WO2005096470A1 - モータ、送風機、圧縮機及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

　本発明は、モータの薄型化を達成しつつ、モータの効率やトルクが向上できる技術を提供することを目的とする。ブラシレスＤＣモータ（１）においては、回転子（２）が界磁用磁石（５）を備え、固定子（３）が電機子巻線（７）を備えている。界磁用磁石（５）と電機子巻線（７）とは、軸方向（Ｌ）に直交する径方向（Ｄ）に沿って部分的に対向するように配置される。これにより、ブラシレスＤＣモータ（１）の軸方向（Ｌ）の厚みを小さくできる。また、界磁用磁石（５）の軸方向（Ｌ）の負側には、永久磁石（５１）のＮ極とＳ極とを結合し、磁気的に短絡する短絡ヨーク板（５９）が配置される。この短絡ヨーク板（５９）により、界磁用磁石（５）の軸方向（Ｌ）の負側の磁路を短くすることができる。このため、ブラシレスＤＣモータ（１）の回転駆動時における磁気抵抗を小さくでき、その結果、ブラシレスＤＣモータ（１）の効率及びトルクが向上する。

Description

明 細 書

モータ、送風機、圧縮機及び空気調和機

技術分野

[0001] 本発明は、回転軸を中心として相互に回転自在な電機子及び界磁子を備えるモー タに係る技術に関する。

背景技術

[0002] 回転軸を中心として相互に回転自在な電機子及び界磁子を備えるモータとして、 例えばアキシャルギャップ型のブラシレス DCモータ（以下、単に「ブラシレスモータ」 という。）が知られている。一般に、アキシャルギャップ型のブラシレスモータにおいて は、回転子が界磁用磁石、固定子が電機子卷線及びヨーク板をそれぞれ有しており 、これら界磁用磁石と電機子卷線とが回転軸に沿った軸方向において対向した構造 が採用される。

[0003] 回転子の界磁用磁石としては、例えば、平板状で厚み方向（平面部分に直交する 方向）で相互に極性の異なる磁極を有するものが採用される。そして、界磁用磁石の 磁束の方向が回転軸の方向に沿うように、界磁用磁石は平面部分が回転軸に直交 して配置される。また、固定子の電機子卷線及びヨーク板は、回転子の側力 この順 に、回転軸に沿って積層して配置される。ヨーク板は、磁性体の板で構成され、その 平面部分が回転軸に直交して配置される。

[0004] このようなブラシレスモータの電機子卷線に所定の電流を流すと、界磁用磁石が界 磁として機能し、回転子が固定子に対して相対的に回転運動を行なうこととなる。

[0005] このようなアキシャルギャップ型のブラシレスモータなど、扁平形状を特徴とするモ ータにおいては、軸方向における薄型化が要求される。しかしながら、上記のように 界磁用磁石と電機子卷線とを軸方向に沿って対向させると、界磁用磁石及び電機子 卷線の双方の軸方向の厚みが重なるため、モータの薄型化が困難となる。近年、こ れを解消するために、界磁用磁石と電機子卷線とを、軸方向に対向させず、軸方向 に垂直な径方向において対向させる構造が提案されて！ヽる（例えば、特許文献 1一 3 参照。）。 [0006] 特許文献 1：特開平 5— 344701号公報

特許文献 2 :特開昭 59— 216458号公報

特許文献 3 :特開昭 59— 516459号公報

特許文献 4:特開平 8— 124736号公報

特許文献 5：特開平 6 - 46554号公報

非特許文献 1 :竹下隆晴、外 2名， 「電流推定誤差に基づくセンサレスブラシレス DC モータ制御」，電気学会論文誌 D,平成 7年， 115卷， 4号， p.420 - 427

非特許文献 2 :竹下隆晴、外 3名， 「速度起電力推定に基づくセンサレス突極形ブラ シレス DCモータ制御」，電気学会論文誌 D,平成 9年， 117卷， 1号， p.98—104 発明の開示

[0007] 界磁用磁石と電機子卷線とが径方向において対向した構造を採用すると、モータ の回転運動の際における磁路の長大化ゃ磁路中のエアギャップ数の増加により磁 気抵抗が大きくなり、その結果、効率やトルクが低下することとなる。このため、この構 造を有するモータを、効率が特に重視される空気調和機の送風機などに好適に採用 することができな力つた。

[0008] また一方、回転子が回転運動を行なう際には、回転子の界磁用磁石の磁束が、固 定子のヨーク板の平面部分に対して直交しつつ移動する。したがって、フレミングの 右手の法則により、ヨーク板には、回転軸力 周縁部に向力う方向あるいはその反対 方向に沿って誘導渦電流が生じる。このような過電流の発生は、モータの効率低下 の原因となる。

[0009] そこで本発明は、モータの薄型化を達成ししつつ、モータの効率やトルクが向上で きる技術を提供することを第 1の目的とする。

[0010] また、本発明は、過電流の発生を抑制できるモータを提供することを第 2の目的と する。

[0011] この発明にかかるモータの第 1の態様は、第 1方向（L)に沿った回転軸（21)を中 心として相互に回転自在な電機子（3)及び界磁子（2)を備える。前記電機子（3)は、 前記第 1方向（L)に垂直な第 2方向（D)に沿って前記回転軸（21)から離れて配置さ れる電機子卷線（7)、を有し、前記界磁子（2)は、各々が、前記第 1方向（L)におい て前記電機子卷線 (7)と対向する一端及び前記第 1方向 (L)において前記電機子 卷線 (7)と対向しない他端を含み、前記第 2方向（D)に沿って延びる複数の第 1ョー ク板 (41)と、隣接する前記第 1ヨーク板 (41)の一方の前記他端に接合された N極と 、他方の前記他端に接合された S極と、前記第 1ヨーク板 (41)に向いて開口する U 形の磁路（Φ 1)とを有し、前記第 2方向（D)において前記電機子卷線 (7)と少なくと も部分的に対向する界磁用磁石 (5)と、を有する。

[0012] この発明に力かるモータの第 2の態様は、モータの第 1の態様であって、隣接する 前記第 1ヨーク板 (41)の前記一端同士は相互に連結される。

[0013] この発明に力かるモータの第 3の態様は、モータの第 1の態様であって、隣接する 前記第 1ヨーク板 (41)の前記他端同士は前記 N極及び前記 S極の境界を避けて相 互に連結される。

[0014] この発明に力かるモータの第 4の態様は、モータの第 1の態様であって、前記第 1ョ ーク板 (41)は前記第 2方向（D)に平行な直線状の外郭 (411)を有する。

[0015] この発明に力かるモータの第 5の態様は、モータの第 1の態様であって、隣接する 第 1ヨーク板 (41)同士の間幅 (461)は、前記第 2方向（D)に沿って前記回転軸（21 )力 離れるほど広い。

[0016] この発明に力かるモータの第 6の態様は、モータの第 5の態様であって、前記隣接 する第 1ヨーク板 (41)同士の間幅 (461)は、前記回転軸（21)からの距離に対して、 非線形に増大する。

[0017] この発明にかかるモータの第 7の態様は、モータの第 1の態様であって、前記界磁 用磁石（5)は、円盤形状である。

[0018] この発明に力かるモータの第 8の態様は、モータの第 1の態様であって、前記界磁 用磁石（5)は、前記第 1方向（L)において N極及び S極が並ぶ永久磁石（51)の少な くとも一つと、前記第 1ヨーク板 (41)と反対側で前記 N極と前記 S極とを接合する第 2 ヨーク板（59)と、を含む。

[0019] この発明に力かるモータの第 9の態様は、モータの第 1の態様であって、前記界磁 用磁石（5)は、前記第 1方向（L)において N極及び S極が並ぶ、 6面体の永久磁石（ 53)の少なくとも二つと、前記永久磁石（53)の前記 S極及び前記 N極を前記第 1ョー ク板 (41)と反対側で接合する第 2ヨーク板 (59)と、から構成される。

[0020] この発明に力かるモータの第 10の態様は、モータの第 8の態様であって、前記永 久磁石（51, 53)は、ボンド磁石である。

[0021] この発明に力かるモータの第 11の態様は、モータの第 10の態様であって、前記永 久磁石（51, 53)は、射出成形により前記第 1ヨーク板 (41)及び第 2ヨーク板（59)の

V、ずれかと一体形成される。

[0022] この発明に力かるモータの第 12の態様は、モータの第 8の態様であって、前記第 2 ヨーク板（59)の前記第 2方向（D)の幅は、前記永久磁石（51, 53)の前記第 2方向（

D)の幅よりも大である。

[0023] この発明に力かるモータの第 13の態様は、モータの第 8の態様であって、前記第 2 ヨーク板（59)の前記第 1方向（L)の幅は、前記永久磁石（51, 53)の前記第 1方向（ L)の幅よりも大である。

[0024] この発明に力かるモータの第 14の態様は、モータの第 8の態様であって、前記第 2 ヨーク板（59)は、前記永久磁石（51, 53)の互いに異なる極性が隣接する部位にお いて、前記第 1方向（L)の幅が、他の位置と比較して大である。

[0025] この発明に力かるモータの第 15の態様は、モータの第 1の態様であって、前記電 機子 (3)は、前記電機子卷線 (7)が配置される基板 (76)、をさらに備えている。

[0026] この発明に力かるモータの第 16の態様は、モータの第 15の態様であって、前記電 機子卷線（7)は、前記基板（76)の前記第 1方向（L)について相互に反対側にある 両面に配置される。

[0027] この発明に力かるモータの第 17の態様は、モータの第 16の態様であって、前記基 板（76)の一方の面に配置された前記電機子卷線（7)と、前記基板 (76)の他方の面 に配置された前記電機子卷線 (7)とは、前記電機子 (3)を基準とした前記界磁子 (2 )の回転方向（R)に沿って互いにずれている。

[0028] この発明に力かるモータの第 18の態様は、モータの第 15の態様であって、前記電 機子卷線（7)は、フォトリソグラフィにより導体が形成される平面状コイルである。

[0029] この発明に力かるモータの第 19の態様は、モータの第 1の態様であって、一の前記 電機子（3)と一の前記界磁子（2)との組を一のモータセットとし、複数の前記モータ セットを、前記回転軸（21)を同一として前記第 1方向（L)に沿って連結した。

[0030] この発明に力かるモータの第 20の態様は、モータの第 19の態様であって、前記複 数の前記モータセットにそれぞれ含まれる前記電機子卷線（7)は、前記複数の前記 モータセットの相互間で、前記電機子（3)を基準とした前記界磁子（2)の回転方向（ R)に沿ってずれている。

[0031] この発明に力かるモータの第 21の態様は、モータの第 1の態様であって、前記電 機子卷線（7)は、前記界磁用磁石（5)よりも前記回転軸（21)の側に配置され、 2つ の前記界磁子（2)を、一の前記電機子（3)を挟んで、前記回転軸（21)を同一として 前記第 1方向（L)に沿って連結した。

