JP2021019370A - motor - Google Patents

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孝浩 深澤
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光 大塚
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鉄平 森川
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Abstract

To reduce noise by reducing vibration and to suppress increase in a physical constitution.SOLUTION: A fan motor 10 is formed by using a magnetic material with 400 [kA/m] or more of holding power Hc and 1.0 [T] or more of residual magnetic flux density Br, and comprises a rotor 22 which has a magnet 32 having a plurality of magnetic poles. In addition, the fan motor 10 is constituted by comprising a conducting wire 27, and comprises a stator 20 which has a coil body 26 considered as a plurality of conducting wire parts 29A in which a part of the conducting wire 27 is arranged in line in a circumferential direction and opposite to the magnet 32. The fan motor 10 is constituted so that no member between the conducting wires is provided between the respective conducting wire parts 29A in a circumferential direction. Thickness dimensions in a radial direction of the conducting wire parts become smaller than width dimensions in the circumferential direction for one phase in one magnetic pole. Then, an orientation angle, etc. of the magnet 32 is set so that an induction voltage waveform to be generated in the coil body 26 becomes a waveform along sine waves.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、モータに関する。 The present invention relates to a motor.

下記特許文献１には、車両の空調装置の一部を構成するファンモータが開示されている。この文献に記載されたファンモータは、導電性の巻線が巻回されることで形成された複数のコイルを有するステータを備えている。そして、この文献に記載されたステータでは、コイルの内側の空間が空気や合成樹脂等で満たされた空芯コイルとなっている。これにより駆動出力を維持しつつ、ファンモータの軽量化が図られている。 Patent Document 1 below discloses a fan motor that constitutes a part of an air conditioner for a vehicle. The fan motors described in this document include a stator having a plurality of coils formed by winding a conductive winding. In the stator described in this document, the space inside the coil is an air-core coil filled with air, synthetic resin, or the like. As a result, the weight of the fan motor is reduced while maintaining the drive output.

特許第５６１１３４８号公報Japanese Patent No. 5611348

ところで、ファンモータ等の車両内に搭載されるモータには、振動の低減による静音化を図ることと体格の大型化を抑制することが望まれるが、上記特許文献１に記載された構成には、この点で改善の余地がある。 By the way, for a motor mounted in a vehicle such as a fan motor, it is desired to reduce vibration to reduce noise and suppress an increase in physique. However, the configuration described in Patent Document 1 above , There is room for improvement in this regard.

本発明は上記事実を考慮し、振動の低減による静音化を図ることと体格の大型化を抑制することができるモータを得ることが目的である。 In consideration of the above facts, an object of the present invention is to obtain a motor capable of reducing noise by reducing vibration and suppressing an increase in physique.

上記課題を解決するモータ（１０）は、複数の磁極を有するマグネット（３２）を備えたロータ（２２）と、導電性の素線が束ねられることで形成されかつ束ねられた前記素線間の抵抗値が前記素線そのものの抵抗値よりも大きい素線集合体である導線（２７）を含んで構成され、前記導線の一部が周方向に並んでかつ前記マグネットと対向して配置された複数の導線部（２９Ａ）とされたコイル体（２６）を備え、周方向における前記各導線部の間に導線間部材が設けられ、かつその導線間部材として、１磁極における前記導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、前記導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、前記マグネットの１磁極分の周方向の幅寸法をＷｍとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料を用いる構成となっているステータ（２０）と、を備え、前記マグネットは、前記各導線部の間に導線間部材が存在する場合には磁気飽和を生じさせるよう、保持力Ｈｃが４００［ｋＡ／ｍ］以上かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上の磁性材料を用いて形成され、前記導線部は、その径方向の厚さ寸法が、１磁極内における１相分の周方向の幅寸法よりも小さくなっており、前記コイル体に生じる誘起電圧波形が正弦波に沿う波形となるように、前記マグネットの配向角度、周方向に隣合う複数の前記マグネット間の間隔、前記マグネットに形成された窪みの形状、前記マグネットの前記コイル体と対向する方向への厚み寸法、前記マグネットと前記コイル体との間の間隔、前記各導線部の周方向への幅寸法、の少なくともいずれかが設定されている。 The motor (10) that solves the above problems is between a rotor (22) having a magnet (32) having a plurality of magnetic poles and the bundled wires formed by bundling conductive wires. It is configured to include a wire (27), which is an aggregate of wires whose resistance value is larger than the resistance value of the wire itself, and a part of the wire is arranged in the circumferential direction and opposed to the magnet. A coil body (26) having a plurality of wire-leading portions (29A) is provided, a wire-leading member is provided between the lead-wire portions in the circumferential direction, and as the wire-leading member, the wire-leading member at one magnetic pole. When the width dimension in the circumferential direction is Wt, the saturation magnetic flux density of the interleading member is Bs, and the width dimension in the circumferential direction for one magnetic pole of the magnet is Wm, the magnetism has a relationship of Wt × Bs ≦ Wm × Br. A stator (20) made of a material is provided, and the magnet has a holding force Hc of 400 [, so as to cause magnetic saturation when a member between the conductors is present between the conductors. It is formed by using a magnetic material having a residual magnetic flux density Br of 1.0 [T] or more and kA / m] or more, and the thickness dimension of the conductive wire portion in the radial direction is the circumference of one phase in one magnetic pole. The orientation angle of the magnets, the spacing between the plurality of magnets adjacent to each other in the circumferential direction, and the above, so that the induced voltage waveform generated in the coil body is smaller than the width dimension in the direction and follows a sinusoidal wave. At least the shape of the recess formed in the magnet, the thickness dimension of the magnet in the direction facing the coil body, the distance between the magnet and the coil body, and the width dimension of each lead wire portion in the circumferential direction. Either is set.

