the triangular convex portion 33 has a first portion 33a on the outer side in the radial direction, a second portion 33b on the inner side in the radial direction, and a third portion 33c connecting them.
  • the triangular recess 35 has a first portion 35a on the outer side in the radial direction, a second part 35b on the inner side in the radial direction, and a third part 35c connecting them.
  • the first portion 33a of the triangular convex portion 33 is composed of an arc surface having an arc 22b with the second joint portion 21b as a fulcrum. Further, the second portion 33b of the triangular convex portion 33 is composed of an arc surface having an arc 22a with the first joint portion 21a as a fulcrum. Both the first part 33a and the second part 33b are composed of an arc surface that is convex outward.
  • the triangular concave portion 35 is configured to have a shape along the triangular convex portion 33. Therefore, the first portion 35a of the triangular concave portion 35 is an arc surface along the first portion 33a of the triangular convex portion 33, and the second portion 35b of the triangular concave portion 35 is the second portion 33b of the triangular convex portion 33. It is composed of an arcuate surface along.
  • the joint portion 21 between the split core 2c and the split core 2d and the joint portion 21 between the split core 2f and the split core 2g are used as fulcrums.
  • the joints used as fulcrums are not limited to these joints.
  • the straight portions 32 and 34 of the contact portions 8 not connected by the joint portions 21 and the central axis O of the stator core 1C are located symmetrically with respect to the line 10 passing through the two.
  • One joint portion 21 may be used as a fulcrum.
  • the same effect as that of the third embodiment can be obtained, and when the stator core 1C is formed in an annular shape, the contact portion 8 between the split core 2a and the split core 2i is triangularly convex. It is possible to prevent the portion 33 from interfering with the triangular recess 35, and the manufacturability of the stator core 1C is improved.

