▶ ミルウォーキー エレクトリック ツール コーポレイションの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-16
(54)【発明の名称】電気モータ
(51)【国際特許分類】
F04D 29/34 20060101AFI20240808BHJP
【ＦＩ】
F04D29/34 J
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024507890
(86)(22)【出願日】2022-08-19
(85)【翻訳文提出日】2024-03-08
(86)【国際出願番号】 US2022040858
(87)【国際公開番号】W WO2023023307
(87)【国際公開日】2023-02-23
(31)【優先権主張番号】63/245,361
(32)【優先日】2021-09-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/235,235
(32)【優先日】2021-08-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】598073073
【氏名又は名称】ミルウォーキー エレクトリック ツール コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】エマーソン、リネア
(72)【発明者】
【氏名】トランプ、ブライアン
【テーマコード（参考）】
3H130
【Ｆターム（参考）】
3H130AA13
3H130AB26
3H130AB52
3H130AC30
3H130CB01
3H130CB07
3H130CB19
3H130DA02X
3H130DD02X
3H130EA01C
3H130EA01G
3H130EC17C
(57)【要約】
ブラシレスＤＣ電気モータとともに使用するためのアウターロータが、ロータ本体と、ロータ本体と共回転し、回転軸を画定するように結合されたシャフトと、ロータ本体の少なくとも一部分を取り囲むカバーと、単体としてカバーと一体化して形成されたファンと、を含む。ファンは、カバーの外側に向かって放射状に伸びた、カバーの外面に沿って回転軸と平行な方向に空気流を誘導するように構成された複数のブレードを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブラシレスＤＣ電気モータとともに使用するためのアウターロータであって、ロータ本体と、
前記ロータ本体と共回転するように結合されたシャフトであって、回転軸を画定するシャフトと、
前記ロータ本体の少なくとも一部分を取り囲むカバーと、
単体として前記カバーと一体化して形成されたファンであって、前記カバーの外側に向かって放射状に伸びた、前記カバーの外面に沿って前記回転軸と平行な方向に空気流を誘導するように構成された複数のブレードを含むファンと、
を含むアウターロータ。
【請求項2】
前記ファンが、前記カバーの軸方向端部に隣接した前記カバーに結合されたハブを含む、請求項１に記載のアウターロータ。
【請求項3】
前記ブレードが、前記ハブから外側に向かって放射状に伸びている、請求項２に記載のアウターロータ。
【請求項4】
前記ブレードがそれぞれ、前記回転軸から前記カバーよりもさらに遠くへ伸びている、請求項３に記載のアウターロータ。
【請求項5】
前記カバー及び前記ファンが、プラスチックから形成されている、請求項１に記載のアウターロータ。
【請求項6】
前記ロータ本体の内面上に位置決めされた磁石をさらに含み、前記磁石が、前記ロータ本体及び前記カバーと共回転するように結合されている、請求項１に記載のアウターロータ。
【請求項7】
前記カバーが、前記ロータ本体の上にオーバーモールド成形される、請求項１に記載のアウターロータ。
【請求項8】
前記カバーが、前記ロータ本体の長さにわたっている、請求項７に記載のアウターロータ。
【請求項9】
ブラシレスＤＣ電気モータであって、ステータと、
前記ステータを取り囲むアウターロータであって、
ロータ本体、
前記ロータ本体と共回転するように結合されたシャフトであって、回転軸を画定するシャフト、
前記ロータ本体の少なくとも一部分を取り囲むカバー、及び
単体として前記カバーと一体化して形成されたファンであって、前記カバーの外側に向かって放射状に伸びた、前記カバーの外面に沿って前記回転軸と平行な方向に空気流を誘導するように構成された複数のブレードを含むファン、
を含むアウターロータと、
を含むブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項10】