この様に構成することで、振動の低減による静音化を図ることと体格の大型化を抑制することができる。 With such a configuration, it is possible to reduce the noise by reducing the vibration and suppress the increase in the physique.

ファンモータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fan motor. 図１に示された２−２線に沿って切断したファンモータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fan motor cut along the line 2-2 shown in FIG. ファンモータを分解して示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows by disassembling the fan motor. ステータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the stator. ステータコアを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the stator core. 第１工程を経た後の導線を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conducting wire after passing through the 1st step. 第２工程を経た後の導線を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the lead wire after passing through a 2nd step. 第３工程を経た後のＵ相の導線を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the U-phase lead wire after going through a 3rd process. 第３工程を経た後のＶ相の導線を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the V-phase lead wire after passing through a 3rd step. 第３工程を経た後のＷ相の導線を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the lead wire of W phase after going through a 3rd step. 他の形態のステータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the stator of another form. 極異方配列とされたマグネットを備えたロータを示す底面図である。It is a bottom view which shows the rotor provided with magnets in a very anisotropic arrangement. 極異方配列とされた複数のマグネットを備えたロータを示す底面図である。It is a bottom view which shows the rotor provided with a plurality of magnets in a very anisotropic arrangement. マグネット内の磁束線の配向を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the orientation of the magnetic flux line in a magnet. マグネット内の磁束線の配向を説明するための模式図であり、配向角度を９０°以下に設定した例を示している。It is a schematic diagram for demonstrating the orientation of the magnetic flux line in a magnet, and shows the example which set the orientation angle to 90 ° or less. マグネット間に隙間を形成し、この隙間を調節した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which formed the gap between magnets, and adjusted this gap. マグネット間に窪みを設けた例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which provided the depression between magnets. マグネットの厚みを調節した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which adjusted the thickness of a magnet. マグネットとコイル体との間の間隔を調節した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which adjusted the space between a magnet and a coil body. 導線部の幅を調節した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which adjusted the width of the conducting wire part. ハルバッハ配列とされたマグネットを備えたロータを示す底面図である。It is a bottom view which shows the rotor equipped with the magnet in the Halbach array. 図２０に示されたロータのマグネット内の磁束線の配向を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the orientation of the magnetic flux line in the magnet of the rotor shown in FIG.

図１〜図１９を用いて実施形態に係るモータについて説明する。 The motor according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 19.

図１〜図３に示されるように、本実施形態のモータとしてのファンモータ１０は、車両用空調装置の一部を構成するファンを回転させるために用いられる。このファンモータ１０は、回転軸１２を回転させるモータ本体１３と、モータ本体１３への通電を制御することにより回転軸１２の回転を制御する図示しない制御回路と、モータ本体１３及び制御回路を支持するセンタピース１６と、を備えている。なお、図中に適宜示す矢印Ｚ方向、矢印Ｒ方向及び矢印Ｃ方向は、回転軸１２の回転軸方向、回転径方向及び回転周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、回転軸１２の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。 As shown in FIGS. 1 to 3, the fan motor 10 as the motor of the present embodiment is used to rotate a fan that constitutes a part of a vehicle air conditioner. The fan motor 10 supports a motor body 13 that rotates the rotating shaft 12, a control circuit (not shown) that controls the rotation of the rotating shaft 12 by controlling energization of the motor body 13, and the motor body 13 and the control circuit. The center piece 16 is provided. The arrow Z direction, the arrow R direction, and the arrow C direction, which are appropriately shown in the drawing, indicate the rotation axis direction, the rotation radial direction, and the rotation circumference direction of the rotation shaft 12, respectively. Hereinafter, when the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction are simply indicated, the rotational axis direction, the rotational radial direction, and the rotational circumferential direction of the rotating shaft 12 are indicated unless otherwise specified.

モータ本体１３は、回転軸１２、ロータ２２及びステータ２０を主要な要素として構成されている。 The motor body 13 is composed of a rotating shaft 12, a rotor 22, and a stator 20 as main elements.

回転軸１２は、円柱状の鋼材を用いて形成されている。図２に示されるように、この回転軸１２は、センタピース１６に固定された一対のベアリング２３によって回転自在に支持されている。 The rotating shaft 12 is formed by using a columnar steel material. As shown in FIG. 2, the rotating shaft 12 is rotatably supported by a pair of bearings 23 fixed to the center piece 16.

