JP2006006081A - ブラシレスモータおよび車両用送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、比較的大きなコアを有する面対向型のブラシレスモータを提供すると共に、回転効率が低下することを防止することが可能な面対向型のブラシレスモータを提供することにある。
【解決手段】 本発明は、マグネット３４が配設されたロータヨーク３３と、マグネット３４と回転軸方向に対向するようにコイル４５が配設されたコア４２と、を備えたブラシレスモータ３０に関する。
コア４２は、コイル４５の磁束と交わる面に粗面を有して構成されている。粗面は、例えば、同心円状に複数の概略扇状の溝部４６が形成されたことによって構成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ブラシレスモータ及び車両用送風装置に係り、特にマグネットと回転軸方向に対向するようにコイルが配設された面対向型のブラシレスモータおよびこれを用いた車両用送風装置に関する。

従来から、マグネットと回転軸方向に対向するようにコイルが配設された面対向型のブラシレスモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１に記載の例では、円板状のロータヨークが用いられており、このロータヨークのコア側に形成された平面部には、円環状のマグネットが配設されている。

コアは、電磁鋼板からなる略円板体により構成されており、コアのロータヨーク側に形成された平面部には、略円環状に巻回されたコイルが複数配設されている。そして、ロータヨークとコアとは、互いの平面部が回転軸方向に相対向するように配置されている。

ところが、上記特許文献１に記載の例において、コイルの磁束がコアの平面部を透過すると、コアの平面部に渦電流が生ずる。従って、渦電流を生じた分だけ鉄損（渦電流損失）が生じるため、ブラシレスモータの回転効率が低下することになる。

そこで、コアにおける鉄損特性を向上させるために、長尺の平板部材を円環状に巻回してなる巻コアを用いたブラシレスモータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載の例によれば、巻コアを採用することにより、径方向に沿ってコアが分割されるので、コアにおいて渦電流が形成される領域を狭めることができる。従って、渦電流の発生量を低減することができるので、ブラシレスモータの回転効率が低下することを防止することが可能である。
特開平６−４６５５４号公報（第２−３頁、図１、図２） 特開２００３−２９９２６６（第２−３頁、図１、図２）

しかしながら、巻コアを用いて比較的大きなコアを製造するには、巻コアの巻数を増やす必要がある。このように、巻コアの巻数を増やすと、コアの製造工数が増加したり、コアの製造が複雑になったりする等の問題が生じる。従って、巻コアを用いた面対向型のブラシレスモータを、例えば、車両のエンジンを冷却するための車両用送風装置等などに用いられることは検討されていなかった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、比較的大きなコアを有する面対向型のブラシレスモータを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、回転効率が低下することを防止することが可能なブラシレスモータを提供することにある。
さらに、本発明の目的は、コストを低減することが可能なブラシレスモータを提供することにある。

また、本発明のさらに他の目的は、装置の大きさを小型化することが可能な車両用送風装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、消費電力を低減することが可能な車両用送風装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、コストを低減することが可能な車両用送風装置を提供することにある。

前記課題は、請求項１に記載のブラシレスモータによれば、マグネットが配設されたロータヨークと、前記マグネットと回転軸方向に対向するようにコイルが配設されたコアと、を備えたブラシレスモータにおいて、前記コアは、前記コイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成されたこと、により解決される。

このように、いわゆる面対向型のブラシレスモータにおいて、コアがコイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成されていると、コアにおいて渦電流が形成される領域を狭めることができる。これにより、渦電流の発生量を低減することができるので、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することが可能となる。

ここで、請求項２に記載のように、前記コアは、より具体的には、複数のコア材を回転軸方向に積層して構成され、複数のコア材のうち少なくとも一つがコイルの磁束と交わる面に粗面を有する構成である。この構成によれば、例えば、粗面を有するコア材と粗面を有しない平板状のコア材とを組み合わせてコアを構成することにより、コア材に粗面が形成されたことによって低減したコイルの磁路を、粗面を有しない平板状のコア材によって補うことが可能である。これにより、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減しつつも、コア全体として必要な磁路を確保することが可能となる。

また、請求項３に記載のように、コアが樹脂コーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる粉体コアにより構成されていると、例えば、電磁鋼板からなるコアに比して、コアの固有抵抗を高めることができるので、渦電流の発生量を低減することができ好適である。

さらに、請求項４に記載のように、コアが複数のコア材を回転軸方向に積層して構成され、複数のコア材のうち少なくとも一つが樹脂コーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる粉体コアにより構成されていると、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減させつつ、コア全体として必要な磁路を確保することができるので好適である。

また、請求項５に記載のように、複数のコア材のうちコイルが配設されたコア材がコイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成されていると、複数のコア材のうち最も渦電流が発生しやすいコイルが配設されたコア材において渦電流の発生量を確実に低減することができるので好適である。

ここで、請求項６に記載のように、前記粗面は、より具体的には、同心円状に複数の概略扇状の溝部が形成された面により構成される。このように構成されていると、コアにおいて渦電流が形成される領域を確実に狭めることができるので好適である。

