JP2018014848A - 電動機及び電動機の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ティースの形状及び磁気特性のばらつきをより低減することができ、十分な剛性を得ることができる電動機等を提供する。【解決手段】電動機１は、ロータヨークと磁石とを有する回転子と、２つのティース６１を有する電磁鋼板６０が環状に複数配置された電磁鋼板層が回転子の回転軸方向に複数積層された固定子２０とを備え、固定子２０に設けられるコイル５０の芯は、回転軸方向に積層されたティース６１からなり、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０の配置の位相が２通りあり、固定子２０は、２通りの位相の電磁鋼板層を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、電動機及び電動機の製造方法に関する。

環状の電磁鋼板を積層してモータコアを形成する電動機の製造方法が知られている（例えば、特許文献１）。係る電磁鋼板は、コイルの鉄心となる多数のティースを有する環状の部材として打ち抜き加工により形成される。

特開２０１４−７９４８号公報

しかしながら、多数のティースを打ち抜きで同時に形成する場合、ティースの数が増えるほど各ティースの形状の誤差を小さく抑える難易度が高くなる。このため、従来の方法では、各ティースの形状にばらつきが生じやすくなるという問題があった。

また、従来の方法では、環状の一体的な部材そのものが磁気的な方向性を有することで、各ティースの磁気特性がばらつきやすいという問題があった。無方向性電磁鋼板を使用すれば係る磁気的な方向性の影響自体は低減しやすくなるが、影響をゼロにすることは困難であり、根本的に問題を改善するものではなかった。

また、環状の電磁鋼板は剛性を確保する難易度が高く、積層したとしてもモータコアの剛性の確保において課題を生じることがあった。

本発明は、ティースの形状及び磁気特性のばらつきをより低減することができ、十分な剛性を得ることができる電動機及び電動機の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の電動機は、ロータヨークと磁石とを有する回転子と、２つのティースを有する電磁鋼板が環状に複数配置された電磁鋼板層が前記回転子の回転軸方向に複数積層された固定子とを備え、前記固定子に設けられるコイルの芯は、前記回転軸方向に積層された前記ティースからなり、１つの前記電磁鋼板層における複数の前記電磁鋼板の配置の位相が２通りあり、前記固定子は、前記２通りの位相の電磁鋼板層を有する。

また、上記の目的を達成するための本発明の電動機の製造方法は、２つのティースを有する電磁鋼板が環状に複数配置された電磁鋼板層を複数積層して固定子を形成し、積層された前記ティースを芯としたコイルを設ける電動機の製造方法であって、１つの前記電磁鋼板層における複数の前記電磁鋼板の配置の位相が２通りあり、前記固定子は、前記２通りの位相の電磁鋼板層を有する。

従って、１つの電磁鋼板が有するティースを２つとして係る電磁鋼板を環状に配置することでより１つの電磁鋼板層により多くのティースが設けられるので、ティースの形状のばらつきをより低減することができる。すなわち、一体的に形成されるティースは１つの電磁鋼板につき２つであるため、この２つのティースの形状の整合性について精度を確保することで全てのティースの形状の整合性について精度を確保することができる。また、１つの電磁鋼板層に複数の電磁鋼板が環状に配置されることで、１つの電磁鋼板が磁気的な方向性を有していたとしても１つの電磁鋼板層が１つの電磁鋼板が有する磁気的な方向性に支配されにくくなり、各ティースの磁気特性のばらつきをより低減することができる。また、２つのティースを有する電磁鋼板を環状に配置した電磁鋼板層を異なる２つの位相で積層するので、位相の異なる電磁鋼板層の積層による立体的な構造によって十分な剛性を確保することができる。

本発明では、前記２通りの位相同士は、前記電磁鋼板の配置の位相が１ティース分ずれている。

従って、異なる位相の電磁鋼板層が積層される位置では２つのティースを有する電磁鋼板が互い違いになる。よって、位相の異なる電磁鋼板同士が積層されることで環状に連続する構造を形成することができることから、環状の構造体として十分な剛性を確保することができる。

