JP2002253896A - スイッチトリラクタンスモータを具備した洗濯機 - Google Patents

スイッチトリラクタンスモータを具備した洗濯機

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JP2002253896A
JP2002253896A JP2001057756A JP2001057756A JP2002253896A JP 2002253896 A JP2002253896 A JP 2002253896A JP 2001057756 A JP2001057756 A JP 2001057756A JP 2001057756 A JP2001057756 A JP 2001057756A JP 2002253896 A JP2002253896 A JP 2002253896A
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JP
Japan
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drum
washing machine
stator
salient pole
reluctance motor
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JP2001057756A
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Yukio Honda
幸夫 本田
Yoshinari Asano
能成 浅野
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30Driving arrangements 
    • D06F37/304Arrangements or adaptations of electric motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗濯機等、筒状部を有する負荷を回転させる
機器において、機器の大きさを小さくし、かつ、振動、
騒音の少ない機器を提供する。 【解決手段】 洗濯物を投入するドラム1本体または、
ドラム1の外周側が強磁性体であって、前記強磁性体に
は外周側に向かって回転方向に複数の突極部1tを設
け、前記強磁性体の外周には、前記強磁性体の突極部に
対向して、ドラムの回転に必要な範囲のみ360°に満
たない開いた範囲で、巻線3を施した固定子2を設け、
スイッチトリラクタンスモータとして駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部にスイッチト
リラクタンスモータを具備した洗濯機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、洗濯機は、洗濯物を投入するドラ
ムの回転には、ドラムの回転軸と同軸に設けられたプー
リに、ベルトを介してモータの回転を伝達させることで
運転していた。また、近年では、ドラムの回転軸と同軸
にモータを設けている例もある。
【0003】図6は、ドラム41の下部に、減速機構4
2等を介してドラムの回転軸43と同軸にモータ44を
設けている。モータ44は、インダクションモータ、永
久磁石モータ、リラクタンスモータ等のいずれでもよ
い。
【0004】ここで、減速機構42はなく、モータ44
とドラム41は軸43で直結されている場合もあり、軸
43にはパルセータがつながっていて、ドラムではな
く、パルセータのみが回転する場合もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の洗
濯機においては、ドラムの下部に、モータを収納する空
間が必要であり、モータの軸方向長さの分だけ、ドラム
の開口部、すなわち洗濯物の投入口が高くなり、特に、
身長の低い人にとっては、洗濯物の出し入れが困難にな
る。また、モータとドラムとは、細い軸でつながれてい
るため、ねじり振動の共振が発生する可能性があり、回
転速度によっては、振動や騒音を増大させる恐れがあっ
た。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、洗濯物を投入するドラム本体または、ドラ
ムの外周側が強磁性体であって、前記強磁性体には外周
側に向かって回転方向に複数の突極部を設け、前記強磁
性体の外周には、前記強磁性体の突極部に対向して、ド
ラムの回転に必要な範囲のみ360°に満たない開いた
