(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面に攪拌翼を有する洗濯槽と、前記洗濯槽を内包し洗濯水を貯水するタンクと、前記タンクを本体内に懸架支持する支持バネと、前記タンクに固定したステータと、前記ステータとロータとを有したモータと、前記モータの直下に位置して前記本体に設けた支持板とを備え、前記ロータのロータ軸を前記攪拌翼に対して上下移動可能に接続し、前記ステータは、前記洗濯槽の加重に応じて前記ロータとステータとの相対位置が前記ロータ軸方向へ変化するように構成し、洗濯時は、前記タンクが前記本体内を沈下し前記ステータが前記ロータに近接して前記モータの出力を前記洗濯槽に伝達するとともに、脱水時は、前記タンクが上昇して前記ステータが前記ロータから離れた位置となり、脱水の進行により前記タンクが上昇するようにした全自動洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、洗濯槽の負荷の大きさに応じてモータの出力特性を変化させることができる全自動洗濯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下従来の洗濯機について図４を用いて説明する。洗濯機本体１０１（以下単に本体１０１と称する）は、投入された衣類を洗濯する洗濯槽１０２を備えている。洗濯槽１０２の底部には洗濯物を攪拌する攪拌翼１０６を設けている。洗濯槽１０２の外周には、洗濯水を貯水するタンク１０３を支持バネ１０４によって本体１０１に懸架支持して設けている。またタンク１０３の底面には、モータ１０５の出力を攪拌翼１０６または攪拌翼１０６と洗濯槽１０２の両方に伝達するクラッチ機構と歯車機構とを備えたメカケース１０７を設けている。
【０００３】
以上の構成で、洗濯の際にはメカケース１０７のクラッチ機構によってモータ１０５の出力を攪拌翼１０６に伝達し、衣類を洗濯液中で攪拌し洗濯する。このときモータ１０５の出力トルクは、約１４００Ｎｃｍとなっている。また脱水の際には、同様にクラッチ機構によってモータの出力を攪拌翼１０６と洗濯槽１０２の両方に伝達し、衣類を８００ｒ／ｍ以上の高速で回転させている。つまり洗濯物は、この高速回転によって生ずる遠心力によって脱水されるものである。こうして洗濯物は、洗濯・脱水される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成の全自動洗濯機は、モータに、高速回転時には低トルクを低速回転時には高トルクを要求するものである。従ってこのようなモータの特性を実現するために、歯車等によって構成した減速機構を用いているものである。また減速機構を使用しない場合には、大型のモータを使用するようにしているものである。従って減速機構を用いる場合には、構成が複雑となるため組立に工数がかかるものとなり、また大型のモータを使用する場合には本体全体の重量が重くなるものである。
【０００５】
本発明はこのような従来の構成が有している課題を解決するもので、負荷に応じて自動的に特性を変えることができるモータを備えた全自動洗濯機を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明は、底面に攪拌翼を有する洗濯槽と、前記洗濯槽を内包し洗濯水を貯水するタンクと、前記タンクを本体内に懸架支持する支持バネと、前記タンクに固定したステータと、前記ステータとロータとで構成したモータと、前記モータの直下に位置して前記本体に設けた支持板とを備え、前記ロータのロータ軸を前記攪拌翼に上下移動可能に接続し、前記ステータは、前記洗濯槽の加重に応じて前記ロータとステータとの相対位置が前記ロータ軸方向へ変化するように構成し、洗濯時は、前記タンクが前記本体内を沈下して前記ステータが前記ロータに近接するとともに、脱水時は、前記タンクが上昇して前記ステータが前記ロータから離れた位置となり、脱水の進行により前記タンクが上昇するようにしたものである。
【０００７】
【作用】
本発明は、ロータとステータの相対位置が洗濯槽の負荷に応じて変化するようにして、負荷の大きさに応じた特性を自動的に備えるように作用するものであり、洗濯時はタンクが沈下し、ステータがロータに近接して高トルクの回転を行い、脱水時はステータがタンクとともに上昇し、ロータから離れた位置となって高速で回転する。
【０００８】
【実施例】
以下本発明の第一の実施例について、図１に基づいて説明する。洗濯機本体１（以下単に本体１と称する）内には、投入された衣類を洗濯する洗濯槽２を設けている。洗濯槽１は底部に攪拌翼６を有している。洗濯槽１の外周には洗濯水を貯水するタンク３を設けており、支持バネ４によって本体１に懸架支持している。タンク３の底面には、モータ５を構成するステータ５ｂを取り付けている。また前記攪拌翼６には、同様にモータ５を構成しているロータ５ａのロータ軸５ｃを上下動自在に取り付けている。また本体１の底面には、ロータ５ａが洗濯槽２に負荷が大きくなって低下してきたときにロータ５ａを支持する支持板７を設けている。支持板７は、円錐形となっておりロータ５ａを点で支持するようになっている。
【０００９】
以下本実施例の動作について説明する。洗濯槽２内に洗濯物を投入し給水すると、洗濯槽２内の荷重が増加して、洗濯槽２はタンク３とともに支持バネ４によって支持されながら本体１内を沈下する。攪拌翼６に接続したロータ軸５ｃは、洗濯槽２とタンク３の沈下によって支持板７に当接するとその位置で支持される。つまり、タンク３が更に沈下してもロータ軸５ｃは支持板７に当接した位置で支持されているものである。一方モータ５を構成するステータ５ｂはタンク３に固定されているため、タンク３が静止する位置で支持されることになるものである。従ってステータ５ｂとロータ５ａとの相対位置は、ステータ５ｂが移動する移動量だけ、ステータ５ｂがロータ５ａに接近することになるものである。
