JP6779482B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

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。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、ドラムの後面に複数の突条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数で別々に回転させる構成が採られ得る（特許文献１参照）。

特開２０１６−０３６３９８号公報

上記ドラム式洗濯機では、洗いやすすぎの際、回転体はドラムの回転数とは異なる回転数で回転するため、ドラム内で洗濯物がねじれやすく、洗濯物の布絡みが生じやすい。

発明者らがドラム内の洗濯物の動きを観察したところ、このような布絡みが生ずると、ドラム内では、回転体の回転によって、絡まり合った洗濯物が回転体の中央部へと巻きこまれ、回転体の軸線上に押し出されるような洗濯物の動きが生じる。このような洗濯物の動きが生ずると、ドラム内に投入された洗濯物の量などによっては、ドラムの中心部分に絡まり合った洗濯物が密集し、ドラム前面を覆うドアと回転体との間に多くの洗濯物が詰まって圧縮された状態となり得る。こうなると、回転体に洗濯物による大きな負荷が掛かりやすくなり、回転体を駆動する駆動モータのロックに繋がりやすい。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、布絡み等に起因する駆動モータのロックを防止することが期待できるドラム式洗濯機の提供を目的とする。

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、駆動モータを含み、当該駆動モータのトルクを前記ドラムおよび前記回転体に伝達して前記ドラムと前記回転体とを互いに異なる回転数で回転させる第１駆動形態による動作と、前記駆動モータのトルクを前記ドラムに伝達せず前記回転体に伝達して前記回転体を回転させる第２駆動形態による動作が可能な駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部と、を備える。ここで、前記制御部は、洗い工程および／またはすすぎ工程において、前記第１駆動形態により前記ドラムおよび前記回転体を正転または反転させ、所定の契機入力を受けたことに基づいて、前記第２駆動形態により前記回転体を正転または反転させる。

上記の構成によれば、ドラム内での洗濯物の布絡み等に起因して回転体に掛かる負荷が大きくなっても、第２駆動形態により回転体を正転または反転させることで、洗濯物がほぐされ、駆動モータに掛かる負荷が軽減される。これにより、駆動モータのロックの防止が期待できる。

本態様に係るドラム式洗濯機において、前記駆動モータに掛かる負荷が所定の大きさを超えたことを示す入力が前記契機入力とされ得る。

上記の構成によれば、駆動モータに掛かる負荷が大きくなることで必要性が高くなった場合にのみ、第２駆動形態による洗濯物のほぐしが行われる。これにより、洗い工程やすすぎ工程が不要に長引きにくくなる。

本態様に係るドラム式洗濯機において、前記第１駆動形態による前記ドラムおよび前記回転体の回転が開始されてから所定時間が経過したことを示す入力が前記契機入力とされ得る。

上記の構成によれば、洗い工程やすすぎ工程中、適当なタイミングで第２駆動形態による洗濯物のほぐしが行われるので、駆動モータに掛かる負荷を検出するための検出部を設けなくてよい。

本態様に係るドラム式洗濯機において、前記駆動部は、前記駆動モータのトルクを前記ドラムおよび前記回転体に伝達して前記ドラムと前記回転体とを互いに等しい回転数で一体的に回転させる第３駆動形態による動作が可能な構成とされ得る。

このような構成とされた場合、前記制御部は、前記第２駆動形態により前記回転体を回転させた後、再び前記第１駆動形態により前記ドラムおよび前記回転体を回転させる前に、前記第３駆動形態により前記ドラムを、前記ドラム内の洗濯物に作用する遠心力が重力より大きくなる回転数で回転させるような構成とされ得る。

上記の構成によれば、ほぐされた洗濯物を遠心力によって外側へと押しやり、ドラムの内周面側へと分散させることができる。これにより、回転体を通じて駆動モータに掛かる負荷が一層軽減され、駆動モータのロックが一層抑制される。

本態様に係るドラム式洗濯機において、前記駆動部は、前記回転体に固定される第１回転軸と、前記ドラムに固定される第２回転軸と、前記第１回転軸に固定され、第１ベルトを介して前記駆動モータに連結される第１プーリと、第２ベルトを介して前記駆動モータに連結される、前記第１プーリと外径が異なる第２プーリと、前記駆動部による駆動形態を、前記第２回転軸に前記第２プーリの回転が伝達可能となるように前記第２回転軸と前記第２プーリとを連結することにより前記第１駆動形態に切り替え、前記第２回転軸を前記第１プーリおよび前記第２プーリの何れとも連結しないことにより前記第２駆動形態に切り替え、前記第２回転軸に前記第１プーリの回転が伝達可能となるように前記第２回転軸と前記第１プーリとを連結することにより前記第３駆動形態に切り替えるクラッチ機構部と、を含むような構成とされ得る。

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で、第１駆動形態、第２駆動形態および第３駆動形態の３つの駆動形態をとる駆動部を実現しているので、歯車による減速機構を用いた場合と比べて、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。

