(57)【要約】      （修正有）【課題】コギングトルクを低減した流体発生装置及びこれを用いる電気装置を提供する。【解決手段】流体発生装置及びこの流体発生装置を用いる電気装置を提供する。流体発生装置は、モータ１０と、前記モータによって駆動されるインペラ１００とを含む。前記モータは、ステータ及びロータを含む単相直流ブラシレスモータである。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、外側リング部と、前記外側リング部から内方に延在する歯と、前記歯に形成される磁極片とを含む。前記磁極片の間に、スロット開口部が形成される。前記ロータは、前記磁極片によって形成される収容室に収容される。前記磁極片の内面及び前記ロータは、両者間に、実質的に均一な空隙を形成する。均一な空隙の存在によって、モータのコギングトルクを低減することができ、これにより、モータの起動電流及び騒音を低減する。【選択図】図１
0003208939.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
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備えるステータであって、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歯と、前記歯の各々の末端に形成され、モータの周方向に沿って延在する磁極面とを備える、ステータと、
前記ステータに対して相対的に回転可能なロータであって、前記ロータは、前記磁極面によって取り囲まれる収容室に収容され、前記ロータは、前記ステータの前記磁極面に面する複数の磁極を備え、前記ロータの前記磁極の外面及び前記ステータの前記磁極面は、互いに同軸であることによって、両者間に、実質的に均一な空隙を形成する、ロータと、
を備える単相モータと、
前記ロータによって駆動されて、流体流を発生させるインペラと、
を備えることを特徴とする流体発生装置。
【請求項２】
隣接する歯の前記磁極面は、スロット開口部によって離間され、前記スロット開口部は、前記空隙の厚さの４倍以下の幅を有することを特徴とする、請求項１に記載の流体発生装置。
【請求項３】
各歯は、前記ヨークから延在する歯本体と、前記歯本体の末端から前記ロータの２つの互いに反対の周方向にそれぞれ延在する１対の磁極片とを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の流体発生装置。
【請求項４】
前記磁極片は、前記歯本体から遠ざかる方向に徐々に小さくなる半径方向の厚さを有することを特徴とする、請求項３に記載の流体発生装置。
【請求項５】
隣接する歯の前記磁極片は、スロット開口部によって互いに離間されるか、又は磁気ブリッジによって互いに連結され、前記スロット開口部又は磁気ブリッジは、前記２つの隣接する歯本体の間の対称中心からオフセットされることを特徴とする、請求項３に記載の流体発生装置。
【請求項６】
隣接する歯の前記磁極片は、スロット開口部によって互いに離間され、前記２つの磁極片は、短い磁極片及び長い磁極片を含み、前記短い磁極片の内面は、前記スロット開口部に隣接する斜切面を形成することを特徴とする、請求項５に記載の流体発生装置。
【請求項７】
前記スロット開口部又は磁気ブリッジは、対応する２つの隣接する歯の対称中心から、４５〜１３５度の電気角だけオフセットされることを特徴とする、請求項５に記載の流体発生装置。
【請求項８】
前記歯は、第１の歯及び第２の歯を含み、前記第１の歯の磁極面は、第１の位置決め溝が形成された第１の円弧面を形成し、前記第２の歯の磁極面は、第２の位置決め溝が形成された第２の円弧面を形成し、前記第１の円弧面及び前記第２の円弧面は、互いに対向しており、両者間に前記収容室が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の流体発生装置。
【請求項９】
前記第１の歯及び前記第２の歯は、両者間において、前記ロータの両側に、第１のスロット開口部／磁気ブリッジ及び第２のスロット開口部／磁気ブリッジを形成し、前記第１のスロット開口部／磁気ブリッジ及び前記第２のスロット開口部／磁気ブリッジは、前記ロータの軸線に関して対称であることを特徴とする、請求項８に記載の流体発生装置。
【請求項１０】
前記第１のスロット開口部／磁気ブリッジの中心と前記ロータの中心とを結ぶ連結線と前記第１の歯の前記歯本体の延長方向との間に、６０〜６５度の角度が形成されることを特徴とする、請求項９に記載の流体発生装置。
【請求項１１】
前記第１の円弧面の２つの周方向の端部は、それぞれ、第１の切断面及び第２の切断面を形成し、前記第２の円弧面の２つの周方向の端部は、それぞれ、第３の切断面及び第４の切断面を形成し、前記第１の切断面及び前記第３の切断面は、互いに対向しており、両者間に前記第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、両者間に前記第２のスロット開口部を形成し、前記切断面と前記第１又は第２の歯の前記歯本体の中心線との間に、鋭角が形成されることを特徴とする、請求項８に記載の流体発生装置。
【請求項１２】
前記第１の位置決め溝と前記第２の位置決め溝とを結ぶ線は、前記第１の歯及び前記第２の歯の前記歯本体の中心線と一致することを特徴とする、請求項８に記載の流体発生装置。
【請求項１３】
前記単相モータは、単相永久磁石直流ブラシレスモータ又は単相永久磁石ブラシレス同期モータであることを特徴とする、請求項１に記載の流体発生装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の流体発生装置を備えることを特徴とする電気装置。
【請求項１５】
前記電気装置は、ハンドドライヤ、ヘアドライヤ、真空掃除機、又は送風機であることを特徴とする、請求項１４に記載の電気装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]
本考案は、モータに関し、特に、真空掃除機、ハンドドライヤ、ヘアドライヤ、送風機等に用いることができる流体発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]
