JP6779198B2 - モータ及び当該モータを具備する携行式製品 - Google Patents

Description

本発明は、モータ及び当該モータを具備する携行式製品に関する。

携行式製品を開発する場合には、エンドユーザに影響を及ぼす多数の要因を検討することが重要である。例えば、利用者が製品を容易に取り扱うことができるように、及び、利用の際に製品が利用者に不快感を与えないように、製品の大きさ及び重量を下げ続けなくてはならない。他の重要な検討事項は、製品が発する騒音である。利用の際に携行式製品が不愉快及び／又は不快な騒音を発生させないことが望ましい。さらに、長期に亘り製品が定期的に利用されるならば、過度な騒音によって、利用者の聴覚が傷められる可能性がある。製品が発する騒音を許容可能な大きさに維持するために、例えば発泡材料のような防音材料が製品に付加的に含まれる場合がある。代替的には、モータは、モータ自身が発する騒音を低減するために、比較的低い出力で動作可能とされる。言うまでもなく、上述の解決策はいずれも特に望ましくはない。例えば発泡材料のような構成部品を追加することは、製品コストを高めることになり、モータを比較的低い出力で動作させることは製品の性能に悪影響を及ぼす。

モータを含む携行式製品において、モータは、製品全体の重量及び利用時における製品の騒音に対して最も貢献する場合がある。

本発明の実施例は、ロータ組立体及びステータ組立体を支持するためのフレームであって、内部壁と、外部壁と、内部壁と外部壁との間に延在している複数のディフューザ羽根とを具備するフレーム；シャフトと磁石と軸受組立体と羽根車を具備するロータ組立体；ボビンとステータコアとボビンの周りに巻回されている巻き線とを具備するステータ組立体；及び金属製ハブと外側部分とを具備する羽根車であって、外側部分が、複数のブレードを備えていると共に、プラスチック材料又は炭素繊維複合材料から形成されている、羽根車；を備えているモータを提供する。

従って、モータは、単純で及び／又はコスト効果を有する方法で製造可能とされる羽根車を含んでいる。

幾つかの実施例では、金属製ハブが、円筒状部分を含んでいる。金属製ハブが、円筒状部分より大きい半径を有している部分を含んでいる。このような構成によって、これら部分は、羽根車の所望の質量及び／又は慣性モーメントが容易に実現されるように調整可能とされる。

幾つかの実施例では、当該部分が、ディスク状に形成されている。当該部分が、軸線方向に延在している突起を含んでいる。軸線方向に延在している突起が、環状に形成されている。これにより、軸線方向に延在している突起が、金属製ハブと外側部分との結合表面積を大きくし、及び／又は、高速回転時における外側部分の膨張を制限し、且つ、金属製ハブと外側部分との結合力を高めることができる。

外側部分が、径方向において金属製ハブの少なくとも一部分を囲んでいる外側ハブを含んでいる。

羽根車が、軸流式羽根車とされる。

羽根車は、例えば全体的に真鍮又は他の金属から形成されている他の羽根車と比較して軽量とされる。幾つかの実施例では、フレームが、ダイキャスト及び機械加工のうち一の少なくとも１つの方法によって、亜鉛から形成されている。亜鉛製フレームの重量は、羽根車の軽量によって相殺されている。

幾つかの実施例では、金属製ハブが、真鍮から形成されている。

外側部分が、金属製ハブにオーバーモールド成形されている。

幾つかの実施例では、羽根車が、１３枚のブレードを備えている。付加的又は代替的には、利用の際に、ロータが、携行式製品を通過する空気流を発生させるために、５０ｋｒｐｍ〜１２０ｋｒｐｍの速度で回転する。ブレードの数量及び回転速度に起因して、利用時にモータが発する騒音の一部が、人間の可聴域から外れるので、モータの音響的騒音の低減に貢献する。

金属製ハブが、少なくとも１つの切欠を含んでおり、外側部分の一部分が、外側部分の一部分が金属製ハブに対する外側部分の軸線方向移動を防止するように突出している。

また、本発明の実施例は、携行式製品を通過する空気流を発生させるための上述のモータのうち任意のモータを提供する。携行式製品が、ヘアケア装置とされる。

また、本発明の実施例は、モータのための羽根車であって、羽根車が、金属製ハブと外側部分とを備えており、外側部分が、複数のブレードを備えており、プラスチック材料又は炭素繊維複合材料から形成されている、羽根車を提供する。

