インナーロータ型ブラシレスモータ及び該インナーロータ型ブラシレスモータの製造方法
【課題】巻線の巻装作業が容易でコギングトルクを低減できる上、小型軽量化をはかることができ、さらにはモータ効率を向上することができるようにする。
【解決手段】永久磁石１２を有するロータ１０と、該ロータ１０の周囲に周方向に間隔を置いて複数のティース部２１ａを配設したステータコア２１と、前記各ティース部２１ａに巻き付けられた巻線２２とを具備するインナーロータ型ブラシレスモータにおいて、隣り合う前記ティース部２１ａ，２１ａ間のステータ内周側に、これら両ティース部２１ａ，２１ａ間を連結する連結部２１ｂを設けるとともに、両ティース部２１ａ，２１ａ間のステータ外周側には、両ティース部２１ａ，２１ａ間のスロット空間Ｓとステータ外周の空間とを連通するスロット開口部２０ａを設け、前記スロット開口部２０ａ内に、磁性体からなるとともにスロット開口部２０ａ毎に独立した部材であるスペーサ２３を装着した。
【解決手段】永久磁石１２を有するロータ１０と、該ロータ１０の周囲に周方向に間隔を置いて複数のティース部２１ａを配設したステータコア２１と、前記各ティース部２１ａに巻き付けられた巻線２２とを具備するインナーロータ型ブラシレスモータにおいて、隣り合う前記ティース部２１ａ，２１ａ間のステータ内周側に、これら両ティース部２１ａ，２１ａ間を連結する連結部２１ｂを設けるとともに、両ティース部２１ａ，２１ａ間のステータ外周側には、両ティース部２１ａ，２１ａ間のスロット空間Ｓとステータ外周の空間とを連通するスロット開口部２０ａを設け、前記スロット開口部２０ａ内に、磁性体からなるとともにスロット開口部２０ａ毎に独立した部材であるスペーサ２３を装着した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば小型ポンプなどに適用可能なインナーロータ型のブラシレスモータ及び該インナーロータ型ブラシレスモータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の発明には、永久磁石を有するロータと、該ロータの周囲に周方向に間隔を置いて複数のティース部を配設したステータコアと、前記各ティース部に巻き付けられた巻線とを備え、スロット開口部を、前記ステータコアの内周側に配置したものがある（例えば特許文献１参照）。
この従来技術によれば、各ティース部への巻線の巻装をステータコアの内周側から行わなければならない上、スロット開口部が比較的狭いこともあり、巻装作業が困難な上、巻線の占積率を上げるのも困難であった。
【０００３】
そこで、他の従来技術として、ステータコアの内周側において隣り合うティース部間を接続し、ステータコアの外周側にスロット開口部を設け、この外周側のスロット開口部を用いて巻線を巻装した後に、前記ティース部の周囲に円筒状のヨーク部を嵌合するようにしたものがある（特許文献２参照）。
この従来技術によれば、各ティース部への巻線の巻装をステータコアの外周側から行うようにしているため、その巻装作業が容易な上、スロット開口部を比較的広く確保でき、巻線の占積率を上げるのも容易であった。さらに、スロット開口部をステータコア内周側に設けた前者従来技術の構成と比較し、コギングトルクを低減できるという利点もあった。
【０００４】
しかしながら、後者従来技術によれば、隣り合うティース部と、これらティース部を連結する前記ヨーク部とによって磁路を形成するようにしているため、前記ヨーク部の肉厚をある程度厚くする必要があり、そのことによってモータの外径寸法が大きくなったり重量が増加したりするという問題があった。また、前記ヨーク部に渦電流が発生してモータ効率が低下するという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５９５１３号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来事情に鑑みてなされたものであり、その課題とする処は、巻線の巻装作業が容易でコギングトルクを低減できる上、小型軽量化をはかることができ、さらにはモータ効率を向上することができるインナーロータ型ブラシレスモータ及び該インナーロータ型ブラシレスモータの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための技術的手段は、永久磁石を有するロータと、該ロータの周囲に周方向に間隔を置いて複数のティース部を配設したステータコアと、前記各ティース部に巻き付けられた巻線とを具備するインナーロータ型ブラシレスモータにおいて、隣り合う前記ティース部間のステータ内周側に、これら両ティース部間を連結する連結部を設けるとともに、両ティース部間のステータ外周側には、両ティース部間のスロット空間とステータ外周の空間とを連通するスロット開口部を設け、前記スロット開口部内に、磁性体からなるとともに前記スロット開口部毎に独立した部材であるスペーサを装着したことを特徴とする。
【０００８】
また、生産性を良好にするとともに良好な磁路を形成する態様として、前記スペーサは、ステータ内方向へ向かってロータ周方向の間隔が狭くなるように形成される。
【０００９】
また、渦電流の発生を軽減する好ましい態様として、前記スペーサは、パーマロイＰＢ、パーマロイＰＣ、３％ケイ素快削鋼、パーメンジュール、Ｆｅ−Ａｌ磁性材のうちの何れかからなる。
【００１０】
さらに、渦電流の発生を軽減するためには、前記スペーサは、前記ステータコアよりも固有抵抗が高い材料からなる。
【００１１】
また、強度向上のためには、前記ステータコア及び前記スペーサの外周部を囲むようにハウジングを設ける。
【００１２】
また、渦電流の発生を軽減する好ましい態様として、前記スペーサは、複数の板状の磁性体を、相互間を絶縁するとともにロータ軸方向に積層してなる。
【００１３】
また、強度アップのための好ましい態様として、前記スペーサは、ロータ軸方向へわたる一体の部材とされる。
【００１４】
また、放熱性を良好にするためには、前記スペーサの外面に、凹凸を設ける。
【００１５】
さらに、生産性の向上、強度アップおよび放熱性の向上等のためには、前記スペーサ外面の凹凸の凹部をロータ周方向へ連続するように形成するとともに、前記ステータコアの外面に、前記スペーサ外面の凹部に連続する凹部を設け、これら双方の凹部を跨ぐように、スペーサ保持部材を装着する。
【００１６】
さらに、前記インナーロータ型ブラシレスモータの好ましい製造方法としては、前記スペーサは、前記各ティース部に前記巻線を巻き付ける工程よりも後の工程で、前記スロット開口部内に装着される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような作用効果を奏する。
隣り合うティース部間のステータ内周側に連結部を設けるとともに、両ティース部間のステータ外周側にスロット開口部を設けた構造であるため、巻線を巻装する作業が容易な上、コギングトルクが比較的小さくなる。
その上、ステータコア外周側のスロット開口部内にスペーサを装着するようにしているため、ステータコアの周囲に設けられるヨーク部やハウジング等を薄肉化及び軽量化したり、これらヨーク部やハウジング等を省いたりすることができ、ひいては当該ブラシレスモータの小型軽量化をはかることができる。
