JP2003220293A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体を封入した環状体によってドラムの偏心
荷重を調節することのできるドラム式洗濯機に関し、環
状体の内部に封入される液体の最適な量を規定する。 【解決手段】 洗濯物を収容し、回転中心が水平又は傾
斜した状態で回転して、洗濯物を洗濯、脱水するドラム
と、該ドラムと同心且つ一体回転可能に形成され、内部
が中空の密閉環状体と、該環状体の内部に封入された液
体と、を具えるドラム式洗濯機において、密閉環状体の
内部には、外周面側から複数の区画板が所定間隔で突設
され、隣り合う区画板によって区画された複数の貯液箱
を有しており、各貯液箱は、環状体の内部の内周面側で
連通して、環状体の内部に封入される液体の容量Ｌを、
貯液箱の総容積をＡとしたときに、０.１≦Ｌ／Ａ≦０.
７を満たすようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ドラム式洗濯機に
関し、より具体的には、洗濯物の偏在によるドラムの偏
心回転を防止できるドラム洗濯機に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】ドラム式洗濯機(90)は、図１１に示すよ
うに、洗濯、脱水するドラム(91)を、水平又は傾斜した
状態で回転させる洗濯機である。ドラム(91)は、外槽(9
2)の内部に回転自在に支持されており、外槽(92)に配備
された駆動モータ(93)とベルト(94)及びプーリ(95)(95)
を介して連繋され、駆動モータ(93)の駆動によって回転
する。このドラム式洗濯機(90)では、特に脱水の際に、
遠心力作用によって濡れた洗濯物がドラム(91)の内周壁
に偏在する結果、ドラム(91)に偏心荷重が生じて、回転
中心周りの重量バランスが不均衡となり、振動や騒音の
発生する問題があった。 【０００３】そこで、偏心荷重の発生を抑え、振動と騒
音の低減を図るため、ドラム端面に複数の貯液箱(98)を
同方向に等間隔に設けると共に、荷重の偏心位置を検出
する手段(99)を配したものもある。貯液箱(98)には、配
管(図示せず)から水を注入し、偏心荷重検出手段(99)で
検出された偏心荷重位置に近い貯液箱(98)が上方に移動
したときに、ドラム(91)にブレーキを掛けて、貯液箱(9
8)の水を重力作用によって落下させ、ドラム(91)の偏心
荷重を相殺し、振動や騒音を低減している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上述の通り、上記ドラ
ム式洗濯機(90)では、貯液箱(98)へ水を注入するための
配管を、回転するドラム(91)の近傍まで配設し、さら
に、注水のタイミングを規定するなど、構造、制御が複
雑であり、また、偏心荷重調整の度に貯液箱(98)へ注水
する必要があるためコスト増に繋がるなどの問題があっ
た。 【０００５】本発明は、液体を封入した環状体によって
ドラムの偏心荷重を調節することのできるドラム式洗濯
機に関し、環状体の内部に封入される液体の最適な量を
規定することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のドラム式洗濯機は、洗濯物を収容し、回転
中心が水平又は傾斜した状態で回転して、洗濯物を洗
濯、脱水するドラムと、該ドラムと同心且つ一体回転可
能に形成され、内部が中空の密閉環状体と、該環状体の
内部に封入された液体と、を具えるドラム式洗濯機にお
いて、密閉環状体の内部には、外周面側から複数の区画
板が所定間隔で突設され、隣り合う区画板によって区画
された複数の貯液箱を有しており、各貯液箱は、環状体
の内部内周面側で連通して、環状体の内部に封入される
液体の容量Ｌを、貯液箱の総容積をＡとしたときに、
０.１≦Ｌ／Ａ≦０.７を満たすようにしたものである。 【０００７】 【作用及び効果】環状体の内部に封入される液体の容量
Ｌを上述の通り、貯液箱の総容積Ａに対して、０.１≦
Ｌ／Ａ≦０.７とすることにより、環状体の各貯液箱内
