JP3615080B2 - 脱水兼用洗濯機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータから回転槽及び撹拌体への回転伝達機構部分を改良した脱水兼用洗濯機に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、脱水兼用洗濯機においては、洗い槽兼脱水槽である回転槽の内底部に撹拌体を備え、洗い運転時には、モータの回転を撹拌体にのみ伝達して撹拌体を回転駆動し、脱水運転時には、前記モータの回転を撹拌体及び回転槽の双方に伝達してそれらを一体的に高速回転させるようになっている。このような回転伝達機構として、例えば実公平６−４２６３０号公報や特開平１０−５２５９５号公報に示される構造が考えられている。
【０００３】
このうち前者のものは、撹拌体を減速ギア機構を介して回転させる洗濯駆動軸を、回転槽を回転させるための中空状の脱水駆動軸内を貫通するように通し、洗濯駆動軸の下端部を、モータの回転力が伝達されるプーリのボスに連結すると共に、脱水駆動軸の下端外周及びボスの上端外周に夫々案内溝を設け、内周部がそれら案内溝に沿ってスライドする円筒状のキャップ（クラッチ）を、レバーにより上下動させるように設けて構成されている。これにて、キャップが上部位置にあるときには、プーリの回転が洗濯駆動軸のみに伝達され、レバーによりキャップを下降させることにより、キャップが脱水駆動軸とボス部とを連結し、プーリの回転が脱水駆動軸にも伝達されるようになっている。
【０００４】
ところが、この構成では、洗い運転時において回転槽が回転フリーな状態となっているので、撹拌体により生成される回転水流や、その回転水流に伴い洗濯物が回転槽の内面を摺動することにより、回転槽のいわゆる共回りが生じ、洗濯物の撹拌効率が低下する不具合がある。
【０００５】
そこで、後者のものでは、上下動により脱水軸と洗濯軸との連結及び切離しを行なう連結ギヤ（クラッチ）を、回動ギヤ、昇降ギヤ、昇降リング、昇降案内板等の多数の部材によって上下動させる構成とされていると共に、連結ギヤが上昇すれば、連結ギヤの外歯が固定板の内歯に噛合って脱水軸の回転を禁止するようになっている。
【０００６】
しかしながら、この構造では、連結ギヤを上下動させるための構造が複雑であり、部品数が多くなる不具合があった。また、上記した２つの構造ともに、もしレバーあるいはクラッチが破損してクラッチの切替が正規に行なわれなくなった場合でも、運転が行なわれてしまうので、洗いを行なう筈が脱水運転になってしまったり、逆に脱水を行なう筈が撹拌体のみが回転されてしまうことが起こる可能性がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、モータから回転槽及び撹拌体への回転伝達のための構造の簡単化を図ることができると共に、それらの切替の動作の信頼性を向上させることができる脱水兼用洗濯機を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の脱水兼用洗濯機は、水槽内に回転自在に設けられた回転槽と、この回転槽内の底部に設けられた撹拌体と、水槽の外底部に設けられたモータと、上端が回転槽に連結され下端側が水槽の外底部まで延びる中空状の槽軸と、この槽軸の中空部内を上下に貫通するように設けられ、上端が撹拌体に連結され下端がモータのロータにボス部を介して連結された撹拌軸と、槽軸の下端側外周部に上下方向に延びて設けられた摺動案内部と、内周部全周に摺動案内部に沿って摺動する係合部を有する円筒状をなし、槽軸の下端部外周に上下動自在に嵌挿され、下降位置にて槽軸とボス部とを連結し、上昇位置にてボス部から切離されるクラッチと、このクラッチを上下動させる昇降手段と、水槽に設けられクラッチの上昇位置にて該クラッチに対して円周方向に所定のピッチで噛合って回転不能とさせる共回り防止部と、クラッチの動作位置を検出するクラッチ位置検出手段とを具備し、クラッチ位置検出手段は、共回り防止部側に設けられた磁気センサと、クラッチにその上昇位置にてその磁気センサに対向するように設けられ円周方向に交互に異極に着磁されたリング状の永久磁石とから構成されると共に、クラッチと共回り防止部との噛合いピッチは、永久磁石の極対数の２倍又は２／ｎ倍（但しｎは極対数以下の整数）とされ、クラッチの上昇位置においては、常に永久磁石の磁気中立線が、磁気センサの検出部の中心に対応位置するような噛合い構造となっているところに特徴を有するものである。
【０００９】
これによれば、槽軸の下端部外周に嵌挿された円筒状のクラッチは、その内周部の係合部が該槽軸の摺動案内部に案内されることにより上下動自在とされ、昇降手段により、クラッチが下降位置に下降されると、クラッチが槽軸とロータのボス部とを連結するので、モータの回転により、撹拌軸と槽軸との双方が一体的に回転駆動され、撹拌体及び回転槽の双方が一体的に回転駆動される。
【００１０】