[0032] この発明にかかるモータの第 22の態様は、モータの第 1の態様であって、前記第 1 ヨーク板 (41 )は、前記電機子卷線（ 7)との間でエアギャップ（ 74)を形成する第 1平 面部分 (41a)と、前記第 1平面部分 (41a)と連結される第 2平面部分 (41b)とで構成 され、前記第 1平面部分 (41a)は、前記第 2平面部分 (41b)よりも前記第 1方向 (L) にお 1、て前記電機子卷線（7)側に配置される。

[0033] この発明に力かるモータの第 23の態様は、モータの第 1の態様であって、前記電 機子 (3)は、前記界磁用磁石 (5)の磁極位置を検出する少なくとも一の位置検出セ ンサ (6)、をさらに備え、前記位置検出センサ (6)は、前記電機子卷線 (7)の略中央 部に配置される。

[0034] この発明に力かるモータの第 24の態様は、モータの第 1の態様であって、前記電 機子 (3)は、前記界磁用磁石 (5)の磁極位置を検出する少なくとも一の位置検出セ ンサ (6)、をさらに備え、前記位置検出センサ (6)は、前記回転軸 (21)と前記電機子 卷線 (7)の略中央部とを結ぶ直線 (d2)に対して、前記電機子（3)を基準とした前記 界磁子（2)の回転方向（R)とは逆向きにずれて配置されている。

[0035] この発明に力かるモータの第 25の態様は、モータの第 23の態様であって、前記位 置検出センサ（6)の出力に基づ 、て、矩形波及び正弦波の!/、ずれかの駆動電流を 前記電機子卷線 (7)に与える駆動手段 (8)、をさらに備えて!/、る。

[0036] この発明に力かるモータの第 26の態様は、モータの第 1の態様であって、前記電 機子卷線 (7)の誘起電圧を検出する手段と、前記誘起電圧から前記界磁用磁石（5) の磁極位置を推定する手段と、前記推定された前記界磁用磁石 (5)の磁極位置に 基づいた駆動電流を、前記電機子卷線 (7)に与える駆動手段と、をさらに備えている

[0037] この発明に力かるモータの第 27の態様は、モータの第 26の態様であって、前記駆 動手段は、前記駆動電流の位相を前記誘起電圧の位相よりも進める。

[0038] この発明にかかるモータの第 28の態様は、電機子卷線（7)及び第 1ヨーク板（31) を一方向（L)に沿って積層して有する電機子（3)と、前記一方向に並び相互に極性 の異なる磁極を有する界磁用磁石 (5)を有し、前記一方向に沿った回転軸（21)を 中心に前記電機子と相対的に回転自在な界磁子（2)と、を備えている。前記第 1ョー ク板（31)は、前記回転の方向（R)に沿って延びる非導電体部（241, 242)、を有す る。

[0039] この発明に力かるモータの第 29の態様は、モータの第 28の態様であって、前記非 導電体部（241, 242)は、前記回転軸（21)を中心とした円に沿って配置された複数 のスリット（241)を含む。

[0040] この発明に力かるモータの第 30の態様は、モータの第 29の態様であって、前記複 数のスリット（241)は、前記回転軸（21)力も前記第 1ヨーク板（31)の周縁部に至る 迄に、前記回転の方向（R)に沿った角度によらずに、少なくとも一つ存在する。

[0041] この発明に力かるモータの第 31の態様は、モータの第 28の態様であって、前記第

1ヨーク板（31)は、前記回転軸（21)を中心とした少なくとも一の円に沿って境界を有 する複数の磁性体板（31a, 31b, 31c, 31d)で構成され、前記非導電体部（241, 2

42)は、前記複数の磁性体板同士の境界（242)を含む。

[0042] この発明に力かるモータの第 32の態様は、モータの第 31の態様であって、前記複 数の磁性体板同士の境界（242)は、絶縁被膜でコーティングされている。

[0043] この発明に力かるモータの第 33の態様は、モータの第 28の態様であって、前記電 機子卷線 (7)と前記界磁用磁石 (5)とは、前記回転軸（21)から前記第 1ヨーク板 (3

1)の周縁部に向力う方向（D)において重ねて配置される。

[0044] この発明に力かるモータの第 34の態様は、モータの第 33の態様であって、前記界 磁用磁石（5)は、各々が前記一方向に並び相互に極性の異なる磁極を有する複数 のサブ磁石 (52)で構成され、前記複数のサブ磁石 (52)は、前記回転軸（21)の周 囲において交互に極性が異なり、かつ、異なる極性の境界が前記周縁部に向力う方 向（D)に沿うように配置され、前記界磁子（2)は、前記一方向（L)に沿って前記電機 子卷線 (7)と対向する第 1部分 (41a)と、前記界磁用磁石 (5)の前記電機子とは反 対側に結合された第 2部分 (41b)とを含み、前記回転軸（21)に直交して配置された 第 2ヨーク板 (4)と、前記界磁用磁石 (5)の前記電機子側の異なる極性を接合する第 3ヨーク板（59)と、を有し、前記第 2ヨーク板 (4)は、前記複数のサブ磁石（52)の極 性の境界に、前記周縁部に向かう方向（D)に沿って延びる非磁性体部 (46)、を有し ている。

[0045] この発明に力かる送風機の第 1の態様は、第 1ないし第 34の態様のいずれかのモ ータと、前記モータにより回転駆動されるファン（91)と、を備えている。

[0046] この発明に力かる圧縮機の第 1の態様は、第 1ないし第 34の態様のいずれかのモ ータと、前記モータにより回転駆動される圧縮機構 (96)と、を備えている。

[0047] この発明にかかる空気調和機の第 1の態様は、第 1ないし第 34の態様のいずれか のモータと、前記モータにより回転駆動される回転駆動機構と、を備えている。

[0048] この発明にかかるモータの第 1ないし第 27の態様によれば、電機子卷線に所定の 電流を流すことにより、電機子と界磁子とは回転軸の周りで相互に回転する。例えば 電機子を固定子に、界磁子を回転子に採用することにより、ブラシレス DCモータとし て機能させることができる。し力も回転軸の方向において界磁用磁石と電機子卷線と が対向せず、これと垂直な第 2方向において部分的に対向しているため、回転軸方 向の厚みを小さくできる。その結果、モータの薄型化が可能となる。さらに、第 1ヨーク 板が電機子に吸引されることによるリラクタンストルクも利用できるため、モータのトル クを増大できる。

[0049] この発明に力かるモータの第 2の態様によれば、第 1ヨーク板における磁束の短絡 を防止しつつ、界磁子の強度を向上させ、製造工程を容易にすることができる。

[0050] この発明に力かるモータの第 3の態様によれば、第 1ヨーク板における磁束の短絡 を防止しつつ、界磁子の強度を向上させ、製造工程を容易にすることができる。

[0051] この発明に力かるモータの第 4の態様によれば、第 1ヨーク板の互いに異なる磁極 に磁ィ匕された部位の境界にぉ 、て、第 2方向に均一の磁気抵抗を生じさせることが できる。その結果、第 1ヨーク板における磁束の短絡を効果的に防止できる。

[0052] この発明にかかるモータの第 5の態様によれば、隣接する第 1ヨーク板同士の間幅 が回転軸力 離れるほど大となるため、回転時において、第 1ヨーク板の磁化された 部位と、電機子卷線とが重なり合う量を調整できる。これにより、電機子卷線と鎖交す る磁束量を正弦波状にすることで、コギングトルクが減少できる。その結果、モータの 効率が向上するとともに低騒音化できる。また、この発明にかかるモータの第 6の態 様によれば、この効果をさらに高めることができる。

[0053] この発明に力かるモータの第 7の態様によれば、界磁用磁石が円盤形状であること から、界磁用磁石の軸方向の表面積を大きくとることができる。その結果、界磁用磁 石の磁束を有効に利用でき、モータのトルク及び効率を向上できる。

[0054] この発明に力かるモータの第 8の態様によれば、第 1ヨーク板に向いて開口する U 形の磁路を容易に形成することができ、磁気抵抗を小さくできる。

[0055] この発明に力かるモータの第 9の態様によれば、界磁用磁石は、複数の 6面体の永 久磁石カゝら構成されるため、界磁用磁石の製造コストを低下できる。

[0056] この発明に力かるモータの第 10の態様によれば、永久磁石をボンド磁石とすること で、薄型の界磁用磁石を低コストに形成でき、製造コストを低下できる。

[0057] この発明にかかるモータの第 11の態様によれば、射出形成により永久磁石が、第 1 ヨーク板及び第 2ヨーク板のいずれかと一体形成されるため、製造が容易となり製造 コストを低下できる。

[0058] この発明に力かるモータの第 12の態様によれば、第 2ヨーク板における磁束の飽和 を防止でき、モータのトルク及び効率を向上できる。

[0059] この発明に力かるモータの第 13の態様によれば、第 2ヨーク板における磁束の飽和 を防止でき、モータのトルク及び効率を向上できる。

[0060] この発明に力かるモータの第 14の態様によれば、第 2ヨーク板における磁束の飽和 を防止でき、モータのトルク及び効率を向上できる。

[0061] この発明にかかるモータの第 15の態様によれば、電機子卷線が基板上に配置され るため、電機子卷線の配置及び電機子卷線への配線が容易である。これにより製造 コストを低下できる。

[0062] この発明に力かるモータの第 16の態様によれば、複数の電機子卷線を自由に配 置できる。

[0063] この発明にかかるモータの第 17の態様によれば、基板の両側の電機子卷線が電 機子を基準とした界磁子の回転方向に沿って互いにずれているため、電機子の電機 子卷線に関して実質的にスキューを形成したこととなる。このため、トルクの脈動を防 止でき、その結果、モータの効率が向上するとともに低騒音化できる。

[0064] この発明に力かるモータの第 18の態様によれば、電機子卷線が平面状コイルであ るため、電機子卷線と基板とを一体形成でき、モータの薄型化が可能となる。

[0065] この発明に力かるモータの第 19の態様によれば、複数のモータセットが回転軸を 同一として連結されるため、トルクを増加させることができる。

[0066] この発明に力かるモータの第 20の態様によれば、複数のモータセットの相互間で 電機子卷線が界磁子の回転方向に沿ってずれているため、電機子の電機子卷線に 関して実質的にスキューを形成したこととなる。このため、トルクの脈動を防止でき、そ の結果、モータの効率が向上するとともに低騒音化できる。

[0067] この発明に力かるモータの第 21の態様によれば、一の電機子に対して 2つの界磁 子を回転させることができ、結果、モータの薄型化、及び、トルクの増大が可能となる

[0068] この発明に力かるモータの第 22の態様によれば、エアギャップを小とすることができ 、磁気回路における磁気抵抗が小となり、モータの効率を向上できる。

[0069] この発明に力かるモータの第 24の態様によれば、位置検出センサが回転方向とは 逆向きにずれて配置されるため、コイルのインダクタンスの影響による電圧の位相に 対する電流の位相は遅れを解消できる。また、リラクタンストルクを有効に利用でき、 モータのトルク及び効率を向上できる。

[0070] この発明にかかるモータの第 25の態様によれば、矩形波の駆動電流を与える場合 は駆動手段としての構成を簡易にできる。一方、正弦波の駆動電流を与える場合は 低騒音化できる。

