JPWO2007139129A1 - 洗濯機用ブラシレスモータおよびそれを搭載した洗濯機 - Google Patents

洗濯機用ブラシレスモータおよびそれを搭載した洗濯機 Download PDF

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Abstract

ステータと、ロータと、磁気センサと、駆動回路とを有する洗濯機用ブラシレスモータで、磁気センサと駆動回路とはケースに収容され防湿用の封止樹脂により封止されて駆動回路ユニットを形成する。駆動回路ユニットはブラシレスモータに内蔵される。

Description

本発明は、洗濯機に搭載されるブラシレスモータおよびそれを搭載した洗濯機に関する。
従来、洗濯機に搭載されるモータはインダクションモータ（例えば特許文献１、特許文献２参照）が主流であったが、近年の省エネのための高効率化のために、ブラシレスモータを搭載することが増えてきた。
しかし、駆動回路を内蔵するブラシレスモータを洗濯機に使用する場合、駆動回路を結露や湿気から守る防湿対策は重要である。
駆動回路の防滴防湿の問題は、モータ固定子と駆動回路を一体に樹脂モールドすることで解決することができる。（例えば特許文献３参照）しかし、高温高圧で射出成形するモールド樹脂により損傷される部品やはんだ接続部がある場合には、それらの部品やはんだ接続部を低温低圧で硬化する樹脂で封止する（例えば特許文献４参照）。その場合、封止樹脂が硬化する際の応力を更に緩和する必要があることもある。
特開２００４−１１２８６６号公報 特開平４−２５６７９１号公報 特開平１１−１５５２４９号公報 特開２００１−６１２５８号公報
本発明の洗濯機用ブラシレスモータは、ステータ巻線を有するステータと、磁石を有するロータと、ロータの位置を検出する磁気センサと、回路基板を有し磁気センサからの情報に応じてステータ巻線に通電する駆動回路とを有する。磁気センサと駆動回路とはケースに収容され防湿用の封止樹脂により封止されて駆動回路ユニットを形成する。駆動回路ユニットはブラシレスモータに内蔵される。上記構成により、駆動回路ユニットは防湿される。また封止樹脂は低射出圧であるので駆動回路は損傷されない。
図１は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの部分断面図である。 図２は、ブラシレスモータの正面図である。 図３は、ブラシレスモータの正面図である。 図４は、駆動回路ユニットの部分断面図である。 図５は、駆動回路ユニットの外観図である。 図６は、駆動回路ユニットの部分断面図である。 図７は、駆動回路ユニットの部分断面図である。 図８は、駆動回路ユニットの部分断面図である。 図９は、駆動回路ユニットの部分断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータを装着した洗濯機の断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータを装着した洗濯機の断面図である。 図１２は、ブラシレスモータの外観図である。 図１３は、ブラシレスモータの外観図である。
符号の説明
１００ ステータ
１０２ モータの外被
１０３ ロータ
１０４ ブラケット
１０５ 駆動回路
１０６ 取付け穴
１０７ ケース
１０８ 駆動回路ユニット
１０９ フランジ
１１２ 回路基板
１１３ 封止樹脂
１１４ 電子部品
１２０ 穴
１２１ 薄肉部
１２２ 凹部
１２３ 貫通穴
３１０ 筐体
３１１ 洗濯槽
３１２ 攪拌翼
３１３ シャフト
３１４ ギア
３１５ 従動プーリー
３１６ ベルト
３１７ 駆動プーリー
３１８ ブラシレスモータ
４１０ 筐体
４１１ 洗濯槽
４１２ ドラム
４１３ シャフト
４１４ 軸受
４１５ 従動プーリー
４１６ ベルト
４１７ 駆動プーリー
４１８ ブラシレスモータ
４１９ 突出部
４２０ 取付け穴
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態における洗濯機用のブラシレスモータの部分断面図である。図１において、三相のステータ巻線を有するステータコア１０１は、モールド樹脂で形成される外被１０２に覆われてステータ１００を構成する。外被１０２は、フランジ１０９に取付け穴１０６を有する。磁石を有するロータ１０３は、ステータコア１０１に挿入される。ロータ１０３の位置を検出する磁気センサ（図示せず）と、磁気センサからの情報に応じてステータ巻線に通電する駆動回路１０５とは、樹脂製のケース１０７に収容され、防湿用の樹脂により封止されて駆動回路ユニット１０８を構成する。駆動回路ユニット１０８は、ステータコイルへの接続電線（図示せず）を有する。駆動回路ユニット１０８は、ロータ１０３をステータコア１０１に挿入後に、ブラシレスモータ内に固定される。ブラケット１０４は軸受１１１を介してロータ１０３を支持する。駆動回路１０５内のパワー素子は、放熱のために、熱伝導性樹脂を介してブラケット１０４に連結される。このようにしてブラシレスモータは完成する。
