JP2008219997A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化した場合であっても、容易に組み付けることができ、且つ加工コストの増大を防止することができるブラシレスモータを提供する。
【解決手段】コイル４８が巻装されたステータ３と、ステータ３に対して回転自在に設けられたロータ４とを備えたブラシレスモータ１において、コイル４８を予め巻回して空芯コイル５２を形成し、ステータ３は、略筒状に形成されたステータコア４４と、ステータコア４４から径方向内側に向かって突出し、且つ空芯コイル５２が径方向に着脱可能な複数のティース部４６とを有し、各ティース部４６間に、空芯コイル５２の抜け方向への移動を規制する抜け止めインシュレータ５４，５５を介装した。
【選択図】図１

Description

この発明は、ステータとロータとを有するブラシレスモータに関するものである。

一般に、ブラシレスモータは、有底筒状のヨークに内嵌固定されたステータと、このステータに対して回転自在に設けられたロータとを有している。
ステータは、略円筒状のステータコアを有し、このステータコアにコイルを巻装するための複数のティース部が径方向内側に向かって突出形成されている。各ティース部間には軸方向に延びる蟻溝状のスロットが形成され、このスロットからコイルを挿通して各ティース部にコイルを巻装するようになっている。一方、ロータは、ヨークに回転自在に支持されている回転軸を有し、この回転軸に永久磁石が周方向に沿って配置されている。
このように構成されたブラシレスモータは、コイルに通電するとティース部に磁界が形成され、ロータの永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が駆動する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開２００１−６１２６５号公報 特開２００５−１１０３９１号公報

ところで、近年、ブラシレスモータの用途が広がるにつれて、さらなる小型化が要望されている。しかしながら、上述の従来技術にあっては、ただ単に各部品を縮小してブラシレスモータの小型化を図ろうとすると加工や組み付けが困難になる。とりわけ、ステータにあっては、ティース部にコイルを巻装する等の組み付けが困難になり、且つ加工に高度な技術を要するという課題がある。

また、ティース部にコイルを巻装するにあたり、各ティース部を分割構成して各々ティース部単独でコイルを巻装する方法も考えられる。しかしながら、各ティース部の加工コストが増大するばかりか、組み付けが困難になり、これらを考慮するとブラシレスモータの小型化に限界があるという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小型化した場合であっても、容易に組み付けることができ、且つ加工コストの増大を防止することができるブラシレスモータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、コイルが巻装されたステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備えたブラシレスモータにおいて、前記コイルを予め巻回して空芯コイルを形成し、前記ステータは、略筒状に形成されたステータコアと、該ステータコアから径方向内側に向かって突出し、且つ前記空芯コイルが径方向に着脱可能な複数のティース部とを有し、各ティース部間に、前記空芯コイルの抜け方向への移動を規制する抜け止めインシュレータを介装したことを特徴とする。
このように構成することで、予めコイルを巻回して形成した空芯コイルをステータのティース部に装着するだけでティース部へのコイルの巻装作業を完了させることができる。また、抜け止めインシュレータによって、ティース部から空芯コイルが抜け出てしまうのを防止することができる。
さらに、ティース部に空芯コイルを装着するだけでよいので、巻装装置等を用いたコイルの巻装作業が必要なくなる。

請求項２に記載した発明は、前記抜け止めインシュレータは、各ティース部間に介装する複数の介装部と、前記複数の介装部の一端をそれぞれ連結するリング部とを一体成形したものであることを特徴とする。
このように構成することで、各ティース部間に複数の介装部を一度の作業で介装させることができる。
また、複数の介装部がリング部で連結されているため、このリング部によって各介装部が径方向内側に向かって移動し、各ティース部間から抜け出てしまうことを防止することができる。

請求項３に記載した発明は、前記抜け止めインシュレータは、軸方向で２分割に構成されていることを特徴とする。
このように構成することで、抜け止めインシュレータを一つにした場合と比較して介装部の軸方向の長さを短く設定することができる。このため、介装部の剛性を抜け止めインシュレータが一つの場合と比較して高めることができる。

