JP5799910B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスモータに関するものである。

従来のブラシレスモータでは、固定子巻線を構成する固定子と、フレームに固定される固定部と、回転子巻線を構成する回転子と、回転軸に支持される回転部と、回転部に設けられたＡＣ／ＤＣコンバータ回路とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいて、固定子から回転部に電磁誘導により非接触で交流電力を伝送すると、この伝送される交流電力がＡＣ／ＤＣコンバータ回路によって直流電力に変換される。この変換される直流電力が回転子巻線に供給されて、回転子巻線により磁極が形成される。固定子巻線にはインバータ回路から出力される信号が供給されて固定子巻線から発生する磁束が発生する。これにより、回転子が回転することになる。

特開２０１０−１３０７７７号公報

上記特許文献１のブラシレスモータでは、固定子から回転部に伝送される交流電力を直流電力に変換するために、ＡＣ−ＤＣ変換回路を回転部に設けることが必要になる。このため、体格が大きくなり、また構造が複雑になる。

本発明は上記点に鑑みて、小型で、かつ簡易な構造のブラシレスモータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転軸（３１）を中心とする円周方向に並べられる複数相の受電コイル（３４ａ、３４ｂ、・・・３４ｆ）と、
前記複数相の受電コイルに対して前記回転軸の径方向に配置されて、前記円周方向に並べられる複数相の送電コイル（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と、
導体と不導体とを備え、前記複数相の受電コイルと前記複数相の送電コイルとの間にて前記導体と前記不導体とが前記円周方向に並べられている筒部材（３８）と、
前記受電コイルに対して前記送電コイルから相毎に前記筒部材を通して高周波交流電力を磁界共鳴型の電磁誘導によって送電させる送電制御手段（６０）と、を備え、
前記複数相の受電コイルおよび前記筒部材のうち一方の部材が前記回転軸に支持されて、かつ他方の部材が前記回転軸から独立するように構成されているブラシレスモータであって、
前記送電制御手段が前記送電コイルから前記受電コイルに前記相毎に高周波交流電力を送電させる際に、前記受電コイルに対向する位置に前記不導体と前記導体とが配置されたときに、この配置された前記導体と前記受電コイルとの間には、前記高周波交流電力に基づいて回転力が発生し、
前記送電制御手段は、前記導体に対して回転力を発生させる前記受電コイルを前記円周方向の一方側に移動させるように、前記受電コイルに対して前記送電コイルから高周波交流電力を前記相毎に送電させることにより、前記複数相の受電コイルおよび前記筒部材のうち前記一方の部材を前記円周方向の他方側に回転させるようになっていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、送電コイルから受電コイルに相毎に磁界共鳴型の電磁誘導によって高周波交流電力を送電させる際に、導体と受電コイルとの間に生じる回転力を利用することにより、回転軸を回転させることができる。したがって、モータ内部にＡＣ−ＤＣコンバータ回路等を配置することなく、ブラシレスモータを構成することができる。このため、小型で、かつ簡易な構造のブラシレスモータを提供することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態におけるダクトファンの断面構造を示す図である。 第１実施形態におけるダクトファンの断面構造を示す図である。 図２中の円筒状部材単体の上面図である。 図３中の部分Ａの拡大図である。 図２中の円筒状部材単体の側面上面図である。 第１実施形態におけるダクトファンの電気回路図である。 第１実施形態におけるダクトファンの作動を説明するための図表である。 第１実施形態におけるダクトファンの作動を説明するための図である。 本発明の第２実施形態におけるダクトファンの断面構造を示す図である。 本発明の第３実施形態におけるダクトファンの断面構造を示す図である。 本発明の第４実施形態におけるダクトファンの断面構造を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１、図２に本発明に係るダクトファン１の第１実施形態を示す。図１は図２中Ａ−Ａ断面図であり、図２は図１中Ｂ−Ｂ断面図である。

ダクトファン１は、図１および図２に示すように、ファン２、およびファン２を駆動するブラシレスモータ３から構成されている。

ファン２は、円筒ダクト４内に配置されている。ファン２は、複数枚のブレード２１、および筒部２２を備える。複数枚のブレード２１は、筒部２２の軸線を中心とする円周方向に等間隔にて並べられている。複数枚のブレード２１は、空気に対して回転エネルギを与える役割を果たす。本実施形態では、８枚のブレード２１が用いられている。筒部２２は、複数枚のブレード２１のそれぞれを支持するように構成されている。

ここで、筒部２２の軸線方向一方側には、蓋部２２ａが設けられている。蓋部２２ａの貫通孔には、ブラシレスモータ３の回転軸３１が嵌め込まれている。筒部２２は、ブラシレスモータ３の回転軸３１の回転力を複数枚のブレード２１に伝える役割を果たす。