[0071] この発明に力かるモータの第 26の態様によれば、ホール素子などの位置検出セン サを設ける必要がないため、モータのさらなる薄型化が可能となる。

[0072] この発明に力かるモータの第 27の態様によれば、駆動電流の位相を誘起電圧の 位相よりも進めるため、コイルのインダクタンスの影響による電圧の位相に対する電流 の位相は遅れを解消できる。また、リラクタンストルクを有効に利用でき、モータのトル ク及び効率を向上できる。

[0073] この発明にかかるモータの第 28ないし第 34の態様によれば、界磁用磁石が界磁と して機能し、電機子卷線に所定の電流を流すことにより、電機子と界磁子との相対的 な回転運動が可能となる。例えば電機子を固定子として採用し、界磁子を回転子とし て採用することにより、第 28ないし第 34の態様のモータはブラシレス DCモータとして 機能することができる。この際、第 1ヨーク板にはその回転軸力も周縁部に向力 径方 向あるいはその反対方向に沿って誘導渦電流が生じる。しかし、第 1ヨーク板が有す る非導電体は径方向に直交するので、この渦電流の発生を抑制することができ、結 果、ブラシレスモータの効率が向上する。

[0074] この発明に力かるモータの第 29の態様によれば、非導電体部がスリットであるため 、加工が容易となり、製造コストを抑制できる。

[0075] この発明にかかるモータの第 30の態様によれば、回転軸と第 1ヨーク板の周縁部と の間で、径方向には必ず非導電体が存在することから、渦電流の発生を効果的に抑 制することができる。また、スリットを形成した場合における第 1ヨーク板の変形に対す る強度を維持できる。

[0076] この発明にかかるモータの第 31の態様によれば、径方向の幅が微小な非導電体 部を形成できる。

[0077] この発明にかかるモータの第 32の態様によれば、効果的に渦電流を抑制できる。

[0078] この発明に力かるモータの第 33の態様によれば、径方向にお!、て界磁用磁石と電 機子卷線とが重なるように配置されているため、回転軸の方向の厚みを小さくでき、 結果、モータの薄型化が可能となる。

[0079] この発明にかかるモータの第 34の態様によれば、第 2ヨーク板が電機子卷線に吸 引されることによるリラクタンストルクも利用できるため、モータのトルクも増大できる。

[0080] この発明にかかる送風機の第 1の態様によれば、薄型かつトルクを向上したモータ を備えるため、小型かつ省電力の送風機とすることができる。

[0081] この発明に力かる圧縮機の第 1の態様によれば、薄型かつトルクを向上したモータ を備えるため、小型かつ省電力の圧縮機とすることができる。

[0082] この発明にかかる空気調和機の第 1の態様によれば、薄型かつトルクを向上したモ ータを備えるため、小型かつ省電力の空気調和機とすることができる。

[0083] この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによ つて、より明白となる。

図面の簡単な説明

[0084] [図 1]駆動システムの基本構成を示す模式図である。

[図 2]ブラシレスモータの構成の一例を示す斜視図である。

[図 3]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。

[図 4]界磁用磁石の構成の一例を示す斜視図である。

[図 5]ロータヨーク板の構成の一例を示す斜視図である。

[図 6]ロータヨーク板の構成の一例を示す図である。

[図 7]界磁用磁石の軸方向の負側における磁路を示す図である。

[図 8]界磁用磁石の軸方向の正側における磁路を示す図である。

[図 9]ロータヨーク板の構成の一例を示す図である。

[図 10]ロータヨーク板の構成の一例を示す図である。

[図 11]ロータヨーク板の構成の一例を示す図である。

[図 12]界磁用磁石の構成の一例を示す斜視図である。

[図 13]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。

[図 14]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。

[図 15]短絡ヨーク板の構成の一例を示す図である。

[図 16]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。

[図 17]電機子卷線を基板の表面に配置した様子を示す図である。

[図 18]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。

[図 19]電機子卷線を基板の両面に配置した様子を示す図である。

[図 20]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。 [図 21]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。

[図 22]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。

[図 23]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。

[図 24]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。

[図 25]ブラシレスモータの構成の一例を示す断面図である。

[図 26]駆動回路の構成の一例を示す図である。

[図 27]駆動回路の構成の一例を示す図である。

[図 28]ホール素子の配置の一例を示す図である。

[図 29]ホール素子の配置の一例を示す図である。

[図 30]駆動回路の構成の一例を示す図である。

[図 31]ブラシレスモータの構成を示す斜視図である。

[図 32]ブラシレスモータの構成を示す断面図である。

[図 33]ステータヨーク板に形成される非導電体部の一例を示す図である。

[図 34]ステータヨーク板に形成される非導電体部の一例を示す図である。

[図 35]ステータヨーク板に形成される非導電体部の一例を示す図である。

[図 36]ステータヨーク板に形成される非導電体部の一例を示す図である。

[図 37]ステータヨーク板に形成される非導電体部の一例を示す図である。

[図 38]ブラシレスモータを採用した送風機の構成の一例を示す断面図である。

[図 39]ブラシレスモータを採用したスクロール型圧縮機の構成の一例を示す断面図 である。

発明を実施するための最良の形態

[0085] 以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

[0086] <A.第 1の実施の形態 >

図 1は、第 1の実施の形態に係る駆動システム 10の基本構成を示す模式図である 。図に示すように、駆動システム 10は、回転駆動するブラシレスモータ 1と、該ブラシ レスモータ 1に対して駆動電流を供給する駆動回路 8とを備えている。以下、この駆 動システム 10について、ブラシレスモータ 1、駆動回路 8の順に説明する。

[0087] <A-1.ブラシレスモータ > 図 2及び図 3は、ブラシレスモータ 1の主たる構成を示す図であり、図 2は斜視図、 図 3は図 2の III III位置から見た断面図である。これらの図に示すように、ブラシレス モータ 1は、扁平形状に構成されており、主として回転軸 21を中心として相互に回転 自在な固定子 3と回転子 2とを備えて 、る。図 2では構造の視認を容易にするため、 回転子 2の一部を破断して示して 、る。

[0088] 以下の説明においては、回転軸 21に沿った方向 Lを「軸方向」といい、軸方向しに おいて固定子 3に対して回転子 2が配置される側を「正側」、その反対側を「負側」と する。また、軸方向 Lに垂直で回転軸 21から周縁部に向力う方向 Dを「径方向」、固 定子 3を基準として回転子 2が回転する方向 Rを「回転方向」という。図 2では、回転方 向 Rを軸方向 Lの正側力もみて時計回りとした場合を例示している。

[0089] 固定子 3は、電機子卷線 7及びステータヨーク板 31を、軸方向 Lに沿って正側から この 1噴に積層して備えて ヽる。

[0090] ステータヨーク板 31は、円盤形状の磁性体で構成されており、円盤の中心位置に は軸受 32が形成されている。回転軸 21は、この軸受 32に対して嵌入される。これに より、回転軸 21が固定子 3に対して相対的に回転自在に支持されるとともに、ステー タヨーク板 31の平面部分が軸方向 Lに直交して配置される。電機子卷線 7は、回転 軸 21を中心とし、回転軸 21から離れた一の円上に沿って配置された複数のコイル 7 1により構成される。電機子卷線 7は、回転子 2に対向するように、ステータヨーク板 3 1の軸方向 Lの正側に配置される。

[0091] 回転子 2は、補強部材 22、ロータヨーク板 4及び界磁用磁石 5を、軸方向 Lに沿つ て正側力もこの順に積層して備えている。円盤形状のロータヨーク板 4は平面部分が 軸方向 Lに直交するように回転軸 21に固設されており、このロータヨーク板 4の正側 面に補強部材 22、負側面に界磁用磁石 5がそれぞれ着接されている。補強部材 22 は、円盤形状となっており、円盤の中心位置が回転軸 21の中心位置と一致するよう に配置されている。なお、補強部材 22はロータヨーク板 4の補強のために配置される ものであり、ロータヨーク板 4に十分な強度があれば省略も可能である。

[0092] また、界磁用磁石 5も、リング形状（中心部分に円形開口部を有する円盤形状)を有 しており、円盤の中心位置が回転軸 21の中心位置と一致するように配置されている 。回転軸 21の中心位置カゝら界磁用磁石 5の周縁部までの距離 (界磁用磁石 5の外径 )は、回転軸 21の中心位置力も電機子卷線 7までの最短距離よりも小とされている。 そして、界磁用磁石 5は、軸方向 Lにおいて電機子卷線 7と対向せず、かつ、径方向 Dにおいて電機子卷線 7と少なくとも部分的に対向するように、電機子卷線 7の軸中 心側（回転軸 21の側）に配置される。このように界磁用磁石 5と電機子卷線 7とを径方 向 Dに重ねて配置することにより、ブラシレスモータ 1の軸方向 Lの厚みを小さくでき、 結果、ブラシレスモータ 1の薄型化が達成される。

[0093] 界磁用磁石 5は、複数の永久磁石 51と、短絡ヨーク板 59とを備えて構成されている 。図 4は、界磁用磁石 5の構成を示す斜視図である。図に示すように、本実施の形態 の界磁用磁石 5は、 4つの永久磁石 51を備えており、これら 4つの永久磁石 51が回 転軸 21を中心とした一の円上に沿って配置されることで一のリング形状を形成してい る。

[0094] 永久磁石 51はそれぞれ、径方向 Dに沿って同一サイズの 2つのサブ磁石 52に区 分できる。サブ磁石 52はそれぞれ、軸方向 Lに並び相互に極性の異なる磁極を有し ている。そして、一の永久磁石 51に含まれる 2つのサブ磁石 52は、軸方向 Lに沿つ た極性の向きが互いに異なっている。つまり、一の永久磁石 51としては、軸方向しの 一方側からみると N極と S極とが並んだ状態となっている。これらの複数のサブ磁石 5 2が、回転軸 21を中心とした一の円上に沿って配置されることにより、リング状の界磁 用磁石 5を形成している。

[0095] これらの 4つの永久磁石 51の配置にあたっては、一の永久磁石 51のサブ磁石 52 と、他の永久磁石 51のサブ磁石 52とが隣接するとき、それらのサブ磁石 52同士の極 性が互いに異なるようにされる。したがって、図 4に示すように、軸方向 Lの一方側か らみると、 N極を示すサブ磁石 52と S極を示すサブ磁石 52とが交互に配置された状 態とされる。これらサブ磁石 52同士の境界（つまり、界磁用磁石 5としての極性の境 界）は、径方向 Dに沿って延びることとなる。つまり、これらの複数のサブ磁石 52は、 回転軸 21の周囲において交互に磁極が異なり、かつ、異なる極性の境界が径方向 Dに沿うように配置されている。なお、本実施の形態では界磁用磁石 5に 4つの永久 磁石 51が使用されている力 少なくとも 1つの永久磁石 51 (軸方向 Lに沿った極性の 向きが互いに異なるサブ磁石 52のペア）があればよ!、。

