JP2014033610A - モータ用マウント - Google Patents

Abstract

【課題】電気モータによって生じる騒音を低減することができるモータ用マウントを提供する。
【解決手段】本発明は、電気モータ用のマウントに関する。本発明によるマウントは、電気モータ(16)を受入れるスリーブ(4)を有し、スリーブ(4)は、その表面から突出する複数の要素(20)を含み、複数の要素(20)は、頂部(24)を有する。要素(20)は、円錐形であってもよいし、底面が多角形の錐体形であってもよい。頂部(24)の角度は２０〜１７０度の間にある。複数の要素(20)は、スリーブ(4)の半径方向外面(22)にのみ設けられることが好ましい。スリーブ(4)の半径方向内面(23)は平滑であることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ用のマウントに関し、より好ましくは、電気モータ用のマウントに関する。

電気モータは、次第に高性能になっており、最新の設計では、益々高い回転速度を可能にしている。電気モータのこのような１つの設計は、手持ち式真空掃除機の分野で出願人によって使用されているブラシレスＤＣモータであり、このブラシレスＤＣモータは、１０００００ｒｐｍの領域の回転速度で駆動可能である。

真空掃除機のように流体が移動する適用例における高速モータの使用は、技術的に魅力的であり、その理由は、物理的に小型のモータを備えたファンユニットは、小型であるにもかかわらず極めて高い流量を発生させることができるからである。

しかしながら、全てのモータは、それが回転するときに振動を発生させ、このような高速モータにおいては、モータによって生じる騒音、従って、すぐ近くの環境に伝達される騒音を低減することが特に技術的な課題である。このことは、ブラシレスＤＣモータの場合に特に当てはまり、それは、かかるブラシレスＤＣモータに必要とされる相励起に起因して高周波音を発生させる傾向があるからである。

この背景技術に鑑み、本発明を想到し得た。

本発明は、電気モータ用のマウントであって、モータを受入れるスリーブを有し、スリーブは、その表面から突出する複数の要素を含み、複数の要素の各々が頂部を有する、電気モータ用のマウントを提供する。

従って、複数要素の各々は、使用の際にモータが収容される周囲導管又はハウジングと単一の接触箇所しか有しない。モータ用マウントが取付けられる点接触の係合又は接触面により、モータからモータ用マウントを介して伝達される音響エネルギーを著しく低減させる。

複数の要素は、様々な形態をとることができ、複数の要素が、それらの周りのハウジングに係合するために、鋭い頂部、尖端部、又は先端部が存在することが重要なファクターである。例えば、要素、すなわち、スタッドは、円錐形であることが好ましく、その理由は、円錐形のスタッドは、それを実際に正確に製造するのに比較的容易だからである。しかしながら、スタッドは、例えば、四角錐形、三角柱形、又は双円錐形であってもよい。

円錐形スタッドに関し、現在、スタッドは、円錐形の軸線が円錐形の先端／頂部を通り且つ円形の底面の中心をそれに対して直角に通る直円錐形であることが好ましい。しかしながら、錐体形の底面は、円形以外の形状、例えば多角形であってもよく、軸線が底面の中心を通過したり、底面をそれに対して直角に通ったりする必要はない。

スタッドが負荷を受けているとき、錐体が狭すぎると、錐体が屈曲し、錐体が広すぎると、頂部が錐体の本体の中に押込められるので、スタッドの寸法は、妥協の産物である。現在、スタッドの頂部の角度は、４０度〜８０度であるのがよく、約６０度であることが好ましい。しかしながら、モータ用マウントを使用すべき技術的適用例に応じて、２０〜１７０度の範囲の広範囲な頂部の角度が有用である。

最大の利点は、スリーブの形態が、要素／スタッドがスリーブの外面からのみ突出するようにされ、且つ、スリーブ内においてその下に位置するモータのケーシングと一様に接触するようにスリーブの内面が平滑であるようにされることによって得られることである。しかしながら、本発明は、取付けラグ、スリーブの内面上にのみ形成された尖ったスタッド、スリーブの外面のスタッドと組合せて形成された尖ったスタッド等の特徴部を排除しない。

