JP5906029B2 - 電動モータ - Google Patents

Description

この発明は、電動モータに関するものである。

従来から、電動モータとして、所謂インナーロータ型のブラシレスモータが知られている。この種のブラシレスモータは、モータハウジング（モータケース）にステータが内嵌固定されていると共に、ステータの径方向内側にロータが配置されている。
ステータは、モータハウジングに内嵌される略円環状のステータコア本体（ステータ本体）と、このステータコア本体から径方向内側に向かって突設されたティースとにより構成され、ティースにコイルが巻装されている。

また、ロータの外周面には、ステータに対応する部位にリングマグネットが設けられている。さらに、モータハウジングには、ロータのリングマグネットよりも軸方向両端側に軸受ハウジング（凹部）が一体成形され、ここにロータを回転自在に支持するための軸受が設けられている。
そして、各相のコイルに電流を選択的に供給すると、対応する相のティースに磁界が発生する。そして、この磁界とロータのマグネットとの間に吸引力や反発力が生じ、ロータが回転する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２６１１４９号公報 特開２００９−２７３２９２号公報 特開２００９−２８４７１５号公報

ところで、ブラシレスモータは、このブラシレスモータを組み込む装置等の関係から小型、軽量化の要望が大きい。ここで、上述の従来技術にあっては、モータハウジングにロータを回転自在に支持するための軸受を設けるため、軸受ハウジングが一体成形されている。この軸受ハウジングは、所定の肉厚を確保する必要があり、この分、外径が大きくなる。さらに、軸受ハウジングを、ステータとの干渉を回避するように配置する必要があるので、軸受ハウジングをステータ側に寄せて配置するのに限界がある。この分、ブラシレスモータの軸短化が図りにくく、この結果ブラシレスモータの小型化が図りにくいという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、さらに小型化、軽量化を図ることが可能な電動モータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、モータハウジングと、前記モータハウジングに内嵌固定される環状のステータコア本体、及びこのステータコア本体から径方向内側に向かって突設されたティースを有し、このティースにコイルがコイルボビンを介して巻装されているステータと、前記ステータの径方向内側に、このステータに対して回転自在配置されたロータとを備え、前記ロータの外周面には、前記ステータに対応する箇所にマグネットが設けられ、前記モータハウジングには、前記ロータの前記マグネットよりも軸方向両端側に対応する部位に、それぞれ軸受ハウジングが形成されており、各前記軸受ハウジングに、それぞれ前記ロータを回転自在に支持するための軸受が設けられている電動モータであって、前記コイルボビンは、前記ティースの内周部を被覆する内周被覆部を有し、前記軸受ハウジングは、この軸受ハウジングの前記マグネット側の端部が、前記内周被覆部の径方向内側に臨まされるように形成されており、前記内周被覆部の径方向先端面に、前記軸受ハウジングを避けるように形成された第１段差部、および前記軸受ハウジングに、前記内周被覆部の径方向先端面を避けるように形成された第２段差部の少なくとも何れか一方の段差部を有し、前記マグネットの外径をＤＭとし、前記軸受の外径をＤＪとしたとき、前記外径ＤＪは、前記外径ＤＭよりも小さく設定されている。
請求項２に記載した発明は、前記内周被覆部の径方向先端面に、前記軸受ハウジングを避けるように形成された第１段差部と、前記軸受ハウジングに、前記内周被覆部の径方向先端面を避けるように形成された第２段差部とを有し、前記第１段差部の端面は、前記第２段差部の段面と対向して配置され、前記第１段差部の段差面は、前記第２段差部の段差面と対向して配置され、前記第１段差部の段面は、前記第２段差部の端面と対向して配置される。

このように構成することで、軸受ハウジングの肉厚を確保しつつ、軸受ハウジングの外径をマグネットの外径と略同一に設定することが可能になる。このため、軸受ハウジングを、ステータに装着されているコイルボビンと干渉させることなく、従来よりもステータ側に寄せて配置することが可能になる。よって、電動モータの軸短化を図ることができ、この結果電動モータの小型化、軽量化を図ることが可能になる。

請求項３に記載した発明は、前記マグネットの軸方向の長さは、前記ステータの軸方向の厚さよりも長く設定されていることを特徴とする。

このように構成することで、ステータに対するマグネットの磁束を増加させることができ、電動モータの性能を向上させることが可能になる。
また、電動モータの性能を向上させることができるので、所定のモータ性能を満足できれば、従来と比較して電動モータの軸短化、軽量化を図ることが可能になる。

請求項４に記載した発明は、前記マグネットは、極異方性を有するリングマグネットにより構成され、外周面が磁化されていることを特徴とする。

ここで、極異方性を有するリングマグネットは、内周面又は外周面の何れか一方に磁極が現れ、円弧状に磁化される。このため、外周面に磁化された極異方性リングマグネットを用いることにより、ロータに非磁性体を用いることが可能になる。よって、ロータを軽量化でき、この結果電動モータの軽量化を図ることが可能になる。

