(57)【要約】【課題】ブラシレスモータにおいて、磁束の利用効率を高め、高トルクにする。【解決手段】固定子２では、コイル２２を収容する固定子本体２３を、前記コイル２２の軸直角断面での形状がＵ字状に形成し、そのＵ字溝２３４内にコイル２２を嵌め込むとともに、Ｕ字溝２３４の両側壁２３１，２３２の先端部２３１ａ，２３２ａから相互に対向して一対のクローティース２４，２５を延設する。一方、回転子３では、永久磁石３３を、クローティース２４，２５によって形成されるギャップＧ間に嵌り込み、そのギャップＧ方向に着磁されるとともに、着磁方向が周方向に交互になるように支持部材３２に配置する。こうして、固定子２と回転子３とが軸方向に間隔を開けて配置されて成るアキシャルギャップ型で、クローティース２４，２５がラジアル方向に配置されたブラシレスモータ１を構成する。これによって、磁束の漏れが少なく、かつ集束できる磁路を形成する。【選択図】図１
2011139604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と回転子とが軸方向に間隔を開けて配置されて成るアキシャルギャップ型のブラシレスモータであって、
前記固定子は、
線材が巻回されて成る空芯のコイルと、
前記コイルを収容し、前記コイルの軸直角断面での形状がＵ字状に形成される固定子本体と、
前記固定子本体における前記Ｕ字の両側壁の先端部から相互に対向して延設され、周方向に予め定める間隔で設けられる一対のクローティースとを備えて構成され、
前記回転子には、前記一対のクローティースによって形成されるギャップ間に嵌り込み、そのギャップ方向に着磁された永久磁石が、着磁方向が周方向に交互になるように配置されていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
前記固定子は、前記回転子を挟んで一対で設けられ、かつ前記軸方向から見て、一方の固定子側のクローティースと、他方の固定子側のクローティースとが周方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記線材は、帯状体であり、前記コイルは、前記線材の幅方向が前記軸方向と平行となるように、渦巻き状に巻回されて成ることを特徴とする請求項１または２記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記線材は、その長手方向の略中間部分に、幅方向に該線材の幅分のずれを生じさせる渡り区間を有し、その渡り区間を最内周側として、長手方向の両端側が相互に反対方向に巻回されることで、前記幅方向に隣接した２段のコイルを形成し、かつ最外周側に長手方向両端部の引出し部を有することを特徴とする請求項３記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記固定子本体は、磁気的に等方性を有するものであって軟磁性体粉末を成型して成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。
【請求項６】
前記固定子本体は、磁気的に等方性を有するフェライトコアであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項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。
【背景技術】
【０００２】
従来から多く使用されているブラシレスモータは、固定子中で銅線をコアに巻きつけて磁極を形成し、その磁極から出る磁束によって、回転子に設置された磁石が回転のトルクを受け、該回転子が回転するようになっている。このような構成では、磁極の数が多く、しかもその磁極の形状が複雑であるので、巻線が非常に複雑な構造となっている。また、コアには磁束を集中させる必要があるので、コア材としては高透磁率の高価な電磁鋼板を用いるケースが多くなり、モータのコストを押し上げている。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するために、銅線をコアに巻き付けないで磁極を形成する方法として、特許文献１で示すようなモータが提案されている。その従来技術は、図８で示すような、ラジアルギャップ型のクローティースモータである。このモータによれば、コイル１０１は、平角線をその厚み方向に積層されるように図示しない巻き枠に螺旋状に巻回してゆき、前記巻き枠が取外されて構成される。そのコイル１０１を、リング１０２と、その内周面から軸方向に延びる爪１０３とを備えて構成される上下一対のコア１０４で挟み込んで固定子１０５が構成され、前記爪１０３は上下一対のコア１０４間で交互に入り込むように配列される。一方、回転子１０６は、その周方向に交互にＮ極とＳ極とが配列されている。これによって、上下の爪１０３間のギャップ、すなわち回転子１０６の周方向に交互に磁束が形成され、その磁束を前記コイル１０１に与える電圧の極性を入替えて反転させることで、回転子１０６の磁極に磁気的な吸引力および反発力（斥力）が作用して、該回転子１０６が回転するようになっている。