なお、請求項７に記載のように、前記粗面は、概略渦状の溝部が複数形成された面により構成されていても良い。

また、請求項８に記載のように、前記粗面は、同心円状に複数の環状の溝部が形成された面により構成されていても良い。

さらに、請求項９に記載のように、前記粗面は、放射状に複数の溝部が形成された面により構成されていても良い。

また、請求項１０に記載のように、前記粗面は、複数の突起が形成された面により構成されていても良い。

このように、請求項６乃至請求項１０に記載の発明では、粗面を幾何学的な形状により構成しているので、例えば、工作機械、プレス加工機、レーザ加工機等により容易に粗面を形成することができると共に、これら工作機械、プレス加工機、レーザ加工機等によって粗面を精度良く確実に形成することが可能である。

ここで、請求項１１に記載のように、溝部がコアの回転軸方向に貫通する構成とすると、例えば、打ち抜き加工やレーザ加工等によってコア材に溝部を容易に形成することができるので好適である。

そして、請求項１２に記載のように、本発明は、マグネットと回転軸方向に対向するようにコイルが配設されたコアと、を備えたブラシレスモータにおいて、コアが樹脂コーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる粉体コアにより構成されたものである。

ここで、粉体コアとは、樹脂等の絶縁体によりコーティングされた粉末状の磁性体を結合してなるコアであって、そのコーティングされた粉末状の磁性体を所定の形状に固化したものである。本発明に係る粉体コアは、複数のコア材が回転軸方向に積層して構成されたものを含む概念である。この粉体コアでは、粉末状の磁性体の表面が樹脂等の絶縁体によりコーティングされていることから、磁気抵抗の方向性がなく、いずれの方向にも磁束が自由に流れやすくなっている。また、電磁鋼板を用いたコアに比べて固有抵抗が高いため、フラット型のモータに適用したコアに特有な渦電流の発生を十分に抑えることができる。

また、請求項１３に記載のように、粉体コアを構成する磁性体のうちコイル側に配置された磁性体の樹脂コーティングがコイルと反対側に配置された磁性体の樹脂コーティングの膜厚よりも厚く形成されていると、渦電流が発生しやすいコイルが配設された側において渦電流の発生量を確実に低減することができるので好適である。

そして、請求項１４に記載のように、送風ファンと、該送風ファンを回転させるブラシレスモータと、を有して構成された車両用送風装置において、前記ブラシレスモータに請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のブラシレスモータを用いると好適である。

さらに、請求項１５に記載のように、前記車両用送風装置は、車両のエンジンを冷却するためのファンモータ装置に用いられるとより好適である。

本発明によれば、コイルの磁束と交わるコア材の面に粗面を形成することにより、コアにおいて渦電流が形成される領域を狭めることができるので、渦電流の発生量を低減することができる。これにより、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することができるので、ブラシレスモータの回転効率が低下することを防止することが可能となる。

また、本発明によれば、渦電流を低減させる技術として、コイルの磁束と交わるコアの面に粗面を形成するという簡易な構成を用いているので、従来の巻コアを用いた構成と比して、比較的容易にコアを大型化することが可能となる。これにより、例えば、本発明のブラシレスモータを車両のエンジンを冷却するための車両用送風装置等などに好適に用いることが可能となる。

さらに、本発明によれば、コアに粗面を形成するという簡単な構成によって渦電流の発生量を低減することができるので、従来の巻コアを用いた構成と比して、コアの製造コストを低減することが可能となる。これにより、ブラシレスモータおよび車両用送風装置の製造コストを低減することが可能となる。

また、本発明によれば、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することにより、ブラシレスモータの回転効率が低下することを防止することができるので、車両用送風装置の消費電力を低減することが可能となる。これにより、例えば、本発明の車両用送風装置を車両のエンジンを冷却するためのファンモータ装置として好適に用いることが可能となる。

さらに、本発明によれば、ロータヨークに配設されたマグネットと平面で対向するように複数のコイルが配設されているので、ブラシレスモータの回転軸方向の大きさを小型化することができる。これにより、本発明のブラシレスモータを車両用送風装置に用いた場合には、車両用送風装置の大きさを小型化することが可能となる。

また、本発明によれば、粗面を幾何学的な形状によって構成することにより、例えば、工作機械やレーザ加工機等を用いて容易に粗面を形成することができると共に、これら工作機械、プレス加工機、レーザ加工機等によって粗面を精度良く確実に形成することが可能である。従って、製品間によって粗面にばらつきが生じることを防止することができるので、ブラシレスモータの個体毎に磁束密度等が異なる等の不具合が生じることを防止することが可能である。

さらに、本発明によれば、コアに樹脂コーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる粉体コアを用いることにより、電磁鋼板に比して、固有抵抗を高めることができるので、コアに渦電流を生じにくくすることができる。これにより、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することができるので、ブラシレスモータの回転効率が低下することを防止することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。

（第一実施形態）
図１乃至図４は本発明の第一実施形態を示す図で、図１は車両用送風装置の構成を示す説明図、図２はブラシレスモータの概略構成を示す斜視図、図３はコアの構成を示す分解斜視図、図４はコアを図３のＡ−Ａ線で切断した断面図である。

はじめに、図１乃至図４を参照しながら、本発明の第一実施形態に係る車両用送風装置Ｓの構成について説明する。図１に示す本発明の第一実施形態に係る車両用送風装置Ｓは、例えば、乗用自動車等のラジエータを冷却するために好適に用いられるものであり、図１に示すように、送風ファン１０と、ファンシュラウド２０と、ブラシレスモータ３０を有して構成されている。