の液量の差を大きくし、効果的に偏心荷重を打ち消すこ
とができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】環状体(80)は、後述及び図１に示
すドラム式洗濯機(10)のドラム(20)と同心且つ一体回転
可能に配備される。図２は、図１の線II−IIに沿って、
環状体(80)を軸心と垂直な平面で切断した断面図であ
る。図２に示すように、環状体(80)の内部には、複数の
区画板(84)(84)が外周面から突設されている。区画板(8
4)(84)の先端には、ドラム(20)の回転方向とは逆向きに
蓋体(86)(86)が屈曲して形成されており、隣り合う区画
板(84)(84)間に形成される領域が貯液箱(82)となってい
る。貯液箱(82)は、内周側が、環状体(80)の内部で開口
(88)しており、該開口(88)から封入される液体が出入り
する。 【０００９】＜ドラムの偏心荷重調整＞以下の工程によ
り、ドラム(20)の偏心荷重と、環状体(80)内の液体との
重量バランスを調整することにより、ドラム(20)の偏心
荷重を打ち消すことができる。 偏心位置検知回転数(例えば１００rpm)以下の回転
数で、ドラム(20)を回転させ、環状体(80)の各貯液箱(8
2)内に液体を均等に分散させる。 偏心位置検知回転数でドラム(20)を回転させ、偏心
荷重の位置と大きさを検出する。 検出された偏心位置に応じて、偏心位置検知回転数
から所定の回転数(上方を通過する貯液箱から液体が重
力作用により落下する程度の回転数、例えば６０rpm)ま
でドラム(20)を減速し、偏心位置近傍の貯液箱から、１
８０度正対する貯液箱に液体を移動させる。 偏心荷重の大きさが、所定の閾値以下となるまで、
とを繰り返す。上記工程により、ドラム(20)の偏心
荷重が打ち消される。 【００１０】ところで、上記ドラム(20)の重量バランス
を短時間で正確に行なうには、環状体(80)及び内部に封
入される液体が、以下の条件を満たすことが必要であ
る。 偏心位置検知回転数以下で、ドラム(20)に封入され
た液体が各貯液箱(82)に均等に分布されること。 偏心位置検知回転数で、貯液箱間における液体の移
動がないこと。 減速動作を行なった際に、偏心位置近傍の貯液箱の
みから液体が移動すること。 減速動作によって、貯液箱間で、液体の移動がスム
ーズに行なわれること。 バランス調整終了時には、偏心荷重位置近傍の貯液
箱の液体は少なくなっており、１８０度正対する貯液箱
の液体が多くなっていること。 【００１１】発明者らは、種々の実験を繰り返すことに
より、上記条件を満足させることのできる環状体(80)の
最適な液量と、環状体(80)の最適な形状を見出した。以
下、詳述する。 【００１２】１．液量 環状体(80)の内部には、水や塩化カルシウム水溶液(比
重１.３)等の液体が封入される。封入される液体の最適
な量を求めるために、図３に示すように、板厚３ｍｍ、
直径(外径)５００ｍｍ、区画板高さ３０ｍｍ、幅３５ｍ
ｍの環状体(80)を用い、封入される液体の量を変えて、
実験を行なった。液体として、水と塩化カルシウム水溶
液(CaCl₂)を用いた。液体の量は、貯液箱の総体積Ａに
対する液体の容量Ｌの比、即ちＬ／Ａで示している。結
果を表１に示しており、また、各条件による環状体内部
の液体の分布状況を図４乃至図６に示している。表１
中、偏心荷重打消能力とは、打ち消すことのできる偏心
荷重の重さ(ｇ)を示している。 【００１３】 【表１】 【００１４】表１を参照すると、液体が水、塩化カルシ
ウム水溶液の何れの場合も、貯液箱の総体積Ａに対する
液体の容量Ｌの比、即ちＬ／Ａは、０.１≦Ｌ／Ａ≦０.
７が望ましく、０.５≦Ｌ／Ａ≦０.６がより望ましく、
Ｌ／Ａ＝０.５３が最適であることがわかる。また、水
よりも比重の高い塩化カルシウム水溶液の方が、打ち消
すことのできる偏心荷重を大きくできたことがわかる。 【００１５】液体の封入容量Ｌによって、偏心荷重打消
能力に差が生じたのは、以下の理由による。封入容量Ｌ
が少ない場合、図４に示すように、例えばＬ／Ａが０.
