JP2017022971A - 単相モータ、気流発生装置、及び電気装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コギングトルクを低減した単相モータを提供する。【解決手段】単相モータ、気流発生装置、及び電気装置を提供する。前記モータは、ステータ及びロータを含む。前記ステータは、ステータコア及びステータ巻線を含む。前記ステータコアは、リング形状のヨーク５０及び複数の極部５２，５６を含む。各２つの隣接する極部の間に、磁気ブリッジ又はスロット開口部５３，５４が形成される。各極部の端面は、円弧面５２a、５６aを含む。各円弧面に、位置決め溝５２b、５６bが形成される。前記極部の前記円弧面は、協働して、収容キャビティを形成する。前記ロータは、回転軸と、前記回転軸に固定される永久磁石とを含む。前記永久磁石は、前記収容キャビティに収容される。前記円弧面は、前記回転軸の回転軸線を中心とする円筒面に位置する。モータのコギングトルクを低減することができるので、モータの始動電流ひいては騒音が低減される。【選択図】図５
Description
[0002]
本発明は、モータに関し、特に、高速回転可能な単相モータ及びこのモータを用いる真空掃除機、ハンドドライヤ、ヘアドライヤなどの電気装置に関する。
本発明は、モータに関し、特に、高速回転可能な単相モータ及びこのモータを用いる真空掃除機、ハンドドライヤ、ヘアドライヤなどの電気装置に関する。
[0003]
従来の単相モータでは、始動死点を回避するため、ステータ及びロータは、通常、両者間に不均一な間隙を形成する。しかしながら、不均一な間隙を有するモータは、通常、コギングトルクが大きいので、振動及び騒音が大きい。
従来の単相モータでは、始動死点を回避するため、ステータ及びロータは、通常、両者間に不均一な間隙を形成する。しかしながら、不均一な間隙を有するモータは、通常、コギングトルクが大きいので、振動及び騒音が大きい。
[0004]
したがって、コギングトルクを低減した単相モータが望まれる。
したがって、コギングトルクを低減した単相モータが望まれる。
[0005]
一態様では、単相モータを提供するものであり、このモータは、ステータ及びロータを含む。前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアの周りに巻き付けられるステータ巻線とを含み、前記ステータコアは、ヨークと、前記ヨークから内方に延在する複数の非対称の極部とを含み、各２つの隣接する極部の間に、磁気ブリッジ又はスロット開口部が形成され、各極部は、前記ロータに対向する円弧面を有する端面を含み、各円弧面に、位置決め溝が形成され、前記複数の極部の前記円弧面は、協働して、前記永久磁石が収容される収容キャビティを形成する。前記ロータは、回転軸と、前記回転軸に固定される永久磁石とを含む。前記永久磁石は、第１の円弧面と第２の円弧面との間に形成される前記収容キャビティに収容される。
一態様では、単相モータを提供するものであり、このモータは、ステータ及びロータを含む。前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアの周りに巻き付けられるステータ巻線とを含み、前記ステータコアは、ヨークと、前記ヨークから内方に延在する複数の非対称の極部とを含み、各２つの隣接する極部の間に、磁気ブリッジ又はスロット開口部が形成され、各極部は、前記ロータに対向する円弧面を有する端面を含み、各円弧面に、位置決め溝が形成され、前記複数の極部の前記円弧面は、協働して、前記永久磁石が収容される収容キャビティを形成する。前記ロータは、回転軸と、前記回転軸に固定される永久磁石とを含む。前記永久磁石は、第１の円弧面と第２の円弧面との間に形成される前記収容キャビティに収容される。
[0006]
前記円弧面は、前記回転軸の回転軸線を中心とする円筒面に位置し、前記永久磁石及び前記円弧面は、両者間に、実質的に均一な間隙を形成することが好ましい。
前記円弧面は、前記回転軸の回転軸線を中心とする円筒面に位置し、前記永久磁石及び前記円弧面は、両者間に、実質的に均一な間隙を形成することが好ましい。
[0007]
各２つの隣接する極部の間に、スロット開口部が形成され、前記スロット開口部の幅は、前記均一な間隙の幅の３倍以下であることが好ましい。
各２つの隣接する極部の間に、スロット開口部が形成され、前記スロット開口部の幅は、前記均一な間隙の幅の３倍以下であることが好ましい。
[0008]
前記磁気ブリッジ又はスロット開口部の中心と前記ロータの中心とを連結する連結線、及び前記極部の１つの延長方向は、６０〜６５度の角度をなすことが好ましい。
前記磁気ブリッジ又はスロット開口部の中心と前記ロータの中心とを連結する連結線、及び前記極部の１つの延長方向は、６０〜６５度の角度をなすことが好ましい。
[0009]
前記複数の極部は、前記ロータの直径方向に沿って互いに対向する第１の極部及び第２の極部を含み、前記第１の極部の端面は、第１の円弧面と、前記第１の円弧面の両側の第１及び第２の切断面とを備え、前記第２の極部の端面は、第２の円弧面と、前記第２の円弧面の両側の第３及び第４の切断面とを備え、前記第１の切断面及び前記第３の切断面は、互いに対向し、両者間に第１のスロット開口部を形成し、前記第２の切断面及び前記第４の切断面は、互いに対向し、両者間に第２のスロット開口部を形成することが好ましい。
