JP6914368B2 - ステータ、モータ、送風機、電気掃除機および手乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステータ、モータ、並びに、モータを備えた送風機、電気掃除機および手乾燥装置に関する。

一般に、モータのステータは、電磁鋼板等の積層要素を積層してカシメ部で一体に固定したステータコアを有する。鉄損を低減するためには、カシメ部を、ステータコアに形成される磁路をできるだけ遮らない位置に設けることが望ましい。そのため、ステータコアの外周に凸部を形成し、この凸部にカシメ部を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−３２５８４６号公報（図１参照）

近年、複数の分割コアを組み合わせた分割構造のステータコアが開発されている。このような分割構造のステータコアでは、一体型のステータコアよりもカシメ部が多くなるため、鉄損の低減効果をさらに高めることが望まれている。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ステータコアにおける鉄損の低減効果を高めることを目的とする。

本発明のモータは、軸線を囲むように延在するヨークと、ヨークから軸線を中心とする径方向の内側に延在するティースとを備えたステータと、径方向においてステータの内側に配置されたロータと、ステータのヨークが内側に固定されるシェルとを備える。ヨークは、軸線を中心とする周方向に円弧状に延在する第１のヨーク部と、第１のヨーク部とティースとの間で周方向に対して傾斜して直線状に延在する第２のヨーク部とを有する。第１のヨーク部および第２のヨーク部は、いずれも外周と内周とを有する。ヨークは、第２のヨーク部の外周から突出するカシメ部を有し、且つ、第１のヨーク部に分割面を有する。軸線から第１のヨーク部の外周までの距離が、軸線から第２のヨーク部の外周までの距離よりも大きく、第２のヨーク部の外周はシェルに当接しない。

本発明によれば、ヨークの磁路の幅Ｌ１と、ヨークのカシメ部を含む幅Ｌ２との間に、Ｌ１＜Ｌ２＜２．６×Ｌ１が成立することにより、磁路を流れる磁束に対するカシメ部の影響を抑制し、鉄損の低減効果を高めることができる。また、ヨークの第１のヨーク部および第２のヨーク部のうち、軸線から外周までの距離が小さい第２のヨーク部の外周にカシメ部を設けることにより、カシメ部に加わる外力を抑制し、これにより鉄損の低減効果を高めることができる。

実施の形態１のモータを示す断面図である。 実施の形態１のステータを示す平面図である。 実施の形態１のステータの一部を拡大して示す図である。 実施の形態１のステータのカシメ部が形成された部分を拡大して示す図である。 比較例のステータを示す平面図である。 比較例のステータの一部を拡大して示す図である。 比較例のステータのカシメ部が形成された部分を拡大して示す図である。 ヨークの最大幅Ｌ２と幅比Ｌ２／Ｌ１との関係を示すグラフである。 幅比Ｌ２／Ｌ１とカシメ部の鉄心効率との関係を示すグラフである。 幅比Ｌ２／Ｌ１とカシメ部の鉄心質量との関係を示すグラフである。 カシメ部の鉄心効率と鉄心質量との関係を示すグラフである。 比較例のステータを示す平面図である。 実施の形態２のモータを示す断面図である。 実施の形態２のステータの一部を拡大して示す図である。 実施の形態３のモータを示す断面図である。 実施の形態４のモータを示す断面図である。 各実施の形態のモータが適用される送風機の構成例を示す図である。 各実施の形態のモータが適用される送風機を備えた電気掃除機を示す図である。 各実施の形態のモータが適用される送風機を備えた手乾燥装置を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
＜モータ１００の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１のモータ１００を示す断面図である。モータ１００は、永久磁石同期モータであり、インバータによって駆動される単相モータである。モータ１００は、例えば、電気掃除機または手乾燥装置等の送風機１１０（図１７参照）に用いられる。

モータ１００は、シャフト５０を有するロータ５と、ロータ５を囲むように設けられたステータ１とを有する。ステータ１は、金属製の円筒状のシェル４の内側に固定されている。シェル４は、外周４１と内周４２とを有し、内周４２にステータ１が嵌合している。

以下の説明では、シャフト５０の回転中心である軸線Ｃ１の方向を、「軸方向」と称する。また、シャフト５０の軸線Ｃ１を中心とする周方向（図１等に矢印Ｒ１で示す）を、「周方向」と称する。また、シャフト５０の軸線Ｃ１を中心とする半径方向を、「径方向」と称する。また、軸方向に平行な断面における断面図を、「縦断面図」と称する。

ロータ５は、シャフト５０と、シャフト５０の周囲に固定された永久磁石５１，５２を有する。永久磁石５１，５２は、周方向に等間隔に配置され、それぞれが磁極を構成している。永久磁石５１の外周面は例えばＮ極であり、永久磁石５２の外周面は例えばＳ極であるが、逆であってもよい。

ここでは、２つの永久磁石５１と２つの永久磁石５２とが、周方向に交互に配置されている。すなわち、ロータ５は、４つの磁極を有する。但し、ロータ５の磁極数は４に限らず、２以上であればよい。

ステータ１は、エアギャップを介してロータ５の径方向外側に配置されている。ステータ１は、ステータコア１０と、絶縁部３と、コイル（例えば図１７に示すコイル３５）とを有する。

