JP2024021412A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】鉄心の強度が確保されつつモータ効率が向上し得るモータを提供することを目的とする。
【解決手段】モータ１のステータコア３７は、円環部３１と、円環部３１から放射状に延在する複数の突出部３２と、を備えている。また、複数の突出部３２の内部を形成する内側磁性体９２と当該複数の突出部３２の内部を囲む外周部を形成する外側磁性体９１とは異なる。また、複数の突出部３２の内部を形成する部材は、モータ１の軸方向に積み重ねられた複数の内側磁性体９２であり、複数の突出部３２の内部を囲む外周部を形成する部材は、軸方向に積み重ねられた複数の外側磁性体９１である。そして、軸方向において、複数の内側磁性体９２のそれぞれの厚さが複数の外側磁性体９１のそれぞれの厚さよりも薄い。
【選択図】図５

Description

本発明は、モータに関する。

従来、積み重ねられた複数の電磁鋼板からなる鉄心と、当該鉄心の複数のティースに巻回されたコイルとを含むステータを備えるモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－２０７０２８号公報

近年、例えば上記特許文献１に記載されたようなモータやその他のモータにおいて、モータ効率の向上と鉄心の強度の確保とが求められる場合がある。

そこで、本発明は、鉄心の強度が確保されつつモータ効率が向上し得るモータを提供することを課題の一つとする。

本発明は、鉄心を備えるモータであって、前記鉄心は、内周部と、内周部から放射状に延在する複数の突出部と、を備え、前記複数の突出部の内部を形成する部材と当該複数の突出部の内部を囲む外周部を形成する部材とは異なり、前記複数の突出部の内部を形成する部材は、前記モータの軸方向に積み重ねられた複数の第１磁性体であり、前記複数の突出部の内部を囲む外周部を形成する部材は、軸方向に積み重ねられた複数の第２磁性体であり、前記軸方向において、前記複数の第１磁性体のそれぞれの厚さは前記複数の第２磁性体のそれぞれの厚さよりも薄いことを特徴とするものである。

なお、上記モータは、以下の構成の少なくとも１つをさらに備えてもよい。

すなわち、前記複数の第１磁性体の積層枚数は、前記複数の第２磁性体の積層枚数よりも多くてもよい。また、前記複数の第１磁性体の外周部全体が、前記複数の第２磁性体によって覆われていてもよい。また、前記モータはインシュレータをさらに備え、前記複数の第１磁性体は、前記複数の第２磁性体及び前記インシュレータに収容されていてもよく、これに代えて、前記鉄心には絶縁塗装がなされており、前記複数の第１磁性体の外周部全体は、前記複数の第２磁性体及び前記絶縁塗装によって覆われていてもよい。また、前記突出部はティースとヨークとを備え、前記複数の第１磁性体の少なくとも一部は前記ティースの全体にわたっていてもよく、これに代えて、前記突出部はティースとヨークとを備え、前記モータの径方向において、前記複数の第１磁性体の少なくとも一部の長さが前記ティースの長さよりも短くてもよい。また、前記複数の第１磁性体には、厚さの異なる前記第１磁性体が含まれてもよく、この場合、前記軸方向において、厚さの異なる前記第１磁性体がランダムに配置されていてもよく、これに代えて、前記軸方向において、端部側に位置する前記第１磁性体の厚さが内側に位置する前記第１磁性体の厚さよりも厚くてもよい。また、前記複数の第１磁性体の材料と前記複数の第２磁性体の材料とが異なっていてもよい。

本発明によれば、鉄心の強度が確保されつつモータ効率が向上し得るモータが提供される。

本発明の実施形態におけるモータの一例を示す斜視図である。 図１に示すモータの回転軸の方向における断面図である。 図１に示すモータの鉄心及びインシュレータを示す斜視図である。 図３におけるインシュレータが取り外された状態における鉄心を示す斜視図である。 図４に示す鉄心の回転軸の方向における断面図である。 図５に示す鉄心の回転軸の方向における一方側の端部及びその近傍を拡大して示す図である。 図４に示す鉄心のモータの径方向における断面図である。 本発明の実施形態の第１変形例に係る鉄心の一部を示す回転軸の方向における断面図である。 本発明の実施形態の第２変形例に係る鉄心の回転軸の方向における一方側の端部及びその近傍を示す、回転軸の方向における断面図である。 本発明の実施形態の第３変形例に係る鉄心の一部を示す径方向における断面図である。 本発明の実施形態の第４変形例に係る鉄心の一部を示す径方向における断面図である。 本発明の実施形態の第５変形例に係る鉄心の一部を示す径方向における断面図である。 本発明の実施形態の第６変形例に係る鉄心の一部を示す径方向における断面図である。 本発明の実施形態の第７変形例に係る鉄心を示す径方向における断面図である。

以下、本発明に係るモータを実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。また、上記添付図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法が誇張又は縮小して示されている場合やハッチングなどが省略されている場合がある。

図１は、実施形態におけるモータ１の一例を示す斜視図であり、モータ１の回転軸の方向における一方側から見た斜視図である。なお、以下、モータ１の回転軸の方向を「軸方向」と呼称する。また、図２は、モータ１の軸方向における断面図である。本実施形態において、モータ１は、いわゆるアウターロータ型のブラシレスモータとして構成されている。

