JP2021521765A - パーソナルケア装置のためのモータ - Google Patents

Abstract

一態様によれば、パーソナルケア装置１０のためのモータ１が提供される。モータ１は、ステータ面を有するステータ２と、該ステータ面に対向して配置されたロータ面を有するロータ３と、該ステータ面と該ロータ面との間に突出し、ステータ２とロータ３との間の最小のエアギャップを定義する、スペーサ４と、を有する。スペーサ４は、該ロータ面及び該ステータ面のうち一方に配置され、該ロータ面及び該ステータ面のうちの他方と係合するよう構成された接触面を持つ。

Description

本発明は、一般的に、例えば電動歯ブラシ、電動シェーバ及びスキンケア装置といったパーソナルケア装置のためのモータに関する。

パーソナルケア装置の駆動系は、装置の必要な動きを作り出す電磁モジュールである。電動歯ブラシでは、駆動系がブラシヘッドの振動運動を作り出す。駆動系は、ロータとステータとを含むモータを有する。ロータとステータとはエアギャップによって分離されており、このことはモータの適切な動作のために重要である。エアギャップが閉じられると、ロータとステータとの間の摩擦力が、相対運動を妨げ得る。

それ故、モータの適切な機能を確保するために、エアギャップの閉鎖を維持及び防止することが望ましい。

それ故本発明の目的は、

第１の態様の実施例によれば、パーソナルケア装置のためのモータであって、ステータ面を有するステータと、前記ステータ面に対向して配置されたロータ面を有するロータと、前記ステータ面と前記ロータ面との間に突出し、前記ステータと前記ロータとの間の最小のエアギャップを定義する、スペーサと、を有し、前記スペーサは、前記ロータ面及び前記ステータ面のうち一方に配置され、前記ロータ面及び前記ステータ面のうちの他方と係合するよう構成された接触面を持つ、モータが提供される。

即ち、スペーサは、最小のエアギャップを規定するために、ロータとステータとの間に永続的に設けられている。ロータとステータの間にスペーサが存在することにより、ロータとステータとが完全に合わさることができないので、エアギャップが閉じられることが防止される。換言すれば、スペーサは、ロータ面とステータ面とが互いに直接接触することを防止し（スペーサ接触面以外の任意の点で）、ステータとロータとの間の距離を維持する。また、スペーサのサイズがエアギャップの（最小の）サイズを決定するので、突起の長さが所望のエアギャップのサイズに対応し得る。従って、より長いスペーサ（即ちロータ面又はステータ面から大きく突出するもの）は、ステータとロータとの間の距離をより大きくし、従って、より大きなエアギャップをもたらし、一方、より短い突出部を有するスペーサは、より小さなエアギャップを規定する。

ロータ及びステータは、互いに隣接して配置され、それぞれが他方の表面に対向する界面に面を有し、即ちステータ面がロータ面に面するように配置されている。スペーサは、ステータ面又はロータ面のいずれかに配置され、従って最小エアギャップは、より具体的には、これらの面の間に定義されても良い。スペーサがステータ面上に又はステータ面において配置されている場合、スペーサの接触面は、ロータ面と接触面との間で接触が発生し、ロータがスペーサに対して当接するようにロータ面に接触するように構成されている。逆に、スペーサがロータ面に設けられている場合には、スペーサの接触面は、ステータのステータ面に接触するように構成され、ステータはスペーサの接触面に当接しても良い。

しかしながら、スペーサの接触面とステータ面又はロータ面との間に接触がないようにし、スペーサがロータ面及びステータ面の一方に配置され、ロータ面及びステータ面の他方から離隔されるようにすることも可能である。この離隔は、例えば０．１ｍｍ乃至５ｍｍの範囲内であっても良い。それ故接触面は、ロータ面又はステータ面と係合（即ち接触）するように構成され、適合され又は係合可能であっても良いが、実際にはロータ面又はステータ面と係合又は接触していなくても良い。

それ故、本発明の実施例によれば、最小のエアギャップは、モータの構成要素（即ちスペーサ）によって明確に設定され、エアギャップの較正／設定は装置に統合されている。エアギャップは自動的に適切な最小のサイズに設定され、スペーサによって駆動系の寿命の間維持される。スペーサは、ロータとステータとの間の最小のエアギャップに対応しているが、スペーサは最大のエアギャップを決定しない。即ち、スペーサの遠位端と、スペーサが係合又は接触するように構成されているロータ面又はステータ面と、の間に分離又はギャップが提供され得るため、エアギャップは、スペーサの突起の長さよりも大きくなっても良い。それ故、エアギャップは所望の距離に設定されても良いが、スペーサは、ロータとステータとの間に常に最小の距離が提供されることを確実にするための「バックアップ」として提供されていることが分かる。モータは、駆動系の一部として提供されても良い。

スペーサの存在、及びステータとロータとの間の該スペーサの配置は、最小のエアギャップを定義し、維持する。スペーサは、その近位端においてステータ面又はロータ面上に、又はステータ面又はロータ面において配置され、スペーサの接触面は、その遠位端において、ステータ面又はロータ面の他方に接触すると考えられ得る。また、スペーサは、スペーサ要素、突出部、突起、突き出し、軸受又は軸受点と呼ばれ得る。スペーサは、ステータ面又はロータ面から突出しているので、スペーサの接触面の表面積は、ステータ面の表面積及びロータ面の表面積のそれぞれよりも小さいことは明らかである。１つよりも多くのスペーサが提供されても良く、１つ以上のスペーサの各々は、ロータ面及びステータ面の一方上に、又はロータ面及びステータ面の一方においてに配置され、各々は、ロータ面及びステータ面の他方と係合（即ち接触）するように構成された接触面を有する。

ロータ及びステータは、ロータがステータに対して少なくとも部分的に回転するように構成され、ロータは回転軸のまわりに回転するように構成されているようなモータに配置されている。好適な実施例によれば、スペーサは、ロータの回転軸に整列している。即ち、スペーサは、好適には、ロータの回転中心に配置されても良い。それ故、スペーサがロータ面又はステータ面の中心点に接触するので、スペーサとロータ面又はステータ面との間の相互摩擦は低減され得る。

