JP3750790B2 - ブラシレスモータ及びこれを使用した医療用ハンドピース - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、小型のブラシレスモータ、特に、医療用の切削あるいは研磨機器の回転駆動手段として用いられるブラシレスモータ及びこれを使用した医療用ハンドピースに関する。
【従来の技術】
【０００３】
医療において、特に、歯科治療においては、歯牙の切削、研磨機器の回転駆動手段として、術者が手に持って口腔内で操作しやすいように小型軽量のものが要求され、また、使用頻度も高いので、耐久性の良い小型のブラシレスモータが近年多用されている。
【０００４】
図１２は、そのようなブラシレスモータの一例であって、実開平４−１０４８１２号、実開平４−１０４８１３号、実開平４−１０４８１４号、特開平６−３５１２０９号、特開平６−３５１２１０号、特開平６−３５１２１３号でそれぞれ提案されているブラシレスモータに共通する構造を示しており、図１２（ａ）は、このブラシレスモータ１１０のロータユニット１０１とコイルユニット１０２の組み立て手順を示す外観斜視図、図１２（ｂ）は、このブラシレスモータ１１０の横断面図である。
【０００５】
ブラシレスモータ１１０は、上記のロータユニット１０１、コイルユニット１０２に加え、コア１０３ａ、ケース１０４とで構成され、ロータユニット１０１は、断面扇形状の極性の異なる永久磁石１０１ａを交互に２個ずつロータ軸１０１ｃの回りに固設し、その永久磁石１０１ａの外周を筒状カバー１０１ｂで被って構成されている。
【０００６】
コイルユニット１０２は、磁界を発生させるコイル１０２ａ、ロータユニット１０１の回転を検知するホール素子１０２ｂ、その他の関連部品（不図示）を、コイルユニット筒１０２ｃにメタライズされた配線１０２ｅの所定の位置に接続し、接着剤などで固着して組み立てられている。
【０００７】
コア１０３ａは、複数枚のリング形状の珪素鋼板、または、パーマロイ等の磁性材料を積層して構成され、その外周をケース１０４の内周が丁度規制するようになっている。
【０００８】
このブラシレスモータ１１０は、このような基本構造とすることによって、小型化を実現し、また上記それぞれの公報において種々の改良が提案されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ブラシレスモータ１１０の組み立ては、必要な部品を組み立て現場で組み立て調整し、組み付けていくもので、回転の中心合わせや、軸方向の位置調整などを、組み立て時に行っていたので、余分な時間を要していた。
【００１０】
特に、コイルユニット１０２の組み立ては、ブラシレスモータ１１０全体の組み立ての一環として、手作業でその都度行われ、コイルユニット１０２とロータユニット１０１の心出しも必要なために時間を要しており、また、手作業によるので、固着したコイル１０２ａの外径などに多少のばらつきを生じ、そのばらつきが、コイルユニット１０２をコア１０３ａ内に収容するときに、引っ掛かりの原因となりコイル１０２ａを損傷することもあり、コイル１０２ａの絶縁性を低下さえることもあった。
【００１１】
また、ロータユニット１０１の回転を検知するホール素子１０２ｂは、巻線されたコイル１０２ａの巻線部分の内部に設置されているが、この位置では、ロータユニット１０１の永久磁石１０１ａの界磁だけでなく、コイル１０２ａの界磁も検知することとなり、ロータユニット１０１の回転を正確に検知することへの支障となり、ブラシレスモータ１１０の誤動作を引き起こしていた。
【００１２】
さらに、このブラシレスモータ１１０では、修理時の分解、再組み立てのし易さなどは全く考慮されていなかった。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決しようとするもので、心出しが不要で、組み立てだけでなく修理も簡単、短時間にでき、かつ、ロータユニットの回転検知が正確にでき誤動作の少ないブラシレスモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１〜１５でブラシレスモータを、請求項１６では、このブラシレスモータを使用した医療用ハンドピースを提案している。また、ブラシレスモータに関しては、請求項１〜６では、組み立て容易を達成するための構造的な解決手段を、請求項７〜１１では、組み立て容易と回転検知の精度向上のためのコイルユニットの樹脂被覆に関する解決手段を、請求項１２、１３では、修理交換の容易化を達成するための解決手段を提案している。
【００１５】
請求項１に記載のブラシレスモータは、突出させたロータ軸の両側に軸受体を備え永久磁石で構成されたロータユニットと、磁性体材料で構成されたコアユニットと、コイルを備え後方より導電端子を突出させ樹脂被覆したコイルユニットと、上記ロータユニットの前方の軸受体を嵌着させる軸受孔を前方に有し後方を開口させた外ケースと、この外ケースの開口を塞ぎ、上記ロータユニットの後方の軸受体を嵌着させる軸受孔とコイルユニットの後方より突出させた導電端子とを突出させる孔部とを形成した後ブラケットとで構成され、上記外ケース内には、上記ロータユニット、コイルユニット、コアユニットを内から外に同心状に収容し、上記外ケースの開口に上記後ブラケットを装着したときには、上記ロータユニットの前、後の軸受体のそれぞれが、上記外ケースの軸受孔と、上記後ブラケットの軸受孔とに嵌着され、かつ上記コイルユニットの後方より突出させた導電端子が、上記後ブラケットの孔部より突出する構造とし、更に、上記外ケースの後方にネジ嵌合され、上記後ブラケットを内部に嵌合支持する中間ブラケットを備え、この後ブラケットの後側には、この中間ブラケットより所定距離だけ引き込んだ位置に達するような係合突起が設けられている。
【００１６】
このブラシレスモータは、組み立て容易と、関連部品を順に組み合わせるだけで回転の心出しができることを考慮して、現場で組み立てる部品を、ロータユニット、コアユニット、コイルユニット、外ケース、後ブラケットなどにユニット化し、これらを所定の順序で組み付けるだけで、組み立てが完了し、前方にロータ軸端、後方に導電端子が突出するようにしたものである。したがって、組み立てが容易で、そのまま医療用などのブラシレスモータとして使用できる。
【００１７】
また、このブラシレスモータは、このモータに電気、水、空気などを供給するフレキシブルチューブとの連結部との係合手段である中間ブラケットを備え、この中間ブラケットより所定距離だけ引き込んだ係合突起を後ブラケットに設けることで、上記連結部との連結を容易、確実にしている。
【００１８】
請求項２に記載のブラシレスモータは、請求項１において、上記ロータユニットのロータ軸の両側に備えられた軸受体を嵌着させる軸部には、嵌着された軸受体を、このロータユニットを構成する永久磁石を挟んで所定間隔と所定位置を維持するように段が設けられ、上記外ケース内に、上記ロータユニット、コイルユニット、コアユニットを内から外に同心状に収容した際には、これらの外ケース、ロータユニット、コイルユニット、コアユニット間の相互の軸方向の関係が規定されるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
このブラシレスモータは、請求項１に加え、さらに、関連するユニットを組み付けるだけで、軸方向の位置決めもなされるようにしたので、組み立てが容易である。
【００２０】
請求項３に記載のブラシレスモータは、請求項１または２のいずれかにおいて、上記外ケースの前方には、工具結合部が設置され、その工具結合部には、ハンドピースなどの切削工具をワンタッチ脱着できるワンタッチ係合手段が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
このブラシレスモータは、外ケースに工具結合部を設置し、この工具結合部には、切削刃を備えたハンドピースなどの切削工具をワンタッチ脱着できるワンタッチ係合手段が設けられているので、ブラシレスモータをハンドピースの一部として組み込んで、使用することができる。
【００２２】
請求項４に記載のブラシレスモータは、請求項１〜３のいずれかにおいて、上記コアユニットの外周には、軸方向に走る切り込み溝を形成し、上記外ケースの前方には、それらの切り込み溝に対応した透孔部を形成し、更に上記後ブラケットには、上記切り込み溝に対応させた透孔部を形成していることを特徴とする。
【００２３】
このブラシレスモータは、モータ全体の外径を構成する外ケースの内側にあるコアユニットの外周に切り込み溝を形成し、対応して前後に透孔部を形成しているので、ここに空気導管、水導管、通電線などを貫通させて組み込むことが出来るので、ブラシレスモータ全体の外周を構成する外ケースの外径を大きくすることなく、モータが小型化でき、特に、医療用ブラシレスモータとして、付加価値が高い。また、切削工具などに不可欠の水、空気の供給に支障がない。
【００２４】
請求項５に記載のブラシレスモータは、請求項１〜４のいずれかにおいて、上記コアユニットの外周と上記外ケースの内周との間に所定の隙間を形成し、この隙間に、上記後ブラケット側から供給される空気を通過させるようにしたことを特徴とする。
【００２５】
このブラシレスモータは、コアユニットと外ケースの間に空気を通過させ、モータを冷却することができる。
【００２６】
請求項６に記載のブラシレスモータは、請求項１〜５のいずれかにおいて、上記コアユニットに、上記コイルユニットが着脱可能に装着できるようにしたことを特徴とする。
【００２７】
このブラシレスモータは、コアユニットとコイルユニットが着脱可能となっているので、一体化されているものに比べ、どちらか一方だけを取り替えることができ、修理が簡単になり、また、修理コストを低減することができる。
【００２８】
請求項７に記載のブラシレスモータは、請求項１〜６のいずれかにおいて、上記コイルユニットは、更に、ロータユニットの回転を検知する磁電変換素子を備え、その磁電変換素子をも予め樹脂被覆したことを特徴とする。
【００２９】
ブラシレスモータは、ロータの回転制御を行うのに、そのロータの回転を検知するセンサである磁電変換素子の必要なものと、そうでないものがあるが、このブラシレスモータは、そのような磁電変換素子が必要な場合には、その磁電変換素子もコイルユニットに一体的に樹脂被覆するもので、上記請求項１の効果が、いわゆるセンサー付きブラシレスモータの場合にも発揮される。
【００３０】
請求項８に記載のブラシレスモータは、請求項７において、上記磁電変換素子を上記コイルユニットのコイル巻線の電磁的影響を受けにくい位置に設けて樹脂被覆したことを特徴とする。
【００３１】
このブラシレスモータは、一体成形するときに、磁電変換素子、つまり、ロータの回転を検知するセンサをコイルによって生じる磁界を避ける位置に設けたので、センサの誤動作を避けることができる。
【００３２】
請求項９に記載のブラシレスモータは、請求項７又は８のいずれかにおいて、上記コイルユニットは、上記コイルと、このコイルを上記ロータユニットの永久磁石を取り囲むように設けるためのボビンと、このコイルや上記磁電変換素子のための関連部品を装着し、その反対側に上記導電端子を設けた基板とから構成され、上記磁電変換素子を、上記ボビン上であって、上記コイルの巻線部位の外側で上記コイルの長手軸方向の一方側に隣接して設け、更に、上記基板を、この磁電変換素子の上記コイルの反対側で、上記コイルの長手軸に対して直交する方向になるように上記ボビンに挿嵌させて、上記ボビン、コイル、磁電変換素子、基板を樹脂被覆したものであることを特徴とする。
【００３３】
このブラシレスモータは、コイルユニットのボビン、コイル、磁電変換素子、これらや他の関連部品を取り付ける基板などを具体的に規定したもので、請求項８の効果を発揮するブラシレスモータを容易に構成することができる。
【００３４】
請求項１０に記載のブラシレスモータは、請求項９において、上記コイルユニットを樹脂被覆する際には、上記基板の上記導電端子を設けた側の外周縁端を樹脂被覆型で支えて、樹脂被覆するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
このブラシレスモータは、コイルユニットの樹脂被覆において、従来、基板の変形などが生じ、その影響で回転検知の精度が低下していた問題を解決すべく、提案されるもので、基板を樹脂被覆型でしっかり支えて、樹脂被覆を行うので、基板が変形することがなく、回転検知の精度が向上する。
【００３６】
請求項１１に記載のブラシレスモータは、請求項７〜１０のいずれかにおいて、上記磁電変換素子としてホール素子又はホールＩＣを用いたことを特徴とする。
【００３７】
ホール素子、ホールＩＣは、それ自身耐熱性があるが、一体樹脂被覆と相まって、耐熱特性が更に向上し、ブラシレスモータ全体のオートクレーブ滅菌に対する耐久性を更に向上させる。また、ホール素子は、磁束が正負逆転する点でロータの回転を検知するものなので、磁束の変化の影響を受けやすいが、請求項８、９と組み合わせることで、コイルの磁界の影響が避けられ、ホール素子の機能が十分に発揮される。
【００３８】
請求項１２に記載のブラシレスモータは、請求項７〜１１のいずれかにおいて、上記コイルユニットの外周には、上記コイルの長手軸方向に伸長する冷却凹部を形成したことを特徴とする。
【００３９】
このブラシレスモータは、コイルユニットの外周に、このコイルユニットが挿嵌されるコアユニットの内周との間に、空気を流通させてブラシレスモータを冷却させるための冷却凹部を設けている。したがって、通常のコアユニットと外ケース間の空気流通などによる冷却に加え、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。
【００４０】
請求項１３に記載のブラシレスモータは、請求項７〜１２のいずれかにおいて、上記コイルユニットには、その内周から外周に貫通する冷却孔を形成したことを特徴とする。
【００４１】
このブラシレスモータは、コイルユニットの内周から外周に貫通する冷却孔を形成している。したがって、ロータユニットから、コアユニットへ軸直角方向への空気流通の流れが生じ、請求項１２と同様に、通常の冷却に加え、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。特に、請求項１２と組み合わせれば、冷却効果は相乗的に発揮される。
【００４２】
請求項１４に記載のブラシレスモータは、請求項１において、ロータ軸に固定された永久磁石を挟むように軸受体を備えたロータユニットと、磁性体材料で構成されたコアユニットと、コイルを備えたコイルユニットと、上記ロータユニットの双方の軸受体を嵌着させる軸受孔を備えた外ケースとで構成されたブラシレスモータであって、上記ロータユニットの前方の軸受体の外径が、上記ロータユニットの永久磁石の部分の外径、及び、後方の軸受体の外径より大きくなっており、上記外ケースの双方の軸受孔が、上記ロータユニットの前方及び後方の軸受体の外径に対応させたものになっていることを特徴とする。
