JP2003284894A - 一槽式洗濯機のクラッチ制御方法 - Google Patents
一槽式洗濯機のクラッチ制御方法Info
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Abstract
ルスモータを使用することなく、超低速度にすることが
でき、クラッチの噛み合い部のギャップを少なくしても
確実に接続でき、切り換え時に大きな衝撃音が発生する
ことも防止できて静音化が図れる一槽式洗濯機のクラッ
チ制御方法を得る。 【解決手段】 脱水軸をクラッチ装置を介して洗濯軸に
連結し、前記クラッチ装置は、脱水軸に固着され電磁コ
イルにより吸引・反発されるプランジャーに設けたクラ
ッチピンを、電動機の駆動軸である洗濯軸に固着したク
ラッチ盤に係脱自在に組合せ、洗いと脱水のモードに切
り換えるように構成した一槽式洗濯機のクラッチ制御方
法において、洗いモードと脱水モードとの切り換え時に
は、前記電動機を起動させた後、電源を遮断し、その後
の慣性回転による駆動軸の回転数が所定値にまで減速し
たならば、電磁コイルに通電し、クラッチ盤へクラッチ
ピンを接続する。
Description
濯機のクラッチ制御方法に関するものである。
ごとく例えば図3に示すように外箱20に水槽21を搖
動自在に配設し、この水槽21内に洗濯兼脱水槽18を
回転自在に配設し、この洗濯兼脱水槽18の底部に回転
翼3を設けている。
駆動軸を減速機構を介して電動機1に接続し、洗濯兼脱
水槽18に接続する脱水軸をクラッチ装置8を介して駆
動軸に接続して、洗いとすすぎ運転時には回転翼3のみ
を低速で回転し、洗濯兼脱水槽18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駆動軸
に接続して回転翼3と洗濯兼脱水槽18とを同時に高速
回転して、洗濯兼脱水槽18内の洗濯物の水分を遠心力
で飛ばす。
すように遊星歯車による減速機構22の下部に組合わさ
り、電磁コイルとプランジャーとによりクラッチ切り換
えを行うピンクラッチ構造とするものであるが、電動機
1には例えば誘導電動機を使用し、その駆動軸2である
洗濯軸の先端に回転翼3を固定ネジ4によって固定し、
駆動軸2の基部分である主軸下の基部にクラッチ盤16
を圧入により固着する。このクラッチ盤16にはクラッ
チを噛み合わせるための嵌合凹部15を設けた。
動軸2の外側で同軸上に回転自在に設け、該脱水軸17
の先端に洗濯兼脱水槽18を固定し、基部にクラッチと
して機能する円筒状の永久磁石12を周囲に同時成形し
た樹脂製のプランジャー11を固定する。このプランジ
ャー11はクラッチ盤16の上方に押しバネ14により
上下動自在に組合わさるもので、前記嵌合凹部15に対
応する箇所に位置させてクラッチピンである嵌合突起1
3を下方に向けて突設した。
対向する位置にヨーク10に装着した電磁コイル9を配
設し、これらプランジャー11、電磁コイル9の周囲を
クラッチケース8aで覆う。
を行うには、操作部を操作して洗い行程やすすぎ行程の
内容を設定してオンすれば、コントロールユニットから
の出力で電磁コイル9に通電され、プランジャー11の
永久磁石12が電磁コイル9に吸引されて押しバネ14
の弾力に抗して上方に移動し、嵌合突起13がクラッチ
盤16の嵌合凹部15から抜け出て、脱水軸17と洗濯
軸である駆動軸2との結合が解除する。
8内に給水され、電動機1に通電されると駆動軸2すな
わち洗濯軸のみが回転し、回転翼3が低速回転して洗い
運転が行われる。
排水弁が開き、洗濯兼脱水槽18内の水が排水管から排
出されると、電磁コイル9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11が下方
に移動し、嵌合突起13がクラッチ盤16に設けてある
嵌合凹部15に挿入して、クラッチが噛み合う。
ている脱水軸17と、クラッチ盤16が固定されている
洗濯軸である駆動軸2とが接続する。よって、電動機1
の回転が駆動軸2である洗濯軸と脱水軸17とに同時に
伝達され、回転翼3と洗濯兼脱水槽18とが同時に高速
回転して洗濯兼脱水槽18内の洗濯物の水分が遠心力に
より脱水される。
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3と洗濯兼脱水槽18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11を下げて電動機1に短時間通電した後、嵌合
突起13とクラッチ盤16に設けてある嵌合凹部15と
