JP2018061367A - ブラシレスモータ及び固定子の巻線方法 - Google Patents

Abstract

【課題】環状部の周方向で径方向に複数突設された極歯どうしの歯先の間隔が異なる固定子コアであってもコイル巻線を均一に巻くことが可能なブラシレスモータを提供する。
【解決手段】環状部の周方向で複数の極歯４ａが径方向に向かって突設されかつ、隣り合う歯先の周方向の間隔が一様でない固定子コア４に、径方向の軸線に対して歯先が対称形に形成され、隣り合う歯先との隙間が一様に形成された極歯１４ａを有するガイドコア１４が一体に積層されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えばＨＶＡＣ（暖房、換気及び空調：Heating, Ventilation, and Air Conditioning）機器などに用いられるブラシレスモータ及び固定子の巻線方法に関する。

例えば、アウターロータ型の３相ＤＣブラシレスモータの固定子及び回転子の構成について図９を参照して説明する。固定子１の構造について説明する。固定子コア４は、電磁鋼板が積層された積層コアが用いられる。環状のコア本体より径方向外側に向かって複数の極歯４ａが突設されている。各極歯４ａには図示しないコイルが巻かれる。固定子コア４は図示しない軸受ハウジングの外周に圧入接着されて組み付けられる。軸受ハウジング内には軸受が嵌め込まれる。

回転子８は、回転子軸の一方端に固定された回転子ハブにカップ状に形成された回転子ヨーク１２がかしめられて一体に組み付けられている。この回転子ヨーク１２の内周面には、周方向に多極着磁されたリング状の回転子マグネット１３が組み付けられている。固定子１を組立てた後、回転子８を回転子軸が軸受ハウジングの軸受を挿通して嵌め込まれる。このとき、固定子コア４の極歯４ａと回転子マグネット１３が対向するように組み付けられる。

モータを励磁していない状態で回転子を一定の位置に保持する場合、保持トルク（コギングトルク）を向上させることが行われる。この場合、固定子コアの極歯と回転子マグネットの磁極とを１対１で対向させる必要がある。但し、固定子コアと回転子マグネットを対向配置させただけでは必ずしも磁気回路が形成されないため、固定子コアとは別にコアを用意して極歯を回転子マグネットの磁極と１対１で対向させて保持トルクを向上させることが提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１５−８９３２７号公報

これに対して、固定子の部品点数を増やさず、固定子コアの極歯の歯先に形成される隙間を変えて、回転子マグネットの磁極と対向させる極歯を増やして、固定子コアの極歯を径方向の軸線に対して非対称形状としてコギングトルクを向上することも考えられる。例えばフライヤ駆動式の巻線機により固定子コアの極歯にマグネットワイヤを巻き付ける場合、極歯の径方向に移動可能なメインフォーマと隣接する極歯をカバーするサイドフォーマを配置して、ノズルを保持するフライヤを回転させてマグネットワイヤを極歯の周囲に周回させて巻き付け、ワイヤが周回する度にメインフォーマを径方向に移動させることで極歯の元端部（環状のコアバック部）から先端に向かって順次巻き付けてオープンスロットにコイルを形成する。

しかしながら、電磁鋼板を環状に打ち抜かれて形成される積層コアにおいて、極歯の歯先の形状が径方向の軸線に対して非対称であるため、各極歯の周囲に形成されるオープンスロットへマグネットワイヤを誘導する間隔が不均一となる。具体的には、マグネットワイヤを極歯の周囲に巻き付ける場合、歯先とサイドプレートとの間に隙間が発生し、巻線機のフライヤの回転に伴ってセンターフォーマががたついて安定しないため、極歯の周囲にマグネットワイヤを均一に巻き付けることができなくなるおそれがあるうえに、マグネットワイヤのテンションが強まってワイヤが切れるなどの不具合が発生するおそれがある。このため、巻線機による巻線速度を落として生産する必要があり生産性が低下し、製品の不良率が高くなるおそれがあった。