本発明では、前記電磁鋼板層に配置された前記電磁鋼板は、前記２つのティースに対して前記回転子側に位置する基部から前記回転子の反対側に前記２つのティースが突出しており、前記電磁鋼板が有する前記２つのティース同士は、前記回転子の反対側が非連続である。

従って、ティースが積層された芯に対してあらかじめ形成されたコイルを嵌め込むことができ、コイルを設けやすくなる。

本発明では、１つの前記電磁鋼板層における複数の前記電磁鋼板同士は、隙間をあけて配置されている。

従って、電磁鋼板層が環状に完全に連続している構造に比して軽量化することができる。また、積層されたティースを芯とするコイル同士の間で互いに生じる磁気の回り込みを低減することができ、電動機の効率をより高めることができる。

本発明では、前記２通りの位相の電磁鋼板層の各々の数が等しい。

従って、強度及び磁気特性について固定子全体でバランスをとりやすくなる。

本発明では、回転軸方向に隣接する電磁鋼板層同士の複数の前記電磁鋼板の配置の位相が異なる。

従って、２つの層の電磁鋼板層が積層される位置では２つのティースを有する電磁鋼板が互い違いになる。よって、位相の異なる電磁鋼板同士が積層されることで環状に連続する構造を形成することができることから、環状の構造体としてより確実に十分な剛性を確保することができる。

本発明では、１つの電磁鋼板において前記２つのティースを物理的に連続させている基部は、当該２つのティース同士の中間点に対応する部分が他の部分よりも細くなっている。

従って、環状の方向に隣接するコイル同士の間で互いに生じる磁気の回り込みを低減することができ、電動機の効率をより高い効率とすることができる。

本発明では、前記固定子は、前記ティースに対して前記回転子の反対側に設けられた円筒状のヨークを有し、前記ヨークは、前記回転軸方向について一体である。

従って、電磁鋼板層の積層方向について一体であるヨークによって固定子が支持されるので、より確実に十分な剛性を確保することができる。

本発明によれば、ティースの形状及び磁気特性のばらつきをより低減することができ、十分な剛性を得ることができる。

図１は、本発明の実施形態１に係る電動機の主要構成を示す図である。 図２は、実施形態１に係る固定子の具体的構造の一例を示す図である。 図３は、実施形態１に係るステータヨークが有する電磁鋼板層の積層構造を示す図である。 図４は、実施形態１に係る１つの電磁鋼板を示す図である。 図５は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板の配置の２通りの位相のうち一方を示す図である。 図６は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板の配置の２通りの位相のうち他方を示す図である。 図７は、同一の位相の電磁鋼板層が連続して積層される場合の一例を示す図である。 図８は、電動機の製造工程のうち、特にステータの製造工程の流れの一例を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施形態２に係る電動機の主要構成を示す図である。 図１０は、実施形態２に係る固定子の具体的構造の一例を示す図である。 図１１は、実施形態２に係るステータヨークが有する電磁鋼板層の積層構造を示す図である。 図１２は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板の配置の２通りの位相のうち一方を示す図である。 図１３は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板の配置の２通りの位相のうち他方を示す図である。 図１４は、同一の位相の電磁鋼板層が連続して積層される場合の別の一例を示す図である。 図１５は、本発明の実施形態３に係る電動機の主要構成を示す図である。 図１６は、実施形態３に係るステータヨークの具体的構造の一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る電動機１の主要構成を示す図である。電動機１は、例えば、回転子１０と、回転子１０の内側に位置する固定子２０とを備える。回転子１０は、ロータヨーク１１と磁石１２とを有する。具体的には、回転子１０は、例えば円筒状のロータヨーク１１と、ロータヨーク１１に対してステータ側（図１の場合、内周面）に沿って環状に配置された複数の磁石１２とを有する。回転子１０は、固定子２０に設けられているコイル５０が生じさせる磁束に応じて回転する。回転子１０の回転軸Ｐは、ロータヨーク１１の円筒中心軸に対応する。

