JP3510138B2 - 全自動洗濯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全自動洗濯機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】全自動洗濯機は、外枠内に防振支持装置
によって懸垂支持した外槽内に洗濯兼脱水槽を回転自在
に設置し、更にこの洗濯兼脱水槽内の底部に撹拌翼を回
転自在に設置し、外槽の底の外側に取り付けた駆動装置
によって前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を回転駆動する
構成である。

【０００３】駆動装置は、電動機の回転を減速歯車機構
を介して撹拌翼に伝達して該撹拌翼を低速で正逆回転さ
せて洗濯駆動し、または、クラッチ機構を介して洗濯兼
脱水槽に伝達して該洗濯兼脱水槽を一方向に高速回転さ
せて脱水駆動する。

【０００４】全自動洗濯機は、洗濯物に応じた多様な洗
濯方法が要求されており、一般には、布量や布質や汚れ
の程度に応じて洗濯水量や撹拌翼による撹拌力を変化さ
せることができるようにしている。そして、最近、洗濯
兼脱水槽を一方向に回転させて洗濯する遠心力式の洗濯
方法も提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】駆動装置は、減速歯車
機構とクラッチ機構と電動機を同軸上に配置する配列構
成にすることによりユニット化を実現するようにしてい
るが、電動機として誘導電動機を使用するようにすると
固定子鉄心と回転子鉄心の間のエアーギャップに高い寸
法精度が要求されることから、回転子軸を両側から堅固
に支持する構造にすると軸方向の寸法が増加して外槽の
下側の空間に設置することが困難になる。

【０００６】本発明の目的は、洗濯兼脱水槽と撹拌翼を
駆動する駆動装置を小型にユニット化できるようにする
ことにある。具体的には、例えば、減速歯車機構から突
出する入力軸によって電動機の回転子を高精度に支持す
ることにより、誘導電動機を組み込む駆動装置を小型に
ユニット化することができるようにすることにある。

【０００７】また、クラッチ機構の構成を工夫すること
により駆動装置の軸方向の寸法増加を軽減することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、外槽内に回転
自在に設けた洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽の底の
内側に回転自在に設けた撹拌翼と、前記外槽の底の外側
に設置されて前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を駆動する
駆動装置と、前記外槽を枠体に懸垂支持する支持装置と
を備えた全自動洗濯機において、前記駆動装置は、洗濯
兼脱水槽および撹拌翼の駆動回転軸を中心にして垂直方
向に減速歯車機構とクラッチ機構と可逆回転誘導電動機
を直列に配列した構成とし、前記減速歯車機構は、内側
入力軸部を外側入力軸部内に外輪を圧入した転がり軸受
によって支持して前記可逆回転誘導電動機の回転子を片
持ち状態に取り付ける。

【０００９】更に具体的には、前記可逆回転誘導電動機
は、前記減速歯車機構の外ケースに取り付けた電動機ハ
ウジングと該電動機ハウジング内に嵌着した固定子を備
え、前記クラッチ機構は、前記電動機ハウジング内の固
定子の固定子巻線のエンドコイルに囲まれた空間に位置
させて該電動機ハウジング内に突出する外側入力軸部を
取り巻くように配置した環状の電磁コイルを備え、前記
外側入力軸部に軸方向に摺動可能に係合させて回転子と
係合するようにばね力を作用させた摺動子を電磁コイル
の電磁力によって吸引して係合を解除するようにする。

【００１０】前記減速歯車機構の外ケースへの電動機ハ
ウジングの取り付けねじは、電動機の固定子鉄心の内径
より内側に位置させて回転子設置空間を通して締め付け
操作可能にする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の全自動洗濯機の
基本構成の概略を示す縦断側面図である。１は、内部機
構を内包する枠体である。２は、洗濯兼脱水槽であり、
その上縁部に流体バランサー３を備え、底部の内側には
回転自在に撹拌翼４を備える。５は、前記洗濯兼脱水槽
２を回転自在に内包する外槽であり、底部の外側には駆
動装置６を鋼板製の取り付けベース７によって取り付
け、外枠１の上端四隅から防振支持装置８によって懸垂
支持される。駆動装置６の内部構成については後述す
る。

【００１２】衣類投入開口９ａを設けた上面カバー９
は、枠体１の上部開口を覆うように該開口端縁に嵌め込
み、フロントパネル１０およびバックパネル１１と共に
取り付けねじ（図示省略）によって枠体１に取り付け
る。

【００１３】上面カバー９とフロントパネル１０の間に
形成されるフロントパネルボックス１２には、電源スイ
ッチ１３と入力スイッチ群１４と表示素子群１５と外槽
５内の水位に応じた水位信号を発生する水位センサー１
６とコントロールユニット１７を内蔵する。

【００１４】上面カバー９とバックパネル１１の間に形
成されるバックパネルボックス１８には、入水側を水栓
１９に接続し、出水側を注水口２０に接続する給水電磁
弁２１を内蔵する。注水口２０は、洗濯兼脱水槽２の開
口に向けて放水するように形成する。

【００１５】上面カバー９に形成した衣類投入開口９ａ
は、蓋２２によって開閉自在に覆うようにする。

【００１６】外槽５の底部に形成した排水口５ａは、排
水電磁弁２３を介して排水ホース２４に接続し、エアー
トラップ５ｂは、エアーチューブ２５を介して前記水位
センサー１６に接続する。