【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、このようなラジアルギャップ型のクローティースモータは、ヨーク（コア１０４）を通じる磁束の一部しかトルクの生成に寄与させることができず、トルクを大きく取ることが難しいという問題がある。すなわち、本来、コイル１０１は、参照符号１０７で示すように、環状の該コイル１０１における環の外周に発生する磁束を、前記爪１０３間のギャップによって、参照符号１０８で示すように、該コイル１０１の内周方向に変換しているので、爪１０３から出た磁束の内、周方向に変換されず、半径方向にそのまま帰還して同じ爪１０３に戻る磁束が多くなって漏れ磁束となり、磁束の利用効率が悪い。
【０００６】
本発明の目的は、磁束の利用効率を高めることができるブラシレスモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のブラシレスモータは、固定子と回転子とが軸方向に間隔を開けて配置されて成るアキシャルギャップ型のブラシレスモータであって、前記固定子は、線材が巻回されて成る空芯のコイルと、前記コイルを収容し、前記コイルの軸直角断面での形状がＵ字状に形成される固定子本体と、前記固定子本体における前記Ｕ字の両側壁の先端部から相互に対向して延設され、周方向に予め定める間隔で設けられる一対のクローティースとを備えて構成され、前記回転子には、前記一対のクローティースによって形成されるギャップ間に嵌り込み、そのギャップ方向に着磁された永久磁石が、着磁方向が周方向に交互になるように配置されていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、固定子に、線材が巻回されて成る空芯のコイルを有し、巻線や該固定子の構造を簡単にできるブラシレスモータにおいて、該固定子と回転子とが軸方向に間隔を開けて配置されて成るアキシャルギャップ型のブラシレスモータで構成し、さらにクローティースをラジアル方向に形成する。
【０００９】
具体的には、前記固定子は、前記コイルと、それを収容する固定子本体（コア或いはヨーク）と、前記クローティースとを備えて構成される。そして、前記固定子本体は、前記コイルの軸直角断面での形状がＵ字状に形成され、すなわち該固定子本体はＵ字溝が環状に形成された形状を呈し、そのＵ字溝内に前記コイルが嵌り込むことになる。さらに、そのＵ字の開口側に臨んで前記回転子が配置され、前記クローティースは、前記Ｕ字溝の両側壁の先端部から相互に対向して、すなわち該Ｕ字溝の両側壁の先端部において、外周側からは半径方向内方側に向けて、内周側からは半径方向外方側に向けて、それぞれ一対で延設され、かつ周方向に予め定める間隔で設けられる。これに対応して前記回転子には、前記一対のクローティースによって形成されるギャップ間に嵌り込み、そのギャップ方向（半径方向）に着磁された永久磁石が、着磁方向が周方向に交互になるように配置されている。
【００１０】
したがって、前記Ｕ字状の固定子本体から一対のクローティースならびにギャップおよび回転子の永久磁石を通じて、磁束の漏れの少ない磁路が形成され、さらにその磁束はクローティースで集められ、前記ギャップに高い密度で集中するので、前記回転子に大きな回転トルクを発生させることができる。こうして、磁束の利用効率が高く、高トルクなブラシレスモータを実現することができる。
【００１１】
また、本発明のブラシレスモータでは、前記固定子は、前記回転子を挟んで一対で設けられ、かつ前記軸方向から見て、一方の固定子側のクローティースと、他方の固定子側のクローティースとが周方向に交互に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、共通の回転子を挟んで、一対の固定子で該回転子を駆動するので、略２倍のトルクを、２倍より大幅に薄い厚さで実現することができる。
【００１３】
