JP2774461B2 - 線型磁気抵抗モーター及びこれを使用した洗濯機 - Google Patents
線型磁気抵抗モーター及びこれを使用した洗濯機Info
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- JP2774461B2 JP2774461B2 JP7164270A JP16427095A JP2774461B2 JP 2774461 B2 JP2774461 B2 JP 2774461B2 JP 7164270 A JP7164270 A JP 7164270A JP 16427095 A JP16427095 A JP 16427095A JP 2774461 B2 JP2774461 B2 JP 2774461B2
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- stator
- phase
- washing machine
- pole
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Linear Motors (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は改良されたトルク特性を
発揮する線型磁気抵抗モーターに関する。
発揮する線型磁気抵抗モーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、洗濯機のように口径が大きい駆動
体を駆動する場合、誘導モーターと減速ギヤを使用して
いた。
体を駆動する場合、誘導モーターと減速ギヤを使用して
いた。
【０００３】一般的な洗濯機は回転型誘導モーターの動
力をギアセット又はベルトを介して洗濯筒に伝達する方
式を使用している。洗濯筒の回転軸をギアボックスの軸
と連結し、一方の端にはモーターを設けてベルトにより
動力をギアセットに伝達させることにより、洗濯筒を回
転させている。
力をギアセット又はベルトを介して洗濯筒に伝達する方
式を使用している。洗濯筒の回転軸をギアボックスの軸
と連結し、一方の端にはモーターを設けてベルトにより
動力をギアセットに伝達させることにより、洗濯筒を回
転させている。
【０００４】このような構造の洗濯機の駆動方式ではギ
アによる動力の損失、騒音の発生、駆動体の重心がモー
ターの回転軸から外れていることにより生ずる振動等の
問題が発生する。また、高価なギアセットが要求される
ことにより、費用の増加を招く。
アによる動力の損失、騒音の発生、駆動体の重心がモー
ターの回転軸から外れていることにより生ずる振動等の
問題が発生する。また、高価なギアセットが要求される
ことにより、費用の増加を招く。
【０００５】これに対する対策として多様な駆動方式が
研究されており、その研究の方向は直接駆動方式、即
ち、モーターの出力により直接洗濯機の洗濯棒又は脱水
槽を駆動する方式に焦点が合わされている。
研究されており、その研究の方向は直接駆動方式、即
ち、モーターの出力により直接洗濯機の洗濯棒又は脱水
槽を駆動する方式に焦点が合わされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は大口径
駆動体の直接駆動方式に適用するための線型磁気抵抗モ
ーターを提供することにある。更に、本発明の目的は騒
音及び振動の発生を防止する洗濯機を提供することにあ
る。
駆動体の直接駆動方式に適用するための線型磁気抵抗モ
ーターを提供することにある。更に、本発明の目的は騒
音及び振動の発生を防止する洗濯機を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願発明は、回転子と前
記回転子に対向する二つ以上の固定子から構成された線
型磁気抵抗モーターにおいて、 前記回転子は、中心に
回転軸が貫通し、かつ回転軸に固定された回転子フレー
ムと、前記回転子フレームの周縁部に結合されていて、
複数の歯が全円周方向に渡って放射状に突出形成された
回転子ヨークとを有し、 前記固定子は、前記回転子に
対向する側面に複数の溝が円周方向に梯状に形成された
固定子ヨークと、前記溝に着脱可能に嵌合された固定子
ポールと、前記固定子ポールのそれぞれに捲線される相
電流コイルとを有する線型磁気抵抗モーターである。
記回転子に対向する二つ以上の固定子から構成された線
型磁気抵抗モーターにおいて、 前記回転子は、中心に
回転軸が貫通し、かつ回転軸に固定された回転子フレー
ムと、前記回転子フレームの周縁部に結合されていて、
複数の歯が全円周方向に渡って放射状に突出形成された
回転子ヨークとを有し、 前記固定子は、前記回転子に
対向する側面に複数の溝が円周方向に梯状に形成された