請求項４に記載した発明は、前記抜け止めインシュレータの前記介装部の断面形状は、前記ティース部と前記空芯コイルとの間に形成された空隙の形状に対応するように形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、各介装部が径方向内側に向かって移動し、各ティース部間から抜け出てしまうことをより確実に防止することができるのに加え、各介装部のガタツキを防止することができる。

請求項５に記載した発明は、前記ステータは、磁性材の金属板を積層して成るものであって、前記ステータコアの外周面には、前記ティース部に対応する部位に溶接用の凹部が軸方向全体に渡って形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、ステータコアの外径を大きくせずに、且つステータコアに形成される磁路を妨害することなく、金属板を積層してステータを形成することが可能になる。

請求項６に記載した発明は、前記ステータコアの内周面と、前記ティース部の周方向の側面とを絶縁シートで覆い、前記ティース部に前記絶縁シートを介して前記空芯コイルが装着されていることを特徴とする。
このように構成することで、絶縁手段として比較的薄肉の絶縁シートでティース部と空芯コイルとの絶縁を図るのでティース部を肥大化させるおそれがない。

請求項１に記載した発明によれば、予めコイルを巻回して形成した空芯コイルをステータのティース部に装着するだけでティース部へのコイルの巻装作業を完了させることができる。このため、ステータを小型化した場合であっても容易にティース部にコイルを巻装することが可能になる。
また、抜け止めインシュレータによって、ティース部から空芯コイルが抜け出てしまうことを防止することができるため、空芯コイルが径方向に着脱可能となるようにティース部を形成しても、確実にティース部に空芯コイルを装着させることができる。
さらに、ティース部に空芯コイルを装着するだけでよいので、巻装装置等を用いたコイルの巻装作業が必要なくなる。このため、各ティース部を分割構成等する必要がなく、加工コストの増大を防止することができる。

請求項２に記載した発明によれば、各ティース部間に複数の介装部を一度の作業で介装させることができるため、容易に抜け止めインシュレータをステータに装着することができ、組み付け性を向上させることができる。
また、複数の介装部がリング部で連結されているため、このリング部によって各介装部が径方向内側に向かって移動し、各ティース部間から抜け出てしまうことを防止することができる。よって、より確実に空芯コイルの抜けを防止することができる。

請求項３に記載した発明によれば、抜け止めインシュレータを一つにした場合と比較して介装部の軸方向の長さを短く設定することができる。このため、介装部の剛性を抜け止めインシュレータが一つの場合と比較して高めることができる。よって、確実に空芯コイルの抜けを防止することができると共に、抜け止めインシュレータがブラシレスモータの駆動時にバタつくのを防止することができる。

請求項４に記載した発明によれば、各介装部が径方向内側に向かって移動し、各ティース部間から抜け出てしまうことをより確実に防止することができるのに加え、各介装部のガタツキを防止することができる。このため、抜け止めインシュレータの装着状態を安定させることができる。

請求項５に記載した発明によれば、ステータコアの外径を大きくせずに、且つステータコアに形成される磁路を妨害することなく、金属板を積層してステータを形成することが可能になる。このため、ステータの大型化を防止しつつ、効果的にティース部に磁束を形成することができ、小型で高効率なブラシレスモータを提供することが可能になる。

請求項６に記載した発明によれば、絶縁手段として比較的薄肉の絶縁シートでティース部と空芯コイルとの絶縁を図るのでティース部を肥大化させるおそれがない。このため、少スペースで確実にティース部周囲にコイル巻装スペースを確保することができ、さらにブラシレスモータの小型化を図ることができる。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ブラシレスモータ１は、ヨーク２と、このヨーク２に内嵌固定されたステータ３と、ステータ３に対して回転自在に設けられたロータ４とを有する所謂インナーロータ型の電動モータである。

ヨーク２は、有底筒状に形成されたものであって、周壁５とエンド部（底部）６とを有している。周壁５の内周面側には、エンド部６寄りに段差によって径方向内側に縮径された縮径部７が形成されている。この縮径部７によって形成された段差部８にステータ３が当接することでステータ３の軸方向の位置決めが行われるようになっている。
ヨーク２のエンド部６には、径方向略中央に軸受けハウジング１０が形成され、ここに、回転軸９の一端側を回転自在に支持するための軸受け１１が挿入されている。尚、周壁５の外径Ｅ１は約２０〜３０ｍｍ程度に設定されている。

