(57)【要約】【課題】外部の配置スペースを低減することができるとともに、配線を短くすることができるステータを提供すること。【解決手段】ステータ１３は、第１コアベース部１８と第１コアベース部１８の径方向内側端部から軸方向に延びる第１爪状磁極２１とを有する第１ステータコア１４と、第２コアベース部２２と第２コアベース部２２の径方向内側端部から軸方向に延びる第２爪状磁極２４とを有する第２ステータコア１５と、第１コアベース部１８と第２コアベース部２２との軸方向の間に配置され通電に基づいて第１爪状磁極２１と第２爪状磁極２４とを互いに異なる磁極として機能させるコイル部１６とを備える。第１及び第２爪状磁極２１，２４は、周方向等間隔位置における一部の欠落部２０を除いて周方向に等間隔に設けられ、欠落部２０の周方向位置にはコイル部１６への通電を制御するための駆動回路が樹脂部材３３に埋設されてなる駆動ユニット３１が設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の一方側に設けられる第１コアベース部と該第１コアベース部の径方向端部から軸方向の他方側に延びる周方向に複数の第１爪状磁極とを有する第１ステータコア部と、
軸方向の他方側に設けられる第２コアベース部と該第２コアベース部の径方向端部から軸方向の一方側に延びる周方向に複数の第２爪状磁極とを有し、前記第２コアベース部が前記第１コアベース部と対向されつつ前記第２爪状磁極が前記第１爪状磁極と周方向に隣り合って配置される第２ステータコア部と、
前記第１コアベース部と前記第２コアベース部との軸方向の間に配置され、通電に基づいて前記第１爪状磁極と前記第２爪状磁極とを互いに異なる磁極として機能させるコイル部と
を備えたステータであって、
前記第１及び第２爪状磁極は、周方向等間隔位置における一部の欠落部を除いて周方向に等間隔に設けられ、
前記欠落部の周方向位置には、前記コイル部への通電を制御するための駆動回路が設けられたことを特徴とするステータ。
【請求項２】
請求項１に記載のステータにおいて、
前記欠落部の周方向位置には、ロータの回転を検出するための回転センサが設けられたことを特徴とするステータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のステータにおいて、
前記第１及び第２ステータコア部と前記コイル部の組は、相毎に設けられ、
相毎に前記駆動回路が設けられたことを特徴とするステータ。
【請求項４】
請求項３に記載のステータにおいて、
前記駆動回路同士は電気的に接続されたことを特徴とするステータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のステータにおいて、
前記駆動回路が樹脂部材に埋設された駆動ユニットを有し、該駆動ユニットが前記欠落部の周方向位置に設けられたことを特徴とするステータ。
【請求項６】
請求項５に記載のステータにおいて、
前記駆動ユニットの前記樹脂部材には、導体が複数周回巻かれてなる前記コイル部の周方向の一部を通すための孔が形成されたことを特徴とするステータ。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のステータにおいて、
前記コイル部は、１周毎にその両端が前記駆動回路と電気的に接続され、
前記駆動回路は、前記コイル部の一周毎の通電が制御可能とされたことを特徴とするステータ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のステータを備えたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ、及びモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータとしては、第１コアベース部の径方向端部から軸方向に延びる第１爪状磁極を有する第１ステータコア部と、第２コアベース部の径方向端部から軸方向に延びる第２爪状磁極を有する第２ステータコア部と、第１コアベース部と第２コアベース部との軸方向の間に配置されるコイル部とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このステータは、第１及び第２ステータコア部とコイル部の組が、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の相毎に設けられ、各コイル部が通電されると第１爪状磁極と第２爪状磁極とが互いに異なる磁極として機能し、径方向に対向するロータが回転駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８１３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなステータでは、コイル部への通電を制御するための駆動回路がステータの外部に必要で、外部に駆動回路の配置スペースが必要になるとともに、コイル部から外部の駆動回路までの配線が必要になってしまうという問題がある。尚、コイル部からステータの外部の駆動回路までの配線は、材料を増加させるとともに、コイル部までの抵抗を増加させる原因となる。
