特許 7109886 永久磁石直流モータ及び冷却ファンモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-22

(45)【発行日】2022-08-01

(54)【発明の名称】永久磁石直流モータ及び冷却ファンモジュール

(51)【国際特許分類】

   H02K 23/30 20060101AFI20220725BHJP

   H02K 3/18 20060101ALI20220725BHJP

【ＦＩ】

H02K23/30

H02K3/18 P

【請求項の数】 9

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2017073508

(22)【出願日】2017-04-03

(65)【公開番号】P2017195762

(43)【公開日】2017-10-26

【審査請求日】2020-04-01

(31)【優先権主張番号】201610201540.5

(32)【優先日】2016-04-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】518263944

【氏名又は名称】ジョンソン エレクトリック インターナショナル アクチェンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】ルイ フェン チン

(72)【発明者】

【氏名】フェイ リウ

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２１０２９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－２１１５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１０８９４２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ２３／３０

Ｈ０２Ｋ ３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

永久磁石直流モータであって、
Ｐが１を超える整数であるとき、２Ｐ個の磁極を有するステータと、
前記ステータに回転可能に取り付けたロータであって、回転軸と、前記回転軸に固定されたロータコアと、整流子と、巻線とを備え、前記ロータコアは、ｍが１を超える奇数であるとき、ｍ×Ｐ個の磁極歯を備え、前記整流子は、ｋが１又は２に等しいとき、ｋ×ｍ×Ｐ個の整流子片を備え、隣接する磁極歯は、それらの間に前記巻線を収容するための巻線スロットを定め、そして前記ロータは同電位の整流子片を接続するための均等ワイヤをさらに備えている、ロータと、を備え、
前記巻線は、各々が直列に直接接続されたＰ個のコイルを有する複数の巻線ユニットを備え、前記Ｐ個のコイルは、同相のＰ個の磁極歯の周りにそれぞれ巻き付け、各巻線ユニットの２つの端部の各々は導出線を備え、前記導出線は、前記巻線スロット内の前記巻線ユニットから延びて前記整流子の整流子片に直接接続され、異なる巻線スロットから延びる２本の導出線は何れも、前記整流子片の外側の位置で互いに離間し、
１本の導出線と他の導出線とが交差しないように、コイルのうち対応する１つのコイルの１本の前記導出線は、前記対応する１つのコイルを受け入れる巻線スロットを通して単に延び出るのではなく、１つ又は２つの隣接する磁極歯を横切って延びた後に、１つの対応する整流子片又は対応する整流子片と同電位の別の整流子片に接続されることを特徴とする永久磁石直流モータ。

【請求項2】

前記巻線は連続的なワイヤによって巻き付ける、請求項１に記載の永久磁石直流モータ。

【請求項3】

前記巻線の前記巻線ユニットの一方の前記導出線は、前記巻線ユニットの最後の１つから延び出て、１つ又は２つの隣接する磁極歯を横切って延びた後に、前記巻線ユニットのワイヤ端子が、他の巻線ユニットの前記導出線のうち前記整流子片の近くに位置する端部から離れて離間する様式で、１つの対応する整流子片又は対応する整流子片と同電位の別の整流子片に接続される、請求項１又は２に記載の永久磁石直流モータ。

【請求項4】

前記巻線は、ｎが０を超えるがＰ未満の整数であるときｎ個の層を備え、各層はｋ×ｍ個の巻線ユニットを備え、前記ｋ×ｍ×Ｐ個の整流子片の一部の各整流子片は、２ｎ個の巻線ユニットに同時に接続され、前記ｋ×ｍ×Ｐ個の整流子片の別の部分の各整流子片は、ｎ個の巻線ユニットに同時に接続され、前記ｋ×ｍ×Ｐ個の整流子片の残りの前記整流子片は、何れの巻線ユニットにも接続されない、請求項１から３の何れかに１つ記載の永久磁石直流モータ。

