JP2018191459A - Electric motor and washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,磁石モータに係わり,これを用いた洗濯機,特にドラム式洗濯乾燥機に関する。 The present invention relates to a magnet motor, and more particularly, to a washing machine using the magnet motor, and more particularly to a drum type washing and drying machine.
現在のドラム式洗濯乾燥機は,回転ドラムの回転軸に磁石モータを直結して駆動する方式(ダイレクトドライブ方式)が主流となってきている。通常,ドラム式洗濯機においては,洗い工程で回転ドラムを低速高トルクで駆動する必要があるため,回転子の永久磁石には平板フェライト磁石や円弧状フェライト磁石を磁化方向が互いに対向するよう複数配置して回転子鉄心へ挿入して,永久磁石から発生する磁束を効率的に利用している。この場合,回転子鉄心の外径側および内径側の鉄部を無くし,空隙を設けることにより永久磁石から発生する磁束をさらに効率的に利用することができる。 The current drum-type washer-dryer is mainly driven by a magnet motor directly connected to the rotating shaft of the rotating drum (direct drive method). Usually, in a drum-type washing machine, it is necessary to drive the rotating drum at low speed and high torque during the washing process. It is arranged and inserted into the rotor core to efficiently use the magnetic flux generated from the permanent magnet. In this case, it is possible to use the magnetic flux generated from the permanent magnet more efficiently by eliminating the outer diameter side and inner diameter side iron portions of the rotor core and providing a gap.
洗濯機の多くは家庭内で使用され,近年では夜に洗濯する方も多く低騒音化のニーズが年々高まってきている。騒音発生の要因は様々であるが,電動機に起因する騒音の一つとしては脈動トルクがある。脈動トルクが大きいと電動機から振動が発生しそれが回りの筐体部分に伝搬して騒音となる。 Many washing machines are used in the home, and in recent years there are many people who wash at night, and the need for low noise is increasing year by year. There are various causes of noise generation, but pulsation torque is one of the noises caused by motors. When the pulsating torque is large, vibration is generated from the electric motor, which propagates to the surrounding casing and becomes noise.
電動機の脈動トルクを低減する方法としては様々な方法が提案されており,例えば固定子におけるティースの内周面と,回転子における磁極鉄心の外周面とを,互いに凸の非同心形状を用いる手法もある。 Various methods have been proposed as methods for reducing the pulsation torque of an electric motor. For example, a method using non-concentric shapes that are convex on the inner peripheral surface of the teeth in the stator and the outer peripheral surface of the magnetic pole core in the rotor. There is also.
また,特許文献1のように,回転子の回転軸に垂直な断面における断面形状が回転軸方向で変化することによる,磁気回路設計が異なる領域を回転軸方向に2つ以上設けて,コギングトルクを低減する手法が提案されている。
Further, as in
脈動トルクが大きいと電動機から振動が発生しそれが回りの筐体部分に伝搬して騒音となる課題があった。更に低騒音化をするためには脈動トルクを低減する必要があり,本発明の目的は脈動トルクが小さい電動機およびこの電動機を適応した洗濯機を提供することである。 When the pulsation torque is large, vibrations are generated from the electric motor, which propagates to the surrounding housing part and causes noise. In order to further reduce the noise, it is necessary to reduce the pulsation torque, and an object of the present invention is to provide an electric motor having a small pulsation torque and a washing machine to which the electric motor is applied.
