JP2003088011A - ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】モータ体格を大きくすることなく、高出力とす
ることができるブラシレスモータを提供する。 【解決手段】ブラシレスモータ１１は、マグネット９の
極数Ｐと、ティース１４ａ〜１４ｌの数Ｔとの関係が、
Ｐ＝１４ｎ、かつ、Ｔ＝１２ｎ（但し、ｎは１以上の整
数）を満たすように構成される。このような構成のモー
タ１１は、ティース１４ａ〜１４ｌが２つずつＵ相，Ｖ
相，Ｗ相と順次割り当てられ、各相に割り当てられた一
方のティース１４ａ，１４ｃ，１４ｅ，１４ｇ，１４
ｉ，１４ｋ間の中心角θ１が、θ１＝（３６０°×２／
Ｔ）とされる。次いで、その一方のティースに対して他
方に配置するティース１４ｂ，１４ｄ，１４ｆ，１４
ｈ，１４ｊ，１４ｌの中心角θ２が、（３６０°／Ｐ）
≦θ２＜（３６０°／Ｔ）の範囲内となるように、各テ
ィース１４ａ〜１４ｌの位置が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラシレスモータに
係り、詳しくは、ロータのマグネットに対するステータ
のティースの配置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のブラシレスモータの概略
構成を示す。ブラシレスモータ１のステータ２は、円環
状のステータコア外輪３、ステータコア内輪４、及び、
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗで構成され
る。内輪４には、放射状に延び、かつ中心角が３０°で
等間隔に第１〜第１２ティース４ａ〜４ｌが形成されて
いる。尚、第１〜第１２ティース４ａ〜４ｌは、図３に
おいて時計回り方向に順次配置されている。

【０００３】第１，第２ティース４ａ，４ｂ及び各ティ
ース４ａ，４ｂの反対側にそれぞれ配置される第７，第
８ティース４ｇ，４ｈには、それぞれ巻線が集中巻きさ
れて、前記Ｕ相コイル５Ｕを構成する第１〜第４Ｕ相コ
イル５u1〜５u4が構成されている。尚、この場合、第
１，第８ティース４ａ，４ｈは該ティース４ａ，４ｈの
外側から中心方向に見て巻線が時計回り方向に巻回さ
れ、第２，第７ティース４ｂ，４ｇは該ティース４ｂ，
４ｇの外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方向に
巻回されている。

【０００４】第３，第４ティース４ｃ，４ｄ及び各ティ
ース４ｃ，４ｄの反対側にそれぞれ配置される第９，第
１０ティース４ｉ，４ｊには、それぞれ巻線が集中巻き
されて、前記Ｖ相コイル５Ｖを構成する第１〜第４Ｖ相
コイル５v1〜５v4が構成されている。尚、この場合、第
４，第９ティース４ｄ，４ｉは該ティース４ｄ，４ｉの
外側から中心方向に見て巻線が時計回り方向に巻回さ
れ、第３，第１０ティース４ｃ，４ｊは該ティース４
ｃ，４ｊの外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方
向に巻回されている。

【０００５】第５，第６ティース４ｅ，４ｆ及び各ティ
ース４ｅ，４ｆの反対側にそれぞれ配置される第１１，
第１２ティース４ｋ，４ｌには、それぞれ巻線が集中巻
きされて、前記Ｗ相コイル５Ｗを構成する第１〜第４Ｗ
相コイル５w1〜５w4が構成されている。尚、この場合、
第５，第１２ティース４ｅ，４ｌは該ティース４ｅ，４
ｌの外側から中心方向に見て巻線が時計回り方向に巻回
され、第６，第１１ティース４ｆ，４ｋは該ティース４
ｆ，４ｋの外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方
向に巻回されている。

【０００６】そして、このように各ティース４ａ〜４ｌ
に巻線が巻回された後に、内輪４、即ち各ティース４ａ
〜４ｌの外側端部が外輪３に組み付けられて前記ステー
タ２が構成される。この場合、外輪３の内周部には１５
°等間隔で２４個の嵌合凹部３ｘが設けられるととも
に、第１〜第１２ティース４ａ〜４ｌの外側端部にはそ
れぞれ嵌合凸部４ｘが設けられている。各嵌合凸部４ｘ
は、３０°等間隔に配置されている。嵌合凸部４ｘは嵌
合凹部３ｘに対して１つ跳びで嵌合し、外輪３と内輪４
とが互いに連結されている。このように構成されたステ
ータ２は、前記モータ１の図示しないハウジングに固定
される。

【０００７】一方、ロータ６は、シャフト７、ロータコ
ア８及びマグネット９で構成され、前記内輪４の内側に
回転可能に設けられる。シャフト７にはロータコア８が
固定され、該ロータコア８の外周面には中心角が３６０
°／１４（≒２５．７°）で等間隔にＮ，Ｓ極を着磁し
た極数「１４」のマグネット９が固着される。

【０００８】このように構成されたブラシレスモータ１
では、図示しない励磁回路からそれぞれ１２０°位相が
ずれたＵ相，Ｖ相，Ｗ相励磁電流が各相のコイル５Ｕ，
５Ｖ，５Ｗに対して供給される。すると、各相のコイル
５Ｕ，５Ｖ，５Ｗがそれぞれ励磁されてステータ２に回
転磁界が発生し、その回転磁界に基づいてロータ６が回
転するようになっている。

