JP5010903B2 - Motor and fan using the same - Google Patents
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Description
本発明は、モータ及びそれを用いたファンを提供する技術に関する。 The present invention relates to a technique for providing a motor and a fan using the motor.
モータは各種の分野に幅広く使用されている。モータの形態の1つとして、爪形磁極を有するモータがある。例えば、特許文献1に示すように、このモータの1相分の固定子は、電流を流す円形状のコイルと、1対の爪形磁極と、コイルの周囲を取り囲んで前記爪形磁路とともに磁路を形成する磁性体とから構成される。
3相モータの場合には、これを3組用いることにより固定子を形成できる。この3組の固定子に3相電圧を印加すると、永久磁石を固定した回転子に回転トルクが発生し、回転子を回転することができる。このモータは従来のモータと比べて、コイルエンドがなく、モータの小型化が図れるという特徴がある。特許文献2は1組のコイルを回転軸に垂直な単一平面上に配置した爪形磁極モータが記載されている。
Motors are widely used in various fields. One form of motor is a motor having claw-shaped magnetic poles. For example, as shown in
In the case of a three-phase motor, a stator can be formed by using three sets. When a three-phase voltage is applied to the three sets of stators, rotational torque is generated in the rotor with the permanent magnets fixed, and the rotor can be rotated. Compared with the conventional motor, this motor has a feature that it has no coil end and can be miniaturized.
一方、風量が多く、高圧力、低騒音の軸流ファンとして、2つの回転翼を有し、互いに回転方向が異なる二重反転ファンが優れている。 On the other hand, a counter-rotating fan having two rotating blades and having different rotational directions is excellent as an axial flow fan with a large air volume, high pressure and low noise.
また、特許文献3に示すように、複数組の巻線で同数の回転子を駆動するモータが提案されている。さらに、特許文献4には、1組の巻線に複数の周波数の電流を流し、2つの回転子を駆動するモータも提案されている。
Moreover, as shown in
このように、回転翼が2つある場合、通常、2つのモータにより駆動する必要があり、ファンの筐体が大きくなる傾向にあった。そのため、この二重反転ファンは優れた特性を持っているにもかかわらず、薄型化を要求するファン装置には適用しづらいという問題点があった。 Thus, when there are two rotor blades, it is usually necessary to drive by two motors, and the fan housing tends to be large. Therefore, although this counter rotating fan has excellent characteristics, there is a problem that it is difficult to apply to a fan device that requires a reduction in thickness.
また、上述したように、複数の回転子を有するモータは提案されているが、いずれも、スロットティースを備えた固定子形状であり、巻線のコイルエンドがあるために、薄形化に限界があった。 In addition, as described above, motors having a plurality of rotors have been proposed, but all of them have a stator shape with slot teeth, and have a coil end of a winding, so that there is a limit to thinning. was there.
いずれの場合も、高圧力で、低騒音のファンシステムを薄形化するには問題があり、それに適したモータはなかった。 In either case, there was a problem in thinning the fan system with high pressure and low noise, and there was no motor suitable for it.
上記課題を解決するに当って、以下のような対応を図るものである。 In order to solve the above problems, the following measures are taken.
回転軸を中心として回転する第1及び第2の回転子と、前記回転軸を中心とする同一平面上に平面配置した複数のコイルを挿入する柱状コア部と爪形ティースを有する一対の固定子コアを、対向して形成する固定子とを備えたモータであって、前記爪形ティースは、前記固定子の内周側に配置した第1の爪形ティース群と、前記固定子の外周側に配置した第2の爪形ティース群からなり、前記第1の回転子は前記第1の爪形ティース群より駆動され、前記第2の回転子は前記第2の爪形ティース群より駆動される構成とする。上記の複数のコイルに所定の位相を有する交流電流を流す。このような状態のコイルのことを、以下、1組のコイルと称することとする。例えば、3つのコイルにそれぞれ120°の位相差を有する交流電流を流すことにより、通常、1つの回転磁界を発生することができることが知られている。 A pair of stators having first and second rotors that rotate about a rotation axis, a columnar core portion into which a plurality of coils arranged on the same plane centering on the rotation axis are inserted, and claw-shaped teeth A motor including a stator that forms a core so as to face each other, wherein the claw-shaped teeth include a first claw-shaped tooth group disposed on an inner peripheral side of the stator, and an outer peripheral side of the stator And the first rotor is driven by the first claw-shaped teeth group, and the second rotor is driven by the second claw-shaped teeth group. The configuration is as follows. An alternating current having a predetermined phase is passed through the plurality of coils. Hereinafter, the coil in such a state is referred to as a set of coils. For example, it is known that normally one rotating magnetic field can be generated by flowing an alternating current having a phase difference of 120 ° through three coils.