ロータ２２は、軸方向他方側が開放された有底円筒状に形成されたロータハウジング３４にマグネット３２が固定されることによって構成されている。ロータハウジング３４は、円板状に形成された底壁３４Ａと、底壁３４Ａの径方向外側の端から軸方向他方側へ屈曲して延びる周壁３４Ｂと、を備えている。底壁３４Ａの中心部には、回転軸１２が挿入される挿入部３４Ｃが設けられている。この挿入部３４Ｃに回転軸１２が圧入されることでロータハウジング３４と回転軸１２とが一体回転可能に結合されている。 The rotor 22 is configured by fixing a magnet 32 to a rotor housing 34 formed in a bottomed cylindrical shape with the other side open in the axial direction. The rotor housing 34 includes a disc-shaped bottom wall 34A and a peripheral wall 34B that bends and extends from the radially outer end of the bottom wall 34A to the other side in the axial direction. At the center of the bottom wall 34A, an insertion portion 34C into which the rotation shaft 12 is inserted is provided. By press-fitting the rotary shaft 12 into the insertion portion 34C, the rotor housing 34 and the rotary shaft 12 are integrally rotatably coupled to each other.

図４に示されるように、ステータ２０は、環状に形成されたステータコア２４と、ステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａに固定された環状のコイル体２６と、を含んで構成されている。 As shown in FIG. 4, the stator 20 includes an annular stator core 24 and an annular coil body 26 fixed to a radially outer portion 24A of the stator core 24.

図５に示されるように、ステータコア２４は、所定の形状に形成された鋼板材が積層されること等によって形成されている。このステータコア２４の径方向内側の内周部には、センタピース１６に形成された係合凸部１６Ａ（図３参照）へ係合する係合溝２４Ｂが軸方向に沿って形成されている。センタピース１６に形成された係合凸部１６Ａと係合溝２４Ｂとが係合することで、ステータコア２４（ステータ２０）のセンタピース１６に対する周方向への位置決めがなされるようになっている。また、ステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａにおける径方向外側の面２４Ｃは、一例として凹凸のない曲面に形成されている。また、ステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａにおける軸方向一方側の面２４Ｄ及び軸方向他方側の面２４Ｅは、径方向及び周方向に広がる平面状に形成されている。 As shown in FIG. 5, the stator core 24 is formed by laminating steel plates formed in a predetermined shape or the like. An engaging groove 24B that engages with the engaging convex portion 16A (see FIG. 3) formed in the center piece 16 is formed along the axial direction on the inner peripheral portion of the stator core 24 on the inner side in the radial direction. By engaging the engaging convex portion 16A formed on the center piece 16 with the engaging groove 24B, the stator core 24 (stator 20) is positioned in the circumferential direction with respect to the center piece 16. Further, the radial outer surface 24C in the radial outer portion 24A of the stator core 24 is formed as an example on a curved surface having no unevenness. Further, the surface 24D on one side in the axial direction and the surface 24E on the other side in the axial direction in the radial outer portion 24A of the stator core 24 are formed in a planar shape extending in the radial direction and the circumferential direction.

図４に示されるように、コイル体２６は、複数の導線２７がステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａを覆う形状に湾曲及び屈曲されること等により形成されている。コイル体２６を構成する導線２７は、導電性の素線が束ねられることで形成された素線集合体である。また、束ねられた素線間の抵抗値は、素線そのものの抵抗値よりも大きくなっている。これにより、うず電流損が低減されるようになっている。 As shown in FIG. 4, the coil body 26 is formed by bending and bending a plurality of conducting wires 27 into a shape that covers the radially outer portion 24A of the stator core 24. The conducting wire 27 constituting the coil body 26 is an aggregate of strands formed by bundling conductive strands. Further, the resistance value between the bundled strands is larger than the resistance value of the strands themselves. As a result, the vortex current loss is reduced.

ここで、コイル体２６の製造方法の説明を交えて、コイル体２６の細部の構成について説明する。 Here, the detailed configuration of the coil body 26 will be described together with the description of the manufacturing method of the coil body 26.

先ず、図６に示されるように、導線２７を周方向に巻回することにより、当該導線２７の大部分を環状に形成すると共に軸方向に積層させる。なお、導線２７において環状に形成されていると共に軸方向に積層された部分を環状積層部２７Ａと呼ぶ。 First, as shown in FIG. 6, by winding the lead wire 27 in the circumferential direction, most of the lead wire 27 is formed in an annular shape and laminated in the axial direction. The portion of the lead wire 27 that is formed in an annular shape and is laminated in the axial direction is referred to as an annular laminated portion 27A.

次に、図７に示されるように、環状積層部２７Ａを周方向に沿って軸方向一方側（矢印Ｚ１方向）及び軸方向他方側（矢印Ｚ２方向）へ交互に屈曲させる。 Next, as shown in FIG. 7, the annular laminated portion 27A is alternately bent along the circumferential direction in the axial direction one side (arrow Z1 direction) and the axial direction other side (arrow Z2 direction).

次に、図７に示されたように交互に屈曲された環状積層部２７Ａをステータコア２４の外周側に配置させて、図８に示されるように、交互に屈曲された環状積層部２７Ａの軸方向一方側の部分及び軸方向他方側の部分を径方向内側へ屈曲させることにより、Ｕ相のコイル部２８Ｕが形成されると共に、当該Ｕ相のコイル部２８Ｕがステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａ（図４参照）に沿って配置される。 Next, as shown in FIG. 7, the alternately bent annular laminated portions 27A are arranged on the outer peripheral side of the stator core 24, and as shown in FIG. 8, the shafts of the alternately bent annular laminated portions 27A are arranged. By bending the portion on one side in the direction and the portion on the other side in the axial direction radially inward, the U-phase coil portion 28U is formed, and the U-phase coil portion 28U is the portion outside the radial direction of the stator core 24. It is arranged along 24A (see FIG. 4).