【００１７】枠体１の下端縁には、四隅に脚２６を取り
付けた合成樹脂製のベース２７を装着する。

【００１８】図２は、この全自動洗濯機の具体的な構成
を示す縦断側面図であり、その一部は展開して図示して
いる。この全自動洗濯機は、基本的には、図１に示した
全自動洗濯機と同一の構成であるので、図１に示した全
自動洗濯機の構成部品に相応する構成部品に同一の参照
符号を付して重複する説明を省略する。

【００１９】図３〜図１５は、前記駆動装置６の内部構
成を詳細に示している。図３は駆動装置の全体を示す縦
断側面図であり、図４はその駆動回転軸系の縦断側面図
である。

【００２０】図５〜図９は、駆動回転軸系の組み立て工
程を示すもので、図５は、外側出力軸部と内側出力軸部
の組み合わせ状態を示す縦断側面図、図６は、外側出力
軸部と内側出力軸部を組み合わせた出力軸部に歯車ケー
スを組み合わせた出力軸部を示す縦断側面図、図７は、
出力軸部に歯車ケースを組み合わせた組物の結合加工状
態を示す縦断側面図、図８は、外側入力軸部と内側入力
軸部を組み合わせた入力軸部を示す縦断側面図、図９
は、駆動回転軸系の仕上げ加工状態を示す縦断側面図で
ある。

【００２１】図１０〜図１２は、回転子４５の詳細構造
を示している。図１０は、回転子鉄心構造を示すもの
で、（ａ）は上面図、（ｂ）一部縦断側面図、（ｃ）は
底面図である。図１１は、回転子鉄心に籠型２次導体お
よび冷却羽根をダイカスト成形した構造を示すもので、
（ａ）は上面図、（ｂ）一部縦断側面図、（ｃ）は底面
図である。図１２は、回転子の外観図であり、（ａ）は
上面図、（ｂ）は縦断側面図、（ｃ）は底面図である。

【００２２】図１３〜図１５は、噛み合いクラッチ機構
４７の詳細構造を示している。図１３は、噛み合い結合
を解いた状態を示す部分的な縦断側面図、図１４は、噛
み合い結合している状態を示す縦断側面図、図１５は、
外側回転軸系３５を係止するための摺動子と電磁鉄心の
噛み合い係合部の断面図である。

【００２３】この駆動装置６は、洗濯兼脱水槽２および
撹拌翼４の駆動回転軸を軸心にして垂直方向に減速歯車
機構と噛み合いクラッチ機構と可逆回転電動機を同心的
に直列に配列した構成である。

【００２４】減速歯車機構は、結合フランジを合わせて
取り付けねじ３１によって取り付けベース７に取り付け
た２つ割りの減速機構外ケース３２ａ，３２ｂの内側に
ボールベアリング３３ａ，３３ｂによって内外２重構造
の駆動回転軸系３４を支持する。

【００２５】この駆動回転軸系３４は、図４に詳しく示
すように、中空の外側回転軸系３５とその中空内に配置
した内側回転軸系３６を備える。

【００２６】外側回転軸系３５は、電動機の回転を直に
洗濯兼脱水槽２に伝達して該洗濯兼脱水槽２を駆動する
回転軸系であり、外ケース３２ａの外側に伸びて外槽５
を貫通した先端部に洗濯兼脱水槽２を結合する外側出力
軸部３５ａと、外ケース３２ｂの外側に伸びた筒部に噛
み合いクラッチ機構に係合するセレーション３５ｂを形
成し、内側端にフランジ３５ｃを形成した外側入力軸部
３５ｄと、その中間に位置して遊星歯車減速機構を収容
する歯車ケース部３５ｅを備える。歯車ケース部３５ｅ
の内周には遊星歯車減速機構の一部を構成する環状歯車
３５ｆを固着する。

【００２７】この外側回転軸系３５の内側に設ける内側
回転軸系３６は、電動機の回転を減速して撹拌翼４に伝
達して該撹拌翼４を駆動する回転軸系であり、前記外側
出力軸部３５ａ内にシール３７とメタル軸受３８ａ，３
８ｂとグリップ止め輪（プッシュナット）３９によって
水密および抜け止め状態に設けられ、外側出力軸部３５
ａの先端から洗濯兼脱水槽２内に突出して撹拌翼４が取
り付けられる外端部分に取り付けねじ３６ａが形成さ
れ、内端から歯車ケース部３５ｅ内に突出して遊星歯車
減速機構と結合する内端部分にセレーション３６ｂが形
成された内側出力軸部３６ｃと、外側入力軸部３５ｄの
内側にボールベアリング４０ａ，４０ｂによって支持さ
れ、この外側入力軸部３５ｄの外端から片持ち状態に伸
び出た外端部分に電動機回転子嵌着部３６ｄと止めねじ
３６ｅが形成され、歯車ケース部３５ｅ内に伸びた内端
側部分に太陽歯車３６ｆが形成された内側入力軸部３６
ｇと、歯車ケース部３５ｅ内において前記内側出力軸部
３６ｃのセレーション３６ｂに嵌合したキャリア３６ｈ
に軸支されて前記歯車３５ｆ，３６ｆに噛み合って回動
して前記キャリア３６ｈに減速した回転力を伝達する遊
星歯車３６ｉを備える。