図２及び図３は、モータの正面図である。ステータ１００は、外被１０２と一体に樹脂モールドで形成されたフランジ１０９に取付穴１０６を有する。図２と図３では、取付穴の数が異なる。モータの出力に応じて、どちらかを適宜に選択する。駆動回路１０５はモールド樹脂で形成される外被１０２の中にインサート成形で埋設されてもよい。この場合は、インサート成形の圧力が駆動回路１０５に及ぼす影響について配慮する必要がある。
以下に駆動回路ユニット１０８の構成を説明する。図４は駆動回路ユニット１０８の断面図、図５は駆動回路ユニット１０８の外観図である。駆動回路１０５の回路基板１１２は、突起１１５で位置決めしてケース１０７内に装着される。ケース１０７と回路基板１１２との間には隙間が設けられる。接続電線１１０は回路基板１１２をステータ巻線に接続する。駆動回路１０５を封止する封止樹脂１１３（以後、「樹脂１１３」と言う）がケース１０７に注入される。電子部品１１４からの放熱を望む場合は、電子部品１１４の上面を樹脂１１３の表面から露出させ、熱伝導性樹脂を介して放熱器（図示せず）に密着させる。ブラケット１０４は放熱器として利用できる。
樹脂１１３を注入する個所と対極の箇所、樹脂の流れが行き止まりになる箇所、樹脂の流れが合流する箇所、大きな部品の背後になる箇所などには空気が溜まり易いので、樹脂１１３が充填されないボイドが残る場合がある。これらの箇所に空気の排出路を設けてボイドの減少を図る。空気の排出路は、例えばケース１０７と回路基板２１１との間の隙間を広めることで、または、図６に示すように回路基板１１２に穴１２０を設けることで形成できる。これらの空気の排出路は、樹脂１１３が硬化する際の応力を緩和する効果もある。上記構造により、回路基板１１２を樹脂１１３で封止することが可能となる。樹脂１１３は低射出圧のポッティング樹脂であるので回路基板１１２は損傷されない。
図６のケース１０７は薄肉部１２１を有する。薄肉部１２１は樹脂１１３が硬化する際に発生する応力を緩和する。
図７のケース１０７は、樹脂１１３が硬化した後に形成される凹部１２２を有する。凹部１２２は樹脂１１３の硬化後の残留応力を緩和する。
図８のケース１０７は、樹脂１１３が硬化した後に形成される貫通穴１２３を有する。貫通穴１２３は、ケース１０７と樹脂１１３と回路基板１１２とを一時に貫通し、樹脂１１３の硬化後の残留応力を緩和する。
図９のケース１０７は、薄肉部１２１と貫通穴１２３を有する。貫通穴１２３は、薄肉部１２１と樹脂１１３と回路基板１１２とを一時に貫通し、樹脂１１３の硬化後の残留応力を更に効果的に緩和する。
図１０は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータを搭載する洗濯機の構成の第1の例であり、筐体３１０と、筐体３１０内に配置された洗濯槽３１１と、洗濯槽３１１の槽内に配置された攪拌翼３１２と、攪拌翼３１２と接続されたシャフト３１３と、シャフト３１３の他端側に接続されたギア（伝達機構）３１４と、ギア３１４を介して接続された従動プーリー３１５と、従動プーリー３１５に一方側が懸架されたベルト３１６と、ベルト３１６の他方側が懸架された駆動プーリー３１７と、駆動プーリー３１７に接続されたブラシレスモータ３１８とを含む。ブラシレスモータ３１８としては、図１、図２に示すブラシレスモータが採用される。
図１１は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータを搭載する洗濯機の構成の第２の例で、筐体４１０と、筐体４１０内に配置された洗濯槽４１１と、洗濯槽４１１の槽内に配置されたドラム４１２と、ドラム４１２と接続されたシャフト４１３と、シャフト４１３の他端側に接続された軸受４１４と、シャフト４１３に接続された従動プーリー４１５と、従動プーリー４１５に一方側が懸架されたベルト４１６と、ベルト４１６の他方側が懸架された駆動プーリー４１７と、駆動プーリー４１７に接続されたブラシレスモータ４１８とを含む。
