(57)【要約】【課題】改良された冷却ファンを提供する。【解決手段】冷却ファン及び空冷式冷却装置が提供される。冷却ファンは、同期モータ（１０）及びインペラ（８０）を含む。同期モータ（１０）は、ステータ（３０）及び永久磁石ロータ（８０）を含む。永久磁石ロータ（８０）は、回転軸（８１）と、回転軸の周りに結合された永久磁石ロータ主本体とを含む。ステータ（３０）は、ステータコア（３１）と、ステータコアに巻き付け、交流電源によって給電されるステータ巻線（５１）とを含む。永久磁石ロータは、モータの定常状態動作中に一定の回転速度６０ｆ／ｐで作動し、ｆは交流電源の周波数であり、ｐは永久磁極の極対の数である。インペラ（１００）は、回転軸に接続されて回転軸の駆動のもとで回転する。【選択図】図２
2017198195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ファンであって、
同期モータ（１０）を備え、前記同期モータ（１０）は、
ステータコア（３１）と、前記ステータコアの周りに巻き付けたステータ巻線（５１）とを備え、交流電源によって給電されるステータ（３０）と、
前記ステータ（３０）に対して回転可能であり、回転軸（８１）と前記回転軸の周りに結合された永久磁極を持つロータ主本体とを含む永久磁石ロータ（８０）と、を備え、
前記回転軸（８１）に接続され前記回転軸（８１）の駆動のもとで回転するインペラ（１００）を備え、
前記永久磁石ロータは、前記モータの定常状態動作中に一定の回転速度で作動する、ことを特徴とする冷却ファン。
【請求項２】
前記ロータ主本体及び前記インペラ（１００）の一方は、前記回転軸（８１）に剛性に接続されて前記回転軸（８１）と同期回転し、他方は、回転軸（８１）にソフトに接続されてそれらの間の相対回転を可能にし、前記他方と前記回転軸（８１）との間に遅延同期化装置（１１０）が接続されて、それらの間の同期回転を徐々に実現する、請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項３】
前記遅延同期化装置（１１０）は、取付シート（１１２）及び緩衝機構を含み、前記取付シート（１１２）は、前記回転軸（８１）に固定して接続され、前記緩衝機構の一端は前記取付シートに接続され、前記緩衝機構の他端は、前記回転軸に滑り接続された前記ロータ主本体又は前記インペラ（１００）に接続される、請求項２に記載の冷却ファン。
【請求項４】
前記インペラ（１００）は、前記回転軸（８１）に取り付けるための取付け部分（１０６）を備え、前記取付け部分（１０６）は、前記回転軸（８１）に滑りばめされ、該冷却ファンは、取付シート（１１２）及び緩衝機構を含む遅延同期化装置（１１０）をさらに備え、前記緩衝機構の２つの端部が、前記取付シート（１１２）及び前記取付け部分（１０６）にそれぞれ接続され、前記取付シート（１１２）及び前記取付け部分（１０６）の回転速度を遅延した仕方で同期させる、請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項５】
前記緩衝機構は、前記回転軸（８１）の周りに結合され、内径及び外径が可変な弾性部材（１２１）である、請求項４に記載の冷却ファン。
【請求項６】
前記弾性部材（１２１）はらせんばねである、請求項５に記載の冷却ファン。
【請求項７】
前記遅延同期化装置（１１０）は、前記弾性部材（１２１）の外周を取り囲む保護スリーブ（１０８）をさらに含む、請求項４に記載の冷却ファン。
【請求項８】
前記ステータコア（３１）は、ヨーク（３３）と、前記ヨーク（３３）の２つの向かい側の内面からそれぞれ内方へ突出する２つの突出磁極を含み、各前記突出磁極（３６）は、前記ステータ巻線（５１）を取り付けるための巻付け部分（３８）と、前記巻付け部分の半径方向内側面から２つの円周方向側面に向かって延びる弓形の磁極片とを含み、前記永久磁石ロータ（８０）は、前記磁極片（４１）によって協働して定まる空洞に収容される、請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項９】
