JP2017038652A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】モータを効率よく活用するために変速機を導入するにあたり、変速機による騒音や異音の発生に善処した。
【解決手段】洗濯物を回転させる回転部８０に回転動力を入力する入力軸８０ｍと、正逆方向に回転して回転部８０の動力源となるモータ７２と、このモータ７２の出力軸７２ｍと回転部８０への入力軸８０ｍとの間に介在させた変速機８とを備え、出力軸７２ｍ側に設けた可変型の駆動側プーリユニット８１と、入力軸８０ｍ側に設けた可変型の従動側プーリユニット８２と、両プーリユニット８１、８２間で動力を伝えるベルト８３とを具備し、各プーリユニット８１、８２が、出力軸７２ｍまたは入力軸８０ｍの軸端部をプーリユニット８１を構成する可動プーリ８１ａと固定プーリ８１ｂの間、あるいはプーリユニット８２を構成する可動プーリ８２ａと固定プーリ８２ｂの間に位置づけた状態で出力軸７２ｍまたは入力軸８０ｍに一体回転可能に直付けされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを効率よく活用するために変速機を導入するにあたり、変速機による騒音や異音の発生に善処した洗濯機に関するものである。

洗濯機には、従来より価格が安価な誘導モータが多く用いられている。誘導モータはＡＣモータの一種であり、交流を流したコイルが作り出す回転磁界でロータ側に誘導電流をつくり、それが発生する磁界と回転磁界との相互作用によって駆動するモータである。一般にこの種のモータの出力軸に現われる回転動力は、一対のプーリおよびベルトを介し、さらに減速機を介して撹拌翼や脱水槽等の回転部の入力軸に伝達されるように構成される（特許文献１）。

一方、洗濯機にはインバータ方式を採用したものも利用に供されている。インバータ制御は、交流電力を直流に変換後、任意の周波数の交流に変換してモータを駆動することができるようにしたものである（特許文献２）。

特開２００２−１６６０８９号公報

特開平０４−３２２６９６号公報

しかしながら、誘導モータ方式では、プーリ比が固定であるため、モータの立ち上がりが遅く、効率の悪い低回転域での動作が多くなるうえに、特に正逆方向に回転を切り替えながら洗い工程や濯ぎ工程を実施する洗濯機においては、立ち上がり特性が大きく影響してくるため、効率の悪さが拭えないという難点がある。

一方、インバータ制御方式のものは、運転効率の良い周波数に設定することができる反面、制御系が複雑となることから、全体として高価になるという難点がある。

このような課題を解決する手段として、変速機を採用することが考えられる。変速機を採用すれば、誘導モータの場合であればモータの効率の悪い立ち上げ時をいち速く通過して、効率の良い高回転域に移行することができる。

このような変速機として、原動機付き二輪車等に多く採用されている所謂Ｖベルト方式のものが簡易である。この種の変速機は、駆動側のプーリユニットと従動側のプーリユニットをベルトで接続することによって構成される。そして、洗濯機を回転させる回転部に回転動力を入力する入力軸と、正逆方向に回転して前記回転部の動力源となる出力軸にそれぞれ従動側プーリユニットと駆動側プーリユニットを取り付ければ、変速機を組み込むことができる。

しかし、このようなプーリユニットを取り付けるために、入力軸や出力軸に軸を付け足したのでは、各軸上において支点に対し作用点が長くなるので、折れ易くなるばかりか、いくら軸の付け足し部をリジッドに固定しても、ベルトからテンションが掛かることもあって騒音や異音の発生は不可避となる。特に、軸の長さに対して応力は２乗、撓みは３乗で効いてくるので、極力軸の長寸化は避けたいところである。

加えて、洗濯機には正逆回転を繰り返すという特異性があるため、変速機自身においても、回転数感応のために用いられているウェイトローラの衝撃音や、ベルトとプーリの間の摺動音などが一般の用途以上に大きな影響を及ぼすことが予想される。

