(57)【要約】【課題】クラッチ機構、減速機構、遊星歯車機構を必要とすることなく、洗濯脱水槽およびパルセータを独立して回転制御できる洗濯機を提供する。【解決手段】洗濯物が収納される洗濯脱水槽１６と、洗濯脱水槽１６の内底部に配設されるパルセータ１８と、パルセータ１８の回転軸となるパルセータ軸６０を駆動する第１モータ６４と、洗濯脱水槽１６の回転軸となる脱水軸５８を駆動する第２モータ６６とを備える洗濯機１０において、第１モータ６４は、第１ステータ７４と、第１ステータ７４の内周面側にインナーロータ６８とを配置してなるインナーロータ型モータであり、第２モータ６６は、第１ステータ７４の外周面側に第２ステータ８６と、第２ステータ８６の外周面側にアウターロータ８０とを第１モータ６４と同軸に配設してなるアウターロータ型モータであり、第１モータ６４と第２モータ６６とをそれぞれ独立して可変速制御可能な制御装置を有することを特徴とする。【選択図】    図２
2006043153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物が収納される洗濯脱水槽と、前記洗濯脱水槽の内底部に配設されるパルセータと、前記パルセータの回転軸となるパルセータ軸を駆動する第１モータと、前記洗濯脱水槽の回転軸となる脱水軸を駆動する第２モータとを備える洗濯機において、
前記第１モータは、第１ステータと、前記第１ステータの内周面側にインナーロータを配置してなるインナーロータ型モータであり、
前記第２モータは、前記第１ステータの外周面側に第２ステータと、前記第２ステータの外周面側にアウターロータを前記第１モータと同軸に配設してなるアウターロータ型モータであり、
前記第１モータと前記第２モータとをそれぞれ独立して可変速制御可能な制御装置を有することを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
洗濯物が収納される洗濯脱水槽と、前記洗濯脱水槽の内底部に配設されるパルセータと、前記パルセータの回転軸となるパルセータ軸を駆動する第２モータと、前記洗濯脱水槽の回転軸となる脱水軸を駆動する第１モータとを備える洗濯機において、
前記第１モータは、第１ステータと、前記第１ステータの内周面側にインナーロータを配置してなるインナーロータ型モータであり、
前記第２モータは、前記第１ステータの外周面側に第２ステータと、前記第２ステータの外周面側にアウターロータを前記第１モータと同軸に配設してなるアウターロータ型モータであり、
前記第１モータと前記第２モータとをそれぞれ独立して可変速制御可能な制御装置を有することを特徴とする洗濯機。
【請求項３】
前記脱水軸は、円筒状に設けられ、その中空部に同軸に前記パルセータ軸が内装されており、前記脱水軸は洗濯機の固定部材に固定された一対のベアリングで回転自在に支持され、前記パルセータ軸は前記脱水軸の中空部に内装された一対のベアリングで回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
【請求項４】
前記パルセータ軸は、円筒状に設けられ、その中空部に同軸に前記脱水軸が内装されており、前記パルセータ軸は洗濯機の固定部材に固定された一対のベアリングで回転自在に支持され、前記脱水軸は前記パルセータ軸の中空部に内装された一対のベアリングで回転自在に支持されていることを特徴とする請求項２記載の洗濯機。
機。
【請求項５】
前記第１ステータと前記第２ステータとが一体にモールドされて環状のモールドフレームを形成し、前記モールドフレームの内周面側に前記インナーロータが配され、前記モールドフレームの外周面側に前記アウターロータが配されていることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯脱水槽とその内底部に配設されたパルセータとをそれぞれ回転駆動可能とする洗濯機に関し、詳しくは、ギヤやクラッチを介することなく洗濯脱水槽とパルセータとを駆動モータに直結して相対回転駆動可能とする洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの洗濯脱水槽に洗濯物を収納して洗い・すすぎ工程と脱水工程とを行う全自動洗濯機は、外槽に洗濯脱水槽が内装され、洗濯脱水槽内に旋回流を発生させるパルセータがその内低部に配されており、洗い・すすぎ工程時には洗濯脱水槽が固定されてパルセータだけが低速で両方向に正逆回転駆動され、脱水工程時には、洗濯脱水槽とパルセータとが一体に高速で一方向に回転駆動するようになっているものが従来より知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
