特開 2023-173316 リニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機

(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】P2023173316

(43)【公開日】2023-12-07

(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 41/03 20060101AFI20231130BHJP

   F16F 15/03 20060101ALI20231130BHJP

   F16F 15/067 20060101ALI20231130BHJP

   D06F 37/22 20060101ALI20231130BHJP

   D06F 37/24 20060101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

H02K41/03 A

F16F15/03 G

F16F15/067

D06F37/22

D06F37/24 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022085480

(22)【出願日】2022-05-25

(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】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】中津川 潤之介

(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】松本 幸司

(72)【発明者】

【氏名】菊地 聡

【テーマコード（参考）】

3B165

3J048

5H641

【Ｆターム（参考）】

3B165AA04

3B165AE01

3B165AE05

3B165AE06

3B165AE13

3B165AE14

3B165BA24

3B165CD08

3B165CD15

3J048AA02

3J048AC08

3J048BC02

3J048CB21

3J048EA07

5H641BB06

5H641GG02

5H641GG06

5H641HH03

5H641HH09

5H641JA09

5H641JA16

(57)【要約】

【課題】設置自由度を向上し、かつシステムの性能を向上するリニアモータを提供する。
【解決手段】鉄心と巻線からなる電機子を有する固定子１１と、固定子１１に対向する第１の面と第２の面とを具備する永久磁石１２４ａ，１２４ｂを有し、固定子１１に対し相対的に移動する可動子１２と、を備え、固定子１１と可動子１２との間には複数のギャップｇ１，ｇ２が形成され、可動子１２の第１の面に対向する電機子１１Ａが第２の面に対向する電機子１１Ｂよりも大きい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄心と巻線からなる電機子を有する固定子と、
前記固定子に対向する第１の面と第２の面とを具備する永久磁石を有し、前記固定子に対し相対的に移動する可動子と、を備え、
前記固定子と前記可動子との間に複数のギャップが形成され、
前記可動子の前記第１の面に対向する電機子が前記第２の面に対向する電機子よりも大きいことを特徴とするリニアモータ。

【請求項2】

請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記第２の面に対向する電機子よりも大きいとは、前記可動子の前記第１の面に対向する電機子の前記第１の面に垂直な方向の長さが、前記第２の面に対向する電機子の前記第２の面に垂直な方向の長さよりも長いことを特徴とするリニアモータ。

【請求項3】

請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記第２の面に対向する電機子よりも大きいとは、前記可動子の前記第１の面に対向する電機子の巻線の巻数が、前記第２の面に対向する電機子の巻線の巻数よりも多いことを特徴とするリニアモータ。

【請求項4】

請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記第２の面に対向する電機子よりも大きいとは、前記可動子の前記第１の面に対向する電機子の巻線の線径が、前記第２の面に対向する電機子の巻線の線径よりも太いことを特徴とするリニアモータ。

【請求項5】

請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記第２の面に対向する電機子よりも大きいとは、前記可動子の前記第１の面に対向する電機子に面するギャップが、前記第２の面に対向する電機子に面するギャップよりも広いことを特徴とするリニアモータ。

【請求項6】

請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記可動子は、前記永久磁石を２つ備え、
一方の前記永久磁石は、前記第１の面がＮ極、前記第２の面がＳ極に着磁され、
他方の前記永久磁石は、前記第１の面がＳ極、前記第２の面がＮ極に着磁されていることを特徴とするリニアモータ。

【請求項7】

請求項６に記載のリニアモータにおいて、
前記可動子は、前記永久磁石が取り付けられる非磁性材料によって形成されたフレーム部を備え、
前記フレーム部には、一対のフレーム腕部が形成され、前記フレーム腕部の互いに対向する面には溝部が形成され、
前記永久磁石は、前記溝部に嵌めて挿入されていることを特徴とするリニアモータ。

【請求項8】

固定金具間を繋ぐ対向する一対のシャフトと、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリニアモータと、
前記シャフトに装着され、前記固定金具の一方と前記固定子の腕とで縮接されている弾性体と、を備え、
前記可動子は前記固定金具間に固定されてい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８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り、
前記巻バネの内側の空間に前記シャフトが挿通されていることを特徴とする電磁サスペンション。

【請求項10】

請求項８に記載の電磁サスペンションにおいて、
前記電機子の巻線に交流電流を供給するインバータと、
前記電機子の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11】