請求項５に記載した発明は、前記コイルのうち、同相同士のコイルは、それぞれ対応する前記ティースに一連に集中巻方式にて巻装されており、各相の巻き始め端、及び巻き終わり端を、前記ステータの軸方向一端面側に配置すると共に、同相のティース間を跨る前記コイルの渡り線を、前記ステータの軸方向他端面側に配置したことを特徴とする。

このように構成することで、ステータの軸方向一端面におけるコイルの占有部分をステータの軸方向両端に振り分けることができる。このため、ステータの軸方向一端面におけるコイルの占有面積を縮小することができ、この分、ステータの外径を縮径化できる。よって、電動モータの小型化、軽量化を図ることが可能になる。

請求項６に記載した発明は、前記コイルボビンは、前記ティースを被覆するティース被覆部と、前記ステータコア本体を被覆するコア被覆部とを有し、前記コア被覆部に、前記コイルの各相の巻き始め端と、外部電源とを電気的に接続するための巻き始めターミナルを埋設すると共に、前記コイルの各相の巻き終わり端同士を電気的に接続するための中性点ターミナルを埋設したことを特徴とする。

このように構成することで、コイルの結線作業を容易化することができ、作業工数を減少させることが可能になる。また、同相のコイルを連続的に一連に対応するティースに巻回することが可能になるので、コイルの端末処理数を減少させることができる。よって、さらに、作業工数を減少させることが可能になる。

請求項７に記載した発明は、前記コア被覆部に、前記コイルの渡り線を収納可能な渡り線収納溝を形成すると共に、前記コイルの巻き始め端、及び巻き終わり端に対応する部位に、前記渡り線収納溝と前記ティース被覆部とを連通するコイル引き出し用溝を形成したことを特徴とする。

このように構成することで、コイルエンドと同じ高さに渡り線を配置できるので、電動モータの軸短化を図ることが可能なる。
また、渡り線同士が交差する部分を軸方向に沿って配置することが可能になり、絶縁性能を高めることができる。さらに、渡り線をコイルボビンにより保護することができるので、渡り線の絶縁性能を高めることができる。

本発明によれば、軸受ハウジングの肉厚を確保しつつ、軸受ハウジングの外径をマグネットの外径と略同一に設定することが可能になる。このため、軸受ハウジングを、ステータと干渉させることなく、従来よりもステータ側に寄せて配置することが可能になる。よって、電動モータの軸短化を図ることができ、この結果電動モータの小型化、軽量化を図ることが可能になる。

本発明の実施形態におけるブラシレスモータの概略構成図である。 本発明の実施形態におけるステータの斜視図である。 本発明の実施形態におけるステータの展開図である。 図２とは反対側からみたコイルボビンの斜視図である。 本発明の実施形態における巻き始めターミナルの斜視図である。 本発明の実施形態における中性点ターミナルの斜視図である。

（ブラシレスモータ）
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ブラシレスモータの概略構成図である。
同図に示すように、ブラシレスモータ１は、所謂インナーロータ型のブラシレスモータであって、フロントブラケット２とリヤブラケット３とにより構成されたモータハウジング４内に、ステータ５が収納され、さらにこのステータ５の径方向内側にロータ６を回転自在に支持されている。

フロントブラケット２は、有底筒状に形成されたものである。フロントブラケット２の周壁２ａには、内面の開口部２ｂ側に、段差部７ａを有する拡径部７ｂが形成されており、この拡径部７ｂにステータ５が内嵌されている。
また、フロントブラケット２の周壁２ａには、開口部２ｂ側にボルト座１５が一体成形されている。ボルト座１５には、フロントブラケット２とリヤブラケット３とを締結固定するためのボルト１６が螺入可能な不図示の雌ネジ部が刻設されている。

さらに、フロントブラケット２の周壁２ａには、底壁２ｃ側に外フランジ部８が一体成形されている。この外フランジ部８は、ブラシレスモータ１を他の装置（不図示）に固定するためのものであって、不図示のボルトを挿通可能なボルト孔９が周方向に沿って複数形成されている。
そして、フロントブラケット２の底壁２ｃには、内面側の径方向中央に軸受ハウジング１０が一体成形されている。この軸受ハウジング１０に、ロータ６の一端側を回転自在に支持するための玉軸受１１が設けられている。

一方、リヤブラケット３は、略円板状の部材の大部分に凹部を形成し、周壁３ａと、フロントブラケット２側に形成された開口部３ｂと、周壁３ａのフロントブラケット２側とは反対側に設けられている底壁３ｃとを有している。そして、周壁３ａの外面には、開口部３ｂ側に段差部１２ａを有する縮径部１２ｂが形成されており、フロントブラケット２の拡径部７ｂに縮径部１２ｂが内嵌可能になっている。

また、リヤブラケット３の周壁３ａには、縮径部１２ｂの基端側にボルト座１７が一体成形されている。このボルト座１７には、ボルト１６を挿通可能な不図示の挿通孔が形成されている。この挿通孔を介してフロントブラケット２のボルト座１５にボルト１６が螺入されることにより、フロントブラケット２とリヤブラケット３とが締結固定される。
さらに、リヤブラケット３の底壁３ｃには、内面側の径方向中央に軸受ハウジング１３が一体成形されている。この軸受ハウジング１３に、ロータ６の他端側を回転自在に支持するための玉軸受１４が設けられている。

