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JP2023020617A - Actuator, and drive unit for washing machine - Google Patents

Actuator, and drive unit for washing machine Download PDF

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JP2023020617A
JP2023020617A JP2021126079A JP2021126079A JP2023020617A JP 2023020617 A JP2023020617 A JP 2023020617A JP 2021126079 A JP2021126079 A JP 2021126079A JP 2021126079 A JP2021126079 A JP 2021126079A JP 2023020617 A JP2023020617 A JP 2023020617A
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JP
Japan
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clutch
actuator
drive unit
movable member
switching
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Application number
JP2021126079A
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Japanese (ja)
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修 風間
Osamu Kazama
紘至 勝本
Koji Katsumoto
康行 園田
Yasuyuki Sonoda
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Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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Publication date
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  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

To make reciprocating motion of an actuator efficient and appropriate.SOLUTION: An actuator 100 comprises a movable member 120 that reciprocates along a stationary member 110. The stationary member 110 has an electric cable 113 and two magnets 114a, 114b. The movable member 120 has two salient pole cores 120a, 120a, and a connection core 120b connecting base end portions of the salient pole cores 120a, 120a. The movable member 120 reciprocates by switching the electric conduction direction of the electric cable 113.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

開示する技術は、アクチュエータ、および洗濯機向けの駆動ユニットに関する。 The disclosed technology relates to actuators and drive units for washing machines.

家庭用の洗濯機では、コンパクトなサイズ、大容量、低騒音、省エネなどが要望されている。従って、これらの要望を満たすべく、洗濯機向けの駆動ユニットの開発が進められている。 Home-use washing machines are required to have a compact size, large capacity, low noise, energy saving, and the like. Therefore, drive units for washing machines are being developed to meet these demands.

洗濯機では、洗いや濯ぎ、脱水などの各行程で、幅広い回転力が要求される。その幅広い回転力を得るために、変速機をクラッチで切り換えることは、以前から一般に行われている。 A washing machine requires a wide range of rotational force in each process, such as washing, rinsing, and spin-drying. In order to obtain such a wide range of torque, it has long been common practice to shift the transmission with a clutch.

近年では、モータで、パルセータやドラムをダイレクトに回転駆動する駆動ユニットが主流になりつつある。そのような駆動ユニットの場合、インバータ制御によって回転力を変更することもできるが、モータに高効率な性能が求められるため、コスト等において限界がある。そのため、変速機およびクラッチによる切替技術が再び注目されつつある。 In recent years, a drive unit that directly rotates a pulsator or a drum using a motor is becoming mainstream. In the case of such a drive unit, the rotational force can be changed by inverter control, but there is a limit in terms of cost and the like because the motor is required to have highly efficient performance. Therefore, switching technology using a transmission and a clutch is attracting attention again.

更に近年では、ロボットなどの技術分野においても、モータの回転力を幅広く変更する必要性があることから、同様に、変速機およびクラッチによる切替技術が注目されている。 Furthermore, in recent years, since there is a need to widely change the rotational force of motors in the technical field of robots, etc., switching techniques using transmissions and clutches have also attracted attention.

開示する技術に関連して、特許文献1に、リニア型アクチュエータが開示されている。 Related to the disclosed technique, Patent Document 1 discloses a linear actuator.

そのリニア型アクチュエータは、コアおよびコイルを備えた固定子と、磁石およびヨークを備えた可動子とで構成されている。可動子の磁石は、メイン磁石とその両側に配置された一対のスプリング磁石とで構成されている。 The linear actuator consists of a stator with a core and coils, and a mover with magnets and yokes. The magnets of the mover are composed of a main magnet and a pair of spring magnets arranged on both sides of the main magnet.

特許文献2および特許文献3には、特許文献1のリニア型アクチュエータに似た構造を含むクラッチを備えた洗濯機向けの駆動ユニットが開示されている。そのクラッチは、磁極が回転軸方向にSNSの順で並ぶ磁石を有する可動子と、クラッチコイルを有する固定子とを含む。 US Pat. Nos. 5,300,000 and 5,000,003 disclose a drive unit for a washing machine with a clutch that includes a structure similar to the linear actuator of US Pat. The clutch includes a mover having a magnet whose magnetic poles are arranged in the order of SNS in the rotation axis direction, and a stator having a clutch coil.

特開2006-288088号公報JP 2006-288088 A 特開2020-114288号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-114288 特開2020-124381号公報JP 2020-124381 A

可動子が磁石を有するリニア型のアクチュエータでクラッチを構成した場合、その往復動作時の大きな推進力によって、クラッチの切替時に強い衝撃音が発生し、騒音となるという問題があった。また、クラッチの噛み合い部位の接触による摩擦や衝突による衝撃は、クラッチの摩耗や破損の原因ともなっていた。 When the clutch is configured by a linear actuator having a magnet as a mover, there is a problem that a large driving force during the reciprocating motion of the clutch generates a strong impact sound when the clutch is switched, resulting in noise. In addition, the friction caused by the contact of the meshing portions of the clutch and the impact caused by the collision caused wear and damage of the clutch.

その衝撃音を抑制する対策として、特許文献3のクラッチでは、接触部位に緩衝材を設ける方法が提案されている。しかし、その方法はコストが高くなるという問題があった。特許文献3のクラッチではまた、クラッチが衝突する直前に、逆向きの推進力を発生させて衝突を緩和する方法も提案されている。しかし、適切なタイミングで瞬時に逆向きの電流に切り替える必要があり、制御が難しいという問題があった。 As a countermeasure for suppressing the impact noise, the clutch of Patent Document 3 proposes a method of providing a cushioning material at the contact portion. However, this method has a problem of high cost. The clutch of Patent Document 3 also proposes a method of generating a reverse driving force immediately before the clutch collides to mitigate the collision. However, there is a problem that it is difficult to control because it is necessary to instantaneously switch to the reverse current at appropriate timing.

更には、可動子が磁石を有していると、可動子が高速で回転する場合に磁石が外れるおそれがある、製造が難しいなどの問題があった。 Furthermore, if the mover has a magnet, there are problems such as the magnet being detached when the mover rotates at high speed and the manufacturing being difficult.

そこで、開示する技術では、このような問題が解消できるように、往復動作を効率的かつ適切に行えるアクチュエータを実現させる。 Therefore, in the technology disclosed, an actuator capable of performing reciprocating motions efficiently and appropriately is realized so as to solve such problems.

開示する技術は、固定されて用いられる固定部材と、当該固定部材に沿って所定の第1方向に往復動する可動部材と、を備えたアクチュエータに関する。 The disclosed technology relates to an actuator that includes a fixed member that is fixed and used, and a movable member that reciprocates along the fixed member in a predetermined first direction.

前記固定部材は、前記第1方向と交差する第2方向に離れて位置するとともに、前記第1方向および前記第2方向の双方と公差する方向に延びる電線と、前記第1方向に並んだ状態で前記電線と前記可動部材との間に配置されるとともに、各々の同じ磁極が前記第1方向に向き合うように配置される2つの磁石と、を有し、前記可動部材は、前記第1方向に並んで配置されるとともに、各々の先端部分が前記2つの磁石と近接して対向可能な2つの突極コアと、前記2つの磁石から離れた位置で前記2つの突極コアの基端部分を連結する連結コアと、を有し、前記電線の通電方向の切り替えによって前記可動部材が往復動する。 The fixing member is arranged in the first direction with electric wires that are positioned apart in a second direction that intersects with the first direction and that extend in a direction crossing both the first direction and the second direction. and two magnets arranged between the electric wire and the movable member and arranged such that the same magnetic poles of each magnet face the first direction, and the movable member is arranged in the first direction. two salient pole cores arranged side-by-side and each having a distal end portion capable of closely facing the two magnets; and a base end portion of the two salient pole cores spaced apart from the two magnets. and a connecting core for connecting the movable member to reciprocate by switching the energization direction of the electric wire.

すなわち、このアクチュエータでは、通電方向の切り替えによって可動部材が固定部材に対してリニアに往復動する。可動部材は、コアのみであり、磁石を有していない。従って、高速回転しても磁石が外れたりするおそれはない。可動部材は、磁束の経路を構成する2つの突極コアおよび連結コアを有し、構造も簡単で製造も容易である。 That is, in this actuator, the movable member linearly reciprocates with respect to the fixed member by switching the direction of current flow. The movable member is only the core and has no magnets. Therefore, there is no fear that the magnet will come off even if it rotates at high speed. The movable member has two salient pole cores and a connecting core that form the magnetic flux path, and is simple in structure and easy to manufacture.

そして、固定部材には、通電によって可動部材との間で磁界を形成する電線とともに、同じ磁極が向き合う所定の配置で一対の磁石が設けられている。このような磁石を固定部材に設けることで、無通電時には、往復動作の起点となる2箇所の位置に、可動部材を安定して保持できる。そして、可動部材に、通電することで、円滑かつ適度な推進力を発生させることができる。それにより、可動部材の往復動作を効率的かつ適切に行えるので、衝撃音を効果的に抑制できる。 The fixed member is provided with an electric wire that forms a magnetic field with the movable member when energized, and a pair of magnets arranged in a predetermined arrangement with the same magnetic poles facing each other. By providing such magnets in the fixed member, the movable member can be stably held at two positions that are the starting points of the reciprocating motion when no power is supplied. By energizing the movable member, a smooth and appropriate propulsive force can be generated. As a result, the reciprocating motion of the movable member can be performed efficiently and appropriately, so that impact noise can be effectively suppressed.

前記可動部材が、板状の軟磁性材料を用いて一体に形成されていて、前記突極コアの先端部分の各々に、前記第1方向を逆向きに張り出す鍔部が設けられているアクチュエータとしてもよい。 The movable member is integrally formed using a plate-shaped soft magnetic material, and each tip portion of the salient pole core is provided with a flange projecting in the opposite direction to the first direction. may be

このような鍔部を設けることで、可動部材を、より安定して動作させることができる。 By providing such a flange, the movable member can be operated more stably.

前記固定部材および前記可動部材は、中心が一致した円形形状であり、前記電線によって前記中心の回りに巻回されたコイルが構成されているとしてもよい。この場合、前記可動部材が、前記固定部材の内側に配置されているとしてもよいし、前記可動部材が、前記固定部材の外側に配置されているとしてもよい。 The fixed member and the movable member may have circular shapes with their centers aligned, and the electric wire may form a coil wound around the centers. In this case, the movable member may be arranged inside the fixed member, or the movable member may be arranged outside the fixed member.

開示する技術はまた、洗濯機向けの駆動ユニットに関する。 The disclosed technology also relates to drive units for washing machines.

前記駆動ユニットは、回転軸を中心に回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸を回転させるモータと、前記駆動軸と前記モータとの間に介在するクラッチおよび減速機と、を備え、前記クラッチは、前記回転軸が延びる回転軸方向にスライドする可動部と、前記回転軸方向に離れて位置する一対の固定部と、前記可動部をスライドさせて前記固定部のいずれか一方と連結することにより、前記減速機の連結状態を切り替える駆動部と、を有し、前記駆動部が、前記アクチュエータを用いて構成されている。 The drive unit includes a drive shaft rotatably supported around a rotation shaft, a motor for rotating the drive shaft, and a clutch and a reduction gear interposed between the drive shaft and the motor, The clutch includes a movable portion that slides in the direction of the rotation axis in which the rotation shaft extends, a pair of fixed portions that are separated from each other in the direction of the rotation axis, and one of the fixed portions by sliding the movable portion. and a drive unit that switches the connection state of the speed reducer by doing so, and the drive unit is configured using the actuator.

減速機の連結状態を切り替えるクラッチの駆動部に、上述したアクチュエータを用いることで、洗濯機の性能を向上できる。 The performance of the washing machine can be improved by using the above-described actuator for the driving portion of the clutch that switches the connection state of the speed reducer.

前記クラッチの動作を制御する制御装置を更に備え、前記制御装置が、前記クラッチに所定の切替電流を供給することにより、前記一対の固定部のうち、いずれか一方の固定部に前記可動部を連結する切替処理を実行するとともに、前記可動部が前記一方の固定部に連結される直前に、前記クラッチへの前記切替電流の供給を停止する制動処理を実行する、駆動ユニットとしてもよい。 A control device for controlling the operation of the clutch is further provided, and the control device supplies a predetermined switching current to the clutch so that the movable portion is connected to one of the pair of fixed portions. The drive unit may execute a switching process for connection and a braking process for stopping supply of the switching current to the clutch immediately before the movable portion is connected to the one fixed portion.

そうすれば、切替電流の供給停止、つまり通電をオフにする簡単な制御で衝撃音を効果的に抑制できる。 By doing so, the impulsive sound can be effectively suppressed by simple control to stop the supply of the switching current, that is, to turn off the energization.

