JP2008516579A - アウターロータ型モータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に製作及び組み立てることができ、その結果、生産性を向上させることができるアウターロータ型モータのロータを提供する。
【解決手段】本発明に係るアウターロータ型モータは、ベアリングハウジングに支持された回転シャフトと、界磁巻線を有するステータと、前記ステータを収容し、前記ステータの外側を回転するように設けられ、前記ステータの界磁巻線と磁気相互作用を行うための永久磁石が取り付けられたヨーク面１５を有するロータ１０と、ロータ１０と前記回転シャフトとを互いに結合するためのシャフトブッシュ３０とを備えており、シャフトブッシュ３０は、前記モータから電気的に絶縁するための絶縁材を含み、前記回転シャフトの回転損失を防止すべく多角形状に形成され、ロータ１０の中央に結合される。
【選択図】図３

Description

本発明は、アウターロータ型モータのロータに関し、より詳しくは、ドラム洗濯機に用いられるアウターロータ型モータのロータであって、簡単に製作及び組み立てることができ、その結果、生産性を向上させることができるアウターロータ型モータのロータに関する。

様々なモータの駆動方式のうち、誘導起電力により駆動されるタイプのモータがある（以下、「誘導電動モータ」という）。このような誘導電動モータは、ステータ部で発生する回転磁界とロータで発生する誘導磁界との相互作用によって回転力を発生させる交流モータの一種である。また、このような誘導電動モータは、回転磁界型のモータでもある。

誘導モータは、単相誘導モータだけでなく、三相誘導モータ、三相巻線型誘導モータなどのように多様に設計できる。誘導モータは交流モータの中でも最も用い易いことから、一般の家電製品に広く用いられている。

このような誘導モータは、負荷に応じて定速性を有する回転数特性と、寿命の長さとから、動力用モータとして適している。特に、小型モータとしては、単相型のコンデンサモータが最も広く用いられている。

この誘導電動モータは、基本的には、ハウジングと、ハウジング内に固定されるステータと、ハウジング内でベアリングによって回転可能に支持される回転シャフトと結合されるロータとから構成される。ステータは、巻線されているコイルを介して外部から電力を受けて誘導磁気を発生する。そして、ロータは、ステータが発生させた誘導磁気によって、回転シャフトと共に回転する。

上記のように構成された誘導モータでは、電源に接続される１次巻線の電磁誘導によって２次巻線に電流が誘導され、２次巻線に誘導される電流と回転磁界との相互作用によって回転力が得られる。このような誘導モータは、ステータとロータの相対的な位置に応じてインナーロータ型とアウターロータ型とに区分される。

近年は、同一の体積でトルクを増大させることができる、及びステータの内部空間を別の用途に活用できるという理由により、ロータがステータの外側に設けられるアウターロータ型の誘導モータが、幅広く使用されている。

このアウターロータ型誘導モータは、駆動軸、マグネット、ロータケースなどから構成されるロータが、鉄心、コア、ベース、ベアリングなどから構成されるステータの外側で回転する。即ち、ロータがステータの周囲を回転するという特徴を有する。

このようなアウターロータ型誘導モータのロータが図１に示されている。

図１に示すロータ１は、スチール材質から成り、プレス加工されてモータの外装を形成する。ロータ１は、ロータコア２及びロータブッシュ３を備える。ロータコア２は、ロータ１の内周面に打抜き加工されて強制的に圧入される積層鉄心２ａと、積層鉄心２ａの上端と下端にそれぞれ設けられたリング状のエンド部材２ｂとからなる。ロータブッシュ３は、ロータ１と回転シャフト（図示せず）とを結合するためのものである。

このように、ロータ１は、自分の回転力を回転シャフトに伝達するのに、ロータブッシュ３を用いる。このようなロータ１とロータブッシュ３との結合が図２に示されている。

図２に示すように、ロータブッシュ３に挿入された回転シャフト４は、ボルト６によってロータブッシュ３に締結される。回転シャフト４とロータブッシュ３が互いに締結された後、ロータブッシュ３は、固定突起部７又は別途のボルト８によってロータ１に固定される。

しかしながら、上記のようなロータ１の構造は、積層鉄心２ａ及びエンド部材２ｂを備えるロータコア２をロータ１に圧入する必要があるため、組み立て工程が煩雑であるという問題があった。さらに、ロータブッシュ３とロータ１は別途のボルト８により結合されるため結合力はそれほど強くなく、その結果、ロータ１の安定性が減少するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単に製作及び組み立てることができ、その結果、生産性を向上させることができるアウターロータ型モータのロータを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、アウターロータ型モータであって、ベアリングハウジングに支持された回転シャフトと、界磁巻線を有するステータと、前記ステータを収容し、前記ステータの外側を回転するように設けられ、前記ステータの界磁巻線と磁気相互作用を行うための永久磁石が取り付けられたヨーク面を有するロータと、前記ロータと前記回転シャフトとを互いに結合するためのシャフトブッシュとを備えており、前記シャフトブッシュは、前記モータから電気的に絶縁するための絶縁材を含み、前記シャフトの回転損失を防止すべく多角形状に形成され、前記ロータの中央に結合されることを特徴とするアウターロータ型モータを提供する。