筒部２２は、その軸線方向が円筒ダクト４の軸線方向に対して一致するように配置されている。ブラシレスモータ３の回転軸３１は、その軸線方向が円筒ダクト４の軸線方向に対して一致するように配置されている。

ブラシレスモータ３は、三相型のモータを構成するものであって、回転部３２を備える。回転部３２は、回転軸３１、および樹脂製の回転子３３を備える。回転子３３は、筒部材３３Ａおよび突起部（ティース）３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆから構成されている。

筒部材３３Ａの中空部には、回転軸３１が圧入されて筒部材３３ａと回転軸３１との間が固定されている。筒部材３３ａは、その軸線方向が回転軸３１の軸線方向に対して一致するように形成されている。

突起部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆは、それぞれ、筒部材３３ａから径方向外側に突出するように形成されている。突起部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆは、それぞれ、回転軸３１の軸線を中心とする円周方向において等間隔に並べられている。

突起部３３ａの先端側には、Ｕ相受電コイル３４ａが巻かれている。突起部３３ｂの先端側には、Ｖ相受電コイル３４ｂが巻かれている。突起部３３ｃの先端側には、Ｗ相受電コイル３４ｃが巻かれている。突起部３３ｄの先端側には、Ｕ相受電コイル３４ｄが巻かれている。突起部３３ｅの先端側には、Ｖ相受電コイル３４ｅが巻かれている。突起部３３ｆの先端側には、Ｗ相受電コイル３４ｆが巻かれている。

Ｕ相受電コイル３４ａ、３４ｄは、回転軸３１を挟んで対向するように配置されている。Ｖ相受電コイル３４ｂ、３４ｅは、回転軸３１を挟んで対向するように配置されている。Ｗ相受電コイル３４ｃ、３４ｆは、回転軸３１を挟んで対向するように配置されている。

Ｕ相受電コイル３４ａ、Ｖ相受電コイル３４ｂ、Ｗ相受電コイル３４ｃ、Ｕ相受電コイル３４ｄ、Ｖ相受電コイル３４ｅ、Ｗ相受電コイル３４ｆが回転軸３１を中心とする円周方向に等間隔に並べられていることになる。

ブラシレスモータ３は、図２に示すように、固定部３５を備える。固定部３５は、円筒ダクト４内に配置されている。固定部３５は、フロントハウジング３６、リアハウジング３７、および円筒状部材３８を備える。

円筒状部材３８は、その軸線方向が回転軸３１の軸線方向に対して一致するように形成されている。円筒状部材３８は、その軸線方向他方側がステー５によって支えられている。本実施形態の円筒状部材３８は、樹脂材料などの電気絶縁材料からなる。

円筒状部材３８の外面には、導体膜３９ａ、３９ｂが接着（或いは、蒸着）されている。導体膜３９ａ、３９ｂは、アルミニウム等の導電性材料によって矩形状に形成されているものである。

ここで、円筒状部材３８の外表面を円周方向にて４等分した場合に、円周方向に並べられる４つの領域を、第１の領域Ｘ１、第２の領域Ｘ２、第３の領域Ｘ３、第４の領域Ｘ４とすると、導体膜３９ａは、第１の領域Ｘ１に配置され、導体膜３９ｂは、第３の領域Ｘ３に配置されている。このため、導体膜３９ａ、第２の領域Ｘ２、導体膜３９ｂ、第４の領域Ｘ４が円周方向に並べられている。導体膜３９ａ、３９ｂがそれぞれ導体を構成している。第２の領域Ｘ２が不導体を構成し、第４の領域Ｘ４が不導体を構成する。このことにより、導体（３９ａ、３９ｂ）、および不導体（Ｘ２、Ｘ４）が円周方向に交互に並べられることになる。

ステー５は、回転軸３１の軸線方向に直交するように配置されている板部材である。ステー５には、通気孔５ａが設けられている。

フロントハウジング３６は、円筒状部材３８のうち軸線方向一方側の開口部を塞ぐように形成されている円板状部材である。フロントハウジング３６には、軸線方向一方側に凹む凹部３６ａが設けられている。凹部３６ａ内には、ベアリング５０ａが配置されている。ベアリング５０ａは、回転軸３１の軸線を中心とするリング状に形成されている。このことにより、フロントハウジング３６がベアリング５０ａを介して回転軸３１を回転自在に支持することになる。

フロントハウジング３６、および円筒状部材３８の間を固定するために、フロントハウジング３６には、円筒状部材３８の８個の穴部３８ａ（図３参照）にそれぞれ嵌め込まれる８個の突起部が設けられている。

