(57)【要約】      （修正有）【課題】密閉式のモータの部品の温度の変動を抑制できる技術を提供する。【解決手段】モータ１は、ロータ１２およびステータ１３を内包するモータハウジング１６と、モータハウジング１６の軸方向下方においてシャフト１１に固定される回転翼１５と、を備える。回転翼１５は、中心軸Ｃと交差する方向に拡がる平板部１５２と、平板部１５２の軸方向上方に延びる複数の羽根１５１と、平板部１５２の径方向外端の少なくとも一部から軸方向上方に向かって延びる突出部１５２３と、を備える。モータハウジング１６の下面は、軸方向下方に向かって張り出し、かつ複数の羽根１５１と軸方向に対向する凸部１７を備えている。【選択図】図５
2020031521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記ロータおよび前記ステータを内包するモータハウジングと、
前記モータハウジングの軸方向下方において前記シャフトに固定される回転翼と、を備え、
前記回転翼は、
前記中心軸と交差する方向に拡がる平板部と、
前記平板部の軸方向上方に延びる複数の羽根と、
前記平板部の径方向外端の少なくとも一部から軸方向上方に向かって延びる突出部と、を備え、
前記モータハウジングの下面は、軸方向下方に向かって張り出し、かつ前記複数の羽根と軸方向に対向する凸部を備えているモータ。
【請求項２】
前記平板部は、軸方向に貫通する貫通孔を複数備え、
前記貫通孔は、前記複数の羽根と同数設けられているとともに前記羽根と周方向に隣り合う請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記回転翼の回転方向において前記羽根よりも回転方向前方側に配置される請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記凸部は、前記羽根と同数である請求項１から請求項３のいずれかに記載のモータ。
【請求項５】
前記羽根は、周方向に等間隔で配置されており、
前記凸部は、周方向両端に段差を備えるとともに周方向に等間隔で配置されており、
複数の前記凸部それぞれの前記回転翼の回転方向前方側の段差同士および回転方向後方側の段差同士の少なくとも一方は、周方向に等間隔に配置されている請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
前記羽根は前記中心軸と直交する方向に延びて配置され、
複数の前記凸部の周方向両端に備えられた前記段差の少なくとも一方は前記中心軸に対して垂直な方向に延びる請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
前記複数の凸部の径方向外縁部の前記中心軸からの距離は、前記突出部の内側の前記中心軸からの距離と同じである請求項１から請求項６のいずれかに記載のモータ。
【請求項８】
前記凸部の周方向の幅は、周方向に隣り合う前記凸部の間隔よりも大きい請求項１から請求項７のいずれかに記載のモータ。
【請求項９】
前記羽根の径方向内側は、軸方向上方に向かうにつれて中心軸から離間する請求項１から請求項８のいずれかに記載のモータ。
【請求項１０】
前記羽根の径方向外側は、軸方向上方に向かうにつれて中心軸に接近する請求項１から請求項９のいずれかに記載のモータ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載のモータと、
前記シャフトに取り付けられて前記中心軸周りに回転可能なインペラと、
前記インペラを囲むインペラハウジングと、を備える送風装置。
【請求項１２】
燃焼ガスを生成する燃焼部と、
前記燃焼部に接続され前記燃焼ガスと熱媒体との熱交換を行う熱交換部と、
請求項１１に記載の送風装置と、を備えた給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ、送風装置、および、給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中国実用新案第２０２５５０８０２号公報に開示されているモータは、外付けの自冷ファンを備え、モータの温度上昇を抑制する構造が開示されている。自冷のための空気はモータの内部を通過し、自冷ファンにより径方向に送り出される。自冷のための空気がモータ内部を通過することで、モータ内部が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国実用新案第２０２５５０８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、モータは設置される環境によって、密閉式のモータが用いられる場合がある。密閉式のモータでは、内部に空気を流入させることができないため、中国実用新案第２０２５５０８０２号公報に記載の構成とは異なる構成が必要である。
【０００５】
本発明は、密閉式のモータの部品の温度の変動を抑制できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、前記ロータと径方向に対向するステータと、前記ロータおよび前記ステータを内包するモータハウジングと、前記モータハウジングの軸方向下方において前記シャフトに固定される回転翼と、を備える。前記回転翼は、前記中心軸と交差する方向に拡がる平板部と、前記平板部の軸方向上方に延びる複数の羽根と、前記平板部の径方向外端の少なくとも一部から軸方向上方に向かって延びる突出部と、を備える。前記モータハウジングの下面は、軸方向下方に向かって張り出し、かつ前記複数の羽根と軸方向に対向する凸部を備える。
