JP5894036B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスモータに関するものである。

従来、ブラシレスモータには、電磁鋼板からなるコアシートを軸方向に積層してそのステータコアを形成したものがある（例えば、特許文献１）。こうしたブラシレスモータでは、例えばコアシートを周方向に回転させつつ積層し、所謂スキュー構造としてステータのスロット数とロータの極数と関するコギングトルクを小さくすること等が提案されている。

特開２０１０−７５０２７号公報

ところで、上記のようなブラシレスモータにおいて、ステータコアは、一般的に圧入又は焼き嵌めにより筒状のケースの内周面に圧接されて固定される。一方、電磁鋼板は、外部から荷重が作用して応力が生じた状態では、その磁気特性が劣化して鉄損が増加することがある。そのため、上記ブラシレスモータでは、ケースから作用する荷重によってステータコアに応力が生じることで鉄損が増加する虞があり、モータ効率の低下を招く虞があった。

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、モータ効率の低下を抑制することのできるブラシレスモータを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、筒状の固定部材と、前記固定部材の周面に固定されるステータと、前記ステータと径方向に対向配置されるロータとを備え、前記ステータは、径方向に延びる複数のティースを有するステータコア、及び前記ティース間のスロットに配置されるとともに前記ティースに巻装される巻線を有し、前記ステータコアは、複数のコアシートが周方向に回転されつつ軸方向に積層されてなるとともに前記固定部材の周面に圧接されて保持されたブラシレスモータであって、前記コアシートには、前記固定部材の周面との接触面積を小さくする複数の形状変化部が周方向に間隔を空けて形成されており、前記スロットの数をｍ個とした場合に、前記コアシートにおける前記ティースの径方向端部同士を繋ぐ環状部には、積層されるコアシート同士を固定するための固定部が、前記コアシートが回転される角度と３６０°との公約数の角度間隔で、ｍ個よりも少ない数だけ形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、複数のコアシートが周方向に回転されつつ軸方向に積層されてなるため、コギングトルクを小さくすることが可能になる。そして、上記構成では、形状変化部が形成されることで、ステータコアの一部にのみ固定部材から荷重が作用するようになるため、ステータコアに生じる応力を全体として低減することが可能になる。したがって、ステータコアを固定部材の周面に圧接させて固定しても鉄損が増加し難くなり、モータ効率の低下を抑制することができる。

また、コアシートの環状部には、積層されるコアシート同士を固定するための固定部が、コアシートが回転される角度と３６０°との公約数の角度間隔で、ｍ個よりも少ない数だけ形成されるため、ｍ個の固定部が形成されるものに比べて固定部の数を少なくすることができる。なお、固定部を、コアシートが回転される角度と３６０°との最大公約数の角度間隔で形成すれば、固定部の数を最も少なくすることができる。
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、前記ロータの磁極の数をｎ個とした場合に、前記ステータコアは、同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート、又は同一の打ち抜き型で打ち抜かれたままの周方向の角度で予め設定された数だけ積層されたコアシート群が、（ｉ（但しｉは自然数）×ｎ）＜（ｎとｍの最小公倍数）を満たし、且つ、（ｉ×ｎ×ｊ（但しｊは自然数）×（３６０／ｍ））＝（３６０×Ｎ（但しＮは自然数））を満たさないｊの解における１つの解と、スロット間隔角度であるｋとの積の角度だけ周方向に回転されつつ積層されてなることを要旨とする。

上記構成によれば、同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート、又はコアシート群を、上記した角度だけ周方向に回転させつつ積層することで、ステータコアのコアシートの精度（特にティースの先端毎の精度）によるコギングトルク特性の悪化を相殺させて良好に緩和することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、前記形状変化部は、前記コアシートが回転される角度と３６０°との公約数の角度間隔で形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、形状変化部はコアシートが回転される角度（ｊ×ｋ）だけ周方向に間隔を空けて形成されるため、積層されたコアシートの各形状変化部が軸方向に沿って並置されるようになる。したがって、固定部材からコアシートに作用する荷重の周方向位置が同じになり、積層されたコアシートのそれぞれに対して均等に荷重が作用するようになる。これにより、軸方向においてティース先端とロータとのエアギャップがばらつくことを抑制でき、例えばコギングトルクの悪化を緩和することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータコアは、前記コアシート、又は前記コアシート群が、（ｎ×ｋ）と３６０との最小公倍数を（ｎ×ｋ）で割り算した値の倍数の数だけ積層されてなることを要旨とする。

上記構成によれば、ステータコアのコアシートの精度（特にティースの先端毎の精度）によるコギングトルク特性の悪化をバランス良く相殺させて良好に緩和することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記各形状変化部は、該各形状変化部の前記ティースに対する位置が同一となるように形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、各形状変化部のティースに対する位置が全て同じになるため、コアシートを積層する際に、形状変化部を基準として、容易にコアシートを周方向に所定角度だけ回転させることができる。これにより、コアシートに周方向の位置決めをするための位置決め部を別途形成せずともよくなり、コアシートの形状が複雑化することを抑制できる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記形状変化部は、波形状とされたことを要旨とする。
上記構成によれば、形状変化部が固定部材の周面に対して点接触するようになるため、ステータコアに生じる応力を全体としてより低減することが可能になる。

