(57)【要約】【課題】扉の開閉を自動的に行うようにした洗濯機において、扉の開閉動作時に扉がロック状態となることなくスムーズに開閉できる扉開閉装置を提供する。【解決手段】第一の扉(後扉)２Ａと第二の扉(前扉)２Ｂを中間支点部４で回動可能に連結して構成される折れ戸式の扉２を備えた洗濯機において、第一の扉２Ａと第二の扉２Ｂとの間の中間支点部４を円筒形に形成し、その内部に駆動手段１１を設けて、第一の扉２Ａと第二の扉２Ｂとの間の角度を変化させることにより、扉２を自動的に開閉する構造とする。【選択図】  図１５  
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動支点のまわりに回動する第一の扉と、一端を前記第一の扉と中間支点部で連結された第二の扉と、により構成される折れ戸式の扉を備えた洗濯機において、
前記扉を駆動源により自動開閉する駆動手段と、前記第二の扉の動作軌跡を案内する案内手段とを備え、
前記駆動手段は、前記第一の扉と前記第二の扉との間の中間支点部に設けられ、前記第一の扉と第二の扉との間の角度を開状態と閉状態との間で可逆的に変化させるようにしたことを特徴とする洗濯機の扉開閉装置。
【請求項２】
前記中間支点部は円筒形状をなし、その内部に前記駆動手段を同心に配置したことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機の扉開閉装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、複数段の遊星歯車によりなる減速手段が備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の洗濯機の扉開閉装置。
【請求項４】
前記中間支点部に、前記第一の扉と第二の扉との間の角度を検出する角度検出手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の洗濯機の扉開閉装置。
【請求項５】
前記第一の扉の回動支点もしくは前記中間支点部に、前記扉を開く方向に付勢するバネを設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の洗濯機の扉開閉装置。
【請求項６】
前記中間支点部に、前記駆動手段と前記扉との間での駆動力の接続を切り離すクラッチ手段を設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の洗濯機の扉開閉装置。
【請求項７】
前記クラッチ手段は、前記扉を手動で開閉する時に手を掛ける把手の部分に操作部を有することを特徴とする請求項６に記載の洗濯機の扉開閉装置。
【請求項８】
前記駆動手段に、所定以上のトルクが加わった場合に空転するトルク制限手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の洗濯機の扉開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯機の扉を自動的に開閉する扉開閉装置に関する
【背景技術】
【０００２】
通常、洗濯機には、本体上部に開閉可能な扉が装着されている。この扉は、洗濯物を洗濯槽に投入する時、洗濯物を取り出す時、洗剤やすすぎ剤を投入する時、洗濯物の不釣合いのため脱水できない場合にこの不釣合いを正す時、あるいは現在の洗濯進行状態を知りたい時など、多様な必要性に従って頻繁に手動で開閉される。
【０００３】
一般に洗濯機における扉の構成は、図１〜図３に示すように、洗濯機本体１の上面を開放する折れ戸式の扉としている。すなわちこの扉２は、第１の扉である後扉２Ａと第２の扉である前扉２Ｂとを中間支点部(ヒンジ)４において互いに回転自在に連結した二つ折の扉であり、前扉２Ｂの一部には、扉２を手で開閉する際に手を掛けるための把手５が設けられている。この扉２を開く際には把手５に手を掛けて上方に引き上げることで開放でき、扉２を閉める際には把手５を手前下方に引くことによって閉じることができる。
【０００４】
本体１の上面には、さらに、洗濯、脱水、乾燥、などの動作指示を使用者が与えるスイッチなどからなる操作部６と、洗濯機の動作状態や動作の残り時間などを例えば発光ダイオードなどの可視手段によって視覚的に、あるいは音声などで聴覚的に使用者に知らしめる表示部７を備えている。この洗濯機において洗濯に用いた水は、排水ホース８から外部に排出されるようになっている。
【０００５】
扉２は、前述のように二つ折扉となしているために、図２に示すように洗濯槽１０の大型化に合わせて扉２を開放した場合の上面の開口部を大きくでき、さらに全体高さを低減できるので、設置上の制約が少ない。
【０００６】
