JP5684833B2 - ヘアドライヤー用ｂｌｄｃモータ - Google Patents

Description

本発明は、ヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ及びモータに装着されるシロッコファンに関するものであり、詳しくは、従来様々な部品に分離されていた内部部品を部分的に一体化して射出製作すると共に、部品の重さを軽くして全体的な製品の軽量化を図るだけでなく、モータに装着されるシロッコファンがローターハウジング外径に直接締結される締結方式を適用することで、ファンに対する組立構造を最適化して安定した回転動作が行われ、それによって、回転の際不可避的に発生する振動及びノイズを抑えると共に、空気の流入量が極大化されるようにしたヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータに関するものである。

一般的にヘアドライヤー（Ｈａｉｒ Ｄｒｙｅｒ）は水分を乾燥する電気装置であり、その内部に設置された発熱体で空気を過熱してそれをファンモータに強制送風させることで、人の髪の毛を乾かすかその他の塗れたものを容易に乾かすことができるため、家庭及び事業所などで広く使われている。

そして、このようなヘアドライヤーはＢＬＤＣ（Ｂｒｕｓｈ Ｌｅｓｓ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータが装着されているが、このようなＢＬＤＣモータはＤＣモータからブラッシュがなくなったモータであり、半導体素子で電流を制御することによってブラッシュを使用する必要ななくなって寿命が半永久的であり、トルクが高くて高速回転が可能であり、モータドライブ回路で電流制御が容易であるためモータの速度調節を用意に行えるという利点がある。

一方、このようなＢＬＤＣモータの従来の一例として、本出願人が先出願して大韓民国内登録を受けている特許登録第０９３５１５８号（発明の名称：ヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータの回転ファン結合装置）がある。

即ち、上述した従来のＢＬＤＣモータは、モータの回転ファン部から複数個の回転羽を有するファン本体と、前記ファン本体の内側面に挿入結合されるローターハウジング及び前記ファン本体とローターハウジングに結合されると共に回転軸に結合されるローターフレームと、前記ファン本体とローターフレームを連結固定するファン固定ばねから構成されることで、前記ＢＬＤＣモータのモータ部に回転ファン部の結合が間接的に行われることによって回転ファン部の結合及び分離作業がより手軽で容易に行われるという特徴を有するものである。

しかし、このような従来のヘアドライヤーのＢＬＤＣモータ２０は、図１に示したようにブラケット４００、ベアリングハウジング１１０、ＰＣＢ３００、固定子１３０などの多数の内臓部品がそれぞれ別途の分離型構造を成しているため相互結合のための別途の部材を必要とし、また大部分の部品が金属材質から形成されることで全体的な製品の重さが重くなって使用に不便が生じるという問題があった。

また、従来はモータのシャフト側に装着されて強制送風を行うシロッコファンとローターハウジングの結合方式がピン又はセンターで固定する方式に行われることで、シロッコファンの安定的な回転が行われなくなるという問題点があった。

本発明は、上述した従来技術における内部部品の結合構造における問題点を改善するために提案されたものであり、部品の軽量化及び一体型構造を形成することで製品の組立作業の際作業効率を向上させると共に備品の故障発生を最小化し、モータに装着されるシロッコファンがローターハウジングの外径に直接締結される締結方式を適用することでファンに対する組立構造を最適化して安定的な回転動作が行われ、それによって、回転の際に不可避的に発生する振動及びノイズを抑えると共に、空気の流入量が極大化されるようにしたヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータに関するものである。

上述した目的を達成するための本発明のＢＬＤＣモータは、内側面に多数の永久磁石が具備されており、中央にはシャフトが挿入される軸孔が形成され、外側には風の発生のためのシロッコファンが結合されるローターハウジングと、前記シャフトとローターハウジングが一体に回転されるように互いを連結結合させるローターフレームと、前記永久磁石から形成された磁界との相互作用によって回転力を発生するコイルが巻き取られているステータコアと、前記ステータコアの下部にスクリューによって結合されるＰＣＢ基板と、前記ステータコアを支持するための支持段差が上部外側に形成されたベースブラケットと、前記ベースブラケットの上部に結合構成されてボールベアリングを支持し、下部外則にはステータコアの離脱防止のための離脱防止段差が形成されたベアリングハウジングと、を含む構成を成すことを特徴とする。

前記ベースブラケットの支持段差部位にはボルト締結溝が形成されており、これに対応するベアリングハウジングにはボルトの貫通結合のためのボルト締結孔が貫通形成されることを特徴とする。