固定子２０は、コイル５０が設けられるステータヨーク３０と、ステータヨーク３０のコイル５０が設けられている側（図１の場合、内側）に設けられるステータバックヨーク４０とを有する。ステータヨーク３０は、外周側に位置する環状の縁部３１と、縁部３１から内側に向かって突出する４以上の芯部３２（図２、図３参照）とを有する。芯部３２にはそれぞれコイル５０が設けられている。ステータヨーク３０は、後述する電磁鋼板６０が環状に配置された電磁鋼板層（図２〜図４参照）が積層された積層構造を有する。縁部３１は、係る積層構造によって全体として回転軸Ｐを中心軸とした円筒形に沿うよう位置している。また、４以上の芯部３２及びコイル５０は、縁部３１の内側で回転軸Ｐを中心軸とした環状に配置されている。ステータバックヨーク４０は、芯部３２に対して回転子１０の反対側に位置する円筒状の部材である。ステータバックヨーク４０は、回転軸方向について一体の部材として設けられている。具体的には、ステータバックヨーク４０は、例えば鉄又は圧粉磁心（ダストコア）からなる円筒状の部材である。

以下の説明において、回転軸方向をＺ方向と記載することがある。また、図面において位相の差（図５、図６参照）を明示する目的で、Ｚ方向に直交する平面に沿い、かつ、互いに直交する２方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向と記載することがある。

次に、固定子２０及びステータヨーク３０についてより詳細に説明する。図２は、実施形態１に係る固定子２０の具体的構造の一例を示す図である。図２では、固定子２０をＺ方向から見ている。また、図２では、芯部３２を構成するティース６１を明示することを目的として、図１で芯部３２を取り巻いていたコイル５０の巻線の一部の図示を省略している。図３は、実施形態１に係るステータヨーク３０が有する電磁鋼板層の積層構造を示す図である。図３では、ステータヨーク３０をＺ方向に直交する１方向（例えば、Ｙ方向）から見ている。図４は、実施形態１に係る１つの電磁鋼板６０を示す図である。

ステータヨーク３０は、例えば図３に示すように、電磁鋼板層がＺ方向に複数積層された構造を有する。１つの電磁鋼板層には、図２及び図３に示すように、電磁鋼板６０が環状に複数配置されている。電磁鋼板６０は、図２及び図４に示すように、２つのティース６１を有する。ステータヨーク３０は、積層構造によって複数の電磁鋼板層の各々が有する電磁鋼板６０のティース６１が積層されることでコイル５０の芯部３２を形成している。すなわち、例えば図３に示すように、固定子２０に設けられるコイル５０の芯として機能する芯部３２は、Ｚ方向に積層されたティース６１からなる。

１つの電磁鋼板６０は、例えば図４に示すように、２つのティース６１を物理的に連続させている基部６２を有する。具体的には、基部６２は、例えば１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士を所定の距離で位置させる円弧状の形状を有する。１つの電磁鋼板層において複数の電磁鋼板６０が環状に配置され、かつ、複数の電磁鋼板層が積層されることで、基部６２同士が当接して縁部３１が形成される。本実施形態では、電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士は、回転子１０の反対側が非連続である。具体的には、例えば図４に示すように、基部６２の反対側において、ティース６１の先端は隣接する他のティース６１に対して隙間をあけて配置されている。このように、ステータヨーク３０の径方向について基部６２から突出するよう設けられたティース６１同士の間には隙間（スロット）が設けられている。また、電磁鋼板層に配置された電磁鋼板６０は、２つのティース６１に対して回転子側に位置する基部６２から回転子１０の反対側に２つのティース６１が突出している。

より具体的には、図１に示すような所謂アウタロータの電動機１では、基部６２が有する円弧の内側に向かうように突出する２つのティース６１が電磁鋼板６０に設けられている。基部６２の形状は必ずしも円弧状でなくてよい。例えば図４等に示すように、基部６２のティース６１が突出する側はティース６１の突出方向に直交する直線状であってもよい。図４に示す電磁鋼板６０は、例えると、基部６２から２つのティース６１が突出することで２つのＴ字の上辺が連結されているような形状となっている。芯部３２を構成するティース６１に対してＴ字の上辺のように円周方向の両側が突出する基部６２は、径方向についてコイル５０が係止する。これによって、回転子１０が位置する方向に対するコイル５０の巻線の延出、飛び出し等を抑制することができる。また、基部６２は、連結されたＴ字の上辺のうちティース６１が突出していない側が円弧状になっている。

