JP5097491B2 - 洗濯機の駆動用モータ - Google Patents

Description

本発明は、洗濯機の外槽に回転ドラムを直接駆動する洗濯機の駆動用モータにおいて固定子に分割鉄心を用い、その外周にフランジを嵌合した洗濯機の駆動用モータの固定子に関するものである。

分割固定子鉄心をフレームに圧入して固定子を構成しているものは特開２００５−３４８４７４号公報（特許文献１）に記載されている。また、鉄製リングが固定子鉄心の外形に圧入され軸方向の端面を押えたものは特開２００３−２０１９６２号公報（特許文献２）に記載されている。

特開２００５−３４８４７４号公報 特開２００３−２０１９６２号公報

洗濯機の回転ドラムを駆動する駆動用モータは回転ドラムを直接駆動するので、大きな駆動トルクが必要である。このため、固定子の外形寸法を大きくし、回転子の極数を多くしている。固定子を構成する分割固定子鉄心は電磁鋼板材料の歩留まりを向上させるため、分割した分割鉄心を使用している。しかしながら、分割していないものに比べて接合部での強度が低下するので半径方向の剛性が低下する。また、脱水時には洗濯物のアンバランスにより大きなアンバランス振動が発生するので、分割固定子鉄心に金属製フランジへの取付け部を設けても充分な取付け強度を確保することが困難であった。

本発明は上記した問題点に鑑み、分割固定子鉄心の半径方向及び取付け部の剛性を上げた構成とした固定子を提供することを目的とする。

本発明は、固定子の半径方向の剛性を上げるため、剛性の弱い分割固定子鉄心の外周を固定子フランジで嵌合することにより、分割固定子鉄心の半径方向の剛性をあげ、金属製フランジの取付けを固定子フランジに設けられた取付け穴を介して行うことにより、分割固定子鉄心を使用した固定子の剛性を上げたことを特徴とする。

本発明によれば、分割固定子鉄心の外周を固定子フランジで嵌合した固定子としているので、半径方向及び取付け部の剛性は固定子フランジの剛性を上げて持たせることができる。

以下、本発明の実施形態に係わる実施例について、図を引用して説明する。

図１は本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の縦断面図を示す。

外枠筐体は、外枠１と、前記外枠１を載置するように支持するベース部２を有する。

また、ベース部２がなく、外枠１だけで外枠筐体を構成するものもある。

外枠１は、正面の中央に設けられた開閉自在なる蓋体３を有する。

外枠１の内部には樹脂で成形された外槽４が配置され、前記外槽４の中には、回転自在の回転ドラム５が配置されている。回転ドラム５は、主軸６を介して駆動用モータ７と直結されている。駆動用モータ７は金属製フランジ８に固定され、金属製フランジ８は外槽４に固定されている。組み付け時は金属製フランジ８に主軸６及び駆動用モータ７が組込まれた駆動部組３１を外槽４に組み付けてから回転ドラム５を組み付けている。本実施例の場合、回転ドラム駆動用モータ７は磁石埋め込み形のインナーロータで固定子４１は集中巻の巻線５１を有するＤＣブラシレスモータを使用している。回転ドラム５の内側には、脱水時に高速回転で洗濯物９に含まれている水分を脱水するための脱水穴１０が全周に複数個設けられている。

回転ドラム５には脱水時の洗濯物９によるアンバランス振動を低減するための流体バランサー１１が設けられている。

蓋体３と外槽４の間で洗浄水を密封するために、ゴム製の弾性体で構成されるベローズ１２が設けられている。

外槽４は洗濯物９によるアンバランス振動を低減するため底部に２個のサスペンション１３により支持されている。サスペンション１３は外槽４及びそれに付属する全重量を支持するものであり強固な構成にできている。また、脱水運転時に生じる外槽４の共振による異常振動を防止するための減衰機構などが設けられている。

また、外槽４の上部は、前後に配置された二個の引きバネ１４，１５により支持している。これらの引きバネ１４、１５は外槽４の前後方向の倒れ防止を兼ねた支持や脱水時の前後、上下及び左右方向の振動を低減するために設けられている。

ベース部２には洗濯水を排水するための排水ホース１６が取付けられている。また、ベース部２の四隅には取付け脚１７が設けられている。この取付け脚１７はゴムで形成され、ドラム式洗濯乾燥機の運転時の振動を減衰させている。

