JP7169941B2 - リニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機 - Google Patents
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Description
[第1実施形態]
〈第1実施形態の構成〉
図1は、第1実施形態によるリニアモータ10の断面斜視図である。なお、リニアモータ10は、例えば後述する他の実施形態の電磁サスペンション100(図11参照)に適用され、電磁サスペンション100は、例えば洗濯機W(図12参照)の振動を抑制するために適用される。
図5Aは、第1実施形態によるリニアモータの動作説明図である。図5Bは、第1実施形態によるリニアモータの第1の位置(状態P1)の動作説明図である。図5Cは、第1実施形態によるリニアモータの第2の位置(状態P2)の動作説明図である。
以上のように本実施形態のリニアモータ10によれば、電機子鉄心(コア11a)は、第1の面(表面122f)に対向する第1の磁気歯(磁気歯151)と、第1の面(表面122f)に対向し第1の磁気歯(磁気歯151)に対して移動方向(z軸方向)に沿って隣接する第2の磁気歯(磁気歯152)と、第2の面(裏面122r)に対向する第3の磁気歯(磁気歯153)と、第2の面(裏面122r)に対向し第3の磁気歯(磁気歯153)に対して移動方向(z軸方向)に沿って隣接する第4の磁気歯(磁気歯154)と、を備え、可動子12は、3つの磁石124a、124b、124cを有し、第1の面(表面122f)はN極・S極・N極と交互に磁化され、第2の面(裏面122r)はS極・N極・S極と磁化されている。
〈第2実施形態の構成〉
図11は、第2実施形態による電磁サスペンション100の斜視図である。なお、以下の説明において、前述した第1実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
以上のように、本実施形態の電磁サスペンション100は、第1実施形態によるリニアモータ10と、固定子11または可動子12を移動方向(z軸方向)に付勢する弾性体20と、を有する。特に、弾性体20は、金属製の巻バネを含む。これにより、リニアモータ10の非通電状態においても、リニアモータ10を所定の位置に保持でき、リニアモータ10の動作時においても、可動子12の突き抜けを防止することができる。
〈第3実施形態の構成〉
(全体構成)
図12は、第3実施形態による洗濯機Wの斜視図である。図12に示す洗濯機Wは、ドラム式の洗濯機であり、また、衣類を乾燥する機能も有している。洗濯機Wは、ベース31と、筐体32と、ドア33と、操作・表示パネル34と、外槽37と、一対の電磁サスペンション100L,100Rと、排水ホースHと、を備えている。ここで、電磁サスペンション100L,100Rは、それぞれ第2実施形態における電磁サスペンション100と同様に構成されている。
図14は、本実施形態に適用される制振装置200の構成図である。図14において制振装置200は、インバータ40と、電流検出器50と、推力調整部60と、整流回路70と、左右の電磁サスペンション100L,100Rと、を備えている。制振装置200は、制振対象物Gの振動を抑制するものである。なお、本実施形態においては、制振対象物Gは、洗濯機Wの外槽37(図12参照)である。
図14に示す推力調整部60は、図示は省略するが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成されている。そして、ROMに記憶されたプログラムを読み出してRAMに展開し、CPUが各種処理を実行するようになっている。
以上のように、本実施形態の洗濯機Wは、第2実施形態による電磁サスペンション100L,100Rと、電機子巻線(巻線11b)に交流電流を供給するインバータ40と、電機子巻線に流れる電流を検出する電流検出器50と、電流検出器50によって検出される電流に基づいてインバータ40を制御することによってリニアモータ10の推力を調整する推力調整部60と、をさらに備える。
次に、第4実施形態による洗濯機について説明する。第4実施形態の洗濯機の構成および動作は、第3実施形態のもの(図12~図15参照)と同様である。但し、本実施形態において、推力調整部60(図14参照)は、電流検出器50の出力信号に基づいて左右のリニアモータ10L,10Rの振動周波数を検出し、振動周波数に応じてインバータ40の出力電流を変化させる点が異なる。
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。前述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
11 固定子
11a コア(電機子鉄心)
11b 巻線(電機子巻線)
11a1 コアバック部(電機子鉄心)
11a2 ティース部(電機子鉄心)
11a3 ティーストップ部(電機子鉄心)
12 可動子
20,20L,20R 弾性体
35 洗濯槽
37 外槽
38 駆動機構
40 インバータ
