JP2010142350A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転槽に連結された回転軸に対し、材料コストの低減を図りながら耐食性や耐磨耗性に優れ、しかも表面が低摩擦係数となり安定したシール性能を長期維持できるようにする。
【解決手段】水槽５内に横軸周りに回転可能に設けられた回転槽６と、前記回転槽６に直結され、周りを軸受ハウジング１１にて水密に回転可能に軸支された回転軸１０と、前記回転軸１０を介して前記回転槽６を回転駆動する駆動機構部１２と、を備え、
前記回転軸１０は、その素材を低炭素鋼とし、表面に窒化合物層を形成するとともに、更に該窒化合物層の表面に酸化皮膜層を形成する表面処理を施した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、水槽内に回転可能に設けられた回転槽を備えた洗濯機に関する。

従来、洗濯機形式として一般にドラム式洗濯機という横軸周りの回転槽たるドラムを備えた洗濯機と、脱水兼用洗濯機という縦軸周りの回転槽たる脱水兼洗濯槽を備えた洗濯機が主に市場に提供されている。いずれの洗濯機においても、駆動機構部からの動力を伝達し回転槽を回転駆動するための回転軸を備え、該回転軸はその周りに設けられた軸受ハウジングに水密構成のもと回転可能に軸支されている。

この軸受ハウジングは、通常回転槽の周りに配置された貯水可能な水槽の外底部に設けられており、該水槽からの水漏れ防止の機能を必要としている。そこで、このような水密部分には弾性的なゴム系材料によるシール部材が軸受ハウジング側に装着され、回転軸の周表面と水密に摺動する構成としている。そのため、シール部材が摺動する回転軸は、長期使用する上で耐摩耗性、耐食性（防錆力）、硬度、及び安定したシール性能等が要求され、このため従来では表面が不動態皮膜に覆われて優れた耐食性を有するステンレス鋼材が多く採用されている。

また、一般に鋼材の表面を硬くする表面硬化熱処理として知られている窒化処理は、鋼の内部に窒素が浸透し硬い窒化層を形成して表面を硬くするもので、例えば冷蔵庫等の圧縮機において応用され、鉄系材料からなるシャフトと、このシャフトと摺動可能に接する多孔質のセラミック層を備えた軸受とにあって、前記シャフトの表面に、酸窒化層を形成して、その表面に四三酸化鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）を主成分とする多孔質の酸化膜を形成することで、腐食摩耗を起こしにくく、潤滑油の油膜保持性、浸透性、及び非焼付き性などが改善できるとしている（例えば、特許文献１参照）。
特許第２８２１２２５号公報

しかしながら、ステンレス鋼材は高価であることが難点で、低コスト化を図る上で不利である。また、洗濯機の回転軸としては単に表面を硬質化するだけでなく、その回転接触部分においては水に対する長期安定したシール性（水密性）、優れた防錆力（耐食性）を要し、更にはシール材と摺動する部位の耐磨耗性などが求められ、機能及びコストの両面から更なる改善が求められている。

本発明は上記課題を解消するために、材料コストの低減を図りながら耐食性や耐磨耗性に優れ、しかも表面が滑らかで低摩擦係数となり良好なシール性能を長期安定して維持できる回転軸を備えた洗濯機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の洗濯機は、貯水可能な水槽内に、横軸周りに回転可能に設けられた回転槽と、前記回転槽に直結され、周りを軸受ハウジングにて水密に回転可能に軸支された回転軸と、前記回転軸を介して前記回転槽を回転駆動する駆動機構部と、を備え、
前記回転軸は、その素材を低炭素鋼とし、表面に窒化合物層を形成するとともに、更に該窒化合物層の表面に酸化皮膜層を形成する表面処理を施したことを特徴とする（請求項１の発明）。

上記手段によれば、回転軸の素材を低炭素鋼とすることで、材料コストの低減が可能であるとともに、この低炭素鋼の表面の硬化処理に基づき耐磨耗性はもとより、特に水に対する耐食性、及び表面が滑らかに仕上がり低摩擦係数とすることができ、良好な水密性を長期安定して維持できるなどの改善が期待できる洗濯機を提供できる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１実施例を示す図１ないし図３を参照して説明する。
まず図２は、本発明の洗濯機をドラム式洗濯機１に適用して概略的構成を示す縦断側面図で、ドラム式洗濯機１は、後述するように横軸周りに回転する回転槽たるドラム６を備えた洗濯機形式で、従って外郭を形成する筐体２の側方である前面側に洗濯物出入口３を設け、扉４を開閉可能に設けている。

