特許 7503448 アキシャルギャップ型のミニファンモータ

(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】2024-06-12

(45)【発行日】2024-06-20

(54)【発明の名称】アキシャルギャップ型のミニファンモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/18 20060101AFI20240613BHJP

   F04D 29/00 20060101ALI20240613BHJP

   H02K 21/12 20060101ALI20240613BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

H02K3/18 Z

F04D29/00 B

H02K21/12 M

H02K7/14 A

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020134924

(22)【出願日】2020-08-07

(65)【公開番号】P2021112113

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2023-08-04

(31)【優先権主張番号】P 2020003079

(32)【優先日】2020-01-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼田 昌亨

(72)【発明者】

【氏名】吉田 実

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０４６２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６６３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５９１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１９１０２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０１－０４７２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４５５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３５０４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２５０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－１４２９６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－００２１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７２０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０６８６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２３７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０１６７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０６６３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００８７５１４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／００－ ３／２８

Ｆ０４Ｄ ２９／００

Ｈ０２Ｋ ２１／１２

Ｈ０２Ｋ ７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アキシャルギャップ型のミニファンモータであって、
放射状に配置された複数のベーンを有し、軸方向に延びるシャフトに固定されているインペラと、
中央部に吸気口を有し、前記インペラに被さるように配置されるシュラウドと、
磁極を構成する複数のマグネットを有し、前記シャフトに固定されているロータと、
前記ロータと軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されているステータと、
を備え、
前記ステータは、
中心部に前記シャフトを回転可能に支持する軸受が設置されている基板と、
前記軸受の周りに配置された、コイルおよび鉄心からなる複数のアーマチュアと、
を有し、
長方形の断面を有する平角線をその短辺側に曲げることにより、前記平角線の短辺側が前記鉄心に接して巻回されるように、前記コイルが形成され、
前記平角線が、短辺側に並列した状態で密着して延びる２本以上の要素平角線で構成されるとともに、前記要素平角線の端部が、互いに離れた位置に配置されている、ミニファンモータ。

【請求項2】

請求項１に記載のミニファンモータにおいて、
前記鉄心が、軸方向に延びて、角部が丸められた略三角形の断面を有する巻回部を有し、
前記巻回部に前記平角線が巻回されている、ミニファンモータ。

【請求項3】

請求項１に記載のミニファンモータにおいて、
前記要素平角線の各々の全長が略同一である、ミニファンモータ。

【請求項4】

請求項１に記載のミニファンモータにおいて、
前記要素平角線の各々の幅が、互いに異なっている、ミニファンモータ。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１つに記載のミニファンモータにおいて、
前記ステータは、前記コイルへの通電を制御する制御回路を更に有し、
前記制御回路が、前記基板における前記アーマチュアよりも径方向外側の領域に配置されている、ミニファンモータ。

【請求項6】

請求項５に記載のミニファンモータにおいて、
前記コイルと前記制御回路とが、前記基板に設けられた配線パターンを介して接続されている、ミニファンモータ。

【請求項7】

アキシャルギャップ型のミニファンモータであって、
放射状に配置された複数のベーンを有し、軸方向に延びるシャフトに固定されているインペラと、
中央部に吸気口を有し、前記インペラに被さるように配置されるシュラウドと、
磁極を構成する複数のマグネットを有し、前記シャフトに固定されているロータと、
前記ロータと軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されているステータと、
を備え、
前記ステータは、
中心部に前記シャフトを回転可能に支持する軸受が設置されている基板と、
前記軸受の周りに配置された、コイルおよび鉄心からなる複数のアーマチュアと、
を有し、
長方形の断面を有する平角線をその短辺側に曲げることにより、前記平角線の短辺側が前記鉄心に接して巻回されるように、前記コイルが形成され、
前記平角線は、内外に密着して並列した状態で巻回方向に延びる一対の外側要素線および内側要素線で構成され、
前記外側要素線の一端と前記内側要素線の他端とが接続されることにより、前記コイルが、互いに直列に接続された外側要素コイルおよび内側要素コイルで構成されているミニファンモータ。

【請求項8】

請求項７に記載のミニファンモータにおいて、
前記外側要素線の一端と前記内側要素線の他端とが直接接続されているミニファンモータ。

【請求項9】

請求項７または８に記載のミニファンモータにおいて、
前記アーマチュアの各々は、流れる電流の位相が異なる複数のコイル群を含み、
同じ位相の前記コイル群を構成している前記コイルの各々が、互いの前記外側要素線の他端と前記内側要素線の一端とを接続することにより、並列に接続されている、ミニファンモータ。

【請求項10】

請求項９に記載のミニファンモータにおいて、
前記ステータは更に、前記コイル群への通電を制御する制御部品を有し、
前記制御部品が、前記アーマチュアよりも前記基板の径方向外側の領域に配置されている、ミニファンモータ。

【請求項11】

請求項１０に記載のミニファンモータにおいて、
前記制御部品と前記コイル群の各々とが、前記基板に設けられた配線パターンを介して接続されている、ミニファンモータ。

【請求項12】

請求項１０または１１に記載のミニファンモータにおいて、
前記コイル群の各々がＹ結線されていて、前記コイル群の各々を接続する中性点が、前記アーマチュアよりも前記基板の径方向内側の領域に配置されている、ミニファンモータ。

【請求項13】

請求項７～１２のいずれか１つに記載のミニファンモータにおいて、
前記アーマチュアよりも前記基板の径方向外側の所定の領域に、ベタパターンからなる放熱部が設けられている、ミニファンモータ。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれか１つに記載のミニファンモータにおいて、
前記ロータは、前記ステータ１つに対して２つあり、当該ロータの各々が、前記ステータの両側にそれぞれ配置されていて、
前記ロータの一方が、前記インペラを兼用している、ミニファンモータ。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか１つに記載のミニファンモータにおいて、
外径が１００ｍｍ以下、全高が５０ｍｍ以下であり、吸込仕事率が３００Ｗ以上である、ミニファンモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示する技術は、アキシャルギャップ型のミニファンモータに関する。

【背景技術】

【0002】

アキシャルギャップ型のモータは、特許文献１～３に開示されている。特許文献１には、Ｕ，Ｖ，Ｗからなる３相の各ステータコイルを、平角線を用いたエッジワイズコイルで構成し、Ｙ結線することによって相ごとに並列接続したモータが開示されている。特許文献２には、Ｕ，Ｖ，Ｗからなる３相の各ステータコイルを、平角線を用いたエッジワイズコイルで構成し、相ごとに直列接続したモータが開示されている。

【0003】

特許文献１のモータは、電気自動車や風力発電などを対象とし、特許文献２のモータは、自動車の電動ブレーキを対象としている。

【0004】

特許文献３のモータでは、断面が矩形の裸銅線を複数束ねて被覆した電線（平角線）を用いてコイルを形成している。特許文献３にはまた、１本の平角線を短辺側に曲げてコイルを形成することが開示されているが（比較例１）、そうした場合、渦電流損失が大きくなると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１２－９０４１０号公報