送風ファン１０は、ブラシレスモータ３０を覆うようにして形成されたカップ状のファン本体１１を有して構成されており、このファン本体１１には、半径方向外側に延出するように形成された羽根１２が放射状に複数配設されている。ファン本体１１の底面中央部分には、ブラシレスモータ３０に形成された固着具３７ａを挿通するための貫通孔１３が形成されている。そして、貫通孔１３に固着具３７ａを挿通した状態で貫通孔１３から突出した固着具３７ａに不図示のナット等を螺合することにより、ブラシレスモータ３０と送風ファン１０とが一体に組み付けられている。

ファンシュラウド２０は、ブラシレスモータ３０を固定保持すると共に、このブラシレスモータ３０に接続された送風ファン１０を収容するためのものである。本例のファンシュラウド２０には、ブラシレスモータ３０を固定保持するためのモータ固定部２１が形成されており、このモータ固定部２１には、ブラシレスモータ３０が固定されている。

ブラシレスモータ３０は、送風ファン１０を回転させるためのものであり、回転子３１と固定子４１とを有して構成されている。回転子３１は、略円板状に構成されたロータヨーク３３を備えており、ロータヨーク３３のコア４２側の平面部３３ａには、環状のマグネット３４が固定されている。マグネット３４には、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に形成（例えば、８極形成）されている。

ロータヨーク３３の中央部には、コア４２側へ突出する環状の支持部３５が形成されており、この支持部３５には、回転シャフト３６が嵌合されている。回転シャフト３６は、固定子４１に設けられた軸受部材４７ａ，４７ｂによって回転自在に支持されている。回転シャフト３６の先端部には、固着具３７ａが嵌合されてなるファン固定部３７が設けられており、このファン固定部３７に設けられたフランジ部３７ｂは、ロータヨーク３３のコア４２と反対側の平面部３３ｂにネジなどの固着具３７ｃによって固定されている。回転シャフト３６の後端部には、径方向に延出する延出部３８が形成されており、この延出部３８には、回転検出用のマグネット３９が設けられている。

固定子４１は、コア４２を有して構成されており、コア４２のロータヨーク３３と反対側には、ヒートシンク４３が設けられている。ヒートシンク４３のコア４２と反対側には、基板４４が設けられており、基板４４のヒートシンク４３と反対側には、背面ケース４８が設けられている。基板４４には、ホール素子４４ａやドライバＩＣ４４ｂ等の電子部品が配設され、これらホール素子４４ａやドライバＩＣ４４ｂ等は、不図示のプリント配線等により配線接続されている。ホール素子４４ａは、回転検出用のマグネット３９と対向するように配置されており、ドライバＩＣ４４ｂは、ヒートシンク４３上にネジなどの固着具４４ｃによって固定されている。

本例のコア４２は、図２，図３に示すように、電磁鋼板からなる円形薄板状のコア材４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを回転軸方向に複数積層して構成されている。コア材４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、例えば、打ち抜き加工やレーザ加工等により形成される。コア４２のロータヨーク３３側の表面には、環状に巻回されたコイル４５がマグネット３４と平面で対向するように配設されている。コア材４２ａ〜４２ｄのうちコイル４５側に配設されたコア材４２ａ，４２ｂの表面には、図３，図４に示すように、コア４２の回転軸を中心として同心円状に複数の概略扇状の溝部４６がそれぞれ形成されている。この溝部４６は、コイル４５側に開口を有する凹状に形成されている。本例では、コア材４２ａ，４２ｂの表面に概略扇状の溝部４６が複数形成されることによって、コイル４５の磁束と交わるコア材４２ａ，４２ｂの面にそれぞれ粗面が形成されている。

このように、コア材４２ａ，４２ｂの表面に概略扇状の溝部４６を設けてコイル４５の磁束と交わる面を粗面とすると、コア４２において渦電流が形成される領域を狭めることができるので、渦電流の発生量を低減することができる。従って、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することができるので、ブラシレスモータ３０の回転効率が低下することを防止することが可能である。

また、本例では、溝部４６が凹状に構成されているので、溝部４６を貫通孔とした場合に比して、溝部４６を設けたことによるコア材４２ａ，４２ｂの欠損体積を必要最小限に抑えることができる。これにより、コイル４５の磁路を十分に確保することができるので、溝部４６を設けたことによって磁束密度が低減することを防止することが可能である。さらに、溝部４６を凹状とすることにより、コア材４２ａ，４２ｂにおける溝部４６の下側の部分（図４において符号Ｐで示す部分）を円板状に保つことができるので、溝部４６を設けたことによってコア４２全体の強度が低下することも防止することが可能である。

また、本例では、コア４２に設けられたコア材４２ａ〜４２ｄのうちコイル４５側に配置された数枚（２枚）のコア材４２ａ，４２ｂにだけ溝部４６を設け、コイル４５から離れた位置に配置されたコア材４２ｃ，４２ｄは溝部４６を有しない平板状の構成としている。従って、コア材４２ａ，４２ｂに溝部４６が形成されたことによって低減したコイル４５の磁路を、溝部４６を有しない平板状のコア材４２ｃ，４２ｄによって補うことができるので、結果として、コア４２全体として必要な磁路を確保することができ、所望の磁束密度を得ることが可能である。

さらに、上述のように、溝部４６が設けられたコア材４２ａ，４２ｂと溝部４６を有しない平板状のコア材４２ｃ，４２ｄとを組み合わせてコア４２を形成することにより、渦電流の発生量を低減しつつ、十分な磁路を確保することができるので、溝部４６が設けられたコア材４２ａのみを複数枚（例えば、６枚や８枚など）積層することによってコア４２を形成する場合に比して、コア材の使用枚数を減らしたりコア４２を薄くしたりすることが可能である。従って、コア４２の製造コストを低減することが可能である。

