JP2006212457A - 全自動洗濯機の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】洗濯軸に連結され洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを昇降させて洗濯及び脱水時位置に送るクラッチモータと、クラッチモータの駆動時に連動して昇降し洗濯時に洗濯軸へ且つ脱水時に洗濯軸及び脱水軸へ動力を伝達するカップリングとを備えた全自動洗濯機の制御方法に関する。
【解決手段】本発明の制御方法は、洗濯給水後にクラッチモータをオンさせ、カップリングを洗濯モード位置に上昇させる前にカップリングの拘束解除のためにBLDCモータを左右に反転させ、カップリングと噛み合う脱水軸と、インナーコネクタとのすれ違いによってカップリングのセレーションが脱水軸のセレーション及び、インナーコネクタのセレーションから互いに反対方向に作用する面圧を受け、それによりクラッチモータの駆動時にカップリングの上昇が拘束される現象を防止する。
【選択図】図21
【解決手段】本発明の制御方法は、洗濯給水後にクラッチモータをオンさせ、カップリングを洗濯モード位置に上昇させる前にカップリングの拘束解除のためにBLDCモータを左右に反転させ、カップリングと噛み合う脱水軸と、インナーコネクタとのすれ違いによってカップリングのセレーションが脱水軸のセレーション及び、インナーコネクタのセレーションから互いに反対方向に作用する面圧を受け、それによりクラッチモータの駆動時にカップリングの上昇が拘束される現象を防止する。
【選択図】図21
Description
本発明は全自動洗濯機に関し、特に、低速回転するパルセータにより洗濯機及び濯ぎを行い、高速回転する脱水槽により脱水を行う全自動洗濯において、新たな駆動メカニズム及び、これによる洗濯及び脱水制御方法に関する。
一般に、洗濯機は洗剤の柔化作用及び、洗濯翼の回転に伴う水流の摩擦作用及び、パルセータが洗濯物に加える衝撃作用などを用いて、衣服、寝具などに付いている各種の汚染物質を除去する製品として、センサーによって洗濯物の量や種類を感知して洗濯方法を自動に設定し、また、洗濯水の水位を洗濯物の量や種類に従って適切な水位まで給水した後、マイコンの制御を受けて洗濯を行う。
また、従来の全自動洗濯機の駆動方式は、駆動モータの回転動力を動力伝達用ベルト及び、プーリなどを介在させて洗濯軸に伝達するか、脱水軸に伝達してパルセータ又は脱水槽を回転させる方式と、BLDCモータの速度制御によって洗濯兼用の脱水槽を洗濯及び脱水時にそれぞれ異なる速度で回転させる方式とがある。
一方、最近はBLDCモータを使用するものの、洗濯時にはパルセータを低速回転させ、洗濯を行い、脱水時にはパルセータ及び脱水槽を同時に高速回転させ、脱水を行うなど、洗濯及び脱水時の動力伝達経路が異なるように制御する構造が登場しており、かかる方式の構造例は、日本特開平11−347289に記載されている。
しかしながら、日本特開平11−347289に記載された方式は歯合クラッチ器具の作動がソレノイドにより行われるため、動作が不安定で駆動体の歯合時に騒音が激しいなどの問題があった。
そこで、本発明の目的は、ステーターとロータとからなる駆動部によってパルセータ又は脱水槽に回転動力を伝達する時に、回転動力が騒音もなく安定的で且つ確実に単時間内に切換制御され得るようにした新たな形態の駆動メカニズムを備えた全自動洗濯機において、給水後、及び本洗濯の進行前、そして、洗濯終了時、及び本脱水の進行前など、それぞれの状況においてカップリングの挟みによる拘束が解除され得るようにした制御方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ステーターとロータとからなる駆動部によってパルセータ又は脱水槽に回転動力を伝達する時に、回転動力が騒音もなく安定的で且つ確実に単時間内に切換制御され得るようにした駆動メカニズムを備えた全自動洗濯機を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の第2実施形態によれば、洗濯軸に連結されたロータと、そのロータを包むようにその外側に設けられるステーターとから構成され、洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを上昇又は下降させ、洗濯及び脱水時の位置に送るクラッチモータと、前記クラッチモータの駆動時に連動して上昇又は下降することで、洗濯時には前記洗濯軸へのみ動力を伝達し、且つ脱水時には洗濯軸及びその外側に設けられた脱水軸に同時に動力を伝達するカップリングとを備えた全自動洗濯機の制御方法において、洗濯のための給水完了後にクラッチモータをオンにし、カップリングを洗濯モードの位置に上昇させる段階を行う前に、前記カップリングの拘束解除のためにBLDCモータを左右に反転させる段階を行い、前記カップリングと噛み合う脱水軸と、インナーコネクタとのすれ違いによって前記カップリングの内周面のセレーションが脱水軸の下段部のセレーション及び、インナーコネクタの上端部のセレーションから互いに反対方向に作用する面圧を受けることにより、クラッチモータの駆動時にカップリングの上昇が拘束される現象が防止されるようにしたことを特徴とする全自動洗濯機の制御方法が提供される。
一方、上記目的を達成するための本発明の第3実施形態によれば、洗濯軸に連結されたロータと、そのロータを包むようにその外側に設けられるステーターとから構成され、洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを上昇又は下降させ、洗濯及び脱水時の位置に送るクラッチモータと、そのクラッチモータの駆動時に連動して上昇又は下降することで、洗濯時には前記洗濯軸へのみ動力を伝達し、且つ脱水時には洗濯軸及びその外側に設けられた脱水軸に同時に動力を伝達するカップリングと、前記クラッチモータによってカップリングが上昇して、洗濯モードの実行時に前記カップリングの回転を防止するカップリングストッパーとを備えた全自動洗濯機の制御方法において、洗濯終了の後脱水モードへの切換のためにクラッチモータをオンにし、カップリングを脱水モードの位置に下降させる段階を行う直前に、前記カップリングの拘束解除のためにBLDCモータを左右に反転させる段階を行い、前記カップリングと噛み合うカップリングストッパーとのすれ違いによって前記カップリングのギア歯と、前記カップリングストッパーのギア歯との間に互いに反対方向への面圧が作用することで、前記クラッチモータの駆動時にカップリングの下降が拘束される現象を防止するようにしたことを特徴とする全自動洗濯機の制御方法が提供される。
一方、上記目的を達成するための本発明の第4実施形態によれば、洗濯軸に連結されたロータと、そのロータを包むようにその外側に設けられるステーターとから構成され、洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを上昇又は下降させ、洗濯及び脱水時の位置に送るクラッチモータと、そのクラッチモータの駆動時に連動して昇降することで、洗濯時には前記洗濯軸にのみ動力を伝達し、且つ脱水時には洗濯軸及び、その外側に設けられた脱水軸に同時に動力を伝達するカップリングとを備えた全自動洗濯機の制御方法において、洗濯のための給水を行う第1段階と、前記給水実行後にクラッチモータのカムが初期点に位置したスイッチオフ状態でクラッチモータをオンにし、カムを回転させる第2段階と、クラッチモータのオンと同時に時間をカウントする第3段階と、カムの回転に伴うクラッチモータのスイッチオン状態への変換が設定時間内に行われたかを判断する第4段階と、前記第4段階での判断の結果、スイッチオン状態への変換が設定時間内に行われた場合、スイッチオンの直後からクラッチモータで発生するパルスの数をカウントする第5段階と、前記第5段階の実行によってカウントされたパルスの数が設定されたパルスの数に到達しているかを判断する第6段階と、その第6段階での判断の結果、パルス数が設定されたパルス数に到達した場合、クラッチモータをオフにし、カムの位置を維持させる第7段階と、前記第4段階での判断の結果、設定時間が超過してもスイッチがオンになっていない場合、クラッチモータをオフにする第8段階と、前記第8段階の実行後、BLDCモータを短時間の周期で一定の時間の間に左右に反転させ、拘束解除動作を行う第9段階と、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数をチェックする第10段階と、その第10段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に未達である場合、再びクラッチモータをオンにし、カムを駆動させる第2段階を行う第11段階と、前記第10段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に到達した場合にはエラーを表示し、洗濯機を停止させる第12段階とを含むことを特徴とする全自動洗濯機の制御方法が提供される。
一方、上記目的を達成するための本発明の第5実施形態によれば、洗濯軸に連結されたロータと、そのロータを包むようにその外側に設けられるステーターとから構成され、洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを上昇又は下降させ、洗濯及び脱水時の位置に送るクラッチモータと、そのクラッチモータの駆動時に連動して上昇又は下降することで、洗濯時には前記洗濯軸にのみ動力を伝達し、且つ脱水時には洗濯軸及び、その外側に設けられた脱水軸に同時に動力を伝達するカップリングとを備えた全自動洗濯機の制御方法において、クラッチモータのカムが維持点に位置したスイッチオン状態でクラッチモータをオンにし、カムを回転させる第1段階と、クラッチモータのオンと同時に時間をカウントする第2段階と、カム回転に伴うクラッチモータのスイッチオフ状態への変換が設定時間内に行われたかを判断する第3段階と、その第3段階での判断の結果、スイッチオフ状態への変換が設定時間内に行われた場合、スイッチオフ直後からのクラッチモータの駆動時間を新たにカウントする第4段階と、前記第4段階の実行によりカウントされた駆動時間が設定された時間に到達しているかを判断する第5段階と、その第5段階での判断の結果、スイッチオフ直後からのクラッチモータの駆動時間が設定された時間に到達した場合、クラッチモータをオフにし、カムの位置を初期点に維持させる第6段階と、前記第3段階での判断の結果、設定時間が超過してもスイッチがオンになっていない場合、クラッチモータをオフにする第7段階と、その第7段階の実行後、BLDCモータを短時間の周期で一定の時間の間に左右に反転させ、拘束解除動作を行う第8段階と、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数をチェックする第9段階と、その第9段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に未達である場合、再びクラッチモータをオンさせ、カムを駆動させる第1段階を行う第10段階と、前記第9段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に到達した場合にはエラーを表示し、洗濯機を停止させる第11段階とを含むことを特徴とする全自動洗濯機の制御方法が提供される。