【００４３】
このブラシレスモータは、ロータユニットの前方の軸受体の外径を、永久磁石の部分の外径、後方の軸受体の外径より、大きくしたので、ロータユニットを、前から外ケースに脱着することができ、組み立てだけでなく、修理が容易になる。
【００４４】
請求項１５に記載のブラシレスモータは、請求項１において、ロータ軸に固定された永久磁石を挟むように軸受体を備えたロータユニットと、磁性体材料で構成されたコアユニットと、コイルを備えたコイルユニットと、上記ロータユニットの双方の軸受体を嵌着させる軸受孔を備えた外ケースとで構成されたブラシレスモータであって、上記ロータユニットのロータ軸の先端には、ハンドピースのシャンク部に回転力を伝達するための継手が設けられ、上記ロータユニットのこの継手側の軸受体の内径が、この継手の外径より大きくなるようにしたことを特徴とする。
【００４５】
このブラシレスモータは、ロータ軸の先端に設けた継手の外径より、ロータユニットのこの継手側の軸受体の内径が大きくなるようにしたので、継手を外すことなく、ロータユニットの前方の軸受体の交換をすることができ、修理交換がし易い。
【００４６】
請求項１６に記載の医療用ハンドピースは、請求項１〜１５のいずれかに記載のブラシレスモータを、医療用ハンドピースのシャンク部と、フレキシブルチューブを連結する連結部との間に組み込んだことを特徴とする。
【００４７】
このハンドピースは、上記の特徴を有するブラシレスモータを組み込んだもので、これらのブラシレスモータの効果と組み合わせることで、小型、軽量で、水、空気の供給も可能でかつ冷却効率のよい、付加価値の高い医療用、特に、歯科治療用に適したハンドピースとして使用することができる。
【発明の実施の形態】
【００４８】
以下、添付図を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００４９】
図１は、本発明のブラシレスモータの一例の組み立て手順を概念的に説明する外観斜視図である。
【００５０】
このブラシレスモータ１０は、ロータ軸１ｂに永久磁石１ａとその両側に軸受体１ｃ、１ｆを備えたロータユニット１と、このロータユニット１を回転可能に支承すると共に、ブラシレスモータ１０全体を収容する外ケース４と、この外ケース４内に収容され、磁性体材料からなるコア（不図示。後述する。）を内蔵したコアユニット３と、このコアユニット３内に収容され、コイル（不図示。後述する。）を備えたコイルユニット２と、このコイルユニット２と外ケース４の後方（図の右方）に嵌め込まれる後ブラケット５と、この後ブラケット５と後述する本体側との連結部とを連結するための中間ブラケット６から構成されている。
【００５１】
ロータユニット１の永久磁石１ａは、従来例と同様に、ロータ軸１ｂに設けられ、また、外周はカバーされている。この永久磁石１ａの両側に設けられた軸受体１ｃ、１ｆの内、図の左側、つまり前方側の軸受体１ｃの外径は、後方側の軸受体１ｆの外径より大きくなっている。また、軸受体１ｃの外径は、永久磁石１ａの部分の外径より大きくなっている。
【００５２】
この軸受体１ｃは、外ケース４の前方の軸受孔４ａに嵌着され、永久磁石１ａは、コイルユニット２の内部に収容され、軸受体１ｆは、後ブラケット５の軸受孔５ａに嵌着されるので、これらの外ケース４の軸受孔４ａ、コイルユニット２、後ブラケット５の軸受孔５ａの内径は、それぞれの相手に対応したものとなっている。
【００５３】
したがって、外ケース４にコアユニット３、コイルユニット２、後ブラケット５などを組み付けた状態で、軸受体１ｃ、１ｆを付けたままでロータユニット１を前方から組み入れ、また、抜き出すことができるので、組み立て容易であり、分解も容易である。特に、使用により摩耗して交換の必要度が大きいのは、ロータユニット１の軸受体１ｃ、１ｆであり、これを組み付けたままで、他の部分を分解せずに、ロータユニット１をブラシレスモータ１０から抜き出すことができると、修理交換に非常に便利である。
【００５４】
ロータユニット１のロータ軸１ｂには、先端に、治療器具、例えば、ハンドピースのシャンク部に回転力を伝達するための継手１ｉが設けられ、この継手１ｉ側の軸受体１ｃの内径が、この継手１ｉの外径より大きくなるようにしてある。したがって、上述したように、軸受体１ｃ、１ｆを組み付けたままでロータ軸１ｂを抜き出した後、継手１ｉ側の軸受体１ｃを交換する際に、継手１ｉを取り外さなくも、古い軸受体１ｃを取り外すことができ、また、新しい軸受体１ｃを取り付けることができ、軸受体の修理交換がし易い。
【００５５】
つまり、継手１ｉの形状は、ハンドピースとの連結の都合上、所定の規格寸法に制限されており、従来、ブラシレスモータの設計上この継手１ｉのことは全く考慮されておらず、本体の修理交換の際には、この継手を外して行うことが当然のこととされていた。しかしながら、本発明においては、組み立て修理の簡易化の観点から関連する部品なども全体的に見直しし、かかる改良をするに至ったものである。
【００５６】
ロータ軸１ｂの永久磁石１ａと、それを挟むように設けられた軸受体１ｃ、１ｆの間には、バランサ１ｊ、１ｋが設けられている。このバランサ１ｊ、１ｋは容易に切削可能な金属、例えば、黄銅などで構成され、ロータ軸１ｂに固着され、その一部を適宜切削除去することにより、ロータユニット１全体の動的バランスを保つことができるようになっている。こうして、動的バランスを適正にしておくと、ロータユニット１が高速で回転してもバランス不良によるブレを生じることがなく、治療器具の回転駆動手段として適している。
【００５７】
コイルユニット２は、後に図５、６、７で説明するように、コイルなどを含めて一体樹脂被覆されていることを特徴とし、この図１では、一体成形した樹脂２ｅの部分だけが外観上見えている。この一体樹脂被覆は、ブラシレスモータ１０の全体の組み立てとは別に、所定の治具などを用いて、内外径の軸芯が一致するように行われている。コイルユニット２の後方には、４本の導電端子２ｆが突出し、このコイルユニット２に後ブラケット５を組み込んだ際には、これらの導電端子２ｆは、後ブラケット５から更に後方に突出して電気的な接続ができるようになっている。
【００５８】
コアユニット３は、コイルユニット２のコイルの磁界を強化するための鉄心の役割を果たすもので、複数枚のリング形状の珪素鋼板、または、パーマロイ等の磁性材料を積層したコア（不図示）の外周と両側面をコアケース３ｈで拘束したものである。コアユニット３の外周に見えている二本の導管３ｃは、歯科治療に必要な水、空気を本体側（図の右側）から先端側（図の左側。つまり、回転工具側）へ供給するためのもので、コアケース３ｈの外周を軸方向に貫通して設けられた設けられた切り込み溝３ｂに嵌め込まれ、外側を外ケース４の内周に拘束されて固定される。
【００５９】
また、この例では、切り込み溝３ｂは、コアケース３ｈの外周に４箇所設けられており、残り２本の溝３ｂには、後述するように、電気導管（不図示）が同様にして、嵌め込まれるようになっている。こうして、コアユニット３と外ケース４の間に、余分な空間を設けることなく、必要な流体などの供給を可能にしており、小型化を要求される、術者が手に持って治療を行う治療器具の回転駆動手段として、このブラシレスモータ１０は適している。
【００６０】
なお、これらの切り込み溝３ｂ、導管３ｃなどは、このブラシレスモータ１０の本体側から、先端側に、モータ１０の駆動に直接関連しない流体や、電気などを供給するために設けられるもので、流体や電気の供給の必要のない場合には、不要のものである。コアユニット３とコイルユニット２は、図に示すように、別体で着脱可能となっているので、一体化されているものに比べ、どちらか一方だけを取り替えることができ、修理が簡単になり、また、修理コストを低減することができる。
【００６１】
外ケース４には、上述したように、前方に、ロータユニット１の前の軸受体１ｃを受ける軸受孔４ａを備え、図では見えていないが、後方は開口している。また、前方の軸受孔４ａの周縁には、透孔部４ｂが設けられ、コアユニット３を外ケース４に収容した際には、この透孔部４ｂから導管３ｃなどが覗き出るようになっている。
【００６２】
後ブラケット５には、上述したように、ロータユニット１の後の軸受体１ｆを受ける軸受孔５ａと、外ケース４にコアユニット３、コイルユニット２を組み付けた後に後ブラケット５を被せた際に、コイルユニット２の導電端子２ｆを後部に突出させる孔部５ｂと、外ケース４の透孔部４ｂと同様に、コアユニット３の切り込み溝３ｂに嵌め込まれた導管３ｃなどを突出させる透孔部５ｃとが設けられている。
【００６３】
中間ブラケット６の外径にはピッチの異なる２種類の雄ネジが形成されている。そのうち、図の左側、つまりブラシレスモータ１０の前方側の雄ネジ６ａは外ケース４に係合され、コアユニット３、コイルユニット２、後ブラケット５などを外ケース４内に固定する役目を果たす。ブラシレスモータ１０の後方側の雄ネジ６ｂは、このモータ１０に電気、水、空気などを供給するフレキシブルチューブ（不図示。後述する。）との連結に使用する。
【００６４】
なお、ここでは、ブラシレスモータ１０とフレキシブルチューブとの連結方法として、ネジによる係合の例を示しているが、カチット栓などに用いられるワンタッチコネクタによる連結など、様々な連結方法が可能である。
【００６５】
このブラシレスモータ１０は、図に示すようにロータユニット１を外ケース４の前方（図の左方）から挿入し、一方、外ケース４の後方からは、導管３ｃなどを嵌め込ませたコアユニット３、一体樹脂被覆したコイルユニット２、後ブラケット５を順に挿入するだけで組み立てが完了し、ロータユニット１とコイルユニット２の心出しも不要となり、ブラシレスモータ全体の組み立てが簡易化される。
【００６６】
また、コイルユニット２全体が樹脂によって一体的に被われ、コイルユニット２の外周にはコイルなどが露出しないので、コアユニット３の内部にコイルユニット２を嵌めるときにコイルを破損しない。さらに、副次的効果として、この被覆樹脂の断熱特性によって、耐熱性での弱点となっていたコイルユニットの耐熱特性が向上し、ブラシレスモータ全体の耐熱特性も向上する。
【００６７】
図２（ａ）は、図１に示したブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の導管の部分の縦断面図、（ｂ）は、電気導管の部分の縦断面図である。これより、すでに説明した部分については、同じ符号を付して、重複説明を省略する。また、説明に必要な場合には、詳しい符号を付し、必要のない場合には、図面の見やすさを考慮して、主要な符号だけを付すようにする。
【００６８】
この図２（ａ）、（ｂ）は本発明のブラシレスモータを歯科用のハンドピース本体部に組み込んだ例を示している。
【００６９】
この図で、７はハンドピースなどの治療器具とブラシレスモータ１０とを連結するために外ケース４に嵌め込まれた工具結合部、７ａは外ケース４の前端部に連結され、ハンドピースのシャンク部（不図示）を周知の方法でワンタッチ脱着させるワンタッチ係合手段で、ブラシレスモータ１０を通過して供給された水、空気なども同時にハンドピース側へワンタッチ断接させる手段も備えている。
【００７０】
また、Ｂａは、このモータ１０に電気、水、空気などを供給するフレキシブルチューブＣとの連結部、Ｂはハンドピース本体部であり、組み込まれたブラシレスモータ１０、工具結合部７、ワンタッチ係合手段７ａ、連結部Ｂａから構成されている。
【００７１】
まず、図２（ａ）を用いて、このブラシレスモータ１０の特徴である軸方向の位置決めについて説明する。
【００７２】
ロータ軸１ｂの前方の軸受体１ｃが外嵌されている軸部１ｄの後方側には、段１ｅが設けられ、この段１ｅに密接するようにバランサ１ｊが固着されている。軸受体１ｃは、軸部１ｄに外嵌され、かつ、このバランサ１ｊに当接するようになっており、間接的に段１ｅによって、ロータ軸１ｂ上の軸方向の位置が決められている。
【００７３】
一方、ロータ軸１ｂの後方の軸受体１ｆが外嵌されている軸部１ｇの前方側には、段１ｈが設けられ、この段１ｈに当接させることで、軸受体１ｃはロータ軸１ｂ上の軸方向の位置が決められている。
【００７４】
また、このロータ軸１ｂに軸方向の位置決めされて外嵌された軸受体１ｃ、１ｆに合わせて、外ケース４の軸受孔４ａ、後ブラケット５の軸受孔５ａが形成されているので、図１で説明したように、ロータユニット１、コイルユニット２、コアユニット３、外ケース４、後ブラケット５などを組み付けるだけで、この図２（ａ）に示すように、ブラシレスモータ１０の部品相互の軸方向の位置決めが自然となされるようになっており、組み立てが簡易化される。
【００７５】
ロータ軸１ｂの前方の軸受体１ｃに嵌合している外ケース４の軸受孔４ａには軸受体１ｃに当接するようにＯリング４ａｂが嵌め込まれ、また、同様に、ロータ軸１ｂの後方の軸受体１ｆが嵌合している後ブラケット５の軸受孔５ａにもＯリング５ａｂが嵌め込まれており、ロータ軸１ｂの回転振動がコアユニット３や外ケース４、つまり外部へ伝わりにくい構造となっている。
【００７６】
図２（ａ）から解るように、導管３ｃが、後ブラケット５の透孔部５ｃを通り、外ケース４とコアユニット３の間を貫通し、外ケース４の透孔部４ｂを通って、ワンタッチ係合手段７ａにまで達しており、フレキシブルチューブＣから、ハンドピース側へ、水や空気を供給するようになっている。
【００７７】
一方、図２（ｂ）から解るように、導管３ｃと同様の経路で電気導管３ｄが組み込まれており、この電気導管３ｄによって、フレキシブルチューブＣからスリップリング（不図示）を設けた回動ランプ受け体７ｂを介して、ランプ７ｃに電源が供給されている。
【００７８】
この電気導管３ｄは、一定の剛性を持つ電気良導体で構成され、コアケース３ｈの外周に設けられた切り込み溝３ｂの形状に沿うような形になっており、後ブラケット５の透孔部５ｃを通して導電端子５ｅに簡単に接続することができる。したがって、従来、柔軟な銅線を余裕を持たせていちいち半田付けし、コアユニット３と外ケース４の間に挟み込んでいたのに比べて、ワンタッチで組み込むだけで電気的接続も間違いなく達成され、組み立ての確実化と時間短縮を図っている。
【００７９】
図３（ｃ）は、図１に示したブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の冷却経路を示す縦断面図、（ｄ）は（ｃ）のＢＢ横断面図、（ｅ）は（ｄ）のＣＣ断面図である。
【００８０】
図３（ｃ）では、概念的に空気の流れを黒矢印で示している。これで解るように、フレキシブルチューブＣから、後ブラケット５の空気口５ｅを介して供給された空気は、後ブラケット５とコイルユニット２の軸方向の隙間を通り、コイルユニット２の外周切り欠き（不図示）を通過してコアユニット３の外周と外ケースの間の隙間３ｅを通って前方に向かい、一部はロータ軸１ｂの軸受体１ｃを通過して、ハンドピース側へ抜ける。他の一部は、ロータユニット１とコイルユニット２の間の隙間を後方へ戻り、軸受体１ｆを通過してフレキシブルチューブＣ側へ戻るようになっている。
