(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022188405
(43)【公開日】2022-12-21
(54)【発明の名称】リニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機
(51)【国際特許分類】
H02K 41/02 20060101AFI20221214BHJP
H02K 41/03 20060101ALI20221214BHJP
F16F 15/02 20060101ALI20221214BHJP
F16F 15/03 20060101ALI20221214BHJP
F16F 15/04 20060101ALI20221214BHJP
D06F 37/22 20060101ALI20221214BHJP
D06F 37/24 20060101ALI20221214BHJP
【ＦＩ】
H02K41/02 A
H02K41/03 A
F16F15/02 A
F16F15/03 G
F16F15/04 A
D06F37/22
D06F37/24 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021096407
(22)【出願日】2021-06-09
(71)【出願人】
【識別番号】399048917
【氏名又は名称】日立グローバルライフソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】法月 邦彦
(72)【発明者】
【氏名】馬飼野 祐貴
(72)【発明者】
【氏名】黒澤 真理
(72)【発明者】
【氏名】青山 康明
(72)【発明者】
【氏名】須藤 哲也
(72)【発明者】
【氏名】菊地 聡
(72)【発明者】
【氏名】松本 幸司
【テーマコード（参考）】
3B165
3J048
5H641
【Ｆターム（参考）】
3B165AA02
3B165AA04
3B165AA05
3B165AA12
3B165AE02
3B165AE05
3B165AE06
3B165AE13
3B165BA24
3B165BA82
3B165BA83
3B165CA02
3B165CA03
3B165CA04
3B165CA05
3B165CA11
3B165CA21
3B165CB02
3B165CB32
3B165CB55
3B165CD03
3B165CD15
3B165DW05
3B165EW01
3B165GA02
3B165GA12
3B165GH02
3B165JM01
3B165JM02
3B165JM03
3J048AA02
3J048AC08
3J048AD01
3J048BC02
3J048BE08
3J048CB12
3J048DA01
3J048EA07
5H641BB06
5H641GG02
5H641GG04
5H641GG06
5H641GG10
5H641GG15
5H641HH03
5H641JA11
(57)【要約】
【課題】本発明は、リニアモータおよび電磁サスペンション自体の加振力に加え、制振対象物である洗濯機からの過大な外力に耐える構造を備えた、リニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機を提供する。
【解決手段】本発明のリニアモータ１０は、コア１１ａと巻線１１ｂを有する固定子１１と、磁石１２４を有し固定子１１に対して相対的に移動する可動子１２と、を有する。コア１１ａは、所定の間隔を有し対向するように配置された第１ティース部１１ａ２１及び第２ティース部１１ａ２２を備える。第１ティース部１１ａ２１及び第２ティース部１１ａ２２のそれぞれには、巻回された巻線１１ｂが備えられている。巻線１１ｂは導線が巻回されて構成された扁平コイル１１ｂ－１１，１１ｂ－１２，１１ｂ-１３を備えている。扁平コイル１１ｂ－１１，１１ｂ－１２，１１ｂ-１３の厚みは前記所定の間隔より薄くした。
【選択図】図１１
【解決手段】本発明のリニアモータ１０は、コア１１ａと巻線１１ｂを有する固定子１１と、磁石１２４を有し固定子１１に対して相対的に移動する可動子１２と、を有する。コア１１ａは、所定の間隔を有し対向するように配置された第１ティース部１１ａ２１及び第２ティース部１１ａ２２を備える。第１ティース部１１ａ２１及び第２ティース部１１ａ２２のそれぞれには、巻回された巻線１１ｂが備えられている。巻線１１ｂは導線が巻回されて構成された扁平コイル１１ｂ－１１，１１ｂ－１２，１１ｂ-１３を備えている。扁平コイル１１ｂ－１１，１１ｂ－１２，１１ｂ-１３の厚みは前記所定の間隔より薄くした。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電機子鉄心と電機子巻線を有する固定子と、
磁石を有し前記固定子に対して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、
前記電機子鉄心は所定の間隔を有し対向するように配置された第１ティース部及び第２ティース部を備え、
前記第１ティース部及び前記第２ティース部のそれぞれには、巻回された前記電機子巻線が備えられ、
前記電機子巻線は導線が巻回されて構成されたコイルを備え、
前記コイルの厚みは前記所定の間隔より薄くしたことを特徴とするリニアモータ。
磁石を有し前記固定子に対して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、
前記電機子鉄心は所定の間隔を有し対向するように配置された第１ティース部及び第２ティース部を備え、
前記第１ティース部及び前記第２ティース部のそれぞれには、巻回された前記電機子巻線が備えられ、
前記電機子巻線は導線が巻回されて構成されたコイルを備え、
前記コイルの厚みは前記所定の間隔より薄くしたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項2】
請求項１において、
前記電機子巻線は、前記第１ティース部に巻回された第１電機子巻線と、前記第２ティース部に巻回された第２電機子巻線から構成され、
前記第１電機子巻線と前記第２電機子巻線は１本の連続した巻線で構成されたことを特徴とするリニアモータ。
前記電機子巻線は、前記第１ティース部に巻回された第１電機子巻線と、前記第２ティース部に巻回された第２電機子巻線から構成され、
前記第１電機子巻線と前記第２電機子巻線は１本の連続した巻線で構成されたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項3】
請求項１において、
前記電機子巻線は、前記第１ティース部に巻回された第１電機子巻線と、前記第２ティース部に巻回された第２電機子巻線から構成され、
前記第１電機子巻線と前記第２電機子巻線は、それぞれ複数のコイルを備えたことを特徴とするリニアモータ。
前記電機子巻線は、前記第１ティース部に巻回された第１電機子巻線と、前記第２ティース部に巻回された第２電機子巻線から構成され、
前記第１電機子巻線と前記第２電機子巻線は、それぞれ複数のコイルを備えたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項4】
請求項３において、
前記複数のコイルのコイル端は、リニアモータに対し同一面に配置したことを特徴とするリニアモータ。
前記複数のコイルのコイル端は、リニアモータに対し同一面に配置したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項5】
請求項３において、
前記複数のコイルのコイル端は、リニアモータに対し２面以上配置したことを特徴とするリニアモータ。
前記複数のコイルのコイル端は、リニアモータに対し２面以上配置したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項6】
請求項３において、
前記第１電機子巻線の前記複数のコイルを第１コイル群とし、
前記第２電機子巻線の前記複数のコイルを第２コイル群とし、
前記第１コイル群及び前記第２コイル群は、それぞれは１本の連続した巻線で構成されたことを特徴とするリニアモータ。
前記第１電機子巻線の前記複数のコイルを第１コイル群とし、
前記第２電機子巻線の前記複数のコイルを第２コイル群とし、