固定子ヨークと、前記溝に着脱可能に嵌合された固定子
ポールと、前記固定子ポールのそれぞれに捲線される相
電流コイルとを有する線型磁気抵抗モーターである。
【０００８】また、本願発明は、被洗濯物を入れる洗濯
槽と、前記洗濯槽の底部に設けられ前記被洗濯物を攪拌
する洗濯棒を有する洗濯機において、 中心に回転軸が
貫通し、かつ回転軸に固定された回転子フレームと、前
記回転子フレームの周縁部に結合されていて、複数の歯
が全円周方向に渡って放射状に突出形成された回転子ヨ
ークとを有する回転子と、 前記回転子に対向する側面
に複数の溝が円周方向に梯状に形成された固定子ヨーク
と、前記溝に着脱可能に嵌合されて、それぞれに相電流
コイルが捲線された複数の固定子ポールとを有する少な
くとも二つ以上の固定子と、 から構成された線型磁気
抵抗モーターを具備した洗濯機である。
槽と、前記洗濯槽の底部に設けられ前記被洗濯物を攪拌
する洗濯棒を有する洗濯機において、 中心に回転軸が
貫通し、かつ回転軸に固定された回転子フレームと、前
記回転子フレームの周縁部に結合されていて、複数の歯
が全円周方向に渡って放射状に突出形成された回転子ヨ
ークとを有する回転子と、 前記回転子に対向する側面
に複数の溝が円周方向に梯状に形成された固定子ヨーク
と、前記溝に着脱可能に嵌合されて、それぞれに相電流
コイルが捲線された複数の固定子ポールとを有する少な
くとも二つ以上の固定子と、 から構成された線型磁気
抵抗モーターを具備した洗濯機である。
【０００９】前記構造の線型磁気抵抗モーターは洗濯機
でのみならず、回転半径が大きく、大きなトルクが要求
される、変速の必要なあらゆる駆動体に適用できる。
でのみならず、回転半径が大きく、大きなトルクが要求
される、変速の必要なあらゆる駆動体に適用できる。
【００１０】
【作用】図１１の第１単安定回路Ｍ1 のパルス出力と第
１位置センサーＳ1 の位置検出出力により、第１及び第
４スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ4 がオンされると図１０に
示されたＡ相及び−Ａ相の直列巻線コイルＬ1 に電流が
流れ、図１２に示すようにＡ相及び−Ａ相が励磁される
ことにより磁束経路が形成される。これに従い、回転子
１０は図５に示されたθ1 −θ2 の角度程度、回転する
ことになる。
１位置センサーＳ1 の位置検出出力により、第１及び第
４スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ4 がオンされると図１０に
示されたＡ相及び−Ａ相の直列巻線コイルＬ1 に電流が
流れ、図１２に示すようにＡ相及び−Ａ相が励磁される
ことにより磁束経路が形成される。これに従い、回転子
１０は図５に示されたθ1 −θ2 の角度程度、回転する
ことになる。
【００１１】次に、第２単安定回路でパルスが、第２位
置センサーで位置検出信号が発生されると図１０の第２
及び第５スイッチング素子Ｑ2 ，Ｑ5 がオンされる。こ
れにより、Ｂ相及び−Ｂ相の直列巻線コイルＬ2 に電流
が流れ、図１３に示すような磁束経路が形成され、回転
子１０はθ1 −θ2 の角度程度、回転することになる。
置センサーで位置検出信号が発生されると図１０の第２
及び第５スイッチング素子Ｑ2 ，Ｑ5 がオンされる。こ
れにより、Ｂ相及び−Ｂ相の直列巻線コイルＬ2 に電流
が流れ、図１３に示すような磁束経路が形成され、回転
子１０はθ1 −θ2 の角度程度、回転することになる。
【００１２】同様に第３単安定回路と第３位置センサー
で第３及び第６スイッチング素子Ｑ3 ，Ｑ6 に対する駆
動信号が発生されるとＣ相及び−Ｃ相の直列巻線コイル
Ｌ3に電流が流れ込み、図１４に示すような磁束経路が
形成され、回転子１０が回転する。
で第３及び第６スイッチング素子Ｑ3 ，Ｑ6 に対する駆
動信号が発生されるとＣ相及び−Ｃ相の直列巻線コイル
Ｌ3に電流が流れ込み、図１４に示すような磁束経路が
形成され、回転子１０が回転する。
【００１３】
【実施例】図１は本発明が適用される回転子１０の平面
構造図であって、回転軸１１を有する円筒型ディスク形
態の回転子フレーム１２に複数の回転子歯１４が放射状
に突出した回転子ヨーク（ｙｏｋｅ）１３を結合させた
構造を示している。前記回転歯１４の間の中心角は後に
説明する固定子ポール（ｐｏｌｅ）の間の角と一定の相
関関係で設計される。
構造図であって、回転軸１１を有する円筒型ディスク形
態の回転子フレーム１２に複数の回転子歯１４が放射状
に突出した回転子ヨーク（ｙｏｋｅ）１３を結合させた
構造を示している。前記回転歯１４の間の中心角は後に
説明する固定子ポール（ｐｏｌｅ）の間の角と一定の相
関関係で設計される。
