JP2005295736A - ファン・ブロワ - Google Patents
ファン・ブロワ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005295736A JP2005295736A JP2004109905A JP2004109905A JP2005295736A JP 2005295736 A JP2005295736 A JP 2005295736A JP 2004109905 A JP2004109905 A JP 2004109905A JP 2004109905 A JP2004109905 A JP 2004109905A JP 2005295736 A JP2005295736 A JP 2005295736A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- rare earth
- motor
- rotor yoke
- blower
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 35
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims 1
- 210000004508 polar body Anatomy 0.000 abstract 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 24
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
【解決手段】ロータヨークは素材となる軟磁性鋼板の板厚tを汎用性のある1.2mmまたは1.6mmを使用して,絞り加工によりカップ状に形成する。希土類系マグネットは軟質でフレキシブル特性を有し,厚みが1.2mm以下で,且つ残留磁束密度0.4〜0.8テスラとし,内外周の表面にNS交互に多極着磁を施し,着磁極対数を4(磁極数8)とする。これを磁極数と等しいステータティース数の単相モータに適用する。また,ステータティース数6または9または12の3相モータに適用しセンサレス駆動を行う。
【選択図】図1
Description
上述のフェライト系プラスチック材からなるマグネットの残留磁束密度Brが0.2〜0.4テスラに対して,希土類系マグネットは0.5〜1.2テスラである。モータの巻線仕様(線材径,巻線数等)同一として,マグネット材質の違いによるモータ出力を比較する。モータの出力トルクTは,モータの逆起電力をe,モータ巻線に流れる電流をiとすると
そこで,モータの逆起電力の大きさを検討する。モータの逆起電力をe,巻線数n,マグネットの極対数P,巻線鎖交磁束φ,回転角速度ω,巻線されるステータコアのティース数をNとすると
図10は表1−(b)での磁気回路を1/2カットモデルで電磁場解析したものである。1は希土類系ボンドマグネット,2はロータヨーク,5はステータコアの突極である。希土類系ボンドマグネット磁極中央部と接するロータヨーク2の磁束密度は0.2テスラで最小であり,希土類系ボンドマグネットの磁極境界部と接するロータヨーク2の磁束密度は2テスラで最大値を示し,ロータヨークに磁気飽和が生じることが分かる。この状態では,巻線鎖交磁束φが増加せず,逆起電力eもアップ出来ない。このロータヨークの磁気飽和現象を低減するにはロータヨークの板厚を増す必要がある。
しかしながら,ロータヨークの絞り加工性の問題とロータヨークの外径寸法アップの問題が生じるため実現性は少なく,一般的にはマグネット極対数Pを増加させて逆起電力のアップを図る場合が多い。
マグネットの1磁極とロータヨーク間の磁束量をφs,磁束密度をBsとすると,
マグネットに残留磁束密度Brが0.26テスラ程度のフェライト系プラスチック材を使用し,ロータヨークの板厚tを1.2mmとするとマグネット1磁極の円弧長Lは約16から40mmとなる。マグネットの磁極4とするとマグネット外径約20から50mmに相当し,磁極数6では約30から75mmとなり,実使用状態に一致している。
(1)ロータヨークの肉厚を増す
(2)マグネットの肉厚を薄くして起磁力を下げる
(3)マグネット磁極対数Pを増加させて逆起電力のアップを図る
しかしながら,小形ファン・ブロワ用モータへの適用を考慮すると,(1)についてはロータヨークの絞り加工性の問題があり,更にロータヨークの外径寸法アップとなり風量特性の劣化となる。
(2)については,巻線鎖交磁束φが増加できず,逆起電力eもアップできない。 (3)マグネットの磁極数を増加させると,1極あたりのマグネット面積が少なくなりロータヨークのNSの磁極境界での磁束集中が低減され,磁気飽和が解消され,逆起電力eも増加可能である。しかし小形ファン・ブロワでは回転信号を要求される場合が多い。従来からこの市場では,マグネット磁極数は4極にほぼ統一されていて,回転信号は2パルス/回転が要求されるため安易に磁極数を増加させられない。
本発明の目的は、小形ファン・ブロワ用モータに希土類マグネットを使用する際の最適な構造を提供し,吸込の気流が十分に、且つ滑らかに羽根車に吸込できて、風量特性が大幅に改善され,結果として小形ファン・ブロワの高効率化を図ることを目的とするものである。