[0096] 短絡ヨーク板 59は、 4つの永久磁石 51によって形成されるリング形状と同一の内径 及び外径を有するリング形状の磁性体で構成されている。この短絡ヨーク板 59は、 4 つの永久磁石 51の軸方向 Lの負側面全体に着接されており、永久磁石 51の N極と S極とを接合する。すなわち、短絡ヨーク板 59は、軸方向 Lの負側において、隣接す るサブ磁石 52のうちの一方の N極と他方の S極とを接合し、これらを磁気的に短絡す る。

[0097] このような界磁用磁石 5の軸方向 Lの正側に配置されるロータヨーク板 4は、複数の 磁性体の部材力 構成され、これら複数の部材の全体によつて円盤形状が形成され ている。図 5及び図 6は、ロータヨーク板 4の構成を示す図であり、図 5はロータヨーク 板 4の斜視図、図 6は軸方向 Lの正側力 みたロータヨーク板 4の一部を示す図であ る。

[0098] 図に示すように、ロータヨーク板 4は、回転軸 21から径方向 Dに伸びる非磁性体部 となる 8つのスリット 46を備えている。これらのスリット 46は、回転軸 21の中心位置を 基準として 45度おきに放射状に形成されている。ロータヨーク板 4は、これらのスリット 46により、略扇状の 8つのサブヨーク板 41に区分される。

[0099] サブヨーク板 41はそれぞれ、軸方向 Lにおいて電機子卷線 7と対向してエアギヤッ プ 74を形成する第 1平面部分 41a、及び、軸方向 Lにおいて電機子卷線 7と対向し ない第 2平面部分 41bを含んでいる（図 3参照。；)。これらの第 1平面部分 41a、及び、 第 2平面部分 41bは、同一の径方向 Dに沿って延びるように配置されている。隣接す るサブヨーク板 41の第 1平面部分 41aの周縁側（回転軸 21と反対側）の端部同士は 、ロータヨーク板 4としての強度を保持するために、相互に連結部 42により連結される 。また、図 6に示すように、隣接するサブヨーク板 41同士の間幅としてのスリット 46の 幅 461は、径方向 Dに沿って回転軸 21から離れるほど広くなつている。

[0100] これらのサブヨーク板 41の数と、界磁用磁石 5の軸方向 Lの一方側の極性数（=サ ブ磁石 52の数）とは同一とされる。そして、一のサブヨーク板 41がーの極性のみに接 するように、ロータヨーク板 4と界磁用磁石 5とが接合される。図 4では、ロータヨーク板 4の軸方向 Lの負側面を一点鎖線で示すことにより、ロータヨーク板 4と界磁用磁石 5 との配置関係を示している。図 4及び図 6に示すように、各サブヨーク板 41は、第 2平 面部分 41bにおいて、一のサブ磁石 52 (つまり、一の極性）のみと接合される。したが つて、隣接するサブヨーク板 41のうちの一方の第 2平面部分 41bは N極、他方の第 2 平面部分 41bは S極に接合される。また、 8つのスリット 46はそれぞれ界磁用磁石 5の 極性の境界に沿って配置されることとなる。

[0101] 回転子 2のこのような構成は、永久磁石 51としてボンド磁石を採用することで比較 的低コストに製造できる。すなわち、永久磁石 51をボンド磁石とすることで薄型の永 久磁石を容易に形成でき、また、永久磁石 51としてのボンド磁石を、射出形成により ロータヨーク板 4及び短絡ヨーク板 59のいずれかと一体形成すれば製造が容易とな る。その結果、低コストにブラシレスモータ 1を製造できることとなる。

[0102] このような構成を有するブラシレスモータ 1の電機子卷線 7に対して、駆動回路 8 (図 1)から所定の駆動電流を流すと、電機子卷線 7の各コイル 71にお 、て回転のための 磁極が生じ、回転子 2が固定子 3に対して相対的に回転運動を行なう。

[0103] 以下、このようなブラシレスモータ 1の回転運動の際における磁路について説明す る。図 7は、界磁用磁石 5の軸方向 Lの負側における磁路を示す斜視図であり、図 8 は、界磁用磁石 5の軸方向 Lの正側における磁路を示す斜視図である。

[0104] 図 7の磁路 Φ 1に示すように、界磁用磁石 5の軸方向 Lの負側においては、一のサ ブ磁石 52の N極から出る磁束は、短絡ヨーク板 59を経由して、隣接するサブ磁石 52 の S極に戻る。但し、説明の簡単のため、一方に隣接した S極への磁束のみ示してい る。つまり、界磁用磁石 5は、サブヨーク板 41に向いて開口する U形の磁路 Φ 1を有 することとなる。

[0105] 一方、図 8の磁路 Φ 2に示すように、界磁用磁石 5の軸方向 Lの正側においては、 一のサブ磁石 52の N極から出る磁束は、まず、そのサブ磁石 52に接合された一の サブヨーク板 41の第 2平面部分 41bからその第 1平面部分 41aに向かう。次に、当該 第 1平面部分 41aから、軸方向 Lに沿ってエアギャップ 74を超え、ステータヨーク板 3 1に向かう。次に、ステータヨーク板 31内を経由した後、再び、軸方向 Lに沿ってエア ギャップ 74を超え、上記一のサブヨーク板 41に隣接する他のサブヨーク板 41の第 1 平面部分 41aに向かう。次に、そのサブヨーク板 41の第 1平面部分 41aから第 2平面 部分 41bに向力 、、その後、上記一のサブ磁石 52に隣接する他のサブ磁石 52の S 極に戻ることとなる。但し、説明の簡単のため、一方に隣接した S極への磁束のみ示 している。

[0106] この際、スリット 46は、隣接するサブヨーク板 41の相互間における磁束の短絡を防 止するように機能する。連結部 42において磁束の短絡が生じる可能性もあるが、連 結部 42の断面積は微小で磁気抵抗が大となるため、連結部 42における磁束の短絡 はほぼ無視できる。

[0107] 以上説明したように、このブラシレスモータ 1においては、界磁用磁石 5と電機子卷 線 7とが、軸方向 Lにおいて対向せず、径方向 Dにおいて部分的に対向しているため 、軸方向 Lの厚みを小さくできる。その結果、モータの薄型化が可能となる。

[0108] また、界磁用磁石 5の軸方向 Lの負側においては、短絡ヨーク板 59の配置によりサ ブヨーク板 41に向いて開口する U形の磁路 Φ 1が形成される。これにより、界磁用磁 石 5の軸方向 Lの負側の磁路を短くすることができるため磁気抵抗を小さくでき、その 結果、ブラシレスモータ 1の効率を向上できる。また、回転駆動の際には、サブヨーク 板 41が吸引されることによるリラクタンストルクも回転に利用できるため、ブラシレスモ ータ 1のトルクを増大できる。

[0109] また、隣接するサブヨーク板 41は、周縁側の端部同士のみが相互に連結されるた め、サブヨーク板 41の相互間における磁束の短絡を防止することができるとともに、 回転子 2の強度を向上させ、製造工程を容易にすることができる。

[0110] また、界磁用磁石 5がリング形状であることから、界磁用磁石 5の表面積を大きくとる ことができる。その結果、界磁用磁石 5の磁束を有効に利用でき、さらに、ブラシレス モータ 1のトルク及び効率を向上できることとなる。

[0111] <A-2.ブラシレスモータの変形例 >

第 1の実施の形態のブラシレスモータ 1の構造は、上記で説明した形態 (以下、「代 表形態」という。）に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、第 1 の実施の形態のブラシレスモータ 1の構造として採用可能な各種の変形形態につい て説明する。

[0112] <Α-2-1.連結部 > 代表形態においては、図 6等に示すように、隣接するサブヨーク板 41を周縁側の端 部で連結していた力 これらを軸中心側の端部で連結してもよい。図 9は、この場合 におけるロータヨーク板 4の一例を示す図である。

[0113] 図 9に示すように、この例においては、サブヨーク板 41の軸中心側に連結部 43が 形成される。これにより、隣接するサブヨーク板 41の軸中心側の端部同士が相互に 連結され、また、スリット 46の周縁側の部分は開口されている。連結部 43は、磁束を 短絡しないように永久磁石 51の N極及び S極の境界を避け、永久磁石 51よりもさら に軸中心側に形成される。

[0114] このような構造を採用しても、サブヨーク板 41の相互間における磁束の短絡を防止 することができるとともに、回転子 2の強度を向上させ、製造工程を容易にすることが できる。

[0115] < A— 2— 2.スリット >

代表形態においては、図 6に示すように、スリット 46の幅 461は、径方向 Dに沿って 回転軸 21から離れるほど広くなつていた力 これを径方向 Dによらず一定としてもよ い。図 10は、この場合におけるロータヨーク板 4の一例を示す図である。

[0116] 図 10に示すように、この例においては、スリット 46の幅 461が径方向 Dによらず一 定となっている。そしてこれにより、スリット 46との境界となるサブヨーク板 41の外郭 4 11は、当該スリット 46の長軸方向（径方向 Dに一致）に沿った中心線 dlに対して平 行となっている。

[0117] このような構造を採用すると、互いに異なる磁極に磁化された隣接するサブヨーク 板 41の相互間において、径方向 Dに均一の磁気抵抗を生じさせることができる。そ の結果、サブヨーク板 41の相互間における磁束の短絡を効果的に防止できることと なる。

[0118] また、他の例として、スリット 46の幅 461が、回転軸 21からの距離に対して非線形に 増大するよう〖こしてもよい。図 11は、この場合におけるロータヨーク板 4の一例を示す 図である。図 11に示すように、この例においては、サブヨーク板 41の外郭 411が曲 線状となっており、スリット 46の幅 461が回転軸 21からの距離に対して非線形に増大 している。 [0119] 図 6や図 11に示すように、スリット 46の幅 461が回転軸 21から離れるほど広くなる 構造を採用すると、ブラシレスモータ 1の回転運動の際にサブヨーク板 41と電機子卷 線 7とが軸方向 Lに重なり合う量を調整できる。このため、電機子卷線 7と鎖交する磁 束量を正弦波状にすることができ、これによりコギングトルクを減少できる。その結果、 モータの効率が向上するとともに低騒音化できることとなる。そして、図 11に示すよう に、スリット 46の幅 461が非線形に増大する構造を採用すると、この効果をさらに高 めることができる。

[0120] <A— 2— 3.永久磁石 >

代表形態においては、図 4に示すように、界磁用磁石 5に採用される永久磁石 51 及びサブ磁石 52は、リング形状の一部をなす形状を有していたが、この形状は特に 限定されない。例えば、図 12に示すように、代表形態のサブ磁石 52に相当する永久 磁石としてそれぞれ、 6面体の永久磁石 53を採用してもよい。このように 6面体の永 久磁石 53を採用すると、界磁用磁石 5としての製造コストを低下できる。

[0121] 図 12に示す例では、 8つの永久磁石 53力 短絡ヨーク板 59の軸方向 Lの正側に 配置される。そして、この状態において永久磁石 53のそれぞれは、軸方向 Lに並び 相互に極性の異なる磁極を有している。また、軸方向 Lの一方側からみると N極を示 す永久磁石 53と S極を示す永久磁石 53とが交互に配置され、軸方向 Lの一方側に ぉ 、て永久磁石 53の N極及び S極が並ぶようにされて!、る。