【００１４】図２は本発明が適用される固定子２０の概
略的な平面構造図であって、固定子ヨーク２１には複数
のポール２２が設けられ、ポール２２毎に相電流コイル
２３が巻線される。
略的な平面構造図であって、固定子ヨーク２１には複数
のポール２２が設けられ、ポール２２毎に相電流コイル
２３が巻線される。
【００１５】図３は本発明が適用される固定子２０の一
実施例の詳細な組立構造図である。図３（Ａ）は固定子
ヨーク２１と固定子ポール２２が分離された状態を示
し、図３（Ｂ）は固定子ヨーク２１と相電流コイル２３
が巻かれた固定子ポール２２を組み立てた状態を示して
いる。ここで固定子ポール２２には、固定子ヨーク２１
の内側に溝２４と嵌合する突起２５と、相電流コイル２
３が巻線される胴体部２６と、ヘッド２７が形成されて
いる。図３（Ａ）（Ｂ）は両端を予め突起状に形成した
固定子ヨーク２１を図示しているが、この両端部分を突
起２５で形成するものであっても良い。
実施例の詳細な組立構造図である。図３（Ａ）は固定子
ヨーク２１と固定子ポール２２が分離された状態を示
し、図３（Ｂ）は固定子ヨーク２１と相電流コイル２３
が巻かれた固定子ポール２２を組み立てた状態を示して
いる。ここで固定子ポール２２には、固定子ヨーク２１
の内側に溝２４と嵌合する突起２５と、相電流コイル２
３が巻線される胴体部２６と、ヘッド２７が形成されて
いる。図３（Ａ）（Ｂ）は両端を予め突起状に形成した
固定子ヨーク２１を図示しているが、この両端部分を突
起２５で形成するものであっても良い。
【００１６】図４は前記固定子２０の他の実施例の組立
構造図である。図４（Ａ）は固定子ヨーク２１と固定子
ポール２２と相電流コイル２３が巻かれたボビン（ｂｏ
ｂｂｉｎ）２８が分離された状態を示し、図４（Ｂ）は
これらが組み立てられた状態を示している。前記ボビン
２８には相電流コイル２３が予め巻線され、これを固定
子ポール２２の胴体部２６に覆うようにしているので、
生産性の向上が図れる。
構造図である。図４（Ａ）は固定子ヨーク２１と固定子
ポール２２と相電流コイル２３が巻かれたボビン（ｂｏ
ｂｂｉｎ）２８が分離された状態を示し、図４（Ｂ）は
これらが組み立てられた状態を示している。前記ボビン
２８には相電流コイル２３が予め巻線され、これを固定
子ポール２２の胴体部２６に覆うようにしているので、
生産性の向上が図れる。
【００１７】図５は本発明による回転子の歯間の中心角
と固定子ポール間の角度の相関関係を説明する図であっ
て、３相の場合を示している。即ち、回転子の隣接歯の
間の中心角θ1 と固定子の隣接ポールの間の中心角θ2
との間にはθ1 ／θ2 ＝１．５の相関関係が存在するよ
うに設計された例である。回転子歯と固定子ポール間の
ギャップは回転子と固定子の材質、巻線の特性等により
異なるが、設計者が最適の状態となるように決定する。
と固定子ポール間の角度の相関関係を説明する図であっ
て、３相の場合を示している。即ち、回転子の隣接歯の
間の中心角θ1 と固定子の隣接ポールの間の中心角θ2
との間にはθ1 ／θ2 ＝１．５の相関関係が存在するよ
うに設計された例である。回転子歯と固定子ポール間の
ギャップは回転子と固定子の材質、巻線の特性等により
異なるが、設計者が最適の状態となるように決定する。
【００１８】図６乃至図９は回転子の回りに一つ乃至四
つの固定子片が配置された構造を示す。３相の電源が供
給されるために各固定子片２０は六つのポールを有す
る。その理由は後に説明する。図６には一つの固定子片
が示されているが、この場合、発生する起磁力の中心方
向ベクトル成分により、回転子と固定子片が互いに押し
出すことになる。従って、この構造は本発明に適合しな
い。本発明では二つ以上の固定子片を配置しなければな
らない。図７は二つの固定子片を、図８は三つ、図９は
四つの固定子片を設けた例である。全ての場合におい
て、各固定子片の中心角がみんな同じになるように固定
子片を配置しなければならない。即ち、各固定子片の中
心軸（図面にＸ，Ｙ，Ｚ，Ｗで示される）と回転子の中
心による角度がみんな同一でなければならない。勿論、
四つ以上の固定子片も可能である。ここで、各固定子２
０は六つのポールを有し、例えば、第１ポールと第４ポ
ールに巻かれたコイルにはＡ相の電流が直列に供給され
るように配線され、第２ポールと第５ポールに巻かれた
コイルにはＢ相の電流が、第３ポールと第６ポールに巻
かれたコイルにはＣ相の電流が直列に供給されるように
配線される。
つの固定子片が配置された構造を示す。３相の電源が供
給されるために各固定子片２０は六つのポールを有す
る。その理由は後に説明する。図６には一つの固定子片
が示されているが、この場合、発生する起磁力の中心方
