WO2011042975A1

WO2011042975A1 - ファンモーター及びこれを備えた空気調和機

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Publication number: WO2011042975A1
Application number: PCT/JP2009/067564
Authority: WO
Inventors: 剛森; 正哉井上; 彰二山田; 智哉福井
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-04-14
Also published as: JPWO2011042975A1; CN102549883A; JP5506811B2

Abstract

　ファンモーター自体の大型化を抑制しながら、設計自由度を向上させることが可能なファンモーター、及びこれを備えた空気調和機を得る。　羽根部２０と、羽根部２０の外周部に設けられたローター１０、及びローター１０の外周側に配置され、内周面にティース３２が設けられたステーター３０を有するモーター４０と、ステーター３０及びローター１０の外周側を覆うように配置されたハウジング５０と、を備えたファンモーター１００において、ハウジング５０は多角形状であり、ステーター３０はハウジング５０の少なくとも１つの角部に配置され、ステーター３０の一部又は全部は、端部に補助ティース３３が設けられているものである。

Description

ファンモーター及びこれを備えた空気調和機

　本発明は、ファンモーター及びこれを備えた空気調和機に関するものである。

　従来の空気調和機には、室内機を薄型化・小型化するため、ファンユニットにプロペラファンを用いた構成が提案されている。このようなプロペラファンは、回転中心となるボス部、及びボス部から外周側へ形成された羽根を有する羽根部が設けられている。そして、羽根部を回転させるモーターは、ボス部に設けられている。つまり、モーターはアウターローター型となっており、ローター側（回転側）に羽根部が設けられている。このため、モーターを大きくすると、モーターの外側に配置される羽根の大きさが制限され、通風路を塞いでしまう。したがって、十分な風量を得ることができない、羽根部の設計自由度が少なくファン効率が低下してしまう等の問題点があった。また、通風路を確保するためにモーターの大きさを小さくすると、モーター自体の効率が低下してしまうという問題点があった。

　そこで、これらの問題点を解決するため、例えば「ファンの外周部に磁石を環状に取付けて、その磁石の外側面を周方向において順次Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極…となし、この磁石の外側に複数個の固定コイルを配列すると共にコイルの外側に環状のヨークを設けてある。」（例えば特許文献１参照）というファンモーターが提案されている。このようなファンモーターは、ボス部にモーターが備えられたものに比べて、ボス部を小さくすることができるため通風路が大きくでき、回転軸付近まで羽根にすることができる。このため、ファンモーターの設計自由度が向上する。また、このようなファンモーターは、ローター半径を大きくできるため、大きなトルクを得ることができ、効率の向上が期待できる。

特開昭６１－５２１８１号公報（第１頁、図１）

　しかしながら、このようなファンモーター（例えば特許文献１参照）は、ボス部を小さくできるものの、ステーターをファンの外周側全域に配置するため、ハウジングが大型化してファンモーター自体が大きくなってしまうという問題点があった。

　本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ファンモーター自体の大型化を抑制しながら、設計自由度を向上させることが可能なファンモーター、及びこれを備えた空気調和機を得ることを目的としている。

　本発明に係るファンモーターは、羽根部と、羽根部の外周部に設けられたローター、及びローターの外周側に配置され、内周面にティースが設けられたステーターを有するモーターと、ステーター及び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、ハウジングは多角形状であり、ステーターはハウジングの少なくとも１つの角部に配置され、ステーターの一部又は全部は、端部に補助ティースが設けられているものである。

　本発明においては、ステーターを多角形状のハウジングの角部に配置している。このため、ハウジングの大きさを、ボス部にモーターを配置したファンのハウジングと同程度の大きさに維持できる。そして、モーターを羽根部の外周側に設けているので、通風路を大きく確保でき、ファンモーターの設計自由度を向上させることができる。

　ここで、ステーターを多角形状のハウジングの角部に配置することにより、ローターの外周側の一部のみにステーターが存在することになる。このため、ステーターの端部に起因したコギングの発生が懸念される。そこで、本発明においては、ステーターの一部又は全部の端部に補助ティースを設けている。このため、ステーターの端部に起因するコギングを低減させることができる。