【請求項5】

１つの共有整流子片に接続された前記２ｎ個の巻付けユニットでは、ｎ個の巻付けユニットを時計回り方向に巻き付け、他のｎ個の巻線ユニットを反時計回り方向に巻き付ける、請求項４に記載の永久磁石直流モータ。

【請求項6】

ｋは２に等しく、ｎは１に等しく、各磁極歯に、それぞれ２つの巻線ユニットに属する２つのコイルを巻き付け、又は
ｋは２に等しく、ｎは２に等しく、各磁極歯に、それぞれ４つの巻線ユニットに属する４つのコイルを巻き付ける、請求項４に記載の永久磁石直流モータ。

【請求項7】

該直流モータは、前記整流子の前記整流子片に電気的に接続されるための正のブラシ及び負のブラシをさらに備え、前記巻線の各層のｋ×ｍ個の前記巻線ユニットは、前記正のブラシ及び前記負のブラシに電気的に接続された２つの並列な分岐を形成する、請求項１から６の何れか１つに記載の永久磁石直流モータ。

【請求項8】

Ｐは２に等しく、ｍは３に等しく、該直流モータは磁極が４つでスロットが６つのモータであり、又は
Ｐは３に等しく、ｍは３に等しく、該直流モータは磁極が６つでスロットが９つのモータであり、又は
Ｐは４に等しく、ｍは３に等しく、該直流モータは磁極が８つでスロットが１２個のモータである、請求項１から７の何れか１つに記載の永久磁石直流モータ。

【請求項9】

ファンと、請求項１から８の何れか１つに記載の永久磁石直流モータとを備えることを特徴とする冷却ファンモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0002] この発明は、直流モータに、特に永久磁石直流モータ、及び永久磁石直流モータを有する冷却ファンモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

[0003] 永久磁石直流（ＰＭＤＣ）モータは、多くの用途で広く使用されてきた。１つの用途では、ＰＭＤＣモータは、車両エンジンを冷やすためのファンモータとして使用される。車両における安全要求のために、ファンモータは、他の用途よりもより厳密な安全性及び信頼度を有することが必要とされる。

【0003】

[0004] ＰＭＤＣモータは、一般に、整流子を持つ巻線形ロータを含む。このタイプのロータは、アーマチャ巻線が巻き付けられる複数の磁極歯を含む。巻線は、磁極歯を取り囲んでコイルユニットを形成する。コイルユニットは、整流子の片に接続された導出線を有する。整流子片に接続されたコイルユニットの導出線が互いに交差する場合、短絡が容易に発生し、それによりモータ機能不全を起こすことがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

[0005] 従って、性能が安定したＰＭＤＣモータ、及びＰＭＤＣモータを使用する冷却ファンモジュールに対する要望がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

[0006] 本発明の１つの実施形態は永久磁石直流モータを提供し、永久磁石直流モータは、Ｐが１を超える整数であるとき、２Ｐ個の磁極を有するステータと、ステータに回転可能に取り付けたロータであって、回転軸と、回転軸に固定されたロータコアと、整流子と、巻線とを備え、ロータコアは、ｍが１を超える奇数であるとき、ｍ×Ｐ個の磁極歯を備え、整流子は、ｋが１又は２に等しいとき、ｋ×ｍ×Ｐ個の整流子片を備えるロータと、を備え、巻線は、各々が直列に直接接続されたＰ個コイルを有する複数の巻線ユニットを備え、Ｐ個のコイルは、同相のＰ個の磁極歯の周りにそれぞれ巻き付け、各巻線ユニットの２つの端部は整流子の整流子片に直接接続され、全ての巻線ユニットのうち整流子片に近い２つの端部における導出線の端部は互いに交差しない。

【0006】

[0007] 巻線は、連続的なワイヤによって巻き付けることが好ましい。

【0007】

[0008] 巻線の巻線ユニットの一方の導出線は、巻線ユニットの最後の１つから延び出て、１つ又は２つの隣接する磁極歯を横切って延びた後に、巻線ユニットのワイヤ端子が、他の巻線ユニットの導出線のうち整流子片の近くに位置する端部から離れて離間する様式で、１つの対応する整流子片又は対応する整流子片と同電位の別の整流子片に接続されることが好ましい。

