JP2017012323A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

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弘美 廣田
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Abstract

【課題】安価で且つ信頼の高い駆動部によりドラムおよび回転体を回転させることができるドラム式洗濯機を提供する。
【解決手段】駆動部30は、駆動モータ100と、ドラム22の回転軸に固定される第1プーリ510と、回転体24の回転軸に固定される第2プーリ610と、駆動モータ100のモータ軸120に固定され、第1プーリ510に第1ベルト530を介して連結される第1モータプーリ520と、第2プーリ610に第2ベルト630を介して連結される第2モータプーリ620と、駆動部30による駆動形態を、モータ軸120と第2モータプーリ620とを連結し、駆動モータ100の回転に伴ってドラム22と回転体24とを互いに異なる回転速度で回転させる二軸駆動形態と、モータ軸120と第2モータプーリ620との連結を解除するドラム単体駆動形態との間で切り替えるクラッチ機構部700と、を含む、
【選択図】図2

Description

本発明は、ドラム式洗濯機に関する。かかるドラム式洗濯機は、洗濯から乾燥まで連続的に行うものであっても良いし、洗濯は行うが乾燥は行わないものであっても良い。
従来、ドラム式洗濯機は、底部に水を溜めた外槽内で横軸型のドラムを回転させ、ドラム内に設けたバッフルにより洗濯物を持ち上げては落下させ、洗濯物をドラムの内周面に叩き付けることにより、洗濯物を洗濯する。
このように、バッフルにより洗濯物が撹拌される構成では、洗濯物同士が絡み合ったり擦れ合ったりしにくい。このため、ドラム式洗濯機は、洗濯脱水槽内でパルセータを回転させて洗濯物を洗濯する全自動洗濯機に比べ、洗濯物に作用する機械力が小さくなりやすく、洗浄性能が低くなりやすい。
そこで、ドラム式洗濯機において、洗浄性能を向上させるため、ドラムの端部に、表面に突状部を有する回転体を設け、洗いやすすぎ時に、ドラムと回転体とを異なる回転速度で回転させる構成が採られ得る。
ドラムと回転体とを回転させる駆動部は、たとえば、ドラム用の駆動モータと回転体用の駆動モータとを備え、ドラム用の駆動モータの回転をベルトとプーリとによりドラムの回転軸に伝達してドラムを回転させるとともに、回転体用の駆動モータの回転をベルトとプーリとにより回転体の回転軸に伝達して回転体を回転させる構成とすることができる(特許文献1参照)。
特開平03−280992号公報
駆動部を上記のような構成とした場合、ベルトとプーリによる減速機構を用いた単純な構成により、ドラムと回転体とに回転速度の差を持たせることができるので、歯車による減速機構を用いた場合に比べて、故障等の面において信頼性が高い。しかしながら、ドラムと回転体とを回転させるために2つの駆動モータを用いるため、駆動部を安価に構成することが難しい。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、安価で且つ信頼の高い駆動部によりドラムおよび回転体を回転させることができるドラム式洗濯機を提供することを目的とする。
本発明の主たる態様に係るドラム式洗濯機は、筐体内に配置された外槽と、前記外槽内に配置され、水平軸または水平方向に対して傾く傾斜軸を中心に回転可能なドラムと、前記ドラム内に配置され、表面に洗濯物と接触する突状部を有する回転体と、前記ドラムおよび前記回転体を回転させる駆動部と、を備える。ここで、前記駆動部は、駆動モータと、前記ドラムの回転軸に固定される第1プーリと、前記回転体の回転軸に固定される第2プーリと、前記駆動モータのモータ軸に固定され、前記第1プーリに第1ベルトを介して連結される第1モータプーリと、前記第2プーリに第2ベルトを介して連結される第2モータプーリと、前記駆動部による駆動形態を、前記第2モータプーリに前記モータ軸の回転が伝達可能となるように前記モータ軸と前記第2モータプーリとを連結し、前記駆動モータの回転に伴って前記ドラムと前記回転体とを互いに異なる回転速度で回転させる第1駆動形態と、前記第2モータプーリに前記モータ軸の回転が伝達されないように前記モータ軸と前記第2モータプーリとの連結を解除する第2駆動形態との間で切り替えるクラッチ機構部と、を含む。
上記の構成によれば、ベルトとプーリによる減速機構を用いた単純な構成により、ドラムと回転体とに回転速度の差を持たせることができるので、歯車による減速機構を用いた場合に比べて、故障等の面において、駆動部の信頼性を高くすることができる。しかも、ドラムと回転体とを1つの駆動モータで回転させることができるので、駆動部を安価に構成できる。
また、上記の構成によれば、脱水時に、駆動形態が第2駆動形態に切り替えられると、回転体は、駆動モータにより回転されなくなる。これにより、ドラムの内周面に貼り付いた洗濯物が回転体により積極的に撹拌されるようなことがなくなり、洗濯物を良好に脱水できる。
さらに、上記の構成によれば、クラッチ機構部が、駆動モータのモータ軸と第2モータプーリとの間に作用する構成とされているので、クラッチ機構部が、第2モータプーリよりも大きな第2プーリと回転体の回転軸との間に作用する構成とされる場合に比べて、クラッチ機構部の構成の小型化が図れ、コストを抑えることができる。
本態様に係るドラム式洗濯機において、前記クラッチ機構部は、前記モータ軸の回転が前記第2モータプーリに伝達されるように前記モータ軸と前記第2モータプーリとを連結する第1の位置と、前記モータ軸の回転が前記第2モータプーリに伝達されないように前記モータ軸と前記第2モータプーリとの連結を解除する第2の位置に移動可能なクラッチ部と、前記クラッチ部を、前記第1の位置と前記第2の位置との間で移動させる移動機構部と、を含む構成とされ得る。
上記の構成によれば、駆動部を、ベルトとプーリによる減速機構を用いる構成とした場合に、クラッチ部と、当該クラッチ部を移動させる移動機構部とにより、駆動モータ側において、駆動部の駆動形態を第1駆動形態と第2駆動形態との間で良好に切り替えることができるクラッチ機構部を実現することができる。
上記の構成とされた場合、さらに、前記クラッチ部は、前記モータ軸に対して当該モータ軸の軸線方向へ移動でき且つ前記モータ軸と共に回転できるとともに、係合部を有する構成とされ得る。この場合、前記第2モータプーリは、前記移動機構部によって前記クラッチ部が前記第1の位置に移動されたときに前記係合部と係合する被係合部を有する構成とされ得る。