を嵌合し、その後、クラッチの位置検出を行う。
方式のピンクラッチ構造では、クラッチの切り換えを容
易なものにするための方法として、嵌合突起13と嵌合
凹部15との噛み合い部の回転方向のギャップを大きく
確保し、電動機1の回転速度をインバータまたは位相制
御などによって低速度制御して接続していた。
部の回転方向のギャップを大きくすると、クラッチ噛み
合い部分の回転方向のガタにより発生するトルク変動時
の衝撃音も大きくなり、近年、要求されている静音化に
応えられない。
の回転方向のガタを少なくすればよいが、このようにす
ると、現在のインバータまたは位相制御などにより電動
機を低速度制御する方法では、速度が速く、噛み合い部
が噛み合わずに飛び越しが発生し、噛み合い部が破損す
るおそれがある。なお電動機にパルスモータを使用すれ
ば、超低速度で回転できるが、コスト面で嵩む。
し、クラッチ切り換え時の電動機の回転速度をパルスモ
ータを使用することなく、超低速度にすることができ、
クラッチの噛み合い部のギャップを少なくしても確実に
接続でき、切り換え時に大きな衝撃音が発生することも
防止できて静音化が図れる一槽式洗濯機のクラッチ制御
方法を提供することにある。
するため、第1に、洗濯兼脱水槽に接続する脱水軸をク
ラッチ装置を介して洗濯軸に連結し、前記クラッチ装置
は、脱水軸に固着され電磁コイルにより吸引または反発
されるプランジャーに設けたクラッチピンを、電動機の
駆動軸である洗濯軸に固着したクラッチ盤に係脱自在に
組合せ、洗いモードと脱水モードに切り換えるように構
成した一槽式洗濯機のクラッチ制御方法において、洗い
モードと脱水モードとの切り換え時には、前記電動機を
起動させた後、電源を遮断し、その後の慣性回転による
駆動軸の回転数が所定値にまで減速したならば、電磁コ
イルに通電し、クラッチ盤へクラッチピンを接続するこ
とを要旨とする。
動機をパルスモータのように機能させることができ、ク
ラッチの噛み合い部のギャップを少なくしても飛び越し
が発生することを防止して確実に接続できる。よって、
噛み合わせ時の衝撃音も低減でき、噛み合わせ部の破損
も防止できる。
続、解除する操作を行った後、電動機に一定時間通電
し、この間に計測されるパルス数によってクラッチ装置
が洗いモードと脱水モードのいずれの側に切り換わって
いるかを判断する。すなわち、クラッチが噛み合わさっ
て駆動軸に脱水軸が連結されている脱水モードでは、駆
動軸に脱水軸の負荷が加わるから、回転速度(加速度)
が遅くなりパルス数が少ないが、クラッチが切り離され
て駆動軸に脱水軸が連結されていない洗いモードでは、
駆動軸には脱水軸の負荷が加わらないから回転速度(加
速度)が速くなりパルス数が多くなる。
検出すれば、駆動軸に脱水軸が連結されているか、すな
わちクラッチが洗いモードと脱水モードのいずれの側に
切り換わっているかを容易かつ確実に判断できる。
の形態を詳細に説明する。図1は本発明の一槽式洗濯機
のクラッチ制御方法の実施形態を示すクラッチの接続制
御動作を示すフローチャートで、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は図5について、ま
た、クラッチ構造の全体の基本構成は図3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。
も示すように遊星歯車による減速機構22の下部に組合
わさり、電磁コイルとプランジャーとによりクラッチ切
り換えを行うピンクラッチ構造とするものであるが、電
動機1には例えば誘導電動機を使用し、その駆動軸2で
ある洗濯軸の先端に回転翼3を固定ネジ4によって固定
し、駆動軸2の基部分である主軸下の基部にクラッチ盤
16を圧入により固着する。このクラッチ盤16には図
6にも示すようにクラッチを噛み合わせるための嵌合凹
部15を設けた。
動軸2の外側で同軸上に回転自在に設け、該脱水軸17
の先端に洗濯兼脱水槽18を固定ナット19で固定し、
基部にクラッチとして機能する円筒状の永久磁石12を
周囲に同時成形した樹脂製のプランジャー11をセレー
ション加工によって嵌合して固定する。
上方に上下動(矢印方向)自在に組合わさるもので、前
記嵌合凹部15に対応する箇所に位置させてクラッチピ
ンである嵌合突起13を下方に向けて突設した。この場
合、嵌合凹部15と嵌合突起13との嵌合のギャップは
少なくし、ガタのないように形成した。
対向する位置にヨーク10に装着した電磁コイル9を配
設し、これらプランジャー11、電磁コイル9の周囲を
クラッチケース8aで覆う。これにより、プランジャー