ステータコア１０は、複数の積層要素を軸方向に積層し、カシメ部１５で一体に固定したものである。積層要素は、ここでは電磁鋼板であり、板厚は例えば０．２５ｍｍである。

ステータコア１０は、ロータ５を囲むヨーク１１と、ヨーク１１からロータ５に向かう方向に（すなわち径方向内側に）延在する複数のティース１２とを有する。ティース１２は、周方向に等間隔に配置されている。ティース１２の数は、ロータ５の磁極数と同数であり、ここでは４つである。但し、ティース１２の数は、２つ以上であればよい。ティース１２は、ロータ５に対向するティース先端部１３を有する。ティース先端部１３は、周方向の長さがティース１２の他の部分よりも長くなるように形成されている。

ステータコア１０において周方向に隣り合う２つのティース１２の間には、スロットが形成されている。スロット内には、絶縁性を有する樹脂で構成された絶縁部３が配置されている。絶縁部３は、例えば、ヨーク１１の内周側の壁面と、ティース１２の周方向の両端面および軸方向の両端面を覆うように設けられている。

絶縁部３は、樹脂をステータコア１０と一体に成形するか、または別部品として成形した樹脂成形体をステータコア１０に組み付けることにより形成される。ティース１２には、絶縁部３を介して、コイル（例えば図１７に示したコイル３５）が巻き付けられる。絶縁部３は、ステータコア１０とコイルとを絶縁する。

図２は、ステータコア１０を示す平面図である。ステータコア１０のヨーク１１は、周方向に、第１のヨーク部２１と第２のヨーク部２２とを有する。第１のヨーク部２１と第２のヨーク部２２とは、周方向に交互に配置されている。

第１のヨーク部２１は、ステータ１のうちで最も径方向外側に位置する部分であり、軸線Ｃ１を中心とする円弧状に延在している。第１のヨーク部２１は、周方向に等間隔に配置されている。第１のヨーク部２１の数は、ティース１２の数と同数であり、ここでは４つである。

第１のヨーク部２１は、径方向外側に位置する外周２１ａと、径方向内側に位置する内周２１ｂとを有する。第１のヨーク部２１の外周２１ａは、シェル４（図１）の円筒状の内周４２に係合する。第１のヨーク部２１の内周２１ｂは、上記のスロットに対向している。

第２のヨーク部２２は、周方向に隣り合う第１のヨーク部２１の間に位置している。第２のヨーク部２２は、第１のヨーク部２１の端部から周方向に対して径方向内側に傾斜して延在する直線状部分をＶ字状に組み合わせた形状を有する。第２のヨーク部２２の最も径方向内側に位置する部分、すなわちＶ字の頂点部分から、ティース１２が延在している。第２のヨーク部２２の数は、ティース１２の数と同数であり、ここでは４つである。

第２のヨーク部２２は、外周２２ａと内周２２ｂとを有する。第２のヨーク部２２は、軸線Ｃ１を中心とする径方向において第１のヨーク部２１よりも内側に位置している。言い換えると、軸線Ｃ１から第２のヨーク部２２の外周２２ａまでの距離は、軸線Ｃ１から第１のヨーク部２１の外周２１ａまでの距離よりも小さい。そのため、第１のヨーク部２１の外周２１ａがシェル４（図１）に当接しても、第２のヨーク部２２の外周２２ａはシェル４に当接しない。第２のヨーク部２２の内周２２ｂは、上記のスロットに面している。

第１のヨーク部２１の周方向の中心には、分割面１４が形成されている。ステータコア１０は、第１のヨーク部２１に形成された分割面１４で、ティース１２毎の分割コア２（図３）に分割される。ここでは、ステータコア１０が４つの分割コア２に分割される。分割面１４は、ここでは平面（図２では直線）であるが、凸部または凹部を設けてもよい。

ステータコア１０は、カシメ部１５により一体に固定される。カシメ部１５は、第２のヨーク部２２の外周２２ａから外側に突出するように形成されている。カシメ部１５は、周方向において、ティース１２と分割面１４との間に位置している。

図１に示したロータ５の永久磁石５１（Ｎ極）からの磁束は、ティース１２内を径方向外側に向かって流れてヨーク１１に侵入し、ヨーク１１内を第２のヨーク部２２から第１のヨーク部２１に向かう方向に流れる。また、ロータ５の永久磁石５２（Ｓ極）に向かう磁束は、ヨーク１１内を第１のヨーク部２１から第２のヨーク部２２に向かう方向に流れてティース１２に侵入し、ティース１２内を径方向内側に向かって流れる。

そのため、ヨーク１１およびティース１２には、磁束の通路である磁路が形成される。ヨーク１１においては、第２のヨーク部２２の外周２２ａと内周２２ｂとの間の領域、および、第１のヨーク部２１の外周２１ａと内周２１ｂとの間の領域が、磁路となる。

＜カシメ部１５の配置＞
図３は、ステータコア１０の一部を拡大して示す図である。図４は、図３に破線ＩＶで囲まれた部分を拡大して示す図である。上記の通り、カシメ部１５は、ヨーク１１の第２のヨーク部２２の外周２２ａから、さらに外周側に突出するように設けられている。

