(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-13
(45)【発行日】2023-12-21
(54)【発明の名称】電磁サスペンションおよび洗濯機、家電機器
(51)【国際特許分類】
H02K 33/02 20060101AFI20231214BHJP
H02K 41/02 20060101ALI20231214BHJP
D06F 37/22 20060101ALI20231214BHJP
【ＦＩ】
H02K33/02 A
H02K41/02 C
D06F37/22
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020147383
(22)【出願日】2020-09-02
(65)【公開番号】P2022042133
(43)【公開日】2022-03-14
【審査請求日】2023-02-09
(73)【特許権者】
【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】青山 康明
(72)【発明者】
【氏名】法月 邦彦
(72)【発明者】
【氏名】須藤 哲也
(72)【発明者】
【氏名】根本 昭夫
(72)【発明者】
【氏名】菊地 聡
【審査官】保田 亨介
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－１３５７０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２００３３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１１３８１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５０５７１５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｄ０６Ｆ２１／００－２５／００
３７／００－３７／４２
３９／１２－３９／１４
Ｈ０２Ｋ３３／００－３３／１８
４１／００－４１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つ以上の永久磁石と前記永久磁石を保持する長形の保持部材と前記保持部材に結合されたガイドとを有する可動子と、磁性体からなるコアと巻線とを有する電機子とを備え、
前記可動子と前記電機子とが相対運動し、
前記ガイドは、前記永久磁石と前記コアとが対向する方向に設けられ、
前記保持部材の長手方向の一方の端部と他方の端部とに設けられるとともに、前記ガイドと前記保持部材を連結する連結部材を一対備え、
前記連結部材は、長形の第１の腕部材と長形の第２の腕部材とが十字状に交差する十字形状を有し、
前記ガイドは、前記第１の腕部材の一方の端部と他方の端部とに固定され、
前記保持部材は、前記第２の腕部材に沿って固定されている
ことを特徴とする電磁サスぺンション装置。
【請求項2】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、前記永久磁石は、平板状であり、前記永久磁石の前記コアに対抗する面に磁極を有している
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項3】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、前記永久磁石と前記コアが対向する方向から、前記永久磁石を挟み込ように、少なくとも２本の前記ガイドを有している
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項4】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、前記永久磁石と前記コアが対向する方向から、前記永久磁石を挟み込ように、少なくとも２本の前記ガイドを有し、前記保持部材と少なくとも２本の前記ガイドが可動部の両端部で結合されている
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項5】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、
前記連結部材の前記第１の腕部材の断面形状は、十字形状である
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項6】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、
前記連結部材の前記第１の腕部材の断面形状は、Ｈ字状形状である
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項7】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、
前記連結部材の前記第１の腕部材の断面形状の外周部の一部が円弧形状である
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項8】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、
前記連結部材の前記第１の腕部材の断面形状の外周部の一部または全部が曲率を有する形状である
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項9】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、前記ガイドの中心の横方向の位置が、前記永久磁石に対向する前記コアの領域(幅)Ｗｍの範囲にある
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項10】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、前記コアの横方向の中央部に前記ガイドの中心を配置した
