(57)【要約】【課題】シロッコファン、プロペラファン、ターボファンなどの送風機の効率を悪化させることなく、かつ、コンバクトに使用することができるモータを提供する。【解決手段】固定子１４は、基台１８から複数の鉄心柱２０が回転軸２２を中心にして同心円状に、かつ、回転軸２２に沿って突出し、各鉄心柱２０に固定子巻線３８がそれぞれ巻回され、回転子１６は、各鉄心柱２０の上方に配された円板状のヨーク４２が回転軸２２を中心にして回転し、ヨーク４２の下面にリング状のマグネットが設けられている。【選択図】      図１
2004343876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と回転子を有するモータにおいて、
前記固定子は、
基台から複数の鉄心柱が回転軸を中心にして同心円状に配され、かつ、前記回転軸に沿って突出し、
前記各鉄心柱に固定子巻線がそれぞれ巻回され、
前記回転子は、
前記各鉄心柱とは間隔をおいて配された円板状のヨークが前記回転軸を中心にして回転自在に配され、
前記鉄心柱と相対向する前記ヨークの面に、Ｓ極とＮ極の永久磁石を交互に同心円状に配したリング状のマグネット板が設けられている
ことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記各鉄心柱は、前記基台に鋼板を積層して形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記固定子は導磁性の材料により前記鉄心柱と前記基台とが一体形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項４】
前記導磁性の材料が、
第１の材料としては磁性体を含有する焼結粉、第２の材料としては磁性体を含有する樹脂、第３の材料としては鉄あるいは鉄を主成分とする鍛造材の中のいずれか一つの材料を用いる
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項５】
前記基台において、前記鉄心柱が突出する面とは反対側の面に、駆動回路を有した配線基板を配する
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項６】
前記モータが、ブラシレスＤＣモータである
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６の中のいずれか一項に記載のモータのヨークに送風用の羽根車が取り付けられている
ことを特徴とする送風機。
【請求項８】
前記送風機が、シロッコファン、プロペラファン、または、ターボファンである
ことを特徴とする請求項７記載の送風機。
【請求項９】
前記送風機がシロッコファンであり、
このシロッコファンの羽根車が、前記モータの固定子を覆うように配されている
ことを特徴とする請求項８記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ及びそれを用いたシロッコファンなどの送風機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気機器などの冷却用に使用されているシロッコファンにおいては、インナーロータ型のモータを使用し、このモータの出力軸にシロッコファンの羽根車を取り付けている構造となっているため、モータと羽根車の高さの寸法が大きくなってしまうという問題点がある。
【０００３】
そこで、モータと羽根車の高さの寸法を小さくするために、従来より、アウターロータ型のモータを羽根車の中に入れて駆動する構成が提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
この従来構造のシロッコファン１００について、図９に基づいて説明する。
【０００５】
シロッコファン１００のモータ１０２は、固定子１０４とアウターロータ型の回転子１０６とよりなる。
【０００６】
固定子１０４は、リング状の固定子鉄心１０８の上面と下面に固定子巻線を巻回したものであり、この固定子１０４は、基台１１２に取り付けられている。
【０００７】
回転子１０６は、固定子１０４の内周側の中心に回転軸１１４が一対のボールベアリング１１６，１１８を介して、基台１１２に対し回転自在に配されている。
【０００８】
この回転軸１１４の上端部にはカップ状のヨーク１２０が取り付けられており、このヨーク１２０の内周側であって、前記固定子１０４の外周面と相対向する位置にリング状のマグネット１２２が取り付けられている。
【０００９】
基台１１２の反対側には、このモータ１０２の駆動回路を内蔵した配線基板１２４が配されている。
【００１０】
