JP7255348B2 - ステータ、モータおよび送風装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明にかかる送風装置Aの一例を示す斜視図である。図2は、図1に示す送風装置Aの縦断面図である。図1および図2に示すように、本実施形態にかかる送風装置Aは、シーリングファンである。
支柱100は、上下に延びる中心軸Cxに沿って配置される。支柱100は、例えば、金属によって構成される筒状の部材である。支柱100の内部には、モータ200に備えられる後述の回路基板7に接続されるリード線(不図示)が配置される。なお、支柱100はセラミック等、金属以外の素材で構成されてもよい。
図1、図2に示すとおり、インペラ300は、インペラハウジング301と、複数の羽根302と、を備える。インペラ300は、軸方向上方から下方に気流を発生させる。インペラハウジング301は、支柱100に軸受6を介して回転可能に支持される。なお、インペラハウジング301は、内部に空間を有しており、インペラハウジング301の内部には、支柱100の一部およびモータ200が配置される。
次に、モータ200の構成について説明する。図3は、モータ200の中心軸Cxと直交する面で切断した断面図である。図2、図3に示すとおり、モータ200は、ロータ1と、ステータ2と、を備える。以下に、ロータ1およびステータ2の各部の詳細について説明する。モータ200のステータ2は、ロータ1の内周面と径方向に対向する。つまり、モータ200は、アウターロータ型のDCブラシレスモータである。
図2、図3に示すように、ロータ1はロータコア11と、ロータハウジング12と、ロータマグネット13と、を備える。ロータマグネット13は、S極またはN極が周方向に交互に配置されている。
次にステータ2について図面を参照して説明する。図4は、コイル部5を取り外した状態のステータ2の平面図である。図5は、ステータコア3の斜視図である。図6は、導線の巻回しの手順を示すティース部の概略図である。
図5に示すように、ステータコア3は電磁鋼板などで構成された複数のステータ片30を軸方向に積層して構成される。なお、説明を容易にするため、図5に示すステータ片30では、後述するコアバック部31およびティース部32の寸法に対する軸方向厚さを、実際のステータ片30よりも厚く図示している。
図5に示すように、コアバック部31は、中心線が中心軸Cxと一致する環状である。すなわち、ステータコア3は、環状のコアバック部31を有する。コアバック部31は中央に、中心軸に沿って延びる貫通孔311を有する。図2に示すように、モータ200において、貫通孔311には、支柱100が挿入され、コアバック部31は支柱100に固定される。例えば、支柱100は、貫通孔311に圧入で固定される。しかしながら、コアバック部31の支柱100への固定は、圧入に限定されず、例えば、接着、溶接等、支柱100にコアバック部31を確実に固定できる方法を広く採用できる。
図2、図3に示すとおり、複数のティース部32は、コアバック部31の径方向外縁から径方向外方へ向けて突出する。ティース部32は、U相ティース部、V相ティース部及びW相ティース部をそれぞれ同数備える。なお、以下の説明では、各相のティース部をまとめて単にティース部32とする。また、図4、図5等に示すように、ステータコア3には、例えば、各相のティース部32が3つずつ、合計9個のティース部32が備えられる。なお、ステータ2は、U相のティース部32、V相のティース部32およびW相のティース部32が上方から見て反時計回りに順に配置される。すなわち、ステータコア3は、コアバック部31から径方向に延び、周方向に配列される複数個のティース部32を有する。
図4に示すように、インシュレータ4は、樹脂の成型体である。インシュレータ4は、ステータコア3とコイル部5とを絶縁する。詳細は後述するがコイル部5は、ティース部32の内ティース部321、第1外ティース部323、第2外ティース部324および第3外ティース部325のそれぞれに導線を巻きまわして形成される。そのため、インシュレータ4は、少なくとも、内ティース部321、連結部322、第1外ティース部323、第2外ティース部324および第3外ティース部325を覆う。
コイル部5は、ティース部32の内ティース部321、第1外ティース部323、第2外ティース部324および第3外ティース部325のそれぞれに導線を巻きまわすことで形成される。コイル部5は、内コイル部51と、第1外コイル部52、第2外コイル部53および第3外コイル部54と、を含む。第1外コイル部52は導線を第1外ティース部323に巻きまわして形成される。第2外コイル部53は導線を第2外ティース部324に巻きまわして形成される。さらに、第3外コイル部54は導線を第3外ティース部325に巻きまわして形成される。
モータ200は、コイル部5に電流を供給するための配線が形成された配線基板7を備える。図2に示すように配線基板7は、軸方向においてステータ2の下方に配置される。上述したとおり、ステータ2において、内コイル部51の巻線層は、外コイル部52、53、54それぞれの巻線層よりも多い。そのため、ステータ2では、径方向外側の厚みが、内側に比べて薄い。つまり、ステータ2の軸方向下方では、外コイル部52、53、54の下部とインペラハウジング301との間に隙間が形成される。この外コイル部52、53、54の下部の隙間に配線基板7が配置される。