【０００７】
本発明の例示的な送風装置は、前記モータと、前記シャフトに取り付けられ前記中心軸周りに回転可能なインペラと、前記インペラを囲むインペラハウジングと、を備える。
【０００８】
本発明の例示的な給湯装置は、燃焼ガスを生成する燃焼部と、前記燃焼ガスと熱媒体との熱交換を行う熱交換部と、前記送風装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
例示的な本発明によれば、密閉式のモータの部品の温度の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る給湯装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る送風装置の斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る送風装置の縦断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るモータの斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るモータの縦断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る回転翼の斜視図である。
【図７】図７は、図６に示す回転翼の底面図である。
【図８】図８は、ハウジングカバーの底面図である。
【図９】図９は、周方向に展開した回転翼およびハウジングカバーを径方向外側から見た展開図である。
【図１０】図１０は、図９に示す状態から回転翼が回転した状態を示す展開図である。
【図１１】図１１は、回転翼を中心軸を含む面で切断して羽根を周方向に見た拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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詳細に説明する。本明細書では、モータ１および送風装置２の説明に際して、図３に示すモータ１の中心軸Ｃと平行な方向を「軸方向」、モータ１の中心軸Ｃに直交する方向を「径方向」、モータ１の中心軸Ｃを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。また、本明細書では、モータ１および送風装置２の説明に際して、軸方向を上下方向とし、図３に示すインペラ２１に対してモータ１側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。上下方向は単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係および方向を限定しない。また、本明細書において、「上流」及び「下流」は、図１に示す燃焼部１０１で生成された燃焼ガスの流通方向の上流及び下流をそれぞれ示す。
【００１２】
＜１．給湯装置＞
図１は、本発明の実施形態に係る給湯装置の概略図である。本実施形態では、給湯装置１００はガス給湯装置である。図１に示すように、給湯装置１００は、燃焼部１０１と、熱交換部１０２と、送風装置２と、を備える。給湯装置１００は、外ハウジング１０３と、内ハウジング１０４と、を更に備える。外ハウジング１０３は、燃焼部１０１、熱交換部１０２、送風装置２、および、内ハウジング１０４を収容する。
【００１３】
燃焼部１０１は、給湯運転時に燃料ガスを燃焼させる。燃焼部１０１は、燃焼ガスを生成する。燃焼部１０１は、詳細にはガスバーナーを含む。燃焼部１０１は、外ハウジング１０３内の上流部に配置される。燃焼部１０１には、不図示のガス供給管から燃料ガスおよび酸素が供給される。燃焼部１０１で生成された燃焼ガスは熱交換部１０２を加熱し、内ハウジング１０４内を通過して外部に排出される。
【００１４】
給湯装置１００の給湯運転時には、燃焼部１０１が点火される。入水管１０５から熱交換部１０２に供給された水は、燃焼ガスとの間で熱交換を行うことにより加熱され、出湯管１０６から湯になって排出される。給湯運転の開始と共に送風装置２の運転が開始され、送風装置２は、熱交換に使用され温度が低下した燃焼ガスを吸引して、外部に排出する。このために、熱交換部１０２には、燃焼部１０１で生じた高温の燃焼ガスが適切に供給される。
【００１５】
内ハウジング１０４は、熱交換部１０２の下流側と接続する。熱交換部１０２で水と熱交換を行った燃焼ガスは、内ハウジング１０４に流入する。燃焼ガスは、内ハウジング１０４の内部を流動する。
【００１６】
送風装置２は、内ハウジング１０４の下流側に配置される。送風装置２は、内ハウジング１０４内を流動する燃焼ガスを吸い込み、排気口２ａから外ハウジング１０３の外部に燃焼ガスを排出する。図１において、破線矢印は燃焼ガスの流れを示す。排出する燃焼ガスの温度は、例えば２００℃程度であり、常温に比べてかなり高温である。本実施形態では、送風装置２は、高温環境下での耐久性を高くすることができる遠心ファンである。
【００１７】
熱交換部１０２は、燃焼部１０１に接続され燃焼ガスと熱媒体との熱交換を行う。本実施形態では、熱媒体は水である。熱交換部１０２は、燃焼部１０１の下流側と接続する。詳細には、熱交換部１０２は、不図示の、伝熱管とフィンとを備える。伝熱管の一方は入水管１０５と繋がり、伝熱管の他方は出湯管１０６と繋がる。フィンは、伝熱管の周囲に配置され燃焼ガスから熱を吸収する。熱交換部１０２は、燃焼部１０１の燃焼動作により生じた高温の燃焼ガスと、入水管１０５から供給される水との間で熱交換を行う。熱交換部１０２により加熱された水（熱湯）が出湯管１０６から排出される。
