(57)【要約】【課題】ファンの回転軸方向の寸法を小さくできる電動ファン装置を提供する。【解決手段】電動ファン装置１は、ファン５と、ファン５に固定されていることにより、回転軸１３を中心にしてファン５と一緒に回転する第１の回転部材７と、第１の回転部材７の外周面２１の円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に外周面２１上に配列された第１の永久磁石列９と、第２の回転部材２７と、第２の回転部材２７の周面３３の円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に周面３３上に配列され、第１の永久磁石列９と磁気カップリングしている第２の永久磁石列２９と、第２の回転部材２７を回転させることによって、第２の回転部材２７と第１の回転部材７とが非接触の状態で、第１の回転部材７及びファン５を回転させるモータ３１と、を備える。【選択図】図１
2016181990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンと、
前記ファンの回転軸と、
外周面及び前記ファンを囲む内周面を有し、前記ファンに固定されていることにより、前記回転軸を中心にして前記ファンと一緒に回転する第１の回転部材と、
前記外周面の円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に前記外周面上に配列された第１の永久磁石列と、
前記外周面と対向する周面を有する第２の回転部材と、
前記周面の円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に前記周面上に配列され、前記第１の永久磁石列と磁気カップリングする第２の永久磁石列と、
前記第２の回転部材を回転させることによって、前記第２の回転部材と前記第１の回転部材とが非接触の状態で、前記第１の回転部材及び前記ファンを回転させるモータと、を備える電動ファン装置。
【請求項２】
前記第２の回転部材、前記第２の永久磁石列及び前記モータによって構成される前記ファンの駆動源が複数あり、
前記複数の駆動源が、前記外周面の回りに配置されている請求項１に記載の電動ファン装置。
【請求項３】
電源と、
前記複数の駆動源のそれぞれに対応して設けられ、対応する駆動源の前記モータと前記電源とを接続して前記モータを回転させる状態と、前記接続を遮断して前記モータを回転させない状態とを切り替える複数のスイッチと、
前記複数のスイッチを制御することにより、前記複数の駆動源のうち、前記モータを回転させる前記駆動源と前記モータを回転させない前記駆動源とを選択する制御部と、を備える請求項２に記載の電動ファン装置。
【請求項４】
冷却対象物の温度を示す検出信号を出力する温度センサーをさらに備え、
前記制御部は、
前記温度センサーから出力された前記検出信号を用いて、前記冷却対象物の温度を算出する温度算出部と、
前記温度算出部が算出した前記温度を目標温度にまで下げるために必要な前記ファンの風量を算出する風量算出部と、
前記風量算出部が算出した前記風量を得るために必要な前記ファンの回転数を算出する回転数算出部と、
前記風量算出部が算出した前記風量を得るために必要な前記ファンに与えるトルクを算出するトルク算出部と、
前記モータの回転数、前記モータの負荷トルク及び前記モータの効率の関係を示す前記モータの効率マップを予め記憶しており、前記負荷トルク×前記モータの個数＝前記トルクとし、前記回転数算出部が算出した前記ファンの回転数、及び、前記トルク算出部が算出した前記トルクを得ることができる条件を満たし、かつ、前記モータの効率が最も良い前記モータの個数を決定する個数決定部と、
前記個数決定部が決定した前記個数の前記駆動源について、前記複数のスイッチを制御して、前記モータと前記電源とを接続させるスイッチ制御部と、
前記スイッチ制御部によって前記電源と接続された前記モータを回転させるモータ制御部と、を備える請求項３に記載の電動ファン装置。
【請求項５】
前記ファン、前記回転軸、前記第１の回転部材及び前記第１の永久磁石列によって構成されるファン部が複数あり、
前記複数のファン部のそれぞれは、前記複数のファン部のうち少なくとも一つのファン部と、前記第１の永久磁石列どうしが磁気カップリングして隣り合わせに配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動ファン装置。
【請求項６】
前記モータは、コアレスＤＣモータ又は永久磁石同期モータを含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動ファン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、冷却に用いられる電動ファン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動ファン装置を冷却に用いる場合、冷却対象物の状態に応じて、低速回転から高速回転まで広い範囲でファンの回転数を変化させる必要がある。これを一つのモータで制御すれば、モータが大型化する。高速回転のとき、必要となるトルクが大きくなるからである。モータの回転数に応じてモータの効率が異なるので、一つのモータで広い範囲の回転数を制御する場合、モータの効率が悪くなる。