リアハウジング３７は、円筒状部材３８のうち軸線方向他方側の開口部を塞ぐように形成されている円板状部材である。リアハウジング３７は、軸線方向他方側に凹む凹部３７ａが設けられている。凹部３７ａ内には、ベアリング５０ｂが配置されている。ベアリング３８ｂは、回転軸３１の軸線を中心とするリング状に形成されている。このことにより、リアハウジング３７がベアリング５０ｂを介して回転軸３１を回転自在に支持することになる。

リアハウジング３７、および円筒状部材３８の間を固定するために、フロントハウジング３６には、円筒状部材３８の８個の穴部３８ｂ（図５中３個の穴部３８ｂを示す）にそれぞれ嵌め込まれる８個の突起部が設けられている。

図１のブラシレスモータ３は、Ｕ相送電コイル４０ａ、Ｖ相送電コイル４０ｂ、Ｗ相送電コイル４０ｃを備える。Ｕ相送電コイル４０ａは、円筒ダクト４の突起部４１ａに巻かれている。Ｖ相送電コイル４０ｂは、円筒ダクト４の突起部４１ｂに巻かれている。Ｗ相送電コイル４０ｃは、円筒ダクト４の突起部４１ｃに巻かれている。突起部４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、それぞれ、円筒ダクト４から径方向外側に突出するように形成されている。突起部４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、円筒ダクト４の軸線（回転軸３１の軸線）を中心とする円周方向に並べられている。このことにより、Ｕ相送電コイル４０ａ、Ｖ相送電コイル４０ｂ、Ｗ相送電コイル４０ｃが円周方向に並べられていることになる。

次に、本実施形態のブラシレスモータ３の電気回路構成について図６を参照して説明する。図６は、ブラシレスモータ３の電気回路構成を示す図である。

Ｕ相送電コイル４０ａは、コンデンサ５１ａとともに、共振回路５４ａを構成する。Ｖ相送電コイル４０ｂは、コンデンサ５１ｂとともに、共振回路５４ｂを構成する。Ｗ相送電コイル４０ｃは、コンデンサ５１ｃとともに、共振回路５４ｃを構成する。

高周波交流電源５３ａ、５３ｂ、５３ｃは、それぞれ異なる固有周波数にて発振して所定の固有周波数の高周波交流電圧をそれぞれ発生する。共振回路５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、それぞれ相違する共振周波数を有する。

Ｕ相受電コイル３４ａは、コンデンサ５５ａとともに、共振回路５６ａを構成する。Ｕ相受電コイル３４ｄは、コンデンサ５５ｄとともに、共振回路５６ｄを構成する。

ここで、共振回路５６ａ、５６ｄは、それぞれ同一の共振周波数を有しており、これらが共振することで発生する磁界共鳴周波数により、高効率で無線給電することができる。高周波交流電源５３ａの周波数は、共振回路５６ａ（或いは、５６ｄ）と共振回路５４ａとの間で発生する磁界共鳴周波数に設定されている。

なお、磁界共鳴は、特開２０１１−２０００５２号公報に記載されているように、周知のものである。

Ｖ相受電コイル３４ｂは、コンデンサ５５ｂとともに、共振回路５６ｂを構成する。Ｖ相受電コイル３４ｅは、コンデンサ５５ｅとともに、共振回路５６ｅを構成する。

ここで、共振回路５６ｂ、５６ｅは、それぞれ同一の共振周波数を有しており、これらが共振することで発生する磁界共鳴周波数により、高効率で無線給電することができる。高周波交流電源５３ｂの周波数は、共振回路５６ｂ（或いは、５６ｅ）と共振回路５４ｂとの間で発生する磁界共鳴周波数に設定されている。

Ｗ相受電コイル３４ｃは、コンデンサ５５ｃとともに、共振回路５６ｃを構成する。Ｗ相受電コイル３４ｆは、コンデンサ５５ｆとともに、共振回路５６ｆを構成する。

ここで、共振回路５６ｃ、５６ｆは、それぞれ同一の共振周波数を有しており、これらが共振することで発生する磁界共鳴周波数により、高効率で無線給電することができる。高周波交流電源５３ｃの周波数は、共振回路５６ｃ（或いは、５６ｆ）と共振回路５４ｃとの間で発生する磁界共鳴周波数に設定されている。

制御回路６０は、スイッチ５２ａ、５２ｂ、５２ｃをオン／オフ制御する。スイッチ５２ａは、高周波交流電源５３ａとコンデンサ５１ａとの間を接続／開放する。スイッチ５２ｂは、高周波交流電源５３ｂとコンデンサ５１ｂとの間を接続／開放する。スイッチ５２ｃは、高周波交流電源５３ｃとコンデンサ５１ｃとの間を接続／開放する。

