洗濯機
【課題】クラッチの切替えをより確実に行う。
【解決手段】実施形態の洗濯機は、クラッチ切替手段によるクラッチの状態の切替え時に、モータを短時間回転させて停止させる切替補助動作を実行する切替補助動作実行手段とを具備し、前記モータは、ステータコイルを有するステータと、ロータコアに多数個の永久磁石を有するロータとを備えて構成されると共に、前記永久磁石には、高保磁力永久磁石と磁化状態を変更可能なレベルの低保磁力永久磁石とが含まれており、前記ステータコイルに励磁電流を発生させることで、前記低保磁力永久磁石の磁化状態を増磁、減磁する磁化状態調整手段を備え、前記磁化状態調整手段は、前記クラッチの切替え時において、前記低保磁力永久磁石を増磁させる。
【解決手段】実施形態の洗濯機は、クラッチ切替手段によるクラッチの状態の切替え時に、モータを短時間回転させて停止させる切替補助動作を実行する切替補助動作実行手段とを具備し、前記モータは、ステータコイルを有するステータと、ロータコアに多数個の永久磁石を有するロータとを備えて構成されると共に、前記永久磁石には、高保磁力永久磁石と磁化状態を変更可能なレベルの低保磁力永久磁石とが含まれており、前記ステータコイルに励磁電流を発生させることで、前記低保磁力永久磁石の磁化状態を増磁、減磁する磁化状態調整手段を備え、前記磁化状態調整手段は、前記クラッチの切替え時において、前記低保磁力永久磁石を増磁させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機では、洗い槽兼脱水槽である回転槽に撹拌体を備え、洗い行程において運転時には、モータの回転を撹拌体にのみ伝達して撹拌体を回転駆動し、脱水行程においては、前記モータの回転を撹拌体及び回転槽の双方に伝達してそれらを一体的に高速回転させるようになっている。そして、クラッチを、二位置間（脱水位置と洗い位置との間）で移動させることにより、回転槽と撹拌体との連結及び切離しを行う構成が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１３０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなクラッチにより回転槽と撹拌体との連結及び切離しを行う構成では、クラッチの切替え状態が不十分になる虞がある。そこで、特許文献１では、クラッチの切替時に、連結及び切離しを促進するために、モータを短時間回転させて嵌合部とクラッチとの間の嵌め合いの位置を変更する切替補助動作を実行するようにしている。しかし、例えば脱水すすぎの行程後のクラッチの切替時には、洗濯物が撹拌体や回転槽に貼付いている等の事情があり、切替補助動作を行なう際に、モータの大きなトルクが必要となるため、クラッチの切替えが確実に行なわれなくなる虞がある。そこで、クラッチの切替えをより確実に行うことが可能な洗濯機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態の洗濯機は、洗濯物が収容される回転槽と、この回転槽内に設けられモータにより回転される撹拌体と、前記モータの回転を前記回転槽及び撹拌体に伝達する脱水位置と、前記モータの回転を前記撹拌体のみに伝達する洗い位置との間で切替え可能なクラッチと、洗濯運転の行程に応じて前記クラッチを脱水位置と洗い位置との間で切替えるクラッチ切替手段と、前記クラッチ切替手段による前記クラッチの状態の切替え時に、前記モータを短時間回転させて停止させる切替補助動作を実行する切替補助動作実行手段とを具備し、前記モータは、ステータコイルを有するステータと、ロータコアに多数個の永久磁石を有するロータとを備えて構成されると共に、前記永久磁石には、高保磁力永久磁石と磁化状態を変更可能なレベルの低保磁力永久磁石とが含まれており、前記ステータコイルに励磁電流を発生させることで、前記低保磁力永久磁石の磁化状態を増磁、減磁する磁化状態調整手段を備え、前記磁化状態調整手段は、前記クラッチの切替え時において、前記低保磁力永久磁石を増磁させるところに特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態を示すもので、洗濯機の全体構成を概略的に示す縦断側面図
【図２】永久磁石モータの斜視図
【図３】ロータの要部の拡大斜視図
【図４】ステータおよびロータの一部を直線状に展開して示す図
【図５】電気的構成を概略的に示す図
【図６】クラッチの脱水位置におけるクラッチ部分の拡大縦断面図
【図７】クラッチの洗い位置におけるクラッチ部分の拡大縦断面図
【図８】モータ及び回転伝達機構部分の縦断面図
【図９】モータ及びクラッチ部分の分解斜視図
【図１０】クラッチの縦断面図
【図１１】被嵌合部及び嵌合部の歯部の形状を示す拡大図
【図１２】共回り防止装置にクラッチレバーを組付けた状態の斜視図
【図１３】共回り防止装置にクラッチレバーを組付けた状態の縦断面図
【図１４】共回り防止装置の斜視図
【図１５】図１４のＸ−Ｘ線に沿う支持部の外壁部の縦断面図
【図１６】クラッチレバーの上下反転した状態の斜視図
【図１７】図１６のＹ−Ｙ線に沿うクラッチレバーの軸部部分の縦断面図
【図１８】脱水運転時におけるクラッチレバーの斜面部と操作レバーの斜面部との関係を示す縦断背面図
【図１９】ギアドモータと操作レバーとの関係を示すもので、排水弁の閉塞状態（ａ）及び開放状態（ｂ）の底面図
【図２０】脱水側クラッチ切替補助動作におけるモータの動作パターンを示す図
【図２１】洗い側クラッチ切替補助動作におけるモータの動作パターンを示す図
【図２２】洗濯運転の行程とモータのトルクの変動との関係を示すタイムチャート
【図２３】第２の実施形態を示すもので、増磁処理を複数回繰返して実行した場合のモータのトルクの変動の様子を示す図
【図２４】第３の実施形態を示すもので、ステータコイルの並列状態（ａ）と直列状態（ｂ）とを切替える様子を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（１）第１の実施形態
以下、第１の実施形態による洗濯機について、図１ないし図２ を参照しながら説明する。まず、図１は、洗濯機１の概略構成を示している。ここで、ほぼ矩形箱状をなす外箱２内には、脱水時等に水を受ける水槽３が弾性吊持機構４を介して設けられている。そして、前記水槽３内には、内部に洗濯物が収容される洗い槽兼脱水槽としての回転槽５が回転可能に設けられており、またその回転槽５内の底部には、水流生成用の撹拌体（パルセータ）６が設けられている。
【０００８】
詳しくは後述するように、前記水槽３の外底部には、インバータ駆動方式のアウタロータ形のモータ７及び、そのモータ７の回転駆動力を前記回転槽５及び撹拌体６へ伝達する回転伝達機構８が設けられている。これらモータ７及び回転伝達機構８により、洗剤洗いやすすぎ洗いの運転においては、前記撹拌体６が正逆回転されて回転槽５内に撹拌水流が生成され、脱水運転においては、前記回転槽５が撹拌体６と一体的に高速回転されるようになっている。
【０００９】
また、前記水槽３の底部には、前記回転槽５からの排水を行うための排水路９が設けられ、この排水路９に、排水弁１０を介して排水ホース１１が接続されている。前記排水弁１０は、ギアドモータ１２（図５、図１９参照）により開閉される。さらに、水槽３の底部には、該水槽３からの排水を行うための排水口１３が設けられ、詳しく図示はしないが、この排水口１３が前記排水ホース１１に接続されている。尚、前記排水路９には、エアトラップ１４が設けられ、このエアトラップ１４内の圧力が図示しないエアチューブを介して水位センサ６４（図５にのみ図示）に導かれるようになっている。
【００１０】
一方、前記回転槽５の上端部にはバランスリング１５が装着されていると共に、脱水時の該回転槽５からの排水を、そのバランスリング１５との間を通して行うための脱水孔１６が設けられている。また、前記水槽３の上端部には、一部のみ示すように、ほぼリング状をなす桶カバー１７が設けられており、その開口部が前記回転槽５の上面開口部に連通している。
【００１１】
そして、前記外箱２の上端部には、プラスチック製のトップカバー１８が設けられている。詳しく図示はしないが、このトップカバー１８は、中央にほぼ円形の洗濯物出入口を有する矩形枠状をなすと共に、薄形の中空箱状をなしている。このトップカバー１８の上面部には、前記洗濯物出入口を開閉するための二つ折りタイプの蓋１８ａが設けられている。尚、この蓋１８ａ部分には、該蓋１８ａの開閉を検知するための蓋スイッチ６５（図５にのみ図示）が設けられている。
【００１２】
詳しい説明及び図示は省略するが、前記トップカバー１８の後辺部には、回転槽５内に給水を行うための給水弁６６（図５参照）等からなる給水機構や、洗剤・助剤供給装置が設けられている。また、後述するように、前記トップカバー１８の前辺部には、上面に位置して操作パネル６７（図５参照）が設けられていると共に、その内側に位置してマイコンを主体としてなり全体の制御を行なう制御装置６８が設けられている。さらには、ポンプモータ６９（図５参照）により駆動され風呂水等を給水するための風呂水ポンプも設けられている。
【００１３】
ここで、前記回転伝達機構８について、図６ないし図１９を参照して述べる。図８は、モータ７を含んだ回転伝達機構８部分の構成を示しており、ここで、前記水槽３の外底部には、中空ハウジング１９が取付けられている。この中空ハウジング１９は、上フレーム２０と下フレーム２１とを外周側部分にて結合して構成されており、上フレーム２０の中央部には、上向きに凸となる円筒部２０ａが形成されていると共に、下フレーム２１の中央部には下向きに凸となる円筒部２１ａが形成されている。
【００１４】
前記円筒部２０ａ及び円筒部２１ａ内には、夫々ボールベアリングからなる軸受２２及び２３が嵌合固着され、これら軸受２２、２３に支持されて中空状（円管状）の槽軸２４が設けられている。この槽軸２４の軸受２２から突出する上端部外周には、支持筒２５が嵌合固着され、この支持筒２５の上端のフランジ部２５ａに前記回転槽５が固定されている。これにて、槽軸２４の回転により回転槽５が一体回転する。尚、円筒部２０ａの内周面と前記支持筒２５の外周面との間には、シール部材２６が設けられている。
【００１５】
そして、前記槽軸２４の中空部内には、撹拌軸２７が上下に貫通するように挿通されている。この撹拌軸２７は、槽軸２４の内周部上下部に設けられたメタル軸受２８、２８並びに前記支持筒２５の上端部内周部に設けられた軸受２９によって槽軸２４に対して回転自在に支持されており、その上端部が前記撹拌体６に連結されている。これにて、撹拌軸２７の回転により撹拌体６が一体回転する。また、この撹拌軸２７の下端部が前記モータ７に連結されている。
【００１６】
前記モータ７は、図８、図９並びに図３にも示すように、リング状をなすステータ３０と、薄形円筒容器状をなすロータ３１とから構成される。このモータ７の詳細な構造については後述する。図８に示すように、前記ステータ３０は、前記下フレーム２１の下面に対して下方からねじ止めされることにより取付けられている。
【００１７】
一方、図８、図９に示すように、前記ロータ３１の中心部には、円筒状のボス部３６が固着され、前記撹拌軸２７の下端部がこのボス部３６に対してセレーション結合状態に挿入され、例えばナット締めにより取付けられている。従って、前記ロータ３１の回転は常に撹拌軸２７にダイレクトに伝達される。尚、図６及び図７にも示すように、このボス部３６は、その上端が、前記槽軸２４の下端よりも僅かに下方に位置され、また、その外径寸法が、該槽軸２４の外径寸法よりも大きく構成されている。
【００１８】