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。本発明の実施の形態１に係るファンモーターの組立斜視図である。本発明の実施の形態１に係るステーターを示す正面図である。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。本発明の実施の形態２に係るファンモーターを示す正面図である。本発明の実施の形態３に係るファンモーターを示す正面図である。本発明の実施の形態３に係るステーターを示す正面図である。本発明の実施の形態３に係るステーターの別の一例を示す正面図である。本発明の実施の形態４に係るファンモーターを示す正面図である。本発明の実施の形態５に係るファンモーターを示す正面図である。本発明の実施の形態６に係るファンモーターを示す正面図である。本発明の実施の形態７に係る空気調和機の一例を示す縦断面図である。

　実施の形態１．
　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。

　ファンモーター１００は、軸流ファン構造であり、羽根部２０、ローター１０及びステーター３０を備えたモーター４０、ハウジング５０等から構成されている。

　ハウジング５０は、略四角形の額縁形状をしており、内側に羽根部２０が設けられている。
　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。

　羽根部２０のリング２３の外周面には、ローター１０が設けられている。このローター１０は、磁石１１及びローターコア１２を備えている。ローターコア１２は、略円環状をしており、リング２３の外周面に設けられている。磁石１１は、略円環状をしており、ローターコア１２の外周面に設けられている。

　磁石１１は、例えば厚さ１．５ｍｍ、残留磁束密度０．２４５Ｔのラバー磁石である。また、この磁石１１は、平板形状をしており、磁石１１の配向は通常のパラレル着磁で、３２極着磁されている。そして、磁石１１は、ローターコア１２の外周面に巻き付けられ、接着されている。また、本実施の形態１では、磁石１１の軸方向幅（羽根部２０の回転軸方向の幅）を、例えば１０ｍｍとし、ステーター３０の軸方向幅と合わせている。

　なお、磁石１１の種類は、希土類焼結磁石、プラマグ磁石、フェライト磁石等を使用してもよい。また、磁石１１のローターコア１２への固定方法も、本実施の形態１の方法に限られるものではない。例えば、磁石１１を略円環状に形成し、この磁石１１の内周面にローターコア１２をはめ込んでもよい。また例えば、磁石１１を複数のセグメントに分割し、これらセグメントをローターコア１２の外周面に貼付等してもよい。磁石１１を複数のセグメントに分割する場合、各セグメントの周方向幅を極ピッチより小さくし、セグメント間にスペースを設けてもよい。また例えば、羽根部２０を高速させて使用する場合、磁石１１の外側からガラエポ（ガラス繊維＋エポキシ樹脂）等の非磁性材料で固定するとよい。また例えば、磁石１１の軸方向幅をステーター３０の軸方向幅よりも大きくし、オーバーハングさせてもよい。これにより、ステーター３０の軸方向側の端部からの磁束漏れを抑制できる。

　ローターコア１２は、電磁鋼板を積層接着し、リング状に加工したものである。ローターコア１２の材質は、電磁鋼板の他、厚粉鉄心、その他磁性材料を採用することができる。なお、磁石１１の配向をハルバック配向にした場合、磁路が内側（羽根部２０側）にこないため、ローターコア１２を設けなくともよい。ローターコア１２は磁性体であるので、一般に重量が重い。このため、ローターコア１２を設けないことにより、ファンモーター１００の軽量化を図ることができる。なお、ローター１０の剛性不足によってローター１０が変形し、騒音が発生する場合がある。このような場合、ローターコア１２を設ければよい。

　図３に示すように、このステーター３０は、略Ｌ型のステーターコア３１を備えている。ステーターコア３１の両外周面がなす角度は、ステーター３０が取り付けられるハウジング５０の角部と略同一角度（略９０°）となっている。このステーターコア３１の内周面（羽根部２０と対向する面）には、ティース３２が設けられている。本実施の形態１のモーター４０は３相モーターのため、ステーターコア３１の内周面には、３つのティース３２（Ｕ相ティース３２ａ、Ｖ相ティース３２ｂ、Ｗ相ティース３２ｃ）が設けられている。これらＵ相ティース３２ａ、Ｖ相ティース３２ｂ及びＷ相ティース３２ｃには、コイル（図示せず）が巻き付けられている。また、ステーターコア３１の両端部には、内周面側に補助ティース３３が設けられている。ステーター３０は、ローターコア１２と同様、電磁鋼板を積層したものをワイヤカット等により図３に示す形状に加工している。なお、ステーター３０は、厚粉鉄心やその他磁性材料で形成されてもよい。