すなわち、カシメ部１５は、第２のヨーク部２２の磁路の外側に突出するように設けられている。なお、カシメ部１５の全体が磁路の外側に位置しているのが最も望ましいが、図３に示したように、カシメ部１５の少なくとも一部が磁路の外側に位置していればよい。

第２のヨーク部２２の幅（すなわち、内周２２ｂから外周２２ａまでの距離）を、幅Ｌ１とする。幅Ｌ１は、第２のヨーク部２２における磁路の幅であるため、磁路幅とも称する。

これに対し、第２のヨーク部２２のカシメ部１５を含む幅を、幅Ｌ２とする。幅Ｌ２は、第２のヨーク部２２の内周２２ｂから、カシメ部１５の最も突出した部分までの距離であり、最大幅とも称する。幅Ｌ１，Ｌ２とも、磁束の流れる方向に直交する方向の寸法であり、図３および図４に示した例では、第２のヨーク部２２の延在する方向に直交する方向の寸法である。

ここでは、磁路幅Ｌ１と最大幅Ｌ２は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ１×２．６を満足するように設定されている。カシメ部１５が第２のヨーク部２２の外周２２ａから外側に突出しているため、最大幅Ｌ２は、磁路幅Ｌ１よりも大きくなる（すなわちＬ１＜Ｌ２となる）。また、後述するようにＬ２＜Ｌ１×２．６を満足することにより、第２のヨーク部２２を流れる磁束に対するカシメ部１５等の応力の影響が低減し、鉄損が抑制される。

磁路幅Ｌ１は、例えば２．８ｍｍであり、最大幅Ｌ２は、上記の通りＬ１＜Ｌ２＜Ｌ１×２．６を満足するように設定される。なお、図４は、図３に示した第２のヨーク部２２のうち、磁束の流れる方向の長さＢ（例えば６ｍｍ）の領域を拡大した図である。

＜作用＞
次に、実施の形態１の作用について、比較例と対比して説明する。図５は、比較例のステータコア１０を示す平面図であり、図６は、比較例のステータコア１０の一部を拡大して示す図である。なお、説明の便宜上、比較例のステータコアにも、実施の形態１のステータコア１０と同一の符号を付している。

図５および図６に示すように、比較例のステータコア１０では、ヨーク１１の第２のヨーク部２２の幅方向の中心、すなわち磁路の中心に、カシメ部１５が形成されている。カシメ部１５の配置を除き、比較例のステータコア１０は、実施の形態１のステータコア１０と同様に構成されている。

一般に、ステータコア１０は、プレスによって打ち抜いた電磁鋼板を複数枚積層し、カシメ部で一体に固定することにより形成される。打ち抜き工程とカシメ工程では、電磁鋼板の加工面に応力（より具体的には、せん断応力）が作用する。このように応力を受けた部分は、磁気特性が劣化し、この部分を磁束が通過すると鉄損の増加につながる。

図７は、図６に破線ＶＩＩで囲まれた部分を拡大して示す図である。ステータコア１０の第２のヨーク部２２には、外周２２ａおよび内周２２ｂに沿って、打ち抜き工程で応力を受けた部分７１，７２が存在する。また、カシメ部１５の外周に沿って、カシメ工程で応力を受けた部分７３が存在する。

これらの応力を受けた部分７１，７２，７３を、応力作用部と称する。応力作用部７１，７２，７３の幅は、いずれも、電磁鋼板の厚さＴ１と同等である。なお、図７において、応力作用部７１，７２，７３は、ハッチングで示している。

第２のヨーク部２２内の磁束は、第２のヨーク部２２の延在方向、すなわち矢印Ｆで示す方向に流れる。第２のヨーク部２２において応力を受けていない磁路は、外周２２ａからカシメ部１５までの幅Ａ１の部分と、内周２２ｂからカシメ部１５までの幅Ａ２の部分である。

第２のヨーク部２２の幅（すなわち磁路幅）はＬ１であるため、カシメ部１５の直径をＤ１とすると、応力を受けていない磁路幅Ａ（＝Ａ１＋Ａ２）は、以下の式（１）で表される。
Ａ＝Ｌ１−Ｔ１×４−Ｄ１ …（１）
応力を受けていない磁路幅Ａを大きくするほど鉄損を低減できるが、電磁鋼板の厚さＴ１およびカシメ部１５の直径Ｄ１を小さくすることには限界があり、また、幅Ｌ１を大きくするとステータ１が大型化する。

これに対し、実施の形態１では、図４に示すように、カシメ部１５が、第２のヨーク部２２の外周２２ａから突出している。この実施の形態１においても、比較例と同様、外周２２ａおよび内周２２ｂに沿って応力作用部７１，７２が存在し、カシメ部１５の外周に沿って応力作用部７３が存在する。なお、カシメ部１５の外周側では、応力作用部７１，７３が合わさって、幅が２×Ｔ１となっている。

上記の通り、第２のヨーク部２２の最大幅（すなわち、第２のヨーク部２２の内周２２ｂからカシメ部１５の最も突出した部分までの距離）をＬ２とすると、第２のヨーク部２２において応力を受けていない磁路幅Ｗ１は、以下の式（２）で表される。
Ｗ１＝Ｌ２−Ｔ１×４−Ｄ１ …（２）

式（１）と式（２）とを比較すると、実施の形態１における磁路幅Ｗ１は、比較例における磁路幅Ａと比較して、（Ｌ２−Ｌ１）分だけ大きいことが分かる。これにより、応力を受けていない磁路を流れる磁束の量を増加させ、鉄損を低減することができる。