図２は、ステータの斜視図である。
図１、図２に示すように、ステータ５は、磁性材からなる板材をプレス等で打ち抜いた金属板を軸方向に積層したものであって、略円筒状のステータコア本体１８を有している。ステータコア本体１８は、ステータ５の環状の磁路を形成する部分である。また、ステータコア本体１８の外周面が、フロントブラケット２の拡径部７ｂに内嵌される。
さらに、フロントブラケット２の段差部７ａに、ステータコア本体１８の一面が当接する一方、他面にリヤブラケット３の縮径部１２ｂの先端が当接することにより、ステータコア本体１８の軸方向の位置決めが行われる。

ステータコア本体１８の内周面には、径方向内側に向かって突出する複数個（この実施形態では、１２個）のティース１９が放射状に配置され、ステータコア本体１８と一体成形されている。そして、周方向に隣接するティース１９，１９間にスロット２２が形成される。
ティース１９は、軸方向平面視略Ｔ字状に形成されたものであって、ステータコア本体１８から径方向に延びる巻胴部１９ａと、巻胴部１９ａの先端に一体成形され、周方向に沿って延在する内周部１９ｂとにより構成されている。ステータコア本体１８、及びティース１９は、絶縁性を有する樹脂で形成されたコイルボビン２０に被覆されており、ティース１９の巻胴部１９ａには、コイルボビン２０の上からコイル２１が集中巻方式にて巻装されるようになっている。

図３に基づいて、コイル２１の巻装状態について、より詳しく説明する。
図３は、ステータの展開図であって、隣接するティース１９，１９間の空隙がスロット２２に相当している。なお、図３においては、各ティース１９、及び巻装されたコイル２１にそれぞれ符号を付して説明する。
ここで、同図に示すように、ブラシレスモータ１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相構造となっている。つまり、各ティース１９は、隣接する２つのティース１９を同相のティース１９として設定され、且つこれらティース１９とロータ６を中心にして対向する２つのティース１９も同相のティース１９として設定されている。より具体的には、１番ティース１９から１２番ティース１９は、第１Ｕ相、第２Ｕ相、第３Ｗ相、第４Ｗ相、第２Ｖ相、第１Ｖ相、第３Ｕ相、第４Ｕ相、第３Ｗ相、第４Ｗ相、第４Ｖ相、第３Ｖ相の順に割り当てられている。

このような構成のもと、Ｕ相のコイル２１は、１番ティース１９から巻き始められ、各Ｕ相のティース１９に順に巻回された後、８番ティース１９から引き出される。より具体的には、スロット２２を介して１番ティース１９に引き込まれたコイル２１は、１番ティース１９に順方向（図３における時計回り）に所定回数巻回された後、２番ティース１９に掛け渡され、この２番ティース１９に逆方向（図３における反時計回り）に所定回数巻回される。さらにＵ相のコイル２１は、７番ティース１９に掛け渡され、７番ティース１９に逆方向に所定回数巻回された後、８番ティース１９に掛け渡され、この８番ティース１９に順方向に所定回数巻回される。

この後、８番ティース１９からコイル２１を引き出してＵ相のコイル２１の巻装が完了する。このとき、Ｕ相のコイル２１の巻き始め端２１ａ、及び巻き終わり端２１ｂは、ステータ５の軸方向一端面側に引き出される一方、各ティース１９間に掛け渡された渡り線２１ｃは、ステータ５の軸方向他端面側に配置される。

Ｖ相のコイル２１は、６番ティース１９から巻き始められ、各Ｖ相のティース１９に順に巻回された後、１１番ティース１９から引き出される。より具体的には、スロット２２を介して６番ティース１９に引き込まれたコイル２１は、６番ティース１９に逆方向に所定回数巻回された後、５番ティース１９に掛け渡され、この５番ティース１９に順方向に所定回数巻回される。さらにＶ相のコイル２１は、１２番ティース１９に掛け渡され、この１２番ティース１９に順方向に所定回数巻回された後、１１番ティース１９に掛け渡され、この１１番ティース１９に逆方向に所定回数巻回される。

この後、１１番ティース１９からコイル２１を引き出してＶ相のコイル２１の巻装が完了する。そして、Ｖ相のコイル２１の巻き始め端２１ａ、及び巻き終わり端２１ｂも、Ｕ相のコイル２１の巻き始め端２１ａ、及び巻き割り端２１ｂと同様にステータ５の軸方向一端面側に引き出される。一方、各ティース１９間に掛け渡された渡り線２１ｃは、ステータ５の軸方向他端面側に配置される。

