JP2022057464A - モータ装置、及び電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】圧入固定による性能の低下を抑制するモータ装置、及び電動工具を提供する。【解決手段】モータ装置１は、ロータ５と、ティース鉄心４と、ヨーク鉄心２２と、コイル２３と、を備える。ティース鉄心４は、内側にロータ５が配置された筒形状の内筒部３と、内筒部３の径方向Ｒ１に沿って内筒部３から突出した複数の胴部４１とを有する。ヨーク鉄心２２は、ティース鉄心４を内周面２２２で圧入固定する。複数の胴部４１のそれぞれは、外周側先端部４１０と、外周側先端部４１０から径方向Ｒ１及び内筒部３の中心軸Ｃ１の双方と交差する方向Ｄ１に沿って延在する先端片４２と、を含む。ヨーク鉄心２２は、複数の外周側先端部４１０を内周面２２２で圧入固定している。複数の胴部４１のうち少なくとも１つの胴部４１は、外周側先端部４１０において、内筒部３の中心軸Ｃ１に沿って圧入力緩和溝４３を有する。【選択図】図４

Description

本開示は、一般にモータ装置、及び電動工具に関し、より詳細には、ティース鉄心とヨーク鉄心とを備えるモータ装置、及びこのモータ装置を備える電動工具に関する。

部品点数を削減し、生産性の向上を図ることができる回転電機の固定子が知られている（特許文献１参照）。特許文献１では、回転電機の固定子は、ヨークコアと、磁極コアと、切欠部と、を具備した構成としている。磁極コアは、ヨークコア内に収納され、ロータ収納用の環状部及びこの環状部の外周に一体に延設した複数の磁極部を備えている。切欠部は、環状部の内周側に磁極部間に位置して形成されている。特許文献１の回転電機の固定子は、環状部と磁極部とを一体化して複数の磁極や磁性楔を不要としている。

実開昭５９－１６１３６１号公報

上記のようなモータ装置では、大きなトルクを発生しようとすると、より強い力でティース鉄心とヨーク鉄心とを圧入固定する必要がある。しかしながら、より強い力でティース鉄心とヨーク鉄心とを圧入固定しようとすると、ティース鉄心の内筒部の真円度が崩れることでロータとステータとの位置関係が崩れ、モータ装置の性能が低下する可能性があった。

本開示は上記課題に鑑みてなされ、複数のティースを備えたティース鉄心と、ヨーク鉄心と、を圧入固定してステータとして一体化させるときに、ティース鉄心の内筒部の真円度が歪むことを防止し、圧入固定による性能の低下を抑制するモータ装置、及び電動工具を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係るモータ装置は、ロータと、ティース鉄心と、ヨーク鉄心と、コイルと、を備える。前記ロータは、磁石を備える。前記ティース鉄心は、内側に前記ロータが配置された筒形状の内筒部と、前記内筒部の径方向に沿って前記内筒部から突出した複数の胴部とを有する。前記ヨーク鉄心は、前記ティース鉄心を筒形状の内周面で圧入固定する。前記コイルは、前記複数の胴部のそれぞれに巻回される。前記複数の胴部のそれぞれは、外周側の先端の部位である外周側先端部と、前記外周側先端部から前記径方向及び前記内筒部の中心軸の双方と交差する方向に沿って延在する先端片と、を含んでいる。前記ヨーク鉄心は、前記複数の外周側先端部を前記ヨーク鉄心の前記内周面で圧入固定している。前記複数の胴部のうち少なくとも１つの胴部は、前記外周側先端部において、前記内筒部の前記中心軸に沿って圧入力緩和溝を有している。

本開示の一態様に係る電動工具は、前記モータ装置と、前記モータ装置を駆動する電流を供給する電源部と、を備える。

本開示によると、圧入固定による性能の低下を抑制するモータ装置、及び電動工具を提供することができる。

図１は、一実施形態に係るモータ装置を備える電動工具の概略図である。 図２は、同上のモータ装置の概略を示す概略図である。 図３は、同上のモータ装置の分解斜視図である。 図４は、同上のモータ装置の要部の分解図である。 図５は、同上のモータ装置の断面図である。 図６は、同上のモータ装置の中央コア及びコイル巻枠の分解図である。 図７は、同上のモータ装置の中央コアの要部の平面図である。 図８は、同上のモータ装置のステータの要部の平面図である。 図９は、同上のモータ装置のティース鉄心及びヨーク鉄心の要部の平面図である。 図１０は、同上のモータ装置のティース鉄心及びヨーク鉄心の磁束の流れを説明する図である。

以下に説明する各実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、各実施形態及び変形例に限定されない。これらの実施形態及び変形例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（実施形態）
以下、本実施形態に係るモータ装置とこのモータ装置を備える電動工具について、図１～図１０を用いて説明する。

（１）概要
図１及び図２に示すように、電動工具１０は、モータ装置１を備えている。図１に示すように、電動工具１０は、電源部１０１と、駆動伝達部１０２と、出力部１０３と、チャック１０４と、先端工具１０５と、トリガボリューム１０６と、制御回路１０７と、を備えている。電動工具１０は、先端工具１０５をモータ装置１の駆動力で駆動する工具である。

