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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2021-12-27
(45)【発行日】2022-01-19
(54)【発明の名称】小型直流モーター
(51)【国際特許分類】
   H02K 33/16 20060101AFI20220112BHJP
【FI】
H02K33/16 B
【請求項の数】 1
(21)【出願番号】P 2020515963
(86)(22)【出願日】2017-12-13
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-11-19
(86)【国際出願番号】 CN2017115885
(87)【国際公開番号】W WO2019056594
(87)【国際公開日】2019-03-28
【審査請求日】2020-03-14
(31)【優先権主張番号】201710862066.5
(32)【優先日】2017-09-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】520022528
【氏名又は名称】東莞市力博得電子科技有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100088063
【弁理士】
【氏名又は名称】坪内 康治
(72)【発明者】
【氏名】李金志
【審査官】大島 等志
(56)【参考文献】
【文献】特開2005-009625(JP,A)
【文献】中国実用新案第203815640(CN,U)
【文献】特開2002-044885(JP,A)
【文献】特開2010-263741(JP,A)
【文献】特開昭62-225142(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第105006942(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02K 33/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
小型直流モーターであって、底部カバーと、前記底部カバーに取り付けられる受け台と、
前記受け台に取り付けられるケーシングと、前記ケーシングの内部に取り付けられる支持
フレームと、前記支持フレームに取り付けられる4つの永久磁石及びコイルと、前記受け
台に取り付けられ且つ前記ケーシングの外部まで延びている出力軸と、前記出力軸に取り
付けられる鉄心と、を備え、前記永久磁石は2つずつ1組として前記支持フレームの側面
に対称的に位置し、前記支持フレームの同じ側面に位置する2つの前記永久磁石の中心と
前記出力軸の軸心との結ぶ線の夾角は50°~60°であり、前記鉄心は、前記出力軸に
外嵌されるスリーブ部と、前記スリーブ部の両側に対称的に設けられて、前記永久磁石に
対向して設けられる揺りアームと、を備え、
前記受け台に位置する下部軸受け、及び前記ケーシングに位置する上部軸受けは前記出力
軸に取り付けられ、
前記下部軸受けを収容する第1軸受け溝、及び前記底部カバーへ延びている2つの係止溝
は前記受け台に設けられ、
前記係止溝と1対1で対応して適合する2つの係止ブロックは前記底部カバーに凸設され

前記ケーシングの内壁に当接する2つの円弧状ブロックは前記受け台に凸設され、
前記コイルの引出線ヘッドは前記底部カバーを貫通しており、
弧状溝、及び前記弧状溝の両側に対称的に位置し且つ前記永久磁石に1対1で対向して設
けられる2つの受力面は前記揺りアームに設けられ、
前記支持フレームは第1フレーム本体及び第2フレーム本体を備え、前記第1フレーム本
体及び第2フレーム本体の一端が前記受け台に当接し、
軸方向に延びて前記永久磁石を収容する第1取り付け溝、及び略径方向に延びて前記コイ
ルを収容する第1巻線溝は前記第1フレーム本体に設けられ、
軸方向に延びて前記永久磁石を収容し且つ前記第1取り付け溝に1対1で対応する第2取
り付け溝、及び略径方向に延びて前記コイルを収容し且つ前記第1巻線溝に1対1で対応
する第2巻線溝は前記第2フレーム本体に設けられ、
前記下部軸受けが前記第1軸受け溝の内部に収容され、前記上部軸受けが前記第2軸受け
溝の内部に収容され、前記出力軸は、前記下部軸受け、前記上部軸受けの支持を介して、
前記鉄心の駆動により回転し、
前記出力軸は前記鉄心を貫通し、前記第1フレーム本体、前記第2フレーム本体を締め付
けて組み立てられる前記鉄心を包み、前記第1フレーム本体の前記第1取り付け溝、前記
第2フレーム本体の前記第2取り付け溝に前記永久磁石が取り付けられ、且つ前記コイル
は前記第1フレーム本体、前記第2フレーム本体に巻き付けられ、前記ケーシングの内部
に一体に取り付け、前記下部軸受け、前記上部軸受けは前記出力軸に取り付けられ、前記