ロータ４は、回転軸９にリング状の永久磁石１２を外嵌固定したものである。この永久磁石１２は、周方向に磁極が順番に変わるように着磁（この実施形態では８極に着磁）されている。
回転軸９の他端側は、ヨーク２の開口部２ａを閉塞するリヤブラケット１３に回転自在に支持されている。

リヤブラケット１３は、略円盤状に形成されヨーク２に内嵌するインロー部１５を有している。インロー部１５の外周面には、複数の雌ネジ部１７が周方向に等間隔で刻設されている一方、ヨーク２の周壁５には、インロー部１５の雌ネジ部１７に対応する部位にボルト孔１８が形成されている。これら雌ネジ部１７、及びボルト孔１８にボルト１９が螺入されることによって、リヤブラケット１３は、ヨーク２に対して周方向に回転不能となっている。

インロー部１５の径方向略中央には、ロータ４の永久磁石１２側（図１における下側）に向かって突出する軸受けハウジング１６が形成されている。この軸受けハウジング１６には、回転軸９を挿通可能にする挿通孔２０が形成され、ここに回転軸９の他端側を回転自在に支持するための軸受け１４が圧入固定されている。
インロー部１５の軸受けハウジング１６とは反対側（図１における上側）には、外周縁にフランジ部２１が形成されている。このフランジ部２１がヨーク２の開口端に当接することによって、リヤブラケット１３の軸方向の位置が決定するようになっている。

また、インロー部１５の軸受けハウジング１６とは反対側には、径方向略中央に段付き凹部２２が形成されており、ここにロータリ２３が収納されている。
ロータリ２３は、回転軸９の回転角度を検出するためのロータリエンコーダ２５を構成するものであって、回転軸９の他端にボルト２６によって締結固定されている。このロータリ２３は、段付き筒状に形成されたハブ２７を有している。このハブ２７は、回転軸９に外嵌される第一筒部２７ａと、この第一筒部２７ａのロータ４とは反対側に設けられ第一筒部２７ａよりも拡径された第二筒部２７ｂとを備えている。

第一筒部２７ａの内周面側には、第二筒部２７ｂ寄りにボルト孔３０が形成され、ここにボルト２６が螺入されるようになっている。第二筒部２７ｂの外周面には、略円環状のセンサマグネット２８が外嵌固定されている。また第二筒部２７ｂの第一筒部２７ａとは反対側端には、外フランジ部２９が形成されている。

この外フランジ部２９にセンサマグネット２８が当接することによって、センサマグネット２８の軸方向の位置決めが行われる。外フランジ部２９の径方向略中央には、ロータリスケール３１が設けられている。ロータリスケール３１の径方向略中央には、ロータリ２３を締結固定するときに使用される工具（不図示）を挿通可能にする挿通孔３２が形成されている。

ロータリ２３の外方には、これを覆う有底筒状のホルダー３３が設けられている。このホルダー３３は、ロータリエンコーダ２５を構成するロータリ検出ユニット２４の位置決めを行うためのものであって、ロータリ検出ユニット２４がホルダー３３の外面を覆うように取付けられている。ロータリ検出ユニット２４は、断面略コの字状に形成されたフレキシブル基板３４に各種装置を実装したものである。

具体的には、フレキシブル基板３４には、ホルダー３３のエンド部（底壁）３３ａに対応する部位にセンサモジュール３５が実装され、ホルダー３３の周壁３３ｂに対応する部位にホールＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）３６が実装されている。
尚、ホルダー３３には、これらセンサモジュール３５、及びホールＩＣ３６に対応する部位にそれぞれ孔３７、切り欠き部３８が形成されている。また、ホルダー３３の周壁３３ｂには、開口部側周縁に外フランジ部３９が形成され、ここのホールＩＣ３６に対応する部位にフレキシブル基板３４の端部を格納可能な格納溝４０が形成されている。

