(57)【要約】【課題】永久磁石式回転電機を大きくすることなく、電機子巻線の結線が行える永久磁石式回転電機とこれを用いた洗濯機を提供する。【解決手段】固定子鉄心が複数のティースとコアバック部からなり、前記固定子鉄心の軸方向両端部に絶縁端板を設け、該絶縁端板を介して前記ティースを取り囲むように集中巻の電機子巻線が施された固定子を有し、回転子鉄心に形成された複数の永久磁石挿入孔に永久磁石が納められた回転子が、前記固定子の内周に所定のギャップを介して回転自在に支承する固定部材付ハウジングとハウジングを具備した永久磁石式回転電機において、前記絶縁端板に、前記電機子巻線の中性点接続用と電源線接続用のコネクタボックスを設け、該コネクタボックスの接続端子部を前記固定部材付ハウジングおよび前記ハウジングの外周よりも外側に離れた位置とした。【選択図】図３
2016073138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心が複数のティースとコアバック部からなり、前記固定子鉄心の軸方向両端部に絶縁端板を設け、該絶縁端板を介して前記ティースを取り囲むように集中巻の電機子巻線が施された固定子を有し、回転子鉄心に形成された複数の永久磁石挿入孔に永久磁石が納められた回転子が、前記固定子の内周に所定のギャップを介して回転自在に支承する固定部材付ハウジングとハウジングを具備した永久磁石式回転電機において、
前記絶縁端板には、前記電機子巻線の渡り線のガイド壁およびガイド溝が形成され、かつ、前記電機子巻線の中性点接続用と電源線接続用のコネクタボックスが設けられており、
該コネクタボックスの接続端子部が前記固定部材付ハウジングおよび前記ハウジングの外周よりも外側に離れた位置にあることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項２】
固定子鉄心が複数のティースとコアバック部からなり、前記固定子鉄心の軸方向両端部に絶縁端板を設け、該絶縁端板を介して前記ティースを取り囲むように集中巻の電機子巻線が施された固定子を有し、回転子鉄心に形成された複数の永久磁石挿入孔に永久磁石が納められた回転子が、前記固定子の内周に所定のギャップを介して回転自在に支承する固定部材付ハウジングとハウジングを具備した永久磁石式回転電機において、
前記絶縁端板には、前記電機子巻線の渡り線のガイド壁およびガイド溝が形成され、かつ、前記電機子巻線の中性点接続用と電源線接続用のコネクタボックスが設けられており、
該コネクタボックスが前記コアバック部の外側に配置され、前記コネクタボックスと前記固定部材付ハウジングの固定部材とが機械角で９０度隔てていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項３】
請求項１、２記載の永久磁石式回転電機において、前記絶縁端板の前記電機子巻線券装部位と反対側に複数の固定突起を設け、該突起が前記固定子鉄心の固定穴に合致して該絶縁端板を固定するようにしたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項４】
請求項１〜３記載の永久磁石式回転電機において、前記絶縁端板の前記コネクタボックス中に空気非接触部材を充填したことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機を備えた洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集中巻固定子を採用した永久磁石式回転電機およびそれを用いた洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機の回転翼を駆動する回転電機にはインバータ駆動の永久磁石式回転電機が採用されている。特に縦型もしくはドラム式洗濯機において、回転電機の巻線方式には集中巻の電機子巻線方式が採用されている。この巻線作業を自動化するために固定子鉄心の軸方向両側に絶縁端板を設け、絶縁端板中に設けたコネクタボックスにより、巻線コイルどうし、および電源線との接続を行うようにした接続方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の従来技術では、コネクタボックスを固定子鉄心のコアバック部に配置し、コネクタボックス中で圧接端子を介してコイルどうし、あるいはコイルと電源線を接続するため、この接続力に耐えるために固定子鉄心のコアバック部を大きくする必要があり、永久磁石式回転電機が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、永久磁石式回転電機を大きくすることなく、電機子巻線の結線が行える永久磁石式回転電機とこれを用いた洗濯