【０００９】ここで、マグネットの極数を「Ｐ」とし、
ティースの数を「Ｔ」とした場合、 Ｐ＝１４ｎ、かつ、Ｔ＝１２ｎ（但し、ｎは１以上の整
数） を満たすようにブラシレスモータを構成すると、一般
に、コギングトルクの脈動数が比較的多くなり、コギン
グトルクが小さい低振動のモータとなることが知られて
いる。従って、図３に示す前記モータ１では、ｎ＝１と
し、マグネットの極数Ｐが「１４」、ティースの数Ｔが
「１２」となるようにモータ１を構成して、該モータ１
の振動の低減が図られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示す
ように、例えばＵ相コイル５Ｕにおいて、第１ティース
４ａの周方向の中心線上にマグネット９のＮ極の周方向
の中心が配置されたとき、第２ティース４ｂの周方向の
中心線上からマグネット９のＳ極の周方向の中心がずれ
てしまう。そのため、図４に示すように、第１，第２テ
ィース４ａ，４ｂに巻回された第１，第２Ｕ相コイル５
u1，５u2の誘起電圧Ｖ１，Ｖ２に対応させてみると、互
いに位相が電気角で３０°異なる。

【００１１】このとき、第１，第２Ｕ相誘起電圧Ｖ１，
Ｖ２のプラス側のピーク値を「１」とした場合、各Ｕ相
誘起電圧Ｖ１，Ｖ２を合成した一対のＵ相コイル５u1，
５u2の合成誘起電圧Ｖ０は、図４及び図５に示すよう
に、そのプラス側のピーク値が最大値「２」に比べてや
や低い、約「１．９３」となる。又、このことは、第
７，第８ティース４ｇ，４ｈに巻回された第３，第４Ｕ
相コイル５u3，５u4や、Ｖ相，Ｗ相コイル５Ｖ，５Ｗに
ついても同様のことが言える。

【００１２】従って、上記構成のモータ１では、各コイ
ル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗに供給される駆動電流を回転磁界に
変換するときに、その変換ロスが比較的大きいという問
題があった。このことが、モータ１の高出力化及び小型
化の妨げとなっていた。

【００１３】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、モータ体格を大きく
することなく、高出力とすることができるブラシレスモ
ータ及びブラシレスモータのステータを提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、周方向に等間隔に磁極を
有するマグネットを備えたロータと、ティースに巻線を
巻回して、前記ロータを回転させるための回転磁界を発
生するＵ相，Ｖ相，Ｗ相コイルを備えたステータとを有
し、前記マグネットの極数Ｐと、前記ティースの数Ｔと
の関係が、 Ｐ＝１４ｎ、かつ、Ｔ＝１２ｎ（但し、ｎは１以上の整
数） を満たすように構成されるブラシレスモータにおいて、
前記ティースを２つずつＵ相，Ｖ相，Ｗ相と順次割り当
て、各相に割り当てられた一方のティース間の中心角θ
１を、 θ１＝（３６０°×２／Ｔ） とし、その一方のティースに対して他方に配置するティ
ースの中心角θ２を、 （３６０°／Ｐ）≦θ２＜（３６０°／Ｔ） の範囲内として、各ティースの位置を決定した。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のブラシレスモータにおいて、前記各相の一方のティー
スに対して他方に配置するティースの中心角θ２を、 θ２＝（３６０°／Ｐ） として、各ティースの位置を決定した。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータは、
円環状に形成され、内周部に複数の第１嵌合部を有する
ステータコア外輪と、前記各ティースを放射状に有し、
各ティースの内側端部に設けられ隣接する各ティースと
連結するための連結部と、各ティースの外側端部に設け
られ前記ステータコア外輪の第１嵌合部と嵌合連結する
第２嵌合部とを有するステータコア内輪とを備えてい
る。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のブラシレスモータにおいて、前記ステータコア内輪
は、複数枚の板状のコア材が積層されて構成されるもの
であり、各コア材における前記連結部には、厚み方向に
薄肉とした薄肉部が周方向に等間隔に設けられている。

【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項３又は４
に記載のブラシレスモータにおいて、前記第１及び第２
嵌合部は、周方向に等間隔に設けられている。請求項６
に記載の発明は、ティースに巻線を巻回して、周方向に
等間隔に磁極を有するマグネットを備えたロータを回転
させるための回転磁界を発生するＵ相，Ｖ相，Ｗ相コイ
ルを備え、前記マグネットの極数Ｐと、前記ティースの
数Ｔとの関係が、 Ｐ＝１４ｎ、かつ、Ｔ＝１２ｎ（但し、ｎは１以上の整
数） を満たすように構成されるブラシレスモータのステータ
において、前記ティースを２つずつＵ相，Ｖ相，Ｗ相と
順次割り当て、各相に割り当てられた一方のティース間
の中心角θ１を、 θ１＝（３６０°×２／Ｔ） とし、その一方のティースに対して他方に配置するティ
ースの中心角θ２を、 （３６０°／Ｐ）≦θ２＜（３６０°／Ｔ） の範囲内として、各ティースの位置を決定した。

【００１９】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
のブラシレスモータのステータにおいて、前記各相の一
方のティースに対して他方に配置するティースの中心角
θ２を、 θ２＝（３６０°／Ｐ） として、各ティースの位置を決定した。

