JP2003032982A - 冷却ファンモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造が簡単で出力の高く、小型の電子部品を
効率的に冷却するのに適したファンモータを提供する。 【構成】 円筒形状に形成されるとともに少なくとも外
周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁され回転
中心を中心として回転可能なマグネットを備え、マグネ
ットの軸方向にコイルを配置し、コイルにより励磁され
マグネットの外周面に対向する外側磁極部と、コイルに
より励磁されマグネットの内周面に対向し中空柱形状の
内側磁極部と、マグネットの内径部にマグネットと一体
的配置されたファンとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超小型に構成した
冷却ファンモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品や装置等を冷却したり、
あるいは放熱を促進したりするために、空気流や空気循
環を発生させるものとして、軸流ファンモータが用いら
れており、その構造は例えば、特開平06-141507にて公
開されている。また機器の小型化への要望により該ファ
ンモータの更なる小型化が望まれている。

【０００３】以下、図１６を参照しながら従来例につい
て説明する。図１６は軸流ファンモータが適用された直
流ブラシレスファンモータを示す断面図である。１０１
はフレームで、１０２は電子部品を搭載した駆動回路基
板である。駆動回路基板１０２は、ステータヨーク板１
０３、絶縁シート１０４とともにフレーム１０１に取付
けられている。１０５はステータコイルで、空心状に巻
回されていて、絶縁シート１０４上に複数個対称状に配
置されて接着固定されている。ステータコイル１０５の
図示しない引き出し部は駆動回路基板１０２の図示しな
い端子部に接続されている。

【０００４】円筒状の羽根保持部１０６の外周部には複
数枚の羽根１０７が一体に形成されている。羽根保持部
１０６の内周側には、ロータヨーク１０８を介してロー
タマグネット１０９が固着されている。また、羽根保持
部１０６の中心部には回転軸１１０が固設されていて、
軸受１１１、１１２を介して、フレーム１０１に回転可
能に支持されている。

【０００５】不図示の外部の電源回路から電源が供給さ
れ駆動回路基板１０２を介してステータコイル１０５に
通電がなされると、ステータコイル１０５とロータマグ
ネット１０９との間に磁気的相互作用が生じて、羽根保
持部１０６が回転作動を開始する。従って、羽根保持部
１０６と一体の複数枚の羽根１０７が回転して、軸線方
向に空気流が形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の場合コイルから発生する磁束は図１６でマグネッ
トが発生する回転力の中心はモータの外径からLだけ離
れた位置となるのでモータの大きさの割には発生するト
ルクは小さくなってしまう。またこのモータの中心部は
コイルやマグネットが占有してしまっているので、空気
流が発生するのはモータ部の外側の部分だけであり、小
型の電子部品を効率的に冷却することができない。

【０００７】したがって、本発明の目的は、製造が簡単
で出力の高く、小型の電子部品を効率的に冷却するのに
適したファンモータを提供する事である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本出願に係る第1の発明の冷却ファンモータは、円
筒形状に形成されるとともに少なくとも外周面が周方向
に分割して異なる極に交互に着磁され回転中心を中心と
して回転可能なマグネットを備え、該マグネットの軸方
向にコイルを配置し、前記コイルにより励磁され前記マ
グネットの外周面に対向する外側磁極部と、前記コイル
により励磁され前記マグネットの内周面に対向し中空柱
形状の内側磁極部と、前記マグネットの内径部に該マグ
ネットと一体的配置されたファンとを備えた事を特徴と
するものである。

【０００９】上記構成において、モータの径はマグネッ
トの外周面に対向する外側磁極で決められ、モータの軸
方向の長さはコイル、マグネットを順に配置する事で決
められモータを非常に小型化する事ができるものであ
る。また、コイルにより発生する磁束は外側磁極と内側
磁極との間にあるマグネットを横切るので効果的に作用
するので効率の良いモータとすることができる。マグネ
ットと一体的に回転するファンを中空柱形状の内側磁極
部の内径部内に配置したのでモータ自体の寸法は大きく
ならない。またファンはモータの中心付近まで構成でき
るので小型の電子部品をモータの回転中心付近に配置し
ても効率的に冷却することができる。

【００１０】更にマグネットのうちトルクの発生する源
であるところはマグネットの外径であるため、ファンの
外径部側にマグネットが構成されている本モータは大き
なトルクが発生するモータとなる。

【００１１】上記課題を解決するために、本出願に係る
第２の発明の冷却ファンモータは、円筒形状に形成され
るとともに少なくとも外周面が周方向にN分割して異な
る極に交互に着磁され回転中心を中心として回転可能な
マグネットを備え、該マグネットの軸方向にコイルを配
置し、前記コイルにより励磁され前記マグネットの外周
面に（７２０／Ｎ）度の整数倍の角度離れて各々が所定
の角度Ａ度だけ対向して設けられた櫛歯形状の外側磁極
部と、前記コイルにより励磁され前記マグネットの内周
面に対向し中空柱形状の内側磁極部と、前記マグネット
の内径部に該マグネットと一体的配置されたファンとを
備えたものであり、前記マグネットの外周部に対向する
前記外側磁極部の櫛歯形状の各対向角Ａ度、マグネット
の外径寸法D１、マグネットの内径寸法D2とするとA＞
（２４８．４／Ｎ）−５８．８６×（D1−D2）／（D1×
π）と設定してあることを特徴とするものである。

【００１２】上記構成において、モータの径はマグネッ
トの外周面に対向する外側磁極で決められ、モータの軸
方向の長さはコイル、マグネットを順に配置する事で決
められモータを非常に小型化する事ができるものであ
る。また、コイルにより発生する磁束は外側磁極と内側
磁極との間にあるマグネットを横切るので効果的に作用
するので効率の良いモータとすることができる。マグネ
ットと一体的に回転するファンを中空柱形状の内側磁極
部の内径部内に配置したのでモータ自体の寸法は大きく
ならない。またファンはモータの中心付近まで構成でき
るので小型の電子部品をモータの回転中心付近に配置し
ても効率的に冷却することができる。

【００１３】更にマグネットのうちトルクの発生する源
であるところはマグネットの外径であるため大きなトル
クが発生するモータとすることができる。

【００１４】さらに外側磁極部はマグネットの外周部に
所定の角度Ａ度だけ対向して設けられた櫛歯形状により
構成されるため、半径方向への凹凸により構成される場
合に対して半径方向に関する寸法は薄く構成できる。そ
れによりマグネットの外径寸法を大きく構成できるので
モータのトルクは大きくできる。前記マグネットの外周
部に対向する前記外側磁極部の櫛歯形状の各対向角Ａ
度、マグネットの外径寸法D１、マグネットの内径寸法D
2とするとA＞（２４８．４／Ｎ）−５８．８６×（D1−
D2）／（D1×π）と設定したことで、コイルへの非通電
時は、マグネットの着磁された極と極の境目が前記外側
磁極部の櫛歯の中心に位置だしされモータの停止時から
コイルへの最初の通電時にはコイルから発生する磁束が
マグネットに作用する力はマグネットの回転中心に向か
わずに安定して回転の起動ができるようになる。またこ
のようにマグネットの初期位置を安定して回転の起動が
できるように位置に設定する手段としてマグネットと外
側磁極を利用して構成しているので安価に構成できる。

