(57)【要約】【課題】洗浄力の向上や洗浄時間の短縮が図れるコンパクトな洗濯機を提供する。【解決手段】筐体１０の内部に設置された水槽２０に、ドラム３０が、投入口１２に開口部を向けた状態で回転可能に収容されている。半径方向に延びる突出部４５を有するパルセータ４０が、回転可能にドラム３０の底部に設置されている。洗い時に、制御装置６０が、駆動装置５０を制御してパルセータ４０とドラム３０とを相対的に回転させる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯機であって、
洗濯物が出し入れされる投入口を有する筐体と、前記筐体の内部に設置された水槽に、前記投入口に開口部を向けた状態で回転可能に収容されたドラムと、回転可能に前記ドラムの底部に設置されていて、半径方向に延びる突出部を有するパルセータと、前記ドラム及び前記パルセータを駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置と、を備え、
洗い時に、前記制御装置が、前記駆動装置を制御して前記パルセータと前記ドラムとを相対的に回転させる洗濯機。
【請求項２】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記パルセータと前記ドラムとは、洗い時に、相対的に異なる速度で回転させる洗濯機。
【請求項３】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記ドラムの内周面に、内方に突出して前記内周面に沿って延びるリフターが設置されていない洗濯機。
【請求項４】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記ドラムの底面に、内方に突出して前記ドラムの内周面に沿って延びるリフターが設置されている洗濯機。
【請求項５】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記パルセータは、前記突出部が表面に設けられている円板状の基部を有し、
前記基部の表面からの前記突出部の突出量が、内周側よりも外周側の方が大きくなっている洗濯機。
【請求項６】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記パルセータが、前記ドラムの内径の１００％未満かつ６０％以上の外径を有している洗濯機。
【請求項７】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記開口部は、前記ドラムの胴部よりも小さい内径を有し、
前記パルセータが、前記開口部の内径よりも小さい外径を有している洗濯機。
【請求項８】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記パルセータの外周縁が、前記ドラムの内周面と隙間を隔てて対向し、当該隙間に、洗濯物に接触して機械的作用を与える作用面が設けられている洗濯機。
【請求項９】
請求項８に記載の洗濯機において、
前記パルセータは、前記突出部が表面に設けられている円板状の基部を有し、
前記隙間の径方向の大きさをΔＲ（単位：ｍｍ）とし、外周縁部における前記基部の表面からの前記突出部の最大突出量をＨ（単位：ｍｍ）としたとき、０．１≦Ｈ／ΔＲ≦１．０を満たす洗濯機。
【請求項１０】
請求項５〜請求項９のいずれか１つに記載の洗濯機において、
前記突出部の外周側の両側に、周方向に面する傾斜面が設けられている洗濯機。
【請求項１１】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記突出部が、前記パルセータの周方向に面する略平坦な傾斜面を有し、
前記傾斜面が、横断面の方向から見た場合に、前記パルセータの回転軸に対して１５°以上の傾斜角を有している洗濯機。
【請求項１２】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記突出部が、前記パルセータの周方向に面する略平坦な傾斜面を有し、
前記傾斜面が、横断面の方向から見た場合に、前記パルセータの回転軸に対して２０°以下の傾斜角を有している洗濯機。
【請求項１３】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記突出部が、前記パルセータの周方向に異なる傾斜角で拡がる略平坦な傾斜面を複数有している洗濯機。
【請求項１４】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記ドラムが、略水平方向に延びる回転軸を中心に回転する洗濯機。
【請求項１５】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記駆動装置は、１つのモータで構成され、
前記モータが、１つのステータと、当該ステータの内側及び外側の各々に配置されて、前記ドラム及び前記パルセータの各々を回転駆動する２つのロータと、を有し、
２つの前記ロータが、１つのインバータによって制御されている洗濯機。
【請求項１６】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記駆動装置は、１つのモータで構成され、
前記モータが、１つのステータと、当該ステータの内側及び外側の各々に配置されて、前記ドラム及び前記パルセータの各々を回転駆動する２つのロータと、を有し、
２つの前記ロータが、複数のインバータによって制御されている洗濯機。
【請求項１７】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記駆動装置は、前記ドラム及び前記パルセータの各々を回転駆動する２つのモータで構成され、
２つの前記モータが、回転軸の周囲に並んで配置されるとともに、個別のインバータによって制御されている洗濯機。
【請求項１８】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記駆動装置は、前記ドラム及び前記パルセータの各々を回転駆動する２つのモータで構成され、
２つの前記モータが、回転軸が延びる方向に並んで配置されるとともに、個別に駆動制御されている洗濯機。
【請求項１９】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記駆動装置は、２つのモータで構成され、
前記ドラム及び前記パルセータの各々と前記モータとの間に介在するシャフト、プーリ、及び無端ベルトを含む動力伝達機構、を更に備え、
前記ドラム及び前記パルセータの各々が、前記動力伝達機構を介して前記モータによって駆動されている洗濯機。
【請求項２０】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記駆動装置は、第１モータ、及び回転軸を中心に回転するロータをステータの内側に有する第２モータとで構成され、
前記ステータの外側で前記回転軸を中心に回転するプーリ、及び無端ベルトを含む動力伝達機構、を更に備え、
前記パルセータが前記動力伝達機構を介して前記第１モータによって駆動され、前記ドラムが前記第２モータによって駆動される洗濯機。
【請求項２１】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記駆動装置は、１つのモータで構成され、
前記モータが、１つのステータと、当該ステータの内側及び外側の各々に配置されて、前記ドラム及び前記パルセータの各々を回転駆動する２つのロータと、を有し、
前記ステータが、周方向に等間隔で独立して配置された複数のティースを有している洗濯機。
【請求項２２】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記駆動装置は、１つのモータで構成され、
前記モータが、１つのステータと、当該ステータの内側及び外側の各々に配置されて、前記ドラム及び前記パルセータの各々を回転駆動する第１ロータ及び第２ロータと、を有し、
前記第１ロータ及び前記第２ロータのうち少なくとも一方は、着磁による磁極の反転により、磁極数の切り換えが可能に構成されている洗濯機。
【請求項２３】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記駆動装置は、同軸に回転する第１ロータ及び第２ロータを有する１つのモータで構成され、
前記水槽に軸受を介して回転自在に支持されて前記第１ロータに接続される円筒状のアウターシャフトと、当該アウターシャフトに回転自在に挿入されて前記第２ロータに接続されるインナーシャフトと、を有し、当該第１ロータ及び当該第２ロータの回転力を前記ドラム及び前記パルセータの各々に伝達する二重シャフト、を更に備え、
前記軸受から突出した前記アウターシャフトの端部の外周面に、前記第１ロータが当接するように構成された当接部が突設されており、
前記第１ロータは、前記アウターシャフトの端部に挿入されて前記当接部に当接した状態で前記アウターシャフトに取り付けられており、
前記当接部が、前記アウターシャフトに対し別体の位置決め部材を取付固定することにより構成されている洗濯機。
【請求項２４】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記駆動装置は、同軸に回転する第１ロータ及び第２ロータを有する１つのモータで構成され、
前記水槽に回転自在に支持されて前記第１ロータに接続される円筒状のアウターシャフトと、当該アウターシャフトに回転自在に挿入されて前記第２ロータに接続されるインナーシャフトと、を有し、当該第１ロータ及び当該第２ロータの回転力を前記ドラム及び前記パルセータの各々に伝達する二重シャフト、を更に備え、
前記アウターシャフトは、本体部分よりも外径の小さいロータ接続端を有し、当該ロータ接続端に、前記第１ロータの中心に開口する装着孔が抜き差し可能に挿入されており、
軸に沿ってスライド可能な固定ロッドを有する固定具が、前記第１ロータよりも前記ロータ接続端の突端側に固定され、前記固定ロッドで軸方向の外側から前記第１ロータに圧力を加えることにより、前記アウターシャフトに前記第１ロータが固定されている洗濯機。
【請求項２５】
請求項１に記載の洗濯機において、
洗い時での、前記ドラムの回転数が４０ｒｐｍ以上、かつ、前記パルセータの回転数が８０ｒｐｍ以上である洗濯機。
【請求項２６】
請求項１に記載の洗濯機において、
洗い時の前記ドラムの回転数と前記パルセータの回転数の比が一定である洗濯機。
【請求項２７】
請求項１に記載の洗濯機において、
洗い時に、前記ドラムが５０ｒｐｍ以上の回転数で回転することにより、洗濯物が前記突出部によって叩かれる洗濯機。
【請求項２８】
請求項１に記載の洗濯機において、
洗い時に、前記ドラムが、５０ｒｐｍ以上の、遠心力で洗濯物が前記ドラムの内周面に張り付く回転数で回転することにより、張り付いた洗濯物が前記突出部によって剥がされる洗濯機。
【請求項２９】
請求項１に記載の洗濯機において、
洗い時に、前記ドラムが、遠心力で洗濯物が前記ドラムの内周面に張り付く５０ｒｐｍ以上の回転数で回転し、かつ、前記パルセータが前記ドラムと逆方向に回転することにより、張り付いた洗濯物が、前記突出部によって払い落とされて前方に押し出される洗濯機。
【請求項３０】
請求項１に記載の洗濯機において、
洗い時に、前記ドラムが６０ｒｐｍ以上の回転数で回転し、前記水槽に溜められた洗浄水が、前記ドラムに継続して循環供給される洗濯機。
【請求項３１】
請求項１に記載の洗濯機において、
洗い時に、前記ドラムが６０ｒｐｍ以上の回転数で回転し、前記水槽に溜められた洗浄水が、発泡した状態で前記ドラムに継続して循環供給される洗濯機。
【請求項３２】
請求項１に記載の洗濯機において、
洗い時に、前記ドラムは、前記パルセータと同一及び反対の両方向に回転し、
前記パルセータと同一方向に回転する場合と、前記パルセータと反対方向に回転する場合とで、前記ドラムの回転数が異なっている洗濯機。
【請求項３３】
請求項１に記載の洗濯機において、
洗い時に、前記ドラムは、前記パルセータと同一及び反対の両方向に回転し、
前記ドラムと前記パルセータの回転数の比が、同一方向に回転する場合と反対方向に回る場合とで異なっている洗濯機。
【請求項３４】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記制御装置が、洗い時に、更に、前記パルセータを前記ドラムと同じ回転数で同じ方向に回転させる洗濯機。
【請求項３５】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記制御装置が、洗い時に、更に、前記パルセータを前記ドラムよりも高い回転数で同じ方向に回転させる洗濯機。
【請求項３６】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記制御装置が、洗い時に、更に、前記パルセータを駆動するモータへの通電を停止した状態で、前記ドラムを回転させる洗濯機。
【請求項３７】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記制御装置が、洗い時に、更に、前記ドラムを駆動するモータへの通電を停止した状態で、前記パルセータを回転させる洗濯機。
【請求項３８】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記制御装置が、洗い時に、更に、前記パルセータの回転を停止した状態で、前記ドラムを回転させる洗濯機。
【請求項３９】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記制御装置が、洗い時に、更に、前記ドラムの回転を停止した状態で、前記パルセータを回転させる洗濯機。
【請求項４０】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記制御装置が、
前記ドラムの内部に投入された洗濯物の重量判定を行う重量判定部と、
前記水槽の内部の水位変化に基づいて洗濯物の種類判定を行う布種判定部と、
洗濯物の重量判定及び種類判定の両結果に基づいて、前記ドラム及び前記パルセータの各々の回転方向を決める運転条件決定部と、
を有している洗濯機。
【請求項４１】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記制御装置が、
前記ドラムを所定の回転数で回転させた状態で、前記ドラムの内部に投入された洗濯物の重量判定を行う重量判定部と、
重量判定時とは逆方向に前記ドラムを所定の回転数で回転させた状態で、前記ドラムの内容量に対する洗濯物の容量の割合を判定する容量判定部と、
洗濯物の重量判定結果と容量割合の判定結果とに基づいて、前記ドラム及び前記パルセータの各々の回転方向を決める運転条件決定部と、
を有している洗濯機。
【請求項４２】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記制御装置が、洗い時と脱水時とで、前記ドラムを回転駆動するモータの着磁率を異ならせる洗濯機。
【請求項４３】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記制御装置が、脱水時に、前記ドラムを回転駆動するモータの減磁を行う洗濯機。
【請求項４４】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記ドラム又は前記パルセータが連結されるシャフトの連結部位に、当該シャフトの回転を規制する回り止め構造が設けられている洗濯機。
【請求項４５】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記パルセータは、
中心に位置してシャフトが連結されるボス部と、
前記ボス部の周囲に位置して前記突出部が形成された円板部と、
を有し、
前記ボス部と前記円板部とが、材質の異なる部品で構成されている洗濯機。
【請求項４６】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記ドラムは、当該ドラムの底部に組み付けられるフランジ部材を介して、当該ドラムを回転させるシャフトと連結されており、
前記フランジ部材と前記シャフトとが、回転不能な状態で抜き差し可能に嵌合されるとともに、軸方向に締結して固定されている洗濯機。
【請求項４７】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記ドラムは、当該ドラムの底部に組み付けられるフランジ部材を介して、当該ドラムを回転させるシャフトと連結されており、