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Abstract

電動機の固定子コアは、環状に配置された複数の分割コアを有する。複数の分割コアのそれぞれは、隣接する他の分割コアと互いの接触面で接触することで、周方向に複数の接触部を形成している。複数の接触部のうちの少なくとも一つにおける互いの接触面は、固定子コアの中心軸方向に見て径方向に直線状に延びる直線部を有すると共に、互いの接触面の一方に三角状凸部、他方に三角状凹部を有している。互いの接触面は、直線部同士で接触し且つ三角状凸部と三角状凹部とが互いに係合することで、連結されている。

Description

電動機の固定子コア
　本発明は、流体を圧縮する圧縮機等に用いられる電動機の固定子コアに関するものである。
　従来、圧縮機等の機器の駆動には電動機が用いられている。電動機は、複数の分割コアを環状に連結した固定子コアと、固定子コアの内側に配置された回転子とを有する。電動機は、圧縮機の密閉容器等のシェルの内壁面に固定子コアを焼嵌め又は圧入することによりシェル内に固定されている。
　以上のように焼嵌め又は圧入により固定子コアをシェル内に固定する際には、固定子コアに外周から内周方向に向かう径方向圧縮応力が掛かる。このため、この圧縮応力により各分割コアが内径方向にズレることがあり、各分割コアが内径方向にズレると、固定子コアの内径真円度が悪化し、電動機の騒音及び振動の増加の原因となる。
　このため、従来、各分割コア同士の連結部を径方向全体に渡って波形曲線形状とし、波形形状同士を嵌合させることで、分割コアが内径方向にずれることを抑制するようにした技術がある（例えば特許文献１参照）。
特開２０１４－５０２１５号公報
　特許文献１は、径方向圧縮応力による分割コアのズレの抑制には効果的である。しかし、固定子コアのシェルへの固定時には、径方向圧縮応力の他に、互いに周方向に押し合う周方向圧縮応力が各分割コアに作用する。特許文献１では、周方向圧縮応力についての検討が不十分で、製造誤差などに起因して波形曲線形状の嵌合部分に隙間が生じ、固定子コアの内径真円度が悪化するという問題があった。
　本発明はこのような点を鑑みなされたもので、固定子コアの内径真円度の悪化を抑制することが可能な電動機の固定子コアを提供することを目的とする。
　本発明に係る電動機の固定子コアは、環状に配置された複数の分割コアを有する電動機の固定子コアであって、複数の分割コアのそれぞれが、隣接する他の分割コアと互いの接触面で接触することで、周方向に複数の接触部を形成しており、複数の接触部のうちの一部又は全部における互いの接触面は、固定子コアの中心軸方向に見て径方向に直線状に延びる直線部を有すると共に、互いの接触面の一方に三角状凸部、他方に三角状凹部を有しており、直線部同士で接触し且つ三角状凸部と三角状凹部とが互いに係合することで、連結されているものである。
　本発明によれば、固定子コアの周方向に形成された複数の接触部のうちの一部又は全部における互いの接触面は、直線部同士の接触により、固定子コアをシェルへの固定する際の周方向圧縮応力による周方向のズレを抑制できる。また、複数の接触部のうちの一部又は全部における互いの接触面は、三角状凸部と三角状凹部との係合により、固定子コアのシェルへの固定する際の径方向圧縮応力によるズレを抑制できる。その結果、固定子コアの内径真円度の悪化を抑制できる。
実施の形態１に係る電動機の固定子コアを示す平面図である。 実施の形態１に係る電動機の固定子コアの分割コアを示す平面図である。 実施の形態１に係る電動機の固定子コアの分割コアの変形例を示す平面図である。 実施の形態１に係る電動機の固定子コアの分割コアに巻線を巻回する際の模式図である。 比較例として、隣接する分割コア同士の互いの接触面が三角状凸部と三角状凹部との係合のみにより連結される構成例を示す図である。 比較例として、隣接する分割コア同士の互いの接触面の全体が直線部で構成された構成例を示す図である。 実施の形態２に係る電動機の固定子コアを示す部分図である。 図７の接触部の拡大図である。 実施の形態３に係る電動機の固定子コアを示す図である。 実施の形態３に係る電動機の固定子コアを環状に連結する前の展開状態を示す図である。 実施の形態４に係る電動機の固定子コアを示す平面図である。 実施の形態４に係る電動機の固定子コアの要部の説明図である。
