JP2013128636A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯機において、減速の制限がなく小型化した減速機構を内部に有した電動機を搭載し、静音を実現した洗濯機を実現する。
【解決手段】回転ドラム２２が一端に固定され、他端に従動プーリ２８が固定された回転軸２７と、電動機２５の回転を従動プーリ２８に伝達するベルト２６とを備え、電動機２５は、固定子鉄心３１ａに固定子巻線３２を巻装した固定子３１と、固定子３１の両側のブラケットに配設された第１の軸受３５及び第２の軸受３８と、第１の軸受３５を介して回転自在に保持された第１のシャフト３６と、中心に有した孔３７ａに第１のシャフト３６が挿入された回転子３７と、第２の軸受３８を介して回転自在に保持された第２のシャフト３９と、第２のシャフト３９に固定された電動機プーリ２９と、第１のシャフト３６と第２のシャフト３９とを接続する減速機構４０とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は減速機構を有する電動機を搭載した洗濯機に関するものである。

従来、洗濯機は低速高トルクの洗い工程と、高速低トルクの脱水工程を一つの電動機で駆動するため、縦型洗濯機のように洗いと脱水を同じ駆動点で動作するように減速機構を構成し、減速機構をプーリの減速と、メカケース内部のギア減速により構成するか、ドラム式洗濯機のように、減速機構をプーリ減速のみで構成していた。（例えば、特許文献１参照）。

図４は一般的な全自動縦型洗濯機を示したもので、以下その構成について説明する。全自動縦型洗濯機の外層１の外底部には基板２が固着され、この基板２には電動機３、減速機構部４を配設して、基板２の外縁部から洗濯機の外枠５の内部角隅より上下に球面を有するロッド６により外槽１を懸架している。電動機３には電動機プーリ１３が、減速機構部４には従動プーリ１４が設けられていて、それらのプーリの間にはベルト９がかけられている。７は洗濯槽であり脱水槽も兼ねていて外槽１に回転自在に内設され、この洗濯槽７の下部内方には攪拌翼８が脱水槽１１に内包された回転軸１０を介して回転自在に設けている。この攪拌翼８には下面にボス部８ａと環状リブ８ｂが形設されている。

以上のように構成された全自動縦型洗濯機について、その動作を以下に説明する。一般的に、電動機プーリ１３の径は、従動プーリ１４の径よりも小さく設計されているため、電動機３の回転力は電動機プーリ１３と従動プーリ１４にかけられたベルト９を介して減速されて減速機構部４へと伝達され、この減速機構部４は洗濯、脱水の切換クラッチを内蔵していて、出力は回転軸１０により攪拌翼８を減速して低速回転駆動させ洗濯を行うことができ、脱水軸１１に出力が伝わると洗濯槽７を高速回転駆動させて脱水を行うことができる。

実開平６−５５５８９号公報

しかしながら、このような従来の洗濯機では、洗濯槽の軸と電動機の軸との距離は、洗濯槽の径により制限があるためプーリによる減速には制限がある。また、電動機の軸トルクよりも洗濯槽の軸トルクが大きくなるよう設計するのが一般的のため、メカケースの耐久性を確保するために、ギアを大きく設計する必要がある。更には、減速機構が脱水槽に接しているため、減速機構の騒音が脱水槽に伝達し、洗濯機として大きな騒音が発生する。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、洗濯機において、減速比の制限がなく、省スペースで減速することが出来る電動機を搭載し、静音を実現した洗濯機を提供することを目的としている。

本発明は上記目的を達成するために、筐体と、洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容する水槽と、前記水槽の外部に固定した電動機と、洗濯工程の制御および
前記電動機の回転を制御する制御手段と、前記水槽に回転自在に支持され、前記回転ドラムが一端に固定され、他端に従動プーリが固定された回転軸と、前記電動機の回転を前記従動プーリに伝達するベルトとを備え、前記電動機は、外郭を形成するブラケットと、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子と、前記固定子の両側の前記ブラケットに配設された第１の軸受及び第２の軸受と、前記第１の軸受を介して回転自在に保持された第１のシャフトと、中心に有した孔に前記第１のシャフトが挿入された回転子と、前記第２の軸受を介して回転自在に保持された第２のシャフトと、前記第２のシャフトに固定された電動機プーリと、前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとを接続する減速機構とを有する構成とした洗濯機である。

これにより、電動機の内部に減速機構が配置され、洗濯槽の軸と電動機の軸との距離により減速が制限されず、洗濯槽のトルクよりも電動機のトルクが小さいために、減速機構の小型設計ができるとともに、騒音の発生を防止したものである。

