JP2005525890A - 自動釣合装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、回転体中に存在する不均衡な質量を平衡化させる自動釣合装置を提供する。この自動釣合装置(50)は、外壁(54)および軸線(18)を有するチャンバ(56)と、軸線(18)の周囲の円形路をチャンバ(56)内で自由に移動するよう制約された第1および第2釣合せ質量(80a,80b)と、チャンバ(56)の外壁(54)と釣合せ質量(80a,80b)それぞれとの間に粘性結合を提供するよう、チャンバ(56)内に設けた粘性流体(60)とを備える。釣合せ質量(80a,80b)は、使用時に第1釣合せ質量(80a)が第2釣合せ質量(80b)を先導するよう構成および/または配置される。装置使用時には、第1釣合せ質量(80a)が第2釣合せ質量(80b)を実質的に180°を超えて先導するのを防止するよう、制約手段(90a,92a,94a,94b)を設ける。この構成は、限界速度で回転体の偏位を最小にする。このような構成は、特に、不均衡な質量の位置およびサイズが予測不可能で、回転体の回転速度を比較的低速から比較的高速まで上昇させる必要がある洗濯機の分野を用途として持つ。

Description

本発明は、回転体に存在する不均衡な質量を平衡させる自動釣合装置に関する。特に、しかし排他的ではなく、本発明は洗濯機に使用し、洗濯および脱水サイクル中に洗濯機に存在する不均衡な質量を平衡させるための自動釣合装置に関する。

不均衡な質量を平衡させる自動釣合装置が、多くの異なる用途で知られている。しかし、最も複雑な不均衡状況は、洗濯機の場合のように、不均衡質量の位置およびサイズが予測不可能で、回転速度が変動可能である場合に発生する。多くの異なる自動釣合装置が提案されて、洗濯機で使用され、その多くは限界速度(つまりシステムの共振速度)より高い速度で不均衡な質量を平衡させるのに効果的である。このタイプの自動釣合装置の例が、英国特許第1,035,033号、英国特許第1,092,188号、国際公開第93/23687号、国際公開第95/32372号、米国特許第5,813,253号、米国特許第5,862,553号、独国特許第1912481号で示されている。これらの文書で示された装置は全て、限界速度より高い回転速度では、自由に回転可能な釣合せ質量が、不均衡な質量を平衡させる位置を自動的にとるという現象を利用する。しかし、前述した文書のいくつかでは、限界速度より低い速度では、自由に回転する釣合せ質量が、不均衡な質量の存在のせいで回転体の偏位を悪化させるよう作用するということが認識されている。このような場合、釣合せ質量を、回転体が限界速度より低い速度で回転している場合に配置されているチャンバに対して、固定した位置でロックするよう提案されている。米国特許第5,813,253号の場合、釣合質量が自身の通る環状路に沿って移動するのを防止するため、ローラが窪みに位置する。回転体が限界速度を上回ると、ローラが窪みから解放される。英国特許第1,092,188号では、回転速度が限界より低い場合に、収容されているチャンバに対して質量を固定位置にロックするため、ロック用部材を設けた状態で、釣合せ質量を心棒の周囲に旋回自在に装着する。ロック用手段は、速度が限界を超えると解放される。この先行技術の文書では、限界速度を上回るまで、ゼロ正味の不均衡効果を有するよう、釣合せ部材をロックできることも想定される。

釣合せ質量を、ゼロ正味の不均衡効果を有する位置にロックすることができる既知の機構は、一般に製造が困難で、費用が掛かる。釣合せ質量は極めて大きくなることがあるが、その運動を考慮すると、これは損傷を受けやすい。しかし、釣合せ質量をロックしない構成では、洗濯機のドラムを限界速度未満から限界速度より上まで加速すると、特に限界速度において極端な偏位を引き起こすことがある。
英国特許第1,035,033号明細書 英国特許第1,092,188号明細書 国際公開第93/23687号パンフレット 国際公開第95/32372号パンフレット 米国特許第5,813,253号明細書 米国特許第5,862,553号明細書 独国特許第1912481号明細書

回転体中に存在する不均衡な質量を平衡させるために、限界速度を経て加速する間に、回転体の偏位の量を最小限に抑える自動釣合装置を提供することが本発明の目的である。経済的に製造され、既知の構成より損傷を受けにくい自動釣合装置を提供することが本発明のさらなる目的である。最小の偏位で、限界速度を経てドラムの回転を加速することができる洗濯機の運転方法を提供することが本発明のさらなる目的である。

本発明は、回転体中に存在する不均衡な質量を平衡させる自動釣合装置を提供し、自動釣合装置は、外壁および軸線を有するチャンバと、軸線の周囲の円形路をチャンバ内で自由に移動するよう制約された第1および第2釣合せ質量と、装置の使用中にチャンバの外壁と釣合せ質量それぞれとの間に粘性結合を提供するよう、チャンバ内に設けた粘性流体とを備える自動釣合装置であって、釣合せ質量は、使用時に第1釣合せ質量が第2釣合せ質量を先導するよう構成および/または配置構成され、装置の使用時には、第1釣合せ質量が第2釣合せ質量を実質的に180°を超えて先導するのを防止するよう、制約手段を設けることを特徴とする自動釣合装置を提供する。

