JP4385909B2 - 洗濯機 - Google Patents

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Description

本発明は、衣類を洗濯、脱水する機能を有する洗濯機に関するものである。
従来、洗濯と脱水の切換を行うために、クラッチ機構が用いられてきた(例えば、特許文献1参照)。
図10は、一般的な全自動洗濯機を示したもので、以下その構成について説明する。洗濯機本体1は、内部に脱水振動を防振するように、サスペンション2によって懸架された水受け槽3を設け、水受け槽3内に洗濯兼脱水槽4を回転自在に配設し、この洗濯兼脱水槽4の内底部に洗濯物を撹拌する撹拌翼5を回転自在に配設している。洗濯兼脱水槽4は、水受け槽3の底部に設けた軸受6によって軸支されている脱水軸7と同軸上となるように配設し、脱水軸7の上端部に固定している。
撹拌翼5は、脱水軸7の中空部に脱水軸7と同軸上となるように配設され脱水軸7の中空部内に設けた軸受8によって軸支された洗濯軸9の上端部に固定されている。また、洗濯軸9の下端部は減速機構10の出力側に接続されている。また、下端が駆動モータ11のロータ15につながる入力軸14の上端を減速機構10の入力側に接続している。
クラッチ機構は、脱水軸7の下部にスプライン等のスライド部(図示せず)を設け、洗濯兼脱水槽4の回転時は、これにはめ合うスライド板12をばね(図示せず)により下に押さえており、スライド板12の下端に設けた突起部18をロータ15に設けた突起部17にかみ合わせることで、ロータ15の回転を脱水軸7に伝達する。
また、撹拌翼5の回転時は、スライド板駆動手段13がスライド板12を上方に移動させることで、スライド板12の下端に設けた突起部18をロータ15に設けた突起部17から外して、ロータ15の回転を脱水軸7に非伝達とし、入力軸14、減速機構10、洗濯軸9を通して撹拌翼5を回転させる構成としている。
ここで、スライド板駆動手段13は、ギアードモータ13aにより駆動されるが、水平面上で行われるギアードモータ13aの運動を上下方向の運動へと変換してスライド板12を上下動させる必要がある。例えばスライド板駆動手段13は、スライド板12を下から支え、かつ斜めに切られた溝(図示せず)を側面に有する円筒カム13bと、円筒カム13bの溝に挿入されると共に静止部位に設けたガイドピン16と、ギアードモータ13aの運動を円筒カム13bに伝達するクラッチレバー13cにより構成される。
ギアードモータ13aは図示しない回転レバーと前記回転レバーの回転位置を検出する1個のスイッチを備えている。クラッチレバー13cは、ギアードモータ13aの回転レバーに連結されて、前記回転レバーの回転により駆動され、円筒カム13bを正転反転させる。これにより、円筒カム13bは、斜めの溝の部分をガイドピン16に支えられながら上下動し、スライド板12を上下動させている。
特開2003−135888号公報
しかしながら、このような従来の洗濯機のクラッチ機構では、スイッチが一つであるため、オフ位置からの動作時間でしか制御できず、正確な位置で停止されているかを確認することができなかった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、クラッチの切換動作位置を確実に検出し、精度の良いクラッチ切換ができる洗濯機を提供することを目的としている。
上記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯兼脱水槽を回転させる中空の脱水軸と、前記洗濯兼脱水槽内に配設した撹拌翼を回転しかつ前記脱水軸と同軸上に配設された洗濯軸と、上下動して駆動モータの回転を前記脱水軸、前記洗濯軸のいずれかに切り換えるスライド板と、前記スライド板を上下動させるクラッチレバーと、前記クラッチレバーを駆動する回転レバーを有するギアードモータとを備え、前記クラッチレバーと前記ギアードモータの回転レバーの動作とを媒介する弾性を有する媒介部材を有し、前記回転レバーは一方向にのみ回転フリーとし前記ギアードモータは、前記回転レバーと同期回転すると共に少なくとも2つの凹部を有する円筒状のカムと、前記凹部と嵌合する突起部を有する少なくとも2つのスイッチとを備え、前記2つのスイッチはそれぞれ、凹部と突起部が嵌合したときはオフ、嵌合しないときはオンされるように構成し、前記2つのスイッチそれぞれがオフする位置で前記回転レバーを停止することで前記駆動モータの回転を前記脱水軸又は前記洗濯軸のいずれかに切り換えるようにしたもので、2つのスイッチでクラッチの切換動作を確実に検出すると同時に電源が投入されたときに前回接点以外で停止していた場合、初期状態へ復帰するまでの切換時間を短縮することができる。
本発明の洗濯機は、クラッチの切換の確実性と切換に要する時間を短縮した洗濯機を実現することができる。
第1の発明は、洗濯兼脱水槽を回転させる中空の脱水軸と、前記洗濯兼脱水槽内に配設した撹拌翼を回転しかつ前記脱水軸と同軸上に配設された洗濯軸と、上下動して駆動モータの回転を前記脱水軸、前記洗濯軸のいずれかに切り換えるスライド板と、前記スライド板を上下動させるクラッチレバーと、前記クラッチレバーを駆動する回転レバーを有するギアードモータとを備え、前記クラッチレバーと前記ギアードモータの回転レバーの動作とを媒介する弾性を有する媒介部材を有し、前記回転レバーは一方向にのみ回転フリーとし前記ギアードモータは、前記回転レバーと同期回転すると共に少なくとも2つの凹部を有する円筒状のカムと、前記凹部と嵌合する突起部を有する少なくとも2つのスイッチとを備え、前記2つのスイッチはそれぞれ、凹部と突起部が嵌合したときはオフ、嵌合しないときはオンされるように構成し、前記2つのスイッチそれぞれがオフする位置で前記回転レバーを停止することで前記駆動モータの回転を前記脱水軸又は前記洗濯軸のいずれかに切り換えるようにしたもので、2つのスイッチでクラッチの切換動作を確実に検出すると同時に電源が投入されたときに前回接点以外で停止していた場合、初期状態へ復帰するまでの切換時間を短縮することができる。
第2の発明は、特に、第1の発明において、洗濯またはすすぎ行程時は、ギアードモータへの通電をオンすることにより回転レバーを回転させ、2つのスイッチのうち、第1のスイッチ信号がオンになったことを認識してから第2のスイッチ信号のオフを検知すると、前記ギアードモータへの通電をオフし前記回転レバーを停止させ、洗濯軸を回転可能な状態にして攪拌翼を回転させ、脱水工程時は、前記ギアードモータへの通電をオンすることにより前記回転レバーを回転させ、前記第2のスイッチ信号がオンになったことを認識してから前記第1のスイッチ信号のオフを検知すると、前記ギアードモータへの通電をオ
フし前記回転レバーを停止させ、脱水軸を回転可能な状態として洗濯兼脱水槽を回転させることにより、2つのスイッチでクラッチの切換動作を確実に検出し、確実な位置で回転レバーの停止位置を制御し、駆動モータの回転を脱水軸、洗濯軸のいずれかに精度よく切り換えることができる。
第3の発明は、特に、第1または第2の発明のギアードモータを3ヶ所で回転停止させることにより、駆動モータの回転を脱水軸、洗濯軸のいずれかに切り換え、かつ洗濯軸回転時に、前記脱水軸を固定の状態とフリーの状態を切り換える3モードを備えたもので、洗浄手段の自由度を上げることができる。
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)
本発明の第1の実施の形態における洗濯機について図1〜7を用いて説明する。図1は、本実施の形態における洗濯機の断面図、図2は、同洗濯機のクラッチ機構を備えた機構部の断面図である。
図1および図2において、洗濯機本体21は、内部にサスペンション22によって懸架された水受け槽23を設け、脱水時の振動をサスペンション22により吸収する構成としている。水受け槽23内には洗濯槽兼脱水槽24を回転自在に配設している。洗濯兼脱水槽24の内底部に、洗濯物を撹拌する撹拌翼25を回転自在に配設している。
