JP6779304B2 - ステータ、電動機、駆動装置、圧縮機、及び冷凍空調装置、並びにステータの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の他の態様に係るステータは、少なくとも1つの第1のシートによって形成された第1の鉄心部と、前記第1の鉄心部の側面に備えられており、少なくとも1つの第2のシートによって形成された第2の鉄心部とを有するステータ鉄心と、前記第1の鉄心部及び前記第2の鉄心部の外周に巻回された巻線とを備え、前記第1の鉄心部は、ヨーク部とティース部とを有し、前記第2の鉄心部は、周方向における前記ティース部の両側に備えられている。
本発明のさらに他の態様に係るステータは、少なくとも1つの第1のシートによって形成された第1の鉄心部と、前記第1の鉄心部の側面に備えられており、少なくとも1つの第2のシートによって形成された第2の鉄心部とを有するステータ鉄心と、前記第1の鉄心部及び前記第2の鉄心部の外周に巻回された巻線とを備え、前記第1の鉄心部は、ヨーク部とティース部とを有し、前記第2の鉄心部は、周方向において前記ティース部に隣接しており、前記ティース部は、径方向に凹んだ保持部を有し、前記径方向における前記第2の鉄心部の一端側は前記保持部内に配置されており、前記径方向における前記第2の鉄心部の他端側は前記第1の鉄心部の前記径方向における内側表面よりも前記径方向に突出している。
図1は、本発明の実施の形態1に係るステータ2を備えた電動機1の内部構造を概略的に示す断面図である。
矢印D1は、ステータ2、ステータ鉄心2a、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xyz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32)の軸線A1(軸心)と平行な方向(軸方向という)を示し、x軸方向(x軸)は、z軸方向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。
各分割鉄心部25aは、第1の鉄心部21a(分割された第1の鉄心部21a)と、第2の鉄心部22a(分割された第2の鉄心部22a)と、巻線23とを有する。
第1の鉄心部21aは、少なくとも1つの第1のシート210a(第1のプレートともいう)によって形成されている。本実施の形態では、第1の鉄心部21aは、第1の方向に積層された複数の第1のシート210aを有する。言い換えると、複数の第1のシート210a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。図4に示される例では、第1の方向は、z軸方向である。
図5は、ロータ3の構造を概略的に示す断面図である。
電動機1において、分割鉄心部25aは、分割ステータ鉄心20aを電気的に絶縁するインシュレータを有してもよい。図6に示される例では、分割鉄心部25aは、分割ステータ鉄心20aと、巻線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とを有する。
図7は、ステータ2の製造工程の一例を示すフローチャートである。
図8は、本発明の実施の形態2に係るステータのステータ鉄心2bの構造を概略的に示す斜視図である。
図9は、実施の形態2に係るステータを形成する分割鉄心部25bの構造の一例を概略的に示す断面図である。矢印D2は電動機1におけるロータ3の回転方向(回転方向における下流側)を示し、矢印D3は電動機1におけるロータ3の回転方向における上流側を示す。
図10は、分割ステータ鉄心20bの構造を概略的に示す斜視図である。
図12は、本発明の実施の形態3に係るステータの分割ステータ鉄心20cの一例を概略的に示す斜視図である。
図13は、実施の形態3に係るステータを形成する分割鉄心部25cの一例を概略的に示す断面図である。
図14は、図12に示される第1の鉄心部21cの構造を概略的に示す斜視図である。
図16は、第2の鉄心部22cの一例を概略的に示す斜視図である。
図17は、第2の鉄心部22cの他の例を概略的に示す平面図である。
図19は、比較例に係るステータ102のステータ鉄心102aの構造を概略的に示す斜視図である。
図20は、比較例に係るステータ102を形成する分割鉄心部125aの構造を概略的に示す断面図である。
図21は、図20に示される分割鉄心部125aの分割ステータ鉄心120aの構造を概略的に示す斜視図である。
図23は、実施の形態3に係るステータを有する電動機1の駆動中(ロータ3の回転中)でのステータ鉄心2cにおける鉄損密度を示す図である。
図24に示されるように、ステータ102の鉄損を100%としたとき、ステータ102に対する実施の形態3に係るステータの鉄損の割合は83%である。したがって、実施の形態3に係るステータを用いた場合、比較例に対して鉄損を17%低減することができる。
図25は、本発明の実施の形態4に係るステータの分割ステータ鉄心20dの一例を概略的に示す斜視図である。
図26は、実施の形態4に係るステータを形成する分割鉄心部25dの一例を概略的に示す断面図である。
図27は、実施の形態4に係るステータを形成する分割鉄心部25dの他の例を概略的に示す断面図である。
図28は、本発明の実施の形態5に係るステータの分割ステータ鉄心20eの一例を概略的に示す斜視図である。
図29は、実施の形態5に係るステータを形成する分割鉄心部25eの一例を概略的に示す断面図である。
図30は、実施の形態5に係るステータを形成する分割鉄心部25eの他の例を概略的に示す断面図である。
図31は、本発明の実施の形態6に係るステータを形成する分割鉄心部25fの一例を概略的に示す断面図である。
本発明の実施の形態7に係る駆動装置5について説明する。
図32は、駆動装置5の構成を概略的に示す図である。
本発明の実施の形態8に係る圧縮機6について説明する。
図33は、実施の形態8に係る圧縮機6の構造を概略的に示す断面図である。
実施の形態8に係る圧縮機6を有する冷凍空調装置7について説明する。