　これらステーター３０は、ハウジング５０の対向する角部２箇所に設けられている。つまり、ハウジング５０は、モーター４０（ローター１０及びステーター３０）の外周側を覆うように設けられている。ステーター３０をハウジング５０の角部に取り付ける際、ステーターコア３１の両外周面を、ハウジング５０の角部（より詳しくは、角部と隣接する両側面部）に当接する（接しさせる）。また、ステーターコア３１の裏面を、ハウジング５０の段部５１に当接する（接しさせる）。これにより、ステーター３０は、ハウジング５０の角部に位置決めされる。この状態で、固定用穴３４からネジ等（図示せず）を挿入し、ステーター３０をハウジング５０の角部に固定する。
　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。

　なお、ステーター３０が設けられる位置は、本実施の形態１で示す位置に限定されるものではない。例えば、ハウジング５０の角部の１箇所にステーター３０を設けてもよい。また例えば、ハウジング５０の角部３箇所にステーター３０を設けてもよい。また例えば、ハウジング５０の全ての角部（４箇所）にステーター３０を設けてもよい。
　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。

　このように構成されたファンモーター１００においては、ハウジング５０の角部にステーター３０を配置しているので、ハウジング５０の各辺をローター１０の外周部近傍まで近づけることが可能となる。したがって、ボス部にモーターを配置した従来のファンと同程度の大きさに、ファンモーター１００を作成することが可能となる。また、羽根部２０の外周側にモーター４０（ローター１０及びステーター３０）を設けているので、通風路を大きく確保でき、ファンモーター１００の設計自由度を向上させることができる。

　ここで、本実施の形態１に係るファンモーター１００は、ローター１０の外周側の一部のみにステーター３０が存在することとなる。このため、羽根部２０が回転する際、ステーター３０の端部に起因するコギングの発生が懸念される。この端部に起因するコギングは、ステーター３０の端部側に設けられたティース３２（Ｕ相ティース３２ａ及びＷ相ティース３２ｃ）とローター１０の磁石１１との間に生じる吸引力によって発生する。そして、ステーター３０端部に起因するコギング（トルクの脈動）は、ローター１０が一回転する際、磁石１１の磁極数の２倍の数となる（電気角でいう２ｆ成分）。

　したがって、例えば２個の補助ティース３３を設ける場合、補助ティース３３間の距離を（２ｍ－１）τ／２（ただし、ｍは正の整数、τは磁石１１の磁極の極ピッチ）とすることで、ステーター３０端部に起因するコギングを相殺して低減することができる。ただし、これは磁極によるギャップ磁束の周方向分布が正弦波となる理想的な状態の場合であり、例えば磁石１１の着磁をハルバック配向としたような場合に限られる。つまり、磁石１１の着磁をラジアル配向やパラレル配向等にした場合、ギャップ磁束の分布に高調波成分が含まれる（電気角でいうところの２ｆ成分のほか、４ｆ成分等の高次の成分も重畳される）。このため、モーター４０の構成によって、ステーター３０端部に起因するコギングを抑制するために好適な補助ティース３３間距離が異なってくる。そこで、ステーター３０端部に起因するコギングのｎ倍成分打ち消すため、補助ティース３３間の距離を、上記式の代わりに、（ｎｍ－１）τ／２とすればよい。しかしながら、ステーター３０端部に起因するコギングのすべての成分を同時に打ち消すのは、困難である。

　したがって、本実施の形態１では、磁界解析を行い、ステーター３０端部に起因するコギングを抑制するために好適な補助ティース３３間距離を求めている。なお、補助ティース３３間の距離は、それぞれ異なるステーター３０に設けられた補助ティース３３の間の距離でもよい。
　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）。