【文献】特開２０１８－１６６３５３号公報

【文献】特開２００９－７２０１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、掃除機本体を省略した、スティック型の掃除機が注目されている。通常は、電気コードも省略されている（コードレス）。従って、スティック型の掃除機は、操作性、利便性に優れる。

【0007】

スティック型の掃除機では、小型軽量で、しかもハイパワーで長時間の運転が行えるファンモータが必要とされる。例えば、ファンモータの外径が１００ｍｍを超えるサイズになると、スティック型の掃除機としては、違和感が生じるし、扱い辛い。

【0008】

従って、少なくとも外径が１００ｍｍ以下の小型のサイズかつ軽量でありながら、掃除機として十分な吸引力が得られる高出力なファンモータ（ミニファンモータ）が要望されている。

【0009】

この点、特許文献１～３のモータはサイズが大き過ぎ、スティック型の掃除機への適用は困難である。仮にこれらモータを小型化するにしても、エッジワイズ巻きが困難なうえに、掃除機に見合う出力は得られない。

【0010】

そこで、開示する技術の主たる目的は、スティック型の掃除機に好適な、高出力が発揮できるミニファンモータを実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

開示する技術は、アキシャルギャップ型のミニファンモータに関する。

【0012】

前記ミニファンモータは、放射状に配置された複数のベーンを有し、軸方向に延びるシャフトに固定されているインペラと、
中央部に吸気口を有し、前記インペラに被さるように配置されるシュラウドと、
磁極を構成する複数のマグネットを有し、前記シャフトに固定されているロータと、
前記ロータと軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されているステータと、
を備え、
前記ステータは、
中心部に前記シャフトを回転可能に支持する軸受が設置されている基板と、
前記軸受の周りに配置された、コイルおよび鉄心からなる複数のアーマチュアと、
を有し、
長方形の断面を有する平角線をその短辺側に曲げることにより、前記平角線の短辺側が前記鉄心に接して巻回されるように、前記コイルが形成されている。

【発明の効果】

【0013】

開示する技術によれば、スティック型の掃除機に好適な、高出力が発揮できるミニファンモータを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態におけるミニファンモータを搭載したスティック型の掃除機を示す概略図である。

【図2】第１の実施形態におけるミニファンモータを側方から見た概略図である。

【図3】第１の実施形態におけるミニファンモータの分解斜視図である。

【図4】第１の実施形態における基板を上方から見た概略図である。

【図5A】第１の実施形態におけるアーマチュアの概略斜視図である。

【図5B】第１の実施形態におけるアーマチュアの分解斜視図である。

【図6A】エッジワイズ巻きを説明するための図である。

【図6B】要素平角線を説明するための図である。

【図7】第１の実施形態における応用例を説明するための図である。

【図8A】第１の実施形態における応用例の１つを示す概略図である。

【図8B】第１の実施形態における応用例の他の１つを示す概略図である。

【図9】第２の実施形態におけるミニファンモータの分解斜視図である。

【図10】第２の実施形態における基板を上方から見た概略図である。

【図11A】第２の実施形態におけるアーマチュアの概略斜視図である。

【図11B】第２の実施形態におけるアーマチュアの分解斜視図である。

【図12A】第２の実施形態におけるアーマチュアの無い基板を上方から見た概略図である。

【図12B】第２の実施形態における各相のコイルと制御回路との間での配線図である。

【図13】第１の実施形態における各相のコイルと制御回路との間での配線図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

【0016】

－第１の実施形態－
＜スティック型の掃除機＞
図１に、開示する技術に好適な、スティック型の掃除機１を例示する。この掃除機１は、コードレスタイプであり、内蔵するバッテリー８の電力で駆動できるように構成されている。

【0017】

この掃除機１に、開示する技術を適用したミニファンモータ２が搭載されている。掃除機１は、吸込部３、管部４、本体部５、ダストケース６、把手部７などで構成されている。

【0018】

吸込部３は、下面に吸込口３ａを有し、回動自在なローラ３ｂにより、床面に沿ってスライド自在に構成されている。管部４は、伸縮可能な細長い筒状の部材からなる。管部４は、その下端部は吸込部３に接続され、その上端部は本体部５に接続されている。管部４は、吸込口３ａと本体部５とを連通させている。

【0019】

本体部５は、管部４よりもやや大きなサイズに形成されている。本体部５に、ミニファンモータ２、バッテリー８、制御部９などが収容されている。制御部９は、ミニファンモータ２の駆動を制御する。バッテリー８は、充電可能な二次電池であり、ミニファンモータ２に電力を供給する。

【0020】

把手部７は、ユーザが把持する部分であり、本体部５と一体に設けられている。把持部は、本体部５の後側から後方に突き出すように設けられている。掃除機１は、ユーザが把持部を片手で持った状態で扱えるように構成されている。

【0021】

把持部の下側にダストケース６が設置されている。ダストケース６は、本体部５から脱着可能に構成されている。ミニファンモータ２は、ダストケース６に隣接した位置に配置されている。ミニファンモータ２は、制御部９の制御に従い、バッテリー８から供給される電力によって駆動する。ミニファンモータ２が駆動すると、強力な吸引力が形成される。それにより、吸込口３ａから吸い込まれるダストが、管部４を通ってダストケース６に集積される。

【0022】

＜ミニファンモータ２＞
図２に、ミニファンモータ２を示す。ミニファンモータ２は、ファンとモータとが一体に構成されている小型の装置である。

【0023】

ファンは、いわゆる遠心ファンであり、白抜き矢印で示すように、ファンの中心から空気を吸い込んで、細矢印で示すように、径方向外側に吐出する。

【0024】

モータは、軸方向に対向配置されたステータ４０および２つのロータ２０，３０を有している（いわゆるアキシャルギャップ型）。ロータ２０，３０は、ステータ４０の両側にそれぞれ配置されている。

【0025】

本体部５に収容できるように、ミニファンモータ２の外径Ｄおよび全高Ｈは、非常に小さく設計されている。例えば、図例のミニファンモータ２の場合、外径Ｄは略７０ｍｍ、全高Ｈは略４０ｍｍ程度の大きさ（いわゆる手のひらサイズ）である。従って、その重量も軽く、手のひらに載せても苦にならないレベルである。

【0026】

しかも、バッテリー８の電力を用いて、掃除機１として十分な性能が得られるように、高効率で高出力が得られるように構成されている。図例のミニファンモータ２の場合、６００Ｗの消費電力で、１０００００ｒｐｍ以上の高速で回転駆動でき、３００Ｗ以上の吸込仕事率が得られるように構成されている。