さらにまた、本発明のブラシレスモータでは、前記線材は帯状体であり、前記コイルは、前記線材の幅方向が前記軸方向と平行となるように、渦巻き状に（軸回りに）巻回されて成ることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、コイルの線材が円柱状の線材では表皮効果で電流の流れが少なくなる部分があるのに対して、帯状体（テープ状）の線材を用いることで、線材の断面（電流の流路断面）において、内部側の面積を減少させて電流密度を向上し、さらに渦電流も少なくすることができ、より大きなトルクを得ることができる。また、同じ厚みに巻いても、円柱状の線材では線間に空気が入り込み、熱伝導が悪くなるのに対して、帯状体（テープ状）の線材を用いることで、良好な熱伝導を得ることができ、帯状体（テープ状）の端面から放熱を行うことができ、これによっても電流密度を向上することができる。
【００１５】
また、本発明のブラシレスモータでは、前記線材は、その長手方向の略中間部分に、幅方向に該線材の幅分のずれを生じさせる渡り区間を有し、その渡り区間を最内周側として、長手方向の両端側が相互に反対方向に巻回されることで、前記幅方向に隣接した２段のコイルを形成し、かつ最外周側に長手方向両端部の引出し部を有することを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、前述のように帯状体の線材を渦巻き状に巻回して前記コイルを形成するにあたって、そのコイルを２段の構成とし、かつ１本の線材から形成する。そのため、前記線材の長手方向の略中間部分に、幅方向に該線材の幅分のずれ（段差）を生じさせるための渡り区間を有し、その渡り区間を最内周側として、長手方向の両端側が相互に反対方向に巻回される。
【００１７】
これによって、前記１本の線材の両端部は２段のコイルそれぞれの最外周から片方ずつ相互に反対方向に引出されることになり、コイルの内側に引出し部が無く、巻線の処理が容易になる。
【００１８】
さらにまた、本発明のブラシレスモータでは、前記固定子本体は、磁気的に等方性を有するものであって軟磁性体粉末を成型して成ることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、本発明のブラシレスモータは、上述のような構造で、コイルが発生する磁束を無理なく自然な形で固定子本体（コア或いはヨーク）内に導入できるので、該固定子本体の材料に比較的透磁率の低い鉄粉を用いることができ、それを圧力成型や加熱や接着剤などを用いて該固定子本体に成型することで、前記電磁鋼板を用いる場合に比べて、コストを大幅に下げることができるとともに、任意の形状に形成することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明のブラシレスモータでは、前記固定子本体は、磁気的に等方性を有するフェライトコアであることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、所望の磁気特性が比較的容易に得られると共に、比較的容易に所望の形状に成形され得る。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のブラシレスモータは、以上のように、固定子に、線材が巻回されて成る空芯のコイルを有し、巻線や該固定子の構造を簡単にできるブラシレスモータにおいて、前記固定子で前記コイルを収容する固定子本体を、前記コイルの軸直角断面での形状がＵ字状に形成し、そのＵ字溝内に前記コイルを嵌め込むとともに、そのＵ字溝の両側壁の先端部から相互に対向して一対のクローティースを延設する一方、回転子の永久磁石を、前記クローティースによって形成されるギャップ間に嵌り込み、そのギャップ方向に着磁されるとともに、着磁方向が周方向に交互になるように配置することで、固定子と回転子とが軸方向に間隔を開けて配置されて成るアキシャルギャップ型のブラシレスモータを構成する。
【００２３】
それゆえ、前記Ｕ字状の固定子本体から一対のクローティースならびにギャップおよび回転子の永久磁石を通じて、磁束の漏れの少ない磁路が形成され、さらにその磁束はクローティースで集められ、前記ギャップに高い密度で集中するので、前記回転子に大きな回転トルクを発生させることができる。こうして、磁束の利用効率が高く、高トルクなブラシレスモータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係るブラシレスモータの分解斜視図である。
【図２】図１で示すブラシレスモータを模式的に示す平面図である。
【図３】図１で示すブラシレスモータにおける空芯のコイルの作成方法を説明するための斜視図である。
【図４】図１で示すブラシレスモータの磁路を説明するための模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施の第２の形態に係るブラシレスモータを模式的に示す平面図である。