筐体２の内部には、前面を開放した有底筒状をなす水槽５が、筐体２の底部に設けられた図示しないサスペンションを介して弾性支持されている。この水槽５は、例えばプラスチック製で前面を除き実質的に無孔状に形成され、つまり内方下部側に貯水可能としている。この水槽５の内部には類似形状とする金属製（詳細は後述する）のドラム６が設けられ、該ドラム６は水槽５の背壁側に設けられた後述する軸受ハウジング１１を介して、水密に回転可能に軸支され、所謂ドラム６は回転槽として横軸周りに軸支されている。

具体的には、本実施例では水平位置より前方に向かって上昇する傾斜軸周りに軸支され、これらドラム６及び水槽５の前面開放口は、前記洗濯物出入口３と対向している。なお、水槽５の開放口部分には環状の槽カバー７を有しており、これをベロー８によって筐体２前面の洗濯物出入口３との間を水密に連ねた構成としている。また、回転槽としてのドラム６は、その回転動作に応じて収容した洗濯物の洗いや脱水作用を行うもので、機能的には脱水兼洗濯槽として機能するともいえる。しかるに、ドラム６を構成する胴部６ａや後方の背壁を形成するバックカバー６ｂなどのドラム６周壁には、通水用の小孔９を多数形成している。

次いで、ドラム６を横軸周りに回転させる駆動手段につき概述すると、まず傾斜した回転軸１０は、水槽５の背壁に固定された軸受ハウジング１１に水密に回転可能に軸支されている。この軸受ハウジング１１の後部には、駆動機構部としての例えばアウタロータ形のＤＣブラシレスモータからなるモータ１２が設けられ、詳細は後述するが前記回転軸１０の後端部が該モータ１２に直結され、また前端部はドラム６に直結された構成とし、以ってドラム６を回転駆動可能としている。

図１は、主に上記駆動手段の要部を拡大して示す断面図で、以下図1に基づき説明すると、水槽５の後端部でもある背部は、強度十分な金属製の補強板１３を複数個の図示しないネジ（含むボルト）により固着している。前記軸受ハウジング１１は、この補強板１３の中心部に設けられ、水槽５及びドラム６の中心軸と同軸心とする位置に一体に形成されている。

この軸受ハウジング１１は、その筒状ケース部の前端部が水槽５側に形成された嵌合筒部１４にシール部材１５を介して水密に嵌合されることで水槽５の背部に支持され、また内蔵するボールベアリングからなる軸受１６，１７は、挿通された回転軸１０を傾斜軸周りに回転自在に軸支する。なお、軸受１６，１７は軸受ハウジング１１の夫々前後方向から圧入されて固定され、上記シール部材１５は、その内端部が回転軸１０の周面と弾性的に接触し、水密に摺動する構成としている。

ここで、回転軸１０の具体形状につき図３を参照して述べる。この図3（ａ）は、回転軸１０の正面図で、同図（ｂ）は下半部を断面とした側面図を表している。
まず、全体形状としては、同図（ｂ）から明らかなように図示右端部に向かって段階的に径小となる階段状をなしており、これは図示からも理解できるように、その径小端部側から軸受ハウジング１１への挿入を可能とするとともに、前記軸受１６，１７が対応した径の各段部と圧入嵌合により支持された状態に組み込まれる。

この回転軸１０は、詳細は後述するが金属製にて表面が窒化処理され、且つ本実施例ではコネクタ部１８と、棒状軸部１９とに２分割され、これらは例えば圧入嵌合により一体化されている。このコネクタ部１８は、円形状の径大なフランジ部18ａと筒状部１８ｂとから構成され、詳細は追って述べるがフランジ部18ａは、ドラム６と直結され、筒状部１８ｂは、その外周面に前記シール部材１５が摺接する部位として組み込まれる。従って、フランジ部１８ａには周方向の複数箇所（例えば、6箇所）に後述するネジ締結用のネジ孔１８ｃと、中心部の1箇所にこれより径小なネジ孔１８ｄが夫々形成されている。
一方、棒状軸部１９は、図１に示すように前記した如く軸受ハウジング１１内の２箇所に配置された軸受１６，１７に嵌合支持され、更に軸受ハウジング１１から突出した右端部は、モータ１２と直結される（詳細は後述する）。

