JP2005152052A - 洗濯機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 洗濯物が投入される洗濯兼脱水槽3と、この洗濯兼脱水槽3内の洗濯物に機械力を付与する回転翼2と、洗濯兼脱水槽3を内包する外槽4と、この外槽4を収納する外枠5と、外槽4と外枠5との間に装備される防振機構6と、回転翼2及び洗濯兼脱水槽3を回転駆動するモータ7と、外枠5の底面に取付けられ、床面に対し外枠5を支持する弾性支持脚15と、を備えた洗濯機1において、洗濯機動作時の外枠5自身の振動を低減することにより、外枠5から床に伝達される振動を低減する。
【解決手段】 洗濯機1の外枠5の上部に、重りを有する振動系で構成される吸振器40を設ける。さらにこの吸振器としては、外枠の上部に設置される風呂水吸水ポンプ、給水バルブ、送風用ファン、乾燥用ヒータ、電気回路基板などを振動系の重りとして利用する。
【選択図】 図1

Description

本発明は洗濯機に関し、特に動作時における外枠の振動を低減するための構造に係るものである。
一般に洗濯機は、洗濯物が投入される洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽内の洗濯物に機械力を付与する回転翼と、洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、この外槽を収納する外枠と、外槽と外枠との間に装備される防振機構と、回転翼及び洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、を備えた構成となっている。
この洗濯機においては、動作時の振動を床に伝達させないために、一般に外枠の底面にゴム等の弾性材料で成形された支持脚が取付けられている。この支持脚は、振動の伝達を低減するためには低硬度の弾性材料を使用したいが、機器の重量を常時受けており、長期間使用によるヘタリ(永久歪)を極力小さくするために、高硬度の弾性材料を使用せざるを得ない。
従来、この問題を解決する方法の一例として、下記特許文献1に記載の防振支持脚がある。この支持脚は、ゴム等の弾性材料で成形された支持脚本体と、その外周に配置されると共に両端部が支持脚本体の両端部に形成された鍔状突起部に係止されるコイルスプリングと、を備えた構成となっている。このため、外枠側から荷重に対する支持力がコイルスプリングで補償されるので、支持脚本体に、減衰効果の高い低硬度の弾性材料を用いることができ、ヘタリ抑制効果と振動絶縁効果を向上することができるものである。
特開2003−139193号公報
上記のように従来は、洗濯機の外枠から床に伝わる振動を支持脚によって抑えるようにしていた。しかしながら、このような支持脚による振動の低減効果には限界があり、洗濯機の外枠から床に伝わる振動は充分に抑えられていないのが現状である。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、洗濯機の外枠自身の振動を低減することにより、外枠から床に伝達される振動を低減することにある。
上記の目的を達成するために本発明の請求項1に係る発明は、
洗濯物が投入される洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽内の洗濯物に機械力を付与する回転翼(回転体)と、洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、この外槽を収納する外枠と、外槽と外枠との間に装備される防振機構と、回転翼及び洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、外枠の底面に取付けられ、床面に対し外枠を支持する弾性支持脚と、を備えた洗濯機において、
外枠の上部に、重りを有する振動系で構成される吸振器を備えてなるものである。
また本発明の請求項2に係る発明は、
洗濯物が投入され、内周面にバッフルを有するドラムと、このドラムを内包する外槽と、この外槽を収納する外枠と、外槽と外枠との間に装備される防振機構と、ドラムを回転駆動するモータと、外枠の底面に取付けられ、床面に対し外枠を支持する弾性支持脚と、を備えた洗濯機において、