　また、ステーター３０が配置されるハウジング５０の角部は、その内周側形状が扇形（略円弧状）となっていない。このため、ハウジング５０の角部にステーター３０を配置すると、磁気的にアンバランスが生じる。
　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。

　しかしながら、本実施の形態１では、Ｕ相ティース３２ａ及びＷ相ティース３２ｃに隣り合って、補助ティース３３が設けられている。このため、各相のティース３２を経る磁気回路の他に、補助ティース３３を介した磁気回路が新たに加わる。したがって、Ｕ相ティース３２ａ及びＷ相ティース３２ｃの鎖交磁束が増加し、Ｖ相ティース３２ｂの鎖交磁束との差を減少することができる。

　なお、本実施の形態１では、Ｕ相ティース３２ａ、Ｖ相ティース３２ｂ及びＷ相ティース３２ｃのそれぞれに巻き付けられたコイルは、Ｙ結線により駆動回路と接続されている（図示せず）。また、異なるステーター３０の同相コイルは、直列に接続されている。そして二相通電のセンサレス駆動により駆動される。なお、コイルの結線方法や通電方法は、これに限定されるものではない。例えば、Ｕ相ティース３２ａ、Ｖ相ティース３２ｂ及びＷ相ティース３２ｃのそれぞれに巻き付けられたコイルを、Δ結線により駆動回路と接続してもよい。コイルへの通電を正弦波（正弦波駆動）としてもよい。ローター１０の位置を検出する回転位置センサを設置してもよい。

　以上、このように構成されたファンモーター１００においては、ハウジング５０の角部にステーター３０を配置しているので、ハウジング５０の各辺をローター１０の外周部近傍まで近づけることが可能となる。したがって、ボス部にモーターを配置した従来のファンと同程度の大きさに、ファンモーター１００を作成することが可能となる。また、羽根部２０の外周側にモーター４０（ローター１０及びステーター３０）を設けているので、通風路を大きく確保でき、ファンモーター１００の設計自由度を向上させることができる。また、ステーター３０の両端部に補助ティース３３を設けているので、ステーター３０の端部に起因するコギングを低減させることができる。したがって、ファンモーター１００を駆動させた際の騒音を低減することができる。

　また、ハウジング５０の複数の角部（本実施の形態１では、２箇所の角部）にステーター３０が配置されているので、ハウジング５０の１箇所のみにステーター３０を設けた場合と比べ、モーター４０のトルクを増加させることができる。

　また、ハウジング５０の対向する角部にステーター３０が設けられているので、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ことができる。このため、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、ファンモーター１００を駆動させた際の騒音を低減することができる。

　また、ハウジング５０の角部と隣接する２つの側面部と接するようにステーター３０を配置するので、ローター１０に対するステーター３０の位置精度が向上する。

　また、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と同じに設定されている。このため、補助ティース３３とティース３２との間のスロット開口幅に起因するコギングは、ティース３２間のスロット開口幅に起因するコギングと同様のものになる。したがって、各ティース間の開口幅に起因するコギングの対策が容易となる。

　また、モーター４０は３相モーターとなっているので、単相モーターを用いたファンモーターと比べ、高効率なファンモーター１００を得ることができる。

　なお、ステーター３０にはＵ相ティース３２ａ、Ｖ相ティース３２ｂ及びＷ相ティース３２ｃがそれぞれ１つ設けられているが、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３０に設けてもよい。
　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。

実施の形態２．
　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。

　図５は、本発明の実施の形態２に係るファンモーターを示す正面図である。
　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。

　このように構成されたファンモーター１０１は、２つのステーター３０が設けられていた実施の形態１に係るファンモーター１００と比べ、２倍の数（４つ）のステーター（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。このため、トルク発生箇所が実施の形態１に係るファンモーター１００の２倍となる。つまり、同一の大きさの電流をコイルに流した場合、本実施の形態２に係るファンモーター１０１に発生するトルクは実施の形態１に係るファンモーター１００に発生するトルクの倍となる。したがって、本実施の形態２に係るファンモーター１０１は、本実施の形態１に係るファンモーター１００よりも薄型化・小型化することができる。例えば実施の形態１に係るファンモーター１００及び本実施の形態２に係るファンモーター１０１を同一トルクとなるように製作した場合、本実施の形態２に係るファンモーター１０１は、ローターコア１２やステーター（ステーター３０及びステーター３０）の電磁鋼板の積層厚さを、実施の形態１に係るファンモーターのローターコア１２やステーター（ステーター３０及びステーター３０）の電磁鋼板の積層厚さの１／２とすることができる。

