(57)【要約】      （修正有）【課題】モータのシャフトが接地されている場合、ベアリングの転動体の材質が導体の場合においても、ベアリングの同軸度を最小限としてベアリングの電食を防ぐ磁石モータを提供する。【解決手段】固定子に対して回転する回転子を備え、固定子を覆うようにハウジングを備え、ハウジングは固定子の外周面に接触して固着され、ハウジングの材料は導体とし、回転子は導体のシャフトを中心に回転し、シャフトの両端にはベアリングを備え、ベアリングには導体の転動体が使用され、ハウジングには固定子と同軸となるようベアリングが埋設されている磁石モータにおいて、出力軸側シャフト６０と反出力軸側シャフト７０が合成樹脂８０によって結合され電気的に絶縁されており、結合部分はベアリング間にないことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、前記固定子に対して回転する回転子を備え、前記固定子を覆うようにハウジングを備え、前記ハウジングは前記固定子の外周面に接触して固着され、前記ハウジングの材料は導体とし、前記回転子は導体のシャフトを中心に回転し、前記シャフトの両端にはベアリングを備え、前記ベアリングには導体の転動体が使用され、前記ハウジングには前記固定子と同軸となるよう前記ベアリングが埋設されている磁石モータにおいて、出力軸側シャフトと反出力軸側シャフトが合成樹脂によって結合され電気的に絶縁されており、結合部分はベアリング間にないことを特徴とする磁石モータ。
【請求項２】
請求項１記載の磁石モータにおいて、
反出力軸側シャフトは軸方向の孔を備え、出力軸側シャフトは前記軸方向の孔に接触しないよう挿入され、その空隙部を合成樹脂で埋設したことを特徴とする磁石モータ。
【請求項３】
請求項２記載の磁石モータにおいて、
反出力軸側シャフトには軸方向の孔と交差し前記反出力軸側シャフトを貫通するよう径方向の孔１を設け、さらに径方向の孔１から軸方向に前記出力軸側シャフトの外径の１倍から３倍で、かつ軸を中心に９０度の位置に同様に径方向の孔２を備えことを特徴とする磁石モータ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の磁石モータを適用したことを特徴とするドラム式洗濯乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石モータに係わり、これを用いた洗濯機、特にドラム式洗濯乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のドラム式洗濯乾燥機は、節水と洗浄力向上を両立させるため、洗濯槽内で水を循環させて洗う方式を採用しており、循環ポンプモータにてその循環水流を作り出している。前記循環ポンプモータは様々な回転数で使用することから、ＤＣブラシレスモータを使用しＰＷＭ制御にて駆動している。一般的な三相交流では、三相交流理論により中性点電位は０Ｖとなるが、ＰＷＭ制御の場合モータの中性点電位が０Ｖとならず、浮遊容量に電荷が蓄積されてしまい、モータのハウジングとシャフト間に電位差が生じる。ベアリングは外輪、内輪、転動体、グリースで構成され、外輪−グリース−転動体−グリース−内輪の順で直列に並ぶ構造となっている。外輪、内輪、転動体は鉄製の導体であり、グリースは絶縁体で、外輪と転動体の隙間は数μm程度である。電位差がベアリング内に封入されているグリースの油膜破壊電圧以上の電位差となると、ベアリング内の鉄製の転動体に電流が流れ、外輪、内輪、転動体にキズが生じ、結果としてベアリングの寿命が著しく低下する。これを電食と呼ぶ。電食を防ぐ方法としては例えば特許文献１（特許第３７４７６８４号）、特許文献２（特許第５０４２２４６号）、特許文献３（特許第５４０８４２３号）に示される。ドラム式洗濯乾燥機の循環ポンプモータでは、シャフトが洗濯水を通じて接地されているため、モータのハウジングとシャフト間の電位差が接地されていないものより大きくなり、電食しやすい構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７４７６８４号
【特許文献２】特許第５０４２２４６号
【特許文献３】特許第５４０８４２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