【図６】図５で示すブラシレスモータの磁路を説明するための模式的な断面図である。
【図７】本発明の実施の第３の形態に係るブラシレスモータを模式的に示す平面図である。
【図８】従来技術のブラシレスモータであるラジアルギャップ型のクローティースモータの構造を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の第１の形態に係るブラシレスモータ１の分解斜視図であり、図２は、それを模式的に示す平面図である。注目すべきは、このブラシレスモータ１は、固定子２と回転子３とが、出力軸３１の軸方向に間隔を開けて配置されて成るアキシャルギャップ型のブラシレスモータであり、さらに後述するように、クローティース２４，２５をラジアル方向に形成することである。
【００２６】
このため、前記固定子２は、線材２１が巻回されて成る空芯のコイル２２と、前記コイル２２を収容し、前記コイル２２の軸直角断面での形状がＵ字状に形成される固定子本体（コア或いはヨーク）２３と、前記固定子本体２３における前記Ｕ字の両側壁２３１，２３２の先端部２３１ａ，２３２ａから相互に対向して延設され、周方向に予め定める間隔で設けられる一対の前記クローティース２４，２５とを備えて構成される。
【００２７】
一方、前記回転子３は、前記出力軸３１と、その出力軸３１が中心に形成された貫通孔３２１を挿通し、その貫通孔３２１の部分で前記出力軸３１に固着される円板状の支持部材３２と、前記支持部材３２の固定子２側の面３２１に搭載される永久磁石３３とを備えて構成される。前記永久磁石３３は、前記一対のクローティース２４，２５によって形成されるギャップＧ間に嵌り込み、そのギャップＧ方向（半径方向）に着磁されており、かつ着磁方向が周方向に交互になるように配置されている。前記永久磁石３３の個数は、クローティース２４，２５の対数の自然数（１，２，３，・・・）倍であることが好ましい。
【００２８】
そして、Ｕ字溝２３４が環状に形成された形状を呈する固定子本体２３の前記Ｕ字溝２３４内に前記コイル２２が嵌め込まれた後、前記クローティース２４，２５は、前記Ｕ字溝２３４の両側壁２３１，２３２の先端部２３１ａ，２３２ａから相互に対向して、すなわち該Ｕ字溝２３４の両側壁２３１，２３２の先端部２３１ａ，２３２ａにおいて、外周側の側壁２３１からは半径方向内方側に向けたクローティース２４が取付けられ、内周側の側壁２３２からは半径方向外方側に向けたクローティース２５が取付けられ、それぞれ一対で周方向に予め定める間隔で設けられる。こうして構成された固定子２のＵ字の開口側に臨んで、前記回転子３が配置される。前記固定子本体２３における内周側の側壁２３２は、回転子３の出力軸３１の軸受けとしての機能を備えていてもよい。
【００２９】
さらに、前記固定子本体２３およびクローティース２４，２５は、所望の磁気特性（比較的高い透磁率）の実現容易性および所望の形状の成形容易性の観点から、等方性を有し、軟磁性体粉末を、圧力成型や加熱や接着剤などを用いて成型して形成される。
【００３０】
前記軟磁性粉末は、強磁性の金属の粉末であり、より具体的には、たとえば純鉄粉、鉄基合金粉末（Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、センダスト、パーマロイ等）およびアモルファス粉末、さらには、表面にリン酸系化成皮膜などの電気絶縁皮膜が形成された鉄粉等が挙げられる。これら軟磁性粉末は、たとえば、アトマイズ法等によって製造することができる。また、一般に、透磁率が同一である場合に飽和磁束密度が大きいので、軟磁性粉末は、たとえば上記純鉄粉、鉄基合金粉末およびアモルファス粉末等の金属材料であることが好ましい。そして、公知の手法を用いることによって、このような軟磁性粉末を圧粉成形した所定の密度の部材で、前記固定子本体２３およびクローティース２４，２５を形成することができる。
【００３１】
また、前記固定子本体２３およびクローティース２４，２５は、磁気的に等方性を有するフェライトコアであっもよい。このような構成では、上述の軟磁性体粉末の場合と同様に、所望の磁気特性が比較的容易に得られると共に、比較的容易に所望の形状に成形され得る。なお、漏れ磁束が無いように空芯コイルを磁性体で囲む場合、電磁鋼板のような積層コアでは、必ず磁束線が平面を貫通するため、その渦電流損が大きくなる。磁束密度が高い方が漏れ磁束を抑制でき且つ小型化できるため、ソフトフェライトよりも鉄系軟磁性粉末の圧粉コアが好ましい。
【００３２】