前記クラッチの動作を制御する制御装置を更に備え、前記制御装置が、前記クラッチに所定の切替電流を供給することにより、前記一対の固定部のうち、いずれか一方の固定部に前記可動部を連結する切替処理を実行するとともに、前記切替処理の実行時に、前記可動部が前記一方の固定部に連結されたか否かを判定する切替判定処理を実行する、駆動ユニットとしてもよい。 A control device for controlling the operation of the clutch is further provided, and the control device supplies a predetermined switching current to the clutch so that the movable portion is connected to one of the pair of fixed portions. The drive unit may execute a switching process for coupling and, when executing the switching process, a switching determination process for judging whether or not the movable portion is coupled to the one fixed portion.

具体的には、前記制御装置が、前記切替処理が実行された直後に前記コイルに流れる電流を所定の判定値と比較することによって前記切替判定処理を実行する、としてもよい。 Specifically, the control device may perform the switching determination process by comparing the current flowing through the coil with a predetermined determination value immediately after the switching process is performed.

そうした場合、前記制御装置が、前記切替処理を実行する直前に、所定の判定用電圧指令値に基づいて前記コイルに通電することによって当該コイルに流れる電流を前記判定値として設定し、当該判定値と、前記切替処理が実行された直後に、前記判定用電圧指令値に基づいて前記コイルに流れる電流と、を比較することによって前記切替判定処理を実行するのが好ましい。 In such a case, the control device sets, as the determination value, the current that flows through the coil by energizing the coil based on a predetermined voltage command value for determination immediately before executing the switching process. and the current flowing through the coil based on the determination voltage command value immediately after the switching process is executed.

そうすれば、クラッチの切り替えの成否を精度高く判定できるので、切り替え不良に起因する異常音等のトラブルの発生を防止できる。 By doing so, it is possible to determine with high accuracy whether the switching of the clutch is successful or not, so that troubles such as abnormal noise caused by defective switching can be prevented from occurring.

開示する技術を適用したアクチュエータによれば、往復動作を効率的かつ適切に行えるようになるので、簡単に衝突音の抑制等が行える。 According to the actuator to which the disclosed technology is applied, reciprocating motion can be performed efficiently and appropriately, so collision noise can be easily suppressed.

アクチュエータの概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an actuator; アクチュエータの状態と推進力との関係を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the state of actuators and propulsive force; 可動部材が第1位置から第2位置に変位する場合の磁束線図である。FIG. 4 is a magnetic flux diagram when the movable member is displaced from the first position to the second position; 開示する技術を適用した洗濯機の構造を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing the structure of a washing machine to which the technology disclosed is applied; FIG. 駆動ユニットの外観を示す概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view showing the appearance of a drive unit; 駆動ユニットの主な部材を示す分解斜視図である。4 is an exploded perspective view showing main members of the drive unit; FIG. 駆動ユニットの要部の概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part of the drive unit; シャフトおよびロータの部分を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing portions of the shaft and rotor; ステータの部分を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view showing a portion of a stator. 減速機の部分を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the part of a reduction gear. 減速機とクラッチの部分を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing portions of a speed reducer and a clutch; 減速機とクラッチの部分の要部を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing the essential parts of the speed reducer and the clutch. 減速機とクラッチの部分の要部を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing the essential parts of the speed reducer and the clutch. クラッチの切り替えを説明する図である。It is a figure explaining switching of a clutch. 洗濯機の基本的な運転例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the basic operation example of a washing machine. クラッチの切り替え例を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing an example of clutch switching. 制動処理のタイムチャートである。4 is a time chart of braking processing; 切替判定処理のフローチャートである。9 is a flowchart of switching determination processing;

以下、開示する技術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。 Embodiments of the disclosed technology will be described in detail below with reference to the drawings. However, the following description is essentially merely an example, and does not limit the present invention, its applications, or its uses.

<アクチュエータ>
図1に、開示する技術に基づくアクチュエータ100を例示する。図1は、アクチュエータ100の概略断面図である。
<Actuator>
FIG. 1 illustrates an actuator 100 based on the disclosed technology. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an actuator 100. FIG.

アクチュエータ100は、固定されて用いられる固定部材110と、その固定部材110に沿って往復動する可動部材120とを備える。可動部材120は、図1に矢印Y1で示す方向(第1方向)の所定範囲を直線的に往復動する。すなわち、このアクチュエータ100はリニア型である。固定部材110および可動部材120は、第1方向と交差(略直交)する方向(第2方向)に、僅かな隙間(ギャップG)を隔てて対向するように配置されている。 The actuator 100 includes a stationary member 110 that is fixed and a movable member 120 that reciprocates along the stationary member 110 . The movable member 120 linearly reciprocates within a predetermined range in the direction indicated by arrow Y1 in FIG. 1 (first direction). That is, this actuator 100 is of a linear type. The fixed member 110 and the movable member 120 are arranged so as to face each other across a small gap (gap G) in a direction (second direction) intersecting (substantially perpendicular to) the first direction.

(固定部材110)
固定部材110は、アウターコア111、インナーコア112、電線113、2つの磁石114a,114bなどで構成されている。アウターコア111およびインナーコア112は、鋼板などの軟磁性材料によって形成されている。アウターコア111は、第1方向に離れて対向する一対の支持壁部111a,111aと、これら支持壁部111a,111aにおける可動部材120から離れた方の各端部に連なる連結壁部111bと、を有し、断面がコ字(アーチ)状となるように一体に形成されている。
(fixing member 110)
The fixing member 110 is composed of an outer core 111, an inner core 112, an electric wire 113, two magnets 114a and 114b, and the like. Outer core 111 and inner core 112 are made of a soft magnetic material such as steel plate. The outer core 111 includes a pair of support wall portions 111a, 111a that are spaced apart in the first direction and face each other, a connection wall portion 111b that continues to each end of the support wall portions 111a, 111a on the side away from the movable member 120, and is integrally formed so that the cross section is U-shaped (arch).

連結壁部111bと対向しているアウターコア111の開口部は、ギャップGに面している。2つの各磁石114a,114bは、断面が矩形の磁石であり、アウターコア111の開口部に沿った状態で、各支持壁部111aの対向面に密接している。2つの磁石114a,114bは、第1方向に並んだ状態になっている。 The opening of the outer core 111 facing the connecting wall portion 111b faces the gap G. As shown in FIG. Each of the two magnets 114a and 114b is a magnet with a rectangular cross section, and is in close contact with the facing surface of each support wall portion 111a along the opening of the outer core 111. As shown in FIG. The two magnets 114a and 114b are aligned in the first direction.

そして、これら磁石114a,114bは、第1方向に配向するように着磁されており、各々のN極が第1方向に向き合うように配置されている。すなわち、磁石114a,114bの各々の支持壁部111aの側がS極とされ、互いのN極が対向するように配置されている。 These magnets 114a and 114b are magnetized so as to be oriented in the first direction, and arranged so that their north poles face each other in the first direction. That is, the magnets 114a and 114b are arranged such that the side of the support wall portion 111a of each of the magnets 114a and 114b is the S pole, and the N poles of the magnets 114a and 114b face each other.

インナーコア112は、断面が矩形に形成されていて、2つの磁石114a,114bに密接した状態でこれら磁石114a,114bの間に配置されている。2つの磁石114a,114bおよびインナーコア112は、一体化されていて、これらによってアウターコア111の開口部が塞がれている。 The inner core 112 has a rectangular cross section and is arranged between the two magnets 114a and 114b in close contact therewith. The two magnets 114a, 114b and the inner core 112 are integrated and close the opening of the outer core 111. As shown in FIG.

それにより、これら2つの磁石114a,114bおよびインナーコア112は、アウターコア111の両支持壁部111a,111aの端部とともに、露出した状態でギャップGに面している。これらの露出面は、第1方向と平行な平坦に形成されている。 As a result, these two magnets 114a and 114b and the inner core 112 face the gap G in an exposed state together with the ends of both supporting wall portions 111a and 111a of the outer core 111 . These exposed surfaces are flat and parallel to the first direction.

そして、これら2つの磁石114a,114bおよびインナーコア112と、連結壁部111bとの間の空間に、1本以上の電線113が収容されている。なお、電線113は多い方が好ましく、また通常は複数なので、ここでは電線群とする。電線群は、第1方向および第2方向の双方と交差(略直交)する方向、つまり紙面に対して略垂直な方向に延びている。 One or more electric wires 113 are accommodated in the space between these two magnets 114a and 114b, the inner core 112, and the connecting wall portion 111b. Note that the number of electric wires 113 is preferably as large as possible, and since there are usually a plurality of electric wires 113, a group of electric wires is used here. The wire group extends in a direction crossing (substantially orthogonal to) both the first direction and the second direction, that is, in a direction substantially perpendicular to the plane of the paper.

(可動部材)
可動部材120は、2つの突極コア120a,120a、連結コア120bなどを有し、板状の軟磁性材料によって一体に形成されている。この可動部材120は、鋼板を曲げて形成されている。
(movable member)
The movable member 120 has two salient pole cores 120a, 120a, a connecting core 120b, etc., and is integrally formed of a plate-shaped soft magnetic material. The movable member 120 is formed by bending a steel plate.

2つの突極コア120a,120aは、第2方向に平行して延びており、第1方向に所定の間隔を隔てて並んで配置されている。可動部材120を固定部材110と正対させた時に、各突極コア120aの先端部分が、2つの磁石114a,114bと対向するように設定されている。この可動部材120では、突極コア120aの先端部分の各々に、第1方向を互いに逆向きに張り出す鍔部121が設けられている。 The two salient pole cores 120a, 120a extend in parallel in the second direction and are arranged side by side in the first direction at a predetermined interval. When the movable member 120 faces the fixed member 110, the tip portion of each salient pole core 120a is set to face the two magnets 114a and 114b. In this movable member 120, flanges 121 projecting in opposite directions in the first direction are provided at respective tip portions of salient pole cores 120a.

そして、2つの磁石114a,114bから離れて位置している、これら2つの突極コア120a,120aの基端部分が、連結コア120bによって連結されている。それにより、可動部材120の断面は、いわゆるハット形状に形成されている。なお、連結コア120bは磁石114から離れていればよく、その形状は断面がVやUの形状であってもよい。 The proximal end portions of these two salient pole cores 120a, 120a located away from the two magnets 114a, 114b are connected by a connecting core 120b. Thereby, the cross section of the movable member 120 is formed in a so-called hat shape. In addition, the connecting core 120b may be separated from the magnet 114, and its shape may be V-shaped or U-shaped in cross section.

(アクチュエータの動作)
このアクチュエータ100は、無通電時には、可動部材120と固定部材110との間に形成される磁界により、可動部材120を第1位置または第2位置に保持する推進力が発生するように構成されている。
(Actuator operation)
The actuator 100 is configured to generate a driving force to hold the movable member 120 at the first position or the second position by the magnetic field formed between the movable member 120 and the fixed member 110 when no power is supplied. there is

そして、電線群に電流を流して、その流れる方向(通電方向)を切り替えることにより、図1に実線で示す第1位置と、2点鎖線で示す第2位置との間を、可動部材120が往復動する。すなわち、通電方向を切り替えると、可動部材120と固定部材110との間の磁界が変化する。それによって、可動部材120に推進力が発生し、その推進力が変位に応じて変化する。 Then, the movable member 120 is moved between a first position indicated by a solid line in FIG. reciprocate. In other words, switching the direction of current flow changes the magnetic field between the movable member 120 and the fixed member 110 . Thereby, a driving force is generated in the movable member 120, and the driving force changes according to the displacement.

図2に、アクチュエータ100の状態と推進力との関係を示す。横軸は、固定部材110に対する可動部材120の位置を表している。縦軸は、第1位置P1または第2位置P2に向かう推進力の大きさを表している。 FIG. 2 shows the relationship between the state of the actuator 100 and the driving force. The horizontal axis represents the position of the movable member 120 with respect to the fixed member 110 . The vertical axis represents the magnitude of the driving force toward the first position P1 or the second position P2.

線L1は、無通電時における各位置での推進力の変化を表している。線L2は、通電方向が手前から紙面に向かう方向(第2通電方向)へ通電した時の推進力の変化を表している。線L3は、通電方向が紙面から手前に向かう方向(第1通電方向)へ通電した時の推進力の変化を表している。二点鎖線L4については後述する。 A line L1 represents the change in propulsive force at each position when no current is supplied. A line L2 represents the change in propulsive force when the energization direction is energized in the direction from the near side toward the paper surface (second energization direction). A line L3 represents a change in propulsive force when the energization direction is energized in a direction (first energization direction) directed toward the viewer from the plane of the drawing. The chain double-dashed line L4 will be described later.

