JP2013128636A - 洗濯機 - Google Patents

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Hiroyuki Inoue
弘之 井上
Shinji Kondo
信二 近藤
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Panasonic Corp
パナソニック株式会社
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Abstract

【課題】洗濯機において、減速の制限がなく小型化した減速機構を内部に有した電動機を搭載し、静音を実現した洗濯機を実現する。
【解決手段】回転ドラム22が一端に固定され、他端に従動プーリ28が固定された回転軸27と、電動機25の回転を従動プーリ28に伝達するベルト26とを備え、電動機25は、固定子鉄心31aに固定子巻線32を巻装した固定子31と、固定子31の両側のブラケットに配設された第1の軸受35及び第2の軸受38と、第1の軸受35を介して回転自在に保持された第1のシャフト36と、中心に有した孔37aに第1のシャフト36が挿入された回転子37と、第2の軸受38を介して回転自在に保持された第2のシャフト39と、第2のシャフト39に固定された電動機プーリ29と、第1のシャフト36と第2のシャフト39とを接続する減速機構40とを有する。
【選択図】図2

Description

本発明は減速機構を有する電動機を搭載した洗濯機に関するものである。
従来、洗濯機は低速高トルクの洗い工程と、高速低トルクの脱水工程を一つの電動機で駆動するため、縦型洗濯機のように洗いと脱水を同じ駆動点で動作するように減速機構を構成し、減速機構をプーリの減速と、メカケース内部のギア減速により構成するか、ドラム式洗濯機のように、減速機構をプーリ減速のみで構成していた。(例えば、特許文献1参照)。
図4は一般的な全自動縦型洗濯機を示したもので、以下その構成について説明する。全自動縦型洗濯機の外層1の外底部には基板2が固着され、この基板2には電動機3、減速機構部4を配設して、基板2の外縁部から洗濯機の外枠5の内部角隅より上下に球面を有するロッド6により外槽1を懸架している。電動機3には電動機プーリ13が、減速機構部4には従動プーリ14が設けられていて、それらのプーリの間にはベルト9がかけられている。7は洗濯槽であり脱水槽も兼ねていて外槽1に回転自在に内設され、この洗濯槽7の下部内方には攪拌翼8が脱水槽11に内包された回転軸10を介して回転自在に設けている。この攪拌翼8には下面にボス部8aと環状リブ8bが形設されている。
以上のように構成された全自動縦型洗濯機について、その動作を以下に説明する。一般的に、電動機プーリ13の径は、従動プーリ14の径よりも小さく設計されているため、電動機3の回転力は電動機プーリ13と従動プーリ14にかけられたベルト9を介して減速されて減速機構部4へと伝達され、この減速機構部4は洗濯、脱水の切換クラッチを内蔵していて、出力は回転軸10により攪拌翼8を減速して低速回転駆動させ洗濯を行うことができ、脱水軸11に出力が伝わると洗濯槽7を高速回転駆動させて脱水を行うことができる。
実開平6−55589号公報
しかしながら、このような従来の洗濯機では、洗濯槽の軸と電動機の軸との距離は、洗濯槽の径により制限があるためプーリによる減速には制限がある。また、電動機の軸トルクよりも洗濯槽の軸トルクが大きくなるよう設計するのが一般的のため、メカケースの耐久性を確保するために、ギアを大きく設計する必要がある。更には、減速機構が脱水槽に接しているため、減速機構の騒音が脱水槽に伝達し、洗濯機として大きな騒音が発生する。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、洗濯機において、減速比の制限がなく、省スペースで減速することが出来る電動機を搭載し、静音を実現した洗濯機を提供することを目的としている。
本発明は上記目的を達成するために、筐体と、洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容する水槽と、前記水槽の外部に固定した電動機と、洗濯工程の制御および
前記電動機の回転を制御する制御手段と、前記水槽に回転自在に支持され、前記回転ドラムが一端に固定され、他端に従動プーリが固定された回転軸と、前記電動機の回転を前記従動プーリに伝達するベルトとを備え、前記電動機は、外郭を形成するブラケットと、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子と、前記固定子の両側の前記ブラケットに配設された第1の軸受及び第2の軸受と、前記第1の軸受を介して回転自在に保持された第1のシャフトと、中心に有した孔に前記第1のシャフトが挿入された回転子と、前記第2の軸受を介して回転自在に保持された第2のシャフトと、前記第2のシャフトに固定された電動機プーリと、前記第1のシャフトと前記第2のシャフトとを接続する減速機構とを有する構成とした洗濯機である。
これにより、電動機の内部に減速機構が配置され、洗濯槽の軸と電動機の軸との距離により減速が制限されず、洗濯槽のトルクよりも電動機のトルクが小さいために、減速機構の小型設計ができるとともに、騒音の発生を防止したものである。
本発明の洗濯機は、減速の制限がなく小型化した減速機構を内部に有した電動機を搭載、静音を実現した洗濯機を実現することができる。
本発明の実施の形態1における洗濯機の側断面図 同洗濯機の電動機の断面図 同洗濯機の電動機の減速機構の分解斜視図 従来の洗濯機の側断面図
第1の発明は、筐体と、洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容する水槽と、前記水槽の外部に固定した電動機と、洗濯工程の制御および前記電動機の回転を制御する制御手段と、前記水槽に回転自在に支持され、前記回転ドラムが一端に固定され、他端に従動プーリが固定された回転軸と、前記電動機の回転を前記従動プーリに伝達するベルトとを備え、前記電動機は、外郭を構成するブラケットと、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子と、前記固定子の両側の前記ブラケットに配設された第1の軸受及び第2の軸受と、前記第1の軸受を介して回転自在に保持された第1のシャフトと、中心に有した孔に前記第1のシャフトが挿入された回転子と、前記第2の軸受を介して回転自在に保持された第2のシャフトと、前記第2のシャフトに固定された電動機プーリと、前記第1のシャフトと前記第2のシャフトとを接続する減速機構とを有する構成とした洗濯機である。
