JPS6329696A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は洗濯機に係り、特に外槽内に回転可能に設けた
洗濯兼脱水槽（以下洗濯槽という）および攪拌翼と電磁
給排水弁の制御に関する。

〔従来の技術〕

外槽内に洗濯槽と撹拌翼を回転可能に設けた自動式洗濯
機において、洗濯槽の回転および制止を制御する電磁ク
ラッチおよびブレーキ機構は排水弁とも機械的に連動す
る１つの電磁ソレノイドによって操作されるように構成
される。従って電磁ソレノイドは大出力の大形のものが
必要であった。

このような電磁ソレノイドは実開昭５９−１２７２２６
号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし大形の電磁ソレノイドは動作音が太き（、６た洗
濯槽と排水弁を独立して制御できないことから洗濯工程
を多様に制御する上で制約を受ける欠点があった。

従って本発明の目的は、動作音が小さく、更に洗濯工程
を多様に制御できるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこの目的を達成するために、洗濯槽駆動機構の
電磁クラッチおよびブレーキ機構と、電磁給水弁と、電
磁排水弁とを分離し、それぞれを制御装置によって独立
に駆動できるようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

電磁クラッチおよびブレーキ機構の電磁操作装置は電磁
排水弁を操作する必要がないので小形で且つ電磁クラッ
チおよびブレーキ機構の操作に適した形態とすることが
でき、従って動作音が小さくなり、また電磁クラッチお
よびブレーキ機構と、電磁給水弁と、電磁排水弁を自由
に組合せて駆動することにより洗濯工程を多様に制御す
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は洗濯機の全体略図である。枠体を形成する外枠
１の下部には脚１ａ、上部のコーナ４ケ所にはつり棒受
け１ｂが設けられる。つり棒２の上端は前記つり棒受け
１ｂに遊合する上ストッパー２ａに係止され、下部は外
槽３から突出した保合部３ａを貫通し、下端に設けた下
ストッパー２ｂと前記係合部３ａとの間に減衰ばね２Ｃ
を圧縮介在させることによって外槽３を外枠１内につり
下げ支持する。トップカバー４は外枠１の上部を包囲し
、上ＭＳ、操作入力装置６、制御装置７、給水口８およ
び該給水口８と給水ホース９の間に設けられる電磁給水
弁１０が取付けられる。外槽３の下部に設けられたエア
ートラップ３ｂはチューブ１１を介して水位センサー１
２に接続され、外槽３内の水位が検知される。

洗濯槽１３は小孔が形成された波形状の周壁をもち脱水
槽を兼ねるもので、金具１３ａを介して洗濯槽駆動軸１
４に結合されて外槽３内に回転可能に支持される。攪拌
翼１５は撹拌翼駆動軸１６に結合され、洗濯槽１３内に
回転可能に支持される。

前記洗濯槽駆動軸１４と攪拌翼駆動軸１６は、前記外槽
３の底部に取付けられた駆動機溝部１７から突出するも
ので、センターフレーム１８に設けられたモータ１９の
出力軸１９ａからプーリ２０、ベルト２１を介して該駆
動機構部１７の入力軸１７ａに設けられたプーリ１７ｂ
に伝達される回転力によって回転駆動されるものである
。この駆動機構部１７内には、入力軸１７ａの回転を減
速して前記攪拌翼駆動軸１６に伝達する減速機構と、入
力軸１７ａと前記洗濯槽駆動軸１４間の結合を断続する
クラッチ機構と、前記洗濯槽駆動軸１４に制止力を与え
るブレーキ機構を備える。

また外槽３の底部は電磁排水弁２２を介して排水ホース
２３に接続される。

第３図は前記制御装置７を含む電気回路で商用電源２５
から電源回路２６を経て給電されるマイクロコンピュー
タ等による処理回路２７は、前記操作入力装置６によっ
て操作される選択回路２８による洗濯手順入力と前記水
位センサー１２から検出回路２９および比較回路３０を
経て入力した水位情報を基に、駆動回路３１を介してモ
ータ１９、電磁給水弁１０、電磁排水弁２２およびブレ
ーキ（クラッチを含む）３２を制御して洗濯工程を実行
すると共に洗濯手順とその進行状態を表示回路３３で表
示する。