図１及び図２に示すように、モータ１は、ハウジング１０と、シャフト２０と、軸受２１と、軸受２２と、ステータ３０と、ロータ４０と、蓋５０とを主な構成として備えている。シャフト２０は、一方の端部２０ａと他方の端部２０ｂとを備える。すなわち、図１はシャフト２０の一方の端部２０ａ側から見た図である。

ハウジング１０は、ハウジング１０の底部を形成するベース１２と、ハウジング１０の側面と天面を形成するフレーム１１とを含んでいる。ベース１２は、軸方向の他方側（シャフト２０の他方の端部２０ｂ側）に配置されている。

ベース１２は、円盤状の部材であり、シャフト２０の長手方向（軸方向）に対して垂直に配置されている（すなわち、モータ１の径方向に延びている。）。ベース１２の中央には、軸方向に沿って延びる筒状の筒部１３がベース１２と一体に形成されている。また、筒部１３には、シャフト２０が通過する孔部が筒部１３の内周面１３ａよりもシャフト２０側に形成されている。ベース１２のうち、軸方向において、シャフト２０の一方の端部２０ａ側の面には、コンデンサや抵抗素子などの電子部品が実装され、配線や端子を有する基板（以下、回路基板と呼称する）１５が載置されている。なお、シャフト２０の一方の端部２０ａ側（軸方向における一方側）を「上」「上側」「上方」などと記載する場合があり、シャフト２０の他方の端部２０ｂ側（軸方向における他方側）を「下」「下側」「下方」などと記載する場合がある。ベース１２の一部には凹部１２ａが形成されており、この凹部１２ａによりベース１２は開口を有している。この開口には、外部の装置と電気的に接続されるコネクタ１６が配置されている。コネクタ１６、回路基板１５、及びステータ３０に設けられた接続端子を介して、ステータ３０の後述するコイル３３に外部から電流が供給される。

フレーム１１は、円筒状の第１筒部（以下、大径筒と呼称する）１１Ａと、円盤状の天面部（以下、円盤部と呼称する）１１Ｂと、大径筒１１Ａよりも小さい外形を有する円筒状の第２筒部（以下、小径筒と呼称する）１１Ｃと、を有している。大径筒１１Ａは、ベース１２の外周部に固定されており、軸方向において、概ねベース１２の位置から上側に延びている。円盤部１１Ｂは、径方向に延びており、大径筒１１Ａの上端からシャフト２０に向かって延びている。径方向において「内」という語は、大径筒１１Ａからシャフト２０に向かう側に相当し、径方向において「外」という語は、シャフト２０から大径筒１１Ａに向かう側に相当する。小径筒１１Ｃは、円盤部１１Ｂの内周部１１Ｂ１から上側に延びている。この小径筒１１Ｃの内周面１１Ｃ１の内側には貫通孔１１Ｃ２が形成されている。なお、本実施形態では、大径筒１１Ａ、円盤部１１Ｂ、及び小径筒１１Ｃは一体に形成されている。

このような構成を有するハウジング１０の内部に、シャフト２０、軸受２１、軸受２２、ステータ３０、及びロータ４０などが収容されている。

軸受２１は、小径筒１１Ｃの内側に配置されており、軸受２１の外周面２１ａが小径筒１１Ｃの内周面１１Ｃ１に固定されている。軸受２２は、筒部１３の内周面１３ａの内側に配置されており、軸受２２の外周面が筒部１３の内周面１３ａに固定されている。軸受２１、２２としては、例えばボールベアリングやスリーブベアリングなどを挙げることができる。なお、筒部１３の内周面１３ａには、段部１３ｂが形成されている。軸方向において、この段部１３ｂに軸受２２が支持されている。シャフト２０の外周面は、軸受２１の内周面及び軸受２２の内周面に支持されている。こうして、軸受２１，２２は、シャフト２０を回転可能に支持している。シャフト２０の一方の端部２０ａ（上側の端部）は、後述する蓋５０よりも上側に突出しており、シャフト２０の他方の端部２０ｂ（下側の端部）は、筒部１３の内側に位置している。

蓋５０は、軸受２１と小径筒１１Ｃとを覆っている。蓋５０は、第１の部材５６と、第２の部材５３とを有している。

第１の部材５６は、上側から見て環状の部材であり、具体的には円環状である。環状の部材である第１の部材５６は内周面を備え、この内周面の内側には貫通孔が形成されている。この貫通孔をシャフト２０が通過しており、シャフト２０の外周面が第１の部材５６の内周面に固定されている。

第２の部材５３は、筒状の部材であり、本実施形態では円筒状である。筒状の部材である第２の部材５３は、スリーブ５１と壁部５２とを有している。本実施形態では、スリーブ５１と壁部５２とは一体に形成されている。スリーブ５１は、フレーム１１の円盤部１１Ｂの面から上側に延びており、スリーブ５１の上側の面は、第１の部材５６の上側の面と概ね面一になっている。スリーブ５１の下側の部位における内周面は、小径筒１１Ｃの外周面に固定されている。一方、スリーブ５１の上側の部位における内周面は、径方向において、第１の部材５６の外周部と対向している。また、径方向において、第１の部材５６の外周部とスリーブ５１の内周面との間には隙間が存在する。よって、第１の部材５６はシャフト２０とともに、第２の部材５３に対して回転できる。