【００１８】
本実施形態の送風装置２は、内ハウジング１０４内から吸い込まれる高温の燃焼ガスによるモータ１の部品に対する影響を抑制できる構成になっている。そのうえで、送風装置２は、装置サイズをできる限り小さくする構成になっている。このために、本実施形態の給湯装置１００は、耐久性の向上と、装置サイズの小型化とを図ることができる。
【００１９】
＜２．送風装置＞
図２は、送風装置２の斜視図である。図３は、送風装置２の縦断面図である。図２および図３に示すように、送風装置２は、モータ１と、インペラ２１と、インペラハウジング２２とを備える。
【００２０】
＜２．１  インペラハウジングについて＞
図３に示すように、インペラハウジング２２は、インペラ２１を囲む。インペラハウジング２２の下面には、軸方向に貫通するインペラハウジング開口部２２１が設けられる。換言すると、インペラハウジング２２は、軸方向下方に開口する有蓋筒状である。インペラハウジング開口部２２１には、不図示の吸気口を備えるカバー部材が取り付けられる。吸気口は、インペラ２１の後述するインペラブレード２１２より径方向内方に位置する。吸気口を備えるカバー部材は、例えば内ハウジング１０４に設けられる。
【００２１】
インペラハウジング２２の軸方向上方の上壁には、軸方向に貫通する軸孔２２２が設けられる。シャフト１１は、軸孔２２２に通され、一部がインペラハウジング２２内に配置される。インペラハウジング２２内で、シャフト１１にインペラ２１が取り付けられる。インペラハウジング２２内においては、インペラ２１の径方向外方に空気通路２３が構成されている。インペラ２１の回転により、インペラ２１の径方向内方の空気は空気通路２３に吹き出される。
【００２２】
インペラハウジング２２の周面には排気部２４が設けられる。換言すると、送風装置２は、排気部２４を更に備える。排気部２４は、インペラハウジング２２の外部に通じる。
【００２３】
モータ１の駆動によりインペラ２１が回転すると、内ハウジング１０４に設けられる不図示の吸気口からインペラ２１の径方向内方に高温のガスが吸い込まれる。インペラ２１の径方向内方に吸い込まれた高温の燃焼ガスは、インペラ２１の回転によりインペラ２１の径方向外方に吹き出される。インペラ２１から吹き出された高温のガスは、空気通路２３を通り、排気部２４から給湯装置１００の外部に排出することができる。
【００２４】
モータハウジング１６とインペラハウジング２２とはアタッチメント部材２５により軸方向に隙間をあけて連結される。換言すると、送風装置２は、アタッチメント部材２５を更に備える。本実施形態では、アタッチメント部材２５の数は３つである。ただし、アタッチメント部材２５の数は３つ以外でもよく、例えば１つ等であってもよい。アタッチメント部材２５が設けられることによって、高温の燃焼ガスの影響により温度が高くなるインペラハウジング２２からモータハウジング１６を離すことができる。このために、モータ１を構成する部品に対する熱による影響を抑制することができる。
【００２５】
回転翼１５は、モータハウジング１６とインペラハウジング２２との軸方向の隙間に配置される。送風装置２においては、インペラハウジング２２およびインペラハウジング２２内からシャフト１１を伝ってモータ１の内部に向かう熱の一部を回転翼１５に伝達することができ、回転翼１５から外部に熱を放出することができる。このために、軸受１４等のモータ部品が熱による影響を受けることを更に抑制できる。
【００２６】
送風装置２のシャフト１１は、インペラハウジング２２の軸孔２２２を貫通している。そして、アタッチメント部材２５がモータハウジング１６とインペラハウジング２２とを軸方向に隙間をあけて連結する。そして、インペラハウジング２２の内部に挿入されたシャフト１１がインペラベース部２１１のシャフト取付孔２１１１を貫通する。
【００２７】
シャフト１１のシャフト取付孔２１１１を貫通した先端にナット２６を取り付けることで、インペラ２１とシャフト１１とが固定される。送風装置２は、モータ１が駆動されることで、インペラハウジング２２内のインペラ２１が回転する。送風装置２は、インペラハウジング開口部２２１から気体（燃焼ガス）を吸込み、排気部２４から排出する。
【００２８】
本実施形態にかかるモータ１では、回転翼１５およびハウジングカバー１６２の形状および配置を工夫することで、排熱効果を高めている。回転翼１５およびハウジングカバー１６２の詳細については後述する。
【００２９】
＜２．２  モータについて＞
図４は、モータ１の斜視図である。図５は、モータ１の縦断面図である。図４および図５に示すように、モータ１は、シャフト１１を有するロータ１２と、ステータ１３と、軸受１４と、回転翼１５と、モータハウジング１６と、を備える。
【００３０】
＜２．２．１  ロータについて＞
ロータ１２はシャフト１１を有する。シャフト１１は、上下に延びる中心軸Ｃに沿って配置される。シャフト１１は、例えば、金属によって構成される柱状の部材である。ただし、シャフト１１は例えば筒状等の異なる形状であってもよい。シャフト１１は金属以外の素材で構成されてもよい。本実施形態では、シャフト１１は中心軸Ｃ周りに回転する。
【００３１】