シロッコファン１００の羽根車１２６がヨーク１２０の外周側に取り付けられている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−２３８２３２
【００１２】
【特許文献２】
特開平７−３３２２９０号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のシロッコファン１００においては、モータ１０２と羽根車１２６の合計した寸法は小さくなるが、図９のＡの寸法に示すように、ヨーク１２０と、羽根車１２６の端面との寸法が小さくなり、シロッコファン１００の効率が著しく低下するという問題点がある。
【００１４】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、シロッコファン、プロペラファン、ターボファンなどの送風機の効率を悪化させることなく、かつ、コンバクトに使用することができるモータ及びそれを用いた送風機を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、固定子と回転子を有するモータにおいて、前記固定子は、基台から複数の鉄心柱が回転軸を中心にして同心円状に配され、かつ、前記回転軸に沿って突出し、前記各鉄心柱に固定子巻線がそれぞれ巻回され、前記回転子は、前記各鉄心柱とは間隔をおいて配された円板状のヨークが前記回転軸を中心にして回転自在に配され、前記鉄心柱と相対向する前記ヨークの面に、Ｓ極とＮ極の永久磁石を交互に同心円状に配したリング状のマグネット板が設けられていることを特徴とするモータである。
【００１６】
請求項２の発明は、前記各鉄心柱は、前記基台に鋼板を積層して形成されていることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【００１７】
請求項３の発明は、前記固定子は導磁性の材料により前記鉄心柱と前記基台とが一体形成されていることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【００１８】
請求項４の発明は、前記導磁性の材料が、第１の材料としては磁性体を含有する焼結粉、第２の材料としては磁性体を含有する樹脂、第３の材料としては鉄あるいは鉄を主成分とする鍛造材の中のいずれか一つの材料を用いることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【００１９】
請求項５の発明は、前記基台において、前記鉄心柱が突出する面とは反対側の面に、駆動回路を有した配線基板を配することを特徴とする請求項１記載のモータである。
【００２０】
請求項６の発明は、前記モータが、ブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６の中のいずれか一項に記載のモータのヨークに送風用の羽根車が取り付けられていることを特徴とする送風機である。
【００２２】
請求項８の発明は、前記送風機が、シロッコファン、プロペラファン、または、ターボファンであることを特徴とする請求項７記載の送風機である。
【００２３】
請求項９の発明は、前記送風機がシロッコファンであり、このシロッコファンの羽根車が、前記モータの固定子を覆うように配されていることを特徴とする請求項８記載の送風機である。
【００２４】
【作  用】
請求項１に係るモータについて説明する。
【００２５】
固定子の固定子巻線に電気を流すと、回転子におけるマグネットに対し磁界が発生し、回転子は回転軸を中心に固定子の上方において回転する。
【００２６】
この場合にモータの厚みは、基台と、固定子巻線の高さと、マグネットの厚みと、ヨークの厚みを合計したものとなり、その厚みを薄くすることができる。
【００２７】
請求項２のモータにおいては、鉄心柱を、基台に鋼板を積層して形成するものである。
【００２８】
請求項３のモータであると、固定子は導磁性の材料により鉄心柱と基台とが一体形成されている。
【００２９】
請求項４のモータであると、請求項３におけるモータの導磁性の材料として、次の３つの材料が考えられる。
【００３０】
第１の材料としては焼結粉であり、第２の材料としては磁性体を含有する樹脂であり、第３の材料としては鉄あるいは鉄を主成分とする鍛造材である。
【００３１】
請求項５のモータにおいては、鉄心柱が突出する面とは反対側の基台の面に駆動回路を有する配線基板を配するので、モータの厚みをより薄くすることができる。
【００３２】
請求項６のモータであると、請求項１のモータがブラシレスＤＣモータであり、インバータ回路により駆動電流を固定子巻線に流して回転子を回転させるものである。
【００３３】
請求項７の送風機であると、請求項１〜６の中のいずれか一つに記載のモータに羽根車を取り付けることにより、送風効率を上げることができる。