【0027】

図３に、ミニファンモータ２の構造を示す。ミニファンモータ２は、シュラウド１０、第１ロータ２０、第２ロータ３０、ステータ４０、フレーム５０、シャフト６０などで構成されている。シャフト６０は、棒状の部材であり、ミニファンモータ２の回転軸Ａと同軸に設けられている。

【0028】

（シュラウド１０）
シュラウド１０は、ハット形状の外観を呈しており、環状のボトム部１１と、ボトム部１１の内縁に連なって、先に行くほど次第に径が小さくなるように突出したファネル部１２とを有している。シュラウド１０の中央に位置するファネル部１２の上部に、円形の吸気口１２ａが形成されている。ボトム部１１の裏側には、周方向に互いに間隔を隔てて配置された複数のフィン１３が立設されている。

【0029】

（第１ロータ２０）
第１ロータ２０は、シュラウド１０よりも外径が小さく、厚みの大きな円板状の部材からなる。第１ロータ２０は、外周が円形の主壁部２１と、主壁部２１の中心に凸設されたボス部２２と、ボス部２２の周囲を二重に囲む円筒状の内側周壁部２３および外側周壁部２４と、を有している。主壁部２１、ボス部２２、および周壁部は、金属などの強磁性体により、一体に形成されている（いわゆるヨークに相当）。

【0030】

内側周壁部２３と外側周壁部２４との間には、円弧状の複数（図例では４つ）のマグネット２５が嵌め込まれている。各マグネット２５は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に位置するように配置されている。これらマグネット２５により、第１ロータ２０の磁極が構成されている。

【0031】

（第２ロータ３０）
第２ロータ３０は、第１ロータ２０とほぼ同じ大きさ、構造を有している。すなわち、第１ロータ２０と同じ、主壁部（区別するため符号３１で示す）、差込孔が開口するボス部２２、内側周壁部２３、および外側周壁部２４を有し、内側周壁部２３と外側周壁部２４との間には、第１ロータ２０と同様にマグネット２５が嵌め込まれている（図示せず）。

【0032】

第２ロータ３０は、第１ロータ２０とは異なり、その主壁部３１の壁面（マグネット２５の反露出側）に複数のベーン３６が放射状に設置されている。すなわち、第２ロータ３０は、インペラを兼用している。

【0033】

（フレーム５０）
フレーム５０は、環状のリング枠５１、複数の（図例では６つ）ピラー５２、円板状の軸受カバー５３、複数（図例では６つ）のアーム５４などを有している。フレーム５０は、ステータ４０に対し、シュラウド１０および第２ロータ３０を所定の位置に支持する。

【0034】

各ピラー５２は、周方向に等間隔で配置されており、リング枠５１から軸方向に延びている。軸受カバー５３は、リング枠５１の中心に、リング枠５１から軸方向をピラー５２の側にずれて配置されている。各アーム５４は、その軸受カバー５３から放射状に延びてＬ状に屈曲し、リング枠５１の内縁に接続されている。

【0035】

（ステータ４０）
ステータ４０は、基板４１、複数（図例では６つ）のアーマチュア４２、制御回路４３などで構成されている。

【0036】

図２、図４にも示すように、基板４１は、シュラウド１０よりも外径が大きな円盤状の部材からなる。基板４１の表面の中心部には、軸受カバー５３が被さるように、内部にベアリングを有する円柱状の軸受４０ａが設置されている。軸受４０ａにシャフト６０が回転可能な状態で支持されている。シャフト６０は、基板４１に対して垂直な軸方向に延びている。

【0037】

基板４１の外周部には、複数（図例では６つ）のネジ孔４１１が形成されている。基板４１の裏面からこれらネジ孔４１１に差し込まれるネジ４４が、各アーム５４の下端に締結されることにより、フレーム５０は、基板４１に取り付けられている。シャフト６０の一端は、軸受４０ａに被さった軸受カバー５３から突出し、シャフト６０の他端は、基板４１の裏面から突出している。

【0038】

アーマチュア４２は、コイル４２ａと、鉄心４２ｂとで構成されている。各アーマチュア４２は、軸受４０ａの周りに密集した状態で、周方向に並ぶように配置されている（アーマチュア４２の詳細については後述）。

【0039】

図４に示すように、基板４１は絶縁性の素材で構成されていて、基板４１に制御回路４３が設けられている。制御回路４３は、コンデンサ４３ａや素子４３ｂなどの電気部品を含み、各アーマチュア４２のコイル４２ａへの通電を制御するように構成されている。制御回路４３は、基板４１における各アーマチュア４２よりも径方向外側の環状の領域（環状領域Ｒ）に配置されている。環状領域Ｒであれば、比較的面積が大きいので、電機部品が多数であっても、支障無く配置できる。

【0040】

制御回路４３は、コネクタが付いているケーブル４３ｃを有する端子部４３ｄも含む。ケーブル４３ｃは、制御部９との接続に用いられる。制御回路４３はまた、基板４１に沿って延びる導電体で構成された配線パターン４３ｅも含む。

【0041】

図示は省略するが、各アーマチュア４２のコイル４２ａの端部は、基板４１に差し込むことにより、配線パターン４３ｅと接続されている。制御回路４３はまた、配線パターン４３ｅを介して端子部４３ｄと接続されている。すなわち、このステータ４０では、電気部品やコイル４２ａの接続に、電線４２４は用いられていない。基板４１に形成された配線パターン４３ｅで接続されているので、製造が容易になるし、構造も簡素化される。

【0042】

環状領域Ｒであれば、配線パターン４３ｅも余裕を持って形成できるので、短絡や断線などの不具合を抑制できる。特に、このモータでは、コイル４２ａに大きな電流が供給されるので、配線パターン４３ｅもそれに応じた大きな断面積が要求される。環状領域Ｒであれば、そのような断面積の大きな配線パターン４３ｅも余裕をもって形成できる。

【0043】

軸受カバー５３から突出したシャフト６０の一端は、マグネット２５の露出側から第２ロータ３０のボス部２２の差込孔に圧入されて固定されている。基板４１の裏面から突出したシャフト６０の他端は、マグネット２５の露出側から第１ロータ２０のボス部２２の差込孔に圧入されて固定されている。

【0044】

それにより、第１ロータ２０は、ステータ４０と軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されている。第２ロータ３０は、軸受カバー５３、各アーム５４、およびリング枠５１に囲まれたスペースに収容されていて、第２ロータ３０も、ステータ４０と軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されている。

【0045】

具体的には、第１ロータ２０および第２ロータ３０の各々のマグネット２５は、ステータ４０に設けられたアーマチュア４２の一群と、軸方向に対向するように構成されている。

【0046】

詳細には、第２ロータ３０の各々のマグネット２５は、ステータ４０に設けられたアーマチュア４２の一群と、直接、軸方向に対向するように構成されている。対して、第１ロータ２０の各々のマグネット２５は、基板４１を介した状態で、ステータ４０に設けられたアーマチュア４２の一群と、軸方向に対向するように構成されている。

