(57)【要約】【課題】装置の小型化を図った上で、安価にモータトルクを向上させることができるブラシレスモータを提供することを目的とする。【解決手段】コイルボビン６０には、コイル７の巻き始め端または巻き終わり端と外方から引き込まれるリード線とを結線基板を介して接続するターミナル８０ａ．８０ｂが設けられ、このターミナル８０ａ，８０ｂがステータコア２ｂの内径側であって、分割ティース６１の先端よりも内側に配されていることを特徴とする。【選択図】図３
2009118615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のステータコアと、
前記ステータコアの内側に軸受けを介して回転自在に支持されるロータとを備えたブラシレスモータにおいて、
前記ステータコアは筒状の継鉄部を備え、この継鉄部から径方向内側に突出するティースにはコイルが巻装される巻線部を備えたコイルボビンが装着され、
前記コイルボビンには前記コイルの巻き始め端または巻き終わり端と外方から引き込まれるリード線とを結線基板を介して接続する一対のターミナルが設けられ、これら一対のターミナルが前記ステータコアの内径側であって前記ティースの先端よりも内側に配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】
前記巻線部の外側には、前記巻線部に巻装された前記コイルの巻き終わり端を絡げて前記ターミナルの一方へ引き回す絡げ部が形成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ロータとステータとを有するインナーロータ型ブラシレスモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インナーロータ型のブラシレスモータは、ステータケースに内嵌固定されたステータコアと、ステータコアに対して回転自在に設けられたロータとを有しており、その外周部に永久磁石を備えている。このステータコアは径方向内側に突出する複数のティースを備えている。これらティースには、コイルが巻装されたコイルボビンが装着されており、コイルに電流が流れることにより、ロータとステータとの間に吸引又は反発力が生じロータが回転する。
【０００３】
この種のコイルボビンの中には、例えば、特許文献１に示すように、内ボビンと外ボビンと内ボビンと外ボビンとを連結する連結部とから構成され、この連結部にコイルが巻装されているものがある。また、内ボビンの上端には巻き始めのコイルが固定される樹脂製のコイルカラゲ部が設けられ、一方、外ボビンの上端には巻き終わりのコイルが固定されるコイルカラゲ部が設けられている。そして、複数のコイルボビンをステータコアに装着した後、コイルカラゲ部をキバンのスルーホールに半田にて接合し、外方から引き込まれるリード線と電気的に接続される。
【特許文献１】特開２００４−１９４４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のブラシレスモータにあっては、キバン上にランドやパターンを形成する関係等で、スルーホールをランドやパターン形成に必要な距離だけキバンの内側に形成しなければならず、これに伴い、スルーホールに挿入されるコイルカラゲ部の位置も必要以上に内側に配置しなければならない。つまり、スルーホールより外周の部分には無駄なスペースが生じてしまい、これに合わせてステータコアの肉厚を厚く形成しなければならず、コイルの巻き線スペースを大きく確保することができないという問題がある。その結果、コイルの占積率が低下するため、損失の増大及びモータトルクの減少を招いてしまう。また、コイルの占積率を向上させるためには、モータが大型化させなければならない。