JP5138491B2 - Stator and brushless motor - Google Patents
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Description
本発明は、複数のコイルの接続端部がターミナルに接続されたステータ、及び該ステータを備えたブラシレスモータに関するものである。 The present invention relates to a stator in which connecting ends of a plurality of coils are connected to a terminal, and a brushless motor including the stator.
従来、ブラシレスモータを構成するステータには、ステータコアに設けられた放射状に延びる複数のティース部に集中巻きにてコイルを巻装してなるものがある。このようなステータでは、複数のコイルの巻き始めと巻き終わりの端部である接続端部は、各コイルに電源を供給するための金属製のターミナルに接続されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there are stators that constitute a brushless motor in which a coil is wound by concentrated winding on a plurality of radially extending tooth portions provided on a stator core. In such a stator, connection end portions that are ends of winding start and winding end of a plurality of coils are connected to a metal terminal for supplying power to each coil.
例えば、特許文献1に記載されたターミナルは、ステータの軸方向の片側端部に固定される絶縁性の樹脂材料よりなるホルダに固定されている。そして、このターミナルは、導電性を有する帯状の金属板材よりなり、該金属板材の長手方向の一端部をU字状に折り返してなる結線部を有している。コイルの接続端部は、この結線部内に配置され、Tig溶接等の溶融溶接により該結線部と接合されることによってターミナルに接続される。 For example, the terminal described in Patent Document 1 is fixed to a holder made of an insulating resin material that is fixed to one end portion in the axial direction of the stator. And this terminal consists of a strip | belt-shaped metal plate material which has electroconductivity, and has a connection part which folds up the one end part of the longitudinal direction of this metal plate material in U shape. The connection end portion of the coil is disposed in the connection portion, and is connected to the terminal by being joined to the connection portion by fusion welding such as Tig welding.
ところで、コイルの接続端部には張力が作用していることがある。そして、コイルを構成する導線の直径が太い場合には、張力が接続端部に作用しやすくなる。そのため、結線部内への接続端部の配置が困難となったり、結線部内で接続端部の収まりが悪くなったりすることがある。また、結線部と接続端部との溶接を行う前に結線部の開口部を閉じるように該結線部をかしめる場合には、張力等の作用によって結線部内で接続端部が移動すると、結線部のかしめを良好に行えないことがある。これらのことから、溶接不良が生じやすく、この溶接不良を低減させるため、結線部内に接続端部を配置する装置によって自動で結線部内に接続端部を配置する工程を行った後に、手作業で接続端部の配置位置を調整する工程を行っていた。しかし、手作業で接続端部の配置位置を調整する工程を行うと、結線部と接続端部との溶接不良は低減されるが、工程数が増加してしまう。 By the way, tension may be applied to the connection end of the coil. And when the diameter of the conducting wire which comprises a coil is thick, tension | tensile_strength acts on a connection end part easily. For this reason, it may be difficult to arrange the connection end portion in the connection portion, or the connection end portion may not be properly accommodated in the connection portion. In addition, when the connection portion is caulked so as to close the opening of the connection portion before welding the connection portion and the connection end portion, if the connection end portion moves within the connection portion due to the action of tension or the like, Some parts may not be caulked well. From these, defective welding is likely to occur, and in order to reduce this defective welding, after performing the process of automatically placing the connection end in the connection portion by a device that places the connection end in the connection portion, The process which adjusts the arrangement position of a connection end part was performed. However, when the process of adjusting the arrangement position of the connection end portion is performed manually, poor welding between the connection portion and the connection end portion is reduced, but the number of steps is increased.
そこで、コイルの接続端部が結線部内に留まりやすくなるように、特許文献1のターミナルには、結線部に、該結線部の内側に向かって突出した規制部が設けられている。この規制部は、ターミナルに接続されるべく結線部内に配置されるコイルの接続端部よりも同結線部の開口部側に形成されている。この規制部によって、結線部内に配置された接続端部の、結線部の開口部側への移動が規制される。
しかしながら、規制部の結線部の内側への突出量が小さいと、接続端部を結線部内に保持する効果が小さくなるため、溶接時の熱衝撃等によって接続端部が規制部を乗り越えて結線部の外に出てしまうことがある。一方、規制部の結線部の内側への突出量が大きいと、結線部の開口部から該結線部内へ接続端部を挿入することが困難となってしまう。また、溶接時の熱衝撃等によって結線部の開口部が開いてしまった場合には、規制部による接続端部の規制効果が薄れてしまうため、接続端部が結線部の外に出て溶接不良が生じる虞がある。 However, if the amount of protrusion of the restricting portion to the inside of the connecting portion is small, the effect of holding the connecting end portion in the connecting portion is reduced, so the connecting end portion gets over the restricting portion due to thermal shock during welding, etc. You may end up outside. On the other hand, if the protruding amount of the restricting portion to the inside of the connection portion is large, it becomes difficult to insert the connection end portion into the connection portion from the opening portion of the connection portion. Also, if the opening of the connection part is opened due to thermal shock during welding, the effect of restricting the connection end by the restricting part will diminish, so the connection end will go out of the connection part and weld. There is a risk of defects.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コイルの接続端部をターミナルの結線部内に容易に配置することができるとともに、接続端部が結線部内に安定して保持されるステータ、及び該ステータを備えたブラシレスモータを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose thereof is to allow the connection end of the coil to be easily disposed in the connection portion of the terminal, and the connection end portion to be stably in the connection portion. An object of the present invention is to provide a stator to be held and a brushless motor including the stator.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、放射状に延びる複数のティース部を有する略円筒状のステータコアと、各前記ティース部に集中巻きにて巻装された複数のコイルとを備え、前記コイルの接続端部が接続される結線部を有する複数のターミナルを保持した絶縁性の樹脂材料よりなるホルダが固定されたステータであって、前記ターミナルは、径方向外側から前記接続端部が挿入される結線部を有し、前記ホルダは、前記結線部と軸方向に並ぶ位置に形成され軸方向に貫通し且つ径方向外側に開口したコイル挿入部と、前記コイル挿入部の周方向の一方側に軸方向から見て前記コイル挿入部の内周面との間に前記接続端部の外径よりも周方向の幅が大きい第1コイル挿入隙間を有するように形成された第1コイル保持部と、前記コイル挿入部の周方向の他方側に軸方向から見て前記コイル挿入部の内周面との間に前記接続端部の外径よりも周方向の幅が大きい第2コイル挿入隙間を有するように形成された第2コイル保持部とを有し、前記接続端部は、前記コイル挿入部内で前記第1コイル保持部及び前記第2コイル保持部よりも径方向内側に配置され、軸方向にずれた2箇所で前記第1コイル保持部及び前記第2コイル保持部と径方向に対向することをその要旨としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a substantially cylindrical stator core having a plurality of radially extending teeth portions, and a plurality of coils wound around each of the teeth portions by concentrated winding. A stator made of an insulating resin material holding a plurality of terminals having connection portions to which the connection end portions of the coils are connected, wherein the terminal is connected to the connection end from the radially outer side. The holder includes a coil insertion portion formed at a position aligned with the connection portion in the axial direction, penetrating in the axial direction and opening radially outward, and a periphery of the coil insertion portion. A first coil insertion gap having a circumferential width larger than the outer diameter of the connection end portion between the coil insertion portion and the inner circumferential surface of the coil insertion portion when viewed from the axial direction on one side of the direction. 1 coil holder, A second coil insertion gap having a width in the circumferential direction larger than the outer diameter of the connection end portion is provided between the coil insertion portion and the inner circumferential surface of the coil insertion portion when viewed from the axial direction on the other circumferential side of the coil insertion portion. A second coil holding portion formed as described above, and the connection end portion is disposed radially inside the first coil holding portion and the second coil holding portion in the coil insertion portion, and is axially The gist is that the first coil holding part and the second coil holding part are opposed to each other in the radial direction at two positions shifted to each other.