【００１０】
ところで、ロータ５ａの回転数Ｎと、ステータ５ｂによる有効磁束密度Φとの間には、Ｎ＝Ｖ／ＫΦ（Ｋは定数）の関係がある。このため、ロータ５ａとステータ５ｂとが離れて有効磁束密度Φが減少すると、ロータ５ａは高速で回転するものである。
【００１１】
またトルクＴは、Ｔ＝Ｋｔ×Ｉ（Ｋｔ  定数、Ｉ  電流）で、Ｋｔ∝Φであるため、トルクＴと有効磁束密度Φとは比例の関係にあるものである。従ってロータ５ａとステータ５ｂとが接近して有効磁束密度Φが増加すると高トルクの回転を行うものである。
【００１２】
本実施例では、洗濯槽２の負荷の大きい洗濯行程時にはタンク３が沈下してステータ５ｂの位置がロータ５ａに接近しているものである。このため、有効磁束密度Φが増加してロータ５ａは高トルクの回転を行うものである。また脱水時には洗濯水を排水するため洗濯槽２の負荷は軽くなっており、支持バネ４によってタンク３は上昇する。ステータ５ｂはタンク３に固定しているため、ロータ５ａから離れた位置となるものである。このため、有効磁束密度Φが減少してロータ５ａは高速で回転するものである。この高速回転によって洗濯物に含まれている水分の脱水が進行し、一層洗濯槽２の負荷は軽くなりタンク３も一層上昇する。このためロータ５ａは一層高速で回転するようになるものである。
【００１３】
以上のように本実施例によれば、負荷に応じて自動的に特性を変えることができるモータ５を備えた全自動洗濯機を実現できるものである。
【００１４】
次に本発明の第二の実施例について説明する。図２は本実施例の構成を示している。本実施例では、ロータ軸５ｃはモータ５の出力を攪拌翼６だけあるいは攪拌翼６と洗濯槽２の両方に切換える切換手段８に接続しているものである。図３は切換手段８の構成あるいは動作を説明する断面図である。切換手段８は、ロータ軸５ｃの端部に設けた第一の歯車８ａと、第一の歯車８ａと噛み合って回転する攪拌翼６に設けた第二の歯車８ｂと、同様に第一の歯車８ａと噛み合って回転する洗濯槽２に設けた第三の歯車８ｃによって構成している。
【００１５】
以下本実施例の動作について説明する。図３は洗濯行程時での切換手段８の動作を説明している。洗濯槽２内に洗濯物と水とを入れると、洗濯槽２・タンク３はこの荷重を受けて、本体１内を沈下する。このときロータ軸５ｃは本体１の底面に設けている支持板７によって支持される位置で静止している。従って洗濯槽２・タンク３がさらに沈下すると、ロータ軸５ｃの先端部は逆に上方に突出するものである。つまりロータ軸５ｃの先端に設けた第一の歯車８ａは、攪拌翼６に設けている第二の歯車８ｂとだけ嵌合するものである。このときモータ５は、前記実施例で説明したように、ステータ５ｂの位置が低下してロータ５ａに接近するため、高トルクを発生するものとなる。
【００１６】
また洗濯行程が終了して洗濯水が排水されると、洗濯槽２内の負荷が軽くなって、タンク３は支持バネ４によって上方に引き上げられるものである。従って、図３に示しているように第一の歯車８ａの位置は、逆に低下して第二の歯車８ｂと第三の歯車８ｃの両方に同時に嵌合するものとなる。つまりモータ５の出力は、洗濯槽２と攪拌翼６の両方に同時に伝達されるものとなる。このときモータ５は、ステータ５ｂの位置が上方に移動しているため、高速回転するものである。
【００１７】
以上のように本実施例によれば、クラッチを使用しない簡単な構成で、洗濯行程を終了すると自動的に脱水にはいることができる全自動洗濯機を実現するものである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、底面に攪拌翼を有する洗濯槽と、前記洗濯槽を内包し洗濯水を貯水するタンクと、前記タンクを本体内に懸架支持する支持バネと、前記タンクに固定したステータと、前記ステータとロータとを有したモータと、前記モータの直下に位置して前記本体に設けた支持板とを備え、前記ロータのロータ軸を前記攪拌翼に対して上下移動可能に接続し、前記ステータは、前記洗濯槽の加重に応じて前記ロータとステータとの相対位置が前記ロータ軸方向へ変化するように構成し、洗濯時は、前記タンクが前記本体内を沈下し前記ステータが前記ロータに近接して前記モータの出力を前記洗濯槽に伝達するとともに、脱水時は、前記タンクが上昇して前記ステータが前記ロータから離れた位置となり、脱水の進行により前記タンクが上昇するようにしたから、洗濯槽の負荷に応じて自動的に特性を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施例である全自動洗濯機を示す側断面図
【図２】  同、第二の実施例である全自動洗濯機を示す側断面図
【図３】  同、洗濯行程・脱水行程での切換手段の動作を示す側断面図
【図４】  従来の全自動洗濯機を示す側断面図
【符号の説明】
１  本体
２  洗濯槽
３  タンク
４  支持バネ
５  モータ
５ａ  ロータ
５ｂ  ステータ
５ｃ  ロータ軸
６  攪拌翼
７  支持板
８  切換手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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