CN103572551A - 洗涤干燥机及洗涤干燥机风扇驱动用电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使高速旋转也能够抑制产生的振动的洗涤干燥机风扇驱动用电动机及使用了该电动机的洗涤干燥机。本发明的洗涤干燥机具备收放衣物的内槽、内置该内槽的外槽、以及在干燥运转中向上述内槽内吹风的送风单元，驱动上述送风单元的风扇的电动机具有在形成在定子铁心上的多个插槽内设置电枢绕组的定子、在旋转轴方向上将永久磁铁插入形成在转子铁心上的孔中而成的转子，上述永久磁铁的磁性材料为钐-铁-氮，上述永久磁铁的形状为两端侧向外周突出并且中央部分向内周凹的形状。

Description

洗涤干燥机及洗涤干燥机风扇驱动用电动机

技术领域

本发明涉及洗涤干燥机及用于该洗涤干燥机的永久磁铁式电动机。

背景技术

洗涤干燥机的风扇驱动用电动机采用变换驱动的永久磁铁式电动机。例如，在下述专利文献1中记载了在设在旋转电机的转子铁心上的插入孔中埋入平板状的永久磁铁的结构。

另一方面，家庭电器以往尤其要求高性能、节能、小型化等，即使洗涤干燥机的风扇驱动用电动机也为了满足这些要求，构成电动机的转子的永久磁铁一般使用磁通密度高的稀土类的钕类磁铁。但是，稀有金属容易受到价格的急剧升高等经济的影响，因此还提出了使用钕类以外的磁铁、例如铁素体磁铁的转子的方案。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2009-89548号公报

在上述专利文献1所记载的洗涤干燥机的风扇驱动用电动机中，由于在转子铁心的外周侧设置平板状的永久磁铁，因此永久磁铁自身的重心偏向外周侧，伴随驱动电动机时的离心力的振动变大。

另外，在上述专利文献1记载的风扇驱动用电动机中，在使用如钕类磁铁那样的高透磁率材料的场合，由于利用较小的永久磁铁得到充分的磁特性，因此能够抑制风扇驱动用电动机整体大型化，也能收纳在设置空间被限制的压缩的洗涤干燥机内。但是，在单纯地将该钕类磁铁替换为比较容易入手的铁素体磁铁等的场合，为了得到充分的磁特性，无法避免电动机整体大型化。

发明内容

本发明的目的在于提供即使高速旋转也能够抑制产生的振动的生产性高的洗涤干燥机风扇驱动用电动机及使用了该电动机的洗涤干燥机。

本发明是一种洗涤干燥机，具备收放衣物的内槽、内置该内槽的外槽、以及在干燥运转中向上述内槽内吹风的送风单元，驱动上述送风单元的风扇的电动机具有在形成在定子铁心上的多个插槽内设置电枢绕组的定子、在旋转轴方向上将永久磁铁插入形成在转子铁心上的孔中而成的转子，上述永久磁铁的磁性材料为钐-铁-氮，上述永久磁铁的形状为两端侧向外周突出并且中央部分向内周凹的形状。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够提供即使高速旋转也能够抑制产生的振动，并且生产性高的洗涤干燥机风扇驱动用电动机。另外，通过在干燥运转时使风扇驱动用电动机高速旋转，并利用风力使衣物的褶皱伸展，也能够提供干燥效果好的洗涤干燥机。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的滚筒式洗涤干燥机的内部结构的立体图。

图2是表示本发明的实施方式的滚筒式洗涤干燥机的内部结构的侧视图。

图3是组装了本实施方式的电动机的送风单元的剖视图。

图4是本实施方式的电动机的转子的主视图。

图5是分解表示本实施方式的电动机的转子的展开立体图。

图6是说明本实施方式的电动机的转子的永久磁铁的焦点位置的图。

图7是本实施方式的电动机的感应电压变形率曲线图。

图中：

20—转子铁心，21—永久磁铁，24—轴插入孔，28—送风单元，28a—风扇马达，28b—风扇叶片，28c—风扇壳，52—永久磁铁插入孔，53—转子磁极，55—吸入口，56—排出口，57—旋转轴，58—转子，59—定子。

具体实施方式

下面，使用附图对本发明的实施方式进行说明。

图2是为了表示本实施方式的滚筒式洗涤干燥机100的内部结构而剖切机箱的一部分而表示的立体图，图4是表示内部结构的侧视图，图5是为了表示内部结构而剖切机箱的一部分而表示的俯视图。