循環ポンプモータのようにシャフトが接地されている場合、電食を防ぐ方法としては、転動体の材質をセラミック等の絶縁体にして電流を流さない方法があるが、鉄製の転動体のベアリングに比べコストアップとなる問題点がある。他に電食を防ぐ方法として、ハウジングに熱可塑性樹脂材料を用いてハウジングを絶縁体とする方法があるが、モータ運転時に発生する熱によりモータを構成する各部品が熱膨張し、線膨張係数の違いによりベアリングとハウジング間に隙間が生じ、クリープ現象を引き起こし電動機の故障の原因となる。またハウジングに熱硬化性樹脂材料を用いてハウジングを絶縁体とする方法もあるが、例えばモータが故障して廃棄する際に、分解することが困難であるため環境面で問題となる。本発明によれば、モータのシャフトが接地されている場合、ベアリングの転動体の材質が導体の場合においても、ベアリングの同軸度を最小限としてベアリングの電食を防ぐ磁石モータを提供することが出来る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
固定子と、前記固定子に対して回転する回転子を備え、前記固定子を覆うようにハウジングを備え、前記ハウジングは前記固定子の外周面に接触して固着され、前記ハウジングの材料は導体とし、前記回転子は導体のシャフトを中心に回転し、前記シャフトの両端にはベアリングを備え、前記ベアリングには導体の転動体が使用され、前記ハウジングには前記固定子と同軸となるよう前記ベアリングが埋設されている磁石モータにおいて、出力軸側シャフトと反出力軸側シャフトが合成樹脂によって結合され電気的に絶縁されており、結合部分はベアリング間にないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
固定子と、前記固定子に対して回転する回転子を備え、前記固定子を覆うようにハウジングを備え、前記ハウジングは前記固定子の外周面に接触して固着され、前記ハウジングの材料は導体とし、前記回転子は導体のシャフトを中心に回転し、前記シャフトの両端にはベアリングを備え、前記ベアリングには導体の転動体が使用され、前記ハウジングには前記固定子と同軸となるよう前記ベアリングが埋設されている磁石モータにおいて、前記ベアリングの電食を防ぐ磁石モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に関わるドラム式洗濯乾燥機の概観図である。
【図２】本発明の一実施形態に関わる循環ポンプの軸方向断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に関わる磁石モータの軸方向断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に関わる磁石モータの径方向断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に関わるシャフトの正面図と断面図と側面図である。
【図６】本発明の一実施形態に関わる出力軸側シャフトの正面図である。
【図７】本発明の一実施形態に関わる反出力軸側シャフトの正面図である。
【図８】本発明の一実施形態に関わる出力軸側シャフトと反出力軸側シャフトを合成樹脂にて結合した時の軸方向断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に関わる図８におけるシャフトの研削加工後の断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に関わる回転子の断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に関わる出力軸側シャフトの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態に関わるドラム式洗濯機１００、およびそれに用いられる磁石モータを、図１〜図１１を参照して説明する。
【０００９】
図１は本実施形態に関わるドラム式洗濯機１００の概観図である。
【００１０】
ドラム式洗濯機１００は、前面パネルが開口した筐体１０１と、四隅にゴム製の脚を有する筐体ベース１０２とを備え、筐体１０１の開口部にはドア１０３が開閉可能なように取り付けられている。また、筐体１０１は、内槽としての回転ドラム１０４を包括する外槽１０５を備えている。また、循環ポンプ１０は外槽１０５の下部に取り付けられており、循環水は循環ポンプ１０により外槽１０５の上部へと持ち上げられ、外槽１０５内を通り外槽１０５の下部へと行き、再び循環ポンプ１０へと戻る経路をたどる。
【００１１】