外枠の上部に、重りを有する振動系で構成される吸振器を備えてなるものである。
さらに本発明の請求項3に係る発明では、
吸振器は、振動系の重りとして、外枠の上部に設置してある部品を利用する。
さらに本発明の請求項4に係る発明では、
振動系の重りは、外枠上部に設置してある風呂水吸水ポンプを利用する。
さらに本発明の請求項5に係る発明では、
振動系の重りは、外枠上部に設置してある給水バルブを利用する。
さらに本発明の請求項6に係る発明では、
振動系の重りは、外枠上部に設置してある送風用ファンを利用する。
さらに本発明の請求項7に係る発明では、
振動系の重りは、外枠上部に設置してある乾燥用ヒータを利用する。
さらに本発明の請求項8に係る発明では、
振動系の重りは、外枠上部に設置してある電気回路基板を利用する。
本発明の洗濯機は、重りを有する振動系で構成される吸振器を外枠の上部に設けたことにより、外枠の振動が低減され、これによって外枠から床に伝達される振動も低減させることができる。
さらに本発明の洗濯機は、振動系の重りとして外枠の上部に設置してある各種部品を利用して吸振器を構成することにより、新たに吸振器を設置することなく容易に実施が可能である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。
図1は本発明の代表的な実施例を示す。ここでは一般的な縦型洗濯機の基本構成要素のみについて記載し、その他の要素例えば操作スイッチ等の細かな構成については図示を省略してある。
この洗濯機1は、洗濯物が投入される洗濯兼脱水槽3と、この洗濯兼脱水槽3内の洗濯物に機械力を付与する回転体としての回転翼2と、洗濯兼脱水槽3を内包する外槽4と、この外槽4を収納する外枠5と、外槽4と外枠5との間に装備される防振機構6と、回転翼2及び洗濯兼脱水槽3を回転駆動するモータ7と、を備えた構成となっている。
洗濯兼脱水槽3は、上向きに配置されるステンレス製の円筒形槽によりなり、その周面には多数の通水孔8が形成され、底部には洗濯物を攪拌するための機械力を付与する回転翼2が配置されている。またこの洗濯兼脱水槽3の開口縁部には、回転時の不つり合いをキャンセルするための流体バランサ9が装着されている。
この洗濯兼脱水槽3を内包する合成樹脂製の外槽4は、防振機構6を介して外枠4に弾性的に懸架支持されており、この外槽4内に水が供給されて洗濯が行なわれる。この外槽4を収納する外枠5は金属製の筐体によりなり、その上部には合成樹脂製のトップカバー10が取付けられている。このトップカバー10には開閉蓋11が設けられており、この開閉蓋11を開いて洗濯物を洗濯兼脱水槽3内に投入するものである。またこのトップカバー10の内部には、操作部や給水関係の部品等が組み込まれている。
モータ7は、外槽4に固定された取付板12に支持されており、このモータ7の回転駆動力が減速切換機構13を介して同軸構造の洗濯軸14aと脱水軸14bに出力されるようになっている。洗濯軸14aには回転翼2が固定され、脱水軸14bにはフランジ3aを介して洗濯兼脱水槽3が固定されており、動作時にはモータ7の回転駆動力が減速切換機構13で切換えられて、洗濯時には回転翼2が回転し、脱水時には洗濯兼脱水槽3と回転翼2が共に高速回転される如く動作する。
この洗濯及び脱水動作時の洗濯機の振動等を床に伝達させないために、一般に外枠5の底面にはゴム等の弾性材料で成形された支持脚15が取付けられており、この支持脚15を介して外枠5が床面に対し弾性的に支持される構造となっている。この支持脚15には、振動の伝達を低減するために低硬度の弾性材料を使用するのが望ましいが、ヘタリの問題があるため、振動の低減効果は多少劣るが高硬度のものを使用している。
ここで洗濯機から床に伝達される振動としては、(1)洗濯物の不つり合いにより、洗濯兼脱水槽を内包する外槽が振動し、その振動が防振機構を介して外枠に伝わって外枠が振動し、それが支持脚を介して床に伝わる振動と、(2)洗濯機全体をマス(質量)とし、支持脚をばね(弾性体)とする振動系により、洗濯機全体が揺れ、それが支持脚を介して床に伝わる振動とがある。一般に(1)の振動は、不つり合いの低減や防振機構の振動減衰の適正化によって伝達する振動を低減できるが、(2)の振動は、洗濯機の重さはあまり変化できないため、支持脚の剛性を適正化することによって脱水定格回転数との避共振設計を行なっているが、支持脚の剛性を低くして脱水定格回転数より低い方に固有振動数を設定すると、脱水起動時に共振域を通過するため振動が大きくなる回転数が存在してしまう。
