JP7456859B2 - ロータおよびロータの製造方法 - Google Patents
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Description
[1.洗濯機の全体構成]
図1から図5を参照し、第1実施形態の洗濯機1のロータ20およびロータ20の製造方法について説明する。まず、洗濯機1の全体構成について説明する。ただし、洗濯機1やロータ20は、以下に説明する構成の全てを有する必要はなく、いくつかの構成が適宜省略されてもよい。
洗濯機1は、例えば、筺体11、トップカバー12、水槽13、回転槽14、パルセータ15、およびモータ16を有する。洗濯機1は、回転槽14の回転軸Oが鉛直方向を向いたいわゆる縦軸型の洗濯機である。なお、洗濯機1は、縦軸型に限られず、回転槽の回転軸が水平又は後方へ向かって下降傾斜した横軸型いわゆるドラム式洗濯機であってもよい。
図2は、ロータ20の斜視図である。図3は、ロータ20およびステータ30の一部の斜視図である。モータ16は、シャフト17と、ロータ(回転子)20と、ステータ(固定子)30と、を有する。モータ16は、ロータ20がステータ30の外側に備えられたアウターロータ型誘導モータである。ステータ30のステータコイル30cに交流電流を流して回転磁界を発生させることにより、ロータ20が回転する。シャフト17はロータ20に連結されており、ロータ20の回転にあわせて回転する。シャフト17の回転軸は、回転軸Oと一致する。
次に、ロータ20の製造方法について説明する。
次に、作業者はロータマグネット24を着磁装置(不図示)に挿入して、主マグネット25と補助マグネット26を着磁する(後着磁工程)。後着磁工程は、同極着磁工程と異極着磁工程とを有する。主マグネット25と補助マグネット26は、後着磁工程により永久磁石になる。
上記実施形態において、異極着磁工程では対向する第一着磁ヨーク40Aと第二着磁ヨーク40Bおよび対向する第三着磁ヨーク40Cと第四着磁ヨーク40Dに電圧を入力していたが、異極着磁工程の態様はこれに限定されない。図10は、異極着磁工程の変形例における着磁ヨーク40とロータマグネット24の一部を上方から見た模式図である。図11は、異極着磁工程の同変形例における4個の着磁ヨーク40A,40B,40C,40Dに入力する電圧値を示すグラフである。作業者は、第一着磁ヨーク40Aと第三着磁ヨーク40Cのみに磁場を発生させる。発生させる磁場は上記実施形態と同様である。異極着磁工程の同変形例によっても、上記実施形態同様、主マグネット25Aと主マグネット25Bは着磁される。異極着磁工程の同変形例において、着磁ヨーク40Bおよび着磁ヨーク40Dが電圧を入力されないため、補助マグネット26Cに対して意図する磁力と逆向きの磁力がかからない。そのため、補助マグネット26Cの減磁を抑制できる。
図12から図16を参照し、第2実施形態の洗濯機1のロータ20の製造方法について説明する。第2実施形態は、後着磁工程の一部が異なっている。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
上記実施形態では、対向する着磁ヨークに入力する電圧値の絶対値を変えることで、補助マグネット26Cの磁気配向を湾曲したC形状としていた。ロータの製造方法は、対向する着磁ヨークに対して入力する電圧に時間差を設けることで、補助マグネット26Cの磁気配向を湾曲したC形状としてもよい。図17は、同極着磁工程における4個の着磁ヨーク40A,40B,40C,40Dに入力する電圧値を示すグラフである。変形例1においては、図17に示すように、第二着磁ヨーク40Bおよび第四着磁ヨーク40Dと、第一着磁ヨーク40Aおよび第三着磁ヨーク40Cと、に対して時間差を設けて電圧を入力する。具体的には、第一着磁ヨーク40Aへの着磁を開始した後に、第二着磁ヨーク40Bへの着磁を開始する。また、第三着磁ヨーク40Cへの着磁を開始した後に、第四着磁ヨーク40Dへの着磁を開始する。これにより第2実施形態と同様の効果を得られる。
