(57)【要約】流体を輸送するためのポンプ又は圧縮器は回転するように配置されて流体に運動エネルギーを与える複数のインペラー・エレメントを包含するインペラーを含む。インペラー（２００）は、１実施態様では軸流圧縮器であって、該インペラー（２００）の回転経路に沿って配置された電気伝導性リング（２１０）又は他の伝導性部材を有する。インペラー・ドライバーは、インペラー（２００）の伝導性部分の回転経路に近接して弧状に延在する透磁性材料のリング（２２０）を包含する。インペラー・ドライバーは、リング（２２０）に磁場を誘導するために電気伝導性コイル（２２６，２２８）が巻かれている２つのコア部分（２２２，２２４）とコア部分（２２２，２２４）から離間している２つの電気伝導性極部分（２４２，２４４）とを有する電動機固定子として作用する。コイル（２２６，２２８）に導入された交流電流は、インペラーの電気伝導性リングに回転力を与えて、それに圧縮器作業流体を輸送させる。
2004514081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を輸送するためのポンプであって、
回転インペラー部材であって、該回転インペラー部材が回転するときに、前記流体に運動エネルギーを与えるために配置された複数のインペラー・エレメントを含むと共に、電気伝導性部分を含む回転インペラー部材と、
前記インペラー部材が回転するときに前記伝導性部分の回転経路に近接して弧状に延在する透磁性の固定子を含むインペラー・ドライバーであって、前記固定子に磁場を誘導するための電気伝導性巻線を有するコア部分と、前記コア部分から離間している電気伝導性極部分とを含むインペラー・ドライバーと、
前記インペラー部材の前記電気伝導性部分に回転力を与えるために交流電流を前記巻線に導入するための手段と、
を備えることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
２つの前記コア部分と２つの前記極部分とを備えるポンプであって、
前記固定子は実質的に前記インペラー部材を囲むリングを含み、
前記巻線は、それぞれが前記コア部分のうちの１つの回りに巻かれた２つのコイルを含み、
各前記極部分は前記リングに配置された電気伝導性部材を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記リングは２つの円周方向スロットを含み、その各々は前記リングの外側円周方向延在部分と前記リング上の内側円周方向延在フィンガーとにより形成され、各前記内側フィンガーはその上に前記極部分のうちの１つを構成する伝導性シースを有することを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記インペラー部材は複数のインペラー・ブレードを有する軸流インペラーを備え、前記伝導性部分は前記インペラー・ブレードを囲む金属リングを備えることを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項５】
前記軸流インペラーは、前記伝導性部分を備える金属インサートと共にプラスチック材料から成形されることを特徴とする請求項４に記載のポンプ。
【請求項６】
前記軸流インペラーは伝導性材料が充填されたプラスチック材料を含むことを特徴とする請求項４に記載のポンプ。
【請求項７】
前記インペラー部材は軸流圧縮器を構成することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項８】
前記インペラー部材は遠心圧縮器を構成することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項９】
前記インペラー部材は接線流圧縮器を構成することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項１０】
手持ち式ヘアードライヤーであって、
空気入り口及び空気出口を有するダクトと、
回転インペラー部材であって、該回転インペラー部材が回転するときに前記ダクト内を前記空気入り口から前記空気出口へ流れる空気に運動エネルギーを与えるために前記ダクト内に装置されたシャフトの回りに回転するように配置された複数のインペラー・エレメントを含むと共に、前記インペラー部材の回転経路に沿って配置された電気伝導性部分を含む回転インペラー部材と、
前記ダクトに配置されて前記伝導性部分の回転経路に近接して弧状に延在する透磁性固定子を含むインペラー・ドライバーであって、前記固定子に磁場を誘導するための電気伝導性巻線を有する２つのコア部分と前記コア部分から離間している２つの電気伝導性極部分とを含むインペラー・ドライバーと、
前記インペラー部材の前記電気伝導性部分に回転力を与えるために交流電流を前記巻線に導入するための手段と、
前記空気入り口から前記空気出口へ流れる空気を加熱するための前記ダクト内に位置する抵抗ヒーターと、
を備えることを特徴とする手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１１】
前記インペラー部材は軸流圧縮器であることを特徴とする請求項１０に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１２】
前記インペラー部材は接線流圧縮器であることを特徴とする請求項１０に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１３】
手持ち式ヘアードライヤーであって、
空気入り口と空気出口とを有するダクトと、
第１軸流回転インペラー部材であって、該第１インペラー部材が回転するときに前記ダクト内を前記空気入り口から前記空気出口へ流れる空気に運動エネルギーを与えるために前記ダクト内に配置されたシャフトの回りに回転するように配置された複数のインペラー・ブレードを含むと共に、前記第１インペラー部材の回転経路に沿って配置された電気伝導性部分を含む第１軸流回転インペラー部材と、
