JP6372651B2 - 自冷式モータ - Google Patents

Description

本発明は、自冷式モータに係り、更に詳しくは、シャフトとともに回転する冷却羽根を備えたモータの改良に関する。

一般に、オーブンレンジは、加熱室内の空気を攪拌する攪拌用ファンを備えている。攪拌用ファンは、加熱室内に設けられており、加熱室外に設けられた攪拌用モータにより駆動される。当該攪拌用モータは、シャフトを加熱室内へ突出させた状態で、加熱室の壁面の外側に取り付けられることから、加熱室の熱が伝わりやすい環境下にあり、耐熱性に優れたＡＣモータが使用される。

通常、オーブンレンジの加熱室内の温度は３００℃以上になる。これに対し、マグネットの耐熱温度は約１５０℃であり、約１３０℃を越えると保磁力が低下するといわれている。また、電子部品の耐熱温度はマグネットよりも更に低い。このため、攪拌用モータとして、マグネットや電子部品を内蔵するＤＣブラシレスモータを使用することはできず、ＡＣモータが使用されている。

ＡＣモータは、ＤＣブラシレスモータに比べて、回転数や回転方向を細かく制御することができない。このため、従来のオーブンレンジでは、攪拌用ファンの回転数や回転方向を細かく制御し、焼きムラや温度ムラを抑制することができないという問題があった。つまり、従来のオーブンレンジは、攪拌用ファンを利用して、高機能化することが難しいという問題があった。

そこで、冷却構造を有するＤＣブラシレスモータを攪拌用モータとして使用し、オーブンレンジを高機能化することが考えられる。ＤＣブラシレスモータの冷却構造については、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１〜４）。

しかしながら、これらの特許文献に開示された冷却構造は、いずれもＤＣブラシレスモータの内部において発生した熱を外部に放出することを目的とするものであるため、オーブンレンジの加熱室のような外部の熱源近傍に設置されたＤＣブラシレスモータを十分に冷却することができないという問題があった。

例えば、上記特許文献に記載されたモータは、取付面とは反対側に設けられた羽根を回転させることにより、取付面とは反対側からモータ内に空気を送り込む冷却構造を有している。このため、取付面近傍の高温空気がモータ内に流れ込むのを十分に防止することができない。また、高温の取付面からの輻射熱が考慮されておらず、十分な冷却効果が得られないという問題があった。

特開２００８−１５４３６９号 特開２０００−１８４６４４号 実開昭６２−１７８７７７号 特開２０００−０５０５７５号

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高温環境下で使用することができる自冷式モータを提供することを目的とする。特に、オーブンレンジの高温室壁面のような高温の取付面に取り付けて使用することができる自冷式モータを提供することを目的とする。

本発明による自冷式モータは、取付部を介して高温室壁面に取り付け可能であり、シャフトが高温室側に向かって延びるモータであって、上下方向を回転軸とし、軸受により回転可能に支持されるシャフトと、前記シャフトとともに回転するロータと、前記ロータと径方向において対向するステータと、前記軸受及び前記ステータを支持するハウジングと、前記ロータよりも軸方向下方に配置され、前記シャフトとともに回転することにより径方向外方に向かう気流を生じさせる羽根車とを備えている。

前記ハウジングは、前記ロータよりも軸方向上方に配置される基部と、前記ロータよりも径方向外側に配置される２以上の取付部と、前記基部及び前記取付部を連結する略円筒形状のカバー部とを有し、前記取付部の下端は、前記羽根車よりも軸方向下方に位置する。また、前記基部は、吸気口を有し、前記カバー部には、前記取付部間に位置し、前記ハウジングの径方向内側及び径方向外側を連通する主排気口と、周方向の一部を径方向に開口させた副排気口と、が設けられ、ロータは、上方を開口させた有底円筒形状を有するロータホルダと、ロータホルダの円筒部の内側に固定されたロータマグネットとを有し、副排気口は、ロータホルダの円筒部と径方向に対向する。

このような構成を採用することにより、シャフトを回転させると、羽根が回転して径方向外方に向かう気流が生じ、高温室壁面及びロータホルダで挟まれた空間内の空気が排気口から排出される。このため、ハウジングの基部に形成された吸気口から外気が取り込まれ、取り込まれた外気が、高温室壁面に向かってハウジングのカバー部内を軸方向に移動する。従って、高温室壁面近傍の高温空気を高温室壁面に沿って径方向へ排出するとともに、高温室壁面とは反対側の基部から低温の外気を取り入れ、ロータホルダ内に軸方向下方に向かう空気の流れを発生させ、モータ内を冷却することができる。

本発明によれば、高温環境下で使用することができる自冷式モータを提供することができる。特に、オーブンレンジの高温室壁面のような高温の取付面に取り付けて使用することができる自冷式モータを提供することができる。

本発明の実施の形態１によるモータ１００を備えたオーブンレンジ５００の一構成例を示した図である。 実施の形態１によるモータ１００の断面図である。 図２のモータ１００を構成する各部品を軸方向に分解した展開斜視図である。 図２のモータ１００の正面図である。 図２のモータ１００の左側面図である。 図２のモータ１００の平面図である。 図２のモータ１００の底面図である。 羽根車６及びロータ２の位置関係を示した図である。 羽根車６の回転によって生じる気流を説明するための図である（第１の比較例）。 羽根車６の回転によって生じる気流を説明するための図である（第２の比較例）。 羽根車６の回転によって生じる気流を説明するための図である（本実施の形態による第１の構成例）。 羽根車６の回転によって生じる気流を説明するための図である（本実施の形態による第２の構成例）。 ロータ２の回転によって生じる気流を説明するための図である。 モータ１００内における空気の流れの一例を示した説明図である。 本発明の実施の形態２によるモータ１０１の一構成例を示した図である。 本発明の実施の形態３によるモータ１０２の一構成例を示した図である。 本発明の実施の形態４によるモータ１０３の一構成例を示した図である。 本発明の実施の形態５によるモータ１０４の一構成例を示した図である。 本発明の実施の形態６によるモータ１０５の一構成例を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、モータの回転軸Ｊの方向を上下方向として説明するが、本発明によるモータの使用時における姿勢を限定するものではない。また、モータの回転軸Ｊの方向を単に「軸方向」と呼び、回転軸Ｊを中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶことにする。

実施の形態１．
（Ａ）オーブンレンジ５００
図１は、本発明の実施の形態１によるモータ１００を備えたオーブンレンジ５００の一構成例を示した図である。オーブンレンジ５００は、高温室５０１を内蔵する加熱調理装置であり、高温室５０１は、金網５０４で仕切られた加熱室５０２及び攪拌室５０３によって構成される。

加熱室５０２は、被加熱物としての食品を収容する空間であり、その上部及び下部には、加熱装置５１０が配置されている。加熱装置５１０は、高温室５０１内の食品を加熱する手段であり、例えば、ヒータやマイクロ波発生装置が用いられる。攪拌室５０３は、攪拌用ファン５１１が配置された空間であり、攪拌用ファン５１１を回転させて空気を攪拌することにより、加熱室５０２内の温度分布を変化させる。攪拌用ファン５１１は、攪拌室５０３の側壁に取り付けられたモータ１００によって駆動される。金網５０４は、加熱室５０２内の食品と攪拌用ファン５１１との干渉を防止し、また、ユーザの安全確保のために設けられたものであり、空気は、金網５０４を自在に通過することができる。

モータ１００は、攪拌用ファン５１１の駆動源であり、シャフト１を高温室５０１内に突出させた状態で、高温室壁面５０５の外面に取り付けられている。つまり、モータ１００は、高温室５０１外に配置され、シャフト１は、高温室５０１側に向かって延び、高温室壁面５０５に形成された貫通孔５０６を貫通し、攪拌室５０３内に配置されたシャフト１の先端付近に攪拌用ファン５１１が取り付けられる。

（Ｂ）モータ１００の構成
図２は、実施の形態１によるモータ１００の断面図であり、回転軸Ｊを含む平面で切断したときの断面が示されている。図３は、モータ１００を構成する各部品を軸方向に分解した展開斜視図である。

モータ１００は、取付面としての高温室壁面５０５側に、シャフト１とともに回転する羽根車６を備えた自冷式モータであり、シャフト１が回転すれば、羽根車６が取付面近傍の高温空気を径方向外方へ排出する。このため、モータ１００内部の温度上昇を抑制することができる。また、羽根車６が取付面からの輻射熱を遮蔽することにより、モータ１００内部の温度上昇を抑制することができる。さらに、モータ１００内を軸方向に貫通する流路を備え、取付面とは反対側から外気を取り入れ、モータ１００内を取付面に向かって軸方向に貫通し、取付面近傍において径方向に排出される気流を生じさせることができる。このため、モータ１００内の空気を低温の外気に入れ替えて、モータ１００内部を冷却することができる。