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、環状部の周方向で径方向に複数突設された極歯どうしの歯先の間隔が異なる固定子コアであってもコイル巻線を均一に巻くことが可能なブラシレスモータ及び固定子の巻線方法を改良することで生産性を向上させ、不良率を低減させた固定子の巻線方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
固定子極歯にコイルが巻き付けられた固定子コアを有する固定子と、前記固定子極歯に対向する回転子マグネットが設けられた回転子ヨークの中心部に設けられた回転子軸が軸受を介して回転可能に軸支された回転子と、を備えたブラシレスモータであって、環状部の周方向で複数の極歯が径方向に向かって突設されかつ、隣り合う歯先の周方向の間隔が一様でない前記固定子コアに、径方向の軸線に対して歯先が対称形に形成され、隣り合う歯先との隙間が一様に形成された極歯を有するガイドコアが一体に積層されていることを特徴とする。

環状部の周方向で複数の極歯が径方向に向かって突設されかつ、隣り合う歯先の周方向の間隔が一様でない固定子コアには極歯の歯先の間隔が相対的に広い部分と狭い部分が生じている。しかしながら、径方向の軸線に対して歯先が対称形に形成され、隣り合う歯先との隙間が一様に形成された極歯を有するガイドコアが一体に積層されているので、ガイドコアを基準にして巻線機によりコイルを巻き付ける際に隣接する極歯の歯先間に形成される隙間は均一となる。よって、巻線機のサイドプレートによりガイドコアの歯先を固定することで固定子コアの極歯の歯先の間隔が異なっていても、各極歯にコイルを均一に巻くことができ、巻線作業が効率良く行えるので生産性が向上し、不良率も低減することができる。

この場合、固定子コアは、径方向の軸線に対して歯先が対称形状若しくは非対称形状に形成された極歯のうち少なくともいずれかを有していることで隣り合う歯先どうしの周方向の間隔が一様でないことが想定される。即ち、径方向の軸線に対して歯先が対称形状であるが、周方向の歯先の長さに差異があるため隣り合う歯先の周方向の間隔が一様でない固定子コアや、歯先が対称形状である極歯と非対称形状に形成された極歯とが混在することで、隣り合う歯先の周方向の間隔が一様でない固定子コアのいずれであっても各極歯にコイルを均一に巻くことができる。

前記固定子コアの積層方向両端部に一対のガイドコアが積層されて一体に組み付けられていることが好ましい。
これにより、巻線を巻き付ける際にガイドコアの極歯の歯先を巻線機のセンターフォーマに備えた一対のプレートで周方向両側で挟み込むことにより、センターフォーマや固定子コアが連れ動くことを防いで巻線作業を行うことができる。

前記ガイドコアと前記固定子コアは、環状に成形された環状部から径方向に極歯が突設された電磁鋼板を積層プレスされて一体に組み付けられていると、固定子コアを積層プレスする際にガイドコアも一体に組み付け易く生産性が良い。

前記固定子コアは、環状部から周方向で複数の第一極歯、第二極歯、第三極歯が径方向に向かって突設されており、径方向の軸線に対して歯先が対称形に形成された前記第一極歯と、前記第一極歯と周方向で隣り合う前記第二極歯及び前記第三極歯の形状を、径方向の軸線に対して歯先が非対称形状でかつ前記第一極歯との歯先どうしの隙間より前記第二極歯と前記第三極歯の歯先どうしの隙間が狭く形成されていてもよい。
これにより、第一極歯との歯先どうしの隙間より第二極歯と第三極歯の歯先どうしの隙間が狭く形成された固定子を用いても、ガイドコアを備えていることにより各極歯に対して均一にコイルを巻くことができる。

