JP3600098B2

JP3600098B2 - 洗濯機

Info

Publication number: JP3600098B2
Application number: JP35399399A
Authority: JP
Inventors: 康志荒木; 茂樹吉田; 春夫間宮; 剛村尾; 慎竹内; 和孝中西
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: JP2001162087A; CN1299899A; KR100398994B1; CN1165649C; KR20010062368A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は洗濯機に関し、更に詳しくは、外槽の内部に洗濯脱水槽を回転自在に配設すると共に洗濯脱水槽の内底部に撹拌翼を回転自在に配設した全自動洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な全自動洗濯機では、洗い及び濯ぎ運転時には、洗濯脱水槽の内底部に配設された撹拌翼だけが低速で両方向に回転駆動され、脱水運転時には、洗濯脱水槽と撹拌翼とが一体に高速で一方向に回転駆動されるようになっている。このような駆動切換を行うために、従来の多くの洗濯機では、例えばスプリングクラッチによるクラッチ機構が駆動機構に設けられている。このようなクラッチ機構では、一回転方向のみにおいてスプリングクラッチが締まって駆動軸が洗濯脱水槽の支持槽に連継される構造となっているため、洗濯脱水槽の高速回転中に駆動軸が停止した場合には駆動軸と支持軸との連継が解除され、洗濯脱水槽は惰性で回転し続ける。そこで、この駆動装置にはバンドブレーキ機構が備えられ、脱水運転終了時等にはこのバンドブレーキ機構を作動させることにより洗濯脱水槽を迅速に停止させるようにしている。また、このブレーキ機構は洗いや濯ぎ運転時に撹拌翼を回転させた際に、洗濯脱水槽が共回りしないように制止する機能も有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなクラッチ機構やバンドブレーキ機構は構造が複雑であるため、洗濯機においてかなりのコスト上昇要因になっている。そこで、特に比較的低価格で機能が単純化された洗濯機においては、バンドブレーキ機構をなくすと共にクラッチ機構の構造を簡単化した駆動装置に対する要望が強かった。
【０００４】
ところで、上述の如く一般的には洗いや濯ぎ時には洗濯脱水槽は停止しているが、洗濯脱水槽を積極的に撹拌翼の回転方向とは反対方向に低速回転させることにより洗いや濯ぎ性能を向上させるようにした洗濯機が従来より知られている。このような洗濯機では、駆動軸の回転駆動力がそれぞれ減速機構を介して洗濯脱水槽の支持軸と、撹拌翼の軸とに伝達されるようになっている。そのため、このような駆動装置は従来の一般的な洗濯機の駆動装置よりも一層複雑になり、コスト的にあまり実用的なものでなかった。即ち、上述のような方法によって洗いや濯ぎ性能を向上させようという試みは、前述の洗濯機の駆動装置を簡単なものにしたいという要求とは全く相反するものであった。
【０００５】
本発明はこれらの点に鑑みて成されたものであり、その主たる目的は、洗濯機の駆動装置の構造を簡単化すると共に、同時に洗いや濯ぎ性能を向上させることができる洗濯機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段、発明の実施の形態、及び効果】
上記課題を解決するために成された本発明に係る洗濯機は、外槽の内部に回転自在に洗濯脱水槽を設け、該洗濯脱水槽の内底部に回転自在に撹拌翼を設けた洗濯機において、
ａ）前記洗濯脱水槽と一体に回転する中空の外軸と、
ｂ）該外軸の内側に挿通され、前記撹拌翼と一体に回転する内軸と、
ｃ）前記外軸及び内軸と同軸上に位置し、モータにより回転駆動される駆動軸と、
ｄ）前記外軸に一体に形成した又は連結する内歯歯車、前記駆動軸に一体に形成した又は連結する太陽歯車、該内歯歯車及び太陽歯車と歯合して回転し且つ前記内軸に結合する遊星歯車、を含む減速手段と、
ｅ）前記駆動軸と外軸とを連継又は遮断させる駆動切換手段と、
を備え、洗い運転及び濯ぎ運転時には、前記駆動切換手段により駆動軸と外軸とを遮断させ、駆動軸と外軸とを前記太陽歯車、遊星歯車及び内歯歯車を介在させて結合し、撹拌翼を所定方向に回転させると共に、この回転に伴って内歯歯車に掛かる遊星歯車の反力により洗濯脱水槽を撹拌翼と反対方向に回転させるようにしたことを特徴としている。
【０００７】