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項11】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、前記コアの外形が直方体形状であって、直方体形状の中心軸上に前記ガイドの中心を配置した
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項12】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、前記コアと前記ガイドとの間にブッシュを配置した
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項13】
請求項１に記載の電磁サスペンション装置において、前記コアにおける前記可動子の進行方向の両端部にブッシュを設けた
ことを特徴とする電磁サスペンション装置。
【請求項14】
請求項１から請求項１３のうちの何れか一項に記載の電磁サスペンション装置を搭載した洗濯機。
【請求項15】
請求項１または請求項１３に記載の電磁サスペンション装置を搭載した家電機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電磁サスペンションおよび洗濯機、家電機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、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）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。よって、モータ制御において固定子と可動子のギャップ長の変化は、磁束密度に影響するためにモータ特性を大きく左右する。
【0003】
また、リニアモータを電磁サスペンションとして制振装置へ応用する検討も進められている。
例えば、特許文献１には、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。
例えば、特許文献１には、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。
【0004】
また、特許文献２には、磁力を用いた除振装置に関する技術が記載されている。
すなわち、特許文献２は、金属板をM字形状にして可動子の剛性を高めたリニアアクチュエータに関する技術が記載されている。
すなわち、特許文献２は、金属板をM字形状にして可動子の剛性を高めたリニアアクチュエータに関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１７－７７９７１号公報
【文献】特開２０１７－２００３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、電磁サスペンションを制振装置に用いる場合、振動によって電磁サスペンションには推進方向だけではなく、前後／左右／捻じれなどの応力が加わる。前後／左右／捻じれの応力によりリニアモータのギャップ長は均等ではなくなり、リニアモータの特性や制御性を悪化させ、所望の制振効果が得られないおそれがある。
【0007】
特許文献１は、可動子とバネとシャフトが振動方向と同じ軸上に配置してある。かつ可動子の機械強度を確保するために、可動子の断面形状を凹凸加工や、半円形状などの幾何学形状に工夫する技術が記載されている。しかし、振動によるギャップ長の変化の是正(対応策)に関する記述はない。
【0008】
また、特許文献２は、金属板をM字形状にして可動子の剛性を高めることで可動子の変形を抑制し、リニアアクチュエータの性能の低下を抑制できるが、可動子の形状が複雑になる。また、磁石の形状がM字形状もしくは平板形状の磁石が1極当たり多数枚必要になるため、磁石量の増加や、製作の難易度が高くなる生産性の課題があった。
【0009】
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、剛性が高く制振ロバスト性の高い電磁サスペンションおよび洗濯機、家電機器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】
【0010】
前記課題を解決するため、本発明の電磁サスぺンション装置は、少なくとも1つ以上の永久磁石と前記永久磁石を保持する長形の保持部材と前記保持部材に結合されたガイドとを有する可動子と、磁性体からなるコアと巻線とを有する電機子とを備え、前記可動子と前記電機子とが相対運動し、前記ガイドは、前記永久磁石と前記コアとが対向する方向に設けられ、前記保持部材の長手方向の一方の端部と他方の端部とに設けられるとともに、前記ガイドと前記保持部材を連結する連結部材を一対備え、前記連結部材は、長形の第１の腕部材と長形の第２の腕部材とが十字状に交差する十字形状を有し、前記ガイドは、前記第１の腕部材の一方の端部と他方の端部とに固定され、前記保持部材は、前記第２の腕部材に沿って固定されている。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、剛性が高く制振ロバスト性の高い電磁サスペンションおよび洗濯機、家電機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１実施形態の電磁サスペンションに用いるリニアモータの構成例を示す図。
【図2】第１実施形態で可動子の側とした2次側の構成例を示す図。
【図4】第２実施形態に係る洗濯機の斜視図。
【図5】第２実施形態に係る洗濯機の縦断面図。
【図6】第３実施形態のリニアモータの十字状の連結部材の左右方向と上下方向にそれぞれ２つのガイドを設けた構成例を示す図。