【００３４】
請求項８の送風機においては、シロッコファン、プロペラファン、または、ターボファンに適用することができる。
【００３５】
請求項９のシロッコファンであると、シロッコファンの羽根車が、前記モータを固定子を覆うように配されているので、厚みをより薄くすることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００３７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態のシロッコファン１０について図１から図４に基づいて説明する。
【００３８】
（１）シロッコファン１０の構造
シロッコファン１０を回転させるモータ１２の構造について説明する。
【００３９】
モータ１２は、ブラシレスＤＣモータであり、固定子１４と回転子１６とよりなる。
【００４０】
固定子１４は、金属製の円板型の基台１８の上面に固定子鉄心となる鉄心柱２０が回転軸の方向に沿って突出し、かつ、回転軸を中心にして同心円状に配されている。すなわち、図３に示すように、平面円形の基台１８に円弧状の鉄心柱２０が所定間隔を置いて３個突出している。この鉄心柱２０は、金属製の基台１８の上に円弧型の鋼板を積層して形成されている。
【００４１】
基台１８の中心部は、回転子１６の回転軸２２が貫通するための貫通孔２４が貫通し、この貫通孔２４の下面側には第１のボールベアリング２６が固定されている。
【００４２】
基台１８の外端部は下方にフランジ２７が向かって延設され、基台１８が皿型となっている。この基台１８の下面側においては、モータ１０を駆動させるための駆動回路を内蔵した配線基板２８が取り付けられており、この配線基板２８の中心部には、回転軸２２が貫通する貫通孔３０が貫通している。なお、このフランジ２７の高さは、配線基板２８が収納できる程度に寸法に形成されている。基台１８の下面側には、円板型の蓋体３２が被せられ、配線基板２８を収納している。この円板型の蓋体３２の中心部には凹部３４が設けられ、この凹部３４に第２のボールベアリング３６が取り付けられている。そして、第１のボールベアリング２６と第２のボールベアリング３６とにより、回転軸２２を回転自在に基台１８に対し支持している。さらに、基台１８の外周部から、３個の固定脚４０がそれぞれ突出している。
【００４３】
図３に示すように、固定子鉄心である円弧型の鉄心柱２０にはそれぞれ固定子巻線３８が巻回されている。この固定子巻線３８は、鉄心柱２０に直接巻回してもよく、また、ボビンなどに固定子巻線３８を一度巻回した後、そのボビンを鉄心柱２０に取り付ける構造であってもよい。
【００４４】
回転軸２２と共に回転する回転子１６は、ヨーク４２とマグネット４４とより構成されている。ヨーク４２はカップ状であり、その中心部に回転軸２２が固定され、ヨーク４２の外端部からはフランジ４６が突出している。
【００４５】
カップ状のヨーク４２の下面、すなわち、固定子１４の鉄心柱２０と相対向する面には、図４に示すリング状のマグネット４４が取り付けられている。このマグネット４４はＳ極とＮ極よりなる円弧型の永久磁石を交互に取り付け、Ｓ極が４つ、Ｎ極が２つ交互に配されている。
【００４６】
シロッコファン１０の羽根車４８は、複数枚の羽根５０をリング状の上取付板５２とリング状の下取付板５４との間に取り付けている。
【００４７】
リング状の下取付板５４の内周側からは、フランジ５６が上方に突出し、この下取付板５４のフランジ５６と、ヨーク４２のフランジ４６とが固定されている。これにより、カップ状のヨーク４２と羽根車１８が、固定子１４の一部（鉄心柱２０と固定子巻線３８）を覆う状態となる。
【００４８】
このモータ１２は、三相のブラシレスＤＣモータであるため、各固定子巻線３８はインバータ回路に接続され、このインバータ回路はＰＷＭ回路からのＰＷＭ信号に基づいてインバータ回路内のスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦすることによって、三相の固定子巻線３８に駆動電流が流れ、回転子１６が回転する。そして、回転子１６が回転すると羽根車４８も同時に回転する。
【００４９】
（３）シロッコファン１０の構造による効果
上記構成のシロッコファン１０において、モータ１０と羽根車４８とを合計した寸法Ｂ（図１参照）を小さくすることができる。すなわち、モータ１０は、基台１８の厚み（すなわち、フランジ２７の高さ）と、鉄心柱２０の高さと、マグネット４４の厚さとヨーク４２の厚さを合計したものとなり、その厚みを薄くすることができる。したがって、モータ１０と羽根車４８との合計した寸法を小さくとることができる。特に、カップ状のヨーク４２と羽根車１８が、固定子１４の一部（鉄心柱２０と固定子巻線３８）を覆う状態となるので、より薄くすることができる。