本発明を容易に理解するために、本発明の実施例について、添付図面を参照しつつ例示的に説明する。

ヘアドライヤの形態をした携行式製品を表わす。 図１に表わすヘアドライヤの断面図である。 モータの分解斜視図である。 図３に表わすモータのフレームの断面図である。 図３に表わすモータのロータ組立体の断面図である。 軸流式羽根車を表わす。 例えば図３に表わすような、部分的に組み立てられたモータの断面図である。 本発明の実施例における代替的な羽根車を表わす。 図８に表わす羽根車の断面図である。

図１及び図２は、ヘアドライヤ１である携行式製品を表わす。図２は、ヘアドライヤ１の概略的な断面図である。ヘアドライヤ１は、空気が放出される際に通過する本体２と、本体２に取り付けられているハンドル３とを有しており、図２に表わすように、利用者は、ハンドル３を介してヘアドライヤ１を保持することができる。ハンドル３は、本体２に対して反対側に位置するハンドル３の端部に、空気取込口４を備えている。モータ５は、モータ５が空気取込口４に隣接して又は少なくとも近接して位置決めされるように、ハンドル３の内部に配置されている。フィルタ又は他のフィルタリング手段（図示しない）が、例えば髪の毛や塵埃のような空気流に含まれている可能性がある異物がモータ５に流入することを防止するために、空気取込口４に、又は空気取込口４とモータ５との間に設けられている場合がある。

利用の際に、モータ５は、ヘアドライヤ１を通過する空気流を発生させる。モータ５は、空気取込口４を通じてハンドル３の内部に空気を引き込む。その後に、空気は、ハンドル３から、モータ５を通過して、本体２の内部に至り、空気出口６に向かって方向づけられる。例えば１つ以上の加熱要素の形態とされるヒータ（図示しない）が、空気が空気出口６から放出される前に当該空気を加熱するために、ヘアドライヤ１の内部に設けられている。

図１及び図２は、ヘアドライヤ１を例示的に表わすが、モータ５は、空気流の発生を必要とする他の携行式製品でも利用可能とされる。例えば、モータ５は、例えばホットスタイリングブラシのような異なるヘアケア装置に内蔵可能とされる。

図３は、モータ５の分解斜視図である。モータ５は、フレーム１０とロータ組立体２０とステータ組立体４０とを備えている。図４は、フレーム１０の断面図である。フレーム１０は、内部壁１１と外部壁１２とを備えている。複数のディフューザ羽根１３が、内部壁１１と外部壁１２との間に延在している。フレーム１０は、亜鉛から形成されており、例えば機械加工若しくはダイキャスト、又は機械加工とダイキャストとの組み合わせによって形成されている。亜鉛は、音響減衰材料であるので、フレーム１０は、利用の際にモータ５によって発生される音響周波数を効果的に吸収することができる。従って、亜鉛製フレーム１０は、利用の際に製品１によって発生される騒音の全体的なレベルを低減するように作用する。

ロータ組立体２０は、シャフト２１と磁石２２と軸受組立体２３と羽根車２４とを備えている。図５は、ロータ組立体２０の断面図である。磁石２２と軸受組立体２３と羽根車２４とはすべて、締まり嵌め、接着、又は締まり嵌め及び接着によって、シャフト２１に直接固定されている。磁石２２は、典型的には、永久磁石ブラシレスモータで利用可能とされるボンド永久磁石である。図示の実施例では、磁石２２は４極永久磁石である。軸受組立体２３は、一組の軸受２５ａ，２５ｂと、軸受２５ａ，２５ｂを離隔させているバネ２６とを備えている。バネ２６は、利用の際における軸受２５ａ，２５ｂの摩耗を低減させるために、軸受２５ａ，２５ｂの外輪それぞれにプリロードを作用させる。ロータ組立体２０がフレーム１０に組み付けられると、フレーム１０の内部壁１１が、軸受組立体２３を囲んでいる保護スリーブとして機能する。軸受２５の外輪は、接着によって、内部壁１１の内周面に固定されている。