本発明は、これらの課題を有効に解決しつつ、変速機を好適に導入した洗濯機を提供することを目的としている。

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明の洗濯機は、洗濯物を回転させる回転部に回転動力を入力する入力軸と、正逆方向に回転して前記回転部の動力源となるモータと、このモータの出力軸と前記回転部への入力軸との間に介在させた変速機とを備え、前記変速機は、前記出力軸側に設けた可変型の駆動側プーリユニットと、前記入力軸側に設けた可変型の従動側プーリユニットと、両プーリユニット間で動力を伝えるベルトとを具備し、各プーリユニットが、出力軸または入力軸の軸端部を当該プーリユニットを構成する可動プーリと固定プーリの間に位置づけた状態で当該出力軸または入力軸に一体回転可能に直付けされていることを特徴とする。

その際、なくとも何れか一方のプーリユニットが、可動プーリと一体回転する外側プーリボスおよび固定プーリと一体回転する内側プーリボスと、両プーリボス間に構成されるカム機構とを有する場合には、内側プーリボスを有底にして、その底部内面において当該底部に貫通させた軸端部と内側プーリボスとを締結していることが好ましい。

前記変速機が、前記出力軸又は前記入力軸の回転数に応じてプーリ比を変化させる回転数感応部を備え、この回転数感応部が、遠心力によって径方向内側位置から径方向外側位置に移動する可動ウェイトと、可動プーリ側に設けられ前記可動ウェイトの変位を当該可動プーリの軸方向の変位に変換する傾斜面とを有している場合には、前記傾斜面の径方向内側位置又は外側位置に可動ウェイト衝突時の衝撃を緩和する緩衝部材を設けておくことが望ましい。

特に、前記可動ウェイトが遠心力で変位した際に、可動ウェイトが設けられていない側の可動プーリがスプリングを圧縮しつつ軸方向に変位するように構成されている場合には、前記緩衝部材が前記傾斜面の径方向内側位置に少なくとも設けられて可動ウェイトの復帰時の衝撃を緩和する構成が効果的である。

また、ベルトの摺動音を低減するためには、前記モータをドライバを介して駆動する制御手段が、予め設定された前記回転部に対する所定の駆動時間と、当該回転部が停止するまでの所定の慣性回転時間とを動作単位として、この動作単位毎に前記回転部への反転駆動を繰り返すように構成されることが好適である。

以上説明した本発明によると、入力軸および出力軸に軸を付け足すことなくプーリユニットを取り付けることができる。このため、軸寸法の増大に伴う大型化をはじめ、耳障りな騒音や異音の発生、軸の脆弱化を有効に回避することができる。

プーリボス間にカム機構を有する場合にプーリボスの底部内面を利用した取付構造を採用する本発明によれば、軸を付け足さずに外側プーリボスと内側プーリボスを取り付けることができ、軸の長寸化回避の実効を図ることができる。

回転数感応部を有する場合に可動ウェイトの衝撃緩和のための緩衝部材を設ける本発明によれば、可動ウェイトの径方向の変位が頻繁に起こっても、可動ウェイトが衝突した際の騒音や異音の発生を有効に防止することができる。

特に、可動ウェイトの復帰にスプリングを使用する場合に径方向内側位置に緩衝部材を設ける本発明によれば、可動ウェイトがスプリングの弾性力に助勢されて大きな衝撃音を発生することを効果的に防止することができる。

モータを停止後に反転させる制御を行う本発明によれば、慣性回転中にモータを逆回転させた場合のようにベルトとプーリの間の摺動摩擦に起因して騒音や異音が発生することを極力抑止することができる。

本発明の一実施形態に係る洗濯機の要部を、変速機の起動時の状態において示す部分縦断面図。 同実施形態と対比して変速機を搭載しない洗濯機の概略構成を示す全体断面図。 同実施形態におけるモータの制御系を示す説明図。 同実施形態で用いる変速機の起動後の状態を示す図。 同実施形態における駆動側および従動側のプーリユニットの構造を示す斜視図。 同実施形態で用いる変速機の組み立て前の状態を示す分解図。 同実施形態における回転数感応部の構造を示す断面図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施形態に係る変速機８を採用した洗濯機を示す部分縦断面図であり、図２はこのような変速機を採用していない洗濯機１を示す全体縦断面図である。

先ず、図２の洗濯機１の基本構成について説明し、そのうえで本実施形態に係る変速機８を取り付けた洗濯機の説明を行う。

洗濯機１は、いわゆる縦型洗濯機として構成され、筐体２と、その内部で吊棒３により吊支される洗濯槽ユニット４とを備える。洗濯槽ユニット４は、有底略円筒状の外槽５と、その内部で同軸に配される有底略円筒状の内槽６と、外槽５の底部に設けられた駆動機構７とを備える。