本発明の洗濯機では、洗い運転及び濯ぎ運転時には、外軸は駆動軸とは遮断されるが、従来の洗濯機と異なり、外軸はブレーキ機構等による強制的な制動を受けない。つまり、外軸を制動するブレーキ機構は設けられないか、若しくは設けられていても使用されない。このとき、外軸は内歯歯車、遊星歯車及び太陽歯車を介して駆動軸に結合され、駆動軸の回転に伴って遊星歯車から該回転方向と反対方向の負荷、つまり反力を受ける。外軸は制止されていないので、その反力によって内軸と反対方向に回転する。これにより、洗濯脱水槽は撹拌翼と反対方向に回転する。
【０００８】
このため、撹拌翼の回転により生じる水流に乗って移動する洗濯物に対し、その移動方向と反対方向に洗濯脱水槽が回転するので、洗濯物と洗濯脱水槽との摩擦が増加し、洗い性能や濯ぎ性能が向上する。また、回転する洗濯脱水槽によって撹拌翼による水流とは逆方向の水流が発生するため、両水流の衝突に伴い乱流が生じ、縦方向の水流が得られ易くなる。その結果、この縦方向の水流に乗って洗濯物が上下に入れ替わるので、洗いや濯ぎの均一性も向上する。
【０００９】
また、本発明の洗濯機では、脱水時には駆動切換手段により駆動軸と外軸とが連継され、駆動軸と外軸とは正逆転方向共に一体に回転されるようになる。従って、駆動軸、外軸及び洗濯脱水槽を高速で回転させているときに、電磁ブレーキを作動させてモータを停止させれば、駆動軸、外軸を介して洗濯脱水槽もほぼ同時に停止する。このため、脱水時に洗濯脱水槽を急速に停止させるためのバンドブレーキ機構は不要であって、駆動装置のコストを大幅に削減することができる。
【００１０】
このように本発明に係る洗濯機では、外軸の回転を阻止するブレーキ機構を備えていない構成とすることもできるが、そのようなブレーキ機構を備える構成としてもよい。その場合には、洗い運転及び濯ぎ運転時にはブレーキを解除して外軸を回転自在とする一方、脱水運転の終了時には該ブレーキにより外軸を制動するようにすればよい。
【００１１】
また、本発明に係る洗濯機において、前記駆動切換手段は、前記駆動軸と一体に回転する駆動側係合手段と、前記外軸と一体に回転し且つ該駆動側係合手段と係合又は離脱自在である被動側係合手段と、第２のモータと、該第２のモータの回転に伴い回転する略円盤状のカムと、該カムの回転に応じて前記被動側係合手段と駆動側係合手段とを係合させる又はその係合を解除させる軸連継作動手段と、を含んで構成されると共に、前記被動側係合手段と駆動側係合手段との係合及びその解除に連動し、前記カムの回転に応じて排水バルブを閉鎖及び開放させるバルブ作動手段を備えた構成とすることができる。
【００１２】
即ち、洗いや濯ぎ時に第２のモータを駆動すると、軸連継作動手段は回転するカムから力を受け、駆動側係合手段と被動側係合手段との係合を解除させる。すると、駆動軸と外軸との直接的な結合が解除され、上述のように撹拌翼と洗濯脱水槽とは互いに反対方向に回転するようになる。また同時に、バルブ作動手段はカムから力を受け排水バルブを閉鎖する。これにより、洗濯脱水槽内に水が貯留できるようになる。一方、脱水時に第２のモータを駆動してカムを更に回転させると、軸連継作動手段は駆動側係合手段と被動側係合手段とを係合させることにより駆動軸と外軸とを連継すると共に、バルブ作動手段は排水バルブを開放する。これにより、洗濯脱水槽と撹拌翼とは高速で一体に回転するようになり、洗濯脱水槽内に貯留されていた水は外部へと排出される。この構成によれば、第２のモータとカムとによって軸の連継又は遮断と共に排水バルブの開閉動作も制御されるので、駆動装置と排水バルブとが一体化されて構造が簡単になり、コストを削減することができる。また、第２のモータの駆動により両方の動作を一度に制御できるので、制御も簡単になる。
【００１３】
また、本発明に係る洗濯機では、前記モータと、そのモータ軸に取り付けた小プーリと、前記駆動軸に取り付けた大プーリと、小プーリと大プーリとの間に巻き掛けたベルトとから成る巻掛け伝達機構を有し、前記駆動側係合手段は該大プーリに設けた係合孔である一方、前記被動側係合手段は前記外軸を内側に挿通し軸方向に摺動自在であって、且つ前記大プーリに対向する面に爪状突起を形成した可動連結体とし、前記爪状突起及び前記係合孔は駆動軸を中心とする同軸円に沿った湾曲形状とした構成とすることができる。
【００１４】
即ち、この構成では、連継動作時には可動連結体が駆動軸に沿って大プーリに近付く方向に摺動され、爪状突起が大プーリの係合孔に挿入されることによって両手段が係合する。回転円周上で爪状突起と係合孔との位置がずれている場合、爪状突起は大プーリに接触するが、爪状突起及び係合孔が上記湾曲形状を有しているので、多少の位置ずれである場合には両者がオーバーラップする部分が大きく、駆動軸又は外軸を僅かに回転させただけで爪状突起は係合孔に容易に挿入される。