しかも、隣り合う両ティース部と、これら両ティース部間の磁性体のスペーサとによって、磁気抵抗の低い良好な磁路を形成することができ、ひいては、モータ効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るインナーロータ型ブラシレスモータの一例を示す正面図である。
【図２】同一例におけるステータコアを示す斜視図である。
【図３】同一例におけるスペーサを示す斜視図である。
【図４】本発明に係るインナーロータ型ブラシレスモータの他例を示す正面図である。
【図５】同他例におけるステータコアを示す斜視図である。
【図６】同他例におけるスペーサ及びスペーサ保持部材を示す斜視図である。
【図７】同他例における要部断面図であり、ロータとコイルは省略している。
【図８】本発明に係るインナーロータ型ブラシレスモータにおける材質例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
このブラシレスモータ１は、図１に示すように、永久磁石１２を有するロータ１０と、該ロータ１０の周囲に設けられたステータ２０とを具備するインナーロータ型ブラシレスモータである。
【００２０】
ロータ１０は、磁性体からなる円柱状のロータコア１１の外周側に永久磁石１２（具体的には円筒状マグネット）を固定するとともに、同ロータコア１１の中心部を軸部１３に固定し、該軸部１３を、軸受等（図示せず）を介してステータコア２１に対し回転自在に支持している。
【００２１】
また、ステータ２０は、ロータ１０の周囲に周方向に間隔を置いて複数のティース部２１ａを配設したステータコア２１と、ティース部２１ａに巻き付けられた巻線２２と、隣り合うティース部２１ａ，２１ａ間のスロット開口部２０ａに装着されたスペーサ２３と、ステータコア２１及びスペーサ２３の外周部を囲む筒状のハウジング２４とを具備している。
【００２２】
ステータコア２１は、図２に示すように、複数の薄板状の磁性体を、相互間を絶縁するとともにロータ軸方向に積層してなり、ロータ周方向へ間隔を置いて配置された複数（図示例によれば６つ）のティース部２１ａと、各ティース部２１ａにおけるステータ内周側の端部から周方向の両側へ延設されて隣り合うティース部２１ａに連結される連結部２１ｂ，２１ｂと、各ティース部２１ａのステータ外周側の端部から周方向の両側へ延設された張出し部２１ｃとを有する。
そして、このステータコア２１は、隣り合うティース部２１ａ，２１ａ間を巻線２２を収容するためのスロット空間Ｓとするとともに、隣り合うティース部２１ａ，２１ａ間（詳細には、隣り合う張出し部２１ｃ，２１ｃ間）に、スロット空間Ｓとステータ外周の空間とを連通するスロット開口部２０ａを有する。
【００２３】
このステータコア２１の材質は、周知の薄板状磁性体から選択でき、好ましい態様としては、図８の表に示すケイ素鋼板とされる。前記表には２種類のケイ素鋼板を例示しており、これらは、製造メーカが異なるとともに、飽和磁束密度が若干異なるが、何れも適用可能である。
前記ケイ素鋼板は、ロータ軸方向へ多数積層され、各鋼板間が接着やダボ止め（凹凸による嵌合）等の接合手段によって接合される。
【００２４】
また、ステータコア２１におけるティース部２１ａは、図１に示す一例によれば、スロット空間Ｓ側の両側面を平行に配置した断面柱状に形成される。
【００２５】
連結部２１ｂは、ティース部２１ａのステータ内周側の端部から周方向へ延設されるとともに、その延設方向へ向かって徐々に薄肉になるように形成される。
隣り合う連結部２１ｂ，２１ｂ間の接合箇所には、局部的に薄肉に形成された薄肉部２１ｂ１が設けられる。
この薄肉部２１ｂ１は、前記接続箇所のステータ内周側部分に凹溝を形成するとともに、対応するステータ外周側部分に凸条を形成し、これら凹溝内面と凸条外面との間の肉厚を、連結部２１ｂにおける他の箇所よりも狭くすることで構成される。
そして、前記構成の連結部２１ｂによれば、コギングトルクを効果的に低減することができる。
【００２６】
また、張出し部２１ｃは、ティース部２１ａのステータ外周側の端部から周方向へ延設され、図示例によれば、その内面を、ティース部２１ａの側面に対し略直角な平面に形成するとともに、外面を断面円弧状の曲面に形成している。そして、隣り合う張出し部２１ｃ，２１ｃの先端部間が、後述するスペーサ２３を装着するためのスロット開口部２０ａとされる。
スロット開口部２０ａは、ステータ内方向（換言すれば、ロータ軸心へ向かう方向）へ向かってロータ周方向の間隔が徐々に狭くなるように形成される。
【００２７】
そして、前記構成のステータコア２１の外面には、電着塗装によって、絶縁皮膜が形成される。この絶縁皮膜は、少なくとも、ステータコア２１における軸方向両端の露出面、スロット空間Ｓ内に位置する表面に形成されればよいが、本実施の形態では、その皮膜形成作業を簡素化して作業性を向上するために、ステータコア２１外周面及びステータコア２１内周面を含む全外面に絶縁皮膜を形成する。
なお、ステータコア２１の外面に絶縁皮膜を形成する手段は、前記電着塗装に限定されるものでなく、例えば、粉体塗装等の他の塗装手段であってもよい。さらに、前記のような塗装による絶縁皮膜に置換して、ステータコア２１の外面にインシュレータを装着した態様とすることも可能である。
【００２８】
前記構成のティース部２１ａ，連結部２１ｂ，張出し部２１ｃにより囲まれる空間（つまり、スロット空間Ｓの片半部）は、図１に示すように、隣り合うティース部２１ａへ向かって徐々に断面積を拡大した空間となる。そして、このような形状の空間によれば、巻線２２の巻装作業性を向上するとともに、巻き付けられた巻線２２の占積率を比較的大きくすることが可能となり、ひいては、モータ効率を向上することができる。
【００２９】
また、巻線２２は、前記スロット開口部２０ａに対しステータ外周側から巻線機のフライヤを挿入するようにして、各ティース部２１ａに巻き付けられる。そして、各ティース部２１ａに巻線２２が巻装された後、各スロット開口部２０ａには、スペーサ２３が装着される。
【００３０】
スペーサ２３は、磁性体からなるとともにスロット開口部２０ａ毎に独立した部材である（図１及び図３参照）。すなわち、各スペーサ２３は、ステータコア２１やハウジング２４に対して、別体の部材であって、隣り合う他のスペーサ２３に対しても別体の部材である。
そして、このスペーサ２３は、スロット開口部２０ａを塞ぐようにして、ロータ軸方向へわたってスロット開口部２０ａに嵌合される。
このスペーサ２３の内面（ステータ内周側の面）は、図示例によれば、前記連結部２１ｂに略平行な平面状に形成される。また、スペーサ２３の外面（ステータ外周側の面）は、張出し部２１ｃ外面に対し面一となって連続する断面円弧状の曲面に形成される。
そして、このスペーサ２３は、ステータ内方向へ向かってロータ周方向の間隔が狭くなる断面楔状に形成され、スロット開口部２０ａに装着された際、スロット開口部２０ａ内面との間にほとんど隙間が生じないように嵌合する。
【００３１】
このスペーサ２３の材質は、ステータコア２１の材質とは異なるものとされる。
その具体例としては、図８の表に示す５種類の磁性体、すなわち、パーマロイＰＢ、パーマロイＰＣ、３％ケイ素快削鋼、パーメンジュール、Ｆｅ−Ａｌ磁性材（又はＦｅ−Ａｌ磁性鋼板）が挙げられる。なお、Ｆｅは鉄、Ａｌはアルミニウムを意味する。また、前記記号（ＰＢ，ＰＣ）は、ＪＩＳＣ２５３１で定められた記号である。