モータ１００は、シャフト１にロータ２が固定され、ロータ２の径方向内方に間隙を介してステータ３を対向させたアウターロータ型モータである。モータ１００は、オーブンレンジ５００の高温室壁面５０５に固定される静止部と、当該静止部により回転可能に支持される回転部とにより構成される。回転部には、シャフト１、ロータ２及び羽根車６が含まれる。一方、静止部には、ステータ３、回路基板４、ハウジング５、軸受１０及び軸受保持部１１が含まれる。以下、これらの各部品について詳しく説明する。

＜シャフト１＞
シャフト１は、軸方向（上下方向）に延びる略円柱状の部材であり、２つの軸受１０により支持され、回転軸Ｊを中心として回転する。シャフト１の下端部は、ハウジング５から下方へ突出している。当該突出部は、高温室壁面５０５の貫通孔５０６に挿通され、高温室壁面５０５よりも先端側の位置に攪拌用ファン５１１が取り付けられる。

＜ロータ２＞
ロータ２は、シャフト１とともに回転する部材であり、ロータホルダ２０及びロータマグネット２１により構成される。ロータホルダ２０は、円筒部２２及び底板部２３により構成され、軸方向上方に上部開口２５を有する有底円筒形状を有する。円筒部２２は、略円筒形状を有し、ステータ３の径方向外側に配置される。底板部２３は、円筒部２２の下端から径方向内方に延びる板状の部材であり、ステータ３の下方に配置され、シャフト１に固定されている。ロータマグネット２１は、ロータホルダ２０の円筒部２２の内周面に固定された永久磁石である。

ロータホルダ２０の底板部２３には、シャフト１に対応する貫通孔２ｊが形成されるとともに、シャフト１よりも径方向外側にロータ通気口２４が形成されている。ロータ通気口２４は、例えば、径方向に延びる細長い形状を有する開口であり、２以上のロータ通気口２４が周方向に等間隔で配置されている。このようなロータ通気口２４を設けることにより、底板部２３を貫通する軸方向の空気の移動が可能になり、ロータホルダ２０内の空気を羽根車６側に排出することが可能になる。

特に、ロータマグネット２１の内周面よりも径方向内側に、ロータ通気口２４を形成することにより、ロータホルダ２０内を軸方向に流れる空気が、ロータ通気口２４をスムーズに通過できる。また、ステータ３のコアバック３０ｂの外周面よりも径方向外側に、ロータ通気口２４を形成することにより、ロータホルダ２０内を軸方向に流れる空気が、ロータ通気口２４をスムーズに通過できる。

＜ステータ３＞
ステータ３は、モータ１００の電機子であり、ステータコア３０及びコイル３１により構成され、ロータ２の径方向内側に配置される。ステータ３は、略円環形状を有し、その外周面は間隙を介してロータマグネット２１と径方向に対向する。

ステータコア３０は、例えば、ケイ素鋼板などの磁性鋼板を軸方向に積層した積層鋼板からなる。また、ステータコア３０は、円環状のコアバック３０ｂと、当該コアバック３０ｂの外周面から径方向外方に突出する複数本のティース３０ｔとを備えている。各ティース３０ｔには、巻線が巻回され、コイル３１が形成されている。コイル３１に駆動電流を供給すれば、磁芯であるティース３０ｔに径方向の磁束が発生する。このため、ティース３０ｔとロータマグネット２１との間に周方向のトルクが発生し、シャフト１が回転軸Ｊを中心として回転する。

＜回路基板４＞
回路基板４は、コイル３１に駆動電流を供給するための電子回路（不図示）を搭載した基板であり、略円形の板状体からなり、半導体素子を含む電子部品が搭載されている。また、磁気センサやコネクタを搭載することもできる。回路基板４は、その外径がロータホルダ２０の外径よりも大きく、ロータ２の軸方向上側に配置され、ロータホルダ２０の上部開口２５と対向している。

回路基板４には、シャフト１に対応する貫通孔４ｊが形成されるとともに、シャフト１よりも径方向外側に基板通気口４ｈが形成されている。例えば、周方向に延びる細長い開口が基板通気口４ｈとして形成される。このような基板通気口４ｈを設けることにより、回路基板４を貫通する軸方向の空気の移動が可能になる。

基板通気口４ｈは、ロータホルダ２０の円筒部２２よりも径方向内側に配置され、ロータ２の上部開口２５と対向する。このため、ロータ２の上部において良好な通気性を確保することができる。つまり、軸方向から見て、少なくともその一部がロータ２の上部開口２５と重複するように基板通気口４ｈが形成されていれば、ロータ２の内部と、回路基板４の上側との間で、軸方向の通気性を確保することができる。

また、回路基板４と、ロータホルダ２０との間には、僅かな隙間しか設けられておらず、当該隙間を通る径方向の空気の流れが形成されるのを抑制している。例えば、ロータマグネット２１の径方向の厚さよりも短い距離を隔てて、回路基板４をロータホルダ２０の円筒部２２の上端と対向させている。回路基板４及びロータホルダ２０の隙間を狭小にし、当該隙間を通る径方向の空気の流れを抑制することにより、基板通気口４ｈを通る軸方向の空気の流れを優先させることができる。

＜軸受１０＞
軸受１０は、シャフト１を回転自在に支持する部材であり、例えば、玉軸受が用いられる。２つの軸受１０は、いずれもシャフト１に対して圧入固定され、軸受保持部１１に対して隙間嵌めされる。これらの軸受１０は、軸受保持部１１内に固定されたスペーサ１２を挟んで軸受保持部１１内に収容される。

＜軸受保持部１１＞
軸受保持部１１は、軸受１０を収容するブラケットであり、亜鉛メッキ鋼板などの金属板をプレス加工することにより得られる。軸受保持部１１は、ステータ３の内周面に圧入固定される円筒部１１ｃと、円筒部１１ｃの上端から径方向外方に延びるフランジ部１１ｆとによって構成される。円筒部１１ｃ内には、略円筒形状のスペーサ１２が収容されている。スペーサ１２を軸受保持部１１内に圧入することにより、２つの軸受１０が軸受保持部１１によって支持される。フランジ部１１ｆは、ハウジング５の基部５０よりも上方に配置されている。フランジ部１１ｆの下面には、軸方向下方に延びるボス部１１ｂが設けられ、当該ボス部１１ｂがハウジング５の基部５０の貫通孔５０ｂ内に配置されている。このため、フランジ部１１ｆは、ハウジング５に対し回転不能に支持されている。

＜ハウジング５＞
ハウジング５は、回路基板４よりも軸方向上方に配置される基部５０と、ロータ２の径方向外側に配置されるカバー部５１と、羽根車６よりも軸方向下方の高温室壁面５０５に取り付けられる取付部５２とにより構成される。ハウジング５は、下方を開口させた有蓋円筒形状を有し、例えば、アルミニウム板等の金属板をプレス加工することによって容易に製作することができる。

基部５０は、カバー部５１の上端から径方向内方に延びる略円形の板状体である。基部５０は、軸受保持部１１を介して、ステータ３及び２つの軸受１０を支持している。基部５０は、軸方向下方に突出する支持突起５０ｐを有し、当該支持突起５０ｐが回路基板４を支持している。回路基板４の上面は、隙間を介して、基部５０の下面と対向する。支持突起５０ｐは、例えば、基部５０の切り起こし加工によって形成される。また、基部５０には、軸受保持部１１に対応する貫通孔５ｊが形成されるとともに、軸受保持部１１よりも径方向外側に吸気口５４が形成されている。基部５０に吸気口５４を設けることにより、外気をハウジング５内に取り入れることができる。

カバー部５１は、ロータ２及び回路基板４よりも径方向外側に配置された略円筒体である。カバー部５１の内周面は、隙間を介して、ロータホルダ２０の円筒部２２の外周面と対向する。同様にして、カバー部５１の内周面は、隙間を介して、回路基板４の外周面と対向する。カバー部５１の上端は、基部５０に連結されている。また、カバー部５１の下端には、２以上の取付部５２が設けられている。つまり、カバー部５１は、２以上の取付部５２を基部５０と連結している。また、カバー部５１の下方には、２以上の主排気口５５が周方向に形成されている。さらに、カバー部５１は、周方向の一部を径方向に開口させた副排気口５７が形成されている。なお、本明細書では、基部５０及び取付部５１が、略円筒形のカバー部５１によって連結される例について説明するが、カバー部５１は円筒形以外の任意の形状であってもよい。また、ハウジング５がカバー部５１を備えず、取付部５１が基部５０の外周縁部から軸方向下方に延びるように形成することもできる。