上記の構成によれば、第1駆動形態では、移動機構部によりクラッチ部が第1の位置に移動されて係合部が被係合部に係合することで、モータ軸、即ち駆動モータの回転が第2モータプーリに伝達される状態となる。一方、第2駆動形態では、移動機構部によりクラッチ部が第2の位置に移動されて係合部が被係合部から離脱することで、駆動モータの回転が第2モータプーリに伝達されない状態となる。
上記の構成とされた場合、さらに、前記クラッチ機構部は、前記クラッチ部が回転自在となるように前記クラッチ部を包囲する包囲部を含む構成とされ得る。この場合、前記移動機構部は、前記包囲部に連結される。
このような構成とされれば、回転することがない包囲部を設け、包囲部に移動機構部を連結したので、回転するクラッチ部を、回転しない移動機構部を用いて、軸線方向に移動させることができる。
クラッチ機構部が、クラッチ部と移動機構部とで構成される場合、さらに、前記駆動モータは、防振部材を介して前記外槽に固定される構成とされ得る。この場合、前記移動機構部は、前記駆動モータに固定される。
駆動モータが防振部材を介して外槽に固定される場合、外槽の振動が駆動モータに伝わりにくくなる反面、外槽と駆動モータとの間に動きの差が生じ得る。上記の構成では、移動機構部が駆動モータ側に固定されるので、外槽と駆動モータとの間に動きの差が生じでも、クラッチ部と移動機構部との連結部分に負荷が加わりにくい。よって、クラッチ機構部の信頼性を高めることができる。
本態様に係るドラム式洗濯機において、前記第2モータプーリは、前記モータ軸に回転自在に支持される構成とされ得る。
上記の構成によれば、第2モータプーリを回転自在に支持する支軸として、モータ軸が兼用される。よって、別途、支軸を設ける必要がないので、コストを削減できるとともに、支軸を設けた場合に必要なモータ軸との間の軸合わせも不要となり、駆動部の組立作業が容易となる。
本発明によれば、安価で且つ信頼の高い駆動部によりドラムおよび回転体を回転させることができるドラム式洗濯機を提供することができる。
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明によりさらに明らかとなろう。ただし、以下の実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
実施の形態に係る、ドラム式洗濯機の構成を示す側面断面図である。 実施の形態に係る、駆動部の構成について説明するための図である。 実施の形態に係る、駆動部の構成について説明するための図である。 実施の形態に係る、駆動部の構成について説明するための図である。 実施の形態に係る、駆動部の構成について説明するための図である。 実施の形態に係る、駆動部の構成について説明するための図である。 変更例1に係る、クラッチ機構部の構成について説明するための図である。 変更例1に係る、クラッチ機構部の構成について説明するための図である。 変更例1に係る、クラッチ機構部の構成について説明するための図である。 変更例2に係る、クラッチ機構部の構成について説明するための図である。
以下、本発明のドラム式洗濯機の一実施形態である乾燥機能を有さないドラム式洗濯機について、図面を参照して説明する。
図1は、ドラム式洗濯機1の構成を示す側面断面図である。
ドラム式洗濯機1は、外観を構成する筐体10を備える。筐体10の前面10aは、中央部から上部にかけて傾斜し、傾斜した面に洗濯物の投入口11が形成される。投入口11は、開閉自在なドア12により覆われる。
筐体10内には、外槽20が、複数のダンパー21により弾性的に支持される。外槽20内には、ドラム22が回転自在に配される。外槽20およびドラム22は、水平方向に対し、後面側が低くなるよう傾斜する。これにより、ドラム22は、水平方向に対して傾斜した傾斜軸を中心に回転する。外槽20およびドラム22の傾斜角度は、10〜20度程度とされ得る。外槽20の前面の開口部20aおよびドラム22の前面の開口部22aは、投入口11に対向し、投入口11ともにドア12により閉鎖される。ドラム22の周面には、多数の脱水孔22bが形成される。さらに、ドラム22の内周面には、3つのバッフル23が周方向にほぼ等しい間隔で設けられる。
ドラム22の後部には、回転体24が回転自在に配される。回転体24は、ほぼ円盤形状を有する。回転体24の表面には、中央部から放射状に延びる複数の突状部24aが形成される。回転体24は、ドラム22と同軸に回転する。
外槽20の後方には、ドラム22および回転体24を駆動するトルクを発生させる駆動部30が配される。駆動部30は、洗い工程およびすすぎ工程時には、ドラム22および回転体24を同一方向に異なる回転速度で回転させる。具体的には、駆動部30は、ドラム22を、ドラム22内の洗濯物に加わる遠心力が重力より小さくなる回転速度で回転させ、回転体24を、ドラム22の回転速度よりも速い回転速度で回転させる。
一方、駆動部30は、脱水工程時には、ドラム22を、ドラム22内の洗濯物に加わる遠心力が重力よりはるかに大きくなる回転速度で回転させる一方、回転体24を、発生するトルクによって回転させない。回転体24は、ドラム22内において、回転自由な状態となる。駆動部30の詳細な構成は、追って説明される。
外槽20の底部には、排水口部20bが形成される。排水口部20bには、排水バルブ40が設けられる。排水バルブ40は、排水ホース41に接続される。排水バルブ40が開放されると、外槽20内に溜められた水が排水ホース41を通じて機外へ排出される。
筐体10内の前方上部には、洗剤ボックス50が配される。洗剤ボックス50には、洗剤が収容される洗剤容器50aが前方から引き出し自在に収容される。洗剤ボックス50は、筐体10内の後方上部に配された給水バルブ51に、給水ホース52によって接続される。また、洗剤ボックス50は、外槽20の上部に、注水管53により接続される。給水バルブ51が開放されると、水道栓から水道水が、給水ホース52、洗剤ボックス50および注水管53を通じて外槽20内に供給される。この際、洗剤容器50aに収容された洗剤が、水に押し流れて外槽20内に供給される。
次に、駆動部30の構成について詳細に説明する。