また、本発明のシロッコファンは曲面形状を成す多数のファン羽が円状の形態に沿って一定間隔に具備されており、前記ファン羽の内周側にはローターハウジングとの結合のためのハウジング締結リングが構成されており、前記ハウジング締結リングとファン羽の間を相互連結する補助ファンが具備されることを特徴とする。

このような本発明のＢＬＤＣモータは、部品が高強度のプラスティック一体型射出モールド構造を成すようにすることで、部品数の減少による政策単価の節減及び重さの軽量化によるヘアドライヤー製品の利用の便宜性を向上させる効果を示す。

特に、ベースブラケットとベアリングハウジングの相互間の結合部位における支持段差と離脱防止段差構造によってステータコアの安定的な支持状態が維持できるようになって、ステータコアの内径の減少が可能でコイルの巻取り幅が増加されるようになり、これによるモータ効率を極大化することができる。

また、本発明のシロッコファンにはターボファン機能の補助ファンが一体に具備されることで省エネルギー及びノイズ減少効果を示すと共に、ローターハウジングとの結合のためのハウジング締結リングが構成されることでより安定的な回転動作が行われるという利点がある。

従来技術におけるＢＬＤＣモータ駆動部部品の分解斜視図である。 本発明のＢＬＤＣモータの分解斜視図である。 本発明のＢＬＤＣモータの分解断面図である。 本発明のＢＬＤＣモータの結合断面図である。 本発明におけるシロッコファン部品の斜視図である。 本発明におけるシロッコファン部品の平面構造図である。 本発明におけるベースブラケット部品の斜視図である。 本発明におけるベアリングハウジング部品の底面斜視図である。 本発明におけるＰＣＢ基板部品の斜視図である。 本発明におけるステータコア部品の底面斜視図である。

以下、本発明の具体的な実施例を添付した図２乃至図１０を参照して詳細に説明する。

図２は、本発明のＢＬＤＣモータを成す部品の分解斜視図であり、図３は分解断面図であり、図４は結合断面図であり、図５乃至図１０は各個別部品の拡大斜視図である。

まず、本発明の一実施例によるヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ２０の全体的な結合構造を説明すると、内部にステータコア２５を収容し得る収容空間が形成され、内側面には複数の永久磁石２１が具備され、中央部には軸孔２２’が形成されたローターハウジング２２と、ローターハウジング２２をシャフト２３に連結結合して一体に回転が行われるように内周側がシャフト２３の上端部と一体に結合されたローターフレーム２４と、永久磁石２１から形成された磁界との相互作用によって回転力を発生するコイル２５ｃが巻きつけられているステータコア（ｓｔａｔｏｒ ｃｏｒｅ）２５と、ステータコア２５の下部に結合されるＰＣＢ基板２６と、ステータコア２５の固定支持のために内側に設置されるベースブラケット２７及びベアリングハウジング２８と、が設けられている。

前記でローターハウジング２２とローターフレーム２４及びシャフト２３を通常ローターと称しており、コイル２５ｃとステータコア２５の結合体を通常ステータと称することもある。

一方、上部ボールベアリング２９によって支持されるベアリングハウジング２８には外側下端に離脱防止段差２８ａが形成され、これに対応するベースブラケット２７の外側上端には支持段差２７ａが形成され、ステータコア２５が上端と下端にそれぞれかけられて安定的に支持されると共にステータコア２５の内径が従来に比べ縮小され得るようになり、コイル２５ｃの巻取り幅が広くなり、それに伴って、モータの効率が増大される。

また、前記シロッコファン１０は図５、６に示すように、曲面形状を成す多数のファン羽１１が円状のフレームに沿って一定の間隔を置いて結合され、ファン羽１１の内周側にはローターハウジング２２との結合のためのハウジング締結リング１２が設けられ、前記ハウジング締結リング１２とファン羽１１の間を相互連結するターボファン機能の補助ファン１３が設けられている。ハウジング締結リング１２は、ローターハウジング２２の外周面との間で面接触され、ローターハウジング２２の下端部にはハウジング締結リング１２の離脱を防止するための離脱防止段差２２”が形成されている。ハウジング締結リング１２の下部には、ローターハウジング２２との融着結合のための複数の融着突起１２ａが一定の間隔を置いて（突出）配置されている。

そして、ベースブラケット２７は従来の下部ベアリングハウジングとブラケットの一体型構造を成すものであり、支持段差２７ａ部位には、図７に示したように、ボルト締結溝２７ｂが形成され、これに対応するベアリングハウジング２８にはボルトの貫通結合のためのボルト締結孔２８ｂが貫通形成されて、ボルト（図示せず）によって互いに結合されるようになるが、前記ボルト締結孔２８ｂは図８のようにベアリングハウジング２８の下部に一定の高さで形成されたガイド壁２８ｃの形成位置に沿って一定の間隔を置いて設けられている。従って、このようなボルト締結孔２８ｂによってガイド壁２８ｃが多数個に分割された形となることで、自体弾力性によるガイド壁２８ｃの内径の拡張又は収縮が可能となる。

