JP2006157998A

JP2006157998A - 外転形永久磁石モータ及び洗濯機

Info

Publication number: JP2006157998A
Application number: JP2004340475A
Authority: JP
Inventors: Minoru Awazu; 稔粟津; Isamu Nitta; 勇新田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】磁石磁束の漏洩を防止して、磁石磁束の有効活用を実現する。
【解決手段】複数磁極の永久磁石１３を組み込んだ磁性材から成る回転子コア（積層コア）１２を、磁性材から成るフレーム１１の内周に配置して有する外転形永久磁石モータにおいて、前記回転子コア１２とフレーム１１の底部１１ｂとの間に非磁性材（成形体１４材料の樹脂）を充填するか、又は空間を設けた。これらにより、回転子コア１２からフレーム１１の底部１１ｂへの永久磁石１３磁束の漏洩を断つ。これによって、永久磁石１３磁束の有効活用を実現し得、モータ出力の向上を達成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転子の、複数磁極の永久磁石を組み込んだ磁性材から成る積層コアを、磁性材から成るフレームの内周に配置して有する外転形永久磁石モータ、及びそれを回転駆動源とする洗濯機に関する。

従来より、外転形永久磁石モータにおいては、回転子の、複数磁極の永久磁石を組み込んだ磁性材から成る積層コアを、磁性材から成るフレームの内周に配置して有するものが供されている。
このものの場合、フレームは、複数磁極の永久磁石を組み込んだ磁性材から成る積層コアを保持する関係上、機械的強度が必要とされ、鋼板など、磁性材から成っている。
特開２００４−２５４４０３

上記従来のものの場合、複数磁極の永久磁石を組み込んだ磁性材から成る積層コアが、磁性材から成るフレームの底部に接しており、このため、その積層コアからフレームの底部へ磁石の磁束が漏洩してしまい、磁石の磁束を固定子との間で有効に活用できないという問題点を有していた。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、回転子の、複数磁極の永久磁石を組み込んだ磁性材から成る積層コアから、磁性材から成るフレームの底部への、磁石磁束の漏洩を防止して、磁石磁束の有効活用を実現し、モータ出力の向上を達成し得る外転形永久磁石モータ、及びその高出力化した外転形永久磁石モータを回転駆動源とする洗濯機を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の外転形永久磁石モータにおいては、第１に、回転子の、複数磁極の永久磁石を組み込んだ磁性材から成る積層コアを、磁性材から成るフレームの内周に配置して有する外転形永久磁石モータにおいて、前記積層コアと前記フレームの底部との間に非磁性材を充填したことを特徴とする（請求項１の発明）。
本発明の外転形永久磁石モータにおいては、第２に、上記積層コアと前記フレームの底部との間に、非磁性材を充填するのに代えて、空間を設けたことを特徴とする（請求項３の発明）。
そして、本発明の洗濯機は、上記構成の外転形永久磁石モータを、回転駆動源としたことを特徴とする（請求項５の発明）。

上記第１の手段（請求項１の発明）によれば、回転子の積層コアとフレームの底部との間に充填した非磁性材が、積層コアからフレームの底部への磁石磁束の漏洩を断つ。これによって、磁石磁束の有効活用を実現し、モータ出力の向上を達成することができる。
第２の手段（請求項３の発明）によれば、回転子の積層コアとフレームの底部との間に設けた空間が、積層コアからフレームの底部への磁石磁束の漏洩を断つ。これによって、上述同様、磁石磁束の有効活用を実現し、モータ出力の向上を達成することができる。
そして、それらの外転形永久磁石モータを回転駆動源とした洗濯機によれば、モータの高出力により、強力な洗濯性能や乾燥性能を得ることができる。

以下、本発明の第１実施例（第１の実施形態）につき、図１ないし図４を参照して説明する。
まず、図２には、外転形永久磁石モータを、一部破断した状態にて、斜視して表している。このモータは、洗濯機、特には脱水兼用洗濯機や乾燥機能付き洗濯機における回転駆動源として用いるもので、具体的には、洗濯時に洗濯槽内の撹拌体や洗濯槽相当のドラムを回転駆動し、脱水時に洗濯槽やドラムを回転駆動し、更に、乾燥時にも洗濯槽やドラムを回転駆動するものとして用いるようになっている。

