JP2022073343A - モータ、送風装置およびレンジフード - Google Patents

Abstract

【課題】騒音および振動を低減し高寿命化を図るモータ、送風装置およびレンジフードを提供する。
【解決手段】ロータ１とステータ２とケース３とスペーサ４とカバー５を備え、ケース３は、中心軸ＣＡと交差する方向に広がる底部３１と、底部３１の径方向外縁から上方に延びる筒状のケース筒部３２と、を有し、スペーサ４は、中心軸と交差する方向に広がる中間部４１と、中間部４１の径方向外縁から下方に延びる筒状のスペーサ筒部４２と、を有し、カバー５は、中心軸と交差する方向に広がる蓋部５１と、蓋部５１の径方向外縁から下方に延びる筒状のカバー筒部５２と、を有し、ケース筒部３２の径方向内側面の少なくとも一部は、ステータ２の径方向外側面に接触し、スペーサ筒部４２の径方向内側面の少なくとも一部は、ステータ２の径方向外側面に接触し、カバー筒部５２の径方向内側面の少なくとも一部は、スペーサ筒部４２の径方向外側面に接触する。
【選択図】図４

Description

本発明は、モータ、送風装置およびレンジフードに関する。

従来、ケーシングを有するモータが知られている。ケーシングには、ステータが取り付けられる。ケーシングは、円筒形シェルと、エンドキャップと、を含む。円筒形シェルは、第１の軸受を保持する。エンドキャップは、第２の軸受を保持する。第１の軸受および第２の軸受は、回転軸を回転可能に支持する（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１９－１９５２５４公報

上記従来の構成では、円筒形シェルとエンドキャップとの同軸度を精度良く確保できない場合がある。この場合、モータの騒音および振動が大きくなる可能性がある。また、モータの寿命が短くなる可能性がある。

本発明は、モータの騒音および振動を低減し、モータの高寿命化を図ることを目的とする。

本発明の例示的なモータは、上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトを有するロータと、ロータと径方向に対向するステータと、ステータの下方に配置されるケースと、ステータの上方に配置されるスペーサと、スペーサの上方に配置されるカバーと、を備える。ケースは、中心軸と交差する方向に広がる底部と、底部の径方向外縁から上方に延びる筒状のケース筒部と、を有する。スペーサは、中心軸と交差する方向に広がる中間部と、中間部の径方向外縁から下方に延びる筒状のスペーサ筒部と、を有する。カバーは、中心軸と交差する方向に広がる蓋部と、蓋部の径方向外縁から下方に延びる筒状のカバー筒部と、を有する。ケース筒部の径方向内側面の少なくとも一部は、ステータの径方向外側面に接触する。スペーサ筒部の径方向内側面の少なくとも一部は、ステータの径方向外側面に接触する。カバー筒部の径方向内側面の少なくとも一部は、スペーサ筒部の径方向外側面に接触する。

本発明の例示的な送風装置は、上記モータを備える。

本発明の例示的なレンジフードは、上記送風装置を備える。

本発明の例示的なモータ、送風装置およびレンジフードによれば、モータの騒音および振動を低減し、モータの高寿命化を図ることができる。

図１は、実施形態に係るレンジフードの分解斜視図である。 図２は、実施形態に係る送風装置の分解斜視図である。 図３は、実施形態に係るモータの分解斜視図である。 図４は、実施形態に係るモータの断面図である。 図５は、図４の二点鎖線で囲まれる部分の拡大図である。 図６は、実施形態に係るステータに対するスペーサの締結構造を示す分解斜視図である。 図７は、実施形態に係るスペーサの斜視図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

本明細書では、モータ１００の中心軸ＣＡが延びる方向を「軸方向」と呼び、軸方向を上下方向とする。ただし、この上下方向の定義がモータ１００の使用時の向きおよび位置関係を限定するものではない。

また、本明細書では、ケース３からカバー５に向かう軸方向の一方の向きを「上方」と呼び、カバー５からケース３に向かう軸方向の他方の向きを「下方」と呼ぶ。また、各々の構成要素において、上方における端部を「上端部」と呼び、下方における端部を「下端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の表面において、上方を向く面を「上面」と呼び、下方を向く面を「下面」と呼ぶ。