既存の流体発生装置は、通常、３相モータによって、電源が供給される。３相モータは、単相ブラシレスモータよりもコストが高い。しかしながら、単相モータには、死点による起動失敗の問題がある。死点を回避するため、単相ブラシレスモータのステータとロータとの間の空隙は、通常、不均一な間隙である。しかしながら、不均一な空隙を有するモータは、通常、コギングトルクが過度に大きく、ひいては、騒音が大きい。
【０００３】
[0004]
本考案は、上記の問題を克服することができる流体発生装置を提供することを目的とするものである。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
[0005]
したがって、コギングトルクを低減した流体発生装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0006]
一態様において、流体発生装置を提供するものであり、この流体発生装置は、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備えるステータであって、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歯と、前記歯の各々の末端に形成され、モータの周方向に沿って延在する磁極面とを備える、ステータと、前記ステータに対して相対的に回転可能なロータであって、前記ロータは、前記磁極面によって取り囲まれる収容室に収容され、前記ロータは、前記ステータの前記磁極面に面する複数の磁極を備え、前記ロータの前記磁極の外面及び前記ステータの前記磁極面は、互いに同軸であることによって、両者間に、実質的に均一な空隙を形成する、ロータと、を備える単相モータと、前記ロータによって駆動されて、流体流を発生させるインペラと、を含む。
【０００６】
[0007]
隣接する歯の前記磁極面は、スロット開口部によって離間され、前記スロット開口部は、前記空隙の厚さの４倍以下の幅を有することが好ましい。
【０００７】
[0008]
各歯は、前記ヨークから延在する歯本体と、前記歯本体の末端から前記ロータの２つの互いに反対の周方向にそれぞれ延在する１対の磁極片とを備えることが好ましい。
【０００８】
[0009]
前記磁極片は、前記歯本体から遠ざかる方向に徐々に小さくなる半径方向の厚さを有することが好ましい。
【０００９】
[0010]
隣接する歯の前記磁極片は、スロット開口部によって互いに離間されるか、又は磁気ブリッジによって互いに連結され、前記スロット開口部又は磁気ブリッジは、前記２つの隣接する歯本体の間の対称中心からオフセットされることが好ましい。
【００１０】
[0011]
隣接する歯の前記磁極片は、スロット開口部によって互いに離間され、前記２つの磁極片は、短い磁極片及び長い磁極片を含み、前記短い磁極片の内面は、前記スロット開口部に隣接する斜切面を形成することが好ましい。
【００１１】
[0012]
前記スロット開口部又は磁気ブリッジは、対応する２つの隣接する歯の対称中心から、４５〜１３５度の電気角だけオフセットされることが好ましい。
【００１２】
[0013]
前記ステータコアは、前記ステータの周方向に沿って、複数のステータコアユニットを接合することによって、形成され、前記ステータコアユニットの各々は、磁極片を有する歯と、前記歯に連結されるヨークセグメントとを備え、隣接する前記ステータコアユニットの前記ヨークセグメントは、互いに連結されて、前記ステータコアの前記ヨークを形成することが好ましい。
【００１３】
[0014]
前記各ステータコアユニットごとに、前記歯の一端は、前記ヨークセグメントの一端に連結されるか、又は前記ヨークセグメントの２つの端部の間において前記ヨークセグメントに連結されることが好ましい。
【００１４】
[0015]
前記ヨークは、リングヨークであり、前記歯及び前記リングヨークは、別個に形成されることが好ましい。
【００１５】
[0016]
前記歯は、第１の歯及び第２の歯を含み、前記第１の歯の磁極面は、第１の位置決め溝が形成された第１の円弧面を形成し、前記第２の歯の磁極面は、第２の位置決め溝が形成された第２の円弧面を形成し、前記第１の円弧面及び前記第２の円弧面は、互いに対向しており、両者間に前記収容室が形成されていることが好ましい。
【００１６】
[0017]
前記第１の歯及び前記第２の歯は、両者間において、前記ロータの両側に、第１のスロット開口部／磁気ブリッジ及び第２のスロット開口部／磁気ブリッジを形成し、前記第１のスロット開口部／磁気ブリッジ及び前記第２のスロット開口部／磁気ブリッジは、前記ロータの軸線に関して対称であることが好ましい。
【００１７】
[0018]
前記第１のスロット開口部／磁気ブリッジの中心と前記ロータの中心とを結ぶ連結線と前記第１の歯の前記歯本体の延長方向との間に、６０〜６５度の角度が形成されることが好ましい。
【００１８】
[0019]
前記第１の円弧面の２つの周方向の端部は、それぞれ、第１の切断面及び第２の切断面を形成し、前記第２の円弧面の２つの周方向の端部は、それぞれ、第３の切断面及び第４の切断面を形成し、前記第１の切断面及び前記第３の切断面は、互いに対向しており、両者間に前記第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、両者間に前記第２のスロット開口部を形成し、前記切断面と前記第１又は第２の歯の前記歯本体の中心線との間に、鋭角が形成されることが好ましい。
【００１９】
[0020]
前記第１の位置決め溝と前記第２の位置決め溝とを結ぶ線は、前記第１の歯及び前記第２の歯の前記歯本体の中心線と一致することが好ましい。
【００２０】
[0021]
前記単相モータは、単相永久磁石直流ブラシレスモータであることが好ましい。
【００２１】
[0022]
別の態様において、本考案は、上記の流体発生装置を備える電気装置を提供するものである。前記流体発生装置は、好ましくは、気流発生装置である。前記電気装置は、ハンドドライヤ、ヘアドライヤ、真空掃除機、又は送風機等にすることができる。
【００２２】
[0023]
本考案の流体発生装置は、均一な空隙及び小さいスロット開口部／磁気ブリッジを有する単相モータを用い、これにより、モータのコギングトルク及びモータの騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本考案の流体発生装置の簡易概略図である。