Ｕ相のコイル部２８Ｕを形成する工程と同様に、図９に示されるように、交互に屈曲された環状積層部２７Ａの軸方向一方側の部分及び軸方向他方側の部分を径方向内側へ屈曲させることにより、Ｖ相のコイル部２８Ｖが形成されると共に、当該Ｖ相のコイル部２８ＶがＵ相のコイル部２８Ｕと共にステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａ（図４参照）に沿って配置される。 Similar to the step of forming the U-phase coil portion 28U, as shown in FIG. 9, the portion of the annular laminated portion 27A bent alternately on one side in the axial direction and the portion on the other side in the axial direction are radially inward. By bending, the V-phase coil portion 28V is formed, and the V-phase coil portion 28V is arranged together with the U-phase coil portion 28U along the radial outer portion 24A (see FIG. 4) of the stator core 24. Will be done.

Ｕ相のコイル部２８Ｕ及びＶ相のコイル部２８Ｖを形成する工程と同様に、図１０に示されるように、交互に屈曲された環状積層部２７Ａの軸方向一方側の部分及び軸方向他方側の部分を径方向内側へ屈曲させることにより、Ｗ相のコイル部２８Ｗが形成されると共に、当該Ｗ相のコイル部２８ＷがＵ相のコイル部２８Ｕ及びＶ相のコイル部２８Ｖと共にステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａに沿って配置される。これにより、図４に示されるように、Ｕ相のコイル部２８Ｕ、Ｖ相のコイル部２８Ｖ及びＷ相のコイル部２８Ｗによってコイル体２６が形成される。なお、コイル体２６とステータコア２４との間には、両者の絶縁性を確保するためや両者間の伝熱を良好にするためのインシュレータ等が介在している。 Similar to the step of forming the U-phase coil portion 28U and the V-phase coil portion 28V, as shown in FIG. 10, the alternately bent annular laminated portion 27A is one side in the axial direction and the other side in the axial direction. The W-phase coil portion 28W is formed by bending this portion inward in the radial direction, and the W-phase coil portion 28W together with the U-phase coil portion 28U and the V-phase coil portion 28V has the diameter of the stator core 24. It is arranged along the directional outer portion 24A. As a result, as shown in FIG. 4, the coil body 26 is formed by the U-phase coil portion 28U, the V-phase coil portion 28V, and the W-phase coil portion 28W. An insulator or the like is interposed between the coil body 26 and the stator core 24 to ensure the insulating property between the two and to improve the heat transfer between the two.

また、Ｕ相のコイル部２８Ｕ、Ｖ相のコイル部２８Ｖ及びＷ相のコイル部２８Ｗにおいて、ステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａにおける径方向外側の面２４Ｃ（図５参照）に沿って配置される部分を導線部２９Ａと呼ぶ。導線部２９Ａは、軸方向にのびる導線２７の一部が周方向に配列されることにより構成されている。また、導線部２９Ａは、その径方向の厚さ寸法が、１磁極内における１相分の周方向の幅寸法よりも小さくなっている。Ｕ相の導線部２９Ａ、Ｖ相の導線部２９Ａ及びＷ相の導線部２９Ａは、周方向に沿ってこの順で配列されている。 Further, in the U-phase coil portion 28U, the V-phase coil portion 28V, and the W-phase coil portion 28W, they are arranged along the radial outer surface 24C (see FIG. 5) in the radial outer portion 24A of the stator core 24. This part is called a lead wire portion 29A. The lead wire portion 29A is configured by arranging a part of the lead wire 27 extending in the axial direction in the circumferential direction. Further, the thickness dimension of the lead wire portion 29A in the radial direction is smaller than the width dimension in the circumferential direction of one phase in one magnetic pole. The U-phase lead wire portion 29A, the V-phase lead wire portion 29A, and the W-phase lead wire portion 29A are arranged in this order along the circumferential direction.

さらに、Ｕ相のコイル部２８Ｕ、Ｖ相のコイル部２８Ｖ及びＷ相のコイル部２８Ｗにおいて、ステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａにおける軸方向一方側の面２４Ｄ（図５参照）及び軸方向他方側の面２４Ｅ（図５参照）に沿って配置される部分をコイルエンド部２８Ｂと呼ぶ。 Further, in the U-phase coil portion 28U, the V-phase coil portion 28V, and the W-phase coil portion 28W, the surface 24D (see FIG. 5) on one side in the axial direction and the other surface in the axial direction in the radially outer portion 24A of the stator core 24. The portion arranged along the side surface 24E (see FIG. 5) is referred to as a coil end portion 28B.

また、本実施形態では、図５に示されるように、ステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａにおける径方向外側の面２４Ｃが凹凸のない曲面に形成されていること等により、各々の導線部２９Ａの間にステータコア２４の一部等の導線間部材が設けられていない構成となっている。このような構造を「ティースレス構造」と呼ぶ。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the radial outer surface 24C of the radial outer portion 24A of the stator core 24 is formed on a curved surface having no unevenness, so that each of the lead wire portions 29A The structure is such that a member between the conductors such as a part of the stator core 24 is not provided between the two. Such a structure is called a "teethless structure".

