(57)【要約】【課題】内部と外部を連通した孔を含むステーターコアを提供する。【解決手段】軸方向１０１に積層されたほぼ円環状の複数のコアプレート１０を有するステーターコア３０であって、複数のコアプレート１０の各々は、コアプレート１０の内周縁１１の側の一部を切り欠いて形成された第１の切欠き部２１と、コアプレート１０の外周縁１２の側の一部を切り欠いて形成された第２の切欠き部２２と、コアプレート１０を貫通する少なくとも１つの開口部２３とを含む。ステーターコア３０は、積層されたコアプレート１０の第１の切欠き部２１と、開口部２３と、第２の切欠き部２２とにより、内側５５と外側５６とを連通する連通孔５０が形成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の環状プレートが軸方向に積層された積層構造部を有する中空体であって、
それぞれの前記環状プレートは、前記環状プレートの内周縁側の一部を切り欠いた第１の切欠き部と、前記環状プレートの外周縁側の一部を切り欠いた第２の切欠き部と、前記環状プレートを貫通する少なくとも１つの開口部とを含み、
前記積層構造部は、前記第１の切欠き部、前記第２の切欠き部、および前記少なくとも１つの開口部が前記軸の周りに異なる配置となるように前記軸の周りに回転されて積層された、複数の異位相配置の前記環状プレートを含み、前記複数の異位相配置の環状プレートの前記第１の切欠き部、前記少なくとも１つの開口部、および前記第２の切欠き部を介して当該中空体の内側と外側とを連通する連通孔が形成されている、中空体。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の切欠き部、前記第２の切欠き部、および前記少なくとも１つの開口部のそれぞれの開口部は、前記環状プレートの前記軸の周りのｎ回対称な位置に配置されている、中空体。ただし、前記ｎは３以上の整数である。
【請求項３】
請求項１または２において、前記積層構造部は、前記第１の切欠き部、前記第２の切欠き部、および前記少なくとも１つの開口部が前記軸の周りに同じ配置となるように積層された、複数の同位相配置の前記環状プレートを含み、前記複数の同位相配置の環状プレートからなるプレートグループが異なる位相となるように積層されている、中空体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記環状プレートの前記第１の切欠き部が形成された第１の部分、前記第２の切欠き部が形成された第２の部分、および前記少なくとも１つの開口部のそれぞれの開口部が形成された部分は、前記環状プレートの他の一部分よりも幅が広い、中空体。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記少なくとも１つの開口部は、隣接する前記環状プレート同士を前記軸の周りに回転したときに、ある角度で前記第１の切欠き部に対し一部が重なり、異なる角度で前記第２の切欠き部に対し一部が重なる開口部を含む、中空体。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記少なくとも１つの開口部は、隣接する前記環状プレート同士を前記軸の周りに回転したときに、ある角度で前記第１の切欠き部に対し一部が重なる第１の開口部と、異なる角度で前記第２の切欠き部に対し一部が重なる第２の開口部であって、さらに異なる角度で前記第１の開口部と一部が重なる第２の開口部とを含む、中空体。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記少なくとも１つの開口部は、隣接する前記環状プレート同士を前記軸の周りに回転したときに、ある角度で前記第１の切欠き部に対し一部が重なる第１の開口部と、異なる角度で前記第２の切欠き部に対し一部が重なる第２の開口部と、さらに異なる角度で外周側の開口部と内周側の開口部と一部が重なる第３の開口部とを含む、中空体。
【請求項８】
複数の環状プレートが軸方向に積層された積層構造部を有する中空体であって、
それぞれの前記環状プレートは、前記環状プレートの内周縁側の一部を切り欠いた第１の切欠き部と、前記環状プレートの外周縁側の一部を切り欠いた第２の切欠き部とを含み、
前記積層構造部は、前記第１の切欠き部および前記第２の切欠き部が前記軸の周りに異なる配置となるように前記軸の周りに回転されて積層された、複数の異位相配置の前記環状プレートを含み、前記複数の異位相配置の環状プレートの前記第１の切欠き部および前記第２の切欠き部を少なくとも介して当該中空体の内側と外側とを連通する連通孔が形成されている、中空体。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、前記環状プレートは強磁性体であり、当該中空体はモーターのステーターコアである、中空体。
【請求項１０】
請求項９において、当該中空体は、さらに、前記ステーターコアに巻装されたステーターコイルを含むステーターである、中空体。
【請求項１１】
請求項１０において、当該中空体はスロット数ｍのステーターであり、前記環状プレートの前記第１の切欠き部および前記第２の切欠き部は、（Ｃ×ｍ）回対称な位置に配置されている、中空体。ただし、前記ｍは１以上の整数であり、前記Ｃは１以上の整数であり、Ｃ×ｍは３以上である。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のステーターを有するモーター。
【請求項１３】
軸方向に積層されることにより中空の積層構造体を形成する環状プレートであって、
当該環状プレートの内周縁側の一部を切り欠いた第１の切欠き部と、
当該環状プレートの外周縁側の一部を切り欠いた第２の切欠き部と、
当該環状プレートを貫通する少なくとも１つの開口部とを有し、
複数の当該環状プレートが、前記第１の切欠き部、前記第２の切欠き部、および前記少なくとも１つの開口部が前記軸の周りに異なる配置となるように前記軸の周りに回転されて積層されると、前記複数の環状プレートに含まれる異なる位相で積層された環状プレートの前記第１の切欠き部、前記少なくとも１つの開口部、および前記第２の切欠き部を介して前記積層構造体の内側と外側とを連通する連通孔が形成される、環状プレート。
【請求項１４】