また、上記を別の構成として記載すると、回転軸を中心として回転する第1の回転子と、前記第1の回転子の外側に設けられ、前記回転軸を中心に回転する第2の回転子と、前記第1の回転子の外周側であり、前記第2の回転子の内周側に設けられる固定子とを有するモータにおいて、前記固定子を構成する固定子コアは、前記第1の回転子と隙間をもって対向して前記回転軸方向に延在する複数の磁極面を有する第1の爪形ティースと、前記第1の爪形ティースから外径方向に延在する環状の径方向継鉄部と、前記径方向継鉄部から前記回転軸方向に延在する複数の磁極面を有して前記第2の回転子と隙間をもって対向する磁極面を有する第2の爪形ティースとで形成され、前記固定子コアを一対相互に合わせ、複数のコイルを挟んで前記固定子を構成し、前記環状の径方向継鉄部は、前記コイルが配置される柱状の柱状コアを複数有し、前記複数の柱状コアに配置されるコイルにて発生した磁束が前記第1の爪形ティースから前記第1の回転子に至ることで前記第1の回転子を回転させ、前記複数の柱状コアのコイルにて発生した磁束が前記第2の爪形ティースから前記第2の回転子に至ることで前記第2の回転子を回転させるようにするものである。 In addition, to describe the above as another configuration, a first rotor that rotates about a rotation axis, and a second rotor that is provided outside the first rotor and rotates about the rotation axis. And a stator provided on the outer peripheral side of the first rotor and provided on the inner peripheral side of the second rotor, the stator core that constitutes the stator includes the first core A first claw-shaped tooth having a plurality of magnetic pole faces facing the rotor with a gap and extending in the direction of the rotation axis, and an annular radial joint extending from the first claw-shaped tooth in the outer radial direction An iron part, and a second claw-shaped tooth having a plurality of magnetic pole faces extending in the direction of the rotation axis from the radial yoke part and having a magnetic pole face facing the second rotor with a gap. Formed, the stator core is paired with each other, and a plurality of coils are sandwiched therebetween. A stator is formed, and the annular radial yoke portion includes a plurality of columnar columnar cores on which the coils are disposed, and magnetic flux generated in the coils disposed on the plurality of columnar cores is the first The first rotor is rotated by reaching from the claw-shaped teeth to the first rotor, and the magnetic flux generated in the coils of the plurality of columnar cores is transferred from the second claw-shaped teeth to the second rotation. The second rotor is rotated by reaching the child.
上記の構成を採用することにより、1組のコイルに所定の位相差を有する交流電圧を印加すると、これらのコイルに交流電流が発生する。第1及び第2の爪形ティース群の配列、位相差関係を異なる構成にすることにより、第1の爪形ティース群で発生する回転磁界と、第2の爪形ティース群で発生する回転磁界を異なる方向、あるいは、異なるモータ速度に設計することができる。 By adopting the above configuration, when an alternating voltage having a predetermined phase difference is applied to a set of coils, an alternating current is generated in these coils. A rotating magnetic field generated in the first claw-shaped teeth group and a rotating magnetic field generated in the second claw-shaped teeth group by configuring the first and second claw-shaped teeth groups in different arrangements and phase difference relationships. Can be designed in different directions or at different motor speeds.
上記構成によれば、1つの薄形モータで2つの回転子を同一回転方向あるいは反転方向に回転できるので、高性能の薄形ファンシステムとそれに適したモータを提供できる。 According to the above configuration, since the two rotors can be rotated in the same rotational direction or the reverse direction by one thin motor, a high-performance thin fan system and a motor suitable therefor can be provided.
本発明によれば、従来よりも高性能のモータ、ファンシステムを提供可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a motor and fan system with higher performance than before.