一方、昇降手段により、クラッチが上昇位置に上昇されると、クラッチがボス部から切離され、モータの回転が撹拌軸にのみ伝達され撹拌体のみが回転駆動される。また、このとき、クラッチは円周方向に所定のピッチで共回り防止部に噛合って水槽に固定されるので、槽軸ひいては回転槽の共回りが確実に防止される。このように、円筒状のクラッチを上下動させることにより、簡単な構成でモータから回転槽及び撹拌体への回転伝達を切替えることができる。
【００１１】
そして、磁気センサとリング状の永久磁石とからなるクラッチ位置検出手段を設けたので、クラッチの上昇位置及び下降位置の切替えを直接的に且つ確実に検出することができ、例えばクラッチが正規の状態に切替わらないときにはモータを停止する等の対処を容易に行なうことができ、動作の信頼性を高めることができる。このとき、クラッチと共回り防止部との噛合いピッチが、永久磁石の極対数の２倍又は２／ｎ倍とされていて、クラッチの上昇位置においては、常に永久磁石の磁気中立線が、磁気センサの検出部の中心に対応位置するような噛合い構造となっているので、クラッチが共回り防止部に対していずれの位置で噛合っているときでも、永久磁石からの漏れ磁束が最大となる位置にて磁気センサによる検出が行なわれるようになり、ひいては、磁気センサとして特に高感度のものを採用する必要がなく安価に済ませることが可能となる。
【００１３】
この場合、磁気センサの検出部を、永久磁石の一の磁極の周方向中心と、その磁極と隣合う磁極の周方向中心との間の角度範囲内に位置させることが好ましく（請求項２の発明）、これにより、磁気センサに複数の経路の磁束が作用することが抑えられるので、単一の磁束を効率的に検出することができ、やはり磁気センサとして特に高感度のものを採用する必要がなく、より安価に済ませることが可能となる。
【００１４】
上記した永久磁石を、成形性に優れたプラスチックマグネットから構成することにより（請求項３の発明）、所望のリング形状の永久磁石を容易且つ安価に得ることができるようになる。
また、クラッチに、永久磁石を取付けるための位置決め構造を設けるようにすれば（請求項４の発明）、クラッチに対する永久磁石の取付けを容易に行なうことができるようになる。
【００１５】
上記永久磁石に対する着磁をその外周部について行なうようにすることもできる（請求項５の発明）。これにより、クラッチの内周部が槽軸に吸着されることを抑えることができ、昇降動作が阻害されるといった不具合を未然に防止することができる。
【００１６】
さらには、永久磁石を、該永久磁石に形成された取付孔によってクラッチに取付けるように構成すると共に、前記取付孔を、磁極の周方向の中心で且つ径方向の中心よりも内周寄り部位に設ける構成とすることもできる（請求項６の発明）。これにより、永久磁石のクラッチへの取付が容易となると共に、取付孔に起因する内部磁束分布の減少を抑えることができる。
【００１７】
そして、水槽の外底部に、下面部にモータが取付けられる中空ハウジングが設けられるものにあっては、磁気センサの配線をその中空ハウジングの内部を通して導出する構成としても良い（請求項７の発明）。これによれば、磁気センサの配線をモータ内を通さずに済み、配線が回転部に触れたり、モータの電磁ノイズにより誤動作するといったことを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
まず、図１５は、本実施例に係る脱水兼用洗濯機（全自動洗濯機）の本体１の概略構成を示している。ここで、ほぼ矩形箱状をなす外箱２内には、脱水時等に水を受ける水槽３が弾性吊持機構４を介して設けられている。そして、前記水槽３内には、内部に洗濯物が収容される洗い槽兼脱水槽としての回転槽５が回転可能に設けられており、またその回転槽５内の底部には、水流生成用の撹拌体（パルセータ）６が設けられている。
【００１９】
詳しくは後述するように、前記水槽３の外底部には、インバータ駆動方式のアウタロータ形のモータ７及び、そのモータ７の回転駆動力を前記回転槽５及び撹拌体６へ伝達する回転伝達機構８が設けられている。これらモータ７及び回転伝達機構８により、洗いやためすすぎの行程においては、前記撹拌体６が正逆回転されて回転槽５内に撹拌水流が生成され、脱水や脱水すすぎの行程においては、前記回転槽５が撹拌体６と一体的に高速回転されるようになっている。
【００２０】
また、前記水槽３の底部には、前記回転槽５からの排水を行うための排水路９が設けられ、この排水路９に、排水弁１０を介して排水ホース１１が接続されている。前記排水弁１０は、ギアドモータ１２（図１４参照）により開閉されるようになっている。さらに、水槽３の底部には、該水槽３からの排水を行うための排水口１３が設けられ、詳しく図示はしないが、この排水口１３が前記排水ホース１１に接続されている。尚、前記排水路９には、エアトラップ１４が設けられ、このエアトラップ１４内の圧力が図示しないエアチューブを介して水位センサに導かれるようになっている。
【００２１】
