JP2015095974A - 電動モータ及びその電動モータを備える電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率の電動モータ及びその電動モータを備えた電動工具を提供する。【解決手段】電動モータ１０は、ステータコア２１と、このステータコア２１に対して相対回転するロータコア３３と、ステータコア２１に巻かれる巻線２４と、ロータコア３３に設けられる永久磁石３２とを有する。ステータコア２１は、径方向に延びて巻線２４が巻かれるティース２３を有し、このステータコア２１には、巻線２４に流れる電流により発生する磁束の経路に交わらない面に沿って非導電性部５０が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、高効率の電動モータ及びその電動モータを備える電動工具に関する。

電動モータは、ステータコアと、ロータコアと、巻線とを有する。電動モータでは、巻線に流れる電流を制御し、ステータ及びロータに作用する磁束を変化させることにより、ロータを回転させる。ところで、特許文献１に示すように、従来から、電動モータの効率改善が図られている。

特開２０１１−７８２３３号公報

特許文献１に記載の技術では、電磁鋼板の積層体としてのコアにおいて、この電磁鋼板の主面に対して垂直に入射する磁束が発生する場合があることを考慮して、この磁束によって生じる渦電流の抑制することを課題としている。この課題を解決するために、この技術では、電磁鋼板の主面に対して垂直に入射する磁束に起因する渦電流を抑制するものである。しかし、電磁鋼板の主面に対して垂直に入射する磁束が比較的小さい電動モータも多数存在する。このような場合は、特許文献１に記載の技術では、効率改善効果が乏しい。このような事情を鑑みると、電動モータの高効率化について、他の手段があることが望ましい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高効率の電動モータ及びその電動モータを備えた電動工具を提供することにある。

上記課題を解決するために、電動モータは、ステータコアと、このステータコアに対して相対回転するロータコアと、前記ステータコア及び前記ロータコアのうちの少なくとも一方に巻かれる巻線とを有し、前記ステータコア及び前記ロータコアの少なくとも一方は、径方向に延びて前記巻線が巻かれる極部を有し、前記ステータコア及び前記ロータコアの少なくとも一方には、前記巻線に流れる電流により発生する磁束の経路に交わらない面に沿って非導電性部が設けられている。

また、上記構成において、前記ステータコアが前記ロータコアの外側に配置されるものであり、前記ステータコアは、前記極部としてのティースと、前記ティースから延びる円環部とを有し、前記ティース及び前記円環部の少なくとも一方に、その延長方向またはその周方向に沿うように前記非導電性部が設けられていることが好ましい。

また、上記構成において、前記ティースには、その延長方向に沿って前記非導電性部が設けられ、前記ティースの側面寄りに配置された前記非導電性部において前記円環部側の端は前記ティースと前記円環部との間の角部周辺手前に配置されていることが好ましい。

また、上記構成において、前記円環部には、その周方向に沿って前記非導電性部が設けられ、前記円環部の内周面寄りに配置された前記非導電性部において前記ティース側の端は、前記ティースと前記円環部との間の角部周辺手前に配置されていることが好ましい。

また、上記構成において、前記ステータコアが前記ロータコアの内側に配置されるものであり、前記ステータコアは前記極部を有し、前記極部には、その延長方向に沿って前記非導電性部が設けられていることが好ましい。

また、上記構成において、前記ロータコアが前記ステータコアの内側に配置されるものであり、前記ロータコアは前記極部を有し、前記極部には、その延長方向に沿って前記非導電性部が設けられていることが好ましい。

また、上記構成において、前記ステータコア及び前記ロータコアのうちで少なくとも前記非導電性部が設けられるものは、回転軸方向に積層される複数の電磁鋼板の積層体として構成され、互いに積層される前記電磁鋼板のうちの少なくとも２枚に前記非導電性部が設けられ、前記電磁鋼板それぞれの前記非導電性部は互いに離れた位置に配置されていることが好ましい。

また、上記構成において、前記非導電性部のうちの少なくとも１つが断続することが好ましい。
また、上記構成において、前記ステータコア及び前記ロータコアのうちで少なくとも前記非導電性部が設けられるものは、回転軸方向に積層される複数の電磁鋼板の積層体として構成され、前記非導電性部は、電磁鋼板において、非導電性物質が充填された貫通孔及び空気を有する貫通孔のうちの少なくとも一方の構造で構成されることが好ましい。

また、電動工具は、上記いずれかの電動モータを備えることが好ましい。

上記電動モータ及び電動工具は高効率である。

実施形態に係る電動モータの断面図。 従来構造の電磁鋼板において、磁束と渦電流との関係を示す図。 非導電性部の配置を示す概略図。 電磁鋼板の構造を示す平面図。 電磁鋼板において、非導電性部と磁束と渦電流との関係を示す図。 他の実施形態に係る電磁鋼板を示す平面図。 他の実施形態に係る電磁鋼板を示す平面図。 電磁鋼板の積層構造を示す分解図。 ティースの断面図。 インナーロータ型モータのロータコアの構造を示す断面図。 アウターロータ型モータのステータコアの構造を示す断面図。