モータ装置１は、先端工具１０５を駆動する駆動源である。モータ装置１は、例えば、ブラシレスモータである。電源部１０１は、モータ装置１を駆動する電流を供給する直流電源である。電源部１０１は、例えば、１又は複数の２次電池を含む。駆動伝達部１０２は、モータ装置１の出力（駆動力）を調整して、出力部１０３に出力する。出力部１０３は、駆動伝達部１０２から出力された駆動力で駆動（例えば回転）される部分である。チャック１０４は、出力部１０３に固定されており、先端工具１０５が着脱自在に取り付けられる部分である。先端工具１０５は、例えば、ドライバ、ソケット又はドリルである。各種の先端工具１０５のうち用途に応じた先端工具１０５が、チャック１０４に取り付けられて用いられる。

トリガボリューム１０６は、モータ装置１の回転を制御するための操作を受け付ける。トリガボリューム１０６を引く操作により、モータ装置１のオンオフが切替可能である。また、トリガボリューム１０６を引き込む操作の操作量で、出力部１０３の回転速度、つまりモータ装置１の回転速度が調整可能である。制御回路１０７は、トリガボリューム１０６に入力された操作に応じて、モータ装置１を回転又は停止させ、また、モータ装置１の回転速度を制御する。この電動工具１０では、先端工具１０５がチャック１０４に取り付けられる。そして、トリガボリューム１０６への操作によって、モータ装置１の回転速度が制御されることで、先端工具１０５の回転速度が制御される。

なお、実施形態の電動工具１０は、チャック１０４を備えることで、先端工具１０５が用途に応じて交換可能であるが、先端工具１０５が交換可能である必要はない。例えば、電動工具１０は、特定の先端工具１０５のみ用いることができる電動工具であってもよい。

（２）構成
（２－１）概要
次に、図２～図１０を参照して、モータ装置１の構成を説明する。モータ装置１は、ステータ２と、ロータ５と、を備えている。ロータ５は、出力軸５１を有している。ステータ２は、ステータコア２０と、複数（図３では９つ）のコイル２３と、を有している。ロータ５は、ステータ２に対して回転する。すなわち、ステータコア２０に巻かれた複数のコイル２３から発生する磁束により、ロータ５を回転させる電磁気力が発生する。モータ装置１は、ロータ５の回転力（駆動力）を出力軸５１から駆動伝達部１０２へ伝達する。

ステータコア２０は、中央コア２１と、外筒部（ヨーク鉄心）２２と、を有している。外筒部２２は、中央コア２１に取り付けられる。中央コア２１は、円筒状の内筒部３と、ティース鉄心４と、を有している。内筒部３の内側には、ロータ５が配置されている。複数の胴部４１のそれぞれは、内筒部３から内筒部３の径方向Ｒ１において外向きに突出している。複数の胴部４１のそれぞれは、外周側の先端の部位である外周側先端部４１０と、外周側先端部から径方向Ｒ１及び内筒部３の中心軸Ｃ１の双方と交差する方向（延在方向）Ｄ１に沿って延在する２つの先端片４２を含んでいる。なお、２つの先端片４２を区別する場合には、第１先端片４２ａ、第２先端片４２ｂとして区別する。複数の胴部４１のそれぞれには、後述するコイル巻枠８を介してコイル２３が巻かれる。

２つの先端片４２は、コイル２３が複数の胴部４１のそれぞれから脱落することを抑制する抜止めとして設けられている。すなわち、複数の胴部４１のそれぞれの先端側にコイル２３が移動しようとする場合に、コイル２３が先端片４２に引っ掛かることで、コイル２３の脱落を抑制できる。

２つの先端片４２のうちの第１先端片４２ａは、複数の胴部４１のそれぞれにおいて、当該胴部４１の外周側先端部４１０の周方向Ｃ２の一端に外周側先端部４１０から延在している。また、当該胴部４１の外周側先端部４１０の周方向Ｃ３の他端には、第１先端片４２ａとは別の第２先端片４２ｂが外周側先端部４１０から延在している。

ロータ５は、円筒状のロータコア６と、複数（図３では６つ）の永久磁石７と、出力軸５１と、を有している。出力軸５１は、ロータコア６の内側に保持されている。複数の永久磁石７は、ロータコア６の中心軸Ｃ１を中心としてスポーク状（放射状）に配置されている。

ここで、ロータコア６の形状は、ロータコア６の軸方向から見て円状であり、ロータコア６の中心軸Ｃ１は、当該円の中心を通過する。各永久磁石７の形状は直方体状である。ロータコア６の軸方向から見て、各永久磁石７の形状は長方形状である。複数の永久磁石７がロータコア６の中心軸Ｃ１を中心としてスポーク状に配置される、とは、ロータコア６の軸方向から見て、各永久磁石７の長手方向がロータコア６の径方向に沿い、かつ、複数の永久磁石７がロータコア６の周方向に並ぶように配置されることである。

複数の永久磁石７がロータコア６の中心軸Ｃ１を中心としてスポーク状に配置されるので、ロータ５の直径を短くしやすい。特に永久磁石７の個数が比較的多い場合に、各永久磁石の長手方向の長さを維持しつつ、ロータ５の直径を短くしやすい。永久磁石７の個数が多いほど、ロータコア６の周方向における複数の永久磁石７の間隔を狭くすれば、複数の永久磁石７をロータコア６の中心軸Ｃ１を中心として配置できるので、ロータコア６の直径を長くすることを抑制しつつ複数の永久磁石７を配置できる。すなわち、実施形態のロータ５は、永久磁石７の個数を比較的多い個数（例えば、６つ以上）にすることで、モータ装置１のトルクを大きくしつつ、ロータコア６の直径が長くなることを抑制することができる。

