(57)【要約】      （修正有）【課題】小型軽量化した洗濯機のための駆動装置を提供する。【解決手段】洗濯機のための駆動装置は、単相外側ロータブラシレスモータ及び駆動輪を含む。モータは、駆動輪を駆動し、ステータ及びロータを含む。ステータは、ステータコア１１と、ステータコアの周りに巻き付けられる巻線１５とを含む。ロータは、ロータヨーク２２及び永久磁石２４を含む。永久磁石の内面及びステータの歯先端部の外面は、互いに対向し、両者間に不均一な間隙を形成し、ロータが、ステータに対して相対的に回転することができる。各磁極に関連する前記間隙の半径方向の幅は、磁極の中心部から周方向の両端に向かって、次第に大きくなり、各磁極に関連する前記間隙の半径方向の幅は、前記磁極の周方向の中心軸に関して対称である。【選択図】図３
0003207351.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
洗濯機のための駆動装置であって、前記駆動装置は、単相外側ロータブラシレスモータと、前記モータによって駆動される伝動機構とを備え、前記単相外側ロータブラシレスモータは、前記伝動機構を介して前記洗濯機のドラムを回転駆動するように構成され、前記単相外側ロータブラシレスモータは、
ステータコアと、前記ステータコアの周りに巻き付けられる巻線とを含むステータであって、前記ステータコアは、ヨークと、前記ヨークから外方に延在する複数の歯とを含み、前記歯の各々は、歯本体と、前記歯本体の末端から周方向に延在する歯先端部とを含む、ステータと、
前記ステータコアの周囲に配設されるロータヨークと、前記ロータヨークの内壁面に配設されて、複数の磁極を形成する永久磁石とを含むロータであって、前記磁極の内面は、前記歯先端部の外面に対向し、両者間に間隙が形成されていて、前記ロータが、前記ステータに対して相対的に回転することができる、ロータと、を備えることを特徴とする洗濯機のための駆動装置。
【請求項２】
前記間隙は対称形の間隙であり、前記ロータが両方向に始動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項３】
各磁極と一致する前記間隙の半径方向の幅は、前記磁極の周方向の中央線に関して対称であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項４】
前記間隙は、対称形の不均一な間隙であり、前記ロータは、前記ロータの前記永久磁石が前記ステータの前記歯先端部と相互に作用することによって生じる漏れ磁界によって、初期位置に配置可能であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項５】
各磁極と一致する前記間隙の半径方向の幅は、前記磁極の中心部から周方向の両端に向かって、次第に大きくなることを特徴とする、請求項４に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項６】
前記磁極の前記内面及び前記歯先端部の前記外面は、それぞれ、互いに同軸の２つの円筒面に位置し、前記歯先端部の各々の前記外面は、位置決め溝を形成することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項７】
前記伝動機構は、２段ベルト伝動装置を含むことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項８】
前記伝動機構は、第１の伝動ベルトと、伝動輪と、第２の伝動ベルトとを含み、前記第１の伝動ベルトの両端は、それぞれ、前記単相外側ロータブラシレスモータの回転軸及び前記伝動輪に連結されて、前記単相外側ロータブラシレスモータが、前記伝動輪を回転駆動することができるようになり、前記第２の伝動ベルトの両端は、それぞれ、前記伝動輪及び駆動輪の周囲に取り付けられて、前記伝動輪が、前記駆動輪を回転駆動することができるようになっていることを特徴とする、請求項７に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項９】
前記単相外側ロータブラシレスモータの前記回転軸と前記伝動輪との伝動比は、２：１であり、及び／又は、前記伝動輪と前記駆動輪との伝動比は、１０：１であることを特徴とする、請求項８に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項１０】
前記単相外側ロータブラシレスモータの外径は、９０ｍｍであり、前記単相外側ロータブラシレスモータの対向する２つの端面の間の軸方向の大きさは、６５ｍｍであることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項１１】
各２つの隣接する歯先端部の間に、スロット開口部が形成され、前記スロット開口部の周方向の幅は、前記間隙の最小の半径方向の幅の５倍以下であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項１２】
各２つの隣接する歯先端部の間に、スロット開口部が形成され、前記スロット開口部の周方向の幅は、前記間隙の最小の半径方向の幅の３倍以下であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項１３】
