JP2001526563A - ダクト式フロー・ヘア・ドライヤー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 軸流ヘア・ドライヤー（１０）は、主ハウジング（２０）、およびそれに固定された外側ダクト（２４）を含み、外側ダクト（２４）の軸は主ハウジング（２０）の軸と一致し、主ハウジング（２０）の軸流出口（２７）は、主ハウジング（２０）と外側ダクト（２４）の間に環状空気取入れ口（２６）を形成するように、外側ダクト（２４）内で配置される。第１のファン・ステージ（１００）および第１のステータ・ステージ（１５０）は主ハウジング（２０）内に配置され、第２のファン・ステージ（２００）および第２のステータ・ステージ（２５０）は外側ダクト（２４）内に配置される。主ハウジング（２０）から垂下するハンドルは、モータ（３６）が発生する雑音の伝搬を阻止するために振動吸収材を使用して取り付けられたモータ（３６）を保持する。抵抗加熱ワイヤ（７０）を第１のステータ・ステージ（１５０）の羽根の周りに巻き付け、エア・ドライヤー（１０）を通って流れる空気を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】 名称 ダクト式フロー・ヘア・ドライヤー 発明の背景 発明の分野 本発明はヘア・ドライヤーに関し、さらに詳細には手持ち式のダクト式軸流ヘ ア・ドライヤーに関する。 関連技術の説明 消費者が使用するためのヘア・ドライヤーを提供するための無数の様々な手法 がある。このようなヘア・ドライヤーについて第１に考えるべきことは、それら が使用者の髪から水を蒸発させるのに十分な量の加熱空気の流れを提供すること である。 この目的は、通常は、抵抗コイルなどの加熱装置を介して出口に向けて空気を 送る送風機を使用して実現される。軸流送風機および遠心送風機はともに、既知 のヘア・ドライヤーで使用されている。例えば、軸流インペラを使用したヘア・ ドライヤーを開示する、米国特許第４６７８４１０号およびドイツ特許第ＤＴ２ ５２９８１７号、ならびに遠心流インペラを使用したヘア・ドライヤーを開示す る米国特許第３９４３３２９号および英国特許第１５１９６５２号を参照された い。 手持ち式ヘア・ドライヤーは長年にわたって広く使用されており、消費者市場 で広く受け入れられていることが分かっている。市場が成熟するにつれて、商業 的に成功するためには、ヘア・ドライヤーの主な仕事すなわち髪の乾燥を行う能 力を高めながら、静かで安全に使用できる装置を提供することが必要となってき た。 乾燥能力を高めるために、明らかにうまくいく１つの手法は、単純に装置から 放出される空気の熱を高くすることである。この手法には、使用者が火傷する可 能性が高くなるという欠点がある。ドライヤーの出口の周り にダクティングを設けて雰囲気を流出（ｅｘｉｔ）空気流に注入することにより 、この短所を改善する試みがいくつかなされている。例えば、米国特許第３２８ ４６１１号を参照されたい。また、米国特許第３９４３３２９号も、安全上の理 由からヘア・ドライヤーの出口の周りに設けられたダクティングを開示している 。このタイプのパッシブ（ｐａｓｓｉｖｅ）・ダクティングを備えたヘア・ドラ イヤーは、使用者の髪を乾かすための流体流の量をそれほど増加させない。 したがって、使用者がけがをする危険が低下する程度までこのようなダクティ ングを使用すると、流出空気が使用者の髪を乾燥させる効果も低下する。つまり 、これは、乾燥を行うために利用できる空気の量をそれほど増加させずに、使用 者の髪に向けて送られる空気の温度を下げる。 ダクティング配列は、別個のシェルをヘア・ドライヤーの出口に取り付ける米 国特許第５３１７８１５号にも示されている。このシェルは、ヘア・ドライヤー からの流出空気によって回転するインペラ羽根を含み、そのハウジングの後部の 穴を介して流れに雰囲気を誘導すると述べられている。シェルの出口がヘア・ド ライヤーの出口より大きいので、空気流の断面積は大きくなる。しかし、流体力 学の原理および物理の法則に詳しい者なら、ヘア・ドライヤーからの流出空気で インペラ羽根を駆動しても、空気流に追加のエネルギーが与えられないことを理 解するであろう。したがって、これは空気流の量をわずかに増加させることがで きるが、その増加は、雰囲気を流れに混入して空気の温度を低下させたことによ って引き起こされた乾燥効果の損失を埋め合わせるのに十分なほど有意なもので はない。 単純に回転する送風機の速度を高めることによって、空気流の量を増加させる ことができることは明らかである。しかし、これはヘア・ドライヤーが発生する 雑音の量を増加させる。周知の原理によれば、回転する構成部品によって引き起 こされるいわゆる「ダイポール雑音（ｄｉｐｏｌｅ ｎｏｉｓｅ）」Ｎ_dbは、 Ｎ_db∝ω⁶ （１） の関係を満たす。 式（１）から、ダイポール雑音は、ヘア・ドライヤーの流れ発生構成部品の回 転速度ωの６乗に比例することが分かる。したがって、回転速度ωの極めてわず かな増加または減少が、ヘア・ドライヤーが発生するダイポール雑音に大きな影 響を与えることになる。ドライヤーの出口で雰囲気と混合する空気流が発生する ジェット雑音（ｊｅｔ ｎｏｉｓｅ）も、ヘア・ドライヤーの使用者が知覚する 雑音の一因となる。 