(57)【要約】【課題】  コンパクトでコストが安く巻線電流の回転トルクへの変換が高効率で質量が小さいブラシレス直流モータを提供する。【解決手段】  ステータ１１０の各々異なる相Ａ、ａ：Ｂ、ｂ：Ｃ、ｃが割り当てられるステータ極群１６０、１６２、１６４の中には、各々２個のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８が隣り合うように設けられ、各ステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８の間には、ステータ巻線部分用のスロット空間部分が設けられず、ステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８が僅かな間隔で対向して配置される。【選択図】  図２  
2006014586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々に１つの相が割り当てられた複数のステータ極直立部がラジアル方向に配置されて設けられたステータを備え、
その際に、各々異なる相が割り当てられる少なくとも１つのステータ極群の中には、同相に割り当てられた少なくとも２個のステータ極直立部が隣り合うように設けられるブラシレス直流モータであって、
前記各々異なる相が割り当てられる少なくとも１つのステータ極群中の前記ステータ極直立部の間には、ステータ巻線部分用として予定されるスロット空間部分が設けられず、
前記ステータ極群中のステータ極直立部では、２個の隣り合うステータ極直立部が僅かな間隔で対向して配置される
ことを特徴とするブラシレス直流モータ。
【請求項２】
前記少なくとも１つのステータ極群では、２個のステータ極直立部が、狭小なスロット間隔で隣り合うように設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のブラシレス直流モータ。
【請求項３】
前記各１相毎に、各々２個のステータ極が設けられる１つ又は２つのステータ極群が用いられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシレス直流モータ。
【請求項４】
前記各ステータ極直立部は、ステータ極頭部と磁気的に結合されるように直立し、前記ステータ極頭部の間には、ロータの外周を囲む円形を均等間隔で分割させるように、ステータ極間隙が設けられる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のブラシレス直流モータ。
【請求項５】
前記１つのステータ極群中の前記２個のステータ極直立部の間隔は、そのステータ極に属するステータ極間隙の１つの幅に相当する
ことを特徴とする請求項４に記載のブラシレス直流モータ。
【請求項６】
前記１つのステータ極群に割り当てられた相のステータ巻線は、そのステータ極群内の２個のステータ極直立部の両方を一まとめにした周囲に巻回される
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のブラシレス直流モータ。
【請求項７】
隣り合う２つの前記ステータ極群の間には、少なくとも１個のステータ極が配置され、そのステータ極の相は、前記隣り合う２つのステータ極群の相と異なる
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のブラシレス直流モータ。
【請求項８】
９個のステータ極と２個のロータ極、あるいは、９個のステータ極と１６個のロータ極、又はその代替として、１５個のステータ極と４個のロータ極、あるいは、１８個のステータ極と４個のロータ極が設けられる
ことを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載のブラシレス直流モータ。
【請求項９】
２個のロータ極と１２個、１５個、又は、１８個から選択された個数のステータ極が設けられる
ことを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載のブラシレス直流モータ。
【請求項１０】
前記相は３相である
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のブラシレス直流モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各々に１つの相が割り当てられた複数のステータ極直立部がラジアル方向に配置されて設けられるラジアルギャップ形（径方向空隙形）のブラシレス直流モータに関し、特に、そのステータ極の配置の際に、同相に割り当てられた少なくとも２個のステータ極が、少なくとも１つのステータ極群の中に隣接して設けられるステータを備える。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレス直流モータには、所定の固定磁界を発生させて回動可能なロータ、同様に回転磁界を発生させることができるステータを有している。回転磁界は、一定ではない回転トルクを発生させる。というよりもむしろ、回転トルクに、ロータとステータの構造、及び、ロータとステータの相対位置による変動を発生させる。