前記複数の極部は、前記ロータの直径方向に沿って互いに対向する第１の極部及び第２の極部を含み、前記第１の極部の端面は、第１の円弧面と、前記第１の円弧面の両側の第１及び第２の切断面とを備え、前記第２の極部の端面は、第２の円弧面と、前記第２の円弧面の両側の第３及び第４の切断面とを備え、前記第１の切断面及び前記第３の切断面は、互いに対向し、両者間に第１のスロット開口部を形成し、前記第２の切断面及び前記第４の切断面は、互いに対向し、両者間に第２のスロット開口部を形成することが好ましい。
[0010]
前記第１のスロット開口部及び前記第２のスロット開口部は、実質的に同じ大きさであり、前記ロータの回転軸線に関して対称であることが好ましい。
前記第１のスロット開口部及び前記第２のスロット開口部は、実質的に同じ大きさであり、前記ロータの回転軸線に関して対称であることが好ましい。
[0011]
前記第１の切断面と前記第３の切断面との間の距離は、前記ロータの外径の０．０９〜０．１３倍であり、及び／又は、前記第２の切断面と前記第４の切断面との間の距離は、前記ロータの外径の０．０９〜０．１３倍であることが好ましい。
前記第１の切断面と前記第３の切断面との間の距離は、前記ロータの外径の０．０９〜０．１３倍であり、及び／又は、前記第２の切断面と前記第４の切断面との間の距離は、前記ロータの外径の０．０９〜０．１３倍であることが好ましい。
[0012]
前記ステータコアは、第１の半コア部及び第２の半コア部からなり、前記第１の半コア部は、第１の半ヨーク部及び第１の極部を形成し、前記第２の半コア部は、第２の半ヨーク部及び第２の極部を形成し、前記第１の半ヨーク部及び前記第２の半ヨーク部は、結合して、リング形状のヨークを形成することが好ましい。
前記ステータコアは、第１の半コア部及び第２の半コア部からなり、前記第１の半コア部は、第１の半ヨーク部及び第１の極部を形成し、前記第２の半コア部は、第２の半ヨーク部及び第２の極部を形成し、前記第１の半ヨーク部及び前記第２の半ヨーク部は、結合して、リング形状のヨークを形成することが好ましい。
[0013]
前記間隙の厚さは、前記永久磁石の厚さの０．２６〜０．３４倍であることが好ましい。
前記間隙の厚さは、前記永久磁石の厚さの０．２６〜０．３４倍であることが好ましい。
[0014]
前記永久磁石の厚さは、前記ロータの外径の０．２〜０．２４倍であることが好ましい。
前記永久磁石の厚さは、前記ロータの外径の０．２〜０．２４倍であることが好ましい。
[0015]
前記極部の幅は、前記ロータの外径の１．４〜１．６倍であることが好ましい。
前記極部の幅は、前記ロータの外径の１．４〜１．６倍であることが好ましい。
[0016]
前記ヨークは、リング形状のヨークであり、前記リング形状のヨークの厚さは、前記ロータの外径の０．５〜０．７倍であることが好ましい。
前記ヨークは、リング形状のヨークであり、前記リング形状のヨークの厚さは、前記ロータの外径の０．５〜０．７倍であることが好ましい。
[0017]
前記位置決め溝は、前記永久磁石側に面する開口部を有し、前記位置決め溝の前記開口部の幅は、前記ロータの外径の０．２４〜０．２８倍であることが好ましい。
前記位置決め溝は、前記永久磁石側に面する開口部を有し、前記位置決め溝の前記開口部の幅は、前記ロータの外径の０．２４〜０．２８倍であることが好ましい。
[0018]
前記位置決め溝は、前記永久磁石側に面する開口部を有し、対応する前記極部内の前記位置決め溝の深さは、前記ロータの外径の０．０１５〜０．０３５倍であることが好ましい。
前記位置決め溝は、前記永久磁石側に面する開口部を有し、対応する前記極部内の前記位置決め溝の深さは、前記ロータの外径の０．０１５〜０．０３５倍であることが好ましい。
[0019]
前記位置決め溝の中心は、対応する極部の中心線と一致し、前記極部の端面は、前記極部の中心線に関して非対称であることが好ましい。
前記位置決め溝の中心は、対応する極部の中心線と一致し、前記極部の端面は、前記極部の中心線に関して非対称であることが好ましい。
[0020]
前記ステータは、更に、２つの半ハウジング部を有するハウジングを含み、各半ハウジング部は、円筒スリーブと、前記円筒スリーブの外端に配設されるハブと、前記円筒スリーブと前記ハブとの間に連結される複数のスポークとを含み、前記ハブに、軸受が取り付けられ、前記ステータコアは、前記円筒スリーブの内壁面に取り付けられ、前記回転軸の両端は、前記２つの半ハウジング部の前記ハブを貫通して延在し、前記ハブに取り付けられる前記軸受によって、それぞれ、支持されることが好ましい。
前記ステータは、更に、２つの半ハウジング部を有するハウジングを含み、各半ハウジング部は、円筒スリーブと、前記円筒スリーブの外端に配設されるハブと、前記円筒スリーブと前記ハブとの間に連結される複数のスポークとを含み、前記ハブに、軸受が取り付けられ、前記ステータコアは、前記円筒スリーブの内壁面に取り付けられ、前記回転軸の両端は、前記２つの半ハウジング部の前記ハブを貫通して延在し、前記ハブに取り付けられる前記軸受によって、それぞれ、支持されることが好ましい。
[0021]
他の態様では、気流発生装置を提供するものであり、この気流発生装置は、インペラと、上記の単相モータとを含む。
他の態様では、気流発生装置を提供するものであり、この気流発生装置は、インペラと、上記の単相モータとを含む。
[0022]
前記インペラは、前記単相モータの前記回転軸によって駆動される遠心インペラであることが好ましい。前記遠心インペラは、前記インペラの中心の吸気口と、前記インペラの外周に沿う排気口と、前記吸気口と前記排気口との間を連通させる空気通路とを含む。前記気流発生装置は、更に、前記遠心インペラを取り囲んで配設されるディフューザを含む。前記ディフューザは、複数の拡散溝を含み、前記拡散溝の吸気口端部は、前記遠心インペラの前記排気口と連通する。