一方、前記回転槽５の上端部にはバランスリング１５が装着されていると共に、脱水時の該回転槽５からの排水を、そのバランスリング１５との間を通して行うための脱水孔１６が設けられている。また、前記水槽３の上端部には、一部のみ示すように、ほぼリング状をなす桶カバー１７が設けられており、その開口部が前記回転槽５の上面開口部に連通している。
【００２２】
そして、前記外箱２の上端部には、プラスチック製のトップカバー１８が設けられている。詳しく図示はしないが、このトップカバー１８は、中央にほぼ円形の洗濯物出入口を有する矩形枠状をなすと共に、薄形の中空箱状をなしている。このトップカバー１８の上面部には、前記洗濯物出入口を開閉するための二つ折りタイプの蓋１８ａが設けられている。
【００２３】
図示及び詳しい説明は省略するが、前記トップカバー１８の後辺部には、回転槽５内に給水を行うための給水機構や、洗剤・助剤供給装置が設けられている。また、前記トップカバー１８の前辺部には、上面に位置して操作パネルが設けられていると共に、その内側に位置してマイコンを主体としてなる制御装置が設けられている。この制御装置は、前記モータ７や給水機構等の各機構を制御して、洗い、すすぎ（脱水すすぎ及びためすすぎ）、脱水等の行程からなる洗濯運転を自動で実行させるようになっている。尚、このとき、前記モータ７は可変速で駆動され、且つ正逆転可能とされている。
【００２４】
さて、前記モータ７及び回転伝達機構８について、図１ないし図１４を参照して述べる。図３は、これらモータ７及び回転伝達機構８部分の構成を示しており、ここで、前記水槽３の外底部には、中空ハウジング１９が取付けられている。この中空ハウジング１９は、上フレーム２０と下フレーム２１とを外周側部分にて結合して構成されており、上フレーム２０の中央部には、上向きに凸となる円筒部２０ａが形成されていると共に、下フレーム２１の中央部には下向きに凸となる円筒部２１ａが形成されている。
【００２５】
前記円筒部２０ａ及び円筒部２１ａ内には、夫々ボールベアリングからなる軸受２２及び２３が嵌合固着され、これら軸受２２，２３に支持されて中空状（円管状）の槽軸２４が設けられている。この槽軸２４の軸受２２から突出する上端部外周には、支持筒２５が嵌合固着され、この支持筒２５の上端のフランジ部２５ａに前記回転槽５が固定されている。これにて、槽軸２４の回転により回転槽５が一体回転するようになっている。尚、円筒部２０ａの内周面と支持筒２５の外周面との間には、シール部材２６が設けられている。
【００２６】
そして、前記槽軸２４の中空部内には、撹拌軸２７が上下に貫通するように挿通されている。この撹拌軸２７は、槽軸２４の内周部上下部に設けられたメタル軸受２８，２８並びに前記支持筒２５の上端部内周部に設けられた軸受２９によって槽軸２４に対して回転自在に支持されており、その上端部が前記撹拌体６に連結されている。これにて、撹拌軸２７の回転により撹拌体６が一体回転するようになっている。また、この撹拌軸２７の下端部が前記モータ７に連結されている。
【００２７】
前記モータ７は、図６にも示すように、リング状をなすステータ３０と、薄形円筒容器状をなすロータ３１とから構成される。前記ステータ３０は、ステータコア３２の外周の各ティース部に巻線３３を巻装して構成され、前記下フレーム２１の下面に対して下方からねじ止めされることにより取付けられている。一方、前記ロータ３１は、前記ステータ３０の外周に僅かな隙間を存して配置されるロータマグネット３４及びその外周に位置されるロータヨーク３５をインサート成形により一体的に有して構成されている。
【００２８】
このロータ３１の中心部には、円筒状のボス部３６が固着され、前記撹拌軸２７の下端部がこのボス部３６に対してセレーション結合状態に挿入され、例えばナット締めにより取付けられている。従って、前記ロータ３１の回転は常に撹拌軸２７にダイレクトに伝達されるようになっている。尚、図１及び図２にも示すように、このボス部３６は、その上端が、前記槽軸２４の下端よりも僅かに下方に位置され、また、その外径寸法が、該槽軸２４の外径寸法よりも大きく構成されている。
【００２９】
さて、前記槽軸２４の下端外周部には、該槽軸２４と前記ボス部３６との連結及び切離しを行なうためのクラッチ３７が設けられ、これと共に、前記下フレーム２１の下面部には、このクラッチ３７を上下動させる昇降手段たる昇降機構３８及び共回り防止装置３９が設けられる。
【００３０】
前記クラッチ３７は、合成樹脂この場合ガラスフィラー入りのポリアセタール樹脂からなり、図１及び図２，図５にも示すように、全体としてほぼ円筒状をなすと共に、その内周部が、上半部で径小、下半部にて径大とされた段付き形状とされると共に、その上端部外周部には、円形鍔状のフランジ部３７ａが一体に形成されている。そして、このクラッチ３７の上半部の内周面全周には、上下方向に延びる係合部たる上部内セレーション部４０が形成され、下半部の内周面全周には、上下方向に延びる下部内セレーション部４１が形成されている。