11は電磁コイル9の励磁方向を変えることによって、
永久磁石12とヨーク10との間で吸引・反発し、上下
(矢印方向)に移動するように構成される。図中14
は、押しバネを示し、電磁コイル9への通電を遮断した
後、クラッチ盤16にプランジャー11を接続させる役
目を有する。
を検出するための円盤状の永久磁石5を固定ネジ6によ
り固定した。図中7は速度検出用のホール素子で、電動
機1のブラケットに取り付けられ、電動機1が1回転す
ると18個のパルスが発生するように構成してある。そ
して、このパルス間の時間を計測することで回転速度を
検出し、パルス数をカウントすることで回転角度を計測
するように構成した。
ーチャートに基づいて説明する。洗い行程が終了し、脱
水行程に移行すると制御部装置によって初期設定部で接
続ミスカウンターN、パルスカウンターP、速度検出器
S、脱水タイマーT1、計測用のタイマーT2がそれぞ
れ0に初期化される〔ステップ(100)〕。
続ミスカウンターNをセットし〔ステップ(10
1)〕、電動機1に通電し起動させる〔ステップ(10
2)〕。次いで計測用のタイマーT2をセットして〔ス
テップ(103)〕、通電時間を計測する。
ものとし〔ステップ(104)〕、時間判定部でT2=
1(秒)となり〔ステップ(105)〕、起動後、1秒
が経過すれば、計測用のタイマーT2をリセットして
〔ステップ(106)〕電動機1への通電を遮断する
〔ステップ(107)〕。これにより、以後、電動機1
は慣性回転することになる。
による速度検出器Sで検出するが、まず、速度検出器S
をセットし〔ステップ(108)〕、パルス間の間隔に
より電動機1の回転速度を検出し〔ステップ(10
9)〕、速度判定部で判定される回転速度が例えばS<
150rpmであり、所定の低速値に達したと判断され
れば〔ステップ(110)〕、速度検出器Sをリセット
して〔ステップ(111)〕、クラッチ用の電磁コイル
9に通電する〔ステップ(112)〕。
成された円筒形の永久磁石12とヨーク10の両端に発
生する磁界が反発磁界となり、プランジャー11は押し
バネ14の弾力に抗して下方に移動して、嵌合突起13
が低速回転しているクラッチ盤16の嵌合凹部15と噛
み合うべく、クラッチ接続動作が開始する。
〔ステップ(113)〕、0.1秒ごとにT2に1を加
算して〔ステップ(114)〕、時間計測判定部でT2
=1(秒)になったと判断されると〔ステップ(11
5)〕、計測用のタイマーT2をリセットして〔ステッ
プ(116)〕、電磁コイル9への通電を遮断しクラッ
チをオフする〔ステップ(117)〕。
うに電動機1、すなわちその駆動軸2に固着したクラッ
チ盤16が150rpm以下の超低速度で回転している
間に行われるから、嵌合凹部15と嵌合突起13とが確
実に嵌合し、駆動軸2に脱水軸17が接続される。よっ
て脱水モードとなる。
間にはギャップが少なくガタがないから、嵌合による接
続の際に発生する衝撃音を小さくできる。また、ギャッ
プが少なくても電動機1は超低速度で回転するから、パ
ルスモータのように作用させることができ、飛び越すこ
となく確実に嵌合できる。しかも、かかる超低速度は、
電動機1への通電を遮断した後の回転数が確実に落ちて
いく慣性回転により得るようにしたから、確実性の高い
ものである。
合突起13とが嵌合してクラッチが脱水側に切り換わっ
たことのチェックを行う。そのためには、まず、電動機
1に通電し〔ステップ(118)〕、パルスカウンター
Pと計測用のタイマーT2とをセットし〔ステップ(1
19)〕、〔ステップ(120)〕、時間とパルス数を
カウントする〔ステップ(121)〕、〔ステップ(1
22)〕。
2に加算し、計測時間判定部でT2=2(秒)になった
と判断されると〔ステップ(123)〕、計測用のタイ
マーT2をリセットする〔ステップ(124)〕ととも
に、電動機1への通電を遮断する〔ステップ(12
5)〕。
れたパルス数がP<3であるとパルス判定部で判定され
ると〔ステップ(126)〕、クラッチが脱水モードに
設定されたと判断する。これは、図2に示すようにクラ
ッチが脱水側に接続されているときは、電動機1の駆動
軸2に脱水軸17が接続されることで、電動機1に負荷
が加わり、回転開始の加速度が遅くなるため、駆動軸2
に脱水軸17が接続されていない洗いモードの場合に比
較して検出されるパルス数が少ないことによる。
カウンターPをリセットし〔ステップ(127)〕、脱
水タイマーT1(1分)をセットして〔ステップ(12
8)〕、電動機1に通電し〔ステップ(129)〕脱水
運転を開始する。