　以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ及び配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る電動機の固定子コアを示す平面図である。図２は、実施の形態１に係る電動機の固定子コアの分割コアを示す平面図である。図３は、実施の形態１に係る電動機の固定子コアの分割コアの変形例を示す平面図である。
　本実施の形態１の電動機の固定子コア１Ａは、図１に示すように環状に配置された複数の分割コア２と、巻線（図示せず）とを有する。各分割コア２は、外面３ａが円弧状のバックヨーク部３と、バックヨーク部３から半径方向内側に向かって突出するティース部４とを有する。隣接する分割コア２同士の間にはスロット５が形成されており、スロット５内に、ティース部４に巻回された巻線が位置するようになっている。
　複数の分割コア２のそれぞれは、隣接する他の分割コア２と互いの接触面３１で接触することで、周方向に複数の接触部８を形成している。図２に示すように接触部８において互いに接触する接触面３１の一方は、直線部３２と三角状凸部３３とを有する。直線部３２は、固定子コア１Ａの中心軸Ｏ方向に見て径方向に直線状に延びて形成されている。三角状凸部３３は、固定子コア１Ａの中心軸Ｏ方向に見て周方向に先細りで突出する三角形状に形成されている。
　接触部８において互いに接触する接触面３１の他方は、直線部３４と、三角状凸部３３に係合する三角状凹部３５とを有する。直線部３４は、固定子コア１Ａの中心軸Ｏ方向に見て径方向に直線状に延びて形成されている。三角状凹部３５は、固定子コア１Ａの中心軸Ｏ方向に見て周方向に先細りで凹む三角形状に形成されている。
　接触部８は、隣り合う分割コア２の互いの直線部３２及び３４同士で接触すると共に、三角状凸部３３と三角状凹部３５とが係合することにより連結されている。このように、複数の分割コア２は、隣接する分割コア２と接触部８で連結されて環状に形成されている。そして、各分割コア２は、図１の黒丸で示すように、隣接する分割コア２と接触部８の径方向外側で溶接されている。なお、図１及び図２には、各接触面３１に三角状凸部３３又は三角状凹部３５が一つの構成を示したが、図３に示すように複数あってもよい。また、接触部８の外面８ａは、バックヨーク部３の外面３ａつまり固定子コア１Ａの最外面よりも径方向内側に位置している。この理由については後述する。
　また、分割コア２においてバックヨーク部３の外周部には、切欠き３６が形成されている。切欠き３６は、ティース部４に巻線を巻回する際に分割コア２を保持するために設けられている。すなわち、切欠き３６に保持治具が嵌合されて分割コア２が保持される。また、切欠き３６は、固定子コア１Ａを圧縮機に適用する場合には、冷媒流路を確保するために設けられている。
　ここで、固定子コア１Ａの製造工程について簡単に説明する。
　まず、各分割コア２のそれぞれにおいて、次の図４に示すようにティース部４に絶縁材６を介して巻線７を巻回する。
　図４は、実施の形態１に係る電動機の固定子コアの分割コアに巻線を巻回する際の模式図である。
　分割コア２においてバックヨーク部３の径方向内側の内面３ｂとティース部４の周方向の両面４ａとのなす角度は、９０°に構成されている。このため、図４に示すように、巻線７は、ティース部４の突出方向に対して直交するようにして巻回される。このようにバックヨーク部３の径方向内側の内面３ｂとティース部４の周方向の両面４ａとのなす角度を９０°とすることで、巻線７の整列性がよくなり、より多くの巻線７をティース部４に巻線できる。
　以上のようにして各分割コア２のティース部４に巻線７を巻回した後、各分割コア２を接触部８で環状に連結する。各分割コア２を環状に連結することによって、各巻線７は各スロット５にそれぞれ収容される。そして、分割コア２を環状に連結した後、隣接する分割コア２同士の互いの接触面３１の径方向外側を溶接等により接合して固定する。
　ここで、上述したように、接触部８の外面８ａは、バックヨーク部３の外面３ａつまり固定子コア１Ａの最外面よりも径方向内側に位置している。このため、接触部８を溶接等で接合した際に、溶接玉等の接合部が外面３ａよりも外側にはみ出ることを抑制できる。接合部が外面３ａよりも外側にはみ出ると、固定子コア１Ａをシェル内に焼嵌め又は圧入する際、シェルから受ける応力が、そのはみ出た部分に集中して各分割コアのズレを招く。これを防止するため、本実施の形態１では、接触部８の外面８ａをバックヨーク部３の外面３ａよりも径方向内側に位置する構成とした。これにより、接合部が外面３ａよりも外側にはみ出ることに起因する分割コア２のズレを抑え、固定子コア１Ａの内径真円度の悪化を抑制することが可能である。