後扉２Ａは本体１に対し回動支点９を中心に回動自在に軸支されており、前扉２Ｂの一端と中間支点部４を介して互いに回転自在に連結されている。後扉２Ａの回動支点９の構成の一例としては、図３に示すように、本体１側の軸受部９ａと後扉２Ａ側の軸受部９ｂとの間を軸ピン９ｃによって回動自在に連結した構成とする。
【０００７】
近年、洗濯機の大容量化が進み、本体も大型化している。当然、扉にあっても大型化し、その重さも増し、位置も高くなり、扉を開放するに必要な操作力も増大している。このため、女性や子供あるいは高齢者にとって扉の開閉は大きな負担になっている。
【０００８】
扉を自動開閉し操作力を低減する従来技術として、例えば特許文献１および特許文献２のように、モータを利用して扉を開閉する電動の扉開閉装置及び方法がある。これは、フットスイッチを踏むことで、扉を電動で開閉するものである。
【特許文献１】特開平９−１６４２８８号公報
【特許文献２】特開平９−１３１４９５号公報
【０００９】
図４〜図６でこの従来技術について説明すると、図４は扉２が閉じた状態、図５は開放された状態を示している。この構成では、回転板１２を備えたカム部材１３が回転中心１１のまわりに矢印ＣＣＷ方向に回転すると、回転板１２に備えられた駆動突出部１４ａ，１４ｂが回転移動して従動突出部１５ａ，１５ｂ，１５ｃと噛み合い、この従動突出部が後扉２Ａを回動支点９のまわりにＣＷ方向に回転させることで扉２が開放されるようにしている。前扉２Ｂは中間支点４であるヒンジのまわりに回転自在なので、図５のように扉２が開放された際には中間支点部４から前扉２Ｂが垂れ下がる構成となっている。
【００１０】
これとは反対に、回転板１２を備えたカム部材１３が回転中心１１のまわりに矢印ＣＷ方向に回転すると、回転板１２に備えられた駆動突出部１４ａ，１４ｂが回転移動して従動突出部１５ａ，１５ｂ，１５ｃと噛み合い、この従動突出部が後扉２Ａを回動支点９のまわりにＣＣＷ方向に回転させることで扉２が閉じられるようにしている。
【００１１】
前扉２Ｂの先端両側にはローラー式の転動手段８が取り付けられており、カム部材１３の回転により扉２が開閉される時、この転動手段８が上面カバー２０の上面に接触しながら転動して、扉２をスムーズに開閉するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図６は、扉２を全開状態から閉じる動作の途中の状態であって、転動手段８が上面カバー２０の上面に接した状態を示したものである。このとき、前扉２Ｂは中間支点４から自重によって吊り下げられる形態となり、転動手段８は上面カバー２０に略直角に当接して上面カバー２０に対して矢印Ｗ方向の反力を働かせる。
【００１３】
ところで、扉２を閉じるためには転動手段８を矢印Ｐ方向に進行させる必要があるが、カム部材１３から従動突出部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを介して後扉２Ａを矢印ＣＣＷ方向に回動させたとしても、前述のように転動手段８が上面カバー２０に略直角に当接して反力Ｗが働いているので、上面カバー２０に沿ったＰ方向の分力は非常に小さい。
【００１４】
このため、転動手段８ないし転動手段８が当接している上面カバー２０に洗剤などが付着して摩擦が増加し、転動手段８の回転ないし滑りがスムーズでなくなると、前扉２Ｂに備えられた転動手段８は矢印Ｐ方向に進行することができず、前扉２Ｂが中間支点４を介して後扉２Ａの閉動作を阻害するつっかえ棒のようになって、扉２が図６の状態よりも閉じることができなくなり、ロック状態となってしまう問題点がある。
【００１５】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、上述した従来技術の課題を解決し、実用的で信頼性の高い洗濯機の扉開閉装置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】
【００１６】
前記目的を達成するために本発明は、
回動支点のまわりに回動する第一の扉(後扉)と、一端を第一の扉と中間支点部で連結された第二の扉(前扉)と、により構成される折れ戸式の扉を備えた洗濯機において、
扉を駆動源により自動開閉する駆動手段と、第二の扉の動作軌跡を案内する案内手段とを備え、
ここで駆動手段は、第一の扉と第二の扉との間の中間支点部に設けられ、第一の扉と第二の扉との間の角度を開状態と閉状態との間で可逆的に変化させる構成としたものである。
【００１７】
この場合、第一の扉と第二の扉との間の中間支点部を円筒形状に形成し、その内部に駆動手段を同心に配置した構成とする。
さらに駆動手段には、複数段の遊星歯車によりなる減速手段を備えた構成とする。
【００１８】
また本発明では、第一の扉と第二の扉との間の中間支点部に、第一の扉と第二の扉との間の角度を検出する角度検出手段を設ける。