第1釣合せ質量は、第2釣合せ質量より小さい慣性モーメントを有することが好ましい。第1釣合せ質量とチャンバの外壁との粘性結合が、第2釣合せ質量とチャンバの外壁との粘性結合より大きいことが、さらに好ましい。

特許請求された配置構成は、少なくとも洗濯機で使用する場合に、釣合せ手段を使用しない配置構成と比較して、回転体の偏位の量を減少させるのに効果的であることが判明している。実際、特許請求された配置構成は、洗濯機の回転ドラムの最大偏位を、既知の釣合装置を使用する市販の洗濯機で現在達成されているレベルより十分に低いレベルまで削減することができる。偏位の削減は、回転体が限界速度を経る時に特に重要である。というのは、偏位がこの速度で最大になるからである。特に限界速度において偏位を削減すると、洗濯機および他の同様の装置を、より大きいドラムを伴って製造することができる。これは偏位のために必要な措置が少なくなるからである。また、設ける必要があるバラストも少なくなる。

特許請求された配置構成は、製造が非常に簡単で、動作が確実でもある。上で検討した先行技術に記載された既知のロック用配置構成の代わりに、制約手段は非常に単純な形態を採ることができ、その結果、より複雑な配置構成より信頼性が高く、故障率が低くなる。特許請求された配置構成の製造費も、既知の先行技術の配置構成の費用より低くなる。

特許請求された配置構成は、以下の方法で動作すると考えられる。回転体が、限界速度よりは低いが、釣合せ質量がチャンバ内で回転するのには十分な速度で回転すると、釣合せ質量が分離する。これは第1釣合せ質量が第2釣合せ質量を先導するからである。装置の速度が上昇するにつれ、質量の分離が増加し、分離が180°になるか、それに近づくと、制約手段によってそれ以上の分離が防止される。この位置で、つまり質量が約180°分離されると、これは回転体中に存在する不均衡な質量にほとんど、または全く寄与せず、回転体の偏位は悪化しない。しかしそれと同時に、回転体の偏位により、質量が互いの方向に引き寄せられる。質量は(制約手段によって与えられた制約内で)チャンバに対して自由に移動するので、互いの方向に移動し、それによって回転体中の不均衡な質量の部分的釣合を実現する。このような質量の運動は、回転体の偏位の位相およびサイズに影響し、これにより質量は、応答してさらに移動する。したがって、質量がチャンバに対して一定運動し、不均衡な質量を部分的に釣り合わせる位置へと連続的に移動する。その結果、回転体の偏位が減少する。

回転体の回転速度が共振(限界速度)に近づくにつれ、釣合せ質量は、不均衡な質量が十分に釣り合った位置に向かう傾向があるとも考えられる。したがって、回転体の偏位の削減量は、回転体が共振に近づくにつれて増加する。

本発明は、ドラムを有し、上述した自動釣合装置を組み込んだ洗濯機の運転方法も提供し、同方法は、
(a)釣合せ質量がそれぞれ、軸線の周囲で自由に回転できるようにしながら、ドラムおよび自動釣合装置を、洗濯機の限界速度より低い速度で回転させるステップと、
(b)第1釣合せ質量に第2およびさらなる釣合せ質量を先導させるステップと、
(c)第1釣合せ質量が第2およびさらなる釣合せ質量を約180°を超えて先導するのを防止するステップと、
(d)ドラムの回転速度を、洗濯機の限界速度より高い速度まで上昇させるステップと、を含む。

上記方法は、さらに、
(e)自身内の不均衡な負荷および釣合せ質量の存在によるドラムの偏位の振幅の変化を検出するステップと、
(f)偏位の最小振幅を検出するステップと、
(g)偏位の振幅が最小値になるか最小値に近づいた時に、洗濯機の限界速度より高い速度までドラムの回転速度の増加を開始するステップと、を含むことが好ましい。

ドラムの回転速度は、洗濯機の限界速度より低い速度から洗濯機の限界速度より上の速度まで、5rpm/sから50rpm/sの間にある率で、より好ましくは5rpm/sから15rpm/sの間にある率で増加することが好ましい。

ドラムの加速率は、回転体の偏位の削減量に影響を及ぼし得ると考えられる。加速率の低い方が効果を改善することが分かっている。これは、加速率を低くすると、釣合せ質量が新しい有利な位置を受け入れる時間ができ、これによって回転体が共振を通過するにつれて経験する偏位が最小になるせいであると考えられる。

本発明の好ましく有利なさらなる特徴は従属請求項にて言及する。

次に、本発明の実施形態を実例としてのみ添付図面に関して説明する。

図1には、本自動釣合装置が有用でありかつ望ましい典型的な環境を示す。図1は、外部ケーシング12と、バネおよびダンパー15のシステムによって外部ケーシング12の内側に装着した洗濯槽14とを有する洗濯機10を示す。穴あきドラム16を、軸18の周囲で回転可能になるよう、洗濯槽14の内側に装着する。この実施形態では、軸18は水平に延在するが、これは本質的なことではない。蝶番接続のドア20を、このドア20が(図示のように)閉位置にある場合は、洗濯槽14が水密状態で密閉されるような方法で、外部ケーシング12の前面に配置する。ドア20は、洗濯機が実行すべき洗濯サイクルの開始前にドラム16の内側に洗濯物を配置できるよう開放可能である。外部ケーシング12に対するドラム16の穏やかな運動を許容できるよう、ドラム16とドア20との間に軟質シール22も設ける。