【0047】

そして、第１ロータ２０および第２ロータ３０の各々のマグネット２５は、環状領域Ｒ（ステータ４０に設けられた制御回路４３）と、軸方向に対向しないように構成されている。

【0048】

すなわち、第１ロータ２０および第２ロータ３０の各々のマグネット２５は、アーマチュア４２の一群のみと、軸方向に対向するように構成されていて、制御回路４３や配線パターン４３ｅとは対向していないので、渦電流損の発生が抑制できる。従って、モータを、よりいっそう高効率化できる。

【0049】

シュラウド１０は、フィン１３が立設されているボトム部１１の裏側をリング枠５１に向け、第２ロータ３０に被さる状態で、フレーム５０に固定されている。それにより、シュラウド１０、およびインペラを兼用する第２ロータ３０により、遠心型のファンが構成されている。なお、ここでは遠心型のファンとしたが、射流型のファンとしてもよい。

【0050】

（アーマチュア４２）
各アーマチュア４２は、図５Ａに拡大して示すように、指先に乗るレベルの微小な部品からなる。アーマチュア４２は、このような微小な大きさであることから、高効率、高出力なモータを実現するために、その素材や形状が工夫されている。

【0051】

モータを高出力にするには、できるだけ大きな電流をコイル４２ａに供給して、強い磁力を発生させる必要がある。大きな電流をコイル４２ａに流すためには、太い電線が好ましく、高効率で強い磁力を発生するには、コイル４２ａに鉄心４２ｂを設けたり占積率を高めたりするのが好ましい。

【0052】

そこで、図５Ｂに示すように、アーマチュア４２は、コイル４２ａと、鉄心４２ｂとで構成されている。鉄心４２ｂは、鉄粉等を圧縮成形して形成されており、一対のフランジ部４２０，４２０および巻回部４２１で構成されている。各フランジ部４２０は、板状の部分であり、角部が丸められた略扇形に形成されている。

【0053】

詳しくは、各フランジ部４２０は、窄まった形状の頂角部４２０ａと、頂角部４２０ａから互いに離れて延びる一対の対向辺部４２０ｂ，４２０ｂと、湾曲した状態でこれら対向辺部４２０ｂ，４２０ｂに連なる底辺部４２０ｃとを有している（図１１Ｂ参照）。

【0054】

巻回部４２１は、フランジ部４２０に直交して延びる柱状の部分であり、角部が丸められた略正三角形の断面を有している。巻回部４２１は、一方のフランジ部４２０の中央部に立設されている。各鉄心４２ｂは、フランジ部４２０の頂角部４２０ａが軸受４０ａと対向するようにして基板４１に配置されている。

【0055】

予め所定形状のコイル４２ａを形成し、そのコイル４２ａを鉄心４２ｂに装着することにより、アーマチュア４２は形成されている。すなわち、コイル４２ａには、巻回部４２１よりも僅かに大きな略三角形の断面を有する挿入孔４２３が設けられていて、この挿入孔４２３に巻回部４２１が差し込まれる。そうして、挿入孔４２３から突出する巻回部４２１の突端に、他方のフランジ部４２０を取り付けることにより、アーマチュア４２は形成されている。

【0056】

図６Ａに示すように、コイル４２ａは、銅等の電気導体４２４ａを絶縁膜４２４ｂで被覆して構成された電線４２４を巻回して形成されている。このモータでは、その電線４２４に、長方形の断面を有する平角線が用いられている。図６Ａに矢印で示すように、平角線を、その短辺側に曲げることによってコイル４２ａが形成されている（いわゆるエッジワイズ巻き）。

【0057】

平角線であれば、隙間無く積層できるので、丸線に比べて高い占積率が得られる。しかも、エッジワイズ巻きであれば、厚みの小さい短辺側が積層されていくので、巻回方向（軸方向）におけるコイル４２ａのサイズも小さくできる。短辺側が小さくても、長辺側を大きくすることで、平角線の断面積を大きく、つまり電線４２４を太くできる。

【0058】

ところが、このミニファンモータ２の場合、コイル４２ａは、上述したように超ミニサイズになる。そのため、極小の鉄心４２ｂに対して、断面の大きな平角線を巻回しなければならない。それに対し、このアーマチュア４２では、予め所定の巻回形状に形成したコイル４２ａを鉄心４２ｂに装着することによって構成されている。従って、極小の鉄心４２ｂに対し、断面の大きい平角線を、しかも曲げ難いエッジワイズ巻きで巻き付ける必要がない。従って、製造が容易にできる。

【0059】

更に、平角線の曲げＲ（品質が保証できる曲げ半径の限界値）は、曲げる方向の線幅の３／４以上とされている。そのため、長辺側が大きな平角線を、極小の巻回部４２１の断面形状に合わせて、そのまま曲げると、曲げＲの限界を超える。従って、絶縁膜４２４ｂが破れたり導線が破断したりするおそれがあり、適正な品質が確保できない。

【0060】

そこで、このミニファンモータ２では、平角線（電線４２４）を、短辺側に並列した状態で密着して延びる２本以上の要素平角線４２５で構成している。各要素平角線４２５の端部は、平角線の端部と同様に、配線パターン４３ｅに接続される（並列接続）。

【0061】

図６Ｂに、その一例を示す。このミニファンモータ２では、上段に示すサイズの平角線（基準平角線４２４Ｓ）が要求されているとする。中段には、２本の要素平角線４２５，４２５で、その基準平角線４２４Ｓを構成する場合を示している。下段には、３本の要素平角線４２５，４２５，４２５で、その基準平角線４２４Ｓを構成する場合を示している。要素平角線４２５の構造は、平角線４２４と同じである。

【0062】

各要素平角線４２５の断面における短辺側の大きさは、基準平角線４２４Ｓと同じである。一方、各要素平角線４２５の断面における長辺側の大きさ（線幅）は、基準平角線４２４Ｓに対し、ほぼ、その本数で割った大きさになっている（絶縁膜４２４ｂの厚みの分の差異はあるが、その差異は僅か）。従って、各要素平角線４２５の電気導体４２４ａの断面積の総和は、基準平角線４２４Ｓの電気導体４２４ａの断面積と略同じである。

【0063】

このように、平角線を複数の要素平角線４２５で構成すれば、曲げる方向の線幅は、個々の要素平角線４２５の線幅になるので、曲げＲを小さくできる。従って、電気導体４２４ａの大きな断面積を維持しながら、極小の巻回部４２１の断面形状に合わせて曲げることが可能になる。