【００２０】請求項８に記載の発明は、請求項６又は７
に記載のブラシレスモータのステータにおいて、円環状
に形成され、内周部に複数の第１嵌合部を有するステー
タコア外輪と、前記各ティースを放射状に有し、各ティ
ースの内側端部に設けられ隣接する各ティースと連結す
るための連結部と、各ティースの外側端部に設けられ前
記ステータコア外輪の第１嵌合部と嵌合連結する第２嵌
合部とを有するステータコア内輪とを備えている。

【００２１】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
のブラシレスモータのステータにおいて、前記ステータ
コア内輪は、複数枚の板状のコア材が積層されて構成さ
れるものであり、各コア材における前記連結部には、厚
み方向に薄肉とした薄肉部が周方向に等間隔に設けられ
ている。

【００２２】請求項１０に記載の発明は、請求項８又は
９に記載のブラシレスモータのステータにおいて、前記
第１及び第２嵌合部は、周方向に等間隔に設けられてい
る。 （作用）請求項１，６に記載の発明によれば、マグネッ
トの極数Ｐと、ティースの数Ｔとの関係が、Ｐ＝１４
ｎ、かつ、Ｔ＝１２ｎ（但し、ｎは１以上の整数）を満
たすように構成されるブラシレスモータでは、各相に割
り当てられた一方のティース間の中心角θ１を、θ１＝
（３６０°×２／Ｔ）とし、その一方のティースに対し
て他方に配置するティースの中心角θ２を、（３６０°
／Ｐ）≦θ２＜（３６０°／Ｔ）の範囲内として、各テ
ィースが配置される。すると、各相毎に各ティースの周
方向の中心線とマグネットの各磁極の周方向の中心との
位置ずれが小さくなる。つまり、各ティースに巻回され
たコイルの誘起電圧の位相のずれが小さくなり、各相の
コイルの合成誘起電圧が最大値に近づく。その結果、各
コイルに供給される駆動電流を回転磁界に変換するとき
の変換ロスが小さくなる。従って、モータ体格を大きく
することなく、高出力とすることができる。

【００２３】請求項２，７に記載の発明によれば、各相
の一方のティースに対して他方に配置するティースの中
心角θ２を、θ２＝（３６０°／Ｐ）として、各ティー
スが配置される。すると、各ティースの周方向の中心線
とマグネットの各磁極の周方向の中心とが一致するの
で、各ティースに巻回されたコイルの誘起電圧の位相の
ずれがなくなる。その結果、各相のコイルの合成誘起電
圧が最大値となり、各コイルに供給される駆動電流を回
転磁界に変換するときの変換ロスが最も小さくなる。従
って、モータ体格を大きくすることなく、確実に高出力
とすることができる。

【００２４】請求項３，８に記載の発明によれば、ステ
ータは、円環状に形成され、内周部に複数の第１嵌合部
を有するステータコア外輪と、各ティースを放射状に有
し、各ティースの内側端部に設けられ隣接する各ティー
スと連結するための連結部と、各ティースの外側端部に
設けられステータコア外輪の第１嵌合部と嵌合連結する
第２嵌合部とを有するステータコア内輪とを備えてい
る。これにより、連結部により各ティースが一体化され
るので、外輪に対して個々に各ティースを組み付ける必
要がなくなる。又、ステータコア外輪とステータコア内
輪とは、互いの嵌合部を嵌合して連結される。そのた
め、ステータの組み付けが容易となる。

【００２５】請求項４，９に記載の発明によれば、ステ
ータコア内輪は、複数枚の板状のコア材が積層されて構
成されるものであり、各コア材における連結部には、厚
み方向に薄肉とした薄肉部が周方向に等間隔に設けられ
る。従って、このような薄肉部をプレスにより厚み方向
に潰すことにより形成すると、プレスによるコア材の歪
みが小さく抑えられるとともに、磁気的バランスも良好
となる。

【００２６】請求項５，１０に記載の発明によれば、ス
テータコア外輪の第１嵌合部及びステータコア内輪の第
２嵌合部は、周方向に等間隔に設けられる。ここで、従
来のステータは、各ティースが周方向に等間隔に配置さ
れているため第２嵌合部も等間隔に配置されており、そ
の第２嵌合部と嵌合するステータコア外輪の第１嵌合部
を等間隔に配置されていた。これに対し、本発明のステ
ータは、各ティースが周方向に不等ピッチで配置される
が、各ティースに設けた第２嵌合部を等間隔としたこと
で、従来のステータコア外輪をそのまま利用できる。従
って、ステータコア内輪のみを新たに製造すればすむの
で、製造コストを低減することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１及び図２に従って説明する。尚、説明の便
宜上、図３に示す従来例と同様の構成については同一の
符号を付してその説明を一部省略する。

【００２８】図１は、本実施の形態のブラシレスモータ
の概略構成を示す。この形態のブラシレスモータ１１
は、従来例と同様に、マグネットの極数Ｐが「１４」、
ティースの数Ｔが「１２」となるように構成されてい
る。尚、本実施形態のモータ１１は、従来と同様のロー
タ６を用いて構成されている。即ち、ロータ６は、中心
角が３６０°／１４（≒２５．７°）で等間隔にＮ，Ｓ
極を着磁した極数「１４」のマグネット９を有してい
る。