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において、前記形状変化部における波形状の径方向外側に突出した部分の先端は、前記ティースの周方向中央位置と径方向において対向した位置に形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、形状変化部における波形状の先端が、比較的剛性の強くなる位置であるティースの周方向中央位置と対向した位置に形成されるため、該先端が他の位置と対向する場合に比べ、固定部材の周面に圧接させることによってステータコアが変形することを抑制できる。これにより、ステータコアの歪みを小さくして該ステータコアに生じる応力を全体としてより一層低減することが可能になる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記固定部は、前記ティースの周方向中央位置と径方向において対向した位置に形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、固定部は、環状部において最も剛性の強くなる位置であるティースの周方向中央位置と対向した位置に形成されるため、例えば、その成形時等にコアシートが撓んでしまうことを抑えることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記固定部材は、筒状のケースであり、前記ステータコアは、前記ティースの径方向外側端部同士を繋ぐ環状部が前記ケースの周面である内周面に圧接されて保持されたことを要旨とする。

上記構成によれば、ケースの内周面にステータコアが固定されたインナロータ型のブラシレスモータにおいて、ステータコアに作用する荷重を全体として低減することが可能になり、モータ効率の低下を抑制することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記巻線は、複数のセグメント導体同士が電気的に接続されて構成されるセグメント巻線であり、前記スロットには前記セグメント導体が径方向に沿って並ぶように配置されることを要旨とする。

上記構成によれば、巻線はセグメント巻線であり、スロットにはセグメント導体が径方向に沿って並ぶように配置されるため、ティースは、その周方向の幅に対して径方向の長さが大幅に長いものとなる。このような構成では、ステータコアのコアシートの精度（特にティースの精度）によるコギングトルク特性の悪化がより顕著となり易いが、それを良好に緩和することができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ティースの前記巻線が巻装される部分は、前記ロータと対向する側ほど周方向の幅が狭くなる縮幅部とされたことを要旨とする。

上記構成によれば、ティースの巻線が巻装される部分が、ロータと対向する側ほど周方向の幅が狭くなる縮幅部とされた構成では、ステータコアのコアシートの精度（特にティースの精度）によるコギングトルク特性の悪化がより顕著となり易いが、それを良好に緩和することができる。

本発明によれば、モータ効率の低下を抑制することができる。

一実施形態におけるブラシレスモータの軸方向に沿った断面図。 （ａ）は一実施形態におけるブラシレスモータの軸方向と直交する断面図。（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図。 一実施形態におけるステータの拡大断面図。 一実施形態におけるステータコアの側面図。 （ａ），（ｂ）は一実施形態におけるブラシレスモータ（ステータコア）の製造方法を説明するための平面図。 角度−コギングトルク特性図。 （ａ），（ｂ）は別例におけるステータの拡大断面図。 （ａ），（ｂ）は別例におけるブラシレスモータ（ステータコア）の製造方法を説明するための平面図。

以下、本発明をインナロータ型のブラシレスモータに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ブラシレスモータ１の固定部材としてのケース２は、有底筒状に形成された筒状ハウジング３と、該筒状ハウジング３のフロント側（図１中、左側）の開口部を閉塞するフロントエンドプレート４とを有している。また、筒状ハウジング３のリア側（図１中、右側）の端部には、回路基板等の電源回路を収容した回路収容ボックス５が取着されている。

また、ブラシレスモータ１は、ケース２（詳しくは筒状ハウジング３）の内周面に固定されるステータ６を備えている。
図２（ａ），（ｂ）に示すように、ステータ６のステータコア７は、電磁鋼板からなる複数のコアシート１１〜１６が軸方向に積層されてなり、環状部２１と該環状部２１から径方向内側に延びるｍ個のティース２２とを有する。本実施形態では、ティース２２は、６０個形成されており（ｍ＝６０）、ティース２２間に形成されるスロットＳの数ｍも６０個とされている。また、ティース２２において、後述するセグメント巻線３１が巻装される部分は、径方向内側ほど周方向の幅が狭くなる縮幅部２２ａとされている。なお、ティース２２における縮幅部２２ａよりも径方向内側には、周方向両側に僅かに突出した形状のロータ対向部２２ｂが形成されている。そして、ステータコア７は、図１に示すように、ティース２２の径方向外側端部同士を繋ぐ環状部２１が筒状ハウジング３の内周面に圧接されて保持されている。