【０００３】
そこで、複数のモータを用意し、トルク算出部が、それらのモータ全体の効率が最大となる各モータの目標分担トルクを算出し、これを基にして、ＰＷＭインバータが各モータを回転させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１３１９９４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、上記技術では、共通の出力軸（言い換えれば、回転軸）に複数のモータを連結しているので、回転軸方向の寸法が大きくなる。従って、回転軸方向において、スペースに制限がある場合、上記技術を適用することができない。
【０００６】
本発明は、ファンの回転軸方向の寸法を小さくできる電動ファン装置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】
【０００７】
本発明に係る電動ファン装置は、ファンと、前記ファンの回転軸と、外周面及び前記ファンを囲む内周面を有し、前記ファンに固定されていることにより、前記回転軸を中心にして前記ファンと一緒に回転する第１の回転部材と、前記外周面の円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に前記外周面上に配列された第１の永久磁石列と、前記外周面と対向する周面を有する第２の回転部材と、前記周面の円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に前記周面上に配列され、前記第１の永久磁石列と磁気カップリングする第２の永久磁石列と、前記第２の回転部材を回転させることによって、前記第２の回転部材と前記第１の回転部材とが非接触の状態で、前記第１の回転部材及び前記ファンを回転させるモータと、を備える。
【０００８】
本発明に係る電動ファン装置は、モータによって第２の回転部材が回転することにより、第２の回転部材に設けられた第２の永久磁石列と磁気カップリングしている第１の永久磁石列が設けられた第１の回転部材が回転する。これにより、第１の回転部材に固定されているファンが回転する。本発明に係る電動ファン装置によれば、第１の回転部材の外周面と第２の回転部材の周面とが対向しているので、ファンの回転軸の方向と交差する方向に、第１の回転部材と第２の回転部材とが並べて配置される。よって、ファンの回転軸の方向から見て、第１の回転部材に固定されたファンと第２の回転部材を回転させるモータとが重ならないようにすることができるので、ファンの回転軸の方向における電動ファン装置の寸法を小さくできる。
【０００９】
上記構成において、前記第２の回転部材、前記第２の永久磁石列及び前記モータによって構成される前記ファンの駆動源が複数あり、前記複数の駆動源が、前記外周面の回りに配置されている。
【００１０】
この構成によれば、ファンの回転軸を回すトルクを大きくできるので、ファンの回転数を大きくすることができる。
【００１１】
上記構成において、電源と、前記複数の駆動源のそれぞれに対応して設けられ、対応する駆動源の前記モータと前記電源とを接続して前記モータを回転させる状態と、前記接続を遮断して前記モータを回転させない状態とを切り替える複数のスイッチと、前記複数のスイッチを制御することにより、前記複数の駆動源のうち、前記モータを回転させる前記駆動源と前記モータを回転させない前記駆動源とを選択する制御部と、を備える。
【００１２】
複数の駆動源のうち、モータを回転させる駆動源とモータを回転させない駆動源とを選択するモードを実行したいことがある。この構成によれば、上述した複数のスイッチ及び制御部を備えることにより、電源が一つであっても、そのモードを実現できる。この構成によれば、複数の駆動源のモータに対応して、複数の電源を用意する構成と比べて、電動ファン装置のコストを下げることができる。
【００１３】
上記構成において、冷却対象物の温度を示す検出信号を出力する温度センサーをさらに備え、前記制御部は、前記温度センサーから出力された前記検出信号を用いて、前記冷却対象物の温度を算出する温度算出部と、前記温度算出部が算出した前記温度を目標温度にまで下げるために必要な前記ファンの風量を算出する風量算出部と、前記風量算出部が算出した前記風量を得るために必要な前記ファンの回転数を算出する回転数算出部と、前記風量算出部が算出した前記風量を得るために必要な前記ファンに与えるトルクを算出するトルク算出部と、前記モータの回転数、前記モータの負荷トルク及び前記モータの効率の関係を示す前記モータの効率マップを予め記憶しており、前記負荷トルク×前記モータの個数＝前記トルクとし、前記回転数算出部が算出した前記ファンの回転数、及び、前記トルク算出部が算出した前記トルクを得ることができる条件を満たし、かつ、前記モータの効率が最も良い前記モータの個数を決定する個数決定部と、前記個数決定部が決定した前記個数の前記駆動源について、前記複数のスイッチを制御して、前記モータと前記電源とを接続させるスイッチ制御部と、前記スイッチ制御部によって前記電源と接続された前記モータを回転させるモータ制御部と、を備える。
