JP2016135096A - モータマウント - Google Patents

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Abstract

【課題】モータを損傷及びハウジングからの逸脱から保護することができるモータマウントを提供する。【解決手段】電気モータのためのマウントであって、モータを収容するためのスリーブを備え、このスリーブが、スリーブ周囲に延びる環状シールと、スリーブの外周の周囲に延びる凹部とを含むマウントを開示する。スリーブは、第1の端部及び第2の端部を有する。凹部は、スリーブの第1の端部に隣接して配置することができる。環状シールは、第1の端部に配置し、凹部は、環状シールに隣接して配置することができる。第1の端部は、マウントの下流端とすることができる。凹部は、スリーブの周囲を円周方向に延びる窪みとすることができる。凹部は、スリーブの半径方向外面に設けることができる。凹部は、非圧縮状態の時に離間する第1の半径方向面及び第2の半径方向面を含むことができる。第1の面及び第2の面は、圧縮状態の時に互いに押し付けられる。【選択図】図3

Description

本発明は、モータのための、好ましくは電気モータのためのマウントに関する。
電気モータは、ますます高性能になっており、最新の設計は、かつてない速さの回転速度が可能である。1つのこのような電気モータの設計に、本出願人が自社の様々な手持型真空掃除機で使用し、100Krpm辺りの回転速度で駆動できるようなブラシレスDCモータがある。
真空掃除機、ファン及びヘアケア機器などの流体移動用途における高速モータの使用は、ファンユニットが物理的に小型のモータを備えているにも関わらず非常に速い流体流速を生じるという理由で技術的に魅力がある。
しかしながら、特に手持型機器では、機器の重量のかなりの部分をモータが成し、機器が落下した場合には、モータを損傷及びハウジングからの逸脱から保護しなければならない。
本発明は、電気モータのためのマウントであって、モータを収容するスリーブを含み、スリーブが、スリーブ周囲に延びる環状シールと、スリーブの外周の周囲に延びる凹部とを有するマウントを提供する。
スリーブは、第1の端部及び第2の端部を有することが好ましい。凹部は、スリーブの第1の端部に隣接して配置されることが好ましい。環状シールは、第1の端部に配置され、凹部は、環状シールに隣接することが好ましい。
第1の端部は、マウントの下流端であることが好ましい。
凹部は、スリーブの周囲を円周方向に延びる窪みであることが好ましい。
凹部は、スリーブの半径方向外面に設けられることが好ましい。
凹部は、非圧縮状態の時に離間する第1の半径方向面及び第2の半径方向面を含むことが好ましい。第1の面及び第2の面は、圧縮状態の時に互いに押し付けられることが好ましい。
上記複数の要素の各々、並びに上記又は各蛇腹シート及び上記凹部は、圧縮可能なマウント内に収容されたファンユニットのための弾性支持体である。
複数の要素は、スリーブの半径方向外面上のみに設けられることが好ましい。スリーブの半径方向内面は、滑らかであることが好ましい。ほとんどの利点は、要素/スタッドがスリーブの外面のみから突出する一方で、内面がスリーブ内のモータの基本ケーシングに均一に接触するように滑らかであるようにスリーブを構成することから得られると考えられる。しかしながら、本発明は、取り付けラグ、或いはスリーブの内面のみに形成された、又はスリーブの外面上のスタッドと組み合わせた点スタッドなどの特徴部を排除するものではない。
或いは、要素の少なくとも一部がスリーブの半径方向外面に設けられ、要素の少なくとも一部がスリーブの半径方向内面に設けられる。
スリーブは、ポリマー材料で形成することが好ましい。モータマウントをポリマー材料で形成すると有利な結果が達成され、現時点で好ましい材料は、ポリウレタンゴムである。使用する材料は、約20のショア硬さを有することが好ましい。
また、流体入口、流体出口及び環状シートを有するケーシングと、環状シートによって支持された、電気モータのためのマウントとを含み、モータマウントが、モータを収容するスリーブを含み、スリーブが、スリーブの周囲に延びて環状シートスリーブと密封係合する環状シールと、スリーブの外周の周囲に延びる凹部とを含むヘアケア機器も開示する。
この機器は、ヒータと、ケーシングを含むハンドルとを収容する本体を含むことが好ましい。
好ましい実施形態では、機器が、ケーシングへの流体入口から本体内に流体出口へ延びる流体流路を含む。