スペーサは、少なくとも部分的に、耐摩耗性材料、低い摩擦係数を持つ材料、及び耐衝撃性材料のうちの１つ以上から形成されることが好適である。斯かる材料の例としては、ポリオキシメチレンが挙げられる。スペーサの少なくとも接触面は、好適には斯かる材料から形成される。該材料は、スペーサ、具体的にはスペーサの接触面と、ロータ面又はステータ面と、の間の摩擦を低減するとともに、スペーサの耐久性及び寿命を向上させ得る。同様に、スペーサと係合するように構成されたステータ面又はロータ面の一部分は、耐摩耗性であり、低摩擦係数を持ち及び／又は耐衝撃性である材料によって提供されるか、又は斯かる材料から形成されても良い。

スペーサの形態は様々であり得る。スペーサは、ロータ及びステータに対して少なくとも部分的に回転する転がり軸受であっても良い。転がり軸受は、ソケット内で自由に回転することができるように、ロータ面又はステータ面のソケット内に保持されていても良い。ソケットから突出した転がり軸受の表面が、接触面を形成する。転がり軸受は、ステータ及びロータの両方に対して自由に動くので、転がり軸受とロータ及びステータの面との間の摩擦が低減され得る。

好適な実施例によれば、スペーサは、スペーサがステータ面の少なくとも一部から突出するように、ステータ上に形成されるか、又はステータに接続される。即ち、スペーサは、ステータ面から突出し、接触面でロータ面と係合（即ち接触）するように構成されるように、ステータ面上で又はステータ面において配置されていることが好適である。スペーサは、いずれの適切な態様でステータに取り付けられても良く又はステータに組み込まれても良く、その例は詳細な説明に記載されている。

ステータ面は、スペーサを有するプレートを受容するように構成されていても良い。即ち、スペーサが組み込まれたプレートは、プレートとステータ面との間の相互接続又は固定手段によってステータ面に取り付けられても良い。例えば、ステータ面は、スペーサプレートを受容するように構成された凹部を有しても良く、該凹部には、スペーサプレートを凹部内に保持するためのクラッシュリブ又はスナップがその外周に設けられていても良い。斯かる配置は、より簡単な製造及び組み立てを可能にし、及び／又はスペーサをステータ面に確実に取り付けることを可能にし得る。代替的な構成においては、ロータ面は同様に、スペーサを有するプレートを受容するように構成されても良い。

ステータは好適には、複数の積層体から形成されたコアを有しても良く、スペーサは、コアの積層体の少なくとも１つの端部から延在する突出部であっても良い。即ち、鉄製の積層体のような積層体は、積層体の端部がステータ面の少なくとも一部を提供するようにステータ内に配置されていても良く、そこから積層体の１つ以上の端部の突出部がスペーサを提供するよう延在していても良い。

ステータは、複数の積層体から形成された１つ以上のコアを有しても良く、各コアは、１つ以上のスペーサを提供するための突出部を構成しても良い。即ち突出部が、各コアの積層体の１つ以上の端部から延在して良く（即ち突出部は、コアの各端部から延在しても良い）、それによって複数のスペーサ要素を提供し、各突出部の遠位端は、ロータ面と係合するように構成されている。この実施例によれば、各コアの端部がそれぞれステータ面の少なくとも一部を形成していることが見て取れる。好適な実施例においては、ステータは２つのコアを有する。

１つ以上のコアの１つ以上の端部がステータ面の少なくとも一部を提供する場合、１つ以上のコアの１つ以上の端部は、スペーサを有するプレートを受容するように構成されていても良いことが見て取れる。即ち、コアの端部は、スペーサを有するプレートを受容するように構成されていても良い。例えば、コアの端部には、スペーサプレートを受容するための階段状部が設けられていても良い。

ステータはまた、1つ以上のコアが配置されて保持されるボビンを有しても良い。ボビンの端部は、スペーサがボビンの端部に配置又は形成され得るよう、ステータ面の少なくとも一部を提供しても良い。ボビンは、２つの相補的なボビンの半分のような、複数の部分から構成されていても良い。

ロータ面の少なくとも一部は、低摩擦被覆を有していても良い。これに加えて又は代替的として、ステータ面の少なくとも一部が低摩擦被覆を持っても良い。従って、スペーサとステータ面又はロータ面との間の相互摩擦が低減され得る。同様に、低摩擦及び／又は耐摩耗性材料からつくられたプレートが、ロータ面の少なくとも一部に設けられても良い。低摩擦及び／又は耐摩耗性材料からつくられたプレートが、ステータ面の少なくとも一部に設けられても良い。

好適な実施例によれば、スペーサの接触面は湾曲している。即ち、スペーサの遠位端は、湾曲した接触面を提供するために、丸みを帯びているか、湾曲しているか、又は半球型の形状を持つ。これにより、スペーサの接触面におけるスペーサとステータ面又はロータ面との間の接触面積は減少され、摩擦を最小化し得る。

ロータ面は、ロータの任意の面、又はロータの任意の部分又は構成要素の任意の面であって、ステータに対向して配置されているものである。同様に、ステータ面は、ステータの任意の表面、又はステータの任意の部分又は構成要素の任意の表面であって、ロータに対向して配置されたものである。例えば、ロータ及びステータのいずれか又はそれぞれは、ロータとステータとの間の界面に配置されたプレート又はカバーを有しても良く、そのプレート又はカバーの表面がロータ面及び／又はステータ面を提供するようにしても良い。更に、ロータ面は、ロータの複数の面又はロータの構成要素から構成されていても良い。同様に、ステータ面は、ステータの複数の面又はステータの構成要素から構成されても良い。ステータ面は、ロータ面に対向して又は面して配置されている。

ロータは好適には、ロータ面の全部又は一部を提供する磁石面を有する磁石を有しても良い。即ちロータは、ロータ面が磁石の表面であるように、磁石がステータに対向して／面して配置されるように構成されても良い。同様に、ステータは、１つ以上の鉄のコアを構成しても良く、１つ以上の鉄のコアの端部は、ステータ面の全部又は一部を提供しても良い。

