JP2003175294A - 一槽式洗濯機のクラッチ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗い工程から脱水工程に移行するときにクラ
ッチを切り換える際、クラッチピンとクラッチ片に設け
た孔とを確実に嵌合しクラッチを噛み合わせることがで
き、クラッチ噛み合わせによる衝撃音やクラッチ部の破
損発生を防止できる一槽式洗濯機のクラッチ構造を得
る。 【解決手段】 モータの回転を減速して回転翼が連結さ
れている洗濯軸を回転させる減速機構と、モータの回転
を洗濯兼脱水槽が連結されている脱水軸と前記洗濯軸の
いずれかに切り換えるクラッチ片１２とクラッチピンと
の組合せによる噛み合いクラッチ機構を設け、脱水時に
クラッチ片１２に設けた孔１３にクラッチピンが挿入さ
れてクラッチが噛み合うようにした一槽式洗濯機におい
て、前記減速機構のバックラッシによる移動量と等しい
かこれよりも小さい距離にクラッチ部の噛み合い寸法を
設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一槽式の全自動洗
濯機のクラッチ構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】かかる一槽式の全自動洗濯機は、周知の
ごとく例えば図４に示すように外箱１に水槽２を搖動自
在に配設し、この水槽２内に洗濯兼脱水槽３を回転自在
に配設し、この洗濯兼脱水槽３の底部に回転翼４を設け
ている。

【０００３】そして、回転翼４に接続する洗濯軸を減速
機構を介してモータ５に接続し、洗濯兼脱水槽３に接続
する脱水軸をクラッチ装置６を介して洗濯軸に接続し
て、洗いとすすぎ運転時には回転翼４のみを低速で回転
し、洗濯兼脱水槽３内に渦流を発生させて洗い・すすぎ
を行い、脱水運転時には脱水軸を洗濯軸に接続して回転
翼４と洗濯兼脱水槽３とを同時に高速回転して、洗濯兼
脱水槽３内の洗濯物の水分を遠心力で飛ばす。

【０００４】図中７は洗濯内容などの設定、制御を行う
マイクロコンピュータなどを内蔵するコントロールユニ
ット、８は給水弁、９は排水管に設けた排水弁を示す。

【０００５】前記クラッチ装置６は、図２、図３にも示
すように遊星歯車による減速機構１０の下部に組合わさ
り、ピンクラッチ構造を採用するものであり、モータ５
には例えばＤＣブラシレスモータなどの可変速モータを
使用し、該モータ５のモータ軸である洗濯軸１１の先端
部分である主軸上１１ａの先端に回転翼４を接続すると
ともに、洗濯軸１１の基部分である主軸下１１ｂの基部
にクラッチ片１２を圧入により固着する。このクラッチ
片１２は適宜間隔で複数（図示の例では６個）の孔１３
を設けた。図中２７は主軸受けを示す。

【０００６】軸受け１４、１５により脱水軸１６を洗濯
軸１１の外側で同軸上に回転自在に設け、該脱水軸１６
の先端に洗濯兼脱水槽３を固定し、基部にクラッチとし
て機能するマグネット２０を備えたプランジャー１７を
固定する。このプランジャー１７はクラッチ片１２の上
方にバネ１９を介して上下動自在に組合わさるもので、
前記孔１３に対応する箇所に位置させてクラッチピン１
８を下方に向けて突設した。

【０００７】プランジャー１７の外側でマグネット２０
に対向する位置にソレノイドコイル２１を配設し、これ
らプランジャー１７、ソレノイドコイル２１の周囲をコ
イルケース２２で覆うとともに、上部をコイルカバー２
３で閉塞する。

【０００８】図中２４はクラッチ片１２の周囲に配設し
たセンサーマグネット、２５はセンサー取付台２６に取
り付けられて洗濯軸１１及び脱水軸１６の回転を検出す
る回転センサーを示す。

【０００９】次に動作について説明する。洗いやすすぎ
を行うには、操作部を操作して洗い工程やすすぎ工程の
内容を設定してオンすれば、コントロールユニット７か
らの出力でソレノイドコイル２１に通電され、プランジ
ャー１７のマグネット２０がソレノイドコイル２１に吸
引されて上方に移動し、クラッチピン１８がクラッチ片
１２の孔１３から抜け出て、脱水軸１６と洗濯軸１１と
の結合が解除する。