洗濯機10内で片持ち式に支持され、モータ26によって駆動されるシャフト24によって、ドラム16を回転自在に装着する。シャフト24は、ドラム16を支持するよう、洗濯槽14を通過して、その内部に入る。ドラム16は、軸18の周囲でシャフト24とともに回転するよう、後者に固定接続される。シャフト24は、洗濯槽14に回転を引き起こさないような方法で洗濯槽14の壁を通過することが理解されよう。このような装着構成は、当技術分野でよく知られている。洗濯機10は、洗剤を導入するための石鹸トレイ28、石鹸トレイ28を介して洗濯槽14に至る1本または複数の水取り入れパイプ30、および洗濯槽14の下部分と連絡する排水管32も含む。

洗濯機10に関してこれまで述べてきた特徴は全て、それ自体知られており、本発明の本質的部分を形成しない。したがって、これらの特徴のいずれかまたは全ての一般的な変形は、本発明による自動釣合装置を組み込む、または使用することができる洗濯機に、必要に応じて含めることができる。

本発明は、上述した一般的タイプの洗濯機で使用するのに適した自動釣合装置に関する。図示の実施形態では、自動釣合装置50を、シャフト24の遠位端で、ドラム16の内側、およびその後壁16aの隣に配置する。しかし、後述するタイプの釣合装置50は、ドラム16の外側で、まだその後壁16aの隣であるが、洗濯槽14に面する側に配置することもできる。自動釣合装置を、シャフト24に沿って他の位置に、例えば洗濯槽14と外部ケーシング12との間に設けることも可能であるが、このような配置構成は好ましい位置ではない。

自動釣合装置50を、図2では休止位置で示す。自動釣合装置50は、カップ形のカバー52を有し、これはドラム16の後壁16aの隣にある円形プレート53とともに、チャンバ56を画定する外壁54を形成する。カバー52は円形プレート53に固定状態で取り付けられ、したがってチャンバ56は以下で説明する理由により液密である。カバー52と円形プレート53との間の接続手段は、本発明の本質部ではない。円形プレート53は、必要に応じてドラム16の後壁16aに取り付けることができる。カバー52は、シャフト24の遠位端24aに固定状態で取り付けられ、それとともに回転可能であり、したがってシャフト24がモータ26によって軸18の周囲で回転すると、カバー52も回転する。シャフト24は円形プレート53からカバー52へとチャンバ56を通る。

2つの釣合せ質量80a,80bをシャフト24へ回転自在に装着する。質量80a,80bは、軸受け58を介してシャフト24に装着し、したがって質量80a,80bはシャフトの周囲で自由に回転することができる。質量80a,80bがシャフト24に沿って軸方向に移動するのを防止するために手段(図示せず)を設け、その位置は互いに対して、およびカバー52に対して維持される。チャンバ56は、オイル60(または他の粘性液体)のプールを含み、これは釣合せ質量80a,80bが図2で示すように部分的に浸漬するのを保証するため十分に深い。実際、自動釣合装置50がオイル60をチャンバ56の周囲に分配するのに十分な速度で回転しても、釣合せ質量80a,80bがなおオイル60中に部分的に浸漬しているか、少なくともそれと接触していることが保証されるよう、チャンバ56中に十分なオイル60があることが好ましい。

釣合せ質量80a,80bは相互に等しい。質量80aの一方の構成を、図3aおよび図3bに詳細に示す。基本的に、質量80aは、深さが比較的小さく、平面視が円形である円盤部分82aを備える。質量部分84aは、円盤部分82aに設けられ、それにしっかり固定される。実際、質量部分84aは、所望に応じて円盤部分82aと一体形成することができる。図示の実施形態では、質量部分84aが円盤部分82aの区域と重なり、約1/4になるが、重なりの範囲は重要ではない。重要なのは、質量部分の形状によって質量80aの重心を円盤部分82aの中心から十分な距離に配置できるということである。中心開口86aが、円盤部分82aの幾何学的中心に配置され、円盤部分82aと質量部分84aとの両方を通過する。開口86aは、質量80aをシャフト24に装着する手段となる軸受け58を受けるような寸法にする。質量部分84aの機能は、動作中に洗濯機10のドラム16内に存在する不均衡な負荷の釣合錘として質量80aが機能できるよう、釣合せ質量80aに偏心の重心および十分な質量を提供することである。

質量部分84aは、縁すなわちリップ88aによって制限される。縁すなわちリップ88aは、円盤部分82aの円形の面に対して概ね直角に延在する表面を備える。縁すなわちリップ88aは2つの突き合わせ表面90a,92aを含み、その機能については以下で説明する。

質量80aはピン94aを担持し、これは円盤部分82aの表面を越えて突出するが、質量部分84aの表面を越えては突出しない。ピン94aは、図2で示すように釣合せ質量80aと80bの間の最小距離aより大きい量だけ、円盤部分82aの表面を越えて延在し、それに対して直角である。しかし、ピン94aが突出する距離は、以下で説明するように、2つの質量80a,80b間の大きい方の距離Aほど大きくはない。

