JP2009078056A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯兼脱水槽とモータ軸の間の回転減速比を大きくし、モータを小型化し部品点数を削減すること。
【解決手段】水受け槽３２内に回転自在に配した洗濯兼脱水槽３３と、前記水受け槽３２の外底部に固着したモータ２０と、前記モータ２０を制御する制御手段３４と、前記洗濯兼脱水槽に固設した従動プーリー３７と、前記モータ２０の回転を前記従動プーリー３７に伝達するベルト３８とを備え、制御手段３４は、モータ２０の駆動回路を交流電流とし、モータ２０を整流子モータで構成し、減速比を高める為モータ２０のモータ軸３９の端部に複数条のＶ溝４３を形成したので、制御回路を単純化し、モータ２０を小型化し、組立て工数を削減し、部品点数を削減し、安価で生産性の高いドラム式洗濯機を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯兼脱水槽の回転制御ドラム式洗濯機に関するものである。

従来、この種のドラム式洗濯機は、洗濯兼脱水槽の回転制御を、洗濯時の低速回転と、脱水時の高速回転とを制御する為に、モータを２種類配し、洗濯回転、脱水回転それぞれの回転数に対応する減速比のモータ側駆動プーリーと洗濯兼脱水槽側のプーリーとを準備していた（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に示された従来のドラム式洗濯機の縦断面図を示すものである。図６に示すように、洗濯兼脱水槽１０１を内部に回転自在に配した水受け槽１０３の外底部には、第１のモータ１１５（図６で手前側）、第２のモータ１１６（図６で奥側）を配する。

第１のモータ１１５は、洗濯兼脱水槽１０１を脱水運転の高速（例えば１０００ｒｐｍ）で回転させるものであり、第２のモータ１１６は、洗濯兼脱水槽１０１を洗濯用低速（例えば５０ｒｐｍ）で回転させる。これら第１のモータ１１５および第２のモータ１１６はインダクションモータで構成し、モータ軸１２２（または１２２ａ）に、洗濯用駆動プーリーＡ１２１ａ、脱水用駆動プーリーＢ１２１ｂをそれぞれ圧入し、それぞれベルト１１７、１１８を介して従動プーリー１１９に連結している。モータを２個採用しているのは、インダクションモータが比較的安価に構成できることと、制御回路が単純化できることによる。

従動プーリー１１９は、２種類の減速比を有し、脱水用の第１のモータ１１５をベルト１１８を介して減速比が小さい従動プーリーＡ１１９ｂと連結し、洗濯用の第２のモータ１１６をベルト１１７を介して減速比が大きい従動プーリーＢ１１９ａと連結し洗濯兼脱水槽１０１の回転軸１０４の他端に固定している。

図５は、モータ側の従来の駆動プーリー取り付け構成を示す図である。

前記モータ１１５またはモータ１１６のモータ軸１２２（または１２２ａ）に、前記駆動プーリーＡ１２１ａまたは駆動プーリーＢ１２１ｂを取り付ける構成は、図５に示すように、モータ軸１２２に、金属材で構成され外径部に、多数のＶ溝１２４を加工した駆動プーリーＡ１２１ａ、または駆動プーリーＢ１２１ｂの中央内径部分１２３を矢印方向より圧入固着している。
特開平９−２１５８８６号公報

洗濯機の原価構成でモータ価格の占める比率は大きく、洗濯機の生産性を高める為、このモータの価格を下げるには、モータの出力を小さくして小型化することが、大きい課題である。

しかしながら、前記従来の構成では、出力の小さいモータを採用してモータの原価を下げようとした場合、洗濯兼脱水槽まわりの負荷が同じであれば、洗濯兼脱水槽とモータ軸の間の減速比を大きくすることが必要となり、その為には従動側プーリーを大きくするという方法があるが、従動側プーリーの外径を大きくすることは他の部品との干渉等であまり寸法を変えることができない。

一方、駆動側のプーリーの径を小さくするには、プーリーの外径とモータ軸の外径の設定寸法が近接するとプーリー内径と外径（Ｖ溝谷部）との肉厚、即ち図５のＴ部分が薄くなり、圧入固着部分の強度が不足となる。従って、モータの小型にも限度があった。

また、駆動側のプーリーをモータ軸に取り付けるには、圧入固着する構成が一般的であり、その圧入力管理が重要で、モータ軸の外径とプーリー内径の寸法管理や、プーリーの内径と外径の振れや傾き等無くす事が課題であった。

