WO2018016495A1 - 電動機及び電動機の製造方法 - Google Patents

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WO2018016495A1
WO2018016495A1 PCT/JP2017/025988 JP2017025988W WO2018016495A1 WO 2018016495 A1 WO2018016495 A1 WO 2018016495A1 JP 2017025988 W JP2017025988 W JP 2017025988W WO 2018016495 A1 WO2018016495 A1 WO 2018016495A1
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electromagnetic steel
steel sheet
teeth
electric motor
stator
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PCT/JP2017/025988
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和則 小泉
逸男 渡辺
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日本精工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electric motor and a method for manufacturing the electric motor.
  • Patent Document 1 A manufacturing method of an electric motor in which a motor core is formed by stacking annular electromagnetic steel plates is known (for example, Patent Document 1). Such an electromagnetic steel sheet is formed by punching as an annular member having a large number of teeth serving as the iron core of the coil.
  • the conventional method has a problem that the magnetic characteristics of each tooth are likely to vary because the annular integrated member itself has a magnetic direction. If the non-oriented electrical steel sheet is used, the influence of the magnetic directionality itself can be easily reduced, but it is difficult to make the influence zero, and the problem has not been fundamentally improved.
  • the annular electrical steel sheet has a high degree of difficulty in securing the rigidity, and even if laminated, there is a problem in securing the rigidity of the motor core.
  • An object of the present invention is to provide an electric motor that can further reduce variations in the shape and magnetic characteristics of teeth and can obtain sufficient rigidity, and a method for manufacturing the electric motor.
  • an electric motor of the present invention includes a rotor having a rotor yoke and a magnet, and an electromagnetic steel sheet layer in which a plurality of electromagnetic steel sheets having two teeth are arranged in an annular shape in the direction of the rotation axis of the rotor.
  • a plurality of laminated stators, and a coil core provided in the stator is composed of the teeth laminated in the rotation axis direction, and a phase of arrangement of the plurality of electromagnetic steel plates in one electromagnetic steel plate layer
  • the stator has the electromagnetic steel sheet layers having the two phases.
  • the method of manufacturing an electric motor according to the present invention for achieving the above object includes stacking a plurality of electromagnetic steel sheets each having a plurality of electromagnetic steel sheets having two teeth arranged in a ring to form a stator, and then stacking them.
  • the electromagnetic steel plates in a ring shape with two teeth included in one electromagnetic steel plate, more teeth are provided in one electromagnetic steel plate layer, so that variation in the shape of the teeth can be further reduced.
  • the accuracy of the consistency of the shapes of all the teeth is ensured by ensuring the accuracy of the consistency of the shapes of the two teeth. be able to.
  • one electromagnetic steel sheet layer has one electromagnetic steel sheet. It becomes difficult to be controlled by the magnetic directionality, and variations in the magnetic characteristics of each tooth can be further reduced.
  • the electromagnetic steel sheet layers in which the electromagnetic steel sheets having two teeth are arranged in an annular shape are laminated in two different phases, sufficient rigidity can be ensured by a three-dimensional structure by laminating the electromagnetic steel sheet layers having different phases. .
  • the phase of the arrangement of the electromagnetic steel sheets is shifted by one tooth.
  • the electrical steel sheets having two teeth are staggered at the position where the electrical steel sheet layers having different phases are laminated. Therefore, since the annularly continuous structure can be formed by laminating the electromagnetic steel sheets having different phases, sufficient rigidity as the annular structure can be ensured.
  • the electrical steel sheet disposed in the electrical steel sheet layer has the two teeth projecting from the base located on the rotor side to the two teeth on the opposite side of the rotor,
  • the two teeth of the magnetic steel sheet are discontinuous on the opposite side of the rotor.
  • a coil formed in advance can be fitted into the core on which the teeth are laminated, and the coil can be easily provided.
  • a plurality of the electromagnetic steel sheets in one electromagnetic steel sheet layer are arranged with a gap therebetween.
  • each of the two phases of the electrical steel sheet layers has the same number.
  • the phase of arrangement of the plurality of electromagnetic steel sheets between the electromagnetic steel sheet layers adjacent in the rotation axis direction is different.
  • the electrical steel sheets having two teeth are alternated at the position where the two electrical steel sheet layers are laminated. Therefore, since the structure which continues in a ring can be formed by laminating
  • a portion corresponding to the midpoint between the two teeth is thinner than the other portions.