なお、各々の導線部２９Ａの間にステータコア２４の一部等の導線間部材が設けられている構成としてもよい。導線間部材が設けられている構成では、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、後述するマグネット３２の１磁極分の周方向の幅寸法をＷｍとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となるような磁性材料、若しくは非磁性材料を用いて導線間部材が形成されていればよい。なお、このような構造も「ティースレス構造」と呼ぶ。 In addition, a member between the conducting wires such as a part of the stator core 24 may be provided between the respective conducting wire portions 29A. In a configuration in which a member between wires is provided, the width dimension of the member between wires in one magnetic pole in the circumferential direction is Wt, the saturation magnetic flux density of the member between wires is Bs, and the width dimension in the circumferential direction of one magnetic pole of the magnet 32 described later. When is Wm, it suffices that the inter-lead wire member is formed by using a magnetic material or a non-magnetic material having a relationship of Wt × Bs ≦ Wm × Br. In addition, such a structure is also called a "teethless structure".

図４、図６〜図１０に示されるように、以上説明した構成では、環状積層部２７Ａの軸方向一方側の部分及び軸方向他方側の部分を径方向内側へ屈曲させることにより、各々のコイル部２８Ｕ、２８Ｖ、２８Ｗをステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａに固定した例について説明したが、他の方法によって、各々のコイル部２８Ｕ、２８Ｖ、２８Ｗをステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａに固定してもよい。例えば、図１１に示されるように、各々のコイル部２８Ｕ、２８Ｖ、２８Ｗが、絶縁性の材料（樹脂材料等）を用いて形成されたコイル支持体３０内に埋設されることによりその形状が保持されており、このコイル支持体３０をステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａに固定することにより、各々のコイル部２８Ｕ、２８Ｖ、２８Ｗをステータコア２４の径方向外側の部分２４Ａに固定してもよい。 As shown in FIGS. 4 and 6 to 10, in the configuration described above, each of the annular laminated portion 27A is bent inward in the radial direction by bending one portion in the axial direction and the other portion in the axial direction. An example in which the coil portions 28U, 28V, 28W are fixed to the radially outer portion 24A of the stator core 24 has been described, but the respective coil portions 28U, 28V, 28W are fixed to the radially outer portion 24A of the stator core 24 by another method. It may be fixed to. For example, as shown in FIG. 11, the respective coil portions 28U, 28V, and 28W are embedded in a coil support 30 formed of an insulating material (resin material or the like) to form a shape thereof. It is held, and by fixing the coil support 30 to the radially outer portion 24A of the stator core 24, the respective coil portions 28U, 28V, 28W can be fixed to the radially outer portion 24A of the stator core 24. Good.

次に、マグネット３２について説明する。 Next, the magnet 32 will be described.

本実施形態のマグネット３２としては、図１２Ａに示されるように、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配列された極異方配列（極異方性）の単一のマグネット３２（リングマグネット）を用いることもできるし、図１２Ｂに示されるように、極異方配列（極異方性）の複数のマグネット３２（セグメントマグネット）を用いることもできる。図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるように、単一のマグネット３２又は複数のマグネット３２は、ロータハウジング３４の周壁３４Ｂの径方向内側の面に接着剤等を介して固定されている。また、単一のマグネット３２又は複数のマグネット３２は、前記各導線部２９Ａの間に導線間部材が存在する場合には磁気飽和を生じさせるよう、保持力Ｈｃが４００［ｋＡ／ｍ］以上かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上の磁性材料を用いて形成されている。一例として、本実施形態のマグネット３２は、ＮｄＦｅ１１ＴｉＮ、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３、ＦｅＮｉ等の磁性材料を用いて形成されている。 As the magnet 32 of the present embodiment, as shown in FIG. 12A, a single magnet 32 (ring) having a polar anisotropic arrangement (polar anisotropy) in which N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction. A magnet) can be used, or as shown in FIG. 12B, a plurality of magnets 32 (segment magnets) having a polar anisotropic arrangement (polar anisotropy) can be used. As shown in FIGS. 12A and 12B, the single magnet 32 or the plurality of magnets 32 are fixed to the radial inner surface of the peripheral wall 34B of the rotor housing 34 via an adhesive or the like. Further, the single magnet 32 or the plurality of magnets 32 has a holding force Hc of 400 [kA / m] or more so as to cause magnetic saturation when a member between the conducting wires is present between the respective conducting wire portions 29A. It is formed by using a magnetic material having a residual magnetic flux density Br of 1.0 [T] or more. As an example, the magnet 32 of the present embodiment is formed by using a magnetic material such as NdFe 11 TiN, Nd 2 Fe 14 B, Sm 2 Fe 17 N 3 , FeNi or the like.

ここで、本実施形態では、モータ本体１３の作動時（ロータ２２が回転している際）にコイル体２６（図２参照）に生じる誘起電圧波形が正弦波に沿う波形となるように、マグネット３２の配向角度等が設定されている。以下、コイル体２６に生じる誘起電圧波形が正弦波に沿う波形とするための具体的な構成について説明する。 Here, in the present embodiment, the magnet is provided so that the induced voltage waveform generated in the coil body 26 (see FIG. 2) when the motor body 13 is operating (when the rotor 22 is rotating) becomes a waveform along a sine wave. 32 orientation angles and the like are set. Hereinafter, a specific configuration for forming the induced voltage waveform generated in the coil body 26 into a waveform along a sine wave will be described.