【0008】

[0009] 巻線は、ｎが０を超えるがＰ未満の整数であるときｎ個の層を備え、各層はｋ×ｍ個の巻線ユニットを備え、ｋ×ｍ×Ｐ個の整流子片の一部の各整流子片は、２ｎ個の巻線ユニットに同時に接続され、ｋ×ｍ×Ｐ個の整流子片の別の部分の各整流子片は、ｎ個の巻線ユニットに同時に接続され、ｋ×ｍ×Ｐ個の整流子片の残りの整流子片は、何れの巻線ユニットにも接続されないことが好ましい。

【0009】

[0010] １つの共有整流子片に接続された２ｎ個の巻付けユニットでは、ｎ個の巻付けユニットを時計回り方向に巻き付け、他のｎ個の巻線ユニットを反時計回り方向に巻き付けることが好ましい。

【0010】

[0011] ｋは２に等しく、ｎは１に等しく、各磁極歯に、それぞれ２つの巻線ユニットに属する２つのコイルを巻き付けることが好ましい。代替的に、ｋは２に等しく、ｎは２に等しく、各磁極歯に、それぞれ４つの巻線ユニットに属する４つのコイルを巻き付けることが好ましい。

【0011】

[0012] ロータは、同電位の整流子片を接続するための均等ワイヤをさらに備えることが好ましい。

【0012】

[0013] 直流モータは、整流子の整流子片に電気的に接続されるための正のブラシ及び負のブラシをさらに備え、巻線の各層のｋ×ｍ個の巻線ユニットは、正のブラシ及び負のブラシに電気的に接続された２つの並列な分岐を形成することが好ましい。

【0013】

[0014] Ｐは２に等しく、ｍは３に等しく、直流モータは磁極が４つでスロットが６つのモータであることが好ましい。代替的に、Ｐは３に等しく、ｍは３に等しく、直流モータは磁極が６つでスロットが９つのモータであることが好ましい。代替的に、Ｐは４に等しく、ｍは３に等しく、直流モータは磁極が８つでスロットが１２個のモータであることが好ましい。

【0014】

[0015] 本発明の１つの実施形態は、冷却ファンモジュールをさらに提供する。冷却ファンモジュールは、ファンと、上述した何れかの永久磁石直流モータとを備える。

【0015】

[0016] 本発明の上記実施形態は、従来技術と比べて、以下の利点、すなわち整流子片に接続された巻線ユニットの導出線は互いに交差せず、それにより巻線ユニットの短絡を効果的に回避し、モータの通常動作を保証することができる、利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態による冷却ファンモジュールを示す図である。

【図2】図１の冷却ファンモジュールのＰＭＤＣモータの分解組立図である。

【図3】図２のＰＭＤＣモータのロータを示す図である。

【図4】図３のロータの展開図である。

【図5】巻線と磁極歯と整流子片との間の接続を示す図である。

【図6】図４のロータの巻付け方式の部分を示す図である。

【図7】巻線と図４の整流子片とステータブラシとの間の回路接続を示す図である。

【図8】別の実施形態による、巻線、整流子片及びステータブラシの間の回路接続を示す図である。

【図9】図３のロータの代替例の巻付け様式を示す図である。

【図10】図９のロータの巻付け方式の部分を示す図である。

【図11】図３のロータの代替例の巻付け様式を示す図である。

【図12】図１１のロータの巻付け方式の部分を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

[0029] 本発明の実施形態及び利点が以下に添付図面を参照しながら説明される。各図は、限定というよりも単なる例示であることに注意されたい。各図は、説明の容易化だけを意図し、実寸を示さないことに注意されたい。

【0018】

[0030] 図１を参照して、本発明の冷却ファンモジュール１００は、ファン８０と、ヒートシンク又は別の取付け部品に適切に取り付けたハウジング９０とを含む。ハウジング９０は、ファン８０を駆動して冷却空気流を発生させる永久磁石直流（ＰＭＤＣ）モータ５０を支持する。