受け台が固定されて、前記底部カバーが固定され、
前記小型直流モーターの動作するときの周波数は300~500HZである、
ことを特徴とする小型直流モーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動歯ブラシ付属品の技術分野に関し、特に小型直流モーターに関する。
【背景技術】
【0002】
社会の発展、生活水準の継続的な向上に伴って、電動歯ブラシはますます人気が高まって
いる。電動歯ブラシは主に充電式電池、小型直流モーター、電池ボックス、歯ブラシヘッ
ド、金属保護板、及びスリーブで構成される。従来の手動歯ブラシに比べて、電動歯ブラ
シは、電力の駆動で、歯ブラシヘッドが毎分数千部又は数万倍の速度で動作し、振動効率
が手動歯ブラシよりもはるかに高い。電動歯ブラシの振動を実現する小型直流モーターは
、直流回転モーターと偏心輪で振動モーターを構成する種類と、回路に変換器を介してモ
ーターが左右に揺動するように制御し、動力軸の中央部にバネ反発構造を接続することに
より回路切り替え時の運動エネルギーの不足を補うことを確保する種類との2種である。
上記2種のモーターの実現方式は構造が複雑で、製造コストが高く、動作中の摩擦ノイズ
が大きい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
これに基づき、電動歯ブラシのモーターに存在する問題に対して、構成が簡単で、ノイズ
が小さい小型直流モーターを提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
小型直流モーターであって、底部カバーと、前記底部カバーに取り付けられる受け台と、
前記受け台に取り付けられるケーシングと、前記ケーシングの内部に取り付けられる支持
フレームと、前記支持フレームに取り付けられる4つの永久磁石及びコイルと、前記受け
台に取り付けられ且つ前記ケーシングの外部まで延びている出力軸と、前記出力軸に取り
付けられる鉄心と、を備え、前記永久磁石は2つずつ1組として前記支持フレームの側面
に対称的に位置し、前記支持フレームの同じ側面に位置する2つの前記永久磁石の中心と
前記出力軸の軸心との結ぶ線の夾角は50°~60°であり、前記鉄心は、前記出力軸に
外嵌されるスリーブ部と、前記スリーブ部の両側に対称的に設けられて、前記永久磁石に
対向して設けられる揺りアームと、を備える。
【0005】
上記小型直流モーターは、底部カバーと、底部カバーに取り付けられる受け台と、受け台
に取り付けられるケーシングと、ケーシングの内部に取り付けられる支持フレームと、支
持フレームに取り付けられる4つの永久磁石及びコイルと、受け台に取り付けられ且つケ
ーシングの外部まで延びている出力軸と、出力軸に取り付けられる鉄心と、を備える。使
用するとき、コイルの電流方向を交互に変更することにより、鉄心は通電後の磁場の作用
により励磁鉄心になり、鉄心は永久磁石の磁場の作用により左右に揺動して、出力軸が左
右に揺動するように駆動する。支持フレームの同じ側面に位置する2つの永久磁石の中心
と出力軸の軸心との結ぶ線の夾角は50°~60°であるため、余弦の法則によれば、永
久磁石は大きな補助力を生成し、受力して十分な移動距離を持ち、振幅が大きく、電流方
向を変更する合間に、回路切り替えのキャップでの動力の不足を補うために復帰バネを使
用する必要がなく、構成が簡単で、ノイズが小さい。
【0006】
一実施例では、前記受け台に位置する下部軸受け、及び前記ケーシングに位置する上部軸
受けが前記出力軸に取り付けられる。
【0007】
一実施例では、前記下部軸受けを収容する第1軸受け溝、及び前記底部カバーへ延びてい
る2つの係止溝は前記受け台に設けられる。
【0008】
一実施例では、前記係止溝と1対1で対応して適合する2つの係止ブロックが前記底部カ
バーに凸設される。
【0009】
一実施例では、前記ケーシングの内壁に当接する2つの円弧状ブロックが前記受け台に凸
設される。
【0010】
一実施例では、前記コイルの引出線ヘッドは前記底部カバーを貫通している。
【0011】
一実施例では、弧状溝、及び前記弧状溝の両側に対称的に位置し且つ前記永久磁石に1対
1で対向して設けられる2つの受力面は前記揺りアームに設けられる。
【0012】
一実施例では、前記支持フレームは第1フレーム本体及び第2フレーム本体を備え、前記
第1フレーム本体及び第2フレーム本体の一端が前記受け台に当接する。
【0013】
一実施例では、縦方向に延びて前記永久磁石を収容する第1取り付け溝、及び横方向に延
びて前記コイルを収容する第1巻線溝は前記第1フレーム本体に設けられる。
【0014】
一実施例では、縦方向に延びて前記永久磁石を収容し且つ前記第1取り付け溝に1対1で
対応する第2取り付け溝、及び横方向に延びて前記コイルを収容し且つ前記第1巻線溝に