３のときでは、偏心荷重に正対する貯液箱(82)に、十分
な量の液体が入っていないため、偏心荷重を打ち消すこ
とのできる重量差が環状体(80)に生じず、打ち消し効果
が低くなったものである。また、液体の封入容量Ｌが多
い場合、図６に示すように、例えばＬ／Ａが０.７のと
きでは、偏心荷重に正対する貯液箱(82)には十分な量の
液体が入っている。しかしながら、封入量が多いため
に、偏心荷重近傍の貯液箱にも液体が残留している。つ
まり、相対する貯液箱間の液体の重量差が小さく、打ち
消し効果が低くなっている。一方、封入容量Ｌが適正で
ある場合には、図５に示すように、例えばＬ／Ａが０.
５３の場合には、偏心荷重に正対する貯液箱(82)に十分
な量の液体が入っており、偏心荷重近傍の貯液箱(82)に
は殆んど液体が残留していない。つまり、相対する貯液
箱間の液体の重量差が大きいために、高い打ち消し効果
を得られた。 【００１６】２．環状体の形状 偏心荷重をより効果的に打ち消すためには、液体が、上
記図５の状態になっていることが望ましい。このように
液体を分布させるには、環状体(80)を以下の条件で作製
することが望まれる。 【００１７】２．１ 環状体の回転速度について 偏心荷重位置の検知精度は、低速であるほど向上するた
め、検知の際の回転数は低いことが望まれる。また、正
確に検知するため検知時は封入されている液体の貯液箱
(82)(82)間の移動がないこと、各貯液箱(82)内の液体量
が均一であること、ドラム(20)内の洗濯物の移動がない
こと等が必要である。回転中における貯液箱(82)内の液
体状況は、図７に示すとおりであり、液面傾斜は、重力
と遠心力の合力方向と垂直になるように貯液箱の位置に
応じて貯液箱毎に決定される（実際には、慣性力の影響
によりあてはまらない場合もある）。回転数が小さく、
液体にかかる力のうち重力が遠心力に比べて大きい場
合、図８中の丸印付近で、貯液箱間の液体の移動が生じ
る。また、回転数上昇(合力の内、遠心力の割合が増加)
に伴い、液体移動を生じる貯液箱(82)の位置が上方へ移
動する。その位置が破線以上となったときに、全周均一
に液体を分布させることができる。また、偏心荷重打消
能力と関連する各貯液箱内の液体量を考慮し、適切な液
量を全周均一に分布させるためには、少なくとも二重丸
印位置付近よりも上方で液体が移動するように液体にか
かる力を設定することが望ましい。二重丸印位置で液体
が移動するのは、液面がほぼ垂直になるとき、即ち図８
中、ζがほぼ９０°となったときである。この関係か
ら、図８及び表２を用いて、以下のように適切な検知回
転数(ω(rad/s))と貯液箱半径(ｒ(ｍ))の関係が導かれ
る。なお、貯液箱半径とは、図８に示すように、回転中
心から貯液箱(82)の中心位置までの長さを意味する。 【００１８】 【表２】 【００１９】ζ＝９０°のとき、検知回転数(ω)と貯液
箱半径(ｒ)の関係は、表２より、 【数１】 【００２０】上の式が、検知回転数(ω)と貯液箱半径
(ｒ)の関係の最小値である。従って、適切な検知回転数
(ω)と貯液箱半径(ｒ)との関係は、 【数２】 【００２１】となる。 【００２２】２．２ 貯液箱の区画板長さについて 図９中、区画板(84)の長さａと、隣り合う区画板(84)(8
4)どうしの間隔ｂについて、前提条件は、ａ＜２ｂであ
る。ａ＜２ｂを満たさない場合には、液体を移動させる
ための減速を急激に行なう必要があり、各機構の負担が
大きくなるため望ましくない。上記２．１にて設定され
た回転速度において、液体をすべての貯液箱(82)に均一
に分布できる液体の量は、図８中二重丸印付近の貯液箱
(82)で、ζがほぼ９０°となるときの貯液箱内の液体量
×貯液箱の数であるから、隣り合う区画板(84)(84)どう
しのなす角度をθ(ｒａｄ)とすると、各貯液箱の保有液
体量は、約１.４×ａ²／２(１.４は補正係数であって実
験的に算出した)となり、全貯液箱の保有液体量は、１.