【図２】本考案の好ましい実施形態による単相ブラシレスモータを示す図である。
【図３】外部ハウジングを取り外した状態の、図２の単相ブラシレスモータを示す図である。
【図４】外部ハウジング、ステータ巻線、ロータの回転軸を取り外した状態の、図２の単相ブラシレスモータを示す図である。
【図５】図２の単相ブラシレスモータのステータコアを示す図である。
【図６】図２の単相ブラシレスモータのロータコア及びその永久磁石を示す図である。
【図７】本考案の単相永久磁石モータのロータの永久磁極の磁力線分布を示す図である。
【図８】本考案の第２の実施形態による単相永久磁石モータのステータコアを示す図である。
【図９】本考案の第２の実施形態によるロータコア及びその永久磁石を示す図である。
【図１０】本考案の第３の実施形態による単相永久磁石モータのステータコアを示す図である。
【図１１】本考案の第４の実施形態による単相永久磁石モータのステータコアを示す図である。
【図１２】本考案の第５の実施形態による単相永久磁石モータのステータコアを示す図である。
【図１３】本考案の第６の実施形態による単相ブラシレスモータを示す図である。
【図１４】ステータハウジングを取り外した状態の、図１３の単相ブラシレスモータを示す図である。
【図１５】図１３の単相ブラシレスモータのステータの分解図である。
【図１６】巻線ブラケット、第１の絶縁ライニング及び第２の絶縁ライニングを取り外した状態の、図１３の単相ブラシレスモータを示す図である。
【図１７】図１の単相ブラシレスモータのステータコアを示す図である。
【図１８】本考案の別の実施形態による流体発生装置を示す図である。
【図１９】ディフューザを取り外した状態の、図１８の流体発生装置を示す図である。
【図２０】図１８の流体発生装置のディフューザを示す図である。
【図２１】図１８の流体発生装置の断面図である。
【図２２】真空掃除機に用いられる本考案の流体発生装置を示す図である。
【図２３】ハンドドライヤに用いられる本考案の流体発生装置を示す図である。
【図２４】ヘアドライヤに用いられる本考案の流体発生装置を示す図である。
【図２５】送風機に用いられる本考案の流体発生装置を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２４】
[0049]
各図は、縮尺通りではなく、図全体を通して、例示の目的で、同様の構造又は機能の要素は、概して、同じ符号で表記される点に留意されたい。また、各図は、好ましい実施形態の説明を容易にすることを意図するものにすぎない点にも留意すべきである。各図は、説明された実施形態の全ての態様を示すものではなく、本開示の範囲を限定するものではない。
【００２５】
（第１の実施形態）
[0050]
図１を参照すると、本考案の流体発生装置は、単相モータ１０と、単相ブラシレスモータの電力出力端に連結されるインペラ１００とを含む。モータ１０は、その出力軸を介して、インペラ１００を直接駆動することができる。代替例として、モータは、インペラ１００を駆動する前に、減速機構によって減速される。
【００２６】
[0051]
図２〜図６を参照すると、本考案の第１の実施形態による単相永久磁石モータ１０は、ステータ２０と、ステータに対して相対的に回転可能なロータ５０とを含む。
【００２７】
[0052]
ステータ２０は、１つの開口端を有する円筒形の外部ハウジング２１と、外部ハウジング２１の開口端に取り付けられるエンドキャップ２３と、外部ハウジング２１内に取り付けられるステータコア３０と、ステータコア３０に取り付けられる絶縁ブラケット４０と、ステータコアの周りに巻き付けられ、絶縁ブラケット４０によって支持されるステータ巻線３９とを含む。ステータコア３０は、外側リング部３１と、外側リング部３１から内方に延在する複数の歯３３とを含む。各歯３３は、歯本体３４と、歯本体３４の末端から歯本体３４の２つの周方向側にそれぞれ延在する２つの磁極片３５とを備える。ステータ巻線３９は、好ましくは、それぞれの歯本体３４の周りに巻き付けられる。代替例として、巻線３９は、外側リング部３１の周りに巻き付けることができる。各２つの隣接する歯３３の間に、巻線スロットが形成され、２つの隣接する歯３３の磁極片３５の間に、スロット開口部３７が形成される。スロット開口部３７は、２つの隣接する歯の間の中央位置からオフセットされて（すなわち、一方の歯に近づき、他方の歯から遠ざかる）、ロータを初期状態に配置することが好ましい。隣接する歯３３の磁極片３５は、図１２に示すように、磁気ブリッジを介して連結することもできることを理解されたい。スロット開口部３７又は磁気ブリッジ３２７は、磁気抵抗が大きいことによって、スロット開口部３７又は磁気ブリッジ３２７からの磁束を回避又は低減することによって、スロット開口部３７又は磁気ブリッジ３２７の磁気漏れを低減する。
【００２８】
[0053]
ステータコア３０は、磁気伝導性材料からなる。例えば、ステータコア３０は、モータの軸方向に沿って、磁性ラミネーション（工業において一般的に用いられるシリコンラミネーション）を積層することによって、形成される。ステータコア３０の歯３３は、モータの周方向に沿って、間隔をおいて均等に配置されることが好ましい。各歯３３は、外側リング部３１から実質的に半径方向内方に延在する。磁極片３５は、歯本体３４の半径方向内端から歯本体３４の２つの周方向側に延在する。
【００２９】
[0054]
磁極片３５は、歯３３からスロット開口部に向かう方向に徐々に小さくなる半径方向の厚さを有し、磁極片３５の磁気抵抗が、歯３３からスロット開口部に向かう方向に徐々に大きくなることが好ましい。この設計によって、モータの動作の安定化及び起動の信頼性の向上を実現することができる。
【００３０】
[0055]