【００１０】そして、給水弁８が作動して洗濯兼脱水槽
３内に給水され、モータ５に通電されるとモータ軸であ
る洗濯軸１１のみが回転し、回転翼４が低速回転して洗
い運転が行われる。

【００１１】洗い工程から脱水工程に移行するときは、
排水弁９が開き、洗濯兼脱水槽３内の水が排水管から排
出されると、ソレノイドコイル２１には洗い工程のとき
とは反対方向の電流が流れ、その結果、プランジャー１
７が下方に移動し、クラッチピン１８がクラッチ片１２
に設けてある孔１３に挿入して、クラッチが噛み合う。

【００１２】これにより、プランジャー１７が固定され
ている脱水軸１６と、クラッチ片１２が固定されている
洗濯軸１１とが接続する。よって、モータ５の回転が洗
濯軸１１と脱水軸１６とに同時に伝達され、回転翼４と
洗濯兼脱水槽３とが同時に高速回転して洗濯兼脱水槽３
内の洗濯物の水分が遠心力により脱水される。

【００１３】ところで、洗い工程から脱水工程に移行す
るときにクラッチが完全に切り換わったかを判断するに
は、回転翼４と洗濯兼脱水槽３それぞれの回転の慣性モ
ーメントを利用している。すなわち、脱水工程に移行す
るためにクラッチを噛み合わせるとき、まず、プランジ
ャー１７を下げてモータ５に短時間通電した後、クラッ
チピン１８とクラッチ片１２に設けてある孔１３とを嵌
合し、その後、クラッチの位置検出を行う。

【００１４】この場合、図５に示すようにクラッチが正
常に噛み合えば、回転翼４よりも洗濯兼脱水槽３の方が
慣性モーメントが大きくなるから（起動時に起動しにく
く、停止時に停止しにくい）、この慣性モーメントを検
出することでクラッチが完全に噛み合ったことが判断で
き、脱水工程へと移行できる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】洗い工程から脱水工程
に移行するとき、脱水軸１６は洗濯軸１１に未だ結合さ
れず、洗濯兼脱水槽３はフリーの状態となっている。こ
の状態で洗濯兼脱水槽３内の洗濯物の量が多い場合など
は、脱水前の水分を含んでいる濡れた洗濯物が回転翼４
の上に載っていると、この洗濯物がクラッチとして作用
し回転翼４と洗濯兼脱水槽３とが連結されてしまう。

【００１６】その結果、実際にはクラッチピン１８とク
ラッチ片１２に設けてある孔１３とが噛み合っていなく
ても、回転翼４よりも洗濯兼脱水槽３の方が慣性モーメ
ントが大きくなるために、クラッチが噛み合ったものと
判断されて脱水工程に移行してしまう。

【００１７】そして、このような状態で脱水工程に移行
して、遠心力により洗濯物が回転翼４の上から洗濯兼脱
水槽３の周壁側に移動すると、洗濯物が洗濯兼脱水槽３
の周壁側に移動した瞬間に、フリーな状態にある洗濯兼
脱水槽３は止まろうとする一方で、回転翼４は回転を続
けるために、クラッチピン１８とクラッチ片１２に設け
てある孔１３とが嵌合してクラッチが噛み合う。このと
き、衝撃による音が生じたり、クラッチ部の破損が発生
するおそれがある。

【００１８】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、洗い工程から脱水工程に移行するときにクラッチを
切り換える際、洗濯物の量が多く、これが回転翼の上に
載っていても、洗濯物がクラッチとして作用することを
防いで、クラッチピンとクラッチ片に設けた孔とを確実
に嵌合しクラッチを噛み合わせることができ、クラッチ
噛み合わせによる衝撃音やクラッチ部の破損発生を防止
できる一槽式洗濯機のクラッチ構造を提供することにあ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第１に、モータの回転を減速して回転翼が連
結されている洗濯軸を回転させる減速機構と、モータの
回転を洗濯兼脱水槽が連結されている脱水軸と前記洗濯
軸のいずれかに切り換えるクラッチ片とクラッチピンと
の組合せによる噛み合いクラッチ機構を設け、脱水時に
クラッチ片に設けた孔にクラッチピンが挿入されてクラ
ッチが噛み合うようにした一槽式洗濯機において、前記
減速機構のバックラッシによる移動量と等しいかこれよ
りも小さい距離にクラッチ部の噛み合い寸法を設定し
た。