壁部５２は、軸方向においてスリーブ５１の中央近傍（中間部）に位置しており、径方向において筒１１Ｃからシャフト２０に向かう方向に（内側に向かって）延在している。軸方向において、壁部５２は、ワッシャ７０を介して、第１の部材５６に対向している。ワッシャ７０は、シャフト２０に対して回転可能になっていても構わない。壁部５２は、リング状の平面形状を備えている。壁部５２は内周面を備え、この内周面の内側に貫通孔が形成されている。この壁部５２の貫通孔をシャフト２０が通過している。壁部５２の内周面はシャフト２０の外周面に対向している。また、径方向において、壁部５２の内周面とシャフト２０の外周面との間には隙間が存在する。このため、シャフト２０は、第２の部材５３に対して回転できる。

ロータ４０は、ホルダ４１とマグネット４４とを有している。ホルダ４１は、磁性体で形成されており、円筒状の筒部４３と、筒部４３の上側の端部から内側に向かって延びる環状部４２を有している。環状部４２は、筒部４３と一体に形成されている。環状部４２は上側から見る場合に環状であり、内周部４２ａを備えている。シャフト２０は、環状部４２の内周部４２ａを通過するとともに、この内周部４２ａの内周面に固定されている。したがって、ホルダ４１とシャフト２０とは一体的に回転する。また径方向において、環状部４２の内周部４２ａとシャフト２０との間には、スペーサ７１と、リング７２と、スペーサ７１やリング７２よりも小さい外形（又は外径）を有する第２のリング７３が配置されている。筒部４３は、環状部４２の外周部４２ｂから下側に延びている。軸方向において、筒部４３の下端部は、ステータ３０の後述するステータコア３７の下端部よりも下側に位置している。マグネット４４は、環状の形状を備え、筒部４３の内周面の概ね全面に固定されている。マグネット４４の下端部は、筒部４３の下端部よりも下側に位置している。また、このマグネット４４において、周方向に沿って複数の異なる磁極（Ｎ極とＳ極）が交互に形成されている。径方向において、マグネット４４は、エアギャップＧを介してステータ３０のステータコア３７に対向している。

次に、モータ１のステータ３０について詳細に説明する。

ステータ３０は、ハウジング１０に対して固定されており、図２に示すように、ステータコア３７（鉄心）と、樹脂等の絶縁部材で形成されるインシュレータ３４と、複数のコイル３３と、を含んでいる。図３は、ステータコア３７及びインシュレータ３４を示す斜視図であり、複数のコイル３３が取り外された状態で示されている。図３に示すように、インシュレータ３４は、ステータコア３７の大部分を囲んでいる。

図４は、ステータ３０のステータコア３７のみを示す斜視図であり、複数のコイル３３とインシュレータ３４とが取り外されたステータコア３７を示している。図４に示すように、ステータコア３７は、径方向における最も内側に位置する内周部としての円環部（コア）３１と、円環部３１から放射状に延在する複数の突出部３２とを含んでいる。円環部３１は筒状（本実施形態では円筒状）に形成されており、円筒状の内周面３１ａを有している。内周面３１ａよりも内側は、ステータコア３７を軸方向に貫通する貫通孔となっている。図２に示すように、この貫通孔には上述の筒部１３の上側の部分がはめ込まれており、円環部３１の内周面３１ａにおける概ね下半分の部分が、筒部１３の外周面１３ｅにおける上側の部分に固定されて支持されている。また、この貫通孔の中央をシャフト２０が通過している。

図４に示すように、ステータコア３７の複数の突出部３２のそれぞれは、同一の形状及び寸法に形成されており、円環部３１の周方向において概ね等間隔に配置されている。複数の突出部３２のそれぞれは、円環部３１から径方向の外側に向かって延在するティース８０と、ティース８０の外側の端部に接続されるヨーク８１とを含んでいる。軸方向から見る場合に、ティース８０は矩形の形状を有している。軸方向から見る場合に、ヨーク８１は、ティース８０の外側の端部との接続部を起点にして外側ほど周方向の長さが長くなるように（すなわち、拡径するように）形成されている。なお、突出部３２がヨーク８１を含むことは必須ではない。

図２及び図３に示すように、インシュレータ３４は、上記のようにステータコア３７の大部分を囲んでいる。本実施形態では、インシュレータ３４は、円環部３１の外側の部分と、ティース８０の全体と、ヨーク８１のうちヨーク８１の外周面８２ａを除く部分とを覆っている。すなわち、ティース８０とヨーク８１の大部分とはインシュレータ３４に収容されており、ヨーク８１の外周面８２ａがインシュレータ３４から露出している。図２に示すように、インシュレータ３４から露出した外周面８２ａとロータ４０のマグネット４４とは、モータ１に磁気回路が形成されるように径方向においてエアギャップＧを介して対向している。

図２に示すように、複数のコイル３３は、複数のティース８０のそれぞれにインシュレータ３４を介して巻回されている。こうして、複数のコイル３３とステータコア３７との間が絶縁されている。コネクタ１６及び回路基板１５を介して複数のコイル３３に外部電源からの電流が流れると、ステータコア３７の円環部３１、ティース８０、及びヨーク８１に磁力線が通り、モータ１に磁気回路が形成される。その結果、ステータ３０よりも外側に位置するロータ４０が、シャフト２０を中心としてステータ３０に対して回転する。