向ベクトル成分により、回転子と固定子片が互いに押し
出すことになる。従って、この構造は本発明に適合しな
い。本発明では二つ以上の固定子片を配置しなければな
らない。図７は二つの固定子片を、図８は三つ、図９は
四つの固定子片を設けた例である。全ての場合におい
て、各固定子片の中心角がみんな同じになるように固定
子片を配置しなければならない。即ち、各固定子片の中
心軸（図面にＸ，Ｙ，Ｚ，Ｗで示される）と回転子の中
心による角度がみんな同一でなければならない。勿論、
四つ以上の固定子片も可能である。ここで、各固定子２
０は六つのポールを有し、例えば、第１ポールと第４ポ
ールに巻かれたコイルにはＡ相の電流が直列に供給され
るように配線され、第２ポールと第５ポールに巻かれた
コイルにはＢ相の電流が、第３ポールと第６ポールに巻
かれたコイルにはＣ相の電流が直列に供給されるように
配線される。
【００１９】図１０は前記図６乃至図９に示された３相
３固定子線型磁気抵抗モーターの駆動回路であって、図
１０（Ａ）は非対称形駆動回路を示し、図１０（Ｂ）は
ｑ＋１駆動回路を示す。
３固定子線型磁気抵抗モーターの駆動回路であって、図
１０（Ａ）は非対称形駆動回路を示し、図１０（Ｂ）は
ｑ＋１駆動回路を示す。
【００２０】図１０（Ａ）に示す非対称形駆動回路は動
作電圧（Ｖ）に対し第１巻線コイルＬ1 を挟んで直列回
路を形成する第１，４スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ4 と、
第２巻線コイルＬ2 を挟んで直列回路を形成する第２，
５スイッチング素子Ｑ2 ，Ｑ5 と、第３巻線コイルＬ3
を挟んで直列回路を形成する第３，６スイッチング素子
Ｑ3 ，Ｑ6 とから構成される。前記第１〜第６スイッチ
ング素子Ｑ1 〜Ｑ6 は外部から入力されるパルス信号に
より、スイッチング制御される。前記各巻線コイルＬ1
〜Ｌ3 は、一対の相電流コイル（Ａ，−Ａ）、（Ｂ，−
Ｂ）、（Ｃ，−Ｃ）を意味する。また、前記第１〜第３
巻線コイルＬ1 〜Ｌ3 の各両端にはモーターの相転換時
に発生する第２のコイルの逆起電圧をバイパスさせ、ス
イッチング素子を保護するためのフリーホイールダイオ
ード（Ｄ1 ，Ｄ4 ）、（Ｄ2 ，Ｄ5 ）、（Ｄ3 ，Ｄ6 ）
が接続されている。前記駆動回路で第１〜第３スイッチ
ング素子Ｑ1 〜Ｑ3 は電源供給用であり、第４〜第６ス
イッチング素子Ｑ4 〜Ｑ6は電流チョッピング（ｃｈｏ
ｐｐｉｎｇ）用である。電流チョッピングを介して単位
時間に流れる電流の平均値を変化させることにより、出
力の量を制御する。
作電圧（Ｖ）に対し第１巻線コイルＬ1 を挟んで直列回
路を形成する第１，４スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ4 と、
第２巻線コイルＬ2 を挟んで直列回路を形成する第２，
５スイッチング素子Ｑ2 ，Ｑ5 と、第３巻線コイルＬ3
を挟んで直列回路を形成する第３，６スイッチング素子
Ｑ3 ，Ｑ6 とから構成される。前記第１〜第６スイッチ
ング素子Ｑ1 〜Ｑ6 は外部から入力されるパルス信号に
より、スイッチング制御される。前記各巻線コイルＬ1
〜Ｌ3 は、一対の相電流コイル（Ａ，−Ａ）、（Ｂ，−
Ｂ）、（Ｃ，−Ｃ）を意味する。また、前記第１〜第３
巻線コイルＬ1 〜Ｌ3 の各両端にはモーターの相転換時
に発生する第２のコイルの逆起電圧をバイパスさせ、ス
イッチング素子を保護するためのフリーホイールダイオ
ード（Ｄ1 ，Ｄ4 ）、（Ｄ2 ，Ｄ5 ）、（Ｄ3 ，Ｄ6 ）
が接続されている。前記駆動回路で第１〜第３スイッチ
ング素子Ｑ1 〜Ｑ3 は電源供給用であり、第４〜第６ス
イッチング素子Ｑ4 〜Ｑ6は電流チョッピング（ｃｈｏ
ｐｐｉｎｇ）用である。電流チョッピングを介して単位
時間に流れる電流の平均値を変化させることにより、出
力の量を制御する。
【００２１】一方、図１０（Ｂ）に示すｑ＋１駆動回路
は一つの電流供給用スイッチング素子Ｑ1 及び前記スイ
ッチング素子Ｑ1 と第１〜第３巻線コイルＬ1 〜Ｌ3 を
通じて各々直列回路を形成する電流チョッピング用第４
〜第６スイッチング素子Ｑ4〜Ｑ6 から構成される。
は一つの電流供給用スイッチング素子Ｑ1 及び前記スイ
ッチング素子Ｑ1 と第１〜第３巻線コイルＬ1 〜Ｌ3 を
通じて各々直列回路を形成する電流チョッピング用第４
〜第６スイッチング素子Ｑ4〜Ｑ6 から構成される。
【００２２】図１１は図１０に示した駆動回路の各スイ
ッチング素子の駆動回路であって、電流供給用スイッチ
ング素子Ｑ1 は単安定回路Ｍ1 の出力により、駆動され
るように接続され、電流チョッピング用スイッチング素
子Ｑ4 は位置センサＳ1 の出力により駆動されるように