ロータ５０は、歯の磁極片３５が協働して形成する空間に収容される。ロータ５０は、ロータの周方向に沿って配設される環状の永久磁極５５を含む。環状の永久磁極５５の外周面は、磁極片３５の内周面と同心であり、これにより、両者間に均一な空隙４１を形成する。具体的には、磁極片の内面は、軸方向平面視において、ロータ５０の中心を中心とする円上に位置する。環状の永久磁極の外面５６は、ロータ５０の中心を中心とする円上に位置する円筒面である。すなわち、磁極片の内周面は、永久磁極５５の外周面と同心であり、これにより、磁極片の内周面と永久磁極の外周面との間に、実質的に均一な空隙を形成する。スロット開口部３７は、０よりも大きく、且つ均一な空隙４１の厚さの４倍以下の幅を有することが好ましい。この構成によって、モータの起動及び回転を円滑化し、モータの起動の信頼性を向上させ、起動の死点を低減することができる。本開示で用いられる、リング部とは、周方向に沿って連続的に延在することによって形成される密閉構造を指す。均一な空隙４１の厚さとは、空隙の半径方向の厚さをいう。
【００３１】
[0056]
図６を参照すると、環状の永久磁極５５は、１つの環状の永久磁石によって形成することができる。加えて、ロータ５０は、更に、環状の永久磁極５５を貫通する回転軸５１を含む。回転軸５１の一端は、軸受２４を介して、エンドキャップ２３に取り付けられ、他端は、別の軸受を介して、ステータの円筒形の外部ハウジング２１の底部に取り付けられて、ロータは、ステータに対して相対的に回転可能である。
【００３２】
[0057]
この実施形態では、ロータ５０は、更に、ロータコア５３を含む。回転軸５１は、ロータコア５３の中心を貫通し、ロータコア５３に固定される。環状の永久磁石は、ロータコア５３の外周面に取り付けられる。ロータコアの外周面には、複数の軸方向に延在する溝５４が形成される。各溝５４は、２つの隣接する永久磁極の接合部に配設されて、磁気漏れを低減する。
【００３３】
[0058]
この実施形態では、スロット開口部３７は、２つの隣接する歯本体３４の間の対称中心からオフセットされる。すなわち、各スロット開口部３７は、２つの隣接する歯本体から、それぞれ異なる距離だけ離間される。すなわち、スロット開口部３７の中心及びロータの中心を通る線Ｌ２、及び隣接する歯本体３４の対称中心線Ｌ１は、両者間に、角度βを形成する。スロット開口部３７が、２つの隣接する歯の対称中心からオフセットされるので、歯本体３４の末端から各歯の周方向側に延在する２つの磁極片は、異なる周方向の長さを有する。短い方の磁極片の内面は、スロット開口部に隣接する斜切面３８を形成する。斜切面３８が存在することによって、短い方の磁極片の面積を更に小さくすることができ、これにより、２つの磁極片間の不均一度が更に増すので、ロータの初期位置は、更に、死点からオフセットされる。
【００３４】
[0059]
図７は、ステータ巻線が付勢されていないとき、すなわち、初期位置における、ロータの永久磁極の磁力線分布を示す。図７に示すように、ロータは、４つの永久磁極を含み、Ｎ極性及びＳ極性が、交互に配置されている。ステータは、４つのステータ極を形成する４つの歯を含む。図７から分かるように、モータが初期位置にあるとき、面積が大きい方の磁極片を通る磁力線は、面積が小さい方の磁極片を通る磁力線よりも明らかに多い。ロータの磁極５５の半径方向中心線Ｌ４は、ステータ極の半径方向中心線Ｌ３から、或る角度だけオフセットされ、線Ｌ３と線Ｌ４との間に形成される角度Ｑは、起動角という。起動角Ｑは、角度βに等しいことが好ましい。この実施形態では、起動角は、４５度の電気角よりも大きく、１３５度の電気角よりも小さい。モータのステータ巻線に、１方向の電流を供給すると、ロータ５０を、１方向に沿って始動させることができる。モータのステータ巻線に、反対方向の電流を供給すると、ロータ５０を、反対方向に沿って始動させることができる。起動角が９０度の電気角の場合、ロータ５０を、両方向に容易に始動させることができる、すなわち、両方向の起動を最も容易に行える角度であることを理解されたい。起動角が９０度の電気角からオフセットされると、ロータは、反対方向よりも１方向に始動し易くなる。多数の実験から、起動角が４５度〜１３５度の電気角の範囲内にあるとき、ロータの両方向の起動の信頼性は良好であることが分かった。
【００３５】
（第２の実施形態）
[0060]
図８を参照すると、第１の実施形態とは異なり、ステータ巻線３９の巻線効率を上げるため、第２の実施形態のステータコアは、ステータの周方向に沿って接合される複数のステータコアユニット３００を含む。各ステータコアユニット３００は、磁極片３０５を有する歯３０３と、歯３０３と一体に連結されるヨークセグメント３０１とを含む。隣接するステータコアユニットのヨークセグメント３０１は、互いに連結されて、ステータコアの外側リング部を形成する。各ステータコアユニットは、複数の歯３０３と、対応する磁極片３０５とを含むこともできることを理解されたい。全てのステータコアユニットの巻き付け工程が完了した後、ステータコアユニット３００を接合することにより、ステータ巻線を有するステータコアが得られる。この実施形態では、各ステータコアユニット３００は、１つの歯３０３と、その対応する磁極片３０５とを含み、各ステータコアユニット３００では、歯３０３の一端は、ヨークセグメント３０１の２つの端部の間において、ヨークセグメント３０１に連結される。
【００３６】
[0061]
この実施形態では、隣接するステータコアユニットのヨークセグメント３０１は、溶接によって、及び／又は、従来の機械的連結構造を介して、互いに固定結合することができる。図８は、凹部３０２に係合される突出部３０４を含む例示的な機械的連結構造を示す。具体的には、外側リング部の各ヨークセグメント３０１は、その一端に形成される凹部３０２と、他端の突出部３０４とを有する。各セグメント３０１の突出部３０４は、対応する、隣接するセグメント３０１の凹部３０２に係合される。
【００３７】
[0062]
多数のステータコアユニット３００を接合することによって、ステータコアが形成されるので、隣接する磁極片３０５の間のスロット開口部は、非常に小さい幅を有することができる。スロット開口部の最小幅は、０よりも大きく、且つ空隙の最小厚さの３倍以下であることが好ましい。巻線スロットのスロット開口部の最小幅は、０よりも大きく、且つ空隙の最小厚さの２倍以下であることがより好ましい。この実施形態では、スロット開口部の幅とは、２つの隣接する磁極片３０５の間の距離をいう。
【００３８】
[0063]