基部６２は、１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士の中間点に対応する部分が他の部分よりも細くなっている。より具体的には、例えば、当該中間点に対応する部分である中間部６３は、径方向について内側が凹レンズ断面の湾局形状のように湾曲しており、径方向についての基部６２の太さが細まっている。ティース６１は、回転軸方向に沿って複数が積層されることで芯部３２を形成し、コイル５０が設けられる構成であるが、隣接するコイル５０同士の間で互いに磁気が回り込むことによる磁気の干渉が生じ得る。係る磁気の干渉は、電動機１の効率をより高める観点においてより低減されることが望ましい。磁気の回り込みは、ティース６１同士が物理的に連結されていない開スロットＫＳよりもティース６１同士が物理的に連結されている閉スロットＨＳで相対的に強く生じる傾向を示す。また、磁気の回り込みは、閉スロットＨＳにおける物理的な連続の度合いが大きい程相対的に強く生じる傾向を示す。そこで、本実施形態では、ティース６１同士の中間点に対応する部分を他の部分よりも細くすることで、磁気の回り込みを抑制している。これによって磁気の干渉による効率の低下を抑制することができ、電動機１の効率をより高い効率とすることができる。なお、図２において括弧付きで符号が付されている中間部６３は、符号に括弧が付されていない中間部６３を有する電磁鋼板６０が配置された電磁鋼板層と異なる電磁鋼板層に配置されている電磁鋼板６０の中間部６３である。

次に、電磁鋼板層について説明する。１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０の配置の位相は、２通りある。固定子２０は、係る２通りの位相の電磁鋼板層を有する。具体的には、２通りの位相同士は、電磁鋼板６０の配置の位相が１ティース分ずれている。

図５は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０の配置の２通りの位相のうち一方を示す図である。図６は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０の配置の２通りの位相のうち他方を示す図である。図５と図６の差異は、同一方向から見た位相の異なる電磁鋼板６０の配置の差異を示している。以下、図５に示す一方の位相を第１位相と記載することがある。また、図６に示す他方の位相を第２位相と記載することがある。符号ＰＳ１は、第１位相の電磁鋼板層を示す。符号ＰＳ２は、第２位相の電磁鋼板層を示す。２つの位相同士で電磁鋼板６０の配置の位相が１ティース分ずれていることで、１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１の配置は２つの位相間で互い違いになる。具体的には、例えば第１位相において１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１であるティース６１ａ，６１ｂのうち一方（ティース６１ａ）が配置されている位置には、第２位相において他方（ティース６１ｂ）が位置している。また、第２位相において１つの電磁鋼板６０が有するティース６１ａ，６１ｂのうち一方（ティース６１ａ）が配置されている位置には、第１位相において他方（ティース６１ｂ）が位置している。図５及び図６では、位相を区別する目的で、２つのティース６１のうち一方に符号６１ａを付し、他方に符号６１ｂを付している。

本実施形態では、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０同士は、隙間をあけて配置されている。具体的には、１つの電磁鋼板層において環状に配置されている電磁鋼板６０同士は非接触である。より具体的には、それぞれ異なる電磁鋼板６０が有する２つのティース６１であって非接触の状態で隣接するティース６１同士の間隔と、１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士の間隔と、が同一になるように１つの電磁鋼板層における環状の配置方向に沿って電磁鋼板６０が配置されている。このように、２つのティース６１同士の隙間（スロット）が１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士の隙間（閉スロットＨＳ）であるか異なる電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士の隙間（開スロットＫＳ）であるかに関わらず、環状に配置されたティース６１同士の間隔は同一である。

本実施形態では、電磁鋼板６０の形状は、それぞれ異なる電磁鋼板６０が有する２つのティース６１であって非接触の状態で隣接するティース６１同士の間隔と１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士の間隔とを同一にすることができる形状である。具体的には、基部６２のうち１つの電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士を連結するよう延設されている部分の延設長は、ティース６１からその延設方向の反対側に向かって突出する部分の延設長の２倍以上である。