　以上の工程を経て製造された固定子コア１Ａは、シェル内に挿入されてシェルの内壁面に焼嵌め又は圧入により固定される。
　次に、上記のように構成した固定子コア１Ａの作用について説明する。
　図５は、比較例として、隣接する分割コア同士の互いの接触面が三角状凸部と三角状凹部との係合のみにより連結される構成例を示す図である。
　固定子コアのシェルへの固定時には、上述したように外周から内周に向かう径方向圧縮応力が分割コア２に作用する。図５に示すように三角状凸部３３０と三角状凹部３５０とによる係合は、周方向にかみ合うことによる係合であるため、径方向のズレが生じにくい。すなわち、接触部８における互いの接触面を三角状凸部と三角状凹部との係合により連結する構成とすることは、径方向圧縮応力による分割コア２の径方向のズレの抑制に効果的である。
　図６は、比較例として、隣接する分割コア同士の互いの接触面の全体が直線部で構成された構成例を示す図である。
　固定子コアのシェルへの固定時には、上述したように径方向圧縮応力の他に、互いに周方向に押し合う周方向圧縮応力が分割コア２に作用する。図６に示すように、各分割コア２の互いの接触面の全体が直線部３２０及び直線部３４０で構成されている場合、各分割コア２は、周方向圧縮応力を直線部で垂直方向に受ける。つまり、分割コア２を径方向に移動させる応力が分割コア２に作用しない。このため、接触部８における互いの接触面を直線部で構成することは、周方向圧縮応力による分割コアの周方向のズレの抑制に効果的である。
　そこで、本実施の形態１では、これらの両方を備えた構成とした。これにより、径方向圧縮応力による分割コアの径方向のズレと、周方向圧縮応力による分割コアの周方向のズレとの両方を抑えることができる。その結果、固定子コアの内径真円度の悪化を抑制することができる。
　ここで、接触部における互いの接触面を波形曲線形状とした先行技術と実施の形態１とを比較する。先行技術では、互いの接触面が波形曲線形状であることで、本実施の形態１の三角形状と比較して係合状態が緩くなりがちである。このため、波形曲線形状に製造誤差があると、周方向圧縮応力が作用した場合に、嵌合状態が外れて径方向に滑りが生じ、その結果、接触部において周方向の隙間が生じ、固定子コアの内径真円度の悪化を招く。これに対し、本実施の形態１では、三角状凸部３３と三角状凹部３５との係合であるため、波形曲線形状に比べて滑りが生じ難く、内径真円度の悪化の抑制に効果的である。
　以上説明したように、本実施の形態１の電動機の固定子コア１Ａは、環状に配置された複数の分割コア２を有する。複数の分割コア２のそれぞれは、隣接する他の分割コア２と互いの接触面３１で接触することで、周方向に複数の接触部８を形成している。複数の接触部８のうちの一部又は全部における互いの接触面３１は、固定子コア１Ａの中心軸Ｏ方向に見て径方向に直線状に延びる直線部３２及び３４を有すると共に、互いの接触面３１の一方に三角状凸部３３、他方に三角状凹部３５を有している。互いの接触面３１は、直線部３２及び３２同士で接触し且つ三角状凸部３３と三角状凹部３５とが互いに係合することで、連結されている。
　このように、複数の接触部８のうちの一部又は全部における互いの接触面３１は、直線部３２及び３４同士で接触するため、固定子コア１Ａを圧縮機のシェルへの固定する際の周方向のズレを抑制できる。また、複数の接触部８のうちの一部又は全部における互いの接触面３１は、三角状凸部３３と三角状凹部３５とにより係合するため、固定子コア１Ａのシェルへの固定する際の径方向圧縮応力によるズレを抑制できる。その結果、固定子コア１Ａの内径真円度の悪化を抑制でき、電動機の騒音及び振動を抑制することができる。
　なお、本実施の形態１では、接触面３１において直線部３２及び直線部３４が径方向外側、三角状凸部３３及び三角状凹部３５が径方向内側であったが、逆でもよい。つまり、接触面３１において直線部３２及び直線部３４が径方向外側、三角状凸部３３及び三角状凹部３５が径方向外側に形成されていてもよい。
実施の形態２．
　図７は、実施の形態２に係る電動機の固定子コアを示す部分図である。図８は、図７の接触部の拡大図である。
　本実施の形態２の固定子コア１Ｂでは、直線部３２及び直線部３４が円弧１１の径方向内側まで伸びている。円弧１１は、固定子コア１Ｂの中心軸Ｏ（図１参照）を中心とした円弧であって、切欠き３６の底部３６ａを通る円弧である。この構成により、直線部３２及び直線部３４の径方向の長さＬ１と、切欠き３６の径方向の長さＬ２とには、Ｌ１＞Ｌ２の関係が成り立つ。
