JP2005532093A - 一種の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置 - Google Patents

Abstract

一種の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置は、外桶1底部の内側に固定される密封シェル11と、内桶2底部に固定されるトレー5と、外桶1と密封シェル11とトレー5から囲まれてなる排水腔16と、密封シェル11とトレー5との間における隙間の密閉に用いられる密封リング20を備え、密封リング20は、脱水軸１８外にかぶせ、脱水軸18の軸方向に沿って浮き上がり、密封シェル11とトレー5との間における隙間を密閉できるリング状の浮体20cである。浮き上がる密封リング20の上表面とトレー5底面および密封シェル１１上縁の内面は密封面である。前記密封面の組合せで、密封シェル11とトレー５との間のシール構成部材を構成する。本発明によれば、密封効果がよく、製造と取り付けも容易に行われ、コストも低い。また、シール構成部材に生じる摩擦およびそれにもたらされる騒音の発生、電力の大量消耗、脱水立ち上げ時の抵抗が大きいなど一連の問題を根本的に解決させた。

Description

本発明は、洗濯機の密封装置に係わり、特に節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置に関するものである。

従来において、節水型全自動洗濯機とは主に洗濯時、洗濯機の外桶に水を貯めず、内桶にのみ水を貯めて洗濯を行う洗濯機をさしている。このような洗濯機は、洗濯時に内外桶ともに水が充満される全自動洗濯機と比べ洗濯用水を20%〜30%節約できる。このような節水型全自動洗濯機については、中国の発明特許95117171.2（全自動洗濯機）と実用新案特許97231435.0（節水型全自動洗濯機）により公開された内容を参照でき、その構造は下記のような特徴を有する。つまり、外桶の内部に設置される内桶（回転桶、脱水桶ともいう）は、中下部の側壁に穴が設けられず、上部だけには横に並んでいる複数の穴からなる脱水用出水口を有するとともに、底部の中央にはリング状に設置される排水孔を有する桶体となっている。外桶に水を貯めさせないために、内桶の排水通路を外桶と隔てなければならない。即ち、外桶と内桶の間に密封装置を設けている。

前記密封装置については、中国の実用新案特許96228625.7（洗濯機における内外桶の間に設けられる密封装置）と実用新案特許01218004.1（節水全自動洗濯機の水桶）により詳しく公開されている。図1に示されているように、外桶1内に設置されている内桶2（即ち、前記回転桶）は、トレー5（フランジともいう）と回転止め輪6（密封カップともいう）によって共に脱水軸18aに固定される。内桶2の排水通路には、その底部中央にリング状に設置されるトレー5と回転止め輪6とを貫通する排水孔7および外桶1の底部内側に設置される台錐形の密封シェル11（密封ボックス、密封キャップともいう）と外桶1の底面からなる排水キャビティ16がある。前記排水キャビティ16は主排水口15を経て、主排水管13、排水弁14および排水管21とつながる。前記排水通路に関わる密封装置は、内桶2とトレー5との間、回転止め輪6とトレー5との間、密封シェル11と外桶1との間および回転止め輪6と密封シェルの上端中央にある回転止め輪6を収納する上端口との間における隙間に対して密封するようになる。しかし、実際に、後者を除くその他の隙間は全て相対運動を有しない両部品の連結によって形成されており、静的シールだけでも密封要求に容易に満たすため、密封装置の真の役割は、前記後者としての回転止め輪6と密封シェルの上口リング11bとの間における隙間に対して密封することである。内桶2は外桶1に対し、脱水軸18aによって連動されて回転することによって脱水動作を実現し、回転止め輪6も内桶2の回転と共に回転するようになる。そのため、回転止め輪6は密封シェル11に対し、相対運動を行い、即ち、それらの間の密封は軸類回転シール構造である。図1に示すように、回転止め輪の外柱面6aと密封シェルの上口リング11bとの間における隙間は密封リング10により密封され、当該密封リング10は内側および外側に位置する筒形外縁と、両外縁を一体化にするリング状の上縁とから構成されている。内縁の上、下両端には、それぞれ内側に傾斜するよう延ばすとともに回転止め輪の外柱面6aと締まりばめになっている上唇歯と下唇歯を有する。