【００１５】
また、本発明に係る洗濯機では、前記大プーリは２枚の金属板を重ねて加締めにより固定した構造を有し、前記係合孔はその周方向の両端に加締め部を形成した構成とすることが好ましい。即ち、上述のように可動連結体の爪状突起が大プーリに接触する際、係合孔の周方向の両端に最も大きな力が作用するが、該両端で加締めを行うとその部分は金属板の枚数が増すので強度が高まる。従って、破損や変形が生じにくく、信頼性が高まる。
【００１６】
また、本発明に係る洗濯機では、洗い又は濯ぎ行程から脱水行程に移行する際に、前記被動側係合手段が駆動側係合手段に係合するように第２のモータを作動させたあと、前記駆動軸が小刻みに回転するように前記モータを動作させる制御を行うことが好ましい。このような制御を行えば、可動連結体の爪状突起が大プーリの係合孔に完全に挿入されず大プーリに当接している場合でも、小刻みに駆動軸を回転させる間に爪状突起が係合孔に挿入し得る位置に達して挿入が完了する。従って、外軸が確実に大プーリに連結される。
【００１７】
また、上記洗濯機では、第２のモータを駆動し始めてから所定時間以内にカムが所定の回転位置に到達しない場合には、故障又は異物の噛込み等の異常状態であると想定し得る。そこで、本発明に係る洗濯機では、前記カムの所定回転位置を検知する検知手段と、前記第２のモータの駆動開始時から所定時間内に該検知手段による検知信号が得られるか否かを判定する判定手段とを備えることが好ましい。この判定手段により所定時間内に検知信号が得られない場合には、例えばその時点で運転を中断すると共に、異常を報知してユーザに警告を与えるとよい。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明に係る洗濯機の一実施例を図面を参照して説明する。
図１は本実施例の洗濯機の全体構成を示す縦断面図である。外箱１の内部には有底円筒形状の外槽２が図示しない複数の吊棒により吊支されており、これにより外槽２の振動が外箱１に伝わることを防止している。外槽２の内部には、周囲に多数の通水孔を有する洗濯脱水槽３が、その底壁に固定された支持軸４を中心に回転自在に軸支されている。洗濯脱水槽３の内底部には、撹拌翼５が支持軸４に嵌挿された内軸６を中心に回転自在に設けられている。外箱１の上部後方には外部の水道栓に接続された給水管７が配設され、給水バルブ８が開放されると、給水管７を通して導入された水が洗剤容器を備えた注水口９に流入し、外槽２内に注がれるようになっている。一方、外槽２の底部には排水口１０が設けられ、排水口１０に接続された排水管１１は排水バルブ１２により開閉されるようになっている。
【００１９】
外槽２の下面には、洗濯脱水槽３及び撹拌翼５を回転駆動させると共に排水バルブ１２の開閉動作を行うための駆動装置１３が設けられている。即ち、駆動装置１３は、外槽２の下面に取り付けられたモータ１４と、そのモータ１４のモータ軸１５に固定された小プーリ１６と、大プーリ１８と、小プーリ１６と大プーリ１８とに巻き掛けられたベルト１７と、小プーリ１６、ベルト１７及び大プーリ１８を介して伝達されたモータ１４の回転動力を上記支持軸４と内軸６とに伝達する減速機構１９とを含んでいる。また、排水バルブ１２の開閉動作と減速機構１９における軸の連結又は離脱動作（いわゆるクラッチ動作）を制御するためのトルクモータ２０も含んでいる。
【００２０】
また、外箱１の上面に大きく開口した衣類投入口２１には開閉自在の蓋体２２が設けられており、この蓋体２２が閉鎖された際に開放を禁止すべく施錠するためのロック機構２３が前方に備えられている。本洗濯機は、基本的に脱水運転中（つまり脱水のために洗濯脱水槽３が回転している間は）蓋体２２はロック機構２３により閉鎖状態でロックされるようにしている。
【００２１】
次に、上記駆動装置１３の構成を詳細に説明する。図２は駆動装置１３の側面外観図、図３は下面外観図、図４及び図５は一部断面側面図である。なお、図４は洗い行程及び濯ぎ行程時の状態、図５は脱水行程時の状態である。また、図１３は、この駆動装置１３の各構成要素の相互関係を簡略化して示した概略構成図である。
【００２２】
図４及び図５に示すように、外槽２の底面２ａには上部ベアリング３０及びオイルシール３１が固定されており、これらを介して、中空の支持軸４が水密且つ回転自在に支持されている。上述のように支持軸４には洗濯脱水槽３が固定されている。支持軸４の内側には、上端に撹拌翼５が固定された内軸６が回転自在に挿通されている。支持軸４の下端外側には上部ケース３２ａと下部ケース３２ｂとから成る歯車ケース３２が固定されており、この歯車ケース３２の内部には歯車機構３７が収納されている。この歯車機構３７は、下端に大プーリ１８が固定された駆動軸３３を介して与えられる回転駆動力を、所定の減速比で減速して内軸６に伝達するためのものである。歯車ケース３２の周囲は、外槽２の下面にボルト３４で固定されたカバー３５で囲まれており、このカバー３５に固定された下部ベアリング３６により歯車ケース３２は回転自在に支持されている。即ち、支持軸４及び歯車ケース３２が洗濯脱水槽３を回転駆動するための外軸として機能する。