Ｗ相のコイル２１は、４番ティース１９から巻き始められ、各Ｗ相のティース１９に順に巻回された後、１０番ティース１９から引き出される。より具体的には、スロット２２を介して４番ティース１９に引き込まれたコイル２１は、４番ティース１９に順方向に所定回数巻回された後、３番ティース１９に掛け渡され、この３番ティース１９に逆方向に所定回数巻回される。さらにＷ相のコイル２１は、９番ティース１９に掛け渡され、この９番ティース１９に順方向に所定回数巻回された後、１０番ティース１９に掛け渡され、この１０番ティース１９に逆方向に所定回数巻回される。

この後、１０番ティース１９からコイル２１を引き出してＷ相のコイル２１の巻装が完了する。そして、Ｗ相のコイル２１の巻き始め端２１ａ、及び巻き終わり端２１ｂも、Ｕ相のコイル２１、及びＶ相のコイル２１の巻き始め端２１ａ、及び巻き割り端２１ｂと同様にステータ５の軸方向一端面側に引き出される。一方、各ティース１９間に掛け渡された渡り線２１ｃは、ステータ５の軸方向他端面側に配置される。

このように巻装されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル２１の各渡り線２１ｃは、ステータコア本体１８、及びティース１９を被覆するコイルボビン２０に収納される。また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル２１の各巻き始め端２１ａ、及び巻き終わり端２１ｂは、それぞれコイルボビン２０にインサート成型されている巻き始めターミナル２３（図５参照）、及び中性点ターミナル２４（図６参照）によって結線されている。

図４〜図６に基づいて、コイルボビン２０について、より詳しく説明する。
図４は、図２とは反対側からみたコイルボビンの斜視図である。
図２、図４に示すように、コイルボビン２０は、ステータ５の軸方向両端から、ステータ５全体を覆うように装着され、ステータコア本体１８、及びティース１９を被覆するようになっている。すなわち、コイルボビン２０は、ステータ５のリヤブラケット３側（図２における上側）からステータ５に装着される第１コイルボビン２８と、ステータ５のフロントブラケット２側（図２における下側）からステータ５に装着される第２コイルボビン２９との２分割構成になっている。

各コイルボビン２８，２９は、ステータコア本体１８を被覆するように略円筒状に形成されたコア被覆部２５と、コア被覆部２５に一体成形され、ティース１９を被覆するティース被覆部２６とを有している。
第２コイルボビン２９のコア被覆部２５には、軸方向外側の端面に、渡り線収納溝２７が周方向に沿って全周に渡って形成されている。渡り線収納溝２７に、各相のコイル２１の渡り線２１ｃが収納される。コア被覆部２５は、渡り線収納溝２７を形成することにより、内周壁２５ａと外周壁２５ｂとを有した状態になる。

内周壁２５ａには、ティース被覆部２６毎に、このティース被覆部２５側と渡り線収納溝２７とを連通する一対のコイル引き出し用溝３３ａ，３３ｂが形成されている。これらコイル引き出し用溝３３ａ，３３ｂは、ティース１９上に巻回されているコイル２１から、渡り線２１ｃとなる部位を渡り線収納溝２７側に引き出す際に利用される溝である。コイル引き出し用溝３３ａ，３３ｂを介してコイル２１の渡り線２１ｃを渡り線収納溝２７側に引き出すことにより、コイル２１が内周壁２５ａを乗り上げてしまうことを防止できる。

一方、第１コイルボビン２８のコア被覆部２５に、巻き始めターミナル２３、及び中性点ターミナル２４がインサート成型されている。

図５は、巻き始めターミナルの斜視図、図６は、中性点ターミナルの斜視図である。
図２、図３、図５に示すように、巻き始めターミナル２３は、各相に対応するように、３つインサート成型されている。巻き始めターミナル２３は、巻き始め接続端子２３ａと、外部接続端子２３ｂと、これら巻き始め接続端子２３ａと外部接続端子２３ｂとに跨る導電部２３ｃとにより構成されている。
巻き始め接続端子２３ａは、平面視略Ｕ字状に形成されたものであって、各相のコイル２１の巻き始め端２１ａが絡げられるようになっている。一方、外部接続端子２３ｂも平面視略Ｕ字状に形成されており、不図示の外部電源から延びるリード線３０（図１参照）が絡げられるようになっている。

このような構成のもと、巻き始めターミナル２３は、コイルボビン２０にインサート成型された状態で、各接続端子２３ａ，２３ｂがコイルボビン２０の軸方向外側端から露出するようになっている。そして、各相の巻き始めターミナル２３の巻き始め接続端子２３ａに、それぞれ対応する相のコイル２１の巻き始め端２１ａを絡げると共に、外部接続端子２３ｂに、それぞれ対応する相のリード線３０を絡げることにより、コイル２１と不図示の外部電源との電気的接続を完了させることができる。これにより、各相のコイル２１に選択的に電力を供給することが可能になる。ここで、リード線３０は、リヤブラケット３の周壁３ａを介して内部に引き込まれている。