（第二実施形態）
図５，図６は、本発明の第二実施形態を示す図であり、図５はコアの構成を示す分解斜視図、図６はコアを図５のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。本発明の第二実施形態は、上記第一実施形態に係るコアの構成を改変させたものであり、下記に説明する構成以外の構成については上記第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。また、本発明の第二実施形態において、コア材２４２ａ，２４２ｂに溝部２４６を設けたことによる作用効果についても上記第一実施形態と同様である。なお、本発明の第二実施形態において、上記第一実施形態に係る構成と同一の部材については同一の符号を用いて説明する。

本発明の第二実施形態に係るコア２４２は、図５，図６に示すように、電磁鋼板からなる円形薄板状のコア材２４２ａ，２４２ｂおよびコア材４２ｃ，４２ｄを回転軸方向に複数積層して構成されている。コイル４５側に配設されたコア材２４２ａ，２４２ｂの表面には、コア材２４２ａ，２４２ｂの径方向外側から徐々に径方向内側へ移動する渦状の溝部２４６がそれぞれ形成されている。この溝部２４６は、コイル４５側に開口を有する凹状に形成されている。本例では、コア材２４２ａ，２４２ｂの表面に渦状の溝部２４６が形成されることによって、コイル４５の磁束と交わる面に粗面が形成されている。

このように、コア材２４２ａ，２４２ｂの表面に渦状の溝部２４６を設けてコイル４５の磁束と交わる面を粗面とすることにより、コア２４２において渦電流が形成される領域を狭めることができるので、渦電流の発生量を低減することができる。従って、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することができるので、ブラシレスモータ３０の回転効率が低下することを防止することが可能である。

（第三実施形態）
図７，図８は、本発明の第三実施形態を示す図であり、図７はコアの構成を示す分解斜視図、図８はコアを図７のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。本発明の第三実施形態は、上記第一実施形態に係るコアの構成を改変させたものであり、下記に説明する構成以外の構成については上記第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。また、本発明の第三実施形態において、コア材３４２ａ，３４２ｂに溝部３４６を設けたことによる作用効果についても上記第一実施形態と同様である。なお、本発明の第三実施形態において、上記第一実施形態に係る構成と同一の部材については同一の符号を用いて説明する。

本発明の第三実施形態に係るコア３４２は、図７，図８に示すように、電磁鋼板からなる円形薄板状のコア材３４２ａ，３４２ｂおよびコア材４２ｃ，４２ｄを回転軸方向に複数積層して構成されている。コイル４５側に配設されたコア材３４２ａ，３４２ｂの表面には、コア３４２の回転軸を中心として同心円状に複数の環状の溝部３４６が形成されている。この溝部３４６は、コイル４５側に開口を有する凹状に形成されている。本例では、コア材３４２ａ，３４２ｂの表面に複数の環状の溝部３４６が形成されることによって、コイル４５の磁束と交わる面に粗面が形成されている。

このように、コア材３４２ａ，３４２ｂの表面に複数の環状の溝部３４６を設けてコイル４５の磁束と交わる面を粗面とすることにより、コア３４２において渦電流が形成される領域を狭めることができるので、渦電流の発生量を低減することができる。従って、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することができるので、ブラシレスモータ３０の回転効率が低下することを防止することが可能である。

（第四実施形態）
図９，図１０は、本発明の第四実施形態を示す図であり、図９はコアの構成を示す分解斜視図、図１０はコアを周方向に切断した断面構成を示す説明図である。本発明の第四実施形態は、上記第一実施形態に係るコアの構成を改変させたものであり、下記に説明する構成以外の構成については上記第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。また、本発明の第四実施形態において、コア材４４２ａ，４４２ｂに溝部４４６を設けたことによる作用効果についても上記第一実施形態と同様である。なお、本発明の第四実施形態において、上記第一実施形態に係る構成と同一の部材については同一の符号を用いて説明する。

本発明の第四実施形態に係るコア４４２は、図９，図１０に示すように、電磁鋼板からなる円形薄板状のコア材４４２ａ，４４２ｂおよびコア材４２ｃ，４２ｄを回転軸方向に複数積層して構成されている。コイル４５側に配設されたコア材４４２ａ，４４２ｂの表面には、コア４４２の回転軸を中心として放射状に複数の溝部４４６が形成されている。この溝部４４６は、コイル４５側に開口を有する凹状に形成されている。本例では、コア材４４２ａ，４４２ｂの表面に放射状に複数の溝部４４６が形成されることによって、コイル４５の磁束と交わる面に粗面が形成されている。

このように、コア材４４２ａ，４４２ｂの表面に放射状に複数の溝部４４６を設けてコイル４５の磁束と交わる面を粗面とすることにより、コア４４２において渦電流が形成される領域を狭めることができるので、渦電流の発生量を低減することができる。従って、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することができるので、ブラシレスモータ３０の回転効率が低下することを防止することが可能である。

（第五実施形態）
図１１，図１２は、本発明の第五実施形態を示す図であり、図１１はコアの構成を示す分解斜視図、図１２はコアを図１１のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。本発明の第五実施形態は、上記第一実施形態に係るコアの構成を改変させたものであり、下記に説明する構成以外の構成については上記第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。また、本発明の第五実施形態において、コア材５４２ａ，５４２ｂに粗面を設けたことによる作用効果についても上記第一実施形態と同様である。なお、本発明の第五実施形態において、上記第一実施形態に係る構成と同一の部材については同一の符号を用いて説明する。

