JP2020018115A - モータ及びダクティドファン - Google Patents

Abstract

【課題】磁石を効果的に冷却し、放熱効率を向上させた、高い冷却性能を有するモータ及びダクティドファンを提供する。【解決手段】軸線Ｃ回りに回転するロータコア２０と、前記ロータコア２０の内部で前記軸線Ｃの軸方向に沿って延びるとともに、周方向に沿って複数配置される磁石２１と、前記ロータコア２０と同軸上に配置され、軸方向の第一側から第二側に向かって流体が通過可能な空洞部３２を有する軸体１３と、前記磁石２１に沿って前記周方向に複数配置され、前記磁石２１の径方向を向く側面と平行となるように配置される平面部４２を有する放熱部１４と、を有し、前記放熱部１４は、前記ロータコア２０における前記軸方向の前記第二側に位置する第二側コア端面２５よりも前記第二側に延伸している。【選択図】図２

Description

本発明は、モータ及びダクティドファンに関するものである。

電気航空機や空撮向けマルチコプターに搭載されるダクティドファンの動力源としてモータが使用されている。モータでは、コイルに電流が供給されることでステータコアに磁界が形成され、ロータの磁石とステータコアとの間に磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータがステータに対して回転する。
ところで、磁石は、渦電流による発熱やコイルからの受熱等により温度が上昇することが知られている。磁石は、温度が所定の温度よりも高くなった場合、磁力低下を引き起こすことがある。したがって、磁石を冷却するための技術が種々提案されている。

例えば特許文献１には、ロータの径方向中央領域に配置され、一端部がロータの外部に露出するヒートパイプと、ヒートパイプの一端部側に設けられ、ロータの外側において熱を放熱する放熱手段と、を備えた熱循環装置の構成が開示されている。特許文献１に記載の技術によれば、ロータ内部のヒートパイプにて受熱し、ロータ外部の放熱手段にて放熱することで、ロータの温度上昇を抑制できるとされている。

特開２００７−１２４８０５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術にあっては、ヒートパイプがロータの径方向中央領域に配置されるため、ヒートパイプと磁石との間にロータコアが介在し、高温となる磁石を効果的に冷却できないおそれがあった。一方、放熱効率を上げるためには、ロータ外部に露出した放熱手段を径方向に拡大することが考えられる。しかしながら、モータが高回転領域で使用されると、モータに大きな遠心力が働き、重量のアンバランスに起因する振動が顕著になる。このため、放熱手段の径方向の大きさが制限され、高い放熱効率が得られないおそれがある。
したがって、特許文献１に記載の技術にあっては、磁石の効果的な冷却及び放熱効率の向上という点で課題があった。

そこで、本発明は、磁石を効果的に冷却し、放熱効率を向上させた、高い冷却性能を有するモータ及びダクティドファンを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係るモータ（例えば、実施形態におけるモータ３）は、軸線（例えば、実施形態における軸線Ｃ）回りに回転するロータコア（例えば、実施形態におけるロータコア２０）と、前記ロータコアの内部で前記軸線の軸方向に沿って延びるとともに、周方向に沿って複数配置される磁石（例えば、実施形態における磁石２１）と、前記ロータコアと同軸上に配置され、軸方向の第一側から第二側に向かって流体が通過可能な空洞部（例えば、実施形態における空洞部３２）を有する軸体（例えば、実施形態における軸体１３）と、前記磁石に沿って前記周方向に複数配置され、前記磁石の径方向を向く側面と平行となるように配置される平面部（例えば、実施形態における平面部４２）を有する放熱部（例えば、実施形態における放熱部１４）と、を有し、前記放熱部は、前記ロータコアにおける前記軸方向の前記第二側に位置する第二側コア端面（例えば、実施形態における第二側コア端面２５）よりも前記第二側に延伸していることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明に係るモータは、前記ロータコアは、前記軸線から前記ロータコアの外周部までの間を前記径方向に沿うように並ぶ複数の前記磁石を有し、前記放熱部は、前記径方向に並ぶ複数の前記磁石の間に配置されていることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明に係るモータは、前記放熱部は、少なくとも前記磁石の間に位置する部分が平板状に形成され、前記平面部のうち少なくとも一部が前記磁石に接していることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明に係るモータは、前記放熱部は、前記第二側コア端面よりも前記第二側に、前記ロータコア内部の前記放熱部よりも前記径方向の内側に位置する第一縮径部（例えば、実施形態における第一縮径部４５）を有することを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明に係るモータは、前記軸体は、前記放熱部の前記第一縮径部を支持するカラー（例えば、実施形態におけるカラー３５）を備えることを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明に係るモータは、前記放熱部は、前記軸体における前記軸方向の前記第二側に位置する第二側軸体端面（例えば、実施形態における第二側軸体端面３３）よりも前記第二側に、前記空洞部の内径よりも前記径方向において内側に位置する第二縮径部（例えば、実施形態における第二縮径部５２）を有し、前記放熱部は、前記第二縮径部において軸支されることを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明に係るモータは、前記放熱部は銅であることを特徴としている。