本発明によれば、布絡み等に起因する駆動モータのロックを防止することが期待できる。

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。

図１は、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。 図２は、実施の形態に係る、二軸駆動形態に切り替えられた状態を示す駆動部の断面図である。 図３は、実施の形態に係る、一軸駆動形態に切り替えられた状態を示す駆動部の断面図である。 図４は、実施の形態に係る、回転翼単体駆動形態に切り替えられた状態を示す駆動部の断面図である。 図５（ａ）および（ｂ）は、実施の形態に係る、翼プーリおよびドラムプーリの構成を示す図である。 図６（ａ）ないし（ｃ）は、実施の形態に係る、クラッチガイドおよびクラッチ体の構成を示す図である。 図７（ａ）ないし（ｃ）は、実施の形態に係る、クラッチ体を構成するクラッチ部の構成を示す図である。 図８は、実施の形態に係る、ドラム式洗濯機の構成を示すブロック図である。 図９は、実施の形態に係る、洗い工程およびすすぎ工程での制御部による制御動作を示すフローチャートである。 図１０（ａ）は、実施の形態に係る、絡み合った洗濯物がドラムの中心部に密集し、ドアと回転翼との間に詰まった洗濯物で回転翼が圧迫される様子を模式的に示す図であり、図１０（ｂ）は、実施の形態に係る、ほぐし動作によりドラムの中心部に密集していた洗濯物がほぐされ、洗濯物同士が離れる様子を模式的に示す図である。 図１１は、変更例１に係る、洗い工程およびすすぎ工程での制御部による制御動作を示すフローチャートである。 図１２は、変更例２に係る、洗い工程およびすすぎ工程での制御部による制御動作を示すフローチャートである。 図１３は、変更例２に係る、ほぐし動作でほぐされた後の洗濯物が、分散動作によりドラムの内周面側に分散する様子を模式的に示す図である。

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、本実施の形態に係る、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の周壁には、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、回転翼２４が回転自在に配される。回転翼２４は、ほぼ円盤形状を有する。回転翼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。回転翼２４は、ドラム２２と同軸に回転する。なお、回転翼２４は、本発明の回転体に相当する。

外槽２０の後方には、ドラム２２および回転翼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および回転翼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、回転翼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および回転翼２４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一体的に回転させる。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４は、本実施の形態に係る、駆動部３０の構成を示す断面図である。図２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３は、駆動部３０の駆動形態が、一軸駆動形態に切り替えられた状態を示す。図４は、駆動部３０の駆動形態が、回転翼単体駆動形態に切り替えられた状態を示す。図５は、本実施の形態に係る、翼プーリ５１０およびドラムプーリ６１０の構成を示す図である。図５（ａ）は、翼プーリ５１０を前方から見た図であり、図５（ｂ）は、ドラムプーリ６１０を後方から見た図である。図６は、本実施の形態に係る、クラッチガイド７１０およびクラッチ体７２０の構成を示す図である。図６（ａ）は、クラッチガイド７１０およびクラッチ体７２０の側面断面図、図６（ｂ）は、クラッチガイド７１０を前方から見た図、図６（ｃ）は、クラッチガイド７１０を後方から見た図である。図７は、本実施の形態に係る、クラッチ体７２０を構成するクラッチ部７２１の構成を示す図である。図７（ａ）は、クラッチ部７２１を前方から見た図、図７（ｂ）は、クラッチ部７２１の側面図、図７（ｃ）は、クラッチ部７２１を後方から見た図である。

駆動部３０は、駆動モータ１００と、ドラム軸２００と、翼軸３００と、軸受ユニット４００と、翼減速機構５００と、ドラム減速機構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および回転翼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。

ドラム軸２００は、中空形状を有する。ドラム軸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。なお、ドラム軸２００は、本発明の第２回転軸に相当する。

翼軸３００は、ドラム軸２００に内包される。翼軸３００の前部は、ドラム軸２００から前方に突出し、翼軸３００の後部は、ドラム軸２００から後方に突出する。翼軸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、ドラム軸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、翼軸３００とドラム軸２００との間への水の侵入が防止される。なお、翼軸３００は、本発明の第１回転軸に相当する。

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。ドラム軸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、ドラム軸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、翼軸３００およびドラム軸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ドラム軸２００に固定され、回転翼２４がネジ３１０により翼軸３００に固定される。

翼減速機構５００は、翼プーリ５１０と、第１モータプーリ５２０と、翼ベルト５３０とを含む。駆動モータ１００の回転が、翼プーリ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、翼軸３００およびドラム軸２００に伝達される。

翼プーリ５１０は、翼軸３００の後端部により回転自在に支持される。翼プーリ５１０には、中央部に翼軸３００が挿入される挿入孔５１１が形成される。挿入孔５１１に翼軸３００の後端部が挿入され、スプラインを用いた圧入等、所定の固定方法により翼軸３００の後端部が挿入孔５１１に固定される。また、翼軸３００の後端部に取り付けられた固定ネジ３２０によって、翼プーリ５１０の後方への抜けが防止される。