釣合せ質量80bは上述した釣合せ質量80aと等しい。次に、釣合せ質量80bの部分について、質量80aの対応する部分に指定されているが、文字「a」の代わりに文字「b」を使用した参照番号を使用して言及する。

自動釣合装置50内の釣合せ質量80a,80bの配置構成を図2に示す。第1釣合せ質量80aを、図示のように左側に配置し、第2釣合せ質量80bを右側に配置する。前述したように、質量部分84a,84bが重なる区域における質量80aと質量80b間の距離aは、ピン94bが質量80bの円盤部分82bを越えて突出する距離より小さい。しかし、円盤82a,82b間の距離Aは、ピン94bが円盤部分82bから突出する範囲より大きい。したがって、ピン92bの遠位端は、突き合わせ表面90a,92a間で移動するよう制約され、円盤部分82aを通るが質量部分84aを通らない。質量80aに対してピン94bに可能な移動路の各端で、ピン94bは、他方の質量80aの2つの突き合わせ表面90a,92aのうち一方と接触する。

2つの質量80a,80bの休止位置を図4aで示す。質量80a,80bが等しいということは、ピン94bがない状態で、質量80a,80bが相互に並んで位置合わせされた状態にて存在する、ということを意味する。しかし、ピン94bは質量80aの質量部分84aと並んでいないので、これは質量80aの突き合わせ表面90aと接触しない。したがって、質量80a,80bは、図4aで示したような休止位置では、わずかに位置ずれする。図2で示した配置構成では、質量80aのピン92aは実際に冗長であることが分かる。

動作時には、自動釣合装置50は以下のように動作する。ドラム16の回転は、シャフト24の回転によって実行される。自動釣合装置50はシャフト24およびドラム16とともに回転し、したがってチャンバ56の外壁54は全体が比較的高速で回転する。これは、ドラム16の回転速度、つまりチャンバ56の回転速度は、重力に打ち勝つ遠心力を生成するのに十分であり、したがってドラム内に含まれる負荷をその壁に当てた状態で維持するが、洗濯機の限界速度より下である。したがって、釣合せ質量80a,80bは、自動釣合せ機能を実行する位置にはない。しかし、チャンバ56の外壁54と釣合せ質量80a,80bとの間のオイル60によって提供される粘性結合により、釣合せ質量80a,80bがシャフト24の周囲で回転する。システムの力学的性質のせいで、質量80a,80bは、シャフト24およびドラム16の回転速度より低い回転速度でシャフト24を中心に回転する。質量80a,80bの形状により、特に円形プレート53に面する質量80bの表面の大きい割合が、カバー52に面する質量80aの表面全体より円形プレート53から遠く隔置されていることから、外壁54と質量80aとの間の粘性結合が、外壁54と質量80bとの間の粘性結合より高くなる。したがって、質量80aは、質量80bよりもドラム16およびチャンバ56のそれに近い速度で回転する。この結果、質量80aは先導質量になり、質量80bはそれよりも遅れることになる。さらに、質量80aは、質量80bより高い角速度でシャフト24を中心に回転する。さらに、ピン94bと突き合わせ表面90aとの突き合わせにより、質量80aが質量80bより遅れるという可能性がなくなる。図示の実施形態では、ピン94bおよび突き合わせ表面90aとの位置が実際に、質量80aが常に質量80bに先行することを保証する。

ドラム16およびチャンバ56が図4bの矢印Bで示す方向でシャフト24を中心に回転すると、追従質量80bが先導質量80aのさらに後を追従する。質量80a,80bは、質量80aが先導し、質量80bがその背後に追従する状態で、このように分離し、その量は増加する。しかし、質量80bが質量80aを追従する角度が180°に近づくと(図4b参照)、ピン94bが突き合わせ表面90aと接触し、これによって質量80bが質量80aより180°以上遅れることを防止する。図示の実施形態では、質量80bは180°未満だけ質量80bから遅れるよう制約される。それでも、釣合せ質量80a,80bが組み合わせられて回転体に及ぼす影響は、この位置では小さい。

釣合せ質量80a,80bが上述した制約内で自由に回転できるようにすることで、ドラム16が上述した速度から限界速度を経て、ドラム16内に担持された負荷から水を抽出するのに十分な高い回転速度まで加速するにつれ、ドラム16の偏位の最大量を最小限に維持することができる。回転速度は、現在のところ一般的に1400から1600rpmである。ドラム16の加速率を穏やかな率に維持すると有利である。つまり、5から50rpm/秒の間にある速度上昇率が、通常は好ましいと見なされ、5から15rpm/sの間にある上昇率がさらに好ましい。したがって動作時には、ドラム16の速度を、釣合せ質量80a,80bを相互に、またはチャンバ56の外壁54に制約するか、他の方法でロックすることなく、上述した比較的高速から、適切な回転速度(通常は1400から1600rpm)まで5から50rpm/s(好ましくは5から15rpm/s)の間にある率で上昇させる。この方法で、限界速度におけるドラム16の偏位を、他のシステムと比較して減少させる。これによって、ドラム16の寸法を、洗濯機の任意のサイズで最大にするか、大きい負荷が高速で回転している場合に生じる損傷の危険性を最小にするか、その両方を可能とすることができる。限界速度を超えると、質量80a,80bは、周知のようにドラム16内に存在する不均衡を平衡させる位置を自動的にとる。