筐体２は、略矩形状の底面２１とこの底面２１より立ち上がる４つの壁面２２とにより構成され、上方を開口された内部空間Ｓｐを備える箱形をなす。筐体２の上端２４近傍の四隅にはフック状の掛止部２５が設けられ、この掛止部２５は、吊棒３の基端３Ａ側を掛止させることで吊棒３を吊り下げるための支点として機能する。

筐体２の上部には、操作パネルと一体化されたカバー２６が設けられるとともに、このカバー２６の一部は開閉蓋２６ａとされ、折り戸式に操作することで内部空間Ｓｐを開閉することができる。

洗濯槽ユニット４を構成する外槽５は、底部をなす平面視略円形の底板５１と、底板５１の縁部より立ち上がる周壁５２とを有する有底略円筒状の部材である。周壁５２の下部には、平面視４箇所にほぼ等配してフック状の被吊支部５３が一体的に設けられている。被吊支部５３は、吊棒３の先端３Ｂ側を取り付けることができる。

内槽６は、いわゆる洗濯脱水槽として構成され、底部をなす平面視略円形の底板６１と、底板６１の縁部より立ち上がる周壁６２とを有する有底略円筒状をなす。内槽６は、外槽５の内部でこの外槽５と同軸に配されるとともに、駆動機構７を介して外槽５により回転可能に支持される。底板６１及び周壁６２には図示しない多数の通水孔が設けられ、この通水孔を通じて内槽６内の水を排出することができる。また、内槽６の底板６１の直ぐ上には、一般にパルセータと称する撹拌翼６３が同軸状に設けられる。

駆動機構７は、外槽５の底板５１の下面に取り付けられたベース部材７１と、このベース部材７１に取り付けたモータ７２と、クラッチを含む動力分配手段７３とを含む。モータ７２には誘導モータが採用してある。モータ７２の出力軸７２ｍと動力分配手段７３の入力軸７３ｍは、固定プーリ７２ａ、７３ａをそれぞれ備えており、これらの固定プーリ７２ａ，７３ａの周囲に平ベルト７４が巻回されることで、相互に動力の伝達を行うことができる。

動力分配手段７３は、入力軸７３ａに入力される回転動力をクラッチを介して同軸に配された２つの入力軸７５，７６に分配するもので、内側の第１入力軸７５を上記撹拌翼６３の中心に接続され、外側の第２入力軸７６を内槽６の底板６１に接続される。動力分配手段７３は、制御手段からの指令に基づき、固定プーリ７２ａ、ベルト７４、固定プーリ７３ａを通じてモータ７２の回転動力を入力軸７３ｍに入力し、この回転動力の伝達先を、第１入力軸７５のみ、あるいは第１入力軸７５と第２入力軸７６の双方に選択的に切り換える。これにより洗濯機１は、洗濯時には主として撹拌翼６３のみを回転させ、脱水時には内槽６と撹拌翼６３とを一体的に回転させる。

このような構成において、本実施形態では、モータ７２の出力軸７２ｍと、回転部８０の入力軸８０ｍ（動力分配手段７３の入力軸７３ｍ）との間の動力伝達部に図１に示す変速機８を介在させている。図1において図２と共通する部分には同一符号が付してある。本発明の回転部８０は、洗い工程および濯ぎ工程においては撹拌翼６３がこれに相当し、脱水工程においては撹拌翼６３および内槽６がこれに該当する。

変速機８を採用した目的は、モータ７２の特性改善のためである。この実施形態のような誘導モータ７２では、固定プーリ７２ａと７３ａのプーリ比が常に一定であって高回転域で初めて有効なトルクが出るため、立ち上がりが遅く、突入電流の大きい低回転域での動作が多い。そのうえに、特に正逆方向に回転を切り替えながら洗い工程や濯ぎ工程を実行する洗濯機１においては、立ち上がり特性の悪さが全体に与える影響が大きい。