【００２３】
歯車機構３７は、駆動軸３３の上端に固定された太陽歯車３８と、上部ケース３２ａの大径部の内周面に設けられた内歯歯車３９と、太陽歯車３８と内歯歯車３９との両方に歯合して太陽歯車３８の周囲を回転する遊星歯車４０と、内軸６の下端に固定され、遊星歯車４０の軸４１を回転自在に軸支する歯車保持部４２と、から構成されている。この例では、内歯歯車３９は上部ケース３２ａとは別体の円環形状の部材であって、上部ケース３２ａの大径部の内周に形成された縦溝と噛み合う縦溝を外周面に形成し、大径部の内周側に嵌挿することにより両者を固定するようにしているが、上部ケース３２ａの大径部の内周面に直接的に内歯歯車の歯を形成してもよい。
【００２４】
カバー３５と大プーリ１８との間には、大プーリ１８から入力されるモータ１４の回転動力を上記外軸（厳密には下部ケース３２ｂ）へ伝達又は遮断するためのクラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構は、下部ケース３２ｂの小径部を内側に挿通し、下方に指向する複数の爪状突起部４３４を有する可動連結体４３と、大プーリ１８の内周側に形成され、上記爪状突起部４３４が挿入されるべく設けられた複数の係合孔１８４とを含む。
【００２５】
可動連結体４３は、円盤状部４３１と、円盤状部４３１の中央に設けられ、下部ケース３２ｂが挿通される内部円筒部４３２と、円盤状部４３１の下面に形成された外部円筒部４３３とを有し、その外部円筒部４３３の下端縁に爪状突起部４３４が形成されている。下部ケース３２ｂの下端外周面には軸に平行な方向（つまり縦方向）に延伸する凹部３２１が形成されており、一方、可動連結体４３の内部円筒部４３２の内周面にはその凹部３２１に遊嵌する凸部が形成されている。その凹部及び凸部の遊嵌によって可動連結体４３は歯車ケース３２と一体に回転すると共に、縦方向に摺動自在となっている。また、図示しないものの、この可動連結体４３は付設されたバネにより上方向、つまり大プーリ１８から離間する方向に付勢されている。従って、可動連結体４３に外部から力が作用しない状態では、該バネの付勢力によって、可動連結体４３は図４に示すように摺動自在な範囲内で最も上に位置している。
【００２６】
図７は大プーリ１８の詳細構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ’線断面図、（ｃ）は（ａ）中のＣ部の拡大図、（ｄ）は（ｃ）中のＢ−Ｂ’線断面図である。図７（ｂ）に示すように、この大プーリ１８は２枚の金属板１８１、１８２を重ね合わせて、主として外周側の６個の円形状の加締孔１８３の部分で固定した構造となっている。４個の係合孔１８４は、大プーリ１８の内周側に、同心円上にその円周方向に沿って湾曲した細長い形状を有して設けられている。図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、この係合孔１８４はその周方向の両端部１８５で加締めた構造としている。後述の如く、このクラッチ機構では連結動作時に係合孔１８４と爪状突起部４３４との位置決めをしていない。従って、爪状突起部４３４は係合孔１８４と同軸円周上の平板部に強く接触する可能性が高く、特に係合孔１８４の両端部１８５には大きな力が掛かる。そこで、上述のように両端部１８５で加締めることでこの部分の板厚を実質的に増し、強度を高めるようにしている。また、図７（ｄ）に示されているように、加締めたことによって両端部１８５の角部１８５ａは丸め形状となる。そのため、爪状突起部４３４が当接したときに滑り易く、爪状突起部４３４が係合孔１８４に挿入され易くなる。勿論、このような加締めによらずに角部１８５ａを丸め形状とするような加工を行ってもよい。
【００２７】
また、カバー３５に固定されたクラッチ支持体４５の水平な軸４６を中心にクラッチレバー４４が回動自在に設けられ、そのクラッチレバー４４の一端（連結体側端部４４ａ）に上記可動連結体４３は係合されている。このクラッチレバー４４は、軸４６の周囲に設けられた捻りコイルバネ４７により図２中の矢印Ｍ１の方向に付勢されている。また、クラッチレバー４４の他端（モータ側端部４４ｂ）には連結棒４８の一端が回転自在に固定されている。トルクモータ２０のモータ軸４９には、円盤形状で且つ下面が一方向に傾斜する傾斜面５１を有し、その傾斜面５１に偏心円状の溝５２を形成したカム５０が取り付けられている。上記連結棒４８の上端はこの溝５２に摺動自在に連結されており、カム５０の回転に伴って傾斜面５１に沿って上下動する。