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を解決するために、本発明は、固定子鉄心が複数のティースとコアバック部からなり、前記固定子鉄心の軸方向両端部に絶縁端板を設け、該絶縁端板を介して前記ティースを取り囲むように集中巻の電機子巻線が施された固定子を有し、回転子鉄心に形成された複数の永久磁石挿入孔に永久磁石が納められた回転子が、前記固定子の内周に所定のギャップを介して回転自在に支承する固定部材付ハウジングとハウジングを具備した永久磁石式回転電機において、前記絶縁端板に、前記電機子巻線の渡り線のガイド壁およびガイド溝を形成し、かつ、前記電機子巻線の中性点接続用と電源線接続用のコネクタボックスを設け、該コネクタボックスの接続端子部を前記固定部材付ハウジングおよび前記ハウジングの外周よりも外側に離れた位置とした。
【０００７】
さらに、本発明では、固定子鉄心が複数のティースとコアバック部からなり、前記固定子鉄心の軸方向両端部に絶縁端板を設け、該絶縁端板を介して前記ティースを取り囲むように集中巻の電機子巻線が施された固定子を有し、回転子鉄心に形成された複数の永久磁石挿入孔に永久磁石が納められた回転子が、前記固定子の内周に所定のギャップを介して回転自在に支承する固定部材付ハウジングとハウジングを具備した永久磁石式回転電機において、前記絶縁端板に、前記電機子巻線の渡り線のガイド壁およびガイド溝を形成し、かつ、前記電機子巻線の中性点接続用と電源線接続用のコネクタボックスを設け、該コネクタボックスを前記コアバック部の外側に配置し、前記コネクタボックスと前記固定部材付ハウジングの固定部材とを機械角で９０度隔てた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コネクタボックスの接続端子部が固定部材付ハウジングおよびハウジングの外周よりも外側に離れているので、固定子鉄心のコアバック部上で圧接端子接続作業を行わなくて済むため、コアバック部を小さく永久磁石式回転電機を小型化できる。さらに、コネクタボックスをコアバック部の外側に配置し、コネクタボックスと固定部材付ハウジングの固定部材とが機械角で９０度隔てているので、永久磁石式回転電機を洗濯機本体に固定するときにコネクタボックスが邪魔しないため、取り付け作業が向上する永久磁石式回転電機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態による縦型洗濯機の一例である。
【図２】永久磁石式回転電機の外観図である。
【図３】永久磁石式回転電機の固定子の斜視図である。
【図４】永久磁石式回転電機の固定子鉄心形状図である。
【図５】コネクタボックスを有する絶縁端板の正面図である。
【図６】図５のコネクタボックスを有する絶縁端板の側面図である。
【図７】コネクタボックスを有する絶縁端板の端子挿入方式の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態における永久磁石式回転電機の径方向縦断面図である。
【図９】本発明の実施形態における永久磁石式回転電機の軸方向縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
【００１１】
図１には縦型洗濯機５０の一例を示し、外枠５１、外枠５１を下から支持する外枠ベース５２、外枠５１の上に設けられたトップカバー５３、トップカバー５３の開閉自在に係る蓋体５４を有する。外槽５５は外枠５１の上側内部に設けたコーナ支持部５８より垂下する吊棒５７に防振ばね８０を介して防振支持される。
洗濯槽５９は外槽５５内に回転自在に置かれる。洗濯脱水用の電動機は永久磁石式回転電機１であり、外槽５５の底側下面に確実に固定されている。永久磁石式回転電機１の軸端には駆動プ−リ６７が締結される。
【００１２】
撹拌翼６１は洗濯槽５９内に回転自在に設置され、ギヤケース６４は外槽５５の外側下面で撹拌翼６１の真下に固定される。ギヤケース６４の下部に設けたクラッチ６３は従動プーリ６５を有する。従動プーリ６５と駆動プ−リ６７に掛け渡したベルト６２を介して回転電機１の回転はクラッチ６３に伝わり、永久磁石式回転電機１の回転はギヤケース６４のギヤ６６に伝えられる。
【００１３】
ギヤケース６４の内側出力軸には撹拌翼６１が締結され、外側出力軸には洗濯槽５９が締結されている。
【００１４】
永久磁石式回転電機１の駆動回転はクラッチ（回転伝達切り替え手段）６３で切り替えられる。クラッチ（回転伝達切り替え手段）６３の切り替えで永久磁石式回転電機１の回転が撹拌翼６１に伝達されたり、洗濯槽５９と撹拌翼６１に伝達されたりする。
【００１５】
撹拌翼６１の撹拌回転で洗濯槽５９内の洗濯物が洗濯される。洗濯槽５９の高速回転で洗濯槽５９内の洗濯物は遠心脱水が行われる。