ロータ１２は、中心軸Ｃ周りに回転する。本実施形態では、ロータ１２は、軸方向に延びる筒状のロータマグネット１２１を更に有する。ロータマグネット１２１は、シャフト１１の径方向外方に配置され、シャフト１１に固定される。ロータマグネット１２１は、シャフト１１に直接固定されてもよいし、間接的に固定されてもよい。本実施形態では、シャフト１１がロータマグネット１２１に圧入され、ロータマグネット１２１はシャフト１１に直接固定されている。ロータマグネット１２１の径方向外面には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に並ぶ。なお、ロータマグネット１２１は１つのマグネットで構成されてもよいが、複数のマグネット片で構成されてもよい。また、ロータ１２は、ロータマグネット１２１に替えて、例えば、磁性体であるロータコアと、ロータコアに保持される複数のマグネット片とを有する構成であってもよい。
【００３２】
＜２．２．２  ステータについて＞
ステータ１３は、ロータ１２と径方向に対向する。本実施形態では、ステータ１３は、ロータ１２の径方向外方に配置される。ステータ１３は、駆動電流に応じて磁束を発生させる電機子である。ステータ１３は、ステータコア、インシュレータ、およびコイル（いずれも不図示）を備える。
【００３３】
ステータコアは磁性体である。ステータコアは、例えば電磁鋼板を軸方向に積層して構成される。ステータコアは、円環状のコアバックと、複数のティースとを備える。複数のティースは、コアバックから径方向内方へ向けて突出する。複数のティースは、ロータ１２の径方向外面と径方向に対向する。
【００３４】
インシュレータは絶縁体である。インシュレータの材料には、例えば樹脂が用いられる。インシュレータは、ステータコアの少なくとも一部を覆う。
【００３５】
コイルは、インシュレータを介してティースに導線を巻くことによって構成される。コイルに駆動電流を供給することによって、ロータ１２とステータ１３との間で回転トルクが発生する。これにより、ロータ１２はステータ１３に対して回転する。
【００３６】
本実施形態のモータ１は、ステータ１３の径方向内方にロータ１２が配置されるインナーロータ型のモータである。ただし、モータ１は、ステータ１３の径方向外方にロータ１２が配置されるアウターロータ型のモータであってもよい。
【００３７】
＜２．２．３  軸受について＞
軸受１４は、シャフト１１を回転可能に支持する。本実施形態では、軸受１４はボールベアリングである。シャフト１１は、軸受１４の内輪に固定される。軸受１４の外輪は、モータハウジング１６に固定される。本実施形態では、モータ１は２つの軸受１４を備える。一方の軸受１４は、ロータマグネット１２１より軸方向上方に配置される。他方の軸受１４は、ロータマグネット１２１より軸方向下方に配置される。軸受１４の数および種類は、本実施形態の構成から変更されてよい。
【００３８】
＜２．２．４  回転翼について＞
回転翼１５は、ステータ１３より軸方向下方に配置される軸受１４より軸方向下方においてシャフト１１に固定される。すなわち、回転翼１５は、モータハウジング１６の軸方向下方においてシャフトに固定される。回転翼１５には、シャフト１１から熱が伝達される。回転翼１５は、熱伝導率の高い物質で構成される。回転翼１５は、例えばアルミニウム等の金属で構成される。回転翼１５は、シャフト１１と共に回転する。本実施形態では、シャフト１１から、回転翼１５に熱が伝達される。回転翼１５は、シャフト１１からの熱を送風装置２の外部に放熱する放熱体である。
【００３９】
図６は、回転翼１５の斜視図である。図７は、図６に示す回転翼１５の底面図である。図７には、回転翼１５の回転方向Ａｒを矢線で示している。図６に示すように、回転翼１５は、羽根１５１と、平板部１５２と、突出部１５２３と、を備える。回転翼１５はシャフト１１に固定されており、シャフト１１と共に中心軸Ｃ周りに回転する。
【００４０】
平板部１５２は、中心軸Ｃと直交する方向に拡がる。平板部１５２は環状であり、詳細には円環状である。平板部１５２の上面には複数の羽根１５１が設けられる。すなわち、複数の羽根１５１は、平板部１５２の軸方向上方に延びる。図６および図７に示すように、羽根１５１は、７枚備えられている。羽根１５１は、７つに限定されないが、奇数であることが好ましい。羽根１５１の数を奇数とすることで、回転翼１５の中心軸Ｃを挟んで点対称ではない形状とすることができる。これにより、回転翼１５が変形しにくくなる。
【００４１】
羽根１５１は、平板部１５２の上面から軸方向上方に延びる。インペラハウジング２２およびインペラハウジング２２内からシャフト１１を伝って回転翼１５に伝達された熱は、羽根１５１および平板部１５２から外部に放出される。羽根１５１は放熱フィンとして機能する。羽根１５１を備える回転翼１５が回転することにより、回転翼１５の周囲で気流を発生することができ、回転翼１５からの熱の放出を効率良く行うことができる。また、回転翼１５がシャフト１１に直接固定されることによって、シャフト１１から回転翼１５に効率良く熱を伝達することができる。このため、回転翼１５による放熱を効率良く行うことができる。
【００４２】
本実施形態において、複数の羽根１５１は、周方向に等間隔に配置される。これによれば、複数の羽根１５１により、周方向に均一に放熱することができる。詳細には、各羽根１５１は、径方向に延びる平板状である。すなわち、羽根１５１は中心軸Ｃと直交する方向に延びて配置される。ただし、各羽根１５１は、例えば、径方向成分を含む方向に延びる湾曲した形状等の他の形状であってもよい。
【００４３】
本実施形態では、羽根１５１は平板部１５２と同一部材である。羽根１５１は、平板部１５２の一部を切り起して構成されている。平板部１５２には、羽根１５１の切り起しに伴い軸方向に貫通する貫通孔１５２４が形成される。すなわち、平板部１５２は、軸方向に貫通する複数の貫通孔１５２４をさらに備える。そして、貫通孔１５２４は、複数の羽根１５１と同数設けられるとともに、羽根１５１と周方向に隣り合う。