図９を参照すると、この実施形態のロータ６０は、ロータコア６３と、ロータコア６３の周方向に沿って配置される永久磁極６５とを含む。永久磁極６５は、複数の永久磁石６６、例えば、４つの永久磁石によって形成される。永久磁石６６は、ロータコア６３の外周面に取り付けられる。同様に、ロータコア６３の外周面には、複数の軸方向に延在する溝６４が形成される。各溝６４は、隣接する２つの永久磁石６６の接合部に配設されて、磁気漏れを低減する。磁極片の内周面（磁極面という）は、ロータ６０の中心を中心とする円上に位置し、永久磁石６６の外面は、ロータ６０の中心を中心とする円上に位置することが好ましい。このように、永久磁石６６の外面が、磁極片の内面と同心であることによって、磁極片と永久磁極との間に、実質的に均一な空隙が形成される。「実質的に均一な空隙」という用語の理由は、空隙の大部分は、永久磁極の斜切面、隣接する磁極の間の間隙、磁極片の斜切面、及び隣接する磁極片の間のスロット開口部に対応する部分を除いて、均一だからである。
【００３９】
（第３の実施形態）
[0064]
図１０を参照すると、この実施形態では、ステータコアは、同様に、ステータの周方向に沿って接合される複数のステータコアユニット３１０を含む。各ステータコアユニット３１０は、磁極片３１５を有する歯３１３と、歯３１３と一体に連結されるヨークセグメント３１１とを含む。隣接するステータコアユニットのヨークセグメント３１１は、互いに連結されて、ステータコアの外側リング部を形成する。各ステータコアユニットは、複数の歯３１３と、対応する磁極片３１５とを含むこともできることを理解されたい。全てのステータコアユニットの巻き付け工程が完了した後、ステータコアユニット３１０を接合することにより、ステータ巻線を有するステータコアが得られる。この実施形態では、各ステータコアユニット３１０は、１つの歯３１３と、その対応する磁極片３１５とを含み、各ステータコアユニット３１０では、歯３１３の一端は、ヨークセグメント３１１の２つの端部の間において、ヨークセグメント３１１に連結される。
【００４０】
[0065]
この実施形態では、隣接するステータコアユニットのヨークセグメント３１１の接合面は、平面であり、隣接するヨークセグメント３１１は、溶接によって、又は他の方法で、互いに直接組み付けることができる。隣接する円弧状のヨークセグメント間のより良好な突合せ接触を行うため、隣接するステータコアユニットのヨークセグメント３１１の端部には、相互係合斜切面が設けられることが好ましい。具体的には、各ステータコアユニットのヨークセグメント３１１の２つの端部には、それぞれ、互いに密接している第１の斜切面３１２及び第２の斜切面３１４を設けることができる。
【００４１】
[0066]
多数のステータコアユニット３１０を接合することによって、ステータコアが形成されるので、接合工程の前に、巻き付け工程を行うことができ、したがって、隣接する磁極片３１５の間のスロット開口部は、非常に小さい幅を有することができる。スロット開口部の最小幅は、０よりも大きく、且つ空隙の最小厚さの３倍又は２倍以下であることが好ましい。
【００４２】
[0067]
この実施形態の単相永久磁石モータでは、スロット開口部は、２つの隣接する歯の隣接する磁極片の間に形成され、２つの歯の一方からオフセットされる。したがって、スロット開口部の位置及び大きさを調整することによって、単相永久磁石モータの起動に必要な起動角及びコギングトルクが調整され、磁極片の磁極面に、追加の位置決めスロット又は位置決め穴を形成する必要はない。例えば、起動角は、一方の歯からのスロット開口部のオフセットの度合いを調整することによって、調整可能である。起動角が４５度〜１３５度の電気角の範囲内にあるとき、モータのロータを、両方向に始動させることができ、これにより、起動に信頼性がもたらされる。
【００４３】
（第４の実施形態）
[0068]
図１１を参照すると、同様に、この実施形態のステータコアは、ステータ巻線の巻線効率を上げるため、分離型構造を有する。具体的には、歯３２３及び関連する磁極片３２５は、一体に形成されて、１つの一体構造になるが、一方、歯３２３及び外側リング部３２１は、別個の構造である。すなわち、外側リング部３２１及び歯３２３は、別個に形成され、その後、互いに組み付けられる。歯３２３及び外側リング部３２１の接合面は、平面又は凹部−突出部係合面３２２，３２４にすることができる。各歯３２３は、溶接又は種々の機械的連結方法（例えば、鳩尾継手）によって、外側リング部３２１に固定連結することができることを理解されたい。代替実施形態では、歯３２３、外側リング部３２１、及び関連する磁極片３２５は、全て、別個に形成され、ステータ巻線３９が巻き付けられた後、歯３２３は、外側リング部３２１及び磁極片３２５に固定連結される。
【００４４】
[0069]
この実施形態の単相ブラシレスモータは、環状の永久磁極を用い、ステータコアの磁極片の内面は、軸方向平面視において、ロータの中心を中心とする円上に位置し、これにより、均一な空隙をより良好に形成し、従来技術のスロット開口部による振動及び騒音を低減する。加えて、スロット開口部の幅は、０よりも大きく、且つ均一な空隙の厚さの４倍以下であり、更に、スロット開口部の最小幅は、均一な空隙の最小厚さの２倍以下であり、モータは、より大きいトルク密度を有することができ、磁気漏れを低減することができる。ステータコアは、分離型構造を有し、これにより、巻き付け工程が容易になり、ひいては、巻線効率を効果的に向上させる。
【００４５】
（第５の実施形態）
[0070]
図１２〜図１５を参照すると、別の実施形態による単相モータ１１が示されている。モータ１１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４８と、ステータコア４８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５８とを含む。ステータハウジングは、２つの半ハウジング部３６，３２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２５と、円筒スリーブとハブ２５との間に連結される複数のスポーク２８とを含む。ハブ２５に、軸受２７が取り付けられる。ステータコア４８は、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１１は、単相永久磁石直流ブラシレスモータ１１である。
【００４６】