固定子の巻線方法においては、環状部の周方向で複数の極歯が径方向に向かって突設されており、隣り合う歯先の周方向の間隔が一様でない固定子コアに、径方向の軸線に対して歯先が対称形に形成され、隣り合う歯先との隙間が一様に形成された極歯を有するガイドコアが極歯どうし重なり合うように一体に組み付けられた複合コアを用意する第１の工程と、前記複合コアを回転可能な支持台に固定し、巻線機のセンターフォーマでコイルを形成する極歯を位置決めする際に、前記ガイドコアの歯先の周方向両側を挟み込むと共に当該極歯を径方向所定位置で積層方向両端を挟み込み、両側に隣接する極歯をサイドフォーマで覆う第２の工程と、回転筒体に設けられたノズルにマグネットワイヤを保持したまま当該回転筒体を回転させて当該マグネットワイヤを前記センターフォーマと前記サイドフォーマ間に形成された隙間からオープンスロットに進入させて前記極歯に前記マグネットワイヤを周回して巻き付ける第３の工程と、前記センターフォーマを前記極歯の径方向に１ピッチ移動させると共に前記回転筒体を更に回転させて前記極歯の周囲に前記マグネットワイヤを巻き付ける動作を繰り返し、前記極歯の周囲にコイルを形成する第４の工程と、前記センターフォーマを前記極歯から離間させるとともに前記支持台を所定角度回転させて前記固定子コアの次の極歯に対して前記第２の工程から第４の工程を繰り返して、すべての前記極歯に対してコイルを各々形成する第５の工程と、を含むことを特徴とする。

巻線機のセンターフォーマでコイルを形成する極歯を位置決めする際に、ガイドコアの歯先の周方向両側を挟み込むと共に極歯を径方向所定位置で積層方向両端を挟み込み、両側に隣接する極歯をサイドフォーマで覆う。
これにより、径方向の軸線に対して歯先が対称形状若しくは非対称形状に形成された極歯のち少なくともいずれかを有することで極歯の歯先どうしの隙間に広狭がある固定子コアであってもガイドコアの歯先の周方向両側を挟み込むことで、巻線作業時に巻線機のセンターフォーマが巻線動作で連れ動くのを防止し、コイルを一様に形成することができる。また、マグネットワイヤが各極歯のオープンスロットに進入する間隔が一定となり、各極歯にコイルを均一に巻くことができる。よって、非対称コアに対する巻線作業の生産性が向上し、不良率も低減することができる。

前記センターフォーマには、一対のサイドプレートが各々設けられており、前記各サイドプレートは、ガイドコアの歯先の周方向両端を挟み込んでガイドすると、巻線作業中にセンターフォーマや複合コアが連れ動かないように位置決めすることができる。

前記ノズルを経た前記マグネットワイヤを前記サイドフォーマと前記サイドプレートとの間からオープンスロットへ進入させて前記センターフォーマによってガイドしながら前記極歯の周囲へ誘導するので、マグネットワイヤをサイドフォーマとサイドプレートとの間に形成される均一な幅の隙間を通じて極歯のオープンスロットへ誘導して各極歯に偏りなく巻き付けることができる。

ブラシレスモータにおいては、環状部の周方向で径方向に複数突設された極歯どうしの歯先の間隔が異なる固定子コアであってもコイル巻線を均一に巻くことができ、モータ特性が低下することは無くなる。
また、固定子の巻線方法においては、固定子コアの極歯の歯先の間隔が同一であっても異なっていてもコイル巻線を一様に巻くことで生産性を向上させ、不良率を低減させることができる。

アウターロータ型ＤＣブラシレスモータの軸方向断面説明図である。 図１の固定子コアと回転子との配置構成を示す説明図である。 固定子コアの平面図及び斜視図である。 ガイドコアの平面図である。 固定子コアに一対のガイドコアを重ね合わせた斜視図及び部分拡大図である。 ガイドコアを設けた固定子コアに、巻線機を用いてマグネットワイヤを巻き付ける作業を示す模式図である。 巻線機による巻線動作に伴うセンターフォーマの状態説明図である。 形状の異なる極歯に巻き付けられたコイルのガイドコアの有無に応じた巻き状態を示す対比説明図である。 歯先が対称形状の固定子コアと回転子の配置構成を示す説明図である。

以下、本発明に係るブラシレスモータの実施形態について固定子の巻線方法と共に添付図面を参照しながら説明する。本実施形態では、一例としてアウターロータ型３相ＤＣブラシレスモータを用いて説明する。尚、モータは固定子コアを備え極歯の周囲にコイルを巻き付けるものであればいずれでもよく、インナーロータ型モータであってもよい。