モータ用マウントが、ポリマー材料から形成されるとき、有利な結果が達成され、現在好ましい材料は、ショアＡ硬度４０を有するポリウレタンゴムである。しかしながら、他のポリマー材料、特にショアＡ硬度３０〜６０の特徴を有するポリマー材料も、騒音低減の利益を達成する。

ここで、本発明をより容易に理解するために、添付図面を参照して、実施形態を例示としてのみ説明する。

本発明の実施形態によるモータ用のマウントの斜視図である。 図１のモータ用のマウントの長手方向における断面図である。 図２のモータ用のマウントの一部分の拡大図である。 モータを収容し且つ使用時に導管内に設置されたモータ用のマウントの、図２と同様な長手方向における断面図である。

図１〜４を参照すると、モータ用マウント２は、略円筒形のスリーブ４を有し、スリーブ４は、第１の開放端部６と、第２の開放端部８を有している。第１の開放端部６は、図の右側に示され、第１の開放端部６の直径は、スリーブ４の直径と実質的に同じである。第２の開放端部８は、図の左側に示されている。第２の開放端部８は、スリーブ４の円筒壁から内向きに延びるフランジ１２から突出した中心ボス１０によって形成される。第２の開放端部８の直径は、第１の開放端部６の直径よりも小さく、この実施形態では、第１の開放端部６の約半分の寸法である。

スリーブ４の形態は、図２に示すように、チャンバ１４を含み、電気モータ１６が、チャンバ１４の内に受入れられる。電気モータ１６は、スリーブ４の比較的幅広である第１の開放端部６を通して、チャンバ１４の中に受入れられる。好ましくは、スリーブ４は、ポリマー等の可撓性材料であり、それにより、スリーブ４を電気モータ１６の外面の上に引いて、必要であれば引張ってもよく、その結果、スリーブ４の内面２３は、ソックスのように、電気モータ１６の周りにぴったりとフィットする。この実施形態では、内面２３は、電気モータ１６の円筒形の外側輪郭に密接して一致するように平滑であることに注目すべきである。

図２は、電気モータを取付けていないモータ用のマウント２の内部を示し、図４は、電気モータを本来の位置に取付けたモータ用マウント２の断面を示す。電気モータ１６を、簡単のために及びモータ用マウント２の詳細を分かり難くすることを避けるために概略的に示していることを理解すべきである。電気モータは、本発明の概念の中心となるものではないので、それを詳細には説明しない。

モータ用マウント２の目的は、電気モータ１６の周りにフィットすること、及び、電気モータ１６の外ケースと電気モータ１６が取付けられる装置の内面の間の遮断面として機能することである。モータ用マウント２の遮断特性を強化するために、スリーブ４は、騒音減衰手段を有する。この実施形態では、騒音減衰手段は、複数の突出要素、すなわち、スタッド２０の形態をとり、スタッド２０は、スリーブ壁の外面２２の周りに間隔をおいて配置される。明瞭のために、２つのスタッドだけに符号を付したことに注意すべきである。

より具体的には、スタッド２０は直円錐形であり、スタッド２０の各々は、図３に示すように、鋭い尖端部２４を有し、この尖端部２４を、頂部２４とも称する。頂部２４は、スリーブ４から離れる方に向けられている。従って、スタッド２０は、スリーブ４の表面の周りに半径方向に分配された鋭い尖端部２４を有し、尖端部２４は、それと隣接し且つモータ及びモータ用マウントが収容されるハウジングとの間の界面として機能する。図４は、導管又はハウジング２６内に取付けられたモータ用マウント２を示し、スタッド２０がハウジングの内面２８に係合していることが分かる。スタッド２０の技術的原理は、モータ１６からハウジング２６へのエネルギーの伝達を低減させるために、モータ１６とハウジング２６の間の接触面積を最小にすることに基づく。しかしながら、それと同時に、スタッド２０は、電気モータ１６の確実な取付けを確保し、従って、電気モータ１６を、使用中に生じる可能性がある衝撃、例えば、モータが取付けられている装置をユーザが落下させることによる衝撃から保護する。この目的のために、半径方向において、多数の要素が、スリーブ４の外面の周りに直線の列をなして配列されている。この特定の実施形態では、１列の中の要素の数は、４つの要素と５つの要素が交互になっている。この実施形態では、全体として１２６個の要素が設けられているけれども、当業者は、この図が例示に過ぎないことを理解すべきである。かかるモータ用マウントの複数の要素の数を選択する際、モータ用マウントとそれに隣接したハウジングとの間の小さい接触面積を達成するために複数の要素の数を最小にすることと、電気モータを使用時の衝撃から保護するようにモータを支持するのに十分な複数の要素を設けることとの間で、均衡をとる必要がある。

