JP2002102579A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外槽の重心とドラム回転軸とがずれることに
よる外槽の振動を軽減する。 【解決手段】 外槽２の背面に偏平構造の直流ブラシレ
スモータ１０を取り付け、ドラム３の主軸７を直接回転
駆動する。これにより、従来、外槽下面に取り付けてい
たモータが不要になるので、外槽２の上面にバランス用
の重錘を付加しなくとも外槽２の重心位置と主軸７とを
ほぼ一致させることができる。これにより、外槽２の振
動は抑制され、しかも洗濯機を軽量化することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、籠状のドラムの内
部に洗濯物を収容し、該ドラムを回転させることにより
洗濯、或いは洗濯及び乾燥を行なうドラム式洗濯機（こ
こでは、乾燥の機能を併せ持つものも「洗濯機」と呼
ぶ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のドラム式洗濯機の要部の構
造を示す側面断面図である。本体フレーム１の内部には
前面が開口した略円筒形状の外槽２がバネ５及びダンパ
６に吊支されており、外槽２の内部には洗濯物を収容す
るためのドラム３が主軸７に軸支されて設置されてい
る。本体フレーム１の前面には、前方に開閉するドア４
が設けられ、洗濯物はこのドア４を介してドラム３内部
へと収容される。ドラム３の周壁には多数の通水孔が開
口しており、外槽２に供給された水は通水孔を通してド
ラム３内へ流入し、また逆に脱水時にドラム３内で洗濯
物から吐出された水は通水孔を通して外槽２へ飛散され
る。

【０００３】主軸７は外槽２に装着された軸受８により
保持されており、主軸７の先端には主プーリ２０が取り
付けられている。外槽２の下側にはモータ２１が取り付
けられ、モータ２１の回転駆動力はモータプーリ２２、
Ｖベルト２３を介して主プーリ２０に伝達される。主プ
ーリ２０はモータプーリ２２に較べて適宜大きな径を有
しており、両者の比により回転数の減速比が決まってい
る。モータ２１としては一般に誘導モータが使用されて
おり、回転数を切り換える場合にはモータの極数が切り
換えられる。また、モータ２１として直流ブラシレスモ
ータを用いるものも提案されている（例えば特開平４−
２５９４９１号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のドラム式洗濯機
は上記構造を有しており、外槽２はドラム３の回転時の
振動を吸収するためにバネ５及びダンパ６により揺動可
能に支持されている。外槽２の下面には重量の重いモー
タ２１が取り付けられているため、外槽２の重心はドラ
ム３の回転軸つまり主軸７の位置よりも低くなる。すな
わち、主軸７の回りの外槽２の重量分布はアンバランス
になっている。このため、重量分布のバランスがとれて
いるときと比較して、ドラム３の回転時の外槽２の振動
は大きくなってしまう。このような振動を防止するた
め、従来のドラム式洗濯機では、外槽２の上面に重錘を
取り付けてモータ２１とのバランスをとり、重心が主軸
７の近傍になるようにしている。

【０００５】また、ドラム式洗濯機では、例えば遠心脱
水時には、ドラム３の内周壁面に遠心力により張り付い
ている洗濯物を重力に抗して上方に持ち上げる必要があ
るため、垂直軸を中心に洗濯兼脱水槽が回転する渦巻式
洗濯機よりも本質的に振動が発生し易い。上述のように
外槽２に取り付けられた重錘は、外槽２自体の重量を増
すことにより振動を抑制するという効果も併せ持つ。

【０００６】しかしながら、重錘によりドラム式洗濯機
の重量は極めて重いものとなり、運搬に不便であると共
に洗濯機の設置場所にも制限を課し、ひいてはドラム式
洗濯機の普及を阻む大きな要因となっていた。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、外槽の重心位
置をドラムの回転中心に近付けることにより、ドラム回
転時の外槽の振動を抑制すると共に軽量化を図ることが
できるドラム式洗濯機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る第１のドラム式洗濯機は、籠状
の横型のドラム内に洗濯物を収容し該ドラムを回転させ
ることによって該洗濯物の洗濯を行なうドラム式洗濯機
において、ドラムを内装する外槽に取り付けたアウター
ロータ形のモータにより前記ドラムに固着した回転軸を
直接的に回転駆動するとともに、前記外槽の外径に対す
る前記モータのアウターロータの外径の比率を１／３乃
至１に設定することを特徴としている。