【０００３】
従来技術としては、ステータのスロット数とロータの極数の異なる組み合わせを選択することで、例えば、モータの性能、コギングトルク、ステータ巻線の冗長度等のような、従属的な所望のモータパラメータが得られることが知られている。その従来技術は、例えば、ステータに９個のステータ極頭部あるいはスロットを備え、ロータに１６個の磁極対を備えるモータの場合には、１回転毎に１４４回発生するコギングトルクを、非常にわずかなコギングトルクに抑えることができるという利点を有している。その従来技術のロータとステータは、ステータのステータ極頭部とそれに対向するロータの磁極に対して各々に異なる角変位率が与えられ、ロータ磁石が対向している他の磁極のグループに対して均等になるようにロータ内に配置され、１個のロータ磁石を１個のステータ極頭部の対向位置から隣り合う他のステータ極頭部の対向位置に移行させるようにして、各ロータ磁石を一緒に移行させるような形態である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した利点を有するようにロータとステータを構成させる場合、ステータに各々の相毎の巻線を巻回すための巻線パターンにおいては、同一の相であるが互いに逆方向に巻回される複数のステータ巻線部を、ステータの１個のスロットあるいは複数のスロットに収容させるようにでき、従って、その各巻線では逆方向に電流が流れるようになる。しかし、それらのスロット内に配置されて、同一の相に属し、互いに逆方向に巻回された複数のステータ巻線部の電流（による磁界）は、互いに相殺されて、それらが回転トルクを発生させることに貢献することが全く無いことになるので、そのステータ巻線は、単に巻線抵抗を高めているだけということになってしまう。従って、そのようなモータの場合には、そのステータ巻線用のスロット（同一相の逆方向巻線が収容されるスロット）は、有効利用されているとは言えず、そのモータでは、モータに要求される性能を決定する際に、比較的大きな容積が必要になってしまうという問題がある。また、その結果、そのモータで期待される効率が低く、モータを製造するためのコストも増加させることになるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記した課題を解決するために、外寸容積がコンパクトであり、原価及び生産コストが低く、巻線電流の回転トルクへの変換が高効率であり、更に質量が小さい改善されたブラシレス直流モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、本発明では、請求項１に述べられている特徴を有するブラシレス直流モータにより解決することができる。
【０００７】
すなわち、本発明のブラシレス直流モータは、各々に１つの相が割り当てられた複数のステータ極直立部がラジアル方向に配置されて設けられたステータを備え、その際に、各々異なる相が割り当てられる少なくとも１つのステータ極群の中には、同相に割り当てられた少なくとも２個のステータ極直立部が隣り合うように設けられるブラシレス直流モータであって、各々異なる相が割り当てられる少なくとも１つのステータ極群中の前記ステータ極直立部の間には、ステータ巻線部分用として予定されるスロット空間部分が設けられず、ステータ極群中のステータ極直立部では、２個の隣り合うステータ極直立部が僅かな間隔で対向して配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のブラシレス直流モータは、各ステータ極群に各々異なる相を割り当て、ステータ極群内の隣り合うステータ極直立部の間にはステータ巻線用のスロット部分を設けず僅かな間隔で対向して配置させたので、外寸容積をコンパクトにでき、原価及び生産コストを低くでき、巻線電流の回転トルクへの変換を高効率にでき、質量を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面を参照して、本発明の特徴及び実施形態を、従来技術と比較しながら詳しく説明する。
【００１０】
図１は、従来の９個のスロットと１６個のロータ極を備えるモータの横断面図である。
図１におけるステータ極のスロット、言い換えれば、隣り合う２個のステータ極間の間隙の数は、ステータ極の数に相当している。このモータは、ステータ１０と、そのステータ１０の中心に同心に配置されるロータ１２とにより構成される。
【００１１】
ロータ１２には、ロータコア１６が設けられ、そのロータコア１６中には、各極対毎に隣接させてスポーク状に埋設された複数の永久磁石１８が設けられる。ロータ１２は、動作間隙１４により、ステータ１０と離間されている。
【００１２】
又、ステータ１０は、ロータ１２の外周側に均等間隔（空隙）毎に離間して配置される９個のステータ極頭部２０〜２８を含んで構成される。ステータ１０内で隣り合う２個のステータ極の間には、ステータ極用の１個のスロットが設けられる。各ステータ極頭部２０〜２８は、ラジアル方向に配置された各ステータ極直立部３０〜３８により担持される。この各ステータ極直立部３０〜３８は、各ステータ極頭部２０〜２８に対して垂直方向に、この各ステータ極頭部２０〜２８の中心部を突くように当接されて結合される。ステータ極直立部３０〜３８の外周側端部は、ステータ１０の保磁子（ステータヨーク）４０と結合される。