接続される。前記位置センサーＳ1 としてはホール（ｈ
ａｌｌ）素子が利用でき、例えば、モーターのハウジン
グ（ｃａｓｅ）にホール素子を付着し、回転子には永久
磁石を付着することにより、回転子歯の位置を感知でき
るようになる。
ッチング素子の駆動回路であって、電流供給用スイッチ
ング素子Ｑ1 は単安定回路Ｍ1 の出力により、駆動され
るように接続され、電流チョッピング用スイッチング素
子Ｑ4 は位置センサＳ1 の出力により駆動されるように
接続される。前記位置センサーＳ1 としてはホール（ｈ
ａｌｌ）素子が利用でき、例えば、モーターのハウジン
グ（ｃａｓｅ）にホール素子を付着し、回転子には永久
磁石を付着することにより、回転子歯の位置を感知でき
るようになる。
【００２３】このように構成された本発明によるモータ
ーの作用及び効果を説明すると次のとおりである。本発
明による線型磁気抵抗モーターは電源の相により、固定
子２０のポール２２の数が決定される。即ち、３相電源
の場合は（ポール数）＝Ｎph×２の式より固定子ポール
２２の数が六つになる。ここでＮphは電源の相数であ
る。相番号は一方からＡ，Ｃ，Ｂ，−Ａ，−Ｃ，−Ｂで
付けたが（図１２参照）、駆動回路に合わせて設計者が
任意に決定することができる。一つの回転子に、希望す
る必要トルクにより２、３、４個又はその以上の固定子
を付けて使用できる。各固定子片の回転子に対する求心
ベクトルの和が０なるように配置しなければならない。
ーの作用及び効果を説明すると次のとおりである。本発
明による線型磁気抵抗モーターは電源の相により、固定
子２０のポール２２の数が決定される。即ち、３相電源
の場合は（ポール数）＝Ｎph×２の式より固定子ポール
２２の数が六つになる。ここでＮphは電源の相数であ
る。相番号は一方からＡ，Ｃ，Ｂ，−Ａ，−Ｃ，−Ｂで
付けたが（図１２参照）、駆動回路に合わせて設計者が
任意に決定することができる。一つの回転子に、希望す
る必要トルクにより２、３、４個又はその以上の固定子
を付けて使用できる。各固定子片の回転子に対する求心
ベクトルの和が０なるように配置しなければならない。
【００２４】図１２乃至図１４は３固定子構造の３相磁
気抵抗モーターの構造の例を示したものである。次に、
図１０乃至図１４を参考として３固定子３相磁気抵抗モ
ーターの動作を詳細に説明する。
気抵抗モーターの構造の例を示したものである。次に、
図１０乃至図１４を参考として３固定子３相磁気抵抗モ
ーターの動作を詳細に説明する。
【００２５】先ず、図１１の第１単安定回路Ｍ1 のパル
ス出力と第１位置センサーＳ1 の位置検出出力により、
第１及び第４スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ4 がオンすると
Ａ相及び−Ａ相の直列巻線コイルＬ1 に電流が流れ込
み、図１２に示すようにＡ相及び−Ａ相が励磁されるこ
とによる磁束経路が形成される。これに従い、回転子１
０は図５に示されたθ1 −θ2 の角度程度、回転するよ
うになる。
ス出力と第１位置センサーＳ1 の位置検出出力により、
第１及び第４スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ4 がオンすると
Ａ相及び−Ａ相の直列巻線コイルＬ1 に電流が流れ込
み、図１２に示すようにＡ相及び−Ａ相が励磁されるこ
とによる磁束経路が形成される。これに従い、回転子１
０は図５に示されたθ1 −θ2 の角度程度、回転するよ
うになる。
【００２６】同様に第２単安定回路（図示省略）でパル
スが、第２位置センサー（図示省略）で位置検出信号が
発生すると図１０の第２及び第５スイッチング素子
Ｑ2 ，Ｑ5 がオンされる。これにより、Ｂ相及び−Ｂ相
の直列巻線コイルＬ2 に電流が流れることになるので、
図１３に示すような磁束経路が形成され、回転子１０は
θ1 −θ2 の角度程度、回転するようになる。
スが、第２位置センサー（図示省略）で位置検出信号が
発生すると図１０の第２及び第５スイッチング素子
Ｑ2 ，Ｑ5 がオンされる。これにより、Ｂ相及び−Ｂ相
の直列巻線コイルＬ2 に電流が流れることになるので、
図１３に示すような磁束経路が形成され、回転子１０は
θ1 −θ2 の角度程度、回転するようになる。
【００２７】同様に第３単安定回路（図示省略）と第３
位置センサー（図示省略）で第３及び第６スイッチング
素子Ｑ3 ，Ｑ6 に対する駆動信号が発生すると、Ｃ相及
び−Ｃ相の直列巻線コイルＬ3 に電流が流れ込み、図１
４に示すような磁束経路が形成され、回転子１０が回転
する。
位置センサー（図示省略）で第３及び第６スイッチング
素子Ｑ3 ，Ｑ6 に対する駆動信号が発生すると、Ｃ相及
び−Ｃ相の直列巻線コイルＬ3 に電流が流れ込み、図１