無通電時には、第1位置P1であれば、第1位置P1に向かう推進力が発生し、第2位置P2であれば、第2位置P2に向かう推進力が発生する。従って、第1位置または第2位置に位置した状態であれば、通電しなくてもその位置に可動部材120を安定して保持できる。 When no power is supplied, a propulsive force directed toward the first position P1 is generated at the first position P1, and a propulsive force directed toward the second position P2 is generated at the second position P2. Therefore, if the movable member 120 is positioned at the first position or the second position, the movable member 120 can be stably held at that position without energization.

そして、第1通電方向に通電することで、線L3が示すように、第1位置に向かう推進力が発生する。第2通電方向に通電することで、線L2が示すように、第2位置に向かう推進力が発生する。従って、通電方向の切替により、可動部材120を第1位置と第2位置との間で往復動させることができる。 Then, by energizing in the first energizing direction, a driving force toward the first position is generated as indicated by line L3. By energizing in the second energizing direction, a driving force toward the second position is generated as indicated by line L2. Therefore, by switching the energization direction, the movable member 120 can be reciprocated between the first position and the second position.

しかも、通電によって発生する推進力は、可動部材120が固定部材110に正対する位置(P0、中間点)に達した後の推進力は、中間点を通過する前の推進力よりも小さくできる。後半を緩やかに変位させることができるので、衝撃音は抑制される。 Moreover, the driving force generated by the energization can be made smaller after the movable member 120 reaches the position (P0, intermediate point) where the movable member 120 directly faces the fixed member 110 than the driving force before passing through the intermediate point. Since the latter half can be gently displaced, impact noise is suppressed.

図3に、可動部材120が第1位置から第2位置に変位する場合の磁界解析で求めた磁束線図を示す。各図の線が磁束を表している。同様に、矢印Bは、可動部材120に作用する推進力を表している。 FIG. 3 shows a magnetic flux diagram obtained by magnetic field analysis when the movable member 120 is displaced from the first position to the second position. The lines in each figure represent the magnetic flux. Similarly, arrow B represents the driving force acting on movable member 120 .

(a)は、可動部材120が第1位置に位置している状態である。電線113に電流は流れていない(無通電の状態)。固定部材110の2つの磁石114a,114bのうち、第1位置の側に位置する磁石114a(第1磁石114a)の磁束が可動部材120に多く流れることにより、第1位置の側に向かう推進力が発生し、可動部材120は、第1位置に保持される。 (a) is a state in which the movable member 120 is located at the first position. No current flows through the wire 113 (non-energized state). Of the two magnets 114a and 114b of the fixed member 110, the magnetic flux of the magnet 114a (the first magnet 114a) located on the first position side flows more in the movable member 120, so that the driving force toward the first position side is generated, and the movable member 120 is held at the first position.

(b)は、可動部材120が第1位置に位置している状態である。電線113に、第2通電方向に通電されている。その通電により、第1磁石114aによる可動部材120に流れる磁束が弱められる。そして、第2位置の側に位置する磁石114b(第2磁石114b)の磁力により、第2位置の側に向かう推進力が発生し、可動部材120は、第1位置から第2位置に向かって変位する。 (b) is a state in which the movable member 120 is located at the first position. The electric wire 113 is energized in the second energization direction. The energization weakens the magnetic flux flowing through the movable member 120 due to the first magnet 114a. Then, the magnetic force of the magnet 114b (second magnet 114b) located on the side of the second position generates a driving force toward the side of the second position, and the movable member 120 moves from the first position toward the second position. Displace.

(c)は、可動部材120が変位している過渡状態である。通電による磁束と第1磁石114aの磁束とが固定部材110のコアを通って可動部材120に流れるようになり、可動部材120の磁束密度は上昇する。そのため、推進力を与えるためのギャップ磁束の増加が抑えられ、推進力は徐々に小さくなっていく。これにより、可動部材120は、第1位置から第2位置に向かって加速を弱めながら、緩やかに変位する。 (c) is a transient state in which the movable member 120 is displaced. The magnetic flux due to the energization and the magnetic flux of the first magnet 114a flow through the core of the fixed member 110 to the movable member 120, and the magnetic flux density of the movable member 120 increases. Therefore, the increase in the gap magnetic flux for applying the driving force is suppressed, and the driving force gradually decreases. As a result, the movable member 120 is gradually displaced from the first position toward the second position while weakening the acceleration.

(d)は、可動部材120が第2位置に達した状態である。可動部材120の磁束密度が更に上昇することで、可動部材120の推進力が減少し、第2位置に可動部材120が保持される。 (d) is a state in which the movable member 120 has reached the second position. As the magnetic flux density of the movable member 120 further increases, the driving force of the movable member 120 decreases, and the movable member 120 is held at the second position.

なお、可動部材120が第2位置から第1位置に変位する場合は、変位する方向が逆である点を除けば、第1位置から第2位置に変位する場合と同じである。従って、その説明は省略する。 The displacement of the movable member 120 from the second position to the first position is the same as the displacement from the first position to the second position, except that the direction of displacement is opposite. Therefore, description thereof is omitted.

(従来の構成との比較)
図2に示す二点鎖線L4は、比較対象として、可動部材が磁石(可動子側磁石)を有する場合(上述した特許文献3のクラッチの可動子の構成)の推進力を表している。この場合、変位先の近くで推進力が極大となり、また、その大きさも大きい。そのため、可動部材が変位する勢いが強過ぎて、大きな衝撃音が発生する。
(Comparison with conventional configuration)
A two-dot chain line L4 shown in FIG. 2 represents, for comparison, the propulsive force in the case where the movable member has a magnet (mover side magnet) (configuration of the movable element of the clutch of Patent Document 3 described above). In this case, the propulsive force becomes maximum near the displacement destination, and its magnitude is also large. Therefore, the force of displacement of the movable member is too strong, and a loud impact sound is generated.

それに対し、このアクチュエータ100では、線L2や線L3が示すように、変位の後半は推進力が減少し、目指す位置に近づくほど小さくなるので、可動部材が変位する勢いを適度にできる。このアクチュエータ100と、比較対象とを同じ条件下で比較した場合には、最大で50%程度の推進力の低下が認められた。従って、このアクチュエータ100であれば、衝撃音を効果的に抑制できる。 On the other hand, in this actuator 100, as indicated by lines L2 and L3, the driving force decreases in the latter half of the displacement and becomes smaller as the target position is approached, so that the movable member can be displaced with moderate momentum. When the actuator 100 and the comparative object were compared under the same conditions, a decrease in propulsive force of about 50% was observed at maximum. Therefore, with this actuator 100, impact noise can be effectively suppressed.

また、比較対象のように可動部材120が可動子側磁石を有する場合、可動部材120が高速で回転する場合に可動子側磁石が外れるおそれがある。それに対し、このアクチュエータ100では、可動子側磁石が無いので、そのようなおそれはない。従って、高速で回転でき、例えば脱水などに有利となる。 Moreover, when the movable member 120 has the mover-side magnet as in the comparative example, the mover-side magnet may come off when the movable member 120 rotates at high speed. On the other hand, this actuator 100 does not have a mover-side magnet, so there is no such possibility. Therefore, it can rotate at high speed, which is advantageous for dehydration, for example.

また、比較対象と較べた場合、このアクチュエータ100は製造し易い点でも有利である。すなわち、通常、これらの磁石は、磁石を組み付けるのではなく、硬磁性材料を組み付けた後に着磁するのが一般的である。先に磁石を組み付けると、その後の製造工程で鉄粉などの異物が磁石やその周辺に付着したりするなど、磁気の影響によって製造が困難になる。 In addition, the actuator 100 is also advantageous in that it is easy to manufacture when compared with the comparative object. That is, these magnets are typically magnetized after the hard magnetic material has been assembled, rather than after the magnet has been assembled. If the magnets are assembled first, foreign matter such as iron powder may adhere to the magnets and their surroundings during the subsequent manufacturing process, making manufacturing difficult due to the effects of magnetism.

比較対象の可動子側磁石は組み付け後の着磁が難しいが、このアクチュエータ100の磁石114a,114bは組み付け後の着磁が比較的容易である。従って、このアクチュエータ100は製造し易い利点がある。このアクチュエータ100であれば、加工精度が高いコア(鉄心)がエアギャップ面に対する主な磁路になるため、コア部分での着磁のばらつきによる磁束の不均一を緩和でき、着磁のばらつきに起因する鉄損も抑制できる。 It is difficult to magnetize the mover-side magnets for comparison after assembly, but the magnets 114a and 114b of this actuator 100 are relatively easy to magnetize after assembly. Therefore, this actuator 100 has the advantage of being easy to manufacture. With this actuator 100, the core (iron core), which has high machining accuracy, serves as the main magnetic path for the air gap surface. The resulting iron loss can also be suppressed.

更に、このアクチュエータ100では、磁石114a,114bを減磁する方向に磁束が流れ難い(図3の磁束分布参照)。従って、減磁耐力が低くてもよいので、これら磁石114a,114bに、安価な磁石を用いることができる。また、可動部材120が鉄の薄板のみで構成できるため、可動部材120を軽量化できる。可動部材120を変位させるために必要なエネルギーが少なくなり、騒音も低減できる。 Furthermore, in this actuator 100, it is difficult for the magnetic flux to flow in the direction of demagnetizing the magnets 114a and 114b (see magnetic flux distribution in FIG. 3). Therefore, since the demagnetization resistance may be low, inexpensive magnets can be used for these magnets 114a and 114b. In addition, since the movable member 120 can be composed only of thin iron plates, the weight of the movable member 120 can be reduced. Less energy is required to displace the movable member 120, and noise can be reduced.

<洗濯機向けの駆動ユニット>
次に、上述したアクチュエータ100の適用事例(洗濯機向けの駆動ユニット)について説明する。
<Drive unit for washing machine>
Next, an application example (driving unit for a washing machine) of the actuator 100 described above will be described.

具体的には、後述する駆動ユニット5のクラッチ54に、アクチュエータ100が用いられている。そのクラッチ54(アクチュエータ100)の固定子5432(固定部材110)および可動子5431(可動部材120)は、中心が一致した円形形状であり、環状に形成されている。そして、電線群は、その中心の回りに巻回されたクラッチコイル5432aを構成している。 Specifically, the actuator 100 is used for the clutch 54 of the drive unit 5, which will be described later. A stator 5432 (fixed member 110) and a mover 5431 (movable member 120) of the clutch 54 (actuator 100) have circular shapes with the same center and are formed in an annular shape. The wire group then constitutes a clutch coil 5432a wound around its center.

(洗濯機)
図4に、アクチュエータ100を適用した洗濯機1を例示する。この洗濯機1は、いわゆるドラム式の洗濯機である。また、この洗濯機1は、いわゆる全自動式洗濯機であり、洗い、濯ぎ、脱水などの工程からなる一連の洗濯処理が、自動的に実行できるように構成されている。
(washing machine)
FIG. 4 illustrates the washing machine 1 to which the actuator 100 is applied. This washing machine 1 is a so-called drum-type washing machine. The washing machine 1 is a so-called fully automatic washing machine, and is configured to automatically perform a series of washing processes including washing, rinsing, dehydration, and the like.

洗濯機1は、主に、筐体2、タブ3(固定槽)、ドラム4(回転槽)、駆動ユニット5、コントローラ6(制御装置)などで構成されている。 The washing machine 1 mainly includes a housing 2, a tub 3 (stationary tub), a drum 4 (rotating tub), a drive unit 5, a controller 6 (control device), and the like.

筐体2は、パネルやフレームで構成された箱形の容器であり、洗濯機1の外郭を構成している。筐体2の前面には、洗濯物を出し入れするために、円形の投入口2aが形成されている。投入口2aには透明な窓を有するドア2bが取り付けられている。投入口2aは、ドア2bによって開閉される。筐体2における投入口2aの上側には、ユーザが操作するスイッチ等を有する操作部7が設置されている。 The housing 2 is a box-shaped container made up of panels and frames, and constitutes an outer shell of the washing machine 1 . A circular loading slot 2a is formed on the front surface of the housing 2 for loading and unloading laundry. A door 2b having a transparent window is attached to the inlet 2a. The inlet 2a is opened and closed by a door 2b. Above the input port 2a in the housing 2, an operation unit 7 having switches and the like operated by the user is installed.

(タブ3)
筐体2の内部には、投入口2aに連通するタブ3が設置されている。タブ3は、有底円筒状の貯水可能な容器からなり、その開口が投入口2aと接続されている。タブ3は、その中心線Jを前方に向かって上向きに僅かに傾斜させた姿勢で安定するように、筐体2の内部に設けられたダンパ(図示せず)によって支持されている。
(Tab 3)
Inside the housing 2, a tab 3 is installed that communicates with the inlet 2a. The tub 3 is a bottomed cylindrical container capable of storing water, and its opening is connected to the inlet 2a. The tab 3 is supported by a damper (not shown) provided inside the housing 2 so as to be stable in a posture in which the center line J thereof is slightly inclined upward toward the front.