また、請求項８に記載の発明に係るダクティドファン（例えば、実施形態におけるダクティドファン１）は、上述したモータを用いたことを特徴としている。

本発明の請求項１に記載のモータによれば、放熱部は磁石に沿って周方向に複数配置され、平面部は磁石の径方向を向く側面と平行とされているので、磁石で発生した熱は、主に平面部を介して放熱部に伝熱される。このように、磁石の熱は、磁石に沿って配置された放熱部によりロータ外部に放熱されるので、磁石を効果的に冷却することができる。また、磁石の近傍に放熱部を設けることができるので、放熱部を小型化及び軽量化できる。これにより、放熱部を周方向に複数配置した場合であっても遠心力の影響を抑制できる。したがって、磁石の冷却効率を向上しつつ、高回転領域でも使用可能なモータとすることができる。
また、放熱部は、第二側コア端面よりも第二側に延伸しているので、ロータコア外部の延伸した部分において磁石から受熱した熱を放熱することができる。これにより、簡素な構成により効率的にロータ内部で発生した熱の受熱及びロータ外部への放熱を行うことができる。
したがって、磁石を効果的に冷却し、放熱効率を向上させた、高い冷却性能を有するモータを提供できる。

本発明の請求項２に記載のモータによれば、磁石は径方向に沿うように並んで配置され、放熱部は複数の磁石の間に挟まれるようにして配置されるので、放熱部は、放熱部における径方向内側及び外側の側面を介して、径方向に沿って並ぶ複数の磁石の熱を効率的に受熱できる。
したがって、磁石を効果的に冷却できるモータを提供できる。

本発明の請求項３に記載のモータによれば、放熱部は平板状であり、少なくとも一つの平面部が磁石に接しているので、磁石の熱を、ロータコアを介さずに直接放熱部に伝熱させることができる。また、ヒートパイプ等の断面円形状の放熱部材と磁石とを線接触させる場合と比較して、平面部により放熱部と磁石とを面接触させることにより接触面積を広く確保することができる。これにより、ヒートパイプよりも熱伝導率が低い一般的な金属板等を用いて放熱部を構成した場合であっても、ヒートパイプと同等の冷却性能を発揮することができる。よって、廉価で小型な金属板等により高い冷却性能を得ることができる。
したがって、従来技術と比較して、磁石を効果的に冷却し、放熱効率を向上させた、高い冷却性能を有するモータを提供できる。

本発明の請求項４に記載のモータによれば、放熱部は第一縮径部を有するので、モータが高回転した際に、放熱部のうちロータ外部に露出した部分に作用する遠心力及びアンバランスに起因する振動を低減できる。よって、遠心力の影響を抑制した高性能なモータとすることができる。

本発明の請求項５に記載のモータによれば、放熱部は、第一縮径部においてカラーにより軸体に支持される。このように、放熱部のうち径方向内側寄りに縮径され、軸体との距離が近づいた第一縮径部において放熱部が支持されるので、放熱部を支持するための取り回しが容易とされ、軸体と放熱部との組立てを容易に行うことができる。また、周方向に配置された複数の放熱部における第一縮径部がカラーにより一体化されるので、モータ回転時の放熱部の振動や変形を抑制できる。
したがって、組立てが容易なモータを提供できる。

本発明の請求項６に記載のモータによれば、第二縮径部は空洞部の内径よりも径方向内側に位置するので、空洞部の内側を通過して第二軸体端面から流出する流体が第二縮径部にあたることにより、放熱部が冷却される。これにより、磁石で受熱した熱を効率良く放熱することができる。
したがって、放熱効率を向上させた、高い冷却性能を有するモータとすることができる。