（第１実施形態）
図１を参照して、本実施形態に係る電動モータ１０について説明する。
図１には、電動モータ１０の一例を示す。図１は、電動モータ１０の回転軸に対して垂直な面で切断した電動モータ１０の断面図である。

電動モータ１０は、その構造により、ステータ２０がロータ３０の外側に配置されるインナーロータ型モータと、ロータ３０がステータ２０の外側に配置されるアウターロータ型モータとに区分される。以下に説明する非導電性部５０の構造は、いずれの型の電動モータ１０にも適用可能である。そこで、まず、図１を参照して、ブラシレスのインナーロータ型モータについて、本実施形態を説明する。なお、非導電性部５０の構造を適用したアウターロータ型モータについては、第２実施形態において説明する。非導電性部５０の構造を適用したブラシ付きのインナーロータ型モータ（所謂、ブラシ付きモータ）については、第３実施形態において説明する。

電動モータ１０は、ステータ２０と、このステータ２０に対して相対回転するロータ３０とを備えている。
ロータ３０は、シャフト３１と、永久磁石３２と、ロータコア３３とを有する。

ロータコア３３は、円柱状に形成されている。また、ロータコア３３には、周方向ＤＣに等間隔で永久磁石３２を収容する孔３３Ａが設けられている。この例では、孔３３Ａは、４箇所に設けられている。永久磁石３２は、この孔３３Ａに圧入される。

ステータ２０は、ステータコア２１と、ステータコア２１に巻かれる巻線２４とを有する。
ステータコア２１は、円環部２２と、電動モータ１０の径方向に延びるティース２３（「極部」とも言われる。）とを有する。ティース２３は、円環部２２の内周面２２Ｓから突出するティース本体部２３Ｂと、ティース本体部２３Ｂの先端側に配置される先端部２３Ａとに区分される。ティース本体部２３Ｂは、円環部２２の周方向ＤＣに沿って等間隔に配置される。先端部２３Ａは、周方向ＤＣに突出する２個の突起部２３Ｅを有する。図１に示す例では、ティース２３は６箇所に設けられている。ティース２３には巻線２４が巻かれる。

ステータコア２１は、ティース２３ごとに分割されている。ステータコア２１の分割体２１Ａは、ティース２３と、円環部２２の一部を構成する円弧部２２Ａとを有する。なお、図１に示す電動モータ１０では、６個の円弧部２２Ａにより円環部２２が構成される。これら分割体２１Ａは、円筒状のケースに収容されたり、互いに端面同士を溶接または接着したりして、円環形状に構成される。

また、分割体２１Ａは、電磁鋼板２５（図８及び図９参照）を積層して構成される。電磁鋼板２５の表面（表面及び裏面）は絶縁処理されている。この構成により、複数枚の電磁鋼板２５を連通して構成される導電周経路が形成されにくくなるため、渦電流ＥＤが抑制される。

なお、電動モータ１０では、ロータ３０の回転軸及びステータ２０の中心軸が、電動モータ１０の回転軸に一致する。ロータ３０の回転軸はシャフト３１の中心軸でもある。ステータ２０の中心軸は円環部２２の中心軸でもある。

電動モータ１０は次のように動作する。
巻線２４に電流が流れると、ティース２３の延長方向ＤＲ（これは、電動モータ１０の径方向に対応する。）に沿って磁束Φが生成される（図２及び図５参照）。この磁束Φが、ロータ３０の永久磁石３２と作用して、ロータ３０を回転させる。また、各巻線２４に流される電流は、電動モータ１０とは別個に設けられる制御装置によってロータ３０の回転角度にあわせて制御される。これにより、ロータ３０の回転が制御される。

ところで、このような電動モータ１０でも、効率向上のための改善の余地がある。以下、従来構造における課題を説明し、効率向上のための手段について説明する。
図２は、従来構造のティースを構成する電磁鋼板９２５において、磁束Φと渦電流ＥＤとの関係を示す図である。

巻線２４に電流が流れると、ティース２３の延長方向ＤＲに沿うように主たる磁束Φが形成される。このとき、磁束Φの形成とともにこの磁束Φを周回する渦電流ＥＤが生じる。また、電動モータ１０では、巻線２４に交流を流すため、表皮効果により電磁鋼板９２５の周面に沿うように渦電流ＥＤが生じる。この渦電流ＥＤにより電動モータ１０の効率（消費電力）が低下する。電動モータ１０の高効率化のためには、渦電流ＥＤを抑制することが好ましい。