【００１５】上記問題点を解決するために、本出願に係
る第３の発明の冷却ファンモータは少なくとも外周面が
周方向に分割して異なる極に交互に着磁された中空円筒
形状のマグネット部を備え回転中心を中心として回転可
能なロータと、第1のコイルと、該第1のコイルにより励
磁され前記ロータの中空円筒形状のマグネット部の第1
の所定の角度範囲内の外周面に対向する第1の外側磁極
部と前記第1のコイルにより励磁され前記ロータの中空
円筒形状のマグネット部の内周面に対向する第1の内側
磁極部と、第2のコイルと、該第２のコイルにより励磁
され前記第1の所定の角度範囲内以外の前記ロータの中
空円筒形状のマグネット部の第2の所定の角度範囲内の
外周面に対向する第２の外側磁極部と前記第２のコイル
により励磁され前記ロータの中空円筒形状のマグネット
部の内周面に対向する第２の内側磁極部と、前記マグネ
ット部の内径側に該マグネットと一体的配置されたファ
ンとを備えた事を特徴とするものである。

【００１６】上記構成によれば、第1のコイルへの通電
により発生する磁束は、第1の外側磁極と第1の内側磁極
の間に位置し外周面が周方向に分割して異なる極に交互
に着磁されたマグネットに効果的に作用し、第２のコイ
ルへの通電により発生する磁束は、第２の外側磁極と第
２の内側磁極の間に位置し外周面が周方向に分割して異
なる極に交互に着磁された前記マグネットに効果的に作
用するようになるのでマグネットの回転出力は高くな
る。

【００１７】更に第1の外側磁極と第２外側磁極とは、
同一のマグネットに対してそれぞれ異なる角度範囲に関
して対向するように構成され、ロータの軸方向と平行方
向に関してのロータに対向する範囲は重なっているの
で、マグネットは軸方向に関して短く構成でき、軸方向
と平行方向に関する長さについても短いモータとするこ
とができる。また、2つのコイルの通電により第1の外側
磁極、第1の内側磁極、第２の外側磁極、第２の内側磁
極を励磁しているので安定的な回転を得ることができ
る。

【００１８】マグネットと一体的に回転するファンを中
空柱形状の内側磁極部の内径部内に配置したのでモータ
自体の寸法は大きくならない。またファンはモータの中
心付近まで構成できるので小型の電子部品をモータの回
転中心付近に配置しても効率的に冷却することができ
る。

【００１９】更にマグネットのうちトルクの発生する源
であるところはマグネットの外径であるため、ファンの
外径部側にマグネットが構成されている本モータは大き
なトルクが発生するモータとなる。

【００２０】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１〜図６は本発明
の実施例１のファンモータを示す図であり、そのうち、
図１はファンモータの分解斜視図であり、図２はファン
モータの組み立て後の軸方向の断面図であり、図３〜図
６は図２のＡ−Ａ線での断面図である。図７はコキング
トルクの様子をあらわすグラフである。図８はシミュレ
ーションにより求めた外側磁極の幅寸法とコキングトル
ク、磁石寸法の関係を表すグラフである。

【００２１】図１から図６において、１はロータを構成
する円筒形状のマグネットであり、このロータであるマ
グネット１は、その外周表面を円周方向にｎ分割して
〈本実施例では４分割して〉S極、N極が交互に着磁され
ている。着磁部を１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとすると、こ
の着磁部１ａ，１ｃがS極に着磁され、着磁部１ｂ，１
ｄがN極に着磁されている。またマグネット１は射出成
形により形成されるプラスチックマグネット材料により
構成されている。これにより円筒形状の軸方向に関して
の厚さは非常に薄く構成する事ができる。

【００２２】マグネットのこの円筒形状部の内径部には
ファン７が構成されており、ファン７はマグネット１と
は一体成形されていても良いし接着により一体的に構成
されていても良い。またマグネット１には中央部に嵌合
部１ｅを備えている。後述のカバー２０のピン２０ｂに
摺動可能に嵌合しており回転可能に構成されている。

【００２３】２は円筒形状のコイルであり、コイル２は
マグネット１と同心でかつ、マグネット１の軸方向に並
んで配置され、コイル２はその外径が前記マグネット１
の外径とほぼ同じ寸法である。

【００２４】１８は軟磁性材料からなるステータで、外
筒および中空円柱形状の内筒からなっている。ステータ
１８の外筒および内筒の間にコイル２が設けられ、この
コイル２に通電される事によりステータ１８が励磁され
る。ステータ１８の外筒および内筒はその先端部が外側
磁極１８ａ，１８ｂおよび内側磁極１８ｃ，１８ｄを形
成しており、この内側磁極１８ｃと内側磁極１８ｄの位
相はお互いに同位相となるように３６０／〈ｎ／２〉
度、即ち１８０度ずれて形成され、内側磁極１８ｃに対
して外側磁極１８ａが対向配置しており、また内側磁極
１８ｄに対して外側磁極１８ｂが対向配置している。ス
テータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂは切欠き穴と軸と
平行方向に延出する櫛歯により構成されている。この構
成によりモータの直径を最小限にしつつ磁極の形成が可
能となる。つまりもし、外側磁極を半径方向に延びる凹
凸で形成するとその分モータの直径は大きくなってしま
うのであるが、本実施例では切欠き穴と軸と平行方向に
延出する櫛歯形状により外側磁極を構成しているのでモ
ータの直径を最小限に抑える事ができる。

【００２５】内側磁極は本実施例の場合は中空の円柱形
状を一部切り欠いて外側磁極同様に櫛歯形状で構成され
ているが、内側磁極のみは単に中空の円柱形状のままで
も良い。外側磁極が上に述べた櫛歯形状で構成されるな
らば内側磁極と外側磁極の間を通過する磁束は櫛歯状の
外側磁極と外側磁極の形状を円柱形上の内側磁極に投影
した内側磁極上の位置との間を通過するため内側磁極の
形状は単なる中空の円柱形状のままでも良いのである。

【００２６】ステータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂお
よび内側磁極１８ｃ，１８ｄはマグネット１の一端側の
外周面および内周面に対向してマグネット１の一端側を
挟み込むように設けられる。またステータ１８の穴１８
ｅにはカバー２０のピン20ｂの一端部が嵌合している。

【００２７】したがって、コイル２により発生する磁束
は外側磁極１８ａ，１８ｂおよび内側磁極１８ｃ，１８
ｄとの間のロータであるマグネット１を横切るので、効
果的にロータであるマグネットに作用しモータの出力を
高める。

