(57)【要約】【課題】モータ始動の失敗又は失速の発生を抑制できるモータを提供する。【解決手段】ステータと、ステータに回転可能に取り付けたロータとを含む電気モータを開示する。ロータは、回転軸と、回転軸の周りに取り付けたロータ本体とを含み、ロータ本体は、巻線が通電されたとき、ロータ本体とステータとの間の相互作用を受けて回転可能である。ロータ本体及び回転軸は、互いに緩み嵌めされ、ロータの始動中に、ロータ本体と回転軸との間に回転速度差が存在するのを許す。時間遅延同期機構は、回転軸及びロータ本体の間に接続され、ロータ本体と回転軸との間の回転速度差を時間遅延で取り除くように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ及びロータを備える電気モータであって、前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻き付けた巻線とを備え、前記ロータは、前記ステータに回転可能に取り付け、前記ロータは、
回転軸と、
前記回転軸の周りに取り付けたロータ本体であって、前記巻線が通電されたとき該ロータ本体と前記ステータとの間の共同作用を受けて回転可能であり、該ロータ本体及び前記回転軸は、互いに緩み嵌めされ、前記ロータの始動中に前記ロータ本体と前記回転軸との間に回転速度差が存在することを許すロータ本体と、
前記回転軸と前記ロータ本体との間に接続され、前記ロータ本体と前記回転軸との間の回転速度差を、時間遅延で取り除くように構成された時間遅延同期機構と、を備えることを特徴とする電気モータ。
【請求項２】
前記時間遅延同期機構は、半径方向で前記回転軸と前記ロータ本体との間に位置する、請求項１に記載の電気モータ。
【請求項３】
前記時間遅延同期機構は、前記ロータ本体の軸方向外側に位置する、請求項１に記載の電気モータ。
【請求項４】
前記時間遅延同期機構は、形状回復特性を持つ緩衝部材を含み、前記緩衝部材は、前記回転軸と同期回転するために前記回転軸に接続された第１の端部と、前記ロータ本体と同期回転するために前記ロータ本体に接続された第２の端部とを備える、請求項１から３の何れか１つに記載の電気モータ。
【請求項５】
前記時間遅延同期機構は、前記回転軸に固定された接続部材をさらに備え、前記緩衝部材の前記第１の端部は、前記接続部材に接続されてこれと同期回転し、前記緩衝部材は、前記回転軸の周りに移動可能に取り付け、軸方向で前記接続部材と前記ロータ本体との間に位置する、請求項４に記載の電気モータ。
【請求項６】
前記緩衝部材は、前記回転軸の周りに移動可能に取り付けたゴム製スリーブ又はバネである、請求項４に記載の電気モータ。
【請求項７】
前記緩衝部材はらせんバネであり、前記ロータ本体は、前記バネを収容するために円筒状の中空部分を備える、請求項４に記載の電気モータ。
【請求項８】
前記ロータ本体の向かい側の端部にそれぞれ取り付けた２つの時間遅延同期機構がある、請求項１から７の何れか１つに記載の電気モータ。
【請求項９】
前記回転軸は、前記ステータに取り付けた２つの軸受によって回転可能に支持され、前記ロータ本体及び前記時間遅延同期機構は、軸方向で、前記両軸受間に又は前記２つの前記軸受の外側に位置する、請求項１から８の何れか１つに記載の電気モータ。
【請求項１０】
前記ロータ本体は永久磁石を備え、又は
前記ロータ本体は、ロータコアと、前記ロータコアに固定された永久磁石とを備え、又は
前記ロータ本体は、ロータコアと、前記ロータコアに固定された伝導体とを備える、請求項１から９の何れか１つに記載の電気モータ。
【請求項１１】
前記モータは単相モータである、請求項１から１０の何れか１つに記載の電気モータ。
【請求項１２】
前記ステータは、上側支持ブラケット及び下側支持ブラケットを備え、前記回転軸は、前記上側支持ブラケット及び前記下側支持ブラケットに支持されて前記ステータに対して回転し、前記ロータ本体及び前記時間遅延同期機構は、前記上側支持ブラケットと前記下側支持ブラケットとの間に位置する、請求項１〜１１の何れか１つに記載の電気モータ。
【請求項１３】
前記ステータコアは少なくとも２つの磁極部分を備え、前記ロータ本体は前記少なくとも２つの磁極部分により協働して定まる空間内に配置され、前記上側支持ブラケット及び前記下側支持ブラケットは、それぞれ、前記ステータコアの２つの軸方向側面に取り付ける、請求項１２に記載の電気モータ。
【請求項１４】
前記時間遅延同期機構は、前記回転軸の周りに移動可能に取り付けた緩衝部材と、前記緩衝部材の周りに移動可能に取り付けた減衰部材とを備え、前記減衰部材は、半径方向で、前記緩衝部材と前記ロータ本体との間に位置する、請求項１又は２に記載の電気モータ。