図１を参照して、アウターロータ型３相ＤＣブラシレスモータの概略構成について説明する。固定子１の構造について説明する。筒状に形成されたハウジング２の軸孔２ａには、焼結金属よりなる筒状のメタル含油軸受３が同軸状に組み付けられている。このハウジング２の一端側端部２ｂ及び外周部に沿って固定子コア４が段付き部２ｃに当接させて接着固定されている。固定子コア４は、積層コアであり、平面視で外周側に向かって放射状に突設された極歯４ａ１，４ａ２，４ａ３（図２参照）の周囲に各々コイル５が巻かれている。尚、固定子コア４の積層方向両端には、一対のガイドコア１４（図４参照）が各々一体に積層されている。

また、ハウジング２の他端側外周には大径の段付部２ｄが形成されており、該段付部２ｄには取付板６が圧入され若しくはかしめられて組み付けられる。この取付板６にはモータ基板７が固定されている、モータ基板７には、ホール素子等を搭載したセンサ基板（図示せず）が設けられる。モータ基板７には、給電用の配線７ａが接続されている。

次に図１において回転子８の構造について説明する。回転子軸９の一方側には、黄銅などを切削加工して形成された回転子ハブ１０が圧入固定されている。この回転子ハブ１０にカップ状に形成された回転子ヨーク１２がかしめられて一体に組み付けられている。回転子８の回転運動は、回転子軸９が挿通するハウジング２の筒孔に挿入されたメタル含油軸受３によって支持されている。回転子８の垂直荷重は、回転子ハブ１０とメタル含油軸受３との間に設けられるワッシャ１１によって支持されている。

回転子ヨーク１２は磁性体が用いられる。この回転子ヨーク１２の内周面には、周方向にＮ極Ｓ極が交互に多極着磁されたリング状の回転子マグネット１３が組み付けられている。回転子マグネット１３の軸方向の長さは固定子コア４の極歯４ａの軸方向の長さより大きなサイズのものが用いられる。固定子１を組立てた後、回転子８を回転子軸９がメタル含油軸受３を挿通して嵌め込まれる。このとき、固定子コア４の極歯４ａと回転子マグネット１３が対向するように組み付けられる。回転子８は、回転子マグネット１３が対向する固定子極歯４ａと磁気吸引されて組み付けられ、回転子軸９がハウジング２にメタル含油軸受３を介して回転可能に軸支されている。

次に図２乃至図５を参照して固定子１の形態について詳述する。
図２において、回転子８の回転子マグネット１３は周方向にＮ極とＳ極に交互に着磁されており、磁極総数は１２極である。また、固定子コア４の極歯総数（ポール数）は９極（９スロット）である。

固定子コア４に総数で９極（９スロット）設けられた極歯４ａは以下の形状を有している。図２に示すように、第一極歯４ａ１は、回転子マグネット１３のいずれか一方の磁極（例えばＮ極）と重なり合うように対向し、径方向の軸線に対して対称形に形成されている。また、第一極歯４ａ１に周方向に隣り合う第二極歯４ａ２及び第三極歯４ａ３は、径方向の軸線に対して非対称形に形成されて、かつ第一極歯４ａ１との隙間ｔ１より第二極歯４ａ２と第三極歯４ａ３との隙間ｔ２を狭くなるように形成されている（ｔ１＞ｔ２）。

即ち、図３ＡＢに示すように、第一極歯４ａ１の磁束作用面となる歯先４ａ１ａは、径方向の軸線に対して対称形であり、かつ、回転子マグネット１３のＮ極と重なるように対向配置されて吸引力が作用するようになっている。また、第二極歯４ａ２の磁束作用面となる歯先４ａ２ａ及び第三極歯４ａ３の磁束作用面となる歯先４ａ３ａは、径方向の軸線に対して非対称形となっている。この第二極歯４ａ２及び第三極歯４ａ３の歯先４ａ２ａ及び歯先４ａ３ａを単一の極歯４ａと同等の擬似第二極歯４ａ４とみなして磁束作用面が重なり合う対向する複数の回転子磁極（例えばＳ極、Ｎ極及びＳ極）との間で吸引力が作用するようになっている（図２参照）。

図２Ａにおいて、回転子マグネット１３の磁極数をｍ（ｍは２以上の整数：図４Ａではｍ＝１２）、固定子コア４の極歯数をＰ（Ｐは３以上の整数：図２ではＰ＝９）とすると、Ｐ／ｍの比は、Ｐ／ｍ＝９／１２＝３／４である。

