JP4420245B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、洗濯機などに好適に用いられる、固定部に取り付けられるステータと、回転軸に取り付けられるロータとを有するモータに関するものである。

ステータとロータを有するモータ５５は、例えば、図１１、図１２に示すようなドラム式洗濯機５０などに採用されている。これらのドラム式洗濯機５０は、洗濯機本体５１内にサスペンション構造によって弾性支持された水槽５２内に、多数の孔５３が形成された
回転ドラム５４が配設され、回転ドラム５４はモータ５５によって回転駆動され、洗濯機本体５１の正面側に開閉自在に設けられた扉５６を開くことにより、水槽５２の正面開口部および回転ドラム５４の正面開口部を通して洗濯物を回転ドラム５４内から出し入れできるように構成されている。また、扉５６を開いて回転ドラム５４内に洗濯物を投入し、洗剤の投入を行い、運転を開始させると、水槽５２内には給水管路５７から給水がなされ、給水された水は孔５３を通じて回転ドラム５４内にも所要量の水が給水される。モータ５５により回転ドラム５４が所定回転速度で回転駆動されると、回転ドラム５４内に収容された洗濯物は回転ドラム５４の内周面に設けられた攪拌突起５８に引っ掛けられて回転方向に持ち上げられ、適当な高さから落下することにより、洗濯物には叩き洗いの作用が加えられることにより洗濯がなされる。この洗濯工程の後、汚れた洗濯水は排水管路５９から排水され、新たに給水された水を用いてすすぎ工程が実施され、すすぎ工程が終了すると、回転ドラム５４を高速回転させて脱水工程が実施される。これらの各工程は所定の制御手順に基づいて自動実行される。

ところで、従来、洗濯工程やすすぎ工程を第１の回転速度で回転ドラムを正逆回転駆動して実行するための正逆回転可能な第１のモータと、脱水工程を第２の回転速度で回転ドラムを第２の速度で一方向に連続回転させる第２のモータとを水槽の背面に取り付け、Ｖベルトにて回転ドラムに回転を伝達する駆動方式（例えば、特許文献１参照）や、水槽の背面に取り付けたモータを回転ドラムの回転軸に連結し、モータの回転を回転ドラムの回転軸に直接伝達させる駆動方式（例えば、特許文献２参照）、さらに、水槽の背面に取り付けるモータを、ステータの内周面に沿ってロータを配したインナロータ方式のモータ（例えば、特許文献３参照）、あるいは、ステータの外周面に沿ってロータを配したアウタロータ方式のモータ（例えば、特許文献４参照）として、回転ドラムを回転駆動させる方式がある。

なお、図１１は、従来のインナロータ方式のモータ５５を使用したドラム式洗濯機５０の例を示し、図１２、図１３は、従来のアウタロータ方式のモータ５５を使用したドラム式洗濯機５０の例を示している。いずれの場合においても、モータ５５は水槽５２の背面である外底面にステータ６０を取り付け、ロータ６１を回転ドラム５４の回転軸６２に取り付けている。

ステータ６０を水槽５２の外底面に取り付ける技術としては、例えば特許文献３に開示されており、図１３に示すように、ステータ６０およびロータ６１はモールドされ、ステータ６０のモールドに形成した取り付け足６３を螺子やボルト６４によって取り付けるようにしている。

しかし、実際にはこれに限られることはなく、モータ５５を洗濯機５０の回転ドラム５４の駆動に用いるには、水槽５２に限らず、洗濯機本体５１のどこかの固定部にステータ６０を取り付け、ロータ６１を回転ドラム５４を駆動するための各種の軸に連結するように取り付ければよい。いずれにしても、このような洗濯機５０に用いられるモータ５５では、図１１、図１２に示すように、ステータ６０を水槽５２の背面など洗濯機本体５１の固定部に取り付け、この固定部から突出している回転ドラム５４の回転軸６２にロータ６１を直接取り付けるといった方法により、ステータ６０とロータ６１とを組み立てることになる。

この洗濯機５０へのモータ５５の取り付け、組み立てには、ステータ６０とロータ６１との間の間隙を一様に確保するとともに、ロータ６１と回転軸６２とをセレーションやキーなどの回り止め手段を介して係合することが必要となり、従来は、ステータ６０を洗濯機本体５１に先行して取り付けておき、着磁後のロータ６１を、取り付け済みのステータ６０との間に一様な間隙を確保しながら、ロータ６１と回転軸６２との回り止め手段を位置合わせして、ロータ６１を回転軸６２に嵌め合わせるようにしている。
特開平１０−２６３２７１号公報 特開２００６−４３１０５号公報 特開２００５−１６８１１６号公報 特開２００４−２１６１６６号公報

ところが、アウタロータ方式のモータ５５では、ステータの外側がアウタロータの樹脂モールド体で覆われ、ステータとアウタロータとの間隙が目視困難な状態であり、着磁後のロータ６１とステータ６０との間に一様な間隙を確保しながら、ロータ６１と回転軸６２との回り止め手段を位置合わせ、ステータ６０に嵌め合わせる作業において、ロータ６１とステータ６０との間の間隙を一様に確保するのは大きな困難を伴うものであり、熟練した作業者が慎重に作業しなければならない。