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に特徴的な2つの回転子を有する3相モータの実施例であり、このモータを構成する第1回転子10、第2回転子20、及び、固定子30を分解した図である。回転軸に対して、第1回転子10は固定子30の外側を回転する構造であり、後述する第1ファンを駆動する第1回転部材11、その内部に貼り付けて磁束を発生する円筒形の第1磁石12から構成されている。同様に、第2回転子20は第2回転部材21、その外側に配置され磁束を発生する円筒形の第2磁石22から構成され、固定子30の内側で回転する構造であり、後述する第2ファンを駆動する。第1回転子10、第2回転子20は、いずれも、図1の直線A−A’を中心軸として回転する。また、この実施例では、第1磁石12及び第2磁石22の極数はいずれも16極としている。
FIG. 1 shows an embodiment of a three-phase motor having two rotors characteristic of the present invention. The
固定子30は、大別して、モータに電流を流すコイル32、コイル32の電流により発生する磁束の磁路を形成する固定子コア31、33から構成される。固定子コア33は第1回転子10に対面する第1爪形ティースUN1、VN1、WN1、第2回転子20に対面する第2爪形ティースUN2、VN2、WN2、及び、磁路の一部を形成する柱状コアU03、V03、W03から構成される。固定子コア31についても、固定子コア33と同一形状であり、第1爪形ティースUP1、VP1、WP1、第2爪形ティースUP2、VP2、WP2、及び、柱状コアU01、V01、W01から構成される。固定子コア31、33はそれぞれの爪形ティースを相互に挟み込むように対面させ、柱状コアU01、U03を取り囲む構造で、コイル32Uを配置する。同様に、コイル32V、32Wについても、それぞれ、柱状コアV01、V03と柱状コアW01、W03を取り囲むように配置する。
The
図1の直線B−B’を中心軸としてこれらの部品を組立てると、固定子30を形成する。図1の直線A−A’を中心軸として組立てた第1回転子10、第2回転子20に、直線B−B’を中心軸として組立てた固定子30を挿入することにより、図2に示す2つの回転子10、20を有する3相モータを構成することができる。
When these parts are assembled with the straight line B-B ′ in FIG. 1 as the central axis, the
このモータを装着したファン装置を図3に示す。ファンフレーム41に固定されているモータ固定部材42には、モータの固定子30を取り付ける。第1回転子10には、第1ファン44が取り付けられており、第1回転子10と一体になって回転する。第2ファン45は第2回転子20に接続され、第2回転子20とともに回転する。第1ファン44が時計方向に、第2ファン45が反時計方向に回転するとき、空気等の流体は図3の上部から下部に流す構造になっている。ファン装置の下部には、流体の粉塵、塵埃等を除去するためのフィルタ43を装着する構造になっている。この実施例で装着したモータは、コイル32U、32V、32Wに120°ずつ位相の異なる3相交流電流を流すと、第1回転子10が時計方向に回転すると、第2回転子20が同じ速度で反時計方向に回転する構成になっている。
FIG. 3 shows a fan device equipped with this motor. A
本発明の実施例の特徴である図2のモータの原理、つまり、第1回転子10が正転、第2回転子20が逆転する原理になっていることを説明する。図4は図2のモータの正面と側面から見たときの断面図である。図4の正面断面図はモータの軸方向の中央部で切断したものであり、第1磁石12、第2磁石22の極数がいずれも16になっていることを示している。また、第1回転子を駆動する第1爪形ティースの総数(以下、第1爪形ティース群という)、第2回転子を駆動する第2爪形ティースの総数(以下、第2爪形ティース群という)はいずれも12となっている。なお、1相あたりの第1爪形ティース群、第2爪形ティース群の数は4である。ここで、図5に固定子コア33の正面図を示す。各相の柱状コアと爪形ティース群との位置関係に着目すると、第1爪形ティース群が一定の位置関係になっているのに対して、第2爪形ティース群と柱状コアとの位置関係は各相により、その位置関係の違うことがわかる。この詳細を図6により説明する。図6は、横軸を回転角度として、第1回転子10の第1磁石12、第2回転子20の第2磁石22、固定子30の第1爪形ティース群、第2爪形ティース群の配置関係を示したものである。
The principle of the motor shown in FIG. 2, which is a feature of the embodiment of the present invention, that is, the principle that the
図6において、固定子の爪形ティースの配置について説明する。機械角−7.5°から120°の間には、コイル32Uが配置され、U相電流を流すことにより、第1爪形ティースUP1、UN1、第2爪形ティースUP2、UN2に交番磁束が発生する。U相に関して、第1爪形ティースはUP1、UN1、UP1、UN1の順に機械角で22.5°毎に配置されている。同様に、第2爪形ティースはUN2、UP2、UN2、UP2の順に機械角で22.5°毎に配置されている。なお、図6において、UP1に対して、UP2は機械角15°右にずれている。また、UN1に対して、UN2は機械角で30°左に配置されている。
In FIG. 6, the arrangement of the claw-shaped teeth of the stator will be described. A