前記フランジ部材に前記シャフトが圧入されている洗濯機。
【請求項４８】
請求項１に記載の洗濯機において、
前記ドラムは、当該ドラムの底部に組み付けられるフランジ部材を介して、当該ドラムを回転させるシャフトと連結されており、
前記フランジ部材に前記シャフトがインサート成形されている洗濯機。
【請求項４９】
二重軸構造のシャフトを介して、同一の回転軸を中心に回転槽と撹拌体とを回転させるモータを備えた洗濯機であって、
外部の交流電源と電気的に接続されて、前記モータに電力を供給する電源回路を備え、
前記電源回路は、
前記交流電源を整流して直流電圧を生成する整流回路と、
キャパシタを介して前記整流回路に接続され、電力の波形を調整して前記モータに出力することにより、前記モータを駆動制御するインバータ回路と、
を有し、
前記整流回路と前記キャパシタとの間に、昇圧回路が設置されている洗濯機。
【請求項５０】
請求項４９に記載の洗濯機において、
前記モータが、１つのステータの内側及び外側にインナーロータとアウターロータとを有するモータ１つからなり、このモータを駆動制御するインバータ回路が、前記電源回路に１つ設置されている洗濯機。
【請求項５１】
請求項５０に記載の洗濯機において、
前記電源回路を制御する制御装置を更に備え、
前記インナーロータ及び前記アウターロータの少なくともいずれか一方に、着磁状態の変更が可能な着磁対応マグネットが設置され、
前記制御装置が、前記着磁対応マグネットを着磁する時に、前記昇圧回路で電圧を昇圧させる着磁制御部を有している洗濯機。
【請求項５２】
請求項５１に記載の洗濯機において、
洗濯物を出し入れする投入口を前面に有する筐体と、
前記投入口に開口を向けて、前記筐体の内部に設置された水槽と、
を備え、
前記回転槽は、前記回転軸が前後方向に延びるように、開口部を前方に向けた状態で前記水槽に収容されたドラムからなり、
前記撹拌体は、前記ドラムの底部に設置されたパルセータからなり、
前記シャフトは、
前記水槽に回転自在に支持されて、前記インナーロータと前記ドラムとに接続される円筒状のアウターシャフトと、
前記アウターシャフトに回転自在に挿入されて、前記アウターロータとパルセータとに接続されるインナーシャフトと、
を有し、
前記アウターロータに前記着磁対応マグネットが設置され、前記インナーロータに着磁状態の変更が不能な着磁非対応マグネットが設置され、
前記制御装置が、洗い行程の前に、前記ドラムと前記パルセータとが逆方向に回転するように、前記着磁対応マグネットを着磁するとともに、脱水行程の前に、前記ドラムと前記パルセータとが同じ方向に回転するように、前記着磁対応マグネットを着磁する洗濯機。
【請求項５３】
請求項４９に記載の洗濯機において、
前記モータが、１つのステータの内側又は外側に１つのロータを有するモータ２つからなり、これら２つのモータを個別に駆動制御するインバータ回路が、前記電源回路に２つ設置されている洗濯機。
【請求項５４】
請求項４９に記載の洗濯機において、
前記モータが、１つのステータの内側又は外側に１つのロータを有するモータ２つからなり、これら２つのモータを個別に駆動制御するインバータ回路が、前記電源回路に２つ設置されている洗濯機。
【請求項５５】
請求項１４に記載の洗濯機において、
前記ドラムと前記駆動装置との間に介在して当該ドラムを支持する円板状のフランジシャフトを、更に備え、
前記ドラムは、
円筒状のラッパーと、
前記ラッパーの後端内縁部に取り付けられて前記フランジシャフトと一体化される環状のドラムバックと、
を有し、
前記ラッパーが、前記ドラムバック及び前記フランジシャフトと共に、互いに嵌合された状態で、径方向外側から締結することによって一体化されている洗濯機。
【請求項５６】
請求項１４に記載の洗濯機において、
前記ドラムと前記駆動装置との間に介在して当該ドラムを支持する円板状のフランジシャフトを、更に備え、
前記ドラムは、
円筒状のラッパーと、
前記ラッパーの後端内縁部に取り付けられて前記フランジシャフトと一体化される環状のドラムバックと、
を有し、
前記パルセータは、その裏面の外周部分に形成された環状凹部を有し、
前記フランジシャフトは、その外周部分に形成された環状リブを有し、
前記パルセータの外周部分と、前記ドラムバック及び前記フランジシャフトとの間に、前記環状リブが前記環状凹部に非接触の状態で受け入れられることによって形成される隙間を含むラビリンス構造が設けられている洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭向けの洗濯機には、大別すると、縦型洗濯機とドラム式洗濯機とがある。
【０００３】
一般に、縦型洗濯機では、縦置きされた水槽内のドラムに、洗濯物と十分量の洗浄水とを収容し、貯留された洗浄水をパルセータ（撹拌羽根）で撹拌することによって生じる水流で洗濯物を洗うように構成されている（所謂「もみ洗い」）。
【０００４】
近年では、縦型洗濯機でも洗浄水の量は少なくなってはきているが、その洗浄方式の違いから、節水の面では、ドラム式洗濯機の方が有利である。
【０００５】
すなわち、ドラム式洗濯機では、横置きされた水槽内のドラムに、洗濯物と小量の洗浄水とを収容し、ドラムが回転することによって洗濯物が持ち上げられて落ちる機械的作用で洗濯物を洗うように構成されている（所謂「たたき洗い」）。従って、ドラム式洗濯機では、縦型洗濯機に比べると洗浄水の量はさほど重要ではないため、洗浄水の量を容易に少なくできる。
【０００６】
少ない水量で洗濯物を洗う場合、洗濯物の流動性を高めて洗濯物の全体に洗浄水を均等に接触させることと、機械的作用を高めることが、洗浄力の向上や洗浄時間の短縮にとって重要である。特に、欧米のドラム式洗濯機では、日本のドラム式洗濯機よりも少ない水量（見た目には洗浄水に浸かる洗濯物は僅かな程度）で行われるのが一般的であるため、これら２つの点がより重要となっている。
【０００７】
それに対し、後者のたたき洗いの機械的作用の大きさは、洗濯物の落差に起因し、洗濯槽の内径（通常は洗濯機の仕様によって設定される）によってほぼ決まってしまうため、その強化は難しい。ドラムの回転数を増やして落下の頻度を高めることも考えられるが、その場合も、回転数が上がると洗濯物がドラムに張り付いて落下しなくなるため、限界がある。
【０００８】
しかも、近年は、洗濯機の大容量化に伴って、ドラム内に洗濯物が大量に入れられる傾向がある。そのため、洗濯物が落ち難くなって、洗濯物に機械力が十分に加わらなくなってしまい、その対応として洗浄水への浸漬時間を増やすことにより洗浄性能を確保する、言い換えると、洗濯時間を伸ばすということが行われている。
【０００９】
そこで、前者の洗濯物の流動性の向上が図れるように工夫したドラム式洗濯機が提案されている（特許文献１、２）。
【００１０】
特許文献１、２のドラム式洗濯機では、メインドラムと、メインドラムよりも短い周壁を有するサブドラムとでドラムが構成されていて、メインドラムの内部にサブドラムが重なるように設置されている。メインドラムとサブドラムとを異なる回転速度や回転方向で回転させることで、たたき洗いに伴う横軸回りの回転に加え、メインドラムとサブドラムとの境界部分での回転速度のズレによって縦軸回りの回転を発生させ、洗濯物がより立体的に流動するようにしている。
【００１１】
二重軸構造のシャフトを介して、同一の回転軸を中心に回転槽と撹拌体とを回転させるモータを備えた洗濯機は、例えば、特許文献３に開示されている。
【００１２】
その洗濯機には、１つのステータの内側と外側とに、インナーロータとアウターロータとが配置されているモータ（デュアルモータ）が備えられている。そして、これらインナーロータ及びアウターロータに接続するために、二重軸構造のシャフト（二重シャフト）が用いられている。その二重シャフトは、回転槽に接続された中空のアウターシャフトと、アウターシャフトに回転自在に挿入されて撹拌体に接続されたインナーシャフトとで構成されている。インナーシャフトはアウターロータに固定され、アウターシャフトは、インナーロータに固定されている。
【００１３】
大きな電力を要する脱水行程や乾燥行程などで電源電圧が低下するのを防止するため、モータを駆動するインバータの回路に、昇圧回路を設けたドラム式洗濯乾燥機が知られている（特許文献４）。
【００１４】
特許文献４のドラム式洗濯乾燥機には、電力消費が大きいモータとして、ドラムを回転駆動するドラムモータと、空気の乾燥に用いられる圧縮機モータとが装備されている。そして、ドラムモータ用のインバータ及び圧縮機モータ用のインバータの各々に供給される電圧を状況に応じて昇圧制御することで、これらモータを安定して制御できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】ＵＳ２０１３／０１１１６７６  Ａ１
【特許文献２】特表２０１４−５３０７４１号公報
【特許文献３】特開平１１−２７６７７７号公報
【特許文献４】特許第５０９７０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１、２の洗濯機の場合、縦軸回りの回転を発生させる力は、ドラム内の下側に集まった洗濯物のうち、メインドラムとサブドラムとの境界部分が位置するドラムの前後方向の中間部分における底方の洗濯物にしか作用しないため、ドラムの前部や後部に位置する洗濯物やその上にある洗濯物は滞留し易い傾向がある。
【００１７】
メインドラムやサブドラムの内周壁に、前後方向に延びる複数のリフター（撹拌羽根）を設けて流動を促進してはいるが、双方のリフターが境界部分で近接すると、洗濯物を傷つけたり噛み込んだりするおそれがある。そのため、両リフターはある程度離して配置する必要があり、リフターによる縦軸回りの回転の促進にも限界はある。従って、洗濯物が滞留し易い傾向は依然として残る。
【００１８】
さらに、メインドラムに加えて、比較的大きなサブドラムも回転駆動する必要があるため、ドラムの構造や駆動機構が、複雑になって大型化するうえに、ランニングコストも高くつく。
【００１９】
また、メインドラム内にサブドラムを配置しているため、ドラムとサブドラム間に所定の隙間を設ける必要がある。そのため、近年の洗濯機の大容量化に対応するためには、ドラムを大きくする必要がある。しかしそうすると製品全体が大きくなり、設置などで支障が起こり、またコストも高くなる。
【００２０】
そこで本発明の目的は、新たなメカニズムの動作の採用により、比較的簡素な構造でありながら、洗濯物に強い機械的作用と大きな流動性とを付与することができ、洗浄力の向上や洗浄時間の短縮が図れるコンパクトな洗濯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、洗濯機に関する。
【００２２】
前記洗濯機は、洗濯物が出し入れされる投入口を有する筐体と、前記筐体の内部に設置された水槽に、前記投入口に開口部を向けた状態で回転可能に収容されたドラムと、回転可能に前記ドラムの底部に設置されていて、半径方向に延びる突出部を有するパルセータと、前記ドラム及び前記パルセータを駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置と、を備え、洗い時に、前記制御装置が、前記駆動装置を制御して前記パルセータと前記ドラムとを相対的に回転させるように構成されている。
【００２３】
この洗濯機によれば、例えば、洗濯物の一部だけが浸るように洗浄水の量を少なくした場合に、相対的に回転するドラムとパルセータの突出部の機械力を合成して洗濯物に作用させることができる。すなわち、ドラムの回転数を高く設定し、遠心力で洗濯物が若干固定されるように運転を行った場合に、パルセータがドラムと相対的に回転するようになっていると、洗濯物がドラムに若干固定されるため、突出部が、洗濯物を叩くようにして機械力を伝達する。
【００２４】
また、パルセータとドラム間に無駄な隙間を設ける必要がなく、むしろ、その隙間に衣類が入りこむことにより、洗濯性能の向上を図っている。このため、ドラム容量の増大も図ることが可能となり、近年要望される洗濯機の大容量化に応えることができる。
【００２５】
ドラム式洗濯機であれば、機械力が伝達された洗濯物は、ドラムから剥がれ落ち、回転するパルセータと衝突して、更に機械力を受けながら前方へと押し出される。その際、その洗濯物は、周囲の洗濯物を巻き込みながら移動する。これにより、従来のたたき洗い様の作用と、洗濯物の移動による擦り合わせ作用とが得られる。洗濯物が混ぜ合わされることで、洗いムラも低減できる。
【００２６】
縦型洗濯機であれば、機械力が伝達された洗濯物は、ドラムから剥がされ、回転するパルセータと衝突して、更に機械力を受けながら上方へと押し上げられる。その際、その洗濯物は、周囲の洗濯物を巻き込みながら移動する。これにより、従来のもみ洗いの作用が得られなくても、ドラム式洗濯機でのたたき洗い様の作用と、洗濯物の移動による擦り合わせ作用とが得られる。洗濯物が混ぜ合わされることで、洗いムラも低減できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の洗濯機によれば、洗浄力の向上や洗浄時間の短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態の洗濯機の概略断面図である。
【図２】図１の要部の拡大図である。
【図３Ａ】洗濯機の要部の分解斜視図である。
【図３Ｂ】図２における二点鎖線で囲まれた部分の組み付け説明図である。
【図３Ｃ】洗濯機の好ましい例を示す部分断面図である。
【図４】パルセータの概略斜視図である。
【図５】図４における矢印Ｉ−Ｉ線での断面図である。
【図６】パルセータの概略側面図である。
【図７】洗濯方式を説明するための図である。
【図８】洗濯方式を説明するための図である。
【図９】パルセータの別形態を示す概略図である。
【図１０】コントローラの機能の要部を示すブロック図である。
【図１１】モータの構成を示す平面断面図である。アウターロータの磁極数が３２極の状態を示している。
【図１２】インバータの構成を示す回路図である。
【図１３】磁束の移動経路を示す平面断面図である。
【図１４】モータの構成を示す平面断面図である。アウターロータの磁極数が１６極の状態を示している。
【図１５】磁束の移動経路を示す平面断面図である。
【図１６】固定磁石と切換磁石に保磁力が異なる磁石を使った場合のＢ−Ｈ曲線を示す図である。
【図１７】アウターロータの磁極数が３２極のときの回転モードを説明する図である。
【図１８】アウターロータの磁極数が１６極のときの回転モードを説明する図である。
【図１９】変形例１に係るモータの構成を示す平面断面図である。アウターロータの磁極数が３２極の状態を示している。
【図２０】モータの構成を示す平面断面図である。アウターロータの磁極数が１６極の状態を示している。
【図２１】変形例２に係るモータの構成を示す平面断面図である。
【図２２】変形例３に係るモータの構成を示す平面断面図である。
【図２３】二重シャフトの上端部分を拡大して示す縦断面図である。
【図２４】二重シャフトの下端部分を拡大して示す縦断面図である。
【図２５】アウターシャフトに対する止め輪の取付構造を示す分解斜視図である。
【図２６】変形例に係る二重シャフトの要部を示す概略断面図である。
【図２７】固定具を示す概略斜視図である。
【図２８】応用例の洗濯機での、モータの要部を示す概略断面図である。
【図２９】応用例の洗濯機での、電源回路を示すブロック図である。
【図３０】応用例の洗濯機での、着磁電流の生成タイミングを説明するための図である。
【図３１】縦型洗濯機への適用例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
【００３０】
＜洗濯機の基本的構成＞
図１、図２に、本実施形態の洗濯機１（ドラム式洗濯機）を示す。洗濯機１は、筐体１０、水槽２０、ドラム３０、パルセータ４０、モータ５０（駆動装置）、コントローラ６０（制御装置）などで構成されていて、洗い、濯ぎ、脱水の各行程が、設定されたプログラムに従って自動的に行えるように構成されている（全自動式）。特にこの洗濯機１では、モータ５０が工夫されていて、コンパクトなサイズで、洗濯機１の各処理に応じた適切な性能を発揮できるようになっているため、モータ５０については別途詳細に説明する。
【００３１】
筐体１０は、上面部１０ａ、下面部１０ｂ、左右一対の側面部１０ｃ，１０ｃ、前面部１０ｄ、及び後面部１０ｅを有する矩形箱形状をしている。前面部１０ｄの略中央には、扉１１で開閉される円形の投入口１２が形成されている。洗濯物は、この投入口１２を通じて出し入れされる。前面部１０ｄの上部には、スイッチ等が配置された操作部１３が設置されており、その後方にコントローラ６０が内蔵されている。