【0064】

要素平角線４２５の本数は、仕様に応じて適宜選択できる。このミニファンモータ２の場合、中段の構成（２本の要素平角線４２５）が採用されている。３本以上になると、短辺側に並列した状態で密着させるのが難しくなるが、２本であれば、比較的容易に短辺側に並列した状態で密着させることができる。すなわち、製造が容易である。

【0065】

このように、このミニファンモータ２によれば、平角線４２４をエッジワイズ巻きすることによって、コイル４２ａが形成されているので、軸方向にコイル４２ａを小さくしながら、占積率を高めることができる。アーマチュア４２に鉄心４２ｂが設けられているので、高効率で強い磁力を発生することができる。

【0066】

平角線４２４が、短辺側に並列した状態で密着して延びる複数の要素平角線４２５で構成されているので、曲げＲを小さくでき、極小の巻回部４２１に、電気導体４２４ａの断面積の大きな電線４２４を巻回することができる。従って、電流密度を下げることができるので、大電流を効率的かつ安定して流すことができる。

【0067】

予め所定形状に巻回したコイル４２ａを鉄心４２ｂに装着するので、アーマチュア４２の製造も容易にできる。

【0068】

＜応用例＞
図７に示すように、配置の関係上、曲げる方向の内側に位置する要素平角線４２５（符号４２５ｉで表す）よりも、曲げる方向の外側に位置する要素平角線４２５（符号４２５ｏで表す）の方が、全長が長くなる。線幅が大きくなると、それだけ、全長に差が生じる。

【0069】

要素平角線４２５ｉ，４２５ｏの全長に差があると、それに伴って電気抵抗も差が生じる。要素平角線４２５ｉ，４２５ｏの電気抵抗に差があると、電位差が発生し、図７に矢印Ｙで示すように、要素平角線４２５ｉ，４２５ｏの端部、すなわち、それぞれを覆っている絶縁膜が剥がされて導体が露出している部位（同じ端子に接続される部位）の間で循環電流が流れる。全長の差が大きくなると、循環電流による損失が大きくなるため、モータ出力に影響が出るおそれがある。

【0070】

そこで、そのような場合には、各要素平角線４２５の電気抵抗の値が略同一になるようにするのが好ましい。

【0071】

例えば、図８Ａに示すように、要素平角線４２５の端部が、互いに離れて位置するように配置するとよい。具体的には、曲げる方向の外側に位置する要素平角線４２５ｏよりも、曲げる方向の内側に位置する要素平角線４２５ｉの方が、曲げ中心に対して外周側に位置するよう、互い違いに配置すればよい。

【0072】

そうすることで、各要素平角線４２５ｉ，４２５ｏの全長を略同一できる。全長が略同一になれば、電気抵抗の値が略同一になるので、循環電流を抑制できる。従って、高いモータ出力を維持できる。

【0073】

図８Ｂに示すように、要素平角線４２５ｉ，４２５ｏの各々の幅ＷＩ，ＷＯを、互いに異なるようにしてもよい。この場合も、各要素平角線４２５ｉ，４２５ｏの抵抗値を略同一にできる。端部の位置が同じであるため、配置面で利点である。

【0074】

なお、平角線は、上述したように、３本以上の要素平角線で構成してもよい。

【0075】

－第２の実施形態－
図９に、第２実施形態のミニファンモータ２を示す。第２実施形態のミニファンモータ２の基本的な構成は、第１の実施形態と同じである。すなわち、本実施形態でも、基本的構成に関しては、第１の実施形態で説明した内容と同じである。従って、第１の実施形態では説明されていない、本実施形態特有の内容について説明する。

【0076】

（基板）
図１０に示すように、基板４１は、多層のプリント基板であり、その主体は積層された複数の絶縁性のプレートで構成されている。これらプレートの間に、所定形状に形成された銅箔等の電気導体を挟み込むことで、電気配線の回路（いわゆる配線パターン）が設けられている。

【0077】

制御回路４３は、第１の実施形態と同様に、コンデンサ４３１ａやスイッチング素子４３１ｂなどの制御用の電気部品（制御部品４３１）を含む。これら制御部品４３１は、各アーマチュア４２への通電を制御する。制御回路４３はまた、コネクタが付いているケーブル４３２ａを有する端子部４３２も含む。ケーブル４３２ａは、制御部９との接続に用いられる。

【0078】

これら制御部品４３１、端子部４３２、各アーマチュア４２のコイル４２ａなどが、配線パターンを介して電気的に接続されている。従って、半田付けが必要になるケーブル等を大幅に省略できるので、製造コストが削減できるし、品質を向上できる。特に、このファンモータ２では、大電流が流れるので、太いケーブルを密集して配線する必要があるので効果的である。配線パターンであれば、銅箔の厚みや幅を大きくすればよいので、ミニファンモータ２に好適である。

【0079】

アーマチュア４２の各々は、Ｕ相，Ｖ相，およびＷ相の３相からなるコイル群を構成している。このファンモータ２では、各相のコイル群は一対のコイル４２ａ，４２ａからなり、点対称状に位置するアーマチュア４２どうしで同相のコイル群を構成している。

【0080】

制御部品４３１は、各相に対応して３組設けられており、各相のコイル群に流れる電流の位相が異なるように制御する。そうすることにより、各アーマチュア４２と第１ロータ２０および第２ロータ３０のマグネット２５との間に発生する磁力の作用で、ミニファンモータ２が回転する。

【0081】

制御部品４３１は、第１の実施形態と同様に、基板４１における各アーマチュア４２よりも径方向外側の環状の領域（外側環状領域Ｒｏ）に配置されている。制御部品４３１は、外側環状領域Ｒｏの両面に設けられている。

【0082】

そして、本実施形態のミニファンモータ２では、より小型軽量化、高効率化、高出力化を向上できるように、アーマチュア４２とともに、基板４１および制御回路４３も工夫されている。

【0083】

すなわち、このミニファンモータ２では、図１１Ａに示すように、平角線４２４を、短辺側に並列した状態で密着して延びる一対の平角線で構成している。換言すれば、平角線は、内外に密着して並列した状態で巻回方向に延びる外側要素線４２４ｏおよび内側要素線４２４ｉで構成されている。

【0084】

このように、平角線を２つに分けて構成すれば、曲げる方向の線幅は、半分になるので、曲げＲを小さくできる。従って、電気導体の大きな断面積を維持しながら、極小の巻回部４２１の断面形状に合わせて曲げることが可能になる。

【0085】

このように、このミニファンモータ２によれば、平角線４２４をエッジワイズ巻きすることによって、コイル４２ａが形成されているので、軸方向にコイル４２ａを小さくしながら、占積率を高めることができる。アーマチュア４２に鉄心４２ｂが設けられているので、高効率で強い磁力を発生することができる。

【0086】

平角線４２４が、曲げる方向の線幅が小さい２つの平角線で構成されているので、曲げＲを小さくでき、極小の巻回部４２１に、電気導体の断面積の大きな電線４２４を巻回することができる。従って、電流密度を下げることができるので、大電流を効率的かつ安定して流すことができる。