図示の羽根車２４は、中心ハブ２８を中心として周方向に離隔配置されていると共に中心ハブ２８から径方向に延在している、複数のブレード２７を具備する軸流式羽根車である。利用の際にブレード２７それぞれが回転すると、ブレード２７それぞれが特定の周波数で音波を生成する。従って、音響的反響を低減させるように羽根車を構成することができる。図３及び図５に表わす羽根車２４は、１１枚のブレードを備えている。しかしながら、ブレード２７の数量は、モータ５及び／又は携行式製品の音響的要件に従って異なる場合がある。例えば、図６は、１３枚のブレード２７を具備する羽根車３０を表わす。利用の際に、ブレード２７の数量が比較的多いことに起因して、図６に表わす羽根車３０は、１１枚のブレード２７しか有していない図３に表わす羽根車２４と比較して、より高い周波数を有している音響的トーンを発生させる。モータ５についての予想される動作速度において、１３枚のブレード２７を具備する羽根車３０によって発生される音響的トーンの周波数は、人間の一般的な可聴域から外れるのに十分な高さを有している。これにより、モータ５の音響的反響が低減され、さらには、利用の際に携行式製品すなわちヘアドライヤ１によって発生される全体的な騒音が低減可能とされる。

羽根車２４，３０は、アルミニウムを機械加工することによって形成されている。アルミニウムは非常に軽量な材料であるので、羽根車２４，３０を形成するためにアルミニウムを利用することによって、フレーム１０を製造するために亜鉛を利用するよって増加するモータ５の重量の一部を相殺することができる。図１及び図２に表わすヘアドライヤ１のような携行式製品や他のヘアケア製品で利用する場合に、典型的には、モータ５は、約７５ｋｒｐｍ〜約１１０ｋｒｐｍの回転速度で回転する。このような高速回転時に羽根車２４，３０に作用する力の大きさは非常に大きい。優位には、アルミニウムは、軽量であるにも関わらず、非常に高強度であるので、羽根車２４，３０は、羽根車２４，３０が高速で回転する場合に羽根車２４，３０に作用する大きい力に耐えることができる。

図５に表わすように、羽根車２４の中心ハブ２８は、凹所２９を中心ハブ２８の下流側に備えている。凹所２９が設けられていることによって、羽根車２４，３０の重量がさらに低減されるので、これにより、フレーム１０を形成するために亜鉛を利用することによって増加した重量の大部分が相殺される。さらに、凹所２９は、環状とされ、フレーム１０の内部壁１１の径方向に延在している部分すなわち突起を受容するための、キャビティを形成している。これにより、羽根車２４の中心ハブ２８の内側にはラビリンスシールが形成されるので、ロータ組立体の損傷とモータの耐用寿命の著しい低減との原因となる、例えば髪の毛や塵埃のような異物の軸受組立体２３への侵入が防止される。図７は、組み立てられたフレーム１０及びロータ組立体２０の断面図であり、ラビリンスシールを表わす。ラビリンスシールは、領域Ｓで強調されている。図７は、上述のように、フレーム１０の内部壁１１が軸受組立体２３を囲んでいる保護スリーブとして機能する態様を表わす。

図８は、本発明の実施例におけるモータのための代替的な羽根車４０を表わす。図９は、羽根車４０の断面図である。羽根車４０は、好ましくは真鍮から形成されている金属製ハブ４１と、プラスチック材料又は炭素繊維複合材料から形成されている外側部分４２とを備えている。金属製ハブ４１は、略円筒状部分４３と、円筒状部分４３の一方に端部に配置されている略ディスク状部分４４とを含んでいる。ディスク状部分４４の半径は、円筒状部分４３の半径より大きい。ボア４５は、図３及び図５に表わすシャフト２１のような回転シャフトを受容するように、羽根車４０の回転軸線に沿って、金属製ハブ４１を貫通して延在している。

また、金属製ハブ４１は、図９に表わすようにディスク状部分４４の上側表面に配置されている環状突起４６を含んでいる。環状突起４６は軸線方向に突出している。外側部分４２は、環状突起４６の及び／若しくはディスク状部分４４の上側表面の周りに形成又は配設されている。

