特許ウォッチ

公開番号2025096015
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023212455
出願日2023-12-15
発明の名称ブラシレスモータ
出願人株式会社ミツバ
代理人個人,個人,個人
主分類H02K 1/14 20060101AFI20250619BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】扁平化を図りつつ、モータ性能をさらに向上できるブラシレスモータを提供する。
【解決手段】長辺鍔部37及び短辺鍔部38はそれぞれ周方向に等間隔で配置されており、長辺巻胴部35のバックヨーク23からの突出方向は径方向に対して交差しており、短辺巻胴部36のバックヨーク23からの突出方向は径方向に沿っており、長辺巻胴部35におけるバックヨーク23側の根本35aには、短辺部38側を向く側面35bに凹部41が形成されており、長辺巻胴部35の凹部41が形成されている箇所における回転軸線Aの方向からみた磁路幅W1は、長辺巻胴部35の凹部41以外の箇所における回転軸線Aの方向からみた磁路幅W2よりも大きい。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
環状のステータと、
前記ステータの径方向の内側に配置され、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータと、
を備え、
前記ロータは、
回転軸線を軸心としたロータシャフトと、
前記ロータシャフトに固定されたロータコアと、
前記ロータコアの外周部に設けられた複数の磁極と、
を備え、
前記ステータは、
ステータコアと、
前記ステータコアに巻回されるコイルと、
を備え、
前記ステータコアは、
前記回転軸線の方向からみて扁平形状で、かつ環状のバックヨークと、
前記バックヨークのバックヨーク内周面から径方向の内側に向かって突出し、前記コイルが巻回される複数のティースと、
を備え、
前記バックヨークは、
前記回転軸線を挟んで対向配置された一対の長辺部と、
前記回転軸線を挟んで前記長辺部の対向方向と直交する方向で対向配置された一対の短辺部と、
を有し、前記短辺部の周方向に沿う長さは前記長辺部の周方向に沿う長さよりも短く、
各前記ティースは、
前記バックヨーク内周面から突出し、前記コイルが巻回される巻胴部と、
前記巻胴部の前記バックヨークとは反対側端に設けられ、前記巻胴部の周方向の幅よりも長く周方向に延びる鍔部と、
を有するとともに、
各前記ティースは、
前記一対の長辺部にそれぞれ２つずつ設けられた長辺ティースと、
前記一対の短辺部にそれぞれ１つずつ設けられた短辺ティースと、
を有し、
前記長辺ティースにおける前記巻胴部を長辺巻胴部とし、前記短辺ティースにおける前記巻胴部を短辺巻胴部とし、前記長辺ティースにおける前記鍔部を長辺鍔部とし、前記短辺ティースにおける前記鍔部を短辺鍔部としたとき、
前記長辺鍔部及び前記短辺鍔部はそれぞれ周方向に等間隔で配置されており、
前記長辺巻胴部の前記バックヨークからの突出方向は径方向に対して交差しており、
前記短辺巻胴部の前記バックヨークからの突出方向は径方向に沿っており、
前記長辺巻胴部における前記バックヨーク側の根本には、前記短辺部側を向く側面に凹部が形成されており、
前記長辺巻胴部の前記凹部が形成されている箇所における前記回転軸線の方向からみた磁路の幅は、前記長辺巻胴部の前記凹部以外の箇所における前記回転軸線の方向からみた磁路の幅よりも大きい、
ことを特徴とするブラシレスモータ。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記回転軸線の方向からみて、前記長辺巻胴部の突出方向と直交する方向の幅の中心線と前記長辺鍔部の鍔部内周面との交点を点Ｐｉとし、前記回転軸線と前記点Ｐｉとを結ぶ直線を第１直線とし、前記点Ｐｉが設定された前記長辺鍔部を含む周方向で隣り合う２つの前記長辺鍔部の間の中心と前記回転軸線とを結ぶ直線を第２直線とし、前記第１直線と前記第２直線との間の角度をθとしたとき、前記角度θは、
θ＜２５°
を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記複数の磁極は、前記ロータコアのコア外周面に配置された複数の永久磁石を含み、
前記永久磁石は、
前記回転軸線の方向からみて円弧状の磁石内周面と、
前記磁石内周面よりも径方向外側で前記磁石内周面と径方向で対向する円弧状の磁石外周面と、
を有し、
前記永久磁石の着磁の配向は、前記永久磁石における周方向の中央の径方向と平行な方向のパラレル配向であり、
前記回転軸線を中心として前記磁石外周面のうちの最外側を通る円の半径をＤとし、前記磁石外周面の曲率半径をＲとし、前記磁石外周面の偏心率をＥとしたとき、前記半径Ｄ、前記曲率半径Ｒ、及び前記偏心率Ｅは、
Ｅ＝Ｒ／Ｄ≦０．８１
を満たす、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
１つの前記長辺部に対し、少なくとも２つの前記長辺ティースにおける前記根本の間は、平坦に形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えばインナーロータ型のブラシレスモータは、環状のステータと、ステータにおける径方向の中央に回転自在に設けられたロータと、を備える。ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルと、を備える。ステータコアは、環状のバックヨークと、バックヨークの内周面から径方向内側に突出する複数のティースと、を備える。各ティースに、コイルが巻回されている。ロータは、回転軸線回りに回転するロータシャフトと、ロータシャフトに固定された柱状のロータコアと、ロータコアの外周部に設けられた永久磁石（磁極）と、を備える。このような構成のもと、所定のコイルに電流を順次供給すると各ティースに所定の鎖交磁束が形成される。この鎖交磁束が起磁力となって永久磁石との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータが継続的に回転される。