中空の脱水軸26は、水受け槽23の底部中央に設けた脱水軸受27によって軸支されている。この脱水軸26の上端側は洗濯兼脱水槽24の底部に固定し、洗濯兼脱水槽24を回転させる。洗濯軸29は、上端側に撹拌翼25を固定して撹拌翼25を回転させる。この洗濯軸29は、脱水軸26の中空部に同軸上となるように配され、脱水軸26の上部側中空部26aに設けた洗濯軸受30により軸支されている。
減速機構31は、脱水軸26の中間中空部26bに内包され、この減速機構31の出力側に洗濯軸29を接続し、入力側に入力軸32を接続している。入力軸32は、脱水軸26の下部側中空部26cに設けた入力軸受33により軸支されている。減速機構31を内包する脱水軸26はケース34により内包され、脱水軸26の下部は減速機構31の下部に設けた軸受28により軸支されている。なお、このケース34は、水受け槽23の底部側に固定されている。
駆動モータ35は、脱水軸26および入力軸32を回転させるもので、入力軸32の下部に駆動モータ35のロータ35aを連結している。駆動モータ35内に、ロータ35aの外周に設けた磁石35bと対峙するように、ステータ35cを配している。駆動モータ35の回転動力を脱水軸26に伝達、非伝達とするクラッチ機構は、以下に説明するような構成となっている。
脱水軸26の下部にスプライン36を形成し、これと嵌合するスプライン状の穴をもつスライド板37を脱水軸26に上下方向に摺動可能に取り付けている。スライド板37はばね38により下に押さえられており、スライド板37の下端に設けた下歯37aとロータ35aに設けた開口部35dをかみ合わせることで、ロータ35aの回転を脱水軸26に伝達し、洗濯兼脱水槽24を回転させることができる。
クラッチレバー40は、スライド板37を下から支える略U字形状のスライド板支え部40bを一端に形成し、静止部位43に設けた穴43bに回転自在にはまる軸40cを有
しており、軸40cを中心に、図2の状態から時計方向にクラッチレバー40を回転することで、スライド板支え部40bはばね38の下方への付勢力に逆らって、スライド板37を上方へ移動させる。
そして、図3に示すように、スライド板37の下端に設けた下歯37aをロータ35aに設けた開口部35dから外すことで、ロータ35aの回転は脱水軸26に非伝達となり、入力軸32、減速機構31、洗濯軸29を介して、撹拌翼25が回転する。同時に、スライド板37の上端に設けた上歯37bと静止部位43に設けた歯43aをかみ合わせることで、撹拌翼25の回転による水流により起こる洗濯兼脱水槽24の共回りを防止する。
つまり、クラッチレバー40を反時計方向へ回転させると、図2に示すように、脱水軸26は回転可能な状態となり、時計方向へ回転させると、図3に示すように、脱水軸26は回転不可能な状態となる。また、スライド板支え部40bを一端に形成するクラッチレバー40の他端は、駆動モータ35の外側へ突き出しており、図2に示すように、クラッチレバー40の回転が反時計方向のときにケース34と当接してそれ以上回転しないように構成している。
ギアードモータ39は、回転レバー39bを回転させる。さらに、クラッチレバー40と回転レバー39bの間を連結する弾性を有する媒介部材41を設け、回転レバー39bの運動をクラッチレバー40に伝達する。
図5に示すように、回転レバー39bの下部には、側面に2つの、回転方向と垂直に位置の異なる凹部44a、44bを有する円筒状のカム44を形成し、ギアードモータ本体39aの穴39cに挿入している。ギアードモータ本体39aは、スイッチ45とスイッチ46を備えており、スイッチ45とスイッチ46は、カム44の凹44a、44bの回転方向と垂直に位置の異なる段差と同じだけ段差を持っている。穴39cの側面からは、スイッチ45の突起部45aとスイッチ46の突起部46aが突き出ている。スイッチ45、46の突起部45a、46aもカム44の凹部と同じ段差を持ち、カム44の回転に伴ってスイッチ45の突起部45aやスイッチ46の突起部46aがそれぞれのカム44の凹部44a、44b嵌合したときはオフ、嵌合しないときにはオンされるように構成している。