一方、図２、図３、図６に示すように、中性点ターミナル２４は、各相のコイル２１の巻き終わり端２１ｂを接続するためのものである。中性点ターミナル２４は、３つの巻き終わり接続端子２４ａ，２４ａ，２４ａと、これら巻き終わり接続端子２４ａに跨る導電部２４ｂとにより構成されている。
各巻き終わり接続端子２４ａは、平面視略Ｕ字状に形成されたものであって、各相のコイル２１の巻き終わり端２１ｂが絡げられるようになっている。これにより、各相のコイル２１の巻き終わり端２１ｂが中性点として互いに接続された状態になる。

また、中性点ターミナル２４は、コイルボビン２０にインサート成型された状態で、各接続端子２４ａがコイルボビン２０の軸方向外側端から露出するようになっている。ここで、巻き始めターミナル２３と中性点ターミナル２４は、互いに絶縁された状態でコイルボビン２０内にインサート成型されている。

図４に示すように、ティース被覆部２６は、ティース１９の巻胴部１９ａを被覆する巻胴被覆部２６ａと、巻胴被覆部２６ａの先端側に一体成形され、ティース１９の内周部１９ｂを被覆する内周被覆部２６ｂとが一体成形されたものである。内周被覆部２６ｂは、ティース１９の内周部１９ｂの先端面を露出可能に形成されている。すなわち、内周被覆部２６ｂは、内周部１９ｂの背面側を被覆可能なように、径方向平面視で略コの字状に形成されており、軸方向外側に位置する端壁３１と、この端壁３１の周方向両側に位置する側壁３２，３２とにより構成されている。
そして、コア被覆部２５の内周壁２５ａと、巻胴被覆部２６ａと、内周被覆部２６ｂとにより形成される凹部３４に、コイル２１が巻回され、収納される。

ここで、図１に示すように、フロントブラケット２の軸受ハウジング１０の外径、及びリヤブラケット３の軸受ハウジング１３の外径は、コイルボビン２０の内周被覆部２６ｂの内径とほぼ同一か、又は若干大きくなる程度に設定されている。さらに、各軸受ハウジング１０，１３は、これらの先端が内周被覆部２６ｂの内側に僅かに臨まされるように形成されている。
そして、内周被覆部２６ｂの端壁３１には、径方向内側の面に段差部３１ａが形成されている一方、軸受ハウジング１０の外周面には、コイルボビン２０の段差部３１ａに対応する部位に段差により縮径部１０ａが形成されていると共に、軸受ハウジング１３の外周面には、コイルボビン２０の段差部３１ａに対応する部位に段差により縮径部１３ａが形成されている。

これらコイルボビン２０の段差部３１ａ、軸受ハウジング１０，１３の縮径部１０ａ，１３ａにより、コイルボビン２０と軸受ハウジング１０，１３との干渉が避けれるようになっている。すなわち、コイルボビン２０の段差部３１ａは、軸受ハウジング１０，１３を避けるように形成され、軸受ハウジング１０，１３の縮径部１０ａ，１３ａは、コイルボビン２０を避けるように形成されていることになる。

図１に示すように、各軸受ハウジング１０，１３に設けられている玉軸受１１，１４に回転自在に支持されているロータ６は、アルミ製で略中空円筒状のシャフト４１と、このシャフト４１の外周面であって、ステータ５に対応する位置に配置されているリングマグネット４２とを有している。
シャフト４１は、この両端がそれぞれ玉軸受１１，１４を介し、フロントブラケット２、及びリヤブラケット３から軸方向外側に向かって突出するように形成されている。

ここで、フロントブラケット２の軸受ハウジング１０に、玉軸受１１の外輪１１ａが挿入されていると共に、リヤブラケット３の軸受ハウジング１３に、玉軸受１４の外輪１４ａが挿入されている。一方、玉軸受１１の内輪１１ｂ、及び玉軸受１４の内輪１４ｂに、シャフト４１が圧入されている。
また、フロントブラケット２の軸受ハウジング１０には、シム３９が設けられている。このシム３９は、薄い金属板によりリング状に形成されたものであって、軸受ハウジング１０に設けられている玉軸受１１の外輪１１ａに、リヤブラケット３側に向かう与圧を付勢するようになっている。なお、玉軸受１１の外輪１１ａに与圧を付勢できるものであればシム３９に限らない。例えば、シム３９に代わってウェーブワッシャ等を用いることも可能である。

リングマグネット４２としては、ネオジム等の希土類磁石が用いられ、極異方性を有している。ここで、極異方性を有するリングマグネット４２は、外周面側に磁極が現れるように、円弧状に磁化される。このため、背面（内周面側）に磁路を形成する必要がない。つまり、シャフト４１を磁性体で製造する必要がなく、非磁性体であるアルミを用いて製造することができる。

また、リングマグネット４２は、玉軸受１１，１４間全体に渡って延在するように形成されている。すなわち、各玉軸受１１，１４が設けられている軸受ハウジング１０，１３は、それぞれの先端が、ステータ５のコイルボビン２０に形成されている内周被覆部２６ｂの内側に僅かに臨まされるように形成されているので、玉軸受１１，１４間の軸方向の長さは、ティース１９の軸方向の厚さよりも長く設定される。このため、リングマグネット４２の軸方向の長さＬ１は、ティース１９の軸方向の厚さＴ１よりも長く設定されている。