　また、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１つのステーター（ステーター３０）に設けられた補助ティース３３で相殺して低減しているので、残り３つのステーター（ステーター３０ａ）は補助ティース３３が必要なくなる。このため、ファンモーター１０１を軽量化できる。また、補助ティース３３を削減することによって空いたスペースを、ステーターコアやコイルの設置スペースとして使用すれば、ステーター３０ａの鉄損や銅損を低減することができる。

実施の形態３．
　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。

　図６は、本発明の実施の形態３に係るファンモーターを示す正面図である。また、図７はこのステーターを示す正面図である。
　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。

　より詳しくは、ハウジング５０の対向する角部に設けられたステーター３０ｂのうち、一方のステーター３０ｂ（図６における右上のステーター３０ｂ）は、Ｗ相ティース３２ｃと隣り合うように補助ティース３３が設けられている。また、ハウジング５０の対向する角部に設けられたステーター３０ｂのうち、他方のステーター３０ｂ（図６における左下のステーター３０ｂ）は、Ｕ相ティース３２ａと隣り合うように補助ティース３３が設けられている。

　そして、これらステーター３０ｂは、図７に示すように、同一形状のものが用いられている。つまり、図６における右上のステーター３０ｂは、図７の表面が表面となるように、ハウジング５０の角部に設けられている。また、図６における左下のステーター３０ｂは、図７の表面が裏面となるように、ハウジング５０の角部に設けられている。
　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。

　ステーター３０ｂの一方の端部のみに補助ティース３３が設けられたステーター３０ｂを用いる場合、各ティースに巻き付けられたコイルの接続方法によっては、Ｕ相ティース３２ａ又はＷ相ティース３２ｃのどちらか一方のみしか鎖交磁束が増加しなくなる。
　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。

　なお、ステーター３０ｂは、一方の端部のみに補助ティース３３が設けられているため、他方の端部にはスペースが発生する。このため、例えば図８に示すように、このスペースを利用するため、ティース３２の根元の間隔をこのスペース方向へ広げてもよい。これにより、コイルを巻くことが出来る範囲を増加させることができる。コイル断面積が増加するため、コイル抵抗が減少し、銅損を削減することができる。

実施の形態４．
　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。

　図９は、本発明の実施の形態４に係るファンモーターを示す正面図である。
　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。

　このように格子されたファンモーター１０３においては、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ので、ファンモーターをより小型化することができる。

実施の形態５．
　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。

　図１０は、本発明の実施の形態５に係るファンモーターを示す正面図である。
　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。

　このように構成されたファンモーター１０４においては、ファンモーターの配置スペースによりハウジングの形状が三角形になった場合でも、本発明を実施することができる。

　なお、本実施の形態５ではハウジング５０ｂの全ての角部にステーター３０ｃを設けているが、ハウジング５０ｂの一部の角部にステーター３０ｃを設けてももちろんよい。本実施の形態５では、ローター１０とステーター３０ｃ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５０ｂの全ての角部にステーター３０ｃを設けている。
　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。

実施の形態６．
　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。

　図１１は、本発明の実施の形態６に係るファンモーターを示す正面図である。
　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。

　以上、実施の形態１～本実施の形態６からもわかるように、多角形状のハウジングを備えたファンモーターであれば、本発明を実施することができる。例えば、ハウジングを八角形状としてもよい。
　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。

実施の形態７．
　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。

　図１２は、本発明の実施の形態７に係る空気調和機の一例を示す縦断面図である。この図１２は、実施の形態１に係るファンモーター１００を、空気調和機の室内機２００に用いた例を示している。また、図１２は、図の左側を室内機２００の前面側として示している。図１２に基づいて、室内機２００の構成について説明する。
　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。