【図7】第３実施形態のリニアモータの可動子の一例を示す図。
【図8】リニアモータの可動子の中央部に撓みが生じた場合の各部の変形方向を示す図。
【図9A】第４実施形態の連結部材に生じる撓みを抑制する一例のリニアモータを示す図。
【図9B】リニアモータの可動子の上側を模式的に切断した図。
【図10A】第４実施形態のリニアモータの可動子の上側を模式的に切断した図。
【図10B】第４実施形態のリニアモータの可動子の一例を示す図。
【図11A】第４実施形態の連結部材の断面を半円状にした場合のリニアモータの例を示す図。
【図11B】第４実施形態のリニアモータの可動子の一例を示す図。
【図12A】第５実施形態のリニアモータを模式的にXY断面で切断した図。
【図12B】第５実施形態のコアの左右方向の中央部上の上下にガイドシャフトを配置した図。
【図13A】第５実施形態のリニアモータガイドシャフトをコアの永久磁石１に近い側に埋め込んだ例を示す図。
【図13B】第５実施形態のリニアモータの磁束の流れを模式的に示す図。
【図14A】第６実施形態のリニアモータの１例を示す図。
【図14B】第６実施形態のリニアモータを模式的にYZ断面で切断した図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明を実施するための実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１実施形態］
〈第１実施形態の構成〉
本発明の第１実施形態について図１～図３を用いて説明する。
図１に、第１実施形態の電磁サスペンション１００に用いるリニアモータ１の構成例を示す。
［第１実施形態］
〈第１実施形態の構成〉
本発明の第１実施形態について図１～図３を用いて説明する。
図１に、第１実施形態の電磁サスペンション１００に用いるリニアモータ１の構成例を示す。
【0014】
第１実施形態のリニアモータ１は、サスペンション１００として振動のストロークや周波数に応じて、磁束を変化させることで減衰力特性やばね特性を発生させる。つまり、リニアモータ１は、振動のストロークや周波数に応じて任意の推力を発生させる。
【0015】
リニアモータ１は、1次側の固定子１Ｆと2次側の可動子１Ｋとで構成されている。
1次側の固定子１Ｆは、鉄心のコア１１と、筒状のボビン１３とボビン１３に巻かれる巻線１２とで構成されている。1次側の固定子１Ｆは、電流により磁極が変化する電磁石を構成する。
2次側の可動子１Ｋは、平板状の永久磁石２１と、永久磁石保持部材２２と、連結部材２３と、ガイドシャフト２４とで構成されている。磁石の力は、磁石の表面積で決定される。永久磁石２１は、平板状なので少ない磁石量で多くの磁束が発生させられる。そのため、磁石の利用効率がよい。
1次側の固定子１Ｆは、鉄心のコア１１と、筒状のボビン１３とボビン１３に巻かれる巻線１２とで構成されている。1次側の固定子１Ｆは、電流により磁極が変化する電磁石を構成する。
2次側の可動子１Ｋは、平板状の永久磁石２１と、永久磁石保持部材２２と、連結部材２３と、ガイドシャフト２４とで構成されている。磁石の力は、磁石の表面積で決定される。永久磁石２１は、平板状なので少ない磁石量で多くの磁束が発生させられる。そのため、磁石の利用効率がよい。
【0016】
永久磁石保持部材２２は、磁界を形成する永久磁石２１を周囲で保持する。
ガイドシャフト２４は、永久磁石２１の上方および下方に配置されている。
連結部材２３は、上方のガイドシャフト２４と下方のガイドシャフト２４とをそれぞれ永久磁石保持部材２２に連結する。上方のガイドシャフト２４と下方のガイドシャフト２４はそれぞれ一方側の永久磁石保持部材２２と他方側の永久磁石保持部材２２とに固定されている。ガイドシャフト２４を設けることで、可動子１ＫのＸ軸周りおよびＺ軸周りの強度(剛性)が高まる。
ガイドシャフト２４は、永久磁石２１の上方および下方に配置されている。
連結部材２３は、上方のガイドシャフト２４と下方のガイドシャフト２４とをそれぞれ永久磁石保持部材２２に連結する。上方のガイドシャフト２４と下方のガイドシャフト２４はそれぞれ一方側の永久磁石保持部材２２と他方側の永久磁石保持部材２２とに固定されている。ガイドシャフト２４を設けることで、可動子１ＫのＸ軸周りおよびＺ軸周りの強度(剛性)が高まる。
【0017】
ガイドシャフト２４は、永久磁石２１の上方および下方に少なくとも１つ以上設けるとよく、１つまたは3つ以上でもよい。
リニアモータ１の推力は、1次側の固定子の磁極と、2次側の可動子の磁極との吸引力と反発力とで実現されている。
第１実施形態では、2次側を可動、1次側を固定の場合の例を示したが、1次側と2次側が推力の発生方向（Z方向）に相対的に直線駆動するものであれば、どちらが可動側であっても、固定側であっても構わない。
リニアモータ１の推力は、1次側の固定子の磁極と、2次側の可動子の磁極との吸引力と反発力とで実現されている。
第１実施形態では、2次側を可動、1次側を固定の場合の例を示したが、1次側と2次側が推力の発生方向（Z方向）に相対的に直線駆動するものであれば、どちらが可動側であっても、固定側であっても構わない。
【0018】
また、1次側のボビン１３は絶縁や巻線１２を巻く作業性の観点から設けられているが、ボビン１３を設けなくても同様の推力が得られる。
図２に、第１実施形態で可動子１Ｋの側とした2次側の構成例を示す。
リニアモータ１は、少なくとも１つ以上の永久磁石２１(図２参照)に対向するように、コア１１を配置している。
１次側の固定子のコア１１に巻いた巻線１２に電流を印加することで、コア１１を通る磁界を発生させる。そして、1次側の磁極と2次側の磁極との吸引力と反発力とにより、2次側の可動子の永久磁石２１に、Z方向の力（推力）を発生させる。
図２に、第１実施形態で可動子１Ｋの側とした2次側の構成例を示す。
リニアモータ１は、少なくとも１つ以上の永久磁石２１(図２参照)に対向するように、コア１１を配置している。
