JP2006043153A - Washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗濯脱水槽とその内底部に配設されたパルセータとをそれぞれ回転駆動可能とする洗濯機に関し、詳しくは、ギヤやクラッチを介することなく洗濯脱水槽とパルセータとを駆動モータに直結して相対回転駆動可能とする洗濯機に関する。 The present invention relates to a washing machine capable of rotationally driving a laundry dewatering tub and a pulsator disposed on the inner bottom thereof, and more specifically, the laundry dewatering tub and pulsator are directly connected to a drive motor without a gear or a clutch. The present invention relates to a washing machine that can be driven to rotate relative to each other.
1つの洗濯脱水槽に洗濯物を収納して洗い・すすぎ工程と脱水工程とを行う全自動洗濯機は、外槽に洗濯脱水槽が内装され、洗濯脱水槽内に旋回流を発生させるパルセータがその内低部に配されており、洗い・すすぎ工程時には洗濯脱水槽が固定されてパルセータだけが低速で両方向に正逆回転駆動され、脱水工程時には、洗濯脱水槽とパルセータとが一体に高速で一方向に回転駆動するようになっているものが従来より知られている(例えば、特許文献1、2参照)。 A fully automatic washing machine that stores laundry in one laundry dewatering tub and performs washing / rinsing and dehydration processes is equipped with a laundry dewatering tub in the outer tub and a pulsator that generates a swirling flow in the laundry dewatering tub. The washing dehydration tank is fixed during the washing and rinsing process, and only the pulsator is driven to rotate in both directions at low speed. In the dehydration process, the washing dehydration tank and the pulsator are integrated at high speed. A device that is rotationally driven in one direction is conventionally known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
このようなパルセータと洗濯脱水槽との駆動切換を行う駆動機構は、モータの出力軸の回転を減速機構を介してパルセータの回転軸となるパルセータ軸に伝える一方、同一のモータの回転を他の減速機構およびクラッチ機構を介して洗濯脱水槽の回転軸となる脱水軸に伝えるようになっている。より詳細には、中空に形成されパルセータ軸が内装された脱水軸に上下動する係合部材が設けられ、脱水工程時には、該係合部材がクラッチ用モータなどによって駆動されてパルセータ軸と係合することによりパルセータと洗濯脱水槽とをほぼ等速で回転させ、洗い・すすぎ工程時には、該係合部材がクラッチ用モータなどによって外槽と一体の固定部材と係合することによりパルセータのみを回転させるようになっている。 The drive mechanism for switching the drive between the pulsator and the washing and dewatering tub transmits the rotation of the output shaft of the motor to the pulsator shaft that is the rotation shaft of the pulsator via the speed reduction mechanism, while the rotation of the same motor is transmitted to the other pulsator. It is transmitted to a dewatering shaft that is a rotating shaft of the washing and dewatering tank via a speed reduction mechanism and a clutch mechanism. More specifically, an engagement member that moves up and down is provided on a dewatering shaft that is hollow and includes a pulsator shaft. During the dehydration process, the engagement member is driven by a clutch motor or the like to engage with the pulsator shaft. By rotating the pulsator and the washing / dehydrating tub at substantially constant speed, the engaging member is engaged with the fixed member integrated with the outer tub by a clutch motor or the like during the washing / rinsing process, so that only the pulsator is rotated. It is supposed to let you.
しかしながら、このような駆動構成では、その構成が複雑となるため、製造コストアップの原因となるばかりか、経時的劣化によって該クラッチ機構が作動しなくなるなど信頼性・耐久性に不安があった。さらに、クラッチ機構や減速機構からは動作音や振動音などの騒音が発生し易く問題であった。 However, in such a drive configuration, the configuration becomes complicated, which not only causes an increase in manufacturing cost, but also causes anxiety in reliability and durability such that the clutch mechanism is not operated due to deterioration over time. Furthermore, the clutch mechanism and the speed reduction mechanism are likely to generate noise such as operation noise and vibration noise.