前記第１コイル群及び前記第２コイル群は、それぞれは１本の連続した巻線で構成されたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項7】
請求項１から請求項５の何れか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。
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8】
請求項７に記載の電磁サスペンションにおいて、
前記弾性体は、金属製の巻バネであることを特徴とする電磁サスペンション。
前記弾性体は、金属製の巻バネであることを特徴とする電磁サスペンション。
【請求項9】
請求項７又は８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、
を備えることを特徴とする電磁サスペンション。
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、
を備えることを特徴とする電磁サスペンション。
【請求項10】
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、を備える洗濯機において、
請求項７乃至請求項９の何れか１項に記載の電磁サスペンションを備えたことを特徴とする洗濯機。
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、を備える洗濯機において、
請求項７乃至請求項９の何れか１項に記載の電磁サスペンションを備えた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、リニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機に関する。
【背景技術】
【0002】
直線運動する電機としてリニアモータやリニアアクチュエータ（以下、総称してリニアモータと称する）が知られている。リニアモータは、回転機を直線状に切り開いた構造を有しており、固定子と可動子の各々に構成された磁極の間に働く磁力によって、可動子に推力を発生させる。また、リニアモータを電磁サスペンションとして活用する検討も進められている。例えば、特許文献１は洗濯機用のサスペンションとして、リニアモータを有する電磁サスペンションを適用する技術が記載されている。特許文献１では、対向する固定子のティース部のそれぞれに巻線が巻かれているが、巻線を巻く際の作業性に改善の余地があった。これを解決するための技術として、例えば特許文献２に記載の技術が提案されている。特許文献２では、固定子コアをコアバック部とティース部とに分割し、ティース部に巻線を配置した後、コアバック部にティース部を嵌合し、接続するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－９９０６号公報
【特許文献2】特開２０２０－２０２６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
リニアモータおよび電磁サスペンションで洗濯機の制振性を確保するには、リニアモータおよび電磁サスペンション自体の加振力に加え、制振対象物である洗濯機からの過大な外力に耐える強度・構造が必要であることがわかった。一例として、製品寿命試験において、分割した部品を嵌合などで一体化した部品は、嵌合部が摩耗し設計値から外れ、所望の特性を確保できない恐れがあることがわかってきた。
【0005】
上記した特許文献２に記載の技術においては、コアバック部にティース部を嵌合し、接続するようにしているので、過大な外力に耐え得る強度が不足する可能性があった。
【0006】
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、リニアモータおよび電磁サスペンション自体の加振力に加え、制振対象物である洗濯機からの過大な外力に耐える構造を備えた、リニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するため、本発明のリニアモータは、電機子鉄心と電機子巻線を有する固定子と、磁石を有し前記固定子に対して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、前記電機子鉄心は所定の間隔を有し対向するように配置された第１ティース部及び第２ティース部を備え、前記第１ティース部及び前記第２ティース部のそれぞれには、巻回された前記電機子巻線が備えられ、前記電機子巻線は導線が巻回されて構成されたコイルを備え、前記コイルの厚みは前記所定の間隔より薄くしたことを特徴とする。
【0008】
また、本発明の電磁サスペンションは、前記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。
【0009】
さらに本発明の洗濯機は、前記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、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、リニアモータおよび電磁サス自体の加振力に加え、制振対象物である洗濯機からの過大な外力に耐える構造を備えたリニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態による電磁サスペンション１００の断面斜視図である。
【図2】第１実施形態に係る可動子１２を含む支持機構部の斜視図である。
【図3】第１実施形態に係るリニアモータ１０の斜視断面図である。
【図5】第１実施形態における可動子１２の分解斜視図である。
【図6A】第１実施形態に係るリニアモータ１０が第１の位置（状態Ｐ１）にある動作説明図である。
【図6B】第１実施形態に係るリニアモータ１０が第２の位置（状態Ｐ２）にある動作説明図である。
【図6C】第１実施形態に係るリニアモータ１０が第３の位置（状態Ｐ３）にある動作説明図である。
【図7】従来のリニアモータ１０のコア１１ａの組立と巻線方法を説明する模式図である。
【図8】従来のリニアモータ１０のコア１１ａと巻線方法の模式図である。
【図9】第１実施形態に係る巻線方法の模式図である。
【図10】第１実施形態に係る複数の扁平コイルの模式図である。
【図11】第１実施形態に係るリニアモータのコアへ扁平コイルを嵌合する動作を示す模式図である。
【図12】第１実施形態に係るリニアモータの複数の扁平コイルの配線に関する模式図である。
【図13】第１実施形態の変形例に係るリニアモータの扁平コイルの模式図である。
【図14A】第１実施形態の変形例に係るリニアモータの複数の扁平コイルを結線する例１を示す模式図である。
【図14B】第１実施形態の変形例に係るリニアモータの複数の扁平コイルを結線する例２を示す模式図である。
【図15】第１実施形態の変形例２に係るリニアモータの複数の扁平コイルを結線する例２を示す模式図である。
【図16】第１実施形態の変形例２に係るリニアモータのコアへ扁平コイル群を嵌合する動作を示す模式図である。
【図17】第２実施形態に係る電磁サスペンション１００の斜視図である。
【図18】第３実施形態に係る洗濯機Ｗの斜視図である。
【図19】第３実施形態に係る洗濯機Ｗの縦断面図である。
【図20】第３実施形態に適用される制振装置２００の構成図である。
【図21】制振装置２００の要部を示す構成図である。
【図22】粘性減衰係数Ｃが一定であるオイルダンパを用いた比較例１において、洗濯槽３５の回転速度と洗濯機Ｗの変位（振動）の変化を示す実験結果である。
【図24】第２実施形態における電磁サスペンションを第４実施形態に適用した状態における洗濯槽３５の回転速度と洗濯機Ｗの変位（振動）の変化を示す実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。
【0013】
本発明の各種の構成要素は必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素が別の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、などを許容する。
【0014】
［第１実施形態］
〈第１実施形態の構成〉
図１は、第１実施形態による電磁サスペンション１００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１７参照）に適用され、電磁サスペンション１００は、例えば洗濯機Ｗ（図１８参照）の振動を抑制するために適用される。