タブ3の上部には、給水配管8a、給水弁8b、薬剤投入装置8cなどで構成された給水装置8が設けられている。給水配管8aの上流側の端部は、洗濯機1の外部に突出し、図外の給水源に接続されている。給水配管8aの下流側の端部はタブ3の上部に開口する給水口3aに接続されている。給水弁8bおよび薬剤投入装置8cは、上流側からこの順に給水配管8aの途中に設置されている。 Above the tub 3, a water supply device 8 including a water supply pipe 8a, a water supply valve 8b, a drug injection device 8c and the like is provided. An upstream end of the water supply pipe 8a protrudes outside the washing machine 1 and is connected to a water supply source (not shown). A downstream end of the water supply pipe 8 a is connected to a water supply port 3 a opening at the top of the tub 3 . The water supply valve 8b and the medicine injection device 8c are installed in the middle of the water supply pipe 8a in this order from the upstream side.

薬剤投入装置8cは、洗剤や柔軟剤等の薬剤を収容し、これら薬剤を、給水される水に混合することによってタブ3に投入する。タブ3の下部には、排水口3bが設けられている。排水口3bは、排水ポンプ9に接続されている。排水ポンプ9は、タブ3に溜まる不要な水を、排水管9aを通じて洗濯機1の外部に排出する。 The chemical injection device 8c accommodates chemicals such as detergents and softeners, and mixes these chemicals with the water to be supplied, thereby injecting them into the tub 3 . A drain port 3b is provided at the bottom of the tub 3. As shown in FIG. The drain port 3b is connected to a drain pump 9. As shown in FIG. The drain pump 9 drains unnecessary water accumulated in the tub 3 to the outside of the washing machine 1 through a drain pipe 9a.

(ドラム4)
ドラム4は、タブ3よりも僅かに小径の円筒状の容器からなり、タブ3と中心線Jを一致させた状態で、タブ3に収容されている。ドラム4の前部には、投入口2aに臨む円形開口4aが形成されている。洗濯物は、投入口2aおよび円形開口4aを通じて、ドラム4の内部に投入される。
(drum 4)
The drum 4 is a cylindrical container having a diameter slightly smaller than that of the tub 3 and is housed in the tub 3 with the center line J aligned with the tub 3 . A circular opening 4a facing the inlet 2a is formed in the front portion of the drum 4. As shown in FIG. Laundry is put into the drum 4 through the inlet 2a and the circular opening 4a.

ドラム4の側部には、多数の脱水孔4bが全周にわたって形成されている(図4では一部のみ表示)。また、その側部の内側の複数箇所には、撹拌用のリフター4cが取り付けられている。ドラム4の前部は、投入口2aに回転可能な状態で支持されている。 A large number of dewatering holes 4b are formed along the entire circumference of the drum 4 (only some of them are shown in FIG. 4). In addition, lifters 4c for stirring are attached to a plurality of locations inside the side portion. A front portion of the drum 4 is rotatably supported by the inlet 2a.

タブ3の底部には、駆動ユニット5が取り付けられている。駆動ユニット5は、図5、図6に具体的に示すように、シャフト50、ユニットベース51、モータ52などで構成されている。シャフト50は、タブ3の後部を貫通し、タブ3の内部に突出している。シャフト50の先端は、ドラム4の底部の中心に固定されている。 A drive unit 5 is attached to the bottom of the tub 3 . 5 and 6, the drive unit 5 is composed of a shaft 50, a unit base 51, a motor 52, and the like. The shaft 50 passes through the rear portion of the tab 3 and protrudes inside the tab 3 . The tip of the shaft 50 is fixed to the center of the bottom of the drum 4 .

すなわち、ドラム4の後部はシャフト50で軸支されていて、駆動ユニット5は、ドラム4を直接的に駆動する(いわゆるダイレクトドライブ方式に相当)。それにより、ドラム4は、モータ52の駆動によって中心線Jの回りを回転する。 That is, the rear portion of the drum 4 is supported by a shaft 50, and the drive unit 5 directly drives the drum 4 (corresponding to a so-called direct drive system). Thereby, the drum 4 is rotated around the center line J by driving the motor 52 .

中心線Jは、回転軸に相当する(回転軸J)。この洗濯機1はドラム式であるため、回転軸Jは、水平方向に対して傾斜した方向または略水平方向に延びるように配置される。 The center line J corresponds to the rotation axis (rotation axis J). Since this washing machine 1 is of a drum type, the rotation axis J is arranged so as to extend in a direction inclined with respect to the horizontal direction or in a substantially horizontal direction.

コントローラ6は、筐体2の上部に設置されている。コントローラ6は、CPU、メモリなどのハードウエアと、制御プログラムや各種データなどのソフトウエアとで構成されている。コントローラ6は、洗濯機1の動作を総合的に制御する。 The controller 6 is installed on the top of the housing 2 . The controller 6 is composed of hardware such as a CPU and memory, and software such as control programs and various data. Controller 6 comprehensively controls the operation of washing machine 1 .

筐体2の内部には、外部の電源から電力の供給を受けるインバータ10が設置されている。インバータ10は、コントローラ6および駆動ユニット5と電気的に接続されている。コントローラ6が、インバータ10を制御することによって駆動ユニット5が駆動する。それにより、ドラム4が回転する。 An inverter 10 that receives power from an external power supply is installed inside the housing 2 . Inverter 10 is electrically connected to controller 6 and drive unit 5 . The drive unit 5 is driven by the controller 6 controlling the inverter 10 . The drum 4 is thereby rotated.

<駆動ユニット5>
上述したように、駆動ユニット5は、シャフト50、ユニットベース51、モータ52などで構成されている。図7に、駆動ユニット5の要部の概略断面図を示す。
<Drive unit 5>
As described above, the drive unit 5 is composed of the shaft 50, the unit base 51, the motor 52, and the like. FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of a main part of the drive unit 5. As shown in FIG.

図6に示すように、ユニットベース51は、タブ3の底部に取り付けられる略円板状の金属や樹脂の部材からなる。ユニットベース51の中心部には、中心線Jに沿って延びる円筒状の軸挿入孔511が形成されている。軸挿入孔511の両端部には、一対のボールベアリング(メインベアリング512Mおよびサブベアリング512S)が装着される。図6では、シャフト50およびサブベアリング512Sは、モータ52に組み付けられた状態で表してある。モータ52は、ユニットベース51の裏側に組み付けられる。 As shown in FIG. 6 , the unit base 51 is made of a substantially disk-shaped metal or resin member attached to the bottom of the tab 3 . A cylindrical shaft insertion hole 511 extending along the center line J is formed in the central portion of the unit base 51 . A pair of ball bearings (a main bearing 512M and a sub-bearing 512S) are attached to both ends of the shaft insertion hole 511 . 6 shows the shaft 50 and the sub-bearing 512S assembled to the motor 52. As shown in FIG. The motor 52 is attached to the back side of the unit base 51 .

シャフト50は、軸挿入孔511よりも小径の円柱状の金属部材からなる。シャフト50は、その先端部分を軸挿入孔511から突出した状態で軸挿入孔511に挿入される。シャフト50は、一対のボールベアリング512M,512Sを介してユニットベース51に支持される。それにより、シャフト50は、回転軸Jを中心に回転可能となっている。 The shaft 50 is made of a cylindrical metal member with a diameter smaller than that of the shaft insertion hole 511 . The shaft 50 is inserted into the shaft insertion hole 511 with its tip protruding from the shaft insertion hole 511 . The shaft 50 is supported by the unit base 51 via a pair of ball bearings 512M, 512S. Thereby, the shaft 50 is rotatable around the rotation axis J. As shown in FIG.

このモータ52は、洗濯機1の駆動に好適なように、構造が工夫されている。すなわち、洗濯機1では、洗い、濯ぎ、脱水の各工程が行われる。そのために、モータ52には、低速回転での高トルクな出力と、低トルクであるが高速回転の出力とが要求される。 The structure of the motor 52 is devised so as to be suitable for driving the washing machine 1 . That is, the washing machine 1 performs washing, rinsing, and spin-drying processes. Therefore, the motor 52 is required to have a high torque output at low speed rotation and a low torque output at high speed rotation.

一般的には、減速機およびクラッチをドラムとモータとの間に介在させて、間接的にドラムを回転させる方式(インダイレクトドライブ方式)や、モータを、インバータ制御による駆動で直接的にドラムを回転させる方式(ダイレクトドライブ方式)が採用されている。 In general, there is a method in which a speed reducer and a clutch are interposed between the drum and the motor to indirectly rotate the drum (indirect drive method), and a method in which the motor is driven by inverter control to directly rotate the drum. A rotating method (direct drive method) is used.

それに対し、この駆動ユニット5では、インダイレクトドライブ方式とダイレクトドライブ方式とを効率的に組み合わせることにより、個々の方式の欠点が解消できるように工夫されている。すなわち、この洗濯機1では、コンパクトなサイズで洗濯容量が大きいこと、低騒音であること、省エネであることなどが実現可能となっている。 On the other hand, the drive unit 5 is devised so as to eliminate the shortcomings of each system by efficiently combining the indirect drive system and the direct drive system. That is, the washing machine 1 can realize a compact size with a large washing capacity, low noise, and energy saving.

具体的には、出力軸である1本のシャフト50を回転させるモータ52に、シャフト50とモータ52との間に介在する減速機53およびクラッチ54を効率的に組み込むことによって、これらが一体的に構成されている。それにより、モータ52と減速機53とクラッチ54とが、回転軸Jに対して略垂直な方向に一列に並んだ状態となっている。以下、これらの構造について、詳細に説明する。 Specifically, by efficiently incorporating a speed reducer 53 and a clutch 54 interposed between the shaft 50 and the motor 52 into the motor 52 that rotates the single shaft 50 that is the output shaft, these are integrated. is configured to As a result, the motor 52, the speed reducer 53, and the clutch 54 are arranged in a line in a direction substantially perpendicular to the rotation axis J. As shown in FIG. These structures will be described in detail below.

(シャフト50の基端部50a)
図7に示すように、シャフト50の基端部50aは、サブベアリング512Sから突出している。シャフト50の基端部50aには、中心線Jに沿って延びるネジ孔501が形成されている。シャフト50の基端部50aの外周面には、中心線Jに沿って延びるセレーションが形成されている(図10参照)。ネジ孔501に、止め具502を介してボルト503が締結されている。そうすることにより、シャフト50の基端部50aには、後述するキャリア531のメインフレーム5311が固定されている。
(Base end portion 50a of shaft 50)
As shown in FIG. 7, the base end 50a of the shaft 50 protrudes from the sub-bearing 512S. A screw hole 501 extending along the center line J is formed in the base end portion 50a of the shaft 50 . Serrations extending along the center line J are formed on the outer peripheral surface of the base end portion 50a of the shaft 50 (see FIG. 10). A bolt 503 is fastened to the screw hole 501 via a stopper 502 . By doing so, a main frame 5311 of a carrier 531, which will be described later, is fixed to the base end portion 50a of the shaft 50. As shown in FIG.

(モータ52)
モータ52は、ロータ521およびステータ522を有している。モータ52は、ステータ522の外側にロータ521が位置する、いわゆるアウターロータ型である。
(motor 52)
The motor 52 has a rotor 521 and a stator 522 . The motor 52 is a so-called outer rotor type in which the rotor 521 is positioned outside the stator 522 .

図8に示すように、ロータ521は、ロータケース5211、複数の磁石5212などで構成されている。ロータケース5211は、中心が回転軸Jに一致するように配置される有底円筒形状をした部材からなる。ロータケース5211は、中心に丸孔が開口した円板状の底壁5211aと、その底壁5211aの周囲に連なる円筒状の周壁5211bと、を有している。なお、底壁5211aは多物品でも1物品でもよい。ロータケース5211は、底が浅く(厚みが小さく)、底壁5211aの半径よりも周壁5211bの高さの方が小さく形成されている。 As shown in FIG. 8, the rotor 521 is composed of a rotor case 5211, a plurality of magnets 5212, and the like. The rotor case 5211 is composed of a bottomed cylindrical member arranged so that its center coincides with the rotation axis J. As shown in FIG. The rotor case 5211 has a disk-shaped bottom wall 5211a with a round hole at the center, and a cylindrical peripheral wall 5211b continuous around the bottom wall 5211a. Note that the bottom wall 5211a may consist of multiple articles or one article. The rotor case 5211 has a shallow bottom (thickness is small), and the height of the peripheral wall 5211b is smaller than the radius of the bottom wall 5211a.

