JP5940423B2 - 洗濯機のクラッチ機構および洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、モータから洗濯槽への回転駆動力の伝達を継断するクラッチ機構および当該クラッチ機構を搭載する洗濯機に関する。

モータの回転駆動力を洗濯槽へ伝達する駆動力伝達経路の途中にクラッチ機構を備える洗濯機は特許文献１、２に記載されている。特許文献１の洗濯機では、モータの回転駆動力が無端ベルトを介して回転体に伝達されており、クラッチ機構はこの回転体と同軸に配置されている。特許文献２のクラッチ機構は、操作レバーを往復揺動させることによって、クラッチ機構を回転駆動力が伝達される接続状態と回転駆動力の伝達が切断される切断状態との間で切り換える。操作レバーは、同期モータによって往復動させられる操作子によって操作されており、操作子が往復動の下限位置に達したときにクラッチ機構が切断状態とされ、操作子が往復動の上限位置に達したときにクラッチ機構が接続状態とされる。同期モータは、操作子が上限位置および下限位置に達したことを検出する位置センサからの信号などに基づいて駆動制御されており、操作子を上限位置および下限位置の間で往復動させる間にその回転方向を変化させている。

特開２０１０−２２０９１７号公報 特開２００６−２７２０１０号公報

特許文献２のクラッチ機構では、クラッチ機構の状態を切り換えるために操作される部材（操作子）の位置を２ヶ所で検出しているので、当該部材を検出する検出機構を２ヶ所に設ける必要がある。また、特許文献１のクラッチ機構では、クラッチ機構の状態を切り換える際に同期モータの回転方向を変化させているので、同期モータの制御が複雑となっている。

このような問題点に鑑みて、本発明の課題は、クラッチ機構の状態を切り換えるために操作される部材を検出する検出機構を１つにすることができ、クラッチ機構の駆動源となる同期モータの制御が簡易な洗濯機のクラッチ機構および当該クラッチ機構を搭載する洗濯機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、
モータから洗濯槽への回転駆動力の伝達を継断する洗濯機のクラッチ機構において、
前記モータの回転駆動力が伝達される第１回転体に係合可能な第２回転体と、前記第２回転体を回転可能な状態で支持している支持部材と、前記第２回転体が前記第１回転体に係合して当該第１回転体と一体に回転する接続位置および当該第２回転体が当該第１回転体から離間する切断位置の間で前記支持部材を移動させる支持部材移動機構と、前記接続位置および前記切断位置の一方に配置された前記支持部材を検出する検出機構とを有し、
前記支持部材移動機構は、同期モータと、当該同期モータの回転を前記支持部材の往復揺動に変換する変換機構と、前記支持部材の往復揺動に連動して当該支持部材を前記接続位置と前記切断位置との間で往復移動させるカム機構と、前記同期モータへの給電を制御するクラッチ制御部とを備え、
前記クラッチ制御部は、前記検出機構により前記支持部材が検出されている状態から予め定めた設定時間の給電を行って前記同期モータを一方向に回転させることにより前記接続位置および前記切断位置の一方に配置されている当該支持部材を他方に移動させ、前記検出機構により前記支持部材が検出されていない状態から当該検出機構が前記支持部材を検出するまで給電を行って前記同期モータを前記一方向に回転させることにより当該支持部材を前記接続位置および前記切断位置の一方に配置することを特徴とする。

本発明によれば、第２回転体を支持する支持部材が、同期モータの回転を支持部材の往復揺動に変換する変換機構と、支持部材の往復揺動に連動して支持部材を接続位置と切断位置との間で往復移動させるカム機構を備える支持部材体移動機構によって移動させられる。従って、クラッチ制御部は、同期モータを一方向に回転させて給電をオン、オフする制御により支持部材を切断位置と接続位置の間で往復移動させて、クラッチ機構の状態を切り換えることができる。従って、同期モータの制御が簡易なものとなる。また、同期モータの一方向の回転によって支持部材を切断位置と接続位置の間で往復移動させるので、検出機構により支持部材の位置を切断位置および接続位置のいずれか一方で検出すれば、クラッチ制御部は検出機構の検出結果と同期モータへの通電時間に基づいて支持部材を接続位置と切断位置との間で移動させることができる。よって、クラッチ機構の状態を切り換えるために操作される部材である支持部材の位置を検出する検出機構を２ヶ所に設ける必要がない。

本発明において、前記検出機構は、前記支持部材が前記接続位置および前記切断位置の一方に配置されたときに操作される回転カムと、前記回転カムが操作されたときに当該回転カムのカム面によって押圧されるスイッチと、を備えることが望ましい。このようにすれば、組立て誤差などによって支持部材とスイッチの位置関係が所望の位置関係から外れてしまった場合でも、回転カムによって位置関係の誤差を吸収できる。従って、支持部材が切断位置および切断位置の一方に配置されたときにスイッチを確実に操作できる。

この場合において、前記クラッチ制御部は、前記同期モータへの給電を行うための回路基板を備えており、前記スイッチは、前記回路基板に搭載されていることが望ましい。検出機構がスイッチを押圧するための回転カムを備えている場合には、回転カムによって支持部材とスイッチの位置関係の誤差を吸収することができるので、スイッチが回転カムによって押圧される際に必要以上に大きな押圧力が加わることがない。従って、スイッチを回路基板に搭載することができる。