カム44の凹部44aとスイッチ45の突起部45aは、図2に示されるクラッチ状態のときは、スイッチ45の突起部45aとカム44の凹部44aが嵌合しており、スイッチはオフの状態にある。図6は、ギアードモータ39の通電時にスイッチ45とスイッチ46のオン/オフのスイッチ信号を検出する回路を示す図であり、制御手段(図示せず)は、スイッチ信号を受け取り、図7に示すような制御を行う。
また、図1〜図5に示すように、回転レバー39bの回転する動作線は垂直面上にあり、クラッチレバー40の回転運動およびスライド板37の上下運動の動作線と略同一平面上にくるように構成している。
上記構成による洗濯機の動作について説明する。
まず、撹拌翼25の回転による洗濯・すすぎ行程を行う場合には、図7(a)に示すフローチャートに基づき、制御手段はギアードモータ39および駆動モータ35を動作させる。
まず、ステップ51にてギアードモータ39への通電をオンし、図2の状態から回転レ
バー39bを時計方向に回転させる。これにより、弾性を有する媒介部材41を介してクラッチレバー40は時計方向に回転し、スライド板支え部40bにより下から支えられたスライド板37は、ばね38の下方への付勢力に逆らって上方へ移動して行く。
そして、スライド板37の下端に設けた下歯37aとロータ35aに設けた開口部35dのかみ合いが外れる。
つぎに、ステップ52にてスイッチ1信号がオフからオンに変わったことを認識してから、ステップ53にて次のスイッチ2のオフを検知すると、ステップ54にてギアードモータ39への通電をオフし、回転レバー39bを図3の状態で停止させる。つぎに、ステップ55にて駆動モータ35への通電をオンし、ロータ35aを回転させ、入力軸32、減速機構31、洗濯軸29を介して撹拌翼25を回転させることにより、洗濯、すすぎ行程を行う。
ここで、最初にスライド板37の上端に設けた上歯37bと静止部位43に設けた歯43aがかみ合いの位置関係にあれば、図3のようにかみ合い、脱水軸26を固定することになるのであるが、かみ合いの位置関係になければ、歯と歯が乗り上げた状態となっている。このため、クラッチレバー40は回転が不充分な状態となるが、媒介部材41が伸びることにより、ギアードモータ39やクラッチレバー40に過負荷がかかり、壊れることはない。
また、撹拌翼25の回転の際の水流により起こる洗濯兼脱水槽24の共回りにより脱水軸26が回転し、これと一体回転するスライド板37の上端に設けた上歯37bと静止部位43に設けた歯43aがかみ合いの位置関係にくることにより、媒介部材41の弾性力により、クラッチレバー40を介してスライド板37はかみ合いの位置まで上方へ移動し、図3に示す状態となり、脱水軸26を固定し、以降洗濯兼脱水槽24を共回りさせることなく、洗濯兼脱水槽24内の洗濯物の洗濯・すすぎを進行させる。
洗濯・すすぎ行程を終了すると脱水行程に入る。脱水行程では、洗濯兼脱水槽24内の水が排水され、同時に、図7(b)に示すフローチャートに基づき、ギアードモータ39および駆動モータ35を動作させる。
まず、ステップ56にてギアードモータ39への通電をオンし、回転レバー39bを時計方向に回転させる。回転レバー39bが図4に示す位置を越えると、媒介部材41を介してクラッチレバー40は反時計方向に回り始め、スライド板支え部40bにより下から支えられたスライド板37は、自重およびばね38の下方への付勢力により下方へ移動し、スライド板37の下端に設けた下歯37aとロータ35aに設けた開口部35dがかみ合う。クラッチレバー40はさらに反時計方向へ回転し、スライド板支え部40bはスライド板37から離れる。
制御手段は、ステップ57にてスイッチ2信号がオンになったことを確認してから、ステップ58にて次のスイッチ信号1のオフを検知すると、ステップ59にてギアードモータ39への通電をオフし、回転レバー39bを図の状態で停止させる。
また、この位置においては、媒介部材41は伸びがなくなった状態であるため、回転レバー39bが弾性力を受けることはない。このため、使用者が電源コードを抜いたり、停電が起きたとしても、回転レバー39bが媒介部材41の弾性力により回転することはなく、洗濯兼脱水槽24が惰性回転している最中にスライド板が上方へ移動することがない。
