JP5506811B2 - ファンモーター及びこれを備えた空気調和機 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るファンモーターを示す外観斜視図である。図2は、このファンモーターの組立斜視図である。また、図3は、このファンモーターのステーターを示す正面図である。
羽根部20は、ボス部22及び複数の羽根21を備えている。ボス部22は、羽根部20の回転中心となるものであり、その外周部には、羽根21が形成されている。また、羽根21の外周部には、略円環状のリング23が形成されている。羽根部20(羽根21、ボス部22及びリング23)は、例えば樹脂材料で一体成形される。また、ボス部22の内側には回転シャフト及びこの回転シャフトが挿入されたベアリング(図示せず)が配置されている。このベアリングの外周部は例えばハウジング50に保持されている。
なお、羽根部20を形成する材料は、樹脂材料に限らず、磁気吸引力(ローター10とステーター30との間の磁気吸引力)や空気抵抗等により変形しない剛性を確保できる材料であればよい。例えば、羽根部20を形成する材料は、金属材料等であってもよい。
ステーター30がハウジング50の角部に固定された状態においては、U相ティース32a、V相ティース32b、W相ティース32c及び補助ティース33の先端部と、ローター10の磁石11の外周面と、の間に一定のギャップが形成されている。
本実施の形態1では、ローター10とステーター30との間に発生する磁気吸引力をバランスさせるため、ハウジング50の対向する角部にステーター30を設けている。ハウジング50の対向する角部にステーター30を設けることにより、羽根部20が回転した際に振動することを抑制することができ、羽根部20が回転した際に発生する騒音を抑制することができる。
図4は、本発明の実施の形態1に係るファンモーターにおける、コギングの補助ティース幅依存性を示す特性図である。図5に示すように、補助ティース33先端幅(一方の補助ティース33の先端部から他方の補助ティース33の先端部までの幅)が電気角で15°のとき、コギングが最小となっている。したがって、本実施の形態1では、ステーター30の両端部に設けられた補助ティース33間の幅を、電気角で15°とした。なお、補助ティース33とティース32との間のスロット開口幅L1は、ティース32間のスロット開口幅L2と同じに設定している(図3)。
例えば、本実施の形態1のようにU相ティース32a、V相ティース32b及びW相ティース32cは、周方向(ローター10の回転方向)に並設されている場合、U相−V相間及びV相−W相間は、各ティース32が隣同士となるため、磁気回路の磁気抵抗は小さい。一方、U相−W相間では、ティース32の間隔が遠くなるため、磁気回路の磁気抵抗が大きくなる。このため、U相ティース32a及びW相ティース32cは、V相ティース32bに比べて、磁気抵抗が高くなる場合がある。したがって、U相ティース32a及びW相ティース32cの鎖交磁束とV相ティース32bの鎖交磁束には、差が生じてしまう。
また、本実施の形態1ではモーター40(ローター10及びステーター30)のスロットコンビネーションを示さなかったが、モーター40のスロットコンビネーションは特に限定されるものではない。例えばモーター40のスロットコンビネーションを、2:3、4:3、8:9等とすればよい。
ステーター30の配置位置や補助ティース33の形成位置を、例えば以下のようにしてもよい。なお、本実施の形態2において、特に記述しない項目については実施の形態1と同様とする。
本実施の形態2に係るファンモーター101は、ハウジング50の全ての角部(4箇所)にステーター(1つのステーター30、3つのステーター30a)が設けられている。また、ステーターのうち、1つのステーター30はその両端部に補助ティース33が設けられており、その他3つのステーター30aは補助ティースが設けられていない。これらの点が、本実施の形態2に係るファンモーター101と実施の形態2に係るファンモーター100との差異点である。その他の構成は、同様である。
つまり、ファンモーター101は、ステーター30の両端部に設けられた補助ティースにより、ステーター30及びステーター30aの端部に起因するコギングを相殺して低減している。
また、ステーター30の配置位置や補助ティース33の形成位置を、例えば以下のようにしてもよい。なお、本実施の形態3において、特に記述しない項目については実施の形態1又は実施の形態2と同様とする。
本実施の形態3に係るファンモーター102は、ステーター30bの一方の端部のみに補助ティース33が設けられている。その他の構成は、実施の形態1に係るファンモーター100と同様になっている。
これにより、同一形状のステーター30bを用いることができる。
本実施の形態3に係るファンモーター102においては、異なるステーター30bの同相コイルが直列に接続されている。これにより、U相ティース32a及びW相ティース32cの双方において鎖交磁束を増加させることができる。
ハウジングの形状を以下のようにすることで、ファンモーターをより小型化することができる。なお、本実施の形態4において、特に記述しない項目については実施の形態1〜実施の形態3と同様とする。