そして、前記槽軸２４の下端外周部には、該槽軸２４と前記ボス部３６との連結及び切離しを行なうためのクラッチ３７が設けられている。これと共に、前記下フレーム２１の下面部には、このクラッチ３７を上下動させてその状態を切替えるためのクラッチ切替手段の一部を構成する昇降機構３８が設けられると共に、嵌合部を有した共回り防止装置３９が設けられる。
【００１９】
前記クラッチ３７は、合成樹脂この場合ガラスフィラー入りのポリアセタール樹脂からなり、図６、図７、図１０にも示すように、全体としてほぼ円筒状をなしている。そして、クラッチ３７は、その内周部が、上半部で径小、下半部にて径大とされた段付き形状とされると共に、上半部の内周面全周には、上下方向に延びる係合部たる上部内セレーション部４０が形成され、下半部の内周面全周には、上下方向に延びる下部内セレーション部４１が形成されている。
【００２０】
これに対し、図６、図７、図９に示すように、前記槽軸２４の下端部（前記軸受２３から下方に突出した部位）の外周部には、前記上部内セレーション部４０に対応して上下方向に延びる摺動案内部たるセレーション部４２が形成されている。一方、前記ボス部３６の上部外周部にも、前記下部内セレーション部４１に対応して係合部たるセレーション部４３が形成されている。前記クラッチ３７は、上部内セレーション部４０が前記セレーション部４２に常に係合されることにより、槽軸２４の下端部外周に上下動自在且つ周方向に一体的に回転するように嵌挿されている。
【００２１】
これにて、クラッチ３７が図６及び図８に示す下降した脱水位置にあるときには、クラッチ３７の上部内セレーション部４０が槽軸２４のセレーション部４２に係合すると共に、下部内セレーション部４１がボス部３６のセレーション部４３に係合し、もってボス部３６ひいては撹拌軸２７と槽軸２４とを一体的に回転するように連結する。このとき、槽軸２４の下端部外周部には、前記クラッチ３７と前記軸受２３の下端部との間に位置して、クラッチ付勢手段たるコイルばね４４が配設され、クラッチ３７は常に下降位置（脱水位置）に向けて付勢される。このクラッチ３７は撹拌軸２７及び槽軸２４と同心状態をなす。
【００２２】
そして、図１０にも示すように、前記クラッチ３７の上端部外周部には、円形鍔状のフランジ部３７ａが一体に形成されており、そのフランジ部３７ａの上面外周部に、円周方向に並んだ複数の歯部４５ａを有するいわばウォームギアの如き形態の被嵌合部４５が形成されている。このとき、図１１に示すように、歯部４５ａの先端部（上端部）は山形とされ、その両側の傾斜面の傾斜角度αは、水平方向に対して４５度未満とされている。
【００２３】
これに対し、前記共回り防止装置３９は、例えばガラスフィラー入りのポリアセタール樹脂からなり、図６、図７、図１３等に示すように、前記下フレーム２１の円筒部２１ａの外周に嵌込む大きさの薄形の円筒状をなすと共に、上端外周にフランジ部３９ａを一体に有し、そのフランジ部３９ａにて下フレーム２１の底面にねじ止め固定されている。この場合、共回り防止装置３９は、円筒部２１ａ（軸受部）の外周に位置して設けられているので、回転伝達機構８部分全体を上下方向にさほど大形化することなく配設される。
【００２４】
このとき、この共回り防止装置３９の内周面の下半部には、図１２〜図１４にも示すように、前記クラッチ３７の上昇した洗い位置にてその被嵌合部４５（歯部４５ａ同士間の谷部）に噛合う歯部４６ａを有する嵌合部４６が設けられている。この場合、図１１に示すように、歯部４６ａの先端部（下端部）も、前記嵌合部４５の歯部４５ａと同様な山形とされ、その両側の傾斜面の傾斜角度αが、水平方向に対して４５度未満とされている。さらに、この共回り防止装置３９には、後述するクラッチレバー４７を支持するための一対の支持部４８、４８が一体に設けられている。
【００２５】
これにて、クラッチ３７が図７に示す上昇した洗い位置にあるときには、ボス部３６から切離されて上部内セレーション部４０がセレーション部４２に係合するのみとなると共に、被嵌合部４５が嵌合部４６に嵌合し、クラッチ３７が下フレーム２１ひいては水槽３に固定され回転不能とされ、もって撹拌軸２７のみが回転可能とされるようになっている。尚、詳しく図示はしないが、本実施形態では、クラッチ３７の脱水位置と洗い位置との途中の位置において、クラッチ３７の下部内セレーション部４１がボス部３６のセレーション部４３に一部結合され、且つ被嵌合部４５の歯部４５ａが嵌合部４６に一部嵌合する状態を有する寸法関係とされている。
【００２６】
一方、前記昇降機構３８は、図８、図１２〜図１８に示すように、前記コイルばね４４、前記クラッチ３７を上下動させるクラッチレバー４７、このクラッチレバー４７を揺動させる操作レバー４９、クラッチレバー付勢手段たる引張ばね５０（図８、図１３参照）等から構成されている。このうちクラッチレバー４７は、例えばポリプロピレン等の合成樹脂からなり、図１６に示すように、平行に延びる一対の腕部４７ａ、４７ａを基端側で繋いだ形態のほぼコ字状をなすと共に、その基端部中央部から後側に突出する突出部４７ｂを有して構成されている。この突出部４７ｂの上面には、図１８にも示すような斜面部５１が形成されている。
【００２７】
前記各腕部４７ａの先端部には、前記クラッチ３７のフランジ部３７ａの下面側に係止してそれを押し上げるための作動部たる当接ピン５２が内側に突出して設けられている。このとき、一対の当接ピン５２は、フランジ部３７ａのうち直径方向両端の２か所に当接する。また、各腕部４７ａの基端側部分には、図１７に示すように、前記支持部４８に軸支される内側軸部５３及び及び外側軸部５４が同軸となるように一体に設けられている。このうち外側軸部５４については、先端部に、斜め上向き（図１７では斜め下向き）の傾斜面５４ａが形成されている。
【００２８】
このとき、図１２〜図１４並びに図１８にも示すように、前記共回り防止装置３９に一体に設けられる一対の支持部４８、４８は、共回り防止装置３９のやや後部寄り部分に円筒状部分を左右に挟むように対向して設けられ、フランジ部３９ａの下面から下方に延びる角筒状をなしている。そして、その下端部には、左右に対向する舌片状の内壁部４８ａ及び外壁部４８ｂを有している。図１４に示すように、内壁部４８ａの下端部には、下方に開放するＵ字状の溝部５５が形成され、外壁部４８ｂには、係止孔部５６が形成されている。尚、図１５に示すように、外壁部４８ｂのうち内面側は、係止孔部５６から下方に延びて、肉厚がほぼ半分とされた如き案内凹部５７が形成されている。
【００２９】
前記クラッチレバー４７は、前記各腕部４７ａの基端側が、各支持部４８の内壁部４８ａ及び外壁部４８ｂ間に挟まれた形態で支持されるのであるが、このとき、前記内側軸部５３がＵ字状の溝部５５に下方から差込まれてその溝部５５内に保持されると共に、前記外側軸部５４が、その傾斜面５４ａが案内凹部５７を摺動するように案内されて係止孔部５６内に挿入される。これにて、図１２及び図１３に示すように、クラッチレバー４７は、中間部分が前記支持部４８に軸支されて、上下方向（矢印Ａ及びＢ方向）に揺動可能に設けられるのである。
【００３０】
前記操作レバー４９は、図８及び図１９に示すように、その中間部が前記下フレーム２１に軸支されて水平方向（矢印Ｃ及びＤ方向）に回動可能に設けられ、その先端部の下面には、図１８にも示すように、前記クラッチレバー４７の基端部の斜面部５１に摺接する斜面部５８が形成されている。また、このとき、図８、図１３に示すように、前記引張りばね５０は、前記クラッチレバー４７の基端部側と前記共回り防止装置３９との間に掛け渡されて該クラッチレバー４７を矢印Ａ方向に付勢しており、もってクラッチレバー４７の斜面部５１が操作レバー４９の斜面部５８に常に摺接する。
【００３１】
一方、図１９に示すように、前記ギアドモータ１２はワイヤ５９及び連結金具６０を介して前記排水弁１０に連結され、図１９（ａ）に示すように、通常時は前記ワイヤ５９を繰出した状態とされて排水弁１０が閉塞状態にあり、図１９（ｂ）に示すように、前記ワイヤ５９を巻上げることにより、排水弁１０を開放させる。このとき、前記操作レバー４９の基端部は、前記連結金具６０に連結され、もって操作レバー４９は、ギアドモータ１２により、排水弁１０の開閉と連動して矢印Ｃ及びＤ方向に回動する。
【００３２】
これにて、洗い行程やためすすぎ洗いの行程においては、操作レバー４９は図１９（ａ）の状態（図１８の状態から矢印Ｃ方向に回動した状態）にあって、クラッチレバー４７の基端部を押し下げており、もって図７に示すように、クラッチレバー４７の先端の当接ピン５２がクラッチ３７をコイルばね４４のばね力に抗して上方に押上げて洗い位置に位置させる。
【００３３】
これに対し、脱水行程（及び脱水すすぎの行程）においては、操作レバー４９は図１９（ａ）の状態から矢印Ｄ方向に回動されて図１９（ｂ）に示す状態となり、斜面部５８が斜面部５１を相対的に摺動することにより、図１８及び図６、図８に示すように、クラッチレバー４７の基端部が矢印Ａ方向に揺動し、当接ピン５２が下降し、もってクラッチ３７がコイルばね４４のばね力によって脱水位置に下降する。尚、このクラッチ３７の脱水位置では、当接ピン５２がクラッチ３７のフランジ部３７ａから若干量だけ下方に離間するようになっている。
【００３４】
そして、図６〜図８に示すように、前記回転伝達機構８部分には、クラッチ３７の上下位置を検出するためのクラッチ位置検出機構６１が設けられている。このクラッチ位置検出機構６１は、前記クラッチ３７のフランジ部３７ａの下面に、リング状永久磁石６２を同心状に設けると共に、前記共回り防止装置３９部分に、位置検出器６３を設けて構成されている。そのうちリング状永久磁石６２は、例えばプラスチックマグネットからリング状に形成されており、上下に異なる磁極が形成されている、例えば、上半分がＮ極に着磁され、下半分がＳ極に着磁されている。
【００３５】
前記位置検出器６３は、上下に長いケース内に、上側ホールＩＣ６３ａと、下側ホールＩＣ６３ｂとを上下に並んで備えている。図５に示すように、両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂの出力は、制御装置６８に与えられる。このとき、図６に示すように、クラッチ３７が脱水位置にあるときに、両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂが相対的にリング状永久磁石６２のＮ極と接近し、両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂが永久磁石６２のＮ極検出相当の電圧（例えば１．２５Ｖ未満の電圧）を出力する。
【００３６】
これに対し、図７に示すように、クラッチ３７が洗い位置にあるときに、両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂが相対的にリング状永久磁石６２のＳ極と接近することで当該Ｓ極を検出し、夫々Ｓ極検出相当の電圧（例えば３．７５Ｖ以上の電圧）を出力する。更に、クラッチ３７が洗い位置と脱水位置との中間にあるときには、リング状永久磁石６２が両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂの中間に位置するようになり、上側ホールＩＣ６３ａが相対的にＮ極と接近し、下側ホールＩＣ６３ｂがＳ極と接近する。これにより上側ホールＩＣ６３ａがＮ極検出相当の電圧（１．２５Ｖ未満の電圧）を出力し、下側ホールＩＣ６３ｂがＳ極検出相当の電圧（３．７５Ｖ以上の電圧）を出力する。制御装置６８は、両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂの出力電圧に基づいて、クラッチ３７の位置を検出（判断）するのである。