図2ないし図6は、駆動部30の構成について説明するための図である。図2は、駆動部30の構成を示す縦断面図である。図3(a)は、外槽20の下部を後方から見た図であり、図3(b)は、図3(a)のA−A´断面図である。図4(a)および図5(a)は、図3(a)のB-B´断面図であり、図4(b)および図5(b)は、モータ軸120の周辺部の縦断面図である。図4(a)および(b)は、駆動部30の駆動形態が、ドラム単体駆動形態に切り替えられた状態を示し、図5(a)および(b)は、駆動部30の駆動形態が、二軸駆動形態に切り替えられた状態を示す。図6(a)は、第2モータプーリ620の背面図であり、図6(b)は、クラッチ部711の正面図であり、図6(c)は、モータ軸120を先端部の正面図である。なお、図3(a)では、第1ベルト530と第2ベルト630の図示が省略されている。
駆動部30は、駆動モータ100と、第1回転軸200と、第2回転軸300と、軸受ユニット400と、ドラム減速機構部500と、翼減速機構部600と、クラッチ機構部700とを含む。
駆動モータ100は、ドラム22および回転体24を駆動するためのトルクを発生する。駆動モータ100は、たとえば、インナーロータ型のDCブラシレスモータであり、ハウジング110内でロータに接続されたモータ軸120が、ハウジング110から後方に延びる。
ハウジング110の上部には、前側の左右に前取付ボス111が形成され、後側の左右に後取付ボス112が形成される。一方、外槽20の底部には、前取付ボス111に対応する前固定部25と、後取付ボス112に対応する後固定部26が形成される。図3(b)に示すように、前取付ボス111および後取付ボス112には、防振部材113および取付ネジ114が通される挿通孔111a、112aが形成される。前固定部25には、防振部材113および取付ネジ114が挿入される取付穴25aと取付ネジ114が止められるネジ孔25bが形成される。後固定部26には、防振部材113が挿入される挿入穴26aが形成される。挿入穴26aの底面には軸26bが形成される。防振部材113はゴムなどの弾性材料からなり、その中央には貫通孔113aが形成される。
前取付ボス111の挿通孔111aと前固定部25の取付穴25aに防振部材113が挿入された後、取付ネジ114が、防振部材113の貫通孔113aに通されて前固定部25のネジ孔25bに止められる。また、後取付ボス112の挿通孔112aと後固定部26の挿入穴26aに防振部材113が挿入される。この際、防振部材113の貫通孔113aが後固定部26の軸26bに差し込まれる。このようにして、駆動モータ100が、防振部材113を介して外槽20に固定される。
なお、本実施の形態では、前取付ボス111と前固定部25のみが取付ネジ114で固定されるが、後固定部26が前固定部25と同じ構成とされ、後取付ボス112と後固定部26が取付ネジ114で固定されてもよい。
第1回転軸200は、中空形状を有する。第1回転軸200の内部には、前部および後部に、それぞれ、第1すべり軸受211および第2すべり軸受212が設けられ、前端部に、メカニカルシール213が設けられる。
第2回転軸300は、第1回転軸200に内包される。第2回転軸300の前部は、第1回転軸200から前方に突出し、第2回転軸300の後部は、第1回転軸200から後方に突出する。第2回転軸300は、外周面が第1すべり軸受211および第2すべり軸受212により受けられ、第1回転軸200内において円滑に回転する。また、メカニカルシール213により、第2回転軸300と第1回転軸200との間への水の侵入が防止される。
軸受ユニット400には、中央部にほぼ円筒状の軸受部410が設けられる。軸受部410の内部には、前部および後部に、それぞれ、第1転がり軸受411および第2転がり軸受412が設けられ、前端部に、メカニカルシール413が設けられる。第1回転軸200は、外周面が第1転がり軸受411および第2転がり軸受412により受けられ、軸受部410内において円滑に回転する。また、メカニカルシール413により、第1回転軸200と軸受部410との間への水の侵入が防止される。さらに、軸受ユニット400には、軸受部410の周囲に固定フランジ部420が形成される。
軸受ユニット400は、固定フランジ部420において、ネジ止等の固定方法により、外槽20の後面に固定される。軸受ユニット400が外槽20に装着された状態において、第2回転軸300および第1回転軸200が外槽20の内部に臨む。ドラム22が図示しないネジにより第1回転軸200に固定され、回転体24がネジ310により第2回転軸300に固定される。
ドラム減速機構部500は、第1プーリ510と、第1モータプーリ520と、第1ベルト530とを含む。駆動モータ100の回転が、第1プーリ510と第1モータプーリ520との外径比で決まる減速比に従って減速され、第1回転軸200に伝達される。
第1プーリ510は、前面が開放された皿状に形成され、プーリ部511とプーリ部511より外径の小さな固定部512とを含む。固定部512には、中央部に固定ボス513が形成される。固定ボス513が第1回転軸200に固定されることにより、第1プーリ510が第1回転軸200の後端部に固定される。
後方に凹む凹部514であるプーリ部511の内部に、軸受部410の後端部が収容される。これにより、駆動部30の前後方向において軸受ユニット400と第1プーリ510とが重なるので、その分、駆動部30の前後方向のサイズを小さくなる。
第1モータプーリ520は、駆動モータ100のモータ軸120の根元部に取り付けられる。第1ベルト530は、第1プーリ510と第1モータプーリ520との間に架け渡される。
翼減速機構部600は、第2プーリ610と、第2モータプーリ620と、第2ベルト630とを含む。駆動モータ100の回転が、第2プーリ610と第2モータプーリ620との外径比で決まる減速比に従って減速され、第2回転軸300に伝達される。第1モータプーリ520の外径と第2モータプーリ620の外径は等しく、第2プーリ610の外径は、第1プーリ510のプーリ部511の外径より小さいため、翼減速機構部600による減速比は、ドラム減速機構部500による減速比よりも小さい。
第2プーリ610には、中央部に固定ボス611が形成される。固定ボス611が第2回転軸300に固定されることにより、第2プーリ610が第2回転軸300の後端部に固定される。
第2モータプーリ620は、駆動モータ100のモータ軸120により回転自在に支持される。即ち、図4(b)および図5(b)に示すように、第2モータプーリ620は、前後2つの転がり軸受621、622を介してモータ軸120のほぼ中央部に取り付けられる。第2モータプーリ620は、転がり軸受621、622により、モータ軸120に対して円滑に回転する。
図6(a)に示すように、第2モータプーリ620には、後端部の外周面に、全周に亘ってスプライン623が形成される。スプライン623は、本発明の被係合部に相当する。