さらに、フロントブラケット２の玉軸受１１の外径ＤＪ１、及びリヤブラケット３の玉軸受１４の外径ＤＪ２は、リングマグネット４２の外径ＤＭよりも小さく設定されている。これにより、コイルボビン２０の内周被覆部２６ｂの内側に軸受ハウジング１０，１３を僅かに臨ませた状態であっても、軸受けハウジング１０の肉厚Ｔ２、及び軸受ハウジング１３の肉厚Ｔ３を所定の厚さだけ確保することができる。

そして、シャフト４１のリヤブラケット３から突出した部位には、シャフト４１の回転位置を検出するためのエンコーダ４３の一方を構成するロータリ４４が固定されている。
エンコーダ４３としては、例えば、光学式のエンコーダが用いられる。この場合、ロータリ４４の表面には、不図示のロータリスケールが配設されている。ロータリスケールには、スリット等の光学パターンが形成されている。

ここで、エンコーダ４３の他方を構成するセンサ基板４５は、リヤブラケット３にボルト４９によって締結固定されているエンコーダカバー５１内に設けられている。エンコーダカバー５１は、リヤブラケット３側に開口部５１ａを有する箱状に形成されたものである。エンコーダカバー５１の開口部５１ａの外周縁には、複数のボルト座５２が径方向外側に向かって突設されている。ボルト座５２には、ボルト４９を挿通可能な不図示の挿通孔が形成されている。一方、リヤブラケット３には、ボルト座５２に対応する部位に、ボルト４９を螺入可能な不図示の雌ネジ部が刻設されている。これによって、リヤブラケット３に、エンコーダカバー５１がボルト４９を用いて締結固定可能になる。

エンコーダカバー５１の内側には、ロータリ４４に対応する位置にセンサ基板４５が設けられている。センサ基板４５には、ロータリ４４の回転を検出する不図示のセンサ素子が実装されたり、センサ素子により検出された信号を不図示の外部制御機器に出力するための配線パターン等が形成されたりしている。
なお、センサ素子は、エンコーダ４３が光学式のエンコーダである場合、ロータリ４４のロータリスケールに照射光を照射する発光部と、ロータリ４４からの反射光を受光する受光部（何れも不図示）とを有する。そして、照射光、及び反射光の波形信号からロータリ４４の回転位置信号を検出する。

このような構成のもと、不図示の外部電源から延びるリード線３０を介して各相のコイル２１に選択的に電力が供給されると、各ティース１９が相毎に順に磁化され、ロータ６のリングマグネット４２の磁束との間に吸引力や反発力が生じ、ロータ６が回転する。
ここで、ロータ６のリングマグネット４２は、軸方向の長さＬ１がティース１９の軸方向の厚さＴ１よりも長く設定されている。このため、リングマグネット４２の磁束が増大し、ロータ６を効率よく回転させることができる。

（効果）
したがって、上述の実施形態では、フロントブラケット２の玉軸受１１の外径ＤＪ１、及びリヤブラケット３の玉軸受１４の外径ＤＪ２は、リングマグネット４２の外径ＤＭよりも小さく設定されているので、各軸受ハウジング１０，１３の外径を、コイルボビン２０の内周被覆部２６ｂの内径とほぼ同一か、又は若干大きくなる程度に設定し、コイルボビン２０の内周被覆部２６ｂの内側に、各軸受ハウジング１０，１３を僅かに臨ませた状態であっても、軸受けハウジング１０の肉厚Ｔ２、及び軸受ハウジング１３の肉厚Ｔ３を所定の厚さだけ確保することができる。すなわち、各軸受ハウジング１０，１３を、ステータ５に装着されているコイルボビン２０と干渉させることなく、従来よりもステータ５側に寄せて配置することが可能になる。このため、ブラシレスモータ１の軸短化を図ることができ、この結果ブラシレスモータ１の小型化、軽量化を図ることが可能になる。

また、リングマグネット４２の軸方向の長さＬ１を、ティース１９の軸方向の厚さＴ１よりも長く設定し、リングマグネット４２の磁束を増大させ、ロータ６を効率よく回転させている。このため、ブラシレスモータ１のモータ性能を向上させることができるので、従来の同一程度のモータ性能を有するモータと比較して、ブラシレスモータ１の軸短化、軽量化を図ることが可能になる。

さらに、リングマグネット４２として、ネオジム等の希土類磁石を用い、リングマグネット４２が極異方性を有しているので、シャフト４１を磁性体で製造する必要がなく、非磁性体であるアルミを用いて製造することができる。このため、ロータ６を軽量化でき、この結果、ブラシレスモータ１の軽量化を図ることが可能になる。

そして、ステータ５に巻装されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル２１の巻き始め端２１ａ、及び巻き終わり端２１ｂは、ステータ５の軸方向リヤブラケット３側に引き出される一方、各ティース１９間に掛け渡された渡り線２１ｃは、ステータ５の軸方向フロントブラケット２側に配置される。すなわち、ステータ５の軸方向一端面におけるコイル２１の占有部分をステータ２１の軸方向両端に振り分けた状態になる。
このため、ステータ５の軸方向一端面におけるコイル２１の占有面積を縮小することができ、この分、ステータ５の外径を縮径化できる。よって、さらにブラシレスモータ１の小型化、軽量化を図ることが可能になる。