ところで、洗い・すすぎ工程時に、洗濯脱水槽を積極的にパルセータの回転方向とは反対方向に低速回転させることにより洗い・すすぎ性能を向上させるようにした洗濯機が従来より知られている(例えば、特許文献3参照)。 By the way, a washing machine that improves washing and rinsing performance by actively rotating the washing dehydration tank at a low speed in the direction opposite to the direction of rotation of the pulsator during the washing and rinsing process has been conventionally known (for example, And Patent Document 3).
このような洗濯機では、脱水軸に内歯歯車を、出力軸に太陽歯車を、それぞれ連結し、該内歯歯車および太陽歯車と歯合して回転する遊星歯車をパルセータ軸と連結してなる遊星歯車機構を設け、洗い・すすぎ工程時には、クラッチ機構により出力軸と脱水軸とを遮断させ、出力軸と脱水軸とを該太陽歯車、遊星歯車および内歯歯車を介在させ結合し、パルセータを所定方向に回転させると共に、この回転に伴って生じる内歯歯車に歯合する遊星歯車の反力により脱水軸(洗濯脱水槽)をパルセータ軸(パルセータ)と反対方向へ回転させるようにしている。 In such a washing machine, an internal gear is connected to the dewatering shaft, a sun gear is connected to the output shaft, and a planetary gear that rotates in mesh with the internal gear and the sun gear is connected to the pulsator shaft. A planetary gear mechanism is provided, and in the washing and rinsing process, the output shaft and the dewatering shaft are shut off by the clutch mechanism, and the output shaft and the dewatering shaft are coupled via the sun gear, the planetary gear and the internal gear, and the pulsator is connected. While rotating in a predetermined direction, the dewatering shaft (washing dewatering tub) is rotated in the opposite direction to the pulsator shaft (pulsator) by the reaction force of the planetary gear meshing with the internal gear generated by this rotation.
しかしながら、このような洗濯機の駆動機構では、上記した洗濯機の駆動機構で必要であったクラッチ機構や減速機構に加え、遊星歯車機構が更に必要となり、より一層その構成が複雑になる問題があった。また、遊星歯車機構では洗濯脱水槽をパルセータと反対方向へ回転させることができるが、遊星歯車機構を構成する歯車のギヤ比の制約から、洗濯脱水槽とパルセータとを任意に回転速度で制御することができず、このため洗濯の仕方の種類が少ないという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、クラッチ機構、減速機構、遊星歯車機構を必要とすることなく、洗濯脱水槽およびパルセータを独立して回転制御できる洗濯機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a washing machine capable of independently controlling the rotation of a washing dewatering tub and a pulsator without requiring a clutch mechanism, a speed reduction mechanism, and a planetary gear mechanism. Objective.
本発明の洗濯機は、洗濯物が収納される洗濯脱水槽と、前記洗濯脱水槽の内底部に配設されるパルセータと、前記パルセータの回転軸となるパルセータ軸を駆動する第1モータと、前記洗濯脱水槽の回転軸となる脱水軸を駆動する第2モータとを備える洗濯機において、前記第1モータは、第1ステータと、前記第1ステータの内周面側にインナーロータとを配置してなるインナーロータ型モータであり、前記第2モータは、前記第1ステータの外周面側に第2ステータと、前記第2ステータの外周面側にアウターロータとを前記第1モータと同軸に配設してなるアウターロータ型モータであり、前記第1モータと前記第2モータとをそれぞれ独立して可変速制御可能な制御装置を有することを特徴とする。 The washing machine of the present invention includes a laundry dewatering tub in which laundry is stored, a pulsator disposed on an inner bottom portion of the laundry dewatering tub, a first motor that drives a pulsator shaft serving as a rotation shaft of the pulsator, A washing machine comprising: a second motor that drives a dewatering shaft serving as a rotation shaft of the laundry dewatering tub. The first motor includes a first stator and an inner rotor on an inner peripheral surface side of the first stator. The second motor has a second stator on the outer peripheral surface side of the first stator and an outer rotor on the outer peripheral surface side of the second stator coaxially with the first motor. An outer rotor type motor is provided, and has a control device capable of independently controlling the first motor and the second motor at variable speeds.