【００２０】これにより、洗い工程から脱水工程に移行
するときにクラッチを切り換えるために、プランジャー
を下げてモータに短時間左右に通電させ、クラッチ片を
バックラッシ分だけ確実に動かせば、バックラッシ量よ
りもクラッチ部の噛み合い寸法の方が小さいから、クラ
ッチ片が動き始めで速度が出ない初期状態のときにクラ
ッチが直ぐに噛み合う。よって、クラッチを確実に噛み
合わせることができる。

【００２１】第２に、クラッチ部の噛み合い寸法は、ク
ラッチ片が移動を開始した後、クラッチ片に形成した複
数の孔のうち最初にクラッチピンが挿入される孔までの
距離であるから、クラッチ片が動き始めたとき、確実に
直ぐにクラッチを噛み合わせられる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の一槽式洗濯機
のクラッチ構造の実施形態を示す要部であるクラッチ片
の平面図、図２はクラッチ構造の実施形態を示す縦断正
面図、図３は同上分解斜視図、図４は一槽式洗濯機の説
明図で、本発明のクラッチ構造が実施される一槽式洗濯
機の構成、およびクラッチ構造の全体の基本構成は図
２、図３、図４について既に説明したとおりであるか
ら、ここでの詳細な説明は省略する。

【００２３】本発明のクラッチ装置６も、図２、図３に
も示すように遊星歯車による減速機構１０の下部に組合
わさり、ピンクラッチ構造を採用するものであり、モー
タ５には例えばＤＣブラシレスモータなどの可変速モー
タを使用し、該モータ５のモータ軸である洗濯軸１１の
先端部分である主軸上１１ａの先端に回転翼４を接続す
るとともに、洗濯軸１１の基部分である主軸下１１ｂの
基部にクラッチ片１２を圧入により固着する。このクラ
ッチ片１２には適宜間隔で複数（図示の例では６個）の
孔１３を設けた。図中２７は主軸受けを示す。

【００２４】軸受け１４、１５により脱水軸１６を洗濯
軸１１の外側で同軸上に回転自在に設け、該脱水軸１６
の先端に洗濯兼脱水槽３を固定し、基部にクラッチとし
て機能するマグネット２０を備えたプランジャー１７を
固定する。このプランジャー１７はクラッチ片１２の上
方にバネ１９を介して上下動自在に組合わさるもので、
前記孔１３に対応する箇所に位置させてクラッチピン１
８を下方に向けて突設した。

【００２５】プランジャー１７の外側でマグネット２０
に対向する位置にソレノイドコイル２１を配設し、これ
らプランジャー１７、ソレノイドコイル２１の周囲をコ
イルケース２２で覆うとともに、上部をコイルカバー２
３で閉塞する。

【００２６】前記孔１３は、減速機構１０のバックラッ
シによる移動量と等しいかこれよりも小さい距離θにク
ラッチ部の噛み合い寸法を設定するもので、洗い工程か
ら脱水工程に移行するときモータ５に短時間通電した
際、クラッチ片１２が移動を開始した後、該クラッチ片
１２に形成した複数の孔１３のうち最初にクラッチピン
１８が挿入される孔１３までの距離に設定した。

【００２７】よって、洗い工程から脱水工程に移行する
ときにクラッチを切り換えるために、プランジャー１７
を下げてモータ５に短時間通電したとき、減速機構１０
のバックラッシ量よりもクラッチ部の噛み合い寸法の方
が小さいから、クラッチ片１２が動き始めで速度が出な
い初期状態のときにクラッチピン１８がクラッチ片１２
に設けた孔１３のうち最初に対向したものと嵌合し、ク
ラッチが直ぐに噛み合う。