また、従来はモータの種類を比較的低価格で生産できるインダクションモータを使用しているが、洗濯用、脱水用と２個のモータを使用しており、洗濯機の組立て工数がかかるという課題がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、整流子モータを小型化し、モータ制御回路を交流化して単純化し、かつ洗濯低回転と脱水高回転を切り替えると共に、洗濯兼脱水槽とモータ軸の間の回転減速比を大きくすることで材料費の低減と部品点数を削減したドラム式洗濯機を提供する事を目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のドラム式洗濯機は、モータ駆動回路を交流電流として供給し、モータを小型化した１個の整流子モータで構成し、洗濯と脱水の回転数を切り替えると共に、減速比を可能な限り大きくする為に、整流子モータのモータ軸の端部に直径の小さいベルト駆動用の複数条のＶ溝を形成したものである。

これによって、制御回路を単純化し、減速比を大きくしてモータを小型化し、駆動プーリーの組立て工数を削減し、部品点数を削減することができたので、安価で生産性の高いドラム式洗濯機を提供できる。

本発明のドラム式洗濯機は、材料費の低減と部品点数を削減した構成を提供する事ができる。

第１の発明は、洗濯機本体内に弾性的に支持した水受け槽と、前記水受け槽内に回転自在に支持された洗濯兼脱水槽と、前記水受け槽の外底部に固着したモータと、前記モータ等の負荷を制御する制御手段と、前記洗濯兼脱水槽に一端を固着した回転軸と、前記回転軸の他端に固設した従動プーリーと、前記モータの回転を前記従動プーリーに伝達するベルトとを備え、制御手段は、洗濯回転および脱水回転の駆動回路を交流電流として供給し、モータを整流子モータで構成し、洗濯時は前記洗濯兼脱水槽を低速回転数で正逆反転回転させ、脱水時は、高速回転数で一方向回転させ、前記モータのモータ軸の端部にべルト駆動用の複数条のＶ溝を形成したことにより、制御回路を単純化し、減速比を大きくしてモータを小型化し、駆動プーリーの組立て工数を削減し、部品点数を削減することができたので、安価で生産性の高いドラム式洗濯機を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の縦断面図を示すもので、
図中Ａ部は図２のモータ軸近傍図の位置を示す。

図２は、同洗濯機のモータ軸近傍の詳細図、図３、４は同洗濯機の、モータ駆動回路図をしめす。

図１において、洗濯機本体３１内部に、水受け槽３２を配し、前記水受け槽３２内部に回転軸３５にて正転、逆転自在に洗濯兼脱水槽３３が回転自在に軸支される。前記洗濯兼脱水槽３３は外周壁に脱水運転時の多数の水抜き用の小孔４１を設け、内周壁には複数個の衣類攪拌用バッフル３６を構成し、洗濯行程では低速正逆回転（例えば５０ｒｐｍ）にて衣類の攪拌を、脱水行程では、高速一方向回転（例えば１０００ｒｐｍ）にて衣類からの水分の遠心分離を行う。

前記洗濯兼脱水槽３３の図１で右端部には回転軸３５を固着し、さらに回転軸３５の右端には従動プーリー３７を固着する。水受け槽３２の外底部には整流子モータ２０を配し、前記整流子モータ２０のモータ軸３９の軸端部に形成した複数条のＶ溝４３と、前述の従動プーリー３７間には、複数条のＶ状溝４２を有すベルト３８を張架する。

洗濯機本体３１の上方に、スイッチ（図示せず）等から入力信号を受けるマイコン（図示せず）等を組み込んだ制御手段３４を配し、洗濯〜脱水等の一連の行程の制御等を行うと共に、前記整流子モータ２０の洗濯低回転と脱水高回転の制御を行う。

図２のモータ軸近傍の詳細図において、モータ軸３９は強度や剛性を有する鋼材で加工し、モータ軸３９の先端部外周には、ベルト３８のＶ状溝４２に対応する複数条のＶ溝４３を加工する。前記複数条のＶ溝４３の外径Ｄ２は、モータ軸３９の直径Ｄ１に近似して加工し、別部材の駆動プーリー等を構成することなく、直径の小さい駆動側のプーリーを実現できるので、従動プーリー３７の外径を大きくすることなく減速比を高めることができる。

上記の内容を具体的な数値で説明する。

モータのパワーを１５倍に洗濯兼脱水槽に加える場合、駆動側プーリー径２０ｍｍ、減速比１／１５、従動側プーリー径は３００ｍｍとなる。

この減速比１／１５を１／２０に高める場合、従動側プーリーの変更で行う場合は、従動側プーリーの直径は、
２０ｍｍ×２０（減速比）＝４００ミリメートル
となり、直径が３００ｍｍを１００ｍｍ径大にする必要があり、従動プーリーを１００ｍｍ径大化する事は、他の構造や部品との干渉を生じる。

しかし、従動側プーリーを変更しないで、駆動側プーリーの変更で行う場合は、駆動側プーリーの直径は、
３００ｍｍ÷２０（減速比）＝１５ｍｍ
となり、５ｍｍ直径を変更する必要があり、径小の駆動用プーリーとしてモータ軸への直接加工を行っている。