図５（ａ）に示すように、翼プーリ５１０の前面には、環状の被係合凹部５１２が形成される。被係合凹部５１２の外周面には、全周に亘ってスプライン５１３が形成される。

第１モータプーリ５２０は、駆動モータ１００のモータ軸１２０の先端部に取り付けられる。翼ベルト５３０は、翼プーリ５１０と第１モータプーリ５２０との間に架け渡される。

ドラム減速機構６００は、ドラムプーリ６１０と、第２モータプーリ６２０と、ドラムベルト６３０とを含む。駆動モータ１００の回転が、ドラムプーリ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、ドラム軸２００に伝達される。

ドラムプーリ６１０は、前面が開放された皿状に形成され、プーリ部６１１とプーリ部６１１より外径の小さな固定部６１２とを含む。プーリ部６１１の外径、即ち、ドラムプーリ６１０の外径は、翼プーリ５１０の外径より大きいため、ドラム減速機構６００による減速比は、翼減速機構５００による減速比よりも大きい。たとえば、ドラム減速機構６００による減速比は、翼減速機構５００による減速比の約２倍とされ得る。

固定部６１２には、中央部に挿入孔６１３が形成される。この挿入孔６１３とドラム軸２００との間に前後２つの転がり軸受６１４、６１５が介在する。ドラムプーリ６１０は、２つの転がり軸受６１４、６１５により、ドラム軸２００に対して円滑に回転する。

図５（ｂ）に示すように、固定部６１２の後面には、挿入孔６１３の外周に、環状の被係合凹部６１６が形成される。被係合凹部６１６の外周面には、全周に亘ってスプライン６１７が形成される。

後方に凹む凹部６１８であるプーリ部６１１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とドラムプーリ６１０とが重なる。

第２モータプーリ６２０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。ドラムベルト６３０は、ドラムプーリ６１０と第２モータプーリ６２０との間に架け渡される。

なお、翼プーリ５１０は、本発明の第１プーリに相当し、翼ベルト５３０は、本発明の第１ベルトに相当する。また、ドラムプーリ６１０は、本発明の第２プーリに相当し、ドラムベルト６３０は、本発明の第２ベルトに相当する。

クラッチ機構部７００は、駆動部３０による駆動形態を、二軸駆動形態と、一軸駆動形態と、回転翼単体駆動形態との間で切り替える。二軸駆動形態では、ドラム軸２００にドラムプーリ６１０の回転が伝達可能となるようにドラム軸２００とドラムプーリ６１０とが連結されることにより、ドラム２２と回転翼２４とが互いに異なる回転速度で回転する。一軸駆動形態では、ドラム軸２００に翼プーリ５１０の回転が伝達可能となるようにドラム軸２００と翼プーリ５１０とが連結されることにより、ドラム２２と回転翼２４とが同じ回転速度で回転する。回転翼単体駆動形態では、ドラム軸２００が翼プーリ５１０およびドラムプーリ６１０の何れとも連結されないことにより、回転翼２４が回転するとともにドラム２２が停止した状態となる。なお、二軸駆動形態は、本発明の第１駆動形態に相当し、回転翼単体駆動形態は、本発明の第２駆動形態に相当し、一軸駆動形態は、本発明の第３駆動形態に相当する。

クラッチ機構部７００は、クラッチガイド７１０と、クラッチ体７２０と、クラッチレバー７３０と、レバー支持部７４０と、クラッチ駆動装置７５０とを含む。

クラッチガイド７１０およびクラッチ体７２０は、ドラム軸２００および翼軸３００の軸線方向に並ぶドラムプーリ６１０と翼プーリ５１０との間に配置される。

図６（ａ）ないし（ｃ）に示すように、クラッチガイド７１０は、前面が開放された円筒形状を有する。クラッチガイド７１０の外周面には、全面に、全周に亘ってスプライン７１１が形成される。クラッチガイド７１０の中央部には、挿入孔７１２が形成される。挿入孔７１２には、キー溝７１３が形成される。クラッチガイド７１０は、挿入孔７１２がドラム軸２００に通され、キー溝７１３と図示しないキーとを用いた固定方法によりドラム軸２００に固定される。これにより、クラッチガイド７１０は、ドラム軸２００とともに回転する。

図６（ａ）に示すように、クラッチ体７２０は、クラッチ部７２１と、包囲部７２２と、転がり軸受７２３とを含む。クラッチ部７２１は、前面および後面が開放された円筒形状を有する。図７（ａ）ないし（ｃ）に示すように、クラッチ部７２１の外周面には、前部および後部に、それぞれ全周に亘って前スプライン７２４および後スプライン７２５が形成される。

クラッチ部７２１の内径は、クラッチガイド７１０の外径とほぼ等しくされ、クラッチ部７２１の前後の寸法は、クラッチガイド７１０の前後の寸法より大きくされる。クラッチ部７２１の内部に、クラッチガイド７１０が挿入される。クラッチ部７２１の内周面には、全周に亘って内スプライン７２６が形成され、この内スプライン７２６が、クラッチガイド７１０のスプライン７１１に噛み合う。内スプライン７２６の前後の寸法は、スプライン７１１の前後の寸法より大きくされる。