  • the stator has a cylindrical yoke provided on the opposite side of the rotor with respect to the teeth, and the yoke is integrated in the rotation axis direction.
  • stator is supported by the yoke that is integral with respect to the lamination direction of the electromagnetic steel sheet layers, sufficient rigidity can be ensured more reliably.
  • variation in the shape and magnetic characteristics of the teeth can be further reduced, and sufficient rigidity can be obtained.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of an electric motor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a specific structure of the stator according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a view illustrating a laminated structure of electromagnetic steel sheet layers included in the stator yoke according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a view showing one electromagnetic steel plate according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing one of the two phases of the arrangement of a plurality of electromagnetic steel sheets in one electromagnetic steel sheet layer.
  • FIG. 6 is a diagram showing the other of the two phases of the arrangement of the plurality of electromagnetic steel sheets in one electromagnetic steel sheet layer.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which electromagnetic steel sheet layers having the same phase are successively stacked.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of the flow of the stator manufacturing process among the motor manufacturing processes.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a main configuration of the electric motor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a specific structure of the stator according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a laminated structure of electromagnetic steel sheet layers included in the stator yoke according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing one of the two phases of the arrangement of a plurality of electromagnetic steel sheets in one electromagnetic steel sheet layer.
  • FIG. 13 is a diagram showing the other of the two phases of the arrangement of a plurality of electromagnetic steel sheets in one electromagnetic steel sheet layer.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating another example in which electromagnetic steel sheet layers having the same phase are successively stacked.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a main configuration of the electric motor according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a specific structure of the stator yoke according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of an electric motor 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the electric motor 1 includes, for example, a rotor 10 and a stator 20 located inside the rotor 10.
  • the rotor 10 includes a rotor yoke 11 and a magnet 12.
  • the rotor 10 includes, for example, a cylindrical rotor yoke 11 and a plurality of magnets 12 arranged in an annular shape along the stator side (in the case of FIG. 1, the inner peripheral surface) with respect to the rotor yoke 11. .
  • the rotor 10 rotates according to the magnetic flux generated by the coil 50 provided in the stator 20.
  • the rotation axis P of the rotor 10 corresponds to the cylindrical central axis of the rotor yoke 11.
  • the stator 20 includes a stator yoke 30 provided with the coil 50 and a stator back yoke 40 provided on the side of the stator yoke 30 where the coil 50 is provided (in the case of FIG. 1).
  • the stator yoke 30 includes an annular edge portion 31 located on the outer peripheral side, and four or more core portions 32 (see FIGS. 2 and 3) that protrude inward from the edge portion 31.
  • a coil 50 is provided in each core portion 32.
  • the stator yoke 30 has a laminated structure in which electromagnetic steel plate layers (see FIGS. 2 to 4) in which electromagnetic steel plates 60 described later are annularly arranged are laminated.
  • the edge portion 31 is positioned along a cylindrical shape having the rotation axis P as a central axis as a whole by such a laminated structure. Further, the four or more core portions 32 and the coils 50 are arranged in an annular shape around the rotation axis P inside the edge portion 31.
  • the stator back yoke 40 is a cylindrical member located on the opposite side of the rotor 10 with respect to the core portion 32. The stator back yoke 40 is provided as an integral member in the rotation axis direction. Specifically, the stator back yoke 40 is a cylindrical member made of, for example, iron or a dust core (dust core).
  • the rotation axis direction may be described as the Z direction.
  • two directions along a plane orthogonal to the Z direction and orthogonal to each other may be described as an X direction and a Y direction, respectively. .
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a specific structure of the stator 20 according to the first embodiment.
  • the stator 20 is viewed from the Z direction.
  • FIG. 2 for the purpose of clearly showing the teeth 61 constituting the core portion 32, illustration of a part of the winding of the coil 50 surrounding the core portion 32 in FIG. 1 is omitted.
  • FIG. 3 is a view showing a laminated structure of electromagnetic steel sheet layers included in the stator yoke 30 according to the first embodiment.
  • the stator yoke 30 is viewed from one direction (for example, the Y direction) orthogonal to the Z direction.
  • FIG. 4 is a view showing one electromagnetic steel plate 60 according to the first embodiment.
  • the stator yoke 30 has a structure in which a plurality of electromagnetic steel sheet layers are laminated in the Z direction, for example, as shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of electromagnetic steel sheets 60 are annularly arranged in one electromagnetic steel sheet layer. As shown in FIGS. 2 and 4, the electromagnetic steel plate 60 has two teeth 61.