４×ａ²／２・２π／θで表わされる(但し、環状体の幅
方向は単位長さとしている)。従って、上記１．で求め
られた適切な液量比の最大値(Ｗmax)、最小値(Ｗmin)を
用いると、 【数３】 となって、適切な区画板(84)の長さａと区画板どうしの
角度θの条件が得られる。 【００２３】２．３ 貯液箱どうしを結ぶ流路の高さ 偏心荷重調整にかかる時間をパラメータとして、図１０
に示すように、貯液箱(82)の高さ、即ち区画板(84)の長
さａと、流路の高さ、即ち区画板(84)の先端から環状体
(80)の内周面までの距離ｄについて、その関係について
調べたところ、表３の結果を得た。 【００２４】 【表３】 【００２５】表３より、偏心荷重調整にかかる時間を短
縮するのに有効な流路幅比は、０.１≦ｄ／(ａ＋ｄ)≦
０.９であることがわかる。 【００２６】２．４ 貯液箱の開口の周方向の幅比 偏心荷重調整にかかる時間をパラメータとして、時間短
縮に最適な貯液箱の開口の周方向の幅比(ｃ／ｂ)を測定
した。結果を表４に示している。 【表４】 【００２７】表４より、偏心荷重調整にかかる時間を短
縮するのに有効な開口幅比(ｃ／ｂ)は、０.１≦ｃ／ｂ
≦０.９であることがわかる。 【００２８】 【実施例】以下、上記環状体(80)を具えたドラム式洗濯
機(10)について説明する。図１は、ドラム式洗濯機(10)
の全体構成を示す断面図である。ドラム式洗濯機(10)
は、洗濯機筐体(12)の内部に、ダンパ(14)及びスプリン
グ(16)(16)を介して外槽(18)が支持されており、外槽(1
8)の内部に円筒状のドラム(20)が回転可能に支持されて
いる。図示のドラム式洗濯機(10)は、洗濯物を筐体(12)
の上部から出し入れするタイプのものであり、筐体(12)
及び外槽(18)の上面には、洗濯物を出し入れする洗濯物
投入口(22)(24)が開設されており、ドラム(20)の周面に
も外槽(18)の洗濯物投入口(24)と位置合わせ可能に洗濯
物投入口(26)が開設されている。各洗濯物投入口(22)(2
4)(26)には、夫々、扉(図示せず)が取り付けられてい
る。なお、洗濯物投入口は、洗濯機の側面に設けてもよ
い。 【００２９】ドラム(20)は、両端が閉塞した円筒体であ
り、周面に多数の通水孔(図示せず)が穿孔されており、
内周面には、洗濯物を掻き上げるバッフル(図示せず)が
複数突設することができる。また、洗濯物投入口(26)と
対向するドラム(20)の内周面には、洗濯物投入口(26)
(扉を含む)の重量バランスを保持するために洗濯物投入
口(26)の重さに対応した重量のバランサ(28)が配備され
ている。ドラム(20)の両端中央には、回転軸(30)(32)が
外向きに突設されており、外槽(18)にベアリング(34)(3
4)を介して回転自在に支持される。一方の回転軸(30)
は、外槽(18)の外側に配置された駆動モータ(50)(後述
する)の回転軸を兼ねている。 【００３０】ドラム(20)の一端又は両端には、上記構成
の密閉環状体(80)(80)が、ドラム(20)と同心且つ一体回
転可能に配備されている。図１の実施例では、ドラム(2
0)の両端に環状体(80)(80)を配備しているが、何れか一
方の端面に環状体(80)を配備してもよい。 【００３１】外槽(18)には、洗濯、すすぎ用の水を外槽
(18)の内部に供給する給水管(図示せず)と、外槽(18)内
の水を排出する排水管(44)が接続されている。また、排
水管(44)は、一端が外槽(18)の下部に接続され、排水バ
ルブ(48)を介して、他端が外部の排水口(図示せず)に接
続される。排水バルブ(48)を閉じると外槽(18)内に水が
貯留し、排水バルブ(48)を開くと外槽(18)内の水が外部
に排出される。 【００３２】外槽(18)の側面には、駆動モータ(50)が配
備される。駆動モータ(50)として、ダイレクトドライブ
モータを例示することができ、この場合、駆動モータ(5
0)の回転軸は、前述のとおり、ドラム(20)の回転軸(30)