前記ブレードがそれぞれ、前記回転軸から前記カバーよりもさらに遠くへ伸びている、請求項９に記載のブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項11】
前記ファンが、前記カバーに結合されたハブを含み、前記ブレードが、前記ハブから伸びている、請求項９に記載のブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項12】
前記ブレードが、前記カバーの前記外面から外側に向かって放射状に伸びており、前記ブレードがそれぞれ、前記カバーの長さに沿って伸びている、請求項９に記載のブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項13】
前記カバーが、前記ロータ本体の上にオーバーモールド成形される、請求項９に記載のブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項14】
前記ロータ本体が、前記カバー内でプレス嵌めされる、請求項９に記載のブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項15】
前記ファンが、軸流ファンとして構成される、請求項９に記載のブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項16】
ブラシレスＤＣ電気モータであって、ステータと、
前記ステータを取り囲むアウターロータであって、
回転軸を画定するリング磁石、
前記リング磁石の少なくとも一部分を取り囲むカバー、及び
単体として前記カバーと一体化して形成されたファンであって、前記カバーの外側に向かって放射状に伸びた、前記カバーの外面に沿って前記回転軸と平行な方向に空気流を誘導するように構成された複数のブレードを含むファン、
を含むアウターロータと、
を含むブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項17】
前記カバーが、前記リング磁石の上にオーバーモールド成形される、請求項１６に記載のブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項18】
前記リング磁石が、前記カバー内でプレス嵌めされる、請求項１６に記載のブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項19】
前記ブレードが、前記カバーの前記外面から外側に向かって放射状に伸びており、前記ブレードがそれぞれ、前記カバーの長さに沿って伸びている、請求項１６に記載のブラシレスＤＣ電気モータ。
【請求項20】
前記ファンが、軸流ファンとして構成される、請求項１９に記載のブラシレスＤＣ電気モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年９月１７日出願の同時係属中の米国仮特許出願第６３／２４５，３６１号明細書、及び２０２１年８月２０日出願の同時係属中の米国仮特許出願第６３／２３５，２３５号明細書の優先権を主張するものであり、これらの両方の内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年９月１７日出願の同時係属中の米国仮特許出願第６３／２４５，３６１号明細書、及び２０２１年８月２０日出願の同時係属中の米国仮特許出願第６３／２３５，２３５号明細書の優先権を主張するものであり、これらの両方の内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、電気モータに関し、より詳細には、アウターロータ型ブラシレスＤＣ電気モータに関する。
【背景技術】
【0003】
ブラシレスＤＣ電気モータは、少なくともステータ及びロータを含む。複数の永久磁石がロータによって支持されており、磁石と、ステータによって生み出された磁界との間の相互作用の結果としてのトルクを受け取り、ロータを回転させる。場合によっては、ブラシレスＤＣ電気モータは、ロータと共回転するように結合されたファンを含むことになる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、一態様において、ブラシレスＤＣ電気モータとともに使用するためのアウターロータを提供する。アウターロータは、ロータ本体と、ロータ本体と共回転し、回転軸を画定するように結合されたシャフトと、ロータ本体の少なくとも一部分を取り囲むカバーと、単体としてカバーと一体化して形成されたファンと、を含む。ファンは、カバーの外側に向かって放射状に伸びた、カバーの外面に沿って回転軸と平行な方向に空気流を誘導するように構成された複数のブレードを含む。