【００２９】これに対し、ステータ１２は、円環状のス
テータコア外輪３、ステータコア内輪１４、及び、Ｕ
相、Ｖ相、Ｗ相コイル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗで構成される。
外輪３は、本実施形態では、従来と同様のものが用いら
れている。即ち、外輪３には、内周部に１５°等間隔で
２４個の嵌合凹部３ｘが設けられている。

【００３０】一方、内輪１４には、放射状に延びる第１
〜第１２ティース１４ａ〜１４ｌが形成されている。
尚、第１〜第１２ティース１４ａ〜１４ｌは、図１にお
いて時計回り方向に順次配置されている。

【００３１】各相の一方（左側）のティースである第
１，第３，第５，第７，第９，第１１ティース１４ａ，
１４ｃ，１４ｅ，１４ｇ，１４ｉ，１４ｋは、それぞれ
中心角が６０°等間隔で配置されている。

【００３２】更に、第１ティース１４ａと第２ティース
１４ｂとは、中心角が３６０°／１４（≒２５．７°）
となるように配置され、第７ティース１４ｇと第８ティ
ース１４ｈとは、中心角が３６０°／１４（≒２５．７
°）となるように配置されている。即ち、本実施形態で
は、第１，第２ティース１４ａ，１４ｂ間及び第７，第
８ティース１４ｇ，１４ｈ間の中心角と、マグネット９
の各磁極間の中心角とを一致させている。従って、各テ
ィース１４ａ，１４ｂ，１４ｇ，１４ｈの周方向の中心
線上にマグネット９の各磁極の周方向の中心が同時に配
置されることになる（図１参照）。そして、各ティース
１４ａ，１４ｂ，１４ｇ，１４ｈには、それぞれ巻線が
集中巻きされて、前記Ｕ相コイル５Ｕを構成する第１〜
第４Ｕ相コイル５u1〜５u4が構成されている。

【００３３】尚、この場合、第１，第８ティース１４
ａ，１４ｈは該ティース１４ａ，１４ｈの外側から中心
方向に見て巻線が時計回り方向に巻回され、第２，第７
ティース１４ｂ，１４ｇは該ティース１４ｂ，１４ｇの
外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方向に巻回さ
れている。つまり、隣接する第１，第２ティース１４
ａ，１４ｂ及び第７，第８ティース１４ｇ，１４ｈはそ
れぞれ異極となるとともに、互いに中心を挟んだ反対側
に位置する第１，第７ティース１４ａ，１４ｇ及び第
２，第８ティース１４ｂ，１４ｈもそれぞれ異極となる
ように構成されている。

【００３４】又、第３ティース１４ｃと第４ティース１
４ｄとは、中心角が３６０°／１４（≒２５．７°）と
なるように配置され、第９ティース１４ｉと第１０ティ
ース１４ｊとは、中心角が３６０°／１４（≒２５．７
°）となるように配置されている。即ち、本実施形態で
は、第３，第４ティース１４ｃ，１４ｄ間及び第９，第
１０ティース１４ｉ，１４ｊ間の中心角と、マグネット
９の各磁極間の中心角とを一致させている。従って、各
ティース１４ｃ，１４ｄ，１４ｉ，１４ｊの周方向の中
心線上にマグネット９の各磁極の周方向の中心が同時に
配置されることになる（図示略）。そして、各ティース
１４ｃ，１４ｄ，１４ｉ，１４ｊには、それぞれ巻線が
集中巻きされて、前記Ｖ相コイル５Ｖを構成する第１〜
第４Ｖ相コイル５v1〜５v4が構成されている。

【００３５】尚、この場合、第４，第９ティース１４
ｄ，１４ｉは該ティース１４ｄ，１４ｉの外側から中心
方向に見て巻線が時計回り方向に巻回され、第３，第１
０ティース１４ｃ，１４ｊは該ティース１４ｃ，１４ｊ
の外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方向に巻回
されている。つまり、隣接する第３，第４ティース１４
ｃ，１４ｄ及び第９，第１０ティース１４ｉ，１４ｊは
それぞれ異極となるとともに、互いに中心を挟んだ反対
側に位置する第３，第９ティース１４ｃ，１４ｉ及び第
４，第１０ティース１４ｄ，１４ｊもそれぞれ異極とな
るように構成されている。

【００３６】又、第５ティース１４ｅと第６ティース１
４ｆとは、中心角が３６０°／１４（≒２５．７°）と
なるように配置され、第１１ティース１４ｋと第１２テ
ィース１４ｌとは、中心角が３６０°／１４（≒２５．
７°）となるように配置されている。即ち、本実施形態
では、第５，第６ティース１４ｅ，１４ｆ間及び第１
１，第１２ティース１４ｋ，１４ｌ間の中心角と、マグ
ネット９の各磁極間の中心角とを一致させている。従っ
て、各ティース１４ｅ，１４ｆ，１４ｋ，１４ｌの周方
向の中心線上にマグネット９の各磁極の周方向の中心が
同時に配置されることになる（図示略）。そして、各テ
ィース１４ｅ，１４ｆ，１４ｋ，１４ｌには、それぞれ
巻線が集中巻きされて、前記Ｗ相コイル５Ｗを構成する
第１〜第４Ｗ相コイル５w1〜５w4が構成されている。