薄肉に成型が可能で,軟質でフレキシブル特性を有する希土類系ゴムマグネットを選定することで,容易にロータヨーク内径に配置できる。
また,ロータヨークの肉厚は絞り加工性と流通性に問題のない1.6mmまたは1.2mmとし磁気飽和が生じないマグネット肉厚と磁極対数を決定することで,小形ファン・ブロワに最適なモータが設計可能となる。
(1)軟質でフレキシブル特性を有する希土類系ゴムマグネットを使用することで薄肉化が実現でき,モータの小形化と薄形化が可能になる。
(2)マグネット磁極対数Pが2のn乗(nは2以上の整数)とすることで,回転信号2パルス/回転は分周により容易に生成できる。
(3)マグネット磁極対数アップにより,ステータコアの突極数とティース数も増加されるため,従来とほぼ同一の巻線を巻き込む場合,1ティースでの巻数が減りコイルエンド部の高さが減少させることが可能で,更に薄形化が可能になる。
(4)高価な希土類系ボンドマグネットを駆動用に,磁極位置検出は安価なフェライト系プラスチックマグネットと分離することで,結果としてコストダウンが可能となる。
(5)さらに,3相モータの構成ではセンサレス駆動を採用することで,磁極位置検出用マグネットが不要になり,更に安価に構成することが可能である。
また,ファン・ブロワにおいては,その中心に配置される駆動源モータが,上記のような特徴を有するため,下記のような特長を有するものとなる。
(6)小形ファン・ブロワ中央部の吸込の気流が十分になり,風量特性が大幅に改善され,結果として効率が大幅にアップし,市場から要求が強い高風量化が可能となる。
(7)小形ファン・ブロワ中央部の吸込気流が滑らかに羽根車に吸込できて、乱流による騒音が低減される。
2は厚み1.6mmの軟磁性特性を有する圧延鋼板を使用して,絞り加工によりカップ状に形成されたロータヨークである。小形モータのロータヨークに使用される軟磁性圧延鋼板においては,1.2mmと1.6mmが大量に使用されているため入手性と価格の面で優位性がある。また,比較的小径でカップ状に絞り加工を施すため1.6mmを超えると加工工程が増加しコストアップの要因となる。
また,請求項6に係わる方式として,ステータのテース6と突極5の数を8とし,希土類系ゴムマグネット1の磁極数と一致させて単相モータを構成したもので説明する。図3はこの磁気回路を1/4カットモデルで電磁場解析したものである。1は希土類系ボンドマグネット,2はロータヨーク,5はステータコアの突極である。希土類系ボンドマグネット磁極中央部と接するロータヨーク2の磁束密度は0.2テスラで最小あり,希土類系ボンドマグネットの磁極境界部と接するロータヨーク2の磁束密度は1.2テスラで最大値を示す。従来のマグネット磁極数が4では,ロータコアに磁気飽和が生じていたが,本発明のようにマグネット磁極数を8にすることで磁気飽和が解消されていることが分かる。
その結果,表1−(c)に計算される。巻線数nはティース数Nが増加し,巻線スペースが減少するため減っている。しかし,ティース数Nと極対数Pの増加により逆起電力eはフェライト系プラスチックマグネット表1−(a)の約1.9倍となっている。
希土類系ボンドマグネットの1磁極がロータヨークの内径と接する円弧長さLとロータヨークの板厚tの関係は上述の単相モータの場合と同一であり,トルクアップを達成することが可能であることは言うまでもない。
更に,センサレス駆動することで,磁極位置センサであるホール素子と磁気センサ用マグネットが不要になり,少量の希土類系ゴムマグネットのみでモータが構成され更に構造が簡略化される。
2:ロータヨーク
3:ホール素子
4:ステータコア
5:突極
6:ティース
7:巻線
9:磁気センサ用マグネット
11:ロータヨーク(展開図)
12:リング状マグネット(展開図)
50:ファンケース
51:羽根
52:ロータヨーク
60:吸込口
61:吐出口
71:マグネット
72:ロータヨーク
73:ホール素子
74:ステータヨーク
75:モータ軸
76:軸受け
77:モータ巻線
78:羽根車
81:マグネット
82:ロータヨーク
83:ホール素子
84:ステータコア
85:突極
86:ティース
87:巻線
A:ステータコア外径
B:マグネット厚
C:ステータコア厚
D:ロータヨーク外径
Claims (7)
- 小形ファン・ブロワの羽根の駆動源として、中央に配置するアウターロータ形ブラシレスDCモータにおいて,リング状の希土類系マグネットと,該マグネットを内径に固着するカップ状のロータヨークを具備し,該ロータヨークは板厚tの軟磁性鋼板からなり,絞り加工等によりカップ状に形成され、前記ロータヨークの中心にモータ軸が植設され,前記希土類系マグネットは内周表面周方向にNS交互に多極着磁が施され,該多極着磁の1磁極が前記ロータヨークの内径と接する円弧長さをLとすると、前記ロータヨークの板厚tがL/40からL/60の間にあり,且つ前記マグネットの磁極対数Pが2のn乗(nは2以上の整数)としたことを特徴とする小形ファン・ブロワ。
- 前記ロータヨークの素材となる軟磁性鋼板の板厚tが1.2mmまたは1.6mmであり,前記希土類系マグネットの磁極対数Pが4としたことを特徴とする請求項1に記載の小形ファン・ブロワ。