処理回路２７により制御する洗濯工程のタイムチャート
を第４図に示す。脱水工程は、モータ１９が付勢されて
連続回転し、電磁給水弁１０は消勢されて閉合し、電磁
排水弁２２は付勢されて開放し、ブレーキ３２は消勢さ
れて解放すると共にクラッチが接続の状態にある。従っ
てモータ１９の回転は洗濯槽駆動軸１４に伝達されて洗
濯槽１３が高速回転して洗濯槽１３内の洗濯物が遠心脱
水される。脱水工程を終了させるには、先ずモータ１９
を消勢し、次にブレーキ３２を間欠的に複数回通型して
制動力を間欠的に発生させ、洗濯槽１３をゆるやかに減
速した後にブレーキ３２への通電を連続させて洗濯槽１
３を制止するようにする。

これは、洗濯物を収容して慣性が大きくなった洗濯槽１
３を急制止すると、動力伝達系および支持系に過大な応
力が発生するのを防止し、更に洗濯槽１３や洗濯機全体
に振れが発生するのを防止するのに有効である。

第５図はブレーキ制御特性を示しており、特性Ｉはブレ
ーキ３２への通電量を一定時間のあいだ５０％に保持し
た後に通電量を高める通電制御を実行した場合の特性、
特性■はブレーキ３２への通電量を連続して高める通電
制御を実行した場合の特性である。このような通電制御
によっても間欠通電と同様に無理なく洗濯槽１３を制止
することができる。

すすぎ工程では、モータ１９が付勢されて正逆回転し、
ブレーキ３２は付勢されて洗濯槽１３が制止状態にあり
、攪拌翼１５が制止した洗濯槽１３内で正逆回転する。

そして、先ず電磁給水弁１０が付勢されて開放し、外槽
３および洗濯槽１３内に所定量の注水を行う。この注水
量は、水位センサー１２によって検知される水位と比較
回路３０に設定された水位との比較結果によって制御さ
れる。そして所定水量に達したときに電磁給水弁１０は
消勢されて閉合し、所定時間のあいだ攪拌翼１５によっ
て攪拌した後に電磁排水弁２２を付勢して開放して外槽
３および洗濯槽１３内の水を所定量排水し、その後に再
び電磁給水弁１０を付勢して給水する。このような給水
、排水を繰返しながらすすぎ工程を実行することにより
、任意の水量で、従来のオーバーフローすすぎと同様な
すすぎを実行することができ、少量の洗濯時に節水をは
かることができる。電磁排水弁２２を閉合したまま給水
して、従来と同様なオーバーフローすすぎを実行できる
ことは勿論であり、その切換えは操作入力装置６によっ
て行うことができる。

排水工程では、モータ１９が消勢されて攪拌翼１５は静
止し、電磁排水弁２２が付勢されて開放して外槽３およ
び洗濯槽１３内の水が排水される。

第６図は、ブレーキ３２から独立した電磁排水弁２２を
示している。電磁ソレノイド３５のプランジャ３５ａは
継手３５ｂおよびセンターシャフト３６を経て弁体３７
に接続される。枠体３８は前記弁体３７の蛇腹部３７ａ
の端を水密に挾持し、シール部３８ａに弁体３７を接離
することで開閉される入水孔３８ｂは外槽３の排水孔３
Ｃに接続され、出水孔３８ｃは排水ホース２３に接続さ
れる。ばね３９は弁体３７をシール部３８ｂに圧接する
ための圧力を付与する。

このような電磁排水弁２２は、電磁ソレノイド３５が消
勢されているときは、弁体３７がばね３９によってシー
ル部３８ａに圧接されて入水孔３８ｂを閉合しており、
該電磁排水弁２２は閉合の状態にある。しかして電磁ソ
レノイド３５が付勢されると、プランジャ３５ａはばね
３９の伸力に逆って吸引されて弁体３７をシール部３８
ａから引離し、該電磁排水弁２２を開放の状態とする。

