(57)【要約】  高速ホールレス３相掃除機モータが開示される。これは、中心円を有する鉄心（１）と、中心円を通り抜けるロータ（２）と、鉄心の一端を固定するための第１端部キャップ（３）と、第１端部キャップと嵌合し、鉄心の他端を固定する第２端部キャップ（４）と、第２端部キャップの一方の側に配置され、ロータにより駆動される可動インペラ（５）と、可動インペラを収容し、第２端部キャップに固定されたインペラカバー（７）と、第２端部キャップと可動インペラとの間に配置された固定インペラ（８）と、第１端部キャップの外側に配置された回路基板（６）とを備える。回路基板には、モータにより出力される風によって冷却されるホールセンサレス回路が提供される。ホールセンサレス回路によって制御されるモータの回転速度は、毎分８００００回転よりも大きい。モータにより出力される風によって冷却されるホールレス回路基板構造が採用されるので、構造が単純であり、外観が美しく、信頼性が高い。さらに、電子的要素の転流頻度が下がるので、電子的要素の転流損失が低減される。さらに、ステータ構造が単純であり、巻くのに便利であり、従って、製造の効率が上がる。この高速ホールレス３相掃除機モータはまた、高回転速度を有すること、寸法が小さいこと、高性能を有すること、持ち運ぶのに便利なこと、エネルギーを節約すること、長寿命を有すること、などの利点を有し、掃除機に適用されることができ、超高集塵性能を実現することができる。
2018521614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより出力される風によって冷却されるホールセンサレス回路を備え、前記ホールセンサレス回路によって制御される前記モータの回転速度が毎分８００００回転よりも大きい、高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項２】
前記モータの逆起電力を検出するために、アナログ電子回路が前記ホールセンサレス回路に採用され、前記逆起電力は、ロータ磁極位置に対するフィードバック信号として機能する、請求項１に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項３】
前記モータは、
中心円を有する鉄心と、
前記中心円を通り抜けるロータと、
前記鉄心の一端を固定するための第１端部キャップと、
前記第１端部キャップと嵌合し、前記鉄心の他端を固定する第２端部キャップと、
前記第２端部キャップの一方の側に配置され、前記ロータにより駆動される可動インペラと、
前記可動インペラを受け入れ、前記第２端部キャップに固定されたインペラカバーと、
前記第２端部キャップと前記可動インペラとの間に配置された固定インペラと、
前記第１端部キャップの外側に配置され、ホールセンサレス回路が提供される回路基板と、
をさらに備える、請求項２に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項４】
中心円を有する鉄心と、
前記中心円を通り抜けるロータと、
前記鉄心の一端を固定するための第１端部キャップと、
前記第１端部キャップと嵌合し、前記鉄心の他端を固定する第２端部キャップと、
前記第２端部キャップの一方の側に配置され、前記ロータにより駆動される可動インペラと、
前記可動インペラを受け入れ、前記第２端部キャップに固定されたインペラカバーと、
前記第２端部キャップと前記可動インペラとの間に配置された固定インペラと、
前記第１端部キャップの外側に配置された回路基板であって、前記回路基板には、モータにより出力される風によって冷却されるホールセンサレス回路が提供され、前記ホールセンサレス回路によって制御される前記モータの回転速度が毎分８００００回転よりも大きい、回路基板と、
を備える、高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項５】
前記鉄心は、円形の鉄心外縁と、前記鉄心外縁の内壁により形成され、中心へと半径方向に延伸する複数の突出部とを有し、それぞれの突出部の前記中心に近接した一端に磁極片が提供され、それぞれの磁極片の磁極片角度ａは９０−１００度の範囲内であり、２つの隣接する突出部の間に円弧形状のギャップが形成される、請求項４に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項６】
