JP3316451B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

ドラム式洗濯機

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智也 川口
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水平軸を中心に回
転自在に配設したドラム内に洗濯物を収容して洗濯、或
いは洗濯及び乾燥を行なうドラム式洗濯機(ここでは、
乾燥の機能を併せ持つものも「洗濯機」と呼ぶこととす
る)に関する。
【0002】
【従来の技術】ドラム式洗濯機は、水平軸を中心に回転
されるドラム内に洗濯物を収容し、洗いから乾燥迄を一
貫して行なうことができるようになっている。ドラムの
主軸を回転駆動する方法としては、外槽の下側にモータ
を取り付け、該モータ軸に固着したプーリとドラムの主
軸に取り付けたプーリとをVベルト等を用いて連結す
る、いわゆるベルトドライブによるものが一般的であ
る。
【0003】これに対し、本願出願人は、外槽の背面に
取り付けたモータのモータ軸とドラムの主軸とを直結す
る、いわゆるダイレクトドライブ方式によるドラム式洗
濯機を提案している。この洗濯機では、外槽は回転軸の
回りに略均等な重量分布を有することになるので、バラ
ンス用の重錘を用いずに外槽の重心位置をドラムの回転
中心に近付けることができ、その結果、ドラム回転時の
外槽の振動を抑制するとともに軽量化が図れるという利
点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ダイレクトドライブ方
式ではモータを外槽の背面に配置するので、洗濯機の奥
行寸法を小さくするには薄型モータを用いる必要があ
り、アウタロータ形モータが有用である。アウタロータ
形のブラシレスモータでは、内周側に位置するステータ
の外周側をロータが取り囲む構造となっているため、ス
テータの巻線(コイル)に発生した熱が放散されにく
い。そこで、従来、ステータに対面するロータ内側に翼
体が形成されており、ロータが回転すると該翼体により
生起された風がステータの巻線に当たって冷却される構
造となっている(例えば、特開平9−10474号公報
の図1の記載参照)。
【0005】上記翼体による冷却はモータの回転速度が
高いときには有効である。ところが、洗いやすすぎ運転
時には数十rpm程度の低い回転速度でドラムを回転さ
せるべく、モータも同回転速度に制御される。このよう
な低い回転速度でもってロータが回転しても、上述のよ
うに付設された翼体により生起される空気流は弱く、巻
線の冷却に殆ど寄与しない。このため、モータへの通電
が継続されるに伴い巻線の温度は徐々に上昇し、過熱の
恐れがある。
【0006】本発明は上記課題を解決するために成され
たもので、その目的とするところは、ドラムをダイレク
ト駆動する駆動源としてアウタロータ形モータを用いた
ドラム式洗濯機において、モータの巻線の冷却を効果的
に行うことができる構造を有するドラム式洗濯機を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る第1のドラム式洗濯機は、ドラ
ムを内装する外槽の背面に取り付けた軸受によりドラム
に固着された軸体を支承し、該外槽の背面に設けたアウ
タロータ形モータにより該軸体を直接的に回転駆動する
ドラム式洗濯機において、外槽の背面と所定の間隙を保
って前記モータの円環状のステータを固定する一方、該
モータのロータには、その外周側に放射状に突出する翼
体を設けるとともに、隣接する翼体の間の周壁面に径方
向に貫通する通気孔を形成し、更に、前記ロータは、前
記翼体と略同一面内で内周側に突出するリブを形成して
成ることを特徴としている。
【0008】
【0009】
【0010】
【発明の実施の形態及び発明の効果】本発明に係る第1
のドラム式洗濯機では、ロータが回転するとロータの外
周側に形成された翼体が一体となって回転し、隣接する
翼体に挟まれた空間内に存在する空気を外側に向かって
強く押し出す。すると、該空間内の空気圧が一時的に低
くなり、通気孔を介してロータ内周側から外周側へと流
れる空気流が発生する。また、それによりロータとステ
ータとで囲まれる空間内の空気圧が一時的に低くなり、
外槽背面とステータとの間の間隙を介して外側から冷た
い空気がロータ内周に流れ込む。こうして、ロータ内周
に位置するステータ全体にむらなく冷たい空気が接触す
るので、ステータの巻線で発生する熱は滞ることなく外
部に運び去られる。
【0011】したがって、本発明に係る第1のドラム式
洗濯機によれば、比較的低い回転速度でもってロータが
回転する場合でも、ステータの過熱を防止することがで
きる。
【0012】
【0013】また、ロータの内周側に形成されているリ
ブ自体が風を発生させるとともに、ロータ内周側から外
周側へ通気孔を介してスムーズに空気が抜けるように整