この構成により、電動機の内部に減速機構が配置され、回転ドラムの回転軸と電動機の回転軸(シャフト)との距離により減速機構の構成が制限されて、減速そのものが制限されるようなことがなく、回転ドラムのトルクよりも電動機のトルクが小さいために、減速機構の小型設計が可能な電動機を搭載することができるとともに、減速機構と水槽が接しないため、騒音の発生を防止して静音を実現した洗濯機を提供することができる。
第2の発明は、上記第1の発明において、減速機構は、遊星歯車減速機構で構成され、前記遊星歯車減速機構のサンギアは第1のシャフトに接続され、ブラケットに固定されたリングギアと、前記リングギア及び前記サンギアに噛み合うようにプラネットギアを配置し、前記プラネットギアに接続されたキャリアは第2のシャフトに接続される構成としたことにより、減速機構を小型に構成することができ、電動機の内部に減速機構を配置することができる。
第3の発明は、上記第1及び第2の発明において、回転子は、第1のシャフトの径よりも大きい穴を途中まで有し、前記穴の内部に減速機構が配置された構成としたことにより、電動機を小型化することができる。
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は本発明の実施の形態1における洗濯機の側断面図、図2は同洗濯機の電動機の断面図、図3は同洗濯機の電動機の減速機構の分解斜視図である。図1、図2および図3において、洗濯機は、筐体21の内部に、洗濯物を投入する回転ドラム22と、回転ドラム22を収容しかつ筐体21から弾性支持機構23により支持された水槽24とを備える。水槽24の外底部には、緩衝材(図示せず)を介して固定した電動機25を有し、洗浄工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程などの一連の洗濯工程の制御、および電動機25の回転を制御する制御手段20を筐体21の前面上部に備える。水槽24の背面中央には、水槽24に回転自在に支持され、回転ドラム22が一端に固定され、他端に従動プーリ28が固定された回転軸27を備え、電動機25の回転を従動プーリ28に伝達するベルト26を備えている。
電動機25は、固定子鉄心31aに固定子巻線32を巻装した固定子31と、固定子31に締結されて外郭を形成する第1のブラケット33と、第1のブラケットと反対側に配置され固定子31に締結されて外郭を形成する第2のブラケット34とを有する。また、第1のブラケット33に内包された第1の軸受35と、第1の軸受35を介して回転自在に保持された第1のシャフト36と、中心に有した孔に第1のシャフト36が挿入された回転子37と、第2のブラケット34に内包された第2の軸受38と、第2の軸受38を介して回転自在に保持された第2のシャフト39と、第2のシャフト39に固定された電動機プーリ29とを有し、第2のシャフト39は第1のシャフト36と減速機構40を介して接続されている。
減速機構40は、遊星歯車減速機構で構成されており、サンギア41は第1のシャフト36に接続され、第2のブラケット34に固定されたリングギア42と、リングギア42及びサンギア41に噛み合うように3個のプラネットギア43を配置し、プラネットギア43に接続されたキャリア44に第2のシャフト39が固定されている。
以上のように構成された洗濯機について、その動作、作用を説明する。回転ドラム22内に投入された衣類を洗濯するために、洗浄工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程などの一連の工程を制御手段20が制御し、各工程に応じて電動機25の回転を制御する。回転制御とは、電動機25の固定子巻線32に電流を流し、発生した磁場の変動により回転子37が回転駆動されるものである。
この時、回転子37は第1のシャフト36に固定されているため、回転子37の回転と一体になって第1のシャフト36も回転する。これにより第1のシャフト36に締結されているサンギア41が回転する。リングギア42は第2のブラケット34に固定されているので、プラネットギア43はサンギア41及びリングギア42の両方に噛み合った状態で自転しながら、サンギア41を中心にして公転運動を行う。この公転運動と一体に回転するように構成されるキャリア44は、サンギア41よりも減速した状態で回転する。このキャリア44に固定された第2のシャフト39は、回転子37及び第1のシャフト36よりも減速した状態で回転することになる。
ここで、仮にサンギア41の歯数をZa、プラネットギア43の歯数をZb、リングギ
ア42の歯数をZcとし、リングギア42を固定してサンギア41を回転させた場合、サンギア41の角速度に対して、プラネットギア43の公転角速度及びキャリア44の角速度はZa/(Za+Zc)倍に変換される。それぞれの歯数を適切に設定することにより、キャリア44及び第2のシャフト39は、サンギア41、回転子37及び第1のシャフト36よりも減速した状態で回転することになる。
以上の構成により、減速機構40を小型に構成することができ、電動機25の内部に配置することができる。すなわち、回転ドラム22の回転軸27と電動機25の回転軸(第2のシャフト39)との距離により減速機構の構成が制限されて、減速そのものが制限されるようなことがなく、回転ドラム22のトルクよりも電動機25のトルクが小さいために、減速機構40を小型に設計でき、電動機25の内部に搭載することができる。また、減速機構40と水槽24とが直接接触することがないため、騒音の発生を防止して静音を実現した洗濯機を提供することができる。
さらに図2において、回転子37は、中心に孔37aを設けて第1のシャフト36を焼きばめや圧入などにより固定している。回転子37の第2の軸受け38側に、さらに第1のシャフト36の径より大きく、減速機構40の外周が余裕をもって入り込める径を有する穴37bを設けている。そして、上述した減速機構40を穴37bの内部に入り込むように構成している。
この構成により、減速機構40を配設するためのスペースが削減され、電動機を小型化することができる。特に、シャフト長さ方向の大きさを小さくすることができる。
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、減速の制限がなく小型化した減速機構を内部に有した電動機を搭載した洗濯機を設計することが可能となるので、電動機を有した洗濯機等として有用である。
20 制御手段
21 筐体
22 回転ドラム
23 弾性支持機構
24 水槽
25 電動機
26 ベルト
27 回転軸
28 従動プーリ
29 電動機プーリ
31 固定子
31a 固定子鉄心
32 固定子巻線
33 第1のブラケット
34 第2のブラケット
35 第1の軸受
36 第1のシャフト
37 回転子
37a 孔
37b 穴
38 第2の軸受
39 第2のシャフト
40 減速機構
41 サンギア
42 リングギア
43 プラネットギア
44 キャリア

