JP2014103827A - ブラシレスモータ及びこれを搭載した洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラケットを介して締め付け力が巻線組立に加わることで、ステータコアの積厚最大最小差が、外径側クランプ機構により発生するスプリングバック力により悪化し、ブラケットが傾いてモータ組立がなされてロータ組立と巻線組立１０の芯ずれが増大し、ギャップ不同が悪化してモータの騒音が大きくなるという課題があった。
【解決手段】積層したコアシートを互いに噛み合わせて固着するクランプ機構をステータコアシートのヨーク部より内径側に位置する部分に配置し、該外径側には配置しない構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、低騒音で高品質なブラシレスモータ、及びこれを搭載した低騒音で高品質な洗濯機（縦型洗濯機やドラム式洗濯機）に関するものである。

従来、一般にドラム洗濯機に使用されるブラシレスモータは、図４に示すように巻線組立１０とロータ組立２０とブラケット３０から構成されている。前記巻線組立１０は、図５に示すようにステータコア１１と巻線絶縁物１３と三相巻線１４から構成されている。

前記ステータコア１１は従来、図６に示すような板状のステータコアシート１２を積層した後、図７に示すように側板１７で挟み、ボルト１８で締め付け固定したり、図示しないがアルミ製のリベットをかしめて固定していた。近年では図８に示すように前記ステータコアシート１２のヨーク部の内径側と外径側にクランプ機構１５を設けて互いにばらけないように噛み合わせて積層する例もある（たとえば特許文献１〜３参照）。

図９は、クランプ機構の断面図の一例であり、積層された前記ステータコアシート１２がＶ字形状のクランプ機構により互いに噛み込んで固着力を発生している。

特開昭５９−１７８９４３号公報 特開昭６２−１４０８５８号公報 特開平１１−１１３１９５号公報

前記ロータ組立２０は図１に示すようにロータコア２１とロータコア内部に設けた磁石２２と軸受２４とセンサマグネット２６とプーリ２５とシャフト２３とで構成され、前記ブラケット３０によって保持固定された前記巻線組立１０の内周に僅かな空隙を介して対向しながら同様に前記ブラケット３０によって回転自在に保持されている。前記ブラケット３０と前記巻線組立１０は勘合され、複数本のねじ４０により締め付け保持されている。

前記ブラケット３０を介して前記ねじ４０による締め付け力が前記巻線組立１０に加わることで、前記ステータコア１１の外径部外周の積厚寸法を全周に渡って測定した場合の積厚最大最小差（以下、積厚偏差と表す）が、外径側のクランプ機構１５により発生するスプリングバック力により悪化し、前記ブラケット３０が傾いてモータ組立がなされて前記ロータ組立２０と前記巻線組立１０の芯ずれが増大し、その結果、ギャップ不同が悪化してモータの騒音が大きくなるという課題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、前記クランプ機構１５の数を減らしても前記ステータコアシート１２が互いにばらけることがない程度の十分な強度を有すると共に、前記ブラケット３０が傾くことなくモータ組立がなされることでモータ騒音の悪化を抑えることができる洗濯機用ブラシレスモータを提供することを目的とする。

本発明は、前記ステータコアシート１２のヨーク部より内側に位置するように前記クランプ機構１５を配置し、ヨーク部より外側には前記クランプ機構１５を配置しないことを特徴とする。

このような構成により、前記ブラケット３０を介して前記ねじ４０により前記巻線組立を締め付けた際に、積層された前記ステータコアシート１２のスプリングバック力が締め付け力に対し十分に小さい値となるため積厚偏差を最小限とすることができ、前記ブラケット３０が傾くことなく保持固定されることで前記ロータ組立２０と前記巻線組立１０との芯ずれを最小限とし、モータ騒音の悪化を抑えたブラシレスモータの提供が可能となる。

以上のように本発明によれば、前記ステータコアシート１２のヨーク部より内径側に位置するように前記クランプ機構１５を配置し、ヨーク部より外径側には前記クランプ機構１５を配置しないことで、低騒音で高品質なブラシレスモータを提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータの構造図 本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータにおけるステータコアシートの事例を示す図 本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータにおけるステータコアの斜視図 従来のブラシレスモータの側面図 従来のブラシレスモータにおける巻線組立の斜視図 従来のブラシレスモータにおけるステータコアシートの第１の事例を示す図 従来のブラシレスモータにおけるステータコアの断面構成図 従来のブラシレスモータにおけるステータコアシートの第２の事例を示す図 従来のブラシレスモータにおけるクランプ機構の断面図 従来のブラシレスモータにおけるステータコアの斜視図