前記インペラは、前記単相モータの前記回転軸によって駆動される遠心インペラであることが好ましい。前記遠心インペラは、前記インペラの中心の吸気口と、前記インペラの外周に沿う排気口と、前記吸気口と前記排気口との間を連通させる空気通路とを含む。前記気流発生装置は、更に、前記遠心インペラを取り囲んで配設されるディフューザを含む。前記ディフューザは、複数の拡散溝を含み、前記拡散溝の吸気口端部は、前記遠心インペラの前記排気口と連通する。
[0023]
前記ディフューザは、円筒形の外部ハウジングと、前記外部ハウジング内に配設される区切板とを含むことが好ましい。前記区切板は、前記単相モータに取り付けられる。前記円筒形の外部ハウジングは、前記単相モータを取り囲み、前記区切板は、前記単相モータの前記回転軸を貫通させるための貫通穴を有する。
前記ディフューザは、円筒形の外部ハウジングと、前記外部ハウジング内に配設される区切板とを含むことが好ましい。前記区切板は、前記単相モータに取り付けられる。前記円筒形の外部ハウジングは、前記単相モータを取り囲み、前記区切板は、前記単相モータの前記回転軸を貫通させるための貫通穴を有する。
[0024]
前記拡散溝は、前記区切板を貫通して延在することが好ましい。
前記拡散溝は、前記区切板を貫通して延在することが好ましい。
[0025]
更に他の態様では、真空掃除機、ハンドドライヤ、ヘアドライヤなどの電気装置を提供するものであり、この電気装置は、上記の気流発生装置を用いる。
更に他の態様では、真空掃除機、ハンドドライヤ、ヘアドライヤなどの電気装置を提供するものであり、この電気装置は、上記の気流発生装置を用いる。
[0026]
本発明の実施形態は、モータのコギングトルクを低減することができるので、モータの始動電流ひいては騒音が低減される。
本発明の実施形態は、モータのコギングトルクを低減することができるので、モータの始動電流ひいては騒音が低減される。
[0027]
以下、図面及び実施形態を参照して、本発明を詳細に説明する。
以下、図面及び実施形態を参照して、本発明を詳細に説明する。
[0040]
図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態による単相モータ２０は、ステータ及びロータを含む。ステータは、ステータハウジングと、ステータコア４１と、ステータコア４１の周りに巻き付けられるステータ巻線４９と、ステータの一端に取り付けられる制御回路基板５０とを含む。ステータハウジングは、２つの半ハウジング部３１，３２を含む。各半ハウジング部は、円筒スリーブと、円筒スリーブの外端に配設されるハブ３５と、円筒スリーブとハブ３５との間に連結される複数のスポーク３３とを含む。ハブ３５に、軸受３７が取り付けられる。ステータコア４１は、鉄などの磁気伝導性材料からなり、円筒スリーブの内壁面に取り付けられる。この実施形態では、単相モータ２０は、単相永久磁石直流ブラシレスモータ２０であることが好ましい。単相モータ２０は、他の実施形態では、永久磁石同期モータでもよい。
図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態による単相モータ２０は、ステータ及びロータを含む。ステータは、ステータハウジングと、ステータコア４１と、ステータコア４１の周りに巻き付けられるステータ巻線４９と、ステータの一端に取り付けられる制御回路基板５０とを含む。ステータハウジングは、２つの半ハウジング部３１，３２を含む。各半ハウジング部は、円筒スリーブと、円筒スリーブの外端に配設されるハブ３５と、円筒スリーブとハブ３５との間に連結される複数のスポーク３３とを含む。ハブ３５に、軸受３７が取り付けられる。ステータコア４１は、鉄などの磁気伝導性材料からなり、円筒スリーブの内壁面に取り付けられる。この実施形態では、単相モータ２０は、単相永久磁石直流ブラシレスモータ２０であることが好ましい。単相モータ２０は、他の実施形態では、永久磁石同期モータでもよい。
[0041]
ロータは、回転軸６１と、回転軸６１に固定される永久磁石６３（図４参照）とを含む。永久磁石６３の半径方向の厚さは、ロータの外径の０．２〜０．２４倍であることが好ましい。回転軸６１の両端は、２つの半ハウジング部３１，３２のハブ３５を貫通して延在し、ハブ３５に取り付けられる軸受３７によって、それぞれ、支持される。
ロータは、回転軸６１と、回転軸６１に固定される永久磁石６３（図４参照）とを含む。永久磁石６３の半径方向の厚さは、ロータの外径の０．２〜０．２４倍であることが好ましい。回転軸６１の両端は、２つの半ハウジング部３１，３２のハブ３５を貫通して延在し、ハブ３５に取り付けられる軸受３７によって、それぞれ、支持される。
[0042]
図２及び図３を参照すると、ステータコア４１の極部５２，５６とステータ巻線４９との間に、絶縁ブラケット４７が配設されて、ステータコア４１と巻線４９とを絶縁する。ステータコア４１の外側リング部（すなわち、ヨーク）と２つのステータ巻線４９との間に、それぞれ、絶縁ライニング４５などの２つの絶縁部材が配設されて、ステータ巻線４９をステータコア４１から絶縁する。この実施形態では、絶縁ライニング４５は、ステータコア４１の外側リング部の内面に取り付けられ、対応する極部５２又は５６を貫通させるための貫通穴を有する。