また、ベースブラケット２７の下端にはコイル２５ｃ側からの電源供給のための電線を案内する電線ガイド２７ｃが一体に設けられ、電線の外部露出を防止できる。

ＰＣＢ基板２６には、コイル２５ｃに電流を印加する（流す）駆動回路及び永久磁石２１の刺激を感知するホールセンサー（Ｈａｌｌ ｓｅｎｓｏｒ）などの刺激検出素子が実装されるが、このようなＰＣＢ基板２６には、図９に示したようにシャフト２３の軸結合のための軸孔２６ａが形成され、前記軸孔２６ａには回りに沿って多数の締結溝２６ｂが一定の間隔を置いて形成され、これに対応するステートコア２５の底部には前記締結溝２６ｂにそれぞれ挿入締結されるように多数の締結突部２５ａが、図１０に示すように設けられ、前記各締結突部２５ａには離脱防止のためのスクリューＳ結合のためのねじ溝２５ｂが形成されている。

従って、ＰＣＢ基板２６とステータコア２５の締結（状態）が安定的に維持されると共に容易に着脱できるようになっていることが分かる。

そして、ローターフレーム２４には、ローターハウジング２２の結合のための圧着コーキング部２４ａが突出するように設けられ、それにより、製品の製作作業の際コーキング設備を利用して圧着コーキング部２４ｂを瞬間的に押して圧着することでローターハウジング２２との結合（状態）が得られる（行われる）。

そして、ベースブラケット２７、ベアリングハウジング２８及びボールベアリング２９それぞれは軽量型ポリカーボネート材質の一体型構造で射出製作されるので、部品の一体化及び軽量化が図られる。

図面のうち、説明されていない符号３１及び３２は、それぞれ下部ボールベアリング２９の安定的な支持及び離脱を防止するためのワシャー及びＣ−リングをそれぞれ示す。

このような構成を成す本発明のＢＬＤＣモータの動作による作用効果を説明する。

まず、ＰＣＢ基板２６に実装された駆動回路によってステータコア２５に巻き付けられたコイル２５ｃに電流が供給されて生じた磁石が外側の永久磁石２１に伝達されると、ローターハウジング２２とローターフレーム２４及びシャフト２３が回転し、この際にＰＣＢ基板２６に配置された刺激検出素子によって検出された永久磁石２１の刺激に対する信号がＰＣＢ基板２５の駆動回路に伝達され、コイル２５ｃが他の磁性を有するようにコイルに極性の異なる電源を供給してローター構造物を継続的に回転させ、それにより、シロッコファン１０の高速回転によるヘアドライヤーの強制送風（機能）が行われる。

このようなモータの動作過程において、ステータコア２５はＰＣＢ基板２６と、ベースブラケット２７及びベアリングハウジング２８によって安定的な固定支持状態が維持されるようになるので、より円滑なローター構造物の回転動作が行われる。

特に、ベースブラケット２７とベアリングハウジング２８、そしてボールベアリング２９がそれぞれ合成樹脂材質であるポリカーボネートで射出製作されることで、部品の軽量化が図られる。

従って、部分的な一体化及び軽量化構造を成す本発明のＢＬＤＣモータは、製作及び組立作業の際部品数の減少による費用の節減及び作業工数の短縮が可能であり、全体的な重さの減少によるシロッコファンの回転数が向上される結果となり、モータ駆動効率を極大化できる。

特に、本発明におけるシロッコファン１０はローターハウジング２２に組立締結する構造であり、従来はピン又はセンターで固定して使用していたが、本発明ではハウジング締結リング１２によってローターハウジング２２の外径に直接面接触締結して回転(使用)するため安定的な回転動作が得られるだけでなく、空気の流入の際に均一に最大量を流入すると共に最適の空気量を吐出することができ、また一つのところから力を加えることでエネルギーが分散されず、モータのトルクを節約することになって結果的に省エネルギー効果があるといえる。

また、均一で堅固に組み立てられてシロッコファン１０の回転の際に揺れと振動がなくなり、精密で一定に回転することになって、異常ノイズを減らして最適の性能（風のモータの力）を発揮できる構造である。