[0122] その他の構成は、代表形態と同様である。すなわち、短絡ヨーク板 59は、軸方向 L の負側において、隣接する永久磁石 53のうちの一方の N極と他方の S極とを接合し 、これらを磁気的に短絡する。また、各サブヨーク板 41は一の永久磁石 53のみと接 合される。もちろん、このような永久磁石 53もボンド磁石で構成し、射出形成により口 ータヨーク板 4及び短絡ヨーク板 59のいずれかと一体形成することが可能である。

[0123] なお、この例においては、界磁用磁石 5に 8つの永久磁石 53が使用されているが、 界磁用磁石 5は、軸方向 Lの一方側において N極及び S極が並ぶように、少なくとも 二つの永久磁石 53を備えればよ!、。

[0124] < A— 2— 4.短絡ヨーク板 >

代表形態においては、図 3に示すように、界磁用磁石 5において、短絡ヨーク板 59 の径方向 Dの幅（リング形状における外径と内径との差）と永久磁石 51の径方向 Dの 幅とは一致していた力 例えば、図 13に示すように、短絡ヨーク板 59の径方向 Dの 幅を永久磁石 51の径方向 Dの幅よりも大きくしてもよい。

[0125] 上述したように、界磁用磁石 5の軸方向 Lの負側においては、サブ磁石 52同士の 境界 (永久磁石 51の互いに異なる極性が隣接する位置）に沿った短絡ヨーク板 59の 断面を、磁路 Φ 1が通過する（図 7参照。；)。したがって、当該断面積が磁路 Φ 1の形 成を許容できない程度に狭いと、磁束の飽和が生じる可能性がある。これに対して図 13に示す構成を採用すれば、当該断面積を広くすることができ、これにより、短絡ョ ーク板 59での磁束の飽和を防止でき、磁気抵抗を小さくできることとなる。

[0126] また同様に、例えば図 14に示すように、短絡ヨーク板 59の軸方向 Lの幅を永久磁 石 51の軸方向 Lの幅よりも大きくしてもよい。これによつても、短絡ヨーク板 59での磁 束の飽和を防止でき、磁気抵抗を小さくできる。また、図 13の構成と図 14の構成とを 組合わせてもよい。

[0127] またさらに、短絡ヨーク板 59において、サブ磁石 52同士の境界に沿った断面を、 他の位置の断面よりも広くしてもよい。図 15は、このような場合における短絡ヨーク板 59の一例を示す図である。図に示すように、この例の短絡ヨーク板 59においては、 サブ磁石 52同士の境界位置に対応する部位 59aは、他の部位 59bと比較して、軸 方向 Lの幅が大きくなつている。これによれば、界磁用磁石 5の重量を大きく増力！]させ ることなく、短絡ヨーク板 59での磁束の飽和を防止でき、磁気抵抗を小さくできる。

[0128] < A— 2—5.電機子卷線 >

電機子卷線 7は、図 16及び図 17に示すように基板 76の表面に配置してもよい。こ れらの図に示すように、基板 76は、例えばリング形状を有しており、円盤の中心位置 が回転軸 21の中心位置と一致するように、ステータヨーク板 31の軸方向 Lの正側面 に配置される。そして、この基板 76の軸方向 Lの正側面に、電機子卷線 7が配置され る。このような構造を採用すると、電機子卷線 7に含まれる複数のコイル 71の配置、 及び、電機子卷線 7への配線が容易であることから、ブラシレスモータ 1の製造コスト を低下できる。

[0129] また、図 18に示すように、一の基板 76の軸方向 Lについて相互に反対側にある両 面に電機子卷線 7を配置してもよい。図 18の例に示す固定子 3は、第 1の電機子卷 線 7a、リング状の基板 76、第 2の電機子卷線 7b、及び、ステータヨーク板 31を、軸方 向 Lに沿って正側力もこの順に積層して備えている。このような構造を採用すると、 2 つの層の電機子卷線 7を自由に配置できることとなる。

[0130] 例えば、図 18に示す第 1の電機子卷線 7aを構成するコイル 71aと、第 2の電機子 卷線 7bを構成するコイル 71bとを、図 19に示すように、回転方向 Rに沿って互いに ずれて（互 、の中心位置が径方向 Dにお!/、て重ならな!/、ように）配置させることができ る。このような構造を採用すると、固定子 3の電機子卷線 7に関して実質的にスキュー を形成したこととなる。このため、回転駆動時におけるトルクの脈動を防止でき、その 結果、モータの効率が向上するとともに低騒音化できる。

[0131] また、代表形態等の説明において参照した図面では、電機子卷線 7のコイル 71とし て軸方向 Lに幅のあるものを図示して 、たが、軸方向 Lに対して扁平となる平面状の プリントコイルを採用してもよい。プリントコイルは、例えば特許文献 4に開示されてい るように、基板に対するフォトリソグラフィにより導体が形成され、これにより基板と一体 形成されて平面状とされる。このような平面状のプリントコイルを基板 76上に形成する ことで、電機子卷線 7と基板 76とを一体形成でき、モータのさらなる薄型化が可能と なる。

[0132] <A-2-6.ロータヨーク板 >

代表形態においては、図 3等に示すように、サブヨーク板 41の第 1平面部分 41aと 第 2平面部分 41bとは同一の径方向 Dに配置されていた力 軸方向 Lに互いにずれ ていてもよい。図 20は、この場合におけるブラシレスモータ 1の一例を示す図である。

[0133] 図 20に示すように、この例のサブヨーク板 41においては、第 1平面部分 41a及び第 2平面部分 41bはそれぞれ径方向 Dに沿って伸びているが、第 1平面部分 41aが第 2平面部分 41bよりも軸方向 Lの負側（電機子卷線 7の側）に配置され、これらが連結 部材 41cにより連結されている。このような構造を採用すると、第 1平面部分 41aと電 機子卷線 7との間に形成されるエアギャップ 74を小さくすることができる。したがって、 磁気回路における磁気抵抗が小さくでき、モータの効率を向上できる。

[0134] < A— 2—7.モータセットの連結 > 上記で説明したいずれか一の固定子 3といずれか一の回転子 2との組を一のモー タセットとしたとき、ブラシレスモータ 1は、複数のモータセットを回転軸 21を同一とし て軸方向 Lに沿って連結した構造としてもよい。

[0135] 図 21及び図 22は、図 3に示すものと同様のモータセットを、回転軸 21を同一として 軸方向 Lに沿って 2つ連結したブラシレスモータ 1の例を示す図である。これらの図に 示すブラシレスモータ 1においては、軸方向 Lにおける回転子 2と固定子 3との配置 関係が互いに反対となる 2つモータセットが連結されて 、る。

[0136] 図 21の例では 2つのモータセットの固定子 3同士が接合されており、図 22の例では 2つのモータセットの回転子 2同士が接合されている。いずれの例においても、双方 のモータセットにおいて一の部材で兼用できるものについては、兼用されている。例 えば、図 21に示すブラシレスモータ 1においては、一のステータヨーク板 31が双方の モータセットにおいて兼用されており、図 22に示すブラシレスモータ 1においては、 一のロータョーク板 4が双方のモータセットにお!、て兼用されて 、る。

[0137] このようなブラシレスモータ 1を回転駆動させる際には、双方のモータセットの回転 子 2の回転方向が同一となるように、双方のモータセットのそれぞれの電機子卷線 7 に駆動回路 8から駆動電流が供給される。これにより、 2つのモータセットのトルクが加 算され、ブラシレスモータ 1全体としてのトルクを増加させることができる。なお、この例 では、 2つモータセットを連結している力 3以上のモータセットを連結してもよい。

[0138] また、このように複数のモータセットを連結した構造を採用する場合、複数のモータ セットにそれぞれ含まれる電機子卷線 7を、複数のモータセットの相互間で回転方向 Rに沿ってずれて配置してもよい。例えば、図 21または図 22に示す例において、正 側のモータセットの電機子卷線 7を第 1の電機子卷線 7a、負側のモータセットの電機 子卷線 7を第 2の電機子卷線 7bとしたとき、第 1の電機子卷線 7aを構成するコイル 71 aと、第 2の電機子卷線 7bを構成するコイル 71bとを、図 19に示すように、回転方向 R に沿って互いにずれて配置させる。このような構成を採用しても、固定子 3の電機子 卷線 7に関して実質的にスキューを形成したこととなるため、トルクの脈動を防止でき 、その結果、モータの効率が向上するとともに低騒音化できる。

[0139] < A— 2— 8.界磁用磁石と電機子卷線との配置関係 > 代表形態においては、図 3等に示すように、界磁用磁石 5を電機子卷線 7よりも軸 中心側に配置していたが、図 23に示すように、界磁用磁石 5を電機子卷線 7よりも周 縁側に配置してもよい。この場合においても、径方向 Dにおいて界磁用磁石 5と電機 子卷線 7とを少なくとも部分的に対向させて配置することにより、軸方向 Lの厚みを小 さくでき、モータの薄型化が可能となる。

[0140] もちろん、図 23に示す固定子 3と回転子 2とからなるモータセットを、回転軸 21を同 一として軸方向 Lに沿って連結することも可能である。図 24は、図 23に示すモータセ ットの 2つを固定子 3同士を接合して連結した構造のブラシレスモータ 1を示している 。図 24のブラシレスモータ 1においては、一のステータヨーク板 31が双方のモータセ ットにお 、て兼用されて 、る。

[0141] なお、図 24に示す構造のブラシレスモータ 1では、さらに、一の電機子卷線 7及び ステータヨーク板 31を省略することが可能である。図 25は、このような場合における ブラシレスモータ 1を示す図である。図 25に示すように、このブラシレスモータ 1の固 定子 3は、一の電機子卷線 7と軸受 32とを備えている力 ステータヨーク板 31を備え ていない。そして、この一の固定子 3を挟んで、 2つの回転子 2が回転軸 21を同一と して軸方向 Lに沿って連結されている。

[0142] このブラシレスモータ 1の回転運動の際には、界磁用磁石 5の短絡ヨーク板 59が配 置される側においては、代表形態と同様に短絡ヨーク板 59により N極と S極とが短絡 され、短絡ヨーク板 59を経由する磁路が形成される。一方、界磁用磁石 5の短絡ョー ク板 59が配置されない側においては、二つの回転子 2の相互間で磁路が形成される 。すなわち、一方の回転子 2の界磁用磁石 5の N極から出る磁束は、まず、同一回転 子 2のサブヨーク板 41を経由した後、固定子 3の電機子卷線 7が配置される部分のェ ァギャップを超え、他方の回転子 2のサブヨーク板 41に向かう。その後、他方の回転 子 2のサブヨーク板 41を経由した後、その回転子 2の界磁用磁石 5の S極に戻ることと なる。このような構造を採用すれば、一の固定子 3 (—の電機子卷線 7)に対して 2つ の回転子 2 (2つの界磁用磁石 5)力もの磁束が鎖交する。したがって、電機子卷線 7 は一つでよいため、ブラシレスモータ 1の薄型化が可能である。これとともに、ブラシレ スモータ 1の回転駆動に利用できる磁束として 2つの界磁用磁石 5からのものが加算 されるためトルクの増大が可能となる。