本実施形態では、隣接する電磁鋼板層同士の複数の電磁鋼板６０の配置の位相が異なる。具体的には、ステータヨーク３０は、例えば図３に示すように、第１位相の電磁鋼板層ＰＳ１と第２位相の電磁鋼板層ＰＳ２とが交互に積層されてなる。このため、軸方向について、開スロットＫＳと閉スロットＨＳとが交互に並ぶ。また、本実施形態では、例えば図３に示すように、２通りの位相の電磁鋼板層の各々の数が等しい。この場合、ステータヨーク３０のスロットは、回転軸方向について２層の電磁鋼板層につき１層が開スロットＫＳであり１層が閉スロットＨＳであるスロット（半閉スロット）になる。係る構造によれば、１層の電磁鋼板層が環状に完全に連続する完全な閉スロットＨＳである構造に比して軽量になる。また、係る構造によれば、ティース６１が積層されてなる芯部３２に設けられるコイル５０同士の間で互いに生じる磁気の回り込みを低減させることができるため、電動機１の効率をより高めることができる。

図７は、同一の位相の電磁鋼板層が連続して積層される場合の一例を示す図である。図３に示す例では、回転軸方向に隣接する電磁鋼板層同士の複数の電磁鋼板６０の配置の位相が異なっているが、これは積層されている電磁鋼板層同士の位相の関係の一例を示すものであってこれに限られるものでない。例えば図７に示すように、同一位相の連続数が２以上であってもよい。同一位相の連続数とは、同一の位相を有する電磁鋼板層が回転軸方向に沿って連続する数である。図７に示す例の場合、同一位相の連続数は５であるが、４以下又は６以上の任意の自然数であってもよい。

図８は、電動機の製造工程のうち、特にステータの製造工程の流れの一例を示すフローチャートである。まず、２つのティース６１を有する電磁鋼板６０を形成する（ステップＳ１）。具体的には、例えば図４に示すような電磁鋼板６０の形状に対応した金型を用いて複数枚積層された無方向性電磁鋼板を一括で打ち抜くことで、同一の形状を有する電磁鋼板６０を複数枚同時に形成することができる。一度に形成する電磁鋼板６０の数は任意である。また、打ち抜きに際して積層された複数の無方向性電磁鋼板の各々の厚みは、例えば図４に示す１つの電磁鋼板層の厚みに対応する厚みであり、一様である。

次に、複数の電磁鋼板６０をステータヨーク３０の径に応じて環状に配置して１つの電磁鋼板層を形成する（ステップＳ２）。ステップＳ２の工程は、複数回繰り返される。係る繰り返しにおいて、直前に形成された電磁鋼板層に積層するように次の電磁鋼板層を構成する電磁鋼板６０を配置することでステータヨーク３０を構成する複数の電磁鋼板層を積層する。また、ステップＳ２の工程の繰り返しに際して、予め定められた同一位相の連続数に応じた電磁鋼板層の積層が行われる度に（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、１つの電磁鋼板層を構成する電磁鋼板６０の配置の位相を切り替える（ステップＳ４）。なお、図３に示す例の場合、同一位相の連続数は１であるものとする。本実施形態では、このようにして電磁鋼板６０が環状に複数配置された電磁鋼板層を複数積層してステータヨーク３０を形成する。ここで、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０の配置の位相は、２通りある。また、ステータヨーク３０は、２通りの位相の電磁鋼板層を有する。本実施形態では、ステップＳ４の工程を最低１回以上経て、複数の電磁鋼板層を積層する。予め定められた電磁鋼板層の積層数に達するまで（ステップＳ５；Ｎｏ）、ステップＳ２の処理による電磁鋼板層の形成を繰り返すことで電磁鋼板層を積層する。２回目以降のステップＳ２の処理は、直前の電磁鋼板層に積み重ねられる位置で行われる。これによって、電磁鋼板層が積層される。

予め定められた電磁鋼板層の積層数だけ電磁鋼板層の積層が完了した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、次に、積層された電磁鋼板層を構成する電磁鋼板６０同士を固定する（ステップＳ６）。固定の方法として、例えば積層された電磁鋼板層に対する接着剤の含浸、溶接、カシメ等が挙げられるが、これらの方法は一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。例えば、接着鋼板を用いて電磁鋼板６０を形成するようにしてもよい。

