JP7503448B2 - アキシャルギャップ型のミニファンモータ - Google Patents
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Description
中央部に吸気口を有し、前記インペラに被さるように配置されるシュラウドと、
磁極を構成する複数のマグネットを有し、前記シャフトに固定されているロータと、
前記ロータと軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されているステータと、
を備え、
前記ステータは、
中心部に前記シャフトを回転可能に支持する軸受が設置されている基板と、
前記軸受の周りに配置された、コイルおよび鉄心からなる複数のアーマチュアと、
を有し、
長方形の断面を有する平角線をその短辺側に曲げることにより、前記平角線の短辺側が前記鉄心に接して巻回されるように、前記コイルが形成されている。
<スティック型の掃除機>
図1に、開示する技術に好適な、スティック型の掃除機1を例示する。この掃除機1は、コードレスタイプであり、内蔵するバッテリー8の電力で駆動できるように構成されている。
図2に、ミニファンモータ2を示す。ミニファンモータ2は、ファンとモータとが一体に構成されている小型の装置である。
シュラウド10は、ハット形状の外観を呈しており、環状のボトム部11と、ボトム部11の内縁に連なって、先に行くほど次第に径が小さくなるように突出したファネル部12とを有している。シュラウド10の中央に位置するファネル部12の上部に、円形の吸気口12aが形成されている。ボトム部11の裏側には、周方向に互いに間隔を隔てて配置された複数のフィン13が立設されている。
第1ロータ20は、シュラウド10よりも外径が小さく、厚みの大きな円板状の部材からなる。第1ロータ20は、外周が円形の主壁部21と、主壁部21の中心に凸設されたボス部22と、ボス部22の周囲を二重に囲む円筒状の内側周壁部23および外側周壁部24と、を有している。主壁部21、ボス部22、および周壁部は、金属などの強磁性体により、一体に形成されている(いわゆるヨークに相当)。
第2ロータ30は、第1ロータ20とほぼ同じ大きさ、構造を有している。すなわち、第1ロータ20と同じ、主壁部(区別するため符号31で示す)、差込孔が開口するボス部22、内側周壁部23、および外側周壁部24を有し、内側周壁部23と外側周壁部24との間には、第1ロータ20と同様にマグネット25が嵌め込まれている(図示せず)。
フレーム50は、環状のリング枠51、複数の(図例では6つ)ピラー52、円板状の軸受カバー53、複数(図例では6つ)のアーム54などを有している。フレーム50は、ステータ40に対し、シュラウド10および第2ロータ30を所定の位置に支持する。
ステータ40は、基板41、複数(図例では6つ)のアーマチュア42、制御回路43などで構成されている。
各アーマチュア42は、図5Aに拡大して示すように、指先に乗るレベルの微小な部品からなる。アーマチュア42は、このような微小な大きさであることから、高効率、高出力なモータを実現するために、その素材や形状が工夫されている。
図7に示すように、配置の関係上、曲げる方向の内側に位置する要素平角線425(符号425iで表す)よりも、曲げる方向の外側に位置する要素平角線425(符号425oで表す)の方が、全長が長くなる。線幅が大きくなると、それだけ、全長に差が生じる。
図9に、第2実施形態のミニファンモータ2を示す。第2実施形態のミニファンモータ2の基本的な構成は、第1の実施形態と同じである。すなわち、本実施形態でも、基本的構成に関しては、第1の実施形態で説明した内容と同じである。従って、第1の実施形態では説明されていない、本実施形態特有の内容について説明する。
図10に示すように、基板41は、多層のプリント基板であり、その主体は積層された複数の絶縁性のプレートで構成されている。これらプレートの間に、所定形状に形成された銅箔等の電気導体を挟み込むことで、電気配線の回路(いわゆる配線パターン)が設けられている。
各コイル42aにおいて、外側要素線424oの一端と内側要素線424iの他端とが直接接続されている。例えば、図11A、図11Bにおいて、上側の端部からコイル42aを巻き始めたとすると、外側要素線424oおよび内側要素線424iの各々は、その巻き始め側の端部に、コイル42aの外周面に沿って巻き終わり側に向かって延びる縦延出部425を有している。これら縦延出部425は、フランジ部420の底辺部420cにおける一方の隅部の近傍に位置している。
図12A、図12Bに、基板41および制御回路43を示す。図12Aは、アーマチュア42を取り付ける前の基板41を表している。図12Bは、外側要素線424oと内側要素線424iと制御回路43との配線構造を表している。
(第1の実施形態)
前記ミニファンモータは、放射状に配置された複数のベーンを有し、軸方向に延びるシャフトに固定されているインペラと、中央部に吸気口を有し、前記インペラに被さるように配置されるシュラウドと、磁極を構成する複数のマグネットを有し、前記シャフトに固定されているロータと、前記ロータと軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されているステータと、を備える。
前記ミニファンモータは、放射状に配置された複数のベーンを有し、軸方向に延びるシャフトに固定されているインペラと、中央部に吸気口を有し、前記インペラに被さるように配置されるシュラウドと、磁極を構成する複数のマグネットを有し、前記シャフトに固定されているロータと、前記ロータと軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されているステータと、を備える。