【００１３】
ステータ極直立部３０〜３８は、各ステータ巻線５０〜５８を支持しており、図１では、ステータ巻線５０〜５８の巻線方向あるいは電流方向が、「円○の中に点・」記号と「円○の中に×」記号により示されている。「円○の中に点・」記号は、「円○の中に点・」記号が描かれている図面上に示された断面に対して下から上に向かって飛び出す方向に電流が流れることを示し、「円○の中に×」記号は、「円○の中に×」記号が描かれている図面上に示された断面に対して上から下に向かって落ち込む方向に電流が流れることを示している。
【００１４】
ステータ巻線５０〜５８は、各々３つの相の何れかに属し、図示されない三角結線あるいは星型結線によって結線されることが好ましい。尚、図１は３相の電気モータを示している。
【００１５】
図１では、小文字の「ａ」あるいは大文字の「Ａ」で示されるステータ巻線５１、５２及び５６は、３相モータの第１の相に対応し、小文字の「ｂ」あるいは大文字の「Ｂ」で示されるステータ巻線５０、５４及び５５は、３相モータの第２の相に対応し、小文字の「ｃ」あるいは大文字の「Ｃ」で示されるステータ巻線５３、５７及び５８は、３相モータの第３の相に対応している。
【００１６】
図１において、ステータ巻線５０〜５８は、その巻線部分が小文字（ａ、ｂ、ｃ）で示されている場合は、図面上に示された断面に対して上から下に向かって落ち込む方向に巻線が巻回されている（電流が流される）ことを意味し、ステータ巻線５０〜５８が大文字（Ａ、Ｂ、Ｃ）で示されている場合は、ステータ巻線５０〜５８は図面上に示された断面に対して下から上に向かって飛び出す方向に巻線が巻回されている（電流が流される）ことを意味している。
【００１７】
上記した図１の従来技術の構造に対して、本発明の実施形態では、１つのステータ極群に属して隣り合う２個のステータ極が、各々同一の相に割り当てられているが互いに逆方向に巻回されるステータ巻線５０〜５８を仕切っている場合に、それらのステータ極を統合させている。図１では、ステータ極直立部３１及び３２は、第１の相（Ａ：ａ）に属して隣接していることから第１のステータ極群６０を構成している。これと同様にして、ステータ極直立部３４と３５は、第２の相（Ｂ：ｂ）に属して隣接していることから第２のステータ極群６２を構成し、ステータ極３７と３８は、第３の相（Ｃ：ｃ）に属して隣接していることから第３のステータ極群６４を構成している。
【００１８】
図１に示された従来技術の構造の場合には、「発明が解決しようとする課題」中に示したように、１つの（同一相の）ステータ極群を構成し、隣り合う２個のステータ極の間に位置するステータ巻線部分は、ここに流れる電流による磁界が互いに相殺し合うため、回転トルクを発生させることに全く貢献していない。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係るモータを示す横断面図である。
図２に示された本実施形態のモータに設けられているロータ極数およびスロット数は、図１に示した従来のモータと同一である。図２では、ステータ巻線の符号１５０〜１５５を除いて、図１と同一の部材には、図１と同一の符号の前に「１」を付して示している。また、本実施形態に係るモータに備えられるロータ１１２は、図１に示されているモータのロータ１２に対応して同様であるので、ここでの再度の説明は省略する。
【００２０】
図２に示した本実施形態に係るブラシレス直流モータに備えられるステータ１１０は、図１に示した従来のステータ１０と同様に、保磁子（ステータヨーク）１４０を有している。この保磁子１４０の内周側には、ラジアル方向の内周側に延伸させるようにステータ極直立部１３０〜１３８が設けられている。ステータ極直立部１３０〜１３８のラジアル方向の内周側の端部には、ロータ１１２の外周から等間隔（動作間隙）で保持されるステータ極頭部１２０〜１２８が配置されている。なお、ステータ極頭部１２０〜１２８とこれらの間に形成される空隙（溝）の配置は、図１に示されている従来のモータと同一であるので、詳細な説明を省略する。
【００２１】
しかし、本実施形態に係るモータの場合には、ステータ極群１６０、１６２、１６４に属して各々が同一相で互いに隣り合う２個のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８の間に各々設けられているステータスロット１７０、１７２、１７４は、巻線は存在せずにスロットのみの自由空間になっている。その理由は、上記に既に説明済みであるように、このスロットにステータ巻線を設けたとしても、それらのステータ巻線は回転トルクの発生に全く貢献しないためである。
【００２２】