第１の発明は環状のヨークと前記ヨークの内周部に配置された複数のティースとから成るステータコアシートを積層したステータコアの前記ティース部に巻線絶縁物を介して三相集中巻線を施してなる巻線組立と、前記巻線組立の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持されるロータコア内部に磁石を設けたロータ組立と、前記巻線組立と前記ロータ組立を共に挟んで複数のねじを用いて締付けるブラケットを有し、前記ステータコアシートの前記ヨーク部より内径側に位置する部分に前記ステータコアシートを互いにばらけることなく固定するクランプ機構を配置すると共に外径側には前記クランプ機構を配置しない構成とする。これによりブラケットによって回転自在に保持される前記ロータ組立と前記巻線組立の芯ずれを最小限に抑えることが可能となりブラシレスモータの騒音悪化を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る洗濯機用ブラシレスモータの構造図であり、本発明のモータは巻線組立１０とロータ組立２０とアルミダイカストからなるブラケット３０とねじ４０から構成されている。前記巻線組立１０は、ステータコア１１と巻線絶縁物１３と三相巻線１４から構成されている。

そして、前記ブラケット３０が出力軸側ブラケットと反出力軸側ブラケットの２つで構成され、前記ねじ４０が前記ステータコア１１を通らずに、前記ブラケット３０に設けた貫通穴、又はねじ穴を通して後、前記ねじ４０を締め付ける構造が少なくとも３つ以上ある構成となっている。ここで、ステータコア１１の外径寸法よりも前記ブラケット３０の内径寸法が大きくなっている。

前記ステータコアシート１２は、本発明の実施の形態１に係る前記ステータコアシートの事例である図２にて説明する。図２に示すように、前記ステータコアシート１２のヨーク部より内径側に位置するようにクランプ機構１５を配置し、前記ヨーク部より外径側には前記クランプ機構１５を配置しない構成としている。また、前記ヨーク部より内径側に配置した前記クランプ機構１５のみで噛み合わせて積層された前記ステータコアシート同士の固着強度は十分強いことは言うまでもない。

図９は、クランプ機構１５の断面図の一例であり、積層された前記ステータコアシート１２がＶ字形状のクランプ機構により互いに噛み込んで固着力を発生している。なお、クランプ機構の形状が略円形で縦断面が略Ｖ形あるいはフラットであっても良い。

前記ロータ組立２０はロータコア２１とロータコア内部に設けた磁石２２と軸受２４とセンサマグネット２６とプーリ２５とシャフト２３とで構成され、前記巻線組立１０の内周に僅かな空隙を介して対向しながら前記ブラケット３０にて回転自在に保持されている。

以上に示した本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータにおいては、前記ブラケットを介して前記ねじ４０を締め付けた際に生じる前記ステータコア１１の積厚偏差の大きさを最小限とすることができ、前記ブラケット３０が傾くことなく保持固定されることで前記ロータ組立２０と前記巻線組立１０との芯ずれを最小限にすることから、モータ騒音の悪化を容易に抑えることが可能となる。従って、強度等の信頼性、安全性を損なうことなくブラシレスモータ及びブラシレスモータを搭載した機器の低騒音、且つ品質を向上するために好適であると言える。

ここで、前記ヨーク部より外径側に前記クランプ機構を配置しない理由を説明する。

前記クランプ機構により互いに積層された前記ステータコアシート間には微小な隙間が生じており、それが全体としてスプリングバック力を発生させることで、ねじで締付けた時の締め付け力に反発する力となっている。

本形態の特徴として、前記ブラケットが前記巻線組立を押さえる場所が前記巻線絶縁物を避けるためステータコアの外周から数ミリの範囲であることから、前記ヨーク部より外径側に配置された前記クランプ機構によるスプリングバック力が、以下に述べる積厚偏差の発生に大きく影響し、内径側に配置された前記クランプ機構によるスプリングバック力は影響しないことが容易に推察される。