次に、第２のヨーク部２２の磁路幅Ｌ１と最大幅Ｌ２との比である幅比Ｌ２／Ｌ１について説明する。ここでは、磁路幅Ｌ１を２．８ｍｍとし、カシメ部１５の直径Ｄ１を１ｍｍとし、電磁鋼板の板厚Ｔ１を０．２５ｍｍとし、最大幅Ｌ２を２．８ｍｍから７．３ｍｍまで変化させた。磁路幅Ｌ１および最大幅Ｌ２がいずれも２．８ｍｍの場合の磁路幅Ｗ１は、０．８ｍｍとした。

図８は、最大幅Ｌ２と幅比Ｌ２／Ｌ１との関係を示すグラフである。図８に示すように、磁路幅Ｌ１を２．８ｍｍとし、最大幅Ｌ２を２．８ｍｍから７．３ｍｍまで変化させることで幅比Ｌ２／Ｌ１を１から２．６まで変化させ、鉄心効率の変化を解析により調べた。

図９は、幅比Ｌ２／Ｌ１と鉄心効率との関係を示すグラフである。鉄心効率とは、最大幅Ｌ２の第２のヨーク部２２を流れる磁束のうち、応力を受けていない磁路（磁路幅Ｗ１）を流れる磁束の割合である。

図９から、幅比Ｌ２／Ｌ１が大きくなるほど、鉄心効率が上昇していることが分かる。これは、幅比Ｌ２／Ｌ１が大きくなるほど、カシメ部１５の第２のヨーク部２２の外周２２ａからの突出量が増加し、応力を受けていない磁路幅Ｗ１が増加するためである。

また、図９から、幅比Ｌ２／Ｌ１が２．６に達すると、鉄心効率が１００％に達することが分かる。幅比Ｌ２／Ｌ１が２．６の場合、磁路幅Ｌ１＝２．８ｍｍに対して最大幅Ｌ２＝７．３ｍｍとなり、応力を受けていない磁路幅Ｗ１＝５．３ｍｍとなる。このように応力を受けていない磁路幅Ｗ１が大きくなることで、磁路を流れる磁束に応力の影響が及びにくくなり、鉄心効率が向上する。

図１０は、幅比Ｌ２／Ｌ１とカシメ部１５を含む領域の鉄心質量との関係を示すグラフである。カシメ部１５を含む領域の鉄心質量とは、第２のヨーク部２２のうち、図４に示したように磁路に沿った方向の長さ（すなわちＬ１，Ｌ２に直交する方向の長さ）Ｂ１の領域の質量である。以下では、カシメ部１５を含む領域の鉄心質量を、簡単のため、カシメ部の鉄心質量と称する。

長さＢ１は、ここでは１．５ｍｍである。これは、直径Ｄ１が１ｍｍのカシメ部１５の両側に、電磁鋼板の板厚Ｔ１の０．２５ｍｍをそれぞれ加えた長さに相当する。また、カシメ部の鉄心質量は、幅比Ｌ２／Ｌ１が１．２（Ｌ１＝２．８ｍｍ、Ｌ２＝３．３ｍｍ）の場合を１００％（基準値）とした相対値で表している。

図１０から、幅比Ｌ２／Ｌ１が大きくなるほど、カシメ部の鉄心質量が増加することが分かる。これは、幅比Ｌ２／Ｌ１が大きくなるほど、カシメ部１５の第２のヨーク部２２の外周２２ａからの突出量が増加し、第２のヨーク部２２の外周２２ａ側の拡張部分が大きくなるためである。

図１１は、鉄心効率とカシメ部の鉄心質量との関係を示すグラフであり、図９および図１０の結果から得られるものである。図１１から、鉄心効率が増加するほど、カシメ部の鉄心質量も増加することが分かる。モータ１００の軽量化の点では、カシメ部の鉄心質量は小さいほど望ましい。

上記の通り、鉄心効率は、幅比Ｌ２／Ｌ１が２．６のときに１００％に達する。そのため、１＜（Ｌ２／Ｌ１）＜２．６の範囲で、鉄心効率ができるだけ大きくなり、且つカシメ部の鉄心質量ができるだけ小さくなるように、幅比Ｌ２／Ｌ１を選択することが望ましい。

次に、カシメ部１５を第２のヨーク部２２の外周２２ａに設けたことによる作用効果について説明する。図１２は、別の比較例のステータコア１０を示す平面図である。説明の便宜上、図１２の比較例のステータコアにも、実施の形態１のステータコア１０と同一の符号を付している。

図１２に示したステータコア１０では、カシメ部１５が、第２のヨーク部２２の内周２２ｂから突出するように形成されている。この構成でも、応力を受けていない磁路幅を大きくすることは可能である。しかしながら、第２のヨーク部２２の内周２２ｂにカシメ部１５が突出していると、スロットにコイルが巻きにくくなり、占積率が低下する。また、シェル４に嵌合する第１のヨーク部２１の外周２１ａがカシメ部１５から離れるため、外周２１ａ側で電磁鋼板の間に積層方向の隙間が生じる可能性がある。