本実施形態では、上記したステータ極群１６０、１６２、１６４に属して互いに隣り合うステータ極の間に位置するスロット１７０、１７２、１７４の幅については、対応する各ステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；及び１３７、１３８が、上記した各ステータ極頭部１２０〜１２８の間の空隙の幅に略相当する間隔にまで互いに接近されることから、大幅に縮小される。その結果、残りのスロット部分、言い換えればステータ巻線１５０〜１５５を巻線するためのスロット（巻線スロット）が拡大されることになる。
【００２３】
本実施形態に係るモータでは、ステータ極頭部１２０〜１２８にステータ極直立部１３０〜１３８が結合される場所が、必ずしも上記したステータ極頭部１２０〜１２８の中心に限られないステータ１１０の構成を提供することができる。上記したステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８は、ステータ巻線に有効なスロットを最大限に形成させるために、上記各ステータ極頭部１２０〜１２８の間の空隙の幅に略相当する間隔にまで互いに近づけられる。
【００２４】
上記のように各ステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８を構成させることから、ステータ極直立部１３１の内周側端部がステータ極頭部１２１の一方の端部と当接し、ステータ極直立部１３２の内周側端部がステータ極頭部１２２の一方の端部と当接し、ステータ極直立部１３４の内周側端部がステータ極頭部１２４の一方の端部と当接し、ステータ極直立部１３５の内周側端部がステータ極頭部１２５の一方の端部と当接し、ステータ極直立部１３７の内周側端部がステータ極頭部１２７の一方の端部と当接し、ステータ極直立部１３８の内周側端部がステータ極頭部１２８の一方の端部と当接するステータの構成を提供することができる。
【００２５】
これらのステータ極直立部１３０〜１３８及びステータ極頭部１２０〜１２８は、図１に示した従来技術の同一相の場合に相当する各ステータ極群１６０、１６２、１６４に対応する。一方、図２に示されたステータ１１０では、各々の各ステータ極群１６０、１６２、１６４の各２個のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８の両方をまとめた上（周囲）に対応するステータ巻線１５１、１５３及び１５５が巻回される。このようにステータ巻線１５１、１５３及び１５５は巻回されるが、一方、残りのステータ巻線１５０、１５２、１５４は、従来どおり、各々単に１個のみのステータ極直立部１３０、１３３、１３６の上（周囲）に巻回される。
【００２６】
本実施形態に適用される配置（構成）が備える利点は、有効な、すなわち、回転トルクの発生に貢献するステータ巻線１５０〜１５５のためのスロット（巻線用スロット）部分をより大きくとることができる一方で、有効ではない（回転トルクの発生に貢献しない）ステータ巻線用のスロット部分を縮小することができる点である。
【００２７】
それにもかかわらず、本実施形態に係るブラシレス直流モータの場合には、従来のブラシレス直流モータと、予定された仕様のロータ極数及びスロット数を同様に組み合わせ、及び、ロータ極とステータスロットの空間的な配置関係を同様にすることができる。従来のブラシレス直流モータと同一の寸法で、しかも、ロータ極数とスロット数との組み合わせが同じである本実施形態のブラシレス直流モータの場合には、従来のブラシレス直流モータよりも高い動作効率を有するブラシレス直流モータを提供することができる。
【００２８】
図２に示された本実施形態では、図１に示されている従来の実施形態と同様に、ステータ巻線１５０〜１５５は、各々相（Ａ：ａ）、相（Ｂ：ｂ）あるいは、相（Ｃ：ｃ）の何れか１つの相に割り当てられる。
【００２９】
大文字（Ａ、Ｂ、Ｃ）で示されているステータ巻線の部分は、図面上に示された断面に対して下から上に向かって飛び出す方向に巻回され、小文字（ａ、ｂ、ｃ）で示されているステータ巻線の部分は、図面上に示された断面に対して上から下に向かって落ち込む方向に巻回されている。
【００３０】
例えば、図２の各相の符号を時計回りに見て、大文字（Ａ、Ｂ、Ｃ）に小文字（ａ、ｂ、ｃ）が追随する場合には、ロータ１１２から見て、対応するステータ極直立部１３０〜１３８の周りにステータ巻線１５０〜１５５が時計回り方向に巻回される。又、図２の各相の符号を時計回りに見て、小文字（ａ、ｂ、ｃ）に大文字（Ａ、Ｂ、Ｃ）が追随する場合には、ロータ１１２から見て、対応するステータ極直立部１３０〜１３８の周りにステータ巻線１５０〜１５５が反時計回り方向に巻回される。
【００３１】
本実施形態に係るモータでは、ステータ巻線１５０〜１５５について、互いに隣接して、同一の方向に巻回される構成が必要となる場合に、特に好適となる。そのようなモータのスロット数とロータ極数の組み合わせとしては、例えば、９個のスロットと２個のロータ極の組み合わせ、９個のスロットと１６個のロータ極の組み合わせ、１５個のスロットと４個のロータ極の組み合わせ、及び、１８個のスロットと４個のロータ極の組み合わせ等が考えられる。
【００３２】