流板として機能する。したがって、空気の流通が一層ス
ムーズになり、冷却効果が一段と向上する。
【0014】
【実施例】以下、本発明に係るドラム式洗濯機の一実施
例を図面を参照して説明する。図1は本実施例によるド
ラム式洗濯機の全体構成を示す概略側面断面図、図2は
このドラム式洗濯機のモータ(図1中のA部)の詳細構
造を示す側面断面図、図3はこのモータのロータの構造
を示す、図2中のB−B’線断面図である。
【0015】図1に示すように、このドラム洗濯機で
は、外箱1の内部に、前面が開口した略円筒形状の外槽
2が防振バネ3及びダンパ4により吊支され、外箱1前
面には外槽2の前面開口を開閉するドア5が設けられて
いる。外槽2内には同様に前面が開口したドラム6が配
設されており、ドラム6の背面側端面には太径の主軸7
が一体回転するように取り付けられている。一方、外槽
2の背面側端面には、中央が略円筒状に形成され、該円
筒部から外周側に向かって放射状に延伸する複数のアー
ムを備える軸受8が固定されており、その円筒部内に設
けられたベアリング9を介して主軸7を回転自在に支承
している。主軸7の先端部にはモータ10のロータ11
が固着され、他方、軸受8には該モータ10のステータ
21が固定されている。モータ10は、この洗濯機の奥
行方向に扁平形状を有するアウタロータ形の直流ブラシ
レスモータであって、その構造の詳細は次の通りであ
る。
【0016】図2に示すように、ロータ11は、外周同
心円上に磁石取着部13が形成された樹脂材や金属材か
ら成るロータハウジング12と、該磁石取着部13に取
り付けられた複数の永久磁石19とから構成される。磁
石取付部13はロータハウジング12の周方向に所定角
度毎に内側に突出するリブにより全周を所定数に区画す
るようになっており、該区画にN極とS極の永久磁石1
9が交互に複数配列されている。なお、永久磁石19
は、ロータハウジング12に対してインサート成形やそ
の他の種々の方法で固着することができる。
【0017】図3にその詳細を示すように、ロータハウ
ジング12には、磁石取付部13よりも更に外周側に放
射状に広がる翼体14が所定角度(図3では30度)間
隔で複数形成されている。また、隣接する翼体14の前
方を閉塞する前方壁部15と、後方を閉塞する後方壁部
16とが翼体14に連続して形成されている。したがっ
て、翼体14、前方壁部15、後方壁部16及び磁石取
付部13により、外周側のみが開放した空間が形成され
ている。また、磁石取着部13後方には、ロータハウジ
ング12の内周側と外周側とを連通する通気孔17が貫
通している。更に、ロータハウジング12内周にも、翼
体と同一面内でリブ状の補助翼体18が形成されてい
る。このような構造を有するロータハウジング12は主
軸7の先端端面にネジ20で螺着されており、両者は一
体に回転するようになっている。
【0018】一方、ステータ21は、樹脂材等から成る
円環状部材であって外周側に放射状に突出して複数の中
空のコイル支持部が形成されたステータハウジング22
と、該コイル支持部内に嵌挿されたコア(鉄心)23
と、該コイル支持部の外側に巻回されたコイル24とか
ら構成される。ステータハウジング22はネジ25によ
り軸受8のアームに固定されており、後述のようにロー
タ11が回転した場合でもコア23の最外周面とそれに
対面する永久磁石19との間に所定のギャップができる
ことが保証されている。
【0019】上記構成において、ステータ21のコイル
24に図示しない制御回路から駆動電流が供給される
と、コイル24からギャップを隔てて対向する永久磁石
19に磁路が形成される。これによりロータ11は回転
し、主軸7を介して該ロータ11と同一の回転速度でド
ラム6が回転駆動される。
【0020】翼体14はロータハウジング12と一体に
回転し、上述のように隣接する翼体14で略区画される
空間に存在する空気は外周方向に強く押し出される。こ
れにより該空間内の空気圧は瞬間的に下がるため、ロー
タハウジング12内周側から通気孔17を介して空気が
流れ出る。また、それによりロータハウジング12とス
テータ21とで囲まれる空間内の空気圧は一時的に低下
し、ステータ21前方の、軸受8の隣接するアームの間
隙を介して外側から空気が流れ込む。このようにして、
図2中の矢印に示すような空気流が発生する。また、補
助翼体18は主として整流板の機能を有し、ロータハウ
ジング12の内周側から外周側への通気孔17を介した
空気の流れをより円滑にする。
【0021】上記空気流はステータ21のコイル24近
傍を通過する。コイル24は駆動電流の熱損失により発
熱するが、このような空気流によって熱が運び去られる
ので、コイル24及びその周囲の温度が異常に高くなる
ことを防止することができる。また、上記空気流の一部
は、ベアリング9を取り囲む軸受8の円筒部に接触す
る。主軸7が回転するとき、ベアリング9は摩擦により
発熱する。特に、ドラム6の負荷量(洗濯物の量)が多
い場合、つまりドラム6の回転軸周りの重量のアンバラ