ここで、固定子本体２３とクローティース２４、２５の壁面間隔の均一度に関し、固定子本体２３とクローティース２４、２５の間隔の均一度は、コイル２２の内部を通る磁束の方向に重大な影響を及ぼす。固定子本体２３の壁面と外側クローティース２４の壁面の間隔Ｌ１と、固定子本体２３の壁面と内側クローティース２５の壁面の間隔Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）を、その平均値Ｌ３で除して得られる値（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ３の絶対値を１／５０以下に設定することが好ましい。このように設定することによってコイル２２の内部を通る磁束が軸方向に平行でないために生じる渦電流の増大を抑制できる。
【００３３】
なお、上述の例では、Ｕ字溝２３４が環状に形成された形状を呈する固定子本体２３に、クローティース２４，２５が別付けにされているけれども、前記のように鉄粉を成型して形成される場合、先端部２３１ａ，２３２ａにクローティース２４，２５が一体化された各側壁２３１，２３２と、前記側壁２３１，２３２とともに前記Ｕ字溝２３４を形成する環状の底板２３３との３ピースで構成されてもよい。或いは、側壁２３１，２３２を軸方向に２分割し、クローティース２４，２５が取付けられた内筒および外筒と、浅い環状のＵ字溝を形成する部材との３ピースで構成されてもよい。前記別付けの場合、両側壁２３１，２３２の先端部２３１ａ，２３２ａとクローティース２４，２５との密着性が不足したり、内側に折れ曲がったりする可能性があるのに対して、前記のようにクローティース２４，２５を一体成形した外側の筒および内側の筒に環状の底板を圧着する場合、両方の筒に均一に圧力が掛り、底板との密着性が高くなって、好適である。
【００３４】
前記固定子本体２３の外周側の側壁２３１の一部には、切欠き２３１ｃが形成されている。この切欠き２３１ｃからは、前記コイル２２の線材２１の両端部２１１，２１２が外部へ引出される。図３は、前記空芯のコイル２２の作成方法を説明するための斜視図である。図１およびこの図３の例では、前記線材２１には、帯状体（テープ状）の線材を用いている。このような帯状体の線材（導体部材）を用いる場合では、導体層と絶縁層とをその厚み方向に積層して、コイル２２が形成される。前記導体部材は、例えば、銅、アルミ、またはその合金等からなる。前記導体部材は、絶縁性の樹脂等により被覆されテープ面同士が電気的に接触しないように絶縁が確保される。なお、絶縁シートを挟むことで絶縁性を確保しても良い。そして、図３で示すように、前記線材２１の長手方向の略中間部分に、展性を利用して、幅方向に該線材２１の幅分のずれ（段差）を生じさせる渡り区間２１３を形成している。
【００３５】
続いて、その渡り区間２１３を最内周側として、該線材２１の幅方向が前記軸方向と平行となるように、前記両端部２１１，２１２を矢符２１１ａ，２１２ａで示すように相互に反対方向に、渦巻き状に（軸回りに）巻き枠２９に巻回してゆき、加熱冷却処理や接着剤などで弛まないように癖付けが行われた後、前記巻き枠２９を取外すことで、１本の線材２１から、図１で示すように、前記幅方向に隣接した２段の空芯のコイル２２１，２２２を形成し、かつ最外周側に長手方向両端部２１１，２１２の引出し部を設けた、いわゆるダブルパンケーキ構造のコイルを実現することができる。
【００３６】
一般に、コイルに流れる交流電流は、導体部材の表皮厚みδまでの範囲しか流れず、導体部材断面全体に一様に電流が流れていない。この表皮厚みδは、一般に、コイルに流れる交流電流の周波数（角周波数）をωとし、コイルの導体部材の透磁率をμとし、その電気電導率をσとする場合に、δ=（２／ωμσ）１／２で表わされる。ここで、線材２１の導体部材の厚みを前記表皮厚みδより厚くすると、導体部材において電流が流れない無効な部分が存在し、その導体部材の体積が無駄に増加することになって、コイル巻線の効率が低下してしまう。さらに、磁場がテープ状の導体平面に平行にかかる場合でも、導体部材に流れる渦電流の損失が増加することになる。これに対して、導体部材の厚みを前記表皮厚みδ以下にすると、電流の流れない無駄な導体部材の部分が無くなり、導体部材全体に電流が流れてコイル巻線の効率が向上し、コンパクトにコイルを構成することが可能となる。さらに、磁場がテープ状の導体平面に平行にかかるようにすれば、導体部材に流れる渦電流の損失を大幅に低減できる。したがって、前記コイル２２には、前記表皮厚みδ以下の厚みの導体部材が図１や図３で示すような帯状体（テープ状）の線材２１を用いることが好ましい。
【００３７】
また、帯状体の導体部材の厚みをｔとし、前記導体部材の幅をＷとする場合に、幅Ｗは、前記導体部材に流す電流の大きさによって決まるが、ｔ／Ｗ≦１の条件を満足することが好ましく、さらに好ましくは、ｔ／Ｗ≦１／１０の条件を満足することである。ｔ／Ｗ≦１／１０とすると、実効的な導体部材の占積率を向上させることができ、かつ、渦電流損を大幅に低減することが可能である。