上記実施形態において、ロータ20はアウターロータであったが、ロータはこれに限定されない。ロータはインナーロータであってもよい。
図18から図21を参照し、第3実施形態の洗濯機1Eのロータ20Eおよびロータ20Eの製造方法について説明する。第1実施形態および第2実施形態のロータ20は、SPM(Surface Permanent Magnet)方式である。一方、第3実施形態のロータ20Eは、SPMと比較して高出力高効率が図れるIPM(Interior permanent Magnet)方式である。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図22から図25を参照し、第4実施形態の洗濯機1Fのロータ20Fおよびロータ20Fの製造方法について説明する。第4実施形態のロータ20Fは、第3実施形態のロータ20Eと比較して、主マグネット25Eの態様が異なる。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
ロータマグネット24Fは、非対称な着磁ヨーク40Fを用いて着磁されてもよい。非対称な着磁ヨーク40Fは、第一着磁ヨーク40Aと、第二着磁ヨーク40Bsと、第三着磁ヨーク40Cと、第四着磁ヨーク40Dsと、を有する。第二着磁ヨーク40Bsは、第1実施形態の第二着磁ヨーク40Bと比較して、周方向Cの長さが短い。第四着磁ヨーク40Dsは、第1実施形態の第四着磁ヨーク40Dと比較して、周方向Cの長さが短い。
ロータマグネット24Fは、複数回に別けて着磁されてもよい。図24に示すように、ロータマグネット24Fは、第一着磁工程として、第一着磁ヨーク40Asと、第二着磁ヨーク40Bsと、第三着磁ヨーク40Csと、第四着磁ヨーク40Dsと、により着磁される。第一着磁ヨーク40Asは、第1実施形態の第一着磁ヨーク40Aと比較して、周方向Cの長さが短い。第三着磁ヨーク40Csは、第1実施形態の第三着磁ヨーク40Cと比較して、周方向Cの長さが短い。
ロータマグネット24Fは、第二着磁工程として、着磁ヨーク40(第一着磁ヨーク40A,第二着磁ヨーク40B,第三着磁ヨーク40C,第四着磁ヨーク40D)を用いることで、それぞれの着磁ヨークから近い位置(図25において円で囲まれた部分)が効率的に着磁される。
上記実施形態において、コア23は径方向Rにおいてロータマグネット24E,24Fを覆っていたが、コア23の態様はこれに限定されない。図26は、ロータ20Eの変形例であるロータ20Gの模式図である。ロータ20Gは、コア(鉄心)23Gと、ロータマグネット24Eと、を有する。コア23Gは、補助マグネット26Eの径方向Rの内側(ステータ30側)に開口20aを有する。コア23Gに開口20aを設けることで、補助マグネット26Eの磁束が漏れずに主マグネット25Eに流れやすくなる。
上記実施形態において、主マグネット25,25E,25Fと補助マグネット26,26Eは、同じ磁性材料(ネオジム磁石、フェライト磁石)により形成されていた。主マグネット25と補助マグネット26は、異なる磁性材料により形成されてもよい。例えば、主マグネット25は高出力を実現できるネオジム磁石で形成し、補助マグネット26は同極着磁の困難性を考慮して着磁しやすいフェライト磁石で形成してもよい。
図27から図28を参照し、第5実施形態の洗濯機1Gのロータ20Gおよびロータ20Gの製造方法について説明する。ロータ20Gは、第1実施形態および第2実施形態のロータ20と同様に、SPM方式である。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