図３は、渦電流ＥＤを抑制するための手段の概略を説明する図である。図３には、非導電性部５０の配置が示されている。
渦電流ＥＤは、磁束Φを通過させる電磁鋼体において、この磁束Φに周回するように生じる。また、この電磁鋼体の断面積（磁束Φの方向に対して垂直に切断した面の断面積）が大きい程、この電磁鋼体を通過する磁束Φが大きくなり、これに伴って渦電流ＥＤも大きくなる。

そこで、電磁鋼体内に非導電性部５０を設ける。非導電性部５０とは、電磁鋼体より抵抗率が高い部分を示す。これにより、電磁鋼体において渦電流ＥＤを流れにくくする。
一方、非導電性部５０は、磁束Φを低減させる要因となるため、不適切なところに非導電性部５０を配置した場合、磁束Φの低減により電動モータ１０の出力が低下し、却って効率が低下する。

このようなことから、渦電流ＥＤを抑制しかつ磁束Φの低減を抑制するべく、非導電性部５０は、この磁束Φの経路に交わらない面に沿う構造体として構成される。従って、非導電性部５０は、この磁束Φに直交するような面ＳＣに沿うものとしては構成されない。例えば、図３に示されるように、磁束Φに対して平行な面ＳＡ，ＳＢに沿うように非導電性部５０が構成される。これにより、磁束Φの低減が抑制される。

そして、より好ましくは、磁束Φが通過する電磁鋼体が非導電性部５０によって互いに絶縁した状態で分割されるように、非導電性部５０が構成される（図５参照）。
このような非導電性部５０は、電磁鋼体を磁束Φに沿う面で複数の領域に分割するといった作用を有する。分割された電磁鋼体の断面積は、分割される前の電磁鋼体の断面積よりも小さいため、分割された個々の電磁鋼体に通過する磁束Φは小さくなり、またこの磁束Φに伴う渦電流ＥＤも小さくなる。この結果、電磁鋼体全体として、この電磁鋼体に流れる渦電流ＥＤが小さくなる（図５参照）。

なお、非導電性部５０は、厚さのない面として形成されることが望ましいが、厚さのない面であって非導電性を有する部分を構成することは困難であるため、非導電性部５０は、実際には、厚さを有する面状構造体として構成される。

非導電性部５０は、例えば、空気の層、または樹脂層として構成される。
空気層としての非導電性部５０は、電磁鋼体の設けられる貫通孔として構成される。樹脂層としての非導電性部５０は、電磁鋼体の設けられる貫通孔に樹脂を充填したものとして構成される。

実施形態に示すステータコア２１は、上記構成の非導電性部５０を有する。以下、ステータコア２１の構造を説明する。
図４は、ステータコア２１を構成する電磁鋼板２５の平面図である。

電磁鋼板２５は、ティース２３に対応するティース対応部１０１と、円弧部２２Ａに対応する円弧対応部１０２とを有する。
ティース対応部１０１には、このティース対応部１０１の延長方向ＤＲ（径方向に対応する方向）に沿って、かつ互いに平行に複数本の第１の非導電性部５０Ａが設けられている。これら第１の非導電性部５０Ａそれぞれの長さは等しい。

第１の非導電性部５０Ａは、ティース対応部１０１を貫通する貫通孔として構成されている。この貫通孔には、樹脂等の非導電性物質を充填してもよいし、また非導電性物質を充填せずに空気を存在させるようにしてもよい。貫通孔に非導電性物質を充填する構造によれば、ステータコア２１の強度の低下を抑制することができる。一方、貫通孔に空気を存在させる構造によれば、ステータコア２１を軽量にすることができる。

第１の非導電性部５０Ａは、ティース対応部１０１の端面１０１Ａに至る手間まで延ばされている。すなわち、第１の非導電性部５０Ａの先端部２３Ａ側の端５２は、この端面１０１Ａから離間したところに位置する。

また、第１の非導電性部５０Ａの円環部２２側の端５１は、円弧対応部１０２に至る手前まで延ばされている。すなわち、第１の非導電性部５０Ａの円弧対応部１０２側の端５１は、円弧対応部１０２におけるティース対応部１０１の延長領域（図４では破線で囲む領域。以下、「交差領域Ｅ」という。）の外側に位置する。

円弧対応部１０２には、この円弧対応部１０２の周方向ＤＣ（円環部２２の周方向に対応する方向）に沿って、かつ互いに平行に複数本の第２の非導電性部５０Ｂが設けられている。これら第２の非導電性部５０Ｂそれぞれの長さは等しい。

第２の非導電性部５０Ｂは、円弧対応部１０２を貫通する貫通孔として構成されている。この貫通孔には、樹脂等の非導電性物質を充填してもよいし、また非導電性物質を充填せずに空気を存在させるようにしてもよい。

第２の非導電性部５０Ｂの周方向外側の端５４は、円弧対応部１０２の端面１０２Ａに至る手間まで延ばされている。すなわち、第２の非導電性部５０Ｂの周方向外側の端５４は、この端面１０２Ａから離間したところに位置する。