【００１６】
洗濯物の脱水では回転電機１が高速で回転し、洗濯槽５９の胴体に設けた脱水穴６８から遠心脱水が行われる。洗濯槽５９は上部にバランサー６０を備えているので、遠心脱水時、洗濯物の片寄りによるアンバランス発生時の異常振動が緩和される。
【００１７】
蓋体５４は洗濯槽５９の上部に設けた開口部を開閉し、洗濯物を出し入れする。
【００１８】
コントロール基板６９はトップカバー５３に設けられ、コントロール基板６９の表面には操作パネル７０があり、洗濯機５０の運転操作が行える。
【００１９】
水位センサ−７１はトップカバー５３の裏側に配置される。圧力チューブ７２を介して水位センサ−７１はエアートラップ７３の空気室に通じている。外槽５５内に貯留する洗濯水の水位は水圧の変化により水位センサ−７１により検知され、その水位情報はコントロール基板６９に提供され、給水がコントロールされる。
【００２０】
注水ケース７４は給水電磁弁７５を介して給水ホース７６に接続される。給水ホース７６は水道水供給の蛇口に接続される。水道水は給水電磁弁７５の開放によって注水ケース７４を通じて洗濯槽５９に注がれる。
【００２１】
外槽カバー７７は外槽５５の上部に設けられる。注水ケース７４から流出する水道水が洗濯槽５９の外側にはずしても外側カバー７７にガイドされ機外に流出して床面を濡らさないような構成となっており、全ての供給された水は洗濯槽５９に注がれる。
【００２２】
排水電磁弁７８は排水ホース７９を介して外槽５５の底部に設けた排水口に連通させる。洗濯やすすぎで使った水は排水電磁弁７８の開放で排水ホース７９を通じて機外へ排出される。
【００２３】
上述した縦型洗濯機５０の駆動源である永久磁石式回転電機１は、外周側に電源コネクタボックス２９と中性点コネクタボックス３０を有する。また、端部には冷却ファン２７を有する。
【００２４】
図２は図１の永久磁石式回転電機１の外観図を示したものである。永久磁石式回転電機１は、外枠５１に設けられた回転電機取り付け台（図示せず）に、固定部材付ハウジング２の固定部材４のボルト穴３を介してボルト止め（図示せず）される。ハウジング５の切り欠き部６から電源コネクタボックス２９と中性点コネクタボックス３０が飛び出している。ここで、固定部材付ハウジング２やハウジング５は平板からプレスで成形され、その途中に切り欠き６やボルト穴３を形成している。また、ハウジング５からシャフト８が出ており、固定部材付ハウジング２とハウジング５間に見えるのが固定子鉄心７であり、固定子鉄心７の下部に見えるのが、コネクタボックスがついていない絶縁端板９である。
【００２５】
ここで、電源コネクタボックス２９と中性点コネクタボックス３０が固定部材４と機械角で９０度隔てているので、永久磁石式回転電機１を外枠５１に固定しようとボルト穴３にボルト（図示せず）を差し込んでも、このボルトと電源コネクタボックス２９と中性点コネクタボックス３０が干渉することはない。
【００２６】
図３は図１の永久磁石式回転電機の固定子の斜視図である。固定子鉄心７は２つの形状７ａ、７ｂからなり、コネクタボックスレス絶縁端板９、コネクタボックスが付いている絶縁端板１０であり、電源コネクタボックス２９と中性点コネクタボックス３０が絶縁端板１０と一体で構成されている。図４は永久磁石式回転電機の固定子鉄心形状図である。図中、（Ａ）は固定子鉄心７ｂの形状を示したものであり、コアバック部１１から内側へ向けて起立したティース１２である。コアバック部１１にあってティース１２の中心軸上外径側にあるのが固定穴１３であり、対角線上近くの３つのティース１２の外径側に１３ａ、１３ｂ、１３ｃを設けている。また、ティース１２の内径側には電機子反作用の抑制穴１５を形成している。Ｈａはスロット開口幅である。
【００２７】
図４（Ｂ）は固定子鉄心７ａの形状を示したものであり、（Ａ）と（Ｂ）の違いは固定穴１３の有無とスロット開口幅Ｈｂである。ここで、図からも分かるようにＨａ＞Ｈｂに設定し、必要トルクを増加させている。
【００２８】
図４（Ｃ）は固定子鉄心７ｂの形状を示したものであり、（Ａ）と同一である。
【００２９】
図５はコネクタボックスが付いている絶縁端板１０の正面図、図６がその側面図である。
絶縁端板１０は、電源コネクタボックス２９と中性点コネクタボックス３０が設けられ、固定突起１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃからなる）が固定穴１３に合致して固定子鉄心７に固定される。電機子巻線のコイル引き出し線はガイド壁１７、ガイド溝１８を介して電源コネクタボックス２９、あるいは中性点コネクタボックス３０に導かれる。１９はティースガイドでコイルが固定子鉄心７に接触するのを防止する。なお、スロット１６内にはスロットライナーが配置され、コイルが固定子鉄心７に接触するのを防止している。また、電源コネクタボックス２９と中性点コネクタボックス３０には空気非接触部材を充填しても良い。