【００３７】尚、この場合、第５，第１２ティース１４
ｅ，１４ｌは該ティース１４ｅ，１４ｌの外側から中心
方向に見て巻線が時計回り方向に巻回され、第６，第１
１ティース１４ｆ，１４ｋは該ティース１４ｆ，１４ｋ
の外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方向に巻回
されている。つまり、隣接する第５，第６ティース１４
ｅ，１４ｆ及び第１１，第１２ティース１４ｋ，１４ｌ
はそれぞれ異極となるとともに、互いに中心を挟んだ反
対側に位置する第５，第１１ティース１４ｅ，１４ｋ及
び第６，第１２ティース１４ｆ，１４ｌもそれぞれ異極
となるように構成されている。

【００３８】図２に示すように、内輪１４は、複数枚の
板状のコア材２０を厚み方向に積層して構成されてい
る。コア材２０の各ティース１４ａ〜１４ｌの内側端部
は、隣接する各ティース１４ａ〜１４ｌと相互に連結す
る幅狭の連結部２１を有している。この連結部２１は、
各ティース１４ａ〜１４ｌを一体化し、外輪３に対して
個々に各ティース１４ａ〜１４ｌを組み付ける必要をな
くして、ステータ１２の組付性を向上するために設けら
れている。

【００３９】又、連結部２１の周方向の中央には、コア
材２０の厚み方向に薄肉とした薄肉部２２が形成されて
いる。薄肉部２２は、連結部２１における各ティース１
４ａ〜１４ｌ間の磁気抵抗を増大させて、漏れ磁束を低
減するために設けられている。このような薄肉部２２
は、プレスにより厚み方向に潰すことにより容易に形成
される。又、この薄肉部２２は、図１に示すように、３
０°等間隔に設けられている。そのため、プレスによる
コア材２０の歪みが小さく抑えられるとともに、磁気的
バランスも良好である。

【００４０】そして、このように各ティース１４ａ〜１
４ｌに巻線が巻回された後に、内輪１４、即ち各ティー
ス１４ａ〜１４ｌの外側端部が外輪３に組み付けられて
前記ステータ１２が構成される。この場合、外輪３の内
周部には上記したように１５°等間隔で２４個の嵌合凹
部３ｘが設けられるとともに、第１〜第１２ティース１
４ａ〜１４ｌの外側端部にはそれぞれ嵌合凸部１４ｘが
設けられている。各ティース１４ａ〜１４ｌは周方向に
不等ピッチで配置されているが、各嵌合凸部１４ｘは３
０°等間隔に配置されている。つまり、本実施形態の内
輪１４は、従来の外輪３をそのまま利用可能に構成され
ている。そして、嵌合凸部１４ｘは嵌合凹部３ｘに対し
て１つ跳びで嵌合して外輪３と内輪１４とが互いに連結
され、ステータ１２が容易に組み付けられる。このよう
に構成されたステータ１２は、前記モータ１１の図示し
ないハウジングに固定される。

【００４１】このように構成されたブラシレスモータ１
１では、図示しない励磁回路からそれぞれ１２０°位相
がずれたＵ相，Ｖ相，Ｗ相励磁電流が各相のコイル５
Ｕ，５Ｖ，５Ｗに対して供給される。すると、各相のコ
イル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗがそれぞれ励磁されてステータ１
２に回転磁界が発生し、その回転磁界に基づいてロータ
６は回転する。

【００４２】この場合、本実施形態では、各ティース１
４ａ〜１４ｌを上記のように配置したことで、図１に示
すように、例えば第１ティース１４ａの周方向の中心線
上にマグネット９のＮ極の周方向の中心が配置されたと
き、第２ティース１４ｂの周方向の中心線とマグネット
９のＳ極の周方向の中心とが一致する。そのため、第
１，第２ティース１４ａ，１４ｂに巻回された第１，第
２Ｕ相コイル５u1，５u2の誘起電圧Ｖ１，Ｖ２に対応さ
せてみると（図示略）、各誘起電圧Ｖ１，Ｖ２の位相の
ずれが解消される。

【００４３】つまり、各誘起電圧Ｖ１，Ｖ２のプラス側
のピーク値を「１」とした場合、上記のように各誘起電
圧Ｖ１，Ｖ２の位相のずれがなくなることから、図５に
示すように、各誘起電圧Ｖ１，Ｖ２を合成した一対のＵ
相コイル５u1，５u2の合成誘起電圧Ｖ０は、そのプラス
側のピーク値が最大値「２」となる。又、このことは、
第７，第８ティース１４ｇ，１４ｈに巻回された第３，
第４Ｕ相コイル５u3，５u4や、Ｖ相，Ｗ相コイル５Ｖ，
５Ｗについても同様のことが言える。従って、この形態
のモータ１１では、各相のコイル５Ｕ〜５Ｗに供給され
る駆動電流を回転磁界に変換するときの変換ロスが小さ
く抑えられている。

【００４４】次に、上記の構成を、一般的なブラシレス
モータに適用してみる。マグネットの極数を「Ｐ」と
し、ティースの数を「Ｔ」とした場合、 Ｐ＝１４ｎ、かつ、Ｔ＝１２ｎ（但し、ｎは１以上の整
数） を満たすように構成されたブラシレスモータにおいて、
先ず、「ｎ」を任意に設定して、マグネットの極数Ｐ及
びティースの数を決定する。