底壁5211aの中心部に開口した丸孔の周囲には、周壁5211bと対向する円筒状の軸支部5211cが形成されている。軸支部5211cの外周面にはギヤが形成されており、軸支部5211cは、後述するサンギヤを兼ねている(サンギヤ5211c)。 A cylindrical shaft support portion 5211c facing the peripheral wall 5211b is formed around the round hole opened at the center of the bottom wall 5211a. A gear is formed on the outer peripheral surface of the shaft support portion 5211c, and the shaft support portion 5211c also serves as a sun gear (sun gear 5211c), which will be described later.

軸支部5211cの内側には、円筒状の焼結含油軸受5213が固定されている。軸支部5211cは、この焼結含油軸受5213を介して、シャフト50(詳細には、シャフト50に固定されたメインフレーム5311)に摺動可能な状態で支持されている。それにより、ロータケース5211は、シャフト50に対して回転可能となっている。焼結含油軸受5213は、ロータ軸受部を構成している。 A cylindrical sintered oil-impregnated bearing 5213 is fixed inside the shaft support portion 5211c. The shaft support 5211c is slidably supported by the shaft 50 (specifically, the main frame 5311 fixed to the shaft 50) through the sintered oil-impregnated bearing 5213. As shown in FIG. Thereby, the rotor case 5211 is rotatable with respect to the shaft 50 . The sintered oil-impregnated bearing 5213 constitutes a rotor bearing portion.

各磁石5212は、円弧状に曲げられた矩形の永久磁石114からなる。各磁石5212は、周方向に直列に連なって並ぶように、ロータケース5211の周壁5211bの内面に固定されている。各磁石5212は、ロータ521の磁極を構成し、S極とN極とが交互に並ぶように配置されている。 Each magnet 5212 consists of a rectangular permanent magnet 114 bent into an arc. Each magnet 5212 is fixed to the inner surface of the peripheral wall 5211b of the rotor case 5211 so as to be arranged in series in the circumferential direction. Each magnet 5212 constitutes the magnetic poles of the rotor 521, and is arranged so that S poles and N poles are alternately arranged.

図9に示すように、ステータ522は、円環状の部材からなり、円環状のコア部522aと、コア部522aから外側に向かって放射状に突出する複数のティース部522bとを有している。ステータ522は、コア部522aの内側に設けられた固定フランジ部522cを介してユニットベース51に固定されている。ステータ522は、ロータケース5211に収容されている。 As shown in FIG. 9, the stator 522 is made of an annular member and has an annular core portion 522a and a plurality of tooth portions 522b radially protruding outward from the core portion 522a. The stator 522 is fixed to the unit base 51 via a fixed flange portion 522c provided inside the core portion 522a. Stator 522 is housed in rotor case 5211 .

コア部522aおよび各ティース部522bは、磁性を有する金属製のステータコア5221の表面を、絶縁性のインシュレータで被覆することによって構成されている。また、図示はしないが、各ティース部522bには、所定の順序で導線を巻き付けることにより、複数のコイルが形成されている。ステータ522の外周部分に位置する各ティース部522bの突端面には、ステータコア5221の一部が露出している。これらステータコア5221の露出部分が、所定のギャップGを隔ててロータ521の磁石5212と径方向に対向している。 The core portion 522a and each tooth portion 522b are configured by covering the surface of a magnetic metal stator core 5221 with an insulating insulator. Although not shown, a plurality of coils are formed around each tooth portion 522b by winding conductive wires in a predetermined order. Part of the stator core 5221 is exposed on the end face of each tooth portion 522b located on the outer peripheral portion of the stator 522. As shown in FIG. The exposed portions of these stator cores 5221 are radially opposed to the magnets 5212 of the rotor 521 with a predetermined gap G therebetween.

複数のコイルは、U、V、およびWからなる3相のコイル群を構成している。これらコイル群の各々に、コントローラ6が、インバータ10を制御することにより、位相をずらしながら交流を供給する。そうすることにより、各コイル群とロータ521の磁極との間で磁界が形成される。磁力の作用で、ロータ521は回転軸Jを中心に回転する。 A plurality of coils constitute a three-phase coil group consisting of U, V, and W. A controller 6 controls an inverter 10 to supply an alternating current to each of these coil groups while shifting the phase. By doing so, a magnetic field is formed between each coil group and the magnetic poles of the rotor 521 . The rotor 521 rotates around the rotation axis J due to the action of the magnetic force.

(減速機53)
減速機53は、軸支部5211cの周囲に配置されている。減速機53は、ロータケース5211に収容されている。図10に、その減速機53の部分を示す。減速機53は、いわゆる遊星歯車機構を用いた減速機であり、キャリア531、サンギヤ5211c、複数(図例では4つ)のプラネタリギヤ533、インターナルギヤ534などで構成されている。
(Reducer 53)
The speed reducer 53 is arranged around the shaft support portion 5211c. The speed reducer 53 is housed in the rotor case 5211 . FIG. 10 shows the speed reducer 53 portion. The speed reducer 53 is a speed reducer using a so-called planetary gear mechanism, and includes a carrier 531, a sun gear 5211c, a plurality of (four in the figure) planetary gears 533, an internal gear 534, and the like.

キャリア531は、メインフレーム5311とサブフレーム5312とを有している。サブフレーム5312は、4つの下側軸受凹部5312aを有する環状の部材からなる。サブフレーム5312は、環状のガイドプレート535を介して、ロータケース5211の上に装着されている。 The carrier 531 has a mainframe 5311 and a subframe 5312 . The subframe 5312 consists of an annular member having four lower bearing recesses 5312a. The subframe 5312 is mounted on the rotor case 5211 via an annular guide plate 535 .

ガイドプレート535の内側には、リング状の摺動部材536が固定されている。ガイドプレート535は、軸支部5211cとの間にその摺動部材536を介在し、回転可能な状態で、ロータケース5211の底壁5211aの上に装着されている。 A ring-shaped sliding member 536 is fixed inside the guide plate 535 . The guide plate 535 is rotatably mounted on the bottom wall 5211a of the rotor case 5211 with a sliding member 536 interposed between it and the shaft support 5211c.

メインフレーム5311は、底の浅い有底円筒形状をした基部5311aと、基部5311aの中央部からその裏側に突出した円筒状の軸止部5311bとを有している。基部5311aの裏面は、サブフレーム5312と対向するように配置される。基部5311aの裏面には、下側軸受凹部5312aの各々と対向する複数の上側軸受凹部5311cが形成されている。 The main frame 5311 has a base portion 5311a having a shallow cylindrical shape with a bottom, and a cylindrical shaft stop portion 5311b projecting from the central portion of the base portion 5311a to the rear side thereof. The rear surface of the base portion 5311a is arranged to face the subframe 5312 . A plurality of upper bearing recesses 5311c facing each of the lower bearing recesses 5312a are formed on the back surface of the base portion 5311a.

軸止部5311bの内周面には、シャフト50の基端部50aに嵌合するセレーションが形成されている。軸止部5311bにシャフト50の基端部50aが挿入されることにより、メインフレーム5311は、回転不能な状態でシャフト50に固定される。軸止部5311bの周囲には、上述したように、ロータ軸受部を構成する焼結含油軸受5213を介して、ロータ521の軸支部5211cが支持されている。この軸支部5211cが、回転軸Jを中心に回転するサンギヤを構成している。 A serration that fits into the base end portion 50a of the shaft 50 is formed on the inner peripheral surface of the shaft stop portion 5311b. By inserting the base end portion 50a of the shaft 50 into the shaft stop portion 5311b, the main frame 5311 is fixed to the shaft 50 in a non-rotatable state. Around the shaft stop portion 5311b, as described above, the shaft support portion 5211c of the rotor 521 is supported via the sintered oil-impregnated bearing 5213 constituting the rotor bearing portion. The shaft support portion 5211c constitutes a sun gear that rotates about the rotation axis J. As shown in FIG.

インターナルギヤ534は、サンギヤ5211cよりも大径の略円筒状の部材からなる。インターナルギヤ534の内周面の下部にはギヤ部534aが設けられている。ギヤ部534aには、ギヤ歯が全周にわたって形成されている。また、インターナルギヤ534の外周面には、回転軸方向に延びる線状の突起からなる複数の内側スライドガイド534bが、等間隔で全周にわたって形成されている。これら内側スライドガイド534bについては、別途後述する。 The internal gear 534 is made of a substantially cylindrical member having a larger diameter than the sun gear 5211c. A gear portion 534 a is provided below the inner peripheral surface of the internal gear 534 . Gear teeth are formed over the entire circumference of the gear portion 534a. A plurality of inner slide guides 534b, which are linear projections extending in the direction of the rotation axis, are formed on the outer peripheral surface of the internal gear 534 at regular intervals over the entire circumference. These inner slide guides 534b will be separately described later.

インターナルギヤ534は、サンギヤ5211cの周囲に、回転軸Jを中心に配置されている。インターナルギヤ534の下部は、ガイドプレート535の上に配置されている。インターナルギヤ534の上部内側には、リング状の摺動部材537が固定されている(図7参照)。キャリア531(メインフレーム5311)は、この摺動部材537を介して、回転可能な状態でインターナルギヤ534に支持されている。 The internal gear 534 is arranged around the rotation axis J around the sun gear 5211c. A lower portion of the internal gear 534 is arranged on the guide plate 535 . A ring-shaped sliding member 537 is fixed inside the upper portion of the internal gear 534 (see FIG. 7). The carrier 531 (main frame 5311 ) is rotatably supported by the internal gear 534 via the sliding member 537 .

各プラネタリギヤ533は、キャリア531に回転可能な状態で支持されていて、サンギヤ5211cとインターナルギヤ534とに噛み合うように、これらの間に配置されている。 Each planetary gear 533 is rotatably supported by the carrier 531 and arranged between the sun gear 5211c and the internal gear 534 so as to mesh with them.

各プラネタリギヤ533は、小径のギヤ部材からなる。各プラネタリギヤ533の中心部には、ピン孔が貫通して形成されている。ピン孔に挿入されたピン5331の両端部が、メインフレーム5311の上側軸受凹部5311cと、サブフレーム5312の下側軸受凹部5312aとに軸支されている。各プラネタリギヤ533の外周面には、ギヤ歯が全周にわたって形成されている。このギヤ歯が、サンギヤ5211cおよびインターナルギヤ534の双方に噛み合っている。 Each planetary gear 533 consists of a small-diameter gear member. A pin hole is formed through the center of each planetary gear 533 . Both ends of the pin 5331 inserted into the pin hole are pivotally supported by the upper bearing recess 5311c of the main frame 5311 and the lower bearing recess 5312a of the sub-frame 5312 . Gear teeth are formed on the outer peripheral surface of each planetary gear 533 over the entire circumference. This gear tooth meshes with both the sun gear 5211 c and the internal gear 534 .

従って、インターナルギヤ534が固定された状態(回転不能な状態)で、サンギヤ5211cが所定の速度で回転すると、それに伴って、各プラネタリギヤ533が、サンギヤ5211cの回りを周回しながら回転する。それにより、キャリア531およびシャフト50は、減速された状態で回転する。 Therefore, when the sun gear 5211c rotates at a predetermined speed with the internal gear 534 fixed (unrotatable), each planetary gear 533 rotates around the sun gear 5211c. Thereby, carrier 531 and shaft 50 rotate in a decelerated state.

(クラッチ54)
クラッチ54は、減速機53の周囲に配置されている。クラッチ54は、ロータケース5211に収容されている。図11、図12、図13に、減速機53とクラッチ54の部分を示す。クラッチ54は、スライダー541(可動部)、ロータ側およびステータ側の各ロック爪542R,542S(固定部)、およびクラッチドライバ543(駆動部)を有している。
(clutch 54)
The clutch 54 is arranged around the speed reducer 53 . Clutch 54 is housed in rotor case 5211 . 11, 12 and 13 show portions of the speed reducer 53 and the clutch 54. FIG. The clutch 54 has a slider 541 (movable portion), rotor-side and stator-side lock claws 542R and 542S (fixed portions), and a clutch driver 543 (drive portion).

クラッチドライバ543は、可動子5431および固定子5432を有している。そして、これら可動子5431および固定子5432が、上述したアクチュエータ100を用いて構成されている。 Clutch driver 543 has mover 5431 and stator 5432 . These mover 5431 and stator 5432 are configured using the actuator 100 described above.