【００２８】ボールベアリング４０ａ，４０ｂは、電動
機の回転子軸となる内側入力軸部３６ｇを高精度に支持
するために、外側入力軸部３５ｄ内に外輪圧入状態に取
り付ける。内側入力軸部３６ｇは、後述するように、誘
導電動機の回転子を片持ち状態に支持するようになるの
で、この内側入力軸部３６ｇを支持する軸受は、損失が
少なく且つ径方向の大きな荷重を支えるのに好適な転が
り軸受の代表的なボールベアリング４０ａ，４０ｂを使
用したが、ローラベアリングに置き換えることもでき
る。

【００２９】このような駆動回転軸系３４は、その外側
回転軸系３５の構成部品を亜鉛電気メッキした鋼板を冷
間プレス加工して形成する。そして、先ず、図５に示す
ように、外側出力軸部３５ａ内に内側出力軸部３６ｃを
嵌入してメタル軸受３８ａ，３８ｂで支え、シール３７
で水密状態にし、グリップ止め輪３９により仮押えした
出力軸部を構成する。次に、図６に示すように、外側出
力軸部３５ａの内端部に歯車ケース部３５ｅを嵌着して
仮組み立てする。

【００３０】このように外側出力軸部３５ａに歯車ケー
ス部３５ｅを嵌着した仮組み立て物を、図７に示すよう
に、プレス加工機にセットしたダイス１０１，１０２，
１０３によって包囲するように支持し、ポンチ１０４に
よってグリップ止め輪３９を押し込むと共に外側出力軸
部３５ａの端部を押し広げるように加圧することによっ
て該外側出力軸部３５ａと歯車ケース部３５ｅの嵌合部
をメタルフロー結合する。

【００３１】一方、入力軸部は、図８に示すように、外
側入力軸部３５ｄ内にボールベアリング４０ａ，４０ｂ
によって内側入力軸部３６ｇを組み付けて構成する。

【００３２】そして、図９に示すように、外側出力軸部
３５ａと歯車ケース部３５ｅの嵌合部をメタルフロー結
合してプレス加工機にセットしたダイス１０１，１０２
によって包囲するように支持した部分組み立て物の歯車
ケース３５ｅ内に突出したセレーション３６ｂにキャリ
ア３６ｈを嵌着し、このキャリア３６ｈに遊星歯車３６
ｉを支持させ、環状歯車３５ｆを嵌入し、その上から入
力軸部を逆さにして歯車ケース部３５ｅの開口縁をフラ
ンジ３５ｃで覆うように嵌着し、その上から、歯車ケー
ス部３５ｅの開口端を切り裂いて前記フランジ３５ｃの
外周縁を抱き込むように内側に折り曲げる環状の切り刃
１０５ａを有するポンチ１０５を押し込むことにより歯
車ケース部３５ｅに入力軸部を結合する。

【００３３】電動機は、外ケース３２ｂの下端面に絶縁
部材４１を介在させて取り付けねじ４２によって絶縁状
態に取り付けた電動機ハウジング４３を下向きに開口さ
せ、開口端から固定子４４を嵌入して複数個の切り越し
突起４３ａと折り曲げ爪４３ｂによって挟持するように
固定した構成である。具体的には、固定子４４は、可逆
回転誘導電動機を構成するように、固定子鉄心４４ａに
６極構成の固定子巻線４４ｂを巻装し、固定子鉄心４４
ａの外周面を電動機ハウジング４３に嵌入して固定し、
その後に、この電動機ハウジング４３を外ケース３２ｂ
の下端面に取り付ける。この固定子４４に組する回転子
４５は、内側入力軸部３６ｇに形成した回転子嵌着部３
６ｄに嵌着し、止めねじ３６ｅに螺着した止めナット４
６によって固定する。

【００３４】回転子４５は、先ず、図１０に示すよう
に、回転子鉄心４５ａとして外側鉄心４５ａ₁と内側鉄
心４５ａ₂を積層する。外側鉄心４５ａ₁と内側鉄心４５
ａ₂は、その間に絶縁樹脂層を形成するための間隙４５
ａ₃を発生するような寸法とする。外側鉄心４５ａ₁は、
その外周縁に籠型２次導体をダイカストするスロット４
５ａ₄を備え、トルク変動を抑制するためにスキュー状
態に積層する。内側鉄心４５ａ₂は、その中心に内側入
力軸部３６ｇの端部に形成した回転子嵌着部３６ｄを嵌
入する回転軸嵌合穴４５ａ₅と、その周囲に４個のスト
レート丸穴４５ａ₆を備え、ストレート状態に積層す
る。

【００３５】なお、内側鉄心４５ａ₂の回転軸嵌合穴４
５ａ₅は、内側鉄心４５ａ₂の精度確保と回り止めのため
に、積厚の約８０％を真円形状に形成し、残りの約２０
％を角穴形状に形成する。また、外側鉄心４５ａ₁の内
周面と内側鉄心４５ａ₂の外周面は、凹凸面の組み合わ
せとすることにより、間隙４５ａ₃に絶縁樹脂層を注入
して結合したときに回り止めとなるようにする。また、
外側鉄心４５ａ₁と内側鉄心４５ａ₂の積厚は、コア積層
枚数を同一にすることにより寸法差を少なくし、その後
のダイカストやモールド成形時のバリ発生を抑制するよ
うにする。

【００３６】このようにして構成した回転子鉄心４５ａ
は、図１１に示すように、外側鉄心４５ａ₁に対してア
ルミニウムダイカスト４５ｂにより、籠型２次導体４５
ｂ₁と冷却羽根４５ｂ₂，４５ｂ₃を一体的に成形する。