複数の環状プレートが軸方向に積層された積層構造部を含む中空体を製造する方法であって、
それぞれの前記環状プレートは、前記環状プレートの内周縁側の一部を切り欠いた第１の切欠き部と、前記環状プレートの外周縁側の一部を切り欠いた第２の切欠き部と、前記環状プレートを貫通する少なくとも１つの開口部とを含み、
当該方法は、
前記複数の環状プレートの少なくとも一部を、前記第１の切欠き部、前記第２の切欠き部、および前記少なくとも１つの開口部が前記軸の周りに異なる配置となるように、前記軸の周りに回転させて積層し、異なる配置の前記環状プレートの前記第１の切欠き部、前記少なくとも１つの開口部、および前記第２の切欠き部を介して前記中空体の内側と外側とを連通する連通孔を形成する工程を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレートが積層された部分を備えた中空体およびそれを備えたモーターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モータのステータを積層鋼板で形成する際に各鋼板に冷媒通路となる長穴を、各鋼板の外縁に沿って周方向に延びるように設け、流入パイプから分流パイプを介して各長穴内に冷媒を流し、流出パイプから流出するようにしたことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９８５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術は、回転電機の内部を冷却することを目的とするものであるが、冷却する冷媒の通路となる長穴を、ステーターを構成する各鋼板の外側に設け、外側から冷却している。一方、特許文献１の段落番号０００３には、例えば実開昭５８−１５９８７２号公報により、ステータと回転電機の外壁との間にステータとは別体の熱交換器を介在させ、回転電機内で循環される空気を該熱交換器で冷却することにより、内部温度の上昇を抑えるようにしたものが公知であることが記載されている。
【０００５】
しかしながら、円筒状で、内部がローターを設置するために空洞となったステーターのような中空体において、ステーターの内部と外部とを半径方向に連通する構成は開示されていない。特に、ステーターを構成する環状の鋼板において、周方向の磁気回路を切断せずに内部と外部とを連通する構成は開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、複数の環状プレートが軸方向に積層された積層構造部を有する中空体である。それぞれの環状プレートは、環状プレートの内周縁側の一部を切り欠いた第１の切欠き部と、環状プレートの外周縁側の一部を切り欠いた第２の切欠き部と、環状プレートを貫通する少なくとも１つの開口部とを含む。積層構造部は、第１の切欠き部、第２の切欠き部、および少なくとも１つの開口部が軸の周りに異なる配置となるように軸の周りに回転されて積層された、複数の異位相配置の環状プレートを含み、複数の異位相配置の環状プレートの第１の切欠き部、少なくとも１つの開口部、および第２の切欠き部を介して当該中空体の内側と外側とを連通する連通孔が形成されている。
【０００７】
この環状プレートは、第１の切欠き部と、第２の切欠き部と、少なくとも１つの開口部とを含むが、環状プレート自体は環状に繋がっており、環状プレートは内周側から外周側へ半径方向に切断あるいは分断されていない。したがって、環状プレートとしての剛性は高く、さらに、この環状プレートをステーターコアのような磁気回路を構成する部品として使用した場合に、周方向の磁気回路が切断されることはない。
【０００８】
一方、複数の環状プレートを、第１の切欠き部、第２の切欠き部、および少なくとも１つの開口部が軸の周りに異なる配置となるように軸の周りに回転させて積層すると、第１の切欠き部、第２の切欠き部、および少なくとも１つの開口部は、異なる位相（角度）で配置され、複数の異位相配置の環状プレートの第１の切欠き部と、少なくとも１つの開口部と、第２の切欠き部とを介して当該中空体の内側と外側とを連通する連通孔が形成される。したがって、内部が空洞となった中空体において、中空体の内部と外部とを半径方向に連通させることができる。特に、中空体がステーターのような磁気回路を構成するものの場合は、この環状プレートにおいて、周方向の磁気回路を切断せずに中空体の内部と外部とを連通させることができる。
【０００９】
さらに、この中空体に形成される連通孔は、軸方向に位置が異なり、半径方向に軸からの距離が異なる第１の切欠き部および第２の切欠き部、さらには、少なくとも１つの開口部を繋いだものとなる。したがって、連通孔はストレートな孔ではなく適当な段差を含み、後述するようにその段差の形状を制御することが可能である。このため、異物が連通孔を介して中空体の内側に侵入するのを抑制したり、連通孔を通過する流体と環状プレートとの接触面積を増やしたり、連通孔を通過する流体に含まれる粒子あるいは液体と気体との分離を促進するような、他の機能を連通孔に持たせることが可能となる。
【００１０】
第１の切欠き部、第２の切欠き部、および少なくとも１つの開口部のそれぞれの開口部は、環状プレートの軸の周りのｎ回対称な位置に配置されていることが望ましい。ただし、ｎは３以上の整数である。第１の切欠き部、第２の切欠き部、および少なくとも１つの開口部のそれぞれの開口部を、回転対称な位置に配置することにより、複数の連通孔を中空体の回転対称な場所に設けることができる。また、典型的には１種類の環状プレートを回転対称な状態で積層することにより連通孔を形成できる。
【００１１】
特に、ステーターのような回転対称な構成を備えた中空体を形成する環状プレートは回転対称な構成になっていることが多い。したがって、基本構造が回転対称の環状プレートに、第１の切欠き部、第２の切欠き部、および少なくとも１つの開口部を追加して設けることが容易である。
【００１２】
積層構造部は、第１の切欠き部、第２の切欠き部、および少なくとも１つの開口部が軸の周りに同じ配置となるように積層された、複数の同位相配置の環状プレートを含むことも有効である。これら複数の同位相配置の環状プレートからなるプレートグループは異なる位相となるように積層されていることが望ましい。複数の環状プレートを同位相で積層することにより、中空体の外側と内側とを連通する連通孔の断面積を拡大できる。したがって、同位相で積層する環状プレートの枚数を制御することにより、中空体の外側と内側とを連通する連通孔の断面積を簡単に制御できる。