本発明の技術的特徴は、アウターロータ型の無整流子直流モータに使用されるロータを、強度及び機能面から最適、且つ、単純に製作できることにある。従って、モータの製造コストを削減できると共に、回転力の安定的な伝達が可能となる。

上記のような特徴を有する本発明のロータが図３に示される。

本発明に係るアウターロータ型モータのロータ１０は、スチール材質をプレス加工することにより、円筒状に形成される。ロータ１０の細部構造はプレス加工の後に簡単な後工程により形成される。

特に、このような細部構成のための後工程では、プレス加工された円筒状のロータ１０の底面部１８に結合孔１２が形成される。

シャフトの回転損失を防止するための多角形状のシャフトブッシュ３０は、結合孔１２内に圧入される、又はインサート射出成形によって結合孔１２内に成形される。シャフトブッシュ３０は、モータから電気的に絶縁するための絶縁材を含んでいる。

シャフトブッシュ３０は、多角形状の樹脂材料の射出成形によって形成される絶縁部３２と、焼結成形によって絶縁部３２に圧入されるブッシュ部３５とを含んで構成される。ブッシュ部３５には、シャフト５０が挿入される。

前述したように、ブッシュ部３５と結合される絶縁部３２は、圧入又はインサート射出によって、結合孔１２に固定される。

結合孔１２の内側には、シャフトブッシュ３０の結合深さを制限する段部１９が形成される。

シャフトブッシュ３０のブッシュ部３５の内側には、セレーション３４が形成される。セレーション３４は、シャフトに伝達される回転力の損失を防止する。

永久磁石取付面（ヨーク面）１５は、ロータ１０の内側の側壁に沿って延びる。この永久磁石取付面１５には、ステータと磁気相互作用を行う永久磁石２０が取り付けられる。永久磁石２０は、ロータ１０の回転時に永久磁石取付面１５から脱落しないように、接着又はその他の方法によって永久磁石取付面１５に堅固に取り付けられる。

永久磁石取付面１５の外側終端（図３における上端）は外側に曲がっており、屈曲部２２は永久磁石２０の高さよりも低く形成されている。即ち、底面部１８と屈曲部２２との間の高さは、永久磁石取付面１５に取り付けられた永久磁石２０の一部が永久磁石取付面１５の先端から突き出るように定められる。その結果、永久磁石２０を永久磁石取付面１５により堅固に取り付けることができる。

永久磁石取付面１５とロータ１０の底面部１８との間の連結部には、傾斜面２４が形成される。この傾斜面２４は、永久磁石取付面１５に永久磁石２０を取り付ける場合に、取り付け位置の規制を容易にするためのものである。

上記のように構成されるシャフトブッシュ３０が用いられるモータの締結部が図４に示される。

図４において、本発明のドラム洗濯機の駆動モータは、一定速度及び高回転出力を提供するための動力源として用いられる。このようなドラム洗濯機の本体に本発明のモータを設置する場合、モータは、洗濯機本体の下方に延びるドラム洗濯機の回転シャフト５０に連結される。

回転シャフト５０は、洗濯機本体の下方で、ベアリングハウジング１６によって支持され、回転シャフト５０の端部には締結ボルト１４が提供される。

回転シャフト５０は、モータの回転力が発生するロータ１０に、締結ボルト１４によって締結される。以下、このことについてより詳細に説明する。

ロータ１０と回転シャフト５０と連結するために、ロータ１０の結合孔１２に回転シャフト５０が挿入され、回転シャフト５０は締結ボルト１４によって締結固定される。

回転シャフト５０は、シャフトブッシュ３０の内側に固定されているブッシュ部３５の内面に形成されたセレーション３４と係合する。このことにより、ロータ１０と回転シャフト５０との間で回転力を損失することなく伝達できる。絶縁部３２とブッシュ部３５とから成るシャフトブッシュ３０は、ブッシュ部３５が多角形状の絶縁部３２の内側に挿入された状態で、結合孔１２に取り付けられる。さらに、シャフトブッシュ３０が結合孔１２に取り付けられるとき、結合孔１２の下方の段部１９によって設置深さが制限される。即ち、シャフトブッシュ３０がロータ１０の底面部１８に深く挿入されすぎることが防止される。