各々の前記突出磁極（３６）の半径方向外端部、及び前記ヨーク（３３）の前記内面は、前記突出磁極（３６）及び前記ヨーク（３３）を接続するための連結構造を備える、請求項８に記載の冷却ファン。
【請求項１０】
前記永久磁石ロータ（８０）の各々の前記永久磁極（８５）の外面は円弧面であり、各前記永久磁極（８５）の前記外面と対応する磁極片（４１）の内面との間に、厚さが不均一な空隙（４７）が形成され、前記空隙は、前記それぞれの突出磁極の中央線に関して対称である、請求項８に記載の冷却ファン。
【請求項１１】
前記２つの突出磁極（３６）の前記磁極片（４３）間に、磁気抵抗が大きい磁気ブリッジ又はスロット開口部（４３）が存在し、前記空隙（４７）の厚さは、前記磁気ブリッジ又は前記スロット開口部（４２）で最大であり、磁気ブリッジ又はスロット開口部（４３）から遠ざかる方向に沿って徐々に減少する。請求項１０に記載の冷却ファン。
【請求項１２】
該冷却ファンはさらに駆動回路を含み、前記ステータ巻線及び前記交流電源は、第１のノードと第２のノードとの間に直列に接続され、前記駆動回路は、制御可能な双方向交流スイッチ、前記第１のノードと前記第２のノードとの間に前記制御可能な双方向交流スイッチと並列に接続された交流直流変換回路、位置センサ、及び切換制御回路を含み、
前記制御可能な双方向交流スイッチがオンしたとき、前記第１のノード及び前記第２のノードが短絡されるので前記交流直流変換回路を電流が流れず、前記切換制御回路は、前記位置センサによって検出された永久磁極位置情報、及び前記外部交流電源の極性情報に基づき、前記制御可能な双方向交流スイッチを制御して正の又は負の半波長のオン状態とオフ状態との間で所定の仕方で切り換えるように構成され、結果としてモータ始動段階で、前記ステータ巻線が前記ロータをドライブして、所定の始動方向に沿ってのみ回転させる、請求項１から１１の何れかの１つに記載の冷却ファン。
【請求項１３】
前記同期モータは単相モータであり、前記永久磁石ロータ（８０）は、前記モータの定常状態作動中に一定速度６０ｆ／ｐで動作し、ｆは前記交流電源の周波数であり、ｐは前記永久磁極の磁極対の数である、請求項１から１２の何れか１つに記載の冷却ファン。
【請求項１４】
前記同期モータ（１０）は、入力電力が２Ｗから５Ｗの間に設定され、電流が０．０８Ａから０．１２Ａである、請求項１から１３の何れか１つに記載の冷却ファン。
【請求項１５】
空冷式冷却装置であって、
復水器管を備える収容空洞と、
前記復水器管を冷却するために前記収容空洞に収容された請求項１の冷却ファンと、を備えることを特徴とする、空冷式冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]  本発明は、冷却ファン、及び冷却ファンを使用する空冷式冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]  冷却ファンは、現存する様々な電気器具の重要な部品の１つであり、その構造及び大きさは、電気器具全体の構造及び性能に影響を及ぼす。冷却ファンのデザインにおいて、費用及びモータ性能の両方をどのように考慮するかは、主な検討事項になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0004]  本発明の特徴及び利点は、以下の説明で部分的に記述され、又は説明から明らかになり、又は本発明の実施から習得することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0005]  １つの態様において、冷却ファンが提供され、冷却ファンは、ステータと、ステータに対して回転可能な永久磁石ロータとを備える。ステータは、ステータコアと、ステータコアの周りに巻き付けたステータ巻線とを備え、交流電源によって給電される。永久磁石ロータは、回転軸と、回転軸の周りに結合された永久磁極を持つロータ主本体とを備え、同期モータは、回転軸に接続され常に回転軸と一緒に回転するインペラを備える。永久磁石ロータは、モータの定常状態動作中に、一定の回転速度で作動する。