〈第１実施形態の構成〉
図１は、第１実施形態による電磁サスペンション１００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１７参照）に適用され、電磁サスペンション１００は、例えば洗濯機Ｗ（図１８参照）の振動を抑制するために適用される。
【0015】
以下、リニアモータを第１実施形態、電磁サスペンションを第２実施形態、洗濯機の制振システムを第３実施形態として述べる。
【0016】
図１の符号ｘ，ｙ，ｚに示すように、ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸を定める（ｚ軸はリニアモータの進行方向）。図１は、電磁サスペンション１００の外観を俯瞰するとともに、その１／４をカットし内部構造を図示している。電磁サスペンション１００は、リニアモータ１０を内包している。
【0017】
電磁サスペンション１００は、フレーム（例えば、シャフト固定金具２３）間を繋ぐ対向する一対のシャフト２１と、電機子鉄心と電機子巻線とを有する固定子１１と、フレーム間に固定され、固定子１１に対向する第１の面（例えば、図５の表面１２２ｆ）と第２の面（例えば、図５の裏面１２２ｒ）とを有する磁石または磁性体を有し、固定子１１に対し相対的に移動する可動子１２と、を有するリニアモータ１０と、シャフトに装着され、フレームの一方と固定子１１の腕（軸受け２２）とで縮接されている弾性体２０と、を備える。
【0018】
リニアモータ１０の可動子１２と、推進方向に対して（図中ｚ軸方向）に対して並行な位置に、２本のシャフト２１と、２個の弾性体２０がある。シャフト２１は弾性体２０を貫通している。またシャフト２１はリニアモータ１０の固定子１１と軸受け２２を介して可動子１２の移動方向に摺動する。本実施形態では軸受け２２として、金属表面に潤滑加工したすべり軸受けを用いている。
【0019】
図２は、第１実施形態に係る可動子１２を含む支持機構部の斜視図である。可動子１２は、シャフト固定金具２３と、シャフト固定金具２３間を繋ぐ対向する一対のシャフト２１からなる口型構造の支持機構部内に配設されている。つまり可動子１２を含む支持機構部は、可動子１２単体よりも広くて厚い面構造を形成している。
【0020】
図３は、第１実施形態に係るリニアモータ１０の斜視断面図である。図３は、リニアモータ１０の外観を俯瞰するとともに、その１／４をカットし内部構造を図示している。リニアモータ１０は、電機子である固定子１１と、ｚ軸方向に延在する板状の可動子１２と、を備えている。
【0021】
固定子１１は、ｚ軸方向に沿った略角柱に形成され、その中空部分に矩形平板状の可動子１２が遊挿されている。そして、リニアモータ１０は、固定子１１と可動子１２との間に働く磁気的な吸引力・反発力、すなわち推力によって、固定子１１と可動子１２との相対位置をｚ軸方向に変化させる。リニアモータ１０を電磁サスペンション１００に適用する場合には、固定子１１または可動子１２が、制振対象物Ｄｔ（図１７参照）に結合される。図１に示す例においては、洗濯機Ｗの外槽３７（図１８参照）が制振対象物Ｄｔであり、固定子１１または可動子１２が外槽３７に結合されている。ここでは、洗濯機Ｗの外槽３７が制振対象物Ｄｔと記しているが、洗濯機の構造が変われば接続先はされる。つまり洗濯機Ｗの制振効果を高めるように、洗濯機Ｗの構成部品と任意に接続すればよい。
【0022】
固定子１１は、コア１１ａ（電機子鉄心）と、巻線１１ｂ（電機子巻線）と、を備えている。コア１１ａは、電磁鋼板をｚ軸方向に積層したものでありカシメや溶接で一体化している。またコア１１ａは、ｚ軸方向に沿って隣接し可動子１２に向かって突出するティース部１１ａ２（第１ティース部１１ａ２１）を備えている。さらにコア１１ａは、可動子１２を挟んで第１ティース部１１ａ２１に対向する位置に、ｚ軸方向に沿って隣接し可動子１２に向かって突出する第２ティース部１１ａ２２と、を備えている。
【0023】
巻線１１ｂは、これら第１ティース部１１ａ２１と第２ティース部１１ａ２２に巻回されている。図示はしないが巻線１１ｂと第１ティース部１１ａ２１と、第２ティース部１１ａ２２の間にはボビン・絶縁樹脂・絶縁紙など既知の絶縁処理がなされている。また、可動子１２は、非磁性材料のフレーム１２２と、フレーム１２２に嵌め込まれた磁石１２４（磁石１２４ａ，１２４ｂ）と、を備えている。
【0024】
図４は、図３のIV－IV線の模式的な矢視断面図である。但し、図３においてカットされた１／４の部分は図４ではカットされていない。図４に示すように、固定子１１のコア１１ａは、環状のコアバック部１１ａ１と、ティース部１１ａ２と、を備えている。ティース部１１a２を構成する第１ティース部１１ａ２１と、第２ティース部１１ａ２２は、ギャップ（所定の間隔）をもって対向している。
【0025】
コアバック部１１ａ１は、ｙ-ｚ面視において環状すなわち略矩形枠状の形状を有しており、この環状部によって磁気回路が構成されている。一対の１１ａ２（１１ａ２１と１１ａ２２）は、環状のコアバック部１１ａ１からｙ軸方向に沿って内側に延びており、相互に対向している。
【0026】
実線矢印で示す磁束ΦＡは、可動子１２によって生じる磁束である。第１ティース部１１ａ２１、第２ティース部１１ａ２２には、それぞれ巻線１１ｂ（第１電機子巻線、第２電機子巻線）が巻回されている。巻線１１ｂには、インバータ（例えば後述する図２０のインバータ４０等）が接続される。そして、このインバータによって巻線１１ｂに通電すると、固定子１１が電磁石として機能する。
【0027】
図５は、第１実施形態における可動子１２の分解斜視図である。図３に示したように、可動子１２は、フレーム１２２と、２つの磁石１２４ａ，１２４ｂと、を備えている。フレーム１２２は、非磁性材料を矩形枠状に形成したものである。そして、フレーム１２２には、表面１２２ｆ（第１の面）および裏面１２２ｒ（第２の面）を貫通する、矩形の貫通孔１２２ｈが形成されている。
【0028】
また、リニアモータ１０の応答性を高めるためには、可動子１２は軽量であることが望ましい。そこでフレーム１２２を構成する非磁性材料には、プラスチックやアルミニウム等の軽量材料を適用することが考えられる。また、炭素繊維強化プラスチック等、軽量で強度の高い複合材を適用してもよい。すなわち、フレーム１２２の材質は、リニアモータ１０の要求強度や仕様に応じて、任意に選択するとよい。
【0029】
また、２つの磁石１２４ａ，１２４ｂは、ｙ軸方向に磁極が反転するように交互に配列している。磁石１２４がフレーム１２２に嵌め込まれると、貫通孔１２２ｈの表面１２２ｆ側（図５における上面）の磁石１２４ａはＮ極、磁石１２４ｂはＳ極となっている。また、貫通孔１２２ｈの裏面１２２ｒ側（図５における底面）の磁石１２４ａはＳ極、磁石１２４ｂはＮ極となっている。
【0030】
次にリニアモータ１０の動作について説明する。
【0031】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、第１実施形態に係るリニアモータ１０の動作説明図である。図６は紙面右方向を重力方向として示している。図６Ａは、第１実施形態に係るリニアモータ１０が第１の位置（状態Ｐ１）にある動作説明図である。図６Ｂは、第１実施形態に係るリニアモータ１０が第２の位置（状態Ｐ２）にある動作説明図である。図６Ｃは、第１実施形態に係るリニアモータ１０が第３の位置（状態Ｐ３）にある動作説明図である。
【0032】
固定子１１は、前述したように、コア１１ａ（電機子鉄心）と、巻線１１ｂ（電機子巻線）と、を備えている。コア１１ａは、コアバック部１１ａ１と、ティース部１１ａ２と、ティース部１１ａ２に磁石に対向する端面であるティーストップ部１１ａ３からなる。
【0033】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す状態Ｐ１（第１の位置）、状態Ｐ２（第２の位置）、状態Ｐ３（第３の位置）は、固定子１１と可動子１２との相対的な位置関係が、それぞれ異なっている。また、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃにおいて、実線の太矢印は、磁石１２４が発生する磁束の向きを示しており、破線の太矢印は、固定子１１が発生する磁束の向きを示している。状態Ｐ１～Ｐ３のいずれにおいても、第１ティース部１１ａ２１はフレーム１２２の表面１２２ｆに対向し、第２ティース部１１ａ２２はフレーム１２２の裏面１２２ｒに対向している。