複数の前記磁極片の円弧が同一の中心円上にあり、前記中心円の直径は１０から１５ミリメートルの範囲であり、それぞれの磁極片と前記ロータとの間の片側だけのエアギャップが０．５ミリメートルである、請求項５に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項７】
前記鉄心外縁の外壁が外側に突出して複数のフランジを形成し、前記複数のフランジはそれぞれの突出部に対応し、前記複数のフランジのそれぞれには、位置決め穴および前記位置決め穴に隣接するねじ穴が提供され、前記位置決め穴の中心と前記ねじ穴の中心は同一の円上にある、請求項５または請求項６に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項８】
前記第１端部キャップは、端部キャップ外縁と、前記端部キャップ外縁に接続された支持部分と、前記端部キャップ外縁と前記支持部分との間の複数の冷却ギャップとを有し、
前記支持部分は、軸穴を有する中心部と、前記中心部に接続された一端および前記端部キャップ外縁に接続された他端をそれぞれが有する複数の支持アームとを有し、前記複数の冷却ギャップは、軸方向において円弧形状のギャップと少なくとも部分的に位置合わせされる、請求項５に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項９】
前記回路基板は、前記複数の冷却ギャップに配置された複数のＭＯＳチューブを有する、請求項８に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項１０】
前記ホールセンサレス回路は、コントローラと、前記コントローラへ電力を供給する電源部と、前記コントローラの出力端に接続されたプリドライブ部と、前記プリドライブ部の出力端および前記モータに接続された３相ブリッジ電力回路部と、前記コントローラと前記３相ブリッジ電力回路部との間に配置された電流サンプリング部とを有する、請求項４、５、６、８または９のいずれか１項に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、「高速ホールセンサレス３相掃除機モータ」という名称で２０１５年７月１６日に中国国家知識産権局に出願された中国特許出願第２０１５１０４１６４３８．２号からの優先権を主張し、その開示内容全体を参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
本出願は、高速ホールセンサレス３相掃除機モータに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、掃除機は、何千もの家庭に徐々に入ってきており、ますます多くの中国の家庭によって使用されている。従来の掃除機モータは、連続励起される掃除機モータおよび小型直流掃除機モータを一般に含む。毎分２００００−４００００回転の回転速度を有するブラシモータが通常採用されている。しかしながら、ブラシモータは、大きな体積を有し、性能が劣っており、応用範囲が制限されており、耐用年数が短く、持ち運ぶのに不便である。もしもブラシレスモータが採用された場合、高水準のハードウェアおよび回路制御が必要であり、大抵の場合、磁気位置を検出して磁場指向の制御を実現するためにホール素子が採用されている。ホール素子を使用することは、しばしば、以下の問題を有する。１．価格が高く、従って、顧客に容認されることが難しい。２．取り付けが難しく、もしも不適切に取り付けられた場合、ホール素子が損傷しがちであり、故障または劣悪な始動につながる。３．モータと制御システムとの間のインタフェースおよび接続線の増加のために、干渉や信頼性の低下をもたらし易い。４．高温、高い湿度、相当な振動、ほこり、または有害な化学物質を有する環境中でモータが損傷し易いので、厳しいサービス環境の要求を有する。５．モータの体積を増大させかねず、より大きなモータ空間が要求される。上記の短所のため、ホール構造モータを置き換えるべく、ホールセンサレス構造モータが採用される。しかしながら、ホールセンサレス技術の困難性のため、現在の市場におけるホールセンサレスモータは低回転速度であり、通常、毎分４００００回転よりも低い。そしてさらに、ホールセンサレスモータは、大きな転流数、大きな転流損失、および巻くのに使い勝手が良くない複雑なステータ構造を有する。