次に、本発明の洗濯機は、モータと、洗濯槽と、前記洗濯槽内に配置されたパルセータと、前記モータの回転駆動力を前記洗濯槽および前記パルセータに伝達する駆動力伝達機構とを有し、前記駆動力伝達機構は、前記モータから前記洗濯槽に至る駆動力伝達経路の途中に、上記のクラッチ機構を備えていることを特徴とする。

本発明の洗濯機によれば、クラッチ機構の状態を切り換えることにより、パルセータと洗濯槽を同時に回転させる動作と、洗濯槽を停止させてパルセータだけを回転させる動作とを切り換えることができる。また、クラッチ機構の状態を切り換えるための制御が簡易なものとなる。

本発明において、前記モータおよび前記クラッチ制御部を制御する制御部を有し、前記検出機構は、前記切断位置に配置された前記支持部材を検出し、前記制御部は、洗濯動作時には、前記支持部材を切断位置に配置して前記モータを駆動してパルセータを回転させ、脱水動作時には前記支持部材を接続位置に配置して前記モータを駆動してパルセータおよび洗濯槽を回転させることが望ましい。洗濯機において洗濯動作の動作時間は脱水動作の動作時間と比較して長いので、洗濯機の動作中に停電が発生した場合には、洗濯機が洗濯動作中である場合が多い。従って、洗濯動作中に検出機構によってクラッチ機構を操作する支持部材の位置が検出されるように構成しておけば、停電から復旧した場合などに、復旧時点において支持部材の物理的な位置を高い確率で検出することができ、復旧後の処理動作などを迅速に行うことができる。

本発明によれば、クラッチ制御部は、一方向に回転する同期モータをオン、オフする制御によって支持部材を切断位置と接続位置の間で往復移動させて、クラッチ機構の状態を切り換えることができる。従って、同期モータの制御が簡易なものとなり、クラッチ機構を簡易に制御することができる。また、同期モータの一方向の回転によって支持部材を切断位置と接続位置の間で往復移動させるので、検出機構によって支持部材が切断位置および接続位置の一方に配置されていることが検出されれば、クラッチ機構は検出機構の検出結果と同期モータへの通電時間に基づいて支持部材を接続位置と切断位置との間で移動させることができる。従って、検出機構を２ヶ所に配置する必要がない。

洗濯機の概略断面図である。 駆動力伝達機構の主要部の斜視図である。 駆動力伝達機構の主要部の分解斜視図である。 第２回転体の斜視図である。 支持部材の斜視図である。 検出機構が搭載されたフレームの平面図である。 変換機構の説明図である。 第２回転体移動機構の説明図である。 変換機構搭載部の部分拡大図である。 クラッチ機構および洗濯槽回転検出装置の平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

（全体構成）
図１は本発明の実施の形態である洗濯機の概略構成を示す縦断面図である。図１に示すように、洗濯機１は本体フレーム２を有している。本体フレーム２は上面に衣類などの洗濯物を出し入れするための開口部２ａを備えている。本体フレーム２は角筒型であり、その下面は開口している。本体フレーム２の内部には、有底筒状の洗濯槽３がその開口部３ａを上方に向けて収納されている。洗濯槽３は、不図示の緩衝部材を介して本体フレーム２に吊り下げられており、その軸線Ｌ回りに回転可能な状態とされている。洗濯槽３の内側の底部分にはパルセータ４が配置されている。

洗濯槽３の下方にはモータ５が配置されている。モータ５の回転駆動力は駆動力伝達機構６を介して洗濯槽３およびパルセータ４に伝達される。駆動力伝達機構６はモータ５から洗濯槽３に至る駆動力伝達経路の途中に、モータ５の回転駆動力の洗濯槽３への伝達を継断するクラッチ機構７を備えている。また、洗濯槽３の下方には洗濯槽３の回転を検出するための洗濯槽回転検出装置８が配置されている。クラッチ機構７は、支持プレート９を介して本体フレーム２に支持されている。

本体フレーム２の開口部２ａを介して衣類が洗濯槽３内に投入された状態で洗濯機１が動作すると、不図示の給水管を介して洗濯槽３内に洗濯水が供給される。その後に、モータ５が駆動され、これによりパルセータ４が回転して洗濯槽３内の衣類の洗濯が行われる。衣類を洗濯する洗濯動作中は、クラッチ機構７はモータ５の回転駆動力の洗濯槽３への伝達を切断する切断状態とされている。従って、洗濯槽３は停止している。

洗濯動作が終了して洗濯水が洗濯槽３から排出されると、衣類を脱水する脱水動作が行われる。脱水動作では、クラッチ機構７はモータ５の回転駆動力を洗濯槽３へ伝達する接続状態とされ、この状態でモータ５が駆動される。この結果、パルセータ４および洗濯槽３が一体に回転するので、洗濯槽３内の衣類も洗濯槽３およびパルセータ４と共に回転する。従って、遠心力により衣類が脱水される。

（駆動力伝達機構）
図２は駆動力伝達機構６の主要部の斜視図である。図３は駆動力伝達機構６の主要部の分解斜視図である。なお、図２では駆動力伝達機構６を見やすくするために、クラッチ機構７を支持する支持プレート９を省略している。図３では支持プレート９を示している。

駆動力伝達機構６は、モータ５の出力軸１１の回転駆動力が無端ベルト１２（図１参照）を介して伝達される第１回転体１３と、第１回転体１３に同軸に取り付けられた軸部材１４と、洗濯槽３の下端部分に同軸に連結されている連結部材１５と、連結部材１５に連結された第２回転体２０を備えている。

