JP3609288B2 - 洗濯機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転槽と撹拌体とを連結及び解除するクラッチを備えた洗濯機に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、洗濯機においては、モータの回転力を撹拌体に伝達する場合と、撹拌体及び回転槽の双方に伝達する場合とを切り換えるクラッチ装置を備えている。このクラッチ装置には、種々の構成があり、その一つとしては、撹拌体に連結された撹拌体駆動軸に対して回転槽自体を水の浮力により上下動させるように設け、該回転槽に設けたクラッチを撹拌体駆動軸に固定及び分離するようにしたものがある。
しかし、このものでは、撹拌体駆動軸に対する回転槽の固定方法が難しく、クラッチ切換えの信頼性に問題があった。
【0003】
別方式のクラッチを備えた洗濯機として、出願人は、特願平7−165732号(公知)を出願している。この洗濯機において、クラッチ装置は、構成部品として、撹拌体駆動軸に装着されたホルダ、このホルダに回動可能に設けられたレバー、このレバーとホルダとの間にばね力を作用させるトグル用ばね等を備えている。このものでは、クラッチ切換えの信頼性に優れてはいるが部品数がやや多いというものであった。
【0004】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クラッチ切換え信頼性に優れ、且つ部品数も少ない、クラッチを備えた洗濯機を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、回転槽と、
この回転槽内に回転可能に配設された撹拌体と、
前記回転槽に連結され一部に軸方向に延びる被伝達部を有する槽駆動軸と、
前記撹拌体に連結され、前記槽駆動軸の被伝達部と軸方向に並ぶ伝達部を有する撹拌体駆動軸と、
前記槽駆動軸の被伝達部の近傍に位置させて静止部位に設けられた共回り防止部と、
前記撹拌体駆動軸を回転させるモータと、
前記撹拌体駆動軸及び槽駆動軸に対して軸方向に第1の位置と第2の位置との間で往復移動可能で、且つ前記被伝達部、伝達部及び共回り防止部に対して正回転方向及び逆回転方向に相対的に回転不能に係合する係合部を有して構成され、前記第1の位置で前記係合部が前記撹拌体駆動軸の伝達部と前記槽駆動軸の被伝達部とに係合してこれらを連結し、前記第2の位置で前記係合部が前記槽駆動軸の被伝達部と前記共回り防止部とに係合してこれらを連結するクラッチと、
このクラッチを軸方向に移動させるためのクラッチ操作機構とを備え、
前記クラッチを前記第2の位置から前記第1の位置へ移動させるクラッチ切換え動作は、前記回転槽内の水を排出する排水終了前に前記モータを回転させて行うことを特徴としている。
【0006】
この構成においては、クラッチが、撹拌体駆動軸及び槽駆動軸に対して軸方向に往復移動可能で、且つ撹拌体駆動軸の伝達部、槽駆動軸の被伝達部及び共回り防止部に対して正回転方向及び逆回転方向に相対的に回転不能に係合する係合部を有して構成され、クラッチ操作機構によりこのクラッチを移動させる構成としているから、部品数が少なく、しかも、水の浮力を利用する構成とは違って、クラッチ操作機構により撹拌体駆動軸から槽駆動軸に対して回転力伝達の連継及び解除が確実に行われ、クラッチ切換えの信頼性が向上する。
【0007】
しかも、クラッチは、第2の位置で槽駆動軸の被伝達部と共回り防止部との間を連結し、回転槽は回転不能状態に固定された形態となるから、モータにより撹拌体駆動軸を介して撹拌体が回転駆動される洗い運転において、回転槽が共回りすることを防止できるようになる。この場合、回転槽の共回り防止のための構成も簡単で済む。
【0008】
ところで、このような構成のものにおいては、クラッチを、槽駆動軸の被伝達部と共回り防止部とを連結した第2の位置(洗い用クラッチ態様)から、撹拌体駆動軸の伝達部と槽駆動軸の被伝達部とを連結する第1の位置(脱水用クラッチ態様)へ切換える場合において、クラッチの係合部が槽駆動軸の被伝達部或いは共回り防止部に一方の回転方向に食い込み状態となって強い面圧が作用していたり、或いはクラッチの係合部と撹拌体駆動軸の伝達部との位置が合致していない場合、クラッチを軸方向に移動させることができないことがある。
【0009】
この場合、モータにより撹拌体駆動軸を回転させることに基づき、クラッチの係合部と撹拌体駆動軸の伝達部との位置を合致させることが可能になると共に、クラッチに振動が伝達されるなどしてクラッチの係合部と槽駆動軸の被伝達部或いは共回り防止部との強い面圧を解除させることが可能となる。ところが、このとき、回転槽内に水がない場合には、撹拌体と回転槽とが洗濯物により連結された形態となりやすく、このようになると、撹拌体駆動軸を大きなトルクで回転させる必要がある。これに対して、回転槽内に水がある場合には、撹拌体と回転槽とが洗濯物により連結された形態となりにくいため、撹拌体駆動軸を比較的小さなトルクで回転させることができるようになる。
【0010】
そこで、請求項1の発明においては、クラッチを第2の位置から第1の位置へ移動させるクラッチ切換え動作を、回転槽内に水がある排水終了前にモータを回転させて行うようにすることにより、クラッチを第2の位置から第1の位置へスムーズに移動させることが可能となり、クラッチ切換えの信頼性を一層向上できるようになる。
【0011】
請求項2の発明は、クラッチを第1の位置から第2の位置へ移動させるクラッチ切換え動作を、回転槽内へ水を供給する給水開始後にモータを回転させて行うことを特徴としている。
【0012】
ここで、クラッチを、撹拌体駆動軸の伝達部と槽駆動軸の被伝達部とを連結した第1の位置(脱水用クラッチ態様)から槽駆動軸の被伝達部と共回り防止部との間を連結する第2の位置(洗い用クラッチ態様)へ切り換える場合において、クラッチの係合部が撹拌体駆動軸の伝達部或いは槽駆動軸の被伝達部に一方の回転方向に食い込み状態となって強い面圧が作用していたり、或いはクラッチの係合部と共回り防止部との位置が合致していない場合、そのクラッチを軸方向に移動させることができないことがある。