ここで、回転軸１０の表面処理につき述べると、本実施例では金属素材として低炭素鋼を採用し、その表面に軟窒化処理により窒素を浸み込ませた窒化合物層を形成して硬化し、更にこの上層に酸化処理による酸化皮膜層を形成したもので、この酸化皮膜層は特に耐食性、耐磨耗性に偉力を発揮し、この場合、窒化と同時に行う酸窒化法により表面処理することができる。上記軟窒化処理は、一般的に窒化処理に比して窒化層は浅くなるが寸法精度の影響が少なく滑らかで美麗な表面に仕上がるとともに、炭素鋼などの低級素材（安価）に好適し、しかも窒化に際して炭素の存在が窒素の拡散を促進する役割が大きいなどの利点を有する。

ところで、ドラム６の背壁を形成するバックカバー６ｂには、金属製の補強板を兼ねるドラム支え２０が添えられ、複数個のネジ（図示せず）により結合され、強固なドラム６を構成している。そして本実施例では、ドラム６の胴部6ａ、及びバックカバー６ｂは鉄系鋼板である例えば酸洗鋼板を素材として、上記した酸窒化法による表面硬化処理を施している。

次いで、ドラム６と回転軸１０との具体的な連結手段につき述べると、特に図1に示すようにドラム６背部の中心部において、その背面側に配置した前記ドラム支え２０と円形状の端板２２とを、回転軸１０のコネクタ部１８とで挟持する形態とし、この状態で複数本（例えば6本）のネジ２３（2本のみ図示）を、コネクタ部１８のネジ孔１８ｃに螺挿して締結し、以って直結状態に連結される。

なお、ドラム６の中心部のネジ２４は、上記連結用のネジ２３の頭部などの締結部分を覆い隠すキャップ２５を取付けるためのもので、前記コネクタ部１８の中心部に設けたネジ孔１８ｄに締結されている。また、これらネジ２３，２４をはじめ、水槽５やドラム６を組立てるに必要なネジ部品（図示せず）にも、酸窒化処理を施している。

斯くして、回転軸１０はコネクタ部１８にてドラム６と直結され、軸受ハウジング１１内にてシール部材１５及び軸受１６，１７にて水密で回転可能に支持され、その突出した棒状軸部１９の後端部にモータ１２が直結される。このモータ１２との連結手段を述べるに際して、まずモータ１２の具体構成につき述べると、該モータ１２は前記した軸受ハウジング１１と補強板１３との背部側に位置して取付固定されている。

すなわち、このアウタロータ形のＤＣブラシレスモータからなるモータ１２は、そのステータ２７が補強板１３側に図示しないネジにて固定保持され、その外側に位置してロータ２６が回転可能に配置され、該ロータ２６の中心部に回転軸１０の後端部が挿入され、抜け止め用のナット２１にて締結され直結された構成としている。従って、回転軸１０はモータ１２に直結され回転動力が直接伝達され所謂駆動軸としても機能する。

上記構成の本実施例によれば、回転軸１０に表面硬化熱処理を施し窒化合物層及び更に酸化皮膜層を形成したので、回転軸１０に低コストの低炭素鋼などの汎用素材を用いることができ、従来の如き高級素材のステンレス鋼に比して材料コストの低減が図れ、大量生産によるコストの改善効果は極めて大きい。特に、回転軸１０のコネクタ部１８は、水槽５の内部に露出するとともに、水密構成とするためのシール部材１５と摺動する部位であるため、耐磨耗性、耐食性が求められる他に、特に水密性の精度に優れ長期安定したシール性能が求められる。

しかるに、本実施例では軟窒化処理による表面硬化熱処理としたので、特に耐焼付性や耐疲労性に富み回転軸１０の使用条件に好適するばかりか、表面も研磨仕上げを不要とするほど滑らかで美麗に仕上がり低摩擦係数の表面に仕上がることから、シール部材１５はコネクタ部１８の周面に密接し水密性能が良好で且つ長期安定したシール性能を維持できる。しかるに、従来のステンレス鋼による回転軸に対し、本実施例の如き分割したコネクタ部１８のみステンレス鋼を用いることが最も簡単に実用化できるように思われるが、本実施例の表面処理によればステンレス鋼を一切使用することなくステンレス鋼と同等以上の効果が期待できるとともに、この場合、回転軸１０全体を表面処理してもよいし、小型部品のコネクタ部１８のみを容易に大量に表面処理することもできるなど、且ついずれも材料コストの低減が可能な回転軸１０を容易に提供できる。