このようなパルセータと洗濯脱水槽との駆動切換を行う駆動機構は、モータの出力軸の回転を減速機構を介してパルセータの回転軸となるパルセータ軸に伝える一方、同一のモータの回転を他の減速機構およびクラッチ機構を介して洗濯脱水槽の回転軸となる脱水軸に伝えるようになっている。より詳細には、中空に形成されパルセータ軸が内装された脱水軸に上下動する係合部材が設けられ、脱水工程時には、該係合部材がクラッチ用モータなどによって駆動されてパルセータ軸と係合することによりパルセータと洗濯脱水槽とをほぼ等速で回転させ、洗い・すすぎ工程時には、該係合部材がクラッチ用モータなどによって外槽と一体の固定部材と係合することによりパルセータのみを回転させるようになっている。
【０００４】
しかしながら、このような駆動構成では、その構成が複雑となるため、製造コストアップの原因となるばかりか、経時的劣化によって該クラッチ機構が作動しなくなるなど信頼性・耐久性に不安があった。さらに、クラッチ機構や減速機構からは動作音や振動音などの騒音が発生し易く問題であった。
【０００５】
ところで、洗い・すすぎ工程時に、洗濯脱水槽を積極的にパルセータの回転方向とは反対方向に低速回転させることにより洗い・すすぎ性能を向上させるようにした洗濯機が従来より知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
このような洗濯機では、脱水軸に内歯歯車を、出力軸に太陽歯車を、それぞれ連結し、該内歯歯車および太陽歯車と歯合して回転する遊星歯車をパルセータ軸と連結してなる遊星歯車機構を設け、洗い・すすぎ工程時には、クラッチ機構により出力軸と脱水軸とを遮断させ、出力軸と脱水軸とを該太陽歯車、遊星歯車および内歯歯車を介在させ結合し、パルセータを所定方向に回転させると共に、この回転に伴って生じる内歯歯車に歯合する遊星歯車の反力により脱水軸（洗濯脱水槽）をパルセータ軸（パルセータ）と反対方向へ回転させるようにしている。
【０００７】
しかしながら、このような洗濯機の駆動機構では、上記した洗濯機の駆動機構で必要であったクラッチ機構や減速機構に加え、遊星歯車機構が更に必要となり、より一層その構成が複雑になる問題があった。また、遊星歯車機構では洗濯脱水槽をパルセータと反対方向へ回転させることができるが、遊星歯車機構を構成する歯車のギヤ比の制約から、洗濯脱水槽とパルセータとを任意に回転速度で制御することができず、このため洗濯の仕方の種類が少ないという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−１７８９９０号公報
【特許文献２】特開２００１−１９０８８９号公報
【特許文献３】特開２００１−１６２０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、クラッチ機構、減速機構、遊星歯車機構を必要とすることなく、洗濯脱水槽およびパルセータを独立して回転制御できる洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の洗濯機は、洗濯物が収納される洗濯脱水槽と、前記洗濯脱水槽の内底部に配設されるパルセータと、前記パルセータの回転軸となるパルセータ軸を駆動する第１モータと、前記洗濯脱水槽の回転軸となる脱水軸を駆動する第２モータとを備える洗濯機において、前記第１モータは、第１ステータと、前記第１ステータの内周面側にインナーロータとを配置してなるインナーロータ型モータであり、前記第２モータは、前記第１ステータの外周面側に第２ステータと、前記第２ステータの外周面側にアウターロータとを前記第１モータと同軸に配設してなるアウターロータ型モータであり、前記第１モータと前記第２モータとをそれぞれ独立して可変速制御可能な制御装置を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の洗濯機では、駆動モータがパルセータを回転駆動するための第１モータと、洗濯脱水槽を回転駆動するための第２モータから構成され、第１、第２モータとをそれぞれ独立して可変速制御することができるため、洗濯脱水槽とパルセータとを独立して回転制御することが可能となり、洗濯物の種類や量に応じた洗い方をきめ細かく選択することができる。