【0013】
この場合、モータにより撹拌体駆動軸を回転させることに基づき、クラッチの係合部と共回り防止部との位置を合致させることが可能になると共に、クラッチが振動するなどしてクラッチの係合部と撹拌体駆動軸の伝達部或いは槽駆動軸の被伝達部との強い面圧を解除させることが可能となる。ところが、このときも、回転槽内に水がない場合には、撹拌体と回転槽とが洗濯物により連結された形態となりやすく、このようになると、撹拌体駆動軸を大きなトルクで回転させる必要がある。これに対して、回転槽内に水がある場合には、撹拌体と回転槽とが洗濯物により連結された形態となりにくいため、撹拌体駆動軸を比較的小さなトルクで回転させることができる。
【0014】
そこで、請求項2の発明においては、クラッチを第1の位置から第2の位置へ移動させるクラッチ切換え動作を、回転槽内に水がある給水開始後にモータを回転させて行うようにすることにより、クラッチを第1の位置から第2の位置へスムーズに移動させることが可能となり、クラッチ切換えの信頼性を一層向上できるようになる。
【0015】
請求項3の発明は、クラッチ切換え動作の内容を、回転槽内の洗濯物の量に応じて変えるところに特徴を有している。
回転槽内の洗濯物の量が多い場合には、撹拌体駆動軸を比較的大きなトルクで回転させることなどが必要となるので、洗濯物の量に応じてクラッチ切換え動作の内容を変えることにより、クラッチを一層スムーズに切り換えることが可能となり、クラッチ切換えの信頼性を一層向上できるようになる。
【0016】
請求項4の発明は、クラッチ切換え動作時に、モータを正回転方向及び逆回転方向へ交互に回転させるところに特徴を有している。
これによれば、クラッチの係合部と槽駆動軸の被伝達部及び共回り防止部との間に生じた面圧、及びクラッチの係合部と撹拌体駆動軸の伝達部及び槽駆動軸の被伝達部との間に生じた面圧は、モータの正回転方向及び逆回転方向のどちら方向に生じた面圧であっても早期に解除することが可能になり、また、クラッチの係合部と撹拌体駆動軸の伝達部との位置、及びクラッチの係合部と共回り防止部との位置も早期に合わせることが可能になり、よってクラッチをスムーズに切り換えることが可能となり、クラッチ切換えの信頼性を一層向上できるようになる。
【0017】
請求項5の発明は、クラッチ切換え動作時に、モータは、切換え動作直前の回転方向とは逆方向の回転方向から回転させることを特徴としている。
これによれば、クラッチの係合部と槽駆動軸の被伝達部及び共回り防止部との間に生じた面圧、及びクラッチの係合部と撹拌体駆動軸の伝達部及び槽駆動軸の被伝達部との間に生じた面圧を一層早く解除させることが可能になる。
【0018】
請求項6の発明は、クラッチ切換え動作時に、回転槽内の洗濯物の量が多くなるに従ってモータの回転度合を大きくさせることを特徴としている。
この請求項6の発明によれば、クラッチの切り換えを一層確実に行うことが可能になる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例につき図面を参照しながら説明する。まず図4には、本実施例に係る脱水兼用の洗濯機(全自動洗濯機)の本体1の概略構成を示している。この図4において、ほぼ矩形箱状をなす外箱2内には、脱水時等に水を受ける水槽3が弾性吊持機構4を介して設けられている。そして、前記水槽3内には、内部に洗濯物が収容される洗い槽兼脱水槽としての回転槽5が回転可能に設けられており、またその回転槽5内の底部には、水流生成用の撹拌体(パルセータ)6が回転可能に設けられている。
【0020】
詳しくは後述するように、前記水槽3の外底部には、インバータ駆動方式のアウタロータ形のモータ7及び、そのモータ7の回転駆動力を前記回転槽5及び撹拌体6へ伝達する回転伝達機構8が設けられている。これらモータ7及び回転伝達機構8により、洗いやためすすぎの行程においては、前記撹拌体6が正逆回転されて回転槽5内に撹拌水流が生成され、脱水や脱水すすぎの行程においては、前記回転槽5が撹拌体6と一体的に高速回転されるようになっている。
【0021】
また、前記水槽3の底部には、前記回転槽5からの排水を行うための排水路9が設けられ、この排水路9に、排水弁10を介して排水ホース11が接続されている。前記排水弁10は、ギアドモータ12(図12参照)により開閉されるようになっている。さらに、水槽3の底部には、該水槽3からの排水を行うための排水口13が設けられ、図示はしないが、この排水口13が前記排水ホース11に接続されている。尚、前記排水路9には、エアトラップ14が設けられ、このエアトラップ14内の圧力が図示しないエアチューブを介して水位センサ69(図13参照)に導かれるようになっている。
【0022】
一方、前記回転槽5内には、脱水時に当該回転槽5の内周面との間に揚水用の空隙を形成するように内筒5aが配設され、また、回転槽5の上端部には、バランスリング15が装着されていると共に、脱水時の該回転槽5からの排水を、そのバランスリング15との間を通して行うための脱水孔16が設けられている。また、前記水槽3の上端部には、一部のみ示すように、ほぼリング状をなす桶カバー17が設けられており、その開口部が前記回転槽5の上面開口部に連通している。
【0023】
そして、前記外箱2の上端部には、プラスチック製のトップカバー18が設けられている。詳しく図示はしないが、このトップカバー18は、中央にほぼ円形の洗濯物出入口を有する矩形枠状をなすと共に、薄形の中空箱状をなしている。このトップカバー18の上面部には、前記洗濯物出入口を開閉するための二つ折りタイプの蓋18aが設けられている。
【0024】
