WO2016136644A1 - 洗濯機用モータユニット - Google Patents

洗濯機用モータユニット Download PDF

Info

Publication number
WO2016136644A1
WO2016136644A1 PCT/JP2016/054981 JP2016054981W WO2016136644A1 WO 2016136644 A1 WO2016136644 A1 WO 2016136644A1 JP 2016054981 W JP2016054981 W JP 2016054981W WO 2016136644 A1 WO2016136644 A1 WO 2016136644A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
motor
rotating body
washing machine
clutch mechanism
frame member
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/054981
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
林　勝彦
Original Assignee
日本電産サンキョー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産サンキョー株式会社 filed Critical 日本電産サンキョー株式会社
Publication of WO2016136644A1 publication Critical patent/WO2016136644A1/ja

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30—Driving arrangements 
    • D06F37/40—Driving arrangements  for driving the receptacle and an agitator or impeller, e.g. alternatively

Definitions

  • Patent Documents 1 and 2 listed below disclose a washing machine motor unit including a clutch mechanism that interrupts transmission of driving force from a motor to a rotating tub.
  • the driving force from the driving motor 200 to the inner tank 30 is achieved by moving the clutch coupler 310 up and down by the clutch lever 320 and engaging and separating the clutch coupler 310 with the serration 254 of the rotor assembly 250. To interrupt the transmission.
  • the clutch coupler 310 is rotatably supported by the horizontal portion 321 of the clutch lever 320. When the clutch motor 340 disposed outside the main body swings the clutch lever 320, the clutch coupler 310 moves up and down. To do.
  • the clutch mechanism 4 of Patent Document 2 displaces the radial position of the clutch slider 41 of the dewatering shaft assembly 3 by the clutch cam plate 43, and engages and separates the dewatering shaft assembly 3 from the washing shaft assembly 2.
  • the transmission of the driving force to the washing and dewatering tub is interrupted.
  • the clutch cam plate 43 always acts to move the clutch slider 41 to the engaged position by the urging force of the tension spring 45, and the clutch lever 44 is locked by the clutch lever 44 so that the clutch slider 41 is moved to the separated position. Move to.
  • the clutch lever 44 is connected to a phase adjusting member 102, and the phase adjusting member 102 is controlled by a switching motor 103 disposed outside the main body.
  • the support member 34 on which the second rotator 20 is rotatably supported is moved up and down by the support member moving mechanism 35, and the second rotator 20 is engaged with and separated from the first rotator 13. By doing so, transmission of the driving force from the motor 5 to the laundry basket 3 is interrupted.
  • the support member 34 is rotated in the circumferential direction by the synchronous motor 37 of the support member moving mechanism 35 and its reduction gear train 63, and further moves in the vertical direction together with the second rotating body 20 by the action of the cam mechanism 39.
  • the clutch lever 320 is swung by a clutch motor 340 disposed outside the main body, so that a large installation space is required as the entire power transmission device 100, and the installation work is also required. It becomes complicated.
  • the clutch mechanism 4 of Patent Document 2 requires a wide mounting space as the entire fixing unit assembly 1 and is attached to the clutch mechanism 4 of Patent Document 2. The work is also complicated. Furthermore, since the structure of the clutch mechanism 4 is complicated and the number of parts is large, there is a concern about its reliability.
  • the motor 5 of Patent Document 3 is arranged separately from the outside of the clutch mechanism 7.
  • the space inside the motor is Since it is divided into parts such as a stator, the restriction on the arrangement space of the clutch mechanism 7 becomes more severe.
  • the clutch mechanism 7 is accommodated in such a narrow arrangement space, the sizes of the synchronous motor 37, the reduction wheel train 63, the detection mechanism 40, the washing tub rotation detection device 8 and the like constituting the clutch mechanism 7 become a problem. .
  • a motor unit for a washing machine of the present invention has a first motor having a cylindrical rotor and a stator, and transmission of driving force from the first motor to a rotating tub of the washing machine.
  • a clutch mechanism for cutting the clutch mechanism, and the clutch mechanism is disposed inside the rotor and the stator.
  • the first motor can include the space for arranging the clutch device, and the overall size of the rinsing motor unit can be reduced. Moreover, it is expected that the operation of attaching the washing machine motor unit to the washing machine is simplified.
  • the drive motor 200 of Patent Document 1 is also an outer rotor type motor, and the clutch coupler 310 is disposed inside the rotor assembly 250.
  • the clutch assembly 300 (clutch mechanism) including the clutch motor 340 and the clutch lever 320 is the same. It extends to the outside of the drive motor 200.
  • the clutch mechanism of the present invention means that the entire configuration of the clutch mechanism including the motor that drives the clutch mechanism is disposed inside the rotor and stator of the first motor.
  • the first motor includes a first rotating body that is rotationally driven by the first motor, and the clutch mechanism is coaxial with the first rotating body.
  • a second rotating body disposed on the first rotating body and engageable with the first rotating body; and displacing the second rotating body in an axial direction; the second rotating body and the first rotating body;
  • a lift mechanism for switching engagement / separation of the frame the lift mechanism rotatably supporting the second rotating body, a frame rotating mechanism for rotating the frame member, and the frame
  • a cam mechanism for displacing the frame member in the axial direction according to the rotation direction of the member, and the frame rotation mechanism includes a second motor that can rotate in both directions, and driving of the second motor. Deceleration consisting of spur gears that transmit force to the frame member And columns may be configured to include.
  • the second motor is preferably a stepping motor.
  • the rotation angle can be controlled by the number of steps, so there is no need to provide a mechanism for discriminating the ascending / descending state of the frame member and a feedback mechanism for the motor rotation number. And miniaturization can be achieved. Furthermore, the stepping motor has high reliability because it has few sliding parts, and can be procured at a lower cost than the brushless DC motor.
  • the gears constituting the reduction gear train are arranged in the circumferential direction along the outer periphery of the frame member.
  • the radial size of the clutch mechanism can be suppressed. Since the clutch mechanism is arranged inside the rotor and stator of the first motor, it is predicted that the arrangement space will be a substantially cylindrical space defined by the inner peripheral surface of the rotor or stator. Therefore, when the speed reduction gear train is extended in the radial direction, the speed reduction gear train portion interferes with the rotor or the stator, and the clutch mechanism may not be accommodated unless the design of the first motor is devised. According to the present invention, since the size of the clutch mechanism in the radial direction is suppressed, the design requirements of the first motor related to the arrangement space of the clutch mechanism can be relaxed.