毎に加算され〔ステップ(130)〕、脱水行程が進行
して脱水時間判定部でT1=5(分)と判断されて設定
された脱水時間に達すると〔ステップ(131)〕、電
動機1への通電を遮断して脱水行程が終了する〔ステッ
プ(132)(133)〕。
ていない場合は、駆動軸2には脱水軸17が接続されて
おらず負荷が加わらないから、加速度が大きく、〔ステ
ップ(126)〕でカウントされるパルス数がP>3と
なるから、接続ミスカウンターNに1を加算し〔ステッ
プ(134)〕、接続ミス回数判定部で判定される接続
ミス回数が5回に達しない間は〔ステップ(13
5)〕、〔ステップ(102)〕に戻って、前記したク
ラッチ接続動作を繰り返し行う。
続ミス回数判定部で判定される接続ミス回数が5回にな
ると〔ステップ(135)〕、装置に何らかの故障があ
ると判断して接続ミスカウンターNをリセットして〔ス
テップ(136)〕、接続ミスを表示し〔ステップ(1
37)〕運転を中止する。
のクラッチ制御方法は、第1に、洗濯兼脱水槽に接続す
る脱水軸をクラッチ装置を介して洗濯軸に連結し、前記
クラッチ装置は、脱水軸に固着され電磁コイルにより吸
引または反発されるプランジャーに設けたクラッチピン
を、電動機の駆動軸である洗濯軸に固着したクラッチ盤
に係脱自在に組合せ、洗いモードと脱水モードに切り換
えるように構成した一槽式洗濯機のクラッチ制御方法に
おいて、洗いモードと脱水モードとの切り換え時には、
前記電動機を起動させた後、電源を遮断し、その後の慣
性回転による駆動軸の回転数が所定値にまで減速したな
らば、電磁コイルに通電し、クラッチ盤へクラッチピン
を接続することを要旨とする。
動機をパルスモータのように機能させることができ、ク
ラッチの噛み合い部のギャップを少なくしても飛び越し
が発生することを防止して確実に接続できる。よって、
噛み合わせ時の衝撃音も低減でき、噛み合わせ部の破損
も防止できる。
続、解除する操作を行った後、電動機に一定時間通電
し、この間に計測されるパルス数によってクラッチ装置
が洗いモードと脱水モードのいずれの側に切り換わって
いるかを判断する。すなわち、クラッチが噛み合わさっ
て駆動軸に脱水軸が連結されている脱水モードでは、駆
動軸に脱水軸の負荷が加わるから、回転速度(加速度)
が遅くなりパルス数が少ないが、クラッチが切り離され
て駆動軸に脱水軸が連結されていない洗いモードでは、
駆動軸には脱水軸の負荷が加わらないから回転速度(加
速度)が速くなりパルス数が多くなる。
検出すれば、駆動軸に脱水軸が連結されているか、すな
わちクラッチが洗いモードと脱水モードのいずれの側に
切り換わっているかを容易かつ確実に判断できる。
ラッチ接続制御動作を示すフローチャートである。
ラッチ接続時のパルス波形図である。
施される洗濯機の説明図である。
施されるクラッチ装置の縦断正面図である。
施されるクラッチ装置の要部の縦断正面図である。
施されるクラッチ装置の要部であるクラッチ盤部分の横
断平面図である。
転翼 4…固定ネジ 5…永久磁石 6…固
定ネジ 7…ホール素子 8…クラッチ装置 8a…
クラッチケース 9…電磁コイル 10…ヨーク 11…
プランジャー 12…永久磁石 13…嵌合突起 14…
押しバネ 15…嵌合凹部 16…クラッチ盤 17…
脱水軸 18…洗濯兼脱水槽 19…固定ナット 20…
外箱 21…水槽 22…減速機構
Claims (2)
- 【請求項1】 洗濯兼脱水槽に接続する脱水軸をクラッ
チ装置を介して洗濯軸に連結し、前記クラッチ装置は、
脱水軸に固着され電磁コイルにより吸引または反発され
るプランジャーに設けたクラッチピンを、電動機の駆動
軸である洗濯軸に固着したクラッチ盤に係脱自在に組合
せ、洗いモードと脱水モードに切り換えるように構成し
た一槽式洗濯機のクラッチ制御方法において、洗いモー
ドと脱水モードとの切り換え時には、前記電動機を起動
させた後、電源を遮断し、その後の慣性回転による駆動
軸の回転数が所定値にまで減速したならば、電磁コイル
に通電し、クラッチ盤へクラッチピンを接続することを
特徴とする一槽式洗濯機のクラッチ制御方法。 - 【請求項2】 クラッチ盤へクラッチピンを接続、解除
する操作を行った後、電動機に一定時間通電し、この間
に計測されるパルス数によってクラッチ装置が洗いモー
ドと脱水モードのいずれの側に切り換わっているかを判
断することを特徴とする請求項1に記載の一槽式洗濯機
のクラッチ制御方法。
Priority Applications (3)
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