次に、積層されたティース６１を芯としたコイル５０を設ける（ステップＳ７）。具体的には、電磁鋼板層が積層されて固定されることで、回転軸方向に連続するティース６１がコイル５０を配設可能な芯部３２になる。コイル５０は、予め芯部３２の外径に応じて巻線された銅線等の電線を嵌め込むことで配設されてもよいし、芯部３２に電線が巻き回されることで形成されてもよい。なお、本実施形態のように、電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士は、回転子１０の反対側が非連続である場合、予め芯部３２の外径に応じて巻線された電線を嵌め込むことでコイル５０を配設することができるので、コイル５０を設ける工程をより簡便にすることができる。

次に、コイル５０が設けられたステータヨーク３０にステータバックヨーク４０を取り付ける（ステップＳ８）。具体的には、例えば図１に示すように、ステータバックヨーク４０をステータヨーク３０の内側に嵌め込む。ステータヨーク３０とステータバックヨーク４０とは、接着剤の含浸、溶接、カシメ等の方法によって固定されてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、１つの電磁鋼板６０が有するティース６１を２つとして係る電磁鋼板６０を環状に配置することでより１つの電磁鋼板層により多くのティース６１が設けられるので、ティース６１の形状のばらつきをより低減することができる。すなわち、一体的に形成されるティース６１は１つの電磁鋼板６０につき２つであるため、この２つのティース６１の形状の整合性について精度を確保することで全てのティース６１の形状の整合性について精度を確保することができる。また、１つの電磁鋼板層に複数の電磁鋼板６０が環状に配置されることで、１つの電磁鋼板６０が磁気的な方向性を有していたとしても１つの電磁鋼板層が１つの電磁鋼板６０が有する磁気的な方向性に支配されにくくなり、各ティース６１の磁気特性のばらつきをより低減することができる。また、２つのティース６１を有する電磁鋼板６０を環状に配置した電磁鋼板層を異なる２つの位相で積層するので、位相の異なる電磁鋼板層の積層による立体的な構造によって十分な剛性を確保することができる。

また、２通りの位相同士は、電磁鋼板６０の配置の位相が１ティース６１分ずれている。従って、異なる位相の電磁鋼板層が積層される位置では２つのティース６１を有する電磁鋼板６０が互い違いになる。よって、位相の異なる電磁鋼板６０同士が積層されることで環状に連続する構造を形成することができることから、環状の構造体として十分な剛性を確保することができる。

また、電磁鋼板６０が有する２つのティース６１同士は、回転子１０の反対側が非連続である。従って、ティース６１が積層された芯に対してあらかじめ形成されたコイル５０を嵌め込むことができ、コイル５０を設けやすくなる。

また、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板６０同士は、隙間をあけて配置されている。従って、電磁鋼板層が環状に完全に連続している構造に比して軽量化することができる。また、コイル５０同士の間で互いに生じる磁気の回り込みを低減させることができるため、電動機１の効率をより高めることができる。

また、２通りの位相の電磁鋼板層の各々の数が等しい。従って、強度及び磁気特性について固定子２０全体でバランスをとりやすくなる。

また、回転軸方向に隣接する電磁鋼板層同士の複数の電磁鋼板６０の配置の位相が異なる。従って、２つの層の電磁鋼板層が積層される位置では２つのティース６１を有する電磁鋼板６０が互い違いになる。よって、位相の異なる電磁鋼板６０同士が積層されることで環状に連続する構造を形成することができることから、環状の構造体としてより確実に十分な剛性を確保することができる。

また、１つの電磁鋼板６０において２つのティース６１を物理的に連続させている基部６２は、当該２つのティース６１同士の中間点に対応する部分が他の部分よりも細くなっている。従って、環状の方向に隣接するコイル５０同士の間で互いに生じる磁気の回り込みを低減することができ、電動機１の効率をより高い効率とすることができる。