内スプライン７２６とスプライン７１１と係合により、クラッチ部７２１は、クラッチガイド７１０、即ち、クラッチガイド７１０が固定されたドラム軸２００に対してドラム軸２００の軸線方向への移動でき且つドラム軸２００と共に回転できる状態となる。

包囲部７２２は、円環状に形成され、クラッチ部７２１が回転自在となるように、クラッチ部７２１の中央部を包囲する。クラッチ部７２１と包囲部７２２との間に、転がり軸受７２３が設けられる。転がり軸受７２３は、大小２つの止め輪７２７、７２８により前後に動かないよう固定される。転がり軸受７２３により、クラッチ部７２１は、包囲部７２２に対して、円滑に回転する。

クラッチレバー７３０は、その上端部が、包囲部７２２に、包囲部７２２に対して回転可能となるように連結される。また、クラッチレバー７３０は、レバー支持部７４０に設けられた支軸７４１に回動自在に支持される。

クラッチ駆動装置７５０は、アクチュエータ７５１と、操作レバー７５２とを含む。アクチュエータ７５１は、操作レバー７５２を前後に移動させる。操作レバー７５２は、クラッチレバー７３０の下端部に連結される。クラッチレバー７３０の下端部は、操作レバー７５２に対して回転可能である。

レバー支持部７４０およびクラッチ駆動装置７５０は、図示しない取付プレートに固定され、この取付プレートが、軸受ユニット４００、または、外槽２０に装着される。

駆動部３０の駆動形態が、一軸駆動形態または回転翼単体駆動形態から二軸駆動形態に切り替えられる場合、図２に示すように、アクチュエータ７５１の内部へ操作レバー７５２が引き込まれる。即ち、操作レバー７５２が後方へ移動する。クラッチレバー７３０の下端部が、操作レバー７５２に引かれて後方に移動し、クラッチレバー７３０が支軸７４１を中心に前方へ回転する。クラッチレバー７３０の上端部が前方へ移動し、クラッチ体７２０が、クラッチレバー７３０の上端部に押されて前方に移動する。これにより、クラッチ部７２１の前スプライン７２４とドラムプーリ６１０のスプライン６１７とが係合する。

前スプライン７２４とスプライン６１７とが係合すると、クラッチ部７２１とドラムプーリ６１０とが回転方向に関して固定されるため、ドラムプーリ６１０の回転を、クラッチ部７２１およびクラッチガイド７１０を介してドラム軸２００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５００を介して翼軸３００に伝達され、翼軸３００に固定された回転翼２４が回転する。回転翼２４は、駆動モータ１００の回転速度が翼減速機構５００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６００を介してドラム軸２００に伝達され、ドラム軸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６００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、ドラム減速機構６００による減速比は、翼減速機構５００による減速比より大きいため、回転翼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７２１は、ドラムプーリ６１０とともに回転するが、クラッチレバー７３０は、クラッチ部７２１が回転自在な状態で連結された包囲部７２２に連結されているので、クラッチ部７２１が回転しても、その回転がクラッチレバー７３０にほぼ伝わることがない。

次に、駆動部３０の駆動形態が、二軸駆動形態または回転翼単体駆動形態から一軸駆動形態に切り替えられる場合、図３に示すように、アクチュエータ７５１の内部から操作レバー７５２が前方に押し出される。クラッチレバー７３０の下端部が、操作レバー７５２に押されて前方に移動し、クラッチレバー７３０が支軸７４１を中心に後方へ回転する。クラッチレバー７３０の上端部が後方へ移動し、クラッチ体７２０が、クラッチレバー７３０の上端部に押されて後方に移動する。これにより、クラッチ部７２１の後スプライン７２５と翼プーリ５１０のスプライン５１３とが係合する。

後スプライン７２５とスプライン５１３とが係合すると、クラッチ部７２１と翼プーリ５１０とが回転方向に関して固定されるため、翼プーリ５１０の回転を、クラッチ部７２１およびクラッチガイド７１０を介してドラム軸２００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５００を介してドラム軸２００および翼軸３００に伝達され、ドラム２２および回転翼２４が回転する。ドラム２２および回転翼２４は、駆動モータ１００の回転速度が翼減速機構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。

なお、一軸駆動形態において、駆動モータ１００が回転すると、当該回転に伴ってドラムプーリ６１０も回転する。しかしながら、ドラムプーリ６１０はドラム軸２００に対して空回りするだけであり、ドラムプーリ６１０の回転はドラム軸２００に伝達されない。

次に、駆動部３０の駆動形態が、二軸駆動形態または一軸駆動形態から回転翼単体駆動形態に切り替えられる場合、図４に示すように、クラッチレバー７３０により、前スプライン７２４がドラムプーリ６１０のスプライン６１７と係合せず、後スプライン７２５も翼プーリ５１０と係合しない位置に、クラッチ部７２１が移動される。即ち、クラッチ機構部７００は、ドラム軸２００を、ドラムプーリ６１０および翼プーリ５１０の何れとも連結しない。