【００１４】
この構成によれば、モータの効率を良くできるので、電動ファン装置の作動に必要な電力を下げることができる。
【００１５】
上記構成において、前記ファン、前記回転軸、前記第１の回転部材及び前記第１の永久磁石列によって構成されるファン部が複数あり、前記複数のファン部のそれぞれは、前記複数のファン部のうち少なくとも一つのファン部と、前記第１の永久磁石列どうしが磁気カップリングして隣り合わせに配置されている。
【００１６】
隣り合うファン部において、第１の永久磁石列どうしが磁気カップリングしているので、一方のファン部の第１の回転部材及びファンが回転したとき、それに連動させて他方のファン部の第１の回転部材及びファンを回転させることができる。
【００１７】
上記構成において、前記モータは、コアレスＤＣモータ又は永久磁石同期モータを含む。
【００１８】
コアレスＤＣモータは、ロータの慣性モーメントが小さいので、モータの起動・停止が速く、また、コアを有しないので、コア損失がない利点を有する。モータとしてコアレスＤＣモータを用いたとき、その利点を得ることができる。
【００１９】
永久磁石同期モータ（ＰＭ同期モータ）は、モータの回転数を容易に制御できるので、負荷が変動しても、負荷の回転数が変動しないようにできる利点を有する。モータとして永久磁石同期モータを用いたとき、その利点を得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ファンの回転軸方向の寸法を小さくできる電動ファン装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る電動ファン装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る電動ファン装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す電動ファン装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】モータの効率マップの一例を示すグラフである。
【図５】モータが四つの態様の本実施形態に係る電動ファン装置の側面図である。
【図６】モータが四つの態様の比較例に係る電動ファン装置の側面図である。
【図７】本実施形態の第１の変形例に係る電動ファン装置の構成を示す平面図である。
【図８】本実施形態の第２の変形例に係る電動ファン装置の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る電動ファン装置１を模式的に示す斜視図である。電動ファン装置１は、ファン部２及び駆動源３を備える。
【００２３】
ファン部２は、ファン５、第１の回転部材７、第１の永久磁石列９及び回転軸１３を備える。
【００２４】
ファン５は、複数の羽根１１を備えるプロペラファン（ファン旋回翼）である。ファン５の回転中心部に、ファン５の回転軸１３が貫通しており、回転軸１３は、ファン５の回転中心部に固定されている。
【００２５】
回転軸１３の両端は、軸受け１５で回転可能に支持されている。軸受け１５は、壁等に固定されている十字型の固定具１７で保持されている。
【００２６】
第１の回転部材７は、円環状を有する。第１の回転部材７の内周面１９は、ファン５を囲み、ファン５の複数の羽根１１のそれぞれの先端と、内周面１９とが固定されている。これにより、第１の回転部材７は、回転軸１３を中心にして、ファン５と一緒に回転する。第１の回転部材７は、ファン５のシュラウドである。
【００２７】
第１の回転部材７の外周面２１には、第１の永久磁石列９が固定されている。詳しく説明すると、第１の永久磁石列９は、外周面２１の円周方向に沿って外周面２１を一周するように、磁石のＮ極２３と磁石のＳ極２５とが交互に外周面２１上に配列された構成を有する。Ｎ極２３の数とＳ極２５の数は、等しい。
【００２８】
駆動源３は、ファン５を回転させる動力をファン５に与える。駆動源３は、第２の回転部材２７、第２の永久磁石列２９及びモータ３１を備える。
【００２９】
第２の回転部材２７は、円柱形状を有する。第２の回転部材２７の径は、第１の回転部材７の径よりも小さい。第２の回転部材２７は、その周面３３を、外周面２１と対向させて配置されている。第１の回転部材７の外周面２１と第２の回転部材２７の周面３３とが対向している空間を対向空間Ｓとする。