【００４５】次に、ティースを２つずつＵ相→Ｖ相→Ｗ
相→Ｕ相→Ｖ相→Ｗ相…と割り当てる。このとき、各相
に割り当てられた一方（左側）のティース間の中心角θ
１を次式により決定する。 θ１＝（３６０°×２／Ｔ） そして、求められた「θ１」に基づいて、各相に割り当
てられた一方（左側）のティースの位置が決定される。

【００４６】次に、位置が決定された一方（左側）のテ
ィースに対して、他方（右側）に配置するティースの中
心角θ２を次式により決定する。 （３６０°／Ｐ）≦θ２＜（３６０°／Ｔ） そして、求められた「θ２」に基づいて、一方（左側）
のティースに対する他方（右側）のティースの位置が決
定される。このとき、「θ２」が（３６０°／Ｐ）、即
ちマグネット９の各磁極の中心角に近づくほど、各相毎
に各ティースの周方向の中心線とマグネットの各磁極の
周方向の中心との位置ずれが小さくなる。つまり、各テ
ィースに巻回されたコイルの誘起電圧の位相のずれが小
さくなり、図５に示すように、各相のコイルの合成誘起
電圧が最大値に近づく。その結果、各コイルに供給され
る駆動電流を回転磁界に変換するときの変換ロスが小さ
くなる。

【００４７】更に、θ２＝（３６０°／Ｐ）とすると、
各相毎に各ティースの周方向の中心線とマグネットの各
磁極の周方向の中心とが一致するので、各ティースに巻
回されたコイルの誘起電圧の位相のずれがなくなる。従
って、図５に示すように、各相のコイルの合成誘起電圧
が最大値となり、駆動電流を回転磁界に変換するときの
変換ロスが最も小さくなる。

【００４８】因みに、上記実施の形態のブラシレスモー
タ１１は、上記したように、ｎ＝１とし、マグネット９
の極数Ｐを「１４」、ティースの数Ｔを「１２」として
いる。

【００４９】次に、ティースが２つずつＵ相→Ｖ相→Ｗ
相→Ｕ相→Ｖ相→Ｗ相と割り当てられ、各相に割り当て
られた一方（左側）のティース、即ち第１，第３，第
５，第７，第９，第１１ティース１４ａ，１４ｃ，１４
ｅ，１４ｇ，１４ｉ，１４ｋ間の中心角θ１が、上記式
にｎ＝１を代入することにより、θ１＝６０°が求めら
れ、その位置が決定される。

【００５０】次に、位置が決定された一方（左側）の第
１，第３，第５，第７，第９，第１１ティース１４ａ，
１４ｃ，１４ｅ，１４ｇ，１４ｉ，１４ｋに対して、他
方（右側）に配置するティース、即ち第２，第４，第
６，第８，第１０，第１２ティース１４ｂ，１４ｄ，１
４ｆ，１４ｈ，１４ｊ，１４ｌの中心角θ２が、上記式
にＰ＝１４，Ｔ＝１２を代入することにより、３６０°
／１４（≒２５．７°）≦θ２＜３０°となる。上記形
態では、θ２＝３６０°／１４（≒２５．７°）として
各ティース１４ｂ，１４ｄ，１４ｆ，１４ｈ，１４ｊ，
１４ｌの位置が決定される。

【００５１】このとき、θ２＝３６０°／１４（≒２
５．７°）としているため、上記したように、図１にお
いて例えばＵ相コイル５Ｕでは各ティース１４ａ，１４
ｂ，１４ｇ，１４ｈの周方向の中心線とマグネット９の
各磁極の周方向の中心との位置ずれはなく、各ティース
１４ａ，１４ｂ，１４ｇ，１４ｈに巻回された第１〜第
４Ｕ相コイル５u1〜５u4の誘起電圧の位相のずれはな
い。これは、Ｕ相コイル５Ｕに限らず、Ｖ相，Ｗ相コイ
ル５Ｖ，５Ｗも同様に言える。従って、上記したよう
に、各相のコイル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗの合成誘起電圧が最
大値となり、上記形態のブラシレスモータ１１は、各相
のコイル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗに供給される駆動電流を回転
磁界に変換するときの変換ロスが最も小さくなるように
構成されている。従って、上記形態では、モータ１１の
体格を大きくすることなく、確実に高出力とすることが
可能となる。