10 シュラウド
20 第1ロータ
30 第2ロータ(インペラ)
40 ステータ
41 基板
42 アーマチュア
42a コイル
42b 鉄心
424 電線(平角線)
424i 内側要素線
424o 外側要素線
43 制御回路
431 制御部品
60 シャフト
A 回転軸
Claims (15)
- アキシャルギャップ型のミニファンモータであって、
放射状に配置された複数のベーンを有し、軸方向に延びるシャフトに固定されているインペラと、
中央部に吸気口を有し、前記インペラに被さるように配置されるシュラウドと、
磁極を構成する複数のマグネットを有し、前記シャフトに固定されているロータと、
前記ロータと軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されているステータと、
を備え、
前記ステータは、
中心部に前記シャフトを回転可能に支持する軸受が設置されている基板と、
前記軸受の周りに配置された、コイルおよび鉄心からなる複数のアーマチュアと、
を有し、
長方形の断面を有する平角線をその短辺側に曲げることにより、前記平角線の短辺側が前記鉄心に接して巻回されるように、前記コイルが形成され、
前記平角線が、短辺側に並列した状態で密着して延びる2本以上の要素平角線で構成されるとともに、前記要素平角線の端部が、互いに離れた位置に配置されている、ミニファンモータ。 - 請求項1に記載のミニファンモータにおいて、
前記鉄心が、軸方向に延びて、角部が丸められた略三角形の断面を有する巻回部を有し、
前記巻回部に前記平角線が巻回されている、ミニファンモータ。 - 請求項1に記載のミニファンモータにおいて、
前記要素平角線の各々の全長が略同一である、ミニファンモータ。 - 請求項1に記載のミニファンモータにおいて、
前記要素平角線の各々の幅が、互いに異なっている、ミニファンモータ。 - 請求項1~4のいずれか1つに記載のミニファンモータにおいて、
前記ステータは、前記コイルへの通電を制御する制御回路を更に有し、
前記制御回路が、前記基板における前記アーマチュアよりも径方向外側の領域に配置されている、ミニファンモータ。 - 請求項5に記載のミニファンモータにおいて、
前記コイルと前記制御回路とが、前記基板に設けられた配線パターンを介して接続されている、ミニファンモータ。 - アキシャルギャップ型のミニファンモータであって、
放射状に配置された複数のベーンを有し、軸方向に延びるシャフトに固定されているインペラと、
中央部に吸気口を有し、前記インペラに被さるように配置されるシュラウドと、
磁極を構成する複数のマグネットを有し、前記シャフトに固定されているロータと、
前記ロータと軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されているステータと、
を備え、
前記ステータは、
中心部に前記シャフトを回転可能に支持する軸受が設置されている基板と、
前記軸受の周りに配置された、コイルおよび鉄心からなる複数のアーマチュアと、
を有し、
長方形の断面を有する平角線をその短辺側に曲げることにより、前記平角線の短辺側が前記鉄心に接して巻回されるように、前記コイルが形成され、
前記平角線は、内外に密着して並列した状態で巻回方向に延びる一対の外側要素線および内側要素線で構成され、
前記外側要素線の一端と前記内側要素線の他端とが接続されることにより、前記コイルが、互いに直列に接続された外側要素コイルおよび内側要素コイルで構成されているミニファンモータ。 - 請求項7に記載のミニファンモータにおいて、
前記外側要素線の一端と前記内側要素線の他端とが直接接続されているミニファンモータ。 - 請求項7または8に記載のミニファンモータにおいて、
前記アーマチュアの各々は、流れる電流の位相が異なる複数のコイル群を含み、
同じ位相の前記コイル群を構成している前記コイルの各々が、互いの前記外側要素線の他端と前記内側要素線の一端とを接続することにより、並列に接続されている、ミニファンモータ。 - 請求項9に記載のミニファンモータにおいて、
前記ステータは更に、前記コイル群への通電を制御する制御部品を有し、
前記制御部品が、前記アーマチュアよりも前記基板の径方向外側の領域に配置されている、ミニファンモータ。 - 請求項10に記載のミニファンモータにおいて、
前記制御部品と前記コイル群の各々とが、前記基板に設けられた配線パターンを介して接続されている、ミニファンモータ。 - 請求項10または11に記載のミニファンモータにおいて、
前記コイル群の各々がY結線されていて、前記コイル群の各々を接続する中性点が、前記アーマチュアよりも前記基板の径方向内側の領域に配置されている、ミニファンモータ。 - 請求項7~12のいずれか1つに記載のミニファンモータにおいて、
前記アーマチュアよりも前記基板の径方向外側の所定の領域に、ベタパターンからなる放熱部が設けられている、ミニファンモータ。 - 請求項1~13のいずれか1つに記載のミニファンモータにおいて、
前記ロータは、前記ステータ1つに対して2つあり、当該ロータの各々が、前記ステータの両側にそれぞれ配置されていて、
前記ロータの一方が、前記インペラを兼用している、ミニファンモータ。 - 請求項1~14のいずれか1つに記載のミニファンモータにおいて、
外径が100mm以下、全高が50mm以下であり、吸込仕事率が300W以上である、ミニファンモータ。
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