また、本実施例ではドラム６の胴部６ａやバックカバー６ｂにも、鉄系鋼板の酸洗鋼板を用いて酸窒化処理を施し窒化合物層及び酸化皮膜層を形成したので、従来のステンレス鋼などの高級素材を使用することなく耐食性、耐磨耗性、耐疲労性等に優れたドラム６が構成できる。しかも、硬化処理面が低摩擦係数の滑らかで美麗に仕上がることから、脱水運転時に遠心作用を受けて特に胴部６ａにへばり付いた洗濯物は剥がれ易く、次行程がすすぎ洗いであれば洗濯物は胴部６ａから速やかに剥がれてほぐれ、効率の良いすすぎ洗い効果が得られる。また、この種ドラム式洗濯機では乾燥機能を備えたものが多いが、この場合には、上記脱水運転を経て乾燥行程に至った場合に、洗濯物が胴部６ａから速やかに剥がれほぐれた状態になることから、しわの発生を抑え乾燥ムラのない効率のよい乾燥作用が期待できる。

その他、上記表面処理は、水に浸かり、或は水が付着するような構成部品に広く展開でき、例えば図１中に示すドラム６の取付に関連したネジ２３，２４とか、或はドラム６や水槽５等を水密に組立てるべくネジ部品（図示せず）などへの応用も有効である。

（第２の実施の形態）
図４，５は、本発明の洗濯機を脱水兼用洗濯機３１に適用した第２実施例を示すもので、図４は要部を破断して示す脱水兼用洗濯機３１全体の側面図、図５は要部を拡大して示す断面図である。この脱水兼用洗濯機３１は、周知のように縦軸周りの回転槽たる脱水兼洗濯槽３２を備えた洗濯機形式にあって、以下その全体構成につき概述する。外郭を形成する筐体３２内には、有底筒状をなす貯水可能な水槽３４が複数の弾性吊持機構３５を介して弾性支持され、その内方に類似形状の前記脱水兼洗濯槽３３を回転可能に設けている。

上記脱水兼洗濯槽３３は、胴部３３ａなどの周壁に多数の通水用の小孔３６を有し、内底部には洗い用の撹拌体３７を回転可能に設けている。この撹拌体３７を有する点で第１実施例のドラム式洗濯機と異なり、従って本実施例にいう回転軸としては、脱水兼洗濯槽３３に直結された所謂脱水用の中空状の回転軸３９の他に、撹拌体３７に直結された洗い用の撹拌軸３８が相当する（詳細は後述する）。

これら、撹拌軸３８及び回転軸３９の下方に延びた端部には駆動機構部として、図示しないクラッチ機構と、アウタロータ形のＤＣブラシレスモータからなるモータ４０が設けられ、該モータ４０からの動力が上記クラッチ機構を介して撹拌軸３８と回転軸３９とに伝達され、撹拌体３７及び脱水兼洗濯槽３３を回転駆動する構成としている。

このモータ４０は、そのステータ４１が上方に設けられた軸受ハウジング４４に図示しないネジにて固定保持され、ステータ４１の外側に位置してロータ４２が回転可能に配置され、本実施例では該ロータ４２の中心部に上記撹拌軸３８の下端部がナット４３にて抜け止め状態に締結固定されている。一方、撹拌軸３８の上端部は、脱水兼洗濯槽３３を貫通して撹拌体３７にネジ４５にて締結され連結固定されている。

これに対し、中空状の回転軸３９は中空部に上記撹拌軸３８を回転可能に挿通しており、モータ４０（ロータ４２）からの動力は図示しないクラッチ機構の動作に応じて選択的に伝達される。具体的には、本実施例ではクラッチ機構の動作に基づき、洗い運転では撹拌軸３８（撹拌体３７）のみが回転駆動されて脱水兼洗濯槽３３内に収容された洗濯物を洗い、一方脱水運転では回転軸３９と共に撹拌軸３８も一体的に回転駆動され、つまり脱水兼洗濯槽３３が高速回転されることにより、洗濯物から遠心脱水が行われる。

このような回転軸３９は、水槽３４の外底部に取付固定された軸受ハウジング４４に回転可能に軸支されるのであるが、該回転軸３９も第１実施例と同様にコネクタ部４６と、中空軸部４７との２部品を一体的に結合した構成からなる。そのコネクタ部４６は、上部の鍔状のフランジ部４６ａと、その下方に筒状部４６ｂを有する構成としており、フランジ部４６ａには周方向に複数のネジ孔４６ｃ（図５中に１箇所のみ示す）を設けている。

しかして、特に図５に明示するように回転軸３９の上方部分は、コネクタ部４６のフランジ部４６ａに脱水兼洗濯槽３３の中央底部が宛がわれ、複数のネジ４８がネジ孔４６ｃに螺挿されて該脱水兼洗濯槽３３を直結している。そして、筒状部４６ｂの周囲には第１のシール部材４９が水密に摺動可能に設けられている。この第１のシール部材４９は、軸受ハウジング４４の上端部に保持され、内面側でコネクタ部４６と水密に摺接し、外面側で水槽３４の底部との間で水密状態を維持できるよう組み込まれており、主として回転軸用のシール部材として機能する。