任意選択で、感知装置27(図1の点線で図示)をモータ26に接続することができる。感知装置27は、モータ26を流れる電流および/またはモータ26の回転速度を検出する。質量80a,80bがさまざまな相対位置をとり、したがってある期間にわたって平衡化の効果が増減するので、モータ26の最小電流またはモータ26の最高回転数は、平衡化効果が最大になる位置を示す。これらの位置で、ドラム16の偏位は任意の速度で最小になる。この最小偏位の期間がいつ発生するか検出し、偏位が最小であるか、それに近い時点で、必要な回転速度までドラム16の加速を開始すると有利であると考えられる。実験の結果は、このような時間に加速を開始すると、多くの場合に有利であることを示している。

図1の洗濯機を運転する方法では、回転により洗濯液または洗浄水を抽出するのに十分な高い速度でドラムを回転させることが望ましい場合は、最初にドラムを、洗濯負荷をドラムの壁に付着させるのには十分であるが、限界速度よりは低い速度で回転させる。質量80a,80bは、シャフト24を中心に自由に回転することができるが、ピン94bと突き合わせ表面90a,92aとの係合により、質量80bが質量80aを先導することが全く防止されるか、質量80aより180°以上遅れることが防止される。チャンバ56の外壁54と質量80a,80bそれぞれとの間の粘性結合の差により、質量は最初に分離する。その後、質量80a,80bはさまざまな力の影響で再分布し、ドラム16およびシャフト24の最大および最小偏位を引き起こす位置を定期的にとる。モータ26が、自身に結合された上述のような感知装置27を有する場合、モータ26の速度および/または電流を監視し、その特徴の最小値を感知する。次に、ドラム16を所望の回転速度まで加速する。これにより必然的に、ドラムの回転速度は限界速度を通る必要があり、そこでドラム16の偏位が最大になる。加速率は5から15rpm/sの間にあるが、50rpm/sまで高くしてもよい。質量80a,80bが加速ステップ中にシャフト24の周囲で自由に回転できるようにすることで、最大偏位を可能な限り低く維持する。また、ドラム16の加速を、偏位が(センサ27で感知した状態で)最小値になるか、それに近い時点で低速から開始することにより、限界速度でドラム16が経験する偏位が最小になる。限界速度を超えると、質量80a,80bは、よく知られているように、ドラム16内で不均衡な負荷を平衡化し、限界速度より上の速度でドラム16の偏位が大幅に減少するか、場合によっては、なくなるように位置する。

ドラム16の最大偏位を最小に抑えるのが有利であるのは、偏位用の下部設備を機械に内蔵する必要があり、したがってドラム16のサイズを他の機械と比較して増大させることができるからである。また、ドラム16の過度の偏位により、損傷が発生する危険性が低下する。

本発明の第2の実施形態を図5、図6および図7で示す。図5は、円筒形チャンバ156を画定する外壁154を有する自動釣合装置150の切り取り前面図である。軸118の周囲で回転可能なシャフト124がチャンバ156を通過する。2つの釣合せ質量180a,180bは、シャフト124の周囲で自由に回転可能であるよう、軸受け158を介してシャフト124に装着される。釣合せ質量180a,180bは、シャフト124からの距離とともに幅が増加するよう形成される。図2、図3および図4で示した質量80a,80bと同様に、この効果も、各釣合せ質量180a,180bの重心を軸118から隔置することである。

釣合せ質量180a,180b間にはカラー190が配置され、これはシャフト124上で支持され、その周囲で自由に回転可能であるよう形成され、寸法決定される。カラー190の第1環状面192aからは、2つの直径方向反対側のピン194aが外方向へと突き出す。1本のピン194bが、カラー190の第2環状面192bから外方向へと突き出し、ピン194bはピン194aの一方と整列する。ピン194a,194bは、シャフト124の周囲で回転するにつれ、釣合せ質量180a,180bと係合するのに十分なだけ、個々の環状表面192a,192bから遠くまで突き出す。

カラー190の寸法およびその上のピン194a,194bの配置は、ピン194aが図5で示すように遊びが少ない、または遊びがない状態で釣合せ質量180aの縁と接触するような寸法および配置である。したがって、カラーは釣合せ質量180aに対して、ほぼ固定した位置に保持される。しかし、釣合せ質量180bは1本のピン194bからしか作用を受けないので、釣合せ質量180aに対して質量180a,180bが整列している第1位置と、質量180a,180bが直径方向反対側にある第2位置との間で移動することができる。ピン194bの配置は、質量180aが質量180bから遅れることができないような配置である。先の実施形態と同様に、外壁154と質量180aとの間の粘性結合は、外壁154と質量180bとの間のそれより大きい。これは任意の適切な方法で達成することができる。

外壁154と個々の質量180a,180bとの間の粘性結合を変化させる1つの方法を、図8aで示す。ここでは、質量180aを、質量180bより外壁154に近くなるよう配置する。外壁154と質量180aとの間の粘性結合が外壁154と質量180bとの間の粘性結合より高いことを保証する代替方法は、質量180aの表面に図8bで示したような不均一な仕上げまたは型押し仕上げを設けることである。この非平面の仕上げは、所望に応じて外壁に面する質量180aの表面の部分にしか適用する必要がないが、より多くの表面をこの方法で仕上げてもよい。外壁154と質量180aとの間の粘性結合が、外壁154と質量180bとの間のそれより高いことを保証するさらなる代替手段は、当業者には明白である。