取付部５２は、取付面としての高温室壁面５０５に固定される部材であり、カバー部５１の下端から径方向外方に延びる板状体からなる。例えば、２以上の取付部５２が、周方向において等間隔となるように配置されている。取付部５２には、ねじ孔５２ｈが形成され、ねじを用いて、取付部５２を高温室壁面５０５に固定することができる。つまり、取付部５２の下面が高温室壁面５０５の外面に接触している状態で、モータ１００は高温室壁面５０５に取り付けられる。

＜羽根車６＞
羽根車６は、２以上の羽根６０が形成された回転板６１によって構成され、ロータ２の軸方向下方に配置され、その外径はハウジング５のカバー部５１の内径よりも小さい。羽根車６は、取付部５２の下端よりも軸方向上方に位置し、羽根車６がシャフト１とともに回転することにより、ロータ２及び高温室壁面５０５の間において、径方向外方に向かう気流を生じさせる。羽根車６は、例えば、金属板に対する打ち抜き加工等によって容易に製作することができる。

回転板６１は、シャフト１に固定された略円形の板状体である。回転板６１の下面には２以上の羽根６０が設けられ、シャフト１とともに、羽根６０を回転させることができる。また、回転板６１は、その外径がロータホルダ２０の外径よりも大きく、軸方向に隙間を介して、ロータホルダ２０の底板部２３と対向するように配置されている。このため、高温室壁面５０５からの輻射熱を遮蔽し、ロータ２及び回路基板４の温度上昇を抑制することができる。また、回転板６１には、シャフト１に対応する貫通孔６ｊが形成されるとともに、シャフト１よりも径方向外側に、通気用の開口６３が形成されている。このような開口６３を介して、回転板６１を貫通する軸方向の空気の移動が可能になる。

羽根６０は、回転板６１から軸方向下方に突出する略矩形の板状体であり、例えば、回転板６１の切り起こし加工により形成される。当該加工によって回転板６１に形成される切り起こし穴は開口６３として利用することができる。羽根車６の回転板６１上には、２以上の羽根６０が、周方向に等間隔となるように配置されている。各羽根６０は、回転軸Ｊと平行な板状体であり、径方向に延びるように配置されている。このため、シャフト１が回転すると、回転軸Ｊを中心として羽根６０が回転し、遠心力を利用して径方向外方に向かう気流を生じさせることができる。また、当該気流は、シャフト１の回転方向にかかわらず、常に径方向外方に向かって流れる。さらに、径方向外方に向かう気流が発生することにより、羽根６０の径方向内側は負圧になる。

リブ６２は、回転板６１の強度を増大させるために、回転板６１を部分的に湾曲させて形成された突起部であり、例えば、回転板６１のプレス加工によって形成される。回転板６１上には、２以上のリブ６２が周方向において等間隔に整列配置されている。また、リブ６２は、隣接する羽根６０の間に配置され、回転板６１に対し羽根６０と同じ方向に突出し、径方向に延びる細長い形状を有している。このため、リブ６２は、羽根６０による径方向外方への気流の生成を促進させることができる。

（Ｃ）モータ１００の外観
図４〜図８は、本実施の形態によるモータ１００の一構成例を示した外観図である。図４は、モータ１００の正面図であり、副排気口５７を径方向外側から見た様子が示されている。図５は、モータ１００の左側面図であり、図４における左側から見た様子が示されている。図６は、モータ１００の平面図であり、軸方向上側から見た様子が示されている。図７は、モータ１００の底面図であり、軸方向下側から見た様子が示されている。図８は、軸方向下方から見たときの羽根車６及びロータ２の位置関係が示されている。なお、図４及び図６のＡ−Ａ切断線は、図２の断面図を見ることができる切断線である。

＜ハウジング５の吸気口５４＞
図６を参照して、吸気口５４について説明する。吸気口５４は、ハウジング５の基部５０に形成される開口である。例えば、２以上の略台形形状の開口が、吸気口５４として形成される。また、支持突起の５０ｐの切り起こし穴も吸気口５４として利用することができる。このような吸気口５４を設けることにより、基部５０を貫通する軸方向の空気の移動が可能になり、軸方向上方の外気をハウジング５内に取り入れることができる。

特に、基部５０と回路基板４との間に隙間を形成することにより、吸気口５４と基板通気口４ｈとの間において良好な通気性を確保することができる。また、吸気口５４を基板通気口４ｈと対向させることにより、さらに良好な通気性を確保することができる。例えば、軸方向から見て、少なくとも一部が基板通気口４ｈと重複するように、基部５０に吸気口５４を形成すれば、吸気口５４と基板通気口４ｈとの間において、良好な通気性を確保することができる。なお、基部５０と回路基板４との間に隙間がない場合であっても、吸気口５４を基板通気口４ｈと対向させれば、軸方向の通気性を確保することができる。

＜ハウジング５の主排気口５５＞
図４及び図５を参照し、主排気口５５について説明する。主排気口５５は、ハウジング５のカバー部５１の下方に形成される開口である。主排気口５５は、モータ１００を高温室壁面５０５に取り付けた状態における排気縁部５６と高温室壁面５０５との隙間として形成される。排気縁部５６は、カバー部５１の下縁部であり、隣接する取付部５２に挟まれた周方向の位置に形成される。つまり、主排気口５５は、ハウジング５のカバー部５１と、高温室壁面５０５との隙間として形成され、周方向において隣接する取付部５２の間に位置し、ハウジング５の径方向内側と径方向外側とを連通する。このような主排気口５５を設けることにより、羽根６０によって生成された径方向外方に向かう気流を利用して、ハウジング５内の空気を主排気口５５から外部へ排出し、ハウジング５内を冷却することができる。

排気縁部５６は、例えば、カバー部５１の下端の切り欠き部として形成される。この場合、排気縁部５６が取付部５２の下端よりも軸方向上方に位置するため、取付部５２を高温室壁面５０５に接触させた状態において、排気縁部５６と、高温室壁面５０５との間に隙間が生じ、当該隙間が主排気口５５となる。

主排気口５５からの排気を効率的に行うためには、主排気口５５が、周方向に延びる細長い形状であることが望ましい。特に、取付部５２の周方向の長さに比べ、主排気口５５の周方向の長さをより大きくし、主排気口５５の周方向の長さを増大させることが望ましい。また、カバー部５１の周方向に２以上の排気縁部５６を形成し、主排気口５５の総面積を増大させることが望ましい。また、羽根６０の外縁を排気縁部５６と対向させることが望ましい。例えば、排気縁部５６を羽根６０の下端よりも軸方向上側に設ければ、羽根６０の外縁の少なくとも一部を主排気口５５と対向させることができ、排気を容易化することができる。

さらに、モータ１００を効率的に冷却するためには、排気縁部５６に径方向外方に延びる鍔部を形成することが望ましい。当該鍔部を設けることにより、排出された高温の空気をモータ１００から遠ざけることができ、ハウジング５の吸気口５４、副排気口５７等を介して、排気された高温空気がモータ１００内に還流するのを抑制することができる。

＜ハウジング５の副排気口５７＞
図４及び図６を参照し、ハウジング５の副排気口５７について説明する。副排気口５７は、ハウジング５の周方向の一部を破断させた開口として形成される。ハウジング５のカバー部５１には、周方向に一定の幅を有し、軸方向に延びる副排気口５７が形成される。このような副排気口５７を設けることにより、ロータ２の回転を利用して、ロータ２よりも径方向外側のハウジング５内の空気を外部に排出し、ハウジング５内を冷却することができる。

副排気口５７の下端は、カバー部５１の排気縁部５６に達し、副排気口５７は、主排気口５５の一つと繋がっている。つまり、副排気口５７は、周方向において隣接する取付部５２の間に位置している。また、副排気口５７の上端は、カバー部５１の上端に達した後、さらに基部５０に回り込み、吸気口５４の一つと繋がっている。

副排気口５７による排気を効率的に行うためには、副排気口５７の幅を周方向の半分未満にすることが望ましい。つまり、カバー部５１の上端は、周方向の半分以上において基部５０と連結されていることが望ましい。また、副排気口５７は、周方向において１つだけ形成されていることが望ましい。