凹部は、モータマウントの下流端に設けられることが好ましい。
スリーブは、第1の端部及び第2の端部を有することが好ましい。凹部は、スリーブの第1の端部に隣接して配置されることが好ましい。環状シールは、第1の端部に配置され、凹部は、環状シールに隣接することが好ましい。
第1の端部は、マウントの下流端であることが好ましい。
凹部は、スリーブの周囲を円周方向に延びる窪みであることが好ましい。
凹部は、スリーブの半径方向外面に設けられることが好ましい。
凹部は、非圧縮状態の時に離間する第1の半径方向面及び第2の半径方向面を含むことが好ましい。第1の面及び第2の面は、圧縮状態の時に互いに押し付けられることが好ましい。
上記複数の要素の各々、並びに上記又は各蛇腹シート及び上記凹部は、圧縮可能なマウント内に収容されたファンユニットのための弾性支持体である。
機器は、スリーブ内に位置するモータを含むことが好ましい。好ましい実施形態では、機器が、スリーブ内に位置するモータ及びインペラを含む。或いは、インペラは、スリーブの外部に存在する。
流体入口と流体出口の間には、スリーブを通る流体流路が設けられることが好ましい。モータマウントの環状シールは、流体流路をケーシングに対して密封し、流れがモータマウントの周囲を再循環して効率を低下させるのを防ぐ。
ケーシングは、好ましくはケーシングの内面から内面に対してほぼ垂直に半径方向内向きに延びるフランジなどの密封係合面を含むことが好ましい環状シートを含み、この環状シートは、環状シールと密封係合することが好ましい。
以下、添付図面を参照しながら本発明をほんの一例として説明する。
本発明によるモータマウントを使用できるヘアドライヤを示す図である。 図1のヘアドライヤの断面図である。 本発明によるモータマウントの等角図である。 非圧縮状態のモータマウントの断面図である。 圧縮状態のモータマウントの断面図である。 非圧縮状態のモータマウントの一部の拡大図である。 圧縮状態のモータマウントの一部の拡大図である。
図1及び図2に、ハンドル20及び本体30を備えたヘアドライヤ10を示す。ハンドルは、本体30に接続された第1の端部22と、本体30から遠位側に存在する、一次流体入口40を含む第2の端部24とを有する。ヘアドライヤ10には、ケーブル50を介して電力が供給される。ケーブル50のヘアドライヤ10からの遠位端にはプラグ(図示せず)が備わり、このプラグは、例えば主電源又はバッテリパックへの電気的接続部を提供する。
ハンドル20は、本体30からハンドルの遠位端24に延びる外壁200を有する。ハンドルの遠位端24では、外壁200にわたって端壁210が広がる。ケーブル50は、この端壁210を通じてヘアドライヤに入り込む。ハンドル20内の一次流体入口40は、ハンドルの外壁200に沿ってその周囲に広がる第1の開口部42と、ハンドル20の端壁210を貫いてその全体に広がる第2の開口部46とを含む。ケーブル50は、端壁210のほぼ中央に位置し、従ってハンドル20の中心から延びる。ハンドル20は、長手方向軸X−Xを有し、外壁200は、この軸に沿って本体30から遠位端24の方に延びる。
ケーブル50は、ユーザの手の中のハンドル20の向きに関係なくヘアドライヤの平衡が保たれるという理由で、ハンドル20の中心から延びることが好ましい。また、ユーザがハンドル20上で手の位置を動かした場合でも、手に対するケーブル50の位置が変化しないので、ケーブル50から引っ張られることがない。仮にケーブルの中心をずらしてハンドルの片側に近付けた場合、ヘアドライヤの重量分布が向きと共に変化し、ユーザの気が散ってしまう。
一次流体入口40の上流には、ファンユニット70が設けられる。ファンユニット70は、ファン及びモータを含む。ファンユニット70は、モータマウント100内に収容される。ファンユニット70は、一次流体入口40から本体30内に延びる一次流体流路400を通じて、一次流体入口40から本体30に向けて流体を吸い込み、ハンドル20と本体30は90において接合される。本体30は、第1の端部32及び第2の端部34を有し、一次流体流路400は、本体30内を本体の第2の端部34に向かい、ヒータ80の周囲を通って一次流体出口440まで続き、ファンユニットによって吸い込まれた流体は、ここで一次流体流路400から出る。一次流体流路400は直線ではなく、ハンドル20内では第1の方向に進み、本体30内では第1の方向と直交する第2の方向に進む。