クラッチ機構部700は、駆動部30による駆動形態を、第2モータプーリ620にモータ軸120の回転が伝達可能となるように第2モータプーリ620とモータ軸120とを連結することにより、駆動モータ100の回転に伴ってドラム22と回転体24とを互いに異なる回転速度で回転させる二軸駆動形態と、第2モータプーリ620にモータ軸120の回転が伝達されないように第2モータプーリ620とモータ軸120との連結を解除することにより、駆動モータ100の回転に伴ってドラム22回転させるとともに回転体24を回転自由な状態とするドラム単体駆動形態との間で切り替える。二軸駆動形態は、本発明の第1駆動形態に相当し、ドラム単体駆動形態は、本発明の第2駆動形態に相当する。
クラッチ機構部700は、クラッチ体710と、クラッチレバー720と、レバー支持部730と、レバー駆動装置740と、取付プレート750とを含む。
クラッチ体710は、第2モータプーリ620の後方に位置するよう、モータ軸120の先端部に配置される。図4(b)および図5(b)に示すように、クラッチ体710は、クラッチ部711と、包囲部712と、転がり軸受713とを含む。クラッチ部711は、ほぼ円筒形状を有し、その前端部711aの外径が前端部711aより後方の本体部711bの外径よりも大きくなるように構成されている。前端部711aには、第2モータプーリ620の後端部の外径とほぼ等しい内径を有する係合凹部714が形成される。図6(b)に示すように、係合凹部714の内周面には、全周に亘って第1スプライン715が形成される。また、本体部711bの内周面には、全周に亘って第2スプライン716が形成される。第1スプライン715は、本発明の係合部に相当する。
図6(c)に示すように、モータ軸120の先端部には、外周面に、全周に亘ってスプライン121が形成される。スプライン121の前後の寸法は、第2スプライン716の前後の寸法より大きくされる。
クラッチ部711の第2スプライン716とモータ軸120のスプライン121とが係合し、かかる係合によって、クラッチ部711は、モータ軸120に対してモータ軸120の軸線方向への移動でき且つモータ軸120と共に回転できる状態となる。
包囲部712は、円環状に形成され、クラッチ部711が回転自在となるように、クラッチ部711の中央部を包囲する。クラッチ部711と包囲部712との間に、転がり軸受713が介在し、この転がり軸受713により、クラッチ部711は、包囲部712に対して円滑に回転する。
包囲部712の上部は平坦面に形成され、この平坦面に上軸部717aが形成される。包囲部712の下部も平坦面に形成され、この平坦面に下軸部717bが形成される。
クラッチレバー720、レバー支持部730、レバー駆動装置740および取付プレート750は、移動機構部M1を構成する。移動機構部M1は、後述するように、クラッチ体710を、モータ軸120の回転が第2モータプーリ620に伝達されるようにモータ軸120と第2モータプーリ620とを連結する第1の位置と、モータ軸120の回転が第2モータプーリ620に伝達されないようにモータ軸120と第2モータプーリ620との連結を解除する第2の位置に移動させる。
クラッチレバー720は、包囲部712の外周面に沿うほぼコ字状のヘッド部721と、ヘッド部721から延びるレバー部722とを含む。ヘッド部721には、上下の先端部に、それぞれ上スリット721aおよび下スリット721bが形成される。ヘッド部721は、上軸部717aが上スリット721aに収容され、下軸部717bが下スリット721bに収容されるように包囲部712に連結される。これにより、ヘッド部721は、包囲部712に対して回転可能となる。
レバー部722は、所定の距離を置いて対峙する上部材722aおよび下部材722bと、これら上部材722aおよび下部材722bを連結する連結部材722cとで構成される。上部材722aおよび下部材722bには、レバー支持部730による支持位置よりもレバー駆動装置740側の同じ位置に、それぞれ、上ガイド孔723aおよび下ガイド孔723bが形成される。上ガイド孔723aおよび下ガイド孔723bは、左右方向に細長い孔であり、クラッチ体710側の端部がレバー駆動装置740側の端部よりやや前に位置するように、レバー部722の長手方向に対してやや傾くように形成される。
レバー支持部730は、上下方向に延びる支軸731を有し、クラッチレバー720のレバー部722を、支軸731を中心に回転可能となるように支持する。
レバー駆動装置740は、トルクモータ741と、カム742と、可動バー743と、連結バー744とを含む。カム742は、円盤状を有し、トルクモータ741のトルクによって水平軸周りに回転する。カム742の上面には、カム軸742aが形成される。
可動バー743には、一端部に、上方に突出する上ガイド軸743aと下方に突出する下ガイド軸743bが形成され、他端部に、後方に突出する連結軸743cが形成される。可動バー743の一端部がクラッチレバー720の上部材722aと下部材722bの間に通され、上ガイド軸743aが上ガイド孔723aに挿入され、下ガイド軸743bが下ガイド孔723bに挿入される。可動バー743は、モータ軸120の軸線方向と垂直な方向に移動可能となるよう、トルクモータ741に設けられたガイド筒745によってガイドされる。
連結バー744は、一端部が可動バー743の連結軸743cに回転可能に連結され、他端部がカム742のカム軸742aに回転可能に連結される。
レバー支持部730およびレバー駆動装置740は、取付プレート750に固定される。取付プレート750は、複数のネジ760により外槽20に固定される。
駆動部30の駆動形態が、ドラム単体駆動形態から二軸駆動形態に切り替えられる場合、クラッチ機構部700が、図4に示す状態から図5に示す状態に切り替えられる。即ち、図5(a)に示すように、カム軸742aがクラッチ体710に最も近づくように、トルクモータ741によってカム742が回転される。これにより、可動バー743がクラッチ体710に近づくように移動し、可動バー743の上ガイド軸743aおよび下ガイド軸743bが、それぞれ上ガイド孔723aおよび下ガイド孔723bを、レバー駆動装置740側の端部からクラッチ体710側の端部へと移動する。上ガイド孔723aおよび下ガイド孔723bは、クラッチ体710側の端部がレバー駆動装置740側の端部より前方に位置するように傾いているので、クラッチレバー720は、ヘッド部721が前方に移動するように支軸731を中心に回転し、ヘッド部721に連結されたクラッチ体710が前方へ移動する。これにより、クラッチ部711の第1スプライン715と第2モータプーリ620のスプライン623とが係合する。