【００１３】
環状プレートの第１の切欠き部が形成された第１の部分、第２の切欠き部が形成された第２の部分、および少なくとも１つの開口部のそれぞれの開口部が形成された部分は、環状プレートの他の一部分よりも幅が広いことが望ましい。これらの部分の剛性が低下したり、磁束密度が低下したりすることを抑制できる。
【００１４】
少なくとも１つの開口部は、隣接する環状プレート同士を軸の周りに回転したときに、ある角度で第１の切欠き部に対し一部が重なり、異なる角度で第２の切欠き部に対し一部が重なる開口部を含んでいてもよい。少なくとも１つの開口部は、隣接する環状プレート同士を軸の周りに回転したときに、ある角度で第１の切欠き部に対し一部が重なる第１の開口部と、異なる角度で第２の切欠き部に対し一部が重なる第２の開口部であって、さらに異なる角度で第１の開口部と一部が重なる第２の開口部とを含んでいてもよい。さらに、少なくとも１つの開口部は、隣接する環状プレート同士を軸の周りに回転したときに、ある角度で第１の切欠き部に対し一部が重なる第１の開口部と、異なる角度で第２の切欠き部に対し一部が重なる第２の開口部と、さらに異なる角度で外周側の開口部と内周側の開口部と一部が重なる第３の開口部とを含んでいてもよい。また、隣接する環状プレート同士を軸の周りに回転したときに、ある角度で第１の切欠き部の一部と第２の切欠き部の一部とが重なるものであってもよい。
【００１５】
すなわち、本発明の他の態様は、複数の環状プレートが軸方向に積層された積層構造部を有する中空体であって、それぞれの環状プレートは、環状プレートの内周縁側の一部を切り欠いた第１の切欠き部と、環状プレートの外周縁側の一部を切り欠いた第２の切欠き部とを含み、積層構造部は、第１の切欠き部および第２の切欠き部が軸の周りに異なる配置となるように軸の周りに回転されて積層された、複数の異位相配置の環状プレートを含み、複数の異位相配置の環状プレートの第１の切欠き部および第２の切欠き部を少なくとも介して当該中空体の内側と外側とを連通する連通孔が形成されている中空体である。
【００１６】
当該中空体の一態様はモーターのステーターコアであり、環状プレートは強磁性体である。中空体は、さらに、ステーターコアに巻装されたステーターコイルを含むステーターであってもよい。中空体がスロット数ｍのステーターであれば、環状プレートの第１の切欠き部および第２の切欠き部は、（Ｃ×ｍ）回対称な位置に配置されていることが望ましい。ただし、ｍは１以上の整数であり、Ｃは１以上の整数であり、Ｃ×ｍは３以上である。スロット数ｍのステーターを構成する環状プレートは回転対称な形状であり、第１の切欠き部および第２の切欠き部を、（Ｃ×ｍ）回対称な位置に配置することにより、同一の形状の環状プレートを回転させながらステーターを製造することにより内側から外側へ連通孔をステーターに導入できる。
【００１７】
本発明の他の態様の１つは、上記に記載のステーターを有するモーターである。ステーターを半径方向に連通する連通孔によりモーター内部と外界とを連通でき、換気または冷却などのためにモーター内部へアクセスする経路を確保できる。
【００１８】
このような中空体の内部と外部とを連通させる構成は、環状プレートを積層する構造を備えた中空体であればステーターに限定されず、モーターの他の部品にも適用できる。たとえば、アウターローターに環状プレートを積層させる構成が採用される場合は、アウターローターにも適用できる。さらに、モーターに限らず他の用途にも適用可能であり、適当な大きさの粒子などを分離する中空フィルタ、触媒体との接触面積を確保する必要がある排ガス除去装置などの触媒体を含む装置、流体を分散して入出力するようなノズル、環状の弾性体が積層された免振装置などを挙げることができる。環状プレートは円環状のリングプレートに限らず、多角形のリングであってもよい。
【００１９】
本発明の他の態様の１つは、軸方向に積層されることにより中空の積層構造体を形成する環状プレートである。この環状プレートは、当該環状プレートの内周縁側の一部を切り欠いた第１の切欠き部と、当該環状プレートの外周縁側の一部を切り欠いた第２の切欠き部と、当該環状プレートを貫通する少なくとも１つの開口部とを有し、複数の当該環状プレートが、第１の切欠き部、第２の切欠き部、および少なくとも１つの開口部が軸の周りに異なる配置となるように軸の周りに回転されて積層されると、複数の環状プレートに含まれる異なる位相で積層された環状プレートの第１の切欠き部、少なくとも１つの開口部、および第２の切欠き部を介して積層構造体の内側と外側とを連通する連通孔が形成される。
【００２０】
本発明のさらに異なる他の態様の１つは、複数の環状プレートが軸方向に積層された積層構造部を含む中空体を製造する方法である。それぞれの環状プレートは、環状プレートの内周縁側の一部を切り欠いた第１の切欠き部と、環状プレートの外周縁側の一部を切り欠いた第２の切欠き部と、環状プレートを貫通する少なくとも１つの開口部とを含む。当該方法は、複数の環状プレートの少なくとも一部を、第１の切欠き部、第２の切欠き部、および少なくとも１つの開口部が軸の周りに異なる配置となるように、軸の周りに回転させて積層し、異なる配置の環状プレートの第１の切欠き部、少なくとも１つの開口部、および第２の切欠き部を介して中空体の内側と外側とを連通する連通孔を形成する工程を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】連通孔を備えたモーターの概要を示す斜視図。
【図２】図１に示すモーターを前側から見た正面図。
【図３】図１に示すモーターの側面図。
【図４】図１に示すモーターのIV−IV断面図（図２のIV−IV断面）。
【図５】モーターのステーターコアを抜き出して軸方向に展開した図。
【図６】ステーターコアを構成するコアプレートの平面図。
【図７】ステーターコアの積層構造を示す断面図。
【図８】モーター内部の上昇温度についての実験結果を示す図。
【図９】ステーターコアの異なる構成を示す断面図。
【図１０】ステーターコアのさらに異なる構成を示す断面図。