【請求項１５】
前記ロータ本体は、永久磁石と、前記永久磁石を表面に支持する支持部材とを備え、前記緩衝部材及び前記減衰部材は前記支持部材内に位置する、請求項１４に記載の電気モータ。
【請求項１６】
ファン及び電気モータを備えるファンアセンブリであって、
ステータコアと、前記ステータコア上に巻き付けた巻線とを備えるステータと、
前記ステータに回転可能に取り付けたロータと、を備え、前記ロータは、
前記ファンに接続された回転軸であって、前記ファンを駆動して同期回転させる回転軸と、
前記回転軸の周りに取り付けたロータ本体であって、該ロータ本体及び前記回転軸は、互いに緩み嵌めされてそれらの間に回転速度差を許すロータ本体と、
前記ロータ本体と前記回転軸との間に位置決めされた時間遅延同期機構であって、該時間遅延同期機構の一端が前記ロータ本体に接続され、該時間遅延同期機構の他端が前記回転軸に接続され、前記ロータ本体及び前記回転軸の時間遅延回転速度と同期する時間遅延同期機構と、を備える、ことを特徴とするファンアセンブリ。
【請求項１７】
前記モータは単相モータであり、前記ロータの前記回転軸に垂直な平面において前記ファンによって占めた面積が、前記ロータの前記回転軸に垂直な別の平面において前記モータによって占めた面積の２倍よりも大きい、請求項１６のファンアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]  この本発明は、モータに関し、特に、ロータのロータ本体と回転軸との間の回転速度差を許すモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]  負荷の回転慣性が大きすぎるとき、同期モータは、始動の失敗又は失速を経ることがある。当技術で開発された１つの解決策は、モータの性能を向上させることである。しかしながら、同期モータの性能を向上させると、モータのサイズ及び重量が大幅に増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0004]  従って、モータ始動の失敗又は失速の発生を抑制することができるモータに対する要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0005]  本発明は、ステータ及びロータを備える電気モータを提供する。ロータは、ステータに回転可能に取り付ける。ロータは、回転軸と、回転軸の周りに取り付けたロータ本体とを含み、ロータ本体は、巻線が通電されたときロータ本体とステータとの間の共同作用を受けて回転可能である。ロータ本体及び回転軸は、互いに緩み嵌めされ、ロータの始動中にロータ本体と回転軸との間に回転速度差が存在することを許す。回転軸とロータ本体との間に時間遅延同期機構が接続され、ロータ本体と回転軸との間の回転速度差を、時間遅延をもって取り除くように構成される。
【０００５】
[0006]  時間遅延同期機構は、半径方向で回転軸とロータ本体との間に位置することが好ましい。
【０００６】
[0007]  時間遅延同期機構は、ロータ本体の軸方向外側に位置することが好ましい。
【０００７】
[0008]  時間遅延同期機構は、形状回復特性を持つ緩衝部材を含み、緩衝部材は、回転軸と同期回転するために回転軸に接続された第１の端部と、ロータ本体と同期回転するためにロータ本体に接続された第２の端部とを備えることが好ましい。
【０００８】
[0009]  時間遅延同期機構は回転軸に固定された接続部材をさらに備え、緩衝部材の第１の端部は接続部材に接続されてこれと同期回転することが好ましい。
【０００９】
[0010]  接続部材は、回転軸の周りに固定された環状板であり、緩衝部材は、回転軸の周りに移動可能に取り付け、軸方向で接続部材とロータ本体との間に位置することが好ましい。
【００１０】
[0011]  緩衝部材は、回転軸の周りに移動可能に取り付けたゴム製スリーブ又はバネであることが好ましい。
【００１１】
[0012]  緩衝部材はらせんバネであり、ロータ本体は、バネを収容するために円筒状の中空部分を備えることが好ましい。
【００１２】
[0013]  ロータ本体の向かい側の端部にそれぞれ取り付けた２つの時間遅延同期機構があることが好ましい。
【００１３】
[0014]  回転軸は、２つの軸受により支持されてステータに対して回転し、ロータ本体及び時間遅延同期機構は、軸方向で、両軸受間に又は２つの軸受の外側に位置することが好ましい。