【0087】

予め所定形状に巻回したコイル４２ａを鉄心４２ｂに装着するので、アーマチュア４２の製造も容易にできる。

【0088】

（コイルの工夫）
各コイル４２ａにおいて、外側要素線４２４ｏの一端と内側要素線４２４ｉの他端とが直接接続されている。例えば、図１１Ａ、図１１Ｂにおいて、上側の端部からコイル４２ａを巻き始めたとすると、外側要素線４２４ｏおよび内側要素線４２４ｉの各々は、その巻き始め側の端部に、コイル４２ａの外周面に沿って巻き終わり側に向かって延びる縦延出部４２５を有している。これら縦延出部４２５は、フランジ部４２０の底辺部４２０ｃにおける一方の隅部の近傍に位置している。

【0089】

外側要素線４２４ｏの縦延出部４２５の端部は、図１１Ｂに二点鎖線で示すように、フランジ部４２０よりも外方に位置して下方に突出している（外側接続端部４２６）。対して、内側要素線４２４ｉの縦延出部４２５の端部は、フランジ部４２０よりも上方に位置している。

【0090】

一方、外側要素線４２４ｏの巻き終わり側の端部は、フランジ部４２０の底辺部４２０ｃにおける他方の隅部の近傍から、巻回方向を内側要素線４２４ｉの縦延出部４２５の端部に向かって延びている（横延出部４２７）。そして、横延出部４２７の端部の電気導体と、内側要素線４２４ｉの縦延出部４２５の端部の電気導体とが、溶接等によって連結されている。その結果、各アーマチュア４２が有する１つのコイル４２ａは、互いに直列に接続された２つの外側要素コイルおよび内側要素コイルで構成されている。

【0091】

通常であれば、これら端部は、基板４１の所定位置に半田付けすることにより、基板４１の配線パターンを介して接続される。それに対し、このファンモータ２では、コイル４２ａそれ自体で接続したので、基板４１での接続箇所を削減できる。その結果、基板４１をよりいっそう小型化できる。半田付け作業が減るので、品質も向上する。

【0092】

内側要素線４２４ｉと外側要素線４２４ｏとでは全長差があるので、これらに電流が流れると電位差が発生する。その電位差により、これら内側要素線４２４ｉおよび外側要素線４２４ｏの各端部を近い位置で基板４１に電気的に接続すると、これらの間に循環電流が発生する。それに対し、このように接続することで、そのような循環電流の発生も防止できる。

【0093】

内側要素線４２４ｉの巻き終わり側の端部は、フランジ部４２０の頂角部４２０ａの近傍で下方に向けて屈曲されている。それにより、図１１Ｂに二点鎖線で示すように、その位置からフランジ部４２０よりも外方に位置して下方に突出している（内側接続端部４２８）。外側接続端部４２６および内側接続端部４２８は、それぞれ基板４１に設けられている配線パターンに接続される。

【0094】

（基板および制御回路の工夫）
図１２Ａ、図１２Ｂに、基板４１および制御回路４３を示す。図１２Ａは、アーマチュア４２を取り付ける前の基板４１を表している。図１２Ｂは、外側要素線４２４ｏと内側要素線４２４ｉと制御回路４３との配線構造を表している。

【0095】

図１２Ａに示すように、基板４１の中央には、軸受４０ａが設置される貫通孔４１２が形成されている。そして、その貫通孔４１２の周囲には、基板４１における各アーマチュア４２よりも径方向内側に位置する環状の領域（内側環状領域Ｒｉ）が設けられている。

【0096】

この内側環状領域Ｒｉに、周方向に等間隔で配置された６箇所の内側接点が設けられている（第１～第６の内側接点４１３ａ～４１３ｆ）。内側環状領域Ｒｉにはまた、環状の配線パターン（中性点パターン４１４）が設けられている。内側接点４１３ａ～４１３ｆの各々は、中性点パターン４１４を介して互いに電気的に接続されている。

【0097】

そして、外側環状領域Ｒｏの内周側の縁部にも、周方向に等間隔で配置された６箇所の外側接点が設けられている（第１～第６の外側接点４１５ａ～４１５ｆ）。外側環状領域Ｒｏの内周側の縁部にはまた、３つの円弧状の配線パターン（中継パターン４１６ｕ～４１６ｗ）が設けられている。

【0098】

互いに点対称に位置している３対の外側接点（第１外側接点４１５ａと第４外側接点４１５ｄ、第２外側接点４１５ｂと第５外側接点４１５ｅ、第３外側接点４１５ｃと第６外側接点４１５ｆ）の各々は、対応する中継パターン４１６ｕ～４１６ｗを介して電気的に接続されている。なお、図示はしないが、中継パターン４１６ｕ～４１６ｗは、各相のコイル４２ａに通電するために、各相に対応した制御部品４３１と配線パターンを介して電気的に接続されている。

【0099】

そして、内側接続端部４２８を内側接点４１３ａ～４１３ｆの各々に半田付けし、外側接続端部４２６を外側接点４１５ａ～４１５ｆの各々に半田付けすることにより、各アーマチュア４２を基板４１に設置する。

【0100】

そうすることで、図１２Ｂに示すように、各アーマチュア４２のコイル４２ａのうち、同じ位相のコイル群を構成している一対のコイル４２ａ，４２ａは、中性点パターン４１４と中継パターン４１６ｕ～４１６ｗとの間に、並列に接続されている。中性点パターン４１４は、各相のコイル群の一端を互いに電気的に接続することにより、中性点を構成している。

【0101】

中継パターン４１６ｕ～４１６ｗは、各相のコイル群の他端と、各相に対応した制御部品４３１とを互いに電気的に接続することにより、中継点を構成している。それにより、各相のコイル群は、いわゆるＹ結線（スター結線）された状態となっている。

【0102】

このように、内側環状領域Ｒｉに中性点を配置し、外側環状領域Ｒｏに中継点を配置することにより、基板４１におけるこれら内側環状領域Ｒｉと外側環状領域Ｒｏとの間の部分に、配線パターンが存在しない領域（無パターン領域Ｒｎ）が形成されている。そして、この無パターン領域Ｒｎにアーマチュア４２が設置されている。

【0103】

仮に、この領域に配線パターンが存在していると、モータが駆動されたときに、磁束が配線パターンを通過するので、渦電流が発生する。それに対し、このファンモータ２では、無パターン領域Ｒｎが形成されているので、渦電流の発生を効果的に抑制できる。従って、モータ効率、モータ出力が向上する。

【0104】

しかも、基板４１に配線パターンを効率的に配置でき、制御回路４３をコンパクトに構成できる。内側環状領域Ｒｉには、中性点パターン４１４と各内側接点４１３ａ～４１３ｆとを設けるだけでよいので、小さい領域でよく、基板４１の中心部に効率的に配置できる。