図２は循環ポンプの軸方向断面図、図３は本発明に係わる磁石モータの軸方向断面図、図４は本発明に係わる磁石モータの径方向半断面図、図５はシャフトの正面図−平面図−側面図、図６は出力軸側シャフトの正面図、図７は反出力軸側シャフトの正面図、図８は出力軸側シャフトと反出力軸側シャフトを合成樹脂にて結合したシャフトの軸方向断面図、図９は図８のシャフトを研削加工した時の軸方向断面図、図１０は回転子の軸方向断面図、図１１は出力軸側シャフトの別形態での正面図である。
【００１２】
循環ポンプ１０は磁石モータ１１、ケーシング１２、ウォータシール１３、ランナ１４から形成され、磁石モータ１１によってランナ１４を回転させケーシング１２内部にある循環水を外槽１０５に持ち上げる。ウォータシール１３は磁石モータ１１への循環水の流入を防ぐ役割をしている。
【００１３】
磁石モータ１１は固定子２０と回転子３０、ハウジング４１、エンドブラケット４２から形成され、固定子２０は固定子コア２１に形成されたスロット２２に三相巻線である電機子巻線２３が巻装され、固定子コア２１と電機子巻線２３間は絶縁体２４によって電気的に絶縁されている。回転子３０は回転子コア３１に複数個の永久磁石３２が埋設され、回転子コア３１の中心部にシャフト５０が嵌合されており、前記シャフト５０の両端部にベアリング３３が嵌合されている。ハウジング４１の内径に固定子２０の外径が嵌合され、固定子２０の内径側には回転子３０があり、ハウジング４１およびエンドブラケット４２には凹部が形成され、そこにベアリング３３が内包されている。ハウジング４１とエンドブラケット４２は、ねじ４３にて結合されている。
【００１４】
シャフト５０は出力軸側シャフト６０と反出力軸側シャフト７０を合成樹脂８０で結合している。出力軸側シャフト６０にはシャフト先端部のセンタ孔６１、シャフト先端部のローレット部６２、シャフト中央部６３、合成樹脂で結合される部分にはローレット部６４が施されている。ローレット部６４の溝間に合成樹脂８０が嵌合しモータ運転時の回り止め構造となっている。また出力軸側シャフト６０の別形態としてローレット部６４をダブルＤカット６５の様にしても同様の回り止め効果を得ることができる。反出力軸側シャフト７０にはシャフト先端部の軸方向から施された孔７１、シャフト先端部の径方向から施された貫通孔７２、前記貫通孔７２からシャフトの直径の１〜３倍軸方向に離れ、かつシャフト軸を中心に９０度の位置に貫通孔７３、前記孔７１と逆側にセンタ孔７５、シャフト中央部にはステーキング７７が施されている。貫通孔７２、貫通孔７３に合成樹脂８０が嵌合し磁石モータ運転時の回り止め構造となっている。
【００１５】
次にシャフト５０を形成するための工程について説明する。まず出力軸側シャフト６０のローレット部６４を反出力軸側シャフト７０の孔７１に挿入した状態で射出成形金型に装着し合成樹脂８０を流し込みアウトサート成形を行い、シャフト５１ａを形成する。この時にセンタ孔６１とセンタ孔を基準に成形するとこの後の工程の研削での精度がよい。射出成形金型に貫通孔７２と貫通孔７３はシャフト軸を中心に９０度ずれた位置に配置することで、合成樹脂８０の成形収縮による出力軸側シャフト６０の中央部６３ａの振れ量を軽減している。次にセンタ孔６１とセンタ孔７５を基準とし、出力軸側シャフト６０の中央部６３ａと反出力軸側シャフト７０の７４ａが同軸となるよう研削加工しシャフト５１ｂを形成する。循環ポンプ１０として組み立てた時に研削部６３には、ウォータシール１３が嵌合され、研削部７４ａには回転子コア３１とベアリング３３が嵌合されるので、ここが同軸となることで高いシール性能を確保することができる。最後にステーキング７７を形成する。
【符号の説明】
【００１６】
１０      循環ポンプ
１１      磁石モータ
１２      ケーシング
１３      ウォータシール
１４      ランナ
２０      固定子
２１      固定子コア
２２      スロット
２３      電機子巻線
２４      絶縁体
３０      回転子
３１      回転子コア
３２      磁石
３３      ベアリング
４１      反出力軸側ハウジング
４２      出力軸側エンドブラケット
４３      ねじ
５０      シャフト
６０      出力軸側シャフト
７０      反出力軸側シャフト
８０      合成樹脂
１００    ドラム式洗濯乾燥機
１０１    筐体
１０２    筐体ベース
１０３    ドア
１０４    洗濯槽
１０５    外槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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