範囲で、巻線を施した固定子を設けた。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、洗濯物を投入するドラム本体または、ドラムの外周
側が強磁性体であって、前記強磁性体には外周側に向か
って回転方向に複数の突極部を設け、前記強磁性体の外
周には、前記強磁性体の突極部に対向して、ドラムの回
転に必要な範囲のみ360°に満たない開いた範囲で、
巻線を施した固定子を設けたものであり、スイッチトリ
ラクタンスモータを内蔵し、洗濯機を小型化でき、モー
タとドラムとのねじり振動を抑制することができるとと
もに、固定子が360°に満たないため、巻線が容易で
あり、高占積率巻線が可能であり、使用電力を低減でき
る。
【0008】請求項2に記載の発明は、突極部が、ドラ
ムの回転軸方向の一部にだけ設けられた請求項1記載の
洗濯機であって、突極の加工または強磁性体の使用量を
低減することができる。
【0009】請求項3に記載の発明は、ドラムは、開口
部が水平方向に向いていて、ステータは、ドラムの下側
にあることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
洗濯機であって、重力と磁気吸引力が同一方向であるの
で、回転のアンバランス力の低減が可能である。
【0010】請求項4に記載の発明は、固定子歯数Nt
は、相数をNpとしたときNt=2Npである、スイッ
チトリラクタンスモータを具備した請求項1から請求項
3のいずれか1項に記載の洗濯機であって、回転部分の
回転に必要最小限であって、場所を取らず、巻線も容易
となる。
【0011】請求項5に記載の発明は、少なくとも固定
子が2個、180°対称位置にあるスイッチトリラクタ
ンスモータを具備した請求項1から請求項4のいずれか
1項に記載の洗濯機であり、回転子に対して、磁気吸引
力が180°対称に働くため、アンバランスによる振動
が低減できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。
【0013】(実施例1)図1は本発明の実施例1にお
ける、スイッチトリラクタンスモータを具備した洗濯機
の斜視図である。図2は本発明の実施例1における、ス
イッチトリラクタンスモータを具備した洗濯機の断面図
である。なお、便宜上、図1、図2とも、ドラムと固定
子部のみ描いている。また、図1においては固定子巻線
を省略した。洗濯物を投入するドラム1は、回転軸5に
対して回転自在に保持され、開口部が水平方向に向いて
いる。ドラム1は鉄等の強磁性体からなり、ドラム1に
は、外周側に向かって回転方向に複数の突極部1tを設
けた形状となっている。ドラム1の下部には、ドラム1
の突極部に対向して、ドラムの回転に必要な範囲のみ3
60°に満たない開いた範囲で、巻線3を施した固定子
2を設けた。ドラム1は、固定子2と一定の空隙をもっ
て対向するよう、適切な軸受等でドラム1は保持されて
いる。
【0014】ドラム1は、強磁性体のステンレス板を用
い、絞り加工等により、突極を設けると、加工が容易で
好適であり、突極1tがリブ効果も有するため、ドラム
の強度も増す。この場合、ドラム1が回転子の役割を同
時に果たす。
【0015】固定子2に施された巻線3には、回転磁界
が発生するように電流が流される。
【0016】スイッチトリラクタンスモータは、固定子
巻線に流れる電流による磁束で回転するため、回転子の
永久磁石の磁束との相互作用で回転するブラシレスモー
タと違い、固定子の対向していない部位にある突極には
磁束が発生せず、無駄な磁束はない。
【0017】回転部分の突極のピッチと固定子の歯2t
のピッチの組合せとしては、3相機の場合、360/
(4n)と360/(6n)、360/(8n)と36
0/(6n)、4相機の場合、360/(6n)と36
0/(8n)が一般的である。
【0018】本実施例においては、回転部分の突極部1
tのピッチは12°、固定子の歯2tのピッチは9°と
した。なお、nは1以上の整数であり、すべての数値の
単位は[°]である。また、固定子の歯数は、相数の2
倍か、相数の2倍の倍数がよい。例えば3相の場合、あ
る固定子の歯がN極に励磁された場合、その歯から3つ
めの歯がS極に励磁され、その2つの歯を通る閉磁路が
形成される。従って、固定子の歯数は最低で相数の2倍
必要であり、適当な積厚を設ければ、相数の2倍で十分
でもある。
【0019】また、ドラムは十分に磁路が通る程度の板
厚が必要であり、必要に応じて、絶縁や強度向上のため
に、ドラム内周に樹脂成形品を一体化してもよい。
【0020】本構成により、洗濯機の奥行きが小さくな
る。また、ドラムが回転子を兼ねているため、部品点数
が少なくてすむ。
【0021】固定子2をドラム1の下に置いた場合、ド