前記ダクトに配置されて、前記第１インペラー部材を実質的に囲みその前記伝導性部分の回転経路に近接する透磁性材料のリングを含む第１インペラー・ドライバーであって、前記リングに磁場を誘導するための電気伝導性コイルが巻かれている２つの直径方向に対向するコア部分と前記コア部分から円周方向に離間している２つの直径方向に対向する電気伝導性極部分とを含む第１インペラー・ドライバーと、
第２軸流回転インペラー部材であって、前記第１インペラー部材の下流側に配置され、前記第２インペラー部材が回転するときに前記ダクト内を前記空気入り口から前記空気出口へ流れる空気に運動エネルギーを与えるために前記シャフトの回りに回転するように配置された複数のインペラー・ブレードを含むと共に、前記第２インペラー部材の回転経路に沿って配置された電気伝導性部分を含む第２軸流回転インペラー部材と、
前記ダクトに配置されて、前記第２インペラー部材を実質的に囲みその前記伝導性部分の回転経路に近接する透磁性材料のリングを含む第２インペラー・ドライバーであって、前記リングに磁場を誘導するための電気伝導性コイルが巻かれている２つの直径方向に対向するコア部分と前記コア部分から円周方向に離間している２つの直径方向に対向する電気伝導性極部分とを含む第２インペラー・ドライバーと、
前記第１インペラー部材の前記電気伝導性部分に第１方向の回転力を、そして前記第２インペラー部材の前記電気伝導性部分に第２方向の回転力を与えるために交流電流を前記コイルに導入するための手段と、
前記空気入り口から前記空気出口へ流れる空気を加熱するために前記第２インペラー部材の下流側で前記ダクト内に位置する抵抗ヒーターと、
を備えることを特徴とする手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１４】
各前記極部分は、その他方の端部が前記極部分のうちの一方で終わる前記リング内の円周方向スロットの開放端部に配置されており、
前記第１及び第２のインペラー部材の前記リング内の各前記スロットの前記開放端部は、前記リングの外側円周方向延在部分と前記リングの内側円周方向延在部分とにより形成され、
各前記リングの各前記内側部分は前記コア部分のうちの１つに近接する末端部を有し、且つ前記極部分のうちの１つを構成する金属シースを有することを特徴とする請求項１３に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１５】
前記インペラー・ドライバーは前記リングと前記ダクトの壁との間にスペースがあって前記スペースを通る空気流を許すように前記ダクト内に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１６】
各前記インペラー部材の前記伝導性部分は、前記インペラー・ブレードを囲む金属リングを含むことを特徴とする請求項１４に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１７】
前記インペラー部材は、前記伝導性部分を備える金属インサートと共にプラスチック材料から成形されることを特徴とする請求項１４に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１８】
各前記インペラー部材は伝導性材料が充填されたプラスチック材料を含むことを特徴とする請求項１４に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の背景］
（技術分野）
本発明は無電動機圧縮器に関し、特に、消費者向けの装置として特に適する無電動機ファンに関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
流体の流れを作り出す製品を消費者が使用し得る方法は無数にある。例えば、米国特許第４，５９３，１７９号は、濡れている布及び靴を乾かすこと、水治療法、真空清掃及び髪を乾かすことを挙げている。思いつく空気の流れを使用する他の消費者向け製品はスペースヒーター、エアコン、換気扇、加湿器、及び除湿器である。
【０００３】
どんな消費者向け装置でも、雑音は重要な要素である。流体の流れを生じさせるために使われる圧縮器或いはファン装置などの回転する機械における雑音の重要な発生源は、圧縮器又はファンを駆動する原動力を供給するために使われる機構である。一般に、これは電動機と、この電動機の原動力を圧縮器又はファンに加えるための何らかの種類の伝達機構とを含む。
【０００４】
電動機自体はいわゆる“ダイポール雑音”を生じさせる回転する部品を有する。更に、電動機により誘起される振動は、電動機が取り付けられている装置の部品により雑音として周囲の領域に伝えられる。雑音は、電動機を圧縮器またはファン装置に結合する伝達機構によっても作られる。例えば、電動機シャフトは歯車機構によって圧縮器シャフトに結合されることができるが、それは、噛み合うギヤ同士がぶつかり合うために本質的に騒々しい。
【０００５】
伝達機構に起因する雑音は、圧縮器を電動機シャフトに取り付けることによって無くすことができる。しかし、米国特許第４，５９６，９２１号に示されている軸流ヘアードライヤー等の軸流装置では、軸上に電動機を配置することは、電動機を圧縮器作業流体のためのダクトに配置させることになる。それは、装置によってポンピングすることのできる体積流量を著しく減少させることになる。
【０００６】
圧縮器ローターが電動機の一部分を形成するという意味で、無電動機圧縮装置も知られている。その様な電動機は米国特許第２，６２９，３３０号、第４，７５８，１３２号及び第５，６０７，３２９号、並びに日本特許出願公開第２−２１４４３９号公報において示されている。しかし、それらのいずれも、それらの構造やそれらの動作態様の種々の面に関連するいろいろな理由から、消費者向け装置に特に適してはいない。例えば、米国特許第２，６２９，３３０号は、直流を使用し、そして正規家庭用交流を変換する電子装置を必要とし、従って装置のコストを著しく増加させる。
【０００７】