さて、前記モータ7及び回転伝達機構8について、図1ないし図3、及び図5ないし12を参照して述べる。図3は、これらモータ7及び回転伝達機構8部分の構成を示しており、ここで、前記水槽3の外底部には、中空ハウジング19が取り付けられている。この中空ハウジング19は、上フレーム20と下フレーム21とを外周側部分にて結合して構成されており、上フレーム20の中央部には、上向きに凸となる円筒部20aが形成されていると共に、下フレーム21の中央部には下向きに凸となる円筒部21aが形成されている。
【0025】
前記円筒部20a及び円筒部21a内には、夫々ボールベアリングからなる軸受22及び23が嵌合固着され、これら軸受22,23に支持されて中空状(円管状)の槽駆動軸24が回転可能に設けられている。この槽駆動軸24の軸受22から突出する上端部外周には支持筒25が嵌合固着され、この支持筒25の上端のフランジ部25aに前記回転槽5が固定されている。これにて、槽駆動軸24の回転により回転槽5が一体回転するようになっている。尚、円筒部20aと支持筒25の外周面との間には、シール部材26が設けられている。
【0026】
そして、前記槽駆動軸24の中空部内には、撹拌軸27が上下に貫通するように挿通されている。この撹拌軸27は、槽駆動軸24の内周部上下部に設けられたメタル軸受28,28並びに前記支持筒25の上端部内周部に設けられた軸受29によって槽駆動軸24に対して回転可能に支持されており、その上端部が前記撹拌体6に連結されている。これにて、撹拌軸27の回転により撹拌体6が一体回転するようになっている。そして、この撹拌軸27の下端部が前記モータ7に連結されている。
【0027】
前記モータ7は、図5にも示すように、リング状をなすステータ30と、薄形円筒容器状をなすロータ31とから構成される。前記ステータ30は、ステータコア32の外周の各ティース部に巻線33を巻装して構成され、前記下フレーム21の下面に対して下方からねじ止めされることにより取り付けられている。一方、前記ロータ31は、前記ステータ30の外周に僅かな隙間を存して配置されるロータマグネット34及びその外周に位置されるロータヨーク35を合成樹脂によりインサート成形することによって構成されている。
【0028】
このロータ31の中心部には円筒状のボス軸36が固着され、前記撹拌軸27の下端部がこのボス軸36に対してセレーション結合状態に挿入され、例えばナット締めにより取り付けられている。ここで、撹拌軸27とボス軸36とにより、撹拌体駆動軸27aを構成している。従って、前記ロータ31の回転は常に撹拌軸27にダイレクトに伝達されるようになっている。尚、図1及び図2にも示すように、このボス軸36は、その上端が、前記槽駆動軸24の下端よりも僅かに下方に位置され、また、その外径寸法が、該槽駆動軸24の外径寸法よりも大きく構成されている。
【0029】
さて、前記槽駆動軸24の下端外周部には、該槽駆動軸24と前記撹拌体駆動軸27a(ボス軸36)との連結及び切離しを行なうためのクラッチ37が設けられ、これと共に、前記下フレーム21の下面部には、このクラッチ37を軸方向に移動させるためのクラッチ操作機構38及び共回り防止部材39が設けられている。
【0030】
前記クラッチ37は、合成樹脂この場合ガラスフィラー入りのポリアセタール樹脂からなり、図1、図2、図5及び図6にも示すように、全体としてほぼ円筒状をなすと共に、その内周部が、上半部で径小、下半部にて径大とされた段付き形状とされると共に、上半部の内周面全周には、上下方向(軸方向)に延びる係合部たる上部内セレーション部40が形成され、下半部の内周面全周にも、上下方向(軸方向)に延びる係合部たる下部内セレーション部41が形成されている。さらに、クラッチ37の上端部外周部には、円形鍔状のフランジ部37aが一体に形成されており、このフランジ部37aの上面外周部に、円周方向に並んだ複数の歯部45aを有する係合部45が形成されている。そして、このクラッチ37と前記軸受23の下端部との間には、槽駆動軸24の下端部外周部に位置させてコイルばね44が配設され、クラッチ37は常に下方に付勢されている。
【0031】
これに対し、前記槽駆動軸24の下端部(前記軸受23から下方に突出した部位)の外周部には、前記上部内セレーション部40に対応して上下方向(軸方向)に延びる被伝達部たるセレーション部42が形成されている。また、前記ボス軸36の上部外周部にも、前記下部内セレーション部41に対応して上下方向(軸方向)に延びる伝達部たるセレーション部43が形成されている。前記クラッチ37は、上部内セレーション部40が前記セレーション部42に常に係合されることにより、槽駆動軸24の下端部外周に、軸方向(上下方向)に移動可能で且つ周方向に一体的に回転するように嵌挿されている(図7参照)。
【0032】
前記共回り防止部材39は、例えばガラスフィラー入りのポリアセタール樹脂からなり、図8及び図9にも示すように、前記下フレーム21の円筒部21aの外周に嵌り込む大きさの薄形の円筒状をなすと共に、上端外周にフランジ部39aを一体に有し、そのフランジ部39aにて静止部位である下フレーム21の底面にねじ止め固定されている。この共回り防止部材39の内周面の下半部には、前記クラッチ37の係合部45(歯部45a同士間の谷部)に噛合う歯部46aを有する共回り防止部46が設けられている。
【0033】
しかして、前記クラッチ37は、図2に示す第1の位置と図1に示す第2の位置との間で軸方向に往復移動が可能である。このクラッチ37が図2に示す第1の位置にあるときには、上部内セレーション部40が槽駆動軸24のセレーション部42に係合すると共に、下部内セレーション部41がボス軸36のセレーション部43に係合し、もってボス軸36ひいては撹拌体駆動軸27aと槽駆動軸24とを一体的に回転するように連結するようになっている(脱水用クラッチ態様)。このとき、クラッチ37の上部内セレーション部40及び下部内セレーション部41は、それらセレーション部42及びセレーション部43に対して相対的に回転不能に係合している。
【0034】