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、装置の小型化を図った上で、安価にモータトルクを向上させることができるブラシレス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】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、筒状のステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア２ｂ）と、前記ステータコアの内側に軸受け（例えば、実施形態における軸受け９，１０）を介して回転自在に支持されるロータ（例えば、実施形態におけるロータ３）とを備えたブラシレスモータ（例えば、実施形態におけるブラシレスモータ１）において、前記ステータコアは筒状の継鉄部（例えば、実施形態における継鉄部１１）を備え、この継鉄部から径方向内側に突出するティース（例えば、実施形態における分割ティース６１）にはコイル（例えば、実施形態におけるコイル７）が巻装される巻線部（例えば、実施形態における巻線部６２）を備えたコイルボビン（例えば、実施形態におけるコイルボビン６０）が装着され、前記コイルボビンには前記コイルの巻き始め端または巻き終わり端と外方から引き込まれるリード線（例えば、実施形態におけるリード線３２）とを結線基板（例えば、実施形態における結線基板８）を介して接続する一対のターミナル（例えば、実施形態におけるターミナル８０ａ，８０ｂ）が設けられ、これら一対のターミナルが前記ステータコアの内径側であって前記ティースの先端よりも内側に配されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、前記巻線部の外側には、前記巻線部に巻装された前記コイルの巻き終わり端を絡げて前記ターミナルの一方へ引き回す絡げ部（例えば、実施形態における絡げ部７０）が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載した発明によれば、一対のターミナルがステータコアの内径側であってティースの先端よりも内側に配されているため、それに伴い、結線基板のスルーホールを内側に形成することができる。つまり、ステータコアの内径側に形成されるスペースを有効利用することで、継鉄部の肉厚を薄く形成することができるため、隣接するティース間に形成されるスロットのスペースを大きく確保することができる。したがって、コイルの占積率を向上させることができるため、損失を低減してトルクの向上を図ることができる。また、コイルの占積率を確保した上で、装置の小型軽量化を図ることができる。
請求項２に記載した発明によれば、請求項１の効果に加え、コイルボビンに絡げ部が形成されたため、巻線部に巻装されたコイルの巻き終わりは、絡げ部に絡げられることとなる。これにより、コイルの巻き終わり端を直接一方のターミナルに絡げる場合と比べ、コイルをより強固に巻装することができるため、経時的な振動等によるコイルのテンションの緩みを防ぐことができる。したがって、コイルの巻き乱れを防止することができるため、コイルの占積率を向上させることができるとともに、損失の低減やコイルとティース等の金属部品との間での短絡を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において図１の左側を前側（他端側）、図１の右側を後側（一端側）とする。
図１〜３に示すように、本実施形態のブラシレスモータ１は、インナーロータ型のブラシレスモータ１であって、略円筒形状のステータ２と、ステータ２の内側に回転自在に設けられたロータ３とを備えている。
【００１０】
ステータ２は、略円筒形状のステータケース２ａと、このステータケース２ａに内嵌固定されたステータコア２ｂとを備えている。
ステータコア２ｂは、磁性材料の板材を軸線方向に積層したり、磁性金属粉体を加圧したりすることで形成されたものであって、筒状の継鉄部１１を備えている。継鉄部１１の内周面には、径方向内側に突出する補極ティース１２が継鉄部１１の周方向に等間隔で６個一体形成されて形成されている。
【００１１】
補極ティース１２の根元部１３には、ステータコア２ｂの軸方向に沿って、周方向に等間隔でステータコア２ｂの径方向外側に開口する逃げ溝１６が形成されている。また、継鉄部１１の内周面には、継鉄部１１の軸方向に沿ってあり溝１７が形成されている。このあり溝１７は、隣接する補極ティース１２の中間位置に形成され、スロット１５（図３参照）内に開口するように形成されている。なお、継鉄部１１と補極ティース１２とで本体コア２４が構成されている。
【００１２】
隣接する補極ティース１２間には、コイル７が巻装される分割コア１８が設けられている。この分割コア１８は、継鉄部１１の周方向に等間隔で６個設けられており、補極ティース１２と交互に配されている。
【００１３】