本発明の電動機は,固定子と,前記固定子に対して回転するように設けられた回転子とからなり,前記回転子は,電磁鋼板の回転子鉄心を積層した回転磁極と,前記回転磁極の両側に配置された永久磁石とを備え,これらを円環状に複数配置して全体を樹脂材で覆うことにより固定され,前記回転磁極および前記永久磁石の内径側に補強部材を介してシャフト連結部材が設けられている回転子であって,前回転磁極は,外径側端部に円周方向に突出する突出部を有している第一の回転子鉄心と外径側端部に突出部を有していない第二の回転子鉄心とを積層して構成するようにしたものである。 The electric motor according to the present invention includes a stator and a rotor provided to rotate with respect to the stator, and the rotor includes a rotating magnetic pole formed by laminating a rotor core of an electromagnetic steel plate, and the rotating magnetic pole. Permanent magnets arranged on both sides of the magnet, and a plurality of these are arranged in an annular shape and are fixed by covering the whole with a resin material. The shaft is connected to the inner diameter side of the rotating magnetic pole and the permanent magnet via a reinforcing member The rotor is provided with a member, and the front rotating magnetic pole protrudes from a first rotor core having a protruding portion protruding in a circumferential direction at an outer diameter side end portion and an outer diameter side end portion. A second rotor core that does not have a portion is laminated and configured.
本発明によれば,運転時の脈動トルクを低減した電動機およびこの電動機を適応した洗濯機を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric motor which reduced the pulsation torque at the time of driving | operation, and the washing machine which adapted this electric motor can be provided.
次に,本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。まず,本実施形態に係るドラム式洗濯機(以下,洗濯乾燥機と称する)の全体構成について説明した後に,このドラム式洗濯機に搭載される電動機について説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. First, after describing the overall configuration of a drum type washing machine (hereinafter referred to as a washing / drying machine) according to the present embodiment, an electric motor mounted on the drum type washing machine will be described.
図1は,本発明の実施形態に係る洗濯乾燥機の外観斜視図である。 FIG. 1 is an external perspective view of a washing / drying machine according to an embodiment of the present invention.
符号401は,洗濯乾燥機400の外郭を構成する略箱状の筐体である。筐体401は,この筐体401を支持する合成樹脂製のベース402の上に取り付けられている。図1においては,洗濯乾燥機400の筐体401の内側の構造を示すために,筐体401を構成する上面カバー(不図示),前面カバー(不図示),及び下部前面カバー(不図示)を取り外した様子を示している。なお,図1中,符号406は,筐体401を構成する側板であり,符号407は,背面カバーである。
この洗濯乾燥機400においては,前面の略中央に設けられた開口408を介してドラム404内に衣類等の洗濯物の出し入れが行われる。そして,開口408は,図示しないヒンジ周りに回動するドア403によって開閉可能となっている。
In the washing /
ドラム404は,回転可能に支持された有底円筒形状を呈しており,その外周壁及び底壁に通水及び通風のための多数の貫通孔を有している。ドラム404の回転軸は,水平又は開口408側が高くなるように傾斜している。
The
外槽405は,円筒状に形成され,その同軸上にドラム404を内包している。ちなみに,この外槽405に内包されるドラム404は,洗濯室,脱水室及び乾燥室として機能するようになっている。外槽405の前面の開口には,合成樹脂製の図示しない外槽カバーが設けられ,外槽405内への貯水を可能としている。外槽405の底面には,図示しない排水口が設けられている。