ブラシレスモータ４１８としては、図１２、図１３に示す外観のブラシレスモータが採用される。モータの外被は樹脂モールドで構成される。外被は、モータの径方向に張り出した複数の突出部４１９と、突出部の先端の取付け穴４２０とを有する。
ブラシレスモータ３１８とブラシレスモータ４１８は、外観以外は同じ構成を有する。
本発明のブラシレスモータは、防湿構造を有するので、洗濯機用モータとして好適である。
本発明は、洗濯機に搭載されるブラシレスモータおよびそれを搭載した洗濯機に関する。
従来、洗濯機に搭載されるモータはインダクションモータ（例えば特許文献１、特許文献２参照）が主流であったが、近年の省エネのための高効率化のために、ブラシレスモータを搭載することが増えてきた。
しかし、駆動回路を内蔵するブラシレスモータを洗濯機に使用する場合、駆動回路を結露や湿気から守る防湿対策は重要である。
駆動回路の防滴防湿の問題は、モータ固定子と駆動回路を一体に樹脂モールドすることで解決することができる。（例えば特許文献３参照）しかし、高温高圧で射出成形するモールド樹脂により損傷される部品やはんだ接続部がある場合には、それらの部品やはんだ接続部を低温低圧で硬化する樹脂で封止する（例えば特許文献４参照）。その場合、封止樹脂が硬化する際の応力を更に緩和する必要があることもある。
特開２００４−１１２８６６号公報 特開平４−２５６７９１号公報 特開平１１−１５５２４９号公報 特開２００１−６１２５８号公報
本発明の洗濯機用ブラシレスモータは、ステータ巻線を有するステータと、磁石を有するロータと、ロータの位置を検出する磁気センサと、回路基板を有し磁気センサからの情報に応じてステータ巻線に通電する駆動回路とを有する。磁気センサと駆動回路とはケースに収容され防湿用の封止樹脂により封止されて駆動回路ユニットを形成する。駆動回路ユニットはブラシレスモータに内蔵される。上記構成により、駆動回路ユニットは防湿される。また封止樹脂は低射出圧であるので駆動回路は損傷されない。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態における洗濯機用のブラシレスモータの部分断面図である。図１において、三相のステータ巻線を有するステータコア１０１は、モールド樹脂で形成される外被１０２に覆われてステータ１００を構成する。外被１０２は、フランジ１０９に取付け穴１０６を有する。磁石を有するロータ１０３は、ステータコア１０１に挿入される。ロータ１０３の位置を検出する磁気センサ（図示せず）と、磁気センサからの情報に応じてステータ巻線に通電する駆動回路１０５とは、樹脂製のケース１０７に収容され、防湿用の樹脂により封止されて駆動回路ユニット１０８を構成する。駆動回路ユニット１０８は、ステータコイルへの接続電線（図示せず）を有する。駆動回路ユニット１０８は、ロータ１０３をステータコア１０１に挿入後に、ブラシレスモータ内に固定される。ブラケット１０４は軸受１１１を介してロータ１０３を支持する。駆動回路１０５内のパワー素子は、放熱のために、熱伝導性樹脂を介してブラケット１０４に連結される。このようにしてブラシレスモータは完成する。
図２及び図３は、モータの正面図である。ステータ１００は、外被１０２と一体に樹脂モールドで形成されたフランジ１０９に取付穴１０６を有する。図２と図３では、取付穴の数が異なる。モータの出力に応じて、どちらかを適宜に選択する。駆動回路１０５はモールド樹脂で形成される外被１０２の中にインサート成形で埋設されてもよい。この場合は、インサート成形の圧力が駆動回路１０５に及ぼす影響について配慮する必要がある。
以下に駆動回路ユニット１０８の構成を説明する。図４は駆動回路ユニット１０８の断面図、図５は駆動回路ユニット１０８の外観図である。駆動回路１０５の回路基板１１２は、突起１１５で位置決めしてケース１０７内に装着される。ケース１０７と回路基板１１２との間には隙間が設けられる。接続電線１１０は回路基板１１２をステータ巻線に接続する。駆動回路１０５を封止する封止樹脂１１３（以後、「樹脂１１３」と言う）がケース１０７に注入される。電子部品１１４からの放熱を望む場合は、電子部品１１４の上面を樹脂１１３の表面から露出させ、熱伝導性樹脂を介して放熱器（図示せず）に密着させる。ブラケット１０４は放熱器として利用できる。
樹脂１１３を注入する個所と対極の箇所、樹脂の流れが行き止まりになる箇所、樹脂の流れが合流する箇所、大きな部品の背後になる箇所などには空気が溜まり易いので、樹脂１１３が充填されないボイドが残る場合がある。これらの箇所に空気の排出路を設けてボイドの減少を図る。空気の排出路は、例えばケース１０７と回路基板２１１との間の隙間を広めることで、または、図６に示すように回路基板１１２に穴１２０を設けることで形成できる。これらの空気の排出路は、樹脂１１３が硬化する際の応力を緩和する効果もある。上記構造により、回路基板１１２を樹脂１１３で封止することが可能となる。樹脂１１３は低射出圧のポッティング樹脂であるので回路基板１１２は損傷されない。