前記間隙の最大の半径方向の幅と最小の半径方向の幅との比は、１．５よりも大きいことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項１４】
前記歯先端部の前記外面は、同じ円筒面上に位置し、前記円筒面の中心軸は、前記ロータの中心軸と一致することを特徴とする、請求項１に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項１５】
前記永久磁極の前記内面は、平坦面又は円弧面であり、極円弧係数は、０．７５よりも大きいことを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の洗濯機のための駆動装置。
【請求項１６】
ドラムと、単相外側ロータブラシレスモータと、前記モータによって駆動される伝動機構とを備える洗濯機であって、前記単相外側ロータブラシレスモータは、前記伝動機構を介して前記洗濯機の前記ドラムを回転駆動するように構成され、前記単相外側ロータブラシレスモータは、
ステータコアと、前記ステータコアの周りに巻き付けられる巻線とを含むステータであって、前記ステータコアは、ヨークと、前記ヨークから半径方向外方に延在する複数の歯とを含み、前記歯の各々は、歯本体と、前記歯本体の末端から周方向に延在する歯先端部とを含む、ステータと、
前記ステータコアの周囲に配設されるロータヨークと、前記ロータヨークの内壁面に配設されて、複数の磁極を形成する永久磁石とを含むロータであって、前記磁極の内面は、前記歯先端部の外面に対向し、両者間に間隙が形成されていて、前記ロータが、前記ステータに対して相対的に回転することができ、前記伝動機構は、２段ベルト伝動装置を含む、ロータと、を備えることを特徴とする洗濯機。
【請求項１７】
前記間隙は対称形の間隙であり、前記ロータが両方向に始動可能であることを特徴とする、請求項１６に記載の洗濯機。
【請求項１８】
前記間隙は、対称形の不均一な間隙であり、前記ロータは、初期位置に配置可能であり、この初期位置では、前記ステータコアの前記歯先端部の中央線が、２つの隣接する磁極の中央線よりも、前記２つの隣接する磁極間の領域の中央線に近いことを特徴とする、請求項１７に記載の洗濯機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]
本考案は、洗濯機のための駆動装置に関し、特に、洗濯機のドラムを駆動するための駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]
洗濯機のドラムを駆動するための駆動装置は、通常、モータを含む。従来、洗濯機には、永久磁石同期モータが広く用いられている。永久磁石同期モータは、通常、ロータと、ロータを取り囲むステータとを含む。ステータは、複数の歯を有するステータコアと、複数のコイルからなる巻線とを備える。各コイルは、多数の歯の周りに巻き付けられ、隣接するコイルの端部は、重なり合っている。したがって、後に巻き付けたコイルは、コイル端部の高さが高く、材料を無駄遣いし、多くのスペースをとる。この種の永久磁石同期モータは、嵩張り且つ重くなりやすい。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
[0004]
したがって、小型軽量化した洗濯機のための駆動装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0005]
一態様では、洗濯機のための駆動装置を提供するものであり、前記駆動装置は、単相外側ロータブラシレスモータと、前記モータによって駆動される伝動機構とを含む。前記単相外側ロータブラシレスモータは、前記伝動機構を介して前記洗濯機のドラムを回転駆動するように構成される。前記単相外側ロータブラシレスモータは、ステータ及びロータを含む。前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアの周りに巻き付けられる巻線とを含む。前記ステータコアは、ヨークと、前記ヨークから半径方向外方に延在する複数の歯とを含む。前記歯の各々は、歯本体と、前記歯本体の末端から周方向に延在する歯先端部とを含む。前記ロータは、前記ステータコアの周囲に配設されるロータヨークと、前記ロータヨークの内壁面に配設されて、複数の磁極を形成する永久磁石とを含む。前記磁極の内面は、前記歯先端部の外面に対向し、両者間に間隙が形成されていて、前記ロータが、前記ステータに対して相対的に回転することができる。
【０００５】
[0006]
前記間隙は対称形の間隙であり、前記ロータが両方向に始動可能であることが好ましい。
【０００６】
[0007]
前記間隙は、対称形の不均一な間隙であり、前記ロータは、前記ロータの前記永久磁石が前記ステータの前記歯先端部と相互に作用することによって生じる漏れ磁界によって、初期位置に配置可能であることが好ましい。
【０００７】
[0008]
各磁極と一致する前記間隙の半径方向の幅は、前記磁極の周方向の中央線に関して対称であることが好ましい。前記中央線は、前記ロータの半径方向に沿って延びていることが好ましい。