【００５２】上記したように、本実施形態のブラシレス
モータ１１は、以下のような特徴がある。 （１）本実施形態のブラシレスモータ１１は、ｎ＝１と
し、マグネット９の極数Ｐが「１４」、ティースの数Ｔ
が「１２」で構成されている。そして、各相に割り当て
られた一方（左側）のティース、即ち第１，第３，第
５，第７，第９，第１１ティース１４ａ，１４ｃ，１４
ｅ，１４ｇ，１４ｉ，１４ｋ間の中心角θ１を「６０
°」とし、該ティース１４ａ，１４ｃ，１４ｅ，１４
ｇ，１４ｉ，１４ｋに対して、他方（右側）に配置する
ティース、即ち第２，第４，第６，第８，第１０，第１
２ティース１４ｂ，１４ｄ，１４ｆ，１４ｈ，１４ｊ，
１４ｌの中心角θ２を「３６０°／１４（≒２５．７
°）」として、各ティース１４ａ〜１４ｌの位置が決定
される。そのため、各相毎に各ティース１４ａ〜１４ｌ
の周方向の中心線とマグネット９の各磁極の周方向の中
心とが一致するので、各ティース１４ａ〜１４ｌに巻回
されたコイル５u1〜５u4，５v1〜５v4，５w1〜５w4の誘
起電圧の位相のずれがなくなる。従って、各相のコイル
５Ｕ，５Ｖ，５Ｗの合成誘起電圧が最大値となり、各コ
イル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗに供給される駆動電流を回転磁界
に変換するときの変換ロスを最も小さくすることができ
る。その結果、モータ体格を大きくすることなく、確実
に高出力とすることができる。

【００５３】尚、前記中心角θ２を「３６０°／１４
（≒２５．７°）」としたが、その中心角θ２が「（３
６０°／１４）≦θ２＜３０°」の範囲内であれば、
「３６０°／１４」に近づくほど、各相毎に各ティース
１４ａ〜１４ｌの周方向の中心線とマグネット９の各磁
極の周方向の中心との位置ずれが小さくなる。つまり、
各ティース１４ａ〜１４ｌに巻回されたコイル５u1〜５
u4，５v1〜５v4，５w1〜５w4の誘起電圧の位相のずれが
小さくなり、各相のコイル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗの合成誘起
電圧が最大値に近づく。つまり、駆動電流を回転磁界に
変換するときの変換ロスを小さくできる望ましい範囲と
言える。

【００５４】（２）本実施形態のステータ１２は、内周
部に複数の嵌合凹部３ｘを有する円環状の外輪３と、各
ティース１４ａ〜１４ｌを放射状に有し、各ティース１
４ａ〜１４ｌの内側端部に設けられ隣接する各ティース
１４ａ〜１４ｌと連結するための連結部２１と、各ティ
ース１４ａ〜１４ｌの外側端部に設けられ外輪３の嵌合
凹部３ｘと嵌合連結する嵌合凸部１４ｘとを有する内輪
１４とを備えている。これにより、連結部２１により各
ティース１４ａ〜１４ｌが一体化されるので、外輪３に
対して個々に各ティース１４ａ〜１４ｌを組み付ける必
要がなくなる。又、外輪３と内輪１４とは、互いの嵌合
凹部３ｘと嵌合凸部１４ｘとを嵌合して連結される。そ
のため、ステータ１２の組み付けが容易である。

【００５５】（３）本実施形態では、内輪１４が複数枚
の板状のコア材２０が積層されて構成され、各コア材２
０における連結部２１には、厚み方向に薄肉とした薄肉
部２２が周方向に等間隔に設けられている。従って、こ
のような薄肉部２２をプレスにより厚み方向に潰すこと
により形成したとき、プレスによるコア材２０の歪みを
小さく抑えることができるとともに、磁気的バランスも
良好とすることができる。

【００５６】（４）本実施形態では、各ティース１４ａ
〜１４ｌが周方向に不等ピッチで配置されているが、各
嵌合凸部１４ｘは等間隔に設けられている。従って、等
間隔に設けた嵌合凹部３ｘを有する従来の外輪３をその
まま利用することができる。従って、内輪１４のみを新
たに製造すればすむので、製造コストを低減することが
できる。

【００５７】尚、本発明の実施の形態は以下のように変
更してもよい。○上記実施形態では、各相の一方（左
側）のティースに対して他方（右側）に配置するティー
スの中心角θ２を、θ２＝（３６０°／Ｐ）としたが、 （３６０°／Ｐ）≦θ２＜（３６０°／Ｔ） の範囲内であればよい。

【００５８】○上記実施形態では、マグネット９の極数
Ｐが「１４」、ティースの数Ｔが「１２」でモータ１１
を構成したが、 Ｐ＝１４ｎ、かつ、Ｔ＝１２ｎ（但し、ｎは１以上の整
数） を満たすその他のモータであってもよい。この場合、テ
ィースの位置を適宜変更して対応する。

【００５９】○上記実施形態では、外輪３に嵌合凹部３
ｘ、内輪１４に嵌合凸部１４ｘを設けたが、外輪３に嵌
合凸部、内輪１４に嵌合凹部としてもよい。又、嵌合凹
部３ｘ及び嵌合凸部１４ｘは、図１に示す形状に限定さ
れるものではなく、適宜変更してもよい。又、嵌合凹部
３ｘ及び嵌合凸部１４ｘを等間隔に設けなくてもよい。

【００６０】○上記実施形態では、ステータ１２の内輪
１４の内側にロータ６を配設する、いわゆるインナロー
タ型のブラシレスモータに実施したが、ステータを覆う
ようにロータを配設する、いわゆるアウタロータ型のブ
ラシレスモータに実施してもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
モータ体格を大きくすることなく、高出力とすることが
できるブラシレスモータ及びブラシレスモータのステー
タを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態のブラシレスモータの概略構成
図。