一方、上記目的を達成するための本発明の第6実施形態によれば、洗濯軸に連結されたロータと、そのロータを包むようにその外側に設けられるステーターとから構成され、洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを上昇又は下降させ、洗濯及び脱水時の位置に送るクラッチモータと、そのクラッチモータの駆動時に連動して上昇又は下降することで、洗濯時には前記洗濯軸にのみ動力を伝達し、且つ脱水時には洗濯軸及び、その外側に設けられた脱水軸に同時に動力を伝達するカップリングとを備えた全自動洗濯機の制御方法において、電源スイッチをオンさせる第1段階と、前記電源スイッチのオン時点でのクラッチモータの内部のスイッチのオン/オフの可否を検出する第2段階と、その第2段階での検出の結果、前記クラッチモータの内部のスイッチがオン状態である場合、前記クラッチモータをオンにし、カムを回転させる第3段階と、クラッチモータのオンと同時に時間をカウントする第4段階と、カム回転に伴うクラッチモータのスイッチオフ状態への変換が、設定された時間内に行われたかを判断する第5段階と、その第5段階での判断の結果、スイッチオフ状態への変換が設定時間内に行われた場合、スイッチオフ直後からのクラッチモータの駆動時間を新たにカウントする第6段階と、その第6段階の実行によりカウントされた駆動時間が、設定された時間に到達しているかを判断する第7段階と、その第7段階での判断の結果、スイッチオフ直後からのクラッチモータの駆動時間が設定時間に到達した場合、クラッチモータをオフにし、カムの位置を初期点に維持させる第8段階と、前記第3段階での判断の結果、設定時間が超過してもスイッチがオンになっていない場合、クラッチモータをオフにする第9段階と、その第9段階の実行後、BLDCモータを短時間の周期で一定の時間の間に左右に反転させ、拘束解除動作を行う第10段階と、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数をチェックする第11段階と、その第11段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に未達である場合、再びクラッチモータをオンにし、カムを回転させる第3段階を行う第12段階と、前記第11段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に到達した場合には、エラーを表示し、且つ洗濯機を停止させる第13段階と、前記第2段階での検出の結果、前記クラッチモータの内部のスイッチがオフ状態である場合、クラッチモータをオンにし、カムを回転させる第14段階と、クラッチモータのオンと同時に時間をカウントする第15段階と、カムの回転に伴うクラッチモータのスイッチオン状態への変換が設定時間内に行われているかを判断する第16段階と、その第16段階での判断の結果、スイッチオン状態への変換が設定時間内に行われた場合、前記第3段階を実行させる第17段階と、前記第16段階での判断の結果、設定時間が超過してもスイッチがオンになっていない場合、クラッチモータをオフにする第18段階と、その第18段階の実行後、BLDCモータを短時間の周期で一定の時間の間に左右に反転させ、拘束解除動作を行う第19段階と、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数をチェックする第20段階と、その第20段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に未達している場合、再びクラッチモータをオンにし、カムを駆動させる第14段階を行う第21段階と、前記第20段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に到達した場合にはエラーを表示し、且つ洗濯機を停止させる第22段階とを含むことを特徴とする全自動洗濯機の制御方法が提供される。
一方、上記目的を達成するための本発明の第1実施形態によれば、外槽内に回転可能に設けられる脱水槽と、脱水槽内に設けられ、脱水槽とは独立して回転可能なパルセータと、軸支持ベアリングケースに回転自在に支持され、脱水槽に回転動力を伝達する脱水軸と、パルセータに回転動力を伝達する洗濯軸と、ステーターに通電すると伴にロータが回転するBLDCモータと、洗濯工程又は脱水工程に対応してBLDCモータの動力伝達経路を洗濯軸又は脱水軸に切換可能なクラッチ器具とを含む全自動洗濯機が提供される。
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図1乃至図23を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の第1実施形態を図1乃至図4cに基づいて説明する。
図1は本発明の第1実施形態によるクラッチ器具が適用された全自動洗濯機の概略図であり、図2a乃至図2cは本発明の第1実施形態によるクラッチ器具の作用を示す要部縦断面図であり、図3aは図2aのI−I線による底面図であり、図3bは図2bのII−II線による底面図であって、本発明の全自動洗濯機は、本体の外槽1の内部に回転可能に設けられる脱水槽2と、その脱水槽2内に設けられ、脱水槽2とは独立して回転可能なパルセータ3と、軸支持ベアリングケース20で回転自在に支持され、脱水槽2に回転動力を伝達する脱水軸5と、パルセータ3に回転動力を伝達する洗濯軸4と、ステーター7aに通電すると伴にロータ7bが回転するモータ7と、洗濯工程又は脱水工程に対応してモータ7の動力伝達経路を洗濯軸4又は脱水軸5に切換可能なクラッチ器具とを含む。
一方、前記クラッチ器具は、外槽1の下部に設けられるクラッチモータ6と、そのクラッチモータ6の駆動軸602に結合されるカム600と、前記軸支持ベアリングケース20上に固定されたレバーガイド30と、前記クラッチモータ6のオン/オフ時にレバーガイド30の案内を受けて直線運動を行い、傾斜面801を有する溝800、及びその傾斜面801の下端から水平に繋がる平坦面802を有するレバー8と、前記クラッチモータ6のカム600とレバー8との間に設けられ、クラッチモータ6のオン時にレバー8を前記クラッチモータ側に引っ張る作用を行うコネクティングロッド17と、前記レバーガイド30の先端部に一端が固定され、前記レバー8の一側の固定突起に他端が固定され、レバー8に復帰力を与えるリターンスプリング14と、前記クラッチモータ6のオフ時にレバー8の傾斜面801を有する溝800に当接し、オン時に傾斜面801に乗って下降して、平坦面802の下部に位置する中空型の稼動子9と、その稼動子9の内部の案内溝900に沿って昇降するプランジャー10と、前記稼動子9とプランジャー10との間に位置する緩衝スプリング11と、前記プランジャー10の下段部に一端がヒンジ結合される稼動ロッド12と、前記軸支持ベアリングケース20の下部に固定され、円周方向に沿って形成されたギア歯221が備えられたカップリングストッパー22と、そのカップリングストッパー22の支持ブラケット220上に固定され、プランジャー10の昇降時に稼動ロッド12の回転中心の役割を果たす固定ピン12bと、前記稼動ロッド12の回転方向に沿って脱水軸5の方向に昇降しながらモータ7の回転動力の伝達経路を切り換えるカップリング15と、ロータ7bの回転力が洗濯軸4に伝達されるように介在するコネクタアセンブリ16とを含む。
この際、前記クラッチモータ6は、ギアを介して減速され、カム600に連結された駆動軸602に動力を伝達するギアドモータである。
また、前記コネクティングロッド17はその一端がカム600に結合され、他端はレバー8にヒンジ結合される。
また、前記コネクティングロッド17はその一端がカム600に結合され、他端はレバー8にヒンジ結合される。
そして、前記カップリング15の上端部には、前記カップリングストッパー22のギア歯221に整合可能なギア歯151が備えられ、内周面上には、脱水軸5のセレーション及び、コネクタアセンブリ16を構成するインナーコネクタ16bの上端部の外周面上のセレーション161bに噛み合うようにするためのセレーション150が備えられる。
また、前記コネクタアセンブリ16は、ロータ7bにボルトで締結される樹脂物のアウターコネクタ16aと、そのアウターコネクタ16aの内部に一様に射出成形され、その内周面上に洗濯軸4の下端のセレーションに噛み合わせるセレーション160bが形成され、前記アウターコネクタ16aの外部に露出される上端部の外周面上にカップリング15との結合のためのセレーション161bが形成される金属材質のインナーコネクタ16bとから構成されている。この際、前記インナーコネクタ16bは強度向上のためにアルミニウム合金焼結体で製作される。
一方、前記カップリング15の上部面と下部の軸支持ベアリング24との間には、クラッチモータ6のオフ時にカップリング15を押し下げる弾性部材として圧縮スプリング40が備えられる。
また、前記固定ピン12bが結合されるカップリングストッパー22の支持ブラケット220上には、稼動ロッド12との干渉によって稼動ロッド12の回転角を制限して、カップリング15の下降位置を限定するストッパー210が形成される。
また、前記固定ピン12bが結合されるカップリングストッパー22の支持ブラケット220上には、稼動ロッド12との干渉によって稼動ロッド12の回転角を制限して、カップリング15の下降位置を限定するストッパー210が形成される。
そして、前記固定ピン12bが結合されるカップリングストッパー22の支持ブラケット220上には、前記クラッチモータ6のオフ時に稼動ロッド12が固定ピン12bを中心に時計方向に回転するように回転力を与える弾性部材として、トーションスプリング13aが備えられる。
符号23(説明せず)は上部の軸支持ベアリングである。
符号23(説明せず)は上部の軸支持ベアリングである。
このように構成された本発明の第1実施形態によるクラッチ器具の作用は次の通りである。
本発明の第1実施形態によるクラッチ器具は、洗濯が始まる前はクラッチモータ6に電源が印加されないオフ状態であって、図2b及び図3bのような状態を維持する。
即ち、この際、稼動子9はレバー8の傾斜面801を有する溝800に位置し、カップリング15は下死点に位置する。
このような状態でクラッチモータ6に電源が印加され、クラッチモータ6がオンされると、前記クラッチモータ6の駆動力が駆動軸602を介してカム600に伝達され、前記カム600のカム運動によってコネクティングロッド17がクラッチモータ6側に移動し、これによってレバーガイド30に導かれながらレバー8がクラッチモータ6側に引っ張られる。この際、前記レバーガイド30の後端部に設けられたリターンスプリング14は引張される。
即ち、この際、稼動子9はレバー8の傾斜面801を有する溝800に位置し、カップリング15は下死点に位置する。
このような状態でクラッチモータ6に電源が印加され、クラッチモータ6がオンされると、前記クラッチモータ6の駆動力が駆動軸602を介してカム600に伝達され、前記カム600のカム運動によってコネクティングロッド17がクラッチモータ6側に移動し、これによってレバーガイド30に導かれながらレバー8がクラッチモータ6側に引っ張られる。この際、前記レバーガイド30の後端部に設けられたリターンスプリング14は引張される。
一方、図3aに示す状態のように、レバー8がクラッチモータ6側に完全に引っ張られると、前記レバー8の傾斜面801に接触する稼動子9は傾斜面801により押圧され下降し、レバー8の移動が完了する時点では、図3aのようにレバー8の平坦面802の下部に稼動子9が位置する。
このようにレバー8の移動に伴う稼動子9の下降時、前記稼動子9は緩衝スプリング11を圧縮し、これによって前記稼動子9の案内溝900に沿って昇降可能なように設けられたプランジャー10も下降する。
このようにレバー8の移動に伴う稼動子9の下降時、前記稼動子9は緩衝スプリング11を圧縮し、これによって前記稼動子9の案内溝900に沿って昇降可能なように設けられたプランジャー10も下降する。
続いて、前記プランジャー10の下降に伴い、前記プランジャー10にヒンジ結合された稼動ロッド12は、軸支持ベアリングケース20の下部に固定されたカップリングストッパー22の支持ブラケット220を貫通して設けられた固定ピン12bを中心に図面上反時計方向に回転を行う。
そして、このように稼動ロッド12が固定ピン12bを中心に図面上反時計方向に回転時、前記稼動ロッド12の先端はカップリング15のフランジ部152を押して、前記カップリング15を脱水軸5に沿って軸上部方向に押し上げる。
その結果、前記カップリング15の上端部に形成されたギア歯151は、前記軸支持ベアリングケース20の下部面上に固定されたカップリングストッパー22に備えられたギア歯221に整合する(図4a参照)。
そして、このように稼動ロッド12が固定ピン12bを中心に図面上反時計方向に回転時、前記稼動ロッド12の先端はカップリング15のフランジ部152を押して、前記カップリング15を脱水軸5に沿って軸上部方向に押し上げる。
その結果、前記カップリング15の上端部に形成されたギア歯151は、前記軸支持ベアリングケース20の下部面上に固定されたカップリングストッパー22に備えられたギア歯221に整合する(図4a参照)。
そして、上記のようにカップリング15のギア歯151がカップリングストッパー22のギア歯221に噛み合わさった状態では、カップリング15がコネクタアセンブリ16を外れ、ロータ7bの回転時に洗濯軸4のみが回転を行う。
即ち、洗濯時、前記カップリング15は、内周面に形成されたセレーション150が脱水軸5の外周面のセレーションにのみ噛み合わさっている状態であり、洗濯軸4に噛み合わさったインナーコネクタ16bの上端部のセレーション161bとは噛み合わさっていない状態であるので、ロータ7bの回転動力は洗濯軸4を介してパルセータ3にのみ伝達される。