ロータリ検出ユニット２４の外方には、これを覆うカバー４１が設けられている。カバー４１は、有底筒状に形成されたものであって、エンド部（底壁）４１ａと周壁４１ｂとを有している。カバー４１は、周壁４１ｂの開口部を閉塞するリヤブラケット１３に取付けられている。また、周壁４１ｂには、ロータリ検出ユニット２４のフレキシブル基板３４を外側に引き出すための切り欠き部４２が形成されている。この切り欠き部４２から引き出されたフレキシブル基板３４は、不図示の制御機器に接続されるようになっている。

図１〜図４に示すように、ステータ３は、磁性材料の板材をプレス等で打ち抜いた金属板４３を軸方向に積層して成るものであって、略円筒状のステータコア４４を有している。ステータコア４４は、周壁を形成するコア本体４５と、コア本体４５から径方向内側に向かって突設された複数（この実施形態では９個）のティース部４６とが一体成形されたものである。

コア本体４５は、ステータコア４４の環状の磁路を形成する部分であり、且つヨーク２の内周面に内嵌固定される部分である。コア本体４５の外周面には、ティース部４６に対応する部位に凹部４７が軸方向に全体に渡って形成されている。この凹部４７は、金属板４３同士の溶接を行う部分である。すなわち、ステータコア４４は、金属板４３を軸方向に積層した状態で凹部４７にレーザー溶接等を行うことで積層状態を維持できるようになっている。このため、凹部４７には、溶接棒等が溶融することによって形成された溶接部４７ａが存在している。このようにすることで、ステータコア４４は、この外径を大きくせずに、且つステータコア４４に形成される磁路を妨害することなく、金属板４３の積層状態を維持できるようになっている。

一方、各ティース部４６はコイル４８を巻装する部分であって、周方向に等間隔で設けられている。ティース部４６は、軸方向平面視略矩形に形成されている。各ティース部４６には、それぞれ絶縁シート４９が装着され、この絶縁シート４９を介して各ティース部４６にコイル４８が巻装されている。

図５に示すように、絶縁シート４９は可撓性の紙状から成るものであって、ティース部４６の周方向の側面４６ａ，４６ａを覆う一対のティース絶縁部５０，５０と、コア本体４５の内周面を覆うコア絶縁部５１とが屈曲形成されている。そして、絶縁シート４９は、ティース絶縁部５０，５０とコア絶縁部５１とで断面コの字状を形成し、コイル４８を収納するための収納凹部６８を形成している。

また、絶縁シート４９の軸方向の長さＬ１は、ティース部４６の軸方向の長さＬ２よりもやや長くなるように設定されており、ティース部４６、及びコア本体４５と、コイル４８とが確実に絶縁されるようになっている。尚、絶縁シート４９の厚さは、０．１３ｍｍ程度であることが望ましい。

ここで、図６〜図８に示すように、コイル４８は、予め巻回した状態で空芯コイル５２を形成してある。この空芯コイル５２は、中空状にコイル４８を巻回したものであって、端末部４８ａ，４８ａが軸方向リヤブラケット１３側（図６、図７に示す上側）に向かって引き出されている。空芯コイル５２の中空部５３は、ティース部４６の形状に対応して略矩形に形成されている。すなわち、空芯コイル５２は、ティース部４６に対して径方向に沿って着脱自在になっている。

また、空芯コイル５２は、ステータコア４４に対して径方向内側から径方向外側に向かってコイル４８のターン数が多くなるように巻回されている。つまり、空芯コイル５２の径方向外側には、径方向内側よりも巻太った巻太り部５２ａが形成されており、空芯コイル５２は、軸方向平面視で径方向外側に向かって徐々に広がるように略台形状になっている。

これによって、ティース部４６間のスロット（空隙）Ｓの形状に対応してティース部４６にコイル４８を巻装することができ、コイル４８の占積率を向上させることができるようになっている。尚、空芯コイル５２の軸方向平面視での広がり角度θ（図８参照）は、ティース部４６が周方向に９個、つまり、スロット数が９のとき、約６０°程度であることが望ましい。