50 電流検出器
60 推力調整部
100,100L,100R 電磁サスペンション
122 フレーム
122f 表面(第1の面)
122h 貫通孔
122r 裏面(第2の面)
124、124a、124b,124c 磁石
124bL 左端(一端)
124bR 右端(他端)
151a 左端(外端)
152b 右端(外端)
151 磁気歯(第1の磁気歯)
152 磁気歯(第2の磁気歯)
153 磁気歯(第3の磁気歯)
154 磁気歯(第4の磁気歯)
P2 状態(第1の位置)
P3 状態(第2の位置)
TL 磁気歯幅(幅)
TP 磁気歯ピッチ
UL 常用範囲長(範囲長)
W 洗濯機
Claims (13)
- 電機子鉄心と電機子巻線とを有する固定子と、
前記固定子に対向する第1の面と第2の面とを有する磁石または磁性体を備え、前記固定子に対し相対的に移動する可動子とを有するリニアモータであって、
前記電機子鉄心は、コアバック部、ティース部、ティーストップ部を備え、前記コアバック部の積層方向と前記ティーストップ部の積層方向が異なり、
前記ティーストップ部の磁気歯幅は前記可動子の移動範囲である常用範囲長よりも長く、かつ、前記磁石または前記磁性体の長さを磁気歯ピッチよりも長い
ことを特徴とするリニアモータ。 - 電機子鉄心と電機子巻線とを有する固定子と、
前記固定子に対向する第1の面と第2の面とを有する磁石または磁性体を備え、前記固定子に対し相対的に移動する可動子とを有するリニアモータにおいて、
前記電機子鉄心は、コアバック部、ティース部、ティーストップ部を備え、
前記ティース部より前記ティーストップ部が前記可動子の移動方向に張出しており、
前記ティーストップ部の磁気歯幅は前記可動子の移動範囲である常用範囲長よりも長く、かつ、前記磁石または前記磁性体の長さを磁気歯ピッチよりも長い
ことを特徴とするリニアモータ。 - 電機子鉄心と電機子巻線とを有する固定子と、
前記固定子に対向する第1の面と第2の面とを有する磁石または磁性体を備え、前記固定子に対し相対的に移動する可動子とを有するリニアモータにおいて、
前記電機子鉄心は、コアバック部、ティース部、ティーストップ部を備え、
前記ティース部より前記ティーストップ部が前記可動子の移動方向と、前記可動子の移動方向に対して直角方向とに張出しており、
前記ティーストップ部の磁気歯幅は前記可動子の移動範囲である常用範囲長よりも長く、かつ、前記磁石または前記磁性体の長さを磁気歯ピッチよりも長い
ことを特徴とするリニアモータ。 - 電機子鉄心と電機子巻線とを有する固定子と、
前記固定子に対向する第1の面と第2の面とを有する磁石を備え、前記固定子に対し相対的に移動する可動子とを有するリニアモータにおいて、
前記電機子鉄心は、コアバック部、ティース部、ティーストップ部を備え、
前記コアバック部と前記ティーストップ部の材料が異なり、
前記ティーストップ部の磁気歯幅は前記可動子の移動範囲である常用範囲長よりも長く、かつ、前記磁石の長さを磁気歯ピッチよりも長い
ことを特徴とするリニアモータ。 - 請求項1に記載のリニアモータにおいて、
前記ティース部より前記ティーストップ部が前記可動子の移動方向に張出している
ことを特徴とするリニアモータ。 - 請求項1に記載のリニアモータにおいて、
前記コアバック部と前記ティーストップ部の材料が異なる
ことを特徴とするリニアモータ。 - 請求項2に記載のリニアモータにおいて、
前記コアバック部と前記ティーストップ部の材料が異なる
ことを特徴とするリニアモータ。 - 請求項3に記載のリニアモータにおいて、
前記コアバック部と前記ティーストップ部の材料が異なる
ことを特徴とするリニアモータ。 - 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のリニアモータにおいて、
前記磁石は、サマリウム-鉄-窒素系の磁石である
ことを特徴とするリニアモータ。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載のリニアモータと、
前記固定子または前記可動子を付勢する弾性体と、を有する
ことを特徴とする電磁サスペンション。 - 請求項10に記載の電磁サスペンションにおいて、
前記弾性体は、金属製の巻バネを含む
ことを特徴とする電磁サスペンション。 - 請求項10に記載の電磁サスペンションにおいて、
前記電機子巻線に交流電流を供給するインバータと、
前記電機子巻線に流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器によって検出される電流に基づいて前記インバータを制御して前記リニアモータの推力を調整する推力調整部と、をさらに備える
ことを特徴とする電磁サスペンション。 - 請求項10乃至請求項12のいずれか1項に記載の電磁サスペンションと、
衣類を収容する洗濯槽と、
前記洗濯槽を内包する外槽と、
前記洗濯槽を回転させる駆動機構と、を備え、
前記電磁サスペンションは前記外槽の振動を抑制する
ことを特徴とする洗濯機。
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