【0019】

[0031] 図２を参照して、ＰＭＤＣモータ５０は、ステータ１０及びロータ２０を含む。

【0020】

[0032] ステータ１０は、開放端を持つ外側ケース１１と、外側ケース１１の内壁面に取り付けた永久磁石１２と、開放端に取付け可能なエンドキャップ１３と、外側ケース１１に取り付けた軸受１４と、キャップ１３に取り付けた軸受１５とを含む。ＰＭＤＣモータ５０の磁極の極対の数を表わすためにＰを使用する場合、この実施形態では永久磁石１２は６つの磁極を形成するので、Ｐは３である。

【0021】

[0033] 図３も参照して、ロータ２０は、回転軸２１と、ロータコア２２と、回転軸２１に固定された整流子２３と、ロータコア２２の周りに巻き付けた巻線２４とを含み、回転軸２１の２つの端部が、それぞれ２つの軸受１４、１５によって支持され、ステータ１０に対してロータ２０が回転できるようになっている。

【0022】

[0034] ロータコア２２は複数の磁極歯を含み、各２つの隣接する磁極歯は、それらの間に巻線２４のコイルを収容するために巻線スロットを定める。ロータ２０の磁極歯の数は、磁極対の数の奇数倍である。ロータ２０の磁極対の数をｍ×Ｐによって表わす場合、ｍは１を超える奇数である。この実施形態では、Ｐは３であり、ｍも３であり、ロータ２０磁極対の数は９である。

【0023】

[0035] 整流子２３は複数の整流子片を含む。この実施形態では、整流子片の数は、磁極歯の数の２倍、即ち１８である。整流子片の数をｋ×（ｍ×Ｐ）によって表わす場合、ｋは２に等しい。別の実施形態では、整流子片の数は、磁極歯の数と等しくすることができ、すなわちｋは１に等しい。

【0024】

[0036] 巻線２４は、各々を磁極歯のうちの対応する１つに巻き付けた複数のコイルを含む。この実施形態では、コイルの数は８であり、各々の磁極歯に２つのコイルを巻き付ける。

【0025】

[0037] 図４を参照して、均等ワイヤ、整流子片及びロータ２０の磁極歯は、展開図によって直線的に表される。整流子２２の片をＫ１～Ｋ１８によって表わす。整流子片のうちの各３つは、Ｓ極のような同じ極性を持つ、すなわち同じ電位を持つステータ１０の磁極に対応する。整流子片のうちの各３つは、対応する均等ワイヤＥ１～Ｅ６によって電気的に接続される。整流子片Ｋ１、Ｋ７及びＫ１３は、均等ワイヤＥ１によって電気的に接続され、整流子片Ｋ２、Ｋ８及びＫ１４は、均等ワイヤＥ２によって電気的に接続され、同様に、同電位の他の整流子片は、対応する均等ワイヤによって等電位にされる。

【0026】

[0038] ロータコア２３の９個の磁極歯をＴ１～Ｔ９によって表わし、巻線２４の１８個のコイルをＣ１～Ｃ９及びＣ１’～Ｃ９’によって表わす。コイルＣ１～Ｃ９は全て時計回り方向に巻き付け、一方、コイルＣ１’～Ｃ９’は全て反時計回り方向に巻き付ける。各磁極歯Ｔｎに２つのコイルＣｎ及びＣｎ’を巻き付け、ｎは、１から９までの数のうちの１つである。

【0027】

[0039] ロータコア２３の磁極歯Ｔ１～Ｔ９は、それらの相に応じて３つの群に分け、各群は、同じ相を持つ３つの極歯を含むことができる。同じ群における磁極歯間の角距離は、同極性のステータ極間の角距離と等しい。ステータ１０に対してロータ２０が回転するとき、各群の磁極歯は、同時に、Ｓ極のような同極性の磁極と整列する。例えば、磁極歯Ｔ１がステータ２０の１つのＳ極と整列するとき、磁極歯Ｔ１と同相の磁極歯Ｔ４及びＴ７は、ステータ２０の他の２つのＳ極と整列する。