【００３７】
さて、前記モータ７について、図２〜図４も参照して述べる。モータ７のステータ３０は、外周部に多数個例えば３６個の磁極歯３３を有するステータコア３２と、各磁極歯３３に巻回された三相のステータコイル３４と、合成樹脂製の取付部３５を備えている。その取付部３５を介して前記下フレーム２１にねじ止めにより取付けられる
この場合、ステータコア３２は、図４に示すように、６等分された如き分割コア３２Ａを６個、一方の端部に形成された係合凸部３２ａを他方の端部に形成された係合凹部３２ｂに互いに挿入係合することにより連結して構成されている。従って、１つの分割コア３２Ａは、６個の磁極歯３３を有し、隣接する３つの磁極歯３３は３相のＵ、Ｖ及びＷ相に対応する。
【００３８】
前記ロータ３１は、外周部に環状壁７８ａを有する浅底容器状の磁性体製のフレーム７８と、その環状壁７８ａの内周部に配置された全体として円環状をなすロータコア７９と、このロータコア７９に形成された多数個の磁石挿入孔８０に挿入された保磁力の異なる低保磁力永久磁石８１及び高保磁力永久磁石８２とを備えている。フレーム７８の中央部に前記ボス部３６が設けられ、前記撹拌軸が連結される。この場合、低（小）保磁力永久磁石８１は、保磁力が低く、磁化状態（着磁量）を変更可能な例えばアルニコ磁石（アルニコ磁石の保磁力は、３５０ｋＡ／ｍ以下）から構成されている。高（大）保磁力永久磁石８２は、保磁力が高く、磁力が固定された例えばネオジム磁石（ネオジム磁石の保磁力は、７００ｋＡ／ｍ以上）から構成されている。
【００３９】
ロータコア７９は、図４に示すように、隣接する１対の分割コア７９Ａ、７９Ｂを３対組合せて構成されている。分割コア７９Ａ、７９Ｂは、夫々交互にＮ極とＳ極の磁極が形成されるように、各８個の磁石挿入孔８０に８個の永久磁石８１或いは８２が挿入配置されて構成される。そのうちの、一方の分割コア７９Ａでは、分割コア３２Ａの一方側（左側）からのＵ、Ｖ、Ｗ、Ｕ、Ｖ及びＷ相の磁極歯３３の配列に対して、低保磁力永久磁石８１（「小 Ｎ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」）および高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）が応じるように配置されている。
【００４０】
他方の分割コア７９Ｂでは、分割コア３２Ａの一方側（左側）からのＵ、Ｖ、Ｗ、Ｕ、Ｖ及びＷ相の配列に対して、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、低保磁力永久磁石８１（「小 Ｎ」））、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」）及び高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）が応じるように配置されている。
【００４１】
以上のように、１対の分割コア７９Ａ、７９Ｂは、１個の低保磁力永久磁石８１と７個の高保磁力永久磁石８２とを備えていて、総磁束量は略等しいのである。但し、１対の分割コア７９Ａ、７９Ｂおいては、一方の分割コア７９Ａでは、低保磁力永久磁石８１は、左側の１番目に位置するのに対し、他方の分割コア７９Ｂでは、低保磁力永久磁石８１は、左側から３番目に位置するように、永久磁石８１、８２の配置順が異なるように設定されている。
【００４２】
一方、図２及び図３に示すように、１対の分割コア７９Ａ、７９Ｂにおいて、一方の分割コア７９Ａの両端部には、係合部としての矩形状の係合凸部７９ａが形成され、他方の分割コア７９Ｂの両端部には、被係合部としての矩形状の係合凹部７９ｂが形成されている。従って、分割コア７９Ａ、７９Ｂにおいて、対をなす分割コア７９Ａ、７９Ｂであれば、一方の分割コア７９Ａの係合部としての係合凸部７９ａは、他方の分割コア７９Ｂの被係合部としての係合凹部７９ｂに係合することが可能である。
【００４３】
しかしながら、対をなさない分割コア７９Ａ、７９Ａを組合せようとすると、一方の分割コア７９Ａの係合部としての係合凸部７９ａは、他方の分割コア７９Ａの被係合部としての係合凸部７９ａに係合することが不可能である。同様に、対をなさない分割コア７９Ｂ、７９Ｂを組合せようとすると、一方の分割コア７９Ｂの係合部としての係合凹部７９ｂは、他方の分割コア７９Ｂの被係合部としての係合凹部７９ｂに係合することが不可能である。
【００４４】
上記モータ７において、ステータコア３２の１２個の磁極歯３３に巻回される１２個のＵ相のステータコイル３４は直列に接続され、１２個の磁極歯３３に巻回される１２個のＶ相のステータコイル３４は直列に接続され、１２個の磁極歯３３に巻回される１２個のＷ相のステータコイル３４は直列に接続された上で、これらの直列回路はスター結線される。そして、モータ７は、制御手段としてのマイクロコンピュータを含む制御装置６８により制御される。
【００４５】
図５は、前記制御装置６８を中心とした電気的構成を概略的に示している。ここで、交流電源Ｖａｃを直流に変換する直流電源回路７０には、モータ駆動回路としてのインバータ主回路７１が接続されている。周知のように、このインバータ主回路７１は、６個のスイッチング素子７１ａ〜７１ｆを３相ブリッジ接続して構成され、このインバータ主回路７１に前記モータ７の各相のステータコイル３４が接続されている。
【００４６】
前記インバータ主回路７１の各スイッチング素子７１ａ〜７１ｆは、制御装置６８によりインバータ制御回路７２を介してオン、オフ制御される。また、前記モータ７には、ロータ３１の位置検出を行なう複数の位置検出素子７３（１個のみ図示）が設けられている。この位置検出素子７３の位置検出信号は、モータ７の回転速度検出にも用いられる。これにて、モータ７は、制御装置６８により可変速且つ正逆転可能に駆動制御される。
【００４７】
さらに、この制御装置６８には、前記操作パネル６７のキー操作信号が入力されると共に、前記水位センサ６４、蓋スイッチ６５からの検出信号及び両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂからの磁極検出用信号である前記出力電圧が入力される。そして、制御装置６８は、前記モータ７を制御すると共に、駆動回路７４を介して給水弁６６を制御し、駆動回路７５を介してギアドモータ１２を制御し、駆動回路７６を介してポンプモータ６９を制御する。尚、制御装置６８は、報知手段として機能するブザー７７も制御する。
【００４８】
これにて、制御装置６８は、使用者による操作パネル６７のキー操作及び前記各種の入力等に基づき、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムに従って、前記モータ７や給水弁６６、ギアドモータ１２等の各機構を制御して、洗い行程、すすぎ行程、脱水行程に大別される洗濯運転を自動で実行させる。本実施形態では、すすぎ行程は、シャワー状の給水を間欠的に行いながら回転槽５（及び撹拌体６）を高速回転させる脱水すすぎ行程と、回転槽５内に水を溜めて撹拌体６を回転させるためすすぎ行程とからなる。前記洗い行程、ためすすぎ行程では、撹拌体６が低速で正逆方向に交互に回転され、脱水すすぎ行程、脱水行程では、回転槽５及び撹拌体６が高速で一方向（正方向）に一体回転される。
【００４９】
そして、前記制御装置６８は、後の作用説明でも述べるように、洗濯運転の行程に応じてクラッチ切替指令（ギアドモータ１２に対する回転駆動指令）を発生して、クラッチ３７を洗い位置と脱水位置との間で切替制御する。即ち、前記脱水位置への切替制御は、洗い行程、ためすすぎ行程の終了時の排水弁１０の開放のタイミングで実行され、又、前記洗い位置への切替制御は、洗い行程及びためすすぎ洗い行程の開始直前で排水弁１０を閉鎖するタイミング）で実行される。
【００５０】
前記脱水位置への切替制御においては、前記ギアドモータ１２を一方向に回転させて操作レバー４９を図１９（ａ）の状態から矢印Ｄ方向に回動（クラッチ３７は下方へ移動）させる。又、前記洗い位置への切替制御においては、前記ギアドモータ１２を逆方向へ回転させて操作レバー４９を図１９（ｂ）の状態から矢印Ｃ方向に回動（クラッチ３７は上方へ移動）させるように回転動作させる。上記制御装置６８、ギアドモータ１２及び昇降機構３８等から、クラッチ切替手段が構成されている。
【００５１】
このとき、前記制御装置６８は、クラッチ３７の切替え時（ギアドモータ１２の駆動時）に、前記モータ７を短時間回転させて停止させる切替補助動作を実行する切替補助動作実行手段として機能する。この場合、クラッチ７を、上昇した洗い位置から下降した脱水位置に切替える際には、脱水側クラッチ切替補助動作（図２０参照）が実行される。また、クラッチ３７を、下降した脱水位置から、上昇した洗い位置に切替える際には、洗い側クラッチ切替補助動作（図２１参照）が実行される。
【００５２】
脱水側クラッチ切替補助動作は、図２０に示すように、モータ７を正方向（脱水回転方向）及び反転方向へ、所定角度ずつ、小刻みに回転させることを行う。即ち、最初はモータ７を最初の角度位置（０度位置）から正方向へ２．５度の角度分回動するように駆動し、そして反転方向へ５度回動させ、次に正方向へ５度回動させ、さらに２．５度反転させる。そして、若干時間休止をして正方向へ５度、反転方向へ２．５度を所定回数繰り返し、最初の０度位置から正方向へ２５度回動させたところで、若干時間休止をし、その後、正方向へ２．５度回動し、そして５度反転方向へ回動し、同じく５度正方向へ回動し、さらに２．５度反転方向へ回動させる。これにより、嵌合部４６からのクラッチ３７の被嵌合部４５の離脱が促される。
【００５３】
洗い側クラッチ切替補助動作は、図２１に示すように、モータ７を停止状態（角度０度）から正転方向に角度２．５度の位置まで回転させた後、逆転方向に角度−２．５度の位置まで回転させ、角度０度の位置に戻し、次いで、角度１２度の位置まで回転させた後、角度−１２度の位置まで逆転させ、角度０度の位置に戻し、さらに、角度２．５度の位置まで回転させた後、角度−２．５度の位置まで逆転させ、角度０度の位置に戻すことにより行なわれ、所要時間は約１０秒とされている。これにより嵌合部４６に対するクラッチ３７の被嵌合部４５の係合が促される。
【００５４】
尚、上記したクラッチ３７の状態切替時には、クラッチ位置検出手段６１（位置検出器６３）により、クラッチ３７が正しく切替えられたかどうかを検出し、切替えが不十分であると判断された場合には、上記したクラッチ切替補助動作を、上限回数に至るまで繰返して実行することができる。
【００５５】
さて、本実施形態では、前記制御装置６８は、前記モータ７のロータ３１に設けられた永久磁石のうち、低保磁力永久磁石８１の磁化状態（着磁量）を、減磁状態と増磁状態との間で調整（変更）する磁化状態調整手段として機能する。即ち、制御装置６８は、低保磁力永久磁石８１を減磁状態から増磁させる増磁処理を行うにあたっては、低保磁力永久磁石８１の減磁状態において、ステータコイル３４に例えば＋５００Ｖの電圧を印加する。これにより、低保磁力永久磁石８１の磁束を最大まで上げ、電圧の印加を解除しても、その磁束が保持されようになる。この増磁状態では、モータ７としては、低速回転で高トルクを発揮できる。
【００５６】
これに対し、制御装置６８は、低保磁力永久磁石８１を増磁状態から減磁させる減磁処理を行うにあたっては、低保磁力永久磁石８１の増磁状態において、ステータコイル３４に例えば−５００Ｖよりやや高い電圧を印加する。低保磁力永久磁石８１の磁束を０（零）近くまで下げ、電圧の印加を解除しても、その磁束が保持されるようにする。これにより、ステータ３０に対して作用するロータ３１全体としての磁束が減少するようになり、この減磁状態では、モータ７としては、低トルク、高速回転に適したものとなる。尚、洗濯の各行程におけるステータコイル３４の運転電圧は、通常で約±２００Ｖの範囲であるので、各行程の実行中に低保磁力永久磁石８１の磁束が変化してしまうことはない。