【０００８】
[0009]
各磁極に関連する前記間隙の半径方向の幅は、前記磁極の中心部から周方向の両端に向かって、次第に大きくなり、各磁極に関連する前記間隙の半径方向の幅は、前記磁極の周方向の中心軸に関して対称であることが好ましい。
【０００９】
[0010]
前記伝動機構は、２段ベルト伝動装置を含み、前記伝動機構は、第１の伝動ベルトと、伝動輪と、第２の伝動ベルトとを含むことが好ましい。前記第１の伝動ベルトの両端は、それぞれ、前記単相外側ロータブラシレスモータの回転軸及び前記伝動輪に連結されて、前記単相外側ロータブラシレスモータが、前記伝動輪を回転駆動するようになっており、前記第２の伝動ベルトの両端は、それぞれ、前記伝動輪及び駆動輪の周囲に取り付けられて、前記伝動輪が、前記駆動輪を回転駆動するようになっている。
【００１０】
[0011]
前記単相外側ロータブラシレスモータの前記回転軸と前記伝動輪との伝動比は、２：１であり、及び／又は、前記伝動輪と前記駆動輪との伝動比は、１０：１であることが好ましい。
【００１１】
[0012]
前記単相外側ロータブラシレスモータの外径は、９０ｍｍであり、前記単相外側ロータブラシレスモータの対向する２つの端面の間の軸方向の大きさは、６５ｍｍであることが好ましい。
【００１２】
[0013]
各２つの隣接する歯先端部の間に、スロット開口部が形成され、前記スロット開口部の周方向の幅は、前記間隙の最小の半径方向の幅の５倍以下であることが好ましい。
【００１３】
[0014]
各２つの隣接する歯先端部の間に、スロット開口部が形成され、前記スロット開口部の周方向の幅は、前記間隙の最小の半径方向の幅の３倍以下であることが好ましい。
【００１４】
[0015]
前記間隙の最大の半径方向の幅と最小の半径方向の幅との比は、１．５よりも大きいことが好ましい。
【００１５】
[0016]
前記歯先端部の前記外面は、同じ円筒面上に位置し、前記円筒面の中心軸は、前記ロータの中心軸と一致することが好ましい。
【００１６】
[0017]
前記永久磁極の前記内面は、平坦面又は円弧面であり、極円弧係数は、０．７５よりも大きいことが好ましい。
【００１７】
[0018]
別の態様では、洗濯機を提供するものであり、前記洗濯機は、ドラムと、単相外側ロータブラシレスモータと、前記モータによって駆動される伝動機構とを含む。前記単相外側ロータブラシレスモータは、前記伝動機構を介して前記ドラムを回転駆動するように構成される。前記単相外側ロータブラシレスモータは、ステータ及びロータを含む。前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアの周りに巻き付けられる巻線とを含む。前記ステータコアは、ヨークと、前記ヨークから半径方向外方に延在する複数の歯とを含む。
前記歯の各々は、歯本体と、前記歯本体の末端から周方向に延在する歯先端部とを含む。
前記ロータは、前記ステータコアの周囲に配設されるロータヨークと、前記ロータヨークの内壁面に配設されて、複数の磁極を形成する永久磁石とを含む。前記磁極の内面は、前記歯先端部の外面に対向し、両者間に間隙が形成されていて、前記ロータが、前記ステータに対して相対的に回転することができ、前記伝動機構は、２段ベルト伝動装置を含む。
【００１８】
[0019]
前記間隙は対称形の間隙であり、前記ロータが両方向に始動可能であることが好ましい。
【００１９】
[0020]
前記間隙は、対称形の不均一な間隙であり、前記ロータは、初期位置に配置可能であり、この初期位置では、前記ステータコアの前記歯先端部の中央線が、２つの隣接する磁極の中央線よりも、前記２つの隣接する磁極間の領域の中央線に近いことが好ましい。
【００２０】
[0021]
本考案の種々の実施形態では、洗濯機のための駆動装置は、単相外側ロータブラシレスモータを採用し、モータのステータコアは、小さいスロット開口部又は磁気ブリッジを有し、間隙は、対称形の間隙などのように最適に構成される。したがって、モータは小型軽量化される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態による駆動装置の斜視図である。
【図２】図１の駆動装置の単相外側ロータブラシレスモータを示す図である。
【図３】半径方向に沿った、図２の単相外側ロータブラシレスモータの断面図である。
【図４】軸方向に沿った、図３の単相外側ロータブラシレスモータの断面図である。
【図５】図３の点線の枠部分の拡大図である。
【図６】図２の単相外側ロータブラシレスモータのステータコアを示す図である。
【図７】図２の単相外側ロータブラシレスモータの絶縁ブラケットを示す図である。
【図８】図６のステータコア及び図７の絶縁ブラケットの組立図である。
【図９】図２の単相外側ロータブラシレスモータが付勢されていないとき、死点位置にあるロータを示す図である。
【図１０】図２の単相外側ロータブラシレスモータが付勢されていないとき、初期位置にあるロータを示す図である。
【図１１】本考案の第２の実施形態によるモータのステータコアを示す図である。
【図１２】本考案の第３の実施形態によるモータのステータコアを示す図である。
【図１３】本考案の別の実施形態によるモータのロータを示す図である。