図２、図３に示すように、第１回転体１３は円盤形状をしており、洗濯槽３の下方において洗濯槽３と同軸に配置されている。第１回転体１３の円形外周面は無端ベルト１２が取り付けられる取り付け面１３ａとなっている。また、第１回転体１３は上端面の中央部分に歯部１３ｂを備えている。歯部１３ｂは等角度間隔で径方向に延びる複数の突条から形成されている。

軸部材１４は、図３に示すように、中空の外側軸部材１６と、この外側軸部材１６の中空内に配置された回転軸１７を備えている。回転軸１７は、図１に示すように、下端部分が第１回転体１３に連結され、上端部分が洗濯槽３の底部を貫通してパルセータ４に連結されている。従って、モータ５の回転駆動力は、無端ベルト１２、第１回転体１３、回転軸１７を介してパルセータ４に伝達される。すなわち、モータ５とパルセータ４の間には、無端ベルト１２、第１回転体１３および回転軸１７を備える駆動力伝達経路が形成されている。

ここで、外側軸部材１６は回転軸１７に対して相対回転可能な状態とされており、外側軸部材１６と第１回転体１３は連結されていない。一方、外側軸部材１６の外周側には連結部材１５が取り付けられており、外側軸部材１６と連結部材１５は一体に回転する。

連結部材１５は、図３に示すように、軸線Ｌ方向の上から下に向かって洗濯槽３に連結される大径フランジ部１８と当該大径フランジ部１８よりも小径の小径筒部１９を備えている。小径筒部１９の内側には軸部材１４が挿入されており、軸部材１４の外側軸部材１６は連結部材１５と共回りするように小径筒部１９に連結されている。小径筒部１９の下側部分の外周側には第２回転体２０が同軸に取り付けられている。小径筒部１９の上端部分の外周側には洗濯槽回転検出装置８の出力歯車８１が同軸に取り付けられている。

図４（ａ）は第２回転体２０を斜め上方から見た斜視図であり、図４（ｂ）は第２回転体２０を下方から見た斜視図である。図４に示すように第２回転体２０は、下側から上側に向かって環状の歯形成部２１と、歯形成部２１よりも小径の連結筒部２２と、連結筒部よりも大径の大径筒部２３を備える回転体本体２４と、回転体本体２４の上端から外周側に突出する環状のフランジ２５を備えている。小径筒部１９は連結筒部２２の内側に挿入されている。回転体本体２４の連結筒部２２の内周面と、小径筒部１９の外周面には、連結筒部２２の内周面に形成された複数の縦溝２６ａと、小径筒部１９の外周面に形成された複数の突条２６ｂからなるセレーション２６が構成されており、第２回転体２０は、セレーション２６によって、連結部材１５に対して軸線Ｌ方向に相対移動可能な状態、かつ、連結部材１５と一体に回転可能な状態で連結される。

また、図４（ｂ）に示すように、第２回転体２０は、歯形成部２１の下端面に第１回転体１３の歯部１３ｂと噛合可能な歯部２１ａを備えている。歯部２１ａは、等角度間隔で径方向に延びる複数の突条から形成されている。第２回転体２０は、軸線Ｌ方向の下方に移動したときにその歯部２１ａと第１回転体１３の歯部１３ｂが係合する。第２回転体２０と第１回転体１３が係合すると第２回転体２０は第１回転体１３と同軸状態で一体に回転する。この結果、モータ５の回転駆動力は、無端ベルト１２、第１回転体１３、第２回転体２０、連結部材１５を介して洗濯槽３に伝達される。すなわち、モータ５と洗濯槽３の間には、無端ベルト１２、第１回転体１３、第２回転体２０、連結部材１５を備える駆動力伝達経路が設けられている。

なお、図３に示す支持プレート９は、クラッチ機構７を洗濯槽３の下方の所定の位置に支持するための部材であり、洗濯槽３とともに不図示の緩衝部材を介して本体フレーム２から吊り下げられている。支持プレート９にはクラッチ機構７の上側部分を被うカバーケース３０が下面側から取り付けられ、クラッチ機構７はカバーケース３０が支持プレート９に固定されることにより支持プレート９に支持される。

ここで、支持プレート９は、中心部分が連結部材１５の小径筒部１９を軸線Ｌ方向に貫通させる貫通孔９ａとなっている環状突出部９ｂを備えている。環状突出部９ｂは、カバーケース３０に設けられた貫通孔３０ａを貫通して下方に突出しており、その下端部分は第２回転体２０の回転体本体２４の内側に挿入される。また、図１に示すように、環状突出部９ｂの下端面と回転体本体２４の歯形成部２１の間には圧縮コイルバネ３１が挿入され、この圧縮コイルバネ３１は第２回転体２０を下方（第１回転体１３に向かう方向）に付勢する。さらに、支持プレート９において環状突出部９ｂの上面側は環状の凹部９ｃとなっており、凹部９ｃ内には、連結部材１５を介して洗濯槽３を回転可能に下方から支持する環状のベアリング３２が配置される。また、支持プレート９は環状突出部９ｂの外周側に後述するカバーケース３０の収納部３０ｂが貫通する貫通孔が９ｄ設けられる。