機械角120°から240°の間には、コイル32Wが配置され、W相電流が流れることにより、同様に、第1爪形ティースWP1、WN1、第2爪形ティースWP2、WN2に交番磁束が発生する。W相の爪形ティースについては、第1爪形ティースはWP1、WN1、WP1、WN1の順に、第2爪形ティースはWP2、WN2、WP2、WN2の順に、それぞれ機械角で22.5°毎に同一の配置になっている。
Between the mechanical angles of 120 ° and 240 °, the
機械角240°から352.5°の間では、コイル32Vに流すV相電流により、第1爪形ティースVP1、VN1、第2爪形ティースVP2、VN2に交番磁束が発生する。V相に関しても、第1爪形ティースはVP1、VN1、VP1、VN1の順に、第2爪形ティースはVN2、VP2、VN2、VP2の順に、それぞれ機械角で22.5°毎に配置されている。また、VP1に対して、VP2は機械角30°右にずれている。また、VN1に対して、VN2は機械角で15°左に配置されている。
When the mechanical angle is between 240 ° and 352.5 °, alternating magnetic flux is generated in the first claw-shaped teeth VP1 and VN1 and the second claw-shaped teeth VP2 and VN2 due to the V-phase current flowing in the
以上のような爪形ティースの機械的な配置をまとめると、第1爪形ティース群、第2爪形ティース群において、各相のティースそれぞれ機械角22.5°のピッチで配置されている。第1爪形ティース群については、各相は機械角30°の間隔を有している。また、第2爪形ティース群に関しては、U−W相間は機械角37.5°、W−V相間は機械角37.5°、V−U相間は機械角15°の間隔を持っている。なお、図6において、破線で表示した爪形ティースUN2、VP2はそれぞれ、図面の最左部にあるUN2、最右部にあるVP2の代わりに用いることができ、電気的な特性としては同じ性能を得ることができる。 Summarizing the mechanical arrangement of the claw-shaped teeth as described above, the teeth of each phase are arranged at a pitch of a mechanical angle of 22.5 ° in the first claw-shaped teeth group and the second claw-shaped teeth group. About the 1st nail | claw-shaped teeth group, each phase has the space | interval of 30 degrees of mechanical angles. Regarding the second claw-shaped teeth group, the U-W phase has a mechanical angle of 37.5 °, the W-V phase has a mechanical angle of 37.5 °, and the V-U phase has a mechanical angle of 15 °. . In FIG. 6, claw-shaped teeth UN2 and VP2 indicated by broken lines can be used in place of UN2 at the leftmost part of the drawing and VP2 at the rightmost part of the drawing, respectively. Can be obtained.
次に、各相の第1爪形ティース群と第1回転子の関係について説明する。第1回転子10の磁極の数は16であり、機械角45°が電気角360°に相当する。U相の第1爪形ティースUP1と第1回転子10の磁極N(N1の左端)の関係を0°と見なした場合、V相の第1爪形ティースVP1に対して、電気角−120°の位置に磁極N(N11の左端)がある。また、W相の第1爪形ティースWP1に対して、電気角120°(−240°)の位置に磁極N(N5の左端)が配置されている。このようなコイル32U、32V、32WにU、V、Wの相順で3相電流を流すと、回転磁界は時計方向になるので、第1回転子10は時計方向に回転する。その回転速度は3相電流の周波数の1/8となる。
Next, the relationship between the first claw tooth group of each phase and the first rotor will be described. The number of magnetic poles of the
これに対して、各相の第2爪形ティース群と第2回転子の関係も、第2回転子20の磁極の数は16であり、機械角45°が電気角360°に相当する。そのため、U相の第2爪形ティースUP2と第2回転子20の磁極N(N18の左端)の関係は60°(−300°)と考えると、V相の第2爪形ティースVP2に対して、電気角−180°の位置に磁極N(N28の左端)がある。また、W相の第2爪形ティースWP2に対して、電気角−60°の位置に磁極N(N22の左端)が配置されている。このようなコイル32U、32V、32WにU、V、Wの相順で3相電流を流すと、第2回転子20に面した表面には反時計方向に回転磁界が発生するので、第2回転子は反時計方向に回転する。第2回転子の回転速度は3相電流の周波数の1/8で、第1回転子と同一速度となる。なお、固定子コアは複雑な形状をしているので、珪素鋼板を打抜いて積み重ねることで構成するモータの製造方法には不向きである。そこで、本実施例の固定子コアは磁性粉末体を圧縮成型して製作する方法が適している。
On the other hand, regarding the relationship between the second claw-shaped teeth group of each phase and the second rotor, the number of magnetic poles of the