【図１４】本考案の別の実施形態によるモータのロータを示す図である。
【図１５】本考案の別の実施形態によるモータのステータを示す図である。
【図１６】本考案の別の実施形態によるモータのロータを示す図である。
【図１７】本考案の別の実施形態によるモータを示す図である。
【図１８】本考案の別の実施形態によるモータを示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
[0039]
図１を参照すると、本考案の一実施形態による洗濯機（図示せず）は、洗濯機のドラムを回転駆動するための駆動装置１００を含む。駆動装置１００は、単相モータ９０（図２）及び伝動機構を含む。伝動機構は、２段ベルト伝動機構であり、第１の伝動ベルト９１と、伝動輪９３と、第２の伝動ベルト９５と、駆動輪９７とを含むことが好ましい。第１の伝動ベルト９１の両端は、それぞれ、単相モータ９０の回転軸及び伝動輪９３の周囲に取り付けられて、単相モータ９０が、伝動輪９３を回転駆動するようになっている。モータ９０と伝動輪９３との間の伝動は、伝動速度比が２：１であることが好ましい。特に、滑車９４が、モータの回転軸２１に取り付けられて、回転軸２１と一緒に回転し、伝動ベルト９１は、滑車９４及び伝動輪９３の一端の周囲に取り付けられる。第２の伝動ベルト９５の両端は、それぞれ、伝動輪９３の他端及び駆動輪９７の周囲に取り付けられて、伝動輪９３が、駆動輪９７を回転駆動することができるようになっている。伝動輪９３と駆動輪９７との間の伝動は、伝動速度比が１０：１であることが好ましい。駆動輪９７は、洗濯機のドラムを回転駆動するように構成される。駆動装置１００は、第１の伝動ベルト９１及び第２の伝動ベルト９５を含む２段伝動装置を採用し、ベルト伝動装置を用いることによって、高い伝動比及び安定性の向上を実現する。駆動装置は、他の実施形態では、必要に応じて、他の伝動比を実現するように構成することができるものと理解されたい。
【００２３】
[0040]
本考案は、好ましくは、単相外側ロータブラシレスモータ９０を採用し、モータを小型軽量化する。図２〜図４は、単相外側ロータモータの一実施形態を示す。単相外側ロータブラシレスモータは、ステータ１０と、ステータ１０を取り囲むロータ２０とを含む。図示の実施形態では、単相外側ロータブラシレスモータは、９０ｍｍの外径を有する。単相外側ロータブラシレスモータは、必要に応じて、他の適当な大きさでもよいものと理解されたい。
【００２４】
[0041]
ステータ１０は、鉄などの磁気伝導性材料からなるステータコア１１と、ステータコア１１の周囲に取り付けられる絶縁ブラケット１３と、絶縁ブラケット１３の周りに巻き付けられる巻線１５とを含む。
【００２５】
[0042]
また、図３〜図６を参照すると、ステータコア１１は、ステータコア１１の中心に配設される環状部１１０（すなわち、ステータヨーク）と、環状部１１０から半径方向外方に延在する複数の歯とを含む。各２つの隣接する歯の間に、巻線スロットが形成される。各歯は、歯本体１１２と、歯本体１１２の末端から周方向に沿って延在する歯先端部１１４とを含む。巻線１５は、複数のコイルを備え、各コイルは、１つの歯の歯本体１１２のみに巻き付けられ、これにより、コイルが重ならないことが好ましい。各２つの隣接する歯先端部１１４は、両者間に、対応する巻線スロットと連通するスロット開口部１１５を形成する。一実施形態では、各スロット開口部１１５は、周方向の幅が同じである。すなわち、歯先端部１１４は、周方向に沿って均等に配置される。一実施形態では、各歯は、この歯の歯本体の中心を通るモータの半径に関して対称である。歯先端部は、同じ周方向の幅を有することが好ましい。各スロット開口部１１５の大きさは、異なってもよく、各歯先端部の周方向の大きさも、必要に応じて、異なってもよいものと理解されたい。
【００２６】
[0043]
環状部１１０は、形状が概ね中空円筒体である。貫通穴１１１が、軸方向に沿って環状部１１０の中央部を貫通して形成される。図２〜図４に示すように、ステータ１０は、更に、ベース１６と、ベース１６に形成される軸受ホルダ１７とを含む。ベース１６は、概ね円盤形状である。軸受ホルダ１７は、ベース１６の中央部から垂直に延在して、ステータコア１１を固定して取り付ける。具体的には、軸受ホルダ１７は、ステータコア１１の環状部１１０の貫通穴１１１に挿通される。軸受ホルダ１７には、ロータ２０の回転軸２１を回転可能に取り付けるための軸穴が形成される。
【００２７】
[0044]
歯本体１１２は、環状部１１０の外壁面から半径方向に延在し、歯本体１１２は、環状部１１０の周方向に沿って均等に配置される。各歯本体１１２は、その半径方向の末端に形成される歯先端部１１４を有する。一実施形態では、歯先端部１１４は、歯本体１１２の中心を通るモータの半径に関して対称である。また、図５を参照すると、歯先端部１１４の外面１１７、すなわち、ロータ２０に対向する面は、円弧面である。一実施形態では、歯先端部１１４の外面１１７は、回転軸２１の中心軸と一致する中心軸を有する同じ円筒面上に位置する。歯先端部１１４の内面１１８、すなわち、環状部１１０側に面する面は、概ね平坦面である。
【００２８】
[0045]