【０００５】
[0006]  同期モータは単相モータであり、永久磁石ロータは、モータの定常状態作動中に一定速度６０ｆ／ｐで動作することが好ましく、ｆは交流電源の周波数であり、ｐは永久磁極の磁極対の数である。
【０００６】
[0007]  ロータ主本体及びインペラの一方は、回転軸に剛性に接続されて回転軸と同期回転し、他方は、回転軸にソフトに接続されてそれらの間の相対回転を可能にし、他方と回転軸との間に遅延同期化装置が接続されて、それらの間の同期回転を徐々に実現することが好ましい。
【０００７】
[0008]  遅延同期化装置は、取付シート及び緩衝機構を含む。取付シートは、回転軸に固定して接続される。緩衝機構の一端は、取付シートに接続され、緩衝機構の他端は、回転軸に滑り接続されたロータ主本体又はインペラに接続されることが好ましい。
【０００８】
[0009]  インペラは、回転軸に取り付けるための取付け部分を備えることが好ましい。取付け部分は、回転軸に滑りばめされる。冷却ファンは、取付シート及び緩衝機構を含む遅延同期化装置をさらに備える。緩衝機構の２つの端部が、取付シート及び取付け部分にそれぞれ接続され、取付シート及び取付け部分の回転速度を遅延した仕方で同期させる。
【０００９】
[0010]  緩衝機構は、回転軸の周りに結合され、内径及び外径が可変な弾性部材であることが好ましい。
【００１０】
[0011]  弾性部材はらせんばねであることが好ましい。
【００１１】
[0012]  遅延同期化装置は、弾性部材の外周を取り囲む保護スリーブをさらに含むことが好ましい。
【００１２】
[0013]  保護スリーブの一端は取付け部分に固定され、保護スリーブの他端は取付シートの周りに移動可能にスリーブ嵌合されることが好ましい。
【００１３】
[0014]  ステータコアは、長方形／円形／輪状のヨークと、ヨークの２つの向かい側の内面からそれぞれ内方へ突出する２つの突出磁極を含むことが好ましい。各突出磁極は、ステータ巻線を取り付けるための巻付け部分と、巻付け部分の半径方向内側面から２つの円周方向側面に向かって延びる弓形の磁極片とを含む。永久磁石ロータは、磁極片によって協働的に定まる空洞に収容される。
【００１４】
[0015]  各々の突出磁極の半径方向外端部及びヨークの内面には、突出磁極と長方形のヨークとを接続するために連結構造を設けることが好ましい。
【００１５】
[0016]  永久磁石式ロータの各々の永久磁極の外面は、円弧面であることが好ましい。各永久磁極と対応する磁極片との間に、厚さが不均一な空隙が形成される。空隙は、それぞれの突出磁極の中央線に関して対称である。
【００１６】
[0017]  ２つの突出磁極の磁極片間に、磁気抵抗が大きい磁気ブリッジ又はスロット開口部が存在し、空隙の厚さは、磁気ブリッジ又はスロット開口部で最大であり、磁気ブリッジ又はスロット開口部から遠ざかる方向に沿って徐々に減少する。
【００１７】
[0018]  同期モータは、入力電力が２Ｗから５Ｗの間に設定され、電流が０．０８Ａから０．１２Ａであることが好ましい。
【００１８】
[0019]  冷却ファンは、さらに駆動回路を含むことが好ましい。ステータ巻線及び外部交流電源は、第１のノードと第２のノードとの間に直列に接続されることが好ましい。駆動回路は、制御可能な双方向交流スイッチ、第１のノードと第２のノードとの間に制御可能な双方向交流スイッチと並列に接続された交流直流変換回路、位置センサ、及び切換制御回路を含む。制御可能な双方向交流スイッチがオンされたとき、第１のノード及び第２のノードが短絡されるので交流直流変換回路を電流が流れない。切換制御回路は、位置センサによって検出された永久極位置情報、及び外部交流電源の極性情報に基づき、制御可能な双方向交流スイッチを制御して正の又は負の半波長のオン状態とオフ状態との間で所定の仕方で切り換えるように構成され、結果としてモータ始動段階で、ステータ巻線がロータをドライブして、所定の始動方向に沿ってのみ回転させる。