【００４４】
平板部１５２に貫通孔１５２４を設けることで、回転翼１５を軽量化することができる。また、羽根１５１を切り起しにて形成するため、羽根１５１を別部材とする場合に比べて、部品点数を減らすことができる。そのため、モータ１の効率を下げることなく、モータ１を効率よく冷却することが可能である。また、切り起しによって羽根１５１を形成するため、回転翼１５を簡単に作製できる。ただし、羽根１５１と平板部１５２とは別部材でもよく、この場合、貫通孔１５２４は設けられなくてもよい。
【００４５】
本実施形態において、貫通孔１５２４は、回転翼１５の回転方向において羽根１５１よりも回転方向Ａｒ前方側に配置される。回転翼１５の回転方向Ａｒ前方側は、圧力が高くなる。回転翼１５の回転方向Ａｒ前方側に貫通孔１５２４を設けることで、貫通孔１５２４から回転翼１５とモータハウジング１６との間への空気の流入を抑制できる。例えば、平板部１５２を挟んで羽根１５１と反対側が高温となる位置にモータ１が配置される場合がある。この場合、高温の空気が貫通孔１５２４を介してモータハウジング１６と回転翼１５との間に流入するのを抑制できる。これにより、モータ１の冷却効率の低下を抑制できる。
【００４６】
突出部１５２３は平板部１５２の径方向外端の少なくとも一部から軸方向上方に向かって延びる。換言すると、回転翼１５は、径方向外端の少なくとも一部に軸方向に延びる突出部１５２３を備える。径方向外端に突出部１５２３が設けられることにより、回転翼１５の剛性を向上することができる。本実施形態では、突出部１５２３は、平板部１５２の径方向外端の全周に設けられる。突出部１５２３は円環状である。突出部１５２３は、平板部１５２の外縁を折り曲げて形成することが好ましい。
【００４７】
平板部１５２の中央部１５２ｃには、軸方向に貫通し、シャフト１１が通る回転翼貫通部１５２１が設けられる。本実施形態では、回転翼１５は、シャフト１１に直接固定されている。シャフト１１は、回転翼貫通部１５２１に圧入される。詳細には、平板部１５２は、回転翼貫通部１５２１の縁部より軸方向下方に延びる筒状のブッシュ部１５２２を備える。ブッシュ部１５２２は、平板部１５２と同一部材である。シャフト１１は、回転翼貫通部１５２１に加えてブッシュ部１５２２にも圧入されている。ブッシュ部１５２２が設けられることにより、回転翼１５をシャフト１１に強固に固定することができる。筒状のブッシュ部１５２２は、回転翼貫通部１５２１の縁部より軸方向上方に延びてもよい。
【００４８】
平板部１５２のブッシュ部１５２２が備えられている中央部１５２ｃと、羽根１５１が設けられている外縁部１５２ｏとの境には、ビード部１８がさらに備えられている。ビード部１８は、平板部１５２の軸方向上側の面が軸方向上方に突出するとともに軸方向下側の面が軸方向上方に凹んでいる。すなわち、ビード部１８は軸方向上方に突出しているが、これに限定されない。例えば、軸方向下方に突出してもよい。
【００４９】
＜２．２．５  モータハウジングについて＞
図４、図５において、モータハウジング１６は、ロータ１２およびステータ１３を内包する。詳細には、モータハウジング１６は、ハウジング本体部１６１と、ハウジングカバー１６２とを備える。ハウジング本体部１６１は、軸方向下方に開口する有蓋円筒状である。ロータ１２およびステータ１３は、ハウジング本体部１６１内に収容される。ハウジング本体部１６１の上壁の中央部には、軸方向上方に向けて凹む上側軸受収容部１６１１が設けられる。上側軸受収容部１６１１には、ロータ１２の軸方向上方に配置される軸受１４が収容される。ハウジング本体部１６１の下端には、径方向外方に突出するフランジ部１６１２が設けられる。
【００５０】
ハウジングカバー１６２は円板状である。ハウジングカバー１６２は、ハウジング本体部１６１の下側に配置され、ハウジング本体部１６１の開口を囲む。つまり、ハウジングカバー１６２は、モータハウジング１６の下面である。
【００５１】
ハウジングカバー１６２は、外縁を例えばかしめによってフランジ部１６１２に固定される。ハウジングカバー１６２とフランジ部１６１２の固定方法は、かしめに限らず、例えば、ねじ等の固定部材を用いてもよい。ハウジングカバー１６２の中央部には、軸方向下方に向けて凹む下側軸受収容部１６２１が設けられる。下側軸受収容部１６２１には、ステータ１３よりの軸方向下方に配置される軸受１４が収容される。換言すると、モータハウジング１６は、軸方向下方に突出し、ステータ１３よりの軸方向下方に配置される軸受１４を収容する下側軸受収容部１６２１を軸方向下端部に備える。
【００５２】
下側軸受収容部１６２１の軸方向下方の底壁には、軸方向に貫通するシャフト孔１６２２が設けられる。シャフト１１は、シャフト孔１６２２に通され、モータハウジング１６の下端から軸方向下方に突出する。回転翼１５は、モータハウジング１６より軸方向下方においてシャフト１１に取り付けられる。
【００５３】
ハウジングカバー１６２の下側軸受収容部１６２１よりも径方向外側には、軸方向下側に向かって張り出す複数の凸部１７を備える。すなわち、モータハウジング１６の下面（１６２）は、軸方向下方に向かって張り出す凸部１７を備える。そして、凸部１７は回転翼１５の羽根１５１と軸方向に対向する。すなわち、凸部１７は複数の羽根１５１と軸方向に対向する。
【００５４】