図１及び図２（ａ）に示すように、ステータコア７のティース２２には、巻線としてのセグメント巻線３１が巻装されている。詳しくは、セグメント巻線３１は、複数のセグメント導体３２同士が電気的に接続されて構成される３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）Ｙ結線の巻線である。なお、セグメント導体３２は、同一断面形状の線材から成形してなるものであって、周方向位置の異なるスロットＳを貫通するとともにスロットＳ内において異なる径方向位置（内側と外側）に配置される２本の直線部と、それら直線部を繋ぐ連結部とを有する略Ｕ字状に形成されたものである。また、スロットＳ内にはセグメント導体３２（その直線部）が径方向に沿って４つ並ぶように配置されている。さらに、セグメント巻線３１は、主に上記した略Ｕ字状のセグメント導体３２にて構成されるが、その一部であって例えば巻線端部（電源接続端子や中性点接続端子等）となるものは、特殊な種類の（例えば、直線部が１つだけの）セグメント導体が用いられる。

また、ブラシレスモータ１は、ステータ６の内側に配置されたロータ４１を備えている。本実施形態のロータ４１は、コンシクエントポール型構造のロータとして構成されている。詳しくは、図１及び図２（ａ）に示すように、ロータ４１は、円柱状の回転軸４２の外周に固定されたロータコア４３と、ロータコア４３の外周に固定された複数（本実施形態では、５個）の永久磁石４４とを備えている。回転軸４２は、ケース２に設けられた一対の軸受４５ａ，４５ｂにより回転可能に支持されている。

ロータコア４３は、複数のロータコアシート４６が積層されてなり、略円柱状に形成されている。ロータコア４３の中心部には、回転軸４２を圧入するための貫挿孔４７が軸方向に貫通して形成されている。また、ロータコア４３の外周面には、永久磁石４４が固定される複数（本実施形態では、５個）の固定凹部４８が軸方向の全体に亘って形成されるとともに、周方向に等角度間隔で設けられている。そして、ロータコア４３の外周面には、この固定凹部４８が形成されることで、固定凹部４８間に複数（本実施形態では、５個）の突極４９が形成されている。

各固定凹部４８には、突極４９との間に周方向の空隙を以て永久磁石４４が固定されている。各永久磁石４４は、ロータコア４３に対して、径方向内側の面がＳ極に、径方向外側（ステータ６側）の面がＮ極となるように配置されている。これにより、永久磁石４４に対し周方向に隣り合う突極４９の外側面（ステータ６側の面）は永久磁石４４の外側面と異なる磁極であるＳ極となる。その結果、ロータ４１は、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に配置され、磁極の数ｎが１０個（ｎ＝１０）とされている。

ここで、本実施形態のブラシレスモータ１におけるステータコア７は、コアシート１１〜１６を周方向に所定角度だけ回転させつつ積層されている。
詳述すると、コアシート１１〜１６は、図示しない同一の打ち抜き型で（電磁鋼板から）打ち抜かれている。そして、ステータコア７は、コアシート１１〜１６を、
（ｉ（但しｉは自然数）×ｎ）＜（ｎとｍの最小公倍数）を満たし、且つ、
（ｉ×ｎ×ｊ（但しｊは自然数）×（３６０／ｍ））＝（３６０×Ｎ（但しＮは自然数））を満たさないｊの解における１つの解と、スロットＳの間隔角度であるｋ（即ち３６０°／ｍ）との積の角度だけ周方向に回転させつつ積層することにより形成されている。

本実施形態では、スロットＳの数ｍが６０（ｍ＝６０）で、磁極の数ｎが１０（ｎ＝１０）であるため、
（ｉ（但しｉは自然数）×ｎ）＜（ｎとｍの最小公倍数）を満たすという条件より、
（ｉ（但しｉは自然数）×１０）＜６０を満たすことになり、
更にｉ（但しｉは自然数）＜６を満たすことになり、
ｉの解は、１、２、３、４、５（即ち１〜５の整数）となる。

そして、
（ｉ×ｎ×ｊ（但しｊは自然数）×（３６０／ｍ））＝（３６０×Ｎ（但しＮは自然数））を満たさないという条件より、
（ｉ（但しｉは１〜５の整数）×１０×ｊ（但しｊは自然数）×（３６０／６０））＝（３６０×Ｎ（但しＮは自然数））を満たさないことになり、
更に、ｊ（但しｊは自然数）＝（６×Ｎ（但しＮは自然数））／ｉ（但しｉは１〜５の整数）を満たさないことになり、
ｊ（但しｊは自然数）＝６Ｎ（但しＮは自然数）を満たさず、且つｊ（但しｊは自然数）＝３Ｎ（但しＮは自然数）を満たさず、且つｊ（但しｊは自然数）＝２Ｎ（但しＮは自然数）を満たさず、且つｊ（但しｊは自然数）＝１．５Ｎ（但しＮは自然数）を満たさず、且つｊ（但しｊは自然数）＝１．２Ｎ（但しＮは自然数）を満たさないことになる。