【0034】
図６Ａの状態Ｐ１において、巻線１１ｂは通電されていないため、固定子１１は磁束を発生していない。そして、ｚ軸方向における固定子１１の中心（符号なし）と、可動子１２の中心（符号なし）とが一致している。また、巻線１１ｂに電流を流すと、電流の方向に応じて、ティース部１１ａ２（第１ティース部１１ａ２１と第２ティース部１１ａ２２）を磁化させることができる。状態Ｐ１において、状態Ｐ２に示している「Ｎ」，「Ｓ」の記号と同様に、第１ティース部１１ａ２１をＮ極に磁化させ、第２ティース部１１ａ２２をＳ極に磁化させると、磁石１２４aは第１ティース部１１ａ２１，第２ティース部１１ａ２２に反発され、磁石１２４ｂは第１ティース部１１ａ２１，第２ティース部１１ａ２２に吸引される。
【0035】
このように、固定子１１と可動子１２との間に働く吸引力・反発力によって、固定子１１および可動子１２には、ｚ軸方向に沿って相対的に推力が働く。なお、「推力」とは、可動子１２と固定子１１との相対位置を変化させる力である。このため、例えば状態Ｐ２に示すように、可動子１２は、固定子１１に対してｚ軸プラス方向（図６Ｂ上では左方向）に相対的に付勢され移動する。
【0036】
逆に、状態Ｐ１において、状態Ｐ３に示している「Ｎ」，「Ｓ」の記号と同様に、第１ティース部１１ａ２１をＳ極に磁化させ、第２ティース部１１ａ２２をＮ極に磁化させると、磁石１２４aは第１ティース部１１ａ２１，第２ティース部１１ａ２２に吸引され、磁石１２４ｂは第１ティース部１１ａ２１，第２ティース部１１ａ２２に反発される。このため、例えば状態Ｐ３に示すように、可動子１２は、固定子１１に対してｚ軸マイナス方向（図上では右方向）に相対的に付勢され移動する。
【0037】
図７は、従来のリニアモータ１０のコア１１ａの組立と巻線方法を説明する模式図である(例１)。リニアモータ１０のコア１１ａを成型する場合、コアバック部１１ａ１と、ティース部１１ａ２を電磁鋼板よりｘ－ｙ平面で一体プレス成型し、ｚ軸方向に積層し、コア１１ａを得る。次に、予め加工した巻線１１ｂをティース部１１ａ２に嵌合する。以下、同様に巻線１１ｂを備えるコア１１ａを２つ準備し、上下（図中ｙ軸方向）に組み合わせ、第１ティース部１１ａ２１，第２ティース部１１ａ２２を得る。以下、同様に巻線１１ｂを備えるコア１１ａを必要個数備し、モータ仕様に合わせ上下（図中ｙ軸方向）に組み合わせリニアモータ１０を得る。
【0038】
前述したように、リニアモータ１０のシャフト２１はリニアモータ１０の固定子１１と軸受け２２を介して可動子１２の移動方向に摺動する。つまり、リニアモータや電磁サスペンション自体の加振力や、洗濯機からの過大な反力により、全ての構成部品は振動している。
【0039】
図８は、従来のリニアモータ１０のコア１１ａと巻線方法の模式図である（例２）。コアバック部１１ａ１は電磁鋼板をｘ－ｙ平面でプレス加工し、ｚ軸方向に積層し、門型構造で一体化するコアバック部１１ａ１の中央部には、コアバック部１１ａ１の一部が切欠かれた凹部１１１が形成されている。凹部１１１は、第１ティース部１１ａ２１及び第２ティース部１１ａ２２に対応するように形成されている。凹部１１１は、ｙ軸方向においてティース部１１ａ２（第１ティース部１１ａ２１，第２ティース部１１ａ２２）側から反ティース部側に向かって切欠かれて形成され、凹部１１１のティース部１１ａ２側の開口入口部分におけるｘ軸方向（可動子の移動方向と直交する方向）の幅が、凹部１１１の奥側（反ティース部側）におけるｘ軸方向の幅よりも狭くなるように傾斜して形成されている。
【0040】
さらにティース部１１ａ２は電磁鋼板をｘ-ｙ平面で一体プレス加工し、ｚ軸方向に積層する。ティース部１１ａ２のコアバック部１１ａ１側には、コアバック部１１ａ１の凹部１１１に嵌合する凸部１１２が形成され、凸部１１２には凹部１１１の形状に合わせて傾斜部１１２ａが形成されている。傾斜部１１２ａは、コアバック部１１ａ１側におけるｘ軸方向の幅が、反コアバック部側（ティース部側）におけるｘ軸方向の幅よりも広くなるように傾斜して形成されている。凹部１１１には、第１ティース部１１ａ２１，第２ティース部１１ａ２２のそれぞれに形成した凸部１１２が嵌合する。
【0041】
プレス加工で得られたティース部１１ａ２の積層体には、予め加工した巻線１１ｂを嵌合する。または巻線機を用いて、得られたティース部１１ａ２の積層体に直接巻線加工を行う。最後に、巻線１１ｂを備えたティース部１１ａ２の積層体を、コアバック部１１ａ１の積層体に空隙Ｓをあけて嵌合する。すなわち、ティース部１１ａ２は、コアバック部１１ａ１との対向位置に空隙を設けて配置している。ティース部１１ａ２の積層体とコアバック部１１ａ１の積層体の嵌合にあたっては、ティース部１１ａ２の凸部１１２をｚ軸方向からコアバック部１１ａ１の凹部１１１に挿入する。
【0042】
前述したように、リニアモータ１０のシャフト２１はリニアモータ１０の固定子１１と軸受け２２を介して可動子１２の移動方向に摺動する。つまり、リニアモータや電磁サスペンション自体の加振力や、洗濯機からの過大な反力により、全ての構成部品は振動している。
【0043】
ここでモータ、電磁サスペンション、及びこれらを用いた制振システムを製品化するには、性能が製品仕様を満たすことは当然であるが、品質保証も需要である。特に洗濯機などの白物家電は長期運転後でも各国の法令・規則を満足する品質を担保する必要がある。
【0044】
【0045】
図９は、第１実施形態に係る巻線方法の模式図である。導体を予めティース部１１ａ２に嵌合できるサイズで巻回し、扁平コイル１１ｂ－１ｘを数個製作する。扁平コイル１１ｂ－１ｘは、中央部にティース部１１ａ２を挿入する穴が形成されるように構成する。この時、扁平コイル１１ｂ－１ｘの厚みは、図４に示した対向する第１ティース部１１ａ２１と第２ティース部１１ａ２２の距離よりも薄い。本実施形態ではこの距離のことをギャップ（所定の間隔）と称する。コイルの種類は銅線やアルミ線など既知の導体であればよい。また、表面に絶縁被膜が施工された所謂マグネットワイヤでも良い。更に、その上に、カプトンテープやモールド成形を用いたコイル形状を整え、絶縁性を高めても良い。
【0046】
図１０は、第１実施形態に係る複数の扁平コイルの模式図である。図では扁平コイル１１ｂ－１ｘと同様のものを３個製作（扁平コイル１１ｂ－１１，１１ｂ－１２，１１ｂ－１３）した場合を示しているが、３個に限定するものではなく、必要に応じて複数個設けるようにする。
【0047】
図１１は、第１実施形態に係るリニアモータのコアへ扁平コイルを嵌合する動作を示す模式図である。コア１１ａは電磁鋼板をｘ－ｙ平面でプレス加工し、ｚ軸方向に積層した門型一体構造であり、コアバック部１１ａ１と、ティース部１１ａ２と、シャフト２１を固定する軸受け２２用の穴も全てが一体成型された門型構造となっている。これにより、一体構造のコアの機械強度は、図７や図８に示した従来例よりも大きい。
【0048】
３個の扁平コイル１１ｂ－１１，１１ｂ－１２，１１ｂ－１３は、１個ずつコア１１ａのギャップ部の隙間を利用して挿入し、扁平コイルの中央部に形成した穴の位置をティースに合わせ、上方向に押し上げることで上方の第１ティース部１１ａ２１へ嵌合する。
【0049】
また、同様に扁平コイルを下方向に押し下げることによって下方の第２ティース部１１ａ２２へ嵌合する。
【0050】
図１２は、第１実施形態に係るリニアモータの複数の扁平コイルの配線に関する模式図である。図１２では、６つの扁平コイル１１ｂ－１１から扁平コイル１１ｂ－１６を作製した。扁平コイル１１ｂ－１１から扁平コイル１１ｂ－１３の３コイル（第１電機子巻線）を上方の第１ティース部１１ａ２１へ嵌合し、扁平コイル１１ｂ－１４から扁平コイル１１ｂ－１６の３コイル（第２電機子巻線）を下方の第２ティース部１１ａ２２へ嵌合している。各扁平コイルのコイル端は図中の－ｚ軸方向に１２本突出している（図では見えている一部のみ記載）。すなわち、コイル端はリニアモータに対し同一面に配置している。
【0051】
ここで、－ｚ軸方向から、例えば予め金属端子・回路を備えた樹脂板などを押さえ付け、適宜固定すれば１２本の端子は一体化し、導通を取ることが可能となる。