次の本実施形態のブラシレスモータ３の作動について図７、図８を参照して説明する。

図７は、第１状態（Ｓ１）、第２状態（Ｓ２）、第３状態（Ｓ３）におけるＵ相受電コイル３４ａ、３４ｄ、Ｖ相受電コイル３４ｂ、３４ｅ、Ｗ相受電コイル３４ｃ、３４ｆの作動状態を示す図表である。図７中の“ＯＮ”は受電コイルが電力を受電している旨を示し、“ＯＦＦ”は、受電コイルが電力の受電を停止している旨を示している。

まず、第１状態（Ｓ１）では、制御回路６０は、スイッチ５２ｃをオンする。このため、高周波交流電源５３ｃとコンデンサ５１ｃとの間が接続される。したがって、共振回路５４ｃ、５６ｃとの間では、高周波交流電源５３ｃから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｗ相送電コイル４０ｃからＷ相受電コイル３４ｃに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｗ相送電コイル４０ｃとＷ相受電コイル３４ｃとの間では、導体（３９ｂ）および不導体（Ｘ２）が配置されている。導体（３９ｂ）には、W相受電コイル３４ｃの交流磁場によって誘起された渦電流が流れる。これに伴い、Ｗ相受電コイル３４ｃと導体（３９ｂ）との間には、矢印ｂのように、径方向に傾斜する方向に電磁力が発生する（フレミング左手の法則）。この電磁力のうち円周方向の成分がＷ相受電コイル３４ｃの回転力として機能する。

共振回路５４ｃ、５６ｆとの間では、高周波交流電源５３ｃから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｗ相送電コイル４０ｃからＷ相受電コイル３４ｆに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｗ相受電コイル３４ｆには、前記送電による交流磁場が形成される。Ｗ相送電コイル４０ｃとＷ相受電コイル３４ｆとの間には、導体（３９ａ）および不導体（Ｘ４）が配置されている。導体（３９ａ）には、Ｗ交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｗ相受電コイル３４ｆと導体（３９ａ）との間には、矢印ｂのように、径方向に傾斜する方向に電磁力が発生する（フレミング左手の法則）。この電磁力のうち円周方向の成分がＷ相受電コイル３４ｃの回転力として機能する。

なお、第１状態（Ｓ１）において、制御回路６０は、スイッチ５２ａをオンする。このため、高周波交流電源５３ａとコンデンサ５１ａとの間が接続される。したがって、共振回路５４ａ、５６ａとの間では、高周波交流電源５３ａから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｕ相送電コイル４０ａからＵ相受電コイル３４ａに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｕ相送電コイル４０ａとＵ相受電コイル３４ａとの間では、導体（３９ａ）が配置されている。導体（３９ａ）には、交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｕ相受電コイル３４ａと導体（３９ａ）との間には、電磁力として斥力が発生する（フレミング左手の法則）。

一方、共振回路５４ａ、５６ｄとの間では、高周波交流電源５３ａから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｕ相送電コイル４０ａからＵ相受電コイル３４ｄに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｕ相送電コイル４０ａとＵ相受電コイル３４ａとの間には、交流磁場が形成される。Ｕ相送電コイル４０ａとＵ相受電コイル３４ｄとの間には、導体（３９ｂ）が配置されている。導体（３９ｂ）には、交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｕ相受電コイル３４ａと導体（３９ｂ）との間には、電磁力として斥力が発生する（フレミング左手の法則）。

このようにＷ相受電コイル３４ｃ、３４ｆに作用する電磁力によって回転部３２が円周方向一方側（Ａ矢印方向）に回転する。

次に、第２状態（Ｓ２）では、制御回路６０は、スイッチ５２ａをオンする。このため、高周波交流電源５３ａとコンデンサ５１ａとの間が接続される。したがって、共振回路５４ａ、５６ａとの間では、高周波交流電源５３ａから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｕ相送電コイル４０ａからＵ相受電コイル３４ａに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｕ相受電コイル３４ａに対向する位置に、導体（３９ａ）および不導体（Ｘ４）が配置されている。導体（３９ａ）には、交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｕ相受電コイル３４ａと導体（３９ａ）との間には、矢印ｂのように、径方向に傾斜する方向に電磁力が発生する（フレミング左手の法則）。この電磁力のうち円周方向の成分がＵ相受電コイル３４ａの回転力として機能する。