＜羽根車６の羽根６０＞
図７を参照して、羽根車６の羽根６０について説明する。羽根６０は、遠心力を利用して、径方向外方に向かう気流を発生させる。このため、羽根６０の外周端は、より径方向外側に位置するほど、当該気流をより効率的に生成することができる。このため、羽根６０の外周端は、より径方向外側に位置していることが望ましい。例えば、ロータホルダ２０の円筒部２２の外周面よりも径方向外側に位置していることが望ましい。図中では、羽根６０の外縁を回転板６１の外周縁と一致させている。

また、負圧は、羽根６０の外周端よりも径方向内側において発生する。このため、当該負圧を利用して、ロータ２内において軸方向の空気の移動を生じさせるためには、羽根６０の外周端は、少なくともロータ通気口２４よりも径方向外側に位置している必要がある。

＜羽根車６の開口６３＞
図７及び図８を参照して、羽根車６の開口６３について説明する。開口６３は、羽根車６の回転板６１に形成された通気用の開口であり、２以上の開口６３が周方向において等間隔に配置されている。このような開口６３を設けることにより、回転板６１を貫通する軸方向の空気の移動が可能になる。

開口６３は、径方向に延びる細長い形状を有し、その一端は羽根６０よりも径方向内側に位置する。例えば、羽根６０が切り起こし加工により形成されている場合、羽根６０の切り欠き穴は、羽根６０に対し周方向に隣接して形成される。この場合、開口６３は、当該切り欠き穴をさらに径方向内方に広げた形状にすることが望ましい。このような開口６３を設けることにより、羽根６０が回転して負圧が発生した場合に、回転板６１を貫通し、軸方向下方に向かう気流を効果的に生じさせることができる。

軸方向から見て、ロータ通気口２４と重複するように開口６３を形成すれば、ロータ通気口２４と開口６３との間において、良好な通気性を確保することができる。一方、両者が重複しないように開口６３を形成すれば、高温室壁面５０５からの輻射熱を効果的に遮蔽することができる。このため、通気性を優先する場合には、両者が重複領域を有するように開口６３が形成され、輻射熱の遮断を優先する場合には、両者が重複領域を有しないように開口６３が形成される。

図中では、軸方向から見て、開口６３及びロータ通気口２４が、概ね互いに隣接して配置され、通気性の確保と、輻射熱の遮断とをバランスさせている。具体的には、開口６３は、ロータ通気口２４よりも径方向外側に配置され、両者は、径方向において互いに隣接している。また、開口６３及びロータ通気口２４は、僅かに重複する領域を有しているが、ロータ通気口２４の面積の半分以上が、回転板６１により覆われているため、十分な遮蔽効果を得ることができる。

（Ｄ）モータ１００の冷却原理
図９〜図１３は、本実施の形態によるモータ１００の冷却原理を説明するための図である。図９〜図１２は、羽根車６の回転によって生じる気流Ｆ１〜Ｆ３を説明するための図であり、シャフト１、ロータホルダ２０及び羽根車６による構成が簡略化して示されている。図９及び図１０には、比較例の構成が示され、図１１及び図１２には、本実施の形態による構成例が示されている。

ロータホルダ２０及び羽根車６は、いずれもシャフト１に固定され、回転軸Ｊを中心として回転する。ロータホルダ２０は、その底板部２３にロータ通気口２４が形成されている。また、当該底板部２３の下方には、羽根車６が配置されている。羽根車６は、２以上の羽根６０が設けられた回転板６１からなり、各羽根６０は、回転軸Ｊに平行、かつ、径方向に延びる形状を有している。また、回転板６１には、図示しない開口６３が形成されている。

図９には、第１の比較例として、ロータ通気口２４が羽根６０よりも径方向外側に形成され、羽根車６の軸方向下方が開放されている構成が示されている。羽根車６が回転すれば、羽根６０間の空気も回転し、その遠心力によって径方向外方に向かう気流Ｆ１が形成される。その結果、羽根６０よりも径方向内側の気圧が低下し、羽根車６の中心付近が負圧になる。

当該負圧により、羽根車６の軸方向上方又は下方の空気が、羽根車６の中心付近へ吸い込まれることになる。しかしながら、羽根車６の上方は、ロータホルダ２０の底板部によって閉鎖されている。このため、開放されている軸方向下方から羽根車６の中心付近へ空気が流れ込む。つまり、羽根車６に向かって、シャフト１の近傍を軸方向上方へ流れる気流Ｆ２が形成される。ロータ通気口２４は、羽根６０よりも径方向外側に形成されているため、径方向外側に向かう気流Ｆ１の一部が、ロータ通気口２４を介して、ロータホルダ２０内に流れ込む。

図１０には、第２の比較例として、ロータ通気口２４が羽根６０よりも径方向内側に形成され、羽根車６の軸方向下方が開放されている構成が示されている。羽根車６が回転すれば、径方向外方に向かう気流Ｆ１が形成され、羽根車６の中心付近が負圧になる点は、図９の場合と同様である。

このとき、羽根車６の中心付近は、軸方向上方又は下方のいずれからも空気を吸い込むことができる。しかしながら、ロータ通気口２４を介して空気を吸い込むのに比べ、開放された軸方向下方から空気を吸い込む方が容易である。このため、図９の場合と同様、羽根車６に向かって、シャフト１の近傍を軸方向上方へ流れる気流Ｆ２が形成される。このとき、気流Ｆ２の一部が、ロータ通気口２４を介して、ロータホルダ２０内に流れ込む。

図１１には、本実施の形態による第１の構成例として、ロータ通気口２４が羽根６０よりも径方向内側に形成され、羽根６０の軸方向下方が高温室壁面５０５で閉鎖されている構成が示されている。羽根車６が回転すれば、径方向外方に向かう気流Ｆ１が形成され、羽根車６の中心付近が負圧になる点は、図９及び図１０の場合と同様である。

シャフト１は、高温室壁面５０５の貫通孔５０６内に収容されているが、シャフト１の外周面と貫通孔５０６の内周面には、隙間が形成されていない。つまり、羽根車６の軸方向下方は、高温室壁面５０５によって閉鎖されている。このため、羽根車６の中心付近の負圧により、ロータ通気口２４から軸方向下方へ流れる気流Ｆ２が形成される。

つまり、ロータホルダ２０内の空気が高温室壁面５０５側へ移動し、羽根車６に到達すれば、径方向外側へ向きを変えてハウジング５外へ排出される。高温室壁面５０５は高温になるため、その近傍には高温の空気が存在している。しかしながら、このような気流Ｆ１，Ｆ２を形成することにより、高温室壁面５０５近傍の空気がロータホルダ２０内に流入するのを抑制することができる。また、ロータホルダ２０内に軸方向上方から新たな外気を取り入れることができる。さらに、ロータ２内の空気とともに、高温室壁面５０５近傍の高温の空気をハウジング５外へ排出することができる。

図１２には、本実施の形態による第２の構成例として、ロータホルダ２０よりも大きな外径を有する羽根車６を備える構成が示されている。ロータ通気口２４、羽根６０及び高温室壁面５０５の位置関係は、図１１の場合と同様であるため、気流Ｆ１及びＦ２は、図１１の場合と同様である。

回転板６１の外径は、ロータホルダ２０の外径よりも大きいため、羽根車６の負圧によって、ロータホルダ２０の径方向外側においても、軸方向下方へ流れる気流Ｆ３が形成される。負圧は、羽根６０の外周端よりも内側において発生する。このため、羽根６０の外周端が、ロータホルダ２０の外周面よりも径方向外側にあれば、ロータホルダ２０の径方向外側にも軸方向下方へ流れる気流Ｆ３を形成することができる。また、羽根車６の回転板６１と、ロータホルダ２０の底板部２３との間に隙間があれば、当該隙間を径方向内方へ流れ、気流Ｆ２と合流する空気の流れとして気流Ｆ３が形成される。

ただし、気流Ｆ３の流量や速度は、気流Ｆ２に比べて小さくなる。負圧は、羽根６０の外周端よりも内側において発生し、羽根６０の回転中心に近づくほど大きくなる。また、ロータホルダ２０及び回転板６１の隙間を径方向内方に移動する経路は複雑であり、空気が円滑に流れることができない。このため、ロータホルダ２０外の気流Ｆ３は、ロータホルダ２０内の気流Ｆ２に比べて、弱い空気の流れとして形成される。

図１３は、ロータ２の回転によって生じる気流Ｆ４を説明するための図であり、図４のＢ−Ｂ切断線による切断面が簡略化して示されている。ロータホルダ２０は、径方向の隙間を介して、ハウジング５と対向しており、ロータ２の径方向外側には、円筒形状の空間が形成されている。すなわち、軸方向において、回路基板４及び羽根車６で挟まれ、径方向において、ロータホルダ２０の円筒部２２とハウジング５のカバー部５１で挟まれた円筒形状の空間が形成されている。