[0143] <A— 3.駆動回路 >

次に、駆動回路 8について説明する（図 1参照。；)。以下、駆動回路 8として 3つの例 を示すが、いずれを採用してもよい。

[0144] <Α-3-1.矩形波駆動 >

図 26は、駆動回路 8の構成の一例を示す図である。図に示すように、この駆動回路 8は、主回路 811、プリドライバ 812、三相分配器 813及び PWM発生器 814を備え、 ブラシレスモータ 1の電機子卷線 7に矩形波の駆動電流を与えるように構成されてい る。

[0145] この場合においては、ブラシレスモータ 1の電機子卷線 7は 3相で配置されており、 各相において界磁用磁石 5の磁極位置を検出し、互いに 120度ずつ電気角の位相 が異なる 3つの信号 HU, HV, HWが出力され、三相分配器 813に入力される。また 、 PWM発生器 814からは、キャリア成分としての三角波あるいはのこぎり波が生成さ れ、三相分配器 813に入力される。三相分配器 813では、これらの信号及び速度指 令に基づいて、 3相の基本波が生成され、プリドライバ 812を介して主回路 811に入 力される。これにより、主回路 811から矩形波の駆動電流がブラシレスモータ 1に与え られることとなる。このような矩形波の駆動電流をブラシレスモータ 1に与える駆動回 路 8であれば、その構成を簡易にできる。

[0146] < A— 3— 2.正弦波駆動 >

図 27は、駆動回路 8の構成の一例を示す図である。図に示すように、この駆動回路 8は、主回路 821、プリドライバ 822、波形生成器 823、 PWM発生器 824、位置推定 カウンタ 825及び位置オフセットカウンタ 826を備え、ブラシレスモータ 1の電機子卷 線 7に正弦波の駆動電流を与えるように構成されて 、る。

[0147] この場合においても、ブラシレスモータ 1の電機子卷線 7は 3相で配置されており、 各相における界磁用磁石 5の磁極位置を検出し、互いに 120度ずつ電気角の位相 が異なる 3つの信号 HU, HV, HWが出力され、位置推定カウンタ 825に入力される

[0148] 位置推定カウンタ 825は、 3つの信号 HU, HV, HWを、電気角 60度ずつのタイミ ングを示す信号として利用し、その電気角 60度の間をカウントすることにより、界磁用 磁石 5の磁極位置を推定し、推定した磁極位置に応じた正弦波の基準信号を生成 する。この基準信号の位相は、位相指令が入力される位置オフセットカウンタ 826か らの信号に基づ 、て修正される。

[0149] 波形生成器 823では、位置推定カウンタ 825からの基準信号、 PWM発生器 824 力 の三角波あるいはのこぎり波、及び、速度指令に基づいて、 3相の基本波が生成 され、プリドライバ 822を介して主回路 821に入力される。これにより、主回路 821から 正弦波の駆動電流がブラシレスモータ 1に与えられることとなる。このような正弦波の 駆動電流をブラシレスモータ 1に与える駆動回路 8であれば、ブラシレスモータ 1を低 騒音に駆動できる。

[0150] なお、図 26あるいは図 27の構造の駆動回路 8を採用する場合はいずれにおいても 、ブラシレスモータ 1に位置検出センサとしてのホール素子 6が各相毎に配置される。 そして、各相毎のホール素子 6から上述の信号 HU, HV, HWが出力される。一般に 、ホール素子 6は、図 28に示すように、電機子卷線 7のコイル 71の略中央部に配置 される力 図 29に示すように、回転軸 21とコイル 71の略中央部とを結ぶ径方向 Dに 沿った直線 d2に対して回転方向 Rと逆向きにずれて配置してもよい。

[0151] モータにおいては、一般に、コイルのインダクタンスの影響により電圧の位相に対し て電流の位相は遅れる。しかし、図 29のようにホール素子 6を回転方向 Rとは逆向き にずれて配置することで、このような電流の位相の遅れを解消できる。また、リラクタン ストルクを有効に利用でき、モータのトルク及び効率を向上できることとなる。

[0152] < A— 3—3.センサレス駆動 >

図 30は、駆動回路 8の構成の一例を示す図である。図に示す駆動回路 8は、電機 子卷線 7の誘起電圧を検出し、検出した誘起電圧から界磁用磁石 5の磁極位置を推 定するように構成されている。そして、駆動回路 8は、推定した界磁用磁石 5の磁極 位置に基づいて、駆動電流をブラシレスモータ 1の電機子卷線 7に与えるようになつ ている。したがって、この駆動回路 8は、ホール素子 6などの位置検出センサを用い ずにブラシレスモータ 1を駆動するセンサレス駆動を行なうことができる。このようなセ ンサレス駆動の原理については、例えば、非特許文献 1及び非特許文献 2に開示さ れている。このようにセンサレス駆動を行なう駆動回路 8を採用すれば、ホール素子 などの位置検出センサを設ける必要がないため、モータのさらなる薄型化が可能とな る。

[0153] なおこの場合、ブラシレスモータ 1に与える駆動電流の位相を、検出した誘起電圧 の位相よりも進めることが好ましい。このようにしても、コイルのインダクタンスの影響に よる電圧に対する電流の位相の遅れを解消できる。また、リラクタンストルクを有効に 利用でき、モータのトルク及び効率を向上できることとなる。

[0154] < B.第 2の実施の形態 >

< B-1.基本構成及び動作 >

図 31及び図 32は、第 2の実施の形態に係るモータの主たる構成を示す図であり、 図 31は斜視図、図 32は図 31の II— II位置から見た断面図である。本実施の形態のモ ータはアキシャルギャップ型のブラシレスモータ 201として構成されている。これらの 図に示すように、ブラシレスモータ 201は、主として固定子 3と、回転軸 21を中心に固 定子 3と相対的に回転自在な回転子 2とを備えている。図 31では構造の視認を容易 にするため、回転子 2の一部を破断して示している。

[0155] 回転子 2は、補強部材 22、ロータヨーク板 4及び界磁用磁石 5を、軸方向 Lに沿つ て正側力 この順に積層して備えて 、る。

[0156] ロータヨーク板 4は、円盤形状の磁性体で構成されており、平面部分が軸方向しに 直交するように円盤の中心位置が回転軸 21に対して固設されて 、る。補強部材 22 は、ロータヨーク板 4と比較して径が大の円盤形状となっており、円盤の中心位置が 回転軸 21の中心位置と一致するように、ロータヨーク板 4の平面部分に着接されてい る。

[0157] また、界磁用磁石 5は、ロータヨーク板 4と比較して径が小のリング形状（中心部分 に円形開口部を有する円盤形状)を有している。この界磁用磁石 5も、円盤の中心位 置が回転軸 21の中心位置と一致するように、ロータヨーク板 4の平面部分に着接され ている。このため、界磁用磁石 5の平面部分も軸方向 Lに直交して配置される。また、 界磁用磁石 5は、軸方向 Lに沿った厚み方向に並び相互に極性の異なる磁極を有し ている。したがって、界磁用磁石 5の直接的な磁束 (界磁用磁石 5から出る、あるいは 、界磁用磁石 5に入る磁束）は、軸方向 Lに沿うこととなる。界磁用磁石 5の一の面の 磁極数は、特に限定されない。

[0158] 固定子 3は、電機子卷線 7及びステータヨーク板 31を、軸方向 Lに沿って正側から この 1噴に積層して備えて ヽる。

[0159] ステータヨーク板 31は、円盤形状の磁性体で構成されており、円盤の中心位置に は軸受 32が形成されている。回転軸 21はこの軸受 32に対して嵌入されることにより 、ステータヨーク板 31に対して相対的に回転自在に支持される。またこれにより、ステ ータヨーク板 31は平面部分が軸方向 Lに直交して配置される。したがって、界磁用磁 石 5の直接的な磁束は、ステータヨーク板 31の平面部分に直交することとなる。

[0160] 電機子卷線 7は、回転軸 21を中心とした一の円上に沿って配置された複数のコィ ル 33により構成される。図 32に示すように、電機子卷線 7は、軸方向 Lに沿って界磁 用磁石 5と対向するように、ステータヨーク板 31の軸方向 Lの正側面に固着される。

[0161] また、ステータヨーク板 31には複数のスリットが形成されている。図 33は、軸方向 L の正側力も見たステータヨーク板 31の一部を示す図である。図中においては、ステ ータヨーク板 31に固着された電機子卷線 7を破線にて示し、その電機子卷線 7に対 向して 、る界磁用磁石 5を一点鎖線で示して 、る（後述する図 34—図 37にお ヽても 同様。）。

[0162] 図に示すように、ステータヨーク板 31には、回転方向 Rに沿って延びる細長い空気 層である複数のスリット 241が、径方向 Dに対して 3層に形成されている。各層にはそ れぞれ複数のスリット 241が含まれている。換言すれば、回転軸 21を中心とした互い に径の異なる 3つの円上のそれぞれに、複数のスリット 241が配置されている。これら の 3つの円の径は、スリット 241の位置力 軸方向 Lにおいて界磁用磁石 5の回転経 路と重なるように設定されている。つまり、複数のスリット 241は、回転子 2が回転運動 を行なう際に界磁用磁石 5の直接的な磁束が通過する位置において、径方向 Dに直 交して延びるように形成される。

[0163] このような構成を有するブラシレスモータ 201において電機子卷線 7に所定の電流 を流すと、界磁用磁石が界磁として機能し、回転子 2が固定子 3に対して相対的に回 転運動を行なう。この回転運動においては、回転子 2の界磁用磁石 5の磁束が、ステ ータヨーク板 31の平面部分に対して直交しつつ回転方向 Rに移動することとなる。し たがって、ステータヨーク板 31において、界磁用磁石 5の回転経路と軸方向 Lに重な る位置には、フレミングの右手の法則により、径方向 Dあるいはその反対方向に沿つ て誘導渦電流が生じようとする。

[0164] し力しながら、本実施の形態のブラシレスモータ 201においては、ステータヨーク板 31において回転方向 Rに沿って延びる非導電体部としてのスリット 241が形成されて いる。すなわち、渦電流が発生しょうとする方向に直交して非導電体のスリット 241が 形成されていることから、渦電流の発生を効果的に抑制できる。したがって、鉄損が 減少しブラシレスモータ 201の効率を向上できることとなる。また、複数のスリット 241 は、軸方向 Lにおいて界磁用磁石 5の回転経路と重なる位置に形成されているため、 さらに効果的に渦電流の発生を抑制できる。

[0165] また、ステータヨーク板 31に形成される非導電体部としては、細長い空気層たるスリ ット 241が採用されるため、非導電体部の形成のための加工が容易であり、ブラシレ スモータ 201の製造コストを抑制できる。

[0166] < B— 2.非導電体部の変形例 >

ステータヨーク板 31に形成される非導電体部の形状や配置は、図 33に示すものに 限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下、第 2の実施の形態のブラシ レスモータ 201にお 、て採用可能な非導電体部の各種変形例にっ 、て説明する。