【０００４】
市場には、従来のブラシレスモータの回路基板を冷却する方法が２つある。一方の冷却方法は大きな冷却フィンを採用することであり、他方の冷却方法は冷却ファンブレードを採用することである。そして、これら２つの冷却方法は、どちらも、ブラシレスモータの構造に対して多くの制限を課し、高価である。
【発明の概要】
【０００５】
本出願の目的は、毎分８００００回転よりも大きな回転速度を有するホールセンサレス構造モータを実現するための高速ホールセンサレス３相掃除機モータを提供することである。そして、このモータを適用することにより、掃除機の超高集塵性能が実現される。
【０００６】
本出願の第１の技術的解決手段において、高速ホールセンサレス３相掃除機モータが、モータにより出力される風によって冷却されるホールセンサレス回路を含む。ホールセンサレス回路によって制御されるモータの回転速度は、毎分８００００回転よりも大きい。
【０００７】
第１の技術的解決手段に基づいて、本出願は、以下の従属的な技術的解決手段をさらに含む。
【０００８】
好ましくは、ホールセンサレス回路は、モータの逆起電力を検出するためのアナログ電子回路を採用する。この逆起電力は、ロータの磁極位置に対するフィードバック信号として機能する。
【０００９】
好ましくは、このモータは、中心円を有する鉄心と、この中心円を通り抜けるロータと、鉄心の一端を固定するための第１端部キャップと、第１端部キャップと嵌合し、鉄心の他端を固定する第２端部キャップと、第２端部キャップの一方の側に配置され、ロータにより駆動される可動インペラと、可動インペラを受け入れ、第２端部キャップに固定されたインペラカバーと、第２端部キャップと可動インペラとの間に配置された固定インペラと、第１端部キャップの外側に配置され、ホールセンサレス回路が提供される回路基板とをさらに含む。
【００１０】
本出願の第２の技術的解決手段において、高速ホールセンサレス３相掃除機モータが、中心円を有する鉄心と、中心円を通り抜けるロータと、鉄心の一端を固定するための第１端部キャップと、第１端部キャップと嵌合し、鉄心の他端を固定する第２端部キャップと、第２端部キャップの一方の側に配置され、ロータにより駆動される可動インペラと、可動インペラを受け入れ、第２端部キャップに固定されたインペラカバーと、第２端部キャップと可動インペラとの間に配置された固定インペラと、第１端部キャップの外側に配置された回路基板を含む。回路基板には、モータにより出力される風によって冷却されるホールセンサレス回路が提供される。このホールセンサレス回路によって制御されるモータの回転速度は毎分８００００回転よりも大きい。
【００１１】
第２の技術的解決手段に基づいて、本出願は、以下の従属的な技術的解決手段をさらに含む。
【００１２】
好ましくは、鉄心は、円形の鉄心外縁、および、鉄心外縁の内壁により形成され、中心へと半径方向に延伸する複数の突出部を含む。各突出部の中心近傍の一端に磁極片が提供される。各磁極片の磁極片角度ａは、９０から１００度の範囲内である。
【００１３】
好ましくは、複数の磁極片の円弧が同一の中心円上にあり、中心円の直径は１０から１５ミリメートルの範囲である。各磁極片とロータとの間の片側だけのエアギャップは０．５ミリメートルである。
【００１４】
好ましくは、鉄心外縁の外壁が外側に突出して、複数のフランジを形成する。これらのフランジはそれぞれの突出部に対応し、そのそれぞれには、位置決め穴および位置決め穴に隣接したねじ穴が提供される。位置決め穴の中心とねじ穴の中心は、同一の円上にある。
【００１５】
好ましくは、第１端部キャップは、端部キャップ外縁、端部キャップ外縁に接続された支持部分、および、端部キャップ外縁と支持部分との間の複数の冷却ギャップを含む。支持部分は、軸穴を有する中心部および複数の支持アームを含む。各支持アームは、中心部に接続された一端と、端部キャップ外縁に接続された他端を有する。冷却ギャップは、軸方向において少なくとも部分的に円弧形状のギャップと位置合わせされる。