１個以上の各ステータ極頭部１２１、１２２：１２４、１２５：１２７、１２８に導かれる磁束（磁気の流れ）を発生させるステータ巻線１５１、１５３、及び、１５５は、例えば、図２に示される１つのステータ極群の各２個のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８に跨ってその上（周囲）に各々巻回される複数のステータ巻線１５１、１５３、及び、１５５のように、１個のステータ極頭部１２０、１２３、及び、１２６に磁束を発生させるステータ巻線１５０、１５２、及び、１５４よりも、巻線厚をより厚くでき、又、巻線出力をより多くすることができる。
【００３３】
そのような図２の構成により、各ステータ極頭部１２０〜１２８から発生される磁力は、各ステータ極頭部１２０〜１２８が各々ステータ極群の中の一つとして配置が割り当てられているか、あるいは、単一のステータ極として配置が割り当てられているかに関わらず同一になる。上記のようにして、本実施形態のモータでは、同期度（安定度）を改善することができる。
【００３４】
更に、異なる飽和度の磁性材料による影響を回避すると共に、全てのステータ極頭部１２０〜１２８について同様な最大磁束にすることにより、ロータ１１２の動きが予定していた動きと同様になるように、ステータ巻線１５０〜１５５から発生される磁束密度（磁束の強さ）を適合させて、ステータ極群中のステータ極直立部１３０〜１３８の断面積をより厚くすることができる。
【００３５】
ステータ極（ステータ極頭部１２０〜１２８及びステータ極直立部１３０〜１３８）と保磁子１４０は、打ち抜いた金属薄板を積層して一体に形成する構造が好ましいが、ステータ極頭部１２０〜１２８をステータ極直立部１３０〜１３８と一体に形成し、保磁子１４０に固定する構造にすることも可能である。
【００３６】
図３は、本実施形態に係るモータを示す縦断面図である。
この図３では、ロータ１１２が軸２００に取り付けられて示されている。尚、ロータ１１２の構成は図２にも示されており、図１のロータ１２に対応して同様であるので、ここでの再度の説明は省略する。このロータ１１２は、ステータ１１０内に同心に挿入されている。
【００３７】
又、図３における外側の保磁子１４０とステータ巻線１１４は、概略的に示されている。図３に示された本実施形態では、ロータ１１２とステータ１１０の何れもが、積層された金属薄板により構成される。ステータ１１０とロータ１１２は、筐体周壁部２０２に周囲を囲繞されている。尚、この筐体周壁部２０２は、内周側にステータ１１０を保持する。
【００３８】
又、筐体は、その軸方向両側の端部が、第１の筐体キャップ部（フランジ部）２０４と、第２の筐体キャップ部（フランジ部）２０６により閉塞される。第１の筐体キャップ部２０４と第２の筐体キャップ部２０６は、軸受シールの機能を有し、フランジ部を付帯させることができる。第１の筐体キャップ部（フランジ部）２０４と第２の筐体キャップ部（フランジ部）２０６には、軸２００とその軸２００に配置されたロータ１１２を軸支するために、各々に対応する軸受２０８と２１０が各々一体となるように取り付けられている。図示されている本実施形態では、筐体周壁部２０２に設けられた開口部２１４によりモータの換気を行う送風用羽根車２１２が、軸２００に取り付けられている。
【００３９】
つまり、本実施形態のブラシレス直流モータは、ラジアル方向に配置され、各々に対して何れかの相が割り当てられている複数のステータ極直立部１３０〜１３８が設けられたステータ１１０を備えている。少なくとも１つのステータ極群１６０、１６２、１６４は、互いに隣接し、同一の相に割り当てられている少なくとも２個のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８によって形成される。少なくとも１つのステータ極群１６０、１６２、１６４のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８の間にはステータ巻線部分が設けられない。複数のステータ極群中のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８は、僅かな間隔で、各々、異なる相に各々２個ずつ割り当てられて、隣り合うよう配置されている。
【００４０】
本実施形態に係るモータは、ラジアル方向に配置された複数のステータ極を有するステータ１１０を備える。多相モータ（本実施形態では３相）の各々の相が、上記した各ステータ極に、ステータ巻線１５０〜１５５の巻回パターンに従って割り当てられる。その際に、上記３相の各１つの相に対して、同一の相に割り当てられ、隣り合う２個のステータ極から構成される少なくとも１つのステータ極群が形成される。
【００４１】
本実施形態によれば、上記した少なくとも１つのステータ極群に属するステータ極の間には、ステータ巻線部分が設けられない。その一方で、各々のステータ極群中のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８は、相互に隣接して異なる相に割り当てられたステータ極のステータ極直立部１３０、１３３、１３６とそれらとの間よりも狭い間隔で対向する。しかし、この場合であっても、ステータ極頭部１２０〜１２８における、ロータ１１２の向きを変える側の中心角度の配置は変えずに留める方法が好ましい。