スライダー541は、インターナルギヤ534よりも大径の円筒状の部材からなる。スライダー541の内周面には、図11に一部のみ示すように、回転軸方向に延びる線状の突起からなる複数の外側スライドガイド541aが、等間隔で全周にわたって形成されている。これら外側スライドガイド541aは、インターナルギヤ534の外周面に形成されている複数の内側スライドガイド534bと噛み合うように構成されている。 The slider 541 is made of a cylindrical member having a diameter larger than that of the internal gear 534 . As shown in FIG. 11, a plurality of outer slide guides 541a, which are linear projections extending in the rotation axis direction, are formed on the inner peripheral surface of the slider 541 at regular intervals over the entire circumference. These outer slide guides 541 a are configured to mesh with a plurality of inner slide guides 534 b formed on the outer peripheral surface of the internal gear 534 .

スライダー541は、その外側スライドガイド541aの各々を、インターナルギヤ534の内側スライドガイド534bの各々に噛み合わせた状態で、インターナルギヤ534の周囲に配置されている。それにより、スライダー541は、回転軸方向にスライド可能となっている。 The slider 541 is arranged around the internal gear 534 with each of its outer slide guides 541a meshing with each of its inner slide guides 534b. Thereby, the slider 541 is slidable in the rotation axis direction.

スライダー541の外周面には、ロータ側およびステータ側の各係合爪からなる一対の係合爪5411R,5411Sが形成されている。これら係合爪5411R,5411Sは、回転軸方向に突出する複数の突起(可動側突起)で構成されており、スライダー541の外周面に等間隔で全周にわたって形成されている。ロータ側の係合爪5411Rは、スライダー541の下端部に配置されていて、各突起が下方に向かって突出している。ステータ側の係合爪5411Sは、スライダー541の上端部に配置されていて、各突起が上方に向かって突出している。 A pair of engaging claws 5411R and 5411S, which are rotor-side and stator-side engaging claws, are formed on the outer peripheral surface of the slider 541. As shown in FIG. These engaging claws 5411R and 5411S are composed of a plurality of protrusions (movable side protrusions) protruding in the rotation axis direction, and are formed on the outer peripheral surface of the slider 541 at regular intervals over the entire circumference. The rotor-side engaging claw 5411R is arranged at the lower end of the slider 541, and each protrusion protrudes downward. The stator-side engaging claw 5411S is arranged at the upper end portion of the slider 541, and each protrusion protrudes upward.

スライダー541の外周面におけるロータ側およびステータ側の各係合爪5411R,5411Sの間には、可動子5431を収容する可動子収容部541bが形成されている。 A mover accommodating portion 541b for accommodating the mover 5431 is formed between the rotor-side and stator-side engaging claws 5411R and 5411S on the outer peripheral surface of the slider 541. As shown in FIG.

図13に示すように、ロータ側のロック爪542Rは、ロータケース5211に取り付けられた環状部材544に設けられている。ロータ側のロック爪542Rは、全周にわたって等間隔で回転軸方向に突出する複数の突起(固定側突起)で構成されている。これら突起は、上方に向かって突出している。また、これらの突起は図示しないが、ロータ側の一体成形時に、他部構成部と同時に構成したり、ロータケース5211に一体的に構成することも可能である。 As shown in FIG. 13 , the rotor-side lock claw 542R is provided on an annular member 544 attached to the rotor case 5211 . The rotor-side lock claw 542R is composed of a plurality of projections (fixed-side projections) protruding in the rotation axis direction at equal intervals over the entire circumference. These projections protrude upward. Although not shown, these protrusions can be formed simultaneously with other constituent parts or formed integrally with the rotor case 5211 when integrally molding the rotor.

ステータ側のロック爪542Sは、ステータ522に取り付けられた環状部材545に設けられている。ステータ側のロック爪542Sは、全周にわたって等間隔で回転軸方向に突出する複数の突起(固定側突起)で構成されている。これら突起は、下方に向かって突出している。また、これらの突起はインシュレータと一体的に構成することも可能である。 A stator-side locking claw 542 S is provided on an annular member 545 attached to the stator 522 . The stator-side lock claw 542S is composed of a plurality of projections (fixed-side projections) protruding in the rotation axis direction at equal intervals over the entire circumference. These protrusions protrude downward. Also, these projections can be configured integrally with the insulator.

ロータ側のロック爪542Rと、ステータ側のロック爪542Sとは、回転軸方向に離れた位置で対向するように配置されている。そして、ロータ側のロック爪542Rは、ロータ側の係合爪5411Rと噛み合うように構成されるとともに、ステータ側のロック爪542Sは、ステータ側の係合爪5411Sと噛み合うように構成されている。 The rotor-side lock claw 542R and the stator-side lock claw 542S are arranged so as to face each other at positions separated in the rotation axis direction. The rotor-side locking claw 542R is configured to mesh with the rotor-side engaging claw 5411R, and the stator-side locking claw 542S is configured to mesh with the stator-side engaging claw 5411S.

ロータ側のロック爪542Rとステータ側のロック爪542Sとの間の間隔は、ロータ側の係合爪5411Rとステータ側の係合爪5411Sとの間の間隔よりも大きく設定されている。従って、ロータ側のロック爪542Rがロータ側の係合爪5411Rと噛み合って連結されるときには、ステータ側のロック爪542Sはステータ側の係合爪5411Sと噛み合わない。ステータ側のロック爪542Sがステータ側の係合爪5411Sと噛み合って連結されるときには、ロータ側のロック爪542Rはロータ側の係合爪5411Rと噛み合わない。 The space between the rotor-side lock claw 542R and the stator-side lock claw 542S is set larger than the space between the rotor-side engagement claw 5411R and the stator-side engagement claw 5411S. Therefore, when the rotor-side lock claw 542R engages and connects with the rotor-side engagement claw 5411R, the stator-side lock claw 542S does not mesh with the stator-side engagement claw 5411S. When the stator-side locking claw 542S is meshed with the stator-side engaging claw 5411S and connected, the rotor-side locking claw 542R does not mesh with the rotor-side engaging claw 5411R.

図12に示すように、クラッチドライバ543の可動子5431は、可動部材120を有している。可動部材120は、可動子収容部541bに設置されている。 As shown in FIG. 12 , the mover 5431 of the clutch driver 543 has a moveable member 120 . The movable member 120 is installed in the mover housing portion 541b.

図13に示すように、クラッチドライバ543の固定子5432は、固定部材110を有している。すなわち、クラッチコイル5432a、インナーコア112、アウターコア111、2つの磁石114a,114bなどで構成されている。 As shown in FIG. 13, the stator 5432 of the clutch driver 543 has a fixed member 110. As shown in FIG. That is, it is composed of a clutch coil 5432a, an inner core 112, an outer core 111, two magnets 114a and 114b, and the like.

アウターコア111は、上下一対の環状のホルダ5432cで構成されている。ホルダ5432cは、ステータ522に固定されている。インナーコア112および2つの磁石114a,114bは、いずれも環状に形成されている。可動部材120は、固定部材110の内側に位置した状態で、径方向に僅かなギャップGを隔てて対向するように構成されている。 The outer core 111 is composed of a pair of upper and lower annular holders 5432c. Holder 5432 c is fixed to stator 522 . Both the inner core 112 and the two magnets 114a and 114b are annular. The movable member 120 is configured to face the fixed member 110 with a small gap G in the radial direction while being positioned inside the fixed member 110 .

クラッチコイル5432aへの通電は、コントローラ6によって制御される。コントローラ6が、クラッチコイル5432aに切替電流、つまり通電方向が互いに逆の電流を供給することにより、可動部材120は固定部材110に対して直線状に変位する。それにより、コントローラ6は、スライダー541を、回転軸方向のいずれか一方にスライドさせる処理(切替処理)を実行する。 The controller 6 controls energization of the clutch coil 5432a. The controller 6 supplies the clutch coil 5432a with a switching current, that is, a current having opposite energization directions, thereby linearly displacing the movable member 120 with respect to the fixed member 110 . As a result, the controller 6 performs processing (switching processing) for sliding the slider 541 in one direction of the rotation axis.

それにより、図14に示すように、ステータ側のロック爪542Sにステータ側の係合爪5411Sが噛み合う第1モードと、ロータ側のロック爪542Rにロータ側の係合爪5411Rが噛み合う第2モードとに切り替わる。 As a result, as shown in FIG. 14, a first mode in which the stator-side engaging claw 5411S engages with the stator-side locking claw 542S and a second mode in which the rotor-side engaging claw 5411R engages with the rotor-side locking claw 542R are performed. and switch to.

第1モードでは、インターナルギヤ534がスライダー541を介してステータ522に支持される。それにより、ロータ521およびサンギヤ5211cの回転は、減速機53を介してシャフト50およびキャリア531に伝達される。従って、駆動ユニット5は、低回転で高トルクな回転力を出力する。 In the first mode, internal gear 534 is supported by stator 522 via slider 541 . Rotation of rotor 521 and sun gear 5211 c is thereby transmitted to shaft 50 and carrier 531 via speed reducer 53 . Therefore, the drive unit 5 outputs a rotational force with low rotation and high torque.

一方、第2モードでは、インターナルギヤ534がスライダー541を介してロータ521に支持される。それにより、ロータ521およびサンギヤ5211cの回転は、減速機53を介さずに、シャフト50およびキャリア531に伝達される。 On the other hand, in the second mode, the internal gear 534 is supported by the rotor 521 via the slider 541 . Rotation of the rotor 521 and the sun gear 5211 c is thereby transmitted to the shaft 50 and the carrier 531 without going through the speed reducer 53 .

すなわち、ロータ521、サンギヤ5211c、およびインターナルギヤ534が一体となって回転するため、各プラネタリギヤ533は周回しない。それにより、シャフト50およびキャリア531もこれらと一体になって回転する。従って、駆動ユニット5は、高回転で低トルクな回転力を出力する。 That is, since the rotor 521, the sun gear 5211c, and the internal gear 534 rotate together, the planetary gears 533 do not rotate. As a result, shaft 50 and carrier 531 also rotate together. Therefore, the drive unit 5 outputs a rotational force with high rotation and low torque.

このように、この駆動ユニット5によれば、モータ52、減速機53、およびクラッチ54が、回転軸Jに対して略垂直な方向に一列に並ぶように、モータ52に、減速機53およびクラッチ54が効率的に組み込まれて、これらが一体的に構成されている。そして、クラッチ54の切り替えにより、1本のシャフト50を通じて、低回転で高トルクな回転力と、低トルクであるが高回転の回転力とを出力することができる。そしてまた、出力が異なる第1モードと第2モードの両モードにおいても、モータ52の回転数およびトルクの値を比較的近い値に設定できので、モータ効率を最適化できる。 Thus, according to the drive unit 5, the motor 52, the speed reducer 53 and the clutch 54 are arranged in a row in a direction substantially perpendicular to the rotation axis J. 54 are efficiently incorporated, and they are integrally constructed. By switching the clutch 54 , it is possible to output a low-rotation, high-torque rotational force and a low-torque, high-rotational rotational force through the single shaft 50 . Also, in both the first mode and the second mode having different outputs, the rotational speed and torque of the motor 52 can be set to relatively close values, so the motor efficiency can be optimized.

従って、この駆動ユニット5は、コンパクトなサイズで、洗濯機に適した回転力を出力できる。駆動ユニット5は、洗濯機に好適である。 Therefore, this drive unit 5 is compact in size and can output a torque suitable for a washing machine. The drive unit 5 is suitable for washing machines.

(洗濯機1の運転)
図15Aに、洗濯機1の基本的な運転例を示す。
(Operation of washing machine 1)
FIG. 15A shows a basic operation example of the washing machine 1. FIG.

洗濯機1の運転が行われる場合、最初に、ドラム4に洗濯物が投入される(ステップS1)。この洗濯機1の場合、その際、洗剤等も薬剤投入装置8cに投入される。そして、操作部7の操作により、コントローラ6に、洗濯開始の指示が入力される(ステップS2でYes)。それにより、コントローラ6は、洗い、濯ぎ、および脱水などからなる一連の洗濯工程を自動的に開始する。 When the washing machine 1 is operated, first, laundry is put into the drum 4 (step S1). In the case of this washing machine 1, at that time, the detergent or the like is also put into the chemical injection device 8c. Then, an instruction to start washing is input to the controller 6 by operating the operation unit 7 (Yes in step S2). The controller 6 thereby automatically initiates a series of washing processes, such as washing, rinsing, and spin-drying.

洗い工程に先だって、コントローラ6は、給水量を設定するため、洗濯物の重量を計測する(ステップS3)。コントローラ6は、計測した洗濯物の重量に基づいて、適切な給水量を設定する(ステップS4)。 Prior to the washing process, the controller 6 measures the weight of the laundry in order to set the amount of water supply (step S3). The controller 6 sets an appropriate amount of water supply based on the measured weight of the laundry (step S4).