【0052】
さらに、コイルは、金属端子・回路を備えた樹脂版などを用いず、１２個のコイル端を適宜結線しても良い。あるいは、コイル端１２個をそのままモータ外へ導き、そこで結線しても良い。つまり、公知の手段で６個の扁平コイルを結線し、通電が取れれば良い。
【0053】
図１３は、第１実施形態の変形例に係るリニアモータの扁平コイルの模式図である。扁平コイル１１ｂ－１ｘは図中＋ｚ軸方向に２つのコイル端がある。扁平コイル１１ｂ－２ｘは図中－ｚ軸方向に１つのコイル端があり、＋ｚ軸方向にもう１つのコイル端がある。扁平コイル１１ｂ－３ｘは図中－ｚ軸方向に２つのコイル端がある。
【0054】
図１４Ａは、第１実施形態の変形例に係るリニアモータの複数の扁平コイルを結線する例１を示す模式図である。図１４Ａは、図９で示した扁平コイル１１ｂ－１ｘを上から６つ配置した場合である。図１４Ａにおいて、扁平コイル１１ｂ－１１の左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端は、扁平コイル１１ｂ－１２の右側（＋ｘ軸方向）にあるコイル端に接続する。扁平コイル１１ｂ－１２の左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端は、扁平コイル１１ｂ－１３の右側（＋ｘ軸方向）にあるコイル端に接続する。同様に、扁平コイル１１ｂ－１３の左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端は、扁平コイル１１ｂ－１３’の右側（＋ｘ軸方向）にあるコイル端に接続する。このように、コイル端は斜めに亘って結線され、斜めに複数の亘線が配置される。すなわち、図１４Ａでは、コイル端はリニアモータに対し同一面に配置している。
【0055】
亘線のスペースを小さくし、結線を簡略化するために、例えば図１４Ｂの手法がある。
【0056】
図１４Ｂは、第１実施形態の変形例に係るリニアモータの複数の扁平コイルを結線する例２を示す模式図である。図１４Ｂは、図１３で示した扁平コイルを、上から順番に、扁平コイル１１ｂ－１ｘ、扁平コイル１１ｂ－２ｘ、扁平コイル１１ｂ－３ｘ、扁平コイル１１ｂ－３ｘ、扁平コイル１１ｂ－２ｘ、扁平コイル１１ｂ－１ｘと配置した場合である。説明の都合上、下側の３つの扁平コイル１１ｂ－３ｘ、扁平コイル１１ｂ－２ｘ、扁平コイル１１ｂ－１ｘをそれぞれ扁平コイル１１ｂ－３ｘ’、扁平コイル１１ｂ－２ｘ’、扁平コイル１１ｂ－１ｘ’として説明する。
【0057】
図１４Ｂにおいて、扁平コイル１１ｂ－１ｘの手前側（＋ｚ軸方向）で且つ左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端は、扁平コイル１１ｂ－２ｘの手前側（＋ｚ軸方向）で且つ左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端に接続する。
【0058】
図示はしないが、扁平コイル１１ｂ－２ｘの奥側（－ｚ軸方向）で且つ左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端は、扁平コイル１１ｂ－３ｘの奥側（－ｚ軸方向）で且つ左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端に接続する。
【0059】
扁平コイル１１ｂ－３ｘの奥側（－ｚ軸方向）で且つ右側（＋ｘ軸方向）にあるコイル端は、扁平コイル１１ｂ－３ｘ’の奥側（－ｚ軸方向）で且つ右側（＋ｘ軸方向）にあるコイル端に接続する。
【0060】
図示はしないが、扁平コイル１１ｂ－３ｘ’の奥側（－ｚ軸方向）で且つ左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端は、扁平コイル１１ｂ－２ｘ’の奥側（－ｚ軸方向）で且つ左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端に接続する。
【0061】
扁平コイル１１ｂ－２ｘ’の手前（＋ｚ軸方向）で且つ左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端は、扁平コイル１１ｂ－１ｘ’の手前（＋ｚ軸方向）で且つ左側（－ｘ軸方向）にあるコイル端に接続する。そして、扁平コイル１１ｂ－１ｘ’の手前（＋ｚ軸方向）で且つ右側（＋ｘ軸方向）にあるコイル端が引き出される。すなわち、図１４Ｂでは、コイル端はリニアモータに対し２面以上に配置している。
【0062】
上記のように構成すると、亘線は短くなり、かつ結線個所が＋ｚ軸側、－ｚ軸側に分散でき、亘線がモータ内に綺麗に収まる。端子への接続は最上段と最下段の扁平コイル１１ｂ－１ｘ，１１ｂ－１ｘ’の片方のコイル端を用いることができる。
【0063】
つまり、扁平コイルのコイル端の向きは、適用するモータに応じて適宜設計し、組み合わせればよい。また、ここでは１つの第１ティース部１１ａ２１または第２ティース部１１ａ２２に３つの扁平コイルを適用する例を示したが、個数は３つに限定されるものではなく、モータの使用に合わせ適宜選択すれば良い。
【0064】
図１５は、第１実施形態の変形例２に係るリニアモータの複数の扁平コイルを結線する例２を示す模式図である。図１５では、１本の、所謂、モータ用のマグネットワイヤ（被膜処理した銅線）を用い、扁平コイル１１ｂ－Ａ１から扁平コイル１１ｂ－Ａ６までを間隔を空けながら、予め巻回する（切断/接合の無い１本の銅線）。このようにして、扁平コイルが６つ連なった扁平コイル群１１ｂ－Ａを得る。すなわち、図１５では、６コイルを１本の連続した巻線で構成し、６コイルを数珠つなぎ状にしている。
【0065】
また、扁平コイルは、上方の第１ティース部１１ａ２１へ嵌合された３コイル（扁平コイル１１ｂ－Ａ１，１１ｂ－Ａ２，１１ｂ－Ａ３）を第１コイル群として１本の連続した巻線で構成し、下方の第２ティース部１１ａ２２へ嵌合された３コイル（扁平コイル１１ｂ－Ａ４，１１ｂ－Ａ５，１１ｂ－Ａ６）を第２コイル群として１本の連続した巻線で構成しても良い。なお、各扁平コイルの厚みは、図４に示したギャップ（所定の厚み）よりも薄い。
【0066】
図１６は、第１実施形態の変形例２に係るリニアモータのコアへ扁平コイル群を嵌合する動作を示す模式図である。扁平コイル群１１ｂ－Ａの各扁平コイルを、コア１１ａのギャップ部より、知恵の輪や綾取りの要領で挿入し、第１ティース部１１ａ２１へ嵌合する。各扁平コイル間の隙間は挿入時の遊び代となる。以上により複数の扁平コイル群を個別に結線することなく、簡易にリニアモータへの巻線が可能となる。
【0067】
〈第１実施形態の効果〉
以上のように第１実施形態のリニアモータ１０によれば、コアバック部１１ａ１は、磁気回路として重要なティース部１１ａ２と、機械強度部品として重要なシャフト２１を保持する軸受け２２を保持する部位を、門型の一体構造で提供できる。つまり、外力に対してティース部１１ａ２の位置や形状が変形することはない。また、外力に対しシャフトの固定部（軸受け２２とコアバック部１１ａ１の位置関係）は変化しない。
以上のように第１実施形態のリニアモータ１０によれば、コアバック部１１ａ１は、磁気回路として重要なティース部１１ａ２と、機械強度部品として重要なシャフト２１を保持する軸受け２２を保持する部位を、門型の一体構造で提供できる。つまり、外力に対してティース部１１ａ２の位置や形状が変形することはない。また、外力に対しシャフトの固定部（軸受け２２とコアバック部１１ａ１の位置関係）は変化しない。
【0068】
さらに、コアバック部１１ａ１は門型構造とすることで強度アップとなっている。これにより、モータ特性の改善、機械強度の改善が見込める。
【0069】
［第２実施形態］
〈第２実施形態の構成〉
図１７は、第２実施形態に係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。
〈第２実施形態の構成〉
図１７は、第２実施形態に係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。
【0070】
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、弾性体２０と、を備えている。そして、リニアモータ１０の可動子１２の一端は、制振対象物に結合される。ここで、制振対象物とは、電磁サスペンション１００によって振動を抑制しようとする対象物であり、図示の例において制振対象物は、洗濯機Ｗ（図１８参照）の外槽３７である。