つぎに、ステップ60にて駆動モータ35への通電をオンし、ロータ35aを回転させ、ロータ35aとかみ合うスライド板37を介して脱水軸26に固定された洗濯兼脱水槽24を回転させるが、最初の状態がスライド板37の下端に設けた下歯37aとロータ35aに設けた開口部35dがかみ合わない状態であっても、駆動モータ35の起動の際にロータ35aが少し回転してかみ合いの位置関係にくるので、自重およびばね38の下方への付勢力により、スライド板37はかみ合いの位置まで下方へ移動し確実にかみ合い、洗濯兼脱水槽24を回転させる。
洗濯兼脱水槽24の回転によって生じた遠心力によって洗濯・すすぎを終了した洗濯物の水分は、洗濯兼脱水槽24の側面に多数設けている孔20(図1参照)から水受け槽23内に絞り出される。こうして洗濯物は自動的に脱水される。
なお、本実施例では、洗濯兼脱水槽24を回転させて洗濯、すすぎを行う行程を設けていないが、その場合は、本実施例の脱水時と同様のクラッチ動作を行うことで実現できる。
また、媒介部材41が伸びた状態を撹拌翼25が回転する状態、媒介部材41が伸びていない状態を洗濯兼脱水槽24が回転する状態としているが、逆の構成であっても構わない。また、上記実施の形態では、減速機構を有する洗濯機について述べたが、減速機構を有さず、駆動モータの回転を直接、洗濯軸に伝える洗濯機であっても構わない。
以上述べたように、ギアードモータ39は、回転レバー39bと同期回転する2つの凹部44a、44bを有する円筒状のカム44と、カム44の凹部44a、44bと嵌合することでオフする2つのスイッチ45、46とを備え、回転レバー39bは、オフ位置の2点で停止することで、駆動モータ35の回転を脱水軸26、洗濯軸29のいずれかに切り換ることにより、確実な位置で回転レバー39bの停止位置を制御することができる。
(実施の形態2)
図8(a)は、本発明の第2の実施の形態における洗濯機のギアードモータの正面図、(b)は、同ギアードモータの部分断面図、(c)同ギアードモータの回転レバーの側面図及び下面図、図9は、同洗濯機のクラッチ機構部の断面図(洗濯兼脱水槽がフリー状態)である。
本実施の形態は、図8に示すように、ギアードモータ47に、3つのスイッチ48、49、50を設け、オフされる位置を、凹部44a、44b、44cの3箇所としたもので、他の構成は上記第1の実施の形態と同じであり、詳細な説明は省略する。
このときの回転レバー39bの位置は、図2、図3および図9に示す位置であり、図9に示すクラッチ状態においては、スライド板37の下端に設けた下歯37aとロータ35aに設けた開口部35dのかみ合いも、スライド板37の上端に設けた上歯37bと静止部位43に設けた歯43aのかみ合いも外れた状態となっている。この状態で撹拌翼25を回転させると、脱水軸26が固定されていないため、洗濯兼脱水槽24は水流により共回りし、洗濯兼脱水槽24を固定したときとは異なる水流が発生する。
回転レバー39bは時計方向に回転させると、制御手段(図示せず)はスイッチ信号を受け取り、前述と同様の制御を行う。
上記構成において動作を説明する。洗濯兼脱水槽24を固定した状態で撹拌翼25を回転させ、洗濯・すすぎ行程を行う場合には、ギアードモータ47および駆動モータ35を動作させる。
まず、ギアードモータ47への通電をオンし、回転レバー39bを時計方向に回転させていき、スイッチ48の信号がオフになった後、ギアードモータ47への通電をオフし、図2に示す位置で回転レバー39bを停止させ、駆動モータ35のロータ35aを回転させる。
洗濯兼脱水槽24がフリーの状態で撹拌翼25を回転させ、洗濯・すすぎ行程を行う場合は、ギアードモータ47および駆動モータ35を動作させる。洗濯兼脱水槽24を回転させ、洗濯・すすぎ行程又は脱水行程を行う場合は、ギアードモータ47および駆動モータ35を動作させる。すなわち、スイッチ信号のオフまで通電するという同様の制御を行う。他の動作は上記実施例1と同じであるので省略する。
