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公開番号2025095042
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023210809
出願日2023-12-14
発明の名称ブラシレスモータ
出願人株式会社ミツバ
代理人個人,個人,個人
主分類H02K 1/12 20060101AFI20250619BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】長節巻であっても永久磁石の減磁を抑制でき、モータ性能を向上できるブラシレスモータを提供する。
【解決手段】ステータ12と、ロータ13と、を備え、ステータ12は、環状のバックヨーク23とバックヨーク23から突出されてコイル22が巻回される複数のティース24を備え、ロータ13は、複数の永久磁石18を備え、永久磁石18の磁極数とティース24の数との比は4:3であり、永久磁石18における着磁の配向は、永久磁石18における周方向の中央の径方向と平行な方向のパラレル配向であり、回転軸線Aを中心として永久磁石18の最外側を通る円の直径をDrとし、回転軸線Aの方向からみたバックヨーク23の最小幅をDsとしたとき、0.697<Dr/Ds<1を満たす。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
環状のステータと、
前記ステータの径方向の内側に配置され、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、
前記ステータは、
環状のバックヨークと、
前記バックヨークの内周面から径方向の内側に向かって径方向に沿って突出し、コイルが巻回される複数のティースと、
を備え、
前記ロータは、
回転軸線を軸心としたロータシャフトと、
前記ロータシャフトに固定された柱状のロータコア本体と、
前記ロータコア本体の外周面から径方向の外側に突出形成された複数の突極と、
前記ロータコア本体の外周面で、かつ周方向で隣り合う前記突極の間にそれぞれ配置された複数の永久磁石と、
を備え、
前記永久磁石の磁極数と前記ティースの数との比は４：３であり、
前記永久磁石における着磁の配向は、前記永久磁石における周方向の中央の径方向と平行な方向のパラレル配向であり、
前記回転軸線を中心として前記永久磁石の最外側を通る円の直径をＤｒとし、
前記回転軸線の方向からみた前記バックヨークの最小幅をＤｓとしたとき、
０．６９７＜Ｄｒ／Ｄｓ＜１
を満たす、
ことを特徴とするブラシレスモータ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
環状のステータと、
前記ステータの径方向の内側に配置され、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、
前記ステータは、
環状のバックヨークと、
前記バックヨークの内周面から径方向の内側に向かって径方向に沿って突出し、コイルが巻回される複数のティースと、
を備え、
前記ロータは、
回転軸線を軸心としたロータシャフトと、
前記ロータシャフトに固定された柱状のロータコア本体と、
前記ロータコア本体の外周面から径方向の外側に突出形成された複数の突極と、
前記ロータコア本体の外周面で、かつ周方向で隣り合う前記突極の間にそれぞれ配置された複数の永久磁石と、
を備え、
前記ティースの数と前記永久磁石の磁極数との比は４：３であり、
前記永久磁石における着磁の配向は、前記回転軸線の方向からみて径方向に沿うラジアル配向であり、
前記回転軸線を中心として前記永久磁石の最外側を通る円の直径をＤｒとし、
前記回転軸線の方向からみた前記バックヨークの最小幅をＤｓとしたとき、
０．６１８＜Ｄｒ／Ｄｓ＜１
を満たす、
ことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
前記バックヨークは、前記回転軸線の方向からみて多角形状である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記ロータコア本体は、各前記永久磁石とそれぞれ別々に径方向で対向するように設けられた複数の孔部を有する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記ロータコア本体は、複数の鋼板を積層して形成されており、
前記ロータコア本体において、周方向で隣り合う前記孔部の間に形成されたブリッジ部は、それぞれ径方向で前記突極と対向しており、
前記ブリッジ部には、前記複数の鋼板を連結する積層ボスが設けられている、
ことを特徴とする請求項４に記載のブラシレスモータ。
【請求項６】
前記孔部は、
径方向の内側に配置された幅広孔部と、
前記幅広孔部の径方向の外側に配置されるとともに前記幅広孔部と連通され、前記幅広孔部の周方向に沿う幅よりも周方向に沿う幅が短い幅狭孔部と、
を有し、