【００２８】
図６に示すように、カム５０には上記溝５２よりも内周側に他の連結棒５３の上端が固定されており、この連結棒５３の下端には作動棒５４が垂直軸を中心に回転自在に設けられている。この作動棒５４の先端には、円筒形状の弁室５６内に摺動自在に嵌挿された弁体５５が固定されている。これにより、カム５０が回転するに伴い弁体５５は水平方向に摺動して、排水口１０に至る管路１１ａを閉塞又は開放するようになっている。
【００２９】
上記駆動装置１３は、洗い運転及び濯ぎ運転時に次のように動作する。このとき、図２及び図４に示すように、連結棒４８が最も低い位置になるようにカム５０の傾斜面５１は位置している。これにより、連結棒４８を介してクラッチレバー４４のモータ側端部４４ｂは押し下げられており、捻りコイルバネ４７の付勢力に抗してクラッチレバー４４の連結体側端部４４ａは持ち上げられている。これにより可動連結体４３を押し下げる力は作用せず、上述したように可動連結体４３は図示しないバネの付勢力により上方向に持ち上げられている。従って、可動連結体４３の爪状突起部４３４は大プーリ１８の係合孔１８４に嵌挿されておらず、駆動軸３３の回転は直接的には歯車ケース３２には伝達されない。
【００３０】
一方、図１３に示すように、駆動軸３３の回転は太陽歯車３８を介して遊星歯車４０に伝達され、遊星歯車４０は自転しながら太陽歯車３８の周囲を公転する。この公転は歯車保持部４２を介して内軸６に伝達され、内軸６を低速で回転させる。これにより、内軸６に固定された撹拌翼５が低速で回転する。このとき、歯車ケース３２は内歯歯車３９を介して遊星歯車４０の公転及び自転方向と逆方向に反力を受ける。本洗濯機では、このとき歯車ケース３２及び支持軸４の回転を阻止する機構を有さず、それらは外槽２に対して回転自在であるため、上記反力によって歯車ケース３２及び支持軸４は遊星歯車４０の公転方向、つまり撹拌翼５の回転方向とは逆方向に回転する。また、洗い運転及び濯ぎ運転時には、図６（ａ）に示すように、作動棒５４により弁体５５は弁室５６内に押し込まれ管路１１ａを閉塞する。つまり排水バルブ１２は閉鎖した状態となり、外槽２内に供給された水は外槽２内に保持される。
【００３１】
洗い行程や濯ぎ行程から脱水行程に移行すると、トルクモータ２０が駆動されカム５０が所定回転角度だけ回転する。すると、図６（ｂ）に示すように、連結棒５３は排水バルブ１２から離れる方向に移動し、これにより作動棒５４は矢印Ｍ４の方向に牽引される。そして弁体５５は管壁面から離間し、管路１１ａが開放する。これにより、外槽２内に貯留されていた水は排水口１０を通り、排水管１１を介して外部へと排出される。
【００３２】
カム５０が上述のように回転すると、図５に示すように連結棒４８は上に引き上げられる。すると、捻りコイルバネ４７の付勢力によってクラッチレバー４４の連結体側端部４４ａは押し下げられ、この力によって、可動連結体４３はバネの付勢力に抗して下降される。可動連結体４３の爪状突起部４３４が大プーリ１８の係合孔１８４にちょうど挿入される位置であると可動連結体４３は最も下降し、歯車ケース３２と大プーリ１８とを連結させる。これにより、大プーリ１８と歯車ケース３２及び支持軸４とは一体に回転する。
【００３３】
図８は、本実施例の洗濯機の要部の電気系構成図である。制御の中心には、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマなどを含んで構成される制御部６０が据えられている。制御部６０には、複数の操作キーを備えて成る操作部３２から操作信号が入力されると共に、洗濯脱水槽３内の水位を検知するための水位センサ６４から水位検知信号が、カム５０に付設された洗い位置検知用スイッチ６５１、脱水位置検知用スイッチ６５２からそれぞれＯＮ／ＯＦＦ信号が入力されている。また制御部６０は、表示部６３を駆動するための表示制御信号を出力する。また、制御部６０は、負荷駆動部６１を介して、モータ１４、トルクモータ２０、給水バルブ８、蓋ロック解除用ソレノイド６６の動作を制御する。トルクモータ２０は前述したようにクラッチ機構と排水バルブ１２の双方の動作を制御する。
【００３４】