請求項８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。

【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】

直線運動する電動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には、電機子鉄心と電機子巻線とを有する固定子と、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有し、固定子に対し相対的に移動する可動子を有するリニアモータが記されており、磁石または磁性体に対向する電機子鉄心と電機子巻線は対称な構造をしている。一方、特許文献２では、磁石に対向する電機子鉄心は対称な構造をしているが、隣接する電機子巻線の配置位置を相違させるために、対向する一方の電機子巻線が基端部に、他方の電機子巻線が先端部に配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－８５４４２号公報

【特許文献2】特開２００５－２８７１８５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および特許文献２のリニアモータでは、磁石に対向する電機子鉄心が対称な構造をしているため、可動子は固定子の中心に配置されている。その場合、図９に示すように、電磁サスペンション１０００の固定子１１０の一部が洗濯機カバーの側板３２ａと干渉する場合がある。特に、洗濯容量の増大に伴って洗濯槽（外槽３７）の直径が大きくなると、洗濯機Ｗ１００内部のスペースが狭くなり、電磁サスペンション１０００の取付部２４をできるだけ側板３２ａ近傍に設ける必要が生じてくる。取付位置を側板３２ａ近傍に配置すると、固定子１１０の側板３２ａ近傍部分が側板３２ａと干渉するおそれがある。

【0005】

上記のように、磁石に対向する電機子が対称な構造のリニアモータは、設置スペースの制約を受けるために設置の自由度が低下し、システムの性能（洗濯機の制振性能）を十分に引き出せないおそれがある。

【0006】

本発明の目的は、設置自由度を向上し、かつシステムの性能を向上するリニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的を達成するために本発明のリニアモータは、鉄心と巻線からなる電機子を有する固定子と、前記固定子に対向する第１の面と第２の面とを具備する永久磁石を有し、前記固定子に対し相対的に移動する可動子と、を備え、前記固定子と前記可動子との間に複数のギャップが形成され、前記可動子の前記第１の面に対向する電機子が前記第２の面に対向する電機子よりも大きいことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、リニアモータの設置自由度を向上し、かつシステムの性能を向上するすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態のリニアモータを備えた電磁サスペンションの斜視図である。

【図2】第１実施形態のリニアモータの斜視断面図である。

【図3】第１実施形態に係る可動子の分解斜視図である。

【図4】比較例のリニアモータの斜視断面図である。

【図5】第１実施形態と比較例との推力の比較である。

【図6】比較例と第１実施形態および第２実施形態の通電時の巻線温度の比較である。

【図7】第３実施形態のリニアモータのｘ０軸方向に垂直な断面図である。

【図8】比較例と第１実施形態と第３実施形態において、通電時に可動子にかかる磁気吸引力の比較である。

【図9】洗濯機に従来の電磁サスペンションを配置した場合の正面図である。

【図10】洗濯機に本実施形態の電磁サスペンションを配置した場合の正面図である。

【図11】第４実施形態の電磁サスペンションの斜視図である。

【図12】第５実施形態に係る洗濯機の斜視図である。

【図13】第５実施形態に係る洗濯機の縦断面図である。

【図14】第５実施形態に適用される制振装置の構成図である。

【図15】制振装置の要部を示す構成図である。

【図16】粘性減衰係数が一定であるオイルダンパを用いた比較例１において、洗濯槽の回転速度と洗濯機の変位（振動）の変化を示す実験結果である。

【図17】従来の電磁サスペンションを洗濯機に適用した比較例２において、洗濯槽の回転速度と洗濯機の変位（振動）の変化を示す実験結果である。

【図18】第６実施形態に係る洗濯機に適用した状態において、洗濯槽の回転速度と洗濯機の変位（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】

【0010】

以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。複数の実施形態及び各実施形態の変更例において、同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略する。
＜第１実施形態＞
図１乃至図６を参照して、本発明の第１実施形態に係るリニアモータについて説明する。図１は第１実施形態に係るリニアモータを備えた電磁サスペンションの斜視図である。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。

【0011】

図１において符号ｘ０、ｙ０、ｚ０に示すように、ｘ０軸、ｙ０軸、ｚ０軸を定める（ｙ０軸の正方向を上側、ｙ０軸の負方向を下側、ｚ０軸をリニアモータの推進方向とする）。図１は、電磁サスペンション１００の外観を図示している。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。