図４に特に示す特定の実施形態では、電気モータ１６は、流体ムーバーとして機能するインペラ２８を有し、空気流を矢印で示す。かかる構成は、高速空気流を必要とする装置に特に適用され、かかる装置は、例えば、真空掃除機、ヘアドライヤー、及びファンである。しかしながら、特定の実施形態は例示に過ぎず、モータ用マウントは、モータがインペラに結合されるか否かに関係なしに、モータをそれと緊密に一致するハウジング内に取付ける必要がある任意の装置に適用可能であることに理解すべきである。

図３は、錐体要素の詳細がより明確に見えるように、図２のモータ用マウント２の一部分を大きい縮尺で示す。この実施形態では、錐体要素の全てが同一であり、３ｍｍの高さＬと６０度の頂部の角度θを有している。頂部の角度が小さすぎる（比較的狭い錐体である）場合、錐体の先端部２４は、負荷を受けたときに撓むことがあり、また、頂部の角度が大きすぎる（比較的幅広の浅い錐体である）場合、錐体の先端部２４が、負荷を受けたときに押し下げられることがあるので、頂部の角度の選択は妥協の結果である。上記２つの状況の何れもが、モータ用マウント２の有利な騒音遮断効果を低減させてしまうことがある。現在、４０度〜８０度の間の頂部の角度が好ましく、６０度の頂部の角度が最も好ましいが、原理的には、錐体の適当な角度は、モータ用マウントを使用すべき特定の適用例に応じて、２０度から１７０度の間の何れかでよい。例えば、比較的大きいモータが使用され、モータをハウジングに嵌め込むのに利用可能なスペースが限られている場合、極めて浅い錐体の角度が有用である。

上述したように、モータ用マウントは、ポリマー材料で構成されることが好ましい。この実施形態では、ポリウレタンゴムが使用されている。モータ用マウント２の騒音低減の利益を最適にするために、現在、ショアＡ硬度４０の材料が好ましい。この値の硬度は、驚くべき効果的な騒音低減をもたらすことが分かっているけれども、ショアＡ硬度３０〜６０の材料も、騒音低減の利益を提供する。

当業者は、プラスチック材料の硬度が、ショア押し込み試験によって一般的に測定されることを認識すべきである。この試験技術は、圧子に対する材料の弾性を分析する。当該技術分野で知られているように、ショアＡ又はショアＤスケールを用いたショア硬度は、材料の硬度特徴、特にプラスチックの硬度特徴を表すための確立された工業的技術である。ショアＡスケールは、軟質材料に使用され、ショアＤスケールは硬質材料に使用される。

図面に示した実施形態では、スタッドの最も後方の（図の右側に示した）２つのリングは、スリーブ４の周りに環状に延びるリブ３０を含み、リブ３０は、それぞれのリングにおける隣接したスタッド２０の間のブリッジを形成する。リブ３０は、スリーブ４のための強化構造を構成し、かかる強化構造により、リブ３０の近くの領域におけるスリーブ４のロバスト性（耐性）を増大させる。これにより、モータが大きな衝撃負荷を受ける状況において、かかる領域におけるモータ１６の保護を強化する。必要なときにスリーブ４の剛性を増大させるために、リブ３０のような他の形態部を、スリーブ４の任意の領域に適当に設けてもよい。

例示図面の特定の実施形態に対する幾つかの変形例を既に述べた。その他の変形例を以下に説明する。

スリーブ４の表面上の各スタッド２０全てが頂部を有することが本質的ではないことに留意すべきであるけれども、現在、各スタッド２０が頂部を有することが好ましい。例えば、尖ったスタッドと、丸みのある頂部又は方形の頂部を有するスタッドを組合せてもよい。かかる丸みのあるスタッドは、モータが大きい衝撃負荷を受けている間、モータに対する更なる支持を提供する。重要なことは、スリーブが、複数の尖ったスタッドを有し、モータケーシングからモータ用マウントを介してモータの周囲のハウジングに伝達される音響エネルギーを低減する界面を、モータのケーシングとモータのハウジングの間に形成することである。