洗濯時、内桶2に水を注ぎ、内桶は前記密封装置によって水を外桶1に流させないと共に、洗濯時、排水弁14が閉じられているため、水が内桶2と排水キャビティ16内に貯めるしかできない。脱水時において、排水弁14が開き、内桶2内の水は前記排水通路から排出され、そして、内桶の高速回転によって、洗濯物に溜められている水は遠心力の働きで、内桶壁に沿って上昇し、上側の脱水用出水口（図示しない）から振り出され、外桶1により収集されてから、副排水口4、副排水管19を経て排水管21から排出される。

上記の従来技術では、下記の欠点を有している。（１）従来技術としてのこのような普通の密封構造によれば、密封リング10の唇歯は常に高速回転する回転止め輪の外柱面6aと密接し、内桶が高速回転する際摩損が発生するため、密封リング10の寿命が短縮され、密封効果がなくなる。洗濯機を稼動するプロセスでは、当該シール構成部材は二つのプロセス（洗濯プロセスと脱水プロセス）において動的シール状態にある。洗濯プロセスでは、内桶2の回転角度が非常に小さくて、密封リング10の唇歯と回転止め輪の外柱面6aとの相対運動も非常に小さいため、シール構成部材は媒質を有する静的シールにあると見なされる。しかし、脱水プロセスでは、回転止め輪の外柱面6aは内桶2と共に高速に回転し、回転速度は800回転/分間以上に達し、密封リング10の唇歯に対する線速度は4m/s以上に達する。この時、排水キャビティ16内の水が完全に排出され、シール構成部材は媒質のない乾燥摩擦状態にあり、また、シール構成部材は締まりばめであるため、その間に生じる摩擦力が非常に大きくて、回転止め輪の外柱面6aと密封リング10の唇歯との接触箇所に摩耗を容易にもたらすことによって、シール効果がなくなり、シール構成部材の寿命も低減される。（２）シール構成部材は高速な乾燥摩擦において騒音が発生しやすい。（３）大きな摩擦力はモーターの出力を大量に消耗し、深刻な場合は、脱水プロセスにおけるモーターのスタート故障をもたらすこともある。（４）製造プロセスでは密封性能を保証しにくい。密封リング10の唇歯と回転止め輪の外柱面6aは良好な同心度がなければ、良好な密封性能を得られない。但し、その取り付けプロセスが煩雑であるため、関連部品も製造誤差が避けられない。特に、外桶1と密封シェル11は大型のプラスチック部材であるため、変形しやすく、良好な同心度を保証しにくい。取り付け誤差を解消するために、密封唇歯が回転止め輪の外柱面6aに対する取付ばめ量を大きくすることができるが、それによってシール構成部材の摩擦力が大きくなり、前記（１）〜（３）に指摘されたさまざまな問題点を更に悪化させる。（５）動的シールの問題を解決するために、摩損と腐食に強い材料にて回転止め輪6を製造する必要がある。また、シール構成部材の摩損を低減するために、回転止め輪の外柱面6aには高い精度と仕上げ度を有することが要求される。これによって、コストアップにつながる。乾燥摩擦により生じる騒音を低減させ、かつ寿命を延長させるためには、密封リング10の構成材料の成分を改良しなければならない。これもコストアップにつながる。この技術方法に沿って発展していけば、コストが大いにアップするだけでなく、理想的な技術的効果も得られない。上記の問題点が節水型全自動洗濯機の発展を制限している。

従来の節水型全自動洗濯機の回転止め輪と密封シェルの上端口との間における密封構造が摩損しやすい、シール効果がなくなりやすいといった欠点を克服するために、本発明は一種の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置を提供する。この密封装置は、節水型全自動洗濯機の密封要求に合理的に満足し、密封の信頼性が高く、寿命が長く、かつ製造と取り付けも容易に行われ、コストが低く、節水型全自動洗濯機の発展を推進することに有利である。