（クラッチ機構）
次に、図３〜図８を参照してクラッチ機構７を説明する。図５は支持部材を斜め上方から見た斜視図である。図６は検出機構が搭載されたフレームの平面図である。図７は変換機構の説明図であり、図７（ａ）は支持部材が切断位置に配置された状態を示し、図７（ｂ）は支持部材が接続位置に配置された状態を示している。図８は第２回転体移動機構の説明図であり、図８（ａ）は支持部材が切断位置に配置された状態を示し、図８（ｂ）は支持部材が接続位置に配置された状態を示している。

図３に示すように、クラッチ機構７は、第２回転体２０と、第２回転体２０を軸線Ｌ方向に移動させる第２回転体移動機構３３を備えている。第２回転体移動機構３３は、第２回転体２０を回転可能な状態で支持している支持部材３４と、第２回転体２０が第１回転体１３から離間した切断位置３４Ａおよび第２回転体２０が第１回転体１３に同軸に係合して当該第１回転体１３と一体に回転する接続位置３４Ｂの間で支持部材３４を移動させる支持部材移動機構３５を備えている。

支持部材移動機構３５は、図６に示すように、支持部材３４を軸線Ｌ方向に移動可能かつ軸線Ｌ回りに移動可能な状態で支持しているフレーム３６（図８参照）と、駆動源としての同期モータ３７と、同期モータ３７の出力軸の一方向の回転を支持部材３４の軸線Ｌ回りの往復揺動に変換する変換機構３８（回転−揺動変換機構）と、支持部材３４の往復揺動に連動させて支持部材３４を軸線Ｌ方向に往復移動させるカム機構３９を備えている。また、支持部材移動機構３５は、支持部材３４が切断位置３４Ａに移動したことを検出する検出機構４０と、同期モータ３７を駆動制御するクラッチ制御部４１を備えている。クラッチ制御部４１は同期モータ３７への給電を行うための回路が構成された回路基板４２に構成されている。本例の同期モータ３７はＡＣ同期モータ３７であり、回転方向が一方向に規制されているものである。

支持部材３４は、図５に示すように、環状部４５と、環状部４５から外周側に突出しているレバー部４６を備えている。第２回転体２０は、回転体本体２４が環状部４５の内側に挿入され、フランジ２５が環状部４５の上面に載せられた状態で支持部材３４に支持される。環状部４５の下面には、等角度間隔で離間する３箇所にカム機構３９のカムフォロワー４７が設けられている。各カムフォロワー４７は、下方に向かって突出しており、周方向の一方側から他方側に向かって下方に傾斜する傾斜面４７ａと、傾斜面の下端から軸線Ｌと直交する方向に延びる平坦な下端面４７ｂを備えている。レバー部４６には直線状の長孔４８が形成されている。長孔４８は変換機構３８を構成するものであり、レバー部４６の突出方向（軸線Ｌの中心から遠ざかる方向）に長く延びている。

図６に示すように、フレーム３６は、支持部材３４を支持するための支持部材支持部５１を備えている。支持部材支持部５１は軸線Ｌを中心に円形に形成されている。フレーム３６において、支持部材支持部５１の外周側には変換機構３８を搭載するための変換機構搭載部５２が設けられている。支持部材支持部５１の外周側であって軸線Ｌ回りで変換機構搭載部５２に隣接する位置には、詳細を後述する洗濯槽回転検出装置８の増速輪列８２を搭載するための輪列搭載部５３が設けられている。また、フレーム３６には、軸線Ｌ方向の上方に突出して、支持部材支持部５１、変換機構搭載部５２および輪列搭載部５３を囲むフレーム外周壁５４を備えている。さらに、フレーム３６は、後述する洗濯槽回転検出装置８の第１複合歯車８６、第２複合歯車８７および最終歯車８３を回転可能に支持する支軸がそれぞれ圧入固定される軸支持部３６ａ、３６ｂ、３６ｃが形成されている。なお、フレーム３６は軸線Ｌ方向に分かれる金型を用いた樹脂成型によって形成される。

支持部材支持部５１は、支持部材３４に支持された第２回転体２０の回転体本体２４の下側部分を軸線Ｌ方向に貫通させる貫通孔５５と、貫通孔５５の開口縁において支持部材３４の円環状部４５を下方から支持する環状の支持部材載置部５６と、支持部材載置部５６の外周縁から上方に突出する円周壁５７を備えている。貫通孔５５、支持部材載置部５６および円周壁５７は軸線Ｌと同軸に形成されている。

円周壁５７において変換機構搭載部５２の側の周方向の一部分は、上方から切り欠かれた切り欠き部５７ａとなっている。円周壁５７において周方向で変換機構搭載部５２および輪列搭載部５３とは異なる角度範囲の部分はフレーム外周壁５４と一体になっている。円周壁５７の内周面には軸線Ｌ方向に延びる突条５７ｂが周方向で離間した位置に複数設けられている。ここで、支持部材３４は、レバー部４６を切り欠き部５７ａから変換機構搭載部５２の側に突出させた状態で支持部材載置部５６に上方から載置される。支持部材３４が支持部材載置部５６に載置されると、各突条５７ｂの内周側の端部は、支持部材載置部５６に載置された支持部材３４の環状部４５の外周縁に外側から当接する。支持部材３４は、各突条５７ｂと環状部４５の当接によって、径方向への移動が規制された状態となる。