【００１６】
好ましくは、回路基板は、冷却ギャップに配置された複数のＭＯＳチューブを含む。
【００１７】
好ましくは、ホールセンサレス回路は、コントローラと、コントローラへ電力を供給する電源部と、コントローラの出力端に接続されたプリドライブ部と、プリドライブ部の出力端およびモータに接続された３相ブリッジ電力回路部と、コントローラと３相ブリッジ電力回路部との間に配置された電流サンプリング部とを含む。
【００１８】
本出願は以下の利点を有する。
【００１９】
モータにより出力される風によって冷却されるホールセンサレス回路基板構造が採用されるので、構造が単純であり、外観が美しく、信頼性が高い。さらに、電子的要素の転流数が下がるので、電子的要素の転流損失が低減される。そして、ステータ構造が単純であり、巻くのに便利であり、従って、製造の効率が上がる。この高速ホールセンサレス３相掃除機モータはまた、高回転速度、小さな寸法、高性能、持ち運ぶのに便利なこと、エネルギー節約、長寿命、などのような利点も有する。従って、このモータが掃除機に適用された場合、超高集塵性能が実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本出願をより明確に示すために、実施形態の説明にて使用される図面が、ここから簡潔に説明される。
【００２１】
【図１】本出願による高速ホールセンサレス３相掃除機モータの分解図である。
【００２２】
【図２】本出願による組み立てられた高速ホールセンサレス３相掃除機モータの断面図である。
【００２３】
【図３】本出願による高速ホールセンサレス３相掃除機モータの鉄心の上面図である。
【００２４】
【図４】本出願による高速ホールセンサレス３相掃除機モータの鉄心を、回路基板が取り外された場合に別の視点から見た斜視図である。
【００２５】
【図５】本出願による高速ホールセンサレス３相掃除機モータの鉄心の斜視図である。
【００２６】
【図６】本出願による回路基板の斜視図である。
【００２７】
【図７】本出願によるホールセンサレス回路の概略的な回路図である。
【００２８】
【図８】本出願による鉄心の磁極片角度が８５度の場合の実験データグラフである。
【００２９】
【図９】本出願による鉄心の磁極片角度が９２度の場合の実験データグラフである。
【００３０】
【図１０】本出願による鉄心の磁極片角度が９８度の場合の実験データグラフである。
【００３１】
【図１１】本出願による鉄心の磁極片角度が１０５度の場合の実験データグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
実施形態
【００３３】
図１−図５に示されるように、本出願の実施形態による高速ホールセンサレス３相掃除機モータが提供される。好ましくは、このモータは、ブラシレス直流モータである。このモータは、中心円１８を有する鉄心１と、中心円１８を通り抜けるロータ２と、鉄心１の一端を固定するための第１端部キャップ３と、第１端部キャップ３と嵌合し、鉄心１の他端を固定する第２端部キャップ４と、第２端部キャップ４の一方の側に配置され、ロータ２により駆動される可動インペラ５と、可動インペラ５を受け入れ、第２端部キャップ４に固定されたインペラカバー７と、第２端部キャップ４と可動インペラ５との間に配置された固定インペラ８と、第１端部キャップ３の外側に配置された回路基板６を含む。回路基板６には、モータにより出力される風によって冷却されるホールセンサレス回路が提供される。このホールセンサレス回路によって制御されるモータの回転速度は毎分８００００回転よりも大きい。中心円の直径は、１０から１５ミリメートルの範囲である。各磁極片とロータ２との間の片側だけのエアギャップは０．５ミリメートルである。
【００３４】