【0012】

〔電磁サスペンション１００の構成〕
図１に示すように、電磁サスペンション１００は、シャフト固定金具２３（固定金具）間を繋ぐ対向する一対のシャフト２１と、電機子鉄心（鉄心）と電機子巻線（巻線）とを有する固定子１１と、シャフト固定金具２３間に固定され、固定子１１に対向する第１の面（例えば、図３の表面１２４ｆ）と第２の面（例えば、図３の裏面１２４ｒ）とを有する永久磁石１２４ａ、１２４ｂ（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２１に装着され、シャフト固定金具２３の一方と固定子１１の腕部１１１とで縮接されている弾性体２０と、を備える。また、可動子１２は、シャフト固定金具２３間に固定されている。

【0013】

リニアモータ１０の可動子１２と、推進方向（図中ｚ０軸方向）に対して平行な位置に、２本のシャフト２１と、２個の弾性体２０がある。２本のシャフト２１は、Ｘ０方向に離間して配置されている。また、シャフト２１は弾性体２０の内側に挿通されている。また、シャフト２１は、リニアモータ１０の固定子１１と軸受（図示せず）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として、樹脂表面に潤滑加工したすべり軸受を用いている。

【0014】

〔リニアモータ１０の構成〕
図２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２は、リニアモータ１０の外観を俯瞰するとともに、その１／２をカットした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、ｚ０軸方向に延在する板状の可動子１２と、を備えている。

【0015】

固定子１１は、ｚ０軸方向に沿って略角柱に形成され、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ｚ０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１１参照）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１３参照）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変更される。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。

【0016】

固定子１１は、コア１１ａ（電機子の鉄心）と、上側巻線１１ｃ１と下側巻線１１ｃ２（電機子の巻線）と、を備えている。つまり、固定子１１は、鉄心と巻線からなる電機子を有している。コア１１ａは、電磁鋼板をｚ０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、可動子１２に向かって突出する上側ティース部１１ｂ１と下側ティース部１１ｂ２を備えている。上側巻線１１ｃ１は上側ティース部１１ｂ１に巻回され、下側巻線１１ｃ２は下側ティース部１１ｂ２に巻回されている。上側巻線１１ｃ１と上側ティース部１１ｂ１の間には上側ボビン１１ｄ１が、下側巻線１１ｃ２と下側ティース部１１ｂ２の間には下側ボビン１１ｄ２が配置され、絶縁処理がなされている（または絶縁樹脂・絶縁紙などを配置してもよい）。ここで、上側ティース部１１ｂ１のｙ０軸方向長さをＡ、下側ティース部１１ｂ２のｙ０軸方向長さをＢ、上側巻線１１ｃ１のｙ０軸方向長さをＣ、下側巻線１１ｃ２のｙ０軸方向長さをＤ、とした場合、以下の式（１）、（２）とする。なお、長さＡ，Ｃは、可動子１２の第１の面（表面１２４ｆ）に対向する電機子の第１の面に垂直な方向の長さである。また、長さＢ，Ｄは、可動子１２の第２の面（裏面１２４ｒ）に対向する電機子の第２の面に垂直な方向の長さである。

【数1】

【数2】

【0017】

このように、可動子１２の表面１２４ｆ（第１の面）に対向する電機子（上側ティース部１１ｂ１および上側巻線１１ｃ１を備えた固定子１１の一部）は、可動子１２の裏面１２４ｒ（第２の面）に対向する電機子（下側ティース部１１ｂ２および下側巻線１１ｃ２を備えた固定子１１の他の一部）よりも大きくなるように形成されている。なお、以下では、可動子１２の第１の面側に位置する固定子１１を大きい方の電機子１１Ａと呼び、可動子１２の第２の面側に位置する固定子１１を他方の電機子１１Ｂと呼ぶことがある。また、大きいとは、第１の面に対向する電機子の外形寸法（サイズ）が、第２の面に対向する電機子の外形寸法（サイズ）よりも大きいことを意味している。

【0018】

また、本実施形態の上側巻線１１ｃ１と下側巻線１１ｃ２は、直列接続され、いずれも同じ線径の導線が巻回されている。また、大きい方の電機子１１Ａの上側巻線１１ｃ１（巻線）の巻数が他方の電機子１１Ｂの下側巻線１１ｃ２（巻線）の巻数よりも大きく（多く）、上側巻線１１ｃ１の電気抵抗が下側巻線１１ｃ２の電気抵抗よりも大きくなっている。