支持部材載置部５６の上面には、支持部材３４のカムフォロワー４７が摺接するカム機構３９のカム面５８が等角度間隔で３箇所に設けられている。各カム面５８は、支持部材載置部５６の上面から上方に突出する突起５９の上端面であって、軸線Ｌと直交する方向に延びる第１カム面部分５８ａと、突起５９の周方向の一方側の側面であって、周方向の一方側に向って下方に傾斜する第２カム面部分５８ｂと、支持部材載置部５６の上面であって第２カム面部分５８ｂの下端から軸線Ｌと直交する方向に延びる第３カム面部分５８ｃを備えている。

変換機構３８は、図７に示すように、支持部材３４のレバー部４６に設けられた長孔４８と、長孔４８内をスライド可能な状態で長孔４８に挿入されている円柱形状の駆動部材６０と、駆動部材６０を予め設定した回転中心軸Ｌ１から離れた位置で当該回転中心軸Ｌ１回りの一方向に回転させる回転機構６１を有している。回転中心軸Ｌ１は軸線Ｌと平行である。

回転機構６１は、その出力軸を回転中心軸Ｌ１と平行にして配置された同期モータ３７と、回転中心軸Ｌ１回りに回転可能に支持された円形の回転板６２と、同期モータ３７の回転駆動力を回転板６２に伝達する輪列６３を備えている。駆動部材６０は回転板６２の外周縁部分の周方向の一箇所から軸線Ｌ方向の上方に突出している。輪列６３は、第１複合歯車６４、第２複合歯車６５および第３複合歯車６６を備えている。より詳細には、輪列６３は、同期モータ３７の出力軸に取り付けられたピニオンと噛合する第１大径歯車と当該第１大径歯車よりも小径で当該第１大径歯車と同軸に形成された第１小径歯車と備える第１複合歯車６４、第１複合歯車６４の第１小径歯車と噛合する第２大径歯車と当該第２大径歯車よりも小径で当該第２大径歯車と同軸に形成された第２小径歯車を備える第２複合歯車６５、および、第２複合歯車６５の第２小径歯車と噛合する第３大径歯車と当該第３大径歯車よりも小径で当該第３大径歯車と同軸に形成された第３小径歯車を有する第３複合歯車６６を備えている。第３複合歯車６６の第３小径歯車が回転板６２に設けられた歯部（不図示）と噛合している。

同期モータ３７が駆動されると、回転板６２が回転し、駆動部材６０は回転中心軸Ｌ１回りの円形軌道に沿って一方向に移動する。また、駆動部材６０は、円形軌道に沿って移動する間に、長孔４８内をスライドして支持部材３４のレバー部４６を所定の角度範囲で揺動させる。

ここで、図７（ａ）および図８（ａ）に示すように、レバー部４６が揺動範囲の一方端の第１位置４６Ａに配置されると、支持部材３４のカムフォロワー４７が支持部材載置部５６の第１カム面部分５８ａに乗り上げた状態となる。これにより、支持部材３４は、軸線Ｌ方向を上昇して切断位置３４Ａに配置される。支持部材３４が切断位置３４Ａに配置されると、支持部材３４に支持されている第２回転体２０は圧縮コイルバネ３１の付勢力に抗して軸線Ｌ方向を上方に移動して、第１回転体１３から離れる。この結果、図２に示すように、第２回転体２０と第１回転体１３の係合は解除され、クラッチ機構７はモータ５の回転駆動力を洗濯槽３に伝達しない切断状態となる。

一方、図７（ｂ）および図８（ｂ）に示すように、支持部材３４のレバー部４６が揺動範囲の他方端の第２位置４６Ｂに配置された状態では、支持部材３４のカムフォロワー４７が支持部材支持部５１の第２カム面部分５８ｂを滑り降りて第３カム面部分５８ｃに当接している。これにより、支持部材３４は、切断位置３４Ａから軸線Ｌ方向を下降して接続位置３４Ｂに配置される。支持部材３４が接続位置３４Ｂに配置されると、支持部材３４に支持されている第２回転体２０の歯部２１ａが第１回転体１３の歯部１３ｂと係合して、第２回転体２０と第１回転体１３が一体回転可能な状態となる。従って、クラッチ機構７はモータ５の回転駆動力を洗濯槽３に伝達する接続状態となる。

検出機構４０はレバー部４６の位置を検出することにより支持部材３４の位置を検出する。図９は変換機構搭載部５２の部分拡大図であり、図９（ａ）は検出機構４０が支持部材３４を検出している状態を示し、図９（ｂ）は検出機構４０が支持部材３４を検出していない状態を示す。図９に示すように、検出機構４０は、回転カム７０と、回転カム７０によって操作されるスイッチとしてのタクトスイッチ７１と、回転カム７０の回転を規制するためのストッパ７２と、回転カム７０を、カム面７０ａがタクトスイッチ７１から離れる第１回転方向Ｄ１に付勢して、ストッパ７２に押し付けている付勢部材７３を備えている。付勢部材７３はつるまきバネである。

図９（ａ）に示すように、回転カム７０は、レバー部４６が切断位置３４Ａに配置されたときに当該レバー部４６と当接して操作される。これにより回転カム７０は付勢部材７３の付勢力に抗して第１回転方向Ｄ１とは反対の第２回転方向Ｄ２に回転する。