この第１のシール部材４９の直下には、ボールベアリングからなる軸受５０が圧入保持され、回転軸３９の中空軸部４７が嵌合し回転可能に軸支されている。なお、軸受５０と同様の構成から成る軸受５１が軸受ハウジング４４の下端部に配設され（図４参照）、この上下に配置した軸受５０，５１により長寸の回転軸３９を安定して回転可能に軸支している。

そして、この回転軸３９の内部に挿通された撹拌軸３８は、その上端部において、コネクタ部４６の内方上端部に装着された第２のシール部材５２と水密に摺動可能な状態にあり、該第２のシール部材５２は撹拌軸用のシール部材として機能する。また、このシール部材５２の直下と、回転軸３９（中空軸部４７）の内方下端部の２箇所には、円筒状の滑り軸受５３，５４（図４参照）が設けられ、撹拌軸３８を回転可能に支持している。

このような構成とした回転軸である中空状の回転軸３９及び撹拌軸３８は、その素材を低炭素鋼とし、表面には例えば酸窒化法により表面処理が施され、窒化合物層及び酸化皮膜層を形成している。また、脱水兼洗濯槽３３の胴部３３ａには、鉄系鋼板の酸洗鋼板を用いて酸窒化処理を施し、内表面側に窒化合物層及び酸化皮膜層を形成している。更に、第１実施例と同様に水に浸かり易い部分のネジ４５，４８とか、水密な組立部分に使用するネジ部品（図示せず）においても同様の酸窒化法による表面処理を施してある。

上記構成の本実施例によれば、回転軸としての脱水用の中空状の回転軸３９及び洗い用の撹拌軸３８に表面硬化熱処理を施し窒化合物層及び更に酸化皮膜層を形成し、これら回転軸の素材に低コストの低炭素鋼などの汎用素材が使用できることで、従来の高級素材のステンレス鋼に比して材料コストの低減が図れ、大量生産によるコストの改善効果は極めて大きい。特に、中空状の回転軸３９のコネクタ部４６は、水槽３４内に露出することから水密構成とするための第１のシール部材４９と摺動する部位となるため、耐磨耗性、耐食性が求められる他に、特に水密性の精度に優れ長期安定したシール性能が求められる。

しかるに、本実施例では軟窒化処理による表面硬化熱処理することで、特に耐焼付性や耐疲労性に富むばかりか、表面も研磨仕上げを不要とするほど滑らかで美麗に仕上がり低摩擦係数とすることができることから、第１のシール部材４９はコネクタ部４６の周面に密接し水密性能が良好で且つ長期安定したシール性能を維持できる。しかるに、本実施例では回転軸３９全体に表面処理を施したが、コネクタ部４６のみに表面処理することも可能である。いずれも、ステンレス鋼を使用した場合に比し安価に提供でき、且つステンレス鋼と同等以上の性能が期待できる。

一方、洗い用の撹拌軸３８も同様に低炭素鋼を素材に軟窒化処理による表面処理を施し、表面に窒化合物層及び更に酸化皮膜層を形成したので、上記回転軸３９と同様の効果が期待できるもので、特には撹拌軸３８の上端部の周面は第２のシール部材５２が摺動する部位にあるが、該周面は硬質化処理にて滑らかで美麗に仕上がり低摩擦係数の表面に仕上げることができることから、第２のシール部材５２が密接し水密性能を良好とし且つ長期安定したシール性能を維持できる。また、滑り軸受５３，５４との摺動に対しても、同様に耐磨耗性などに優れるとともに滑らかな安定した回転動作が長期期待できる。

その他、回転槽たる脱水兼洗濯槽３３の胴部３３ａを鉄系鋼板の酸洗鋼板を用いて酸窒化法による表面処理を施し窒化合物層及び酸化皮膜層を形成したので、ステンレス鋼などの高級素材を使用することなく耐食性、耐磨耗性、耐疲労性等に優れた脱水兼洗濯槽３３が構成できる。しかも、脱水兼洗濯槽３３の少なくとも内面側を硬化熱処理することで、低摩擦係数の滑らかで美麗に仕上げることができるから、脱水運転時に遠心作用を受けて胴部３３ａ側にへばり付いた洗濯物は剥がれ易く、次行程がすすぎ洗いであれば洗濯物は胴部３３ａから速やかに剥がれてほぐれ易くなり、結果として効率の良いすすぎ洗い効果が期待できる。