このような状態において、駆動モータ１００が回転すると、回転翼２４は回転するが、ドラム軸２００には何れのプーリ５１０、６１０の回転も伝達されないので、ドラム２２は回転しない。

図８は、本実施の形態に係る、ドラム式洗濯機１の構成を示すブロック図である。

ドラム式洗濯機１は、上述した構成に加え、制御部８０１、記憶部８０２、操作部８０３、水位センサ８０４、モータ駆動部８０５、給水駆動部８０６、排水駆動部８０７、クラッチ駆動部８０８、ドアロック装置８０９および駆動電流検出部８１０を備える。

操作部８０３は、電源ボタン８０３ａ、スタートボタン８０３ｂ、コース選択ボタン８０３ｃを含む。電源ボタン８０３ａは、ドラム式洗濯機１の電源を投入および遮断するためのボタンである。スタートボタン８０３ｂは、運転をスタートさせるためのボタンである。コース選択ボタン８０３ｃは、洗濯運転に係る複数の洗濯コースの中から任意の洗濯コースを選択するためのボタンである。操作部８０３は、ユーザに操作されたボタンに応じた入力信号を制御部８０１に出力する。

水位センサ８０４は、外槽２０内の水位を検出し、検出した水位に応じた水位検出信号を制御部８０１に出力する。

モータ駆動部８０５は、制御部８０１からの制御信号に従って、駆動モータ１００を駆動する。モータ駆動部８０５は、駆動モータ１００の回転数を検出する回転センサ、インバータ回路等を含み、制御部８０１により設定された回転数で駆動モータ１００が回転するよう、駆動電力を調整する。

給水駆動部８０６は、制御部８０１からの制御信号に従って、給水バルブ５１を駆動する。排水駆動部８０７は、制御部８０１からの制御信号に従って、排水バルブ４０を駆動する。クラッチ駆動部８０８は、制御部８０１からの制御信号に従って、アクチュエータ７５１を駆動する。ドアロック装置８０９は、制御部８０１からの制御信号に従ってドア１２のロックおよびロック解除を行う。

駆動電流検出部８１０は、モータ駆動部８０５が駆動モータ１００を駆動しているときに駆動モータ１００に流れる駆動電流を検出し、制御部８０１に出力する。

記憶部８０２は、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む。記憶部８０２には、各種洗濯運転コースの洗濯運転を実行するためのプログラムが記憶される。また、記憶部８０２には、これらプログラムの実行に用いられる各種パラメータや各種制御フラグが記憶される。

制御部８０１は、操作部８０３、水位センサ８０４、駆動電流検出部８１０等からの各信号に基づいて、記憶部８０２に記憶されたプログラムに従い、モータ駆動部８０５、給水駆動部８０６、排水駆動部８０７、クラッチ駆動部８０８、ドアロック装置８０９等を制御する。

さて、ドラム式洗濯機１は、ユーザによる操作部８０３の操作に基づき、各種運転コースの洗濯運転を行う。洗濯運転では、洗い工程、中間脱水工程、すすぎ工程および最終脱水工程が順番に実行される。なお、運転コースによっては、中間脱水工程とすすぎ工程とが２回以上行われる場合がある。

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。ドラム２２内の洗濯物が水に浸かるよう、投入口１１の下縁に至らない所定の水位まで外槽２０内に水が溜められる。そして、このように外槽２０に水が溜められた状態で、洗い動作またはすすぎ動作として、駆動モータ１００が、交互に正転または反転し、ドラム２２と回転翼２４とが、回転翼２４の回転数がドラム２２の回転数より速い状態で、交互に正転または反転する。このとき、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小さくなる回転数で回転する。

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、回転する回転翼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翼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。 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、一軸駆動形態に切り替えられる。脱水動作として、駆動モータ１００が一方向に高速回転し、ドラム２２および回転翼２４が、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数で一体的に回転する。遠心力の作用により、洗濯物が、ドラム２２の内周面に押し付けられ、脱水される。

このように、脱水時には、ドラム２２と回転翼２４とが一体的に回転するので、ドラム２２に張り付いた洗濯物が回転翼２４により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。

なお、本実施の形態では、一軸駆動形態において、ドラムプーリ６１０よりも減速比が小さな翼プーリ５１０が用いられる。このため、ドラムプーリ６１０が用いられる場合に比べて、脱水の際の駆動モータ１００の回転数を低くすることができ、駆動モータ１００の消費電力を抑えることができる。また、洗いやすすぎの際の回転数と脱水の際の回転数との差を小さくできるので、駆動モータ１００を、モータ効率のよい領域で回転させることができる。

図９は、本実施の形態に係る、洗い工程およびすすぎ工程での制御部８０１による制御動作を示すフローチャートである。図１０（ａ）は、本実施の形態に係る、絡み合った洗濯物がドラム２２の中心部に密集し、ドア１２と回転翼２４との間に詰まった洗濯物で回転翼２４が圧迫される様子を模式的に示す図であり、図１０（ｂ）は、本実施の形態に係る、ほぐし動作によりドラム２２の中心部に密集していた洗濯物がほぐされ、洗濯物同士が離れる様子を模式的に示す図である。