このスペーサ２３は、渦電流の発生を低減する観点より、ステータコア２１よりも固有抵抗（電気抵抗）が高い材料であることが好ましい。したがって、前記具体例の中では、特に、パーマロイＰＢ、パーマロイＰＣ、３％ケイ素快削鋼、Ｆｅ−Ａｌ磁性材のうちの何れかであることが好ましい。
【００３２】
また、スペーサ２３の材質は、良好な磁路Ｍを形成する観点からは、飽和磁束密度が比較的高い材質（あるいは磁気抵抗が比較的小さい材質）であることが好ましく、特に、ステータコア２１と同等又は同等に近い飽和磁束密度を有する材質であることが好ましい。
したがって、この観点からは、前記具体例中、パーマロイＰＢ、３％ケイ素快削鋼、パーメンジュール、Ｆｅ−Ａｌ磁性材が好ましく、特にはパーメンジュールが好ましい。
【００３３】
さらに、スペーサ２３の材質は、渦電流損失を低減し且つ良好な磁路Ｍを形成するために、固有抵抗がステータコア２１よりも高く且つ飽和磁束密度が比較的高い材質であることが好ましく、この観点からは、前記具体例中、パーマロイＰＢ、３％ケイ素快削鋼、Ｆｅ−Ａｌ磁性材が特に好ましい。
【００３４】
このスペーサ２３は、図３に示す一例によれば、前記材質からなる板状部材をロータ軸方向に多数配置するとともに相互間を絶縁して積層し、各板状部材間（層間）が接着やダボ止め（凹凸による嵌合）等の接合手段によって接合される。
このように、スペーサ２３を積層板から構成した態様では、例えばスペーサ２３をロータ軸方向へわたる一体の部材として構成した態様と比較して、該スペーサ２３内で発生する渦電流の発生を低減することができる。
【００３５】
そして、上記構成のスペーサ２３は、各ティース部２１ａに巻線２２を巻き付ける工程よりも後の工程で、スロット開口部２０ａ内に楔状に圧入嵌合される。
なお、必要に応じて、スロット開口部２０ａ内面とスペーサ２３との間に接着剤を介在させたり、ステータ２０内面とスペーサ２３とを凹凸によって嵌合する構造としたりして、強度アップをはかるようにしてもよい。
【００３６】
なお、スペーサ２３の他例としては、スペーサ２３をロータ軸方向へわたる一体の部材（すなわち積層板を用いない一つの塊状の部材）とすることも可能である。この態様によれば、積層体であるステータコア２１に一体のスペーサ２３が嵌合された構造となるため、ステータコア２１を構成する鋼板の間が離間するようなことを防ぐことができる。
ただし、このスペーサ２３の他例では、前述したように積層板から構成した態様と比較して渦電流が増加するおそれがあるため、好ましくは、ステータコア２１よりも固有抵抗が高い上記材料を用いて構成する。
【００３７】
また、ハウジング２４は、ステータコア２１及びスペーサ２３の外周面に接触するようにして、ステータコア２１及びスペーサ２３の外周面に環装される略筒状の部材であり（図１参照）、スペーサ２３がステータコア２１から外れたりずれたりするのを阻むとともに、スペーサ２３及びステータコア２１を構成する鋼板が離間するのを防いで、ステータ２０を強度アップする。
【００３８】
このハウジング２４は、比較的薄肉な材料とすることが可能であり、その具体的な材質例としては、図８の表に示すように、Ａｌ（アルミニウム）、樹脂（天然樹脂及び合成樹脂を含む）、ＳＰＣＣ（ＪＩＳＧ３１４１：一般用冷間圧延鋼板）、ＳＰＣＥ（ＪＩＳＧ３１４１：深絞り用冷間圧延鋼板）が挙げられる。特に、ハウジング２４の材質を樹脂材料とした場合には、ハウジング２４内の渦電流の発生を防止できる上、軽量化の上でも好ましい。
【００３９】
次に、上記構成のブラシレスモータ１について、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
先ず、製造段階においては、各ティース部２１ａに対しステータ外周側から巻線を巻装することができる上、スロット開口部２０ａのロータ周方向の寸法がステータ内側へ向かって徐々に狭まる形状であるため、巻線機のフライヤをスロット空間Ｓ内へ挿入し易く、ひいては、巻線の巻装作業性を向上することができる。
また、スロット開口部２０ａにスペーサ２３を圧入する際には、スペーサ２３が断面楔状であるため、その圧入作業を容易に行える上、装着後のスペーサ２３を容易に抜けることのないように保持することができる。
【００４０】
また、ブラシレスモータ１の完成後に、巻線２２への通電が行われた際には、隣り合うティース部２１ａ及び張出し部２１ｃと、これらの間に挟持されたスペーサ２３によって、図１の二点鎖線で示す環状の磁路Ｍを形成することができる。よって、例えばスペーサ２３を省いた構成や、隣り合う張出し部間に空間や溝を有する構造と比較し、磁気抵抗の小さい良好な磁路Ｍを得ることができ、ひいては、当該ブラシレスモータ１のモータ効率を向上することができる。
特に、本実施の形態では、上述したスペーサ２３の積層構造及び材質の工夫により、スペーサ２３内の渦電流の発生を低減し、モータ効率を効果的に向上することができる。
【００４１】
また、前記したように、ティース部２１ａ、張出し部２１ｃ及びスペーサ２３によって磁路Ｍを形成するようにしているため、ハウジング２４を磁路形成のために厚肉にする必要がなく、該ハウジング２４を薄肉軽量化して、当該ブラシレスモータ１の小型軽量化をはかることができる。
なお、強度的に十分であれば、上記構成のブラシレスモータ１からハウジング２４を省いて、更に小型軽量化をはかることも可能である。
【００４２】
次に、本発明に係る第２の実施の形態であるブラシレスモータ２について、図４〜７を参照して説明する。
このブラシレスモータ２に関しては、上述したブラシレスモータ１に対し、一部構成を変更したものであるため、ブラシレスモータ１と共通する部分については同一の符号を付けることで重複する詳細説明を省略する。
【００４３】
このブラシレスモータ２は、上記ブラシレスモータ１に対し、ステータ２０をステータ２０’に置換した構成とされる（図４参照）。
ステータ２０’は、ステータコア２１’と、巻線２２と、スペーサ２３’と、スペーサ保持部材３０（図６及び７参照）とを具備している。
【００４４】
ステータコア２１’は、上記ブラシレスモータ１と同様に、複数の薄板状の磁性体をロータ軸方向に積層してなり、ティース部２１ａ’、連結部２１ｂ’、薄肉部２１ｂ１’、張出し部２１ｃ’、スロット開口部２０ａ’、スロット空間Ｓ等を有する。
さらに、このステータコア２１’は、その外周面（詳細には各張出し部２１ｃ’の外面）に、ロータ周方向へ連続する凹部２１ｃ１’を、ロータ軸方向へ間隔を置いて複数設けている（図５参照）。
【００４５】
また、スペーサ２３’は、上述したスペーサ２３と略同様の外観形状を呈し、その外面に、前記複数の凹部２１ｃ１’と同ピッチでロータ軸方向へ並ぶ複数の凹部２３ａ’を有する。各凹部２３ａ’は、ロータ周方向において、前記凹部２１ｃ１’と連続するように配設される。
図示例のスペーサ２３’は、強度向上の観点より、ロータ軸方向へわたる一体の部材として構成される（図６参照）。このスペーサ２３’は、渦電流の発生を軽減するために、好ましくは、ステータコア２１’よりも固有抵抗が高い材料を用いて構成する。
【００４６】