【0105】

対して、外側環状領域Ｒｏには、中継パターン４１６ｕ～４１６ｗだけでなく、他の配線パターンや複数の制御部品４３１が設置される。従って、大きい領域が必要であるが、外側環状領域Ｒｏであれば、比較的面積が大きいので、制御部品４３１が大きかったり制御部品４３１が多数であったりしても、支障無く配置できる。しかも、外部の装置と容易に電気的に接続できる。効率よく配線できる。

【0106】

基板４１が小さいと、相対的に、制御部品４３１の占める領域が拡大する。特に、スイッチング素子４３１ｂは、モータの駆動時には高温になるので、基板４１もそれに伴って高温になり易い。基板４１が高温になると、スイッチング素子４３１ｂ以外の制御部品４３１や配線パターンが損傷するおそれがある。

【0107】

そこで、このファンモータ２では、上述した工夫による制御回路４３の縮小によって余った領域を利用して、基板４１の温度上昇を抑制できるようにしている。すなわち、外側環状領域Ｒｏの所定箇所に、ベタパターン４２９からなる放熱部が設けられている。

【0108】

具体的には、図１２Ａに示すように、外側環状領域Ｒｏにおける制御部品４３１や配線パターンが設置されていない複数の領域に、その略全域に隙間無く一様に拡がる銅箔（ベタパターン４２９）が設けられている。これらベタパターン４２９は、配線パターンとは異なり、制御部品４３１等と電気的には接続されていない。各ベタパターン４２９は、通電されない独立したパターンとなっている。

【0109】

これらベタパターン４２９は、プレートよりも熱伝達に優れるため、基板４１の温度が高くなると、これらベタパターン４２９を介して効果的に放熱できる。従って、小さな基板４１に高温になる制御部品４３１等が密集していても、基板４１の温度上昇を抑制できる。

【0110】

なお、図１３に、図５Ａに示したアーマチュア４２を用いた第１実施形態の配線図を例示する。

【0111】

この場合、外側に位置する要素平角線４２５ｏの端部２箇所と、内側に位置する要素平角線４２５ｉの端部２箇所とが、基板の所定位置（外側環状領域Ｒｏに相当する領域の所定位置）の接点ｐに半田付けすることによって制御回路４３と接続されている。

【0112】

同相のアーマチュア４２のうち、一方のアーマチュア４２の要素平角線４２５ｉと他方のアーマチュアの要素平角線４２５ｏとが接続されている。このように配線すれば、個々のアーマチュア４２の内外の長さの差を相殺できる。従って、循環電流による損失を抑制できる。なお、接点ｐは、内側環状領域Ｒｉに相当する領域に位置していてもよい。接点ｐの位置は、仕様に応じて選択すればよい。

【0113】

なお、開示する技術にかかるミニファンモータは、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

【0114】

適用できる掃除機は、スティック型に限らない。例えば、ロボット型の掃除機にも好適である。ロータは２つが好ましいが、１つであってもよい。ロータの一方は、鋼板などの磁性体で代用してもよい。

【0115】

＜各実施形態において開示した技術の特徴＞
（第１の実施形態）
前記ミニファンモータは、放射状に配置された複数のベーンを有し、軸方向に延びるシャフトに固定されているインペラと、中央部に吸気口を有し、前記インペラに被さるように配置されるシュラウドと、磁極を構成する複数のマグネットを有し、前記シャフトに固定されているロータと、前記ロータと軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されているステータと、を備える。

【0116】

前記ステータは、中心部に前記シャフトを回転可能に支持する軸受が設置されている基板と、前記軸受の周りに配置された、コイルおよび鉄心からなる複数のアーマチュアと、を有している。そして、長方形の断面を有する平角線をその短辺側に曲げることにより、前記平角線の短辺側が前記鉄心に接して巻回されるように、前記コイルが形成されている。

【0117】

すなわち、このミニファンモータでは、遠心ファンと、アキシャルギャップ型のモータとが一体に構成されている。そのモータを構成するステータが、シャフトを軸支する軸受が中心部に設置されている基板を有し、その基板の軸受の周りに複数のアーマチュアが配置されている。そして、これらアーマチュアが、鉄心とコイルとで構成されていて、そのコイルが、長方形の断面を有する平角線をその短辺側に曲げること、すなわちエッジワイズ巻きによって形成されている。

【0118】

平角線であれば、隙間無く積層できるので、丸線に比べて高い占積率が得られる。しかも、エッジワイズ巻きであれば、厚みの小さい短辺側が積層されていくので、巻回方向（軸方向）におけるコイルのサイズも小さくできる。短辺側が小さくても、長辺側を大きくすることで、平角線の断面積を大きく、つまり電線を太くできる。従って、高出力が発揮できるミニファンモータを実現できる。

【0119】

前記ミニファンモータはまた、前記鉄心が、軸方向に延びて、角部が丸められた略三角形の断面を有する巻回部を有し、前記巻回部に前記平角線が巻回されている、としてもよい。

【0120】

そうすれば、各アーマチュアを、より密集した状態で基板の中心部に集約して配置することができる。従って、ミニファンモータのサイズを、よりいっそう小さくできる。

【0121】

前記ミニファンモータはまた、前記平角線が、短辺側に並列した状態で密着して延びる２本以上の要素平角線で構成されている、としてもよい。

【0122】

ミニファンモータの場合、コイルは、超ミニサイズになる。そのため、極小の鉄心に対して、断面の大きな平角線を巻回しなければならない。それに対し、平角線の曲げＲ（品質が保証できる曲げ半径の限界値）は、曲げる方向の線幅の３／４以上とされている。そのため、長辺側が大きな平角線を、極小の鉄心に合わせて曲げると、曲げＲの限界を超える。従って、平角線の絶縁膜が破れたり導線が破断したりするおそれがあり、コイルの適正な品質が確保できない。

【0123】

平角線を複数の要素平角線で構成すれば、曲げる方向の線幅は、個々の要素平角線の線幅になるので、曲げＲを小さくできる。従って、平角線の大きな断面積を維持しながら、大きく曲げることが可能になるので、コイルの電流密度を下げることができ、高出力が発揮できるミニファンモータを実現できる。

【0124】

前記ミニファンモータはまた、前記要素平角線の端部が、互いに離れた位置に配置されている、としてもよい。

【0125】

詳細は後述するが、各要素平角線の電気抵抗の差に起因して循環電流が流れることで、モータ出力に影響が出るおそれがある。それに対し、要素平角線の端部を、互いに離れた位置に配置すれば、各要素平角線の電気抵抗の差を略同一にして循環電流を抑制できる。従って、モータの高出力を維持できる。