そして、シロッコファン１０と共に、さらに内側からターボ機能の補助ファン１３を一体型に追加することで風の流入を更に多くかき集める構造となり、高ＲＰＭで回転して流入させるより小さい力で更に高い効果を発揮できるようになって、ファンの構造のみで省エネルギーとノイズ減少効果を奏することができる。

そして、これまで本発明の特定な実施例が説明及び図示されたが、本発明のＢＬＤＣモータの個別部品の形状が当業者によって多様に変形されて実施され得るということは自明である。

しかし、このような変形された実施例は本発明の技術的思想や範囲から個別的に理解されてはいけない。そして、このような変形された実施例は本発明の添付した特許請求の範囲内に含まれるものとするべきである。

１０：シロッコファン
１１：ファン羽
１２：ハウス締結リング
１３：補助ファン
２０：ＢＬＤＣモータ
２１：永久磁石
２２：ローターハウジング
２２’：軸孔
２２”：離脱防止段差
２３：シャフト
２４：ローターフレーム
２４ａ：圧着コーキング部
２５：ステータコア
２５ａ：締結突部
２５ｂ：ねじ溝
２５ｃ：コイル
２６：ＰＣＢ基板
２６ａ：軸孔
２６ｂ：締結溝
２７：ベースブラケット
２７ａ：支持段差
２７ｂ：ボルト締結溝
２８ｃ：電線ガイド
２８：ベアリングハウジング
２８ａ：離脱防止段差
２８ｂ：ボルト締結孔
２８ｃ：ガイド壁
２９：ボールベアリング
３１：ワシャー
３２：Ｃ−リング

Claims (10)

1. 内側面に複数の永久磁石が設けられ、中央にはシャフトが挿入される軸孔が形成され、外側には風の発生のためのシロッコファンが結合されるローターハウジングと、
   前記シャフトの上端に内周側が一体に結合され、かつ、外周側は前記ローターハウジングと結合されるローターフレームと、
   前記永久磁石から形成された磁界との相互作用によって回転力を生じさせるコイルが巻き付けられているステータコアと、
   前記ステータコアの下部にスクリューによって結合されるＰＣＢ基板と、
   前記ステータコアを支持するための支持段差が上部外側に形成されたベースブラケットと、
   前記ベースブラケットの上部に結合構成されて、ボールベアリングを支持し、かつ、下部外側にはステータコアの離脱防止のための離脱防止段差が形成されたベアリングハウジングと、
   を含み、
   前記ベースブラケットの支持段差部位には、ボルト締結溝が形成され、これに対応するベアリングハウジングには、ボルトの貫通結合のためのボルト締結孔が貫通形成されている
   ことを特徴とするヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ。
2. 前記ベースブラケットには電源供給のための電線を案内するための電線ガイドが一体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヘアドライヤー用ＢＬＣＤモータ。
3. 前記ボルト締結孔は、ベアリングハウジングの下部に一定の高さで形成されたガイド壁の形成位置に沿って一定の間隔を置いて形成されて、ガイド壁が分割された構造となり、内径の拡張及び収縮が可能となることを特徴とする請求項１に記載のヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ。
4. 前記ＰＣＢ基板には、シャフトの軸結合のための軸孔が形成され、前記軸孔には周りに沿って複数の締結溝が一定の間隔を置いて形成され、これに対応するステータコアの底部には前記締結溝に挿入締結されるように締結突部が設けられ、前記各締結突部には離脱防止のためのスクリュー結合のためのねじ溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ。
5. 前記ベースブラケット、ベアリングハウジング、及び、ボールベアリングそれぞれは、軽量型ポリカーボネート材質の一体型構造に射出製作されたものであることを特徴とする請求項１に記載のヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ。
6. 前記ローターフレームには、ローターハウジングの結合のための圧着コーキング部が突出して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ。
7. 前記シロッコファンは曲面形状を成す複数のファン羽が円形に沿って一定の間隔を置いて配置され、
   前記ファン羽の内周側には、ローターハウジングとの結合のためのハウジング締結リングが設けられ、
   前記ハウジング締結リングとファン羽の間をつなぐ補助ファンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ。
8. 前記補助ファンは、一定の曲率の曲面形状を成して、ターボファンの機能を行うことを特徴とする請求項７に記載のヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ。
9. 前記ハウジング締結リングは、ローターハウジングの外周面と面接触され、そして、ローターハウジングの下端部にはハウジング締結リングの離脱を防止するための離脱防止段差が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ。
10. 前記ハウジング締結リングの下部には、ローターハウジングとの融着結合のための融着突起が一定の間隔を置いて設けられていることを特徴とする請求項７に記載のヘアドライヤー用ＢＬＤＣモータ。

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