洗衣机用电机单元的制作方法

本实用新型涉及用于驱动洗衣机的排水阀的洗衣机用电机单元。

背景技术：

在洗衣机中，关于驱动洗涤槽的主电机(洗涤槽驱动用电机)、洗涤水的泵用电机，从静音化、旋转控制的容易程度等观点来看，使用了直流电机。与此相对，在进行排水阀的驱动或供给/切断洗涤槽和主电机之间的动力的离合器部件的驱动的电机单元中，使用了交流电机(参照专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-158393号公报

专利文献2：日本特开2014-68854号公报

技术实现要素：

实用新型所要解决的技术问题

因此，在一台洗衣机中混装有直流电机和交流电机，妨碍了电路设计的标准等。因此，期望排水阀的驱动、离合器部件的驱动也使用直流电机。但是，在交流电机中，因为即使外部负荷改变转速也不改变，所以通过控制时间可以控制输出部件的位置，与此相对，在直流电机中，因为当外部负荷改变时转速也改变，所以存在不能通过控制时间来控制输出部件的位置的问题。

鉴于上述的问题，本实用新型的技术问题在于提供一种洗衣机用电机单元，该电机单元可以使用直流电机来驱动排水阀和离合器部件，该离合器部件供给/切断洗涤槽和洗涤槽驱动用电机之间的动力。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种洗衣机用电机单元，其用于驱动洗衣机的排水阀或者离合器部件，所述离合器部件供给/切断洗涤槽和洗涤槽驱动用电机之间的动力，所述洗衣机用电机单元的特征在于，具有：直流电机；齿轮传递机构，所述齿轮传递机构将所述直流电机的旋转传递给输出部件；凸轮部件，所述凸轮部件与所述输出部件联动旋转；以及开关机构，所述开关机构被所述凸轮部件驱动，将三个接触片的接触状态切换为第一接触状态及第二接触状态。

在本实用新型中，将直流电机的旋转经由齿轮传递机构传递到输出部件。在此，在直流电机中，因为当外部负荷改变时转速改变，所以不能通过控制时间来控制输出部件的位置，但在本实用新型中，设置有与输出部件联动旋转的凸轮部件和由凸轮部件驱动的开关机构。因此，因为可以通过来自开关机构的输出来监视输出部件的位置，所以在洗衣机中可以使用直流电机驱动洗衣机的排水阀或者离合器部件。

在本实用新型中，可以采用以下方式：所述齿轮传递机构包括固定于所述直流电机的电机轴上的蜗杆和与所述蜗杆啮合的蜗轮。

在本实用新型中，可以采用以下方式：所述齿轮传递机构具备：第一齿轮，所述第一齿轮由复合齿轮构成，在该复合齿轮中一体形成有所述蜗轮；第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；第三齿轮，所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合；以及作为最终齿轮的第四齿轮，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第四齿轮和所述凸轮部件一体地旋转。

在本实用新型中，可以采用以下方式：所述直流电机配置为，所述电机轴在与所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述第三齿轮及所述第四齿轮各自的旋转中心轴线正交的方向上延伸。

在本实用新型中，可以采用以下方式：具有在其内侧收容所述直流电机、所述齿轮传递机构、所述凸轮部件及所述开关机构的壳体，所述壳体的内部通过分隔部件在所述旋转中心轴线的延伸方向上划分为第一空间和第二空间，所述第一空间配置有所述直流电机及所述齿轮传递机构，所述第二空间配置有所述凸轮部件及所述开关机构。

(实用新型效果)

在本实用新型中，将直流电机的旋转经由齿轮传递机构传递给输出部件。在此，在直流电机中，因为当外部负荷改变时转速也改变，所以不能通过控制时间来控制输出部件的位置，但在本实用新型中，设置有与输出部件联动旋转的凸轮部件和由凸轮部件驱动的开关机构。因此，因为可以通过来自开关机构的输出来监视输出部件的位置，所以在洗衣机中可以使用直流电机驱动洗衣机的排水阀或者离合器部件。