ステータケース２ａの後側（一端側）の開口部は、外周縁側に外径が縮小する段差部２０ａが形成され、この後側の開口部を閉塞するようにリヤブラケット５が設けられている。このリヤブラケット５は、熱伝達率の高い、例えば、アルミ等によって有底筒状に形成されたものであって、周壁５０とエンド部（端面）５１とで構成されている。
【００１４】
リヤブラケット５の周壁５０の内周縁側には、ステータケース２ａの段差部２０ａに対応する段差部５２が形成されており、この段差部５２がステータケース２ａの段差部２０ａに外嵌固定されている。エンド部５１の径方向中央には、ロータ３の一端を挿通するための挿通孔５３が形成されている。
【００１５】
ロータ３は、その両端に段付部１９，２１を有するシャフト３ａに略円筒状のマグネット３ｂが外嵌固定されている。このマグネット３ｂは、周方向に磁極が順番に変わるように着磁してある。
【００１６】
挿通孔５３の軸線方向内側には、軸受けハウジング５４が形成されており、ここにシャフト３ａを回転自在に支持する軸受け１０が圧入されている。この軸受け１０は、その外輪側の端面がリヤブラケット５のエンド部５１に突き当てられるように圧入される一方、内輪側の端面がシャフト３ａの一端側の段付部１９に突き当てられるように圧入されている。
【００１７】
リヤブラケット５の軸方向内側には、周方向に沿って３ヶ所等間隔でセットボルト４８が挿通されるセットボルト孔２５が形成されている。一方、リヤブラケット５の軸方向外側には、カバー３０がボルト３１によって締結固定されている。このカバー３０は、ロータ３のリヤブラケット５側端部、及びこの端部に固定された光学式エンコーダを閉塞するためのものである。光学式エンコーダはロータ３の回転角度を検出するためのものである。なお、本実施形態におけるブラシレスモータ１のロータ位置検出方法は光学式エンコーダに限らず、磁気式エンコーダ、レゾルバ、ホールＩＣとセンサマグネットによるものでもよく、またセンサレスによる駆動でもよい。
【００１８】
一方、ステータケース２ａの前側（他端側）の開口部には、後側と同様に外周側に外径が縮小する段差部２０ｂが形成されるとともに、この段差部２０ｂから径方向内側に張り出す内フランジ部２２が形成されている。この内フランジ部２２は、その裏面側がステータコア２ｂに当接されている。また、内フランジ部２２には、上述したステータコア２ｂの逃げ溝１６に対応してセットボルト孔２３が形成されている。
【００１９】
また、シャフト３ａの前側には、シャフト３ａを回転自在に支持する軸受け９が設けられている。軸受け９は、その内輪側の端面がシャフト３ａの他端側の段付部２１に突き当てられるように圧入されている。
【００２０】
ステータケース２ａの前側には、この前側の開口部を閉塞するようにフロントブラケット４が設けられている。このフロントブラケット４は、熱伝達率の高い、例えば、アルミ等によって有底筒状に形成されたものであって、周壁４３と底板部４４とで構成されている。
【００２１】
フロントブラケット４の周壁４３は、ステータケース２ａ内側が厚肉に形成され、その端面がステータケース２ａの内フランジ部２２との突き当て面４５として形成されている。ここで、突き当て面４５は、内フランジ部２２の幅と同様の形状に形成されている。周壁４３の外周側には、段差部２０ｂに対応する段差部４１が形成されている。フロントブラケット４は、段差部４１がステータケース２ａの段差部２０ｂに外嵌されることによって、突き当て面４５と内フランジ部２２とが面同士で当接するように固定されている。
【００２２】
フロントブラケット４の径方向中央には、軸方向外側に向けてボス部４０が形成されている。ボス部４０の径方向中央には、シャフト３ａの他端側を挿通するための挿通孔４２が形成され、この挿通孔４２の軸線方向内側は、ウェーブワッシャー４６が収容された軸受けハウジング４７として形成されている。そして、シャフト３ａの他端側は、シャフト３ａに圧入された軸受け９が、軸受けハウジング４７内にウェーブワッシャー４６を介して収容されるように、挿通孔４２に挿通される。なお、ウェーブワッシャー４６は、軸受け９の外輪を押圧し、ボールを介して内輪にスラスト方向の力を付与している。フロントブラケット４の周縁には、周方向に３ヶ所等間隔で軸方向に沿って切り欠かれた逃げ部３７が形成され、ここに上述したセットボルト孔２３及び逃げ溝１６に対応してセットボルト孔３９が形成されている。