本発明の請求項７に記載のモータによれば、放熱部は、熱伝導率が他の金属に比べて高い銅で構成されているので、熱の循環効率を向上でき、高い冷却性能を得ることができる。また、銅は廉価で加工しやすいため、放熱部の製造コストを削減できる。
したがって、生産性に優れたモータとすることができる。

本発明の請求項８に記載のダクティドファンによれば、磁石を効果的に冷却し、放熱効率を向上させた、高い冷却性能を有するモータを備えたダクティドファンとすることができる。

実施形態に係るダクティドファンの断面図。 実施形態に係る軸方向の第二側から見たモータの斜視図。 実施形態に係る放熱部の斜視図。 実施形態に係る第一放熱部の設置工程を示す説明図。 実施形態に係る図１のＶ部拡大図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（ダクティドファン）
図１は、実施形態に係るダクティドファン１の断面図である。
ダクティドファン１は、ハウジング２と、モータ３と、遊星歯車機構４と、ファンロータ５と、を備える。
ハウジング２は、軸線Ｃと同軸に配置された筒状である。
以下の説明では、ハウジング２の軸線Ｃに沿う方向を軸方向といい、軸線Ｃに直交する方向を径方向といい、軸線Ｃ回りの方向を周方向という場合がある。

ハウジング２は、筒体６と、中枢体７と、連結体８と、を有する。
筒体６は、軸線Ｃを中心とする円筒状に形成されている。筒体６の直径は、軸方向の第一側（紙面左側）から第二側（紙面右側）に向かって小さくなるように形成されている。
中枢体７は、軸線Ｃと同軸上に配置されている。中枢体７と筒体６とは、径方向に間隔をあけて配置されている。中枢体７は、内部に歯車収容部１７と、流通孔１８と、モータ収容部１９と、を有する。歯車収容部１７は、後述する連結体８よりも軸方向の第一側において、中枢体７の径方向中央領域に設けられている。流通孔１８は、連結体８よりも軸方向の第二側において、軸線Ｃと同軸となるように形成されている。モータ収容部１９は、軸方向において歯車収容部１７と流通孔１８との間において、中枢体７の径方向中央領域に設けられている。
連結体８は、筒体６と中枢体７との間を径方向に延びている。連結体８は、筒体６と中枢体７とを連結している。連結体８は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。

（モータ）
モータ３は、ハウジング２のモータ収容部１９の内部に配置されている。モータ３は、ロータ１２の内部に磁石２１を有する、いわゆるＩＰＭモータである。モータ３は、ステータ１１と、ロータ１２と、軸体１３と、放熱部１４と、を備える。
ステータ１１は、ステータコア１５と、不図示のコイルと、を備える。
ステータコア１５は、軸線Ｃを中心とした円環状に形成され、外周部がハウジング２に固定されている。ステータコア１５のスロット（不図示）には、不図示のコイルが巻回されて固定されている。

図２は、軸方向の第二側から見たモータ３の斜視図である。
ロータ１２は、ロータコア２０と、磁石２１と、を備える。
ロータコア２０は、ステータコア１５の内側に、ステータコア１５と隙間をあけて配置されている。ロータコア２０は、軸線Ｃと同軸の環状に形成され、ステータコア１５に対して軸線Ｃ回りに相対回転可能に構成されている。ロータコア２０は、磁石保持孔２３と、軸体保持孔２４（図１参照）と、第二側コア端面２５と、を有する。
磁石保持孔２３は、ロータコア２０の内部を軸方向に貫通している。磁石保持孔２３は、周方向に複数（本実施形態では８つ）形成されている。
軸体保持孔２４は、軸線Ｃと同軸となるようにロータコア２０を軸方向に貫通している。
第二側コア端面２５は、ロータコア２０における軸方向第二側に位置している。

磁石２１は、磁石保持孔２３の内部に配置され、軸方向に延びている。磁石２１は、軸線Ｃからロータコア２０の外周部までの間を径方向に沿って並ぶ複数の単磁石２６を有する。具体的に、磁石２１は、周方向に３列、かつ径方向に２列に並んだ合計６個の単磁石２６により構成されている。磁石２１は、６個の単磁石２６が接合された状態で、周方向に複数（本実施形態では８つ）配置され、それぞれ磁石保持孔２３に収容されている。