さらに本発明では、第一の扉の回動支点もしくは第一の扉と第二の扉との間の中間支点部に、扉を開く方向に付勢するバネを設けた構成とする。
【００１９】
また本発明では、第一の扉と第二の扉との間の中間支点部に、駆動手段と扉との間での駆動力の接続を切り離すクラッチ手段を設ける。この場合、クラッチ手段は、扉を手動で開閉する時に手を掛ける把手の部分に操作部を設けた構成とする。
さらに本発明では、駆動手段に、所定以上のトルクが加わった場合に空転するトルク制限手段を設ける。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による洗濯機の扉開閉装置では、自動的に扉を開閉することができるので、使用者の使い勝手が向上するという効果がある。
そして特に本発明では、第１の扉と第２の扉との間の中間支点部に駆動手段を内蔵し、第１の扉と第２の扉との間の角度を可逆的に変化させる構成としたので、扉の開閉動作時に扉がロック状態となることはなく、スムーズに開閉することができる。
【００２１】
さらに本発明では、第一の扉と第二の扉との間の中間支点部を円筒形状に形成し、その内部に駆動手段を配置した構成により、洗濯機のスペースを有効に活用し、扉開閉装置をコンパクトに組み込むことができる。
また本発明では、駆動手段に複数段の遊星歯車によりなる減速手段を備えたことにより、大きな減速比が得られるので、扉を安定して開閉することができる。
【００２２】
また本発明では、第一の扉と第二の扉との間の角度を検出する角度検出手段を設けたことにより、この角度検出手段で扉の開閉状態を検出し、扉を確実に自動開閉することができる。
さらに本発明では、扉を開く方向に付勢するバネを設けた構成とすることで、扉の開き動作時の駆動トルクを低減することができ、扉をスムーズに開くことができる。
【００２３】
また本発明では、駆動手段と扉との間での駆動力の接続を切り離すクラッチ手段を設けたことにより、手動で扉の開閉を行う際に、僅かな力で扉を開閉することができる
さらに本発明では、駆動手段に所定以上のトルクが加わった場合に空転するトルク制限手段を設けたことにより、駆動手段の破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図７〜図１０は本発明の実施の形態を示す側断面図、図１１〜図１３は同、斜視図である。本実施例の洗濯機における扉２は、洗濯機本体１の上面カバー２０に装着され、洗濯槽１０を開閉する折れ戸式の扉であり、すなわちこの扉２は、第１の扉である後扉２Ａと第２の扉である前扉２Ｂとを中間支点部４(ヒンジ)において互いに回転自在に連結した二つ折の扉であって、前扉２Ｂにおける後扉２Ａの近傍部の中央には、手動で扉を開閉する際に手を掛けるための把手５が備えられている。
【００２５】
上面カバー２０には、電源のＯＮ／ＯＦＦを行う電源スイッチ２２や、扉の開閉を指示する扉開閉スイッチ２３が設けられ、さらに前扉２Ｂの上面には、洗濯、脱水、乾燥、などの動作指示を使用者が行う操作部６と、液晶や発光ダイオードなどで使用者に動作状態や残り時間などを表示する表示部７とが設けられている。
【００２６】
後扉２Ａと前扉２Ｂとの間の中間支点部４は円筒形状をなし、その内部に後述する駆動源であるモータ１８や減速手段３０を備えた駆動手段１１を同心に配置して構成されており、後扉２Ａと前扉２Ｂとの間のなす角を円筒部の中心線のまわりに開いたり閉じたりできる構成としている。
【００２７】
後扉２Ａは上面カバー２０に設けられた支点９のまわりに回動自在に軸支されており、前扉２Ｂの先端両側にはローラー式の転動手段８が備えられ、これが上面カバー２０の両側部内面側に設けられた案内手段である凹溝状のレール２１に沿って摺動自在に嵌合して移動可能に支持されている。
【００２８】
図７および図１１に示す如く、扉２が全開した状態では後扉２Ａと前扉２Ｂとは互いに表面が外側に向いた位置関係となり、互いのなす角θ０は約３５０°程度となる。そして、中間支点部４に設けられた駆動手段１１を駆動して後扉２Ａと前扉２Ｂを矢印θＣＬ２および矢印θＣＬ３方向に互いに開くことにより、前扉２Ｂの先端の転動手段８が矢印ＣＬ方向にレール２１に沿って移動するので、扉２は図８のように閉じ方向に動作される状態となる。この動作において、後扉２Ａは回動支点９を中心に反時計まわりに回動する。
【００２９】
ここでさらに後扉２Ａと前扉２Ｂのなす角度θｗを小さくすると、前扉２Ｂの先端はさらに矢印ＣＬ方向に移動して、扉２を閉じる動作を継続する。そして、後扉２Ｂと前扉２Ａのなす角度をさらに小さくしてθｗが略１８０°となり、略同一平面をなすまで駆動することにより、図９に示すように扉２を閉じた状態にまで至る。
【００３０】
扉２を開く際には、前記の説明とは逆に、図９の状態から中間支点部４に設けられた駆動手段１１を反転駆動して後扉２Ａと前扉２Ｂを矢印θＯＰ２および矢印θＯＰ３方向に互いに開くことにより、前扉２Ｂの先端は矢印ＯＰ方向に移動するので、扉２は図８に示した中間状態を経由して図７に示すような全開の状態となすことができる。