本实施例的滚筒式洗涤干燥机100具备收放衣物的内槽即洗涤兼脱水槽3、使该洗涤兼脱水槽3旋转的马达4、支撑洗涤兼脱水槽3的机箱1。另外，堵塞用于取出或放入衣物的投入口的门9设在前面罩1c的大致中央，利用设在前加固件上的铰链能开闭地被支撑。

另外，在机箱1的上部中央设有操作面板，具备电源开关39、操作开关12、13、显示器14。操作面板6电连接在设在机箱1下部的控制装置38上。

洗涤兼脱水槽3由能旋转地被支撑的圆筒状的旋转滚筒构成，在其外周面3e及背面3d具有用于通水及通风的多个贯通孔，在前侧端面设置用于取出或放入衣物的开口部3a。在开口部3a的外侧具备与洗涤兼脱水槽3一体的流体平衡器3c。在外周面3e的内侧设置多个在轴向上延伸的提升器3b，当在洗涤、干燥时使洗涤兼脱水槽3旋转时，衣物以利用提升器3b与离心力沿外周面3e提升，利用重力落下的方式反复进行动作。洗涤兼脱水槽3的旋转中心轴水平或以开口部3a侧高的方式倾斜。

另外，用于贮存洗涤水的圆筒状的外槽2被支撑在机箱1上，在同轴上内置洗涤兼脱水槽3，前面开口，在后侧端面的外侧中央安装马达4。马达4的旋转轴贯通外槽2，并与洗涤兼脱水槽3结合。在前面的开口部设置外槽罩2d，能在外槽内存水。在外槽罩2d的前侧中央具有用于取出或放入衣物的开口部2c。

并且，在外槽2底面最下部设有排水口2b，并连接有排水软管26。在排水软管26的中途设有排水阀（未图示），通过关闭排水阀并供水，在外槽2中存水，通过打开排水阀，将外槽2内的水向机外排出。

在机箱1内的上部左侧设有洗涤剂容器19，安装从前开口部拉出式的洗涤剂托盘7。在放入洗涤剂类的场合，以用图1的双点划线表示的方式拉出洗涤剂托盘7。洗涤剂容器19固定在机箱1的上加固件上。

另外，干燥通道29沿纵向设置在机箱1的背面内侧，该通道下部利用橡胶制的波纹管29a连接在设在外槽2的背面下方的吸气口2a上。在干燥通道29内内置水冷除湿机构（未图示），从供水电磁阀16向水冷除湿机构供给冷却水。冷却水沿干燥通道29的壁面流下，并从吸气口2a进入外槽2，从而从排水口2b排出。

干燥通道29的上部连接在沿前后方向设置在机箱1内的上部右侧的过滤通道27上。在过滤通道27的前面具有开口部，在该开口部中插入拉出式的干燥过滤器8。从干燥通道29进入过滤通道27的空气除去流入干燥过滤器8的网眼过滤器8a的线头。干燥过滤器8的清扫通过拉出干燥过滤器8并安装网眼过滤器8a来进行。另外，在过滤通道27的干燥过滤器8插入部的下表面设有开口部，该开口部与吸气通道33连接，吸气通道33的另一端与送风单元28的吸气口连接。

在本实施方式中，在机箱1内且外槽2的开口部侧设有向洗涤兼脱水槽3内吹风的机构，在利用马达4使洗涤兼脱水槽3反复右转或左转时，向通过洗涤兼脱水槽3的旋转而被提起的衣物吹风而使衣物干燥。在此，上述吹风的机构包括送风单元28、设在该送风单元28的排出侧并对风进行加热的加热器31、设在加热器31的下游的喷嘴32d、以及连接它们的风道。另外，作为热源，不限于加热器31，还可以使用加热泵。

送风单元28包括驱动用风扇马达28a、风扇叶片28b、风扇壳28c。在风扇壳28c中内置有加热器31，对从风扇叶片送出的空气进行加热。送风单元28的排出口连接在暖风通道30上。暖风通道30通过橡胶制的波纹管30a、波纹管接头30b连接在设在外槽罩2d上的暖风吹出口32上。

使用图3更详细地说明送风单元28。风扇壳28c具有设在风扇叶片3的中央的吸入口55、设在风扇壳28c的外周侧的排出口56。风扇叶片28b固定支撑在风扇马达28a的旋转轴57上。并且，当利用风扇马达28a旋转时，从吸入口55吸入的空气利用风扇叶片28b被加压，从而从排出口56强势地送风。