【００１９】
[0020]  冷却ファンは、ステータコアとステータ巻線の間に位置する絶縁ブラケットをさらに含むことが好ましい。絶縁ブラケットは、それぞれ、ステータコアの２つの軸方向端面に取り付けた、上側絶縁ブラケット及び下側絶縁ブラケットから成る。上側絶縁ブラケット及び下側絶縁ブラケットは、両方とも、それぞれ２つの突出磁極の２つの軸方向端面覆う一定に形成された部材である。
【００２０】
[0021]  本発明は、復水器管を備える収容空洞と復水器管を冷却するための冷却ファンとを備える、空冷式冷却装置をさらに提供する。
【００２１】
[0022]  本発明によって提供される冷却ファンには、構造が小さくかつ費用が下がるという長所がある。
【００２２】
[0023]  本発明の実施形態が、以下に添付図面を参照して詳細に説明され、それによって本発明の利点及び実施がより明らかになる。各図に示される内容は、例示のみを目的とし、限定とみなすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施形態による冷却ファンを示す図である。
【図２】本発明の実施形態による冷却ファンの断面図である。
【図３】図１の冷却ファンのインペラを示す図である。
【図４】図１の冷却ファンのインペラを示す図である。
【図５】図１の冷却ファンのモータの分解組立図である。
【図６】図５のモータの絶縁ブラケットを示す図である。
【図７】図５のモータの、外側ハウジング、絶縁ブラケット及びステータ巻線が除去された、平面図である。
【図８】図５のモータの永久磁石式ロータを示す図である。
【図９】本発明の実施形態による冷却ファンの駆動回路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
[0032]  図１及び図２に示されるように、本発明は冷却ファン２００を提供し、それは、同期モータ１０と、同期モータ１０によって駆動されるインペラ１００とを含む。本発明の冷却ファン２００は、特に、空冷式冷却装置中の復水器管を冷却するのに適し、冷却ファン２００は、空冷式冷却装置の冷凍室のような収容空洞に取り付けることができ、インペラ１００によって発生された空気流は、冷凍室の復水器管に直接吹き出す。
【００２５】
[0033]  同期モータ１０は、モータ上側カバー１３及びモータ下側カバー１７から成るモータハウジングに取り付けることができる。上側カバー１３及び下側カバー１７にそれぞれ、軸受シート１４及び１８を設け、軸受シート１４及び１８にそれぞれ軸受１５及び１９を設けて回転軸８１を支持し、回転軸８１は、モータハウジングに対して回転可能になっている。
【００２６】
[0034]  インペラ１００は回転軸８１に滑りばめされ、インペラ１００と回転軸８１との間に遅延同期化装置１１０が接続されて、インペラ１００と回転軸８１との間にソフトな接続を形成する。具体的には、インペラ１００は、主要部分１０４と、主要部分１０４に接続された複数の翼板１０２とを含む。主要部分１０４は、回転軸８１に直接取り付け、回転軸８１に取り付けた遅延同期化装置１１０にも接続される。
【００２７】
[0035]  図２から図４を参照して、インペラ１００の主要部分１０４の中心に取付け部分１０６が配置される。取付け部分１０６は、回転軸８１を挿入するための取付け穴を定めて、回転軸８１に滑りばめされる。インペラ１００は、そのサイズが大きくしかも重量が重いため、回転慣性が大きい。回転軸８１が回転を開始するとき、インペラ１００と回転軸８１との間に速度差が存在することができ、回転軸８１の回転開始時に、回転軸８１の必要な軸トルクを低下させる。インペラ１００と回転軸８１との間の速度同期が、緩衝作用を有する遅延同期化装置１１０によって主に実現される。
【００２８】
[0036]  遅延同期化装置１１０は、取付け座１１２と、内径及び外径が可変な弾性部材１２１とを含む。取付け座１１２は、回転軸８１の周りに固定して結合され、回転軸８１と一緒に回転することができる。取付け座１１２は、スプライン接続に類似した接続の仕方で、回転軸に移動可能に接続し／結合され（ａｔｔａｃｈ）／取り付ける（ｍｏｕｎｔ）こともでき、これは、二部材が同期して回転し続ける限り可能であることを理解されたい。