しかも、騒音や振動の原因となるクラッチ機構や減速機構などを介さず、洗濯脱水槽およびパルセータが駆動モータの出力軸に一体化された簡単な駆動構成であるから、騒音を低減し、かつ耐久性・信頼性向上させた洗濯機をコスト安価に製造することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、洗濯脱水槽およびパルセータを独立して回転制御できる洗濯機を簡単な駆動構成により得ることができるため、コスト安価に製造することができ、経時的劣化による不具合を低減して信頼性・耐久性を向上させることができ、かつ、騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本実施形態に係る洗濯機１０の全体構成を示す縦断面図、図２は該洗濯機１０の駆動装置５０を示す断面図、図３はモールドフレーム８８の一部省略断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の洗濯機は全自動洗濯機であって、箱型の筐体１２の内部に不図示の吊棒および振動吸収バネを介して揺動自在に懸架された有底円筒状の外槽１４を備えており、外槽１４には、有底円筒状であってその周面に多数の通水孔を有する洗濯脱水槽１６が内装されている。洗濯脱水槽１６の内底部には同心にパルセータ１８が設けられ、外槽１４の下方には、洗濯脱水槽１６およびパルセータ１８を回転駆動する駆動装置５０が配設されている。
【００１５】
筐体１２の上面には、洗濯物を出し入れするための開口部を開閉する外蓋２０が取り付けられている。外槽１４の上部後方には給水管２２を介して外槽１４内に給水を行う給水弁２４が設けられている。また、外槽１４の下方には洗濯水を排水する排水ダクト２６が設けられ、排水弁２８により開閉されるようになっている。
【００１６】
図２に示すように、駆動装置５０は、支持部材５２が外槽１４の外底部にねじ止めなどにより固定されることで取り付けられている。この支持部材５２は、上部支持部材５２ａと下部支持部材５２ｂとからなっており、その上部支持部材５２ａの中央部には筒部５４が形成され、ボールベアリングからなる軸受５６が固着されている。すなわち、軸受５６は、下部支持部材５２ｂを介して固定部材である外槽１４に固定されている。この軸受５６に洗濯脱水槽１６と一体化される円筒状の脱水軸５８が挿通されて、回転自在に支持されている。また、軸受５６の上方側における筒部５４と脱水軸５８との隙間には、水漏れを防止するオイルシール５９が装着されている。
【００１７】
この脱水軸５８は、外槽１４の底部に形成された貫通孔１４ａから外槽１４内部へ延出しており、その上端に形成されたフランジ部５８ａを洗濯脱水槽１６の底部にネジ止めすることで固定されている。また、脱水軸５８の中空部には、パルセータ軸６０が、同軸に内装されており、動圧軸受あるいはボールベアリングからなる軸受６２を介して回転自在に保持されている。パルセータ軸６０は洗濯脱水槽１６の内部に突出しており、その上端部には、洗濯脱水槽１６の内底部に配されたパルセータ１８がネジによって固定されている。このようにして、脱水軸５８のフランジ部５８ａには洗濯脱水槽１６が一体回転するように直結されており、また、パルセータ軸６０の上端部にはパルセータ１８が一体回転するように直結されている。
【００１８】
上記のような脱水軸５８およびパルセータ軸６０を回転駆動するための駆動モータ６３は、パルセータ軸６０を回転駆動するための第１モータ６４と、脱水軸５８を回転駆動するための第２モータ６６から構成され、第１モータ６４が第２モータ６６の内側へ同軸に配置されてなる。
【００１９】
より詳細には、第１モータ６４は、外周にＳ極とＮ極の永久磁石を交互に有する円柱状のインナーロータ６８と、鉄心を積層してなる筒状のステータコア７０の内周面から突出するティースにステータ巻線７２を巻回してなる第１ステータ７４とを有し、第１ステータ７４がインナーロータ６８を内部に収納するように構成されたインナーロータ型ブラシレスＤＣモータである。
【００２０】
第２モータ６６は、カップ状のロータカップ７８の内周にＳ極とＮ極の複数の永久磁石７９が交互に固定されたアウターロータ８０と、鉄心を積層してなる筒状のステータコア８２の外周面から突出するティースにステータ巻線８４を巻回してなる第２ステータ８６とを有し、第２ステータ８６は第１ステータ７４の外周面側に環状のエアギャップを介して対峙するように配され、アウターロータ８０は下方に開口するように配され、その内部に第２ステータ８６を収納するように構成されたアウターロータ型ブラシレスＤＣモータである。
【００２１】
第１ステータ７４と第２ステータ８６とは、図３に示すように、一体にモールドされて環状のモールドフレーム８８が形成され下部支持部材５２ｂにネジによって固定されており、モールドフレーム８８の内周面側にインナーロータ６８が、外周面側にアウターロータ８０が、それぞれ配されることで、第１モータ６４が第２モータ６６の内側へが同軸に配置される。
【００２２】
そしてパルセータ軸６０は、その下端にインナーロータ６８が取り付けられることにより、第１モータ６４によって回転駆動され、脱水軸５８は、アウターロータ８０と一体に設けられることにより、第２モータ６６によって回転駆動されるようになっている。
【００２３】