【００３７】次いで、図１２に示すように、絶縁樹脂を
外側鉄心４５ａ₁と内側鉄心４５ａ₂の間の間隙４５ａ₃
に注入して両者を結合する絶縁樹脂層４５ｃ₁を形成す
ると共に下側の端面に伸ばして回転検出センサー用の回
転磁石受け部４５ｃ₂を形成し、この回転磁石受け部４
５ｃ₂に永久磁石４５ｄを嵌着する。また、この絶縁樹
脂層４５ｃ₁は、回転子鉄心４５ａの上側の端面に伸ば
して該端面に後述する噛み合いクラッチ機構の摺動子を
噛み合い／解除自在に係合させる噛み合い凹凸部４５ｃ
₃を形成する。

【００３８】このようにして構成した回転子４５は、内
側入力軸部３６ｇに形成した電動機回転子嵌着部３６ｄ
に嵌着し、止めナット４６を締め付けて電動機回転子嵌
着部３６ｄに固着する。回転子４５の丸穴４５ａ₆は、
この締め付け作業における回り止めに利用する。

【００３９】噛み合いクラッチ機構４７は、その一部を
図１３〜図１５に詳しく示すように、外側回転軸系３５
を電動機の回転子４５に噛み合い係合によって結合して
該外側回転軸系３５に回転子４５の回転力を伝達して回
転させ、または噛み合い係合を解いて該外側回転軸系３
５を回り止めするように係止する。

【００４０】この噛み合いクラッチ機構４７は、駆動装
置６の軸方向の全体寸法を小さくするために、環状の電
磁コイル４７ａを内包する環状の電磁鉄心４７ｂを前記
取り付けねじ４２によって電動機ハウジング４３の内側
に共締めして取り付け、固定子巻線４４ｂのエンドコイ
ルによつて囲まれた内側空間に外側入力軸部３５ｄを取
り巻くように設置する。外側入力軸部３５ｄに形成した
セレーション３５ｂに軸方向に摺動可能に係合させた絶
縁樹脂製の摺動子４７ｃは、コイルばね４７ｄによって
前記回転子４５の噛み合い凹凸部４５ｃ₃に係合するよ
うに押し下げ、前記電磁コイル４７ａの電磁力によって
コイルばね４７ｄの押し下げ力に逆らって摺動子４７ｃ
を引き上げることにより噛み合いを解除して電磁鉄心４
７ｂに吸着して回り止める。

【００４１】摺動子４７ｃは、前記電磁鉄心４７ｂによ
って吸引する鉄製の吸着子４７ｅを一体的に樹脂成形し
て設け、前記噛み合い凹凸部４５ｃ₃に嵌入して噛み合
わせる噛み合い突起４７ｆを樹脂成形により一体的に形
成する。

【００４２】摺動子４７ｃの吸着子４７ｅを電磁鉄心４
７ｂに吸着したときに該摺動子４７ｃを係止して回り止
めするために、図１５に詳しく示すように、電磁鉄心４
７ｂの吸着面には複数本の放射状の係止溝４７ｂ₁を形
成し、吸着子４７ｅには前記係止溝４７ｂ₁に嵌入する
複数本の放射状の係止突条４７ｅ₁を形成する。係止溝
４７ｂ₁は、係止突条４７ｅ₁を係止する側壁面が奥方向
に１〜２度の傾斜で広がるように形成し、係止突条４７
ｅ₁は、係止溝４７ｂ₁の側壁面に当接する側面が先端方
向に１〜２度の傾斜で広がるように形成することによ
り、噛み合い係合させたときに抜け止め方向の分力が発
生するようにする。

【００４３】電動機ハウジング４３の下端は、カバー４
８を嵌着して覆う。そして、このカバー４８に回転検出
センサーの回転検出素子（感磁素子）４９を取り付け、
この回転検出素子４９を前記回転子４５の永久磁石４５
ｄの回転軌道に対向させて設置する。

【００４４】このような駆動装置６は、取り付けベース
７を取り付けねじ５０によって外槽５の底の外側に取り
付ける。また、この駆動装置６の外側は、前記取り付け
ねじ５０によってこの駆動装置６と一緒に取り付けた外
カバー５１によって覆うようにする。

【００４５】図１６は、この全自動洗濯機の電気的構成
を示すブロック図である。

【００４６】コントロールユニット１７は、マイクロコ
ンピュータ１７ａを中心にして構成し、電源回路１７ｂ
と、ゼロクロス信号発生回路１７ｃと、リセット回路１
７ｄと、電源リレー１７ｅと、給水電磁弁２１と排水電
磁弁２３と噛み合いクラッチ機構の電磁コイル４７ａと
電動機の固定子巻線４４ｂへの給電を制御する半導体交
流スイッチング素子（ＦＬＳ）群やダイオード群で構成
した駆動回路１７ｆと、クロック信号を発生する発振回
路１７ｇと、ブザー１７ｈとを備える。

【００４７】電源回路１７ｂは、制御回路用の低圧直流
電圧を生成し、ゼロクロス信号発生回路１７ｃは、半導
体スイッチング素子を制御するための基準信号を生成
し、リセット回路１７ｄは、電源投入時にマイクロコン
ピュータ１７ａを所定の初期状態にリセットするリセッ
ト信号を生成し、発信回路１７ｇは、マイクロコンピュ
ータ１７ａを動作させるクロック信号を生成する。