いくつかの実施形態では、歯先端部１１４と歯本体１１２との間の連結コーナ領域に、スリット１１６が形成される。スリット１１６を設けることによって、歯先端部１１４を、歯本体１１２に対して相対的に屈曲させ易くし、ステータコア１１の歯先端部１１４を屈曲させる工程の際、しわを防ぐ。具体的には、歯本体１１２の両側の歯先端部１１４の２つの翼部は、初期状態では、半径方向外方に延在して、巻線スロットのスロット開口部１１５の幅を拡大して、巻線１５の巻き付けを容易にすることができる。巻き付けが完了した後、工具を用いて、歯先端部１１４の２つの翼部を、スリット１１６の周りで内方に曲げて、最終位置まで屈曲させる。いくつかの実施形態では、スリット１１６は、歯本体１１２と歯本体１１２の１つの側の歯先端部１１４の翼部との間の連結コーナ領域にのみ、形成することができるものと理解されたい。
【００２９】
[0046]
図７及び図８を参照すると、絶縁ブラケット１３は、上側ブラケット部１３１及び下側ブラケット部１３３を含む。上側ブラケット部１３１及び下側ブラケット部１３３は、ステータコア１１を、その対向する軸方向の両端からそれぞれ覆う。
【００３０】
[0047]
上側ブラケット部１３１及び下側ブラケット部１３３は、形状及び構造が実質的に同じであり、互いに対向して配設される。上側ブラケット部１３１及び下側ブラケット部１３３の各々は、ステータコア１１の環状部１１０の周囲に取り付けられるリング部１３０と、歯本体１１２の周囲に取り付けられるスリーブ部１３２と、歯先端部１１４の内面に対して抵抗する抵抗部１３４とを含む。リング部１３０は、概ね円管形状であり、ステータコアの環状部１１０の外壁部を取り囲む。環状端部フランジ１３６が、リング部１３０の軸方向上端から内方に延在する。端部フランジ１３６は、環状部１１０の上端面を覆う。
リング部１３０の側壁は、複数の開口部（表記せず）を形成し、これらの開口部に、スリーブ部１３２が配設される。この開口部は、歯本体１１２を貫通させることができる。また、スリーブ部１３２は、歯本体１１２の端面及び側面に対応する端面及び側面を有する。スリーブ部１３２は、歯本体１１２の端面及び２つの側面を覆う。ここで、歯本体１１２の端面とは、モータの軸方向における歯本体１１２の上面及び底面を指し、歯本体１１２の側面とは、半径方向に対して平行な２つの面を指す。上側ブラケット部１３１のスリーブ部１３２は、歯本体１１２の上面及び２つの側面を覆い、下側ブラケット部１３３のスリーブ部１３２は、歯本体１１２の底面及び２つの側面を覆うことを理解されたい。上側ブラケット部１３１及び下側ブラケット部１３３は、歯本体１１２の側面及び端面の実質的に全体を覆い、ステータコア１１を巻線１５から絶縁するようになっている。
【００３１】
[0048]
抵抗部１３４は、スリーブ部１３２の半径方向の末端を、周方向に沿って屈曲させることによって形成され、１つの対応する歯先端部１１４の内面１１８に対して抵抗する。
【００３２】
[0049]
更に、抵抗部１３４の軸方向端部に、屈曲板１３５，１３７が配設される。屈曲板１３５，１３７は、歯先端部１１４の軸方向端部の端面を少なくとも部分的に覆う。特に、屈曲板１３５は、上側ブラケット部１３１の抵抗部１３４の軸方向上端に配設され、１つの対応する歯先端部１１４の軸方向上端面を少なくとも部分的に覆い、一方、屈曲板１３７は、下側ブラケット部１３３の抵抗部１３４の軸方向下端に配設され、１つの対応する歯先端部１１４の軸方向下端面を少なくとも部分的に覆う。
【００３３】
[0050]
図２〜図４を参照すると、ロータ２０は、環状部１１０を貫通する回転軸２１と、回転軸２１と固定連結されるロータヨーク２２と、ロータヨーク２２の内壁面に配設されて、複数の永久磁極２４を形成する永久磁石２４とを含む。この実施形態では、永久磁石２４は、多数の分割磁石を含み、各磁石は、永久磁極２４を形成する。代替実施形態では、永久磁石は、図１６に示すように、一体リング磁石に形成することができる。リング磁石２４は、複数の部分を備え、各部は、永久磁極２４を形成する。一実施形態では、永久磁石２４の内面２４１は、永久磁石２４の作製を簡易化できるように、平坦面である。しかしながら、永久磁石２４の内面は円弧面でもよいことを理解されたい。一実施形態では、永久磁石２４の極円弧係数、すなわち、周方向に沿った永久磁石２４の実際のスパン角度と、３６０度をロータ極数で除算した商との比は、０．７５よりも大きく、これにより、コギングトルク特性を向上させ、モータ効率を高めることができる。
【００３４】
[0051]
図４を参照すると、回転軸２１は、軸受ホルダ１７の軸穴に回転可能に配設される。例えば、回転軸２１は、軸受によって、軸受ホルダ１７に回転可能に支持される。ロータヨーク２２は、概ね筒形状であり、ステータコア１１を覆う。ロータヨーク２２は、回転軸２１と固定連結されるエンドプレート２２１と、エンドプレート２２１から延在する環状側壁２２２とを含む。エンドプレート２２１は、側壁２２２の軸方向端部とベース１６との間に形成される間隙を介して、ベース１６に対向して配設される。エンドプレート２２１及びベース１６は、各々、モータのステータコア及び磁石から離れた端面を有する。この実施形態では、モータの２つの端面の間の軸方向の大きさは、６５ｍｍである。エンドプレート２２１には、外気がモータの内部に入って冷却するための複数の窓が形成される。モータの作動時、ロータヨーク２２及び永久磁石２４は、永久磁石２４及びステータの磁界間の相互作用を受けて、ステータに対して相対的に回転する。