ここで、タクトスイッチ７１は回路基板４２に取り付けられており、回転カム７０が第２回転方向Ｄ２に回転したときに当該回転カム７０のカム面７０ａにより押圧される押圧部７１ａを備えている。押圧部７１ａは、タクトスイッチ７１に設けられた付勢部材によってカム面７０ａ側に付勢される。従って、レバー部４６が第１位置４６Ａに配置されると、回転カム７０によって押圧部７１ａが押圧され、タクトスイッチ７１からは支持部材３４が切断位置３４Ａに配置されたことを示す信号が出力される。支持部材３４が切断位置３４Ａに配置されたことを示す信号は、すなわち、クラッチ機構７が切断状態となったことを示す信号であり、クラッチ機構７が切断状態となった後に出力される。

レバー部４６が第１位置４６Ａから第２位置４６Ｂに向かって移動すると、図９（ｂ）に示すように、レバー部４６と回転カム７０の当接が解除される。従って、回転カム７０は付勢部材７３の付勢力によって第１回転方向Ｄ１に回転して、ストッパ７２に押し付けられた状態に戻る。この結果、回転カム７０による押圧部７１ａの押圧が解除されるので、タクトスイッチ７１からの信号は停止する。

クラッチ制御部４１は、モータ５の駆動を制御する中央制御部（不図示）からの制御信号に基づいて同期モータ３７の駆動を制御する。クラッチ制御部４１がクラッチ機構７を切断状態とする際には、タクトスイッチ７１から信号が出力されていない状態から、タクトスイッチ７１から信号が出力されるまで同期モータ３７への通電を行って同期モータ３７を一方向に回転させ、支持部材３４を切断位置３４Ａに配置する。一方、クラッチ制御部４１がクラッチ機構７を接続状態とする際には、タクトスイッチ７１からの信号が出力されている状態から、予め定めた設定時間の給電を行って同期モータ３７を一方向に回転させ、切断位置３４Ａに配置されている支持部材３４を接続位置３４Ｂに配置する。

なお、中央制御部（制御部）は、洗濯動作時には、クラッチ制御部４１を制御してクラッチ機構７を切断状態としてモータ５を駆動することにより、パルセータ４を回転させる。また、中央制御部（制御部）は、脱水動作時には、クラッチ制御部４１を制御してクラッチ機構７を接続状態としてモータ５を駆動することにより、パルセータ４および洗濯槽３を一体に回転させる。

ここで、カバーケース３０は、フレーム３６に上方から被せられて固定されており、図２に示すように、フレーム３６とともにクラッチ機構７を被うケースとしてのクラッチケース７４を構成している。より詳細には、カバーケース３０は、図３に示すように、その貫通孔３０ａをフレーム３６の貫通孔５５と同軸に配置した状態で、フレーム３６のフレーム外周壁５４の上端部分に上方から被せられて固定されている。なお、カバーケース３０の貫通孔３０ａには連結部材１５の小径筒部１９が挿入されており、カバーケース３０の上面は連結部材１５の大径フランジ部１８よりも下方に位置している。カバーケース３０は、その上面が支持プレート９に固定され、これによりクラッチ機構７は支持プレート９に支持される。クラッチ機構７は、図２に示すように、第２回転体２０の回転体本体２４の下側部分を除いてカバーケース３０とフレーム３６の間に収納されている。

（洗濯槽回転検出装置）
図１０はクラッチ機構７および洗濯槽回転検出装置８の平面図である。図１０に示すように、洗濯槽回転検出装置８は、連結部材１５に連結されて洗濯槽３と一体に回転する出力歯車８１と、出力歯車８１の回転を増速して伝達する増速輪列８２と、増速輪列８２の最終歯車８３に搭載された被検出部材としてのマグネット８４と、マグネット８４の移動を検出するセンサ（磁気センサ）としてのホールＩＣ８５を備えている。増速輪列８２はフレーム３６の輪列搭載部５３に載置されており、ホールＩＣ８５はクラッチ機構７の回路基板４２に搭載されている。

出力歯車８１は中心に貫通孔８１ａを備え、外周縁に歯部８１ｂを備える円環状の歯車である。出力歯車８１は貫通孔８１ａに連結部材１５の小径筒部１９を挿入させた状態で、連結部材１５に同軸に連結されている。より詳細には、小径筒部１９の上端部分には、小径筒部１９の外周面から径方向を外側に向って上方に延びて大径フランジ部１８に連続する複数のリブ１５ａが形成されており（図２、図３参照）、出力歯車８１の貫通孔８１ａの内周面にはリブ１５ａに対応する複数の縦溝８１ｃが形成されており、連結部材１５の小径筒部１９を貫通孔５５に挿入したときに、各リブ１５ａを各縦溝８１ｃに挿入して、出力歯車８１を連結部材１５に連結している。従って、出力歯車８１は連結部材１５と一体回転する。

増速輪列８２は、出力歯車８１に噛合する第１小径歯車８６ａと当該第１小径歯車８６ａよりも大径で当該第１小径歯車８６ａと同軸に形成された第１大径歯車８６ｂと備える第１複合歯車８６、第１複合歯車８６の第１大径歯車８６ｂと噛合する第２小径歯車８７ａと当該第２小径歯車８７ａよりも大径で当該第２小径歯車８７ａと同軸に形成された第２大径歯車８７ｂを備える第２複合歯車８７を備えており、第２複合歯車８７の第２大径歯車８７ｂは最終歯車８３と噛合している。第１複合歯車８６の第１小径歯車８６ａは支持プレート９の上方で出力歯車８１の歯部８１ｂと噛合している。