この実施形態では、弾性部材１２１は、回転軸８１の周りにスリーブ嵌めされたコイルばねであり、弾性部材１２１の一端は、取付け座１１２に固定して又は可動に接続され、取付け座１１２と同期して回転可能であり、弾性部材１２１の他端は、インペラの取付け部分１０６に固定して又は可動に取り付けられ、インペラの取付け部分１０６と同期して回転可能である。
【００２９】
[0037]  回転軸８１が静止状態から回転を開始するとき、取付け座１１２及び回転軸８１は同期して回転し、回転する軸８１とインペラ１００との間に回転速度差が存在する。すなわち、取付け座１１２の回転速度は、インペラ１００の取付け部分１０６の回転速度よりも速い。その結果、弾性部材１２１のうち取付け座１１２に近い一端が締まって内径が縮小し、最終的に取付け座１１２と同期して回転し、弾性部材１２１のうちインペラ１００に近い他端も最終的に締まって内径を縮小させ、最終的に取付け座１１２と同期して回転する。そのため、緩衝機構として働く弾性部材１２１は、取付け座１１２の回転速度を、インペラの取付け部分１０６の回転速度に徐々に同期させ、結果としてインペラ１００は、最終的に回転軸８１に同期して回転する。遅延同期化装置１１０によってもたらされる緩衝作用は、モータの始動時におけるモータ１０の必要な出力トルクを低下させることができ、モータ１０がインペラ１００を駆動し損ねる状況を回避する。
【００３０】
[0038]  回転軸８１が回転状態から停止状態に変化するとき、初期段階ではインペラ１００の回転慣性が大きいために、インペラ１００の回転速度は回転軸８１の回転速度よりも速い。この時点では、弾性部材１２１のうちインペラ１００に近い端部は、緩んでその内径が増加し、それは、最終的に弾性部材１２１全体が緩んで内径が増加することにつながる。このプロセスでは、緩衝部材としても働く弾性部材１２１は、一方でインペラ１００の回転速度を抑えて、他方でインペラ１００及び回転軸８１の回転速度が最終的に同期することを可能にする。
【００３１】
[0039]  弾性部材１２１の内径が増加して限度を越えるのを防ぐために、保護スリーブ１０８を追加的に設けることができる。保護スリーブ１０８は、弾性部材１２１の外周を取り囲んでその最大外径を制限し、これにより弾性部材１２１が緩んで限度を越えるとき、弾性部材１２１が損傷するのを防ぐ。この実施形態では、取付け座１１２は、下方から上方に、円形の本体１１４、突起ボス１１６、及びハブ１１８を含む。円形本体１１４の直径は、突起ボス１１６の直径よりもわずかに大きく、突起ボス１１６の外面は、保護スリーブ１０８の内面にわずかに締まりばめされ、らせんばね１２１は、ハブ１１８の周りにスリーブ嵌合される。弾性部材１２１をらせんばねに限定することは意図せず、取付け座１１２及び取付け部分１０６の回転速度を緩衝した又は遅延した仕方で同期させ得るどのような緩衝部材も、弾性部材１２１にとって代わって使用できることを理解されたい。
【００３２】
[0040]  図５及び図６を参照して、モータ１０は、ステータ３０と、ステータ３０に回転可能に取り付けた永久磁気ロータ８０とを含む。ステータ３０は、ステータコア３１と、ステータコア３１に巻き付けたステータ巻線５１と、ステータコア３１に取り付けた絶縁ブラケット５５とを含む。絶縁ブラケット５５は、ステータコア３１と巻線５１との間に位置して、ステータコア３１及び巻線５１を絶縁する。ステータコア３１は、長方形のヨーク３３と、それぞれ、長方形のヨーク３３の２つの向かい側の内面から内方へ延びる突出磁極３６とを含む。各突出磁極３６は、ステータ巻線５１を取り付けるための巻付け部分３８と、巻付け部分３８の半径方向内端部から２つの円周方向側面に向かって延びる弓形の磁極片４１とを含む。この実施形態では、各突出磁極３６の半径方向外端部、及び長方形のヨーク３３の内面に、隆起−溝連結構造３９を設ける。具体的には、連結構造３９は、突出磁極３６の半径方向外端部に配置されたあり継ほぞ／突起３７と、長方形のヨーク３３の内面に配置されて、あり継ほぞ／突起３７と嵌り合うあり継ほぞ穴３４とを含む。