Claims (3)

  1. 筐体と、洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容する水槽と、前記水槽の外部に固定した電動機と、洗濯工程の制御および前記電動機の回転を制御する制御手段と、前記水槽に回転自在に支持され、前記回転ドラムが一端に固定され、他端に従動プーリが固定された回転軸と、前記電動機の回転を前記従動プーリに伝達するベルトとを備え、前記電動機は、外郭を形成するブラケットと、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子と、前記固定子の両側の前記ブラケットに配設された第1の軸受及び第2の軸受と、前記第1の軸受を介して回転自在に保持された第1のシャフトと、中心に有した孔に前記第1のシャフトが挿入された回転子と、前記第2の軸受を介して回転自在に保持された第2のシャフトと、前記第2のシャフトに固定された電動機プーリと、前記第1のシャフトと前記第2のシャフトとを接続する減速機構とを有する構成とした洗濯機。
  2. 減速機構は、遊星歯車減速機構で構成され、前記遊星歯車減速機構のサンギアは第1のシャフトに接続され、ブラケットに固定されたリングギアと、前記リングギア及び前記サンギアに噛み合うようにプラネットギアを配置し、前記プラネットギアに接続されたキャリアは第2のシャフトに接続される構成とした請求項1に記載の洗濯機。
  3. 回転子は、第1のシャフトの径よりも大きい穴を途中まで有し、前記穴の内部に減速機構が配置された構成とした請求項1または請求項2に記載の洗濯機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109881441A (zh) * 2019-04-19 2019-06-14 绍兴文理学院 一种差速滚筒洗衣机

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