特開 2024-151908 電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024151908

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】電子機器

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/14 20060101AFI20241018BHJP

   F04D 29/00 20060101ALI20241018BHJP

   F04D 29/046 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

H02K7/14 A

F04D29/00 C

F04D29/046 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023065723

(22)【出願日】2023-04-13

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100120846

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 雅也

(72)【発明者】

【氏名】天城 雄太

(72)【発明者】

【氏名】西方 俊之

(72)【発明者】

【氏名】笠井 省吾

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 恭平

(72)【発明者】

【氏名】井上 智寛

【テーマコード（参考）】

3H130

5H607

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB02

3H130AB26

3H130AB60

3H130AC26

3H130BA22D

3H130BA87E

3H130CA29

3H130DA02X

3H130DB00Z

3H130DD01Z

3H130DF01Z

3H130EA01D

5H607BB01

5H607BB07

5H607BB09

5H607BB14

5H607BB17

5H607CC01

5H607CC05

5H607DD03

5H607FF04

5H607JJ06

(57)【要約】

【課題】モータ内へのシャフトの過度の押し込みを回避することができる電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１は、孔１７ａと孔１７ａを形成する面１７ｂとを有するカバー１２と、カバー１２に覆われたハウジング１１と、を有する筐体１０と、カバー１２に収容されたモータ３０と、ハウジング１１に収容された１又は複数の電子部品５０と、を備える。カバー１２の孔１７ａの内側にはモータ３０のシャフト３１が配置されている。シャフト３１にはブッシュ４２が設けられている。シャフト３１の長手方向においてブッシュ４２はカバー１２の面１７ｂに対向している。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

孔と前記孔を形成する面とを有するカバーと、前記カバーに覆われたハウジングと、を有する筐体と、
前記カバーに収容されたモータと、
前記ハウジングに収容された１又は複数の電子部品と、を備え、
前記カバーの前記孔の内側には前記モータのシャフトが配置されており、
前記シャフトにはブッシュが設けられており、
前記シャフトの長手方向において前記ブッシュは前記カバーの面に対向している、電子機器。

【請求項2】

前記カバーの前記孔の内側には軸受が配置されており、
前記ブッシュに対して前記軸受は前記カバー側に配置されている、請求項１に記載の電子機器。

【請求項3】

前記モータは、前記シャフトと、前記シャフトを支持する複数の軸受と、ケースと、を有する、請求項１又は２に記載の電子機器。

【請求項4】

前記１又は複数の電子部品は、制御回路と、電源回路と、を含み、
前記制御回路は、前記モータを収容する空間と前記電源回路を収容する空間との間に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されるように、例えば開閉弁に組み込まれる電動モータが知られている。この電動モータでは、シャフトに弁体等の負荷が取り付けられる。シャフトは軸受に回転自在に支持される。電動モータはケーシング内に収容され、シャフトのみがケーシングの外側に突出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－３１３５５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

開閉弁の組み立て時、弁体は、シャフトの軸線方向に沿ってシャフトに圧入される。この圧入によって、シャフトはその軸線方向に電動モータ内に押し込まれる。電動モータはケーシング内に収容されているので、シャフトの押し込みは軸受のみで支持される。したがって、シャフトを過度に押し込むと、軸受が破損することがある。

【0005】

そこで、本発明は、モータ内へのシャフトの過度の押し込みを回避することができる電子機器を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る電子機器は、孔と前記孔を形成する面とを有するカバーと、前記カバーに覆われたハウジングと、を有する筐体と、前記カバーに収容されたモータと、前記ハウジングに収容された１又は複数の電子部品と、を備え、前記カバーの前記孔の内側には前記モータのシャフトが配置されており、前記シャフトにはブッシュが設けられており、前記シャフトの長手方向において前記ブッシュは前記カバーの面に対向している。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施形態に係る電子機器１の構造を概略的に示す斜視図である。

【図2】図１の２－２線に沿った断面図である。

【図3】図１の３－３線に沿った断面図である

【図4】本発明の一実施形態に係る電子機器１の構造を概略的に示す分解斜視図である。

【図5】一具体例に係る換気扇６０の構造を概略的に示す部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器１の構造を概略的に示す斜視図である。図２は図１の２－２線に沿った断面図であり、図３は図１の３－３線に沿った断面図である。図１～図３を併せて参照すると、電子機器１は、筐体１０と、筐体１０に収容されたモータ３０及び１又は複数の電子部品５０と、を備える。この電子機器１は、例えばスマート家電に組み込まれるモジュールである。後述するように、この電子機器１は、例えば一般家庭で使用される換気扇ユニットに組み込まれる。