また、固定子２０は、ティース６１に対して回転子１０の反対側に設けられた円筒状のヨークを有し、ヨークは、回転軸方向について一体である。従って、電磁鋼板層の積層方向について一体であるヨークによって固定子２０が支持されるので、より確実に十分な剛性を確保することができる。

実施形態１で説明した電動機１は、回転子１０が固定子２０の外側に位置する所謂アウタロータの電動機であるが、これは一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。

（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２に係る電動機１００の主要構成を示す図である。図１０は、実施形態２に係る固定子１２０の具体的構造の一例を示す図である。図１１は、実施形態２に係るステータヨーク１３０が有する電磁鋼板層の積層構造を示す図である。図１２は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板１６０の配置の２通りの位相のうち一方を示す図である。図１３は、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板１６０の配置の２通りの位相のうち他方を示す図である。図１４は、同一の位相の電磁鋼板層が連続して積層される場合の別の一例を示す図である。実施形態２に係る電動機１００は、例えば図９に示すように、回転子１１０が固定子１２０の内側に位置する所謂インロータの電動機１００である。所謂インロータの電動機１００では、基部１６２が有する円弧の外側に向かうように突出する２つのティース１６１が電磁鋼板１６０に設けられている。基部１６２の形状は必ずしも円弧状でなくてよい。例えば図９、図１０等に示すように、基部１６２のティース１６１が突出する側はティース１６１の突出方向に直交する直線状であってもよい。

実施形態２では、図９に示すように、ロータヨーク１１１に対してステータが外周側にある。実施形態２では、ロータが有する複数の磁石１１２は、ロータヨーク１１１の外周面に沿って環状に配置されている。また、実施形態２では、図９から図１３に示すように、コイル１５０がステータヨーク１３０の外側に設けられている。また、実施形態２のステータバックヨーク４０は、ステータヨーク１３０の外側に設けられている。これらのようなインロータの電動機１００とアウタロータの電動機１との差異に係る特筆事項を除いて、実施形態２に係る電動機１００の特徴は、実施形態１に係る電動機１の特徴と同様であってよい。例えば、実施形態１に係り図７を参照して説明したように、実施形態２においても例えば図１４に示すように同一位相の連続数を任意に設定可能である。

また、インロータの電動機１００とアウタロータの電動機１との差異に係る特筆事項を除いて、実施形態１に係る電動機１の説明のうち、回転子１０、ロータヨーク１１、磁石１２、固定子２０、ステータヨーク３０、縁部３１、芯部３２、コイル５０、電磁鋼板６０、ティース６１，６１ａ，６１ｂ、基部６２、中間部６３、閉スロットＨＳ、開スロットＫＳ、第１位相の電磁鋼板層ＰＳ１、第２位相の電磁鋼板層ＰＳ２の各構成に係る説明は、各構成の符号をそれぞれ、回転子１１０、ロータヨーク１１１、磁石１１２、固定子１２０、ステータヨーク１３０、縁部１３１、芯部１３２、コイル１５０、電磁鋼板１６０、ティース１６１，１６１ａ，１６１ｂ、基部１６２、中間部１６３、閉スロットｈｓ、開スロットｋｓ、第１位相の電磁鋼板層ｐｓ１、第２位相の電磁鋼板層ｐｓ２と置換することで、実施形態２に係る電動機１００の説明として読み替えることができる。

（実施形態３）
図１５は、本発明の実施形態３に係る電動機２００の主要構成を示す図である。図１６は、実施形態３に係る固定子２０，１２０の具体的構造の一例を示す図である。電動機２００は、例えば図９に示すように、固定子１２０の内側に設けられた回転子１１０と固定子２０の外側に設けられた回転子１０を有する所謂二軸一体型の電動機２００である。図１５、図１６に示すように、実施形態３に係る電動機２００は、外側のロータに対応するステータヨーク３０と内側のロータに対応するステータヨーク１３０とが個別に設けられている。外側のロータに対応するステータヨーク３０は、実施形態１に係るステータヨーク３０と同様である。内側のロータに対応するステータヨーク１３０は、実施形態２に係るステータヨーク１３０と同様である。実施形態３に係る電動機２００が有する２つのステータヨーク３０，１３０は、例えば図１５、図１６に示すように１つのステータバックヨーク４０を共有しているが、これは一例であってこれに限られる物でない。二軸一体型モータである電動機は、例えばステータヨーク３０，１３０の各々に対して個別に設けられたステータバックヨーク４０を有していてもよい。