【0019】

〔可動子１２の構成〕
図３は、第１実施形態に係る可動子１２の分解斜視図である。可動子１２は、非磁性材料のフレーム部１２１と、同じく非磁性材料のバー部１２２，１２２と、互いに極性の異なる永久磁石１２４ａおよび１２４ｂと、を備えている。永久磁石１２４ａは、扁平な四角板状に形成され、上側の面がＮ極に着磁され、下側の面がＳ極に着磁されている。また、永久磁石１２４ｂは、扁平な四角板状に形成され、永久磁石１２４ａとは逆に、上側の面がＳ極に着磁され、下側の面がＮ極に着磁されている。永久磁石１２４ａの表面１２４ｆ（図示上側の面）は、第１の面であり、固定子１１の上側ティース部１１ｂ１および上側巻線１１ｃ１に対向している。また、永久磁石１２４ａの裏面１２４ｒ（図示下側の面）は、第２の面であり、固定子１１の下側ティース部１１ｂ２および下側巻線１１ｃ２に対向している。また、永久磁石１２４ｂの表面１２４ｆ（図示上側の面）は、第１の面であり、固定子１１の上側ティース部１１ｂ１および上側巻線１１ｃ１に対向している。また、永久磁石１２４ｂの裏面１２４ｒ（図示下側の面）は、第２の面であり、固定子１１の下側ティース部１１ｂ２および下側巻線１１ｃ２に対向している。

【0020】

また、永久磁石１２４ａ，１２４ｂのｚ０軸方向の長さは、上側ティース部１１ｂ１（下側ティース部１１ｂ２）と略同じ長さになるように形成されているが、このような長さに限定されるものではない。可動子１２のストロークを長くする場合には、永久磁石１２４の長さを長くし、可動子１２のストロークを短くする場合には、永久磁石１２４の長さを短くする。バー部１２２は、四角柱状に形成され、永久磁石１２４ａ，１２４ｂと略同じ幅に形成されている。

【0021】

フレーム部１２１は、ｚ０軸方向に一対のフレーム腕部１２１ａが延伸され、フレーム腕部１２１ａの互いに対向する面にはｚ０軸方向に沿って溝部１２１ｂが形成されている。また、フレーム部１２１は、軸方向（ｚ０軸方向）の一方が閉じた形状であり、他方が解放した形状である。また、フレーム部１２１には、永久磁石１２４ａ、バー部１２２、永久磁石１２４ｂ、バー部１２２の順序で、これらのパーツが溝部１２１ｂに嵌めて挿入されている。なお、バー部１２２は、長手方向（ｘ０軸方向）の両端部にフレーム部１２１に接触する接触面１２２ｃ（接触部）を有する。接触面１２２ｃは、フレーム部１２１の所定部分と面接触する部分であってもよく、接触面１２２ｃの大半でフレーム部１２１に非接触になっていてもよい。

【0022】

図２に戻って、固定子１１と可動子１２との間には、複数のギャップｇ１，ｇ２が形成されている。すなわち、固定子１１の上側ティース部１１ｂ１と可動子１２の永久磁石１２４ａ，１２４ｂとの間には、ギャップｇ１が形成されている。また、固定子１１の下側ティース部１１ｂ２と可動子１２の永久磁石１２４ａ，１２４ｂとの間には、ギャップｇ２が形成されている。

【0023】

〔比較例の構成〕
図４は、比較例のリニアモータの斜視断面図である。比較例のリニアモータ５００のティース部１１０ｂ１，１１０ｂ２、巻線１１０ｃ１，１１０ｃ２、ボビン１１０ｄ１，１１０ｄ２は、上下で対称に構成されており、ティース部１１０ｂ１，１１０ｂ２のｙ０軸方向長さをＥ、巻線１１０ｃ１、１１０ｃ２のｙ０軸方向長さをＦ、とした場合、以下の式（３）、（４）とする。なお、可動子１２０は、図３に示す可動子１２と同じとする。また、式（３）に示すＡ，Ｂ、式（４）に示すＣ，Ｄは、図２において説明した寸法とする。

【数3】

【数4】

【0024】

〔第１実施形態と比較例との比較〕
図５は、第１実施形態と比較例との推力の比較である。なお、縦軸にリニアモータの推力、横軸にリニアモータに通電する電流を示し、実線が第１実施形態、破線が比較例である。このように、第１実施形態の推力は、比較例の推力とほぼ同等であり、第１実施形態による推力低下の影響は僅少である。