【００３１】
これに対し、図１，図２，図６に示すように、前記槽軸２４の下端部（前記軸受２３から下方に突出した部位）の外周部には、前記上部内セレーション部４０に対応して上下方向に延びる摺動案内部たるセレーション部４２が形成されている。一方、前記ボス部３６の上部外周部にも、前記下部内セレーション部４１に対応してセレーション部４３が形成されている。前記クラッチ３７は、上部内セレーション部４０が前記セレーション部４２に常に係合されることにより、槽軸２４の下端部外周に上下動自在且つ周方向に一体的に回転するように嵌挿されているのである。
【００３２】
これにて、クラッチ３７が図１及び図３に示す下降位置にあるときには、クラッチ３７の上部内セレーション部４０が槽軸２４のセレーション部４２に係合すると共に、下部内セレーション部４１がボス部３６のセレーション部４３に係合し、もってボス部３６ひいては撹拌軸２７と槽軸２４とを一体的に回転するように連結するようになっている。これに対し、クラッチ３７が図２に示す上昇位置にあるときには、上部内セレーション部４０がセレーション部４２に係合するのみとなり、ボス部３６から切離され、もって撹拌軸２７のみが回転駆動されるようになっている。
【００３３】
このとき、槽軸２４の下端部外周部には、前記クラッチ３７と前記軸受２３の下端部との間に位置して、クラッチ付勢手段たるコイルばね４４が配設され、クラッチ３７は常に下降位置に向けて付勢されるようになっている。また、図４，図６等にも示すように、前記クラッチ３７の上端部外周部のフランジ部３７ａの上面外周部には、円周方向に等間隔で並んだ複数の歯部４５ａを有する嵌合部４５が形成されている。この場合、歯部４５ａは１８個が設けられている。
【００３４】
前記共回り防止装置３９は、例えばガラスフィラー入りのポリアセタール樹脂からなり、図６ないし図９にも示すように、前記下フレーム２１の円筒部２１ａの外周に嵌り込む大きさの薄形の円筒状をなすと共に、上端外周にフランジ部３９ａを一体に有し、そのフランジ部３９ａにて下フレーム２１の底面にねじ止め固定されている。このとき、この共回り防止装置３９の内周面の下半部には、図２等に示すように、共回り防止部４６が設けられている。
【００３５】
この共回り防止部４６は、前記クラッチ３７の上昇位置にてその嵌合部４５（歯部４５ａ同士間の谷部）に噛合うこの場合１８個の歯部４６ａを円周方向に等間隔に有して構成され、これにて、クラッチ３７の嵌合部４５と共回り防止部４６とは、円周方向に等間隔の１８か所の噛合いピッチにて噛合うようになっている。さらに、この共回り防止装置３９には、後述するクラッチレバー４７を支持するための一対の支持部４８，４８や、後述する磁気センサ６３が取付けられるホルダ部６４等が一体に設けられている。
【００３６】
そして、前記昇降機構３８は、前記コイルばね４４、前記クラッチ３７を上下動させるクラッチレバー４７、このクラッチレバー４７を揺動させる操作レバー４９、クラッチレバー付勢手段たる引張ばね５０（図３，図８参照）等から構成されている。このうちクラッチレバー４７は、例えばポリプロピレン等の合成樹脂からなり、図１１に示すように、平行に延びる一対の腕部４７ａ，４７ａを基端側で繋いだ形態のほぼコ字状をなすと共に、その基端部中央部から後側に突出する突出部４７ｂを有して構成されている。この突出部４７ｂの上面には、図１３にも示すような斜面部５１が形成されている。
【００３７】
前記各腕部４７ａの先端部には、前記クラッチ３７のフランジ部３７ａの下面側に係止してそれを押し上げるための作動部たる当接ピン５２が内側に突出して設けられている。このとき、一対の当接ピン５２は、フランジ部３７ａのうち直径方向両端の２か所に当接するようになっている。また、各腕部４７ａの基端側部分には、図１２に示すように、前記支持部４８に軸支される内側軸部５３及び及び外側軸部５４が同軸となるように一体に設けられている。このうち外側軸部５４については、先端部に、斜め上向き（図１２では斜め下向き）の傾斜面５４ａが形成されている。
【００３８】
このとき、図７ないし図９並びに図１３にも示すように、前記共回り防止装置３９に一体に設けられる一対の支持部４８，４８は、共回り防止装置３９のやや後部寄り部分に円筒状部分を左右に挟むように対向して設けられ、フランジ部３９ａの下面から下方に延びる角筒状をなしている。そして、その下端部には、左右に対向する舌片状の内壁部４８ａ及び外壁部４８ｂを有している。図９に示すように、内壁部４８ａの下端部には、下方に開放するＵ字状の溝部５５が形成され、外壁部４８ｂには、係止孔部５６が形成されている。尚、図１０に示すように、外壁部４８ｂのうち内面側は、係止孔部５６から下方に延びて、肉厚がほぼ半分とされた如き案内凹部５７が形成されている。
【００３９】