しかしながら、上述した第二極歯４ａ２と第三極歯４ａ３を擬似第二極歯４ａ４とみなすと、第一極歯４ａ１（３か所）と擬似第二極歯４ａ４（３か所）とを合わせた極歯総数Ｐ´は６となるため、Ｐ´／ｍ＝６／１２＝１／２となる。これにより、コギングトルク（保持トルク）を向上させることができる。

また、固定子コア４の積層方向両端には、図４に示すガイドコア１４が各々積層されている。ガイドコア１４は、電磁鋼板が用いられ、径方向の軸線に対して対称形状の複数の極歯１４ａが径方向に形成されている。各極歯１４ａの歯先１４ａ１は径方向の軸線に対して対称形に形成され、隣り合う歯先１４ａの隙間の大きさはｔですべて同じになるように形成されている。

このガイドコア１４は、図５に示すように、固定子コア４の積層方向両端（図５Ｐ拡大図参照）に各々一体に積層されている。一対のガイドコア１４は、積層コアを積層プレスする際に固定子コア４に一体に組み付けられるので生産性が良い。この結果、固定子コア４は、第一極歯４ａ１，第二極歯４ａ２及び第三極歯４ａ３の歯先の隙間（オープンスロット１９）の大きさが、ガイドコア１４の隣り合う極歯１４ａの歯先１４ａ１の隙間ｔに統一されている。

このように、非対称形状の極歯４ａを有する固定子コア４であっても、全ての極歯４ａの歯先に形成される隙間ｔ（オープンスロット１９）の大きさが均一となる。よって、後述する巻線機１５のフォーマによりマグネットワイヤ１８をオープンスロット１９に誘導する場合に、歯先とのガタが生じ難くなり、各極歯４ａにコイルを均一に巻くことができる。

次に、固定子１の巻線方法について、図６及び図７を参照して説明する。
図３ＡＢに示す周方向に複数の第一極歯４ａ１、第二極歯４ａ２、第三極歯４ａ３が径方向に向かって突設された非対称形状の極歯４ａを有する固定子コア４の積層方向両端に、図４に示す周方向に複数の対称形状の極歯１４ａが形成された一対のガイドコア１４を各々積層プレスして一体に組み付けられた固定子コア４（複合コア）を用意する（図５参照）。尚、ガイドコア１４は、一枚であっても、或いは２枚以上であってもいずれでもよい。

図６Ａに示すように、フライヤ駆動式の巻線機１５により固定子コア４の極歯４ａにマグネットワイヤ１８を巻き付ける。固定子コア４は、一対のガイドコア１４が積層方向両端に各々一体に積層されており、第一極歯４ａ１，第二極歯４ａ２及び第三極歯４ａ３を含むすべての極歯４ａの歯先の隙間が極歯１４ａの隙間ｔで同一となるように形成されている（図５参照）。固定子コア４は一対のコアスタンド（支持台）２１に載置されて環状部（コアバック部）４ｂが上下で挟み込まれて位置決めされる。固定子コア４は、コアスタンド２１によりクランプされたまま回転可能に支持されている。

巻線機１５は、極歯４ａの径方向に移動可能なセンターフォーマ１６ａと隣接する極歯をカバーする一対のサイドフォーマ１６ｂを備えている。センターフォーマ１６ａは、上下フォーマ部１６ａ１，１６ａ２が前方に延設され中央部がくびれた形状をしている（図７Ａ参照）。センターフォーマ１６ａの両側には、一対のサイドプレート１６ｃが各々設けられている。この一対のサイドプレート１６ｃは、ノズル１７を経たマグネットワイヤ１８をサイドフォーマ１６ｂとサイドプレート１６ｃとの隙間を通じてオープンスロット１９へ案内して極歯４ａの周囲へ誘導する。尚、一対のセンターフォーマ１６ａは、円筒状のフライヤ（回転筒体）２０の内部に同心状に配置され、進退移動できるように設けられている。フライヤ２０が回転してもセンターフォーマ１６ａは回転することなく、サイドプレート１６ｃより径方向に対して進退移動できる範囲が広くなっている。フライヤ２０の外周にはマグネットワイヤ１８を保持するノズル１７が一体に組み付けられている。フライヤ２０が回転するとマグネットワイヤ１８を保持するノズル１７も回転するようになっている。