次に、ステータコア３７についてより詳細に説明する。

図５は、ステータコア３７の軸方向における断面図である。図６は、ステータコア３７の上側の端部及びその近傍を拡大して示す図である。図５及び図６に示すように、ステータコア３７は、軸方向に積み重ねられた複数の板状の外側磁性体９１（第２磁性体）と、軸方向に積み重ねられた複数の板状の内側磁性体９２（第１磁性体）とを含んでいる。

図５及び図６に示すように、複数の外側磁性体９１は、複数の内側磁性体９２を囲っている。複数の外側磁性体９１を形成する材料は、磁性体であれば特に限定されないが、本実施形態ではケイ素鋼である。複数の外側磁性体９１のそれぞれは、最も上側に位置する外側磁性体９１と最も下側に位置する外側磁性体９１とを除いて実質的に同一の形状を有する。なお、「実質的に同一」という場合、例えば製造誤差と認められる程度の相違が「同一」に含まれる。以下、最も上側に位置する外側磁性体９１を外側磁性体９１Ｓ１と記載し、最も下側に位置する外側磁性体９１Ｓ２と記載することがある。また、複数の外側磁性体９１のそれぞれは、実質的に同一の寸法を有する。すなわち、本実施形態では、複数の外側磁性体９１のそれぞれ（外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２を含む）の軸方向の厚さＴ１は実質的に同一である。ただし、複数の外側磁性体９１のそれぞれの厚さを除く寸法が実質的に同一であれば、複数の外側磁性体９１のそれぞれの厚さＴ１が異なっていても構わない。本実施形態では、複数の外側磁性体９１は、上記のようにインシュレータ３４の内部に収容されることにより、相対的に移動しないようにかつ互いに磁気的に接続するように積み重ねられて保持されている。なお、複数の外側磁性体９１をインシュレータ３４の内部に収容することに加えて或いは代えて、複数の外側磁性体９１を加締めたり、レーザ溶接したり、あるいは接着剤等を用いて接着したりすることによって、複数の外側磁性体９１を互いに固定してもよい。

図７は、ステータコア３７の径方向における断面図である。より具体的には、図７は、複数の外側磁性体９１のうち外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２以外のある外側磁性体９１を径方向に沿って切断した状態のステータコア３７を示している。図７に示すように、外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２以外の複数の外側磁性体９１のそれぞれは、最も内側に位置する環状の円環領域９１Ｒと、円環領域９１Ｒから放射状に延在する複数の突出領域９１Ｃとを含んでいる。円環領域９１Ｒは内周面９１Ｒａを有しており、内周面９１Ｒａよりも内側は概ね円形に開口している。複数の突出領域９１Ｃのそれぞれは、実質的に同一の形状及び寸法に形成されており、円環領域９１Ｒの周方向において概ね等間隔に配置されている。複数の突出領域９１Ｃのそれぞれは、円環領域９１Ｒから径方向の外側に延在するティース領域９１Ａと、ティース領域９１Ａの外側の端部に接続されるヨーク領域９１Ｂとを含んでいる。軸方向から見る場合に、ティース領域９１Ａは矩形の形状を有している。軸方向から見る場合に、ヨーク領域９１Ｂは、ティース領域９１Ａの外側の端部との接続部を起点にして外側ほど周方向の長さが長くなるように（すなわち、拡径するように）形成されている。外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２以外の複数の外側磁性体９１のそれぞれにおいて、ティース領域９１Ａは、軸方向から見る場合に矩形の内周面９１Ｄを有している。すなわち、この内周面９１Ｄよりも内側に、軸方向から見る場合に矩形の開口９１Ｅが形成されている。この矩形の開口９１Ｅは、径方向においてティース領域９１Ａの全体にわたっている。換言すると、径方向において、ティース領域９１Ａの長さＬ１と矩形の開口９１Ｅの長さＬ２とは実質的に同一である。また、この矩形の開口９１Ｅの周方向における長さは特に限定されないが、例えば、ティース領域９１Ａの周方向における長さの５０％以上９０％以下の長さであってもよい。

一方、外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２のそれぞれにおけるティース領域９１Ａは、矩形の内周面９１Ｄを有していない。すなわち、外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２のそれぞれにおけるティース領域９１Ａには、上記のような矩形の開口９１Ｅが形成されていない。外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２のそれぞれは、この矩形の開口９１Ｅが形成されていない点を除いて、他の外側磁性体９１と同様の形状を有する。

図５及び図６に示すように、外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２を含む複数の外側磁性体９１が軸方向に積み重ねられることによって、円環領域９１Ｒが積層されてなる円環部３１と、突出領域９１Ｃが積層されてなる突出部３２とを有するステータコア３７が形成される。また、外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２を除く複数の外側磁性体９１が軸方向に積み重ねられることによって、ステータコア３７のティース８０の内部、すなわち、外側磁性体９１Ｓ１よりも下側かつ外側磁性体９１Ｓ２よりも上側に、上記の複数の矩形の開口９１Ｅが連通してなる直方体状の内部空間９５が形成されている。そして、この内部空間９５は、上端において外側磁性体９１Ｓ１によって塞がれ、下端において外側磁性体９１Ｓ２によって塞がれる。上記のように、ティース８０の全体はインシュレータ３４に収容されている。したがって、内部空間９５の全体がインシュレータ３４内に収容されている。