[0071]
ロータは、回転軸６１と、回転軸に固定される永久磁石６７（図１６参照）とを含む。永久磁石６７の厚さは、ロータの外径の０．４〜０．４８倍である。回転軸６１の両端は、２つの半ハウジング部３６，３２のハブ２５を貫通して延在し、ハブ２５に取り付けられる軸受２７によって、それぞれ、支持される。
【００４７】
[0072]
図１４及び図１５を参照すると、ステータコア４８の歯５２，５７とステータ巻線４９との間に、絶縁ブラケット４７が配設される。ステータコア４８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、２つの絶縁ライニング４５が配設されて、ステータ巻線４９をステータコア４８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４８の外側リング部の内面に取り付けられ、対応する歯５２又は５７を貫通させるための貫通穴を有する。
【００４８】
[0073]
図１６及び図１７を参照すると、ステータコア４８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の半コア部の接合面には、凹部−突出部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５９と、第１の半ヨーク部５９からステータコアの中心に向かって延在する第１の歯５２とを含む。第２の半コア部は、第２の半ヨーク部７５と、第２の半ヨーク部７５からステータコアの中心に向かって延在する第２の歯５７とを含む。第１の半ヨーク部５９及び第２の半ヨーク部７５は、協働して、外側リング部又はリング形状のヨークを形成する。
【００４９】
[0074]
第１の歯５２及び第２の歯５７は、第１の歯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。外側リング部は、ステータの半径方向に沿って厚さＷ２を有し、外側リング部の厚さＷ２は、ロータの外径Ｄ１の０．５〜０．７倍である。第１の歯５２の２つの磁極片の内面（磁極面）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の歯５７の２つの磁極片の内面（磁極面）は、第２の位置決め溝５７ｂが形成された第２の円弧面５７ａを含む。第１の位置決め溝５２ｂ及び第２の位置決め溝５７ｂは、ロータの直径方向に沿って互いに対向して、ステータ巻線が消勢されると、ステータに対して相対的なロータの初期位置を制御する。位置決め溝５２ｂ，５７ｂ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５７ａは、互いに対向して、両者間に収容キャビティ／室を形成し、この中に、永久磁石６７が収容される。永久磁石６７は、第１の歯５２及び第２の歯５７と相互に作用するための２つの永久磁極を形成する。ロータの永久磁極の外周面とステータの磁極面５２ａ，５７ａとの間に、実質的に均一な空隙６８が形成される。「実質的に均一な空隙」という用語の理由は、空隙の大部分は、位置決め溝５２ｂ，５７ｂ、磁極の斜切面及び磁極片の斜切面に対応する部分を除いて、均一だからである。均一な空隙６８の厚さは、永久磁石６７の厚さの０．２６〜０．３４倍である。
【００５０】
[0075]
ホールセンサなどのセンサ６９が、端子を介して、回路基板５８（図１２）に接続されて、永久磁石６７の回転位置を検出する。
【００５１】
[0076]
ステータ巻線４９は、好ましくは、第１の歯５２及び第２の歯５７の周りに巻き付けられる。特に、巻線ブラケット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の歯５２及び第２の歯５７の端部に向かって延在する。第１の歯５２は、第１の取付アーム４８ａ内に延在し、第２の歯５７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の歯５２／第２の歯５７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。
【００５２】
[0077]
第１の歯５２及び第２の歯５７は、両者間において、永久磁石６７の両側に、それぞれ、磁気抵抗が大きい第１のスロット開口部／磁気ブリッジ７３及び第２のスロット開口部／磁気ブリッジ７４を形成する。この実施形態では、第１の歯５２及び第２の歯５７は、両者間に、スロット開口部７３及び７４を形成する。具体的には、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を形成し、第２の円弧面５７ａの２つの周方向の端部は、第３の切断面５７ｃ及び第４の切断面５７ｄを形成する。第１の切断面５２ｃ及び第３の切断面５７ｃは、互いに離間且つ対向して、両者間にスロット開口部７３を形成し、第２の切断面５２ｄ及び第４の切断面５７ｄは、互いに離間且つ対向して、両者間にスロット開口部７４を形成する。スロット開口部７３，７４は、第１／第２の歯の延長方向に対して傾斜している。すなわち、スロット開口部の延長方向と第１／第２の歯の延長方向との間に、鋭角が形成される。
【００５３】
[0078]
第１の切断面５２ｃと第３の切断面５７ｃとの間の距離は、ロータの外径Ｄ１の０．０９〜０．１３倍であり、第２の切断面５２ｄと第４の切断面５７ｄとの間の距離も、ロータの外径Ｄ１の０．０９〜０．１３倍である。
【００５４】
[0079]
スロット開口部７３，７４の中心とロータの中心とを結ぶ連結線Ｌ５及び第１の歯５２の延長方向Ｌ６は、両者間に、６０〜６５度の角度Ｑを形成する。スロット開口部７３，７４の中心を結ぶ連結線及び第２の歯５７の延長方向は、６０〜６５度の角度を形成することがより好ましい。スロット開口部７３，７４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。
【００５５】
[0080]