【００５７】
この場合、次の作用説明でも述べるように、制御装置６８は、洗い行程及びためすすぎ行程の行程開始前に、モータ７に対する増磁処理を実行し、増磁状態で洗い行程及びためすすぎ行程を実行する。また、脱水すすぎ行程及び脱水行程の開始前に、モータ７に対する減磁処理を実行し、減磁状態で脱水すすぎ行程及び脱水行程を実行する。そして、それらに加えて、制御装置６８は、上記したクラッチ３７の切替時のクラッチ切替補助動作を実行する際（直前）に、モータ７の低保磁力永久磁石８１が減磁状態であるときには、増磁処理を実行する。
【００５８】
次に上記構成の作用について、図２２も参照して述べる。図２２は、本実施形態における一連の洗濯運転の行程の進行状態（時間経過）とモータ７のトルクの変動との関係を、概略的に示している。ここで、洗濯運転が開始されると、まず、クラッチ３７を脱水位置から上昇させて洗い位置に切替えるクラッチ切替行程Ｐ１が実行され、引続き洗い行程Ｐ２が実行される。このとき、クラッチ切替行程Ｐ１においては、併せて洗い側クラッチ切替補助動作（図２１参照）が実行される。また、洗い行程Ｐ２では、回転槽５（水槽３）内に給水が行なわれた後、モータ７の正逆回転により撹拌体６のみが低速で正逆回転駆動され、洗濯物に対する水流による洗いが実行される。
【００５９】
洗い行程Ｐ２が終了すると、排水弁１０が開放されると共に、クラッチ３７を下降させて洗い位置から脱水位置に切替えるクラッチ切替行程Ｐ３が実行され、引続き脱水すすぎの行程Ｐ４が実行される。クラッチ切替行程Ｐ３においては、併せて脱水側クラッチ切替補助動作（図２０参照）が実行される。脱水すすぎ行程Ｐ４では、モータ７の正回転により、回転槽５及び撹拌体６が高速で回転されると共に、洗濯物に対するシャワー状の給水が間欠的に行なわれる。
【００６０】
この後、再びクラッチ３７を脱水位置から上昇させて洗い位置に切替えるクラッチ切替行程Ｐ５が実行され、引続きためすすぎ行程Ｐ６が実行される。クラッチ切替行程Ｐ５においては、併せて洗い側クラッチ切替補助動作（図２１参照）が実行される。ためすすぎ行程Ｐ６においては、回転槽５（水槽３）内に給水が行なわれた後、モータ７の正逆回転により撹拌体６のみが低速で正逆回転駆動される。
【００６１】
ためすすぎ行程Ｐ６が終了すると、クラッチ３７を下降させて洗い位置から脱水位置に切替えるクラッチ切替行程Ｐ７が実行され、引続き脱水行程Ｐ８が実行される。クラッチ切替行程Ｐ７においては、併せて脱水側クラッチ切替補助動作（図２０参照）が実行される。脱水行程Ｐ８では、モータ７の正回転により、回転槽５及び撹拌体６が高速で回転される。この場合、上記したクラッチ切替行程Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５、Ｐ７において、切替補助動作が実行されることにより、モータ７によりクラッチ３７の回転位置（被嵌合部４５の回転位置）が変更され、クラッチ３７の切替え（嵌合部４６に対する嵌合、切離し）が促進されるようになる。
【００６２】
そして、制御装置６８は、上記のように洗濯運転の各行程を制御することと併せて、モータ７のロータ３１に設けられた永久磁石８１、８２のうちの低保磁力永久磁石８１の磁化状態（着磁量）の調整（増磁、減磁）の処理を、次のように実行する。即ち、まず、洗濯運転（クラッチ切替行程Ｐ１）の開始時に、モータ７に対する増磁処理が行なわれる。洗い行程Ｐ２の終了時（クラッチ切替行程Ｐ３の開始時）に、モータ７に対する増磁処理が行なわれ、クラッチ切替行程Ｐ３の終了時（脱水すすぎ行程Ｐ４の開始時）に、モータ７に対する減磁処理が行なわれる。
【００６３】
脱水すすぎ行程Ｐ４の終了時（クラッチ切替行程Ｐ５の開始時）に、モータ７に対する増磁処理が行なわれる。この後、ためすすぎ行程Ｐ６の終了時（クラッチ切替行程Ｐ７の開始時）に、モータ７に対する増磁処理が行なわれ、クラッチ切替行程Ｐ７の終了時（脱水行程８の開始時）に、モータ７に対する減磁処理が行なわれる。
【００６４】
このように、低保磁力永久磁石８１の磁化状態（着磁量）を変更することにより、洗い行程Ｐ２及びためすすぎ行程Ｐ６では、ステータ３０に対して作用するロータ３１の磁束を増加させ、モータ７として低速回転、高トルクを発揮することができる。また、脱水すすぎ行程Ｐ４及び脱水行程Ｐ８では、減磁の処理を行うことにより、ステータ３０に対して作用するロータ３１の磁束を減少させ、モータ７として、低トルク、高速回転に適した性能を発揮できるようになる。
【００６５】
ここで、もし、上記したクラッチ３７の切替え時に低保磁力永久磁石８１が減磁状態のままであると、モータ７が低トルクであるため、例えば洗濯物が回転槽５の内面に貼付いている場合など、切替補助動作を実行してもモータ７が回転せず、クラッチ３７の切替えが確実に行なわれなくなる虞がある。これに対し、本実施形態では、クラッチ３７の切替時において常に低保磁力永久磁石８１を増磁させるようにしたので、切替補助動作の実行時のモータ７の大きなトルクを得ることができ、クラッチ３７の切替えを確実に行うことができるのである。
【００６６】
このような第１の実施形態によれば、ロータ３１に設けられる永久磁石に、高保磁力永久磁石８２と、磁化状態を変更可能な低保磁力永久磁石８１とを含ませ、洗濯の行程に応じて増磁、減磁の処理を行うことにより、モータ７のトルクを変更させることができる。従って、洗い行程及びためすすぎ行程では、モータ７として、洗い行程及びためすすぎ行程に必要な低速回転、高トルクを得ることができる。脱水すすぎ行程及び脱水行程では、モータ７として、それらの行程に必要な低トルク、高速回転に適した性能を発揮できるようになる。
【００６７】
そして、モータ７の回転の回転槽５及び撹拌体６への伝達状態を切替えるクラッチ３７を備えるものにあって、クラッチ３７の切替時に、モータ７を短時間回転させる切替補助動作を行なうものにあって、クラッチ３７の切替時に、モータ７の低保磁力永久磁石８１に対する増磁処理を行うようにしたので、切替補助動作を行なう際の必要なモータ７の大きなトルクを得ることができ、クラッチ３７の切替えをより確実に行うことができるという優れた効果を奏する。
【００６８】
（２）第２、第３の実施形態、その他の実施形態
図２３は、第２の実施形態を示すもので、次の点が上記第１の実施形態と異なっている。即ち、この第２の実施形態では、前記クラッチ３７の切替え時において、制御装置６８（磁化状態調整手段）による前記低保磁力永久磁石８１の増磁の処理（ステータコイル３４に対する電圧の印加）を複数回（例えば３回）繰返すように構成されている。この場合、増磁の処理を１回実行しただけでは、モータ７の高トルク化が不十分となる虞があるが、増磁の処理を２回、３回と繰返し実行することにより、モータ７の高トルク化をより一層確実に行うことができることが明らかとなっている。
【００６９】
図２４は、第３の実施形態を示すものである。即ち。モータ７の各相のステータコイル３４は、多数個の単位コイルを直列に接続して構成されるのであるが、図で一相分のみ図示するように、多数個の単位コイルの半数ずつを直列接続した２つの群（単位コイル群３４ａ，３４ｂ）に分けるようにしている。そして、例えばリレーを用いた直並列切替回路により、それら単位コイル群３４ａ，３４ｂの並列接続状態（図２４（ａ））と、直列接続状態（図２４（ｂ））とを切替可能に構成している。
【００７０】
このとき、上記低保磁力永久磁石８１による磁化状態の変更に加えて、モータ７の大トルクが必要な場合（洗い行程、ためすすぎ行程、並びに、クラッチ３７の切替補助動作実行時）には、図２４（ａ）に示す並列接続状態とする。これに対し、モータ７の高速回転が必要な場合（脱水行程、脱水すすぎ行程）には、図２４（ｂ）に示す直列接続状態とする。これにより、モータ７のトルク変動をより大きくすることができる。
【００７１】
さらに、図示はしないが、洗濯機においては、洗濯運転実行中に、前記蓋スイッチ６５により、洗濯物出入口の蓋１８ａの開放が検知されたとき、制御装置６８が前記モータ７を一時停止させる構成が一般的である（一時停止手段）。このような一時停止手段を備えたものにあっては、上記一時停止による運転停止後の運転再開時に、前記モータ７の低保磁力永久磁石８１の増磁処理を実行するように構成することができる。これによれば、モータ７の高トルクが得られる状態で、洗濯運転を再開することができ、停止前と停止後で負荷変動（洗濯物の増加）がある場合でも、スムーズに運転を再開することができるといったメリットを得ることができる。
【００７２】
その他、以上説明した洗濯機は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、クラッチ３７やクラッチ切替手段（昇降機構３８）の詳細な構成や、モータ７（ステータ３０及びロータ３１）の詳細構造、永久磁石（低保磁力永久磁石８１、高保磁力永久磁石８２）の配置構成などについて、種々の変更が可能であり、また、縦軸型の洗濯機に限らず横軸型（ドラム式洗濯機）にも適用できる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
【符号の説明】
【００７３】
図面中、１は洗濯機、３は水槽、５は回転槽、６は撹拌体、７はモータ、８は回転伝達機構、１０は排水弁、１２はギアドモータ、２４は槽軸、２７は撹拌軸、３０はステータ、３１はロータ、３２はステータコア、３４はステータコイル、３６はボス部、３７はクラッチ、３８は昇降機構（クラッチ切替手段）、３９は共回り防止装置、４５は被嵌合部、４５ａは歯部、４６は嵌合部、４６ａは歯部、４７はクラッチレバー、６１はクラッチ位置検出手段、６５は蓋スイッチ、６８は制御装置（切替補助動作実行手段、磁化状態調整手段、一時停止手段）、７９はロータコア、８１は低保磁力永久磁石、８２は高保磁力永久磁石を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機では、洗い槽兼脱水槽である回転槽に撹拌体を備え、洗い行程において運転時には、モータの回転を撹拌体にのみ伝達して撹拌体を回転駆動し、脱水行程においては、前記モータの回転を撹拌体及び回転槽の双方に伝達してそれらを一体的に高速回転させるようになっている。そして、クラッチを、二位置間（脱水位置と洗い位置との間）で移動させることにより、回転槽と撹拌体との連結及び切離しを行う構成が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１３０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなクラッチにより回転槽と撹拌体との連結及び切離しを行う構成では、クラッチの切替え状態が不十分になる虞がある。そこで、特許文献１では、クラッチの切替時に、連結及び切離しを促進するために、モータを短時間回転させて嵌合部とクラッチとの間の嵌め合いの位置を変更する切替補助動作を実行するようにしている。しかし、例えば脱水すすぎの行程後のクラッチの切替時には、洗濯物が撹拌体や回転槽に貼付いている等の事情があり、切替補助動作を行なう際に、モータの大きなトルクが必要となるため、クラッチの切替えが確実に行なわれなくなる虞がある。そこで、クラッチの切替えをより確実に行うことが可能な洗濯機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態の洗濯機は、洗濯物が収容される回転槽と、この回転槽内に設けられモータにより回転される撹拌体と、前記モータの回転を前記回転槽及び撹拌体に伝達する脱水位置と、前記モータの回転を前記撹拌体のみに伝達する洗い位置との間で切替え可能なクラッチと、洗濯運転の行程に応じて前記クラッチを脱水位置と洗い位置との間で切替えるクラッチ切替手段と、前記クラッチ切替手段による前記クラッチの状態の切替え時に、前記モータを短時間回転させて停止させる切替補助動作を実行する切替補助動作実行手段とを具備し、前記モータは、ステータコイルを有するステータと、ロータコアに多数個の永久磁石を有するロータとを備えて構成されると共に、前記永久磁石には、高保磁力永久磁石と磁化状態を変更可能なレベルの低保磁力永久磁石とが含まれており、前記ステータコイルに励磁電流を発生させることで、前記低保磁力永久磁石の磁化状態を増磁、減磁する磁化状態調整手段を備え、前記磁化状態調整手段は、前記クラッチの切替え時において、前記低保磁力永久磁石を増磁させるところに特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態を示すもので、洗濯機の全体構成を概略的に示す縦断側面図