複数の内側磁性体９２のそれぞれは、複数の外側磁性体９１とは異なる部材である。複数の内側磁性体９２を形成する材料は、磁性体であれば特に限定されないが、本実施形態では、外側磁性体９１と同様の材料であるケイ素鋼である。図５から図７に示すように、複数の内側磁性体９２のそれぞれは、同一の形状及び寸法を有している。具体的には、複数の内側磁性体９２のそれぞれは、軸方向及び径方向から見る場合において矩形であり、かつ、軸方向から見る場合において矩形の開口９１Ｅと実質的に同一の寸法を有している。さらに言えば、軸方向において、複数の内側磁性体９２のそれぞれは、実質的に同一の厚さを有している。図５及び図６に示すように、複数の内側磁性体９２のそれぞれの厚さＴ２は、複数の外側磁性体９１のそれぞれの厚さＴ１よりも薄い。複数の内側磁性体９２のそれぞれの厚さＴ２は、複数の外側磁性体９１のそれぞれの厚さＴ１よりも薄い限りにおいて特に限定されるものではないが、例えば、外側磁性体９１及び内側磁性体９２がいずれもケイ素鋼板であり、外側磁性体９１の厚さＴ１が０．５ｍｍである場合、内側磁性体９２の厚さＴ２は０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下であってもよい。

図５及び図６に示すように、複数のティース８０の内部空間９５のそれぞれには、複数の内側磁性体９２が積み重ねられて収容され、その結果、内部空間９５が複数の内側磁性体９２によって殆ど隙間なく埋められた状態になっている。そして、内部空間９５に収容された複数の内側磁性体９２の上端と下端とは、外側磁性体９１Ｓ１と外側磁性体９１Ｓ２とによって封止されている。すなわち、複数の内側磁性体９２の外周部全体が複数の外側磁性体９１によって覆われている。このように、複数の内側磁性体９２は複数の突出部３２（ティース８０）の内部を形成する部材であり、一方、複数の突出部３２を形成する複数の外側磁性体９１は、複数の突出部３２の内部（複数の内側磁性体９２）を囲む外周部を形成する部材である。内部空間９５に収容された複数の内側磁性体９２は、互いに磁気的に接続されており、かつ、複数の内側磁性体９２を囲む複数の外側磁性体９１に磁気的に接続されている。本実施形態において、内部空間９５に収容された複数の内側磁性体９２は、例えば加締め、レーザ溶接、或いは接着剤等を用いた接着等の手段によって互いに固定されていないが、上記のように内部空間９５に収容されてかつ外側磁性体９１Ｓ１と外側磁性体９１Ｓ２とによって封止されることによって、殆ど相対的に移動しないように保持されている。もっとも、複数の内側磁性体９２同士を互いに固定してもよいし、複数の内側磁性体９２と複数の外側磁性体９１とを樹脂などで固定してもよい。

本実施形態では、複数の内側磁性体９２は、複数の外側磁性体９１及びインシュレータ３４に収容されている。また、本実施形態では、複数の内側磁性体９２は径方向においてティース８０全体にわたっており、複数の内側磁性体９２の径方向における長さＬ２は、ティース８０の径方向における長さＬ１と実質的に同一である。さらに、本実施形態では、複数の内側磁性体９２の積層枚数が複数の外側磁性体９１の積層枚数よりも多い。

以上説明したように、本実施形態に係るモータ１のステータコア３７（鉄心）は、円環部３１（内周部）と、円環部３１から放射状に延在する複数の突出部３２と、を備えている。また、複数の突出部３２の内部を形成する部材（内側磁性体９２）と当該複数の突出部３２の内部を囲む外周部（ティース８０）を形成する部材（外側磁性体９１）は異なる。また、複数の突出部３２の内部を形成する部材は、モータ１の軸方向に積み重ねられた複数の内側磁性体９２（第１磁性体）であり、複数の突出部３２の内部を囲む外周部（ティース８０）を形成する部材は、軸方向に積み重ねられた複数の外側磁性体９１（第２磁性体）である。そして、このモータ１では、軸方向において、複数の内側磁性体９２（第１磁性体）のそれぞれの厚さＴ２が複数の外側磁性体９１（第２磁性体）のそれぞれの厚さＴ１よりも薄い。

このような本実施形態のモータ１によれば、ステータコア３７の外側の部位が相対的に厚い外側磁性体９１（第２磁性体）で形成されているため、ステータコア３７（鉄心）の強度が確保され得る。一方で、モータ１によれば、ステータコア３７の内部、特に、本実施形態では、磁束密度が高くなることが想定されるティース８０の内部が、相対的に薄い内側磁性体９２（第１磁性体）で形成されているため、ステータコア３７に発生する渦電流が低減され得、その結果、鉄損が抑制されてモータ効率が向上し得る。