このスプリングバック力は前記ステータコアシート間の微小な隙間を潰すように締付けるに従い大きくなり、全体では数ｋＮ〜数十ｋＮの大きさとなる。ねじ締付けによる軸推力の十数ｋＮに対し著しく大きい場合や軸推力にばらつきがある場合、一様に均等な締付けができずに場所によって締まった部位と良く締まっていない部位とが存在することとなりこれが積厚偏差の原因となる。

前記ステータコアの端面に前記ブラケットの基準面が正対して嵌合されるため、前記の
ように締まった部位と良く締まっていない部位が存在することで前記ステータコアに対し前記ブラケットが傾いて固定されることとなる。前記ブラケットが傾くと前記ロータ組立の軸受を収めて保持するための軸受ハウジングも一緒に傾くため前記ロータ組立の軸と前記ステータコアの軸がずれて両者の軸がずれた芯ずれ状態となる。これがギャップ不同の原因となって騒音の発生要因となる。

本発明は、このような騒音の発生要因を生じさせないために前記ヨーク部より外径側に前記クランプ機構を配置しない構成としている。

なお、前記ヨークより内径側の前記クランプ機構は前記ブラケットの傾きには影響しないため自由に配置が可能である。

以上のように、本発明に係るブラシレスモータは、ステータコアシートのヨーク部より内径側に位置するようにクランプ機構を配置し、外径側にはクランプ機構を配置しない構成により、強度等の信頼性、安全性を損なうことなくモータ騒音の悪化の抑制が可能であり、容易に低騒音で高品質なモータを提供することができ、安価にて低騒音、高品質が要求される各種家電機器などの用途に適用できる。

１０ 巻線組立
１１ ステータコア
１２ ステータコアシート
１３ 巻線絶縁物
１４ 三相巻線
１５ クランプ機構
２０ ロータ組立
２１ ロータコア
２２ 磁石
２３ シャフト
２４ 軸受
２５ プーリ
２６ センサマグネット
３０ ブラケット
４０ ねじ
５０ センサ基板

本発明は、低騒音で高品質なブラシレスモータ、及びこれを搭載した低騒音で高品質な洗濯機（縦型洗濯機やドラム式洗濯機）に関するものである。

従来、一般にドラム洗濯機に使用されるブラシレスモータは、図４に示すように巻線組立１０とロータ組立２０とブラケット３０から構成されている。前記巻線組立１０は、図５に示すようにステータコア１１と巻線絶縁物１３と三相巻線１４から構成されている。

前記ステータコア１１は従来、図６に示すような板状のステータコアシート１２を積層した後、図７に示すように側板１７で挟み、ボルト１８で締め付け固定したり、図示しないがアルミ製のリベットをかしめて固定していた。近年では図８に示すように前記ステータコアシート１２のヨーク部より内側と、ヨーク部にクランプ機構１５を設けて互いにばらけないように噛み合わせて積層する例もある（たとえば特許文献１〜３参照）。

図９は、クランプ機構の断面図の一例であり、積層された前記ステータコアシート１２がＶ字形状のクランプ機構により互いに噛み込んで固着力を発生している。

特開昭５９−１７８９４３号公報 実開昭６２−１４０８５８号公報 特開平１１−１１３１９５号公報

前記ロータ組立２０は図１に示すようにロータコア２１とロータコア内部に設けた磁石２２と軸受２４とセンサマグネット２６とプーリ２５とシャフト２３とで構成され、前記ブラケット３０によって保持固定された前記巻線組立１０の内周に僅かな空隙を介して対
向しながら同様に前記ブラケット３０によって回転自在に保持されている。前記ブラケット３０と前記巻線組立１０は勘合され、複数本のねじ４０により締め付け保持されている。

前記ブラケット３０を介して前記ねじ４０による締め付け力が前記巻線組立１０に加わることで、前記ステータコア１１の外径部外周の積厚寸法を全周に渡って測定した場合の積厚最大最小差（以下、積厚偏差と表す）が、外径側のクランプ機構１５により発生するスプリングバック力により悪化し、前記ブラケット３０が傾いてモータ組立がなされて前記ロータ組立２０と前記巻線組立１０の芯ずれが増大し、その結果、ギャップ不同が悪化してモータの騒音が大きくなるという課題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、前記クランプ機構１５の数を減らしても前記ステータコアシート１２が互いにばらけることがない程度の十分な強度を有すると共に、前記ブラケット３０が傾くことなくモータ組立がなされることでモータ騒音の悪化を抑えることができる洗濯機用ブラシレスモータを提供することを目的とする。