図２及び図３を参照すると、ステータコア４１の極部５２，５６とステータ巻線４９との間に、絶縁ブラケット４７が配設されて、ステータコア４１と巻線４９とを絶縁する。ステータコア４１の外側リング部（すなわち、ヨーク）と２つのステータ巻線４９との間に、それぞれ、絶縁ライニング４５などの２つの絶縁部材が配設されて、ステータ巻線４９をステータコア４１から絶縁する。この実施形態では、絶縁ライニング４５は、ステータコア４１の外側リング部の内面に取り付けられ、対応する極部５２又は５６を貫通させるための貫通穴を有する。
[0043]
図４及び図５を参照すると、ステータコア４１は、第１の半コア部及び第２の半コア部からなる。第１の半コア部及び第２の半コア部の結合面には、凹凸相互係合構造体が設けられる。第１の半コア部は、第１の半ヨーク部５１と、第１の半ヨーク部５１からステータコアの中心に向かって延在する第１の極部５２とを含む。第２の半コア部は、第２の半ヨーク部５５と、第２の半ヨーク部５５からステータコアの中心に向かって延在する第２の極部５６とを含む。第１の半ヨーク部５１及び第２の半ヨーク部５５は、協働して、リング形状のヨーク５０を形成する。
図４及び図５を参照すると、ステータコア４１は、第１の半コア部及び第２の半コア部からなる。第１の半コア部及び第２の半コア部の結合面には、凹凸相互係合構造体が設けられる。第１の半コア部は、第１の半ヨーク部５１と、第１の半ヨーク部５１からステータコアの中心に向かって延在する第１の極部５２とを含む。第２の半コア部は、第２の半ヨーク部５５と、第２の半ヨーク部５５からステータコアの中心に向かって延在する第２の極部５６とを含む。第１の半ヨーク部５１及び第２の半ヨーク部５５は、協働して、リング形状のヨーク５０を形成する。
[0044]
第１の極部５２及び第２の極部５６は、第１の極部５２の延長方向に対して垂直な幅Ｗ１を有し、幅Ｗ１は、ロータの外径Ｄ１の１．４〜１．６倍である。リング形状のヨーク５０は、ステータの半径方向に沿って厚さＷ２を有し、リング形状のヨーク５０の厚さＷ２は、ロータの外径Ｄ１の０．５〜０．７倍である。第１の極部５２は、第１の位置決め溝５２ｂが形成された第１の円弧面５２ａを含む。第２の極部５６は、第２の位置決め溝５６ｂが形成された第２の円弧面５６ａを含む。第１の位置決め溝５２ｂ及び第２の位置決め溝５６ｂは、ロータの直径方向に沿って互いに対向して、モータが消勢されると、ステータに対して相対的なロータの初期／停止位置を制御する。位置決め溝５２ｂ，５６ｂの位置を調整することによって、ロータの停止位置又は初期位置を調整することができる。第１の円弧面５２ａ及び第２の円弧面５６ａは、互いに対向して、両者間に収容キャビティを形成し、この収容キャビティに、永久磁石６３が収容される。永久磁石６３は、２つの永久磁極を形成する。第１の円弧面５２ａ及び第２の円弧面５６ａは、一般に、ロータと同軸の円筒面に位置して、永久磁石６３と第１の円弧面５２ａ／第２の円弧面５６ａとの間に、実質的に均一な間隙６５が形成されることが好ましい（位置決め溝５２ｂ，５６ｂ及び開口部５３，５４の領域を除いて、他の領域の間隙は、均一である）。均一な間隙６５の厚さは、永久磁石６３の厚さの０．２６〜０．３４倍である。
第１の極部５２及び第２の極部５６は、第１の極部５２の延長方向に対して垂直な幅Ｗ１を有し、幅Ｗ１は、ロータの外径Ｄ１の１．４〜１．６倍である。リング形状のヨーク５０は、ステータの半径方向に沿って厚さＷ２を有し、リング形状のヨーク５０の厚さＷ２は、ロータの外径Ｄ１の０．５〜０．７倍である。第１の極部５２は、第１の位置決め溝５２ｂが形成された第１の円弧面５２ａを含む。第２の極部５６は、第２の位置決め溝５６ｂが形成された第２の円弧面５６ａを含む。第１の位置決め溝５２ｂ及び第２の位置決め溝５６ｂは、ロータの直径方向に沿って互いに対向して、モータが消勢されると、ステータに対して相対的なロータの初期／停止位置を制御する。位置決め溝５２ｂ，５６ｂの位置を調整することによって、ロータの停止位置又は初期位置を調整することができる。第１の円弧面５２ａ及び第２の円弧面５６ａは、互いに対向して、両者間に収容キャビティを形成し、この収容キャビティに、永久磁石６３が収容される。永久磁石６３は、２つの永久磁極を形成する。第１の円弧面５２ａ及び第２の円弧面５６ａは、一般に、ロータと同軸の円筒面に位置して、永久磁石６３と第１の円弧面５２ａ／第２の円弧面５６ａとの間に、実質的に均一な間隙６５が形成されることが好ましい（位置決め溝５２ｂ，５６ｂ及び開口部５３，５４の領域を除いて、他の領域の間隙は、均一である）。均一な間隙６５の厚さは、永久磁石６３の厚さの０．２６〜０．３４倍である。
[0045]
ホールセンサなどのセンサ６７（図２）が、端子を介して、回路基板５０（図１）に接続されて、永久磁石６３の回転位置を検出する。
ホールセンサなどのセンサ６７（図２）が、端子を介して、回路基板５０（図１）に接続されて、永久磁石６３の回転位置を検出する。
[0046]
ステータ巻線４９は、第１の極部５２及び第２の極部５６の周りに巻き付けられる。特に、ブラケット４７は、中空の第１の取付アーム４８ａ及び中空の第２の取付アーム４８ｂを含み、これらのアームは、それぞれ、第１の極部５２及び第２の極部５６の端部に向かって延在する。第１の極部５２は、第１の取付アーム４８ａ内に延在し、第２の極部５６は、第２の取付アーム４８ｂ内に延在する。各ステータ巻線４９は、第１の取付アーム４８ａ及び第２の取付アーム４８ｂのうちの対応する１つの外部の周りに巻き付けられる。すなわち、ステータ巻線４９及び第１の極部５２／第２の極部５６は、それぞれ、第１の取付アーム４８ａ及び第２の取付アーム４８ｂによって離間される。ステータ巻線４９は、付勢されると、ロータを通る２つの磁気回路を形成することができる。