また、本実施形態のモータ１によれば、内側磁性体９２が外側磁性体９１の内部に収容されて保持されるため、内側磁性体９２同士を加締め等によって固定する必要がない。そのため、加締め等に対する強度を気にすることなく、内側磁性体９２を薄くすることが可能である。したがって、内側磁性体９２を例えばケイ素鋼板で形成する場合、通常想定されるケイ素鋼板の厚みよりも薄いケイ素鋼板を用いることが可能である。したがって、上記のように、０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の厚さのケイ素鋼板を用いることが可能であり、より渦電流を抑制することができる。また、内側磁性体９２をケイ素鋼板以外の材料（例えば、粉末状の磁性体）で形成する場合には、内側磁性体９２の厚さを０．０５ｍｍ未満にすることも可能になり得る。

また、本実施形態のモータ１によれば、複数の内側磁性体９２が矩形であるため、成形が容易であり、生産性及びコスト性に優れている。

次に、上記実施形態の各種変形例について説明する。

（第１変形例）
図８は、本変形例に係るステータコア３７の一部を示す軸方向における断面図であり、具体的には、ティース８０の軸方向における断面の一部を示している。図８では、便宜上、ハッチングが省略されている。図８に示すように、ティース８０の内部空間９５には、複数の内側磁性体９２が収容されている。複数の内側磁性体９２には、厚さの異なる内側磁性体９２が含まれており、具体的には、第１の厚みを有する第１の内側磁性体９２ａと、第１の厚みよりも薄い第２の厚みを有する第２の内側磁性体９２ｂとが含まれる。本変形例では、軸方向において、端部側（外側磁性体９１Ｓ１側及び外側磁性体９１Ｓ２側）に第１の内側磁性体９２ａが配置されており、内側に第２の内側磁性体９２ｂが配置されている。すなわち、本変形例では、軸方向において、端部側に位置する内側磁性体９２の厚さが、内側に位置する内側磁性体９２の厚さよりも厚い。このような構成によれば、端部側の内側磁性体９２が相対的に厚く形成されているため、渦電流を抑制しつつ、ステータコア３７の強度をより高めることができる。

（第２変形例）
図９は、本変形例に係るステータコア３７の一部を示す軸方向における断面図であり、具体的には、ティース８０の軸方向における断面の一部を示している。図９では、便宜上、ハッチングが省略されている。図９に示すように、ティース８０の内部空間９５には、複数の内側磁性体９２が収容されている。複数の内側磁性体９２には、厚さの異なる内側磁性体９２が含まれており、具体的には、互いに厚さの異なる内側磁性体９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄが含まれている。本変形例では、互いに厚さの異なる内側磁性体９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄが軸方向においてランダムに配置されている。

（第３変形例）
図１０は、本変形例に係るステータコア３７の一部を示す径方向における断面図であり、具体的には、複数の突出部３２のうちの１つの断面を示している。図１０に示すように、本変形例における複数の内側磁性体９２のそれぞれは、ティース８０の径方向の長さＬ１よりも径方向の長さＬ２が短い矩形に形成されている。すなわち、本変形例では、径方向において、複数の内側磁性体９２の長さがティース８０の長さよりも短い。そして、複数の内側磁性体９２のそれぞれは、当該内側磁性体９２の平面形状と実質的に同一の形状の開口を有する内部空間９５に収容されている。本変形例では、内側磁性体９２よりも厚い外側磁性体９１の占める割合が上記実施形態に比べて大きくなるため、渦電流を抑制しつつ、ステータコア３７の強度をより高めることができる。

（第４変形例）
図１１は、本変形例に係るステータコア３７の一部を示す径方向における断面図であり、具体的には、複数の突出部３２のうちの１つの断面を示している。図１１に示すように、本変形例における複数の内側磁性体９２のそれぞれは、径方向においてティース８０の全体にわたっている。具体的には、複数の内側磁性体９２のそれぞれは、径方向において、外側磁性体９１のヨーク領域９１Ｂとティース領域９１Ａとの境界から外側磁性体９１の円環領域９１Ｒまで延在しており、径方向におけるティース８０の長さよりも長い。また、複数の内側磁性体９２のそれぞれは、軸方向から見る場合に、径方向に延在する矩形の第１の部分９２ｆと、概ね周方向に延在する略矩形の第２の部分９２ｓとを含んでおり、概ねＴ字状に形成されている。第１の部分９２ｆは円環領域９１Ｒ内まで延びており、第１の部分９２ｆの円環領域９１Ｒ内にある端部に第２の部分９２ｓが接続されている。なお、第２の部分９２ｓの幅（周方向における長さ）は、ティース領域９１Ａの周方向における長さよりも長くてもよく、短くてもよく、あるいは同じであってもよい。外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２を除く外側磁性体９１のそれぞれには、内側磁性体９２の平面形状（略Ｔ字状）と概ね同一の平面形状と寸法とを有する孔が形成されている。内側磁性体９２のそれぞれは、外側磁性体９１が積み重ねられることによって上記孔が連通してなる内部空間９５に収容されて保持されている。本変形例では、外側磁性体９１よりも薄い内側磁性体９２の占める割合が上記実施形態に比べて大きくなるため、渦電流がより抑制され得る。