【０００６】
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、外部の配置スペースを低減することができるとともに、配線を短くすることができるステータ、及びモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するステータは、軸方向の一方側に設けられる第１コアベース部と該第１コアベース部の径方向端部から軸方向の他方側に延びる周方向に複数の第１爪状磁極とを有する第１ステータコア部と、軸方向の他方側に設けられる第２コアベース部と該第２コアベース部の径方向端部から軸方向の一方側に延びる周方向に複数の第２爪状磁極とを有し、前記第２コアベース部が前記第１コアベース部と対向されつつ前記第２爪状磁極が前記第１爪状磁極と周方向に隣り合って配置される第２ステータコア部と、前記第１コアベース部と前記第２コアベース部との軸方向の間に配置され、通電に基づいて前記第１爪状磁極と前記第２爪状磁極とを互いに異なる磁極として機能させるコイル部とを備えたステータであって、前記第１及び第２爪状磁極は、周方向等間隔位置における一部の欠落部を除いて周方向に等間隔に設けられ、前記欠落部の周方向位置には、前記コイル部への通電を制御するための駆動回路が設けられる。
【０００８】
同構成によれば、第１及び第２爪状磁極は、周方向等間隔位置における一部の欠落部を除いて周方向に等間隔に設けられ、欠落部の周方向位置には、コイル部への通電を制御するための駆動回路が設けられるため、駆動回路が外部に不要となる。よって、外部の配置スペースを低減することができるとともに、コイル部と駆動回路とを接続する配線を短くすることができる。
【０００９】
上記ステータにおいて、前記欠落部の周方向位置には、ロータの回転を検出するための回転センサが設けられることが好ましい。
同構成によれば、欠落部の周方向位置には、ロータの回転を検出するための回転センサが設けられるため、外部に回転センサが不要となる。よって、外部の配置スペースをより低減することができるとともに、駆動回路と回転センサとを接続する配線を短くすることができる。
【００１０】
上記ステータにおいて、前記第１及び第２ステータコア部と前記コイル部の組は、相毎に設けられ、相毎に前記駆動回路が設けられることが好ましい。
同構成によれば、第１及び第２ステータコア部とコイル部の組は、相毎に設けられ、相毎に駆動回路が設けられるため、例えば、必要に応じて、相毎に独立した駆動が可能となる。
【００１１】
上記ステータにおいて、前記駆動回路同士は電気的に接続されることが好ましい。
同構成によれば、相毎に設けられる駆動回路同士は電気的に接続されるため、例えば、連係させて相毎のコイル部への通電を制御することができる。
【００１２】
上記ステータにおいて、前記駆動回路が樹脂部材に埋設された駆動ユニットを有し、該駆動ユニットが前記欠落部の周方向位置に設けられることが好ましい。
同構成によれば、駆動回路が樹脂部材に埋設された駆動ユニットを有し、該駆動ユニットが欠落部の周方向位置に設けられるため、例えば、その取り扱いや組み付けが容易となる。
【００１３】
上記ステータにおいて、前記駆動ユニットの前記樹脂部材には、導体が複数周回巻かれてなる前記コイル部の周方向の一部を通すための孔が形成されることが好ましい。
同構成によれば、前記駆動ユニットの樹脂部材には、導体が複数周回巻かれてなる前記コイル部の周方向の一部を通すための孔が形成されるため、例えば、前記コイル部の周方向の一部を保持させつつ配置することができる。
【００１４】
上記ステータにおいて、前記コイル部は、１周毎にその両端が前記駆動回路と電気的に接続され、前記駆動回路は、前記コイル部の一周毎の通電が制御可能とされることが好ましい。
【００１５】
同構成によれば、コイル部は、１周毎にその両端が駆動回路と電気的に接続され、駆動回路は、コイル部の一周毎の通電が制御可能とされるため、例えば、必要な出力に応じてコイル部の何本かを通電することができる。
【００１６】
上記課題を解決するモータは、上記ステータを備える。