これに対し、この実施の形態１では、カシメ部１５を第２のヨーク部２２の外周２２ａに設けているため、第１のヨーク部２１の外周２１ａ側で電磁鋼板の隙間が生じることを抑制することができる。これにより、モータ１００の回転軸の位置精度を向上することができる。

次に、カシメ部１５を、第１のヨーク部２１ではなく、第２のヨーク部２２に設けたことによる作用効果について説明する。上記の通り、第１のヨーク部２１の外周２１ａはシェル４に嵌合するため、第１のヨーク部２１の外周２１ａにカシメ部１５を設けると、シェル４からの応力がカシメ部１５に作用する。そのため、カシメ部１５には、打ち抜き工程およびカシメ工程で作用する応力に加えて、シェル４からの応力も作用することになり、鉄損がさらに増加する原因となる。

これに対し、この実施の形態１では、カシメ部１５を第１のヨーク部２１ではなく第２のヨーク部２２に設けているため、カシメ部１５にシェル４からの応力が作用しない。そのため、鉄損の低減効果を高めることができる。

＜実施の形態１の効果＞
以上説明したように、実施の形態１のステータ１では、カシメ部１５が、ヨーク１１の第２のヨーク部２２の外周２２ａから突出するように設けられており、第２のヨーク部２２の外周２２ａと内周２２ｂとの間に形成される磁路の幅Ｌ１と、第２のヨーク部２２のカシメ部１５を含む幅Ｌ２とが、Ｌ１＜Ｌ２＜２．６×Ｌ１を満足する。そのため、カシメ部１５の応力の影響が、磁路を流れる磁束に及びにくくなる。これにより、鉄損を低減することができる。

特に、ステータ１が分割面１４で分割された分割構造を有しており、一体構成のステータよりもカシメ部１５の数が多いため、カシメ部１５を上記のように設けることで、鉄損の低減効果を高めることができる。

また、実施の形態１では、カシメ部１５が、第２のヨーク部２２の外周２２ａから突出しているため、コイルの巻き付けに影響せず、占積率の低下を抑制することができる。

また、実施の形態１では、カシメ部１５が、周方向においてティース１２と分割面１４との間に設けられているため、分割面１４で作用する外力に対し、電磁鋼板の隙間が開くことを抑制することができる。

また、実施の形態１では、軸線Ｃ１から第１のヨーク部２１の外周２１ａまでの距離よりも、軸線Ｃ１から第２のヨーク部２２の外周２２ａまでの距離が大きく、カシメ部１５が第２のヨーク部２２に設けられているため、ステータ１をシェル４に嵌合させても、カシメ部１５にシェル４からの応力が作用せず、これにより鉄損の低減効果を高めることができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図１３は、実施の形態２のモータ１００Ａを示す断面図である。図１４は、実施の形態２のモータ１００Ａのステータ１Ａの一部を拡大して示す断面図である。

実施の形態２のモータ１００Ａは、ステータ１Ａが、第２のヨーク部２２ではなく、第１のヨーク部２１の外周２１ａにカシメ部１５を有する点で、実施の形態１のモータ１００と異なる。

カシメ部１５は、第１のヨーク部２１のそれぞれの外周２１ａにおいて、分割面１４を挟み込むように２つずつ形成されている。第１のヨーク部２１の外周２１ａと内周２１ｂとの間に形成される磁路の幅（磁路幅）をＬ１とし、第１のヨーク部２１のカシメ部１５を含む幅（最大幅）をＬ２とすると、
Ｌ１＜Ｌ２＜２．６×Ｌ１
が成立する。

モータ１００Ａは、さらに、ステータコア１０Ａが嵌合するシェル４Ａを備える。シェル４Ａは、その内周４２から第１のヨーク部２１に向けて突出する当接部４３を有する。当接部４３の数は、ヨーク１１Ａの第１のヨーク部２１の数と同じである。各当接部４３は、第１のヨーク部２１の外周２１ａにおける２つのカシメ部１５の間の部分に当接する。当接部４３は、突出部とも称する。実施の形態２のモータ１００Ａの他の構成は、実施の形態１のモータ１００と同様である。

この実施の形態２では、カシメ部１５が第１のヨーク部２１の外周２１ａに設けられているが、シェル４Ａの当接部４３が第１のヨーク部２１の外周２１ａのカシメ部１５以外の部分に当接する。そのため、カシメ部１５にシェル４からの応力が作用せず、磁路を流れる磁束に対する応力の影響を抑制することができる。これにより、鉄損の低減効果を高めることができる。

また、この実施の形態２では、実施の形態１よりも、カシメ部１５が分割面１４に近い位置に配置されるため、分割面１４で作用する外力に対して電磁鋼板の隙間が開くことを抑制する効果を高めることができる。

また、第２のヨーク部２２の外周２２ａと内周２２ｂとの間に形成される磁路の幅Ｌ１と、第２のヨーク部２２のカシメ部１５を含む幅Ｌ２との間に、Ｌ１＜Ｌ２＜２．６×Ｌ１が成立するため、実施の形態１と同様、鉄損の低減効果を高めることができる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図１５は、実施の形態３のモータ１００Ｂを示す断面図である。