【0071】
また、リニアモータ１０の固定子１１は、他の固定治具（図示せず）によって、その移動が規制されている。従って、洗濯機の外槽３７がｚ軸方向に振動すると、それに伴って可動子１２がｚ軸方向に沿って往復し、可動子１２と固定子１１との相対的な位置関係が変化する。
【0072】
また、第２実施形態においては、弾性体２０として金属製の巻バネを適用した。ここで、弾性体２０は、固定子１１に弾性力を付与するものであり、固定子１１とシャフト固定金具２３との間に介在している。図１７に示すように、可動子１２は、固定子１１を貫通するとともに、弾性体２０も貫通している。なお、弾性体２０は、可動子１２を付勢するようにしても良い。
【0073】
弾性体２０は、リニアモータ１０の非通電状態においても、外槽３７を洗濯機内の所定の位置に保持できるバネ力を備えている。これにより、万が一、制御ミスにより可動子１２がｚ軸上方に突き抜けかけた場合においても、外槽３７の自重と、弾性体２０のバネ力により、可動子１２を押し戻す力が働く。同様に可動子１２がｚ軸下方に突き抜けかけた場合は、弾性体２０のバネ力により、押し戻される。すなわち、弾性体２０が制御のフェールセーフ性を確保し、可動子１２の両端にストッパーのような部材を配置することなく、ロバスト性を高めることができる。
【0074】
なお、第２実施形態では電磁サスペンション２本を適用した事例を示したが、本数は何本でも構わない。また、電磁サスペンションのみで指示した事例であるが、油圧サスペンション１本と、電磁サスペンション1本の組み合わせやとしても構わない。さらには、油圧ダンパ以外の減衰力を有するアクチュエータと組み合わせても構わない。
【0075】
〈第２実施形態の効果〉
以上のように、第２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。
以上のように、第２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。
【0076】
［第３実施形態］
〈第３実施形態の構成〉
（全体構成）
図１８は、第３実施形態に係る洗濯機Ｗの斜視図である。図１８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。
〈第３実施形態の構成〉
（全体構成）
図１８は、第３実施形態に係る洗濯機Ｗの斜視図である。図１８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。
【0077】
筐体３２は、左右の側板３２ａ，３２ａと、前面カバー３２ｂと、背面カバー３２ｃ（図１９参照）と、上面カバー３２ｄと、を備えている。ベース３１は、筐体３２を支持するものである。前面カバー３２ｂの中央付近には、衣類の出し入れを行うための円形の投入口ｈ１（図１９参照）が形成されている。ドア３３は、この投入口ｈ１に設けられる開閉可能な蓋である。
【0078】
図１９は、第３実施形態に係る洗濯機Ｗの縦断面図である。洗濯機Ｗは、前述した構成の他に、衣類を収容する洗濯槽３５と、リフタ３６と、駆動機構３８と、送風ユニット３９と、を備えている。洗濯槽３５は、衣類を収容するものであり、有底円筒状を呈している。洗濯槽３５は、外槽３７に内包され、この外槽３７と同軸上で回転自在に軸支されている。洗濯槽３５の周壁および底壁には、通水・通風のための貫通孔（図示せず）が多数設けられている。また、洗濯槽３５の開口ｈ２は、外槽３７の開口ｈ３とともに、閉状態のドア３３に臨んでいる。
【0079】
なお、図１９に示す例において洗濯槽３５の回転中心軸は、開口側が高くなるように傾斜しているが、本発明はこれに限定されるわけではない。すなわち、洗濯槽３５の回転中心軸は、水平方向または鉛直方向であってもよい。リフタ３６は、洗濯中・乾燥中に衣類を持ち上げて落下させるものであり、洗濯槽３５の内周壁に設置されている。外槽３７は、洗濯水の貯留等を行うものであり、有底円筒状を呈している。図１９に示すように、外槽３７は、洗濯槽３５を内包している。
【0080】
また、図１８に示したように、外槽３７の左右には、電磁サスペンション１００Ｌ，１００Ｒが配置されているが、図１９においては、左側の電磁サスペンション１００Ｌのみを示している。また、外槽３７の底壁の最下部には排水孔（図示せず）が設けられ、この排水孔に排水ホースＨが接続されている。そして、排水ホースＨに設けられた排水弁（図示せず）が閉弁された状態で外槽３７に洗濯水が貯留され、また、排水弁が開弁されることで洗濯水が排出されるようになっている。
【0081】
駆動機構３８は、洗濯槽３５を回転させる機構であり、外槽３７の底壁の外側に設置されている。駆動機構３８が備えるモータの回転軸は、外槽３７の底壁を貫通して、洗濯槽３５の底壁に連結されている。送風ユニット３９は、洗濯槽３５に温風を送り込むものであり、洗濯槽３５の上側に配置されている。送風ユニット３９は、ヒータ（図示せず）およびファン（図示せず）を備えている。そして、ヒータで熱せられた空気が、ファンによって洗濯槽３５に送り込まれる。これによって、水を含んだ衣類が、洗濯槽３５内で徐々に乾燥する。
【0082】
ここで、外槽３７の振動、すなわち洗濯機Ｗの振動について簡単に説明する。洗い・すすぎ・乾燥時には、図１９に示す駆動機構３８によって洗濯槽３５が低速回転し、洗濯槽３５の底に溜まった衣類をリフタ３６によって持ち上げて落下させるタンブリング動作が繰り返される。また、脱水時には洗濯槽３５が高速回転し、回転による遠心力で衣類の水分を外に押し出す遠心脱水が行われる。
【0083】
なお、従来の洗濯機では、洗い・すすぎ・乾燥時において、落下する衣類の反力で洗濯槽３５の振動の振幅が大きくなることが多かった。また、従来の洗濯機では、脱水時において、衣類の位置の偏りに起因して、洗濯機Ｗで振動・騒音が発生することが多かった。このように、洗濯槽３５における衣類の量や位置の偏り、含水率の他、洗い・すすぎ・乾燥・脱水等の諸条件によって、洗濯機Ｗの振動の仕方は時々刻々と変化する。その振動は外槽３７に伝播する。
【0084】
（制振装置２００の構成）
図２０は、第３実施形態に適用される制振装置２００の構成図である。図２０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、第３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１８、図１９参照）である。
図２０は、第３実施形態に適用される制振装置２００の構成図である。図２０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、第３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１８、図１９参照）である。
【0085】
図２０においては、左右の電磁サスペンション１００Ｌ，１００Ｒを一つの枠で表している。また、電磁サスペンション１００Ｌ，１００Ｒに含まれるリニアモータ１０を、それぞれリニアモータ１０Ｌ，１０Ｒと呼ぶ。同様に、電磁サスペンション１００Ｌ，１００Ｒに含まれる弾性体２０を、弾性体２０Ｌ，２０Ｒと呼ぶ。
【0086】
整流回路７０は、交流電源Ｅによって印加された交流電圧を整流し、インバータ４０に直流電圧を印加する。なお、交流電源Ｅと整流回路７０とを合わせて直流電源であると考えてもよい。インバータ４０は、整流回路７０から印加される直流電圧を、推力調整部６０からの電圧指令Ｖ＊に基づいて単相交流電圧に変換し、この単相交流電圧をリニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの巻線１１ｂ（図１参照）に印加する。換言すれば、インバータ４０は、電圧指令Ｖ＊に基づいて、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒを駆動する機能を有している。
【0087】
図２１は、制振装置２００の要部を示す構成図である。整流回路７０は、交流電源Ｅから印加される交流電圧を直流電圧に変換する周知の倍電圧整流回路である。図２１に示すように、整流回路７０は、ダイオードＤ１～Ｄ４をブリッジ接続してなるダイオードブリッジ回路７２と、直列接続された２つの平滑コンデンサ７４，７６と、を備えている。また、図１９に示した駆動機構３８は、図２１に示すように、インバータ３８ａと、モータ３８ｂと、を備えている。