１次側の固定子のコア１１に巻いた巻線１２に電流を印加することで、コア１１を通る磁界を発生させる。そして、1次側の磁極と2次側の磁極との吸引力と反発力とにより、2次側の可動子の永久磁石２１に、Z方向の力（推力）を発生させる。
【0019】
図２に示すように、第１実施形態の可動子１Ｋは、永久磁石２１を２個有している。各１個の永久磁石２１の一方の磁極は、Y方向に向かってN極(磁極)となり、他方の磁極はY方向に向かってS極(磁極)となるように構成されている。
リニアモータ１の推力は、可動子１Ｋの永久磁石２１と固定子１Ｆのコア１１との対向する面積に応じて推力が変化する。そこで、推力を大きくするためには、可動子１Ｋの永久磁石２１と、固定子１Ｆのコア１１とが対向する面積を大きくするのが効果的である。
リニアモータ１の推力は、可動子１Ｋの永久磁石２１と固定子１Ｆのコア１１との対向する面積に応じて推力が変化する。そこで、推力を大きくするためには、可動子１Ｋの永久磁石２１と、固定子１Ｆのコア１１とが対向する面積を大きくするのが効果的である。
【0020】
これは、永久磁石２１の磁極面（NまたはSの面）と、コア１１の対向面積でリニアモータ内の推力に影響のある磁束量(＝磁極面の磁束密度×対向面積)が決まるためである。永久磁石２１の厚さ一定で、この対向面積を大きくすると、永久磁石２１が扁平になる。そこで、面積に応じて永久磁石２１を厚くすることで可動子１Ｋの強度が増し、撓みが発生しにくくなる。つまり、可動子１Ｋを構成する永久磁石２１と永久磁石保持部材２２とを厚くすることで高強度な可動子を構成できる。
【0021】
しかし、可動子１Ｋの永久磁石２１が厚くなっても、永久磁石２１と固定子１Ｆのコア１１とが対向する面積は大きくならないため、推力の増加は相対的に小さい。これは、永久磁石２１が厚くなることで、永久磁石２１の有する磁気エネルギーは大きくなるが、厚くなった分、永久磁石２１を挟み込んだコア１１の間隔が増大し、磁気抵抗が増すことにより推力の増加分が相殺されてしまう。つまり、永久磁石２１の厚みは推力にほぼ寄与しない。
【0022】
したがって、永久磁石２１の厚みは、その他の制約条件（例えば、ネオジムなどの希土類磁石の場合、耐熱性や薄肉加工の制約がある）を考慮したうえで、できるだけ薄くすることで永久磁石２１の使用量を削減できる。つまり、後記するように、可動子１Ｋの断面二次モーメントを大きくする手法を用いることで、平板状の永久磁石２１の表面積を大きくとり、かつ、剛性の高いリニアモータ１を提供できる。同様の効果が得られれば、永久磁石２１や永久磁石保持部材２２の形状は平板状やH断面形状に限定されるものではない。
【0023】
図３Ａ、図３Ｂに、本発明のリニアモータ１の1例の構造例を示す。図３Ａに、図１のリニアモータ１を模式的にＸＹ断面で切断した図を示す。
図３Ａの構成例ではコア１１は、図３Ａの上下方向（Ｙ方向）に２分割されている。各コア１１はＥ字形状をしており、コア１１を向かい合わせた形状をしている。それぞれのコア１１の中央部に巻線１２が巻回され、永久磁石２１を上方と下方とから、挟み込むように配置される。巻線１２で生じた磁束や、永久磁石２１の磁束は、コア１１の延在方向に沿って∞のように流れ、上側のコアから両脇のコアを経て下側のコアへループを構成する。
図３Ａの構成例ではコア１１は、図３Ａの上下方向（Ｙ方向）に２分割されている。各コア１１はＥ字形状をしており、コア１１を向かい合わせた形状をしている。それぞれのコア１１の中央部に巻線１２が巻回され、永久磁石２１を上方と下方とから、挟み込むように配置される。巻線１２で生じた磁束や、永久磁石２１の磁束は、コア１１の延在方向に沿って∞のように流れ、上側のコアから両脇のコアを経て下側のコアへループを構成する。
【0024】
また、可動子１Ｋの永久磁石保持部材２２は、ＸＹ断面においてＨ字形状(図３Ａ参照)をしている。これにより、永久磁石保持部材２２のＹ方向の長さを長くしてＸＹ断面の断面2次モーメントを大きくしている。
ＸＹ断面のＨ字形状の永久磁石保持部材２２のＸＹ断面の中央部の薄いところに永久磁石２１が配置されている。これにより、永久磁石２１が薄く、また、コア１１との対向面積を大きくできるように構成されている。
ＸＹ断面のＨ字形状の永久磁石保持部材２２のＸＹ断面の中央部の薄いところに永久磁石２１が配置されている。これにより、永久磁石２１が薄く、また、コア１１との対向面積を大きくできるように構成されている。
【0025】
そのため、可動子１Ｋの永久磁石保持部材２２の剛性が低下せずに永久磁石２１を薄くし、使用量を削減しつつ、推力を確保できる。
図３Ｂに、図１のリニアモータ１を模式的にＹＺ断面で切断した図を示す。
永久磁石２１は、永久磁石保持部材２２に周囲を結合されている。そして、永久磁石保持部材２２の長手方向の各端部に十字形状の連結部材２３ａ、２３ｂがそれぞれ結合されている。
図３Ｂに、図１のリニアモータ１を模式的にＹＺ断面で切断した図を示す。
永久磁石２１は、永久磁石保持部材２２に周囲を結合されている。そして、永久磁石保持部材２２の長手方向の各端部に十字形状の連結部材２３ａ、２３ｂがそれぞれ結合されている。
【0026】
また、連結部材２３ａと連結部材２３ｂの上部に円柱状のガイドシャフト２４ａが設置され、その下部に円柱状のガイドシャフト２４ｂが、上下方向に２本設置されている。これにより、図３Ｂに示すように、可動子１ＫのＹＺ断面は日の字形状になる。これにより、永久磁石保持部材２２が下方向に撓んだ場合、上方向に撓んだ場合の変形を、十字状の連結部材２３ａ、２３ｂと円柱状のガイドシャフト２４ａ、２４ｂとで抑制できる。さらに、可動子１Ｋの進行方向の両端に連結部材２３ａ、２３ｂを連結することで、可動子１Ｋの進行方向断面の構造が閉じた形になり、さらに剛性が向上する。
【0027】