  • the stator yoke 30 forms the core portion 32 of the coil 50 by laminating the teeth 61 of the electromagnetic steel plates 60 included in each of the plurality of electromagnetic steel plate layers by a laminated structure. That is, for example, as shown in FIG. 3, the core portion 32 that functions as the core of the coil 50 provided in the stator 20 includes teeth 61 stacked in the Z direction.
  • One magnetic steel sheet 60 has a base portion 62 in which two teeth 61 are physically continuous, for example, as shown in FIG.
  • the base 62 has, for example, an arc shape in which two teeth 61 included in one electromagnetic steel plate 60 are positioned at a predetermined distance.
  • a plurality of electromagnetic steel plates 60 are annularly arranged in one electromagnetic steel plate layer, and the plurality of electromagnetic steel plate layers are laminated, so that the base portions 62 come into contact with each other to form the edge portion 31.
  • the two teeth 61 included in the electromagnetic steel sheet 60 are discontinuous on the opposite side of the rotor 10. Specifically, for example, as shown in FIG.
  • the tip of the tooth 61 is disposed with a gap with respect to the other adjacent teeth 61.
  • a gap is provided between the teeth 61 provided so as to protrude from the base 62 in the radial direction of the stator yoke 30.
  • the two teeth 61 protrude from the base 62 positioned on the rotor side with respect to the two teeth 61 on the opposite side of the rotor 10.
  • the electromagnetic steel sheet 60 has a shape in which two T-shaped upper sides are connected by projecting two teeth 61 from a base 62.
  • the coil 50 is locked in the radial direction of the base portion 62 projecting on both sides in the circumferential direction like the upper side of the T shape with respect to the teeth 61 constituting the core portion 32. Thereby, the extension of the winding of the coil 50 in the direction in which the rotor 10 is located, the jumping out, and the like can be suppressed. Further, the base 62 has an arc shape on the side of the upper side of the connected T-shaped portion where the teeth 61 do not protrude.
  • the part corresponding to the midpoint of two teeth 61 which one electromagnetic steel plate 60 has is thinner than the other part.
  • the intermediate portion 63 which is a portion corresponding to the intermediate point is curved like a bay station shape with a concave lens cross section in the radial direction, and the thickness of the base portion 62 in the radial direction. Is narrowing.
  • the teeth 61 are configured such that a plurality of the teeth 61 are stacked along the rotation axis direction to form the core portion 32, and the coil 50 is provided. Interference can occur. It is desirable that such magnetic interference is further reduced from the viewpoint of further increasing the efficiency of the electric motor 1.
  • the intermediate part 63 with parentheses and reference numerals is arranged in a different electromagnetic steel sheet layer from the electromagnetic steel sheet layer in which the electromagnetic steel sheet 60 having the intermediate part 63 without reference numerals in parentheses is arranged. It is the intermediate part 63 of the electromagnetic steel plate 60 that is being used.
  • the stator 20 has such two phases of electrical steel sheet layers. Specifically, the phase of the arrangement of the electromagnetic steel sheets 60 is shifted by 1 tooth between the two phases.
  • FIG. 5 is a diagram showing one of the two phases of the arrangement of the plurality of electromagnetic steel sheets 60 in one electromagnetic steel sheet layer.
  • FIG. 6 is a diagram showing the other of the two phases of the arrangement of the plurality of electromagnetic steel plates 60 in one electromagnetic steel plate layer. The difference between FIG. 5 and FIG. 6 shows the difference in the arrangement of the electromagnetic steel plates 60 having different phases as viewed from the same direction.
  • one phase shown in FIG. 5 may be referred to as a first phase.
  • the other phase shown in FIG. 6 may be referred to as a second phase.
  • Symbol PS1 indicates a first phase electrical steel sheet layer.
  • Symbol PS2 indicates a second phase electrical steel sheet layer.
  • the arrangement of the two teeth 61 included in one electromagnetic steel plate 60 is staggered between the two phases.
  • one of the teeth 61a and 61b which is the two teeth 61 of one electromagnetic steel plate 60 in the first phase (the teeth 61a)
  • the other (the teeth 61) in the second phase. 61b) is located.
  • the other (tooth 61b) is located in the position where one (tooth 61a) is arrange
  • the plurality of electromagnetic steel sheets 60 in one electromagnetic steel sheet layer are arranged with a gap therebetween.