第２の態様の実施例によれば、個人向け装置のモータにおける使用のためのステータが提供され、モータは、ステータとロータとを有し、ステータは、ステータ面と、ロータのロータ面と係合し、ステータとロータとの間の最小のエアギャップを定義するためのステータ面から突出したスペーサと、を有する。

それ故、本発明の実施例は、個人向け装置のモータのためのステータ及びステータを有するモータにも適用される。第１の態様の特徴は第２の態様にも当てはまり、その逆も同様である。

第３の態様の実施例によれば、本発明の上述した態様によるモータ又はステータを有するパーソナルケア装置が提供される。例えば、該パーソナルケア装置は、電動歯ブラシ、電動シェーバなどの口腔ケア装置であっても良いし、スキンマッサージャなどのスキンケア装置であっても良い。本発明の実施例は、任意の直列した磁石−ステータ構成に適用することができる。モータは、斯かる装置の駆動系の一部として備えられても良い。

本発明は、装置の態様に対応する方法の態様にも及ぶ。

特に、第４の態様の実施例によれば、パーソナルケア装置のためのモータを製造する方法であって、前記モータにおいてロータ面を有するロータを装着するステップと、前記モータにおいて、前記ロータに隣接して、ステータ面を有するステータを配置するステップであって、前記ロータ面は、前記ステータ面に対向し、前記ロータ面及び前記ステータ面のうちの一方に配置されたスペーサが、前記ステータ面と前記ロータ面との間で突出して、前記ステータと前記ロータとの間の最小のエアギャップを定義するよう、前記ステータを配置するステップと、前記スペーサの接触面が、前記ロータ面及び前記ステータ面のうちの他方と係合するよう、前記ロータに向けて前記ステータを動かすステップと、前記ステータを前記モータに固定するステップと、を有する方法が提供される。

従って、スペーサは、ロータとステータとの間の最小のエアギャップを決定及び制御し、ステータは、ロータとステータとの間に所望のエアギャップが設けられる位置でモータに固定される。エアギャップを設定するための手段は、製品自体に明示的かつ永続に存在する。シム（shim）などの追加部品は必要なく、シム入れ手順も必要ない。それ故、組立の複雑さ及びコストが低減され得る。

ステータは、ロータとステータとの間に備えられる磁力によって、ロータに向かって移動させられても良い。ステータは、例えばネジ又はボルトのような、任意の適切な固定手段を使用して、所定の位置に固定されても良い。

それ故本発明の実施例は、ロータとステータとの間の最小エアギャップを設定するための手段、及びモータの寿命の間にエアギャップを制御するための手段を提供し得ることが分かるであろう。上述したように、本発明の実施例による製造方法は、製造中のシム入れ手順の要件を取り除き得、それにより製造の複雑さ及びコストを低減し得る。

本開示の実施例は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに様々なステップ及びステップの配置の形をとり得る。従って、図面は様々な実施例を例示するためのものであり、実施例を限定するものと解釈されるべきではない。図面において、類似の参照番号は類似の要素を指す。更に、図は定縮尺に描かれていない場合があることに留意されたい。

以上に議論されたモータの例の図である。 以上に議論されたシム入れの製造工程の図である。 本発明の一態様の一般的な実施例によるパーソナルケア装置のブロック図である。 本発明の態様の実施例が適用され得る、電動歯ブラシの図である。 本発明の一態様の一般的な実施例によるモータの図である。 本発明の一態様の一般的な実施例によるモータの図である。 本発明の別の態様の一般的な実施例による製造方法の図である。 本発明の一態様の実施例によるモータを有する駆動系の側面図である。 図７の駆動系の上面図である。 本発明の一態様の実施例によるステータの斜視図である。 本発明の一態様の実施例によるロータの斜視図である。 本発明の一態様の実施例によるモータの端面図である。 本発明の一態様の実施例によるモータの側面図である。 本発明の一態様の実施例によるモータの側面図である。 本発明の一態様の実施例によるモータの上面図である。 本発明の一態様の実施例によるステータの斜視図である。 本発明の一態様の実施例によるステータの斜視図である。 図１６Ａに示されたステータのスペーサ要素の斜視図を示す。 本発明の一態様の実施例によるステータ及びスペーサ要素の斜視図である。 図１７Ａに示されたステータの更なる図を示す。 本発明の一態様の実施例によるステータの斜視図である。 図１８Ａに示されたステータのスペーサ要素の斜視図である。 図１８Ａに示されたステータの斜視図である。 本発明の一態様の実施例によるステータの斜視図である。 図１９Ａに示されたステータの側面図である。 図１９Ａに示されたステータの斜視図である。 本発明の一態様の実施例によるステータの斜視図である。 図２０Ａに示されたステータのスペーサ要素の斜視図である。 図２０Ａに示されたステータの斜視図である。 本発明の一態様の実施例によるステータ及びスペーサ要素の斜視図である。 図２１Ａに示されたステータの側面図である。 図２１Ａに示されたステータの斜視図である。 本発明の一態様の実施例によるステータ及びスペーサ要素の斜視図である。 図２２Ａに示されたステータの斜視図である。 本発明の一態様の実施例によるステータの斜視図である。 本発明の一態様の実施例によるステータの斜視図である。

本開示の実施例、及びその様々な特徴及び有利な詳細は、図面に記載及び／又は図示され、以下の説明で詳細に説明される非限定的な例を参照して、より十分に説明される。図面に例示された特徴は、必ずしも定縮尺で描かれているわけではなく、本明細書に明確に記載されていなくても、熟練した当業者が認識するように、１つの実施例の特徴が他の実施例と一緒に採用され得ることに留意すべきである。本開示の実施例を不必要に不明瞭にしないように、周知の構成要素及び処理技術の説明は省略され得る。本明細書で使用される実施例は、本開示の実施例が実施され得る方法の理解を容易にし、当業者が更に実施できるようにすることを単に意図している。従って、本明細書に記載された実施例は、添付の特許請求の範囲及び適用可能な法によってのみ定義される本開示の実施例の範囲を制限するものと解釈されるべきではない。