ここで、巻線機１５による非対称コアの巻線方法の一例について図５乃至図７を参照して説明する。
図５に示すように一対のガイドコア１４が組み付けられた固定子コア４を用意し（第１の工程）、図６Ａに示すように当該固定子４の環状部４ｂを上下一対のコアスタンド２１に挟み込んで固定する（第２の工程）。具体的には、図７Ａに示すように巻線機１５に備えたセンターフォーマ１６ａの上下フォーマ部１６ａ１，１６ａ２が、固定子４の極歯４ａの歯先４ａ１を超えて径方向所定位置まで進入させて当該極歯４ａを積層方向に挟み込み、サイドプレート１６ｃは、センターフォーマ１６ａと共に前進して極歯４ａの歯先４ａ１の周方向両端部を挟み込む（図７Ｂ参照）。また、コイル５を形成する極歯４ａの両側に隣接する極歯４ａは、コアスタンド２１と共に設けられたサイドフォーマ１６ｂで各々覆われる（図６Ａ参照）。

円筒状のフライヤ２０に設けられたノズル１７を経てマグネットワイヤ１８の先端をコアスタンド２１に係止させる。フライヤ２０の回転が進行するにしたがって、マグネットワイヤ１８がサイドプレート１６ｃ（センターフォーマ１６ａ）とサイドフォーマ１６ｂ間に形成されたオープンスロット１９に進入してセンターフォーマ１６ａにガイドされながら極歯４ａにマグネットワイヤ１８が周回して巻き付けられる（第３の工程）。このとき、ガイドコア１４がないと、図６Ｂに示すように極歯４ａの歯先４ａ１に隙間ｄが生じていると、センターフォーマ１６ａやサイドプレート１６ｃの挙動が安定せず、フライヤ２０の回転によりガタついてしまい、サイドプレート１６ｃとサイドフォーマ１６ｂとの隙間ｔｃの幅が変動してコイル５が均一に巻けず切れてしまうおそれがある。これに対して、隣り合う歯先１４ａ１との隙間ｔが一様に形成された複数の極歯１４ａを有するガイドコア１４（図４参照）を用いることで、サイドプレート１６ｃが極歯１４ａの歯先１４ａ１の周方向両側をしっかりと挟み込むことで、フライヤ２０が回転してもセンターフォーマ１６ａが安定してがたつくことがないので、サイドプレート１６ｃとサイドフォーマ１６ｂとの間の均一な隙間ｔｃを通じてマグネットワイヤ１８はオープンスロット１９内に誘導されて極歯４ａに対して一定の巻径で巻き付けることができる（図６Ｂ参照）。

マグネットワイヤ１８が周回すると、図７Ｃに示すように、センターフォーマ１６ａを極歯の径方向外側に１ピッチ径方向外側に移動させると共にフライヤ２０を更に回転させて極歯４ａの周囲にマグネットワイヤ１８を巻き付ける。ノズル１７を保持するフライヤ２０を回転させてマグネットワイヤ１８を極歯４ａの周囲に周回させて巻き付け、マグネットワイヤ１８が周回する度にメインフォーマ１６ａを径方向外側に１ピッチ移動させることで極歯４ａの元端部（環状部４ｂ）から歯先４ａ１に向かって順次巻き付けてオープンスロット１９にコイル５を形成する（第４の工程）。

次にセンターフォーマ１６ａを巻線が終了した極歯４ａ（例えばＵ相極歯４ａ）から離間させるとともに上下一対のコアスタンド２１に固定子コア４をクランプしたまま所定角度（例えば１２０°）回転させて、次の極歯４ａ（例えばＵ相極歯４ａ）に対して上述した第２の工程から第４の工程を繰り返す。以上の工程をＵ相、Ｖ相、Ｗ相に相当するコイル５をすべての極歯４ａ１，４ａ２，４ａ３に対して各々形成する（第５の工程）。