一方、共振回路５４ａ、５６ｄとの間では、高周波交流電源５３ａから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｕ相送電コイル４０ａからＵ相受電コイル３４ｄに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｕ相受電コイル３４ｄには前記送電による、交流磁場が形成される。Ｕ相受電コイル３４ｄに対向する位置には、導体（３９ｂ）および不導体（Ｘ２）が配置されている。導体（３９ｂ）には、交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｕ相受電コイル３４ａと導体（３９ｂ）との間には、矢印ｂのように、径方向に傾斜する方向に電磁力が発生する。この電磁力のうち円周方向の成分がＵ相受電コイル３４ｄの回転力として機能する。

なお、第２状態（Ｓ２）では、制御回路６０は、スイッチ５２ｂをオンする。このため、高周波交流電源５３ｂとコンデンサ５１ｂとの間が接続される。したがって、共振回路５４ｂ、５６ｂとの間では、高周波交流電源５３ｂから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｖ相送電コイル４０ｂからＶ相受電コイル３４ｂに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｖ相受電コイル３４ｂに対向する位置に、導体（３９ｂ）が配置されている。導体（３９ｂ）には、交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｖ相受電コイル３４ｂと導体（３９ｂ）との間には、電磁力として斥力が発生する。

共振回路５４ｂ、５６ｅとの間では、高周波交流電源５３ｂから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｖ相送電コイル４０ｂからＶ相受電コイル３４ｅに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｖ相受電コイル３４ｅには前記送電による交流磁場が形成される。Ｖ相送電コイル４０ｂとＶ相受電コイル３４ｅとの間には、導体（３９ｂ）が配置されている。導体（３９ｂ）には、交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｖ相受電コイル３４ｅと導体（３９ｂ）との間には、電磁力として斥力が発生する。

このようにＵ相受電コイル３４ａ、３４ｄに作用する電磁力によって回転部３２が円周方向一方側（Ａ矢印方向）に回転する。

次の第３状態（Ｓ３）では、制御回路６０は、スイッチ５２ｂをオンする。このため、高周波交流電源５３ｂとコンデンサ５１ｂとの間が接続される。したがって、共振回路５４ｂ、５６ｂとの間では、高周波交流電源５３ｂから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｖ相送電コイル４０ｂからＶ相受電コイル３４ｂに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｖ相受電コイル３４ｂに対向する位置には、導体（３９ａ）および不導体（Ｘ４）が配置されている。導体（３９ａ）には、交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｖ相受電コイル３４ｂと導体（３９ａ）との間には、矢印ｂのように、径方向に傾斜する方向に電磁力が発生する（フレミング左手の法則）。この電磁力のうち円周方向の成分がＶ相受電コイル３４ｂの回転力として機能する。

一方、共振回路５４ｂ、５６ｅとの間では、高周波交流電源５３ｂから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｖ相送電コイル４０ｂからＶ相受電コイル３４ｅに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｖ相送電コイル４０ｂとＶ相受電コイル３４ｅとの間には、交流磁場が形成される。Ｖ相送電コイル４０ｂとＶ相受電コイル３４ｅとの間には、導体（３９ｂ）および不導体（Ｘ２）が配置されている。導体（３９ｂ）には、交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｖ相受電コイル３４ｅと導体（３９ｂ）との間には、矢印ｂのように、径方向に傾斜する方向に電磁力が発生する。この電磁力のうち円周方向の成分がＶ相受電コイル３４ｅの回転力として機能する。

なお、第２状態（Ｓ２）では、制御回路６０は、スイッチ５２ｃをオンする。このため、高周波交流電源５３ｃとコンデンサ５１ｃとの間が接続される。したがって、共振回路５４ｃ、５６ｃとの間では、高周波交流電源５３ｃから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｗ相送電コイル４０ｃからＷ相受電コイル３４ｃに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｗ相送電コイル４０ｃとＷ相受電コイル３４ｃとの間では、導体（３９ａ）が配置されている。導体（３９ａ）には、交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｗ相受電コイル３４ｃと導体（３９ａ）との間には、電磁力として斥力が発生する。

共振回路５４ｃ、５６ｆとの間では、高周波交流電源５３ｃから出力される高周波交流電力によって磁界共鳴は生じる。これにより、Ｗ相送電コイル４０ｃからＷ相受電コイル３４ｆに高周波交流電力が磁界共鳴型の電磁誘導によって送電される。

このとき、Ｗ相送電コイル４０ｃとＷ相受電コイル３４ｆとの間には、交流磁場が形成される。Ｗ相送電コイル４０ｃとＷ相受電コイル３４ｆとの間には、導体（３９ｂ）が配置されている。導体（３９ｂ）には、交流磁場によって渦電流が流れる。これに伴い、Ｗ相受電コイル３４ｆと導体（３９ｂ）との間には、電磁力として斥力が発生する。

