JP2005052538A - ドラムロック機構 - Google Patents

Abstract

【課題】家庭で使われるトップオープン型のドラム式洗濯乾燥機において、洗濯物を出し入れするときにドラムをロックしうるドラムロック機構を提供する。
【解決手段】筐体２１と、この筐体２１に設けられたモータ２２と、このモータ２２から伝達される回転運動を直線運動に変換する運動変換手段２８と、この運動変換手段２８によって直線方向に移動すべく駆動され、ドラム１の第１係合部１１に係合したり、その係合状態を解除したりするロックピン２５とを備える。ロックピン２５の先端に係合凸部２５ａをドラム１の第１係合部１１との作用面の法線がロックピン没入方向となす角度が０〜４５°となるように形成する。これにより、ドラム１がロック中に外部負荷を受けて回転し、ロックピン２５に横向きの外力が加わっても、ロックピン２５が後退するため、ロックピン２５が破損しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に家庭で使用されるドラム式洗濯乾燥機（この明細書において、ドラム式洗濯乾燥機とは、水平軸周りに回転駆動されるドラムに衣類などの洗濯物を収納して洗濯や乾燥を行う洗濯乾燥機であって、洗濯機能のみを備えたものや乾燥機能のみを備えたものをも含む広い概念である。）において、そのドラムをロック（つまり、ドラムを停止状態に維持）するときに用いるに好適なドラムロック機構に関するものである。

近年、洗浄能力や乾燥能力に優れたドラム式洗濯乾燥機がコインランドリーなどの業務用のみならず家庭用の洗濯乾燥機としても普及しつつある。

ところが、このドラム式洗濯乾燥機は、洗濯物を出し入れするための開口部がケーシングの前面（側面）に形成されているため、床にそのまま設置した場合には体をかがめて洗濯物を出し入れしなければならず、あまり使い勝手に優れないという欠点がある。

そこで、このドラム式洗濯乾燥機の使い勝手を向上させるべく、ケーシングの上面に開口部を設けるとともに、ドラムの周面部に蓋を開閉自在に形成し、ドラムの回転を止めるときには常にドラムの蓋がケーシングの開口部に一致するように電気的に停止させることにより、体をかがめなくても洗濯物をケーシングの上面から楽な姿勢で出し入れできるようにしたトップオープン型のものが注目されている。

しかし、このトップオープン型のドラム式洗濯乾燥機では、ドラムがその蓋を上方に位置決めした状態で停止したとしても、洗濯物を出し入れするときに使用者の腕や手が誤ってドラムに当たった場合、ドラムが回転して蓋が下方へ移動してしまい、洗濯物の出し入れに支障を来す恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑み、トップオープン型のドラム式洗濯乾燥機のドラムを確実にロックして洗濯物を支障なく出し入れすることが可能なドラムロック機構を提供することを目的とする。

まず、請求項１に記載の発明は、ケーシングの上面に開口部を設け、前記ケーシング内にドラムを水平軸周りに回転自在に支持し、前記ドラムの周面部に蓋を開閉自在に設け、前記ドラムの回転をその蓋が前記ケーシングの開口部に一致するように停止させるドラム停止手段を設けたトップオープン型のドラム式洗濯乾燥機に適用されるドラムロック機構であって、前記ドラムに第１係合部を形成し、この第１係合部に係合して前記ドラムをロックする第２係合部が形成された出没自在のロックピンを備えたドラムロック装置を設けて構成される。ここで、第１係合部としては、例えば係合凹部を挙げることができ、第２係合部としては、例えば係合凸部を挙げることができる。

また、請求項２に記載の発明は、前記ドラムロック装置が、筐体と、この筐体に設けられたモータと、このモータから伝達される回転運動を直線運動に変換する運動変換手段と、この運動変換手段によって直線方向に移動すべく駆動され、前記筐体から突出する方向に移動した際に前記第１係合部に係合し、前記筐体内に没入する方向に移動した際に前記第１係合部との係合状態を解除する前記第２係合部が形成された前記ロックピンとを備えているようにして構成される。

また、請求項３に記載の発明は、前記運動変換手段が、前記モータから伝達される回転力によって回転駆動されるクランク板と、このクランク板の偏心位置に設けられたクランクピンと、このクランクピンがその上死点で前方に遊びを形成しうるように遊挿されるとともに後部にピン当接面が形成された係合孔を有し、かつ前記ロックピンに連結されたロックピン支持部材と、このロックピン支持部材を前方に押圧する弾性伸縮部材とを備えているようにして構成される。ここで、弾性伸縮部材としては、例えばコイルばねを挙げることができる。