スペーサ保持部材３０は、図６及び７に示すＣ型止め輪状の部材であり、拡径方向へ弾性変形するように、バネ材等の弾性金属材料により形成される。
このスペーサ保持部材３０の断面形状は、凹部２１ｃ１’及び凹部２３ａ’内に嵌り合うとともに、これら凹部から外部に突出しないように設定されている。
このスペーサ保持部材３０は、ロータ軸方向に略平行に並ぶ複数の凹部２１ｃ１’及び凹部２３ａ’のうちの少なくとも一つに対応して設けられる。そして、このスペーサ保持部材３０は、周方向に隣り合う凹部２１ｃ１’と凹部２３ａ’の間を跨ぐようにして、これら凹部２１ｃ１’及び凹部２３ａ’内に環状に嵌め合わせられる（図７参照）。
【００４７】
次に、第２の実施の形態である前記ブラシレスモータ２について、その特徴的な作用効果を説明する。
先ず、製造段階においては、ステータコア２１’に巻線２２が環装され、さらにステータコア２１’のスロット開口部２０ａ’にスペーサ２３’が装着された後、スペーサ保持部材３０が弾性的に拡径されて、ロータ軸方向に略平行に並ぶ複数の凹部２１ｃ１’及び凹部２３ａ’のうちの少なくとも一つに装着される。
よって、ステータコア２１’に対しスペーサ２３’がラジアル方向やスラスト方向（ロータ軸方向）へずれたり外れたりするのを、スペーサ保持部材３０によって阻むことができる。
なお、スペーサ保持部材３０の装着数は、単数であってもよいし、複数であってもよく、スペーサ２３’の装着強度を十分に確保できる範囲内で必要最小限の数とすればよい。
【００４８】
また、巻線２２への通電が行われた際には、上述したブラシレスモータ１と同様に、隣り合うティース部２１ａ’及び張出し部２１ｃ’と、これらの間に挟持されたスペーサ２３’によって、良好な磁路を形成することができる。
この際、ステータコア２１’及びスペーサ２３’の外周部には、複数の凹部２１ｃ１’及び凹部２３ａ’によって複数の凹凸が形成されているため、これら凹凸によってステータコア２１’及びスペーサ２３’内の熱を放熱することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態によれば、好ましい一例として、スペーサ保持部材３０をＣ型止め輪状に形成したが、このスペーサ保持部材３０は、凹部２１ｃ１’と凹部２３ａ’に跨るようにして嵌合されるものとすれば、前記形状のものに限定されず、例えば、円弧状の部材とすることも可能である。
【００５０】
また、上記実施の形態の一例によれば、良好な磁路を形成する観点から張出し部２１ｃ（又は２１ｃ’）を設けたが、他例としては、この張出し部２１ｃ（又は２１ｃ’）を図示のものよりも短くしたり省いたりして、ティース部２１ａ（又は２１ａ’）に対する巻線２２の巻装作業性をより向上することも可能である。
【００５１】
また、上記実施の形態の一例によれば、好ましい態様としてスペーサ２３の材質を、ステータコア２１の材質と異なるものとしたが、他例としては、スペーサ２３とステータコア２１を同材質とすることも可能である。
【００５２】
また、上記第２の実施の形態によれば、特に放熱性を良好にするとともに小型軽量化をはかるためにハウジング２４を省いた態様としたが、他例として、より強度アップをはかる観点からは、上記構成のブラシレスモータ２に対しハウジング２４を環装した態様とすることも可能である。
【００５３】
また、上記第２の実施の形態によれば、スペーサ２３’を、強度向上の観点より、ロータ軸方向へわたる一体の部材としたが、特に渦電流の発生を軽減するようにした他例としては、スペーサ２３’を積層板からなる部材とすることも可能である。
【００５４】
また、上記第２の実施の形態では、放熱性を良好にする特に好ましい態様として、ステータコア２１’とスペーサ２３’の双方の外面に凹凸を設けたが、他例としては、上記第２の実施の形態におけるステータコア２１’から凹部２１ｃ１’を省き、スペーサ２３’の外面のみに凹部２３ａ’による凹凸を有する態様とすることも可能である。
また、上記第１の実施の形態においては、積層体からなるスペーサ２３の外面に凹凸を設けなかったが、他例として、小型軽量化等のためにハウジング２４を省いた態様とする場合には、積層体からなるスペーサ２３の外面に凹凸を設けて、放熱性を向上するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１，２：ブラシレスモータ
１０：ロータ
１１：ロータコア
１２：永久磁石
２０，２０’：ステータ
２０ａ，２０ａ’：スロット開口部
２１，２１’：ステータコア
２１ａ，２１ａ’：ティース部
２１ｂ，２１ｂ’：連結部
２１ｃ，２１ｃ’：張出し部
２１ｃ１’：凹部
２２：巻線
２３，２３’：スペーサ
２３ａ’：凹部
３０：スペーサ保持部材
Ｓ：スロット空間
Ｍ：磁路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば小型ポンプなどに適用可能なインナーロータ型のブラシレスモータ及び該インナーロータ型ブラシレスモータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の発明には、永久磁石を有するロータと、該ロータの周囲に周方向に間隔を置いて複数のティース部を配設したステータコアと、前記各ティース部に巻き付けられた巻線とを備え、スロット開口部を、前記ステータコアの内周側に配置したものがある（例えば特許文献１参照）。
この従来技術によれば、各ティース部への巻線の巻装をステータコアの内周側から行わなければならない上、スロット開口部が比較的狭いこともあり、巻装作業が困難な上、巻線の占積率を上げるのも困難であった。
【０００３】
そこで、他の従来技術として、ステータコアの内周側において隣り合うティース部間を接続し、ステータコアの外周側にスロット開口部を設け、この外周側のスロット開口部を用いて巻線を巻装した後に、前記ティース部の周囲に円筒状のヨーク部を嵌合するようにしたものがある（特許文献２参照）。
この従来技術によれば、各ティース部への巻線の巻装をステータコアの外周側から行うようにしているため、その巻装作業が容易な上、スロット開口部を比較的広く確保でき、巻線の占積率を上げるのも容易であった。さらに、スロット開口部をステータコア内周側に設けた前者従来技術の構成と比較し、コギングトルクを低減できるという利点もあった。
【０００４】
しかしながら、後者従来技術によれば、隣り合うティース部と、これらティース部を連結する前記ヨーク部とによって磁路を形成するようにしているため、前記ヨーク部の肉厚をある程度厚くする必要があり、そのことによってモータの外径寸法が大きくなったり重量が増加したりするという問題があった。また、前記ヨーク部に渦電流が発生してモータ効率が低下するという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５９５１３号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来事情に鑑みてなされたものであり、その課題とする処は、巻線の巻装作業が容易でコギングトルクを低減できる上、小型軽量化をはかることができ、さらにはモータ効率を向上することができるインナーロータ型ブラシレスモータ及び該インナーロータ型ブラシレスモータの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための技術的手段は、永久磁石を有するロータと、該ロータの周囲に周方向に間隔を置いて複数のティース部を配設したステータコアと、前記各ティース部に巻き付けられた巻線とを具備するインナーロータ型ブラシレスモータにおいて、隣り合う前記ティース部間のステータ内周側に、これら両ティース部間を連結する連結部を設けるとともに、両ティース部間のステータ外周側には、両ティース部間のスロット空間とステータ外周の空間とを連通するスロット開口部を設け、前記スロット開口部内に、磁性体からなるとともに前記スロット開口部毎に独立した部材であるスペーサを装着したことを特徴とする。