従って、第1回転子10と第2回転子20はコイル32U、32V、32Wに流す電流の周波数に同期して運転するので、同一速度で、互いに異なる方向に回転するモータをこの実施例により構成することができる。さらに、このモータを図3のファンに適用することにより、偏平の2重反転ファンを実現できる。なお、図6に破線で示した爪形ティースUN2、VP2を用いた場合にも実現できることを前述したが、軸受にかかる振動を低減するためには、実線で示した構成のモータのほうが優れている。
Accordingly, since the
図7は図2、つまり、図4に示したモータとは異なる構成の2つの回転子を有するモータの実施例であり、正面および側面から見たモータの断面図である。この実施例の特徴は、2つの回転子が互いに異なる方向に回転し、しかも、その回転速度が異なる点である。このモータは、固定子が1対の同一形状の固定子コア34、36と、コイル35U、35V、35W、35R、35S、35Tから構成されており、1対の固定子コア34、36には、外周部にある第1爪形ティース群、内周部にある第2爪形ティース群、柱状コア部により、磁束を通す磁路を形成している。図8に固定子コア36の正面図を示す。図8において、第1爪形ティース群はUN1、VN1、WN1、RN1、SN1、TN1、第2爪形ティース群はUN2、VN2、WN2、RN2、SN2、TN2、柱状コア部はU0、V0、W0、R0、S0、T0である。コイル35U、35V、35W、35R、35S、35Tをそれぞれ柱状コア部U0、V0、W0、R0、S0、T0を取り囲むように配置し、固定子コア34のティースを固定子コア36のティースに互いに補間する位置に対向することにより、図7の固定子を構成する。また、図7において、第1爪形ティース群の外周部には第1回転部材11、極数28極の第1磁石13から構成される第1回転子10を配置し、第1爪形ティース群の回転磁界により回転する。同様に、第2爪形ティース群の内周部には、第2回転部材21、極数14極の第2磁石23から構成される第2回転子20を配置し、第2爪形ティース群の磁界により駆動することができる。図8の固定子コア36の外観図を図9に示す。この固定子コア36の特徴は柱状コアが6個であること、1つの柱状コアあたりの第1ティースが2つ、第2ティースが1つであること、隣り合う第2ティースが、対応する柱状コアに対して、それぞれ互いに電気角180°(機械角25.71°)異なっていることの3点である。
FIG. 7 is an example of a motor having two rotors having a configuration different from that shown in FIG. 2, that is, the motor shown in FIG. 4, and is a sectional view of the motor as seen from the front and side. The feature of this embodiment is that the two rotors rotate in different directions, and the rotational speeds thereof are different. This motor is composed of a pair of
次に、図10を用いて、図7の回転子が互いに異なる方向に異なる速度で回転する原理を説明する。図10は、図7のモータについて、横軸を回転角度として第1回転子10の第1磁石13、第2回転子20の第2磁石23、固定子30の第1爪形ティース群、第2爪形ティース群の配置関係を示したものである。なお、固定子コア34のティースについては説明していないが、固定子コア36と同様に、UP1、VP1、WP1、RP1、SP1、TP1は第1爪形ティース群、UP2、VP2、WP2、RP2、SP2、TP2は第2爪形ティース群である。この実施例では、すべてのコイルは同一方向に巻くとともに、コイル32U、32RにはU相電流を、コイル32V、32SにはV相電流を、コイル32W、32TにはW相電流を流す。
Next, the principle that the rotor of FIG. 7 rotates at different speeds in different directions will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows the
第1爪形ティース群と第1回転子の関係について説明する。第1回転子の極数は28極なので、1極あたりの機械角は12.86°(360°/28)であり、電気角は当然のことながら180°である。また、爪形ティースのピッチは磁極と同じにしているので、機械角12.86°、電気角180°である。柱状コア間は電気角120°(機械角8.57°)にしている。コイル32U、32Rには同じU相電流を流すので、第1爪形ティースUP1、UN1、RP1、RN1はU相電流の大きさにより磁束を発生することになる。ここでは、これらのティースをU相の第1爪形ティースとよぶ。U相の第1爪形ティースUP1と第1回転子10の磁極N(N1の左端)の関係を電気角0°と見なした場合、当然のことながら、RP1についても、磁極N(N15の左端)の関係は0°であり、第1回転子10に対して同じ作用、つまり、トルクを発生することになる。これに対して、V相電流を流すV相の第1爪形ティースVP1、SP1に対して、電気角−120°の位置に磁極N(N19及びN5の左端)がある。また、W相の第1爪形ティースWP1、TP1に対して、電気角120°の位置に磁極N(N11及びN25の左端)が配置されている。このため、コイル32U、32V、32W、32R、32S、32Tに上述の3相電流を流すと、回転磁界は時計方向になるので、第1回転子10は時計方向に駆動される。なお、回転速度は3相電流の周波数の1/14となる。