【００４８】駆動回路１７ｆは、電動機の固定子巻線４
４ｂへの給電制御に関しては、可逆回転制御用の２つの
半導体交流スイッチング素子（ＦＬＳ）１７ｆ₁，１７
ｆ₂と、直流制動のためのＦＬＳ１７ｆ₃とダイオードブ
リッジ１７ｆ₄を備える。ＦＬＳ１７ｆ₁は、正回転給電
制御用の半導体交流スイッチング素子、ＦＬＳ１７ｆ₂
は逆回転給電制御用の半導体交流スイッチング素子であ
る。また、電磁コイル４７ａへの給電制御に関しては、
大きな電磁力を発生するのに適した直流駆動電流を流す
ためのダイオードブリッジ１７ｆ₅と駆動電流の大きさ
を制御するための位相制御用ＦＬＳ１７ｆ₆を備える。
電磁コイル駆動電流は、吸着子４７ｅを吸引する初期段
階では大きな電磁力を必要とするために大きな電流と
し、吸着後は電流を小さくして発熱を軽減するように制
御する。

【００４９】また、マイクロコンピュータ１７ａは、予
め組み込まれた制御処理プログラムに従って、電源スイ
ッチ１３，入力スイッチ群１４，水位センサー１６およ
び回転検出素子４９からの入力信号を取り込み、表示素
子群１５と電源リレー１７ｅと駆動回路１７ｆとブザー
１７ｈを制御する。

【００５０】コントロールユニット１７のマイクロコン
ピュータ１７ａは、電源スイッチ１３が投入されると、
電源リレー１７ｅをオンして待機状態となる。

【００５１】そして、入力スイッチ群１４から洗濯開始
を指示されると、入力スイッチ群１４によって設定され
た洗濯脱水モードを確認し、設定された洗濯脱水モード
の洗濯脱水工程に入る。

【００５２】図１７は、基本的な洗濯脱水モードにおい
てマイクロコンピュータ１７ａが実行する制御処理を示
している。

【００５３】ステップ１７０１ 電磁給水弁２１を開いて外槽５内に所定の水位まで給水
する。この所定の水位は、次のステップでの布量検出に
適した水位であり、その水位検出は、水位センサー１６
から出力される水位検出信号を監視して行う。

【００５４】ステップ１７０２ 布量の検出を行う。この布量検出は、従来と同様に、撹
拌翼４を回転させたときの洗濯物の抵抗力の大きさに基
づいて行う。そのために、噛み合いクラッチ機構４７の
電磁コイル４７ａを付勢して吸着子４７ｅを電磁吸引す
ることにより、摺動子４７ｃをコイルばね４７ｄに逆ら
って引き上げて該摺動子４７ｃの噛み合い突起４７ｆを
電動機の回転子４５の噛み合い凹凸部４５ｃ₃から切り
離し、吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸着し、４７ｅ
１ ４７ｂ１に係合するこにより外側回転軸系３５（洗
濯兼脱水槽２）の回転を抑制するように係止する。この
状態で、電動機の固定子コイル４４ｂを付勢して回転子
４５を回転させ、内側入力軸部３６ｇから遊星歯車３６
ｉを介して減速した後に内側出力軸部３６ｃに伝達して
撹拌翼４を回転させるようにする。そして、駆動を停止
したときの惰性回転速度を回転検出素子４９からの信号
に基づいて検出し、その減衰特性に基づいて布量を検出
する。この検出処理は、水位を変えながら行うことによ
り、布質の検出も可能となる。

【００５５】ステップ１７０３ 布量および布質に応じて洗濯水位を決定し、この洗濯水
位まで給水を実行する。 ステップ１７０４ 布量および布質に応じた洗い工程を実行する。この洗い
工程は、撹拌翼４を正逆回転させて行う洗い方と洗濯兼
脱水槽２を正逆回転させて行う洗い方と洗濯兼脱水槽２
を一方向に連続的に回転させて行う洗い方を選択的に実
行することができる。

【００５６】撹拌翼４を正逆回転させて行う洗い方は、
例えば、木綿の下着や靴下などの洗濯物を強く撹拌して
洗濯するのに適している。また、洗濯兼脱水槽２を正逆
回転させて行う洗い方は、例えば、シーツやバスタオル
などの大きい洗濯物を撹拌して絡み合いおよび洗濯むら
を軽減するように洗濯するのに適している。そして、洗
濯兼脱水槽２を一方向に連続的に回転させて行う洗い方
は、例えば、ドライマーク衣料などの洗濯物を型崩れし
ないように洗濯するのに適している。

【００５７】撹拌翼４を正逆回転させる洗い方は、噛み
合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを付勢して摺
動子４７ｃを引き上げて該摺動子４７ｃと回転子４５と
の噛み合いを解き、吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸
着して係止突条４７ｅ₁を係止溝４７ｂ₁に係合させて外
側入力軸部３５ｄを回り止めして洗濯兼脱水槽２を静止
状態にし、回転子４５を正逆回転するように固定子コイ
ル４４を付勢することにより、この回転を内側入力軸部
３６ｇ，遊星歯車３６ｉ，内側出力軸部３６ｃを介して
撹拌翼４に伝達して行う。