即ち、洗濯時、前記カップリング15は、内周面に形成されたセレーション150が脱水軸5の外周面のセレーションにのみ噛み合わさっている状態であり、洗濯軸4に噛み合わさったインナーコネクタ16bの上端部のセレーション161bとは噛み合わさっていない状態であるので、ロータ7bの回転動力は洗濯軸4を介してパルセータ3にのみ伝達される。
以下では脱水時のクラッチ器具の作用について説明する。
図2a及び図3aに示すような状態で洗濯が完了した後、脱水進行時には再びクラッチモータ6に電源が印加され、カム600が回転を行う。
このように、クラッチモータ6の作動によってカム600が回転を行い、図面上反時計方向に回転して脱水位置に移動すると、レバー8はリターンスプリング14の復元力によってクラッチモータ6から遠ざかる。
このように、クラッチモータ6の作動によってカム600が回転を行い、図面上反時計方向に回転して脱水位置に移動すると、レバー8はリターンスプリング14の復元力によってクラッチモータ6から遠ざかる。
これにより、図3bに示すように、レバー8の復帰が完了する時点では、洗濯時にレバー8の平坦面802に接していた稼動子9は、再びレバー8の傾斜面801が備えられた溝800に位置する。
このように、レバー8の移動に伴う稼動子9の上昇時、緩衝スプリング11に加えられていた圧縮力が緩和し、これによって前記稼動子9の案内溝900に沿って昇降可能なように設けられたプランジャー10も昇降する。
このように、レバー8の移動に伴う稼動子9の上昇時、緩衝スプリング11に加えられていた圧縮力が緩和し、これによって前記稼動子9の案内溝900に沿って昇降可能なように設けられたプランジャー10も昇降する。
続いて、前記プランジャー10の昇降に従って前記プランジャー10にヒンジ結合された稼動ロッド12は、軸支持ベアリングケース20の下部に固定されたカップリングストッパー22の支持ブラケット220を貫通して設けられた固定ピン12bを中心に図面上時計方向に回動を行う。
そして、このように稼動ロッド12が固定ピン12bを中心に図面上時計方向に回転することにより、前記稼動ロッド12の先端がカップリング15を脱水軸5に沿って軸上部方向に押し上げる力が除去される。
そして、このように稼動ロッド12が固定ピン12bを中心に図面上時計方向に回転することにより、前記稼動ロッド12の先端がカップリング15を脱水軸5に沿って軸上部方向に押し上げる力が除去される。
このようにカップリング15に対する稼動ロッド12の支持力が除去されることで、前記カップリング15は自重及び圧縮スプリング40の押す力によって下降し、これにより、前記カップリング15のギア歯151とカップリングストッパー22のギア歯221とは分離される(図2b及び図3b参照)。
そして、カップリング15が完全に下降すると、前記カップリング15の内主面のセレーション150は、洗濯軸4に結合されるインナーコネクタ16bの上端部の外周面上のセレーション161b、及び脱水軸5の下端部のセレーションに同時に噛み合い、これによってロータ7bの高速回転時に洗濯軸4及び脱水軸5の高速回転が行われて脱水が進行する。
一方、洗濯モードへの動力切換の過程においてクラッチモータ6の駆動によって洗濯状態に進入する時、カップリングストッパー22のギア歯221に対するカップリング15のギア歯151の歯合位置が合わない場合には、図2c及び図4cに示すようにカップリング15を瞬間拘束する状態が発生し得る。
即ち、カップリングストッパー22は軸支持ベアリングケース20上に固定されているのでギア歯221の位置は一定であるが、カップリング15は脱水軸5と共に回転可能であるので、停止時にギア歯151の位置が可変する。
即ち、カップリングストッパー22は軸支持ベアリングケース20上に固定されているのでギア歯221の位置は一定であるが、カップリング15は脱水軸5と共に回転可能であるので、停止時にギア歯151の位置が可変する。
これにより、洗濯状態への切換時にカップリング15のギア歯151の山部分と、カップリングストッパー22のギア歯221の山部分とが互いに当接するような場合が発生するが、この場合をカップリング15に対する瞬間拘束状態と云う。
この際、カップリング15は、インナーコネクタ16bの上端部の外周面上のセレーション161bにも少し噛み合っている状態であるので回転を行い、回転中に各ギアの山と谷とが合うことによってカップリング15のギア歯151とカップリングストッパー22のギア歯221とは本発明のクラッチ器具の稼動子9とプランジャー10との間に設けられた緩衝スプリング11の押す作用によってスムースに歯合が行われ、カップリング15に対する瞬間拘束状態が解除される。
この際、カップリング15は、インナーコネクタ16bの上端部の外周面上のセレーション161bにも少し噛み合っている状態であるので回転を行い、回転中に各ギアの山と谷とが合うことによってカップリング15のギア歯151とカップリングストッパー22のギア歯221とは本発明のクラッチ器具の稼動子9とプランジャー10との間に設けられた緩衝スプリング11の押す作用によってスムースに歯合が行われ、カップリング15に対する瞬間拘束状態が解除される。
一方、上記で洗濯軸4の下端部にセレーションが形成される代わりに、前記洗濯軸の下端部が四角軸の形状をなし、インナーコネクタ16bの内部には、前記中空軸に形合する中空四角リングの形態をなすようにして軸結合されるようにしても構わない。
そして、上述した実施形態では、コネクティングロッド17とレバー8とがヒンジ結合されている場合を例にして説明したが、前記コネクティングロッド17とレバー8とがヒンジ結合が行われていない場合には、前記コネクティングロッドの材質としてフレキシブルな材質を用いれば良い。
以下、本発明の第2実施形態を添付の図5乃至図23を参照して詳細に説明する。
図5a及び図5bは本発明の第2実施形態によるクラッチ器具の作用を示す要部縦断面図であり、図6a及び図6bは図5a及び図5bの要部拡大図であり、図7aは図5aのI−I線による底面図であり、図7bは図5bのII−II線による底面図であって、本発明の第2実施形態による全自動洗濯機もまた、本体の外槽1の内部に回転可能に設けられる洗濯槽兼用の脱水槽2と、その脱水槽2内に設けられ、前記脱水槽2とは独立して回転可能に設けられるパルセータ3と、軸支持ベアリングケース20(図5a参照)で回転自在に支持され、脱水槽2に回転動力を伝達する脱水軸5と、パルセータ3に回転動力を伝達する洗濯軸4と、ステーター7aに通電すると伴にロータ7bが回転するBLDCモータ7と、洗濯工程又は脱水工程に対応してBLDCモータ7の動力伝達経路を洗濯軸4又は脱水軸5に切換可能なクラッチ器具とを含めて構成されている。
この際、前記クラッチ器具は、外槽1の下部に設けられるクラッチモータ6と、そのクラッチモータ6の駆動軸602に結合されるカム600と、前記軸支持ベアリングケース20上に固定されたレバーガイド30と、前記クラッチモータ6の駆動時にレバーガイド30の案内を受けて直線運動を行い、傾斜面801を有する溝800、及びその傾斜面801の下端から水平に繋がる平坦面802を有するレバー8と、前記クラッチモータ6のカム600とレバー8との間に設けられ、クラッチモータ6のオン時にレバー8を前記クラッチモータ6側に引っ張る作用を行うコネクティングロッド17と、前記レバーガイド30の先端部に一端が固定され、前記レバー8の片側の係止突起803に他端が固定され、レバー8に復帰力を与えるリターンスプリング14と、脱水時にレバー8の傾斜面801を有する溝800に当接し、洗濯モードへの切換時に傾斜面801に乗って下降して、平坦面802の下部に位置する中空シリンダ型の稼動子9と、その稼動子9の内部の案内溝900に沿って昇降可能なように設けられるプランジャー10と、前記稼動子9とプランジャー10との間に位置する緩衝スプリング11と、前記軸支持ベアリングケース20の下部に固定され、円周方向に沿って形成されたギア歯221が備えられたカップリングストッパー22と、前記プランジャー10の下端部に一方の先端がヒンジ結合され、カップリングストッパー22の下部に形成された支持ブラケット220の下端部に中間部位の一地点がヒンジ結合され、プランジャーの昇降時に前記ヒンジ結合された中間部位の一地点を中心にシーソ運動を行うフォーク形態の稼動ロッド12と、その稼動ロッド12の回転方向に沿って脱水軸5の方向に沿って昇降しながらBLDCモータ7の回転動力の伝達経路を切り換えさせるカップリング15と、ロータ7bの回転力が洗濯軸4に伝達されるように介在するコネクタアセンブリ16とを含めて構成されている。
この際、前記クラッチモータ6は内部に備えられた減速ギアを介して減速され、カム600に連結された駆動軸602に動力を伝達するギアドモータである。
この際、前記クラッチモータ6は内部に備えられた減速ギアを介して減速され、カム600に連結された駆動軸602に動力を伝達するギアドモータである。
一方、前記コネクタアセンブリ16はロータ7bにボルトで締結される樹脂物のアウターコネクタ16aと、そのアウターコネクタ16aの内部に一様に射出成形され、その内周面上に洗濯軸4の下端のセレーションに噛み合うセレーション160bが形成され、前記アウターコネクタ16aの外部に露出される上端部の外周面上にカップリング15との結合のためのセレーション161bが形成される金属材質のインナーコネクタ16bとから構成される。
この際、前記インナーコネクタ16bは強度の向上のためにアルミニウム合金焼結体で製作されることが望ましい。
そして、前記アウターコネクタ16aの上面の中心部には環形の弾性部材の安着溝162aが備えられ、その安着溝162aには弾性部材のゴムリング18が安着する。
この際、前記インナーコネクタ16bは強度の向上のためにアルミニウム合金焼結体で製作されることが望ましい。
そして、前記アウターコネクタ16aの上面の中心部には環形の弾性部材の安着溝162aが備えられ、その安着溝162aには弾性部材のゴムリング18が安着する。
一方、図8は図5aの洗濯軸及び脱水軸の構造を示す拡大図であって、脱水軸5は、内径の大きな下部軸部5bと、その下部軸部に押入される上部軸部5aとから構成され、前記下部軸部5bの上端は、前記上部軸部5aに挿入されて脱水軸5を支持する上部の軸支持ベアリング23を受止める。
そして、前記洗濯軸4の下端に段400を形成し、インナーコネクタ16bの内周面上にこれに対応する段を形成して、前記インナーコネクタ16bを洗濯軸4の下端部に結合して、ナット締結時に締結位置が限定されるようにする。
そして、前記洗濯軸4の下端に段400を形成し、インナーコネクタ16bの内周面上にこれに対応する段を形成して、前記インナーコネクタ16bを洗濯軸4の下端部に結合して、ナット締結時に締結位置が限定されるようにする。
また、前記脱水軸5の下部軸部5bの下端面と、インナーコネクタ16bの上端面との間には一定のギャップを置き、洗濯機が包装されたまま落下した時、又は、その他の衝撃時に軸の撓みを防止できるように、インナーコネクタ16bと脱水軸5の下部軸部5bの下端面とが先に接触するように構成される。
この際、前記インナーコネクタ16bと脱水軸5とのギャップG1は、洗濯軸4の下部を半径方向に支持するボールベアリング51とC−リング52とのギャップG2より小さいように形成される。
この際、前記インナーコネクタ16bと脱水軸5とのギャップG1は、洗濯軸4の下部を半径方向に支持するボールベアリング51とC−リング52とのギャップG2より小さいように形成される。
そして、前記洗濯軸4の上端部には、洗濯軸4と脱水軸5との間への水分浸透を防止するシーリング部材53が介在し、そのシーリング部材53の内側には、シーリングの信頼性を確保するために少なくとも3つ以上のリップ530が形成される。
一方、図9は図5aのA部拡大図であって、前記脱水軸5を支持する上部の軸支持ベアリング23の上部にも脱水軸5と軸支持ベアリングケース20との間をシーリングするシーリング部材54が介在し、そのシーリング部材54の内側には、シーリングの信頼性を確保するために少なくとも4段以上のリップ540aを形成し、外側には少なくとも3段以上のリップ540bを形成する。
一方、図10は本発明の第2実施形態によるクラッチ器具の要部組立過程を説明するための断面図であり、図11は図10の組立後の状態を示す斜視図であって、前記稼動子9の内側に挟まれるプランジャー10の上端部の外周面上には、緩衝スプリング11を介在して前記プランジャー10と稼動子9とを組立てる時、前記稼動子9がプランジャー10から離脱しないようにする稼動子脱去防止片101が備えられる。