  • a rotating shaft that rotates integrally with the first rotating body is erected at the rotation center of the first rotating body, and the rotating shaft is disposed on the outer peripheral surface.
  • the spline portion is inserted into the cylindrical shaft, the tip of the rotating shaft is exposed from the cylindrical shaft, and the second rotating body is fitted into the spline portion, thereby the spline portion
  • the driving force of the first motor is able to move in the axial direction.
  • the rotating shaft and the cylindrical shaft may be rotated by the rotation, and when the first rotating body and the second rotating body are separated from each other, only the rotating shaft may be rotated by the driving force of the first motor. .
  • washing machine motor unit of the present invention it is possible to provide a washing machine motor unit that houses therein a clutch mechanism that can be arranged in a narrow arrangement space with a simple structure.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows schematic structure of the fully automatic electric washing machine provided with the motor unit for washing machines of this invention. It is an external appearance perspective view of a motor unit. It is a disassembled perspective view of a motor unit and a clutch mechanism. It is a top view explaining the structure and operation
  • the motor unit for a washing machine is a drive source mounted on a spiral type fully automatic electric washing machine.
  • the clutch mechanism switches between a washing operation in which only the pulsator is rotated and a dehydration operation in which both the pulsator and the rotating tub are rotated in accordance with the clothes washing process.
  • “upper” and “lower” refer to the upper and lower sides shown in FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a fully automatic electric washing machine 90 (hereinafter simply referred to as “washing machine 90”) according to the present embodiment.
  • the washing machine 90 has a rectangular tube-shaped casing 91 having a cover 92 that can be opened and closed at an opening on the upper surface. Inside the casing 91 is a bottomed cylindrical inner tank that constitutes a washing and dehydrating tank 95. 95a and outer tub 95b and a washing machine motor unit 10 (hereinafter simply referred to as “motor unit 10”) are accommodated.
  • motor unit 10 a washing machine motor unit 10
  • the outer tub 95b is suspended from the housing 91 by a suspension bar 93 having a buffer mechanism, and a drain pipe 94 for discharging washing water to the outside is connected to the bottom of the outer tub 95b.
  • the inner tank 95a which is a rotating tank is rotatably supported in the outer tank 95b, and a pulsator 96 is installed at the center of the bottom surface.
  • the pulsator 96 and the inner tub 95 a are connected to the motor unit 10 disposed below the washing / dehydrating tub 95.
  • the rotating shaft 20 of the motor unit 10 has a tip portion passing through the bottom surface of the inner tank 95 a and connected to the pulsator 96, and the pulsator 96 rotates integrally with the rotating shaft 20.
  • the cylindrical shaft 21 of the motor unit 10 is connected to the lower surface of the inner tank 95 a via the connecting member 22, and the inner tank 95 a rotates integrally with the cylindrical shaft 21.
  • the fixing member 23 of the motor unit 10 is attached to the lower surface of the outer tub 95b.
  • the motor unit 10 includes a first motor 30, and a first rotating body 32, a rotating shaft 20, a cylindrical shaft 21, and a clutch mechanism 40 described later are disposed inside a rotor 31 of the first motor 30. Yes.
  • the clutch mechanism 40 controls the rotation of the inner tank 95a by interrupting the transmission of the driving force from the first motor 30 to the cylindrical shaft 21.
  • washing water is supplied to the washing and dewatering tub 95 through a water supply pipe (not shown). Thereafter, the rotary shaft 20 and the pulsator 96 are driven to rotate by the first motor 30 and the clothes are washed. During this time, transmission of the driving force to the cylindrical shaft 21 and the inner tank 95a is disconnected by the clutch mechanism 40.
  • the washing machine 90 shifts to a dehydration operation for dehydrating clothes.
  • the driving force of the first motor 30 is transmitted also to the cylindrical shaft 21 by the clutch mechanism 40, and the pulsator 96 and the inner tank 95a rotate integrally.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the motor unit 10.
  • the first motor 30 provided in the motor unit 10 is a disk-shaped outer rotor type motor.
  • the above-described clutch mechanism 40 is built in a space provided inside the cylindrical rotor 31 and the stator 33 of the first motor 30, and the clutch mechanism 40 is provided outside the first motor 30. In comparison, space saving is achieved.
  • the “cylindrical shape” in the present invention means a shape having a hollow cylindrical portion at least partially including a bottomed cylindrical shape and a cup shape.
  • an outer rotor type motor is adopted as the first motor 30 in the present embodiment, but the same effect can be obtained even when the first motor 30 is an inner rotor type motor.
  • a bearing 24 is disposed between the inner peripheral surface of the shaft portion of the fixing member 23 (transmission display) and the outer peripheral surface of the cylindrical shaft 21, and smooth rotation of the cylindrical shaft 21 is ensured.
  • the distal end portion of the rotating shaft 20 is exposed from the opening of the cylindrical shaft 21, and the rotation of the rotating shaft 20 is transmitted to the pulsator 96 by connecting the exposed portion to the pulsator 96.
  • the connecting member 22 shown in FIG. 1 is mounted on the outer peripheral surface of the cylindrical shaft 21, and the rotation of the cylindrical shaft 21 is transmitted to the inner tank 95 a through the connecting member 22.
  • the shape of the connecting member 22 can be changed as appropriate according to the shape of the washing and dewatering tub 95 to which the motor unit 10 is applied.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the motor unit 10 and the clutch mechanism 40.
  • a disc-shaped first rotating body 32 is fixed to the rotation center of the rotor 31 of the first motor 30, and the first rotating body 32 is integrated with the rotor 31 by being driven to rotate. Rotate.
  • the clutch mechanism 40 includes a case 41 including an upper case 41a and a lower case 41b.
  • the case 41 includes a second rotating body 42 and a second rotating body 42 that are substantially cylindrical members having flange portions.
  • a lift mechanism 43 that displaces in the axial direction and a coil spring 44 that constantly biases the second rotating body 42 downward are arranged.
  • the first rotating body 32 and the second rotating body 42 are arranged coaxially on the axis L.
  • Clutch tooth portions 42a and 32a in which a plurality of radially extending protrusions are arranged at equal intervals in the circumferential direction are formed on the opposing surface of the second rotating body 42 and the first rotating body 32.