【００３１】
ここで、中間支点部４の構成の一実施例について図１４によって説明する。図１４は後扉２Ａと前扉２Ｂの間の中間支点部４の断面を示す概略図である。本実施例においては、図示右端から第一の回転ユニット４ａ、第二の回転ユニット４ｂ、第三の回転ユニット４ｃ、第四の回転ユニット４ｄ、第五の回転ユニット４ｅを備えているものとする。
【００３２】
本実施例においては、第一の回転ユニット４ａと第三の回転ユニット４ｃと第五の回転ユニット４ｅは前扉２Ｂ側に設けられ、第二の回転ユニット４ｂと第四の回転ユニット４ｄは後扉２Ａ側に設けられている。夫々の隣接する回転ユニットの間には空隙が設けられ、空隙部には例えば回転ユニットの内径よりも小径に形成されて回転自在に支持されたスリーブ４１を嵌合させるか、あるいは隣接する回転ユニットの一部を円筒部の内側に円筒部の内径より小となるように延伸させて形成した嵌合部４２を備えていてもよい。このような構成とすることにより、各々の回転ユニットは回転方向以外にはその動きを規制されるので、後扉２Ａと前扉２Ｂとの間の回動支点をなす。
なお、前記のようなスリーブ４１を設けた構成とする場合には、スリーブ４１の材質を例えばポリアセタールのような摺動性の良好な材料とすれば、回転の際の摩擦負荷トルクを低減できるので、回転ヒンジとして好適である。
【００３３】
前記にて説明した中間支点部４の内部に備えられた駆動手段１１の構成を図１５〜図２０を用いてさらに詳細に説明する。
本実施例においては、中間支点部４のうち第二の回転ユニット４ｂの内部に駆動手段１１を設けてある。この駆動手段１１の一端に駆動源であるＤＣモータ１８が備えられ、このモータ１８からの配線２４は後扉２Ａの内部を通って本体１の内部に備えられた制御基板(図示せず)上の駆動制御部に接続され、この駆動制御部がモータ１８に印加する電圧をＯＮ／ＯＦＦし、あるいは印加電圧の正負方向を反転させることでモータ１８を正方向(時計方向)ないしは逆方向(反時計方向)に選択して回転させる。
【００３４】
次に、減速手段３０の構成について説明する。モータ１８の回転出力軸にはピニオンギヤ２５が備えられ、アイドラギヤ１９の大歯車２６と噛み合って減速される。アイドラギヤ１９の小歯車２７はさらに歯車２８と噛み合って減速される。この時の減速比は、例えばピニオンギヤ２５とアイドラギヤ１９の小歯車２７の歯数に対してアイドラギヤ１９の大歯車２６と歯車２８の歯数を夫々２倍とすれば、ピニオンギヤ２５と歯車２８との間の減速比を１：２の二乗の１：４となる。
【００３５】
歯車２８は、遊星歯車２９と接続されて、さらに減速される。ここで、本実施例における遊星歯車２９の構成の一例について図１６および図１７を用いて説明する。
図１６は、本実施例に用いられている、直列に三段接続した遊星歯車２９の構成を示している。図１７は図１６のイ方向から見た矢視図である。ここでは説明のために、図示の右側から一段目の遊星歯車を２９Ａ、二段目の遊星歯車を２９Ｂ、三段目の遊星歯車を２９Ｃとする。
【００３６】
前記歯車２８は一段目の遊星歯車２９Ａの太陽歯車軸３１Ａと連結されており、この太陽歯車軸３１Ａが矢印Ｔｕ方向に回転すると、この太陽歯車軸３１Ａと噛み合った遊星ピニオン３２Ａが矢印Ｐｕ方向に回転する。最も外側には内歯を有する固定内歯車３３Ａが備えられており、やはり前記遊星ピニオン３２Ａと噛み合う構成である。遊星ピニオン３２Ａは、固定内歯車３３Ａの内歯に沿って回転するので、遊星ピニオン３２Ａの回転軸３４Ａもまた遊星ピニオン３２Ａとともに太陽歯車軸３１Ａのまわりを回転する。
【００３７】
遊星ピニオン３２Ａの回転中心軸３４Ａは太陽歯車３１Ａと同心で回転する出力板３５Ａに本実施例では３式設けられているので、太陽歯車３１Ａが矢印Ｔｕ方向に回転すると、遊星ピニオン３２Ａの回転軸３４Ａとともに出力板３５Ａが矢印Ｔｕ方向に、太陽歯車軸３１Ａと同心で回転する。このとき、太陽歯車軸３１Ａの回転速度と出力板３５Ａの回転速度の比率、すなわち減速比は例えば１：４〜１：６程度となる。
【００３８】
図１６に示した例では、一段目の遊星歯車２９Ａの出力板３５Ａと二段目の遊星歯車２９Ｂの太陽歯車軸３１Ｂとを接続し、さらに二段目の遊星歯車２９Ｂの出力板３５Ｂを三段目の遊星歯車２９Ｃの太陽歯車軸３１Ｃとを接続した構成としたので、三段目の遊星歯車２９Ｃの出力板３５Ｃに連結された出力軸３６の回転速度は、一段目の遊星歯車２９Ａの太陽歯車３１Ａの回転速度に対して一段あたりの減速比の三乗となり、例えば各遊星歯車の減速比が１：５だとすれば、１：１２５という大きな減速比となる。しかも、太陽歯車３１Ａと出力軸３６とは同心であり、全体の形状は円筒状となるので、中間支点部４の内部に収納するのに好適である。