【図２】永久磁石モータの斜視図
【図３】ロータの要部の拡大斜視図
【図４】ステータおよびロータの一部を直線状に展開して示す図
【図５】電気的構成を概略的に示す図
【図６】クラッチの脱水位置におけるクラッチ部分の拡大縦断面図
【図７】クラッチの洗い位置におけるクラッチ部分の拡大縦断面図
【図８】モータ及び回転伝達機構部分の縦断面図
【図９】モータ及びクラッチ部分の分解斜視図
【図１０】クラッチの縦断面図
【図１１】被嵌合部及び嵌合部の歯部の形状を示す拡大図
【図１２】共回り防止装置にクラッチレバーを組付けた状態の斜視図
【図１３】共回り防止装置にクラッチレバーを組付けた状態の縦断面図
【図１４】共回り防止装置の斜視図
【図１５】図１４のＸ−Ｘ線に沿う支持部の外壁部の縦断面図
【図１６】クラッチレバーの上下反転した状態の斜視図
【図１７】図１６のＹ−Ｙ線に沿うクラッチレバーの軸部部分の縦断面図
【図１８】脱水運転時におけるクラッチレバーの斜面部と操作レバーの斜面部との関係を示す縦断背面図
【図１９】ギアドモータと操作レバーとの関係を示すもので、排水弁の閉塞状態（ａ）及び開放状態（ｂ）の底面図
【図２０】脱水側クラッチ切替補助動作におけるモータの動作パターンを示す図
【図２１】洗い側クラッチ切替補助動作におけるモータの動作パターンを示す図
【図２２】洗濯運転の行程とモータのトルクの変動との関係を示すタイムチャート
【図２３】第２の実施形態を示すもので、増磁処理を複数回繰返して実行した場合のモータのトルクの変動の様子を示す図
【図２４】第３の実施形態を示すもので、ステータコイルの並列状態（ａ）と直列状態（ｂ）とを切替える様子を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（１）第１の実施形態
以下、第１の実施形態による洗濯機について、図１ないし図２ を参照しながら説明する。まず、図１は、洗濯機１の概略構成を示している。ここで、ほぼ矩形箱状をなす外箱２内には、脱水時等に水を受ける水槽３が弾性吊持機構４を介して設けられている。そして、前記水槽３内には、内部に洗濯物が収容される洗い槽兼脱水槽としての回転槽５が回転可能に設けられており、またその回転槽５内の底部には、水流生成用の撹拌体（パルセータ）６が設けられている。
【０００８】
詳しくは後述するように、前記水槽３の外底部には、インバータ駆動方式のアウタロータ形のモータ７及び、そのモータ７の回転駆動力を前記回転槽５及び撹拌体６へ伝達する回転伝達機構８が設けられている。これらモータ７及び回転伝達機構８により、洗剤洗いやすすぎ洗いの運転においては、前記撹拌体６が正逆回転されて回転槽５内に撹拌水流が生成され、脱水運転においては、前記回転槽５が撹拌体６と一体的に高速回転されるようになっている。
【０００９】
また、前記水槽３の底部には、前記回転槽５からの排水を行うための排水路９が設けられ、この排水路９に、排水弁１０を介して排水ホース１１が接続されている。前記排水弁１０は、ギアドモータ１２（図５、図１９参照）により開閉される。さらに、水槽３の底部には、該水槽３からの排水を行うための排水口１３が設けられ、詳しく図示はしないが、この排水口１３が前記排水ホース１１に接続されている。尚、前記排水路９には、エアトラップ１４が設けられ、このエアトラップ１４内の圧力が図示しないエアチューブを介して水位センサ６４（図５にのみ図示）に導かれるようになっている。
【００１０】
一方、前記回転槽５の上端部にはバランスリング１５が装着されていると共に、脱水時の該回転槽５からの排水を、そのバランスリング１５との間を通して行うための脱水孔１６が設けられている。また、前記水槽３の上端部には、一部のみ示すように、ほぼリング状をなす桶カバー１７が設けられており、その開口部が前記回転槽５の上面開口部に連通している。
【００１１】
そして、前記外箱２の上端部には、プラスチック製のトップカバー１８が設けられている。詳しく図示はしないが、このトップカバー１８は、中央にほぼ円形の洗濯物出入口を有する矩形枠状をなすと共に、薄形の中空箱状をなしている。このトップカバー１８の上面部には、前記洗濯物出入口を開閉するための二つ折りタイプの蓋１８ａが設けられている。尚、この蓋１８ａ部分には、該蓋１８ａの開閉を検知するための蓋スイッチ６５（図５にのみ図示）が設けられている。
【００１２】
詳しい説明及び図示は省略するが、前記トップカバー１８の後辺部には、回転槽５内に給水を行うための給水弁６６（図５参照）等からなる給水機構や、洗剤・助剤供給装置が設けられている。また、後述するように、前記トップカバー１８の前辺部には、上面に位置して操作パネル６７（図５参照）が設けられていると共に、その内側に位置してマイコンを主体としてなり全体の制御を行なう制御装置６８が設けられている。さらには、ポンプモータ６９（図５参照）により駆動され風呂水等を給水するための風呂水ポンプも設けられている。
【００１３】
ここで、前記回転伝達機構８について、図６ないし図１９を参照して述べる。図８は、モータ７を含んだ回転伝達機構８部分の構成を示しており、ここで、前記水槽３の外底部には、中空ハウジング１９が取付けられている。この中空ハウジング１９は、上フレーム２０と下フレーム２１とを外周側部分にて結合して構成されており、上フレーム２０の中央部には、上向きに凸となる円筒部２０ａが形成されていると共に、下フレーム２１の中央部には下向きに凸となる円筒部２１ａが形成されている。
【００１４】
前記円筒部２０ａ及び円筒部２１ａ内には、夫々ボールベアリングからなる軸受２２及び２３が嵌合固着され、これら軸受２２、２３に支持されて中空状（円管状）の槽軸２４が設けられている。この槽軸２４の軸受２２から突出する上端部外周には、支持筒２５が嵌合固着され、この支持筒２５の上端のフランジ部２５ａに前記回転槽５が固定されている。これにて、槽軸２４の回転により回転槽５が一体回転する。尚、円筒部２０ａの内周面と前記支持筒２５の外周面との間には、シール部材２６が設けられている。
【００１５】
そして、前記槽軸２４の中空部内には、撹拌軸２７が上下に貫通するように挿通されている。この撹拌軸２７は、槽軸２４の内周部上下部に設けられたメタル軸受２８、２８並びに前記支持筒２５の上端部内周部に設けられた軸受２９によって槽軸２４に対して回転自在に支持されており、その上端部が前記撹拌体６に連結されている。これにて、撹拌軸２７の回転により撹拌体６が一体回転する。また、この撹拌軸２７の下端部が前記モータ７に連結されている。
【００１６】
前記モータ７は、図８、図９並びに図３にも示すように、リング状をなすステータ３０と、薄形円筒容器状をなすロータ３１とから構成される。このモータ７の詳細な構造については後述する。図８に示すように、前記ステータ３０は、前記下フレーム２１の下面に対して下方からねじ止めされることにより取付けられている。
【００１７】
一方、図８、図９に示すように、前記ロータ３１の中心部には、円筒状のボス部３６が固着され、前記撹拌軸２７の下端部がこのボス部３６に対してセレーション結合状態に挿入され、例えばナット締めにより取付けられている。従って、前記ロータ３１の回転は常に撹拌軸２７にダイレクトに伝達される。尚、図６及び図７にも示すように、このボス部３６は、その上端が、前記槽軸２４の下端よりも僅かに下方に位置され、また、その外径寸法が、該槽軸２４の外径寸法よりも大きく構成されている。
【００１８】
そして、前記槽軸２４の下端外周部には、該槽軸２４と前記ボス部３６との連結及び切離しを行なうためのクラッチ３７が設けられている。これと共に、前記下フレーム２１の下面部には、このクラッチ３７を上下動させてその状態を切替えるためのクラッチ切替手段の一部を構成する昇降機構３８が設けられると共に、嵌合部を有した共回り防止装置３９が設けられる。
【００１９】
前記クラッチ３７は、合成樹脂この場合ガラスフィラー入りのポリアセタール樹脂からなり、図６、図７、図１０にも示すように、全体としてほぼ円筒状をなしている。そして、クラッチ３７は、その内周部が、上半部で径小、下半部にて径大とされた段付き形状とされると共に、上半部の内周面全周には、上下方向に延びる係合部たる上部内セレーション部４０が形成され、下半部の内周面全周には、上下方向に延びる下部内セレーション部４１が形成されている。
【００２０】
これに対し、図６、図７、図９に示すように、前記槽軸２４の下端部（前記軸受２３から下方に突出した部位）の外周部には、前記上部内セレーション部４０に対応して上下方向に延びる摺動案内部たるセレーション部４２が形成されている。一方、前記ボス部３６の上部外周部にも、前記下部内セレーション部４１に対応して係合部たるセレーション部４３が形成されている。前記クラッチ３７は、上部内セレーション部４０が前記セレーション部４２に常に係合されることにより、槽軸２４の下端部外周に上下動自在且つ周方向に一体的に回転するように嵌挿されている。
【００２１】
これにて、クラッチ３７が図６及び図８に示す下降した脱水位置にあるときには、クラッチ３７の上部内セレーション部４０が槽軸２４のセレーション部４２に係合すると共に、下部内セレーション部４１がボス部３６のセレーション部４３に係合し、もってボス部３６ひいては撹拌軸２７と槽軸２４とを一体的に回転するように連結する。このとき、槽軸２４の下端部外周部には、前記クラッチ３７と前記軸受２３の下端部との間に位置して、クラッチ付勢手段たるコイルばね４４が配設され、クラッチ３７は常に下降位置（脱水位置）に向けて付勢される。このクラッチ３７は撹拌軸２７及び槽軸２４と同心状態をなす。
【００２２】
そして、図１０にも示すように、前記クラッチ３７の上端部外周部には、円形鍔状のフランジ部３７ａが一体に形成されており、そのフランジ部３７ａの上面外周部に、円周方向に並んだ複数の歯部４５ａを有するいわばウォームギアの如き形態の被嵌合部４５が形成されている。このとき、図１１に示すように、歯部４５ａの先端部（上端部）は山形とされ、その両側の傾斜面の傾斜角度αは、水平方向に対して４５度未満とされている。
【００２３】
これに対し、前記共回り防止装置３９は、例えばガラスフィラー入りのポリアセタール樹脂からなり、図６、図７、図１３等に示すように、前記下フレーム２１の円筒部２１ａの外周に嵌込む大きさの薄形の円筒状をなすと共に、上端外周にフランジ部３９ａを一体に有し、そのフランジ部３９ａにて下フレーム２１の底面にねじ止め固定されている。この場合、共回り防止装置３９は、円筒部２１ａ（軸受部）の外周に位置して設けられているので、回転伝達機構８部分全体を上下方向にさほど大形化することなく配設される。
