(57)【要約】【課題】洗濯機のクラッチ装置を駆動するギヤードモータにおいて、リレーやクラッチ要素を含まず、出力軸の回転角度に応じて外部端子からみた抵抗値を切り換えることで、簡単で安価に複数段階の停止保持を可能とするギヤードモータを実現する。【解決手段】減速歯車８ａ、８ｂを介してモータ４の回転力を伝達する出力軸２をワンウェイクラッチ９により一方向回転に規制し、出力軸２に連結して回転するカム１０により複数の接点１１を操作し、接点１１の端子に抵抗器１２を接続するとともに外部端子を接続する。出力軸２の回転角度に応じて外部端子からみた抵抗値を切り換えるよう構成する。【選択図】  図１
2004201773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減速機構を介してモータの回転力を伝達する出力軸と、前記出力軸を一方向回転に規制する逆転防止機構と、前記出力軸に連結して回転するカムと、前記カムにより操作される複数の接点と、抵抗器を接続した前記接点の端子に接続した外部端子とを備え、前記出力軸の回転角度に応じて外部端子からみた抵抗値を切り換えるよう構成したギヤードモータ。
【請求項２】
請求項１記載のギヤードモータの外部端子に接続して抵抗値の変化を電圧に変換して回転角度を検知する検知回路を有し、所要角度の電圧になるとモータへの通電を停止するよう構成したギヤードモータの制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のギヤードモータの外部端子に接続して抵抗値の変化を電圧に変換して回転角度を検知する検知回路を有し、所要角度の電圧を検知してから一定時間通電するよう構成したギヤードモータの制御装置。
【請求項４】
所要角度に対応する登録データと比較して合致しないときは、モータへの通電を停止し異常報知するようにした請求項２または３記載のギヤードモータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯機のクラッチ装置を駆動するギヤードモータおよびその制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、全自動洗濯機では、洗いやすすぎ時に洗濯兼脱水槽の回転をフリーの状態にして洗浄性を向上し、布傷みや洗いむらなどを防止する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このためには、洗濯兼脱水槽に連結する脱水軸とパルセータに連結する洗濯軸を内包したクラッチ装置の切り換えにおいて２段に引っ張るギヤードモータを用いるのが一般的である。
【０００４】
このギヤードモータは内蔵するモータで回転し、互いに異なる円周半径を有し、同軸上に連結された上部下部２つの出力カムと、この出力カムの回転によりリレー接点をオンオフさせる二重接点と、この二重接点と接続される外部接続端子を備えている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−５７１８７号公報
【特許文献２】
特開平９−２５３３８７号公報（第６−７頁、図９、図１０）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成では、ギヤードモータに多くの外部接続端子が必要となり、ギヤードモータにリレー接点を内蔵し、駆動回路に３端子双方向性サイリスタを２回路用いているため、複雑で高価になるという問題があった。
【０００７】
また、引っ張りストローク（回転角度）が所定の位置まで到達しているか、マイクロコンピュータ側で確認できないために期待した機器の動作が得られない場合があるという問題もあった。
【０００８】
さらに、多数の回転角度を検出するために接点が増えれば、外部端子やこれに対応する入力回路も増えてしまうという問題もでてくる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、リレーやクラッチ要素を含まず、出力軸の回転角度に応じて外部端子からみた抵抗値を切り換えることで、簡単で安価に複数段階の停止保持を可能とするギヤードモータを実現することを第１の目的としている。
【００１０】