【図１１】ステーターコアのさらに異なる構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に、本発明に係るステーターコア３０を備えたモーター１の外観を斜視図で示している。図２に、モーター１を、前側１ａから見た様子を示している。図３に、モーター１を側面から見た様子を示している。図４に、モーター１の概略構成を図２のIV−IV断面で示している。
【００２３】
このモーター（電動機）１は、インナーローター型のモーターであって、内部５５が空洞で全体として円筒状で中空体のステーター（固定子）５と、ステーター５の内側（内部）５５に配置されたローター（回転子）６と、ローター６を支持するとともにローター６により回転するシャフト４とを有する。モーター１は、さらに、ステーター５の前方に配置されたフロントカバー２と、ステーター５の後方に配置されたリアカバー３と、これらフロントカバー２、リアカバー３およびステーター５を組み合わせて（一体化して）モーター１のケーシング９を構成するためのボルト７を含む。シャフト４は、フロントカバー２およびリアカバー３の中央部にベアリング８を介して回転可能に支持されている。
【００２４】
このモーター１のステーター５は、モーター１の固定子であり、内側５５にインナーローター６が配置されるように内部５５が中空となったほぼ円筒状の中空体である。ステーター５は、同様に、内部５５が中空となったほぼ円筒状の中空体であるステーターコア（固定子鉄心）３０と、ステーターコア３０の内部５５に巻装されたステーターコイル（固定子巻線）３５とを有する。ステーターコア３０は、軸方向１０１に積層された薄い、ほぼ円環状の複数のコアプレート（環状プレート）１０により構成された積層構造体（積層構造部）３９であり、積層構造体３９は、その前側１ａがフロントカバー２により支持され、後側１ｂがリアカバー３により支持されている。本例のコアプレート１０は、厚さ０．２〜０．５ｍｍ程度の平たいディスク状のリングプレートであり、複数のコアプレート１０が積層された積層構造体３９の部分は、各図において、積層された状態を一部省略して示している。
【００２５】
コアプレート１０は、電気エネルギーと磁気エネルギーの変換効率が高い鋼板であって、ケイ素鋼板などの強磁性体で透磁率に高い材料である電磁鋼板により形成されている。さらに、環状のコアプレート１０は、それぞれ、コアプレート１０の内周縁１１の側の一部を切り欠いた第１の切欠き部２１と、コアプレート１０の外周縁１２の側の一部を切り欠いた第２の切欠き部２２と、コアプレート１０を貫通する開口部２３とを含む。そして、ステーター５の積層構造体３９は、第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２、および開口部２３が軸１００の周りに異なる配置となるように軸１００の周りに回転されて積層された、複数の異位相配置の環状プレート１１１、１１２および１１３を含み、複数の異位相配置の環状プレート１１１、１１２および１１３の第１の切欠き部２１、開口部２３、第２の切欠き部２２を介して中空体であるステーター５の内側５５と外側５６とを連通する連通孔５０が形成されている。
【００２６】
このように、モーター１のステーター５は、中空体であるステーター５を半径方向に貫通し、ステーター５の内部５５と外部５６とを連通する複数の孔（連通孔）５０が周方向および軸方向に分散して設けられている。また、フロントカバー２には、蓋部２ａを軸方向１０１に貫通する６つの貫通孔２ｃが、軸１００を中心にして同心円上にほぼ等間隔で配置されている。したがって、モーター１のケーシング９は、周壁を構成するステーター５、前方の端壁を構成するフロントカバー２、および後方の端壁を構成するリアカバー３により、全体としてクローズされた構成であるが、ステーター５を貫通する孔５０と、フロントカバー２を貫通する貫通孔２ｃにより、ケーシング９の内部５５を換気できるようになっている。
【００２７】
たとえば、ローター６の回転による遠心力によりケーシング９の内部５５の空気が周方向に設けられた連通孔５０から放出されると、フロントカバー２を貫通する貫通孔２ｃから外気がケーシング９の内部５５に吸い込まれる。したがって、このような空気の流れにより、ケーシング９の内部５５で発生した熱を外部５６に放出でき、さらには、ステーター５の連通孔５０を通過する空気によりステーター５を冷却できる。このため、ケーシング９の内部やステーター５の温度上昇によるモーター１の性能低下を抑制できる。
【００２８】
図３および図４に示すように、さらに具体的には、ステーターコア３０は、軸方向１０１に積層された６８枚のコアプレート１０を有する。このステーターコア３０は、隣接した１２枚のコアプレート１０が一組のコアユニット３０ａとなって周方向に３か所の連通孔５０を構成する積層構造体３９を採用している。したがって、ステーター５は、５組のコアユニット３０ａを含んでおり、ステーター５には、半径方向に貫通する１５個の連通孔５０が分散して配置されている。
【００２９】
図５に、ステーターコア３０を抜き出して軸方向１０１に展開した様子を示している。図６に、ステーターコア３０から１枚のコアプレート１０を抜き出して、前側１ａから見た様子を示している。図７に、ステーターコア３０の積層構造体３９を部分的に拡大して示している。
【００３０】
ステーター５を構成する複数のコアプレート１０はそれぞれ同じ形状をしており、図６に示すように、コアプレート１０は全体として外周縁１２の形状がほぼ円形で、内周縁１１の側が中空となった平たい環状のプレートである。コアプレート１０は、コアプレート１０の内周縁１１の側の一部を切り欠いて形成された第１の切欠き部２１と、コアプレート１０の外周縁１２の側の一部を切り欠いて形成された第２の切欠き部２２と、コアプレート１０を軸１００の方向に貫通するように形成された開口部２３とを含む。コアプレート１０に形成された第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２および開口部２３は、コアプレート１０の軸１００の周りに、図６の反時計方向に３回対称な位置に順番に配置されている。すなわち、第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２および開口部２３は、軸１００の周りに１２０度の角度を隔てた、回転対称な位置に配置されている。