本発明の第五実施形態に係るコア５４２は、図１１，図１２に示すように、電磁鋼板からなる円形薄板状のコア材５４２ａ，５４２ｂおよびコア材４２ｃ，４２ｄを回転軸方向に複数積層して構成されている。コイル４５側に配設されたコア材５４２ａ，５４２ｂの表面には、複数の山状の突起５４６が形成されている。本例では、コア材５４２ａ，５４２ｂの表面に複数の山状の突起５４６が形成されることによって、コイル４５の磁束と交わる面に粗面が形成されている。

このように、コア材５４２ａ，５４２ｂの表面に複数の山状の突起５４６を設けてコイル４５の磁束と交わる面を粗面とすることにより、コア５４２において渦電流が形成される領域を狭めることができるので、渦電流の発生量を低減することができる。従って、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することができるので、ブラシレスモータ３０の回転効率が低下することを防止することが可能である。

（第六実施形態）
図１３は、本発明の第六実施形態に係るコアの側面断面図である。本発明の第六実施形態は、上記第一実施形態乃至第五実施形態のようにコアに粗面を形成して渦電流の発生量を低減させるものではなく、コアに粉体コアを用いることにより渦電流の発生量を低減させるものである。従って、下記に説明する構成以外の構成については上記第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

本発明の第六実施形態では、樹脂等の絶縁体によりコーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる、いわゆる粉体コア８４２を用いている。粉体コア８４２において、各磁性体８４２ａは、樹脂等の絶縁体８４２ｂによりコーティングされている。そして、粉体コア８４２は、そのコーティングされた粉末状の磁性体８４２ａが所定の形状に固化されたものである。この粉体コア８４２では、粉末状の磁性体８４２ａの表面が樹脂等の絶縁体８４２ｂによりコーティングされていることから、磁気抵抗の方向性がなく、いずれの方向にも磁束が自由に流れやすくなっている。また、電磁鋼板を用いたコアに比べて固有抵抗が高いため、フラット型のモータに適用したコアに特有な渦電流の発生を十分に抑えることができる。

また、本実施形態では、粉体コア８４２を構成する磁性体８４２ａのうちコイル４５側に配置された磁性体の樹脂コーティングがコイル４５と反対側に配置された磁性体の樹脂コーティングの膜厚よりも厚く形成されている。従って、渦電流が発生しやすいコイル４５が配設された側において渦電流の発生量を確実に低減することが可能である。

なお、粉体コア８４２を複数のコア材を回転軸方向に積層して構成しても良い。また、複数のコア材のうち少なくとも一つを、樹脂コーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる粉体コアにより構成しても良い。このとき、磁性体にコーティングされた絶縁体の膜厚を各コア材において均一とし、コイル側には、磁性体の樹脂コーティングの膜厚が厚いコア材を配置し、コイルから遠ざかるに従って、磁性体の樹脂コーティングの膜厚が薄くなるようにコア材を積層しても良い。

このようにすると、樹脂コーティングの膜厚を厚くしたことによって低減したコイルの磁路を、樹脂コーティングの膜厚を薄くしたコア材によって補うことが可能である。これにより、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減しつつも、コア全体として必要な磁路を確保することが可能となる。また、各コア材において絶縁体の膜厚を均一とすることにより、コア材の製造を容易とすることが可能である。なお、本発明の第六実施形態に係る粉体コア８４２に、上記第一実施形態乃至第五実施形態のコアのように粗面を形成しても良いことは勿論である。

上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）本実施形態によれば、コイル４５の磁束と交わるコア材４２ａ，４２ｂの面を粗面とすることにより、コア４２において渦電流が形成される領域を狭めることができるので、渦電流の発生量を低減することができる。従って、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することができるので、ブラシレスモータ３０の回転効率が低下することを防止することが可能である。

（ロ）本実施形態によれば、溝部４６が凹状に構成されているので、溝部４６を貫通孔とした場合に比して、溝部４６を設けたことによるコア材４２ａ，４２ｂの欠損体積を必要最小限に抑えることができる。従って、コイル４５の磁路を十分に確保することができるので、溝部４６を設けたことによって磁束密度が低減することを防止することが可能である。

（ハ）本実施形態によれば、溝部４６が凹状に構成されているので、コア材４２ａ，４２ｂにおける溝部４６の下側の部分（図４において符号Ｐで示す部分）を円板状に保つことができる。従って、溝部４６を設けたことによってコア４２全体の強度が低下することも防止することが可能である。

（ニ）本実施形態によれば、溝部４６が設けられたコア材４２ａ，４２ｂと溝部４６を有しない平板状のコア材４２ｃ，４２ｄとを組み合わせているので、コア材４２ａ，４２ｂに溝部４６が形成されたことによって低減したコイル４５の磁路を、溝部４６を有しない平板状のコア材４２ｃ，４２ｄによって補うことができる。従って、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減しつつも、コア４２全体として必要な磁路を確保することができるので、所望の磁束密度を得ることが可能である。