最終歯車８３は、第２複合歯車８７の第２大径歯車８７ｂと噛合している歯部２１ａの下側に、歯部２１ａよりも外周側に突出する腕部８８を備えている。マグネット８４はこの腕部８８の先端側部分に搭載されている。すなわち、マグネット８４は、最終歯車８３において、その回転中心軸Ｌ２から外れた位置に搭載されている。

ホールＩＣ８５は、腕部８８の下方であって、マグネット８４と対向可能な位置に配置されている。すなわち、ホールＩＣ８５は、回転中心軸Ｌ２回りの円形軌道に沿って移動するマグネット８４と対向可能な位置に配置されている。

本例では、洗濯槽３が１回転する間に最終歯車８３が４８回転するように、増速輪列８２の増速比が設定されている。従って、洗濯槽３が１回転する間に、マグネット８４はホールＩＣ８５上を４８回通過する。この結果、ホールＩＣ８５からは洗濯槽３が１回転する間に４８回のパルス信号が出力される。なお、増速輪列８２の増速比をより大きくすれば、パルス幅が短くなり、洗濯槽３が１回転する間により多くのパルス信号が出力される。すなわち、洗濯槽回転検出装置８が洗濯槽３の回転を検出する分解能を高めることができる。

ホールＩＣ８５からの信号は回路基板４２に取付けられたコネクタ部を介して洗濯機１の中央制御部に入力される。中央制御部では、クラッチ機構７が接続状態とされているときにホールＩＣ８５からのパルス信号に基づいて洗濯槽３の回転速度を取得して、洗濯槽３の回転異常を検出する。また、中央制御部では、取得された回転速度に基づいてモータ５の回転を調整するフィードバック制御を行う。さらに、中央制御部では、クラッチ機構７が接断状態とされたときまたはモータ５の駆動を停止したときに、ホールＩＣ８５からのパルス信号の有無、つまりホールＩＣ８５からの信号が所定期間変化しないことに基づいて洗濯槽３の停止を検出する。なお、本例では洗濯槽３が１回転する間に最終歯車８３が４８回転するので、パルス信号の有無を検出する期間を短く設定した場合でも、洗濯槽の停止を検出できる。従って、洗濯槽３が実際に停止した時点から、中央制御部において洗濯槽の停止の検出までの時間を短くすることができる。

ここで、ホールＩＣ８５および増速輪列８２は、カバーケース３０とフレーム３６の間に収納されている。より詳細には、カバーケース３０は、図３に示すように、増速輪列８２の第１複合歯車８６および第２複合歯車８７を収納するために貫通孔３０ａの開口縁部分に上方に突出した収納部３０ｂを備えている。また、収納部３０ｂの貫通孔３０ａ側の側面には、第１複合歯車８６の第１小径歯車（第１歯車）８６ａを出力歯車８１に噛合させるために当該第１小径歯車８６ａの一部分を露出させる開口部３０ｃが設けられている。従って、ホールＩＣ８５および増速輪列８２は、第１複合歯車８６における出力歯車８１との噛合部分を除いて、カバーケース３０とフレーム３６によって構成されたクラッチケース７４に覆われた状態となっている。

（作用効果）
本例によれば、第２回転体２０を支持する支持部材３４が、同期モータ３７の回転を支持部材３４の往復揺動に変換する変換機構３８、および、支持部材３４の往復揺動に連動して支持部材３４を接続位置３４Ｂと切断位置３４Ａとの間で往復移動させるカム機構３９を備える支持部材移動機構３５によって移動させられる。この結果、クラッチ制御部４１は、同期モータ３７を一方向に回転させて給電をオン、オフする制御により、支持部材３４を切断位置３４Ａと接続位置３４Ｂの間で往復移動させてクラッチ機構７の状態を切り換えることができる。従って、同期モータ３７の制御が簡易なものとなる。また、同期モータ３７の一方向の回転によって支持部材３４を切断位置３４Ａと接続位置３４Ｂの間で往復移動させるので、検出機構４０により支持部材３４の位置を切断位置３４Ａで検出すれば、クラッチ制御部４１は検出機構４０の検出結果と同期モータ３７への通電時間に基づいて支持部材３４を接続位置３４Ｂと切断位置３４Ａとの間で移動させることができる。よって、クラッチ機構７の状態を切り換えるために操作される部材である支持部材３４の位置を検出する検出機構４０を２ヶ所に設ける必要がない。

また、本例では、支持部材３４を検出する検出機構４０は、支持部材３４が切断位置３４Ａに配置されたときに操作される回転カム７０と、回転カム７０が操作されたときに当該回転カム７０のカム面７０ａによって押圧されるタクトスイッチ７１を備えている。従って、組立て誤差などによって支持部材３４とタクトスイッチ７１の位置関係が所望の位置関係から外れてしまった場合でも、回転カム７０によって位置関係の誤差を吸収できる。よって、支持部材３４が切断位置３４Ａに配置されたときにタクトスイッチ７１を確実に操作できる。また、回転カム７０によって支持部材３４とタクトスイッチ７１の位置関係の誤差を吸収することができるので、タクトスイッチ７１が回転カム７０によって押圧される際に必要以上に大きな押圧力が加わることがない。従って、タクトスイッチ７１をクラッチ制御部４１の回路基板４２に搭載することができる。