図９は、本実施例の洗濯機における標準的な洗濯行程の流れを示すフローチャートである。この洗濯機の動作を図９を参照して概略的に説明する。洗濯が開始されると、洗濯脱水槽３内に所定水位まで給水が行われ、撹拌翼５を所定速度で両方向に回転することによって、また洗濯脱水槽３を撹拌翼５とは反対方向に回転することによって洗いが実行される（ステップＳ２１）。洗いが終了するとトルクモータ２０が駆動されて、排水バルブ１２が開放されると共に可動連結体４３を介して大プーリ１８と歯車ケース３２とが連結される。これにより、洗濯脱水槽３内の水は排水される。また、洗濯脱水槽３と撹拌翼５とを一体に高速で回転することにより中間脱水が実行される（ステップＳ２２）。この中間脱水により、洗濯物に染み込んでいる洗剤水が飛散して除去される。
【００３５】
次に１回目の濯ぎとして脱水濯ぎが行われる（ステップＳ２３）。脱水濯ぎは、洗濯脱水槽３を回転させながら注水口９から水をシャワー状に洗濯物に降り掛けることにより、洗濯物にきれいな水を吸水させ、その代わりに洗濯物に染み込んでいる洗剤水を押し出そうとするものである。そして、洗濯物に十分に水を含ませた後に、ステップＳ２２と同様のステップＳ２４の処理により中間脱水が行われ、洗濯物に染み込んでいる水が飛散される。中間脱水行程後には再びトルクモータ２０が駆動され、排水バルブ１２が閉鎖されると共に大プーリ１８と歯車ケース３２との連結が解除される。更に、２回目の濯ぎとして、洗濯脱水槽３内に所定量の給水がなされ、ステップＳ２１の洗い行程時と同様に撹拌翼５と洗濯脱水槽３とを互いに反対方向に回転させることにより溜め濯ぎが実行される（ステップＳ２５）。溜め濯ぎが終了すると、トルクモータ２０が駆動され排水バルブ１２が開かれて洗濯脱水槽３内の水は排水され、中間脱水と同様に洗濯脱水槽３と撹拌翼５とを一体に高速で回転することにより最終脱水が実行される（ステップＳ２６）。
【００３６】
なお、上記手順は標準的なものであって、洗濯物の種類などに応じて、例えば脱水濯ぎの代わりに溜め濯ぎを行ったり、脱水濯ぎを２回実行したあとに溜め濯ぎを実行したり、或いは、溜め濯ぎの代わりに注水濯ぎを実行したりするなど、手順は適宜に変更され得る。
【００３７】
次に、洗い運転又は溜め濯ぎ運転終了時点から脱水行程（上記ステップＳ２２及びＳ２６）を終了する時点までの制御について詳細に説明する。図１０はこのときの制御に関するフローチャートである。
【００３８】
まず、洗い運転や溜め濯ぎ運転が終了して排水を開始するときには、制御部６０は負荷駆動部６１を介してトルクモータ２０をＯＮする（ステップＳ１）。そのあと、制御部６０は脱水位置検知用スイッチ６５２がＯＮしたか否かを判定し（ステップＳ２）、そのスイッチ６５２がＯＮしたことを検知するとトルクモータ２０をＯＦＦする（ステップＳ３）。ステップＳ２で脱水位置検知用スイッチ６５２がＯＮしていないと判定されると、トルクモータ２０をＯＮしてから動作制限時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１３）、動作制限時間が経過していない場合にはステップＳ２へ戻る。ステップＳ１３で動作制限時間が経過したと判定された場合には、トルクモータ２０の動作異常、脱水位置検知用スイッチ６５２の異常等、何らかの原因で正常な動作ができないものと判断し、トルクモータ２０をＯＦＦしたあと（ステップＳ１４）、運転を中断して異常を報知する（ステップＳ１５、Ｓ１６）。この異常報知としては、ランプの点灯や点滅による表示、ブザー等による警告音、又はこれらの併用などとすることができる。
【００３９】
ステップＳ３でトルクモータ２０をＯＦＦしたとき、上述したように可動連結体４３は下方向に付勢されているが、必ずしも爪状突起部４３４が大プーリ１８の係合孔１８４に挿入されているとは限らず、大プーリ１８の平板部に当接している可能性もある。そこで、制御部６０は負荷駆動部６１を介して、０．２秒ＯＮ−０．８秒ＯＦＦを１周期とし、これを３周期繰り返すようにモータ１４を制御する（ステップＳ４）。これにより、大プーリ１８は小刻みに回転し、その回転前には爪状突起部４３４が係合孔１８４に挿入されていなかった場合でも、爪状突起部４３４が係合孔１８４に挿入される状態となり、可動連結体４３により大プーリ１８と歯車ケース３２とは確実に連結される。
【００４０】
そのあと、制御部６０は水位センサ６４からの水位検知信号により所定水位まで排水が行われたか否かを判定し（ステップＳ５）、排水終了後にモータ１４をＯＮさせてまず間欠脱水を実行し（ステップＳ６）、次いで連続脱水を行う（ステップＳ７）。所定の連続脱水時間が経過すると、モータ１４に付設されている電磁ブレーキを作動させてモータ１４を強制的に停止させる（ステップＳ８）。モータ１４の回転が停止するのと同時に駆動軸３３の回転も停止するから、可動連結体４３を介して直結されている歯車ケース３２、支持軸４、ひいては洗濯脱水槽３の回転も停止する。洗濯脱水槽３が停止したこと確認すると（ステップＳ９で「Ｙ」）、大プーリ１８と歯車ケース３２との連結を解除させると共に排水バルブ１２を閉鎖させるべくトルクモータ２０をＯＮする（ステップＳ１０）。そのあと、制御部６０は洗い位置検知用スイッチ６５１がＯＮしたか否かを判定し（ステップＳ１１）、スイッチ６５１がＯＮしていないと判定されると、トルクモータ２０をＯＮしてから動作制限時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１７）、動作制限時間が経過している場合には上記ステップＳ１４へ進む。また、動作制限時間が経過していない場合にはステップＳ１１へ戻る。