【００８１】
こうして、空気がブラシレスモータ１０の内部や外周付近を通過することによって、モータ１０を冷却している。
【００８２】
図３（ｄ）、（ｅ）は、後ブラケット５の係合突起５ｄについて説明するためのものである。
【００８３】
係合突起５ｄは、後ブラケット５の後部から後方に延出されているが、中間ブラケット６よりは、所定距離だけ引き込んだ位置に達する程度となっており、後ブラケット５から突出しているコイルユニット２の導電端子２ｆよりもさらに突出している。
【００８４】
中間ブラケット６の先端部分は円筒状になっており、この円筒状部分をフレキシブルジョイントＣとの連結部Ｂａに入れ、この連結部Ｂａの内部の受部Ｂｂの外側にはまり込ませると、後ブラケット５の係合突起５ｄの前面が連結部Ｂａの内部の受部Ｂｂに当接し、ここで、中間ブラケット６と後ブラケット５を回動させて、受部Ｂｂに設けられた係合凹部ｂｃに、後ブラケット５の係合突起５ｄを係合させると、導電端子２ｆなどが丁度相手孔に嵌入するような状態で、中間ブラケット６と後ブラケット５を、図３（ｅ）の状態まで入り込ませることができる。ついで、連結部Ｂａだけを回動させることによって、連結部Ｂａのネジ部と中間ブラケット６の雄ネジ６ｂがネジ係合し、連結が完了する。
【００８５】
この際、先に後ブラケット５の係合突起５ｄが連結部Ｂａの受部Ｂｂに当接し、導電端子２ｆなどは当接しないので、導電端子２ｆなどの損傷を防ぐことができる。また、係合の見当が付けやすい形状となっている係合突起５ｄと係合凹部Ｂｃで相対的な回動位置を決めることができるので、位置合わせがしやすく、また、この係合突起５ｄと係合凹部Ｂｃの形状を図示したように回転非対称の形状にしておくことで、間違った連結をすることを防ぐことができる。
【００８６】
図４（ａ）は、図２（ａ）のＡＡ横断面図である。
【００８７】
この図で解るように、コアユニット３のコアケース３ｈの外周には、上述した切り込み溝３ｂに加えて、外ケース４の内周との間に全周にわたって同じ隙間３ｅを形成するように外周を４等分する位置に支え突起３ｅａが設けられている。この隙間３ｅに、図３（ｃ）で説明したように空気が流通して、モータ１０を冷却するようになっている。
【００８８】
ロータユニット１のロータ軸１ｂに固着された永久磁石１ａは、Ｎ極１ａａ、Ｓ極１ａａを対向するように着磁した４極タイプとなっており、その回りをカバー１ａｂで覆って構成されている。このように４極タイプとすると、２極タイプに比べてより高い磁束密度をコンパクトに実現することができ、ロータユニット１を小さくすることができ、ブラシレスモータ１０全体も小型化できる。
【００８９】
永久磁石は、上記図４（ａ）構造のものだけでなく、図４（ｂ）のように、外周側と内周側でＳ極とＮ極を異にするように着磁して円筒状にしてもよいし、図４（ｃ）のように、Ｓ極とＮ極を交互に４部分着磁した円筒状のものにしてもよい。
【００９０】
また、導管３ｃ、電気導管３ｄが、切り込み溝３ｂに嵌め込まれ、外ケース４とコアユニット３の間にコンパクトに収容固定されているのが解る。さらに、ロータユニット１、コイルユニット２、コアユニット３、外ケース４が、同心に組み付けされているのが解る。
【００９１】
図５は、図１に示したブラシレスモータのコイルユニットを示す要部破断の外観斜視図である。この図５は、コイルユニット２の外観斜視図において、特に、一体樹脂被覆されたコイルユニット２の内部部品を示すために、その要部を破断したものである。この図を用いて、コイルユニット２の一体樹脂被覆について説明する。
【００９２】
このコイルユニット２は、ブラシレスモータ１０の回転力、つまり回転磁界を発生させるためのコイル２ａ、このコイル２ａの回転磁界によるロータユニット１の回転を検知する磁電変換素子２ｂ、このコイルユニット２の内周部を構成するボビン２ｃ、このボビン２ｃの後端（図の右側）に、このコイルユニット２の長手軸方向に直角方向、つまり外周方向に円板状に設けられ、導電端子２ｆを延出させた基板２ｄ、これらのコイル２ａ、磁電変換素子２ｂ、ボビン２ｃ、基板２ｄなどを一体樹脂被覆する樹脂２ｅから構成されている。
【００９３】
ボビン２ｃは直円筒であって、その内径は、ロータユニット１の外径に対して、ロータユニット１の回転に支障のない程度の隙間があるように設定され、その外周には、ロータユニット１の永久磁石１ａに対する回転磁界を発生されるためのコイル２ａが設置され、その後端には、基板２ｄが設けられている。
【００９４】
コイル２ａは、プレスコイル作成方法によって、ボビン２ｃの外周に沿うように形成されたもので、この例では、このように形成されたコイル２ａを、ボビン２ｃの外周を３分割するように隣接させて３個設置しているが、これは三相ブラシレスモータの場合であって、３個に限るものではない。
【００９５】
このプレスコイル作成方法とは、銅などの電気良導体で構成された自己融着電線をボビンレス巻線器にて巻線し、同時に熱風を当てて電線同志を融着させ、ついでプレス金型に巻線され融着されたコイルをセットして、コイルに電線を流して発熱させ軟化させてから、プレスを行い、所定の形状のコイルを形成する方法で、このプレス金型の上下にバネが仕込んであって、プレス時に一気にプレス圧をかけないように、このバネの圧力を調整する点を特徴としている。
【００９６】
このようにすることによって、成形されたコイルの電線に残留応力を残すことなく、所望の形状のコイル、特に、半径方向に厚みが薄く、また、均一にロータユニットを取り囲むコイルを形成することができ、外径を小さくしたいブラシレスモータのコイルとして相応しいコイルを得ることができる。
【００９７】
基板２ｄには、コイル１ａ、磁電変換素子２ｂと導電端子２ｆなどを接続する配線、制御電子部品などの関連部品が設けられている。
【００９８】
磁電変換素子２ｂは、ボビン２ｃの外周であって、コイル２ａの巻線部位の外側でコイル２ａの長手軸方向に隣接して、かつ、基板２ｄとの間に設けられている。このように、コイル２ａの外側、つまり、コイル２ａによって生じる磁界の影響を受けにくい位置に磁電変換素子２ｂを設け、一体成形したので、磁電変換素子２ｂの誤動作を避けることができる。
【００９９】
更に、この磁電変換素子２ｂは、望ましくは、図示するように、隣接するコイル２ａ間の外径円周部間に生じる隙間に設けるのが良い。こうすれば、基板２ｄとコイル２ａ間に、磁電変換素子２ｂを設けるためのスペースがより小さくて済み、コイルユニット２全体を小型化できるからである。
【０１００】
また、磁電変換素子２ｂとしてホール素子を用いると、ホール素子は、それ自身耐熱性があるが、一体樹脂被覆と相まって、耐熱特性が更に向上し、ブラシレスモータ全体のオートクレーブ滅菌に対する耐久性が更に向上する。また、ホール素子は、磁束が正負逆転する点でロータユニットの回転を検知するものなので、磁束の変化の影響を受けやすいが、その位置も十分考慮され、コイルの磁界の影響が及びにくいようにしているので、ホール素子の機能が十分に発揮される。
【０１０１】
また、ブラシレスモータは、ロータユニットの回転制御を行うのに、そのロータユニットの回転を検知するセンサである磁電変換素子の必要なものと、そうでないものがあるが、このブラシレスモータは、そのような磁電変換素子が必要ない場合でも、一体樹脂被覆によって、同様の効果を発揮するものである。
【０１０２】
図６は、図５のコイルユニットの構成部品を示すもので、（ａ）はボビンの縦断面図、（ｂ）は（ａ）のボビンの右側面図、（ｃ）は基板の正面図である。
【０１０３】
ボビン２ｃは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように円筒状で、その一端外周には、３箇所の突起２ｃａがあり、その突起２ｃａの首下には、テーパー部２ａｂが設けられている。
【０１０４】
基板２ｄは、図６（ｃ）に示すような形状の板状体で、その外縁には複数箇所の切り欠きがあるが、その内、大きい２つの切り欠き２ｄａと、これにほぼ対称に設けられた２つの切り欠き２ｄｂは、コアユニット３の切り込み溝３ｂに対応するもので、この切り込み溝３ｂに嵌め込まれる導管３ｃ、電気導管３ｄの逃がしとなるものである。
【０１０５】
４か所の孔２ｄｃは、導電端子２ｆとなるピンを立設させるためのものである。内径側の３箇所の切り欠き２ｄｄは、この基板２ｄに垂直、つまりボビン２ｃの外周に沿うように設ける磁電変換素子２ｂを平設した小基板（不図示）を立設させるための逃がしである。
【０１０６】
内周２ｄｅは、ボビン２ｃの外周がはまり込む部分であり、その外周よりわずかに大きくなっており、ほぼ、図６（ｂ）、（ｃ）の相対的回動位置関係で、基板２ｄをボビン２ｃの突起２ｃａの無い側から嵌め込むと、基板２ｄが突起２ｃａに当接する位置で位置決めされる。このとき、テーパ部２ａｂの作用により、基板２ｄが突起２ｃａに当接した状態で容易に抜け落ちないように固定される。
【０１０７】
図７は、図５のコイルユニットの樹脂被覆の詳細を示すもので、（ａ）は樹脂被覆したコイルユニットの縦断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ａ）のＤＤ横断面図、（ｄ）は、（ｂ）のＥＥ断面図である。
【０１０８】
この図に示すように、ボビン２ｃに基板２ｄを嵌め、基板２ｄの切り欠き２ｄｄに、磁電変換素子２ｂを平設した小基板２ｂａを立設し、ボビン２ｃの外周にコイル２ａを３個設置し、また、基板２ｄの孔２ｄｃに導電端子２ｆとなるピンを半田付けや圧入によって立設させ、必要な結線をし、全体を所定の樹脂被覆型（不図示）にセットして、樹脂一体被覆して、コイルユニット２を作ることができる。
【０１０９】
このとき、図７（ｂ）、（ｄ）で解るように、基板２ｄの外周縁端２ｇが樹脂被覆されないで、そのまま露出している部分がある。これは、この部分を樹脂被覆型で支えて、樹脂被覆したためである。このように、基板２ｄを樹脂被覆型でしっかり支えて、樹脂被覆を行うと、基板２ｄが変形することがなく、回転検知の精度が向上する。
【０１１０】
なお、図７（ｃ）の断面図では、コイル２ａの断面が６つに分かれて見えているが、一つのコイル２ａは、樹脂２ｅをはさんで隣合っており、隣接しているコイル２ａは、それぞれ別体のコイル２ａである。
【０１１１】
図８は、本発明のブラシレスモータに用いるコイルユニットの他例を示すもので、（ａ）はその外観斜視図、（ｂ）は（ａ）のＦＦ断面図である。
【０１１２】
図８（ａ）は、コイルユニット２Ａを、図５R>５と同様の位置から、外観斜視したもので、この場合は、コイルユニット２Ａの全体が樹脂被覆された状態で示され、樹脂内部のコイル２ａなどは見えていないが、それらは同じ位置に設けられているものである。
【０１１３】
このコイルユニット２Ａは、その樹脂被覆の外周２ｅａに、冷却用の空気を流通させるための冷却凹部２ｈを設けている。
【０１１４】
この冷却凹部２ｈは、外周２ｅａの一部が、このコイルユニット２Ａを挿嵌させるコアユニット３の内径に対して同心状態を維持できる程度に外周２ｅａを残してできるだけ凹部面積が広くなるように設け、その凹部底の外径は、被覆しているコイル２ａが見えない程度にできるだけ、小さくするようにして、凹部断面積が大きくなるようにすると、この冷却凹部２ｈの空気流通容積が大きくなり、冷却効果が増すと共に、コイルユニット２Ａの重量を小さくすることにもなり、ブラシレスモータ全体の軽量化にも貢献する。
【０１１５】
このように冷却凹部２ｈを設けると、後述する冷却孔２ｉや、コイルユニット２Ａの樹脂被覆端面２ｅｂに生じる他のブラシレスモータの構成部品との隙間から、空気流通が行われ、通常のコアユニット３と外ケース４間の空気流通などによる冷却に加え、コアユニット３とコイルユニット２Ａの間でも空気流通させることができ、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。
【０１１６】
コイルユニット２Ａには、更に、その内周から外周に貫通する冷却孔２ｉを形成している。
【０１１７】
この例では、この冷却孔２ｉを、この樹脂２ｅ内部のコイル２ａの巻線の中央部分の巻線のない部分（図５参照）に形成しているが、これに限らず、コイル２ａ間のコイル２ａがない部分がある場合には、そこに設けてもよく、できるだけ、冷却孔２ｉの孔面積が大きくなるようにすると、上記冷却凹所２ｈと同様に、空気流通効果と重量軽減効果を大きくすることができる。
【０１１８】
このようにすると、このコイルユニット２Ａに内蔵されるロータユニット１から、コイルユニット２Ａの外側となるコアユニット３へ軸直角方向の空気流通の流れが生じ、通常の冷却に加え、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。特に、冷却凹所２ｈと組み合わせれば、冷却効果は相乗的に発揮される。
【０１１９】
なお、上記の冷却凹所２ｈと冷却孔２ｉは、それぞれ単独に設置しても、組み合わせて設置しても、それぞれに効果を発揮する。
【０１２０】
図９は、図８のコイルユニットを用いたブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の冷却経路を示す縦断面図である。
【０１２１】
この図９は、図３（ｃ）のコイルユニット２を、図８のコイルユニット２Ａとに変えて、より拡大して表示したものである。
【０１２２】
この図９が示すように、コイルユニット２Ａを用いると、冷却凹所２ｈ、冷却孔２ｉの作用によりブラシレスモータ１０の内部に、より多くの空気の冷却経路が生成され、モータの冷却効率が向上する。
【０１２３】
図１０は、図１に示したコアユニットを示すもので、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図、（ｃ）は（ａ）の右側面図である。
【０１２４】
この図１０は、コアユニット３の構造を示すもので、既に説明したコア３ａ、支え突起３ｅａ、切り込み溝３ｂ、コアケース３ｈなどの関係がよく解る。
【０１２５】
図１１（ａ）は、図２のハンドピース本体部にハンドピースを装着した状態を示す要部破断の正面図、（ｂ）は（ａ）のロータ軸の先端に設けられた継手を説明する要部縦断面図である。
【０１２６】
図１１（ａ）から解るように、ハンドピース本体部Ｂのワンタッチ係合手段７ａに、ハンドピースＡのシャンク部Ａａをワンタッチで装着するだけで、本発明のブレシレスモータ１０で回転駆動される歯科用のハンドピースを構成することができ、上述のブラシレスモータの効果と組み合わせることで、小型、軽量で、水、空気、及び、後述する図１１（ｂ）の照明ランプＬへの電力の供給も可能な付加価値の高い医療用、特に、歯科治療用に適したハンドピースとして使用することができる。
【０１２７】
図１１（ｂ）によって、このワンタッチ装着の詳細について説明する。
【０１２８】