【0126】

具体的には、前記要素平角線の各々の全長を略同一にすればよい。

【0127】

前記ミニファンモータはまた、前記要素平角線の各々の幅が互いに異なっている、としてもよい。

【0128】

この場合も、各要素平角線の抵抗値を略同一にできる。従って、モータの高出力を維持できる。

【0129】

前記ミニファンモータはまた、前記ステータは、前記コイルへの通電を制御する制御回路を更に有し、前記制御回路が、前記基板における前記アーマチュアよりも径方向外側の領域に配置されている、としてもよい。

【0130】

そうすれば、ロータは、アーマチュアの一群と軸方向に対向するので、制御回路とは対向しない。従って、渦電流損の発生が抑制できるので、モータを、よりいっそう高効率化できる。しかも、径方向外側の領域であれば、面積が大きいので、余裕をもって制御回路を配置できる。

【0131】

その場合、前記コイルと前記制御回路とが、前記基板に設けられた配線パターンを介して接続されている、とするのが好ましい。

【0132】

そうすれば、電線が不要になるので、製造が容易になるし、構造も簡素化される。

【0133】

（第２の実施形態）
前記ミニファンモータは、放射状に配置された複数のベーンを有し、軸方向に延びるシャフトに固定されているインペラと、中央部に吸気口を有し、前記インペラに被さるように配置されるシュラウドと、磁極を構成する複数のマグネットを有し、前記シャフトに固定されているロータと、前記ロータと軸方向に所定のギャップを隔てて対向配置されているステータと、を備える。

【0134】

前記ステータは、中心部に前記シャフトを回転可能に支持する軸受が設置されている基板と、前記軸受の周りに配置された、コイルおよび鉄心からなる複数のアーマチュアと、を有している。前記コイルは、長方形の断面を有する平角線をその短辺側に曲げることにより、前記平角線の短辺側が前記鉄心に接して巻回されるように形成されていて、前記平角線は、内外に密着して並列した状態で巻回方向に延びる一対の外側要素線および内側要素線で構成されている。そして、前記外側要素線の一端と前記内側要素線の他端とが接続されることにより、前記コイルが、互いに直列に接続された外側要素コイルおよび内側要素コイルで構成されている。

【0135】

すなわち、このミニファンモータのアーマチュアが有するコイルは、エッジワイズ巻きによって形成されている。従って、高さを抑制しながら高い占積率を得ることができる。そして、その平角線が一対の外側要素線および内側要素線で構成されている。従って、曲げる方向の線幅が小さくなるので、曲げＲを小さくでき、小さなコイルでも安定した品質で形成できる。

【0136】

更に、外側要素線の一端と内側要素線の他端とが接続されることにより、コイルが、互いに直列に接続された外側要素コイルおよび内側要素コイルで構成されている。電位差の発生によって、これらの間に循環電流が発生するおそれがあるが、このように接続することで、そのような循環電流の発生も防止できる。

【0137】

前記外側要素線の一端と前記内側要素線の他端とが直接接続されている、としてもよい。

【0138】

そうすれば、基板での接続箇所を削減できる。その結果、基板をよりいっそう小型化できる。半田付け作業が減るので、品質も向上する。

【0139】

前記アーマチュアの各々は、流れる電流の位相が異なる複数のコイル群を含み、同じ位相の前記コイル群を構成している前記コイルの各々が、互いの前記外側要素線の他端と前記内側要素線の一端とを接続することにより、並列に接続されている、としてもよい。

【0140】

そうすれば、制御回路の配線を簡素化できる。従って、基板をより小型化できる。

【0141】

前記ステータは更に、前記コイル群への通電を制御する制御部品を有し、前記制御部品が、前記アーマチュアよりも前記基板の径方向外側の領域に配置されている、としてもよい。

【0142】

その領域は、比較的面積が大きいので、制御部品が大きかったり制御部品が多数であったりしても、支障無く配置できる。しかも、外部の装置と容易に電気的に接続できる。効率よく配線できる。従って、基板をより小型化できる。

【0143】

前記制御部品と前記コイル群の各々とが、前記基板に設けられた配線パターンを介して接続されている、としてもよい。

【0144】

そうすれば、半田付けが必要になるケーブル等を大幅に省略できるので、製造コストが削減できるし、品質を向上できる。特に、このファンモータでは、大電流が流れるので、太いケーブルを密集して配線する必要があるので効果的である。配線パターンであれば、銅箔の厚みや幅を大きくすればよいので、ミニファンモータに好適である。

【0145】

前記コイル群の各々がＹ結線されていて、前記コイル群の各々を接続する中性点が、前記アーマチュアよりも前記基板の径方向内側の領域に配置されている、としてもよい。

【0146】

そうすれば、基板のアーマチュアの設置領域に、配線パターンが存在しない領域が形成される。この領域に配線パターンが存在していると、モータが駆動されたときに、磁束が配線パターンを通過するので、渦電流が発生するが、配線パターンが無いので、渦電流の発生を効果的に抑制できる。従って、モータ効率、モータ出力が向上する。

【0147】

しかも、基板に配線パターンを効率的に配置でき、制御回路をコンパクトに構成できる。内側の領域には小さい中性点を設けるだけでよいので、基板の中心部に効率的に配置できる。

【0148】

前記アーマチュアよりも前記基板の径方向外側の所定の領域に、ベタパターンからなる放熱部が設けられている、としてもよい。

【0149】

基板が小さいと、相対的に制御部品の占める領域が拡大する。制御部品は高温になるので、基板もそれに伴って高温になり易い。ベタパターンは熱伝達に優れるため、基板の温度が高くなると、これらベタパターンを介して効果的に放熱できる。従って、小さな基板に高温になる制御部品が密集していても、基板の温度上昇を抑制できる。

【0150】

また、第１および第２の実施形態の各々において、前記ロータは、前記ステータ１つに対して２つあり、当該ロータの各々が、前記ステータの両側にそれぞれ配置されていて、前記ロータの一方が、前記インペラを兼用している、としてもよい。

【0151】

そうすれば、よりいっそう高出力が発揮できるし、部材点数が削減されて構造が簡素化され、サイズもコンパクトになる。

【0152】

外径が１００ｍｍ以下、全高が５０ｍｍ以下であり、吸込仕事率が３００Ｗ以上である、としてもよい。

【0153】

そうすれば、サイズ、性能ともに、スティック型の掃除機の掃除機に好適であり、操作性、利便性に優れた掃除機が実現できる。

【符号の説明】

【0154】

２ ミニファンモータ
１０ シュラウド
２０ 第１ロータ
３０ 第２ロータ（インペラ）
４０ ステータ
４１ 基板
４２ アーマチュア
４２ａ コイル
４２ｂ 鉄心
４２４ 電線（平角線）
４２４ｉ 内側要素線
４２４ｏ 外側要素線
４３ 制御回路
４３１ 制御部品
６０ シャフト
Ａ 回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図13】