[0167] < B— 2— 1.変形例 1 >

図 34は、ステータヨーク板 31に形成される非導電体部の他の一例を示す図である 。本例においては、回転軸 21からステータヨーク板 31の周縁部に至る迄に、回転方 向 Rに沿った角度によらずに、少なくとも一つのスリット 241が存在するように、複数の スリット 241が形成されている。

[0168] 本例においてもステータヨーク板 31には、回転方向 Rに沿って複数のスリット 241が 径方向 Dに対して 3層に形成されている。このうち一の層のみに注目すると、回転軸 2 1からステータヨーク板 31の周縁部に至る迄の径方向 Dに沿った経路において、回 転方向 Rに沿った角度によっては、スリット 241が形成されていない部分（隣接するス リット 241の相互間の部分) 45がある。すなわち、非導電体部が配置されない部分（ 以下、「導電体部」という。） 45が存在している。

[0169] しかし、本例においては、径方向 Dに沿った経路に、一の層について導電体部 45 があるときには、同一の経路上に必ず他の層のスリット 241が少なくとも 1つ存在する ようになつている。例えば、スリット 241が形成される 3つの層を内側力も第 1層、第 2 層、第 3層と呼ぶとき、図 34中に示す経路 dlに注目すると、第 1層及び第 3層につい ては導電体部 45がある力 第 2層にスリット 241が存在している。また、図 34中に示 す経路 d2に注目すると、第 2層については導電体部 45があるが、第 1層及び第 3層 にスリット 241が存在している。

[0170] このように、回転軸 21とステータヨーク板 31の周縁部との間で、径方向 Dには必ず スリット 241が存在するようにすることで、渦電流の発生を効果的に抑制することがで きる。また、図 33に示す場合と比較して、スリット 241を形成したときにおけるステータ ヨーク板 31の変形に対する強度を維持できる。

[0171] < B-2-2.変形例 2 >

図 35は、ステータヨーク板 31に形成される非導電体部の他の一例を示す図である 。本例においては、ステータヨーク板 31が、回転軸 21を中心とした円に沿って境界を 有する複数の磁性体板 31a— 31dで構成されている。そして、この複数の磁性体板 同士の境界 242が非導電体部とされて 、る。

[0172] 本例におけるステータヨーク板 31は、 3つのリング状の磁性体板 31a, 31b, 31c及 び円盤状の磁性体板 31dを組合わせて構成されている。磁性体板 31aの内径に対 する磁性体板 3 lbの外径、磁性体板 3 lbの内径に対する磁性体板 31cの外径、及 び、磁性体板 31cの内径に対する磁性体板 3 Idの外径はそれぞれ僅かに小とされて いる。したがって、これらの磁性体板 31a— 31cを、それぞれの中心位置が回転軸 2 1の中心位置と一致するように組み合わせると、磁性体板同士の境界 242において、 径方向 Dの幅が微小、かつ、回転軸 21を中心とした円形の空間が 3つ形成される (ス テータヨーク板 31の全体形状としては図 31及び図 32に示すものと同様となる。 ) oつ まり、ステータヨーク板 31に、回転方向 Rに沿って延びる非導電体部としての、磁性 体板同士の 3つの境界 242 (3層の空間）が形成されることとなる。これらの磁性体板 同士の 3つの境界 242は、軸方向 Lにおいて界磁用磁石 5の回転経路と重なるように 配置される。また、本例では、この境界 242に対向する磁性体板のそれぞれの面に 対しては、絶縁被膜がコーティングされている。

[0173] 本例においても、ステータヨーク板 31には回転方向 Rに沿って延びる非導電体部 が形成されているため、渦電流の発生を抑制できる。そして、この非導電体部が、回 転軸 21を中心とした円に沿って境界を有する複数の磁性体板 31a— 31dの境界 24 2とされているため、非導電体部の径方向 Dの幅を非常に微小にできる。したがって、 ブラシレスモータ 201の回転運動に際してのステータヨーク板 31の磁気抵抗を低下 させることができることから、磁気飽和が改善されブラシレスモータ 201の効率をさら に向上できる。また、ステータヨーク板 31に対して微小幅のスリットを形成しにくい場 合であっても、微小な非導電体部を容易に形成できる。さらに、本例では、磁性体板 同士の境界 242に対して絶縁被膜がコーティングされているため、境界 242における 電流の漏洩が防止され、効果的に渦電流の発生を抑制できる。

[0174] < B— 2— 3.変形例 3 >

図 36は、ステータヨーク板 31に形成される非導電体部の他の一例を示す図である 。本例のステータヨーク板 31の構成は、図 33及び図 35に示す構成を組合わせたも のとなつている。

[0175] より具体的には、本例のステータヨーク板 31は、図 35の例の如ぐ 3つのリング状の 磁性体板 31a, 31b, 31c及び円盤状の磁性体板 31dを組合わせて構成されている 。そしてさらに、図 33の例の如く回転方向 Rに沿って延びる複数のスリット 241が径方 向 Dに対して 3層に形成されている。また、複数のスリット 241が配置される 3つの層 の径と、磁性体板同士の 3つの境界 242の径とは一致されて 、る。

[0176] 本例のステータヨーク板 31においては、複数のスリット 241、及び、磁性体板同士 の境界 242の双方が、回転方向 Rに沿って延びる非導電体部となる。また、複数のス リット 241が配置される層の径と、磁性体板同士の境界 242の径とは一致されることか ら、図に示すように、同一層において隣接するスリット 241の相互間の部分 45には、 必ず磁性体板同士の境界 242が配置される。このため、渦電流の発生を効果的に抑 ff¾することができる。

[0177] なお、図 37に示すように、図 34及び図 35に示す構成を組合わせ、回転方向尺に 沿った角度によらずに径方向 Dに必ず一つのスリット 241が存在するようにしてもよい 。これによれば、さらに効果的に渦電流の発生を抑制できる。

[0178] < B— 3.第 2の実施形態のその他の変形例 >

第 2の実施形態では、電機子卷線 7と界磁用磁石 5とは軸方向 Lに沿って対向する と説明したが、第 1の実施形態と同様に、これらが径方向 Dに沿って重ねて配置され ていてもよい。第 1の実施の形態と同一のブラシレスモータにおいても、ステータョー ク板 31には、磁束が直交しつつ移動することから、径方向 Dあるいはその反対方向 に沿って誘導渦電流が生じようとする。このため、これを防止するためには、第 2の実 施の形態と同じぐステータヨーク板 31に非導電体部を形成すればよい。この非導電 体部の形状や配置は、図 33—図 37に示すもののいずれも採用可能である。

[0179] 第 2の実施の形態では、スリット 241は径方向 Dに対して 3層に形成されるとした力 スリット 241が形成される層の数はこれに限定されず、単数でも複数であってもよい。 ただし、図 34のように回転方向 Rに沿った角度によらずに径方向 Dに必ず一つのスリ ット 241が存在するようにする場合は、複数の層が必要となる。

[0180] 第 2の実施の形態では、複数の磁性体板同士の境界 242は径方向 Dに対して 3つ 存在していた力 少なくとも 1つあればよい。

[0181] 第 2の実施の形態では、非導電体部は回転方向 Rに沿って延びる曲線形状を有し ていた力 その少なくとも一部が径方向 Dに直交するように回転方向 Rに沿って延び て ヽれば直線形状であってもよ!/、。

[0182] < C.採用例 >

以上、第 1の実施の形態のブラシレスモータ 1及び第 2の実施の形態のブラシレス モータ 201について説明した力 これらのブラシレスモータ 1, 201は薄型かつ高トル クであるため、各種の装置、特に空気調和機に好適に採用可能である。以下では、 第 1の実施の形態のブラシレスモータ 1を採用した空気調和機の具体例について説 明する。

[0183] < C-1.送風機 >

図 38は、ブラシレスモータ 1を採用した送風機の構成の一例を示す断面図である。 この送風機 101は、空気調和機の室内機に利用される遠心送風機として構成されて おり、空気流路を形成する回転駆動機構としてのファン 91を備えている。

[0184] このファン 91は、ハブ 92と、ハブ 92の周縁部において円周方向に等間隔に配置さ れた複数のブレード 94と、ハブ 92及びブレード 94を覆うシュラウド 93と力 構成され る。シュラウド 93の中央側が送風機 101の吸込口 91aとなり、ブレード 94の外側が送 風機 101の吹出口 91bとなる。つまり、ファン 91の回転により、吸込口 91aから空気が 吸い込まれ、吹出口 91bから空気が吹き出される。

[0185] この送風機 101では、ファン 91の回転駆動手段としてブラシレスモータ 1が採用さ れている。ファン 91の回転中心部は、ブラシレスモータ 1の回転軸 21に固設される。 このように薄型かつ高トルクのブラシレスモータ 1を送風機に採用することで、小型か つ省電力の送風機を提供できる。ブラシレスモータ 1の構造は、第 1の実施の形態で 説明したもののいずれであってもよい。なお、図 38の送風機 101において、ブラシレ スモータ 1の代わりに第 2の実施の形態のブラシレスモータ 201を採用することも可能 である。この場合、第 2の実施の形態で説明したもののいずれが採用されてもよい。こ れにより、消費電力が低い送風機を提供できる。

[0186] < C-2.圧縮機〉

図 39は、ブラシレスモータ 1を採用したスクロール型圧縮機の構成の一例を示す断 面図である。このスクロール型圧縮機 102は、空気調和機の冷媒ガスの圧縮機として 構成されており、固定スクロール 95と、回転駆動機構としての旋回スクロール 96とを 備えている。

[0187] 固定スクロール 95、及び、旋回スクロール 96はそれぞれラップを備えており、これら のラップ同士が互いに嚙合するように配置される。旋回スクロール 96が回転駆動する と、ラップの相互間によつて形成される圧縮室 97に入り込んだ冷媒ガスが圧縮される

[0188] このスクロール型圧縮機 102では、旋回スクロール 96の回転駆動手段としてブラシ レスモータ 1が採用されている。旋回スクロール 96は、ブラシレスモータ 1の回転軸 2 1の軸中心に対して偏心して固設される。このように薄型かつ高トルクのブラシレスモ ータ 1をスクロール型圧縮機に採用することで、小型かつ省電力のスクロール型圧縮 機を提供できる。ブラシレスモータ 1の構造は、第 1の実施の形態で説明したものの いずれであってもよい。また、圧縮機としてはこの実施の形態のスクロール型圧縮機 構以外の圧縮機構を持つものでも良い。なお、図 39のスクロール型圧縮機 102にお いて、ブラシレスモータ 1の代わりに第 2の実施の形態のブラシレスモータ 201を採用 することも可能である。この場合、第 2の実施の形態で説明したもののいずれが採用 されてもよい。これにより、消費電力が低い圧縮機を提供できる。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1方向（L)に沿った回転軸（21)を中心として相互に回転自在な電機子（3)及び 界磁子（2)を備えるモータであって、