（ホ）本実施形態によれば、溝部４６が設けられたコア材４２ａ，４２ｂと溝部４６を有しない平板状のコア材４２ｃ，４２ｄとを組み合わせてコア４２を形成することにより、渦電流の発生量を低減しつつ、十分な磁路を確保することができるので、溝部４６が設けられたコア材４２のみを複数枚積層することによってコア４２を形成する場合に比して、コア材の使用枚数を減らしたりコア４２を薄くしたりすることが可能である。従って、コア４２の製造コストを低減することが可能である。

（ヘ）本実施形態によれば、渦電流を低減させる技術として、コイル４５の磁束と交わるコア４２の面に粗面を形成するという簡易な構成を用いているので、従来の巻コアを用いた構成と比して、比較的容易にコア４２を大型化することが可能である。従って、例えば、本発明のブラシレスモータ３０を車両のエンジンを冷却するための車両用送風装置等などに好適に用いることが可能である。

（ト）本実施形態によれば、コア４２に粗面を形成するという簡単な構成によって渦電流の発生量を低減することができるので、従来の巻コアを用いた構成と比して、コア４２の製造コストを低減することが可能である。従って、ブラシレスモータ３０および車両用送風装置Ｓ全体のコストも低減することが可能である。

（チ）本実施形態によれば、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することにより、ブラシレスモータ３０の回転効率が低下することを防止することができるので、車両用送風装置Ｓの消費電力を低減することが可能である。従って、例えば、本発明の車両用送風装置Ｓを車両のエンジンを冷却するための送風ファン１０モータ装置として好適に用いることが可能である。

（リ）本実施形態によれば、ロータヨーク３３に配設されたマグネット３４と平面で対向するように複数のコイル４５が配設されているので、ブラシレスモータ３０の回転軸方向の大きさを小型化することができる。従って、車両用送風装置Ｓの大きさを小型化することが可能である。

（ヌ）本実施形態によれば、コア４２の粗面を複数の概略扇状の溝部や概略渦状の溝部等の幾何学的な形状によって構成しているので、例えば、工作機械やレーザ加工機等を用いて容易に粗面を形成することができると共に、これら工作機械、プレス加工機、レーザ加工機等によって粗面を精度良く確実に形成することが可能である。従って、製品間によって磁束密度や鉄損特性にばらつきが生じることを防止することができるので、ブラシレスモータ３０の個体毎にモータ回転特性が異なる等の不具合が生じることを防止することが可能である。

（ヲ）本実施形態によれば、絶縁体８４２ｂが樹脂コーティングされた粉末状の磁性体８４２ａを結合してなる粉体コア８４２を用いることにより、電磁鋼板に比して、固有抵抗を高めることができるので、粉体コア８４２に渦電流を生じにくくすることができる。これにより、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減することができるので、ブラシレスモータの回転効率が低下することを防止することが可能となる。

なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。
（ａ）上記実施形態では、凹状の溝部４６によってコア材４２ａ，４２ｂに粗面が形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、例えば、図１４に示すように、回転軸方向に貫通する溝部６４６によってコア材６４２ａ，６４２ｂに粗面が形成されていても良い。ここで、一般に、コア材に凹状の溝部を形成するよりも貫通孔を形成する方が加工は容易である。従って、上述のように、溝部６４６が回転軸方向に貫通する構成とすると、コア６４２の製造コストを低減することができるので好適である。

（ｂ）上記実施形態では、コア４２のコイル４５側に形成された面が粗面により構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、例えば、図１５に示すように、コア７４２のコイル４５と反対側に形成された面に溝部７４６が形成されていても良い。例えば、コア７４２のコイル４５側に形成された面に塵や水滴等が付着する虞がある場合には、コア７４２のコイル４５側に形成された面を平面とし、コア７４２のコイル４５と反対側に形成された面に溝部７４６を形成すると、塵や水滴等がコア７４２に付着することを防止できるので好適である。

（ｃ）上記実施形態では、コア材４２ａ〜４２ｄのうちコア材４２ａ，４２ｂに溝部４６が形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施形態は、渦電流がコア４２の表面に集中して発生するので、コア材４２ａ〜４２ｄのうちコイル４５側に配設されたコア材４２ａ，４２ｂに溝部４６を設けることが望ましいという一例であり、その他にも、コア材４２ａ〜４２ｄのうち任意のコア材に溝部４６を形成することができることは勿論である。

（ｄ）上記実施形態では、コア４２に設けられたコア材４２ａ〜４２ｄのうちコイル４５側に配置された数枚（２枚）のコア材４２ａ，４２ｂにだけ溝部４６を設け、コイル４５から離れた位置に配置されたコア材４２ｃ，４２ｄは溝部４６を有しない平板状の構成としていたが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施形態は、コア材４２ａ，４２ｂに溝部４６が形成されたことによって低減したコイル４５の磁路を、溝部４６を有しない平板状のコア材４２ｃ，４２ｄによって補うことができるという一例である。

従って、その他にも、コア４２全体として必要な磁路を確保することができるのであれば、例えば、コア４２に設けられた全てのコア材４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄに溝部４６が形成されていても良い。このようにすると、コア材４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄの構成を統一できるので、製造部品が増加することによって組み違え等が発生することを防止することができ好適である。

（ｅ）上記実施形態では、コア４２が同一鋼板からなるコア材４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを積層してなるように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、例えば、コア材４２ａ〜４２ｄのうちコイル４５側に配設されたコア材４２ａ，４２ｂに固有抵抗が高い鋼板を用い、コイル４５から離れた位置に配置されるコア材４２ｃ，４２ｄに固有抵抗の低い鋼板を用いても良い。