附图说明

图1是应用了本实用新型的洗衣机用电机单元的立体图。

图2是从z轴方向的一侧观察图1所示的洗衣机用电机单元的分解立体图。

图3是从z轴方向的另一侧观察图1所示的洗衣机用电机单元的分解立体图。

图4是表示图3所示的直流电机及齿轮传递机构的平面布局的说明图。

图5是表示图2所示的开关机构的平面布局的说明图。

图6是图5所示的开关机构的分解立体图。

图7是表示图5所示的开关机构的第一接触状态的说明图。

图8是表示图5所示的开关机构的第二接触状态的说明图。

附图标记说明

1…洗衣机用电机单元；2…壳体；3…直流电机；4…输出部件；5…齿轮传递机构；6…凸轮部件；7…开关机构；8…分隔部件；11…第一空间；12…第二空间；21…第一壳体部件；22…第二壳体部件；31…电机轴；43…偏心销；50…蜗杆；51…第一齿轮；52…第二齿轮；53…第三齿轮；54…第四齿轮；65…凸轮面；66…第一凸轮面；67…第二凸轮面；71…第一接触片；72…第二接触片；73…第三接触片；511…蜗轮；716、726、726a、726b、736…接点部；c1…第一接触状态；c2…第二接触状态；l…旋转中心轴线；p1…第一位置；p2…第二位置。

具体实施方式

基于附图对用于实施本实用新型的实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，将沿着用于齿轮传递机构5的齿轮的旋转中心轴线的方向设为z轴方向、将与z轴方向正交的方向设为x轴方向、将与x轴方向及z轴方向正交的方向设为y轴方向进行说明。

(整体结构)

图1是应用了本实用新型的洗衣机用电机单元1的立体图。图2是从z轴方向的一侧z1观察到的图1所示的洗衣机用电机单元1的分解立体图。图3是从z轴方向的另一侧z2观察到的图1所示的洗衣机用电机单元1的分解立体图。

图1、图2及图3所示的洗衣机用电机单元1是用于驱动洗衣机的排水阀或者供给/切断洗涤槽和洗涤槽驱动用电机之间的动力的离合器部件的电机单元。洗衣机用电机单元1在壳体2的内部具有作为驱动源的直流电机3和将直流电机3的旋转传递给输出部件4的齿轮传递机构5，输出部件4从壳体2向z轴方向的一侧z1突出。另外，洗衣机用电机单元1在壳体2的内部具有凸轮部件6和开关机构7，该凸轮部件6与输出部件4联动旋转，该开关机构7被凸轮部件6驱动，切换三个接触片(第一接触片71、第二接触片72及第三接触片73)的接触状态。共计五条引线91、92、93、94、95从壳体2朝向x轴方向的一侧x1延伸。

壳体2具有位于z轴方向的另一侧z2的第一壳体部件21和从z轴方向的一侧z1与第一壳体部件21重叠的第二壳体部件22。第一壳体部件21具有位于z轴方向的另一侧z2的底部211和从底部211的外缘向z轴方向的一侧z1突出的主体部212。第二壳体部件22具有位于z轴方向的一侧z1的底部221和从底部221的外缘向z轴方向的另一侧z2突出的主体部222，底部211和底部221在z轴方向上对置。

在第一壳体部件21的主体部212的外表面形成有凸部213，另一方面，在第二壳体部件22的主体部222形成有向z轴方向的另一侧z2突出并与凸部213卡合的卡合部223。因此，第一壳体部件21和第二壳体部件22通过凸部213和卡合部223的卡合而联接。第一壳体部件21的主体部212的z轴方向的一侧z1的端部和第二壳体部件22的主体部222的z轴方向的另一侧z2的端部是在z轴方向及内外方向双方重叠的嵌合构造。更具体地说，在第一壳体部件21的主体部212，z轴方向的一侧z1的端部是在内侧切除相当于板厚的约1/2部分的形状。因此，在主体部212的端部，在外侧形成有薄板部分215，在内侧形成有台阶部214。与此相对，在第二壳体部件22的主体部222，z轴方向的另一侧z2的端部是在外侧切除相当于板厚的约1/2部分的形状。因此，在主体部222的端部，在内侧形成有薄板部分225，在外侧形成有台阶部224。因此，当将第一壳体部件21和第二壳体部件22在z轴方向上重叠时，主体部212的薄板部分215从外侧与主体部222的薄板部分225重叠，并且从z轴方向的另一侧z2与台阶部224重叠。另外，主体部222的薄板部分225从z轴方向的一侧z1与主体部212的台阶部214重叠。因此，能够抑制水进入壳体2的内部。特别是，将第一壳体部件21设为上侧、将第二壳体部件22设为下侧的情况下，能够非常有效地抑制水进入壳体2的内部。