【００３３】
[0041]  上述した２つの突出磁極３６の磁極片４１は、協働して、内部に永久磁石ロータ８０が収容されるほぼ円筒状の空洞を定める。さらに、円筒状の空洞の内面に、モータの軸方向に沿って位置決め溝４６を設ける。位置決め溝４６は、それぞれの磁極片４１の中央位置に形成されることが好ましい。このように設計されたモータは、回転方向が異なる弾性部材１２１と協働することにより、ロータを双方向に始動させることができる。理解できるように、位置決め溝４６は、それぞれの磁極片４１の中央をそれる位置に配置することもでき、このように設計されたモータのロータは、一方向に向かう始動性能が別方向に向かう始動性能よりも優れている。図６を参照して、永久磁石ロータ８０は、回転軸８１と、回転軸８１の周りに固定して結合されたロータ主本体とを含む。ロータ主本体は、永久磁石から作製された永久磁極８５を含み、随意的に、ロータ主本体は、回転軸８１の周りに固定して結合されたロータコアと、ロータコアに取り付けた永久磁極８５とを含む。各永久磁極８５の外面は円弧面である。各永久磁極８５と対応する磁極片４１との間に、厚さが不均一な空隙４７を形成することが好ましい。この実施形態では、２つの突出磁極３６の磁極片４１間に、磁気抵抗が大きいスロット開口部４３が存在する。代わりに、スロット開口部４３は、磁気ブリッジで置き換えることもできる。空隙４７の厚さは、スロット開口部／磁気ブリッジ４３に対応する位置で最大であり、それぞれのスロット開口部／磁気ブリッジ４３から遠ざかるロータの円周方向に沿って徐々に減少する。各空隙４７の厚さは、対応する突出磁極３６のステータの中央線に関して対称であり、対称でかつ不均一の空隙を形成することが好ましい。対称でかつ不均一な空隙を設けることにより、モータのコギングトルクひいては騒音を低減させることができる。位置決め溝４６を設けることにより、ステータ巻線が非通電とされて永久磁石ロータ８０が休止しているとき、永久磁石ロータ８０の磁極中央が、ステータ磁極の中央に対して所定の角度だけそれて、ロータ８０が死点位置、すなわちロータ磁極がステータ磁極と整列する位置に停止することを防止する。
【００３４】
[0042]  この実施形態では、回転軸８１及びロータ主本体は、それらの間が固定して／剛性に接続されて同期回転することができ、回転軸８１及びインペラ１００は、それらの間が滑り／ソフト接続されて一方が他方に対して回転することができ、回転軸８１とインペラ１００との間に遅延同期化装置１１０がさらに接続され、回転軸８１及びインペラ１００の回転速度を徐々に同期させる。代わりの実施形態では、回転軸８１及びインペラ１００は、それらの間が固定して／剛性に接続され、回転軸８１及びロータ主本体は、それらの間が滑り／ソフト接続され、回転軸８１とロータ主本体との間に遅延同期化装置１１０が接続される。
【００３５】
[0043]  この実施形態では、ロータ８０の永久磁極８５は、少なくとも１つの永久磁石によって形成され、ステータ巻線５１が交流（ＡＣ）電源に直列に接続されたとき、ロータ８０は、定常状態段階では一定速度６０ｆ／ｐ  ｒｐｍで動作し、ｆは交流電源の周波数であり、ｐはロータの磁極対の数である。図６では、ロータは一対の磁極を含み、ｐは１に等しい。他の実施形態では、ロータはより多くの磁極、例えば４つ、６つ又はそれ以上の磁極を有しても良いことを理解されたい。
【００３６】
[0044]  この実施形態では、ステータコア３１の長方形のヨーク３３は、２つの長辺及び２つの短辺を有する。２つの突出磁極３６は、それぞれ２つの短辺に接続され、こうして、各突出磁極３６の長さをより長くして、より大きなステータ巻線５１の取付けを可能にする。ステータコア３１のヨークの形状は、長方形に限定されず、輪形状、Ｕ字形などにもできることを理解されたい。
【００３７】