【００３２】
水槽２０は、一端に内径よりも小径の開口２０ａを有する有底円筒状の容器であり、その開口２０ａを投入口１２に向け、その中心線が前後の略水平方向に延びるように横置きにした状態で、筐体１０の内部に設置されている。洗い時や濯ぎ時には、水槽２０の下部に洗浄水や濯ぎ水が貯留される。
【００３３】
ドラム３０は、一端に開口部３０ａを有し、他端に底部を有する有底円筒状の容器であり、その開口部３０ａを前方に向けた状態で水槽２０に収容されている。開口部３０ａは、ドラムの胴部（後述するラッパー３３の部分）よりも小さい内径を有している。ドラム３０は、前後方向に延びる回転軸Ｊを中心に回転可能となっており、ドラム３０に洗濯物が収容された状態で、洗い、濯ぎ、脱水等の各行程は実行される。
【００３４】
図４〜図６にも詳しく示すように、パルセータ４０は、頭頂の低い略円錐形をした前面を有する円板状の部材であり、その前面に半径方向に延びる突出部４５が設けられているパルセータ４０は、ドラム３０の底部に配置されている。パルセータ４０は、ドラム３０と独立して回転軸Ｊを中心に回転可能となっている。
【００３５】
図２に詳しく示すように、インナーシャフト７１及びアウターシャフト７２からなる二重シャフト７０が、回転軸Ｊを中心に水槽２０の底面を貫通した状態で設置されている。アウターシャフト７２は、インナーシャフト７１よりも軸長が短い円筒状のシャフトである。インナーシャフト７１は、内部軸受７３を介してアウターシャフト７２の内部に回転自在に軸支されている。アウターシャフト７２は、外部軸受７４を介して水槽２０のベアリングハウジング２３ａに回転自在に軸支されている。
【００３６】
ドラム３０は、アウターシャフト７２の上端部に連結されて支持されており、パルセータ４０はインナーシャフト７１の上端部に連結されて支持されている。これらアウターシャフト７２及びインナーシャフト７１は、水槽２０の後側に配置されたモータ５０に連結されている。
【００３７】
モータ５０は、アウターシャフト７２及びインナーシャフト７１の各々を独立して駆動する。コントローラ６０は、ＣＰＵやメモリ等のハードウエアと、制御プログラム等のソフトウエアとで構成されており、洗濯機１を総合的に制御しており、操作部１３で入力される指示に従って、洗い、濯ぎ、脱水等の各行程を自動的に運転する。
【００３８】
＜洗濯機１の詳細な構成＞
図３Ａに示すように、ドラム３０は、開口部３０ａが形成された円環状のドラムフロント３１と、ドラムフロント３１と前後に対向する円環状のドラムバック３２と、これらドラムフロント３１とドラムバック３２とを連結する円筒状のラッパー３３と、で構成されている。
【００３９】
ラッパー３３には、内外に貫通する多数の通水孔３３ａが形成されており、水槽２０に溜められた洗浄水は、これら通水孔３３ａを通じてドラム３０の内部に流入する。各通水孔３３ａは、略バーリング形状をしており、ドラム３０の内面側に球面状に突出している。通水孔３３ａは、ラッパー３３に限らず、ドラムフロント３１やドラムバック３２、またはパルセータ４０にあってもよい。
【００４０】
ドラムフロント３１とラッパー３３とは、加締めやネジ止め等により、一体に又は分離可能に連結されている。ラッパー３３とドラムバック３２とも、加締めやネジ止め等により、一体に又は分離可能に連結されている。
【００４１】
ドラム３０は、その底部に組み付けられる円板状のフランジシャフト３４（フランジ部材）を介してアウターシャフト７２に固定されている。フランジシャフト３４とアウターシャフト７２は、組み立て時の作業効率を重視し、フランジシャフト３４にアウターシャフト７２を圧入して一体化してあってもよいし、フランジシャフト３４にアウターシャフト７２をインサート成形して一体に形成してあってもよい。
【００４２】
ドラム３０にフランジシャフト３４を組み付けて一体化する場合には、組み付け易くするため、ラッパー３３の外周側からネジ等で締結して固定するのが好ましい。ドラム３０が複数の部品で構成されている場合は、ラッパー３３とフランジシャフト３４との間に、ドラムバック３２の折り返し部分を挟み込んで共締めを行うのが好ましい。ドラムバック３２は、先にフランジシャフト３４に固定して組み付けておき、その後に、ラッパー３３とフランジシャフト３４とを結合してもよい。
【００４３】
洗濯機１では、ドラム３０とフランジシャフト３４との組み付けがそのように構成されている。その詳細を、図３Ｂに示す。ラッパー３３やドラムバック３２は、金属板を曲げ加工やプレス加工して形成されているのが一般的である。そのため、円筒状のラッパー３３の前端内縁部及び後端内縁部に環状のドラムフロント３１及びドラムバック３３を取り付けて一体化することで、構造的に、ドラム３０の強度及び剛性を確保している。
【００４４】
更に、ドラムバック３２は、円筒状の外嵌部３２ａと、外嵌部３２ａの前端部分から内側に張り出す環状フランジ部３２ｂとを有している。環状フランジ部３２ｂの中心側には、前方に向かって緩やかに傾斜しながら膨出する膨出部３２ｃが形成されていて、その膨出部３２ｃの内側の端面により、円形に開口する後側開口部３２ｄが構成されている。
【００４５】
外嵌部３２ａの外径はラッパー３３の内径と略同一であり、ラッパー３３は、外嵌部３２ａに嵌合されている。外嵌部３２ａの内径は、フランジシャフト３４の外側の端面の外径と略同一であり、外嵌部３２ａはフランジシャフト３４の外側の端面に嵌合されている。膨出部３２ｃの内側の端面（円筒状の部分）は、パルセータ４０の外径よりも僅かに大きく、パルセータ４０の外周部分と僅かな隙間を隔てて対向する。
【００４６】
ラッパー３３の後端部の複数カ所には、外側挿通孔３３ｂが形成されている。これら外側挿通孔３３ｂの各々と重なるように、外嵌部３２ａにも複数の内側挿通孔３２ｅが形成されている。また、フランジシャフト３４の外側の端面の複数カ所にも、これら外側挿通孔３３ｂ及び内側挿通孔３２ｅと重なる締結孔３４ａが形成されている。
【００４７】
ラッパー３３、ドラムバック３２、及びフランジシャフト３４の組み付け時には、図３Ｂに示すように、まず、外嵌部３２ａが外周端面に嵌合するように、ドラムバック３２がフランジシャフト３４に嵌め込まれて固定される。その後、ラッパー３３の後端部が外嵌部３２ａに嵌め込まれ、互いに重なった外側挿通孔３３ｂ、内側挿通孔３２ｅ、及び締結孔３４ａの各々に締結具Ｔを径方向外側から締結する。そうすることによって、ラッパー３３、ドラムバック３２、及びフランジシャフト３４を結合し、一体化する。
【００４８】
このように、強度及び剛性に優れたフランジシャフト３４をラッパー３３（つまりはドラム３０）の直径と略同一となる大径とし、ドラムバック３２と共にラッパー３３と、径方向外側から共締めして一体化すれば、ドラム３０の強度及び剛性が向上し、横向きに回転して振れ回るドラム３０であっても安定して支持できる。
【００４９】
ちなみに従来の洗濯機では、縦型やドラム型のいずれにおいても、フランジシャフトの直径はドラムの直径よりも十分に小さく、ドラムは、そのドラムバックを介して回転軸が延びる方向からフランジシャフトに締結されているのが一般的である。
【００５０】
ドラム３０が１部品で構成されている場合は、ラッパー３３の外周側からではなくラッパー３３の前方から、ドラムバック３２とフランジシャフト３４とをネジ等で締結して固定してもよい。
【００５１】
フランジシャフト３４とアウターシャフト７２とが、インサート成型や圧入等によって一体化されていない場合、これらフランジシャフト３４とアウターシャフト７２との連結部位には、セレーションや、キーとキー溝等による凹凸嵌合からなる回り止め構造を設け、回転方向への回転を規制する。フランジシャフト３４とアウターシャフト７２とを抜き差し可能に嵌合して回転不能な状態にした後、これらをナット又はボルトで軸方向から締結して軸方向の動きを規制する。
【００５２】
内部軸受７３は、ボールベアリングやすべり軸受が利用できる。アウターシャフト７２及びインナーシャフト７１のいずれか一方に内部軸受７３は圧入して固定され、アウターシャフト７２及びインナーシャフト７１のいずれか他方は内部軸受７３に隙間嵌めされている。アウターシャフト７２及びインナーシャフト７１の各端部の一方は、フランジの形成や、スナップリングの装着等による、主軸部の外径と異なる大きさの段差部分を有し、その段差部分が内部軸受７３に当接して固定されている。アウターシャフト７２やインナーシャフト７１と内部軸受７３との間には、ワッシャ等を介設してよい。
【００５３】
アウターシャフト７２及びインナーシャフト７１の各端部の他方は、搬送時や組み立て時の位置ずれや抜け落ち防止のために、スナップリング等で固定してもよい。こちらの側にも、ワッシャ等を介設してもよい。二重シャフト７０の水槽２０側の端部には、二重シャフト７０の内部への洗浄水の浸入や二重シャフト７０を通じた水槽２０の外部への漏水を防ぐため、シール部材が装着されている（防水構造）。
【００５４】
水槽２０は、２つ以上の部品で構成されている。水槽２０を上下、または左右等に分割して構成してもよいが、最も効果的なのは、前後方向の２分割であるため、この洗濯機１では、前後に分割されたタブフロント２２及びタブバック２３からなる２物品で水槽２０が構成されている。水槽２０の接合部位には水漏れを防ぐシール構造を設ける必要がある。
【００５５】
タブフロント２２の前端には開口２０ａが形成されている。タブバック２３の後端には、ベアリングハウジング２３ａが設置されている。タブバック２３とベアリングハウジング２３ａとは互いに異なる材質で構成されている。タブバック２３及びベアリングハウジング２３ａは、別体の部品として構成し、タブバック２３にベアリングハウジング２３ａをボルト等で固定してもよいが、その場合には、接合部位にシール構造が必要となる。
【００５６】
そのため、ベアリングハウジング２３ａ及びタブバック２３は、インサート成形により、一体に構成するのが好ましい。タブバック２３とベアリングハウジング２３ａとを同一の素材で構成し、これらを一体的に形成してもよいが、アルミダイキャストの場合、重量や大きさ、コストの面で現実的ではない。また、ベアリングハウジング２３ａは、鉄板やステンレス等の金属板を組み合わせて形成することもできるが、この洗濯機１では、ベアリングハウジング２３ａ（アルミダイキャスト製）及びタブバック２３（樹脂製）は、インサート成形により、一体に構成されている。
【００５７】
ベアリングハウジング２３ａは、外部軸受７４を介してアウターシャフト７２を支持する軸支部２４を有している。ベアリングハウジング２３ａも２つ以上の部品で構成してもよい。アウターシャフト７２は、ベアリングハウジング２３ａに、軸方向に離れて位置する２つ以上の外部軸受７４を介して軸支されている。これら外部軸受７４は、アウターシャフト７２及びベアリングハウジング２３ａのいずれか一方に圧入され、アウターシャフト７２及びベアリングハウジング２３ａのいずれか他方は外部軸受７４に隙間嵌めされている。
【００５８】
タブバック２３の前方は解放されているため、アウターシャフト７２は、フランジシャフト３４と一体化してあっても、タブバック２３の前方から、ベアリングハウジング２３ａの中央に形成された円筒状の軸支部２４に挿入することができる。アウターシャフト７２がフランジシャフト３４と別体である場合には、タブバック２３の後方からアウターシャフト７２を軸支部２４に挿入してもよい。
【００５９】
アウターシャフト７２が外部軸受７４に隙間嵌めされる場合、アウターシャフト７２は、全長にわたって同一の外径か、挿入開始側の外径の方が挿入終了側の外径よりも小さくなくてはならない。一方、アウターシャフト７２に圧入された外部軸受７４が軸支部２４に隙間嵌めされる場合、軸支部２４は、少なくとも外部軸受７４と同一の内径以上で、挿入開始側位置の内径の方が挿入終了側の内径よりも大きくなくてはならない。尤も、ベアリングハウジング２３ａを２つ以上の部品で構成する場合はこの限りではない。また、タブバック２３の前側から挿入して安定して軸支できるように、後側の外部軸受７４よりも前側の外部軸受７４の方がサイズが大きいのが好ましい。
【００６０】
図４に示すように、パルセータ４０は、その中心に位置するボス部４１と、ボス部４１の周囲に位置する円板部４２とを有し、図２に示すように、そのボス部４１がインナーシャフト７１の突端に固定されている。ボス部４１とインナーシャフト７１との間は、セレーションやキー等の凹凸嵌合（回り止め構造）によって回転方向の回転が規制されている。
【００６１】
強度面から、ボス部４１と円板部４２とは、材質の異なる２つ以上の部品で構成するのが好ましい。円板部４２とボス部４１とを同じ材質とした場合、強度面で劣る。すなわち、アルミやステンレス等の強度に優れた金属は、パルセータ４０の重量が増加して慣性力が増大してエネルギーロスが増大するため、採用困難であり、樹脂等を用いた場合には、摩耗や破壊等で耐久性の低下を招くおそれがある。
【００６２】
従って、ボス部４１はステンレス等の強度部材で最小限の大きさとし、円板部４２は軽量な樹脂等で形成するのが最も効率的である。ボス部４１は、圧入やインサート成形等によって円板部４２に固定する。円板部４２の前面は、樹脂等のままでもよいが、見た目や削れ等の防止として、ステンレス等の薄板で覆ってあってもよい。
【００６３】
また、高価にはなるが、円板部４２はステンレス鋼板で形成してもよい。樹脂等で円板部４２を形成した場合、一定の強度を確保するために樹脂の肉厚が３〜５ｍｍ程度必要であるが、ステンレス鋼板であれば、板厚１ｍｍ程度で構成することが可能となる。そうすることによりより一層容量の増大をはかることができる。
【００６４】
ボス部４１は、凹凸嵌合によってインナーシャフト７１の突端に抜き差し可能に挿入され、ボルトまたはナットによる締結によって抜け止めされている。その締結部位による洗濯物の傷つきを防止するため、ボス部４１の頂部に、保護キャップ４３（保護部品）が装着されている。パルセータ４０とドラム３０の隙間には、洗濯物の巻き込み等を防止するため、パルセータ４０の端部を微小間隔を隔てて囲むラビリンス構造が用いられている。ラビリンス構造は、一般的には、ドラムバック３２とパルセータ４０とで形成されている。従って、パルセータ４０の外径は、ドラム３０の内径の１００％未満かつ６０％以上にするのが好ましい。
【００６５】
パルセータ４０の外径が、ドラム３０の内径の６０％以上あれば、撹拌等のパルセータ４０の機能をドラム３０の内部で適切に発揮させることができる。
【００６６】
特に、パルセータ４０の外径は、開口部３０ａの内径よりも小さくするのが好ましい。そうすれば、開口部３０ａを通じてパルセータ４０をドラム３０の内部に入れることができるので、ドラム３０を組み立てた後にパルセータ４０をドラム３０に組み付けることが可能になり、製造作業が簡単になる。また、ユーザーが長年使用してパルセータ４０に不具合が起こった場合、その部品交換が容易となるが、その際ユーザーが負担する費用も低減することができる。
【００６７】
一方、パルセータ４０の外径が開口部３０ａよりも大きい場合は、後方からパルセータ４０をドラム３０に入れることになる。その場合、ラッパー３３とドラムバック３２とが、加締めや溶接等によって一体化される作業の前に、ドラム３０の内部にパルセータ４０を挿入しておく必要があるが、製造工程が煩雑となるため、現実的ではない。
【００６８】
従って、ラッパー３３とドラムバック３２とが一体化される前の段階で、パルセータ４０をフランジシャフト３４を介してインナーシャフト７１に固定するか、ラッパー３３とドラムバック３２とをネジ止め等により分離可能にしておくことが好ましい。
【００６９】
一方、ラビリンス構造を、ドラムバック３２及びパルセータ４０にフランジシャフト３４を加えた３つ以上の部品で構成することで、ドラムバック３２とラッパー３３とを一体化した後にパルセータ４０を組み付けることが可能になる。すなわち、ドラムバック３２でパルセータ４０の外側を覆う壁を構成し、フランジシャフト３４か他の部品でパルセータ４０の裏側と内側を覆う壁を構成することで実施が可能である。
【００７０】
ただし、部品点数の増加を避けるため、パルセータ４０の裏側と内側を覆う壁は、フランジシャフト３４で構成するのが好ましい。パルセータ４０の外側の壁は、ドラムバック３２ではなく、フランジシャフト３４等で構成することも可能であるが、その場合、洗濯物が接触し得るドラム３０の内面付近に隙間ができ、洗濯物にダメージを与える可能性があるので、ドラムバック３２が好ましい。
【００７１】