また、本明細書では、中心軸ＣＡに直交する方向を「径方向」と呼び、中心軸ＣＡを中心とする周方向を「周方向」と呼ぶ。また、径方向において、中心軸ＣＡに近づく向きを「径方向内方」と呼び、中心軸ＣＡから離れる向きを「径方向外方」と呼ぶ。また、各々の構成要素の側面において、径方向内方を向く面を「径方向内側面」と呼び、径方向外方を向く面を「径方向外側面」と呼ぶ。

＜１．レンジフード＞
図１は、例えば、本実施形態に係るレンジフード３００の分解斜視図である。図１には、フード３１０から整流板３２０が分離された状態を図示する。

本実施形態に係るレンジフード３００は、送風装置２００を備える。また、レンジフード３００は、フード３１０と、整流板３２０と、を備える。送風装置２００は、フード３１０の内側に配置される。フード３１０の開口は、整流板３２０によって覆われる。ただし、フード３１０の開口の内縁と整流板３２０の外縁との間には、隙間が設けられる。レンジフード３００は、天井取付タイプに関わらず、下引き取付タイプでもよい。

＜２．送風装置＞
図２は、本実施形態に係る送風装置２００の分解斜視図である。図２には、モータ１００からインペラ２２０が分離された状態を図示する。

本実施形態に係る送風装置２００は、モータ１００を備える。また、送風装置２００は、ハウジング２１０と、インペラ２２０と、を備える。モータ１００は、ハウジング２１０の内部に配置される。インペラ２２０は、モータ１００のシャフト１１に固定される。モータ１００は、インペラ２２０を回転させる。

＜３．モータ＞
図３は、本実施形態に係るモータ１００の分解斜視図である。図４は、本実施形態に係るモータ１００の断面図である。図４では、中心軸ＣＡを含む平面でモータ１００を切断した場合でのモータ１００の断面構造を示す。

本実施形態に係るモータ１００は、ロータ１と、ステータ２と、ケース３と、スペーサ４と、カバー５と、を備える。また、モータ１００は、回路基板６をさらに備える。

ロータ１は、上下に延びる中心軸ＣＡに沿って配置されるシャフト１１を有する。シャフト１１は、中心軸ＣＡ回りに回転可能に支持される。また、ロータ１は、ロータコア１２と、マグネット１３と、を有する。ロータコア１２は、中心軸ＣＡを中心とする環状である。ロータコア１２は、シャフト１１に固定される。すなわち、ロータコア１２は、シャフト１１と共に回転する。マグネット１３は、ロータコア１２の径方向外側面に固定される。

ステータ２は、ロータ１と径方向に対向する。ステータ２は、ロータ１を回転させる。ステータ２は、ステータコア２１と、インシュレータ２２と、コイル２３と、を有する。ステータコア２１は、中心軸ＣＡを中心とする環状の磁性体であり、電磁鋼板が軸方向に複数積層された積層体である。インシュレータ２２は、樹脂などを用いた絶縁部材である。インシュレータ２２は、ステータコア２１の少なくとも一部を覆う。コイル２３は、インシュレータ２２を介してステータコア２１に導線が巻かれることで形成される。

ケース３は、ステータ２の下方に配置される。ケース３は、底部３１と、ケース筒部３２と、を有する。底部３１は、中心軸ＣＡと交差する方向に広がる。底部３１は、中心軸ＣＡを中心とする円盤状である。ケース筒部３２は、底部３１の径方向外縁から上方に延びる筒状である。ケース３は、ステータ２を下方から覆う。

底部３１における径方向の中心部には、第１ベアリング３０が配置される。第１ベアリング３０は、底部３１の第１ベアリング保持部３１ａに配置される。具体的には、底部３１は、上方に向かって環状に突出する環状突出部３１０ａを有する。環状突出部３１０ａは、中心軸ＣＡ回りに環状に突出する。第１ベアリング保持部３１ａは、環状突出部３１０ａの径方向内方の部分からなる。

スペーサ４は、ステータ２の上方に配置される。スペーサ４は、中間部４１と、スペーサ筒部４２と、を有する。中間部４１は、中心軸ＣＡと交差する方向に広がる。中間部４１は、中心軸ＣＡを中心とする円盤状である。スペーサ筒部４２は、中間部４１の径方向外縁から下方に延びる筒状である。