４に示すような磁束経路が形成され、回転子１０が回転
する。
【００２８】以上は図１０（Ａ）に示すような非対称形
駆動回路を利用した動作説明であるが、図１０（Ｂ）に
示すようなｑ＋１駆動回路を利用しても同様に回転子を
回転させることができる。ｑ＋１回路の場合に比べて、
非対称形の場合、スイッチング素子の数の増加による経
済的な不利益はあるが回路動作の安定性を確保できる。
駆動回路を利用した動作説明であるが、図１０（Ｂ）に
示すようなｑ＋１駆動回路を利用しても同様に回転子を
回転させることができる。ｑ＋１回路の場合に比べて、
非対称形の場合、スイッチング素子の数の増加による経
済的な不利益はあるが回路動作の安定性を確保できる。
【００２９】一方、このような固定子巻線コイルのスイ
ッチング制御により回転子から得られるトルクを理論的
に説明すると次のとおりである。
ッチング制御により回転子から得られるトルクを理論的
に説明すると次のとおりである。
【００３０】モーターの等価回路はＲ，Ｌ，Ｃで示すこ
とができ、コイルが巻線された固定子回路はＲＬ直列回
路で示すことができる。ＲＬ回路に電圧を加えて電流を
流すと回路のエネルギーは
とができ、コイルが巻線された固定子回路はＲＬ直列回
路で示すことができる。ＲＬ回路に電圧を加えて電流を
流すと回路のエネルギーは
【数１】 になる。一般的に直流抵抗は固定子コイルのインピーダ
ンスより非常に小さい。力と仕事は力の移動距離をχと
する時、 Ｗ＝Ｆχ の関係を有し、トルクと角度の関係は Ｗ＝Ｔθ で表示される。これから、トルクを求めるために
ンスより非常に小さい。力と仕事は力の移動距離をχと
する時、 Ｗ＝Ｆχ の関係を有し、トルクと角度の関係は Ｗ＝Ｔθ で表示される。これから、トルクを求めるために
【数２】 の関係式を使う。インダクタンスのエネルギーは、
【数３】 であるので、
【数４】 が最終的に求められる。つまり、本発明による線形磁気
抵抗モーターは固定子と回転子との間のインダクタンス
の角度変化分により回転力が発生する。
抵抗モーターは固定子と回転子との間のインダクタンス
の角度変化分により回転力が発生する。
【００３１】各々の場合に形成された磁気回路は磁気抵
抗を有するが、これをリラクタンス（ｒｅｌｕｃｔａｎ
ｃｅ）という。起磁力と磁気抵抗の間には、 Ｆ＝Ｎｉ＝Ｒφ という関係があり、インダクタンスと磁束との間には、 Ｌｉ＝Ｎφ という関係が成立する。従って、この二つの式から
抗を有するが、これをリラクタンス（ｒｅｌｕｃｔａｎ
ｃｅ）という。起磁力と磁気抵抗の間には、 Ｆ＝Ｎｉ＝Ｒφ という関係があり、インダクタンスと磁束との間には、 Ｌｉ＝Ｎφ という関係が成立する。従って、この二つの式から
【数５】 というインダクタンスの式が求められる。ここで、Ｒは
磁気抵抗、即ち、リラクタンスであり、結局インダクタ
ンスの回転角度に対する変化率はリラクタンスの回転角
度に対する変化を意味する。リラクタンスは、
磁気抵抗、即ち、リラクタンスであり、結局インダクタ
ンスの回転角度に対する変化率はリラクタンスの回転角
度に対する変化を意味する。リラクタンスは、
【数６】 の公式で示される。ここで、Ａは磁気回路の各区間の断
面積を示し、ｌは該当磁気回路の長さを示す。μは材質
の比透磁率を示し、μ0 は空気の透磁率を示す。空隙で
のリラクタンスの場合、比透磁率μr は１になる。
面積を示し、ｌは該当磁気回路の長さを示す。μは材質
の比透磁率を示し、μ0 は空気の透磁率を示す。空隙で
のリラクタンスの場合、比透磁率μr は１になる。
【００３２】実際の適用例として、本発明による線型磁
気抵抗モーターは洗濯機の洗濯槽の底部に別途、動力伝
達装置を設けることなしに洗濯棒軸に直結することがで
きる。
気抵抗モーターは洗濯機の洗濯槽の底部に別途、動力伝
達装置を設けることなしに洗濯棒軸に直結することがで
きる。
【００３３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る線型磁気抵抗モーターは、回転子の回りに無限円の固
定子の代わりに数箇の固定子片を設けるだけで既存の磁
気抵抗モーターのような大きさのトルクを発生させるこ
とができ、可変速が容易であるため、大きな回転半径を
有する大型駆動体に適用できる。特に、洗濯機に直結し
た場合、既存のギアによる動力伝達時の損失を防止で
き、重心と駆動軸の外れによる騒音及び振動を防止でき
る。
る線型磁気抵抗モーターは、回転子の回りに無限円の固
定子の代わりに数箇の固定子片を設けるだけで既存の磁
気抵抗モーターのような大きさのトルクを発生させるこ
とができ、可変速が容易であるため、大きな回転半径を
有する大型駆動体に適用できる。特に、洗濯機に直結し