【００２４】
このとき、この共回り防止装置３９の内周面の下半部には、図１２〜図１４にも示すように、前記クラッチ３７の上昇した洗い位置にてその被嵌合部４５（歯部４５ａ同士間の谷部）に噛合う歯部４６ａを有する嵌合部４６が設けられている。この場合、図１１に示すように、歯部４６ａの先端部（下端部）も、前記嵌合部４５の歯部４５ａと同様な山形とされ、その両側の傾斜面の傾斜角度αが、水平方向に対して４５度未満とされている。さらに、この共回り防止装置３９には、後述するクラッチレバー４７を支持するための一対の支持部４８、４８が一体に設けられている。
【００２５】
これにて、クラッチ３７が図７に示す上昇した洗い位置にあるときには、ボス部３６から切離されて上部内セレーション部４０がセレーション部４２に係合するのみとなると共に、被嵌合部４５が嵌合部４６に嵌合し、クラッチ３７が下フレーム２１ひいては水槽３に固定され回転不能とされ、もって撹拌軸２７のみが回転可能とされるようになっている。尚、詳しく図示はしないが、本実施形態では、クラッチ３７の脱水位置と洗い位置との途中の位置において、クラッチ３７の下部内セレーション部４１がボス部３６のセレーション部４３に一部結合され、且つ被嵌合部４５の歯部４５ａが嵌合部４６に一部嵌合する状態を有する寸法関係とされている。
【００２６】
一方、前記昇降機構３８は、図８、図１２〜図１８に示すように、前記コイルばね４４、前記クラッチ３７を上下動させるクラッチレバー４７、このクラッチレバー４７を揺動させる操作レバー４９、クラッチレバー付勢手段たる引張ばね５０（図８、図１３参照）等から構成されている。このうちクラッチレバー４７は、例えばポリプロピレン等の合成樹脂からなり、図１６に示すように、平行に延びる一対の腕部４７ａ、４７ａを基端側で繋いだ形態のほぼコ字状をなすと共に、その基端部中央部から後側に突出する突出部４７ｂを有して構成されている。この突出部４７ｂの上面には、図１８にも示すような斜面部５１が形成されている。
【００２７】
前記各腕部４７ａの先端部には、前記クラッチ３７のフランジ部３７ａの下面側に係止してそれを押し上げるための作動部たる当接ピン５２が内側に突出して設けられている。このとき、一対の当接ピン５２は、フランジ部３７ａのうち直径方向両端の２か所に当接する。また、各腕部４７ａの基端側部分には、図１７に示すように、前記支持部４８に軸支される内側軸部５３及び及び外側軸部５４が同軸となるように一体に設けられている。このうち外側軸部５４については、先端部に、斜め上向き（図１７では斜め下向き）の傾斜面５４ａが形成されている。
【００２８】
このとき、図１２〜図１４並びに図１８にも示すように、前記共回り防止装置３９に一体に設けられる一対の支持部４８、４８は、共回り防止装置３９のやや後部寄り部分に円筒状部分を左右に挟むように対向して設けられ、フランジ部３９ａの下面から下方に延びる角筒状をなしている。そして、その下端部には、左右に対向する舌片状の内壁部４８ａ及び外壁部４８ｂを有している。図１４に示すように、内壁部４８ａの下端部には、下方に開放するＵ字状の溝部５５が形成され、外壁部４８ｂには、係止孔部５６が形成されている。尚、図１５に示すように、外壁部４８ｂのうち内面側は、係止孔部５６から下方に延びて、肉厚がほぼ半分とされた如き案内凹部５７が形成されている。
【００２９】
前記クラッチレバー４７は、前記各腕部４７ａの基端側が、各支持部４８の内壁部４８ａ及び外壁部４８ｂ間に挟まれた形態で支持されるのであるが、このとき、前記内側軸部５３がＵ字状の溝部５５に下方から差込まれてその溝部５５内に保持されると共に、前記外側軸部５４が、その傾斜面５４ａが案内凹部５７を摺動するように案内されて係止孔部５６内に挿入される。これにて、図１２及び図１３に示すように、クラッチレバー４７は、中間部分が前記支持部４８に軸支されて、上下方向（矢印Ａ及びＢ方向）に揺動可能に設けられるのである。
【００３０】
前記操作レバー４９は、図８及び図１９に示すように、その中間部が前記下フレーム２１に軸支されて水平方向（矢印Ｃ及びＤ方向）に回動可能に設けられ、その先端部の下面には、図１８にも示すように、前記クラッチレバー４７の基端部の斜面部５１に摺接する斜面部５８が形成されている。また、このとき、図８、図１３に示すように、前記引張りばね５０は、前記クラッチレバー４７の基端部側と前記共回り防止装置３９との間に掛け渡されて該クラッチレバー４７を矢印Ａ方向に付勢しており、もってクラッチレバー４７の斜面部５１が操作レバー４９の斜面部５８に常に摺接する。
【００３１】
一方、図１９に示すように、前記ギアドモータ１２はワイヤ５９及び連結金具６０を介して前記排水弁１０に連結され、図１９（ａ）に示すように、通常時は前記ワイヤ５９を繰出した状態とされて排水弁１０が閉塞状態にあり、図１９（ｂ）に示すように、前記ワイヤ５９を巻上げることにより、排水弁１０を開放させる。このとき、前記操作レバー４９の基端部は、前記連結金具６０に連結され、もって操作レバー４９は、ギアドモータ１２により、排水弁１０の開閉と連動して矢印Ｃ及びＤ方向に回動する。
【００３２】
これにて、洗い行程やためすすぎ洗いの行程においては、操作レバー４９は図１９（ａ）の状態（図１８の状態から矢印Ｃ方向に回動した状態）にあって、クラッチレバー４７の基端部を押し下げており、もって図７に示すように、クラッチレバー４７の先端の当接ピン５２がクラッチ３７をコイルばね４４のばね力に抗して上方に押上げて洗い位置に位置させる。
【００３３】
これに対し、脱水行程（及び脱水すすぎの行程）においては、操作レバー４９は図１９（ａ）の状態から矢印Ｄ方向に回動されて図１９（ｂ）に示す状態となり、斜面部５８が斜面部５１を相対的に摺動することにより、図１８及び図６、図８に示すように、クラッチレバー４７の基端部が矢印Ａ方向に揺動し、当接ピン５２が下降し、もってクラッチ３７がコイルばね４４のばね力によって脱水位置に下降する。尚、このクラッチ３７の脱水位置では、当接ピン５２がクラッチ３７のフランジ部３７ａから若干量だけ下方に離間するようになっている。
【００３４】
そして、図６〜図８に示すように、前記回転伝達機構８部分には、クラッチ３７の上下位置を検出するためのクラッチ位置検出機構６１が設けられている。このクラッチ位置検出機構６１は、前記クラッチ３７のフランジ部３７ａの下面に、リング状永久磁石６２を同心状に設けると共に、前記共回り防止装置３９部分に、位置検出器６３を設けて構成されている。そのうちリング状永久磁石６２は、例えばプラスチックマグネットからリング状に形成されており、上下に異なる磁極が形成されている、例えば、上半分がＮ極に着磁され、下半分がＳ極に着磁されている。
【００３５】
前記位置検出器６３は、上下に長いケース内に、上側ホールＩＣ６３ａと、下側ホールＩＣ６３ｂとを上下に並んで備えている。図５に示すように、両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂの出力は、制御装置６８に与えられる。このとき、図６に示すように、クラッチ３７が脱水位置にあるときに、両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂが相対的にリング状永久磁石６２のＮ極と接近し、両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂが永久磁石６２のＮ極検出相当の電圧（例えば１．２５Ｖ未満の電圧）を出力する。
【００３６】
これに対し、図７に示すように、クラッチ３７が洗い位置にあるときに、両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂが相対的にリング状永久磁石６２のＳ極と接近することで当該Ｓ極を検出し、夫々Ｓ極検出相当の電圧（例えば３．７５Ｖ以上の電圧）を出力する。更に、クラッチ３７が洗い位置と脱水位置との中間にあるときには、リング状永久磁石６２が両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂの中間に位置するようになり、上側ホールＩＣ６３ａが相対的にＮ極と接近し、下側ホールＩＣ６３ｂがＳ極と接近する。これにより上側ホールＩＣ６３ａがＮ極検出相当の電圧（１．２５Ｖ未満の電圧）を出力し、下側ホールＩＣ６３ｂがＳ極検出相当の電圧（３．７５Ｖ以上の電圧）を出力する。制御装置６８は、両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂの出力電圧に基づいて、クラッチ３７の位置を検出（判断）するのである。
【００３７】
さて、前記モータ７について、図２〜図４も参照して述べる。モータ７のステータ３０は、外周部に多数個例えば３６個の磁極歯３３を有するステータコア３２と、各磁極歯３３に巻回された三相のステータコイル３４と、合成樹脂製の取付部３５を備えている。その取付部３５を介して前記下フレーム２１にねじ止めにより取付けられる
この場合、ステータコア３２は、図４に示すように、６等分された如き分割コア３２Ａを６個、一方の端部に形成された係合凸部３２ａを他方の端部に形成された係合凹部３２ｂに互いに挿入係合することにより連結して構成されている。従って、１つの分割コア３２Ａは、６個の磁極歯３３を有し、隣接する３つの磁極歯３３は３相のＵ、Ｖ及びＷ相に対応する。
【００３８】
前記ロータ３１は、外周部に環状壁７８ａを有する浅底容器状の磁性体製のフレーム７８と、その環状壁７８ａの内周部に配置された全体として円環状をなすロータコア７９と、このロータコア７９に形成された多数個の磁石挿入孔８０に挿入された保磁力の異なる低保磁力永久磁石８１及び高保磁力永久磁石８２とを備えている。フレーム７８の中央部に前記ボス部３６が設けられ、前記撹拌軸が連結される。この場合、低（小）保磁力永久磁石８１は、保磁力が低く、磁化状態（着磁量）を変更可能な例えばアルニコ磁石（アルニコ磁石の保磁力は、３５０ｋＡ／ｍ以下）から構成されている。高（大）保磁力永久磁石８２は、保磁力が高く、磁力が固定された例えばネオジム磁石（ネオジム磁石の保磁力は、７００ｋＡ／ｍ以上）から構成されている。
【００３９】
ロータコア７９は、図４に示すように、隣接する１対の分割コア７９Ａ、７９Ｂを３対組合せて構成されている。分割コア７９Ａ、７９Ｂは、夫々交互にＮ極とＳ極の磁極が形成されるように、各８個の磁石挿入孔８０に８個の永久磁石８１或いは８２が挿入配置されて構成される。そのうちの、一方の分割コア７９Ａでは、分割コア３２Ａの一方側（左側）からのＵ、Ｖ、Ｗ、Ｕ、Ｖ及びＷ相の磁極歯３３の配列に対して、低保磁力永久磁石８１（「小 Ｎ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」）および高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）が応じるように配置されている。
【００４０】
他方の分割コア７９Ｂでは、分割コア３２Ａの一方側（左側）からのＵ、Ｖ、Ｗ、Ｕ、Ｖ及びＷ相の配列に対して、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、低保磁力永久磁石８１（「小 Ｎ」））、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）、高保磁力永久磁石８２（「大 Ｎ」）及び高保磁力永久磁石８２（「大 Ｓ」）が応じるように配置されている。
【００４１】