また、クラッチ37が図1に示す第2の位置にあるときには、上部内セレーション部40がセレーション部42に係合すると共に、係合部45が共回り防止部材39の共回り防止部46に係合し、もって槽駆動軸24と共回り防止部材39とを連結し、ボス軸36から切離されるようになっている(洗い用クラッチ態様)。このとき、クラッチ37の上部内セレーション部40及び係合部45は、それらセレーション部42及び共回り防止部46に対して相対的に回転不能に係合している。
【0035】
前記共回り防止部材39には、クラッチレバー47を支持するための一対の支持部48,48が一体に設けられている。そして、前記クラッチ操作機構38は、前記コイルばね44、前記クラッチ37を上下動させるクラッチレバー47、このクラッチレバー47を揺動させる操作レバー49、引張ばね50(図3,図8,図9参照)、及び前記排水弁10を開閉するギアドモータ12等から構成されている。このうちクラッチレバー47は、例えばポリプロピレン等の合成樹脂からなり、図10に示すように、平行に延びる一対の腕部47a,47aを基端側で繋いだ形態のほぼコ字状をなすと共に、その基端部中央部から後側に突出する突出部47bを有して構成されている。この突出部47bの上面(図10では下面)には、図11にも示すような斜面部51が形成されている。
【0036】
前記各腕部47aの先端部には、前記クラッチ37のフランジ部37aの下面側に係止してそれを押し上げるための作動部たる当接ピン52が内側に突出して設けられている。このとき、一対の当接ピン52は、フランジ部37aのうち直径方向両端の2か所に当接するようになっている。また、各腕部47aの基端側部分には、図10に示すように、前記支持部48に軸支される内側軸部53及び及び外側軸部54が同軸となるように一体に設けられている。
【0037】
このとき、前記共回り防止部材39に一体に設けられた一対の支持部48,48は、図5、図8、図9に示すように、共回り防止部材39のやや後部寄り部分に円筒状部分を左右に挟むように対向して設けられ、フランジ部39aの下面から下方に延びる角筒状をなしている。そして、この支持部48に下端部には、前記内側軸部53及び外側軸部54をそれぞれ枢支するための舌片状の内壁部48a及び外壁部48bが設けられていて、前記クラッチレバー47は、中間部分が支持部48に軸支されて、上下方向(矢印A及びB方向)に揺動可能に設けられている。
【0038】
前記操作レバー49は、図3、図12に示すように、その中間部が前記下フレーム21に軸支されて水平方向(矢印C及びD方向)に回動可能に設けられ、その先端部の下面は、図11に示すように、前記クラッチレバー47の基端部の斜面部51に摺接する斜面部58が形成されている。また、このとき、図3、図9に示すように、前記引張りばね50は、前記クラッチレバー47の基端部側と前記共回り防止部材39との間に掛け渡されて該クラッチレバー47を矢印A方向に付勢しており、もってクラッチレバー47の斜面部51が操作レバー49の斜面部58に常に摺接するようになっている。
【0039】
一方、図12に示すように、前記ギアドモータ12は、ワイヤ59及び連結金具60を介して前記排水弁10に連結され、(a)に示すように、通常時は前記ワイヤ59を繰出した状態とされて排水弁10が閉鎖状態にあり、(b)に示すように、前記ワイヤ59を巻上げることにより、排水弁10を開放させるようになっている。このとき、前記操作レバー49の基端部は、前記連結金具60に連結され、もって操作レバー49は、ギアドモータ12により、排水弁10の開閉と連動して矢印C及びD方向に回動するようになっている。
【0040】
これにて、洗いやためすすぎの行程においては、操作レバー49は図12(a)の状態(図11の状態から矢印C方向に回動した状態)にあって、クラッチレバー47の基端部を押し下げており、もって、クラッチレバー47の先端の当接ピン52がクラッチ37をコイルばね44のばね力に抗して上方に押上げて、クラッチ37を図1に示す第2の位置に位置させるようになっている。
【0041】
これに対し、脱水の行程においては、操作レバー49は図12(a)の状態から矢印D方向に回動されて図12(b)に示す状態となり、斜面部58が斜面部51を相対的に摺動することにより、図11及び図2、図3に示すように、クラッチレバー47の基端部が矢印A方向に揺動し、当接ピン52が下降し、もってクラッチ37がコイルばね44のばね力によって第1の位置に下降するようになっている。尚、このクラッチ37の第1の位置では、当接ピン52がクラッチ37のフランジ部37aから若干量だけ下方に離間するようになっている。
【0042】
そして、前記クラッチ37部分には、該クラッチ37の動作位置を検出するためのクラッチ位置検出手段61が設けられている。この実施例では、図1ないし図3に示すように、クラッチ位置検出手段61は、例えばプラスチックマグネットからリング状に形成された永久磁石62を、前記クラッチ37のフランジ部37aの下面に取付けると共に、前記共回り防止部材39のそれに対応する高さ位置に磁気センサ63を取り付けて構成されている。
【0043】
これにて、クラッチ37が上方の第2の位置にあるときに、永久磁石62の外周が磁気センサ63に対向し、もって磁気センサ63によりクラッチ37が第2の位置にあるかどうかが直接的に検出できるようになっている。尚、この場合、永久磁石62がリング状に設けられているので、クラッチ37の回転方向の位置に関係なく、クラッチ37が第2の位置にあれば、永久磁石62が確実に磁気センサ63に対向するようになっている。
【0044】
一方、前記トップカバー18の前部には、操作パネル65(図4参照)を配設している。この操作パネル65の上面部には、図13に示す複数のスイッチ入力部66及び表示部67が設けられ、また、操作パネル65の裏側には、制御手段を構成するマイクロコンピュータからなる制御装置68が設けられている。
【0045】
制御装置68には、前記スイッチ入力部66、回転槽5内の水位を検出する水位センサ69、前記モータ7の回転速度を検出する回転センサ70、及び前記クラッチ位置検出手段61の磁気センサ63から信号が入力されるようになっている。そして、この制御装置68は、それらの入力信号並びにあらかじめ記憶された制御プログラムに基づいて、前記表示部67を制御すると共に、前記モータ7、回転槽5内へ給水するための給水弁71、及び前記ギアドモータ12を駆動回路72を介して制御する機能を備えている。