以上説明した巻線方法によれば、巻線機１５の一対のセンターフォーマ１６ａでコイル５を形成する極歯４ａを挟み込む際に、サイドプレート１６ｃとサイドフォーマ１６ｂとの均一な隙間ｔを介してオープンスロット１９にマグネットワイヤ１８を誘導する動作が安定し、フライヤ２０を回転させてもセンターフォーマ１６ａががたつくことがないので各極歯４ａにコイル５を均一に巻くことができる。よって、非対称コアに対する巻線作業の生産性が向上し、不良率も低減することができる。

図８ＡＢは固定子コア４の極歯４ａの歯先４ａ１が対称形状である場合のガイドコア１４の有無に応じたコイル巻線状態、図８ＣＤは固定子コア４の極歯４ａの歯先４ａ１が対称形状ではあるが、周方向の長さが短い場合のガイドコア１４の有無に応じたコイル巻線状態、図８ＥＦは、固定子コア４の極歯４ａの歯先４ａ１が非対称形状である場合のガイドコア１４の有無に応じたコイル巻線状態を示す。

図８ＡＢに示すように固定子コア４の極歯４ａの歯先４ａ１が対称形状である場合には、ガイドコア１４の有無に応じてコイル巻線状態は変わりなく巻き付けることができる。
しかしながら、図８Ｃに示すように、固定子コア４の極歯４ａの歯先４ａ１が対称形状ではあるが、周方向の長さが短い場合には、サイドプレート１６ｃで歯先４ａ１を挟み込むことができない（図６Ｂ参照）ため、フライヤ２０の回転にともなってセンターフォーマ１６ａががたついてコイル５と極歯４ａの間に隙間が発生してしまい、一定の巻径で巻くことができない。これに対して、図８Ｄに示すように、一対のガイドコア１４が固定子コア４に積層されていると、極歯１４ａは径方向の軸線に対して対称形状に一定間隔で形成されているため、サイドプレート１６ｃで歯先１４ａ１（図４参照）を挟み込むことができる。このため、フライヤ２０の回転にともなってセンターフォーマ１６ａががたつくことはなく、安定して巻くことができる。

また、図８Ｅに示すように非対称な極歯４ａの幅でセンターフォーマ１６ａを使用すると図６Ｂに示すように歯先４ａ１とサイドプレート１６ｃとの間に隙間ｄが発生して、フライヤ２０の回転にともなってセンターフォーマ１６ａにがたつきが生じてしまう。これにより、センターフォーマ１６ａに案内されて極歯４ａにマグネットワイヤ１８が巻かれるため、安定して巻くことができない。
これに対して、図８Ｆに示すように、一対のガイドコア１４が固定子コア４に積層されていると、極歯１４ａは径方向の軸線に対して対称形状に一定間隔で形成されているため、サイドプレート１６ｃで歯先１４ａ１（図４参照）を挟み込むことができる。このため、フライヤ２０の回転にともなってセンターフォーマ１６ａががたつくことはなく、安定して巻くことができる。

また、上記３相ＤＣブラシレスモータは、ＨＶＡＣ（暖房、換気及び空調）機器等、回転子を所定位置に保持する用途で駆動源として用いられる。
また、上述した実施例はアウターロータ型のブラシレスモータを例示して説明したが、回転子マグネットと固定子コアの配置を入れ替えれば、インナーロータ型のブラシレスモータにも適用することができる。

１ 固定子 ２ ハウジング ２ａ 軸孔 ２ｂ 一端側端部 ２ｃ，２ｄ 段付き部 ３ メタル含油軸受 ４ 固定子コア ４ａ 極歯 ４ａ１ 第一極歯 ４ａ１ａ，４ａ２ａ，４ａ３ａ 歯先 ４ａ２ 第二極歯 ４ａ３ 第三極歯 ４ａ４ 擬似第二極歯 ４ｂ 環状部 ５ コイル ６ 取付板 ７ モータ基板 ７ａ 配線 ８ 回転子 ９ 回転子軸 １０ 回転子ハブ １１ ワッシャ １２ 回転子ヨーク １３ 回転子マグネット １４ ガイドコア １５ 巻線機 １６ａ センターフォーマ １６ａ１ 上フォーマ部 １６ａ２ 下フォーマ部 １６ｂ サイドフォーマ １６ｃ サイドプレート １７ ノズル １８ マグネットワイヤ １９ オープンスロット ２０ フライヤ ２１ コアスタンド