【００２８】また図２に示すようにステータ18には空気
流が流れるための穴１８ｉが設けられている。

【００２９】マグネット１の材料としてNd-Fe-B系希土
類磁性粉とポリアミドなどの熱可塑性樹脂バインダー材
との混合物を射出成形することにより形成されたプラス
チックマグネットを用いている。これによりコンプレッ
ション成形されたマグネットの場合の曲げ強度が５００
Kgf/cm²程度なのに対して、例えばポリアミド樹脂をバ
インダー材として使用した場合８００Kgf/cm²以上の曲
げ強度が得られコンプレッション成形では出来ない、薄
肉円筒形状を形成することが出来る。薄肉円筒状に構成
した事により、ステータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ
と内側磁極１８ｃ，１８ｄとの距離を非常に小さくでき
コイル２と第１のステータにより形成される磁気回路の
磁気抵抗は小さく構成できる。これにより少ない電流で
多くの磁束を発生させる事ができモータの出力アップ、
低消費電力化、コイルの小型化が達成される事になる。

【００３０】また、前記マグネット１の材料として上記
材料を用いることで、形状を自由にすることが出来、か
つ充分な嵌合部１ｅの強度を得ることが出来る。マグネ
ット1の摺動可能な嵌合部１ｅはマグネット１と一体成
形されたことにより回転中心に対してマグネット部の同
軸精度が向上し、振れを少なくすることと、マグネット
とステータ部との空隙距離を少なくすることが可能にな
り、モータの充分な出力トルクを得ることが出来る。

【００３１】また、射出成形マグネットは、表面に薄い
樹脂皮膜が形成されるため錆の発生がコンプレッション
マグネットに比較して大幅に少ないため塗装などの防錆
処理を廃止できる。また、コンプレッションマグネット
で問題になる、磁性粉の付着もなく、防錆塗装時に発生
しやすい表面のふくらみもなく品質の向上が達成でき
る。

【００３２】２０は非磁性材料からなる円筒形状のカバ
ーであり、このカバー２０の内径部にはステータ１８の
外側磁極１８ａ，１８ｂが嵌合し接着剤等で固定され
る。またピン２０ｂが前記マグネット1の嵌合部１ｅと
摺動可能に嵌合している。ファン７の回転により発生す
る空気流はステータ１８の空気穴１８ｉから入り矢印A
方向に流れてカバー２０の窓２０ｃへと抜けていき、カ
バー２０が冷却される。

【００３３】８は冷却対象としての公知の電子部品で前
記カバー２０に接触しており、電子部品８から発生する
熱はカバー２０に熱を伝え、ファン７の回転により発生
する空気流により冷却される。

【００３４】図２はファンモータの断面図であり、簡略
化のためファン７を省略してある。図３、図４、図５、
図６は図２のＡ−Ａ線での断面図を示している。図３中
のＱ１はステータ１８の外側磁極１８ａの中心を表わ
し、 Ｑ２はステータ１８の外側磁極１８ｂの中心を表
わし、Ｑ３はマグネット１の回転中心を表わす。

【００３５】コイルへの通電がない場合マグネットの回
転位置とマグネットが外側磁極により吸引される様子を
示したのが図７である。縦軸はマグネットに作用するス
テータ１８との間で発生する磁力を表し横軸はマグネッ
トの回転位相を表す。この図でE点で示されるところは
回転しようとするとマイナスの力が働き、元の位置に戻
されようとし、逆に戻ろうとすると進める方向に力が働
き、元の位置に戻されるつまりマグネットと外側磁極の
間の磁力の力によってE点に安定的に位置決めされよう
とされるコキングの位置である。F点は少しでもずれる
と前後のE点の位置に駆動する力が働く不安定な均衡状
態である停止位置である。コイルへの通電がなされない
場合は振動や姿勢の変化によってF点に停止しているこ
とはなくE点の位置の位置で停止している。

【００３６】有限要素法による数値シミュレーションの
結果、着磁された極の角度と外側磁極のそれに対向する
角度との関係により、コイルへの通電がない場合の外側
磁極１８ａ、１８ｂとマグネット１との吸引状態の様子
が変化することが明らかになった。それによると外側磁
極のマグネットに対向する角度によりマグネットのコキ
ング位置が変化する。すなわちある値以上に外側磁極の
マグネットに対向する角度が大きい場合にはマグネット
の極と極の境目が外側磁極の中心に対向する位置で安定
的に保持される。図７でのべたE点がマグネットの極と
極の境目が外側磁極の中心に対向する位置となる。逆に
ある値以下に外側磁極のマグネットに対向する角度が小
さい場合にはマグネットの極の中心位置が外側磁極の中
心に対向する位置で安定的に保持される。図７でのべた
E点がマグネットの極の中心が外側磁極の中心に対向す
る位置となる。

【００３７】その様子を詳しく図８に示す。横軸を（磁
石の厚み／磁石１極あたりの外周長さ）、縦軸を（外側
磁極１つあたりのマグネットに対する対向角度／磁石１
極あたりの角度）であらわす。例えばマグネットの外径
寸法が１０ｍｍで内径寸法が９ｍｍで極数が２０極の場
合は磁石の厚みは（外径寸法―内径寸法）／２、磁極１
極あたりの外周長さ１０×π／２０であるから横軸の
（磁石の厚み／磁石１極あたりの外周長さ）の値は０．
３１８となる。また外側磁極１つあたりのマグネットに
対する対向角度は１５度とすると、磁石１極あたりの角
度は１８度であるから縦軸の（外側磁極１つあたりのマ
グネットに対する対向角度／磁石１極あたりの角度）は
０．８３３となる。

【００３８】図８中の各ポイントはコキングトルクがほ
ぼ０となるようなモデルの（外側磁極１つあたりのマグ
ネットに対する対向角度／磁石１極あたりの角度）をプ
ロットしたものである。縦軸をY、横軸をXとするとこれ
らのポイントは直線Y=0.327X＋０．６９の式で近似でき
る。Y＞−0.327X＋０．６９ならばマグネットの極と極
の境目が外側磁極の中心に対向する位置で安定的に保持
され、Y＜−0.327X＋０．６９ならばマグネットの極の
中心位置が外側磁極の中心に対向する位置で安定的に保
持される。

【００３９】つまりY＞−0.327X＋０．６９は次のよう
に表される。上記各外側磁極のマグネットに対する各対
向角Ａ度、マグネットの外径寸法D１、マグネットの内
径寸法D2とするとA＞（２４８．４／Ｎ）−５８．８６
×（D1−D2）／（D1×π）となる。A＞（２４８．４／
Ｎ）−５８．８６×（D1−D2）／（D1×π）となるよう
に設定しておけばマグネットの極と極の境目が外側磁極
の中心に対向する位置で安定的に保持される。

【００４０】本実施例の場合、着磁極数Nは４であるか
ら例えばマグネットの外径寸法D１を１０ｍｍ、マグネ
ットの内径寸法D2を９ｍｍとすると、（２４８．４／
Ｎ）−５８．８６×（D1−D2）／（D1×π）＝６０．２
３度となり、各外側磁極のマグネットに対する各対向角
Ａ度は６０．２３度を超える角度になればY＞−0.327X
＋０．６９の条件に当てはまることになる。本実施例は
各外側磁極のマグネットに対する各対向角Ａ度は９０度
で構成されているのでマグネットの極と極の境目が外側
磁極の中心に対向する位置で安定的に保持されるように
なっているのである。