また、第２の非導電性部５０Ｂにおけるティース２３側の端５３は、交差領域Ｅに至る手前まで延ばされている。すなわち、第２の非導電性部５０Ｂにおけるティース２３側の端５３は、交差領域Ｅの外側に位置する。

なお、電磁鋼板２５の積層によりステータコア２１が構成されることから、上記構成によれば、ティース２３には、その延長方向ＤＲに沿って、かつその幅方向及び厚さ方向において平行に複数本の第１の非導電性部５０Ａが配置される。また、円環部２２には、その周方向ＤＣに沿って、かつその幅方向及び厚さ方向において平行に複数本の第２の非導電性部５０Ｂが配置される。

第１及び第２の非導電性部５０Ａ，５０Ｂの配置について説明する。
電動モータ１０において発生する主たる磁束Φは、ステータコア２１のティース２３の延長方向ＤＲに沿うように延びて、更に円環部２２に沿って曲がるような経路を辿る。このため、このような主たる磁束Φを遮らないようにするためには、この磁束Φに沿うように第１及び第２の非導電性部５０Ａ，５０Ｂを配置することが望ましい。このようなことから、第１及び第２の非導電性部５０Ａ，５０Ｂは上記に示したように配置される。なお、主たる磁束Φとは、電動モータ１０を動作させているときにおいて、最も大きくかつ所定周期において最も長時間にわたって持続する磁束Φを意味する。

交差領域Ｅには、上記に示すように非導電性部５０を設けていない。これは、この交差領域Ｅにおいては、主たる磁束Φを特性することができないため、または交差領域Ｅにおいて磁束変化が大きいためである。仮に、主たる磁束Φを特定することができたとしても、主たる磁束Φの軸に沿うように構成した非導電性部５０によって磁束Φが乱れて、結果的に、電動モータ１０の出力低下を招いてしまうおそれがあるためである。

図５を参照して、このような構成の電磁鋼板２５の作用を説明する。
図５には、電磁鋼板２５において、磁束Φと渦電流ＥＤとの関係を示す。
磁束Φは、従来の電磁鋼板２５と同様に、ティース対応部１０１の延長方向ＤＲに沿って形成される。

従来の電磁鋼板２５では、図２に示すように、ティース対応部９０１を通過する磁束全体を周回する経路（以下、「大経路」）に沿って渦電流ＥＤが生成する。これに対して、非導電性部５０を有する電磁鋼板２５では、このような経路が、非導電性部５０によって断絶されるため、大経路に沿う渦電流ＥＤが生成されない。渦電流ＥＤは、非導電性部５０に囲われた領域内で、磁束Φの軸を周回するように生成する。すなわち、実質的には、磁束Φは、非導電性部５０の本数Ｎに対応する数（Ｎ＋１個）に分割されて、分割された磁束Φのそれぞれに対して渦電流ＥＤが生じる。

一般に、所定断面積の電磁鋼体において、磁束全体によって生成する渦電流ＥＤによる鉄損は、磁束Φが複数に分割された場合において分割された磁束Φそれぞれで発生する渦電流ＥＤによる鉄損の総和よりも大きい。このため、上記構成によれば、全体として鉄損が低減する。このようにして、電動モータ１０の効率が向上する。

図６に、他の実施形態に係る電磁鋼板１２５を示す。
図６に示す電磁鋼板１２５では、ティース２３に設けられている複数本の第１の非導電性部５０Ａのうちで、ティース２３の側面２３Ｓ寄りに配置されている第１の非導電性部５０Ａについて、次のように構成する。例えば、ティース２３の側面２３Ｓ寄りの第１の非導電性部５０Ａにおいて円環部２２側の端５１を、ティース２３と円環部２２との間の角部周辺２３ＣＡ手前に配置する。

また、円環部２２に設けられている複数本の第２の非導電性部５０Ｂのうちで、円環部２２の内周面２２Ｓ寄りに配置されている第２の非導電性部５０Ｂについて、次のように構成する。例えば、円環部２２の内周面２２Ｓの第２の非導電性部５０Ｂにおいてティース２３側の端５３を、ティース２３と円環部２２との間の角部周辺２３ＣＡ手前に配置する。

すなわち、ティース２３と円環部２２との間の角部周辺２３ＣＡには、第１及び第２の非導電性部５０Ａ，５０Ｂを設けない。これは、この角部周辺２３ＣＡに形成される磁束Φが、角部２３Ｃの曲率よりも小さい曲率の弧を描くように生成するため、角部２３Ｃの近傍に第１または第２の非導電性部５０Ａ，５０Ｂが設けられると、磁束Φが低減するおそれがあるためである。この構成によって、磁束Φの低減が抑制される。