【0025】

このように第１実施形態に係るリニアモータ１０を電磁サスペンション１００に適用することで、リニアモータ１０の設置自由度を向上できる。その結果、図１０に示すように、電磁サスペンション１００の固定子１１の一部が洗濯機Ｗの筐体を構成する側板３２ａと干渉するのを回避することができる。また、電磁サスペンション１００を洗濯機Ｗに適用することで、システムの性能（洗濯機Ｗの制振性能）を向上することが可能になる。

【0026】

なお、洗濯機Ｗは、外槽３７の左右の下部を電磁サスペンション１００で弾性支持する構成であってもよいが、左右の一方を電磁サスペンション１００とし、他方をオイルダンパ（不図示）として外槽３７を弾性支持してもよい。オイルダンパとしては、従来から採用されている一般的なものである。また、オイルダンパに替えて、摩擦ダンパであってもよい。

【0027】

また、第１実施形態のリニアモータ１０では、可動子１２は、２つの永久磁石１２４ａ，１２４ｂを備え、永久磁石１２４ａは、第１の面がＮ極、第２の面がＳ極に着磁され、永久磁石１２４ｂは、第１の面がＳ極、第２の面がＮ極に着磁されている。これにより、単一の永久磁石で可動子を構成する場合よりも推力を大きくすることが可能になる。

【0028】

また、第１実施形態のリニアモータ１０では、可動子１２は、永久磁石１２４が取り付けられる非磁性材料によって形成されたフレーム部１２１を備え、フレーム部１２１には、一対のフレーム腕部１２１ａが形成され、フレーム腕部１２１ａの互いに対向する面には溝部１２１ｂが形成され、永久磁石１２４ａ，１２４ｂは、溝部１２１ｂに嵌めて挿入されている。複数の永久磁石を備える可動子１２であっても、フレーム部１２１に永久磁石１２４ａ、１２４ｂを容易に取り付けることが可能になる。

【0029】

図６は、比較例と第１実施形態と第２実施形態の通電時の巻線温度の比較である。縦軸に巻線最高温度（℃）を示し、比較例の黒い棒が巻線１１０ｃ１（図４参照）の温度、第１実施形態の黒い棒が上側巻線１１ｃ１（図２参照）の温度、比較例の白い棒が巻線１１０ｃ２（図４参照）の温度、第１実施形態の白い棒が下側巻線１１ｃ２（図２参照）の温度である。比較例は、上下の電機子が対称な構造であるため、巻線１１０ｃ１の温度と巻線１１０ｃ２の温度が等しい。一方、第１実施形態は、上側巻線１１ｃ１の温度が下側巻線１１ｃ２の温度よりも高くなっている。また、第１実施形態では、上側巻線１１ｃ１と下側巻線１１ｃ２に同じ線径の導線が巻回され、上側巻線１１ｃ１の巻数が下側巻線１１ｃ２の巻数よりも大きい（多い）ため、上側巻線１１ｃ１の電気抵抗が下側巻線１１ｃ２の電気抵抗よりも大きい。また、上側巻線１１ｃ１と下側巻線１１ｃ２は直列接続されているため、両巻線に同じ大きさの電流が通電され、上側巻線１１ｃ１の温度が下側巻線１１ｃ２の温度よりも高くなった。一般に、巻線の絶縁種別によって最大温度が制約されるため、上側巻線１１ｃ１の絶縁等級を下側巻線１１ｃ２の絶縁等級よりも高くすることで、上下の巻線の温度差を許容することができる。

【0030】

＜第２実施形態＞
図６を参照して、第２実施形態に係るリニアモータについて説明する。第１実施形態と異なる点は、上側巻線１１ｃ１の線径と下側巻線１１ｃ２の線径が異なり、電機子１１Ａの上側巻線１１ｃ１（巻線）の線径が、電機子１１Ｂの下側巻線１１ｃ２（巻線）の線径よりも大きい（太い）点である。その結果、上側巻線１１ｃ１の電気抵抗が下側巻線１１ｃ２の電気抵抗と同等またはそれ以下となっている。上側巻線１１ｃ１と下側巻線１１ｃ２は直列接続されているため、両巻線に同じ大きさの電流が通電され、上側巻線１１ｃ１の温度と下側巻線１１ｃ２の温度が概ね等しくなった。なお、第２実施形態の巻線最高温度は、第１実施形態の巻線最高温度よりも低く抑えられ、上側巻線１１ｃ１の絶縁等級と下側巻線１１ｃ２の絶縁等級を同一とし、かつグレードの低い巻線を用いることができる。