【0028】

[0040] 図５も参照して、巻線２４の巻付けプロセスが以下にさらに説明される。この実施形態では、ワイヤは、整流子片Ｋ１に接続された始まり端子を有する。次いで、ワイヤは、同相の第１の群の磁極歯Ｔ１、Ｔ７及びＴ４の周りに時計回り（ＣＷ）方向に連続して巻き付け、次いで、整流子片Ｋ８に接続されて巻線ユニットＷＡを形成する。具体的には、ワイヤは整流子片Ｋ１から始まる。ワイヤは、いくつかの折返し点を磁極歯Ｔ１の周りに時計回り方向に巻き付けてコイルＣ１を形成した後に、磁極歯Ｔ７まで直接延び、磁極歯Ｔ７の周りにいくつかの折返し点を時計回り方向に巻き付けてコイルＣ７を形成し、次いで、ワイヤは、磁極歯Ｔ４まで直接延び、ワイヤは、いくつかの折返し点を磁極歯Ｔ４の周りに巻き付けてコイルＣ４を形成し、最後にワイヤは、整流子片Ｋ８に接続される。この場合、コイルＣ１、Ｃ７及びＣ４は直列に直接接続される。この明細書及び特許請求の範囲では、直列に直接接続されたコイルは、その２つの端子だけで対応する整流子片に接続する巻線ユニットと呼ばれる。すなわち、巻線ユニットは、２つの整流子片だけに直接接続し、あらゆる２つの隣接するコイルは互いに直接接続されるが、いかなる整流子片にも接続されない。特に、巻線ユニットＷＡに関して、それは、その２つの端子で整流子片Ｋ１及びＫ８に接続し、整流子片Ｋ８は、始まり片Ｋ１に隣接する整流子片Ｋ２と同相であり、Ｋ２と同相の全ての片のうち、整流子片Ｋ８は、磁極歯Ｔ４に最も近い片である。

【0029】

[0041] ワイヤは、整流子片Ｋ８に接続された後、同相の第２の群の歯Ｔ３、Ｔ６、Ｔ９の周りに反時計回り（ＣＣＷ）方向に連続して巻き付けてコイルＣ３’、Ｃ６’、Ｃ９’を連続して形成し、次いで、整流子片Ｋ１５に接続されて巻線ユニットＷＢ’を形成し、整流子片Ｋ１５は、整流子片Ｋ９と同相であり、整流子片Ｋ９よりも磁極歯Ｔ９により近い。その後、ワイヤは、同相の第３の群の歯Ｔ８、Ｔ５、Ｔ２の周りに時計回り方向に連続して巻き付けてコイルＣ８、Ｃ５、Ｃ２を連続して形成し、次いで、整流子片Ｋ４に接続されて巻線ユニットＷＣを形成し、整流子片Ｋ４は、整流子片Ｋ１６と同相であり、整流子片Ｋ１６よりも磁極歯Ｔ２により近い。次いで、ワイヤは、同相の第１の群の歯Ｔ１、Ｔ４、Ｔ７の周りに反時計回り方向に連続して巻き付けてコイルＣ１’、Ｃ４’、Ｃ７’を連続して形成し、次いで整流子片Ｋ１１に接続されて巻線ユニットＷＡ’を形成し、整流子片Ｋ１１は、整流子片Ｋ５と同相であり、整流子片Ｋ５よりも磁極歯Ｔ７により近い。
次いで、ワイヤは、同相の第２の群の歯Ｔ６、Ｔ３、Ｔ９の周りに時計回り方向に連続して巻き付けてコイルＣ６、Ｃ３、Ｃ９を連続して形成し、次いで、整流子片Ｋ１８に接続されて巻線ユニットＷＢを形成し、整流子片Ｋ１８は、整流子片Ｋ１２と同相であり、整流子片Ｋ１２よりも磁極歯Ｔ７により近い。ワイヤは、同相の第３の群の歯Ｔ８、Ｔ２、Ｔ５の周りに反時計回り方向に連続して巻き付け、コイルＣ８’、Ｃ２’、Ｃ５’を連続して形成する。