（２－２）中央コア
次に、ステータ２の構成について説明する。図５に示すように、ステータ２のステータコア２０の中央コア２１は、複数の鋼板２１０を含む。中央コア２１は、複数の鋼板２１０を厚さ方向に積層して形成されている。各鋼板２１０は、磁性材料により形成されている。各鋼板２１０は、例えば、ケイ素鋼板である。

図５に示すように、内筒部３の形状は、円筒状である。内筒部３の軸方向は、複数の鋼板２１０の厚さ方向と一致している。内筒部３は、周方向において連続している。言い換えると、内筒部３は、周方向において途切れることなくつながっている。

ティース鉄心４の複数の胴部４１のそれぞれの形状は、図４及び図６に示すように、直方体状である。複数の胴部４１のそれぞれは、内筒部３から内筒部３の径方向Ｒ１において外向きに突出している。ティース鉄心４の複数の胴部４１のそれぞれは、内筒部３の周方向において等間隔に設けられている。

２つの先端片４２は、複数の胴部４１のそれぞれの外周側の先端の部位である外周側先端部４１０から、外周側先端部４１０から径方向Ｒ１及び内筒部３の中心軸Ｃ１の双方と交錯する方向（延在方向）Ｄ１に沿って延在している。より詳細には、第１先端片４２ａは、複数の胴部４１のそれぞれにおいて、当該胴部４１が有する第１先端片４２ａは、当該胴部４１の外周側先端部４１０の周方向の両端のうち一端に外周側先端部４１０から延在している。他端には第１先端片４２ａとは別の第２先端片４２ｂが外周側先端部４１０から延在している。

図７、図９に示すように、２つの先端片４２において、内筒部３の径方向Ｒ１の外側の面は、曲面４２１を含む。内筒部３の中心軸Ｃ１方向から見て、曲面４２１の形状は、内筒部３と同心の円に沿った円弧状である。２つの先端片４２は、内筒部３の径方向Ｒ１において外側の面が曲面４２１を有することで、平板状の面である場合と比較すると、先端片４２にかかる応力を緩和することができる。

先端片４２は、複数の胴部４１のそれぞれとつながった部位に、径方向Ｒ１において外側ほど内筒部３の周方向Ｃ２またはＣ３において複数の胴部４１のそれぞれの側壁４４から離れるように湾曲した湾曲部４２２を有している。つまり、先端片４２のうち、基端側の部分である湾曲部４２２は、面取りされてＲ状になっている。

ティース鉄心４は、湾曲部４２２を有することで、互いに隣り合う２つのティース鉄心４をつなぐ磁路の一部として、各ティース鉄心４の胴部４１と湾曲部４２２とを通る磁路が形成される。これにより、互いに隣り合う２つのティース鉄心４をつなぐ磁路が短くなる。すなわち、この磁路の磁気抵抗が小さくなる。

図７、図８に示すように、内筒部３は、２つのティース鉄心４を連結している部位である連結部３１を複数（本実施形態では９つ）有している。連結部３１は、内筒部３の中心軸Ｃ１の方向から見て円弧状に形成されている。

複数の胴部４１のうち少なくとも１つの胴部４１は、外周側先端部４１０において、内筒部３の中心軸Ｃ１に沿って圧入力緩和溝４３を有している。本実施形態では、複数の胴部４１のすべてにおいて、圧入力緩和溝４３を有している。

ヨーク鉄心２２は、複数（本実施形態では９つ）の外周側先端部４１０をヨーク鉄心２２の内周面２２２で圧入固定している。圧入固定された各外周側先端部４１０には、圧入時に圧力が印加される。圧入力緩和溝４３や２つの先端片４２がない場合には、圧入時などに圧力がかかると内側の鉄心である内筒部３の真円度を歪ませる可能性があった。内筒部３の内側には、ロータ５が配置されているため、内筒部３の内周円が崩れた場合には、モータ装置１の性能が低下する。一方、本実施形態では、外周側先端部４１０に圧入力緩和溝４３及び２つの先端片４２を設けていることで、圧入力がかかるときには、圧入力緩和溝４３、及び２つの先端片４２で圧入力が緩和されるので、ティース鉄心４の内筒部３が変形することを抑制することができる。その結果、モータ装置１の性能が低下する可能性を低くすることができる。

また、外周側先端部４１０は、外周側先端部４１０から延在方向Ｄ１に延在している先端片４２を備えており、さらに圧入力緩和溝４３を有することで、先端片４２が弾性を持ちやすい構造となる。このため、外周側先端部４１０及び先端片４２に圧入力が印加された場合には、弾性を持つことで応力を緩和することができる。

複数の胴部４１のそれぞれは、外周側先端部４１０と、外周側先端部４１０から内筒部３に向かって延在し、湾曲部４２２を有する第１部分４１１と、第１部分４１１から内筒部３に向かって延在する第２部分４１２と、を含んでいる。内筒部３の中心軸Ｃ１に沿う方向から見て、先端片４２から内筒部３に向かう方向における湾曲部４２２の先端部４１３は、側壁４４よりも内側に設けられている。ここで、図９に示すように、第２部分４１２の幅をＷ１とする。また、第１部分４１１と第２部分４１２とが接続している部分の幅をＷ２とする。この場合、第１部分４１１の幅Ｗ２は、第２部分４１２の幅Ｗ１よりも狭くなっている。つまり、第１部分４１１と第２部分４１２との間には、段差が存在している。第１部分４１１が湾曲部４２２を有することで、ティース鉄心４に弾性を持たせ、応力を吸収することで応力を緩和することができる。