【００１４】
[0015]  ロータ本体は、ロータコアと、ロータコアに固定された永久磁石とを備えることが好ましい。
【００１５】
[0016]  代わりに、ロータ本体は、ロータコアと、ロータコアに固定された伝導体とを備えることが好ましい。
【００１６】
[0017]  モータは単相モータであることが好ましい。
【００１７】
[0018]  ステータは、上側支持ブラケット及び下側支持ブラケットを備え、回転軸は、上側支持ブラケット及び下側支持ブラケットに支持されてステータに対して回転し、ロータ本体及び時間遅延同期機構は、上側支持ブラケットと下側支持ブラケットとの間に位置することが好ましい。
【００１８】
[0019]  ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻き付けた巻線とを備えることが好ましい。ステータコアは少なくとも２つの磁極部分を備え、各磁極部分は磁極片を備える。ロータ本体は、少なくとも２つの磁極部分により協働して定まる空間内に配置され、上側支持ブラケット及び下側支持ブラケットは、それぞれ、ステータコアの２つの軸方向側面に取り付けることが好ましい。
【００１９】
[0020]  時間遅延同期機構は、回転軸の周りに移動可能に取り付けた緩衝部材と、緩衝部材の周りに移動可能に取り付けた減衰部材とを備え、減衰部材は、半径方向で、緩衝部材とロータ本体との間に位置することが好ましい。
【００２０】
[0021]  ロータ本体は、永久磁石と、永久磁石を表面に支持し及び固定する円筒状の支持部材とを備え、緩衝部材及び減衰部材は支持部材内に位置することが好ましい。
【００２１】
[0022]  本発明は、ファン及び電気モータを備えるファンアセンブリをさらに提供する。モータは、ステータコアと、ステータコア上に巻き付けた巻線とを備えるステータと、ステータに回転可能に取り付けたロータとを備える。ロータは、ファンに接続された回転軸であって、ファンを駆動して同期回転させる回転軸と、回転軸の周りに取り付けたロータ本体であって、ロータ本体及び回転軸は、互いに緩み嵌めされてそれらの間に回転速度差を許すロータ本体と、ロータ本体と回転軸との間に位置決めされた時間遅延同期機構であって、時間遅延同期機構の一端がロータ本体に接続され、時間遅延同期機構の他端が回転軸に接続され、ロータ本体及び回転軸の時間遅延回転速度と同期する時間遅延同期機構とを備える。
【００２２】
[0023]  モータは単相モータであることが好ましい。
【００２３】
ロータの回転軸に垂直な平面においてファンによって占めた面積が、ロータの回転軸に垂直な別の平面においてモータによって占めた面積の２倍よりも大きいことが好ましい。
【００２４】
[0025]  本発明の実施形態によれば、モータのロータ本体は回転軸に対して回転可能であり、時間遅延同期機構は、回転軸とロータ本体との間に、回転軸の回転速度とロータ本体の回転速度とを時間遅延で同期させるために接続され、それによりモータの始動の失敗又は失速の発生を効果的に減少させ又は除去することができる。
【００２５】
[0026]  本発明のこれらの及び他の特徴は、以下の明細書及び図面をさらに詳しく調べることによって容易に明白になる。各図は、例示目的のみであり、限定であるとみなすべきではない。各図を以下に列挙する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の１つの実施形態によるモータを示す図である。
【図２】図１のモータの分解組立図である。
【図３】図１のモータのステータを示す図である。
【図４】図１のモータのロータを示す図である。
【図５】図４のロータの断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるモータを示す図である。
【図７】図６のモータの分解組立図である。
【図８】図６のモータの固定部材を示す図である。
【図９】本発明のモータを利用するファンアセンブリを示す図である。
【図１０】図１のモータを備えて組み立てた図９のファンアセンブリのファンを示す図である。