ロータ６１がステータ６０に対して片寄った状態になった場合には、ロータ６１をさらにステータ６０に対して片寄らせようとする方向に作用する磁気吸引力に打ち勝って位置修正を行う必要があり、この修正作業も力と熟練を要する非常に困難なものである。また、作業効率が悪く、時間も要するので、組み立てコストが高くつくとともに、組み立て精度に劣るものとなりかねない。すなわち、従来の取り付け、組み立て方法では、ロータ６１がステータ６０に正しい位置で嵌め合わせられているものと外観上認められても、ロータ６１とステータ６０との間隙が所期の精度で一様に確保されていないことも起こり得るといった問題があった。

本発明は、モータを洗濯機などに取り付け、組み立てる際に、ロータとステータとの間隙を所期の精度で一様に確保することができるモータを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係るモータは、樹脂材料によってモールドされた略円環状のステータと、前記ステータの外周面に沿った位置に設けられた略円環状のアウタロータと、前記ステータの内周面に沿った位置に設けられた略円環状のインナロータとを備え、前記アウタロータと前記インナロータとは、樹脂材料によって一体にモールドされ、前記ステータの軸方向の端面は、前記アウタロータと前記インナロータとを連結し前記樹脂材料により形成された天蓋部により覆われ、前記天蓋部には、前記ステータと前記アウタロータとの間隙寸法を検査するための少なくとも１つの第１のギャップ検査孔と、前記ステータと前記インナロータとの間隙寸法を検査するための少なくとも１つの第２のギャップ検査孔と、前記ステータの軸方向の端面に対応するように円周方向に沿って設けられ、前記ステータと前記アウタロータ、インナロータおよび天蓋部との隙間に籠もった熱を放出するための複数の開口窓とが設けられ、前記第１のギャップ検査孔は、前記複数の開口窓のうちの少なくとも１つの開口窓を半径方向に拡幅することにより形成されていることを特徴とするものである。

このような請求項１に係るモータによれば、ステータの外周面に沿ってアウタロータを有するモータで、アウタロータの樹脂モールド体がステータを覆い、ステータとアウタロータとの間隙寸法およびステータとインナロータとの間隙寸法が目視困難な状態であっても、第１のギャップ検査孔および第２のギャップ検査孔を介してステータとアウタロータとの間隙寸法およびステータとインナロータとの間隙寸法を検査することができる。また、ステータとアウタロータとの間隙寸法およびステータとインナロータとの間隙寸法が円周方向で所期の精度で一様に確保されていないものについては、間隙寸法を確認しながらロータの位置決め作業をやり直しできるので、時間も短縮され、ステータとアウタロータとの間隙寸法が所期の精度で一様に確保されたものとすることができる。なお、この第１のギャップ検査孔および第２のギャップ検査孔を介して間隙寸法を検査する方法としては、隙間ゲージなどの測定具を用いる方法や画像認識によって自動的にギャップの精度を検出する方法などを用いることができる。

また、モータの取り付け、組み立て作業において、第１のギャップ検査孔および第２のギャップ検査孔を介して間隙寸法を検査しながら、取り付け、組み立て作業を実施することにより、作業終了時において所期の精度で一様な間隙寸法が確保されたものとすることができる。

さらに、天蓋部には、ステータとアウタロータ、インナロータおよび天蓋部との隙間に籠もった熱を放出するための複数の開口窓とが設けられ、第１のギャップ検査孔は、複数の開口窓のうちの少なくとも１つの開口窓を半径方向に拡幅することにより形成されているので、複数の開口窓により、空気の入れ替えがなされるので、ステータからの発熱を外部に放出でき、かつ、この開口窓を半径方向に拡幅することにより、ステータとアウタロータとの間の間隙寸法を検査するための第１のギャップ検査孔が形成されているので、予め半径方向に拡幅された開口窓を利用することができ、新たに第１のギャップ検査孔を設ける必要がなく、製造コストを低減することができる。また、通常、開口窓は空気の入れ替えがなされる程度に寸法を大きくされることから、目視によってギャップの状態を確認でき、極端にロータがステータに対して片寄っている場合などの異常状態を容易に判別できることになる。

本発明によれば、ステータとロータとの間隙寸法を検査するための第１のギャップ検査孔および第２のギャップ検査孔を、ロータの少なくとも軸方向に位置する樹脂モールド体の端面の天蓋部に少なくとも１つ設けるという簡単な構成で、ステータとインナロータとの間隙寸法が一様に確保されたモータとすることができる。また、モータの取り付け、組み立て作業において、第１のギャップ検査孔および第２のギャップ検査孔を介して間隙寸法を検査しながら、取り付け、組み立て作業を実施することにより、作業終了時において所期の精度で一様な間隙寸法が確保されたモータとすることができる。さらに、天蓋部には、ステータとアウタロータ、インナロータおよび天蓋部との隙間に籠もった熱を放出するための複数の開口窓とが設けられ、第１のギャップ検査孔は、複数の開口窓のうちの少なくとも１つの開口窓を半径方向に拡幅することにより形成されているので、複数の開口窓により、空気の入れ替えがなされるので、ステータからの発熱を外部に放出でき、かつ、この開口窓を半径方向に拡幅することにより、ステータとアウタロータとの間の間隙寸法を検査するための第１のギャップ検査孔が形成されているので、予め半径方向に拡幅された開口窓を利用することができ、新たに第１のギャップ検査孔を設ける必要がなく、製造コストを低減することができる。

以下、本発明のモータに係る最良の実施の形態について、図面に基づき説明する。なお、下記に開示される実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、実施の形態で開示された内容ではなく、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれると解されるべきである。