  • the lift mechanism 43 includes a frame member 431 that rotatably supports the second rotating body 42, a frame rotation mechanism 432 that rotates the frame member 431, and a frame member 431 according to the rotation direction of the frame member 431. And a cam mechanism 433 for displacing the shaft in the axial direction.
  • a spline portion 21 a is provided on the outer peripheral surface of the lower end portion of the cylindrical shaft 21.
  • a longitudinal groove corresponding to the protrusion of the spline portion 21a is carved on the inner peripheral surface 42b of the second rotating body 42.
  • the cylindrical shaft 21 is inserted into the second rotating body 42, and the inner peripheral surface 42b of the second rotating body 42 and the spline portion 21a mesh with each other, so that the second rotating body 42 is within the range of the spline portion 21a.
  • the cylindrical shaft 21 can be slid in the axial direction, and the second rotating body 42 and the cylindrical shaft 21 rotate integrally in the circumferential direction.
  • a serration portion 20a is provided on the outer peripheral surface thereof.
  • a longitudinal groove corresponding to the protrusion of the serration portion 20a is formed in the bearing 32b of the first rotating body 32.
  • FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the frame rotation mechanism 432.
  • the frame rotation mechanism 432 meshes with a small and inexpensive stepping motor 50 that is a second motor and a pinion of the stepping motor 50, and a gear 51 that is a reduction gear train that transmits the driving force of the stepping motor 50 to the frame member 431. , Gear 52, gear 53, and gear 54.
  • the gear 51, the gear 52, the gear 53, and the gear 54 are compound gears in which two spur gears are coupled in the axial direction. Each gear decelerates the driving force of the stepping motor 50 by alternately meshing from a small diameter gear to a large diameter gear.
  • the gear 54 which is the final gear, a spur gear with a large tooth height and a large tooth thickness provided at the upper portion meshes with a tooth portion 431 a provided on the outer peripheral surface of the frame member 431.
  • These gears are arranged in the circumferential direction along the outer periphery of the frame member 431.
  • the space in which the clutch mechanism 40 is disposed is a substantially cylindrical space defined by the inner peripheral surface of the stator 33 of the first motor 30. Since the clutch mechanism 40 is prevented from projecting in the radial direction, the clutch mechanism 40 has a shape suitable for housing in the first motor 30.
  • the frame rotation mechanism 432 in the present embodiment rotates the frame member 431 in the D direction by rotating the pinion of the stepping motor 50 clockwise in plan view, and the pinion is in plan view.
  • the frame member 431 is rotated in the U direction by rotating counterclockwise.
  • the clutch mechanism 40 can be directly switched to a desired state by designating the rotation direction.
  • the rotation angle of the stepping motor 50 can be controlled by the number of steps, it is not necessary to separately provide a mechanism for detecting the raising / lowering state of the frame member 431 and a feedback mechanism for the motor rotation number. Thereby, the number of parts is suppressed and the clutch mechanism 40 is reduced in size. Since the clutch mechanism 40 in the present embodiment is built in the first motor 30, there is a possibility that repair or replacement at the time of failure becomes complicated. Therefore, the failure rate of the clutch mechanism 40 is reduced by using the stepping motor 50 with few sliding parts and relatively high reliability and further reducing the number of parts. Such an effect can also be realized by using, for example, a brushless DC motor, but in the present embodiment, the stepping motor 50 is adopted in consideration of cost.
  • FIG. 5 is an explanatory view of the raising / lowering operation of the frame member 431 by the cam mechanism 433.
  • the clutch mechanism 40 moves up and down the frame member 431 that supports the second rotating body 42 to displace the axial position of the second rotating body 42, so that the second rotating body 42 and the first rotating body 32
  • the clutch teeth 42a and 32a are engaged (engaged) and separated (disengaged), and the driving force is engaged.
  • mounting pieces 431b projecting radially inward from the inner peripheral surface are formed at the lower end of the frame member 431 at equal intervals in the circumferential direction (see FIG. 4).
  • the lower surface of the flange part is mounted in the mounting piece 431b.
  • the cam mechanism 433 includes an inclined cam that is provided on the frame member 431 and the upper case 41a and in which inclined surfaces that are inclined upward in a clockwise direction in plan view are in sliding contact with each other.
  • the upper case 41a includes a cylindrical body 41a1 extending downward from the opening.
  • the inclined cam includes a cam formed on the outer peripheral surface of the cylindrical body 41a1 and the upper end of the frame member 431 (transmission display). And a cam follower formed on the inner peripheral surface of the part.
  • the cam mechanism 433 has four pairs of the inclined cams at equal intervals in the circumferential direction.
  • FIG. 5B shows the state of the lift mechanism 43 during the washing operation of the washing machine 90.
  • the clutch mechanism 40 is in a disengaged state during the washing operation.
  • the lift mechanism 43 is in a position after the frame member 431 is lifted, and the second rotating body 42 is also lifted by the frame member 431 and separated from the first rotating body 32. . Therefore, the meshing of the clutch tooth portions 42a and 32a of the second rotating body 42 and the first rotating body 32 is released, and the driving force of the first motor 30 is not transmitted to the second rotating body 42 and the subsequent parts.
  • FIG. 5A shows the state of the lift mechanism 43 during the dehydrating operation of the washing machine 90.
  • the clutch mechanism 40 during the dehydrating operation is in the connected state.
  • the lift mechanism 43 when the clutch mechanism 40 is in the joint state is in a position where the frame member 431 is lowered, and the second rotating body 42 is also urged downward by the coil spring 44 and is lowered together with the frame member 431.
  • the clutch tooth portions 42a and 32a of the second rotating body 42 and the first rotating body 32 are engaged with each other, and the driving force of the first motor 30 is transmitted to the inner tank 95a.
  • the pulsator 96 connected to the rotary shaft 20 always rotates together with the first motor 30. That is, the driving force of the first motor 30 is transmitted to the pulsator 96 through the first rotating body 32 and the rotating shaft 20 regardless of the meshing state of the clutch tooth portions 42a and 32a.
  • the washing machine 90 rotates in both cases of the washing operation and the dehydrating operation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
  • Accessory Of Washing/Drying Machine, Commercial Washing/Drying Machine, Other Washing/Drying Machine (AREA)