以下、モータの駆動回路について、図３、および図４にて説明する。

図３の洗濯時駆動回路において、モータ２０は巻線で示し、モータ２０のステータ（固定子）側巻線として高速側巻線１と前記高速側巻線１と直列に接続された低速側巻線２が配され、モータのロータ（回転子）側巻線としてロータ巻線３とを備える。洗濯運転と脱水運転との切り替えは、洗濯・脱水切り替えリレーａ８と洗濯・脱水切り替えリレーｂ１２にておこなわれ、洗濯時の正逆反転回転は、回転方向切り替えリレーａ９と回転方向切り替えリレーｂ１０とで行う。

交流電源２１からの電流は電源リレー７にて開閉され、一方の回路にはトライアック６を配し、モータ２０の回転数を検知したマイコン（図示せず）により決められた点弧角の信号により出力して、回転数の制御をする。

なお、上記の各リレーの開閉時に発する異常信号が外部に漏洩しないように、雑音防止器１４、１５、１６が並列に、また雑音防止コイル４、５が直列に配線される。

洗濯運転時は、前記洗濯・脱水切り替えリレー８を図３のように低速側巻線２を流れるように切り替えて、モータ２０の低速回転をさせると共に、前述の回転方向切り替えリレーａ９と回転方向切り替えリレーｂ１０とで正逆回転を制御する。

図４の脱水駆動回路において、脱水運転時は前記洗濯・脱水切り替えリレー８を低速側巻線２側の回路から切り離し、高速側巻線１側に切り替えモータ２０の高速回転をさせる。

図３、図４の駆動回路は、全て交流電源２１からの交流電流をモータの巻線２０に流す駆動回路としている。

以上のように構成されたドラム式洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、モータ軸３９に駆動用の径の小さいＶ溝４３としてプーリー形状を加工したので、別部材のプーリーを準備することなく高い数値の減速比を実現できた。

脱水時の高速回転では、モータの回転数が高いため整流子モータのカーボンブラシの磨耗が危惧されるが、上記のように交流を供給することによりカーボンブラシには極性を生じることが無く片減り等の不具合は生じることはない。

洗濯時の低速回転では、別部材の駆動プーリー即ちモータ軸の外径に駆動側用の複数条のＶ溝４２を加工したので、径小の駆動プーリーが実現でき、大きい減速比を得ることができた。よって整流子モータを出力が小型化できた。

以上のように、本実施の形態においては、駆動側のプーリー構成とモータ軸を一体化することで従来の２つの部品を一つにでき、別部材の駆動プーリーが不要となり、部品点数が少なく圧入管理が不要等、信頼性を高めることができる。

駆動プーリーを径小化できるので、大きい減速比の構成が可能となり、整流子モータを小型化でき、洗濯機の原価構成中、大きな比率を占めるモータの価格低減が可能となる。

また、モータを２個構成しないので、組立て時の部品点数も低減でき自動化なども採用しやすく、更に交流回路を採用したので、駆動回路が簡素化することができて、制御部の部品点数が削減でき、生産性を向上することが可能となった。

以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、小型化したモータと被駆動体との減速比を大きくする事ができたので、大減速比を必要とする衣類乾燥機の駆動等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の縦断面図 同ドラム式洗濯機のモータ軸近傍の詳細図 同ドラム式洗濯機の洗濯時のモータ駆動回路図 同ドラム式洗濯機の脱水時のモータ駆動回路図 従来のドラム式洗濯機の駆動プーリー取り付け構成図 従来のドラム式洗濯機の縦断面図

符号の説明

２０ モータ
３１ 洗濯機本体
３２ 水受け槽
３３ 洗濯兼脱水槽
３４ 制御手段
３５ 回転軸
３７ 従動プーリー
３８ ベルト
３９ モータ軸
４３ Ｖ溝

Claims (1)

1. 洗濯機本体内に弾性的に支持した水受け槽と、前記水受け槽内に回転自在に支持された洗濯兼脱水槽と、前記水受け槽の外底部に固着したモータと、前記モータ等の負荷を制御する制御手段と、前記洗濯兼脱水槽に一端を固着した回転軸と、前記回転軸の他端に固設した従動プーリーと、前記モータの回転を前記従動プーリーに伝達するベルトとを備え、制御手段は、洗濯回転および脱水回転の駆動回路を交流電流として供給し、モータを整流子モータで構成し、洗濯時は前記洗濯兼脱水槽を低速回転数で正逆反転回転させ、脱水時は、高速回転数で一方向回転させ、前記モータのモータ軸の端部にべルト駆動用の複数条のＶ溝を形成したドラム式洗濯機。