同構成によれば、モータにおいて、上記した効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のステータ、及びモータでは、外部の配置スペースを低減することができるとともに、配線を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態におけるブラシレスモータの斜視図。
【図２】同形態におけるステータの一部断面斜視図。
【図３】同形態における駆動ユニットを説明するための模式側面図。
【図４】別例におけるステータの一部断面斜視図。
【図５】別例における駆動ユニットを説明するための模式側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、モータの一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１は、本実施形態のブラシレスモータＭの全体斜視図を示し、回転軸１１に固定されたロータ１２の外側にモータハウジング（図示せず）に固着された環状のステータ１３が配置されている。ブラシレスモータＭは、単一のモータ部を軸方向に３段積層していて、上からＵ相モータ部Ｍｕ、Ｖ相モータ部Ｍｖ、Ｗ相モータ部Ｍｗの順に構成されている。即ち、ブラシレスモータＭは、Ｕ相のステータ１３ａ、Ｖ相のステータ１３ｂ、及びＷ相のステータ１３ｃと、それらに径方向にそれぞれ対向する３つのロータ（図１では、Ｕ相のロータ１２ａのみ図示）とから構成されている。
【００２０】
図２に示すように、ステータ１３におけるＵ相のステータ１３ａは、第１ステータコア部としての第１ステータコア１４と、第２ステータコア部としての第２ステータコア１５と、コイル部１６とを備える。
【００２１】
詳しくは、第１ステータコア１４は、軸方向の一方側（図２中、上側）に設けられ、周方向の一部に切り欠き部１７が形成された略円環板状の第１コアベース部１８と、第１コアベース部１８の径方向外側端部から軸方向の他方側（図２中下側）に延びる略円筒状の円筒壁１９とを有する。又、第１ステータコア１４は、第１コアベース部１８の径方向内側端部の周方向等間隔位置（本実施形態では、３０°間隔位置）における前記切り欠き部１７と対応した一部の欠落部２０を除いて周方向に等間隔（３０°間隔）に設けられ、径方向内側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１爪状磁極２１を有する。本実施形態では、前記周方向等間隔位置は３０°間隔位置であって、欠落部２０は、その１つ分であり、第１爪状磁極２１は３０°間隔で１２個形成されたものの１個が取り除かれた構成とされている。言い換えると、本実施形態の第１爪状磁極２１は３０°間隔で１１個形成され、その周回の６０°空いた部分（切り欠き部１７と対応した部分）が欠落部２０とされている。
【００２２】
第２ステータコア１５は、第１ステータコア１４と略同形状であって、同様に第２コアベース部２２と、円筒壁２３と、第２爪状磁極２４とを有する。
そして、第２ステータコア１５は、第２コアベース部２２が第１コアベース部１８に対して軸方向の他方側（図２中、下側）に設けられて対向し、第２爪状磁極２４が軸方向の一方側に延びつつ第１爪状磁極２１と周方向に隣り合って配置されるように設けられている。
【００２３】
又、コイル部１６は、導体が複数周回巻かれてなるものであって、前記第１コアベース部１８と第２コアベース部２２との軸方向の間に配置され、通電に基づいて第１爪状磁極２１と第２爪状磁極２４とを互いに異なる磁極として機能させる。
【００２４】
又、Ｖ相のステータ１３ｂは、Ｕ相のステータ１３ａと略同様の構成であって、Ｕ相のステータ１３ａと比べて、第１及び第２爪状磁極２１，２４に対する前記切り欠き部１７及び欠落部２０の角度位置が電気角で６０°異なるように形成されている。
【００２５】
又、Ｗ相のステータ１３ｃは、Ｕ相のステータ１３ａと略同様の構成であって、Ｕ相のステータ１３ａと比べて、第１及び第２爪状磁極２１，２４に対する前記切り欠き部１７及び欠落部２０の角度位置が電気角で１２０°異なるように形成されている。
【００２６】
そして、Ｖ相のステータ１３ｂは、Ｕ相のステータ１３ａに対して時計回り方向に電気角で６０°位相をずらしてモータハウジング（図示せず）に固定されている。又、Ｗ相のステータ１３ｃは、Ｕ相のステータ１３ａに対して時計回り方向に電気角で１２０°位相をずらしてモータハウジングに固定されている。これにより、ステータ１３では、前記各切り欠き部１７及び各欠落部２０の角度位置が同じとなるように構成されている。
【００２７】