【0030】

[0042] しかしながら、図６も参照して、ワイヤ端子が、磁極歯Ｔ５の周りに巻き付けた後、整流子片Ｋ７に直接接続される場合、すなわち図６において磁極歯Ｔ５と整流子片Ｋ７との間をつなぐ破線によって示すように、ワイヤ端子は、整流子片Ｋ１８に隣接する整流子片Ｋ１と同相の全ての整流子片の中で、磁極歯Ｔ５に最も近い整流子片に接続される場合、整流子片Ｋ８に接続されたコイルＣ３’の導出線と交差し、それによりモータは作動中に容易に短絡を生ずることがある。従って、この本発明では、ワイヤを異なる様式で巻き付け、結果としてワイヤ端子は、磁極歯Ｔ５の周りに巻き付けてコイルＣ５’を形成した後に、磁極歯Ｔ４の底部側から磁極歯Ｔ４を横切り、磁極歯Ｔ４と磁極歯Ｔ３との間の巻線スロットを通って延び、次いで整流子片Ｋ７に接続され、それによってワイヤ端子が整流子に近い場所で別の導出線と交差するのを防止する。示したように、整流子片Ｋ７及びＫ８に接続された導出線は、交差するように見える。しかしながら、磁極歯Ｔ３と磁極歯Ｔ４との間の同じ巻線スロットから、従って巻付けプロセス中に導き出した２本の導出線は、巻線スロット内で又は巻線スロットに近い場所で交差するが、整流子に近い位置で交差しない。従って、この本発明では、異なる巻線スロットから延び出る導出線は互いに交差しない。さらに、この本発明で説明した「交差しない」状況は、同じ整流子片に接続された導出線には当てはまらない。

【0031】

[0043] 上記巻付けプロセスから分かるように、各歯には、それぞれ２つの異なる巻線ユニットに属する２つのコイルを巻き付ける。２つの巻線ユニットの２つの端部が異なる整流子片に接続される。例えば、磁極歯Ｔ１には２つのコイルＣ１及びＣ１’を巻き付け、コイルＣ１及びＣ１’はそれぞれ異なる巻線ユニットＷＡ及びＷＡ’に属し、異なる巻線ユニットは異なる整流子片に接続される。

【0032】

[0044] この本発明では、各巻線ユニットは、２つの整流子片に直接接続される。これらの２つの整流子片では、一方の整流子片は、他方の整流子片に隣接する別の整流子片と同電位である。例えば、巻線ユニットＷＡは整流子片Ｋ１及びＫ８に接続され、整流子片Ｋ８及びＫ２は同電位であり、整流子片Ｋ２は整流子片Ｋ１に隣接する。同様に、Ｋ１とＫ７とは同電位であり、Ｋ７はＫ８に隣接している。コイルが同電位の整流子片に接続されたとき、回路は等価である。すなわち、巻線ユニットＷＡの２つの端子は、隣接する整流子片Ｋ１及びＫ２に接続することができる。代替的に、２つの端子の一方は整流子片Ｋ１に接続することができ、他方の端子は、整流子片Ｋ８又はＫ１４のような、整流子片Ｋ２と同電位の整流子片に接続する。代替的に、２つの端子は、整流子片Ｋ７及びＫ８に接続し、又は整流子片Ｋ１３及びＫ１４に接続することができる。全体で、巻線ユニットの２つの端子は、一対の隣接する整流子片に接続することができ、２つの隣接した整流子片の何れも、同電位の別の整流子片によって置き換えることができる。整流子片に接続するためにワイヤが延びる距離を最小にすることが好ましい。例えば、巻線ユニットのワイヤを巻き付けてコイルＣ４を形成した後、ワイヤは、同電位の整流子片Ｋ２、Ｋ８及びＫ１４の群のうち、より遠い整流子片Ｋ２及びＫ２１４に接続されるよりもむしろ最も近い整流子片Ｋ８に接続されて、ワイヤの巻付け時間及び材料費をさらに低減する。

