JP2017195730A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータ部から発生する騒音を低減することができるモータを提供する。【解決手段】円筒状のハウジング２１０内にロータおよびステータが設けられたモータ部２００と、モータ部２００を収容する円筒状のモータカバー３００とを備えたモータ１００であって、モータカバー３００の内部に、該内部を内周側の空間３５０と外周側の空間３６０とに仕切る円筒状の壁部３４０を設け、モータ部２００を内周側の空間３５０に収容し、壁部３４０に、内周側の空間３５０と外周側の空間３６０とを連通する複数の孔３４１を形成し、外周側の空間３６０と孔３４１とによって、モータ部２００から発生する音波の所定周波数を減衰させる吸音器３７０を構成する。【選択図】図２

Description

本発明はモータに係り、特に騒音を低減することができる構造を有するモータに関する。

特許文献１により、モータ部から発生する騒音を簡単な構成により減衰させるようにしたモータが知られている。同文献に記載の制御ユニット付きモータは、図５に示すように、モータフレーム２と制御ケース９との間に軸受ブラケット２ｃを設け、軸受ブラケット２ｃに設けた孔１５を介して音発生源であるモータ部１内と制御ケース９内とを連通しており、制御ケース９内の空間と孔１５によって消音器１６が構成されている。そして、制御ケース９の三辺の長さ寸法Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚを、モータ部１から発生する音波の半波長の整数倍または１／整数倍と一致しないように設定することで、制御ケース９からの放射騒音の低減を図っている。

特開２０００−６００６０号公報

特許文献１に記載のモータは、モータ部１から発生した音波が軸受ブラケット２ｃに設けた孔１５から消音器１６に伝搬されて騒音が減衰されるが、モータ部１から発生した音波がモータフレーム２から放射される場合、その騒音を低減することができる構成とはなっていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、モータ部から発生する騒音を低減することができるモータを提供することを目的とする。

本発明のモータは、円筒状のハウジング内にロータおよびステータが設けられたモータ部と、前記モータ部を収容する円筒状のモータカバーと、を備えたモータであって、前記モータカバーの内部には、該内部を内周側の空間と外周側の空間とに仕切る円筒状の壁部が設けられ、前記モータ部は前記内周側の空間に収容され、前記壁部には前記内周側の空間と前記外周側の空間とを連通する孔が形成され、前記外周側の空間と前記孔とによって、前記モータ部から発生する音波の所定周波数を減衰させる吸音器が構成されることを特徴とする。

本発明によれば、上記吸音器によって次のようにモータ部から発生する音が低減する。モータ部の音はハウジングから放射し、その音は、モータカバーの壁部の孔内の空気を音圧加振する。すると、孔内の空気が質量、外周側の空間の空気層がばねとなる振動現象が起こり、孔内の空気と、孔の外周側の表面との間にせん断摩擦が起こって音のエネルギーが熱エネルギーに変換する。また、孔内では空気が振動することで渦が発生して摩擦が生じ、これにより音のエネルギーが熱エネルギーに変換する。これらの音のエネルギーが熱エネルギーに変換する作用により、モータ部から発生する音は減衰し、結果として騒音が低減する。

本発明は、モータ部から発生する音の周波数、すなわち減衰させる所定周波数に応じて、前記壁部に形成された前記孔の寸法と前記外周側の空間の径方向の奥行き寸法を適宜に設定することにより、騒音を効果的に低減することができる。

本発明では、モータ部の騒音を効果的に低減する観点から、前記孔は前記壁部の全域にわたり複数が均等に点在して形成されている形態が望ましい。

本発明によれば、モータ部から発生する騒音を低減することができるモータが提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るモータの一部を切り欠いた全体斜視図である。 同モータの吸音器を含む内部構造を示す断面図である。 同モータのモータカバーが有する壁部の展開図である。 一実施形態の吸音器を、１つの孔とその孔に対応した外周側の空間としたモデルを示す図である。 消音器を備えた従来のモータの一例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［１］モータの全体構造
図１は一実施形態に係るモータ１００の全体斜視図、図２はモータ１００の内部構造を示す一部断面図である。このモータ１００は、モータ部２００と、モータ部２００を収容するモータカバー３００とから構成されている。

モータ部２００は、円筒状のハウジング２１０内に、中心にシャフト２５０を有するロータとステータ（いずれも図示略）が設けられた一般的なインナーロータ型のモータである。ステータはハウジング２１０の内周面に固定され、一方、ロータはステータの内側に配されシャフト２５０を介してハウジング２１０に回転可能に支持されており、シャフト２５０の一端部が出力軸としてハウジング２１０の中心から突出している。

ハウジング２１０は、第１ハウジング２１１と第２ハウジング２１２との組み合わせで構成されている。第１ハウジング２１１の端面の中心には円形状のフロントボス部２１５が形成されており、シャフト２５０はフロントボス部２１５を貫通している。