本体30は、外壁360及び内側ダクト310を含む。一次流体流路400は、ハンドル20と本体30の接合部90から本体に沿って、外壁360と内側ダクト310の間を本体30の第2の端部34における一次流体出口440に向かって延びる。
本体内には別の流体流路も設けられ、この流れはファンユニット又はヒータによって直接処理されず、ヘアドライヤ内の一次流を生成するファンユニットの作用によってヘアドライヤに吸い込まれる。この流体流は、一次流体流路400内を流れる流体によってヘアドライヤ内に取り込まれる。
本体の第1の端部32は、流体入口320を含み、本体の第2の端部34は、流体出口340を含む。流体入口320及び流体出口340は、本体内を本体に沿って延びる、本体30の内壁である内側ダクト310によって少なくとも部分的に定められる。流体流路300は、内側ダクト310内を流体入口320から流体出口340に延びる。本体30の第1の端部32では、外壁360と内側ダクト310との間に側壁350が広がる。この側壁350は、少なくとも部分的に流体入口320を定める。一次流体出口440は環状であり、流体流路を取り囲む。
本体30内の側壁350及び流体入口320の近くには、ヘアドライヤの制御電子回路を含むPCB75が存在する。PCB75はリング状であり、内側ダクト310の周囲の、内側ダクト310と外壁360の間に延びる。PCB75は、一次流体流路400と流体連通する。PCB75は、流体流路300の周囲に延び、内側ダクト310によって流体流路300から分離される。
PCB75は、ヒータ80の温度及びファンユニット70の回転速度などのパラメータを制御する。PCB75は、内部配線(図示せず)によってヒータ80、ファンユニット70及びケーブル50に電気的に接続される。PCB75には、例えばユーザが様々な温度設定及び流速から選択を行えるように設けられた制御ボタン62、64が接続される。
使用時には、ファンユニット70の作用によって流体が一次流体流路400内に吸い込まれ、任意にヒータ80によって加熱されて一次流体出口440から排出される。この処理流により、流体入口320において流体が流体流路300内に取り込まれるようになる。この流体は、本体の第2の端部34において処理流と合流する。図2に示す例では、この処理流が、流体出口340を通じてヘアドライヤから排出される取り込まれた流れを取り囲む環状流として一次流体出口440及びヘアドライヤから排出される。従って、ファンユニット及びヒータによって処理された流体は、この取り込まれた流れによって増大する。
次に、図3〜図5bを参照して本発明を詳細に説明する。モータマウント100は、第1及び第2の開口端114、116を含む概ね円筒形のスリーブ120を含む。第1の開口端114及び第2の開口端116の両方の直径は、スリーブ112の直径と実質的に同じである。
スリーブ112の構造は、モータフレーム270、電気モータ及びインペラを含むファンユニット70が収容されるチャンバ118を定める。ファンユニット70は、スリーブ112の開口端114、116を通じてチャンバ118内に収容される。スリーブ112は、スリーブ112がファンユニット70の外面を覆って引き寄せられ、必要に応じて伸長して、スリーブ112の内面122がファンユニット70の周囲にソックスのような締り嵌めを形成するように、ポリマーなどの可撓性材料であることが好ましい。スリーブの内面122からは、一対の環状内部フランジ124が半径方向内向きに延びる。これらのフランジ124は、チャンバ118の範囲を定め、ファンユニット70をスリーブ120に対して適所に保持するように適合される。なお、この実施形態では、内面122は、ファンユニット70の円筒形の外形にぴったりと一致するように滑らかである。
ファンユニット70は、簡略化のため、及びモータマウント100の詳細を曖昧にしないために概略的に示していると理解されたい。ファンユニットは、本発明概念の中心ではなく、従って詳細には説明しない。また、この実施形態では、ファンユニット70全体がモータマウント70に収容されているが、これは必須ではなく、ファンがモータマウント70の外部に存在してもよい。
モータマウント100の1つの目的は、ファンユニット70の周囲に適合して、ファンユニット70の外部ケースと、ファンユニットが組み込まれる装置の内面との間の分離境界面の役割を果たすことである。モータマウント100の分離特性を高めるために、スリーブ112には雑音減衰手段が備えられる。この実施形態では、雑音減衰手段が、スリーブ壁の外面130の周囲で離間した複数の突出要素132、134の形をとる。なお、明確化のために、これらの要素の一部にしか番号を付していない。