なお、上記表面処理は、水に浸かり、或は水が付着するような構成部品に広く展開でき、例えば撹拌体３７連結用のネジ４５（図４参照）、脱水兼洗濯槽３３連結用のネジ４８（図５参照）、その他、水槽３４等を水密に組立てるべくネジ部品（図示せず）などへの応用も有効である。また、本実施例では回転軸である中空状の回転軸３９と撹拌軸３８との両方に表面処理を施したが、少なくともいずれか一方を表面処理することでも、材料コストの低減をはじめ、一方の回転軸に対する上記した種々の性能改善が期待できる。

（変形例）
図６，７は、上記第２実施例に対する変形例を示すもので、このものは縦軸周りの脱水兼洗濯槽を備えた洗濯形式であるなど基本的構成は共通とするものの、駆動手段において、駆動機構部からの回転動力が途中のギヤ変速機構を介して回転軸に伝達されるようにした点で異なるとするものである。

すなわち、筐体６２内には弾性吊持機構６３により弾性支持された水槽６４、回転槽たる縦軸周りの脱水兼洗濯槽６５、及び脱水兼洗濯槽６５の内底部に設けた撹拌体６６を備えた脱水兼用洗濯機６１にあって、具体的な物品形状等は異なるものの以下に述べる駆動手段を除き上記実施例と実質的に同じ構成にある。

しかして、以下駆動手段の構成につき述べると、回転軸としては脱水兼洗濯槽６５を回転駆動する脱水用の中空状の回転軸６７と、洗い用の撹拌軸６８とによる２重軸構成を基本的構成とする点では上記実施例と共通であるが、本実施例ではいずれも途中でギヤ変速機構６９を介して所定の回転動力を伝達する構成としている点で異なる。すなわち、このギヤ変速機構６９は、大略的には太陽ギヤ６９ａと、遊星ギヤ６９ｂと、その周囲の内歯ギヤ６９ｃと、及び内歯ギヤ６９ｃを一体的に保持するとともに前記変速ギヤ群を囲み内蔵するギヤケーシング７０とを備えた構成にある。特にギヤケーシング７０は、後述するように中空状の回転軸６７と連結され一体的に回転駆動するとともに、外側方に設けられたブレーキ装置８３の図示しないブレーキ片がギヤケーシング７０の外側面に圧接して制動可能とするなど、複数の機能を兼用した構成としている。

このように途中にギヤ変速機構６９が介在するため、回転軸も上下に２分割された構成となり、具体的に中空状の回転軸６７は、上，下回転軸６７ａ，６７ｂと、また撹拌軸６８は上，下撹拌軸６８ａ，６８ｂとに分割された構成からなり、上回転軸６７ａは水槽６４底部を貫通して脱水兼洗濯槽６５の底部に、複数個のネジ７５により締結固定され、一方上撹拌軸６８ａは撹拌体６６とネジ７６により締結固定され、夫々回転駆動可能としている。

ところが、前者の上，下回転軸６７ａ，６７ｂは、前記ギヤケーシング７０を介して連結されているため、これらは一体的に回転可能である。これに対し、内部に夫々挿通された上，下撹拌軸６８ａ，６８ｂは、変速ギヤ群を介して分断された形態をなしており、後述するように下撹拌軸６８ｂから変速ギヤ群を経て減速された回転動力が上撹拌軸６８ａに伝達され、撹拌体６６を所定の回転速度で回転駆動する構成にある。

そして、このような回転軸６７及び撹拌軸６８の下端部には、図６に示すように従動プーリ７１が取付固定され、ベルト７２を経て駆動プーリ７３と連動するベルト伝達機構を構成している。しかるに、駆動プーリ７３は駆動モータ７４のモータ軸に連結されており、以ってプーリ（径）比に応じた所定の回転速度が、回転軸側に伝達される駆動機構部が形成されている。

なお、中空状の回転軸６７は、その外周囲に配置された軸受ハウジング７７により水密で回転可能に軸支されている。例えば、上回転軸６７ａでは、その外周面に摺動し且つ水槽６４底部の水密構造を兼ねた第１のシール部材７８が水密に配置され、その直下に位置するボールベアリングからなる軸受７９に嵌合支持され、以って回転可能に軸支されるとともに、これらシール部材７８及び軸受７９は、軸受ハウジング７７の上端部に嵌合支持され、そのうち軸受７９は、該ハウジング７７の下方における下回転軸６７ｂ側にも設けられている（図６参照）。