このときのプランジャ３５ａのストロークＳおよび吸引
力は、弁の開閉操作のみでよいので、少量で足りる。

なお、この電磁ソレノイド３５はヒステリシスモータや
可逆転シンクロナスモータ等で代替することができる。

次に、第１図および第７図〜第９図を参照して駆動機構
部１７の内部構造を詳述する。

この駆動機構部１７は同心的に配置された２重の動力伝
達系で、内側は減速機構を有する攪拌翼駆動系、外側は
ブレーキおよびクラッチ機構を有する洗濯槽駆動系であ
る。

内側の攪拌翼駆動系において、その下端部でプーリ１７
ｂと下座リング４０が回転規制平面１７ｃに係合しワッ
シャ１７ｄと止めねじ１７ｅによって結合された入力軸
１７ａの上端部は、係合段部１７ｆによって下側外筒軸
４１の内側に回転可能に嵌合し、上端に形成された歯部
１７ｇは段歯車４２の大径歯部４２ａと噛合う。上端に
攪拌翼結合部１６ａを有する攪拌翼駆動軸１６の上部は
、メタル受け４３に受止められた上メタル４４によって
洗濯槽駆動軸１４の内側に回転可能に嵌合し、ウォータ
シール４５によって水封され、その下部はメタル４６に
よって上側外筒軸４７の内側に回転可能に嵌合し、その
下端に結合された歯車４８は前記段歯車４２の小径歯部
４２ｂに噛合う。

センターベース１８の上部係合部１８ａは外側ウォータ
シール４８を介して外槽３の底部に嵌合され・その内側
に配したベアリング４９と内側ウォータシール５０によ
って洗濯槽駆動軸１４を水密状態に支持する。そして、
洗濯槽駆動軸１４の上部には、ワッシャ５１とワッシャ
５２の間に金具１３ａを挾持して止めねじ５３で結合す
る。

センターベース１８の下側に結合された下ケース５４の
底部には、環状のコイルケース５５の鍔５５ａが止めね
じ５６によって結合され、このコイルケース５５の内側
に配置したベアリング５７によって前述下側外筒軸４１
の外周を回転可能に支持する。コイルケース５５は磁性
材で形成され、環状凹部内に注型剤５８で埋設した環状
の電磁コイル５９の磁路を構成し、上側の環状の主磁極
部５５ｂ、５５ｃは磁性の回転ブレーキ板６０と対面し
、該回転ブレーキ板６０を吸着することによって該主６
ｆｆｉ５５　ｂ、　　５５　ｃの間に配置したブレーキ
ライニング６１に該回転ブレーキ板６０を強（圧接して
制動力を発生させる。回転ブレーキ板６０の内側に形成
された切り歯６０ａは、下側外筒軸４１の外周に形成さ
れた切り歯４１ａと上下動可能に係合し、該回転ブレー
キ板６０に発生した制動力を下側外筒軸４１に伝達して
該軸を制止する。また回転ブレーキ板６０と下側外筒軸
４１の上端に形成されたフランジ部４１ｂの間にばばね
定数の小さい大きなコイルばね６２が介在され、常時は
、回転ブレーキ板６０は自重よりわずかに大きな力でブ
レーキライニング６１に当接される。

フランジ部４１ｂの上側には止めねじ６３によってギヤ
ボックス６４が結合され、前記段歯車４２はビン６５に
よってこのギヤボックス６４内に支持されて入力軸１７
ａの歯部１７ｇおよび歯車４８と噛合っている。前記上
側外筒軸４７の下端はこのギヤボックス６４の上側に結
合され、上端は前記洗濯槽駆動軸１４の内壁にきつく嵌
合している。

磁性板６６は上クラッチばねケース６７のフランジ部６
７ａに結合され、前記コイルケース５５の下側に形成さ
れた環、状の補助磁極５５ｄ、５５ｅと対面する。下ク
ラッチばねケース６８は上クラッチばねケース６７と遊
合嵌合し、入力軸１７ａに嵌合した前記下座リング４０
にて上下方向の寸法が規定され、止めねじ１７ｅとワッ
シャ１７ｄでプーリ１７ｂを挾持する。下側外筒軸４１
の下部外周と下座リング４０の外周は同一寸法であり、
上クラッチばねケース６７と下クラッチばねケース６８
の内周にその外径が規制された主クラッチばね６９がそ
れぞれの外周に半々に接して配置される。主クラッチば
ね６９の止め部６９ａは下クラッチばねケース６８に設
けられた係止部６８ａに係止される。補助クラッチばね
７０は、上下端を両クラッチばねケース６７．６８の段
部に圧接し、内径を両クラッチばねケース６７．６８の
外周にほぼ接する程度の寸法関係で収納される。