また、ティース２３の側面２３Ｓ寄りの第１の非導電性部５０Ａにおいて第１の非導電性部５０Ａの先端部２３Ａ側の端５２を、ティース２３と先端部２３Ａとの間の角部周辺２３ＣＢ手前に配置する。

すなわち、ティース２３において、先端部２３Ａとティース本体部２３Ｂとの間の角部周辺２３ＣＢには、第１の非導電性部５０Ａを設けない。これは、この角部周辺２３ＣＢに形成される磁束Φが、角部２３Ｄの曲率よりも小さい曲率の弧を描くように生成するため、角部２３Ｄの近傍に第１の非導電性部５０Ａが設けられると、磁束Φが低減するおそれがあるためである。この構成によって、磁束Φの低減が抑制される。

なお、図６に示す例では、第１及び第２の非導電性部５０Ａ，５０Ｂともに、ティース２３と円環部２２との間の角部周辺２３ＣＡに至らないように構成しているが、一方だけを角部周辺２３ＣＡに至らないように構成してもよい。この場合においても、磁束Φの低減が抑制される。

ここで、角部周辺２３ＣＡは、例えば次のように設定される。
シミュレーションにより仮想磁束を設定し、仮想磁束を、ティース２３から円環部２２に至る経路に沿って観察する。そして、仮想磁束がティース２３の延長方向ＤＲに沿わずに大きく逸脱する領域、及び仮想磁束が円環部２２の周方向ＤＣに沿わずに大きく逸脱する領域（図６参照）を特定する。このような領域が、角部周辺２３ＣＡとして設定される。角部周辺２３ＣＢについても同様の方法により設定される。

図７に、別の実施形態に係る電磁鋼板２２５を示す。
図４に示した実施形態では、第１の非導電性部５０Ａをティース２３の延長方向ＤＲに沿うように連続した１本の構造体として構成しているが、この例では、非導電性部５０を、断続した構造体として構成する。断続した構造体とは、非導電性の部分が延長方向ＤＲに沿って一列に配列されたものを示す。これら非導電性の部分は、渦電流ＥＤに対する抵抗となるため、この構成によっても、磁束Φによる渦電流ＥＤを抑制することができる。また、この構成では、次の効果も発揮する。

図７に示すように、この構成では、ティース２３の延長方向ＤＲに対して斜めにとおる磁束経路が確保されるため、ティース２３の延長方向ＤＲに対して斜め方向に通過する磁束Φ（以下、「斜磁束ΦＳ」という。）の発生が妨げられないようになる。

斜磁束ΦＳは、ロータ３０の回転によって時間の経過とともに刻々変化する磁束Φの一部として含まれるが、斜磁束ΦＳは、主たる磁束Φの存在時間よりも短い時間存在する。このような斜磁束ΦＳの生成が妨げられない結果、磁束Φの乱れが抑制されるようになり、電動モータ１０の出力に寄与する有効な磁束Φについて、その低減が抑制されるようになる。

図８及び図９を参照して、ステータ２０の厚さ方向における非導電性部５０の配置構造を説明する。図９には、ティース２３の断面構造を示す。
ここでは、ティース２３に設けられる第１の非導電性部５０Ａと、円環部２２に設けられる第２の非導電性部５０Ｂを区別せずに、両者を総称して非導電性部５０と称する。また、両者を区別するときは、それぞれ第１の非導電性部５０Ａ、第２の非導電性部５０Ｂと称呼する。

電磁鋼板２５それぞれにおいて非導電性部５０の配置を同じにした場合、電磁鋼板２５を積層してステータコア２１を形成すると、非導電性部５０が重なる。非導電性部５０が重なった場合、ステータコア２１において厚さ方向に幅広の非導電性部５０が形成される。このような非導電性部５０は磁束Φを低減させる。この結果、電動モータ１０の効率が低下するようになる。

そこで、ステータコア２１において厚さ方向に幅広の非導電性部５０が構成されないように、厚さ方向で隣接する非導電性部５０が離れるように、電磁鋼板２５における非導電性部５０の配置が設定される。

図８に示す例では、厚さ方向における順で奇数番の電磁鋼板２５において、ティース対応部１０１にはＮ個の第１の非導電性部５０Ａを設け、円弧対応部１０２にはＭ個の第２の非導電性部５０Ｂを設ける。

また、厚さ方向における順で偶数番の電磁鋼板２５において、ティース対応部１０１にはＮ＋１個の第１の非導電性部５０Ａを設け、円弧対応部１０２にはＭ＋１個の第２の非導電性部５０Ｂを設ける。

更に、電磁鋼板２５それぞれにおいて、第１及び第２の非導電性部５０Ａ及び５０Ｂを等間隔で配置する。
このような構成により、積層された電磁鋼板２５を透視したときに、第１の非導電性部５０Ａがティース２３の幅方向（周方向）に等間隔で配置され、また、第２の非導電性部５０Ｂが円環部２２の幅方向（径方向）に等間隔で配置されるようになる。このようにして、第１及び第２の非導電性部５０Ａ，５０Ｂのそれぞれが離間するようになる。