【0046】
次に、上記構成の作用を説明する。
使用者が洗濯を開始する前の状態では、排水弁10は閉鎖状態にあり(図12(a)参照)、これに伴い、クラッチ37は、コイルばね44のばね力に抗してクラッチレバー47により持ち上げられ、図1に示す上方の第2の位置(洗い用クラッチ態様)に保持されている。
【0047】
そして、使用者が洗濯物を回転槽5内に収容した状態で、スイッチ入力部66のスタートスイッチを操作すると、制御装置68は、まず、回転槽5内に収容された洗濯物の重量を判定する。洗濯物重量の判定は、モータ7により撹拌体駆動軸27aを介して撹拌体6を所定時間回転させ、その回転の立上がり速度や立ち下がり速度を回転センサ70の検知信号に基づいて判断することにより行うもので、回転槽5内に収容した洗濯物の量が多いほど回転の立上がり度及び立ち下がり度は悪くなるから、それによって洗濯物の重量の判定ができる。
【0048】
そして、制御装置68は、給水弁71を開放させて回転槽5内に水を供給し、その水位を水位センサ69により検出し、設定水位になったところで給水弁71を閉鎖し、洗いの行程を開始する。この洗い行程では、クラッチ37は図1に示す上方の第2の位置に保持されていて、モータ7により撹拌体6のみが正逆両方向に回転される。
【0049】
このとき、クラッチ37の上部内セレーション部40がセレーション部42に係合すると共に、係合部45が共回り防止部材39の共回り防止部46に係合していて、このクラッチ37により槽駆動軸24と共回り防止部材39とを連結しているので、回転槽5が共回りすることを防止できる。
【0050】
洗い時間が終了すると、制御装置68は、モータ7を停止させ、この後、ギアドモータ12を通電して排水弁10を開放動作させ、回転槽5内及び外槽2内の水を排出させる排水を開始する。制御装置68は、ギアドモータ12を通電すると、図14のクラッチ切換え動作のフローを実行する。
【0051】
ここで、ギアドモータ12を通電して排水弁10を開放動作させると、操作レバー49は、図12(a)の状態から矢印D方向に回動されて図12(b)に示す位置に位置され、これに伴い、クラッチレバー47の基端部が図9の矢印A方向に回動する。すると、クラッチ37は、コイルばね44のばね力によって下方への移動力が付与される。
【0052】
このとき、クラッチ37の上部内セレーション部40と槽駆動軸24のセレーション部42との間、或いはクラッチ37の係合部45と共回り防止部46との間で一方の回転方向に食い込み状態となって強い面圧が作用していたり、或いはクラッチ37の下部セレーション部41とボス軸36のセレーション部43との位置が合致していない場合(下部セレーション部41の山部とセレーション部43の山部とが干渉する場合)、クラッチ37を下方へ移動させることができず、クラッチ37を切り換えることができない。
【0053】
そこで、本実施例においては、制御装置68は、図14のクラッチ切換え動作のフローを実行する。以下、このフローチャートに従って説明する。まず、洗い行程を行う前に検出した洗濯物重量により、モータ17の回転トルク及び回転角度を設定する(ステップS1)。このときの洗濯物重量と、モータ17の回転トルク及び回転角度との関係を図15に示す。次に、切換え動作の回数の初期設定をし(ステップS2)、回数カウンタに1を加える(ステップS3)。
【0054】
次に、モータ17を正方向へ、前記ステップS1で設定された回転トルク及び回転角度で回転させ(ステップS4)、この後、モータ17を逆方向へ、前記ステップS1で設定された回転トルク及び回転角度で回転させる(ステップS5)。このような動作を、前記回数カウンタが3になるまで繰り返す(ステップS2〜S6)。
【0055】
ここで、このようにモータ17を正逆両方向へ3回ずつ回転させると、ボス軸36(撹拌体駆動軸27a)も一体に回転し、これに伴い、クラッチ37に振動が伝達されるなどしてクラッチ37の上部内セレーション部40と槽駆動軸24のセレーション部42との間、或いはクラッチ37の係合部45と共回り防止部46との間の強い面圧を解除させることが可能となると共に、クラッチ37の下部セレーション部41とボス軸36のセレーション部43との位置を合致(下部セレーション部41の山部とセレーション部43の谷部とを合致)させることが可能となる。このとき、回転槽5内には水が残っていて、撹拌体6と回転槽5とが洗濯物で連結された状態にはなり難いので、回転槽5内に水が残っていない場合に比べて、モータ17により撹拌体駆動軸27aを比較的小さな回転トルクにより回転させることができる。
【0056】
クラッチ37の上部内セレーション部40と槽駆動軸24のセレーション部42との間、及びクラッチ37の係合部45と共回り防止部46との間の強い面圧が解除されると共に、クラッチ37の下部内セレーション部41とボス軸36のセレーション部43との位置が合致すると、クラッチ37は、コイルばね44のばね力によって下方に移動され、図2及び図3に示す第1の位置に位置される。クラッチ37が第1の位置に移動されると、クラッチ37は共回り防止部46から離れ、このクラッチ37の上部内セレーション部40が槽駆動軸24のセレーション部42に係合したまま、下部内セレーション部41がボス軸36のセレーション部43に係合する状態となり、もってボス軸36ひいては撹拌体駆動軸27aと槽駆動軸24とを連結する状態となる(脱水用クラッチ態様)。
【0057】
制御装置68は、回数カウンタが3になったら、ステップS6で「YES」に従ってステップS7へ移行し、クラッチ37の切換えが完了したか否かを判定する。この判定は、磁気センサ63の検出信号に基づき行う。ステップS7において、クラッチ37の切換えが完了したと判定した場合にはメインルーチンへ戻る(リターン)。なお、ステップS7において、クラッチ37の切換えが完了していないと判定した場合には、ステップS1で設定された回転角度に10度を加える(ステップS8)と共に、ステップS1で設定された回転トルクに20(kg・cm)を加え、ステップS2に戻り、再度、モータ17を正逆両方向へ3回ずつ回転させる動作を行う。