このようにＶ相受電コイル３４ｂ、３４ｅに作用する電磁力によって回転部３２が円周方向一方側（Ａ矢印方向）に回転する。

その後、第１状態（Ｓ１）→第２状態（Ｓ２）→第３状態（Ｓ３）→第１状態（Ｓ１）・・・の順に状態が変遷して制御回路６０がスイッチ５２ａ、５２ｂ、５２ｃを順次、オン／オフする。このため、導体（３９ａ、３９ｂ）に対して回転力を発生させる受電コイルが受電Ｗ相コイル３４ｃ、３４ｆ→受電Ｕ相コイル３４ａ、３４ｄ→受電Ｖ相コイル３４ｂ、３４ｅ→受電Ｗ相コイル３４ｃ、３４ｆ→受電Ｕ相コイル３４ａ、３４ｄ・・・の順に変遷する。すなわち、導体（３９ａ、３９ｂ）に対して回転力を発生させる受電コイルを円周方向の一方側（Ａ矢印の反対方向）に移動することになる。これにより、受電コイルと導体との間に回転力が電磁力として発生して、回転部３２が円周方向一方側（Ａ矢印方向）に回転することになる。これに伴い、回転軸３１が回転する。この回転軸３１に伴って８枚のブレード２１が回転する。このため、円筒ダクト４内に空気流れが
生じる。

以上説明した本実施形態によれば、回転軸３１を中心とする円周方向に並べられる３相受電コイル（３４ａ、３４ｂ、・・・３４ｆ）と、３相受電コイルに対して回転軸３１の径方向外側に配置されて、円周方向に並べられる３相送電コイル（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と、２つの導体（３９ａ、３９ｂ）と２つの不導体（Ｘ２、Ｘ４）とを備え、３相受電コイルと３相送電コイルとの間にて導体と不導体とが円周方向に交互に並べられている円筒状部材３８と、受電コイルに対して送電コイルから相毎に円筒状部材３８を通して高周波交流電力を磁界共鳴型の電磁誘導によって送電させる制御回路６０と、を備える。制御回路６０が送電コイル（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）から受電コイル（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ・・・・３４ｆ）に相毎に高周波交流電力を送電させる際に、受電コイルに対向する位置に不導体（Ｘ２、Ｘ４）と導体（３９ａ、３９ｂ）とが配置されたときに、この配置された導体と受電コイルとの間には、高周波交流電力に基づいて回転力が発生する。制御回路６０は、導体に対して回転力を発生させる受電コイルを円周方向の一方側（Ａ矢印の反対方向）に移動させるように、受電コイルに対して送電コイルから高周波交流電力を相毎に送電させる。これにより、回転部３２が円周方向の他方側に回転させることになる。

したがって、送電コイル４０ａ、４０ｂ、４０ｃから受電コイルコイル３４ａ、３９ｂ、・・・３４ｆに磁界共鳴型の電磁誘導によって高周波交流電力を送電させる際に、導体と対向受電コイルとの間に生じる回転力を利用することにより、回転軸３１を回転させることができる。したがって、モータ内部にＡＣ−ＤＣコンバータ回路等を配置することなく、ブラシレスモータを構成することができる。このため、小型で、かつ簡易な構造のブラシレスモータを提供することができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、Ｕ相受電コイル３４ａ、３４ｄ、Ｖ相受電コイル３４ｂ、３４ｅ、Ｗ相受電コイル３４ｃ、３４ｆを回転軸３１に支持され、かつ導体（３９ａ、３９ｂ）、および不導体（Ｘ２、Ｘ４）を回転軸３１から独立するように構成した例について説明したが、本実施形態では、Ｕ相受電コイル３４ａ、３４ｄ、Ｖ相受電コイル３４ｂ、３４ｅ、Ｗ相受電コイル３４ｃ、３４ｆを回転軸３１から独立し、かつ導体、および不導体が回転軸３１により支持されるように構成した例について説明する。

図９に本実施形態のダクトファン１の断面構造を示す図である。図９において、図２と同一の符号は同一のものを示し、その説明を簡素化する。

本実施形態では、導体（３９ａ、３９ｂ）、および不導体（Ｘ２、Ｘ４）が、円筒状部材３８ではなく、ファン２の筒部２２に形成されている。ファン２の筒部２２は樹脂材料からなるものである。円筒状部材３８が突起部（ティース）３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆに対して径方向内側に設けられている。フロントハウジング３６、リアハウジング３７、円筒状部材３８、およびステー５が一体化されている。