ティース鉄心４は、ヨーク鉄心２２と圧入して一体化される。ティース鉄心４と、ヨーク鉄心２２とが、圧入固定される場合に、ティース鉄心４及びヨーク鉄心２２に圧力が印加される。ティース鉄心４は、印加される圧力を緩和するために、圧入力緩和溝４３、先端片４２、及び湾曲部４２２を有している。本実施形態では、印加される圧力を緩和するために、ヨーク鉄心２２は圧入力緩和凹部２４を備えている。ヨーク鉄心２２は、径方向Ｒ１から見て、複数の胴部４１のうち圧入力緩和溝４３を含む少なくとも１つの胴部４１の外周側先端部４１０と重なるヨーク鉄心２２の外周面２４１に、内筒部３の中心軸Ｃ１に沿った圧入力緩和凹部２４を備えている。ヨーク鉄心２２が圧入力緩和凹部２４を備えていることで、曲面で形成されている外周側先端部４１０の外周の頂点付近に印加される圧力を緩和することができる。

ティース鉄心４が圧入力緩和溝４３を有することによる磁束の流れＭ１への影響について説明する。図１０に示すように、磁束の流れＭ１は、圧入力緩和溝４３を避けるように形成される。先端片４２の延在方向Ｄ１において先端片４２の長さをＷ４、圧入力緩和溝４３の延在方向Ｄ１における長さをＷ３とすると、圧入力緩和溝４３の長さＷ３よりも先端片４２の長さＷ４が長く構成されている。このため、磁束の流れＭ１において、圧入力緩和溝４３を設けることによる磁気抵抗の変化は小さい。さらに、湾曲部４２２を有することで、磁路の磁気抵抗の変化は抑制されているので、圧入力緩和溝４３を設けたことによる磁気抵抗の変化は小さい。

ステータ２のティース鉄心４とヨーク鉄心２２とを一体化させる場合、ヨーク鉄心２２による応力でティース鉄心４とヨーク鉄心２２との当接を保持している。しかしながら、その応力がかかると、内側の鉄心であるティース鉄心４を歪ませる可能性があった。従来は、ティース鉄心４の歪みを回避するために、ティース鉄心４及びヨーク鉄心２２の厳密な寸法管理が必要であった。一方、本実施形態では、ティース鉄心４及びヨーク鉄心２２が弾性を有する形状とすることで、一体化（圧入固定）するときの応力を吸収できるために、真円度の歪みが小さくなることから、高精度な寸法管理を要求しない構造とすることができる。

（２－３）コイル及びコイル巻枠
図４に示すように、コイル２３は、９つのティース鉄心４に対応して９つ備えられている。９つのコイル２３は、互いに電気的に接続されている。各コイル２３を構成する巻線は、例えば、エナメル線である。この巻線は、線状の導体と、導体を覆う絶縁被覆と、を有している。

モータ装置１は、コイル巻枠８を更に備えている。コイル巻枠８は、例えば、合成樹脂を材料として形成されている。コイル巻枠８は、電気絶縁性を有している。コイル巻枠８は、複数のティース鉄心４の少なくとも一部を覆っている。

図６に示すように、コイル巻枠８は、上枠８１と下枠８２とを含んでいる。上枠８１と下枠８２とは、互いに同じ形状である。上枠８１と下枠８２とは、内筒部３の軸方向に並んでいる。上枠８１と下枠８２とは、別体に形成されている。上枠８１と下枠８２とは、内筒部３の軸方向から複数のティース鉄心４を嵌め込み可能な形状に形成されている。すなわち、上枠８１は、中央コア２１に取り付けられて、内筒部３の軸方向の第１端から複数のティース鉄心４を覆い、下枠８２は、内筒部３の軸方向の第２端から複数のティース鉄心４を覆っている。上枠８１と下枠８２とは、内筒部３と重なる筒体８１１と、複数のティース鉄心４を覆う複数（図では９つ）のティース鉄心被覆部８１２と、を有している。筒体８１１は、内筒部３と同心の円筒状に形成されている。各ティース鉄心被覆部８１２は、筒体８１１から筒体８１１の径方向において外向きに突出している。各ティース鉄心４のうち、内筒部３側とは反対側の先端は、コイル巻枠８に覆われておらず、外筒部２２に接している。

上枠８１と下枠８２とが中央コア２１に取り付けられて複数のティース鉄心４の少なくとも一部を覆った状態で、コイル２３は、コイル巻枠８を介して、複数の胴部４１のそれぞれに巻回されている。

上枠８１と下枠８２とは、内筒部３の中心軸Ｃ１方向において、互いに離れている。そのため、中央コア２１のうち厚さ方向における中心付近の部位では、各ティース鉄心４は中央コア２１の厚さ方向と直交する方向に露出している。モータ装置１の設計変更等により中央コア２１を構成する鋼板２１０の個数が変更された場合等には、中央コア２１の厚さが変わるが、中央コア２１の厚さの変更に伴って上枠８１と下枠８２との間の距離が変わる。

（２－４）外筒部
図５に示すように、外筒部２２は、複数の鋼板２２０を含む。外筒部２２は、複数の鋼板２２０を厚さ方向に積層して形成されている。各鋼板２２０は、磁性材料により形成されている。各鋼板２２０は、例えば、ケイ素鋼板である。