【0058】
制御装置68は、クラッチ37の切換えが完了すると共に、排水が終了したら、脱水の行程を開始する。この脱水行程では、クラッチ37は図2に示す下方のの第2の位置に保持されていて、このクラッチ37によりボス軸36(撹拌体駆動軸27a)と槽駆動軸24とが連結されているので、モータ7により撹拌体6と回転槽5とが一体的に逆方向に高速で回転される。
【0059】
脱水時間が終了すると、制御装置68は、モータ7を停止させ、この後、ギアドモータ12を断電して排水弁10を閉鎖動作させると共に、給水弁71を開放動作させて回転槽5内への給水を開始させる。制御装置68は、ギアドモータ12を断電すると、図16のクラッチ切換え動作のフローを実行する。
【0060】
ここで、ギアドモータ12を断電して排水弁10を閉鎖動作させると、操作レバー49は、図12(b)の状態から矢印C方向に回動されて図12(a)に示す位置に位置され、これに伴い、クラッチレバー47の基端部が図3及び9の矢印B方向に回動される。これに伴い、クラッチ37は、コイルばね44のばね力に抗して上方への移動力が付与される。
【0061】
このとき、クラッチ37の上部内セレーション部40と槽駆動軸24のセレーション部42との間、或いはクラッチ37の下部内セレーション部41とボス軸36のセレーション部43との間で一方の回転方向に食い込み状態となって強い面圧が作用していたり、或いはクラッチ37の係合部45と共回り防止部46との位置が合致していない場合(係合部45の歯部45aと共回り防止部46の歯部46aとが干渉する場合)、クラッチ37を上方へ移動させることができず、クラッチ37を切り換えることができない。
【0062】
そこで、本実施例においては、制御装置68は、図16のクラッチ切換え動作のフローを実行する。以下、このフローチャートに従って説明する。前記した図14の場合と同様に、まず、洗い行程を行う前に検出した洗濯物重量により、モータ17の回転トルク及び回転角度を設定する(ステップT1)。このときの洗濯物重量と、モータ17の回転トルク及び回転角度との関係は図15と同じである。次に、切換え動作の回数の初期設定をし(ステップT2)、回数カウンタに1を加える(ステップT3)。
【0063】
次に、モータ17を正方向へ、前記ステップT1で設定された回転トルク及び回転角度で回転させ(ステップT4)、この後、モータ17を逆方向へ、前記ステップT1で設定された回転トルク及び回転角度で回転させる(ステップT5)。このような動作を、前記回数カウンタが3になるまで繰り返す(ステップT2〜T6)。
【0064】
ここで、このようにモータ17を正逆両方向へ3回ずつ回転させると、ボス軸36(撹拌体駆動軸27a)、槽駆動軸24及びクラッチ37も回転し、これに伴い、クラッチ37が振動するなどしてクラッチ37の上部内セレーション部40と槽駆動軸24のセレーション部42との間、及びクラッチ37の下部内セレーション部41とボス軸36のセレーション部43との間の強い面圧を解除することが可能となると共に、クラッチ37の係合部45と共回り防止部46との位置を合致(係合部45の歯部45aと共回り防止部46の歯部46a,46a間の谷部とを合致)させることが可能となる。このときも、回転槽5内に水が供給されていて、撹拌体6と回転槽5とが洗濯物で連結された状態にはなり難いので、回転槽5内に水が全く残っていない場合に比べて、モータ17により撹拌体駆動軸27aを比較的小さな回転トルクにより回転させることができる。
【0065】
クラッチ37の上部内セレーション部40と槽駆動軸24のセレーション部42との間、及びクラッチ37の下部内セレーション部41とボス軸36のセレーション部43との間の強い面圧が解除されると共に、クラッチ37の係合部45と共回り防止部46との位置が合致すると、クラッチ37は、前記クラッチレバー47よって上方に移動され、図1に示す第2の位置に位置される。クラッチ37が第2の位置に移動されると、クラッチ37はボス軸36から離れ、このクラッチ37の上部内セレーション部40が槽駆動軸24のセレーション部42に係合したまま、係合部45が共回り防止部46に係合する状態となり、もって槽駆動軸24と共回り防止部材39とを連結する状態となる。
【0066】
制御装置68は、回数カウンタが3になったら、ステップT6で「YES」に従ってステップT7へ移行し、クラッチ37の切換えが完了したか否かを判定する。この判定は、磁気センサ63の検出信号に基づき行う。ステップT7において、クラッチ37の切換えが完了したと判定した場合にはメインルーチンへ戻る(リターン)。なお、ステップT7において、クラッチ37の切換えが完了していないと判定した場合には、ステップT1で設定された回転角度に10度を加える(ステップT8)と共に、ステップT1で設定された回転トルクに20(kg・cm)を加え、ステップT2に戻り、再度、モータ17を正逆両方向へ3回ずつ回転させる動作を行う。
【0067】
上記した実施例によれば、次のような効果を得ることができる。
まず、クラッチ37が、撹拌体駆動軸27a及び槽駆動軸24に対して軸方向に往復移動可能で、且つ撹拌体駆動軸27aのセレーション部43、槽駆動軸24のセレーション部42及び共回り防止部46に対して正回転方向及び逆回転方向に相対的に回転不能に係合する下部内セレーション部41、上部内セレーション部40及び係合部45を有して構成され、クラッチ操作機構38によりこのクラッチ37を移動させる構成としているから、部品数が少なく、しかも、水の浮力を利用する構成とは違って、クラッチ操作機構38により撹拌体駆動軸27aから槽駆動軸24に対して回転力伝達の連継及び解除が確実に行われ、クラッチ切換えの信頼性が向上する。