当該円筒空間の空気は、ロータ２ととともに回転する。このため、ハウジング５のカバー部５１に副排気口５７が設けられていれば、遠心力によって、回転している空気の一部が、副排気口５７を介して、ハウジング５外へ排出される。このため、ロータホルダ２０の径方向外側の空気を冷却することができる。

（Ｅ）モータ１００内の空気の流れ
図１４は、モータ１００内における空気の流れの一例を示した説明図であり、モータ１００内を軸方向に流れる気流Ｆａ１及びＦａ２と、モータ１００内を周方向に流れる気流Ｆｂが示されている。

＜気流Ｆａ１＞
まず、軸方向の気流Ｆａ１について説明する。気流Ｆａ１は、モータ１００の上部から取り込まれた外気が、ロータ２内を通り、軸方向下方に向かって移動し、高温室壁面５０５に沿って径方向外方へ排出される空気の流れであり、羽根車６の回転に起因して発生する。

外気は、基部５０の吸気口５４を通って、ハウジング５内に取り込まれる。基部５０は、高温室壁面５０５とは反対側に配置されているため、基部５０に設けられた吸気口５４から外気を導入することにより、高温室壁面５０５から離れた低温の外気をモータ１００内に取り込むことができる。ハウジング５内に取り込まれた空気は、回路基板４の基板通気口４ｈを通って、上部開口２５からロータホルダ２０に入り、ロータホルダ２０内を軸方向に移動する。

ロータホルダ２０内では、ロータマグネット２１及びコアバック３０ｂの間を軸方向下方に向かって空気が流れる。ロータマグネット２１及びコアバック３０ｂの間には、２以上のティース３０ｔが配置されており、気流Ｆａ１は、これらのティース３０ｔの間に形成される。そして、ロータホルダ２０の底板部２３に到達した空気は、ロータ通気口２４を通ってロータホルダ２０から出る。

ロータホルダ２０から出た空気は、羽根車６の開口６３を通って、羽根車６の軸方向下側に移動した後、径方向外方へ向きを変え、ハウジング５の主排気口５５からモータ１００外へ排出される。このとき、高温室壁面５０５に沿って移動するため、高温室壁面５０５近傍の高温の空気も主排気口５５から排出される。

基部５０の吸気口５４から羽根車６の開口６３までの軸方向の空気の流れは、モータ１００内を軸方向に貫通する経路が確保され、かつ、羽根車６が当該経路の軸方向下端に負圧を発生させることによって生成される。すなわち、モータ１００では、吸気口５４から入り、ロータホルダ２０内を軸方向に貫通し、羽根車６の開口６３を通る空気の経路が確保されている。また、羽根６０が回転することにより、羽根６０の外周端よりも径方向内側に負圧が発生する。このため、上記負圧により、上記経路を通って、上記軸方向下方に向かう気流が生じる。

径方向外方に向かう空気の流れは、羽根車６が回転することによって生成される。高温室壁面５０５に沿って径方向外方へ空気が流れることにより、モータ１００内を貫通した空気を主排気口５５から排出することができる。また、高温室壁面５０５近傍の高温の空気も径方向外側へ排出することができ、高温の空気が軸方向上方に向かって移動し、ロータ２、回路基板４等の温度を上昇させるのを抑制することができる。

＜気流Ｆａ２＞
次に、軸方向の気流Ｆａ２について説明する。気流Ｆａ２は、モータ１００の上部から取り込まれた外気が、ロータ２の径方向外側を軸方向下方に向かって移動した後、高温室壁面５０５に沿って径方向外方へ排出される空気の流れであり、羽根車６の回転に起因して発生する。

回路基板４の上面は、基部５０との間に隙間が形成されている。また、回路基板４の外周端も、カバー部５１との間に隙間が形成されている。このため、基部５０の吸気口５４を通って、ハウジング５内に取り込まれた外気は、これらの隙間を通って、ロータホルダ２０及びカバー部５１によって挟まれた空間に入り、ロータホルダ２０外を軸方向に移動する。そして、羽根車６に到達した空気は、羽根車６の開口６３を通って、羽根車６の軸方向下側に移動した後、径方向外方へ向きを変え、ハウジング５の主排気口５５からモータ１００外へ排出される。つまり、気流Ｆａ１と合流する。この様にして、低温の外気をモータ１００内に取り入れ、ロータ２の径方向外側を軸方向に貫通させることにより、モータ１００内を冷却することができる。

＜気流Ｆｂ＞
次に、周方向の気流Ｆｂについて説明する。気流Ｆｂは、ロータ２の径方向外側で周方向に移動し、ハウジング５の側面から径方向へ排出される空気の流れであり、ロータ２の回転に起因して発生する。ロータホルダ２０の円筒部２２の径方向外側に供給される空気が、モータ１００の上部から取り込まれる外気であることは、気流Ｆａ２について説明した通りである。

ロータ２が回転すれば、ロータホルダ２０の円筒部２２と、ハウジング５のカバー部５１との隙間の空気が周方向に移動する。つまり、回転軸Ｊを中心として回転する。そして、副排気口５７に到達した空気の一部は、遠心力により、副排気口５７からハウジング５外へ排出される。

（Ｆ）本実施の形態による作用効果
本実施の形態によるモータ１００の構成及び動作は、上述した通りである。以下では、このような構成又は動作によって生じる作用効果について詳しく説明する。

１−１）冷却構造
本実施の形態によるモータ１００は、高温室壁面５０５に取り付けて使用するアウターロータ型モータであり、シャフト１とともに回転し、径方向外方に向かう気流を生じさせる羽根６０が、ロータ２よりも高温室壁面５０５側に配置されている。また、ハウジング５は、高温室壁面５０５との間に主排気口５５を形成する排気縁部５６を備えている。さらに、高温室壁面５０５側に形成されるロータホルダ２０の底板部２３には、ロータ通気口２４が形成されている。

このような構成を採用することにより、モータ１００内を効果的に冷却することができる。シャフト１が回転すれば、ロータ２及び高温室壁面５０５で挟まれた空間内の空気が主排気口５５から排出されるとともに、羽根６０の外周端よりも径方向内側の空間が負圧になる。このため、ロータホルダ２０の底板部２３に形成されたロータ通気口２４を通って、ロータホルダ２０内の空気が前記負圧空間へ移動する。つまり、ロータホルダ２０内の空気は、ロータ通気口２４を通って、高温室壁面５０５側へ流れ、高温室壁面５０５近傍の高温の空気とともに、主排気口５５から径方向外方へ排出される。従って、高温室壁面５０５近傍の高温の空気がロータホルダ２０内に侵入するのを防止するとともに、ロータホルダ２０内に軸方向下方に向かう空気の流れを発生させ、モータ１００内を冷却することができる。

１−２）羽根６０及びロータ通気口２４の関係
本実施の形態によるモータ１００は、羽根６０の外周端がロータ通気口２４よりも径方向外側に配置される。このような構成を採用することにより、羽根６０の外周端よりも径方向内側に生じる負圧を利用して、ロータホルダ２０内の空気を高温室壁面５０５側へ移動させることができる。

１−３）羽根６０及びロータホルダ２０の関係
本実施の形態によるモータ１００は、羽根６０の外周端がロータホルダ２０の円筒部２２の外周面よりも径方向外側に配置されている。このような構成を採用することにより、径方向外方に向かう気流の速度を増大させ、モータ１００内を効率的に冷却することができる。羽根６０は、径方向外側に配置するほど回転時の周速が速くなる。このため、羽根６０とともに回転する羽根６０周辺の空気に作用する遠心力も大きくなり、径方向外方に向かう気流の流速も速くなる。従って、羽根６０の外周端をロータホルダ２０の外周面よりも径方向外側に配置することにより、モータ１００内を効率的に冷却することができる。

１−４）羽根６０の形状
本実施の形態によるモータ１００では、羽根６０が、回転軸Ｊに平行な平板からなり、径方向に配置される。このような構成を採用することにより、遠心力を利用して径方向外方に向かう気流を形成することができる。また、シャフト１の回転が正回転及び逆回転のいずれであっても、径方向外方に向かう気流を形成することができる。

１−５）ロータマグネット２１とロータ通気口２４の関係
本実施の形態によるモータ１００は、ロータ通気口２４が、ロータマグネット２１よりも径方向内側に形成される。このような構成を採用することにより、ロータ通気口２４に向かってロータホルダ２０内を軸方向に移動する空気の流れを円滑にすることができる。