これらの構成を採用することにより、第２係合部が第１係合部に係合することによってドラムがロックされ、第２係合部が第１係合部から離れることによってドラムのロックが解除されるように作用する。

また、請求項４に記載の発明は、前記第１係合部と前記第２係合部との作用面の法線がロックピン没入方向となす角度を鋭角として構成される。かかる構成により、ドラムがそのロック中に外部負荷を受けて回転し、ロックピンに横向きの外力が加わった場合、この外力のロックピン没入方向の分力を受けてロックピンが後退するように作用する。

また、請求項５に記載の発明は、前記第１係合部と前記第２係合部との作用面の法線がロックピン没入方向となす角度を０〜４５°として構成される。かかる構成により、ドラムがそのロック中に外部負荷を受けて回転し、ロックピンに横向きの外力が加わった場合、この外力のロックピン没入方向の分力を受けてロックピンが後退し、しかも、この外力の分力のうちロックピン没入方向の分力が、それと直交する方向の分力より大きくなるように作用する。

さらに、請求項６に記載の発明は、前記クランクピン前方の遊びのクリアランスを前記ロックピンの係合深さ以上として構成される。かかる構成により、ドラムがそのロック中に外部負荷を受けて回転し、ロックピンの第２係合部がドラムの第１係合部から完全に外れても、クランクピンへの衝撃が確実に回避されるように作用する。

請求項１〜３に記載の発明によれば、第２係合部が第１係合部に係合することによってドラムがロックされ、第２係合部が第１係合部から離れることによってドラムのロックが解除されることから、トップオープン型のドラム式洗濯乾燥機において、そのドラムを確実にロックして洗濯物を支障なく出し入れすることが可能となる。

また、請求項４に記載の発明によれば、ドラムがそのロック中に外部負荷を受けて回転し、ロックピンに横向きの外力が加わった場合、この外力のロックピン没入方向の分力を受けてロックピンが後退することから、ドラムがそのロック中に回転したとしても、ロックピンなどの部品の破損を防ぐことができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、ドラムがそのロック中に外部負荷を受けて回転し、ロックピンに横向きの外力が加わった場合、この外力のロックピン没入方向の分力を受けてロックピンが後退することから、ドラムがそのロック中に回転したとしても、ロックピンなどの部品の破損を防ぐことができ、しかも、この外力の分力のうちロックピン没入方向の分力が、それと直交する方向の分力より大きくなるため、ドラムの回転に伴うロックピンの後退動作を円滑に行うことが可能となる。

さらに、請求項６に記載の発明によれば、ドラムがそのロック中に外部負荷を受けて回転し、ロックピンの第２係合部がドラムの第１係合部から完全に外れても、クランクピンへの衝撃が確実に回避されるため、ドラムロック装置の耐久性を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

トップオープン型のドラム式洗濯乾燥機３０は、図９に示すように、ケーシング３１を有しており、ケーシング３１の上面には開口部３１ａが形成されている。さらに、開口部３１ａには折りたたみ式またはスライド式のカバー３２が開閉自在に取り付けられている。また、ケーシング３１内にはドラム１が水平軸ＣＴ１周りに矢印Ｍ、Ｎ方向に回転駆動自在に支持されており、ドラム１の周面部の一部には蓋１ａが開閉自在に取り付けられている。そして、ドラム１には、その蓋１ａがケーシング３１の開口部３１ａに一致するようにドラム１の回転を電気的に停止させるドラム停止手段（図示せず）が付設されている。

また、ドラム１の周面部には、図１および図２に示すように、回転テーパ形状（ドラム１の水平軸方向（幅方向）に垂直な平面で切断したとき、ドラム１の放射方向外向きに拡幅する形状）の係合凹部１１が形成されており、この係合凹部１１に対向する形でドラムロック装置２が設置されている。このドラムロック装置２は、図１（ａ）に示すように、筐体２１を有しており、筐体２１内にはモータ２２が組み込まれている。モータ２２には運動変換手段２８を介してロックピン２５が矢印Ａ、Ｂ方向に出没自在に接続されており、この運動変換手段２８はクランク板２３、クランクピン２４、ロックピン支持部材２６、コイルばね（弾性伸縮部材）２７から構成されている。