同構成によれば、第1コイル挿入隙間及び第2コイル挿入隙間は、何れも周方向の幅が接続端部の外径よりも大きく形成されているため、接続端部は、径方向外側の開口部から第1コイル挿入隙間及び第2コイル挿入隙間を通って容易にコイル挿入部内に挿入可能である。そして、結線部に接続端部を保持するための構成を設ける等、結線部を複雑な形状としなくてもよいため、接続端部を結線部内に容易に配置することができる。また、接続端部は、コイル挿入部内で第1コイル保持部及び第2コイル保持部よりも径方向内側に配置され、軸方向にずれた2箇所で第1コイル保持部及び第2コイル保持部と径方向に対向している。そのため、接続端部に対して同接続端部を径方向外側に移動させるような力が作用した場合、同接続端部は第1コイル保持部及び第2コイル保持部に当接することによりコイル挿入部の外に出ることが抑制される。よって、第1コイル保持部及び第2コイル保持部によって接続端部はコイル挿入部内に保持される。その結果、接続端部は、コイル挿入部と軸方向に並んで配置されたターミナルの結線部内に安定して保持される。 According to this configuration, the first coil insertion gap and the second coil insertion gap are both formed so that the circumferential width is larger than the outer diameter of the connection end. It can be easily inserted into the coil insertion portion from the opening through the first coil insertion gap and the second coil insertion gap. And since it is not necessary to make a connection part complicated shape, such as providing the structure for hold | maintaining a connection end part in a connection part, a connection end part can be easily arrange | positioned in a connection part. Further, the connecting end portion is disposed radially inward of the first coil holding portion and the second coil holding portion in the coil insertion portion, and the first coil holding portion and the second coil holding portion at two positions shifted in the axial direction. And facing in the radial direction. For this reason, when a force that moves the connecting end radially outward is applied to the connecting end, the connecting end contacts the first coil holding portion and the second coil holding portion to insert the coil. It is suppressed from going out of the section. Therefore, the connection end is held in the coil insertion portion by the first coil holding portion and the second coil holding portion. As a result, the connection end portion is stably held in the connection portion of the terminal arranged in the axial direction with the coil insertion portion.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のステータにおいて、前記接続端部は、前記ステータコアにおける前記ホルダ側の軸方向の端面と、該接続端部が挿入される前記コイル挿入部との間で軸方向に対して傾斜した部位を有し、前記ホルダにおける前記ステータコア側の端部には、前記接続端部の傾斜に応じて傾斜し前記接続端部を前記コイル挿入部へと案内する案内斜面が形成されていることをその要旨としている。 According to a second aspect of the present invention, in the stator according to the first aspect, the connection end portion includes an axial end surface on the holder side of the stator core, and the coil insertion portion into which the connection end portion is inserted. The end portion on the stator core side of the holder is inclined according to the inclination of the connection end portion, and the connection end portion is guided to the coil insertion portion. The gist is that a guide slope is formed.
同構成によれば、接続端部の傾斜した部分を、ホルダに設けられた案内斜面に沿って配置することにより、接続端部の配置状態をより安定したものとすることができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のステータにおいて、前記第1コイル保持部及び前記第2コイル保持部は、径方向外側の角部が円弧状をなしていることをその要旨としている。
According to this configuration, by arranging the inclined part of the connection end along the guide slope provided on the holder, the arrangement of the connection end can be made more stable.
According to a third aspect of the present invention, in the stator according to the first or second aspect, the first coil holding portion and the second coil holding portion have a radially outer corner portion having an arc shape. That is the gist.
同構成によれば、コイル挿入部には径方向外側の開口部から接続端部が挿入されるため、第1コイル保持部及び第2コイル保持部の径方向外側の角部が円弧状に形成されていると、接続端部を、第1コイル保持部及び第2コイル保持部の円弧状の角部に沿って容易にコイル挿入部内に挿入することができる。また、接続端部のコイル挿入部への挿入時に、第1コイル保持部及び第2コイル保持部によって接続端部が損傷されることが抑制される。 According to this configuration, since the connection end is inserted into the coil insertion portion from the radially outer opening, the radially outer corners of the first coil holding portion and the second coil holding portion are formed in an arc shape. If it is made, a connection end part can be easily inserted in a coil insertion part along the circular-arc-shaped corner | angular part of a 1st coil holding part and a 2nd coil holding part. Moreover, when the connection end is inserted into the coil insertion portion, the connection end is prevented from being damaged by the first coil holding portion and the second coil holding portion.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のステータにおいて、前記ホルダを軸方向から見ると、前記第1コイル保持部と前記第2コイル保持部との間の隙間は、前記接続端部の外径よりも小さいことをその要旨としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the stator according to any one of the first to third aspects, when the holder is viewed from the axial direction, the first coil holding portion and the second coil holding portion are The gist is that the gap between is smaller than the outer diameter of the connection end.