（発明の概要）
本発明の目的は、別の電動機を不要とし、従って動作中に生じる雑音を著しく減少し、更に簡単に且つ経済的に製造できる圧縮器またはポンプを提供することである。
【０００８】
本発明のもう一つの目的は、原動力を供給するために別の電動機を必要とせず、従って別の電動機のコストを無くす圧縮器を提供することである。
【０００９】
本発明の更にもう一つの目的は、軸上への電動機取り付けに基づく流れ妨害を無くす無電動機軸流圧縮器を提供することである。
【００１０】
本発明の１側面によれば、流体を輸送するためのポンプは、インペラー部材が回転するときに運動エネルギーを流体に与えるために配置された複数のインペラー・エレメントを含む回転インペラー部材を含み、該インペラー部材は、電気伝導性部分と、該インペラー部材が回転するときに該伝導性部分の回転経路に近接して弧状に延在する透磁性の固定子を含むインペラー・ドライバーとを含み、該インペラー・ドライバーは、該固定子に磁場を誘導するための電気伝導性巻線を有するコア部分と、該コア部分から離間している電気伝導性極部分とを含み、そして該インペラー部材の該電気伝導性部分に回転力を与えるために交流電流を該巻線に導入するための手段を含む。
【００１１】
本発明のもっと具体的な側面によれば、それに従うポンプがヘアードライヤーに組み込まれる。本発明は二重反転インペラーを有する軸流ヘアードライヤーに特に適している。
【００１２】
本発明の目的は、同様の数字が全体を通じて同様の特徴を指している添付図面と関連して考慮されたとき、以下の好ましい実施態様についての詳細な説明からより良く理解されよう。下記は、付随する詳細な説明に使われる図面の簡単な説明である。
【００１３】
（好ましい実施態様の詳細な説明）
図１〜４は、手持ち式ヘアードライヤー１０に据え付けられた本発明の１実施態様を示している。本発明は、本発明の無電動機圧縮器を用いて達成される雑音減少の故にヘアードライヤー等の消費者向け製品に特に有益である。しかし、本発明はその最も広い見地から、図面に示されている形やヘアードライヤーまたは他の特定の装置での使用には限定されないことを理解することが重要である。
【００１４】
図１において最も良く分かるように、ヘアードライヤー１０は、図２に示されているように線２０ａに沿って結合する２つの半体２２及び２４に従来通りに成形されている主ハウジング２０を含む。半体の縁は、互いに噛み合ってハウジング半体２２及び２４を相互に明確に位置決めする相互に補い合うフランジを有する。主ハウジング２０は、当該技術において知られているどんな便利な方法でも製作されることができる。
【００１５】
ハウジング２０は、周囲の空気のための入り口２６から、ユーザーの髪に向けられる熱せられた空気のための出口２８へヘアードライヤーを通って流れる空気のためのダクトを提供する。入り口は、それを通る空気流を許すけれどもユーザーの指がハウジング内に入って、後述するようにハウジングを通る空気流を引き起こすインペラーに接触するのを防止するハニカム開口を有する半球形の板から従来通りに形成されることができる。加熱コイル３０はハウジングを通る空気流の通路の中に配置されている。加熱コイルは図１において二点鎖線で概略的に描かれており、それは手持ち式ヘアードライヤーの普通の構成要素である。一般に、それはマイカ支持体の回りに巻き付けられたワイヤから形成されるけれども、どんな適当な加熱装置が使用されても良い。空気流が通るのを許すけれどもユーザーの指が加熱コイル３０に接触するのを防止するためにスクリーン３２が従来通りに出口２８に配置されている。
【００１６】
その底にハウジング２０は垂れ下がるヒンジ構造３４を含み、これにヒンジ・ピン４２によってハンドル４０が取り付けられている。ハンドル４０は中空であって、電気配線と、後述する本発明に従って加熱コイル３０にエネルギーを供給し且つインペラーを駆動するために電流の流れを制御するためのスイッチ（図示されていない）とを含む。ハンドルは、矢印Ａにより示されているようにそれが旋回し得るようにハウジングにヒンジで取り付けられている。ハンドル４０は、一般にヘアードライヤーの操作のために図１に示されている位置を占める。ハンドルはこの操作位置から動かされて収納位置へ折り畳まれることができ、そこでハウジング２０の底面に対向して位置する。この形態ではドライヤー１０は小さいスペースを占めるだけで、例えば旅行のために荷造りを容易にする。
【００１７】
空気流は、本発明に従って１対の無電動機軸流インペラー・システム２００及び３００によって入り口２６から出口２８へハウジングを通して引き起こされる。上流側システム２００のインペラーは一方向に回転し、下流側システム３００のインペラーは反対方向に回転する。二重反転インペラーは、与えられた回転速度での空気流を増大させ、従って与えられた空気流についての雑音を減少させるものであると知られている。即ち、回転する機械により生成されるダイポール雑音は角速度の６乗として増大するので、回転速度の減少は、生じる雑音を著しく減少させる。この効果は本願発明者の先の米国特許第５，８４１，９４３号及び第６，０１１，９０３号において詳しく論じられている。
【００１８】
ヘアードライヤーにおける二重反転軸流インペラーの使用は既に提案されている。その様なヘアードライヤーを提供しようとする試みの例は日本特許出願公開第６１−３１６９６号公報及び第３−８２４０２号公報及びソビエト特許第ＳＵ１，４３３，４６５号に示されている。しかし、今まではその様な構成の利点を本当に実用的に達成する方法は存在していない。以下の記述から明らかになるように、本発明はその様なヘアードライヤーの実現を可能にする。
【００１９】