まず、本発明の実施の形態に係るモータ５を備えたドラム式洗濯機１の構造・動作について、図１〜図２に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るモータを適用したドラム式洗濯機の要部構成を示す断面図であり、図２は、ドラム式洗濯機の内部を見た背面図である。

本実施の形態のドラム式洗濯機１は既述した基本構成を有し、図１に示すように洗濯機筐体２内にサスペンション構造によって弾性支持された水槽３内に、多数の透孔４ｃが形成された回転ドラム４が配設されている。回転ドラム４はモータ５によって回転駆動され、洗濯機筐体２の正面側に開閉自在に設けられた扉６を開くことにより水槽３の正面開口部および回転ドラム４の正面開口部を通して洗濯物を回転ドラム４内から出し入れできる。また、扉６を開いて回転ドラム４内に洗濯物を投入し、洗剤の投入を伴い運転を開始させると、水槽３内には給水管路７から給水がなされ、給水された水は透孔４ｃを通じて回転ドラム４内にも所要量の水が給水される。モータ５により回転ドラム４が例えば４０ｒｐｍ程度の回転速度で回転駆動されると、回転ドラム４内に収容された洗濯物は回転ドラム４の内周面に設けられた攪拌突起４ｄに引っ掛けられて回転方向に持ち上げられ、適当な高さから落下することにより、洗濯物には叩き洗いの作用が加えられることにより洗濯がなされる。この洗濯工程の後、汚れた洗濯水は排水管路８により排水され、新たに給水された水を用いてすすぎ工程が実施される。すすぎ工程が終了すると、回転ドラム４を、例えば１０００ｒｐｍ程度の回転速度で高速回転させて、脱水工程が実施される。これらの各工程は所定の制御手順に基づいて自動実行される。なお、本実施の形態のドラム式洗濯機１は、送風機１４により水槽３および回転ドラム４内の空気を吸引して、除湿および加熱を順次に行い、乾いた高温空気として水槽３および回転ドラム４内に送風することを繰り返す循環送風経路９を装備したドラム式洗濯乾燥機といわれるドラム式洗濯機であり、上記の脱水工程後に乾燥工程も自動実行される。

このような各工程を自動実行するために、操作パネル１９からのモード設定や制御プログラムに従い、マイクロコンピュータを搭載した制御基板などにより構成される制御部１８によって、モータ５、給水管路７、排水管路８、循環送風経路９を自動制御して、洗浄工程、すすぎ工程、乾燥工程を行う機能を有している。

なお、給水管路７は、電磁弁の開閉によって実線矢印で示すように適時に給水でき、また、給水を利用して洗剤収容部（図示省略）の洗剤を水槽３内に適時に投入できるように構成されている。排水管路８は、電磁弁の開閉によって洗濯工程終了時、すすぎ工程終了時など、必要なときに一点鎖線矢印で示すように排水できるように構成されている。

循環送風経路９は、水槽３および回転ドラム４内の空気を送風機１４によって、図１、図２に示す破線矢印で示すように循環させる循環経路において、水槽３および回転ドラム４からの導入空気中の糸くずなどを捕集し、除塵するフィルタ１７、除塵後の導入空気を除湿する蒸発器１２、除湿後の空気を加熱して渇いた高温空気とする凝縮器１３を有し、送風機１４を凝縮器１３の下流側に配置して、湿気の影響を受けにくくしている。図示した例では、蒸発器１２、凝縮器１３は、圧縮機１５により冷媒を循環されて循環空気と熱交換を行うものであり、空気調和機１６を構成するものである。しかし、加熱乾燥手段はこれらに限られることはない。

回転ドラム４は、その回転軸２０に水槽３の背面３ａに取り付けたモータ５が直結されて、水槽３と共に、開口側から底部側に向けて回転軸方向を水平方向から角度θ＝２０±１０°に傾斜させて設置され、水平方向に設置する場合に比べて、回転ドラム４を同じ高さに設置しても開口が斜め上向きとなることで、屈んだりする無理な姿勢を取らずに、洗濯物を容易に出し入れできる。特に、本発明者らの経験からは、傾斜角度θを２０±１０°とすることにより、子供（幼児を除く）から大人までの身長差があっても、車椅子利用者であっても、洗濯物の出し入れの作業が最も行い易い状態が得られる。また、回転ドラム４内に給水された水が背面側に溜まって、少ない水量でも深い貯水状態が得られる利点もある。なお、図１に示す例では、回転軸２０は回転ドラム４の背面に直結して、モータ５の回転を伝達するようにしているが、これに限られることはない。

また、本発明のモータ５が適用される洗濯機は、乾燥機能のないドラム式洗濯機、回転ドラムが垂直に軸支されたドラム式洗濯機、回転ドラムがない洗濯機など、その他の洗濯機であってもよい。さらに、モータ５は、洗濯機の洗濯方式や駆動方式の違いなどに応じて、洗濯機のどの部分にどのような形式で取り付けられる場合にも適用でき、モータ５のロータ２５が回転させる駆動軸も、回転軸２０の支持構造や、回転ドラム４などの駆動対象への回転伝達方式も、特に問うものではない。

次に、本実施形態に係るモータのドラム式洗濯機１への取り付け構造について、図３〜図８に基づき詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係るモータのドラム式洗濯機への取り付け部分のほぼ半部を示す断面図であり、図４のモータの水槽背面への取り付け状態を示す断面図である。また、図５は、モータのステータとロータとを分解した斜視図であり、図６は、ステータとロータの平面断面図であり、図７は、ロータの平面図であり、さらに、図８は、ロータの背面図である。