【０００３】
ところでこのようなブラシレスモータを、例えば扁平化することで小型化を図る場合がある。ブラシレスモータを扁平化する手段として、ステータコアを扁平化する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
このものは、バックヨークを直線形状の２つの直線状ヨークと円弧形状の２つの円弧状ヨークとで構成している。直線状ヨークと円弧状ヨークとは周方向に交互に配置されている。各ヨークからそれぞれティースが突出されている。
【０００４】
回転軸線から各ヨークまでの距離が異なるため、各ティースのうち、直線状ヨークから突出されるティースの長さと円弧状ヨークから突出されるティースの長さとが異なる。このため、周方向で隣り合うティース間に形成されてコイルが収納可能なスペースの大きさ（以下、巻線面積という）がばらついてしまう。とりわけ、直線状ヨークから突出されるティースの巻線面積は、円弧状ヨークから突出されるティースの巻線面積よりも小さくなってしまう。このような場合、各コイルの起磁力のバランスが悪化してしまう。このため、特許文献１では、直線状ヨークから突出されたティースを径方向に対して所定角度傾斜させることにより、各々巻線面積のばらつきを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－１５１２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで近年、ブラシレスモータの扁平化に加え、さらなるモータ特性の向上が要求されている。しかしながら、上述の従来技術では巻線面積を増大させることに限界があり、モータ特性の向上に限界があるという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、扁平化を図りつつ、モータ性能をさらに向上できるブラシレスモータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の第１態様では、ブラシレスモータは、環状のステータと、前記ステータの径方向の内側に配置され、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータと、を備え、前記ロータは、回転軸線を軸心としたロータシャフトと、前記ロータシャフトに固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周部に設けられた複数の磁極と、を備え、前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻回されるコイルと、を備え、前記ステータコアは、前記回転軸線の方向からみて扁平形状で、かつ環状のバックヨークと、前記バックヨークのバックヨーク内周面から径方向の内側に向かって突出し、前記コイルが巻回される複数のティースと、を備え、前記バックヨークは、前記回転軸線を挟んで対向配置された一対の長辺部と、前記回転軸線を挟んで前記長辺部の対向方向と直交する方向で対向配置された一対の短辺部と、を有し、前記短辺部の周方向に沿う長さは前記長辺部の周方向に沿う長さよりも短く、各前記ティースは、前記バックヨーク内周面から突出し、前記コイルが巻回される巻胴部と、前記巻胴部の前記バックヨークとは反対側端に設けられ、前記巻胴部の周方向の幅よりも長く周方向に延びる鍔部と、を有するとともに、各前記ティースは、前記一対の長辺部にそれぞれ２つずつ設けられた長辺ティースと、前記一対の短辺部にそれぞれ１つずつ設けられた短辺ティースと、を有し、前記長辺ティースにおける前記巻胴部を長辺巻胴部とし、前記短辺ティースにおける前記巻胴部を短辺巻胴部とし、前記長辺ティースにおける前記鍔部を長辺鍔部とし、前記短辺ティースにおける前記鍔部を短辺鍔部としたとき、前記長辺鍔部及び前記短辺鍔部はそれぞれ周方向に等間隔で配置されており、前記長辺巻胴部の前記バックヨークからの突出方向は径方向に対して交差しており、前記短辺巻胴部の前記バックヨークからの突出方向は径方向に沿っており、前記長辺巻胴部における前記バックヨーク側の根本には、前記短辺部側を向く側面に凹部が形成されており、前記長辺巻胴部の前記凹部が形成されている箇所における前記回転軸線の方向からみた磁路の幅は、前記長辺巻胴部の前記凹部以外の箇所における前記回転軸線の方向からみた磁路の幅よりも大きい。
【０００９】
このように、長辺巻胴部に凹部を形成することにより、長辺ティースの巻線面積を従来と比較して十分に確保することができる。凹部を形成しても長辺巻胴部の凹部が形成されている箇所における回転軸線の方向からみた磁路の幅は、長辺巻胴部の凹部以外の箇所における回転軸線の方向からみた磁路の幅よりも大きい。このため、長辺ティースでの磁気飽和を回避できる。したがって、ブラシレスモータの扁平化を図りつつ、モータ性能をさらに向上できる。
また、凹部を形成する分、ステータコアを軽量化できる。バックヨークを扁平形状とすることによりブラシレスモータを小型化しつつ、各ティースの巻線面積を均一化できるので、各コイルの起磁力のバランスを向上でき、延いてはブラシレスモータの作動音や振動を低減することも可能である。
【００１０】
本発明の第２態様では、第１態様のブラシレスモータにおいて、前記回転軸線の方向からみて、前記長辺巻胴部の突出方向と直交する方向の幅の中心線と前記長辺鍔部の鍔部内周面との交点を点Ｐｉとし、前記回転軸線と前記点Ｐｉとを結ぶ直線を第１直線とし、前記点Ｐｉが設定された前記長辺鍔部を含む周方向で隣り合う２つの前記長辺鍔部の間の中心と前記回転軸線とを結ぶ直線を第２直線とし、前記第１直線と前記第２直線との間の角度をθとしたとき、前記角度θは、θ＜２５°を満たす。
（【００１１】以降は省略されています）

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