本発明の洗濯機では、駆動モータがパルセータを回転駆動するための第1モータと、洗濯脱水槽を回転駆動するための第2モータから構成され、第1、第2モータとをそれぞれ独立して可変速制御することができるため、洗濯脱水槽とパルセータとを独立して回転制御することが可能となり、洗濯物の種類や量に応じた洗い方をきめ細かく選択することができる。しかも、騒音や振動の原因となるクラッチ機構や減速機構などを介さず、洗濯脱水槽およびパルセータが駆動モータの出力軸に一体化された簡単な駆動構成であるから、騒音を低減し、かつ耐久性・信頼性向上させた洗濯機をコスト安価に製造することができる。 In the washing machine of the present invention, the drive motor is composed of a first motor for rotationally driving the pulsator and a second motor for rotationally driving the laundry dewatering tub, and the first and second motors are independently Since variable speed control can be performed, the laundry dewatering tub and the pulsator can be independently controlled to rotate, and the washing method can be selected in detail according to the type and amount of the laundry. Moreover, since the washing and dewatering tub and pulsator are integrated into the output shaft of the drive motor without using a clutch mechanism or speed reduction mechanism that causes noise or vibration, noise is reduced and durability is reduced. A washing machine with improved reliability and reliability can be manufactured at low cost.
本発明によれば、洗濯脱水槽およびパルセータを独立して回転制御できる洗濯機を簡単な駆動構成により得ることができるため、コスト安価に製造することができ、経時的劣化による不具合を低減して信頼性・耐久性を向上させることができ、かつ、騒音を低減することができる。 According to the present invention, a washing machine capable of independently controlling the rotation of the washing and dewatering tub and the pulsator can be obtained with a simple drive configuration, so that it can be manufactured at a low cost and reduced inconvenience due to deterioration over time. Reliability and durability can be improved, and noise can be reduced.
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本実施形態に係る洗濯機10の全体構成を示す縦断面図、図2は該洗濯機10の駆動装置50を示す断面図、図3はモールドフレーム88の一部省略断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of the
図1に示すように、本実施形態の洗濯機は全自動洗濯機であって、箱型の筐体12の内部に不図示の吊棒および振動吸収バネを介して揺動自在に懸架された有底円筒状の外槽14を備えており、外槽14には、有底円筒状であってその周面に多数の通水孔を有する洗濯脱水槽16が内装されている。洗濯脱水槽16の内底部には同心にパルセータ18が設けられ、外槽14の下方には、洗濯脱水槽16およびパルセータ18を回転駆動する駆動装置50が配設されている。
As shown in FIG. 1, the washing machine of the present embodiment is a fully automatic washing machine, and is suspended inside a box-
筐体12の上面には、洗濯物を出し入れするための開口部を開閉する外蓋20が取り付けられている。外槽14の上部後方には給水管22を介して外槽14内に給水を行う給水弁24が設けられている。また、外槽14の下方には洗濯水を排水する排水ダクト26が設けられ、排水弁28により開閉されるようになっている。
An