The relationship between the first claw tooth group and the first rotor will be described. Since the first rotor has 28 poles, the mechanical angle per pole is 12.86 ° (360 ° / 28), and the electrical angle is naturally 180 °. Further, since the pitch of the claw-shaped teeth is the same as that of the magnetic pole, the mechanical angle is 12.86 ° and the electrical angle is 180 °. The electrical angle between the columnar cores is 120 ° (mechanical angle 8.57 °). Since the same U-phase current flows through the
第2爪形ティース群と第2回転子の関係について説明する。第2回転子20の磁極の数は14であり、第2爪形ティースの総数も12と少ない。この場合、1極あたりの機械角は25.71°(360°/14)、電気角180°であり、爪形ティースのピッチも同じである。柱状コアの間隔については、第1爪形ティースと同じ機械角8.57°としているが、第2回転子の極数が14と第1回転子の1/2であるため、電気角では60°となる。U相の第2爪形ティースUP2と第2回転子20の磁極N(N29の左端)の関係を0°と考えると、U相の第2爪形ティースRP2と第2回転子20の磁極N(N37の左端)も0°である。V相の第2爪形ティースVP2、SP2に対して、電気角120°の位置に磁極N(N39及びN33の左端)がある。また、W相の第2爪形ティースWP2、TP2に対して、電気角−120°の位置に磁極N(N33及びN41の左端)が配置されている。上述したように、コイル32U、32RにU相電流を、コイル32V、32SはV相電流を、コイル32W、32TはW相電流を、U、V、Wの相順で3相電流を流すと、第2回転子10に面した表面には反時計方向に回転磁界が発生するので、第2回転子は反時計方向に回転する。
The relationship between the second claw tooth group and the second rotor will be described. The number of magnetic poles of the
本実施例を用いれば、2つの回転子を互いに異なる方向に、第2回転子20の速度を第1回転子10の速度の2倍で回転することができる特徴がある。これにより、異なる風速で回転可能とする2重回転ファンを薄形モータで実現することができる。なお、ファン装置に装着して所定方向に流体を流す場合には、ファン装置の羽根の方向とモータの回転子の回転方向を考慮することは言うまでもない。また、6つの柱状コアを用いることにより、回転に伴う振動をより低減することができるので、本実施例は静かさを要求するファン装置に適している。
If this embodiment is used, there is a feature that the two rotors can be rotated in different directions and the speed of the
図11は、図3のファン装置と比較してさらに薄形化を図った実施例である。モータ固定部材42に取り付けられたモータの固定子30の内側に配置された回転子20の内径を大きくする構造とすることにより、第2ファン47をモータの内部に内蔵している。また、固定子30の外周側に配置した第1回転子10の同一平面上に、第1ファン46が取り付けられており、第1回転子10と一体になって回転する。図11の実施例に適用するモータの例としては、図12に示す構成のものが考えられる。図12において、第1回転子10の第1磁石14の極数は14極、第2回転子20の第2磁石24の極数は8極としている。また、固定子コア37、38において、第1爪形ティース群、第2爪形ティース群のティース総数はそれぞれ12、6にしている。ここで、図13に固定子コア38の外観図を示す。このような構造の固定子に対して、コイル32U、32V、32WにU、V、Wの相順で3相電流を流すと、図6、図10で説明した原理と同様に、第1回転子10は反時計方向に回転する。その回転周波数は3相電流の周波数の1/7となる。また、第2回転子20についても、反時計方向に、回転速度は3相電流の周波数の1/4で回転する。
FIG. 11 shows an embodiment in which the thickness is further reduced as compared with the fan device of FIG. The
この実施例を用いれば、羽根をモータと同一平面に配置できるので、より偏平の構造でファン装置を実現できる利点がある。また、この実施例では、2つの回転子を1組のコイルで、同一方向に異なる回転速度で回転することができるので、より適切な薄形モータのシステムに適用できる。 If this Example is used, since a blade | wing can be arrange | positioned on the same plane as a motor, there exists an advantage which can implement | achieve a fan apparatus with a more flat structure. Further, in this embodiment, the two rotors can be rotated at different rotational speeds in the same direction by one set of coils, so that it can be applied to a more appropriate thin motor system.