なお、非導電性部５０が重ならないようにする手段はこれに限定されない。例えば、厚さ方向における順で、奇数番及び偶数番のいずれか一方にだけ電磁鋼板２５に非導電性部５０を設けるようにしてもよい。

本実施形態に係る電動モータ１０は、例えば、電動工具に適用される。
電動工具は、例えば、出力軸と、この出力軸を回転させる電動モータ１０と、電源装置と、駆動回路と、電動モータ１０の動作を操作するためのトリガと、トリガからの指令信号によって駆動回路を制御する制御回路とを備える。駆動回路は、電源装置から供給される電力を、制御回路からの制御信号に基づいて電動モータ１０に供給する電力を制御する。この電動工具は、実施形態に係る電動モータ１０を備えるため、高効率である。また、この電動工具は次の効果も発揮する。電源装置を２次電池で構成する場合には、１回の充電における使用時間が長くなる。また、１回の充電における使用時間を従来と同じ時間に設定するときには、電源装置の小型化が可能である。

次に、本実施形態の効果を説明する。
（１）本実施形態では、ステータコア２１には、巻線２４に流れる電流により発生する磁束Φの経路に交わらない面に沿って非導電性部５０が設けられている。

この構成によれば、磁束Φの低下を抑制し、かつこの磁束Φに基づいて生成する渦電流ＥＤの大きさを低減することができる。この結果、電動モータ１０の効率が高くなる。
（２）本実施形態では、ステータコア２１は、径方向に延びるティース２３と円環部２２とを有し、ティース２３には、その延長方向ＤＲに沿うように第１の非導電性部５０Ａが設けられている。また、円環部２２には、その周方向ＤＣに沿うように第２の非導電性部５０Ｂが設けられている。

このようなステータコア２１では、ティース２３の延長方向ＤＲ及び円環部２２の周方向ＤＣに沿って主たる磁束Φが形成される。この場合、主たる磁束Φに交わらない面として、ティース２３の延長方向ＤＲに沿う面及び円環部２２の周方向ＤＣに沿う面が設定されうる。そこで、ティース２３の延長方向ＤＲに沿うように第１の非導電性部５０Ａを設け、円環部２２の周方向ＤＣに沿うように第２の非導電性部５０Ｂを設ける。この構成により、渦電流ＥＤが抑制されるようになり、電動モータ１０の効率が高くなる。

（３）また、ティース２３において、複数本の第１の非導電性部５０Ａのうちで、側面２３Ｓ寄りの非導電性部５０Ａにおける円環部２２側の端５１が、ティース２３と円環部２２との間の角部周辺２３ＣＡ手前に配置されていることが好ましい。

なお、ティース２３において１本の第１の非導電性部５０Ａが設けられている場合は、この第１の非導電性部５０Ａがティース２３の側面２３Ｓ寄りに配置されているときに、上記構成を満たすことが好ましい。

これにより、この角部周辺２３ＣＡを通過する磁束Φの低減を抑制することができる。このため、この構成を有しないもの（角部２３Ｃの近くまで第１の非導電性部５０Ａを延長するもの）に比べて電動モータ１０の効率を高くすることができる。

（４）また、円環部２２において、複数本の第２の非導電性部５０Ｂは、内周面２２Ｓ寄りの第２の非導電性部５０Ｂにおけるティース２３側の端５３が、ティース２３と円環部２２との間の角部周辺２３ＣＡ手前に配置されていることが好ましい。

なお、円環部２２において１本の第２の非導電性部５０Ｂが設けられている場合は、この第２の非導電性部５０Ｂが円環部２２の内周面２２Ｓ寄りに配置されているときに、上記構成を満たすことが好ましい。

これにより、この角部周辺２３ＣＡを通過する磁束Φの低減を抑制することができる。このため、この構成を有しないもの（角部２３Ｃの近くまで第２の非導電性部５０Ｂを延長するもの）に比べて電動モータ１０の効率を高くすることができる（図６参照）。

（５）本実施形態では、ステータコア２１は、複数枚の電磁鋼板２５の積層体により構成され、互いに積層される電磁鋼板２５のうちの少なくとも２枚に非導電性部５０が設けられている。この構成において、電磁鋼板２５それぞれの非導電性部５０が互いに離れた位置に配置されることが好ましい。この構成によれば、各電磁鋼板２５の非導電性部５０が重なるように構成されたステータコア２１に比べて、磁束Φの低下を抑制することができる。

（６）また、非導電性部５０の少なくとも１つが断続するように、ステータコア２１を構成してもよい。
この構成によれば、ティース２３の延長方向ＤＲに対して斜め方向に通過する磁束Φ、または円環部２２の周方向ＤＣに対して斜めに交差する磁束Φの生成が妨げられないようになる。このため、磁束Φの乱れが抑制されるようになり、電動モータ１０の出力に寄与する有効な磁束Φの低減が抑制されるようになる。この結果、電動モータ１０の効率が高くなる。