【００３５】
[0052]
いくつかの実施形態では、永久磁極２４の数は、歯数と同数か又は倍数の関係にすることができる。例えば、歯数は、永久磁極数の２又は３倍である。この実施形態では、ロータ２０は、それぞれ８個の永久磁極を形成する８個の永久磁石を含み、ステータ１０は、８個のステータ歯を含み、隣接する歯の間に、合計８個の巻線スロットが形成されることにより、８極・８スロットのモータを形成する。一実施形態では、ステータ巻線は、単相ブラシレス直流モータ駆動装置によって、単相直流電力と電気的に接続され、それが供給されることにより、単相直流ブラシレスモータを形成する。本考案のモータは、単相永久磁石同期モータとして用いることができ、ここで、ステータ巻線は、単相交流電源に接続されることを理解されたい。
【００３６】
[0053]
図５に示すように、永久磁極２４の内面２４１は、歯先端部１１４の外面１１７に対向し、両者間に間隙１１９が形成されている。間隙１１９の半径方向の幅は、永久磁極２４の周方向に沿って変化することにより、不均一な間隙を形成する。間隙１１９の半径方向の幅は、永久磁極２４の内面２４１の周方向の中央部から周方向の両端に向かって、次第に大きくなる。各磁極２４と一致する間隙は、磁極２４の周方向の中央線に関して対称であり、これにより、対称形の不均一な間隙を形成して、ロータが両方向に始動可能であることが好ましい。永久磁極２４の内面の周方向の中心点と歯先端部１１４の外面が位置する円筒面との間の半径方向の距離は、間隙１１９の最小の半径方向の幅Ｇ１であり、永久磁極２４の内面の周方向の端部点と歯先端部１１４の外面が位置する円筒面との間の半径方向の距離は、間隙１１９の最大の半径方向の幅Ｇ２である。間隙１１９の最大の半径方向の幅と最小の半径方向の幅との比は、１．５よりも大きい、すなわち、Ｇ２：Ｇ１＞１．５であることが好ましい。間隙の最大の半径方向の幅と最小の半径方向の幅との比は、２よりも大きい、すなわち、Ｇ２：Ｇ１＞２であることがより好ましい。
【００３７】
[0054]
スロット開口部１１５の幅Ｄ（通常、スロット開口部１１５の周方向の最小幅を指す）は、０よりも大きいが、間隙１１９の最小の半径方向の幅の５倍以下である、すなわち、０≦Ｄ≦５Ｇ１である。一実施形態では、スロット開口部１１５の半径方向の幅Ｄは、間隙１１９の最小の半径方向の幅以上であるが、間隙１１９の最小の半径方向の幅の３倍以下である、すなわち、Ｇ１≦Ｄ≦３Ｇ１である。代替例として、図１５に示すように、隣接する歯先端部１１４は、磁気抵抗が大きい、狭いブリッジ１１５ａによって、互いに連結することができる。
【００３８】
[0055]
また、図９及び図１０を参照すると、モータが付勢されていないとき、ロータ２０の永久磁石２４は、吸引力を発生させ、ステータ１０の歯を引き付ける。図９及び図１０は、異なる位置のロータ２０を示す。具体的には、図９は、死点位置のロータ２０を示す（すなわち、ロータの磁極の中心は、ステータの歯先端部の中心と一致する）。図１０は、初期位置のロータ２０を示す（すなわち、モータが付勢されていない、すなわち、モータの電源を切ったときのロータの停止位置）。図９及び図１０に示すように、ロータ２０が死点位置にあるとき、ステータ１０を通るロータ２０の磁極によって生じる磁界の磁束は、Φ１であり、ロータ２０が初期位置にあるとき、ステータ１０を通るロータ２０の磁極によって生じる磁界の磁束は、Φ２であり、Φ２＞Φ１であり、Φ２の通路は、Φ１の通路よりも短く、したがって、Φ２の抵抗は、Φ１の抵抗よりも小さい。したがって、モータが付勢されていないとき、ロータ２０を初期位置に配置することができるので、死点位置を回避し、ひいては、モータの付勢時に、ロータの始動の失敗を回避する。この実施形態では、モータが付勢されていない、すなわち、モータの電源を切ったとき、ロータ２０は、図１０に示す初期位置に停止する。この初期位置では、ステータコアの歯先端部１１４の中心線は、２つの隣接するロータ磁極２４の間の領域の中心線と一致する。この実施形態では、磁極２４は、永久磁極であり、ステータコアの各歯先端部１１４の中心線は、２つの隣接するロータ磁極２４の間の中立領域の中心線と一致する。この位置は、死点位置から最も遠くそれるので、モータの付勢時に、ロータの始動の失敗を効果的に回避することができる。実際の摩擦などのその他の要因により、ステータコアの歯本体１１２の中心線は、２つの隣接するロータ磁極２４の間の領域の中心線から、電気角０〜３０度などの角度だけそれる場合があるが、それでもなお、停止位置は、死点位置から遠く離れている。すなわち、モータが付勢されていないとき、ロータは初期位置に停止し、この初期位置では、ステータコアの歯先端部の中央線が、２つの隣接する磁極２４の中央線よりも、これらの２つの隣接する磁極間の領域の中央線に近い。
【００３９】
[0056]