【００３１】
第１の切欠き部２１は、コアプレート１０の内周縁１１の側が方形状に切り欠かれて形成されており、内側５５に向かって開放された開口部となっている。第２の切欠き部２２は、コアプレート１０の外周縁１２の側が方形状に切り欠かれて形成されており、外側５６に向かって開放された開口部となっている。開口部２３は、コアプレート１０のプレート部分１０ａのほぼ中央をコアプレート１０の厚み方向に貫通した方形状の開口であり、内側５５および外側５６のいずれにも繋がっていない。
【００３２】
第１の切欠き部２１の奥行き（半径方向の長さ）ｄ２１、第２の切欠き部２２の奥行きｄ２２、および開口部２３の奥行きｄ２３は、それぞれ、プレート部分１０ａの奥行きｄ１０の２／５程度であり、第１の切欠き部２１の幅（周方向の長さ）Ｗ２１、第２の切欠き部２２の幅Ｗ２２、および開口部２３の幅Ｗ２３は、ほぼ同じである。したがって、このコアプレート１０は、たとえば２枚のコアプレート１０を重ねて配置したときに、一方のコアプレート１０、たとえば上側のコアプレート１０を時計方向に１２０度回転（３回対称の回転角度）させると、開口部２３の内周側１１の一部が、隣接する（下側の）コアプレート１０の第１の切欠き部２１に対し一部が重なる。さらに、一方のコアプレート１０を時計方向に１２０度回転させると、開口部２３の外周側１２の一部が、隣接する（下側の）コアプレート１０の第２の切欠き部２２に対し一部が重なる。しかしながら、２枚のコアプレート１０を重ねて回転させても上側のコアプレート１０の第１の切欠き部２１の一部と下側のコアプレート１０の第２の切欠き部２２の一部は重ならない。
【００３３】
このため、ステーター５の積層構造部３９を製造する際に、複数のコアプレート１０を、第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２、および開口部２３が軸１００の周りに異なる配置となるように軸１００の周りに回転させて積層させることにより、異なる配置のコアプレート１０の第１の切欠き部２１、開口部２３、および第２の切欠き部２２を介してステーター５の内側５５と外側５６とを連通する連通孔５０を形成できる。すなわち、第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２、および開口部２３が軸１００の周りに異なる配置となるように、１２０度位相を変えた異位相配置の３枚のコアプレート１０のそれぞれ異なるコアプレート１０の第１の切欠き部２１、開口部２３、および第２の切欠き部２２を介してステーター５の内側５５と外側５６とを連通する連通孔５０を形成できる。あるいは、同位相配置の複数のコアプレート１０を含む３組（３グループ）の異位相配置のプレートグループの、それぞれ異なるプレートグループの第１の切欠き部２１、開口部２３、および第２の切欠き部２２を介してステーター５の内側５５と外側５６とを連通する連通孔５０を形成できる。
【００３４】
さらに、このモーター１はスロット数３（スロット数ｍが３）であり、コアプレート１０は、内周側１１の３か所が軸１００の方向、すなわち、内側５５に向かって突出した部分３６を含む。この突出した部分３６は、複数のコアプレート１０を積層することにより、スロット数３のステーターコア３０の３つのティース（突極部）を構成し、突出した部分３６の両側の凹部分３８が、ステーターコイル３５が巻装されるスロットとなる。３つのティースをそれぞれ構成する３つの突出した部分３６は、軸１００に対して３回対称、すなわち、１２０度の角度を隔てた回転対称な位置に配置されている。したがって、コアプレート１０は、ステーターコア３０を構成するための内部形状も３回対称であり、１２０度回転させると内部形状が一致し、１２０度位相の異なる配置のコアプレート１０を完全に重ねることができる。
【００３５】
このため、複数のコアプレート１０を、１２０度位相を変えて積層することはステーターコア３０を製造する際の支障とはならず、コアプレート１０を１２０度位相変えて積層することにより第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２および開口部２３を介して連通孔５０を形成できる。さらに、複数のコアプレート１０を、１２０度位相を変えて積層することにより、万一、コアプレート１０に厚みなどの寸法に公差の範囲で個体差があったとしても、その個体差を分散させることが可能であり、全体としてより精度の高いステーターコア３０およびステーター５を製造できる。
【００３６】
さらに、コアプレート１０には、外周側１２の一部が軸１００の側（内側）に向かって窪んだ３つのスリット３７が設けられている。複数のコアプレート１０を積層することにより、これらのスリット３７はボルト７を通して積層構造体３９を安定させるとともに、ステーター５とフロントカバー２およびリアカバー３とを一体化させるために用いられる。これら３つのスリット３７も、それぞれ軸１００に対して３回対称な位置、すなわち、１２０度の角度を隔てて設けられている。したがって、この点でもコアプレート１０を、１２０度位相をシフトさせて積層することが可能である。
【００３７】
さらに、コアプレート１０は、第１の切欠き部２１が形成されたプレート部分（第１の部分）１０ａ、第２の切欠き部２２が形成されたプレート部分（第２の部分）１０ａ、および開口部２３が形成されたプレート部分１０ａの奥行き（幅、半径方向の長さ）ｄ１０が、コアプレート１０の突出した部分３６のネック部分１０ｂの奥行きｄｍよりも広くなっている。具体的には、プレート部分１０ａの奥行きｄ１０は、ネック部分１０ｂの奥行きｄｍに、第１の切欠き部２１の奥行きｄ２１、第２の切欠き部２２の奥行きｄ２２または開口部２３の奥行きｄ２３を足した寸法と同じまたは大きい。したがって、コアプレート１０の第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２および開口部２３が形成された部分の第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２および開口部２３を除いた、磁性体として機能する部分の断面積は、ネック部分１０ｂの断面積と同じ、または大きくなるように設計されている。