ステータ巻線４９は、第１の極部５２及び第２の極部５６の周りに巻き付けられる。特に、ブラケット４７は、中空の第１の取付アーム４８ａ及び中空の第２の取付アーム４８ｂを含み、これらのアームは、それぞれ、第１の極部５２及び第２の極部５６の端部に向かって延在する。第１の極部５２は、第１の取付アーム４８ａ内に延在し、第２の極部５６は、第２の取付アーム４８ｂ内に延在する。各ステータ巻線４９は、第１の取付アーム４８ａ及び第２の取付アーム４８ｂのうちの対応する１つの外部の周りに巻き付けられる。すなわち、ステータ巻線４９及び第１の極部５２／第２の極部５６は、それぞれ、第１の取付アーム４８ａ及び第２の取付アーム４８ｂによって離間される。ステータ巻線４９は、付勢されると、ロータを通る２つの磁気回路を形成することができる。
[0047]
図５を参照すると、第１の円弧面５２ａの２つの周方向の端部は、それぞれ、第１の切断面５２ｃ及び第２の切断面５２ｄを形成する。第２の円弧面５６ａの２つの周方向の端部は、第３の切断面５６ｃ及び第４の切断面５６ｄを形成する。第１の切断面５２ｃと第３の切断面５６ｃとの間に、第１のスロット開口部５３が形成され、第２の切断面５２ｄと第４の切断面５６ｄとの間に、第２のスロット開口部５４が形成される。
図５を参照すると、第１の円弧面５２ａの２つの周方向の端部は、それぞれ、第１の切断面５２ｃ及び第２の切断面５２ｄを形成する。第２の円弧面５６ａの２つの周方向の端部は、第３の切断面５６ｃ及び第４の切断面５６ｄを形成する。第１の切断面５２ｃと第３の切断面５６ｃとの間に、第１のスロット開口部５３が形成され、第２の切断面５２ｄと第４の切断面５６ｄとの間に、第２のスロット開口部５４が形成される。
[0048]
スロット開口部５３の幅（すなわち、第１の切断面５２ｃと第３の切断面５６ｃとの間の距離）は、ロータの外径Ｄ１の０．０９〜０．１３倍であり、スロット開口部５４の幅（すなわち、第２の切断面５２ｄと第４の切断面５６ｄとの間の距離）も、ロータの外径Ｄ１の０．０９〜０．１３倍である。
スロット開口部５３の幅（すなわち、第１の切断面５２ｃと第３の切断面５６ｃとの間の距離）は、ロータの外径Ｄ１の０．０９〜０．１３倍であり、スロット開口部５４の幅（すなわち、第２の切断面５２ｄと第４の切断面５６ｄとの間の距離）も、ロータの外径Ｄ１の０．０９〜０．１３倍である。
[0049]
第１のスロット開口部５３及び第２のスロット開口部５４の中心を連結する連結線Ｌ１、及び第１の極部５２の延長方向Ｌ２は、６０〜６５度の角度Ｑをなすことが好ましい。第１のスロット開口部５３及び第２のスロット開口部５４の中心を連結する連結線、及び第２の極部５６の延長方向は、６０〜６５度の角度をなすことがより好ましい。線Ｌ１，Ｌ２の間の角度が９０度未満の場合、第１の極部５２は、その中心線Ｌ２に関して非対称な構造であり、第２の極部５６も、その中心線に関して非対称な構造である。この構成によって、モータの誘導電位を低減することができることにより、モータの出力トルクを増加させる。更に、ロータは、他方向よりも一方向に始動し易くなる。
第１のスロット開口部５３及び第２のスロット開口部５４の中心を連結する連結線Ｌ１、及び第１の極部５２の延長方向Ｌ２は、６０〜６５度の角度Ｑをなすことが好ましい。第１のスロット開口部５３及び第２のスロット開口部５４の中心を連結する連結線、及び第２の極部５６の延長方向は、６０〜６５度の角度をなすことがより好ましい。線Ｌ１，Ｌ２の間の角度が９０度未満の場合、第１の極部５２は、その中心線Ｌ２に関して非対称な構造であり、第２の極部５６も、その中心線に関して非対称な構造である。この構成によって、モータの誘導電位を低減することができることにより、モータの出力トルクを増加させる。更に、ロータは、他方向よりも一方向に始動し易くなる。
[0050]
第１のスロット開口部５３及び第２のスロット開口部５４は、大きさが実質的に同じであり、ロータの回転中心に関して対称である。
第１のスロット開口部５３及び第２のスロット開口部５４は、大きさが実質的に同じであり、ロータの回転中心に関して対称である。
[0051]
第１の円弧面５２ａは、第１の位置決め溝５２ｂを有し、第２の円弧面５６ａは、第２の位置決め溝５６ｂを有する。第１の位置決め溝５２ｂの開口部は、永久磁石６３側に面し、第２の位置決め溝５６ｂの開口部は、永久磁石６３側に面する。第１の位置決め溝５２ｂ及び第２の位置決め溝５６ｂの開口部の幅は、ロータの外径Ｄ１の０．２４〜０．２８倍である。ここでいう「開口部の幅」という語は、永久磁石の周方向に沿う第１の位置決め溝５２ｂ及び第２の位置決め溝５６ｂの大きさを指す。第１の極部５２内の第１の位置決め溝５２ｂの深さ及び第２の極部５６内の第２の位置決め溝５６ｂの深さは、両方とも、ロータの外径Ｄ１の０．０１５〜０．０３５倍である。第１の位置決め溝５２ｂと第２の位置決め溝５６ｂとを連結する線は、第１の極部５２及び第２の極部５６の中心線と一致する。
第１の円弧面５２ａは、第１の位置決め溝５２ｂを有し、第２の円弧面５６ａは、第２の位置決め溝５６ｂを有する。第１の位置決め溝５２ｂの開口部は、永久磁石６３側に面し、第２の位置決め溝５６ｂの開口部は、永久磁石６３側に面する。第１の位置決め溝５２ｂ及び第２の位置決め溝５６ｂの開口部の幅は、ロータの外径Ｄ１の０．２４〜０．２８倍である。ここでいう「開口部の幅」という語は、永久磁石の周方向に沿う第１の位置決め溝５２ｂ及び第２の位置決め溝５６ｂの大きさを指す。第１の極部５２内の第１の位置決め溝５２ｂの深さ及び第２の極部５６内の第２の位置決め溝５６ｂの深さは、両方とも、ロータの外径Ｄ１の０．０１５〜０．０３５倍である。第１の位置決め溝５２ｂと第２の位置決め溝５６ｂとを連結する線は、第１の極部５２及び第２の極部５６の中心線と一致する。