そこで、本発明による洗濯機では、この共振時の振動や長時間回転している脱水定格回転での洗濯機全体の揺れを低減するために、一番揺れの大きい洗濯機の上部、即ち外枠5の上部に取付けられるトップカバー10の上に吸振器40を設けている。
この吸振器40は、重り(錘)を有する振動系で構成されるものであり、その構成は、構造が簡単な一自由度系で充分である。
この吸振器の具体的な構成例を図2〜図4に示す。
図2に示す吸振器40は、弾性樹脂材やゴム等によりなる棒状のばね41と、このばね41の先端に取付けられる重り42とによってばね−マス系を構成し、振動時にはばね41の撓みによって重り42が弾性的に揺れて吸振する揺動吸振器の例である。
また図3に示す吸振器40は、受台43に設けられた球面凹状の転動面44上にボール状の重り45が移動自在に配置され、振動時にはボール状の重り45が転動面44を周期的に移動する転動振り子の例である。
また図4に示す吸振器40は、矩形ケース46の内部に所定の隙間47をもってボール状の重り48が移動自在に配置され、振動時にはボール状の重り48がケース46の内壁に周期的に衝突する衝撃ダンパの例である。
さらにその他にも、液体のスロッシングを利用したものや単純な振り子等のよる吸振器も考えられる(但しこれらは固有振動数が10数Hzと低いため製作は難しい)。
そしてこのように構成される吸振器の持つ固有振動数を洗濯機全体の揺れの固有振動数と一致させることにより、洗濯機全体の振動が吸振器で効果的に吸収されて低減し、そのため洗濯機の外枠5から床に伝わる振動も低減されるものである。
図5は、低硬度の支持脚を使用した場合の従来の洗濯機と、本発明による洗濯機の外枠の振動を比較した特性線図を示す。この図において実線が従来の洗濯機の特性を示すのに対し、点線が本発明による洗濯機において吸振器の固有振動数と洗濯機全体の揺れの固有振動数を一致させた場合の特性を示しており、ここで最大振幅値が低減しているのが解る。
また、洗濯機全体の揺れは、殆どの洗濯機の支持脚は長方形状に配置されているため、前後方向と左右方向の固有振動数は違っており、2方向に振動低減効果があるように設定する必要がある。そのため、夫々の方向に効果がある吸振器を2つ設けてもよいが、吸振器を以下のような構成とすることで、2方向に効果があるものとすることができる。即ち、図2に示す吸振器の場合は、ばね41を長方形の断面形状に形成すればよく、また図3の吸振器では、転動面44の曲率を前後・左右で違う形状、つまり転動面44を上から見て楕円や十字形状に形成すればよい。さらに図4に示す吸振器では、重り48とケース46の間の隙間47が前後・左右で違う形状、即ちケース46を上から見て長方形状に形成すればよい。
また、図2〜図4に示したような吸振器40において、重り42,45,48を揺らすだけでなく、その重り42,45,48や関係部品を企業や商品のイメージアップするような形状(例えばキャラクターの形)に形成したり、あるいは重り42,45,48や関係部品に広告等のシール等を貼って企業、販売店や商品のイメージアップに利用してもよい。さらにこの吸振器40は洗濯機1に対し着脱自在としてもよい。
図6は横型ドラム式洗濯機に本発明を適用した実施例を示す。
この実施例においてもドラム式洗濯機の基本構成要素のみについて記載し、その他の要素例えば操作スイッチ等の細かな構成については図示を省略してある。
このドラム式洗濯機21は、内周面にバッフル22を有するドラム23と、このドラム23を内包する外槽24と、この外槽24を収納する外枠25と、外槽24と外枠25との間に装備される防振機構26と、ドラム23を回転駆動するモータ27と、を備えた構成となっている。
ドラム23は、横向きに配置されるステンレス製の円筒形ドラムによりなり、その周面には多数の通水孔28が形成され、内周面には洗濯物を攪拌するためのバッフル22が所定間隔で複数設けられている。