【００３８】
このため、コアプレート１０においては、第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２および開口部２３が形成されているが、プレートは環状に連続しているので磁路は確保され、磁束が途切れることはない。また、環状の構造体としての強度が低下することはない。さらに、コアプレート１０の第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２および開口部２３が形成されているプレート部分１０ａの断面積は、コアプレート１０の断面積のもっとも小さくなりやすいネック部分１０ｂの断面積と同じ、または大きくなっている。このため、コアプレート１０の第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２および開口部２３が形成されているプレート部分１０ａで磁束密度が低下したり、磁束が飽和したりすることはない。また、コアプレート１０の第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２および開口部２３が形成されているプレート部分１０ａの機械的な強度が低下することもない。なお、コアプレート１０のスリット３７も、３つの突出した部分３６の外側に設けられているので、スリット３７の部分の断面積は十分に確保でき、磁束密度が低下したり、強度が低下したりしないようになっている。
【００３９】
このため、複数のコアプレート１０を、位相を変えて積層することにより、磁束の流れを妨げたり、強度を低下させることなく、内部５５と外部５６とを連通する連通孔５０を形成できる。したがって、ステーター５の磁界強度が低下してモーター１のトルクが低下したりする事態を未然に防止できる。逆に、連通孔５０を通じて換気できることにより、モーター１の内部の冷却効率を向上でき、また、ステーター５の冷却効率を向上できる。このため、温度上昇によるモーター１の性能の低下を抑制できる。
【００４０】
図７に、ステーターコア３０の内側５５と外側５６とを連通する連通孔５０が形成された部分の断面を拡大して示している。このステーターコア３０は４枚の同位相のコアプレート１０が重ねられたプレートグループ１１１、１１２および１１３を、１２０度異なる位相で積層し、合計１２枚のコアプレート１０により連通孔５０を構成している。このように、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２と、開口部２３とを含み、プレート自体は環状に繋がっており、プレート自体は内周縁１１の側から外周縁１２の側へ半径方向に切断あるいは分断されていないコアプレート１０を積層することにより、内部５５と外部５６とを連通する連通孔５０を形成できる。したがって、内部５５と外部５６とを連通する連通孔５０を有し、さらにコアプレート１０という最小構成部品の段階でも剛性が高く、さらに、周方向の磁気回路が切断されていない部品の積み重ねにより中空体であるステーターコア３０およびステーター５を製造できる。
【００４１】
さらに、このステーターコア３０に形成される連通孔５０は、軸１００の方向に位置が異なり、半径方向に軸１００からの距離の異なる第１の切欠き部２１、開口部２３および第２の切欠き部２２を繋いだものとなる。したがって、連通孔５０はストレートな孔ではなく、孔の内部にコアプレート１０の厚みによる適当な段差５８を含む。さらに、同位相の積層するコアプレート１０の枚数を制御することにより、段差５８の形状を制御することが可能である。このため、異物が連通孔５０を介してステーター５の内側５５、すなわち、モーター１の内部５５に侵入するのを抑制したり、連通孔５０を通過する空気とステーター５およびステーターコア３０との接触面積を増やして冷却効率を促進したりするような機能を連通孔５０に持たせることが可能となる。
【００４２】
さらに、コアプレート１０には第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２、および開口部２３を軸１００の周りに３回対称な位置に配置でき、スロット数３のステーター５の対称性に合わせることが可能である。したがって、１種類のコアプレート１０を、位相をずらして積層することにより、回転対称なステーター５としての形態を実現でき、それとともに、連通孔５０を形成できる。複数種類、たとえば、３種類のコアプレート１０を用意することも可能であるが、１種類のコアプレート１０を、位相をずらして積層し、ステーター５を製造することにより経済的なメリットがある。さらに、個々のコアプレート１０の公差を分散させることにより、さらに精度のよいステーター５を製造できるというメリットもある。
【００４３】
また、ステーター５およびステーターコア３０を構成する積層構造部３９は、コアプレート１０を位相をずらして配置するだけで連通孔５０を形成できるので、コアプレート１０の積層の仕方により様々な形状の連通孔５０を形成可能であり、さらには、連通孔５０を形成しないようにすることも可能である。たとえば、積層構造部３９のすべてのコアプレート１０を同位相で配置したり、第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２、および開口部２３が連通しないように位相を変えて配置することにより連通孔５０を持たないステーター５を提供することができる。
【００４４】
図７に示した例では、厚みが０．２〜０．５ｍｍ程度あるいはそれ以下のコアプレート１０を同位相で４枚積層し、同位相配置のプレートグループ１１１、１１２および１１３を異位相で配置することにより、連通孔５０の軸方向１０１のサイズＷ１と、第１の切欠き部２１および開口部２３の連通部分５０ａの半径方向のサイズＷ２とをほぼ同じ程度になるようにしている。これにより、内側５５から外側５６に至る開口断面がほぼ同じ連通孔５０を製造できる。また、コアプレート１０を積層してステーターコア３０を製造した後に、ステーターコア３０の表面にコーティングなどを施しても、それにより連通孔５０が塞がるのを抑制できる。
【００４５】