図14は図1から図13までの実施例と異なる他の実施例であり、回転速度と回転方向が異なるモータである。図14の第1回転子10は図4の第1回転子10と同じ構造で、16極の磁石を用いている。また、図14の第2回転子20は図7の第2回転子と同じ極数14極としている。図14の固定子コア310を図15に示す。柱状コアは3つで、図1(図4)と同じである。第1爪形ティース群、第2爪形ティース群のティース総数は、いずれも12である。従って、図14における第1回転子10と第1爪形ティース群の関係は図4の第1回転子と第1爪形ティースの場合と同じであり、第1の回転子10は回転速度が3相電流の周波数の1/8で、時計方向に回転する。これに対して、図14の第2回転子20(内転形)と第2爪形ティース群との関係は図12の第1回転子10(外転形)と第1爪形ティース群との関係と同じであり、図14の第2回転子20は反時計方向に、回転速度が3相電流の周波数の1/7に同期して回転する。
FIG. 14 shows another embodiment which is different from the embodiment shown in FIGS. 1 to 13, and is a motor having a different rotation speed and rotation direction. The
本実施例を用いることにより、2つの回転子がわずかに異なる速度で、互いに異なる方向に回転するモータを構成できる。このモータを用いて、高性能の2重反転ファンに適用することもできる。いずれの実施例でも、1組のコイルに1つの周波数の電流を流すことにより、2つの回転子を異なる方向、あるいは、異なる回転速度で回転するモータを構成できるので、小型で薄形の高性能なシステムを実現できる利点がある。 By using this embodiment, it is possible to configure a motor in which two rotors rotate in slightly different directions at slightly different speeds. This motor can also be applied to a high-performance counter rotating fan. In any of the embodiments, a motor that rotates two rotors in different directions or at different rotational speeds by passing a current of one frequency through a set of coils can be configured. There is an advantage that a simple system can be realized.
以上が、3相モータ及びファン装置に適用した実施例であるが、2相モータや多相モータに適用できることはいうまでもない。実施例で説明した原理を用いて、実施例と異なる組合せでモータを実現できることは明らかである。また、極数、ティース数、柱状コアの数についても、本実施例で限定するものではなく、本発明に基づく構成は、広く適用できる。 The above is an embodiment applied to a three-phase motor and a fan device, but it goes without saying that it can be applied to a two-phase motor or a multi-phase motor. It is obvious that a motor can be realized in a combination different from the embodiment by using the principle described in the embodiment. Further, the number of poles, the number of teeth, and the number of columnar cores are not limited in the present embodiment, and the configuration based on the present invention can be widely applied.
10:第1回転子 11:第1回転部材
12、13、14:第1磁石
20:第2回転子 21:第2回転部材
22、23、24:第2磁石
30:固定子
31、33、34、36、37、38、39、310:固定子コア
32、35:コイル
41ファンフレーム 42:モータ固定部材 43フィルタ
44、46:第1ファン 45、47:第2ファン
10: 1st rotor 11: 1st
31, 33, 34, 36, 37, 38, 39, 310:
Claims (11)
前記第1の回転子の外側に設けられ、前記回転軸を中心に回転する第2の回転子と、
前記第1の回転子の外周側であり、前記第2の回転子の内周側に設けられる固定子とを有するモータにおいて、
前記固定子を構成する固定子コアは、
前記第1の回転子と隙間をもって対向して前記回転軸方向に延在する複数の磁極面を有する第1の爪形ティースと、
前記第1の爪形ティースから外径方向に延在する環状の径方向継鉄部と、
前記径方向継鉄部から前記回転軸方向に延在する複数の磁極面を有して前記第2の回転子と隙間をもって対向する磁極面を有する第2の爪形ティースと
で形成され、
前記固定子コアを一対相互に合わせ、複数のコイルを挟んで前記固定子を構成し、
前記環状の径方向継鉄部は、前記コイルが配置される柱状の柱状コアを複数有し、
前記複数の柱状コアに配置されるコイルにて発生した磁束が前記第1の爪形ティースから前記第1の回転子に至ることで前記第1の回転子を回転させ、
前記複数の柱状コアのコイルにて発生した磁束が前記第2の爪形ティースから前記第2の回転子に至ることで前記第2の回転子を回転させ、
前記第1の爪形ティースの内の任意の爪形ティースの中心と前記回転軸の中心とを結んだ延長線上に位置しない爪形ティースを有する前記第2の爪形ティースの配列とすることを特徴とするモータ。 A first rotor that rotates about a rotation axis;
A second rotor that is provided outside the first rotor and rotates about the rotation axis;
In the motor having the stator provided on the outer peripheral side of the first rotor and on the inner peripheral side of the second rotor,
The stator core constituting the stator is
A first claw-shaped tooth having a plurality of magnetic pole faces extending in the direction of the rotation axis and facing the first rotor with a gap;
An annular radial yoke portion extending in the outer radial direction from the first claw-shaped teeth;
A plurality of magnetic pole faces extending in the direction of the rotation axis from the radial yoke portion, and formed by a second claw-shaped tooth having a magnetic pole face opposed to the second rotor with a gap;
The stator core is paired with each other, and a plurality of coils are sandwiched between the stators,
The annular radial yoke portion has a plurality of columnar columnar cores on which the coils are arranged,
The magnetic flux generated in the coils arranged in the plurality of columnar cores reaches the first rotor from the first claw-shaped teeth, and rotates the first rotor.