そこで、変速機８を介在させ、立ち上げに伴って減速比を変速する。そして、モータ７２の立ち上げ特性は一定でも、当該モータ７２の効率の悪い低回転域で従動側の入力軸８０ｍ（７３ｍ）に入力するトルクを倍増させつつ、当該低回転域をいち速く通過させる。その結果、トルク倍増により起動直後から洗濯物に対する洗浄力が向上し、その後いち速くモータ効率の良い高回転域側に移行することで、モータ７２における消費電力の低減が図られる。洗濯機１は、短い時間で正転・逆転が繰り返されるという特有の動作を行うため、上記の効果が反復して得られ、モータ７２を用いた安価な構成であっても、インバータを用いた場合のような効率の良い運転を実現することができる。

そこで、駆動側のプーリユニットと従動側のプーリユニットをベルトで接続することによって構成される所謂Ｖベルト方式のものを採用する。ただ、このようなプーリユニットを取り付けるために、出力軸７２ｍや入力軸８０ｍに軸を付け足したのでは、駆動部が大型化してしまい、各軸７２ｍ、８０ｍ上において支点に対し作用点が長くなって折れ易くなるばかりか、いくら軸の付け足し部をリジッドに固定しても、ベルトからテンションが掛かっている状態では接合部における騒音や異音の発生は不可避となる。特に、軸の長さに対して応力は２乗、撓みは３乗で効いてくるので、極力軸の長寸化は極力避けたいところである。したがって、本実施形態においては既存の出力軸７２ｍや入力軸８０ｍにアタッチメントを用いることなく直付けで簡単にプーリユニットを後付けできる構造を採用する。以下、その構造について詳述する。

この変速機８は、モータ７２の出力軸７２ｍの回転数に応じて変速比を可変とする自動変速機である。具体的には、出力軸７２ｍ側に設けた可変型の駆動側プーリユニット８１と、入力軸７３ｍ側に設けた可変型の従動側プーリユニット８２と、両プーリユニット８１、８２間で動力を伝えるＶベルト８３とを備える。簡単に構成を対比させれば、この動力伝達部は、図２の構成から固定プーリ７２ａ、平ベルト７４、固定プーリ７３ａを取り除き、代わりに駆動側プーリユニット８１、従動側プーリユニット８２、Ｖベルト８３を取り付けたものである。

駆動側に関し、図２に示す従来構成では、モータ７２の出力軸７２ｍに冷却フィン７２ｂ、プーリボス７２ｃおよびプーリ７２ａがピン７２ｄによって固定されていたのに対し、図１に示す本実施形態の駆動側プーリユニット８１は、モータ７２の出力軸７２ｍに一体回転可能かつ軸方向に移動可能に接続される駆動側可動プーリ８１ａと、前記出力軸７２ｍに一体回転可能かつ軸方向に移動不能に固定されて前記駆動側可動プーリ８１ａに対向される駆動側固定プーリ８１ｂと、駆動側可動プーリ８１ａに出力軸７２ｍの回転数に応じた軸方向の変位を与える回転数感応部８１ｃとを備える。

駆動側可動プーリ８１ａおよび駆動側固定プーリ８１ｂの対向面は、中心から径方向に遠ざかるに従って対向距離が大きくなる逆皿状をなしている。

回転数感応部８１ｃは、駆動側可動プーリ８１ａと対向する位置に設けられて出力軸７２ｍと略直交する支持面を有する変速板８１ｃ１と、この変速板８１ｃ１と駆動側可動プーリ８１ａとの間にあってこれらと一体回転するように配されかつラジアル方向に向かって転動可能な可動ウェイトたるウェイトローラ８１ｃ２と、駆動側可動プーリ８１ａ側にあり且つウェイトローラ８１ｃ２に添設する位置にあって当該ウェイトローラ８１ｃ２が中心から遠ざかるにつれてウェイトローラ８１ｃ２により駆動側固定プーリ８１ｂ側に付勢される傾斜面８１ｃ３と、変速板８１ｃ側にあり且つウェイトローラ８１ｃ２に添接する位置にあって当該ウェイトローラ８１ｃ２が中心から遠ざかるにつれてウェイトローラ８１ｃ２を駆動側固定プーリ８１ｂ側に付勢する傾斜面８１ｃ４とからなる。傾斜面８１ｃ３は特に径方向外側にいくにつれて勾配が大きくなるように設定されている。変速板８１ｃ１側の傾斜面８１ｃ４と駆動側可動プーリ８１ａ側の傾斜面８１ｃ３とは逆勾配である。

