特許ウォッチ

公開番号2025115832
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2024010511
出願日2024-01-26
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 3/46 20060101AFI20250731BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】製造コストの増大を抑制し、インシュレータの成形性を悪化させることなくコイルの巻線抵抗のばらつきを抑制し、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】インシュレータ40は、巻胴部の周囲を被覆する巻胴被覆部42と、鍔部32の外周面を被覆する鍔被覆部43と、を有する。回転軸線と鍔部における周方向の端部とを通る直線と、バックヨークと、の交点をPとし、交点Pと回転軸線との間の長さをLとし、長辺ティースにおける2つの長さのうちの短い方をLlとし、前記短辺ティースにおける2つの前記長さのうちの短い方をLsとしたとき、長さLl及び長さLsのうち、長い方の巻胴被覆部42における回転軸線の方向の端部には、短い方向の巻胴被覆部における回転軸線の方向の端部よりも肉厚な肉厚部47が設けられている。
【選択図】図3
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、
ステータコアと、
前記ステータコアの周囲を覆うインシュレータと、
前記ステータコアに前記インシュレータの上から巻回されるコイルと、
を備え、
前記ステータコアは、
前記ロータにおける回転軸線の方向からみて扁平形状で、かつ環状のバックヨークと、
前記バックヨークのバックヨーク内周面から径方向の内側に向かって突出し、前記コイルが巻回される複数のティースと、
を備え、
前記バックヨークは、
前記回転軸線を挟んで対向配置された一対の第１辺部と、
前記回転軸線を挟んで前記第１辺部の対向方向と直交する方向で対向配置された一対の第２辺部と、
を有し、
各前記ティースは、
前記バックヨーク内周面から突出し、前記コイルが巻回される巻胴部と、
前記巻胴部の前記バックヨークとは反対側端に設けられ、前記巻胴部の周方向の幅よりも長く周方向に延びる鍔部と、
を有するとともに、
各前記ティースは、
前記一対の第１辺部に設けられた第１辺ティースと、
前記一対の第２辺部に設けられた第２辺ティースと、
を有し、
前記インシュレータは、
前記巻胴部の周囲を被覆する巻胴被覆部と、
前記鍔部の外周面を被覆する鍔被覆部と、
を有し、
前記回転軸線と前記鍔部における周方向の端部とを通る直線と、前記バックヨークと、の交点をＰとし、前記交点Ｐと前記回転軸線との間の長さをＬとし、前記第１辺ティースにおける２つの前記長さＬのうちの短い方をＬｌとし、前記第２辺ティースにおける２つの前記長さＬのうちの短い方をＬｓとしたとき、
前記長さＬｌ及び前記長さＬｓのうち、長い方の前記巻胴被覆部における前記回転軸線の方向の端部には、短い方の前記巻胴被覆部における前記回転軸線の方向の端部よりも肉厚な肉厚部が設けられている、
ことを特徴とするブラシレスモータ。
続きを表示（約 3,500 文字）【請求項２】
前記第１辺ティース及び前記第２辺ティースのうちのいずれか一方の前記巻胴部は径方向に沿って延びているとともに、他方の前記巻胴部は径方向に対して交差する方向に延びており、
径方向に沿って延びる前記巻胴部における前記巻胴被覆部は、前記肉厚部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記鍔部は、
前記巻胴部から周方向の第１方向に延びる第１鍔部と、
前記巻胴部から前記第１方向とは周方向で反対の第２方向に延びる第２鍔部と、
を有し、
径方向に対して交差する方向に延びる前記巻胴部を有する前記ティースの前記インシュレータは、前記巻胴被覆部と前記鍔被覆部との接続部に設けられた係止部を有し、
前記係止部は、前記巻胴部と前記第１鍔部との間の第１角度、及び前記巻胴部と前記第２鍔部との間の第２角度のうち、大きい角度の方に配置される前記コイルを係止し、
前記回転軸線の方向からみて、前記コイルのうち、前記鍔被覆部に接する前記コイルを被鍔部コイルとし、前記係止部によって係止された前記コイルを被係止部コイルとし、前記被鍔部コイルの中心と前記被係止部コイルの中心とを結ぶ直線を第１直線とし、前記第１直線と前記巻胴部の中心線との交点をＱとし、前記交点Ｑを通り前記中心線と直交する直線を第２直線とし、前記被係止部コイルの中心を通り前記第２直線と平行な直線を第３直線としたとき、
前記第２直線と前記第３直線との間の長さは、前記コイルの直径よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
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、
ステータコアと、
前記ステータコアの周囲を覆うインシュレータと、
前記ステータコアに前記インシュレータの上から巻回されるコイルと、
を備え、
前記ステータコアは、
前記ロータにおける回転軸線の方向からみて扁平形状で、かつ環状のバックヨークと、