【0031】

＜第３実施形態＞
図７乃至図８を参照して、第３実施形態に係るリニアモータについて説明する。図７は第３実施形態に係るリニアモータのｘ０軸方向に垂直な断面図である。上側ティース部１１ｂ１と永久磁石１２４ａ，１２４ｂとの間のギャップｇ１の寸法をＧ１、下側ティース部１１ｂ２と永久磁石１２４ａ，１２４ｂとの間のギャップｇ２の寸法をＧ２、とした場合、以下の式（５）とする。つまり、電機子１１Ａに面するギャップｇ１（寸法Ｇ１）が、電機子１１Ｂに面するギャップｇ２（寸法Ｇ２）よりも大きい（広い）。なお、図７では、上側ティース部１１ｂ１と永久磁石１２４ａの表面１２４ｆとのギャップｇ１の寸法Ｇ１、下側ティース部１１ｂ２と永久磁石１２４ａの裏面１２４ｒとのギャップｇ２の寸法Ｇ２を矢印で図示しているが、上側ティース部１１ｂ１と永久磁石１２４ｂの表面１２４ｆとのギャップｇ１の寸法についても前記と同様の寸法Ｇ１であり、下側ティース部１１ｂ２と永久磁石１２４ｂの裏面１２４ｒとのギャップｇ２の寸法についても前記と同様の寸法Ｇ２である。

【数5】

【0032】

なお、前述の第１実施形態並びに比較例においては、以下の式（６）であった。

【数6】

【0033】

図８は、比較例と第１実施形態および第３実施形態において、通電時に可動子（主に永久磁石１２４ａおよび１２４ｂ）にかかる磁気吸引力の比較である。可動子にかかる磁気吸引力の極性は、図７のｙ軸の正方向（上向き）を正、図７のｙ軸の負方向（下向き）を負とする。縦軸に可動子にかかる磁気吸引力を示し、横軸に通電した電流値を示している。

【0034】

上下の電機子が対称な大きさである比較例においては、可動子１２０（図４参照）にかかる磁気吸引力が上下方向（ｙ軸方向）で互いに相殺され、通電した電流値の大小にかかわらず、ゼロ近傍の値を示す。一方、上下の電機子が非対称な第１実施形態（図２参照）では、可動子１２にかかる磁気吸引力が上下方向で相殺されず、通電した電流が大きくなるにつれて、大きい電機子の方向（ｙ軸正方向）への磁気吸引力が増大する。

【0035】

ところで、可動子１２にかかる磁気吸引力は、軸受摩擦を増加させ、軸受寿命を低下させるおそれがある。そこで、第３実施形態では、電機子１１Ａに面するギャップｇ１の寸法Ｇ１を、電機子１１Ｂに面するギャップｇ２の寸法Ｇ２よりも大きく（広く）した。このように可動子１２を小さい電機子側（下側ティース部１１ｂ２と下側巻線１１ｃ２で構成される側）にわずか（例えば０．１ｍｍ、０．２ｍｍ）に近づけることで、小さい電機子の方向（ｙ０軸負方向）への磁気吸引力を働かせ、通電時の磁気吸引力を緩和することができる。その結果、軸受摩擦を低下させ、軸受寿命を向上できる。

【0036】

＜第４実施形態＞
図１１は、第４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。

【0037】

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Ｄｔに結合される。ここで、制振対象物Ｄｔ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Ｄｔは、洗濯機Ｗ（図１２参照）の外槽３７である。

【0038】

また、リニアモータ１０の固定子１１は、取付部（ブラケット）２４によって洗濯機Ｗのベース３１に固定され、固定子１１の移動が規制されている。従って、洗濯機Ｗの外槽３７がｚ０軸方向に振動すると、それに伴って可動子１２がｚ０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。

【0039】

また、第４実施形態においては、弾性体２０として金属製の巻バネ（コイルバネ）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１１に示すように、可動子１２は、固定子１１を貫通するように配置される。また、弾性体２０は、可動子１２を付勢するように配置されている。

【0040】

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Ｗ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ｚ０軸上方（外槽３７側）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ｚ０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。