上述した実施形態では、釣合せ質量を2つしか設けていなかった。3つ以上の質量を設けることが可能であり、3つの質量の使用を示した構成を図9に示す。各質量280a,280b,280cを、チャンバ256内でシャフト224上に、その周囲で自由に回転可能であるよう装着する。カラー290a,290bを、図示のように各対の質量280a,280bおよび280b,280c間に装着する。カラー290a,290bは、図6で示し、上述したカラー190と同様であり、同じ方法で動作する。しかし、直径方向反対側に2本のピンが突き出す元となる各カラー290a,290bの側部は、中心の質量280bと面するよう配置されることに留意されたい。これにより、他方の質量280a,280cが180°以上中心の質量280bを先導するか、中心質量280bから遅れることが確実に防止される。チャンバ256の外壁254と中心質量280bとの間の粘性結合が、チャンバ256の外壁254と外部質量280a,280cとの間の粘性結合より高いことを保証するため、質量280bの外縁にフィン281を設ける。フィン281の遠位縁は、チャンバ256の外壁254に非常に近く、中心質量280bに高い粘性結合を提供する。

上述した実施形態はそれぞれ、相互に等しい複数の釣合せ質量を使用する。つまり、質量は形状が等しく、同じ密度の材料から作製され、したがって各質量の重心は同じ点にある。第1(先導)質量が、チャンバの壁を相手にして、その質量または他の各質量のそれとは異なる粘性結合を有することを保証するためのさまざまな配置について、以上説明してきた。しかし、第1質量が常にその質量または他の各質量をさまざまな方法で先導するよう構成することも可能である。このような方法の1つは、第1質量にその質量または他の各質量より小さい慣性モーメントを設けることである。これは、第1釣合せ質量の重心が、その質量または他の各質量の重心よりチャンバの軸に近いことを保証することによって達成することができる。これを達成する1つの方法は、第1釣合せ質量の質量を、その釣合せ質量または他の各釣合せ質量のそれより低くなるよう配置構成することである。これは、第1釣合せ質量(またはその部分)を、他の1つまたは複数の釣合せ質量より低い密度を有する材料から製造するか、第1釣合せ質量380aの質量部分382aに1つまたは複数の中空キャビティ383aを設ける(図10a参照)か、第1釣合せ質量480aに質量を減少させるいくつかの貫通穴481a(図10b参照)を設けることによって可能である。あるいは、第1釣合せ質量580aの質量部分582aは、その釣合せ質量または相互の釣合せ質量に対して重心が同じシステムで使用する他の任意の釣合せ質量より軸518に近くなるよう形成し、構成することができる。(別の釣合せ質量の質量部分582bの形状を点線の輪郭で示した図10c参照)。この構成では、各釣合せ質量の質量は、他の釣合せ質量のそれと同じであることが認識される。

したがって、第1釣合せ質量に、残りの釣合せ質量または残りの各釣合せ質量の場合より高いチャンバ壁との粘性結合または低い慣性モーメントを設けることにより、これが、残りの釣合せ質量または残りの各釣合せ質量を先導するよう構成できることが分かる。第1釣合せ質量が残りの釣合せ質量または残りの各釣合せ質量を先導するよう構成する他の手段は、当業者には明白である。

第1釣合せ質量が残りの釣合せ質量または残りの各釣合せ質量を先導するよう構成する手段のみに頼り、第1釣合せ質量が釣合せ質量または他の全ての釣合せ質量から遅れることを物理的に防止するさらなる抑制手段なしで済ませることが可能であることも、当業者には理解される。図1から図4に示した実施形態を参照すると、ピン92aが突き合わせ表面90aと接触すると、第1釣合せ質量80aが第2釣合せ質量80bより遅れるのを防止する。しかし、第1釣合せ質量80aが第2釣合せ質量80bを先導し、したがって突き合わせ表面90aをなしで済ませることができることを保証するため、第1釣合せ質量80aとチャンバ壁54との間の比較的高い粘性結合を利用することが可能である。図5から図10に示した実施形態にも、同様の変更を施すことができる。

本発明の範囲は、上述した実施形態に限定されない。釣合せ質量の形状は、基本的な平衡化の機能が達成される限り、ほぼ無限に変更できることが理解されよう。実際、上述したように1つの自動釣合装置に設けた釣合せ質量は、互いに形状が異なっていてもよく、等しくある必要はない。異なる数の質量を設けてもよく、質量の相対的位置を制約する代替手段を設けてもよい。本発明の範囲内で認識されるさらなる代替構成は、自動釣合装置のチャンバの外壁の一部を形成するために、ドラムの後壁を使用することである。他の変形も当業者には明白である。