第1スプライン715とスプライン623とが係合すると、クラッチ部711と第2モータプーリ620とが回転方向に関して固定されるため、モータ軸120の回転を、クラッチ部711を介して第2モータプーリ620に伝達できる状態となる。このような状態において、駆動モータ100が回転すると、当該回転が翼減速機構部600を介して第2回転軸300に伝達され、第2回転軸300に固定された回転体24が回転する。回転体24は、駆動モータ100の回転速度が翼減速機構部600による減速比に従って低下した回転速度で回転する。また、駆動モータ100の回転がドラム減速機構部500を介して第1回転軸200に伝達され、第1回転軸200に固定されたドラム22が回転する。ドラム22は、駆動モータ100の回転速度がドラム減速機構部500による減速比に従って低下した回転速度で回転する。上述の通り、翼減速機構部600による減速比は、ドラム減速機構部500による減速比より小さいため、回転体24が、ドラム22よりも速い回転速度でドラム22と同じ方向に回転する。
ここで、クラッチ部711は、第2モータプーリ620と共に回転するが、クラッチレバー720は、クラッチ部711が回転自在な状態で連結された包囲部712に連結されているので、クラッチ部711が回転しても、その回転によるトルクがクラッチレバー720にほぼ伝わることがない。
一方、駆動部30の駆動形態が、二軸駆動形態からドラム単体駆動形態に切り替えられる場合、クラッチ機構部700が、図5に示す状態から図4に示す状態に切り替えられる。即ち、図4(a)に示すように、カム軸742aがクラッチ体710から最も遠ざかるように、トルクモータ741によってカム742が回転される。これにより、可動バー743がクラッチ体710から遠ざかるように移動し、可動バー743の上ガイド軸743aおよび下ガイド軸743bが、それぞれ上ガイド孔723aおよび下ガイド孔723bを、クラッチ体710側の端部からレバー駆動装置740側の端部へと移動する。上ガイド孔723aおよび下ガイド孔723bの傾いた形状により、クラッチレバー720は、ヘッド部721が後方に移動するように支軸731を中心に回転し、ヘッド部721に連結されたクラッチ体710が後方へ移動する。これにより、第2モータプーリ620のスプライン623からクラッチ部711の第1スプライン715が離脱する。
第1スプライン715がスプライン623から離脱すると、モータ軸120の回転を、第2モータプーリ620に伝達できない状態となる。このような状態において、駆動モータ100が回転すると、当該回転がドラム減速機構部500を介して第1回転軸200に伝達され、ドラム22が回転する。ドラム22は、駆動モータ100の回転速度がドラム減速機構部500による減速比に従って低下した回転速度で同じ方向に一体的に回転する。一方、駆動モータ100が回転しても、モータ軸120は第2モータプーリ620に対して空周りするだけであり、第2回転軸300には駆動モータ100の回転が伝達されないので、回転体24は回転しない。第2回転軸300は、第1回転軸200に対して回転可能であるため、回転体24は、自由に回転できる状態となる。
さて、ドラム式洗濯機1は、各種運転コースの洗濯運転を行う。洗濯運転は、洗い工程、中間脱水工程、すすぎ工程および最終脱水工程を含む。
洗い工程およびすすぎ工程では、駆動部30の駆動形態が、二軸駆動形態に切り替えられる。外槽20内に、投入口11の下縁に至らない所定の水位まで水が溜められた状態で、駆動モータ100が、交互に、右回転および左回転する。これにより、ドラム22と回転体24とが、回転体24の回転速度がドラム22の回転速度より速い状態で、交互に右回転および左回転する。このとき、ドラム22の回転速度は、ドラム22内の洗濯物に作用する遠心力が重力より小さくなる回転速度となるように設定される。
ドラム22および回転体24が回転すると、ドラム22内の洗濯物が、バッフル23で掻き上げられては落とされることにより、ドラム22の内周面に叩き付けられる。加えて、ドラム22の後部では、回転する回転体24の突状部24aに洗濯物が接触し、突状部24aに洗濯物が擦られたり、突状部24aによって洗濯物が撹拌されたりする。これにより、洗濯物が洗われる、あるいは、すすがれる。
このように、洗いおよびすすぎ時には、ドラム22の回転による機械力のみならず回転体24による機械力が洗濯物に付与されるので、洗浄性能の向上が期待できる。 次に、中間脱水工程および最終脱水工程では、駆動部30の駆動形態が、ドラム単体駆動形態に切り替えられる。駆動モータ100は、一方向に高速で回転し、ドラム22は、ドラム22内の洗濯物に作用する遠心力が重力よりはるかに大きくなる回転速度で回転する。遠心力の作用により、洗濯物が、ドラム22の内周面に押しつけられ、脱水される。このとき、回転体24は、駆動モータ100によって回転されず、回転自由な状態となる。
このように、脱水時には、回転体24が駆動モータ100により回転されないので、ドラム22に張り付いた洗濯物が回転体24により積極的に撹拌されるようなことがなく、洗濯物を良好に脱水できる。
<実施の形態の効果>
本実施の形態によれば、ベルトとプーリによる減速機構を用いた単純な構成により、ドラム22と回転体24とに回転速度の差を持たせることができるので、歯車による減速機構を用いた場合に比べて、故障等の面において、駆動部30の信頼性を高くすることができる。しかも、ドラム22と回転体24とを1つの駆動モータ100で回転させることができるので、駆動部30を安価に構成できる。
さらに、本実施の形態によれば、脱水時に、駆動形態がドラム単体駆動形態に切り替えられると、回転体24は、駆動モータ100により回転されなくなるので、ドラム22の内周面に貼り付いた洗濯物が回転体24により積極的に撹拌されるようなことがなくなり、洗濯物を良好に脱水できる。
さらに、本実施の形態によれば、クラッチ機構部700が、駆動モータ100のモータ軸120と第2モータプーリ620との間に作用する構成とされているので、クラッチ機構部700が、第2モータプーリ620よりも大きな第2プーリ610と第2回転軸300との間に作用する構成とされる場合に比べて、クラッチ機構部700の構成の小型化が図れ、コストを抑えることができる。