【００４１】マグネットの着磁された極と極の境目が前
記外側磁極部の櫛歯の中心に対向する位置にあるときコ
イルへ通電をして前記外側磁極部の櫛歯を励磁すると必
ずマグネット1は回転力が生じ起動が行われる。しか
し、マグネットの着磁された極の中心が前記外側磁極部
の櫛歯の中心に対向する位置にある場合はコイルへ通電
をして前記外側磁極部の櫛歯を励磁してもマグネット１
は回転力は生じないのでスムーズな起動は行われない。

【００４２】本実施例では外側磁極１８ａ、１８ｂのマ
グネット１に対向する角度A度、マグネットの外径寸法D
１、マグネットの内径寸法D2とするとA＞（２４８．４
／Ｎ）−５８．８６×（D1−D2）／（D1×π）となるよ
うに各値は設定したので図８に示す直線で示す部分より
上方の場合に相当する。そのためコイルへの通電がない
場合、上記E点がマグネットの着磁された極と極の境目
が前記外側磁極部の櫛歯の中心に対向する位置になって
いるので安定的にこの位置に停止している。この状態か
らコイルへ通電して前記外側磁極部の櫛歯を励磁すると
必ずマグネット1は回転力が生じスムーズな起動が行わ
れる。外側磁極は上記のような寸法に構成することによ
りコイルへ通電が行われないときには前記マグネット１
の着磁部のそれぞれの極の中心が前記外側磁極の中心と
マグネットの回転中心とを結ぶ直線上からずれた位置に
保持する保持手段として働くことになる。

【００４３】次にファンモータの動作を説明する。A＞
（２４８．４／Ｎ）−５８．８６×（D1−D2）／（D1×
π）となるように各部の寸法は設定してあるので外側磁
極部１８ａ，１８ｂはコイルへ通電が行われないときに
は前記マグネット１の着磁部のそれぞれの極の中心が前
記外側磁極の中心とマグネットの回転中心とを結ぶ直線
上からずれた位置に保持する保持手段として働くことに
なっているので、コイル２へ無通電時にはマグネット1
の各着磁部の境目が外側磁極１８ａ，１８ｂの中心に対
向する図３に示すような状態になっている。

【００４４】図３の状態からコイル２に通電して、ステ
ータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂをＮ極とし、内側磁
極１８ｃ，１８ｄをＳ極に励磁すると、外側磁極１８
ａ，１８ｂと内側磁極１８ｃ，１８ｄの励磁によりマグ
ネット１は回転方向の電磁力を必ず受けロータであるマ
グネット１は反時計方向にスムーズに回転し始める。そ
して図４に示す状態になるタイミングでコイル2への通
電を断つ。図４に示す状態は図７におけるF点であるか
らロータの慣性により図４に示す状態からさらに反時計
方向に回転し次のE点の位置に向かう。そしてコキング
力により安定する図５に示す状態になる。

【００４５】次にコイル２への通電を反転させ、ステー
タ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂをＳ極とし、内側磁極
１８ｃ，１８ｄをＮ極に励磁すると、ロータであるマグ
ネット１は更に反時計方向に回転し、図６ に示す状態
に向かって回転していく。以後このようにコイル２への
通電方向を順次切り換えていくことによりロータである
マグネット１は通電位相に応じた位置へと回転していく
ものである。

【００４６】上記構成において、モータの径はマグネッ
トの外周面に対向する外側磁極で決められ、モータの軸
方向の長さはコイル、マグネットを順に配置する事で決
められモータを非常に小型化する事ができるものであ
る。また、コイルにより発生する磁束は外側磁極と内側
磁極との間にあるマグネットを横切るので効果的に作用
するので効率の良いモータとすることができる。マグネ
ットと一体的に回転するファンをマグネットの内径部内
に配置したのでモータ自体の寸法は大きくならない。ま
たファンはモータの中心付近まで構成できるので小型の
電子部品をモータの回転中心付近に配置しても効率的に
冷却することができる。

【００４７】更にマグネットのうちトルクの発生する源
であるところはマグネットの外径であるため大きなトル
クが発生するモータとすることができる。

【００４８】ここで、このような構成のファンモータが
モータを超小型化する上で最適な構成である事について
述べる。ファンモータの基本構成について述べると、第
１にマグネットを中空の円筒形状に形成している事、第
２にマグネットの外周面を周方向にｎ分割して異なる極
に交互に着磁している事、第３にマグネットの軸方向に
コイルをならべて配置している事、第４にコイルにより
励磁されるステータの外側磁極および内側磁極をマグネ
ットの外周面および内周面に対向させている事、第５に
外側磁極を切欠き穴と軸と平行方向に延出する歯により
構成しているの事第6にコイルが非通電時にはマグネッ
トの極の中心が前記外側磁極の中心とマグネットの回転
中心とを結ぶ直線上からずれた位置に保持する保持手段
を備えている事である。

【００４９】このファンモータの径はマグネットの径に
ステータの磁極を対向させるだけの大きさがあればよ
く、また、ファンモータの長さはマグネットの長さにコ
イルの長さを加えただけの長さがあれば良い事になる。
このためファンモータの大きさは、マグネットおよびコ
イルの径と長さによって決まるもので、マグネットおよ
びコイルの径と長さをそれぞれ非常に小さくすればファ
ンモータを超小型にする事ができるものである。

【００５０】この時、マグネットおよびコイルの径と長
さをそれぞれ非常に小さくすると、ファンモータとして
の精度を維持する事が難しくなるが、これはマグネット
を中空の円筒形状に形成し、この中空の円筒形状に形成
されたマグネットの外周面および内周面にステータの外
側磁極および内側磁極を対向させる単純な構造によりフ
ァンモータの精度の問題を解決している。この時、マグ
ネットの外周面だけでなく、マグネットの内周面も円周
方向に分割して着磁すれば、モータの出力を更に高める
事ができる。

【００５１】前記マグネットの外周部に対向する前記外
側磁極部の櫛歯形状の各対向角Ａ度、マグネットの外径
寸法D１、マグネットの内径寸法D2とするとA＞（２４
８．４／Ｎ）−５８．８６×（D1−D2）／（D1×π）と
なるように設定設定したことでマグネットの着磁された
極と極の境目が前記外側磁極部の櫛歯の中心に位置だし
されモータの停止時からコイルへの最初の通電時にはコ
イルから発生する磁束がマグネットに作用する力はマグ
ネットの回転中心に向かわずに安定して回転の起動がで
きるようになる。マグネットの初期位置を安定して回転
の起動ができるように位置に設定する手段としてマグネ
ットと外側磁極を利用して構成しているので安価に構成
できる。

【００５２】コイルは１つで構成されるので通電の制御
回路も単純になりコストも安く構成できる。

【００５３】（実施例2）図９〜図１５は本発明の実施
例２を示す図であり、図９は本発明を適用した一実施例
に係るモータの分解斜視図であり、図１０は図９のモー
タの縦断面図であり、図１１はステータとコイルとの関
係を示す平面図であり、図１２は本発明を適用したモー
タがある回転位置にあるときの状態をマグネットとステ
ータの関係を示す平面図であり、図１３は本発明を適用
したモータが図１２の状態から矢印方向に所定角度だけ
回転したときの状態のマグネットとステータの関係を示
す平面図であり、図１４は本発明を適用したモータが図
１３の状態から矢印方向に所定角度だけ回転したときの
状態のマグネットとステータの関係を示す平面図であ
り、図１５は本発明を適用したモータが図１４の状態か
ら矢印方向に所定角度だけ回転したときの状態のマグネ
ットとステータの関係を示す平面図である。