ここで、本実施の形態のモータ５は、図３、図４に示すように、水槽３の背面３ａ（具体的には、背面に固定されたステ−タ取り付け座体３３）に固定されたステータ取り付け座体３３に対して円周方向に配された複数の取り付け手段３０により取り付けられたステータ２１と、回転軸２０に接続され、水槽３の背面３ａに回転自在に支持されたロータ２５とを有している。

ステータ２１は、図６に示すように、半径方向に延びたインナティース２３ａと、アウタティース２３ｂと、これらのティース２３ａ、２３ｂ間を連結する略円環状のヨーク２３ｃとを備えるステータコア２３を有し、このヨーク２３ｃに巻線２４が巻回されるとともに、全体が樹脂材料でモールドされることにより樹脂モールド体２２が形成されている。なお、図６では、巻線２４がヨーク２３ｃに対して径方向に巻回されたトロイダル巻線方式を採用した場合を示している。

ロータ２５は、図３、図４および図６に示すように、ステータ２１の内周面（樹脂モールド体２２の内周面２２ｂ）に沿って設けられたインナロータ２５ａと、ステータ２１の外周面（樹脂モールド体２２の外周面２２ｃ）に沿って設けられたアウタロータ２５ｂとを有している。インナロータ２５ａは、インナティース２３ａに対向するインナ磁石２７ａと、これに対応するインナコア２８ａとを有し、アウタロータ２５ｂは、アウタティース２３ｂに対向するアウタ磁石２７ｂと、これに対応するアウタコア２８ｂとを有し、全体が樹脂材料でモールドされることにより樹脂モールド体２６が形成されている。

ステータ２１をモールドする樹脂モールド体２２においては、略円環状の形状を有し、その軸方向に位置して回転ドラム４の反対側にある端面２２ａに、半径方向に延びる凹部２２ｄが複数本設けられることにより凹凸形状が形成されている。また、ロータ２５をモールドする樹脂モールド体２６においては、外縁部がアウタロータ２５ｂを支持するとともに、中央部が回転軸２０に固定され、外縁部と中央部との間が中央部側で外方に向けて膨らむ略円形椀状の天蓋部２６ａとして形成され、ステータ２１に対向する天蓋部２６ａの内面に半径方向に延びる複数の凸部２６ｂが設けられているとともに、天蓋部２６ａの円周方向に沿って複数の開口窓２６ｃが設けられている。樹脂モールド体２６において、天蓋部２６ａは、ステータ２１およびロータ２５を覆い、インナロータ２５ａおよびアウタロータ２５ｂの軸方向に位置する端面でもある。

そして、樹脂モールド体２６において、図７、図８に示すように、天蓋部２６ａに設けられた複数の開口窓２６ｃのうちのいくつかは、半径方向に拡幅されており、これらの拡幅された開口窓２６ｃは、ステータ２１とアウタロータ２５ｂとの間隙を検査するための第１のギャップ検査孔２６ｄとして機能する。さらに、樹脂モールド体２６において、インナロータ２５ａに対向して軸方向に位置する端面部に、ステータ２１とインナロータ２５ａとの間隙を検査するための第２のギャップ検査孔２６ｅが設けられている。これらの第１のギャップ検査孔２６ｄ、第２のギャップ検査孔２６ｅは、それぞれステータ２１とインナロータ２５ａ、ステータ２１とアウタロータ２５ｂとの間に形成された間隙に対して、軸方向に伸延した位置に形成されている。

以上のように構成されることにより、１つのステータ２１と、その内・外周面２２ｂ、２２ｃに沿って配されたインナロータ２５ａおよびアウタロータ２５ｂとの間で発生する電磁力は、分布巻タイプのモータと同じ作用となることから、大きな騒音や振動を発生させることなく、ロータをステータに対して回転させている。ステータ２１の内周面２２ｂ側に形成される回転軸２０の軸受部３１との間のデッドスペースを活かしてインナロータ２５ａを配設することにより、モータ５の回転トルクを増大させており、これによって、負荷が高くても、安定した状態で回転ドラム４を回転軸２０を介して回転駆動させることができる。

本実施の形態のモータ５は、ロータ２５として、少なくともステータ２１の外周面２２ｃに沿ってアウタロータ２５ｂを有するものであり、ステータ２１は、そのステータ取り付け座体３３への取付方向に対して反対側に位置する端面２２ａおよび外周面２２ｃからロータ２５で覆われることになり、ステータ２１とロータ２５との隙間に熱が籠りやすくなるが、凹凸形状を有する樹脂モールド体２２の端面２２ａからの放熱性の向上により、モータ５の発熱を効果的に抑えることができる。また、端面２２ａに形成された凹凸形状や凸部２６ｂによって、ロータ２５に随伴する空気の流れにほぼ直交してその流れを掻き乱すとともに、開口窓２６ｃによって空気を更新することができるので、ステータ２１の発熱をさらに効果的に抑えて、高い回転トルクで回転ドラム４を回転駆動させることができる。

