(57)【要約】【課題】  ロータの点対称固有振動モードと電磁力の共振による騒音を低減するとともに、ロータを軽量化する。【解決手段】洗濯物を洗濯脱水するために回転する内槽と、該内槽を内包する外槽と、該外槽を収納する筐体と、回転軸を介して内漕を駆動するモータを有する洗濯機であって、前記モータはステータと、該ステータより外径が大きいロータを有し、該ロータは内径側で回転軸と結合するボス部と、外径側で永久磁石を保持するリング部と、ボス部およびリング部を接続するディスク部と、を有し、ディスク部は、奇数本の放射状リブ且つまたは奇数個の開口部を有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を洗濯脱水するために回転する内槽と、該内槽を内包する外槽と、該外槽を収納する筐体と、回転軸を介して内漕を駆動するモータを有する洗濯機であって、
前記モータは、ステータと、該ステータより外径が大きいロータを有し、該ロータは内径側で回転軸と結合するボス部と、外径側で永久磁石を保持するリング部と、ボス部およびリング部を接続するディスク部と、を有し、
前記ディスク部は、奇数本の放射状リブ且つまたは奇数個の開口部を有することを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
請求項１に記載の洗濯機であって、
該ディスク部に５本もしくは７本の放射状リブ且つまたは５個もしくは７個の開口部を有することを特徴とする洗濯機。
【請求項３】
請求項１に記載の洗濯機であって、
前記ディスク部に該ディスク部と概略直交する奇数本の放射状フィンを有することを特徴とする洗濯機。
【請求項４】
請求項１に記載の洗濯機であって、
前記ディスク部に奇数個の前記開口部を有し、前記ディスク部の断面を翼形状に形成したことを特徴とする洗濯機。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載の洗濯機であって、
前記開口部の周長の総和が前記ディスク部の周長の６０％以上となる半径位置を有することを特徴とする洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯機の低騒音化、軽量化に関するものであり、特にモータから発生する騒音とモータ重量の低減に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な洗濯機は、洗濯物を洗濯もしくは脱水するために回転する内槽と、内槽を内包する外槽と、外槽を収納する筐体と、回転軸を介して内漕を駆動するモータを備えた構成となっている。モータは内漕を、洗濯時には低速大トルクで、脱水時には高速小トルクで駆動する。
【０００３】
モータは静止部であるステータと回転部であるロータで構成される。軽量、コンパクトな構造で大トルクを得るために、例えば特開平１１−３３２８１号公報に示すように、ロータの外径がステータより大きい、いわゆるアウタロータ型の永久磁石モータが実用化されている。一般的なアウタロータ型モータのロータは、内径側で回転軸と結合するボス部と、外径側で永久磁石を保持するリング部と、ボス部およびリング部を接続するディスク部とで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
洗濯機の脱水時には可変速運転を行なうため、モータにおける電磁加振力の周波数が変化し、これがロータの固有振動数と一致すると共振が発生する。電磁力は点対称のパターンとなるため、ロータの点対称固有振動モードの共振応答は特に増大する可能性がある。アウタロータ型モータではロータの端面に円板状のディスク部を有するため、モータ端面の面積が大きくなり、ロータ共振時には騒音を発生しやすくなる恐れがある。また、ディスク部は内径側のボス部と外径側のリング部を接続するため、インナロータ型モータと比較してロータの質量が増加する懸念がある。
【０００６】
本発明の目的は、ロータの点対称固有振動モードと電磁力の共振による騒音を低減するとともに、ロータを軽量化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
洗濯物を洗濯脱水するために回転する内槽と、該内槽を内包する外槽と、該外槽を収納する筐体と、回転軸を介して内漕を駆動するモータを有する洗濯機であって、前記モータはステータと、該ステータより外径が大きいロータを有し、該ロータは内径側で回転軸と結合するボス部と、外径側で永久磁石を保持するリング部と、ボス部およびリング部を接続するディスク部と、を有し、ディスク部は、奇数本の放射状リブ且つまたは奇数個の開口部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ロータの点対称固有振動モードと電磁力の共振による騒音を低減するとともに、ロータを軽量化した洗濯機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る洗濯機の概略断面図である。
【図２】実施例１に係るモータのロータの構造図である。
【図３】モータのロータに作用する電磁加振力分布の例を示す模式図である。
【図４】モータのロータの点対称固有振動モードの例を示す模式図である。
【図５】実施例２に係るモータのロータの構造図である。
【図６】実施例３に係るモータのロータの構造図である。
【図７】実施例４に係るモータのロータの構造図である。
【図８】実施例５に係るモータのロータの構造図である。
【図９】実施例６に係るモータのロータの構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の洗濯機の具体的実施例を図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態１に係る洗濯機４０の概略を説明する縦断面図である。この図では、洗濯機４０の基本構成要素のみについて記載し、その他の要素例えばパネルスイッチ等は省略し図示していない。
【００１２】