【図１１】図６のモータを備えて組み立てた図９のファンアセンブリのファンを示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態によるモータのロータを示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態によるモータのロータを示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態によるモータのロータを示す図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態によるモータのロータを示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態によるモータのロータを示す図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態によるモータのロータを示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態によるモータのロータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
第１の実施形態
[0039]  図１及び図２を参照して、本発明の１つの実施形態によるモータ２００は、ステータ２０及びロータ８０を含む。ロータは、ステータ２０に回転可能に取り付け、ステータ２０に対して回転する。
【００２８】
[0040]  ロータ８０は、回転軸８２、ロータ本体８４及び時間遅延同期機構９２を含む。ロータ本体８４を回転軸８２の周りに取り付ける。ロータ本体８４は、ステータ２０の電磁力の駆動を受けて回転することができる。ロータ本体８４及び回転軸８２は互いに滑り嵌めされ、その結果、始動又は停止の過程でロータ本体８４と回転軸８２との間に回転速度差が存在する。
【００２９】
[0041]  時間遅延同期機構９２も回転軸８２の周りに取り付ける。時間遅延同期機構９２の一端は、回転軸８２に固定されて回転軸８２と同期回転し、他端は、ロータ本体８４に固定されてロータ本体８４と同期回転する。すなわち、時間遅延同期機構９２は、ロータ本体８４と回転軸８２との間の回転速度差を、時間遅延をもって取り除くように作用する。
【００３０】
[0042]  ステータ２０は、ロータ８０がステータ２０に対して回転できるように、回転軸８２を支持するための上側支持ブラケット４２及び下側支持ブラケット５２を含む。ロータ本体８４及び時間遅延同期機構９２は、上側支持ブラケット４２と下側支持ブラケット５２との間に位置することが好ましい。すなわち、時間遅延同期機構９２は、ステータ２０の外部に露出しない。従って、本発明のモータ２００は、従来のモータと同様に、負荷又は減速機構に接続することができる。
【００３１】
[0043]  この実施形態では、モータ２００は単相同期モータである。ステータ２０は、ステータコア２２と、ステータコア２２の周りに巻き付けた巻線３２と、ステータコア２２の２つの軸方向側面にそれぞれ取り付けた下側支持ブラケット４２及び上側支持ブラケット５２と、を含む。上側支持ブラケット４２及び下側支持ブラケット５２は、固定部材４９によって相互接続される。特に、上側支持ブラケット４２は、固定部材４９が通過することを許す軸方向の接続穴４８を有し、下側支持ブラケット５２は、固定部材４９が通過することを許す、対応する軸方向の接続穴を有する。上側支持ブラケット４２及び下側支持ブラケット５２に軸受シート４４、５４がそれぞれ配置される。軸受シート４４、５４に、ロータ８０の回転軸８２を支持するために、軸受４６及び５６（図３）をそれぞれ取り付ける。ロータ本体８４及び時間遅延同期機構９２は、２つの軸受４６と軸受５６との間に位置する。
【００３２】
[0044]  図３を参照して、ステータコア２２は、Ｕ字形コア２４と、Ｕ字形コア２４の開口端にある２つの磁極部分２６とを含む。２つの磁極部分２６は互いに向かい側にある。各磁極部分２６は、磁極部分２６の２つの側面から延びる一対の磁極片２８を有する。各磁極部分２６の磁極片２８の円弧内面は、互いに接続されて磁極面を形成する。
各磁極部分２６の磁極面は、ロータが死点位置からずれた位置に停止できるように位置決め溝２７を有する。死点位置は、ロータ磁極の中央線とステータ磁極部分の中央線とが互いに整列するロータの位置を指す。ロータ本体８４は、２つの磁極部分２６の磁極片２８によって定まる空間内に収容され、結果としてロータ本体８４は、回転軸８２に対して回転可能である。
【００３３】
[0045]  図４及び図５を参照して、この実施形態では、ロータ本体８４は、取付部材８６と、取付部材８６に取り付けた永久磁石８８とを含む。取付部材８６は、磁石８８を軸８２に取り付けるために、回転軸８２の周りに取り付けかつ滑り嵌めされる。この実施形態では、取付部材８６はプラスチックで作成される。取付部材８６は、永久磁石８８上にインサート成形で直接形成され、結果として永久磁石８８及び取付部材８６が、回転軸８２に対して全体として摺動できることが好ましい。