モータカバー３００は円筒状であって、円筒部３１０の一端側および他端側に上板部３２０および下板部３３０を有している。上板部３２０の中心には円形状の嵌合孔３２１が形成されている。モータカバー３００の内部の外周寄りには、円筒状の壁部３４０が同心状に形成されている。この壁部３４０によってモータカバー３００の内部は径方向に仕切られ、壁部３４０の内側に内周側の空間３５０が形成され、壁部３４０の外側に外周側の空間３６０が形成されている。

モータ部２００は、モータカバー３００に対し、フロントボス部２１５が嵌合孔３２１に嵌合され、第１ハウジング２１１および第２ハウジング２１２の各端面がそれぞれ上板部３２０および下板部３３０の内面に当接した状態で、内周側の空間３５０に収容されている。

［２］吸音器の構造
モータカバー３００内の壁部３４０には、内周側の空間３５０と外周側の空間３６０とを連通する複数の円形状の孔３４１が、壁部３４０の全域に形成されている。図３は壁部３４０を平らに展開した状態を示し、同図に示すように孔３４１は周方向Ｒに沿って等間隔をおいて形成された一列が、軸方向Ａに等間隔をおいて複数列（図示例では５列）形成され、軸方向Ａに隣り合う列の孔３４１が周方向に互いにずれた全体として千鳥状に点在するパターンに形成されている。これら壁部３４０の複数の孔３４１と、外周側の空間３６０とによって、モータ部２００から発生する音波の所定周波数を減衰させる吸音器３７０が構成されている。

［３］吸音器の音減衰作用
上記モータ１００は、モータ部２００が運転されるとモータ部２００から発生する音はハウジング２１０から放射されるが、その音は、吸音器３７０による以下の作用によって低減する。

すなわち、モータ部２００のハウジング２１０から放射した音は、モータカバー３００の壁部３４０の孔３４１内の空気を音圧加振する。すると、孔３４１内の空気が質量、外周側の空間３６０の空気層がばねとなる振動現象が起こり、孔３４１内の空気と、孔３４１の外周側の表面すなわち孔３４１と外周側の空間３６０との境界面との間にせん断摩擦が起こって音のエネルギーが熱エネルギーに変換する。また、孔３４１内では空気が振動することで渦が発生して摩擦が生じ、これにより音のエネルギーが熱エネルギーに変換する。このように吸音器３７０では２種類の音のエネルギーの熱エネルギーへの変換作用が起こり、このためモータ部２００から発生する音は減衰し、結果として騒音が低減する。

上記吸音器３７０の吸音特性のピーク周波数ω_ｍは、図４に示す単孔モデルにおける表１に示す各諸元を下記式（１）にあてはめることによって求められる。単孔モデルとは、吸音器３７０を、１つの孔３４１と、その１つの孔３４１に対応した外周側の空間３６０に単純化したモデルを言う。なお、表１で示す管路面積とは、図４のＳの面積、すなわち、孔３４１から円筒部３１０の内周面にわたる孔３４１に対応した断面四角形状の管路の断面積であって、孔３４１にほぼ外接する四角形の面積となる。なおその管路は、内周側から外周側にむかってテーパ状に広がるため内周側と外周側とでは若干の差異（外周側の方が大きい）があるが、ここでは簡易的に差異はなく同じと考慮する。

上記のように吸音器３７０によるモータ部２００の騒音低減効果を得るには、モータ部２００から発生する音の周波数を予め把握し、その周波数が上記ピーク周波数ω_ｍに合致するように、吸音器３７０における孔３４１の寸法と外周側の空間３６０の深さ（径方向の奥行き寸法）を設定する。孔３４１の寸法は、孔３４１の開口面積および孔３４１の奥行き寸法（＝壁部３４０の厚さ）である。

式（１）から求められた孔３４１の寸法と外周側の空間３６０の深さに基づいてモータカバー３００を設計することにより、吸音器３７０の吸音特性を単孔モデルと同様に得ることができる。また、モータ部２００の音はハウジング２１０の全面から放射されることから、孔３４１は上記のように壁部３４０の全域に形成されていることが望ましく、また、均等に配置されていることが望ましい。

本発明は、低騒音のモータとして好適である。

１００…モータ
２００…モータ部
２１０…ハウジング
３００…モータカバー
３４０…壁部
３４１…孔
３５０…内周側の空間
３６０…外周側の空間
３７０…吸音器

Claims (3)

1. 円筒状のハウジング内にロータおよびステータが設けられたモータ部と、
   前記モータ部を収容する円筒状のモータカバーと、
   を備えたモータであって、
   前記モータカバーの内部には、該内部を内周側の空間と外周側の空間とに仕切る円筒状の壁部が設けられ、
   前記モータ部は前記内周側の空間に収容され、
   前記壁部には前記内周側の空間と前記外周側の空間とを連通する孔が形成され、
   前記外周側の空間と前記孔とによって、前記モータ部から発生する音波の所定周波数を減衰させる吸音器が構成されることを特徴とするモータ。
2. 前記壁部に形成された前記孔の寸法と前記外周側の空間の径方向の奥行き寸法が、減衰させる前記所定周波数に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記孔は前記壁部の全域にわたり複数が均等に点在して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。

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