そして、欠落部２０及び切り欠き部１７の周方向位置には、駆動ユニット３１が設けられている。
詳述すると、図３に模式的に示すように、駆動ユニット３１は、前記コイル部１６への通電を制御するための駆動回路３２が樹脂部材３３に埋設（本実施形態ではインサート成形）されてなる。尚、本実施形態の駆動回路３２は、例えば、駆動ＩＣが実装された基板等からなる。本実施形態の樹脂部材３３は、ステータ１３と同じ軸方向長さの略直方体に形成され、樹脂部材３３の径方向内側端部は、前記第１及び第２爪状磁極２１，２４の径方向内側端部の円弧面と同じ径方向位置の円弧面とされ、樹脂部材３３の径方向外側端部は前記円筒壁１９，２３の径方向外側端部の円弧面と同じ径方向位置の円弧面とされている。そして、駆動ユニット３１（樹脂部材３３）は、径方向外側が前記切り欠き部１７に嵌って固定されている。
【００２８】
又、本実施形態の樹脂部材３３には、前記各コイル部１６の周方向の一部を通すための孔３４が形成されている。孔３４は、Ｕ相のステータ１３ａ、Ｖ相のステータ１３ｂ、及びＷ相のステータ１３ｃの各コイル部１６に対応して軸方向に３つ並んで形成されている。そして、各コイル部１６の両端１６ａ，１６ｂは、駆動ユニット３１に接続され、前記駆動回路３２に電気的に接続されている。
【００２９】
又、本実施形態の樹脂部材３３には、ロータ１２の回転を検出するための回転センサとしてのホールＩＣ３５が埋設（本実施形態ではインサート成形）されている。ホールＩＣ３５は、樹脂部材３３の径方向内側端部において、Ｕ相のステータ１３ａ、Ｖ相のステータ１３ｂ、及びＷ相のステータ１３ｃに対応して軸方向に３つ並んで設けられている。そして、各ホールＩＣ３５は、前記駆動回路３２に電気的に接続されている。
【００３０】
そして、前記駆動回路３２は、外部からの指令信号及び給電と、ホールＩＣ３５からの検出信号に基づいて、各コイル部１６への通電を制御する。
ロータ１２におけるＵ相のロータ１２ａは、爪状磁極４１が形成された一対のロータコア４２と、それらロータコア４２の軸方向の間に配置され軸方向に磁化されることで爪状磁極４１を周方向に交互に異なる磁極として機能させる界磁磁石４３とを備えた所謂ランデル型構造のものである。又、図示しないＶ相のロータ及びＷ相のロータは、Ｕ相のロータ１２ａと同様の構成であるため、その説明は省略する。そして、Ｖ相のロータは、Ｕ相のロータ１２ａに対して電気角で１２０°位相をずらして固定され、Ｗ相のロータは、Ｕ相のロータ１２ａに対して電気角で２４０°位相をずらして固定されている。
【００３１】
次に、上記のように構成されたブラシレスモータＭの作用について説明する。
駆動回路３２によってＵ相、Ｖ相及びＷ相の各コイル部１６に３相の駆動電流が供給されると、ステータ１３にて回転磁界が発生され、ロータ１２が回転駆動される。この際、ホールＩＣ３５によって、ロータ１２の回転（回転速度と方向）が検出され、その検出信号に基づいて駆動回路３２から各コイル部１６に最適なタイミングで３相の駆動電流が供給される。これにより、良好に回転磁界が発生され、ロータ１２が良好に連続して回転駆動される。
【００３２】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）第１及び第２爪状磁極２１，２４は、周方向等間隔位置における一部の欠落部２０を除いて周方向に等間隔に設けられ、欠落部２０の周方向位置には、コイル部１６への通電を制御するための駆動回路３２が設けられるため、駆動回路３２がステータ１３の外部に不要となる。よって、外部の（駆動回路の）配置スペースを低減することができるとともに、コイル部１６と駆動回路３２とを接続する配線を短くすることができる。又、例えば、駆動回路がステータの外部に設けられたものに比べて駆動回路３２からのノイズが外部に漏れ難くなる。
【００３３】
（２）欠落部２０の周方向位置には、ロータ１２の回転を検出するためのホールＩＣ３５が設けられるため、外部に回転センサ（ホールＩＣ）が不要となる。よって、外部の配置スペースをより低減することができるとともに、駆動回路３２とホールＩＣ３５とを接続する配線を短くすることができる。
【００３４】
（３）駆動回路３２が樹脂部材３３に埋設された駆動ユニット３１を有し、該駆動ユニット３１が欠落部２０の周方向位置に設けられるため、例えば、その取り扱いや組み付けが容易となる。
【００３５】
（４）駆動ユニット３１の樹脂部材３３には、導体が複数周回巻かれてなるコイル部１６の周方向の一部を通すための孔３４が形成されるため、例えば、コイル部１６の周方向の一部を保持させつつ配置することができる。
【００３６】