インペラー・システム２００及び３００の構造及び動作は充分に良く似ているので、それらの一方だけを詳しく説明するだけでよい。１つの大きな相違点は、図２に示されているインペラー・システム２００の軸方向図と同じ方向において描かれたインペラー・システム３００の軸方向図は同じ基本構造を示すけれども、それは垂直軸の回りに１８０°反転されていることである。下記はインペラー・システム２００を詳しく記述するものであり、主として逆回転を与えるための、インペラー・システム３００がそれから異なる他の面は、説明が進むに連れて特筆されてゆく。図面において、インペラー・システム３００の個々の構成要素は３００系列の参照数字で特定される。それらの構成要素は以下の説明において必ずしも言及されないが、２００系列及び３００系列の構成要素が互いに対応することが理解されよう。
【００２０】
インペラー・システム２００は軸流インペラー部材２０２を含む。インペラー部材２０２及び３０２は共通のシャフトＳに取り付けられており、それはハウジング２０に適当に取り付けられている。シャフトＳの取り付けは、ハウジングの内側に固定されて、シャフトＳを堅固に保持するハブに２つ以上の位置で半径方向内方に延びるスポーク（図示されていない）によって達成されることができる。このスポークは一般には上流側インペラー部材２０２の上流側と下流側インペラー部材３０２の下流側との両方でシャフトＳを支持する。このスポークはなるべく堅固であり、そして金属またはプラスチックから作られることができる。それらは、一般には、ダクトを通る流れに対する妨害の量を減少させるために空気流に対してなるべく小さな横断面積を呈するように形成される。インペラー部材が回転するときに振動を最小限にするためにシャフトＳが堅固に保持されることが特に重要である。それは、インペラー部材により生成される雑音を更に減少させる。
【００２１】
インペラー部材２０２は６つのブレード２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，２０２ｅ及び２０２ｆを含んでおり、これらは圧縮器作業流体、ここではヘアードライヤー１０を通って流れる空気、に運動エネルギーを与えるためのインペラー・エレメントとして役立つ。このブレードは半径方向内側端部でハブ２０４に取り付けられている。ハブ２０４は、インペラー部材２０２がシャフトＳ上で自由に回転することを可能にするためのベアリング（図示されていない）を保持する中央開口部２０６を有する。その半径方向外側端部においてブレードは外側リング２０８に取り付けられている。
【００２２】
インペラー部材３０２は一般にはインペラー部材２０２とは異なる数のブレードを有する。それは上流側インペラー・ブレードからの後流との相互作用に起因する望ましくない共振を防止する。即ち、もし両方のインペラー部材が同数のブレードを有するならば、上流側ブレードからの後流の数は下流側ブレードの数と同じになろう。その結果としてのブレード・後流の相互作用の規則正しさは共振を生じさせて望ましくない雑音を作り出す可能性がある。更に、各インペラーのブレードが遭遇する空気流条件は異なるので、最適化された形態は下流側ブレードのそれとは異なる翼形を有する上流側ブレードを使用する。当業者が認めるであろうように、下流側インペラーは、運動エネルギーを流れに与えるだけではなくて、ダクト内における軸方向の流れの運動エネルギーを最大にするためにその回転成分を減少させる。
【００２３】
ブレード、ハブ及び外側リングは適当なプラスチック材料から１部材をなすように一体に成形される。一般に、軸はスチールから作られ、ベアリングはハブ２０４内に適切に成形される真鍮スリーブである。外側リング２０８は、外側リング２０８の外側の周囲に適切に成形される電気伝導リング２１０のための取り付け構造を提供する。伝導リング２１０は、インペラー部材の一体的プラスチック部分が成形された後に外側リング２０８に圧入されても良い。電気伝導リングは、適当な導電率を有するどんな適当な材料であっても良いが、一般には金属、好ましくは銅又はアルミニウムである。（伝導リング２１０を伴うインペラー部材２０２は図２においてはその描写を簡単にするために断面では示されていない。）インペラー部材２０２の形態は、図４の透視図を参照して認識されてもよい。
【００２４】
当業者は、同じ趣旨の他の組み立て技術を使用し得ることを認識するであろう。即ち、インペラー部材２０２の形態は代表的であって、その多くの変化形が本発明と矛盾せずに可能である。例えば、外側リング２０８を無くすることができ、そして伝導リング２１０を、前述したように、締まり嵌によってそれに固定することができる。代わりに、伝導リングは、ブレードの外側縁の小さな突起にスナップフィットする周囲溝をその内側の環状面に包含することができる。もう一つの選択肢として、伝導リングはインペラー部材上に適切に射出成形されても良い。
【００２５】
インペラー部材をシャフトＳの回りに回転駆動するために鉄合金などの強磁性材料又は他の何らかの透磁性材料の固定子リング２２０がインペラー部材２０２に対して取り巻く関係でハウジング２０に固定されている。固定子リングは直径方向に対向する２つのコア部分２２２及び２２４を含む。ここで使用される“コア部分”という用語は、電動機固定子の、磁束を固定子リングに導入する部分を指すように意図されている。本実施例では、コア部分２２２及び２２４は、電気巻線２２６及び２２８によってそれぞれ形成されている。
【００２６】
この巻線は、コア部分が固定子リング２２０の内側及び外側の周囲領域と同じ高さとなるように固定子リングに形成された凹部２２６ａ及び２２８ａに配置されている。各コア部分２２２，２２４は、固定子リング２２０の周囲で約３０°に広がっている。これらのコア部分はリングの直径に関して対称である。電動機により生成される動力は固定子内の磁場の強さに依存し、磁場の強さは、当業者が理解するであろうように、より多くのターンを有する巻線を用いることによって強めることができる。
【００２７】
交流電流の電源Ｐが図２において電線２２９により概略的に表されている任意の適当な構造によってコイル２２６及び２２８に導入される。電流源Ｐは、一般には米国で利用できる１１０ボルト、６０Ｈｚの家庭用電流又は世界の他の部分で利用できる２２０ボルト、５０Ｈｚの家庭用電流である。本発明の利点の１つは、供給される家庭用電流をそのまま使用できることである。もし電圧を電動機の必要条件に従って変更するべきであれば、変圧器をヘアードライヤーに組み込むことができる。