【図２】 ステータコアを構成するコア材の部分斜視
図。

【図３】 従来のブラシレスモータの概略構成図。

【図４】 Ｕ相コイルの誘起電圧を説明するための図。

【図５】 Ｕ相コイルの合成誘起電圧を説明するための
図。

【符号の説明】

３…ステータコア外輪、３ｘ…第１嵌合部としての嵌合
凹部、５Ｕ，５Ｖ，５Ｗ…Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相コイル、６
…ロータ、９…マグネット、１２…ステータ、１４…ス
テータコア内輪、１４ａ〜１４ｌ…ティース、１４ｘ…
第２嵌合部としての嵌合凸部、２０…コア材、２１…連
結部、２２…薄肉部、Ｐ…極数、Ｔ…ティースの数。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 尊典 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 (72)発明者 松下 満彦 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA02 AB06 AC08 AE01 AE07 5H019 AA04 CC03 DD01 EE01 EE14 5H621 GA01 GA04 GA15 GA16 HH01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周方向に等間隔に磁極を有するマグネッ
   トを備えたロータと、ティースに巻線を巻回して、前記
   ロータを回転させるための回転磁界を発生するＵ相，Ｖ
   相，Ｗ相コイルを備えたステータとを有し、 前記マグネットの極数Ｐと、前記ティースの数Ｔとの関
   係が、 Ｐ＝１４ｎ、かつ、Ｔ＝１２ｎ（但し、ｎは１以上の整
   数） を満たすように構成されるブラシレスモータにおいて、 前記ティースを２つずつＵ相，Ｖ相，Ｗ相と順次割り当
   て、各相に割り当てられた一方のティース間の中心角θ
   １を、 θ１＝（３６０°×２／Ｔ） とし、その一方のティースに対して他方に配置するティ
   ースの中心角θ２を、 （３６０°／Ｐ）≦θ２＜（３６０°／Ｔ） の範囲内として、各ティースの位置を決定したことを特
   徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のブラシレスモータにお
   いて、 前記各相の一方のティースに対して他方に配置するティ
   ースの中心角θ２を、 θ２＝（３６０°／Ｐ） として、各ティースの位置を決定したことを特徴とする
   ブラシレスモータ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のブラシレスモー
   タにおいて、前記ステータは、 円環状に形成され、内周部に複数の第１嵌合部を有する
   ステータコア外輪と、前記各ティースを放射状に有し、
   各ティースの内側端部に設けられ隣接する各ティースと
   連結するための連結部と、各ティースの外側端部に設け
   られ前記ステータコア外輪の第１嵌合部と嵌合連結する
   第２嵌合部とを有するステータコア内輪とを備えている
   ことを特徴とするブラシレスモータ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のブラシレスモータにお
   いて、 前記ステータコア内輪は、複数枚の板状のコア材が積層
   されて構成されるものであり、 各コア材における前記連結部には、厚み方向に薄肉とし
   た薄肉部が周方向に等間隔に設けられていることを特徴
   とするブラシレスモータ。
5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載のブラシレスモー
   タにおいて、 前記第１及び第２嵌合部は、周方向に等間隔に設けられ
   ていることを特徴とするブラシレスモータ。
6. 【請求項６】 ティースに巻線を巻回して、周方向に等
   間隔に磁極を有するマグネットを備えたロータを回転さ
   せるための回転磁界を発生するＵ相，Ｖ相，Ｗ相コイル
   を備え、 前記マグネットの極数Ｐと、前記ティースの数Ｔとの関
   係が、 Ｐ＝１４ｎ、かつ、Ｔ＝１２ｎ（但し、ｎは１以上の整
   数） を満たすように構成されるブラシレスモータのステータ
   において、 前記ティースを２つずつＵ相，Ｖ相，Ｗ相と順次割り当
   て、各相に割り当てられた一方のティース間の中心角θ
   １を、 θ１＝（３６０°×２／Ｔ） とし、その一方のティースに対して他方に配置するティ
   ースの中心角θ２を、 （３６０°／Ｐ）≦θ２＜（３６０°／Ｔ） の範囲内として、各ティースの位置を決定したことを特
   徴とするブラシレスモータのステータ。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のブラシレスモータのス
   テータにおいて、前記各相の一方のティースに対して他
   方に配置するティースの中心角θ２を、 θ２＝（３６０°／Ｐ） として、各ティースの位置を決定したことを特徴とする
   ブラシレスモータのステータ。
8. 【請求項８】 請求項６又は７に記載のブラシレスモー
   タのステータにおいて、 円環状に形成され、内周部に複数の第１嵌合部を有する
   ステータコア外輪と、 前記各ティースを放射状に有し、各ティースの内側端部
   に設けられ隣接する各ティースと連結するための連結部
   と、各ティースの外側端部に設けられ前記ステータコア
   外輪の第１嵌合部と嵌合連結する第２嵌合部とを有する
   ステータコア内輪とを備えていることを特徴とするブラ
   シレスモータのステータ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のブラシレスモータのス
   テータにおいて、 前記ステータコア内輪は、複数枚の板状のコア材が積層
   されて構成されるものであり、 各コア材における前記連結部には、厚み方向に薄肉とし
   た薄肉部が周方向に等間隔に設けられていることを特徴
   とするブラシレスモータのステータ。
10. 【請求項１０】 請求項８又は９に記載のブラシレスモ
    ータのステータにおいて、 前記第１及び第２嵌合部は、周方向に等間隔に設けられ
    ていることを特徴とするブラシレスモータのステータ。