このドラム23を内包する合成樹脂製の外槽24は、防振機構26である防振ばね26a及び防振ダンパ26bを介して外枠25に弾性的に懸架支持されており、この外槽24内に水が供給されて洗濯が行なわれる。この外槽24を収納する外枠25は金属製の筐体により構成され、その前面には開閉蓋31が設けられており、この開閉蓋31を開いて洗濯物をドラム23内に投入するものである。また外枠25の上部には合成樹脂製のトップカバー30が取付けられており、その内部には操作部や給水関係の部品等が組み込まれている。
モータ27は外槽24の裏面側に取付けられており、このモータ27の回転駆動力が駆動軸34を介してドラム23に伝達されてドラム23が回転し、これによって洗濯及び脱水が行なわれる。
この洗濯及び脱水動作時の洗濯機の振動等を床に伝達させないために、外枠25の底面にはゴム等の弾性材料で成形された支持脚35が取付けられており、この支持脚35を介して外枠25が床面に対し弾性的に支持される構造となっている。
上記の如く構成される横型ドラム式洗濯機21は、図1で示した縦型洗濯機1とほぼ同等の構成及び動作を有するものであり、洗濯機全体をマスとし支持脚をばねとする振動系も同様に存在する。
そこで、このドラム式洗濯機21においても、外枠25の上部に取付けられるトップカバー30の上に吸振器40を設けることにより、洗濯機全体の振動を効果的に低減することができる。
尚、この吸振器40は、前述した図2〜図4と同様の構成を用いることができるので、重複説明は省略する。
以上の実施例では、洗濯機の外枠の上部に吸振器を新設した例を示したが、このように吸振器を新設せずとも、洗濯機の外枠の上部に配置されている部品を振動系の重りとして利用することにより、上記の吸振器と同様の振動低減効果を得ることができる。
その実施例を図7以降に示す。
図7は、吸振器として風呂水吸水ポンプを利用した例である。この風呂水吸水ポンプ50は、風呂水を吸水しこれを洗濯水として外槽に給水するためのポンプであって、例えば図1に示す洗濯機において外枠5の上部やトップカバー10の内部に配置されており、風呂水を吸い込むための吸水用配管51と、吸水した風呂水を吐出する吐出用配管52、及び風呂水吸水ポンプ50内に水道水を入れるための呼び水給水用配管53を有している。
そして本例では、ゴム等の弾性材料で成形された取付け部材54にて風呂水吸水ポンプ50の本体を弾性的に支持し、この取付け部材54をばね、風呂水吸水ポンプ50をマスとしたばね−マスの振動系を構成して、これを吸振器として用いるようにする。
この場合、風呂水吸水ポンプ50に接続される各配管51,52,53の剛性が風呂水吸水ポンプ50の振動の妨げとして影響してくるが、夫々に低剛性の配管を使用すると共に、可能な限り各配管51,52,53を風呂水吸水ポンプ50において振幅の小さい下部に接続した構成とすることにより、振動に対する配管の影響を低減することができる。
風呂水吸水ポンプ50を支持する取付け部材54は、ゴム等の弾性材料によって図9に示すようなコ字形に成形されている。この取付け部材54は、中央部55に形成された固定穴58において図8に示す如く螺子59によって固定部に固定され、左右両側部56,57で風呂水吸水ポンプ50を抱持するように固定するものである。即ちこの取付け部材54は、両側部56,57の先端部分56a,57aが対向する鉤形に折曲形成されており、この鉤形の先端部分56a,57aに風呂水吸水ポンプ50が、その両側面に設けられた突起50a,50bの部分で係合し、その状態で固定保持される構造となっている。
図10は取付け部材の他の構成例を示す。即ちここで用いられる取付け部材60は、図11に示すようなL時形に折曲される弾性薄板によりなり、これによって風呂水給水ポンプ50を弾性的に支持するものである。この取付け部材60は水平板部61と垂直板部62に夫々固定穴63と64を有し、水平板部61の固定穴63において螺子65によって固定部に固定されると共に、垂直板部62の固定穴64において螺子66によって風呂水吸水ポンプ50の側面に固定される。この場合、風呂水吸水ポンプ50の支持バランスを考慮して、取付け部材60は図示の如く左右2つを対にして設置する構成とする。
図12は、吸振器として給水バルブを利用した例である。この給水バルブ67は、水道水を外槽に給水するための制御バルブであって、例えば図1に示す洗濯機において外枠5の上部やトップカバー10の内部に配置されており、水道水が供給される給水用配管68と、水道水を各部に吐出する複数の吐出用配管69とを有している。