【００３４】
[0046]  時間遅延同期機構９２は、緩衝部材９４及び接続部材９６を含む。この実施形態では、接続部材９６は、回転軸８２の周りに固定した環状板である。緩衝部材９４の第１の端部は接続部材９６に接続され、結果として緩衝部材９４の第１の端部が回転軸８２と同期回転することができる。接続部材９６への緩衝部材９４の第１の端部の接続は、固定接続又は可動接続の何れでも良いことを理解されたい。緩衝部材９４の第２の端部は、回転軸８４に接続されてこれと同期回転する。この実施形態では、緩衝部材９４の第２の端部は、取付部材８６に固定的に接続されて（例えば、取付部材８６は、インサート成形によって緩衝部材９４の第２の端部に直接形成できる）ロータ本体８４と同期回転することができる。時間遅延同期機構９２の時間遅延同期機能は、主に緩衝部材９４によって実現され、すなわち緩衝部材９４は、ロータ本体８４と回転軸８２との間の回転速度差を、時間遅延で取り除くことができる。特に、モータ２００が始動し始めるとき、ロータ本体８４は、ロータとステータ２０との間に形成された電磁力の駆動を受けて回転する。回転軸８２は負荷に接続されて、慣性が大きくなり、回転軸８２は、ロータ本体８４に滑り嵌めされる。そのため、始動中に、ロータ本体８４の回転速度は、回転軸８２の回転速度よりも大きく、すなわち、ロータ本体８４と回転軸８２との間に回転速度差が存在する。
これにより、緩衝部材９４がロータ本体８４及び回転軸８２によってねじられ、その結果、ロータ本体８４の回転速度は、最終的に回転軸８２の回転速度と同期する。モータ１０が作動状態から停止するとき、回転軸８２及びその負荷の大きな回転慣性により、回転軸８２の回転速度はロータ本体８４の回転速度よりも大きい。これにより、緩衝部材９４は、回転する本体８４及び回転軸８２によってねじられ、その結果、ロータ本体８４の回転速度は、最終的に回転軸８２の回転速度と同期する。
【００３５】
[0047]  この実施形態では、緩衝部材９４はゴム製スリーブである。緩衝部材９４をゴム製スリーブに限定することは意図しないことを理解されたい。実際、ロータ本体８４の回転速度と回転軸８２の回転速度とを時間遅延で同期させるために、形状回復機能を持つどのような弾性／変形可能な部材でも、緩衝部材９４として使用することができる。
【００３６】
[0048]  接続部材９６は不可欠ではないことを理解されたい。代替の実施形態では、緩衝部材９４の一端は、回転軸８２に直接接続されて、これと同期回転することができる。接続部材９６は、別の形状にできることを理解されたい。
【００３７】
[0049]  ロータ本体８４の２つの端部にそれぞれ取り付けた、２つの時間遅延同期機構９２であっても良いことを理解されたい。
【００３８】
[0050]  モータ２００の始動中に、ロータ本体８４は、当初は回転軸８２に対して回転可能であり、回転軸８２は、次いで時間遅延同期機構９２によって徐々にロータ本体８４と同期し、それにより軸トルクが小さいモータを回転慣性が大きい負荷を駆動するために使用するとき通常起こる、モータ２００の始動失敗を減少させ又は除去することができる。このデサインは、多重相モータと比べて、２／３相モータのような軸トルクが相対的に小さい単相同期モータに適する。
【００３９】
第２の実施形態
[0051]  図６及び図７を参照して、第２の実施形態と第１実施形態との間の１つの相違点は、ロータの支持構造にある。先の実施形態では、ステータ２０は、上側支持ブラケット４２及び下側支持ブラケット５２で回転軸８２を支持する。この実施形態では、ステータ２０は、ただ１つの支持ブラケット６２でロータ８０を支持する。支持ブラケット６２は、ステータコア２２の一側面に固定される。支持ブラケット６２は、中空の円筒部分６３と、円筒部分６３の開口端にある取付板６５とを含む。取付板６５は、円筒部分６３の中空部と連絡して回転軸８２及びロータ本体８４の一部が通過するのを許す、貫通孔６６を中心に定める。取付板６５は、固定部材４９が通過するのを許す複数の取付孔６７を有し、固定部材４９によってステータコア２２の一側面に固定される。
【００４０】
[0052]  円筒部分６３は、２つの軸受４６、５６をそれぞれ取り付けるために２つの軸受シートを含む。ロータの回転軸８２は、軸受４６及び５６に支持されてステータ２０に対して回転する。軸受４６と軸受５６とは所定距離だけ離間している。ロータ本体８４及び時間遅延同期機構９２は、円筒部分６３の外部に位置する。