図１〜図３、及び図８〜図１０に示すように、ティース部４６に空芯コイル５２を装着したステータコア４４には、一対の抜け止めインシュレータ５４，５５が軸方向外側からステータコア４４側に向かって挿入するようにしてそれぞれセットされている。これら抜け止めインシュレータ５４，５５は、空芯コイル５２の抜け方向への移動を規制するためのものであって、ステータコア４４の軸方向両端に配置された略円環状のリング部５６，５７を有している。このリング部５６，５７は、内周面５６ａ，５７ａが軸方向平面視略円形に、外周面５６ｂ，５７ｂが軸方向平面視略多角形に形成されている。

リング部５６，５７には、各ティース部４６間に形成されたスロットＳに対応する部位に介装部５８，５９が軸方向に沿って突出形成されている。この介装部５８，５９は、ティース部４６間に介装する部位であって、各リング部５６，５７からステータコア４４の軸方向中央に至るように延出している。すなわち、各介装部５８，５９の軸方向の長さＬ３は、ティース部４６の軸方向長さＬ２（図４参照）の半分の長さＬ２／２と、絶縁シート４９のステータコア４４軸方向端面４４ａから突出する長さα（図２、図３参照）とを足した長さに設定されている。

また、介装部５８，５９は、ティース部４６と空芯コイル５２との間に形成される空隙Ｓ’に対応するように断面略五角形に形成されており、底面５８ａ，５９ａ、一対の側面５８ｂ，５８ｂ，５９ｂ，５９ｂ、及び一対の斜面５８ｃ，５８ｃ，５９ｃ，５９ｃを有している（図８参照）。
より詳しくは、図８に示すように、底面５８ａ，５９ａは、リング部５６，５７の内周面５６ａ，５７ａに対応するように円弧状に形成されている。

この底面５８ａ，５９ａから一対の側面５８ｂ，５８ｂ，５９ｂ，５９ｂが径方向外側に向かって徐々に広がるように形成されている。そして、これら両側面５８ｂ，５９ｂから一対の斜面５８ｃ，５８ｃ，５９ｃ，５９ｃが介装部５８，５９の周方向中心に向かって延出し、且つ互いの交差稜線部が径方向外側に向かって突出するように形成されている。尚、リング部５６，５７の外周面５６ｂ，５７ｂの稜線部は、介装部５８，５９の交差稜線部に対応するように形成されている。

これによって、介装部５８，５９は、この側面５８ｂ，５９ｂがティース部４６の側面４６ａに、また、斜面５８ｃ，５９ｃが空芯コイル５２に当接するようになっている。
すなわち、介装部５８，５９は、空芯コイル５２の抜け方向（径方向内側）に向かって移動しようとしても介装部５８，５９の側面５８ｂ，５９ｂとティース部４６の側面４６ａとが突っ張りあうため、軸方向に移動可能、且つ径方向に移動不可能な構造になっている。しかも、介装部５８，５９の斜面５８ｃ，５９ｃが空芯コイル５２に当接することによって、空芯コイル５２は、径方向でコア本体４５と介装部５８，５９とで挟持された状態になるため、空芯コイル５２がティース部４６上でガタツクおそれがない。

図９、図１０に示すように、介装部５８，５９の先端には、周方向両側に斜めに切り欠かれた面取り部６０，６１が形成されている。これによって、介装部５８，５９をそれぞれティース部４６間に挿入する際、スムーズに挿入することが可能となっている。
一方、図１、図２、図９に示すように、一対の抜け止めインシュレータ５４，５５のうちのリヤブラケット１３側に取付けられる抜け止めインシュレータ５４には、リング部５６に略円環状のインロー部６２が形成されている。

このインロー部６２は、後述する配電板６３の径方向、及び軸方向の位置決めを行うためのものであって、リング部５６の内周縁から軸方向外側に向かって延出するように形成されている。また、インロー部６２は、リング部５６よりも縮径されており、これによって段差部６４が形成されている。