以上のように、１対の分割コア７９Ａ、７９Ｂは、１個の低保磁力永久磁石８１と７個の高保磁力永久磁石８２とを備えていて、総磁束量は略等しいのである。但し、１対の分割コア７９Ａ、７９Ｂおいては、一方の分割コア７９Ａでは、低保磁力永久磁石８１は、左側の１番目に位置するのに対し、他方の分割コア７９Ｂでは、低保磁力永久磁石８１は、左側から３番目に位置するように、永久磁石８１、８２の配置順が異なるように設定されている。
【００４２】
一方、図２及び図３に示すように、１対の分割コア７９Ａ、７９Ｂにおいて、一方の分割コア７９Ａの両端部には、係合部としての矩形状の係合凸部７９ａが形成され、他方の分割コア７９Ｂの両端部には、被係合部としての矩形状の係合凹部７９ｂが形成されている。従って、分割コア７９Ａ、７９Ｂにおいて、対をなす分割コア７９Ａ、７９Ｂであれば、一方の分割コア７９Ａの係合部としての係合凸部７９ａは、他方の分割コア７９Ｂの被係合部としての係合凹部７９ｂに係合することが可能である。
【００４３】
しかしながら、対をなさない分割コア７９Ａ、７９Ａを組合せようとすると、一方の分割コア７９Ａの係合部としての係合凸部７９ａは、他方の分割コア７９Ａの被係合部としての係合凸部７９ａに係合することが不可能である。同様に、対をなさない分割コア７９Ｂ、７９Ｂを組合せようとすると、一方の分割コア７９Ｂの係合部としての係合凹部７９ｂは、他方の分割コア７９Ｂの被係合部としての係合凹部７９ｂに係合することが不可能である。
【００４４】
上記モータ７において、ステータコア３２の１２個の磁極歯３３に巻回される１２個のＵ相のステータコイル３４は直列に接続され、１２個の磁極歯３３に巻回される１２個のＶ相のステータコイル３４は直列に接続され、１２個の磁極歯３３に巻回される１２個のＷ相のステータコイル３４は直列に接続された上で、これらの直列回路はスター結線される。そして、モータ７は、制御手段としてのマイクロコンピュータを含む制御装置６８により制御される。
【００４５】
図５は、前記制御装置６８を中心とした電気的構成を概略的に示している。ここで、交流電源Ｖａｃを直流に変換する直流電源回路７０には、モータ駆動回路としてのインバータ主回路７１が接続されている。周知のように、このインバータ主回路７１は、６個のスイッチング素子７１ａ〜７１ｆを３相ブリッジ接続して構成され、このインバータ主回路７１に前記モータ７の各相のステータコイル３４が接続されている。
【００４６】
前記インバータ主回路７１の各スイッチング素子７１ａ〜７１ｆは、制御装置６８によりインバータ制御回路７２を介してオン、オフ制御される。また、前記モータ７には、ロータ３１の位置検出を行なう複数の位置検出素子７３（１個のみ図示）が設けられている。この位置検出素子７３の位置検出信号は、モータ７の回転速度検出にも用いられる。これにて、モータ７は、制御装置６８により可変速且つ正逆転可能に駆動制御される。
【００４７】
さらに、この制御装置６８には、前記操作パネル６７のキー操作信号が入力されると共に、前記水位センサ６４、蓋スイッチ６５からの検出信号及び両ホールＩＣ６３ａ、６３ｂからの磁極検出用信号である前記出力電圧が入力される。そして、制御装置６８は、前記モータ７を制御すると共に、駆動回路７４を介して給水弁６６を制御し、駆動回路７５を介してギアドモータ１２を制御し、駆動回路７６を介してポンプモータ６９を制御する。尚、制御装置６８は、報知手段として機能するブザー７７も制御する。
【００４８】
これにて、制御装置６８は、使用者による操作パネル６７のキー操作及び前記各種の入力等に基づき、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムに従って、前記モータ７や給水弁６６、ギアドモータ１２等の各機構を制御して、洗い行程、すすぎ行程、脱水行程に大別される洗濯運転を自動で実行させる。本実施形態では、すすぎ行程は、シャワー状の給水を間欠的に行いながら回転槽５（及び撹拌体６）を高速回転させる脱水すすぎ行程と、回転槽５内に水を溜めて撹拌体６を回転させるためすすぎ行程とからなる。前記洗い行程、ためすすぎ行程では、撹拌体６が低速で正逆方向に交互に回転され、脱水すすぎ行程、脱水行程では、回転槽５及び撹拌体６が高速で一方向（正方向）に一体回転される。
【００４９】
そして、前記制御装置６８は、後の作用説明でも述べるように、洗濯運転の行程に応じてクラッチ切替指令（ギアドモータ１２に対する回転駆動指令）を発生して、クラッチ３７を洗い位置と脱水位置との間で切替制御する。即ち、前記脱水位置への切替制御は、洗い行程、ためすすぎ行程の終了時の排水弁１０の開放のタイミングで実行され、又、前記洗い位置への切替制御は、洗い行程及びためすすぎ洗い行程の開始直前で排水弁１０を閉鎖するタイミング）で実行される。
【００５０】
前記脱水位置への切替制御においては、前記ギアドモータ１２を一方向に回転させて操作レバー４９を図１９（ａ）の状態から矢印Ｄ方向に回動（クラッチ３７は下方へ移動）させる。又、前記洗い位置への切替制御においては、前記ギアドモータ１２を逆方向へ回転させて操作レバー４９を図１９（ｂ）の状態から矢印Ｃ方向に回動（クラッチ３７は上方へ移動）させるように回転動作させる。上記制御装置６８、ギアドモータ１２及び昇降機構３８等から、クラッチ切替手段が構成されている。
【００５１】
このとき、前記制御装置６８は、クラッチ３７の切替え時（ギアドモータ１２の駆動時）に、前記モータ７を短時間回転させて停止させる切替補助動作を実行する切替補助動作実行手段として機能する。この場合、クラッチ７を、上昇した洗い位置から下降した脱水位置に切替える際には、脱水側クラッチ切替補助動作（図２０参照）が実行される。また、クラッチ３７を、下降した脱水位置から、上昇した洗い位置に切替える際には、洗い側クラッチ切替補助動作（図２１参照）が実行される。
【００５２】
脱水側クラッチ切替補助動作は、図２０に示すように、モータ７を正方向（脱水回転方向）及び反転方向へ、所定角度ずつ、小刻みに回転させることを行う。即ち、最初はモータ７を最初の角度位置（０度位置）から正方向へ２．５度の角度分回動するように駆動し、そして反転方向へ５度回動させ、次に正方向へ５度回動させ、さらに２．５度反転させる。そして、若干時間休止をして正方向へ５度、反転方向へ２．５度を所定回数繰り返し、最初の０度位置から正方向へ２５度回動させたところで、若干時間休止をし、その後、正方向へ２．５度回動し、そして５度反転方向へ回動し、同じく５度正方向へ回動し、さらに２．５度反転方向へ回動させる。これにより、嵌合部４６からのクラッチ３７の被嵌合部４５の離脱が促される。
【００５３】
洗い側クラッチ切替補助動作は、図２１に示すように、モータ７を停止状態（角度０度）から正転方向に角度２．５度の位置まで回転させた後、逆転方向に角度−２．５度の位置まで回転させ、角度０度の位置に戻し、次いで、角度１２度の位置まで回転させた後、角度−１２度の位置まで逆転させ、角度０度の位置に戻し、さらに、角度２．５度の位置まで回転させた後、角度−２．５度の位置まで逆転させ、角度０度の位置に戻すことにより行なわれ、所要時間は約１０秒とされている。これにより嵌合部４６に対するクラッチ３７の被嵌合部４５の係合が促される。
【００５４】
尚、上記したクラッチ３７の状態切替時には、クラッチ位置検出手段６１（位置検出器６３）により、クラッチ３７が正しく切替えられたかどうかを検出し、切替えが不十分であると判断された場合には、上記したクラッチ切替補助動作を、上限回数に至るまで繰返して実行することができる。
【００５５】
さて、本実施形態では、前記制御装置６８は、前記モータ７のロータ３１に設けられた永久磁石のうち、低保磁力永久磁石８１の磁化状態（着磁量）を、減磁状態と増磁状態との間で調整（変更）する磁化状態調整手段として機能する。即ち、制御装置６８は、低保磁力永久磁石８１を減磁状態から増磁させる増磁処理を行うにあたっては、低保磁力永久磁石８１の減磁状態において、ステータコイル３４に例えば＋５００Ｖの電圧を印加する。これにより、低保磁力永久磁石８１の磁束を最大まで上げ、電圧の印加を解除しても、その磁束が保持されようになる。この増磁状態では、モータ７としては、低速回転で高トルクを発揮できる。
【００５６】
これに対し、制御装置６８は、低保磁力永久磁石８１を増磁状態から減磁させる減磁処理を行うにあたっては、低保磁力永久磁石８１の増磁状態において、ステータコイル３４に例えば−５００Ｖよりやや高い電圧を印加する。低保磁力永久磁石８１の磁束を０（零）近くまで下げ、電圧の印加を解除しても、その磁束が保持されるようにする。これにより、ステータ３０に対して作用するロータ３１全体としての磁束が減少するようになり、この減磁状態では、モータ７としては、低トルク、高速回転に適したものとなる。尚、洗濯の各行程におけるステータコイル３４の運転電圧は、通常で約±２００Ｖの範囲であるので、各行程の実行中に低保磁力永久磁石８１の磁束が変化してしまうことはない。
【００５７】
この場合、次の作用説明でも述べるように、制御装置６８は、洗い行程及びためすすぎ行程の行程開始前に、モータ７に対する増磁処理を実行し、増磁状態で洗い行程及びためすすぎ行程を実行する。また、脱水すすぎ行程及び脱水行程の開始前に、モータ７に対する減磁処理を実行し、減磁状態で脱水すすぎ行程及び脱水行程を実行する。そして、それらに加えて、制御装置６８は、上記したクラッチ３７の切替時のクラッチ切替補助動作を実行する際（直前）に、モータ７の低保磁力永久磁石８１が減磁状態であるときには、増磁処理を実行する。
【００５８】
次に上記構成の作用について、図２２も参照して述べる。図２２は、本実施形態における一連の洗濯運転の行程の進行状態（時間経過）とモータ７のトルクの変動との関係を、概略的に示している。ここで、洗濯運転が開始されると、まず、クラッチ３７を脱水位置から上昇させて洗い位置に切替えるクラッチ切替行程Ｐ１が実行され、引続き洗い行程Ｐ２が実行される。このとき、クラッチ切替行程Ｐ１においては、併せて洗い側クラッチ切替補助動作（図２１参照）が実行される。また、洗い行程Ｐ２では、回転槽５（水槽３）内に給水が行なわれた後、モータ７の正逆回転により撹拌体６のみが低速で正逆回転駆動され、洗濯物に対する水流による洗いが実行される。
【００５９】
洗い行程Ｐ２が終了すると、排水弁１０が開放されると共に、クラッチ３７を下降させて洗い位置から脱水位置に切替えるクラッチ切替行程Ｐ３が実行され、引続き脱水すすぎの行程Ｐ４が実行される。クラッチ切替行程Ｐ３においては、併せて脱水側クラッチ切替補助動作（図２０参照）が実行される。脱水すすぎ行程Ｐ４では、モータ７の正回転により、回転槽５及び撹拌体６が高速で回転されると共に、洗濯物に対するシャワー状の給水が間欠的に行なわれる。
【００６０】
この後、再びクラッチ３７を脱水位置から上昇させて洗い位置に切替えるクラッチ切替行程Ｐ５が実行され、引続きためすすぎ行程Ｐ６が実行される。クラッチ切替行程Ｐ５においては、併せて洗い側クラッチ切替補助動作（図２１参照）が実行される。ためすすぎ行程Ｐ６においては、回転槽５（水槽３）内に給水が行なわれた後、モータ７の正逆回転により撹拌体６のみが低速で正逆回転駆動される。
【００６１】
ためすすぎ行程Ｐ６が終了すると、クラッチ３７を下降させて洗い位置から脱水位置に切替えるクラッチ切替行程Ｐ７が実行され、引続き脱水行程Ｐ８が実行される。クラッチ切替行程Ｐ７においては、併せて脱水側クラッチ切替補助動作（図２０参照）が実行される。脱水行程Ｐ８では、モータ７の正回転により、回転槽５及び撹拌体６が高速で回転される。この場合、上記したクラッチ切替行程Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５、Ｐ７において、切替補助動作が実行されることにより、モータ７によりクラッチ３７の回転位置（被嵌合部４５の回転位置）が変更され、クラッチ３７の切替え（嵌合部４６に対する嵌合、切離し）が促進されるようになる。