このモータの固定子１は、ティース２を放射状に多数有する環状の固定子コア３と、この固定子コア３を覆った樹脂、特には合成樹脂による成形体４と、この成形体４を介してティース２にそれぞれ巻装した固定子コイル５とにより構成している。なお、固定子コア３は、軟磁性材であるけい素鋼板を複数枚積層して構成している。又、この固定子１には、これを前記洗濯機の所定部位に取付けるための取付部６を、上記成形体４により、内周部の複数箇所に設けている。

これに対して、回転子１０は、円形の浅底容器状をなすフレーム１１と、このフレーム１１の内周に配置した回転子コア１２と、この回転子コア１２に組み込んだ複数の永久磁石１３と、この永久磁石１３と回転子コア１２との間や回転子コア１２とフレーム１１との間並びに回転子コア１２の後述する各磁極部間にそれぞれ充填してそれらを結合した樹脂、特には合成樹脂による成形体１４とにより構成していて、回転子コア１２の内周面（各磁極部先端面）が前記固定子コア３のティース２の各先端面に対して所定の隙間を介して対向するように配置している。

ここで、フレーム１１は、磁性材、特には軟磁性材である鋼板により形成しており、図１及び図３に詳細に示すように、周側壁１１ａに段部１５を有していて、これよりフレーム１１の開放側である上部に、前記回転子コア１２を配置している。
又、回転子コア１２は、前記固定子コア３同様に、軟磁性材であるけい素鋼板を複数枚積層して構成しており、従って、積層コアとなっている。更に、この回転子コア１２は、周方向に複数個（例えば６個）の分割コア１２ａに分割しており、その各分割コア１２ａをそれぞれ図４に示す蟻ほぞ状の嵌合部１６と蟻溝状の被嵌合部１７とで嵌合することにより、１つの円環状となるように組み立てている。

そして、その回転子コア１２には、磁極数相当の複数の磁石収納部としての孔１８を形成しており、この孔１８にそれぞれ前記永久磁石１３を収納することによって、複数の永久磁石１３を回転子コア１２に組み込んでいる。しかして、その回転子コア１２の永久磁石１３を組み込んだ各部は、それぞれ永久磁石１３とで磁極を構成するものであり、その各磁極部の先端面は中高の円柱面状に形成している。なお、永久磁石１３には、特にネオジム焼結磁石を採用している。

これらに対して、前記成形体１４は、既述のごとく、永久磁石１３と回転子コア１２との間や、回転子コア１２とフレーム１１との間、並びに回転子コア１２の後述する各磁極部間にそれぞれ樹脂を充填して成形したものであり、従って、その各間に位置し、中でも回転子コア１２とフレーム１１の前記段部１５上の底部１１ｂとの間にも位置していて、それにより、回転子コア１２とフレーム１１の底部１１ｂとの間に樹脂を充填しており、そして、その樹脂は非磁性材であるから、上記回転子コア１２とフレーム１１の底部１１ｂとの間には、結局、非磁性材を充填している。

なお、上記フレーム１１の段部１５上の底部１１ｂは、回転子コア１２の軸方向の奥面である下面と対向する部分である。
又、成形体１４には、冷却ファンの多数の翼片１９も存し、そのほか、軸受カラー２０を埋設する軸承部２１も存する。

このように本構成のものでは、複数磁極の永久磁石１３を組み込んだ磁性材から成る回転子コア（積層コア）１２を、磁性材から成るフレーム１１の内周に配置して有する外転形永久磁石モータにおいて、その回転子コア１２とフレーム１１の底部１１ｂとの間に非磁性材を充填している。これにより、その回転子コア１２とフレーム１１の底部１１ｂとの間に充填した非磁性材が、回転子コア１２からフレーム１１の底部１１ｂへの永久磁石１３の磁束の漏洩を断つ。これによって、固定子１に対する永久磁石１３の磁束の有効活用を実現し得、モータ出力の向上を達成することができる。