比較的低いヘア・ドライヤーの空気流の速度では、ダイポール雑音が主な雑音 源となる。ただし、ジェット雑音は、空気流速度の８乗（すなわちＵ⁸）に比例 するので、ヘア・ドライヤーから出る空気流の速度を低下させることによって、 かなり減少させることができる。一方、空気流速度を低下させることによってヘ ア・ドライヤーの乾燥能力が損なわれないことも同様に重要である。 ロータ・エレメントおよびステータ・エレメントを備えた軸流インペラを使用 することにより、ヘア・ドライヤーのダイポール雑音を減少させることができる ことが分かっている。例えば、米国特許第４６７８４１０号を参照されたい。ま た、連続したロータ・ステージおよびステータ・ステージを備えた多段式軸流イ ンペラも使用されている。例えばドイツ特許第ＤＴ２５２９８１７号を参照され たい。 しかし、こうした配列は基本的に、より広く使用されている遠心送風機が提供 する空気流と同様の空気流を提供するために使用される。これらは、より低い送 風機の回転速度で同じ空気流を生み出すことはできるが、遠心送風機を使用した ヘア・ドライヤーに固有の問題を解決するための異なる手法にはならない。つま り、これらは、回転速度を高めても大幅に大きな空気流量を生み出すことしかで きず、ヒータ（したがって空気）の温度を高めなければ乾燥効果を高めることは できない。 次世代のヘア・ドライヤーに移行するために必要とされているのは、雑音レベ ルを最低限（ｂａｒｅｓｔ ｍｉｎｉｍｕｍ）まで低下させながら、最適な空気 流量を提供し、空気流の速度を低下させることができ、また適当な量の熱を効率 的に導入できるようにする構造である。 発明の簡単な説明 本発明の目的は、従来のヘア・ドライヤーの構造および手法に固有の制限を克 服することにより、これらの目的を達成することである。 本発明の一態様によれば、軸流ヘア・ドライヤーは、空気入口および空気出口 を有する空気流通路を形成するハウジングと、このハウジング中に配置された、 ハウジングの入口から出口までの空気流を発生させるための第１の軸流インペラ と、空気入口および空気出口を有する外側ダクトであって、ハウジングとその外 側ダクトの間に環状空気取入れ口を形成するようにハウジングの空気出口が配置 された状態で、ハウジングに固定された外側ダクトと、この外側ダクト中に配置 された、環状空気取入れ口を通る外側ダクトの出口までの空気流を発生させるた めの第２の軸流インペラと、第１の軸流インペラおよび第２の軸流インペラに動 力を供給する駆動手段と、このヘア・ドライヤーを通って流れる空気を加熱する 加熱手段とを含む。 より詳細な態様では、本発明による軸流ヘア・ドライヤーは、そこから垂下す るハンドルを含む、軸、空気入口、および空気出口を有する空気流通路を形成す るハウジングと、このハウジング中に配置された、ハウジングの入口から出口ま での一般にその軸に沿った空気流を発生させるための第１の軸流インペラを含む 、一体に溶接された第１のファン・ステージと、ハウジング中の第１のファン・ ステージの下流側に配置されたステータ・ステージであって、ハウジングの軸で ハブに接続され、かつハウジングに剛性に固定された径方向に延びる複数の平ら なステータ羽根を有する、一体に溶接された第１のステータ・ステージと、ハウ ジングの軸とほぼ一致する軸を有し、かつ空気入口および空気出口を有する空気 流通路を形成する外側ダクトであって、ハウジングと外側ダクトの間に環状空気 ダクトを形成するようにハウジングの空気出口が外側ダクト内で配置された状態 で、ハウジングに剛性に固定された外側ダクトと、この外側ダクト中に配置され た、環状空気取入れ口を通る外側ダクトの出口までの空気流を発生させ るための第２の軸流インペラを含むファン・ステージであって、第２の軸流イン ペラが、ハウジングによって形成された空気流通路の延長部となる環状シュラウ ドによって分離された複数の内側ブレードおよび複数の外側ブレードを含む、一 体に溶接された第２のファン・ステージと、外側ダクト中の第２のファン・ステ ージの下流側に配置されたステータ・ステージであって、外側ダクトの軸でハブ に接続され、かつ第２のファン・ステージの環状シュラウドによって形成された 延長された空気流通路の延長部となる環状シュラウドに接続された、径方向に延 びる複数の平らな内側羽根、および外側ダクトに剛性に固定され、かつ環状シュ ラウドに接続された径方向に延びる複数の平らな外側羽根を含む、一体に溶接さ れた第２のステータ・ステージと、それとハンドルの間に振動吸収材を挟んだ状 態でハンドル内部に取り付けられたモータと、第１のステータ・ステージのハブ および第２のステータ・ステージのハブ中に回転可能に取り付けられた駆動シャ フトであって、第１のファン・ステージおよび第２のステータ・ステージがそれ とともに回転するように取り付けられた駆動シャフトと、モータから駆動シャフ トに動力を供給する可撓性シャフトと、エア・ドライヤーを通って流れる空気を 加熱する抵抗加熱手段とを含む。 図面の簡単な説明 本発明の目的は、添付の図面に関連して以下の本発明の好ましい実施形態の詳 細な説明を読めば、よりよく理解されるであろう。図面全体で同じ参照符は同じ 部分を指す。