図３を参照すると、鉄心１は、円形の鉄心外縁１０と、鉄心外縁１０の内壁により形成され、中心へと半径方向に延伸する複数の突出部１２と、鉄心外縁１０の外壁により形成され、外側に突出する複数のフランジ１４を含む。各突出部１２の一端に磁極片１２０が提供される。各磁極片１２０の角度は、９０−１００度の範囲内である。各磁極片１２０の円弧は、電子的要素の転流損失を低減させるため、同一の中心円１８上にある。円弧形状のギャップ１６が、２つの隣接する突出部１２の間に形成される。フランジ１４には、ねじ穴１４０およびねじ穴１４０に隣接する位置決め穴１４２が提供される。ねじ穴１４０の円の中心と位置決め穴１４２の円の中心は、同一の円上にある。突出部１２の数は、好ましくは３であり、円周方向において２つの隣接する突出部１２の中心点の間の角度は１２０度である。フランジ１４の数は好ましくは３であり、フランジ１４の中心線および対応する突出部１２の中心線は、同一の直線上にある。ねじ穴１４０および位置決め穴１４２は、鉄心の取り付けおよび位置決めのために使用される。ねじ穴１４０は、鉄心の磁気回路とは独立である。従って、ねじ穴１４０は、磁気回路および鉄心の損失には悪影響を及ぼさないだろう。
【００３５】
磁極片１２０の磁極片角度ａとして９０−１００度の間を選択することの有効性および先進性をさらに立証するため、発明者達は、ＩＥＣ標準６０３１２−２００００に説明される実験方法に基づいて、磁極片角度として８５度、９２度、９８度、および１０５度を選択して比較実験を実行する。関連する実験データの表が図８−図１１に示される。これらから、得られたモータの最大効率が、それぞれ４５．４９、４８．０３、４７．２９、および４４．１６であることが理解できる。従って、磁極片角度ａが９０−１００度の範囲内にある場合に、モータはより効率の良いことが示される。
【００３６】
図４を参照すると、第１端部キャップ３は、円形の端部キャップ外縁３０、端部キャップ外縁３０に接続された支持部分３２、および端部キャップ外縁３０と支持部分３２との間に配置された複数の冷却ギャップ３４を含む。支持部分３２は、軸穴３２２を有する中心部３２０および複数の支持アーム３２４を含む。各支持アーム３２４の一端は中心部３２０に接続され、支持アーム３２４の他端は端部キャップ外縁３０に接続される。ロータ２は、軸穴３２２を通ることが許される。冷却ギャップ３４は、２つの隣接する支持アーム３２４の間に形成される。各支持アーム３２４には、回路基板ねじ穴３２６および端部キャップねじ穴３２２が提供される。回路基板ねじ穴３２６が配置される平面と端部キャップねじ穴３２２が配置される平面との間には段差がある。長いねじによる第１端部キャップ３、第２端部キャップ４、および鉄心１の固定された接続を実現すべく、ねじ穴１４０および端部キャップねじ穴３２２は同一の方向にある。支持アーム３２４の数は好ましくは３である。そして、支持アーム３２４の軸方向は、鉄心１の突出部１２にほぼ対応している。冷却ギャップ３４はモータの空気吹き出し口であり、冷却ギャップ３４は、軸方向において円弧形状のギャップ１６と位置合わせされる。従って、支持アームによって冷却用空気が遮られるために回路基板６上のＭＯＳチューブへ吹きつけることができずに、熱放散に悪影響を及ぼすような場合を防止する。さらに、構造が単純であり、コストを増加させることなくモータの寸法が低減される。
【００３７】
図５および図６を参照すると、回路基板６は、冷却ギャップ３４中に配置された複数のＭＯＳチューブ６０、これらのＭＯＳチューブ６０を覆う１または複数の冷却フィン６２、および、端部キャップねじ穴３２２に固定され、回路基板６を第１端部キャップ３に固定するために使用されるねじ６４を含む。従って、ＭＯＳチューブのような加熱素子が、冷却用のモータの空気吹き出し口に配置され、より良好な冷却のために、厚さ２ミリメートルの冷却フィンがＭＯＳチューブ上に提供される。
【００３８】