【００４１】
[0053]  第２の実施形態と第１実施形態との間の別の相違点は、時間遅延同期機構９２の構造にある。この実施形態では、時間遅延同期機構９２は、接続部材９６及び緩衝部材９４を含む。接続部材９６は回転軸８２の周りに固定される。緩衝部材９４は、ロータ本体８４の取付部材８６に接続された一端９４ａと、接続部材９６に接続された他端とを有する、らせんバネであることが好ましい。
【００４２】
[0054]  図７及び図８を参照して、ロータ本体８４の取付部材８６は、らせんバネの一端９４ａに接続するための開口部又はスロットを有し、接続部材９６は、らせんバネの別の端部９４ｂに接続するためのへこみ１０８を有する。緩衝部材９４は、ロータ本体８４と回転軸８２との間の回転速度差を時間遅延で取り除くように作用する。モータ１０が始動し始めるとき、ロータ本体８４は、ロータとステータ２０との間に形成された電磁力の駆動を受けて回転する。回転軸８２は、ファンのような負荷に接続されてその慣性が大きく、回転軸８２は、ロータ本体８４に滑り嵌めされる。そのため、始動の当初に、ロータ本体８４の回転速度は、回転軸８２の回転速度よりも大きく、すなわち、ロータ本体８４と回転軸８２との間に回転速度差が存在する。これにより、らせんバネ９４は、ロータ本体４０によって引っ張られてその内径が徐々に減少し、結果として緩衝部材９４が回転軸８２上で徐々に締まり、回転軸８２及びロータ本体８４の回転速度は最終的に同期する。モータ２００が作動状態から停止するとき、緩衝部材９４は逆に変形し、すなわち、緩衝部材９４はその内径が徐々に増加して徐々に緩み、それによりロータ本体８４と回転軸８２との間に回転速度差が存在することが可能となる。
【００４３】
[0055]  取付部材８６は、緩衝部材９４を収容し、緩衝部材９４（即ちらせんバネ）の最大直径を拘束してらせんバネが損傷するのを防ぐ、円筒状の中空部分を含むことが好ましい。
【００４４】
[0056]  この実施形態では、接続部材９６は、カバー形状とされ、中央部分１０１と、中央部分１０１から延びる接続部分１０５と、接続部分１０５から延びる側壁１０７とを含む。接続部分１０５の表面には、らせんバネの遠位端を収容するための位置決めスロット１０６を形成する２つのブロックが備わり、側壁１０７は、円形であり、らせんバネの遠位端９４ｂを収容するためのへこみ１０８を、位置決めスロット１０６に隣接して形成することが好ましい。中央部分１０１は、回転軸８２が通過して延びることを可能にする貫通孔１０３を有する。中央部分１０１のうちバネから遠い軸方向端は、負荷の接続穴内に収容可能な、複数の軸方向延在制限ポスト１０２をさらに含む。制限ポスト１０２は、負荷と回転軸８２との間の固定接続を強化するために貫通穴１０３の外周を取り囲む。
【００４５】
[0057]  この実施形態では、緩衝部材９４はバネである。緩衝部材９４をバネに限定することは意図しないことを理解されたい。実際、形状回復機能を持つどのような弾性／変形可能な部材でも、緩衝部材９４として使用して、ロータ本体８４及び回転軸８２の回転速度を時間遅延で同期させることができる。
【００４６】
[0058]  図９は、本発明のモータを使用するファンアセンブリ３００を示す。図９、図１０及び図１１を参照して、ファンアセンブリ３００は、フレーム２１０と、フレーム２１０に取り付けたモータ２００と、モータ２００の回転軸８２に取り付けたファン２２０とを含む。フレーム２１０をハウジング２３０に取り付ける。ハウジング２３０は空気通路を形成し、ハウジング２３０に空気通路の出口２３５が形成される。
【００４７】
[0059]  この実施形態では、ファン２２０の外径は、ロータの回転軸に垂直なモータ２００のサイズよりもはるかに大きい。ファン２２０よって占めたロータの回転軸に垂直な面積は、モータ２００によって占めたロータの回転軸に垂直な面積の２倍、より好ましく３倍又は４倍よりも大きい。モータ２００に取り付けた時間遅延同期機構９２は、モータ２００の始動の失敗又は失速を、効果的に減少させ又は除去することができる。
【００４８】
第３の実施形態
[0060]  図１２から図１８は、本発明の第３の実施形態によるモータのロータを示す。モータのステータは、上述した実施形態のステータを適用することができる。
【００４９】