以下は、添付の詳細な説明で使用する図面の簡単な説明である。 図１は、本発明を組み込んだヘア・ドライヤーの好ましい実施形態の全体図で ある。 図２は、図１に示すヘア・ドライヤーの分解斜視図である。 図３は、図１に示すヘア・ドライヤーの軸に沿ってとった断面図である。 図４は、図２に示すヘア・ドライヤーの第１のファン・ステージ１００の詳細 図であり、図４Ａは第１のファン・ステージの斜視図、図４Ｂは正 面図である。 図５は、図２に示すヘア・ドライヤーの第１のステータ・ステージ１５０の詳 細図であり、図５Ａは第１のステータ・ステージの正面図、図５Ｂは図５Ａの線 ５Ｂ−５Ｂに沿ってとった断面図である。 図６は、図２に示すヘア・ドライヤーの第２のファン・ステージ２０の詳細図 であり、図６Ａは第２のファン・ステージの斜視図、図６Ｂは後面図である。 図７は、図２に示すヘア・ドライヤーの第２のステータ・ステージ２５０の詳 細図であり、図７Ａは第２のステータ・ステージの後面図、図７Ｂは図７Ａの線 ７Ｂ−７Ｂに沿ってとった断面図である。 好ましい実施形態の詳細な説明 図１から図３を参照すると、本発明の一実施形態によるヘア・ドライヤー１０ は、空気入口２２を備えた主ハウジング２０を含む。ヘア・ドライヤー１０は、 主ハウジング２０の一部分に重なって、主ハウジング２０の外面と外側ダクト２ ４の内面の間に環状空気取入れ口２６を形成する、外側空気ダクト２４も含む。 つまり、この実施形態では、主ハウジング２０の出口２７は、外側ダクト２４内 に配置される。外側ダクト２４は空気出口２８で終端する。主ハウジング２０お よび外側ダクト２４は、以下により詳細に述べる軸流インペラ・システムを組み 込む。 主ハウジング２０は、前部ハウジング３０および後部カバー３２の２つの部分 から形成される。前部ハウジング３０および後部ハウジング３２は、プラスチッ クを射出成形した一体型ユニットであり、図１および図３に示すように結合して 、主ハウジング２０、および主ハウジング２０から一体となって垂下する中空ハ ンドル３４を形成する。 図３は、前部ハウジング３０および後部カバー３２がどのようにして結合し、 主ハウジング２０、および主ハウジング２０から垂下する中空ハンドル３４を形 成するかを示している。前部ハウジング３０は、その開いた後面の周りに、フラ ンジ３０ａを形成する薄い部分を有し、後部カバー３ ２は、その開いた前面の周縁部の内側に、アンダーカット部分３２ａを有する。 アンダーカット部分３２ａは前部ハウジング３０上の外部フランジ３０ａの上に 嵌合し、後部カバー３２および前部ハウジング３０は、ねじ３５を前部ハウジン グ３０のハンドル部分の座ぐり３０ｂに通し、後部カバー３２のハンドル部分の ボス３２ｂ中にねじ込むことによって、一体となって固定される。 協働するフランジ３０ａおよびアンダーカット部分３２ａは、前部ハウジング ３０および後部カバー３２を互いに対して相対的に確実に位置づける。ねじ３５ は、前部ハウジングと後部カバーを脱着可能に１つに固定する。フランジ３０ａ およびアンダーカット部分３２ａにより、それらの外側表面を同一面にして、前 部ハウジング３０および後部カバー３２を１つに固定することができる。 モータ３６はハンドル３４中に配置される。これによりヘア・ドライヤーの残 りの構造から音響的にモータを隔離することができるので、これは本発明の重要 な特徴である。図３に示す実施形態では、モータ３６は、図示の形状になるよう に曲げた適当な金属シートで作成したモータ・ブラケット３７に取り付けられる 。モータ・ブラケットは、ブラケット３７中にねじ込んだ皿頭ねじ３７ａを使用 して、前部ハウジング３０のハンドル部分３４に固定される。別法として、これ らのねじは、ブラケット３７の反対側の止めナット中にねじ込むこともできる。 モータ３６は、ブラケット３７とモータ３６の間に緩衝器３８をはさんで、ブラ ケット３７に固定される。緩衝器３８は、適当なゴム化合物、またはその他適当 な任意の振動吸収材にすることができる。ボルト３８ａはブラケット３７を通り 、モータ・ハウジング中にねじ込まれ、緩衝器３８を間にはさんだ状態でモータ をブラケット３７上に保持する。もちろん、ねじ３７ａに関連して上述したよう に、代替固定技術を使用することもできる。緩衝器によってモータ３６から隔離 されるブラケットを使用する代わりに、モータを適所に保持することができるポ リウレタン・フォームなどの振動吸収材で完全にモータを囲むことによって、モ ータを取り付けることもできる。 以下でより詳細に論じるように、本発明によるヘア・ドライヤー独自の流体流 特性により、軸の離れた駆動モータを備えた軸流インペラ・システムを利用する ことが可能となる。したがって、モータの動作に固有の雑音および振動から使用 者を隔離するために、上記で論じたものの１つなどの適当な取付け配列を利用す ることができる位置にモータを配置することによって、このヘア・ドライヤーの 流体流特性によって可能となる雑音の低減をさらに改善することができる。 ハンドル３４は、モータ３６および以下で詳細に論じる抵抗加熱素子に電力を 供給するための従来の回路も含む。オンオフ・スイッチ３９は、従来通りハンド ル上に配置される。