図１３には、図１２Ａに示された単一のマグネット３２の一部を周方向に沿って直線状に表した模式図が示されている。また、図１３においては、マグネット３２内の磁束線及び磁束の向きを矢印Ｗで模式的に示している。この図に示されるように、単一のマグネット３２では、当該マグネット３２を軸方向から見て、磁極中心Ｌ（図１３においてはＮ極の磁極中心）の径方向内側の端における磁束線の周方向に対する配向角度がθ°とされている。そして、モータ本体１３の作動時にコイル体２６に生じる誘起電圧波形が正弦波に沿う波形となるようにするには、図１４に示された破線の磁束線（矢印Ｗ）のように、磁極中心Ｌにおける磁束線の周方向に対する配向角度を９０°未満に設定すると良いことが、解析や実験によってわかっている。なお、配向角度が９０°とされた磁束線（矢印Ｗ）を実線の矢印で示している。 FIG. 13 shows a schematic view showing a part of the single magnet 32 shown in FIG. 12A linearly along the circumferential direction. Further, in FIG. 13, the magnetic flux lines and the directions of the magnetic fluxes in the magnet 32 are schematically shown by arrows W. As shown in this figure, in a single magnet 32, the circumference of the magnetic flux line at the radial inner end of the magnetic pole center L (the magnetic pole center of the N pole in FIG. 13) when the magnet 32 is viewed from the axial direction. The orientation angle with respect to the direction is θ °. Then, in order to make the induced voltage waveform generated in the coil body 26 become a waveform along the sine wave when the motor body 13 is operated, the magnetic flux center is as shown by the broken magnetic flux line (arrow W) shown in FIG. It has been found by analysis and experiments that the orientation angle of the magnetic flux line in L with respect to the circumferential direction should be set to less than 90 °. The magnetic flux line (arrow W) having an orientation angle of 90 ° is indicated by a solid arrow.

図１５には、図１２Ｂに示された複数のマグネット３２の一部を示した模式図が示されている。この図に示されるように、複数のマグネット３２では、周方向に隣合うマグネット３２が磁極中心Ｌにおいて離間している（周方向に隣合うマグネット３２の間に隙間が形成されている）。そして、モータ本体１３の作動時にコイル体２６に生じる誘起電圧波形が正弦波に沿う波形となるようにするには、周方向に隣合うマグネット３２の間隔Ｃ３を調節すればよいことが解析や実験によってわかっている。 FIG. 15 shows a schematic view showing a part of the plurality of magnets 32 shown in FIG. 12B. As shown in this figure, in the plurality of magnets 32, the magnets 32 adjacent to each other in the circumferential direction are separated from each other at the magnetic pole center L (a gap is formed between the magnets 32 adjacent to each other in the circumferential direction). Then, in order to make the induced voltage waveform generated in the coil body 26 along the sine wave when the motor body 13 operates, it is sufficient to adjust the interval C3 of the magnets 32 adjacent to each other in the circumferential direction. I know by

図１６には、図１２Ａに示された単一のマグネット３２の一部を示した模式図が示されている。このマグネット３２では、当該マグネット３２の磁極中心Ｌを含む部分の径方向内側に窪み５４が形成されている。この窪み５４は、軸方向から見てその縁部が径方向内側が開放されたＵ字状に形成されている。また、この窪み５４は、マグネット３２の軸方向一方側の端から他方側の端にかけて途切れなく形成されている。この窪み５４がマグネット３２に形成されていることにより、窪み５４が形成された部分のマグネット３２の径方向への厚み寸法Ｔ１が、当該窪み５４が形成されていない部分の厚み寸法Ｔ２と比べて小さな寸法となっている。また、この例では、マグネット３２の径方向への厚み寸法Ｔ１が、磁極中心Ｌにおいて最も小さくなっている。そして、モータ本体１３の作動時にコイル体２６に生じる誘起電圧波形が正弦波に沿う波形となるようにするには、窪み５４の形状や大きさ並びにマグネット３２の厚みを調節すればよいことが解析や実験によってわかっている。なお、窪み５４は、図１７に示されるように、マグネット３２の軸方向一方側及び他方側の両側に形成してもよい。 FIG. 16 shows a schematic diagram showing a part of the single magnet 32 shown in FIG. 12A. In this magnet 32, a recess 54 is formed inside the portion of the magnet 32 including the magnetic pole center L in the radial direction. The recess 54 is formed in a U shape whose edge portion is open in the radial direction when viewed from the axial direction. Further, the recess 54 is formed without interruption from one end of the magnet 32 in the axial direction to the other end. Since the recess 54 is formed in the magnet 32, the thickness dimension T1 in the radial direction of the portion where the recess 54 is formed is compared with the thickness dimension T2 of the portion where the recess 54 is not formed. It has a small size. Further, in this example, the thickness dimension T1 in the radial direction of the magnet 32 is the smallest at the magnetic pole center L. Then, it is analyzed that in order for the induced voltage waveform generated in the coil body 26 when the motor body 13 is operated to be a waveform along the sine wave, the shape and size of the recess 54 and the thickness of the magnet 32 should be adjusted. And experiments have shown. As shown in FIG. 17, the recesses 54 may be formed on both sides of the magnet 32 on one side and the other side in the axial direction.