[0061]  図１２を参照して、ロータ８０は、回転軸８２、ロータ本体８４、及び時間遅延同期機構９２（図１４に示す）を含む。ロータ本体８４を回転軸８２の周りに取り付ける。ロータ本体８４の２つの端部の外側に、それぞれ、２つの軸受４６、５６を取り付ける。回転軸８２は、２つの軸受４６、５６によってロータ本体８４に対して回転可能に支持される。ロータ本体８４は、回転軸８２に摺動可能嵌めのように緩み嵌めされ、その結果、ロータ本体８４及び回転軸８２には、始動又は停止の過程中に大きな回転速度差があり得る。
【００５０】
[0062]  図１３〜図１４を参照すると、時間遅延同期機構９２は、ロータ本体８４内に配置され、半径方向でロータ本体８４と回転軸８２との間に位置する。時間遅延同期機構９２を回転軸８２の周りに取り付ける。時間遅延同期機構９２は、ロータ本体８４に直接的又は間接的に接続され、ロータ本体８４と同期回転することができる第１の端部を有する。時間遅延同期機構９２の第２の端部は、回転軸８２に直接的又は間接的に接続された結果、回転軸８２と同期回転することができる。このため、時間遅延同期機構９２の存在により、ロータ本体８４の回転速度と回転軸８２の回転速度とが時間遅延で同期することができ、それによりモータ１００の始動の失敗又は失速の発生を効果的に減少させ又は除去することができる。
この実施形態では、時間遅延同期機構９２は、ロータ８０及びモータの外部構造を変更することなく、ロータ本体８４の内部に配置され、負荷は、回転軸８２の一端に直接接続することができ、それによりモータ１００の構造がよりコンパクトになり、しかもモータ１００の修理及び交換が容易になる。
【００５１】
[0063]  この実施形態では、ロータ本体８４は、取付部材８６、永久磁石８８を含む。取付部材８６は、中空な円筒状の主要部分８７と、２つのスリーブリング８３、８５とを含む。永久磁石部材８８を主要部分８７の外側に取り付ける。２つのスリーブリング８３、８５は、永久磁石部材８８を軸方向に位置決めするために、主要部分８７の外側の２つの端部の周りに取り付ける。具体的には、２つのリング８３、８５は向かい合う溝８３ａ、８５ａを有する。永久磁石８８の２つの端部は、溝８３ａ、８５ａに対応して突起８８ａ、８８ｂを形成する。突起８８ａ、８８ｂが溝８３ａ、８５ａに係合し、結果として永久磁石８８は、取付部材８６の主要部分８７の外側に堅く位置決めすることができる。取付部材８６及びスリーブリング８３、８５は、永久磁石８８上に射出成形することが好ましい。
【００５２】
[0064]  取付部材８６の主要部分８７の２つの端部内に、２つの軸受４６及び５６をそれぞれ取り付ける。軸受４６、５６は回転軸８２に滑り嵌めされ、それによりモータの信頼度及び寿命を保証しながら、取付部材８６が回転軸８２に対してそれ程大きくジャンプすることなく自由に回転可能となる。
【００５３】
[0065]  この実施形態では、時間遅延同期機構９２は、緩衝部材９４、輪状の第１の接続部材９３、及び輪状の第２の接続部材９５を含む。緩衝部材９４は軸８２を取り囲む。取付部材８６の主要部分８７は、緩衝部材９４を保護するために緩衝部材９４の外周側面を取り囲む。緩衝部材９４の第１の端部９４ａは第１の接続部材９３に接続され、緩衝部材９４の第２の端部９４ｂは第２の接続部材９５に接続される。第１の接続部材９３は、回転軸８２の周りに移動可能に取り付け、第２の接続部材９５は、回転軸８２の周りに固定して取り付ける。第１の接続部材９３及び第２の接続部材９５は、軸方向で２つの軸受４６及び５６の内側に位置して、２つの軸受４６、５６を軸方向に位置を決めし、それによりロータ本体８４の軸方向変位を防ぐことができる。第２の接続部材９５は回転軸８２に固定して接続され、結果として緩衝部材９４の第２の端部は、回転軸８２と同期して回転する。第１の接続部材９３は、取付部材８６に固定して接続され、取付部材８６及びロータ本体８４と同期して回転する。このため、緩衝部材９４は、モータの始動時又は停止時に、ロータ本体８４と回転軸８２との間の回転速度差を緩衝するように構成される。この実施形態では、取付部材８６の主要部分８７は、主要部分８７の軸線に関して対称的に位置決めされた２つの切欠き４１４（図１３）を有する。第１の接続部材９３は、切欠き４１４に対応して２つの突出ブロック９３１を含む。突出ブロック９３１は切欠き４１４にはまり、結果として緩衝部材９４は、ロータ本体８４と同期して回転可能である。取付部材８６は、別の構造により第１の接続部材９３に接続できることを理解されたい。
【００５４】