このように構成される本実施形態では、Ｖ相受電コイル３４ｂ、３４ｅ、Ｗ相受電コイル３４ｃ、３４ｆが回転軸３１から独立し、かつ導体（３９ａ、３９ｂ）、および不導体（Ｘ２、Ｘ４）を回転軸３１により支持されるように構成されている。このため、上記第１実施形態と同様に、送電コイルが、受電コイルに対して磁界共鳴型の電磁誘導によって相毎に高周波交流電力を送電することにより、受電コイルと導体との間で回転力が発生する。これにより、回転軸３１、ファン２の筒部２２、および複数枚のブレード２１が回転して、円筒ダクト４内に空気流が発生する。これにより、モータ内部にＡＣ−ＤＣコンバータ回路等を配置することなく、ブラシレスモータ１を構成することができる。このため、小型で、かつ簡易な構造のブラシレスモータ１を提供することができる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、１つの回転部３３に対して送電コイル４０ａ、４０ｂ、４０ｃを設ける例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、２つの回転部３３に対して、共通の送電コイル４０ａ、４０ｂ、４０ｃを設ける例について説明する。

図１０に本実施形態のダクトファン１の断面構造を示す図である。図１０において、図２と同一の符号は同一のものを示し、その説明を簡素化する。

本実施形態では、２つの回転部３３のそれぞれに対応して固定部３５が設けられている。このことにより、回転部３３および固定部３５からなる２組のモータ部１ａが共通の送電コイル４０ａ、４０ｂ、４０ｃから送電される高周波交流電力によって駆動されることになる。

（第４実施形態）
上記第１実施形態では、受電コイル毎に共振回路を設ける例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、相毎に共振回路を設ける例について説明する。

図１１に本実施形態のダクトファン１の電気的構成を示す図である。図１１において、図６と同一の符号は同一のものを示し、その説明を簡素化する。

Ｕ相受電コイル３４ａ、３４ｄは、コンデンサ５５ａとともに共振回路５６ａを構成する。共振回路５６ａと共振回路５４ａとは互いに近い共振周波数を有するように設定されている。高周波交流電源５３ａは、共振回路５６ａと共振回路５４ａとの間で磁界共鳴が生じるように設定されている。このため、スイッチ５２ａのオンによって、Ｕ相送電コイル４０ａからＵ相受電コイル３４ａ、３４ｄに高周波交流電力を磁界共鳴型の電磁誘導によって送電することができる。

Ｖ相受電コイル３４ｂ、３４ｅは、コンデンサ５５ｂとともに共振回路５６ｂを構成する。共振回路５６ｂと共振回路５４ｂとは互いに近い共振周波数を有するように設定されている。高周波交流電源５３ｂは、共振回路５６ｂと共振回路５４ｂとの間で磁界共鳴が生じるように設定されている。このため、スイッチ５２ｂのオンによって、Ｖ相送電コイル４０ｂからＶ相受電コイル３４ｂに高周波交流電力を磁界共鳴型の電磁誘導によって送電することができる。

Ｗ相受電コイル３４ｃ、３４ｆは、コンデンサ５５ｃとともに共振回路５６ｃを構成する。共振回路５６ｃと共振回路５４ｃとは互いに近い共振周波数を有するように設定されている。高周波交流電源５３ｃは、共振回路５６ｃと共振回路５４ｃとの間で磁界共鳴が生じるように設定されている。このため、スイッチ５２ｃのオンによって、Ｗ相送電コイル４０ｃからＷ相受電コイル３４ｃ、３４ｆに高周波交流電力を磁界共鳴型の電磁誘導によって送電することができる。

以上説明した本実施形態では、スイッチ５２ａ、５２、５２ｃをオンすることにより、送電コイルから受電コイルに磁界共鳴型の電磁誘導によって高周波交流電力を相毎に送電することができる。したがって、上記第１実施形態と同様に、制御回路６０は、導体に対して回転力を発生させる受電コイルを円周方向の一方側に移動させるように、受電コイルに対して送電コイルから高周波交流電力を相毎に送電させることにより、回転部３２を円周方向の他方側に回転させることができる。これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
上記第１〜第４の実施形態では、３相送電コイル（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）および３相受電コイル（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ）からブラシレスモータ１を構成した例について説明したが、これに限らず、相数が複数ならば、相数が３に限らず、２相送電コイルおよび２相受電コイルからブラシレスモータ１を構成してもよい。或いは、相数をＮ（＞３）としたときに、Ｎ相送電コイルおよびＮ相受電コイルからブラシレスモータ１を構成してもよい。

上記第１〜第４の実施形態では、受電コイル（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ）を送電コイル（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）に対して回転軸３１の径方向内側に配置した例について説明したが、これに代えて、受電コイル（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ）を送電コイル（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）に対して回転軸３１の径方向外側に配置してもよい。