前記クラッチレバー４７は、前記各腕部４７ａの基端側が、各支持部４８の内壁部４８ａ及び外壁部４８ｂ間に挟まれた形態で支持されるのであるが、このとき、前記内側軸部５３がＵ字状の溝部５５に下方から差込まれてその溝部５５内に保持されると共に、前記外側軸部５４が、その傾斜面５４ａが案内凹部５７を摺動するように案内されて係止孔部５６内に挿入されるようになっている。これにて、図７及び図８に示すように、クラッチレバー４７は、中間部分が前記支持部４８に軸支されて、上下方向（矢印Ａ及びＢ方向）に揺動可能に設けられるのである。
【００４０】
前記操作レバー４９は、図３及び図１４に示すように、その中間部が前記下フレーム２１に軸支されて水平方向（矢印Ｃ及びＤ方向）に回動可能に設けられ、その先端部の下面は、図１３にも示すように、前記クラッチレバー４７の基端部の斜面部５１に摺接する斜面部５８が形成されている。また、このとき、図３，図８に示すように、前記引張りばね５０は、前記クラッチレバー４７の基端部側と前記共回り防止装置３９との間に掛け渡されて該クラッチレバー４７を矢印Ａ方向に付勢しており、もってクラッチレバー４７の斜面部５１が操作レバー４９に斜面部５８に常に摺接するようになっている。
【００４１】
一方、図１４に示すように、前記ギアドモータ１２はワイヤ５９及び連結金具６０を介して前記排水弁１０に連結され、（ａ）に示すように、通常時は前記ワイヤ５９を繰出した状態とされて排水弁１０が閉塞状態にあり、（ｂ）に示すように、前記ワイヤ５９を巻上げることにより、排水弁１０を開放させるようになっている。このとき、前記操作レバー４９の基端部は、前記連結金具６０に連結され、もって操作レバー４９は、ギアドモータ１２により、排水弁１０の開閉と連動して矢印Ｃ及びＤ方向に回動するようになっている。
【００４２】
これにて、洗いやためすすぎの行程においては、操作レバー４９は図１４（ａ）の状態（図１３の状態から矢印Ｃ方向に回動した状態）にあって、クラッチレバー４７の基端部を押し下げており、もって図２に示すように、クラッチレバー４７の先端の当接ピン５２がクラッチ３７をコイルばね４４のばね力に抗して上方に押上げて上昇位置に位置させるようになっている。
【００４３】
これに対し、脱水や脱水すすぎの行程においては、操作レバー４９は図１４（ａ）の状態から矢印Ｄ方向に回動されて図１４（ｂ）に示す状態となり、斜面部５８が斜面部５１を相対的に摺動することにより、図１３及び図１，図３に示すように、クラッチレバー４７の基端部が矢印Ａ方向に揺動し、当接ピン５２が下降し、もってクラッチ３７がコイルばね４４のばね力によって下降位置に下降するようになっている。尚、このクラッチ３７の下降位置では、当接ピン５２がクラッチ３７のフランジ部３７ａから若干量だけ下方に離間するようになっている。
【００４４】
そして、前記クラッチ３７部分には、該クラッチ３７の動作位置を検出するためのクラッチ位置検出手段６１が設けられている。図１ないし図４に示すように、このクラッチ位置検出手段６１は、前記クラッチ３７に取付けられる永久磁石６２と、前記共回り防止装置３９のホルダ部６４に取付けられる磁気センサ６３とから構成されている。
【００４５】
前記永久磁石６２は、例えばプラスチックマグネットからなり、図４等に示すように、外径寸法が前記クラッチのフランジ部３７ａの外径にほぼ等しく、内径が前記クラッチ３７の外周に嵌込まれる大きさの薄形リング状に形成されている。このとき、図４に示すように、永久磁石６２には、磁気中立線６２ａを想像線で示すように、円周方向に同一ピッチで交互にＮ極，Ｓ極となるように着磁がなされており、その極対数は９とされている。尚、この場合、前記クラッチ３７の嵌合部４５と共回り防止部４６との噛合いピッチ（１８）は、この極対数（９）の２倍とされている。
【００４６】
また、この永久磁石６２の内周部には、図５にも示すように、位置決め用の溝部６２ｂが形成されている。さらに、この永久磁石６２には、この場合３個のねじ挿通用の取付孔６２ｃが、周方向に等間隔をもって形成されている。このとき、図４に示すように、これら取付孔６２ｃは、磁極（Ｎ極）の周方向の中心で且つ径方向の中心よりも内周寄り部位に設けられている。この取付孔６２ｃの位置により、取付孔６２ｃに起因する永久磁石６２の内部磁束分布（図４の一部に想像線ｃで示す）の減少が極力抑えられる。
【００４７】
これに対し、図４，図５に示すように、前記クラッチ３７の外周部には、前記永久磁石６２の溝部６２ｂに嵌り合って位置決め構造を構成する位置決めリブ３７ｂが上下方向に延びて一体に設けられている。また、図５に示すように、このクラッチ３７のフランジ部３７ａの下面には、前記永久磁石６２の各取付孔６２ｃに対応してねじ穴３７ｃ（１個のみ図示）が形成されている。
【００４８】
これにて、図５に示すように、永久磁石６２は、溝部６２ｂが位置決めリブ３７ｂに嵌り合うようにクラッチ３７に下方から嵌挿され、フランジ部３７ｂの下面にねじ６５のねじ止めによって取付けられるのである。このとき、前記位置決めリブ３７ｂの形成位置（ひいてはねじ穴３７ｃの形成位置）は、図４に示すように、永久磁石６２の取付状態で、その各磁気中立線６２ａが、前記嵌合部４５の各歯部４５ａ間の谷部の中心を通るように設定されている。上記位置決め構造によって、永久磁石６２をその状態に容易に取付けることができる。