The magnetic flux generated in the coils of the plurality of columnar cores reaches the second rotor from the second claw-shaped teeth to rotate the second rotor ,
The arrangement of the second claw-shaped teeth having claw-shaped teeth not located on an extension line connecting the center of an arbitrary claw-shaped tooth among the first claw-shaped teeth and the center of the rotating shaft is used. Characteristic motor.
前記固定子は粉末磁性体を圧縮成型することにより成形したことを特徴とするモータ。 The motor according to claim 1 , wherein
The stator is formed by compressing and molding a powder magnetic material.
回転軸を中心として前記第1の回転翼を回転させる第1の回転子と、
前記第1の回転子の外側に設けられ、前記回転軸を中心に前記第2の回転翼を回転させ
る第2の回転子と、
第1の回転子の外周側であり、第2の回転子の内周側に設けられる固定子と
を有するモータを備えたファンにおいて、
前記固定子を構成する固定子コアは、
前記第1の回転子と隙間をもって対向して前記回転軸方向に延在する複数の磁極面を有する第1の爪形ティースと、
前記第1の爪形ティースから外径方向に延在する環状の径方向継鉄部と、
前記径方向継鉄部から前記回転軸方向に延在する複数の磁極面を有して前記第2の回転子と隙間をもって対向する磁極面を有する第2の爪形ティースと
で形成され、
前記固定子コアを一対相互に合わせ、複数のコイルを挟んで前記固定子を構成し、
前記環状の径方向継鉄部は、前記コイルが配置される柱状の柱状コアを複数有し、
前記複数の柱状コアに配置されるコイルにて発生した磁束が前記第1の爪形ティースから前記第1の回転子に至ることで前記第1の回転子を回転させ、
前記複数の柱状コアのコイルにて発生した磁束が前記第2の爪形ティースから前記第2の回転子に至ることで前記第2の回転子を回転させ、前記第1の爪形ティースの内の任意の爪形ティースの中心と前記回転軸の中心とを結んだ延長線上に位置しない爪形ティースを有する前記第2の爪形ティースの配列とするモータであり、
前記第1の回転翼と前記第2の回転翼の回転によって前記モータの回転軸方向に流れる流体が含む物体を除去するフィルタと、
前記モータの固定子を取り付けるモータ固定部材と、
前記フィルタ、前記モータ固定部材とを支持するファンフレームと
を有することを特徴とするファン。 A first rotor, a second rotor, a first rotor for rotating the first rotor around the rotation axis;
A second rotor that is provided outside the first rotor and rotates the second rotor blade about the rotation axis;
In a fan provided with a motor having an outer peripheral side of the first rotor and a stator provided on the inner peripheral side of the second rotor,
The stator core constituting the stator is
A first claw-shaped tooth having a plurality of magnetic pole faces extending in the direction of the rotation axis and facing the first rotor with a gap;
An annular radial yoke portion extending in the outer radial direction from the first claw-shaped teeth;
A plurality of magnetic pole faces extending in the direction of the rotation axis from the radial yoke portion, and formed by a second claw-shaped tooth having a magnetic pole face opposed to the second rotor with a gap;
The stator core is paired with each other, and a plurality of coils are sandwiched between the stators,
The annular radial yoke portion has a plurality of columnar columnar cores on which the coils are arranged,
The magnetic flux generated in the coils arranged in the plurality of columnar cores reaches the first rotor from the first claw-shaped teeth, and rotates the first rotor .
The magnetic flux generated by the coils of the plurality of columnar cores reaches the second rotor from the second claw-shaped teeth to rotate the second rotor, and the inside of the first claw-shaped teeth a motor shall be the sequence of the second claw-shaped teeth having a claw teeth not positioned on an extension that connects the center center and the rotational axis of any of the claw-shaped teeth of
A filter that removes an object contained in a fluid flowing in the direction of the rotation axis of the motor by the rotation of the first rotor blade and the second rotor blade;
A motor fixing member for attaching a stator of the motor;
A fan comprising: a fan frame that supports the filter and the motor fixing member.
前記第1の回転翼と前記第2の回転翼は異なる向きに同じ速度で回転することを特徴とするファン。 The fan according to claim 9 , wherein
The first rotating blade and the second rotating blade rotate in different directions at the same speed.
前記固定子は粉末磁性体を圧縮成型することにより成形したことを特徴とするファン。 The fan according to claim 9 , wherein
The fan is characterized in that the stator is formed by compression molding a powder magnetic material.
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