【００５８】洗濯兼脱水槽２を正逆回転させる洗い方
は、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを消
勢して摺動子４７ｃをコイルばね４７ｄによって押し下
げて該摺動子４７ｃの噛み合い突起４７ｆを回転子４５
の噛み合い凹凸部４５ｃ₃嵌入して噛み合わせて該回転
子４５と連結状態にし、電動機の回転子４５を正逆回転
するように固定子コイル４４ｂを付勢することにより、
この回転を外側入力軸部３５ｄ，歯車ケース部３５ｅ，
外側出力軸部３５ａを介して洗濯兼脱水槽２に伝達して
行う。このときは、遊星歯車機構は減速機能を失うの
で、撹拌翼４は、洗濯兼脱水槽２と同期して一体的に回
転する。

【００５９】そして、洗濯兼脱水槽２を一方向に連続回
転させて行う洗い方は、水位を低めに設定し、噛み合い
クラッチ機構４７を噛み合わせた連結状態において、電
動機を一方向に連続回転させるように固定子コイル４４
ｂを付勢することによって実現する。

【００６０】このような３種類の洗い方の選択は、マイ
クロコンピュータ１７ａが布量や布質あるいは入力スイ
ッチ群１４によって設定された洗濯モードに応じて決定
し、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを制
御して該噛み合いクラッチ機構４７の断続状態を制御す
ることによって行う。また、必要に応じて、これらを組
み合わせた洗い方にすることもできる。

【００６１】ステップ１７０５ 濯ぎ工程を実行する。この濯ぎ工程は、シャワー脱水濯
ぎと溜め濯ぎを組み合わせて実行するようにすると良
い。組み合わせ方は、先ず、シャワー脱水濯ぎを行い、
その後に溜め濯ぎを行うようにすると良い。

【００６２】シャワー脱水濯ぎは、排水電磁弁２３を開
いて排水状態とし、撹拌翼４および洗濯兼脱水槽２を高
速回転させて脱水運転にした状態で給水電磁弁２１を開
いて該洗濯兼脱水槽２内に注水するようにして行う。

【００６３】このときの洗濯兼脱水槽２の高速回転させ
る脱水では、噛み合いクラッチ機構４７は、前述した洗
濯兼脱水槽２を回転させる洗い方のときと同様に、電磁
コイル４７ａを消勢して摺動子４７ｄを電動機の回転子
４５に連結状態にして該電動機を所定の方向に高速回転
させることにより実現する。

【００６４】溜め濯ぎは、撹拌翼４および洗濯兼脱水槽
２を静止状態にして排水電磁弁２３を開いて外槽５内の
洗い水を排水し、洗濯兼脱水槽２を高速回転させて脱水
し、次いで、排水電磁弁２３を閉じて給水電磁弁２１を
開くことによって洗濯兼脱水槽２に注水して外槽５内に
濯ぎ水を溜め、撹拌翼４または洗濯兼脱水槽２を回転さ
せて洗濯物を撹拌する動作を繰り返すように行う。

【００６５】ステップ１７０６ 脱水工程を実行する。この脱水工程は、前述した濯ぎ工
程における脱水と同様にして行う。

【００６６】マイクロコンピュータ１７ａは、これらの
各ステップにおいて、設定状態および工程進行状態を表
示素子群１５を制御して表示し、異常が発生したときや
洗濯終了時には、ブザー１７ｈを鳴動させて報知するよ
うにする。

【００６７】図１８は、ブラシレス直流電動機を使用し
た駆動装置６の実施形態を示す縦断側面図である。この
実施形態は、１つの電動機ハウジングに誘導電動機の固
定子鉄心とブラシレス直流電動機の固定子鉄心を選択的
に嵌着するように共用し、内側入力軸部を誘導電動機の
回転子とブラシレス直流電動機の回転子に共用できるよ
うにしているので、前述した実施形態に対するこの実施
形態の特徴は、電動機の構成にある。従って、前述した
実施形態と共通の構成部品については、重複する説明を
省略する。

【００６８】この実施形態におけるブラシレス直流電動
機は、固定子５２を固定子鉄心５２ａに固定子巻線５２
ｂを巻装して構成し、固定子鉄心５２ａを電動機ハウジ
ング４３に嵌入して切り越し突起４３ａと折り曲げ爪４
３ｂによって挟持するように固定する。間隔部材５３
は、この固定子鉄心５２ａの軸方向の寸法と前述した実
施形態における誘導電動機の固定子鉄心４４ａの寸法の
差を補うものである。

【００６９】回転子５４は、回転子鉄心（ヨーク）５４
ａの外周に永久磁石磁極５４ｂを取り付け、これらと一
体的に成形した絶縁樹脂製の取り付けボス５４ｃによっ
て内側入力軸部３６ｇにおける電動機回転子嵌着部３６
ｄに取り付ける。噛み合いクラッチ機構４７の摺動子４
７ｄに形成した噛み合い突起４７ｆを嵌入する噛み合い
凹凸部５４ｄは、取り付けボス５４ｃの上面に該取り付
けボス５４ｃと一体的に樹脂成形する。取り付けボス５
４ｃは、電動機回転子嵌着部３６ｄに誘導電動機の回転
子４５と同様に嵌着して取り付けることができるような
寸法に形成し、内端側の締め付け端部には、回転子鉄心
５４ａを露出させ、外端側の締め付け端部には、金属リ
ング５４ｅを埋設する。