本発明は、前記ステータコアシート１２のヨーク部より内側に位置するように前記クランプ機構１５を配置し、ヨーク部には前記クランプ機構１５を配置しないことを特徴とする。

このような構成により、前記ブラケット３０を介して前記ねじ４０により前記巻線組立を締め付けた際に、積層された前記ステータコアシート１２のスプリングバック力が締め付け力に対し十分に小さい値となるため積厚偏差を最小限とすることができ、前記ブラケット３０が傾くことなく保持固定されることで前記ロータ組立２０と前記巻線組立１０との芯ずれを最小限とし、モータ騒音の悪化を抑えたブラシレスモータの提供が可能となる。

以上のように本発明によれば、前記ステータコアシート１２のヨーク部より内側に位置するように前記クランプ機構１５を配置し、ヨーク部には前記クランプ機構１５を配置しないことで、低騒音で高品質なブラシレスモータを提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータの構造図 本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータにおけるステータコアシートの事例を示す図 本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータにおけるステータコアの斜視図 従来のブラシレスモータの側面図 従来のブラシレスモータにおける巻線組立の斜視図 従来のブラシレスモータにおけるステータコアシートの第１の事例を示す図 従来のブラシレスモータにおけるステータコアの断面構成図 従来のブラシレスモータにおけるステータコアシートの第２の事例を示す図 従来のブラシレスモータにおけるクランプ機構の断面図 従来のブラシレスモータにおけるステータコアの斜視図

第１の発明は環状のヨーク部と前記ヨーク部の内側に配置された複数のティース部とか
ら成るステータコアシートを積層したステータコアの前記ティース部に巻線絶縁物を介して三相集中巻線を施してなる巻線組立と、前記巻線組立の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持されるロータコア内部に磁石を設けたロータ組立と、前記巻線組立と前記ロータ組立を共に挟んで複数のねじを用いて締付けるブラケットを有し、前記ステータコアシートの前記ヨーク部より内側に位置する部分に前記ステータコアシートを互いにばらけることなく固定するクランプ機構を配置すると共にヨーク部には前記クランプ機構を配置しない構成とする。これによりブラケットによって回転自在に保持される前記ロータ組立と前記巻線組立の芯ずれを最小限に抑えることが可能となりブラシレスモータの騒音悪化を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る洗濯機用ブラシレスモータの構造図であり、本発明のモータは巻線組立１０とロータ組立２０とアルミダイカストからなるブラケット３０とねじ４０から構成されている。前記巻線組立１０は、ステータコア１１と巻線絶縁物１３と三相巻線１４から構成されている。

そして、前記ブラケット３０が出力軸側ブラケットと反出力軸側ブラケットの２つで構成され、前記ねじ４０が前記ステータコア１１を通らずに、前記ブラケット３０に設けた貫通穴、又はねじ穴を通して後、前記ねじ４０を締め付ける構造が少なくとも３つ以上ある構成となっている。ここで、ステータコア１１の外径寸法よりも前記ブラケット３０の内径寸法が大きくなっている。

前記ステータコアシート１２は、本発明の実施の形態１に係る前記ステータコアシートの事例である図２にて説明する。図２に示すように、前記ステータコアシート１２のヨーク部より内側に位置するティース部にクランプ機構１５を配置し、前記ヨーク部には前記クランプ機構１５を配置しない構成としている。また、前記ヨーク部より内側に配置した前記クランプ機構１５のみで噛み合わせて積層された前記ステータコアシート同士の固着強度は十分強いことは言うまでもない。

図９は、クランプ機構１５の断面図の一例であり、積層された前記ステータコアシート１２がＶ字形状のクランプ機構により互いに噛み込んで固着力を発生している。なお、クランプ機構の形状が略円形で縦断面が略Ｖ形あるいはフラットであっても良い。

前記ロータ組立２０はロータコア２１とロータコア内部に設けた磁石２２と軸受２４とセンサマグネット２６とプーリ２５とシャフト２３とで構成され、前記巻線組立１０の内周に僅かな空隙を介して対向しながら前記ブラケット３０にて回転自在に保持されている。