図７を参照すると、ホールセンサレス回路はモータ制御回路ともまた呼ばれる。モータの逆起電力を検出するためのアナログ電子制御回路を採用し、ホールセンサの信号の代わりに、ロータの磁気位置のためのフィードバック信号として逆起電力を採用することにより、ホールセンサレス構造を有するモータが実現される。ホールセンサレス回路は、コントローラ５１０、コントローラ５１０へ電力を供給する電源部５２０、コントローラ５１０の出力端に接続されたプリドライブ部５２０、プリドライブ部５２０の出力端およびモータＢＬＤＣに接続された３相ブリッジ電力回路部５３０、コントローラ５１０と３相ブリッジ電力回路部５３０との間に配置された電流サンプリング部５１１、コントローラ５１０に双方向接続された電圧サンプリング部５１２、コントローラ５１０に双方向接続された速度制御部５１４、コントローラ５１０に双方向接続されたモータ制御部５１６、および、コントローラ５１０に双方向接続された温度サンプリング部５１６を含む。３相ブリッジ電力回路部５３０は、複数のＭＯＳチューブ６０を含む。電源部５２０は、プリドライブ部５２０および３相ブリッジ電力回路部５３０のそれぞれに対し、２１．６Ｖの入力直流電圧で電力を供給する。プリドライブ部５２０は、コントローラ５１０によって出力されたＰＷＭ信号を、十分な駆動能力を有し、３相ブリッジを駆動するのに適切な信号に変換する。３相ブリッジ電力回路部５３０は、プリドライブ部５２０によって制御される電力変換部であり、モータＢＬＤＣが正常に動作するよう駆動するために使用される。モータコントローラのコアユニットとして、コントローラ５１０は、（速度調節制御、始動−停止制御のような）ＵＩ入力回路信号を受信し、（動作電流、動作電圧、周囲温度のような）動作環境を検出し、ＵＩ入力条件および環境入力条件に応じて、適切なＰＷＭ制御信号を出力する。電流サンプリング部５１１は、過電流保護および負荷短絡回路保護を実現するために、リアルタイムで回路全体の動作電流を検出する。電圧サンプリング部５１２は、過電圧／不足電圧保護を実現するために、リアルタイムで回路全体の動作電圧を検出する。速度制御部５１４は、高速モードまたは低速モードで動作するようにモータを制御するためのＵＩ制御回路である。モータ制御部５１６は、モータの始動または停止を制御するためのＵＩ制御回路である。温度サンプリング部５１６は、温度保護を実現するために、リアルタイムで周囲動作温度を検出する。
【００３９】
上記の実施形態は、本出願の技術的着想および特徴を説明するためだけであり、その目的は、当業者が出願の内容を理解し、上記の実施形態に基づいて本出願を実行できるようにすることである。これらの実施形態は、本出願の保護範囲に対する限定として解釈されるべきではない。本出願の主旨の本質内で成されるあらゆる均等な置換および変更もまた、特許請求項によって定義される本出願の範囲に該当するものとみなされる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2018521614.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月28日(2017.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより出力される風によって冷却されるホールセンサレス回路を備え、前記ホールセンサレス回路によって制御される前記モータの回転速度が毎分８００００回転よりも大きい、高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項２】
前記モータの逆起電力を検出するために、アナログ電子回路が前記ホールセンサレス回路に採用され、前記逆起電力は、ロータ磁極位置に対するフィードバック信号として機能する、請求項１に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項３】
前記モータは、
中心円を有する鉄心と、
前記中心円を通り抜けるロータと、
前記鉄心の一端を固定するための第１端部キャップと、
前記第１端部キャップと嵌合し、前記鉄心の他端を固定する第２端部キャップと、
前記第２端部キャップの一方の側に配置され、前記ロータにより駆動される可動インペラと、
前記可動インペラを受け入れ、前記第２端部キャップに固定されたインペラカバーと、
前記第２端部キャップと前記可動インペラとの間に配置された固定インペラと、
前記第１端部キャップの外側に配置され、ホールセンサレス回路が提供される回路基板と、
をさらに備える、請求項２に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項４】
中心円を有する鉄心と、
前記中心円を通り抜けるロータと、