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５７ａは、第２の位置決め溝５７ｂを有する。第１の位置決め溝５２ｂの開口部は、永久磁石６７側に面し、第２の位置決め溝５７ｂの開口部は、永久磁石６７側に面する。第１の位置決め溝５２ｂ及び第２の位置決め溝５７ｂ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５７ｂの大きさを指す。第１の歯５２内の第１の位置決め溝５２ｂの深さ及び第２の歯５７内の第２の位置決め溝５７ｂ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５７ｂとを結ぶ線は、第１の歯５２及び第２の歯５７の中心線と一致することが好ましい。
【００５６】
[0081]
図１８は、上記の単相モータのいずれか１つを用いる流体発生装置８０を示す。流体発生装置８０は、更に、単相モータの回転軸に取り付けられる遠心インペラ８１と、遠心インペラ８１と協働するディフューザ８２と、ディフューザ８２と協働するディフューザ装備品８３とを含む。
【００５７】
[0082]
図１９を参照すると、遠心インペラ８１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８１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８１の中心の吸気口と、遠心インペラ８１の外周に沿う排気口とを有する。
【００５８】
[0083]
図２０及び図２１を参照すると、ディフューザ８２は、管状の外部ハウジング９１と、管状の外部ハウジング９１内に取り付けられる区切板９３とを含む。区切板９３は、モータ１１の回転軸を貫通させるための貫通穴９４を有する。区切板９３は、更に、ねじ９６を貫通させて、ディフューザをモータ１１に取り付けるための複数のねじ穴９５を含む。この場合、管状の外部ハウジング９１は、モータ１１を取り囲む。
【００５９】
[0084]
ディフューザ８２は、管状の外部ハウジング９１及び区切板９３に連結される複数の拡散ベーン９９を含む。各２つの隣接する拡散ベーン９９の間に、拡散溝９７が形成される。拡散溝９７の吸気口端部は、遠心インペラ８１の排気口と連通する。この実施形態では、拡散溝９７は、区切板９３を貫通して、流体をディフューザ装備品８３に案内する。
【００６０】
[0085]
図２２は、上記の単相モータ１０，１１又は上記の流体発生装置８０を含む真空掃除機２１０を示す。この実施形態では、真空掃除機２１０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。
【００６１】
[0086]
図２３は、上記の単相モータ又は上記の流体発生装置を含むハンドドライヤ２２０を示す。この実施形態では、ハンドドライヤ２２０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。
【００６２】
[0087]
図２４は、上記の単相モータ又は上記の流体発生装置を含むヘアドライヤ２３０を示す。この実施形態では、ヘアドライヤ２３０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。
【００６３】
[0088]
図２５は、上記の単相モータ又は上記の流体発生装置を含む送風機２４０を示す。この実施形態では、送風機２４０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。
【００６４】
[0089]
本考案は、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。例えば、単相モータは、他の実施形態では、永久磁石同期モータにすることもできる。したがって、本考案の範囲は、以下の実用新案登録請求の範囲を参照することにより決定されるべきである。
【符号の説明】
【００６５】
１０，１１  単相モータ
２０  ステータ
２１  外部ハウジング
２３  エンドキャップ
２４  軸受
２５  ハブ
２７  軸受
２８  スポーク
３０  ステータコア
３１  外側リング部
３２，３６  半ハウジング部
３３  歯
３４  歯本体
３５  磁極片
３７  スロット開口部
３８  斜切面
３９  ステータ巻線
４０  絶縁ブラケット
４１  空隙
４５  絶縁ライニング
４７  絶縁ブラケット／巻線ブラケット
４８  ステータコア
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  ロータ
５１  回転軸
５２，５７  歯
５２ａ  第１の円弧面／磁極面
５２ｂ  第１の位置決め溝
５２ｃ  第１の切断面
５２ｄ  第２の切断面
５３  ロータコア
５４  溝
５５  永久磁極
５６  永久磁極の外面
５７ａ  第２の円弧面／磁極面
５７ｂ  第２の位置決め溝
５７ｃ  第３の切断面
５７ｄ  第４の切断面
５８  制御回路基板
５９  第１の半ヨーク部
６０  ロータ
６１  回転軸
６３  ロータコア
６４  溝
６５  永久磁極
６６，６７  永久磁石
６８  空隙
６９  センサ
７３  第１のスロット開口部／磁気ブリッジ
７４  第２のスロット開口部／磁気ブリッジ
７５  第２の半ヨーク部
８０  流体発生装置
８１  遠心インペラ
８２  ディフューザ
８３  ディフューザ装備品
９１  前部カバープレート／外部ハウジング
９３  後部カバープレート／区切板
９４  貫通穴
９５  ブレード／ねじ穴
９６  ねじ
９７  拡散溝
９９  拡散ベーン
１００  インペラ
２１０  真空掃除機
２２０  ハンドドライヤ
２３０  ヘアドライヤ
２４０  送風機
３００  ステータコアユニット
３０１  ヨークセグメント
３０２  凹部
３０３  歯
３０４  突出部
３０５  磁極片
３１０  ステータコアユニット
３１１  ヨークセグメント
３１２  第１の斜切面
３１３  歯
３１４  第２の斜切面
３１５  磁極片
３２１  外側リング部
３２２，３２４  凹部−突出部係合面
３２３  歯
３２５  磁極片
Ｄ１  ロータの外径
Ｌ１  対称中心線
Ｌ２  線
Ｌ３，Ｌ４  半径方向中心線
Ｌ５  連結線
Ｌ６  延長方向
Ｑ  起動角
Ｗ１  幅
Ｗ２  厚さ
【図１】
0003208939.tif 000003
【図２】
0003208939.tif 000004
【図３】
0003208939.tif 000005
【図４】
0003208939.tif 000006
【図５】
0003208939.tif 000007