【００４９】
そして、前記クラッチ３７が上昇位置にあるときに、図２に示すように、永久磁石６２の外周が、共回り防止装置３９に取付けられた磁気センサ６３に対向し、もって磁気センサ６３によりクラッチ３７が上昇位置にあるかどうかが直接的に検出できるようになっている。このクラッチ３７の上昇位置では、嵌合部４５が共回り防止部４６に噛合っているのであるが、この噛合い状態では、噛合いピッチと永久磁石６２の極対数との関係から、図４に示すように、クラッチ３７の共回り防止装置３９に対する円周方向の位置に関係なく、常に永久磁石６２の磁気中立線６２ａが、前記磁気センサ６３の検出部（想像線で示す）の中心に対応位置するような噛合い構造となっているのである。
【００５０】
しかも、このとき、磁気センサ６３の検出部が、永久磁石４６の一の磁極の周方向中心（中心線ａ１）と、その磁極と隣合う磁極の周方向中心（中心線ａ２）との間の角度範囲内に位置されるようになっている。
【００５１】
また、図１〜図３に一部示すように、前記磁気センサ６３の配線（リード線）６３ａは、前記ホルダ部６４内から下フレーム２１に形成された孔２１ｂを通り、更に前記中空ハウジング１９内を通して導出され、その信号が前記制御装置に入力されるようになっている。前記制御装置は、磁気センサ６３からの入力信号に基づいて、クラッチ３７が正規に切替わっているかどうかを判断し、もし、正規の状態にクラッチ３７が正規の状態に切替わっていないと判断したときには、運転を停止すると共に、操作パネルの表示やブザー音等により異常を報知するようになっている。
【００５２】
次に、上記構成の作用について述べる。上述のように、洗いやためすすぎの行程においては、図２に示すように、昇降機構３８によってクラッチ３７が上昇位置に位置され、ボス部３６と槽軸２４とが切離されるようになっている。このクラッチ３７の上昇位置では、クラッチ３７に設けられた永久磁石６２が、共回り防止装置３９に設けられた磁気センサ６３に近接し、磁気センサ６３からクラッチ３７が上昇位置に位置されている旨の検出信号が出力される。
【００５３】
このとき、上述のように、クラッチ３７の嵌合部４５と共回り防止部４６との噛合いにより、クラッチ３７の共回り防止装置３９に対する円周方向の位置に関係なく、永久磁石６２の磁気中立線６２ａが磁気センサ６３の検出部の中心に対向位置するので、永久磁石６２からの漏れ磁束ｂ（図４参照）が最大となる位置にて磁気センサ６３による検出が行なわれる。しかも、磁気センサ６３の検出部が、磁極の中心線ａ１，ａ２間の角度範囲内に位置されるので、磁気センサ６３に複数の経路の磁束が作用することが抑えられ、単一の磁束を効率的に検出することができる。
【００５４】
さらには、クラッチ３７が、非磁性材である合成樹脂製であるので、クラッチ３７が永久磁石６２の漏れ磁束ｂを低減させることもない。この結果、磁気センサ６３を特に高感度のものとしなくても、確実に永久磁石６２の漏れ磁束ｂを検出することができるのである。また、クラッチ３７が磁化されることもないので、クラッチ３７が槽軸２４等に吸着されて昇降動作が阻害されるといった虞がないことは勿論である。
【００５５】
そして、制御装置は、磁気センサ６３からの検出信号が入力されていることを条件に、モータ７を正方向及び逆方向に交互に回転駆動するようになっており、これにて、ロータ３１の回転が撹拌軸２７ひいては撹拌体６にダイレクトに伝達され、前記撹拌体６が正逆回転されて回転槽５内に撹拌水流が生成される。また、このクラッチ３７の上昇位置では、クラッチ３７の嵌合部４５が共回り防止部４６に噛合って水槽３に回転不能に固定されるので、槽軸２４ひいては回転槽５が洗濯物や水流によっていわゆる共回りすることが防止されるのである。
【００５６】
これに対し、脱水や脱水すすぎの行程においては、図１，図３に示すように、昇降機構３８によってクラッチ３７が下降位置に下降され、これにより、クラッチ３７の下部内セレーション部４１がボス部３６のセレーション部４３に係合し、もってボス部３６と槽軸２４とが連結されるのである。このとき、永久磁石６２は、磁気センサ６３から下方に離れるので、磁気センサ６３からの検出信号は制御装置に入力されなくなる。また、クラッチ３７が共回り防止部４６から離間し、嵌合が解かれるようになる。
【００５７】
そして、制御装置は、磁気センサ６３からの検出信号が入力されないことを条件に、モータ７を一方向に高速回転駆動するようになっており、これにて、ロータ３１の回転が撹拌軸２７及び槽軸２４の双方にダイレクトに伝達され、回転槽５が撹拌体６と一体的に高速回転されるのである。尚、このとき、ボス部３６の外径が槽軸２４の外径よりも大きく構成されているので、クラッチ３７に過大なひねり力が作用することなく、槽軸２４に大きなトルクを伝達することができるものとなっている。
【００５８】