中間部４１における径方向の中心部には、第２ベアリング４０が配置される。第２ベアリング４０は、中間部４１の第２ベアリング保持部４１ａに配置される。具体的には、中間部４１は、径方向の中心部に円形凹部を有する。第２ベアリング保持部４１ａは、円形凹部からなる。第１ベアリング３０および第２ベアリング４０は、それぞれ、シャフト１１を中心軸ＣＡ回りに回転可能に支持する。

なお、スペーサ４は、中間部４１よりも上方に突出する基板支持部４３を有する。基板支持部４３は、中間部４１の径方向外縁から上方に延びる筒状である。回路基板６は、基板支持部４３の径方向内方に配置される。すなわち、回路基板６は、中間部４１よりも上方に配置される。このため、中間部４１は、ステータ２と回路基板６との間に配置された状態となる。ここで、スペーサ４は、樹脂成型品である。これにより、ステータ２と回路基板６との絶縁を確保できる。

カバー５は、スペーサ４の上方に配置される。すなわち、カバー５は、ケース３の上方に配置される。カバー５は、蓋部５１と、カバー筒部５２と、を有する。蓋部５１は、中心軸ＣＡと交差する方向に広がる。蓋部５１は、中心軸ＣＡを中心とする円盤状である。カバー筒部５２は、蓋部５１の径方向外縁から下方に延びる筒状である。カバー５は、回路基板６を上方から覆う。

＜２．ケース、スペーサおよびカバーの各位置決め＞
図５は、図４の二点鎖線で囲まれる部分を拡大した拡大図である。図６は、本実施形態に係るステータ２に対するスペーサ４の締結構造を示す分解斜視図である。なお、図６では、ステータ２のインシュレータ２２、スペーサ４および締結部材７のみを図示する。図７は、本実施形態に係るスペーサ４の斜視図である。

＜２－１．ケースの位置決め＞
ケース筒部３２には、ステータ２が圧入される。すなわち、ケース筒部３２の径方向内側面の少なくとも一部は、ステータ２の径方向外側面に接触する。これにより、ケース３の径方向の位置決めを精度良く行うことができる。ここで、ケース筒部３２の径方向内側面の少なくとも一部は、ステータコア２１の径方向外側面に接触する。ステータコア２１は、部材の寸法精度が高い。その結果、ケース３の径方向の位置決めをより高い精度で行うことができる。

また、インシュレータ２２は、ステータコア２１よりも下方に位置する下端部２２ａを有する。そして、底部３１の上面は、インシュレータ２２の下端部２２ａに接触する。これにより、ケース３が軸方向に位置決めされる。

＜２－２．スペーサの位置決め＞
スペーサ筒部４２には、ステータ２が軽圧入される。すなわち、スペーサ筒部４２の径方向内側面の少なくとも一部は、ステータ２の径方向外側面に接触する。これにより、スペーサ４の径方向の位置決めを精度良く行うことができる。ここで、スペーサ筒部４２の径方向内側面の少なくとも一部は、ステータコア２１の径方向外側面に接触する。その結果、スペーサ４の径方向の位置決めをより高い精度で行うことができる。

さらに、ケース３およびスペーサ４のそれぞれの径方向の位置決めがステータ２を基準にして行われることにより、第１ベアリング保持部３１ａと第２ベアリング保持部４１ａとの同軸度が高くなる。これにより、第１ベアリング３０と第２ベアリング４０との同軸度を高めることができる。その結果、モータ１００の振動および騒音を低減できる。また、モータ１００の高寿命化を図ることができる。

また、中間部４１の下面は、ステータ２の上端部に接触する。これにより、スペーサ４の軸方向の位置決めを行うことができる。具体的には、インシュレータ２２は、ステータコア２１よりも上方に位置する上端部２２ｂを有する。そして、中間部４１は、軸方向において、インシュレータ２２の上端部２２ｂに接触する。インシュレータ２２の上端部２２ｂに中間部４１を接触させることにより、容易に、スペーサ４の軸方向の位置決めを行うことができる。