そして、本実施の形態において、金属製のステ−タ取り付け座体３３は、ボルト止めなどにより水槽３の背面３ａに固定され、回転ドラム４の回転軸２０は、このステ−タ取り付け座体３３の中央部を貫通するように形成された軸受部３１に回転可能に軸支されている。ステータ２１をステ−タ取り付け座体３３に取り付ける複数の取り付け手段３０は、図４、図５に示すように、樹脂モールド体２２の外周面２２ｃに外方に延びて形成された取り付け足３２と、この取り付け足３２をステ−タ取り付け座体３３に螺子締結するボルト３４などの締結具類とで構成されている。そして、取り付け足３２には、取り付け孔３２ａが穿設され、図４に示すように、この取り付け孔３２ａに水槽３の反対側方向からボルト３４を通して、ステ−タ取り付け座体３３の螺子孔３３ａにねじ合わせて締結することにより、ステータ２１を水槽３の背面３ａ（ステ−タ取り付け座体３３）に確固に取り付けるように構成されている。

また、ロータ２５には、図４〜図５、図８に示すように、樹脂モールド体２６におけるステータ２１の水槽３とは反対側の軸方向に位置する端面２２ａに被さる天蓋部２６ａの中央部に、金属製のボス３６をインサートして形成した取り付け孔２６ｆが形成されている。この取り付け孔２６ｆを軸受部３１に軸受された回転軸２０の後端部に、天蓋部２６ａおよび回転軸２０双方のセレーション部２６ｇ、２０ａ、ないしはキーとキー溝とで構成される回り止め手段を係合させて嵌め合わせた後、押えワッシャ３７を当てがい、ボルト３８などの締結具類にて回転軸２０に締結することにより、ロータ２５を回転軸２０に
確固に取り付けるようにしている。なお、モータ５の洗濯機筐体２への取り付けを伴う組み立ての手順は種々に選択できる。また、回り止め手段やステータ２１とロータ２５との空隙の位置決め手段も種々な手法のものを採用することができる。

そして、上述したように、本実施の形態において、樹脂モールド体２６の天蓋部２６ａに設けられた複数の開口窓２６ｃのうちの、半径方向に拡幅された第１のギャップ検査孔２６ｄを介して、その内方に向けて隙間ケージなどのギャップ測定具を差し込むことにより、ステータ２１とアウタロータ２５ｂとの間隙寸法を少なくとも１箇所以上で検査することができる。さらに、同様に、天蓋部２６ａに設けられた第２のギャップ検査孔２６ｅを介して、その内方に向けて隙間ケージなどのギャップ測定具を差し込むことにより、ステータ２１とインナロータ２５ａとの間隙寸法を少なくとも１箇所以上で検査することができる。これにより、ステータ２１とアウタロータ２５ｂあるいはインナロータ２５ａとの間隙寸法が円周方向で所期の精度で一様に確保されていないものについては、モータ５の取り付け、組み立て作業をやり直し、ステータ２１とアウタロータ２５ｂあるいはインナロータ２５ａとの間隙寸法が一様に確保されたものとすることができる。また、モータの取り付け、組み立て作業において、これらの第１のギャップ検査孔２６ｄ、第２のギャップ検査孔２６ｅを介して間隙寸法を検査しながら、取り付け、組み立て作業を実施することにより、作業終了時において所期の精度で一様な間隙寸法が確保されたものとすることができる。

なお、第１のギャップ検査孔２６ｄは、開口窓２６ｃを利用せず、開口窓２６ｃとは別に設けても良いが、第１のギャップ検査孔２６ｄが開口窓２６ｃを半径方向に拡幅することにより形成されれば、予め半径方向に拡幅された開口窓２６ｃを利用して、新たに第１のギャップ検査孔を設ける必要がなく、製造コストを低減することができる。そして、通常、開口窓２６ｃは空気の入れ替えがなされる程度に寸法を大きくされることから、目視によってギャップの状態を確認でき、極端にロータ２５がステータ２１に対して片寄っている場合などの異常状態を容易に判別できることになる。また、これらの第１のギャップ検査孔２６ｄ、第２のギャップ検査孔２６ｅの設置数は、１つ以上であれば良く、多ければ、より高い精度で上記の間隙寸法を検査し、間隙寸法が一様にそろって確保されたものとすることができるが、それだけ検査に要する時間が長くなり、製造時のコストも高くなる。初期の精度を確保するためには、第１のギャップ検査孔２６ｄ、第２のギャップ検査孔２６ｅはそれぞれ１箇所設けられるだけでも良く、第１のギャップ検査孔２６ｄ、第２のギャップ検査孔２６ｅ双方を各一箇所設ける場合には、ロータ２５のアンバランスを生じさせる径方向のモーメントを低減するために、互いに樹脂モールド体２６の中央部を挟んで反対側に設けるのが良い。ロータ２５のアンバランスを生じさせないためには、第１のギャップ検査孔２６ｄおよび第２のギャップ検査孔２６ｅをそれぞれ２箇所以上とし、周方向に等間隔となるように設けることが望ましい。

なお、間隙検査に用いるギャップ測定具としては、隙間ゲージなどの測定具や画像認識によって自動的にギャップの精度を検出する測定器具などが好適に用いられる。金属製の隙間ケージなどの測定具は、銅またはステンレス鋼等の常磁性材料で構成され、中でも強度の高い材料で構成されたものが好適である。

次に、実施の形態に係るモータ５を洗濯機本体に取り付けるときの組み立て方法について、図９に基づき詳細に説明する。図９は、本発明の実施の形態に係るモータを洗濯機本体に取り付けるときの組み立て工程図である。