このスイッチは、図示のトグル・スイッチにすることも、そ の他の形態をとることもできるが、いずれの場合にも、通常は、オペレータが最 大限便利に使用できるようにするために、複数のパワー設定（すなわち送風機速 度／加熱電流の組合せ）に対応する複数の位置を有することになる。この目的の ために複数のパワー設定を提供するのに必要な回路は、従来通りの設計であり、 当業者の技能の範囲内である。したがって、これについての詳細な説明は本明細 書に含めない。 本発明のヘア・ドライヤーの多段式のダクト式軸流構造は、主ハウジング２０ および外側空気ダクト２４によって形成されたダクト中に、複数のファンおよび ステータのステージを含む。これらのステージは、第１のファン・ステージ１０ ０、第１のステータ・ステージ１５０、第２のファン・ステージ２００、第２の ステータ・ステージ２５０、およびダクト・ステータ・ステージ３００である。 ファン・ステージ１００および２００は、以下で詳細に論じるような方法でステ ータ・ステージ１５０および２５０によって回転可能に支持された軸方向駆動シ ャフト４０に取り付けられる。可撓性シャフト４２は、モータ３６から駆動シャ フト４０に動力を供給する駆動機構となる。 図２は、ダクト・ステータ・ステージ３００を詳細に示している。これは、前 部ハウジング３０と一体に成形した７枚の羽根３０１、３０２、３０３、３０４ 、３０５、３０６、および３０７を含む。図３に示すように、 外側ダクト２４の大直径入口端部は羽根３０１〜３０７の上に嵌合する。これを ここに適当に固定して、外側ダクトを前部ハウジング上に取り付ける。外側ダク ト２４は、プラスチックを射出成形した一体部品である。これは、熱溶接によっ て、または接着剤を用いて、あるいはその両方によって、羽根３０１〜３０７に 固定される。もちろん、その他の材料および取付け技術を使用することもできる 。 図４は、第１のファン・ステージ１００を詳細に示す図である。第１のファン ・ステージは、ハブ１１０に取り付けられた５枚のブレード１０４、１０５、１ ０６、１０７、および１０８を有する軸流インペラである。ファン・ブレード１ ０４〜１０８は図４に示す形状を有する。第１のファン・ステージは、射出成形 した一体プラスチック部品にすることもできるので好都合である。 図５に詳細に示す第１のステータ・ステージ１５０は、第１のファン・ステー ジ１００のすぐ下流側に位置する。第１のステータ・ステージは、３枚の羽根１ ５２、１５３、および１５４を含む。羽根１５２〜１５４は、ハブ１５６と外側 エンベロープ１５８の間で径方向に延びる。第１のステータ・ステージ１５０全 体は、適当な材料から一体として成形される。外側エンベロープ１５８の輪郭は 一般に、主ハウジング２０の前部ハウジング３０の輪郭と一致する。外側エンベ ロープ１５８は、第１のステータ・ステージを前部ハウジング３０中で角度につ いて確実に位置づけるために前部ハウジング３０の協働する軸方向の溝１６４（ 図３参照）中に嵌合する、軸方向に延びるリッジ１６０、１６１、および１６２ を含む。 このような位置づけシステムが好ましいのは、前部ハウジング３０が、第１の ステータ・ステージを取り付ける位置でその軸について完全に対称ではないから である。つまり、ハンドル３４を主ハウジングの一部として含めることにより、 ハンドルを含む部分に滑らかに移行する主ハウジングの底部部分が円筒形でなく なる。その結果として、外側エンベロープ１５８は、エンベロープの周縁部全体 ではハウジング３０の内側表面と接触しなくなる。 したがって、２枚の羽根１５３および１５４は１５０°離間し、第１の羽根１ ５２を含むステータ１５０の直径について対称となる。こうして、羽根１５２〜 １５４は全て、後述の方法でドライヤーの駆動シャフトを支持するという構造上 の目的を果たし、ハウジング３０によって確実に支持される。 図６は、ハウジング３０の端部のすぐ先に設けられた第２のファン・ステージ ２００を示している。第２のファン・ステージは、ハブ２０７から外向きに延び る５枚の等間隔の内側ブレード２０２ｉ、２０３ｉ、２０４ｉ、２０５ｉ、およ び２０６ｉと、５枚の等間隔の外側ブレード２０２ｏ、２０３ｏ、２０４ｏ、２ ０５ｏ、および２０６ｏとを含み、これらはそれぞれ、同じ番号の対応する内側 ブレードの延長として外向きに延びる。内側および外側のロータ・ブレードを分 離するのは、ハウジング３０の延長部を形成する環状シュラウド２０８である。 つまり、ハウジング３０の端部とシュラウド２０８の間に軸方向の隙間があるこ とを除けば、シュラウドは、前部ハウジング３０がもたらす内側空気ダクトの一 部を形成する。この第２のファン・ステージ２００は、プラスチックを使用して １つの部片に射出成形される。 図７は、第２のステータ・ステージ２５０を示している。これは、４枚の等間 隔の内側羽根２５２、２５３、２５４、および２５５と、６枚の等間隔の外側羽 根２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、および２６１とを含む。内側羽根 ２５６〜２６１は、中央ハブ２６２から延び、第２のファン・ステージ２００の 環状シュラウド２０８の延長部を形成する環状シュラウド２６４で終端する。外 側羽根２５６〜２６１は、シュラウド２６４から径方向外向きに延びる。これは 射出成形によって一体成形される。 