そして本例では、ゴム等の弾性材料で成形された図9と同様の取付け部材54にて給水バルブ67の本体を弾性的に支持し、この取付け部材54をばね、給水バルブ67をマスとしたばね−マスの振動系を構成して、これを吸振器として用いるようにする。
この場合、給水バルブ67に接続される各配管68,69の剛性が給水バルブ67の振動の妨げとして影響してくるが、夫々に低剛性の配管を使用すると共に、可能な限り各配管68,69を給水バルブ67において振幅の小さい下部に接続した構成とすることにより、振動に対する配管の影響を低減することができる。
図13は、吸振器として送風用のファンを利用した例である。この送風用ファン70は、洗濯物を乾燥させるための空気を外槽内に送り込む装置であって、本例ではこれを例えば図1に示す洗濯機における外枠5の上部やトップカバー10の内部に設置する。この送風用ファン70はモータ71によって駆動されるものであり、入口側の配管72から空気を吸引し、この空気を出口側の配管73から排出して外槽に送り込むようになっている。
そして本例では、ゴム等の弾性材料で成形された図9と同様の取付け部材54にて送風ファン70の本体を弾性的に支持し、この取付け部材54をばね、送風ファン70をマスとしたばね−マスの振動系を構成して、これを吸振器として用いるようにする。
この場合、送風ファン70に接続される各配管72,73の剛性が送風ファン70の振動の妨げとして影響してくるが、夫々に低剛性の配管を使用することによって、振動に対する配管の影響を低減することができる。
図14は、吸振器として乾燥用ヒータを利用した例である。一般に洗濯機に乾燥機能を付加したものは、乾燥の効率向上を目的として外槽内に送り込む空気の温度を上昇させるためにヒータを用いており、本例ではこれを例えば図1に示す洗濯機における外枠5の上部やトップカバー10の内部に設置する。この乾燥用ヒータ74はケース75の内部にヒータ本体76が収められてなり、ケース75に入口側配管77から空気が送り込まれ、ヒータ本体76で暖められた空気が出口側配管78から排出されるようになっている。
そして本例では、この乾燥用ヒータ74のケース75を、外枠5の上部やトップカバー10の内部に配置された固定板79上に取付け部材80によって弾性的に支持し、この取付け部材80をばね、ヒータ74をマスとしたばね−マスの振動系を構成して、これを吸振器として用いるようにする。
この場合、ケース75に接続される各配管77,78の剛性がヒータ74の振動の妨げとして影響してくるが、夫々に低剛性の配管を使用することによって、振動に対する配管の影響を低減することができる。
本例においてヒータ74を支持する取付け部材80は、ゴム等の弾性材料によって図16に示すような形状に成形されており、即ちこの取付け部材80は図15の如く、上下両端の嵌合部82,83を夫々ケース75の固定穴84と固定板79の固定穴85に嵌合させて固定し、中央の本体部81において固定板79に対しケース75を弾性的に支持するものである。この取付け部材80は螺子止め等を必要としないので、簡単に取付けが行なえる利点がある。
図17は、吸振器として洗濯機に搭載されている電気回路基板を利用した例である。一般に電気回路基板は洗濯機の種類によって搭載場所は異なっているが、ここではこの電気回路基板86を例えば図1に示す洗濯機における外枠5の上部やトップカバー10の内部に設置し、これを吸振器として利用するものとする。
即ち本例では、ゴム等の弾性材料で成形された図9と同様の取付け部材54にて電気回路基板86を弾性的に支持し、この取付け部材54をばね、電気回路基板86をマスとしたばね−マスの振動系を構成して、これを吸振器として用いるようにする。
この場合、電気回路基板86には各電気部品に繋がる配線87が接続されており、この配線87の剛性が電気回路基板の振動の妨げとして影響してくるが、この配線87を電気回路基板86において振幅の小さい下部に接続した構成とすることにより、振動に対する配線の影響を低減することができる。