本開示の実施例は、本明細書に記載された特定の方法、プロトコル、装置、機器、材料、用途などに限定されず、これらが変化しても良いことが理解される。また、本明細書で使用される用語は、特定の実施例のみを記述する目的で使用され、請求されるような実施例の範囲を限定することを意図していないことを理解されたい。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、「１つの」（a、an）及び「その」（the）なる単数形は、文脈が明確にそうでないことを指示しない限り、複数形の参照を含むことに留意しなければならない。

別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術的及び科学的用語は、本開示の実施例が属する当技術分野の通常の熟練者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。好ましい方法、装置、及び材料が記載されているが、本明細書に記載されたものと類似又は同等の任意の方法及び材料が、本開示の実施例の実施又は試験において使用され得る。

図１は、駆動系に使用されるモータ１の一般的な構成の一例を示す。該モータは、エアギャップ９５によって分離されたステータ９２とロータ９３とを有する。この構成では、２つの鉄心コイル９２１、９２２によりステータ９２が形成され、ロータ９３は磁石９３１と背鉄９３２により形成されている。ステータ９２からの磁界とロータ９３の磁界との相互作用により、Ｙ方向にトルクが発生する。このトルクは、ロータ９３のｙ軸周りの動きをもたらす。

エアギャップ９５はステータとロータとを分離し、エアギャップはモータの適切な機能のために必要である。エアギャップが、δ＝０となるように閉じられていると、ロータとステータとの間の摩擦力によって相対運動が妨げられ得る。それ故、モータにエアギャップが存在することが重要である。

更に、エアギャップは、モータの性能及び効率を変化させるために使用され得る。エアギャップが大きくなると、ステータの磁界とロータの磁界との間の相互作用が減少し、ロータに発生する有効トルクが減少する。エアギャップを小さくすると、ステータの磁界とロータの磁界との相互作用が大きくなり、ロータに発生する有効トルクが大きくなる。従って、エアギャップを特定の距離に設定して維持することは、モータの所望の動作を達成するために重要である。

エアギャップを設定するために現在使用されている一般的な方法は、「シム入れ（shimming）」と呼ばれる工程でシム（shim）を使用することを必要とし、この工程では、シムは製造中にエアギャップを明確に制御する。この工程では、ステータがモータ又は駆動系フレームに固定される前に、ロータ９３とステータ９２との間にシム（適切な厚さのストリップ）が配置される。ステータは、磁石の吸引力の下でストリップに向かってスライドする。その後、ステータが所定の位置に固定され、シムが取り除かれることで、エアギャップが正しいサイズに設定される。

図２は、斯かる工程の一例を示す。ステップ（１）でロータ９３がモータ１に取り付けられ、ステップ（２）でロータ９３とステータ９２との間に別個のシム９４が配置されてステータ９２が位置決めされる。ステップ（３）では、磁力Ｆがステータ９２をロータ９３に向けて引き付け、ステータ９２は固定点９２３によって所定の位置に固定される。最後に、ステップ（４）でシム９４が取り除かれ、エアギャップ９５を残す。

ステータの鉄心によりロータとステータとの間には一定の吸引力があり、これによりロータとステータとが互いに向かって移動し、それによりエアギャップを減少させるか、又は閉じることがある。そのため、どちらか一方の部品の移動を防ぐためには、ステータ及びロータの両方をＹ軸に沿って適切に固定する必要がある。しかしながら、これにもかかわらず、エアギャップが閉じてしまい、モータの機能が完全に失われてしまうことがある。例えば、エアギャップの閉鎖は、以下のいずれか１つ以上によって引き起こされ得る。
−磁気吸引力、
−ユーザの負荷、及び/又は
−以下によるステータやロータの不十分な固定。
・駆動系のプラスチック部品のクリープ、
・ねじ接続部のスリップ、又は
・部品の塑性変形につながる落下。

それ故、モータの適切な機能を確実にするために、エアギャップの閉鎖を維持及び防止することが望ましい。

図３は、本発明の一態様の一般的な実施例によるパーソナルケア装置のブロック図である。本発明の一実施例によれば、パーソナルケア装置１０は、モータ１を有する。パーソナルケア装置１０は、例えば電動歯ブラシのような口腔ケア装置であっても良いし、電動シェーバのような口腔ケア装置であっても良いし、皮膚マッサージ器のような皮膚ケア装置であっても良いし、他のタイプのパーソナルケア装置であっても良い。

図４は、本開示の教示が実施され得る例示的なパーソナルケア装置を示す。図４のパーソナルケア装置は、電気歯ブラシ（電動歯ブラシ）の形態であるが、これに限定されるものではなく、本開示の教示は、モータを有する他の装置においても実施され得ることは理解されるであろう。例えば、本教示は、舌クリーナー、シェーバ、バリカン又はトリマ、脱毛装置、又はスキンケア装置などのパーソナルケア装置に適用されても良い。パーソナルケア装置１０は、アタッチメント構造１１６とハンドル部１１２とを有する。ハンドル部は、モータ１を有する。ハンドル部１１２は、駆動系１２０と、駆動シャフト７とを含んでも良い。駆動シャフト７は、ハンドル部１１２の遠位端ｆから延在し、アタッチメント構造１６がハンドル部１１２に取り付けられたときにアタッチメント構造１１６内に入る。

モータ１は、ここで以下に更に論じられるように、様々な機能を実施するための電力及び制御信号を提供するための任意の適切なコントローラ、マイクロコントローラ、プロセッサ、電源及び／又は他の電子機器、又はその組み合わせであっても良い、モータコントローラ（即ち制御電子回路）を有しても良い。

実施例においては、モータ１は、力学的な刺激を生成するための駆動系１２０の動作を提供及び制御するように構成されていても良い。機械的刺激は、高周波数、例えば５０Ｈｚより大きい周波数、例えば２５０乃至３００Ｈｚの範囲の周波数での振動又はその他の動きを有しても良い。モータ１は、本発明の実施例によるモータであっても良い。

更に図４を参照すると、アタッチメント構造１１６の遠位端は、ブラシヘッド１１８を含む。しかしながら、図４の例に示された電動歯ブラシとは異なるタイプのパーソナルケア装置１０とともに、異なるタイプのアタッチメント構造及び装置が使用され得ることは理解され得る。