このような駆動モータ６３は、これを構成する第１モータ６４および第２モータ６６が、別個の駆動回路とそれぞれ電気的に接続されることで駆動制御される。
【００２４】
第１モータ６４を駆動制御する駆動回路は、インバータ回路および制御回路を有しており、制御回路が第１モータ６４のインナーロータ６８の回転速度を検出するホールＩＣからの位置検出信号に基づて現在の回転速度を演算し、この回転速度が外部から入力される指令信号の回転速度に一致するようにＰＷＭ制御信号をインバータ回路へ出力することで、ステータ巻線７２に双方向電流を流して第１モータ６４をインバータ駆動する。
【００２５】
また、第２モータ６６は、上記した第１モータ６４の駆動回路と同様な構成の駆動回路と接続されることで、第１モータ６４と別個に独立して駆動制御される。
【００２６】
上記のような洗濯機１０の洗い・すすぎ工程時において、例えば、汚れの少ない洗濯物あるいは少量の洗濯物を洗濯する場合、パルセータ１８のみを正逆回転させことにより、消費電力を抑えることができ、しかも、比較的緩やかな水流を得ることができるため、布地を傷めることがない洗い・すすぎを行うことができる。
【００２７】
また、汚れの多い洗濯物を洗濯する場合は、パルセータ１８と洗濯脱水槽１６とを同時に逆方向に回転させることを短時間に双方向に繰り返す。これにより、パルセータ１８の回転によって生じる水流に乗って移動する洗濯物に対し、その移動方向と反対方向に洗濯脱水槽１６が回転するので、洗濯物と洗濯脱水槽１６との摩擦が増加し、洗い・すすぎ性能が向上する。さらに、回転する洗濯脱水槽１６によってパルセータ１８による水流とは逆方向の水流が発生するため、両水流の衝突に伴い乱流が生じて縦方向の水流が得られやすくなり、その結果、該縦方向の水流に乗って洗濯物が上下に攪拌され、洗い・すすぎの均一性も向上する。この場合、洗濯脱水槽１６の回転速度は、パルセータ１８の回転速度より遅く設定することが好ましい。
【００２８】
一方、脱水工程時には、パルセータ１８と洗濯脱水槽１６とを同方向に高速回転させる。このとき、両者は等しい回転速度であることが好ましい。
【００２９】
以上のように本実施形態の洗濯機では、駆動モータがパルセータを回転駆動するための第１モータと、洗濯脱水槽を回転駆動するための第２モータから構成され、第１、第２モータとをそれぞれ独立して可変速制御することができるため、クラッチ機構や減速機構を必要とすることなく、パルセータと洗濯脱水槽とを独立的に回転制御することができる。そのため、洗い・すすぎ方法の種類が大幅に増やすことができ、衣類の種類や洗濯物の汚れ状態に合わせて適宜洗濯状態を制御することができる。
【００３０】
また、騒音や振動の原因、あるいは動作不良の原因となるクラッチ機構や減速機構などを介さずに洗濯脱水槽およびパルセータが第１モータと第２モータの各出力軸に直結された簡単な駆動構成であるから、耐久性・信頼性向上させた洗濯機をコスト安価に製造することができ、しかも、騒音や振動を低減することができる。
【００３１】
（変更例）
本実施形態では、パルセータ軸を第１モータにより駆動し、脱水軸を第２モータにより駆動したが、本発明は、これに限らずその趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。
【００３２】
例えば、パルセータ軸を第２モータにより駆動し、脱水軸を第１モータにより駆動してもよい。すなわち、パルセータ軸を中空に設けその中空部に脱水軸を内装し、パルセータ軸をアウターロータと一体に設けることでパルセータ軸を第２モータにより駆動し、脱水軸の下端にインナーロータを取り付けることで脱水軸を第１モータにより駆動してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態に係る洗濯機の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１の洗濯機の駆動装置を示した断面図である。
【図３】モールドフレームの一部省略断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０……洗濯機
１２……筐体
１４……外槽
１６……洗濯脱水槽
１８……パルセータ
５０……駆動装置
５２……支持部材
５２ａ……上部支持部材
５２ｂ……下部支持部材
５８……脱水軸
６０……パルセータ軸
６４……第１モータ
６３……駆動モータ
６６……第２モータ
６８……インナーロータ
７４……第１ステータ
８０……アウターロータ
８６……第２ステータ
８８……モールドフレーム
【図１】
2006043153.tif 000003
【図２】
2006043153.tif 000004
【図３】
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