図2に示すように、駆動装置50は、支持部材52が外槽14の外底部にねじ止めなどにより固定されることで取り付けられている。この支持部材52は、上部支持部材52aと下部支持部材52bとからなっており、その上部支持部材52aの中央部には筒部54が形成され、ボールベアリングからなる軸受56が固着されている。すなわち、軸受56は、下部支持部材52bを介して固定部材である外槽14に固定されている。この軸受56に洗濯脱水槽16と一体化される円筒状の脱水軸58が挿通されて、回転自在に支持されている。また、軸受56の上方側における筒部54と脱水軸58との隙間には、水漏れを防止するオイルシール59が装着されている。
As shown in FIG. 2, the
この脱水軸58は、外槽14の底部に形成された貫通孔14aから外槽14内部へ延出しており、その上端に形成されたフランジ部58aを洗濯脱水槽16の底部にネジ止めすることで固定されている。また、脱水軸58の中空部には、パルセータ軸60が、同軸に内装されており、動圧軸受あるいはボールベアリングからなる軸受62を介して回転自在に保持されている。パルセータ軸60は洗濯脱水槽16の内部に突出しており、その上端部には、洗濯脱水槽16の内底部に配されたパルセータ18がネジによって固定されている。このようにして、脱水軸58のフランジ部58aには洗濯脱水槽16が一体回転するように直結されており、また、パルセータ軸60の上端部にはパルセータ18が一体回転するように直結されている。
The
上記のような脱水軸58およびパルセータ軸60を回転駆動するための駆動モータ63は、パルセータ軸60を回転駆動するための第1モータ64と、脱水軸58を回転駆動するための第2モータ66から構成され、第1モータ64が第2モータ66の内側へ同軸に配置されてなる。
The
より詳細には、第1モータ64は、外周にS極とN極の永久磁石を交互に有する円柱状のインナーロータ68と、鉄心を積層してなる筒状のステータコア70の内周面から突出するティースにステータ巻線72を巻回してなる第1ステータ74とを有し、第1ステータ74がインナーロータ68を内部に収納するように構成されたインナーロータ型ブラシレスDCモータである。
More specifically, the first motor 64 protrudes from the inner peripheral surface of a
第2モータ66は、カップ状のロータカップ78の内周にS極とN極の複数の永久磁石79が交互に固定されたアウターロータ80と、鉄心を積層してなる筒状のステータコア82の外周面から突出するティースにステータ巻線84を巻回してなる第2ステータ86とを有し、第2ステータ86は第1ステータ74の外周面側に環状のエアギャップを介して対峙するように配され、アウターロータ80は下方に開口するように配され、その内部に第2ステータ86を収納するように構成されたアウターロータ型ブラシレスDCモータである。
The
第1ステータ74と第2ステータ86とは、図3に示すように、一体にモールドされて環状のモールドフレーム88が形成され下部支持部材52bにネジによって固定されており、モールドフレーム88の内周面側にインナーロータ68が、外周面側にアウターロータ80が、それぞれ配されることで、第1モータ64が第2モータ66の内側へが同軸に配置される。
As shown in FIG. 3, the
そしてパルセータ軸60は、その下端にインナーロータ68が取り付けられることにより、第1モータ64によって回転駆動され、脱水軸58は、アウターロータ80と一体に設けられることにより、第2モータ66によって回転駆動されるようになっている。
The
このような駆動モータ63は、これを構成する第1モータ64および第2モータ66が、別個の駆動回路とそれぞれ電気的に接続されることで駆動制御される。
The
第1モータ64を駆動制御する駆動回路は、インバータ回路および制御回路を有しており、制御回路が第1モータ64のインナーロータ68の回転速度を検出するホールICからの位置検出信号に基づて現在の回転速度を演算し、この回転速度が外部から入力される指令信号の回転速度に一致するようにPWM制御信号をインバータ回路へ出力することで、ステータ巻線72に双方向電流を流して第1モータ64をインバータ駆動する。 The drive circuit for driving and controlling the first motor 64 has an inverter circuit and a control circuit, and the control circuit is based on a position detection signal from the Hall IC that detects the rotational speed of the inner rotor 68 of the first motor 64. The current rotation speed is calculated, and a PWM control signal is output to the inverter circuit so that the rotation speed matches the rotation speed of the command signal input from the outside, so that a bidirectional current flows in the stator winding 72. Then, the first motor 64 is driven by an inverter.