給水量の設定が終わると、コントローラ6は、洗い工程を開始する(ステップS5)。洗い工程が開始すると、コントローラ6は、給水弁8bを制御し、設定した所定量の水をタブ3に供給する。その際、薬剤投入装置8cに収容された洗剤が給水される水とともにタブ3に投入される。 After setting the water supply amount, the controller 6 starts the washing process (step S5). When the washing process starts, the controller 6 controls the water supply valve 8b to supply the tub 3 with a set amount of water. At that time, the detergent contained in the chemical injection device 8c is injected into the tub 3 together with the supplied water.

次に、コントローラ6は、駆動ユニット5を駆動し、ドラム4の回転を開始する、その際、コントローラ6は、ドラム4の回転に先立って、図15Bに示すように、洗いまたは濯ぎの工程か否かを判断する(ステップS10)。その結果、洗いまたは濯ぎの工程であれば、コントローラ6は、クラッチ54を制御して、第1モードに切り替える(ステップS11)。洗いまたは濯ぎの工程でない、つまり脱水の工程であれば、コントローラ6は、クラッチ54を制御して、第2モードに切り替える(ステップS12)。 The controller 6 then drives the drive unit 5 to initiate rotation of the drum 4, with the controller 6 prior to rotating the drum 4 through a washing or rinsing process, as shown in FIG. 15B. It is determined whether or not (step S10). As a result, if it is a washing or rinsing process, the controller 6 controls the clutch 54 to switch to the first mode (step S11). If it is not a washing or rinsing process, that is, if it is a dewatering process, the controller 6 controls the clutch 54 to switch to the second mode (step S12).

ここでは、洗い工程であるため、コントローラ6は、クラッチ54を第1モードに切り替える。それにより、駆動ユニット5により、低速で高トルクな回転力が出力される。従って、比較的重いドラム4を低速で効率よく回転させることができる。 Since this is the washing process, the controller 6 switches the clutch 54 to the first mode. As a result, the drive unit 5 outputs a low-speed, high-torque rotational force. Therefore, the relatively heavy drum 4 can be efficiently rotated at a low speed.

洗い工程が終了すると、コントローラ6は、濯ぎ工程を開始する(ステップS6)。濯ぎ工程では、排水ポンプ9の駆動により、タブ3に貯まる洗い水が排水される。次に、コントローラ6は、洗い工程と同様に、給水や撹拌の処理を実行する。 When the washing process ends, the controller 6 starts the rinsing process (step S6). In the rinsing process, the wash water accumulated in the tub 3 is drained by driving the drain pump 9 . Next, the controller 6 performs water supply and agitation in the same manner as in the washing process.

濯ぎ工程では、クラッチ54を第1モードに維持した状態で、駆動ユニット5が駆動される。 In the rinsing process, the drive unit 5 is driven while the clutch 54 is maintained in the first mode.

濯ぎ工程が終了すると、コントローラ6は、脱水工程を実行する(ステップS7)。脱水工程では、ドラム4が、所定時間、高速で回転駆動される。従って、コントローラ6は、脱水工程に先立って、クラッチ54を第2モードに切り替える。第2モードであれば、高回転で低トルクな回転力を出力できる。従って、比較的軽いドラム4を高速で効率よく回転させることができる。 After the rinsing process is completed, the controller 6 executes the dehydration process (step S7). In the dewatering process, the drum 4 is rotated at high speed for a predetermined time. Therefore, the controller 6 switches the clutch 54 to the second mode prior to the dewatering process. In the second mode, it is possible to output rotational force with high rotation and low torque. Therefore, the relatively light drum 4 can be efficiently rotated at high speed.

洗濯物は、遠心力でドラム4の内面に張り付いた状態になる。洗濯物に含まれる水は、ドラム4の外に流出する。それにより、洗濯物は脱水される。 The laundry sticks to the inner surface of the drum 4 by centrifugal force. Water contained in the laundry flows out of the drum 4 . The laundry is thereby dehydrated.

脱水によってタブ3に貯まる水は、排水ポンプ9の駆動によって排出される。脱水工程が終了すると、所定のブザーを鳴らすなどして洗濯終了の報知し、洗濯機1の運転が終了する。 Water accumulated in the tub 3 due to dehydration is discharged by driving the drain pump 9 . When the dehydration process is finished, the completion of washing is notified by sounding a predetermined buzzer, etc., and the operation of the washing machine 1 is finished.

(駆動ユニットによる衝撃音抑制制御)
この洗濯機1では、クラッチドライバ543、詳細にはアクチュエータ100の構造を利用することにより、衝撃音が抑制できるように、制御が工夫されている。
(Impact noise suppression control by drive unit)
In this washing machine 1, the control is devised so that impact noise can be suppressed by using the clutch driver 543, more specifically, the structure of the actuator 100. FIG.

具体的には、コントローラ6が、切替処理を実行して、スライダー541がロック爪542R,542Sに連結される直前に、クラッチ54への切替電流の供給を停止する処理(制動処理)を実行する。 Specifically, the controller 6 executes switching processing, and executes processing (braking processing) for stopping supply of the switching current to the clutch 54 immediately before the slider 541 is coupled to the lock claws 542R and 542S. .

図16に、その制動処理のタイムチャートを示す。グラフG1は、クラッチ54に流れる電流の変化を表している。グラフG2は、スライダー541の速度を表している。グラフG3は、スライダー541の推進力を表している。MPは、ロック爪542R,542Sと係合爪5411R,5411Sとが噛み合う目標位置である(第1位置および第2位置に相当)。 FIG. 16 shows a time chart of the braking process. A graph G1 represents changes in the current flowing through the clutch 54 . A graph G2 represents the speed of the slider 541 . A graph G3 represents the driving force of the slider 541 . MP is a target position at which the lock claws 542R, 542S and the engagement claws 5411R, 5411S are engaged (corresponding to the first position and the second position).

スライダー541が目標位置MPに到達する前の所定のタイミングで、コントローラ6がクラッチコイル5432aへの通電をオフにする。クラッチコイル5432aへの通電がオフになっても、スライダー541は慣性および磁石の磁力によって変位する。クラッチコイル5432aへの通電がオフになることで、推進力の急減と、回生電流による制動とにより、スライダー541の速度が抑制される。それにより、衝撃音を抑制できる。 At a predetermined timing before the slider 541 reaches the target position MP, the controller 6 de-energizes the clutch coil 5432a. Even when the energization of the clutch coil 5432a is turned off, the slider 541 is displaced by the inertia and the magnetic force of the magnet. When the power to the clutch coil 5432a is turned off, the speed of the slider 541 is suppressed due to the rapid decrease in propulsive force and braking by the regenerative current. As a result, impact noise can be suppressed.

クラッチ54への切替電流の供給を停止するだけであるので、簡単に制御できる。停止するタイミングを調整するだけで、衝撃音を効果的に抑制できる。 Since the supply of the switching current to the clutch 54 is simply stopped, the control can be easily performed. Impulsive noise can be effectively suppressed simply by adjusting the timing of stopping.

(駆動ユニットによるクラッチの切替判定制御)
クラッチ54が切り替わっていない、切り替わっていても適切な位置に無いなど、切替処理に失敗した場合、その状態でモータ52が駆動すると、異常音の発生やクラッチ54の損傷などのトラブルが発生する。従って、切替処理毎に、その成否を判定するのが好ましい。
(Clutch switching determination control by drive unit)
When the switching process fails, such as when the clutch 54 is not switched or when it is switched but is not in an appropriate position, when the motor 52 is driven in that state, troubles such as generation of abnormal noise and damage to the clutch 54 occur. Therefore, it is preferable to determine the success or failure of each switching process.

それに対し、この洗濯機では更に、クラッチドライバ543、詳細にはアクチュエータ100の構造を利用することにより、クラッチ54の切り替えの成否が判定できるように、制御が工夫されている。 On the other hand, in this washing machine, the clutch driver 543, more specifically, the structure of the actuator 100 is used to determine the success or failure of the switching of the clutch 54, so that the control is devised.

具体的には、コントローラ6が、切替処理が実行された直後にクラッチコイル5432aに流れる電流を所定の判定値と比較する。そうすることにより、コントローラ6は、クラッチ54の切り替えの成否を判定する処理(切替判定処理)を実行する。 Specifically, the controller 6 compares the current flowing through the clutch coil 5432a immediately after the switching process is executed with a predetermined determination value. By doing so, the controller 6 executes a process of determining whether the switching of the clutch 54 has been successful (switching determination process).

切替処理の前後で同一方向に電流を流した場合は、可動部材120と固定部材110との間の磁束密度が異なる。それにより、インダクタンスに差が生じて、電流の過渡応答が変化する。その変化に基づいて切替処理の成否が判定できる。 When the current flows in the same direction before and after the switching process, the magnetic flux density between the movable member 120 and the fixed member 110 is different. This creates a difference in inductance and changes the transient response of the current. The success or failure of the switching process can be determined based on the change.

具体的には、図3の(b)に示したように、切替処理前の通電時には、可動部材120において電流が形成する磁束は、磁石114の磁束を弱めるように働く。従って、磁束密度は低い。それに対し、図3の(d)に示したように、切替処理後の通電時には、電流の磁束の向きおよび磁石114の磁束の向きは、同じである。従って、磁束密度は高い。 Specifically, as shown in (b) of FIG. 3 , the magnetic flux generated by the current in the movable member 120 acts to weaken the magnetic flux of the magnet 114 when energized before the switching process. Therefore, the magnetic flux density is low. On the other hand, as shown in (d) of FIG. 3, the direction of the magnetic flux of the current and the direction of the magnetic flux of the magnet 114 are the same at the time of energization after the switching process. Therefore, the magnetic flux density is high.

それにより、切替処理の前後では、インダクタンスに差が発生し、それに伴って電流の過渡応答に変化が生じる。その変化に基づいて、コントローラ6は、切替処理の成否を判定する。 As a result, a difference occurs in the inductance before and after the switching process, resulting in a change in the transient response of the current. Based on the change, the controller 6 determines the success or failure of the switching process.

なお、判定値は、予め所定の値を設定してもよいが、切替処理を実行する直前に、所定の判定用電圧指令値に基づいてクラッチコイル5432aに通電し、そうすることによってクラッチコイル5432aに流れる電流を、判定値として設定するのが好ましい。 Incidentally, the determination value may be set to a predetermined value in advance. is preferably set as the judgment value.

環境温度やクラッチ54の使用状態などの外因によって、判定値が影響を受けるおそれがある。それに対し、切替判定処理の度に、このような方法で判定値を設定すれば、そのような影響を排除できる。従って、切替判定処理を精度高く行える。 External factors such as the ambient temperature and the state of use of the clutch 54 may affect the determination value. On the other hand, if the determination value is set by such a method each time the switching determination process is performed, such an influence can be eliminated. Therefore, the switching determination process can be performed with high accuracy.

そうして、その判定値と、切替処理が実行された直後に、判定用電圧指令値に基づいてクラッチコイル5432aに流れる電流と、を比較することによって切替判定処理を実行すればよい。 Then, the switching determination process may be executed by comparing the determination value with the current flowing through the clutch coil 5432a based on the voltage command value for determination immediately after the switching process is performed.

そのような切替判定処理の一例を図17に示す。コントローラ6は、切替処理を開始する場合、その直前に、所定の判定用電圧指令値(クラッチ54の状態に影響を与えない大きさの電流を流す電圧指令値)に基づいて、クラッチコイル5432aに通電する。そうすることによって、クラッチコイル5432aに流れる電流値Iaを取得し、その電流値Iaを判定値として設定する(ステップS20)。 FIG. 17 shows an example of such switching determination processing. When the controller 6 starts the switching process, immediately before starting the switching process, based on a predetermined judgment voltage command value (a voltage command value for flowing a current having a magnitude that does not affect the state of the clutch 54), the clutch coil 5432a energize. By doing so, the current value Ia flowing through the clutch coil 5432a is acquired, and the current value Ia is set as the determination value (step S20).

具体的には、クラッチ54が応答できない数msecの短い期間、所定の電圧を印加する。例えば、インバータを用いて数十kHzのキャリア周波数で変調したPWMで電圧を与えてもよいし、1パルスで電圧を与えてもよい。 Specifically, a predetermined voltage is applied for a short period of several milliseconds during which the clutch 54 cannot respond. For example, the voltage may be applied by PWM modulated with a carrier frequency of several tens of kHz using an inverter, or the voltage may be applied by one pulse.

続いて、コントローラ6は、切替処理を実行する(ステップS21)。それにより、スライダー541が変位し、クラッチ54は第1モードまたは第2モードのいずれかに切り替わる。 Subsequently, the controller 6 executes switching processing (step S21). Thereby, the slider 541 is displaced and the clutch 54 is switched to either the first mode or the second mode.