【０００８】
また、生産性を良好にするとともに良好な磁路を形成する態様として、前記スペーサは、ステータ内方向へ向かってロータ周方向の間隔が狭くなるように形成される。
【０００９】
また、渦電流の発生を軽減する好ましい態様として、前記スペーサは、パーマロイＰＢ、パーマロイＰＣ、３％ケイ素快削鋼、パーメンジュール、Ｆｅ−Ａｌ磁性材のうちの何れかからなる。
【００１０】
さらに、渦電流の発生を軽減するためには、前記スペーサは、前記ステータコアよりも固有抵抗が高い材料からなる。
【００１１】
また、強度向上のためには、前記ステータコア及び前記スペーサの外周部を囲むようにハウジングを設ける。
【００１２】
また、渦電流の発生を軽減する好ましい態様として、前記スペーサは、複数の板状の磁性体を、相互間を絶縁するとともにロータ軸方向に積層してなる。
【００１３】
また、強度アップのための好ましい態様として、前記スペーサは、ロータ軸方向へわたる一体の部材とされる。
【００１４】
また、放熱性を良好にするためには、前記スペーサの外面に、凹凸を設ける。
【００１５】
さらに、生産性の向上、強度アップおよび放熱性の向上等のためには、前記スペーサ外面の凹凸の凹部をロータ周方向へ連続するように形成するとともに、前記ステータコアの外面に、前記スペーサ外面の凹部に連続する凹部を設け、これら双方の凹部を跨ぐように、スペーサ保持部材を装着する。
【００１６】
さらに、前記インナーロータ型ブラシレスモータの好ましい製造方法としては、前記スペーサは、前記各ティース部に前記巻線を巻き付ける工程よりも後の工程で、前記スロット開口部内に装着される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような作用効果を奏する。
隣り合うティース部間のステータ内周側に連結部を設けるとともに、両ティース部間のステータ外周側にスロット開口部を設けた構造であるため、巻線を巻装する作業が容易な上、コギングトルクが比較的小さくなる。
その上、ステータコア外周側のスロット開口部内にスペーサを装着するようにしているため、ステータコアの周囲に設けられるヨーク部やハウジング等を薄肉化及び軽量化したり、これらヨーク部やハウジング等を省いたりすることができ、ひいては当該ブラシレスモータの小型軽量化をはかることができる。
しかも、隣り合う両ティース部と、これら両ティース部間の磁性体のスペーサとによって、磁気抵抗の低い良好な磁路を形成することができ、ひいては、モータ効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るインナーロータ型ブラシレスモータの一例を示す正面図である。
【図２】同一例におけるステータコアを示す斜視図である。
【図３】同一例におけるスペーサを示す斜視図である。
【図４】本発明に係るインナーロータ型ブラシレスモータの他例を示す正面図である。
【図５】同他例におけるステータコアを示す斜視図である。
【図６】同他例におけるスペーサ及びスペーサ保持部材を示す斜視図である。
【図７】同他例における要部断面図であり、ロータとコイルは省略している。
【図８】本発明に係るインナーロータ型ブラシレスモータにおける材質例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
このブラシレスモータ１は、図１に示すように、永久磁石１２を有するロータ１０と、該ロータ１０の周囲に設けられたステータ２０とを具備するインナーロータ型ブラシレスモータである。
【００２０】
ロータ１０は、磁性体からなる円柱状のロータコア１１の外周側に永久磁石１２（具体的には円筒状マグネット）を固定するとともに、同ロータコア１１の中心部を軸部１３に固定し、該軸部１３を、軸受等（図示せず）を介してステータコア２１に対し回転自在に支持している。
【００２１】
また、ステータ２０は、ロータ１０の周囲に周方向に間隔を置いて複数のティース部２１ａを配設したステータコア２１と、ティース部２１ａに巻き付けられた巻線２２と、隣り合うティース部２１ａ，２１ａ間のスロット開口部２０ａに装着されたスペーサ２３と、ステータコア２１及びスペーサ２３の外周部を囲む筒状のハウジング２４とを具備している。
【００２２】
ステータコア２１は、図２に示すように、複数の薄板状の磁性体を、相互間を絶縁するとともにロータ軸方向に積層してなり、ロータ周方向へ間隔を置いて配置された複数（図示例によれば６つ）のティース部２１ａと、各ティース部２１ａにおけるステータ内周側の端部から周方向の両側へ延設されて隣り合うティース部２１ａに連結される連結部２１ｂ，２１ｂと、各ティース部２１ａのステータ外周側の端部から周方向の両側へ延設された張出し部２１ｃとを有する。
そして、このステータコア２１は、隣り合うティース部２１ａ，２１ａ間を巻線２２を収容するためのスロット空間Ｓとするとともに、隣り合うティース部２１ａ，２１ａ間（詳細には、隣り合う張出し部２１ｃ，２１ｃ間）に、スロット空間Ｓとステータ外周の空間とを連通するスロット開口部２０ａを有する。
【００２３】
このステータコア２１の材質は、周知の薄板状磁性体から選択でき、好ましい態様としては、図８の表に示すケイ素鋼板とされる。前記表には２種類のケイ素鋼板を例示しており、これらは、製造メーカが異なるとともに、飽和磁束密度が若干異なるが、何れも適用可能である。
前記ケイ素鋼板は、ロータ軸方向へ多数積層され、各鋼板間が接着やダボ止め（凹凸による嵌合）等の接合手段によって接合される。
【００２４】
また、ステータコア２１におけるティース部２１ａは、図１に示す一例によれば、スロット空間Ｓ側の両側面を平行に配置した断面柱状に形成される。
【００２５】
連結部２１ｂは、ティース部２１ａのステータ内周側の端部から周方向へ延設されるとともに、その延設方向へ向かって徐々に薄肉になるように形成される。
隣り合う連結部２１ｂ，２１ｂ間の接合箇所には、局部的に薄肉に形成された薄肉部２１ｂ１が設けられる。
この薄肉部２１ｂ１は、前記接続箇所のステータ内周側部分に凹溝を形成するとともに、対応するステータ外周側部分に凸条を形成し、これら凹溝内面と凸条外面との間の肉厚を、連結部２１ｂにおける他の箇所よりも狭くすることで構成される。
そして、前記構成の連結部２１ｂによれば、コギングトルクを効果的に低減することができる。
【００２６】
また、張出し部２１ｃは、ティース部２１ａのステータ外周側の端部から周方向へ延設され、図示例によれば、その内面を、ティース部２１ａの側面に対し略直角な平面に形成するとともに、外面を断面円弧状の曲面に形成している。そして、隣り合う張出し部２１ｃ，２１ｃの先端部間が、後述するスペーサ２３を装着するためのスロット開口部２０ａとされる。