図６のケース１０７は薄肉部１２１を有する。薄肉部１２１は樹脂１１３が硬化する際に発生する応力を緩和する。
図７のケース１０７は、樹脂１１３が硬化した後に形成される凹部１２２を有する。凹部１２２は樹脂１１３の硬化後の残留応力を緩和する。
図８のケース１０７は、樹脂１１３が硬化した後に形成される貫通穴１２３を有する。貫通穴１２３は、ケース１０７と樹脂１１３と回路基板１１２とを一時に貫通し、樹脂１１３の硬化後の残留応力を緩和する。
図９のケース１０７は、薄肉部１２１と貫通穴１２３を有する。貫通穴１２３は、薄肉部１２１と樹脂１１３と回路基板１１２とを一時に貫通し、樹脂１１３の硬化後の残留応力を更に効果的に緩和する。
図１０は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータを搭載する洗濯機の構成の第1の例であり、筐体３１０と、筐体３１０内に配置された洗濯槽３１１と、洗濯槽３１１の槽内に配置された攪拌翼３１２と、攪拌翼３１２と接続されたシャフト３１３と、シャフト３１３の他端側に接続されたギア（伝達機構）３１４と、ギア３１４を介して接続された従動プーリー３１５と、従動プーリー３１５に一方側が懸架されたベルト３１６と、ベルト３１６の他方側が懸架された駆動プーリー３１７と、駆動プーリー３１７に接続されたブラシレスモータ３１８とを含む。ブラシレスモータ３１８としては、図１、図２に示すブラシレスモータが採用される。
図１１は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータを搭載する洗濯機の構成の第２の例で、筐体４１０と、筐体４１０内に配置された洗濯槽４１１と、洗濯槽４１１の槽内に配置されたドラム４１２と、ドラム４１２と接続されたシャフト４１３と、シャフト４１３の他端側に接続された軸受４１４と、シャフト４１３に接続された従動プーリー４１５と、従動プーリー４１５に一方側が懸架されたベルト４１６と、ベルト４１６の他方側が懸架された駆動プーリー４１７と、駆動プーリー４１７に接続されたブラシレスモータ４１８とを含む。
ブラシレスモータ４１８としては、図１２、図１３に示す外観のブラシレスモータが採用される。モータの外被は樹脂モールドで構成される。外被は、モータの径方向に張り出した複数の突出部４１９と、突出部の先端の取付け穴４２０とを有する。
ブラシレスモータ３１８とブラシレスモータ４１８は、外観以外は同じ構成を有する。
本発明のブラシレスモータは、防湿構造を有するので、洗濯機用モータとして好適である。
本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの部分断面図 ブラシレスモータの正面図 ブラシレスモータの正面図 駆動回路ユニットの部分断面図 駆動回路ユニットの外観図 駆動回路ユニットの部分断面図 駆動回路ユニットの部分断面図 駆動回路ユニットの部分断面図 駆動回路ユニットの部分断面図 本発明の実施の形態におけるブラシレスモータを装着した洗濯機の断面図 本発明の実施の形態におけるブラシレスモータを装着した洗濯機の断面図 ブラシレスモータの外観図 ブラシレスモータの外観図
符号の説明
１００ ステータ
１０２ モータの外被
１０３ ロータ
１０４ ブラケット
１０５ 駆動回路
１０６ 取付け穴
１０７ ケース
１０８ 駆動回路ユニット
１０９ フランジ
１１２ 回路基板
１１３ 封止樹脂
１１４ 電子部品
１２０ 穴
１２１ 薄肉部
１２２ 凹部
１２３ 貫通穴
３１０ 筐体
３１１ 洗濯槽
３１２ 攪拌翼
３１３ シャフト
３１４ ギア
３１５ 従動プーリー
３１６ ベルト
３１７ 駆動プーリー
３１８ ブラシレスモータ
４１０ 筐体
４１１ 洗濯槽
４１２ ドラム
４１３ シャフト
４１４ 軸受
４１５ 従動プーリー
４１６ ベルト
４１７ 駆動プーリー
４１８ ブラシレスモータ
４１９ 突出部
４２０ 取付け穴

Claims (17)

  1. ステータ巻線を有するステータと、磁石を有するロータと、前記ロータの位置を検出する磁気センサと、回路基板を有し前記磁気センサからの情報に応じて前記ステータ巻線に通電する駆動回路とを有する洗濯機用ブラシレスモータであって、前記磁気センサと前記駆動回路とは、ケースに収容され防湿用の封止樹脂により封止されて駆動回路ユニットを形成し、