また、ガイドシャフト２４は可動子１Ｋと固定子１Ｆとが相対的に移動できれば、円柱状の形状に限定されるものではない。さらに、ガイドシャフト２４ａ、２４ｂは、永久磁石保持部材２２から、離れたＹ方向の位置（Ｙ方向または-Ｙ方向）に設置することにより、可動子１Ｋ全体の断面二次モーメントを大きくできる利点もある。また、コア１１とガイドシャフト２４の間に、摩耗や劣化を低減するためブッシュ（図示しない）を設置することも可能である。
【0028】
上記構成によれば、電磁サスペンション１００の推進方向以外の応力によって発生する固定子１Ｆと可動子１Ｋのギャップ長の変化を抑制し、剛性が高く、制振ロバスト性の高い電磁サスペンション１００を提供できる。
【0029】
［第２実施形態］
図４に、第２実施形態に係る洗濯機Ｗの斜視図を示す。図５に、第２実施形態に係る洗濯機Ｗの縦断面図を示す。
本発明を実施するための第２実施形態について、図４、図５を参照しながら詳細に説明する。
図４に、第２実施形態に係る洗濯機Ｗの斜視図を示す。図５に、第２実施形態に係る洗濯機Ｗの縦断面図を示す。
本発明を実施するための第２実施形態について、図４、図５を参照しながら詳細に説明する。
【0030】
〈第２実施形態の構成〉
第２実施形態は、第１実施形態のリニアモータ１を搭載した電磁サスペンション１００を搭載した洗濯機Ｗの構成例である。
第２実施形態は、第１実施形態のリニアモータ１を搭載した電磁サスペンション１００を搭載した洗濯機Ｗの構成例である。
【0031】
図４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３１０と、筐体３２０と、ドア３３０と、操作・表示パネル３４０と、排水ホースＨとを、備えている。洗濯機Ｗの内部には、外槽３７０と、外槽３７０を支持する一対の電磁サスペンション１００Ｌ，１００Ｒとを備えている。電磁サスペンション１００Ｌ，１００Ｒは、それぞれ第１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。
【0032】
洗濯機Ｗの筐体３２０は、左右の側板３２０ａ，３２０ａと、前面カバー３２０ｂと、背面カバー３２０ｃ（図５参照）と、上面カバー３２０ｄとを、備えている。ベース３１０は、筐体３２０を支持するものである。前面カバー３２０ｂ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５参照）が形成されている。ドア３３０は、投入口ｈ１に設けられる開閉可能な蓋である。
【0033】
洗濯機Ｗは、前述した構成の他に、洗濯槽３５０と、リフタ３６０とを備えている。リフタ３６０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３５０の内周壁に設置されている。
洗濯槽３５０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３５０は、外槽３７０に内包され、外槽３７０と同軸上に回転自在に軸支されている。洗濯槽３５０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。図５に示すように、洗濯槽３５０の開口ｈ２は、外槽３７０の開口ｈ３とともに、閉状態のドア３３０に臨んでいる。
洗濯槽３５０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３５０は、外槽３７０に内包され、外槽３７０と同軸上に回転自在に軸支されている。洗濯槽３５０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。図５に示すように、洗濯槽３５０の開口ｈ２は、外槽３７０の開口ｈ３とともに、閉状態のドア３３０に臨んでいる。
【0034】
なお、図５に示す例において洗濯槽３５０の回転中心軸は、開口ｈ２の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ない。すなわち、洗濯槽３５０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。外槽３７０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５に示すように、外槽３７０は、洗濯槽３５０を内包している。
【0035】
また、図４に示したように、外槽３７０の左右には、電磁サスペンション１００Ｌ，１００Ｒが配置されている。また、外槽３７０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３７０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。
洗濯機Ｗは、洗濯槽３５０を回転させる駆動機構３８０と、洗濯槽３５０に温風を送り込む送風ユニット３９０と、を備えている。
洗濯機Ｗは、洗濯槽３５０を回転させる駆動機構３８０と、洗濯槽３５０に温風を送り込む送風ユニット３９０と、を備えている。
【0036】
駆動機構３８０は、外槽３７０の底壁の外側に設置されている。駆動機構３８０が備えるモータの回転軸は、外槽３７０の底壁を貫通して、洗濯槽３５０の底壁に連結されている。
送風ユニット３９０は、洗濯槽３５０の上側に配置されている。送風ユニット３９０は、ヒータおよびファンを備えている。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３５０に送り込まれる。これによって、水を含んだ衣類が、洗濯槽３５０内で徐々に乾燥する。
送風ユニット３９０は、洗濯槽３５０の上側に配置されている。送風ユニット３９０は、ヒータおよびファンを備えている。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３５０に送り込まれる。これによって、水を含んだ衣類が、洗濯槽３５０内で徐々に乾燥する。
【0037】
上記構成の洗濯機Ｗは、第１実施形態のリニアモータ１を備えている。そして、リニアモータ１の可動子１Ｋの一端、または固定子１Ｆの一端は、振動を抑制する対象である制振対象物に結合される。