【００２３】
そして、セットボルト孔３９からセットボルト４８を挿通して締結することにより、フロントブラケット４及び、ステータ２、リヤブラケット５が連結される。なお、セットボルト４８の頭部は、逃げ部３７内に収容されることとなり、フロントブラケット４の底板部４４と面一の状態となる。
【００２４】
図２〜４に示すように、上述した分割コア１８は、コイル７が巻装されるコイルボビン６０と、このコイルボビン６０に装着される分割ティース６１とを備えている。
コイルボビン６０は、樹脂等の絶縁性を有する材料からなり、コイル７が巻装される角筒形状の巻線部６２（図４参照）を備えている。コイルボビン６０の中央部には、コイルボビン６０の幅方向（ステータコア２ｂの径方向）に貫通する矩形の装着孔６３が形成されており、ここに分割ティース６１が装着される。なお、本実施形態におけるコイル７は角線状のものであり、絶縁皮膜で覆われた銅線の表面が接着皮膜で覆われたものを用いている。
【００２５】
巻線部６２の両周縁には外側に向けて張り出す内フランジ部６４と外フランジ部６５とを備えている。
巻線部６２の内側に形成された内フランジ部６４の一端側は、径方向内側に張り出す拡大部６６として形成されており、その先端には一対のターミナル８０が設けられている。なお、各ターミナル８０は、一方がコイル７の巻き始め端のターミナル８０ａ、他方がコイル７の巻き終わり端のターミナル８０ｂとなっており、コイルボビン６０に巻装されたコイル７が絡げられる。
【００２６】
ここで、巻線部６２の外側に位置する外フランジ部６５周縁の一端であって、巻き始め端のターミナル８０ａ寄りには、絡げ部７０が形成されている。この絡げ部７０は、外フランジ部６５から上方（図４中上方）へ延出した延出部７２が一体的に形成されるとともに、その延出部７２の両側を内側に切り欠いた切り欠き部７１ａ，７１ｂが形成されたものである。巻線部６２に巻装されたコイル７の巻き終わりは、絡げ部７０に巻き付けられて巻き終わり端のターミナル８０ｂに絡げられる。
【００２７】
コイルボビン６０の内フランジ部６４の裏面であって、巻き始め端のターミナル８０ａ側には、傾斜部６９が形成されている。この傾斜部６９は、拡大部６６の先端から長手方向に沿って内フランジ部６４の中途部までスロープ状に形成されたものであり、具体的にはコイル７の１本分の太さ程度傾斜していることが好ましい。
【００２８】
分割ティース６１は、平面視Ｔ字形状の部材であり、その一端には、本体コア２４のあり溝１７と嵌合可能な突部６７が形成されている。そして、分割ティース６１をコイルボビン６０の装着孔６３に挿通させた後、分割ティース６１の突部６７と本体コア２４のあり溝１７とを嵌合される。
【００２９】
ここで、分割コア１８を本体コア２４に嵌合させると、コイルボビン６０の内フランジ部６４に形成された拡大部６６は、分割ティース６１の先端に重なるように配置される。具体的には、ステータコア２ｂの内径側であって、分割ティース６１の先端より内側に張り出して、ステータコア２ｂ内を臨むように設置される。したがって、拡大部６６に設けられた各ターミナル８０ａ，８０ｂも、ステータコア２ｂの内径側のスペースに配されることとなる。
【００３０】
各ターミナル８０ａ，８０ｂには、略円盤状の結線基板８が接合されている。結線基板８は、コイル７に外部電力を給電するためのものであって、上述したリヤブラケット５の周壁５０の内周側であって、軸受けハウジング５４の外周側に収容されている。結線基板８には、その内径側に周方向に沿って複数のスルーホール２９が形成されている（図２参照）。そして、コイル７の巻き始め端と巻き終わり端とが絡げられた各ターミナル８０ａ，８０は各スルーホール２９に挿通され、半田により接合される。
【００３１】
結線基板８には、不図示の外部電源と複数のリード線３２が接合されており、分割コア１８に巻装されたコイル７は結線基板８に形成された図示しないランドやパターンを介して電気的に接続されている。リード線３２は、軸方向に沿って引き出されており、リヤブラケット５の下部に形成された引き出し孔３４よりグロメット３８を介して引き出され、外部電源に接続される。なお、図１における３２ａは、リード線３２を束ねて被覆する被覆チューブである。
【００３２】
ここで、本実施形態のブラシレスモータ１におけるコイル７の巻装方法を説明する。