（第５変形例）
図１２は、本変形例に係るステータコア３７の一部を示す径方向における断面図であり、具体的には、複数の突出部３２のうちの１つの断面を示している。図１２に示すように、本変形例における複数の内側磁性体９２のそれぞれは、径方向においてティース８０の全体にわたっている。具体的には、複数の内側磁性体９２のそれぞれは、径方向において、外側磁性体９１の円環領域９１Ｒとティース領域９１Ａとの境界から外側磁性体９１のヨーク領域９１Ｂまで延在しており、径方向におけるティース８０の長さよりも長い。また、複数の内側磁性体９２のそれぞれは、軸方向から見る場合に、径方向に延在する矩形の第１の部分９２ｆと、概ね周方向に延在する略矩形の第２の部分９２ｓとを含んでおり、概ねＴ字状に形成されている。第１の部分９２ｆはヨーク領域９１Ｂ内まで延びており、第１の部分９２ｆのヨーク領域９１Ｂにある端部に第２の部分９２ｓが接続されている。なお、第２の部分９２ｓの幅（周方向における長さ）は、ティース領域９１Ａの周方向における長さよりも長くてもよく、短くてもよく、あるいは同じであってもよい。外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２を除く外側磁性体９１のそれぞれには、内側磁性体９２の平面形状（略Ｔ字状）と概ね同一の平面形状と寸法とを有する孔が形成されている。内側磁性体９２のそれぞれは、外側磁性体９１が積み重ねられることによって上記孔が連通してなる内部空間９５に収容されて保持されている。本変形例では、外側磁性体９１よりも薄い内側磁性体９２の占める割合が上記実施形態に比べて大きくなるため、渦電流がより抑制され得る。

（第６変形例）
図１３は、本変形例に係るステータコア３７の一部を示す径方向における断面図であり、具体的には、複数の突出部３２のうちの１つの断面を示している。図１３に示すように、本変形例における複数の内側磁性体９２のそれぞれは、径方向においてティース８０の全体にわたっている。具体的には、複数の内側磁性体９２のそれぞれは、径方向において、外側磁性体９１の円環領域９１Ｒから外側磁性体９１のヨーク領域９１Ｂまで延在しており、径方向におけるティース８０の長さよりも長い。また、複数の内側磁性体９２のそれぞれは、軸方向から見る場合に、径方向に延在する矩形の第１の部分９２ｆと、概ね周方向に延在する略矩形の第２の部分９２ｓ及び第３の部分９２ｔとを含んでおり、概ねＩ字状に形成されている。第１の部分９２ｆは、円環領域９１Ｒ内からヨーク領域９１Ｂ内まで延びている。第１の部分９２ｆの円環領域９１Ｒにある端部に第２の部分９２ｓが接続されている。第１の部分９２ｆのヨーク領域９１Ｂにある端部に第３の部分９２ｔが接続されている。なお、第２の部分９２ｓ及び第３の部分９２ｔのそれぞれの幅（周方向における長さ）は、ティース領域９１Ａの周方向における長さよりも長くてもよく、短くてもよく、あるいは同じであってもよい。外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２を除く外側磁性体９１のそれぞれには、内側磁性体９２の平面形状（略Ｉ字状）と概ね同一の平面形状と寸法とを有する孔が形成されている。内側磁性体９２のそれぞれは、外側磁性体９１が積み重ねられることによって上記孔が連通してなる内部空間９５に収容されて保持されている。本変形例では、外側磁性体９１よりも薄い内側磁性体９２の占める割合が上記実施形態に比べて大きくなるため、渦電流がより抑制され得る。

（第７変形例）
図１４は、本変形例に係るステータコア３７を示す径方向における断面図である。図１４に示すように、本変形例における複数の内側磁性体９２のそれぞれは、円環状に形成されている。具体的には、内側磁性体９２のそれぞれは、円環状の第２の部分９２ｓと、第２の部分９２ｓから径方向に放射状に延びる複数の第１の部分９２ｆとを含んでいる。複数の第１の部分９２ｆのそれぞれは、軸方向から見る場合に矩形であり、外側磁性体９１の複数のティース領域９１Ａのそれぞれにおいて径方向に延びている。本変形例では、複数の第１の部分９２ｆのそれぞれは、外側磁性体９１のティース領域９１Ａとヨーク領域９１Ｂとの境界まで延在している。第２の部分９２ｓは、軸方向から見る場合に円形であり、外側磁性体９１の円環領域９１Ｒ内に位置している。このような構成により、本変形例の内側磁性体９２は、複数のティース領域９１Ａのそれぞれに位置する第１の部分９２ｆと円環領域９１Ｒに位置する第２の部分９２ｓとが一体となった構成を有している。外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２を除く外側磁性体９１のそれぞれには、内側磁性体９２の平面形状と概ね同一の平面形状と寸法とを有する孔が形成されている。内側磁性体９２のそれぞれは、外側磁性体９１が積み重ねられることによって上記孔が連通してなる内部空間９５に収容されて保持されている。本変形例では、外側磁性体９１よりも薄い内側磁性体９２の占める割合が上記実施形態に比べて大きくなるため、渦電流がより抑制され得る。

以上、本発明について上記実施形態及び各変形例を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、複数の内側磁性体９２の積層枚数は、複数の外側磁性体９１の積層枚数と同じであってもよく、多くてもよい。具体的には、軸方向に積み重ねれた複数の内側磁性体９２からなる第１の群と、軸方向に積み重ねれた複数の内側磁性体９２からなる第２の群とが軸方向において隣り合っており、第１の群と第２の群との間に少なくとも一つの外側磁性体９１が介在するような場合、複数の内側磁性体９２の積層枚数が複数の外側磁性体９１の積層枚数と同じか多くなり得る。