【0009】

なお、電子機器１では、モータ３０の回転軸線ｘに沿って規定される軸線方向において、一方の側に向かう方向を上方向ＵＤと規定し、上方向ＵＤの反対の方向を下方向ＤＤと規定する。なお、上方向ＵＤ及び下方向ＤＤは、重力方向における上下方向に必ずしも一致しない。同様に、電子機器１では、回転軸線ｘに直交する径方向において、回転軸線ｘに向かう方向を内周方向ＩＤ、内周方向ＩＤの反対の方向を外周方向ＯＤと規定する。また、電子機器１ではさらに、回転軸線ｘ周りに周方向が規定される。

【0010】

筐体１０は、ハウジング１１と、カバー１２と、を備える。ハウジング１１は、筒状の側壁部１３と、側壁部１３の下方向ＤＤの下縁に規定される例えば円形の開口を閉鎖する底部１４と、を備える。この例では、側壁部１３は、回転軸線ｘを中心軸線とする円筒状に形成される。底部１４は、回転軸線ｘに直交する仮想平面に沿って円形に延在する。側壁部１３の上方向ＵＤの上縁に例えば円形の開口が規定される。この開口は、開放されており、カバー１２で覆われる。ハウジング１１は例えば樹脂材料から一体成形により形成される

【0011】

カバー１２は、筒部１５と、フランジ部１６と、上部１７と、を備える。この例では、筒部１５の外周面は例えば円錐台状に形成される。フランジ部１６は、筒部１５の下方向ＤＤの下縁に形成される。フランジ部１６は、筒部１５の下縁から外周方向ＯＤに環状に広がる。すなわち、筒部１５の下縁の円形の開口は開放されている。カバー１２はフランジ部１６の下面でハウジング１１の側壁部１３の上端に受け止められる。上部１７は、筒部１５の上方向ＵＤの上縁に規定される例えば円形の開口を閉鎖する。カバー１２は例えば樹脂材料から一体成形により形成される。

【0012】

図４は、本発明の一実施形態に係る電子機器１の構造を概略的に示す分解斜視図である。図１～図４を併せて参照すると、カバー１２のフランジ部１６に形成された貫通孔１６ａを通じてハウジング１１の側壁部１３の孔部（以下、ねじ孔と呼称する）１８に１又は複数の締結部材すなわちねじ１９がねじ込まれる。こうしてカバー１２はハウジング１１に取り付けられる。この例では、回転軸線ｘ周りに１８０度の角度間隔で１対のねじ１９が配置される。なお、図４に示すように、ねじ孔１８は、側壁部１３の内周面に一体化された被締結部材の一部分としてのボス部２０に形成される。

【0013】

カバー１２にはモータ３０が収容される。モータ３０は、回転軸線ｘに沿って延在するシャフト３１と、ベース３５と、ベース３５と連結したケース３２と、ケース３２に支持されるステータ３３と、ステータ３３に対して相対回転するロータ３４と、を備える。図２～図４に示すように、ケース３２は、例えば円筒状の外形を有しており、カバー１２の筒部１５内に完全に収容される。図２に示すように、カバー１２の上部１７に形成された貫通孔２１を通じて、ケース３２の上部３２ａのねじ孔３２ｂに１又は複数の締結部材すなわちねじ２２がねじ込まれる。こうしてモータ３０はカバー１２に取り付けられる。この例では、回転軸線ｘ周りに１８０度の角度間隔で１対のねじ２２が配置される。

【0014】

モータ３０は、例えばアウターロータ型のモータである。ステータ３３は、ベース３５に支持されたステータコア３６と、コイル３７と、を備える。ベース３５は、回転軸線ｘに直交する仮想平面に沿って環状に延在する環状部３５ａと、環状部３５ａの内周方向ＩＤにおける内縁から回転軸線ｘ周りに円筒状に延在するスリーブ３５ｂと、を備える。スリーブ３５ｂの外周面には環状のステータコア３６が取り付けられている。ステータコア３６の複数のティースの各々にコイル３７が巻き付けられている。ステータコア３６は、例えば磁性材料の積層体から形成されている。

【0015】

一方で、ロータ３４は、シャフト３１に固定されたホルダ３８と、ホルダ３８に取り付けられたマグネット（永久磁石）３９と、を備える。ホルダ３８は、回転軸線ｘに直交する仮想平面に沿って環状に延在する環状部３８ａと、環状部３８ａの外周方向ＯＤにおける外縁から回転軸線ｘ周りに円筒状に延在する筒部（以下、円筒部と呼称する）３８ｂと、を備える。円筒部３８ｂの内周面に環状のマグネット３９が固定される。マグネット３９の内周面は、ステータコア３６の外周面に空隙を介して対向している。