スロット開口部２０ａは、ステータ内方向（換言すれば、ロータ軸心へ向かう方向）へ向かってロータ周方向の間隔が徐々に狭くなるように形成される。
【００２７】
そして、前記構成のステータコア２１の外面には、電着塗装によって、絶縁皮膜が形成される。この絶縁皮膜は、少なくとも、ステータコア２１における軸方向両端の露出面、スロット空間Ｓ内に位置する表面に形成されればよいが、本実施の形態では、その皮膜形成作業を簡素化して作業性を向上するために、ステータコア２１外周面及びステータコア２１内周面を含む全外面に絶縁皮膜を形成する。
なお、ステータコア２１の外面に絶縁皮膜を形成する手段は、前記電着塗装に限定されるものでなく、例えば、粉体塗装等の他の塗装手段であってもよい。さらに、前記のような塗装による絶縁皮膜に置換して、ステータコア２１の外面にインシュレータを装着した態様とすることも可能である。
【００２８】
前記構成のティース部２１ａ，連結部２１ｂ，張出し部２１ｃにより囲まれる空間（つまり、スロット空間Ｓの片半部）は、図１に示すように、隣り合うティース部２１ａへ向かって徐々に断面積を拡大した空間となる。そして、このような形状の空間によれば、巻線２２の巻装作業性を向上するとともに、巻き付けられた巻線２２の占積率を比較的大きくすることが可能となり、ひいては、モータ効率を向上することができる。
【００２９】
また、巻線２２は、前記スロット開口部２０ａに対しステータ外周側から巻線機のフライヤを挿入するようにして、各ティース部２１ａに巻き付けられる。そして、各ティース部２１ａに巻線２２が巻装された後、各スロット開口部２０ａには、スペーサ２３が装着される。
【００３０】
スペーサ２３は、磁性体からなるとともにスロット開口部２０ａ毎に独立した部材である（図１及び図３参照）。すなわち、各スペーサ２３は、ステータコア２１やハウジング２４に対して、別体の部材であって、隣り合う他のスペーサ２３に対しても別体の部材である。
そして、このスペーサ２３は、スロット開口部２０ａを塞ぐようにして、ロータ軸方向へわたってスロット開口部２０ａに嵌合される。
このスペーサ２３の内面（ステータ内周側の面）は、図示例によれば、前記連結部２１ｂに略平行な平面状に形成される。また、スペーサ２３の外面（ステータ外周側の面）は、張出し部２１ｃ外面に対し面一となって連続する断面円弧状の曲面に形成される。
そして、このスペーサ２３は、ステータ内方向へ向かってロータ周方向の間隔が狭くなる断面楔状に形成され、スロット開口部２０ａに装着された際、スロット開口部２０ａ内面との間にほとんど隙間が生じないように嵌合する。
【００３１】
このスペーサ２３の材質は、ステータコア２１の材質とは異なるものとされる。
その具体例としては、図８の表に示す５種類の磁性体、すなわち、パーマロイＰＢ、パーマロイＰＣ、３％ケイ素快削鋼、パーメンジュール、Ｆｅ−Ａｌ磁性材（又はＦｅ−Ａｌ磁性鋼板）が挙げられる。なお、Ｆｅは鉄、Ａｌはアルミニウムを意味する。また、前記記号（ＰＢ，ＰＣ）は、ＪＩＳＣ２５３１で定められた記号である。
このスペーサ２３は、渦電流の発生を低減する観点より、ステータコア２１よりも固有抵抗（電気抵抗）が高い材料であることが好ましい。したがって、前記具体例の中では、特に、パーマロイＰＢ、パーマロイＰＣ、３％ケイ素快削鋼、Ｆｅ−Ａｌ磁性材のうちの何れかであることが好ましい。
【００３２】
また、スペーサ２３の材質は、良好な磁路Ｍを形成する観点からは、飽和磁束密度が比較的高い材質（あるいは磁気抵抗が比較的小さい材質）であることが好ましく、特に、ステータコア２１と同等又は同等に近い飽和磁束密度を有する材質であることが好ましい。
したがって、この観点からは、前記具体例中、パーマロイＰＢ、３％ケイ素快削鋼、パーメンジュール、Ｆｅ−Ａｌ磁性材が好ましく、特にはパーメンジュールが好ましい。
【００３３】
さらに、スペーサ２３の材質は、渦電流損失を低減し且つ良好な磁路Ｍを形成するために、固有抵抗がステータコア２１よりも高く且つ飽和磁束密度が比較的高い材質であることが好ましく、この観点からは、前記具体例中、パーマロイＰＢ、３％ケイ素快削鋼、Ｆｅ−Ａｌ磁性材が特に好ましい。
【００３４】
このスペーサ２３は、図３に示す一例によれば、前記材質からなる板状部材をロータ軸方向に多数配置するとともに相互間を絶縁して積層し、各板状部材間（層間）が接着やダボ止め（凹凸による嵌合）等の接合手段によって接合される。
このように、スペーサ２３を積層板から構成した態様では、例えばスペーサ２３をロータ軸方向へわたる一体の部材として構成した態様と比較して、該スペーサ２３内で発生する渦電流の発生を低減することができる。
【００３５】
そして、上記構成のスペーサ２３は、各ティース部２１ａに巻線２２を巻き付ける工程よりも後の工程で、スロット開口部２０ａ内に楔状に圧入嵌合される。
なお、必要に応じて、スロット開口部２０ａ内面とスペーサ２３との間に接着剤を介在させたり、ステータ２０内面とスペーサ２３とを凹凸によって嵌合する構造としたりして、強度アップをはかるようにしてもよい。
【００３６】
なお、スペーサ２３の他例としては、スペーサ２３をロータ軸方向へわたる一体の部材（すなわち積層板を用いない一つの塊状の部材）とすることも可能である。この態様によれば、積層体であるステータコア２１に一体のスペーサ２３が嵌合された構造となるため、ステータコア２１を構成する鋼板の間が離間するようなことを防ぐことができる。
ただし、このスペーサ２３の他例では、前述したように積層板から構成した態様と比較して渦電流が増加するおそれがあるため、好ましくは、ステータコア２１よりも固有抵抗が高い上記材料を用いて構成する。
【００３７】
また、ハウジング２４は、ステータコア２１及びスペーサ２３の外周面に接触するようにして、ステータコア２１及びスペーサ２３の外周面に環装される略筒状の部材であり（図１参照）、スペーサ２３がステータコア２１から外れたりずれたりするのを阻むとともに、スペーサ２３及びステータコア２１を構成する鋼板が離間するのを防いで、ステータ２０を強度アップする。
【００３８】
このハウジング２４は、比較的薄肉な材料とすることが可能であり、その具体的な材質例としては、図８の表に示すように、Ａｌ（アルミニウム）、樹脂（天然樹脂及び合成樹脂を含む）、ＳＰＣＣ（ＪＩＳＧ３１４１：一般用冷間圧延鋼板）、ＳＰＣＥ（ＪＩＳＧ３１４１：深絞り用冷間圧延鋼板）が挙げられる。特に、ハウジング２４の材質を樹脂材料とした場合には、ハウジング２４内の渦電流の発生を防止できる上、軽量化の上でも好ましい。
【００３９】
次に、上記構成のブラシレスモータ１について、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
先ず、製造段階においては、各ティース部２１ａに対しステータ外周側から巻線を巻装することができる上、スロット開口部２０ａのロータ周方向の寸法がステータ内側へ向かって徐々に狭まる形状であるため、巻線機のフライヤをスロット空間Ｓ内へ挿入し易く、ひいては、巻線の巻装作業性を向上することができる。
また、スロット開口部２０ａにスペーサ２３を圧入する際には、スペーサ２３が断面楔状であるため、その圧入作業を容易に行える上、装着後のスペーサ２３を容易に抜けることのないように保持することができる。