本発明の洗濯機は、減速の制限がなく小型化した減速機構を内部に有した電動機を搭載、静音を実現した洗濯機を実現することができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の側断面図 同洗濯機の電動機の断面図 同洗濯機の電動機の減速機構の分解斜視図 従来の洗濯機の側断面図

第１の発明は、筐体と、洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容する水槽と、前記水槽の外部に固定した電動機と、洗濯工程の制御および前記電動機の回転を制御する制御手段と、前記水槽に回転自在に支持され、前記回転ドラムが一端に固定され、他端に従動プーリが固定された回転軸と、前記電動機の回転を前記従動プーリに伝達するベルトとを備え、前記電動機は、外郭を構成するブラケットと、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子と、前記固定子の両側の前記ブラケットに配設された第１の軸受及び第２の軸受と、前記第１の軸受を介して回転自在に保持された第１のシャフトと、中心に有した孔に前記第１のシャフトが挿入された回転子と、前記第２の軸受を介して回転自在に保持された第２のシャフトと、前記第２のシャフトに固定された電動機プーリと、前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとを接続する減速機構とを有する構成とした洗濯機である。

この構成により、電動機の内部に減速機構が配置され、回転ドラムの回転軸と電動機の回転軸（シャフト）との距離により減速機構の構成が制限されて、減速そのものが制限されるようなことがなく、回転ドラムのトルクよりも電動機のトルクが小さいために、減速機構の小型設計が可能な電動機を搭載することができるとともに、減速機構と水槽が接しないため、騒音の発生を防止して静音を実現した洗濯機を提供することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、減速機構は、遊星歯車減速機構で構成され、前記遊星歯車減速機構のサンギアは第１のシャフトに接続され、ブラケットに固定されたリングギアと、前記リングギア及び前記サンギアに噛み合うようにプラネットギアを配置し、前記プラネットギアに接続されたキャリアは第２のシャフトに接続される構成としたことにより、減速機構を小型に構成することができ、電動機の内部に減速機構を配置することができる。

第３の発明は、上記第１及び第２の発明において、回転子は、第１のシャフトの径よりも大きい穴を途中まで有し、前記穴の内部に減速機構が配置された構成としたことにより、電動機を小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における洗濯機の側断面図、図２は同洗濯機の電動機の断面図、図３は同洗濯機の電動機の減速機構の分解斜視図である。図１、図２および図３において、洗濯機は、筐体２１の内部に、洗濯物を投入する回転ドラム２２と、回転ドラム２２を収容しかつ筐体２１から弾性支持機構２３により支持された水槽２４とを備える。水槽２４の外底部には、緩衝材（図示せず）を介して固定した電動機２５を有し、洗浄工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程などの一連の洗濯工程の制御、および電動機２５の回転を制御する制御手段２０を筐体２１の前面上部に備える。水槽２４の背面中央には、水槽２４に回転自在に支持され、回転ドラム２２が一端に固定され、他端に従動プーリ２８が固定された回転軸２７を備え、電動機２５の回転を従動プーリ２８に伝達するベルト２６を備えている。

電動機２５は、固定子鉄心３１ａに固定子巻線３２を巻装した固定子３１と、固定子３１に締結されて外郭を形成する第１のブラケット３３と、第１のブラケットと反対側に配置され固定子３１に締結されて外郭を形成する第２のブラケット３４とを有する。また、第１のブラケット３３に内包された第１の軸受３５と、第１の軸受３５を介して回転自在に保持された第１のシャフト３６と、中心に有した孔に第１のシャフト３６が挿入された回転子３７と、第２のブラケット３４に内包された第２の軸受３８と、第２の軸受３８を介して回転自在に保持された第２のシャフト３９と、第２のシャフト３９に固定された電動機プーリ２９とを有し、第２のシャフト３９は第１のシャフト３６と減速機構４０を介して接続されている。

減速機構４０は、遊星歯車減速機構で構成されており、サンギア４１は第１のシャフト３６に接続され、第２のブラケット３４に固定されたリングギア４２と、リングギア４２及びサンギア４１に噛み合うように３個のプラネットギア４３を配置し、プラネットギア４３に接続されたキャリア４４に第２のシャフト３９が固定されている。

以上のように構成された洗濯機について、その動作、作用を説明する。回転ドラム２２内に投入された衣類を洗濯するために、洗浄工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程などの一連の工程を制御手段２０が制御し、各工程に応じて電動機２５の回転を制御する。回転制御とは、電動機２５の固定子巻線３２に電流を流し、発生した磁場の変動により回転子３７が回転駆動されるものである。