まず、図４に示すように、コイルボビン６０にコイル７を巻き付ける。具体的には、巻き始め端のターミナル８０ａにコイル７を絡げ、巻線部６２に巻き付けていく。ここで、ターミナル８０ａから引き回されるコイル７は、巻線部６２に巻き付けるコイル７と方向性が異なるが、ターミナル８０ａから引き回されるコイル７の１周目を傾斜部６９に逃がすことで、重なり合うコイル７が干渉することがない（図３，４中鎖線Ｓ参照）。
【００３３】
ここで、巻線部６２に巻装されたコイル７の巻き終わりは、外フランジ部６５に形成された絡げ部７０の切り欠き部７１ａ側からコイルボビン６０の外側を回って切り欠き部７１ｂに引き回された後、内フランジ部６４に形成された巻き終わり端のターミナル８０ｂにテンションを保ったまま掛け渡される（図３，４中鎖線Ｅ参照）。
【００３４】
なお、本実施形態のコイル７は接着皮膜に覆われており、この接着皮膜を自己融着させることで、コイル７を強固に巻装することができる。融着方法としては、コイル７に熱風を当てて融着させながらコイルボビン６０に巻き付けてもよく、コイル７に電流を流してそれによって発生する熱により融着させてもよい。また、コイル７を巻装後に一括して融着させるとしてもよい。
【００３５】
このように、上述の実施形態によれば、一対のターミナル８０ａ，８０ｂを双方ともコイルボビン６０の巻線部６２の内側であって、ステータコア２ｂの内径より内側に配置されるように形成したため、それに伴い、結線基板８のスルーホール２９を内側に形成することができる。つまり、ステータコア２ｂの内側に形成されるスペースを有効利用することで、従来のように結線基板８の外径側にスルーホールを設ける必要がない。つまり、結線基板８の外径を必要以上に大きくする必要がなく、本体コア２４の継鉄部１１の肉厚も薄く形成することができるため、隣接する補極ティース１２間に形成されるスロット１５のスペースを大きく確保することができる。
したがって、コイル７の占積率を向上させることができるため、損失を低減してモータトルクの向上を図ることができる。一方、スロット１５のスペースを大きく確保することができるため、コイル７の占積率を維持したままブラシレスモータ１の小型軽量化も可能である。
【００３６】
さらに、コイルボビン６０の外フランジ部６５に絡げ部７０を形成したため、巻線部６２に巻装されたコイル７の巻き終わりを、切り欠き部７１ａから切り欠き部７１ｂに引き回した後、巻き終わり端のターミナル８０ｂに絡げられることとなる。これにより、コイル７の巻き終わり端を直接ターミナル８０ｂに絡げる場合と比べ、コイル７をより強固に巻装することができるため、経時的な振動等によるコイル７のテンションの緩みを防ぐことができる。したがって、コイル７の巻き乱れを防止することができるため、損失の低減やコイル７と分割ティース６１や補極ティース１２等の金属部品との間での短絡を防ぐことができる。
【００３７】
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、本実施形態のステータコアは、補極の継鉄部に補極ティースが一体形成された本体コアと分割ティースを備えた分割コアとで構成されていたが、全てのティースを分割ティースして取り付ける構成でもよい。また、コイルは角線コイルではなく、丸線コイルを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態のブラシレスモータの断面図である。
【図２】ステータコアの分解斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図４】コイルボビンの部分斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ブラシレスモータ  ２ｂ  ステータコア  ３  ロータ  ７  コイル  １１  継鉄部  ６０  コイルボビン  ６１  分割ティース（ティース）  ７０  絡げ部  ８０，８０ａ，８０ｂ  ターミナル
【図１】
2009118615.tif 000003
【図２】
2009118615.tif 000004
【図３】
2009118615.tif 000005
【図４】
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