【００４１】
上記ステップＳ１１で洗い位置検知用スイッチ６５１がＯＮしたことが検知されると、制御部６０はトルクモータ２０をＯＦＦする（ステップＳ１２）。これにより、可動連結体４３はクラッチレバー４４により上方に引き上げられ、大プーリ１８と歯車ケース３２との連結が解除されると共に、排水バルブ１２は閉鎖した状態となる。このように本洗濯機では、トルクモータ２０の作動時間に制限を設けることにより、トルクモータ２０やスイッチ等の故障、更には排水バルブ１２の異物噛込み等による動作異常などが検知される。
【００４２】
本実施例の洗濯機では、上述のように、洗い運転や溜め濯ぎ運転時には撹拌翼５と洗濯脱水槽３とは互いに反対方向に回転するようになっており、これにより従来よりも高い洗い性能及び濯ぎ性能が得られるが、洗い性能及び濯ぎ性能を更に一層高めるために、次のようなモータ１４の回転制御を行っている。
【００４３】
図１１は、洗い運転や濯ぎ運転時に洗濯脱水槽３内に生じる水流を簡略的に示す斜視図である。上述のように、洗い運転や濯ぎ運転時には撹拌翼５の回転方向Ｍ５と反対方向Ｍ６に洗濯脱水槽３が回転している。撹拌翼５は洗濯脱水槽３の底部にあるため、洗濯脱水槽３内に貯留されている水のうち、下方の水は撹拌翼５と同方向に水流が生じる。従って、この水流に乗って移動する洗濯物は逆方向に回転している洗濯脱水槽３の内壁に接触して高い洗い（又は濯ぎ）性能が得られる。一方、撹拌翼５から遠い上部の、且つ洗濯脱水槽３の内壁に沿った部分では撹拌翼５の回転方向Ｍ５でなく、洗濯脱水槽３の回転方向Ｍ６に水流が生じる。そのため、洗濯物と洗濯脱水槽３の内壁との摩擦による汚れ落ちの効果は十分ではない。
【００４４】
そこで、本洗濯機では、モータ１４を左右反転させるに際し、惰性により洗濯脱水槽３が回転している間に、つまり洗濯脱水槽３の回転が完全に停止するよりも前にモータ１４を反対方向に回転駆動するようにしている。モータ１４の反転により洗濯脱水槽３自体はすぐに回転方向が変わるから、上記惰性による水流に乗って移動する洗濯物と洗濯脱水槽３の回転方向とが短時間逆になる。図１２は、モータ１４の駆動パターンと撹拌翼５及び洗濯脱水槽３の回転状態との関係を示す図である。図１２（ａ）に示すように、モータ１４は、右方向ｔ１秒間ＯＮ−ｔ２秒間ＯＦＦ−左方向ｔ１秒間ＯＮ−ｔ２秒間ＯＦＦ、を１周期としてこれの繰返しパターンで駆動される。モータ１４をＯＦＦすると洗濯脱水槽３は惰性で回転を続けるが、その惰性回転が終わらない前にモータ１４がＯＮされるようにｔ２は設定される。従って、モータ１４がＯＮされた瞬間に、洗濯脱水槽３の回転方向は反転するが、惰性回転による水流はすぐには追従しないため、短時間の間、水流の方向と洗濯脱水槽３の回転方向とが互いに逆向きになる。これにより、上方に位置している洗濯物も一層汚れ落ちが促進される。
【００４５】
なお、上記実施例は一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である洗濯機の全体構成を示す縦断面図。
【図２】本実施例の洗濯機における駆動装置の側面外観図。
【図３】本実施例の洗濯機における駆動装置の下面外観図。
【図４】本実施例の洗濯機における駆動装置の一部断面側面図（洗い行程及び濯ぎ行程時の状態）。
【図５】本実施例の洗濯機における駆動装置の一部断面側面図（脱水行程時の状態）。
【図６】本実施例の洗濯機における排水バルブの動作状態を示す図。
【図７】本実施例の洗濯機における大プーリの詳細構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ’線断面図、（ｃ）は（ａ）中のＣ部の拡大図、（ｄ）は（ｃ）中のＢ−Ｂ’線断面図。
【図８】本実施例の洗濯機の要部の電気系構成図。
【図９】本実施例の洗濯機における標準的な洗濯行程の流れを示すフローチャート。
【図１０】本実施例の洗濯機における洗い運転や溜め濯ぎ運転終了時点から脱水行程を終了するまでの制御を示すフローチャート。
【図１１】本実施例の洗濯機において洗い運転や濯ぎ運転時に洗濯脱水槽内に生じる水流を簡略的に示す斜視図。