図８は、ハウジングカバー１６２の底面図である。図８には、回転翼１５の回転方向Ａｒを矢線で示す。図８等に示すように、ハウジングカバー１６２は、７個の凸部１７を備える。そして、７個の凸部１７は、周方向に等間隔で配列される。すなわち、凸部１７は、羽根１５１と同数である（図４参照）。
【００５５】
凸部１７と羽根１５１とを同数とすることで、全ての羽根１５１が後方側段差１７２を越えるときの羽根１５１の前側の圧力の変動が同時に発生する。このため、ハウジングカバー１６２の下面と回転翼１５との間の空間の圧力の変動を大きくすることができる。これにより、ハウジングカバー１６２の下面と回転翼１５との間の空間に流入する空気及び流出する空気の量を多くすることが可能である。
【００５６】
例えば、羽根１５１と凸部１７が対向しているとき、羽根１５から軸方向に向けて流れる気流ＦＷ（図１１参照）は、凸部１７に当たり７カ所すべてが径方向外側に向かいやすくなる。そのため、７か所の凸部１７の間の部分から外部の空気が同時に流れ込む。そのため、空気の軸方向内側への流入および軸方向外側への流出が一定の周期で行われるので空気の流入、流出の効率が高くなる。そのため、モータ１の冷却効率を高めることが可能である。
【００５７】
図８に示すように、凸部１７は、軸方向から見て、中心軸Ｃを中心とし周方向にアーチ状に形成される。
【００５８】
凸部１７は、周方向の両端に軸方向下方に段差１７１、１７２を備える。なお、段差１７１、１７２は、回転翼１５の回転方向Ａｒ前方側を前方側段差１７１、回転方向Ａｒ後方側を後方側段差１７２とする。前方側段差１７１、後方側段差１７２は、ハウジングカバー１６２の下面の位置が軸方向に急激に変化する部分である。なお、前方側段差１７１および後方側段差１７２の一方は、面の位置が滑らかに変化する構成であってもよい。
【００５９】
前方側段差１７１および後方側段差１７２は、中心軸Ｃと垂直な径方向に延びている。本実施形態では、前方側段差１７１および後方側段差１７２の両方が、中心軸Ｃと垂直方向に延びるが、いずれか一方が中心軸Ｃと垂直方向に延びてもよい。すなわち、複数の凸部１７の周方向両端に備えられた段差１７１、１７２の少なくとも一方は中心軸Ｃに対して垂直方向に延びる。
【００６０】
凸部１７は、ハウジングカバー１６２に７個備えられており、７個の凸部１７は、周方向に等間隔に並んで配置される。軸方向に見たとき、各凸部１７は、いずれも同じ形状である。そのため、各凸部１７の前方側段差１７１は、周方向に等間隔に配置される。また、各凸部１７の後方側段差１７２は、周方向に等間隔に配置される。なお、凸部１７はすべて同じ形状でなくてもよい、この場合であっても、各凸部１７の前方側段差１７１または後方側段差１７２が、周方向に等間隔に配置されている。すなわち、回転翼１５の回転方向Ａｒ前方側の段差１７１および回転方向Ａｒ後方側の段差１７２の少なくとも一方は、周方向に等間隔に配置されている。
【００６１】
また、図８に示すように、周方向に隣り合う凸部１７間の距離は、凸部１７の周方向の幅よりも小さい。すなわち、凸部１７の周方向の幅は、周方向に隣り合う凸部１７の間隔よりも大きい。
【００６２】
＜２．３  インペラについて＞
図３に示すように、インペラ２１は、シャフト１１に取り付けられ中心軸Ｃ周りに回転可能である。詳細には、インペラ２１は、モータハウジング１６より軸方向下方においてシャフト１１に取り付けられる。より詳細には、インペラ２１は、シャフト１１の下端部に取り付けられる。インペラ２１は、回転翼１５より軸方向下方に配置される。
【００６３】
インペラ２１は、インペラベース部２１１と、複数のインペラブレード２１２と、インペラ環状部２１３とを備える。インペラベース部２１１は、軸方向に交差する方向に拡がる。本実施形態では、インペラベース部２１１は、円板状であり、軸方向と直交する方向に拡がる。インペラベース部２１１の中央部には、軸方向に貫通するシャフト取付孔２１１１が設けられる。インペラ２１は、シャフト１１の下端部をシャフト取付孔２１１１に通して固定される。詳細には、インペラ２１は、インペラベース部２１１の軸方向下方に配置されるナット２６を用いてシャフト１１に固定される。
【００６４】
複数のインペラブレード２１２は、インペラベース部２１１の下方において周方向に配置される。詳細には、複数のインペラブレード２１２は、周方向に等間隔に配置される。各インペラブレード２１２は、上端部がインペラベース部２１１に固定される。各インペラブレード２１２は軸方向に延びる。インペラ環状部２１３は、中心軸Ｃを中心とする円環状であり、各インペラブレード２１２の下端部に固定される。
【００６５】
＜３．回転翼およびハウジングカバーの詳細＞
図９は、周方向に展開した回転翼１５およびハウジングカバー１６２を径方向外側から見た展開図である。図１０は、図９に示す状態から回転翼１５が回転した状態を示す展開図である。図１１は、中心軸Ｃを含む面で回転翼１５切断して羽根１５１を周方向に見た拡大断面図である。図９および図１０には、回転翼１５の回転方向Ａｒを示している。図９および図１０において、回転翼１５は、左から右に移動するものとする。なお、図１１において、回転翼１５は紙面奥側から手前側に向かって回転しているものとする。
【００６６】
ハウジングカバー１６２と回転翼１５とは、軸方向に対向する。詳細には、回転翼１５の羽根１５１が、ハウジングカバー１６２の凸部１７と軸方向に対向する。回転翼１５には、平板部１５２の径方向外側、つまり、羽根１５１の径方向外側に突出部１５２３が軸方向に延びる。図１１に示すとおり、回転翼１５の突出部１５２３は、凸部１７の径方向外縁部と軸方向に対向する。すなわち、複数の凸部１７の径方向外縁部の中心軸Ｃからの距離は、突出部１５２３の内側の中心軸Ｃからの距離と同じである。ここで、距離が「同じ」とは、正確に同じである場合を含むとともに、「略同じ」場合も含む。