[0052]
図６は、上記の単相モータ２０を用いる気流発生装置８０を示す。気流発生装置８０は、更に、単相モータ２０の回転軸に取り付けられる遠心インペラ９０と、遠心インペラ９０と協働するディフューザ１００と、ディフューザ１００と協働するディフューザ装備品１１０とを含む。
図６は、上記の単相モータ２０を用いる気流発生装置８０を示す。気流発生装置８０は、更に、単相モータ２０の回転軸に取り付けられる遠心インペラ９０と、遠心インペラ９０と協働するディフューザ１００と、ディフューザ１００と協働するディフューザ装備品１１０とを含む。
[0053]
図７を参照すると、遠心インペラ９０は、予め設定された距離だけ互いに離間している前部カバープレート９１及び後部カバープレート９３を含む。遠心インペラ９０は、更に、前部及び後部カバープレート９１，９３の間に取り付けられる複数のブレード９５を含む。隣接するブレード９５の間に、空気通路が形成される。空気通路は、遠心インペラ９０の中心の吸気口と、遠心インペラ９０の外周に沿う排気口とを有する。
図７を参照すると、遠心インペラ９０は、予め設定された距離だけ互いに離間している前部カバープレート９１及び後部カバープレート９３を含む。遠心インペラ９０は、更に、前部及び後部カバープレート９１，９３の間に取り付けられる複数のブレード９５を含む。隣接するブレード９５の間に、空気通路が形成される。空気通路は、遠心インペラ９０の中心の吸気口と、遠心インペラ９０の外周に沿う排気口とを有する。
[0054]
図８及び図９を参照すると、ディフューザ１００は、管状の外部ハウジング１０１と、管状の外部ハウジング１０１内に配設される区切板１０３とを含む。区切板１０３は、モータ２０の回転軸を貫通させるための貫通穴１０４を有する。区切板１０３は、更に、ねじ１０６を貫通させて、ディフューザ１００をモータ２０のハウジング３１に取り付けるための複数の貫通穴１０５を含む。したがって、管状の外部ハウジング１０１は、モータ２０を取り囲み、両者間に間隙が形成されて、流路を形成する。
図８及び図９を参照すると、ディフューザ１００は、管状の外部ハウジング１０１と、管状の外部ハウジング１０１内に配設される区切板１０３とを含む。区切板１０３は、モータ２０の回転軸を貫通させるための貫通穴１０４を有する。区切板１０３は、更に、ねじ１０６を貫通させて、ディフューザ１００をモータ２０のハウジング３１に取り付けるための複数の貫通穴１０５を含む。したがって、管状の外部ハウジング１０１は、モータ２０を取り囲み、両者間に間隙が形成されて、流路を形成する。
[0055]
ディフューザ１００は、管状の外部ハウジング１０１に連結される複数の拡散フィン１０９を含む。各２つの隣接する拡散フィン１０９の間に、拡散溝１０７が形成される。拡散フィン１０９は、インペラ９０を取り囲んで配置され、拡散溝１０７の吸気口端部は、遠心インペラ９０の排気口と連通する。この実施形態では、拡散溝１０７の排気口端部は、管状の外部ハウジング１０１とモータ２０のハウジング部３１，３２との間に形成される流路と連通して、気流は、最終的に、拡散装備品１１０に案内される。
ディフューザ１００は、管状の外部ハウジング１０１に連結される複数の拡散フィン１０９を含む。各２つの隣接する拡散フィン１０９の間に、拡散溝１０７が形成される。拡散フィン１０９は、インペラ９０を取り囲んで配置され、拡散溝１０７の吸気口端部は、遠心インペラ９０の排気口と連通する。この実施形態では、拡散溝１０７の排気口端部は、管状の外部ハウジング１０１とモータ２０のハウジング部３１，３２との間に形成される流路と連通して、気流は、最終的に、拡散装備品１１０に案内される。
[0056]
図１０は、上記の気流発生装置を含む真空掃除機１２０を示す。この実施形態では、真空掃除機１２０の他の部分は、公知の構造を採用するので、ここでは、これ以上詳細に説明しない。
図１０は、上記の気流発生装置を含む真空掃除機１２０を示す。この実施形態では、真空掃除機１２０の他の部分は、公知の構造を採用するので、ここでは、これ以上詳細に説明しない。
[0057]
図１１は、上記の気流発生装置を含むハンドドライヤ１３０を示す。この実施形態では、ハンドドライヤ１３０の他の部分は、公知の構造を採用するので、ここでは、これ以上詳細に説明しない。
図１１は、上記の気流発生装置を含むハンドドライヤ１３０を示す。この実施形態では、ハンドドライヤ１３０の他の部分は、公知の構造を採用するので、ここでは、これ以上詳細に説明しない。
[0058]
図１２は、上記の気流発生装置を含むヘアドライヤ１４０を示す。この実施形態では、ヘアドライヤ１４０の他の部分は、公知の構造を採用するので、ここでは、これ以上詳細に説明しない。
図１２は、上記の気流発生装置を含むヘアドライヤ１４０を示す。この実施形態では、ヘアドライヤ１４０の他の部分は、公知の構造を採用するので、ここでは、これ以上詳細に説明しない。
[0059]
本発明のリング形状のヨークのリング形状は、円形のリング形状、四角形のリング形状、多角形のリング形状等を含むものと理解されたい。気流発生装置のインペラは、遠心型に限定されるものではない。これ以外に、インペラは、軸流型などの任意の型にすることができる。この場合、気流発生装置は、換気ファンなどの他の送風機に用いることができる。いくつかの他の実施形態では、スロット開口部の代わりに、磁気ブリッジを用いることができるものと理解されたい。すなわち、隣接する極部は、磁気ブリッジを介して、互いに連結され、この磁気ブリッジは、通常、断面積が狭いので、磁気抵抗が大きい。