Abstract

　簡易な構造により狭小な配置スペースにも配置可能なクラッチ機構を内部に収容した洗濯機用モータユニットを提供する。円筒状のロータおよびステータを有する第一のモータと、前記第一のモータから洗濯機の回転槽への駆動力の伝達を継断するクラッチ機構と、を備え、前記クラッチ機構が、前記ロータおよびステータの内側に配置されていることを特徴とする洗濯機用モータユニットにより解決する。また、クラッチ機構の備える第二のモータをステッピングモータとし、さらにクラッチ機構の備える減速輪列を周方向に並べることによりクラッチ機構を小型化し、第一のモータの内部への配置に好適化する。

Description

洗濯機用モータユニット
　本発明は洗濯機用モータユニットに関し、さらに詳しくは、モータから回転槽への駆動力の伝達を継断するクラッチ機構を備える洗濯機用モータユニットの小型化技術に関する。
　下記特許文献１および２には、モータから回転槽への駆動力の伝達を継断するクラッチ機構を備えた洗濯機用モータユニットが開示されている。
　特許文献１のクラッチアセンブリ３００は、クラッチカプラ３１０をクラッチレバー３２０により昇降させ、クラッチカプラ３１０をロータアセンブリ２５０のセレーション２５４と係合・離間させることにより、駆動モータ２００から内槽３０への駆動力の伝達を継断する。クラッチカプラ３１０はクラッチレバー３２０の水平部３２１に回転可能に支持されており、本体の外部に配設されたクラッチモータ３４０がクラッチレバー３２０を揺動させることにより、クラッチカプラ３１０が上下方向に移動する。
　特許文献２のクラッチ機構４は、脱水軸アセンブリ３のクラッチスライダ４１の径方向位置をクラッチカムプレート４３により変位させ、脱水軸アセンブリ３を洗濯軸アセンブリ２に係合・離間させることにより、モータ５から洗濯兼脱水槽への駆動力の伝達を継断する。クラッチカムプレート４３は、引っ張りばね４５の付勢力により、常時、クラッチスライダ４１を係合位置に移動させるよう作用し、クラッチレバー４４によりその回転が係止されることにより、クラッチスライダ４１を離間位置に移動させる。クラッチレバー４４は位相合わせ部材１０２に連結されており、位相合わせ部材１０２は本体の外部に配設された切替モータ１０３により制御される。
　特許文献３のクラッチ機構７は、第２回転体２０が回転可能に支持された支持部材３４を支持部材移動機構３５により昇降させ、第２回転体２０を第１回転体１３と係合・離間させることにより、モータ５から洗濯漕３への駆動力の伝達を継断する。支持部材３４は、支持部材移動機構３５の同期モータ３７とその減速輪列６３により周方向に回動され、さらにカム機構３９が作用することにより、第２回転体２０とともに上下方向に移動する。
特開２００９－０３４５５２号公報 特開２０１４－１０８２７４号公報 特開２０１４－０６８８５３号公報
　特許文献１のクラッチアセンブリ３００は、本体の外部に配設されたクラッチモータ３４０によりクラッチレバー３２０を揺動させることから、動力伝達装置１００全体としての取り付けスペースが広く必要となり、また、取り付け作業も煩雑となる。
　特許文献２のクラッチ機構４も同様に、本体の外部に配設された切替モータ１０３により位相合わせ部材１０２を制御することから、固定部アセンブリ１全体としての取り付けスペースが広く必要となり、また、取り付け作業も煩雑となる。さらに、クラッチ機構４の構造が複雑であり部品点数も多いことから、その信頼性が懸念される。
　特許文献３のクラッチ機構７は、特許文献１のクラッチ作動機構よりも小さなスペースで取り付けが可能である。しかし、特許文献３のクラッチ機構７は、一方向にのみ回転する同期モータ３７を使用していることから、クラッチの継状態と断状態とをシーケンスに繰り返すほかなく、クラッチの継断状態が不明であるときに、所望の状態に直接的に切り替えることができない。そのため、特許文献３のクラッチ機構７は、タクトスイッチ７１を用いた検出機構４０や、ホールＩＣ８５を用いた洗濯槽回転検出装置８を別途備え、クラッチのその時々の状態を判別しながら継断を制御している。
　特許文献３のモータ５は、クラッチ機構７の外部に別体として配置されているが、例えばモータ５をダイレクトドライブモーターとし、内部にクラッチ機構７を収容する構成とする場合、モータ内部の空間はステータなどの部品に割かれることから、クラッチ機構７の配置スペースに対する制約はよりシビアなものとなる。このような狭小な配置スペースにクラッチ機構７を収容する場合には、クラッチ機構７を構成する同期モータ３７、減速輪列６３、検出機構４０、洗濯槽回転検出装置８などのサイズが問題となる。
　上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、簡易な構造により狭小な配置スペースにも配置可能なクラッチ機構を内部に収容した洗濯機用モータユニットを提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の洗濯機用モータユニットは、円筒状のロータおよびステータを有する第一のモータと、前記第一のモータから洗濯機の回転槽への駆動力の伝達を継断するクラッチ機構と、を備え、前記クラッチ機構は、前記ロータおよびステータの内側に配置されていることを要旨とする。
　第一のモータの内部にクラッチ装置を収容することにより、クラッチ装置の配置スペースを第一のモータに包含させることができ、濯機用モータユニット全体としてのサイズを縮小することができる。また、洗濯機用モータユニットの洗濯機への取り付け作業も単純化されることが期待される。