【０００９】また、上記課題を解決するために成された
本発明に係る第２のドラム式洗濯機は、籠状のドラム内
に洗濯物を収容し該ドラムを回転させることによって該
洗濯物の洗濯を行なうドラム式洗濯機において、ドラム
を内装する前面が開口した外槽の背面に取り付けたアウ
ターロータ形のモータにより前記ドラムに固着した回転
軸を直接的に回転駆動するとともに、前記外槽の外径に
対する前記モータのアウターロータの外径の比率を１／
３乃至１に設定することを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態、及び発明の効果】上記のドラム式
洗濯機では、従来のように外槽の下面に取り付けたモー
タによりベルト等の回転力伝達機構を介してドラムの回
転軸を間接的に回転駆動する代わりに、外槽（の背面）
に取り付けたモータによりドラムの回転軸を直接的に回
転駆動する。従って、外槽は、その側周に重量物が取り
付けられなくとも、回転軸の回りに略均等な重量分布を
有することになる。

【００１１】このため、重錘等を付加しない状態で外槽
の重心位置をドラムの回転軸にほぼ一致させることがで
きるので、ドラム回転時の外槽の振動を抑えることがで
き、しかも洗濯機を大幅に軽量化することができる。

【００１２】このドラム式洗濯機では、モータは外槽
（の背面）から更に突出することになるので、洗濯機の
寸法を小さくするためにはモータの形状を偏平なものと
する必要がある。そこで、モータとしては、外周側にロ
ータを配置したアウターロータ形のモータを用いるのが
適当である。アウターロータ形のモータはロータの外径
をより大きくとることができるのでトルクを大きくし易
いという利点を有する。

【００１３】このような偏平形状のモータを用いれば、
従来、主プーリを取り付けていた空間にモータを配置す
ることができるので、寸法も小さく抑えることができ
る。また、アウターロータ形のモータを使用すると、ド
ラムと同軸で且つ軸から離れた円周上を重量物が回転す
ることになるので、慣性モーメントの作用により外槽の
振動を一層抑制することができる。

【００１４】アウターロータ形のモータを用いる場合、
慣性モーメントの作用による外槽の振動の抑制効果はロ
ータの外形寸法が大きいほど顕著である。しかしなが
ら、外槽の外形寸法以上にロータの外形寸法を大きくす
ることは洗濯機の筐体内部の空間の有効利用の観点から
好ましくない。また、ロータの外形寸法が大きいほどト
ルクが大きくなるので、ドラム及びドラムに収容される
洗濯物の重量等を考慮して所定のトルクを得るには或る
程度以上のロータの外形寸法が要求される。そこで、外
槽の振動の抑制効果及び必要なトルク量を勘案すると、
上記ドラム式洗濯機では、アウターロータの外形寸法の
外槽の外形寸法に対する比を１／３〜１の範囲とすると
適当である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係るドラム式洗濯機の一実施
例を図面を参照して説明する。図１は本発明によるドラ
ム式洗濯機の要部を示す側面断面図、図２はこのドラム
式洗濯機の要部を示す背面断面図、図３はモータ部分の
詳細構造を示す側面断面図である。

【００１６】本実施例のドラム式洗濯機では、外槽２の
背面中央に直流ブラシレスモータ１０、詳しくはアウタ
ーロータ形の偏平構造を有する直流ブラシレスモータが
取り付けられ、このモータ１０のアウターロータ１１に
固定された主軸７が直接回転駆動されるようになってい
る。

【００１７】モータ１０の構造は図３に示すように、内
周側において外槽２背面にステータホルダ１４が固定さ
れ、ステータホルダ１４の周囲には互いに絶縁されたコ
アが主軸７と略同心円周上に複数形成されており、各コ
アには電線が巻回されてステータ１５を成している。一
方、モータ１０の外周側に配設されるアウターロータ１
１は、周囲が軸方向に折曲げられた略円盤形状を有する
樹脂製のロータ部材１２とステータ１５の外周と所定の
ギャップを保ってロータ部材１２の内周面に取り付けら
れた永久磁石１３とから成っている。永久磁石１３はロ
ータ部材１２の内周面に沿ってＮ極とＳ極とが交互に複
数配列される構造となっている。主軸７はステータホル
ダ１４の内側に設けられている軸受８にて回転自在に支
持されており、主軸７の末端はロータ部材１２にネジ等
により固定されている。

【００１８】ステータ１５の各巻線に図示しない制御回
路から所定の電流が供給されると、ステータ１５からギ
ャップを隔てて対向する永久磁石１３に磁路が形成さ
れ、これによりアウターロータ１１は回転する。この結
果、主軸７は回転駆動され、これに連結しているドラム
３が回転する。

【００１９】このような直流ブラシレスモータを回転駆
動するための制御回路としては周知のインバータ制御回
路を利用することができ、これにより、水平軸を中心に
回転するドラム３の回転数を零から定格回転数近傍まで
任意に且つ応答性よく制御することができる。

【００２０】アウターロータ１１の外形直径ａと外槽２
の外形直径ｂとの関係は次のようにして決定する。図４
はアウターロータ１１の外形直径ａと外槽２の外形直径
ｂとの比率ａ／ｂと外槽２の振動振幅との関係を示す
図、図５はアウターロータ１１の外形直径ａとモータト
ルクとの関係を示す図、図６はアウターロータ１１の外
形直径ａとモータコストとの関係を示す図である。な
お、ここで外槽２の外形直径ｂは一般家庭用の５００ｍ
ｍ程度のものである。