【００４０】
また、ブラシレスモータ１の完成後に、巻線２２への通電が行われた際には、隣り合うティース部２１ａ及び張出し部２１ｃと、これらの間に挟持されたスペーサ２３によって、図１の二点鎖線で示す環状の磁路Ｍを形成することができる。よって、例えばスペーサ２３を省いた構成や、隣り合う張出し部間に空間や溝を有する構造と比較し、磁気抵抗の小さい良好な磁路Ｍを得ることができ、ひいては、当該ブラシレスモータ１のモータ効率を向上することができる。
特に、本実施の形態では、上述したスペーサ２３の積層構造及び材質の工夫により、スペーサ２３内の渦電流の発生を低減し、モータ効率を効果的に向上することができる。
【００４１】
また、前記したように、ティース部２１ａ、張出し部２１ｃ及びスペーサ２３によって磁路Ｍを形成するようにしているため、ハウジング２４を磁路形成のために厚肉にする必要がなく、該ハウジング２４を薄肉軽量化して、当該ブラシレスモータ１の小型軽量化をはかることができる。
なお、強度的に十分であれば、上記構成のブラシレスモータ１からハウジング２４を省いて、更に小型軽量化をはかることも可能である。
【００４２】
次に、本発明に係る第２の実施の形態であるブラシレスモータ２について、図４〜７を参照して説明する。
このブラシレスモータ２に関しては、上述したブラシレスモータ１に対し、一部構成を変更したものであるため、ブラシレスモータ１と共通する部分については同一の符号を付けることで重複する詳細説明を省略する。
【００４３】
このブラシレスモータ２は、上記ブラシレスモータ１に対し、ステータ２０をステータ２０’に置換した構成とされる（図４参照）。
ステータ２０’は、ステータコア２１’と、巻線２２と、スペーサ２３’と、スペーサ保持部材３０（図６及び７参照）とを具備している。
【００４４】
ステータコア２１’は、上記ブラシレスモータ１と同様に、複数の薄板状の磁性体をロータ軸方向に積層してなり、ティース部２１ａ’、連結部２１ｂ’、薄肉部２１ｂ１’、張出し部２１ｃ’、スロット開口部２０ａ’、スロット空間Ｓ等を有する。
さらに、このステータコア２１’は、その外周面（詳細には各張出し部２１ｃ’の外面）に、ロータ周方向へ連続する凹部２１ｃ１’を、ロータ軸方向へ間隔を置いて複数設けている（図５参照）。
【００４５】
また、スペーサ２３’は、上述したスペーサ２３と略同様の外観形状を呈し、その外面に、前記複数の凹部２１ｃ１’と同ピッチでロータ軸方向へ並ぶ複数の凹部２３ａ’を有する。各凹部２３ａ’は、ロータ周方向において、前記凹部２１ｃ１’と連続するように配設される。
図示例のスペーサ２３’は、強度向上の観点より、ロータ軸方向へわたる一体の部材として構成される（図６参照）。このスペーサ２３’は、渦電流の発生を軽減するために、好ましくは、ステータコア２１’よりも固有抵抗が高い材料を用いて構成する。
【００４６】
スペーサ保持部材３０は、図６及び７に示すＣ型止め輪状の部材であり、拡径方向へ弾性変形するように、バネ材等の弾性金属材料により形成される。
このスペーサ保持部材３０の断面形状は、凹部２１ｃ１’及び凹部２３ａ’内に嵌り合うとともに、これら凹部から外部に突出しないように設定されている。
このスペーサ保持部材３０は、ロータ軸方向に略平行に並ぶ複数の凹部２１ｃ１’及び凹部２３ａ’のうちの少なくとも一つに対応して設けられる。そして、このスペーサ保持部材３０は、周方向に隣り合う凹部２１ｃ１’と凹部２３ａ’の間を跨ぐようにして、これら凹部２１ｃ１’及び凹部２３ａ’内に環状に嵌め合わせられる（図７参照）。
【００４７】
次に、第２の実施の形態である前記ブラシレスモータ２について、その特徴的な作用効果を説明する。
先ず、製造段階においては、ステータコア２１’に巻線２２が環装され、さらにステータコア２１’のスロット開口部２０ａ’にスペーサ２３’が装着された後、スペーサ保持部材３０が弾性的に拡径されて、ロータ軸方向に略平行に並ぶ複数の凹部２１ｃ１’及び凹部２３ａ’のうちの少なくとも一つに装着される。
よって、ステータコア２１’に対しスペーサ２３’がラジアル方向やスラスト方向（ロータ軸方向）へずれたり外れたりするのを、スペーサ保持部材３０によって阻むことができる。
なお、スペーサ保持部材３０の装着数は、単数であってもよいし、複数であってもよく、スペーサ２３’の装着強度を十分に確保できる範囲内で必要最小限の数とすればよい。
【００４８】
また、巻線２２への通電が行われた際には、上述したブラシレスモータ１と同様に、隣り合うティース部２１ａ’及び張出し部２１ｃ’と、これらの間に挟持されたスペーサ２３’によって、良好な磁路を形成することができる。
この際、ステータコア２１’及びスペーサ２３’の外周部には、複数の凹部２１ｃ１’及び凹部２３ａ’によって複数の凹凸が形成されているため、これら凹凸によってステータコア２１’及びスペーサ２３’内の熱を放熱することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態によれば、好ましい一例として、スペーサ保持部材３０をＣ型止め輪状に形成したが、このスペーサ保持部材３０は、凹部２１ｃ１’と凹部２３ａ’に跨るようにして嵌合されるものとすれば、前記形状のものに限定されず、例えば、円弧状の部材とすることも可能である。
【００５０】
また、上記実施の形態の一例によれば、良好な磁路を形成する観点から張出し部２１ｃ（又は２１ｃ’）を設けたが、他例としては、この張出し部２１ｃ（又は２１ｃ’）を図示のものよりも短くしたり省いたりして、ティース部２１ａ（又は２１ａ’）に対する巻線２２の巻装作業性をより向上することも可能である。
【００５１】
また、上記実施の形態の一例によれば、好ましい態様としてスペーサ２３の材質を、ステータコア２１の材質と異なるものとしたが、他例としては、スペーサ２３とステータコア２１を同材質とすることも可能である。
【００５２】
また、上記第２の実施の形態によれば、特に放熱性を良好にするとともに小型軽量化をはかるためにハウジング２４を省いた態様としたが、他例として、より強度アップをはかる観点からは、上記構成のブラシレスモータ２に対しハウジング２４を環装した態様とすることも可能である。
【００５３】
また、上記第２の実施の形態によれば、スペーサ２３’を、強度向上の観点より、ロータ軸方向へわたる一体の部材としたが、特に渦電流の発生を軽減するようにした他例としては、スペーサ２３’を積層板からなる部材とすることも可能である。
【００５４】
また、上記第２の実施の形態では、放熱性を良好にする特に好ましい態様として、ステータコア２１’とスペーサ２３’の双方の外面に凹凸を設けたが、他例としては、上記第２の実施の形態におけるステータコア２１’から凹部２１ｃ１’を省き、スペーサ２３’の外面のみに凹部２３ａ’による凹凸を有する態様とすることも可能である。
また、上記第１の実施の形態においては、積層体からなるスペーサ２３の外面に凹凸を設けなかったが、他例として、小型軽量化等のためにハウジング２４を省いた態様とする場合には、積層体からなるスペーサ２３の外面に凹凸を設けて、放熱性を向上するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１，２：ブラシレスモータ