　尚、特許文献１の駆動モータ２００もアウターロータ型モータであり、クラッチカプラ３１０がロータアセンブリ２５０の内側に配置されているが、クラッチモータ３４０およびクラッチレバー３２０を含むクラッチアセンブリ３００（クラッチ機構）は駆動モータ２００の外部にまで延出している。本発明のクラッチ機構とは、クラッチ機構を駆動するモータも含むクラッチ機構の構成全体が第一のモータのロータおよびステータの内側に配置されることを意味している。
　また、本発明の洗濯機用モータユニットは、前記第一のモータが、該第一のモータにより回転駆動される第一の回転体を備え、前記クラッチ機構は、前記第一の回転体と同軸上に配置され、該第一の回転体と係合可能な第二の回転体と、前記第二の回転体を軸方向に変位させ、該第二の回転体と前記第一の回転体との係合・離間を切り替えるリフト機構と、を備え、前記リフト機構は、前記第二の回転体を回転可能に支持するフレーム部材と、前記フレーム部材を回動させるフレーム回動機構と、前記フレーム部材の回動方向に応じて、該フレーム部材を軸方向に変位させるカム機構と、を備え、前記フレーム回動機構は、両方向に回転可能な第二のモータと、前記第二のモータの駆動力を前記フレーム部材に伝達する平歯車からなる減速輪列と、を備える構成としても良い。
　また、本発明の洗濯機用モータユニットは、前記第二のモータがステッピングモータであることが望ましい。
　ステッピングモータを使用することにより、ステップ数による回転角度の制御が可能となるため、フレーム部材の昇降状態を判別するための機構や、モータ回転数のフィードバック機構を備える必要がなくなり、クラッチ機構の単純化および小型化を図ることができる。さらに、ステッピングモータは摺接部品が少ないことから信頼性が高く、またブラシレスＤＣモータよりも安価に調達することができる。
　また、本発明の洗濯機用モータユニットは、前記減速輪列を構成する各歯車が、前記フレーム部材の外周に沿って周方向に並べられることが望ましい。
　減速輪列をフレーム部材の外周に沿って配置することにより、クラッチ機構の径方向の大きさを抑えることができる。クラッチ機構は第一のモータのロータおよびステータの内側に配置されることから、その配置スペースはロータまたはステータの内周面により区画される略筒状の空間となることが予測される。よって、減速輪列を径方向に長く延出させた場合、かかる減速輪列部分がロータまたはステータに干渉し、第一のモータの設計を工夫しなければクラッチ機構が収容できないおそれがある。本発明によれば、クラッチ機構の径方向の大きさが抑えられることから、クラッチ機構の配置スペースに関する第一のモータの設計要件を緩和することができる。
　また、本発明の洗濯機用モータユニットは、前記第一の回転体の回転中心には、該第一の回転体と一体に回転する回転軸が立設され、前記回転軸は、外周面にスプライン部が形成された筒状軸に挿通され、前記回転軸の先端部は前記筒状軸から露出し、前記第二の回転体は、前記スプライン部に嵌合されることにより、該スプライン部の軸方向に移動可能であり、かつ、該筒状軸と周方向に一体に回転し、前記第一の回転体と前記第二の回転体の係合時には、前記第一のモータの駆動力により前記回転軸および前記筒状軸が回転し、前記第一の回転体と前記第二の回転体の離間時には、前記第一のモータの駆動力により前記回転軸のみが回転する構成としても良い。
　本発明にかかる洗濯機用モータユニットによれば、簡易な構造により狭小な配置スペースにも配置可能なクラッチ機構を内部に収容した洗濯機用モータユニットを提供することができる。
本発明の洗濯機用モータユニットを備える全自動電気洗濯機の概略構成を示す断面図である。 モータユニットの外観斜視図である。 モータユニットおよびクラッチ機構の分解斜視図である。 フレーム回動機構の構成および動作を説明する平面図である。 リフト機構によるフレーム部材の昇降操作を説明する断面図である。
　以下、本発明にかかるクラッチ機構、および該クラッチ機構を備える洗濯機用モータユニットの実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態にかかる洗濯機用モータユニットは渦巻式の全自動電気洗濯機に搭載される駆動源である。クラッチ機構は衣類の洗濯工程に応じて、パルセータのみを回転させる洗濯動作と、パルセータと回転槽の両方を回転させる脱水動作と、を切り替える。尚、本実施形態における「上」および「下」とは図１に示される上下をいう。
（全体構成）
　図１は本実施形態にかかる全自動電気洗濯機９０（以下、単に「洗濯機９０」という。）の概略構成を示す断面図である。洗濯機９０は上面の開口部に開閉可能なカバー９２を備える角筒状の筐体９１を有し、筐体９１の内部には、洗濯兼脱水槽９５を構成する有底筒状の内槽９５ａおよび外槽９５ｂと、洗濯機用モータユニット１０（以下、単に「モータユニット１０」という。）が収容されている。外槽９５ｂは、緩衝機構を備える吊り棒９３により筐体９１に吊り下げられ、その底部には洗濯水を外部に排出する排水パイプ９４が連結されている。回転槽である内槽９５ａは外槽９５ｂ内において回転可能に支持され、その底面中央にはパルセータ９６が設置されている。
　パルセータ９６および内槽９５ａは、洗濯兼脱水槽９５の下方に配置されたモータユニット１０に連結されている。モータユニット１０の回転軸２０は、その先端部が内槽９５ａの底面を貫通してパルセータ９６に接続されており、パルセータ９６は回転軸２０と一体に回転する。モータユニット１０の筒状軸２１は、連結部材２２を介して内槽９５ａの下面に連結されており、内槽９５ａは筒状軸２１と一体に回転する。