[0045]  モータハウジングの上側カバー１３及び下側カバー１７は、基本的に構造が同じである。下側カバー１７を例に挙げて以下に説明する。下側カバー１７は、全体として長方形のカバーの形状とされ、内部空洞２１を有する。内部空洞２１の内面は、環状の閉じた段部２３を有し、結果として内部空洞２１は、下側カバー１７の開口部の位置でサイズがより大きく、下側カバー１７の底部に近い位置でサイズがより小さい。環状の段部２３は、ステータコア３１の長方形のヨーク３３の軸方向端面を支持する。内部空洞２１のうち下側カバー１７の開口部に近い内面２７に複数の突起２８も設ける。具体的には、突起２８は、環状の段部２３の上方に配置され、組立時にステータコア３１の長方形のヨーク３３の外周面に当接し、結果としてステータコア３１は、上側カバー１３及び下側カバー１７から成る外側ハウジングに安定して取り付ける。
【００３８】
[0046]  図６及び図７を参照すると、この実施形態では、絶縁ブラケット５５は、上側絶縁ブラケット５６及び下側絶縁ブラケット５７から成る。上側絶縁ブラケット５６及び下側絶縁ブラケット５７は、それぞれ、ステータコア３１の２つの軸方向端面に取り付けて、２つの突出磁極３６の軸方向端面及び対応する外周方向側面を覆う。上側絶縁ブラケット５６及び下側絶縁ブラケット５７は、基本的に構造が同じであり、以下に下側絶縁ブラケット５７を例に挙げて説明する。
【００３９】
[0047]  下側絶縁ブラケット５７は、磁極片絶縁部分６５と、それぞれ、磁極片絶縁部分６５の向かい側の２つの端部に接続された２つの巻付け絶縁部分６１とを含む。磁極片絶縁部分６５は、２つの突出磁極３６の磁極片４１を絶縁するために形成され、磁極片４１の軸方向端面を覆うためのほぼ環状のパネル６５ａと、パネル６５ａの円周から延びて磁極片４１の外周面を覆うための側壁６５ｂとを含む。側壁６５ｂの外側面は、各々の磁気ブリッジ４３に対応する位置にリブ６９を設ける。さらに、側壁６５ｂの内側面は、各々の磁気ブリッジ４３に対応する位置に溝６７を設ける。この実施形態では、溝６７はリブ６９に配置される。各巻付け絶縁部分６１は、それぞれの突出磁極３６の巻付け部分３８を絶縁するために構成され、それぞれの突出磁極３６の巻付け部分３８の軸方向端面を覆うためのパネル６１ａと、パネル６１ａの２つの側面から延びて巻付け部分３８の外周面を覆うための側壁６１ｂとを含む。各巻付け絶縁部分６１は、ステータ巻線５１の位置を制限するために２枚の仕切り板６３を含む。各仕切り板６３は、パネル６１ａと、側壁６１ｂの端部分とに接続される。絶縁ブラケット５７は、仕切り板６３と磁極片絶縁部分６５との間に接続された、例えば仕切り板６３とパネル６５ａとの間に接続された、又は仕切り板６３と側壁６５ｂの間に接続された、複数の補強板６４をさらに含むことが好ましい。下側絶縁ブラケット５７は、一体に形成された部材である。
【００４０】
[0048]  図６及び図８を参照して、この実施形態では、永久磁石ロータ８０は、回転軸８１に固定して取り付けた永久磁石ロータコア８３を有し、永久磁石ロータコア８３の外面に永久磁極８５が取り付けられる。永久磁石ロータコア８３の外周面に複数の軸方向に延びるリブ８４を設け、各リブ８４は、２つの隣接する永久磁極８５の境界に位置する。本発明の代わりの実施形態では、永久磁極８５は、回転軸８１に直接取り付けることもできる。
【００４１】
[0049]  図９は、本発明による同期モータの駆動回路を示すブロック図である。駆動回路７０では、２つのノードＡとノードＢとの間に、モータ１０のステータ巻線５１とＡＣ電源７２とが直列に接続される。ＡＣ電源７２は主交流電源であり、電圧は例えば１１０Ｖ、２２０Ｖ、２３０Ｖなどであることが好ましい。同期モータ１０は、入力電力が２Ｗから５Ｗの間（例えば３Ｗ）であり、電流が０．０８Ａから０．１２Ａ（例えば０．０９Ａ）である単相モータである。ノードＡとノードＢとの間に、直列に接続されたステータ巻線５１及びＡＣ電源７２と並列に、制御可能な双方向ＡＣスイッチ７４が接続される。