駆動側プーリユニット８１はその他に、モータ７２を冷却する冷却フィン８１ｄ、緩衝部材であるクッション８１ｅ等を備えている。

駆動側プーリユニット８１の要素部品の大半は予め組み付けられて図５（ａ）に示すユニット本体８１ｚを構成している。具体的にユニット本体８１ｚは、図１、図５（ａ）および図６に示すように、冷却フィン８１ｄが変速板８１ｃ１にビスｖ１で固定され、変速板８１ｃ１は入力軸７２の軸回りの等角位置に複数個のウェイトローラ８１ｃ２を配置した可動側駆動プーリ８１ａを覆う状態で変速板８１ｃのボス部８１ｃｂが駆動プーリ８１ａを貫通した状態にされる。このユニット本体８１ｚを、モータ７２の出力軸７２ｍの外周に変速板８１ｃのボス部８１ｃｂを嵌め合わせて組み付け、ボス部８１ｃｂの軸端部に駆動側固定プーリ８１ｂ、カラー８１ｆ、スプリングワッシャ８１ｇを当てがい、更に出力軸７２ｍの軸端面に後加工でタップ加工したねじ孔７２ｍ１に六角ボルト８１ｈを締結することによって、組み付けが完了される。このユニット化により、組立作業性の向上と、ユニット単位での部品検査が可能となる。

一方、従動側に関し、図２に示す従来構成では、回転体の入力軸７３ｍにプーリ７３ａがナット７３ｎによって固定されていたのに対し、図１に示す本実施形態の従動側プーリユニット８２は、回転部８０の入力軸８０ｍすなわち動力分配手段７３の入力軸７３ｍに一体回転可能かつ軸方向に移動可能に接続される従動側可動プーリ８２ａと、前記入力軸７３ｍに一体回転可能かつ軸方向に移動不能に固定されて前記従動側可動プーリ８２ａに対向される従動側固定プーリ８２ｂと、従動側可動プーリ８２ａを従動側固定プーリ８２ｂに向けて弾性付勢するスプリング８２ｃとを備える。

従動側可動プーリ８２ａおよび従動側固定プーリ８２ｂの対向面も、中心から径方向に遠ざかるに従って対向距離が大きくなる逆皿状をなしている。両プーリ８２ａ、８２ｂには共通部品が用いてあり、部品違いを採用する場合と比べてよりスムーズな変速を可能にし、イニシャルコストの低減も図っている。

従動側プーリユニット８２はその他、内側プーリボス８２ｄおよび外側プーリボス８２ｅ、カム機構８２ｆ等を備えている。

従動側プーリユニット８２の要素部品も大半は予め組み付けられて図５（ｂ）に示すユニット本体８２ｚを構成している。具体的にユニット本体８２ｚは、図１、図５（ｂ）および図６に示すように、従動側固定プーリ８２ｂに有底の内側プーリボス８２ｄのフランジ８２ｄｆをリベットｒ１で固定する一方、従動側可動プーリ８２ａに外側プーリボス８２ｅのフランジ８２ｅｆをリベットｒ２で固定し、内側プーリボス８２ｄの外周に外側プーリボス８２ｅを嵌め合わせ、さらにスプリング８２ｃおよびスプリングリテーナを兼ねる従動プーリ固定板８２ｈを嵌め合わせた状態で、内側プーリボス８２ｄの軸端部にナット８２ｉを締結した状態にされる。カム機構８２ｆは外側プーリボス８２ｅの外周に設けたカム溝８２ｅ１に差し込んだピンを内側プーリボス８２ｄの外周に固定することによって構成される。このユニット本体８２ｚを、回転部８０の入力軸８０ｍに内側プーリボス８２ｄの底部を貫通させて組み付け、内側プーリボス８２ｄの中空部側の底部内面にスプリングワッシャ８２ｊを介してナット８２ｋで締結することによって、組み付けが完了される。ここでも、ユニット化により、組立作業性の向上と、ユニット単位での部品検査が可能となる。

Ｖベルト８３は、耐熱性や耐摩耗性等に優れるガラス繊維やケプラー繊維等を用いて無限軌道状に形成され、内周面に複数の歯が列設されている。

このＶベルト８３は、従動側プーリユニット８２に対しては入力軸８０ｍに組み付ける前後何れでも、巻き掛けることができる。

一方、駆動側プーリユニット８１に対しては、ユニット本体８１ｚをモータ７２の出力軸７２ｍに組み付けた後、Ｖベルト８３を巻き掛けてから、駆動側固定プーリ８１ｂを取り付ける。