配電板６３は、ステータ３のティース部４６に装着されている空芯コイル５２に外部電力を供給するためのものであって、略円盤状の基板６５と、この基板６５に電気的に接続されているリード線６６とを有している。基板６５の内周には、抜け止めインシュレータ５４のインロー部６２が内嵌されている。また、基板６５のステータ３側の面は、抜け止めインシュレータ５４の段差部６４に当接した状態になっている。これによって、配電板６３は、抜け止めインシュレータ５４のインロー部６２によって径方向、及び軸方向の位置決めが行われる。

また、基板６５には、空芯コイル５２を形成するコイル４８の端末部４８ａ，４８ａが電気的に接続されている。一方、基板６５に電気的に接続されているリード線６６は、ヨーク２の周壁５に設けられたグロメット６７を介して外部へと引き出され、不図示の外部電源に電気的に接続されている。これによって、外部電源の電力を配電板６３を介してステータ３のコイル４８に供給することが可能になる。

次に、ステータ３の組み付け手順について説明する。
まず、図４に示すように、磁性材料の金属板４３を軸方向に積層してステータコア４４を形成し、このステータコア４４の各ティース部４６間に絶縁シート４９を取付ける。このとき、絶縁シート４９のコア絶縁部５１がコア本体４５側に、ティース絶縁部５０がティース部４６の側面４６ａ側に位置するように取付ける。

次に、図７に示すように、コイル４８を予め巻回して形成した空芯コイル５２をティース部４６の径方向内側からから挿入し、空芯コイル５２がステータコア４４のコア本体４５に当接するまで押込む。すると、ティース部４６にコイル４８が巻装された状態となり、ティース部４６間のスロットＳ、つまり、絶縁シート４９の収納凹部６８にコイル４８が収納された状態になる。このとき、空芯コイル５２の巻太り部５２ａが径方向外側に向くようにして、空芯コイル５２をティース部４６に挿入する。

続いて、図２に示すように、一対の抜け止めインシュレータ５４，５５のうちのリヤブラケット１３側の抜け止めインシュレータ５４をステータコア４４に装着する。この抜け止めインシュレータ５４は、ステータコア４４の空芯コイル５２の端末部４８ａが引き出されている側に装着する。

ステータコア４４に抜け止めインシュレータ５４を装着するには、まず、抜け止めインシュレータ５４の介装部５８をステータコア４４側に向ける。このとき、各介装部５８がステータコア４４のティース部４６間に位置するようにする。そして、抜け止めインシュレータ５４を軸方向に沿ってステータコア４４に向かって挿入する。すると、図８に示すように、抜け止めインシュレータ５４の介装部５８が各ティース部４６間に介装され、空芯コイル５２のティース部４６に対する抜け方向への移動が規制される。

同様に、図３に示すように、一対の抜け止めインシュレータ５４，５５のうちのリヤブラケット１３とは反対側の抜け止めインシュレータ５５をステータコア４４に装着する。この抜け止めインシュレータ５５は、ステータコア４４の空芯コイル５２の端末部４８ａが引き出されているのとは反対側に装着する。これによって、ステータ３の組み付けが完了する。

したがって、上述の実施形態によれば、予めコイル４８を巻回して形成した空芯コイル５２をステータコア４４のティース部４６に装着するだけでティース部４６へのコイル４８の巻装作業を完了させることができる。このため、ブラシレスモータ１を小型化するにあたってステータ３を小型化した場合であっても容易にティース部４６にコイル４８を巻装することが可能になる。

しかも、空芯コイル５２の径方向外側には、径方向内側よりも巻太った巻太り部５２ａが形成されており、空芯コイル５２は軸方向平面視で略台形状になっている。このため、ティース部４６間のスロットＳのスペースを有効活用することが可能になり、コイル４８の占積率を向上させることができる。

また、抜け止めインシュレータ５４，５５によってティース部４６から空芯コイル５２が抜け出てしまうことを防止することができる。このため、ティース部４６を空芯コイル５２が径方向に着脱可能なように軸方向平面視略矩形に形成した場合であっても、確実にティース部４６に空芯コイル５２を装着させることができる。
さらに、ティース部４６に空芯コイル５２を装着するだけでよいので、従来のように巻装装置等を用いたコイル４８の巻装作業が必要なくなる。このため、各ティース部４６を分割構成等する必要がなく、加工コストの増大を防止することができる。