本発明のヘア・ドライヤーは、通常は以下の方法で組み立てられる。第１のス テータ・ステージ１５０の外側エンベロープ１５８を、前部ハウジング３０中に 、その開いた後面を介して導入する。軸方向リッジ１６０〜１６２を、前部ハウ ジング３０の内側表面の協働する溝の中に挿入するように位置決めする。外側エ ンベロープ１５８を適当な任意の方法で、好ま しくは熱溶接および接着剤の使用によって、前部ハウジングの内側表面に固定す る。ハブ１５６がヘア・ドライヤーの軸方向駆動シャフト４０を支持するための 後部軸受となるので、第１のステータ・ステージ１５０を前部ハウジング３０に しっかりと取り付けることが重要である。 第１のステータ・ステージを前部ハウジング中に組み込む前に、図３に示すよ うに、Ｎｉｃｈｒｏｍｅ^(R)合金ワイヤの抵抗加熱コイル７０を、羽根１５２〜 １５４にそれぞれに巻き付ける。これらのワイヤは、第１のステータ・ステージ １５０を前部ハウジング３０中に組み込んだ後で、適当な方法でハンドル３４中 の電源回路に接続される。 第２のステータ・ステージ２５０を、熱溶接および／または接着剤の使用によ って外側ダクト２４内に固定して取り付け、外側羽根２５６〜２６１を適当な軸 方向の位置で外側ダクトの内壁にしっかりと固定する。この場合も、ハブ２６２ が後述の方法で駆動シャフト４０のための軸受となるので、第２のステータ・ス テージを固定して剛性に外側ダクトに取り付け、剛性構造が形成されるようにす ることが重要である。 外側ダクトをダクト・ステータ・ステージを形成する羽根３０１〜３０７上に 位置決めしながら、第２のファン・ステージ２００のハブ２０７が適当な方法で その上に固定された駆動シャフト４０を第１のステータ・ステージ１５０のハブ １５６を介して挿入し、適所に保持する。 駆動シャフト４０の末端を、中央開口を通して第２のステータ・ステージのハ ブ２６２中に導入し、外側ダクトを熱溶接および／または接着剤の使用によって 羽根３０１〜３０７に固定する。このようにして、２つのステータ・ステージ１ ５０および２５０、前部ハウジング３０、ならびに外側ダクト２４は、ハブ１５ ６および２６２中で回転可能に駆動シャフト４０を支持する剛性の永久アセンブ リとなる。 各ハブは、青銅のインサートやＴｅｆｌｏｎ^(R)ポリマーのコーティングなど 、シャフト４０と軸受面の摩擦を低減させるのに適した軸受面を含む。協働する Ｔｅｆｌｏｎ^(R)ポリマーのスリーブ４４および４６を使用することもできる。 その場合には、駆動シャフトに加わる回転運動の力が ファン・ステージの回転を引き起こすように、それらは、駆動シャフト、ならび に第１および第２のファン・ステージそれぞれのハブ１１０および２０７に剛性 に固定される。駆動シャフトは、そのシャフトの周囲の溝に嵌合するリング・ク リップ（図示せず）など適当な方法で、軸方向に移動しないようにも固定される 。 次いで、第１のファン・ステージを、第１のステータ・ステージ１５０を越え て延びる駆動シャフト４０の末端に固定する。可撓性シャフト４２をモータ３６ と駆動シャフト４０の間に適当な方法で固定し、後部カバー３２を前部ハウジン グに取り付け、ヘア・ドライヤー１０を完成させる。 第１のステータ・ステージの羽根１５２〜１５４にＮｉｃｈｒｏｍｅ^(R)合金 ワイヤを巻き付けた（図３参照）のと同様に、そのステータの羽根の一部または 全てに抵抗加熱コイルを巻き付けることにより、第２のステータ・ステージ２５ ０を使用して、追加の熱容量を提供することができることに気付くであろう。そ の場合には、第２のステータ・ステージは適当な材料で作成され、ワイヤは、所 望の動作をもたらすのに適した方法で電源回路に接続される。例えば、最大の空 気流で、両ステータ・ステージ上の全ての加熱コイルを活動化して最大限の乾燥 能力をもたらすこともできる。本明細書でこれ以上詳細に説明しなくても、当業 者なら空気流量および熱入力の適当な組合せを生み出すことができる。 後部カバー３２の空気取入れ口２２、および外側ダクト２４の端部の空気出口 ２８は、適当な防護を必要とすることがある。これは、通常は、使用者の指が通 るには小さすぎる径方向に延びるスロット（図示せず）、または金属スクリーン 、あるいはその両方を空気入口に形成するかたちで設けられることになる。空気 出口についても同様である。こうした安全機構は、業界標準によって大きく左右 され、本発明のヘア・ドライヤーは、どのようなこうした安全要件にも容易に適 合することができる。 本発明の利点は、その回転部分の回転速度を最低限に抑えながらドライヤーの 空気流量(ｍａｓｓ ｆｌｏｗ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｙｅｒ'ｓ ａｉｒ ｔｈｒ ｏｕｇｈｐｕｔ)を最大限にするように、ヘア・ドライヤー の空気の特徴を調整することができる点である。複数のロータ・ステージを使用 し、環状空気取入れ口２６を設けることで、所与の回転速度でヘア・ドライヤー を通る空気の質量流量は大幅に増加する。例えば、現在市販されているヘア・ド ライヤーは、通常は約１００００ｒｐｍ、時にはこれよりさらに速い速度で作動 する。本発明は、現在市販されているヘア・ドライヤーの２分の１程度の回転速 度で、この質量流量を２倍にすることができる。 