また、ギヤードモータの出力軸の回転角度を知り、所望の移動量で停止できるようにすることを第２の目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために本発明は、減速機構を介してモータの回転力を伝達する出力軸を逆転防止機構により一方向回転に規制し、出力軸に連結して回転するカムにより複数の接点を操作し、接点の端子に抵抗器を接続するとともに外部端子を接続し、出力軸の回転角度に応じて外部端子からみた抵抗値を切り換えるよう構成したギヤードモータである。
【００１２】
これにより、リレーやクラッチ要素を含まず、出力軸の回転角度に応じて外部端子からみた抵抗値を切り換えることができ、簡単で安価に複数段階の停止保持を可能とするギヤードモータを実現することができる。
【００１３】
また、上記第２の目的を達成するために、上記ギヤードモータの外部端子に接続して抵抗値の変化を電圧に変換して回転角度を検知する検知回路を有し、所要角度の電圧になるとモータへの通電を停止するよう構成したギヤードモータの制御装置である。
【００１４】
これにより、ギヤードモータの出力軸の回転角度を知ることができるので、所望の移動量で停止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、減速機構を介してモータの回転力を伝達する出力軸と、前記出力軸を一方向回転に規制する逆転防止機構と、前記出力軸に連結して回転するカムと、前記カムにより操作される複数の接点と、抵抗器を接続した前記接点の端子に接続した外部端子とを備え、前記出力軸の回転角度に応じて外部端子からみた抵抗値を切り換えるよう構成したギヤードモータであり、リレーやクラッチ要素を含まず、出力軸の回転角度に応じて外部端子からみた抵抗値を切り換えることができ、簡単で安価に複数段階の停止保持を可能とするギヤードモータを実現することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のギヤードモータの外部端子に接続して抵抗値の変化を電圧に変換して回転角度を検知する検知回路を有し、所要角度の電圧になるとモータへの通電を停止するよう構成したギヤードモータの制御装置であり、ギヤードモータの出力軸の回転角度に応じて切り換わる抵抗値からの電圧変化を検知することで、出力軸の回転角度を知ることができるので、所望の移動量で停止することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載のギヤードモータの外部端子に接続して抵抗値の変化を電圧に変換して回転角度を検知する検知回路を有し、所要角度の電圧を検知してから一定時間通電するよう構成したギヤードモータの制御装置であり、ギヤードモータの出力軸の回転角度に応じて切り換わる抵抗値からの電圧変化を検知することで、出力軸の回転角度を知ることができ、出力軸の回転速度が一定であれば、さらに一定時間通電することで、カムの回転角度に追加した所望の移動量で停止することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、上記請求項２または３に記載の発明において、所要角度に対応する登録データと比較して合致しないときは、モータへの通電を停止し異常報知するようにしたものであり、ギヤードモータの出力軸の回転角度に応じて切り換わる抵抗値からの電圧変化を検知することで、出力軸の回転角度を知ることができ、それが予め登録されているデータ（電圧値、すなわち回転角度）と異なるときはこの系に異常があると判定し、安全となるようにモータの通電を停止した上で使用者へ異常を報知することができる。
【００１９】
【実施例】
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。
【００２０】
（実施例１）
まず、ギヤードモータの実施例について説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、ギヤードモータ本体１は、出力軸２を突出しており、この出力軸２に出力レバー３を連結している。出力レバー３はモータ４に通電することで一方向に回転するよう構成している。出力レバー３は連結棒５によって、例えば洗濯機のクラッチレバー６を支点７を中心にして操作するように構成している。このとき、複数の回転角θ１とθ２へ出力レバー３を動かすことで、洗濯機のクラッチレバー６を２段階のストロークで操作して洗濯機を異なる動作モードに切り換えることができるようにしている。