　固定子コア１Ａを製造するにあたり、上述したように各分割コア２は、隣接する分割コア２と接触部８の径方向外側で溶接される。溶接時には、各分割コア２に形成された各切欠き３６を利用して分割コア２同士を近づけた状態で行われる。図７に示した２つの分割コア２で説明すると、溶接時には、各分割コア２に形成された各切欠き３６に補助治具（図示せず）を嵌合させ、各補助治具同士を近づけて各分割コア２の接触面３１同士を密接させた上で、溶接が行われる。
　このため、溶接時には、各切欠き３６部分に、矢印で示した周方向の応力がかかる。具体的には、各切欠き３６の内面において互いに周方向に対向する面３６ｂにおいて周方向の力がかかる。したがって、接触部８において面３６ｂと同じ径方向の長さ領域には、互いに周方向に押し合う周方向圧縮応力が作用する。この周方向圧縮応力による分割コア２のズレを抑えるため、直線部３２及び直線部３４を円弧１１の径方向内側まで伸ばした構成としている。この構成とすることで、各切欠き３６の各面３６ｂに作用する周方向圧縮応力を、より広い直線部３２で垂直方向に受けることになり、分割コア２を径方向にずらす力が働かない。これにより、分割コア２が径方向にズレることを更に抑制できる。
　本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、以下の効果が得られる。すなわち、直線部３２及び３４が円弧１１の径方向内側まで伸びた構成を有することで、接触面３１での分割コア２のズレを抑えることができ、固定子コア１Ａの内径真円度の悪化を抑制することができる。
実施の形態３．
　図９は、実施の形態３に係る電動機の固定子コアを示す図である。図１０は、実施の形態３に係る電動機の固定子コアを環状に連結する前の展開状態を示す図である。
　本実施の形態３の固定子コア１Ｃは、図１０に示すように、各分割コア２が、１箇所を除いて隣接する他の分割コア２とバックヨーク部３の関節部２１で連結され、各関節部２１を屈曲することにより環状に形成されている。関節部２１は、連結ピンによる連結部又はカシメ等により構成されている。
　固定子コア１Ｃにおいて関節部２１で連結されている分割コア２部分は、圧縮機のシェルへの固定時のズレが生じ難いが、関節部２１で連結されていない両端の２つの分割コア２でズレが生じやすい。このため、実施の形態３では、両端の２つの分割コア２の接触部８に、実施の形態１と同様の構成を備えている。すなわち、接触部８を構成する２つの接触面３１の一方が直線部３２と三角状凸部３３を有し、他方が直線部３４と三角状凹部３５を有する。
　本実施の形態３によれば、複数の分割コア２が、１箇所を除いて隣接する他の分割コア２と関節部２１で連結されている。関節部２１で連結されていない２つの分割コア２同士の互いの接触面３１の一方に、直線部３２及び三角状凸部３３が形成され、他方に、直線部３４及び三角状凹部３５が形成されている。これにより、複数の分割コア２が、１箇所を除いて隣接する他の分割コア２と関節部２１で連結された構成の固定子コア１Ａにおいても、固定子コア１Ａをシェルに固定する際の分割コア２のズレを抑制できる。その結果、固定子コア１Ａの内径真円度の悪化を抑制することができる。
実施の形態４．
　本実施の形態４は、実施の形態３の固定子コア１Ｃに適用される形態であり、三角状凸部３３及び三角状凹部３５の形状を更に具体的に特定するものである。
　図１１は、実施の形態４に係る電動機の固定子コアを示す平面図である。図１２は、実施の形態４に係る電動機の固定子コアの要部の説明図である。以下、説明の便宜上、各分割コア２を図１１において０時の位置から時計回りに分割コア２ａ～２ｉとして区別する。
　上記実施の形態３において図１０に示した一列の状態から環状に構成する際には、２つの関節部２１、図１１の例では第１関節部２１ａ及び第２関節部２１ｂを支点として屈曲することで行われる。つまり、分割コア２ａから分割コア２ｃの３つの分割コア２を、各関節部２１で屈曲して円弧状に形成した後、この円弧状の３つの分割コア２をまとめて、第１関節部２１ａを支点に回転させる。また、同様にして分割コア２ｇから分割コア２ｉの３つの分割コア２を、各関節部２１で屈曲して円弧状に形成した後、この円弧状の３つの分割コアをまとめて、第２関節部２１ｂを支点に回転させる。
　固定子コア１Ｃは、以上のような手順で環状に形成されるため、実施の形態４では、分割コア２ａと分割コア２ｉとの接触部８において接触面３１同士が接触する際に三角状凸部３３と三角状凹部３５とが干渉しないように以下の構成を作用している。ここで、三角状凸部３３は、図１２に示すように径方向外側の第１部３３ａと、径方向内側の第２部３３ｂと、これらを繋ぐ第３部３３ｃとを有している。三角状凹部３５は、径方向外側の第１部３５ａと径方向内側の第２部３５ｂとこれらを繋ぐ第３部３５ｃとを有している。