即ち、前記稼動子9の内側に挟まれるプランジャー10の上端部の外周面上には半径方向に突出した稼動子脱去防止片101が備えられ、前記プランジャー10の外周面に緩衝スプリング11の圧縮スプリングを挟んだ状態で前記プランジャー10を稼動子9の内部に押入すると、前記プランジャー10の稼動子脱去防止片101が、前記稼動子9の外周面の一方に軸方向に形成された案内長孔901内に位置し、これにより、前記緩衝スプリング11の復元力によって稼動子9が押し上げられても前記稼動子脱去防止片101の下端に前記稼動子9の案内長孔901の下端部がかかることにより、前記稼動子9がプランジャー10から脱去する現象が防止される。
また、稼動子9の外周面上には軸方向に沿って長さを有する案内リブ902が形成され、前記稼動子9が挿入されるレバーガイド30の案内部30aの内側面には前記案内リブ902が整合し、稼動子9の直線運動を手伝うように案内溝30a−1が形成される。
そして、前記稼動子9の上端部はレバー8の傾斜面801に対応するように傾斜して形成され、前記レバー8の水平移動時に前記稼動子9は垂直方向に昇降運動を行う。
これと共に、前記リターンスプリング14はその一端部がレバー8の係止突起803にかかるように環状に形成され、他端部は前記レバーガイド30の後端部にかかって位置が固定されるように、他の部分の直径(D1)に比べて大きな直径(D2)を有するように巻かれる。
これと共に、前記リターンスプリング14はその一端部がレバー8の係止突起803にかかるように環状に形成され、他端部は前記レバーガイド30の後端部にかかって位置が固定されるように、他の部分の直径(D1)に比べて大きな直径(D2)を有するように巻かれる。
また、前記コネクティングロッド17は、その一端がカム600に結合され、他端がレバー8にヒンジ結合され、前記コネクティングロッドが結合されるレバー8の一端部の下側には、リターンスプリング14の復元力の作用時に前記レバー8のレバーガイド30への挿入位置を限定する止め突起805が形成される。
一方、図5a及び図5bを参照すると、前記カップリング15の上部面と下部の軸支持ベアリング24との間には、脱水モードへの切換時にカップリング15を下部方向に押し下げる圧縮スプリング40が備えられる。
また、図5a乃至図6bと、図10及び図11を参照すると、前記プランジャー10と、カップリングストッパー22の支持ブラケット220との間に位置するようにカップリングストッパー22の外側面上には突起222が備えられ、その突起222の直下方のフォーク形の稼動ロッド12には、両側のロッドを横切って連結する連結部12aが備えられ、前記突起222と連結部12aとの間には、脱水時の稼動ロッド12が固定ピン12bを中心に時計方向に回転するように回転力を与える引張スプリング13bが備えられる。
一方、前記稼動ロッド12のカップリング15のフランジ部152の下部面に当接する先端部は、摩擦力を減らすようにラウンド処理される。
一方、前記稼動ロッド12のカップリング15のフランジ部152の下部面に当接する先端部は、摩擦力を減らすようにラウンド処理される。
図12はカップリングの斜視図であって、前記カップリング15は円筒形ボディの上端部の半径方向に拡張したフランジ部152が備えられ、そのフランジ部152の上面の周縁に前記カップリングストッパー22のギア歯221に整合可能なギア歯151が円周方向に沿って形成され、内周面上には脱水軸5のセレーション及び、コネクタアセンブリ16を構成するインナーコネクタ16bの上端部の外周面上のセレーション161bに噛み合うようにするためのセレーション150a,150bが備えられる。
この際、前記カップリング15のボディの内周面に形成されるセレーション150a,150bのピッチは、前記カップリング15が完全に下降してインナーコネクタ16bに歯合された時のインナーコネクタ16bの上端の位置を基準に、上部側のセレーション150aと、下部側のセレーション150bとが相異したモジュールを有するように形成する。
即ち、前記カップリング15のボディの内周面に形成されるセレーションのピッチは、歯合された時のインナーコネクタ16bの上端の位置を基準に、その下部のセレーション150bが更に大きなモジュールを有するように形成される。
特に、前記カップリング15のボディの内周面の上部に形成されるセレーション150aと、下部に形成されるセレーション150bとのモジュール比は1:1.5となるように形成されるのが望ましい。
即ち、前記カップリング15のボディの内周面に形成されるセレーションのピッチは、歯合された時のインナーコネクタ16bの上端の位置を基準に、その下部のセレーション150bが更に大きなモジュールを有するように形成される。
特に、前記カップリング15のボディの内周面の上部に形成されるセレーション150aと、下部に形成されるセレーション150bとのモジュール比は1:1.5となるように形成されるのが望ましい。
一方、前記カップリング15のボディの内周面に形成されるセレーションのうち、ピッチの大きな下部側に位置するセレーション150bの下端部は、インナーコネクタ16bのセレーション161bとの歯合及び分離が容易に行われるようにラウンド処理される。
特に、ラウンド処理される下部側のセレーション150bの下端部は、インナーコネクタ16bのセレーション161bとのクラッチングが容易となるようインボリュートプロファイル面を成すように形成される。
特に、ラウンド処理される下部側のセレーション150bの下端部は、インナーコネクタ16bのセレーション161bとのクラッチングが容易となるようインボリュートプロファイル面を成すように形成される。
そして、前記カップリング15のボディの内周面に形成された上部側のセレーション150aの下面と、下部側のセレーション150bの各谷との接する地点は、急激な断面変化を減らして、ねじり応力に堪えられる力を溜められるようにラウンド処理される。
これと共に、前記カップリング15のボディの下端面には円周方向に沿って複数個の突起154が形成される。
即ち、前記カップリング15のボディの下端面上に円周方向に沿って形成された突起154は、脱水モードへの切換によって前記カップリング15が下降する時に、前記カップリング15と、アウターコネクタ16aの弾性部材安着溝162aに安着する弾性部材のゴムリング18との接触面積を減らすように作用する。
これと共に、前記カップリング15のボディの下端面には円周方向に沿って複数個の突起154が形成される。
即ち、前記カップリング15のボディの下端面上に円周方向に沿って形成された突起154は、脱水モードへの切換によって前記カップリング15が下降する時に、前記カップリング15と、アウターコネクタ16aの弾性部材安着溝162aに安着する弾性部材のゴムリング18との接触面積を減らすように作用する。
図13はゴムリングの形状を示す斜視図であり、図14は図13の断面図であって、ゴムリング18は内側の周縁の下部には、その内径がインナーコネクタ16bの外径よりやや小さいサイズを有する弾性リブ180が形成され、下部面の前記弾性リブ180の半径方向の外側には、前記弾性リブ180に対して半径方向への変形余裕を与えるための環形の凹溝181が形成され、上部面のカップリング15の下段面と当接した部位には、前記カップリング15の下面にゴムリング18が一緒に密着され上がる現象を防止すると共に、クッションを与えるための凹溝182が形成される。
この際、前記カップリング15の上面の凹溝182は半径方向に沿って離隔して形成された環形の突出リブ183により形成される。
この際、前記カップリング15の上面の凹溝182は半径方向に沿って離隔して形成された環形の突出リブ183により形成される。
このように構成された本発明の第2実施形態によるクラッチ器具の作用過程は次の通りである。
本発明の第2実施形態によるクラッチ器具は、洗濯が始まる前はクラッチモータ6に電源が印加されていないオフ状態であり、図5b及び図6bのようにカップリング15が下降した状態を維持する。
即ち、この際、稼動子9はレバー8の傾斜面801を有する溝800に位置し、カップリング15は下死点に位置する。
即ち、この際、稼動子9はレバー8の傾斜面801を有する溝800に位置し、カップリング15は下死点に位置する。
このような状態でクラッチモータ6に電源が印加され、クラッチモータ6がオンになると、前記クラッチモータ6の駆動力が駆動軸602を介してカム600に伝達され、そのカム600の回転運動によってコネクティングロッド17がクラッチモータ6側に移動し、これによってレバーガイド30の案内を受けながらレバー8がクラッチモータ6側に引っ張られる。
この際、前記レバーガイド30の後端部に設けられたリターンスプリング14は引張される。
この際、前記レバーガイド30の後端部に設けられたリターンスプリング14は引張される。
一方、カム600の回転時、前記レバー8の傾斜面801に接触する稼動子9は傾斜面801により押圧され下降し、図7aに示す状態のように、カム660が維持点に位置する時点では、図5a及び図6aに示すように、レバー8の平坦面802の下部に稼動子9が位置する。
このように、カム600の維持点への回転及び、これに伴うレバー8のクラッチモータ側への移動に従う稼動子9の下降時、稼動子9は緩衝スプリング11を圧縮し、これによって前記稼動子9の案内溝900に沿って昇降可能に設けられたプランジャー10も下降する。
このように、カム600の維持点への回転及び、これに伴うレバー8のクラッチモータ側への移動に従う稼動子9の下降時、稼動子9は緩衝スプリング11を圧縮し、これによって前記稼動子9の案内溝900に沿って昇降可能に設けられたプランジャー10も下降する。
続いて、前記プランジャー10の下降に従って前記プランジャー10にヒンジ結合された稼動ロッド12は、軸支持ベアリングケース20の下部に固定されたカップリングストッパー22の支持ブラケット220を貫通する中間部位の一地点の固定ピン12bを中心にして図面上反時計方向に回転を行う。
そして、このように稼動ロッド12が固定ピン12bを中心に図面上反時計方向に回転時、前記稼動ロッド12の先端はカップリング15のフランジ部152の下部面に接触して、前記カップリング15を脱水軸5に沿って軸の上部方向に押し上げる。
その結果、洗濯モードへの動力切換の完了時、前記カップリング15の上端部に形成されたギア歯151は、図5a及び図6aに示すように、前記軸支持ベアリングケース20の下部面上に固定されたカップリングストッパー22に備えられたギア歯221に整合する。
その結果、洗濯モードへの動力切換の完了時、前記カップリング15の上端部に形成されたギア歯151は、図5a及び図6aに示すように、前記軸支持ベアリングケース20の下部面上に固定されたカップリングストッパー22に備えられたギア歯221に整合する。
また、このようにカップリング15のギア歯151がカップリングストッパー22のギア歯221に噛み合うと、前記カップリング15がコネクタアセンブリ16から外れ、ロータ7bの回転時に洗濯軸4のみが回転を行う。
即ち、洗濯時、前記カップリング15は脱水軸5の外周面のセレーションにのみ噛み合っている状態で、洗濯軸4と噛み合ったインナーコネクタ16bの上端部のセレーション161bとは噛み合っていない状態であり、ロータ7bの回転動力は洗濯軸4を介してパルセータ3にのみ伝達される。
即ち、洗濯時、前記カップリング15は脱水軸5の外周面のセレーションにのみ噛み合っている状態で、洗濯軸4と噛み合ったインナーコネクタ16bの上端部のセレーション161bとは噛み合っていない状態であり、ロータ7bの回転動力は洗濯軸4を介してパルセータ3にのみ伝達される。
そして、前記カップリング15のギア歯151がカップリングストッパー22のギア歯221に噛み合った状態では、カップリング15の回転はカップリングストッパー22のギア歯221により防止される。
このように、洗濯モードに切り換えられ洗濯が行われる時には、クラッチモータ6がオフ状態を維持し、これは、本発明のクラッチモータの構成及び作用に基づいたものであって、オフ状態でもカム600の位置が維持される本発明のクラッチモータの構成及び作用については後で詳述する。
以下では脱水時におけるクラッチ器具の動作過程について説明する。
図5a及び図6aに示すような状態で洗濯が完了した後、脱水進行のために脱水モードへの動力伝達経路の切換が要求される時は再びクラッチモータ6に電源が印加され、前記クラッチモータが駆動することでカム600が回転する。
このように、クラッチモータ6のカム600が回転して脱水位置へ移動すると、レバー8はリターンスプリング14の復元力によってクラッチモータ6から遠ざかる。
このように、クラッチモータ6のカム600が回転して脱水位置へ移動すると、レバー8はリターンスプリング14の復元力によってクラッチモータ6から遠ざかる。
これにより、洗濯モードではレバー8の平坦面802に接していた稼動子9は、図5b及び図6bに示すように、レバー8の復帰が完了する時点ではレバー8の傾斜面801が備えられた溝800に位置する。