需要说明的是，在第一壳体部件21的端部及第二壳体部件22的端部，形成有孔218a、228a的突缘部218、228在z轴方向上重叠，突缘部218、228用于将洗衣机用电机单元1固定到洗衣机。

在壳体2的内侧固定有板状的分隔部件8，分隔部件8将壳体2的内部在z轴方向(用于齿轮传递机构5的齿轮的旋转中心轴线的延伸方向)上划分为配置有直流电机3及齿轮传递机构5的第一空间11和配置有凸轮部件6及开关机构7的第二空间12。需要说明的是，在第一壳体部件21和分隔部件8之间及第二壳体部件22和分隔部件8之间，通过凸部和凹部的嵌合等进行定位。

(齿轮传递机构5等的详细结构)

图4是表示图3所示的直流电机3以及齿轮传递机构5的平面布局的说明图。

如图2、图3及图4所示，直流电机3在第一空间11中配置为电机轴31在与z轴方向正交的方向上延伸，设置有直流电机3的定子等的主体部32被保持于第一壳体部件21的底部211和分隔部件8之间。在主体部32中，在与电机轴31突出的一侧相反的一侧的端部设置有端子36、37，在端子36、37上连接有作为供电线的引线96、97的一端。引线96、97的另一端分别连接至电机驱动装置(未图示)。

齿轮传递机构5包括固定于直流电机3的电机轴31上的蜗杆50和与蜗杆50啮合的蜗轮511。更具体地说，齿轮传递机构5具备：由复合齿轮构成的第一齿轮51，在该复合齿轮中一体形成有蜗轮511和齿轮512；与第一齿轮51啮合的第二齿轮52；与第二齿轮52啮合的第三齿轮53；与第三齿轮53啮合的作为最终齿轮的第四齿轮54。

第一齿轮51被支轴510支承为能够旋转，该支轴510的两端被第一壳体部件21的底部211及分隔部件8保持。

第二齿轮52是复合齿轮，在该复合齿轮中一体形成有与第一齿轮51的齿轮512啮合的大径齿轮521和直径比大径齿轮521小的小径齿轮522。第二齿轮52被支轴520支承为能够旋转，该支轴520的z轴方向的另一侧z2的端部被第一壳体部件21的底部211保持。

第三齿轮53是复合齿轮，在该复合齿轮中一体形成有与第二齿轮52的小径齿轮522啮合的大径齿轮531和直径比大径齿轮531小的小径齿轮532。第三齿轮53被支轴530支承为能够旋转，该支轴530的两端被第一壳体部件21的底部211及分隔部件8保持。

第四齿轮54具有与第三齿轮53的小径齿轮532啮合的齿轮541。第四齿轮54与第二齿轮52以同轴状配置，被支轴520支承为能够旋转。第四齿轮54具有从齿轮541的中央向z轴方向的一侧z1突出的轴部543。轴部543贯通形成于分隔部件8的孔(未图示)，并从分隔部件8向z轴方向的一侧z1突出，从形成于第二壳体部件22的底部221的开口部220露出。

在第四齿轮54的轴部543中、从分隔部件8向z轴方向的一侧z1突出的部分，后文将描述的凸轮部件6安装为与第四齿轮54一体地旋转。在本实施方式中，凸轮部件6具有筒部60，在该筒部60形成有轴部543嵌入其中的轴孔61，轴孔61的内周面及轴部543的外周面的截面均为d字形状。因此，凸轮部件6与第四齿轮54一体地旋转。