図１、図８に示すように、外筒部２２の形状は、円筒状である。外筒部２２は、複数のティース鉄心４に取り付けられ、複数のティース鉄心４を囲んでいる。

外筒部２２は、その内周面２２２に複数（図４では９つ）の嵌合部２２１を有している。つまり、外筒部２２は、ティース鉄心４と同数の嵌合部２２１を有している。複数の嵌合部２２１の各々は、外筒部２２の内周面２２２に設けられた窪みである。複数の嵌合部２２１は、複数のティース鉄心４と一対一で対応している。複数の嵌合部２２１の各々と、複数のティース鉄心４のうちこの嵌合部２２１に対応するティース鉄心４とは、少なくとも一方が内筒部３の径方向に移動することで嵌まり合う。これにより、外筒部２２が複数のティース鉄心４に取り付けられる。

各嵌合部２２１には、ティース鉄心４のうち２つの先端片４２を含む部位が嵌め込まれる。そのため、外筒部２２の周方向における各嵌合部２２１の長さは、複数の胴部４１のそれぞれの外周側先端部から延在方向Ｄ１に延在した一方の先端片４２の突出先端と、他方の先端片４５の突出先端との間の長さに等しい。なお、本明細書において「等しい」とは、複数の値が互いに完全に一致する場合に限定されず、許容される誤差の範囲内で異なっている場合をも含む。例えば、３％以内、５％以内、又は１０％以内の誤差がある場合をも含む。

中央コア２１にコイル巻枠８が装着され、コイル２３が巻かれた状態で、外筒部２２は、例えば、焼嵌めにより複数のティース鉄心４に取り付けられる。すなわち、外筒部２２を加熱して径方向Ｒ１に膨張させた状態で、外筒部２２の内側に中央コア２１を配置する。これにより、外筒部２２の内面は、複数のティース鉄心４との間に僅かに空隙を空けて内筒部３の径方向Ｒ１における複数のティース鉄心４の先端に対向する。その後、外筒部２２の温度が低下して外筒部２２が収縮すると、外筒部２２の内面が複数のティース鉄心４の先端に接する。つまり、外筒部２２の収縮に伴って複数の嵌合部２２１が外筒部２２の径方向内向きに移動することにより、複数の嵌合部２２１と複数のティース鉄心４とが嵌まり合う。外筒部２２は、複数のティース鉄心４に対して外筒部２２の径方向内向きの接圧を加えている。

（２－５）ロータ
次に、ロータ５の構成について説明する。図５に示すように、ロータ５のロータコア６は、複数の鋼板６００を含む。ロータコア６は、複数の鋼板６００を厚さ方向に積層して形成されている。各鋼板６００は、磁性材料により形成されている。各鋼板６００は、例えば、ケイ素鋼板である。

ロータコア６は、ステータコア２０の内筒部３と同心の円筒状に形成されている。ロータコア６の中心軸Ｃ１方向において、ロータコア６の両端の位置は、ステータコア２０の両端の位置と揃っている。すなわち、ロータコア６及びステータコア２０の内筒部３の中心軸Ｃ１方向におけるロータコア６の第１端（図５では紙面上側の端）とステータコア２０の第１端（図５では紙面上側の端）とは、中心軸Ｃ１方向と直交する方向に重なる位置にある。さらに、ロータコア６及び内筒部３の中心軸Ｃ１方向におけるロータコア６の第２端（図５では紙面下側の端）とステータコア２０の第２端（図５では紙面下側の端）とは、中心軸Ｃ１方向と直交する方向に重なる位置にある。ロータコア６の厚さとステータコア２０の厚さとは等しい。ここで、ロータコア６の第１端とステータコア第１端とがちょうど重なっていなくてもよく、許容される誤差の範囲でずれていてもよい。たま、ロータコア６の第２端とステータコア２０の第２端がちょうど重なっていなくてもよく、許容される誤差の範囲内でずれていてもよい。例えば、ロータコア６の厚さの３％以内、５％以内又は１０％以内のずれがあってもよい。

ロータコア６の内側には、出力軸５１が保持されている。図５に示すように、ロータコア６は、出力軸５１が通される軸孔６１１を有する軸保持部６１と、軸保持部６１の周囲のロータ本体６２と、を有している。軸保持部６１の形状は、円筒状である。軸保持部６１の内側の空間が、軸孔６１１である。ロータ本体６２の形状は、軸保持部６１と同心の円筒状である。

ロータ本体６２は、複数（図３では６つ）の磁石収容部６２１を含んでいる。複数の磁石収容部６２１は、複数の永久磁石７がロータコアの中心軸Ｃ１を中心としてスポーク状（放射状）に配置されるように複数の永久磁石７を収容する。複数の磁石収容部６２１の各々は、ロータ本体６２を軸方向に貫通する貫通孔である。複数の永久磁石７の各々は、接着剤を付着させた状態で磁石収容部６２１に挿入されることで、磁石収容部６２１に保持されている。なお、複数の永久磁石７の各々は、接着剤を用いることなく、ロータコア６との間の磁気吸着力により磁石収容部６２１に保持されていてもよい。

複数の磁石収容部６２１は、ロータコア６の周方向において等間隔に設けられている。これにより、複数の永久磁石７がロータコア６の周方向において等間隔に配置されている。また、複数の永久磁石７の各々の長手方向は、ロータコア６の径方向に沿っている。

各永久磁石７は、例えば、ネオジム磁石である。各永久磁石７の２つの磁極は、ロータコア６の周方向に並んでいる。ロータコア６の周方向において隣り合う２つの永久磁石７は、それぞれ同極を対向させている。ロータコア６の周方向において隣り合う２つの永久磁石７で発生する磁束の一部は、ロータ本体６２のうち、これら２つの永久磁石７の間の部位６２２からステータ２に向かう。つまり、ロータコア６の径方向に沿った磁束が部位６２２とステータ２との間に生じる。