図示の構成を有するヘア・ドライヤーの所望の流れの特徴をもたらす数学的技 法は、当業者には周知である。ハウジング２０および外側ダクト２４の形状、そ れらの間の環状ダクト６８の軸方向の長さ、およびこの環状ダクトの軸方向の面 積の変化、ステータ・ステージおよびロータ・ステージの数、ならびにそれぞれ のブレードの形状および数は全て、既知の空気力学および流体力学の原理を使用 して当業者が選択することができる。 どのようにすれば様々な部分の構成を決定することができるかという一例を、 例示を目的として与える。本発明の範囲内でその他の構成も可能であることを理 解されたい。 典型的な出発点は、駆動シャフト４０、したがって２つのファン・ステージ１ ００および２００の回転速度ωである。ω_max＝５０００ｒｐｍ（毎分回転数） を選択することにより、ヘア・ドライヤーが発生する雑音を最小限に抑えること が望ましいこともある。熱出力は、式 の、周囲からの温度上昇である。Ｃ_pは既知の空気の特性であり、空気の最高流 出温度は、Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｉｎｃ．が 公表した仕様書に体系化された業界標準によって設定される。 これは、流出温度が約７０℃の場合には所要空気流量ｍ＝０．０３ｍ³／秒を生 じる。 既知の式を軸流ファン設計について使用して、各ファン・ステージの構成を決 定することができる。もちろん、これはファン・ステージの数が選択されている ことを前提としている。本明細書に示す本発明の実施形態では、２つのファン・ ステージを備えたヘア・ドライヤーが示してある。複雑になるのを避けるために 、特定の設計選択をファン・ステージ中に組み込むこともできる。例えば、ブレ ードは、基本的に平らに（つまり、反りを最小限に抑えて）作成することができ る。第１および第２のファン・ステージを協調して設計しなければならないこと を認識することは重要である。例えば、第２のファン・ステージのブレードの入 射角は一般に第１のファン・ステージのブレードの入射角より大きくなければな らないことが分かっている。理想的な構成は、ヘア・ドライヤー中の任意の所与 の軸方向位置で、径方向に一様な速度プロフィルを生み出すことになる。 ステータ・ステージについて言うと、この実施形態では、これらは平らな羽根 によってもたらされるが、本発明は平らなステータ羽根の使用に限定されない。 周知のように、ステータは、ファンから出る流れをまっすぐにする、または「渦 巻かせ（ｄｅｓｗｉｒｌ）」、流れ中の運動エネルギーを回復する。つまり、フ ァン・ステージから出た後で、空気流は、その軸方向の運動エネルギーを損なう 複雑な速度分布を有する。ステータ・ステージは、流れを再度方向付けし、この 運動エネルギーを回復する。ダクト・ステータ・ステージ３００の羽根３０１〜 ３０７は、第２のファン・ステージの外側ブレード２０２ｏ〜２０６ｏ中に、最 適な迎え角で流れを方向付けするのに役立つ。 ダクトの空気流の包絡線も、既知の技術上の設計原理に従って選択される。空 気流の流出速度はこの点で重要なパラメータである。流出速度の大きさに消費者 が課す特定の実用上の制限があること、およびある一定の最小値の流出速度を有 する技術上の理由があることは当業者には分かるであろう。 しかし、ヘア・ドライヤーを通る全質量流量が決定されれば、望ましい流出速 度を知ってダクトの必要な寸法を決定することができる。本明細書 に示す実施形態では、主ハウジング３０は、第１のファン・ステージ１００の下 流側端部まで延びる円筒形入口部分を有する。この場合、流れの包絡線は３次関 数、すなわちｄ＝ｆ（ｘ^1/3）であり、ここでｄは主ハウジングの直径、ｘはハ ウジングに沿った軸方向距離である。外側ダクト２４もダクトの軸方向距離の３ 次関数として構成される。この輪郭は、ダクトの内壁から流れが分離するのを阻 止するように、経験的に選択される。 各ステージ中のステータ羽根の数は、ファン・ブレードの数と異なることが好 ましい。その数が等しい場合には、ダクトが最小限の遮断(ファン・ブレードが ステータ羽根と同じ角度位置にあるとき)と最大限の遮断(ファン・ブレードがス テータ羽根の間で角度について等間隔になるとき)を受ける状況が周期的に生じ ることになる。使用者は、周期的な雑音源としてこの効果を経験する。異なる数 のステータ羽根およびファン・ブレードを使用すれば、この効果は最小限に抑え られる。また、本発明は、特定のステージで特定数のファン・ブレードまたはス テータ羽根を使用すること、あるいは示したファン・ステージおよびステータ・ ステージの数に限定されないことも述べておく。 上述のように、ヘア・ドライヤーを通って流れる空気は、第１のステータ・ス テージ１５０の羽根１５２〜１５４の周りに巻き付けた抵抗コイル７０によって 加熱される。抵抗コイル７０は、様々な発熱レベルでそれらを付勢することがで きるようにする作動回路中にある。例えば、抵抗コイル７０を低温になるように 付勢すると、空気が中程度の温度に加熱される低熱設定を提供し、また高温にな るように付勢すると、高熱設定を提供する。低熱設定ではファンは低速で回転し 、高熱設定ではファンはそれより速い速度で回転する。 