【００６７】
このようにすることで、凸部１７に当たった気流ＦＷは、凸部１７が形成されない部分（例えば、凸部１７が隣り合う部分）に比べて、径方向外側に流れやすい。これにより、モータハウジング１６の内部に配置される部材および軸受１４を冷却する効率を高めることができる。なお、凸部１７の径方向外縁部は、段差を備える。この径方向外側の段差は、ハウジングカバー１６２に軸方向に接近するにつれて、径方向外側に向かう傾斜を備えてもよい。この傾斜によって、径方向外側に気流が流れやすい。
【００６８】
モータ１の駆動によってシャフト１１が回転すると、シャフト１１に固定された回転翼１５も中心軸Ｃ周りに回転する。回転翼１５が回転することで、回転翼１５の周囲の空気が羽根１５１によって押されて気流ＦＷ（図１１中矢印で示す）が発生する。気流ＦＷは平板部１５２に沿って径方向外側に流れる。平板部１５２に沿って径方向外側に流れた空気は、突出部１５２３に衝突する。そして、気流ＦＷは、突出部１５２３によって軸方向上方、すなわち、ハウジングカバー１６２に向かって流れる。ハウジングカバー１６２に向かって流れた空気は、ハウジングカバー１６２の底面に当たり、径方向内側及び外側に流れる。径方向内側に流れた空気は、下側軸受収容部１６２１の径方向外面に沿って軸方向下方に流れる。
【００６９】
このように、回転翼１５が回転することで、羽根１５１によって押された空気が、回転翼１５とハウジングカバー１６２の下面との間で循環する。そして、気流が発生することで、下側軸受収容部１６２１の径方向外部に空気の流れを発生させることができ、軸受１４で発生した熱（摩擦熱）を外部に効率よく排出することができる。なお、気流ＦＷは、軸受１４のみでなく、モータハウジング１６の内部に配置された部材（例えば、ステータ１３のコイル）からの熱を外部に効率よく排出できる。
【００７０】
図９、図１０に示すように、回転翼１５が回転するときに、ハウジングカバー１６２の下面の羽根１５１が軸方向と対向する部分は、凸部１７と凸部１７が無い部分とに交互に切り替わる。そして、羽根１５１が軸方向に対向する部分が、凸部１７が無い部分から凸部１７に切り替わるときに、羽根１５１は、後方側段差１７２と軸方向に対向する（図９参照）。
【００７１】
羽根１５１の軸方向に対向する部分が後方側段差１７２に差しかかったときに回転翼１５とハウジングカバー１６２の下面との隙間が急激に狭くなる。つまり、ハウジングカバー１６２の下面と回転翼１５との間の空間が急激に小さくなる。これにより、羽根１５１の回転方向Ａｒ前方側の圧力が増加する。そのため、羽根１５１が凸部１７と対向する間、羽根１５１の回転方向Ａｒ前方側の空気は、径方向外側に流れる。
【００７２】
また、図１０に示すように、羽根１５１の軸方向と対向する部分が前方側段差１７１に差しかかったときに回転翼１５とハウジングカバー１６２の下面との隙間が急激に広くなる。つまり、ハウジングカバー１６２の下面と回転翼１５との間の空間が大きくなる。これにより、羽根１５１の前側の圧力が低下する。
【００７３】
上述したとおり、回転翼１５が回転するときには、突出部１５２３からハウジングカバー１６２に向かう気流ＦＷの一部は、径方向外側に流れる。これにより、径方向内側の圧力が低下する。
【００７４】
回転翼１５が回転して、羽根１５１が凸部１７の間の部分と軸方向に対向するとき、空間が大きくなるため圧力が低下する。これにより、羽根１５１が軸方向に対向する部分が、隣り合う凸部１７の間の部分にあるときには、凸部１７の間の径方向外縁から径方向内側に空気が流通する。これにより、回転翼１５の回転によって発生する循環する気流ＦＷに、温度が低い外部空気を取り込むことができる。そのため、モータ１の冷却効率を高めることができる。
【００７５】
上述のとおり、前方側段差１７１は、周方向に等間隔に配置され、後方側段差１７２は、周方向に等間隔に配置されている。そのため、全ての羽根１５１は、同時に後方側段差１７２または前方側段差１７１と軸方向に対向する。そのため、回転翼１５の回転によるハウジングカバー１６２の下面と回転翼１５との間の空間の圧力変動が、周方向において複数箇所で同時に発生する。ハウジングカバー１６２の下面と回転翼１５との間の空間の空気の流出および流入が多くなる。外部の空気は、回転翼１５とハウジングカバー１６２との間で循環する気流ＦＷよりも温度が低い。そのため、モータ１の冷却効率を高めることができる。
【００７６】
上述のとおり、羽根１５１が中心軸Ｃに対して垂直に延びる。そして、各凸部１７の前方側段差１７１および後方側段差１７２も中心軸Ｃに対して垂直に延びる。そのため、回転翼１５の回転によって羽根１５１が後方側段差１７２または前方側段差１７１を越えるときの圧力変動は、径方向において一斉に発生する。ハウジングカバー１６２の下面と回転翼１５との間の空間への径方向外部からの空気の流出および流入が多くなる。外部の空気は、回転翼１５とハウジングカバー１６２との間で循環する気流ＦＷよりも温度が低い。そのため、モータ１の冷却効率を高めることができる。
【００７７】
本実施形態において、突出部１５２３で折り曲げられて凸部１７に当たった気流ＦＷは径方向外側に流れやすい。すなわち、回転翼１５の回転によって、羽根１５１が凸部１７と軸方向に対向しているとき、気流ＦＷの径方向外側に流れる量が多くなる。そして、凸部１７同士の間の部分から気流が径方向内側に流入する。凸部１７の周方向の幅を長くすることで、より多くの気流を外部に流出させることができる。