ラムが適切に保持し、バランスを考慮すれば、ドラムの
重力と磁気吸引力が同じ方向に働く。図1においては、
固定子2はドラム1の真下にはおいていない。この場合
図2に示すように、洗濯機の外枠4を特に大きくするこ
となく、固定子を配置することが可能である。固定子に
水が侵入しないように、モールドしたり、ケース内に密
閉してもよい。この場合、駆動回路も同時にモールドま
たは密閉するとよい。なお、図2における外枠4は、大
まかな位置をイメージするものであるので、実形状とは
異なる。
【0022】なお、以上の説明では、固定子2が1つの
場合のみについて説明したが、180°対称位置に固定
子2を配置することで、磁気的アンバランスを解消で
き、洗濯機の振動を低減することができる。
【0023】(実施例2)図3は本発明の実施例2にお
ける、スイッチトリラクタンスモータを具備した洗濯機
の斜視図である。図4は本発明の実施例2における、ス
イッチトリラクタンスモータを具備した洗濯機の断面図
である。洗濯物を投入するドラム11は、回転軸15に
対して回転自在に保持され、開口部が上方に向いてい
る。ドラム11は樹脂成形品であり、ドラム11の外周
部には、回転軸方向の一部にだけ強磁性体の突極部11
tが全周にわたって設けられている。突極部11tに
は、環状のヨーク部11yが設けられている。この突極
部11tは磁鋼板等を打ち抜いたものを積層してなり、
ドラム11と一体に樹脂11pで固定される。
【0024】突極部11tに対向して、ドラムの回転に
必要な範囲のみ360°に満たない開いた範囲で、巻線
を施した固定子12を設けた。突極部11tは、固定子
12と一定の空隙をもって対向するよう、適切な軸受等
でドラム11は保持されている。
【0025】スイッチトリラクタンスモータとしての動
作原理は実施例1と同様であるので省略する。
【0026】なお、突極部11tは、軸方向に一部、固
定子に対向した部分のみ設ければよい。例えば、洗濯機
の外枠が方形であるとき、円形のドラムとの間に空間が
できる。この空間に固定子を設けると、洗濯機の形状を
特に大きくすることなく、固定子を設置できる。また、
ドラムの下方にモータがあるわけではないので、ドラム
の開口部、すなわち洗濯物の投入口が低くなり、特に、
身長の低い人にとっては、洗濯物の出し入れが容易にな
る。また、モータとドラムとは、樹脂で一体となってい
るため、ねじり振動の共振が発生せず、ねじり共振によ
る振動や騒音を低減できる。また、回転子突極部の固定
も容易である。
【0027】ここで、固定子12を、180°対称位置
に設けると、磁気的アンバランスが解消されるので好適
である。なお、ドラムと強磁性体からなる突極部とは、
必ずしも一体化されていなくても良く、ドラムの外周部
に強磁性体からなる突極部をボルト締めまたは接着等に
より固定したものでも良い。
【0028】(実施例3)スイッチトリラクタンスモー
タを具備したその他の応用製品として、ファンがあり、
図5はスイッチトリラクタンスモータを具備したファン
の背面図を示す。
【0029】略円筒状のファン中心部21の外周部に複
数の羽根22を有するファン23において、ファン本体
は亜鉛メッキ鋼板等の絞り加工品といった、強磁性体で
あって、ファン中心部の内周部には中心に向かって回転
方向に複数の突極部21tを設けている。突極部21t
の内周には、突極部21tと僅かな空隙をもって対向し
て、ファンの回転に必要な範囲のみ360°に満たない
開いた範囲で、巻線を施した固定子24を有する。突極
部21tと固定子24は、スイッチトリラクタンスモー
タとして働く。
【0030】スイッチトリラクタンスモータとしての動
作原理は実施例1と同様であるので省略する。
【0031】突極21tを有するファン中心部21は、
羽根22と同時に一体として成形されるため、使用材料
が低減でき、工程も少なくてすむ。また、固定子24は
ファン中心部21の内部に収納されるため、ファンユニ
ット全体を小型化することができる。固定子24は6個
の突極24tをもち、3相に巻線25が施されている。
この3相巻線は、+U,+V,+W,−U,−V,−W
の順になっており、例えばU相に通電する時は、+Uは
N極、−UはS極、またはその逆に励磁される。
【0032】ここで、形状によっては、固定子24はフ
ァン中心部21の内周のみならず、外周にも設けること
も可能であり、両方に設けてもよい。
【0033】なお、ファンは、すべて強磁性体で作られ
ている必要もなく、ファン中心部の固定子に対向する部
分のみ、強磁性体であればよい。
【0034】また、ファンは軸流ファンのみに限らず、
他のファンでも適用可能である。