【００６２】
そして、制御装置６８は、上記のように洗濯運転の各行程を制御することと併せて、モータ７のロータ３１に設けられた永久磁石８１、８２のうちの低保磁力永久磁石８１の磁化状態（着磁量）の調整（増磁、減磁）の処理を、次のように実行する。即ち、まず、洗濯運転（クラッチ切替行程Ｐ１）の開始時に、モータ７に対する増磁処理が行なわれる。洗い行程Ｐ２の終了時（クラッチ切替行程Ｐ３の開始時）に、モータ７に対する増磁処理が行なわれ、クラッチ切替行程Ｐ３の終了時（脱水すすぎ行程Ｐ４の開始時）に、モータ７に対する減磁処理が行なわれる。
【００６３】
脱水すすぎ行程Ｐ４の終了時（クラッチ切替行程Ｐ５の開始時）に、モータ７に対する増磁処理が行なわれる。この後、ためすすぎ行程Ｐ６の終了時（クラッチ切替行程Ｐ７の開始時）に、モータ７に対する増磁処理が行なわれ、クラッチ切替行程Ｐ７の終了時（脱水行程８の開始時）に、モータ７に対する減磁処理が行なわれる。
【００６４】
このように、低保磁力永久磁石８１の磁化状態（着磁量）を変更することにより、洗い行程Ｐ２及びためすすぎ行程Ｐ６では、ステータ３０に対して作用するロータ３１の磁束を増加させ、モータ７として低速回転、高トルクを発揮することができる。また、脱水すすぎ行程Ｐ４及び脱水行程Ｐ８では、減磁の処理を行うことにより、ステータ３０に対して作用するロータ３１の磁束を減少させ、モータ７として、低トルク、高速回転に適した性能を発揮できるようになる。
【００６５】
ここで、もし、上記したクラッチ３７の切替え時に低保磁力永久磁石８１が減磁状態のままであると、モータ７が低トルクであるため、例えば洗濯物が回転槽５の内面に貼付いている場合など、切替補助動作を実行してもモータ７が回転せず、クラッチ３７の切替えが確実に行なわれなくなる虞がある。これに対し、本実施形態では、クラッチ３７の切替時において常に低保磁力永久磁石８１を増磁させるようにしたので、切替補助動作の実行時のモータ７の大きなトルクを得ることができ、クラッチ３７の切替えを確実に行うことができるのである。
【００６６】
このような第１の実施形態によれば、ロータ３１に設けられる永久磁石に、高保磁力永久磁石８２と、磁化状態を変更可能な低保磁力永久磁石８１とを含ませ、洗濯の行程に応じて増磁、減磁の処理を行うことにより、モータ７のトルクを変更させることができる。従って、洗い行程及びためすすぎ行程では、モータ７として、洗い行程及びためすすぎ行程に必要な低速回転、高トルクを得ることができる。脱水すすぎ行程及び脱水行程では、モータ７として、それらの行程に必要な低トルク、高速回転に適した性能を発揮できるようになる。
【００６７】
そして、モータ７の回転の回転槽５及び撹拌体６への伝達状態を切替えるクラッチ３７を備えるものにあって、クラッチ３７の切替時に、モータ７を短時間回転させる切替補助動作を行なうものにあって、クラッチ３７の切替時に、モータ７の低保磁力永久磁石８１に対する増磁処理を行うようにしたので、切替補助動作を行なう際の必要なモータ７の大きなトルクを得ることができ、クラッチ３７の切替えをより確実に行うことができるという優れた効果を奏する。
【００６８】
（２）第２、第３の実施形態、その他の実施形態
図２３は、第２の実施形態を示すもので、次の点が上記第１の実施形態と異なっている。即ち、この第２の実施形態では、前記クラッチ３７の切替え時において、制御装置６８（磁化状態調整手段）による前記低保磁力永久磁石８１の増磁の処理（ステータコイル３４に対する電圧の印加）を複数回（例えば３回）繰返すように構成されている。この場合、増磁の処理を１回実行しただけでは、モータ７の高トルク化が不十分となる虞があるが、増磁の処理を２回、３回と繰返し実行することにより、モータ７の高トルク化をより一層確実に行うことができることが明らかとなっている。
【００６９】
図２４は、第３の実施形態を示すものである。即ち。モータ７の各相のステータコイル３４は、多数個の単位コイルを直列に接続して構成されるのであるが、図で一相分のみ図示するように、多数個の単位コイルの半数ずつを直列接続した２つの群（単位コイル群３４ａ，３４ｂ）に分けるようにしている。そして、例えばリレーを用いた直並列切替回路により、それら単位コイル群３４ａ，３４ｂの並列接続状態（図２４（ａ））と、直列接続状態（図２４（ｂ））とを切替可能に構成している。
【００７０】
このとき、上記低保磁力永久磁石８１による磁化状態の変更に加えて、モータ７の大トルクが必要な場合（洗い行程、ためすすぎ行程、並びに、クラッチ３７の切替補助動作実行時）には、図２４（ａ）に示す並列接続状態とする。これに対し、モータ７の高速回転が必要な場合（脱水行程、脱水すすぎ行程）には、図２４（ｂ）に示す直列接続状態とする。これにより、モータ７のトルク変動をより大きくすることができる。
【００７１】
さらに、図示はしないが、洗濯機においては、洗濯運転実行中に、前記蓋スイッチ６５により、洗濯物出入口の蓋１８ａの開放が検知されたとき、制御装置６８が前記モータ７を一時停止させる構成が一般的である（一時停止手段）。このような一時停止手段を備えたものにあっては、上記一時停止による運転停止後の運転再開時に、前記モータ７の低保磁力永久磁石８１の増磁処理を実行するように構成することができる。これによれば、モータ７の高トルクが得られる状態で、洗濯運転を再開することができ、停止前と停止後で負荷変動（洗濯物の増加）がある場合でも、スムーズに運転を再開することができるといったメリットを得ることができる。
【００７２】
その他、以上説明した洗濯機は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、クラッチ３７やクラッチ切替手段（昇降機構３８）の詳細な構成や、モータ７（ステータ３０及びロータ３１）の詳細構造、永久磁石（低保磁力永久磁石８１、高保磁力永久磁石８２）の配置構成などについて、種々の変更が可能であり、また、縦軸型の洗濯機に限らず横軸型（ドラム式洗濯機）にも適用できる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
【符号の説明】
【００７３】
図面中、１は洗濯機、３は水槽、５は回転槽、６は撹拌体、７はモータ、８は回転伝達機構、１０は排水弁、１２はギアドモータ、２４は槽軸、２７は撹拌軸、３０はステータ、３１はロータ、３２はステータコア、３４はステータコイル、３６はボス部、３７はクラッチ、３８は昇降機構（クラッチ切替手段）、３９は共回り防止装置、４５は被嵌合部、４５ａは歯部、４６は嵌合部、４６ａは歯部、４７はクラッチレバー、６１はクラッチ位置検出手段、６５は蓋スイッチ、６８は制御装置（切替補助動作実行手段、磁化状態調整手段、一時停止手段）、７９はロータコア、８１は低保磁力永久磁石、８２は高保磁力永久磁石を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物が収容される回転槽と、
この回転槽内に設けられモータにより回転される撹拌体と、
前記モータの回転を前記回転槽及び撹拌体に伝達する脱水位置と、前記モータの回転を前記撹拌体のみに伝達する洗い位置との間で切替え可能なクラッチと、
洗濯運転の行程に応じて前記クラッチを脱水位置と洗い位置との間で切替えるクラッチ切替手段と、
前記クラッチ切替手段による前記クラッチの状態の切替え時に、前記モータを短時間回転させて停止させる切替補助動作を実行する切替補助動作実行手段とを具備し、
前記モータは、ステータコイルを有するステータと、ロータコアに多数個の永久磁石を有するロータとを備えて構成されると共に、前記永久磁石には、高保磁力永久磁石と磁化状態を変更可能なレベルの低保磁力永久磁石とが含まれており、
前記ステータコイルに励磁電流を発生させることで、前記低保磁力永久磁石の磁化状態を増磁、減磁する磁化状態調整手段を備え、
前記磁化状態調整手段は、前記クラッチの切替え時において、前記低保磁力永久磁石を増磁させることを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記クラッチの切替え時において、前記磁化状態調整手段による前記低保磁力永久磁石の増磁の処理を複数回繰返すことを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
洗濯運転実行中に、前記回転槽の洗濯物出入口の開放が検知されたとき、前記モータを一時停止させる一時停止手段を備え、
前記一時停止手段による運転停止後の運転再開時に、前記磁化状態調整手段による前記低保磁力永久磁石の増磁を実行することを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機。
【請求項１】
洗濯物が収容される回転槽と、
この回転槽内に設けられモータにより回転される撹拌体と、
前記モータの回転を前記回転槽及び撹拌体に伝達する脱水位置と、前記モータの回転を前記撹拌体のみに伝達する洗い位置との間で切替え可能なクラッチと、
洗濯運転の行程に応じて前記クラッチを脱水位置と洗い位置との間で切替えるクラッチ切替手段と、
前記クラッチ切替手段による前記クラッチの状態の切替え時に、前記モータを短時間回転させて停止させる切替補助動作を実行する切替補助動作実行手段とを具備し、
前記モータは、ステータコイルを有するステータと、ロータコアに多数個の永久磁石を有するロータとを備えて構成されると共に、前記永久磁石には、高保磁力永久磁石と磁化状態を変更可能なレベルの低保磁力永久磁石とが含まれており、
前記ステータコイルに励磁電流を発生させることで、前記低保磁力永久磁石の磁化状態を増磁、減磁する磁化状態調整手段を備え、
前記磁化状態調整手段は、前記クラッチの切替え時において、前記低保磁力永久磁石を増磁させることを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記クラッチの切替え時において、前記磁化状態調整手段による前記低保磁力永久磁石の増磁の処理を複数回繰返すことを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
洗濯運転実行中に、前記回転槽の洗濯物出入口の開放が検知されたとき、前記モータを一時停止させる一時停止手段を備え、
前記一時停止手段による運転停止後の運転再開時に、前記磁化状態調整手段による前記低保磁力永久磁石の増磁を実行することを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１３−７８４７３（Ｐ２０１３−７８４７３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２００２５（Ｐ２０１１−２２００２５）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０２２８５６６４）東芝コンシューマエレクトロニクス・ホールディングス株式会社 (2,480)
【出願人】（５０３３７６５１８）東芝ホームアプライアンス株式会社 (2,436)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０２２８５６６４）東芝コンシューマエレクトロニクス・ホールディングス株式会社 (2,480)
【出願人】（５０３３７６５１８）東芝ホームアプライアンス株式会社 (2,436)
【Ｆターム（参考）】
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