本発明のリング形状のヨークのリング形状は、円形のリング形状、四角形のリング形状、多角形のリング形状等を含むものと理解されたい。気流発生装置のインペラは、遠心型に限定されるものではない。これ以外に、インペラは、軸流型などの任意の型にすることができる。この場合、気流発生装置は、換気ファンなどの他の送風機に用いることができる。いくつかの他の実施形態では、スロット開口部の代わりに、磁気ブリッジを用いることができるものと理解されたい。すなわち、隣接する極部は、磁気ブリッジを介して、互いに連結され、この磁気ブリッジは、通常、断面積が狭いので、磁気抵抗が大きい。
[0060]
本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明されるが、当業者であれば種々の変更が可能であるものと理解される。したがって、本発明の範囲は、請求項を参照して決定される。
本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明されるが、当業者であれば種々の変更が可能であるものと理解される。したがって、本発明の範囲は、請求項を参照して決定される。
２０ 単相モータ
３１，３２ 半ハウジング部
３３ スポーク
３５ ハブ
３７ 軸受
４１ ステータコア
４５ 絶縁ライニング
４７ 絶縁ブラケット
４８ａ 第１の取付アーム
４８ｂ 第２の取付アーム
４９ ステータ巻線
５０ ヨーク／回路基板
５１ 第１の半ヨーク部
５２ 第１の極部
５２ａ 第１の円弧面
５２ｂ 第１の位置決め溝
５２ｃ 第１の切断面
５２ｄ 第２の切断面
５３，５４ スロット開口部／磁気ブリッジ
５５ 第２の半ヨーク部
５６ 第２の極部
５６ａ 第２の円弧面
５６ｂ 第２の位置決め溝
５６ｃ 第３の切断面
５６ｄ 第４の切断面
６１ 回転軸
６３ 永久磁石
６５ 間隙
６７ センサ
８０ 気流発生装置
９０ インペラ
９１ 前部カバープレート
９３ 後部カバープレート
９５ ブレード
１００ ディフューザ
１０１ 外部ハウジング
１０３ 区切板
１０４ 貫通穴
１０５ 貫通穴
１０６ ねじ
１０７ 拡散溝
１０９ 拡散フィン
１１０ ディフューザ装備品／拡散装備品
１２０ 真空掃除機
１３０ ハンドドライヤ
１４０ ヘアドライヤ
Ｄ１ 外径
Ｌ１ 連結線
Ｌ２ 延長方向
Ｑ 角度
Ｗ１ 幅
Ｗ２ 厚さ
３１，３２ 半ハウジング部
３３ スポーク
３５ ハブ
３７ 軸受
４１ ステータコア
４５ 絶縁ライニング
４７ 絶縁ブラケット
４８ａ 第１の取付アーム
４８ｂ 第２の取付アーム
４９ ステータ巻線
５０ ヨーク／回路基板
５１ 第１の半ヨーク部
５２ 第１の極部
５２ａ 第１の円弧面
５２ｂ 第１の位置決め溝
５２ｃ 第１の切断面
５２ｄ 第２の切断面
５３，５４ スロット開口部／磁気ブリッジ
５５ 第２の半ヨーク部
５６ 第２の極部
５６ａ 第２の円弧面
５６ｂ 第２の位置決め溝
５６ｃ 第３の切断面
５６ｄ 第４の切断面
６１ 回転軸
６３ 永久磁石
６５ 間隙
６７ センサ
８０ 気流発生装置
９０ インペラ
９１ 前部カバープレート
９３ 後部カバープレート
９５ ブレード
１００ ディフューザ
１０１ 外部ハウジング
１０３ 区切板
１０４ 貫通穴
１０５ 貫通穴
１０６ ねじ
１０７ 拡散溝
１０９ 拡散フィン
１１０ ディフューザ装備品／拡散装備品
１２０ 真空掃除機
１３０ ハンドドライヤ
１４０ ヘアドライヤ
Ｄ１ 外径
Ｌ１ 連結線
Ｌ２ 延長方向
Ｑ 角度
Ｗ１ 幅
Ｗ２ 厚さ
Claims (21)
- 回転軸（６１）と、前記回転軸（６１）に固定される永久磁石（６３）とを含むロータと、
ステータコアと、前記ステータコアの周りに巻き付けられるステータ巻線とを含むステータであって、前記ステータコアは、ヨーク（５０）と、前記ヨークから内方に延在する複数の非対称の極部（５２，５６）とを含み、各２つの隣接する極部（５２，５６）の間に、磁気ブリッジ又はスロット開口部（５３，５４）が形成され、各極部（５２，５６）は、前記ロータに対向する円弧面（５２ａ，５６ａ）を有する端面を含み、各円弧面（５２ａ，５６ａ）に、位置決め溝（５２ｂ，５６ｂ）が形成され、前記複数の極部の前記円弧面（５２ａ，５６ａ）は、協働して、前記永久磁石（６３）が収容される収容キャビティを形成する、ステータと、を備えることを特徴とする単相モータ。 - 前記円弧面（５２ａ，５６ａ）は、前記回転軸の回転軸線を中心とする円筒面に位置し、前記永久磁石（６３）及び前記円弧面（５２ａ，５６ａ）は、両者間に、実質的に均一な間隙を形成することを特徴とする、請求項１に記載の単相モータ。
- 各２つの隣接する極部（５２，５６）の間に、スロット開口部（５３，５４）が形成され、前記スロット開口部の幅は、前記均一な間隙の幅の３倍以下であることを特徴とする、請求項２に記載の単相モータ。
- 前記磁気ブリッジ又はスロット開口部（５３，５４）の中心と前記ロータの中心とを連結する連結線、及び前記極部の１つの延長方向は、６０〜６５度の角度をなすことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の単相モータ。