ハンドピースＡのシャンク部Ａａには、駆動軸Ａｂが内蔵され、この駆動軸Ａｂには、バネＡｂ１と、このバネＡｂ１によって付勢されて進退可能となっている継手Ａｃが外挿され、継手Ａｃは駆動軸Ａｂと共回転するようになっている。また、このシャンク部Ａａには、ワンタッチ係合手段７ａとの機械的なワンタッチ係合を実現するための係合受け部Ａｄが取り替え可能に設けられている。この係合受け部Ａｄに対応して、ワンタッチ係合手段７ａにはＣリング７ａａが取り替え可能に外嵌されている。
【０１２９】
こうして、ハンドピースＡのシャンク部Ａａをハンドピース本体部Ｂのワンタッチ係合手段７ａに嵌め込むだけで、機械的なワンタッチ係合は、係合受け部ＡｄとＣリング７ａａの間で達成され、また、駆動力の伝達は、駆動軸Ａｂに外挿された継手Ａｃとロータ軸１ｂの先端の継手１ｉの間で同時に達成される。
【０１３０】
また、上記の係合受け部ＡｄとＣリング７ａａとは、係合部には焼き入れ処理されているので長期間の使用に耐え、また、取り替え可能でもあるので、それぞれハンドピースＡや、ハンドピース本体部Ｂのワンタッチ係合手段７ａの全体を取り替えることなく、必要最小限の部分だけを取り替えることができるので、結果的にコストダウンを図ることができる。
【０１３１】
なお、ここでは、本発明のブレシレスモータの使用例として医療用、特に歯科用のハンドピースに用いたものを示したが、これに限らず、このブラシレスモータは、小型で耐久性の必要な回転駆動手段として、あらゆる分野において使用できるものである。
【発明の効果】
【０１３２】
請求項１に記載のブラシレスモータによれば、組み立て容易と、関連部品を順に組み合わせるだけで回転の心出しができることを考慮して、現場で組み立てる部品を、ロータユニット、コアユニット、コイルユニット、外ケース、後ブラケットなどにユニット化し、これらを所定の順序で組み付けるだけで、組み立てが完了し、前方にロータ軸端、後方に導電端子が突出するようにしたので、組み立てが容易で、そのまま医療用などのブラシレスモータとして使用できる。
【０１３３】
更に、このモータに電気、水、空気などを供給するフレキシブルチューブとの連結部との係合手段である中間ブラケットを備え、この中間ブラケットより所定距離だけ引き込んだ係合突起を後ブラケットに設けることで、上記連結部との連結を容易、確実にしている。
【０１３４】
請求項２に記載のブラシレスモータによれば、請求項１に記載のブラシレスモータの効果に加え、さらに、関連するユニットを組み付けるだけで、軸方向の位置決めもなされるようにしたので、組み立てが容易である。
【０１３５】
請求項３に記載のブラシレスモータによれば、請求項１または２のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、外ケースに工具結合部を設置し、この工具結合部には、切削刃を備えたハンドピースなどの切削工具をワンタッチ脱着できるワンタッチ係合手段が設けられているので、ブラシレスモータをハンドピースの一部として組み込んで、使用することができる。
【０１３６】
請求項４に記載のブラシレスモータによれば、請求項１〜３のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、モータ全体の外径を構成する外ケースの内側にあるコアユニットの外周に切り込み溝を形成し、対応して前後に透孔部を形成しているので、ここに空気導管、水導管、通電線などを貫通させて組み込むことが出来るので、ブラシレスモータ全体の外周を構成する外ケースの外径を大きくすることなく、モータが小型化でき、特に、医療用ブラシレスモータとして、付加価値が高い。また、切削工具などに不可欠の水、空気の供給に支障がない。
【０１３７】
また、切削作業を行いやすくするために作業領域を照明するためのランプへの電力の供給も可能である。
【０１３８】
請求項５に記載のブラシレスモータによれば、請求項１〜４のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、コアユニットと外ケースの間に空気を通過させ、モータを冷却することができる。
【０１３９】
請求項６に記載のブラシレスモータによれば、請求項１〜５のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、コアユニットとコイルユニットが着脱可能となっているので、一体化されているものに比べ、どちらか一方だけを取り替えることができ、修理が簡単になり、また、修理コストを低減することができる。
【０１４０】
請求項７に記載のブラシレスモータによれば、請求項１〜６のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、磁電変換素子もコイルユニットに一体的に樹脂被覆するもので、上記請求項１の効果が、いわゆるセンサー付きブラシレスモータの場合にも発揮される。
【０１４１】
請求項８に記載のブラシレスモータによれば、請求項７に記載のブラシレスモータの効果に加え、樹脂被覆するときに、磁電変換素子、つまり、ロータの回転を検知するセンサをコイルによって生じる磁界を避ける位置に設けたので、センサの誤動作を避けることができる。
【０１４２】
請求項９に記載のブラシレスモータによれば、請求項７又は８のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、コイルユニットのボビン、コイル、磁電変換素子、これらや他の関連部品を取り付ける基板などを具体的に規定したもので、請求項９の効果を発揮するブラシレスモータを容易に構成することができる。
【０１４３】
請求項１０に記載のブラシレスモータによれば、請求項９に記載のブラシレスモータの効果に加え、基板を樹脂被覆型でしっかり支えて、樹脂被覆を行うので、基板が変形することがなく、回転検知の精度が向上する。
【０１４４】
請求項１１に記載のブラシレスモータによれば、請求項７〜１０のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、磁電変換素子としてホール素子又はホールＩＣを用いたので、一体樹脂被覆と相まって、耐熱特性が更に向上し、ブラシレスモータ全体のオートクレーブ滅菌に対する耐久性を更に向上させる。また、ホール素子は、磁束が正負逆転する点でロータの回転を検知するものなので、磁束の変化の影響を受けやすいが、請求項９、１０と組み合わせることで、コイルの磁界の影響が避けられ、ホール素子の機能が十分に発揮される。
【０１４５】
請求項１２に記載のブラシレスモータによれば、請求項７〜１１のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、コイルユニットの外周に、このコイルユニットが挿嵌されるコアユニットの内周との間に、空気を流通させてブラシレスモータを冷却させるための冷却凹部を設けたので、通常のコアユニットと外ケース間の空気流通などによる冷却に加え、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。
【０１４６】
請求項１３に記載のブラシレスモータは、請求項７〜１２のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、コイルユニットの内周から外周に貫通する冷却孔を形成しているので、ロータユニットから、コアユニットへ軸直角方向への空気流通の流れが生じ、請求項１２と同様に、通常の冷却に加え、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。特に、請求項１２と組み合わせれば、冷却効果は相乗的に発揮される。
【０１４７】
請求項１４に記載のブラシレスモータによれば、請求項１に記載のブラシレスモータの効果に加え、ロータユニットの前方の軸受体の外径を、永久磁石の部分の外径、後方の軸受体の外径より、大きくしたので、ロータユニットを、前から外ケースに脱着することができ、組み立てだけでなく、修理が容易になる。
【０１４８】
請求項１５に記載のブラシレスモータによれば、請求項１に記載のブラシレスモータの効果に加え、ロータ軸の先端に設けた継手の外径より、ロータユニットのこの継手側の軸受体の内径が大きくなるようにしたので、継手を外すことなく、ロータユニットの前方の軸受体の交換をすることができ、修理交換がし易い。
【０１４９】
請求項１６に記載の医療用ハンドピースによれば、上記の特徴を有するブラシレスモータを組み込んだので、これらのブラシレスモータの効果と組み合わせることで、小型、軽量で、水、空気の供給も可能でかつ冷却効率のよい、付加価値の高い医療用、特に、歯科治療用に適したハンドピースとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明のブラシレスモータの一例の組み立て手順を概念的に説明する外観斜視図
【図２】（ａ）は、図１に示したブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の導管の部分の縦断面図、（ｂ）は、電気導管の部分の縦断面図
【図３】（ｃ）は、図１に示したブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の冷却経路を示す縦断面図、（ｄ）は（ｃ）のＢＢ横断面図、（ｅ）は（ｄ）のＣＣ断面図
【図４】図２（ａ）のＡＡ横断面図
【図５】図１に示したブラシレスモータのコイルユニットを示す要部破断の外観斜視図
【図６】図５のコイルユニットの構成部品を示すもので、（ａ）はボビンの縦断面図、（ｂ）は（ａ）のボビンの右側面図、（ｃ）は基板の正面図
【図７】図５のコイルユニットの樹脂被覆の詳細を示すもので、（ａ）は樹脂被覆したコイルユニットの縦断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ａ）のＤＤ横断面図、（ｄ）は、（ｂ）のＥＥ断面図
【図８】本発明のブラシレスモータに用いるコイルユニットの他例を示すもので、（ａ）はその外観斜視図、（ｂ）は（ａ）のＦＦ断面図
【図９】図８のコイルユニットを用いたブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の冷却経路を示す縦断面図
【図１０】図１に示したコアユニットを示すもので、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図、（ｃ）は（ａ）の右側面図
【図１１】（ａ）は図１、２のハンドピース本体部にハンドピースを装着した状態を示す要部破断の正面図、（ｂ）は（ａ）のロータ軸の先端に設けられた継手を説明する要部縦断面図
【図１２】従来のブラシレスモータを示すもので、（ａ）はその組み立て手順を概念的に示す外観斜視図、（ｂ）はそのブラシレスモータの横断面図
【符号の説明】
１ ロータユニット
１ａ 永久磁石
１ｂ ロータ軸
１ｃ、１ｆ 軸受体
１ｄ、１ｇ 軸部
１ｅ、１ｈ 段
１ｉ 継手
２、２Ａ コイルユニット
２ａ コイル
２ｂ 磁電変換素子（ホール素子）
２ｃ ボビン
２ｄ 基板
２ｅ 樹脂
２ｆ 導電端子
２ｇ 外周縁端
２ｈ 冷却凹部
２ｉ 冷却孔
３ コアユニット
３ａ コア
３ｂ 切り込み溝
３ｃ 導管
３ｄ 電気導管
３ｈ コアケース
４ 外ケース
４ａ 軸受孔
４ｂ 透孔部
４ｃ 隙間
５ 後ブラケット
５ａ 軸受孔
５ｂ 孔部
５ｃ 透孔部
５ｄ 係合突起
６ 中間ブラケット
７ 工具結合部
７ａ ワンタッチ係合手段
１０ ブラシレスモータ
Ａ ハンドピース
Ａａ シャンク部
Ｂ ハンドピース本体部
Ｂａ 連結部
Ｃ フレキシブルチューブ
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、小型のブラシレスモータ、特に、医療用の切削あるいは研磨機器の回転駆動手段として用いられるブラシレスモータ及びこれを使用した医療用ハンドピースに関する。
【従来の技術】
【０００３】
医療において、特に、歯科治療においては、歯牙の切削、研磨機器の回転駆動手段として、術者が手に持って口腔内で操作しやすいように小型軽量のものが要求され、また、使用頻度も高いので、耐久性の良い小型のブラシレスモータが近年多用されている。
【０００４】
図１２は、そのようなブラシレスモータの一例であって、実開平４−１０４８１２号、実開平４−１０４８１３号、実開平４−１０４８１４号、特開平６−３５１２０９号、特開平６−３５１２１０号、特開平６−３５１２１３号でそれぞれ提案されているブラシレスモータに共通する構造を示しており、図１２（ａ）は、このブラシレスモータ１１０のロータユニット１０１とコイルユニット１０２の組み立て手順を示す外観斜視図、図１２（ｂ）は、このブラシレスモータ１１０の横断面図である。
【０００５】
ブラシレスモータ１１０は、上記のロータユニット１０１、コイルユニット１０２に加え、コア１０３ａ、ケース１０４とで構成され、ロータユニット１０１は、断面扇形状の極性の異なる永久磁石１０１ａを交互に２個ずつロータ軸１０１ｃの回りに固設し、その永久磁石１０１ａの外周を筒状カバー１０１ｂで被って構成されている。
【０００６】
コイルユニット１０２は、磁界を発生させるコイル１０２ａ、ロータユニット１０１の回転を検知するホール素子１０２ｂ、その他の関連部品（不図示）を、コイルユニット筒１０２ｃにメタライズされた配線１０２ｅの所定の位置に接続し、接着剤などで固着して組み立てられている。
【０００７】
コア１０３ａは、複数枚のリング形状の珪素鋼板、または、パーマロイ等の磁性材料を積層して構成され、その外周をケース１０４の内周が丁度規制するようになっている。
【０００８】
このブラシレスモータ１１０は、このような基本構造とすることによって、小型化を実現し、また上記それぞれの公報において種々の改良が提案されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ブラシレスモータ１１０の組み立ては、必要な部品を組み立て現場で組み立て調整し、組み付けていくもので、回転の中心合わせや、軸方向の位置調整などを、組み立て時に行っていたので、余分な時間を要していた。
【００１０】
特に、コイルユニット１０２の組み立ては、ブラシレスモータ１１０全体の組み立ての一環として、手作業でその都度行われ、コイルユニット１０２とロータユニット１０１の心出しも必要なために時間を要しており、また、手作業によるので、固着したコイル１０２ａの外径などに多少のばらつきを生じ、そのばらつきが、コイルユニット１０２をコア１０３ａ内に収容するときに、引っ掛かりの原因となりコイル１０２ａを損傷することもあり、コイル１０２ａの絶縁性を低下さえることもあった。
【００１１】
また、ロータユニット１０１の回転を検知するホール素子１０２ｂは、巻線されたコイル１０２ａの巻線部分の内部に設置されているが、この位置では、ロータユニット１０１の永久磁石１０１ａの界磁だけでなく、コイル１０２ａの界磁も検知することとなり、ロータユニット１０１の回転を正確に検知することへの支障となり、ブラシレスモータ１１０の誤動作を引き起こしていた。