本発明の第1の実施形態による自動釣合装置を組み込んだ洗濯機の略側断面図である。 図1に示した自動釣合装置の側断面図である。 図2に示した自動釣合装置の部分を形成する釣合せ質量の1つの平面図である。 図3aの釣合せ質量の反対側からの斜視図である。 図2の自動釣合装置内で使用し、第1位置にある図3aおよび図3bに示したタイプの2つの釣合せ質量の相互作用を示す図である。 第2位置にある同じ2つの釣合せ質量の相互作用を示す図である。 本発明の第2の実施形態による自動釣合装置の略前面図である。 図5の装置のカラー形成部品の斜視図である。 図5に示した装置の部分を形成する2つの釣合せ質量に対する図6のカラーの位置および動作を示す図である。 チャンバ内における図5の質量の位置決めを示す図である。 図5の質量の一方の表面を示す図である。 本発明の第3の実施形態を示す図である。 図1から図9に示した実施形態での使用に好適な代替釣合せ質量を示す図である。 図1から図9に示した実施形態での使用に好適な代替釣合せ質量を示す図である。 図1から図9に示した実施形態での使用に好適な代替釣合せ質量を示す図である。

符号の説明

10 洗濯機
12 外部ケーシング
14 洗濯槽
16a ドラム
18 軸
20 ドア
22 シール
24a シャフト
26 モータ
27 感知装置
28 石鹸トレイ
30 水取り入れパイプ
32 排水管
50 自動釣合装置
52 カバー
53 円形プレート
54 外壁
56 チャンバ
58 軸受け
60 オイル
80a,80b 釣合せ質量
82a,82b 円盤部分
84a,84b 質量部分
86a 開口
88a 縁（リップ）
90a 突き合わせ表面
92a,92b 突き合わせ表面
94a,94b ピン
118 軸
124 シャフト
154 外壁
156 チャンバ
158 軸受け
180a,180b 釣合せ質量
190 カラー
192a,192b 第2環状面
194a,194b ピン
224 シャフト
254 外壁
256 チャンバ
280a,280b,280c 質量
281 フィン
290a,290b カラー
380a 釣合せ質量
382a 質量部分
383a キャビティ
480a 釣合せ質量
481a 貫通穴
518 軸
580a 釣合せ質量
582a,582b 質量部分

Claims (37)