具体的には、第1のタイプの要素は、直円錐として形成されたスタッド132であり、これらの各々は、スリーブ112から離れる方を向いた、頂点136とも呼ばれる尖った点を定める。従って、スタッド132は、スリーブ112の表面の周囲に半径方向に分布する尖った点を提供して、ファンユニット70及びモータマウント100が組み込まれた隣接するハウジングとの境界面の役割を果たす。図2に、ケーシング又はハウジング150に組み込まれたモータマウント100を示している。
第2のタイプの要素は、複数の圧縮リブ134であり、これらは、スリーブ112の外面130の半径方向周囲に離間して2列で配置され、一方の列は、フランジ124aとスリーブ112の第1の端部114との間に、他方の列は、フランジ124bとスリーブ112の第2の端部116との間に配置される。従って、圧縮リブ134は、ファンユニット70を含むチャンバ118の軸方向外部又は外側に配置される。圧縮リブ134は、ファンユニット70に軸方向の緩衝をもたらす。
モータマウント110の各端部114、116には、環状シール140が設けられる。環状シール140は、複数の機能を有する蛇腹シール140a、140bであり、これらの機能の1つは、ケーシング150とモータマウント100との間を密封することであり、2つ目の機能は、圧縮リブ134を収容することであり、3つ目の機能は、振動を分離することである。
ケーシング150は、一対の環状シート160を含み、これらの各々は、内壁220の半径方向内向きに延びてそれぞれの蛇腹シール140a、140bと密封係合するための密封係合面又はフランジ162a、162bを形成する。
この実施形態では、2つの蛇腹シール140a、140bが、スリーブ112に対して逆向きに配向される。これらの蛇腹シールは、ファンユニット70の作動時に内側スリーブ面122と外側スリーブ面130との間に生じる圧力差を利用するように逆向きに配向されたものである。蛇腹シール140a、140bは自己エネルギー利用シールであり、ファンユニット70が作動すると、各蛇腹シール140a、140bのそれぞれのシール面142a、142bがフランジ160の接触面162a、162bに押し付けられる。
圧縮リブ134は、スリーブ112の外面130上に一方の列134aを有し、スリーブ112の内面122上に他方の列134bを有するが、この理由は、2列の蛇腹シール140a、410bが逆向きに配向され、一方の140aがスリーブの内面122に対して凸状になっており、他方の140bがスリーブ112の内面122に対して凹状になっているためである。
接触面162a、162bが軸方向に配置された表面ではなく半径方向に配置された面であることにより、振動分離が改善される。接触面162a、162bは、フランジ160から形成された、主本体部分150内に位置する環状シートである。モータマウント100上では、ケーシング150の各フランジ160の接触面162a、162bがファンユニット120のインペラの回転軸と実質的に直交するように、フランジ124a、124bが、モータマウント100の内面122から半径方向内向きに延びる。また、ファンユニット70のインペラの回転軸は、ケーシング150の長手方向軸と実質的に同一直線上にある。
蛇腹シール134は、ケーシング150の内面220から離間するように、また圧縮時であっても、蛇腹シール140a、140bがケーシング150の内面220から分離されるように、ケーシング150の内径よりも小さな環状シールであることが好ましい。
蛇腹シール140及び突出要素132、134は、モータマウント100とケーシング150の内面152との間に複数の弾性支持体をもたらす。これらの弾性支持体は、モータマウント100の半径方向周囲に、モータマウントの各端部114、116又はこれらに隣接して設けられ、配向に関わらずモータに軸方向及び半径方向の緩衝をもたらす。手で保持するように設計され、保持されていない時に配置されるベース面を有していない機器では、機器を落とした場合、又は表面以外にぶつけた場合にファンユニットを全ての方向の衝撃から保護する必要があるので、このことは、この種のモータマウント100の重要な利点である。
図1及び図2に示すヘアドライヤでは、2つの最も重い部品がファンユニット70とヒータ80であり、従ってヘアドライヤ10が落下した場合には、本体30が最初に着地する傾向にある。モータフレーム270及びファンユニット70がケーシング150からずれてしまうのをさらに保護するために、モータマウント100の周囲には凹部170が設けられる。凹部170は、スリーブ120の周囲に円周方向に広がる窪みである。凹部170は、モータマウント100の下流端付近に設けられる。