この洗濯機１では、ラビリンス構造がそのように構成されている。図３Ｃに、そのラビリンス構造の一例を具体的に示す。
【００７２】
パルセータ４０の外周部分（後述する傾斜面部４４の縁の部分）と大きな段差を生じることなく円滑に連なるように、ドラム３０の後側開口部３２ｄを構成している部分には、膨出部３２ｃが形成されている。換言すれば、回転軸Ｊが延びる方向において、傾斜面部４４の外周の前端部分と膨出部３２ｃの前端部分とが、略同じ位置に配置されている。
【００７３】
そして、フランジシャフト３４の前面の外周部分には、同心円状に突出する環状リブ３４ｃが形成されている。一方、パルセータ４０の外周部分の裏面には、環状リブ３４ｃと略同径で同心円状に凹む環状凹部３７が形成されている。フランジシャフト３４に結合された二重シャフト７０に、パルセータ４０を組み付けることにより、環状リブ３４ｃは、非接触の状態で環状凹部３７に受け入れられる。
【００７４】
それにより、ドラムバック３２の内周部分である膨出部３２ｃの内側の端面によって、パルセータ４０の外側を覆う壁が構成され、環状リブ３４ｃ及びフランジシャフト３４の前面によって、パルセータ４０の裏側と内側を覆う壁が構成され、パルセータ４０、ドラムバック３２、及びフランジシャフト３４の各々が、入り組んだ形状の微小隙間（ラビリンス構造Ｒ）を隔て近接するように構成されている。
【００７５】
このようなラビリンス構造Ｒを設けることで、フランジシャフト３４の外径をパルセータ４０の外径よりも大きくした場合であっても、パルセータ４０とドラム３０との間に洗濯物が巻き込まれることや、パルセータ４０とフランジシャフト３４との間に異物が侵入することが防止できる。
【００７６】
＜モータ５０＞
インナーシャフト７１及びアウターシャフト７２は、駆動装置であるモータ５０に接続される。モータ５０は、次のいずれのタイプであってもよく、またこれらを組み合わせて構成してもよい。ちなみに、本実施形態の洗濯機１のモータ５０は、タイプ１である。
【００７７】
（タイプ１）
タイプ１のモータ５０では、１つのステータ５１の内側と外側とに、それぞれインナーロータ５２及びアウターロータ５３が配置されている（デュアルモータ）。インナーロータ５２は、アウターシャフト７２に接続され、アウターロータ５３は、インナーシャフト７１に接続されている。２つのロータ５２，５３を１つのインバータで駆動制御する。モータ５０の更なる詳細は、別途後述する。
【００７８】
（タイプ２）
タイプ１と同じデュアルモータであり、２つのロータ５２，５３を２つのインバータで駆動制御する。このモータの場合、ロータ５２，５３の各々が、個別にインバータで駆動制御できるので、回転数の比は調整可能であり、各ロータ５２，５３の回転数は自在に制御することができる。
【００７９】
（タイプ３）
１つのステータではなく、２つのステータを背中合わせに配置した内外二層のダブルステータ構造とし、そのダブルステータ構造の内側と外側とに、それぞれインナーロータ及びアウターロータを配置したモータである。このモータは、機能的には、独立した２つのモータを回転軸Ｊの周囲に並んで配置したのと同じである。このモータの場合、２つのロータを２つのインバータにより、個別に駆動制御する。
【００８０】
（タイプ４）
２つのモータを回転軸Ｊが延びる方向に並べて配置し、一体化したモータである。タブバック２３に近い前側のモータのロータがアウターシャフト７２に接続され、後側のモータのロータがインナーシャフト７１に接続される。このモータの場合、個別に駆動制御される。
【００８１】
（タイプ５）
通常のモータであり、２つ用いられる。ただし、上述したダイレクトドライブ形式のモータと異なり、シャフト、プーリ、及び無端ベルトを含む動力伝達機構を介して、各モータで、ドラム３０及びパルセータ４０の各々を回転駆動する。
【００８２】
（タイプ６）
本タイプもタイプ５と同様に通常のモータ（第１モータ及び第２モータ）が２つ用いられる。ただし、第２モータは、回転軸Ｊを中心に回転するロータをステータの内側に有する、ダイレクトドライブ形式のインナーロータ型のモータである。第２のモータのステータの外側に、回転軸Ｊを中心に回転するプーリが設置されていて、このプーリに無端ベルトが張設されている（動力伝達機構）。第１モータは、その動力伝達機構を介してプーリに連結されている。パルセータ４０は、動力伝達機構を介して第１モータによって駆動され、ドラムは、第２モータによって駆動される。
【００８３】
これらモータを、タブバック２３やベアリングハウジング２３ａに取り付ける場合には、モータは、これらに対して直に固定するのが好ましいが、ブラケット等を介して間接的に固定してもよい。モータに起因する振動がタブバック２３等に伝わるのを遮断する目的で、ゴムや樹脂などの弾性を有するブッシュ等を介して固定してもよい。これらの固定はボルトやナットを用いて締結するのが好ましく、軸力が及ぶ範囲を広げるワッシャや、緩み防止のスプリングワッシャ、ウェーブワッシャ等をこれら締結具の間に介在させてもよい。
【００８４】
＜二重シャフト７０＞
二重シャフト７０は、インナーシャフト７１及びアウターシャフト７２を有し、水槽２０のベアリングハウジング２３ａの中心に設けられた円筒状の軸支部２４に、回転軸Ｊと軸中心が一致するように取り付けられている。
【００８５】
インナーシャフト７１は、細長い円柱状の軸部材であり、アウターシャフト７２は、インナーシャフト７１よりも短く、インナーシャフト７１の外径よりも大きな内径を有する細長い円筒状の軸部材である。アウターシャフト７２の内部の上下に離れて一対の内部軸受７３，７３が設置されている。内部軸受７３は、ボールベアリングやすべり軸受が利用できる。インナーシャフト７１は、アウターシャフト７２に挿入されていて、これら内部軸受７３，７３によって回転自在に支持されている。
【００８６】
これら内部軸受７３は、アウターシャフト７２及びインナーシャフト７１のいずれか一方に圧入して固定されており、アウターシャフト７２及びインナーシャフト７１のいずれか他方が、内部軸受７３に隙間嵌めされている。
【００８７】
インナーシャフト７１の前端部はアウターシャフト７２の前端から突出し、インナーシャフト７１の後端部はアウターシャフト７２の後端から突出している。
【００８８】
＜パルセータ４０＞
図４、図５、図６に示すように、パルセータ４０の前面には、中央のボス部４１から外周部に向かって緩やかに下り傾斜した緩斜面部４４と、複数の突出部４５とが設けられている。緩斜面部４４は、パルセータ４０の前面に拡がる円板状の基部を構成しており、各突出部４５はその基部の表面から盛り上がるようにして突出している。緩斜面部４４は、回転時の抵抗を減らすために、凹凸は少ない方が好ましく、略平坦に形成されている。各突出部４５は、ボス部４１から半径方向に延びており、周方向に等間隔で放射状に配置されている。不均等に突出部４５を配置すると、その反力が一様でなくなるため、異常振動等の原因となる。
【００８９】
このパルセータ４０の突出部４５は３個であるが、突出部４５の数は２〜８個が好ましく、良好な結果が得られていることから、２個又は３個がより好ましい。突出部４５が２個のパルセータの好ましい一例を、図９に示す。突出部４５が２個の場合、各突出部４５は、中央のボス部４１から外周部に向かって互いに逆向きに延びるように配置される。
【００９０】
突出部４５の個数が多くなると、洗濯物が突出部４５の間に入り込み難くなって、突出部４５で洗濯物を叩いたり剥がしたりする効果が低減し、洗濯物の流動性も減少する。そのため、洗浄力が低下し、消費電力も増加する。
【００９１】
緩斜面部４４におけるこれら突出部４５の間の部分には、突出部４５よりも小さな小突起を等間隔で設けてもよい。これら小突起により、洗濯物を擦る効果が得られる。
【００９２】
突出部４５のうち、ボス部４１の近傍の中心側部分は、洗濯物の定格容量（例えば、ドラム３０の容量の６０％）以下では、接触頻度が少なく、あまり効果は得られない。従って、突出部４５の中心側部分の緩斜面部４４からの突出量は小さい方が好ましい。
【００９３】
一方、突出部４５の外周側部分では、その外縁に近づくほど、洗濯物の引き剥がし性能に対する影響度も高くなる。従って、突出部４５の外周側部分は、内周側部分よりも緩斜面部４４からの突出量は大きい方が好ましい。
【００９４】
ただし、緩斜面部４４からの突出部４５の突出量を大きくすると、それだけパルセータ４０の回転に必要なトルクも増大する。また、ドラム３０とパルセータ４０とが逆方向に回転する場合には、洗濯物を介してドラム３０の回転を打ち消す方向に突出部４５の力が作用するため、ドラム３０の回転に必要なトルクも増大する。従って、突出部４５の外周側部分の突出量が大き過ぎるのは好ましくない。
【００９５】
突出部４５の形状も重要である。各突出部４５は、緩斜面部４４から膨出して、中央のボス部４１から半径方向に直線状に延びた形状をしており、逆Ｕ形状ないし逆Ｖ形状の横断面を有している。各突出部４５の外周側部分における、周方向に面する両側部には、略平坦な複数の傾斜面４５ａが形成されている。
【００９６】
図６に示すように、突出部４５の横断面の方向から傾斜面４５ａを見た場合に、回転軸Ｊに対する傾斜面４５ａの傾斜角θが小さいと（回転軸Ｊと略平行）、洗濯物が傾斜面４５ａに正面から衝突するため、洗濯物の状態によっては、パルセータ４０がロックして回転不能、あるいは駆動に抗して洗濯物と供回りする状態となる可能性がある。また、騒音の増加や異常振動を招く可能性もある。
【００９７】
従って、傾斜面４５ａの傾斜角θは１５°以上にするのが好ましい。傾斜角θが大きくなるほど、パルセータ４０の回転抵抗も減少するため、消費電力も低減される。
【００９８】
一方、傾斜角θは大きくなるほど洗濯物が引っ掛かり難くなるため、洗濯物を叩いたり引き剥がしたりする能力は低下する。そのため、傾斜面４５ａの傾斜角θは２０°以下であることが好ましい。
【００９９】
特にバランスを考慮すると、各突出部４５の外周側部分の各側部に、傾斜角θの異なる２つの傾斜面４５ａを形成するのが好ましい。具体的には、突出部４５の頂側に、相対的に大きな傾斜角θ１の第１傾斜面４５ａ１を形成し、突出部４５の底側に、相対的に小さな傾斜角θ２の第２傾斜面４５ａ２を形成する。
【０１００】
図２に示すように、パルセータ４０の外周縁は、ドラム３０の内周面と一定の隙間２００を隔てて対向して配置し、その隙間２００に、洗濯物に接触して機械的作用を与える作用面２０１を設けるのが好ましい。
【０１０１】
そうすれば、洗い時に、ドラム３０とパルセータ４０とが互いに逆向きに回転した場合に、その隙間２００に洗濯物が入り込むことで、互いに近接した三方の作用面２０１（具体的には、隙間２００に面するドラム３０の内周面、ドラム３０の底面、及び突出部４５の外周側の突端面）に洗濯物が接触し、洗濯物に効果的に機械的作用を与えることができる。
【０１０２】
しかし、このような隙間２００を設けた場合、ドラム３０に大量の洗濯物が収容されたときには、隙間２００の形態によっては、隙間２００に洗濯物を噛み込んで、洗濯物の損傷や過負荷を招くおそれがある。そのため、この洗濯機１では、隙間２００への洗濯物の噛み込みが防止できるように、隙間２００の径方向の大きさと突出部４５の緩斜面部４４からの突出量とが、所定の条件を満たすように設定されている。
【０１０３】
具体的には、図２に示すように、隙間２００の径方向の大きさをΔＲ（単位：ｍｍ）とし、突出部４５の外周縁部（外周縁側の部分：半径を２等分したうちの外周側の部分）における緩斜面部４４からの最大突出量をＨ（単位：ｍｍ）としたときに、０．１≦Ｈ／ΔＲ≦１．０の式を満たすように設定されている。
【０１０４】
Ｈ／ΔＲが０．１より小さい、すなわち、突出部４５の突端の突出量が隙間２００の幅の半分よりも小さいと、隙間２００が浅くなり過ぎるため、洗濯物に効果的に機械的作用を与えるのが難しい。一方、Ｈ／ΔＲが１．０より大きい、すなわち、突出部４５の突端の突出量が隙間２００の幅よりも大きいと、隙間２００が深くなり過ぎるため、洗濯物を噛み込む可能性が急増する。
【０１０５】
それに対し、このような関係式を満たすように隙間を形成することで、大量の洗濯物がドラム３０に収容された場合でも、洗濯物の噛み込みを防止しながら、作用面２０１で洗濯物に機械的作用を与えることができ、洗浄水が少量でも、洗濯物の流動を効果的に発生させることができる。
【０１０６】
（パルセータ４０の変形例）
パルセータ４０は、略円錐形状であったが、凹んだ部分があってもよい。縦型洗濯機のパルセータのように、前方が凹んだお椀形状であってもよい。ただしこの場合、ボス部４１より円板部４２の外周部は後方に位置しているのが好ましい。これは、円板部４２の外周部が前方に出っ張っていると、その部分に洗濯物がのしかかって、パルセータの大型化による慣性力だけでなく、洗濯物の重量がパルセータに加わって、パルセータを駆動するモータ５０のトルクが増大してしまうためである。
【０１０７】
＜洗濯方式＞
従来のドラム式洗濯機では、ドラムが回転することによって洗濯物が持ち上げられて落ちる機械的作用で洗濯物を洗う、所謂「たたき洗い」という洗濯方式が採用されている。その機械力は、ドラムの直径でほぼ決定されるので、機械力の強化は難しい。
【０１０８】
機械力を増大させるために、回転数を上げると、洗濯物がドラムに張り付いて落下しなくなって「たたき洗い」ができなくなり、機械力が低減する結果となる。したがって、機械力を増大するには、ドラムの反転を急激に繰り返す等の方法しかないが、機械力が増大しても僅かなうえに、大きなエネルギーロスを招いてしまう。
【０１０９】
それに対し、この洗濯機１では、「たたき洗い」を採用せず、ドラム３０とパルセータ４０の回転方向を対向させることにより、それぞれの機械力を合成させ、洗濯物に効果的に付与できるようにしている。
【０１１０】
具体的には、図７に示すように、洗い時でのドラム３０の回転数は、ドラム３０の内周面に洗濯物Ｃが遠心力で張り付くように、従来のドラム式洗濯機よりも十分に高く設定されている（例えば、５０ｒｐｍ〜８０ｒｐｍ）。そうして、図８に細矢印で示すように、パルセータ４０を、ドラム３０の回転方向と反対の方向に回転させる。
【０１１１】
この時、洗濯物Ｃはドラム３０の内周面に張り付いているため、パルセータ４０の突出部４５が洗濯物Ｃに衝突し、洗濯物Ｃを叩くようにして、洗濯物Ｃにパルセータ４０の機械力が伝達される。洗濯物Ｃはまた、突出部４５で叩かれなくても、叩かれた衝撃でドラム３０から剥がれ落ちたり、突出部４５によって直接ドラム３０から引き剥がされたりする（図７、図８におけるＣ１）。
【０１１２】
洗濯物Ｃ１は、同時に、回転するパルセータ４０と衝突し、更に機械力を受けながら前方へと押し出される（図７におけるＣ２）。パルセータ４０によってドラム３０から引き剥がされた洗濯物Ｃ１は、その周囲の洗濯物を巻き込みながら前方に移動する。これにより、従来の「たたき洗い」と同様の作用を確保でき、洗濯物の移動によって洗濯物どうしが擦り合う作用も得ることができる。
【０１１３】
洗濯物Ｃ２がドラム３０の前方へと押し出されるため、ドラム３０の前方に有る洗濯物は、ドラム３０の内周面に沿ってドラム３０の後方へと移動する（図７におけるＣ３からＣ）。従って、ドラム３０の内部には、ドラム３０の内周面に沿って回転しながら前後方向に洗濯物が循環する流動が形成される。
【０１１４】
このように、洗濯物にパルセータ４０の機械力が伝達されるとともに、洗濯物が複雑で立体的な流動を行うことで、洗いムラが低減できる。洗濯物に与える単位時間当たりの機械力も増大するので、洗浄力の向上や洗浄時間の短縮が実現できる。
【０１１５】
ドラム３０の回転数は、３０ｒｐｍ等、洗濯物に遠心力が作用し難い回転数であってもよい。この場合、従来の「たたき洗い」の作用に加え、パルセータ４０で洗濯物を前方に押し出して移動させる作用を得ることができる。ただし、パルセータ４０の回転数が低く過ぎると、その機械力が洗濯物に伝わらず、洗濯物を十分に移動させることができない。従って、この場合には、パルセータ４０は、ある程度の回転数が必要であり、例えば６０ｒｐｍ以上の回転数で回転させるのが好ましい。
【０１１６】
また、パルセータ４０よりドラム３０の回転を速くすると、洗濯物の回転モーメントが、パルセータ４０の回転モーメントより大きくなるため、パルセータ４０が洗濯物に力負けてしまい、適切な流動が得られないおそれがある。それに対し、ドラム３０よりパルセータ４０の回転を速くすることで、洗濯物にパルセータ４０の機械力を安定して伝達することができ、良好な３次元的流動を得ることができる。
【０１１７】
この洗濯機１では、洗い行程の時に、次のようなパターンの運転が可能となっている。
【０１１８】
（パターン１）