以上において、出力軸７２ｍや入力軸８０ｍに対して一体回転することを要する要素部品には、出力軸７２ｍや入力軸８０ｍとの間、或いは要素部品相互間において、適宜スプラインやＤカット、ピン止め等の構造が採用してある。

以上のように、駆動側においては出力軸７２ｍの軸端部に駆動側固定プーリ８１ｂを当てがい、固定プーリ８１ｂを貫通した六角ボルト８１ｈを出力軸７２ｍの軸端面にタップ加工したねじ孔７２ｍ１に締結することによって、軸を付け足さず既存の出力軸７２ｍに長さ及び径をそのままにして固定プーリ８１ｂを取り付けている。また、入力側においては従動側可動プーリ８２ａと一体回転する外側プーリボス８２ｅおよび従動側固定プーリ８２ｂと一体回転する内側プーリボス８２ｄと、両プーリボス８２ｅ、８２ｄ間に構成されるカム機構８２ｆとを有し、内側プーリボス８２ｄを有底にして、その底部内面において当該底部に貫通させた入力軸８０ｍの軸端部と内側プーリボス８２ｄとを締結することによって、軸を付け足さず既存の入力軸８０ｍに長さ及び径をそのままにして外側プーリボスと内側プーリボスを取り付けている。

すなわち、これにより各プーリユニット８１、８２が、出力軸７２ｍまたは入力軸８０ｍの軸端部を当該プーリユニット８１、８２を構成する可動プーリ８１ａと固定プーリ８１ｂの間、或いは可動プーリ８２ａと固定プーリ８２ｂの間に位置づけた状態で当該出力軸７２ｍまたは入力軸８０ｍに一体回転可能に直付けされた状態となる。このため、出力軸７２ｍおよび入力軸８０ｍに軸を付け足すことなくプーリユニット８１、８２を取り付けることが可能となり、軸寸法の増大に伴う大型化をはじめとして騒音や異音の発生、軸の脆弱化を有効に回避することができ、出力軸７２ｍや入力軸８０ｍの長さや径を変えずにそのまま用いることで取付作業に係る作業性が向上するほか、大幅なコスト増が抑えられ、軸受けの増設等も回避することができる。

図１はモータの起動前、図４はモータの起動後の状態を示している。当初従動側可動プーリ８２ａはスプリング８２ｃに付勢されて従動側固定プーリ８２ｂとの対向距離を縮めた図１の状態にあり、Ｖベルト８３の係合する従動側プーリユニット８２のプーリ径は実質的に大となっている。対する駆動側可動プーリ８１ａは遠心力が働いていないため、ウェイトローラ８１ｃ２は出力軸７２ｍに近い径方向内側位置にあり、Ｖベルト８３が従動側プーリユニット８２側に引っ張られて駆動側固定プーリ８１ｂとの対向距離は広がった状態にあり、Ｖベルト８３の係合する駆動側プーリユニット８１のプーリ径は実質的に小となっている。図７（ａ）はウェイトローラ８１ｃ２が径方向内側位置Ｘ１（括弧書符号参照）にある状態を示している。

この状態からモータ７２が起動すると、駆動側可動プーリ８１ａが回転することによってウェイトローラ８１ｃ２が遠心力により図１→図４のように外周側に移動し、これに伴い駆動側可動プーリ８１ａは傾斜面８１ｃ３，８１ｃ４を通じてウェイトローラ８１ｃ２に押し下げられて、駆動側固定プーリ８１ｂに近づく方向に移動する。その結果、駆動側固定プーリ８１ｂとの対向距離が縮まり、Ｖベルト８３に対する駆動側プーリユニット８１の実質的なプーリ径をΔｒ１だけ増大させる。これに伴って、Ｖベルト８３が駆動側プーリユニット８１側に引っ張られて従動側可動プーリ８２ａがスプリング８２ｃの弾性力に抗して図１→図４のように従動側固定プーリ８２ｂとの対向距離を増大させる方向に移動し、Ｖベルト８３に対する実質的なプーリ径をΔｒ２だけ減少させる。図７（ｂ）はウェイトローラ８１ｃ２が径方向外側位置Ｘ２（括弧書符号参照）に達した状態を示している。