さらに、本実施の形態によれば、ドラム22および外槽20が上方に傾くように筐体10内に配置される構成において、駆動モータ100を第1プーリ510および第2プーリ610よりも下方に配置させ、かかる駆動モータ100側にクラッチ機構部700を設けるようにしたので、ドラム22および外槽20が傾くことにより拡がった外槽20と筐体10の背面との間のスペースに、クラッチ機構部700を設けることができる。これにより、第2プーリ610よりも後方に張り出さないようにクラッチ機構部700を配置することが可能となるため、クラッチ機構部700を設けた分だけ筐体10の前後方向のサイズが大きくなってしまうということを防止できる。
さらに、本実施の形態によれば、駆動部30を、ベルトとプーリによる減速機構を用いる構成とした場合に、クラッチ体710と、クラッチ体710を移動させる移動機構部M1とにより、駆動モータ100側において、駆動部30の駆動形態を、二軸駆動形態とドラム単体駆動形態との間で良好に切り替えることができるクラッチ機構部700を実現することができる。
さらに、本実施の形態によれば、クラッチ部711を回転自在な状態で包囲する包囲部712を設け、この包囲部712にクラッチレバー720を連結するようにしたので、回転するクラッチ部711を、回転しない移動機構部M1を用いて、モータ軸120の軸線方向に移動させることができる。
さらに、本実施の形態によれば、第2モータプーリ620を回転自在に支持する支軸として、モータ軸120が兼用される。これにより、別途、支軸を設ける必要がないので、コストを削減できるとともに、支軸を設けた場合に必要なモータ軸120との間の軸合わせも不要となり、駆動部30の組立作業が容易となる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態等によって何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も、上記以外に種々の変更が可能である。
<変更例1>
上記実施の形態では、クラッチ機構部700は、クラッチ体710が駆動モータ100に固定されるのに対し、移動機構部M1が外槽20に固定される。これに対し、本変更例のクラッチ機構部800は、クラッチ体810と移動機構部M2が共に駆動モータ100に固定される。
図7ないし図9は、変更例1に係る、クラッチ機構部800の構成について説明するための図である。図7は、クラッチ機構部800が取り付けられた駆動モータ100を後方から見た図である。図8(a)および図9(a)は、図7のC−C´断面図である。図8(a)は、駆動部30の駆動形態が、二軸駆動形態に切り替えられた状態を示し、図9(a)は、駆動部30の駆動形態が、ドラム単体駆動形態に切り替えられた状態を示す。図8(b)は、図8(a)のD−D´断面図であり、図9(b)は、図9(a)のE−E´断面図である。
クラッチ機構部800は、クラッチ体810と、クラッチレバー820と、レバー支持部830と、レバー駆動装置840と、ハウジング850とを含む。クラッチレバー820、レバー支持部830、レバー駆動装置840およびハウジング850は、移動機構部M2を構成する。
クラッチ体810は、モータ軸120の先端部に配置され、クラッチ部811と、包囲部812と、転がり軸受813とを含む。クラッチ部811は、上記実施の形態のクラッチ部711と同様の構成を有し、前端部811aの係合凹部814の内周面に第1スプライン815が形成されるとともに、本体部811bの内周面に第2スプライン816が形成される。
包囲部812は、上記実施の形態の包囲部712と異なり、左右の部位に平坦面が形成され、各平坦面に軸部817が形成される。クラッチ部811と包囲部812との間に、転がり軸受813が介在する。
クラッチレバー820は、ほぼY字形状を有し、その上端部が包囲部812の軸部817に回転可能に連結される。
レバー支持部830は、ハウジング850と一体に形成された左右のアーム831と、左右のアーム831に架け渡された支軸832とを含む。レバー支持部830は、クラッチレバー820を、支軸832を中心に回転可能となるように支持する。
レバー駆動装置840は、トルクモータ841と、カム842とを含む。カム842は、円盤状を有し、トルクモータ841のトルクによって垂直軸周りに回転する。カム842の上面には、円環上のカム溝842aが形成される。カム溝842aの中心Pは、カム842の中心Oに対し僅かに後方にずれる。カム溝842a内にクラッチレバー820の下端部が挿入される。
ハウジング850は、プーリ収容部851とモータ収容部852とを含み、ネジ860により、駆動モータ100のハウジング110に固定される。第1モータプーリ520および第2モータプーリ620が、プーリ収容部851に収容される。プーリ収容部851には、第1ベルト530および第2ベルト630が通る開口部853が左右両側に形成される。レバー駆動装置840は、モータ収容部852に収容され、ネジ等の固定手段によりモータ収容部852内に固定される。
モータ収容部852の上部にフック部854が形成される。フック部854とクラッチレバー820の取付部821との間にバネ870が架け渡される。バネ870は、クラッチレバー820の下部を前方へ引っ張る。
駆動部30の駆動形態が、ドラム単体駆動形態から二軸駆動形態に切り替えられる場合、クラッチ機構部800が、図9に示す状態から図8に示す状態に切り替えられる。即ち、図8に示すように、カム溝842aが最も後方に移動するように、トルクモータ841によってカム842が回転される。クラッチレバー820の下端部がカム溝842aに案内され、バネ870の引張力に抗して後方に移動する。クラッチレバー820が支軸832を中心に回転して、クラッチレバー820の上端部が前方へ移動し、当該上端部に連結されたクラッチ体810が前方へ移動する。これにより、クラッチ部811の第1スプライン815と第2モータプーリ620のスプライン623とが係合し、モータ軸120の回転が第2モータプーリ620に伝達されるようにモータ軸120と第2モータプーリ620とが連結される。
一方、駆動部30の駆動形態が、二軸駆動形態からドラム単体駆動形態に切り替えられる場合、クラッチ機構部800が、図8に示す状態から図9に示す状態に切り替えられる。即ち、図9に示すように、カム溝842aが最も前方に移動するように、トルクモータ841によってカム842が回転される。クラッチレバー820の下端部がバネ870に引っ張られつつカム溝842aに案内されて前方に移動する。クラッチレバー820が支軸832を中心に回転して、クラッチレバー820の上端部が後方へ移動し、当該上端部に連結されたクラッチ体810が後方へ移動する。これにより、第2モータプーリ620のスプライン623からクラッチ部811の第1スプライン815が離脱し、モータ軸120の回転が第2モータプーリ620に伝達されないようにモータ軸120と第2モータプーリ620との連結が解除される。