外側部分４２は、金属製ハブ４１の円筒状部分４３を径方向に囲んでいる外側ハブ５０を含んでいる。外側部分４２は、図５及び図７に表わす羽根車２４の凹所２９に類似していると共に同様に機能する凹所５１を含んでいる。また、外側部分４２は複数のブレード５２を含んでいる。また、外側部分４２は複数のブレード５２を含んでいる。当該実施例では、羽根車４０は１３枚のブレードを備えている。

金属製ハブ４１の円筒状部分４３は、環状切欠又は環状溝５４を含んでいる。外側部分４２の一部分は、環状溝５４の内部に突出している。このような配置によって、金属製ハブ４１に対する外側部分４２の軸方向における滑動が防止される。

図示の羽根車は、比較的高密度で高質量の金属製ハブ４１と、比較的低密度で低質量の外側部分４２及びブレード５２とから構成されているので、羽根車４０の質量が羽根車４０の中心回転軸線に向かって集中するという効果を有している。その結果として、回転軸線を中心とする羽根車の質量分布についての不釣り合いが低減される。金属製ハブ４１及び／又は外側部分４２の大きさ並びに質量は、羽根車４０の質量及び／又は慣性モーメントが図３、図５及び図７に表わす羽根車２４の質量及び／又は慣性モーメントと同等となるように調整可能とされる。その結果として、同等の条件及び同等のモータ入力電力の条件下において羽根車４０が羽根車２４と同等の速度で回転するように、羽根車２４から羽根車４０に直接交換することができる。しかしながら、幾つかの実施例では、プラスチック材料又は炭素繊維複合材料から成るブレードの、羽根車２４のアルミニウム製ブレードより高い可撓性を相殺するために、並びに、モータを通過する空気の同等のフローレベルを確保するために、質量及び／又は慣性モーメントは、羽根車４０が僅かに速く回転するように調整されている。例えば幾つかの実施例では、羽根車２４は１１０ｋｒｐｍで回転するが、羽根車４０は１２０ｋｒｐｍ以上で回転する。

羽根車４０は、利用時に、例えば１００ｋｒｐｍ以上の高速度で回転する。比較的高い可撓性を有している外側部分４２は、このような高速回転時に膨張する傾向にあるので、金属製ハブ４１から外側部分４２に至るトルク伝達が低減される可能性がある。このようなトルク伝達の低減を相殺するために、軸線方向に延在している環状突起４６を設けることによって、金属製ハブ４１と外側部分４２との接触表面積が高められている。さらに、外側部分４２の一部分が環状突起４６の内部に収容されており、高速回転時に、環状突起４６の内部に収容されている外側部分４２の一部分の膨張が制限される。さらに、高速回転時に、金属製ハブ４１は、比較的高い可撓性を有している外側部分４２より径方向に膨張しない傾向にある。その結果として、外側部分４２の膨張によって、環状突起４６と環状突起４６の内部に収容されている外側部分４２の一部分とが共に押圧されるので、環状突起４６と外側部分４２の一部分との間における摩擦力が高まり、超高速回転時であっても確実にトルクを伝達させることができる。しかしながら、低速回転時には、又は羽根車が静止状態にある場合には、例えば接着剤のような金属製ハブ４１と外側部分４２とを互いに固定するための他の手段がなくてもトルクを伝達させるために、金属製ハブ４１と外側部分４２との間に残留摩擦が存在している必要がある。

幾つかの実施例では、金属製ハブ４１と外側部分４２とは接着によって共に結合されているが、軸線方向に延在している環状突起４６を設けることによって、結合表面積を大きくすることができるので、高速回転時に外側部分４２の一部分が環状突起４６に押し付けられることに起因して、長期に亘り結合を確実に維持することができる。

羽根車４０は、多様な方法で形成可能とされる。一の実施例では、金属製ハブ４１が形成された後に、外側部分４２が金属製ハブ４１に直接オーバーモールド成形される。他の実施例では、金属製ハブ４１と外側部分４２とは、別々に形成された後に共に結合される。金属製ハブ４１と外側部分４２とが、圧入によって共に固定されるか、及び／又は、接着によって共に結合される場合がある。