【００３０】
第２の回転部材２７において、下側の端面３７の中心に回転軸３５が固定されている。回転軸３５は、減速ギア（図示せず）を介して、モータ３１の回転軸４３と連結されている。
【００３１】
第２の回転部材２７の周面３３には、第２の永久磁石列２９が固定されている。詳しく説明すると、第２の永久磁石列２９は、周面３３の円周方向に沿って周面３３を一周するように、磁石のＮ極３９と磁石のＳ極４１とが交互に周面３３上に配列された構成を有する。Ｎ極３９の数とＳ極４１の数は、等しい。
【００３２】
第２の永久磁石列２９を構成するＮ極３９とＳ極４１とが並ぶピッチは、第１の永久磁石列９を構成するＮ極２３とＳ極２５とが並ぶピッチと同じである。
【００３３】
第２の回転部材２７の周面３３は、第１の回転部材７の外周面２１と接触しておらず、所定距離が設けられている。この所定距離は、第２の永久磁石列２９と第１の永久磁石列９とが磁気カップリングできる距離である。
【００３４】
モータ３１は、第２の回転部材２７を回転させることによって、第２の回転部材２７と第１の回転部材７とが非接触の状態で、第１の回転部材７及びファン５を回転させる。モータ３１は、例えば、コアレスＤＣモータ又は永久磁石同期モータである。
【００３５】
コアレスＤＣモータは、ロータの慣性モーメントが小さいので、モータの起動・停止が速く、また、コアを有しないので、コア損失がない利点を有する。モータ３１としてコアレスＤＣモータを用いたとき、その利点を得ることができる。
【００３６】
永久磁石同期モータ（ＰＭ同期モータ）は、モータの回転数を容易に制御できるので、負荷が変動しても、負荷の回転数が変動しないようにできる利点を有する。モータ３１として永久磁石同期モータを用いたとき、その利点を得ることができる。
【００３７】
電動ファン装置１の動作を説明する。モータ３１が停止した状態では、ファン５、第１の回転部材７、第１の永久磁石列９、第２の回転部材２７及び第２の永久磁石列２９の回転が停止している。このとき、対向空間Ｓにおいて、第１の永久磁石列９と第２の永久磁石列２９とが互いに引力を与えた状態で安定している。すなわち、対向空間において、第１の永久磁石列９のＮ極２３が位置していれば、第２の永久磁石列２９のＳ極４１が位置しており、第１の永久磁石列９のＳ極２５が位置していれば、第２の永久磁石列２９のＮ極３９が位置している。
【００３８】
モータ３１の回転をスタートさせると、第２の回転部材２７及び第２の回転部材２７の周面３３に固定されている第２の永久磁石列２９が回転する。上述したように、第１の永久磁石列９と第２の永久磁石列２９とが互いに引力を与えた状態なので、第２の永久磁石列２９の回転に引っ張られて第１の永久磁石列９が、回転軸１３を中心に回転する。これにより、第１の永久磁石列９が固定されている第１の回転部材７及び第１の回転部材７に固定されているファン５が、回転軸１３を中心に回転をする。
【００３９】
第２の永久磁石列２９が矢印Ａで示す反時計回りに回転すれば、第１の永久磁石列９は矢印Ｂで示す時計回りに回転する。第２の永久磁石列２９が時計回りに回転すれば、第１の永久磁石列９は反時計回りに回転する。従って、ファン５の回転方向を制御することができる。
【００４０】
図１では、駆動源３の数が、一つの態様の電動ファン装置１を示しているが、駆動源３の数は、複数でもよい。図２は、本実施形態に係る電動ファン装置１の構成を示すブロック図である。駆動源３の数が四つの態様の電動ファン装置１で説明する。
【００４１】
電動ファン装置１の冷却対象物は、例えば、ラジエータである。電動ファン装置１は、ファン部２、駆動源３、インバータ５１、スイッチ５３、温度センサー５５、制御部５７及び操作表示部５９を備える。
【００４２】
駆動源３は四つあり、ファン部２を構成する第１の回転部材７の外周面２１の回りに駆動源３が等間隔で配置されている。四つの駆動源３は、第１の回転部材７の径方向において、第１の回転部材７の外側に位置する。四つの駆動源３は、外周面２１の周方向に沿って位置する。四つの駆動源３を区別するとき、駆動源３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと記載する。駆動源３ａが０度に位置にあるとしたとき、駆動源３ｂが９０度の位置、駆動源３ｃが１８０度、駆動源３ｄが２７０度の位置にある。
【００４３】
インバータ５１は、電源の一例であり、四つの駆動源３のそれぞれのモータ３１に供給する電力（ここでは、三相交流電力）を生成する。モータ３１が永久磁石同期モータのとき、電源としてインバータ５１を用いる。なお、モータ３１がコアレスＤＣモータのとき、電源として、昇降圧コンバータを用いる。
【００４４】