　三角状凸部３３の第１部３３ａは、第２関節部２１ｂを支点とした円弧２２ｂを有する円弧面で構成される。また、三角状凸部３３の第２部３３ｂは、第１関節部２１ａを支点とした円弧２２ａを有する円弧面で構成される。第１部３３ａ及び第２部３３ｂは、共に外側に凸の円弧面で構成される。
　三角状凹部３５は、三角状凸部３３に沿う形状に構成される。このため、三角状凹部３５の第１部３５ａは、三角状凸部３３の第１部３３ａに沿う円弧面、三角状凹部３５の第２部３５ｂは、三角状凸部３３の第２部３３ｂに沿う円弧面で構成される。
　このように構成したことにより、固定子コア１Ｃを環状に形成する際に、三角状凸部３３と三角状凹部３５とが干渉することを防ぐことができる。
　なお、ここでは、複数の関節部２１のうち、分割コア２ｃと分割コア２ｄとの間の関節部２１と、分割コア２ｆと分割コア２ｇとの間の関節部２１とを支点としたが、支点とする関節部はこれらの関節部に限られたものではない。複数の関節部２１のうち、関節部２１で連結されていない接触部８の直線部３２及び３４と、固定子コア１Ｃの中心軸Ｏと、を通る線１０を中心として対称の位置にある２つの関節部２１を支点とすればよい。
　本実施の形態４によれば、実施の形態３と同様の効果が得られると共に、固定子コア１Ｃを環状に形成する際に、分割コア２ａと分割コア２ｉとの接触部８で三角状凸部３３と三角状凹部３５とが干渉することを防ぐことができ、固定子コア１Ｃの製造性が向上する。
　１Ａ　固定子コア、１Ｂ　固定子コア、１Ｃ　固定子コア、２（２ａ～２ｉ）　分割コア、３　バックヨーク部、３ａ　外面、３ｂ　内面、４　ティース部、４ａ　両面、５　スロット、６　絶縁材、７　巻線、８　接触部、８ａ　外面、１１　円弧、２１　関節部、２１ａ　第１関節部、２１ｂ　第２関節部、２２ａ　円弧、２２ｂ　円弧、３１　接触面、３２　直線部、３３　三角状凸部、３３ａ　第１部、３３ｂ　第２部、３３ｃ　第３部、３４　直線部、３４ａ　第１部、３４ｂ　第２部、３４ｃ　第３部、３５　三角状凹部、３６　切欠き、３６ａ　底部、３６ｂ　面、３２０　直線部、３３０　三角状凸部、３４０　直線部、３５０　三角状凹部、Ｏ　中心軸。

Claims (6)

  1. 　環状に配置された複数の分割コアを有する電動機の固定子コアであって、
    　前記複数の分割コアのそれぞれが、隣接する他の分割コアと互いの接触面で接触することで、周方向に複数の接触部を形成しており、
    　前記複数の接触部のうちの一部又は全部における前記互いの接触面は、前記固定子コアの中心軸方向に見て径方向に直線状に延びる直線部を有すると共に、前記互いの接触面の一方に三角状凸部、他方に三角状凹部を有しており、前記直線部同士で接触し且つ前記三角状凸部と前記三角状凹部とが互いに係合することで、連結されている電動機の固定子コア。
  2. 　前記互いの接触面の一方には前記三角状凸部が複数形成され、他方には複数の前記三角状凸部に係合する複数の前記三角状凹部が形成されている請求項１記載の電動機の固定子コア。
  3. 　前記分割コアの外周部には切欠きが形成されており、
    　前記直線部は、前記固定子コアの前記中心軸を中心として前記切欠きの底部を通る円弧よりも径方向内側まで伸びて形成されている請求項１又は請求項２記載の電動機の固定子コア。
  4. 　前記接触部の径方向外側の外面は、前記固定子コアの径方向外側の最外面よりも径方向内側に位置している請求項１～請求項３の何れか一項に記載の電動機の固定子コア。
  5. 　前記複数の分割コアは、１箇所を除いて隣接する他の分割コアと関節部で連結されており、前記関節部で連結されていない２つの前記分割コア同士の互いの接触面に、前記直線部、前記三角状凸部及び前記三角状凹部が形成されている請求項１～請求項４の何れか一項に記載の電動機の固定子コア。
  6. 　複数の前記関節部のうち、前記固定子コアの前記中心軸の軸心と、前記関節部で連結されていない前記接触部の前記直線部と、を通る直線を中心として対称の位置にある２つの関節部の一方を第１関節部、他方を第２関節部とするとき、
    　前記三角状凸部及び前記三角状凹部のそれぞれの三角形状は、前記固定子コアの中心軸方向に見て、前記第１関節部を中心とした円弧と前記第２関節部を中心とした円弧とを有する請求項５記載の電動機の固定子コア。
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