凹部170がヘアドライヤ10内で正しく位置付けられるように、モータマウント100には突出特徴部172が設けられる。この突出特徴部172は、下流側の環状シール140bから上向きに突出して、下流のフランジ内に存在する対応する特徴部に係合し、又は係合面162bを密封するように適合される。これにより、モータマウント100が正確に配向され、下流端114が本体30の方を向いて位置し、上流端116が流体入口40の方を向いて位置することが確実になる。
凹部170は、モータマウント100の下流端114の付近で環状シール140bに隣接して設けられる。環状シール140bは、モータマウント100の下流端114が力Fによって押されると、ファンユニット70の方に縮む(図4b及び図5b)。モータフレーム270及びファンユニット70をケーシング150内の適所に保持するモータマウントフランジ124a及び124bは、非圧縮状態(図4a)の時には深さ(d1)が約0.8mmである。フランジ124bは、凹部170を有することにより、環状シール140bが圧縮されると半径方向内向きに膨らむ。図5a及び図5bを参照して分かるように、凹部170は、非圧縮状態(図5a)では2つの半径方向面174、176及び1つの長手方向面178によって定められる開いた間隙である。下流側の半径方向面174は、環状シール140bの上流端を定める。
例えば、ヘアドライヤ10が落下後に床面に着地した時などに、モータマウント70の下流端114に力Fが加わると、凹部170が押しつぶされ、2つの半径方向面174、176同士が押し付けられて間隙を閉じる。モータマウント100は可撓性であるため、これによってモータマウント100の半径方向内向きにモータフレーム270を越えて広がる出っ張り180が形成されるようになる。圧縮されていないフランジ124bと出っ張り180とを含む距離d2は、約1mmである。このモータマウント100の厚みの増加は、ファンユニット70の運動量に起因してモータフレーム270及びファンユニット70がモータマウント100及びケーシング150からずれることに対する保護を高める。
凹部170については、モータマウント100の下流端114の付近に位置するものとして説明したが、モータマウント100の上流端116の付近の上流側環状シール140aの下流に、シール140aに隣接してさらなる凹部を設けることもできる。この特定の実施形態では、重量分布が不均一であることに起因して、さらなる凹部は何らの利点ももたらさないが、重量分布のバランスが取れた機器では、さらなる凹部が必要になることもある。
上述したように、モータマウントは、ポリマー材料などの可撓性材料であることが好ましい。この実施形態では、ポリウレタンゴムが使用される。
凹部170は、モータマウント100に力が加わった時にスリーブ120の内面122とモータフレーム270との間の接触を維持する助けとなるので、凹部170を使用することによってさらなる利点が得られる。凹部170が存在しなければ、力Fによって環状シール140bが押し下げられ、モータマウントのフランジ124bの近傍でスリーブ120の内面122がモータフレーム270から分断されることにより、モータマウントのフランジ124bが半径方向外向きに引っ張られるようになる可能性がある。従って、フランジ124bが、モータフレーム270と基本的に軸方向に整列する代わりに、位置ずれしてモータフレーム270の厚みの一部しか覆わなくなり、すなわちモータフレーム270及びファンユニット70が、モータマウント100に対してずれる可能性が高くなる。
上記では、例示的な図面の特定の実施形態のいくつかの変形例について説明した。以下では他の変形例について説明する。
図示の特定の実施形態では、ファンユニット70が、流体移動手段として機能するモータ及びインペラを含み、空気流を矢印で示しており、モータ及びインペラは、いずれもモータマウント内に収容される。このような配置は、特に、掃除機などの高速空気流を必要とする他の装置、本体及び高温整髪ブラシのみに流体が流れる従来のヘアドライヤなどの他のヘアケア機器、及びファンに適用することができる。しかしながら、この特定の実施形態は例示に過ぎず、モータマウントがモータのみを収容してインペラが外部に存在することもでき、従ってモータマウント100という用語のマウントとしての使用は、モータがインペラに結合されているか否かに関わらず、ぴったりと一致するハウジング内にモータを組み込む必要があるあらゆる装置に適用可能であると理解されたい。