実施の形態３のモータ１００Ｂは、ステータ１Ｂと、ロータ５Ａとを備える。ロータ５Ａは、シャフト５０と、シャフト５０に取り付けられた永久磁石５１，５２とを有する。ここでは、永久磁石５１，５２は、それぞれ１つずつ設けられている。すなわち、ロータ５Ａの磁極数は２である。但し、ロータ５Ａの磁極数は２に限らず、２以上であればよい。

ステータ１Ｂは、ステータコア１０Ｂと、絶縁部３と、コイル（例えば図１７に示すコイル３５）とを有する。ステータコア１０Ｂは、ヨーク３１と、ヨーク３１から軸線Ｃ１に向けて延在する複数のティース３２とを有する。ティース３２の数は、ここでは２つであるが、２つ以上であればよい。

ヨーク３１は、軸線Ｃ１を中心とする円周に沿った円弧状の第１のヨーク部６１と、当該円周に対して弦をなすように直線状に延在する第２のヨーク部６２とを有する。ここでは、２つの第１のヨーク部６１と２つの第２のヨーク部６２とが周方向に交互に配置されている。但し、第１のヨーク部６１および第２のヨーク部６２の数は、いずれも２つ以上であればよい。

第１のヨーク部６１は、径方向外側に位置する外周６１ａと、径方向内側に位置する内周６１ｂとを有する。第１のヨーク部６１の外周６１ａは、シェル４の円筒状の内周４２に係合する。ティース３２は、第１のヨーク部６１の内周６１ｂからロータ５Ａに向かって延在している。第１のヨーク部６１の内周６１ｂは、スロットに対向している。

第２のヨーク部６２は、径方向外側に位置する外周６２ａと、径方向内側に位置する内周６２ｂとを有する。軸線Ｃ１から第２のヨーク部６２の外周６２ａまでの距離は、軸線Ｃ１から第１のヨーク部６１の外周６１ａまでの距離よりも小さい。そのため、第１のヨーク部６１の外周６１ａがシェル４に当接しても、第２のヨーク部６２の外周６２ａはシェル４に当接しない。第２のヨーク部６２の内周６２ｂは、スロットに面している。

第２のヨーク部６２の周方向の中心には、分割面３４が形成されている。ここでは、２つの分割面３４が、軸線Ｃ１に対して１８０度の間隔をあけて配置されている。但し、分割面３４の数は、２以上であればよい。ステータコア１０Ｂは、第２のヨーク部６２に形成された分割面３４で、ティース３２毎の分割コアに分割される。

ステータコア１０Ｂのそれぞれの第２のヨーク部６２の外周６２ａには、カシメ部１５が形成されている。カシメ部１５は、それぞれの第２のヨーク部６２の外周６２ａにおいて、分割面３４を挟むように２つずつ設けられている。

カシメ部１５は、第１のヨーク部６１のそれぞれの外周６１ａにおいて、分割面１４を挟み込むように２つずつ形成されている。第２のヨーク部６２の外周６２ａと内周６２ｂとの間に形成される磁路の幅をＬ１とし、第２のヨーク部６２のカシメ部１５を含む幅をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２＜２．６×Ｌ１が成立する。

モータ１００Ｂは、さらに、ステータコア１０Ｂが嵌合するシェル４を備える。シェル４の構成は、実施の形態１のシェル４と同様である。シェル４の内周４２には、ステータコア１０Ｂの第１のヨーク部６１の外周６１ａが当接する。第２のヨーク部６２の外周６２ａは、シェル４の内周４２には当接しない。そのため、カシメ部１５には、シェル４からの外力が作用しない。

この実施の形態３においても、カシメ部１５がヨーク３１の第２のヨーク部６２の外周６２ａから突出するように設けられ、第２のヨーク部６２の外周６２ａと内周６２ｂとの間に形成される磁路の幅Ｌ１と、第２のヨーク部６２のカシメ部１５を含む幅Ｌ２とが、Ｌ１＜Ｌ２＜２．６×Ｌ１を満足する。そのため、カシメ部１５の応力の影響が、磁路を流れる磁束に及びにくくなり、鉄損を低減することができる。

また、軸線Ｃ１から第１のヨーク部６１の外周６１ａまでの距離よりも、軸線Ｃ１から第２のヨーク部６２の外周６２ａまでの距離が小さく、カシメ部１５が第２のヨーク部６２に設けられているため、ステータ１Ｂをシェル４の内周４２に嵌合させても、カシメ部１５にシェル４からの応力が作用せず、磁路を流れる磁束に対する応力の影響を抑制することができる。これにより、鉄損の低減効果を高めることができる。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図１６は、実施の形態４のモータ１００Ｃを示す断面図である。

実施の形態４のモータ１００Ｃは、ステータ１Ｃのステータコア１０Ｃの形状が、実施の形態３のモータ１００Ｂと異なる。ステータコア１０Ｃは、ヨーク３１と、ヨーク３１から軸線Ｃ１に向けて延在する複数のティース３２とを有する。ティース３２の数は、ここでは２つであるが、２つ以上であればよい。

この実施の形態４では、ヨーク３１の全体が、軸線Ｃ１を中心とする環状に形成されている。ヨーク３１には、分割面３４が形成されている。ここでは、２つの分割面３４が、軸線Ｃ１に対して１８０度の間隔をあけて配置されている。但し、分割面３４の数は、２以上であればよい。ステータコア１０Ｃは、ヨーク３１に形成された分割面３４で、ティース１２毎の分割コアに分割される。