【0035】以上のように、スイッチトリラクタンスモ
ータを具備したファンについても、固定子が360°に
満たないため、巻線が容易であり、高占積率巻線が可能
であり、使用電力を低減できる。さらに、ファンユニッ
トを小型化でき、モータとファンとのねじり振動を抑制
することができる。
【0036】
【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、スイッチトリラクタンスモータを内蔵し、洗濯機を
小型化でき、モータとドラムとのねじり振動を抑制する
ことができるとともに、固定子が360°に満たないた
め、巻線が容易であり、高占積率巻線が可能であり、使
用電力を低減できる。
【0037】請求項2記載の発明によれば、突極の加工
または強磁性体の使用量を低減することができる。
【0038】請求項3記載の発明によれば、重力と磁気
吸引力が同一方向であるので、回転のアンバランス力の
低減が可能である。
【0039】請求項4記載の発明によれば、回転部分の
回転に必要最小限の固定子歯によって、場所を取らず、
巻線も容易となる。
【0040】すなわち、本発明によって、本来回転させ
たい負荷が回転子を兼ね、固定子は機器本体にとって特
に余分なスペースを必要とせず、小型化が可能な点であ
る。
【0041】また、請求項5記載の発明によれば、18
0°対称位置に固定子を配置することで、磁気的アンバ
ランスを解消でき、洗濯機の振動を低減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による洗濯機の斜視図
【図2】本発明の実施例1による洗濯機の断面図
【図3】本発明の実施例2による洗濯機の斜視図
【図4】本発明の実施例2による洗濯機の断面図
【図5】本発明の実施例3によるファンの背面図
【図6】従来の洗濯機の縦断面図
【符号の説明】
1 ドラム 1t 突極部 2 固定子 2t 固定子歯 3 巻線
フロントページの続き Fターム(参考) 3B155 AA01 AA03 AA06 BA03 BA04 BA16 BB18 CB32 DC16 DC18 HB02 HB09 HB11 LB27 MA01 MA02 5H002 AA06 AA07 AE07 AE08 5H603 AA09 BB01 BB05 BB07 BB09 CA01 CA05 CB01 CC11 CD04 CD21 CE01 5H619 AA05 BB01 BB06 BB15 BB24 PP01 PP02 PP04 PP05 PP14

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 洗濯物を投入するドラム本体または、ド
    ラムの外周側が強磁性体であって、前記強磁性体には外
    周側に向かって回転方向に複数の突極部を設け、前記強
    磁性体の外周には、前記強磁性体の突極部に対向して、
    ドラムの回転に必要な範囲のみ360°に満たない開い
    た範囲で、巻線を施した固定子を有する、スイッチトリ
    ラクタンスモータを具備した洗濯機。
  2. 【請求項2】 突極部が、ドラムの回転軸方向の一部に
    だけ設けられた、請求項1記載の洗濯機。
  3. 【請求項3】 ドラムは、開口部が水平方向に向いてい
    て、ステータは、ドラムの下側にあることを特徴とする
    請求項1または請求項2記載の洗濯機。
  4. 【請求項4】 固定子歯数Ntは、相数をNpとしたと
    きNt=2Npである、スイッチトリラクタンスモータ
    を具備した請求項1から請求項3のいずれか1項に記載
    の洗濯機。
  5. 【請求項5】 少なくとも固定子が2個、180°対称
    位置にあるスイッチトリラクタンスモータを具備した請
    求項1から請求項4のいずれか1項に記載の洗濯機。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7781931B2 (en) 2007-05-10 2010-08-24 Denso Corporation Switched reluctance motor
CN103437124A (zh) * 2013-08-19 2013-12-11 杭州师范大学 一种脚踏式洗衣机
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CN112421809A (zh) * 2019-08-23 2021-02-26 广东美的生活电器制造有限公司 电机、电机组件、食物处理机、送风装置及家用电器

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