JP4633978B2 - 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

Description

【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４ｃ，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，４ｌ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４ｆ，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５u1，５u2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。
【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＝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１４ａ，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１４ａ，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１４ｄ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１４ｄ，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１０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１４ｃ，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１４ｆ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１１，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１４ｅ，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１１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１４ｅ，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１４ａ〜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、３０°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〜１４ｌ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１４ａ〜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３０°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１１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１２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１４ａ〜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θ１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，１４ｅ，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，１４ｆ，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（≒２５．７°）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，１４ｂ，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，１４ｅ，１４ｇ，１４ｉ，１４ｋ間の中心角θ１を「６０°」とし、該ティース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，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「（３６０°／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５u1〜５u4，５v1〜５v4，５w1〜５w4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１４ａ〜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２０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３ｘ、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。

Claims (10)

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ことを特徴とするブラシレスモータ。
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. 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。

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