一方、中空状の回転軸６７の内周側には、特に脱水兼洗濯槽６５側からの水に対する水密構成とするために第２のシール部材８０が設けられ、該シール部材８０の内端側は上撹拌軸６８ａに水密で摺動可能に設けられている。

これに対し、上撹拌軸６８ａの外周面には、前記第２のシール部材８０の下位に位置して、滑り軸受８１，８２が上下に離間した位置に配置され上撹拌軸６８ａ部分を回転可能に軸支している。この上下２箇所に配置された滑り軸受８１，８２は、下撹拌軸６８ｂ側にも同様に配置され、斯くして撹拌軸６８は、中空状の回転軸６７の内部に回転可能に軸支された構成としている。

また、図６に示すように回転軸下部にはクラッチ機構８４が設けられ、前記ブレーキ装置８３と連動する構成としている。このクラッチ機構８４は、中空状の回転軸６７と撹拌軸６８とを一体的に連結した状態とする「拘束」状態と、これを解除する「解放」状態とを繰り返し行うもので、例えばクラッチ機構８４が動作して上記「拘束」状態としたときは、従動プーリ７１からの動力は下撹拌軸６８ｂ及び下回転軸６７ｂ共に伝達され、回転駆動される。

このとき、同時にブレーキ装置８３はギヤケーシング７０から離間して制動状態から解放された状態となるため、中空状の回転軸６７は回転駆動が可能な状態に維持され、下回転軸６７ｂからの回転動力がギヤケーシング７０、及び上回転軸６７ａに伝達され、該上回転軸６７ａに連結された脱水兼洗濯槽６５を高速回転し、つまり脱水運転を実行可能とする。ところが、下撹拌軸６８ｂの回転動力は、内歯ギヤ６９ｃがギヤケーシング７０と共に高速回転しているので、他の変速ギヤ群の回転伝達は無効化され、上撹拌軸６８ａ側に伝達されず、従って撹拌体６６は自由動状態にある。

これに対し、クラッチ機構８４が動作して下撹拌軸６８ｂと下回転軸６７ｂとの連結が解除された場合には、駆動機構部からの回転動力は下撹拌軸６８ｂ側のみ伝達される。同時に、ブレーキ装置８３が動作しブレーキ片（図示せず）がギヤケーシング７０の外側面に圧接した制動状態に維持される。従って、ギヤケーシング７０は、制動状態に拘束された静止状態に保持されるため、回転軸６７が回転駆動されることはない。
そして、内歯ギヤ６９ｃが静止状態に保持されるので太陽ギヤ６９ａと遊星ギヤ６９ｂとの回転動作が有効化され、この場合、所定速度に減速されて上撹拌軸６８ａに伝達され、撹拌体６６を適正な速度で回転する洗い運転が可能となる。

上記したように、本実施例の脱水兼用洗濯機６１によれば、ブレーキ装置８３やクラッチ機構８４の動作に応じて、中空状の回転軸６７、若しくは撹拌軸６８のうちのいずれかの回転駆動を有効化し、脱水運転若しくは洗い運転を選択的に実行可能である。しかるに、回転軸６７は、ギヤ変速機構６９を備えた構成では、途中にギヤケーシング７０を介在するなどして、上，下に分断した回転軸６７ａ，６７ｂとする構成にある。そして、特に水密構成を要する部位は水槽６４を貫通する上方側の部位にあり、従って上回転軸６７ａと水槽６４底部間に水密構成を施す必要があり、本実施例では軸受ハウジング７７の上端部で保持された第１のシール部材７８により水密構成が施されている。

このため、本実施例では少なくとも上回転軸６７ａに対し、例えば酸窒化法で、低炭素鋼を素材とする表面に軟窒化処理を施すことで、表面に窒化合物層及び更に酸化皮膜層を形成し、上記実施例で述べたと同様に上回転軸６７ａの表面が低摩擦係数の滑らかで美麗に仕上げられる。この結果、その外周面に摺動する第１のシール部材７８による水密性能は良好で、且つ長期安定したシール性能が期待できる。勿論、他に耐食性や耐磨耗性等に優れた性能を発揮するもので、当然これらとの相乗効果も期待できるものであることはいうまでもない。