【００２１】図４に示す通り、比率ａ／ｂが大きくなる
ほど（つまりアウターロータ１１の外形直径ａが大きい
ほど）アウターロータ１１の慣性モーメントが大きくな
り、いわゆるフライホイール効果によりドラム３の回転
時の外槽２の振動は抑制される。このような振動の抑制
効果は、比率ａ／ｂが１／３よりも小さくなると急速に
小さなものとなる。なお、振動の大きさは、収容される
洗濯物を含めたドラム３の重量、外槽２の重量、モータ
１０の重量等にも依存しているが、図４のような比率ａ
／ｂに対する傾向は変わらない。

【００２２】また、図５に示す通り、アウターロータ形
モータではアウターロータ１１の外形直径ａが大きいほ
どトルクを大きくすることができる。トルクはドラム３
の自重及びドラム３に収容される洗濯物の重量を考慮し
て適当な値以上を確保する必要があるから、アウターロ
ータ１１の外形直径ａは或る程度以上の値としなければ
ならない。一方、図６に示す通り、アウターロータ１１
の外形直径ａが大きいほどモータ１０自体のコストは高
くなる。

【００２３】比率ａ／ｂが１を越すということはアウタ
ーロータ１１が外槽２の外形よりも外周側にはみ出るこ
とになる。通常、外槽２の上部空間には洗濯又は乾燥の
ための他の部材（例えば乾燥風の送風ダクト等）が配設
されるから、洗濯機内部の空間の有効利用の観点から比
率ａ／ｂが１を越えることは好ましくない。

【００２４】このようなの点を考え併せてみると、アウ
ターロータ１１の外形直径ａと外槽２の外形直径ｂとの
比率ａ／ｂは約１／３〜１の範囲にすることが適当であ
る。

【００２５】ところで、この種の洗濯機では、ドラム３
の重量を増すことによりドラム３の振動を抑制すること
ができるが、従来の洗濯機の構造ではドラム３と外槽２
との隙間が狭い等の理由によりドラム３に重錘を付加す
ることは困難であった。しかしながら、本発明による洗
濯機では、モータ１０のアウターロータ１１はドラム３
と共に回転するから、アウターロータ１１に重量物を付
加することはドラム３自体の重量を増すことと同じ意味
を持つ。そこで、アウターロータ１１の外周面に回転軸
回りにほぼ均一の重量分布となるように金属ブロック等
の重錘（重量部材）を取り付ければ、ドラム３の振動を
抑制し、外槽２の振動も少なくすることができる。

【００２６】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行なえることは明白で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のドラム式洗濯機の一実施例の側面断
面図。

【図２】 本実施例のドラム式洗濯機の背面断面図。

【図３】 本実施例のドラム式洗濯機のモータ部分の詳
細構造を示す側面断面図。

【図４】 本実施例のドラム式洗濯機におけるモータの
アウターロータの外形直径ａと外槽の外形直径ｂとの比
率ａ／ｂと外槽の振動振幅との関係を示す図。

【図５】 本実施例のドラム式洗濯機におけるモータの
アウターロータの外形直径ａとモータトルクとの関係を
示す図。

【図６】 本実施例のドラム式洗濯機におけるモータの
アウターロータの外形直径ａとモータのコストとの関係
を示す図。

【図７】 従来のドラム式洗濯機の構造を示す側面断面
図。

【符号の説明】

２…外槽 ３…ドラム ７…主軸 ８…軸受 １０…モータ １１…アウターロータ １５…ステータ

フロントページの続き (72)発明者 原田 哲夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 河村 要▲蔵▼ 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 周防 聖行 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3B155 AA10 BA04 CA02 HB02 HB10 MA01 MA02 MA05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 籠状のドラム内に洗濯物を収容し該ドラ
   ムを回転させることによって該洗濯物の洗濯を行なうド
   ラム式洗濯機において、ドラムを内装する外槽に取り付
   けたアウターロータ形のモータにより前記ドラムに固着
   した回転軸を直接的に回転駆動するとともに、前記外槽
   の外径に対する前記モータのアウターロータの外径の比
   率を１／３乃至１に設定することを特徴とするドラム式
   洗濯機。
2. 【請求項２】 籠状のドラム内に洗濯物を収容し該ドラ
   ムを回転させることによって該洗濯物の洗濯を行なうド
   ラム式洗濯機において、ドラムを内装する前面が開口し
   た外槽の背面に取り付けたアウターロータ形のモータに
   より前記ドラムに固着した回転軸を直接的に回転駆動す
   るとともに、前記外槽の外径に対する前記モータのアウ
   ターロータの外径の比率を１／３乃至１に設定すること
   を特徴とするドラム式洗濯機。