本発明において、その技術問題を解決するために採用した技術的思想は、下記の通りである。洗濯機が実際に内桶のみ水を貯め、洗濯プロセスだけにおいて内桶と外桶を隔てるよう密封し、脱水プロセスにおいては密封を要しない特徴に基づいて、従来技術の密封装置における密封リングの唇歯と回転止め輪との間の径方向動的シール（即ち軸類回転シール）から軸方向平面または錐面シールに変更する。浮動可能な密封リングを採用し、水の浮力と水圧を利用して、内桶貯水を実現させ、洗濯時に密封リングを浮き上がらせ、密封シェルとトレーの間における隙間を密封するとともに確実に密封する。一方、脱水時において、内桶の水が排出され、密封リングが水の下降と共に下降し、シール構成部材が分離することにより、密封リングと高速回転部品との接触を避け、シール構成部材の摩擦およびそれによりもたらされる一連の悪い結果も避けられる。

その具体的な構造として、前記密封装置は外桶底部の内側に固定される密封シェルと、内桶底部に固定されるトレーおよび外桶と、密封シェルとトレーにより囲まれてなる排水キャビティと、密封シェルとトレーの間における隙間を密封する密封リングを備える。その特徴として、密封リングは脱水軸の外にかぶせ、脱水軸の軸方向に沿って浮き上がることによって密封シェルとトレーの間における隙間を密封することができるリング状の浮体である。浮き上がる密封リングの上表面とトレー底面および密封シェル上縁の内面は密封面である。 前記密封面の組合せは、密封シェルとトレーの間のシール構成部材を構成する。
洗濯機の洗濯プロセスが開始すると、内桶に水が注がれる。水は内桶底部の排水孔から排水キャビティに注入され、排水弁が閉じられているため、水は先ず排水キャビティに溜まる。排水キャビティ内の水位が上昇することにつれ、密封リングは浮体の浮力の作用により上昇し、所定の高さに達した時に、密封リングの上表面は密封シェルの上縁内面とトレー底面の密封面と接触する。水位の更なる上昇につれ、水圧も更に強くなり、水圧が浮体に作用し、密封リングの上表面を密封面に強く押圧させ、内、外桶間における水の通路を密閉する目的に達成する。

脱水プロセスが開始すると、排水弁が開かれる。水は排水孔、排水キャビティ、排水管と排水弁等の排水通路から排出される。排水キャビティ内の水位の下降につれ、密封リングは自身の重力の作用により下降する。排水キャビティ内の水が完全に排出される時、密封リングの上表面は密封シェルの上縁内面、トレー底面の密封面から完全に離間する。密封リングは下降し、かつ洗濯桶の底部内側にある非連続な凸状の筋支持部材によって水がスムーズに排出される。この時、内桶は高速に回転し、洗濯物に溜まっていた水は遠心力によって内桶壁に沿って上昇し、上部の脱水用出水口（図示しない）から振り出され、外桶1に収集されてから、副排水口4、副排水管19を経て排水管21から排出される。その結果、排水キャビティには水がなく、密封リングは浮き上がらず、密封リングも如何なる運動部品と接触しないため、摩損と騒音の問題が存在しない。

本発明の密封リングの上表面には二つの密封面を有し、それぞれ外密封面と内密封面である。密封リングの外密封面の上方にある密封シェルに対応する箇所に密封シェルの密封面を設置し、内密封面の上方のトレー底部に対応する箇所にトレーの密封面を設置する。浮き上がる密封リングの外、内密封面はそれぞれ密封シェルの密封面とトレーの密封面と接触し、密封シェルとトレーの間における隙間を密封する。

本発明の密封シェル密封面とトレー密封面は、密封リング外、内密封面上方に対応して、同一水平面に設置される。或いは、密封シェルの密封面とトレーの密封面の高さ位置もずらすことができる。但し、密封リングの外、内密封面も相応なる高さにずらさなければならない。

本発明の密封シェルの上縁内面とトレー底面の密封面は錐面に設置してもよい。
前記密封リングの外密封面の外縁外径は密封シェルの密封面の内径より大きく、内密封面の内縁内径は内桶底部においてリング状に分布している排水孔のリング状の最大直径およびトレー密封面内縁の内径より大きくまたは等しくなければならない。密封時において、密封リングの外、内密封面は密封シェルの密封面とトレー密封面に強く押圧し、密封シェルとトレー間の隙間を密封し、内外桶間における水の通路を密閉する目的に達成する。