そして、抜け止めインシュレータ５４，５５は、複数の介装部５８，５９がリング部５６，５７で連結されているため、各ティース部４６間に介装部５８，５９を一度の作業で介装させることができる。このため、容易に抜け止めインシュレータ５４，５５をステータに装着することができ、組み付け性を向上させることができる。

また、リング部５６，５７によって各介装部５８，５９が連結されているのに加え、介装部５８，５９がティース部４６と空芯コイル５２との間に形成される空隙Ｓ’に対応するように断面略五角形に形成されている。このため、確実に各介装部５８，５９が径方向内側に向かってティース部４６から抜け出てしまうことを防止することができると共に、抜け止めインシュレータ５４，５５の装着状態を安定させることができる。

さらに、一対の抜け止めインシュレータ５４，５５をステータコア４４の軸方向両端側から装着する構造としているので、各介装部５８，５９の軸方向の長さＬ３をティース部４６の軸方向の長さＬ２（図４参照）の半分の長さＬ２／２と、絶縁シート４９におけるステータコア４４の軸方向端面４４ａから突出する長さα（図２、図３参照）とを足した長さに設定することができる。つまり、抜け止めインシュレータを一つにした場合と比較して介装部５８，５９の軸方向の長さＬ３を短く設定することができる。このため、介装部５８，５９の剛性を抜け止めインシュレータが一つの場合と比較して高めることができる。よって、確実に空芯コイル５２の抜けを防止することができると共に、抜け止めインシュレータ５４，５５のブラシレスモータ１の駆動時のバタつきを防止することができる。

また、コア本体４５の外周面には、ティース部４６に対応する部位に凹部４７が軸方向に全体に渡って形成され、ここにレーザー溶接等を行うようになっている。このため、ステータコア４４の外径を大きくせずに、且つステータコア４４に形成される磁路を妨害することなく、金属板４３を積層してステータ３を形成することが可能になる。このため、ステータ３の大型化を防止しつつ、効果的にティース部４６に磁束を形成することができ、小型で高効率なブラシレスモータ１を提供することが可能になる。

さらに、ティース部４６とコイル４８との絶縁を図るために比較的薄肉の絶縁シート４９を使用しているため、ティース部４６を肥大化させることなく、空芯コイル５２とティース部４６との絶縁を図ることができる。よって、少スペースで確実にティース部４６の周囲にコイル巻装スペースを確保することができ、さらにブラシレスモータ１の小型化を図ることができる。

尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、ステータ３が磁性材料の金属板４３を軸方向に積層して成るものである場合について説明したが、これに限られるものではなく、圧粉磁性体で形成してもよい。

この場合、コア本体の外周面にレーザー溶接等を行うための凹部（例えば、この実施形態では凹部４７）を形成する必要はない。このように構成することで、金属板４３を磁性材料の板材からプレス等で打ち抜いた際に生じる歪みがないため、この歪みによる磁気、又は鉄損特性の悪化がない。

さらに、上述の実施形態では、ティース部４６とコイル４８との絶縁を図るために比較的薄肉で紙状の絶縁シート４９を使用した場合について説明したが、シート状のものであれば樹脂製のものでもよく、また、例えば、ティース部４６をエポキシ電着塗装してもよい。この場合、エポキシ電着塗装の膜厚は５０μｍ程度であることが望ましい。このように構成することで、さらにティース部４６の周囲にコイル巻装スペースを確保するで、よりブラシレスモータ１の小型化を図ることができる。

そして、上述の実施形態では、空芯コイル５２の径方向外側に径方向内側よりも巻太った巻太り部５２ａが形成されている場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、ステータコア４４のティース部４６が奇数個（この実施形態では９個）ではなく、偶数個であった場合には、図１１に示すように、径方向外側（図１１における上側）が巻太りしている第一空芯コイル７０ａと、径方向内側（図１１における下側）が巻太りしている第二空芯コイル７０ｂとの２種類を用意し、これら第一空芯コイル７０ａと第二空芯コイル７０ｂとをティース部４６に周方向に交互となるように取付けてもよい。