【００５０】
また、モータ１０の厚みを薄くできるので、ヨーク４２から羽根車４８の上取付板５２までの寸法Ｃを大きくとることができるので、送風効率を従来より向上させることができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について、図５に基づいて説明する。
【００５２】
第１の実施形態の固定子１４においては、基台１８の上面に鋼板を積層して鉄心柱２０を取り付けたが、第２の実施形態ではこれに代えて、図５に示すように、基台１８と鉄心柱２０とを導磁性の材料により一体成型する。
【００５３】
具体的には、磁性粉を含む焼結粉を焼結させて、３個の鉄心柱２０と基台１８とを一体成型する。
【００５４】
なお、導磁性の材料としては、焼結粉以外に、磁性体を含有する樹脂、または、鉄あるいは鉄を主成分とする鍛造材でもよい。
【００５５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について、図６に基づいて説明する。
【００５６】
第１の実施形態と第２の実施形態のモータ１０では、基台１８の上面側、すなわち回転子１６側に回転軸２２の出力軸を配したが、これに代えて、図６に示すように、回転子１６とは反対側の基台１８の下面側に出力軸を突出させてもよい。
【００５７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について、図７及び図８に基づいて説明する。
【００５８】
第１の実施形態モータ１２においては、３個の鉄心柱２０を基台１８から突出させたが、これに代えて、図７に示すように、基台１８から６個の鉄心柱２０を突出させて、３極のモータ１２を構成してもよい。
【００５９】
この場合に、図８に示すように、回転子１６としては、４個のＳ極と４個のＮ極を交互に配したリング状のマグネット４４を形成する。
【００６０】
（変更例）
上記実施形態では、モータ１２をシロッコファン１０に用いたが、これに限らずモータ１２は、プロペラファンやターボファンなどの送風機に用いることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上により本発明のモータであると、その厚みを薄くすることができる。
【００６２】
また、このモータをシロッコファンなどの送風機に用いると、モータが薄いため羽根車の大きさを大きくとることができるので、送風機の効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すモータとシロッコファンの縦断面図である。
【図２】同じくシロッコファンの平面図である。
【図３】同じく固定子の平面図である。
【図４】同じくマグネットの底面図である。
【図５】第２の実施形態のモータとシロッコファンの縦断面図である。
【図６】第３の実施形態のモータの縦断面図である。
【図７】第４の実施形態の固定子の平面図である。
【図８】第４の実施形態のマグネットの底面図である。
【図９】従来のモータとシロッコファンの縦断面図である。
【符号の説明】
１０  シロッコファン
１２  モータ
１４  固定子
１６  回転子
１８  基台
２０  鉄心柱
２２  回転軸
２８  配線基板
３８  固定子巻線
４２  ヨーク
４４  マグネット
４８  羽根車
【図１】
2004343876.tif 000003
【図２】
2004343876.tif 000004
【図３】
2004343876.tif 000005
【図４】
2004343876.tif 000006
【図５】
2004343876.tif 000007
【図６】
2004343876.tif 000008
【図７】
2004343876.tif 000009
【図８】
2004343876.tif 000010
【図９】
2004343876.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月20日(2003.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】カップ状のヨーク４２の下面、すなわち、固定子１４の鉄心柱２０と相対向する面には、図４に示すリング状のマグネット４４が取り付けられている。このマグネット４４はＳ極とＮ極よりなる円弧型の永久磁石を交互に取り付け、Ｓ極が２つ、Ｎ極が２つ交互に配されている。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】第１の実施形態のモータ１２においては、３個の鉄心柱２０を基台１８から突出させたが、これに代えて、図７に示すように、基台１８から６個の鉄心柱２０を突出させて、モータ１２を構成してもよい。