ヨーク３１は、外周３１ａと内周３１ｂとを有する。ヨーク３１の外周３１ａには、カシメ部１５が形成されている。カシメ部１５は、ヨーク３１の外周３１ａにおいて、分割面３４を挟むように２つずつ設けられている。

ヨーク３１の外周３１ａと内周３１ｂとの間に形成される磁路の幅をＬ１とし、ヨーク３１のカシメ部１５を含む幅をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２＜２．６×Ｌ１が成立する。

モータ１００Ｃは、さらに、ステータコア１０Ｃが嵌合するシェル４Ａを備える。シェル４Ａは、その内周４２から突出する２つの当接部４５を有する。当接部４５は、ヨーク３１の外周３１ａにおける２つのカシメ部１５の間の部分に当接する。実施の形態４のモータ１００Ｃの他の構成は、実施の形態１のモータ１００と同様である。

この実施の形態４では、カシメ部１５が環状のヨーク３１の外周３１ａに設けられているが、シェル４Ａの当接部４５がヨーク３１の外周３１ａのカシメ部１５以外の部分に当接する。そのため、カシメ部１５にシェル４Ａからの応力が作用せず、磁路を流れる磁束に対する応力の影響を抑制することができる。これにより、鉄損の低減効果を高めることができる。

また、ヨーク３１の外周３１ａと内周３１ｂとの間に形成される磁路の幅Ｌ１と、ヨーク３１のカシメ部１５を含む幅Ｌ２とが、Ｌ１＜Ｌ２＜２．６×Ｌ１を満足するため、実施の形態１と同様、鉄損の低減効果を高めることができる。

＜送風機＞
次に、実施の形態１〜４のモータ１００〜１００Ｃが適用される送風機の構成例について説明する。図１７は、実施の形態１のモータ１００を備えた送風機１１０を示す模式図である。送風機１１０は、実施の形態１のモータ１００と、モータ１００により駆動される羽根車１０６，１０７と、筐体１０１とを備える。

シェル４は、モータ１００のステータ１およびロータ５を覆い、筐体１０１に固定されている。ロータ５のシャフト５０は、ベアリング４６，４７により、シェル４に回転可能に支持されている。シャフト５０はシェル４を軸方向に貫通し、シャフト５０の両端には羽根車１０６，１０７が取り付けられている。羽根車１０６，１０７は、例えば、遠心翼またはターボ翼である。

シェル４には、シェル４内に空気を流通させるための穴４ａ，４ｂ，４ｃが形成されている。穴４ａ，４ｂは、シェル４を軸方向に貫通し、穴４ｃは、シェル４を径方向に貫通する。

筐体１０１は、モータ１００、羽根車１０６，１０７を覆っている。筐体１０１は、筐体１０１内に空気を吸入するための吸入口１０２，１０３と、筐体１０１から空気を排出するための排出口１０４，１０５と、羽根車１０６，１０７をそれぞれ覆うファンカバー１０８，１０９とを有する。

ステータ１のコイル３５に電流を流すことによりロータ５が回転すると、シャフト５０と共に羽根車１０６，１０７が回転する。これにより、羽根車１０６，１０７が気流を生成し、矢印Ｉで示すように吸入口１０２，１０３から筐体１０１内に空気が流入し、矢印Ｅで示すように排出口１０４，１０５から空気が排出される。また、筐体１０１内に流入した空気の一部は、穴４ａ，４ｂ，４ｃを介してシェル４内を通過し、これによりモータ１００が冷却される。

この送風機１１０では、鉄損の低減によりモータ効率が向上したモータ１００を用いることにより、高い運転効率を得ることができる。なお、実施の形態１のモータ１００の代わりに、実施の形態２〜４のモータ１００Ａ〜１００Ｃの何れを用いても良い。

＜電気掃除機＞
次に、実施の形態１〜４のモータ１００〜１００Ｃが適用される送風機１１０を用いた電気掃除機について説明する。図１８は、実施の形態１のモータ１００を備えた送風機１１０（図１７）を用いた電気掃除機８を示す模式図である。

電気掃除機８は、掃除機本体８１と、掃除機本体８１に接続されたパイプ８３と、パイプ８３の先端部に接続された吸引部８４とを備える。吸引部８４には、塵埃を含む空気を吸引するための吸引口８５が設けられている。掃除機本体８１の内部には、集塵容器８２が配置されている。

掃除機本体８１の内部には、吸引口８５から集塵容器８２に塵埃を含む空気を吸引する送風機１１０が配置されている。送風機１１０は、例えば図１７に示した構成を有する。掃除機本体８１には、また、ユーザによって把持されるグリップ部８６が設けられ、グリップ部８６にはオンオフスイッチ等の操作部８７が設けられている。

ユーザがグリップ部８６を把持して操作部８７を操作すると、送風機１１０が作動し、モータ１００が回転する。送風機１１０が作動すると、吸引風が発生し、吸引口８５およびパイプ８３を介して空気と共に塵埃が吸引される。吸引された塵埃は、集塵容器８２に収納される。

この電気掃除機８は、鉄損の低減によりモータ効率が向上したモータ１００を備えた送風機１１０を用いることにより、高い運転効率を得ることができる。なお、実施の形態１のモータ１００の代わりに、実施の形態２〜４のモータ１００Ａ〜１００Ｃの何れを用いても良い。