【００２２】
ギヤードモータ本体１に設けたモータ４の回転軸４ａは端子４ｂから通電することで回転する。モータ４の回転軸４ａは減速歯車（減速機構）８ａ、８ｂを介して出力軸２の歯車部２ａと噛み合い、モータ４の動力を出力軸２へ減速し、トルクを増幅して伝達する。また、出力軸２の下部にはコイルばねの端部が装着できるようなスリットを持つクラッチ軸２ｂを有し、逆転を防止するワンウェイクラッチ（逆転防止機構）９のコイルばね端部がクラッチ軸２ｂと係合するように配置している。
【００２３】
さらに、出力軸２にカム１０を一体の連結しており、出力レバー３の回転角度にあわせて凹凸を設けている。このカム１０によって接点１１を開閉する（そのタイムチャートは後述）。接点１１の端子には抵抗器１２を接続し、図３に示すように、モータ端子４ｂとともに、制御装置と電気的に接続するための外部端子１３に接続する。なお、接点１１ａ、１１ｂは接点１１を構成し、端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃは外部端子１３を構成している。
【００２４】
上記構成において動作を説明する。モータ４を回転させると、減速歯車８ａ、８ｂを介して出力軸２が回転し、出力軸２に連結した出力レバー３が回転し、出力レバー３は連結棒５によって、例えば洗濯機のクラッチレバー６を操作する。
【００２５】
このとき、出力軸２に一体の連結したカム１０に設けた凹凸により、出力レバー３の回転角度にあわせて接点１１ａ、１１ｂを開閉することにより、接点１１ａ、１１ｂがともに開いているときは、端子１３ａ、１３ｂ間の抵抗は無限大で、接点１１ａが閉じて接点１１ｂが開いているときは、端子１３ａ、１３ｂ間の抵抗は抵抗１２の抵抗値となり、接点１１ａ、１１ｂがともに閉じているときは、端子１３ａ、１３ｂ間の抵抗は０となり、出力軸２の回転角度に応じて端子１３ａ、１３ｂ間の抵抗の抵抗値を切り換えることができる。
【００２６】
このように本実施例によれば、リレーやクラッチ要素を含まず、出力軸２に連結して回転するカム１０で操作される接点１１の端子に抵抗器１２を接続した外部端子１３を設け、出力軸２の回転角度に応じて、外部端子１３からみた抵抗値を切り換えることができる。
【００２７】
これにより、簡単で安価に複数段階の停止保持を可能とするギヤードモータを実現することができる。
【００２８】
なお、本実施例では、減速歯車は８ａ、８ｂの２つとしているが所要の回転速度やトルクを得るために適宜組み合わせを換えることができる。また、接点１１について２回路の例を示しているが、出力軸２を停止する角度の数に応じてカム１０と合わせて増やしてもよい。
【００２９】
（実施例２）
つぎに、ギヤードモータの制御装置の実施例について説明する。
【００３０】
図４に示すように、ギヤードモータ本体１は、上記実施例１で記述したもので、モータ４を３端子双方向性サイリスタ１４を介して交流電源１５に接続している。マイクロコンピュータ１６は、電源回路１７から電源供給を受けて動作し、ギヤードモータ本体１を駆動する場合は、駆動回路１８へ信号を出力し、３端子双方向性サイリスタ１４をオンすることでモータ４を駆動するようにしている。
【００３１】
また、ギヤードモータ本体１の２つの接点１１ａ、１１ｂの動作は、外部端子１３ｂを通して電圧検知回路１９で整流平滑した後、マイクロコンピュータ１６のＡ／Ｄ変換入力端子へＶｉとして入力している。報知手段２０は操作スイッチ（図示せず）の受け付け音の報知や機器の運転状態を表示するものである。
【００３２】
ギヤードモータ本体１の接点１１ａ、１１ｂは、図５に示すように、接点１１ａは回転角度０°を中心にオフ状態となり、接点１１ｂは角度θ１でオフ状態となる。この接点１１ａ、１１ｂの動作で、図４に示すように、抵抗器１２を接続し、外部端子１３ａ、１３ｂ間の抵抗値を見ると、図６（ａ）に示すようになる。すなわち、回転角度０°を中心に無限大（開放）となり、角度θ１で３３ｋΩ（抵抗器１２の抵抗値）、それ以外は０Ωである。
【００３３】
この抵抗変化を電圧検知回路１９で直流電位に変換し、図６（ｂ）に示すように、例えば角度０°を中心に０Ｖ、角度θ１で１.５Ｖ、それ以外は３.０Ｖという電圧をマイクロコンピュータ１６のＡ／Ｄ変換入力端子へＶｉとして入力する。したがって、マイクロコンピュータ１６では入力電圧によって出力軸２の回転角度を知ることができる。