【００２８】
コイル２２６，２２８は、両方によって誘導される磁場が固定子リング２２０において同じ周囲方向となるように巻かれて、電流源及びグランドＧに接続される。実際、当業者は２つのコア部分は不要であることを認識するであろう。或るアプリケーションでは単一のコアで充分であり或いは望ましい。更に、コア部分は実際には固定子リングの一部でなくても良い。換言すると、固定子リングに磁束を導入する如何なる構造の使用も本発明の範囲内にある。固定子はインペラー部材を取り囲むリングでなくても良く、ここで論じられている動作原理と矛盾しない他の形態をとっても良いということも認められよう。
【００２９】
上に記されているように、インペラー部材２０２及び３０２は反対方向に回転するように意図されている。従って、固定子リング３２０のためのエネルギー供給コイルは、固定子リング３２０に存する磁場が固定子リング２２０に誘導される磁場とは反対の周囲方向に向くように巻かれて電流源に接続される。
【００３０】
固定子リング２２０は２つのくま取り極（ｓｈａｄｅｄ　ｐｏｌｅｓ）も含む。固定子リング２２０は、それぞれの外側リング２３４及び２３６とそれぞれの内側フィンガー２３８及び２４０とを形成する周囲スロット２３０及び２３２を含む。くま取り極は、それぞれ、伝導性シース２４２及び２４４によってフィンガー２３８及び２４０に形成される。
【００３１】
図３に示されているように、固定子リング２２０は、軸方向に隣接する個々のラミネーションの対面する軸方向表面の間に挿入された誘電層２４６ａ、２４６ｂ、２４６ｃ、及び２４６ｄと共に接着された複数の個々の固定子ラミネーション２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ及び２２０ｅにより集合的に形成されている。この積層構成は、単一体固定子を使用することと比べて、固定子に誘導される磁場に関連するロスを減少させる標準的な電動機固定子構造である。誘電層はどの様な適当な電気不伝導材料であっても良く、１つの普通のものはラッカーである。
【００３２】
各々の固定子ラミネーション２２０ａ、・・・、２２０ｅは、それが所望の軸方向位置で主ハウジング２０に固定されることを可能にする円形の外径と、インペラー部材２０２上の伝導リング２１０の外径に適当に調和されている円形の内径とを有する環状リングから形成される。それぞれの固定子ラミネーションは、変圧器コアに一般的に使用されるような鉄合金から形成される。この目的のためにどんな透磁性材料でも使用され得ることが理解されよう。
【００３３】
固定子リング２２０の外径は、ヘアードライヤー・ハウジング２０の内径より僅かに小さくて、冷却目的のために空気が固定子リングの周囲を流れることを可能にしている。固定子リング内径からインペラー伝導性リング２１０までの半径方向距離は、製造公差を考慮した後になるべく小さく設定されている。固定子リングを囲む磁場の強さは、固定子リングからの距離が増すに連れて小さくなる。電動機の有効性は、固定子リングと、関連するインペラー部材の伝導性部分との電磁結合の程度に大いに依存するので、これら２つの間の距離はなるべく小さくされるべきである。
【００３４】
円周方向に延在するスロット２３０及び２３２は、各々の行き止まり端部２３０ａ、２３２ａが他方の開放端部２３０ｂ、２３２ｂから約６０°であるように、中実のリングに削り込まれる。これは、フィンガー２３８，２４０をなるべく長くし、従ってシース２４２及び２４４により形成される極の円周方向の大きさを最適の電動機性能を与えるように調整することを可能にする。
【００３５】
この様に形成されているそれぞれのラミネーション２２０ａ、・・・、２２０ｅは、それらの軸方向面の間の誘電層２４６ａ、・・・、２４６ｄと共に互いに接着されて固定子リング・ブランクを形成する。凹部２２６ａ及び２２８ａは、スロット２３０及び２３２の端部から等距離にこのブランクに削り込まれる。次に内側フィンガー２３８及び２４０の開放端部２３０ｂ及び２３２ｂにおいてそれらの内面及び外面に伝導性シース２４２及び２４４の厚さに対応する深さまで、凹部が形成される。従って伝導性シース２４２及び２４４は、それらがフィンガーの周囲に適切に接着されたときには内側フィンガー２３８及び２４０の内面及び外面と同じ高さとなる。次に絶縁されている電線のコイル２２６及び２２８が、それらがコア部分２２２及び２２４の内面及び外面と同じ高さとなるように、凹部２２６ａ及び２２８ａに巻き込まれる。伝導性コイルは適当なポッティング材料（図示されていない）で正しい位置に固定されることができる。
【００３６】
動作時には、交流電流Ｐは時間変化する磁場を強磁性固定子リング２２０及び３２０に誘導する。各固定子リングに存する磁場は、対応するインペラー部材の伝導性外側リング２１０及び３１０に電流を誘導する。伝導性シース（固定子リング２２０上の２４０及び２４２）により形成されるくま取り極は固定子部材に存する磁場を円周方向に変化させ、それは関連するインペラー部材の電磁結合している伝導性部分に回転力を与える。
【００３７】
当業者はこの構造を公知のくま取り極電動機と認めるであろう。その様な電動機の性能を強化或いは最適化するために使用される如何なる構造も、応用可能ならば容易に本発明に組み込むことができる。
【００３８】
ユーザーがヘアードライヤー１０のＯＮスイッチを起動すると、可変磁場が固定子リング２２０及び３２０に誘導される。この磁場は毎分３６００サイクルで変化するので（６０Ｈｚの米国家庭用電流を使用するとき）、インペラー部材２０２及び３０２はおよそ３３００ｒｐｍで回転するが、その正確な速度は具体的な電動機構造の特性により決まる。当業者が理解するであろうように、この様なくま取り極電動機性能における電動機電機子の速度は、電動機固定子に誘導される磁場の周波数より小さい。図示されている実施態様では、インペラー部材は反対方向に回転し、入り口２６から出口２８へ加熱コイル３０を越える空気流を生じさせる。