【００４２】
本実施形態の目的としては、例えば、図１に示した従来のモータにおいて、同一の相の群（例えばＡ：ａ）に属するが互いに逆方向にステータ巻線（例えば、５１のＡと５２のａ）が巻回されて収容されるため、回転トルクの発生に貢献しないステータ巻線用のスロット空間を減少させ、回転トルクの発生に貢献するステータ巻線を収容するスロット空間を確保することである。この目的を実現するために、各ステータ極のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８が、相互に更に近づくように変位させられる。ステータ極直立部１３１；１３４；１３７と、それに対向するステータ極直立部１３２；１３５；１３８の最小間隙は、このモータの仕様として決められているステータ磁心のスロット（各ステータ極頭部の間隔）と同等であることが好ましい。このようにしてステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８の間に形成されるステータ巻線用スロットは、必ずしも巻線で埋める必要はないものである。
【００４３】
一方、ステータ極のステータ極直立部１３０、１３１；１３２、１３３；１３３、１３４；１３５、１３６；１３６、１３７；１３８、１３０の間のステータ巻線用スロットは拡大されるので、さらに多くのステータ巻線１５１ａ、１５１Ａ、１５３ｂ、１５３Ｂ、１５５ｃ、１５５Ｃを収容することができる。以上のように、本実施形態に係るモータでは、ロータ１１２に設けられる磁極数とステータに設けられるスロットの数の組み合わせに係わらず、同一の相に属して互いに逆方向に巻回され、回転トルクの発生に貢献しないステータ巻線は、ステータのスロット中に含まれない。
【００４４】
本実施形態では、このような回転トルクの発生に貢献しないステータ巻線部分は、かなり除去（減少）される。図１に示した従来技術と比較して言い換えると、１つの同相のステータ極群に属する２個のステータ極直立部（３１と３２、３４と３５、３７と３８）の間に設けられるステータスロット幅が、可能な限り狭小に縮小されていることになる。上記を別の表現で示すと、本実施形態で上記に該当するステータ極のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８は、ステータ１１０のステータ磁心の空隙（各ステータ極頭部の間隔）の幅にまで縮小されることが好ましい。このように構成することにより、回転トルクの発生に貢献する他のステータ巻線１５１、１５３、１５５を巻き回すためのスロットをより多く確保することができる。このことから、同一のロータ１１２の磁極数と同一のステータのスロット数の組み合わせで比較した場合、本実施形態のステータの構造では、従来のステータの構造に比べて遥かに高いステータ巻線率を得ることができる。
【００４５】
本実施形態では、各相毎に、予め１つ又は２つのステータ極群が割り当てられ、少なくとも１つのステータ極群には隣り合う２個のステータ極が設けられる。このステータ極群（同相の２個のステータ極の間にはステータ巻線部分が設けられない）の構造からは、予定される巻線部分が全く無いステータ極間のスロットが形成され、ステータ１１０のステータ磁心の空隙（各ステータ極頭部の間隔）が均等に分配され、それによりステータ１１０の対称な構成が達成されることになる。このようにして、ステータ１１０の生産過程を単純にでき、且つ、低コストでステータ１１０を製造することができる。
【００４６】
何れのステータ極直立部１３０〜１３８もステータ極頭部１２０〜１２８と結合されるが、これらの各ステータ極頭部１２０〜１２８の間のステータ磁心の空隙（各ステータ極頭部の間隔）は、ロータ１１２の外周の円上に均等に配置されるように位置させて形成することが望ましい。
【００４７】
同相の２個のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８の間にステータ巻線部分が設けられない場合には、１つのステータ極群中の２個のステータ極直立部直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８の各間隔は、隣り合う２個のステータ極頭部１２０〜１２８の磁心空隙の幅（各ステータ極頭部の間隔）に相当する。このようにステータ極を配置させることにより、本実施形態では、有効ではないステータ巻線用のスロット空間を最小限に縮小できる一方で、ロータ１１２の磁極数とステータのスロット数、及び、ロータ１１２の磁極とステータ用空隙（各ステータ極頭部の間隔）の相対的位置関係が、従来のモータと比較して、殆ど変わらないブラシレス直流モータを提供することができる。尚、本実施形態のようなモータの場合には、高出力時における回転トルクの変動とコギングトルク又はコギングトルクのレベルについては、ロータの磁極数とステータのスロット数が対応する従来のモータと同等である。
【００４８】