【0068】
しかも、クラッチ37は、上方の第2の位置で槽駆動軸24と共回り防止部46との間を連結し、回転槽5は回転不能状態に固定された形態となるから、モータ7により撹拌体駆動軸27aを介して撹拌体6が回転駆動される洗い運転において、回転槽5が共回りすることを防止できるようになる。この場合、回転槽5の共回り防止のための構成も簡単で済む。
【0069】
そして、クラッチ37を上方の第2の位置(洗い用クラッチ態様)から下方の第1の位置(脱水用クラッチ態様)へ移動させるクラッチ切換え動作を、回転槽5内に水がある排水終了前にモータ17を回転させて行うようにしているので、上述したようにクラッチ37を第2の位置から第1の位置へスムーズに移動させることが可能となり、クラッチ切換えの信頼性を一層向上できるようになる。
【0070】
また、クラッチ37を下方の第1の位置(脱水用クラッチ態様)から上方の第2の位置(洗い用クラッチ態様)へ移動させるクラッチ切換え動作を、給水開始後にモータ17を回転させて行うようにしているので、この場合もクラッチ37を第1の位置から第2の位置へスムーズに移動させることが可能となり、クラッチ切換えの信頼性を一層向上できるようになる。
【0071】
さらに、上述した各クラッチ切換え動作時(第2の位置から第1の位置への切換え時、及び第1の位置から第2の位置への切換え時)に、モータ17を正回転方向及び逆回転方向へ交互に回転させるようにしたので、クラッチ37の係合部45及び上部内セレーション部40と共回り防止部46及び槽駆動軸24のセレーション部42との間に生じた面圧、或いはクラッチ37の上部内セレーション部40及び下部内セレーション部41と槽駆動軸24のセレーション部42及び撹拌体駆動軸27aのセレーション部43との間に生じた面圧は、モータ17の正回転方向及び逆回転方向のどちら方向に生じた面圧であっても早期に解除することが可能になり、また、クラッチ37の下部内セレーション41と撹拌体駆動軸27aのセレーション部43との位置、或いはクラッチ37の係合部45と共回り防止部46との位置も早期に合わせることが可能にになり、よってクラッチ37をスムーズに切り換えることが可能となり、クラッチ切換えの信頼性を一層向上できるようになる。
【0072】
また、クラッチ37を第1の位置(脱水用クラッチ態様)から第2の位置(洗い用クラッチ態様)へ切り換える場合、モータ17を、クラッチ切換え動作直前の回転方向、すなわち脱水時の回転方向(逆回転方向)とは逆の正回転方向から回転させるようにしているので、上記した係合による面圧を一層早期に解除できる。
【0073】
なお、クラッチ37を第2の位置(洗い用クラッチ態様)から第1の位置(脱水用クラッチ態様)へ切り換える場合において、洗い時の最後のモータ17の回転方向を記憶させておき、モータ17を、その洗い時の最後のモータ17の回転方向とは逆方向の回転方向から回転させることもできる。
【0074】
また、各クラッチ切換え動作時に、回転槽5内の洗濯物の重量が多くなるに従ってモータ17の回転度合、この場合、回転トルク及び回転角度を大きくするようにしているので、クラッチ37を一層確実に切り換えることができ、しかも、モータ17の回転度合を必要以上に大きくしないので、各部に必要以上の力が加わらず、各部の耐久性の低下を防止できる。
この場合、回転槽5内の洗濯物の重量が多くなるに従って大きくするのは、回転トルク及び回転角度のどちらか一方のみとしても良い。
【0075】
さらに、クラッチ切換え動作は、クラッチ37の切り換えが完了していない場合は繰り返し行うようにしているので、クラッチ37を一層確実に切り換えることができる。
また、クラッチ切換え動作の回数が増えるに従ってモータ17の回転度合を大きくさせるようにしているので、クラッチ37を一層確実に切り換えることができ、また、初めからモータ17の回転度合を大きくしないので、各部に必要以上の力が加わらず、各部の耐久性の低下を防止できる。
【0076】
本発明は、上記した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
クラッチ37を軸方向に移動させるためのクラッチ操作機構38の駆動源は、排水弁10を開閉するギアドモータ12と兼用せずに、専用のものを用いるようにしても良い。
【0077】
共回り防止部46及びこれに係合するクラッチ37の係合部45は、槽駆動軸24のセレーション部42及びこれに係合するクラッチ37の上部内セレーション部40と同様にセレーション形状とすることもできる。
【0078】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のような効果を得ることができる。
請求項1の洗濯機によれば、クラッチが、撹拌体駆動軸及び槽駆動軸に対して軸方向に往復移動可能で、且つ撹拌体駆動軸の伝達部、槽駆動軸の被伝達部及び共回り防止部に対して正回転方向及び逆回転方向に相対的に回転不能に係合する係合部を有して構成され、クラッチ操作機構によりこのクラッチを移動させる構成としているから、部品数が少なく、しかも、水の浮力を利用する構成とは違って、クラッチ操作機構により撹拌体駆動軸から槽駆動軸に対して回転力伝達の連継及び解除が確実に行われ、クラッチ切換えの信頼性が向上する。
【0079】
また、クラッチを、槽駆動軸の被伝達部と共回り防止部とを連結した第2の位置(洗い用クラッチ態様)から、撹拌体駆動軸の伝達部と槽駆動軸の被伝達部とを連結する第1の位置(脱水用クラッチ態様)へ切換える場合において、排水終了前にモータを回転させて行うようにしたことにより、クラッチを一層良好に切り換えることが可能となり、クラッチ切換えの信頼性を一層向上できる。
【0080】
請求項2の洗濯機においても、クラッチが、撹拌体駆動軸及び槽駆動軸に対して軸方向に往復移動可能で、且つ撹拌体駆動軸の伝達部、槽駆動軸の被伝達部及び共回り防止部に対して正回転方向及び逆回転方向に相対的に回転不能に係合する係合部を有して構成され、クラッチ操作機構によりこのクラッチを移動させる構成としているから、部品数が少なく、しかも、水の浮力を利用する構成とは違って、クラッチ操作機構により撹拌体駆動軸から槽駆動軸に対して回転力伝達の連継及び解除が確実に行われ、クラッチ切換えの信頼性が向上する。