【００７０】なお、回転子の取り付けボス５４ｃは、電
動機回転子嵌着部を短尺にした専用の内側入力軸部を使
用することにより、短尺に形成することもできる。

【００７１】また、永久磁石磁極５４ｂは、固定子巻線
５２ｂよりも外側に突出するように構成し、この突出部
の回転軌道に対向させて磁極検出素子５５を設置するこ
とにより、回転子５４の回転位置を検出するように構成
する。この磁極検出素子５５は、カバー４８に取り付け
る。

【００７２】ブラシレス直流電動機は、一般に良く知ら
れているように、固定子巻線５２ｂの各相に対する回転
子５４の磁極５４ｂの相対位置を検出して該固定子巻線
５２ｂの各相に流す駆動電流を制御する構成であるの
で、詳細な説明は省略する。

【００７３】このブラシレス直流電動機を使用した全自
動洗濯機では、前記駆動回路１７ｆには、電動機用直流
電源のための整流回路と、固定子巻線５２ｂの各相の電
流をＰＡＭ制御するインバータ回路を設ける。

【００７４】このような駆動装置６を使用しても前述し
た実施形態と同様な全自動洗濯機を実現することができ
る。しかも、ブラシレス直流電動機は、多様な回転制御
を行うことができるので、更に木目細かな洗濯工程およ
び脱水工程を行うようにすることができる。

【００７５】ところで、このように電動機ハウジング４
３および内側入力軸部３６ｇを共用して誘導電動機また
はブラシレス電動機を選択的に組み込むには、これらを
構成する固定子および回転子の外郭および嵌合部の寸法
を考慮しなければならない。同一出力を得るための外郭
寸法は、一般的には、誘導電動機の方が大きくなる。そ
こで、誘導電動機の固定子４４および回転子４５につい
て検討する。

【００７６】駆動回転軸系３４を軸心にして垂直方向に
遊星減速歯車機構と噛み合いクラッチ機構と電動機を同
心的に直列に配列した構成の駆動装置６は、全自動洗濯
機の全体構成を考慮すると、外槽５の底面への取り付け
面から下方への突出量が１６０ｍｍ以内となるように構
成することが必要になる。そして、この駆動装置６は、
駆動回転軸系３４の上端部に洗濯兼脱水槽２および撹拌
翼４を取り付けて支持することになるので、この駆動回
転軸系３４を支持するボールベアリング３３ａ，３３ｂ
は、軸方向に、できる限り大きな間隔で設置することが
必要となる。従って、このボールベアリング３３ａ，３
３ｂを設置する減速機構外ケース３２ａ，３２ｂは、ボ
ールベアリング３３ａ，３３ｂの軸方向間隔に相当する
軸方向寸法となる。

【００７７】これらの寸法配分から、電動機の軸方向の
寸法は、噛み合いクラッチ機構４７を含めて、９０ｍｍ
程度となる。誘導電動機は、必要な出力特性（２５０Ｗ
程度）を維持しつつ軸方向の寸法を抑制するためには、
固定子４４および回転子４５の径を大きくすれば良い。
しかしながら、固定子４４および回転子４５の鉄心４４
ａ，４５ａを鉄板を打ち抜いて積層して構成するように
すると、径の大きい鉄心４４ａ，４５ａは高価になる。

【００７８】そこで、この実施形態では、噛み合いクラ
ッチ機構４７を誘導電動機の固定子巻線４４ｂのエンド
コイルによつて囲まれた空間を活用して外側入力軸部３
５ｄを取り巻くように設置するように工夫して該噛み合
いクラッチ機構４７による軸方向の寸法の制約を緩和す
ることにより、固定子鉄心４４ａの外径寸法を１６０ｍ
ｍ、内径寸法を９８ｍｍ、軸方向寸法を２５ｍｍとし
た。

【００７９】固定子鉄心４４ａの内径寸法は、固定子４
４を電動機ハウジング４３に嵌着した状態で該電動機ハ
ウジング４３を外ケース３２ｂの下端面に取り付けねじ
４２によって取り付けるときの心出し治具の当接基準面
を提供し、また、取り付けねじ４２が内径寸法の内側に
位置するようにしてねじ締め工具挿入空間を提供するこ
とができるようにする。

【００８０】これに伴って、この固定子鉄心４４ａを挟
持するために電動機ハウジング４３設ける切りお越し突
起４３ａの位置は、この電動機ハウジング４３の取付面
からの軸方向寸法を３４ｍｍとした。

【００８１】このような誘導電動機の代りに取り付ける
ブラシレス直流電動機は、その固定子５２を構成する固
定子鉄心５２ａの外形寸法と内径寸法を誘導電動機の固
定子鉄心４４ａと等しくし、軸方向寸法を小さく構成す
る。また、回転子５４は、このような固定子鉄心５２ａ
を使用して構成した固定子５２に相応する外径形状とな
るように構成する。

【００８２】また、生産設備を共用して前述したような
誘導電動機またはブラシレス電動機を選択的に組み込む
ために、特に、誘導電動機の固定子４４またはブラシレ
ス電動機の５２を嵌着した電動機ハウジング４３を取り
付けねじ４２によって外ケース３２ｂの下端面に心出し
した状態に取り付けるときに、固定子鉄心４４ａ，５２
ａの内径面に治具を当接して心出しすることができる。
しかも、取り付けねじ４２は、内径内に位置しているの
で、心出しした状態で工具を挿し込んで締め付けること
ができる。

【００８３】

【発明の効果】本発明の駆動装置は、電動機の回転子を
取り付ける内側入力軸部を外側入力軸部の内側に外輪を
圧入した転がり軸受で取り付けて回転子を片持ち状態に
支持する構成としたので、内側入力軸部の取り付け精度
が高くなり、誘導電動機を使用する駆動装置を小型に構
成することができるようになった。