この時、回転子３７は第１のシャフト３６に固定されているため、回転子３７の回転と一体になって第１のシャフト３６も回転する。これにより第１のシャフト３６に締結されているサンギア４１が回転する。リングギア４２は第２のブラケット３４に固定されているので、プラネットギア４３はサンギア４１及びリングギア４２の両方に噛み合った状態で自転しながら、サンギア４１を中心にして公転運動を行う。この公転運動と一体に回転するように構成されるキャリア４４は、サンギア４１よりも減速した状態で回転する。このキャリア４４に固定された第２のシャフト３９は、回転子３７及び第１のシャフト３６よりも減速した状態で回転することになる。

ここで、仮にサンギア４１の歯数をＺａ、プラネットギア４３の歯数をＺｂ、リングギ
ア４２の歯数をＺｃとし、リングギア４２を固定してサンギア４１を回転させた場合、サンギア４１の角速度に対して、プラネットギア４３の公転角速度及びキャリア４４の角速度はＺａ／（Ｚａ＋Ｚｃ）倍に変換される。それぞれの歯数を適切に設定することにより、キャリア４４及び第２のシャフト３９は、サンギア４１、回転子３７及び第１のシャフト３６よりも減速した状態で回転することになる。

以上の構成により、減速機構４０を小型に構成することができ、電動機２５の内部に配置することができる。すなわち、回転ドラム２２の回転軸２７と電動機２５の回転軸（第２のシャフト３９）との距離により減速機構の構成が制限されて、減速そのものが制限されるようなことがなく、回転ドラム２２のトルクよりも電動機２５のトルクが小さいために、減速機構４０を小型に設計でき、電動機２５の内部に搭載することができる。また、減速機構４０と水槽２４とが直接接触することがないため、騒音の発生を防止して静音を実現した洗濯機を提供することができる。

さらに図２において、回転子３７は、中心に孔３７ａを設けて第１のシャフト３６を焼きばめや圧入などにより固定している。回転子３７の第２の軸受け３８側に、さらに第１のシャフト３６の径より大きく、減速機構４０の外周が余裕をもって入り込める径を有する穴３７ｂを設けている。そして、上述した減速機構４０を穴３７ｂの内部に入り込むように構成している。

この構成により、減速機構４０を配設するためのスペースが削減され、電動機を小型化することができる。特に、シャフト長さ方向の大きさを小さくすることができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、減速の制限がなく小型化した減速機構を内部に有した電動機を搭載した洗濯機を設計することが可能となるので、電動機を有した洗濯機等として有用である。

２０ 制御手段
２１ 筐体
２２ 回転ドラム
２３ 弾性支持機構
２４ 水槽
２５ 電動機
２６ ベルト
２７ 回転軸
２８ 従動プーリ
２９ 電動機プーリ
３１ 固定子
３１ａ 固定子鉄心
３２ 固定子巻線
３３ 第１のブラケット
３４ 第２のブラケット
３５ 第１の軸受
３６ 第１のシャフト
３７ 回転子
３７ａ 孔
３７ｂ 穴
３８ 第２の軸受
３９ 第２のシャフト
４０ 減速機構
４１ サンギア
４２ リングギア
４３ プラネットギア
４４ キャリア

Claims (3)

1. 筐体と、洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容する水槽と、前記水槽の外部に固定した電動機と、洗濯工程の制御および前記電動機の回転を制御する制御手段と、前記水槽に回転自在に支持され、前記回転ドラムが一端に固定され、他端に従動プーリが固定された回転軸と、前記電動機の回転を前記従動プーリに伝達するベルトとを備え、前記電動機は、外郭を形成するブラケットと、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子と、前記固定子の両側の前記ブラケットに配設された第１の軸受及び第２の軸受と、前記第１の軸受を介して回転自在に保持された第１のシャフトと、中心に有した孔に前記第１のシャフトが挿入された回転子と、前記第２の軸受を介して回転自在に保持された第２のシャフトと、前記第２のシャフトに固定された電動機プーリと、前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとを接続する減速機構とを有する構成とした洗濯機。
2. 減速機構は、遊星歯車減速機構で構成され、前記遊星歯車減速機構のサンギアは第１のシャフトに接続され、ブラケットに固定されたリングギアと、前記リングギア及び前記サンギアに噛み合うようにプラネットギアを配置し、前記プラネットギアに接続されたキャリアは第２のシャフトに接続される構成とした請求項１に記載の洗濯機。
3. 回転子は、第１のシャフトの径よりも大きい穴を途中まで有し、前記穴の内部に減速機構が配置された構成とした請求項１または請求項２に記載の洗濯機。