【００５４】図９〜図１５において、２１はロータで軸
部と永久磁石からなる円筒形状のマグネット部とからな
る。このマグネット部は、外周表面を円周方向にｎ分割
して（本実施例では１６分割して）Ｓ極、Ｎ極が交互に
着磁されている。軸部と円筒形状のマグネット部は一体
的に成形されていても良いし接着或いは圧入により両者
は一体的に構成されてあっても良い。

【００５５】マグネット部はその外周表面を円周方向に
ｎ分割して（本実施例では１６分割して）Ｓ極、Ｎ極が
交互に着磁された着磁部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１
ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１i、２１
ｊ、２１ｋ、２１ｍ、２１ｎ、２１ｐ、２１ｑ、２１ｒ
が形成されている。ここでは、前記着磁部２１ａ、２１
ｃ、２１ｅ、２１ｇ、２１i、２１ｋ、２１ｎ、２１ｑ
がＳ極に着磁され、前記着磁部２１ｂ、２１ｄ、２１
ｆ、２１ｈ、２１ｊ、２１ｍ、２１ｐ、２１ｒがＮ極に
着磁されている。

【００５６】また、マグネット部は、射出成形等により
形成されるプラスチックマグネット材料により構成され
ている。これにより円筒形状の半径方向厚さを非常に薄
く構成することができる。マグネット部の内周面は、外
周面に比べ弱い着磁分布を持つか、あるいは全く着磁さ
れていないか、あるいは外周面と逆の極すなわち外周面
がＳ極の場合はその範囲の内周面はＮ極に着磁されてい
るもののいずれかである。

【００５７】マグネットのこの円筒形状部の内径部には
ファン２７が構成されており、ファン２７はマグネット
２１とは一体成形されていても良いし接着により一体的
に構成されていても良い。

【００５８】軸部２１ｓ、２１ｔは後で述べるカバー２
５の嵌合穴２５ａ、ステータ２２の嵌合穴２２ｈに回転
可能に嵌合している。

【００５９】２２は軟磁性材料から成るステータであ
り、ステータ２２には外筒及び内筒を有し、前記ロータ
２１の軸部２１ｔを回転可能に嵌合している。そして、
ステータ２２の外筒の先端部には、筒を切欠き、軸と平
行方向に延びる歯の形状であり、ロータ２１のマグネッ
ト部の外周面と対向する３個の第１外側磁極部２２ａ、
２２ｂ、２２ｃと同じくロータのマグネット部の外周面
に対向する前記３個の第２外側磁極部２２ｄ、２２ｅ、
２２ｆが形成されている。ステータ２２の第１外側磁極
部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは着磁位相に対して同位相に
なるように３６０／（ｎ／２）度の整数倍、すなわちθ
１＝４５度の整数倍お互いにずらして形成されている。
第１外側磁極部２２ａ、２２ｂ、２２ｃがロータのマグ
ネット部の外周面に対向している範囲は請求項でいう第
1の所定範囲である。

【００６０】またステータ２２の第２外側磁極部２２
ｄ、２２ｅ、２２ｆは着磁位相に対して同位相になるよ
うに３６０／（ｎ／２）度の整数倍、すなわちθ２＝４
５度の整数倍お互いにずらして形成されている。第1の
外側磁極と第２の外側磁極は全体がθ３＝（１８０／ｎ
＋A×３６０／ｎ）度すなわち（１１．２５＋２２．５
×A）度ずれて配置されている。ここでAは整数。本実施
例ではθ３＝１０１．２５度となっている。第１の外側
磁極と第２の外側磁極とは、ロータの軸方向と平行方向
に関してのロータに対向する範囲は重なっている。即ち
ロータのマグネット部の各着磁部は回転位置によって、
第1の外側磁極に対向する位置にきたり第２の外側磁極
に対向する位置に来たりする。

【００６１】ステータ２２の第２外側磁極部２２ｄ、２
２ｅ、２２ｆがロータのマグネット部の外周面に対向し
ている範囲は請求項でいう第２の所定範囲である。図に
示すように前記第１の所定範囲と第２の所定範囲とは異
なる位置にある。

【００６２】ステータ２２は単一の部材から構成され、
第１の外側磁極部２２ａ、２２ｂ、２２ｃと第２の外側
磁極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆは一体的に構成されてい
る。このため第１の外側磁極部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ
と第２の外側磁極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆとの相互誤
差は小さく抑えられ、組み立てによるモータの性能のば
らつきは小さく抑えられる。

【００６３】内筒部２２ｇはロータ２１のマグネット部
の内周面と対向する内側磁極部を構成している。嵌合穴
２２ｈは前記ロータ２１の軸部２１ｔを回転可能に嵌合
している。

【００６４】内筒部２２ｇにより構成される内側磁極部
と第１の外側磁極部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び第２の
外側磁極２２ｄ、２２ｅ、２２ｆとでロータ２１のマグ
ネット部を挟む構成になる。本実施例では更に内筒部２
２ｇも第１の外側磁極部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び第
２の外側磁極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆと一体的に構成
されている。このため第１の外側磁極部２２ａ、２２
ｂ、２２ｃと内側磁極部との相互差や第２の外側磁極部
２２ｄ、２２ｅ、２２ｆと内側磁極部の相互誤差は小さ
く抑えられ、組み立てによるモータの性能のばらつきは
小さく抑えられる。

【００６５】２３は第1のコイルで第１の外側磁極部２
２ａ、２２ｂ、２２ｃの周りに巻回されており、通電さ
れることにより第１の外側磁極部２２ａ、２２ｂ、２２
ｃと第１の外側磁極部２２ａ、２２ｂ、２２ｃと対向す
る内側磁極部である内筒部２２ｇの一部を励磁する。勿
論この場合第１の外側磁極部とそれに対向する内側磁極
部とはお互いに異なる極に励磁される。

【００６６】２４は第２のコイルで第２の外側磁極部２
２ｄ、２２ｅ、２２ｆの周りに巻回されており、通電さ
れることにより第２の外側磁極部２２ｄ、２２ｅ、２２
ｆと第２の外側磁極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆと対向す
る内側磁極部である内筒部２２ｇの一部を励磁する。勿
論この場合第２の外側磁極部とそれに対向する内側磁極
部とはお互いに異なる極に励磁される。

【００６７】内筒部２２ｇは第１の外側磁極部２２ａ、
２２ｂ、２２ｃに対向する部分と第２の外側磁極部２２
ｄ、２２ｅ、２２ｆとでは第1のコイル２３、第２のコ
イル２４によって独立に励磁されることになる。第1の
コイル２３によって励磁される第１の外側磁極部２２
ａ、２２ｂ、２２ｃに対向する部分を今後、第1の内側
磁極と呼び、第２のコイル２４によって励磁される第２
の外側磁極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆに対向する部分を
今後、第２の内側磁極と呼ぶ。第1の内側磁極と第２の
内側磁極は本実施例のように一体で構成されても良い
し、別体で構成されても良いし、第１の外側磁極部２２
ａ、２２ｂ、２２ｃ或いは第２の外側磁極部２２ｄ、２
２ｅ、２２ｆのように筒形状を切欠き、軸と平行方向に
延びる歯のように構成されても良い。