動作時には、機械的刺激を生成するため駆動列１２０の動作を制御するよう動作するモータ１に応答して、アタッチメント構造１１６が運動を実施する。

図５Ａ及び５Ｂは、本発明の一態様の一般的な実施例による代替的な構成を示す。いずれの図も、ステータ２及びロータ３を有するモータ１を示し、それらの間に最小のエアギャップ５を定義するためにスペーサ４が配置されている。図５Ａにおいて、モータ１ａは、ステータ面上に配置され、ロータ３の表面と係合（即ち接触）するように構成されたスペーサ４ａを持つ。逆に、図５Ｂのモータ１ｂは、ロータ面上に配置され、ステータ２の表面と係合（即ち接触）するように構成されたスペーサ４ｂを持つ。従って、それぞれの構成において、スペーサ４は、所望のエアギャップに対応する、ロータ３とステータ２との間の最小距離を定義する。定義されたエアギャップ５は、エアギャップ５の最小サイズがスペーサ４のＹ方向のサイズによって決定されるように、スペーサ４によって維持される。

スペーサ４の接触面は、ロータ面又はステータ面と係合又は接触するように構成されている。しかしながら、スペーサ４がロータ面及びステータ面のうちの一方に配置され、ロータ面及びステータ面のうちの他方から離間されるように、スペーサの接触面とステータ面又はロータ面との間には接触がないように構成されていても良い。例えば、スペーサは、ステータ面上に配置され、ロータ面と係合するように構成されていても良いが、実際にはロータ面と係合又は接触しておらず、スペーサとロータとの間に間隙が設けられていても良い。同様に、スペーサは、ロータ面上に配置され、ステータ面と係合するように構成されていても良いが、実際にはステータ面と係合又は接触しておらず、スペーサとステータとの間に間隙が設けられていても良い。それ故、スペーサは、エアギャップの閉鎖を防止するために依然として提供されるが、ロータ面又はステータ面に最初には接触していないので、例えば部品又は固定具の故障／クリープ、又は例えば装置の落下によるモータへの衝撃のために、ロータ及びステータが互いに向かって移動する場合における「バックアップ」として考えられ得る。

図６は、本発明の一態様の一般的な実施例によるモータの製造方法を示す。ステップ（１）に示すように、モータにはロータ３が取り付けられている。ステップ（２）では、ステータ２がモータ内に配置される。ロータ３とステータ２との間の磁力Ｆにより、ステータ２とロータ３とは、ステータ２とロータ３との間にスペーサ４ａが配置されている界面領域で引き合わされる。それ故、スペーサ４ａは、スペーサ４ａの接触領域以外の点で、ステータ２とロータ３とが直接接触することを防止する。ステップ（３）において、ステータ２が固定点４１でモータの所定位置に固定される。任意の適切な固定手段、例えばネジやボルトなどを使用することができる。エアギャップを設定するための手段がモータ自体に明らかに存在し、スペーサによって提供されることは、本製造の方法から分かるであろう。

スペーサ４ａは、図６に示された構成においては、ステータ２上に配置されている。しかしながら、図５Ｂを参照しながら以上に議論されたように、スペーサは、代替的にロータ３上に配置されても良い。モータの製造方法は、どちらの構成においても同じである。

図７は、本発明の一態様の実施例によるモータを有する駆動系の側面図である。駆動系は、出力シャフト７と、ロータ３、ステータ２、及び最小エアギャップ５を定義するためにロータ３とステータ２の間に配置されたスペーサ４、を含むモータ１と、を有する。駆動系は、本発明の実施例を理解するために必要とされず従って図には含まれていない更なる要素を有していても良い。

本実施例においては、ロータ３がそのまわりに回転し得るロータ３の回転軸６は、スペーサ４と整列している。駆動系の出力シャフト７もまた、回転軸６と整列している。このことは、図７に示された駆動系の上面図である図８にも示されている。スペーサの突出部４を回転軸６に整列させることは、スペーサ突出部４とロータ３又はステータ２の表面との間の接触面積を最小にすることができ、また、スペーサ突出部４とロータ３又はステータ２の表面との間の摩擦を減少させることができる。

図９は、本発明の一態様の実施例によるステータ２の斜視図である。ステータ２は、図７及び図８の駆動系に示されたステータ２であっても良い。ステータ２は、複数の積層体８を有する２つの鉄製のコアを有する。各コアの周囲に巻線が設けられ、２個のコイルを提供する。スペーサ４ａは、ステータ面２２から突出するようにステータ面２２に配置されている。積層体８の端部はまた、ステータの端面から突出しても良いが、積層体８の端部がロータ３に接触しないように、積層体の端部の突出量はスペーサ４ａの突出量ほど大きくない（即ち、積層体はステータ面から大きくは突出せず、スペーサ４ａは更に突出する）。エアギャップは、一般的に、ステータとロータとの間の距離として定義される。ステータが積層体を備え、これらの積層体の端部がステータの端面から突出している場合、エアギャップは、積層体の端部とロータ（例えばロータの磁石）との間の距離として定義されても良く、即ち、エアギャップは、ステータの構成要素とロータの構成要素（スペーサを除く）との間の最短距離である。

スペーサ４ａは、スペーサとロータとの間の接触面積を最小にするために、接触面において円形の上部形状を有している。更に、スペーサ４ａは、スペーサ４ａとロータ面との間の摩擦を更に低減するために、耐摩耗性を有し且つ摩擦係数が低い材料から作られていても良い。駆動系の作動原理は、スペーサ４ａの存在によって影響を受けない。

本実施例においては、ステータ面２２は、２つのコアを保持するボビンであっても良いステータ本体の端部であり、スペーサ４ａはボビンの端部に形成されている。しかしながら、上述したように、後述する構成の例から明らかになるように、ステータの構成によっては、ステータ面が変化し得、スペーサの形成又は位置も変化し得る。