【0088】
そして、ダイオードブリッジ回路７２によって生成される電圧（脈流を含む直流電圧）が、平滑コンデンサ７４，７６によって平滑化され、交流電源Ｅの電圧の略２倍に相当する直流電圧が生成される。整流回路７０は、正側の配線ｋ１と、負側の配線ｋ２を介してインバータ４０に接続されるとともに、洗濯槽３５（図１９参照）を回転させる駆動機構３８のインバータ３８ａにも接続されている。
【0089】
インバータ４０は、整流回路７０から印加される直流電圧を二系統の単相交流電圧に変換し、これら二系統の単相交流電圧を各々リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの巻線１１ｂ（図１参照）に印加するインバータである。
【0090】
図２１に示すように、インバータ４０は、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を備える第１のレグと、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４を備える第２のレグと、スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６を備える第３のレグと、が並列接続された構成になっている。これらのスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６として、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６には、それぞれ、還流ダイオードＤが逆並列に接続されている。
【0091】
また、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の接続点は、配線ｋ３を介して、リニアモータ１０Ｌの巻線１１ｂ（図１参照）に接続されている。すなわち、三相のインバータ４０の一相分に対応するレグが、左側のリニアモータ１０Ｌに接続されている。また、スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６の接続点は、配線ｋ５を介して、リニアモータ１０Ｒの巻線１１ｂ（図１参照）に接続されている。すなわち、三相のインバータ４０の一相分に対応する別のレグが、右側のリニアモータ１０Ｌに接続されている。
【0092】
また、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の接続点は、配線ｋ４を介してリニアモータ１０Ｌの巻線１１ｂ（図１参照）に接続されるとともに、この配線ｋ４を介してリニアモータ１０Ｒの巻線１１ｂにも接続されている。すなわち、３相インバータ４０の残りのレグが、左右のリニアモータ１０Ｌ，１０Ｒに接続されている。
【0093】
このように、左右のリニアモータ１０Ｌ，１０Ｒに対応して別々にインバータを設けるのではなく、左右を一つのインバータ４０として共通化することで、インバータ４０のコストを削減できる。そして、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御に基づいてスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のオン・オフが制御されることで、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの巻線１１ｂ（図１参照）に単相交流電圧が印加されるようになっている。
【0094】
電流検出器５０は、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒに通電される電流を検出するものであり、配線ｋ４に挿入されている。すなわち、電流検出器５０によって、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの巻線１１ｂ（図１参照）に流れる電流が検出される。
【0095】
（推力調整部６０）
図２０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。
図２０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。
【0096】
図２０において、推力調整部６０は、電流検出器５０によって検出される電流ｉに基づき、インバータ４０を駆動することによって、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの推力を調整する機能を有している。すなわち、推力調整部６０は、インバータ４０のデッドタイム中に電流検出器５０を流れる電流ｉの極性を検出する。電流ｉの極性は、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの移動方向を示している。
【0097】
そこで、推力調整部６０は、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの移動を抑制する方向の電圧指令Ｖ＊を生成し、この電圧指令Ｖ＊に基づいてスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のオン・オフを切り替える。これにより、推力調整部６０は、外槽３７（図１９参照）の振動に伴って可動子１２と固定子１１との相対位置が変化すると、この変化を打ち消すようにリニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの推力を調整する機能を有している。
【0098】
〈第３実施形態の効果〉
以上のように、第３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。
以上のように、第３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。
【0099】
これにより、電流検出器５０によって電機子巻線に流れる電流を検出することができ、固定子１１および可動子１２の相対運動を抑制するように、リニアモータ１０の推力を調整することができる。
【0100】
さらに、第３実施形態の洗濯機Ｗは、衣類を収容する洗濯槽３５と、洗濯槽３５を内包する外槽３７と、洗濯槽を回転させる駆動機構３８と、を備え、電磁サスペンション１００Ｌ，１００Ｒは外槽３７の振動を抑制する。
【0101】
これにより、第３実施形態によれば、比較的簡素な構成で外槽３７の振動を抑制することができる。また、第３実施形態によれば、可動子１２の位置を検出する位置センサを設ける必要がないため、洗濯機Ｗの低コスト化を図ることができる。また、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの構成要素である固定子１１および可動子１２は、損傷や摩耗がほとんど発生しないため、電磁サスペンション１００Ｌ，１００Ｒの耐久性を高めることができる。
【0102】
また、第３実施形態によれば、左右のリニアモータ１０Ｌ，１０Ｒに印加される単相交流電圧を、６個のスイッチング素子を有する１台のインバータ４０によって生成することができる。仮に、左右のリニアモータ１０Ｌ，１０Ｒに対応して個別にインバータを設けると、８個のスイッチング素子が必要になる。従って、第３実施形態によれば、左右のリニアモータ１０Ｌ，１０Ｒに対応して個別にインバータを設ける構成と比較して、洗濯機Ｗの低コスト化を図ることができる。
【0103】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係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１８～図２１参照）と同様である。但し、第４実施形態において、推力調整部６０（図２０参照）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。
次に、第４実施形態に係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１８～図２１参照）と同様である。但し、第４実施形態において、推力調整部６０（図２０参照）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。