洗濯機４０は主に、外周部に多数の通水孔４３ａを有し洗濯物を洗濯脱水するために回転する内漕４３と、この内漕４３を内包する外槽４２と、この外槽４２を収納する筐体４１を備えている。また、外槽４２と筐体４１との間に装備し外槽４２の荷重を受ける支持ばね４８と、外槽４２と筐体４１の間に装備し外槽４２の振動を抑制する防振ダンパ４９を備えている。さらに筐体４１には、図示しない洗濯物の出し入れを行うとともに、水漏れや洗濯物の飛び出しを防止するドア４７と、外槽４２と筐体４１の開口部を弾性接続するベローズ４６を備えている。また、内漕４３を駆動するモータ４４と、一端を内漕４３に、他端をモータ４４に固定した回転軸４５を備えている。
【００１３】
モータ４４はロータ１およびステータ２で構成され、ロータ１には永久磁石３が内蔵されている。上記構成において、洗いやすすぎ工程時に内漕４３はモータ４４により低速回転駆動され、内漕４３内の洗濯物を持ち上げ水面上に落下させて洗浄・濯ぎを行う。脱水工程時には、内漕４３を高速回転させて遠心脱水を行う。
【００１４】
図２は、本実施例に係るモータ４４のロータ１の構造図である。ロータ１は、内径側で図示しない回転軸４５と接続するボス部４、外径側で永久磁石３を保持するリング部５、ロータ１の端部にありボス部４とリング部５を接続するディスク部６で構成されている。
【００１５】
ロータ１にはステータ２で発生した磁場と永久磁石３の相互作用により、回転方向の推進力とともに主に半径方向の電磁加振力が作用する。図３に電磁加振力分布例の概念図を示す。電磁加振力は時間とともに変動するが、図３の例ではある瞬間において、上下２か所では半径方向外側に、左右２か所では半径方向内側に電磁力が作用している。モータ４４の極数は通常偶数であるので、ロータ１に作用する電磁加振力分布は図３に示すように点対称となる。このためロータ１では点対称固有振動モードが選択的に励振される。図４は点対称固有振動モード例の概念図を示す。振動変位は時間とともに変動するが、図４の例ではある瞬間において、＋印で表示した位置では手前側に、−印で示した位置では奥側に変位している。本振動モードでは図示したディスク部の変形に連動して、リング部の半径方向においても同様に線対称パターンの変形が発生する。図３の電磁加振力分布と図４の固有振動モードはパターンが類似しているため、加振周波数と固有振動数が一致すると、共振により振動および騒音が増大する可能性がある。
【００１６】
図２に示す本実施例のロータ１ではディスク部６を７本の放射状のリブ７で補強している。このリブ７は溶接もしくは削り出し等により形成される。リブ７の本数が奇数であるため、ロータ１の構造の対称性が崩れ、点対称固有振動モードが歪んだ形になる。このため、点対称分布の電磁加振力による振動応答感度が低下し、共振時の振動および騒音が低減される。
【実施例２】
【００１７】
図５は、本発明の実施形態２に係るモータ４４のロータ１の構造図である。本実施例と実施例１との主な違いは、ディスク部６を立体的に変形して形成した５本のリブ７で補強している点である。実施例１ではリブ７本数が７本であったが、リブ７本数は奇数であれば、本実施例のように５本であっても同様に振動低減効果がある。本実施例におけるリブ７はプレス成型等で形成できるため、より低コストで製作可能である。
【実施例３】
【００１８】
図６は、本発明の実施形態３に係るモータ４４のロータ１の構造図である。本実施例と実施例１との主な違いは、ディスク部６に５個の開口部８を有する点である。これらの開口部８は打ち抜き加工等によって形成できる。本実施例のように開口部８を奇数個設けることによっても、実施例１と同様に、点対称固有振動モードを歪ませることができ、振動低減効果がある。また、開口部８を開けることによりロータ１を軽量化できるとともに、モータ４４の冷却性能も向上する。
【実施例４】
【００１９】
図７は、本発明の実施形態４に係るモータ４４のロータ１の構造図である。本実施例と実施例３との主な違いは、開口部８が大きく、開口部８の外周部における周長の総和が、同一半径におけるディスク部６の周長の６０％以上となっている点である。この結果、ディスク部６は５本のステー部９で構成されている。このため、点対称固有振動モードを歪ませることにより振動応答を低減できるとともに、ディスク部６の面積を低減できるため騒音を抑制できる。また、開口面積が増加するのでロータ１を軽量化できるとともに、モータ４４の冷却性能も向上する。
【実施例５】
【００２０】
図８は、本発明の実施形態５に係るモータ４４のロータ１の構造図である。本実施例と実施例４との主な違いはステー部９にフィン１０を形成した点である。フィン１０は空隙形成のために不要となった部分を利用して折り曲げることなどにより形成できる。フィン１０を形成したことによりステー部９の剛性を向上でき、振動を低減可能である。また、フィン１０によって気流を発生させることによりモータ４４の冷却性能を向上できる。
【実施例６】
【００２１】
図９は、本発明の実施形態６に係るモータ４４のロータ１の構造図である。本実施例と実施例４との主な違いはステー部９に翼形状断面部１１を形成した点である。翼形状断面部１１は削り出し加工や三次元プリンタ等により形成可能である。翼形状断面部１１を設けることにより、フィンなどの重量増加を伴わずにモータ４４の冷却性能を向上できる。
【００２２】
以上、本発明の実施形態を横軸型のドラム式洗濯機を例に説明したが、洗濯漕の開口部が上側となる縦軸型洗濯機においても同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００２３】
１…ロータ、２…ステータ、３…永久磁石、４…ボス部、５…リング部、６ディスク部、７…リブ、８…開口部、９…ステー部、１０…フィン、１１…翼形状断面部
４０…洗濯機、４１…筐体、４２外槽、４３…内漕、４３ａ…通水孔、４４…モータ、４５…回転軸、４６…ベローズ、４７…ドア、４８…支持ばね、４９…防振ダンパ。
【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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