これまで特定の実施例について説明したが、特許請求の範囲に規定される発明の技術的範囲を逸脱しない限り、様々な改良をすることができることが理解されるだろう。

１ ヘアドライヤ
２ 本体
３ ハンドル
４ 空気取込口
５ モータ
１０ フレーム
１１ （フレーム１０の）内部壁
１２ （フレーム１０の）外部壁
２０ ロータ組立体
２１ シャフト
２２ 磁石
２３ 軸受組立体
２４ 羽根車
２５ 軸受
２５ａ 軸受
２５ｂ 軸受
２６ バネ
２７ ブレード
２８ 中心ハブ
２９ （中心ハブ２８の）凹所
３０ 羽根車
４０ ステータ組立体（代替的な羽根車）
４１ （羽根車４０の）金属製ハブ
４２ （羽根車４０の）外側部分
４３ （金属製ハブ４１の）円筒状部分
４４ （金属製ハブ４１の）ディスク状部分
４５ （金属製ハブ４１の）ボア
４６ （金属製ハブ４１の）環状突起
５０ （外側部分４２の）外側ハブ
５１ （外側部分４２の）凹所
５２ （外側部分４２の）ブレード
５４ （円筒状部分４３の）環状溝（環状切欠）

Claims (12)

1. ロータ組立体及びステータ組立体を支持するためのフレームであって、内部壁と、外部壁と、前記内部壁と前記外部壁との間に延在している複数のディフューザ羽根とを具備する前記フレーム、
   シャフトと磁石と軸受組立体と羽根車とを具備する前記ロータ組立体、
   ボビンとステータコアと前記ボビンの周りに巻回されている巻き線とを具備する前記ステータ組立体、及び
   金属製ハブと外側部分とを具備する前記羽根車であって、前記外側部分が、複数のブレードを備えており、プラスチック材料又は炭素繊維複合材料から形成されている、前記羽根車、
   を備えているモータにおいて、
   前記金属製ハブが、円筒状部分を含んでおり、
   前記金属製ハブが、前記円筒状部分より大きい半径を有している部分を含んでおり、
   より大きい半径を有している前記部分が、軸線方向に延在している突起を含んでおり、
   軸線方向に延在している前記突起が、環状に形成されており、
   前記外側部分が、前記金属製ハブの前記突起に取り外し可能に係合可能なポケットを有していることを特徴とするモータ。
2. 前記部分が、略ディスク状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記羽根車が、軸流式羽根車とされることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記フレームが、ダイキャスト及び機械加工のうち少なくとも１つの方法によって、亜鉛から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ。
5. 前記金属製ハブが、真鍮から形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ。
6. 前記外側部分が、前記金属製ハブにオーバーモールド成形されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ。
7. 前記羽根車が、１３枚のブレードを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ。
8. 利用の際に、前記ロータ組立体が、携行式製品を通過する空気流を発生させるために、５０ｋｒｐｍ〜１２０ｋｒｐｍの速度で回転することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のモータ。
9. 前記金属製ハブが、少なくとも１つの切欠を含んでおり、
   前記外側部分の一部分が、前記外側部分の一部分が前記金属製ハブに対する前記外側部分の軸線方向移動を防止するように突出していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のモータ。
10. 携行式製品を通過する空気流を発生させるために請求項１〜９のいずれか一項に記載のモータを備えていることを特徴とする携行式製品。
11. 前記携行式製品が、ヘアケア装置とされることを特徴とする請求項１０に記載の携行式製品。
12. モータのための羽根車であって、
    前記羽根車が、金属製ハブと外側部分とを備えており、
    前記外側部分が、複数のブレードを備えており、プラスチック材料又は炭素繊維複合材料から形成されている羽根車において、
    前記金属製ハブが、円筒状部分を含んでおり、
    前記金属製ハブが、前記円筒状部分より大きい半径を有している部分を含んでおり、
    より大きい半径を有している前記部分が、軸線方向に延在している突起を含んでおり、
    軸線方向に延在している前記突起が、環状に形成されており、
    前記外側部分が、前記金属製ハブの前記突起に取り外し可能に係合可能なポケットを有していることを特徴とする羽根車。

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