接着，详细地说明风扇马达28a。本实施方式的风扇马达28a为了从暖风吹出口32吹出高速的风，以8000r/min以上且20000r/min以下左右的旋转速度运转，产生高速且高压的风。但是，当单纯地使风扇马达28a的旋转速度高速化时，由振动产生的噪音也增加。因此，在本实施方式中，使在风扇马达的转子中使用的永久磁铁的磁性材料为钐-铁-氮，并且，使永久磁铁的形状为其两端侧向外周突出并且其中央部分向内周凹的形状。由此，能够实现噪音少、高效率、高输出且能小型化的永久磁铁式电动机。以下具体地进行说明。

如图3所示，本实施方式的风扇马达28a具有转子8、定子9、外壳10A、10B、旋转自如地支撑旋转轴57的轴承11A、11B。并且，转子58隔着规定的间隙旋转自如地轴支承在定子59的内周侧。

在此，定子59包括由齿与铁芯背部构成的定子铁心、卷绕在形成在齿间的多个插槽内的集中卷的电枢绕组（未图示）。

接着，使用图4及图5说明本实施方式的转子58。

转子58具有层叠电磁钢板等钢板而成的转子铁心20、在旋转轴方向上插入形成在该转子铁心20上的永久磁铁插入孔52中的永久磁铁21、与旋转轴57嵌合的轴插入孔24。另外，当使在转子58的磁极中心方向上延伸的轴为d轴时，转子磁极53以d轴为中心而对称。

另外，转子铁心20在中心具有轴插入孔24，在该轴插入孔24中压入旋转轴57。旋转轴57在外周实施粘着加工（未图示），禁止转子铁心20与旋转轴57的旋转。

如图5所示，在转子铁心20上设有具有曲线形状的U字型的永久磁铁插入孔52，在该永久磁铁插入孔52中收纳钐-铁-氮类的永久磁铁21。

在此，钐-铁-氮类永久磁铁的主要材料的具体的配合比例（重量百分比）是铁大约73%，钐大约24%，氮大约3%。相对于此，在现有的钕磁铁的场合，铁大约为66%，钕大约28%，镝大约5%，硼大约1%。这样，通过使用钐-铁-氮类，稀土类的配合比例变少，难以受到市场动向的影响，有助于提高生产性。

永久磁铁21的形状即使是相同的U字型，也考虑从较深地凹到转子铁心20的中心附近的形状，到较浅地凹到外周附近的形状等多种形状。永久磁铁21的中央部分越从转子铁心20的外周端面靠近内径侧，永久磁铁21的重心越向内周侧移动，因此在减少伴随离心力的振动的方向上相关，永久磁铁21在成形后难以着磁，组装性下降。另一方面，永久磁铁21的中央部分越从转子铁心20的外周端面靠近外径侧，永久磁铁21的感应电压越下降。因此，以下说明对永久磁铁21的期望形状进行分析的结果。

当永久磁铁21的形状变化时，在成形后着磁时的各磁力线的焦点距离也变化。图6表示钐-铁-氮类永久磁铁的磁力线的焦点位置。使用了钐-铁-氮类永久磁铁的永久磁铁的磁力线在径向上配向，但磁力线的位置根据永久磁铁的曲线（U字型）形状变化。

图7是表示钐-铁-氮类永久磁铁的磁力线的焦点位置与电动机的感应电压变形率的图表。作为正弦波的感应电压当产生变形时，成为使马达的性能下降的主要原因之一，因此例如将变形率的阈值设定为1.0%以下，将变形抑制为该阈值以下。在该场合，根据图7可以看出，就变形率为1.0%以下的磁力线焦点位置而言，当以-0.8mm～+5.7mm的范围、即转子铁心20的外周端面为基准，比向内径侧0.8mm的部位远，以转子铁心的外周端面为基准，比向外径侧5.7mm的部位近的部位。

另外，在图7的图表中，成为感应电压变形率的最适值的磁力线焦点位置为+2mm，但此时的永久磁铁的感应电压低，因此需要增大钐-铁-氮类永久磁铁的质量，或增加转子铁心20、定子铁心的电磁钢板层叠张数。当考虑这点时，最期望磁力线焦点位置为±0mm附近、即转子铁心20的外周端面附近。

这样，根据本实施方式，在圆周方向上设置的多个永久磁铁21任一个都为U字型，因此能极力抑制永久磁铁的重心向内周侧，即使以8000r/min以上且20000r/min以下左右的较高的旋转速度驱动风扇马达28a，也能够抑制转子8由离心力产生的振动及噪音。

另外，根据本实施方式，由于永久磁铁的材料是钐-铁-氮类，因此与钕磁铁或铁素体磁铁的场合不同，能进行利用模具的成形。其结果，能实现高精度的永久磁铁，磁极的不平衡下降，从而容易高速旋转。另外，由于永久磁铁是成形品，因此能够不浪费而有效使用含有稀土类即钐材料。