ステータ羽根の周りに抵抗コイルを巻き付けることで、独自の利点がいくつか 提供される。加熱コイルが流れ中で乱流を誘発し、それにより羽根を通過する空 気流の混合を増進し、それによりコイルから空気へのより効率的な熱伝達を促進 するので、これは、空気流と加熱コイルの間の密接な接触を引き起こす。同時に 、抵抗コイルは流れの面積をそれほど減少させ ず、また流れを渦巻かせるステータ羽根の動作に悪影響を与えない。この改善さ れた混合効果により、加熱コイルを流れ中のより小さな領域に集中させることが でき、それにより加熱コイルの両端間での圧力降下が減少する。 ステータ羽根の周りに巻き付ける前にワイヤを渦巻き状にする必要はない。例 えば、ワイヤを平らな断面（ｆｌａｔ ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎ）で作成し 、本明細書で述べたコイル状ワイヤについて示したのと同様にステータ羽根の周 りに巻き付けることもできる。このような配列は、流れを羽根に「つまずかせ（ ｔｒｉｐ）」、それにより乱流を誘発し、混合を改善する働きもする。空気流中 にコイルがあることによって引き起こされる圧力降下をさらに減少させることに なるので、この配列によって、流れはより効率的にヘア・ドライヤー中を流れる ようになる。 ただし、望ましいなら、１つまたは複数の追加の抵抗コイルを流れの経路中に 置くこともできる。追加の加熱コイルを導入する１つの方法は、主ハウジング２ ０中の第１のステータ・ステージ１５０の下流側にグリッドを設けることである 。このグリッドをハウジングに剛性に取り付け、その構造の剛性を増すこともで きる。 本発明の重要な特徴は、モータ３６をハンドル３４中に配置することである。 どのようなヘア・ドライヤーでも、モータはヘア・ドライヤー動作時に発生する 全雑音の一因となる。本発明では、上述のように、ヘア・ドライヤーの構造から モータを隔離することができるハンドル中にモータ３０を配置し、それによりヘ ア・ドライヤーが発生する全体的な雑音を減少させる。従来の軸流エア・ドライ ヤーでは、米国特許第４６７８４１０号およびドイツ特許第ＤＴ２５２９８１７ 号のように、モータは通常はロータ軸の一部となる。これは、空気流が利用でき る空間を減少させ、雑音の遮蔽をより困難にする。 本発明では、複数のロータ・ステージを備えたダクト式軸流ヘア・ドライヤー を使用することで、モータが送出しなければならない回転速度およびトルクを低 下させる。 したがって、モータを、ロータ軸、およびロータ軸に動力を伝達する（ｔｒａ ｎｓｉｅｎｔ）ために使用される駆動機構列から遠隔に位置づけることができる 。 図示の実施形態では、駆動列は、可撓性シャフト４２を含む。この可撓性シャ フトは二重巻き（ｄｏｕｂｌｅ−ｗｏｕｎｄ）ばねであり、ねじり変形に対して は十分な耐性を有するが、剛軟度は低い。当業者には、この可撓性シャフトが、 そのヤング率や断面積などの物理特性によって決まる固有振動数を有することが 分かるであろう。しかし、本発明のヘア・ドライヤーの回転速度は低いので、動 作中に生じる最大回転速度よりはるかに高い固有振動数を可撓性シャフトに持た せることができる。したがって、モータ３６をハンドル３４中に配置し、その取 付け構造から音響的に隔離することができる。 その他の駆動列配列を上述の配列の代わりに用いることもできることを理解さ れたい。例えば、ファン・ステージは、同一駆動シャフト上に取り付ける必要も 、あるいは同じ速度で、または同じ方向に回転する必要もない。さらに、ベルト およびプーリのシステムなど、可撓性シャフト４２以外の伝達機構を使用するこ ともできる。 本発明の好ましい実施形態について図示し説明したが、以下の請求の範囲によ ってのみ定義される本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、特に上述した 以外の様々な修正および変更を加えることができることを理解されたい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空気入口および空気出口を有する空気流通路を形成するハウジングと、 前記ハウジング中に配置された、前記ハウジングの前記入口から前記出口まで の空気流を発生させるための第１の軸流インペラと、 空気入口および空気出口を有する空気流通路を形成する外側ダクトであって、 前記ハウジングと前記外側ダクトの間に環状空気取入れ口を形成するように前記 ハウジングの前記空気出口が配置された状態で、前記ハウジングに固定された外 側ダクトと、 前記外側ダクト中に配置された、前記環状空気取入れ口を通る前記外側ダクト の前記出口までの空気流を発生させるための第２の軸流インペラと、 前記第１の軸流インペラおよび第２の軸流インペラに動力を供給する駆動手段 と、 前記ヘア・ドライヤーを通って流れる空気を加熱する加熱手段と を含む軸流ヘア・ドライヤー。 ２．前記第１の軸流インペラおよび前記第２の軸流インペラが、単一の駆動シャ フト上に取り付けられる、請求項１に記載の軸流ヘア・ドライヤー。 ３．前記駆動手段が、伝達機構によって前記駆動シャフトに接続された電気モー タを含む、請求項２に記載の軸流ヘア・ドライヤー。 ４．