以下、洗い工程およびすすぎ工程での制御部８０１による制御動作について、図９ないし図１０（ｂ）を参照して説明する。

洗い工程またはすすぎ工程が開始されると、制御部８０１は、クラッチ機構部７００によって駆動部３０の駆動形態を一軸駆動形態から二軸駆動形態へ切り替える（Ｓ１０１）。次に、制御部８０１は、外槽２０内への給水を行う（Ｓ１０２）。即ち、制御部８０１は、給水バルブ５１を開放して外槽２０内に水を供給し、外槽２０内の水位が所定水位に到達すると、給水バルブ５１を閉鎖して外槽２０内への水の供給を停止する。

給水が完了すると、制御部８０１は、洗い動作またはすすぎ動作として、駆動モータ１００を交互に正転または反転させる（Ｓ１０３）。たとえば、正転または反転させるオン時間は１０〜２０秒程度の時間とされ、オフ時間は１秒程度の時間とされる。また、駆動モータ１００は、所定回転数、たとえば、ドラム２２が４５ｒｐｍで回転し、回転翼２４が９０ｒｐｍで回転するような回転数で回転される。上述のように、ドラム２２が、ドラム２２内の洗濯物に作用する遠心力は重力より小さくなる回転数で回転し、回転翼２４がドラム２２よりも高速で回転する。ドラム２２内で洗濯物がタンブリングしつつ回転翼２４に撹拌されたり擦られたりする。

洗い動作またはすすぎ動作中、制御部８０１は、駆動モータ１００に流れる駆動電流値の入力を受け付け、入力された駆動電流値が所定の閾値を超えたか否かを監視する（Ｓ１０４）。駆動電流値が所定の閾値を超えていない場合、所定の運転時間、たとえば、２０分が経過しなければ（Ｓ１０５：ＮＯ）、洗い動作またはすすぎ動作が継続される。

洗いやすすぎの際、回転翼２４はドラム２２の回転数とは異なる回転数で回転するため、ドラム２２内で洗濯物がねじれやすく、洗濯物の布絡みが生じやすい。このような布絡みが生ずると、ドラム２２内では、回転翼２４の回転によって、絡まり合った洗濯物が回転翼２４の中央部へと巻きこまれ、回転翼２４の軸線上に押し出されるような洗濯物の動きが生じる。このような洗濯物の動きが生ずると、ドラム２２内に投入された洗濯物が多いような場合、図１０（ａ）に示されるように、ドラム２２の中心部分に絡まり合った洗濯物が密集し、ドア１２と回転翼２４との間に多くの洗濯物が詰まって圧縮された状態となり得る。こうなると、回転翼２４に洗濯物による大きな負荷が掛かりやすくなり、駆動モータ１００に大きな負荷が掛かりやすくなる。

このように、ドラム２２内の布絡みに起因して回転翼２４への洗濯物の圧迫状態が生じ、これによって回転翼２４に大きな負荷が掛かると、所定回転数で駆動モータ１００を回転させるのに多くの駆動電流が必要となるため、駆動電流値が閾値よりも大きくなる。こうなると、駆動電流検出部８１０から、契機入力として、閾値を超える駆動電流値が制御部８０１に入力される。

駆動電流値が閾値を超えたと判定すると（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御部８０１は、洗い動作またはすすぎ動作を終了し、クラッチ機構部７００によって駆動部３０の駆動形態を二軸駆動形態から回転翼単体駆動形態へ切り替える（Ｓ１０６）。次に、制御部８０１は、ほぐし動作として、駆動モータ１００を、二軸駆動形態による洗い動作またはすすぎ動作よりも短い周期で交互に正転または反転させる（Ｓ１０７）。たとえば、正転または反転させるオン時間は０．５秒程度の時間とされ、オフ時間は０．５秒程度の時間とされる。また、駆動モータ１００は、たとえば、回転翼２４を１０００ｒｐｍで回転させるような目標回転数に設定される。

ドラム２２が停止したまま、回転翼２４が短い周期で正転と反転とを繰り返す。この回転翼２４の反転回転動作によって、絡まり合った洗濯物がほぐされ、図１０（ｂ）のように、ドラム２２の中央部に密集していた洗濯物同士が離れるようになる。これにより、回転翼２４への洗濯物の圧迫が解消され、回転翼２４に掛かる負荷が軽減され、駆動モータ１００に掛かる負荷が軽減される。

ほぐしに必要な時間として予め設定されたほぐし時間が経過すると（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、制御部８０１は、ほぐし動作を終了し、クラッチ機構部７００によって駆動部３０の駆動形態を回転翼単体駆動形態から二軸駆動形態へ切り替える（Ｓ１０９）。そして、制御部８０１は、再び、洗い動作またはすすぎ動作として、駆動モータ１００を交互に正転または反転させる（Ｓ１０３）。なお、Ｓ１０６からＳ１０９の処理が行われている間は、運転時間のカウントは停止される。