スリーブの円筒形状が、現在、好ましく、その理由は、円筒形状は、やぶけていない靴下（ソックス）の形態の保護材料及び遮断材料の中に、スリーブに一致するように形状が決められたモータ外面を包囲する機能を有するからである。しかしながら、スリーブがモータの外面全体を包囲しないような部分的な円筒形である場合であっても、この利点が達成されるであろう。

モータ用マウントの外面は、尖った複数のスタッドを備えるけれども、この実施形態では、モータ用マウントの内面は平滑である。スリーブの内面の平滑は、表面粗さの厳密な値として述べることを意図したものではなく、内面に、表面の異形／隆起及び突起が実質的に存在せずに、内面がモータの外ケースの外周面と一様に接触すべきことを意図している。理論に制約されることなしに、スリーブの内面の平滑は、モータとスリーブの間の良好な音響接触を促進させると考えられる。

図示の実施形態では、スタッドは直円錐の形態をとり、その理由は、かかるスタッド輪郭が、騒音の減衰に関して、特にブラシレスＤＣモータ及びスイッチ式リラクタンスモータの励起周波数と関連した高周波数騒音の低減の際に、利点を有するからである。しかしながら、スタッドが尖った端部又は頂部で終端する場合、錐体以外のスタッド輪郭も許容される。

例えば、１つの変形例は、特定の実施形態において説明した円形の底面ではなく、多角形の底面を有する錐体形状のスタッドが形成される。換言すると、スタッドは、円錐形ではなく、四角錐であってもよい。別の変形例は、円錐形ではなく、三角柱形等の角柱形であり且つ頂部が尖った隆起部に沿って形成されたスタッドである。更なる変形例として、スタッドの１つ又は２つ以上が双円錐形であってもよい。

上述した特定の実施形態では、スリーブは円筒形である。しかしながら、このことが本発明に本質的ではなく、スリーブが異なる断面輪郭を有していてもよいことを認識すべきである。かかる輪郭は、モータケーシングの円筒形輪郭と一致する円筒形であり、その理由は、スリーブがモータケーシングの外面に一致すべきであるからである。従って、円筒形のモータケーシングが最も一般的であるけれども、スリーブは、モータの外ケーシングと一致するのに必要な任意の輪郭を有していてもよい。

２ モータ用マウント
４ スリーブ
１６ 電気モータ
２０ スタッド（要素）
２２ 外面
２３ 内面
２４ 頂部

Claims (13)

1. 電気モータ用のマウントであって、
   前記電気モータを受入れるスリーブを有し、
   前記スリーブは、その表面から突出する複数の要素を含み、前記複数の要素は、頂部を有する、マウント。
2. 前記複数の要素の１つ又は２つ以上は錐体形である、請求項１に記載のマウント。
3. 前記複数の要素の１つ又は２つ以上は直円錐形である、請求項２に記載のマウント。
4. 前記錐体形の底面は多角形である、請求項２に記載のマウント。
5. 前記頂部の角度は２０〜１７０度の間にある、請求項１〜４の何れか１項に記載のマウント。
6. 前記頂部の角度は４０〜８０度の間にある、請求項１〜５の何れか１項に記載のマウント。
7. 前記頂部の角度は６０度である、請求項１〜６の何れか１項に記載のマウント。
8. 前記複数の要素は、前記スリーブの半径方向外面にのみ設けられる、請求項１〜７の何れか１項に記載のマウント。
9. 前記スリーブの半径方向内面は平滑である、請求項８に記載のマウント。
10. 前記複数の要素の少なくともいくつかは、前記スリーブの半径方向外面に設けられ、前記複数の要素の少なくともいくつかは、前記スリーブの半径方向内面に設けられる、請求項１〜９の何れか１項に記載のマウント。
11. 前記スリーブはポリマー材料で形成される、請求項１〜１０の何れか１項に記載のマウント。
12. 前記スリーブのショア硬度Ａは３０〜６０である、請求項１１に記載のマウント。
13. 前記スリーブのショア硬度Ａは４０である、請求項１２に記載のマウント。

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