また、中間部４１は、下方に突出する下側突出部４１１を有する。ここで、下側突出部４１１は、中間部４１の下面から下方に突出した部分であり、スペーサ筒部４２の径方向内側面から径方向内方に突出した部分である。下側突出部４１１は、スペーサ筒部４２の径方向内側面に沿って円弧状に突出する。ただし、この例示に限定されない。たとえば、中間部４１の一部を下方に凹まし、凹ました部分を下側突出部４１１としてもよい。また、スペーサ筒部４２の径方向内側面と下側突出部４１１とを径方向に離間させてもよい。

下側突出部４１１の下面は、スペーサ筒部４２の下面よりも上方に位置する。

また、スペーサ４とステータ２とは、締結部材７によって固定される。具体的には、中間部４１は、軸方向に貫通する貫通孔４１０を複数有する。また、インシュレータ２２の上端部２２ｂは、貫通孔４１０と軸方向に重なる位置にネジ穴２０を有する。締結部材７は、ネジである。締結部材７は、中間部４１の上方から貫通孔４１０を介して中間部４１の下方に突出し、ネジ穴２０に締め込まれる。これにより、スペーサ筒部４２に対するステータ２の嵌合が軽圧入であっても、スペーサ４とステータ２とを確実に固定できる。また、スペーサ４は樹脂製であるが、スペーサ筒部４２に対するステータ２の嵌合が軽圧入であるため、圧入工程時にスペーサ４が割れることを抑制できる。

また、スペーサ筒部４２は、複数の内側突出部４２１を有する。複数の内側突出部４２１は、スペーサ筒部４２の径方向内側面から径方向内方に突出し、周方向に配列される。複数の内側突出部４２１は、それぞれ、軸方向に延びる線状である。

そして、ステータ２の径方向外側面は、内側突出部４２１に接触する。具体的には、ステータコア２１の径方向外側面が内側突出部４２１に接触する。この構成では、各内側突出部４２１が径方向外方からステータ２に接触するので、スペーサ４の一部にだけ過剰な応力がかかることを抑制できる。これにより、スペーサ４の割れを抑制できる。

なお、スペーサ筒部４２の径方向内側面に内側突出部４２１が無い構成では、スペーサ筒部４２の内周全体の寸法精度を高める必要があるので、内周の真円度が出難い。スペーサ筒部４２の内周の真円度が低ければ、スペーサ４の径方向の位置ずれが大きくなる。一方で、スペーサ筒部４２の径方向内側面に内側突出部４２１が有る構成では、内側突出部４２１の寸法精度のみを高めればよいので、容易に、スペーサ４の径方向の位置ずれを抑制できる。

＜２－３.カバーの位置決め＞
カバー筒部５２には、スペーサ筒部４２が圧入される。すなわち、カバー筒部５２の径方向内側面の少なくとも一部は、スペーサ筒部４２の径方向外側面に接触する。ここで、スペーサ４は、ステータ２を基準に位置決めされる。したがって、カバー筒部５２の径方向内側面の少なくとも一部をスペーサ筒部４２の径方向外側面に接触させることにより、カバー５の径方向の位置決めを精度良く行うことができる。

また、スペーサ筒部４２は、複数の外側突出部４２２を有する。複数の外側突出部４２２は、スペーサ筒部４２の径方向外側面から径方向外方に突出し、周方向に配列される。複数の外側突出部４２２は、それぞれ、軸方向に線状に延びる。

そして、カバー筒部５２の径方向内側面は、外側突出部４２２に接触する。この構成では、ケース３から各外側突出部４２２に圧力が加わるので、スペーサ４の一部にだけ過剰な応力がかかることを抑制できる。これにより、スペーサ４の割れを抑制できる。

なお、スペーサ筒部４２の径方向外側面に外側突出部４２２が無い構成では、スペーサ筒部４２の外周全体の寸法精度を高める必要があるので、外周の真円度が出難い。スペーサ筒部４２の外周の真円度が低ければ、カバー５の径方向の位置ずれが大きくなる。一方で、スペーサ筒部４２の径方向外側面に外側突出部４２２が有る構成では、外側突出部４２２の寸法精度のみを高めればよいので、容易に、カバー５の径方向の位置ずれを抑制できる。

また、カバー筒部５２の下端部５２ａは、ケース筒部３２の上端部３２ａに達するまで延びる。すなわち、カバー筒部５２の下端部５２ａは、ケース筒部３２の上端部３２ａに接触する。そして、カバー筒部５２の下端部５２ａは、ケース筒部３２の上端部３２ａに固定される。具体的には、カバー筒部５２の下端部５２ａの一部は、ケース筒部３２の上端部３２ａにかしめられる。