すなわち、図１（ａ）に示すように、モータ２２の出力軸２２ａには円板状のクランク板２３が同軸状に嵌合しており、クランク板２３にはその偏心位置にクランクピン２４が突設されている。また、クランク板２３の下方にはブロック状のロックピン支持部材２６が、コイルばね２７によって常に前方、つまりドラム１側（図１左向き）に弾性的に付勢された形で進退自在に支持されており、ロックピン支持部材２６には、図１（ｂ）に示すように、長方形状の係合孔２６ａが上下に貫通して形成されている。そして、この係合孔２６ａの後部にはピン当接面２６ｃが平面状に形成されており、ピン当接面２６ｃにはクランクピン２４が当接した状態となっている。ここで、クランクピン２４の前方には、係合孔２６ａの前部のピン非当接面２６ｂとの間に所定のクリアランスＣ１の遊びが係合孔２６ａの全幅にわたって形成されている。さらに、ロックピン支持部材２６の前面には四角柱状のロックピン２５が一体に連設されており、ロックピン２５の先端には面取り四角柱状の係合凸部２５ａが、図２に示すように、ドラム１の係合凹部１１に対応した形で形成されている。

なお、ロックピン２５の押圧力はコイルばね２７の弾性力（ばね力）で決定されるので、コイルばね２７の弾性力を変えて任意の押圧力に設定することができる。また、ロックピン２５の係合凸部２５ａと係合凹部１１とは、両者の作用面ＰＬ１の法線ｎがロックピン２５の没入方向（矢印Ｂ方向）と０〜４５°の角度αをなすように形成されている。さらに、クランクピン２４前方の遊びのクリアランスＣ１はロックピン２５の係合深さＤ１以上となっている。ここで、ロックピン２５の係合深さＤ１とは、図２に示すように、ロックピン２５の係合凸部２５ａがドラム１の周面部に沿った仮想線に接した状態から係合凹部１１に完全に係合した状態に至るまでの深さを意味する。

トップオープン型のドラム式洗濯乾燥機３０は以上のような構成を有するので、このドラム式洗濯乾燥機３０のドラム１をロックする際には、図１に示すように、モータ２２に通電してクランク板２３を半回転させる。すると、クランクピン２４が円弧状の経路Ｔ１に沿って下死点から上死点に移動するが、ロックピン支持部材２６、ひいてはロックピン２５には常にコイルばね２７の予圧が働き、コイルばね２７を介してロックピン２５に前向きの押圧力が伝達されるため、ロックピン２５はコイルばね２７に押圧される形でクランクピン２４に連動して前進し、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、筐体２１から最大限突出する。その結果、ロックピン２５の係合凸部２５ａがドラム１の係合凹部１１に嵌合し、ドラムロック装置２によってドラム１がロックされた状態となる。このとき、ロックピン２５は正弦曲線（サインカーブ）に基づく移動速度パターンに則って前進するため、ロックピン２５の移動速度は、前進開始直後（下死点の近傍）および前進終了直前（上死点の近傍）において最小となり、それらの中間地点において最大となる。

逆に、こうしてドラム１がロックされた状態を解除する際には、モータ２２に通電してクランク板２３をさらに半回転させる。すると、クランクピン２４が円弧状の経路Ｔ１に沿って上死点から下死点に移動するため、ロックピン２５はコイルばね２７の押圧力に抗する形でクランクピン２４に連動して後退し、図１（ｃ）に示すように、筐体２１に没入した状態となる。その結果、ロックピン２５の係合凸部２５ａがドラム１の係合凹部１１から離脱し、ドラム１のロック状態が解除される。このとき、ロックピン２５は正弦曲線（サインカーブ）に基づく移動速度パターンに則って後退するため、ロックピン２５の移動速度は、後退開始直後（上死点の近傍）および後退終了直前（下死点の近傍）において最小となり、それらの中間地点において最大となる。

また、ドラムロック装置２によってドラム１がロックされた状態、つまりロックピン２５の係合凸部２５ａがドラム１の係合凹部１１に係合している状態で、何らかの原因でドラム１に回転方向（矢印Ｍ方向）の外部負荷が作用した場合、ドラム１から作用面ＰＬ１を介してロックピン２５に横向きの外力が加わるが、作用面ＰＬ１の法線ｎはロックピン２５の没入方向となす角度αが鋭角（実際には０〜４５°）となっているので、図１（ｄ）に示すように、この外力の分力を受けてロックピン２５が後退する。したがって、ドラム１がそのロック中に外部負荷を受けて回転したとしても、ロックピン２５の破損を未然に防ぐことができる。