本考案の上記実施形態では、ロータは、ロータの永久磁極２４がステータコア１１の歯先端部を引き付けることによって生じる漏れ磁界によって、死点位置からそれる初期位置に配置することができる。ロータの永久磁極２４によって生じる漏れ磁界は、歯本体１１２及び巻線を通らない。このように構成された単相永久磁石ブラシレスモータのコギングトルクは、効果的に抑制することができるので、モータは、効率及び性能が向上する。実験により、上記のように構成された単相外側ロータブラシレス直流モータ（定格トルク：１Ｎｍ、定格回転速度：１０００ｒｐｍ、ステータコアの積層高さ：３０ｍｍ）のコギングトルクのピークは、８０ｍＮｍよりも小さいことがわかる。本考案のモータは、必要に応じて、両方向起動能力を備えて設計することができる。例えば、両方向回転は、ホールセンサなどの２つの位置センサ及び関連する制御装置を用いて実現することができる。一方向に起動するように設計することもでき、この場合、位置センサは１つしか必要ない。
【００４０】
[0057]
更に、単相外側ロータブラシレスモータのエンドプレート２２１とエンドプレート２２１から離れたベース１６の端面との間の距離は、６５ｍｍである。
【００４１】
[0058]
図１１は、本考案の別の実施形態によるモータのステータコア４０を示す。ステータコア４０と上記実施形態のステータコア１１との相違点は、本実施形態のステータコア４０は、互いに連結される複数の個別の歯部４１を含むことである。各歯部４１は、ヨーク部４１０と、ヨーク部４１０から半径方向外方に延在する歯本体４１２と、歯本体４１２の末端から周方向に延在する歯先端部４１４とを含む。歯部４１は、周方向に沿って配置されて、共同して、ステータコア４０を形成する。歯部４１のヨーク部４１０は、共同して、環状ヨークを形成する。ヨーク部４１０は、これらの間に形成される凸凹インターロック構造によって、互いに係止することができる。この実施形態では、各ヨーク部４１０の一方の周方向の側に、突出部４１５が形成され、各ヨーク部４１０の他方の周方向の側に、凹部４１７が形成される。各ヨーク部４１０の突出部４１５は、他の隣接するヨーク部４１０の凹部４１７にスナップ嵌合され、各ヨーク部４１０の凹部４１７は、他の隣接するヨーク部４１０の突出部４１５を受け入れて、全ての歯部４１は、連結されて、全体を成す。代替例として、ヨーク部４１０は、溶接によって互いに固定される平坦な接触面を有することができる。ステータコア４０は、個別の歯部４１を互いに連結することによって形成することができるので、歯部４１を連結して全体を成す前に、巻き付けを行うことができる。したがって、歯先端部４１４の間のスロット開口部は、巻き付け工程に影響を及ぼすことなく、寸法を小さくすることができる。
【００４２】
[0059]
図１２は、本考案の別の実施形態によるステータコア５０を示す。ステータコア５０と第１の実施形態のステータコア１１との相違点は、本実施形態のステータコア５０は、ヨーク５１０と一体に形成される第１の歯５１と、別個に形成される第２の歯５２とを含むことである。第２の歯５２は、ヨーク５１０にスナップ嵌合され、第１の歯５１及び第２の歯５２は、周方向に沿って交互に配置される。一実施形態では、第２の歯５２は、ヨーク部５１０に挿入される。ヨーク部５１０は、複数の挿入スロット５１１を有する。第２の歯５２の半径方向内端は、形状が挿入スロット５１１と一致する挿入部５２２を有する。一実施形態では、挿入スロット５１１は、燕尾形状のスロットである。この実施形態のステータコア５０は、個別の第２の歯５２を含み、巻き付けが完了した後、第２の歯５２を、ヨーク５１０に挿入することができる。したがって、歯先端部の間のスロット開口部は、巻き付け工程に影響を及ぼすことなく、寸法を小さくすることができる。
【００４３】
[0060]
図１３及び図１４は、本考案の別の実施形態によるロータ６０を示す。ロータ６０と第１の実施形態のロータ２０との相違点は、ロータ６０は、更に、パッケージ部６５を含むことである。具体的には、ロータ６０は、ロータヨーク６２及び永久磁石６４を金型キャビティ内に配置して、プラスチックを金型キャビティ内に射出することによって、パッケージされる。
【００４４】
[0061]
図１７は、本考案の別の実施形態によるモータを示す。この実施形態では、ロータ７０は、永久磁石２６と、周方向に離間して交互に配置される磁性部材２４とを含む。永久磁石２６は、ロータの周方向に磁化される。隣接する永久磁石２６は、反対の極性を有する。磁性部材２４は、強磁性体又は希土類磁石などの硬磁性材料、又は鉄などの軟磁性材料から形成することができる。磁性部材２４は、その周方向の中央部から２つの周方向の側まで、次第に小さくなる厚さを有する。磁性部材２４の最小厚さ、すなわち、その周方向の両側の厚さは、永久磁石２６の厚さと実質的に同じである。ステータに対向する磁性部材２４の内周面は、ステータの外面の接線方向に対して平行に延在する平坦面であることが好ましい。このように、永久磁石の内周面及び磁性部材の内周面は、共同して、ロータの内面を形成し、この内面は、ロータ７０の半径方向の断面が対称多角形である。永久磁石２６の内面及び磁性部材２４の内面は、共同して、ロータ７０の多角形の内面を形成する。ステータ１０及びロータ７０は、両者間に、対称形の不均一な間隙を形成し、この間隙の大きさは、磁性部材２４の周方向の中央部から２つの周方向の側まで、次第に大きくなり、永久磁石２６に対応する位置で、最大幅Ｇｍａｘになる。モータが消勢されると、ロータ７０は、永久磁石２６が永久磁極を形成することによって生じる漏れ磁界によって、初期位置に配置可能であり、この漏れ磁界は、複数の磁束回路を備え、各磁束回路は、対応する永久磁極２６、対応する永久磁極２６の両側の２つの隣接する磁性部材２４、及び対応する永久磁極２６に近いステータの対応する歯先端部１１４を通る。