【0016】

シャフト３１は、ケース３２に形成された貫通孔３２ｃ内に配置された軸受４０と、ベース３５のスリーブ３５ｂ内に配置された軸受４１と、に回転自在に支持される。軸受４０、４１は例えばボールベアリングである。軸受４０、４１は各々、外輪と、内輪と、外輪及び内輪の間に配置される転動体すなわちボールと、を備える。シャフト３１は、回転軸線ｘに沿ってカバー１２の上部１７を貫通する孔１７ａ内から外側に突出する。上部１７は、回転軸線ｘに直交する仮想平面に沿って広がる上面１７ｂを規定する。孔１７ａは上面１７ｂに形成される。この例では、上方向ＵＤの軸受４０の少なくとも一部が孔１７ａの内側に配置されている。

【0017】

上部１７の上面１７ｂよりも上方向ＵＤに突出するシャフト３１の部分にはブッシュ４２が取り付けられる。ブッシュ４２は例えばシャフト３１に圧入により取り付けられる。ブッシュ４２は、シャフト３１の径方向において、大きい外形を有する部分と、小さい外形を有する部分と、を備える。具体的には、ブッシュ４２は、回転軸線ｘ周りに外周方向ＯＤに第１径で環状に広がる大径部４２ａと、回転軸線ｘ周りに第１径より小さい第２径で外周方向ＯＤに環状に広がる小径部４２ｂと、を備える。この例では、大径部４２ａは孔１７ａより大きな径で広がる。大径部４２ａ及び小径部４２ｂは例えば金属材料から一体的に形成される。

【0018】

大径部４２ａは小径部４２ｂよりも下方向ＤＤに配置される。この例では、小径部４２ｂは例えば軸線方向すなわち長手方向に長尺に延在する筒形状を有する。大径部４２ａの下面は長手方向においてカバー１２の上面１７ｂに対向している。すなわち、大径部４２ａの下面とカバー１２の上面１７ｂとの間には隙間が形成される。この隙間の大きさは、例えばシャフト３１及びブッシュ４２が回転軸線ｘ回りに回転する場合に、ブッシュ４２の下面とカバー１２の上面１７ｂとの間で接触が発生しない程度の大きさに設定される。また、隙間は、軸線方向における大径部４２ａの厚さよりも小さい。また、隙間は、シャフト３１の径方向におけるステータコア３６とマグネット３９との間の磁気ギャップの大きさよりも小さくても構わない。モータ３０の軸受４０、４１はブッシュ４２に対してカバー１２側に配置されている。

【0019】

筐体１０のハウジング１１内には１又は複数の電子部品５０が収容される。電子部品５０は、制御回路を構成する基板（以下、制御回路基板と呼称する）５１と、電源回路を構成する基板（以下、電源回路基板と呼称する）５２と、を備える。電源回路基板５２は、外部の電源からの交流電流を直流電流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータである。電源回路基板５２には制御回路基板５１が電気的に接続される。制御回路基板５１にはモータ３０が電気的に接続される。この例では、筐体１０において、制御回路基板５１は、モータ３０を収容する空間Ｓ１と、電源回路基板５２を収容する空間Ｓ２と、の間の空間Ｓ３に配置されている。すなわち、空間Ｓ１はカバー１２内に規定され、空間Ｓ２及びＳ３はハウジング１１内に規定される。

【0020】

制御回路基板５１には、例えばモータ３０の動作の制御や無線通信、タイマー等の機能を実行するための電子部品が実装されている。後述するように、この電子機器１がスマート家電に組み込まれた場合、電子機器１は、例えばスマート家電のユーザのスマートフォンと無線通信することができる。無線通信には例えばBluetooth（登録商標）やWi-Fi（登録商標）等が含まれる。ユーザは自身のスマートフォンを通じて電子機器１の動作を制御することができる。具体的には、ユーザは、モータ３０の回転数、回転方向、回転の開始及び終了等を、例えば自宅以外の外出先等の遠隔から制御することができる。

【0021】

図５は、一具体例に係る換気扇ユニット６０の構造を概略的に示す部分断面図である。換気扇ユニット６０は、上述した電子機器１と、電子機器１のシャフト３１に取り付けられたファン６１と、を備える。ファン６１は例えばプロペラファンを含む。ファン６１は、例えばハブ６２と、ハブ６２から径方向に延在する複数の羽根（以下、プロペラと呼称する）６３と、を備える。この例では、ハブ６２は筒状に形成される。ハブ６２は、モータ３０のシャフト３１に取り付けられている。この例では、ハブ６２は、後述するように、シャフト３１に取り付けられたブッシュ４２の小径部４２ｂに例えば圧入により取り付けられる。