ドラム３０とパルセータ４０とを同一の方向に同一の回転数で回転させる。
（パターン２）
ドラム３０とパルセータ４０とを同一の方向に回転し、パルセータ４０を、ドラム３０よりも高い回転数で回転させる。
（パターン３）
パルセータ４０を駆動するモータ５０への通電を停止し、パルセータ４０に動力を伝達しない状態で、ドラム３０を回転させる。
（パターン４）
制御によってパルセータ４０の回転を停止した状態で、ドラム３０を回転させる。
（パターン５）
ドラム３０を駆動するモータ５０への通電を停止し、ドラム３０に動力を伝達しない状態で、パルセータ４０を回転させる。
（パターン６）
制御によってドラム３０の回転を停止した状態で、パルセータ４０を回転させる。
（パターン７）
ドラム３０とパルセータ４０とを互いに反対の方向に回転させ、パルセータ４０をドラム３０よりも高い回転数で回転させる。
（パターン８）
ドラム３０とパルセータ４０とを互いに反対の方向に同一の回転数で回転させる。
【０１１９】
パターン１の運転では、従来のドラム式洗濯機と同様の動作が行われる。
【０１２０】
パターン２の運転では、パターン１の動作に、パルセータ４０による対流効果が付与された動作が行われる。すなわち、ドラム３０で回転される洗濯物に対して、パルセータ４０がより早く回ることで、洗濯物を押し出す作用や引き込む作用が発生する。パルセータ４０によって押し出された洗濯物や引っ張られた洗濯物は、加速されてその前方に溜まる洗濯物の上に乗り上がり、ドラム３０の上下方向の中間部に入り込む。このような動作が連続的に繰り返されることで、後方の洗濯物は前方へと押し出され、それに伴って、前方の洗濯物は後方へと移動する。その結果、洗濯物はドラム３０の内部を前後方向に循環しながら流動し、洗いムラの低減ができる。
【０１２１】
パターン３の運転では、たたき洗いに必要な機械力は、全てドラム３０から得られるため、従来のドラム式洗濯機とほぼ同様の動作が行われる。この運転では、パルセータ４０の動力がカットされるため、洗浄力を保持しながら消費電力を低減できる。
【０１２２】
パターン４の運転では、パルセータ４０は静止した状態に保持される（パターン３の運転では、パルセータ４０は惰性回転可能）。パルセータ４０は静止しているため、回転するドラム３０に対し、パルセータ４０は相対的に反転した状態となる。従って、洗濯物を解す効果や、若干ではあるが、洗濯物を叩くような効果を得ることができる。
【０１２３】
パターン５の運転は、パターン３の運転とは逆に、ドラム３０は惰性回転可能な状態で、パルセータ４０を回転させるので、水槽２０に十分な水を満たすことによって、縦型洗濯機のように水流を発生させて「もみ洗い」を行うことができる。例えば、洗濯物が、デリケートな衣類の場合に、このパターン５の運転を行うことにより、洗濯物の痛みや型崩れが低減できる。
【０１２４】
パターン６の運転では、ドラム３０が惰性回転可能なパターン５の運転と異なり、ドラム３０は静止した状態に保持される。
【０１２５】
パターン７の運転は、上述した洗浄機構を具現化するのに最も効果的な動作を行う。パターン８の運転では、パターン７の運転よりもパルセータ４０の作用が低下するので、洗濯物に作用する機械力を弱めたい場合に、このパターンは適している。
【０１２６】
「たたき洗い」を行う従来のドラム式洗濯機では、洗濯物がドラム３０に張り付かないようにするため、通常、洗い時のドラム３０の回転数は５０ｒｐｍ未満に設定されている。そのため、水槽２０に溜まる洗浄水が滞り易く、ドラム３０の内部に洗浄水を継続して循環供給するのが困難という問題がある。
【０１２７】
そのため、ポンプ等設置して、水槽２０に溜まる洗浄水をドラム３０の内部に継続して循環供給できるようにした機種があるが、構造が複雑になるうえ、ランニングコストの増大を招く。また、ポンプを用いずに、洗浄時に、ドラム３０の回転で洗浄水をドラム３０の内部にポンプアップさせる揚水行程を設けた機種もある。しかし、揚水行程中は、ドラム３０の回転数を高く設定する必要があり（例えば、６０ｒｐｍ〜１２０ｒｐｍ）、その間は、洗濯物がドラム３０に張り付いて、たたき洗いができない。そのため、揚水行程は洗浄時の短時間に限られ、十分な効果は得られない。
【０１２８】
それに対し、この洗濯機１では、従来のドラム式洗濯機よりもドラム３０の回転数を高く設定できるため、ポンプ等を別途設けなくても、洗浄水をドラム３０の内部に継続して循環供給することができる。すなわち、洗浄時に、ドラム３０を６０ｒｐｍ以上の回転数で回転させる。そうすることにより、前方にある水槽２０とドラム３０の隙間部分より洗浄水が噴出し始め、ドラム３０の内部に洗浄水が流入する。そうすれば、洗濯物に十分な機械力と流動とを作用させながら、洗浄水をムラなく継続して循環供給できるので、高い洗浄力を確保でき、ランニングコストの増加も招くことがない。
【０１２９】
また、発泡した洗浄水をドラム３０の内部に継続して循環供給することにより、洗浄効果の向上を図った機種もある。そのような機種には、洗浄水を発泡させるために、特殊な装置が設置されている。
【０１３０】
それに対し、この洗濯機１であれば、ドラム３０を６０ｒｐｍ以上の回転数で回転させることで、水槽２０とドラム３０との間の狭い隙間部分で、洗浄水を撹拌して発泡させることができる。発泡した洗浄水は、上述したようにポンプアップされてドラム３０内部に継続して循環供給される。このように、この洗濯機１では、特殊な装置を設置しなくても、発泡した洗浄水を継続して循環供給することができる。
【０１３１】
なお、洗浄水の循環供給や洗浄の発泡は、ドラム３０ではなくパルセータ４０の回転で行ってもよい。洗浄水の循環供給や発泡の効率を高めるために、ドラム３０やパルセータ４０に、凹凸構造や撹拌羽根などを設けてあってもよい。
【０１３２】
従来のドラム式洗濯機では、通常、ドラム３０の内周面に突出する「リフター」と称する構造物が設けられている。リフターは、ドラム３０の回転に伴って洗濯物を効率よく持ち上げて、高い位置から落下させる機能を有し、たたき洗いによる機械力を増大させるうえで重要なものとなっている。
【０１３３】
しかし、この洗濯機１では、遠心力で洗濯物がドラム３０の内周面に張り付くようにするため、リフターを必要としない。リフターを設けても、その突出量は小さくできる。逆に、大きなリフターがあると、リフターとパルセータ４０の突出部４５の双方に洗濯物が引っ掛かった場合に、洗濯物を傷めるおそれがあるため、リフターは小さい方が好ましい。
【０１３４】
従って、リフターの省略又は小型化により、部材コストの低減やドラム３０の容積拡大が図れる。また、ドラム３０の内周面に形成した簡易な突起でリフターを代替してもよい。
【０１３５】
＜運転制御＞
この洗濯機１の洗い時において、最適なパフォーマンスを引き出すには、状況に応じて、運転のパターンを適宜選択するのが好ましい。
【０１３６】
例えば、ドラム３０とパルセータ４０とが互いに反対方向に回転する場合には、定格容量付近等、洗濯物の容量が多い場合に電力消費が増加してしまう。この場合、ドラム３０及びパルセータ４０の回転数は高くした方が電力消費を抑制することができる。
【０１３７】
すなわち、回転速度が遅いと、ドラム３０の内部での洗濯物の偏った変動が大きくなるため、高いトルクが必要になるのに対し、回転速度が速いと、洗濯物がよりドラム３０の内周面に張り付くようになって洗濯物の偏りが抑制され、高トルクが不要になる。パルセータ４０の回転数も高くなることで、洗濯物が突出部４５に引っ掛かり難くなって、電力消費が低減される。
【０１３８】
一方、洗濯物の容量が少なく、ドラム３０の内部に十分な空間がある場合に、ドラム３０の回転数を大きくしすぎると、遠心力が高くなって、突出部４５に引っ掛かる洗濯物の量が減少する。従って、この場合には、ドラム３０の回転数を小さくしたり、たたき洗いを行うなど、最適な動作のパターンを選択する必要がある。
【０１３９】
そのためには、ドラム３０に投入された洗濯物の重量、洗濯物の容量（又はドラム３０の残容量）、洗濯物の種類（布種）等を、洗い行程の前に判断する必要がある。そこで、この洗濯機１のコントローラ６０には、図１０に示すように、重量判定部６１、布種判定部６２、容量判定部６３、運転条件決定部６４などが備えられている。
【０１４０】
重量判定部６１は、ドラム３０の内部に投入された洗濯物の重量判定を行うものであり、例えば、洗濯物がドラム３０に投入された後、ドラム３０及びパルセータ４０を、同一方向又は反対方向で回転させることにより、洗濯物の重量を検知する。その回転数は一定でもよいし、変化させてもよい。
【０１４１】
容量判定部６３は、ドラム３０及びパルセータ４０の回転方向を、重量判定時とは逆の方向にして、再度回転させる。そうすることで、容量判定部６３は、重量検知との差分に基づいてドラム３０の内容量に対する洗濯物の容量の割合を判定する。
【０１４２】
布種判定部６２は、水槽２０の内部に、所定量の水を導入し、ドラム３０に投入された洗濯物にその水を所定時間吸収させる。布種判定部６２は、布種別での吸水データを記憶しており、その時の水槽２０の内部の水位変化（導入時の水位と所定時間経過後の水位の差分）と吸水データとから、洗濯物の種類を判定する。水位の検知は、水槽２０の内部の水圧に基づいて行い、導入時の水位は、導入した水量から算出してもよい。
【０１４３】
運転条件決定部６４は、これらの判定結果の少なくとも１つ以上に基づいて、ドラム３０及びパルセータ４０の各々の回転方向や回転数を決定する。これら判定は、洗い行程の開始時だけでなく、洗い行程中にも行ってもよい。もちろん、濯ぎ行程でも行うことができる。
【０１４４】
通常、洗濯の処理は、「洗い」と「濯ぎ」と「脱水」の各行程に分けられる。
【０１４５】
洗い行程と濯ぎ行程の間、又、濯ぎ行程が２回以上ある場合には、連続する濯ぎ行程の間の間に、中間脱水と称する脱水行程があってもよい。ドラム３０やパルセータ４０を回転させるには、トルクが必要であるが、洗いや濯ぎの行程と、脱水行程とでは必要なトルクの大きさが異なる。一般に、大きなトルクが必要になるのは、洗いや濯ぎの行程であり、脱水行程では、大きなトルクは必要とされない。
【０１４６】
従って、脱水時には、パルセータ４０を駆動するモータ５０への通電を停止して、パルセータ４０は惰性回転を行いながら、ドラム３０のみを回転させてもよい。そうすることで、パルセータ４０を回転させる電力消費が無くなるので、電力消費を抑制することができる。しかし、この場合、ドラム３０とパルセータ４０とが異なる回転数で回転している時に、洗濯物の状態が急激に変化すると、洗濯物が損傷するおそれがある。
【０１４７】
そこで、その対策として、ドラム３０を駆動するモータ５０の着磁率を変化させてもよい。そうすることで、ドラム３０とパルセータ４０とを同時に回転させても、電力消費を抑制することができる。例えば、脱水行程の開始時や、脱水行程中において洗濯物が安定した状態（ドラム３０が６０ｒｐｍ〜１２０ｒｐｍ程度の回転数で回転する状態）まで到達してからモータ５０の減磁を行い、着磁率を落とすことで、高回転時の電力消費の低減が図れる。
【０１４８】
＜洗濯機１の効果＞
上述した洗濯機１の効果を、従来の洗濯機（特許文献１、２のドラム式洗濯機）と比較して説明する。
【０１４９】
洗濯機１は、従来の洗濯機のような、大掛かりな構造のドラムを必要としないため、ドラム３０の内容量を大きくでき、製造コストやランニングコストを抑制できる。
【０１５０】
洗濯機１は、従来の洗濯機のようにメインドラム内にサブドラムを配置し、ドラムとサブドラムの間に所定の隙間を設ける必要がない。洗濯機１では、むしろ、このような隙間に洗濯物を入り込ませることによって洗濯性能の向上を図っている。このため、ドラム容量の増大も図ることが可能となり、近年要望される大容量化に応えることができるコンパクトな洗濯機が実現できる。
【０１５１】
洗濯機１は、従来の洗濯機のように、メインドラムとサブドラムとの回転速度や回転方向を切り換えて得られる洗濯物の２次元的な動きと、これらドラム全体の回転による動きとを合成して３次元的な洗濯物の流動を具現化するのではなく、ドラム３０とパルセータ４０とを異なる速度で回転させるだけで３次元的な洗濯物の流動を得ることができる。好ましくは逆向きに回転させるだけで３次元的な洗濯物の流動を得ることができる。より好ましくは、ドラム３０よりパルセータ４０の回転を速くすることで、より大きな３次元的な洗濯物の流動を得ることができる。
【０１５２】
従来の洗濯機のメインドラム及びサブドラムの各々では、通常のドラム式洗濯機のたたき洗いを超える機械力を、洗濯物に付与することはできないので、大幅な洗浄効果の向上は期待できない。それに対し、洗濯機１では、パルセータ４０の回転数をドラム３０よりも高くし、ドラム３０の遠心力とパルセータ４０の機械力とを利用しながら「洗い」を行うので、たたき洗いの効果だけでなく、パルセータ４０の突出部４５で洗濯物を叩く叩き洗い効果、洗濯物どうしが擦り合わされる擦り合わせ効果、洗濯物が混ぜ合わされることによる洗いムラ低減効果を、総合して利用することができる。
【０１５３】
また、パルセータ４０の突出部４５は、いわゆるリフターとしても機能する。従って、洗濯機１では、従来の洗濯機のように、ドラム３０の内周面のリフターは必須ではない。
【０１５４】
この効果は、大容量の洗濯物を洗濯する際に、より顕著となる。すなわち、従来の洗濯機では、洗濯物の量が増えると、機械力が発揮できるドラム内の残容量が不足する。それを解消するため、従来の洗濯機では、かわりに洗浄水への浸漬時間を増やす、つまり洗濯時間を伸ばすことにより洗浄性能を確保している。それに対し、洗濯機１では、上記の効果が得られるので、洗濯時間の延長を最小限に抑制することができる。
【０１５５】
従来の洗濯機でも高速で回転させれば遠心力が利用できるので、メインドラムとサブドラムとの境界部分に位置する洗濯物に対しては、これらと同様の効果が発生する。しかし、境界部分から離れた部分では、洗濯物がドラムに張り付いて、機械力を付与することができない。
【０１５６】
また、メインドラムとサブドラムの双方を駆動するには、洗濯機１よりも大きな力が必要である。パルセータ４０よりも大きなサブドラムは、慣性力が大きく、それだけでも高トルクが必要なうえに、各ドラムで洗濯物を持ち上げるトルクも必要である。さらに、メインドラムとサブドラムとの境界部分で生じる対向力を打ち消すトルクも必要となり、高出力なモータが必要である。
【０１５７】
一般に、モータを高出力にするには、ステータコアやロータコアの積厚の増加や、高磁力の磁石の使用等が必要とされる。積厚の増加は、モータの厚みの増加を伴うため、洗濯機の大型化や、ドラムの内容量の削減といった弊害が発生する。いずれにせよ、製造コストやランニングコストの増加は避けられない。
【０１５８】
それに対し、洗濯機１では、パルセータ４０に洗濯物を持ち上げるのに必要な力はほとんど発生せず、また慣性力も小さいため、電力消費を抑制することができる。モータ５０も小型化でき、ドラム３０の内容量も大きくできる。
【０１５９】
＜モータの更なる詳細＞
図２に示すように、モータ５０は、直径が水槽２０よりも小さい扁平な円柱状の外観を有し、回転軸Ｊがその中心を通るように、水槽２０のベアリングハウジング２３ａに組み付けられている。モータ５０は、アウターロータ５３（第２ロータ）、インナーロータ５２（第１ロータ）、インナーシャフト７１、アウターシャフト７２、ステータ５１などで構成されている。
【０１６０】
そして、アウターロータ５３及びインナーロータ５２が、クラッチや加減速機などを介在することなくパルセータ４０やドラム３０に連結されていて、これらを直接駆動するように構成されている。
【０１６１】
これら２つのロータ５２，５３は、１つのインバータで駆動制御されている。アウターロータ５３及びインナーロータ５２の各々は、ステータ５１のコイル１６３を共用しており、コイル１６３に電流を供給することにより、独立して回転駆動できるようになっている。このモータ５０の場合、２つのロータ５２，５３が同じ方向に回転する時と逆の方向に回転する時とで、両ロータの回転数の比は、例えば１：１、１：−２のように固定された値となる。同一方向と反対方向の各回転の切り替えは、着磁によって行われ、同一方向と反対方向のそれぞれで回転数の比は異なる。
【０１６２】
アウターロータ５３は、扁平な有底円筒状の部材であり、中心部分が開口した底壁部１２１と、底壁部１２１の周縁に立設されたロータヨーク１２２と、円弧形状の永久磁石からなる複数のアウターマグネット１２４とを有している。底壁部１２１及びロータヨーク１２２は、バックヨークとして機能するように、鉄板をプレス加工して形成されている。
【０１６３】