【0005】
本発明は、別の態様において、ステータと、ステータを取り囲むアウターロータと、を含むブラシレスＤＣ電気モータを提供する。アウターロータは、ロータ本体と、ロータ本体と共回転するように結合されたシャフトであって、回転軸を画定するシャフトと、ロータ本体の少なくとも一部分を取り囲むカバーと、単体としてカバーと一体化して形成されたファンと、を含む。ファンは、カバーの外側に向かって放射状に伸びた、カバーの外面に沿って回転軸と平行な方向に空気流を誘導するように構成された複数のブレードを含む。
【0006】
本発明は、さらに別の態様において、ステータと、ステータを取り囲むアウターロータと、を含むブラシレスＤＣ電気モータを提供する。アウターロータは、回転軸を画定するリング磁石と、リング磁石の少なくとも一部分を取り囲むカバーと、単体としてカバーと一体化して形成されたファンと、を含む。ファンは、カバーの外側に向かって放射状に伸びた、カバーの外面に沿って回転軸と平行な方向に空気流を誘導するように構成された複数のブレードを含む。
【0007】
本発明の他の特徴及び態様は、以下の詳細な説明及び添付の図面を検討すれば明らかになるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載されるか又は以下の図面に示される構造の細部及び構成要素の配置に本発明の用途を限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実践又は実行することが可能である。また、本明細書で使用される語法及び専門用語は、説明を目的としたものであり、限定するものとみなすべきではないことを理解されたい。
【0010】
図１～図４は、本開示の一実施形態による電気モータ１０を図示している。電気モータ１０は、内部のステータ１４と、外部のロータ、すなわちアウターロータ１８と、を含むブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）電気モータ１０である。ロータ１８は、ステータ１４の少なくとも一部分を、周辺を取り囲むように支持され、モータ軸Ａに沿って伸びている。図１～図３を参照すると、ステータ１４は、強磁性体材料から作られたステータ本体２２を含み、ロータ１８によって取り囲まれている。ステータ本体２２は、外側に向かって放射状に伸びた複数の指状突起２４を含み、複数の巻線３０がそれぞれの指状突起２４に巻き付けられている。図示されている実施形態のアウターロータ１８は、概して円筒形の形状をしており、モータ軸Ａに沿って長手方向に伸びていることで、アウターロータ１８及びステータ１４がモータ軸Ａを中心に同軸であるようになっている。
【0011】
ロータ１８は、ロータ本体２０と、ロータ本体２０と共回転するように結合されたシャフト２６と、を含む。シャフト２６は、モータ軸Ａを中心に回転可能であり、いくつかの実施形態では、ステータ１４によって回転が支持されている。例えば、図６に示されているように、シャフト２６は、ステータ本体２２内で第１の軸受２８によって支持され、ロータ本体２０内で第２の軸受３２によって支持されている場合がある。ロータ１８は、ロータ本体２０の内周のまわりにステータ１４と対面する関係で複数の磁気極が等間隔に設けられたリング磁石４８もまた含む。リング磁石４８は、ロータ本体２０の長さに沿って長手方向に伸びている。いくつかの実施形態では、リング磁石４８は、モータ軸Ａに対して垂直な向きの平面で矩形の断面形状を有する複数の別個の永久磁石と置き換えることができる。
【0012】
引き続き図１～図３を参照すると、ロータ１８は、ロータ本体２０を取り囲むプラスチック製カバー３４をさらに含む。カバー３４は、ロータ１８の長さに沿って長手方向に伸び、第１の開放端部３８と、第２の閉鎖端部４２と、を含む。ロータ１８は、カバー３４の閉鎖端部４２に位置する軸流ファン４６もまた含む。プラスチック製カバー３４、及びファン４６は、ロータと共回転するようにロータ１８に固定されており、これにより、アウターロータ１８の回転がファン４６の回転につながり、これが次に、カバー３４の外面３６に沿ってモータ軸Ａと平行な方向に軸方向の空気流Ｆを誘導するようになっている。モータ１０の他の実施形態では、ファン４６は、モータ軸Ａと平行な方向に軸方向の空気流を誘導し、放射状に外側に向かう方向に空気流の向きを変えることが可能な放射状流ファンとして、又は遠心ファンとして構成することができる。
【0013】