前記鉄心の一端を固定するための第１端部キャップと、
前記第１端部キャップと嵌合し、前記鉄心の他端を固定する第２端部キャップと、
前記第２端部キャップの一方の側に配置され、前記ロータにより駆動される可動インペラと、
前記可動インペラを受け入れ、前記第２端部キャップに固定されたインペラカバーと、
前記第２端部キャップと前記可動インペラとの間に配置された固定インペラと、
前記第１端部キャップの外側に配置された回路基板であって、前記回路基板には、モータにより出力される風によって冷却されるホールセンサレス回路が提供され、前記ホールセンサレス回路によって制御される前記モータの回転速度が毎分８００００回転よりも大きい、回路基板と、
を備える、高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項５】
前記鉄心は、円形の鉄心外縁と、前記鉄心外縁の内壁により形成され、中心へと半径方向に延伸する複数の突出部とを有し、それぞれの突出部の前記中心に近接した一端に磁極片が提供され、それぞれの磁極片の磁極片角度ａは９０−１００度の範囲内であり、２つの隣接する突出部の間に円弧形状のギャップが形成される、請求項４に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項６】
複数の前記磁極片の円弧が同一の中心円上にあり、前記中心円の直径は１０から１５ミリメートルの範囲であり、それぞれの磁極片と前記ロータとの間の片側だけのエアギャップが０．５ミリメートルである、請求項５に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項７】
前記鉄心外縁の外壁が外側に突出して複数のフランジを形成し、前記複数のフランジはそれぞれの突出部に対応し、前記複数のフランジのそれぞれには、位置決め穴および前記位置決め穴に隣接するねじ穴が提供され、前記位置決め穴の中心と前記ねじ穴の中心は同一の円上にある、請求項５または請求項６に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項８】
前記第１端部キャップは、端部キャップ外縁と、前記端部キャップ外縁に接続された支持部分と、前記端部キャップ外縁と前記支持部分との間の複数の冷却ギャップとを有し、
前記支持部分は、軸穴を有する中心部と、前記中心部に接続された一端および前記端部キャップ外縁に接続された他端をそれぞれが有する複数の支持アームとを有し、前記複数の冷却ギャップは、軸方向において円弧形状のギャップと少なくとも部分的に位置合わせされる、請求項５に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項９】
前記回路基板は、前記複数の冷却ギャップに配置された複数のＭＯＳチューブを有する、請求項８に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【請求項１０】
前記ホールセンサレス回路は、コントローラと、前記コントローラへ電力を供給する電源部と、前記コントローラの出力端に接続されたプリドライブ部と、前記プリドライブ部の出力端および前記モータに接続された３相ブリッジ電力回路部と、前記コントローラと前記３相ブリッジ電力回路部との間に配置された電流サンプリング部とを有する、請求項４から請求項９のいずれか１項に記載の高速ホールセンサレス３相掃除機モータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図４を参照すると、第１端部キャップ３は、円形の端部キャップ外縁３０、端部キャップ外縁３０に接続された支持部分３２、および端部キャップ外縁３０と支持部分３２との間に配置された複数の冷却ギャップ３４を含む。支持部分３２は、軸穴３２２を有する中心部３２０および複数の支持アーム３２４を含む。各支持アーム３２４の一端は中心部３２０に接続され、支持アーム３２４の他端は端部キャップ外縁３０に接続される。ロータ２は、軸穴３２２を通ることが許される。冷却ギャップ３４は、２つの隣接する支持アーム３２４の間に形成される。各支持アーム３２４には、回路基板ねじ穴３２６および端部キャップねじ穴３２８が提供される。