以上、風呂水吸水ポンプ、給水バルブ、送風用ファン、乾燥用ヒータ、電気回路基板を吸振器の重りとして利用するようにした実施例について説明したが、さらにこれ以外の部品(洗剤ケースや水位センサーなど)を利用することも可能である。
また重りを支持する取付け部材としては、図9、図11、図16に示したものに限ることなく、要は重りを弾性的に支持して振動系を構成するものであれば、どのような形状でもよい。
そして以上の如く本発明による洗濯機は、振動系の重りとして外枠の上部に設置してある各種部品を利用して吸振器を構成することにより、新たに吸振器を設置することなく容易に実施が可能なものである。
本発明を適用した洗濯機の縦断側面図である。 吸振器の構成例で、(A)は側面図、(B)は上面図である。 吸振器の他の構成例で、(A)は縦断側面図、(B)は上面図である。 吸振器のさらに他の構成例で、(A)は縦断側面図、(B)は上面図である。 従来と本発明の外枠振動の特性比較図である。 本発明を適用した横型ドラム式洗濯機の縦断側面図である。 吸振器として風呂水給水ポンプを利用した例を示す斜視図である。 図7の正面図である。 図8の取付け部材の斜視図である。 取付け部材の他の構成例を示す正面図である。 図10の取付け部材の斜視図である。 吸振器として給水バルブを利用した例を示す斜視図である。 吸振器として送風用ファンを利用した例を示す斜視図である。 吸振器として乾燥用ヒータを利用した例を示す斜視図である。 図14の要部の拡大図である。 図14の取付け部材の斜視図である。 吸振器として電気回路基板を利用した例を示す斜視図である。
符号の説明
1…洗濯機
2…回転翼(回転体)
3…洗濯兼脱水槽
4…外槽
5…外枠
6…防振機構
7…モータ
10…トップカバー
15…支持脚
21…ドラム式洗濯機
22…バッフル
23…ドラム
24…外槽
25…外枠
26…防振機構
27…モータ
30…トップカバー
35…支持脚
40…吸振器
42,45,48…重り
50…風呂水給水ポンプ
67…給水バルブ
70…送風用ファン
74…乾燥用ヒータ
86…電気回路基板

Claims (8)

  1. 洗濯物が投入される洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽内の洗濯物に機械力を付与する回転体と、前記洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、前記外槽を収納する外枠と、前記外槽と前記外枠との間に装備される防振機構と、前記回転体及び前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記外枠の底面に取付けられ、床面に対し前記外枠を支持する弾性支持脚と、を備えた洗濯機において、
    前記外枠の上部に、重りを有する振動系で構成される吸振器を備えたことを特徴とする洗濯機。
  2. 洗濯物が投入され、内周面にバッフルを有するドラムと、前記ドラムを内包する外槽と、前記外槽を収納する外枠と、前記外槽と前記外枠との間に装備される防振機構と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記外枠の底面に取付けられ、床面に対し前記外枠を支持する弾性支持脚と、を備えた洗濯機において、
    前記外枠の上部に、重りを有する振動系で構成される吸振器を備えたことを特徴とする洗濯機。
  3. 前記吸振器は、前記振動系の重りとして、外枠の上部に設置してある部品を利用することを特徴とする請求項1または2に記載の洗濯機。
  4. 前記振動系の重りは、外枠上部に設置してある風呂水吸水ポンプを利用することを特徴とする請求項3に記載の洗濯機。
  5. 前記振動系の重りは、外枠上部に設置してある給水バルブを利用することを特徴とする請求項3に記載の洗濯機。
  6. 前記振動系の重りは、外枠上部に設置してある送風用ファンを利用することを特徴とする請求項3に記載の洗濯機。
  7. 前記振動系の重りは、外枠上部に設置してある乾燥用ヒータを利用することを特徴とする請求項3に記載の洗濯機。
  8. 前記振動系の重りは、外枠上部に設置してある電気回路基板を利用することを特徴とする請求項3に記載の洗濯機。
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