同構成によれば、第1コイル保持部と第2コイル保持部との間を通って接続端部がコイル挿入部の外に出ることがより抑制される。
請求項5に記載の発明は、有底円筒状のハウジングと、前記ハウジングの内周面に固定された請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のステータと、前記ステータの内側に配置され、前記コイルへの通電により前記ステータに対して相対回転すされるロータと、を備えたことをその要旨としている。
According to this configuration, it is further suppressed that the connection end portion goes out of the coil insertion portion through between the first coil holding portion and the second coil holding portion.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cylindrical housing with a bottom, a stator according to any one of the first to fourth aspects fixed to an inner peripheral surface of the housing, and an inner side of the stator. The gist of the invention is that the rotor is disposed and rotated relative to the stator by energizing the coil.
同構成によれば、接続端部は、第1コイル保持部及び第2コイル保持部によってコイル挿入部内に安定して保持されることにより、コイル挿入部と軸方向に並んだ結線部内に安定して保持される。従って、接続端部が結線部内に安定して保持された状態で接続端部と結線部との接続がなされることにより、溶接不良が低減される。その結果、不良品を低減させることができる。 According to this configuration, the connection end portion is stably held in the coil insertion portion by the first coil holding portion and the second coil holding portion, so that the connection end portion is stably in the connection portion aligned in the axial direction with the coil insertion portion. Held. Therefore, welding failure is reduced by connecting the connection end portion and the connection portion in a state where the connection end portion is stably held in the connection portion. As a result, defective products can be reduced.
本発明によれば、コイルの接続端部をターミナルの結線部内に容易に配置することができるとともに、接続端部が結線部内に安定して保持されるステータ、及び該ステータを備えたブラシレスモータを提供することができる。 According to the present invention, a connection end portion of a coil can be easily disposed in a connection portion of a terminal, and a stator in which the connection end portion is stably held in the connection portion, and a brushless motor including the stator are provided. Can be provided.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1(a)及び図1(b)に示すブラシレスモータ1は、図示しない車両のステアリングホイールに連結された車両操舵軸の作動をアシストするパワーステアリング装置の駆動源として用いられるものである。図1(a)及び図1(b)に示すように、有底円筒状のハウジング2の内周面には、略円筒状のステータ3が固定されるとともに、該ステータ3の内側には、ロータ4が回転可能に配置されている。尚、ロータ4は、前記車両操舵軸(図示略)に連結される。そして、ステータ3におけるハウジング2の開口部側の端部には、絶縁性を有する合成樹脂材料よりなるホルダ5が固定されるとともに、該ホルダ5は、ステータ3の軸線方向一端側を覆っている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
A brushless motor 1 shown in FIGS. 1A and 1B is used as a drive source of a power steering device that assists the operation of a vehicle steering shaft connected to a steering wheel of a vehicle (not shown). As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a substantially
図2(a)に示すように、前記ステータ3を構成するステータコア6は、所定角度(図2(a)において30°)ごとに中心に向かって放射状に延びる複数のティース部7(本実施形態では12本)の外周側の端部を連結部材8にて周方向に連結してなり、略円筒状をなしている。そして、各ティース部7には、各ティース部7の軸方向の両端面及び周方向の両側面を被覆する絶縁性樹脂材料よりなるボビン9が軸方向の両側から装着されるとともに、ボビン9の上から導線10が集中巻きにて複数回巻回されることによりコイル11がそれぞれ巻装されている。導線10は、導電性の金属材料(本実施形態では銅)よりなる金属線10aの周囲を絶縁性の樹脂材料よりなる被覆部材10bにて被覆した構成である。尚、各コイル11は、ブラシレスモータ1に供給される駆動電源としての3相(U相、V相、W相)の励磁電流に応じて、U相コイル12、V相コイル13、W相コイル14とする。
As shown in FIG. 2A, the
U相コイル12、V相コイル13、W相コイル14は、それぞれ所定のティース部7に巻装されるとともに、他の相のコイルを跨いで周方向に離間した(隣り合わない)ティース部7に連続して巻装されている。本実施形態では、U相コイル12、V相コイル13、W相コイル14は、それぞれ所定の隣り合う2つのティース部7に巻装されるとともに、他の相に対応したティース部7を跨いで180°反対側の隣り合う2つのティース部7に巻装されている。
The
具体的には、U相コイル12は始端部12sから終端部12eまでそれぞれティース部7に巻装される。そして、図中上側に配置された2箇所のU相コイル12の終端部12eと図中下側に配置された2箇所のU相コイル12の始端部12sとの間には、図2(b)に示すように、渡り線12wが渡される。