駆動モータ100は、防振部材113を介して外槽20に固定されるため、外槽20の振動が駆動モータ100に伝わりにくい。反面、洗濯運転の際に、外槽20と駆動モータ100との間に動きの差が生じ得る。
本変更例の構成では、移動機構部M2が駆動モータ100側に固定されるので、外槽20と駆動モータ100との間に動きの差が生じでも、クラッチ体810と移動機構部M2との連結部分に負荷が加わりにくい。よって、クラッチ機構部800の信頼性を高めることができる。
<変更例2>
図10は、変更例2に係る、クラッチ機構部900の構成について説明するための図であり、モータ軸120の周辺部の縦断面である。図10(a)は、駆動部30の駆動形態が、ドラム単体駆動形態に切り替えられた状態を示し、図10(b)は、駆動部30の駆動形態が、二軸駆動形態に切り替えられた状態を示す。
本変更例においても、変更例1と同様に、移動機構部M3が駆動モータ100に固定される。
クラッチ機構部900は、クラッチ体910と、クラッチ駆動装置920と、装置保持部930とを含む。クラッチ駆動装置920および装置保持部930は、移動機構部M3を構成する。
クラッチ体910は、モータ軸120の先端部に配置され、クラッチ部911と、包囲部912と、転がり軸受913とを含む。クラッチ部911は、上記実施の形態のクラッチ部711と同様の構成を有し、前端部911aの係合凹部914の内周面に第1スプライン915が形成されるとともに、本体部911bの内周面に第2スプライン916が形成される。
包囲部912は、クラッチ部911を包囲するほぼ円筒状の本体部912aと、本体部912aの後方に形成されたドーナツ盤状の吸着盤912bとを含む。包囲部912は、鉄等の磁性材料により形成される。クラッチ部911と包囲部912の本体部912aとの間に、転がり軸受913が介在する。
クラッチ駆動装置920は、クラッチ体910を囲む円筒状のケーシング921を備える。ケーシング921には、環状のコイル922が装着されるとともに、後面に、コイル922に近接するように環状の永久磁石923が装着される。ケーシング921の後面に包囲部912の吸着盤912bが対峙する。ケーシング921にはコイルバネ924が収容される。コイルバネ924は、吸着盤912bをケーシング921の後面から離間させる方向に反発力を有する。
装置保持部930は、円筒形状を有し、その内部に第1モータプーリ520および第2モータプーリ620が収容されるように、駆動モータ100のハウジング110に複数のネジ940で固定される。装置保持部930には、第1ベルト530および第2ベルト630が通る開口部931が左右両側に形成される。装置保持部930の後端部にクラッチ駆動装置920のケーシング921が複数のネジ950で固定される。
駆動部30の駆動形態が、ドラム単体駆動形態から二軸駆動形態に切り替えられる場合、クラッチ機構部900が、図10(a)に示す状態から図10(b)に示す状態に切り替えられる。即ち、クラッチ駆動装置920のコイル922が、永久磁石923の吸引力を強めるような極性で通電される。吸着盤912bが永久磁石923に引きつけられ、クラッチ体910がコイルバネ924の反発力に抗して前方へ移動する。これにより、クラッチ部911の第1スプライン915と第2モータプーリ620のスプライン623とが係合し、モータ軸120の回転が第2モータプーリ620に伝達されるようにモータ軸120と第2モータプーリ620とが連結される。
吸着盤912bが永久磁石923に吸着するまでクラッチ体910が移動すると、コイル922の通電が停止される。コイル922が通電されていないときに永久磁石923に吸着した吸着盤912bが受ける吸引力がコイルバネ924の反発力よりも大きくなるよう、永久磁石923の磁力が設定される。このため、コイル922への通電が停止しても、永久磁石923の吸引力によってクラッチ体910は移動後の位置に保持される。
一方、駆動部30の駆動形態が、二軸駆動形態からドラム単体駆動形態に切り替えられる場合、クラッチ機構部900が、図10(b)に示す状態から図10(a)に示す状態に切り替えられる。即ち、クラッチ駆動装置920のコイル922が、永久磁石923の吸引力を弱めるような極性で通電される。コイルバネ924の反発力が永久磁石923の吸引力に勝るようになるため、吸着盤912bはコイルバネ924により後方に押され、クラッチ体910が後方へ移動する。これにより、第2モータプーリ620のスプライン623からクラッチ部911の第1スプライン915が離脱し、モータ軸120の回転が第2モータプーリ620に伝達されないようにモータ軸120と第2モータプーリ620との連結が解除される。
第1スプライン915がスプライン623から離間する位置までクラッチ体910が移動すると、コイル922への通電が停止される。コイル922に通電されていないときにこの位置で吸着盤912bが永久磁石923から受ける吸引力はコイルバネ924の反発力よりも小さくなるため、コイル922への通電が停止してもクラッチ体910は移動後の位置に保持される。
本変更例の構成では、変更例1と同様、移動機構部M3が駆動モータ100側に固定されるので、外槽20と駆動モータ100との間に動きの差が生じでも、クラッチ体910と移動機構部M3との連結部分に負荷が加わりにくい。よって、クラッチ機構部900の信頼性を高めることができる。
<その他の変更例>
上記実施の形態では、中間脱水工程および最終脱水工程において、駆動部30の駆動形態がドラム単体駆動形態に切り替えられる。しかしながら、洗い工程やすすぎ工程においてドラム22を回転させる際に、駆動形態が、ドラム単体駆動形態に切り替えられる構成が採られても良い。たとえば、ドラム単体駆動形態への切替えは、デリケートな衣類やドライマーク衣類を洗濯する洗濯コースにおいて行われることが特に望ましい。
外槽20内に水が溜められた状態において、ドラム単体駆動形態で駆動モータ100が回転すると、ドラム22が回転し、バッフル23により洗濯物が撹拌される。