このとき、作用面ＰＬ１の法線ｎとロックピン２５の没入方向とのなす角度αは０〜４５°となっているので、ロックピン２５に横向きに加わる外力の分力のうち、ロックピン２５の没入方向の分力が、それと直交する方向の分力より大きくなるため、ドラム１の回転に伴うロックピン２５の後退動作は円滑に行われる。また、クランクピン２４前方の遊びのクリアランスＣ１はロックピン２５の係合深さＤ１以上となっているので、図１（ｄ）に示すように、ドラム１が外部負荷を受けて矢印Ｍ方向に回転し、ロックピン２５の係合凸部２５ａがドラム１の係合凹部１１から完全に外れても、クランクピン２４への衝撃を確実に回避することが可能となるため、ドラムロック装置２の故障を回避して耐久性を高めることができる。

なお、上述の実施形態においては、面取り四角柱状の係合凸部２５ａが形成されたロックピン２５を用いた場合について説明したが、ロックピン２５の係合凸部２５ａの形状はこれに限るわけではない。例えば、図３および図４に示すように、半球形の係合凸部２５ａが形成されたロックピン２５を使用してもよく、図５に示すように、円錐台状の係合凸部２５ａが形成されたロックピン２５を採用しても構わない。或いはまた、図６に示すように、面取り円柱状の係合凸部２５ａが形成されたロックピン２５を用いることもでき、図７に示すように、半円板状の係合凸部２５ａが形成されたロックピン２５を使用することも可能である。さらに、図８に示すように、四角柱状の係合凸部２５ａが形成されたロックピン２５を採用しても構わない。

また、上述の実施形態では、回転テーパ形状の係合凹部１１が形成されたドラム１を用いた場合について説明したが、ドラム１の係合凹部１１の形状はこれに限るわけではない。例えば、図６（ａ）に示すように、回転平行形状（ドラム１の水平軸方向（幅方向）に垂直な平面で切断したとき、ドラム１の放射方向において幅が一定となる形状）の係合凹部１１が形成されたドラム１を代用してもよい。ただし、この場合は、ロックピン２５の係合凸部２５ａの形状を面取り円柱状などとすることにより、この係合凸部２５ａと係合凹部１１との作用面ＰＬ１の法線ｎがロックピン２５の没入方向となす角度αを０〜４５°としなければならない。

また、上述の実施形態では、図９に示すように、ドラム１の周面部に係合凹部１１を形成した場合について説明したが、この係合凹部１１の形成位置はドラム１の周面部に限るわけではなく、例えば図１０に示すように、ドラム１の側面部（平坦面部）の偏心位置に係合凹部１１を形成することもできる。

また、上述の実施形態では、ドラム１に係合凹部１１を形成するとともに、ロックピン２５に係合凸部２５ａを形成した場合について説明したが、逆に、ドラム１に係合凸部を形成するとともに、ロックピン２５に係合凹部を形成することも可能である。

また、上述の実施形態では、作用面ＰＬ１の法線ｎとロックピン２５の没入方向とのなす角度αが０〜４５°である場合について説明したが、この角度αは鋭角（９０°未満）であれば必ずしも０〜４５°でなくてもよい。

さらに、上述の実施形態では、ロックピン２５を正弦曲線に基づく移動速度パターンに則って駆動すべく、図１（ｂ）に示すように、ロックピン支持部材２６のピン当接面２６ｃを平面状に形成した場合について説明したが、このピン当接面２６ｃを各種の曲面状に形成することにより、ドラムロック装置２に要求される特性などに応じてロックピン２５の移動速度パターンを任意に変更することも可能である。例えば、図３に示すように、ロックピン支持部材２６のピン当接面２６ｃを凸円弧曲面状に形成すれば、ロックピン２５は正弦曲線から多少ずれた曲線に基づく移動速度パターンに則って出没し、ロックピン２５の移動速度はクランクピン２４の上死点および下死点の近傍において遅くなる。そのため、モータ２２の回転時間や位置検出信号に基づいてロックピン２５を上死点や下死点に移動させるとき、モータ２２の回転時間や位置検出信号のバラツキによるロックピン２５の停止位置の変動を少なくすることができるので、ロックピン２５の高精度な位置決めが要求される場合に有効となる。また、図５（ａ）に示すように、ロックピン支持部材２６のピン当接面２６ｃを凹円弧曲面状に形成すれば、ロックピン２５は正弦曲線から多少ずれた曲線に基づく移動速度パターンに則って出没し、ロックピン２５の移動速度はクランクピン２４の上死点および下死点の近傍において速くなる。そのため、ロックピン２５の動き始めの感度が鋭くなるので、ロックピン２５の応答性が要求される場合に有効となる。