Specifically, the
尚、図中上側のU相コイル12の始端部12sは、図中点線で示す引き込み位置12Xから引き込まれており、図中下側のU相コイル12の終端部12eは、図中点線で示す引き出し位置12Yから引き出されている。
Note that the
つまり、引き込み位置12Xから引き込まれた導線10は、図中上側に配置された2つのティース部7に、始端部12sから終端部12eまでU相コイル12としてそれぞれ巻装される。そして、各終端部12eから図中下側に配置された2つのティース部7まで導線10により渡り線12wが渡されて、始端部12sからそれぞれのティース部7に導線10がU相コイルとして巻装される。更に、各U相コイル12の始端部12sは、引き出し位置12Yからステータコア6の径方向外側に引き出される。
That is, the
同様に、引き込み位置13Xから引き込まれた導線10は、2つのティース部7に、始端部13sから終端部13eまでV相コイル13としてそれぞれ巻装される。そして、各始端部13sから、対向する位置に配設された2つのティース部7まで導線10により渡り線13wが渡されて、始端部13sからそれぞれのティース部7に導線10がV相コイル13として巻装される。更に、各V相コイル13の終端部13eは、引き出し位置13Yからステータコア6の径方向外側に引き出される。
Similarly, the
また、同様に、引き込み位置14Xから引き込まれた導線10は、2つのティース部7に、始端部14sから終端部14eまでW相コイルとしてそれぞれ巻装される。そして、各終端部14eから、対向する位置に配設された2つのティース部7まで導線10により渡り線14wが渡されて、始端部14sからそれぞれのティース部7に導線10がW相コイル14として巻装される。更に、各W相コイル14の終端部14eは、引き出し位置14Yからステータコア6の径方向外側に引き出される。
Similarly, the
始端部12s〜14s、終端部12e〜14e及び渡り線12w〜14wは、ステータ3の軸方向の一側(図2(b)において左側)に配置される。尚、引き込み位置12X〜14X及び引き出し位置12Y〜14Yからステータコア6の径方向外側に引き出された合計12本の始端部12s〜14s及び各終端部12e〜14eは、コイル11の巻き始めと巻き終わりの端部である接続端部11aに相当するとともに、各接続端部11aにおける先端側の部位は、被覆部材10bが除去されて金属線10aが露出している。12本の始端部12s〜14s及び各終端部12e〜14e(即ち接続端部11a)は、ホルダ5におけるステータ3と反対側の面まで引き出されて(図1(a)及び図1(b)参照)、ホルダ5におけるステータ3と反対側の面に配置された複数(本実施形態では4個)のターミナル15にそれぞれ結線される。また、各渡り線12w〜14wは、後述するホルダ5に形成された収容凹部24内に配置される。
The
図2(a)に示すように、前記ロータ4を構成する回転軸16は、前記ハウジング2内に設けられた軸受(図示略)にて軸支されている。そして、回転軸16には、円筒状のロータコア18が固定されるとともに、該ロータコア18の外周面には、周方向に所定角度ごとに異なる極性(N極,S極)に着磁されたマグネット19が固着されている。
As shown in FIG. 2A, the rotating
上記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°の位相差を持つU相、V相、W相の励磁電流がそれぞれU相コイル12、V相コイル13、W相コイル14に供給される。すると、U相コイル12、V相コイル13、W相コイル14がそれぞれ励磁されてステータ3に回転磁界が発生し、その回転磁界に応じてロータ4が回転する。
In the brushless motor 1 configured as described above, U-phase, V-phase, and W-phase excitation currents each having a phase difference of 120 ° from an excitation circuit (not shown) are respectively supplied to the
図1(a)及び図1(b)に示すように、前記ホルダ5を構成する略円環状のホルダ本体部21は、その外径が、前記ステータコア6の外径と略等しいとともに、その内径がステータコア6の内径と略等しく形成されている。ホルダ本体部21における前記ステータコア6側の装着面22には、図3(a)及び図3(b)に示すように、外周縁の複数箇所(本実施形態では3箇所)に軸方向に沿って延びる係合片23が突出形成されている。また、上述したステータ3(図1(b)参照)の外周面には、これら係合片23に対応する位置に係合部(図示略)が形成されており、ホルダ5が軸方向に沿ってステータ3側に移動されると、係合片23が前記係合部にスナップフィット係合され、ステータ3に対しホルダ5が固定される。そして、ホルダ5がステータ3に固定された状態においては、ホルダ本体部21とステータコア6とは同軸状となる(中心軸線が一致する)。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the substantially
また、ホルダ本体部21の装着面22には、周方向に延びる略円弧状の収容凹部24が凹設されるとともに、該収容凹部24には、上述したように前記各渡り線12w,13w,14w(図2(b)参照)が収容される。この収容凹部24は、渡り線12w,13w,14wをそれぞれ収容すべく適宜の箇所に形成されている。
Further, the mounting
また、図4(a)及び図4(b)に示すように、ホルダ本体部21の周方向の6箇所には、該ホルダ本体部21の外周縁から径方向内側に向かってコイル挿入部25が凹設されている。各コイル挿入部25は、ステータ3の軸方向(図4(a)において紙面垂直方向)に貫通するとともに、径方向外側に開口するように形成されている。また、6個のコイル挿入部25は、ホルダ5がステータ3に固定された状態において引き込み位置12X,13X,14X及び引き出し位置12Y,13Y,14Yの近傍となる位置にそれぞれ形成されている(図2(a)参照)。更に、各コイル挿入部25の幅(周方向の幅)は、コイル11を構成する前記導線10(図2(a)参照)の直径よりも若干大きな値に設定されており、本実施形態では、各コイル挿入部25の周方向の幅は、導線10の直径の1.3倍程度の幅とされている。そして、これら各コイル挿入部25には、径方向外側の開口部からそれぞれ2本ずつ接続端部11aが挿入される(図2(a)参照)。尚、本実施形態では、ホルダ5がステータ3に固定された状態においては、各コイル挿入部25は、挿入される接続端部11aの基端部(即ち、ステータ3から引き出された接続端部11aの根元の部分であって、接続端部11aにおけるステータコア6のホルダ5側の軸方向の端面付近の部分)に対して周方向に若干ずれた位置となる(図8参照)。
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
各コイル挿入部25の周方向の両側には、コイル挿入部25内に挿入されたコイル11の接続端部11aを該コイル挿入部25内に保持するための2つのコイル保持部、即ち第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27が設けられている。
On both sides in the circumferential direction of each