次にこのような駆動機構における動力伝達の概略を説明
する。

プーリ１７ｂに伝達された回転は、入力軸１７ａ、歯車
４２．４８を経て攪拌翼駆動軸１６に至り攪拌翼１５を
回転させる系と、入力軸１７ａ、下座　　　　・リング
４０、主クラッチばね６９、下側外筒軸４１、ギヤボッ
クス６４、上側外筒軸４７を経て洗濯槽駆動軸１４に至
り洗濯槽１３を回転させる系で伝達される。洗濯槽１３
の回転は脱水工程において行われるもので、このときは
）゛レーキの６４Ｂコイル５９は消勢されて回転ブレー
キ板６０は自由に回転できる状態に制御される。洗い工
程のときや脱水工程中に上蓋５が開放されて危険な状態
になったときは電磁コイル５９は付勢され、回転ブレー
キ牟反６０を吸着してフ゛レーキライニング６１に圧接
し、このときの制動力で下側外筒軸４１を制止する。

電磁コイル５９が消勢されているときも、回転ブレーキ
板６０は自重とコイルばね６２のばね力によってブレー
キライニング６１と接触して摩擦力を発生するが、これ
は系の回転運動を制止する程の大きさはなく、また回転
ブレーキ板６０やブレーキライニング６１に実質的な摩
耗を発生するものでもない。第７図に詳述するように、
回転ブレーキ板６０とブレーキライニング６１および主
磁極５５ｂ、５５ｃの間にはΔ１．の間隙が発生する場
合もある。しかしこの間隙はやわらかいブレーキライニ
ング６１の研摩誤差によるもので、その値は０．０２〜
０．１ｉｎ程度である。従って、このような状態から電
磁コイル５９を付勢して吸引磁束Φ、を発生させ回転ブ
レーキ板６０を吸着しても該回転ブレーキ板６０が主磁
極５５ｂ、５５ｃに激しく当接して大きな衝撃音を発生
することはない。下側外筒軸４１に形成した切り歯４１
ａの幅を制限し、回転ブレーキ板６０の浮上りを規制す
ればコイルばね６２は省略できる。

コイルケース５５は、冷鍛加工した後に機械加工でベア
リング嵌合部や主磁極５５ｂ、５５ｃおよび補助磁極５
５ｄ、５５ｅを形成すれば、普通の加工技術で十分な精
度に製作することができる。

回転ブレーキ板６０も磁束密度との関係である程度の厚
さを必要とするが、プレス機械で容易に打抜ける程度の
厚さで十分であり、また、摩擦面も波打ちのような変形
を生ずる形状でないので、これの製作も容易である。

そしてこのような電磁ブレーキ機構によれば、電磁コイ
ル５９に流す電流の大きさを制御して回転ブレーキ板６
０の吸引力を調節することにより、制動力の発生をゆる
やかにして過度の応力と振動の発生を防止することがで
きる。

次にクラッチ機構について説明する。該クラッチ機構は
、ブレーキを印加して洗濯槽１３を制止した状態で攪拌
翼１５のみを正逆回転させる洗い工程およびすすぎ工程
と、ブレーキを解放して洗濯槽１３を一方向に高速回転
させる脱水工程で回転力伝達系を切換える機能をもつ。

ブレーキ印加時は、入力軸１７ａの回転を減速機構を介
して攪拌翼駆動軸１６に伝達するのみであるため、主ク
ラッチばね６９は下座リング４０と下側外筒軸４１の外
周には圧接せずに遊合状態にされる。このような状態は
、電磁コイル５９を付勢することによってコイルケース
５５内に発生した磁束の一部Φ２をその下側に設けた磁
束制限溝５５ｆ、５５ｇによって補助磁極５５ｄ、５５
ｅから漏洩させて磁性板６６を吸着し、該磁性板６６に
制動力を与えることにより、補助クラッチばね７０をク
ラッチばねケース６７．６８の外周から解放し、更に主
クラッチばね６９を下座リング４０と下側外筒軸４１の
外周から解放するような力を作用させることによって実
現する。しかし、このときのモータ１９０回転は正逆反
転回転であるので、Ｒ２方向回転のときは問題ないが、
Ｒ１方向回転にあっては主クラッチぼね６９は下座リン
グ４０と下側外筒軸４１の外周を圧接して下側外筒軸４
１を回転させようとする。ところが回転ブレーキ坂６０
が主Ｅｆｆ掻５５　ｂ、　　５５　ｃに吸着されてブレ
ーキライニング６１に圧接され大きな制動力で下側外筒
軸４１を制止しているのですべり回転してしまう。