【0038】
そこで、図４、図５では可動子１Ｋの一端を制振対象物に結合している。上述の如く、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４、図５の例において制振対象物は、洗濯槽３５０内の洗濯物の偏りにより振動する外槽３７０である。固定子１Ｆの一端は洗濯機Ｗの支持部材であるベース３１０に結合されている。当然ながら、電磁サスペンション１００を上下逆さまに配置し、固定子１Ｆの一端を外槽３７０（図４参照）に結合し、可動子１Ｋの一端をベース３１０に結合してもよい。
【0039】
洗濯機の外槽３７０がｚ軸方向(鉛直方向)に振動すると、それに伴って可動子１Ｋがｚ軸方向(鉛直方向)に沿って往復し、可動子１Ｋと固定子１Ｆとの相対的な位置関係が変化する。
【0040】
ここで、洗濯槽３５０内の洗濯物の偏りによる外槽３７０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５に示す駆動機構３８０によって洗濯槽３５０が低速回転し、洗濯槽３５０の底に溜まった衣類をリフタ３６０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３５０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。
【0041】
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３５０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３５０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３７０に伝播する。
【0042】
第２実施形態の洗濯機Ｗによれば、振動の仕方が時々刻々と変化する外槽３７０を電磁サスペンション１００としてのリニアモータ１で支持するので、振動の仕方に応じて制振特性を変えることができる。
【0043】
また、外槽３７０は様々な方向に振動するが、リニアモータ１は、十字状の連結部材２３ａ、２３ｂと円柱状のガイドシャフト２４ａ、２４ｂにより、ＸＹＺ軸方向に強度が高いので、洗濯機Ｗの耐久性および機械的信頼性が向上する。
したがって、剛性が高く、制振ロバスト性の高い洗濯機Ｗを提供できる。
したがって、剛性が高く、制振ロバスト性の高い洗濯機Ｗを提供できる。
【0044】
［第３実施形態］
〈第３実施形態の構成〉
図６に、第３実施形態のリニアモータ１Ａの十字状の連結部材２３の左右方向（X方向）と上下方向（Y方向）にそれぞれ２つのガイド２４ａ、２４ｂを設けた構成例を示す。図７に、第３実施形態のリニアモータ１Ａの可動子１Ｋ１の一例を示す。
第３実施形態のリニアモータ１Ａは、永久磁石２１および永久磁石保持部材２２のリニアモータ１の中心からX方向の左右外側に２本のガイド２４ａを設け、永久磁石２１および永久磁石保持部材２２のリニアモータ１の中心からY方向の上下側に２本のガイド２４ｂを設けたものである。
〈第３実施形態の構成〉
図６に、第３実施形態のリニアモータ１Ａの十字状の連結部材２３の左右方向（X方向）と上下方向（Y方向）にそれぞれ２つのガイド２４ａ、２４ｂを設けた構成例を示す。図７に、第３実施形態のリニアモータ１Ａの可動子１Ｋ１の一例を示す。
第３実施形態のリニアモータ１Ａは、永久磁石２１および永久磁石保持部材２２のリニアモータ１の中心からX方向の左右外側に２本のガイド２４ａを設け、永久磁石２１および永久磁石保持部材２２のリニアモータ１の中心からY方向の上下側に２本のガイド２４ｂを設けたものである。
【0045】
その他の第１実施形態、第２実施形態と同様の符号を付与した部材の機能は同一であり、説明は省略する。
このように、可動子１Ｋ１の外周に複数本のガイド２４ａ、２４ｂを設けることで、多方向の応力に対して可動子１Ｋの変形を抑制できる。電磁サスペンション１００に加わる応力はX方向またはY方向単独で発生することは少なく、応力はX方向および／ないしY方向（またはZ方向）の合成で生じ、可動子１Ｋ１(図７参照)の変形はXYZそれぞれに発生する場合がある。
このように、可動子１Ｋ１の外周に複数本のガイド２４ａ、２４ｂを設けることで、多方向の応力に対して可動子１Ｋの変形を抑制できる。電磁サスペンション１００に加わる応力はX方向またはY方向単独で発生することは少なく、応力はX方向および／ないしY方向（またはZ方向）の合成で生じ、可動子１Ｋ１(図７参照)の変形はXYZそれぞれに発生する場合がある。
【0046】
このような場合に対して、可動子１Ｋ１の外周に複数本のガイド２４ａ、２４ｂを設けることで、多様な変形を抑制でき、剛性を高くすることが可能である。
また、電磁サスペンション１００にはねじれ、各ＸＹＺ軸周りの回転力が生じる場合があるが、これらに対する変形も本第３実施形態の構成により抑制が可能である。
４本のガイド２４ａ、２４ｂは、可動子１Ｋ１の中心（Z軸）からほぼ等距離に配置されている。各ガイド２４ｂ、２４ｂは変形が発生する軸周りから同等の位置に配置することで多方向からの振動や応力に対する変形をバランスよく抑制することが可能であり、制振ロバスト性が向上する利点がある。
また、電磁サスペンション１００にはねじれ、各ＸＹＺ軸周りの回転力が生じる場合があるが、これらに対する変形も本第３実施形態の構成により抑制が可能である。
４本のガイド２４ａ、２４ｂは、可動子１Ｋ１の中心（Z軸）からほぼ等距離に配置されている。各ガイド２４ｂ、２４ｂは変形が発生する軸周りから同等の位置に配置することで多方向からの振動や応力に対する変形をバランスよく抑制することが可能であり、制振ロバスト性が向上する利点がある。
【0047】
［第４実施形態］
〈第４実施形態の構成〉
図８に、リニアモータ１の可動子１Ｋ１の中央部に撓みが生じた場合の各部の変形方向を示す。