以上述べたように、本実施の形態によれば、それぞれの停止位置におけるクラッチ状態は、1つは、洗濯兼脱水槽24を回転させる状態であり、残り2つは、洗濯兼脱水槽24を固定する場合と固定しない場合とで撹拌翼25を回転させる状態である。洗濯兼脱水槽24がフリーの状態で撹拌翼25を回転させ、洗濯兼脱水槽24を共回りさせるという新たなモードを加えることで、新たな水流を起こすことができ、洗浄手段の自由度を上げることができる。
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、クラッチの切換方式において確実な切換動作が可能となるので、信頼性の高いもので、家庭用、業務用洗濯機に広く適用できる。
本発明の実施の形態1における洗濯機の断面図 同洗濯機のクラッチ機構部の洗濯兼脱水槽の回転時の状態を示す断面図 同クラッチ機構部の洗濯兼脱水槽の固定時の状態を示す断面図 同クラッチ機構部のクラッチ切換途中の状態を示す断面図 (a)同洗濯機のギャードモータの分解正面図(b)同洗濯機のギャードモータの部分断面図(c)同ギャードモータの回転レバーの正・平面図 同ギャードモータのスイッチのオン/オフを検出する回路図 (a)同洗濯機の洗濯兼脱水槽を回転させる状態に切り換える場合の要部フローチャート(b)同洗濯機の攪拌翼を回転させる状態に切り換える場合の要部フローチャート (a)本発明の実施の形態2における洗濯機のギアードモータの正面図(b)同ギアードモータの部分断面図(c)同ギアードモータの回転レバーの側面図と下面図 同洗濯機のクラッチ機構部の洗濯兼脱水槽がフリー状態を示す断面図 従来の洗濯機の断面図
24 洗濯兼脱水槽
25 撹拌翼
26 脱水軸
29 洗濯軸
35 駆動モータ
37 スライド板
39、47 ギアードモータ
39b 回転レバー
40 クラッチレバー

Claims (3)

  1. 洗濯兼脱水槽を回転させる中空の脱水軸と、前記洗濯兼脱水槽内に配設した撹拌翼を回転しかつ前記脱水軸と同軸上に配設された洗濯軸と、上下動して駆動モータの回転を前記脱水軸、前記洗濯軸のいずれかに切り換えるスライド板と、前記スライド板を上下動させるクラッチレバーと、前記クラッチレバーを駆動する回転レバーを有するギアードモータとを備え、前記クラッチレバーと前記ギアードモータの回転レバーの動作とを媒介する弾性を有する媒介部材を有し、前記回転レバーは一方向にのみ回転フリーとし前記ギアードモータは、前記回転レバーと同期回転すると共に少なくとも2つの凹部を有する円筒状のカムと、前記凹部と嵌合する突起部を有する少なくとも2つのスイッチとを備え、前記2つのスイッチはそれぞれ、凹部と突起部が嵌合したときはオフ、嵌合しないときはオンされるように構成し、前記2つのスイッチそれぞれがオフする位置で前記回転レバーを停止することで前記駆動モータの回転を前記脱水軸又は前記洗濯軸のいずれかに切り換えるようにした洗濯機。
  2. 洗濯またはすすぎ行程時は、ギアードモータへの通電をオンすることにより回転レバーを回転させ、2つのスイッチのうち、第1のスイッチ信号がオンになったことを認識してから第2のスイッチ信号のオフを検知すると、前記ギアードモータへの通電をオフし前記回転レバーを停止させ、洗濯軸を回転可能な状態にして攪拌翼を回転させ、脱水工程時は、前記ギアードモータへの通電をオンすることにより前記回転レバーを回転させ、前記第2のスイッチ信号がオンになったことを認識してから前記第1のスイッチ信号のオフを検知すると、前記ギアードモータへの通電をオフし前記回転レバーを停止させ、脱水軸を回転可能な状態として洗濯兼脱水槽を回転させるようにした請求項1に記載の洗濯機。
  3. ギアードモータを3ヶ所で回転停止させることにより、駆動モータの回転を脱水軸、洗濯軸のいずれかに切り換え、かつ洗濯軸回転時に、前記脱水軸を固定の状態とフリーの状態を切り換える3モードを備えた請求項1または2に記載の洗濯機。
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