本実施形態では、アウターロータ５３は、コンシクエント型のロータであり、１６個のアウターマグネット１２４が、周方向に間隔をあけてＳ極が並ぶように配置され、ロータヨーク１２２の内面に固定されている。なお、詳しくは後述するが、アウターマグネット１２４の磁極を反転させることで、アウターロータ５３の磁極数を、１６極と３２極との間で切り換え可能となっている。
【０１６４】
インナーロータ５２は、アウターロータ５３よりも外径が小さい扁平な円筒状の部材であり、中心部分が開口した内側壁部３１と、内側支持壁部１３１の周囲に立設された内側周壁部１３２と、矩形板状の永久磁石からなる複数のインナーマグネット１３４とを有している。
【０１６５】
本実施形態では、インナーロータ５２は、スポーク型のロータであり、３２個のインナーマグネット１３４が、周方向に間隔をあけて放射状に並ぶように配置され、内側周壁部１３２に取り付け固定されている。インナーマグネット１３４の間にはロータコア１３３が周方向に配置されている。
【０１６６】
インナーシャフト７１は、円柱状の軸部材であり、内部軸受７３、アウターシャフト７２、及びボールベアリング７１，７２を介して軸受ブラケット７０に回転自在に支持されている。インナーシャフト７１の下端部は、アウターロータ５３に連結されている。インナーシャフト７１の上端部は、パルセータ４０に連結されている。
【０１６７】
アウターシャフト７２は、インナーシャフト７１よりも短く、インナーシャフト７１の外径よりも大きな内径を有する円筒状の軸部材であり、上下の内部軸受７３，７３、インナーシャフト７１、及び外部軸受７４を介して軸受ブラケット７０に回転自在に支持されている。アウターシャフト７２の下端部は、軸支部２４に支持されている。アウターシャフト７２の上端部は、ドラム３０のフランジシャフト３４に連結されている。
【０１６８】
ステータ５１は、アウターロータ５３の内径よりも外径が小さくてインナーロータ５２の外径よりも内径が大きい円環状の部材で形成されている。ステータ５１は、図１１に示すように、複数のティース１６１やコイル１６３などが、樹脂に埋設された状態で備えられている。本実施形態のステータ５１には、２４個のＩ型のティース１６１及びコイル１６３が備えられている。
【０１６９】
ティース１６１は、縦断面がＩ形状を有する薄板状の鉄部材であり、各々が等間隔で放射状に並ぶようにして、ステータ５１の全周に独立した状態で配置されている。ティース１６１の内周側及び外周側の側端部は、その両隅から周方向に鍔状に張り出している。
【０１７０】
ティース１６１には、絶縁材を介して絶縁材で被覆された３本のワイヤを、所定の順序及び構成で連続して巻回することにより、ティース１６１毎にコイル１６３が形成されている。コイル１６３が形成された一群のティース１６１は、各径側端面だけを露出させた状態で、モールド成形によって熱硬化性樹脂に埋設されており、絶縁された状態で一定の配置に固定されている。
【０１７１】
ティース１６１のインナーロータ５２側の端部は、ロータコア１３３と僅かな隙間を隔てて対向し、ティース１６１のアウターロータ５３側の端部は、アウターマグネット１２４と僅かな隙間を隔てて対向するように、ステータ５１、インナーロータ５２、アウターロータ５３が組み付けられている。
【０１７２】
隣接するティース１６１の間には、位置センサ１６４が配設されている。位置センサ１６４は、インナーロータ５２寄りの位置に配設されており、インナーロータ５２の位置を把握するためのものである。
【０１７３】
図１２に示すように、モータ５０には、３相のインバータ１１８が１つ、接続されている。このモータ５０では、ステータ５１のコイル１６３に通電されたとき、ティース１６１のアウター側とインナー側には、同時に、相異なる極が発生し、回転磁界に伴って、アウターロータ５３とインナーロータ５２がそれぞれ独立して回転する。
【０１７４】
このように、ステータ５１をアウターロータ５３とインナーロータ５２とで共用して、１つのインバータ１１８によって、アウターロータ５３とインナーロータ５２を複数の回転モードで回転駆動させることができる。
【０１７５】
（磁極数の切り換え動作）
図１１は、モータの要部を示す平面断面図であり、機械角４５°分の状態を示している。アウターマグネット１２４は、全て切換磁石１２５で構成されている。インナーマグネット１３４は、全て固定磁石１３５で構成されている。
【０１７６】
ここで、切換磁石１２５とは、磁極数切換部としてのコイル１６３に磁化電流を供給したときに、その磁石の極性が反転する磁石である。また、固定磁石１３５とは、コイル１６３に磁化電流を供給しても、その磁石の極性が反転しない磁石である。後述する保磁力の大きさや磁石の種類などに依存する必要はない。ここで、反転する、反転しないとは、磁石全体の極性を示し、一部に逆極があってもトータルの磁束で判別すれば良い。
【０１７７】
本実施形態では、ステータ５１の極数Ｓｔが２４極、インナーロータ５２の極数が３２極、アウターロータ５３の最多の極数が３２極となるように構成され、その比率は、Ｓｔ：ｍ＝３：４となっている。ここで、アウターロータ５３は、着磁によって極数を切り換えることにより、３２極又は１６極に切り換え可能となっている。
【０１７８】
図１１に示す状態では、アウターマグネット１２４は、周方向に間隔をあけてティース１６１側のアウターマグネット１２４の表面がＳ極となるように配置されている。アウターマグネット１２４をこのような配置とすることで、隣接するＳ極のアウターマグネット１２４の間におけるアウターロータ５３のロータヨーク１２２がＮ極となり、アウターロータ５３の磁極数が３２極となる。ここで、ロータヨーク１２２のＮ極の部分に突極構造を持たないため、ロータヨーク１２２とティース１６１の間の磁気抵抗は略同一となる。このような突極構造のないコンシクエント型のロータを用いることにより、振動や騒音を抑えた構成とすることができる。
【０１７９】
図１３に示すように、ロータヨーク１２２のＮ極の部分から出た磁束は、ティース１６１を介してインナーロータ５２側を通り、異なるティース１６１を介してアウターマグネット１２４のＳ極へ入り、ロータヨーク１２２を通ってロータヨーク１２２のＮ極へ戻る。
【０１８０】
ここで、アウターロータ５３の磁極数が３２極の場合には、アウターロータ５３のＮ極のロータヨーク１２２とティース１６１との隙間であるエアギャップが大きいため、誘起電圧が小さくなる。そのため、高速且つ低トルクが必要とされる脱水時には、アウターロータ５３の磁極数を３２極とするのがよい。
【０１８１】
一方、コイル１６３に磁化電流を供給して、アウターマグネット１２４の一部の磁極を反転させ、図１４に示すように、周方向に間隔をあけてＮ極とＳ極とが交互に並ぶように切り換えると、アウターロータ５３の磁極数が１６極となる。
【０１８２】
図１５に示すように、アウターマグネット１２４のＮ極から出た磁束は、ティース１６１を介してインナーロータ５２側を通り、異なるティース１６１を介してアウターマグネットのＳ極へ入り、ロータヨーク１２２を通ってアウターマグネット１２４のＮ極へ戻る。
【０１８３】
ここで、アウターロータ５３の磁極数が１６極の場合には、Ｎ極のアウターマグネット１２４とティース１６１との隙間であるエアギャップが、３２極の場合に比べて小さいため、誘起電圧が大きくなる。そのため、低速且つ高トルクが必要とされる洗濯時には、アウターロータ５３の磁極数を１６極とするのがよい。
【０１８４】
次に、図１１を用いて、アウターマグネット１２４の磁極を３２極から１６極へ切り換える方法について説明する。図１１は３２極であるが、下から１番目の磁石の磁極をＳ極からＮ極に切り換えることにより１６極にすることができる。下から１番目のティース１６１と下から２番目のティース１６１に図１１の矢印で示す方向に磁界が流れるように、コイル１６３に磁化電流を流す。それにより、下から１番目のアウターマグネット１２４の磁極をＳ極からＮ極へ反転させることができる。
【０１８５】
次に、図１４を用いて、アウターマグネット１２４の磁極を１６極から３２極へ切り換える方法について説明する。図１４は１６極であるが、下から１番目の磁石の磁極をＮ極からＳ極に切り換えることにより３２極にすることができる。下から１番目のティース１６１と下から２番目のティース１６１に図１４の矢印で示す方向に磁界が流れるように、コイル１６３に磁化電流を流す。それにより、下から１番目のアウターマグネット１２４の磁極をＮ極からＳ極へ反転させることができる。
【０１８６】
なお、図１４に示すアウターマグネット１２４の配置の場合、下から１番目のアウターマグネット１２４の一部に前の極が残る場合があるが、必要な場合には、アウターロータ５３の角度、コイル１６３に流す磁化電流の相を適宜合わせ、複数回の磁化を行うことにより完全に磁化を反転することは可能である。
【０１８７】
このように、着磁のための磁束の磁路を適切に設定することで、例えば、切換磁石１２５と固定磁石１３５とを、保磁力が同じフェライト磁石で構成した場合でも、切換磁石１２５のみの磁極切り換えを安定して行うことができる。
【０１８８】
なお、切換磁石１２５と固定磁石１３５とを、保磁力が異なる２種類以上の磁石で構成してもよい。例えば、固定磁石１３５の保磁力を、切換磁石１２５の保磁力よりも大きくすることにより、より安定した磁化を得ることができる。また、インナーロータ５２の固定磁石１３５に、希土類磁石を用いることにより、インナーロータ５２とアウターロータ５３とのトルクバランスを、より容易に取ることができる。
【０１８９】
図１６は、固定磁石１３５と切換磁石１２５に保磁力が異なる磁石を使った場合のＢ−Ｈ曲線（磁気ヒステリシス曲線）を示す図である。ここで、コイル１６３に磁化電流を流すことで、＋Ａ以上、−Ａ以下、及び固定磁石１３５の保磁力を超えない磁界を発生させると、図から分かるように、切換磁石１２５の磁極を反転させることが可能である。磁化する電流はパルス電流でよく、数十ｍｓｅｃ程度の時間で磁化が可能である。
【０１９０】
ところで、切換磁石１２５を磁化するのにあたって、コイル１６３に印加する電圧は、磁化電流を大きくするために、できる限り高い方が有利である。また、脱水時のような高速回転を行う場合にも、電圧が高い方がやり易い。しかしながら、洗いや濯ぎなどの洗濯時のような低速回転で高トルクの場合は、高すぎない方が一般的にインバータ１１８の効率が良い。
【０１９１】
そこで、本実施形態では、磁化時及び脱水時には、磁化と同じ電圧をインバータ１１８へ供給する一方、洗濯時には、磁化の電圧より低い電圧をインバータ１１８へ供給するようにしている。これにより、消費電力を低減することができる。
【０１９２】
（回転モードについて）
ここで、コイル１６３に磁化電流を供給して切換磁石１２５の磁極を反転させる磁極数の切り換え動作は、コントローラ６０によって制御される。つまり、コントローラ６０の制御指令に基づいて、アウターロータ５３及びインナーロータ５２を複数の回転モードで回転駆動させるようにしている。
【０１９３】
図１７は、３相モータの回転中の電気角３６０°の間のステータ５１、アウターロータ５３、及びインナーロータ５２の位置を、６つのステップに分けて図示したものであり、アウターロータ５３及びインナーロータ５２が回転する原理を模式的に示している。
【０１９４】
図１７では、アウターロータ５３及びインナーロータ５２は、同極数の３２極であり、その機械角４５°分を示している。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のコイル１６３に駆動電流を流すと、ティース１６１に磁極が発生する。その磁極は、ティース１６１のインナーロータ５２側とアウターロータ５３側とで反対の極となる。
【０１９５】
図１７に示す第１のステップでは、Ｕ相、Ｖ相のティース１６１のインナーロータ５２側がＮ極、Ｗ相のティース１６１のインナーロータ５２側がＳ極となっている。そのため、Ｕ相、Ｖ相のティース１６１のアウターロータ５３側がＳ極、Ｗ相のティース１６１のアウターロータ５３側がＮ極となっている。なお、以下の説明では、ティース１６１のインナーロータ５２側の極についてのみ述べる。
【０１９６】
第１のステップでは、アウターロータ５３とインナーロータ５２は、電気角１８０°ずれた状態で、図１７の右方向に回転する力をトルクとして受けることになる。
【０１９７】
第２のステップでは、Ｖ相のティース１６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ５２側のＵ相のティース１６１がＮ極のままで、Ｖ相のティース１６１がＳ極となり、Ｗ相のティース１６１がＳ極のままで、アウターロータ５３及びインナーロータ５２が右方向へ移動する。
【０１９８】
第３のステップでは、Ｗ相のティース１６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ５２側のＵ相のティース１６１がＮ極、Ｖ相のティース１６１がＳ極のままで、Ｗ相のティース１６１がＮ極となり、アウターロータ５３及びインナーロータ５２が右方向へ移動する。
【０１９９】
第４のステップでは、Ｕ相のティース１６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ５２側のＵ相のティース１６１がＳ極となり、Ｖ相のティース１６１がＳ極、Ｗ相のティース１６１がＮ極のままで、アウターロータ５３及びインナーロータ５２が右方向へ移動する。
【０２００】
第５のステップでは、Ｖ相のティース１６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ５２側のＵ相のティース１６１がＳ極のままで、Ｖ相のティース１６１がＮ極となり、Ｗ相のティース１６１がＮ極のままで、アウターロータ５３及びインナーロータ５２が右方向へ移動する。
【０２０１】
第６のステップでは、Ｗ相のティース１６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ５２側のＵ相のティース１６１がＳ極、Ｖ相のティース１６１がＮ極のままで、Ｗ相のティース１６１がＳ極となり、アウターロータ５３及びインナーロータ５２が右方向へ移動する。
【０２０２】
このように、アウターロータ５３及びインナーロータ５２は、同一方向に同一速度で回転することとなる。本実施形態では、この回転モードを同期回転モードと呼ぶ。なお、負荷や負荷変動によりアウターロータ５３及びインナーロータ５２の位相が多少ずれることはあるが、図１７に示す例では、位相のずれは無いものとして説明している。
【０２０３】
次に、アウターロータ５３の磁極数を切り換えた場合の回転モードについて、図１８を用いて説明する。図１８に示すように、アウターロータ５３は、１６極であり、インナーロータ５２は、３２極である。
【０２０４】
図１８に示す第１のステップでは、Ｕ相、Ｖ相のティース１６１のインナーロータ５２側がＮ極、Ｗ相のティース１６１のインナーロータ５２側がＳ極となっている。そのため、Ｕ相、Ｖ相のティース１６１のアウターロータ５３側がＳ極、Ｗ相のティース１６１のアウターロータ５３側がＮ極となっている。
【０２０５】
第１のステップでは、インナーロータ５２は、図１８の右方向に回転する力をトルクとして受ける。一方、アウターロータ５３は、図１８の左方向に回転する力をトルクとして受ける。
【０２０６】
第２のステップでは、Ｖ相のティース１６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ５２側のＵ相のティース１６１がＮ極のままで、Ｖ相のティース１６１がＳ極となり、Ｗ相のティース１６１がＳ極のままで、インナーロータ５２が右方向へ移動し、アウターロータ５３が左方向へ移動する。
【０２０７】
第３のステップでは、Ｗ相のティース１６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ５２側のＵ相のティース１６１はＮ極、Ｖ相のティース１６１がＳ極のままで、Ｗ相のティース１６１がＮ極となり、インナーロータ５２が右方向へ移動し、アウターロータ５３が左方向へ移動する。
【０２０８】
第４のステップでは、Ｕ相のティース１６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ５２側のＵ相のティース１６１がＳ極となり、Ｖ相のティース１６１がＳ極、Ｗ相のティース１６１がＮ極のままとなり、インナーロータ５２が右方向へ移動し、アウターロータ５３が左方向へ移動する。
【０２０９】