なお、上記の外枠筐体は外枠１とベース部２を有するが、ベース部２を設けず、外枠１に取付け脚１７を設けるようにすることも可能である。この場合は、外枠１が外枠筐体になる。

洗濯やすすぎ時には、水道の蛇口に接続された給水ホース１８，給水電磁弁１９に接続された注水ホース２０，洗剤トレー２１を経由して、洗濯やすすぎに必要な水が供給される。

供給された水は外槽４の底部に洗濯水として、またすすぎ時にはすすぎ水として溜められている。洗剤トレー２１には洗濯時に必要な洗剤を投入し、すすぎ時には仕上がりをよくするために柔軟仕上げ剤を投入する。

洗濯時には、注水ホース２０から供給された水が洗剤トレー２１の洗剤を溶かしながら外槽４の上部からフレキシブルホース２２を介して投入される。

外槽４の内側にある回転軸心線を横にした回転ドラム５には蓋体３を開けて投入されて洗濯物９が内置される。回転ドラム５の内側には洗濯時に洗濯物９を掻き揚げられるようにするために複数個のリフター２３が設けられている。

洗濯やすすぎが終了して不要になった水や脱水時に洗濯物９から脱水された水は排水弁２４を開放して排水ホース１６から排水される。

乾燥時は、送風ファン２５により送風された送風は洗濯物９が入った回転ドラム５の中及び外周を通ってくるため、リントが含まれるので必ず乾燥フィルタ２６を通す必要がある。

このため、乾燥フィルタ２６を経由してヒータ２７に送風し、加熱された温風は外槽上部に設けられた噴出口部２８より回転ドラム５の中に送風される。

温風は洗濯物９を通って、回転ドラム５の後部から外槽４の底部に設けられた除湿装置２９の通風口３０を通って除湿され、送風ファン２５により循環を繰り返して洗濯物９を乾燥させる。

図２は本発明の実施例に係るもので、外槽４に駆動部組が取付けられている部分縦断面図を示す。駆動部組３１は外槽４の奥側に金属製フランジ８を介して取付けネジ３５により取付けられている。駆動部組３１を構成する金属製フランジ８の回転ドラム側ボス部３２は内側にウォータシール３３が圧入され、外側はゴムを被せている。この部分に外槽ボス部３４が圧入され外槽４と駆動部組３１とのシールが行われ洗浄水が外に漏れないように構成される。回転ドラム側ボス部３２の反対側には、駆動用モータ側ボス部３７が設けられており、主軸６を回転支持する軸受３８，３９が収納されている。主軸６には回転子３６が挿入されナット４０により固定されている。回転子３６の外周には固定子４１が取付けネジ４２により金属製フランジ８に固定されている。固定子４１の上面には、モータカバー４３が固定子４１に取付けられている。また、主軸６には回転ドラム５を取付けるためのフランジ４４が、嵌合固定されている。固定子４１の内径と回転子３６の外径との間隙は本実施例では０.６〜１mm程度なので結露水等で容易に固定子４１と回転子３６は電気的に接続されるので主軸６との電気絶縁としては回転子４１で行っている。

図３は本発明の実施例に係るもので固定子４１の縦断面図を示す。分割固定子鉄心４５の外周に固定子フランジ４６が嵌合されている。分割固定子鉄心４５の端面は端面支持部４７により軸方向の位置が決められている。端面支持部４７の長さは継鉄４９の幅と同等かそれより若干短い状態で分割固定子鉄心４５の端面に接触している。端面支持部４７は継鉄４９より長くなると歯部５０に設けられた巻線５１の収納部分が少なくなるので、略同等としているが、組込み時の振動等を考慮して問題なければそれより短くしてもよい。分割固定子鉄心４５は薄い板厚の電磁鋼板を積層しているので内径を固定して外周を強く押えると端面側に膨らみ変形が及ぶので、端面を拘束する必要がある。このため端面支持部４７の長さを長くして、分割固定子鉄心４５の端面を構成している継鉄４９を押えることにより、剛性を上げている。固定子フランジ４６と分割固定子鉄心４５の端面における嵌合部分を外周部分と分割固定子鉄心４５の継鉄４９までとすることにより、外形側に印加された荷重により端面部の変形を効果的に拘束し、分割固定子鉄心４５の剛性を上げることができる。