このように、レバー8の移動に従う稼動子9の上昇時、緩衝スプリング11に加えられていた圧縮力が緩和し、これによって前記稼動子9の案内溝900に沿って昇降可能なように設けられたプランジャー10も上昇する。
このように、レバー8の移動に従う稼動子9の上昇時、緩衝スプリング11に加えられていた圧縮力が緩和し、これによって前記稼動子9の案内溝900に沿って昇降可能なように設けられたプランジャー10も上昇する。
続いて、前記プランジャー10の上昇に従って前記プランジャー10にヒンジ結合された稼動ロッド12は、軸支持ベアリングケース20の下部に固定されたカップリングストッパー22の支持ブラケット220を貫通して設けられた固定ピン12bを中心に図面上(図5a及び図6a参照)時計方向に回転する。
そして、このように稼動ロッド12が固定ピン12bを中心に図面上時計方向に回転することにより、前記稼動ロッド12の先端がカップリング15を支持して、脱水軸5に沿って軸の上部方向に押し上げていた力は除去される。
そして、このように稼動ロッド12が固定ピン12bを中心に図面上時計方向に回転することにより、前記稼動ロッド12の先端がカップリング15を支持して、脱水軸5に沿って軸の上部方向に押し上げていた力は除去される。
このように、カップリング15に対する稼動ロッド12の支持力が除去されることで、前記カップリング15は、自重及び圧縮スプリング40の復元力によって下降し、これにより、前記カップリング15のギア歯151は、カップリングストッパー22のギア歯221から抜け出る。
そして、カップリング15が完全に下降すると、前記カップリング15の内周面のセレーション150a,150bは、洗濯軸4に結合されるインナーコネクタ16bの上端部の外周面上のセレーション161b及び、脱水軸5の下端部のセレーションとそれぞれ噛み合い、これによってロータ7bの高速回転時に洗濯軸4及び、脱水軸5の高速回転が行われて脱水が進行する。
この際、前記カップリング15の内周面に形成されたセレーション150a,150bのうち、インナーコネクタ16bに歯合される部分のセレーション150bが更に大きなモジュールを有するように形成されると共に、ピッチの大きな下部側に位置するセレーション150bの下端部はラウンド処理されていて、前記インナーコネクタ16bのセレーション161bとの歯合及び分離が容易に行われる。
特に、カップリング15のラウンド処理される下部側のセレーション150bの下端部は、インボリュートプロファイル面を成すように形成され、インナーコネクタ16bのセレーション161bとのクラッチング及び、ディクラッチングが更に容易に行われる。
そして、前記カップリング15のボディの内周面に形成された上部側のセレーション150aの下面と、下部側のセレーション150bの各谷とが接する地点はラウンド処理され、急激な断面変化が行われないようになっており、前記カップリング15のセレーションがねじり応力に堪えられる力が増大する。
そして、前記カップリング15のボディの内周面に形成された上部側のセレーション150aの下面と、下部側のセレーション150bの各谷とが接する地点はラウンド処理され、急激な断面変化が行われないようになっており、前記カップリング15のセレーションがねじり応力に堪えられる力が増大する。
一方、洗濯モードへの動力切換過程においてクラッチモータ6の駆動によって洗濯カップリング15が洗濯時の位置に進入する時、カップリングストッパー22のギア歯221に対するカップリング15のギア歯151の歯合位置が合わない場合には、カップリング15を瞬間拘束する状態が発生し得る。
即ち、カップリングストッパー22は軸支持ベアリングケース20上に固定されているのでギア歯221の位置は一定であるが、カップリング15は脱水軸5と共に回転可能であるので、停止時にギア歯151の位置が可変する。
即ち、カップリングストッパー22は軸支持ベアリングケース20上に固定されているのでギア歯221の位置は一定であるが、カップリング15は脱水軸5と共に回転可能であるので、停止時にギア歯151の位置が可変する。
これにより、洗濯状態への切換時にカップリング15のギア歯151の山部分と、カップリングストッパー22のギア歯221の山部分とが互いに当接するような場合が発生するが、この場合をカップリング15に対する瞬間拘束状態と云う。
この際、カップリング15は、インナーコネクタ16bの上端部の外周面上のセレーション161bにも少し噛み合っている状態であるので回転を行い、回転中にカップリング側のギア歯の山がインナーコネクタ側のギア歯の谷に合うことによってカップリング15のギア歯151と、カップリングストッパー22のギア歯221とは、本発明のクラッチ器具の稼動子9とプランジャー10との間に設けられた緩衝スプリング11の押す作用によってスムースに歯合が行われ、カップリング15に対する瞬間拘束状態が解除される。
この際、カップリング15は、インナーコネクタ16bの上端部の外周面上のセレーション161bにも少し噛み合っている状態であるので回転を行い、回転中にカップリング側のギア歯の山がインナーコネクタ側のギア歯の谷に合うことによってカップリング15のギア歯151と、カップリングストッパー22のギア歯221とは、本発明のクラッチ器具の稼動子9とプランジャー10との間に設けられた緩衝スプリング11の押す作用によってスムースに歯合が行われ、カップリング15に対する瞬間拘束状態が解除される。
一方、上記で洗濯軸4の下端部にセレーションが形成される代わりに、前記洗濯軸の下端部が四角軸の形状を成し、インナーコネクタ16bの内部には、前記中空軸に整合する中空四角リング形態をなすようにして軸結合されるようにしても構わない。
尚、上記した第2実施形態でもコネクティングロッド17とレバー8とがヒンジ結合された場合を例にして説明したが、前記コネクティングロッド17とレバー8とがヒンジ結合されていない場合には前記コネクティングロッドの材質としてフレキシブルな材質を用いれば良いことは勿論である。
以下では上記した本発明の第1実施形態及び第2実施形態によるクラッチ器具に適用されたクラッチモータに対して説明する。
まず、図15はクラッチモータの斜視図であり、図16は図15の分解斜視図であって、これらの図面を参照して、本発明のクラッチモータの構造及び作用についてより詳細に説明する。
まず、図15はクラッチモータの斜視図であり、図16は図15の分解斜視図であって、これらの図面を参照して、本発明のクラッチモータの構造及び作用についてより詳細に説明する。
本発明のクラッチモータ6は、カム600が駆動軸602に直接に結合され、駆動軸602の回転時に前記カム600が等速回転を行い、駆動軸602が止まる位置でカム600もまた停止する。
参考までに、本発明のクラッチモータ6は、一般に排水バルブの駆動用として用いられる排水モータの構造を変更及び改善してクラッチ器具の駆動用モータにしたものであって、ロータ及びステーターなどのモータ駆動部の構成は従来の排水モータと同様である。
参考までに、本発明のクラッチモータ6は、一般に排水バルブの駆動用として用いられる排水モータの構造を変更及び改善してクラッチ器具の駆動用モータにしたものであって、ロータ及びステーターなどのモータ駆動部の構成は従来の排水モータと同様である。
しかしながら、排水バルブの駆動用として用いられる排水モータは、カムと駆動軸との間にスプリングが介在し、ある程度のスリップを有し、排水モータのオフ時にカムが急速に帰還する速断作用がある反面、本発明のクラッチモータ6は、カム600と駆動軸602の間にスリップが全く存在しない組立構造であって速断が防止され、これによってカム600に備えられるカム溝の形成角度の範囲もまた従来の排水モータのカムとは異なるように形成される。
即ち、本発明のクラッチモータのカム600に備えられるカム溝の形成角度は90°〜250°の範囲内で設定されることができ、特に、カム溝の形成角度は180°〜210°の範囲内で設定されることが望ましい。
即ち、本発明のクラッチモータのカム600に備えられるカム溝の形成角度は90°〜250°の範囲内で設定されることができ、特に、カム溝の形成角度は180°〜210°の範囲内で設定されることが望ましい。
本発明のクラッチモータ6は、駆動軸602の回転が行われない限りカム600も回転が不可能であり、駆動軸602の回転のために必要なトルクがリターンスプリング14の復元力に比べて大きくて、クラッチモータ6のオフ時にもカム600の速断が防止されることにより、カップリング15及びレバー8などの急速復帰による衝突騒音などの発生が防止され、クラッチ動作時の低騒音化が実現可能である。
また、本発明のクラッチモータ6は、駆動軸602が止まる位置でカム600もまた停止するので、長時間の間行われるふやかしコースなどの実行時に維持電力が必要なくなる。
また、本発明のクラッチモータ6は、駆動軸602が止まる位置でカム600もまた停止するので、長時間の間行われるふやかしコースなどの実行時に維持電力が必要なくなる。
一方、図17a乃至図17cはクラッチモータの駆動時においてカムとスイッチとの動作関係を説明するための概略図であって、図17aは洗濯モードの維持点でのカム及びスイッチ状態図であり、図17bは脱水モードへの転換直前のカム及びスイッチ状態図であり、図17cは初期点でのカム及びスイッチ状態図である。
そして、図18は本発明におけるクラッチモータのカムとスイッチとの動作関係を示すタイムチャートであって、これらの図面を参照してクラッチモータのカムとスイッチとの動作関係を以下に説明する。
まず、カム600が初期点に位置した状態ではスイッチ650がオフ状態を維持する。ここで、カム600が初期点に位置した状態とは、図17cのように、カム600のロード連結軸601が初期点の方向に向いている状態である。
この状態で洗濯のために動力伝達経路を切り換えさせる時にはクラッチモータ6がオンされ、駆動を行い、これによってカム600の時計方向への回転が行われる。この際、前記カム600の回転角が初期点から所定の角度(例えば、150°)となる位置に到達する前にはスイッチ650の突出部650aがカム溝面600aに位置することにより、スイッチ650はオフ状態を維持する。
この状態で洗濯のために動力伝達経路を切り換えさせる時にはクラッチモータ6がオンされ、駆動を行い、これによってカム600の時計方向への回転が行われる。この際、前記カム600の回転角が初期点から所定の角度(例えば、150°)となる位置に到達する前にはスイッチ650の突出部650aがカム溝面600aに位置することにより、スイッチ650はオフ状態を維持する。
その後、カム600の初期点からの回転角が所定の角度(例えば、150°)に到達すると、スイッチ650の突出部650aがカム600のカム溝面600aを外れることによってスイッチ650がオンになる。
このように、カム600の初期点からの回転角が所定の角度に到達すると、カップリング15のギア歯151の山部分とカップリングストッパー22のギア歯221の山部分とが互いに歯合され始める。
このように、カム600の初期点からの回転角が所定の角度に到達すると、カップリング15のギア歯151の山部分とカップリングストッパー22のギア歯221の山部分とが互いに歯合され始める。
しかしながら、その後もクラッチモータ6のオン状態は続けられ、図17aでのように、カム600が初期点から170°となる地点に到達すると、クラッチモータ6がオフになるが、このようにクラッチモータ6をカム600の維持点でオフにする理由は、洗濯モードへの動力切換がより確実に行われるようにするためである。
この際、前記スイッチ650オンの直後からカム600が維持点に到達するまでクラッチモータ6がオン状態を維持するにおいて、クラッチモータ6のオン状態の維持は時間制御によって行われるが、クラッチモータ6の1回転周期は一定であるので、スイッチ650オン地点から維持点に到達するまでの回転角度(つまり、20°)を1回転周期に分けると、クラッチモータ6のオン状態の維持時間が算出される。
この際、前記スイッチ650オンの直後からカム600が維持点に到達するまでクラッチモータ6がオン状態を維持するにおいて、クラッチモータ6のオン状態の維持は時間制御によって行われるが、クラッチモータ6の1回転周期は一定であるので、スイッチ650オン地点から維持点に到達するまでの回転角度(つまり、20°)を1回転周期に分けると、クラッチモータ6のオン状態の維持時間が算出される。