ここで、ケース３およびカバー５のそれぞれの径方向の位置決め精度は高い。これにより、ケース筒部３２の上端部３２ａに対するカバー筒部５２の下端部５２ａのかしめ工程では、確実に、カバー筒部５２の下端部５２ａをケース筒部３２の上端部３２ａにかしめることができる。

＜３．その他＞
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態は適宜任意に組み合わせることができる。

本発明は、レンジフード用のモータなどとして利用可能である。

１ ロータ
２ ステータ
３ ケース
４ スペーサ
５ カバー
６ 回路基板
７ 締結部材
１１ シャフト
２１ ステータコア
２２ インシュレータ
２２ｂ 上端部
２３ コイル
３０ 第１ベアリング
３１ 底部
３２ ケース筒部
４０ 第２ベアリング
４１ 中間部
４２ スペーサ筒部
５１ 蓋部
５２ カバー筒部
１００ モータ
２００ 送風装置
３００ レンジフード
４１１ 下側突出部
４２１ 内側突出部
４２２ 外側突出部
ＣＡ 中心軸

Claims (12)

1. 上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトを有するロータと、
   前記ロータと径方向に対向するステータと、
   前記ステータの下方に配置されるケースと、
   前記ステータの上方に配置されるスペーサと、
   前記スペーサの上方に配置されるカバーと、を備え、
   前記ケースは、
   前記中心軸と交差する方向に広がる底部と、
   前記底部の径方向外縁から上方に延びる筒状のケース筒部と、
   を有し、
   前記スペーサは、
   前記中心軸と交差する方向に広がる中間部と、
   前記中間部の径方向外縁から下方に延びる筒状のスペーサ筒部と、
   を有し、
   前記カバーは、
   前記中心軸と交差する方向に広がる蓋部と、
   前記蓋部の径方向外縁から下方に延びる筒状のカバー筒部と、
   を有し、
   前記ケース筒部の径方向内側面の少なくとも一部は、前記ステータの径方向外側面に接触し、
   前記スペーサ筒部の径方向内側面の少なくとも一部は、前記ステータの径方向外側面に接触し、
   前記カバー筒部の径方向内側面の少なくとも一部は、前記スペーサ筒部の径方向外側面に接触する、モータ。
2. 前記底部における径方向の中心部には、第１ベアリングが配置され、
   前記中間部における径方向の中心部には、第２ベアリングが配置され、
   前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングは、それぞれ、前記シャフトを前記中心軸回りに回転可能に支持する、請求項１に記載のモータ。
3. 前記中間部の下面は、前記ステータの上端部に接触する、請求項１または２に記載のモータ。
4. 前記ステータは、
   ステータコアと、
   前記ステータコアの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
   前記インシュレータを介して前記ステータコアに導線が巻かれることで形成されるコイルと、
   を有し、
   前記スペーサ筒部の径方向内側面の少なくとも一部は、前記ステータコアの径方向外側面に接触する、請求項１～３のいずれか１項に記載のモータ。
5. 前記中間部は、軸方向において、前記インシュレータの上端部に接触する、請求項４に記載のモータ。
6. 前記スペーサと前記ステータとは、締結部材によって固定される、請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ。
7. 前記スペーサ筒部は、前記スペーサ筒部の径方向内側面から径方向内方に突出し、周方向に配列される複数の内側突出部を有し、
   前記ステータの径方向外側面は、前記内側突出部に接触する、請求項１～６のいずれか１項に記載のモータ。
8. 前記スペーサ筒部は、前記スペーサ筒部の径方向外側面から径方向外方に突出し、周方向に配列される複数の外側突出部を有し、
   前記カバー筒部の径方向内側面は、前記外側突出部に接触する、請求項１～７のいずれか１項に記載のモータ。
9. 前記スペーサは、樹脂成型品である、請求項１～８のいずれか１項に記載のモータ。
10. 前記中間部よりも上方に配置される回路基板をさらに備える、請求項９に記載のモータ。
11. 請求項１～１０のいずれか１項に記載のモータを備える、送風装置。
12. 請求項１１に記載の送風装置を備える、レンジフード。

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