【００３４】
ここで、出力軸２の回転角度による抵抗変化を直流電位に変換した電圧検知回路１９の出力が所要角度の電圧になると、マイクロコンピュータ１６は駆動回路１８を介してモータ４への通電を停止するよう構成している。
【００３５】
上記構成において図７を参照しながら動作を説明する。図７は、ギヤードモータ本体１の出力軸２の回転角度をθ１へ動かす場合の動作フローチャートを示している。
【００３６】
まず、ステップ３０でモータ４に通電し、ステップ３１でマイクロコンピュータ１６のＡ／Ｄ変換入力端子へ入力される電圧Ｖｉを判定する。電圧Ｖｉが例えば１.０Ｖ〜２.０Ｖに入れば、モータ４を駆動して出力軸２が回転し、回転角度がθ１になったことを知ることができ、ステップ３２へ移行してモータ４をオフし次行程へ進む。ステップ３１にて電圧Ｖｉが１.０Ｖ〜２.０Ｖに入っていなければ、ステップ３０に戻って通電を継続する。
【００３７】
ここで、電圧Ｖｉの判定値は１.０Ｖ〜２.０Ｖとしているが、適宜電圧検知回路１９の出力特性に合わせて設定してもよい。また、θ１以外の回転角度で停止したい場合も、接点１１と抵抗器１２の組み合わせ、および電圧検知回路１９の出力特性に応じて設定することができる。
【００３８】
このように本実施例によれば、出力軸２の回転角度による抵抗変化を直流電位に変換した電圧検知回路１９の出力が所要角度の電圧になると、マイクロコンピュータ１６は駆動回路１８を介してモータ４への通電を停止するよう構成しているので、ギヤードモータ本体１の出力軸２の回転角度に応じて切り換わる抵抗値からの電圧変化を検知することで、出力軸２の回転角度を知ることができるので、所望の移動量で停止することができる。
【００３９】
なお、本実施例では、接点１１ａ、１１ｂの動作で外部端子１３ａ、１３ｂ間の抵抗値を変化させ、この抵抗変化を電圧検知回路１９で直流電位に変換して出力軸２の回転角度を検知するようにしているが、出力軸２の回転角度をさらに知りたい場合は、接点とカムを増やすことができ、図８に示すように、接点１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対応して抵抗値の異なる抵抗器１２ａ、１２ｂ、１２ｃを接続し、これらを並列接続して外部端子６ａ、６ｂに接続すれば、図６と同様に、出力軸２の回転角度を電圧変化として検知することができ、外部端子の数を増やすこともなく安価に構成できる。
【００４０】
（実施例３）
図４に示すマイクロコンピュータ１６は、出力軸２の回転角度による抵抗変化を直流電位に変換した電圧検知回路１９の出力が所要角度の電圧を検知してから一定時間（ｔ秒間）通電してから駆動回路１８を介してモータ４への通電を停止するよう構成している。他の構成は上記実施例２と同じである。
【００４１】
上記構成において図９を参照しながら動作を説明する。まず、ステップ３０でモータ４に通電し、ステップ３１でマイクロコンピュータ１６のＡ／Ｄ変換入力端子へ入力される電圧Ｖｉを判定する。電圧Ｖｉが例えば１.０Ｖ〜２.０Ｖに入れば、モータ４を駆動して出力軸２が回転し、回転角度がθ１になったことを知ることができ、ステップ３３へ移行してモータ４に一定時間（ｔ秒間）通電し、ステップ３２へ移行してモータ４をオフし次行程へ進む。ステップ３１にて電圧Ｖｉが１.０Ｖ〜２.０Ｖに入っていなければ、ステップ３０に戻って通電を継続する。
【００４２】
これによって、出力軸２の回転速度が既知であれば、回転角度がθ１からさらに一定角度進んだところで出力軸２を停止することができる。
【００４３】
このように本実施例によれば、出力軸２の回転角度による抵抗変化を直流電位に変換した電圧検知回路１９の出力が所要角度の電圧を検知してから一定時間通電してから駆動回路１８を介してモータ４への通電を停止するよう構成しているので、ギヤードモータ本体１の出力軸２の回転角度に応じて切り換わる抵抗値からの電圧変化を検知することで、出力軸２の回転角度を知ることができ、出力軸２の回転速度が一定であれば、さらに一定時間通電することで、カム１０の角度に追加した所望の移動量で停止することができる。
【００４４】
（実施例４）
図４に示すマイクロコンピュータ１６は、出力軸２の回転角度による抵抗変化を直流電位に変換した電圧検知回路１９の出力が所要角度に対応する登録データと比較して合致しないときは、モータ４への通電を停止し、報知手段２０により異常報知するように構成している。他の構成は上記実施例２または３と同じである。