回路基板ねじ穴３２６が配置される平面と端部キャップねじ穴３２８が配置される平面との間には段差がある。長いねじによる第１端部キャップ３、第２端部キャップ４、および鉄心１の固定された接続を実現すべく、ねじ穴１４０および端部キャップねじ穴３２８は同一の方向にある。支持アーム３２４の数は好ましくは３である。そして、支持アーム３２４の軸方向は、鉄心１の突出部１２にほぼ対応している。冷却ギャップ３４はモータの空気吹き出し口であり、冷却ギャップ３４は、軸方向において円弧形状のギャップ１６と位置合わせされる。従って、支持アームによって冷却用空気が遮られるために回路基板６上のＭＯＳチューブへ吹きつけることができずに、熱放散に悪影響を及ぼすような場合を防止する。さらに、構造が単純であり、コストを増加させることなくモータの寸法が低減される。
【手続補正３】
【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】
図５および図６を参照すると、回路基板６は、冷却ギャップ３４中に配置された複数のＭＯＳチューブ６０、これらのＭＯＳチューブ６０を覆う１または複数の冷却フィン６２、および、端部キャップねじ穴３２８に固定され、回路基板６を第１端部キャップ３に固定するために使用されるねじ６４を含む。従って、ＭＯＳチューブのような加熱素子が、冷却用のモータの空気吹き出し口に配置され、より良好な冷却のために、厚さ２ミリメートルの冷却フィンがＭＯＳチューブ上に提供される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図７を参照すると、ホールセンサレス回路はモータ制御回路ともまた呼ばれる。モータの逆起電力を検出するためのアナログ電子制御回路を採用し、ホールセンサの信号の代わりに、ロータの磁気位置のためのフィードバック信号として逆起電力を採用することにより、ホールセンサレス構造を有するモータが実現される。ホールセンサレス回路は、コントローラ５１０、コントローラ５１０へ電力を供給する電源部５２０、コントローラ５１０の出力端に接続されたプリドライブ部５３０、プリドライブ部５３０の出力端およびモータＢＬＤＣに接続された３相ブリッジ電力回路部５４０、コントローラ５１０と３相ブリッジ電力回路部５４０との間に配置された電流サンプリング部５１１、コントローラ５１０に双方向接続された電圧サンプリング部５１２、コントローラ５１０に双方向接続された速度制御部５１４、コントローラ５１０に双方向接続されたモータ制御部５１６、および、コントローラ５１０に双方向接続された温度サンプリング部５１８を含む。３相ブリッジ電力回路部５４０は、複数のＭＯＳチューブ６０を含む。電源部５２０は、プリドライブ部５３０および３相ブリッジ電力回路部５４０のそれぞれに対し、２１．６Ｖの入力直流電圧で電力を供給する。プリドライブ部５３０は、コントローラ５１０によって出力されたＰＷＭ信号を、十分な駆動能力を有し、３相ブリッジを駆動するのに適切な信号に変換する。３相ブリッジ電力回路部５４０は、プリドライブ部５３０によって制御される電力変換部であり、モータＢＬＤＣが正常に動作するよう駆動するために使用される。モータコントローラのコアユニットとして、コントローラ５１０は、（速度調節制御、始動−停止制御のような）ＵＩ入力回路信号を受信し、（動作電流、動作電圧、周囲温度のような）動作環境を検出し、ＵＩ入力条件および環境入力条件に応じて、適切なＰＷＭ制御信号を出力する。電流サンプリング部５１１は、過電流保護および負荷短絡回路保護を実現するために、リアルタイムで回路全体の動作電流を検出する。電圧サンプリング部５１２は、過電圧／不足電圧保護を実現するために、リアルタイムで回路全体の動作電圧を検出する。速度制御部５１４は、高速モードまたは低速モードで動作するようにモータを制御するためのＵＩ制御回路である。モータ制御部５１６は、モータの始動または停止を制御するためのＵＩ制御回路である。温度サンプリング部５１８は、温度保護を実現するために、リアルタイムで周囲動作温度を検出する。
【国際調査報告】
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