軸体１３（図１参照）は、軸体保持孔２４の内部に配置されている。軸体１３は、ロータコア２０に対して回転不能に固定されている。軸体１３の内部には、空洞部３２が形成されている。空洞部３２は、軸体１３を軸方向に貫通している。空洞部３２の内部には、軸方向の第一側から第二側に向かって流体が通過可能とされている。軸体１３の軸方向第二側に位置する端面は、第二側軸体端面３３とされている。
軸体１３は、軸方向の第二側における外周部に、カラー３５と、ベアリング３６（図１参照）と、を有する。
カラー３５は、軸体１３に固定されている。カラー３５には、軸方向に貫通するとともに周方向に並ぶ複数のスリット３７が形成されている。カラー３５の端面と第二側軸体端面３３とは面一とされている。
ベアリング３６は、内輪がカラー３５の外周部に固定されている（図５も参照）。ベアリング３６の外輪は、ハウジング２に固定されている。ベアリング３６の端面とカラー３５の端面とは面一とされている。

（放熱部）
図３は、放熱部１４の斜視図である。
放熱部１４は、第一放熱部４０と、第二放熱部５０と、を備える。また、図４は、第一放熱部４０をロータコア２０に設置する設置工程を示す説明図である。なお、説明のため一部の部品を省略している。
第一放熱部４０は、軸方向に延びる複数の第一銅線４１により構成されている。第一銅線４１は、平板状の銅板を曲げることにより形成されている。具体的に、第一銅線４１は、軸方向の第一側に位置する第一銅線４１の側面がほぼ径方向を向き、軸方向の第二側に位置する第一銅線４１の側面が周方向を向くように、捩れて形成されている。
第一放熱部４０は、このようにして形成された第一銅線４１が周方向に沿って複数連なった構成とされている。第一銅線４１のうち、軸方向の第一側に位置する部分は、径方向に並ぶ単磁石２６の間にそれぞれ配置されている。

第一放熱部４０は、平面部４２と、第一縮径部４５と、を有する。
平面部４２は、磁石２１に沿って周方向に複数配置され、磁石２１の径方向を向く側面と平行となるように配置されている。平面部４２は、ロータコア２０の内部において、径方向に並ぶ複数の磁石２１の間に配置され、平面部４２の少なくとも一部が磁石２１に接している。本実施形態において、第一放熱部４０は、裏面及び表面にそれぞれ平面部４２を有し、両方の平面部４２が径方向の外側及び内側からそれぞれ磁石２１に接している。

第一縮径部４５は、ロータコア２０における第二側コア端面２５よりも第二側に延伸している。第一縮径部４５は、ロータコア２０の内部に位置する第一放熱部４０（平面部４２）よりも径方向において内側に位置している。

第一放熱部４０の設置方法について説明する。図４に示すように、まず、平面部４２にそれぞれ単磁石２６が接合され、さらに周方向に隣り合う単磁石２６同士が接合された状態の磁石ユニット４６が製造される。次に、磁石ユニット４６がロータコア２０の磁石保持孔２３に挿入されることにより、第一放熱部４０がロータコア２０に設置される。磁石ユニット４６は、周方向に複数（本実施形態では８つ）配置されている。

図３に戻って、第二放熱部５０は、軸方向に延びる複数の第二銅線５１により構成されている。第二銅線５１は、打ち抜き加工等により平板状に形成されている。各第二銅線５１は、側面が周方向を向くようにして、周方向に沿って並ぶようにそれぞれ配置されている。第二銅線５１は、第一銅線４１と同じ数だけ設けられている。
図２及び図３に示すように、第二放熱部５０は、このようにして形成された第二銅線５１が周方向に沿って複数連なった構成とされている。

第二放熱部５０は、第二縮径部５２と、溶接部５４と、筒部材５５と、ニードルベアリング５６（図５参照）と、を有する。第二放熱部５０は、軸体１３のカラー３５に形成されたスリット３７に挿入され、軸体１３に固定されている。
図５は、図１のＶ部拡大図である。
第二縮径部５２は、第二放熱部５０における軸方向の第二側に延伸している。第二縮径部５２は、軸体１３における軸方向の第二側に位置する第二側軸体端面３３よりも第二側に、空洞部３２の内径よりも径方向において内側に位置している。

溶接部５４は、第二放熱部５０における軸方向の第一側端部に設けられている。溶接部５４は、第一放熱部４０における第一縮径部４５の軸方向の第二側端部と溶接される。したがって、第一縮径部４５は、溶接部５４を介して軸体１３のカラー３５に支持されている。