１０：ロータ
１１：ロータコア
１２：永久磁石
２０，２０’：ステータ
２０ａ，２０ａ’：スロット開口部
２１，２１’：ステータコア
２１ａ，２１ａ’：ティース部
２１ｂ，２１ｂ’：連結部
２１ｃ，２１ｃ’：張出し部
２１ｃ１’：凹部
２２：巻線
２３，２３’：スペーサ
２３ａ’：凹部
３０：スペーサ保持部材
Ｓ：スロット空間
Ｍ：磁路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を有するロータと、該ロータの周囲に周方向に間隔を置いて複数のティース部を配設したステータコアと、前記各ティース部に巻き付けられた巻線とを具備するインナーロータ型ブラシレスモータにおいて、
隣り合う前記ティース部間のステータ内周側に、これら両ティース部間を連結する連結部を設けるとともに、両ティース部間のステータ外周側には、両ティース部間のスロット空間とステータ外周の空間とを連通するスロット開口部を設け、
前記スロット開口部内に、磁性体からなるとともに前記スロット開口部毎に独立した部材であるスペーサを装着したことを特徴とするインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項２】
前記スペーサは、ステータ内方向へ向かってロータ周方向の間隔が狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項３】
前記スペーサは、パーマロイＰＢ、パーマロイＰＣ、３％ケイ素快削鋼、パーメンジュール、Ｆｅ−Ａｌ磁性材のうちの何れかからなることを特徴とする請求項１又は２記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項４】
前記スペーサは、前記ステータコアよりも固有抵抗が高い材料からなることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項５】
前記ステータコア及び前記スペーサの外周部を囲むようにハウジングを設けたことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項６】
前記スペーサは、複数の板状の磁性体を、相互間を絶縁するとともにロータ軸方向に積層してなることを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項７】
前記スペーサは、ロータ軸方向へわたる一体の部材であることを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項８】
前記スペーサの外面に、凹凸を設けたことを特徴とする請求項１乃至７何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項９】
前記スペーサ外面の凹凸の凹部をロータ周方向へ連続するように形成するとともに、前記ステータコアの外面に、前記スペーサ外面の凹部に連続する凹部を設け、これら双方の凹部を跨ぐように、スペーサ保持部材を装着したことを特徴とする請求項８記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項１０】
前記スペーサは、前記各ティース部に前記巻線を巻き付ける工程よりも後の工程で、前記スロット開口部内に装着されることを特徴とする請求項１乃至９何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータの製造方法。
【請求項１】
永久磁石を有するロータと、該ロータの周囲に周方向に間隔を置いて複数のティース部を配設したステータコアと、前記各ティース部に巻き付けられた巻線とを具備するインナーロータ型ブラシレスモータにおいて、
隣り合う前記ティース部間のステータ内周側に、これら両ティース部間を連結する連結部を設けるとともに、両ティース部間のステータ外周側には、両ティース部間のスロット空間とステータ外周の空間とを連通するスロット開口部を設け、
前記スロット開口部内に、磁性体からなるとともに前記スロット開口部毎に独立した部材であるスペーサを装着したことを特徴とするインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項２】
前記スペーサは、ステータ内方向へ向かってロータ周方向の間隔が狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項３】
前記スペーサは、パーマロイＰＢ、パーマロイＰＣ、３％ケイ素快削鋼、パーメンジュール、Ｆｅ−Ａｌ磁性材のうちの何れかからなることを特徴とする請求項１又は２記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項４】
前記スペーサは、前記ステータコアよりも固有抵抗が高い材料からなることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項５】
前記ステータコア及び前記スペーサの外周部を囲むようにハウジングを設けたことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項６】
前記スペーサは、複数の板状の磁性体を、相互間を絶縁するとともにロータ軸方向に積層してなることを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項７】
前記スペーサは、ロータ軸方向へわたる一体の部材であることを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項８】
前記スペーサの外面に、凹凸を設けたことを特徴とする請求項１乃至７何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項９】
前記スペーサ外面の凹凸の凹部をロータ周方向へ連続するように形成するとともに、前記ステータコアの外面に、前記スペーサ外面の凹部に連続する凹部を設け、これら双方の凹部を跨ぐように、スペーサ保持部材を装着したことを特徴とする請求項８記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項１０】
前記スペーサは、前記各ティース部に前記巻線を巻き付ける工程よりも後の工程で、前記スロット開口部内に装着されることを特徴とする請求項１乃至９何れか１項記載のインナーロータ型ブラシレスモータの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６５４８６（Ｐ２０１２−６５４８６Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８９２５（Ｐ２０１０−２０８９２５）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００２４０４７７）並木精密宝石株式会社 (210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００２４０４７７）並木精密宝石株式会社 (210)
【Ｆターム（参考）】
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