円筒状のロータ１０の内側面に取り付けられた永久磁石２０は、ロータ１０の内側に配置されるステータ（図示せず）と磁気作用を行う。

前述したように、ロータ１０は、円筒状本体の底面を形成する底面部１８と、円筒状本体の垂直壁を形成する永久磁石取付面１５とから構成される。ロータ１０は、プレス加工により簡単に製造することができ、ドラム洗濯機の内部に設置される。

シャフトブッシュ３０を結合孔１２に取り付けることにより、シャフトブッシュ３０がシャフト５０とロータ１０を連結し、ロータ１０の回転力を回転シャフト５０に伝達させることができる。

上記のように構成された本発明のロータ１０を有するモータによって前記洗濯機を作動させる場合は、永久磁石２０が永久磁石取付面１５に取り付けられる位置は、傾斜面２４によって最適に設定される。従って、永久磁石２０は、ステータとの磁気相互作用を最適に行うことができる。このことにより、ロータ１０は最適の回転力で回転し、結合孔１２に一体に取り付けられているシャフトブッシュ３０に回転力を伝達する。

また、ロータ１０の外側壁面に屈曲部２２を形成することによって強度が向上し、ロータの回転力により生じる変形を防止することができる。したがって、回転力を安定的に維持することができる。

シャフトブッシュ３０に伝達された回転力は回転シャフト５０に伝達され、その後、回転シャフトと一体に形成されたドラムに伝達されてドラムを回転させる。ドラムの回転の結果、ドラムに入れられた洗濯物が洗濯される。

また、シャフトブッシュ３０の絶縁部３２は樹脂材で形成されているので、モータの回転時に発生する電気的な漏洩を遮断し、ロータ１０で発生する電気的な欠陥による電気的な漏洩を防止することができる。

このように、ドラム洗濯機で使用されるモータのロータ１０は、底面部１８と側部の永久磁石取付面１５とがプレス加工により一体に形成されるので、ロータ１０の加工が容易になる。また、ロータ１０の永久磁石取付面１５には傾斜面２４が形成されるため、永久磁石２０の取り付け位置の設定が容易になる。さらに、樹脂材から成る絶縁部３２を有するシャフトブッシュ３０によって、ロータ１０の電気的な漏洩を遮断することができる。

以上、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は斯かる実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の実施形態に変更可能である。

本発明のドラム洗濯機用モータのロータによれば、アウターロータ型無整流子直流モータに使用されるロータを、強度及び機能面から最適、且つ、単純に製作することができる。従って、モータの製造コストを削減できると共に、回転力の安定的な伝達が可能となる。さらに、モータで発生する電気的な欠陥による電気の漏洩を防止することができるので、ドラム洗濯機の信頼性が向上するという効果を奏する。

従来のロータの斜視図である。 従来のロータと回転シャフトとの結合状態を示す断面図である。 本発明によるロータの斜視図である。 本発明のロータと回転シャフトとの結合状態を示す断面図である。

Claims (5)

1. アウターロータ型モータであって、
   ベアリングハウジングに支持された回転シャフトと、
   界磁巻線を有するステータと、
   前記ステータを収容し、前記ステータの外側を回転するように設けられ、前記ステータの界磁巻線と磁気相互作用を行うための永久磁石が取り付けられたヨーク面を有するロータと、
   前記ロータと前記回転シャフトとを互いに結合するためのシャフトブッシュとを備えており、
   前記シャフトブッシュは、前記モータから電気的に絶縁するための絶縁材を含み、前記シャフトの回転損失を防止すべく多角形状に形成され、前記ロータの中央に結合されることを特徴とするアウターロータ型モータ。
2. 請求項１に記載のアウターロータ型モータであって、
   前記シャフトブッシュは、
   多角形状の樹脂材料の射出成形により形成される絶縁部と、
   焼結成形によって前記絶縁部の内側に圧入される、前記シャフトが挿入されるためのブッシュ部とを含み、
   前記絶縁部は前記ロータの中央に形成された結合孔に挿入され固定されることを特徴とするモータ。
3. 請求項１に記載のアウターロータ型モータであって、
   前記シャフトブッシュは、前記結合孔にインサート成形又は圧入により結合されることを特徴とするモータ。
4. 請求項２に記載のアウターロータ型モータであって、
   前記結合孔の内側には前記シャフトブッシュの結合深さを制限するための段部が形成されることを特徴とするモータ。
5. 請求項３に記載のアウターロータ型モータであって、
   前記結合孔の内側には前記シャフトブッシュの結合深さを制限するための段部が形成されることを特徴とするモータ。

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