- 前記リング状の希土類系マグネットは軟質でフレキシブル特性を有する板に素材から成形され,且つ厚みが1.2mm以下で,且つ残留磁束密度0.4〜0.8テスラであることを特徴とする請求項1または2に記載の小形ファン・ブロワ。
- 前記板状の希土類系マグネットをリング状に成型して,ロータヨークに挿入後,希土類系マグネット表面を薄膜にコーテングして補強したことを特徴とする請求項3に記載の小形ファン・ブロワ。
- 前記ブラシレスDCモータにマグネットの磁極位置を検出する磁気センサを有し,前記希土類系マグネットと別に磁気センサ用マグネットを具備し,該磁気センサ用マグネットにフェライト系のゴムマグネットまたはボンドマグネットをモータ軸方向に並べて配置し,同磁極数に着磁されていることを特徴とする請求項1から3に記載の小形ファン・ブロワ。
- ステータコアのティース数が前記希土類系マグネットの磁極対数Pの2倍であり,該ステータの突極と前記希土類系マグネットエアギャップが不均一ある単相モータであって,請求項1から4に記載の小形ファン・ブロワ。
- ステータコアのティース数が6または9または12であり,前記マグネットの磁極対数Pが4である3相ブラシレスDCモータであって,且つセンサレス駆動することを特徴とする請求項1から3に記載の小形ファン・ブロワ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004109905A JP2005295736A (ja) | 2004-04-02 | 2004-04-02 | ファン・ブロワ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004109905A JP2005295736A (ja) | 2004-04-02 | 2004-04-02 | ファン・ブロワ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005295736A true JP2005295736A (ja) | 2005-10-20 |
Family
ID=35328054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004109905A Pending JP2005295736A (ja) | 2004-04-02 | 2004-04-02 | ファン・ブロワ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005295736A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009247041A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Tdk Corp | 回転機 |
| WO2016004078A1 (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | Nidec Motor Corporation | Large diameter fan having low profile radial air gap motor |
| CN106067700A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-11-02 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 定子冲片和电机 |
| US9601953B2 (en) | 2012-12-17 | 2017-03-21 | Lg Innotek Co., Ltd. | Ring magnet rotor of motor with coating material |
| US10734851B2 (en) | 2013-09-26 | 2020-08-04 | Minebea Mitsumi Inc. | Outer rotor type brushless motor |
| WO2021025366A1 (ko) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | 삼성전자(주) | 영구자석 동기전동기 및 이를 사용한 밀폐형 압축기 |
-
2004
- 2004-04-02 JP JP2004109905A patent/JP2005295736A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009247041A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Tdk Corp | 回転機 |
| US9601953B2 (en) | 2012-12-17 | 2017-03-21 | Lg Innotek Co., Ltd. | Ring magnet rotor of motor with coating material |
| US10367387B2 (en) | 2012-12-17 | 2019-07-30 | Lg Innotek Co., Ltd. | Ring magnet rotor of motor with coating material |