また、第2モータ66は、上記した第1モータ64の駆動回路と同様な構成の駆動回路と接続されることで、第1モータ64と別個に独立して駆動制御される。
Further, the
上記のような洗濯機10の洗い・すすぎ工程時において、例えば、汚れの少ない洗濯物あるいは少量の洗濯物を洗濯する場合、パルセータ18のみを正逆回転させことにより、消費電力を抑えることができ、しかも、比較的緩やかな水流を得ることができるため、布地を傷めることがない洗い・すすぎを行うことができる。
In the washing / rinsing process of the
また、汚れの多い洗濯物を洗濯する場合は、パルセータ18と洗濯脱水槽16とを同時に逆方向に回転させることを短時間に双方向に繰り返す。これにより、パルセータ18の回転によって生じる水流に乗って移動する洗濯物に対し、その移動方向と反対方向に洗濯脱水槽16が回転するので、洗濯物と洗濯脱水槽16との摩擦が増加し、洗い・すすぎ性能が向上する。さらに、回転する洗濯脱水槽16によってパルセータ18による水流とは逆方向の水流が発生するため、両水流の衝突に伴い乱流が生じて縦方向の水流が得られやすくなり、その結果、該縦方向の水流に乗って洗濯物が上下に攪拌され、洗い・すすぎの均一性も向上する。この場合、洗濯脱水槽16の回転速度は、パルセータ18の回転速度より遅く設定することが好ましい。
Moreover, when washing a laundry with much dirt, rotating the
一方、脱水工程時には、パルセータ18と洗濯脱水槽16とを同方向に高速回転させる。このとき、両者は等しい回転速度であることが好ましい。
On the other hand, during the dehydration process, the
以上のように本実施形態の洗濯機では、駆動モータがパルセータを回転駆動するための第1モータと、洗濯脱水槽を回転駆動するための第2モータから構成され、第1、第2モータとをそれぞれ独立して可変速制御することができるため、クラッチ機構や減速機構を必要とすることなく、パルセータと洗濯脱水槽とを独立的に回転制御することができる。そのため、洗い・すすぎ方法の種類が大幅に増やすことができ、衣類の種類や洗濯物の汚れ状態に合わせて適宜洗濯状態を制御することができる。 As described above, in the washing machine of the present embodiment, the drive motor includes the first motor for rotationally driving the pulsator and the second motor for rotationally driving the laundry dewatering tank, and the first and second motors Therefore, the pulsator and the washing / dehydrating tub can be independently rotationally controlled without the need for a clutch mechanism or a speed reduction mechanism. Therefore, the types of washing and rinsing methods can be greatly increased, and the washing state can be appropriately controlled according to the type of clothing and the dirty state of the laundry.
また、騒音や振動の原因、あるいは動作不良の原因となるクラッチ機構や減速機構などを介さずに洗濯脱水槽およびパルセータが第1モータと第2モータの各出力軸に直結された簡単な駆動構成であるから、耐久性・信頼性向上させた洗濯機をコスト安価に製造することができ、しかも、騒音や振動を低減することができる。 In addition, a simple drive configuration in which the washing and dewatering tub and the pulsator are directly connected to the output shafts of the first motor and the second motor without using a clutch mechanism or a speed reduction mechanism that causes noise or vibration or causes malfunction. Therefore, a washing machine with improved durability and reliability can be manufactured at a low cost, and noise and vibration can be reduced.
(変更例)
本実施形態では、パルセータ軸を第1モータにより駆動し、脱水軸を第2モータにより駆動したが、本発明は、これに限らずその趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。
(Example of change)
In the present embodiment, the pulsator shaft is driven by the first motor and the dehydrating shaft is driven by the second motor. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
例えば、パルセータ軸を第2モータにより駆動し、脱水軸を第1モータにより駆動してもよい。すなわち、パルセータ軸を中空に設けその中空部に脱水軸を内装し、パルセータ軸をアウターロータと一体に設けることでパルセータ軸を第2モータにより駆動し、脱水軸の下端にインナーロータを取り付けることで脱水軸を第1モータにより駆動してもよい。 For example, the pulsator shaft may be driven by a second motor and the dewatering shaft may be driven by a first motor. That is, the pulsator shaft is hollow, the dewatering shaft is built in the hollow portion, the pulsator shaft is provided integrally with the outer rotor, the pulsator shaft is driven by the second motor, and the inner rotor is attached to the lower end of the dewatering shaft. The dehydrating shaft may be driven by the first motor.