スイッチ５３は、四つあり、これらを区別するとき、スイッチ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄと記載する。スイッチ５３ａは、インバータ５１と駆動源３ａのモータ３１とを接続してモータ３１を回転させる状態と、その接続を遮断してモータ３１を回転させない状態とを切り替える。スイッチ５３ｂは、インバータ５１と駆動源３ｂのモータ３１とを接続してモータ３１を回転させる状態と、その接続を遮断してモータ３１を回転させない状態とを切り替える。スイッチ５３ｃは、インバータ５１と駆動源３ｃのモータ３１とを接続してモータ３１を回転させる状態と、その接続を遮断してモータ３１を回転させない状態とを切り替える。スイッチ５３ｄは、インバータ５１と駆動源３ｄのモータ３１とを接続してモータ３１を回転させる状態と、その接続を遮断してモータ３１を回転させない状態とを切り替える。
【００４５】
以上の通り、四つのスイッチ５３が、四つの駆動源３のそれぞれに対応して設けられ、対応する駆動源３のモータ３１とインバータ５１とを接続してモータ３１を回転させる状態と、その接続を遮断してモータ３１を回転させない状態とを切り替える。
【００４６】
温度センサー５５は、冷却対象物の温度を示す検出信号を出力する。
【００４７】
制御部５７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等によって構成されるマイクロコンピュータであり、四つのスイッチ５３を制御することにより、四つの駆動源３のうち、モータ３１を回転させる駆動源３とモータ３１を回転させない駆動源３とを選択する。制御部５７は、機能ブロックとして、温度算出部６１、風量算出部６３、回転数・トルク算出部６５、個数決定部６７、スイッチ制御部６９及びモータ制御部７１を備える。これらについては、後で説明する。
【００４８】
操作表示部５９は、冷却対象物の温度、ファン５の回転数等を表示し、操作者が操作表示部５９を操作することにより、冷却対象物の目標温度等を制御部５７に入力する。
【００４９】
次に、図２に示す電動ファン装置１の動作を説明する。図３は、それを説明するフローチャートである。操作者は、操作表示部５９を操作して、冷却対象物の目標温度を制御部５７に設定する（ステップＳ１）。
【００５０】
温度算出部６１は、温度センサー５５から出力された、冷却対象物の温度を示す検出信号を用いて、冷却対象物の温度を算出する（ステップＳ２）。
【００５１】
風量算出部６３は、ステップＳ２で算出された温度から、ステップＳ１で設定された目標温度にまで下げるために必要なファン５の風量を算出する（ステップＳ３）。風量は、冷却対象物の発熱量及び冷却対象物の温度と目標温度との差を基にして、公知の式を用いて算出することができる。
【００５２】
回転数・トルク算出部６５は、ステップＳ３で算出された風量を得るために必要なファン５の回転数、及び、ステップＳ３で算出された風量を得るために必要なファン５に与えるトルクを算出する（ステップＳ４）。ファン５の回転数は、風量に比例しており、回転数・トルク算出部６５は、ファン５の回転数と風量との関係を示す公知の式を用いて、ファン５の回転数を算出する。ファン５に与えるトルクの二乗は、風量に比例しており、回転数・トルク算出部６５は、ファン５に与えるトルクと風量との関係を示す公知の式を用いて、ファン５に与えるトルクを算出する。
【００５３】
個数決定部６７は、モータ３１の効率マップを予め記憶しており、そのマップを参照して、ステップＳ４で算出されたファン５の回転数及びファン５に与えるトルクを得ることができる条件を満たし、かつ、モータ３１の効率が最も良いモータ３１の個数を決定する（ステップＳ５）。
【００５４】
図４は、モータ３１の効率マップの一例を示すグラフである。モータ３１の効率マップは、モータ３１の回転数、モータ３１の負荷トルク及びモータ３１の効率の関係を示している。横軸がモータ３１の回転数であり、縦軸がモータ３１の負荷トルクである。モータ３１の効率が９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％の領域が示されている。負荷トルク×モータ３１の個数が、ファン５に与えるトルクとする。モータ３１の回転数とファン５の回転数とが同じと仮定して説明する。
【００５５】
ステップＳ４で算出されたファン５の回転数が、例えば、３０００回転であり、ファン５に与えるトルクが、例えば、３０Ｎｍとする。駆動源３を一つ用いて（すなわち、モータ３１を一つ用いて）、ファン５を回転させる場合、モータ３１の負荷トルクが３０Ｎｍとなるので、モータ３１の効率は８０％となる。駆動源３を二つ用いて（すなわち、モータ３１を二つ用いて）、ファン５を回転させる場合、各モータ３１の負荷トルクが１５Ｎｍとなるので、各モータ３１の効率は９０％となる。駆動源３を三つ用いて（すなわち、モータ３１を三つ用いて）、ファン５を回転させる場合、各モータ３１の負荷トルクが１０Ｎｍとなるので、各モータ３１の効率は８５％となる。駆動源３を四つ用いて（すなわち、モータ３１を四つ用いて）、ファン５を回転させる場合、各モータ３１の負荷トルクが７．５Ｎｍとなるので、各モータ３１の効率は８０％となる。