本発明に係るドラムロック機構の第１の実施形態を示す断面図であって、（ａ）はロックピン最大突出時の状態を示す垂直断面図、（ｂ）はロックピン最大突出時の状態を示す水平断面図、（ｃ）はロックピン没入時の状態を示す水平断面図、（ｄ）はロックピン後退時の状態を示す水平断面図である。 図１に示すドラムロック機構のロックピンとドラムとの係合状態を示す拡大詳細図である。 本発明に係るドラムロック機構の第２の実施形態を示す水平断面図である。 図３に示すドラムロック機構のロックピンとドラムとの係合状態を示す拡大詳細図である。 本発明に係るドラムロック機構の第３の実施形態を示す図であって、（ａ）はロックピン最大突出時の状態を示す水平断面図、（ｂ）はそのロックピンの左側面図である。 ロックピンの別の例を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその右側面図である。 ロックピンのさらに別の例を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその右側面図である。 ロックピンのさらに別の例を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその右側面図である。 トップオープン型のドラム式洗濯乾燥機の一例を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその右側面図である。 トップオープン型のドラム式洗濯乾燥機の別の例を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその右側面図である。

符号の説明

１……ドラム
１ａ……蓋
１１……係合凹部（第１係合部）
２……ドラムロック装置
２１……筐体
２２……モータ
２３……クランク板
２４……クランクピン
２５……ロックピン
２５ａ……係合凸部（第２係合部）
２６……ロックピン支持部材
２６ａ……係合孔
２６ｃ……ピン当接面
２７……コイルばね（弾性伸縮部材）
２８……運動変換手段
３０……トップオープン型のドラム式洗濯乾燥機
３１……ケーシング
３１ａ……開口部
Ｃ１……遊びのクリアランス
Ｄ１……ロックピンの係合深さ
ＰＬ１……作用面
ｎ……法線
α……角度

Claims (6)

1. ケーシングの上面に開口部を設け、前記ケーシング内にドラムを水平軸周りに回転自在に支持し、前記ドラムの周面部に蓋を開閉自在に設け、前記ドラムの回転をその蓋が前記ケーシングの開口部に一致するように停止させるドラム停止手段を設けたトップオープン型のドラム式洗濯乾燥機に適用されるドラムロック機構であって、
   前記ドラムに第１係合部を形成し、
   この第１係合部に係合して前記ドラムをロックする第２係合部が形成された出没自在のロックピンを備えたドラムロック装置を設けたことを特徴とするドラムロック機構。
2. 前記ドラムロック装置が、
   筐体と、この筐体に設けられたモータと、このモータから伝達される回転運動を直線運動に変換する運動変換手段と、この運動変換手段によって直線方向に移動すべく駆動され、前記筐体から突出する方向に移動した際に前記第１係合部に係合し、前記筐体内に没入する方向に移動した際に前記第１係合部との係合状態を解除する前記第２係合部が形成された前記ロックピンとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のドラムロック機構。
3. 前記運動変換手段が、
   前記モータから伝達される回転力によって回転駆動されるクランク板と、このクランク板の偏心位置に設けられたクランクピンと、このクランクピンがその上死点で前方に遊びを形成しうるように遊挿されるとともに後部にピン当接面が形成された係合孔を有し、かつ前記ロックピンに連結されたロックピン支持部材と、このロックピン支持部材を前方に押圧する弾性伸縮部材とを備えていることを特徴とする請求項２に記載のドラムロック機構。
4. 前記第１係合部と前記第２係合部との作用面の法線がロックピン没入方向となす角度を鋭角としたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のドラムロック機構。
5. 前記第１係合部と前記第２係合部との作用面の法線がロックピン没入方向となす角度を０〜４５°としたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のドラムロック機構。
6. 前記クランクピン前方の遊びのクリアランスを前記ロックピンの係合深さ以上としたことを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれかに記載のドラムロック機構。

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