并且，即使使用比钕磁铁（残留磁通密度大约1.3T）低的透磁率材料即钐-铁-氮类磁铁（残留磁铁密度大约0.7T），通过使其形状为U字形，能够不使电动机整体大型化（延长层叠方向）地增加永久磁铁的表面积，能够增大表面磁场，能维持磁场特性。其结果，能稳定地提供能极力抑制市场动向的影响的、高性能且小型的电动机。

另外，只要是两端侧朝向外周扩开的形状，则不限于U字型，也可以是V字型、C字型、梯形型等。另外，以即使U字型的两端，也未相对于定子9侧露出的方式由转子铁心20覆盖，但期望模具成形尽可能薄。

在本实施方式中，使暖风吹出口32的面积比干燥通道29、暖风通道30、干燥过滤器8等的风道面积小，并且使风扇马达28a高速旋转而产生高压力的空气。由此，从暖风吹出口32向滚筒内吹出高速的风，将该高速的风吹向衣物，能够利用风力使在衣物上产生的褶皱伸展。在此，所谓高速的风例如是50m/s以上。另外，送风单元28设在机箱1内的上部右侧，因此暖风吹出口32设在外槽罩2d的右斜上的位置，极力缩短到暖风吹出口32的距离。因此，能够防止压力损失的增加，能有效地将高速的风吹向衣物。

干燥运转时的风流如下。当使送风单元28运转，对加热器31通电时，从喷嘴32d向洗涤兼脱水槽3内吹入高速的暖风（箭头41），暖风与湿了的衣物碰撞，使衣物变暖而使水分从衣物上蒸发。在干燥运转中，由于使洗涤兼脱水槽3正反转，因此在利用提升器3b，衣物提起到喷嘴32d附近的状态下，高速的风与衣物碰撞。此时，喷嘴32d与衣物的距离最短，因此能够利用高速的风使衣物的褶皱伸展。成为高温多湿的空气以下述方式循环：从设在洗涤兼脱水槽3的贯通孔流向外槽2，从吸气口2a吸入干燥通道29，在干燥通道29中从下向上流（箭头42）。来自水冷除湿机构的冷却水在干燥通道29的壁面流下，高温多湿的空气通过与冷却水接触，被冷却除湿，成为干燥的低温空气，并进入过滤通道27。通过设在过滤通道27上的网眼过滤器8a而被除去线头（箭头43），进入吸气通道33，并被吸入送风单元28（箭头44）。并且，利用加热器31再次进行加热，以吹入洗涤兼脱水槽3内的方式循环。

在上述实施方式中，对用于滚筒式洗涤干燥机的风扇马达进行说明，但也能用于不是滚筒式的所谓纵式洗涤干燥机、不具有洗涤功能的衣物干燥机。

Claims (5)

1.一种洗涤干燥机，具备收放衣物的内槽、内置该内槽的外槽、以及在干燥运转中向上述内槽内吹风的送风单元，该洗涤干燥机的特征在于，

驱动上述送风单元的风扇的电动机具有在形成在定子铁心上的多个插槽内设置电枢绕组的定子、在旋转轴方向上将永久磁铁插入形成在转子铁心上的孔中而成的转子，

上述永久磁铁的磁性材料为钐-铁-氮，

上述永久磁铁的形状为两端侧向外周突出并且中央部分向内周凹的形状。

2.根据权利要求1所述的洗涤干燥机，其特征在于，

上述永久磁铁的形状为U字型的曲线形状。

3.根据权利要求1所述的洗涤干燥机，其特征在于，

上述永久磁铁为下述形状：就磁力线的焦点位于如下部位，即当以上述转子铁心的外周端面为基准时，比向内径侧0.8mm的部位远，当以上述转子铁心的外周端面为基准时，比向外径侧5.7mm的部位近的部位。

4.根据权利要求1所述的洗涤干燥机，其特征在于，

在干燥运转时，以8000～20000r/min的旋转速度驱动上述电动机，并向上述内槽内送风。

5.一种洗涤干燥机风扇驱动用电动机，具备在形成在定子铁心上的多个插槽内设置电枢绕组的定子、在旋转轴方向上将永久磁铁插入形成在转子铁心上的孔中而成的转子，该洗涤干燥机风扇驱动用电动机的特征在于，

上述永久磁铁的磁性材料为钐-铁-氮，

上述永久磁铁的形状为两端侧向外周突出并且中央部分向内周凹的形状。

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