【図１２】本実施例の洗濯機におけるモータの駆動パターンと撹拌翼及び洗濯脱水槽の回転状態との関係を示す図。
【図１３】本実施例の洗濯機における駆動装置の各構成要素の相互関係を簡略化して示した概略構成図。
【符号の説明】
２…外槽２ａ…底面
３…洗濯脱水槽４…支持軸
５…撹拌翼６…内軸
１０…排水口１１…排水管
１２…排水バルブ１３…駆動装置
１４…モータ１５…モータ軸
１６…小プーリ１７…ベルト
１８…大プーリ１８１、１８２…金属板
１８３…加締孔１８４…係合孔
１８５…両端部１９…減速機構
２０…トルクモータ３２…歯車ケース
３２１…凹部３２ａ…上部ケース
３２ｂ…下部ケース３３…駆動軸
３５…カバー３７…歯車機構
３８…太陽歯車３９…内歯歯車
４０…遊星歯車４１…軸
４２…歯車保持部４３…可動連結体
４３１…円盤状部４３２…内部円筒部
４３３…外部円筒部４３４…爪状突起部
４４…クラッチレバー４５…クラッチ支持体
４６…軸４７…捻りコイルバネ
４８…連結棒４９…モータ軸
５０…カム５１…傾斜面
５２…溝５３…連結棒
５４…作動棒５５…弁体
５６…弁室６０…制御部
６１…負荷駆動部６５１…洗い位置検知用スイッチ
６５２…脱水位置検知用スイッチ

Claims

外槽の内部に回転自在に洗濯脱水槽を設け、該洗濯脱水槽の内底部に回転自在に撹拌翼を設けた洗濯機において、
a)前記洗濯脱水槽と一体に回転する中空の外軸と、
b)該外軸の内側に挿通され、前記撹拌翼と一体に回転する内軸と、
c)前記外軸及び内軸と同軸上に位置し、モータにより回転駆動される駆動軸と、
d)前記外軸に一体に形成した又は連結する内歯歯車、前記駆動軸に一体に形成した又は連結する太陽歯車、該内歯歯車及び太陽歯車と歯合して回転し且つ前記内軸に結合する遊星歯車、を含む減速手段と、
e)前記駆動軸と外軸とを連継又は遮断させる駆動切換手段と、
を備え、
さらに、前記駆動切換手段は、前記駆動軸と一体に回転する駆動側係合手段と、前記外軸と一体に回転し且つ該駆動側係合手段と係合又は離脱自在である被動側係合手段と、第２のモータと、該第２のモータの回転に伴い回転する略円盤状のカムと、該カムの回転に応じて前記被動側係合手段と駆動側係合手段とを係合させる又はその係合を解除させる軸連継作動手段と、を含んで構成されると共に、前記被動側係合手段と駆動側係合手段との係合及びその解除に連動し、前記カムの回転に応じて排水バルブを閉鎖及び開放させるバルブ作動手段を備え、
洗い運転及び濯ぎ運転時には、前記駆動切換手段により駆動軸と外軸とを遮断させ、駆動軸と外軸とを前記太陽歯車、遊星歯車及び内歯歯車を介在させて結合し、撹拌翼を所定方向に回転させると共に、この回転に伴って内歯歯車に掛かる遊星歯車の反力により洗濯脱水槽を撹拌翼と反対方向に回転させるようにしたことを特徴とする洗濯機。
前記外軸の回転を阻止するブレーキ機構を備えないことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
前記外軸の回転を阻止するブレーキ機構を備え、洗い運転及び濯ぎ運転時にはブレーキを解除して外軸を回転自在とする一方、脱水運転の終了時には該ブレーキにより外軸を制動することを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
前記モータと、そのモータ軸に取り付けた小プーリと、前記駆動軸に取り付けた大プーリと、小プーリと大プーリとの間に巻き掛けたベルトとから成る巻掛け伝達機構を有し、前記駆動側係合手段は該大プーリに設けた係合孔である一方、前記被動側係合手段は前記外軸を内側に挿通し軸方向に摺動自在であって、且つ前記大プーリに対向する面に爪状突起を形成した可動連結体とし、前記爪状突起及び前記係合孔は駆動軸を中心とする同軸円に沿った湾曲形状としたことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
前記大プーリは２枚の金属板を重ねて加締めにより固定した構造を有し、前記係合孔はその周方向の両端に加締め部を形成したことを特徴とする請求項４に記載の洗濯機。
洗い又は濯ぎ行程から脱水行程に移行する際に、前記被動側係合手段が駆動側係合手段に係合するように第２のモータを作動させたあと、前記駆動軸が小刻みに回転するように前記モータを動作させる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の洗濯機。
前記カムの所定回転位置を検知する検知手段と、前記第２のモータの駆動開始時から所定時間内に該検知手段による検知信号が得られるか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の洗濯機。