また、電動機２００のような二軸一体型モータでは、例えば図１５、図１６に示すように、回転軸方向について同じ位置である電磁鋼板層を構成する電磁鋼板６０，１６０の配置を、開スロットＫＳと開スロットｋｓとが回転軸Ｐに直交する一直線上に位置しないようにしてもよい。係る配置によって、外側のステータヨーク３０における開スロットＫＳ及び閉スロットＨＳの位相と内側のステータヨーク１３０における開スロットｋｓ及び閉スロットｈｓの位相とをずらすことができ、より確実に十分な剛性を確保することができる。

本実施形態に係る電動機は、小型部品の搬送装置、電子部品検査装置、半導体検査装置など、各種産業機械のアクチュエータとしての使用が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

１，１００，２００ 電動機
１０，１１０ 回転子
１１，１１１ ロータヨーク
１２，１１２ 磁石
２０，１２０ 固定子
３０，１３０ ステータヨーク
３１，１３１ 縁部
３２，１３２ 芯部
４０ ステータバックヨーク
５０，１５０ コイル
６０，１６０ 電磁鋼板
６１，６１ａ，６１ｂ，１６１，１６１ａ，１６１ｂ ティース
６２，１６２ 基部
６３，１６３ 中間部
ＨＳ，ｈｓ 閉スロット
ＫＳ，ｋｓ 開スロット
Ｐ 回転軸
ＰＳ１，ｐｓ１ 第１位相の電磁鋼板層
ＰＳ２，ｐｓ２ 第２位相の電磁鋼板層

Claims (9)

1. ロータヨークと磁石とを有する回転子と、
   ２つのティースを有する電磁鋼板が環状に複数配置された電磁鋼板層が前記回転子の回転軸方向に複数積層された固定子とを備え、
   前記固定子に設けられるコイルの芯は、前記回転軸方向に積層された前記ティースからなり、
   １つの前記電磁鋼板層における複数の前記電磁鋼板の配置の位相が２通りあり、
   前記固定子は、前記２通りの位相の電磁鋼板層を有する
   電動機。
2. 前記２通りの位相同士は、前記電磁鋼板の配置の位相が１ティース分ずれている
   請求項１に記載の電動機。
3. 前記電磁鋼板層に配置された前記電磁鋼板は、前記２つのティースに対して前記回転子側に位置する基部から前記回転子の反対側に前記２つのティースが突出しており、
   前記電磁鋼板が有する前記２つのティース同士は、前記回転子の反対側が非連続である
   請求項１又は２に記載の電動機。
4. １つの前記電磁鋼板層における複数の前記電磁鋼板同士は、隙間をあけて配置されている
   請求項１から３のいずれか一項に記載の電動機。
5. 前記２通りの位相の電磁鋼板層の各々の数が等しい
   請求項１から４のいずれか一項に記載の電動機。
6. 前記回転軸方向に隣接する電磁鋼板層同士の複数の前記電磁鋼板の配置の位相が異なる
   請求項１から５のいずれか一項に記載の電動機。
7. １つの電磁鋼板において前記２つのティースを物理的に連続させている基部は、当該２つのティース同士の中間点に対応する部分が他の部分よりも細くなっている
   請求項１から６のいずれか一項に記載の電動機。
8. 前記固定子は、前記ティースに対して前記回転子の反対側に設けられた円筒状のヨークを有し、
   前記ヨークは、前記回転軸方向について一体である
   請求項１から７のいずれか一項に記載の電動機。
9. ２つのティースを有する電磁鋼板が環状に複数配置された電磁鋼板層を複数積層して固定子を形成し、
   積層された前記ティースを芯としたコイルを設ける電動機の製造方法であって、
   １つの前記電磁鋼板層における複数の前記電磁鋼板の配置の位相が２通りあり、
   前記固定子は、前記２通りの位相の電磁鋼板層を有する
   電動機の製造方法。

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