一方、洗濯完了後の脱水時にはカム600が初期点の位置に復帰しなければならない。このために、脱水モードへの動力切換時にはクラッチモータ6が再びオンになり、カム600を時計方向に回転させる。この際、スイッチ650はオン状態を維持し、回転するカム600が初期点から時計方向に328°の角度となる地点(維持点から時計方向に158°地点)を通ると、スイッチ650の突出部650aがカム溝面600aに位置し、これによって前記スイッチ650は接点が離れ、オフ状態に転換する(図17b参照)。
その後、スイッチ650はオフ状態に転換されても、マイコンの制御によってカム600が初期点に到達するまでクラッチモータ6はオン状態を維持し、カム600が初期点に位置するとオフになる。
この際、前記スイッチ650オフの直後からカム600が初期点に到達するまでクラッチモータ6がオン状態を維持するにおいて、クラッチモータ6のオン状態の維持は時間制御により行われるが、クラッチモータ6の1回転周期は一定であるので、スイッチ650オフ地点から初期点までの到達角度(つまり、32°)を1回転周期に分けると、クラッチモータ6のオン状態の維持時間が算出される。
この際、前記スイッチ650オフの直後からカム600が初期点に到達するまでクラッチモータ6がオン状態を維持するにおいて、クラッチモータ6のオン状態の維持は時間制御により行われるが、クラッチモータ6の1回転周期は一定であるので、スイッチ650オフ地点から初期点までの到達角度(つまり、32°)を1回転周期に分けると、クラッチモータ6のオン状態の維持時間が算出される。
一方、上記したように、カム600が初期点に位置した状態では、カップリング15のギア歯151と、カップリングストッパー22のギア歯221との歯合が解除されるだけでなく、前記カップリング15の内周面の上部側のセレーション150a及び下部側のセレーション150bは、洗濯軸4に結合されるインナーコネクタ16bの上端部の外周面上のセレーション161b及び、脱水軸5の下端部のセレーションにそれぞれ同時に噛み合うことにより、洗濯軸4と脱水軸5との同時回転による脱水が行われる。
以下では、上記したように行われる洗濯及び脱水モードへの切換前後に行われるカップリングの拘束解除の過程を図19及び図20を参照して説明する。
図19は本発明による洗濯機の洗濯初期のBLDCモータと、クラッチモータとの動作を示すタイムチャートであって、まず、図19に基づいて脱水モードから洗濯モードへの切換前後に行われるカップリング15の拘束を解除させる過程を説明する。
給水完了後、洗濯実行時にカップリング15と噛み合う脱水軸5とインナーコネクタ16bとのすれ違いによって前記カップリング15の内周面のセレーション150a,150bが脱水軸5の下端部のセレーション及びインナーコネクタ16bの上端部のセレーション161bから互いに反対方向に作用する面圧を受けることで、クラッチモータの駆動時にカップリング15の上昇が拘束される現象が発生し得る。
これにより、本発明では、洗濯のための給水完了後、クラッチモータ6をオンにし、カップリング15を洗濯モードの位置に上昇させる段階を行う前に、前記カップリング15の拘束解除のためにBLDCモータ7を左右に反転させる段階を行い、カップリング15の上昇が拘束される現象を防止する。
即ち、洗濯モードへの切換のためのクラッチモータ6の駆動前に、BLDCモータ7が洗濯時の回転角度より短い回転角を有するようにしながら一定の時間の間に左右に反転させる。
即ち、洗濯モードへの切換のためのクラッチモータ6の駆動前に、BLDCモータ7が洗濯時の回転角度より短い回転角を有するようにしながら一定の時間の間に左右に反転させる。
また、クラッチモータ6の駆動によって洗濯モードへの切換が完了した後、本洗濯実行の直前にもBLDCモータ7を一定の時間の間に短時間の周期で左右に反転させた後、正常の反転周期を有する本洗濯を進行させて、洗濯の初期にシステムに過負荷がかからないようにする。
次に、図20を参照して、洗濯モードから脱水モードへの切換前後に行われるカップリング15の拘束解除過程について説明する。
図20は本発明による洗濯機の洗濯終了時及び、脱水初期のBLDCモータと、クラッチモータとの動作を示すタイムチャートを示すものであって、
洗濯終了後、脱水モードへの切換時に、カップリング15と噛み合うカップリングストッパー22とのすれ違いによって前記カップリング15のギア歯151と、前記カップリングストッパー22のギア歯221との間に互いに反対方向への面圧が作用することで、前記クラッチモータ6の駆動時にカップリング15の下降が拘束される現象が発生し得る。
洗濯終了後、脱水モードへの切換時に、カップリング15と噛み合うカップリングストッパー22とのすれ違いによって前記カップリング15のギア歯151と、前記カップリングストッパー22のギア歯221との間に互いに反対方向への面圧が作用することで、前記クラッチモータ6の駆動時にカップリング15の下降が拘束される現象が発生し得る。
これにより、本発明では、洗濯終了の後脱水モードへの切換のためにクラッチモータ6をオンにし、カップリング15を脱水モードの位置に下降させる段階を行う直前に、前記カップリング15の拘束解除のためにBLDCモータ7を左右に反転させる段階を行う。
この際、前記BLDCモータ7は、左・右反転のための駆動時に洗濯時の回転角度より短い回転角度を有するようにしながら一定の時間の間に左右に反転するように制御される。
この際、前記BLDCモータ7は、左・右反転のための駆動時に洗濯時の回転角度より短い回転角度を有するようにしながら一定の時間の間に左右に反転するように制御される。
また、脱水モードへの切換が完了した後、本脱水の実行直前にもBLDCモータ7を一定の時間の間に短時間の周期で左・右に反転させ、カップリング15とインナーコネクタ16bとの結合がより確実に行われるようにした後、本格的に脱水を進行する。
以下では、洗濯及び脱水実行のためのクラッチモータの制御過程を図21及び図22を参照して説明する。
図21は本発明による洗濯モードへの切換時においてクラッチモータの制御過程を示す流れ図で、図22は本発明による脱水モードへの切換時においてクラッチモータの制御過程を示す流れ図である。
まず、図21に基づいて洗濯実行のためのクラッチモータの制御過程を説明する。
まず、図21に基づいて洗濯実行のためのクラッチモータの制御過程を説明する。
洗濯モードに進入すると、洗濯のための給水が行われる(第1段階)。この際には、クラッチモータのカム600が初期点に位置した状態で、スイッチ650はオフ状態である。
次いで、給水完了後にはクラッチモータ6がオンになり、カム600が回転を行い(第2段階)、これと同時に時間がカウントされる(第3段階)。
そして、時間がカウントされてからカム600の回転に伴うクラッチモータ6のスイッチ650オン状態への変換が設定された時間内に行われたかどうかが持続的にチェックされる(第4段階)。
このようにして、前記クラッチモータ6のスイッチ650オン状態への変換が設定された時間内に行われる場合には、スイッチ650オン状態への変換直後からクラッチモータ6で発生するパルスの数がカウントされる(第5段階)。
次いで、給水完了後にはクラッチモータ6がオンになり、カム600が回転を行い(第2段階)、これと同時に時間がカウントされる(第3段階)。
そして、時間がカウントされてからカム600の回転に伴うクラッチモータ6のスイッチ650オン状態への変換が設定された時間内に行われたかどうかが持続的にチェックされる(第4段階)。
このようにして、前記クラッチモータ6のスイッチ650オン状態への変換が設定された時間内に行われる場合には、スイッチ650オン状態への変換直後からクラッチモータ6で発生するパルスの数がカウントされる(第5段階)。
次いで、カウントされたパルスの数が設定されたパルスの数に到達しているかを判断し(第6段階)、その結果、パルスの数が設定されたパルスの数に到達した場合にはクラッチモータ6をオフにし、カムの位置を維持させる(第7段階)。この際、前記カム600は洗濯モードの実行のための維持点に位置する。
一方、前記カムの回転に伴うクラッチモータ6のスイッチ650オン状態への変換が設定された時間内に行われたかをチェックする段階(第4段階)実行の結果、設定時間が超過してもスイッチ650オン状態に変換されていない場合にはクラッチモータ6はオフになり(第8段階)、BLDCモータ7を短時間の周期で一定の時間の間に左・右に反転させ、拘束解除動作を行う(第9段階)。
この際、BLDCモータ7の拘束解除動作はその実行回数がチェックされ(第10段階)、前記拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達していない場合には再び第2段階に戻り、再びクラッチモータ6をオンにし、カム600を駆動させるようにし(第11段階)、反面、BLDCモータ7の拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達した場合には、エラーをディスプレイ部(図示せず)に表示し、且つ洗濯機を停止させる(第12段階)。
この際、BLDCモータ7の拘束解除動作はその実行回数がチェックされ(第10段階)、前記拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達していない場合には再び第2段階に戻り、再びクラッチモータ6をオンにし、カム600を駆動させるようにし(第11段階)、反面、BLDCモータ7の拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達した場合には、エラーをディスプレイ部(図示せず)に表示し、且つ洗濯機を停止させる(第12段階)。
上記で、給水完了後にクラッチモータ6がオンになり、前記クラッチモータ6の内部のスイッチ650がオン状態に変換されるのに所要される時間は、前記クラッチモータ6に印加される定格電圧の周波数が50Hzや60Hzの時に共用に適用され得るように、5秒以内に設定されることが望ましい。
即ち、前記クラッチモータ6のカム600が1回転するのに所要される時間は、クラッチモータ6の内部の減速ギアの減速作用により、周波数が50Hzである場合には12秒に設定され、60Hzである場合には10秒に設定される。
これにより、カム600が初期点からクラッチモータ6の内部のスイッチ650がオフ状態に変換する地点までの移動角が、例えば150°である場合、この角度だけ移動するために所要される時間は、周波数が50Hzや60Hzの時に共通に適用され得るよう5秒に設定される。
即ち、前記クラッチモータ6のカム600が1回転するのに所要される時間は、クラッチモータ6の内部の減速ギアの減速作用により、周波数が50Hzである場合には12秒に設定され、60Hzである場合には10秒に設定される。
これにより、カム600が初期点からクラッチモータ6の内部のスイッチ650がオフ状態に変換する地点までの移動角が、例えば150°である場合、この角度だけ移動するために所要される時間は、周波数が50Hzや60Hzの時に共通に適用され得るよう5秒に設定される。
一方、前記カム600の1回転時間は、後述する脱水時のクラッチモータ6の制御過程にも同様に適用され得ることは勿論である。
次に、図22に基づいて脱水実行のためのクラッチモータ6の制御過程を説明する。
洗濯終了時にはクラッチモータ6がオフ状態であり、クラッチモータ6の内部のスイッチ650はカム600が洗濯維持点に位置した状態であってオン状態を維持している。
従って、脱水モードへの切換時には、クラッチモータ6のカム600が維持点に位置したスイッチ650オン状態で先にクラッチモータ6がオンになり、カム600が回転を行い(第1段階)、これと同時に、時間がカウントされる(第2段階)。
そして、時間がカウントされてからカムの回転に伴うクラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われたかどうかが持続的にチェックされる(第3段階)。
このようにして、前記クラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われた場合には、スイッチ650オフ状態への直後からのクラッチモータ6の駆動時間が新たにカウントされる(第4段階)。
従って、脱水モードへの切換時には、クラッチモータ6のカム600が維持点に位置したスイッチ650オン状態で先にクラッチモータ6がオンになり、カム600が回転を行い(第1段階)、これと同時に、時間がカウントされる(第2段階)。
そして、時間がカウントされてからカムの回転に伴うクラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われたかどうかが持続的にチェックされる(第3段階)。
このようにして、前記クラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われた場合には、スイッチ650オフ状態への直後からのクラッチモータ6の駆動時間が新たにカウントされる(第4段階)。