【００５６】
従って、モータ３１の効率が最も良いのは、モータ３１を二つ用いる場合である。
【００５７】
モータ３１の個数と駆動源３の個数とは同じなので、スイッチ制御部６９は、ステップＳ５で決定された個数の駆動源３について、スイッチ５３を制御して、モータ３１とインバータ５１とを接続させる（ステップＳ６）。
【００５８】
モータ３１の個数が二つと決定されたので、スイッチ制御部６９は、駆動源３ａ，３ｃのモータ３１とインバータ５１とを接続させ、かつ、駆動源３ｂ，３ｄのモータ３１とインバータ５１との接続を遮断する。又は、スイッチ制御部６９は、駆動源３ｂ，３ｄのモータ３１とインバータ５１とを接続させ、かつ、駆動源３ａ，３ｃのモータ３１とインバータ５１との接続を遮断する。隣り合うモータ３１を作動させるのでなく、対向しているモータ３１を作動させる。これにより、ファン５に与える力を分散でき、ファン５を安定して回転させることができる。
【００５９】
なお、スイッチ制御部６９は、モータ３１の個数が一つのとき、駆動源３ａ〜３ｄのいずれか一つのモータ３１とインバータ５１とを接続させ、かつ、残りの駆動源のモータ３１とインバータ５１との接続を遮断する。
【００６０】
スイッチ制御部６９は、モータ３１の個数が三つのとき、駆動源３ａ〜３ｄのいずれか三つのモータ３１とインバータ５１とを接続させ、かつ、残りの駆動源のモータ３１とインバータ５１との接続を遮断する。
【００６１】
モータ制御部７１は、スイッチ制御部６９によってインバータ５１と接続されたモータ３１を回転させる（ステップＳ７）。
【００６２】
本実施形態の主な効果を説明する。図１を参照して、本実施形態に係る電動ファン装置１は、モータ３１によって第２の回転部材２７が回転することにより、第２の回転部材２７に設けられた第２の永久磁石列２９と磁気カップリングしている第１の永久磁石列９が設けられた第１の回転部材７が回転する。これにより、第１の回転部材７に固定されているファン５が回転する。本実施形態に係る電動ファン装置１によれば、第１の回転部材７の外周面２１と第２の回転部材２７の周面３３とが対向しているので、ファン５の回転軸１３の方向と交差する方向に、第１の回転部材７と第２の回転部材２７とが並べて配置される。よって、ファン５の回転軸１３の方向から見て、第１の回転部材７に固定されたファン５と第２の回転部材２７を回転させるモータ３１とが重ならないようにすることができるので、ファン５の回転軸１３の方向における電動ファン装置１の寸法を小さくできる。
【００６３】
特に、図２に示すように、電動ファン装置１が複数のモータ３１を備えるときにその効果が大きい。具体的に説明すると、モータ３１として、例えば、定格回転数が１７５０ｒｐｍ、定格トルクが８．２Ｎｍの永久磁石同期モータを四つ用いて、定格回転数が１７５０ｒｐｍ、定格トルクが３２．８Ｎｍでファン５を回転させるとする。この永久磁石同期モータの回転軸方向の寸法を３４２ｍｍとする。
【００６４】
図５は、モータ３１が四つの態様（すなわち、駆動源３が四つの態様）の本実施形態に係る電動ファン装置の側面図である。第１の永久磁石列９及び第２の永久磁石列２９の図示は、省略されている。図６は、モータ３１が四つの態様の比較例に係る電動ファン装置の側面図である。比較例では、四つのモータ３１の回転軸４３を連結して、ファン５の回転軸の方向に沿って四つのモータ３１が配置されている。
【００６５】
図６に示す比較例では、ファン５の回転軸の方向に沿って四つのモータ３１が配置されているので、ファン５の回転軸の方向における電動ファン装置の寸法は、（３４２ｍｍ×４）＋ファン５の厚みである。これに対して、図５に示す本実施形態では、ファン５の周囲に四つのモータ３１を配置するので、ファン５の回転軸の方向における電動ファン装置の寸法を、３４２ｍｍ＋ファン５の厚みに抑えることができる。
【００６６】
また、図６に示す比較例では、四つの回転軸４３が連結されている。連結された四つの回転軸４３は、一つの回転軸４３と比べて、慣性モーメントが大きいので（言い換えれば、重いので）、始動トルクが大きくなる。図５に示す本実施形態では、比較例に比べて慣性モーメントを小さくできるので、始動トルクを小さくできる。モータ３１として、コアレスＤＣモータを用いれば、さらに、慣性モーメントを小さくできる。
【００６７】
本実施形態は、さらに、以下の効果を有する。本実施形態によれば、図２に示すように、複数の駆動源３でファン５を回転させることができる。従って、ファン５の回転軸１３を回すトルクを大きくできるので、ファン５の回転数を大きくすることができる。
【００６８】
さらに、本実施形態は、図２に示すように、四つのスイッチ５３及びモータ制御部７１を備える。四つのスイッチ５３は、四つの駆動源３のそれぞれに対応して設けられ、対応する駆動源３のモータ３１とインバータ５１とを接続してモータ３１を回転させる状態と、接続を遮断してモータ３１を回転させない状態とを切り替える。スイッチ制御部６９は、四つのスイッチ５３を制御することにより、四つの駆動源３のうち、モータ３１を回転させる駆動源３とモータ３１を回転させない駆動源３とを選択する。