さらに、本例では、切断位置３４Ａに配置された支持部材３４を検出しており、中央制御部は洗濯動作時には支持部材３４を切断位置３４Ａに配置してモータ５を駆動してパルセータ４を回転させ、脱水動作時には支持部材３４を接続位置３４Ｂに配置してモータ５を駆動してパルセータ４および洗濯槽３を回転させている。ここで、洗濯機１において洗濯動作の動作時間は脱水動作の動作時間と比較して長いので、洗濯機１の動作中に停電が発生した場合には、洗濯機１が洗濯動作中である場合が多い。従って、洗濯動作中に検出機構４０によってクラッチ機構７を操作する支持部材３４の位置が検出されるように構成してあれば、停電から復旧した場合などに、復旧時点において支持部材３４の物理的な位置を高い確率で検出することができ、復旧後の処理動作などを迅速に行うことができる。

（その他の実施の形態）
上記の例では、検出機構４０は、切断位置３４Ａに配置された支持部材３４を検出しているが、検出機構４０が接続位置３４Ｂに配置された支持部材３４を検出するように構成することもできる。この場合には、クラッチ制御部４１がクラッチ機構７を切断状態とする際には、タクトスイッチ７１からの信号が出力されている状態から、予め定めた設定時間の給電を行って同期モータ３７を一方向に回転させ、接続位置３４Ｂに配置されている支持部材３４を切断位置３４Ａに配置する。一方、クラッチ制御部４１がクラッチ機構７を接続状態とする際には、タクトスイッチ７１から信号が出力されていない状態から、タクトスイッチ７１から信号が出力されるまで同期モータ３７への通電を行って同期モータ３７を一方向に回転させて、支持部材３４を接続位置３４Ｂに配置する。

上記の例では、スイッチとしてタクトスイッチ７１を用いたが、タクトスイッチ７１に替えて、押圧部が付勢部材によってカム面７０ａ側に付勢される、いわゆる押しボタンスイッチを用いることができる。

１・・・洗濯機
３・・・洗濯槽
４・・・パルセータ
５・・・モータ
６・・・駆動力伝達機構
７・・・クラッチ機構
１３・・・第１回転体
２０・・・第２回転体
３４・・・支持部材
３４Ａ・・・切断位置
３４Ｂ・・・接続位置
３５・・・支持部材移動機構
３７・・・同期モータ
３８・・・変換機構
３９・・・カム機構
４０・・・検出機構
４１・・・クラッチ制御部
４２・・・回路基板
７０・・・回転カム
７０ａ・・・カム面
７１・・・タクトスイッチ（スイッチ）
Ｌ・・・洗濯槽の軸線

Claims (5)

1. モータから洗濯槽への回転駆動力の伝達を継断する洗濯機のクラッチ機構において、
   前記モータの回転駆動力が伝達される第１回転体に係合可能な第２回転体と、前記第２回転体を回転可能な状態で支持している支持部材と、前記第２回転体が前記第１回転体に係合して当該第１回転体と一体に回転する接続位置および当該第２回転体が当該第１回転体から離間する切断位置の間で前記支持部材を移動させる支持部材移動機構と、前記接続位置および前記切断位置の一方に配置された前記支持部材を検出する検出機構とを有し、
   前記支持部材移動機構は、同期モータと、当該同期モータの回転を前記支持部材の往復揺動に変換する変換機構と、前記支持部材の往復揺動に連動して当該支持部材を前記接続位置と前記切断位置との間で往復移動させるカム機構と、前記同期モータへの給電を制御するクラッチ制御部とを備え、
   前記クラッチ制御部は、前記検出機構により前記支持部材が検出されている状態から予め定めた設定時間の給電を行って前記同期モータを一方向に回転させることにより前記接続位置および前記切断位置の一方に配置されている当該支持部材を他方に移動させ、前記検出機構により前記支持部材が検出されていない状態から当該検出機構が前記支持部材を検出するまで給電を行って前記同期モータを前記一方向に回転させることにより当該支持部材を前記接続位置および前記切断位置の一方に配置することを特徴とする洗濯機のクラッチ機構。
2. 請求項１において、
   前記検出機構は、前記支持部材が前記接続位置および前記切断位置の一方に配置されたときに操作される回転カムと、前記回転カムが操作されたときに当該回転カムのカム面によって押圧されるスイッチと、を備えることを特徴とする洗濯機のクラッチ機構。
3. 請求項２において、
   前記クラッチ制御部は、前記同期モータへの給電を行うための回路基板を備えており、前記スイッチは、前記回路基板に搭載されていることを特徴とする洗濯機のクラッチ機構。
4. モータと、洗濯槽と、前記洗濯槽内に配置されたパルセータと、前記モータの回転駆動力を前記洗濯槽および前記パルセータに伝達する駆動力伝達機構とを有し、
   前記駆動力伝達機構は、前記モータから前記洗濯槽に至る駆動力伝達経路の途中に、請求項１ないし３のうちのいずれかの項に記載のクラッチ機構を備えていることを特徴とする洗濯機。
5. 請求項４において、
   前記モータおよび前記クラッチ制御部を制御する制御部を有し、
   前記検出機構は、前記切断位置に配置された前記支持部材を検出し、
   前記制御部は、洗濯動作時には、前記支持部材を切断位置に配置して前記モータを駆動してパルセータを回転させ、脱水動作時には前記支持部材を接続位置に配置して前記モータを駆動してパルセータおよび洗濯槽を回転させることを特徴とする洗濯機。

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