【0033】

[0045] １つの巻線ユニットのコイルは、同相の磁極歯に巻き付け、従ってこれらのコイルも同相であり、すなわちそれらは、同極性のステータの磁極と同時に整列することを理解されたい。同じ巻線ユニット内のコイルは、上記実施形態に図示したのとは異なるシーケンスで巻き付けることができる。例えば、磁極歯Ｔ１、Ｔ７及びＴ４は同相であり、対応するコイルＣ１、Ｃ７及びＣ４も同相である。従って、コイルＣ１、Ｃ７及びＣ４の巻付けシーケンスは、実際の要求に応じて調整することができる。例えば、コイルＣ１を初めに巻き付け、コイルＣ４及びＣ７の巻付けがこれに続くことができる。

【0034】

[0046] 図７も参照して、この実施形態の直流モータは、二対のブラシを含む。各対のブラシは、正のブラシＢ＋及び負のブラシＢ－を含み、直流モータの１８個のコイルは、合計２つの並列な分岐を形成し、各分岐が９つのコイルを含み、各分岐は、正のブラシＢ＋と負のブラシＢとの間に接続される。

【0035】

[0047] この実施形態の直流モータのロータは、各々が直列に直接接続された３つのコイルを含む、合計６つの巻線ユニットを形成する。以下に、本発明の直流モータにおける、巻線ユニットの数及びロータのコイルの規則性が、詳細に説明される。

【0036】

[0048] この実施形態では、全ての巻線ユニットは、巻線ユニットを巻き付ける磁極歯又は巻付け方向の何れかが互いに異なる。この種の巻線は単層巻線と呼ばれる。ロータの巻線が少なくとも一対の巻線ユニットを含む場合、各対の巻線ユニットは、巻線ユニットを巻き付ける磁極歯及び巻付け方向の両方が同一の２つの並列な巻線ユニットを含み、この種の巻線は二層巻線と呼ばれることを理解されたい。各巻線ユニットのコイルの数は、同相の１つの群の磁極歯の数と等しいので、ロータ巻線が単層巻線であれば、ロータの巻線ユニットの数は、ｋ×ｍによって表わされることに注目されたい。従って、ロータ巻線がｎ層巻線である場合、ロータの巻線ユニットの数はｎ×ｋ×ｍによって表わされると推定できる。

【0037】

[0049] 図８は、本発明の別の実施形態による直流モータのブラシ、ロータ巻線及び整流子片の回路接続を示す略図である。直流モータも、磁極が６つ、スロットが９つで、片が１８個の直流モータであり、すなわち磁極数２Ｐは６であり、歯数ｍ×Ｐは９でありつまりｍは３に等しく、また整流子片の数は歯数の２倍であり、すなわちｋは２に等しい。図８の実施形態は、図７の実施形態と比べて、図８の直流モータの巻線は二層巻線であり、すなわちｎは２に等しく、巻線ユニットの数及びコイルの数は、それぞれ図３の直流モータのそれらの２倍である点で、主に異なる。

【0038】

[0050] 具体的には、図７の直流モータは、各々が直列に直接接続された３つ（Ｐ個）のコイル有する、６つ（ｎ×ｋ×ｍ＝１×２×３＝６）の巻線ユニットを含み、図８の直流モータは、各々が同じ３つのコイルを有する、１２個（ｎ×ｋ×ｍ＝２×２×３＝１２）の巻線ユニットを含む。１２個の巻線ユニットは、合計で六対の巻線ユニットを形成し、各対は、２つの並列な巻線ユニットを含む。この実施形態では、２つの巻線ユニットは、巻線ユニットを巻き付ける磁極歯、巻付け方向、及び巻線ユニットが接続される整流子片が同一である。