（２－６）ベース及びベアリング
図５に示すように、モータ装置１は、ベース９と、第１ベアリング５２、第２ベアリング５４を更に備えている。ベース９には、有底筒状のカバーが取り付けられている。ステータ２及びロータ５は、ベース９とカバーとに囲まれた空間に収容されている。第１ベアリングはファン５３に固定されており、第２ベアリングはベース９に固定されている。第１ベアリング５２及び第２ベアリング５４は、ロータ５の出力軸５１を回転可能に保持している。

（３）利点
モータ装置１は、ロータ５と、ティース鉄心４と、ヨーク鉄心２２と、コイル２３と、を備える。ロータ５は、磁石７を備える。ティース鉄心４は、内側にロータ５が配置された筒形状の内筒部３と、内筒部３の径方向Ｒ１に沿って内筒部３から突出した複数の胴部４１とを有する。筒形状のヨーク鉄心２２は、ティース鉄心４を内周面２２２で圧入固定する。コイルは、複数の胴部４１のそれぞれに巻回される。複数の胴部４１のそれぞれは、外周側の先端の部位である外周側先端部４１０と、外周側先端部４１０から径方向Ｒ１及び内筒部３の中心軸Ｃ１の双方と交差する方向Ｄ１に沿って延在する先端片４２と、を含んでいる。ヨーク鉄心２２は、複数の外周側先端部４１０をヨーク鉄心２２の内周面２２２で圧入固定している。複数の胴部４１のうち少なくとも１つの胴部４１は、外周側先端部４１０において、内筒部３の中心軸Ｃ１に沿って圧入力緩和溝４３を有している。

この構成によると、ティース鉄心４と、ヨーク鉄心２２と、を圧入して一体化させるときに、圧入力が印加された場合に、圧入力緩和溝４３で圧入力が緩和される。このため、ティース鉄心４の内筒部３が変形し、真円度の歪みが大きくなることを抑制することができる。また、ティース鉄心４の外周側先端部４１０及び先端片４２が主に変形することで、ステータ２とロータ５との関係、及びハウジングへの固定に与える影響が小さくなる。つまり、圧入固定による性能の低下を抑制するモータ装置１を提供することができる。

先端片４２の延在方向Ｄ１において、先端片４２の長さＷ４は、圧入力緩和溝４３の延在方向Ｄ１における長さＷ３よりも長く構成されている。さらに、先端片４２は、胴部４１とつながった部位に、径方向Ｒ１において外側ほど内筒部３の周方向Ｃ２，Ｃ３において胴部４１の側壁から離れるように湾曲した湾曲部４２２を有している。このため、磁束の流れＭ１は、磁気抵抗が小さくなることから、圧入力緩和溝４３を設けることによる影響を受けにくくなる。

ヨーク鉄心２２は、径方向Ｒ１から見て、複数の胴部４１のうち圧入力緩和溝４３を含む少なくとも１つの胴部４１の外周側先端部４１０と重なるヨーク鉄心２２の外周面２４１に、内筒部３の中心軸Ｃ１に沿った圧入力緩和凹部２４を含む。

この構成によると、ヨーク鉄心２２の外周面２４１に圧入力緩和凹部２４を有することで、圧入時の圧入力の緩和を行うことができ、ティース鉄心４の内筒部３が変形することを抑制することができる。

複数の胴部４１のうち圧入力緩和溝４３を有する少なくとも１つの胴部４１は、外周側先端部４１０と、外周側先端部４１０から内筒部３に向かって延在し、湾曲部４２２を有する第１部分４１１と、第１部分４１１から内筒部３に向かって延在する第２部分４１２と、を含む。内筒部３の中心軸Ｃ１に沿う方向から見て、先端片４２から内筒部３に向かう方向における湾曲部４２２の先端部４１３は、側壁４４よりも内側に設けられている。

この構成によると、先端片４２に弾性を持たせることで、圧入時の圧入力を緩和することができ、ティース鉄心４の内筒部３が変形することを抑制することができる。また、ティース鉄心４の加工がしやすくなる。

（４）変形例
以下に、変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記各実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。

ロータ５の構成は、任意に変更が可能である。例えば、複数の永久磁石７は、スポーク状に配置されていることには限定されず、多角形状に配置されていてもよい。

圧入力緩和溝４３、圧入力緩和凹部２４、及び２つの先端片４２により圧入力を緩和する構成としたが、この構成に限定されない。圧入力緩和溝４３と圧入力緩和凹部２４との組み合わせ、圧入力緩和溝４３と２つの先端片４２との組み合わせ、圧入力緩和凹部２４と２つの先端片４２との組み合わせ、で圧入力を緩和する構成であってもよい。また、圧入力緩和溝４３、圧入力緩和凹部２４、２つの先端片４２、のそれぞれ単体で圧入力を緩和する構成であってもよい。

先端片４２は、複数の胴部４１のそれぞれの外周側先端部４１０から２つ形成されている構成としたが、この構成に限定されない。先端片４２は、１つであってもよい。つまり、第１先端片４２ａ、第２先端片４２ｂのいずれかだけであってもよい。