    前記駆動回路ユニットは、前記ブラシレスモータに内蔵される。
  2. モータの外被が樹脂モールドで構成され、前記駆動回路を前記外被内に配置する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  3. モータの外被が樹脂モールドで構成され、前記駆動回路ユニットを前記外被内に埋設する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  4. 前記駆動回路ユニットは、ボイドの発生を防止するための空気排出路を前記封止樹脂内に有する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  5. 前記駆動回路ユニットは、ボイドの発生を防止するための空気排出路を前記封止樹脂内のボイド頻発箇所に有する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  6. 前記駆動回路の前記回路基板は、空気の排出路としての穴を有する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  7. 前記駆動回路の前記回路基板は、前記封止樹脂の応力を緩和するための穴を有する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  8. 前記駆動回路の前記ケースは、前記封止樹脂の応力を緩和するための薄肉部を有する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  9. 前記駆動回路ユニットは、前記封止樹脂の応力を緩和するための、複数の凹部を有する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  10. 前記駆動回路ユニットは、前記封止樹脂の応力を緩和するための、前記ケースと前記回路基板と前記封止樹脂とを一度に貫通する貫通穴を有する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  11. 前記駆動回路の前記ケースは、薄肉部を有し、
    前記駆動回路ユニットは、前記封止樹脂の応力を緩和するための、前記薄肉部と前記回路基板と前記封止樹脂とを一度に貫通する貫通穴を有する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  12. モータの径方向に張り出した２つの突出部と、前記突出部の先端に配置された取付け穴とを有する、樹脂モールドされた外被を有する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  13. 前記取付け穴の数が、１つと２つのいずれか１つである請求項１２記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  14. モータの径方向に張り出した複数の突出部と、前記突出部の先端に配置された取付け穴とを有する、樹脂モールドされた外被を有する請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  15. 筐体と、筐体内に配置された洗濯槽と、前記洗濯槽の槽内に配置された攪拌翼と、前記攪拌翼と接続されたシャフトと、前記シャフトの他端側に接続されたギアと、前記ギアを介して接続された従動プーリーと、前記従動プーリーに一方側が懸架されたベルトと、前記ベルトの他方側が懸架された駆動プーリーとを有する洗濯機の、前記駆動プーリーに接続された請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  16. 筐体と、筐体内に配置された洗濯槽と、前記洗濯槽の槽内に配置されたドラムと、前記ドラムと接続されたシャフトと、前記シャフトの他端側に接続された軸受と、前記シャフトに接続された従動プーリーと、前記従動プーリーに一方側が懸架されたベルトと、前記ベルトの他方側が懸架された駆動プーリーとを有する洗濯機の、前記駆動プーリーに接続された請求項１記載の洗濯機用ブラシレスモータ。
  17. 請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の洗濯機用ブラシレスモータを搭載した洗濯機。
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