よって、ｊの解は、１、５、７、１１、１３、…となる。
本実施形態では、図示しない同一の打ち抜き型で（電磁鋼板から）打ち抜かれたコアシート１１〜１６は、ｊの解における１つの解である「５」を採用して「５」と、スロットＳの間隔角度であるｋ（本実施形態では３６０°／ｍ＝「６°」）との積の角度である「３０°」だけ周方向に回転させつつ積層されている。

また、ステータコア７は、コアシート１１〜１６が、（ｎ×ｋ）と３６０との最小公倍数を（ｎ×ｋ）で割り算した値の倍数の数だけ積層されている。
詳しくは、本実施形態では、磁極の数ｎが１０（ｎ＝１０）で、スロットＳの間隔角度であるｋ（即ち３６０°／ｍ）が６°（ｋ＝６）であるため、（１０×６）と３６０との最小公倍数（即ち３６０）を（１０×６）で割り算した値（即ち６）の倍数である２４枚だけコアシート１１〜１６が積層されてステータコア７が形成されている。

また、図２（ｂ）に示すように、本実施形態のコアシート１１〜１６における環状部２１には、積層されるコアシート１１〜１６同士を固定するための固定部としての圧入凹部５１及び圧入凸部５２が周方向に等角度間隔で形成されている。圧入凹部５１及び圧入凸部５２は、環状部２１において、ティース２２の周方向中央位置と対応した位置、即ち径方向において対向する位置に形成されている。なお、圧入凹部５１は、コアシート１１〜１６の上面（図２（ｂ）中、上面）に形成され、圧入凸部５２は、圧入凹部５１と周方向に同じ位置でコアシート１１〜１６の下面（図２（ｂ）中、下面）に形成されている。そして、積層装置６１上に積層されたコアシート１１〜１６は、上方のコアシートの圧入凸部５２が下方のコアシートの圧入凹部５１に圧入（かしめ）されることで、上下で互いに固定されている。圧入凹部５１及び圧入凸部５２は、コアシート１１〜１６が下方のコアシート１１〜１６に対して回転される角度（ｊ×ｋ）である３０°と３６０°との公約数の角度間隔で、ティース２２及びスロットＳの数であるｍ個（＝６０個）よりも少ない数だけ形成されている。具体的には、圧入凹部５１及び圧入凸部５２は、コアシート１１〜１６が下方のコアシート１１〜１６に対して回転される角度である３０°と３６０°との最大公約数の角度間隔である３０°間隔で、１２箇所に形成されている。

さらに、コアシート１１〜１６の外周面には、筒状ハウジング３の内周面との接触面積を小さくする複数の形状変化部５３が周方向に間隔を空けて形成されている。
詳述すると、図３に示すように、形状変化部５３は、コアシート１１〜１６が回転される角度（ｊ×ｋ）である３０°と３６０°との公約数の角度間隔で形成されている。本実施形態では、形状変化部５３は、コアシート１１〜１６が下方のコアシート１１〜１６に対して回転される角度である３０°と３６０°との最大公約数の角度間隔である３０°間隔で、１２箇所に形成されている。これにより、各形状変化部５３はそのティース２２に対する位置が同一となるとともに、図４に示すように、コアシート１１〜１６の各形状変化部５３が軸方向に沿って並置されている。また、図３に示すように、形状変化部５３は、複数（本実施形態では、一対）の円弧状の凹凸を組み合わせてなる波形状とされている。そして、形状変化部５３における波形状の径方向外側に突出した部分の先端５３ａは、ティース２２の周方向中央位置と径方向において対向した位置に形成されている。

次に、ブラシレスモータ（ステータコア）の製造方法について説明する。
本実施形態のステータコアの製造方法は、上記（ｊ×ｋ）の角度だけ周方向に回転させつつ積層してステータコア７を形成する「回転積層工程」を備えている。

具体的には、まず図示しない打ち抜き型で（電磁鋼板から）打ち抜かれたコアシート１１を、図５（ａ）に示すように、「回転積層工程」を行うための積層装置６１に配置する。このとき、６０個のティース２２の内の打ち抜き型の特定の部分で打ち抜かれたティース２２ｚが積層装置６１の特定の位置（図５（ａ）中、真上の位置）に配置されるようにする。

次に、コアシート１１を打ち抜いたものと同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート１２を、図５（ｂ）に示すように、積層装置６１に配置する。このとき、コアシート１２は、前回配置されたコアシート１１上に配置される。そして、このとき、６０個のティース２２の内の打ち抜き型の特定の部分で打ち抜かれたティース２２ｚが積層装置６１の特定の位置（図５（ｂ）中、真上の位置）から周方向（図中、時計回り方向）に３０°回転した位置に配置されるようにする。

次に、コアシート１１，１２を打ち抜いたものと同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート１３を、積層装置６１に配置する（図示略）。このとき、コアシート１３は、前回配置されたコアシート１２上に配置される。そして、このとき、６０個のティース２２の内の打ち抜き型の特定の部分で打ち抜かれたティース２２ｚが配置したコアシート１２から３０°、即ち積層装置６１の特定の位置（図５（ａ）中、真上の位置）から周方向（図中、時計回り方向）に６０°回転した位置に配置されるようにする。