【0022】

電子機器１の筐体１０は換気扇ユニット６０の筐体（図示せず）に取り付けられる。ユーザは、自身のスマートフォンを介して換気扇ユニット６０のオンオフ（モータ３０のオンオフ制御）や給気及び排気の切り替え（モータ３０の回転方向の切り替え制御）、換気扇ユニット６０の強弱の切り替え（モータ３０の回転数の制御）、換気扇６０のオンオフのタイマー制御等を制御することができる。こうしてユーザは例えば自宅の換気を遠隔から制御することができる。なお、換気扇ユニット６０は、温湿度センサや風量センサ（いずれも図示せず）からの出力に応じて自動的に制御されてもよい。

【0023】

こうした換気扇ユニット６０の組み立てに際して、完成品の電子機器１にファン６１が取り付けられる。ファン６１のハブ６２は、例えばシャフト３１の上方向ＵＤから下方向ＤＤに向かってシャフト３１及びブッシュ４２の小径部４２ｂに圧入される。このとき、回転軸線ｘに沿ってシャフト３１が下方向ＤＤに筐体１０内に（図５の矢印Ａの方向に）押し込まれようとすると、ブッシュ４２の大径部４２ａの下面がカバー１２の上面１７ｂに受け止められる。その結果、モータ３０内へのシャフト３１の過度の押し込みを確実に防止することができる。シャフト３１の押し込みによる軸受４０、４１の損傷を確実に回避することができる。

【0024】

特に、例えばコイルばね等を用いて軸受４０、４１に予圧が加えられている場合、シャフト３１には回転軸線ｘの軸線方向においてわずかな変位が許容されている。本実施形態に係る電子機器１では、モータ３０が筐体１０内に既に組み込まれており、シャフト３１の下方向ＤＤの内端はなにも支持されていない。このような場合、ブッシュ４２の存在によって、シャフト３１へのファン６１の取り付け時にシャフト３１の筐体１０内への押し込みによる変位は、ブッシュ４２の大径部４２ａの下面とカバー１２の上面１７ｂとの間の隙間分のみに抑制することができる。したがって、モータ３０内へのシャフト３１の過度の押し込みを確実に防止することができる。

【0025】

以上のような電子機器１では、ブッシュ４２は、寸法精度の観点から金属材料から形成されたが、例えば樹脂材料から一体的に形成されてもよい。この場合、ブッシュ４２は例えば接着剤等によってシャフト３１に取り付けられてもよい。また、上述した例では、ブッシュ４２の小径部４２ｂはシャフト３１の上端までを完全に覆っていたが、小径部４２ｂはシャフト３１の上端まで覆わなくてもよい。すなわち、小径部４２ｂの上端から上方向ＵＤにシャフト３１の一部が露出してもよい。この場合、例えばファン６１のハブ６２はシャフト３１のみに圧入されてもよい。また、シャフト３１は、カバー１３に設けられた軸受４０に回転自在に支持されていても構わない。

【0026】

以上、上記実施形態を通じて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に様々な変更又は改良を加えることができることが当業者には明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0027】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。上記実施形態が備える各構成要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。また、技術的に矛盾しない範囲において、異なる実施形態で示した構成要素同士を部分的に置換し又は組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0028】

１ 電子機器、１０ 筐体、１１ ハウジング、１２ カバー、１３ 側壁部、１４ 底部、１５ 筒部、１６ フランジ部、１６ａ 貫通孔、１７ 上部、１７ａ 孔、１７ｂ 上面、１８ ねじ孔、１９ ねじ、２０ ボス部、２１ 貫通孔、２２ ねじ、３０ モータ、３１ シャフト、３２ ケース、３２ａ 上部、３２ｂ ねじ孔、３２ｃ 貫通孔、３３ ステータ、３４ ロータ、３５ ベース、３５ａ 環状部、３５ｂ スリーブ、３６ ステータコア、３７ コイル、３８ ホルダ、３８ａ 環状部、３８ｂ 円筒部、３９ マグネット、４０ 軸受、４１ 軸受、４２ ブッシュ、４２ａ 大径部、４２ｂ 小径部、５０ 電子部品、５１ 制御回路基板（制御回路）、５２ 電源回路基板（電源回路）、６０ 換気扇ユニット、６１ ファン、６２ ハブ、６３ プロペラ、ＤＤ 下方向、ＩＤ 内周方向、ＯＤ 外周方向、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 空間、ＵＤ 上方向、ｘ 回転軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】