筒部材５５は、カーボンにより形成されている。筒部材５５は、軸線Ｃと同軸に配置された薄肉円筒状に形成されている。筒部材５５は、第二縮径部５２の外周を覆っている。
なお、筒部材５５は、例えば金属や樹脂等、カーボン以外の材料であってもよい。

ニードルベアリング５６は、軸線Ｃと同軸に配置されている。ニードルベアリング５６の内輪は、筒部材５５の外周部に固定されている。ニードルベアリング５６の外輪は、ハウジング２に固定されている。換言すれば、第二放熱部５０は、第二縮径部５２においてニードルベアリング５６を介してハウジング２に軸支されている。

第二放熱部５０の設置方法について説明する。第二放熱部５０の設置前の状態において、ロータコア２０には、磁石ユニット４６（磁石２１及び第一放熱部４０）と、軸体１３と、が配置されている。また、軸体１３には、カラー３５が固定されている。
第二放熱部５０の設置工程では、まず、軸方向の第二側から第二放熱部５０の第二銅線５１がカラー３５にそれぞれ挿入される。次に、カラー３５の第一側に突出した溶接部５４は、第一放熱部４０の第一縮径部４５と点溶接により固定される。次に、第二縮径部５２に筒部材５５及びニードルベアリング５６が装着されることにより、第二放熱部５０が設置される。
なお、筒部材５５及びニードルベアリング５６が先に装着された第二放熱部５０を、カラー３５に挿入してもよい。

上述した構成により、モータ３の内部では、ロータ１２、軸体１３及び放熱部１４が軸線Ｃを中心として、ステータ１１に対して一体回転可能に構成されている。

図１に戻って、ハウジング２の歯車収容部１７の内側には、遊星歯車機構４が配置されている。遊星歯車機構４は、モータ３の軸体１３と、ファンロータ５と、がそれぞれ有する不図示の歯車機構に噛合している。遊星歯車機構４では、軸体１３の回転が入力され、回転数が増速されてファンロータ５に出力されている。

ファンロータ５は、ハウジング２の筒体６の径方向内側かつ中枢体７よりも軸方向第一側に配置されている。ファンロータ５は、ファンロータ本体６１と、羽根体６２と、を有する。
ファンロータ本体６１は、軸線Ｃと同軸上に配置され、不図示の歯車機構を介して遊星歯車機構４に接続されている。ファンロータ本体６１は、一部が筒体６の軸方向第一側端部よりも第一側に突出している。ファンロータ本体６１の内部にはファンロータ空洞部６３が形成されている。ファンロータ空洞部６３は、軸線Ｃと同軸となるようにファンロータ本体６１を軸方向に貫通している。

羽根体６２は、ファンロータ本体６１から径方向外側に突出している。羽根体６２は筒体６の内部に位置している。羽根体６２は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。羽根体６２は、ファンロータ本体６１と一体形成されている。

（作用、効果）
次に、ダクティドファン１及びモータ３の作用、効果について説明する。
ロータ１２がステータ１１に対して回転すると、ロータ１２に連動してファンロータ５が回転する。ファンロータ５が回転すると、羽根体６２が外気を後方（軸方向の第二側、図１における紙面右側）に押し出すことにより、ダクティドファン１には前方（軸方向の第一側、図１における紙面左側）へ向かう推力が発生する。また、ダクティドファン１が前方に向かって運動することにより、ファンロータ空洞部６３に外気が流入する。ファンロータ空洞部６３に流入した外気は、軸体１３の空洞部３２、第二縮径部５２の内部及びハウジング２の流通孔１８を順に通過して、ダクティドファン１の後方から排出される。
上記の作用によりダクティドファン１は前方への推力を得、ダクティドファン１を備えた機器を前方へ進めることができる。

一方、ロータ１２の回転により、ロータ１２の内部の発熱体である磁石２１で発生した熱は、平面部４２を介して第一放熱部４０に伝熱される。平面部４２で受熱された熱は、第一放熱部４０の内部を伝熱して、ロータ１２外部に位置する第一縮径部４５へ移動する。第一縮径部４５は、ロータ１２の内部よりも低温なロータ１２の外部に晒されることで冷却され、平面部４２で受熱した熱をロータ１２の外部に放熱する。このとき、第一放熱部４０は複数の平板状の第一銅線４１により構成されているので、各第一銅線４１の間を外気が通過することにより、効果的に放熱が行われ、磁石２１が冷却される。