The
外槽405は,下側をベース402に固定されたサスペンション409(コイルばねとダンパで構成)で防振支持されている。また,外槽405の上側は上部補強部材410に取り付けた補助ばね(図示せず)で支持されており,この補助ばねは,外槽405の前後方向へ倒れを防いている。
The
このような洗濯乾燥機400においては,外槽405内に洗浄水が貯留され,次に説明する電動機1によってドラム404が回転駆動されて洗濯物の洗濯が行われる。また,洗濯乾燥機400においては,洗濯の終了後に,すすぎ,脱水,及び乾燥を実施する際に電動機1がドラム404を回転駆動することとなる。
In such a washing and
次に,本実施形態に係る電動機1について更に詳しく説明する。
図1に示すように,電動機1は,外槽405の後側端面の外側中央に配置されている。なお,図1中,電動機1は,その回転軸方向(回転軸の延在方向)から見た当該電動機1の外形(輪郭)がかくれ線(破線)で示されている。このような電動機1の回転軸は,外槽405を貫通し,ドラム404と結合されている。
図2は,本発明の実施形態に係る電動機の回転軸に沿った電動機の縦断面図である。
図2に示すように,電動機1は,外槽405(図1参照)の裏底(外槽ベース)側に固定子ベース300を介してネジ等の締結具(図示省略)により取付けられている。
固定子ベース300は,外槽405に取り付けられるフランジ部300aと,電動機1の回転軸320を内蔵する胴部300bとで主に構成されている。
外槽405(図1参照)の底部を貫通する側の胴部300bに設けられるボス部310には,その内側にウォータシール311が圧入されている。このウォータシール311によって,外槽405内の洗浄水が電動機1を介して外槽405の外側に漏れないようになっている。
胴部300bの内側には回転軸320を回転支持する軸受313a,313bが収納されている。
そして,回転軸320は,胴部300b内を外槽405(図1参照)側から離れるように延在し,胴部300bから突出したその回転軸320の先端部が,後に詳しく説明する回転子200に挿入されている。ちなみに,回転軸320の先端部には,ねじ部が形成されており,このねじ部に螺合するナット314によって,回転子200は回転軸320に取り付けられている。
また,後記するように,回転子200の外周側に配置されることとなる固定子100は,ネジ315でフランジ部300aに固定されている。
固定子100には,回転子200の磁極位置を検知するための,ホールICホルダ(図示省略)と巻線の発熱を検知するサーマルプロテクタを搭載したサーマルプロテクタホルダ(図示省略)が取付けられている。ちなみに,ホールICホルダは,回転子200の端面の磁束を検知し極性と位置を検出している。また,サーマルプロテクタホルダは,電動機1が過負荷になったとき,巻線へ通電する電源を遮断するように構成されている。
回転軸320には,ドラム404を取付けるためのフランジ316が嵌合固定されている。
図3は,図2のIIIa−IIIa部分断面図である。
図3に示すように,前記の回転軸320(図2参照)に固定される回転子200は,固定子100の内側に配置されている。
固定子100は,固定子コイル110が巻装された多数の固定磁極120を有し,積層される全ての固定子鉄心の先端部は円周方向に突出している形状121となっている。
回転子200は,後記する電磁鋼板で作成された第一回転子鉄心と第二回転子鉄心を積層した回転磁極210に永久磁石220が多数配置されている。
本実施形態での固定子100における固定磁極120の数は,42個である。また,本実施形態での回転子200の永久磁石220及び回転磁極210の数は,それぞれ56極である。符号260は,所定の金型内で回転子200をインサート成形する際に,充填される成形樹脂である。
次に洗濯乾燥機の低騒音化を図るため,現行分析を実施した結果,通電時のトルク脈動が騒音を増加させる主因であることが分かった。すなわち,トルク脈動の低減が低騒音化への近道であると言える。
Next, the
As shown in FIG. 1, the
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the electric motor along the rotation axis of the electric motor according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the
The
A water seal 311 is press-fitted inside the
Bearings 313a and 313b for rotating and supporting the rotating
The rotating
Further, as will be described later, the
The
A
3 is a partial sectional view taken along line IIIa-IIIa in FIG.
As shown in FIG. 3, the
The
In the
The number of fixed
Next, the current analysis was conducted to reduce the noise of the washing and drying machine. As a result, it was found that torque pulsation during energization is the main cause of noise increase. In other words, reducing torque pulsation is a shortcut to reducing noise.