10……洗濯機
12……筐体
14……外槽
16……洗濯脱水槽
18……パルセータ
50……駆動装置
52……支持部材
52a……上部支持部材
52b……下部支持部材
58……脱水軸
60……パルセータ軸
64……第1モータ
63……駆動モータ
66……第2モータ
68……インナーロータ
74……第1ステータ
80……アウターロータ
86……第2ステータ
88……モールドフレーム
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1モータは、第1ステータと、前記第1ステータの内周面側にインナーロータを配置してなるインナーロータ型モータであり、
前記第2モータは、前記第1ステータの外周面側に第2ステータと、前記第2ステータの外周面側にアウターロータを前記第1モータと同軸に配設してなるアウターロータ型モータであり、
前記第1モータと前記第2モータとをそれぞれ独立して可変速制御可能な制御装置を有することを特徴とする洗濯機。 A laundry dewatering tub in which laundry is stored, a pulsator disposed at an inner bottom of the laundry dewatering tub, a first motor that drives a pulsator shaft serving as a rotation shaft of the pulsator, and a rotation shaft of the laundry dewatering tub In a washing machine comprising a second motor that drives a dehydrating shaft,
The first motor is an inner rotor type motor having a first stator and an inner rotor disposed on the inner peripheral surface side of the first stator,
The second motor is an outer rotor type motor in which a second stator is disposed on the outer peripheral surface side of the first stator, and an outer rotor is disposed coaxially with the first motor on the outer peripheral surface side of the second stator. ,
A washing machine having a control device capable of variable speed control of the first motor and the second motor independently of each other.
前記第1モータは、第1ステータと、前記第1ステータの内周面側にインナーロータを配置してなるインナーロータ型モータであり、
前記第2モータは、前記第1ステータの外周面側に第2ステータと、前記第2ステータの外周面側にアウターロータを前記第1モータと同軸に配設してなるアウターロータ型モータであり、
前記第1モータと前記第2モータとをそれぞれ独立して可変速制御可能な制御装置を有することを特徴とする洗濯機。 A laundry dewatering tub for storing laundry, a pulsator disposed at an inner bottom of the laundry dewatering tub, a second motor for driving a pulsator shaft serving as a rotation shaft of the pulsator, and a rotation shaft of the laundry dewatering tub In a washing machine comprising a first motor that drives a dehydrating shaft,
The first motor is an inner rotor type motor having a first stator and an inner rotor disposed on the inner peripheral surface side of the first stator,
The second motor is an outer rotor type motor in which a second stator is disposed on the outer peripheral surface side of the first stator, and an outer rotor is disposed coaxially with the first motor on the outer peripheral surface side of the second stator. ,
A washing machine having a control device capable of variable speed control of the first motor and the second motor independently of each other.
機。 The pulsator shaft is provided in a cylindrical shape, and the dehydration shaft is coaxially provided in a hollow portion thereof, and the pulsator shaft is rotatably supported by a pair of bearings fixed to a fixing member of a washing machine, The washing machine according to claim 2, wherein the dewatering shaft is rotatably supported by a pair of bearings provided in a hollow portion of the pulsator shaft.
Machine.
The first stator and the second stator are molded integrally to form an annular mold frame, the inner rotor is disposed on the inner peripheral surface side of the mold frame, and the outer stator is disposed on the outer peripheral surface side of the mold frame. The washing machine according to any one of claims 1 to 4, wherein a rotor is arranged.
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