第５のステップでは、Ｖ相のティース１６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ５２側のＵ相のティース１６１がＳ極のままで、Ｖ相のティース１６１がＮ極となり、Ｗ相のティース１６１がＮ極のままで、インナーロータ５２が右方向へ移動し、アウターロータ５３が左方向へ移動する。
【０２１０】
第６のステップでは、Ｗ相のティース１６１の磁極を反転させる。これにより、インナーロータ５２側のＵ相のティース１６１がＳ極、Ｖ相のティース１６１がＮ極のままで、Ｗ相のティース１６１がＳ極となり、インナーロータ５２が右方向へ移動し、アウターロータ５３が左方向へ移動する。このとき、アウターロータ５３の移動量はインナーロータ５２の２倍となっている。
【０２１１】
このように、アウターロータ５３及びインナーロータ５２は、互いに異なる方向に異なる速度で回転することとなる。本実施形態では、この回転モードを相反回転モードと呼ぶ。
【０２１２】
なお、回転モードとしては、本実施形態以外に磁極数の組合せにより同期回転モード、相反回転モードの異なる回転比率や同じ回転比率を構成することができる。このように、同期回転モードや相反回転モードは、同一方向又は異なる方向に異なる速度で回転させることで、任意の回転比率で回転したり、異なるトルクで回転する回転モードも含む。
【０２１３】
以上のように、このモータ５０によれば、インバータが１つの簡単な構成で、アウターロータ５３及びインナーロータ５２を複数の回転モードで回転動作させることができる。つまり、従来のように、２つのロータを独立して回転駆動させるのに必要な複数のインバータ１１８が不要となり、インバータ１１８の規模を小さくして製品のコンパクト化やコスト低減を図ることができる。
【０２１４】
（モータの変形例１）
図１９は、本変形例１のモータの構成を示す平面断面図である。以下、上述した実施形態と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
【０２１５】
図１９に示すように、インナーロータ５２は、スポーク型のロータであり、３２個のインナーマグネット１３４が、周方向に間隔をあけて放射状に並ぶように配置され、内側周壁部１３２に取り付け固定されている。インナーマグネット１３４は、全て固定磁石１３５で構成されている。インナーマグネット１３４の間にはロータコア１３３が周方向に配置されている。
【０２１６】
アウターロータ５３は、ＳＰＭ型のロータであり、３２個のアウターマグネット１２４が、周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置され、ロータヨーク１２２の内面に固定されている。
【０２１７】
ここで、アウターマグネット１２４は、切換磁石１２５と固定磁石１３５とで構成されている。具体的に、図１９に示す５個のアウターマグネット１２４のうち、下から１番目、２番目、５番目の磁石は、切換磁石１２５で構成されている。そして、下から３番目、４番目の磁石は、固定磁石１３５で構成されている。つまり、隣接する２個の磁石が同一機能の磁石で構成されている。
【０２１８】
そして、コイル１６３に磁化電流を供給して、全ての切換磁石１２５の磁極を反転させると、図２０に示すように、下から１番目、５番目の切換磁石１２５がＳ極からＮ極に反転し、下から２番目の切換磁石１２５がＮ極からＳ極に反転する。このように、隣接する２つのＳ極の磁石の組と、隣接する２つのＮ極の組とが、周方向に交互に並ぶように切り換わることで、アウターロータ５３の磁極数が１６極となる。
【０２１９】
ここで、アウターロータ５３の磁極数が３２極の場合に、コイル１６３に駆動電流を供給すると、図１９に矢印で示すように、アウターロータ５３及びインナーロータ５２は、両方とも、時計回り方向に回転する。つまり、同期回転モードで回転駆動させることができる。
【０２２０】
一方、アウターロータ５３が１６極の場合に、コイル１６３に駆動電流を供給すると、図２０に矢印で示すように、アウターロータ５３が反時計回り方向に回転し、インナーロータ５２が時計回り方向に回転する。つまり、相反回転モードで回転駆動させることができる。
【０２２１】
なお、インナーマグネット１３４及びアウターマグネット１２４の数は、一例であり、特にこの形態に限定するものではない。また、アウターマグネット１２４を切換磁石１２５と固定磁石１３５とで構成しているが、全て切換磁石１２５で構成しても構わない。この場合には、任意の半分の切換磁石１２５の磁極のみを反転させることで、磁極数を切り換えることができる。このようにすれば、切換磁石１２５と固定磁石１３５とを区別することなく、着磁切り換えを行うことができる。
【０２２２】
（モータの変形例２）
図２１は、本変形例２のモータの構成を示す平面断面図である。図２１に示すように、インナーロータ５２は、埋込式のＳＰＭ型のロータであり、３２個のインナーマグネット１３４が、周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置され、内側周壁部１３２に埋め込まれている。インナーマグネット１３４は、全て固定磁石１３５で構成されている。
【０２２３】
アウターロータ５３は、ＳＰＭ型のロータであり、３２個のアウターマグネット１２４が、周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置され、ロータヨーク１２２の内面に固定されている。なお、アウターマグネット１２４は、切換磁石１２５と固定磁石１３５とで構成されているが、その配置は、変形例１と同様であるため、説明を省略する。
【０２２４】
（モータの変形例３）
図２２は、本変形例３のモータの構成を示す平面断面図である。図２２に示すように、インナーロータ５２は、埋込式のＳＰＭ型のロータであり、３２個のインナーマグネット１３４が、周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置され、内側周壁部１３２に埋め込まれている。インナーマグネット１３４は、全て固定磁石１３５で構成されている。
【０２２５】
アウターロータ５３は、コンシクエント型のロータであり、１６個のアウターマグネット１２４が、周方向に間隔をあけてＳ極が並ぶように配置され、ロータヨーク１２２の内面に固定されている。アウターマグネット１２４は、全て切換磁石１２５で構成されており、切換磁石１２５の磁極を反転させることで、アウターロータ５３の磁極数を、１６極と３２極との間で切り換え可能となっている。なお、切換磁石１２５の磁極の反転動作については、実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０２２６】
＜取り付け構造の更なる詳細＞
インナーロータ５２は、外部軸受７４に接触することなく、そして、アウターシャフト７２に対して位置ズレしないように、アウターシャフト７２に取り付けられている。
【０２２７】
図２３に示すように、アウターシャフト７２は、ドラム３４側に位置する外部軸受７４が軸支している部分７２ｃの外径Ｒ１と、図２４に示すように、ドラム３４とは反対側に位置する外部軸受７４（ボールベアリング７４）が軸支している部分７２ｄの外径Ｒ２とが同径になるように形成されている。
【０２２８】
アウターシャフト７２は、複数の部材を組み合わせることにより構成されているのではなく、一部材（一部品）から構成されている。
【０２２９】
図２５に示すように、アウターシャフト７２の、ドラム３４側（先端側）に位置する先端側端部７２ａ、及び、ドラム３４とは反対側（基端側）に位置する基端側端部７２ｂ付近には、それぞれ、外周面にセレーション加工が施された嵌合部位を有する取付部７２ｅが形成されている。基端側端部７２ｂの取付部７２ｅにインナーロータ５２の軸孔が挿入されることにより、インナーロータ５２がアウターシャフト７２に装着されている。
【０２３０】
そして、アウターシャフト７２の基端側端部７２ｂにナットＮを締結することにより、図２４に示すように、アウターシャフト７２にインナーロータ５２が取付固定されている。尚、アウターシャフト７２の下面とナットＮの上面との間には、ナットＮの緩み止めとして機能するワッシャＷが挟持されている。
【０２３１】
アウターシャフト７２の基端側部分の外周面には、円周方向に沿って凹設された２つの溝部１５２，１５３が間隔を隔てて設けられている。
【０２３２】
図２４に示すように、先端側に位置する溝部１５３には、ゴムリング１７５が嵌入されている。このゴムリング１７５は、ボールベアリング７４の上端部に当接する。
【０２３３】
基端側に位置する溝部１５２には、止め輪１８１が嵌入されている。止め輪１８１は、いわゆるＣ形止め輪であり、平面視で略Ｃ字状の形状を有している。止め輪１８１は、溝部１５２に嵌入して固定されたときに、アウターシャフト７２の外周面から外方に突出して、当接部８０を構成している。すなわち、止め輪８１は、溝部１５２の深さよりも大きい幅を有している。
【０２３４】
止め輪１８１によって構成された当接部８０とボールベアリング７４との間には、軸方向に所定の間隔が設けられている。
【０２３５】
インナーロータ５２にアウターシャフト７２を挿入したときに、当接部８０にインナーロータ５２が当接するように構成されており、インナーロータ５２は、ナットＮが締結された状態では、当接部８０とナットＮとの間に挟持されている。
【０２３６】
（変形例）
図２６，図２７に、アウターシャフトへのインナーロータの取り付け構造の変形例を示す。
【０２３７】
上述したように、アウターシャフト７２は、軸支部２４に上下に離れて配置された２つの外部軸受７４を介して、ベアリングハウジング２３ａに回転自在に支持されている。
【０２３８】
本変形例では、これら外部軸受７４（アウターレース１７４ａ）は、ベアリングハウジング２３ａに圧入して固定されており、アウターシャフト７２は、これら外部軸受７４（インナーレース１７４ｂ）に隙間嵌めされている。
【０２３９】
これら外部軸受７４のうち、前側の外部軸受７４（前軸受７４Ｆ）は後側の外部軸受７４（後軸受７４Ｒ）よりもサイズの大きな支持安定性に優れた軸受が用いられている。前軸受７４Ｆの方が後軸受７４Ｒよりも大きな負荷が加わるため、前軸受７４Ｆを相対的に大きくすることで、安定した支持ができ、振動や騒音を抑制できる。
【０２４０】
アウターシャフト７２の前端部分は、軸支部２４から前方に突出し、水槽２０の内部に位置している。そのアウターシャフト７２の前端部分に、フランジシャフト３４を介してドラム３０が取り付けられている。アウターシャフト７２の前端部分と、フランジシャフト３４との間には、セレーションや凹凸嵌合などからなる回り止め構造が設けられていて、アウターシャフト７２とフランジシャフト３４は回転不能に固定されている。
【０２４１】
そうして、ドラム３０の内部に突出したインナーシャフト７１の前端部に、アウターシャフト７２と同様に、回り止め構造を介して、パルセータ４０が回転不能に固定されている。
【０２４２】
一方、アウターシャフト７２の後端部分は、軸支部２４から後方に突出しており、そのアウターシャフト７２の後端部分を、インナーロータ５２の軸孔に挿入することで、インナーロータ５２がアウターシャフト７２に接続されている。また、アウターシャフト７２の後端から突出したインナーシャフト７１の後端部をアウターロータ５３の軸孔に挿入することで、アウターロータ５３がインナーシャフト７１に接続されている。
【０２４３】
二重シャフト７０を軸支部２４へ取り付ける際には、外部軸受７４が固定されている軸支部２４に、アウターシャフト７２を前方から挿入することによって行われる。そのため、図２６にも示すように、前軸受７４Ｆの内径は後軸受７４Ｒの内径以上の大きさとなっている。それに合わせて、アウターシャフト７２は、その前端部分と後端部分との間の本体部分に、前軸受７４Ｆに嵌合（隙間嵌め）する外径を有する大径部１７２ａと、後軸受７４Ｒに嵌合（隙間嵌め）する、大径部１７２ａより小さい外径を有する小径部１７２ｂとを有している。大径部１７２ａは、小径部１７２ｂの前方に連なって位置している。
【０２４４】
挿入後端側である、アウターシャフト７２の前端部分は、大径部１７２ａよりも大きな外径を有しており、その前端部分と大径部１７２ａとの境目には、アウターシャフト７２の後方への移動を規制する円環状の前側段差１７２ｃが設けられている。また、大径部１７２ａと小径部１７２ｂとの境目にも、アウターシャフト７２の後方への移動を規制する円環状の後側段差１７２ｄが設けられている。
【０２４５】
前軸受７４Ｆは、前側段差１７２ｃに当接し、後軸受７４Ｒは、後側段差１７２ｄに当接することにより、アウターシャフト７２は軸支部２４に位置決めされている。
【０２４６】
そして、挿入先端側である、アウターシャフト７２の後端部分は、小径部１７２ｂの外径以下の外径が必要なため、このアウターシャフト７２の後端部分は、小径部１７２ｂよりも小さい外径に形成されている（ロータ接続端１７２ｅともいう）。ロータ接続端１７２ｅを小径部１７２ｂよりも小さい外径にすることで、後軸受７４Ｒや前軸受７４Ｆへのアウターシャフト７２の挿入が容易になるため、作業性に優れる。
【０２４７】
そのように軸支部２４にアウターシャフト７２が支持されることによって、軸支部２４から後方に突出したロータ接続端１７２ｅに、隙間保持リング８０、インナーロータ５２、固定具９０が取り付けられている。
【０２４８】
具体的には、ロータ接続端１７２ｅには、小径部１７２ｂに連なって回り止め構造を有する装着部１７２ｆが設けられている。この装着部１７２ｆに、インナーロータ５２の軸孔が抜き差し可能に挿入されることにより、隙間保持リング８０を介してインナーロータ５２が装着されている。
【０２４９】
隙間保持リング８０は、後軸受７４Ｒのインナーレース１７４ｂに接触し、後軸受７４Ｒのアウターレース１７４ａには接触しない外径を有する肉厚な金属リングであり、インナーロータ５２に先立って装着部１７２ｆに装着されている。この隙間保持リング８０を介して、インナーロータ５２が装着部１７２ｆに装着されている。それにより、インナーロータ５２は、アウターシャフト７２とともに、ベアリングハウジング２３ａに回転自在に支持されている。
【０２５０】
ロータ接続端１７２ｅの装着部１７２ｆよりも突端側には、外周に雄ネジが形成された雄ネジ部１７２ｇが設けられている。この雄ネジ部１７２ｇに、固定具９０が締結して固定されている。
【０２５１】
図２７に示すように、固定具９０は、雄ネジ部１７２ｇに嵌合する雌ネジが形成された雌ネジ部９１ａを有する固定基部９１と、雌ネジ部９１の周囲に配置される複数の固定ロッド９２（本実施例では６個）と、を有している。固定基部９１には、雌ネジ部９１ａの周りに等間隔で、雌ネジ部９１ａと平行に延びる複数のロッド孔９１ｂが形成されており、これらロッド孔９１ｂに固定ロッド９２が取り付けられている。
【０２５２】
各固定ロッド９２の外周には雄ネジが形成されており、各ロッド孔９１ｂにはその雄ネジに嵌合する雌ネジが形成されている。それにより、固定ロッド９２は、回転軸Ｊに沿ってスライド可能となっている。
【０２５３】
従って、これら固定ロッド９２をロッド孔９１ｂにねじ込むことにより、軸方向の外側（ロータ接続端１７２ｅの突端側）からインナーロータ５２に圧着力を加えることができ、インナーロータ５２は、隙間保持リング８０に圧着されて、アウターシャフト７２に固定されている。
【０２５４】
インナーロータ５２は複数カ所を押さえ付けて固定されているので、支持強度の向上が図れ、軸方向の位置ずれや緩みの発生を防止でき、振動や騒音を抑制できる。軸周りの離れた箇所を押さえ付けているので、支持安定性も優れる。しかも、支持箇所が均等に配置されているので、支持安定性がよりいっそう優れている。
【０２５５】
各固定ロッド９２の押し込み量を変えることができるので、精度の高い支持バランスを確保することができるし、緩みが発生しても容易に調整できる。
【０２５６】
＜洗濯機の応用例＞
全自動式の洗濯機では、洗いや濯ぎ、脱水などの行程が連続して行われる。前述した特許文献３のような洗濯機の場合、回転槽と撹拌体とは、各行程で異なる回転数や回転方向で回転されるため、これらを回転駆動するモータには、その状態に応じたモータ出力が要求される。
【０２５７】
例えば、洗いや濯ぎ行程では、洗濯物だけでなく洗浄水も回転槽に収容されているため、回転槽及び撹拌体を駆動するモータには高トルクが要求される。その一方で、洗浄水が除去される脱水行程では、モータに高トルクは要求されないものの、高回転が要求される。更に、洗いや濯ぎ行程では、流動性を高めるために、回転槽と撹拌体との回転方向や回転数は変更される場合があるのに対し、脱水行程では、回転槽と撹拌体とは同じ方向に同じ回転数で一体的に回転駆動されるのが普通である。