次に、コアシート１１，１２，１３を打ち抜いたものと同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート１４を、積層装置６１に配置する（図示略）。このとき、コアシート１４は、前回配置されたコアシート１３上に配置される。そして、このとき、６０個のティース２２の内の打ち抜き型の特定の部分で打ち抜かれたティース２２ｚが配置したコアシート１３から３０°、即ち積層装置６１の特定の位置（図５（ａ）中、真上の位置）から周方向（図中、時計回り方向）に９０°回転した位置に配置されるようにする。

これを同様に繰り返すことで、コアシート１１〜１６が軸方向に積層されたステータコア７が形成される。なお、コアシート１１〜１６は、コアシート１１〜１６を所定枚数積層するごとに、又はコアシート１１〜１６を全て積層した後に上方のコアシートの圧入凸部５２を下方のコアシートの圧入凹部５１に圧入することで、上下（積層方向）で互いに固定される。そして、ティース２２にセグメント巻線３１が巻回された後に、圧入又は焼き嵌めによりステータコア７が筒状ハウジング３の内周面に固定される。その後、ステータ６の内周にロータ４１が配置されることでブラシレスモータ１が製造される。

次に、上記のように構成されたブラシレスモータ１の作用について説明する。
上記ブラシレスモータ１では、回路収容ボックス５内の電源回路からセグメント巻線３１に駆動電流が供給されると、ステータ６でロータ４１を正回転又は逆回転させるための回転磁界が発生され、ティース２２とロータ４１間で磁束が授受されつつロータ４１が回転駆動される。そして、各磁極（磁石磁極である永久磁石４４、及び疑似磁極である突極４９）がティース２２の先端（ロータ対向部２２ｂ）の近傍を横切る際の磁束の流れの変化により、図６に示す特性Ｘのコギングトルクが発生する。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）コアシート１１〜１６に、筒状ハウジング３の内周面との接触面積を小さくする複数の形状変化部５３が周方向に間隔を空けて形成したため、ステータコア７をケース２（筒状ハウジング３）の内周面に固定する際に、該ステータコア７の一部にのみ筒状ハウジング３から荷重が作用するようになる。これにより、ステータコア７に生じる応力を全体として低減することができ、電磁鋼板からなるコアシート１１〜１６の磁気特性が劣化することが抑制できる。したがって、インナロータ型のブラシレスモータ１において、ステータコア７をケース２の内周面に圧接させて固定しても鉄損が増加し難くなり、モータ効率の低下を抑制することができる。

（２）同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート１１〜１６を、上記した角度（本実施形態では３０°）だけ周方向に回転させつつ積層することで、ステータコア７のコアシート１１〜１６の精度（特にティース２２の先端のロータ対向部２２毎の精度）によるコギングトルク特性の悪化を相殺させて良好に緩和することができる。即ち、コアシート１１〜１６を回転させずに積層すると、特にコアシート１１〜１６におけるティース２２毎の形状ばらつきにより、コギングトルク特性が悪化する虞があるが、図６に示すように１枚でのコギングトルク特性Ｚを周方向にずらすことでコギングトルクの振幅の大きな部分を相殺させて全体のコギングトルクの特性Ｘを良好とすることができる。

（３）形状変化部５３はコアシート１１〜１６が回転される角度（ｊ×ｋ）と３６０°との公約数の角度間隔を空けて形成されるため、積層されたコアシート１１〜１６の各形状変化部５３が軸方向に沿って並置されるようになる。したがって、ケース２からコアシート１１〜１６に作用する荷重の周方向位置が同じになり、コアシート１１〜１６のそれぞれに対して均等に荷重が作用するようになる。これにより、軸方向においてティース２２先端とロータ４１とのエアギャップがばらつくことを抑制でき、例えばコギングトルクの悪化を緩和することができる。また、各形状変化部５３のティース２２に対する周方向の相対位置が全て同じになるため、コアシート１１〜１６を積層する際に、形状変化部５３を基準として、容易にコアシートを周方向に所定角度（本実施形態では３０°）だけ回転させることができる。これにより、コアシート１１〜１６に周方向の位置決めをするための位置決め部を別途形成せずともよくなり、コアシート１１〜１６の形状が複雑化することを抑制できる。

（４）ステータコア７は、コアシート１１〜１６が、（ｎ×ｋ）と３６０との最小公倍数を（ｎ×ｋ）で割り算した値（本実施形態では６）の倍数の数（本実施形態では２４枚）だけ積層されてなるため、ステータコア７のコアシート１１〜１６の精度によるコギングトルク特性の悪化をバランス良く相殺させて良好に緩和することができる。言い換えると、局部的にコギングトルク特性が悪化することを回避することができる。

（５）形状変化部５３を波形状としたことで、該形状変化部５３がケース２の内周面に対して点接触するようになるため、ステータコア７に生じる応力を全体としてより低減することができる。