【００１２】
さらに、このブラシレスモータ１１０では、修理時の分解、再組み立てのし易さなどは全く考慮されていなかった。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決しようとするもので、心出しが不要で、組み立てだけでなく修理も簡単、短時間にでき、かつ、ロータユニットの回転検知が正確にでき誤動作の少ないブラシレスモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１〜１５でブラシレスモータを、請求項１６では、このブラシレスモータを使用した医療用ハンドピースを提案している。また、ブラシレスモータに関しては、請求項１〜６では、組み立て容易を達成するための構造的な解決手段を、請求項７〜１１では、組み立て容易と回転検知の精度向上のためのコイルユニットの樹脂被覆に関する解決手段を、請求項１２、１３では、修理交換の容易化を達成するための解決手段を提案している。
【００１５】
請求項１に記載のブラシレスモータは、突出させたロータ軸の両側に軸受体を備え永久磁石で構成されたロータユニットと、磁性体材料で構成されたコアユニットと、コイルを備え後方より導電端子を突出させ樹脂被覆したコイルユニットと、上記ロータユニットの前方の軸受体を嵌着させる軸受孔を前方に有し後方を開口させた外ケースと、この外ケースの開口を塞ぎ、上記ロータユニットの後方の軸受体を嵌着させる軸受孔とコイルユニットの後方より突出させた導電端子とを突出させる孔部とを形成した後ブラケットとで構成され、上記外ケース内には、上記ロータユニット、コイルユニット、コアユニットを内から外に同心状に収容し、上記外ケースの開口に上記後ブラケットを装着したときには、上記ロータユニットの前、後の軸受体のそれぞれが、上記外ケースの軸受孔と、上記後ブラケットの軸受孔とに嵌着され、かつ上記コイルユニットの後方より突出させた導電端子が、上記後ブラケットの孔部より突出する構造とし、更に、上記外ケースの後方にネジ嵌合され、上記後ブラケットを内部に嵌合支持する中間ブラケットを備え、この後ブラケットの後側には、この中間ブラケットより所定距離だけ引き込んだ位置に達するような係合突起が設けられている。
【００１６】
このブラシレスモータは、組み立て容易と、関連部品を順に組み合わせるだけで回転の心出しができることを考慮して、現場で組み立てる部品を、ロータユニット、コアユニット、コイルユニット、外ケース、後ブラケットなどにユニット化し、これらを所定の順序で組み付けるだけで、組み立てが完了し、前方にロータ軸端、後方に導電端子が突出するようにしたものである。したがって、組み立てが容易で、そのまま医療用などのブラシレスモータとして使用できる。
【００１７】
また、このブラシレスモータは、このモータに電気、水、空気などを供給するフレキシブルチューブとの連結部との係合手段である中間ブラケットを備え、この中間ブラケットより所定距離だけ引き込んだ係合突起を後ブラケットに設けることで、上記連結部との連結を容易、確実にしている。
【００１８】
請求項２に記載のブラシレスモータは、請求項１において、上記ロータユニットのロータ軸の両側に備えられた軸受体を嵌着させる軸部には、嵌着された軸受体を、このロータユニットを構成する永久磁石を挟んで所定間隔と所定位置を維持するように段が設けられ、上記外ケース内に、上記ロータユニット、コイルユニット、コアユニットを内から外に同心状に収容した際には、これらの外ケース、ロータユニット、コイルユニット、コアユニット間の相互の軸方向の関係が規定されるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
このブラシレスモータは、請求項１に加え、さらに、関連するユニットを組み付けるだけで、軸方向の位置決めもなされるようにしたので、組み立てが容易である。
【００２０】
請求項３に記載のブラシレスモータは、請求項１または２のいずれかにおいて、上記外ケースの前方には、工具結合部が設置され、その工具結合部には、ハンドピースなどの切削工具をワンタッチ脱着できるワンタッチ係合手段が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
このブラシレスモータは、外ケースに工具結合部を設置し、この工具結合部には、切削刃を備えたハンドピースなどの切削工具をワンタッチ脱着できるワンタッチ係合手段が設けられているので、ブラシレスモータをハンドピースの一部として組み込んで、使用することができる。
【００２２】
請求項４に記載のブラシレスモータは、請求項１〜３のいずれかにおいて、上記コアユニットの外周には、軸方向に走る切り込み溝を形成し、上記外ケースの前方には、それらの切り込み溝に対応した透孔部を形成し、更に上記後ブラケットには、上記切り込み溝に対応させた透孔部を形成していることを特徴とする。
【００２３】
このブラシレスモータは、モータ全体の外径を構成する外ケースの内側にあるコアユニットの外周に切り込み溝を形成し、対応して前後に透孔部を形成しているので、ここに空気導管、水導管、通電線などを貫通させて組み込むことが出来るので、ブラシレスモータ全体の外周を構成する外ケースの外径を大きくすることなく、モータが小型化でき、特に、医療用ブラシレスモータとして、付加価値が高い。また、切削工具などに不可欠の水、空気の供給に支障がない。
【００２４】
請求項５に記載のブラシレスモータは、請求項１〜４のいずれかにおいて、上記コアユニットの外周と上記外ケースの内周との間に所定の隙間を形成し、この隙間に、上記後ブラケット側から供給される空気を通過させるようにしたことを特徴とする。
【００２５】
このブラシレスモータは、コアユニットと外ケースの間に空気を通過させ、モータを冷却することができる。
【００２６】
請求項６に記載のブラシレスモータは、請求項１〜５のいずれかにおいて、上記コアユニットに、上記コイルユニットが着脱可能に装着できるようにしたことを特徴とする。
【００２７】
このブラシレスモータは、コアユニットとコイルユニットが着脱可能となっているので、一体化されているものに比べ、どちらか一方だけを取り替えることができ、修理が簡単になり、また、修理コストを低減することができる。
【００２８】
請求項７に記載のブラシレスモータは、請求項１〜６のいずれかにおいて、上記コイルユニットは、更に、ロータユニットの回転を検知する磁電変換素子を備え、その磁電変換素子をも予め樹脂被覆したことを特徴とする。
【００２９】
ブラシレスモータは、ロータの回転制御を行うのに、そのロータの回転を検知するセンサである磁電変換素子の必要なものと、そうでないものがあるが、このブラシレスモータは、そのような磁電変換素子が必要な場合には、その磁電変換素子もコイルユニットに一体的に樹脂被覆するもので、上記請求項１の効果が、いわゆるセンサー付きブラシレスモータの場合にも発揮される。
【００３０】
請求項８に記載のブラシレスモータは、請求項７において、上記磁電変換素子を上記コイルユニットのコイル巻線の電磁的影響を受けにくい位置に設けて樹脂被覆したことを特徴とする。
【００３１】
このブラシレスモータは、一体成形するときに、磁電変換素子、つまり、ロータの回転を検知するセンサをコイルによって生じる磁界を避ける位置に設けたので、センサの誤動作を避けることができる。
【００３２】
請求項９に記載のブラシレスモータは、請求項７又は８のいずれかにおいて、上記コイルユニットは、上記コイルと、このコイルを上記ロータユニットの永久磁石を取り囲むように設けるためのボビンと、このコイルや上記磁電変換素子のための関連部品を装着し、その反対側に上記導電端子を設けた基板とから構成され、上記磁電変換素子を、上記ボビン上であって、上記コイルの巻線部位の外側で上記コイルの長手軸方向の一方側に隣接して設け、更に、上記基板を、この磁電変換素子の上記コイルの反対側で、上記コイルの長手軸に対して直交する方向になるように上記ボビンに挿嵌させて、上記ボビン、コイル、磁電変換素子、基板を樹脂被覆したものであることを特徴とする。
【００３３】
このブラシレスモータは、コイルユニットのボビン、コイル、磁電変換素子、これらや他の関連部品を取り付ける基板などを具体的に規定したもので、請求項８の効果を発揮するブラシレスモータを容易に構成することができる。
【００３４】
請求項１０に記載のブラシレスモータは、請求項９において、上記コイルユニットを樹脂被覆する際には、上記基板の上記導電端子を設けた側の外周縁端を樹脂被覆型で支えて、樹脂被覆するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
このブラシレスモータは、コイルユニットの樹脂被覆において、従来、基板の変形などが生じ、その影響で回転検知の精度が低下していた問題を解決すべく、提案されるもので、基板を樹脂被覆型でしっかり支えて、樹脂被覆を行うので、基板が変形することがなく、回転検知の精度が向上する。
【００３６】
請求項１１に記載のブラシレスモータは、請求項７〜１０のいずれかにおいて、上記磁電変換素子としてホール素子又はホールＩＣを用いたことを特徴とする。
【００３７】
ホール素子、ホールＩＣは、それ自身耐熱性があるが、一体樹脂被覆と相まって、耐熱特性が更に向上し、ブラシレスモータ全体のオートクレーブ滅菌に対する耐久性を更に向上させる。また、ホール素子は、磁束が正負逆転する点でロータの回転を検知するものなので、磁束の変化の影響を受けやすいが、請求項８、９と組み合わせることで、コイルの磁界の影響が避けられ、ホール素子の機能が十分に発揮される。
【００３８】
請求項１２に記載のブラシレスモータは、請求項７〜１１のいずれかにおいて、上記コイルユニットの外周には、上記コイルの長手軸方向に伸長する冷却凹部を形成したことを特徴とする。
【００３９】
このブラシレスモータは、コイルユニットの外周に、このコイルユニットが挿嵌されるコアユニットの内周との間に、空気を流通させてブラシレスモータを冷却させるための冷却凹部を設けている。したがって、通常のコアユニットと外ケース間の空気流通などによる冷却に加え、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。
【００４０】
請求項１３に記載のブラシレスモータは、請求項７〜１２のいずれかにおいて、上記コイルユニットには、その内周から外周に貫通する冷却孔を形成したことを特徴とする。
【００４１】
このブラシレスモータは、コイルユニットの内周から外周に貫通する冷却孔を形成している。したがって、ロータユニットから、コアユニットへ軸直角方向への空気流通の流れが生じ、請求項１２と同様に、通常の冷却に加え、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。特に、請求項１２と組み合わせれば、冷却効果は相乗的に発揮される。
【００４２】
請求項１４に記載のブラシレスモータは、請求項１において、ロータ軸に固定された永久磁石を挟むように軸受体を備えたロータユニットと、磁性体材料で構成されたコアユニットと、コイルを備えたコイルユニットと、上記ロータユニットの双方の軸受体を嵌着させる軸受孔を備えた外ケースとで構成されたブラシレスモータであって、上記ロータユニットの前方の軸受体の外径が、上記ロータユニットの永久磁石の部分の外径、及び、後方の軸受体の外径より大きくなっており、上記外ケースの双方の軸受孔が、上記ロータユニットの前方及び後方の軸受体の外径に対応させたものになっていることを特徴とする。
【００４３】
このブラシレスモータは、ロータユニットの前方の軸受体の外径を、永久磁石の部分の外径、後方の軸受体の外径より、大きくしたので、ロータユニットを、前から外ケースに脱着することができ、組み立てだけでなく、修理が容易になる。
【００４４】
請求項１５に記載のブラシレスモータは、請求項１において、ロータ軸に固定された永久磁石を挟むように軸受体を備えたロータユニットと、磁性体材料で構成されたコアユニットと、コイルを備えたコイルユニットと、上記ロータユニットの双方の軸受体を嵌着させる軸受孔を備えた外ケースとで構成されたブラシレスモータであって、上記ロータユニットのロータ軸の先端には、ハンドピースのシャンク部に回転力を伝達するための継手が設けられ、上記ロータユニットのこの継手側の軸受体の内径が、この継手の外径より大きくなるようにしたことを特徴とする。
【００４５】
このブラシレスモータは、ロータ軸の先端に設けた継手の外径より、ロータユニットのこの継手側の軸受体の内径が大きくなるようにしたので、継手を外すことなく、ロータユニットの前方の軸受体の交換をすることができ、修理交換がし易い。
【００４６】
請求項１６に記載の医療用ハンドピースは、請求項１〜１５のいずれかに記載のブラシレスモータを、医療用ハンドピースのシャンク部と、フレキシブルチューブを連結する連結部との間に組み込んだことを特徴とする。
【００４７】
このハンドピースは、上記の特徴を有するブラシレスモータを組み込んだもので、これらのブラシレスモータの効果と組み合わせることで、小型、軽量で、水、空気の供給も可能でかつ冷却効率のよい、付加価値の高い医療用、特に、歯科治療用に適したハンドピースとして使用することができる。
【発明の実施の形態】
【００４８】
以下、添付図を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００４９】
図１は、本発明のブラシレスモータの一例の組み立て手順を概念的に説明する外観斜視図である。
【００５０】
このブラシレスモータ１０は、ロータ軸１ｂに永久磁石１ａとその両側に軸受体１ｃ、１ｆを備えたロータユニット１と、このロータユニット１を回転可能に支承すると共に、ブラシレスモータ１０全体を収容する外ケース４と、この外ケース４内に収容され、磁性体材料からなるコア（不図示。後述する。）を内蔵したコアユニット３と、このコアユニット３内に収容され、コイル（不図示。後述する。）を備えたコイルユニット２と、このコイルユニット２と外ケース４の後方（図の右方）に嵌め込まれる後ブラケット５と、この後ブラケット５と後述する本体側との連結部とを連結するための中間ブラケット６から構成されている。
【００５１】
ロータユニット１の永久磁石１ａは、従来例と同様に、ロータ軸１ｂに設けられ、また、外周はカバーされている。この永久磁石１ａの両側に設けられた軸受体１ｃ、１ｆの内、図の左側、つまり前方側の軸受体１ｃの外径は、後方側の軸受体１ｆの外径より大きくなっている。また、軸受体１ｃの外径は、永久磁石１ａの部分の外径より大きくなっている。
【００５２】
この軸受体１ｃは、外ケース４の前方の軸受孔４ａに嵌着され、永久磁石１ａは、コイルユニット２の内部に収容され、軸受体１ｆは、後ブラケット５の軸受孔５ａに嵌着されるので、これらの外ケース４の軸受孔４ａ、コイルユニット２、後ブラケット５の軸受孔５ａの内径は、それぞれの相手に対応したものとなっている。