前記バックヨークのバックヨーク内周面から径方向の内側に向かって突出し、前記コイルが巻回される複数のティースと、
を備え、
前記バックヨークは、
前記回転軸線を挟んで対向配置された一対の第１辺部と、
前記回転軸線を挟んで前記第１辺部の対向方向と直交する方向で対向配置された一対の第２辺部と、
を有し、
各前記ティースは、
前記バックヨーク内周面から突出し、前記コイルが巻回される巻胴部と、
前記巻胴部の前記バックヨークとは反対側端に設けられ、前記巻胴部の周方向の幅よりも長く周方向に延びる鍔部と、
を有するとともに、
各前記ティースは、
前記一対の第１辺部に設けられた第１辺ティースと、
前記一対の第２辺部に設けられた第２辺ティースと、
を有し、
前記インシュレータは、
前記巻胴部の周囲を被覆する巻胴被覆部と、
前記鍔部の外周面を被覆する鍔被覆部と、
を有し、
前記第１辺ティース及び前記第２辺ティースのうちのいずれか一方の前記巻胴部は径方向に沿って延びているとともに、他方の前記巻胴部は径方向に対して交差する方向に延びており、
径方向に沿って延びる前記巻胴部における前記巻胴被覆部の前記回転軸線の方向の端部には、径方向に対して交差する方向に延びる前記巻胴部における前記巻胴被覆部の前記回転軸線の方向の端部よりも肉厚な肉厚部が設けられている、
ことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項５】
前記鍔部は、
前記巻胴部から周方向の第１方向に延びる第１鍔部と、
前記巻胴部から前記第１方向とは周方向で反対の第２方向に延びる第２鍔部と、
を有し、
径方向に対して交差する方向に延びる前記巻胴部を有する前記ティースの前記インシュレータは、前記巻胴被覆部と前記鍔被覆部との接続部に設けられた係止部を有し、
前記係止部は、前記巻胴部と前記第１鍔部との間の第１角度、及び前記巻胴部と前記第２鍔部との間の第２角度のうち、大きい角度の方に配置される前記コイルを係止し、
前記回転軸線の方向からみて、前記コイルのうち、前記鍔被覆部に接する前記コイルを被鍔部コイルとし、前記係止部によって係止された前記コイルを被係止部コイルとし、前記被鍔部コイルの中心と前記被係止部コイルの中心とを結ぶ直線を第１直線とし、前記第１直線と前記巻胴部の中心線との交点をＱとし、前記交点Ｑを通り前記中心線と直交する直線を第２直線とし、前記被係止部コイルの中心を通り前記第２直線と平行な直線を第３直線としたとき、
前記第２直線と前記第３直線との間の長さは、前記コイルの直径よりも小さい、
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】
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、
ステータコアと、
前記ステータコアの周囲を覆うインシュレータと、
前記ステータコアに前記インシュレータの上から巻回されるコイルと、
を備え、
前記ステータコアは、
前記ロータにおける回転軸線の方向からみて扁平形状で、かつ環状のバックヨークと、
前記バックヨークのバックヨーク内周面から径方向の内側に向かって突出し、前記コイルが巻回される複数のティースと、
を備え、
前記バックヨークは、
前記回転軸線を挟んで対向配置された一対の第１辺部と、
前記回転軸線を挟んで前記第１辺部の対向方向と直交する方向で対向配置された一対の第２辺部と、
を有し、
各前記ティースは、
前記バックヨーク内周面から突出し、前記コイルが巻回される巻胴部と、
前記巻胴部の前記バックヨークとは反対側端に設けられ、前記巻胴部の周方向の幅よりも長く周方向に延びる鍔部と、
を有するとともに、
各前記ティースは、
前記一対の第１辺部に設けられた第１辺ティースと、
前記一対の第２辺部に設けられた第２辺ティースと、
を有し、
前記第１辺ティース及び前記第２辺ティースのうちのいずれか一方の前記巻胴部は径方向に沿って延びているとともに、他方の前記巻胴部は径方向に対して交差する方向に延びており、
前記鍔部は、
前記巻胴部から周方向の第１方向に延びる第１鍔部と、
前記巻胴部から前記第１方向とは周方向で反対の第２方向に延びる第２鍔部と、
を有し、
前記インシュレータは、
前記巻胴部の周囲を被覆する巻胴被覆部と、
前記鍔部の外周面を被覆する鍔被覆部と、
を有し、
径方向に対して交差する方向に延びる前記巻胴部を有する前記ティースの前記インシュレータは、前記巻胴被覆部と前記鍔被覆部との接続部に設けられた係止部を有し、
前記係止部は、前記巻胴部と前記第１鍔部との間の第１角度、及び前記巻胴部と前記第２鍔部との間の第２角度のうち、大きい角度の方に配置される前記コイルを係止し、
前記回転軸線の方向からみて、前記コイルのうち、前記鍔被覆部に接する前記コイルを被鍔部コイルとし、前記係止部によって係止された前記コイルを被係止部コイルとし、前記被鍔部コイルの中心と前記被係止部コイルの中心とを結ぶ直線を第１直線とし、前記第１直線と前記巻胴部の中心線との交点をＱとし、前記交点Ｑを通り前記中心線と直交する直線を第２直線とし、前記被係止部コイルの中心を通り前記第２直線と平行な直線を第３直線としたとき、
前記第２直線と前記第３直線との間の長さは、前記コイルの直径よりも小さい、
ことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項７】