【0041】

以上のように、第４実施形態の電磁サスペンション１００は、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、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（ｚ０軸方向）に付勢する弾性体２０と、を有する。また、可動子１２は、シャフト固定金具２３間に固定されている。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。

【0042】

特に、弾性体２０は、金属製の巻バネ（コイルバネ）によって構成されている。このように、弾性体２０として、金属製の巻バネを用いて、巻バネの内側の空間にシャフト２１を挿通する。このように、巻バネの中の空間にシャフト２１を通すことで、空間利用率を高めることができる。なお、弾性体２０は、巻バネに限定されるものではなく、板バネであってもよい。また、弾性体２０は、金属製に限定されるものではなく、合成樹脂製であってもよい。合成樹脂製にすることで電磁サスペンション１００を軽量化することができ、洗濯機Ｗの軽量化につなげることができる。

【0043】

＜第５実施形態＞
（全体構成）
図１２は、第５実施形態に係る洗濯機Ｗの斜視図である。なお、図１２において、洗濯機Ｗの左右方向をｘ１方向、前後方向（奥行方向）をｙ１方向、高さ方向をｚ１方向とする。
図１２に示すように、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４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。

【0044】

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１３参照）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１３参照）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。

【0045】

図１３は、第５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。

【0046】

なお、図１３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。

【0047】

また、図１２に示したように、外槽３７の底側の左右には、電磁サスペンション１００Ｌ、１００Ｒが配置されているが、図１３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。

【0048】

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。

【0049】

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１３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。

【0050】

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。

【0051】

（制振装置２００の構成）
図１４は、第５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Ｄｔの振動を抑制するものである。なお、第５実施形態においては、制振対象物Ｄｔは、洗濯機Ｗの外槽３７（図１２、図１３参照）である。

【0052】

図１４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。

【0053】

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の上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２（図２参照）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。

【0054】

図１５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１５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１３に示した駆動機構３８は、図１５に示すように、インバータ３８ａと、モータ３８ｂと、を備えている。

【0055】

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１３参照）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。

【0056】

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の上側巻線１１ｃ１と下側巻線１１ｃ２（図２参照）に印加するインバータである。

【0057】

図１５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。

【0058】

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の上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２（図２参照）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の上側巻線１１ｃ１および下側巻線ｎ１１ｃ２（図２参照）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。

【0059】

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の上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２（図２参照）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の上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２にも接続されている。すなわち、３相のインバータ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。

【0060】

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の上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２（図２参照）に単相交流電圧が印加されるようになっている。

【0061】

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の上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２（図２参照）に流れる電流が検出される。

【0062】

（推力調整部６０）
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。

【0063】

図１４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。

【0064】

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１３参照）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。

【0065】

〔第５実施形態の効果〕
以上のように、第５実施形態の洗濯機Ｗは、第４実施形態による電磁サスペンション１００Ｌ、１００Ｒと、電機子巻線（上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２）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。

【0066】

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。

【0067】

さらに、第５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３５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。

【0068】

これにより、第５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。つまり、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。

【0069】

また、第５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５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。

【0070】

なお、第５実施形態では電磁サスペンション１００を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１００のみで支持する事例に限定されず、油圧サスペンションを１本と、電磁サスペンション１００を１本の組み合わせとしても構わない。さらには、電磁サスペンション１００と、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。このように１本の電磁サスペンション１００と、１本の油圧サスペンションとの組み合わせにすることで、製造コストを低減できる。

【0071】

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態に係る洗濯機について説明する。第６実施形態の洗濯機の構成および動作は、第５実施形態のもの（図１２～図１５参照）と同様である。但し、第６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。

【0072】

まず、前述した第５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５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６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。

【0073】

電磁サスペンション１００の運動方程式は、式（７）で表される。なお、式（７）に示すＦ_Ｄ［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。

【数7】

【0074】

また、リニアモータ１０の推力の運動方程式は、式（８）で表される。なお、Ｆ_Ｌ［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］は上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２（図２参照）に流れる電流であり、Ｖ［Ｖ］は上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２に印加される電圧である。また、Ｒ［Ω］は上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２の抵抗であり、φ［Ｔ］は上側巻線１１ｃ１および下側巻線１１ｃ２で発生する磁束である。

【数8】

【0075】

ここで、式（７）の力Ｆ_Ｄと、式（８）の推力Ｆ_Ｌと、は等価であるため、以下の式（９）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。