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、駆動ユニット３１（樹脂部材３３）は、Ｕ相のステータ１３ａ、Ｖ相のステータ１３ｂ、及びＷ相のステータ１３ｃからなるステータ１３と同じ軸方向長さの略直方体に形成されるとしたが、これに限定されず、例えば、１つの相のステータと同じ軸方向長さの略直方体に変更してもよい。
【００３７】
例えば、図４に示すように、Ｕ相のステータ１３ａ及びＷ相のステータ１３ｃは、欠落部２０が形成されず、第１及び第２爪状磁極２１，２４が３０°間隔で１２個形成されたものとし、Ｖ相のステータ１３ｂにおける欠落部２０の周方向位置に駆動ユニット５１を設けてもよい。尚、この駆動ユニット５１の樹脂部材５２には、図示しない駆動回路が埋設され、ホールＩＣ５３が周方向に３つ並んで設けられている。このようにすると、上記実施形態に比べて欠落部２０が少ないため、上記実施形態よりもモータ効率を向上させることができる。
【００３８】
・上記実施形態では、駆動ユニット３１の樹脂部材３３には、導体が複数周回巻かれてなるコイル部１６の周方向の一部を通すための孔３４が形成され、コイル部１６の両端１６ａ，１６ｂが駆動回路３２に電気的に接続される構成としたが、これらの構成は変更してもよい。
【００３９】
例えば、図５に示すように、変更してもよい。この例のコイル部６１は、１周毎にその両端が、駆動ユニット６２に接続されるとともに該駆動ユニット６２に埋設された駆動回路６３と電気的に接続されている。そして、駆動回路６３は、コイル部６１の一周毎の通電が制御可能とされている。このようにすると、例えば、必要な出力に応じてコイル部６１の何本かを通電することができる。
【００４０】
・上記実施形態では、第１及び第２ステータコア１４，１５とコイル部１６の組が相毎に設けられて、駆動回路３２が全ての相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）のコイル部１６への通電を制御するものとしたが、これに限定されず、例えば、相毎に駆動回路を設けてもよい。即ち、Ｕ相専用の駆動回路とＶ相専用の駆動回路とＷ相専用の駆動回路とを設けてもよい。このようにすると、例えば、相毎に独立した駆動が可能となる。
【００４１】
又、この場合、相毎に設けられる駆動回路同士を電気的に接続してもよい。このようにすると、例えば、連係させて相毎のコイル部１６への通電を制御することができる。
又、例えば、相毎に駆動回路を設ける場合、各駆動回路を別体の樹脂部材に埋設して相毎の駆動ユニットを設けてもよい。又、この場合、相毎の駆動ユニットは、ステータの周方向に等角度間隔（１２０°間隔）に設けてもよい。このようにすると、ステータが発生する磁界のバランスが良好となり、駆動時の振動や騒音を低減することができる。
【００４２】
・上記実施形態では、欠落部２０の周方向位置には、駆動ユニット３１が設けられ、該駆動ユニット３１には、ホールＩＣ３５が設けられるとしたが、これに限定されず、ロータ１２の回転を検出するための回転センサ（ホールＩＣ）は、ステータ１３の外部に設けてもよい。
【００４３】
・上記実施形態の駆動ユニット３１（樹脂部材３３）は、欠落部２０の周方向位置に配置可能であれば、他の形状に変更してもよい。例えば、上記実施形態の駆動ユニット３１の樹脂部材３３には、導体が複数周回巻かれてなるコイル部１６の周方向の一部を通すための孔３４が形成されるとしたが、これに限定されず、孔３４が形成されずにコイル部１６を避けるように形成された樹脂部材３３に変更してもよい。又、駆動回路３２を欠落部の周方向位置に配置できれば、特に樹脂部材３３を備えていない構成としてもよい。
【００４４】
・上記実施形態では、ロータ１２をステータ１３の内周側に配置したインナロータ型のブラシレスモータＭに具体化したが、これに限定されず、ロータをステータの外周側に配置したアウタロータ型のモータに具体化してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１２…ロータ、１３…ステータ、１４…第１ステータコア（第１ステータコア部）、１５…第２ステータコア（第２ステータコア部）、１６，６１…コイル部、１８…第１コアベース部、２０…欠落部、２１…第１爪状磁極、２２…第２コアベース部、２４…第２爪状磁極、３１，５１，６２…駆動ユニット、３２，６３…駆動回路、３３，５２…樹脂部材、３４…孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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