【００５３】
したがって、外ケース４にコアユニット３、コイルユニット２、後ブラケット５などを組み付けた状態で、軸受体１ｃ、１ｆを付けたままでロータユニット１を前方から組み入れ、また、抜き出すことができるので、組み立て容易であり、分解も容易である。特に、使用により摩耗して交換の必要度が大きいのは、ロータユニット１の軸受体１ｃ、１ｆであり、これを組み付けたままで、他の部分を分解せずに、ロータユニット１をブラシレスモータ１０から抜き出すことができると、修理交換に非常に便利である。
【００５４】
ロータユニット１のロータ軸１ｂには、先端に、治療器具、例えば、ハンドピースのシャンク部に回転力を伝達するための継手１ｉが設けられ、この継手１ｉ側の軸受体１ｃの内径が、この継手１ｉの外径より大きくなるようにしてある。したがって、上述したように、軸受体１ｃ、１ｆを組み付けたままでロータ軸１ｂを抜き出した後、継手１ｉ側の軸受体１ｃを交換する際に、継手１ｉを取り外さなくも、古い軸受体１ｃを取り外すことができ、また、新しい軸受体１ｃを取り付けることができ、軸受体の修理交換がし易い。
【００５５】
つまり、継手１ｉの形状は、ハンドピースとの連結の都合上、所定の規格寸法に制限されており、従来、ブラシレスモータの設計上この継手１ｉのことは全く考慮されておらず、本体の修理交換の際には、この継手を外して行うことが当然のこととされていた。しかしながら、本発明においては、組み立て修理の簡易化の観点から関連する部品なども全体的に見直しし、かかる改良をするに至ったものである。
【００５６】
ロータ軸１ｂの永久磁石１ａと、それを挟むように設けられた軸受体１ｃ、１ｆの間には、バランサ１ｊ、１ｋが設けられている。このバランサ１ｊ、１ｋは容易に切削可能な金属、例えば、黄銅などで構成され、ロータ軸１ｂに固着され、その一部を適宜切削除去することにより、ロータユニット１全体の動的バランスを保つことができるようになっている。こうして、動的バランスを適正にしておくと、ロータユニット１が高速で回転してもバランス不良によるブレを生じることがなく、治療器具の回転駆動手段として適している。
【００５７】
コイルユニット２は、後に図５、６、７で説明するように、コイルなどを含めて一体樹脂被覆されていることを特徴とし、この図１では、一体成形した樹脂２ｅの部分だけが外観上見えている。この一体樹脂被覆は、ブラシレスモータ１０の全体の組み立てとは別に、所定の治具などを用いて、内外径の軸芯が一致するように行われている。コイルユニット２の後方には、４本の導電端子２ｆが突出し、このコイルユニット２に後ブラケット５を組み込んだ際には、これらの導電端子２ｆは、後ブラケット５から更に後方に突出して電気的な接続ができるようになっている。
【００５８】
コアユニット３は、コイルユニット２のコイルの磁界を強化するための鉄心の役割を果たすもので、複数枚のリング形状の珪素鋼板、または、パーマロイ等の磁性材料を積層したコア（不図示）の外周と両側面をコアケース３ｈで拘束したものである。コアユニット３の外周に見えている二本の導管３ｃは、歯科治療に必要な水、空気を本体側（図の右側）から先端側（図の左側。つまり、回転工具側）へ供給するためのもので、コアケース３ｈの外周を軸方向に貫通して設けられた設けられた切り込み溝３ｂに嵌め込まれ、外側を外ケース４の内周に拘束されて固定される。
【００５９】
また、この例では、切り込み溝３ｂは、コアケース３ｈの外周に４箇所設けられており、残り２本の溝３ｂには、後述するように、電気導管（不図示）が同様にして、嵌め込まれるようになっている。こうして、コアユニット３と外ケース４の間に、余分な空間を設けることなく、必要な流体などの供給を可能にしており、小型化を要求される、術者が手に持って治療を行う治療器具の回転駆動手段として、このブラシレスモータ１０は適している。
【００６０】
なお、これらの切り込み溝３ｂ、導管３ｃなどは、このブラシレスモータ１０の本体側から、先端側に、モータ１０の駆動に直接関連しない流体や、電気などを供給するために設けられるもので、流体や電気の供給の必要のない場合には、不要のものである。コアユニット３とコイルユニット２は、図に示すように、別体で着脱可能となっているので、一体化されているものに比べ、どちらか一方だけを取り替えることができ、修理が簡単になり、また、修理コストを低減することができる。
【００６１】
外ケース４には、上述したように、前方に、ロータユニット１の前の軸受体１ｃを受ける軸受孔４ａを備え、図では見えていないが、後方は開口している。また、前方の軸受孔４ａの周縁には、透孔部４ｂが設けられ、コアユニット３を外ケース４に収容した際には、この透孔部４ｂから導管３ｃなどが覗き出るようになっている。
【００６２】
後ブラケット５には、上述したように、ロータユニット１の後の軸受体１ｆを受ける軸受孔５ａと、外ケース４にコアユニット３、コイルユニット２を組み付けた後に後ブラケット５を被せた際に、コイルユニット２の導電端子２ｆを後部に突出させる孔部５ｂと、外ケース４の透孔部４ｂと同様に、コアユニット３の切り込み溝３ｂに嵌め込まれた導管３ｃなどを突出させる透孔部５ｃとが設けられている。
【００６３】
中間ブラケット６の外径にはピッチの異なる２種類の雄ネジが形成されている。そのうち、図の左側、つまりブラシレスモータ１０の前方側の雄ネジ６ａは外ケース４に係合され、コアユニット３、コイルユニット２、後ブラケット５などを外ケース４内に固定する役目を果たす。ブラシレスモータ１０の後方側の雄ネジ６ｂは、このモータ１０に電気、水、空気などを供給するフレキシブルチューブ（不図示。後述する。）との連結に使用する。
【００６４】
なお、ここでは、ブラシレスモータ１０とフレキシブルチューブとの連結方法として、ネジによる係合の例を示しているが、カチット栓などに用いられるワンタッチコネクタによる連結など、様々な連結方法が可能である。
【００６５】
このブラシレスモータ１０は、図に示すようにロータユニット１を外ケース４の前方（図の左方）から挿入し、一方、外ケース４の後方からは、導管３ｃなどを嵌め込ませたコアユニット３、一体樹脂被覆したコイルユニット２、後ブラケット５を順に挿入するだけで組み立てが完了し、ロータユニット１とコイルユニット２の心出しも不要となり、ブラシレスモータ全体の組み立てが簡易化される。
【００６６】
また、コイルユニット２全体が樹脂によって一体的に被われ、コイルユニット２の外周にはコイルなどが露出しないので、コアユニット３の内部にコイルユニット２を嵌めるときにコイルを破損しない。さらに、副次的効果として、この被覆樹脂の断熱特性によって、耐熱性での弱点となっていたコイルユニットの耐熱特性が向上し、ブラシレスモータ全体の耐熱特性も向上する。
【００６７】
図２（ａ）は、図１に示したブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の導管の部分の縦断面図、（ｂ）は、電気導管の部分の縦断面図である。これより、すでに説明した部分については、同じ符号を付して、重複説明を省略する。また、説明に必要な場合には、詳しい符号を付し、必要のない場合には、図面の見やすさを考慮して、主要な符号だけを付すようにする。
【００６８】
この図２（ａ）、（ｂ）は本発明のブラシレスモータを歯科用のハンドピース本体部に組み込んだ例を示している。
【００６９】
この図で、７はハンドピースなどの治療器具とブラシレスモータ１０とを連結するために外ケース４に嵌め込まれた工具結合部、７ａは外ケース４の前端部に連結され、ハンドピースのシャンク部（不図示）を周知の方法でワンタッチ脱着させるワンタッチ係合手段で、ブラシレスモータ１０を通過して供給された水、空気なども同時にハンドピース側へワンタッチ断接させる手段も備えている。
【００７０】
また、Ｂａは、このモータ１０に電気、水、空気などを供給するフレキシブルチューブＣとの連結部、Ｂはハンドピース本体部であり、組み込まれたブラシレスモータ１０、工具結合部７、ワンタッチ係合手段７ａ、連結部Ｂａから構成されている。
【００７１】
まず、図２（ａ）を用いて、このブラシレスモータ１０の特徴である軸方向の位置決めについて説明する。
【００７２】
ロータ軸１ｂの前方の軸受体１ｃが外嵌されている軸部１ｄの後方側には、段１ｅが設けられ、この段１ｅに密接するようにバランサ１ｊが固着されている。軸受体１ｃは、軸部１ｄに外嵌され、かつ、このバランサ１ｊに当接するようになっており、間接的に段１ｅによって、ロータ軸１ｂ上の軸方向の位置が決められている。
【００７３】
一方、ロータ軸１ｂの後方の軸受体１ｆが外嵌されている軸部１ｇの前方側には、段１ｈが設けられ、この段１ｈに当接させることで、軸受体１ｃはロータ軸１ｂ上の軸方向の位置が決められている。
【００７４】
また、このロータ軸１ｂに軸方向の位置決めされて外嵌された軸受体１ｃ、１ｆに合わせて、外ケース４の軸受孔４ａ、後ブラケット５の軸受孔５ａが形成されているので、図１で説明したように、ロータユニット１、コイルユニット２、コアユニット３、外ケース４、後ブラケット５などを組み付けるだけで、この図２（ａ）に示すように、ブラシレスモータ１０の部品相互の軸方向の位置決めが自然となされるようになっており、組み立てが簡易化される。
【００７５】
ロータ軸１ｂの前方の軸受体１ｃに嵌合している外ケース４の軸受孔４ａには軸受体１ｃに当接するようにＯリング４ａｂが嵌め込まれ、また、同様に、ロータ軸１ｂの後方の軸受体１ｆが嵌合している後ブラケット５の軸受孔５ａにもＯリング５ａｂが嵌め込まれており、ロータ軸１ｂの回転振動がコアユニット３や外ケース４、つまり外部へ伝わりにくい構造となっている。
【００７６】
図２（ａ）から解るように、導管３ｃが、後ブラケット５の透孔部５ｃを通り、外ケース４とコアユニット３の間を貫通し、外ケース４の透孔部４ｂを通って、ワンタッチ係合手段７ａにまで達しており、フレキシブルチューブＣから、ハンドピース側へ、水や空気を供給するようになっている。
【００７７】
一方、図２（ｂ）から解るように、導管３ｃと同様の経路で電気導管３ｄが組み込まれており、この電気導管３ｄによって、フレキシブルチューブＣからスリップリング（不図示）を設けた回動ランプ受け体７ｂを介して、ランプ７ｃに電源が供給されている。
【００７８】
この電気導管３ｄは、一定の剛性を持つ電気良導体で構成され、コアケース３ｈの外周に設けられた切り込み溝３ｂの形状に沿うような形になっており、後ブラケット５の透孔部５ｃを通して導電端子５ｅに簡単に接続することができる。したがって、従来、柔軟な銅線を余裕を持たせていちいち半田付けし、コアユニット３と外ケース４の間に挟み込んでいたのに比べて、ワンタッチで組み込むだけで電気的接続も間違いなく達成され、組み立ての確実化と時間短縮を図っている。
【００７９】
図３（ｃ）は、図１に示したブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の冷却経路を示す縦断面図、（ｄ）は（ｃ）のＢＢ横断面図、（ｅ）は（ｄ）のＣＣ断面図である。
【００８０】
図３（ｃ）では、概念的に空気の流れを黒矢印で示している。これで解るように、フレキシブルチューブＣから、後ブラケット５の空気口５ｅを介して供給された空気は、後ブラケット５とコイルユニット２の軸方向の隙間を通り、コイルユニット２の外周切り欠き（不図示）を通過してコアユニット３の外周と外ケースの間の隙間３ｅを通って前方に向かい、一部はロータ軸１ｂの軸受体１ｃを通過して、ハンドピース側へ抜ける。他の一部は、ロータユニット１とコイルユニット２の間の隙間を後方へ戻り、軸受体１ｆを通過してフレキシブルチューブＣ側へ戻るようになっている。
【００８１】
こうして、空気がブラシレスモータ１０の内部や外周付近を通過することによって、モータ１０を冷却している。
【００８２】
図３（ｄ）、（ｅ）は、後ブラケット５の係合突起５ｄについて説明するためのものである。
【００８３】
係合突起５ｄは、後ブラケット５の後部から後方に延出されているが、中間ブラケット６よりは、所定距離だけ引き込んだ位置に達する程度となっており、後ブラケット５から突出しているコイルユニット２の導電端子２ｆよりもさらに突出している。
【００８４】
中間ブラケット６の先端部分は円筒状になっており、この円筒状部分をフレキシブルジョイントＣとの連結部Ｂａに入れ、この連結部Ｂａの内部の受部Ｂｂの外側にはまり込ませると、後ブラケット５の係合突起５ｄの前面が連結部Ｂａの内部の受部Ｂｂに当接し、ここで、中間ブラケット６と後ブラケット５を回動させて、受部Ｂｂに設けられた係合凹部ｂｃに、後ブラケット５の係合突起５ｄを係合させると、導電端子２ｆなどが丁度相手孔に嵌入するような状態で、中間ブラケット６と後ブラケット５を、図３（ｅ）の状態まで入り込ませることができる。ついで、連結部Ｂａだけを回動させることによって、連結部Ｂａのネジ部と中間ブラケット６の雄ネジ６ｂがネジ係合し、連結が完了する。
【００８５】
この際、先に後ブラケット５の係合突起５ｄが連結部Ｂａの受部Ｂｂに当接し、導電端子２ｆなどは当接しないので、導電端子２ｆなどの損傷を防ぐことができる。また、係合の見当が付けやすい形状となっている係合突起５ｄと係合凹部Ｂｃで相対的な回動位置を決めることができるので、位置合わせがしやすく、また、この係合突起５ｄと係合凹部Ｂｃの形状を図示したように回転非対称の形状にしておくことで、間違った連結をすることを防ぐことができる。
【００８６】
図４（ａ）は、図２（ａ）のＡＡ横断面図である。
【００８７】
この図で解るように、コアユニット３のコアケース３ｈの外周には、上述した切り込み溝３ｂに加えて、外ケース４の内周との間に全周にわたって同じ隙間３ｅを形成するように外周を４等分する位置に支え突起３ｅａが設けられている。この隙間３ｅに、図３（ｃ）で説明したように空気が流通して、モータ１０を冷却するようになっている。
【００８８】
ロータユニット１のロータ軸１ｂに固着された永久磁石１ａは、Ｎ極１ａａ、Ｓ極１ａａを対向するように着磁した４極タイプとなっており、その回りをカバー１ａｂで覆って構成されている。このように４極タイプとすると、２極タイプに比べてより高い磁束密度をコンパクトに実現することができ、ロータユニット１を小さくすることができ、ブラシレスモータ１０全体も小型化できる。
【００８９】
永久磁石は、上記図４（ａ）構造のものだけでなく、図４（ｂ）のように、外周側と内周側でＳ極とＮ極を異にするように着磁して円筒状にしてもよいし、図４（ｃ）のように、Ｓ極とＮ極を交互に４部分着磁した円筒状のものにしてもよい。
【００９０】
また、導管３ｃ、電気導管３ｄが、切り込み溝３ｂに嵌め込まれ、外ケース４とコアユニット３の間にコンパクトに収容固定されているのが解る。さらに、ロータユニット１、コイルユニット２、コアユニット３、外ケース４が、同心に組み付けされているのが解る。
【００９１】