[0066]  緩衝部材９４は、形状回復特性を持つ弾性部材を含む。弾性部材は、回転軸８２の周りに緩く／移動可能に取り付けたらせんバネ９４であることが好ましい。ステータの巻線が通電されるとき、ステータは、ロータ本体８４を駆動して回転させる電磁界を生成する。回転軸８２は、一端がファンのような負荷に接続されて慣性が大きく、回転軸８２は、ロータ本体８４に滑り嵌めされる。そのため、始動の当初に、ロータ本体８４の回転速度は回転軸８２の回転速度よりも大きく、すなわち、ロータ本体８４と回転軸８２との間に回転速度差が存在する。らせんバネ９４の第１の端部９４ａは、ロータ本体８４の回転によって引っ張られて締まり、それによりバネの内径が第１の端部９４ａから第２の端部９４ｂに向かって徐々に減少する。その結果、らせんバネの第２の端部９４ｂも徐々に締まり、回転軸８２の回転速度は、最終的にロータ本体８４の回転速度と同期する。モータ１０が作動状態から停止するとき、負荷の回転慣性が大きいので、回転軸８２の回転速度はロータ本体８４の回転速度よりも大きく、すなわち、ロータ本体８４と回転軸８２との間に回転速度差が存在し、結果としてらせんバネ９４の第２の端部９４ｂは、その内径が徐々に増加して徐々に緩む。その結果、らせんバネの第１の端部９４ａも徐々に緩み、ロータ本体４０の回転速度は、最終的に回転軸８２の回転速度と同期する。取付部材８６はらせんバネを取り囲み、それによりらせんバネの内径が過度に増加してらせんバネが損傷するのが防止される。
【００５５】
[0067]  時間遅延同期機構９２は、減衰部材９７をさらに含むことが好ましい。減衰部材９７は、取付部材８６の主要部分８７に対する緩衝部材９４の衝突を緩衝するために、緩衝部材９４の周りに移動可能に取り付け、半径方向で緩衝部材９４と取付部材８６の主要部分８７との間に位置し、それによって、衝撃吸収効果及び騒音低下効果を達成する。減衰部材９７の一端は第１の接続部材９３に接続される。図１７も参照して、減衰部材９７は接続ピン構造９７１を含む。第１の接続部材９３は、接続ピン構造９７１に対応して貫通穴構造を含み、接続ピン構造９７１は、貫通穴構造に係合して減衰部材９７と第１の接続部材９３との間の接続を強化し、こうして減衰部材９７が第１の接続部材９３から外れるのを防止する。減衰部材９７の他端は、接続基部５５に固定され、好ましくは固定的に接続される。図１７及び図１８を参照して、接続基部５５は、第２の接続基部９５に接続される。接続基部５５は、接続ピン構造５５１及びくぼみ部分５５２も含む。第２の接続部材９５は、接続ピン構造５５１及びくぼみ部分５５２に対応する貫通穴構造及び突出部分を含む。接続ピン構造５５１は貫通穴構造に係合し、突出部分はくぼみ部分５５２に係合し、それにより接続基部５５と第２の接続部材９５との間の接続が強化され、こうして減衰部材９７が第２の接続部材９５から外れるのが防止される。
【００５６】
[0068]  減衰部材９７及び接続基部５５の材料は、ゴム又は発泡プラスチックのような軟質材であることが好ましい。
【００５７】
[0069]  上述した実施形態のモータは、単相同期モータに特に適するが、本発明のモータは、出力トルクが小さいモータが、回転慣性が大きい大きな負荷を駆動する他の適用例にも使用することができる。
【００５８】
[0070]  本発明のロータ本体８４は、永久磁石を含むことが好ましい。本発明は、非永久磁石モータにも適すること、すなわちロータ本体８４は、永久磁石を含まずその代りに軟磁性材料で作成された複数の伝導体を含み、ステータ巻線は通電されたとき電磁界を生成し、それによって伝導体は、磁化されかつ駆動され、電磁界の作用を受けて回転することを理解されたい。
【００５９】
[0071]  モータは、上記実施形態では、外側ステータ式モータとして示されるが、本発明は、内側ステータ式モータにも適し得ることを理解されたい。
【００６０】
[0072]  本発明は、１つ以上の実施形態を参照して説明するが、実施形態の上記説明は、当業者が本発明を実行し又は使用することを可能にするためのみに使用する。本発明の精神又は範囲から逸脱することなく様々な修正が可能であることが当業者によって認識されるべきである。本明細書に示した実施形態は、本発明に対する限定として解釈すべきでなく、本発明の範囲は、以下に続く請求項を参照することによって決定すべきである。
【符号の説明】
【００６１】
２０  ステータ
２２  ステータコア
３２  巻線
４２  上側支持ブラケット
４４  軸受シート
５２  下側支持ブラケット
５４  軸受シート
８２  回転軸
９２  時間遅延同期機構
２００  モータ
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【外国語明細書】
2017189097000001.pdf