このようなモータ５の洗濯機本体への取り付けを伴う組み立てを、作業効率よく行うため、本実施の形態では、特に、図９に示すような（ａ）〜（ｇ）の工程を採っている。基本的には、（ｃ）に示す磁石２７（磁石２７ａ、２７ｂ）が着磁済みのロータ２５を、（
ｄ）に示すように、ステータ２１に組み合わせて、嵌め合わせる第１の工程と、この第１の工程の後に、（ｅ）に示すように、ステータ２１に嵌め合わせたロータ２５を回転軸２０に取り付け、（ｆ）に示すように、最終的に位置決めして嵌め合わせる第２の工程と、この第２の工程の後に、（ｇ）に示すように、ステータ２１とロータ２５とが嵌め合わされて回転軸２０が取り付けられたモータ５を、洗濯機本体の水槽３の背面３ａに固定されるステータ取り付け座体３３に取り付ける第３の工程からなる。なお、この組み立て方法は一例であって、モータ５の構造等により適宜変更してもよい。

これには、先行して（ａ）に示すようにステータ取り付け座体３３の軸受部３１に軸受３９とオイルシール４０とを圧入する前工程と、（ｂ）に示すようにステータ取り付け座体３３の軸受部３１に軸受４１を圧入し、その反対側から回転軸２０を装填して回転軸２０を軸受する前工程とが必要である。これらの作業において、軸受部３１に圧入する面が上に向いているのが作業に便利であるため、（ａ）の圧入作業と（ｂ）の圧入作業との間で、ステータ取り付け座体３３を上下反転させるのが好適であり、（ｂ）の作業後、ステータ取り付け座体３３にモータ５を取り付ける側の面が上に向いているのがよく、そのため、（ａ）ではモータ５の取り付け面が下に向いた状態で圧入作業を行い、その後の（ｂ）に移行する際に反転してモータ５の取り付け面が上向きとなるようにし、その後は反転する必要をなくしている。

なお、上記の作業に加えて、（ｃ）で磁石２７の着磁と着磁管理を行うとともに、（ｃ）、（ｄ）でステータ２１、ロータ２５の樹脂モールド体２２、２６の剥がれの有無をチェックする。また、（ｅ）でのロータ２５と回転軸２０との嵌め合わせ時には、セレーション部２６ｇ、２０ａ双方間の位置合わせ作業を行い、（ｆ）でのロータ２５への回転軸２０の取り付け時には、嵌め合せた後のステータ２１とロータ２５の組み立て体に対して、ステータ２１とロータ２５との間隙寸法の検査を行うとともに、ロータ２５を回転軸２０に固定するボルト３８の締結トルクの管理を伴う。なお、ロータ２５を回転軸２０にボルト３８により締結固定する作業は、ロータ２５を回転軸２０に嵌め合わせた後でも、（ｇ）でステータ２１をステータ取り付け座体３３に取り付け後でもよい。また、（ｇ）では、組み立て完了後のモータ５について電磁特性に関する検査を行う。電磁特性に関する検査項目としては、具体的には、誘起電圧の実効値への置き換え、センサーパルス幅、ロータ２５に対する回転位置検出手段２９（図５参照）が検出する信号のセンサーずれ時間、すなわち、ロータ２５が一周回転する間でのパルスのバラツキなどである。

このような組み立て手法によれば、ステータ２１に着磁済みのロータ２５を嵌め合わせる作業（上記の第１の工程）と、ロータ２５と回転軸２０との回り止め手段であるセレーション部２６ｇ、２０ａ双方の位置合わせしながら、ロータ２５を回転軸２０に嵌め合わせる作業（上記の第２の工程）とが、それぞれ別々の工程で独立して行えるので、互いの作業に気を取られて作業が難しくなることはない。したがって、ステータ２１とロータ２５との嵌め合わせ作業は、互いに他の部材が取り付いていない比較的作業しやすい状態で行うことができ、しかも、第１の工程でステータ２１にロータ２５を嵌め合わせる段階では、ステータ２１にロータ２５との間の間隙を必ずしも円周方向で一様に確保する必要はなく、第２の工程でロータ２５を回転軸２０にボルト３８で固定する際に、ロータ２５の嵌め合わせ位置を強制的に外部から力を加えることによって調整することができる。

また、ステータ２１にロータ２５を嵌め合わせるに際して位置決め精度を向上させるための、すなわち、ステータ２１とロータ２５との間隙を一様に確保するための係合手段が、ステータ２１および／またはロータ２５側に設けられていると、第１の工程でステータ２１にロータ２５を嵌め合わせる作業をより容易に行うことができる。

したがって、嵌め合せた後のステータ２１とロータ２５の組み立て体に対して、ステー
タ２１とロータ２５との間隙寸法の検査を行うタイミングとしては、第２の工程においてロータ２５を回転軸２０にボルト３８で固定する前に行うのがよく、もし、間隙寸法が所期の精度で一様に確保されていない組み立て体が検出された場合には、その時点で、ロータ２５の嵌め合わせ位置を強制的に外部から力を加えることによってロータ２５の嵌め合わせ調整することができる。また、間隙寸法を確認しながらロータ２５の位置調整作業を行うことができるので、時間も短縮され、ステータ２１とロータ２５との間隙寸法が一様に確保されたモータ５とすることができる。間隙寸法の検査を行うタイミングは、第１の工程でステータ２１にロータ２５を嵌め合わせた後であってもよい。