【００３９】
遊星歯車の出力軸３６は駆動軸４３と接続されており、駆動軸４３は中間支点部４の中心軸に沿って回転自在に配置されている。駆動軸４３には例えば円柱状の駆動ピン４４が駆動軸４３の回転中心軸に対して直交するように設けられており、この駆動ピン４４の外側の一端は第三の回転ユニット４Ｃの内壁に固定されている。
【００４０】
このような構成とすることにより、駆動軸４３を所定の速度で回転すれば第三の回転ユニット４ｃは第二の回転ユニット４ｂに対して、駆動軸４３の回転方向に応じて矢印Ｔｏｐ方向、または矢印Ｔｃｌ方向に回転変位し、第三の回転ユニット４ｃは前扉２Ｂに備えられているので、前扉２Ｂは後扉２Ａに対して矢印Ｔｏｐまたは矢印Ｔｃｌ方向に回転変位することができる。
【００４１】
さらに第四のユニット４ｄの内部において駆動軸４３の一端には角度検出手段４５が接続されている。この角度検出手段４５は、例えば回転角度に応じて抵抗値が変化するポテンショメータである。このポテンショメータを第四の回転ユニット４ｄに設ければ、第四の回転ユニット４ｄは駆動手段１１を備えた第二の回転ユニット４ｂと同じく後扉２Ａに備えられているので、後扉２Ａに対する駆動軸４３の変位、すなわち後扉２Ａと前扉Ｂの間の角度変位を検出することができる構成としている。なお、角度検出手段４５はポテンショメータに限定されるものではなく、容量可変手段、あるいは発光素子と受光素子とを用いた光学的な検出手段であってもよい。角度検出手段４５からの配線４６は、後扉２Ａの内部を通って本体１の内部の制御基板(図示せず)上の駆動制御部に接続される。
【００４２】
以上のように構成される駆動手段１１では、電源スイッチ２２をＯＮにし、さらに扉開閉スイッチ２３が押下されると、それを駆動制御部が検出し、モータ１８に所定の電圧を印加して毎分５０００〜６０００回転程度の速度で回転させる。ここで駆動手段１１による減速比は例えば１：５００または１：６００程度なので、駆動軸４３は毎分１０回転程度の低速で回転する。扉２が全開の状態から全閉の状態に至るには略１８０°回転するので、扉２の開動作あるいは閉動作をおよそ２秒程度で行うことができる。
【００４３】
次に、扉が全開した際の扉の重心位置と回動支点との関係について説明する。図７と図１０は扉２を全開した状態を示しているが、扉２の全開時の開き量が異なる構成である。すなわち図７では、扉２の重心ＣＧは後扉２Ａの回動支点９よりもＬＣＧだけ図示の右側にあるので、回動支点９まわりに質量ＷとＬＣＧを乗じたＷ×ＬＣＧだけの回転モーメントが図示の時計まわり方向に加わった状態である。
【００４４】
したがって、図７に示した全開状態から扉２を閉じ始める際には、後扉２Ａの回動支点９まわりに、このＷ×ＬＣＧの回転モーメントを超えるモーメントを加えなければならないので、駆動手段１１により生じるトルクが大きくなることを示している。またさらに、閉動作を開始すると重心までの距離ＬＣＧが減少するので、この回転モーメントは減少して、重心が後扉２Ａの回動支点９の真上に達した時にはほぼ０となる。このことは、駆動手段１１により加えるトルクが大きくなるとともに、負荷が急激に変動することを示している。
【００４５】
一方、図１０に示すように、扉２の全体の重心ＣＧが、扉２が全開した時でも後扉２Ａの回動支点９よりも前扉２Ｂ側にあるように配置すると、扉２を閉じるに際して扉の質量Ｗにより生じるモーメントＷ×ＬＣＧは図示の反時計方向なので、閉じ動作の方向と一致しているため、負荷モーメントの大きさと変動は少なく、閉動作をより滑らかに行えるという利点がある。
【００４６】
次に、動作負荷の低減を実現する構成について説明する。図９に示した扉の全閉状態から、中間支点部４に設けられた駆動手段１１に矢印θＯＰ２および矢印θＯＰ３方向の駆動トルクを加えると、前扉２Ｂの先端は矢印ＯＰ方向に移動して扉２が開き始める。ここで、後扉２Ａの回動支点９まわりの負荷モーメントは、重心位置ＣＧと後扉２Ａの回動支点９までの距離をＬとすると、図９の扉２の閉位置は距離Ｌが最大となる位置なので、駆動手段１１に必要なトルクも最大となる。
【００４７】
ここで、この開き動作開始時のトルクを低減するためには、開動作用の補助ねじりバネ３７を後扉２Ａの回動支点９のまわりに設けることが効果的である。この補助ねじりバネ３７は、後扉２Ａの回動支点９の周囲に沿って設けられ、一端３７ａが本体１の上面カバー２０の固定部に係止されるとともに、他端３７ｂは後扉２Ａの内側に係止されて、後扉２Ａを矢印Ｓｐ１方向に押し上げるように付勢する構成としている。
【００４８】