固定子フランジ４６が嵌合された分割固定子鉄心４５は合成樹脂４８により、端面支持部４７，継鉄４９，歯部５０及び取付け穴５７を一体に樹脂モールドして巻線５１を収納する電気絶縁構造及び固定子フランジ４６と金属製フランジ８を絶縁する取付け穴５２を形成している。巻線５１は合成樹脂４８により電気絶縁された歯部５０に巻かれている。分割固定子鉄心４５単体における真円度は分割した部分での剛性が小さく、変形し易いので精度を維持することは困難である。このため、固定子フランジ４６を嵌合することにより固定子フランジ４６の精度にならうので固定子フランジの精度を上げることにより、精度と剛性を上げた状態で樹脂モールドすることができる。このため、歯部５０が多く精度を有する分割固定子鉄心４５の成形には好適である。

図４は本発明の実施例に係るもので、固定子４１の正面図を示す。固定子フランジ４６の外周には樹脂モールドにより成形された取付け穴５２が６個設けられている。これにより金属製フランジ８と固定子４１を電気的に絶縁している。また、上面には三相短絡用コネクタ５３と電源コネクタ５４が同時に成形されており、巻線時に配線と接続ができる。

図５は本発明の実施例に係るもので、固定子フランジ４６の正面図を示す。固定子フランジ４６の内側は軸方向に分割固定子鉄心４５の外周が嵌合する円筒部５５を形成している。円筒部５５の先端部には内径側に端面支持部４７が形成されている。端面支持部４７の内側には半円形の切込みを入れた回り止め５６が１２個設けられている。また、固定子４１を取付けるための取付け穴５７が６個設けられている。回り止め５６は、分割固定子鉄心４５外径と固定子フランジ４６の内径部の嵌合は分割鉄心５９を使用しているのであまり堅固でないので、固定子フランジ４６と分割固定子鉄心４５を合成樹脂４８で成形し大きなトルクが作用したとき回転方向にずれないようにしている。

図６は本発明の実施例に係るもので、固定子フランジ４６の縦断面図を示す。内側は円筒部５５が軸方向に形成されている。このため、半径方向に断面係数が大きくなっているので剛性が大きい構造となっている。円筒部５５の内側は外周部には回り止め５６が均等の間隔で形成されている。

図７は本発明の実施に係るもので、分割固定子鉄心４５の正面図を示す。分割固定子鉄心４５は、図８に示すように直線状で全歯部を連結した状態の全分割鉄心５８を図９に示すように円弧状に曲げて分割鉄心５９を複数個組合せて、分割固定子鉄心４５を形成している。分割鉄心５９の両側には凹部６０と凸部６１が設けられており、分割鉄心５９の凹部６０と凸部６１と組合せて、円形上の分割固定子鉄心４５を構成している。

また、分割鉄心５９には分割穴６２が各歯部５０間に形成される。分割固定子鉄心４５と固定子フランジ４６を樹脂モールドするときこの分割穴６２を通して合成樹脂４８が流れ、両端面の密着度を上げることができる。

歯部５０の内径側の形状は非同心形状で内径は円筒が軸方向に線接触となる形状となっている。このため、内径精度の測定が困難となるので真円度をあらかじめ維持するため、円筒部５５の内径と端面を切削加工して精度を上げた固定子フランジ４６を使用している。

図１０は本発明の実施例に係るもので、全分割鉄心５８を電磁鋼板からプレスで打抜いたときの材料取りを示している。全分割鉄心５８を歯部５０と歯部５０の空間であるスロット６３で、互いに歯部５０を対向させることにより、単体では空間部となるスロット６３に対向する歯部５０を共有させて打抜くことにより材料の歩留まりを向上させている。このため、歯部５０の寸法の幅は互いに対向させた状態で、歯部５０がスロット６３の空間に共有できる寸法としている。このとき、互いの最低幅はプレスの打抜き作業性から板厚以上としている。

本発明によれば分割鉄心５９を複数個組合せた分割固定子鉄心４５は半径方向の剛性が小さいので、合成の大きい固定子フランジ４６を嵌合することにより、固定子４１の剛性を上げている。