【００７８】
つまり、凸部１７と凸部１７の周方向の間隔を凸部１７の周方向の幅よりも小さくすることで、凸部１７から径方向外側に流出する気流を多くする。これにより、周方向に隣り合う凸部１７の間の部分から、外部の空気を径方向内側に引き込みやすくなる。外部の空気は、回転翼１５とハウジングカバー１６２との間で循環する気流ＦＷよりも温度が低い。これにより、モータ１の冷却効率を高めることができる。
【００７９】
本実施形態では、羽根１５１の径方向内端は、径方向外方に向かうにつれて軸方向の高さが高くなる傾斜面部１５１ａを備える。すなわち、羽根１５１の径方向内側（傾斜面部１５１ａ）は、軸方向上方に向かうにつれて中心軸から離間する。本実施形態では、傾斜面部１５１ａは曲面で構成される。ただし、傾斜面部１５１ａは、平面、または、曲面と平面との組み合わせによって構成されてもよい。羽根１５１の径方向内端の全体が傾斜面部１５１ａでもよいし、羽根１５１の径方向内端の一部が傾斜面部１５１ａであってもよい。
【００８０】
羽根１５１の径方向内側を曲面形状の傾斜面部１５１ａとすることで、径方向内側においてハウジングカバー１６２の下面から回転翼１５に流れる空気を穏やかに径方向外側に向かわせることができる。これにより、乱流を抑制し、羽根１５１の変形等を抑制し、騒音を低下することができる。
【００８１】
また、羽根１５１の径方向内端に傾斜面部１５１ａが設けられることにより、下側軸受収容部１６２１と羽根１５１との接触を避けて羽根１５１を大きくすることができる。羽根１５１の大型化により、強い気流を生じさせることができる。また、羽根１５１の大型化により、羽根１５１から放出される熱の量を増やして回転翼１５の放熱性を向上することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、羽根１５１の径方向外端は、径方向内側に向かうにつれて軸方向高さが高くなる外傾斜部１５１ｂを備える。すなわち、羽根１５１の径方向外側（外傾斜部１５１ｂ）は、軸方向上方に向かうにつれて中心軸Ｃに接近する。
【００８３】
羽根１５１が外傾斜部１５１ｂを備えることで、径方向外側に向かう気流ＦＷの流れを、軸方向に傾けることができ、モータ１全体を冷却することができる。これにより、モータの冷却効率を高めることができる。
【００８４】
＜４．留意事項＞
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態および変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。
【００８５】
以上においては、回転翼１５が放熱する場合について説明した。回転翼１５は、吸熱する構成であってもよい。例えば、シャフト１１は冷凍室に取り付けられてもよい。この場合、シャフト１１の温度が低温となる。このために、回転翼１５は熱をシャフト１１に与え、シャフト１１は回転翼１５から熱を受ける。回転翼１５は、シャフト１１に熱を与えるために外部から熱を吸収する。回転翼１５からシャフト１１に熱が与えられるために、モータ１の内部から奪われる熱の量を低く抑えることができる。これにより、例えば軸受１４に含まれるグリスが固まることを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、例えば給湯装置、オーブンレンジ、冷凍装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１・・・モータ
１１・・・シャフト
１２・・・ロータ
１３・・・ステータ
１４・・・軸受
１５・・・回転翼
１５・・・羽根
１５１・・・羽根
１５１ａ・・・傾斜面部
１５１ｂ・・・外傾斜部
１５２・・・平板部
１５２３・・・突出部
１５２１・・・回転翼貫通部
１５２２・・・ブッシュ部
１５２４・・・貫通孔
１６・・・モータハウジング
１６１・・・ハウジング本体部
１６２・・・ハウジングカバー
１６１１・・・上側軸受収容部
１６１２・・・フランジ部
１６２１・・・下側軸受収容部
１６２２・・・シャフト孔
１７・・・凸部
１７１・・・前方側段差
１７２・・・後方側段差
２・・・送風装置
２ａ・・・排気口
２１・・・インペラ
２１１・・・インペラベース部
２１１１・・・シャフト取付孔
２１２・・・インペラブレード
２１３・・・インペラ環状部
２２・・・インペラハウジング
２２１・・・インペラハウジング開口部
２２２・・・軸孔
２３・・・空気通路
２４・・・排気部
２５・・・アタッチメント部材
２６・・・ナット
１００・・・給湯装置
１０１・・・燃焼部
１０２・・・熱交換部
１０３・・・外ハウジング
１０４・・・内ハウジング
１０５・・・入水管
１０６・・・出湯管
Ｃ・・・中心軸
ＦＷ・・・気流
【図１】
2020031521.tif 000003
【図２】
2020031521.tif 000004
【図３】
2020031521.tif 000005
【図４】
2020031521.tif 000006
【図５】
2020031521.tif 000007
【図６】
2020031521.tif 000008
【図７】
2020031521.tif 000009
【図８】
2020031521.tif 000010
【図９】
2020031521.tif 000011
【図１０】
2020031521.tif 000012
【図１１】
2020031521.tif 000013