此外，在第四齿轮54的轴部543中、从凸轮部件6向z轴方向的一侧z1突出的部分，嵌合有在输出部件4中向z轴方向的另一侧z2突出的筒部41，在该状态下，输出部件4通过螺丝40固定于第四齿轮54的轴部543。

因此，当对直流电机3通电并且电机轴31旋转时，电机轴31的旋转经由蜗杆50、第一齿轮51、第二齿轮52及第三齿轮53传递给第四齿轮54，第四齿轮54以第四齿轮54的旋转中心轴线l(支轴520的中心轴线)为中心旋转。其结果是，输出部件4以第四齿轮54的旋转中心轴线l为中心，与第四齿轮54一体地旋转。另外，凸轮部件6与输出部件4及第四齿轮54联动，以第四齿轮54的旋转中心轴线l为中心旋转。

(输出部件4的详细结构)

输出部件4在筒部41的z轴方向的一侧z1的端部形成有圆盘部42，在圆盘部42上的从第四齿轮54的旋转中心轴线l(输出部件4的旋转中心轴线)向径向外侧偏移的位置，设置有向z轴方向的一侧z1突出的偏心销43。因此，当输出部件4与第四齿轮54一体旋转时，偏心销43在x轴方向上的位置改变。由此，通过将洗衣机的排水阀或者离合器部件经由传递部件(未图示)与偏心销43机械连接，可以将洗衣机用电机单元1用作特开2017-158393号公报等中记载的排水阀驱动装置或者特开2014-68854号公报等中记载的离合器部件驱动装置。

(开关机构7的结构)

图5是表示图2所示的开关机构7的平面布局的说明图。图6是图5所示的开关机构7的分解立体图。图7是表示图5所示的开关机构7的第一接触状态c1的说明图。图8是表示图5所示的开关机构7的第二接触状态c2的说明图。需要说明的是，在图7及图8中，用虚线表示输出部件4。

如图2所示，在分隔部件8和第二壳体部件22的底部221之间，设置有开关机构7，该开关机构7由凸轮部件6驱动，将三个接触片(第一接触片71、第二接触片72及第三接触片73)的接触状态切换为第一接触状态和第二接触状态。

如图5及图6所示，在凸轮部件6中，筒部60的外周面是凸轮面65，凸轮面65具备向径向外侧突出的两个凸轮面(第一凸轮面66及第二凸轮面67)。第一凸轮面66及第二凸轮面67设置于围绕旋转中心轴线l偏移约180°的角度范围。

第一凸轮面66是直径以旋转中心轴线l为中心沿着顺时针cw扩大的凸轮面，顺时针cw的端部661是朝向径向内侧直线延伸的端面662。第二凸轮面67是直径沿着以旋转中心轴线l为中心的顺时针cw扩大的凸轮面，顺时针cw的端部671是朝向径向内侧直线延伸的端面672。在本实施方式中，将旋转中心轴线l设为中心时，在第二凸轮面67上最靠径向外侧的部分位于比在第一凸轮面66上最靠径向外侧的部分更靠径向外侧的位置。

第一接触片71、第二接触片72及第三接触片73由在大致x轴方向上延伸的金属板构成，x轴方向的一侧x1的端部710、720、730分别被保持在形成于分隔部件8的z轴方向的一侧z1的面上的壁厚部80的狭缝81、82、83中。在本实施方式中，x轴方向的一侧x1的端部710、720、720分别具有在与x轴方向交叉的方向上弯曲的弯曲部711、721、731，对应于该形状，在狭缝81、82、83中形成有弯曲部811、821、831。在第一接触片71、第二接触片72及第三接触片73的端部710、720、730中、从狭缝81、82、83突出的部分，连接有引线91、92、93的一端，引线91、92、93的另一端分别连接至电机驱动装置(未图示)。

在这样构成的开关机构7中，第一接触片71、第二接触片72及第三接触片73的各前端侧部分715、725、735分别延伸到凸轮部件6的凸轮面65附近，前端侧部分715、725、735从凸轮面65朝向径向外侧依次排列。