次いで、カウントされたクラッチモータ6の駆動時間が設定された時間に到達しているかを判断し(第5段階)、その結果、スイッチ650オフ直後から新たにカウントされたクラッチモータ6の駆動時間が設定された時間に到達した場合にはクラッチモータ6をオフにすることで、カムの位置を初期点に維持させる(第6段階)。
一方、上記のように制御する時、前記第3段階でのチェックの結果、設定時間が超過してもスイッチ650がオン状態に変換されていない場合にはクラッチモータ6がオフになり(第7段階)、次いで、前記BLDCモータ7が短時間の周期で一定の時間の間に左・右に反転されることで、拘束解除動作が行われる(第8段階)。
この際、BLDCモータ7の拘束解除動作はその実行回数がチェックされ(第9段階)、前記拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達していない場合には再び第1段階に戻り、再びクラッチモータ6をオンにし、カム600を駆動させるようにし(第10段階)、反面、BLDCモータ7の拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達した場合には、エラーを表示し、且つ洗濯機を停止させる(第11段階)。
この際、BLDCモータ7の拘束解除動作はその実行回数がチェックされ(第9段階)、前記拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達していない場合には再び第1段階に戻り、再びクラッチモータ6をオンにし、カム600を駆動させるようにし(第10段階)、反面、BLDCモータ7の拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達した場合には、エラーを表示し、且つ洗濯機を停止させる(第11段階)。
上記で、脱水モードへの切換のためにクラッチモータ6がオンになり、前記クラッチモータ6の内部のスイッチ650がオフ状態に変換するのに所要される時間は、前記クラッチモータ6に印加される定格電圧の周波数が50Hzや60Hzの時に共用に適用され得るように7秒以内に設定されることが望ましい。
即ち、前記クラッチモータ6のカム600が1回転するのに所要される時間は、クラッチモータ6の内部の減速ギアの減速作用によって周波数が50Hzである場合には12秒に設定され、60Hzの場合には10秒に設定される。これによって、カム600が維持点からクラッチモータ6の内部のスイッチ650がオフ状態に変換する地点までの移動角の158°の角度だけ移動するために所要される時間は、周波数が50Hzや60Hzである場合に共通に適用させ得るよう7秒に設定される。
即ち、前記クラッチモータ6のカム600が1回転するのに所要される時間は、クラッチモータ6の内部の減速ギアの減速作用によって周波数が50Hzである場合には12秒に設定され、60Hzの場合には10秒に設定される。これによって、カム600が維持点からクラッチモータ6の内部のスイッチ650がオフ状態に変換する地点までの移動角の158°の角度だけ移動するために所要される時間は、周波数が50Hzや60Hzである場合に共通に適用させ得るよう7秒に設定される。
以下では、図23を参照して、停電が発生したり、電源コードが抜けて洗濯機の電源がオフになった後再びオンにした場合、クラッチモータ6を初期化させる制御過程について説明する。
このようなクラッチモータ6の初期化過程が必要な理由は、洗濯モード又は脱水モードへの切換のためにクラッチモータ6がオンになり、カム600の回転中に電源がオフになってしまう場合には、クラッチモータ6のカム600の位置が初期点又は、維持点ではない他の地点に位置する場合があり、この状態で再び洗濯機の電源がオンになり、再びクラッチモータ6がオンになると、カップリングが拘束されている場合、これを検出して、拘束解除が行われていない状態にクラッチモータ6の制御が行われることにより、カップリングが正常の洗濯モード又は脱水モードの位置に存在しない状態となって、洗濯又は脱水工程が正常に進行しないからである。
従って、本発明では、停電発生又は電源コードの抜けなどによる洗濯機の電源オフ後に新たに電源が入る場合、クラッチモータのカム600を常に初期点に位置できるように初期化することで洗濯モード及び脱水モードへの切換が正常に行われるようにし、その具体的なクラッチモータ6の初期化過程は次の通りである。
図23は本発明によるクラッチモータの初期化過程を示す流れ図であって、まず、電源スイッチ(図示せず)が新たにオンになると(第1段階)、前記電源スイッチオン時点でのクラッチモータ6の内部のスイッチ650のオン/オフの可否を検出する(第2段階)。
次いで、前記段階での検出の結果、前記クラッチモータ6の内部のスイッチ650がオン状態にあると、クラッチモータ6をオンにし、カム600の回転が行われるようにする(第3段階)。この際、前記クラッチモータ6のオンと同時に時間がカウントされる(第4段階)。
そして、時間がカウントされてからカムの回転に伴うクラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われたかどうかが持続的にチェックされる(第5段階)。
このようにして、前記クラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われたと判断された場合には、スイッチ650オフ状態への直後からのクラッチモータ6の駆動時間が新たにカウントされる(第6段階)。
次いで、前記段階での検出の結果、前記クラッチモータ6の内部のスイッチ650がオン状態にあると、クラッチモータ6をオンにし、カム600の回転が行われるようにする(第3段階)。この際、前記クラッチモータ6のオンと同時に時間がカウントされる(第4段階)。
そして、時間がカウントされてからカムの回転に伴うクラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われたかどうかが持続的にチェックされる(第5段階)。
このようにして、前記クラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われたと判断された場合には、スイッチ650オフ状態への直後からのクラッチモータ6の駆動時間が新たにカウントされる(第6段階)。
次いで、カウントされたクラッチモータ6の駆動時間が設定された時間に到達しているかを判断し(第7段階)、その結果、スイッチ650オフ直後から新たにカウントされたクラッチモータ6の駆動時間が設定された時間に到達した場合にはクラッチモータ6をオフさせることで、カムの位置を初期点に維持させる(第8段階)。
一方、上記のように制御する時、前記第5段階でのチェックの結果、設定時間が超過してもスイッチ650がオン状態に変換されていない場合にはクラッチモータ6はオフになり(第9段階)、次いで、前記BLDCモータ7が短時間の周期で一定の時間の間に左・右に反転されることで、拘束解除動作が行われる(第10段階)。
この際、BLDCモータ7の拘束解除動作は、その実行回数がチェックされ(第11段階)、前記拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達していない場合には再び第3段階に戻り、再びクラッチモータ6をオンにし、カム600を駆動させるようにし(第12段階)、反面、BLDCモータ7の拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達した場合には、エラーを表示し、且つ洗濯機を停止させる(第13段階)。
この際、BLDCモータ7の拘束解除動作は、その実行回数がチェックされ(第11段階)、前記拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達していない場合には再び第3段階に戻り、再びクラッチモータ6をオンにし、カム600を駆動させるようにし(第12段階)、反面、BLDCモータ7の拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達した場合には、エラーを表示し、且つ洗濯機を停止させる(第13段階)。
一方、前記第2段階での検出の結果、前記クラッチモータ6の内部のスイッチ650がオフ状態である場合、クラッチモータ6をオンにし、カム600を回転させる(第14段階)。この際、前記クラッチモータ6のオンと同時に時間がカウントされる(第15段階)。
そして、時間がカウントされてから、カムの回転に伴うクラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われたかどうかが持続的にチェックされ(第16段階)、このようにして、前記クラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われたとチェックされた場合には第3段階に戻り、以後の段階を行う(第17段階)。
そして、時間がカウントされてから、カムの回転に伴うクラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われたかどうかが持続的にチェックされ(第16段階)、このようにして、前記クラッチモータ6のスイッチ650オフ状態への変換が設定された時間内に行われたとチェックされた場合には第3段階に戻り、以後の段階を行う(第17段階)。
また、前記第16段階での判断の結果、設定時間が超過してもスイッチ650がオン状態に変換されていない場合にはクラッチモータ6がオフになり(第18段階)、次いで、BLDCモータ7が短時間の周期で一定の時間の間に左・右に反転される拘束解除動作が行われる(第19段階)。
この際、BLDCモータ7の拘束解除動作はその実行回数がチェックされ(第20段階)、前記拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達していない場合には再び第14段階に戻り、再びクラッチモータ6をオンにし、カム600を駆動させるようにし(第21段階)、反面、BLDCモータ7の拘束解除動作の実行回数が設定された実行回数に到達した場合には、エラーを表示し、且つ洗濯機を停止させる(第22段階)。
従って、本発明の全自動洗濯機は、上記したようなクラッチモータ6の初期化過程を通じて停電などによる電源オフの状況にも常にクラッチモータ6の正確な作動が行われる。
以上説明したように、本発明によれば、新たな駆動メカニズムによってステーターとロータとからなる駆動部によってパルセータ又は脱水槽に回転動力が伝達される時に、洗濯軸又は脱水軸に伝達される回転動力が安定的に短時間内に切換制御され得るという効果がある。
また、本発明は、クラッチモータのオン時に駆動軸及びカムが等速回転を行い、クラッチモータのオフ時にもカムの復帰作用が行われず、急速復帰による衝突騒音の発生が全く起こらないし、動力切換が低騒音状態で行われるだけでなく、洗濯モードへの動力切換が行われた後、維持電力が不要であるので、消費電力が低減する高効率のクラッチ器具の実現が可能となる。
これと共に、本発明の洗濯機は、洗濯及び脱水モードへの切換に先立って、BLDCモータが左右に反転されるようにすることで、カップリングの拘束を解除した状態で洗濯及び脱水モードへの切換を行う。仮に、この様にしても洗濯及び脱水モードへの切換動作時にクラッチモータの拘束が発生する場合には、クラッチモータのスイッチング時間制御によってカップリングの拘束状態を検出して再び拘束を解除させた後、クラッチモータを作動させることによって、より安定的で且つ確実にクラッチング作用が行われることができる。
従って、本発明は産業上非常に有用に使用可能なものである。
これと共に、本発明の洗濯機は、洗濯及び脱水モードへの切換に先立って、BLDCモータが左右に反転されるようにすることで、カップリングの拘束を解除した状態で洗濯及び脱水モードへの切換を行う。仮に、この様にしても洗濯及び脱水モードへの切換動作時にクラッチモータの拘束が発生する場合には、クラッチモータのスイッチング時間制御によってカップリングの拘束状態を検出して再び拘束を解除させた後、クラッチモータを作動させることによって、より安定的で且つ確実にクラッチング作用が行われることができる。
従って、本発明は産業上非常に有用に使用可能なものである。
4 洗濯軸
5 脱水軸
6 クラッチモータ
7 BLDCモータ
15 カップリング
150a,150b セレーション
16b インナーコネクタ
5 脱水軸
6 クラッチモータ
7 BLDCモータ
15 カップリング
150a,150b セレーション
16b インナーコネクタ
Claims (11)