このとき、ドラム22の前側では、洗濯物は、バッフル23によりドラム22の真上近くまで持ち上げられると落下するので、ドラム22が1回転する間にほぼ2回転することになる。一方、ドラム22の後側では、洗濯物が回転体24に押しつけられた状態となりやすい。上述のように、回転体24は自由に回転できる状態にあるので、洗濯物がバッフル23で撹拌されて回転したときに回転体24も洗濯物と一緒に回転しやすい。これにより、ドラム22の後側でも、前側と同様、洗濯物は、ドラム22が1回転する間にほぼ2回転することになる。よって、ドラム22の前側と後側とで洗濯物の回転差が生じにくく、回転差による洗濯物のねじれが生じにくい。
なお、ドラム22に対して回転体24が自由に回転できない場合、ドラム22の後側では、洗濯物が回転体24に押しつけられると、バッフル23で撹拌されたときに、洗濯物がドラム22の真上近くで落下せず、回転体24に張り付いて回転するような状態となる。こうなると、ドラム22の後側では、洗濯物は、ドラム22が1回転する間にほぼ1回転しかしないため、ドラム22の前側と後側とで洗濯物の回転差が生じ、洗濯物がねじれやすくなる。
また、ドラム単体駆動形態では、二軸駆動形態のように、駆動モータ100により回転体24が回転されないため、回転体24によって洗濯物が擦られることもない。
このように、洗い工程またはすすぎ工程において、ドラム単体駆動形態で駆動モータ100を動作させた場合には、洗濯物にねじれによる傷みや擦れによる傷みが生じにくい。よって、本変更例によれば、デリケートな衣類を、傷みの発生を抑えつつ洗ったりすすいだりすることが可能となる。
また、上記実施の形態では、クラッチ部711の第1スプライン715と第2モータプーリ620のスプライン623との係合により、クラッチ部711と第2モータプーリ620とが回転方向に関して固定される。しかしながら、クラッチ部711を第2モータプーリ620に係合させる構成は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その他の構成であっても良い。たとえば、クラッチ部711に突起が形成されるとともに、第2モータプーリ620に窪みまたは孔が形成され、突起が窪みまたは孔に嵌り込むような構成が採られても良い。
また、上記実施の形態では、第2モータプーリ620とモータ軸120との間に2つの転がり軸受621、622が設けられる。また、クラッチ部711と包囲部712との間に転がり軸受713が設けられる。しかしながら、これら転がり軸受621、622、713がすべり軸受に置き換えられても良い。
さらに、上記実施の形態では、ドラム22が、水平方向に対して傾斜した傾斜軸を中心に回転する。しかしながら、ドラム式洗濯機1は、ドラム22が、水平軸を中心に回転するような構成とされても良い。
さらに、上記実施の形態のドラム式洗濯機1は、乾燥機能を備えていないが、本発明は、乾燥機能を備えたドラム式洗濯機、即ち、ドラム式洗濯乾燥機に適用することもできる。
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
10 筐体
20 外槽
22 ドラム
24 回転体
24a 突状部
30 駆動部
100 駆動モータ
200 第1回転軸
300 第2回転軸
500 ドラム減速機構部
510 第1プーリ
520 第1モータプーリ
530 第1ベルト
600 翼減速機構部
610 第2プーリ
620 第2モータプーリ
630 第2ベルト
623 スプライン(被係合部)
700 クラッチ機構部
710 クラッチ体
711 クラッチ部
712 包囲部
715 第1スプライン(係合部)
720 クラッチレバー
730 レバー支持部
740 レバー駆動装置
750 取付プレート
M1 移動機構部

Claims (6)

  1. 筐体内に配置された外槽と、
    前記外槽内に配置され、水平軸または水平方向に対して傾く傾斜軸を中心に回転可能なドラムと、
    前記ドラム内に配置され、表面に洗濯物と接触する突状部を有する回転体と、
    前記ドラムおよび前記回転体を回転させる駆動部と、を備え、
    前記駆動部は、
    駆動モータと、
    前記ドラムの回転軸に固定される第1プーリと、
    前記回転体の回転軸に固定される第2プーリと、
    前記駆動モータのモータ軸に固定され、前記第1プーリに第1ベルトを介して連結される第1モータプーリと、
    前記第2プーリに第2ベルトを介して連結される第2モータプーリと、
    前記駆動部による駆動形態を、前記第2モータプーリに前記モータ軸の回転が伝達可能となるように前記モータ軸と前記第2モータプーリとを連結し、前記駆動モータの回転に伴って前記ドラムと前記回転体とを互いに異なる回転速度で回転させる第1駆動形態と、前記第2モータプーリに前記モータ軸の回転が伝達されないように前記モータ軸と前記第2モータプーリとの連結を解除する第2駆動形態との間で切り替えるクラッチ機構部と、を含む、
    ことを特徴とするドラム式洗濯機。
  2. 請求項1に記載のドラム式洗濯機において、
    前記クラッチ機構部は、
    前記モータ軸の回転が前記第2モータプーリに伝達されるように前記モータ軸と前記第2モータプーリとを連結する第1の位置と、前記モータ軸の回転が前記第2モータプーリに伝達されないように前記モータ軸と前記第2モータプーリとの連結を解除する第2の位置に移動可能なクラッチ部と、
    前記クラッチ部を、前記第1の位置と前記第2の位置との間で移動させる移動機構部と、を含む、
    ことを特徴とするドラム式洗濯機。
  3. 請求項2に記載のドラム式洗濯機において、
    前記クラッチ部は、前記モータ軸に対して当該モータ軸の軸線方向へ移動でき且つ前記モータ軸と共に回転できるとともに、係合部を有し、
    前記第2モータプーリは、前記移動機構部によって前記クラッチ部が前記第1の位置に移動されたときに前記係合部と係合する被係合部を有する、
    ことを特徴とするドラム式洗濯機。
  4. 請求項3に記載のドラム式洗濯機において、
    前記クラッチ機構部は、前記クラッチ部が回転自在となるように前記クラッチ部を包囲する包囲部を含み、
    前記移動機構部は、前記包囲部に連結される、
    ことを特徴とするドラム式洗濯機。
  5. 請求項2ないし4の何れか一項に記載のドラム式洗濯機において、
    前記駆動モータは、防振部材を介して前記外槽に固定され、
    前記移動機構部は、前記駆動モータに固定される、
    ことを特徴とするドラム式洗濯機。
  6. 請求項1ないし5の何れか一項に記載のドラム式洗濯機において、
    前記第2モータプーリは、前記モータ軸に回転自在に支持される、
    ことを特徴とするドラム式洗濯機。
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