【0104】
まず、前述した第３実施形態においては、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの振動周波数に基づいて、インバータ４０の出力電流を変化させるものではなかった。すなわち、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒを「ダンパ」と考えた場合、第３実施形態においてダンパの粘性減衰係数Ｃ［Ｎｓ／ｍ］は、振動周波数に関わらず一定になる。一方、第４実施形態においては、リニアモータ１０Ｌ，１０Ｒの振動周波数に応じて粘性減衰係数Ｃ［Ｎｓ／ｍ］を変化させる。その詳細について、以下説明する。
【0105】
電磁サスペンション１００の運動方程式は、式（１）で表される。なお、式（１）に示すＦＤ［Ｎ］は、電磁サスペンション１００で発生する力（すなわち、リニアモータ１０の推力）である。また、ｘ［ｍ］は、可動子１２の位置である。
【0106】
【数1】
【0107】
また、リニアモータ１０の推力の運動方程式は、式（２）で表される。なお、ＦＬ［Ｎ］はリニアモータ１０の推力であり、Ｋｅ［Ｎ／Ａ］はリニアモータ１０のモータ定数である。また、Ｉ［Ａ］は巻線１１ｂ（図１参照）に流れる電流であり、Ｖ［Ｖ］は巻線１１ｂに印加される電圧である。また、Ｒ［Ω］は巻線１１ｂの抵抗であり、φ［Ｔ］は巻線１１ｂで発生する磁束である。
【0108】
【数2】
【0109】
ここで、式（１）の力ＦＤと、式（２）の推力ＦＬと、は等価であるため、以下の式（３）が導かれる。なお、Ｃ［Ｎ・ｍ／ｓ］は、リニアモータ１０の粘性減衰係数である。
【0110】
【数3】
【0111】
ここで、制振対象物Ｄｔの重力エネルギ（電磁サスペンションから見た外力）について概算する。製品カタログ（日立グローバルライフソリューションズ株式会社の洗濯機・衣類乾燥機 総合カタログ2019-夏）によれば、最大洗濯量１２ｋｇのドラム洗濯機の質量は８２ｋｇとなっている。概算すると外槽３７、洗濯槽３５、駆動機構３８など機構部品の質量は約７０ｋｇである。また、洗濯物１２ｋｇに対し約４０Ｌが注水されたと仮定すると、合計１２２ｋｇの質量が存在し、重力エネルギは１．２ｋＮとなる。つまり、電磁サスペンション２本を適用した場合は、洗濯開始時に約６００Ｎ/本の荷重がかかった状態で、電磁サスペンションは図１１のｚ軸方向だけでなく、ｘ軸方向、ｙ軸方向に外力を受ける。さらに、これら外力を相殺するだけの力を電磁サスペンションは時々刻々と発生し続けている。
【0112】
また脱水時は、残存した水分を含んだ洗濯物が洗濯槽３５内で偏ることで発生する回転アンバランス起因の遠心力を制振する必要がある。この間も電磁サスペンションは図１７のｚ軸方向だけでなく、ｘ軸方向、ｙ軸方向に外力を受ける。
【0113】
図２２は、粘性減衰係数Ｃが一定であるオイルダンパを用いた比較例１において、洗濯槽３５の回転速度と洗濯機Ｗの変位（振動）の変化を示す実験結果である。ｘ軸は洗濯機Ｗの回転速度ゼロから最高回転速度までの範囲をパーセント表示としている。ｙ軸は洗濯機Ｗの変位（振動）を回転速度ゼロの値を０とした場合の相対値で示している。なお、図２２に係る実験では、洗濯槽３５内の偏った所定位置に１ｋｇの衣類を置いた状態で、洗濯槽３５を回転させた（後述する図１９も同様）。
【0114】
図２２に示すように、比較例の構成では、洗濯槽３５の回転速度が大きくなるにつれて、洗濯機Ｗの振幅が変化している。具体的には、洗濯槽３５の回転速度をゼロから増加させると、約５［％］の回転速度において外槽３７の振幅が一旦減少し、約１０［％］の回転速度において洗濯機Ｗの振幅が急激に大きくなって最大振幅になっている。また、１０～１７［％］の回転速度において洗濯機Ｗの振幅が増加し、２０［％］以上の領域では、洗濯槽３５の回転速度が大きくなるにつれて、洗濯機Ｗの振幅は小さくなっている。
【0115】
図２３は、図７に示した従来の電磁サスペンションを第４実施形態に適用した状態における洗濯槽３５の回転速度と洗濯機Ｗの変位（振動）の変化を示す実験結果である。図２３における実験では、洗濯槽３５の回転速度が高いほど（すなわち、外槽３７の振動周波数ｆが高いほど）、リニアモータ１０の粘性減衰係数Ｃが小さくなるように、インバータ４０のデューティ比を制御した。
【0116】
図２３に示すように、洗濯槽３５の回転速度が約１０［％］のときの洗濯機Ｗの最大振幅は約５［ＰＵ］であり、図２２に示す比較例１の最大振幅（約１０［ＰＵ］）の半分程度になっている。また、洗濯槽３５の回転速度が５０［％］以上の領域では、洗濯機Ｗの振幅が１［ＰＵ］程度になっている。このように、第４実施形態によれば、粘性減衰係数Ｃを可変制御することによって、粘性減衰係数Ｃが一定であるオイルダンパを用いた比較例よりも洗濯機Ｗの振動を効果的に抑制できる。
【0117】
図２４は、第２実施形態における電磁サスペンションを第４実施形態に適用した状態における洗濯槽３５の回転速度と洗濯機Ｗの変位（振動）の変化を示す実験結果である。図２４における実験では、洗濯槽３５の回転速度が高いほど（すなわち、外槽３７の振動周波数ｆが高いほど）、リニアモータ１０の粘性減衰係数Ｃが小さくなるように、インバータ４０のデューティ比を制御した。
【0118】
図２４の波形は、明らかに図２２や図２３よりも外槽の変位量が小さい。また、全ての回転速度において効果を発揮している。以上のように第４実施形態の電磁サスペンション１００を適用した洗濯機Ｗよれば、制振性の高い洗濯機を提供できる。
【0119】
［変形例］
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。
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。
【0120】
（１）前記各実施形態においては、図５に示したように、１個の矩形板状のフレーム１２２に、２個の矩形板状の磁石１２４ａ、１２４ｂ、を嵌め込んで可動子１２を構成した。しかし、１個のフレーム１２２に、１個の磁石を装着してもよい。また、複数のフレームの各々に複数の磁石を装着してもよい。また、フレーム１２２および磁石１２４の形状は矩形板状に限られるものではなく、様々な形状のものを採用することができる。
【0121】
（２）また、図５において、磁石１２４のＳ極およびＮ極、第１ティース部１１ａ２１，第２ティース部１１ａ２２の磁化方向を逆にしてもよい。
【0122】
（３）また、上記第３，第４実施形態においては、電磁サスペンション１００を洗濯機Ｗの制振に適用した例を説明したが、電磁サスペンション１００は、空気調和機、冷蔵庫等の家電製品や、鉄道車両、自動車等にも適用することができる。
【0123】
（４）また、上記各実施形態においては、単相交流電流でリニアモータ１０を駆動する構成について説明したが、例えば、３相交流電流でリニアモータ１０を駆動してもよい。
【符号の説明】
【0124】
１１…固定子、１１ａ…コア、１１ａ１…コアバック部、１１ａ２…ティース部、１１ａ２１…第１ティース部、１１ａ２２…第２ティース部、１１ａ３…ティーストップ部、１１ｂ…巻線、１１ｂ－１１，１１ｂ－１２，１１ｂ－１３，１１ｂ－１４，１１ｂ－１５，１１ｂ－１６…扁平コイル、１１ｂ－１ｘ，１１ｂ－２ｘ，１１ｂ－３ｘ…扁平コイル、１１ｂ－Ａ…扁平コイル群、１１ｂ－Ａ１，１１ｂ－Ａ２，１１ｂ－Ａ３，１１ｂ－Ａ４，１１ｂ－Ａ５，１１ｂ－Ａ６…扁平コイル、１２…可動子、２０，２０Ｌ，２０Ｒ…弾性体、２１…シャフト、２２…軸受け、２３…シャフト固定金具、３１…ベース、３２…筐体、３２ａ…側板、３２ｂ…前面カバー、３２ｃ…背面カバー、３２ｄ…上面カバー、３３…ドア、３４…操作・表示パネル、３５…洗濯槽、３６…リフタ、３７…外槽、３８…駆動機構、３８ａ…インバータ、３８ｂ…モータ、３９…送風ユニット、４０…インバータ、５０…電流検出器、６０…推力調整部、７０…整流回路、７２…ダイオードブリッジ回路、７４，７６…平滑コンデンサ、１００，１００Ｌ，１００Ｒ…電磁サスペンション、１１１…凹部、１１２…凸部、１１２ａ…傾斜部、１２２…フレーム、１２２ｆ…表面、１２２ｈ…貫通孔、１２２ｒ…裏面、１２４，１２４ａ，１２４ｂ…磁石、２００…制振装置、Ｗ…洗濯機
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】