  • the electromagnetic steel sheets 60 arranged annularly in one electromagnetic steel sheet layer are not in contact with each other. More specifically, it is two teeth 61 which each different electromagnetic steel plate 60 has, and the interval between adjacent teeth 61 in a non-contact state, the interval between two teeth 61 which one electromagnetic steel plate 60 has, Are arranged along the annular arrangement direction in one electromagnetic steel sheet layer so that they are the same.
  • the gap (slot) between the two teeth 61 is the gap (closed slot HS) between the two teeth 61 included in one electromagnetic steel sheet 60 or the gap between the two teeth 61 included in different electromagnetic steel sheets 60. Regardless of whether (open slot KS) or not, the spacing between the teeth 61 arranged in an annular shape is the same.
  • the shape of the electromagnetic steel sheet 60 is two teeth 61 that are different from each other in the electromagnetic steel sheets 60, and the distance between adjacent teeth 61 in a non-contact state and the two teeth 61 that one electromagnetic steel sheet 60 has. It is the shape which can make the space
  • the extension length of the portion of the base 62 that extends so as to connect the two teeth 61 included in one electromagnetic steel plate 60 is from the tooth 61 toward the opposite side of the extending direction. It is more than twice the extended length of the protruding portion.
  • the phase of the arrangement of the plurality of electromagnetic steel sheets 60 between the adjacent electromagnetic steel sheet layers is different.
  • the stator yoke 30 is formed by alternately laminating first-phase electromagnetic steel sheet layers PS1 and second-phase electromagnetic steel sheet layers PS2.
  • the open slots KS and the closed slots HS are alternately arranged in the axial direction.
  • the number of each of the electrical steel sheet layers of two phases is equal.
  • the slot of the stator yoke 30 is a slot (semi-closed slot) in which one layer is an open slot KS and one layer is a closed slot HS for two magnetic steel sheet layers in the rotation axis direction.
  • a structure is lighter than a structure in which one electromagnetic steel sheet layer is a complete closed slot HS that is completely continuous in an annular shape.
  • the efficiency of the electric motor 1 can be further increased. .
  • FIG. 7 is a diagram showing an example in which electromagnetic steel sheet layers having the same phase are successively laminated.
  • the phase of the arrangement of the plurality of electromagnetic steel sheets 60 between the electromagnetic steel sheet layers adjacent to each other in the rotation axis direction is different, but this is an example of the phase relationship between the laminated electromagnetic steel sheet layers. It is shown and not limited to this.
  • the number of consecutive identical phases may be two or more.
  • the continuous number of the same phase is a number in which the electromagnetic steel sheet layers having the same phase are continuous along the rotation axis direction.
  • the number of consecutive identical phases is 5, but it may be any natural number of 4 or less or 6 or more.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of the flow of the stator manufacturing process among the motor manufacturing processes.
  • the electromagnetic steel plate 60 having the two teeth 61 is formed (step S1). Specifically, for example, a plurality of non-oriented electrical steel sheets stacked using a die corresponding to the shape of the electrical steel sheet 60 as shown in FIG. Can be formed simultaneously. The number of the electromagnetic steel sheets 60 formed at one time is arbitrary. Further, the thickness of each of the plurality of non-oriented electrical steel sheets laminated at the time of punching is a thickness corresponding to the thickness of one electrical steel sheet layer shown in FIG. 4, for example, and is uniform.
  • step S2 a plurality of electromagnetic steel plates 60 are annularly arranged according to the diameter of the stator yoke 30 to form one electromagnetic steel plate layer (step S2).
  • the process of step S2 is repeated a plurality of times.
  • a plurality of electromagnetic steel sheet layers constituting the stator yoke 30 are laminated by disposing the electromagnetic steel sheet 60 constituting the next electromagnetic steel sheet layer so as to be laminated on the electromagnetic steel sheet layer formed immediately before.
  • step S3 every time the magnetic steel sheet layers are laminated according to a predetermined number of consecutive identical phases when the process of step S2 is repeated (step S3; Yes), the electromagnetic steel sheets 60 constituting one electromagnetic steel sheet layer.
  • the phase of the arrangement is switched (step S4). In the case of the example shown in FIG.
  • the stator yoke 30 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheet layers in which a plurality of electromagnetic steel sheets 60 are annularly arranged in this manner.