ここで、ヒートパイプと比較した場合の放熱部１４の放熱効果について説明する。熱伝導率をｋ、温度差をΔＴ、平板の面積をＡ、厚さをＬ、熱抵抗率をＲとすると、平板の伝熱量Ｑは次の式で表される。
Ｑ＝ｋ×ΔＴ／Ｌ×Ａ＝ΔＴ／Ｒ …（１）
一般的に、ロータ１２の冷却には熱抵抗が小さいヒートパイプが用いられやすい。熱抵抗率は小さいほど良いとされ、銅板に対してヒートパイプは約百分の一の熱抵抗率を有する。
しかしながら、放熱部１４が磁石２１に接する構成とした場合、ヒートパイプは円柱状であるため磁石２１とは線接触するのに対し、放熱部１４は平面部４２を有するため磁石２１と面接触する。これにより、本実施形態における放熱部１４は、ヒートパイプに比べて接触面積を広く確保でき、磁石２１に対する伝熱量を大きくすることができる。したがって、ヒートパイプよりも熱伝導率が低い金属板等により構成された放熱部１４であってもヒートパイプと同等の冷却性能を発揮することができる。

第一放熱部４０で受熱された熱は、溶接部５４を介して第二放熱部５０に伝熱される。溶接部５４で受熱された熱は、第二放熱部５０の内部を伝熱して、軸体１３の径方向内側に位置する第二縮径部５２へ移動する。第二縮径部５２の内部にはファンロータ空洞部６３から流入した外気が流入するので、第二縮径部５２は、空洞部３２を通過して加速された外気に晒されることで冷却される。また、第二放熱部５０は複数の平板状の第二銅線５１により構成されているので、各第二銅線５１の間を外気が通過することにより、効果的に放熱が行われる。

本実施形態のモータ３によれば、放熱部１４は磁石２１に沿って周方向に複数配置され、平面部４２は磁石２１の径方向を向く側面と平行とされているので、磁石２１で発生した熱は、主に平面部４２を介して放熱部１４に伝熱される。このように、磁石２１の熱は、磁石２１に沿って配置された放熱部１４によりロータ１２外部に放熱されるので、磁石２１を効果的に冷却することができる。また、磁石２１の近傍に放熱部１４を設けることができるので、放熱部１４を小型化及び軽量化できる。これにより、放熱部１４を周方向に複数配置した場合であっても遠心力の影響を抑制できる。したがって、磁石２１の冷却効率を向上しつつ、高回転領域でも使用可能なモータ３とすることができる。
また、放熱部１４は、第二側コア端面２５よりも第二側に延伸しているので、ロータコア２０外部の延伸した部分において磁石２１から受熱した熱を放熱することができる。これにより、簡素な構成により効率的にロータ１２内部で発生した熱の受熱及びロータ１２外部への放熱を行うことができる。
したがって、磁石２１を効果的に冷却し、放熱効率を向上させた、高い冷却性能を有するモータ３を提供できる。

また、磁石２１は径方向に沿うように並んで配置され、放熱部１４は複数の磁石２１の間に挟まれるようにして配置されるので、放熱部１４は、放熱部１４における径方向内側及び外側の側面（平面部４２）を介して、径方向に沿って並ぶ複数の磁石２１の熱を効率的に受熱できる。
したがって、磁石２１を効果的に冷却できるモータ３を提供できる。

また、放熱部１４は平板状であり、少なくとも一つの平面部４２が磁石２１に接しているので、磁石２１の熱を、ロータコア２０を介さずに直接放熱部１４に伝熱させることができる。また、ヒートパイプ等の断面円形状の放熱部材により放熱部材と磁石２１とを線接触させる場合と比較して、平面部４２により放熱部１４と磁石２１とを面接触させることにより磁石２１との接触面積を広く確保することができる。これにより、ヒートパイプよりも熱伝導率が低い一般的な金属板等を用いて放熱部１４を構成した場合であっても、ヒートパイプと同等の冷却性能を発揮することができる。よって、廉価で小型な金属板等により高い冷却性能を得ることができる。
したがって、従来技術と比較して、磁石２１を効果的に冷却し、放熱効率を向上させた、高い冷却性能を有するモータ３を提供できる。