【００３０】
図７はコネクタボックスが付いている絶縁端板１０の端子挿入方式の一例である。支持台３４に固定子を装着すると、支持台段差部３４Ａの所で固定子鉄心７を支え、支持台受け部３４Ｂの所で中性点コネクタボックス３０を支え、同じく電源コネクタボックス２９を支えているので、コイルをガイド溝に沿って置いたのち中性点コネクタボックス３０中にポークイン端子３３を挿入する。同じくコイルをガイド溝に沿って置いたのち電源コネクタボックス２９中にタブ付ポークイン端子３２を挿入する。
【００３１】
そして、ポークイン端子３３とタブ付ポークイン端子３２を同時に圧力Ｐで押し圧すると、コイルがポークイン端子溝に入って側面が削られ、端子の反力でコイルと端子が圧接して接触することになる。その後、タブ付ポークイン端子のタブを折り曲げ、電源ボックス３１を押しこんででき接続を成す。
【００３２】
図８は本実施形態の永久磁石式回転電機の径方向縦断面図である。永久磁石式回転電機１はコアバック１１、ティース１２からなる固定子鉄心７ｂと電機子巻線２０（Ｕ相２０Ａ，Ｖ相２０Ｂ、Ｗ相２０Ｃ）からなる固定子３５と、回転子鉄心２２中にＵ字形状の永久磁石挿入孔２３、その中に永久磁石２４が挿入されている。そして、永久磁石２４の中心軸にカットされているのがｄ軸スリット２６、ｄ軸スリット２６と電気角で９０度隔ててカットされているのがｑ軸スリット２７である。
【００３３】
図８のＱＱ軸でカットしたのが、図９の本実施形態の永久磁石式回転電機の軸方向縦断面図である。特徴は永久磁石挿入孔２３に挿入したフェライト磁石の永久磁石２４をモールド材２８でモールドしたのが回転子２１である。
【００３４】
すなわち、本実施形態では永久磁石式回転電機の集中巻電機子巻線を収納する絶縁端板に対し、絶縁端板に一体に設けた電源コネクタボックスと中性点コネクタボックスをハウジング外周に配置し、かつ電源コネクタボックスと中性点コネクタボックスがハウジングの固定部材と機械角で９０度隔てているので、永久磁石式回転電機を外枠に固定しようとボルト穴にボルトを差し込んでも、このボルトと電源コネクタボックスと中性点コネクタボックスが干渉することはない。これにより、永久磁石式回転電機を洗濯機外枠に確実に固定できるため、永久磁石式回転電機がコアバック部を薄くして小型化できる効果がある。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・永久磁石式回転電機、２・・・固定部材付ハウジング、３・・・ボルト穴、４・・・固定部材、５・・・ハウジング、６・・・切り欠き、７・・・固定子鉄心、８・・・シャフト、９・・・ボックスなし絶縁端板、１０・・・ボックス付絶縁端板、１１・・・コアバック部、１２・・・ティース、１３・・・固定穴、１４・・・固定突起、１５・・・抑制穴、１６・・・スロット、１７・・・ガイド壁、１８・・・ガイド溝、１９・・・ティースガイド、２０・・・電機子巻線、２１・・・回転子、２２・・・回転子鉄心、２３・・・永久磁石孔、２４・・・永久磁石、２５・・・シャフト孔、２６・・・ｄ軸スリット、２７・・・ｑ軸スリット、２８・・・モールド部、２９・・・電源コネクタボックス、３０・・・中性点コネクタボックス、３１・・・電源ボックス、３２・・・タブ付ポークイン端子、３３・・・ポークイン端子、３４・・・支持台、３５・・・固定子、５０・・・縦型洗濯機、５１・・・外枠、５２・・・外枠ベース、５３・・・トップカバー、５４・・・蓋体、５５・・・外槽、５７・・・吊棒、５８・・・コーナ支持部、５９・・・洗濯槽、６０・・・バランサー、６１・・・撹拌翼、６２・・・ベルト、６３・・・クラッチ、６４・・・ギヤケース、６５・・・従動プーリ、６６・・・ギヤ、６７・・・駆動プーリー、６８・・・脱水穴、６９・・・コントロール基板、７０・・・操作パネル、７１・・・水位センサ、７２・・・圧力チューブ、７３・・・エアートラップ、７４・・・注水ケース、７５・・・給水電磁弁、７６・・・給水ホース、７７・・・外槽カバー、７８・・・排水電磁弁、７９・・・排水ホース、８０・・・防振ばね
【図１】
2016073138.tif 000003
【図２】
2016073138.tif 000004
【図３】
2016073138.tif 000005
【図４】
2016073138.tif 000006
【図５】
2016073138.tif 000007
【図６】
2016073138.tif 000008
【図７】
2016073138.tif 000009
【図８】
2016073138.tif 000010
【図９】
2016073138.tif 000011