（７）また、上記非導電性部５０は、電磁鋼板２５において非導電性物質が充填された貫通孔及び空気を有する貫通孔のうちの少なくとも一方の構造に構成されることが好ましい。

非導電性部５０を、電磁鋼板２５において非導電性物質が充填された貫通孔として構成することにより、ステータコア２１の強度を高くすることができる。一方、非導電性部５０を、電磁鋼板２５において空気を有する貫通孔として構成することにより、ステータコア２１を軽量にすることができる。

なお、ステータコア２１に含まれる複数本の非導電性部５０において、非導電性物質が充填された貫通孔として構成されるものの個数と、空気を有する貫通孔として構成されるものの個数との比率は、その電動モータ１０の用途等により設定される。

（８）本実施形態に係る電動工具は、上記構成の電動モータ１０を備えるため、高効率である。
また、２次電池を電源装置とする電動工具においては、１回の充電あたりの使用時間が長くなる。また、１回の充電あたりの使用時間を従来と同じにする場合には、上記電動モータ１０の適用により、電源装置の小型化が可能である。

（第２実施形態）
次に、アウターロータ型の電動モータにおいて、ステータコアに適用される非導電性部の構造を説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態に示した構成要素と同じ構成要素には、第１実施形態に示した構成要素に付した符号と同一の符号を付す。

図１０に、アウターロータ型の電動モータについて、そのステータコア１０１０の一例を示す。図１０に示すステータコア１０１０は、円柱状の軸部１０２０と、この軸部１０２０の外周面に突出するように設けられた極部１０３０とを有する。極部１０３０には巻線が巻かれる。ステータコア１０１０は、回転軸方向に沿って積層された電磁鋼板２５の積層体である。電磁鋼板２５には、極部１０３０に対応する部分に、この極部１０３０の延長方向ＤＲ（径方向）に沿うように複数本の非導電性部１０４０が設けられている。

このようなステータコア１０１０では、極部１０３０の延長方向ＤＲに沿って主たる磁束Φが形成される。この場合、主たる磁束Φに交わらない面として、極部１０３０の延長方向ＤＲに沿う面が設定される。そこで、極部１０３０の延長方向ＤＲに沿うように非導電性部１０４０を設ける。この構成により、上記第１実施形態に示した作用と同様の作用が生じる。このため、渦電流ＥＤが抑制されるようになり、電動モータ１０の効率が高くなる。

（第３実施形態）
次に、ブラシ付き電動モータにおいて、ロータコアに適用される非導電性部の構造を説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態に示した構成要素と同じ構成要素には、第１実施形態に示した構成要素に付した符号と同一の符号を付す。

図１１に、ブラシ付き電動モータの電動モータについて、そのロータコア２０１０の一例を示す。図１１に示すロータコア２０１０は、円柱状の軸部２０２０と、この軸部２０２０の外周面に突出するように設けられた極部２０３０とを有する。極部２０３０には巻線が巻かれる。ロータコア２０１０は、回転軸方向に沿って積層された電磁鋼板２５の積層体である。電磁鋼板２５には、極部２０３０に対応する部分に、この極部２０３０の延長方向ＤＲ（径方向）に沿うように複数本の非導電性部２０４０が設けられている。

このようなロータコア２０１０では、極部２０３０の延長方向ＤＲに沿って主たる磁束Φが形成される。この場合、主たる磁束Φに交わらない面として、極部２０３０の延長方向ＤＲに沿う面が設定される。そこで、極部２０３０の延長方向ＤＲに沿うように非導電性部２０４０を設ける。この構成により、上記第１実施形態に示した作用と同様の作用が生じる。このため、渦電流ＥＤが抑制されるようになり、電動モータ１０の効率が高くなる。

［その他の実施形態］
本技術は、上記実施形態に限定されるものではない。
以下、その他の実施形態について説明する。

・上記第１実施形態では、ティース２３及び円環部２２に、その延長方向ＤＲまたはその周方向ＤＣに沿うように非導電性部５０Ａ，５０Ｂを設けているが、ティース２３及び円環部２２のいずれか一方に非導電性部５０を設けるように構成してもよい。この場合においても、渦電流ＥＤが抑制されるため、電動モータ１０の効率化が図られる。

・上記第１実施形態において、ステータコア２１内で、互いに離れるように非導電性部５０を配置する技術を示したが、この技術は、第１実施形態だけでなく、第２または第３実施形態にも適用することができる。

・上記第１実施形態において、非導電性部５０の一例として、非導電性部５０を断続した構造体として構成する例を挙げたが、この技術は、第１実施形態だけでなく、第２または第３実施形態にも適用することができる。