図5(a)及び図5(b)に示すように、第1コイル保持部26は、コイル挿入部25の径方向外側の開口部において、該コイル挿入部25内に挿入される接続端部11aの基端部に近い方の周方向の一方側に設けられている。尚、図5(a)中の下側と上側にある2つのコイル挿入部25にそれぞれ挿入される2本ずつの接続端部11aは、その基端部が各コイル挿入部25の周方向の両側にあるため、これら2つのコイル挿入部25の径方向外側の開口部には周方向の両側に第1コイル保持部26が設けられている。
As shown in FIG. 5A and FIG. 5B, the first
各第1コイル保持部26は、ホルダ本体部21においてターミナル15が配置される側の設置面28からステータコア6側の装着面22に向かって軸方向に沿って延びる三角柱状をなしており、その軸方向の長さがホルダ本体部21の軸方向の長さより若干短く形成されている(図6参照)。そして、各第1コイル保持部26は、軸方向から見た形状が、径方向外側に向かうに連れて周方向の幅が広くなる略直角三角形状をなすとともに、各第1コイル保持部26における径方向外側の側面は、ホルダ本体部21の外周面と面一に形成されている。また、各第1コイル保持部26における近傍のコイル挿入部25側の側面は、コイル挿入部25の内周面と面一に形成され、径方向に沿って延びるとともに軸方向と平行をなしている。更に、各第1コイル保持部26において、コイル挿入部25側の側面と径方向外側の側面とは、略直角をなすとともに、これら2つの側面によって形成される角部、即ち各第1コイル保持部26におけるコイル挿入部25側であって径方向外側の角部は、軸方向から見た形状が周方向に膨らむ円弧状(R形状)をなしている。
Each first
また、各第1コイル保持部26は、軸方向から見てコイル挿入部25の内周面との間に接続端部11aの外径D(即ちコイル11を構成する導線10の外径)よりも周方向の幅が大きい第1コイル挿入隙間29が形成されるように設けられている。本実施形態では、第1コイル挿入隙間29の周方向の幅W1は、コイル挿入部25の周方向の幅と等しい値となっている。
Further, each first
前記第2コイル保持部27は、各コイル挿入部25の周方向の他方側、即ち、各コイル挿入部25の周方向の両側のうち前記第1コイル保持部26が設けられた側と反対側に設けられている。尚、図5(a)中の下側と上側にある2つのコイル挿入部25においては、径方向外側の開口部の周方向の両側に第1コイル保持部26が設けられているが、第2コイル保持部27は、コイル挿入部25の周方向の両側のうち、当該コイル挿入部25にそれぞれ挿入される2本の接続端部11aのうち径方向外側に配置される接続端部11aの基端部に近い方の第1コイル保持部26が設けられた側と反対側に設けられている。
The second
図4(a)及び図4(b)に示すように、各第2コイル保持部27は、コイル挿入部25の径方向内側の端部(底部)から、接続端部11aを2本配置可能な距離を置いた位置に形成されるとともに、第1コイル保持部26よりも径方向内側に形成されている。そして、各第2コイル保持部27は、軸方向に沿って延びる略四角柱状をなすとともに、その一部が、コイル挿入部25の内周面からコイル挿入部25の内側に向かって周方向に突出している。また、各第2コイル保持部27は、軸方向から見てコイル挿入部25の内周面との間に接続端部11aの外径Dよりも周方向の幅が大きい第2コイル挿入隙間30が形成されるように設けられている。本実施形態では、第2コイル挿入隙間30の周方向の幅W2は、接続端部11aの外径Dよりも5〜10%大きい値とされている。更に、図6に示すように、各第2コイル保持部27は、設置面28側の軸方向の端面が設置面28と面一に形成されるとともに、装着面22側(即ちステータ3側)の軸方向の端面が、第1コイル保持部26における装着面22側の端面よりも設置面28側となるように形成されている。また、図4(a)及び図4(b)に示すように、各第2コイル保持部27におけるコイル挿入部25側且つ径方向外側の角部は、軸方向から見た形状が周方向に膨らむ円弧状(R形状)をなしている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, each of the second
また、図5(a)及び図6に示すように、ホルダ本体部21における装着面22側には、各コイル挿入部25の周方向の両側であって第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27よりも内周側の部位に、案内斜面31が形成されている。案内斜面31は、ステータ3におけるホルダ5側の端部から対応するコイル挿入部25に向かう接続端部11aの傾斜に倣うように形成されており、周方向に沿ってコイル挿入部25に近づくほど設置面28との間の距離が短くなるように傾斜している。
Further, as shown in FIGS. 5A and 6, on the mounting
そして、各コイル挿入部25には、U相コイル12、V相コイル13、W相コイル14の接続端部11aがそれぞれ2本ずつ収容される。即ち、図7に示すように、各接続端部11aは、挿入されるコイル挿入部25から周方向に若干ずれた位置から、コイル挿入部25の径方向外側の開口部まで導かれた後に、コイル挿入部25の径方向外側の開口部から第1コイル挿入隙間29及び第2コイル挿入隙間30を通ってコイル挿入部25内に挿入される。このとき、第1コイル挿入隙間29の周方向の幅W1及び第2コイル挿入隙間30の周方向の幅W2(図4(b)参照)は、何れも接続端部11aの外径Dよりも大きく形成されているため、接続端部11aは、第1コイル挿入隙間29及び第2コイル挿入隙間30を通って容易にコイル挿入部25の奥まで挿入される。そして、接続端部11aの基端部に対し該接続端部11aが挿入されるコイル挿入部25は周方向にずれた位置に配置されているため、図8に示すように、コイル挿入部25に挿入された接続端部11aは、ステータ3におけるホルダ5側の端面とホルダ5の設置面28との間で軸方向に対して傾斜した状態となる。即ち、コイル挿入部25に挿入された接続端部11aは、径方向から見て第1コイル保持部26から第2コイル保持部27にかけて軸方向に傾斜した状態となる。また、各接続端部11aの基端部は、ティース部7の基端部付近にあるとともに、コイル挿入部25はホルダ本体部21の外周縁から径方向内側に向かって凹設されているため、各接続端部11aは、挿入されるコイル挿入部25に近づくに連れて内周側に向かうように配置される。そのため、各コイル挿入部25に収容された2本の接続端部11aのうち外周側に配置された接続端部11aは、ステータ3側の装着面22付近で第1コイル保持部26と径方向に対向するとともに、設置面28付近で、第1コイル保持部26よりも径方向内側に設けられた第2コイル保持部27と径方向に対向する。従って、各コイル挿入部25に収容された2本の接続端部11aのうち外周側に配置された接続端部11aは、ステータ3側の装着面22付近で第1コイル保持部26にて外周側への移動が規制されるとともに、設置面28付近で第2コイル保持部27にて外周側への移動が規制される。即ち、各コイル挿入部25に収容された2本の接続端部11aのうち外周側に配置された接続端部11aは、第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27によって軸方向にずれた2箇所で径方向外側への移動が規制されて、コイル挿入部25内に保持される。そして、各コイル挿入部25に収容された2本の接続端部11aのうち内周側に配置された接続端部11aは、外周側に配置された接続端部11aによって外周側への移動が規制されて、コイル挿入部25内に保持される。