前記ハウジングがそれから垂下するハンドルを含み、前記モータが前記ハン ドル中に配置される、請求項３に記載の軸流ヘア・ドライヤー。 ５．前記伝達機構が可撓性駆動部材を含む、請求項４に記載の軸流ヘア・ドライ ヤー。 ６．前記可撓性駆動シャフトがばねを含む、請求項５に記載の軸流ヘア・ドライ ヤー。 ７．前記ハンドルおよび前記モータに接続されたブラケットと、前記ブラケット と前記モータの間に挟まれた振動吸収材とをさらに含む、請求項４に記載の軸流 ヘア・ドライヤー。 ８．前記モータをほぼ取り囲む防音材をさらに含む、請求項４に記載の軸 流ヘア・ドライヤー。 ９．前記ハウジング中の、前記第１の軸流インペラの下流側に位置する第１のス テータ・ステージと、 前記外側ダクト中の、前記軸流インペラの下流側に位置する第２のステータ・ ステージと をさらに含む、請求項２に記載の軸流ヘア・ドライヤー。 １０．前記第２の軸流インペラが、前記ハウジングによって形成された前記空気 流通路の延長部となる環状シュラウドによって分離された、複数の内側ブレード および複数の外側ブレードを含み、 前記第２のステータ・ステージが、前記第２の軸流インペラの前記環状シュラ ウドによって形成された前記延長された空気流通路の延長部となる環状シュラウ ドによって分離された、複数の内側羽根および複数の外側羽根を含む、 請求項９に記載の軸流ヘア・ドライヤー。 １１．前記外側ダクトが前記主ハウジングに剛性接続され、前記第１のステータ ・ステージが前記主ハウジングに剛性接続され、前記第２のステータ・ステージ が前記外側ダクトに剛性接続され、前記駆動シャフトが、回転可能に前記第１お よび第２のステータ・ステージによって取り付けられる、請求項１０に記載の軸 流ヘア・ドライヤー。 １２．前記加熱手段が、前記第１のステータ・ステージの羽根に取り付けられた 抵抗ワイヤを含む、請求項９に記載の軸流ヘア・ドライヤー。 １３．そこから垂下するハンドルを含む、軸、空気入口、および空気出口を有す る空気流通路を形成するハウジングと、 前記ハウジング中に配置された、前記ハウジングの前記入口から前記出口まで の一般にその軸に沿った空気流を発生させるための第１の軸流インペラを含む、 一体に溶接された第１のファン・ステージと、 前記ハウジング中の前記第１のファン・ステージの下流側に配置されたステー タ・ステージであって、前記ハウジングの前記軸でハブに接続され、かつ前記ハ ウジングに剛性に固定された径方向に延びる複数の平らなス テータ羽根を有する、一体に溶接された第１のステータ・ステージと、 前記ハウジングの前記軸とほぼ一致する軸を有し、かつ空気入口および空気出 口を有する空気流通路を形成する外側ダクトであって、前記ハウジングと前記外 側ダクトの間に環状空気ダクトを形成するように前記ハウジングの前記空気出口 が前記外側ダクト内で配置された状態で、前記ハウジングに剛性に固定された外 側ダクトと、 前記外側ダクト中に配置された、前記環状空気ダクトを通る前記外側ダクトの 前記出口までの空気流を発生させるための第２の軸流インペラを含むファン・ス テージであって、前記第２の軸流インペラが、前記ハウジングによって形成され た前記空気流通路の延長部となる環状シュラウドによって分離された複数の内側 ブレードおよび複数の外側ブレードを含む、一体に溶接された第２のファン・ス テージと、 前記外側ダクト中の前記第２のファン・ステージの下流側に配置されたステー タ・ステージであって、前記外側ダクトの前記軸でハブに接続され、かつ前記第 ２のファン・ステージの前記環状シュラウドによって形成された前記延長された 空気流通路の延長部となる環状シュラウドに接続された、径方向に延びる複数の 平らな内側羽根、および前記外側ダクトに剛性に固定され、かつ前記環状シュラ ウドに接続された径方向に延びる複数の平らな外側羽根を含む、一体に溶接され た第２のステータ・ステージと、 それと前記ハンドルの間に振動吸収材を挟んだ状態で前記ハンドル内部に取り 付けられたモータと、 前記第１のステータ・ステージの前記ハブおよび前記第２のステータ・ステー ジの前記ハブ中に回転可能に取り付けられた駆動シャフトであって、前記第１の ファン・ステージおよび前記第２のステータ・ステージがそれとともに回転する ように取り付けられた駆動シャフトと、 前記モータから前記駆動シャフトに動力を供給する可撓性シャフトと、 前記エア・ドライヤーを通って流れる空気を加熱する抵抗加熱手段とを含む、 軸流ヘア・ドライヤー。 １４．前記ハウジングが、前記第１のステータ・ステージがその中に固定 された前部ハウジング、および前記空気入口をその中に有する後部を含み、前記 前部ハウジングが、前記空気出口付近に径方向外向きに延びる複数の平らなステ ータ羽根を含み、これらのステータ羽根に前記外側ダクトが剛性に固定される、 請求項１３に記載の軸流ヘア・ドライヤー。 １５．前記可撓性駆動シャフトがばねである、請求項１４に記載の軸流ヘア・ド ライヤー。 １６．前記モータが、ゴム製の緩衝器をそれとモータの間に有するブラケットに 固定され、前記ブラケットが前記前部ハウジングに固定される、請求項１５に記 載の軸流ヘア・ドライヤー。 １７．前記抵抗加熱手段が、前記ハウジング内に配置されたワイヤ・コイルを含 む、請求項１４に記載の軸流ヘア・ドライヤー。