＜手乾燥装置＞
次に、実施の形態１〜４のモータ１００〜１００Ｃが適用される送風機１１０を用いた手乾燥装置について説明する。図１９は、実施の形態１のモータ１００を備えた送風機１１０（図１７）を用いた手乾燥装置９を示す模式図である。

手乾燥装置９は、筐体９１と、筐体９１の内部に固定された送風機１１０とを有する。送風機１１０は、例えば図１７に示した構成を有する。筐体９１は、吸気口９２と送風口９３とを有し、送風口９３の下側に、ユーザが手を挿入する手挿入部９４を有する。送風機１１０は、気流を発生させることにより、吸気口９２を介して筐体９１の外部の空気を吸引し、送風口９３を介して手挿入部９４に空気を送風する。

手乾燥装置９の電源をオンにすると、電力が送風機１１０に供給され、モータ１００が駆動する。送風機１１０が駆動している間、手乾燥装置９の外部の空気が吸気口９２から吸引され、送風口９３から送風される。ユーザが手挿入部９４に手を挿入すると、送風口９３から送風される空気により、手に付着した水滴を吹き飛ばし、あるいは蒸発させることができる。

手乾燥装置９は、鉄損の低減によりモータ効率が向上したモータ１００を備えた送風機１１０を用いることにより、高い運転効率を得ることができる。なお、実施の形態１のモータ１００の代わりに、実施の形態２〜４のモータ１００Ａ〜１００Ｃの何れを用いても良い。

以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ステータ、 ２ 分割コア、 ３ 絶縁部、 ４ シェル、 ５，５Ａ ロータ、 ８ 電気掃除機、 ９ 手乾燥装置、 １０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ ステータコア、 １１，３１ ヨーク、 １２，３２ ティース、 １３，３３ ティース先端部、 １４，３４ 分割面、 １５ カシメ部、 ２１，６１ 第１のヨーク部、 ２１ａ，６１ａ 外周、 ２１ｂ，６１ｂ 内周、 ２２，６２ 第２のヨーク部、 ２２ａ，６２ａ 外周、 ２２ｂ，６２ｂ 内周、 ３５ コイル、 ４１ 外周、 ４２ 内周、 ４３，４５ 当接部、 ５０ シャフト、 ５１，５２ 永久磁石、 ７１，７２，７３ 応力作用部、 ８１ 掃除機本体、 ８２ 集塵容器、 ９１ 筐体、 ９２ 吸気口、 ９３ 送風口、 ９４ 手挿入部、 １００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ モータ、 １０１ 筐体、 １０２，１０３ 吸入口、 １０４，１０５ 排出口、 １０６，１０７ 羽根車、 １１０ 送風機。

Claims (8)

1. 軸線を囲むように延在するヨークと、前記ヨークから前記軸線を中心とする径方向の内側に延在するティースとを備えたステータと、
   前記径方向において前記ステータの内側に配置されたロータと、
   前記ステータの前記ヨークが内側に固定されるシェルと
   を備え、
   前記ヨークは、前記軸線を中心とする周方向に円弧状に延在する第１のヨーク部と、前記第１のヨーク部と前記ティースとの間で前記周方向に対して傾斜して直線状に延在する第２のヨーク部とを有し、
   前記第１のヨーク部および前記第２のヨーク部は、いずれも外周と内周とを有し、
   前記ヨークは、前記第２のヨーク部の前記外周から突出するカシメ部を有し、且つ、前記第１のヨーク部に分割面を有し、
   前記軸線から前記第１のヨーク部の前記外周までの距離が、前記軸線から前記第２のヨーク部の前記外周までの距離よりも大きく、前記第２のヨーク部の前記外周は前記シェルに当接しない
   モータ。
2. 前記第２のヨーク部は、前記外周と前記内周との間に磁路を有し、
   前記磁路の幅をＬ１とし、前記第２のヨーク部の前記カシメ部を含む幅をＬ２とすると、
   Ｌ１＜Ｌ２＜２．６×Ｌ１
   が成立する
   請求項１に記載のモータ。
3. 前記幅Ｌ１は、前記第２のヨーク部の前記内周から前記外周までの距離であり、
   前記幅Ｌ２は、前記第２のヨーク部の前記内周から前記カシメ部の最も突出した部分までの距離である
   請求項２に記載のモータ。
4. 前記磁路には、前記第２のヨーク部の延在方向に磁束が流れる
   請求項２または３に記載のモータ。
5. 前記第２のヨーク部は、直線状に延在する部分をＶ字状に組み合わせた形状を有する
   請求項１から４までのいずれか１項に記載のモータ。
6. 請求項１から５までの何れか１項に記載のモータと、
   前記モータに駆動されて回転する羽根車と
   を有する送風機。
7. 吸引口を有する吸引部と、
   塵埃を収納する集塵容器と、
   前記吸引部から前記集塵容器に塵埃を含む空気を吸引する、請求項６に記載の送風機と
   を備えた電気掃除機。
8. 吸気口および送風口を有する筐体と、
   前記筐体の内部に配置され、前記吸気口から空気を吸引し、前記送風口から空気を送風する、請求項６に記載の送風機と
   を備えた手乾燥装置。

Images