を兼ねる。 【００３３】また、外槽(18)の外側下面には乾燥機ユニ
ット(64)が配備される。その他、洗濯機筐体(12)の外面
には、操作部や表示部を有する操作パネル(70)を具え
る。 【００３４】上記構成の洗濯機(10)において、ドラム(2
0)の偏心荷重と、環状体(80)内の液体との重量バランス
を調整は、以下の工程によって行なうことができる。 偏心位置検知回転数(例えば１００rpm)以下の回転
数で、ドラム(20)を回転させ、環状体(80)の各貯液箱(8
2)内に液体を均等に分散させる。 次に、偏心位置検知回転数でドラム(20)を回転さ
せ、偏心荷重の位置と大きさを検出する。 検出された偏心位置に応じて、偏心位置検知回転数
から所定の回転数(上方を通過する貯液箱から液体が重
力作用により落下する程度の回転数、例えば６０rpm)ま
でドラム(20)を減速し、偏心位置近傍の貯液箱から、１
８０度正対する貯液箱に液体を移動させる。 偏心荷重の大きさが、所定の閾値以下となるまで、
とを繰り返す。 【００３５】本発明では、上述の通り、環状体(80)に封
入される液体の量Ｌ及び貯液箱(82)の形状等について、
最適化を図ることができたから、偏心荷重調整に必要な
時間を短縮でき、また、より大きな偏心荷重に対応する
ことができる。 【００３６】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のドラム式洗濯機の断面図である。 【図２】環状体の断面図である。 【図３】貯液箱の総体積Ａと封入される液体の容量Ｌと
の関係を示す断面図である。 【図４】液体容量Ｌ／貯液箱の総体積Ａが０.３である
環状体の断面図である。 【図５】液体容量Ｌ／貯液箱の総体積Ａが０.５３であ
る環状体の断面図である。 【図６】液体容量Ｌ／貯液箱の総体積Ａが０.７である
環状体の断面図である。 【図７】回転中における貯液箱内の液体状況及び液面傾
斜を示す環状体の断面図である。 【図８】環状体内部の液体が受ける力を示す断面図であ
る。 【図９】貯液箱を拡大して示す断面図である。 【図１０】貯液箱を拡大して示す断面図である。 【図１１】従来のドラム式洗濯機の断面図である。 【符号の説明】 (10) ドラム式洗濯機 (20) ドラム (80) 環状体 (82) 貯液箱 (84) 区画板 (86) 蓋体 (88) 開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 園田 泰亮 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 福井 孝司 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 竹内 晴美 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 川口 智也 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3B155 AA10 BA03 BA04 BA16 CA02 CA16 CB06 DC00 DC18 MA01 MA02

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 洗濯物を収容し、回転中心が水平又は傾
   斜した状態で回転して、洗濯物を洗濯、脱水するドラム
   と、 該ドラムと同心且つ一体回転可能に形成され、内部が中
   空の密閉環状体と、 該環状体の内部に封入された液体と、 を具えるドラム式洗濯機において、 密閉環状体の内部には、外周面側から複数の区画板が所
   定間隔で突設され、隣り合う区画板によって区画された
   複数の貯液箱を有しており、 各貯液箱は、環状体の内部の内周面側で連通し、 環状体の内部に封入される液体の容量Ｌは、貯液箱の総
   容積をＡとしたときに、０.１≦Ｌ／Ａ≦０.７を満たす
   ことを特徴とするドラム式洗濯機。