在第一接触片71、第二接触片72及第三接触片73的各前端侧部分715、725、735，设置有以金、银为主成分的金属制的接点部716、726、736。在本实施方式中，在第一接触片71、第二接触片72及第三接触片73的各前端侧部分715、725、735中位于径向最内侧的前端侧部分715，仅在径向上与前端侧部分725对置的外侧的表面设置有接点部716。在径向上位于前端侧部分715和前端侧部分735之间的前端侧部分725中，接点部726在径向上与前端侧部分715对置的内侧的面上设置为接点部726a，在径向上与前端侧部分735对置的外侧的面上设置为接点部726b。在位于径向最外侧的前端侧部分735，仅在径向上与前端侧部分725对置的内侧的表面设置有接点部736。

另外，位于径向最外侧的前端侧部分735在周向上从前端侧部分715、725突出，前端侧部分735的端部735a向径向外侧弯折。位于径向最内侧的前端侧部分715的端部715a向径向外侧弯折。前端侧部分715的端部715a在z轴方向上的尺寸(宽度)局部变窄。对应于该形状，在第一凸轮面66上形成有从端面662朝向逆时针ccw方向凹陷的凹部665，端部715a能够进入到凹部665的内侧。

在这样构成的开关机构7中，如图7所示，当开始向直流电机3供给电压时，通过直流电机3的驱动，输出部件4沿逆时针ccw旋转。另外，经由引线92对第二接触片72施加规定电压。而且，当偏心销43到达x轴方向上的另一侧x2的第一位置p1时，如果第二接触片72的前端侧部分725被第一凸轮面66的端部661向径向外侧按压，则形成第二接触片72的接点部726b与第三接触片73的接点部736相接的第一接触状态c1。需要说明的是，第一接触片71的前端侧部分715的端部715a位于图6所示的凹部665内，第一接触片71的接点部716和第二接触片72的接点部726a处于非接触状态。因此，施加到第二接触片72的电压作为第一信号经由第三接触片73从引线93输出，另一方面，施加到第二接触片72的电压不从引线91输出。

从该状态开始，如图8所示，通过直流电机3的驱动，输出部件4进一步沿逆时针ccw旋转，当偏心销43到达x轴方向的一侧x1的第二位置p2时，第三接触片73的前端侧部分735骑在第二凸轮面67的端部671上，第三接触片73的前端侧部分735与第二接触片72的前端侧部分725分离，另一方面，第二接触片72的前端侧部分725向径向内侧移动，形成第一接触片71的接点部716和第二接触片72的接点部726a接触的第二接触状态c2。因此，施加到第二接触片72的电压作为第二信号经由第一接触片71从引线91输出，另一方面，施加到第二接触片72的电压不从引线93输出。因此，如果在该定时停止向直流电机3供电，则维持图8所示的状态。

由此，只要监视引线91、93的电压，就能够观察输出部件4的角度位置。

(实施方式的主要效果)

如上所述，在实施方式中，将直流电机3的旋转经由齿轮传递机构5传递给输出部件4。在此，在交流电机中，因为即使外部负荷改变转速也不改变，所以能够通过控制时间来控制输出部件的位置，与此相对，在直流电机3中，因为当外部负荷改变时转速也改变，所以不能通过控制时间来控制输出部件的位置。然而在本实施方式中，因为设置有与输出部件4联动旋转的凸轮部件6和由凸轮部件6驱动的开关机构7，所以即使在使用直流电机3的情况下也能够通过来自开关机构7的输出来监视输出部件4的位置。由此，在洗衣机中，可以使用直流电机3驱动洗衣机的排水阀或者离合器部件。

另外，因为齿轮传递机构5包括固定于直流电机3的电机轴31上的蜗杆50和与蜗杆50啮合的蜗轮511，所以可以获得大的减速比。因此，在齿轮传递机构5中，可以利用由第一齿轮51、第二齿轮52、第三齿轮53及第四齿轮54构成的四个齿轮获得大的减速比。

另外，虽然直流电机3在主体部的电机轴线方向上的尺寸大于交流电机的尺寸，但因为将直流电机3配置为电机轴31在与第四齿轮54的旋转中心轴线l正交的方向上延伸，所以能够减小洗衣机用电机单元1在旋转中心轴线l上的尺寸。