（６）形状変化部５３における波形状の径方向外側に突出した部分の先端５３ａが、比較的剛性の強くなる位置であるティース２２の周方向中央位置と径方向において対向した位置に形成されるため、該先端５３ａが他の位置と対向する場合に比べ、ケース２の内周面に圧接させることによってステータコア７が変形することを抑制できる。これにより、ステータコア７の歪みを小さくして該ステータコア７に生じる応力を全体としてより一層低減することが可能になる。

（７）コアシート１１〜１６の環状部２１には、圧入凹部５１及び圧入凸部５２が形成され、圧入凹部５１及び圧入凸部５２は、コアシート１１〜１６が下方のコアシート１１〜１６に対して回転される角度である３０°と３６０°との公約数の角度間隔で、ティース２２及びスロットＳの数であるｍ個（＝６０個）よりも少ない数だけ形成される。よって、ｍ個の圧入凹部５１及び圧入凸部５２が形成されるものに比べてこれらの数を少なくすることができる。よって、例えば、積層されるコアシート１１〜１６同士を固定するための圧入凹部５１及び圧入凸部５２を必要以上に多く形成することなく、「回転積層工程」を可能としながら適度な保持力を得ることができる。なお、本実施形態では、圧入凹部５１及び圧入凸部５２は、コアシート１１〜１６が下方のコアシート１１〜１６に対して回転される角度である３０°と３６０°との最大公約数の角度間隔である３０°間隔で１２箇所に形成され、圧入凹部５１及び圧入凸部５２の数を最少としている。また、コギングトルクの特性Ｘは、「回転積層工程」でのコアシート１１〜１６の回転角度を６°、４２°、６６°、７８°等としても得ることができるが、これらの場合、圧入凹部５１及び圧入凸部５２を６°毎に形成する必要が生じるのに対して、本実施形態のように３０°とした場合、これらの数を少なくすることができる。

（８）圧入凹部５１及び圧入凸部５２は、環状部２１において最も剛性の強くなる位置であるティース２２の周方向中央位置と対応した位置に形成されるため、例えば、その成形時等にコアシート１１〜１６が撓んでしまうことを抑えることができる。

（９）ステータコア７は、ティース２２の径方向外側端部同士を繋ぐ環状部２１が筒状ハウジング３の内周面に圧接されて保持されるため、圧接しない構成に比べて、ステータコア７のコアシート１１〜１６の（環状部２１の）外周の精度によるコギングトルク特性の悪化を緩和することができる。

（１０）巻線はセグメント巻線３１であり、スロットＳにはセグメント導体３２（その直線部）が径方向に沿って（本実施形態では４つ）並ぶように配置されるため、ティース２２は、その周方向の幅に対して径方向の長さが大幅に長いものとなる。このような構成では、ステータコア７のコアシート１１〜１６の精度（特にティース２２の精度）によるコギングトルク特性の悪化がより顕著となり易いが、それを良好に緩和することができる。

（１１）本実施形態のようにティース２２のセグメント巻線３１が巻装される部分が、ロータ４１と対向する側ほど周方向の幅が狭くなる縮幅部２２ａとされた構成では、ステータコア７のコアシート１１〜１６の精度（特にティース２２の精度）によるコギングトルク特性の悪化がより顕著となり易いが、それを良好に緩和することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、有底筒状に形成された筒状ハウジング３を用いたが、この底部に相当する部位には筒状ハウジング３と別体の例えば円板状のリヤエンドプレートを用いてもよい。

・上記実施形態では、形状変化部５３を一対の凹凸からなる波形状としたが、これに限らず、例えば図７（ａ）に示すように形状変化部５３を略矩形の凸状としたり、例えば図７（ｂ）に示すように形状変化部５３を略矩形の凹状としたりしてもよい。要は、コアシート１１〜１６（ステータコア７）とケース２の内周面との接触面積を小さくできれば、形状変化部５３の形状は適宜変更可能である。

・上記実施形態において、形状変化部５３の先端５３ａがティース２２の周方向中央位置以外の位置と径方向において対向するように該形状変化部５３を形成してもよい。
・上記実施形態では、形状変化部５３をコアシート１１〜１６が回転される角度（ｊ×ｋ）と３６０°との公約数の角度間隔を空けて形成したが、当該角度間隔以外の任意の角度間隔を空けて形成してもよい。なお、この場合において、各形状変化部５３のティース２２に対する周方向の相対位置が同一となるように形成することで、コアシート１１〜１６を積層する際に、形状変化部５３を基準として、容易にコアシート１１〜１６を周方向に所定角度だけ回転させることができる。これにより、コアシート１１〜１６に周方向の位置決めをするための位置決め部を別途形成せずともよくなり、コアシート１１〜１６の形状が複雑化することを抑制できる。