1対1で対応する第2巻線溝は前記第2フレーム本体に設けられる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明の好ましい実施例に係る小型直流モーターの模式図である。
図2図1に示される小型直流モーターの分解模式図である。
図3図1に示される小型直流モーターの断面図である。
図4図1に示される小型直流モーターの別の断面図である。
図5図4に示される小型直流モーターの別の断面図である。
図6図2に示される小型直流モーターの底部カバーの模式図である。
図7図2に示される小型直流モーターの受け台の模式図である。
図8図2に示される小型直流モーターのケーシングの模式図である。
図9図2に示される小型直流モーターの第1フレーム本体の模式図である。
図10図2に示される小型直流モーターの第2フレーム本体の模式図である。
図11図2に示される小型直流モーターの鉄心の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明を理解しやくするために、以下、添付の図面を参照しながら本発明をより詳細に説
明する。図面には、本発明の好ましい実施例が示されている。しかし、本発明は、多くの
異なる形態で実現することができ、本明細書に説明される実施例に限定されるものではな
い。これに反して、これらの実施例を提供する目的は、本発明の開示された内容をより完
全に理解させることである。
【0017】
なお、素子は他の素子「に固定される」と呼ばれる場合、他の素子に直接位置してもよく
、又は真ん中に位置する素子を有してもよい。1つの素子が他の素子に「接続される」と
見なされる場合、それは、他の素子に直接的に接続されてもよく、又は同時に真ん中に位
置する素子を有してもよい。
【0018】
さらに定義されていない限り、本明細書で使用されるすべての技術及び科学用語は本発明
の当業者が通常に理解すると意味と同じである。本発明の明細書で使用される用語は具体
的な実施例を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。
【0019】
図1図11は、本発明の好ましい実施例の小型直流モーター10を示しており、該小型
直流モーター10は主に電動歯ブラシの動力源として電動歯ブラシに用いられる。小型直
流モーター10は、底部カバー21と、底部カバー20に取り付けられる受け台30と、
受け台30に取り付けられるケーシング40と、ケーシング40の内部に取り付けられる
支持フレーム50と、支持フレーム50に取り付けられる4つの永久磁石60及びコイル
70と、受け台30に取り付けられ且つケーシング40の外部まで延びている出力軸80
と、出力軸80に取り付けられる鉄心90と、を備え、コイル70の引出線ヘッドが底部
カバー20を貫通しており、使用するとき、コイル70が交互に方向を変更して通電され
、鉄心90は永久磁石60の作用により揺動して、出力軸80を連続的に揺動させる。永
久磁石60は2つずつ1組として支持フレーム50の側面に対称的に位置し、支持フレー
ム50の同じ側面に位置する2つの永久磁石60の中心と出力軸80の軸心との結ぶ線の
夾角は50°~60°である。
【0020】
さらに、図2及び図6に示されるように、前記底部カバー20には、受け台30と係接さ
れる2つの係止ブロック21が凸設され、底部カバー20は受け台30を保護する役割を
奏する。さらに、図7に示されるように、出力軸80の一端を収容する第1軸受け溝31
、及び底部カバー20へ延びている2つの係止溝32は前記受け台30に設けられ、係止
溝32は係止ブロック21と1対1で対応して適合する。さらに、ケーシング40の内壁
に当接する2つの円弧状ブロック33が受け台30に凸設され、受け台30が自由に回転
しないように制限する。
【0021】
さらに、図8に示されるように、ケーシング40の底部カバー20から離れる端部に位置
する第2軸受け溝41は前記ケーシング40に設けられる。さらに、図9及び図10に示
されるように、支持フレーム50は第1フレーム本体51及び第2フレーム本体52を備
え、第1フレーム本体51及び第2フレーム本体52の一端が受け台30に当接する。縦
方向に延びて永久磁石60を収容する第1取り付け溝53、及び横方向に延びてコイル7
0を収容する第1巻線溝54は第1フレーム本体51に設けられる。縦方向に延びて永久
磁石60を収容し且つ第1取り付け溝53に1対1で対応する第2取り付け溝55、及び
横方向に延びてコイル70を収容し且つ第2巻線溝54に1対1で対応する第2巻線溝5
6は第2フレーム本体52に設けられる。さらに、図4及び図5に示されるように、第1
フレーム本体51及び第2フレーム本体52にいずれも2つの永久磁石60が取り付けら
れ、第1ブラケット51の2つの永久磁石60が相互に対称的に設置され、第2ブラケッ
ト52上の2つの永久磁石60が相互に対称的に設置される。第1フレーム本体51の永
久磁石60は第2フレーム本体52の永久磁石60と1対1で対応して設置され、1対1