【００４５】
[0062]
図１８は、本考案の別の実施形態によるモータを示す。ステータ１０の歯先端部１１４は、周方向の磁気ブリッジ１１６を介して、互いに連結され、ステータ１０の外面全体、すなわち、歯先端部１１４の外面１１７は、閉じた円筒面である。ロータ８０の内面、すなわち、永久磁石２４の内周面２４１は、ステータ１０の外周面１１７と同軸の円筒面上に位置する。ステータ１０の外周面１１７及びロータ８０の内周面２４１は、対称形の均一な間隙を形成する。歯先端部１１４の外周面１１７には、位置決め溝４２が設けられ、歯先端部１１４が非対称構造になることによって、ロータ８０が静止しているとき、２つの隣接する永久磁石５４の間の領域の中心線が、ステータ１０の歯の歯先端部１１４の中心線に対して相対的な角度だけ偏向することを確実にする。ロータが静止しているとき、ステータ１０の位置決めスロット４２は、ロータ８０の２つの隣接する永久磁石２４の中心線と一致し、これにより、ロータ８０は、モータが付勢されるたびに、始動に成功することができることが好ましい。当然、この実施形態では、ステータ１０の歯先端部１１４は、周方向の狭いスロット開口部を介して、互いに分離することができる。
【００４６】
[0063]
洗濯機のための駆動装置１００は、単相外側ロータブラシレスモータ９０を採用し、モータ９０のステータコア１１，４０，５０は、小さいスロット開口部を有し、間隙１１９は、対称形の不均一な間隙などのように最適に構成される。したがって、モータ９０は小型軽量化される。
【００４７】
[0064]
本考案は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明されるが、当業者であれば種々の変更が可能であるものと理解される。例えば、ロータの磁極は、上記実施形態で説明したような分割型ではなく、一体型でもよく、スロット及び極の数は、実用新案登録請求の範囲から逸脱することなく、２極・２スロットからＮ極・Ｎスロットに変更することができる。したがって、本考案の範囲は、請求項を参照して決定される。
【符号の説明】
【００４８】
１０  ステータ
１１  ステータコア
１３  絶縁ブラケット
１５  巻線
１６  ベース
１７  軸受ホルダ
２０  ロータ
２１  回転軸
２２  ロータヨーク
２４  永久磁極／永久磁石／磁性部材
２６  永久磁石／永久磁極
４０  ステータコア
４１  歯部
４２  位置決め溝／位置決めスロット
５０  ステータコア
５１  第１の歯
５２  第２の歯
５４  永久磁石
６０  ロータ
６２  ロータヨーク
６４  永久磁石
６５  パッケージ部
７０  ロータ
８０  ロータ
９０  単相モータ／単相外側ロータブラシレスモータ
９１  第１の伝動ベルト
９３  伝動輪
９４  滑車
９５  第２の伝動ベルト
９７  駆動輪
１００  駆動装置
１１０  環状部
１１１  貫通穴
１１２  歯本体
１１４  歯先端部
１１５  スロット開口部
１１５ａ  ブリッジ
１１６  スリット／磁気ブリッジ
１１７  外面／外周面
１１８  内面
１１９  間隙
１３０  リング部
１３１  上側ブラケット部
１３２  スリーブ部
１３３  下側ブラケット部
１３４  抵抗部
１３５，１３７  屈曲板
１３６  端部フランジ
２２１  エンドプレート
２２２  側壁
２４１  内面／内周面
４１０  ヨーク部
４１２  歯本体
４１４  歯先端部
４１５  突出部
４１７  凹部
５１０  ヨーク／ヨーク部
５１１  挿入スロット
５２２  挿入部
Ｄ  スロット開口部の幅
Ｇ１  間隙の最小の半径方向の幅
Ｇ２  間隙の最大の半径方向の幅
Φ１，Φ２  磁束
【図１】
0003207351.tif 000003
【図２】
0003207351.tif 000004
【図３】
0003207351.tif 000005
【図４】
0003207351.tif 000006
【図５】
0003207351.tif 000007
【図６】
0003207351.tif 000008
【図７】
0003207351.tif 000009
【図８】
0003207351.tif 000010
【図９】
0003207351.tif 000011
【図１０】
0003207351.tif 000012
【図１１】
0003207351.tif 000013
【図１２】
0003207351.tif 000014
【図１３】
0003207351.tif 000015
【図１４】
0003207351.tif 000016
【図１５】
0003207351.tif 000017
【図１６】
0003207351.tif 000018
【図１７】
0003207351.tif 000019
【図１８】
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