　外槽９５ｂの下面にはモータユニット１０の固定部材２３が取り付けられている。モータユニット１０は第一のモータ３０を備え、第一のモータ３０のロータ３１の内側に、第一の回転体３２、回転軸２０、筒状軸２１、および後述するクラッチ機構４０が配置されている。クラッチ機構４０は第一のモータ３０から筒状軸２１への駆動力の伝達を継断することにより内槽９５ａの回転を制御する。
　洗濯機９０の開口部から衣類が投入され、洗濯機９０が洗濯動作を開始すると、図示しない給水管を介して洗濯兼脱水槽９５に洗濯水が供給される。その後、第一のモータ３０により回転軸２０およびパルセータ９６が回転駆動され、衣類の洗濯が行われる。この間、筒状軸２１および内槽９５ａへの駆動力の伝達はクラッチ機構４０により切断されている。
　洗濯動作が終了し、洗濯水が外槽９５ｂの排水パイプ９４から排出されると、洗濯機９０は衣類を脱水する脱水動作に移行する。脱水動作では、第一のモータ３０の駆動力はクラッチ機構４０により筒状軸２１へも伝達され、パルセータ９６および内槽９５ａが一体的に回転する。
（モータユニットの構成）
　図２はモータユニット１０の外観斜視図である。モータユニット１０の備える第一のモータ３０は円盤形状のアウターロータ型モータである。第一のモータ３０が有する円筒状のロータ３１およびステータ３３の内側に設けられた空間には上述のクラッチ機構４０が内蔵されており、第一のモータ３０の外部にクラッチ機構４０を備える構成に比べ、省スペース化が図られている。尚、本発明における「円筒状」とは、有底筒形状やコップ形状を含む、中空の円筒部を少なくとも一部に有する形状を意味している。また、本実施形態における第一のモータ３０にはアウターロータ型モータが採用されているが、第一のモータ３０をインナーロータ型モータとした場合でも同様の効果を得ることはできる。
　固定部材２３（透過表示）の軸部内周面と筒状軸２１の外周面との間にはベアリング２４が配置され、筒状軸２１の円滑な回転が確保されている。回転軸２０の先端部は筒状軸２１の開口から露出しており、かかる露出部がパルセータ９６に接続されることにより、回転軸２０の回転がパルセータ９６に伝達される。また、筒状軸２１の外周面には図１に示す連結部材２２が装着され、筒状軸２１の回転は連結部材２２を介して内槽９５ａに伝達される。尚、連結部材２２の形状はモータユニット１０を適用する洗濯兼脱水槽９５の形状に応じて適宜変更可能である。
（クラッチ機構の構成）
　図３はモータユニット１０およびクラッチ機構４０の分解斜視図である。第一のモータ３０のロータ３１の回転中心には円盤形状の第一の回転体３２が固定されており、ロータ３１が回転駆動されることにより、第一の回転体３２はロータ３１と一体に回転する。
　クラッチ機構４０は、上ケース４１ａおよび下ケース４１ｂからなるケース４１を備え、ケース４１には、フランジ部を有する略円筒状の部材である第二の回転体４２、第二の回転体４２をその軸方向に変位させるリフト機構４３、および第二の回転体４２を常時下方へ付勢するコイルバネ４４が配置されている。
　第一の回転体３２、第二の回転体４２は軸線Ｌ上で同軸に配置されている。第二の回転体４２と第一の回転体３２との対向面には、径方向に延びる複数の突条が周方向等間隔に配置されたクラッチ歯部４２ａ、３２ａが形成されている。
　リフト機構４３は、第二の回転体４２を回転可能に支持するフレーム部材４３１と、フレーム部材４３１を回動させるフレーム回動機構４３２と、フレーム部材４３１の回動方向に応じて、フレーム部材４３１を軸方向に変位させるカム機構４３３と、からなる。
　筒状軸２１の下端部には、その外周面にスプライン部２１ａが設けられている。第二の回転体４２の内周面４２ｂには、スプライン部２１ａの突条に対応する縦溝が刻まれている。筒状軸２１が第二の回転体４２に挿通され、第二の回転体４２の内周面４２ｂとスプライン部２１ａとが噛合することにより、第二の回転体４２はスプライン部２１ａの範囲において筒状軸２１を軸方向に摺動でき、また、第二の回転体４２と筒状軸２１とが周方向に一体に回転するようになる。
　回転軸２０の下端近傍部には、その外周面にセレーション部２０ａが設けられている。第一の回転体３２の軸受３２ｂには、セレーション部２０ａの突条に対応する縦溝が刻まれている。セレーション部２０ａが軸受３２ｂに挿通され、セレーション部２０ａと軸受３２ｂとが噛合することにより、第一の回転体３２と回転軸２０とは周方向に一体に回転する。
（フレーム回動機構の構成および動作）
　図４はフレーム回動機構４３２の構成を示す平面図である。フレーム回動機構４３２は、第二のモータである小型で安価なステッピングモータ５０と、ステッピングモータ５０のピニオンと噛合し、ステッピングモータ５０の駆動力をフレーム部材４３１へ伝える減速輪列である歯車５１、歯車５２、歯車５３、歯車５４とにより構成される。
　歯車５１、歯車５２、歯車５３、歯車５４は二つの平歯車が軸方向に結合された複合歯車である。各歯車は小径歯車から大径歯車へと交互に噛合することによりステッピングモータ５０の駆動力を減速する。最終歯車である歯車５４は、上部に設けられた歯丈および歯厚の大きい平歯車がフレーム部材４３１の外周面に設けられた歯部４３１ａと噛合している。
　これら歯車はフレーム部材４３１の外周に沿って周方向に並べられている。減速輪列をフレーム部材４３１の外周に沿って配置することにより、クラッチ機構４０の径方向の大きさが抑えられている。クラッチ機構４０が配置されるスペースは第一のモータ３０のステータ３３の内周面により区画された略筒状の空間である。クラッチ機構４０は径方向への突出が抑えられていることから、第一のモータ３０内部への収納に好適な形状とされている。