また、図１８に示されるように、マグネット３２とコイル体２６との間の径方向への間隔Ｒ１を調節することによっても、モータ本体１３の作動時にコイル体２６に生じる誘起電圧波形が正弦波に沿う波形となるようにできることが解析や実験によってわかっている。 Further, as shown in FIG. 18, by adjusting the radial distance R1 between the magnet 32 and the coil body 26, the induced voltage waveform generated in the coil body 26 when the motor body 13 is operated becomes a sinusoidal wave. It is known from analysis and experiment that the waveform can be made to follow.

さらに、図１９に示されるように、コイル体２６の導線部２９Ａの周方向への幅寸法Ｃ４を調節することによっても、モータ本体１３の作動時にコイル体２６に生じる誘起電圧波形が正弦波に沿う波形となるようにできることが解析や実験によってわかっている。 Further, as shown in FIG. 19, by adjusting the width dimension C4 of the lead wire portion 29A of the coil body 26 in the circumferential direction, the induced voltage waveform generated in the coil body 26 when the motor body 13 is operated becomes a sine wave. It is known from analysis and experiment that the waveform can be made to follow.

以上説明したように、コイル体２６に生じる誘起電圧波形が正弦波に沿う波形となるようにするには、マグネット３２の配向角度、周方向に隣合う複数のマグネット３２間の間隔、マグネット３２に形成された窪み５４の形状等、マグネット３２の厚み寸法Ｔ１、マグネット３２とコイル体２６との間の間隔Ｒ１、各導線部２９Ａの周方向への幅寸法Ｃ４、の少なくともいずれかを調節すればよい。これにより、モータ本体１３の作動時に、振動の発生に伴う騒音の発生を効果的に抑制することができる。すなわち、振動の低減による静音化を図ることができる。 As described above, in order for the induced voltage waveform generated in the coil body 26 to be a waveform along the sinusoidal wave, the orientation angle of the magnet 32, the spacing between the plurality of magnets 32 adjacent to each other in the circumferential direction, and the magnet 32 If at least one of the thickness dimension T1 of the magnet 32, the distance R1 between the magnet 32 and the coil body 26, and the width dimension C4 of each lead wire portion 29A in the circumferential direction is adjusted, such as the shape of the formed recess 54. Good. As a result, it is possible to effectively suppress the generation of noise due to the generation of vibration when the motor body 13 is operated. That is, it is possible to reduce the noise by reducing the vibration.

また、前述のように、本実施形態のファンモータ１０のモータ本体１３では、各導線部２９Ａを流れる電流の電流値を高めていったとしても磁気飽和が生じないようになっている。これに加えて、保持力Ｈｃが４００［ｋＡ／ｍ］以上かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上の磁性材料を用いてマグネット３２が形成されており、このマグネット３２が極異方配列となっている。これにより、モータ本体１３の体格の大型化を抑制しつつ、所望の出力を得ることができる。 Further, as described above, in the motor body 13 of the fan motor 10 of the present embodiment, magnetic saturation does not occur even if the current value of the current flowing through each lead wire portion 29A is increased. In addition to this, the magnet 32 is formed by using a magnetic material having a holding force Hc of 400 [kA / m] or more and a residual magnetic flux density Br of 1.0 [T] or more, and the magnet 32 is extremely different. It is an array. As a result, a desired output can be obtained while suppressing an increase in the size of the motor body 13.

なお、本実施形態では、極異方配列のマグネット３２を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図２０及び図２１に示されるように、ハルバッハ配列のマグネット５８を用いてロータを構成してもよい。このマグネット５８は、磁束の向きが異なる３種類のマグネット部６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを環状に接合することによって構成されている。詳述すると、このマグネット５８は、径方向外側へ磁束が向かうように着磁されたマグネット部６０Ａと、径方向内側へ磁束が向かうように着磁されたマグネット部６０Ｂと、マグネット部６０Ａとマグネット部６０Ｂとの間に配置され周方向一方側へ磁束が向かうように着磁されたマグネット部６０Ｃと、が互いに周方向に結合されることによって構成されている。 In the present embodiment, an example using the magnets 32 having a very anisotropic arrangement has been described, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 20 and 21, a rotor may be configured using magnets 58 in a Halbach array. The magnet 58 is formed by joining three types of magnet portions 60A, 60B, and 60C having different directions of magnetic flux in an annular shape. More specifically, the magnet 58 includes a magnet portion 60A magnetized so that the magnetic flux is directed outward in the radial direction, a magnet portion 60B magnetized so that the magnetic flux is directed inward in the radial direction, and a magnet portion 60A and a magnet. The magnet portion 60C, which is arranged between the portion 60B and magnetized so that the magnetic flux is directed to one side in the circumferential direction, is configured by being coupled to each other in the circumferential direction.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and can be modified in various ways other than the above within a range not deviating from the gist thereof. Of course.