図５は、図１に示したブラシレスモータのコイルユニットを示す要部破断の外観斜視図である。この図５は、コイルユニット２の外観斜視図において、特に、一体樹脂被覆されたコイルユニット２の内部部品を示すために、その要部を破断したものである。この図を用いて、コイルユニット２の一体樹脂被覆について説明する。
【００９２】
このコイルユニット２は、ブラシレスモータ１０の回転力、つまり回転磁界を発生させるためのコイル２ａ、このコイル２ａの回転磁界によるロータユニット１の回転を検知する磁電変換素子２ｂ、このコイルユニット２の内周部を構成するボビン２ｃ、このボビン２ｃの後端（図の右側）に、このコイルユニット２の長手軸方向に直角方向、つまり外周方向に円板状に設けられ、導電端子２ｆを延出させた基板２ｄ、これらのコイル２ａ、磁電変換素子２ｂ、ボビン２ｃ、基板２ｄなどを一体樹脂被覆する樹脂２ｅから構成されている。
【００９３】
ボビン２ｃは直円筒であって、その内径は、ロータユニット１の外径に対して、ロータユニット１の回転に支障のない程度の隙間があるように設定され、その外周には、ロータユニット１の永久磁石１ａに対する回転磁界を発生されるためのコイル２ａが設置され、その後端には、基板２ｄが設けられている。
【００９４】
コイル２ａは、プレスコイル作成方法によって、ボビン２ｃの外周に沿うように形成されたもので、この例では、このように形成されたコイル２ａを、ボビン２ｃの外周を３分割するように隣接させて３個設置しているが、これは三相ブラシレスモータの場合であって、３個に限るものではない。
【００９５】
このプレスコイル作成方法とは、銅などの電気良導体で構成された自己融着電線をボビンレス巻線器にて巻線し、同時に熱風を当てて電線同志を融着させ、ついでプレス金型に巻線され融着されたコイルをセットして、コイルに電線を流して発熱させ軟化させてから、プレスを行い、所定の形状のコイルを形成する方法で、このプレス金型の上下にバネが仕込んであって、プレス時に一気にプレス圧をかけないように、このバネの圧力を調整する点を特徴としている。
【００９６】
このようにすることによって、成形されたコイルの電線に残留応力を残すことなく、所望の形状のコイル、特に、半径方向に厚みが薄く、また、均一にロータユニットを取り囲むコイルを形成することができ、外径を小さくしたいブラシレスモータのコイルとして相応しいコイルを得ることができる。
【００９７】
基板２ｄには、コイル１ａ、磁電変換素子２ｂと導電端子２ｆなどを接続する配線、制御電子部品などの関連部品が設けられている。
【００９８】
磁電変換素子２ｂは、ボビン２ｃの外周であって、コイル２ａの巻線部位の外側でコイル２ａの長手軸方向に隣接して、かつ、基板２ｄとの間に設けられている。このように、コイル２ａの外側、つまり、コイル２ａによって生じる磁界の影響を受けにくい位置に磁電変換素子２ｂを設け、一体成形したので、磁電変換素子２ｂの誤動作を避けることができる。
【００９９】
更に、この磁電変換素子２ｂは、望ましくは、図示するように、隣接するコイル２ａ間の外径円周部間に生じる隙間に設けるのが良い。こうすれば、基板２ｄとコイル２ａ間に、磁電変換素子２ｂを設けるためのスペースがより小さくて済み、コイルユニット２全体を小型化できるからである。
【０１００】
また、磁電変換素子２ｂとしてホール素子を用いると、ホール素子は、それ自身耐熱性があるが、一体樹脂被覆と相まって、耐熱特性が更に向上し、ブラシレスモータ全体のオートクレーブ滅菌に対する耐久性が更に向上する。また、ホール素子は、磁束が正負逆転する点でロータユニットの回転を検知するものなので、磁束の変化の影響を受けやすいが、その位置も十分考慮され、コイルの磁界の影響が及びにくいようにしているので、ホール素子の機能が十分に発揮される。
【０１０１】
また、ブラシレスモータは、ロータユニットの回転制御を行うのに、そのロータユニットの回転を検知するセンサである磁電変換素子の必要なものと、そうでないものがあるが、このブラシレスモータは、そのような磁電変換素子が必要ない場合でも、一体樹脂被覆によって、同様の効果を発揮するものである。
【０１０２】
図６は、図５のコイルユニットの構成部品を示すもので、（ａ）はボビンの縦断面図、（ｂ）は（ａ）のボビンの右側面図、（ｃ）は基板の正面図である。
【０１０３】
ボビン２ｃは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように円筒状で、その一端外周には、３箇所の突起２ｃａがあり、その突起２ｃａの首下には、テーパー部２ａｂが設けられている。
【０１０４】
基板２ｄは、図６（ｃ）に示すような形状の板状体で、その外縁には複数箇所の切り欠きがあるが、その内、大きい２つの切り欠き２ｄａと、これにほぼ対称に設けられた２つの切り欠き２ｄｂは、コアユニット３の切り込み溝３ｂに対応するもので、この切り込み溝３ｂに嵌め込まれる導管３ｃ、電気導管３ｄの逃がしとなるものである。
【０１０５】
４か所の孔２ｄｃは、導電端子２ｆとなるピンを立設させるためのものである。内径側の３箇所の切り欠き２ｄｄは、この基板２ｄに垂直、つまりボビン２ｃの外周に沿うように設ける磁電変換素子２ｂを平設した小基板（不図示）を立設させるための逃がしである。
【０１０６】
内周２ｄｅは、ボビン２ｃの外周がはまり込む部分であり、その外周よりわずかに大きくなっており、ほぼ、図６（ｂ）、（ｃ）の相対的回動位置関係で、基板２ｄをボビン２ｃの突起２ｃａの無い側から嵌め込むと、基板２ｄが突起２ｃａに当接する位置で位置決めされる。このとき、テーパ部２ａｂの作用により、基板２ｄが突起２ｃａに当接した状態で容易に抜け落ちないように固定される。
【０１０７】
図７は、図５のコイルユニットの樹脂被覆の詳細を示すもので、（ａ）は樹脂被覆したコイルユニットの縦断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ａ）のＤＤ横断面図、（ｄ）は、（ｂ）のＥＥ断面図である。
【０１０８】
この図に示すように、ボビン２ｃに基板２ｄを嵌め、基板２ｄの切り欠き２ｄｄに、磁電変換素子２ｂを平設した小基板２ｂａを立設し、ボビン２ｃの外周にコイル２ａを３個設置し、また、基板２ｄの孔２ｄｃに導電端子２ｆとなるピンを半田付けや圧入によって立設させ、必要な結線をし、全体を所定の樹脂被覆型（不図示）にセットして、樹脂一体被覆して、コイルユニット２を作ることができる。
【０１０９】
このとき、図７（ｂ）、（ｄ）で解るように、基板２ｄの外周縁端２ｇが樹脂被覆されないで、そのまま露出している部分がある。これは、この部分を樹脂被覆型で支えて、樹脂被覆したためである。このように、基板２ｄを樹脂被覆型でしっかり支えて、樹脂被覆を行うと、基板２ｄが変形することがなく、回転検知の精度が向上する。
【０１１０】
なお、図７（ｃ）の断面図では、コイル２ａの断面が６つに分かれて見えているが、一つのコイル２ａは、樹脂２ｅをはさんで隣合っており、隣接しているコイル２ａは、それぞれ別体のコイル２ａである。
【０１１１】
図８は、本発明のブラシレスモータに用いるコイルユニットの他例を示すもので、（ａ）はその外観斜視図、（ｂ）は（ａ）のＦＦ断面図である。
【０１１２】
図８（ａ）は、コイルユニット２Ａを、図５R>５と同様の位置から、外観斜視したもので、この場合は、コイルユニット２Ａの全体が樹脂被覆された状態で示され、樹脂内部のコイル２ａなどは見えていないが、それらは同じ位置に設けられているものである。
【０１１３】
このコイルユニット２Ａは、その樹脂被覆の外周２ｅａに、冷却用の空気を流通させるための冷却凹部２ｈを設けている。
【０１１４】
この冷却凹部２ｈは、外周２ｅａの一部が、このコイルユニット２Ａを挿嵌させるコアユニット３の内径に対して同心状態を維持できる程度に外周２ｅａを残してできるだけ凹部面積が広くなるように設け、その凹部底の外径は、被覆しているコイル２ａが見えない程度にできるだけ、小さくするようにして、凹部断面積が大きくなるようにすると、この冷却凹部２ｈの空気流通容積が大きくなり、冷却効果が増すと共に、コイルユニット２Ａの重量を小さくすることにもなり、ブラシレスモータ全体の軽量化にも貢献する。
【０１１５】
このように冷却凹部２ｈを設けると、後述する冷却孔２ｉや、コイルユニット２Ａの樹脂被覆端面２ｅｂに生じる他のブラシレスモータの構成部品との隙間から、空気流通が行われ、通常のコアユニット３と外ケース４間の空気流通などによる冷却に加え、コアユニット３とコイルユニット２Ａの間でも空気流通させることができ、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。
【０１１６】
コイルユニット２Ａには、更に、その内周から外周に貫通する冷却孔２ｉを形成している。
【０１１７】
この例では、この冷却孔２ｉを、この樹脂２ｅ内部のコイル２ａの巻線の中央部分の巻線のない部分（図５参照）に形成しているが、これに限らず、コイル２ａ間のコイル２ａがない部分がある場合には、そこに設けてもよく、できるだけ、冷却孔２ｉの孔面積が大きくなるようにすると、上記冷却凹所２ｈと同様に、空気流通効果と重量軽減効果を大きくすることができる。
【０１１８】
このようにすると、このコイルユニット２Ａに内蔵されるロータユニット１から、コイルユニット２Ａの外側となるコアユニット３へ軸直角方向の空気流通の流れが生じ、通常の冷却に加え、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。特に、冷却凹所２ｈと組み合わせれば、冷却効果は相乗的に発揮される。
【０１１９】
なお、上記の冷却凹所２ｈと冷却孔２ｉは、それぞれ単独に設置しても、組み合わせて設置しても、それぞれに効果を発揮する。
【０１２０】
図９は、図８のコイルユニットを用いたブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の冷却経路を示す縦断面図である。
【０１２１】
この図９は、図３（ｃ）のコイルユニット２を、図８のコイルユニット２Ａとに変えて、より拡大して表示したものである。
【０１２２】
この図９が示すように、コイルユニット２Ａを用いると、冷却凹所２ｈ、冷却孔２ｉの作用によりブラシレスモータ１０の内部に、より多くの空気の冷却経路が生成され、モータの冷却効率が向上する。
【０１２３】
図１０は、図１に示したコアユニットを示すもので、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図、（ｃ）は（ａ）の右側面図である。
【０１２４】
この図１０は、コアユニット３の構造を示すもので、既に説明したコア３ａ、支え突起３ｅａ、切り込み溝３ｂ、コアケース３ｈなどの関係がよく解る。
【０１２５】
図１１（ａ）は、図２のハンドピース本体部にハンドピースを装着した状態を示す要部破断の正面図、（ｂ）は（ａ）のロータ軸の先端に設けられた継手を説明する要部縦断面図である。
【０１２６】
図１１（ａ）から解るように、ハンドピース本体部Ｂのワンタッチ係合手段７ａに、ハンドピースＡのシャンク部Ａａをワンタッチで装着するだけで、本発明のブレシレスモータ１０で回転駆動される歯科用のハンドピースを構成することができ、上述のブラシレスモータの効果と組み合わせることで、小型、軽量で、水、空気、及び、後述する図１１（ｂ）の照明ランプＬへの電力の供給も可能な付加価値の高い医療用、特に、歯科治療用に適したハンドピースとして使用することができる。
【０１２７】
図１１（ｂ）によって、このワンタッチ装着の詳細について説明する。
【０１２８】
ハンドピースＡのシャンク部Ａａには、駆動軸Ａｂが内蔵され、この駆動軸Ａｂには、バネＡｂ１と、このバネＡｂ１によって付勢されて進退可能となっている継手Ａｃが外挿され、継手Ａｃは駆動軸Ａｂと共回転するようになっている。また、このシャンク部Ａａには、ワンタッチ係合手段７ａとの機械的なワンタッチ係合を実現するための係合受け部Ａｄが取り替え可能に設けられている。この係合受け部Ａｄに対応して、ワンタッチ係合手段７ａにはＣリング７ａａが取り替え可能に外嵌されている。
【０１２９】
こうして、ハンドピースＡのシャンク部Ａａをハンドピース本体部Ｂのワンタッチ係合手段７ａに嵌め込むだけで、機械的なワンタッチ係合は、係合受け部ＡｄとＣリング７ａａの間で達成され、また、駆動力の伝達は、駆動軸Ａｂに外挿された継手Ａｃとロータ軸１ｂの先端の継手１ｉの間で同時に達成される。
【０１３０】
また、上記の係合受け部ＡｄとＣリング７ａａとは、係合部には焼き入れ処理されているので長期間の使用に耐え、また、取り替え可能でもあるので、それぞれハンドピースＡや、ハンドピース本体部Ｂのワンタッチ係合手段７ａの全体を取り替えることなく、必要最小限の部分だけを取り替えることができるので、結果的にコストダウンを図ることができる。
【０１３１】
なお、ここでは、本発明のブレシレスモータの使用例として医療用、特に歯科用のハンドピースに用いたものを示したが、これに限らず、このブラシレスモータは、小型で耐久性の必要な回転駆動手段として、あらゆる分野において使用できるものである。
【発明の効果】
【０１３２】
請求項１に記載のブラシレスモータによれば、組み立て容易と、関連部品を順に組み合わせるだけで回転の心出しができることを考慮して、現場で組み立てる部品を、ロータユニット、コアユニット、コイルユニット、外ケース、後ブラケットなどにユニット化し、これらを所定の順序で組み付けるだけで、組み立てが完了し、前方にロータ軸端、後方に導電端子が突出するようにしたので、組み立てが容易で、そのまま医療用などのブラシレスモータとして使用できる。
【０１３３】
更に、このモータに電気、水、空気などを供給するフレキシブルチューブとの連結部との係合手段である中間ブラケットを備え、この中間ブラケットより所定距離だけ引き込んだ係合突起を後ブラケットに設けることで、上記連結部との連結を容易、確実にしている。
【０１３４】
請求項２に記載のブラシレスモータによれば、請求項１に記載のブラシレスモータの効果に加え、さらに、関連するユニットを組み付けるだけで、軸方向の位置決めもなされるようにしたので、組み立てが容易である。
【０１３５】
請求項３に記載のブラシレスモータによれば、請求項１または２のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、外ケースに工具結合部を設置し、この工具結合部には、切削刃を備えたハンドピースなどの切削工具をワンタッチ脱着できるワンタッチ係合手段が設けられているので、ブラシレスモータをハンドピースの一部として組み込んで、使用することができる。
【０１３６】
請求項４に記載のブラシレスモータによれば、請求項１〜３のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、モータ全体の外径を構成する外ケースの内側にあるコアユニットの外周に切り込み溝を形成し、対応して前後に透孔部を形成しているので、ここに空気導管、水導管、通電線などを貫通させて組み込むことが出来るので、ブラシレスモータ全体の外周を構成する外ケースの外径を大きくすることなく、モータが小型化でき、特に、医療用ブラシレスモータとして、付加価値が高い。また、切削工具などに不可欠の水、空気の供給に支障がない。