前記係止部は、前記鍔被覆部の肉厚を前記巻胴被覆部の肉厚より厚くすることにより形成されている、
ことを特徴とする請求項３，５，６のいずれか一項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、ステータコアに装着されたインシュレータと、インシュレータの上から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、インシュレータの上からコイルが巻回されている。
【０００３】
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。
【０００４】
ところでこのようなブラシレスモータを、例えば扁平化することで小型化を図る場合がある。ブラシレスモータを扁平化する手段として、ステータコアを扁平化する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
このものは、バックヨークを直線形状の２つの直線状ヨークと円弧形状の２つの円弧状ヨークとで構成している。直線状ヨークと円弧状ヨークとは周方向に交互に配置されている。各ヨークからそれぞれティースが突出されている。
【０００５】
回転軸線から各ヨークまでの距離が異なるため、コイルの巻回に使用する巻線装置のノズルが侵入可能な距離は、円弧状ヨークから突出されるティースよりも直線状ヨークから突出されるティースの方が短い。ノズルの侵入可能距離が短いティースに巻回されるコイルは、ノズルの侵入可能距離が長いティースに巻回されるコイルと比較して巻太りしやすい。巻太りするコイルは、ティースを一回りしたときの周長が長くなる分、巻線抵抗が大きくなってしまう。
【０００６】
このように、ティースごとにコイルの巻線抵抗がばらついてしまうことを抑制するために、円弧状ヨークから突出されるティースに絶縁物を設けてコイルを巻回している。このように構成することで、絶縁物によってティースの長さを疑似的に短くし、円弧状ヨークから突出されるティースの長さを直線状ヨークから突出されるティースの長さと同程度としている。このため、周方向で隣り合うティース間に形成されてコイルが収納可能なスペースの大きさ（以下、巻線面積という）のばらつきを抑えることができる。よって、ティースごとのコイルの巻線抵抗のばらつきを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００７－１９５３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上述の実施形態では、円弧状ヨークから突出されるティースの巻線面積が極端に小さくなり、結果的にモータ性能を向上しにくいという課題があった。
また、絶縁物を設ける分、製造コストが増大するばかりか、例えば絶縁物をインシュレータと一体に設けようとするとインシュレータの成形性も悪化してしまうという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、製造コストの増大を抑制し、インシュレータの成形性を悪化させることなくコイルの巻線抵抗のばらつきを抑制し、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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の第１態様では、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、ステータコアと、前記ステータコアの周囲を覆うインシュレータと、前記ステータコアに前記インシュレータの上から巻回されるコイルと、を備え、前記ステータコアは、前記ロータにおける回転軸線の方向からみて扁平形状で、かつ環状のバックヨークと、前記バックヨークのバックヨーク内周面から径方向の内側に向かって突出し、前記コイルが巻回される複数のティースと、を備え、前記バックヨークは、前記回転軸線を挟んで対向配置された一対の第１辺部と、前記回転軸線を挟んで前記第１辺部の対向方向と直交する方向で対向配置された一対の第２辺部と、を有し、各前記ティースは、前記バックヨーク内周面から突出し、前記コイルが巻回される巻胴部と、前記巻胴部の前記バックヨークとは反対側端に設けられ、前記巻胴部の周方向の幅よりも長く周方向に延びる鍔部と、を有するとともに、各前記ティースは、前記一対の第１辺部に設けられた第１辺ティースと、前記一対の第２辺部に設けられた第２辺ティースと、を有し、前記インシュレータは、前記巻胴部の周囲を被覆する巻胴被覆部と、前記鍔部の外周面を被覆する鍔被覆部と、を有し、前記回転軸線と前記鍔部における周方向の端部とを通る直線と、前記バックヨークと、の交点をＰとし、前記交点Ｐと前記回転軸線との間の長さをＬとし、前記第１辺ティースにおける２つの前記長さＬのうちの短い方をＬｌとし、前記第２辺ティースにおける２つの前記長さＬのうちの短い方をＬｓとしたとき、前記長さＬｌ及び前記長さＬｓのうち、長い方の前記巻胴被覆部における前記回転軸線の方向の端部には、短い方の前記巻胴被覆部における前記回転軸線の方向の端部よりも肉厚な肉厚部が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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