Each
尚、図9に示すように、ステータ3の軸方向の片側端部から引き出された接続端部11aは、ステータコア6におけるホルダ5側の軸方向の端面とコイル挿入部25との間の傾斜した部位が、案内斜面31に沿うように配置されている。このように、接続端部11aは、案内斜面31に沿って配置されることにより、該案内斜面31によってコイル挿入部25へと案内されるとともに、接続端部11aにおける先端側の部位がコイル挿入部25内でより安定した姿勢を維持することができる。
As shown in FIG. 9, the
図3(a)に示すように、ホルダ5の設置面28上に配置された各ターミナル15は、導電性を有する金属板材の複数個所を屈曲して形成されている。4つのターミナル15のうち図中上側に配置された3つのターミナル15a〜15cは、それぞれ帯状のターミナル本体部41を有する。そして、各ターミナル15a〜15cのターミナル本体部41は、それぞれ図3(a)における上側の一端部に外部からの電力供給が可能なコネクタ部42が形成されるとともに、他端部に、図3(a)中上側の3つのコイル挿入部25と軸方向に並ぶように結線部43が形成されている。また、図中下側に配置されたターミナル15dの帯状のターミナル本体部41には、図3(a)中下側の3つのコイル挿入部25と軸方向に並ぶように該ターミナル本体部41の両端部及び略中央部の3箇所に結線部43が一体に形成されている。
As shown in FIG. 3A, each terminal 15 arranged on the
結線部43は、ブラシレスモータ1のステータ3に巻装されたコイル11(即ちU相コイル12、V相コイル13及びW相コイル14)の接続端部11aを結線するためのものである(図2(a)及び図2(b)参照)。各結線部43は、前記ホルダ本体部21に形成されたコイル挿入部25に沿う形状とされており、ターミナル15がホルダ本体部21の設置面28に設定されたときに径方向外側に向けて開口するように形成されている。
The
図10(a)及び図10(b)に示すように、各結線部43は、ターミナル本体部41の長手方向の端部(若しくは長手方向の端部以外の一部分)を、被覆部材10bが除去された接続端部11aを挟み込むようにU字状に折り返した形状をなしている。そして、このようにターミナル本体部41を折り返して形成されたことにより、各結線部43は、互いに対向する一対のコイル接続部43a,43bを有する。各結線部43における一対のコイル接続部43a,43bは、互いに平行をなすとともに、これらコイル接続部43a,43b間の幅は、導線10の外径と略等しい幅とされている。
As shown in FIG. 10A and FIG. 10B, each connecting
また、図3(b)に示すように、ターミナル15aには、ホルダ5側に突出するように固定片44が延設されるとともに、ホルダ本体部21には、ターミナル15aの固定片44に対応する位置に固定孔32が形成されている。そして、ターミナル15aは、固定片44が固定孔32に嵌入されることにより、ホルダ5に固定されている。同様に、ターミナル15b〜15dも、ホルダ5側に突出する固定片44(図示略)が延設されるとともに、ホルダ本体部21には、ターミナル15b〜15dの固定片44に対応する位置に固定孔32(図4(a)参照)がそれぞれ形成されている。そして、ターミナル15b〜15dは、固定片44が対応する固定孔32にそれぞれ嵌入されることにより、ホルダ5に固定されている。また、ホルダ本体部21において、ターミナル15a〜15cの近傍には、ターミナル15a〜15cのターミナル本体部41を板厚方向の両側から支持する複数の支持壁33が設けられている。
As shown in FIG. 3B, the
上記したように各ターミナル15a〜15dがホルダ5に固定された状態においては、各ターミナル15a〜15dの結線部43は、図1(a)に示すようにブラシレスモータ1の中心軸線上に中心を有する同一円上に配置される。そして、各ターミナル15の各結線部43には、ステータ3から引き出されてコイル挿入部25に挿入された接続端部11aがそれぞれ結線される。本実施形態では、各結線部43内に配置された2本ずつの接続端部11aは、アーク溶接にて結線部43と結線される。詳述すると、結線部43内(一対のコイル接続部43a,43b間)に接続端部11aが配置された後に、図10(a)及び図10(b)に二点差線にて図示したように、結線部43の開口部が閉塞されるように(一方のコイル接続部43bに対して他方のコイル接続部43aが近づくように)結線部43が屈曲される(かしめられる)。その後、結線部43に対し接続端部11aの先端側からアーク溶接が施されて接続端部11aと結線部43とが接合される。尚、図8に示すように、接続端部11aと結線部43とをアーク溶接にて接合する際、各接続端部11aは、ホルダ5に設けられた第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27によってコイル挿入部25内に保持されているため、結線部43の外部に飛び出し難くなっている。そのため、接続端部11aと結線部43との接合がより確実に行われる。
As described above, in a state where the
そして、各結線部43にそれぞれ接続端部11aが結線されることにより、ブラシレスモータ1においては、各コネクタ部42から供給される外部電力が、ターミナル15を介してU相コイル12、V相コイル13、W相コイル14に供給可能となる。
Then, by connecting the
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)第1コイル挿入隙間29及び第2コイル挿入隙間30は、何れも周方向の幅が接続端部11aの外径Dよりも大きく形成されているため、接続端部11aは、径方向外側の開口部から第1コイル挿入隙間29及び第2コイル挿入隙間30を通って容易にコイル挿入部25内に挿入される。そして、結線部43に接続端部11aを保持するための構成を設ける等、結線部43を複雑な形状としなくてもよいため、U字状の簡易な形状の結線部43内に接続端部11aを容易に配置することができる。また、接続端部11aは、コイル挿入部25内で第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27よりも径方向内側に配置され、軸方向にずれた2箇所で第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27と径方向に対向している。そのため、接続端部11aに対して同接続端部11aを径方向外側に移動させるような力が作用した場合、同接続端部11aは第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27に当接することによりコイル挿入部25の外に出ることが抑制される。よって、第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27によって接続端部11aはコイル挿入部25内に保持される。その結果、接続端部11aは、コイル挿入部25と軸方向に並んで配置されたターミナル15の結線部43内に安定して保持される。そして、接続端部11aが結線部43内に安定して保持された状態で接続端部11aと結線部43との接続がなされることにより、溶接不良が低減される。その結果、不良品を低減させることができる。
As described above, the present embodiment has the following effects.