ただ、第２の工程においては、ロータ２５と回転軸２０との回り止め手段であるセレーション部２６ｇ、２０ａ双方の位置合わせしながら、ロータ２５を回転軸２０に嵌め合わせるので、ステータ２１とロータ２５との相対的な位置関係は、回転軸２０（回り止め手段を含む）およびステータ取り付け座体３３によって規制され、より的確な位置で嵌め合わせ状態が修正されることになる。また、間隙寸法の検査により、ステータ２１とロータ２５との間隙寸法が一様に確保されていないことが判明し、嵌め合わせ位置の修正が必要となった場合であっても、ステータ取り付け座体３３の取り付け孔やその他の部材を利用して、比較的容易に嵌め合わせ位置を微調整することができ、より精度高く、間隙寸法を一様に確保することができる。

次に、本実施の形態のモータ５をドラム式洗濯乾燥機に適用したときの回転駆動モードとそのときの洗濯物の挙動について、図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機での正逆連続回転駆動モードでの（ａ）駆動手順と（ｂ）そのときの洗濯物の挙動を説明する模式図である。

ところで、本実施の形態に係るドラム式洗濯機１では、回転ドラム４の回転軸方向を水平方向から角度θ＝２０±１０°に傾斜させて設置している関係から、水平方向に設置する場合に比べて、洗濯物７０が回転軸方向にも低い位置に集まりやすい傾向を示す。本実施の形態のドラム式洗濯機１は、インナロータ２５ａとアウタロータ２５ｂとを有し、回転トルクを強化したモータ５の特性を活かして、回転ドラム４に対する制御部１８による駆動制御に関し、回転ドラム４の９０°を超え１８０°未満での急正弧回転、急逆弧回転を４０ｒｐｍ〜６０ｒｐｍ程度の回転速度で交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードを備え、通常の、回転ドラム４の回転によって持ち上げられた洗濯物７０がその自重が勝る高さから落下する挙動を示す回転速度で回転ドラム４の連続回転を正逆交互に繰り返す正逆連続回転駆動モードと併用できるようにしている。正逆弧回転駆動モードは、後に詳述するように、洗濯物７０が低い位置に集まりやすい傾向を利用して、洗濯物７０の絡み、捩れの発生を大きく低減し、機械力の働きを高めながら皺も生じ難くすることを意図した駆動モードである。これら両駆動モードを必要に応じて洗濯、すすぎ、乾燥工程のどの段階でも実行することができる。

まず、洗濯、すすぎ工程において正逆弧回転駆動モードを実行する場合について、説明する。正逆弧回転駆動モードで洗濯、すすぎ工程を実行するのは特に過酷で駆動負荷が大きいが、本実施の形態のモータ５であれば、十分なトルクで安定して回転ドラム４を回転駆動させることができ、９０°を超え１８０°未満の弧回転駆動により、洗濯物７０を図１０（ａ）の丸付き符号２、４、６に例示する破線位置から実線位置へと最大限９０°を超えて１８０°未満まで持ち上げることができる。また、この弧回転駆動を図１０（ａ）に示す丸付き符号２、４、６、４、６・・の順に正逆交互に行うことにより、図１０（ａ）に示す丸付き符号３、５に示すように、洗濯物７０の持ち上げの最終時点ないしはその近傍で反転のための減速状態ないしは制動状態を生じて、洗濯物７０に与えられていた回転慣性による強制剥がし力と洗濯物７０の自重によって、洗濯物７０を回転ドラム４内面から確実かつ瞬時に剥がして落すことができる。さらに、正逆交互の弧回転駆動によって、洗濯物７０の持ち上げ位置、落下位置を毎回の弧回転駆動において、図１０（ｂ）に示すように、左右交互に入れ換えられるので、洗濯物７０の解し作用を高められることができ、さらに、機械力を洗濯物７０に満遍なく及ぼすことができる。

また、正逆弧回転駆動モードは駆動負荷が大きいが、駆動負荷の低い正逆連続回転駆動モードを併用することにより、機械的負荷を軽減しながら、正逆連続回転駆動モードにおいて生じる洗濯物７０の絡み、捩れ、皺などの洗濯物７０に対する機械力付与の不均衡を正逆弧回転駆動モードの実行割合を調整することで是正することができる。また、両駆動モードにおける洗濯やすすぎ中の洗濯物７０に異なった２通りの挙動、具体的には、正逆円弧回転駆動モードによってしっかりした手もみ洗いの挙動を、正逆連続回転駆動モードによっては洗濯物７０を大きく連続に動かし、むら無く洗う均一な洗い挙動を実行し、それらを併用することにより、両駆動モードにおける特徴的な挙動を相乗的に兼ね備えた洗濯およびすすぎ工程を実行することができる。さらに、正逆円弧回転駆動モードだけでは、大きな回転トルクを得るため、消費電力も大きくなるが、正逆連続回転駆動モードを併用することにより省電力化を図ることができる。

次に、乾燥工程において正逆弧回転駆動モードを実行する場合について、説明する。この乾燥工程における駆動手順ならびに洗濯物７０の挙動は、基本的に、上述した洗濯、すすぎ工程において正逆弧回転駆動モードを実行する場合と同様であり、ここでは説明を省略する。正逆弧回転駆動モードを乾燥工程で実行するのは、洗濯、すすぎ工程において実行する場合に比べて駆動負荷は幾分か軽減されるが、正逆連続回転駆動モードに比べれば大きな駆動負荷となる。