本実施形態のステータ極数とロータ極数の積の値は、ステータ極数値とロータ極数値の何れで除算しても整数値を得ることができる最小の数値（最小公倍数）である。本実施形態では、各ロータ極に対向して対応する各ステータ極頭部１２０〜１２８毎に、各々巻回される各ステータ巻線１５０〜１５５毎の巻数が異なっている。
【００４９】
これによってモータのコギングサイクルの総数が最大値になる。そのため、各コギングトルクは均等に分配され、それによりコギングトルク値を最小にすることができる。例えば、スロット数が９個であって、ロータ極数が１６個のモータの場合、１回転毎のコギングサイクルは１４４である。（この「１４４」は９と１６の何れで除算しても整数値が得られる最小の数である。）
このサイクル数が高くなれば高くなるほど、コギングトルクは小さくなる。これにより、駆動トルクの不安定さ、又は、回転トルクの変動を少なくし、且つ、コギングトルクを小さくして、非常に静かな回転状態のモータを得ることができる。
【００５０】
本実施形態では、隣り合う２つのステータ極群の間には、少なくとも１個のステータ極が配置される。このステータ極の相は、隣り合うステータ極の相とは異なっている。このようにステータ極を配置させることにより、僅かな間隔で配置されているステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８を含む各ステータ極群は、従来の構造と「変わらない」ステータ極によって隔てられることになり、それによりステータ極の構造を一層簡略化できることになる。
【００５１】
本実施形態のモータには、９個のステータスロット（各ステータ極頭部１２０〜１２８間の間隙）と２個のロータ極、９個のスロットと１６個のロータ極、１５個のスロットと４個のロータ極、あるいは、１８個のスロットと４個のロータ極が設けられる構成であることが好ましい。上記のようにロータ極数とスロット数を組み合わせたブラシレス直流モータの場合、従来の構造では、１個のステータスロットの中で隣り合う各ステータ巻線が、１つの相に属するが互いに逆方向に巻回される（例えば、図１の符号５１Ａと５２ａ、５４Ｂと５５ｂ、５７Ｃと５８ｃ）形態になる事態が生じる。
【００５２】
その図１に示した従来の場合には、そのステータ巻線５１Ａと５２ａ、５４Ｂと５５ｂ、５７Ｃと５８ｃ部分は、回転トルクの発生に何ら貢献しないので、そのステータ巻線５１Ａと５２ａ、５４Ｂと５５ｂ、５７Ｃと５８ｃ部分は除去してもよい（回転トルクに影響が無い）ことになる。本実施形態では、この従来のステータ巻線５１Ａと５２ａ、５４Ｂと５５ｂ、５７Ｃと５８ｃ部分に割り当てられたステータ巻線用のスロットは、ステータ極間隙幅に相当する幅にまで縮小させることができる。こうすることにより、残ったステータ極のスロット幅を拡大して、その残りのステータ巻線用のスロットとして活用させることができる。
【００５３】
本実施形態に係るモータは、電気的に３つの相（３相）で用いられることが好ましい。尚、このモータは、単極あるいは双極の直流電圧で駆動されることが好ましい。上記３相は、三角結線あるいは星型結線で用いることができる。
【００５４】
本実施形態に係るブラシレス直流モータは、各々に１つの相が割り当てられた複数のステータ極直立部１３０〜１３８がラジアル方向に配置されて設けられたステータ１１０を備え、その際に、各々異なる相Ａ、ａ：Ｂ、ｂ：Ｃ、ｃが割り当てられる少なくとも１つのステータ極群１６０、１６２、１６４の中には、同相に割り当てられた少なくとも２個のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８が隣り合うように設けられるブラシレス直流モータであって、各々異なる相が割り当てられる少なくとも１つのステータ極群１６０、１６２、１６４のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８の間には、ステータ巻線部分用として予定されるスロット空間部分が設けられず、ステータ極群１６０、１６２、１６４のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８では、２個の隣り合うステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８が僅かな間隔で対向して配置される。
【００５５】
本実施形態に係るブラシレス直流モータは、少なくとも１つのステータ極群１６０、１６２、１６４では、２個のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８が、狭小な（例えば、ステータ極間隙と同じ）スロット間隔で隣り合うように設けられ、各１相毎に、各々２個のステータ極が設けられる１つ又は２つのステータ極群が用いられ、各ステータ極直立部３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８は、ステータ極頭部１２０〜１２８と磁気的に結合されるように直立し、ステータ極頭部１２０〜１２８の間には、ロータ１１２の外周を囲む円形を均等間隔で分割させるように、ステータ極間隙が設けられ、１つのステータ極群１６０、１６２、１６４の２個のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８の間隔は、そのステータ極に属するステータ極間隙の１つの幅に相当する。