その後、運転時間が経過すると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、制御部８０１は、洗い動作またはすすぎ動作を終了し、排水バルブ４０を開放して外槽２０内から排水を行う（Ｓ１１０）。排水が完了すると、洗い工程またはすすぎ工程が終了する。

＜実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、駆動モータ１００に掛かる負荷が所定の大きさを超えたことを示す契機入力として、所定の閾値を超える駆動電流値を受けると、これに基づいて、駆動部３０の駆動形態が、二軸駆動形態から回転翼単体駆動形態へと切り替えられ、ドラム２２が停止した状態で回転翼２４が正転または反転する。これにより、ドラム２２の中央部に集中した洗濯物がほぐされ、洗濯物同士が離れるようになる。よって、回転翼２４を通じて駆動モータ１００に掛かる負荷が軽減され、駆動モータ１００のロックが抑制される。また、布絡みによる洗濯物の動きの悪化が解消されるので、洗浄性能の低下を防止できる。

さらに、本実施の形態によれば、駆動電流値を監視することにより、駆動モータ１００への負荷が大きくなったことを検出するようにしているので、必要性が高くなった場合にのみ、回転翼単体駆動形態による洗濯物のほぐしを行うことができる。これにより、洗い工程やすすぎ工程が不要に長引きにくくなる。

さらに、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で、二軸駆動形態、一軸駆動形態および回転翼単体駆動形態の３つの駆動形態をとる駆動部３０を実現しているので、歯車による減速機構を用いた場合と比べて、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。

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、駆動電流検出部８１０により駆動電流値を監視することで、駆動モータ１００に掛かる負荷が所定の大きさを超えた場合に回転翼単体駆動形態による洗濯物のほぐしを行うようにしている。これに対し、本変更例では、洗い工程またはすすぎ工程において、洗い動作またはすすぎ動作が開始された後に、定期的に回転翼単体駆動形態による洗濯物のほぐしが行われる。駆動電流値が監視されないため、本変更例では、駆動電流検出部８１０が無くされる。

図１１は、変更例１に係る、洗い工程およびすすぎ工程での制御部８０１による制御動作を示すフローチャートである。図１１のフローチャートでは、図９のフローチャートと比較して、Ｓ１０４の処理がＳ１２１の処理に置き換えられる。

本変更例では、洗い動作またはすすぎ動作中、制御部８０１は、ほぐし開始時間になったか否かを判定する（Ｓ１２１）。具体的には、制御部８０１は、洗い動作またはすすぎ動作の開始から予め定めた一定時間（たとえば、５分）、および、その一定時間の倍数の時間（たとえば、１０分、１５分など）が経過したときに、ほぐし開始時間になったと判定する。本変更例では、一定時間の入力、および一定時間の倍数の時間の入力が契機入力となる。また、一定時間および一定時間の倍数の時間が、本発明の所定時間に相当する。

ほぐし開始時間になった場合（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、制御部８０１は、洗い動作またはすすぎ動作を終了し、クラッチ機構部７００によって駆動部３０の駆動形態を二軸駆動形態から回転翼単体駆動形態へ切り替える（Ｓ１０６）。

本変更例の構成によれば、二軸駆動形態による洗い動作またはすすぎ動作中、適当なタイミングで回転翼単体駆動形態によるほぐし動作が行われるので、絡み合った洗濯物がドラム２２の中央部に集中するような状態が生じていても、このような状態を解消させることが可能となる。

さらに、本変更例の構成によれば、駆動電流検出部８１０等、駆動モータ１００に掛かる負荷を検出するための検出部を設けなくてよくなる。

＜変更例２＞
図１２は、変更例２に係る、洗い工程およびすすぎ工程での制御部８０１による制御動作を示すフローチャートである。図１３は、変更例２に係る、ほぐし動作でほぐされた後の洗濯物が、分散動作によりドラム２２の内周面側に分散する様子を模式的に示す図である。なお、図１２のフローチャートでは、図９のフローチャートと比較して、Ｓ１０８の処理とＳ１０９の処理の間に、Ｓ１３１ないしＳ１３３の処理が追加される。

本変更例では、ほぐし時間が経過し（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、回転翼単体駆動形態によるほぐし動作が終了すると、制御部８０１は、クラッチ機構部７００によって駆動部３０の駆動形態を回転翼単体駆動形態から一軸駆動形態へ切り替える（Ｓ１３１）。そして、制御部８０１は、分散動作として、ドラム２２および回転翼２４が、ドラム２２内の洗濯物に作用する遠心力が重力より大きくなる回転数、たとえば、１２０ｒｐｍで一体的に回転するような回転数で駆動モータ１００を一方向に回転させる（Ｓ１３２）。図１３に示すように、ほぐし動作によりほぐされることで互いに離れるような状態となった洗濯物は、分散動作により生じた遠心力によって外側へと押しやられ、ドラム２２の内周面側へと分散する。これにより、回転翼２４への洗濯物の圧迫が一層解消され、回転翼２４に掛かる負荷が一層軽減される。