【０２５８】
また、ロータに取り付けられているマグネットの着磁量を変更し、各行程に合わせてモータの出力性能を可変させる処理が行われる場合、着磁の際には、モータに大きな着磁電流を供給する必要がある。
【０２５９】
そのため、二重軸構造のシャフトを介して回転槽と撹拌体とを同時に回転制御する洗濯機を安定して作動させるためには、大きな電源電圧を供給するのが好ましいが、一般的な家庭用の洗濯機では、定格出力の商用電源電圧が用いられるため、上限がある。また、海外では、商用電源電圧自体が不安定な地域も存在するため、世界中の広範囲に洗濯機を提供するには、そのような地域でも洗濯機が安定して作動できるようにする必要がある。
【０２６０】
そこで、本応用例の洗濯機では、電源電圧が様々であっても、二重軸構造のシャフトを介して回転槽と撹拌体とを回転させるモータを安定的に駆動制御でき、世界中の広範囲で使用できるように構成されている。
【０２６１】
（本洗濯機の基本的構成）
図１等に示した洗濯機１と同様に構成されている。洗濯方式も、図７や図８に示したように、ドラム３０とパルセータ４０の回転方向を対向させることにより、それぞれの機械力を合成させ、洗濯物に効果的に付与できるようにしている。従って、同じ構成には同じ符号を用いてその説明は省略する。
【０２６２】
ただし、この洗濯機１では、主に一般家庭向けに設計されており、１００Ｖや２００Ｖ等、定格の商用交流電源に接続して使用される。更に、洗濯機１は、ワールドワイドな使用が想定されており、使用される国や地域によっては、商用電源電圧自体が不安定な場合もある。そのため、この洗濯機１は、そのような異なった定格の商用交流電源や、商用交流電源が不安定な場合でも安定して使用できるように工夫されている。
【０２６３】
コントローラ６０は、各行程でのドラム３０及びパルセータ４０の駆動状態に合わせて行われるモータ５０の着磁を制御する。
【０２６４】
図２８に示すように、ステータ５１は、金属板を積層して構成されたステータコア５１ａや、ステータコア５１ａに導線を巻き付けて構成され、周方向に等間隔で並ぶ複数のコイル５１ｂなどを有している。ステータ５１は、水槽２０のベアリングハウジング２３ａの後面に取り付けられている。
【０２６５】
アウターロータ５３は、扁平な有底円筒状の部材であり、ステータ５１と対向しているその周壁の内面には、磁極（Ｎ極及びＳ極）が周方向に交互に並ぶように、複数の矩形板状のマグネット５４が等間隔で配置されている。これらマグネット５４は、着磁状態の変更が可能な、すなわち、着磁によって磁極の方向や着磁量を可逆的に変更できるアルニコ磁石等で構成されている（着磁対応マグネット５４）。
【０２６６】
インナーロータ５２は、アウターロータ５３よりも外径が小さい扁平な部材であり、ステータ５１と対向しているその周壁の外面には、磁極（Ｎ極及びＳ極）が周方向に交互に並ぶように、複数の矩形板状のマグネット５５が等間隔で配置されている。アウターロータ５３と異なり、これらマグネット５５は、着磁状態の変更が不能な、高い保磁力を有するネオジム磁石等で構成されている（着磁非対応マグネット５５）。
【０２６７】
（電源回路８０）
モータ５０には、外部の商用交流電源から供給される電力で駆動できるように、電源回路８０が付設されている。図２９に示すように、電源回路８０は、一端にコンセント８１を有する一対の電気ケーブル８２，８２に接続されており、プラグ介して外部の商用交流電源と電気的に接続される。モータ５０には、この電源回路８０を通じて電力が供給される。
【０２６８】
電源回路８０は、一対の電気ケーブル８２，８２に直列に配置された整流回路８３、昇圧回路８４、キャパシタ８５、インバータ回路８６などで構成されており、コントローラ６０の制御に従って、モータ５０に、制御された所定の複合電流（３相及び６相の電流が混在）を供給する。
【０２６９】
整流回路８３は、ブリッジ整流回路などで構成された一般的な回路であり、電源回路８０の電源側に配置されている。整流回路８３により、商用交流電源が整流されて直流電圧が生成される。電源回路８０における整流回路８３よりも電源側には、交流位相検出手段８７が設置されている。交流位相検出手段８７は、商用交流電源の位相を検出する。
【０２７０】
昇圧回路８４は、整流回路８３で整流された直流電圧の昇圧が可能な一般的な回路であり、リアクトルや短絡回路等で構成されている。昇圧回路８４は、整流回路８３のモータ側に隣接して設置されている。昇圧回路８４と一方の電気ケーブル８２との間には、第１電流検出抵抗８８及び第１電流検出手段８９が設置されている。第１電流検出手段８９は、第１電流検出抵抗８８の両端の電圧から昇圧回路８４に流れる電流量を検出する。
【０２７１】
昇圧回路８４で供給される電圧を昇圧できるので、商用電源電圧の定格出力が、モータ５０の駆動に必要な電圧を下回っている場合や、商用交流電源が不安定で、モータ５０の駆動に必要な電圧を下回ることが発生する場合であっても、インバータ回路８６に一定の電圧を安定して供給することができる。
【０２７２】
また、昇圧回路８４を設けることにより、異なる電源電圧に対してもモータへの出力電圧を一定に調整できるようになるので、１００Ｖ系及び２００Ｖ系の両定格出力に対応するワールドワイドな対応が可能になり、洗濯機１の利便性が向上する。
【０２７３】
更に、昇圧回路８４は、力率改善回路としても兼用できるので、力率の改善も行える。
【０２７４】
また、モータの最大回転数は、供給電圧によって上限値が制限されているため、昇圧により、モータの最大回転数を上昇させることができる。
【０２７５】
キャパシタ８５は、蓄電機能を有する一般的な部材であり、昇圧回路８４とインバータ回路８６との間に設置されている。キャパシタ８５により、インバータ回路８６に供給される電圧を安定化できる。キャパシタ８５のモータ側には、電圧検出抵抗９０及び電圧検出手段９１が隣接して設置されている。電圧検出手段９１は、昇圧回路８４で昇圧された電圧を検出する。
【０２７６】
インバータ回路８６は、電源回路８０のモータ側に配置されており、３本の出力ケーブル９２を介してモータ５０のステータ５１に接続されている。インバータ回路８６には、第２電流検出抵抗９３及び第２電流検出手段９４が設置されている。具体的には、図７に概念的に示すように、第２電流検出抵抗９３が、いずれか１つの出力ケーブル９２の出力経路に設置されていて、第２電流検出手段９４は、第２電流検出抵抗９３の両端の電圧からインバータ回路８６に流れる電流を検出する。
【０２７７】
インバータ回路８６は、コントローラ６０の制御に基づいて、電力（電流）の波形を調整し、複合電流をモータ５０に出力する。この複合電流により、アウターロータ５３及びインナーロータ５２の各々が独立して駆動可能となっている。
【０２７８】
電源回路８０は、コントローラ６０によって制御される。コントローラ６０には、昇圧回路８４の出力周波数を制御するタイマー６１、昇圧回路８４の出力量を演算して決定する昇圧量決定部６２、インバータ回路８６の出力量を演算して決定するインバータ出力決定部６３、着磁制御部６４などが備えられている。
【０２７９】
例えば、コントローラ６０による電源回路８０の制御により、洗いや濯ぎ、脱水等の各行程でのモータ５０の駆動状態に応じて、モータ５０に出力される電圧が調整されるように設計されている。すなわち、各行程での運転パターンに最適な電圧が予め設定されており、各行程で運転パターンが変更される度に、供給電圧がその設定電圧となるように、昇圧量決定部６２で、昇圧回路８４の出力量が、電圧検出手段９１で検出される電圧値に基づいて決定される。
【０２８０】
また、昇圧回路８４は、力率改善回路としても利用されている。すなわち、交流位相検出手段８７で検出される電力の位相と、電圧検出手段９１で検出される電圧値と、第２電流検出手段９４で検出される電流値とに基づいて、電流の歪みを改善し、力率が向上するように、昇圧量決定部６２で昇圧回路８４の出力量が決定される。
【０２８１】
更に、出力効率を向上させるために、昇圧量決定部６２で決定される昇圧回路８４の出力量に応じて、タイマー６１により、昇圧回路８４のスイッチング周波数が変更されるようになっている。すなわち、出力効率が向上するように、昇圧回路８４の出力量の大小の変化に応じて、スイッチング周波数が高低に変更される。
【０２８２】
（着磁）
この洗濯機１では、着磁制御部６４の制御により、各行程でのドラム３０及びパルセータ４０の駆動状態に合わせてモータ５０の着磁が行われる。
【０２８３】
すなわち、この洗濯機１では、１つのインバータ回路８６で複合電流を生成して、モータ５０のインナーロータ５２及びアウターロータ５３の各々の回転を制御しているため、これらの回転方向を独立して制御するためには、インナーロータ５２及びアウターロータ５３の各マグネット５４，５５の少なくともいずれか一方（この洗濯機１では、着磁対応マグネット５４）の着磁状態を変更する必要がある。
【０２８４】
例えば、ドラム３０とパルセータ４０の回転方向を、同一方向から逆方向に、また、逆方向から同一方向に変更する場合には、着磁対応マグネット５４の磁極（Ｎ極とＳ極）を切り換える必要がある。
【０２８５】
また、洗いや濯ぎ行程では、洗濯物だけでなく洗浄水もドラム３０に収容されているため、ドラム３０やパルセータ４０の回転には高トルクが要求される。そのため、着磁対応マグネット５４には高磁力が必要となる。それに対し、脱水行程では、これらの回転に高トルクは要求されないものの、高回転が要求される。着磁対応マグネット５４の磁力が高いと、高回転では、大きな回転抵抗が生じてエネルギーロスや騒音、振動を招くため、着磁対応マグネット５４の磁力は低い方が好ましい。
【０２８６】
そのため、この洗濯機１では、コントローラ６０が、洗い行程の前にモータ５０を着磁することにより、ドラム３０とパルセータ４０とが逆方向に回転するように、着磁対応マグネット５４の磁極を切り換える処理や、アウターロータ５３で高トルクが得られるように、着磁対応マグネット５４の着磁量を増大させる処理を実行するように設定されている。また、洗い行程中に回転方向を変更する場合には、その際にも磁極を切り換える処理が実行される。
【０２８７】
また、コントローラ６０は、脱水行程の前にモータ５０を着磁することにより、ドラム３０とパルセータ４０とが同じ方向に回転するように、着磁対応マグネット５４の磁極を切り換える処理や、着磁対応マグネット５４の着磁量を減少させる処理を実行するように設定されている。脱水行程前の濯ぎ行程で回転方向が変更される場合には、その際に磁極を切り換える処理が実行され、脱水行程の前に減磁処理が実行される。
【０２８８】
着磁する時には、パルス状の大きな着磁電流をモータ５０に供給する必要がある。それに対し、商用電源電圧だけでは、着磁電流の供給に必要な電圧（着磁電圧）を確保できない場合が多い。そのため、この洗濯機１では、そのような場合に、着磁制御部６４が、昇圧回路８４で電圧を昇圧し、着磁電圧が確保できるように構成されている。
【０２８９】
具体的には、着磁の際、第２電流検出手段９４で検出される電流値に基づいて、所定の着磁電流が流れるように、また、電圧検出手段９１で検出される電圧値に基づいて、着磁電圧が一定になるように、昇圧量決定部６２で昇圧回路８４の出力量が決定される。
【０２９０】
そして、着磁に必要な電力が効率的に供給できるように、着磁のタイミングが制御される。
【０２９１】
すなわち、整流回路８３で整流された後は、図３０に細実線で示すように、一定周期で連続する波形（全波整流波形）の電圧が出力される。それに対し、着磁では、大きな着磁電流がパルス状に出力されるため、電圧波形との関係で着磁電流を流すタイミングによってその効率に差が生じる。
【０２９２】
そこで、この洗濯機１では、着磁制御部６４により、最適なタイミングで着磁が行われるように、図３０に太実線で示すように、電圧の位相に合わせて着磁電流の生成が行われる。具体的には、図３０の矢印で示すように、交流位相検出手段８７で検出される位相が基準位相θｓと一致するタイミングで、着磁電流の供給が開始されて、第２電流検出手段９４で検出される電流が、基準時間ｔｓで基準電流値Ｉｓに達するように、インバータ出力決定部６３でインバータ回路８６の出力量が決定される。なお、基準位相θｓ、基準時間ｔｓ、及び基準電流値Ｉｓは、着磁制御部６４に予め設定されている。
【０２９３】
従って、この洗濯機１によれば、電源電圧が様々であっても、二重シャフト７０を介してドラム３０とパルセータ４０とを回転させるモータ５０を安定的に駆動制御できるので、世界中の広範囲で使用できる。
【０２９４】
なお、この応用例の洗濯機では、１つのデュアルモータ５０を用いた洗濯機を例示したが、デュアルモータ５０の代わりに通常のモータ２つを使用してもよい。
【０２９５】
具体的には、１つのステータの内側又は外側に、１つのロータを有するモータ、すなわちインナーロータ型又はアウターロータ型のモータを、デュアルモータ５０に代えて２つ設置する。
【０２９６】
例えば、２つのステータを、背中合わせに配置された内外二層のダブルステータ構造とし、そのダブルステータ構造の内側と外側とに、それぞれインナーロータ及びアウターロータを配置したモータであれば、簡単にデュアルモータ５０に代替できる。このモータは、機能的には、独立した２つのモータを回転軸Ｊの周囲に並んで配置したのと同じである。もちろん、通常のモータを２つ個別に設置してもよい。
【０２９７】
そして、電源回路８０には、インバータ回路８６に代えて、２つのインバータ回路を並列に設置し、これらインバータ回路で、モータを個別に駆動制御する。この場合、ドラム３０及びパルセータ４０を個別に回転制御できるので、着磁制御が不要になる。また、インバータ回路が２つになる分、電源回路８０が複雑化するが、普通のモータを使用するので、調達が容易な利点がある。
【０２９８】
＜別の実施形態＞
本実施形態では、縦型洗濯機への適用例を示す。
【０２９９】
図３１に、本実施形態の洗濯機１’を示す。この洗濯機１’もまた全自動式の洗濯機である。洗濯機１’は、縦長な矩形箱状の筐体１０２を有し、その上部に、蓋１０３で開閉する投入口１０４が形成されている。洗濯物の出し入れは、この投入口１０４を通じて行われる。投入口１０４の後方には、ユーザーが操作する各種スイッチや表示部が設けられている。
【０３００】
筐体１０２の内部には、水槽１１０、ドラム１１１、モータ５０、パルセータ４０、バランサ１１４、コントローラ１１５などが設置されている。水槽１１０は、貯水可能な有底円筒状の容器であり、開口を上方の投入口１０４に向けた状態で、複数の吊し部材１１６によって筐体１０２の内部に懸架されている。水槽１１０の内部には、不図示の注水機構を通じて注水可能となっている。水槽１１０の下部には、バルブ１１７ａで開閉制御される排水管１１７が連結されており、不要な水は、この排水管１１７を通じて洗濯機１’の外部に排水される。
【０３０１】
ドラム１１１は、水槽１１０よりもひとまわり小さい、洗濯物を受け入れる有底円筒状の容器である。ドラム１１１は、その開口を投入口１０４に向けて、鉛直方向に延びる縦軸Ｊまわりに回転可能な状態で水槽１１０に収容されている。洗濯物の処理は、全てこのドラム１１１の内部で実行される。ドラム１１１の円筒形状をした周壁には、多数の水抜孔１１１ａが全面にわたって形成されている（図では一部のみ図示）。
【０３０２】
ドラム１１１の開口部には、バランサ１１４が設置されている。バランサ１１４は、内部に複数のボールや粘性流体を収容した円環状の部材であり、ドラム１１１の回転時に洗濯物の偏りによって生じる重量バランスの不均衡を調整する。
【０３０３】
ドラム１１１の底部には、上述したパルセータ４０が設置されており、水槽１１０の底部には、上述したモータ５０が設置されている。
【０３０４】
この洗濯機１’においても、洗い時に、洗浄水を少量にして、ドラム１１１とパルセータ４０の突出部の機械力を合成して洗濯物に作用させることができるので、従来のもみ洗いの作用が得られなくても、ドラム式洗濯機でのたたき洗い様の作用と、洗濯物の移動による擦り合わせ作用とが得られる。洗濯物が混ぜ合わされることで、洗いムラも低減できる。従って、洗浄力の向上や洗浄時間の短縮が図れる。
【符号の説明】
【０３０５】
１  洗濯機
１０  筐体
１２  投入口
２０  水槽
３０  ドラム（回転槽）
４０  パルセータ（撹拌体）
５０  モータ（モータ）
６０  コントローラ（制御装置）
７０  二重シャフト
Ｊ  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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