この補助ねじりバネ３７は、扉２が図７および図１１に示すように開いた状態では、後扉２Ａに対する反力Ｓｐ１が最小となり、扉２が図９および図１３に示すように閉じた状態では、反力Ｓｐ１が最大となるようにねじり方向を設定されている。このように構成したので、扉２が閉じた状態においては、補助ねじりバネ３７の一端から後扉２Ａに対する反力Ｓｐ１は最大であり、図示の時計まわりのモーメントＴｄを与えるので、扉２の自重により生じるＬ×Ｗの反時計まわりのモーメントを打ち消して、扉２の開き動作を開始する時の駆動トルクを低減することができる。
【００４９】
なお、本実施例では補助ねじりバネ３７を後扉２Ａの回動支点９に設けた構成としたが、これを後扉２Ａと前扉２Ｂとの間の中間支点部４に設けた構成とすることもできる。この場合、補助ねじりバネは中間支点部４の回転軸まわりに配置し、その一端を後扉２Ａ側に係止するとともに他端を前扉２Ｂ側に係止して、後扉２Ａと前扉２Ｂに矢印θＯＰ２および矢印θＯＰ３方向のモーメントを与えて扉２を開く方向に付勢する構成とすればよい。
【００５０】
次に、本発明による開閉装置を備えた扉を手動で開閉するための機構構成について図１８〜図２１により説明する。
扉を急いで開閉したい場合や停電の時など、本発明の自動開閉装置を用いずに、使用者が手動で扉を開閉したい場合がある。この場合には、把手５部分に手を掛けて、扉２の開閉動作を行う。この動作は、図１に示した従来装置と同じ操作となる。
【００５１】
この動作の際には、駆動手段１１の遊星歯車２９を、最も減速された駆動軸４３から強制的に回転させる動作となるので、減速比の逆数、例えば６００倍に加速してモータ１８の回転出力軸を回転させる動作となる。そのため、手動動作時の動作トルクは負荷が大きくて重くなり、操作性が低下する。そこで、手動開閉動作の際には駆動手段１１と駆動軸４３との接続を切り離すことで、僅かな力で扉２を開閉することができる構成が望ましい。
【００５２】
このようなクラッチ手段４７の構成の一例を図１８および図１９により説明する。
図１８(Ａ)および(Ｂ)は遊星歯車の出力軸３６と駆動軸４３が接続された状態、図１９(Ａ)および(Ｂ)は遊星歯車の出力軸３６と駆動軸４３が切り離された状態を示す正面図および側面図である。
【００５３】
本実施例では、把手５の部分に設けられた操作部である把手扉５３が駆動軸４３のまわりに回動可能に軸支されており、この把手扉５３には、駆動軸４３の中心を向いてピン４８が設けられている。一端に駆動トルク伝達歯４９が設けられたギヤクラッチ５０は、回転方向には例えば貫通したピンなどによって回転方向を拘束し、かつ駆動軸４３の軸方向に沿ってはスライド可能に支持されており、外周の円筒面には前記ピン４８が摺動自在に嵌合される螺旋状溝５１が設けられ、前記ピン４８が駆動軸４３の回転中心まわりに回動すると、ギヤクラッチ５０は螺旋溝５１の回動とともに駆動軸４３の軸方向に移動可能な構成である。ここで、把手扉５３の回動によりピン４８は回動して、ピン４８と嵌合した螺旋溝５１により生じるギヤクラッチ５０の軸方向の移動量Ｌｃは前記駆動トルク伝達歯４９の高さＨよりも大となるように構成する。
【００５４】
一方、遊星歯車の出力軸３６の一端には、駆動トルク伝達歯４９が設けられたギヤクラッチ５２が備えられており、ギヤクラッチ５０側の駆動トルク伝達歯４９とギヤクラッチ５２側の駆動トルク伝達歯４９とは互いに対面して噛み合うことができる構成となっている。
【００５５】
このように構成されるクラッチ手段４７では、手動で扉２を開閉するために把手部５に指を挿入すれば、把手扉５３が矢印Ｔｔ方向に押されてＣＣＷ方向に回動し、ピン４８が回動して螺旋溝５１を有するギヤクラッチ５０が矢印Ｎｃ方向に駆動トルク伝達歯４９の高さＨより大なる量だけ移動して、ギヤクラッチ５０とギヤクラッチ５２との間の駆動トルク伝達歯４９の噛み合いが外れるので、駆動軸４３と遊星歯車２９の出力軸３６とは接続が外れて自在に回転可能となる。
【００５６】
以上の構成により、使用者が把手部５に手を差し入れると把手扉５３が回動して駆動手段１１と駆動軸４３の接続が切り離され、後扉２Ａと前扉２Ｂとが互いに自在に回動できるようになるので、使用者の任意に扉の手動開閉が行える。
【００５７】
駆動軸４３のクラッチ手段４７に対して反対側の軸端には角度検出手段４５が備えられており、本実施例では後扉２Ａと一体となって回動する第四の回転ユニット４ｄに固定して設けられている。駆動軸４３は前扉２Ｂと一体に回動する第三の回転ユニット４ｃに設けられているため、前述したクラッチ手段４７が接続状態にあってモータ１８により自動的に扉２が開閉する時でも、あるいはクラッチ手段４７による接続を外して手動による扉２の開閉動作を行った場合でも、角度検出手段４５の回転角度は常時、後扉２Ａと前扉２Ｂとの間のなす角度を示す構成となっている。そのため、電源が投入された直後であっても扉２の開閉状態が検出できるので好適である。
【００５８】