上記実施形態において、ロータマグネット24Gの主マグネット25Gおよび補助マグネット26Gは等方性磁石であったが、ロータマグネット24Gの態様はこれに限定されない。図29は、ロータマグネット24Gの変形例であるロータマグネット24Hの一部を上方から見た模式図である。ロータマグネット24Hは、主マグネット25Gと補助マグネット26Hとを有する。補助マグネット26Hは、異方性フェライト磁石である。補助マグネット26Hは、磁化容易軸方向が周方向Cに略一致するように配置されている。そのため、補助マグネット26Hは周方向Cに着磁させやすい。補助マグネット26Hは異方性磁石であるため、等方性磁石である補助マグネット26Gと比較して周方向Cへの磁力が強く安定する。
図30は、ロータマグネット24Gの変形例であるロータマグネット24Kの一部を上方から見た模式図である。ロータマグネット24Kは、主マグネット25Kと補助マグネット26Hとを有する。主マグネット25Kは、異方性フェライト磁石である。主マグネット25Kは、磁化容易軸方向が径方向Rに略一致するように配置されている。そのため、主マグネット25Kは径方向Rに着磁させやすい。主マグネット25Kは異方性磁石であるため、等方性磁石である主マグネット25Gと比較して径方向Rへの磁力が強く安定する。
ロータマグネット24Gの他の変形例は、異方性磁石である主マグネット25Kと、等方性磁石である補助マグネット26Gと、を有してもよい。
Claims (18)
- 未着磁の主マグネットと未着磁の補助マグネットとを樹脂成形型において周方向に交互に配置して円環状または円弧状に並べるマグネット配置工程と、
前記樹脂成形型に樹脂を充填して樹脂モールドする樹脂成型工程と、
樹脂モールドされた前記主マグネットと前記補助マグネットを着磁する後着磁工程と、
を備え、
前記樹脂成型工程において、隣り合う前記主マグネットと前記補助マグネットとは、少なくとも一部が接触した状態で樹脂モールドされている、
洗濯機のロータの製造方法。 - 未着磁の主マグネットと未着磁の補助マグネットとを樹脂成形型において周方向に交互に配置して円環状または円弧状に並べるマグネット配置工程と、
前記樹脂成形型に樹脂を充填して樹脂モールドする樹脂成型工程と、
樹脂モールドされた前記主マグネットと前記補助マグネットを着磁する後着磁工程と、
を備え、
前記補助マグネットに前記周方向において隣り合う前記主マグネットを、第一主マグネットと第二主マグネットとし、
前記後着磁工程において、
前記第一主マグネットは、径方向において対向する第一着磁ヨークと第二着磁ヨークとに挟み込まれて着磁され、
前記第二主マグネットは、径方向において対向する第三着磁ヨークと第四着磁ヨークとに挟み込まれて着磁される、
洗濯機のロータの製造方法。 - 未着磁の主マグネットと未着磁の補助マグネットとを周方向に交互に配置して円環状のコアの内部に並べるマグネット配置工程と、
前記コアの内部に配置された前記主マグネットと前記補助マグネットを着磁する後着磁工程と、
を備え、
前記補助マグネットに前記周方向において隣り合う前記主マグネットを、第一主マグネットと第二主マグネットとし、
前記後着磁工程において、
前記第一主マグネットは、径方向において対向する第一着磁ヨークと第二着磁ヨークとに挟み込まれて着磁され、
前記第二主マグネットは、径方向において対向する第三着磁ヨークと第四着磁ヨークとに挟み込まれて着磁される、
洗濯機のロータの製造方法。 - 前記補助マグネットに前記周方向において隣り合う前記主マグネットを、第一主マグネットと第二主マグネットとし、
前記後着磁工程において、
前記第一主マグネットは、径方向において対向する第一着磁ヨークと第二着磁ヨークとに挟み込まれて着磁され、
前記第二主マグネットは、径方向において対向する第三着磁ヨークと第四着磁ヨークとに挟み込まれて着磁される、
請求項1に記載の洗濯機のロータの製造方法。 - 前記後着磁工程は
対向する前記第一着磁ヨークと前記第二着磁ヨークに同極の磁場を発生させ、対向する前記第三着磁ヨークと前記第四着磁ヨークに同極の磁場を発生させる同極着磁工程と、