【００３９】
加熱コイル３０に供給される電流を変化させるスイッチをヘアードライヤーに設けることによって種々の乾燥能力を達成することができる。ヘアードライヤーは、加熱コイルにエネルギーを供給しないいわゆる“コールド・ショット”機能を持つこともできる。これらの従来通りのヘアードライヤー動作モードを達成するための電気接続及びスイッチングは、これ以上説明しなくても十分に当業者の能力の範囲内にある。
【００４０】
上で論じられた無電動機インペラー・システムの種々の構成要素の相対的配置は、上で論じられたのとは違っても良い。図５は特定の代わりのインペラー部材の実施態様を示している。インペラー部材５０２は、中央のハブ５０４に結合された複数のブレード５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄ及び５０２ｅを有する。ハブは、上で論じたようにインペラー部材をシャフトに取り付けるためのベアリング（図示されていない）を受け入れる中央開口部５０６を有する。
【００４１】
インペラー部材５０２は、前の実施態様における伝導性外側リング２１０の代わりに、伝導性インサート５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃ，５１０ｄ及び５１０ｅを包含する。インペラー部材５０２は適当なプラスチック材料から射出成形されることができ、ベアリング及び伝導性インサートは正しい位置に成形される。
【００４２】
混入されたアルミニウム等の適当な金属粉末を含むプラスチックから他のインペラー部材の実施態様を射出成形することができ、その場合には別々の金属インサートやリングは不要である。使用され得る他の粉末材料はカーボンブラック又はスーパーブラックである。電気伝導性のポリマーを使用することもできる。
【００４３】
いずれにせよ、本発明は、独立の電動機や独立の電動機からインペラーに原動力を伝達する伝達機構を必要としない。従ってそれは２つの顕著な雑音源を無くし、依然として充分な空気流を供給するヘアードライヤーを提供する。
【００４４】
それは、二重反転インペラーを使用することを可能にするので、従来技術の軸流ヘアードライヤーの構造を簡単にすることもできる。従って、米国特許第６，０１１，９０３号に示されているものなどの固定子は随意のものとなる。
【００４５】
更に、本発明は、二重反転インペラーを有するヘアードライヤーにおける使用には限定されなくて、ヘアードライヤー以外のアプリケーションに使用されることができる。例えば、それは、前記の米国特許第４，５９３，１７９号に開示されている多機能エアーヒーターにおいてインペラーに動力を供給するために使用されることができる。それは、米国特許第３，２１１，８９０号に示されているヒート・ガン霜取り装置或いは米国特許第３，２８４，６１１号及び第３，９０５，３７９号に示されているヘアードライヤーなどの接線流ファンを使用する装置に使用されることもできる。（ここで触れた特許の全ては、全部述べられたと同様に言及により取り入れられる。）本発明は遠心圧縮器にも同じく使用されることができる。
【００４６】
上で触れた特許に示されているように、接線流圧縮器は一般に適当な支持構造によってその回転軸に平行に配置された複数のインペラー・エレメントを有するインペラー部材を含んでいる。本発明を使用してその様な圧縮器に動力を供給するために伝導性のリング等が該インペラー部材に組み込まれ、上で論じたのと同様の固定子リングが該伝導性リングに近接して置かれる。遠心流圧縮器は一般に板で裏打ちされたインペラー・エレメントを有するインペラー部材を有する。本発明のそのアプリケーションでは、伝導性リング又は類似の構造は、板により担われることができ、固定子リングは伝導性リングに近接して配置される。
【００４７】
本発明の好ましい実施態様を描写し記述してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく特に指摘されたもの以外の種々の修正及び変更を行うことができ、それが上記の請求項のみによって定義されることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ヘアードライヤーに据え付けられた、それに使われる二重反転軸流インペラーの軸に沿って描かれた、本発明の１実施態様に従う無電動機圧縮器の横断面図である。
【図２】
図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って描かれた横断面図である。
【図３】
図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って描かれた横断面図である。
【図４】
図１に描かれているヘアードライヤーのインペラーの１つの透視図である。
【図５】
図１に描かれているヘアードライヤーに使用されるのに適する軸流インペラーの代わりの実施態様の透視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年3月13日(2002.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】一体化されたモーターとインペラーを備える圧縮器


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を輸送するためのポンプであって、
回転インペラー部材であって、該回転インペラー部材が回転するときに、前記流体に運動エネルギーを与えるために配置された複数のインペラー・エレメントを含むと共に、前記インペラー部材の回転経路に沿って配置された実質的に非透磁性の材料からなる電気伝導性部分を含む回転インペラー部材と、
前記インペラー部材が回転するときに前記伝導性部分の回転経路に近接して弧状に延在する透磁性の固定子を含むインペラー・ドライバーであって、前記固定子に磁場を誘導するための電気伝導性巻線を有するコア部分と、前記コア部分から離間している電気伝導性くま取り極部分とを含むインペラー・ドライバーと、