【０１３７】
また、切削作業を行いやすくするために作業領域を照明するためのランプへの電力の供給も可能である。
【０１３８】
請求項５に記載のブラシレスモータによれば、請求項１〜４のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、コアユニットと外ケースの間に空気を通過させ、モータを冷却することができる。
【０１３９】
請求項６に記載のブラシレスモータによれば、請求項１〜５のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、コアユニットとコイルユニットが着脱可能となっているので、一体化されているものに比べ、どちらか一方だけを取り替えることができ、修理が簡単になり、また、修理コストを低減することができる。
【０１４０】
請求項７に記載のブラシレスモータによれば、請求項１〜６のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、磁電変換素子もコイルユニットに一体的に樹脂被覆するもので、上記請求項１の効果が、いわゆるセンサー付きブラシレスモータの場合にも発揮される。
【０１４１】
請求項８に記載のブラシレスモータによれば、請求項７に記載のブラシレスモータの効果に加え、樹脂被覆するときに、磁電変換素子、つまり、ロータの回転を検知するセンサをコイルによって生じる磁界を避ける位置に設けたので、センサの誤動作を避けることができる。
【０１４２】
請求項９に記載のブラシレスモータによれば、請求項７又は８のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、コイルユニットのボビン、コイル、磁電変換素子、これらや他の関連部品を取り付ける基板などを具体的に規定したもので、請求項９の効果を発揮するブラシレスモータを容易に構成することができる。
【０１４３】
請求項１０に記載のブラシレスモータによれば、請求項９に記載のブラシレスモータの効果に加え、基板を樹脂被覆型でしっかり支えて、樹脂被覆を行うので、基板が変形することがなく、回転検知の精度が向上する。
【０１４４】
請求項１１に記載のブラシレスモータによれば、請求項７〜１０のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、磁電変換素子としてホール素子又はホールＩＣを用いたので、一体樹脂被覆と相まって、耐熱特性が更に向上し、ブラシレスモータ全体のオートクレーブ滅菌に対する耐久性を更に向上させる。また、ホール素子は、磁束が正負逆転する点でロータの回転を検知するものなので、磁束の変化の影響を受けやすいが、請求項９、１０と組み合わせることで、コイルの磁界の影響が避けられ、ホール素子の機能が十分に発揮される。
【０１４５】
請求項１２に記載のブラシレスモータによれば、請求項７〜１１のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、コイルユニットの外周に、このコイルユニットが挿嵌されるコアユニットの内周との間に、空気を流通させてブラシレスモータを冷却させるための冷却凹部を設けたので、通常のコアユニットと外ケース間の空気流通などによる冷却に加え、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。
【０１４６】
請求項１３に記載のブラシレスモータは、請求項７〜１２のいずれかに記載のブラシレスモータの効果に加え、コイルユニットの内周から外周に貫通する冷却孔を形成しているので、ロータユニットから、コアユニットへ軸直角方向への空気流通の流れが生じ、請求項１２と同様に、通常の冷却に加え、ブラシレスモータの冷却を更に効果的に行うことができる。特に、請求項１２と組み合わせれば、冷却効果は相乗的に発揮される。
【０１４７】
請求項１４に記載のブラシレスモータによれば、請求項１に記載のブラシレスモータの効果に加え、ロータユニットの前方の軸受体の外径を、永久磁石の部分の外径、後方の軸受体の外径より、大きくしたので、ロータユニットを、前から外ケースに脱着することができ、組み立てだけでなく、修理が容易になる。
【０１４８】
請求項１５に記載のブラシレスモータによれば、請求項１に記載のブラシレスモータの効果に加え、ロータ軸の先端に設けた継手の外径より、ロータユニットのこの継手側の軸受体の内径が大きくなるようにしたので、継手を外すことなく、ロータユニットの前方の軸受体の交換をすることができ、修理交換がし易い。
【０１４９】
請求項１６に記載の医療用ハンドピースによれば、上記の特徴を有するブラシレスモータを組み込んだので、これらのブラシレスモータの効果と組み合わせることで、小型、軽量で、水、空気の供給も可能でかつ冷却効率のよい、付加価値の高い医療用、特に、歯科治療用に適したハンドピースとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明のブラシレスモータの一例の組み立て手順を概念的に説明する外観斜視図
【図２】（ａ）は、図１に示したブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の導管の部分の縦断面図、（ｂ）は、電気導管の部分の縦断面図
【図３】（ｃ）は、図１に示したブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の冷却経路を示す縦断面図、（ｄ）は（ｃ）のＢＢ横断面図、（ｅ）は（ｄ）のＣＣ断面図
【図４】図２（ａ）のＡＡ横断面図
【図５】図１に示したブラシレスモータのコイルユニットを示す要部破断の外観斜視図
【図６】図５のコイルユニットの構成部品を示すもので、（ａ）はボビンの縦断面図、（ｂ）は（ａ）のボビンの右側面図、（ｃ）は基板の正面図
【図７】図５のコイルユニットの樹脂被覆の詳細を示すもので、（ａ）は樹脂被覆したコイルユニットの縦断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ａ）のＤＤ横断面図、（ｄ）は、（ｂ）のＥＥ断面図
【図８】本発明のブラシレスモータに用いるコイルユニットの他例を示すもので、（ａ）はその外観斜視図、（ｂ）は（ａ）のＦＦ断面図
【図９】図８のコイルユニットを用いたブラシレスモータを組み込んだハンドピース本体部の冷却経路を示す縦断面図
【図１０】図１に示したコアユニットを示すもので、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図、（ｃ）は（ａ）の右側面図
【図１１】（ａ）は図１、２のハンドピース本体部にハンドピースを装着した状態を示す要部破断の正面図、（ｂ）は（ａ）のロータ軸の先端に設けられた継手を説明する要部縦断面図
【図１２】従来のブラシレスモータを示すもので、（ａ）はその組み立て手順を概念的に示す外観斜視図、（ｂ）はそのブラシレスモータの横断面図
【符号の説明】
１ ロータユニット
１ａ 永久磁石
１ｂ ロータ軸
１ｃ、１ｆ 軸受体
１ｄ、１ｇ 軸部
１ｅ、１ｈ 段
１ｉ 継手
２、２Ａ コイルユニット
２ａ コイル
２ｂ 磁電変換素子（ホール素子）
２ｃ ボビン
２ｄ 基板
２ｅ 樹脂
２ｆ 導電端子
２ｇ 外周縁端
２ｈ 冷却凹部
２ｉ 冷却孔
３ コアユニット
３ａ コア
３ｂ 切り込み溝
３ｃ 導管
３ｄ 電気導管
３ｈ コアケース
４ 外ケース
４ａ 軸受孔
４ｂ 透孔部
４ｃ 隙間
５ 後ブラケット
５ａ 軸受孔
５ｂ 孔部
５ｃ 透孔部
５ｄ 係合突起
６ 中間ブラケット
７ 工具結合部
７ａ ワンタッチ係合手段
１０ ブラシレスモータ
Ａ ハンドピース
Ａａ シャンク部
Ｂ ハンドピース本体部
Ｂａ 連結部
Ｃ フレキシブルチューブ
Claims (16)
- 突出させたロータ軸の両側に軸受体を備え永久磁石で構成されたロータユニットと、磁性体材料で構成されたコアユニットと、コイルを備え後方より導電端子を突出させ樹脂被覆したコイルユニットと、上記ロータユニットの前方の軸受体を嵌着させる軸受孔を前方に有し後方を開口させた外ケースと、この外ケースの開口を塞ぎ、上記ロータユニットの後方の軸受体を嵌着させる軸受孔とコイルユニットの後方より突出させた導電端子とを突出させる孔部とを形成した後ブラケットとで構成され、上記外ケース内には、上記ロータユニット、コイルユニット、コアユニットを内から外に同心状に収容し、上記外ケースの開口に上記後ブラケットを装着したときには、上記ロータユニットの前、後の軸受体のそれぞれが、上記外ケースの軸受孔と、上記後ブラケットの軸受孔とに嵌着され、かつ上記コイルユニットの後方より突出させた導電端子が、上記後ブラケットの孔部より突出する構造とし、更に、上記外ケースの後方にネジ嵌合され、上記後ブラケットを内部に嵌合支持する中間ブラケットを備え、この後ブラケットの後側には、この中間ブラケットより所定距離だけ引き込んだ位置に達するような係合突起が設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項１において、上記ロータユニットのロータ軸の両側に備えられた軸受体を嵌着させる軸部には、嵌着された軸受体を、このロータユニットを構成する永久磁石を挟んで所定間隔と所定位置を維持するように段が設けられ、上記外ケース内に、上記ロータユニット、コイルユニット、コアユニットを内から外に同心状に収容した際には、これらの外ケース、ロータユニット、コイルユニット、コアユニット間の相互の軸方向の関係が規定されるようにしたことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項１または２のいずれかにおいて、上記外ケースの前方には、工具結合部が設置され、その工具結合部には、ハンドピースなどの切削工具をワンタッチ脱着できるワンタッチ係合手段が設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項１〜３のいずれかにおいて、上記コアユニットの外周には、軸方向に走る切り込み溝を形成し、上記外ケースの前方には、それらの切り込み溝に対応した透孔部を形成し、更に上記後ブラケットには、上記切り込み溝に対応させた透孔部を形成していることを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項１〜４のいずれかにおいて、上記コアユニットの外周と上記外ケースの内周との間に所定の隙間を形成し、この隙間に、上記後ブラケット側から供給される空気を通過させるようにしたことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項１〜５のいずれかにおいて上記コアユニットに、上記コイルユニットが着脱可能に装着できるようにしたことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項１〜６のいずれかにおいて、上記コイルユニットは、更に、ロータユニットの回転を検知する磁電変換素子を備え、その磁電変換素子をも予め樹脂被覆したことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項７において、上記磁電変換素子を上記コイルユニットのコイルの電磁的影響を受けにくい位置に設けて樹脂被覆したことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項７または８のいずれかにおいて、上記コイルと、このコイルを上記ロータユニットの永久磁石を取り囲むように設けるためのボビンと、このコイルや上記磁電変換素子のための関連部品を装着し、その反対側に上記導電端子を設けた基板とから構成され、上記磁電変換素子を、上記ボビン上であって、上記コイルの巻線部位の外側で上記コイルの長手軸方向の一方側に隣接して設け、更に、上記基板を、この磁電変換素子の上記コイルの反対側で、上記コイルの長手軸に対して直交する方向になるように上記ボビンに挿嵌させて、上記ボビン、コイル、磁電変換素子、基板を樹脂被覆したものであることを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項９において、上記コイルユニットを樹脂被覆する際には、上記基板の上記導電端子を設けた側の外周縁端を樹脂被覆型で支えて、樹脂被覆するようにしたことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項７〜１０のいずれかにおいて、上記磁電変換素子としてホール素子又はホールＩＣを用いたことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項７〜１１のいずれかにおいて、上記コイルユニットの外周には、上記コイルの長手軸方向に伸長する冷却凹部を形成したことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項７〜１２のいずれかにおいて、上記コイルユニットには、その内周から外周に貫通する冷却孔を形成したことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項１において、ロータ軸に固定された永久磁石を挟むように軸受体を備えたロータユニットと、磁性体材料で構成されたコアユニットと、コイルを備えたコイルユニットと、上記ロータユニットの双方の軸受体を嵌着させる軸受孔を備えた外ケースとで構成されたブラシレスモータであって、上記ロータユニットの前方の軸受体の外径が、上記ロータユニットの永久磁石の部分の外径、及び、後方の軸受体の外径より大きくなっており、上記外ケースの双方の軸受孔が、上記ロータユニットの前方及び後方の軸受体の外径に対応させたものになっていることを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項１において、ータ軸に固定された永久磁石を挟むように軸受体を備えたロータユニットと、磁性体材料で構成されたコアユニットと、コイルを備えたコイルユニットと、上記ロータユニットの双方の軸受体を嵌着させる軸受孔を備えた外ケースとで構成されたブラシレスモータであって、上記ロータユニットのロータ軸の先端には、ハンドピースのシャンク部に回転力を伝達するための継手が設けられ、上記ロータユニットのこの継手側の軸受体の内径を、この継手の外径より大きくなるようにしたことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項１〜１５のいずれかに記載のブラシレスモータを、医療用ハンドピースのシャンク部と、フレキシブルチューブを連結する連結部との間に組み込んだことを特徴とする医療用ハンドピース。
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