乾燥工程では、回転ドラム４の弧回転駆動により、洗濯物７０を回転ドラム４の左右片側上部まで持ち上げることを正逆交互に行い、洗濯物７０の持ち上げの最終時点ないしはその近傍での減速状態ないしは制動状態にて、洗濯物７０をその慣性による強制剥がし力と洗濯物７０の自重によって回転ドラム４の内面から確実かつ瞬時に剥がして、回転ドラム４の左右反対側に落すことの繰り返しにより、弧回転駆動ごとに洗濯物７０の持ち上げ位置、落下位置を左右交互に入れ換え、洗濯物７０の解し作用を高めて、絡みはもとより、捩れや、回転ドラム４の内面への貼り付きを防止し、洗濯物７０の取り出しを容易とするとともに、洗濯物７０に皺が付くのを大幅に緩和することができる。

また、このような正逆弧回転駆動モードを乾燥工程で実行することにより、洗濯工程、すすぎ工程終了の脱水ステップにおいて、洗濯物７０に絡み、捩れ、皺よりが生じ、回転ドラム４内面に強く押し付けられて貼り付いた状態の癖が付けられることがあっても、洗濯物７０の持ち上げ位置および落し位置の左右交互の入れ換えに伴う高い解し作用、機械力の作用によって、スムーズに解しながら、洗濯物７０内部に乾燥した高温空気が及ぶようにすることができるので、むら無く乾燥することができる。また、洗濯物７０の落下時の叩き作用により、皺伸ばし効果に付随して洗濯物７０の解れによる拡がりと繊維の再生が図れるので、乾燥仕上がり時の感触を大きく高めることができる。

さらに、乾燥工程において、正逆連続回転駆動モードを実行すると、洗濯物７０における乾燥空気との接触効率を高めることができ、総じて乾燥効率を向上させることができる。したがって、正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードとを併用することにより、乾燥時間をさらに短縮できるとともに、さらに、洗濯物７０の絡み、捩れや、回転ドラム４内面への貼り付きを防止し、洗濯物７０の取り出しを容易とするとともに、洗濯物７０に皺が付くのを大幅に緩和することができる。このように、両駆動モードにおける長所を相乗的に兼ね備えた乾燥工程を実行することができる。また、正逆円弧回転駆動モードだけでは、大きな回転トルクを得るため、消費電力も大きくなるが、正逆連続回転駆動モードを併用することにより省電力化を図ることができる。

このように、本実施の形態のモータ５を用いたドラム式洗濯機１において、正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードとを併用することによって洗濯物７０に機械力を及ぼすことができるとともに、叩き作用による叩き洗い効果、叩きすすぎ効果に加えて、絡み・捩れの防止効果や皺伸ばし効果のある、すなわち、両駆動モードにおける特徴・長所を相乗的に兼ね備えた洗濯、すすぎ、乾燥の各工程を実行することができる。

洗濯機への取り付けを伴うステータとロータを備えたモータの組み立てに適用して、組み立て性、組み立て精度を高められる。

本発明の実施の形態に係るモータを適用したドラム式洗濯機の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機の内部を見た背面図である。 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機のモータ取り付け部分のほぼ半部を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機のモータの水槽背面への取り付け状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るモータのステータとロータとを分解した斜視図である。 本発明の実施の形態に係るモータにおけるステータとロータの平面断面図である。 本発明の実施の形態に係るモータにおけるロータの平面図である。 本発明の実施の形態に係るモータにおけるロータの背面から見た斜視図である。 本発明の実施の形態に係るモータを洗濯機本体に取り付けるときの組み立て工程図である。 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機での正逆連続回転駆動モードでの（ａ）駆動手順と（ｂ）そのときの洗濯物の挙動を説明する模式図である。 インナロータタイプのモータを採用した従来のドラム式洗濯機を示す断面図である。 アウタロータタイプのモータを採用した従来のドラム式洗濯機を示す断面図である。 アウタロータタイプのモータの背面図である。

１ ドラム式洗濯機
２ 洗濯機筐体
３ 水槽
４ 回転ドラム
５ モータ
２０ 回転軸
２１ ステータ
２２ 樹脂モールド体
２２ａ 端面
２３ ステータコア
２３ａ インナティース
２３ｂ アウタティース
２３ｃ ヨーク
２４ 巻線
２５ ロータ
２５ａ インナロータ
２５ｂ アウタロータ
２６ 樹脂モールド体
２６ａ 天蓋部（端面）
２６ｂ 凸部
２６ｃ 開口窓
２６ｄ 第１のギャップ検査孔
２６ｅ 第２のギャップ検査孔

Claims (1)

1. 樹脂材料によってモールドされた略円環状のステータと、
   前記ステータの外周面に沿った位置に設けられた略円環状のアウタロータと、前記ステータの内周面に沿った位置に設けられた略円環状のインナロータとを備え、
   前記アウタロータと前記インナロータとは、樹脂材料によって一体にモールドされ、前記ステータの軸方向の端面は、前記アウタロータと前記インナロータとを連結し前記樹脂材料により形成された天蓋部により覆われ、前記天蓋部には、前記ステータと前記アウタロータとの間隙寸法を検査するための少なくとも１つの第１のギャップ検査孔と、前記ステータと前記インナロータとの間隙寸法を検査するための少なくとも１つの第２のギャップ検査孔と、前記ステータの軸方向の端面に対応するように円周方向に沿って設けられ、前記ステータと前記アウタロータ、インナロータおよび天蓋部との隙間に籠もった熱を放出するための複数の開口窓とが設けられ、前記第１のギャップ検査孔は、前記複数の開口窓のうちの少なくとも１つの開口窓を半径方向に拡幅することにより形成されていることを特徴とするモータ。

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