このように構成することで、ティース部４６間のスロットＳのスペースにさらに無駄なくコイル４８を配置することが可能になる、これによってコイル４８の占積率をさらに向上させることができる。
また、空芯コイル５２を用いて各々空芯コイル５２の向きを互い違いにティース部４６に挿入するようにしてもよい。このようにすれば、端末部の周方向の位置が同一円上とはならないが、１種類の空芯コイル５２だけでより占積率を向上させることが可能になる。

さらに、上述の実施形態では、抜け止めインシュレータを軸方向で２分割に構成し、一対の抜け止めインシュレータ５４，５５をステータコア４４に装着した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、一つの抜け止めインシュレータをステータコア４４に装着してもよい。

この場合、一対の抜け止めインシュレータ５４，５５のうちの一方の介装部５８（５９）の軸方向の長さをティース部４６の軸方向の長さＬ２（図４参照）と、絶縁シート４９におけるステータコア４４の軸方向端面４４ａから突出する長さα（図２、図３参照）とを足した長さに設定する。また、抜け止めインシュレータを一つとする場合、リヤブラケット１３側の抜け止めインシュレータ５４の介装部５８を延長し、これを使用するのが望ましい。

そして、上述の実施形態では、一対の抜け止めインシュレータ５４，５５のうちのリヤブラケット１３側の抜け止めインシュレータ５４を先にステータコア４４に装着した後、リヤブラケット１３とは反対側の抜け止めインシュレータ５５をステータコア４４に装着する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、リヤブラケット１３とは反対側の抜け止めインシュレータ５５を先にステータコア４４に装着した後、リヤブラケット１３側の抜け止めインシュレータ５４をステータコア４４に装着してもよい。

本発明の実施形態におけるブラシレスモータの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態におけるステータの斜視図である。 本発明の実施形態におけるステータの斜視図である。 本発明の実施形態におけるステータコアに絶縁シートを取付けた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態における絶縁シートの斜視図である。 本発明の実施形態における空芯コイルの斜視図である。 本発明の実施形態におけるステータコアに絶縁シートと空芯コイルを取付けた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態におけるステータコアに抜け止めインシュレータを装着した状態を示す平面図である。 本発明の実施形態における抜け止めインシュレータの斜視図である。 本発明の実施形態における抜け止めインシュレータの斜視図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。

符号の説明

１ ブラシレスモータ
３ ステータ
４ ロータ
４３ 金属板
４４ ステータコア
４６ ティース部
４７ 凹部
４８ コイル
４９ 絶縁シート
５２ 空芯コイル
５４，５５ 抜け止めインシュレータ
５６，５７ リング部
５８，５９ 介装部

Claims (6)

1. コイルが巻装されたステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備えたブラシレスモータにおいて、
   前記コイルを予め巻回して空芯コイルを形成し、
   前記ステータは、略筒状に形成されたステータコアと、該ステータコアから径方向内側に向かって突出し、且つ前記空芯コイルが径方向に着脱可能な複数のティース部とを有し、
   各ティース部間に、前記空芯コイルの抜け方向への移動を規制する抜け止めインシュレータを介装したことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記抜け止めインシュレータは、各ティース部間に介装する複数の介装部と、前記複数の介装部の一端をそれぞれ連結するリング部とを一体成形したものであることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記抜け止めインシュレータは、軸方向で２分割に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のブラシレスモータ。
4. 前記抜け止めインシュレータの前記介装部の断面形状は、前記ティース部と前記空芯コイルとの間に形成された空隙の形状に対応するように形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のブラシレスモータ。
5. 前記ステータは、磁性材の金属板を積層して成るものであって、
   前記ステータコアの外周面には、前記ティース部に対応する部位に溶接用の凹部が軸方向全体に渡って形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載のブラシレスモータ。
6. 前記ステータコアの内周面と、前記ティース部の周方向の側面とを絶縁シートで覆い、
   前記ティース部に前記絶縁シートを介して前記空芯コイルが装着されていることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載のブラシレスモータ。

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