しかして、上記構成において、もし昇降機構３８を構成するクラッチレバー４７や操作レバー４９あるいはクラッチ３７自体の故障，破損等があって、クラッチ３７が正規の状態に切替わらなくなると、洗いあるいはすすぎ運転を行なう筈が回転槽５まで回転されてしまったり、脱水運転を行なう筈が撹拌体６のみが高速回転されてしまうといった不具合を招く虞がある。ところが、本実施例では、クラッチ位置検出手段６１を設け、クラッチ３７が正規の状態に切替わらないときには、運転を停止すると共に異常報知がなされるので、異常な状態で運転が行なわれることが未然に防止されるのである。
【００５９】
このように本実施例によれば、円筒状のクラッチ３７を槽軸２４のセレーション部４２に沿って上下動可能に設け、昇降機構３８により上下動させて槽軸２４とボス部３６との連結，切離しを行なうようにしたので、簡単な構成でモータ７から回転槽５及び撹拌体６への回転伝達を切替えることができる。このとき、排水弁１０を駆動するためのギアドモータ１２を昇降機構３８の駆動源として兼用させるようにしたので、別途の駆動手段を不要として、より安価に済ませることができる。
【００６０】
また、本実施例では、クラッチ３７の上昇位置にて該クラッチ３７の嵌合部が４５が共回り防止部４６に噛合って水槽３に固定されるようにしたので、洗いやためすすぎ時における槽軸２４ひいては回転槽５の共回りを確実に防止することができる。さらに、モータ７をダイレクトドライブ方式のアウタロータ形モータから構成したので、軽量化、薄形化、騒音の減少、回転力の伝達ロスの減少等も図ることができる。
【００６１】
そして、クラッチ３７に取付けられたリング状の永久磁石６２と、共回り防止装置３９に設けられた磁気センサ６３とから、クラッチ位置検出手段６１を構成するようにしたので、クラッチ３７の上昇位置及び下降位置の切替えを確実に検出することができ、異常な状態で運転が行なわれることが未然に防止され、クラッチ３７の切替動作の信頼性を高めることができるものである。
【００６２】
このとき、永久磁石６２を円周方向に交互に異極に着磁されたリング状とし、クラッチ３７と共回り防止部４６との噛合いピッチを、永久磁石６２の極対数（９）の２倍（１８）としたので、クラッチ３７が共回り防止部４６に対していずれの位置で噛合っているときでも、永久磁石６２からの漏れ磁束ｂが最大となる位置にて磁気センサ６３による検出が行なわれる位置関係とされ、クラッチ３７（ひいては槽軸２４）の回転方向位置に関係なく、安定して確実にクラッチ３７の動作位置を検出することができる。
【００６３】
しかも、特に本実施例では、磁気センサ６３に複数の経路の漏れ磁束ｂが作用することが抑えられる構成としたので、磁気センサ６３として特に高感度のものを採用する必要がなく、安価に済ませることができる。さらには、磁気センサ６３の配線６３ａを中空ハウジング１９の内部を通して処理する構成としたので、配線６３ａがモータ７の回転部に触れたり、モータ７の電磁ノイズにより誤動作するといったことを防止することができるといった利点も得ることができるものである。
【００６４】
尚、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、例えばクラッチと共回り防止部との噛合いピッチを、永久磁石の極対数の２倍とすることに限らず、２／ｎ倍（ｎは極対数以下の整数）としても良く、上記実施例の極対数が９の場合、噛合いピッチ（歯部の数）を９，６等とすることもできる。その他、永久磁石に対する着磁をその外周部のみに行なうようにすることもでき、また、昇降手段の構成としても種々の変形が可能であり、さらにはクラッチを昇降させる駆動源を別途に設けても良い等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明にて明らかなように、本発明の脱水兼用洗濯機によれば、円筒状のクラッチを槽軸の摺動案内部に沿って上下動可能に設け、そのクラッチを昇降手段により上下動させて槽軸とボス部との連結，切離しを行なうようにし、また、クラッチの上昇位置にて該クラッチに嵌合して回転不能とさせる共回り防止部を設け、さらに、クラッチの動作位置を検出するための永久磁石と磁気センサとからなるクラッチ位置検出手段を設け、クラッチと共回り防止部との噛合いピッチを永久磁石の極対数の２倍又は２／ｎ倍（但しｎは極対数以下の整数）とし、クラッチの上昇位置においては、常に永久磁石の磁気中立線が、磁気センサの検出部の中心に対応位置するような噛合い構造としたので、モータから回転槽及び撹拌体への回転伝達のための構造の簡単化を図ると共に、それらの切替の動作信頼性を向上させることができるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、クラッチの下降位置におけるクラッチ部分の拡大縦断面図
【図２】クラッチの上昇位置における図１相当図
【図３】モータ及び回転伝達機構部分の縦断面図
【図４】クラッチの底面図