ロータマグネット２１は、ロータホルダ２０の円筒部２２の内周面に固定されている。このため、ロータホルダ２０内における軸方向の空気の流れは、ロータマグネット２１の内周面よりも径方向内側に形成される。従って、ロータ通気口２４をロータマグネット２１よりも径方向内側に形成すれば、ロータホルダ２０内における空気の流路が直線的になり、空気を円滑に移動させることができる。

１−６）ロータマグネット２１とコアバック３０ｂの関係
本実施の形態によるモータ１００は、ステータ３が、環状のコアバック３０ｂと、コアバック３０ｂから径方向外方に延びる２以上のティース３０ｔとを有し、ロータ通気口２４が、コアバック３０ｂよりも径方向外側に形成される。このような構成を採用することにより、ロータ通気口２４に向かってロータホルダ２０内を軸方向に移動する空気の流れを円滑にすることができる。

コアバック３０ｂは、軸受保持部１１の外周面に固定されている。このため、ロータホルダ２０内における軸方向の空気の流れは、コアバック３０ｂの外周面よりも径方向外側、つまり、ティース３０ｔの径方向内端よりも径方向外側に形成される。従って、ロータ通気口２４をコアバック３０ｂよりも径方向外側に形成すれば、ロータホルダ２０内における空気の流路が直線的になり、空気を円滑に移動させることができる。

１−７）ロータ通気口２４の数
本実施の形態によるモータ１００は、２以上のロータ通気口２４が周方向に設けられている。このような構成を採用することにより、ロータホルダ２０の底板部２３を貫通する軸方向の空気の移動がスムーズになり、ロータホルダ２０から羽根車６へ空気を円滑に移動させることができる。

１−８）羽根車６の回転板６１
本実施の形態によるモータ１００は、羽根６０及び回転板６１によって構成される羽根車６を備えている。回転板６１は、ロータホルダ２０よりも軸方向下方に配置され、回転軸Ｊに垂直な平板形状を有し、シャフト１とともに回転する。羽根６０は、回転板６１から軸方向に突出している。このような構成を採用することにより、回転板６１により、高温室壁面５０５からの輻射熱を遮断することができる。このため、輻射熱によってロータホルダ２０が高温になるのを抑制することができる。

１−９）回転板６１とロータホルダ２０の関係
本実施の形態によるモータ１００は、回転板６１が、ロータホルダ２０の底板部２３から離間して配置される。このような構成を採用することにより、回転板６１及びロータホルダ２０の間に隙間が形成され、輻射熱を遮断する回転板６１の熱がロータホルダ２０に伝わり難くすることができる。また、ロータ通気口２４を通る空気の流れをスムーズにすることができる。

１−１０）羽根車６の加工方法
本実施の形態によるモータ１００は、回転板６１が打ち抜き加工された金属板からなり、羽根６０が、回転板６１の切り起こし加工により形成される。このような構成を採用することにより、１枚の金属板から羽根車６を容易に製作することができる。

１−１１）回転板６１のリブ６２
本実施の形態によるモータ１００は、回転板６１において、隣接する羽根６０の間にリブ６２が形成されている。このような構成を採用することにより、回転板６１の強度を向上させることができる。また、リブ６２は、径方向外方に向かう気流の生成にも寄与する。

１−１２）羽根６０と回転板６１の関係
本実施の形態によるモータ１００は、羽根６０が、回転板６１から軸方向下方に突出している。このような構成を採用することにより、径方向外方に向かう気流を回転板６１よりも高温室壁面５０５側に生じさせることができる。このため、高温室壁面５０５近傍の高温空気がロータホルダ２０に近づくのを抑制することができる。

１−１３）羽根６０と開口６３の関係
本実施の形態によるモータ１００は、回転板６１において、羽根６０の内周端よりも径方向内側に開口６３が形成されている。このような構成を採用することにより、羽根６０の回転によって生じる負圧を利用して、ロータホルダ２０内の空気を高温室壁面５０５側へ移動させることができる。特に、開口６３の内周端を羽根６０の内周端よりも径方向内側に形成することにより、羽根６０の外周端よりも径方向内側において、開口６３としてより広い面積を確保することができる。従って、回転板６１を貫通する空気の流量を増大させることができ、モータ内を効果的に冷却することができる。

例えば、回転板６１の一部を周方向に切り起こすことによって羽根６０を形成する場合、羽根６０に対し周方向に隣接して切り欠き穴が形成される。当該切り欠き穴を、さらに径方向内側に延ばして開口６３として利用することにより、広い面積の開口６３を確保することができる。

１−１４）羽根６０と排気縁部５６の関係（１）
本実施の形態によるモータ１００は、羽根６０の下端が、ハウジング５の排気縁部５６よりも軸方向下方に位置する。つまり、羽根６０の外周端の少なくとも一部が、主排気口５５と対向する。このため、高温室壁面５０５に沿って径方向外方に向かう空気を円滑に移動させることができ、モータ１００を効果的に冷却することができる。

１−１５）羽根６０と排気縁部５６の関係（２）
本実施の形態によるモータ１００は、羽根６０の上端が、ハウジング５の排気縁部５６よりも軸方向下方に位置する。つまり、羽根６０の外周端の全てが、主排気口５５と対向する。このため、高温室壁面５０５に沿って径方向外方に向かう空気を円滑に移動させることができ、モータ１００を効果的に冷却することができる。

１−１６）羽根６０から高温室壁面５０５までの距離
本実施の形態によるモータ１００は、羽根６０の下端から取付部５２の下端までの距離が、ロータホルダ２０から回転板６１までの距離よりも短い。このような構成を採用することにより、羽根６０から高温室壁面５０５までの距離を短くすることにより、径方向外方に向かう気流によって、高温室壁面５０５近傍の高温空気を効果的に排出することができる。

１−１７）ロータ通気口２４と開口６３の関係
本実施の形態によるモータ１００は、軸方向下方から見て、ロータ通気口２４の面積の半分以上が、回転板６１によって覆われている。つまり、軸方向下方から見て、開口６３とロータ通気口２４が重複する領域は、ロータ通気口２４の面積の半分未満である。このような構成を採用することにより、高温室壁面５０５からの輻射熱を効果的に遮蔽することができる。特に、高温室壁面５０５からの輻射熱をより効果的に遮蔽しようとする場合であれば、ロータ通気口２４の全体が、回転板６１によって覆われるように構成することが望ましい。

２−１）冷却構造
本実施の形態によるモータ１００は、高温室壁面５０５に取り付けて使用するモータであり、シャフト１とともに回転し、径方向外方に向かう気流を生じさせる羽根６０が、ロータ２よりも高温室壁面５０５側に配置されている。また、ハウジング５は、ロータ２よりも軸方向上方に配置された基部５０と、羽根車６よりも軸方向下方の高温室壁面５０５に取り付けられる２以上の取付部と、基部５０及び取付部５２を連結するカバー部５１とを備えている。さらに、基部５０には吸気口５４が形成されている。

このような構成を採用することにより、モータ１００内を効果的に冷却することができる。シャフト１が回転すれば、ロータ２及び高温室壁面５０５で挟まれた空間内の空気が主排気口５５から排出される。このため、ハウジング５の基部５０に形成された吸気口５４から外気が取り込まれ、取り込まれた外気が、高温室壁面５０５に向かってハウジング５のカバー部５１内を軸方向に移動する。従って、高温室壁面５０５近傍の高温空気を高温室壁面５０５に沿って径方向へ排出するとともに、高温室壁面５０５とは反対側の基部５０から低温の外気を取り入れ、ロータホルダ２０内に軸方向下方に向かう空気の流れを発生させ、モータ１００内を冷却することができる。

２−２）基板通気口４ｈ
本実施の形態によるモータ１００は、基部５０及びロータ２の間に回路基板４を備え、当該回路基板４には、基板通気口４ｈが形成されている。このような構成を採用することにより、回路基板４を貫通する空気の経路を確保することができる。従って、吸気口５４から取り込まれた外気は、高温室壁面５０５に向かって、ハウジング５のカバー部５１内を軸方向に移動することができる。

２−３）回路基板４と基部５０の関係
本実施の形態によるモータ１００は、回路基板４及び基部５０の間に隙間が形成されている。このため、基部５０の吸気口５４から取り込まれた外気を回路基板４の基板通気口４ｈへ円滑に移動させることができる。特に、軸方向から見て、吸気口５４及び基板通気口４ｈが十分な重複領域を有していない場合に好適である。