以上に示した本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータにおいては、前記ブラケットを介して前記ねじ４０を締め付けた際に生じる前記ステータコア１１の積厚偏差の大きさを最小限とすることができ、前記ブラケット３０が傾くことなく保持固定されることで前記ロータ組立２０と前記巻線組立１０との芯ずれを最小限にすることから、モータ騒音の悪化を容易に抑えることが可能となる。従って、強度等の信頼性、安全性を損なうことなくブラシレスモータ及びブラシレスモータを搭載した機器の低騒音、且つ品質を向上するために好適であると言える。

ここで、前記ヨーク部に前記クランプ機構を配置しない理由を説明する。

前記クランプ機構により互いに積層された前記ステータコアシート間には微小な隙間が生じており、それが全体としてスプリングバック力を発生させることで、ねじで締付けた時の締め付け力に反発する力となっている。

本形態の特徴として、前記ブラケットが前記巻線組立を押さえる場所が前記巻線絶縁物を避けるためステータコアの外周から数ミリの範囲であることから、前記ヨーク部に配置された前記クランプ機構によるスプリングバック力が、以下に述べる積厚偏差の発生に大きく影響し、内側に配置された前記クランプ機構によるスプリングバック力は影響しないことが容易に推察される。

このスプリングバック力は前記ステータコアシート間の微小な隙間を潰すように締付けるに従い大きくなり、全体では数ｋＮ〜数十ｋＮの大きさとなる。ねじ締付けによる軸推力の十数ｋＮに対し著しく大きい場合や軸推力にばらつきがある場合、一様に均等な締付けができずに場所によって締まった部位と良く締まっていない部位とが存在することとなりこれが積厚偏差の原因となる。

前記ステータコアの端面に前記ブラケットの基準面が正対して嵌合されるため、前記のように締まった部位と良く締まっていない部位が存在することで前記ステータコアに対し前記ブラケットが傾いて固定されることとなる。前記ブラケットが傾くと前記ロータ組立の軸受を収めて保持するための軸受ハウジングも一緒に傾くため前記ロータ組立の軸と前記ステータコアの軸がずれて両者の軸がずれた芯ずれ状態となる。これがギャップ不同の原因となって騒音の発生要因となる。

本発明は、このような騒音の発生要因を生じさせないために前記ヨーク部に前記クランプ機構を配置しない構成としている。

なお、前記ヨーク部より内側の前記クランプ機構は前記ブラケットの傾きには影響しないため自由に配置が可能である。

以上のように、本発明に係るブラシレスモータは、ステータコアシートのヨーク部より内側に位置するようにクランプ機構を配置し、ヨーク部にはクランプ機構を配置しない構成により、強度等の信頼性、安全性を損なうことなくモータ騒音の悪化の抑制が可能であり、容易に低騒音で高品質なモータを提供することができ、安価にて低騒音、高品質が要求される各種家電機器などの用途に適用できる。

１０ 巻線組立
１１ ステータコア
１２ ステータコアシート
１３ 巻線絶縁物
１４ 三相巻線
１５ クランプ機構
２０ ロータ組立
２１ ロータコア
２２ 磁石
２３ シャフト
２４ 軸受
２５ プーリ
２６ センサマグネット
３０ ブラケット
４０ ねじ
５０ センサ基板

Claims (7)

1. ステータコアシートを積層してなるステータコアと巻線を有する巻線組立と、すくなくともロータコアと軸受をシャフトに固定してなるロータ組立と、前記巻線組立と前記ロータ組立を保持するブラケットと、前記ブラケットを介して前記巻線組立を締め付けるようにしたブラシレスモータであって、
   積層した前記コアシートを互いに噛み合わせて固着するクランプ機構を前記ステータコアシートのヨーク部より内径側に位置する部分に配置し、該外径側には配置しないことを特徴としたブラシレスモータ。
2. 前記クランプ機構の縦断面がＶ字形をしていることを特徴とした請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記クランプ機構の形状が略円形で縦断面が略Ｖ形あるいはフラットであることを特徴とした請求項１に記載のブラシレスモータ。
4. 前記ブラケットの材質がアルミダイカストであることを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。
5. 前記ブラケットが出力軸側ブラケットと反出力軸側ブラケットの２つで構成され、ねじが前記ステータコアを通らずに前記ブラケットに設けた貫通穴、又はねじ穴を通して後、前記ねじを締め付ける構造が少なくとも３つ以上あることを特徴とした請求項１〜４のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。
6. 前記ステータコアの外径寸法よりも前記ブラケットの内径寸法が大きいことを特徴とした請求項１〜５のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のブラシレスモータを備えた洗濯機。