図2に示すとおり、ロータ1をインペラハウジング301のロータ取付部307に取り付ける。なお、ロータ1のロータ取付部307への取り付けは、ロータ取付部307のロータ取付筒部309にロータハウジング12を圧入することで固定してもよいし、接着、溶接等の固定方法を利用して固定してもよい。
以上示した、巻線方向を有するコイル部5に電流を流したときの磁力の状態について図面を参照して説明する。図7は、ティース部の内コイル部及び外コイル部に電流を流したときに発生する磁力の流れを示す図である。図7では、磁力の流れを矢線で示す。コイル部5に電流を供給することで、磁力が発生する。図7では、第1外コイル部52から第2外コイル部53に流れる電流を供給している。これにより、内コイル部51、第1外コイル部52および第3外コイル部54は、径方向内側がN極に励磁される。また、第2外コイル部53は径方向外側がN極に励磁される。
本発明にかかるステータの変形例について図面を参照して説明する。図8は、ステータコアの変形例を示す平面図である。図8に示すステータコア3aは、コアバック部31aの構成がステータコア3のコアバック部31と異なる。これ以外の点については、図5等に示すステータコア3と同じ構成を有する。そのため、ステータコア3aにおいて、ステータコア3と実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
11 ロータコア
12 ロータハウジング
13 ロータマグネット
14 シールド部材
2 ステータ
3 ステータコア
30 ステータ片
31 コアバック部
311 貫通孔
312 分割コアバック
32 ティース部
321 内ティース部
322 連結部
323 第1外ティース部
324 第2外ティース部
325 第3外ティース部
326 アンブレラ部
33 分割コア
3a ステータコア
31a コアバック部
4 インシュレータ
40 カバー部
41 突出部
42 壁部
5 コイル部
50a 第1わたり線
50b 第2わたり線
50c 第3わたり線
50d 第4わたり線
51 内コイル部
52 第1外コイル部
53 第2外コイル部
54 第3外コイル部
6 軸受
61 外輪
62 内輪
7 配線基板
100 支柱
101 ベース部
110 ロータ片
200 モータ
300 インペラ
301 インペラハウジング
302 羽根
303 軸受取付部
304 蓋部
305 胴部
306 貫通孔
307 ロータ取付部
308 ロータ取付蓋部
309 ロータ取付筒部
3221 傾斜部
A 送風装置
Cx 中心軸
Claims (10)
- ステータコアと、
前記ステータコアの一部に導線を巻きまわして形成されるコイル部と、を有するステータであって、
前記ステータコアは、
環状のコアバック部と、
前記コアバック部から径方向外側に接続されて周方向に配列される複数個のティース部と、を有し、
前記各ティース部は、
前記コアバック部の径方向外面から径方向外側に延びる内ティース部と、
前記内ティース部の径方向外側の端部に接続して周方向に延びる連結部と、
前記連結部の径方向外面から径方向外側に延びるとともに周方向に配列された3個以上の外ティース部と、を有し、
前記コイル部は、
前記内ティース部に導線を巻きまわして形成された内コイル部と、
前記外ティース部に導線を巻きまわして形成された複数の外コイル部と、
を有し、
各前記ティース部において、前記内コイル部および複数の前記外コイル部は1本の導線で形成されるステータ。 - 周方向に隣り合う前記外コイル部の導線の巻き方向が互いに逆方向である請求項1に記載のステータ。
- 前記内ティース部の個数は、前記外ティース部の個数未満である請求項1または請求項2に記載のステータ。
- 前記各ティース部は、
1個の前記内ティース部と、
周方向に並んで配置された3個の前記外ティース部と、を有し、
周方向中央に配置される外コイル部の導線の巻き方向が、前記内コイル部の導線の巻き方向と逆方向である請求項1または請求項2に記載のステータ。 - 前記連結部の周方向両端部は、径方向内側に向かうにつれて周方向における前記連結部の中央側に傾斜する傾斜部を有する請求項1から請求項5のいずれかに記載のステータ。
- 前記コアバック部は複数の分割コアバック部を周方向に連結して形成され、
前記分割コアバック部には、少なくとも1個の前記ティース部が径方向外側に接続される請求項1から請求項5のいずれかに記載のステータ。 - 前記ステータコアを覆うインシュレータをさらに有し、
前記インシュレータは、前記ステータコアの前記連結部の軸方向端面の少なくとも一方を覆い、
前記インシュレータは、前記連結部を覆う部分に軸方向に突出した突出部を有する請求項1から請求項6のいずれかに記載のステータ。 - 前記内コイル部および前記外コイル部は、いずれも導線を複数段巻きまわして形成され、
前記内コイル部の巻線の段数が前記外コイル部の巻線の段数よりも多い請求項1から請求項7のいずれかに記載のステータ。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載のステータと、
前記ステータと径方向に対向するとともに前記ステータに対して回転可能に支持されるロータと、を有するモータ。 - 請求項9に記載のモータと、
前記ロータに取り付けられたインペラと、を備える送風装置。
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