- 洗濯軸に連結されたロータと、そのロータを包むようにその外側に設けられるステーターとから構成され、洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを上昇又は下降させ、洗濯及び脱水時の位置に送るクラッチモータと、前記クラッチモータの駆動時に連動して上昇又は下降することで、洗濯時には前記洗濯軸へのみ動力を伝達し、且つ脱水時には洗濯軸及びその外側に設けられた脱水軸に同時に動力を伝達するカップリングとを備えた全自動洗濯機の制御方法において、
洗濯のための給水完了後にクラッチモータをオンさせ、カップリングを洗濯モードの位置に上昇させる段階を行う前、前記カップリングの拘束解除のためにBLDCモータを左・右に反転させる段階を行い、前記カップリングと噛み合う脱水軸と、インナーコネクタとのすれ違いによって前記カップリングの内周面のセレーションが脱水軸の下段部のセレーション及び、インナーコネクタの上端部のセレーションから互いに反対方向に作用する面圧を受けることにより、クラッチモータの駆動時にカップリングの上昇が拘束される現象を防止するようにしたことを特徴とする全自動洗濯機の制御方法。 - 前記クラッチモータの駆動によって洗濯モードに切り換えられた後、本洗濯実行の直前にBLDCモータを一定の時間の間に短時間の周期で左右に反転させる段階が更に行われることを特徴とする請求項1記載の全自動洗濯機の制御方法。
- 洗濯軸に連結されたロータと、そのロータを包むようにその外側に設けられるステーターとで構成され、洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを上昇又は下降させ、洗濯及び脱水時の位置に送るクラッチモータと、クラッチモータの駆動時に連動して上昇又は下降することで、洗濯時には前記洗濯軸にのみ動力を伝達し、且つ脱水時には洗濯軸及び、その外側に設けられた脱水軸に同時に動力を伝達するカップリングと、前記クラッチモータによってカップリングが上昇して、洗濯モードの実行時に前記カップリングの回転を防止するカップリングストッパーとを備えた全自動洗濯機の制御方法において、
洗濯終了の後脱水モードへの切換のためにクラッチモータをオンさせ、カップリングを脱水モードの位置に下降させる段階を行う直前に、前記カップリングの拘束解除のためにBLDCモータを左右に反転させる段階を行い、前記カップリングと噛み合うカップリングストッパーとのすれ違いによって前記カップリングのギア歯と、前記カップリングストッパーのギア歯との間に互いに反対方向への面圧が作用することで、前記クラッチモータの駆動時にカップリングの下降が拘束される現象を防止するようにしたことを特徴とする全自動洗濯機の制御方法。 - 前記BLDCモータは、左・右反転のための駆動時に洗濯時の回転角度より短い回転角度を有するように制御されることを特徴とする請求項3記載の全自動洗濯機の制御方法。
- クラッチモータの駆動によって脱水モードに切り換えられた後、本脱水実行の直前にカップリングと、インナーコネクタのセレーションとの間に歯合がより確実に行われ得るように、BLDCモータを一定の時間の間に短時間の周期で左右に反転させる段階が更に行われることを特徴とする請求項3記載の全自動洗濯機の制御方法。
- 洗濯軸に連結されたロータと、そのロータを包むようにその外側に設けられるステーターとから構成され、洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを上昇又は下降させ、洗濯及び脱水時の位置に送るクラッチモータと、そのクラッチモータの駆動時に連動して昇降することで、洗濯時には前記洗濯軸にのみ動力を伝達し、且つ脱水時には洗濯軸及び、その外側に設けられた脱水軸に同時に動力を伝達するカップリングとを備えた全自動洗濯機の制御方法において、
洗濯のための給水を行う第1段階と、前記給水実行後にクラッチモータのカムが初期点に位置したスイッチオフ状態でクラッチモータをオンにし、カムを回転させる第2段階と、クラッチモータのオンと同時に時間をカウントする第3段階と、カムの回転に伴うクラッチモータのスイッチオン状態への変換が設定時間内に行われたかを判断する第4段階と、前記第4段階での判断の結果、スイッチオン状態への変換が設定時間内に行われた場合、スイッチオンの直後からクラッチモータで発生するパルスの数をカウントする第5段階と、前記第5段階の実行によってカウントされたパルスの数が設定されたパルスの数に到達しているかを判断する第6段階と、その第6段階での判断の結果、パルス数が設定されたパルス数に到達した場合、クラッチモータをオフさせ、カムの位置を維持させる第7段階と、前記第4段階での判断の結果、設定時間が超過してもスイッチがオンされていない場合、クラッチモータをオフさせる第8段階と、前記第8段階の実行後、BLDCモータを短時間の周期で一定時間の間に左右に反転させ、拘束解除動作を行う第9段階と、BLDCモータの拘束解除動作の実行の回数をチェックする第10段階と、その第10段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に未達である場合、再びクラッチモータをオンにし、カムを駆動させる第2段階を行う第11段階と、前記第10段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に到達した場合にはエラーを表示し、洗濯機を停止させる第12段階とを含むことを特徴とする全自動洗濯機の制御方法。 - 給水完了後にクラッチモータがオンされ、そのクラッチモータの内部のスイッチがオン状態に変換するのに所要する時間は、前記クラッチモータに印加される定格電圧の周波数が50Hzや60Hzの時に共用に適用され得るよう5秒以内に設定されることを特徴とする請求項6記載の全自動洗濯機の制御方法。
- 洗濯軸に連結されたロータと、そのロータを包むようにその外側に設けられるステーターとから構成され、洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを上昇又は下降させ、洗濯及び脱水時の位置に送るクラッチモータと、そのクラッチモータの駆動時に連動して昇降することで、洗濯時には前記洗濯軸にのみ動力を伝達し、且つ脱水時には洗濯軸及び、その外側に設けられた脱水軸に同時に動力を伝達するカップリングとを備えた全自動洗濯機の制御方法において、
クラッチモータのカムが維持点に位置したスイッチオン状態でクラッチモータをオンさせ、カムを回転させる第1段階と、クラッチモータのオンと同時に時間をカウントする第2段階と、カム回転に伴うクラッチモータのスイッチオフ状態への変換が設定時間内に行われたかを判断する第3段階と、その第3段階での判断の結果、スイッチオフ状態への変換が設定時間内に行われた場合、スイッチオフ直後からのクラッチモータの駆動時間を新たにカウントする第4段階と、前記第4段階の実行によりカウントされた駆動時間が設定された時間に到達しているかを判断する第5段階と、その第5段階での判断の結果、スイッチオフ直後からのクラッチモータの駆動時間が設定された時間に到達した場合、クラッチモータをオフにし、カムの位置を初期点に維持させる第6段階と、前記第3段階での判断の結果、設定時間が超過してもスイッチがオンになっていない場合、クラッチモータをオフにする第7段階と、その第7段階の実行後、BLDCモータを短時間の周期で一定時間の間に左右に反転させ、拘束解除動作を行う第8段階と、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数をチェックする第9段階と、その第9段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に未達である場合、再びクラッチモータをオンにし、カムを駆動させる第1段階を行う第10段階と、前記第9段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に到達した場合にはエラーを表示し、洗濯機を停止させる第11段階とを含むことを特徴とする全自動洗濯機の制御方法。 - 脱水モードへの切換のためにクラッチモータをオンにし、前記クラッチモータの内部のスイッチがオン状態に変換するのに所要する時間は、前記クラッチモータに印加される定格電圧の周波数が50Hzや60Hzの時に共用に適用され得るよう7秒以内に設定されることを特徴とする請求項8記載の全自動洗濯機の制御方法。
- 洗濯軸に連結されたロータと、そのロータを包むようにその外側に設けられるステーターとから構成され、洗濯機の駆動源を形成するBLDCモータと、カップリングを上昇又は下降させ、洗濯及び脱水時の位置に送るクラッチモータと、そのクラッチモータの駆動時に連動して上昇又は下降することで、洗濯時には前記洗濯軸にのみ動力を伝達し、且つ脱水時には洗濯軸及び、その外側に設けられた脱水軸に同時に動力を伝達するカップリングとを備えた全自動洗濯機の制御方法において、
電源スイッチをオンにする第1段階と、前記電源スイッチのオン時点でのクラッチモータの内部のスイッチのオン/オフの可否を検出する第2段階と、その第2段階での検出の結果、前記クラッチモータの内部のスイッチがオン状態である場合、前記クラッチモータをオンにし、カムを回転させる第3段階と、クラッチモータのオンと同時に時間をカウントする第4段階と、カム回転に伴うクラッチモータのスイッチオフ状態への変換が、設定された時間内に行われたかを判断する第5段階と、その第5段階での判断の結果、スイッチオフ状態への変換が設定時間内に行われた場合、スイッチオフ直後からのクラッチモータの駆動時間を新たにカウントする第6段階と、その第6段階の実行によりカウントされた駆動時間が、設定された時間に到達しているかを判断する第7段階と、その第7段階での判断の結果、スイッチオフ直後からのクラッチモータの駆動時間が設定された時間に到達した場合、クラッチモータをオフにし、カムの位置を初期点に維持させる第8段階と、前記第3段階での判断の結果、設定時間が超過してもスイッチがオンになっていない場合、クラッチモータをオフにする第9段階と、その第9段階の実行後、BLDCモータを短時間の周期で一定の時間の間に左右に反転させ、拘束解除動作を行う第10段階と、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数をチェックする第11段階と、その第11段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に未達である場合、再びクラッチモータをオンにし、カムを回転させる第3段階を行う第12段階と、前記第11段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に到達した場合には、エラーを表示し且つ洗濯機を停止させる第13段階と、
前記第2段階での検出の結果、前記クラッチモータの内部のスイッチがオフ状態である場合、クラッチモータをオンさせ、カムを回転させる第14段階と、クラッチモータのオンと同時に時間をカウントする第15段階と、カムの回転に伴うクラッチモータのスイッチオン状態への変換が、設定された時間内に行われているかを判断する第16段階と、その第16段階での判断の結果、スイッチオン状態への変換が設定時間内に行われた場合、前記第3段階を実行させる第17段階と、前記第16段階での判断の結果、設定時間が超過してもスイッチがオンになっていない場合、クラッチモータをオフにする第18段階と、その第18段階の実行後、BLDCモータを短時間の周期で一定の時間の間に左右に反転させ、拘束解除動作を行う第19段階と、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数をチェックする第20段階と、その第20段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に未達である場合、再びクラッチモータをオンにし、カムを駆動させる第14段階を行う第21段階と、前記第20段階でのチェックの結果、BLDCモータの拘束解除動作の実行回数が、設定された実行回数に到達した場合にはエラーを表示し、且つ洗濯機を停止させる第22段階とを含むことを特徴とする全自動洗濯機の制御方法。 - カム回転に伴うクラッチモータのスイッチオフ状態への変換が、設定された時間内に行われたかを判断する第5段階での設定時間は5秒であり、カム回転に伴うクラッチモータのスイッチオン状態への変換が設定された時間内に行われたかを判断する第16段階での設定時間は7秒であることを特徴とする請求項10記載の全自動洗濯機の制御方法。
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