【００６８】ステータ２の第１の外側磁極部２２ａ、２
２ｂ、２２ｃ或いは第２の外側磁極部２２ｄ、２２ｅ、
２２ｆは円筒を切欠き、ステータ外周面に沿ってモータ
軸に平行な方向に延出する歯により構成しているので、
モータの直径を最小限に抑えることができる。もし外側
磁極部を半径方向に延びる凹凸で形成するとその分モー
タの直径は大きくなってしまうのである。

【００６９】ステータ２の第１の外側磁極部２２ａ、２
２ｂ、２２ｃと内筒部２２ｇの一部の第1の内側磁極は
ロータ２１のマグネット部の外周面及び内周面に対向し
て、該マグネット部を挟み込むように形成されており、
第２の外側磁極部部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆと内筒部２
２ｇの一部の第２の内側磁極はロータ２１のマグネット
部の外周面及び内周面に対向して、該マグネット部を挟
み込むように形成されている。第1のコイル２３への通
電により第１の外側磁極部２２ａ、２２ｂ、２２ｃと第
1の内側磁極が励磁されるのであるが、その間に発生す
る磁束はロータ２１のマグネット部横切るので、効果的
に該マグネットに作用する。同様に第２のコイル２４へ
の通電により第２の外側磁極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ
と第２の内側磁極が励磁されるのであるが、その間に発
生する磁束はロータ２１のマグネット部横切るので、効
果的に該マグネットに作用する。

【００７０】さらに、ロータ２１のマグネット部は前記
したように射出成形等により形成される中空円筒形状の
プラスチックマグネット材料により構成されているの
で、円筒形状の半径方向厚さを非常に薄くすることがで
きる。

【００７１】そのため、第１の外側磁極部２２ａ、２２
ｂ、２２ｃと第1の内側磁極との距離及び第２の外側磁
極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆと第２の内側磁極との距離
を非常に小さくでき、第１のコイル２３と第１の外側磁
極部２２ａ、２２ｂ、２２ｃと第1の内側磁極により形
成される磁気回路と第２のコイル２４と第２の外側磁極
部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆと第２の内側磁極により形成
される磁気回路の磁気抵抗を小さくすることができる。
これにより、少ない電流で多くの磁束を発生させること
ができ、モータの出力アップ、低消費電力化、コイルの
小型化を達成することができる。

【００７２】第１のコイル２３と第１の外側磁極部２２
ａ、２２ｂ、２２ｃと第1の内側磁極により形成される
磁気回路において発生する磁束はロータ２１のマグネッ
ト部に作用し、また、第２のコイル２４と第１の外側磁
極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆと第２の内側磁極により形
成される磁気回路において発生する磁束はロータ２１の
マグネット部に作用する構成になっており、ロータが回
転していくとそれぞれの磁気回路で用いるマグネットは
全く同一のもので、全く同一の範囲を利用する構成とな
っている。ロータのマグネット部の全く同じ個所を利用
するので、着磁によるバラツキなどによる悪影響を受け
ずに安定した性能となるモータとすることができる。

【００７３】上記構成によれば、第1のコイルへの通電
により発生する磁束は、第1の外側磁極と第1の内側磁極
の間に位置し外周面が周方向に分割して異なる極に交互
に着磁された中空円筒部であるロータの２１のマグネッ
ト部に効果的に作用し、第２のコイルへの通電により発
生する磁束は、第２の外側磁極と第２の内側磁極の間に
位置し外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁
された中空円筒部であるロータのマグネット部に効果的
に作用するようになるのでロータであるマグネットの回
転出力は高くなる。つまりコンパクトでありながら高出
力なアクチエータとすることができる。更に第1の外側
磁極と第２外側磁極とは、同一のロータに対してそれぞ
れ異なる角度範囲に関して対向するように構成されてお
り、またロータの軸方向と平行方向に関する位置は重な
るように配置されているので、ロータは軸方向に関して
短く構成できるので、軸方向と平行方向に関する長さに
ついても短いモータとすることができる。

【００７４】２５は非磁性材料からなるカバーで内周部
がステータ２２の第1の外側磁極部２２ａ、２２ｂ、２
２ｃや第２の外側磁極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆの外周
面に取り付けられ、嵌合穴２５ａはロータ２１の軸部２
１ｓを回転可能に嵌合している。

【００７５】ファン２７の回転により発生する空気流は
ステータ２２の空気穴２２ｉから入り、矢印A方向に流
れてカバー２５の窓２５ｃへと抜けていき、カバー２５
が冷却される。

【００７６】実施例１と同様に前記カバー２５に接触し
ている不図示の電子部品等の被冷却部品から発生する熱
はカバー２５に熱を伝え、ファン２７の回転により発生
する空気流により冷却される。

【００７７】次に、図１２〜図１５を参照して、本発明
の第2の実施例に係るステップモータの動作を説明す
る。図１２は、第1のコイル２３に通電しステータ２２
の第1の外側磁極部２２ａ、２２ｂ、２２ｃをＮ極と
し、内筒部２２ｇの一部で第１の外側磁極部２２ａ、２
２ｂ、２２ｃに対向する内側磁極部即ち第１の内側磁極
部をＳ極となるように励磁している状態である。この状
態では第２のコイルには通電は行っていない。

【００７８】図１２の状態から第1のコイル２３への通
電方向を遮断し、同時に第２のコイル２４に通電しステ
ータ２２の第２の外側磁極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆを
Ｎ極とし、内筒部２２ｇの一部で第２の外側磁極部２２
ｄ、２２ｅ、２２ｆに対向する内側磁極部即ち第２の内
側磁極部をＳ極となるように励磁すると図１３に示すよ
うにロータ２１は反時計方向に１１．２５度回転する。

【００７９】図１３の状態から第２のコイル２４への通
電方向を遮断し、同時に第１のコイル２３に図１２の状
態とは逆方向の通電即ち第１の外側磁極部２２ａ、２２
ｂ、２２ｃをＳ極、内筒部２２ｇの一部で第１の外側磁
極部２２ａ、２２ｂ、２２ｃに対向する内側磁極部即ち
第１の内側磁極部をＮ極となるように励磁すると図１４
に示すようにロータ２１は反時計方向にさらに１１．２
５度回転する。

【００８０】図１４の状態から第１のコイル２３への通
電方向を遮断し、同時に第２のコイル２４に図１３の状
態とは逆方向の通電即ち第２の外側磁極部２２ｄ、２２
ｅ、２２ｆをＳ極、内筒部２２ｇの一部で第２２の外側
磁極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆに対向する内側磁極部即
ち第２の内側磁極部をＮ極となるように励磁すると図１
５に示すようにロータ２１は反時計方向に更に１１．２
５度回転する。

【００８１】以後、このように第１のコイル２３及び第
２のコイル２４への通電方向を順次切り換え或いは遮断
していくことにより、ロータ２１は通電位相に応じた位
置へと回転していくことになる。