本実施形態のモータ３によれば、放熱部１４は第一縮径部４５を有するので、モータ３が高回転した際に、放熱部１４のうちロータ１２外部に露出した部分に作用する遠心力及びアンバランスに起因する振動を低減できる。よって、遠心力の影響を抑制した高性能なモータ３とすることができる。

また、放熱部１４は、第一縮径部４５においてカラー３５により軸体１３に支持される。このように、放熱部１４のうち径方向内側寄りに縮径され、軸体との距離が近づいた第一縮径部４５において放熱部１４が支持されるので、放熱部１４を支持するための取り回しが容易とされ、軸体１３と放熱部１４との組立てを容易に行うことができる。また、周方向に配置された複数の放熱部１４における第一縮径部４５がカラー３５により一体化されるので、モータ３回転時の放熱部１４の振動や変形を抑制できる。
したがって、組立てが容易なモータ３を提供できる。

第二縮径部５２は空洞部３２の内径よりも径方向内側に位置するので、空洞部３２の内側を通過して第二側軸体端面３３から流出する流体が第二縮径部５２にあたることにより、放熱部１４が冷却される。これにより、磁石２１で受熱した熱を効率良く放熱することができる。
したがって、放熱効率を向上させた、高い冷却性能を有するモータ３とすることができる。

また、放熱部１４は、熱伝導率が他の金属に比べて高い銅で構成されているので、熱の循環効率を向上でき、高い冷却性能を得ることができる。また、銅は廉価で加工しやすいため、放熱部１４の製造コストを削減できる。
したがって、生産性に優れたモータ３とすることができる。

本実施形態の構成によれば、磁石２１を効果的に冷却し、放熱効率を向上させた、高い冷却性能を有するモータ３を備えたダクティドファン１とすることができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、本実施形態においては、磁石保持孔２３の内部に６つの単磁石２６が配置された構成としたが、これに限られない。単磁石２６の並び方や個数は適宜変更可能である。また、分割されていない一つの磁石であってもよい。

また、磁石２１と放熱部１４との間に接着用の樹脂等が介在していてもよい。すなわち、磁石２１と放熱部１４とが近傍に配置されている構成であってもよい。

第二縮径部５２を軸支するベアリングはニードルベアリング５６でなくてもよい。ただし、通常のベアリングを用いる場合と比較して、ニードルベアリング５６を用いる場合は、流体の流れを妨げる盛り上がりを低減できるという優れた効果を奏する。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ ダクティドファン
３ モータ
１３ 軸体
１４ 放熱部
２０ ロータコア
２１ 磁石
２５ 第二側コア端面
３２ 空洞部
３３ 第二側軸体端面
３５ カラー
４２ 平面部
４５ 第一縮径部
５２ 第二縮径部
Ｃ 軸線

Claims (8)

1. 軸線回りに回転するロータコアと、
   前記ロータコアの内部で前記軸線の軸方向に沿って延びるとともに、周方向に沿って複数配置される磁石と、
   前記ロータコアと同軸上に配置され、軸方向の第一側から第二側に向かって流体が通過可能な空洞部を有する軸体と、
   前記磁石に沿って前記周方向に複数配置され、前記磁石の径方向を向く側面と平行となるように配置される平面部を有する放熱部と、
   を有し、
   前記放熱部は、前記ロータコアにおける前記軸方向の前記第二側に位置する第二側コア端面よりも前記第二側に延伸していることを特徴とするモータ。
2. 前記ロータコアは、前記軸線から前記ロータコアの外周部までの間を前記径方向に沿うように並ぶ複数の前記磁石を有し、
   前記放熱部は、前記径方向に並ぶ複数の前記磁石の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記放熱部は、少なくとも前記磁石の間に位置する部分が平板状に形成され、前記平面部のうち少なくとも一部が前記磁石に接していることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
4. 前記放熱部は、前記第二側コア端面よりも前記第二側に、前記ロータコア内部の前記放熱部よりも前記径方向の内側に位置する第一縮径部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータ。
5. 前記軸体は、前記放熱部の前記第一縮径部を支持するカラーを備えることを特徴とする請求項４に記載のモータ。
6. 前記放熱部は、前記軸体における前記軸方向の前記第二側に位置する第二側軸体端面よりも前記第二側に、前記空洞部の内径よりも前記径方向において内側に位置する第二縮径部を有し、
   前記放熱部は、前記第二縮径部において軸支されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータ。
7. 前記放熱部は銅であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のモータ。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータを用いたことを特徴とするダクティドファン。

Images