ウェイトローラ８１ｃ２の可動範囲は、駆動側可動プーリ８１ａの内周側起立壁８１ａ１と外周側起立壁８１ａ２との間に設定され、この間、プーリ比すなわち減速比はリニアに変化する。

この洗濯機は、後述するように一定サイクルでモータのＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、回転部が停止した後に逆回転方向に起動する動作を繰り返す。このため、変速機自身においても、回転数感応のために用いられているウェイトローラ８１ｃ２が内周側起立壁８１ａ１や外周側起立壁８１ａ２に衝突し、その際の衝撃音が耳障りな騒音や異音の発生原因となる。特に本実施形態では、前記ウェイトローラ８１ｃ２が遠心力で変位した際に、ウェイトローラ８１ｃ２が設けられていない側すなわち従動側の可動プーリ８２ａがスプリング８２ｃを圧縮しつつ軸方向に変位する構成となっている。このため、回転数が上がってウェイトローラ８１ｃ２が径方向外側位置Ｘ２（図７（ｂ）参照）に移動する際はスプリング８２ｃの弾性力に抗してウェイトローラ８１ｃ２が移動するため、径方向外側位置Ｘ２での衝撃は少ないが、モータがＯＦＦになる等してウェイトローラ８１ｃ２が径方向内側位置Ｘ１（図７（ａ）参照）に復帰する際はスプリング８２ｃの弾性力にも助勢されて大きな衝撃を伴う。そこで、前記傾斜面８１ｃ３の径方向内側位置にある内周側起立壁８１ａ１の外周面に干渉部材としてＮＢＲ等によるゴムシートを使用したクッション８１ｅを各ウェイトローラ８１ｃ２に対応した円周方向の等角位置に配置し、ウェイトローラ８１ｃ２が径方向内側位置に復帰した際の衝撃音を緩和して消音対策としている。

一方、図３（ａ）に示すように、モータ７２は制御手段９１からモータドライバ９２を介して制御されるように構成されている。制御手段９１は例えばこの洗濯機１の洗濯工程全般の制御を司るマイクロコンピュータであり、制御の一環としてモータ７２への通電のＯＮ／ＯＦＦ制御を行っている。同図（ｂ）は制御手段９１に組み込まれたシーケンスの一つとして、洗い工程におけるモータ７２への通電制御の概要を示すフローチャートである。

先ずステップＳ１で正方向への通電をＯＮにし、通電ＯＮから所定の駆動時間Ｔ１が経過したらステップＳ２で通電をＯＦＦにする。次いで、通電ＯＦＦから所定の慣性回転時間Ｔ２が経過したら、今度はステップＳ３で逆方向への通電をＯＮにし、通電ＯＮから所定の駆動時間Ｔ３が経過したらステップＳ４で通電をＯＦＦにする。その後、通電ＯＦＦから所定の慣性回転時間Ｔ４が経過したらステップＳ５に移る。このステップＳ５では、洗い工程の開始時すなわち最初のステップＳ１の通電ＯＮから洗い工程において設定した所定の工程実行時間Ｔ５が経過したか否かを判断し、ＮＯであればステップＳ１に戻り、ＹＥＳであればエンドする。

つまり、回転部８０に対する所定の駆動時間Ｔ１（Ｔ３）と、回転部８０すなわち撹拌翼６３が停止するまでの所定の回線回転時間Ｔ２（Ｔ４）とを動作単位として、この動作単位毎に回転部８０への反転駆動を繰り返す制御が行われる。

本実施形態では、駆動時間Ｔ１、Ｔ３は１．３秒、慣性回転時間Ｔ２、Ｔ４は１．５秒、工程実行時間Ｔ５は６分に設定されている。これと対比させるために、変速機８を採用していない図２の構成の場合と比較すると、図２の場合の駆動時間Ｔ１、Ｔ３は１．３秒、慣性回転時間Ｔ２、Ｔ４は０．５秒、工程実行時間Ｔ５は４分に設定される。駆動時間Ｔ１、Ｔ３が同じであるのに対して、慣性回転時間Ｔ２、Ｔ４が長くとってあるのは、変速機８を導入したことに伴う慣性重量の増加に起因してモータ７２が起動後にＯＦＦされてから停止するまでに要する時間が延びたことに対応する。