また、歯部５０の数が４２個と多いので、巻線５１の絶縁をするための樹脂モールドを分割固定子鉄心４５と固定子フランジ４６を組合せた状態で行う必要がある。このため、分割固定子鉄心４５外径に精度が高く、剛性が大きい固定子フランジ４６を嵌合しているので、分割鉄心５９を組合せた分割固定子鉄心４５の剛性と精度を上げることができ、歯部５０が多く、精度を必要とする分割鉄心４５の樹脂モールドによる成形がよくできる。

端面支持部４７の長さを継鉄４９の長さまで延ばすことにより、固定子フランジ４６の剛性を上げる他に、分割固定子鉄心４５の外径と端面を拘束するので継鉄４９部の剛性も増加し、円環振動による固有周波数を高くすることができ、合成樹脂で成形されている外槽４は固有振動の周波数が低いので外槽４との共振周波数を逃げることができる。

分割鉄心５９は全分割鉄心５８に示すように、直線状態で歯部５０をスロット６３の空間に共用して打抜き積層しているので、使用材料の歩留まりを円形に打抜いたものに比較して大幅に向上することができる。

なお、本駆動用モータはドラム式洗濯機に使用しているが、ドラム式洗濯乾燥機または縦形洗濯機及び縦型洗濯乾燥機に使用してもよい。

本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の縦断面図である。 本発明の実施例に係るもので、外槽４に駆動部組が取付けられている部分縦断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、固定子４１の縦断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、固定子４１の正面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、固定子フランジ４６の正面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、固定子フランジ４６の縦断面図を示す。 本発明の実施に係るもので、分割固定子鉄心４５の正面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、全分割鉄心５８の正面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、分割鉄心５９の正面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、全分割鉄心５８を電磁鋼板からプレスで打抜いたときの材料取りを示している。

符号の説明

１ 外枠
２ ベース部
３ 蓋体
４ 外槽
５ 回転ドラム
６ 主軸
７ 駆動用モータ
８ 金属製フランジ
９ 洗濯物
１０ 脱水穴
１１ 流体バランサー
１２ ベローズ
１３ サスペンション
１４，１５ 引きバネ
１６ 排水ホース
１７ 取付け脚
１８ 給水ホース
１９ 給水電磁弁
２０ 注水ホース
２１ 洗剤トレー
２２ フレキシブルホース
２３ リフター
２４ 排水弁
２５ 送風ファン
２６ 乾燥フィルタ
２７ ヒータ
２８ 噴出口
２９ 除湿装置
３０ 通風路
３１ 駆動部組
３２ 回転ドラム側ボス部
３３ ウォータシール
３４ 外槽ボス部
３５，４２ 取付けネジ
３６ 回転子
３７ 駆動用モータ側ボス部
３８，３９ 軸受
４０ ナット
４１ 固定子
４３ モータカバー
４４ フランジ
５ 分割固定子鉄心
４６ 固定子フランジ
４７ 端面支持部
４８ 合成樹脂
４９ 継鉄
５０ 歯部
５１ 巻線
５２，５７ 取付け穴
５３ 三相短絡用コネクタ
５４ 電源コネクタ
５５ 円筒部
５６ 回り止め
５８ 全分割鉄心
５９ 分割鉄心
６０ 凹部
６１ 凸部
６２ 分割穴

Claims (3)

1. 洗濯機の外槽に回転ドラムを駆動する駆動部組を有し、前記駆動部組は金属製フランジを介して外槽に取付けられ、駆動部組に搭載している駆動用モータは絶縁した取付け穴を有する固定子フランジにより金属製フランジと電気的に絶縁された洗濯機の駆動用モータにおいて、駆動用モータの固定子は分割鉄心を複数個組合せて分割固定子鉄心とし、その外周に固定子フランジを嵌合し、前記固定子フランジの端面支持部、前記分割固定子鉄心の継鉄、歯部及び前記取付け穴を一体に樹脂モールドして巻線を収納したことを特徴とする洗濯機の駆動用モータ。
2. 請求項１記載のドラム式洗濯機の駆動用モータにおいて、固定子フランジの端面支持部は継鉄の幅と略同等したことを特徴とする洗濯機の駆動用モータ。
3. 請求項１又は請求項２記載のドラム式洗濯機の駆動用モータにおいて、分割鉄心は歯部単位で分割した全分割鉄心を使用したことを特徴とする洗濯機の駆動用モータ。

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