そこで,トルク脈動低減のため,本発明では現在のトルク脈動を打ち消すように回転磁極210端部の位置を調整したものである。図4に回転磁極210を構成する,先端の端部が円周方向に突出している形状の第一回転子鉄心211と先端の端部が円周方向に突出していない形状の第二回転子鉄心212を示す。
Therefore, in order to reduce torque pulsation, in the present invention, the position of the end of the rotating
第一回転子鉄心211と第二回転子鉄心212とは,固定子100と対向する半径方向外側の形状が異なっている。一方の第一回転子鉄心211の外径側の端部には,円周方向の両側に突出する突出部211a,突出部211bを有している。他方の回転子鉄心212の外径側の端部には,円周方向の突出部がない形状212a,212bとなっている。
The
次に図5にトルク脈動を打ち消すように回転磁極210を配置した構成する形態をしめす。先端の端部が円周方向に突出している形状の第一回転子鉄心211と先端の端部が円周方向に突出していない形状の第二回転子鉄心212を図の如く回転軸320の軸方向に順番に積層する。
Next, FIG. 5 shows a configuration in which the rotating
図6は固定子100側から見た回転子200の外周側の外観図である。本実施例では,前記第一回転子鉄心211を積層した領域と前記第二回転子鉄心212を積層した領域を,軸方向に交互に積層して回転磁極210を構成している。
FIG. 6 is an external view of the outer periphery side of the
図7に脱水時トルク波形図を示す。先端の端部が円周方向に突出している形状の第一回転子鉄心211の脈動トルクに対し,先端の端部が円周方向に突出していない形状の第二回転子鉄心212の脈動トルクが約180°反転させることで互いのトルクを打ち消すことで合成波形のトルク脈動を低減することができる。
FIG. 7 shows a torque waveform diagram during dehydration. The pulsation torque of the
図8に脱水時トルク波形比較を示す。回転磁極210を積層で構成する電磁鋼板の形状が全て,先端の端部が円周方向に突出している形状の第一回転子鉄心211で構成される回転子の脱水運時の脈動トルクに比べ,先端の端部が円周方向に突出している形状の第一回転子鉄心211と先端の端部が円周方向に突出していない形状の第二回転子鉄心212を法則に従い組み合わせた回転子の脱水運時の脈動トルクが低減されていることが判る。
FIG. 8 shows a torque waveform comparison during dehydration. Compared to the pulsating torque during dehydration of the rotor composed of the
これら,本発明に係る回転子を使用した電動機を備えることで洗濯乾燥機の低騒音化を図ることができる。 By providing the electric motor using the rotor according to the present invention, it is possible to reduce the noise of the washing / drying machine.
なお,本実施例では永久磁石を使用した回転子としているが,着磁前の磁石要素を使って回転子を形成し,その後に磁石要素に着磁させて永久磁石としてもよい。この場合は,回転子を組み立てるときに磁石要素が磁化されていないので,回転磁極に吸着することがなく,作業性が良いものとすることができる。 In this embodiment, a rotor using a permanent magnet is used. However, a rotor may be formed using a magnet element before magnetization, and then the magnet element may be magnetized to form a permanent magnet. In this case, since the magnet element is not magnetized when the rotor is assembled, it is not attracted to the rotating magnetic pole, and the workability can be improved.
以上,本発明に係る回転子を使用した電動機ついて最良の実施の形態および実施例を示して詳細に説明した。なお,本発明の内容は,前記実施例に限定されず,その趣旨を逸脱しない範囲内において適宜改変・変更等することができることはいうまでもない。 The electric motor using the rotor according to the present invention has been described in detail with reference to the best mode and examples. Needless to say, the contents of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified or changed without departing from the spirit of the present invention.