ンスが大きいと、摩擦がより大きくなり発熱量も増加す
る。このような摩擦により発生した熱は、軸受8の円筒
部に接触した空気流によって奪われるため、ベアリング
9及びその周囲の温度が異常に高くなることも防止でき
る。
【0022】なお、上記翼体14が大きいほどステータ
21の冷却効果は高くなるが、大きくするほど翼体14
により発生する風切り音が大きくなるとともに、空気抵
抗の増加によってモータ10の負荷が増加する。したが
って、これらが許容し得る範囲で翼体14の大きさを適
宜に決めることが望ましい。
【0023】また、通常、この種の洗濯機では、外槽2
の外径よりもかなり小さな外径を有するモータ10でも
って十分な性能を得ることができるため、外槽2背面側
のモータ10周囲は、利用されない空間(いわゆるデッ
ドスペース)となっている。したがって、上記実施例の
ようにロータハウジング12の外側に突出して翼体14
を設けても、モータ10の最大外径寸法は外槽2の外径
寸法より小さくすることができる。換言すれば、上述し
たモータの構成によれば、上記デッドスペースを有効に
利用することができる。
【0024】ところで、上記実施例の構成では、主軸7
を支持する2個のベアリング9を挟んで主軸7の両端に
ドラム6とロータ11とがそれぞれ取り付けられる構造
となっている。このような構造では、主軸7に接触する
2個のベアリング9の間隔を広くすることが困難であ
る。この2個のベアリング9の間隔を広げることができ
れば、より安定に主軸7が保持されるので、ドラム6や
外槽2の振動を抑制することができる。
【0025】そこで、図4に示すように構造を変形する
ことができる。この例では、軸受を、外槽2の背面端面
に直接取り付ける前部軸受81と、該前部軸受81に取
り付けられ、モータ10の背面側で主軸7を支持する後
部軸受82とに分割している。主軸7は、前部軸受81
の内側の円筒部内に設けられたベアリング9と、後部軸
受82の内側の円筒部内に設けられたベアリング9とに
より支承され、その両者の間の主軸7にロータ11のロ
ータハウジング12が固定されている。これにより、ベ
アリング9の間隔を広げることができるとともに、回転
駆動源であるロータ11を挟んで前後で主軸7が支持さ
れているので、ベアリング9自体にかかる負荷も減少
し、ベアリングの破損等による故障等も少なくすること
ができる。
【0026】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行なえることは明白で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例によるドラム式洗濯機の全
体構成を示す概略側面断面図。
【図2】 このドラム式洗濯機のモータ(図1中のA
部)の詳細構造を示す側面断面図。
【図3】 図2中のB−B’線断面図。
【図4】 本発明の他の実施例によるドラム式洗濯機の
概略側面断面図。
【符号の説明】
2…外槽 6…ドラム 7…主軸 8…軸受 9…ベアリング 10…モータ 11…ロータ 12…ロータハウジング 14…翼体 15…前方壁部 16…後方壁部 17…通気孔 18…補助翼体 19…永久磁石 21…ステータ 22…ステータハウジン
グ 23…コア 24…コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 智也 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 周防 聖行 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−182369(JP,A) 特開 平9−215270(JP,A) 特開 平8−191554(JP,A) 特開 平5−231387(JP,A) 特開 昭51−108213(JP,A) 特開 平9−37516(JP,A) 実開 昭63−17563(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D06F 1/00 - 58/28

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドラムを内装する外槽の背面に取り付け
    た軸受によりドラムに固着された軸体を支承し、該外槽
    の背面に設けたアウタロータ形モータにより該軸体を直
    接的に回転駆動するドラム式洗濯機において、外槽の背
    面と所定の間隙を保って前記モータの円環状のステータ
    を固定する一方、該モータのロータには、その外周側に
    放射状に突出する翼体を設けるとともに、隣接する翼体
    の間の周壁面に径方向に貫通する通気孔を形成し、更
    に、前記ロータは、前記翼体と略同一面内で内周側に突
    出するリブを形成して成ることを特徴とするドラム式洗
    濯機。
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