また、必ずしも複数の内側磁性体９２の外周部全体が複数の外側磁性体９１によって覆われていなくてもよい。例えば、複数の外側磁性体９１と内部空間９５に収容された複数の内側磁性体９２とを接着剤などで固定する場合、複数の内側磁性体９２が内部空間９５から逸脱することが防止されるため、必ずしも外側磁性体９１Ｓ１及び外側磁性体９１Ｓ２で内部空間９５を封止しなくてもよい。この場合、複数の内側磁性体９２の外周部全体が複数の外側磁性体９１によって覆われない。

また、複数のコイル３３とステータコア３７とをインシュレータ３４で絶縁することに加えて或いはその代わりに、ステータコア３７に絶縁塗装をして、複数の内側磁性体９２の外周部全体が複数の外側磁性体９１及び上記絶縁塗装によって覆われるようにしてもよい。

また、例えば、ティース８０の径方向の長さよりも径方向の長さが長い内部空間９５（第１の内部空間）と、ティース８０の径方向の長さと同じ径方向の長さの内部空間９５（第２の内部空間）と、ティース８０の径方向の長さよりも径方向の長さが短い内部空間９５（第３の内部空間）とが、ステータコア３７に形成されてもよい。このような場合、第１の内部空間に収容される複数の内側磁性体９２の径方向の長さはティース８０の径方向の長さよりも長くなり得、第２の内部空間に収容される複数の内側磁性体９２の径方向の長さはティース８０の径方向の長さと同じになり得、第３の内部空間に収容される複数の内側磁性体９２の径方向の長さはティース８０の径方向の長さよりも短くなり得る。すなわち、このような例では、複数の内側磁性体９２の一部の長さがティース８０の長さよりも長くなり得、かつ、複数の内側磁性体９２の他の一部の長さがティース８０の長さと等しくなり得、かつ、複数の内側磁性体９２の別の他の一部の長さがティース８０の長さよりも短くなり得る。

また、上記実施形態や各変形例では、外側磁性体９１の材料（例えば、ケイ素鋼）と複数の内側磁性体９２の材料（例えば、ケイ素鋼）とが同じ例を示したが、例えば、外側磁性体よりも渦電流の抑制効果が高い材料で内側磁性体９２を形成してもよい。材料の例としては、アモルファス金属の薄膜を積層したものや、アモルファス合金粉末を固化させたものがよい。

また、上記実施形態や各変形例では、鉄心がステータコア３７である例を説明したが、鉄心はロータコアであってもよい。

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明を、インナーロータ型のブラシレスモータ、ブラシ付きモータ、及びファンモータなどの他のタイプのモータに適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１…モータ、３１…円環部（内周部）、３２…突出部、３４…インシュレータ、３７…ステータコア（鉄心）、８０…ティース、８１…ヨーク、９１…外側磁性体（第２磁性体）、９２…内側磁性体（第１磁性体）

Claims (11)

1. 鉄心を備えるモータであって、
   前記鉄心は、内周部と、内周部から放射状に延在した複数の突出部と、を備え、
   前記複数の突出部の内部を形成する部材と、当該複数の突出部の内部を囲む外周部を形成する部材は異なり、
   前記複数の突出部の内部を形成する部材は、前記モータの軸方向に積み重ねられた複数の第１磁性体であり、
   前記複数の突出部の内部を囲む外周部を形成する部材は、軸方向に積み重ねられた複数の第２磁性体であり、
   前記軸方向において、前記複数の第１磁性体のそれぞれの厚さは前記複数の第２磁性体のそれぞれの厚さよりも薄い、モータ。
2. 前記複数の第１磁性体の積層枚数は、前記複数の第２磁性体の積層枚数より多い、請求項１に記載のモータ。
3. 前記複数の第１磁性体の外周部全体が、前記複数の第２磁性体によって覆われている、請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記モータはインシュレータをさらに備え、前記複数の第１磁性体は、前記複数の第２磁性体及び前記インシュレータに収容されている、請求項３に記載のモータ。
5. 前記鉄心には絶縁塗装がなされており、前記複数の第１磁性体の外周部全体は、前記複数の第２磁性体及び前記絶縁塗装によって覆われている、請求項３に記載のモータ。
6. 前記突出部はティースとヨークとを備え、前記複数の第１磁性体の少なくとも一部は前記ティースの全体にわたっている、請求項３に記載のモータ。
7. 前記突出部はティースとヨークとを備え、前記モータの径方向において、前記複数の第１磁性体の少なくとも一部の長さが前記ティースの長さよりも短い、請求項３に記載のモータ。
8. 前記複数の第１磁性体には、厚さの異なる前記第１磁性体が含まれる、請求項３に記載のモータ。
9. 前記軸方向において、厚さの異なる前記第１磁性体がランダムに積層されている、請求項８に記載のモータ。
10. 前記軸方向において、端部側に位置する前記第１磁性体の厚さが内側に位置する前記第１磁性体の厚さよりも厚い、請求項８に記載のモータ。
11. 前記複数の第１磁性体の材料と前記複数の第２磁性体の材料とが異なる、請求項３に記載のモータ。

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