【００３８】
また、コイル形状に関し、コイル２２の軸芯からコイル２２の外周面までの半径Ｒとコイル高さＨとの比Ｒ／Ｈは、内側側壁２３２や外側側壁２３３の材質や厚み等にも依存するが、その範囲が１／１０≦Ｒ／Ｈ≦１０であることが好ましく、１≦Ｒ／Ｈ≦５であるとさらに好ましい。
【００３９】
図４は、上述のように構成されるブラシレスモータ１の磁路を説明するために図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た模式的な断面図である。前記コイル２２に流れる電流の極性によって、図２および図４（ａ）で示すように、外周側の側壁２３１およびクローティース２４がＳ極となり、内周側の側壁２３２およびクローティース２５がＮ極となったタイミングでは、永久磁石３３の内、クローティース２４側がＮ極に、クローティース２５側がＳ極に着磁されているものが吸引され、逆極性に着磁されているものが反発される。これに対して、前記コイル２２に流れる電流の極性が反転し、前記図２とは逆極性となったタイミングでは、図４（ｂ）で示すように、永久磁石３３の内、クローティース２４側がＳ極に、クローティース２５側がＮ極に着磁されているものが吸引され、逆極性に着磁されているものが反発される。こうして、回転子３に回転トルクが与えられる。
【００４０】
なお、通電開始時には、非励磁のコイル２２に対して、回転子３の停止している位置、すなわちクローティース２４，２５に対向している永久磁石３３の極性によっては、同じ極性の電流から与えても、回転方向は相互に逆となる場合がある。このため、ホール素子などで永久磁石３３の極性を検出し、その検出結果および所望の回転方向に応じた極性から、励磁電流を与えるようにすればよい。
【００４１】
以上のように、固定子２に、線材２１が巻回されて成る空芯のコイル２２を有し、巻線（２２）や該固定子２の構造を簡単にできるブラシレスモータ１において、該固定子２と回転子３とが軸方向に間隔を開けて配置されて成るアキシャルギャップ型のブラシレスモータで構成し、さらにクローティース２４，２５をラジアル方向に形成することで、図４で示すように、コイル２２の軸直角断面でＵ字状の固定子本体２３から一対のクローティース２４，２５ならびにギャップおよび回転子３の永久磁石３３を通じて、磁束の漏れの少ない磁路が形成され、さらにその磁束はクローティース２４，２５で集められ、前記ギャップに高い密度で集中するので、前記回転子３に大きな回転トルクを発生させることができる。こうして、磁束の利用効率が高く、高トルクなブラシレスモータ１を実現することができる。
【００４２】
また、コイル２２の線材が、円柱状の線材では表皮効果で電流の流れが少なくなる部分があるのに対して、図１や図３で示すような帯状体（テープ状）の線材２１を用いることで、該線材２１の断面（電流の流路断面）において、内部側の面積を減少させて電流密度を向上し、さらに渦電流も少なくすることができ、より大きなトルクを得ることができる。さらにまた、同じ厚みに巻いても、円柱状の線材では線間に空気が入り込み、熱伝導が悪くなるのに対して、帯状体（テープ状）の線材２１を用いることで、良好な熱伝導を得ることができ、帯状体（テープ状）の端面から放熱を行うことができ、これによっても電流密度を向上することができる。
【００４３】
また、上述のように帯状体の線材２１を渦巻き状に巻回して前記コイル２２を形成するにあたって、そのコイル２２を２段のコイル２２１，２２２で構成し、かつ１本の線材２１から形成するために、図３で示すように、前記線材２１の長手方向の略中間部分２１３に、幅方向に該線材２１の幅分のずれ（段差）を生じさせる渡り区間２１６を形成し、その渡り区間２１６を最内周側として、長手方向の両端２１１，２１２側を相互に反対方向に巻回するので、前記１本の線材２１の両端部２１１，２１２は、図１で示すように、２段のコイル２２１，２２２それぞれの最外周から片方ずつ相互に反対方向に引出されることになり、コイル２２の内側に引出し部が無く、巻線の処理が容易になる。
【００４４】