  • the stator yoke 30 has two phases of electromagnetic steel sheet layers.
  • a plurality of electrical steel sheet layers are laminated through the process of step S4 at least once.
  • the magnetic steel sheet layers are laminated by repeating the formation of the magnetic steel sheet layers by the process of step S2 until the predetermined number of laminated magnetic steel sheet layers is reached (step S5; No).
  • the process of step S2 after the 2nd time is performed in the position stacked on the immediately preceding electromagnetic steel sheet layer. Thereby, the electromagnetic steel sheet layer is laminated.
  • the electromagnetic steel sheets 60 constituting the laminated electromagnetic steel sheet layers are then fixed (step S6).
  • the fixing method include impregnation of an adhesive to the laminated electrical steel sheet layer, welding, caulking, and the like.
  • these methods are merely examples and are not limited thereto, and can be appropriately changed.
  • the electromagnetic steel plate 60 may be formed using an adhesive steel plate.
  • the coil 50 having the stacked teeth 61 as a core is provided (step S7).
  • the magnetic steel sheet layers are laminated and fixed, so that the teeth 61 continuous in the rotation axis direction become the core portion 32 on which the coil 50 can be disposed.
  • the coil 50 may be disposed by fitting an electric wire such as a copper wire previously wound according to the outer diameter of the core portion 32, or may be formed by winding the electric wire around the core portion 32. May be.
  • an electric wire wound in advance according to the outer diameter of the core portion 32 is fitted. Since the coil 50 can be disposed, the process of providing the coil 50 can be simplified.
  • stator back yoke 40 is attached to the stator yoke 30 provided with the coil 50 (step S8). Specifically, for example, as shown in FIG. 1, the stator back yoke 40 is fitted inside the stator yoke 30.
  • the stator yoke 30 and the stator back yoke 40 may be fixed by methods such as adhesive impregnation, welding, and caulking.
  • a large number of teeth 61 are provided in one electromagnetic steel sheet layer by arranging the electromagnetic steel sheets 60 in a ring shape with two teeth 61 included in one electromagnetic steel sheet 60 being provided. Therefore, the variation in the shape of the teeth 61 can be further reduced. That is, since there are two integrally formed teeth 61 per electromagnetic steel sheet 60, the consistency of the shapes of all the teeth 61 is ensured by ensuring the accuracy of the consistency of the shapes of the two teeth 61. Accuracy can be ensured. Moreover, even if one electromagnetic steel sheet 60 has a magnetic directionality by arranging a plurality of electromagnetic steel sheets 60 in a single electromagnetic steel sheet layer, one electromagnetic steel sheet layer is one electromagnetic steel sheet.
  • positioning of the electromagnetic steel plate 60 has shifted
  • the two teeth 61 included in the electromagnetic steel sheet 60 are discontinuous on the opposite side of the rotor 10. Therefore, the coil 50 formed in advance can be fitted into the core on which the teeth 61 are laminated, and the coil 50 can be easily provided.
  • the plurality of electromagnetic steel plates 60 in one electromagnetic steel plate layer are arranged with a gap therebetween. Therefore, the weight can be reduced as compared with a structure in which the electromagnetic steel sheet layer is completely continuous in an annular shape. Moreover, since the wraparound of the magnetism which mutually produces between coils 50 can be reduced, the efficiency of the electric motor 1 can be improved more.
  • the number of each of the two phases of electrical steel sheet layers is equal. Therefore, it becomes easy to balance the strength and magnetic characteristics of the stator 20 as a whole.
  • the phase of the arrangement of the plurality of electromagnetic steel sheets 60 between the electromagnetic steel sheet layers adjacent in the rotation axis direction is different. Accordingly, the electromagnetic steel sheets 60 having the two teeth 61 are staggered at the position where the two layers of the electromagnetic steel sheet layers are laminated. Therefore, since the annularly continuous structure can be formed by laminating the electromagnetic steel sheets 60 having different phases, sufficient rigidity can be ensured more reliably as an annular structure.
  • a portion corresponding to an intermediate point between the two teeth 61 is narrower than the other portions. Therefore, it is possible to reduce the magnetic wraparound between the coils 50 adjacent to each other in the annular direction, and the efficiency of the electric motor 1 can be made higher.