前記インペラー部材の前記電気伝導性部分に回転力を与えるために交流電流を前記巻線に導入するための手段と、
を備えることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
２つの前記コア部分と２つの前記極部分とを備えるポンプであって、
前記固定子は実質的に前記インペラー部材を囲むリングを含み、
前記巻線は、それぞれが前記コア部分のうちの１つの回りに巻かれた２つのコイルを含み、
各前記極部分は前記リングに配置された電気伝導性部材を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記リングは２つの円周方向スロットを含み、その各々は前記リングの外側円周方向延在部分と前記リング上の内側円周方向延在フィンガーとにより形成され、各前記内側フィンガーはその上に前記極部分のうちの１つを構成する伝導性シースを有することを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記インペラー部材は複数のインペラー・ブレードを有する軸流インペラーを備え、前記伝導性部分は前記インペラー・ブレードを囲む金属リングを備えることを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項５】
前記軸流インペラーは、前記伝導性部分を備える金属インサートと共にプラスチック材料から成形されることを特徴とする請求項４に記載のポンプ。
【請求項６】
前記軸流インペラーは伝導性材料が充填されたプラスチック材料を含むことを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項７】
前記インペラー部材は軸流圧縮器を構成することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項８】
前記インペラー部材は遠心圧縮器を構成することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項９】
前記インペラー部材は接線流圧縮器を構成することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項１０】
手持ち式ヘアードライヤーであって、
空気入り口及び空気出口を有するダクトと、
回転インペラー部材であって、該回転インペラー部材が回転するときに前記ダクト内を前記空気入り口から前記空気出口へ流れる空気に運動エネルギーを与えるために前記ダクト内に装置されたシャフトの回りに回転するように配置された複数のインペラー・エレメントを含むと共に、前記インペラー部材の回転経路に沿って配置された実質的に非透磁性の材料からなる電気伝導性部分を含む回転インペラー部材と、
前記ダクトに配置されて前記伝導性部分の回転経路に近接して弧状に延在する透磁性固定子を含むインペラー・ドライバーであって、前記固定子に磁場を誘導するための電気伝導性巻線を有する２つのコア部分と前記コア部分から離間している２つの電気伝導性くま取り極部分とを含むインペラー・ドライバーと、
前記インペラー部材の前記電気伝導性部分に回転力を与えるために交流電流を前記巻線に導入するための手段と、
前記空気入り口から前記空気出口へ流れる空気を加熱するための前記ダクト内に位置する抵抗ヒーターと、
を備えることを特徴とする手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１１】
前記インペラー部材は軸流圧縮器であることを特徴とする請求項１０に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１２】
前記インペラー部材は接線流圧縮器であることを特徴とする請求項１０に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１３】
手持ち式ヘアードライヤーであって、
空気入り口と空気出口とを有するダクトと、
第１軸流回転インペラー部材であって、該第１インペラー部材が回転するときに前記ダクト内を前記空気入り口から前記空気出口へ流れる空気に運動エネルギーを与えるために前記ダクト内に配置されたシャフトの回りに回転するように配置された複数のインペラー・ブレードを含むと共に、前記第１インペラー部材の回転経路に沿って配置された電気伝導性部分を含む第１軸流回転インペラー部材と、
前記ダクトに配置されて、前記第１インペラー部材を実質的に囲みその前記伝導性部分の回転経路に近接する透磁性材料のリングを含む第１インペラー・ドライバーであって、前記リングに磁場を誘導するための電気伝導性コイルが巻かれている２つの直径方向に対向するコア部分と前記コア部分から円周方向に離間している２つの直径方向に対向する電気伝導性極部分とを含む第１インペラー・ドライバーと、
第２軸流回転インペラー部材であって、前記第１インペラー部材の下流側に配置され、前記第２インペラー部材が回転するときに前記ダクト内を前記空気入り口から前記空気出口へ流れる空気に運動エネルギーを与えるために前記シャフトの回りに回転するように配置された複数のインペラー・ブレードを含むと共に、前記第２インペラー部材の回転経路に沿って配置された電気伝導性部分を含む第２軸流回転インペラー部材と、
前記ダクトに配置されて、前記第２インペラー部材を実質的に囲みその前記伝導性部分の回転経路に近接する透磁性材料のリングを含む第２インペラー・ドライバーであって、前記リングに磁場を誘導するための電気伝導性コイルが巻かれている２つの直径方向に対向するコア部分と前記コア部分から円周方向に離間している２つの直径方向に対向する電気伝導性極部分とを含む第２インペラー・ドライバーと、
前記第１インペラー部材の前記電気伝導性部分に第１方向の回転力を、そして前記第２インペラー部材の前記電気伝導性部分に第２方向の回転力を与えるために交流電流を前記コイルに導入するための手段と、