Claims (9)

1. 固定子極歯にコイルが巻き付けられた固定子コアを有する固定子と、前記固定子極歯に対向する回転子マグネットが設けられた回転子ヨークの中心部に設けられた回転子軸が軸受を介して回転可能に軸支された回転子と、を備えたブラシレスモータであって、
   環状部の周方向で複数の極歯が径方向に向かって突設されかつ、隣り合う歯先の周方向の間隔が一様でない前記固定子コアに、径方向の軸線に対して歯先が対称形に形成され、隣り合う歯先との隙間が一様に形成された極歯を有するガイドコアが一体に積層されていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記固定子コアは、径方向の軸線に対して歯先が対称形状若しくは非対称形状に形成された極歯のうち少なくともいずれかを有している請求項１記載のブラシレスモータ。
3. 前記固定子コアの積層方向両端部に一対のガイドコアが積層されて一体に組み付けられている請求項１又は請求項２記載のブラシレスモータ。
4. 前記ガイドコアと前記固定子コアは、環状に成形された環状部から径方向に極歯が突設された電磁鋼板を積層プレスされて一体に組み付けられている請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のブラシレスモータ。
5. 前記固定子コアは、前記環状部から周方向で複数の第一極歯、第二極歯、第三極歯が径方向に向かって突設されており、径方向の軸線に対して歯先が対称形に形成された前記第一極歯と、前記第一極歯と周方向で隣り合う前記第二極歯及び前記第三極歯の形状を、径方向の軸線に対して歯先が非対称形状でかつ前記第一極歯との歯先どうしの隙間より前記第二極歯と前記第三極歯の歯先どうしの隙間が狭く形成されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のブラシレスモータ。
6. 環状部の周方向で複数の極歯が径方向に向かって突設されており、隣り合う歯先の周方向の間隔が一様でない固定子コアに、径方向の軸線に対して歯先が対称形に形成され、隣り合う歯先との隙間が一様に形成された極歯を有するガイドコアが極歯どうし重なり合うように一体に組み付けられた複合コアを用意する第１の工程と、
   前記複合コアを回転可能な支持台に固定し、巻線機のセンターフォーマでコイルを形成する極歯を位置決めする際に、前記ガイドコアの歯先の周方向両側を挟み込むと共に当該極歯を径方向所定位置で積層方向両端を挟み込み、両側に隣接する極歯をサイドフォーマで覆う第２の工程と、
   回転筒体に設けられたノズルにマグネットワイヤを保持したまま当該回転筒体を回転させて当該マグネットワイヤを前記センターフォーマと前記サイドフォーマ間に形成された隙間からオープンスロットに進入させて前記極歯に前記マグネットワイヤを周回して巻き付ける第３の工程と、
   前記センターフォーマを前記極歯の径方向に１ピッチ移動させると共に前記回転筒体を更に回転させて前記極歯の周囲に前記マグネットワイヤを巻き付ける動作を繰り返し、前記極歯の周囲にコイルを形成する第４の工程と、
   前記センターフォーマを前記極歯から離間させるとともに前記支持台を所定角度回転させて前記固定子コアの次の極歯に対して前記第２の工程から第４の工程を繰り返して、すべての前記極歯に対してコイルを各々形成する第５の工程と、を含むことを特徴とする固定子の巻線方法。
7. 前記ガイドコアは環状部から径方向に複数の極歯が突設された電磁鋼板であり、前記固定子コアと重ね合せて積層プレスされて一体に形成される請求項６記載の固定子の巻線方法。
8. 前記センターフォーマには、一対のサイドプレートが各々設けられており、前記各サイドプレートは、前記ガイドコアの歯先の周方向両端を挟み込んでガイドする請求項６又は請求項７記載の固定子の巻線方法。
9. 前記ノズルを経た前記マグネットワイヤを前記サイドフォーマと前記サイドプレートとの隙間からオープンスロットへ進入させて前記センターフォーマによってガイドしながら前記極歯の周囲へ誘導する請求項８記載の固定子の巻線方法。