特に、永久磁石１３にネオジム焼結磁石を採用した本構成のものの場合には、ネオジムが高価で、磁石量を抑制するために、それの磁束の有効活用が特に求められる事情にあり、この事情に合って、永久磁石１３の磁束の有効活用を実現できる価値を高くできる。
又、この場合、その回転子コア１２とフレーム１１の底部１１ｂとの間の非磁性材の充填により、回転子１０の剛性を高めることができて、モータの低振動化並びに低騒音化をも達成することができる。

そして、特に、本構成のものの場合、上記非磁性材を、回転子コア１２と永久磁石１３との間に充填されてそれらを結合した樹脂や、回転子コア１２とフレーム１１との間に充填されてそれらを結合した樹脂としている。これにより、それら回転子コア１２と永久磁石１３との結合のための樹脂や、回転子コア１２とフレーム１１との結合のための樹脂を利用して、上記モータの出力向上、低振動化、低騒音化を達成することができるもので、材料の有効利用性を高くできる。

更に、本構成のものの場合、回転子コア１２は周方向に複数個に分割して組み立てている。これにより、素材板から回転子コア１２に使用する鋼板を打ち抜き等の加工にて得るのに、材料の無駄となる分を少なくでき、ひいてはコストを低減することができる。又、この組み立てた回転子コア１２に対して、前述の非磁性材（樹脂）がそれの結合の強化に寄与する効果も得られる。
そして、上述の回転子１０を有することにより高出力化できる外転形永久磁石モータを、洗濯機の回転駆動源としており、それによって、強力な洗濯性能や乾燥性能を得ることができる。

以上に対して、図５は本発明の第２実施例（第２の実施形態）を示すもので、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
このものの場合、回転子コア１２とフレーム１１の底部１１ｂとの間には、第１実施例の非磁性材（樹脂）を充填したのに代えて、空間２１を設けている。この空間２１は、回転子コア１２とフレーム１１の底部１１ｂとの間隔寸法で３〔ｍｍ〕以上あると良く、実施構造では８〔ｍｍ〕を確保している。

このものによれば、その回転子コア１２とフレーム１１の底部１１ｂとの間に設けた空間２１が、回転子コア１２からフレーム１１の底部１１ｂへの永久磁石１３の磁束の漏洩を断つ。これによって、第１実施例同様に、固定子１に対する永久磁石１３の磁束の有効活用を実現し得、モータ出力の向上を達成することができる。
このほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。

本発明の第１実施例を示す主要部分の縦断面図モータの破断斜視図主要部分の斜視図回転子コアの一部の平面図本発明の第２実施例を示す図１相当図

符号の説明

図面中、１０は回転子、１１はフレーム、１１ｂはフレームの底部、１２は回転子コア（積層コア）、１２ａは分割コア、１３は永久磁石、１４は成形体（非磁性材、樹脂）、２１は空間を示す。

Claims

回転子の、複数磁極の永久磁石を組み込んだ磁性材から成る積層コアを、磁性材から成るフレームの内周に配置して有する外転形永久磁石モータにおいて、
前記積層コアと前記フレームの底部との間に非磁性材を充填したことを特徴とする外転形永久磁石モータ。
非磁性材が、積層コアと永久磁石との間に充填されてそれらを結合した樹脂、あるいは積層コアとフレームとの間に充填されてそれらを結合した樹脂であることを特徴とする請求項１記載の外転形永久磁石モータ。
回転子の、複数磁極の永久磁石を組み込んだ磁性材から成る積層コアを、磁性材から成るフレームの内周に配置して有する外転形永久磁石モータにおいて、
前記積層コアと前記フレームの底部との間に空間を設けたことを特徴とする外転形永久磁石モータ。
積層コアが周方向に複数個に分割されて組み立てられていることを特徴とする請求項１又は３記載の外転形永久磁石モータ。
請求項１ないし４のいずれかに記載の外転形永久磁石モータを、回転駆動源としたことを特徴とする洗濯機。