図１０は、本発明の一態様の実施例によるロータ３の斜視図である。ロータ３は、図７及び図８の駆動系に示されたロータ３であっても良い。ロータ３は、磁石３１を有し、ロータ３には、駆動系の出力シャフト７が連結されている。ロータ３及び出力シャフト７は、回転軸６のまわりに回転し、回転軸６が出力シャフト７の長さに沿って延びるようになっている。本実施例においては、磁石３１の表面としてロータ面３２が設けられており、スペーサはロータ面には配置されていない。従って、スペーサはステータ面上に配置され、スペーサの接触面は、ロータ面３２（磁石３１の表面）と係合し、接触することになる。スペーサは好適には、スペーサが回転軸と一致するように、ロータ３の回転軸６と整列する中心点でロータ面３２に接触しても良い。

図１１は、本発明の一態様の実施例によるモータ１の端面図である。当該モータは、図７及び図８に示すモータであっても良く、図９に示すステータ及び図１０に示すロータを利用しても良い。積層体８の端部は、回転軸６のいずれかの側に示されており、ロータの磁石３２は、Ｎ極及びＳ極を有する。

図１２は、本発明の一態様の実施例によるモータの側面図である。本実施例においては、スペーサ４ｂはロータ３上に配置され、ステータ２と係合するように構成されている。ロータ３は、磁石を備えていても良く、スペーサ４ｂは、ロータ面を提供する磁石の表面上に配置されていても良い。

図１３及び１４は、スペーサ４ｂがロータ３のロータ面に設けられている別の実施例の図を示す。スペーサがロータ３の回転軸に整列していることが見て取れる。

図１５は、本発明の一態様の実施例によるステータの構成の斜視図である。ステータ２は、ステータ２のステータ面２２上に配置された転がり軸受４１ａを有する。転がり軸受４１ａは、転がり軸受４１ａの表面が、ロータ面、例えば磁石の表面と係合するように構成された接触面であるようなスペーサを提供する。転がり軸受４１ａは、ステータ２のカラー又はソケット内に配置される。転がり軸受４１ａは、カラー／ソケット内に着座し、ステータ２及びロータに対して自由に回転する。それ故、転がり軸受４１ａとステータ２とロータとの間の摩擦が低減され得る。

図１６Ａ及び図１６Ｂは、本発明の一態様の実施例によるステータの構成の斜視図を示す。この構成では、スペーサ４２ａは、ステータ２のステータ面２２に、より具体的には、ステータ２の積層体８の端部に接続するように構成された、プレート上に設けられている。即ち、スペーサ４２ａを有するプレートは、積層体端部８に直接取り付けられている。この構成では、ステータ面２２は、積層端部８とステータ２の本体（例えば、ボビン）とを有するみなされ得る。スペーサ４２ａは、積層端部８と係合するように構成されたプレートの中央に配置された軸受とみなされ得る。プレートは、例えば接着剤のような任意の適切な固定手段を用いてステータに取り付けられても良い。
斯かる配置は、製造が簡単で、試験が容易であり、既存のモータ設計に適用される場合には、道具の変更を必要としない。積層体の端部は、プレートを取り付けるためにステータ本体からわずかに突出していても良いが、その突出量は、スペーサ４２ａのプレートからの突出量ほど大きくはならない。プレートは、積層体の端面に配置されたプレス加工された鉄ではない（例えば真鍮）部分であっても良く、これによりＹ方向にタイトな公差制御が可能となる。プレートは、ステータ本体と接触しないように、プレートは、単に支持された梁として、積層体の両端を横切って、積層体の両端間でステータ本体を橋渡しするようにしても良い。プレートの材料は、変形することなくスラスト荷重を支持するのに十分な剛性を有していなければならない。スペーサ４２ａ（軸受点）は、積層面から僅かに突出している。

図１７Ａ及び１７Ｂは、本発明の一態様の実施例によるステータ及びスペーサ要素の構成を示す。本構成においては、スペーサ４３ａは、ステータ面２２に、より具体的には、ステータ本体に設けられた凹部に接続するように構成されたプレート上に設けられている。即ち、ステータ面２２は、スペーサ４３ａを有するプレートを受容し保持するような形とされている。プレートは、凹部の外縁に配置されたクラッシュリブ又はスナップ２４によって凹部内に保持されても良い。凹部は、凹部内に保持されたときにプレートが位置する積層体端部８のそれぞれに階段状部８１を有する。本構成においては、ステータ面２２は、ステータ２の本体（例えばボビン）と積層体８１の階段状部付き端部から構成されているように見え得る。

斯かる配置は、製造が簡単で、確実で、弾力性があり、良好な公差を提供する。積層体端部のそれぞれの階段状部８１は、タイトな公差制御を提供する。プレートは、階段状部８１上に配置されたプレス加工された鉄ではない（例えば真鍮）部分であっても良く、Ｙ方向のタイトな公差制御を可能にする。また、スペーサ４３ａ（軸受点）は、積層面から僅かに突出している。図１７Ｂの図（３）では、積層体端部８がステータ本体の水平面よりも上方に突出しており、スペーサ４３ａが表面よりも大きく突出している。凹部には、プレートを保持するためのクラッシュリブ又はスナップが付加されており、振動や騒音を最小限に抑えることができる。

図１８Ａ乃至１８Ｃは、本発明の一態様の実施例によるステータの構成の斜視図である。本構成においては、スペーサ４４ａは、カラーによってステータ本体の端部に保持された部分として提供される。ステータ面２２が、スペーサ部分４４ａを受容して保持するような形状をしていることは、図１８Ａから見てとれる。スペーサ部分４４ａは、スペーサ部分４４ａがステータ２内に保持されるように、ステータ面２２と係合するような形とされている。積層体８の端部はそれぞれ、ステータ本体を受容するための階段状部８１を備え、スペーサ部分４４ａが確実に保持されるように、スペーサ部分４４ａを取り囲むステータ本体の厚い部分を実現にする。本構成においては、ステータ面２２は、ステータ２の本体（例えばボビン）と見なすことができる。

積層端のそれぞれの階段状部８１は、タイトな公差制御が提供される。ステータ本体（例えばボビン）は、該階段状部と係合し、Ｙ方向のタイトな公差制御を可能にする。スペーサ部分は、スペーサ（軸受点）を提供し、２つの相補的なボビン（ボビンハーフ）を構成しても良いステータ本体の間に組み立てられる、ねじ加工された鉄ではない（例えば真鍮）部分であっても良い。スペーサ４４ａ（軸受点）は、積層面から僅かに突出している。