た場合、既存のギアによる動力伝達時の損失を防止で
き、重心と駆動軸の外れによる騒音及び振動を防止でき
る。
【図１】本発明が適用される回転子の平面構造図。
【図２】本発明が適用される固定子片の概略的な平面構
造図。
造図。
【図３】本発明が適用される固定子片の組立構造図。
【図４】本発明が適用される固定子片の他の形態の組立
構造図。
構造図。
【図５】本発明による回転子歯の中心角と固定子ポール
の中心角との相関関係の説明図。
の中心角との相関関係の説明図。
【図６】本発明による１固定子３相線型磁気抵抗モータ
ーの構造図。
ーの構造図。
【図７】本発明による２固定子３相線型磁気抵抗モータ
ーの構造図。
ーの構造図。
【図８】本発明による３固定子３相線型磁気抵抗モータ
ーの構造図。
ーの構造図。
【図９】本発明による４固定子３相線型磁気抵抗モータ
ーの構造図。
ーの構造図。
【図１０】本発明によるモータの駆動回路の回路図。
【図１１】図１０の回路のスイッチングのための制御回
路図。
路図。
【図１２】３固定子３相モーターのＡ相及び−Ａ相の磁
束経路説明図。
束経路説明図。
【図１３】３固定子３相モーターのＢ相及び−Ｂ相の磁
束経路説明図。
束経路説明図。
【図１４】３固定子３相モーターのＣ相及び−Ｃ相の磁
束経路説明図。
束経路説明図。
１０ 回転子 １１ 回転軸 １２ 回転子フレーム １３ 回転子ヨーク １４ 回転子歯 ２０ 固定子 ２１ 固定子ヨーク ２２ 固定子ポール ２３ 相電流コイル ２４ 溝 ２５ 突起 ２６ 胴体部 ２７ ヘッド部 ２８ ボビン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−217515（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−218355（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−114358（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−34802（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−161093（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−109017（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭39−24414（ＪＰ，Ｙ１) 特公 昭35−17711（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 37/00 - 37/24 H02K 19/10 - 19/38 H02K 29/00 - 29/14
Claims (5)
- 【請求項１】 回転子と前記回転子に対向する二つ以上
の固定子から構成された線型磁気抵抗モーターにおい
て、前記回転子は、中心に回転軸が貫通し、かつ回転軸に固
定された回転子フレームと、前記回転子フレームの周縁
部に結合されていて、複数の歯が全円周方向に渡って放
射状に突出形成された回転子ヨークとを有し、 前記固定子は、前記回転子に対向する側面に複数の溝が
円周方向に梯状に形成された固定子ヨークと、前記溝に
着脱可能に嵌合された固定子ポールと、前記固定子ポー
ルのそれぞれに捲線される相電流コイルとを有する こと
を特徴とする線型磁気抵抗モーター。 - 【請求項２】 前記固定子のそれぞれのポールの数は、
駆動電源の相数の２倍であることを特徴とする請求項１
に記載の線型磁気抵抗モーター。 - 【請求項３】 前記固定子の中心間の角度は、全部が同
一であることを特徴とする請求項１に記載の線型磁気抵
抗モーター。 - 【請求項４】 被洗濯物を入れる洗濯槽と、前記洗濯槽
の底部に設けられ前記被洗濯物を攪拌する洗濯棒を有す
る洗濯機において、中心に回転軸が貫通し、かつ回転軸に固定された回転子
フレームと、前記回転子フレームの周縁部に結合されて
いて、複数の歯が全円周方向に渡って放射状に突出形成
された回転子ヨークとを有する回転子と、 前記回転子に対向する側面に複数の溝が円周方向に梯状
に形成された固定子ヨークと、前記溝に着脱可能に嵌合
されて、それぞれに相電流コイルが捲線された複数の固
定子ポールとを有する少なくとも二つ以上の固定子と、 から構成された 線型磁気抵抗モーターを具備したことを
特徴とする洗濯機。 - 【請求項５】 前記固定子の中心の角度は、全部が同一
であることを特徴とする請求項４に記載の洗濯機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1994-15137 | 1994-06-29 | ||