補助磁極５５ｄ、５５ｅの吸着力はこの程度ですべるよ
うに、磁束制限溝５５ｆ、５５ｇおよび磁性板６６を選
定しである。

このＲ１方向回転は非常に短時間であり、次のＲｚ力方
向回転では主クラッチばね６９の圧接は解除されて遊合
状態となり、この状態が磁性板６６の吸着によって保持
される。従ってその後の再反転によるＲ、方向の回転で
は前回のような問題（すべり回転）はなくなる。

なお補助磁極５５ｄ、５５ｅ（！：ｆａ性板６６の間隙
Δｔ２は小さく動作音は軽微である。

ブレーキ解放は電源投入後のイニシャル時および脱水工
程時であって、脱水工程時の回転はＲ１方向となって主
クラッチばね６９が下座リング４０と下側外筒軸４１の
下部外周を圧接して回転力を洗濯槽１３に伝達する。

〔発明の効果〕

本発明は以上に述べたように、洗濯槽駆動機構の電磁ク
ラッチおよびブレーキ機構と、電磁給水弁と、電磁排水
弁とを分離し、それぞれを制御装置によって独立に駆動
できるようにしたので、電磁クラッチおよびブレーキ機
構の電磁操作装置は該機構の操作に適した形態とするこ
とができ、従って動作音が小さくなり、また電磁クラッ
チおよびブレーキ機構と、電磁給水弁と、電磁排水弁を
自由に組合せて駆動することにより洗濯工程を多様に制
御できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は駆動機
構部の縦断側面図、第２図は洗濯機の全体略図、第３図
は制御回路図、第４図は洗濯工程のタイムチャート、第
５図はブレーキ制御特性図、第６図は電磁排水弁の全体
略図、第７図は電磁クラッチおよびブレーキ機構部の一
部の断面拡大図、第８図はクラッチばね動作説明図、第
９図は駆動機構部の一部の分解斜視図である。 ３・・・・・・外槽、７・・・・・・制御装置、１０・
・・・・・電磁給水弁、１３・・・・・・洗濯槽、１４
・・・・・・洗濯槽駆動軸、１７・・・・・・駆動機構
部、２２・・・・・・電磁排水弁、３２・・・・・・ブ
レーキ。 第２図 ム １３　：　幼し７本管 １６：　？寛杆買馬Ｉ男軸 １７：１駈垂斗粉舅邸 ２２：　電砧捜木弁 第３図 第４図 第５区 一時ｌ！！１１（秒） 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外槽内に洗濯兼脱水槽と攪拌翼をそれぞれ回転可能
   に支持する手段と、前記攪拌翼を駆動する攪拌翼駆動機
   構と、電磁クラッチおよびブレーキ機構を有し前記洗濯
   兼脱水槽を回転または制止する洗濯兼脱水槽駆動機構と
   、給水系に設けられた電磁給水弁と、排水系に設けられ
   た電磁排水弁と、これらを制御する制御装置とを備えた
   洗濯機において、前記洗濯兼脱水槽駆動機構の電磁クラ
   ッチおよびブレーキ機構と、電磁給水弁と、電磁排水弁
   とを分離し、それぞれを前記制御装置によつて独立に駆
   動できるようにしたことを特徴とする洗濯機。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記制御装置は、
   すすぎ工程中に電磁排水弁を間欠的に開放駆動すること
   を特徴とする洗濯機。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記制御装置は、
   すすぎ工程中に電磁給水弁を開放駆動し攪拌翼駆動機構
   を駆動した後に電磁排水弁を開放駆動して排水する制御
   を繰返すことを特徴とする洗濯機。