複数のティース鉄心４の少なくとも１つのティース鉄心４が圧入力緩和溝４３を有していればよい。ただし、ティース鉄心４の内筒部３の真円度の歪みを小さくすることを考慮すると、多くのティース鉄心４が圧入力緩和溝４３を有していることが好ましい。

ロータ５の中心軸Ｃ１から見たロータ５の形状は、完全な円形に限定されず、例えば、円状又は楕円状であって、円周上に突起及び窪みが設けられた形状であってもよい。

永久磁石７の個数は６個に限定されない。永久磁石７の個数は、２個以上であればよい。

電動工具１０は、実施形態に記載のモータ装置１と、モータ装置１を駆動する電流を供給する電源部１０１と、を備えている。

モータ装置１は、電動工具１０に備えられることに限定されない。モータ装置１は、例えば、電動自転車又は電動アシスト自転車に備えられてもよい。

（まとめ）
以上、説明したように、第１の態様に係るモータ装置（１）は、ロータ（５）と、ティース鉄心（４）と、ヨーク鉄心（２２）と、コイル（２３）と、を備える。ロータ（５）は、磁石（７）を備える。ティース鉄心（４）は、内側にロータ（５）が配置された筒形状の内筒部（３）と、内筒部（３）の径方向（Ｒ１）に沿って、内筒部（３）から突出した複数の胴部（４１）とを有する。ヨーク鉄心（２２）は、ティース鉄心（４）を筒形状の内周面の内周面（２２２）で圧入固定する。コイル（２３）は、複数の胴部（４１）のそれぞれに巻回される。複数の胴部（４１）のそれぞれは、外周側先端部（４１０）と、先端片（４２）と、を含んでいる。外周側先端部（４１０）は、複数の胴部（４１）のそれぞれの外周側の先端の部位である。先端片（４２）は、外周側先端部（４１０）から径方向（Ｒ１）及び内筒部（３）の中心軸（Ｃ１）の双方と交差する方向（Ｄ１）に沿って延在する。ヨーク鉄心（２２）は、複数の外周側先端部（４１０）を内周面（２２２）で圧入固定している。複数の胴部（４１）のうち少なくとも１つの胴部（４１）は、外周側先端部（４１０）において、内筒部（３）の中心軸（Ｃ１）に沿って圧入力緩和溝（４３）を有している。

この構成によると、モータ装置（１）は、圧入力緩和溝（４３）を備えているので、圧入力がかかったときには、圧入力緩和溝（４３）で圧入力が緩和される。このため、ティース鉄心（４）の内筒部（３）が変形する不具合を防止することができる。つまり、圧入固定による性能の低下を抑制するモータ装置（１）を提供することができる。また、ティース鉄心（４）の胴部（４１）の先端部である外周側先端部（４１０）が主に変形するだけなので、ステータ（２）の内周及び外周面の形状を保持することができ、ロータ（５）及びハウジングとの固定に影響を及ぼす不具合を抑制することができる。

第２の態様に係るモータ装置（１）では、第１の態様において、先端片（４２）の延在方向（Ｄ１）において、先端片（４２）は、圧入力緩和溝（４３）の延在方向における長さ（Ｗ３）よりも長く構成されている。

この構成によると、圧入力緩和溝（４３）の長さ以上に先端片（４２）が長く形成されることによって、先端片（４２）で磁気飽和を生じることがなくなり、圧入力緩和溝（４３）を形成することによる性能の低下を抑制することができる。

第３の態様に係るモータ装置（１）では、第１又は第２の態様において、ヨーク鉄心（２２）は、径方向（Ｒ１）から見て、複数の胴部（４１）のうち圧入力緩和溝（４３）を含む少なくとも１つの胴部（４１）の外周側先端部（４１０）と重なるヨーク鉄心（２２）の外周面（２４１）に、内筒部（３）の中心軸（Ｃ１）に沿った圧入力緩和凹部（２４）を含む。

この構成によると、ヨーク鉄心（２２）の外周面（２４１）に圧入力緩和凹部（２４）を有することで、圧入時の圧入力の緩和を行うことができ、ティース鉄心（４）の内筒部（３）が変形することを抑制することができる。また、圧入固定による性能の低下を抑制するモータ装置（１）を提供することができる。

第４の態様に係るモータ装置（１）では、第１～第３のいずれかの態様において、先端片（４２）は、胴部（４１）とつながった部位に、径方向（Ｒ１）において外側ほど内筒部の周方向（Ｃ２，Ｃ３）において胴部（４１）の側壁（４４）から離れるように湾曲した湾曲部（４２２）を有する。

この構成によると、互いに隣り合う２つのティース鉄心（４）をつなぐ磁路の一部として、各ティース鉄心（４）の胴部（４１）を湾曲部（４２２）とを通る磁路が形成される。これにより、互いに隣り合う２つのティース鉄心（４）をつなぐ磁路が短くなる、すなわち、この磁路の磁気抵抗が小さくなる。

第５の態様に係るモータ装置（１）では、第４の態様において、複数の胴部（４１）のうち圧入力緩和溝（４３）を有する少なくとも１つの胴部（４１）は、外周側先端部（４１０）と、外周側先端部（４１０）から内筒部（３）に向かって延在し、湾曲部（４２２）を有する第１部分（４１１）と、第１部分（４１１）から内筒部（３）に向かって延在する第２部分（４１２）と、を含む。内筒部（３）の中心軸（Ｃ１）に沿う方向から見て、先端片（４２）から内筒部（３）に向かう方向における湾曲部（４２２）の先端部（４１３）は、側壁（４４）よりも内側に設けられている。