円筒形のスリーブは、対応する形状を有するモータの外面を、保護及び分離材料から成る破れていない「ソックス」に封入するように機能するので、現時点ではこの形状が好ましい。しかしながら、スリーブがモータの外面全体を封入しないように部分的に円筒形である場合にも利点が得られると想定される。
この実施形態では、モータマウントの外面に複数の尖ったスタッドが設けられているが、モータマウントの内面は滑らかである。スリーブの内面が滑らかであることについて言及したが、これは正確な表面粗度の値を意図するものではなく、むしろ内面に表面欠陥/隆起及び突起が実質的に存在すべきでなく、従って内面がモータの外部ケースの外周面と均一に接触することを意図するものである。理論に縛られるわけではないが、スリーブの内面が滑らかであれば、モータとスリーブの間の良好な音響接触が促されると考えられる。
上述した特定の実施形態では、スリーブが円筒形である。しかしながら、このことは本発明にとって必須ではなく、スリーブが異なる断面形状を有することもできると理解されたい。スリーブは、モータケーシングに一致する必要があるので、ここでは、スリーブのプロファイルが、モータケーシングの円筒形状に一致するように円筒形になっている。従って、円筒形のモータケーシングが最も一般的ではあるが、スリーブは、モータの外部ケーシングと嵌合するために必要なあらゆる形状を有することができる。
特定の実施形態で説明した環状シールは蛇腹シールであるが、当業者には明らかなように、環状部分の密封と可逆的圧縮の両方が可能なあらゆる構成を適用することができる。

Claims (14)

  1. 電気モータのためのマウントであって、モータを収容するスリーブを備え、該スリーブは、該スリーブの周囲に延びる環状シールと、前記スリーブの外周の周囲に延びる凹部とを有する、
    ことを特徴とするマウント。
  2. 前記スリーブは、第1の端部及び第2の端部を有する、
    請求項1に記載のマウント。
  3. 前記凹部は、前記スリーブの前記第1の端部に隣接して配置される、
    請求項2に記載のマウント。
  4. 前記環状シールは、前記第1の端部に配置され、前記凹部は、前記環状シールに隣接する、
    請求項3に記載のマウント。
  5. 前記第1の端部は、前記マウントの下流端である、
    請求項3又は4に記載のマウント。
  6. 前記凹部は、前記スリーブの周囲を円周方向に延びる窪みである、
    請求項1から5のいずれかに記載のマウント。
  7. 前記凹部は、前記スリーブの半径方向外面に設けられる、
    請求項1から6のいずれかに記載のマウント。
  8. 前記凹部は、非圧縮状態の時に離間する第1の半径方向面及び第2の半径方向面を含む、
    請求項1から7のいずれかに記載のマウント。
  9. 前記第1の面及び第2の面は、圧縮状態の時に互いに押し付けられる、
    請求項8に記載のマウント。
  10. ヘアケア機器であって、
    流体入口、流体出口及び環状シートを有するケーシングと、
    請求項1から9のいずれかに記載の、電気モータのためのマウントと、
    を備え、前記マウントは、前記環状シートによって支持される、
    ことを特徴とするヘアケア機器。
  11. ヘアケア機器であって、
    流体入口、流体出口及び環状シートを有するケーシングと、
    前記環状シートによって支持された、電気モータのためのマウントと、
    を備え、前記モータマウントは、モータを収容するスリーブを含み、該スリーブは、該スリーブの周囲に延びて前記環状シートスリーブと密封係合する環状シールと、前記スリーブの外周の周囲に延びる凹部とを含む、
    ことを特徴とするヘアケア機器。
  12. 前記機器は、ヒータと、前記ケーシングを含むハンドルとを収容する本体を備える、
    請求項11に記載の機器。
  13. 前記機器は、前記ケーシングへの流体入口から前記本体内に流体出口へ延びる流体流路を備える、
    請求項11又は12に記載の機器。
  14. 前記凹部は、前記モータマウントの下流端に設けられる、
    請求項11から13のいずれかに記載の機器。
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