さらにまた、上述のような構造で、コイル２２が発生する磁束を無理なく自然な形で固定子本体（コア或いはヨーク）２３内に導入できるので、該固定子本体２３および好ましくはクローティース２４，２５も、その材料に比較的透磁率の低い軟磁性粉末を用いることができ、電磁鋼板を用いる場合に比べて、コストを大幅に下げることができるとともに、任意の形状に形成することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、外側のクローティース２４も内側のクローティース２５も、周方向に異なる磁極が互い違いに発生するので、前述の図８で示すラジアルギャップ型のクローティースモータと同様に周方向の磁束線が存在する。しかしながら、トルクに寄与するのは永久磁石３３を通じての磁束線と考えられ、この磁束線については、ラジアルギャップ型が主として周方向であるのに対し、本実施の形態では主としてアキシャル方向である。
【００４６】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の第２の形態に係るブラシレスモータ５１を模式的に示す平面図であり、図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図５の切断面線ＶＩａ−ＶＩａおよびＶＩｂ−ＶＩｂから見た模式的な断面図である。これらの図５および図６は、それぞれ前述の図２および図４に対応している。注目すべきは、このブラシレスモータ５１は、前述の固定子２が、回転子３を挟んで、参照符号２ａと２ｂとで示す一対で設けられていることである。そして、前記軸方向から見て、一方（上側）の固定子２ａ側のクローティース２４，２５と、他方（下側）の固定子２ｂ側のクローティース２４，２５とが、周方向に交互に配置されている。
【００４７】
したがって、図６（ａ）で示すように、上側の固定子２ａにクローティース２４，２５が存在し、下側の固定子２ｂにクローティース２４，２５が存在しない位置では、上側の固定子２ａと永久磁石３３との間に磁路が形成され、下側の固定子２ｂでは、両側壁２３１，２３２の先端部２３１ａ，２３２ａ間に僅かな漏れ磁束が発生するだけである。同様に、図６（ｂ）で示すように、下側の固定子２ｂにクローティース２４，２５が存在し、上側の固定子２ａにクローティース２４，２５が存在しない位置では、下側の固定子２ｂと永久磁石３３との間に磁路が形成され、上側の固定子２ａでは、両側壁２３１，２３２の先端部２３１ａ，２３２ａ間に僅かな漏れ磁束が発生する。
【００４８】
このように構成することで、共通の回転子３を挟んで、一対の固定子２ａ，２ｂで該回転子３を駆動するので、略２倍のトルクを、２倍より大幅に薄い厚さで実現することができる。なお、このように回転子３の両側を固定子２ａ，２ｂで挟み、該回転子３と２つの固定子２ａ，２ｂとの間に相互に等しい磁路を形成するためには、前記支持部材３２は永久磁石３３の部分を刳り抜いた円板状の枠体で形成され、その刳り抜いた孔に永久磁石３３が嵌め込まれ、２つの固定子２ａ，２ｂ間で、クローティース２４，２５までの距離（ギャップ）が相互に等しくなるようにすればよい。
【００４９】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の第３の形態に係るブラシレスモータ６１を模式的に示す平面図である。このブラシレスモータ６１は、前述のブラシレスモータ１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、このブラシレスモータ６１では、回転子３’の支持部材３２’において、周方向に隣接する永久磁石３３間に、開口３５が形成されていることである。このように回転子３’の基盤材料である鉄粉に周期的に開口３５を形成し、インダクタンスの周方向変化分を拡大することにより、リラクタンストルクを増加することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１，５１，６１    ブラシレスモータ
２；２ａ，２ｂ    固定子
２１；２１’，２１’’    線材
２１１，２１２    両端部
２１３  渡り区間
２２；２２１；２２２    コイル
２３    固定子本体
２３１，２３２    側壁
２３１ａ，２３２ａ    先端部
２３３  底板
２３４  Ｕ字溝
２４，２５    クローティース
２９    巻き枠
３，３’    回転子
３１    出力軸
３２、３２’    支持部材
３３    永久磁石
３５    開口
【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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【図６】
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【図７】
2011139604.tif 000009
【図８】
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