制御可能な双方向ＡＣスイッチ７４は、その２つの陽極がそれぞれ２つのノードＡ及びノードＢに接続された三端子双方向サイリスタ（ＴＲＩＡＣ）であることが好ましい。制御可能な双方向ＡＣスイッチ７４は、逆並列に接続された２つのシリコン制御整流器によって実施でき、対応する制御回路を設けて２つのシリコン制御整流器を予め設定した方法で制御することを理解されたい。２つのノードＡとノードＢとの間に、ＡＣ−ＤＣ変換回路７６がスイッチ７４と並列に接続される。ＡＣ−ＤＣ変換回路７６は、２つのノードＡとノードＢとの間の交流電流を低電圧直流に変換する。位置センサ７８は、ＡＣ−ＤＣ変換回路７６から出力される低電圧直流出力によって給電可能であり、同期モータ１０の永久磁石ロータ８０の磁極の位置を検出して、対応する信号を出力するように構成される。実際には、位置センサ７８はホール効果センサとすることができ、それは、ステータ３０上に、又はステータ中のロータに近い位置に配置される。位置センサ７８は、ステータ磁極に対して所定角度だけずれ、角度は、ロータの静止時に、ステータ磁極中央に対してロータの磁極中央がそれる角度と同じにすることができる。
【００４２】
[0050]  ＡＣ−ＤＣ変換回路７６、位置センサ７８及び制御可能な双方向ＡＣスイッチ７４にスイッチ制御回路７９が接続され、位置センサ７８によって検出された永久磁石ロータの磁極位置情報、及びＡＣ−ＤＣ変換回路７６によって取得したＡＣ電源の極性情報に基づき、制御可能な双方向ＡＣスイッチ７４を制御してオン状態とオフ状態との間で所定の方法によって切り換えるように構成され、結果としてモータの始動段階で、ステータ巻線５１が永久磁石ロータ８０をドライブして、所定の始動方向にのみ回転させる。本発明では、制御可能な双方向ＡＣスイッチ７４がオンしたとき、２つのノードＡ及びノードＢが短絡し、ＡＣ−ＤＣ変換回路７６はそれ以上電気エネルギを消費せず、その理由は、ＡＣ−ＤＣ変換回路７６を電流が流れず、電気エネルギの利用効率を大幅に改善するためである。
【００４３】
[0051]  本発明によって提供される冷却ファンは、構造がコンパクトでかつサイズが小さいので、費用を効果的に抑制できる。さらに、冷却ファンに使用したモータは、速度が一定でかつ動作が安定している。加えて、そのようなモータは、高効率でありがら、同じ出力のもとでサイズが小さくかつ重量が軽い。
【００４４】
[0052]  本発明の好ましい実施形態を図面を参照して例示したが、当業者は、本発明の範囲及び本質から逸脱することなく、本発明を実行するために様々に修正できる。例えば、１つの実施形態で部分的に例示し又は説明する特徴は、別の実施形態で使用して、さらに別の実施形態を得ることができる。以上は、本発明の特許の範囲を制限するよりもむしろ、単に、本発明の好ましい実現可能な実施形態を提供することを意図し、本発明の明細書及び添付図面に基づいてなされた全ての等価的変化は、本発明の範囲内にあると解釈される。
【符号の説明】
【００４５】
１０  同期モータ
１３  上側かバー
１４  軸受シート
１５  軸受
１７  下側カバー
１９  軸受
３０  ステータ
３３  ヨーク
３８  巻付け部分
５１  ステータ巻線
５６  上側絶縁ブラケット
５７  下側絶縁ブラケット
８０  永久磁石ロータ
８１  回転軸
８３  永久磁石ロータコア
８５  永久磁極
１００  インペラ
１０２  翼板
１０４  主要部分
１０８  保護スリーブ
１１０  遅延同期化装置
１１２  取付け座
１２１  弾性部材
２００  冷却ファン
【図１】
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【図２】
2017198195.tif 000004
【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】
2017198195.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017198195.tif 000011
【外国語明細書】
2017198195000001.pdf