また、コイルボビン２０（第１コイルボビン２８、及び第２コイルボビン２９）を、ステータコア本体１８を被覆するように略円筒状に形成されたコア被覆部２５と、コア被覆部２５に一体成形され、ティース１９を被覆するティース被覆部２６とにより構成し、第１コイルボビン２８、及び第２コイルボビン２９のうち、第１コイルボビン２８のコア被覆部２５に、巻き始めターミナル２３、及び中性点ターミナル２４をインサート成型している。

このため、巻き始めターミナル２３の巻き始め接続端子２３ａに、それぞれ対応する相のコイル２１の巻き始め端２１ａを絡げると共に、外部接続端子２３ｂに、それぞれ対応する相のリード線３０を絡げることにより、コイル２１と不図示の外部電源との電気的接続を完了させることができる。また、中性点ターミナル２４の各巻き終わり接続端子２４ａに、各相のコイル２１の巻き終わり端２１ｂを絡げることにより、中性点の結線を完了させることができる。換言すれば、巻き始めターミナル２３、及び中性点ターミナル２４により、コイル２１の結線作業を容易化することができ、作業工数を減少させることが可能になる。

さらに、ステータ５の同相のティース１９には、コイル２１が一連に巻回されている（図３参照）。このため、コイル２１の端末処理数を減少させることができる。よって、さらに、作業工数を減少させることが可能になる。
そして、第１コイルボビン２８、及び第２コイルボビン２９のうち、第２コイルボビン２９のコア被覆部２５に渡り線収納溝２７を形成し、この渡り線収納溝２７に各相のコイル２１の渡り線２１ｃを収納している。このため、ティース１９の巻胴部１９ａ上に巻回されているコイル２１のコイルエンドと同じ高さに渡り線２１ｃを配置することができる。よって、ブラシレスモータ１の軸短化を図ることが可能になる。

さらに、各相の渡り線２１ｃ同士が交差する部分を軸方向に沿って配置することが可能になり、絶縁性能を高めることができる。そして、渡り線２１ｃをコイルボビン２０の内周壁２５ａ、及び外周壁２５ｂにより保護することができるので、渡り線２１ｃの絶縁性能を高めることができる。

また、コイルボビン２０の内周壁２５ａには、ティース被覆部２６毎に、このティース被覆部２５側と渡り線収納溝２７とを連通する一対のコイル引き出し用溝３３ａ，３３ｂが形成されている。このため、ティース被覆部２６側から渡り線収納部２７側に引き出されるコイル２１が内周壁２５ａを乗り上げることなく、渡り線収納溝２７に収納される。よって、フロントブラケット２の底壁２ｃとコイルボビン２０との間の隙間を小さくしてもフロントブラケット２とコイル２１との干渉を避けることができ、さらに、ブラシレスモータ１の軸短化を図ることが可能になる。

さらに、コイルボビン２０には、ティース被覆部２６の内周被覆部２６ｂに、軸受ハウジング１０，１３を避けるように段差部３１ａが形成されている。一方、軸受ハウジング１０，１３には、それぞれコイルボビン２０の内周被覆部２６ｂを避けるように縮径部１０ａ，１３ａが形成されている。このため、各軸受けハウジング１０，１３とコイルボビン２０との干渉を避けつつ、各軸受ハウジング１０，１３を確実にステータ５側に寄せて配置することが可能になる。よって、ブラシレスモータ１をさらに軸短化することが可能になる。

そして、フロントブラケット２の軸受ハウジング１０に玉軸受１１の外輪１１ａが挿入されていると共に、リヤブラケット３の軸受ハウジング１３に玉軸受１４の外輪１４ａが挿入されている。一方、玉軸受１１の内輪１１ｂ、及び玉軸受１４の内輪１４ｂにシャフト４１が圧入されている。さらに、フロントブラケット２の軸受ハウジング１０には、シム３９が設けられ、玉軸受１１の外輪１１ａに、リヤブラケット３側に向かう与圧を付勢している。このため、各玉軸受１１，１４の内部隙間を除去し、シャフト４１の軸方向への移動量を抑制することができると共に、シャフト４１の剛性を高めることができる。

また、ロータ６のリングマグネット４２を、極異方性を有するリングマグネット４２とすることにより、シャフト４１を磁性体で製造する必要がなく、非磁性体であるアルミを用いて製造することができる。このため、ロータ６の軽量化を図ることが可能になる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、コイルボビン２０の内周被覆部２６ｂに、軸受ハウジング１０，１３を避けるように段差部３１ａを形成すると共に、軸受ハウジング１０，１３に、それぞれコイルボビン２０の内周被覆部２６ｂを避けるように縮径部１０ａ，１３ａを形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、内周被覆部２６ｂに段差部３１ａを形成するか、又は軸受ハウジング１０，１３に縮径部１０ａ，１３ａを形成するかの何れか一方でもよい。つまり、内周被覆部２６ｂ、及び軸受ハウジング１０，１３を、互いの干渉を回避可能に形成すればよい。