(1) Since both the first
(2)接続端部11aにおいてステータコア6におけるホルダ5側の面とホルダ5の設置面28との間で傾斜した部分は、ホルダに設けられた案内斜面31に沿って配置されるため、接続端部11aの配置状態がより安定する。
(2) Since the portion of the
(3)コイル挿入部25には径方向外側の開口部から接続端部11aが挿入されるため、第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27の径方向外側の角部が円弧状に形成されていると、接続端部11aを、第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27の円弧状の角部に沿って容易にコイル挿入部25内に挿入することができる。また、接続端部11aのコイル挿入部25への挿入時に、第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27によって接続端部11aが損傷されることが抑制される。
(3) Since the connecting
(4)接続端部11aが挿入されるコイル挿入部25は、合成樹脂製のホルダ5に形成されており、接続端部11aと結線部43との接合時に径方向外側の開口部が周方向に開く可能性は低い。このようなコイル挿入部25の周方向の両側に、接続端部11aの径方向外側への移動を規制する第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27を設けることにより、より確実に接続端部11aの径方向外側への移動を抑制することができる。
(4) The
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・コイル挿入部25の周方向の両側に設けられる2つのコイル保持部は、ホルダ5を軸方向から見た場合に、2つのコイル保持部間の隙間が接続端部11aの外径よりも小さくなるように形成されてもよい。図11(a)及び図11(b)に示す例では、第1コイル保持部51及び第2コイル保持部52は、コイル挿入部25の周方向の両側に径方向位置が同じとなるように、且つ軸方向に互いにずれた位置に形成されている。そして、第1コイル保持部51とコイル挿入部25の内周面との間の第1コイル挿入隙間53の周方向の幅W3は、接続端部11aの外径Dよりも若干大きな値に設定されるとともに、第2コイル保持部52とコイル挿入部25の内周面との間の第2コイル挿入隙間54の周方向の幅W4は、接続端部11aの外径Dよりも若干大きな値に設定されている。更に、第1コイル保持部51と第2コイル保持部52とは、軸方向に離間しており、互いの間に、接続端部11aの外径Dよりも大きな幅W5を有する挿入隙間55が設けられている。また、ホルダ5を軸方向から見ると(ホルダ本体部21の軸方向であって固定されるステータ3の軸方向に同じ)、第1コイル保持部51と第2コイル保持部52との間の隙間56は、周方向の幅W6が接続端部11aの外径Dよりも小さい。そして、接続端部11aは、コイル挿入部25の径方向外側の開口部から、第1コイル挿入隙間53、挿入隙間55及び第2コイル挿入隙間54を順に通ってコイル挿入部25の奥まで挿入される。ホルダ5を軸方向から見ると第1コイル保持部51と第2コイル保持部52との間の隙間56は、周方向の幅W6が接続端部11aの外径よりも小さいことから、コイル挿入部25内に挿入された2本の接続端部11aのうち外周側の接続端部11aは、軸方向にずれた2箇所で第1コイル保持部51及び第2コイル保持部52と径方向に対向する。このようにすると、上記実施形態の(1)及び(4)と同様の作用効果を得ることができる。更に、第1コイル保持部51と第2コイル保持部52との間を通って接続端部11aがコイル挿入部25の外に出ることがより抑制される。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
The two coil holding portions provided on both sides in the circumferential direction of the
・上記実施形態では、第1コイル保持部26におけるコイル挿入部25側且つ径方向外側の角部は、軸方向から見た形状が周方向に膨らむ円弧状(R形状)をなしている。同様に、各第2コイル保持部27におけるコイル挿入部25側且つ径方向外側の角部は、軸方向から見た形状が周方向に膨らむ円弧状(R形状)をなしている。しかしながら、第1コイル保持部26及び第2コイル保持部27におけるコイル挿入部25側且つ径方向外側の角部の形状は、円弧状に限らず、例えば、直角状や、面取りがなされた形状とされてもよい。
In the embodiment described above, the
・上記実施形態では、ホルダ5は、コイル挿入部25の側方に案内斜面31を備えているが、案内斜面31を備えない構成であってもよい。
・第1コイル挿入隙間29の周方向の幅W1及び第2コイル挿入隙間30の周方向の幅W2は、上記実施形態の値に限らず、接続端部11aの外径D以上の大きさに設定されればよい。
In the above-described embodiment, the
The width W1 in the circumferential direction of the first
・上記実施形態では、結線部43の開口部が閉塞されるように一方のコイル接続部43bに対して他方のコイル接続部43aが近づくように屈曲した(かしめた)後に、結線部43と接続端部11aとが接合される。しかしながら、結線部43は、U字状の状態のまま接続端部11aと接合されてもよい。
In the above embodiment, after the other
・上記実施形態では、結線部43と接続端部11aとの接合は、アーク溶接にて行われているが、これに限らない。結線部43と接続端部11aとの接合は、アーク溶接以外の溶融溶接(TIG溶接、レーザ溶接等)、抵抗溶接等のうち何れかの方法で行われてもよい。
-In above-mentioned embodiment, joining of the
・上記実施形態では、結線部43は、ターミナル本体部41の長手方向の端部(若しくは長手方向の端部以外の一部分)をU字状に折り返した形状とされている。しかしながら、結線部43は、ターミナル本体部41の一部(長手方向の端部も含む)を折り返した簡易な形状であれば、コ字状や、V字状等、U字状以外の形状とされてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、結線部43には、それぞれ2本ずつの接続端部11aが結線されるが、結線部43に結線される接続端部11aは1本であってもよい。
・上記実施形態では、ホルダ5には、4つのターミナル15が固定されるとともに、これら4つのターミナル15には合計6つの結線部43が備えられている。しかしながら、ホルダ5に固定されるターミナル15の数及び結線部43の数はこれに限らず、ステータ3の構成に応じて適宜変更してもよい。
In the above-described embodiment, two
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、車両操舵軸の作動をアシストするためのパワーステアリング装置に備えられるブラシレスモータ1を例に本発明を説明したが、他の用途のブラシレスモータに本発明を具体化してもよい。 In the above embodiment, the present invention has been described by taking the brushless motor 1 provided in the power steering device for assisting the operation of the vehicle steering shaft as an example. However, the present invention may be embodied in a brushless motor for other uses. .