コントローラ6は、クラッチ54の切り替えが適切に行われたか否かを判定するために、先と同じ判定用電圧指令値に基づいてクラッチコイル5432aに通電し、比較する電流値Ibを取得する(ステップS22)。そして、コントローラ6は、その電流値Ibが判定値Iaより大きいか比較する(ステップS23)。 The controller 6 energizes the clutch coil 5432a based on the same judgment voltage command value as before, and acquires a current value Ib to be compared (step S22). Then, the controller 6 compares whether the current value Ib is greater than the judgment value Ia (step S23).

図3の解析結果から分かる通り、クラッチコイル5432aに流れる電流により発生する磁界は、主に透磁率が低く磁気抵抗の低い可動部と固定部の鉄心を通り磁路を形成する。本発明の構成では、前述の通りクラッチ可動子の位置により同一方向に電流を流した際の磁束密度が異なる。鉄心に用いられる軟磁性材料は、磁束密度が高くなると透磁率が低下し、磁気抵抗が増大する性質を持つ。その特性を利用すると、クラッチ54の位置により、電流印加時の磁気抵抗が変わるため、クラッチコイル5432aのインピーダンスが変化し電圧印加した際の電流の過渡応答が変化する。 As can be seen from the analysis results of FIG. 3, the magnetic field generated by the current flowing through the clutch coil 5432a forms a magnetic path mainly through the iron cores of the movable portion and the fixed portion, which have low magnetic permeability and low magnetic resistance. In the configuration of the present invention, as described above, the magnetic flux density when current is applied in the same direction differs depending on the position of the clutch mover. The soft magnetic material used for the iron core has the property that as the magnetic flux density increases, the magnetic permeability decreases and the magnetic resistance increases. Using this characteristic, the position of the clutch 54 changes the magnetic resistance when a current is applied. Therefore, the impedance of the clutch coil 5432a changes, and the transient response of the current when a voltage is applied changes.

その結果、その電流値Ibが判定値Iaより大きい場合、クラッチ54の切り替えは成功と判定する(ステップS24)。その電流値Ibが判定値Ia以下の場合、クラッチ54の切り替えは失敗と判定し、リトライする(ステップS25)。なお、ここでは電流値Ibが判定値Iaより大きいと成功と判定する場合を示したが、切り替え時に電流が流れる方向が逆であれば、電流値Ibと判定値Iaとの大小関係は逆になる。 As a result, if the current value Ib is greater than the determination value Ia, it is determined that the switching of the clutch 54 has succeeded (step S24). If the current value Ib is equal to or less than the determination value Ia, switching of the clutch 54 is determined to have failed and is retried (step S25). Here, the case where it is determined to be successful when the current value Ib is greater than the determination value Ia is shown. Become.

電流値Ia,Ibの絶対値(|Ia|,|Ib|)を判定に用いれば、電流の流れる方向に関係なく、数値の大小関係のみで判定が可能になる。また、誤判定を防ぐために、「|Ib| > |Ia|×係数」のように、最初に取得する判定値Iaに対して係数を掛け、後で取得する判定値Ibが、これより上回らないと成功と判定しないようにしてもよい。 If the absolute values (|Ia|, |Ib|) of the current values Ia and Ib are used for determination, it is possible to make a determination based only on the magnitude relationship of the numerical values regardless of the direction in which the current flows. In addition, in order to prevent erroneous determination, the first determination value Ia is multiplied by a coefficient such as "|Ib|>|Ia|× coefficient", and the determination value Ib obtained later does not exceed this value. and may not be determined to be successful.

この駆動ユニット5によれば、クラッチ54の切り替えの成否が、その都度、適切に判定できる。従って、クラッチ54の切り替え不良に基づくトラブルを抑制できる。 According to the drive unit 5, the success or failure of the switching of the clutch 54 can be determined appropriately each time. Therefore, troubles caused by poor switching of the clutch 54 can be suppressed.

なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。 Note that the technology disclosed is not limited to the above-described embodiments, and includes various other configurations.

例えば、実施形態では、各磁石のN極が対向するように配置したが、各磁石のS極が対向するように配置してもよい。コイルへの通電方向を逆にすることで、実施形態と同じ作用効果が得られる。また、固定部材110の磁石は3つ以上であってもよい。可動部材120は、固定部材110の内側に配置されていてもよいし、固定部材110の外側に配置されていてもよい。 For example, in the embodiment, the magnets are arranged so that the north poles of the magnets face each other, but the magnets may be arranged so that the south poles of the magnets face each other. By reversing the energizing direction of the coil, the same effect as the embodiment can be obtained. Moreover, the number of magnets of the fixing member 110 may be three or more. The movable member 120 may be arranged inside the fixed member 110 or may be arranged outside the fixed member 110 .

100 アクチュエータ
110 固定部材
112 インナーコア
113 電線
114a,114b 磁石
120 可動部材
120a 突極コア
120b 連結コア
1 洗濯機
3 タブ(固定槽)
4 ドラム(回転槽)
5 駆動ユニット
6 コントローラ(制御装置)
52 モータ
53 減速機
533 プラネタリギヤ
534 インターナルギヤ
54 クラッチ
541 スライダー(可動部)
5411R ロータ側の係合爪
5411S ステータ側の係合爪
542R ロータ側のロック爪(固定部)
542S ステータ側のロック爪(固定部)
543 クラッチドライバ(駆動部)
5431 可動子
5432 固定子
5432a クラッチコイル
J 中心線(回転軸)
G ギャップ
100 actuator 110 fixed member 112 inner core 113 electric wires 114a, 114b magnet 120 movable member 120a salient pole core 120b connecting core 1 washing machine 3 tab (fixed tub)
4 drum (rotating tank)
5 drive unit 6 controller (control device)
52 Motor 53 Reduction gear 533 Planetary gear 534 Internal gear 54 Clutch 541 Slider (movable part)
5411R Rotor-side engagement claw 5411S Stator-side engagement claw 542R Rotor-side lock claw (fixed portion)
542S Stator-side lock claw (fixed part)
543 Clutch driver (drive unit)
5431 mover 5432 stator 5432a clutch coil J center line (rotating shaft)
G gap

Claims (10)

固定されて用いられる固定部材と、当該固定部材に沿って所定の第1方向に往復動する可動部材と、を備えたアクチュエータであって、
前記固定部材は、
前記第1方向と交差する第2方向に離れて位置するとともに、前記第1方向および前記第2方向の双方と公差する方向に延びる電線と、
前記第1方向に並んだ状態で前記電線と前記可動部材との間に配置されるとともに、各々の同じ磁極が前記第1方向に向き合うように配置される2つの磁石と、
を有し、
前記可動部材は、
前記第1方向に並んで配置されるとともに、各々の先端部分が前記2つの磁石と近接して対向可能な2つの突極コアと、
前記2つの磁石から離れた位置で前記2つの突極コアの基端部分を連結する連結コアと、
を有し、
前記電線の通電方向の切り替えによって前記可動部材が往復動するアクチュエータ。
An actuator comprising a fixed member that is fixed and used, and a movable member that reciprocates along the fixed member in a predetermined first direction,
The fixing member is
electric wires spaced apart in a second direction intersecting the first direction and extending in a direction crossing both the first direction and the second direction;
two magnets arranged between the electric wire and the movable member in a state of being aligned in the first direction and arranged such that the same magnetic poles of each magnet face the first direction;
has
The movable member is
two salient pole cores that are arranged side by side in the first direction and whose tip portions are capable of facing the two magnets in close proximity;
a connecting core that connects the proximal end portions of the two salient pole cores at a position away from the two magnets;
has
An actuator in which the movable member reciprocates by switching the energization direction of the electric wire.
請求項1に記載のアクチュエータにおいて、
前記可動部材が、板状の軟磁性材料を用いて一体に形成されていて、
前記突極コアの先端部分の各々に、前記第1方向を逆向きに張り出す鍔部が設けられているアクチュエータ。
The actuator of claim 1, wherein
The movable member is integrally formed using a plate-shaped soft magnetic material,
An actuator, wherein each tip portion of the salient pole core is provided with a flange projecting in the opposite direction to the first direction.
請求項1または2に記載のアクチュエータにおいて、
前記固定部材および前記可動部材は、中心が一致した円形形状であり、
前記電線によって前記中心の回りに巻回されたコイルが構成されている、アクチュエータ。
The actuator according to claim 1 or 2,
the fixed member and the movable member have circular shapes with their centers aligned;
An actuator, wherein the wire constitutes a coil wound around the center.
請求項3に記載のアクチュエータにおいて、
前記可動部材が、前記固定部材の内側に配置されているアクチュエータ。
The actuator according to claim 3, wherein
The actuator, wherein the movable member is arranged inside the fixed member.
請求項3に記載のアクチュエータにおいて、
前記可動部材が、前記固定部材の外側に配置されているアクチュエータ。
The actuator according to claim 3, wherein
The actuator, wherein the movable member is arranged outside the fixed member.
洗濯機向けの駆動ユニットであって、
回転軸を中心に回転可能に支持された駆動軸と、
前記駆動軸を回転させるモータと、
前記駆動軸と前記モータとの間に介在するクラッチおよび減速機と、
を備え、
前記クラッチは、
前記回転軸が延びる回転軸方向にスライドする可動部と、
前記回転軸方向に離れて位置する一対の固定部と、
前記可動部をスライドさせて前記固定部のいずれか一方と連結することにより、前記減速機の連結状態を切り替える駆動部と、
を有し、
前記駆動部が、請求項3~5のいずれかの前記アクチュエータを用いて構成されている駆動ユニット。
A drive unit for a washing machine, comprising:
a drive shaft rotatably supported about a rotation axis;
a motor that rotates the drive shaft;
a clutch and a speed reducer interposed between the drive shaft and the motor;
with
The clutch is
a movable part that slides in the direction of the rotation axis in which the rotation axis extends;
a pair of fixing parts positioned apart in the direction of the rotation axis;
a drive unit that switches the connection state of the speed reducer by sliding the movable unit and connecting it to one of the fixed units;
has
A drive unit, wherein the drive section is constructed using the actuator according to any one of claims 3 to 5.
請求項6に記載の駆動ユニットにおいて、
前記クラッチの動作を制御する制御装置を更に備え、
前記制御装置が、前記クラッチに所定の切替電流を供給することにより、前記一対の固定部のうち、いずれか一方の固定部に前記可動部を連結する切替処理を実行するとともに、前記可動部が前記一方の固定部に連結される直前に、前記クラッチへの前記切替電流の供給を停止する制動処理を実行する、駆動ユニット。
A drive unit according to claim 6, wherein
Further comprising a control device for controlling the operation of the clutch,
By supplying a predetermined switching current to the clutch, the control device performs a switching process of connecting the movable portion to one of the fixed portions of the pair of fixed portions, and the movable portion A drive unit that executes braking processing for stopping supply of the switching current to the clutch immediately before being connected to the one fixed portion.
請求項6に記載の駆動ユニットにおいて、
前記クラッチの動作を制御する制御装置を更に備え、
前記制御装置が、前記クラッチに所定の切替電流を供給することにより、前記一対の固定部のうち、いずれか一方の固定部に前記可動部を連結する切替処理を実行するとともに、前記切替処理の実行時に、前記可動部が前記一方の固定部に連結されたか否かを判定する切替判定処理を実行する、駆動ユニット。
A drive unit according to claim 6, wherein
Further comprising a control device for controlling the operation of the clutch,
By supplying a predetermined switching current to the clutch, the control device executes a switching process of connecting the movable part to one of the fixed parts of the pair of fixed parts, and performs the switching process. A drive unit that, when executed, executes switching determination processing that determines whether or not the movable portion is coupled to the one fixed portion.
請求項8に記載の駆動ユニットにおいて、
前記制御装置が、前記切替処理が実行された直後に前記コイルに流れる電流を所定の判定値と比較することによって前記切替判定処理を実行する、駆動ユニット。
A drive unit according to claim 8, wherein
The drive unit, wherein the control device executes the switching determination process by comparing the current flowing through the coil with a predetermined determination value immediately after the switching process is performed.
請求項9に記載の駆動ユニットにおいて、
前記制御装置が、前記切替処理を実行する直前に、所定の判定用電圧指令値に基づいて前記コイルに通電することによって当該コイルに流れる電流を前記判定値として設定し、当該判定値と、前記切替処理が実行された直後に、前記判定用電圧指令値に基づいて前記コイルに流れる電流と、を比較することによって前記切替判定処理を実行する、駆動ユニット。
A drive unit according to claim 9, wherein
Immediately before executing the switching process, the control device sets, as the determination value, a current that flows through the coil by energizing the coil based on a predetermined voltage command value for determination, and the determination value and the A drive unit that executes the switching determination process by comparing the current flowing through the coil based on the voltage command value for determination immediately after the switching process is executed.
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