| KR1019940015137A KR0121122B1 (ko) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 선형 자기저항 모터 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08191563A JPH08191563A (ja) | 1996-07-23 |
| JP2774461B2 true JP2774461B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=19386602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7164270A Expired - Lifetime JP2774461B2 (ja) | 1994-06-29 | 1995-06-29 | 線型磁気抵抗モーター及びこれを使用した洗濯機 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2774461B2 (ja) |
| KR (1) | KR0121122B1 (ja) |
| CN (1) | CN1118534A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2158668A4 (en) * | 2007-05-31 | 2017-07-19 | Krishnan Ramu | Switched reluctance machines with minimum stator core |
| JP5506811B2 (ja) * | 2009-10-08 | 2014-05-28 | 三菱電機株式会社 | ファンモーター及びこれを備えた空気調和機 |
| TWI505604B (zh) * | 2013-04-15 | 2015-10-21 | Delta Electronics Inc | 動力裝置 |
| EP3770667A1 (en) * | 2019-07-24 | 2021-01-27 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | An optical element exchange unit |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54109017U (ja) * | 1978-01-20 | 1979-08-01 | ||
| JPS5534802A (en) * | 1978-08-31 | 1980-03-11 | Fujitsu Ltd | Dc brushless motor |
| JPS61218355A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-27 | Res Dev Corp Of Japan | 回転位置決め機能を有する磁気浮上アクチユエ−タ |
| JPH01114358A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-08 | Secoh Giken Inc | 小型偏平なステツピング電動機 |
| JPH04161093A (ja) * | 1990-10-23 | 1992-06-04 | Secoh Giken Inc | リラクタンス型電動機 |
| JP2933792B2 (ja) * | 1993-01-15 | 1999-08-16 | 株式会社三協精機製作所 | 回転電機 |
-
1994
- 1994-06-29 KR KR1019940015137A patent/KR0121122B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-06-29 JP JP7164270A patent/JP2774461B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-29 CN CN95107710A patent/CN1118534A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08191563A (ja) | 1996-07-23 |
| KR0121122B1 (ko) | 1997-11-22 |
| KR960003023A (ko) | 1996-01-26 |
| CN1118534A (zh) | 1996-03-13 |
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