前記電機子（3)は、

前記第 1方向（L)に垂直な第 2方向（D)に沿って前記回転軸（21)から離れて配置 される電機子卷線 (7)、

を有し、

前記界磁子（2)は、

各々が、前記第 1方向 (L)において前記電機子卷線 (7)と対向する一端及び前記 第 1方向（L)において前記電機子卷線 (7)と対向しない他端を含み、前記第 2方向（ D)に沿って延びる複数の第 1ヨーク板 (41)と、

隣接する前記第 1ヨーク板 (41)の一方の前記他端に接合された N極と、他方の 前記他端に接合された S極と、前記第 1ヨーク板 (41)に向いて開口する U形の磁路（ Φ 1)とを有し、前記第 2方向（D)において前記電機子卷線 (7)と少なくとも部分的に 対向する界磁用磁石 (5)と、

を有することを特徴とするモータ。

[2] 請求項 1に記載のモータにおいて、

隣接する前記第 1ヨーク板 (41)の前記一端同士は相互に連結されることを特徴と するモータ。

[3] 請求項 1に記載のモータにおいて、

隣接する前記第 1ヨーク板 (41)の前記他端同士は前記 N極及び前記 S極の境界 を避けて相互に連結されることを特徴とするモータ。

[4] 請求項 1に記載のモータにおいて、

前記第 1ヨーク板 (41)は前記第 2方向（D)に平行な直線状の外郭 (411)を有する ことを特徴とするモータ。

[5] 請求項 1に記載のモータにおいて、

隣接する第 1ヨーク板 (41)同士の間幅 (461)は、前記第 2方向（D)に沿って前記 回転軸（21)力 離れるほど広 、ことを特徴とするモータ。

[6] 請求項 5に記載のモータにおいて、

前記隣接する第 1ヨーク板 (41)同士の間幅 (461)は、前記回転軸（21)からの距 離に対して、非線形に増大することを特徴とするモータ。

[7] 請求項 1に記載のモータにおいて、

前記界磁用磁石（5)は、円盤形状であることを特徴とするモータ。

[8] 請求項 1に記載のモータにおいて、

前記界磁用磁石（5)は、

前記第 1方向（L)において N極及び S極が並ぶ永久磁石（51)の少なくとも一つと、 前記第 1ヨーク板 (41)と反対側で前記 N極と前記 S極とを接合する第 2ヨーク板 (5 9)と、

を含むことを特徴とするモータ。

[9] 請求項 1に記載のモータにおいて、

前記界磁用磁石（5)は、

前記第 1方向（L)において N極及び S極が並ぶ、 6面体の永久磁石（53)の少なくと も二つと、

前記永久磁石 (53)の前記 S極及び前記 N極を前記第 1ヨーク板 (41)と反対側で 接合する第 2ヨーク板 (59)と、

から構成されることを特徴とするモータ。

[10] 請求項 8に記載のモータにおいて、

前記永久磁石（51, 53)は、ボンド磁石であることを特徴とするモータ。

[11] 請求項 10に記載のモータにおいて、

前記永久磁石（51, 53)は、射出成形により前記第 1ヨーク板 (41)及び第 2ヨーク 板（59)の 、ずれかと一体形成されることを特徴とするモータ。

[12] 請求項 8に記載のモータにおいて、

前記第 2ヨーク板（59)の前記第 2方向（D)の幅は、前記永久磁石（51, 53)の前 記第 2方向（D)の幅よりも大であることを特徴とするモータ。

[13] 請求項 8に記載のモータにおいて、

前記第 2ヨーク板（59)の前記第 1方向（L)の幅は、前記永久磁石（51, 53)の前記 第 1方向（L)の幅よりも大であることを特徴とするモータ。

[14] 請求項 8に記載のモータにおいて、

前記第 2ヨーク板（59)は、前記永久磁石（51, 53)の互いに異なる極性が隣接す る部位において、前記第 1方向（L)の幅が、他の位置と比較して大であることを特徴 とするモータ。

[15] 請求項 1に記載のモータにおいて、

前記電機子（3)は、前記電機子卷線 (7)が配置される基板 (76)、

をさらに備えることを特徴とするモータ。

[16] 請求項 15に記載のモータにおいて、

前記電機子卷線（7)は、前記基板（76)の前記第 1方向（L)について相互に反対 側にある両面に配置されることを特徴とするモータ。

[17] 請求項 16に記載のモータにおいて、

前記基板 (76)の一方の面に配置された前記電機子卷線 (7)と、前記基板 (76)の 他方の面に配置された前記電機子卷線 (7)とは、前記電機子 (3)を基準とした前記 界磁子（2)の回転方向（R)に沿って互いにずれていることを特徴とするモータ。

[18] 請求項 15に記載のモータにおいて、

前記電機子卷線（7)は、フォトリソグラフィにより導体が形成される平面状コイルであ ることを特徴とするモータ。

[19] 請求項 1に記載のモータにおいて、

一の前記電機子（3)と一の前記界磁子（2)との組を一のモータセットとし、 複数の前記モータセットを、前記回転軸（21)を同一として前記第 1方向（L)に沿つ て連結したことを特徴とするモータ。

[20] 請求項 19に記載のモータにおいて、

前記複数の前記モータセットにそれぞれ含まれる前記電機子卷線 (7)は、前記複 数の前記モータセットの相互間で、前記電機子（3)を基準とした前記界磁子（2)の回 転方向（R)に沿ってずれていることを特徴とするモータ。

[21] 請求項 1に記載のモータにおいて、

前記電機子卷線（7)は、前記界磁用磁石（5)よりも前記回転軸（21)の側に配置さ れ、

2つの前記界磁子（2)を、一の前記電機子（3)を挟んで、前記回転軸（21)を同一 として前記第 1方向（L)に沿って連結したことを特徴とするモータ。

[22] 請求項 1に記載のモータにおいて、

前記第 1ヨーク板 (41)は、前記電機子卷線 (7)との間でエアギャップ (74)を形成 する第 1平面部分 (41a)と、前記第 1平面部分 (41a)と連結される第 2平面部分 (41 b)とで構成され、

前記第 1平面部分 (41a)は、前記第 2平面部分 (41b)よりも前記第 1方向 (L)にお V、て前記電機子卷線 (7)側に配置されることを特徴とするモータ。

[23] 請求項 1に記載のモータにおいて、

前記電機子（3)は、前記界磁用磁石 (5)の磁極位置を検出する少なくとも一の位 置検出センサ (6)、

をさらに備え、

前記位置検出センサ（6)は、前記電機子卷線（7)の略中央部に配置されることを 特徴とするモータ。

[24] 請求項 1に記載のモータにおいて、

前記電機子（3)は、前記界磁用磁石 (5)の磁極位置を検出する少なくとも一の位 置検出センサ (6)、

をさらに備え、

前記位置検出センサ（6)は、前記回転軸（21)と前記電機子卷線 (7)の略中央部と を結ぶ直線 (dl)に対して、前記電機子（3)を基準とした前記界磁子（2)の回転方向 (R)とは逆向きにずれて配置されていることを特徴とするモータ。

[25] 請求項 23に記載のモータにおいて、

前記位置検出センサ（6)の出力に基づいて、矩形波及び正弦波のいずれかの駆 動電流を前記電機子卷線 (7)に与える駆動手段 (8)、

をさらに備えることを特徴とするモータ。

[26] 請求項 1に記載のモータにおいて、

前記電機子卷線 (7)の誘起電圧を検出する手段と、 前記誘起電圧から前記界磁用磁石 (5)の磁極位置を推定する手段と、 前記推定された前記界磁用磁石 (5)の磁極位置に基づ 、た駆動電流を、前記電 機子卷線 (7)に与える駆動手段と、

をさらに備えることを特徴とするモータ。

[27] 請求項 26に記載のモータにおいて、

前記駆動手段は、前記駆動電流の位相を前記誘起電圧の位相よりも進めることを 特徴とするモータ。

[28] 電機子卷線 (7)及び第 1ヨーク板 (31)を一方向 (L)に沿って積層して有する電機 子 (3)と、

前記一方向に並び相互に極性の異なる磁極を有する界磁用磁石（5)を有し、前記 一方向に沿った回転軸（21)を中心に前記電機子と相対的に回転自在な界磁子（2) と、

を備えたモータであって、

前記第 1ヨーク板（31)は、前記回転の方向（R)に沿って延びる非導電体部（241, 242)、

を有することを特徴とするモータ。

[29] 請求項 28に記載のモータにおいて、

前記非導電体部（241, 242)は、前記回転軸（21)を中心とした円に沿って配置さ れた複数のスリット（241)を含むことを特徴とするモータ。

[30] 請求項 29に記載のモータにおいて、

前記複数のスリット（241)は、前記回転軸（21)から前記第 1ヨーク板（31)の周縁 部に至る迄に、前記回転の方向（R)に沿った角度によらずに、少なくとも一つ存在す ることを特徴とするモータ。

[31] 請求項 28に記載のモータにおいて、

前記第 1ヨーク板 (31)は、前記回転軸（21)を中心とした少なくとも一の円に沿って 境界を有する複数の磁性体板（31a, 31b, 31c, 3 Id)で構成され、

前記非導電体部（241, 242)は、前記複数の磁性体板同士の境界（242)を含む ことを特徴とするモータ。

[32] 請求項 31に記載のモータにおいて、

前記複数の磁性体板同士の境界（242)は、絶縁被膜でコーティングされていること を特徴とするモータ。

[33] 請求項 28に記載のモータにおいて、

前記電機子卷線 (7)と前記界磁用磁石 (5)とは、前記回転軸（21)から前記第 1ョ ーク板（31)の周縁部に向力う方向（D)において重ねて配置されることを特徴とする モータ。

[34] 請求項 33に記載のモータにおいて、

前記界磁用磁石（5)は、各々が前記一方向に並び相互に極性の異なる磁極を有 する複数のサブ磁石 (52)で構成され、

前記複数のサブ磁石（52)は、前記回転軸（21)の周囲において交互に極性が異 なり、かつ、異なる極性の境界が前記周縁部に向力う方向（D)に沿うように配置され 前記界磁子（2)は、

前記一方向 (L)に沿って前記電機子卷線 (7)と対向する第 1部分 (41a)と、前記界 磁用磁石 (5)の前記電機子とは反対側に結合された第 2部分 (41b)とを含み、前記 回転軸（21)に直交して配置された第 2ヨーク板 (4)と、

前記界磁用磁石 (5)の前記電機子側の異なる極性を接合する第 3ヨーク板（59)と を有し、

前記第 2ヨーク板 (4)は、前記複数のサブ磁石（52)の極性の境界に、前記周縁部 に向かう方向（D)に沿って延びる非磁性体部 (46)、

を有することを特徴とするモータ。

[35] 送風機であって、

請求項 1な!、し 34の!、ずれかに記載のモータと、

前記モータにより回転駆動されるファン（91)と、

を備えることを特徴とする送風機。

[36] 圧縮機であって、 請求項 1な!、し 34の!、ずれかに記載のモータと、 前記モータにより回転駆動される圧縮機構 (96)と、 を備えることを特徴とする圧縮機。

空気調和機であって、

請求項 1な!、し 34の!、ずれかに記載のモータと、 前記モータにより回転駆動される回転駆動機構と、 を備えることを特徴とする空気調和機。