分散に必要な時間として予め設定された分散時間が経過すると（Ｓ１３３：ＹＥＳ）、制御部８０１は、分散動作を終了し、クラッチ機構部７００によって駆動部３０の駆動形態を一軸駆動形態から二軸駆動形態へ切り替える（Ｓ１０９）。そして、制御部８０１は、再び、洗い動作またはすすぎ動作として、駆動モータ１００を交互に正転または反転させる（Ｓ１０３）。

本変更例の構成によれば、回転翼２４を通じて駆動モータ１００に掛かる負荷が一層軽減され、駆動モータ１００のロックが一層抑制される。

なお、本変更例のＳ１０４の処理が、変更例１のＳ１２１の処理に置き換えられてもよい。この場合、回転翼単体駆動形態によるほぐし動作と一軸駆動形態による分散動作とが、適当なタイミングで定期的に行われることとなる。

＜その他の変更例＞
上記実施の形態では、駆動モータ１００に流れる駆動電流を駆動電流検出部８１０で検出することにより、駆動モータ１００に掛かる負荷の大きさを判定するようにしている。しかしながら、他の手法により、駆動モータ１００に掛かる負荷の大きさを判定するようにしてもよい。たとえば、駆動モータ１００の回転数を検出し、その回転数が洗い動作またはすすぎ動作のために設定された回転数に到達するか否かによって、駆動モータ１００に掛かる負荷の大きさを判定するようにしてもよい。また、駆動モータ１００の回転数が、設定された回転数に至るまでの時間によって駆動モータ１００に掛かる負荷の大きさを判定するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、ベルトとプーリによる減速機構を用いて二軸駆動形態、一軸駆動形態および回転翼単体駆動形態の３つの駆動形態をとる駆動部３０を実現しているが、歯車による減速機構を用いて上記３つの駆動形態をとる駆動部３０を実現するようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態では、洗い工程とすすぎ工程の双方において、回転翼単体駆動形態によるほぐし動作が行われる。しかしながら、このようなほぐし動作が、洗い工程またはすすぎ工程のどちらか一方のみに行われてもよい。

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 回転翼（回転体）
２４ａ 突状部
３０ 駆動部
１００ 駆動モータ
２００ ドラム軸（第２回転軸）
３００ 翼軸（第１回転軸）
５１０ 翼プーリ（第１プーリ）
５３０ 翼ベルト（第１ベルト）
６１０ ドラムプーリ（第２プーリ）
６３０ ドラムベルト（第２ベルト）
７００ クラッチ機構部
８０１ 制御部

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、
   駆動モータを含み、当該駆動モータのトルクを前記ドラムおよび前記回転体に伝達して前記ドラムと前記回転体とを互いに異なる回転数で回転させる第１駆動形態による動作と、前記駆動モータのトルクを前記ドラムに伝達せず前記回転体に伝達して前記回転体を回転させる第２駆動形態による動作が可能な駆動部と、
   前記駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、洗い工程および／またはすすぎ工程において、
   前記第１駆動形態により前記ドラムおよび前記回転体を正転または反転させ、
   所定の契機入力を受けたことに基づいて、前記第２駆動形態により前記回転体を正転または反転させる、
   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、
   前記駆動モータに掛かる負荷が所定の大きさを超えたことを示す入力が前記契機入力とされる、
   ことを特徴とするドラム式洗濯機。
3. 請求項１に記載のドラム式洗濯機において、
   前記第１駆動形態による前記ドラムおよび前記回転体の回転が開始されてから所定時間が経過したことを示す入力が前記契機入力とされる、
   ことを特徴とするドラム式洗濯機。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載のドラム式洗濯機において、
   前記駆動部は、前記駆動モータのトルクを前記ドラムおよび前記回転体に伝達して前記ドラムと前記回転体とを互いに等しい回転数で一体的に回転させる第３駆動形態による動作が可能である、
   ことを特徴とするドラム式洗濯機。
5. 請求項４に記載のドラム式洗濯機において、
   前記制御部は、前記第２駆動形態により前記回転体を回転させた後、再び前記第１駆動形態により前記ドラムおよび前記回転体を回転させる前に、前記第３駆動形態により前記ドラムを、前記ドラム内の洗濯物に作用する遠心力が重力より大きくなる回転数で回転させる、
   ことを特徴とするドラム式洗濯機。
6. 請求項４または５に記載のドラム式洗濯機において、
   前記駆動部は、
   前記回転体に固定される第１回転軸と、
   前記ドラムに固定される第２回転軸と、
   前記第１回転軸に固定され、第１ベルトを介して前記駆動モータに連結される第１プーリと、
   第２ベルトを介して前記駆動モータに連結される、前記第１プーリと外径が異なる第２プーリと、
   前記駆動部による駆動形態を、前記第２回転軸に前記第２プーリの回転が伝達可能となるように前記第２回転軸と前記第２プーリとを連結することにより前記第１駆動形態に切り替え、前記第２回転軸を前記第１プーリおよび前記第２プーリの何れとも連結しないことにより前記第２駆動形態に切り替え、前記第２回転軸に前記第１プーリの回転が伝達可能となるように前記第２回転軸と前記第１プーリとを連結することにより前記第３駆動形態に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。

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