2…ハウジング、3…ステータ、4…ロータ、5…ホルダ、6…ステータコア、7…ティース部、11…コイル、11a…接続端部、12…コイルとしてのU相コイル、13…コイルとしてのV相コイル、14…コイルとしてのW相コイル、15,15a〜15d…ターミナル、25…コイル挿入部、26,51…第1コイル保持部、27,52…第2コイル保持部、29,53…第1コイル挿入隙間、30,54…第2コイル挿入隙間、31…案内斜面、43…結線部、56…隙間、D…接続端部の外径、W1…第1コイル挿入隙間の周方向の幅、W2…第2コイル挿入隙間の周方向の幅。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Housing, 3 ... Stator, 4 ... Rotor, 5 ... Holder, 6 ... Stator core, 7 ... Teeth part, 11 ... Coil, 11a ... Connection end part, 12 ... U-phase coil as a coil, 13 ... V as a coil Phase coil, 14 ... W phase coil as coil, 15, 15a to 15d ... terminal, 25 ... coil insertion part, 26, 51 ... first coil holding part, 27, 52 ... second coil holding part, 29, 53 ... First coil insertion gap, 30, 54 ... second coil insertion gap, 31 ... guide slope, 43 ... connection portion, 56 ... gap, D ... outer diameter of connection end, W1 ... circumferential direction of first coil insertion gap Width, W2... Circumferential width of the second coil insertion gap.
Claims (5)
前記ターミナルは、径方向外側から前記接続端部が挿入される結線部を有し、
前記ホルダは、前記結線部と軸方向に並ぶ位置に形成され軸方向に貫通し且つ径方向外側に開口したコイル挿入部と、前記コイル挿入部の周方向の一方側に軸方向から見て前記コイル挿入部の内周面との間に前記接続端部の外径よりも周方向の幅が大きい第1コイル挿入隙間を有するように形成された第1コイル保持部と、前記コイル挿入部の周方向の他方側に軸方向から見て前記コイル挿入部の内周面との間に前記接続端部の外径よりも周方向の幅が大きい第2コイル挿入隙間を有するように形成された第2コイル保持部とを有し、
前記接続端部は、前記コイル挿入部内で前記第1コイル保持部及び前記第2コイル保持部よりも径方向内側に配置され、軸方向にずれた2箇所で前記第1コイル保持部及び前記第2コイル保持部と径方向に対向することを特徴とするステータ。 A substantially cylindrical stator core having a plurality of radially extending teeth portions, and a plurality of coils wound around each of the teeth portions by concentrated winding, and having a connection portion to which the connection end portions of the coils are connected A stator made of an insulating resin material holding a plurality of terminals is fixed,
The terminal has a connection portion into which the connection end portion is inserted from a radially outer side,
The holder includes a coil insertion portion that is formed at a position aligned with the connection portion in the axial direction, penetrates in the axial direction, and opens to the outside in the radial direction, and the one side in the circumferential direction of the coil insertion portion as viewed from the axial direction A first coil holding portion formed so as to have a first coil insertion gap having a circumferential width larger than an outer diameter of the connection end portion between the inner peripheral surface of the coil insertion portion and the coil insertion portion; The second coil insertion gap is formed on the other side in the circumferential direction so as to have a second coil insertion gap having a width in the circumferential direction larger than the outer diameter of the connection end portion between the inner circumferential surface of the coil insertion portion when viewed from the axial direction. A second coil holding part,
The connection end portion is disposed radially inward of the first coil holding portion and the second coil holding portion in the coil insertion portion, and the first coil holding portion and the first coil are displaced in two axial directions. A stator characterized by facing the two-coil holding portion in the radial direction.
前記接続端部は、前記ステータコアにおける前記ホルダ側の軸方向の端面と、該接続端部が挿入される前記コイル挿入部との間で軸方向に対して傾斜した部位を有し、
前記ホルダにおける前記ステータコア側の端部には、前記接続端部の傾斜に応じて傾斜し前記接続端部を前記コイル挿入部へと案内する案内斜面が形成されていることを特徴とするステータ。 The stator according to claim 1,
The connection end portion has a portion inclined with respect to the axial direction between the axial end surface on the holder side of the stator core and the coil insertion portion into which the connection end portion is inserted,
The stator is characterized in that a guide slope is formed at an end of the holder on the side of the stator core, which is inclined according to the inclination of the connection end and guides the connection end to the coil insertion portion.
前記第1コイル保持部及び前記第2コイル保持部は、径方向外側の角部が円弧状をなしていることを特徴とするステータ。 The stator according to claim 1 or 2,
The first coil holding portion and the second coil holding portion have a radially outer corner portion having an arc shape.
前記ホルダを軸方向から見ると、前記第1コイル保持部と前記第2コイル保持部との間の隙間は、前記接続端部の外径よりも小さいことを特徴とするステータ。 The stator according to any one of claims 1 to 3,
When the holder is viewed from the axial direction, a gap between the first coil holding portion and the second coil holding portion is smaller than an outer diameter of the connection end portion.
前記ハウジングの内周面に固定された請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のステータと、
前記ステータの内側に配置され、前記コイルへの通電により前記ステータに対して相対回転すされるロータと、
を備えたことを特徴とするブラシレスモータ。 A bottomed cylindrical housing;
The stator according to any one of claims 1 to 4, which is fixed to an inner peripheral surface of the housing;
A rotor disposed inside the stator and rotated relative to the stator by energization of the coil;
A brushless motor characterized by comprising:
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