【００８２】ここで、上記のようなモータが超小型化と
する上で最適な構成であることについて説明する。上記
構成によれば第１のコイル２３、第２のコイル２４によ
り発生する磁束はそれぞれが外側磁極部と内側磁極部と
の間にあるロータのマグネット部を横切ることから、磁
束を効果的に作用させることが可能となり、モータ出力
の向上を図ることが可能となる。

【００８３】更に第1の外側磁極と第２外側磁極とは、
同一のロータに対してそれぞれ異なる角度範囲に関して
対向するように構成されているので、ロータは軸方向に
関して短く構成できるので、軸方向と平行方向に関する
長さについても短いモータとすることができる。

【００８４】第１のコイル２３と第１の外側磁極部２２
ａ、２２ｂ、２２ｃと第1の内側磁極により形成される
磁気回路において発生する磁束はロータ２１のマグネッ
ト部に作用し、また、第２のコイル２４と第１の外側磁
極部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆと第２の内側磁極により形
成される磁気回路において発生する磁束はロータ２１の
マグネット部に作用する構成になっており、ロータが回
転していくとそれぞれの磁気回路で用いるマグネットは
全く同一のもので、全く同一の範囲を利用する構成とな
っている。ロータのマグネット部の全く同じ個所を利用
するので、着磁によるバラツキなどによる悪影響を受け
ずに安定した性能となるモータとすることができる。

【００８５】また、ロータ２１は軸部２１ｓ、２１ｔを
備えておりこの部分で回転可能に保持されているが、第
1の外側磁極部及び第２の外側磁極部をモータ軸と平行
な方向に延出する極歯により構成したので、モータの実
質的な駆動部の占有体積つまりモータの外径と内径の間
の体積（ドーナツ形状の幅寸法）を最小限に抑えること
ができる。もし外側磁極部を半径方向に延びる凹凸で形
成するとその分モータの占有体積つまりモータの外径と
内径の間の体積は大きくなってしまうが、本発明を適用
した本実施例に係るモータでは、モータ軸と平行な方向
に延出する歯により外側磁極部を形成するので、モータ
の占有体積つまりモータの外径と内径の間の体積を最小
限に抑えることができる。

【００８６】上記構成によれば、第1のコイルへの通電
により発生する磁束は、第1の外側磁極と第1の内側磁極
の間に位置し外周面が周方向に分割して異なる極に交互
に着磁されたマグネットに効果的に作用し、第２のコイ
ルへの通電により発生する磁束は、第２の外側磁極と第
２の内側磁極の間に位置し外周面が周方向に分割して異
なる極に交互に着磁された前記マグネットに効果的に作
用するようになるのでマグネットの回転出力は高くな
る。

【００８７】更に第1の外側磁極と第２外側磁極とは、
同一のマグネットに対してそれぞれ異なる角度範囲に関
して対向するように構成されているので、マグネットは
軸方向に関して短く構成でき、軸方向と平行方向に関す
る長さについても短いモータとすることができる。

【００８８】実施例１と同様、マグネットと一体的に回
転するファンをマグネットの内径部内に配置したのでモ
ータ自体の寸法は大きくならない。またファンはモータ
の中心付近まで構成できるので小型の電子部品をモータ
の回転中心付近に配置しても効率的に冷却することがで
きる。更にマグネットのうちトルクの発生する源である
ところはマグネットの外径であるため大きなトルクが発
生するモータとすることができる。

【００８９】また、2つのコイルの通電により第1の外側
磁極、第1の内側磁極、第２の外側磁極、第２の内側磁
極を励磁しているので安定的な回転を得ることができ
る。

【００９０】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
円筒形状に形成されるとともに少なくとも外周面が周方
向に分割して異なる極に交互に着磁され回転中心を中心
として回転可能なマグネットを備え、該マグネットの軸
方向にコイルを配置し、前記コイルにより励磁され前記
マグネットの外周面に対向する外側磁極部と、前記コイ
ルにより励磁され前記マグネットの内周面に対向し中空
柱形状の内側磁極部と、前記マグネットの内径部に該マ
グネットと一体的配置されたファンとを備えた事を特徴
とするものであるから従来とは異なる全く新規な構成の
ファンモータとする事ができ、ファンモータを超小型化
するうえで最適な構成にできる。

【００９１】上記構成において、ファンモータの径はマ
グネットの外周面に対向する外側磁極で決められ、モー
タ の軸方向の長さはコイル、マグネットを順に配置す
る事で決められモータを非常に小型化する事ができるも
のである。また、コイルにより発生する磁束は外側磁極
と内側磁極との間にある マグネットを横切るので効果
的に作用するので効率の良いファンモータとすることが
できる。

【００９２】マグネットと一体的に回転するファンを中
空柱形状の内側磁極部の内径部内に配置したのでファン
モータ自体の寸法は大きくならない。またファンはモー
タの中心付近まで構成できるので小型の電子部品をモー
タの回転中心付近に配置しても効率的に冷却することが
できる。

【００９３】更にマグネットのうちトルクの発生する源
であるところはマグネットの外径であるため大きなトル
クが発生するファンモータとすることができる。

【００９４】また円筒形状に形成されるとともに少なく
とも外周面が周方向にN分割して異なる極に交互に着磁
され回転中心を中心として回転可能なマグネットを備
え、該マグネットの軸方向にコイルを配置し、前記コイ
ルにより励磁され前記マグネットの外周面に（７２０／
Ｎ）度の整数倍の角度離れて各々が所定の角度Ａ度だけ
対向して設けられた櫛歯形状の外側磁極部と、前記コイ
ルにより励磁され前記マグネットの内周面に対向し中空
柱形状の内側磁極部と、前記マグネットと一体的に回転
し回転中心に関して不均衡な質量となる形状で構成され
前記内側磁極部の中空円筒部内径部の空間に配置された
分銅とを備えたものであり、更には前記マグネットの外
周部に対向する前記外側磁極部の櫛歯形状の各対向角Ａ
度、マグネットの外径寸法D１、マグネットの内径寸法D
2とするとA＞（２４８．４／Ｎ）−５８．８６×（D1−
D2）／（D1×π）となるように設定してあるので、ファ
ンモータを超小型化するうえで最適な構成にできる。

【００９５】つまりファンモータの径はマグネットの径
にステータの磁極を対向させるだけの大きさがあればよ
く、また、ファンモータの長さはマグネットの長さにコ
イルの長さを加えただけの長さがあれば良い事になる。
このためファンモータの大きさは、マグネットおよびコ
イルの径と長さによって決まるもので、マグネットおよ
びコイルの径と長さをそれぞれ非常に小さくすればファ
ンモータを超小型にする事ができるものである。マグネ
ットと一体的に回転するファンを中空柱形状の内側磁極
部の内径部内に配置したのでファンモータ自体の寸法は
大きくならない。またファンはモータの中心付近まで構
成できるので小型の電子部品をモータの回転中心付近に
配置しても効率的に冷却することができる。