| US10734851B2 (en) | 2013-09-26 | 2020-08-04 | Minebea Mitsumi Inc. | Outer rotor type brushless motor |
| WO2016004078A1 (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | Nidec Motor Corporation | Large diameter fan having low profile radial air gap motor |
| CN106067700A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-11-02 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 定子冲片和电机 |
| WO2021025366A1 (ko) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | 삼성전자(주) | 영구자석 동기전동기 및 이를 사용한 밀폐형 압축기 |
| KR20210016901A (ko) | 2019-08-06 | 2021-02-17 | 삼성전자주식회사 | 영구자석 동기전동기 및 이를 사용한 밀폐형 압축기 |
| KR102734253B1 (ko) * | 2019-08-06 | 2024-11-26 | 삼성전자주식회사 | 영구자석 동기전동기 및 이를 사용한 밀폐형 압축기 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3480733B2 (ja) | Dcブラシモータ装置及びその永久磁石 | |
| JPS59145396A (ja) | 直流小形通風機 | |
| US10784733B2 (en) | Motor and air conditioning apparatus | |
| JP2001050161A (ja) | 気体移送機 | |
| CN106877615A (zh) | 电动机及搭载了该电动机的电气设备 | |
| CN109565195B (zh) | 换向极型转子、电动机以及空调机 | |
| CN101529695B (zh) | 外转子电动机及其制造方法 | |
| EP2568577A2 (en) | Brushless DC electric motor | |
| US20090015110A1 (en) | Armature, Motor and Compressor and Methods of Manufacturing the Same | |
| US8896164B2 (en) | Permanent-magnet stepping motor | |
| JP2000050543A (ja) | 永久磁石埋め込みモータ | |
| CN102904358B (zh) | 永久磁体转子和组装该永久磁体转子的方法 | |
| JPWO2020183523A1 (ja) | モータ、ファン、および空気調和機 | |
| JP4217790B2 (ja) | 単相ブラシレスdcモータ | |
| CN102648571A (zh) | Hvac风机的空心线圈绕组 | |
| JP3724422B2 (ja) | Dcポンプ | |
| EP2026449A1 (en) | Rotor of brushless direct-current motor | |
| JPH09224338A (ja) | モータ | |
| JP2005198447A (ja) | 回転子 | |
| JP2009201286A (ja) | クローポール型モータ及び該モータを備えたポンプ | |
| JP2002349470A (ja) | 電動ポンプ | |
| JP2006217740A (ja) | 超高速回転用ブラシレスモータ | |
| JP2002112472A (ja) | モータ及びそれを用いた圧縮機及びその製造方法 | |
| JP2011055584A (ja) | Ipmモータ用回転子 | |
| JPH1189179A (ja) | ファンモータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060420 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060515 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060703 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060810 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060811 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060905 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20061020 |