同位相配置のコアプレート１０の枚数を増やすことにより、さらに軸方向のサイズＷ１の大きな連通孔５０を形成することが可能である。逆に、同位相配置のコアプレート１０の枚数を減らすことにより、軸方向のサイズＷ１の小さな連通孔５０を形成することが可能である。たとえば、コアプレート１０を、すべて位相をずらして積層することも可能であり、コアプレート１０の厚みレベルのサイズの小さな、異物がさらに侵入しにくい連通孔５０を周囲に数多く設けたステーター５を提供することも可能である。このように、同位相で積層するコアプレート１０の枚数を制御することにより、中空体であるステーターコア３０の外側５６と内側５５とを連通する孔５０の断面積を簡単に制御できる。したがって、ステーターコア３０の形成される連通孔５０の数、サイズおよび傾斜角度を自由に制御できる。
【００４６】
さらに、このコアプレート１０により連通孔５０を備えたステーターコア３０およびステーター５を用いたモーター１においては、モーター１のケーシング９の周囲に３方向に分散して設けられた多数の連通孔５０によりケーシング９の内部５５に発生した熱を放出でき、さらに、ステーター５も冷却できる。
【００４７】
図８に、ステーター５を備えたモーター１の内部５５の上昇温度についての実験結果を示している。連通孔５０を有するモーター１の運転時間に対する温度上昇を実線８１で示し、比較例として連通孔５０を有しないモーターの温度上昇を破線８２で示している。測定時の周囲の温度は２７℃で、モーター１の回転数を３７ｋｒｐｍ、電流値を４．８Ａに設定した。本図からわかるように、運転時間が６００秒（１０分）を超えると比較例のモーターの内部の温度は７０℃を超えるのに対して、ステーター５に連通孔５０が設けられたモーター１の内部の上昇温度は約６５℃程度に抑えられている。したがって、ステーター５に連通孔５０を設けることにより、モーター１の温度上昇を抑制でき、モーター１の温度上昇による性能低下を抑制できる。
【００４８】
なお、上記のコアプレート１０は、第１の切欠き部２１、第２の切欠き部２２および開口部２３を３回対称な位置に設けているが、これらの切欠き部および開口部をｎ回対称な位置に設けることが可能である。ただし、ｎは３以上の整数である。さらに、ステーター５がスロット数ｍのステーター５であれば、ステーター５は、ｍ回対称な形状を備えている。このため、コアプレート１０も、ステーター５に関わる形状としてはｍ回対称な形状を備えており、それに合わせて、切欠き部および開口部は、（Ｃ×ｍ）回対称な位置に配置されていることが望ましい。ただし、ｍは１以上の整数であり、Ｃは１以上の整数であり、（Ｃ×ｍ）は３以上である。コアプレート１０をスロット数ｍのステーター５およびステーターコア３０を構成するために、回転対称な位置に位相をずらして配置すると、（Ｃ×ｍ）回対称な位置に配置された切欠き部および開口部が一部重複し、連通孔５０が形成される。
【００４９】
図９に、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２と、第１の開口部２４と、第２の開口部２５とを備えた、異なる例のコアプレート１２０を積層し、連通孔５０を形成した積層構造部３９を断面により示している。このコアプレート１２０は、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２と、第１の開口部２４と、第２の開口部２５とが４回対称な位置に配置されている。すなわち、このコアプレート１２０は、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２と、第１の開口部２４と、第２の開口部２５とが軸１００の周りに９０度ピッチで配置されており、３枚の同位相のコアプレート１２０が重ねられたプレートグループ１２１、１２２、１２３および１２４を、９０度異なる位相で積層し、合計１２枚のコアプレート１２０により、ステーターコア３０の内側５５と外側５６とを連通する連通孔５０を形成できる。
【００５０】
このコアプレート１２０は、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２とに加え、開口部として、隣接する環状のコアプレート１２０同士を軸１００の周りに回転したときに、ある角度、この例では９０度で第１の切欠き部２１に対し一部が重なる第１の開口部２４と、異なる角度、この例では２７０度で第２の切欠き部に対し一部が重なる第２の開口部２５とを含む。第２の開口部２５は、さらに異なる角度、この例では１８０度で第１の開口部２４と一部が重なる。したがって、９０度異なる位相で配置されたコアプレート１２０の第１の切欠き部２１と、第１の開口部２４と、第２の開口部２５と、第２の切欠き部２２とを介して、内側５５と外側５６とを連通する連通孔５０を形成できる。このコアプレート１２０を用いた積層構造部３９においても、同位相のコアプレート１２０を積層する数により連通孔５０のサイズ、傾き、積層構造部３９に構成される数などを自由に制御できる。
【００５１】
このコアプレート１２０は、第１の切欠き部２１と、第１の開口部２４と、第２の開口部２５と、第２の切欠き部２２とが４回対称な位置に配置されているので、スロット数２またはスロット数４のモーターのステーター５を構成するのに適している。また、連通孔５０を、第１の切欠き部２１と、第１の開口部２４と、第２の開口部２５と、第２の切欠き部２２との４つの空間の連結で構成するので、コアプレート１２０のプレート部分の断面欠損をさらに小さくできる。したがって、さらに、磁束密度を維持しやすく、強度の高いコアプレート１２０を提供できる。
【００５２】
図１０に、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２と、第１の開口部２４と、第２の開口部２５と、第３の開口部２６を備えた、さらに異なる例のコアプレート１３０を積層し、連通孔５０を形成した積層構造部３９を断面により示している。このコアプレート１３０は、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２と、第１の開口部２４と、第２の開口部２５と、第３の開口部２６とが５回対称な位置に配置されている。すなわち、このコアプレート１３０は、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２と、第１の開口部２４と、第２の開口部２５と、第３の開口部２６とが軸１００の周りに７２度ピッチで配置されており、３枚の同位相のコアプレート１３０が重ねられたプレートグループ１３１、１３２、１３３、１３４および１３５を、７２度異なる位相で積層し、合計１５枚のコアプレート１３０により、ステーターコア３０の内側５５と外側５６とを連通する連通孔５０を形成できる。