  • the stator 20 has a cylindrical yoke provided on the opposite side of the rotor 10 with respect to the teeth 61, and the yoke is integral in the direction of the rotation axis. Therefore, since the stator 20 is supported by the yoke that is integral in the lamination direction of the electromagnetic steel sheet layers, sufficient rigidity can be ensured more reliably.
  • the electric motor 1 described in the first embodiment is a so-called outer rotor electric motor in which the rotor 10 is located outside the stator 20, but this is an example, and the electric motor 1 is not limited to this and can be changed as appropriate.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a main configuration of the electric motor 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a specific structure of the stator 120 according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a laminated structure of electromagnetic steel sheet layers included in the stator yoke 130 according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing one of the two phases of the arrangement of the plurality of electromagnetic steel plates 160 in one electromagnetic steel plate layer.
  • FIG. 13 is a diagram showing the other of the two phases of the arrangement of the plurality of electromagnetic steel plates 160 in one electromagnetic steel plate layer.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating another example in which electromagnetic steel sheet layers having the same phase are successively stacked.
  • the electric motor 100 according to the second embodiment is a so-called in-rotor electric motor 100 in which the rotor 110 is positioned inside the stator 120 as shown in FIG. 9, for example.
  • the so-called in-rotor electric motor 100 two teeth 161 projecting toward the outer side of the arc of the base portion 162 are provided on the electromagnetic steel plate 160.
  • the shape of the base 162 is not necessarily an arc.
  • the side of the base 162 from which the teeth 161 protrude may be a straight line perpendicular to the protruding direction of the teeth 161.
  • the stator is on the outer peripheral side with respect to the rotor yoke 111.
  • the plurality of magnets 112 included in the rotor are annularly arranged along the outer peripheral surface of the rotor yoke 111.
  • the coil 150 is provided outside the stator yoke 130.
  • the stator back yoke 40 of the second embodiment is provided outside the stator yoke 130.
  • the characteristics of the electric motor 100 according to the second embodiment may be the same as the characteristics of the electric motor 1 according to the first embodiment, except for special mention matters relating to the difference between the in-rotor electric motor 100 and the outer rotor electric motor 1 as described above. .
  • the number of consecutive identical phases can be arbitrarily set as shown in FIG. 14, for example.
  • the rotor 10, the rotor yoke 11, the magnet 12, the stator 20, and the stator yoke are included in the description of the electric motor 1 according to the first embodiment, except for special matters relating to the difference between the in-rotor electric motor 100 and the outer rotor electric motor 1.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a main configuration of an electric motor 200 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a specific structure of the stators 20 and 120 according to the third embodiment.
  • the electric motor 200 is a so-called two-axis integrated electric motor 200 having a rotor 110 provided inside the stator 120 and a rotor 10 provided outside the stator 20.
  • the electric motor 200 according to the third embodiment is provided with a stator yoke 30 corresponding to the outer rotor and a stator yoke 130 corresponding to the inner rotor.
  • the stator yoke 30 corresponding to the outer rotor is the same as the stator yoke 30 according to the first embodiment.
  • the stator yoke 130 corresponding to the inner rotor is the same as the stator yoke 130 according to the second embodiment.
  • the two stator yokes 30 and 130 included in the electric motor 200 according to the third embodiment share one stator back yoke 40 as shown in FIGS. 15 and 16, for example. It is not a thing that can be done.
  • the electric motor that is a two-axis integrated motor may have a stator back yoke 40 that is individually provided for each of the stator yokes 30 and 130, for example.
  • the arrangement of the electromagnetic steel plates 60 and 160 constituting the electromagnetic steel plate layers at the same position in the rotation axis direction is an open slot.
  • KS and the open slot ks may not be positioned on a straight line orthogonal to the rotation axis P.
  • the phase of the open slot KS and the closed slot HS in the outer stator yoke 30 and the phase of the open slot ks and the closed slot hs in the inner stator yoke 130 can be shifted, and sufficient rigidity is ensured more reliably. can do.
  • the electric motor according to the present embodiment can be used as an actuator for various industrial machines such as a small component conveying device, an electronic component inspection device, and a semiconductor inspection device, but is not limited thereto.

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Abstract

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回転子の回転軸方向に複数積層された固定子とを備え、固定子に設けられるコイルの芯は、回転軸方向に積層されたティースからなり、１つの電磁鋼板層における複数の電磁鋼板の配置の位相が２通りあり、固定子は、２通りの位相の電磁鋼板層を有する。

Description

電動機及び電動機の製造方法
　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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