ここで、一般に、固有抵抗が高い鋼板ほど渦電流を生じにくくすることができるが、固有抵抗が高い鋼板ほど飽和磁束密度が低くなるという性質がある。従って、コア材４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄの全てに固有抵抗の高い鋼板を用いると、所望の磁束密度を得ることが困難となる可能性があるため、所望の磁束密度を得るためには多くのコア材を積層する必要性が生じる。

しかしながら、上述のように、コイル４５から離れた位置に配置されるコア材４２ｃ，４２ｄに固有抵抗の低い鋼板を用いることにより、このコイル４５から離れた位置に配置されるコア材４２ｃ，４２ｄによって磁束密度を高めることができる。従って、コイル４５側に配設されたコア材４２ａ，４２ｂに固有抵抗が高い鋼板を用い、コイル４５から離れた位置に配置されるコア材４２ｃ，４２ｄに固有抵抗の低い鋼板を用いることにより、渦電流の発生量を低減しつつ、磁束密度を高めることができる。

また、コイル４５側に配設されたコア材４２ａ，４２ｂに固有抵抗が高い鋼板を用い、コイル４５から離れた位置に配置されるコア材４２ｃ，４２ｄに固有抵抗の低い鋼板を用いることにより、固有抵抗の高い鋼板からなるコア材のみを複数枚積層することによってコア４２を構成する場合に比して、コア材の積層枚数を減らすことができる。これにより、コア４２の回転軸方向の大きさを小型化することができると共に、コア４２の製造コストを低減することが可能である。

また、コア材の配置位置に応じて減磁特性や鉄損特性が異なる鋼板を用いても、上述のように、固有抵抗の異なる鋼板を用いる場合と同様に、渦電流の発生量を低減しつつ、磁束密度を高めることができる。

（ｆ）上記実施形態では、電磁鋼板からなるコア材４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを用いてコア４２を形成していたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、例えば、樹脂等の絶縁体によりコーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる、いわゆる粉体コアにより構成されていても良い。このように、コア４２に粉体コアを用いることにより、電磁鋼板に比して、固有抵抗を高めることができるので、コア４２に渦電流を生じにくくすることができる。また、複数のコア材４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄのうち少なくとも一つを、樹脂コーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる粉体コアにより構成しても良い。

（ｇ）上記実施形態では、コア４２が同一の厚さからなるコア材４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを積層してなるように説明したが、これに限定されるものではない。ここで、溝部４６は、例えば、プレス加工等により構成されるので、コア材４２ａ〜４２ｄのうち溝部４６を有するコア材４２ａ，４２ｂには薄板状のものを用いることが望ましい。また、コイル４５から離れた位置に配置されるコア材４２ｃ，４２ｄには、溝部４６を形成する必要が無いので、溝部４６を有するコア材４２ａ，４２ｂよりも厚みのある鋼板を用いることが可能である。

このように、溝部４６を有するコア材４２ａ，４２ｂに薄板状のものを用いると、プレス加工等における生産性を高めることができるので好適である。また、コイル４５から離れた位置に配置されるコア材４２ｃ，４２ｄにコイル４５側に配設されたコア材４２ａ，４２ｂよりも厚みのある鋼板を用いると、少ない枚数で所望の磁束密度を確保することができるので、コア４２に用いるコア材の枚数を減らすことができる。これにより、組み付け工数を低減することができるので、コア４２の製造コストを低減することが可能である。

（ｈ）上記実施形態では、本発明に係る車両用送風装置Ｓが車両のエンジンを冷却するためのファンモータ装置に用いられるように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、例えば、車両の空調装置等に用いられても良い。

上記各実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想を以下に記載する。
（１）前記粗面は、溝部が形成された面からなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
このように構成されていると、コアにおいて渦電流が形成される領域を確実に狭めることができるので好適である。

（２）前記コアは、前記コイルが配設された面に粗面を有して構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
このように構成されていると、最も渦電流が発生しやすい面において渦電流の発生量を確実に低減することができるので好適である。

（３）前記コアは、前記コイルが配設された面と反対側の面に粗面を有して構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
例えば、コア材のコイル側に形成された面を平面とし、コア材のコイルと反対側に形成された面に溝部を形成すると、塵や水滴等がコア材に付着することを防止できるので好適である。

（４）前記コアは、複数のコア材を回転軸方向に積層して構成され、
前記複数のコア材のうち前記ロータヨーク側に配設された所定数のコア材は、前記コイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成されたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。

この構成によれば、例えば、粗面を有するコア材と粗面を有しない平板状のコア材とを組み合わせてコアを構成することにより、コア材に粗面が形成されたことによって低減したコイルの磁路を、粗面を有しない平板状のコア材によって補うことが可能である。これにより、渦電流による鉄損（渦電流損失）を低減しつつも、コア全体として必要な磁路を確保することが可能となる。

（５）前記コアは、複数のコア材を回転軸方向に積層して構成され、
前記複数のコア材のうち少なくとも一つは、前記コイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成され、
前記粗面を有するコア材と前記粗面を有しないコア材とで異なる固有抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。

例えば、コイル側に配設されたコア材に固有抵抗が高い鋼板を用い、コイルから離れた位置に配置されるコア材に固有抵抗の低い鋼板を用いると、渦電流の発生量を低減しつつ、磁束密度を高めることができるので好適である。