また、上述の実施形態では、ロータ６のシャフト４１を回転自在に支持するために、各ブラケット２，３の軸受ハウジング１０，１３にそれぞれ玉軸受１１，１４を設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、シャフト４１を回転自在に支持できる軸受であればよい。例えば、玉軸受１１，１４に代わって、滑り軸受けを採用することも可能である。この場合も、玉軸受１１，１４と同様に、滑り軸受けの外径を、リングマグネット４２の外径ＤＭよりも小さく設定すればよい。

１ ブラシレスモータ（電動モータ）
２ フロントブラケット
３ リヤブラケット
４ モータハウジング
５ ステータ
６ ロータ
１０，１３ 軸受ハウジング
１０ａ，１３ａ 縮径部（第２段差部）
１１，１４ 玉軸受（軸受）
１８ ステータコア本体
１９ ティース
１９ｂ 内周部
２０ コイルボビン
２１ コイル
２１ａ 巻き始め端
２１ｂ 巻き終わり端
２１ｃ 渡り線
２３ 巻き始めターミナル
２４ 中性点ターミナル
２５ コア被覆部
２６ ティース被覆部
２６ｂ 内周被覆部
２７ 渡り線収納溝
２８ 第１コイルボビン
２９ 第２コイルボビン
３１ 端壁（先端面）
３１ａ 段差部（第１段差部）
３３ａ，３３ｂ コイル引き出し用溝
４２ リングマグネット（マグネット）
ＤＭ，ＤＪ１，ＤＪ２ 外径
Ｌ１ 長さ
Ｔ１ 厚さ

Claims (7)

1. モータハウジングと、
   前記モータハウジングに内嵌固定される環状のステータコア本体、及びこのステータコア本体から径方向内側に向かって突設されたティースを有し、このティースにコイルがコイルボビンを介して巻装されているステータと、
   前記ステータの径方向内側に、このステータに対して回転自在配置されたロータとを備え、
   前記ロータの外周面には、前記ステータに対応する箇所にマグネットが設けられ、
   前記モータハウジングには、前記ロータの前記マグネットよりも軸方向両端側に対応する部位に、それぞれ軸受ハウジングが形成されており、各前記軸受ハウジングに、それぞれ前記ロータを回転自在に支持するための軸受が設けられている電動モータであって、
   前記コイルボビンは、前記ティースの内周部を被覆する内周被覆部を有し、
   前記軸受ハウジングは、この軸受ハウジングの前記マグネット側の端部が、前記内周被覆部の径方向内側に臨まされるように形成されており、
   前記内周被覆部の径方向先端面に、前記軸受ハウジングを避けるように形成された第１段差部、および前記軸受ハウジングに、前記内周被覆部の径方向先端面を避けるように形成された第２段差部の少なくとも何れか一方の段差部を有し、
   前記マグネットの外径をＤＭとし、前記軸受の外径をＤＪとしたとき、
   前記外径ＤＪは、前記外径ＤＭよりも小さく設定されていることを特徴とする電動モータ。
2. 前記内周被覆部の径方向先端面に、前記軸受ハウジングを避けるように形成された第１段差部と、
   前記軸受ハウジングに、前記内周被覆部の径方向先端面を避けるように形成された第２段差部とを有し、
   前記第１段差部の端面は、前記第２段差部の段面と対向して配置され、
   前記第１段差部の段差面は、前記第２段差部の段差面と対向して配置され、
   前記第１段差部の段面は、前記第２段差部の端面と対向して配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
3. 前記マグネットの軸方向の長さは、前記ステータの軸方向の厚さよりも長く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
4. 前記マグネットは、極異方性を有するリングマグネットにより構成され、外周面が磁化されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動モータ。
5. 前記コイルのうち、同相同士のコイルは、それぞれ対応する前記ティースに一連に集中巻方式にて巻装されており、
   各相の巻き始め端、及び巻き終わり端を、前記ステータの軸方向一端面側に配置すると共に、同相のティース間を跨る前記コイルの渡り線を、前記ステータの軸方向他端面側に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の電動モータ。
6. 前記コイルボビンは、前記ティースを被覆するティース被覆部と、前記ステータコア本体を被覆するコア被覆部とを有し、
   前記コア被覆部に、前記コイルの各相の巻き始め端と、外部電源とを電気的に接続するための巻き始めターミナルを埋設すると共に、前記コイルの各相の巻き終わり端同士を電気的に接続するための中性点ターミナルを埋設したことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の電動モータ。
7. 前記コア被覆部に、前記コイルの渡り線を収納可能な渡り線収納溝を形成すると共に、前記コイルの巻き始め端、及び巻き終わり端に対応する部位に、前記渡り線収納溝と前記ティース被覆部とを連通するコイル引き出し用溝を形成したことを特徴とする請求項６に記載の電動モータ。

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