一方、撹拌軸６８においてもギヤ変速機構６９を介して、上下に分断した形態となり、
且つ脱水兼洗濯槽６５内に突出した上撹拌軸６８ａ側において、水密処置を施すことが必要であり、因みに本実施例では上回転軸６７ａ内に装着された第２のシール部材８０が、上撹拌軸６８ａの外周面に水密に摺動する構成にある。しかして、撹拌軸６８においても、少なくとも上方の上撹拌軸６８ａを、低炭素鋼の素材として表面に窒化合物層及び更に酸化皮膜層を形成することで、上記同様に表面が低摩擦係数の滑らかで美麗に仕上げられ、シール性能に極めて有効であり、且つ材料コストを低く抑えることができるなど、実用的な脱水兼用洗濯機６１を提供できる。

また、本実施例でも回転軸６７若しくは撹拌軸６８のいずれか一方に表面処理を施しても、コストやシール性能等に大きな成果が期待できるとともに、下方側の回転軸６７ｂや撹拌軸６８ｂも含めて表面処理すれば、各種の軸受による軸支部分において精度良く支持され、回転性能や軸支機能として有効に作用するものである。

本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、例えば駆動機構部はモータのみに限らずモータからの回転動力をベルト駆動により変速して伝達する手段を有する構成としてもよい。また、回転軸等への表面処理は軟窒化処理に限定されないなど、実施に際して本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施可能である。

本発明の第１実施例を示すドラム式洗濯機の要部の拡大断面図 ドラム式洗濯機の概略構成を示す縦断側面図 回転軸を示し、（ａ）は正面図で、（ｂ）は下半部を断面とした側面図 本発明の第２実施例に係る脱水兼用洗濯機の一部破断して示す側面図 要部の拡大断面図 変形例に係る脱水兼用洗濯機の下半部を一部破断して示す側面図 要部の拡大断面図

符号の説明

図面中、１はドラム式洗濯機（洗濯機）、５，３４，６４は水槽、６はドラム（回転槽）、６ａは胴部、６ｂはバックカバー、１０，３９，６７は回転軸、１１，４４，７７は軸受ハウジング、１２，４０，７４はモータ（駆動機構部）、１８はコネクタ部、３１，６１は脱水兼用洗濯機（洗濯機）、３３，６５は脱水兼洗濯槽（回転槽）、３７，６６は撹拌体、３８，６８は撹拌軸、６９はギヤ変速機構、及び７０はギヤケーシングを示す。

Claims (4)

1. 貯水可能な水槽内に、横軸周りに回転可能に設けられた回転槽と、
   前記回転槽に直結され、周りを軸受ハウジングにて水密に回転可能に軸支された回転軸と、
   前記回転軸を介して前記回転槽を回転駆動する駆動機構部と、を備え、
   前記回転軸は、その素材を低炭素鋼とし、表面に窒化合物層を形成するとともに、更に該窒化合物層の表面に酸化皮膜層を形成する表面処理を施したことを特徴とする洗濯機。
2. 貯水可能な水槽内に、横軸周りに回転可能に設けられた回転槽と、
   前記回転槽に直結され、周りを軸受ハウジングにて水密に回転可能に軸支された回転軸と、
   前記回転軸を介して前記回転槽を回転駆動する駆動機構部と、を備え、
   前記回転軸は、回転槽側に連結されるとともに周りを水密に軸支されたコネクタ部と、該コネクタ部に一端が結合され他端が駆動側に延びる棒状軸部との分割構成とし、そのうちの前記コネクタ部の素材を低炭素鋼とし、その表面に窒化合物層を形成するとともに、更に該窒化合物層の表面に酸化皮膜層を形成する表面処理を施したことを特徴とする洗濯機。
3. 貯水可能な水槽内に、縦軸周りに回転可能に設けられた回転槽と、
   前記回転槽内に回転可能に設けられた撹拌体と、
   前記回転槽に一端が直結され、周りを軸受ハウジングにて水密に回転可能に軸支された中空状の回転軸と、
   前記撹拌体に一端が直結され、前記回転軸の中空部を通して水密に回転可能に軸支された撹拌軸と、
   前記回転軸及び撹拌軸の他端側に設けられ、これら軸を介して選択的に前記回転槽及び前記撹拌体を回転駆動する駆動機構部と、を備え、
   前記回転軸及び前記撹拌軸の少なくとも一方を、その素材を低炭素鋼とし、表面に窒化合物層を形成するとともに、更に該窒化合物層の表面に酸化皮膜層を形成する表面処理を施したことを特徴とする洗濯機。
4. 回転軸及び撹拌軸は、途中に変速ギヤ機構を介して回転駆動される構成とし、この変速ギヤ機構の上部に位置する前記回転軸及び撹拌軸の少なくとも一方に表面処理を施したことを特徴とする請求項３記載の洗濯機。

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