・上記実施形態では、図示しない同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート１１〜１６を、ｊの解における１つの解である「５」を採用して「５」と、スロットＳの間隔角度であるｋ（実施形態では「６°」）との積の角度である「３０°」だけ周方向に回転させつつ積層してステータコア７を形成するとしたが、他のｊの解を採用してもよい。即ち、上記実施形態におけるｊの解は、１、５、７、１１、１３、…であるため、図８に示すように、例えば、「１」を採用して「１」と、スロットＳの間隔角度であるｋ（実施形態では「６°」）との積の角度である「６°」だけ周方向に回転させつつ積層してステータコア７を形成してもよい。

具体的には、まず図示しない打ち抜き型で（電磁鋼板から）打ち抜かれたコアシート１１を、図８（ａ）に示すように、「回転積層工程」を行うための積層装置６１に配置する。このとき、６０個のティース２２の内の打ち抜き型の特定の部分で打ち抜かれたティース２２ｚが積層装置６１の特定の位置（図８（ａ）中、真上の位置）に配置されるようにする。

次に、コアシート１１を打ち抜いたものと同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート１２を、図８（ｂ）に示すように、積層装置６１に配置する。このとき、コアシート１２は、前回配置されたコアシート１１上に配置される。そして、このとき、６０個のティース２２の内の打ち抜き型の特定の部分で打ち抜かれたティース２２ｚが積層装置６１の特定の位置（図８（ｂ）中、真上の位置）から周方向（図中、時計回り方向）に６°回転した位置に配置されるようにする。

次に、コアシート１１，１２を打ち抜いたものと同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート１３を、積層装置６１に配置する（図示略）。このとき、コアシート１３は、前回配置されたコアシート１２上に配置される。そして、このとき、６０個のティース２２の内の打ち抜き型の特定の部分で打ち抜かれたティース２２ｚが配置したコアシート１２から６°、即ち積層装置６１の特定の位置（図８（ａ）中、真上の位置）から周方向（図中、時計回り方向）に１２°回転した位置に配置されるようにする。

次に、コアシート１１，１２，１３を打ち抜いたものと同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート１４を、積層装置６１に配置する（図示略）。このとき、コアシート１４は、前回配置されたコアシート１３上に配置される。そして、このとき、６０個のティース２２の内の打ち抜き型の特定の部分で打ち抜かれたティース２２ｚが配置したコアシート１３から６°、即ち積層装置６１の特定の位置（図８（ａ）中、真上の位置）から周方向（図中、時計回り方向）に１８°回転した位置に配置されるようにする。

これを同様に繰り返すことで、ステータコア７を形成してもよい。
また、この場合、圧入凹部５１及び圧入凸部５２は、ｍ個、即ち６°毎に形成する。
このようにすると、コアシート１１〜１６の環状部２１には、スロットＳ（ティース２２）と同数であるｍ個の固定部（圧入凹部５１及び圧入凸部５２）が周方向に等角度間隔で形成されるため、各ティース２２に対する固定部の位置が全て同じとなり、固定部によるコギングトルク特性の悪化を防ぐことができる。

また、ｊの解である「７」、「１１」、「１３」等を採用して、「４２°」又は「６６°」又は「７８°」だけコアシート１１〜１６を周方向に回転させつつ積層してステータコア７を形成してもよい。

・上記実施形態では、ステータコア７は、コアシート１１〜１６が、（ｎ×ｋ）と３６０との最小公倍数を（ｎ×ｋ）で割り算した値である６の倍数の数であって、２４枚だけ積層されてなるとしたが、積層する枚数は変更してもよい。この場合、積層する枚数を、１８枚や、３０枚等、６の倍数とすることが好ましく、６の倍数とすれば上記実施形態の効果（４）と同様の効果を得ることができる。また、積層する枚数は、２０枚や４０枚等、６の倍数以外としてもよい。

・上記実施形態では、圧入凹部５１及び圧入凸部５２は、「回転積層工程」でコアシート１１〜１６が回転される角度である３０°と３６０°との最大公約数の角度間隔である３０°間隔で形成されるとしたが、コアシート１１〜１６が回転される角度である３０°と３６０°との公約数の角度間隔であれば、形成する間隔を変更してもよい。例えば、圧入凹部５１及び圧入凸部５２は、１５°間隔で形成してもよいし、１０°間隔で形成してもよい。

・上記実施形態では、圧入凹部５１及び圧入凸部５２は、ティース２２の周方向中央位置と対応した位置に形成されるとしたが、これに限定されず、ティース２２の周方向中央位置と対応した位置から周方向にずれた位置に形成してもよい。

・上記実施形態では、本発明をインナロータ型のブラシレスモータ１に具体化したが、これに限定されず、ステータコアのティースが環状部から径方向外側に延びるアウタロータ型のブラシレスモータに具体化してもよい。なお、この場合には、ステータコアの内周面に形状変化部が形成され、該ステータコアの固定される筒状の固定部材の外周面が周面となる。