本実施例において、駆動手段１１のモータ１８としてＤＣモータを用いた場合には、次のような問題が生じる。すなわち、扉２を開閉動作した際に、扉２に洗濯物が挟み込まれたり、あるいは手で動作を止めようとして強制的に扉２の開閉動作を停止した場合には、モータ１８の回転が停止されるので、モータコイルは直流抵抗となって最大電流が流れる。この対策として制御手段によってコイルに流れる電流を検出して電流の最大値を制限することで、コイルの過熱や過大な駆動力による駆動機構の破損を防止することができるが、万一制御手段までもが故障した場合も想定して、駆動手段１１にはトルク制限手段、すなわち所定以上のトルクが加わった場合には空転する手段を備えていることが望ましい。
【００５９】
このようなトルク制限手段の実施例について図２０により説明する。本実施例では、モータ１８の出力部にあるアイドラギヤ１９の歯車２８と、遊星歯車２９の入力軸である太陽歯車軸３１との間にトルク制限手段５４が備えられている。このトルク制限手段５４においてアイドラギヤ１９の歯車２８の回転軸２８ａには、円盤状のクラッチ板５５とクラッチスプリング板５６とが互いに回転しないよう例えば溶接やカシメなどの手段により固定されており、クラッチ板５５とクラッチスプリング板５６との間には、クラッチ板５５とクラッチスプリング板５６に対して適度な摩擦負荷を与えるように、例えば樹脂製の摩擦板５７が所定の押圧で回転軸２８ａに対して回転自在に支持されて挟まれた構成である。この摩擦板５７はクラッチスプリング板５６より直径が大なるように構成され、その外周部には複数の凹部５８が形成されている。
【００６０】
一方、遊星歯車２９の入力軸である太陽歯車軸３１Ａには、回転軸２８ａと同軸に回転する伝達板５９が固定されており、その外周に備えられた凸部６０が摩擦板５７の外周の凹部５８と噛み合っている。
【００６１】
このように構成されるトルク制限手段５４では、モータによって回転軸２８ａが回転すると、この回転軸２８ａに固定されたクラッチ板５５とクラッチスプリング板５６が回転軸２８ａと一体になって回転する。ここでクラッチ板５５とクラッチスプリング板５６の間に所定の押圧で挟み込まれた摩擦板５７は、押圧と摩擦係数に比例したトルクのみを伝達して回転する。もし過大なトルクが伝達された場合には、摩擦板５７はクラッチ板５５とクラッチスプリング板５６に対して滑りを生じて空転する。通常は、クラッチ板５５とクラッチスプリング板５６の間で摩擦板５７が一体に回転し、このように摩擦板５７が回転すれば、外周の凹部５８と伝達板の凸部６０とは嵌合しているので、伝達板５９も摩擦板５７とともに回転し、遊星歯車２９への動力の入力軸である太陽歯車軸３１Ａを回転させる。
【００６２】
本実施例では、このトルク制限手段５４をモータ１８の出力部にあるアイドラギヤ１９の歯車２８と遊星歯車２９の入力軸である太陽歯車軸３１Ａとの間に設けてあり、この場合トルク制限手段５４は遊星歯車２９の入力側にあるために、トルクの上限値とするトルクは小さく、クラッチスプリング板５６による押圧が小さくてもよいので好適である。しかし、トルク制限手段５４の配設位置は本実施例に制限されるものではなく、複数の遊星歯車２９の間に設けることもでき、その場合も動作と効果は同等である。
【００６３】
図２１に駆動制御部の構成を示す。ここで１８はモータ(ＤＣモータ)、２２は電源スイッチ、２３は扉開閉スイッチ、４５は角度検知手段であるポテンショメータ、７０はモータ駆動および極性反転回路、７１はマイクロコンピュータである。
【００６４】
この場合、扉開閉スイッチ２３は、静電容量式のタッチセンサであってもよい。このタッチセンサの電極を操作部６あるいは手動開閉のための把手５に装着しておけば、扉を開けようと把手５を握ったり、把手５に手を触れたり、あるいは洗濯槽１０に入れる洗濯物を両手で持っている場合には、肘など体の一部を触れることで扉の自動開放を可能にするものである。
また扉開閉スイッチ２３は、圧力スイッチ式のフットスイッチでもよい。これを洗濯機の近傍の床に設置しておけば、洗濯機の前でこれを踏むことで扉の自動開放が可能になる。
【００６５】
扉が開いているか閉じているか、という状態は、電源スイッチ２２がＯＮになった時に、角度検出手段４５であるポテンショメータの抵抗値を検出することでマイクロコンピュータ７１が判定する。そして、扉２が閉じた状態で扉開閉スイッチ２３が押下されると、マイクロコンピュータ７１からの指令によってモータ１８が正方向に回転し、駆動機構１１が動作して図１３から図１２、さらに図１１の状態に至るまでの動作を行って扉２を自動的に開放する。
【００６６】
扉２が開放された状態で扉開閉スイッチ２３が押下された場合には、マイクロコンピュータ７１からの指令によってモータ１８が逆方向に回転し、駆動機構１１が動作して図１１から図１２、さらに図１３に至るまでの動作を行って扉２を自動的に閉じる。
また、停電が起きてその後に電源が復帰した時には、マイクロコンピュータ７１が扉の開閉状態をチェックし、扉２が開放されていれば自動的に扉２を閉じるように動作する。