　室内機２００は、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで室内等の空調対象域に空調空気を供給するものである。この室内機２００は、主に、室内空気を内部に吸い込むための吸込口１１１及び空調空気を空調対象域に供給するための吹出口１１５が形成されている筐体１１０と、この筐体１１０内に収納され、吸込口１１１から室内空気を吸い込み、吹出口１１５から空調空気を吹き出すファンモーター１００と、吸込口１１１からファンモーター１００までの風路に配設され、冷媒と室内空気とで熱交換することで空調空気を作り出す熱交換器１１４と、を有している。

　吸込口１１１は、筐体１１０の上部に開口形成されている。吹出口１１５は、筐体１１０の下部（より詳しくは、筐体１１０の前面部下側）に開口形成されている。ファンモーター１００は、吸込口１１１の下流側でかつ、熱交換器１１４の上流側に配設されている。また、ファンモーター１００は、紙面直交方向に例えば３つ並べられている。なお、ファンモーター１００の設置数は、あくまでも一例である。要求される風量等に応じて、ファンモーター１００の設置数を適宜変更すればよい。

　熱交換器１１４は、ファンモーター１００の風下側に配置されている。この熱交換器１１４は、筐体１１０の前面側に配置された前面側熱交換器１１４ａと、筐体１１０の背面側に配置された背面側熱交換器１１４ｂと、から構成されている。この熱交換器１１４には、例えばフィンチューブ型熱交換器等を用いるとよい。また、吸込口１１１には、グリル１１２やフィルター１１３が設けられている。さらに、吹出口１１５には、気流の吹出し方向を制御する機構、例えば図示省略のベーン等が設けられている。

　ここで、室内機２００内における空気の流れについて簡単に説明する。
　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。

　このように構成された室内機２００（空気調和機）においては、実施の形態１に示したファンモーター１００を用いている。このファンモーター１００は、従来のプロペラファンよりも薄型化でき、羽根２１の面積を大きくすることができる。このため、本実施の形態７に係る室内機２００は、従来の室内機よりも薄型化・小型化することが可能となる。また、従来の室内機と同様の大きさで本実施の形態７に係る室内機２００を製作した場合、従来の室内機よりも風量の大きな室内機を得ることができる。

　１０　ローター、１１　磁石、１２　ローターコア、２０　羽根部、２１　羽根、２２　ボス部、２３　リング、３０　ステーター、３０ａ～３０ｄ　ステーター、３１　ステーターコア、３２　ティース、３２ａ　Ｕ相ティース、３２ｂ　Ｖ相ティース、３２ｃ　Ｗ相ティース、３３　補助ティース、３４　固定用穴、４０　モーター、５０　ハウジング、５０ａ～５０ｃ　ハウジング、５１　段部、１００～１０５　ファンモーター、１１０　筐体、１１１　吸入口、１１２　グリル、１１３　フィルター、１１４　熱交換器、１１４ａ　前面側熱交換器、１１４ｂ　背面側熱交換器、１１５　吹出口、２００　室内機（空気調和機）。

Claims

　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、前記ハウジングの少なくとも１つの角部に配置され、
　前記ステーターの一部又は全部は、端部に補助ティースが設けられていることを特徴とするファンモーター。
　前記ステーターは、前記ハウジングの少なくとも２つの角部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のファンモーター。
　端部に前記補助ティースが設けられた前記ステーターのうちの少なくとも２つは、一方の端部に補助ティースが設けられたものであることを特徴とする請求項２に記載のファンモーター。
　端部に前記補助ティースが設けられた前記ステーターのうちの少なくとも１つは、両方の端部に補助ティースが設けられたものであることを特徴とする請求項１に記載のファンモーター。
　前記ステーターを少なくとも２つ備え、
　これら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に記載のファンモーター。
　一方の端部に補助ティースが設けられた少なくとも２つの前記ステーターは同形状であり、
　これらステーターの一部は、
　表裏反対に、前記ハウジングの角部に設けられることを特徴とする請求項３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に記載のファンモーター。
　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請求項１に記載のファンモーター。
　前記モーターは３相モーターであることを特徴とする請求項１に記載のファンモーター。
　前記モーターは三相モーターであり、
　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請求項１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～請求項１０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。