図３及び図４を参照すると、ファン４６は、カバー３４に結合された中心ハブ５０と、ハブ５０から外側に向かって（すなわち、モータ軸Ａに垂直な方向に）、カバー３４の外面３６を越えて放射状に伸びる複数のブレード５４と、を含む。図示されているモータ１０の実施形態では、ファンのブレード５４の先端は、（モータ軸Ａに対して）カバー３４の半径Ｒ２よりも大きい半径Ｒ１まで伸びている。いくつかの実施形態では、半径Ｒ１は、半径Ｒ２の少なくとも１．１倍である。他の実施形態では、半径Ｒ１は、半径Ｒ２の少なくとも１．３倍である。ハブ５０は、ファン４６及びカバー３４の両方と一体化して形成されている。言いかえれば、カバー３４、ハブ５０、及びファン４６は、単一の、モノリシックの構成要素として形成されている。
【0014】
図３及び図４を再び参照すると、プラスチック製カバー３４は、ロータ本体と共回転するようにロータ本体２０に結合されている。図示されている実施形態では、カバー３４は、ロータ本体２０の外側表面の上にオーバーモールド成形されている。ファン４６もまた、カバー３４をロータ本体２０の外側表面にオーバーモールド成形するプロセスの間に、一体化して形成されている。いくつかの実施形態では、オーバーモールド成形プロセスの間に、シャフト２６もまた、中心ハブ５０の一部分によってオーバーモールド成形され、これにより、シャフト２６が（中心ハブ５０及びカバー３４を介して）ロータ本体２０に回転可能にユニット化されている。リング磁石４８は、カバー３４が成形された後に、カバー３４内でプレス嵌めすることができる。
【0015】
図５及び図６は、ファン４６の別の実施形態を図示しており、類似した構成要素は、文字「ｂ」がプラスされた類似した参照番号を有し、以下の相違点について下記で説明する。ファン４６のように別個のロータ本体２０を含むのではなく、ファン４６ｂは、（例えば、射出成形プロセスによって）ファン４６ｂが形成された後に、カバー３４ｂ内でプレス嵌めされたリング磁石４８ｂを含む。また、複数のファンのブレード５４ｂは、ハブ５０ｂから伸びているのではなく、カバー３４ｂの外面３６ｂから外側に向かって放射状に（すなわち、モータ軸Ａに垂直な方向に）伸びており、図示されている実施形態では、複数のファンのブレード５４はそれぞれ、カバー３４ｂの長さにわたっている。
【0016】
図７は、ファン４６、４６ｂの別の実施形態を図示しており、類似した構成要素は、文字「ｃ」がプラスされた類似した参照番号を有し、以下の相違点について下記で説明する。製造後の組み立てプロセスにおいてリング磁石４８ｃをカバー３４ｃの中にプレス嵌めするのではなく、リング磁石４８ｃは、ファン４６ｃを作り出すための射出成形プロセスの間に、カバー３４ｃによってオーバーモールド成形される。図７の実施形態では、ロータ本体２０も省略されている。
【0017】
電気モータ１０（又はファン４６ｂ若しくはファン４６ｃの場合はモータ１０ｂ）の動作時に、カバー３４及びファン４６は、カバー３４及びファン４６をロータ本体２０にオーバーモールド成形するプロセスの間にロータ本体２０に回転可能にユニット化された結果、ロータ本体２０と共回転する。ファンのブレード５４は、カバー３４の外面３６のまわりに軸方向の空気流Ｆを誘導して、モータ１０、及び冷却空気流の経路内のモータ１０と関連付けされた他の電子機器を冷却する。モータ１０が使用され得るいくつかの用途では、ファン４６によって誘導される空気流は、冷却に加えて他の目的のために使用することができる。例えば、誘導された空気流は、回転ハンマー集塵機又は真空中でデブリ又は粒子を移送するために使用してもよい。
【0018】
また、モータ１０は、加工面からデブリを消散させるために、ノズルから空気流を放出する送風機で使用してもよい。図８及び図９に示されているように、送風機は、モータ１０が中に配置されたハウジング５８を含む。ハウジング５８は、ハンドル６２と、長手方向に伸びるノズル６６と、を含み、このノズルを通って、モータ１０によって生じた高速の空気流が仕向けられる。動作時に、ファン４６は、電気モータ１０のロータ本体２０に回転可能にユニット化された結果、高速の空気流を生み出す。高速の空気流は、電気モータ１０を冷却するとともに、送風機のノズル６６から放出される空気流として機能する。
【0019】
本発明を、特定の好適な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、記載されている本発明の１つ又は複数の独立態様の範囲及び趣旨内に変形形態及び修正形態が存在する。
【0020】
本発明の様々な特徴及び態様は、以下の特許請求の範囲に記載されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】