【図６】
0003208939.tif 000008
【図７】
0003208939.tif 000009
【図８】
0003208939.tif 000010
【図９】
0003208939.tif 000011
【図１０】
0003208939.tif 000012
【図１１】
0003208939.tif 000013
【図１２】
0003208939.tif 000014
【図１３】
0003208939.tif 000015
【図１４】
0003208939.tif 000016
【図１５】
0003208939.tif 000017
【図１６】
0003208939.tif 000018
【図１７】
0003208939.tif 000019
【図１８】
0003208939.tif 000020
【図１９】
0003208939.tif 000021
【図２０】
0003208939.tif 000022
【図２１】
0003208939.tif 000023
【図２２】
0003208939.tif 000024
【図２３】
0003208939.tif 000025
【図２４】
0003208939.tif 000026
【図２５】
0003208939.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月17日(2016.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
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備えるステータであって、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歯と、前記歯の各々の末端に形成され、モータの周方向に沿って延在する磁極面とを備える、ステータと、
前記ステータに対して相対的に回転可能なロータであって、前記ロータは、前記磁極面によって取り囲まれる収容室に収容され、前記ロータは、前記ステータの前記磁極面に面する複数の磁極を備え、前記ロータの前記磁極の外面及び前記ステータの前記磁極面は、互いに同軸であることによって、両者間に、実質的に均一な空隙を形成する、ロータと、  を備える単相モータと、
前記ロータによって駆動されて、流体流を発生させるインペラと、
を備えることを特徴とする流体発生装置。
【請求項２】
隣接する歯の前記磁極面は、スロット開口部によって離間され、前記スロット開口部は、前記空隙の厚さの４倍以下の幅を有することを特徴とする、請求項１に記載の流体発生装置。
【請求項３】
各歯は、前記ヨークから延在する歯本体と、前記歯本体の末端から前記ロータの２つの互いに反対の周方向にそれぞれ延在する１対の磁極片とを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の流体発生装置。
【請求項４】
前記磁極片は、前記歯本体から遠ざかる方向に徐々に小さくなる半径方向の厚さを有することを特徴とする、請求項３に記載の流体発生装置。
【請求項５】
隣接する歯の前記磁極片は、スロット開口部によって互いに離間されるか、又は磁気ブリッジによって互いに連結され、前記スロット開口部又は磁気ブリッジは、前記２つの隣接する歯本体の間の対称中心からオフセットされることを特徴とする、請求項３に記載の流体発生装置。
【請求項６】
隣接する歯の前記磁極片は、スロット開口部によって互いに離間され、前記２つの磁極片は、短い磁極片及び長い磁極片を含み、前記短い磁極片の内面は、前記スロット開口部に隣接する斜切面を形成することを特徴とする、請求項５に記載の流体発生装置。
【請求項７】
前記スロット開口部又は磁気ブリッジは、対応する２つの隣接する歯の対称中心から、４５〜１３５度の電気角だけオフセットされることを特徴とする、請求項５に記載の流体発生装置。
【請求項８】
前記歯は、第１の歯及び第２の歯を含み、前記第１の歯の磁極面は、第１の位置決め溝が形成された第１の円弧面を形成し、前記第２の歯の磁極面は、第２の位置決め溝が形成された第２の円弧面を形成し、前記第１の円弧面及び前記第２の円弧面は、互いに対向しており、両者間に前記収容室が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の流体発生装置。
【請求項９】
前記第１の歯及び前記第２の歯は、両者間において、前記ロータの両側に、第１のスロット開口部／磁気ブリッジ及び第２のスロット開口部／磁気ブリッジを形成し、前記第１のスロット開口部／磁気ブリッジ及び前記第２のスロット開口部／磁気ブリッジは、前記ロータの軸線に関して対称であることを特徴とする、請求項８に記載の流体発生装置。
【請求項１０】
前記第１のスロット開口部／磁気ブリッジの中心と前記ロータの中心とを結ぶ連結線と前記第１の歯の前記歯本体の延長方向との間に、６０〜６５度の角度が形成されることを特徴とする、請求項９に記載の流体発生装置。
【請求項１１】
前記第１の円弧面の２つの周方向の端部は、それぞれ、第１の切断面及び第２の切断面を形成し、前記第２の円弧面の２つの周方向の端部は、それぞれ、第３の切断面及び第４の切断面を形成し、前記第１の切断面及び前記第３の切断面は、互いに対向しており、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、両者間に第２のスロット開口部を形成し、前記切断面と前記第１又は第２の歯の前記歯本体の中心線との間に、鋭角が形成されることを特徴とする、請求項８に記載の流体発生装置。
【請求項１２】
前記第１の位置決め溝と前記第２の位置決め溝とを結ぶ線は、前記第１の歯及び前記第２の歯の前記歯本体の中心線と一致することを特徴とする、請求項８に記載の流体発生装置。
【請求項１３】
前記単相モータは、単相永久磁石直流ブラシレスモータ又は単相永久磁石ブラシレス同期モータであることを特徴とする、請求項１に記載の流体発生装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の流体発生装置を備えることを特徴とする電気装置。
【請求項１５】
前記電気装置は、ハンドドライヤ、ヘアドライヤ、真空掃除機、又は送風機であることを特徴とする、請求項１４に記載の電気装置。