【００５３】
このコアプレート１３０は、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２とに加え、開口部として、隣接する環状のコアプレート１３０同士を軸１００の周りに回転したときに、５回対称のある角度で第１の切欠き部２１に対し一部が重なる第１の開口部２４と、５回対称の異なる角度で第２の切欠き部２２に対し一部が重なる第２の開口部２５とを含む。コアプレート１３０は、さらに、５回対称のさらに異なる角度で外周側の第２の開口部２５と内周側の第１の開口部２４と一部が重なる第３の開口部２６とを含んでいる。したがって、７２度異なる位相で配置されたコアプレート１３０の第１の切欠き部２１と、第１の開口部２４と、第３の開口部２６と、第２の開口部２５と、第２の切欠き部２２とを介して、内側５５と外側５６とを連通する連通孔５０を形成できる。このコアプレート１３０を用いた積層構造部３９においても、同位相のコアプレート１３０を積層する数により連通孔５０のサイズ、傾き、積層構造部３９に構成される連通孔５０の数などを自由に制御できる。
【００５４】
また、このコアプレート１３０は、第１の切欠き部２１と、第１の開口部２４と、第３の開口部２６と、第２の開口部２５と、第２の切欠き部２２とが５回対称な位置に配置されているので、スロット数５のモーターのステーター５を構成するのに適している。また、連通孔５０を、第１の切欠き部２１と、第１の開口部２４と、第３の開口部２６と、第２の開口部２５と、第２の切欠き部２２との５つの空間の連結で構成するので、コアプレート１３０のプレート部分の断面欠損をさらに小さくできる。したがって、さらに、磁束密度を維持しやすく、強度の高いコアプレート１３０を提供できる。
【００５５】
図１１に、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２とを備えた、さらに異なる例のコアプレート１４０を積層し、連通孔５０を形成した積層構造部３９を断面により示している。このコアプレート１４０は、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２とが４回対称な位置に配置されている。すなわち、このコアプレート１４０は、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２とが交互に軸１００の周りに９０度ピッチで配置されており、４枚の同位相のコアプレート１４０が重ねられたプレートグループ１４１および１４２を、９０度異なる位相で積層し、合計８枚のコアプレート１４０により、ステーターコア３０の内側５５と外側５６とを連通する孔５０を形成できる。
【００５６】
このコアプレート１４０は、隣接する環状のコアプレート１４０同士を軸１００の周りに回転したときに、一部が重なる第１の切欠き部２１と第２の切欠き部２２とを備えている。したがって、９０度異なる位相で配置されたコアプレート１４０の第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２とを介して、内側５５と外側５６とを連通する孔５０を形成できる。このコアプレート１４０を用いた積層構造部３９においても、同位相のコアプレート１４０を積層する数により連通孔５０のサイズ、傾き、積層構造部３９に構成される連通孔５０の数などを自由に制御できる。また、このコアプレート１４０は、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２とが４回対称な位置に配置されているので、スロット数２またはスロット数４のモーターのステーター５を構成するのに適している。さらに、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２とを２回対称な位置、すなわち、第１の切欠き部２１と、第２の切欠き部２２とを軸１００の周りに１８０度離れた位置に配置することも可能である。
【００５７】
また、ステーター５およびそれを構成するコアプレート１０の形状は、スロット数に限らず様々なものが可能である。たとえば、ティースの形状は上記に限定されない。さらに、ステーターコイル３５とティース３６との間にインシュレータを設置したステーターであってもよい。さらに、ブラッシュレスタイプに限定されず、ブラッシュタイプのモーターおよびステーターに対しても本発明は適用できる。また、インナーローター型のモーターに限らず、アウターローターが環状プレートを用いた積層型であれば、アウターローターにも本発明は適用可能である。さらに、本発明は、モーターのステーターに限らず、環状プレートを積層して中空部分を形成した中空体であれば適用でき、他の用途の装置および部品にも適用可能である。たとえば、適当な大きさの粒子などを分離する中空フィルタにおいては、積層する同位相の環状プレートの数により様々な口径の連通孔を備えたものを提供できる。触媒体との接触面積を確保する必要がある排ガス除去装置などの触媒体を含む装置においては、多段の連通孔により、いっそう接触面積が大きく触媒反応を促進できる装置を提供できる。その他、流体を分散して入出力するようなノズル、環状の弾性体が積層された免振装置などを挙げることができるが、それらに本発明は限定されない。
【符号の説明】
【００５８】
１  モーター（電動機）、  ５  ステーター（固定子）、  ６  ローター（回転子）
１０、１２０、１３０、１４０  コアプレート、
１１  内周縁、  １２  外周縁、
２１  第１の切欠き部、  ２２  第２の切欠き部、  ２３  開口部、
３０  ステーターコア（固定子鉄心）、  ３５  ステーターコイル（固定子巻線）
５０  連通孔、  １００  軸、  １０１  軸方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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