上記第１〜第４の実施形態では、円筒状部材３８の外表面において、２つの導体（３９ａ、３９ｂ）と２つの不導体（Ｘ２、Ｘ４）とを設けた例について説明したが、これに限らず、相数をＮとしたときに、導体および不導体のそれぞれの個数は、（Ｎ−１）個以上であるならば、どのような個数でもよい。

例えば、Ｎ＞２のとき、Ｎ相送電コイルおよびＮ相受電コイル（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ）から構成されるブラシレスモータ１では、円筒状部材３８の外表面において、複数の導体（３９ａ、３９ｂ）と複数の不導体（Ｘ２、Ｘ４）とを備え、導体と不導体とが交互に円周方向に並べられていることになる。

上記第１〜第４の実施形態では、導体に対して回転力を発生する受電コイルをＡ方向と反対側に移動させるように、送電コイルから受電コイルに磁界共鳴型の電磁誘導によって高周波交流電力を相毎に送電するために、図７の表にしたがって、スイッチ５２ａ、５２ｂ、５２ｃをオン／オフする例について説明したが、これに限らず、導体と受電コイルとの間で回転力を発生させるように送電コイルから受電コイルに磁界共鳴型の電磁誘導によって高周波交流電力を相毎に送電するのであれば、どのようなスイッチングパターンでスイッチ５２ａ、５２ｂ、５２ｃを制御してもよい。

１ ダクトファン
２ ファン
３ ブラシレスモータ
４ 円筒ダクト
５ ステー
２１ ブレード
２２ 筒部
３１ 回転軸
３２ 回転部
３３ 回転子
３３Ａ 筒部材
３３ａ 突起部
３３ｂ 突起部
３３ｃ 突起部
３３ｄ 突起部
３３ｅ 突起部
３３ｆ 突起部
３４ａ Ｕ相受電コイル
３４ｄ Ｕ相受電コイル
３４ｂ Ｖ相受電コイル
３４ｅ Ｖ相受電コイル
３４ｃ Ｗ相受電コイル
３４ｆ Ｗ相受電コイル
３６ フロントハウジング
３７ リアハウジング
３８ 円筒状部材
４０ａ Ｕ相送電コイル
４０ｂ Ｖ相送電コイル
４０ｃ Ｗ相送電コイル
５１ａコンデンサ
５１ｂコンデンサ
５１ｃコンデンサ
５２ａスイッチ
５２ｂスイッチ
５２ｃスイッチ
５３ａ高周波交流電源
５３ｂ高周波交流電源
５３ｃ高周波交流電源
５４ａ共振回路
５４ｂ共振回路
５４ｃ共振回路

Claims (5)

1. 回転軸（３１）を中心とする円周方向に並べられる複数相の受電コイル（３４ａ、３４ｂ、・・・３４ｆ）と、
   前記複数相の受電コイルに対して前記回転軸の径方向に配置されて、前記円周方向に並べられる複数相の送電コイル（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）と、
   導体と不導体とを備え、前記複数相の受電コイルと前記複数相の送電コイルとの間にて前記導体と前記不導体とが前記円周方向に並べられている筒部材（３８）と、
   前記受電コイルに対して前記送電コイルから相毎に前記筒部材を通して高周波交流電力を磁界共鳴型の電磁誘導によって送電させる送電制御手段（６０）と、を備え、
   前記複数相の受電コイルおよび前記筒部材のうち一方の部材が前記回転軸に支持されて、かつ他方の部材が前記回転軸から独立するように構成されているブラシレスモータであって、
   前記送電制御手段が前記送電コイルから前記受電コイルに前記相毎に高周波交流電力を送電させる際に、前記受電コイルに対向する位置に前記不導体と前記導体とが配置されたときに、この配置された前記導体と前記受電コイルとの間には、前記高周波交流電力に基づいて回転力が発生し、
   前記送電制御手段は、前記導体に対して回転力を発生させる前記受電コイルを前記円周方向の一方側に移動させるように、前記受電コイルに対して前記送電コイルから高周波交流電力を前記相毎に送電させることにより、前記複数相の受電コイルおよび前記筒部材のうち前記一方の部材を前記円周方向の他方側に回転させるようになっていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記複数相の受電コイルは、前記受電コイル毎に、コンデンサ（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、・・・５５ｆ）とともに、共振回路（５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、・・・５６ｆ）を構成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。
3. 前記複数相の受電コイルは、相毎に、コンデンサ（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ）とともに、共振回路（５６ａ、５６ｂ、５６ｃ）を構成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。
4. 前記複数相の受電コイルは、前記円周方向に等間隔に並べていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のブラシレスモータ。
5. 前記複数相の受電コイルは、同一相毎に、前記受電コイルが２つずつ設けられており、
   前記同一相の２つの前記受電コイルは、相毎に、前記回転軸を挟んで対向するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載のブラシレスモータ。

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