【００６７】
本実施例による扉開閉機構は、後扉２Ａと前扉２Ｂとの間の中間支点部４に駆動源であるモータ１８および減速手段３０を備えた駆動手段１１を設けて、後扉２Ａと前扉２Ｂとの間の角度を可逆的に変化させる構成としたので、扉２の開閉動作時に扉２がロックすることはなく、スムーズに開閉することができる。
そして本実施例では、後扉２Ａと前扉２Ｂとの間の中間支点部４を円筒形状に形成し、その内部に駆動手段１１を内蔵した構成により、洗濯機のスペースを有効に活用し、扉開閉装置をコンパクトに組み込むことができる。
【００６８】
以上の実施例では、減速手段３０として、モータ１８の回転出力軸からアイドラギヤ１９で減速してから遊星歯車２９により減速する構成としたが、この構成に限定されるものではなく、モータ１８の回転出力軸から遊星歯車２９のみを用いて減速する構成であってもよい。
【００６９】
また、実施例ではモータ１８および減速手段３０を第二の回転ユニット４ｂに備えた形態を説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、モータ１８および減速手段３０を中央部にある第三の回転ユニット４ｃに備え、第二の回転ユニット４ｂを従動とした構成(図２２参照)としても同様な動作を可能ならしめることは勿論である。
【００７０】
さらに実施例では、第一の回転ユニット４ａと第三の回転ユニット４ｃと第五の回転ユニット４ｅを前扉２Ｂ側に設け、第二の回転ユニット４ｂと第四の回転ユニット４ｄを後扉２Ａ側に設けた構成として説明したが、これを逆の構成、すなわち第二の回転ユニット４ｂと第四の回転ユニット４ｄを前扉２Ｂ側に設け、第一の回転ユニット４ａと第三の回転ユニット４ｃと第五の回転ユニット４ｅを後扉２Ａ側に設けた構成としてもよい。さらに、第一の回転ユニット４ａと第五の回転ユニット４ｅを設けない構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】扉を備えた洗濯機の全体の外観を示す斜視図である。
【図２】同、扉が開いた状態の全体の外観を示す斜視図である。
【図３】同、扉の部分の拡大斜視図である。
【図４】従来の洗濯機における扉の構成を示す側面図である。
【図５】同、扉が開いた状態の側面図である。
【図６】同、扉を閉じる動作の途中の状態を示す側面図である。
【図７】本発明による洗濯機において、扉が開いた状態を示す側面図である。
【図８】同、扉の開閉動作の途中の状態を示す側面図である。
【図９】同、扉が閉じた状態を示す側面図である。
【図１０】同、扉が開いた状態を示す他の例の側面図である。
【図１１】本発明による洗濯機において、扉が開いた状態を示す斜視図である。
【図１２】同、扉の開閉動作の途中の状態を示す斜視図である。
【図１３】同、扉が閉じた状態を示す斜視図である。
【図１４】本発明による洗濯機において、扉の中間支点の概略構成を示す断面図である。
【図１５】同、扉の中間支点の構成を示す斜視図である。
【図１６】本発明による洗濯機において、遊星歯車の構成を示す断面図である。
【図１７】同、遊星歯車の構成を示す側面図である。
【図１８】本発明による洗濯機において、クラッチ手段の概略構成を示す図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は側面図である。
【図１９】同、クラッチ手段の接続を切り離した状態を示す図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は側面図である。
【図２０】本発明による洗濯機において、トルク制限手段の構成を示す斜視図である。
【図２１】本発明による洗濯機において、駆動制御部の回路構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明による洗濯機において、扉の中間支点の他の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…洗濯機本体、２…扉、２Ａ…後扉(第１の扉)、２Ｂ…前扉(第２の扉)、４…中間支点部、５…把手、９…回動支点、１１…駆動手段、１８…モータ(駆動源)、２１…レール(案内手段)、２３…扉開閉スイッチ、２９…遊星歯車、３０…減速手段、３７…補助ねじりバネ、４３…駆動軸、４５…角度検出手段、４７…クラッチ手段、５４…トルク制限手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2006000550.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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