【0081】
また、クラッチを、撹拌体駆動軸の伝達部と槽駆動軸の被伝達部とを連結した第1の位置(脱水用クラッチ態様)から槽駆動軸の被伝達部と共回り防止部との間を連結する第2の位置(洗い用クラッチ態様)へ切換える場合において、給水開始後にモータを回転させて行うようにしたことにより、クラッチを一層良好に切り換えることが可能となり、クラッチ切換えの信頼性を一層向上できる。
【0082】
請求項3、4、5、6の洗濯機によれば、それぞれクラッチを一層スムーズに切り換えることが可能となり、クラッチ切換えの信頼性を一層向上できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すもので、クラッチが第2の位置(洗い用クラッチ態様)にある状態の要部の縦断面図
【図2】クラッチが第1の位置(脱水用クラッチ態様)にある状態の要部の縦断面図
【図3】クラッチが第1の位置にある状態でのモータ及び回転伝達機構部分の縦断面図
【図4】洗濯機全体の概略的な縦断側面図
【図5】モータ及びクラッチ部分の分解斜視図
【図6】クラッチの縦断面図
【図7】クラッチと槽駆動軸との係合部分の横断面図
【図8】共回り防止部材にクラッチレバーを組み付けた状態の斜視図
【図9】図8の状態での縦断面図
【図10】クラッチレバーを上下反転させた状態での斜視図
【図11】脱水運転時におけるクラッチレバーと操作レバーとの関係を示す側面図
【図12】ギアドモータと排水弁と操作レバーとの関係を示すもので、(a)は排水弁の閉鎖状態での底面図、(b)は排水弁の開放状態での底面図
【図13】電気的構成を示すブロック図
【図14】クラッチを第2の位置(洗い用クラッチ態様)から第1の位置(脱水用クラッチ態様)へ切り換える際のフローチャート
【図15】洗濯物重量とモータの回転角度及び回転トルクとの関係を示す図
【図16】クラッチを第1の位置(脱水用クラッチ態様)から第2の位置(洗い用クラッチ態様)へ切り換える際のフローチャート
【符号の説明】
1は本体、3は水槽、5は回転槽、6は撹拌体、7はモータ、8は回転伝達機構、10は排水弁、12はギアドモータ、19は中空ハウジング、21は下フレーム(静止部位)、24は槽駆動軸、27は撹拌軸、27aは撹拌体駆動軸、30はステータ、31はロータ、36はボス軸、37はクラッチ、38はクラッチ操作機構、39は共回り防止部材、40は上部内セレーション部(係合部)、41は下部内セレーション部(係合部)、42はセレーション部(被伝達部)、43はセレーション部(伝達部)、44はコイルばね、45は係合部、46は共回り防止部、47はクラッチレバー、49は操作レバー、61はクラッチ位置検出手段、62は永久磁石、63は磁気センサ、68は制御装置を示す。
Claims (6)
- 回転槽と、
この回転槽内に回転可能に配設された撹拌体と、
前記回転槽に連結され一部に軸方向に延びる被伝達部を有する槽駆動軸と、
前記撹拌体に連結され、前記槽駆動軸の被伝達部と軸方向に並ぶ伝達部を有する撹拌体駆動軸と、
前記槽駆動軸の被伝達部の近傍に位置させて静止部位に設けられた共回り防止部と、
前記撹拌体駆動軸を回転させるモータと、
前記撹拌体駆動軸及び槽駆動軸に対して軸方向に第1の位置と第2の位置との間で往復移動可能で、且つ前記伝達部、被伝達部及び共回り防止部に対して正回転方向及び逆回転方向に相対的に回転不能に係合する係合部を有して構成され、前記第1の位置で前記係合部が前記撹拌体駆動軸の伝達部と前記槽駆動軸の被伝達部とに係合してこれらを連結し、前記第2の位置で前記係合部が前記槽駆動軸の被伝達部と前記共回り防止部とに係合してこれらを連結するクラッチと、
このクラッチを軸方向に移動させるためのクラッチ操作機構とを備え、
前記クラッチを前記第2の位置から前記第1の位置へ移動させるクラッチ切換え動作は、前記回転槽内の水を排出する排水終了前に前記モータを回転させて行うことを特徴とする洗濯機。 - 回転槽と、
この回転槽内に回転可能に配設された撹拌体と、
前記回転槽に連結され一部に軸方向に延びる被伝達部を有する槽駆動軸と、
前記撹拌体に連結され、前記槽駆動軸の被伝達部と軸方向に並ぶ伝達部を有する撹拌体駆動軸と、
前記槽駆動軸の被伝達部の近傍に位置させて静止部位に設けられた共回り防止部と、
前記撹拌体駆動軸を回転させるモータと、
前記撹拌体駆動軸及び槽駆動軸に対して軸方向に第1の位置と第2の位置との間で往復移動可能で、且つ前記伝達部、被伝達部及び共回り防止部に対して正回転方向及び逆回転方向に相対的に回転不能に係合する係合部を有して構成され、前記第1の位置で前記係合部が前記撹拌体駆動軸の伝達部と前記槽駆動軸の被伝達部とに係合してこれらを連結し、前記第2の位置で前記係合部が前記槽駆動軸の被伝達部と前記共回り防止部とに係合してこれらを連結するクラッチと、
このクラッチを軸方向に移動させるためのクラッチ操作機構とを備え、
前記クラッチを前記第1の位置から前記第2の位置へ移動させるクラッチ切換え動作は、前記回転槽内へ水を供給する給水開始後に前記モータを回転させて行うことを特徴とする洗濯機。 - クラッチ切換え動作の内容を、回転槽内の洗濯物の量に応じて変えることを特徴とする請求項1または2記載の洗濯機。
- クラッチ切換え動作時に、モータを正回転方向及び逆回転方向へ交互に回転させることを特徴とする請求項1または2記載の洗濯機。
- クラッチ切換え動作時に、モータは、クラッチ切換え動作直前の回転方向とは逆方向の回転方向から回転させることを特徴とする請求項4記載の洗濯機。
- クラッチ切換え動作時に、回転槽内の洗濯物の量が多くなるに従ってモータの回転度合を大きくさせることを特徴とする請求項4記載の洗濯機。
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