図34は、本発明の実施の形態9に係る冷凍空調装置7の構成を概略的に示す図である。
Claims (21)
- 少なくとも1つの第1のシートによって形成された第1の鉄心部と、前記第1の鉄心部の側面に備えられており、周方向に積層された複数の第2のシートによって形成された第2の鉄心部とを有するステータ鉄心と、
前記第1の鉄心部及び前記第2の鉄心部の外周に巻回された巻線と
を備え、
前記第1の鉄心部は、ヨーク部とティース部とを有し、
前記第2の鉄心部は、前記周方向において前記ティース部に隣接している
ステータ。 - 前記第2の鉄心部は、前記周方向において前記第1の鉄心部に隣接している請求項1に記載のステータ。
- 前記第2の鉄心部は、前記周方向における前記ティース部の一端側に備えられている請求項1又は2に記載のステータ。
- 少なくとも1つの第1のシートによって形成された第1の鉄心部と、前記第1の鉄心部の側面に備えられており、少なくとも1つの第2のシートによって形成された第2の鉄心部とを有するステータ鉄心と、
前記第1の鉄心部及び前記第2の鉄心部の外周に巻回された巻線と
を備え、
前記第1の鉄心部は、ヨーク部とティース部とを有し、
前記第2の鉄心部は、周方向における前記ティース部の両側に備えられている
ステータ。 - 前記第2の鉄心部はU字型に形成されている請求項4に記載のステータ。
- 前記第2の鉄心部は円環状に形成されている請求項4に記載のステータ。
- 前記ステータ鉄心は、前記周方向における前記第1の鉄心部の一方の側面に隣接する領域である第1の領域と、前記周方向における前記第1の鉄心部の他方の側面に隣接する領域である第2の領域とを有し、
前記ティース部は、軸方向に直交する方向に突出しており、
前記第1の領域に備えられた前記第2の鉄心部の前記軸方向に直交する面における面積は、前記第2の領域に備えられた前記第2の鉄心部の前記軸方向に直交する前記面における面積よりも大きい請求項4から6のいずれか1項に記載のステータ。 - 前記ヨーク部と前記ティース部との境界部分が円弧状に形成されており、前記境界部分に前記第2の鉄心部が隣接している請求項1から7のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記ヨーク部は、径方向に凹んだ凹部を有し、前記第2の鉄心部の一部が前記凹部内に備えられている請求項1に記載のステータ。
- 少なくとも1つの第1のシートによって形成された第1の鉄心部と、前記第1の鉄心部の側面に備えられており、少なくとも1つの第2のシートによって形成された第2の鉄心部とを有するステータ鉄心と、
前記第1の鉄心部及び前記第2の鉄心部の外周に巻回された巻線と
を備え、
前記第1の鉄心部は、ヨーク部とティース部とを有し、
前記第2の鉄心部は、周方向において前記ティース部に隣接しており、
前記ティース部は、径方向に凹んだ保持部を有し、
前記径方向における前記第2の鉄心部の一端側は前記保持部内に配置されており、前記径方向における前記第2の鉄心部の他端側は前記第1の鉄心部の前記径方向における内側表面よりも前記径方向に突出している
ステータ。 - 前記第1の鉄心部は、径方向における前記第1の鉄心部の先端に形成された歯先部を有する請求項1から10のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記第2の鉄心部は、前記周方向において前記歯先部に隣接している請求項11に記載のステータ。
- 前記少なくとも1つの第1のシートは、電磁鋼板である請求項1から12のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記第2のシートは、アモルファス金属又はナノ結晶合金によって形成された請求項1から13のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記少なくとも1つの第1のシートは複数の第1のシートを含み、前記複数の第1のシートは軸方向に積層されている請求項1から14のいずれか1項に記載のステータ。
- ロータと、
請求項1から15のいずれか1項に記載のステータと
を備えた電動機。 - ロータと、
ステータと
を備え、
前記ステータは、
少なくとも1つの第1のシートによって形成された第1の鉄心部と、前記第1の鉄心部の側面に備えられており、少なくとも1つの第2のシートによって形成された第2の鉄心部とを有するステータ鉄心と、
前記第1の鉄心部及び前記第2の鉄心部の外周に巻回された巻線と
を有し、
前記第1の鉄心部は、ヨーク部とティース部とを有し、
前記第2の鉄心部は、周方向において前記ティース部に隣接しており、
前記ロータの回転方向における前記第1の鉄心部の下流側に備えられた前記第2の鉄心部の軸方向に直交する面における面積は、前記ロータの回転方向における前記第1の鉄心部の上流側に備えられた前記第2の鉄心部の前記軸方向に直交する前記面における面積よりも大きい
電動機。 - 請求項16又は17に記載の電動機と、
前記電動機を駆動する駆動回路と
を備えた
駆動装置。 - 請求項16又は17に記載の電動機と、
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
を備えた
圧縮機。 - 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つは請求項16又は17に記載の電動機を有する
冷凍空調装置。 - ヨーク部とティース部を有する第1の鉄心部と第2の鉄心部とを有するステータ鉄心と、巻線とを有するステータの製造方法であって、
第1のシートによって前記第1の鉄心部を形成するステップと、
第2のシートによって前記第2の鉄心部を形成するステップと、
前記巻線を巻回することにより、前記第2の鉄心部を周方向において前記第1の鉄心部の前記ティース部の側面に固定するステップと
を備えるステータの製造方法。
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