【００４５】
上記構成において図１０を参照しながら動作を説明する。まず、ステップ３０でモータ４に通電を開始し、ステップ３１でマイクロコンピュータ１６のＡ／Ｄ変換入力端子へ入力される電圧Ｖｉを判定するとともに、ステップ３５でその通電時間を監視する。出力軸２が回転角度がθ１に十分到達し得る時間ｔ０秒内に、マイクロコンピュータ１６のＡ／Ｄ変換入力端子へ入力される電圧Ｖｉが例えば１.０Ｖ〜２.０Ｖとなり、回転角度がθ１となった場合は正常に動作しているので、ステップ３２へ移行してモータ４をオフし次行程へ進む。
【００４６】
一方、ステップ３５にて、時間ｔ０秒を経過しても、ステップ３１にてマイクロコンピュータ１６のＡ／Ｄ変換入力端子へ入力される電圧Ｖｉが１.０Ｖ〜２.０Ｖになっていない場合は、系に故障があるとしてステップ３６にてモータ４をオフし、ステップ３７にて報知手段２０より使用者へ異常を報知する。異常報知は、発光ダイオードの点滅や、液晶表示器での文字表示、圧電ブザーの連続吹鳴等により報知する。
【００４７】
このように本実施例によれば、出力軸２の回転角度による抵抗変化を直流電位に変換した電圧検知回路１９の出力が所要角度に対応する登録データと比較して合致しないときは、モータ４への通電を停止し、報知手段２０により異常報知するように構成しているので、ギヤードモータ本体１の出力軸２の回転角度に応じて切り換わる抵抗値からの電圧変化を検知することで、出力軸２の角度を知ることができ、それが予め登録されているデータ（電圧値、すなわち回転角度）と異なるときは、この系に異常があると判定し、安全となるようにモータ４の通電を停止した上で使用者へ異常を報知することができ、ギャードモータ本体１の駆動系が故障しても速やかに対処することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に記載の発明によれば、減速機構を介してモータの回転力を伝達する出力軸を逆転防止機構により一方向回転に規制し、出力軸に連結して回転するカムにより複数の接点を操作し、接点の端子に抵抗器を接続するとともに外部端子を接続し、出力軸の回転角度に応じて外部端子の抵抗値を切り換えるよう構成したことにより、リレーやクラッチ要素を含まず、出力軸の回転角度に応じて外部端子からみた抵抗値を切り換えることができ、簡単で安価に複数段階の停止保持を可能とするギヤードモータを実現することができる。
【００４９】
また、請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１に記載のギヤードモータの外部端子に接続して抵抗値の変化を電圧に変換して回転角度を検知する検知回路を有し、所要角度の電圧になるとモータへの通電を停止するよう構成したことにより、出力軸の回転角度に応じて切り換わる抵抗値からの電圧変化を検知することで出力軸の角度を知りえるので所望の移動量で停止することができ、ギヤードモータを複数段階に停止保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のギヤードモータの分解斜視図
【図２】同ギヤードモータの平面図
【図３】同ギヤードモータの内部接続図
【図４】本発明の第２の実施例のギヤードモータの制御装置のブロック図
【図５】同ギヤードモータの制御装置の接点の動作タイムチャート
【図６】同ギヤードモータの制御装置の動作タイムチャート
【図７】同ギヤードモータの制御装置の動作フローチャート
【図８】同ギヤードモータの制御装置のギヤードモータの他の例の内部接続図
【図９】本発明の第３の実施例のギヤードモータの制御装置の動作フローチャート
【図１０】本発明の第４の実施例のギヤードモータの制御装置の動作フローチャート
【符号の説明】
２  出力軸
４  モータ
８ａ  減速歯車（減速機構）
８ｂ  減速歯車（減速機構）
９  ワンウェイクラッチ（逆転防止機構）
１０  カム
１１  接点
１２  抵抗
１３  外部端子
【図１】
2004201773.tif 000003
【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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