【００２８】これによりクラッチを確実に噛み合わせる
ことができ、洗濯物の量が多く、洗濯物が回転翼４の上
に載っていても、洗濯物がクラッチとして作用し回転翼
４と洗濯兼脱水槽３とが連結されたものとして判断され
ることがない。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように本発明の一槽式洗濯機
のクラッチ構造は、第１に、モータの回転を減速して回
転翼が連結されている洗濯軸を回転させる減速機構と、
モータの回転を洗濯兼脱水槽が連結されている脱水軸と
前記洗濯軸のいずれかに切り換えるクラッチ片とクラッ
チピンとの組合せによる噛み合いクラッチ機構を設け、
脱水時にクラッチ片に設けた孔にクラッチピンが挿入さ
れてクラッチが噛み合うようにした一槽式洗濯機におい
て、前記減速機構のバックラッシによる移動量と等しい
かこれよりも小さい距離にクラッチ部の噛み合い寸法を
設定した。

【００３０】これにより、洗い工程から脱水工程に移行
するときにクラッチを切り換えるために、プランジャー
を下げてモータに短時間通電したとき、減速機構のバッ
クラッシ量よりもクラッチ部の噛み合い寸法の方が小さ
いから、クラッチ片が動き始めで速度が出ない初期状態
のときにクラッチが直ぐに噛み合う。よって、脱水前の
水分を含んでいる濡れた洗濯物が回転翼の上に載ってい
て、この洗濯物により回転翼と洗濯兼脱水槽とが連結さ
れても、クラッチを確実に噛み合わせることができ、実
際にはクラッチが噛み合っていない状態で脱水工程が開
始することを防いでクラッチ噛み合わせによる衝撃音や
クラッチ部の破損発生を防止できるものである。

【００３１】第２に、クラッチ部の噛み合い寸法は、ク
ラッチ片が移動を開始した後、クラッチ片に形成した複
数の孔のうち最初にクラッチピンが挿入される孔までの
距離であるから、クラッチ片が動き始めたとき、確実に
直ぐにクラッチを噛み合わせられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一槽式洗濯機のクラッチ構造の実施形
態を示す要部であるクラッチ片の平面図である。

【図２】本発明の一槽式洗濯機のクラッチ構造の実施形
態を示す縦断正面図である。

【図３】本発明の一槽式洗濯機のクラッチ構造の実施形
態を示す分解斜視図である。

【図４】一槽式洗濯機の説明図である。

【図５】洗い工程から脱水工程へのクラッチ切り換え時
の回転翼と洗濯兼脱水槽の回転負荷を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１…外箱 ２…水槽 ３
…洗濯兼脱水槽 ４…回転翼 ５…モータ ６
…クラッチ装置 ７…コントロールユニット ８
…給水弁 ９…排水弁 １０…減速機構 １
１…洗濯軸 １１ａ…主軸上 １１ｂ…主軸下 １
２…クラッチ片 １３…孔 １４、１５…軸受け １
６…脱水軸 １７…プランジャー １８…クラッチピン １
９…バネ ２０…マグネット ２１…ソレノイドコイル ２
２…コイルケース ２３…コイルカバー ２４…センサーマグネット２
５…回転センサー ２６…センサー取付台 ２７…主軸受け

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪瀬 邦夫 千葉県船橋市山手一丁目１番１号 日本建 鐵株式会社内 (72)発明者 谷津 匡信 千葉県船橋市山手一丁目１番１号 日本建 鐵株式会社内 Ｆターム(参考） 3B155 AA10 BA18 BB19 CA05 CA16 CB06 HB19 MA01 MA05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの回転を減速して回転翼が連結さ
   れている洗濯軸を回転させる減速機構と、モータの回転
   を洗濯兼脱水槽が連結されている脱水軸と前記洗濯軸の
   いずれかに切り換えるクラッチ片とクラッチピンとの組
   合せによる噛み合いクラッチ機構を設け、脱水時にクラ
   ッチ片に設けた孔にクラッチピンが挿入されてクラッチ
   が噛み合うようにした一槽式洗濯機において、前記減速
   機構のバックラッシによる移動量と等しいかこれよりも
   小さい距離にクラッチ部の噛み合い寸法を設定したこと
   を特徴とする一槽式洗濯機のクラッチ構造。
2. 【請求項２】 クラッチ部の噛み合い寸法は、クラッチ
   片が移動を開始した後、クラッチ片に形成した複数の孔
   のうち最初にクラッチピンが挿入される孔までの距離で
   あることを特徴とする請求項１記載の一槽式洗濯機のク
   ラッチ構造。