この構成によると、先端片（４２）に弾性を持たせることで、圧入時の圧入力を緩和することができ、ティース鉄心（４）の内筒部（３）が変形することを抑制することができる。つまり、圧入固定による性能の低下を抑制するモータ装置（１）を提供することができる。

第６の態様に係るモータ装置（１）では、第１～第５のいずれかの態様において、複数の胴部（４１）のそれぞれにおいて、当該胴部（４１）が有する先端片（４２）は、当該胴部（４１）の外周側先端部（４１０）の周方向の両端のうち一端に外周側先端部（４１０）から延在しており、他端には先端片（４２）とは別の先端片（４２）が外周側先端部から延在している。

この構成によると、先端片（４２）が１つの場合と比較して、胴部（４１）にコイル（２３）が巻かれる場合に、胴部（４１）の先端側にコイル（２３）が移動してコイル（２３）が胴部（４１）から脱落する可能性を更に低減することができる。また、圧入力緩和溝（４３）を有することで、先端片（４２）が弾性を有することから、圧入時の圧入力を緩和することができる。つまり、圧入固定による性能の低下を抑制するモータ装置（１）を提供することができる。

第７の態様に係るモータ装置（１）では、第１～第６のいずれかの態様において、先端片（４２）のうち、径方向（Ｒ１）における外側の面は、曲面（４２１）を含む。

この構成によると、内筒部（３）の径方向（Ｒ１）において、外側の面の全体が平面状の場合と比較すると、この面に加わる圧力が分散されやすくなる。

第８の態様に係る電動工具（１０）は、第１～第７のいずれかの態様のモータ装置（１）と、モータ装置（１）を駆動する電流を供給する電源部（１０１）と、を備える。

この構成によると、ティース鉄心（４）と、ヨーク鉄心（２２）と、を圧入固定する場合に、ティース鉄心（４）の先端同士の間隔や内筒部（３）の形状が崩れることを抑制し、モータ装置（１）の性能の低下を抑制できる電動工具を提供することができる。

１ モータ装置
３ 内筒部
４ ティース鉄心
５ ロータ
７ 磁石
１０ 電動工具
２２ ヨーク鉄心
２３ コイル
２４ 圧入力緩和凹部
４１ 複数の胴部
４２， 先端片
４３ 圧入力緩和溝
４４ 側壁
１０１ 電源部
２２２ 内周面
２４１ ヨーク鉄心の外周面
４１０ 外周側先端部
４１１ 第１部分
４１２ 第２部分
４１３ 先端部
４２１ 曲面
４２２ 湾曲部
Ｃ１ 中心軸
Ｄ１ 方向（延在方向）
Ｒ１ 径方向
Ｗ３ 圧入力緩和溝の延在方向における長さ
Ｃ２，Ｃ３ 周方向

Claims (8)

1. 磁石を備えたロータと、
   内側に前記ロータが配置された筒形状の内筒部と、前記内筒部の径方向に沿って前記内筒部から突出した複数の胴部とを有するティース鉄心と、
   前記ティース鉄心を内周面で圧入固定する筒形状のヨーク鉄心と、
   前記複数の胴部のそれぞれに巻回されたコイルと、を備え、
   前記複数の胴部のそれぞれは、外周側の先端の部位である外周側先端部と、前記外周側先端部から前記径方向及び前記内筒部の中心軸の双方と交差する方向に沿って延在する先端片と、を含んでおり、
   前記ヨーク鉄心は、前記複数の外周側先端部を前記ヨーク鉄心の前記内周面で圧入固定しており、
   前記複数の胴部のうち少なくとも１つの胴部は、前記外周側先端部において、前記内筒部の前記中心軸に沿って圧入力緩和溝を有している、
   モータ装置。
2. 前記先端片の延在方向において、前記先端片は、前記圧入力緩和溝の前記延在方向における長さより長く構成されている、
   請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記ヨーク鉄心は、前記径方向から見て、前記複数の胴部のうち前記圧入力緩和溝を含む前記少なくとも１つの胴部の前記外周側先端部と重なる前記ヨーク鉄心の外周面に、前記内筒部の前記中心軸に沿った圧入力緩和凹部を含む、
   請求項１又は２に記載のモータ装置。
4. 前記先端片は、前記胴部とつながった部位に、前記径方向において外側ほど前記内筒部の周方向において前記胴部の側壁から離れるように湾曲した湾曲部を有する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のモータ装置。
5. 前記複数の胴部のうち前記圧入力緩和溝を有する前記少なくとも１つの胴部は、前記外周側先端部と、前記外周側先端部から前記内筒部に向かって延在し、前記湾曲部を有する第１部分と、前記第１部分から前記内筒部に向かって延在する第２部分と、を含み、
   前記内筒部の前記中心軸に沿う方向から見て、前記先端片から前記内筒部に向かう方向における前記湾曲部の先端部は、前記側壁よりも内側に設けられている、
   請求項４に記載のモータ装置。
6. 前記複数の胴部のそれぞれにおいて、当該胴部が有する前記先端片は、当該胴部の前記外周側先端部の周方向の両端のうち一端に前記外周側先端部から延在しており、他端には前記先端片とは別の先端片が前記外周側先端部から延在している、
   請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ装置。
7. 前記先端片のうち、前記径方向における外側の面は、曲面を含む、
   請求項１～６のいずれか１項に記載のモータ装置。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載のモータ装置と、
   前記モータ装置を駆動する電流を供給する電源部と、を備える、
   電動工具。

Images