すなわち、図１の構成において固定型のプーリ７２ａ、７３ａと同じ慣性停止時間Ｔ２、Ｔ４＝０．５秒で反転すると惰性回転中に回転を切り返すことになり、ベルトとプーリとの摺動摩擦による騒音や異音が大きくなるが、慣性停止時間Ｔ２、Ｔ４＝１．５秒として停止まで待って反転させることで、摺動摩擦による騒音や異音の発生を極力抑止することができる。勿論、惰性回転中に回転を切り返すことは消費電力のロスにもなるのに対して、停止を待って反転させれば、惰性回転を有効利用して、洗浄性能を電力を消費することなく向上させることに繋がる。

以上のようにして、本実施形態は、入力軸７２ｍおよび出力軸８０ｍに軸を付け足すことなくプーリユニット８１、８２を取り付けることを可能にし、軸寸法の増大に伴う大型化をはじめ、耳障りな騒音や異音の発生、軸の脆弱化を有効に回避して、好適に変速機８を導入することができたものである。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態ではウェイトローラの径方向内側位置に緩衝部材であるクッションを設けたが、径方向外側位置に設けても構わない。
また、上記実施形態ではモータに誘導モータを採用したが、誘導モータ以外のモータであっても変速機を採用する場合には同様の作用効果を奏する。
さらに、可動ウェイトはボールやスライダであっても構わない。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

８…変速機
７２…モータ
７２ｍ…出力軸
７２ｍ１…ねじ孔
８０…回転部
８０ｍ…入力軸
８１…駆動側プーリユニット
８１ｃ…回転数感応部
８１ｃ２…可動ウェイト（ウェイトローラ）
８１ｃ３…傾斜面
８１ｃ４…傾斜面
８１ｅ…緩衝部材（クッション）
８２…従動側プーリユニット
８２ｃ…スプリング
８２ｄ…内側プーリボス
８２ｅ…外側プーリボス
８２ｆ…カム機構
８３…ベルト
９１…制御手段
９２…ドライバ
Ｔ１、Ｔ３…駆動時間
Ｔ２、Ｔ４…慣性回転時間

Claims (5)

1. 洗濯物を回転させる回転部に回転動力を入力する入力軸と、正逆方向に回転して前記回転部の動力源となるモータと、このモータの出力軸と前記回転部への入力軸との間に介在させた変速機とを備え、
   前記変速機は、前記出力軸側に設けた可変型の駆動側プーリユニットと、前記入力軸側に設けた可変型の従動側プーリユニットと、両プーリユニット間で動力を伝えるベルトとを具備し、各プーリユニットが、出力軸または入力軸の軸端部を当該プーリユニットを構成する可動プーリと固定プーリの間に位置づけた状態で当該出力軸または入力軸に一体回転可能に直付けされていることを特徴とする洗濯機。
2. 少なくとも何れか一方のプーリユニットが、可動プーリと一体回転する外側プーリボスおよび固定プーリと一体回転する内側プーリボスと、両プーリボス間に構成されるカム機構とを有し、内側プーリボスを有底にして、その底部内面において当該底部に貫通させた軸端部と内側プーリボスとを締結している請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記変速機は、前記出力軸又は前記入力軸の回転数に応じてプーリ比を変化させる回転数感応部を備え、この回転数感応部は、遠心力によって径方向内側位置から径方向外側位置に移動する可動ウェイトと、可動プーリ側に設けられ前記可動ウェイトの変位を当該可動プーリの軸方向の変位に変換する傾斜面とを有し、前記傾斜面の径方向内側位置又は外側位置に可動ウェイト衝突時の衝撃を緩和する緩衝部材を設けている請求項１に記載の洗濯機。
4. 前記可動ウェイトが遠心力で変位した際に、可動ウェイトが設けられていない側の可動プーリがスプリングを圧縮しつつ軸方向に変位するように構成されており、前記緩衝部材が前記傾斜面の径方向内側位置に少なくとも設けられて可動ウェイトの復帰時の衝撃を緩和する請求項３に記載の変速機。
5. 前記モータをドライバを介して駆動する制御手段を備え、この制御手段が、予め設定された前記回転部に対する所定の駆動時間と、当該回転部が停止するまでの所定の慣性回転時間とを動作単位として、この動作単位毎に前記回転部への反転駆動を繰り返す請求項１〜４の何れかに記載の洗濯機。

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