で対向して設けられる2つずつの永久磁石60の中心と出力軸80の軸心との結ぶ線の夾
角は50°~60°であり、一実施例では、夾角が54°である。第1フレーム本体51
の永久磁石60のN極は鉄心90から離れ、S極は鉄心90に向かい、第2フレーム本体
52の永久磁石60のN極は鉄心90に向かい、S極は鉄心90から離れる。
【0022】
さらに、受け台30に位置する下部軸受け81、及びケーシング40に位置する上部軸受
け82が前記出力軸80に取り付けられ、具体的には、下部軸受け81が第1軸受け溝3
1の内部に収容され、上部軸受け82が第2軸受け溝41の内部に収容される。出力軸8
0は、下部軸受け81、上部軸受け82の支持を介して、鉄心90の駆動により高速で回
転することができる。
【0023】
さらに、図11に示されるように、前記鉄心90は、出力軸80に外嵌されるスリーブ部
91と、スリーブ部91の両側に対称的に設けられて、永久磁石60に対向して設けられ
る揺りアーム92と、を備える。揺りアーム92は、全体としてT字状で設置されるとと
もに、弧状溝93、及び弧状溝93の両側に対称的に位置し且つ永久磁石60に1対1で
対向して設けられる2つの受力面94は揺りアーム92に設けられ、受力面94が弧形面
であるため、受力面積が大きく、永久磁石60により生じた磁力を出力軸80に伝達しや
すい。
【0024】
前記小型直流モーター10を取り付けるときに、出力軸80を鉄心90に貫通し、第1フ
レーム本体51、第2フレーム本体52を締め付けて組み立てられる鉄心90を包み、第
1フレーム本体51の第1取り付け溝53、第2フレーム本体52の第2取り付け溝55
に永久磁石60を取り付け、且つコイル70を第1フレーム本体51、第2フレーム本体
52に巻き付ける。その後ケーシング40の内部に一体に取り付け、下部軸受け81、上
部軸受け82を出力軸80に取り付け、受け台30を固定し、最終的に底部カバー20を
固定する。
【0025】
上記小型直流モーター10は、底部カバー20と、底部カバー20に取り付けられる受け
台30と、受け台30に取り付けられるケーシング40と、ケーシング40の内部に取り
付けられる支持フレーム50と、支持フレーム50に取り付けられる4つの永久磁石60
及びコイル70と、受け台30に取り付けられ且つケーシング40の外部まで延びている
出力軸80と、出力軸80に取り付けられる鉄心90と、を備える。使用するとき、コイ
ル70の電流方向を交互に変更することにより、具体的な電流方向の交互な変更は制御チ
ップによって制御され、鉄心90が通電後の磁場の作用により励磁鉄心になり、鉄心90
は永久磁石60の磁場の作用により左右に揺動して、出力軸80が左右に揺動するように
駆動される。支持フレーム50の同じ側面に位置する2つの永久磁石60の中心と出力軸
80の軸心との結ぶ線の夾角は50°~60°であるため、余弦の法則によれば、永久磁
石60は大きな補助力を生成し、受力して十分な移動距離を持ち、振幅が大きく、電流方
向を変更する合間に、回路切り替えのキャップでの動力の不足を補うために復帰バネを使
用する必要がなく、構成が簡単で、ノイズが小さい。該小型直流モーター10の動作する
ときの周波数は300~500HZであり、出力軸80の振動は30000~50000
回/分間に達することができ、口の中の歯磨き粉と水の混合物に大量の小さな泡を生成さ
せることができ、泡が破裂するときに生じた圧力は歯間に入って染みを除去することがで
き、ブラッシング効果が良好である。
【0026】
以上の前記実施例の各技術的特徴を任意に組み合わせることができ、説明を簡略化するた
めに、上記実施例における各技術的特徴のすべての可能な組み合わせを説明していないが
、これらの技術的特徴の組み合わせは矛盾しない限り、本明細書に記載されている範囲に
属すると考えるべきである。
【0027】
以上の前記実施例は本発明のいくつかの実施形態のみを示し、具体的で詳細に説明してい
るが、発明特許の範囲を制限するものとして理解することができない。当業者にとって、
本発明の発想から逸脱せずに、様々な変形及び改良を行うことができ、これらは全て本発
明の保護範囲に属する。従って、本発明特許の保護範囲は特許請求の範囲を基準とする。
【符号の説明】
【0028】
10-小型直流モーター、20-底部カバー、21-係止ブロック、30-受け台、31
-第1軸受け溝、32-係止溝、33-円弧状ブロック、40-ケーシング、41-第2
軸受け溝、50-支持フレーム、51-第1フレーム本体、52-第2フレーム本体、5
3-第1取り付け溝、54-第1巻線溝、55-第2取り付け溝、56-第2巻線溝、6
0-永久磁石、70-コイル、80-出力軸、81-下部軸受け、82-上部軸受け、9
0-鉄心、91-スリーブ部、92-揺りアーム、93-弧状溝、94-受力面。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11