前記空気入り口から前記空気出口へ流れる空気を加熱するために前記第２インペラー部材の下流側で前記ダクト内に位置する抵抗ヒーターと、
を備えることを特徴とする手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１４】
各前記極部分は、その他方の端部が前記極部分のうちの一方で終わる前記リング内の円周方向スロットの開放端部に配置されており、
前記第１及び第２のインペラー部材の前記リング内の各前記スロットの前記開放端部は、前記リングの外側円周方向延在部分と前記リングの内側円周方向延在部分とにより形成され、
各前記リングの各前記内側部分は前記コア部分のうちの１つに近接する末端部を有し、且つ前記極部分のうちの１つを構成する金属シースを有することを特徴とする請求項１３に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１５】
前記インペラー・ドライバーは前記リングと前記ダクトの壁との間にスペースがあって前記スペースを通る空気流を許すように前記ダクト内に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１６】
各前記インペラー部材の前記伝導性部分は、前記インペラー・ブレードを囲む金属リングを含むことを特徴とする請求項１４に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１７】
前記インペラー部材は、前記伝導性部分を備える金属インサートと共にプラスチック材料から成形されることを特徴とする請求項１４に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１８】
各前記インペラー部材は伝導性材料が充填されたプラスチック材料を含むことを特徴とする請求項１４に記載の手持ち式ヘアードライヤー。
【請求項１９】
流体を輸送するためのポンプであって、
回転インペラー部材であって、該回転インペラー部材が回転するときに、前記流体に運動エネルギーを与えるために配置された複数のインペラー・エレメントを含むと共に、前記インペラー部材の回転経路に沿って配置された実質的に非透磁性の電気伝導性部分を含む回転インペラー部材と、
前記インペラー部材が回転するときに前記伝導性部分の回転経路に近接して弧状に延在する透磁性の固定子を含むインペラー・ドライバーであって、前記固定子に磁場を誘導するための電気伝導性巻線を有するコア部分と、前記コア部分から離間している分離した電気伝導性くま取り極部材とを含むインペラー・ドライバーと、
前記インペラー部材の前記電気伝導性部分に回転力を与えるために交流電流を前記巻線に導入するための手段と、
を備えることを特徴とするポンプ。
【請求項２０】
前記インペラー部材の前記電気伝導性部分は、非鉄金属を含むことを特徴とする請求項１９に記載のポンプ。
【請求項２１】
２つの前記コア部分と２つの前記極部分とを備えるポンプであって、
前記固定子は実質的に前記インペラー部材を囲むリングを含むとともに、該リングは２つの円周方向スロットを含み、
各々の前記スロットは前記リングの外側円周方向延在部分と前記リング上の内側円周方向延在フィンガーとにより形成され、各前記内側フィンガーはその上に前記分離した極部分のうちの１つを構成する伝導性シースを有し、
前記巻線は、それぞれが前記コア部分のうちの１つの回りに巻かれた２つのコイルを含む、
ことを特徴とする請求項１９に記載のポンプ。
【請求項２２】
流体を輸送するためのポンプであって、
回転インペラー部材であって、該回転インペラー部材が回転するときに、前記流体に運動エネルギーを与えるために配置された複数のインペラー・エレメントを含むと共に、前記インペラー部材の回転経路に沿って配置された実質的に非透磁性の材料からなる電気伝導性部分を含む回転インペラー部材と、
前記インペラー部材が回転するときに前記伝導性部分の回転経路に近接して弧状に延在する透磁性の固定子を含むインペラー・ドライバーであって、前記固定子に磁場を誘導するための電気伝導性巻線を有するコア部分と、前記コア部分から離間している実質的に非透磁性の電気伝導性くま取り極部分とを含むインペラー・ドライバーと、
前記インペラー部材の前記電気伝導性部分に回転力を与えるために交流電流を前記巻線に導入するための手段と、
を備えることを特徴とするポンプ。
【請求項２３】
前記インペラー部材の前記電気伝導性部分は、非鉄金属を含むことを特徴とする請求項２２に記載のポンプ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
ブレード、ハブ及び外側リングは適当なプラスチック材料から１部材をなすように一体に成形される。一般に、軸はスチールから作られ、ベアリングはハブ２０４内に適切に成形される真鍮スリーブである。外側リング２０８は、外側リング２０８の外側の周囲に適切に成形される電気伝導リング２１０のための取り付け構造を提供する。伝導リング２１０は、インペラー部材の一体的プラスチック部分が成形された後に外側リング２０８に圧入されても良い。電気伝導リングは、適当な導電率を有するどんな適当な実質的に透磁性の材料であっても良いが、一般には非鉄金属、好ましくは銅又はアルミニウムである。（伝導リング２１０を伴うインペラー部材２０２は図２においてはその描写を簡単にするために断面では示されていない。）インペラー部材２０２の形態は、図４の透視図を参照して認識されてもよい。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
当業者はこの構造を、それが、本実施例では伝導性シース２４０，２４２により提供される電気伝導性で、実質的に非透磁性部分によってくま取り（ｓｈａｄｅｄ）された極を有するという事実により、公知のくま取り極電動機と認めるであろう。その様な電動機の性能を強化或いは最適化するために使用される如何なる構造も、応用可能ならば容易に本発明に組み込むことができる。




【国際調査報告】
2004514081.tif 000060