【0039】

[0051] 図８に示した実施形態では、コイルの総数は歯数の４倍である。従って、各歯には、それぞれ、４つの巻線ユニットに属する４つのコイルを巻き付ける。４つの巻線ユニットでは、２つの巻線ユニットが並列に接続され、各々は、整流子片の同じ対に接続された２つの端部を有し、すなわち２つの巻線ユニットは同じ対の巻線ユニットに属し、その一方、他の巻線ユニットは並列に接続され、各々は、整流子片の別の同じ対に接続された２つの端部を有し、すなわち他の２つの巻線ユニットは別の同じ対の巻線ユニットに属する。例えば、歯Ｔ５には２つのコイルＣ５及び２つのコイルＣ５’を巻き付ける。２つのコイルＣ５は、内側層及び外側層（又は第１の層及び第２の層）にそれぞれ巻き付け、同じ対の整流子片Ｋ１５及びＫ４に接続された２つの端部を有する２つの巻線ユニットに属する。他の２つのコイルＣ５’は、内側層及び外側層（又は第１の層及び第２の層）に巻き付け、別の対の整流子片Ｋ７及びＫ１８に接続された２つの端部を有する２つの巻線ユニットに属する。

【0040】

[0052] 図９から図１２も参照して、ワイヤ端子の延在経路は、ワイヤ端子と全ての巻線ユニットの導出線の２つの端部とが交差しない限り、改変できることを理解されたい。具体的には、ワイヤ端子は、磁極歯Ｔ５の周りに反時計回り方向に巻き付けてコイルＣ５’を形成した後に、磁極歯Ｔ４の頂部側から磁極歯Ｔ４を横切り、次いで、磁極歯Ｔ３の底部側から磁極歯Ｔ３を横切って連続して延び、次いで整流子片Ｋ７に接続されてここで終端し、ワイヤ端子と他の巻線ユニットの各々の導出線とは交差しない（図９及び図１０）。代替的に、ワイヤ端子は、磁極歯Ｔ５の周りに反時計回り方向に巻き付けてコイルＣ５’を形成した後、磁極歯Ｔ６、Ｔ７の底部側から磁極歯Ｔ６、Ｔ７を横切って延び、次いで整流子片Ｋ１と同電位の整流子片Ｋ１３に接続されてここで終端し、ワイヤ端子と巻線ユニットの他の導出線の各々とは交差しない（図１１及び図１２）。

【0041】

[0053] 他の実施形態では、磁極、磁極歯及び整流子片の数は変更することができ、巻線ユニットの直列接続されたコイルの数は、それに応じて変更できることを理解されたい。例えば、磁極の数は８つ又は４つに決め、磁極歯の数は１２個又は６つに決め、整流子片の数は２４個又は１２個に決めることができ、すなわち直流モータは、歯が８つでスロットが１２個の直流モータ、又は歯が４つでスロットが６つの直流モータである。

【0042】

[0054] 他の実施形態では、巻線２４の巻付け様式は変更できることを理解されたい。例えば、巻線は不連続にすることができ、全ての巻線ユニットの２つの端部はそれぞれ異なる整流子片に接続される。

【0043】

[0055] 冷却ファンモジュールの直流モータでは、各巻線ユニットは、直列に直接接続されたＰ個のコイルを含み、各巻線ユニットの２つの端部は整流子片に接続され、整流子片に接続された巻線ユニットの導出線は、互いに交差せず、それにより巻線ユニットの短絡を効果的に回避し、モータの通常動作を保証することができる。

【符号の説明】

【0044】

１０ ステータ
２０ ロータ
２１ 回転軸
２２ ロータリコア
２３ 整流子
２４ 軸受
Ｋ１からＫ１８ 整流子片
ＷＡ、ＷＡ’、ＷＢ、ＷＢ’、ＷＣ、ＷＣ’ 巻線ユニット
Ｔ１からＴ９ 磁極歯
Ｃ１～Ｃ９、Ｃ１’～Ｃ９’ コイル
Ｅ１からＥ６ ワイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】