1. 回転体中に存在する不均衡な質量を平衡化させる自動釣合装置であって、外壁および軸線を有するチャンバと、軸線の周囲の円形路をチャンバ内で自由に移動するよう制約された第1および第2釣合せ質量と、装置の使用中にチャンバの外壁と釣合せ質量それぞれとの間に粘性結合を提供するようチャンバ内に設けた粘性流体とを備え、釣合せ質量は、使用時に第1釣合せ質量が第2釣合せ質量を先導するよう構成および/または配置され、装置の使用時には、第1釣合せ質量が第2釣合せ質量を実質的に180°を超えて先導するのを防止するよう制約手段が設けられたことを特徴とする自動釣合装置。
2. 前記制約手段は、前記第2釣合せ質量が前記第1釣合せ質量から遅れる角度が、常に実質的に180°未満であることを保証するよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の自動釣合装置。
3. 前記第1釣合せ質量が前記第2釣合せ質量より遅れるのを防止するよう制約手段を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の自動釣合装置。
4. 前記制約手段は、前記第1釣合せ質量が常に前記第2釣合せ質量を先導することを保証するよう構成されていることを特徴とする請求項3に記載の自動釣合装置。
5. 前記第1釣合せ質量が、前記第2釣合せ質量のそれより小さい慣性モーメントを有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の自動釣合装置。
6. 前記第1釣合せ質量の重心が、前記第2釣合せ質量の重心より軸に近いことを特徴とする請求項5に記載の自動釣合装置。
7. 前記第1釣合せ質量と前記チャンバの外壁との間の粘性結合が、前記第2釣合せ質量と前記チャンバの外壁との間の粘性結合より大きいことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の自動釣合装置。
8. 前記第1および第2釣合せ質量の形状は、前記第1釣合せ質量と前記チャンバの外壁との間の粘性結合が、前記第2釣合せ質量と前記チャンバの外壁との間の粘性結合より高くなるよう構成されていることを特徴とする請求項7に記載の自動釣合装置。
9. 使用時に、粘性流体が、前記第2釣合せ質量より前記第1釣合せ質量の方で大きい表面積で接触することを特徴とする請求項8に記載の自動釣合装置。
10. 前記第1釣合せ質量の表面が、前記チャンバの外壁に面する形成された部分または型押し部分を有することを特徴とする請求項8に記載の自動釣合装置。
11. 前記第1釣合せ質量が、前記第2釣合せ質量より前記チャンバの外壁の近くに配置されることを特徴とする請求項8に記載の自動釣合装置。
12. 前記釣合せ質量が前記チャンバ内で、軸と同心上に延在する心棒上に支持されることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の自動釣合装置。
13. 前記第1および第2釣合せ質量が軸に沿って隔置されることを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の自動釣合装置。
14. 前記制約手段を前記第1および第2釣合せ質量の上に設けることを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の自動釣合装置。
15. 前記制約手段が、他の釣合せ質量の少なくとも1つの突き合わせ表面と係合するよう、釣合せ質量の一方の表面から他方の釣合せ質量に向かって延在する少なくとも1つの突起を備えることを特徴とする請求項14に記載の自動釣合装置。
16. 他方の釣合せ質量は、突起が自身と係合すると、前記第1釣合せ質量が前記第2釣合せ質量を実質的に180°以上先導することを防止するよう配置されかつ構成された第1突き合わせ表面を有することを特徴とする請求項15に記載の自動釣合装置。
17. 他方の釣合せ質量は、突起が自身と係合すると、前記第1釣合せ質量が前記第2釣合せ質量より遅れることが防止されるよう配置されかつ構成された第2突き合わせ表面を有することを特徴とする請求項16に記載の自動釣合装置。
18. 前記突き合わせ表面が前記第1釣合せ質量の上に配置され、前記突起または各突起が前記第2釣合せ質量の上に配置されることを特徴とする請求項16または請求項17に記載の自動釣合装置。
19. 前記制約手段を、前記第1および第2釣合せ質量間に配置したカラー上に設けることを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の自動釣合装置。
20. 前記制約手段が、前記第1および第2釣合せ質量の形状と係合し、それによって前記第1釣合せ質量が前記第2釣合せ質量を実質的に180°以上先導するのを防止するよう、前記カラーから外方向に延在する第1および第2突起を備えることを特徴とする請求項19に記載の自動釣合装置。
21. 前記制約手段が、前記第1および第2釣合せ質量の形状と係合し、それによって前記第1釣合せ質量が前記第2釣合せ質量より遅れるのを防止するよう、前記カラーから外方向に延在する第1および第2突起を備えることを特徴とする請求項20に記載の自動釣合装置。
22. 少なくとも1つのさらなる釣合せ質量を前記チャンバ内に設け、配置構成は、使用時に前記第1釣合せ質量がさらなる釣合せ質量またはさらなる各釣合せ質量を先導するような配置構成であり、前記制約手段は、装置の使用時に、前記第1釣合せ質量がさらなる釣合せ質量またはさらなる任意の釣合せ質量を実質的に180°以上先導するのを防止するような構成であることを特徴とする請求項1ないし請求項21のいずれか1項に記載の自動釣合装置。
23. さらなる釣合せ質量またはさらなる各釣合せ質量と前記チャンバの外壁との間の粘性結合が、前記第1釣合せ質量と前記チャンバの外壁との間の粘性結合より小さいことを特徴とする請求項22に記載の自動釣合装置。
24. さらなる釣合せ質量またはさらなる各釣合せ質量の慣性モーメントが、前記第1釣合せ質量の慣性モーメントより大きいことを特徴とする請求項22に記載の自動釣合装置。
25. 前記制約手段は、前記第1釣合せ質量がさらなる釣合せ質量またはさらなる任意の釣合せ質量より遅れるのを防止するような構成であることを特徴とする請求項22ないし請求項24のいずれか1項に記載の自動釣合装置。
26. 前記チャンバに1つのさらなる釣合せ質量を設けることを特徴とする請求項22ないし請求項25のいずれか1項に記載の自動釣合装置。
27. 粘性流体がオイルであることを特徴とする請求項1ないし請求項26のいずれか1項に記載の自動釣合装置。
28. 添付図面に関連して実質的に明細書に記載された自動釣合装置。
29. それらの軸が同一線上にあるようチャンバとドラムとが配置される、前記軸を中心に回転可能な前記ドラムと、請求項1ないし請求項28のいずれか1項に記載の自動釣合装置とを備えた洗濯機。
30. 請求項29に記載の洗濯機を運転する方法であって、
    (a)釣合せ質量がそれぞれ、軸線の周囲で自由に回転できるようにしながら、ドラムおよび自動釣合装置を、洗濯機の限界速度より低い速度で回転させるステップと、
    (b)第1釣合せ質量に第2およびさらなる釣合せ質量を先導させるステップと、
    (c)前記第1釣合せ質量が前記第2およびさらなる釣合せ質量を実質的に約180°を超えて先導するのを防止するステップと、
    (d)前記ドラムの回転速度を、洗濯機の限界速度より高い速度まで上昇させるステップと、を含むことを特徴とする方法。
31. 前記第1釣合せ質量を、前記第2およびさらなる釣合せ質量より高速で回転させることにより、前記第1釣合せ質量が前記第2およびさらなる釣合せ質量を先導するようにすることを特徴とする請求項30に記載の方法。
32. (e)自身内の不均衡な負荷および釣合せ質量の存在による前記ドラムの偏位の振幅の変化を検出するステップと、
    (f)偏位の最小振幅を検出するステップと、
    (g)洗濯機の限界速度より高い速度まで前記ドラムの回転速度を増加させるステップであって、偏位の振幅が最小値になるか最小値に近づいた時に速度の増加が始まるステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項30または請求項31に記載の方法。
33. 洗濯機の一部を形成するモータを使用して、前記ドラムを回転させ、前記モータの回転速度を測定することにより、偏位の振幅を検出することを特徴とする請求項32に記載の方法。
34. 洗濯機の一部を形成するモータを使用して、前記ドラムを回転させ、前記モータに流れる電流を測定することにより、偏位の振幅を検出することを特徴とする請求項32に記載の方法。
35. 前記ドラムの回転速度が、洗濯機の限界速度より低い速度から洗濯機の限界速度より上の速度まで、5rpm/sから50rpm/sの間にある率で増加することを特徴とする請求項30ないし請求項34のいずれか1項に記載の方法。
36. 前記ドラムの回転速度が、洗濯機の限界速度より低い速度から洗濯機の限界速度より上の速度まで、5rpm/sから15rpm/sの間にある率で増加することを特徴とする請求項35に記載の方法。
37. 添付図面に関連して実質的に明細書に記載された洗濯機を運転する方法。
    

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