- 前記複数の極部（５２，５６）は、前記ロータの直径方向に沿って互いに対向する第１の極部（５２）及び第２の極部（５６）を含み、前記第１の極部の端面は、第１の円弧面（５２ａ）と、前記第１の円弧面（５２ａ）の両側の第１及び第２の切断面（５２ｃ）及び（５２ｄ）とを備え、前記第２の極部の端面は、第２の円弧面（５６ａ）と、前記第２の円弧面（５６ａ）の両側の第３及び第４の切断面（５６ｃ）及び（５６ｄ）とを備え、前記第１の切断面（５２ｃ）及び前記第３の切断面（５６ｃ）は、互いに対向し、両者間に第１のスロット開口部（５３）を形成し、前記第２の切断面（５２ｄ）及び前記第４の切断面（５６ｄ）は、互いに対向し、両者間に第２のスロット開口部（５４）を形成することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の単相モータ。
- 前記第１のスロット開口部（５３）及び前記第２のスロット開口部（５４）は、実質的に同じ大きさであり、前記ロータの回転軸線に関して対称であることを特徴とする、請求項５に記載の単相モータ。
- 前記第１の切断面（５２ｃ）と前記第３の切断面（５６ｃ）との間の距離は、前記ロータの外径の０．０９〜０．１３倍であり、及び／又は、
前記第２の切断面（５２ｄ）と前記第４の切断面（５６ｄ）との間の距離は、前記ロータの外径の０．０９〜０．１３倍であることを特徴とする、請求項５に記載の単相モータ。 - 前記ステータコアは、第１の半コア部及び第２の半コア部からなり、前記第１の半コア部は、第１の半ヨーク部（５１）及び第１の極部（５２）を形成し、前記第２の半コア部は、第２の半ヨーク部（５５）及び第２の極部（５６）を形成し、前記第１の半ヨーク部（５１）及び前記第２の半ヨーク部（５５）は、結合して、リング形状のヨーク（５０）を形成することを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の単相モータ。
- 前記間隙（６５）の厚さは、前記永久磁石（６３）の厚さの０．２６〜０．３４倍であることを特徴とする、請求項２に記載の単相モータ。
- 前記永久磁石（６３）の厚さは、前記ロータの外径の０．２〜０．２４倍であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の単相モータ。
- 前記極部（５２，５６）の幅は、前記ロータの外径の１．４〜１．６倍であることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の単相モータ。
- 前記ヨークは、リング形状のヨークであり、前記リング形状のヨーク（５０）の厚さは、前記ロータの外径の０．５〜０．７倍であることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の単相モータ。
- 前記位置決め溝（５２ｂ）は、前記永久磁石（６３）に対向する開口部を有し、前記位置決め溝（５２ｂ）の前記開口部の幅は、前記ロータの外径の０．２４〜０．２８倍であることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の単相モータ。
- 前記位置決め溝（５２ｂ）は、前記永久磁石（６３）に対向する開口部を有し、対応する前記極部（５２）内の前記位置決め溝（５２ｂ）の深さは、前記ロータの外径の０．０１５〜０．０３５倍であることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の単相モータ。
- 前記位置決め溝（５２ｂ）の中心は、対応する極部の中心線と一致し、前記極部の端面は、前記極部の中心線に関して非対称であることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の単相モータ。
- 前記ステータは、更に、２つの半ハウジング部（３１，３２）を有するハウジングを含み、各半ハウジング部は、円筒スリーブと、前記円筒スリーブの外端に配設されるハブ（３５）と、前記円筒スリーブと前記ハブ（３５）との間に連結される複数のスポーク（３３）とを含み、前記ハブ（３５）に、軸受（３７）が取り付けられ、前記ステータコアは、前記円筒スリーブの内壁面に取り付けられ、前記回転軸の両端は、前記２つの半ハウジング部の前記ハブを貫通して延在し、前記ハブに取り付けられる前記軸受によって、それぞれ、支持されることを特徴とする、請求項１に記載の単相モータ。
- インペラ（９０）と、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の単相モータとを備えることを特徴とする気流発生装置。
- 前記インペラは、吸気口と、前記インペラの外周に沿う排気口と、前記吸気口と前記排気口との間を連通させる空気通路とを含む遠心インペラであり、前記気流発生装置は、更に、前記遠心インペラを取り囲んで配設されるディフューザ（１００）を含み、前記ディフューザは、複数の拡散溝を含み、前記拡散溝の吸気口端部は、前記遠心インペラの前記排気口と連通することを特徴とする、請求項１７に記載の気流発生装置。
- 前記ディフューザは、円筒形の外部ハウジングと、前記外部ハウジング内に配設される区切板（１０３）とを含み、前記区切板は、前記単相モータに取り付けられ、前記円筒形の外部ハウジングは、前記単相モータを取り囲み、前記区切板は、前記単相モータの前記回転軸を貫通させるための貫通穴（１０４）を有し、前記拡散溝は、前記区切板を貫通して延在することを特徴とする、請求項１８に記載の気流発生装置。
- 請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の気流発生装置を備えることを特徴とする電気装置。
- 前記電気装置は、真空掃除機又はハンドドライヤ又はヘアドライヤであることを特徴とする、請求項２０に記載の電気装置。
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