周方向で隣り合う前記幅狭孔部の間に前記積層ボスが配置されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のブラシレスモータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えばインナーロータ型のブラシレスモータは、環状のステータと、ステータにおける径方向の中央に回転自在に設けられたロータと、を備える。ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルと、を備える。ステータコアは、環状のバックヨークと、バックヨークの内周面から径方向の内側に突出する複数のティースと、を備える。各ティースに、コイルが巻回されている。ロータは、回転軸線回りに回転するロータシャフトと、ロータシャフトに固定された柱状のロータコアと、ロータコアの外周部に設けられた永久磁石（磁極）と、を備える。このような構成のもと、所定のコイルに電流を順次供給すると各ティースに所定の鎖交磁束が形成される。この鎖交磁束が起磁力となって永久磁石との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータが継続的に回転される。
【０００３】
このようなブラシレスモータにおいて、永久磁石の磁極数とティースの数（スロット数）との比を４：３とする場合がある。すなわち、磁極ピッチよりコイルピッチ（ティース間ピッチ）が長い、いわゆる長節巻とする場合がある（例えば、特許文献１参照）。
このように構成することで、磁極ピッチよりコイルピッチが短い短節巻と比較して磁極数が多い分、永久磁石を小さくできる。また、例えば、ティースの数が６つであればステータの外形状を多角形にしてコイルの巻線面積を増大させることができるとともに、ステータを扁平化しやすい。巻線面積とは、周方向で隣り合うティース間に形成され、コイルが収納されるスペースの大きさである。
【０００４】
また、ロータコアの外周面から周方向で隣り合う永久磁石の間に突極を突出形成した、いわゆるインセット型のロータが知られている。突極は、突出方向が径方向の外側であるのでステータのコイルによる鎖交磁束が流れやすい方向となる。このため突極によって、鎖交磁束の磁路の磁気抵抗（リラクタンス）を小さくするようにロータコアを回転させる、リラクタンストルクを発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１７１１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の従来技術にあっては、永久磁石が小さくなる分、減磁しやすくなってしまうという課題があった。とりわけ、インセット型のロータでは、突極にコイルの鎖交磁束が流れ込む際、この鎖交磁束が永久磁石の角を通過する結果、永久磁石が減磁しやすい。このため、モータ性能が低下してしまうという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、長節巻であっても永久磁石の減磁を抑制でき、モータ性能を向上できるブラシレスモータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の第１態様では、ブラシレスモータは、環状のステータと、前記ステータの径方向の内側に配置され、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、前記ステータは、環状のバックヨークと、前記バックヨークの内周面から径方向の内側に向かって径方向に沿って突出し、コイルが巻回される複数のティースと、を備え、前記ロータは、回転軸線を軸心としたロータシャフトと、前記ロータシャフトに固定された柱状のロータコア本体と、前記ロータコア本体の外周面から径方向の外側に突出形成された複数の突極と、前記ロータコア本体の外周面で、かつ周方向で隣り合う前記突極の間にそれぞれ配置された複数の永久磁石と、を備え、前記永久磁石の磁極数と前記ティースの数との比は４：３であり、前記永久磁石における着磁の配向は、前記永久磁石における周方向の中央の径方向と平行な方向のパラレル配向であり、前記回転軸線を中心として前記永久磁石の最外側を通る円の直径をＤｒとし、前記回転軸線の方向からみた前記バックヨークの最小幅をＤｓとしたとき、０．６９７＜Ｄｒ／Ｄｓ＜１を満たす。
【０００９】
本発明の第２態様では、ブラシレスモータは、環状のステータと、前記ステータの径方向の内側に配置され、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、前記ステータは、環状のバックヨークと、前記バックヨークの内周面から径方向の内側に向かって径方向に沿って突出し、コイルが巻回される複数のティースと、を備え、前記ロータは、回転軸線を軸心としたロータシャフトと、前記ロータシャフトに固定された柱状のロータコア本体と、前記ロータコア本体の外周面から径方向の外側に突出形成された複数の突極と、前記ロータコア本体の外周面で、かつ周方向で隣り合う前記突極の間にそれぞれ配置された複数の永久磁石と、を備え、前記ティースの数と前記永久磁石の磁極数との比は４：３であり、前記永久磁石における着磁の配向は、前記回転軸線の方向からみて径方向に沿うラジアル配向であり、前記回転軸線を中心として前記永久磁石の最外側を通る円の直径をＤｒとし、前記回転軸線の方向からみた前記バックヨークの最小幅をＤｓとしたとき、０．６１８＜Ｄｒ／Ｄｓ＜１を満たす。
【００１０】
これらのように構成することで、長節巻のブラシレスモータであっても永久磁石の減磁を抑制でき、モータ性能を向上できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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