【００９６】更にマグネットのうちトルクの発生する源
であるところはマグネットの外径であるため大きなトル
クが発生するファンモータとすることができる。

【００９７】マグネットの着磁された極と極の境目が前
記外側磁極部の櫛歯の中心に位置だしされ、モータの停
止時からコイルへの最初の通電時にはコイルから発生す
る磁束がマグネットに作用する力はマグネットの回転中
心に向かわずに安定して回転の起動ができるようにな
る。このようにマグネットの初期位置を安定して回転の
起動ができるように位置に設定する手段としてマグネッ
トと外側磁極を利用して構成しているので安価に構成で
きる。

【００９８】またマグネット１は前記したように射出成
形により形成されるプラスチックマグネット材料により
構成されており、これにより円筒形状の半径方向に関し
ての厚さは非常に薄く構成する事ができる。

【００９９】そのためステータ１８の外側磁極１８ａ，
１８ｂと内側磁極１８ｃ，１８ｄとの距離を非常に小さ
くできコイル２とステータにより形成される磁気回路の
磁気抵抗は小さく構成できる。これにより少ない電流で
多くの磁束を発生させる事ができモータの出力アップ、
低消費電力化、コイルの小型化が達成される事になる。
特にマグネット１の材料としてNd-Fe-B系希土類磁性粉
とポリアミドなどの熱可塑性樹脂バインダー材との混合
物を射出成形することにより形成されたプラスチックマ
グネットを用いている。これによりコンプレッション成
形されたマグネットの場合の曲げ強度が５００Kgf/cm²
程度なのに対して、例えばポリアミド樹脂をバインダー
材として使用した場合８００Kgf/cm²以上の曲げ強度が
得られコンプレッション成形では出来ない、薄肉円筒形
状を形成することが出来る。薄肉円筒状に構成した事は
前記したように外側磁極と内側磁極の距離を短く設定す
ることができ小さな起磁力により多くの磁束を発生でき
るのでモータの性能を高める。

【０１００】また、射出成形マグネットは、表面に薄い
樹脂皮膜が形成されるため錆の発生がコンプレッション
マグネットに比較して大幅に少ないため塗装などの防錆
処理を廃止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係るモータの分解斜視図であ
る。

【図２】図２は図１に示すモータの組み立て完成状態の
断面図である。

【図３】図３は図２に示すモータのロータの回転動作説
明図である。

【図４】図４は図２に示すモータのロータの回転動作説
明図である。

【図５】図５は図２に示すモータのロータの回転動作説
明図である。

【図６】図６は図２に示すモータのロータの回転動作説
明図である。

【図７】図７はコキングトルクの様子をあらわすグラフ
である。

【図８】図８は外側磁極の幅寸法とコキングトルク、磁
石寸法の関係を表すグラフである。

【図９】図９は本発明を適用した第2実施例に係るモー
タの分解斜視図である。

【図１０】図１０は図９のモータの縦断面図である。

【図１１】図１１はステータとコイルの関係を示す平面
図である。

【図１２】図１２は本発明を適用した一実施例に係るモ
ータがある回転位置にあるときの状態のロータ１のマグ
ネット部とステータの関係を示す断面図である。

【図１３】図１３は本発明を適用した一実施例に係るモ
ータが図１２の状態から反時計方向に所定角度だけ回転
したときの状態のマグネット部とステータの関係を示す
断面図である。

【図１４】図１４は本発明を適用した一実施例に係るモ
ータが図１３の状態から反時計方向に所定角度だけ回転
したときの状態のマグネット部とステータの関係を示す
断面図である。

【図１５】図１５は本発明を適用した一実施例に係るモ
ータが図１４の状態から反時計方向に所定角度だけ回転
したときの状態のマグネット部とステータの関係を示す
断面図である。

【図１６】図１６は従来のファンモータの断面図であ
る。

【符号の説明】

1 ロータ ２ コイル １８ ステータ ２０ カバー ２１ マグネット ２２ ステータ ２３ コイル ２４ コイル ２５ カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 1/14 Ｈ０２Ｋ 1/14 Ｃ ５Ｈ６２１ 1/27 ５０１ 1/27 ５０１Ａ ５Ｈ６２２ 7/14 7/14 Ａ Ｆターム(参考） 3H022 AA02 BA03 CA06 CA49 CA50 DA03 3H034 AA02 AA11 BB02 BB06 BB20 CC05 DD28 EE03 3H035 AA04 AA06 5H002 AA01 AB01 AB04 AE02 5H607 AA12 BB01 BB07 BB09 BB14 BB25 CC05 DD05 DD14 FF04 5H621 AA02 BB07 GA02 GA07 GB10 HH05 JK10 JK13 JK17 JK19 5H622 AA02 CA01 CA06 CA13 DD02 DD04 PP19 PP20 QA03 QA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒形状に形成されるとともに少なくとも
   外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁され回
   転中心を中心として回転可能なマグネットを備え、該マ
   グネットの軸方向にコイルを配置し、前記コイルにより
   励磁され前記マグネットの外周面に対向する外側磁極部
   と、前記コイルにより励磁され前記マグネットの内周面
   に対向し中空柱形状の内側磁極部と、前記マグネットの
   内径部に該マグネットと一体的配置されたファンとを備
   えた事を特徴とする冷却ファンモータ。
2. 【請求項２】円筒形状に形成されるとともに少なくとも
   外周面が周方向にN分割して異なる極に交互に着磁され
   回転中心を中心として回転可能なマグネットを備え、該
   マグネットの軸方向にコイルを配置し、前記コイルによ
   り励磁され前記マグネットの外周面に（７２０／Ｎ）度
   の整数倍の角度離れて各々が所定の角度Ａ度だけ対向し
   て設けられた櫛歯形状の外側磁極部と、前記コイルによ
   り励磁され前記マグネットの内周面に対向し中空柱形状
   の内側磁極部と、前記マグネットの内径部に該マグネッ
   トと一体的配置されたファンとを備えたものであり、前
   記マグネットの外周部に対向する前記外側磁極部の櫛歯
   形状の各対向角Ａ度、マグネットの外径寸法D１、マグ
   ネットの内径寸法D2とするとA＞（２４８．４／Ｎ）−
   ５８．８６×（D1−D2）／（D1×π）と設定してあるこ
   とを特徴とする冷却ファンモータ。
3. 【請求項３】少なくとも外周面が周方向に分割して異な
   る極に交互に着磁された中空円筒形状のマグネット部を
   備え回転中心を中心として回転可能なロータと、第1の
   コイルと、該第1のコイルにより励磁され前記ロータの
   中空円筒形状のマグネット部の第1の所定の角度範囲内
   の外周面に対向する第1の外側磁極部と前記第1のコイル
   により励磁され前記ロータの中空円筒形状のマグネット
   部の内周面に対向する第1の内側磁極部と、第2のコイル
   と、該第２のコイルにより励磁され前記第1の所定の角
   度範囲内以外の前記ロータの中空円筒形状のマグネット
   部の第2の所定の角度範囲内の外周面に対向する第２の
   外側磁極部と前記第２のコイルにより励磁され前記ロー
   タの中空円筒形状のマグネット部の内周面に対向する第
   ２の内側磁極部と、前記マグネット部の内径側に該マグ
   ネットと一体的配置されたファンとを備えた事を特徴と
   する冷却ファンモータ。