【００５６】
本実施形態に係るブラシレス直流モータは、１つのステータ極群１６０、１６２、１６４に割り当てられた相のステータ巻線１５１、１５３、１５５は、そのステータ極群１６０、１６２、１６４内の２個のステータ極直立部１３１、１３２；１３４、１３５；１３７、１３８の両方を一まとめにした周囲に巻回され、隣り合う２つのステータ極群１６０、１６２、１６４の間には、少なくとも１個のステータ極（直立部：１３０、１３３、１３６）が配置され、そのステータ極の相は、隣り合う２つのステータ極群１６０、１６２、１６４の相と異なる。
【００５７】
本実施形態に係るブラシレス直流モータは、９個のステータ極直立部（例えば１３０〜１３８）と２個のロータ極、あるいは、９個のステータ極直立部（例えば１３０〜１３８）と１６個のロータ極の組み合わせ、あるいはその代替として、１５個のステータ極直立部と４個のロータ極、あるいは、１８個のステータ極直立部と４個のロータ極が設けられるか、２個のロータ極と、１２個、１５個、又は、１８個から選択されたステータ極（直立部：１３０〜１３８）が設けられて構成され、相が３相である。
【００５８】
このように本実施形態のブラシレス直流モータは、各ステータ極群に各々異なる相を割り当て、ステータ極群内の隣り合うステータ極直立部の間にはステータ巻線用のスロット部分を設けず僅かな間隔で対向して配置させたので、外寸容積をコンパクトにでき、原価及び生産コストを低くでき、巻線電流の回転トルクへの変換を高効率にでき、質量を小さくすることができる。
【００５９】
また、本実施形態のブラシレス直流モータは、回転トルクの発生に貢献できる有効なステータ巻線用のスロット部分をより大きくとることができ、回転トルクの発生に貢献しないような有効でないステータ巻線用のスロット部分を最小限に縮小することができ、従来のモータと比較して、ロータの磁極数とステータのスロット数、及び、ロータの磁極とステータ用空隙（各ステータ極頭部の間隔）の相対的位置関係が殆ど変わらないブラシレス直流モータを提供できる。
【００６０】
また、本実施形態のブラシレス直流モータは、モータのコギングサイクルの総数が最大値になることから、各コギングトルクは均等に分配され、それによりコギングトルク値を最小にすることができる。これにより、駆動トルクの不安定さ、又は、回転トルクの変動を少なくし、且つ、コギングトルクを小さくして、非常に静かな回転状態のモータを得ることができる。また、僅かな間隔で配置されているステータ極直立部を含む各ステータ極群は、従来の構造と「変わらない」ステータ極によって隔てられることになり、それによりステータ極の構造を簡略化できる。
【００６１】
本実施形態では、従来の有効で無いステータ巻線部分に割り当てられたステータ巻線用のスロットを、ステータ極間隙幅に相当する幅にまで縮小させることができる。こうすることにより、残った有効なステータ極のスロット幅を拡大して、その残りのステータ巻線用のスロットとして活用させることができる。
【００６２】
本願の明細書、図面及び請求項に開示した特徴は、単独であるか任意の組み合わせであるかに係らず本発明の実現に貢献するものであり、又、本発明は、上記した各実施形態に限られるものではなく、各々異なる相が割り当てられたステータ極群を有するブラシレス直流モータであれば、本発明を適用することができる。例えば、上記した本実施形態では、本発明をインナーロータ型モータに適用した場合について説明したが、本実施形態は、同様にしてアウターロータ型モータにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来の９個のスロットと１６個のロータ極を備えるモータの横断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るモータを示す横断面図である。
【図３】本実施形態に係るモータを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０、１１０  ステータ、
１２、１１２  ロータ、
１４  動作間隙、
１６  ロータコア、
１８  永久磁石、
２０〜２８、  １２０〜１２８  ステータ極頭部、
３０〜３８、  １３０〜１３８  ステータ極直立部、
４０、１４０  保磁子（ステータヨーク）、
５０〜５８、  １５０〜１５５  ステータ巻線、
６０  第１のステータ極群、
６２  第２のステータ極群、
６４  第３のステータ極群、
１６０、１６２、１６４  ステータ極群、
１７０、１７２、１７４  ステータスロット、
１１４  ステータ巻線、
２００  軸、
２０２  筐体周壁部、
２０４、２０６  筐体キャップ部（フランジ部）、
２０８、２１０  軸受、
２１２  送風用羽根車、
２１４  開口部、
Ａ、ａ  第１の相、
Ｂ、ｂ  第２の相、
Ｃ、ｃ  第３の相。
【図１】
2006014586.tif 000003
【図２】
2006014586.tif 000004
【図３】
2006014586.tif 000005