・上記各実施形態では、非導電性部５０を電磁鋼板２５に設けた例を示したが、非導電性部５０の実現方法はこれに限定されない。例えば、ステータコア２１を圧粉磁心として構成し、ティース２３の延長方向に沿うように孔を形成し、この孔に非導電性物質（気体を含む。）を充填し、孔を塞ぐことにより、非導電性部５０が構成される。このような構成によっても、実施形態に示した効果に準じた効果を奏する。

・上記第１実施形態において、電動モータ１０を備える電動工具について説明したが、第２実施形態に係る電動モータや第３実施形態に係る電動モータも電動工具に適用することができる。この場合においても、電動工具は高効率になる。

・上記第１実施形態では、電動モータ１０の適用例として電動工具を例示したが、非導電性部５０を有する電動モータ１０の適用はこれに制限されない。例えば、電動モータ１０は、電動歯ブラシのモータ、空気調和機や冷凍機の圧縮機用モータ、掃除機のファン駆動モータ等にも適用される。

１０…電動モータ、２０…ステータ、２１…ステータコア、２１Ａ…分割体、２２…円環部、２２Ａ…円弧部、２２Ｓ…内周面、２３…ティース、２３Ａ…先端部、２３Ｂ…ティース本体部、２３Ｃ…角部、２３ＣＡ…角部周辺、２３ＣＢ…角部周辺、２３Ｄ…角部、２３Ｅ…突起部、２３Ｓ…側面、２４…巻線、２５，１２５，２２５，９２５…電磁鋼板、３０…ロータ、３１…シャフト、３２…永久磁石、３３…ロータコア、３３Ａ…孔、５０…非導電性部、５０Ａ…第１の非導電性部、５０Ｂ…第２の非導電性部、５１，５２，５３，５４…端、１０１，９０１…ティース対応部、１０１Ａ…端面、１０２…円弧対応部、１０２Ａ…端面、１０１０…ステータコア、１０２０…軸部、１０３０…極部、１０４０…非導電性部、２０１０…ロータコア、２０２０…軸部、２０３０…極部、２０４０…非導電性部。

Claims (10)

1. ステータコアと、このステータコアに対して相対回転するロータコアと、前記ステータコア及び前記ロータコアのうちの少なくとも一方に巻かれる巻線とを有し、
   前記ステータコア及び前記ロータコアの少なくとも一方は、径方向に延びて前記巻線が巻かれる極部を有し、
   前記ステータコア及び前記ロータコアの少なくとも一方には、前記巻線に流れる電流により発生する磁束の経路に交わらない面に沿って非導電性部が設けられている
   電動モータ。
2. 前記ステータコアが前記ロータコアの外側に配置されるものであり、
   前記ステータコアは、前記極部としてのティースと、前記ティースから延びる円環部とを有し、
   前記ティース及び前記円環部の少なくとも一方に、その延長方向またはその周方向に沿うように前記非導電性部が設けられている
   請求項１に記載の電動モータ。
3. 前記ティースには、その延長方向に沿って前記非導電性部が設けられ、
   前記ティースの側面寄りに配置された前記非導電性部において前記円環部側の端は、前記ティースと前記円環部との間の角部周辺手前に配置されている
   請求項２に記載の電動モータ。
4. 前記円環部には、その周方向に沿って前記非導電性部が設けられ、
   前記円環部の内周面寄りに配置された前記非導電性部において前記ティース側の端は、前記ティースと前記円環部との間の角部周辺手前に配置されている
   請求項２または３に記載の電動モータ。
5. 前記ステータコアが前記ロータコアの内側に配置されるものであり、
   前記ステータコアは前記極部を有し、
   前記極部には、その延長方向に沿って前記非導電性部が設けられている
   請求項１に記載の電動モータ。
6. 前記ロータコアが前記ステータコアの内側に配置されるものであり、
   前記ロータコアは前記極部を有し、
   前記極部には、その延長方向に沿って前記非導電性部が設けられている
   請求項１に記載の電動モータ。
7. 前記ステータコア及び前記ロータコアのうちで少なくとも前記非導電性部が設けられるものは、回転軸方向に積層される複数の電磁鋼板の積層体として構成され、
   互いに積層される前記電磁鋼板のうちの少なくとも２枚に前記非導電性部が設けられ、
   前記電磁鋼板それぞれの前記非導電性部は互いに離れた位置に配置されている
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動モータ。
8. 前記非導電性部のうちの少なくとも１つが断続する
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動モータ。
9. 前記ステータコア及び前記ロータコアのうちで少なくとも前記非導電性部が設けられるものは、回転軸方向に積層される複数の電磁鋼板の積層体として構成され、
   前記非導電性部は、電磁鋼板において、非導電性物質が充填された貫通孔及び空気を有する貫通孔のうちの少なくとも一方の構造で構成される
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動モータ。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動モータを備える電動工具。