図１９Ａ乃至１９Ｃは、本発明の一態様の実施例によるステータの構成の斜視図である。本構成においては、スペーサ４５ａは、ステータ面２２に設けられ、より具体的には、ステータ本体に成形されている。ステータ本体はボビンであっても良く、スペーサ４５ａはボビンの表面から突出するようにボビンの一部として形成されても良い。本構成においては、ステータ面２２は、ステータ本体の表面、即ちボビンの表面として見られ得る。積層体８の端部はそれぞれ、ステータ本体を受容するための階段状部８１を備え、公差を向上させる。

スペーサ４５ａは、ステータ本体（ボビン）と同じ材料から形成されているので、ステータ本体に適した材料もまた、スペーサ４５ａを提供するために使用される。本構成は、追加の部品を必要としないので、低コストの構成である。積層体端部のそれぞれの階段状部８１は、タイトな公差制御を備えている。ステータ本体（例えばボビン）は、各階段状部８１と係合し、Ｙ方向のタイトな公差制御を可能にする。スペーサ４５ａは、ボビンに成形されている。スペーサ４５ａ（軸受点）は、積層面から僅かに突出している。

図２０Ａ乃至２０Ｃは、本発明の一態様の実施例によるステータの構成を示す。本構成においては、スペーサ４６ａは、ステータ面２２に、より具体的にはステータ本体に設けられた凹部に接続するように構成されたストラップ上に設けられている。即ち、ステータ面２２は、スペーサ４６ａを有するストラップを受容して保持するような形とされている。ストラップの端部は、ストラップの端部がステータ本体の端部に巻き付くように、またストラップが凹部内に保持されるように、ステータ本体の端部と係合するように湾曲している。積層体８の端部はそれぞれ、ステータ本体を受容するための階段状部８１を備え、スペーサ４４ａが確実に保持され得るように、ストラップの下にステータ本体の一部が存在することを可能にする。本構成においては、ステータ面２２は、ステータ本体２（例えばボビン）と見なすことができる。

各積層端部の階段状部８１には、タイトな公差制御が設けられている。ステータ本体（例えばボビン）は、階段状部８１と係合し、Ｙ方向のタイトな公差制御を可能にする。ストラップは、ステータ面に配置されたプレス加工された鉄ではない（例えば真鍮）部分であっても良く、ステータ本体の間に組み立てられたものであっても良く、２つの相補的なボビン（ボビンハーフ）を構成しても良い。スペーサ４６ａ（軸受点）は、積層面から僅かに突出している。

図２１Ａ乃至２１Ｃは、本発明の一態様の実施例によるステータ及びスペーサ要素の構成を示す。本構成においては、スペーサ４７ａは、ステータ面２２に、より具体的には、ステータ本体に設けられた凹部に接続するように構成されたプレート上に設けられている。即ち、ステータ面２２は、スペーサ４７ａを有するプレートを受容して保持するような形とされている。スペーサ４７ａの所望の突出高さを達成するために、スペーサプレートの下に１つ以上のシム６０が設けられても良い。ステータ本体は、スペーサプレートを凹部内に保持するためのアームを構成しても良い。本構成においては、ステータ面２２は、ステータ本体２（例えばボビン）として見られ得る。

本構成は、最小限の道具変更しか必要とせず、モータの磁気回路を変更しない。ステータ本体（ボビン）は、スペーサプレートを受容して固定するような形状になっている。プレートは、ステータ面２２上に配置され、２つの相補的なボビン（ボビンハーフ）を構成しても良いステータ本体の間に組み立てられた、スタンプされた鉄ではない（例えば真鍮の）シートであっても良い。シム６０は、スペーサ４７ａ（軸受点）が積層面から僅かに突出するようスペーサ４７ａを持ち上げるために、ステータ本体とスペーサ４７ａとの間に設けられていても良い。

図２２Ａ及び２２Ｂは、本発明の一態様の実施例によるステータ及びスペーサ要素の構成を示す。本構成においては、スペーサ４８ａは、ステータ面２２に、より具体的には、ステータ本体及び積層体８に設けられたチャネルに接続するように構成されたストリップ上に設けられている。即ち、ステータ面２２及び積層コア８は、スペーサ４８ａを有するストリップを受容して保持するような形とされている。ステータ本体におけるチャネルは、２つの積層コア８の間を通っており、各コア８には、短縮された積層体８２が設けられている。短縮された積層体８２は、チャネルが積層されたコア８を通って連続するように、ステータ本体のチャネルと整列している。ストリップの本体の高さは、ストリップがチャネル内に保持されたときにストリップの上端が積層コア８の端部（短縮された積層体８２以外の部分）と平らになるように、積層コア８におけるチャネルの深さに対応している。スペーサ４８ａは、ストリップの上端から突出しており、２つの積層コア８の間に配置されている。

本構成のストリップは、より多くの材料の選択肢を提供するために、多数の異なる材料のうちの１つで作られても良い。短縮された積層体８２は、それぞれのコア８内の中央に配置されていても良い。プレートは、良好なＹ方向の公差制御を確保するために、短縮された積層体８２の上に、チャネル内に配置されたプレス加工された鉄ではない（例えば真鍮の）シートであっても良い。スペーサ４８ａ（軸受点）は、積層面から僅かに突出している。

図２３は、本発明の一態様の実施例によるステータの斜視図である。本構成においては、スペーサ４９ａは、積層コア８の積層体の一方の端部から延在する突出部として提供される。この配置におけるステータ面２２は、積層コア８の端部として見られ得る。

積層コア８の１つ以上の積層体、例えば中央の積層体は、スペーサ４９ａを提供する突出部を含む積層体に置き換えられる。突出部は、コアの積層体上に提供されるので、幾つかの材料の選択肢が利用可能である。それ以上の部品は必要とされないので、これは低コストの構成である。Ｙ方向の公差は、スペーサ４９ａ（軸受）の積層スタンピングの厳しい公差によって制御される。スペーサ４９ａの積層体は、軸受特性と磁気特性とのバランスを考慮して、鉄材料であっても良いし、鉄ではない材料であっても良い。スペーサ４９ａ（軸受点）は、積層面から僅かに突出している。