対向する前記第一着磁ヨークと前記第二着磁ヨークに異極の磁場を発生させ、対向する前記第三着磁ヨークと前記第四着磁ヨークに異極の磁場を発生させる異極着磁工程と、
を有する、
請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の洗濯機のロータの製造方法。 - 前記同極着磁工程は、
前記径方向において内側にある前記第二着磁ヨークに入力する電圧値の絶対値は、前記径方向において外側にある前記第一着磁ヨークに入力する電圧値の絶対値より大きく、
前記径方向において内側にある前記第四着磁ヨークに入力する電圧値の絶対値は、前記径方向において外側にある前記第三着磁ヨークに入力する電圧値の絶対値より大きい、
請求項5に記載の洗濯機のロータの製造方法。 - 前記径方向において外側にある前記第一着磁ヨークへの着磁を開始した後に、前記径方向において内側にある前記第二着磁ヨークへの着磁を開始し、
前記径方向において外側にある前記第三着磁ヨークへの着磁を開始した後に、前記径方向において内側にある前記第四着磁ヨークへの着磁を開始する、
請求項5に記載の洗濯機のロータの製造方法。 - 前記主マグネットは、分離した一対のマグネットであり、前記ロータの回転軸に平行な方向から見て前記径方向において内側に広がるV字型に配置されており、
前記径方向において内側にある前記第二着磁ヨークは、前記径方向において外側にある前記第一着磁ヨークと比較して、前記周方向の長さが短く、
前記径方向において内側にある前記第四着磁ヨークは、前記径方向において外側にある前記第三着磁ヨークと比較して、前記周方向の長さが短い、
請求項5に記載の洗濯機のロータの製造方法。 - 前記主マグネットは、分離した一対のマグネットであり、前記ロータの回転軸に平行な方向から見て前記径方向において内側に広がるV字型に配置されており、
前記同極着磁工程は、複数回に別けて実施される、
請求項5に記載の洗濯機のロータの製造方法。 - 前記同極着磁工程は、第一着磁工程と第二着磁工程とを有し、
前記第二着磁工程で用いる着磁ヨークの前記周方向の長さは、前記第一着磁工程で用いる前記着磁ヨークの前記周方向の長さより長い、
請求項9に記載の洗濯機のロータの製造方法。 - 前記同極着磁工程は、第一着磁工程と第二着磁工程とを有し、
前記第二着磁工程で用いる電圧は、前記第一着磁工程で用いる電圧より低い、
請求項9に記載の洗濯機のロータの製造方法。 - 主マグネットと、
補助マグネットと、
を備え、
前記主マグネットと前記補助マグネットとは、周方向に交互に配置されて円環状に形成され、
前記補助マグネットは、前記周方向に着磁され、
前記主マグネットは、径方向に着磁され、
隣り合う前記主マグネットと前記補助マグネットとは、少なくとも一部が接触した状態で樹脂モールドされている、
ロータ。 - 前記主マグネットと前記補助マグネットとは、樹脂モールドのみにより固定されている
請求項12に記載のロータ。 - 前記主マグネットと前記補助マグネットとは、フェライト磁石を含む、
請求項12または請求項13に記載のロータ。 - 前記主マグネットと前記補助マグネットとは、ハルバッハ配列磁石を形成する、
請求項12から請求項14のいずれか一項に記載のロータ。 - 前記主マグネットと前記補助マグネットの少なくとも一方は、等方性磁石である、
請求項12から請求項15のいずれか一項に記載のロータ。 - 前記主マグネットは、異方性磁石であり、磁化容易軸方向が前記径方向に略一致するように配置されている
請求項12から請求項15のいずれか一項に記載のロータ。 - 前記補助マグネットは、異方性磁石であり、磁化容易軸方向が前記周方向に略一致するように配置されている、
請求項12から請求項15のいずれか一項に記載のロータ。
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