例えば、永久磁石２１とコア１１の吸引力や外部からの外力により可動子１Ｋの中央部に変形が発生したとすると、可動子１Ｋの両端の連結部材２３は中央部に寄るようにリニアモータ１の内部側への変形(図８の二点鎖線)が生じる。つまり、可動子１Ｋの中央部に外力が加わると、連結部材２３にも曲げ応力が発生し、連結部材２３の中央部が内部側に変形する撓みが生じる。
〈第４実施形態の構成〉
図８に、リニアモータ１の可動子１Ｋ１の中央部に撓みが生じた場合の各部の変形方向を示す。
例えば、永久磁石２１とコア１１の吸引力や外部からの外力により可動子１Ｋの中央部に変形が発生したとすると、可動子１Ｋの両端の連結部材２３は中央部に寄るようにリニアモータ１の内部側への変形(図８の二点鎖線)が生じる。つまり、可動子１Ｋの中央部に外力が加わると、連結部材２３にも曲げ応力が発生し、連結部材２３の中央部が内部側に変形する撓みが生じる。
【0048】
図９Ａに、第４実施形態の連結部材２３Ａに生じる撓みを抑制する一例のリニアモータ１Ｃを示す。図９Ａは第４実施形態の連結部材２３Ａの断面を十字状にした場合のリニアモータ１Ｃの例を示す。図９Ｂは、可動子１Ｋ２の上側を模式的に切断した図であり、図９Ｂはその可動子１Ｋ２のみの一例である。
【0049】
図９Ａに示すように、連結部材２３Ａの断面を十字状にすることでＸ軸周りおよびＺ軸周りの断面二次モーメントが増加する。そのため、図９Ａのリニアモータ１Ｃの場合は、X方向、Y方向の変形に対して剛性を特に高くすることができる。可動子１Ｋ２の中央の板状の部分に生じた撓みや、可動子１Ｋ２全体に生じるねじれなどを抑制することが可能となり、制振ロバスト性の高い電磁サスペンションが構成できる。
【0050】
図１０Ａに、第４実施形態の連結部材２３Ｂの断面をH字状にした場合のリニアモータ１Ｄを示す。図１０Ａはリニアモータ１Ｄの可動子１Ｋ３の上側を模式的に切り取った図であり、図１０Ｂはリニアモータ１Ｄの可動子１Ｋ３の一例である。
【0051】
図１０Ａに示すように、連結部材２３Ｂの断面をH字状にすることで、XY方向やXZ方向、YZ方向など斜めの応力が働いた場合に、その変形抑制効果が大きい。
図１１Ａに、第４実施形態の連結部材２３Ｃの断面を半円状にした場合のリニアモータ１Ｅの例を示す。図１１Ａは可動子１Ｋ４の上側を模式的に切断した図であり、図１１Ｂはリニアモータ１Ｅの可動子１Ｋ４の一例を示す。
図１１Ａに、第４実施形態の連結部材２３Ｃの断面を半円状にした場合のリニアモータ１Ｅの例を示す。図１１Ａは可動子１Ｋ４の上側を模式的に切断した図であり、図１１Ｂはリニアモータ１Ｅの可動子１Ｋ４の一例を示す。
【0052】
図１１Ｂに示すように、連結部材１Ｋ４の横断面を半円状にすることで、X方向、Y方向の変形や、XZ方向、YZ方向など斜め方向に対しても、X方向、Y方向と同程度の撓みや変形の抑制効果が得られる。そのため、電磁サスペンションにおけるある限定された方向の撓みや変形が大きいといった弱点を回避または抑制できる。
なお、連結部材１Ｋ４の横断面は、半円でなくても円弧状でも同様の効果が得られれば半円状に限定されるものではない。例えば、連結部材１Ｋ４の横断面形状の一部または全部に曲率をもった形状としてもよい。この構成によっても、X方向、Y方向の変形や、XZ方向、YZ方向など斜め方向に対しても、X方向、Y方向と同程度の撓みや変形の抑制効果が得られる。
なお、連結部材１Ｋ４の横断面は、半円でなくても円弧状でも同様の効果が得られれば半円状に限定されるものではない。例えば、連結部材１Ｋ４の横断面形状の一部または全部に曲率をもった形状としてもよい。この構成によっても、X方向、Y方向の変形や、XZ方向、YZ方向など斜め方向に対しても、X方向、Y方向と同程度の撓みや変形の抑制効果が得られる。
【0053】
［第５実施形態］
〈第５実施形態の構成〉
本発明の第５実施形態について図１３を用いて説明する。図１２Ａ、１２Ｂに、第５実施形態のリニアモータ１Ｊの模式図を示す。図１２Ａに、第５実施形態のリニアモータ１Ｊを模式的にXY断面で切断した図を示す。図１２Ｂに、第５実施形態のコア１１の左右方向の中央部（１点鎖線）上の上下にガイドシャフト２４ｃを配置した図を示す。
〈第５実施形態の構成〉
本発明の第５実施形態について図１３を用いて説明する。図１２Ａ、１２Ｂに、第５実施形態のリニアモータ１Ｊの模式図を示す。図１２Ａに、第５実施形態のリニアモータ１Ｊを模式的にXY断面で切断した図を示す。図１２Ｂに、第５実施形態のコア１１の左右方向の中央部（１点鎖線）上の上下にガイドシャフト２４ｃを配置した図を示す。
【0054】
第５実施形態のリニアモータ１Ｊは、磁束にできるだけ影響しない箇所にガイドシャフト２４ｃを設けた構成である。
図１２Ａに示すリニアモータ１Ｊのコア１１には、上側のコア１１に生じる磁束の流れを矢印で示している。磁束はコア１１の中央部(矢印α１１)からコア１１の脇の部分を流れ(矢印α１２)、コア１１の下部へ向かう(矢印α１３)。
図１２Ａに示すリニアモータ１Ｊのコア１１には、上側のコア１１に生じる磁束の流れを矢印で示している。磁束はコア１１の中央部(矢印α１１)からコア１１の脇の部分を流れ(矢印α１２)、コア１１の下部へ向かう(矢印α１３)。
【0055】
ガイドシャフト２４ｃを設置する場所は、磁束が分流する領域であり、謂わば川の中州のように磁束密度が減少する領域である。図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、コア１１の中心線上の上下の磁束が分流する範囲であり、磁束密度が低下する領域に、ガイドシャフト２４ｃを設ける。このガイドシャフト２４ｃの配置により、磁束密度の低下や磁気回路への悪影響を低減できる。コア１１の横方向の中央部にガイドシャフト２４ｃの中心を配置することで、最も磁束密度の低下や磁気回路への悪影響の低減効果を高められる。
【0056】