図２４は、本発明の一態様の実施例によるステータの構成の斜視図である。本構成は、２つのスペーサ５０ａを提供するように、突出部を備えた積層体が２つのコア８のそれぞれに備えられることを除いて、図２３の構成と同じである。斯くして、中央の積層体のような積層体の各コアの１つ以上の積層体は、各コアの端部においてスペーサ５０ａとして機能する突出部を含む積層体に置き換えられる。本構成におけるステータ面は、積層コア８の両端部を有するものとみなされ得る。

図２３の構成と同様に、突出部は各コアの積層体上に設けられているので、幾つかの材料の選択肢がある。それ以上の部品は必要ないので、これは低コストの構成である。Ｙ方向の公差は、各スペーサ５０ａ（軸受）の積層スタンピングの厳しい公差によって制御される。各スペーサ５０ａの積層体は、軸受特性と磁気特性とのバランスを考慮して、鉄製であっても非鉄製であっても良い。各スペーサ５０ａ（軸受点）は、積層面から僅かに突出している。

上記から分かるように、本発明の実施例においては、ステータとロータとの間に突出したスペーサで最小エアギャップを明確に設定することにより、エアギャップ閉鎖を防止することができる。更に、組立時のシミング手順の必要性が回避され得る。スペーサは、ロータの磁石とステータのコイルとが互いに近くに移動することを防止することができる。スペーサは、組立時にエアギャップを設定し、その寿命の間にエアギャップを制御しても良い。例えば、ステータ又はロータが適切に固定されていない場合、スペーサは、ステータとロータとの間に突出部を備えることにより、エアギャップが閉じるのを防止する。それ故、エアギャップが完全に閉じないようにするためのフォールバックシナリオとみなすことができる。

幾つかの例示的な実施例のみが上記で詳細に記載されているが、当業者であれば、本開示の実施例の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく、例示的な実施例において多くの改変が可能であることを容易に理解するであろう。本発明の上述の実施例は、有利には、本開示の実施例の他のいかなる他の実施例からも独立して、又は本開示の実施例の１つ以上の他の実施例とのいかなる実施可能な組み合わせでも使用することができる。

従って、斯かる修正は全て、以下の特許請求の範囲で定義されるように、本開示の実施例の範囲内に含まれることが意図されている。特許請求の範囲において、手段−機能節は、列記された機能を実行するものとして本明細書に記載された構造物、及び構造的な等価物だけでなく、等価な構造物も対象とすることが意図されている。

更に、１つ以上の特許請求の範囲において括弧内に配置された参照符号は、特許請求の範囲を限定するものと解釈されてはならない。「有する（comprise及びcomprises）」などの語は、いずれかの請求項又は明細書全体に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素の単数参照は、斯かる要素の複数参照を排除するものではなく、またその逆も排除するものではない。本実施例の１つ又は複数の実施例は、複数の異なる要素を有するハードウェアの手段によって実装されても良い。複数の手段を列挙している請求項の装置又は装置において、これらの手段のうちの幾つかは、同一のハードウェアのアイテムによって実施化されても良い。特定の手段が相互に異なる従属性のある請求項で引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。

Claims (14)

1. パーソナルケア装置のためのモータであって、
   ステータ面を有するステータと、
   前記ステータ面に対向して配置されたロータ面を有するロータと、
   前記ステータ面と前記ロータ面との間に突出し、前記ステータと前記ロータとの間の最小のエアギャップを定義する、スペーサと、
   を有し、前記スペーサは、前記ロータ面及び前記ステータ面のうち一方に配置され、前記ロータ面及び前記ステータ面のうちの他方と係合するよう構成された接触面を持つ、モータ。
2. 前記ロータは、前記ステータに対して、回転軸のまわりに少なくとも部分的に回転するよう構成され、
   前記スペーサは、前記回転軸と整列した、
   請求項１に記載のモータ。
3. 前記スペーサは、少なくとも部分的に、
   耐摩耗性材料、
   低い摩擦係数を持つ材料、及び
   耐衝撃性材料
   の１つ以上から形成された、請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記スペーサは、前記ステータ面の少なくとも一部から突出するよう、前記ステータ上に形成されるか又は前記ステータに接続された、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータ。
5. 前記ステータ面は、前記スペーサを有するプレートを受容するよう構成された、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモータ。
6. 前記ロータ及び前記ステータに対して少なくとも部分的に回転するよう構成された転がり軸受
   を有し、前記スペーサは、前記転がり軸受である、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ。
7. 前記ステータは、複数の積層体から形成されたコアを有し、
   前記スペーサは、前記コアの前記積層体の端部の少なくとも１つから延在する突出部である、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載のモータ。
8. 前記ロータ面の少なくとも一部は、低摩擦の被覆を持つ、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のモータ。
9. 前記ステータ面の少なくとも一部は、低摩擦の被覆を持つ、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のモータ。
10. 前記スペーサの接触面は湾曲している、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のモータ。
11. 前記ロータは、前記ロータ面を提供する磁石面を持つ磁石を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のモータ。
12. パーソナルケア装置におけるモータにおける使用のためのステータであって、前記モータは、前記ステータ及びロータを有し、前記ステータは、
    ステータ面と、
    前記ロータのロータ面と係合するためのステータ面から突出し、前記ステータと前記ロータとの間の最小のエアギャップを定義する、スペーサと、
    を有する、ステータ。
13. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のモータを有する、パーソナルケア装置。
14. パーソナルケア装置のためのモータを製造する方法であって、
    前記モータにおいてロータ面を有するロータを装着するステップと、
    前記モータにおいて、前記ロータに隣接して、ステータ面を有するステータを配置するステップであって、前記ロータ面は、前記ステータ面に対向し、前記ロータ面及び前記ステータ面のうちの一方に配置されたスペーサが、前記ステータ面と前記ロータ面との間で突出して、前記ステータと前記ロータとの間の最小のエアギャップを定義するよう、前記ステータを配置するステップと、
    前記スペーサの接触面が、前記ロータ面及び前記ステータ面のうちの他方と係合するよう、前記ロータに向けて前記ステータを動かすステップと、
    前記ステータを前記モータに固定するステップと、
    を有する方法。

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