1 電動機
100 固定子
110 固定子コイル
120 固定磁極
121 固定子鉄心先端部
200 回転子
210 回転磁極
211 先端の端部が円周方向に突出している形状の第一回転子鉄心
211a 第一回転子鉄心先端の端部突出部
211b 第一回転子鉄心先端の端部突出部
212 先端の端部が円周方向に突出していない形状の第二回転子鉄心
212a 第二回転子鉄心先端端部
211b 第二回転子鉄心先端端部
220 永久磁石
260 成形樹脂材
300 固定子ベース
300a フランジ部
300b 胴部
310 ボス部
311 ウォータシール
313a 軸受
313b 軸受
314 ナット
315 ネジ
316 フランジ
320 回転軸
400 洗濯乾燥機
401 筐体
402 ベース
403 ドア
404 ドラム
405 外槽
406 側板
407 背面カバー
408 開口
409 サスペンション
410 補強部材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記固定子に対して回転するように設けられた回転子とからなり,
前記回転子は,
電磁鋼板の回転子鉄心を積層した回転磁極と,
前記回転磁極の両側に配置された永久磁石と,を備え,
これらを円環状に複数配置して全体を樹脂材で覆うことにより固定され,
前記回転磁極および前記永久磁石の内径側に補強部材を介してシャフト連結部材が設けられている回転子であって,
前回転磁極は,
外径側端部に円周方向に突出する突出部を有している第一の回転子鉄心と
外径側端部に突出部を有していない第二の回転子鉄心と
を積層して構成したことを特徴とする電動機。 A stator,
A rotor provided to rotate with respect to the stator,
The rotor is
Rotating magnetic poles with laminated magnetic steel rotor cores;
A permanent magnet disposed on both sides of the rotating magnetic pole,
It is fixed by arranging a plurality of these in an annular shape and covering the whole with a resin material,
A rotor in which a shaft connecting member is provided via a reinforcing member on an inner diameter side of the rotating magnetic pole and the permanent magnet,
The front rotating magnetic pole
A first rotor core having a projecting portion projecting in the circumferential direction at an outer diameter side end portion and a second rotor core having no projecting portion at an outer diameter side end portion are laminated. An electric motor characterized by comprising.
前記固定子に対して回転する回転子を備え,
前記回転子は永久磁石および回転磁極が放射状に交互に複数配置され円環状となっており,
前記回転磁極は電磁鋼板の回転子鉄心を締結部にて固着積層して構成された電動機において,
前記永久磁石および回転子鉄心は,
略弓型に形成されて,その周方向一端側は凸状の曲面部を有し,周方向他端側は凹状の曲面部を有すると共に,
前記回転子鉄心は 回転子の外周側端部に円周方向に突出する突出部を有している第一の回転子鉄心と,
外周側端部に突出部を有していない第二の回転子鉄心とであり,
前記回転磁極は,
前記第一の回転子鉄心と前記第二の回転子鉄心とを軸方向に交互に積層して構成したことを特徴とする電動機。 A stator,
A rotor that rotates relative to the stator;
The rotor has an annular shape in which a plurality of permanent magnets and rotating magnetic poles are alternately arranged radially,
The rotating magnetic pole is an electric motor constituted by fixing and laminating a rotor core of an electromagnetic steel sheet at a fastening portion,
The permanent magnet and the rotor core are
It is formed in a substantially arcuate shape, and one end in the circumferential direction has a convex curved surface portion, and the other end in the circumferential direction has a concave curved surface portion.
The rotor core includes a first rotor core having a protrusion protruding in a circumferential direction at an outer peripheral end of the rotor;
A second rotor core that does not have a protrusion at the outer peripheral end,
The rotating magnetic pole is
An electric motor comprising the first rotor core and the second rotor core stacked alternately in the axial direction.
前記回転磁極は,
前記第一の回転子鉄心を積層した第一のブロックと,
前記第二の回転子鉄心を積層した第二のブロックと,
を回転軸方向に交互に積層して構成したことを特徴とする電動機。 The electric motor according to claim 1 or 2,
The rotating magnetic pole is
A first block in which the first rotor cores are laminated;
A second block in which the second rotor cores are laminated;
An electric motor that is configured by alternately laminating in the direction of the rotation axis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017093556A JP2018191459A (en) | 2017-05-10 | 2017-05-10 | Electric motor and washing machine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2017093556A JP2018191459A (en) | 2017-05-10 | 2017-05-10 | Electric motor and washing machine |
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JP2017093556A Pending JP2018191459A (en) | 2017-05-10 | 2017-05-10 | Electric motor and washing machine |
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Country | Link |
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2017
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Legal Events
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