　本実施形態におけるフレーム回動機構４３２は、図４に示されるように、ステッピングモータ５０のピニオンが平面視時計回りに回転することによりフレーム部材４３１をＤ方向へ回動させ、同ピニオンが平面視反時計回りに回転することによりフレーム部材４３１をＵ方向へと回動させる。フレーム回動機構４３２の動力源として両方向に回転可能なステッピングモータ５０を用いることにより、その回転方向を指定してクラッチ機構４０を所望の状態に直接的に切り替えることが可能とされている。
　また、ステッピングモータ５０は、ステップ数により回転角度を制御可能であることから、フレーム部材４３１の昇降状態を検知するための機構や、モータ回転数のフィードバック機構を別途備える必要がない。これにより部品点数が抑えられ、クラッチ機構４０の小型化が図られている。本実施形態におけるクラッチ機構４０は第一のモータ３０に内蔵されている関係上、故障時の修理や交換が煩雑となるおそれがある。そのため、摺動部品が少なく比較的信頼性の高いステッピングモータ５０を用い、さらに部品点数を削減することによりクラッチ機構４０の故障率を低減している。かかる効果は、例えばブラシレスＤＣモータを用いることによっても実現することができるが、本実施形態においてはコスト面を考慮し、ステッピングモータ５０を採用している。
（カム機構の構成および動作）
　図５はカム機構４３３によるフレーム部材４３１の昇降操作の説明図である。クラッチ機構４０は、第二の回転体４２を支持するフレーム部材４３１を昇降させることで第二の回転体４２の軸方向位置を変位させ、第二の回転体４２と第一の回転体３２のクラッチ歯部４２ａ、３２ａを係合（継状態）および離間（断状態）させることにより駆動力の継断を行う。
　フレーム部材４３１の下端部には、内周面から径方向内側に突出した載置片４３１ｂが周方向等間隔に四つ形成されている（図４参照）。第二の回転体４２は、そのフランジ部の下面が載置片４３１ｂに載置されている。
　本実施形態におけるカム機構４３３は、フレーム部材４３１と上ケース４１ａに設けられ、平面視時計回りに上方へ傾斜する傾斜面同士を摺接させた傾斜カムからなる。上ケース４１ａは、開口部から下方へと延びる筒状体４１ａ１を備えており、上記傾斜カムは、かかる筒状体４１ａ１の外周面に形成されたカムと、フレーム部材４３１（透過表示）の上端部の内周面に形成されたカムフォロアーと、により構成される。カム機構４３３は上記傾斜カムを周方向等間隔に四対有している。
　フレーム回動機構４３２がフレーム部材４３１をＤ方向（図４参照）に回動させたときは、フレーム部材４３１側のカムフォロアーが上ケース４１ａ側のカムの傾斜面に沿って下方へ摺動し、フレーム部材４３１が下降する（図５（ａ））。その際、フレーム部材４３１の載置片４３１ｂには、第二の回転体４２のフランジ部が載置されているので、第二の回転体４２は、フレーム部材４３１の下降に伴ってスプライン部２１ａの軸方向においてスプライン部２１ａに摺動しながら下降する。フレーム部材４３１がＵ方向（図４参照）に回動されたときは、フレーム部材４３１側のカムフォロアーが上ケース４１ａ側のカムの傾斜面に沿って上方へ摺動し、フレーム部材４３１が上昇する（図５（ｂ））。その際、フレーム部材４３１の載置片４３１ｂには、第二の回転体４２のフランジ部が載置されているので、第二の回転体４２は、フレーム部材４３１の上昇に伴ってスプライン部２１ａの軸方向においてスプライン部２１ａに摺動しながら上昇する。
　図５（ｂ）は、洗濯機９０の洗濯動作時におけるリフト機構４３の状態を示している。洗濯動作時におけるクラッチ機構４０は断状態にある。クラッチ機構４０が断状態のときのリフト機構４３は、フレーム部材４３１が上昇後の位置にあり、第二の回転体４２もフレーム部材４３１により持ち上げられ、第一の回転体３２から離間している。よって、第二の回転体４２と第一の回転体３２のクラッチ歯部４２ａ、３２ａの噛合は解除され、第一のモータ３０の駆動力は第二の回転体４２以降へは伝達されない。
　図５（ａ）は、洗濯機９０の脱水動作時におけるリフト機構４３の状態を示している。脱水動作時におけるクラッチ機構４０は継状態にある。クラッチ機構４０が継状態のときのリフト機構４３は、フレーム部材４３１が下降した位置にあり、第二の回転体４２もコイルバネ４４により下方へ付勢されてフレーム部材４３１とともに下降している。これにより、第二の回転体４２と第一の回転体３２のクラッチ歯部４２ａ、３２ａは噛合し、第一のモータ３０の駆動力が内槽９５ａへ伝達される。つまり、クラッチ歯部４２ａ、３２ａが噛合することにより、第一のモータ３０の駆動力は、ロータ３１、第一の回転体３２、第二の回転体４２、筒状軸２１、連結部材２２を介して内槽９５ａへと伝達され、内槽９５ａが回転する。
　尚、回転軸２０は第一の回転体３２に固定され、第一の回転体３２と一体に回転することから、回転軸２０に接続されたパルセータ９６は、常に第一のモータ３０とともに回転する。すなわち、第一のモータ３０の駆動力は、クラッチ歯部４２ａ、３２ａの噛合状態にかかわらず、第一の回転体３２、回転軸２０を介してパルセータ９６に伝達されることから、パルセータ９６は洗濯機９０の洗濯動作および脱水動作のいずれの場合においても回転する。
　以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
１０　モータユニット
２０　回転軸
２１　筒状軸
３０　第一のモータ
３２　第一の回転体
４０　クラッチ機構
４２　第二の回転体
４３　リフト機構
４３１　フレーム部材
４３２　フレーム回動機構
４３３　カム機構
５０　ステッピングモータ
５１～５４　歯車（減速輪列）
９５ａ　内槽