（６）前記コアは、複数のコア材を回転軸方向に積層して構成され、
前記複数のコア材のうち少なくとも一つは、前記コイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成され、
前記粗面を有するコア材と前記粗面を有しないコア材とで異なる減磁特性又は鉄損特性を有することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
このように構成しても、渦電流の発生量を低減しつつ、磁束密度を高めることができるので好適である。

（７）前記コアは、複数のコア材を回転軸方向に積層して構成され、
前記複数のコア材のうち少なくとも一つは、前記コイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成され、
前記粗面を有するコア材と前記粗面を有しない平板状のコア材とで異なる板厚を有することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。

例えば、溝部を有するコア材に薄板状のものを用いると、プレス加工等における生産性を高めることができるので好適である。また、コイルから離れた位置に配置されるコア材にコイル側に配設されたコア材よりも厚みのある鋼板を用いると、少ない枚数で所望の磁束密度を確保することができるので、コアに用いるコア材の枚数を減らすことができる。これにより、組み付け工数を低減することができるので、コアの製造コストを低減することが可能である。

本発明の第一実施形態に係る車両用送風装置の構成を示す説明図である。 本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータの概略構成を示す斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るコアの構成を示す分解斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るコアを図３のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 本発明の第二実施形態に係るコアの構成を示す分解斜視図である。 本発明の第二実施形態に係るコアを図５のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 本発明の第三実施形態に係るコアの構成を示す分解斜視図である。 本発明の第三実施形態に係るコアを図７のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。 本発明の第四実施形態に係るコアの構成を示す分解斜視図である。 本発明の第四実施形態に係るコアを周方向に切断した断面構成を示す説明図である。 本発明の第五実施形態に係るコアの構成を示す分解斜視図である。 本発明の第五実施形態に係るコアを図１１のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。 本発明の第六実施形態に係るコア（粉体コア）の構成を示す側面断面図である。 本実施形態の第一改変例に係るコアの構成を示す断面図である。 本実施形態の第二改変例に係るコアの構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ ファン、１１ ファン本体、１２ 羽根、１３ 貫通孔、２０ ファンシュラウド、２１ モータ固定部、３０ ブラシレスモータ、３１ 回転子、３３ ロータヨーク、３３ａ 平面部、３３ｂ 平面部、３４，３９ マグネット、３５ 支持部、３６ 回転シャフト、３７ ファン固定部、３７ａ 固着具、３７ｂ フランジ部、３７ｃ 固着具、３８ 延出部、４１ 固定子、４２，２４２，３４２，５４２，６４２，７４２ コア、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，２４２ａ，２４２ｂ，３４２ａ，３４２ｂ，４４２ａ，４４２ｂ，５４２ａ，５４２ｂ，６４２ａ，６４２ｂ コア材、４３ ヒートシンク、４４ 基板、４４ａ ホール素子、４４ｂ ドライバＩＣ、４４ｃ 固着具、４５ コイル、４６，２４６，３４６，４４６，６４６，７４６ 溝部、４７ａ，４７ｂ 軸受部材、４８ 背面ケース、５４６ 突起、８４２ 粉体コア、８４２ａ 磁性体、８４２ｂ 絶縁体、Ｓ 車両用送風装置

Claims (15)

1. マグネットが配設されたロータヨークと、
   前記マグネットと回転軸方向に対向するようにコイルが配設されたコアと、を備えたブラシレスモータにおいて、
   前記コアは、前記コイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成されたことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記コアは、複数のコア材を回転軸方向に積層して構成され、
   前記複数のコア材のうち少なくとも一つは、前記コイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成されたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記コアは、樹脂コーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる粉体コアにより構成されると共に、前記コイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成されたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
4. 前記コアは、複数のコア材を回転軸方向に積層して構成され、
   前記複数のコア材のうち少なくとも一つは、樹脂コーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる粉体コアにより構成されると共に、前記コイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成されたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
5. 前記複数のコア材のうち前記コイルが配設されたコア材は、前記コイルの磁束と交わる面に粗面を有して構成されたことを特徴とする請求項２又は請求項４に記載のブラシレスモータ。
6. 前記粗面は、同心円状に複数の概略扇状の溝部が形成された面からなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
7. 前記粗面は、概略渦状の溝部が複数形成された面からなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
8. 前記粗面は、同心円状に複数の環状の溝部が形成された面からなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
9. 前記粗面は、放射状に複数の溝部が形成された面からなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
10. 前記粗面は、複数の突起が形成された面からなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
11. 前記溝部は、前記コアの回転軸方向に貫通されていることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
12. マグネットが配設されたロータヨークと、
    前記マグネットと回転軸方向に対向するようにコイルが配設されたコアと、を備えたブラシレスモータにおいて、
    前記コアは、樹脂コーティングされた粉末状の磁性体を結合してなる粉体コアにより構成されたことを特徴とするブラシレスモータ。
13. 前記粉体コアを構成する磁性体のうち前記コイル側に配置された磁性体の樹脂コーティングは、前記コイルと反対側に配置された磁性体の樹脂コーティングの膜厚よりも厚く形成されたことを特徴とする請求項請求項３、請求項４、請求項１２のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
14. 送風ファンと、該送風ファンを回転させるブラシレスモータと、を有して構成された車両用送風装置において、
    前記ブラシレスモータに請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載のブラシレスモータを用いたことを特徴とする車両用送風装置。
15. 前記車両用送風装置は、車両のエンジンを冷却するためのファンモータ装置であることを特徴とする請求項１４に記載の車両用送風装置。

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