【図５】クラッチの縦断面図
【図６】モータ及びクラッチ部分の分解斜視図
【図７】共回り防止装置にクラッチレバーを組付けた状態の斜視図
【図８】共回り防止装置にクラッチレバーを組付けた状態の縦断面図
【図９】共回り防止装置の斜視図
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う支持部の外壁部の縦断面図
【図１１】クラッチレバーの上下反転した状態の斜視図
【図１２】図１１のＹ−Ｙ線に沿うクラッチレバーの軸部部分の縦断面図
【図１３】脱水運転時におけるクラッチレバーの斜面部と操作レバーの斜面部との関係を示す縦断背面図
【図１４】ギアドモータと操作レバーとの関係を示すもので、排水弁の閉塞状態（ａ）及び開放状態（ｂ）の底面図
【図１５】洗濯機の全体構成を概略的に示す縦断側面図
【符号の説明】
図面中、１は本体、３は水槽、５は回転槽、６は撹拌体、７はモータ、８は回転伝達機構、１０は排水弁、１２はギアドモータ、１９は中空ハウジング、２１は下フレーム、２２，２３は軸受、２４は槽軸、２７は撹拌軸、３０はステータ、３１はロータ、３６はボス部、３７はクラッチ、３７ａはフランジ部、３７ｂは位置決めリブ、３７ｃはねじ穴、３８は昇降機構、３９は共回り防止装置、４０は上部内セレーション部（係合部）、４１は下部内セレーション部、４２はセレーション部（摺動案内部）、４３はセレーション部、４４はコイルばね、４５は嵌合部、４５ａは歯部、４６は共回り防止部、４６ａは歯部、４７はクラッチレバー、４８は支持部、４９は操作レバー、５０は引張りばね、５１は斜面部、５２は当接ピン、５８は斜面部、６１はクラッチ位置検出手段、６２は永久磁石、６２ａは磁気中立線、６２ｂは溝部、６２ｃは取付孔、６３は磁気センサ、６３ａは配線、６５はねじ、ｂは漏れ磁束，ｃは内部磁束分布を示す。

Claims (7)

1. 水槽内に回転自在に設けられた回転槽と、
   この回転槽内の底部に設けられた撹拌体と、
   前記水槽の外底部に設けられたモータと、
   上端が前記回転槽に連結され下端側が前記水槽の外底部まで延びる中空状の槽軸と、
   この槽軸の中空部内を上下に貫通するように設けられ、上端が前記撹拌体に連結され下端が前記モータのロータにボス部を介して連結された撹拌軸と、
   前記槽軸の下端側外周部に上下方向に延びて設けられた摺動案内部と、
   内周部全周に前記摺動案内部に沿って摺動する係合部を有する円筒状をなし、前記槽軸の下端部外周に上下動自在に嵌挿され、下降位置にて該槽軸と前記ボス部とを連結し、上昇位置にて前記ボス部から切離されるクラッチと、
   このクラッチを上下動させる昇降手段と、
   前記水槽に設けられ前記クラッチの上昇位置にて該クラッチに対して円周方向に所定のピッチで噛合って回転不能とさせる共回り防止部と、
   前記クラッチの動作位置を検出するクラッチ位置検出手段とを具備し、
   前記クラッチ位置検出手段は、前記共回り防止部側に設けられた磁気センサと、前記クラッチにその上昇位置にて前記磁気センサに対向するように設けられ円周方向に交互に異極に着磁されたリング状の永久磁石とから構成されると共に、
   前記クラッチと共回り防止部との噛合いピッチは、前記永久磁石の極対数の２倍又は２／ｎ倍（但しｎは極対数以下の整数）とされ、該クラッチの上昇位置においては、常に前記永久磁石の磁気中立線が、前記磁気センサの検出部の中心に対応位置するような噛合い構造となっていることを特徴とする脱水兼用洗濯機。
2. 磁気センサの検出部は、永久磁石の一の磁極の周方向中心と、その磁極と隣合う磁極の周方向中心との間の角度範囲内に位置されることを特徴とする請求項１記載の脱水兼用洗濯機。
3. 永久磁石は、プラスチックマグネットからなることを特徴とする請求項１又は２記載の脱水兼用洗濯機。
4. クラッチに永久磁石を取付けるための位置決め構造を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の脱水兼用洗濯機。
5. 永久磁石は、外周部に着磁がなされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の脱水兼用洗濯機。
6. 永久磁石は、該永久磁石に形成された取付孔によってクラッチに取付けられるようになっていると共に、前記取付孔は、磁極の周方向の中心で且つ径方向の中心よりも内周寄り部位に設けられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の脱水兼用洗濯機。
7. 水槽の外底部には、下面部にモータが取付けられる中空ハウジングが設けられ、磁気センサの配線が前記中空ハウジングの内部を通して導出されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の脱水兼用洗濯機。

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