２−４）基板通気口４ｈと吸気口５４の関係
本実施の形態によるモータ１００は、基板通気口４ｈが、軸方向上方から見て、吸気口５４と少なくとも一部が重複する。このような構成を採用することにより、吸気口５４から取り込まれた外気を基板通気口４ｈへ円滑に移動させることができる。

２−５）基板通気口４ｈとロータホルダ２０の関係
本実施の形態によるモータ１００は、基板通気口４ｈの少なくとも一部が、ロータホルダ２０の円筒部２２よりも径方向内側に位置する。このような構成を採用することにより、吸気口５４からハウジング５内に取り入れられ、基板通気口４ｈを貫通した外気をロータホルダ２０内に導入することができる。従って、ロータホルダ２０内を軸方向に貫通する空気の流れを形成することができ、モータ１００内を効果的に冷却することができる。

２−６）回路基板４とロータホルダ２０の関係
本実施の形態によるモータ１００は、回路基板４とロータホルダ２０の隙間がロータマグネット２１の径方向の幅よりも狭い。このような構成を採用することにより、回路基板４とロータホルダ２０の隙間を通って、径方向外方からロータホルダ２０内に空気が導入されるのを抑制することができる。

外気は、吸気口５４及び基板通気口４ｈを介して、ロータホルダ２０内に導入される。このため、径方向外方から空気の導入を抑制し、軸方向上方からの空気の導入を促進することにより、モータ１００を効果的に冷却することができる。特に、吸気口５４は、高温室壁面５０５から離れた比較的低温の空気を取り込むことができるため、当該外気をロータホルダ２０内に取り入れることにより、モータ１００を効果的に冷却することができる。

２−７）ロータホルダ２０とカバー部５１の関係
本実施の形態によるモータ１００は、ハウジング５のカバー部５１が、ロータホルダ２０の径方向外側に配置され、ロータホルダ２０との間に隙間が設けられている。このような構成を採用することにより、径方向外側の外気からロータホルダ２０を遮断し、主排気口５５から排出された高温空気がロータホルダ２０に還流しづらくし、冷却効果を向上させることができる。

２−８）基部５０とカバー部５１の関係
本実施の形態によるモータ１００は、ハウジング５のカバー部５１の上端は、周方向の半分以上において、基部５０と連続している。このような構成を採用することにより、主排気口５５から排出された高温空気がロータホルダ２０に還流しづらくなり、冷却効果を向上させることができる。

２−９）副排気口５７
本実施の形態によるモータ１００は、ハウジング５のカバー部５１が、周方向の一部に副排気口５７を有する。この様な構成を採用することにより、副排気口５７を介して、ロータホルダ２０の円筒部２２及びハウジング５のカバー部５１の間の空気をハウジング５の外部へ排出することができる。

ロータ２の回転にともなって、ロータホルダ２０の径方向外側の空気が周方向に回転する。このため、ハウジング５のカバー部５１に副排気口５７を形成することにより、遠心力を利用して、ロータホルダ２０の径方向外側の空気をハウジング５の外部に排出することができる。例えば、主排気口５５から排出されなかった高温空気をハウジング５の外部へ排出することができる。このため、モータ１００内を効果的に冷却することができる。

２−１０）副排気口５７と主排気口５５の関係
本実施の形態によるモータ１００は、ハウジング５の副排気口５７が、ハウジング５の主排気口５５と繋がっている。このような構成を採用することにより、副排気口５７の軸方向の長さを長くすることができ、副排気口５７からの排気をより効果的に行うことができる。

２−１１）副排気口５７の数
本実施の形態によるモータ１００は、ハウジング５の副排気口５７が、周方向に１つだけ形成されている。このような構成を採用することにより、モータ１００内を効果的に冷却することができる。周方向に１つの副排気口５７のみを形成することにより、２以上の副排気口５７を形成する場合に比べて、容易に排気を行うことができる。また、排出される空気の流速を増大させることができる。このため、高温の空気をより遠くに排出することができ、モータ１００をより効果的に冷却することができる。

２−１２）副排気口５７とロータホルダ２０の関係
本実施の形態によるモータ１００は、ハウジング５の副排気口５７が、ロータホルダ２０の円筒部２２と径方向に対向する。副排気口５７からの排気は、ロータホルダ２０の外周上に位置する空気が周方向に回転することによって生じる遠心力を利用している。このため、副排気口５７がロータホルダ２０の円筒部２２と径方向に対向することにより、副排気口５７からの排気を効果的に行うことができる。

２−１３）羽根車６とカバー部５１の関係
本実施の形態によるモータ１００は、羽根車６の外径が、ハウジング５のカバー部５１の内径よりも小さい。このような構成を採用することにより、モータ１００を小型化することができる。
２−１４）主排気口５５と取付部５２の関係
本実施の形態によるモータ１００は、主排気口５５の周方向の幅が、ハウジング５の取付部５２の周方向の幅よりも広い。このような構成を採用することにより、主排気口５５の周方向の幅を長くし、排気を効率的に行うことができる。また、取付部５２の周方向の幅を短くすることにより、高温室壁面５０５との接触面積を減少させ、ハウジング５に伝わる熱を減少させることができる。

実施の形態２．
上記実施の形態では、ハウジング５に副排気口５７が形成されたモータ１００の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、ハウジング５に副排気口５７が形成されていないモータ１０１について説明する。

図１５は、本発明の実施の形態２によるモータ１０１の一構成例を示した図であり、モータ１０１を回転軸Ｊを含む平面で切断したときの断面が示されている。本実施の形態にによるモータ１０１は、副排気口５７を備えていない点を除き、実施の形態１によるモータ１００と同一である。このため、対応する構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

モータ１０１は、ハウジング５のカバー部５１に副排気口５７が形成されていない。このため、図１４に示した気流Ｆａ１、Ｆａ２及びＦｂのうち、軸方向の気流Ｆａ１及びＦａ２は形成されるが、周方向の気流Ｆｂは形成されない。すなわち、径方向においてロータホルダ２０及びハウジング５で挟まれた空間では、ロータ２の回転に伴って、空気が周方向に回転するが、副排気口５７を介して、空気が外部へ排出されることはない。

本実施の形態によるモータ１０１は、副排気口５７を備えておらず、ロータホルダ２０の円筒部２２は、全周にわたってハウジング５のカバー部５１と対向する。つまり、ロータホルダ２０の円筒部２２は、ハウジング５のカバー部５１により覆われている。

実施の形態３．
上記実施の形態では、羽根６０が回転板６１から軸方向下方に突出するように形成されたモータ１００，１０１の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、羽根６０が回転板６１から軸方向上方に突出するように形成されたモータ１０２について説明する。

図１６は、本発明の実施の形態３によるモータ１０２の一構成例を示した図であり、モータ１０２を回転軸Ｊを含む平面で切断したときの断面が示されている。本実施の形態にによるモータ１０２は、羽根車６の形状を除き、実施の形態１によるモータ１００と同一である。このため、対応する構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

モータ１０２の羽根車６は、羽根６０が回転板６１から軸方向上方に突出している。このため、羽根車６が回転すれば、径方向外方に向かう気流が、回転板６１の軸方向上側に形成される。従って、ロータ通気口２４を介して、軸方向下方に向かって移動する空気は、回転板６１の開口６３を通ることなく、径方向外方へ向きを変え、主排気口５５から排出される。このため、羽根車６の開口６３を通って排出されるモータ１００の場合に比べ、軸方向の空気の移動をより円滑にすることができる。

実施の形態４．
上記実施の形態では、ロータホルダ２０及び羽根車６が軸方向に隙間を介して配置されたモータ１００〜１０２の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、羽根車６がロータホルダ２０の底板部２３と接触しているモータ１０３について説明する。

図１７は、本発明の実施の形態４によるモータ１０３の一構成例を示した図であり、モータ１０３を回転軸Ｊを含む平面で切断したときの断面が示されている。本実施の形態にによるモータ１０３は、軸方向における羽根車６の位置を除き、実施の形態１によるモータ１００と同一である。このため、対応する構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

モータ１０３の羽根車６は、ロータホルダ２０に接触させた状態でシャフト１に固定されている。つまり、羽根車６の回転板６１と、ロータホルダ２０の底板部２３との間に隙間が形成されていない。このため、モータ１０３は、モータ１００に比べて、軸方向の長さを短くすることができ、小型化することができる。なお、羽根車６及びロータホルダ２０の間に隙間が形成されていないため、羽根車６の開口６３は、ロータ通気口２４と重複する領域を有するように形成される。このような構成を採用することにより、モータ１０３内を効果的に冷却しつつ、モータ１０３の軸方向の長さを短くすることができ、モータ１０３を小型化することができる。