図１２Ｂに示すように、コア１１の永久磁石２１に対向する部分のX方向の領域Wｍに、ガイドシャフト２４のX方向の中心が入ることで、ガイドシャフト２４を設けたことによる磁気回路への影響を小さくできる。
【0057】
図１３Ａ、１３Ｂに、図１２Ａ、１２Ｂのガイドシャフト２４ｃの配置を示す実施例の一例のリニアモータ１Ｇを示す。図１３Ａに、リニアモータ１Ｇのガイドシャフト２４ｃをコア１１の永久磁石２１に近い側に埋め込んだ例を示す。図１３Ｂに、リニアモータ１Ｇの磁束の流れを模式的に示す。
【0058】
図１３Ｂに示すように、リニアモータ１Ｇの磁束の分流点では磁束密度が低下するため、コア１１の扁平形状の永久磁石２１に近い側にガイドシャフト２４ｃを設けることが可能である。
これにより、リニアモータ１Ｇにガイドシャフト２４ｃを設けても、リニアモータ１Ｇの高さ方向（Y方向）の寸法を大きくしないで済む利点がある。
また、図１３Ｂに示すように、コア１１に焼き入れした筒状のブッシュ２６を圧入し、ブッシュ２６の内側にガイドシャフト２４ｃを貫通させた構造になっている。これにより、ガイドシャフト２４ｃなどの可動子１Ｋ５と、コア１１などの固定子１Ｆ５との位置関係の精度が高まり、ガイドシャフト２４ｃの位置がずれたことによる応力を抑制できる利点がある。これにより、リニアモータ１Ｇの制振ロバスト性が向上する。
これにより、リニアモータ１Ｇにガイドシャフト２４ｃを設けても、リニアモータ１Ｇの高さ方向（Y方向）の寸法を大きくしないで済む利点がある。
また、図１３Ｂに示すように、コア１１に焼き入れした筒状のブッシュ２６を圧入し、ブッシュ２６の内側にガイドシャフト２４ｃを貫通させた構造になっている。これにより、ガイドシャフト２４ｃなどの可動子１Ｋ５と、コア１１などの固定子１Ｆ５との位置関係の精度が高まり、ガイドシャフト２４ｃの位置がずれたことによる応力を抑制できる利点がある。これにより、リニアモータ１Ｇの制振ロバスト性が向上する。
【0059】
［第６実施形態］
〈第６実施形態の構成〉
図１４Ａ、図１４Ｂに、第６実施形態のリニアモータ１Ｈの模式図を示す。図１４Ａに、第６実施形態のリニアモータ１Ｈの１例を示し、リニアモータ１Ｈを模式的にYZ断面で切断した図を示す。図１４Ｂに、第６実施形態のリニアモータ１Ｈを模式的にYZ断面で切断した図を示す。
〈第６実施形態の構成〉
図１４Ａ、図１４Ｂに、第６実施形態のリニアモータ１Ｈの模式図を示す。図１４Ａに、第６実施形態のリニアモータ１Ｈの１例を示し、リニアモータ１Ｈを模式的にYZ断面で切断した図を示す。図１４Ｂに、第６実施形態のリニアモータ１Ｈを模式的にYZ断面で切断した図を示す。
【0060】
第６実施形態は、基本的な構成は第１実施形態乃至第６実施形態と同様であり、図１４Ｂに示すように、筒状のブッシュ２６を１つのガイドシャフト２４に対して、２つコア１１に挿入している。なお、ブッシュ２６は下記の所定の機能を果たせれば、筒状でなくともよい。
【0061】
第６実施形態のリニアモータ１Ｈは、ブッシュ２６をコア１１のZ軸方向の外側であるコア１１の表面側の端部に配置する。これにより、２つのブッシュ２６間のZ軸方向の距離をとることが可能になる。また、ガイドシャフト２４がZ軸方向に円滑なスライド動作ができる。また、コア１１によるガイドシャフト２４の支持点間隔が広がり曲げや撓みの抑制効果が高まる。
【0062】
さらに、コア１１のZ方向両端面はコア１１が無くなることによる磁気抵抗の増加や端部の漏れ磁束によりコア１１内部に磁束のアンバランスが生じる。一般に焼き入れ材は、少なからず磁性を有している場合が多い。そこで、ブッシュ２６に焼き入れ材が用いられている。ブッシュ２６をコア１１のZ軸方向の外側（コア１１の表面側）に配置することで、コア１１内部に発生する磁束のアンバランスを抑制することが可能となる。したがって、リニアモータ１Ｈの性能を改善できる利点がある。
【0063】
［その他の実施形態］
１．前記実施形態では、洗濯機に電磁サスペンション１００のリニアモータ１～１Ｈを適用した場合を説明したが、洗濯機以外の冷蔵庫、エアコン、ロボット掃除機等の洗濯機以外の任意の家電機器に適用してもよい。任意の家電機器に電磁サスペンション１００のリニアモータ１～１Ｈを適用することで、第１～６実施形態で説明した効果が得られる。
１．前記実施形態では、洗濯機に電磁サスペンション１００のリニアモータ１～１Ｈを適用した場合を説明したが、洗濯機以外の冷蔵庫、エアコン、ロボット掃除機等の洗濯機以外の任意の家電機器に適用してもよい。任意の家電機器に電磁サスペンション１００のリニアモータ１～１Ｈを適用することで、第１～６実施形態で説明した効果が得られる。
【0064】
２．前記実施形態で説明した構成は、本発明の一例であり、特許請求の範囲で記載した範囲内でその他の様々な形態が可能である。
【符号の説明】
【0065】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ リニアモータ(電磁サスペンション装置)
１Ｋ 電機子(固定子)
１１ コア
１２ 巻線
２１ 永久磁石
２２ 永久磁石保持部材(保持部材)
２３ 連結部材
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ ガイドシャフト(ガイド)
２６ ブッシュ
１００、１００R、１００L 電磁サスペンション(電磁サスペンション装置)
W 洗濯機(家電機器)
Wｍ 領域
１Ｋ 電機子(固定子)
１１ コア
１２ 巻線
２１ 永久磁石
２２ 永久磁石保持部材(保持部材)
２３ 連結部材
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ ガイドシャフト(ガイド)
２６ ブッシュ
１００、１００R、１００L 電磁サスペンション(電磁サスペンション装置)
W 洗濯機(家電機器)
Wｍ 領域
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】