【００６９】
従って、本実施形態では、インバータ５１（電源）が一つであっても、四つの駆動源３のうち、モータ３１を回転させる駆動源３とモータ３１を回転させない駆動源３とを選択するモードを実現できる。本実施形態によれば、四つの駆動源３のモータ３１に対応して、四つの電源を用意する構成と比べて、電動ファン装置１のコストを下げることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、図３のステップＳ５で説明したように、個数決定部６７は、ステップＳ４で算出されたファン５の回転数及びファン５に与えるトルクを得ることができる条件を満たし、かつ、モータ３１の効率が最も良いモータ３１の個数を決定する。従って、モータ３１の効率を良くできるので、電動ファン装置１の作動に必要な電力を下げることができる。
【００７１】
図１及び図２に示す本実施形態に係る電動ファン装置１は、一つのファン部２を備えるが、複数のファン部２を備える態様でもよい。これを、本実施形態の第１，第２の変形例として説明する。
【００７２】
図７は、本実施形態の第１の変形例に係る電動ファン装置１ａの構成を示す平面図である。電動ファン装置１ａは、四つのファン部２及び四つの駆動源３を備える。四つのファン部２を区別するときは、ファン部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと記載する。四つの駆動源３を区別するときは、駆動源３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと記載する。第１の永久磁石列９及び第２の永久磁石列２９は、図示が省略されている。
【００７３】
四つのファン部２は、菱形状に配置されている。四つの駆動源３は、菱形状に配置されている。四つの駆動源３によって構成される菱形の内側に、四つのファン部２によって構成される菱形が位置する。駆動源３ａ、ファン部２ａ、ファン部２ｃ、駆動源３ｃを結ぶ仮称直線と、駆動源３ｂ、ファン部２ｂ、ファン部２ｄ、駆動源３ｄを結ぶ仮称直線とが直交している。
【００７４】
ファン部２ａの第１の永久磁石列９とファン部２ｂの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしている。ファン部２ｂの第１の永久磁石列９とファン部２ｃの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしている。ファン部２ｃの第１の永久磁石列９とファン部２ｄの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしている。ファン部２ｄの第１の永久磁石列９とファン部２ａの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしている。
【００７５】
駆動源３ａの第２の永久磁石列２９とファン部２ａの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしており、駆動源３ａの第２の回転部材２７が反時計回りに回転すると、ファン部２ａの第１の回転部材７及びファン５が時計回りに回転する。駆動源３ｂの第２の永久磁石列２９とファン部２ｂの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしており、駆動源３ｂの第２の回転部材２７が時計回りに回転すると、ファン部２ｂの第１の回転部材７及びファン５が反時計回りに回転する。
【００７６】
駆動源３ｃの第２の永久磁石列２９とファン部２ｃの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしており、駆動源３ｃの第２の回転部材２７が反時計回りに回転すると、ファン部２ｃの第１の回転部材７及びファン５が時計回りに回転する。駆動源３ｄの第２の永久磁石列２９とファン部２ｄの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしており、駆動源３ｄの第２の回転部材２７が時計回りに回転すると、ファン部２ｄの第１の回転部材７及びファン５が反時計回りに回転する。
【００７７】
ファン部２ａの第１の回転部材７及びファン５は、駆動源３ａの第２の回転部材２７、ファン部２ｂの第１の回転部材７、及び、ファン部２ｄの第１の回転部材７の回転に連動して回転する。ファン部２ｂの第１の回転部材７及びファン５は、駆動源３ｂの第２の回転部材２７、ファン部２ａの第１の回転部材７、及び、ファン部２ｃの第１の回転部材７の回転に連動して回転する。
【００７８】