【数9】

【0076】

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ｚ０軸方向だけでなく、ｘ０軸方向、ｙ０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。

【0077】

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１１のｚ０軸方向だけでなく、ｘ０軸方向、ｙ０軸方向に外力を受ける。

【0078】

図１６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。図１６のｘ軸（横軸）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。図１６のｙ軸（縦軸）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１６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１７も同様）。

【0079】

図１６に示すように、比較例１では、洗濯槽３５の回転速度が大きくなるにつれて、洗濯機Ｗ１００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（変位）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。

【0080】

図１７は、従来の電磁サスペンションを第６実施形態に適用した比較例２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１７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。

【0081】

図１７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１６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６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１よりも洗濯機Ｗの振動を効果的に抑制できる。

【0082】

図１８は、第４実施形態における電磁サスペンション１００を第６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１８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。

【0083】

図１８の波形は、明らかに図１６の比較例１や図１７の比較例２よりも洗濯機Ｗ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６実施形態の電磁サスペンション１００を適用した洗濯機Ｗによれば、制振性の高い洗濯機を提供できる。

【0084】

［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。

【0085】

（１）前記各実施形態においては、図３に示したように、１個のフレーム部１２１に、２個の矩形板状の永久磁石１２４ａ，１２４ｂ、を嵌め込んで可動子１２を構成した。このような構成に限定されるものではなく、１個のフレーム部１２１に、１個の磁石を装着してもよい。例えば、複数の永久磁石として３枚の永久磁石１２４を備えた可動子を用いてもよい。この場合、永久磁石１２４は、ｚ０軸方向に３枚並べられる。そして、固定子１１をｚ０軸方向に２つ並べる。つまり、２つの固定子１１と、３枚の永久磁石とによってリニアモータを構成する。これにより、リニアモータの推力を永久磁石が２枚以下の場合よりも推力を増加させることが可能になる。

【0086】

また、複数のフレームの各々に磁石（または複数の磁石）を装着してもよい。つまり、リニアモータ１０の上下のいずれかに電機子を１個追加して、上下に３つの電機子とし、上段の電機子と中段の電機子との間に第１の可動子（フレーム部＋永久磁石）を配置し、中段の電機子と下段の電機子との間に第２の可動子（フレーム部＋永久磁石）を配置したものでもよい。

【0087】

また、フレーム部１２１および永久磁石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。

【0088】

（２）また、上記第５実施形態および第６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（他の実施形態を含め）、空気調和機、冷蔵庫等の家電製品や、鉄道車両、自動車等のほか、各種産業用機械や各種用途の制振装置（免振装置）やその他にも適用することができる。

【0089】

（３）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。

【0090】

（４）永久磁石の材質としては、例えば希土類系焼結磁石を想定しているが、サマリウム鉄窒素磁石やネオジム磁石などの希土類系磁性粉末と有機バインダーとを混合して作られる希土類系ボンド磁石やフェライト磁石など、他の永久磁石を用いてもよい。また、永久磁石を用いないリラクタンスモータなどを用いてもよい。

【0091】

（５）電機子の数も１に限らず、他の数でもよい。

【0092】

本発明によれば、リニアモータまたは電磁サスペンションの設置自由度を向上し、狭小スペースへの配置を実現する。またそれによって、リニアモータまたは電磁サスペンションを搭載したシステムの性能を向上させる。

【符号の説明】

【0093】

１０ リニアモータ
１１ 固定子
１１Ａ 電機子（第１の面に対向する電機子、大きい方の電機子）
１１Ｂ 電機子（第２の面に対向する電機子、他方の電機子）
１１ａ コア（電機子の鉄心）
１１ｂ１ 上側ティース部
１１ｂ２ 下側ティース部
１１ｃ１ 上側巻線（大きい方の電機子の巻線）
１１ｃ２ 下側巻線（他方の電機子の巻線）
１２ 可動子
２０，２０Ｌ，２０Ｒ 弾性体
２１ シャフト
２２ 軸受
２３ シャフト固定金具（固定金具）
２４ 取付部
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 腕部
１２１ フレーム部
１２１ａ フレーム腕部
１２１ｂ 溝部
１２２ バー部
１２２ｃ 接触面
１２４，１２４ａ，１２４ｂ 永久磁石
１２４ｆ 表面（第１の面）
１２４ｒ 裏面（第２の面）
２００ 制振装置
ｇ１，ｇ２ ギャップ
Ｗ 洗濯機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】