【００８４】また、電動機ハウジング内の空間を利用し
てクラッチ機構を設置したことにより、駆動装置の軸方
向の寸法増加を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全自動洗濯機の基本構成の一実施形態
を示す縦断側面図である。

【図２】本発明の全自動洗濯機の具体的な構成を示す縦
断側面図であり、その一部は展開して図示している。

【図３】本発明の全自動洗濯機における駆動装置の全体
を示す縦断側面図である。

【図４】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における駆動
回転軸系の縦断側面図である。

【図５】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における外側
出力軸部と内側出力軸部の組み合わせ状態を示す縦断側
面図である。

【図６】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における外側
出力軸部と内側出力軸部を組み合わせた出力軸部に歯車
ケースを組み合わせた出力軸部を示す縦断側面図であ
る。

【図７】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における出力
軸部に歯車ケースを組み合わせた組物の結合加工状態を
示す縦断側面図である。

【図８】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における外側
入力軸部と内側入力軸部を組み合わせた入力軸部を示す
縦断側面図である。

【図９】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における駆動
回転軸系の仕上げ加工状態を示す縦断側面図である。

【図１０】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における電
動機の回転子鉄心構造を示すもので、（ａ）は上面図、
（ｂ）一部縦断側面図、（ｃ）は底面図である。

【図１１】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における電
動機の回転子鉄心に籠型２次導体および冷却羽根をダイ
カスト成形した構造を示すもので、（ａ）は上面図、
（ｂ）一部縦断側面図、（ｃ）は底面図である。

【図１２】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における電
動機の回転子の外観図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）
は縦断側面図、（ｃ）は底面図である。

【図１３】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における噛
み合いクラッチ機構の噛み合い結合を解いた状態を示す
部分的な縦断側面図である。

【図１４】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における噛
み合いクラッチ機構の噛み合い結合状態を示す縦断側面
図である。

【図１５】本発明の全自動洗濯機の駆動装置における噛
み合いクラッチ機構の外側回転軸系を係止するための摺
動子と電磁鉄心の噛み合い係合部の断面図である。

【図１６】本発明の全自動洗濯機の電気的構成を示すブ
ロック図である。

【図１７】本発明の全自動洗濯機における基本的な洗濯
脱水モードにおいてマイクロコンピュータが実行する制
御処理フローチャートである。

【図１８】本発明の全自動洗濯機においてブラシレス直
流電動機を使用した駆動装置の縦断側面図である。

【符号の説明】

２…洗濯兼脱水槽、４…撹拌翼、５…外槽、６…駆動装
置、３１…取り付けベース、３２ａ，３２ｂ…減速機構
外ケース、３４…駆動回転軸系、３５…外側回転軸系、
３６…内側回転軸系、４０ａ，４０ｂ…ボールベアリン
グ、４２…取り付けねじ、４３…電動機ハウジング、４
４…固定子、４４ａ…固定子鉄心、４５…回転子、４７
…噛み合いクラッチ機構、４７ａ…電磁コイル、４７ｂ
…電磁鉄心、４７ｃ…摺動子、４７ｄ…コイルばね、４
７ｅ…吸着子、４７ｆ…噛み合い突起。

フロントページの続き (72)発明者 鹿森 保 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 内 (72)発明者 大杉 寛 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 内 (56)参考文献 特開 昭60−179091（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−200695（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−179977（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−66581（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06F 37/40

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽
   と、この洗濯兼脱水槽の底の内側に回転自在に設けた撹
   拌翼と、前記外槽の底の外側に設置されて前記洗濯兼脱
   水槽および撹拌翼を駆動する駆動装置と、前記外槽を枠
   体に懸垂支持する支持装置とを備えた全自動洗濯機にお
   いて、 前記駆動装置は、洗濯兼脱水槽および撹拌翼の駆動回転
   軸を中心にして垂直方向に減速歯車機構とクラッチ機構
   と可逆回転誘導電動機を直列に配列した構成とし、前記
   減速歯車機構は、内側入力軸部を外側入力軸部内に外輪
   を圧入した転がり軸受によって支持して前記可逆回転誘
   導電動機の回転子を片持ち状態に取り付けたことを特徴
   とする全自動洗濯機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記可逆回転誘導電動
   機は、前記減速歯車機構の外ケースに取り付けた電動機
   ハウジングと該電動機ハウジング内に嵌着した固定子を
   備えたことを特徴とする全自動洗濯機。
3. 【請求項３】請求項２において、前記クラッチ機構は、
   前記電動機ハウジング内の固定子の固定子巻線のエンド
   コイルに囲まれた空間に位置させて該電動機ハウジング
   内に突出する外側入力軸部を取り巻くように配置した環
   状の電磁コイルを備え、前記外側入力軸部に軸方向に摺
   動可能に係合させて回転子と係合するようにばね力を作
   用させた摺動子を電磁コイルの電磁力によって吸引して
   係合を解除するようにしたことを特徴とする全自動洗濯
   機。
4. 【請求項４】請求項１〜３の１項において、減速歯車機
   構の外ケースへの電動機ハウジングの取り付けねじは、
   電動機の固定子鉄心の内径より内側に位置させて回転子
   設置空間を通して締め付け操作可能にしたことを特徴と
   する全自動洗濯機。