・上記実施形態のステータ６は、巻線がセグメント巻線３１のものであるとしたが、これに限定されず、例えば、単純に導線がティースに巻装されてなるものとしてもよい。
・上記実施形態では、ティース２２の巻線（セグメント巻線３１）が巻装される部分が、ロータ４１と対向する側ほど周方向の幅が狭くなる縮幅部２２ａとされるとしたが、これに限定されず、巻線が巻装される部分の幅が一定とされたものに変更してもよい。

・上記実施形態では、コアシート１１〜１６を１枚ずつ周方向に回転させつつ積層してステータコア７を形成するとしたが、同一の打ち抜き型で打ち抜かれたままの周方向の角度で予め設定された数（例えば４枚）だけ積層されたコアシート群を、同様に周方向に回転させつつ積層してステータコアを形成してもよい。

・上記実施形態では、ロータ４１は、コンシクエントポール型構造のロータであるとしたが、これに限定されず、例えば、磁極毎に永久磁石が設けられたロータ等に変更してもよい。

・上記実施形態では、ｊの解における１つの解とスロットＳの間隔角度であるｋとの積の角度だけコアシート１１〜１６を周方向に回転させつつ積層してステータコア７を形成した。しかし、これに限らず、例えばティース２２の先端が軸方向に対して傾斜した所謂スキュー構造となるように複数のコアシートを周方向に回転させつつ積層してステータコア７を形成してもよい。

Ｓ…スロット、１…ブラシレスモータ、２…固定部材としてのケース、３…筒状ハウジング、６…ステータ、７…ステータコア、１１〜１６…コアシート、２１…環状部、２２，２２ｚ…ティース、２２ａ…縮幅部、３１…セグメント巻線、３２…セグメント導体、４１…ロータ、５１…固定部の一部を構成する圧入凹部、５２…固定部の一部を構成する圧入凸部、５３…形状変化部、５３ａ…先端。

Claims (11)

1. 筒状の固定部材と、前記固定部材の周面に固定されるステータと、前記ステータと径方向に対向配置されるロータとを備え、
   前記ステータは、径方向に延びる複数のティースを有するステータコア、及び前記ティース間のスロットに配置されるとともに前記ティースに巻装される巻線を有し、前記ステータコアは、複数のコアシートが周方向に回転されつつ軸方向に積層されてなるとともに前記固定部材の周面に圧接されて保持されたブラシレスモータであって、
   前記コアシートには、前記固定部材の周面との接触面積を小さくする複数の形状変化部が周方向に間隔を空けて形成されており、
   前記スロットの数をｍ個とした場合に、
   前記コアシートにおける前記ティースの径方向端部同士を繋ぐ環状部には、積層されるコアシート同士を固定するための固定部が、前記コアシートが回転される角度と３６０°との公約数の角度間隔で、ｍ個よりも少ない数だけ形成され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、
   前記ロータの磁極の数をｎ個とした場合に、
   前記ステータコアは、
   同一の打ち抜き型で打ち抜かれたコアシート、又は同一の打ち抜き型で打ち抜かれたままの周方向の角度で予め設定された数だけ積層されたコアシート群が、
   （ｉ（但しｉは自然数）×ｎ）＜（ｎとｍの最小公倍数）を満たし、且つ、
   （ｉ×ｎ×ｊ（但しｊは自然数）×（３６０／ｍ））＝（３６０×Ｎ（但しＮは自然数））を満たさないｊの解における１つの解と、スロット間隔角度であるｋとの積の角度だけ周方向に回転されつつ積層されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
3. 請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記形状変化部は、前記コアシートが回転される角度と３６０°との公約数の角度間隔で形成されたことを特徴とするブラシレスモータ。
4. 請求項２又は３に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ステータコアは、
   前記コアシート、又は前記コアシート群が、
   （ｎ×ｋ）と３６０との最小公倍数を（ｎ×ｋ）で割り算した値の倍数の数だけ積層されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記各形状変化部は、該各形状変化部の前記ティースに対する位置が同一となるように形成されたことを特徴とするブラシレスモータ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記形状変化部は、波形状とされたことを特徴とするブラシレスモータ。
7. 請求項６に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記形状変化部における波形状の径方向外側に突出した部分の先端は、前記ティースの周方向中央位置と径方向において対向した位置に形成されたことを特徴とするブラシレスモータ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記固定部は、前記ティースの周方向中央位置と径方向において対向した位置に形成されたことを特徴とするブラシレスモータ。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記固定部材は、筒状のケースであり、
   前記ステータコアは、前記ティースの径方向外側端部同士を繋ぐ環状部が前記ケースの周面である内周面に圧接されて保持されたことを特徴とするブラシレスモータ。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記巻線は、複数のセグメント導体同士が電気的に接続されて構成されるセグメント巻線であり、前記スロットには前記セグメント導体が径方向に沿って並ぶように配置されることを特徴とするブラシレスモータ。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記ティースの前記巻線が巻装される部分は、前記ロータと対向する側ほど周方向の幅が狭くなる縮幅部とされたことを特徴とするブラシレスモータ。