実施の形態５．
上記実施の形態では、羽根車６が１枚の回転板６１により構成されるモータ１００〜１０３の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、羽根車６が、２枚の回転板６１ａ，６１ｂにより構成されるモータ１０４について説明する。

図１８は、本発明の実施の形態５によるモータ１０４の一構成例を示した図であり、モータ１０４を回転軸Ｊを含む平面で切断したときの断面が示されている。本実施の形態にによるモータ１０４は、羽根車６の形状を除き、実施の形態１によるモータ１００と同一である。このため、対応する構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

モータ１０４の羽根車６は、ロータ２側に配置された上回転板６１ａと、高温室壁面５０５側に配置された下回転板６１ｂと、上回転板６１ａ及び下回転板６１ｂに挟まれた２以上の羽根６０により構成される。

上回転板６１ａ及び羽根６０は、実施の形態１によるモータ１００の羽根車６に相当する。例えば、羽根６０は、上回転板６１ａを切り起こし加工することにより形成され、開口６３が形成される。

一方、下回転板６１ｂは、遮蔽板として使用される。つまり、高温室壁面５０５からの輻射熱は、上回転板６１ａ及び下回転板６１ｂによって遮蔽される。下回転板６１ｂにも開口６３を形成する場合、軸方向から見て、上回転板６１ａの開口６３と重複しないように形成することにより、効果的に輻射熱を遮蔽することができる。また、下回転板６１ｂに開口６３を形成しなければ、より効果的に輻射熱を効果的に遮蔽することができる。

本実施の形態によるモータ１０４は、羽根車６が、２以上の羽根６０を上回転板６１ａ及び下回転板６１ｂで挟んで形成される。このような構成を採用することにより、高温室壁面５０５からの輻射熱をより効果的に遮蔽することができる。

実施の形態６．
上記実施の形態では、羽根６０が回転板６１に設けられているモータ１００〜１０４の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、羽根６０が、ロータホルダ２０に設けられているモータ１０５について説明する。

図１９は、本発明の実施の形態６によるモータ１０５の一構成例を示した図であり、モータ１０５を回転軸Ｊを含む平面で切断したときの断面が示されている。本実施の形態にによるモータ１０５は、羽根車６を備えておらず、羽根６０がロータホルダ２０に設けられている点を除き、実施の形態１によるモータ１００と同一である。このため、対応する構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

モータ１０５は、回転板６１を備えておらず、羽根６０がロータホルダ２０の円筒部２２の外周面に取り付けられている。このため、ロータ２の回転に伴って羽根６０も回転し、径方向外方に向かう気流が発生する。

羽根６０の下端は、羽根６０の外周端の一部は、主排気口５５と対向している。このため、径方向外方に向かう気流は、主排気口５５を通って、ハウジング５外へ円滑に移動することができる。また、ロータホルダ２０の底板部２３よりも軸方向下方に配置されているため、当該気流は、ロータホルダ２０よりも軸方向下方に形成され、ロータホルダ２０の底板部２３の下側に負圧が発生する。従って、ロータ通気口２４を介して、ロータホルダ２０内に軸方向の空気の流れを生じさせることができる。

本実施の形態によるモータ１０５は、羽根６０が、ロータホルダ２０の円筒部２２の外周面に設けられ、その下端がロータホルダ２０の底板部２３の下面よりも軸方向下方に位置している。このような構成を採用することにより、モータ１０３内を効果的に冷却しつつ、軸方向の長さを短くすることができ、モータ１０３を小型化することができる。

なお、上記実施の形態では、モータ１００〜１０５をオーブンレンジ５００の攪拌用ファン５１１の駆動源として使用する場合の例について説明するが、本発明によるモータは、このような用途のみに限定されない。すなわち、本発明は、高温環境下において使用される種々のモータ、特に、高温の取付面に取り付けられるモータに適用することができる。また、取付面は平坦でなくてもよく、取付面への取付方法も任意であり、上記実施の形態における例示に限定されない。

また、本実施の形態では、アウターロータ型モータの例について説明したが、本発明は、ロータ２の径方向外方に間隙を介してステータ３を対向させたインナーロータ型モータにも適用することができる。

１００〜１０５ モータ
１ シャフト
２ ロータ
２０ ロータホルダ
２１ ロータマグネット
２２ 円筒部
２３ 底板部
２４ ロータ通気口
２５ 上部開口
３ ステータ
３０ ステータコア
３０ｂ コアバック
３０ｔ ティース
３１ コイル
４ 回路基板
４ｈ 基板通気口
５ ハウジング
５０ 基部
５１ カバー部
５２ 取付部
５４ 吸気口
５５ 排気口
５６ 排気縁部
５７ 吸排気口
６ 羽根車
６０ 羽根
６１ 回転板
６１ａ 上回転板
６１ｂ 下回転板
６２ リブ
６３ 開口
１０ 軸受
１１ 軸受保持部
５００ オーブンレンジ
５０１ 高温室
５０２ 加熱室
５０３ 攪拌室
５０４ 金網
５０５ 高温室壁面
５０６ 貫通孔
５１０ 加熱装置
５１１ 攪拌用ファン
Ｆ１〜Ｆ４，Ｆａ１，Ｆｂ 気流
J 回転軸

Claims (16)

1. 取付部を介して高温室壁面に取り付け可能であり、シャフトが高温室側に向かって延びるモータであって、
   上下方向を回転軸とし、軸受により回転可能に支持されるシャフトと、
   前記シャフトとともに回転するロータと、
   前記ロータと径方向において対向するステータと、
   前記軸受及び前記ステータを支持するハウジングと、
   前記ロータよりも軸方向下方に配置され、前記シャフトとともに回転することにより径方向外方に向かう気流を生じさせる羽根車とを備え、
   前記ハウジングは、
   前記ロータよりも軸方向上方に配置される基部と、
   前記ロータよりも径方向外側に配置される２以上の取付部と、
   前記基部及び前記取付部を連結する略円筒形状のカバー部とを有し、
   前記取付部の下端は、前記羽根車よりも軸方向下方に位置し、
   前記基部は、吸気口を有し、
   前記カバー部には、前記取付部間に位置し、前記ハウジングの径方向内側及び径方向外側を連通する主排気口と、周方向の一部を径方向に開口させた副排気口と、が設けられ、
   前記ロータは、上方を開口させた有底円筒形状を有するロータホルダと、前記ロータホルダの円筒部の内側に固定されたロータマグネットとを有し、
   前記副排気口は、前記ロータホルダの円筒部と径方向に対向することを特徴とする自冷式モータ。
2. 前記基部及び前記ロータの間に回路基板を備え、
   上記回路基板には、開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自冷式モータ。
3. 前記回路基板及び前記基部の間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の自冷式モータ。
4. 前記回路基板の開口は、軸方向上方から見て、前記吸気口と少なくとも一部が重複することを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載の自冷式モータ。
5. 前記ロータホルダの底板部には、ロータ通気口が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載に自冷式モータ。
6. 前記回路基板の開口は、前記ロータホルダの円筒部よりも径方向内側に少なくとも一部が位置することを特徴とする請求項５に記載の自冷式モータ。
7. 前記回路基板と前記ロータホルダの隙間は、前記マグネットの径方向の幅よりも狭いことを特徴とする請求項６に記載の自冷式モータ。
8. 前記ハウジングのカバー部は、前記ロータホルダの径方向外側に配置され、前記ロータホルダとの間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の自冷式モータ。
9. 前記ハウジングのカバー部の上端は、周方向の半分以上において、前記基部と連続していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の自冷式モータ。
10. 前記副排気口は、前記ハウジングのカバー部の下端の切り欠き部として形成されることを特徴とする請求項１に記載の自冷式モータ。
11. 前記副排気口は、周方向に１つのみが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自冷式モータ。
12. 前記羽根車の外径は、前記ハウジングのカバー部の内径よりも小さいことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の自冷式モータ。
13. 前記羽根の外周端は、前記ロータホルダの円筒部の外周面よりも径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項５〜１２のいずれかに記載の自冷式モータ。
14. 前記羽根車は、２以上の羽根を有し、
    前記羽根は、径方向に配置された前記回転軸に平行な平板からなることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の自冷式モータ。
15. 前記主排気口の幅は、前記取付部の周方向の幅よりも広いことを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の自冷式モータ。
16. 前記ハウジングは、プレス加工により形成されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の自冷式モータ。

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