ファン部２ｃの第１の回転部材７及びファン５は、駆動源３ｃの第２の回転部材２７、ファン部２ｂの第１の回転部材７、及び、ファン部２ｄの第１の回転部材７の回転に連動して回転する。ファン部２ｄの第１の回転部材７及びファン５は、駆動源３ｄの第２の回転部材２７、ファン部２ａの第１の回転部材７、及び、ファン部２ｃの第１の回転部材７の回転に連動して回転する。
【００７９】
図８は、本実施形態の第２の変形例に係る電動ファン装置１ｂの構成を示す平面図である。電動ファン装置１ｂは、四つのファン部２及び二つの駆動源３を備える。四つのファン部２を区別するときは、ファン部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと記載する。二つの駆動源３を区別するときは、駆動源３ａ，３ｂと記載する。第１の永久磁石列９及び第２の永久磁石列２９は、図示が省略されている。
【００８０】
四つのファン部２は、一列に配置されている。この列の一方の端部の外側に駆動源３ａが配置され、他方の端部の外側に駆動源３ｂが配置されている。ファン部２ａの第１の永久磁石列９とファン部２ｂの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしている。ファン部２ｂの第１の永久磁石列９とファン部２ｃの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしている。ファン部２ｃの第１の永久磁石列９とファン部２ｄの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしている。
【００８１】
駆動源３ａの第２の永久磁石列２９とファン部２ａの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしており、駆動源３ａの第２の回転部材２７が反時計回りに回転すると、ファン部２ａの第１の回転部材７及びファン５が時計回りに回転する。駆動源３ｂの第２の永久磁石列２９とファン部２ｄの第１の永久磁石列９とが、磁気カップリングしており、駆動源３ｂの第２の回転部材２７が時計回りに回転すると、ファン部２ｄの第１の回転部材７及びファン５が反時計回りに回転する。
【００８２】
ファン部２ａの第１の回転部材７及びファン５は、駆動源３ａの第２の回転部材２７及びファン部２ｂの第１の回転部材７の回転に連動して回転する。ファン部２ｂの第１の回転部材７及びファン５は、ファン部２ａの第１の回転部材７及びファン部２ｃの第１の回転部材７の回転に連動して回転する。
【００８３】
ファン部２ｃの第１の回転部材７及びファン５は、ファン部２ｂの第１の回転部材７及びファン部２ｄの第１の回転部材７の回転に連動して回転する。ファン部２ｄの第１の回転部材７及びファン５は、駆動源３ｂの第２の回転部材２７及びファン部２ｃの第１の回転部材７の回転に連動して回転する。
【００８４】
第１の変形例及び第２の変形例では、四つのファン部２のそれぞれは、四つのファン部２のうち少なくとも一つのファン部２と、第１の永久磁石列９どうしが磁気カップリングして隣り合わせに配置されている。従って、第１の変形例及び第２の変形例によれば、隣り合うファン部２において、第１の永久磁石列９どうしが磁気カップリングしているので、一方のファン部２の第１の回転部材７及びファン５が回転したとき、それに連動させて他方のファン部２の第１の回転部材７及びファン５を回転させることができる。また、第２の変形例によれば、ファン部２の第１の永久磁石列９と駆動源３の第２の永久磁石列２９とが磁気カップリングしていないファン部２（２ｂ，２ｃ）であっても、そのファン５を回転させることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１，１ａ，１ｂ  電動ファン装置
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  ファン部
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  駆動源
５  ファン
７  第１の回転部材
９  第１の永久磁石列
１３  ファンの回転軸
１９  内周面
２１  外周面
２３  Ｎ極
２５  Ｓ極
２７  第２の回転部材
２９  第２の永久磁石列
３１  モータ
３３  周面
３９  Ｎ極
４１  Ｓ極
５１  インバータ（電源の一例）
５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ  スイッチ
５５  温度センサー
【図１】
2016181990.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2016181990.tif 000006
【図５】
2016181990.tif 000007
【図６】
2016181990.tif 000008
【図７】
2016181990.tif 000009
【図８】
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