Claims (7)

  1. 　円筒状のロータおよびステータを有する第一のモータと、
    　前記第一のモータから洗濯機の回転槽への駆動力の伝達を継断するクラッチ機構と、を備え、
    　前記クラッチ機構は、前記ロータおよびステータの内側に配置されていることを特徴とする洗濯機用モータユニット。
  2. 　前記第一のモータは、該第一のモータにより回転駆動される第一の回転体を備え、
    　前記クラッチ機構は、
    　前記第一の回転体と同軸上に配置され、該第一の回転体と係合可能な第二の回転体と、
    　前記第二の回転体を軸方向に変位させ、該第二の回転体と前記第一の回転体との係合・離間を切り替えるリフト機構と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機用モータユニット。
  3. 　前記リフト機構は、
    　前記第二の回転体を回転可能に支持するフレーム部材と、
    　前記フレーム部材を回動させるフレーム回動機構と、
    　前記フレーム部材の回動方向に応じて、該フレーム部材を軸方向に変位させるカム機構と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の洗濯機用モータユニット。
  4. 　前記フレーム回動機構は、
    　両方向に回転可能な第二のモータと、
    　前記第二のモータの駆動力を前記フレーム部材に伝達する減速輪列と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の洗濯機用モータユニット。
  5. 　前記第二のモータはステッピングモータであることを特徴とする請求項４に記載の洗濯機用モータユニット。
  6. 　前記減速輪列を構成する各歯車は、前記フレーム部材の外周に沿って周方向に並べられることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の洗濯機用モータユニット。
  7. 　前記第一の回転体の回転中心には、該第一の回転体と一体に回転する回転軸が立設され、
    　前記回転軸は、外周面にスプライン部が形成された筒状軸に挿通され、
    　前記回転軸の先端部は前記筒状軸から露出し、
    　前記第二の回転体は、前記スプライン部に嵌合されることにより、該スプライン部の軸方向に摺動可能であり、かつ、該筒状軸と周方向に一体に回転し、
    　前記第一の回転体と前記第二の回転体の係合時には、前記第一のモータの駆動力により前記回転軸および前記筒状軸が回転し、
    　前記第一の回転体と前記第二の回転体の離間時には、前記第一のモータの駆動力により前記回転軸のみが回転することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の洗濯機用モータユニット。
PCT/JP2016/054981 2015-02-25 2016-02-22 洗濯機用モータユニット WO2016136644A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015034684A JP6553374B2 (ja) 2015-02-25 2015-02-25 洗濯機用モータユニット
JP2015-034684 2015-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016136644A1 true WO2016136644A1 (ja) 2016-09-01

Family

ID=56788718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/054981 WO2016136644A1 (ja) 2015-02-25 2016-02-22 洗濯機用モータユニット

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6553374B2 (ja)
WO (1) WO2016136644A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002346285A (ja) * 2001-05-08 2002-12-03 Lg Electronics Inc ダイレクトドライブ式の洗濯機
JP2012080998A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Toshiba Corp 脱水兼用洗濯機
US20120137738A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-07 Kyubum Lee Washing machine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7454929B2 (en) * 2003-02-06 2008-11-25 Lg Electronics Inc. Washing machine
JP5972740B2 (ja) * 2012-09-28 2016-08-17 日本電産サンキョー株式会社 洗濯槽回転検出装置および洗濯機
WO2014178531A1 (en) * 2013-04-30 2014-11-06 New Motech Co., Ltd. Driving apparatus for washing machine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002346285A (ja) * 2001-05-08 2002-12-03 Lg Electronics Inc ダイレクトドライブ式の洗濯機
JP2012080998A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Toshiba Corp 脱水兼用洗濯機
US20120137738A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-07 Kyubum Lee Washing machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016154703A (ja) 2016-09-01
JP6553374B2 (ja) 2019-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2014399520B2 (en) Clutch driving device for decelerating clutch
US11015279B2 (en) Clutch assembly of washing machine
KR20150022842A (ko) 세탁기 드라이버
CN105220405A (zh) 一种减速离合器离合驱动装置
KR20170093917A (ko) 세탁 기계 드라이버
CN105274784A (zh) 一种离合驱动装置
CN102206913A (zh) 一种洗衣机传动装置
CN100348797C (zh) 全自动洗衣机
JP6446305B2 (ja) クラッチ機構および洗濯機用モータユニット
WO2016136644A1 (ja) 洗濯機用モータユニット
CN105463772A (zh) 一种减速离合器离合驱动装置
CN105463769A (zh) 一种洗衣机减速离合器及洗衣机
CN105463774A (zh) 一种离合装置
JP6454568B2 (ja) クラッチ機構および洗濯機用モータユニット
CN110835827B (zh) 顶开式双动力洗衣机
KR102123430B1 (ko) 세탁기
KR102300789B1 (ko) 세탁기
KR102521864B1 (ko) 세탁기
KR102045004B1 (ko) 세탁기의 제어방법
KR102036225B1 (ko) 세탁기
CN105463768A (zh) 一种减速离合器离合驱动装置
CN110714293B (zh) 波轮洗衣机
CN105200718A (zh) 一种离合驱动装置
KR102101731B1 (ko) 세탁기
KR102339982B1 (ko) 세탁기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16755390

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16755390

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1