１０ モータ、２０ ステータ、２２ ロータ、２４ ステータコア、２６ コイル体、２７ 導線、２９Ａ 導線部、３２ マグネット、５４ 窪み、Ｌ 磁極中心、Ｗ 磁束線、Ｔ１ マグネットの厚み寸法、Ｔ２ マグネットの厚み寸法
10 motor, 20 stator, 22 rotor, 24 stator core, 26 coil body, 27 lead wire, 29A lead wire part, 32 magnet, 54 recess, L magnetic pole center, W magnetic flux line, T1 magnet thickness dimension, T2 magnet thickness dimension

Claims (6)

複数の磁極を有するマグネット（３２）を備えたロータ（２２）と、
導電性の素線が束ねられることで形成されかつ束ねられた前記素線間の抵抗値が前記素線そのものの抵抗値よりも大きい素線集合体である導線（２７）を含んで構成され、前記導線の一部が周方向に並んでかつ前記マグネットと対向して配置された複数の導線部（２９Ａ）とされたコイル体（２６）を備え、周方向における前記各導線部の間に導線間部材が設けられ、かつその導線間部材として、１磁極における前記導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、前記導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、前記マグネットの１磁極分の周方向の幅寸法をＷｍとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料を用いる構成となっているステータ（２０）と、
を備え、
前記マグネットは、前記各導線部の間に導線間部材が存在する場合には磁気飽和を生じさせるよう、保持力Ｈｃが４００［ｋＡ／ｍ］以上かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上の磁性材料を用いて形成され、
前記導線部は、その径方向の厚さ寸法が、１磁極内における１相分の周方向の幅寸法よりも小さくなっており、
前記コイル体に生じる誘起電圧波形が正弦波に沿う波形となるように、前記マグネットの配向角度、周方向に隣合う複数の前記マグネット間の間隔、前記マグネットに形成された窪みの形状、前記マグネットの前記コイル体と対向する方向への厚み寸法、前記マグネットと前記コイル体との間の間隔、前記各導線部の周方向への幅寸法、の少なくともいずれかが設定されているモータ（１０）。 A rotor (22) with a magnet (32) having a plurality of magnetic poles, and
It is formed by bundling conductive strands and is configured to include a conducting wire (27), which is an aggregate of strands in which the resistance value between the bundled strands is larger than the resistance value of the strands themselves. A coil body (26) having a plurality of conducting wire portions (29A) arranged so as to have a part of the conducting wires arranged in the circumferential direction and facing the magnet is provided, and the conducting wires are provided between the respective conducting wire portions in the circumferential direction. An inter-conductor member is provided, and as the inter-conductor inter-conductor member, the width dimension of the inter-conductor member in one magnetic pole in the circumferential direction is Wt, the saturation magnetic flux density of the inter-conductor member is Bs, and the circumferential direction of one magnetic pole of the magnet. When the width dimension is Wm, the stator (20) is configured to use a magnetic material having a relationship of Wt × Bs ≦ Wm × Br.
With
The magnet has a holding force Hc of 400 [kA / m] or more and a residual magnetic flux density Br of 1.0 [T] so as to cause magnetic saturation when a member between the wires is present between the wires. Formed using the above magnetic materials,
The thickness dimension of the lead wire portion in the radial direction is smaller than the width dimension in the circumferential direction of one phase in one magnetic pole.
The orientation angle of the magnet, the distance between the plurality of magnets adjacent to each other in the circumferential direction, the shape of the recess formed in the magnet, and the magnet so that the induced voltage waveform generated in the coil body becomes a waveform along the sinusoidal wave. A motor (10) in which at least one of the thickness dimension in the direction facing the coil body, the distance between the magnet and the coil body, and the width dimension in the circumferential direction of each of the lead wire portions is set. .. 前記マグネットを軸方向から見て、磁極中心（Ｌ）における磁束線（Ｗ）の周方向に対する配向角度が９０°未満に設定された請求項１記載のモータ。 The motor according to claim 1, wherein the orientation angle of the magnetic flux line (W) at the center of the magnetic pole (L) with respect to the circumferential direction is set to less than 90 ° when the magnet is viewed from the axial direction. 周方向に隣合うマグネットが磁極中心において離間している請求項１又は請求項２記載のモータ。 The motor according to claim 1 or 2, wherein magnets adjacent to each other in the circumferential direction are separated from each other at the center of the magnetic pole. 前記窪み（５４）が、前記マグネットの磁極中心を含む部分に形成されている請求項１又は請求項２記載のモータ。 The motor according to claim 1 or 2, wherein the recess (54) is formed in a portion including the magnetic pole center of the magnet. 前記マグネットにおいて磁極中心を含む部分の前記コイル体と対向する方向への厚み寸法（Ｔ１）が、他の部分の厚み寸法（Ｔ２）と比べて小さな寸法となっている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のモータ。 Claims 1 to 4 in which the thickness dimension (T1) of the portion of the magnet including the magnetic pole center in the direction facing the coil body is smaller than the thickness dimension (T2) of the other portion. The motor according to any one of the above. 前記ステータは、ステータコア（２４）を含んで構成され、
前記導線部の形状が保持された前記コイル体が、前記ステータコアに取付けられている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のモータ。
The stator is configured to include a stator core (24).
The motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the coil body in which the shape of the conducting wire portion is maintained is attached to the stator core.
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