本実施の形態4に係るファンモーター103は、ハウジング50aにおけるステーター30bが設けられていない角部を削除している。これにより、ハウジング50aの形状は、略六角形となっている。その他の構成は、実施の形態3に係るファンモーター102と同様である。
また、ハウジングの形状を以下のようにしてもよい。なお、本実施の形態5において、特に記述しない項目については実施の形態1〜実施の形態4と同様とする。
本実施の形態5に係るファンモーター104は、略三角形状のハウジング50bとなっている。また、ハウジング50bの例えば全ての角部に、ステーター30cが設けられている。このステーター30cは、その両端部に補助ティース33が設けられている。また、ステーター30cは、ステーターコア31の両外周面のなす角度がハウジング50bの角部と略同一角度(略60°)となっている。
また、補助ティース33は全てのステーター30cに設けられている必要はなく、一部のステーター30cに設けられていてもよい。異なるステーター30cに、1つずつ補助ティース33を設けてもよい。
また、ハウジングの形状を以下のようにしてもよい。なお、本実施の形態6において、特に記述しない項目については実施の形態1〜実施の形態5と同様とする。
本実施の形態6に係るファンモーター104は、例えば略六角形状のハウジング50cとなっている。また、ハウジング50cの例えば全ての角部に、ステーター30dが設けられている。このステーター30dは、その両端部に補助ティース33が設けられている。また、ステーター30dは、ステーターコア31の両外周面のなす角度がハウジング50cの角部と略同一角度(略120°)となっている。
また、実施の形態1〜本実施の形態6では、ローター−ステーター間に発生する磁気吸引力をバランスさせるようにステーター(ステーター30〜ステーター30d)を設けたが、ローター−ステーター間に発生する磁気吸引力のバランスが崩れる位置にステーターを設けてもよい。例えば、偶数角となる多角形状のハウジングにおいて、非対称位置の角部(対向しない位置の角部)にステーターを設けてもよい。
ステーター30の配置スペースに余裕があれば、U相ティース32a、V相ティース32b及びW相ティース32cのそれぞれを複数本ずつステーターに設けてもよい。
本実施の形態7では、実施の形態1〜実施の形態6に示したファンモーターを空気調和機に用いた例について説明する。
なお、室内機200のファンモーターとして、実施の形態2〜実施の形態6に示したファンモーターを用いてももちろんよい。
まず、室内空気は、ファンモーター100によって筐体110の上部に形成されている吸込口111から室内機200内に流れ込む。このとき、フィルター113によって空気に含まれている塵埃が除去される。この室内空気は、熱交換器114を通過する際、熱交換器114内を流れる冷媒によって加熱又は冷却されて空調空気となる。そして、空調空気は、筐体110の下部に形成されている吹出口115から室内機200の外部、つまり空調対象域に吹き出されるようになっている。
Claims (5)
- 羽根部と、
該羽根部の外周部に設けられたローター、及び該ローターの外周側にギャップを介して配置され、内周面にティースが設けられたステーターを有する三相モーターと、
前記ステーター及び前記ローターの外周側を覆うように配置されたハウジングと、
を備えたファンモーターにおいて、
前記ハウジングは多角形状であり、
前記ステーターは、三相毎に前記ハウジングの角部の2箇所以上に配置され、
前記ステーターの全部の端部に、補助ティースが設けられており、
前記補助ティースが設けられた前記ステーターは、複数の前記ティースを備え、
前記補助ティースと当該補助ティースと隣り合う前記ティースとの間のスロット開口幅は、複数の前記ティースの間のスロット開口幅と同じであることを特徴とするファンモーター。 - 羽根部と、
該羽根部の外周部に設けられたローター、及び該ローターの外周側にギャップを介して配置され、内周面にティースが設けられたステーターを有する三相モーターと、
前記ステーター及び前記ローターの外周側を覆うように配置されたハウジングと、
を備えたファンモーターにおいて、
前記ハウジングは多角形状であり、
前記ステーターは、三相毎に前記ハウジングの角部の2箇所以上に配置され、
前記ステーターの全部の端部に、補助ティースが設けられており、
前記三相モーターの各相のコイルが巻き付けられた複数の前記ティースを有する前記ステーターを複数備え、
異なる前記ステーターに設けられた同相のコイルは、直列接続されていることを特徴とするファンモーター。 - 前記ステーターのうちの少なくとも2つは、対向する角部に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のファンモーター。
- 前記ステーターは、前記ハウジングの角部に隣接する2つの側面部と接して固定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のファンモーター。
- 室内空気を内部に吸い込むための吸込口及び空調空気を空調対象域に供給するための吹出口が形成された筐体と、
前記筐体内に収納された請求項1〜4のいずれか一項に記載のファンモーターと、
前記吸込口から前記ファンモーターまでの風路に配設され、前記室内空気を熱交換して前記空調空気とする熱交換器と
を備えたことを特徴とする空気調和機。
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