本発明の密封シェルの密封面とトレー密封面は滑らかな表面であり、密封リングの外、内密封面も滑らかな表面である。そして、密封リングの外、内密封面は密封シェルの密封面およびトレー密封面とシール構成部材を構成する場合、密封の信頼性が向上される。本発明は下記のように更に改良してもよい。つまり、前記密封リングの外、内密封面において浮体の上方に位置し、かつ密封リングの外、内密封面を構成する１つ以上のリング状突起を有する。密封リング上のリング状突起の頂端はそれぞれ密封シェルの密封面とトレー密封面と接触し、密封シェルとトレーの間における隙間を密閉する。

本発明は下記のように更に改良してもよい。つまり、前記密封装置は前記密封シェルの密封面とトレー密封面にそれぞれリング状突起を備え、当該リング状突起の頂端は同一平面にあり、浮き上がる密封リングの外、内密封面と密封シェルの密封面のリング状突起（頂端）およびトレー密封面のリング状突起（頂端）は密封面である。前記リング状突起の頂端位置は高さ位置においてずらせると共に、密封リングの外、内密封面の高さも相応にずらさなければならない。浮き上がる密封リングの外、内密封面は、それぞれ密封シェルの密封面上のリング状突起とトレー密封面上のリング状突起と接触し、密封シェルとトレーの間における隙間を密閉する。

本発明は下記のような更なる改良をしてもよい。つまり、前記密封リングは二つの密封リップを有し、それぞれ外密封リップと内密封リップである。リング状の外、内密封リップは、全て密封リング浮体の上部に位置し密封リングの密封面を構成する。外密封リップ上方にある密封シェルに対応する箇所に密封シェル密封面を設置し、内密封リップ上方のトレー底部に対応する箇所にトレー密封面を設置する。このようなリング状の片状密封リップ構造を採用することによって、圧力変化に対する応答性が向上され密封の信頼性も向上される。

前記外密封リップの外縁外径は密封シェルの上縁端口の内径より大きく、内密封リップの内縁内径は内桶底部においてリング状に分布する排水孔のリング状最大直径より大きく、或いは等しくなければならない。浮き上がる密封リングの外密封リップと内密封リップは、それぞれ密封シェルの密封面とトレー密封面に接触し、密封シェルとトレーの間における隙間を密閉する。前記密封シェルの密封面とトレー密封面の高さ位置はずらす場合、それに対応して密封リングの外、内密封リップの高さ位置もずらす。これによって、浮き上がる密封リングの外密封リップと内密封リップは、依然としてそれぞれ密封シェルの密封面とトレー密封面と接触し、密封シェルとトレーの間における隙間を密閉する。

本発明は次のように改良してもよい。前記密封リングは外密封リップと内密封リップを有する。内密封リップ上方のトレー底部に対応する箇所にトレー密封面を水平に設置する。前記密封リングの外密封リップは一つのリング状スカート辺を有し、当該スカート辺は密封シェルの上縁と密閉するよう固定連結している。外密封リップは連結体を有し、当該連結体は十分な長さを有し、密封リングの浮体が浮き上がる時に内密封リップとトレー密封面が密接することによりシール構成部材を構成する。洗濯機が脱水する時に、排水キャビティ内の水位が下降し、浮体も下降し、内密封リップとトレー密封面が離間する。前記連結体は伸縮可能な連結体（例えば、波形管状）に作られてもよい。そうすると、浮体の昇降はもっとスムーズになる。前記密封リングの浮体は外密封リップと、内密封リップおよび連結体により構成される密封リング部品から分離してもよい。

本発明は下記のように改良してもよい。前記密封リングは外密封リップと内密封リップを有する。内密封リップ上方のトレー底部に対応する箇所にトレー密封面を水平に設置し、前記密封リングの外密封リップのリング状スカート辺を直接に固定し、かつリング状スカート辺と密封シェルを一体化するようそのリング状スカート辺を洗濯桶底部の内側に密封する。そして、独立な密封シェルをなくし、組立プロセスの簡素化と製品のコストダウンの目的に達成する。外密封リップには一つの連結体を有し、当該連結体は十分な長さを有し、密封リングの浮体が浮き上がる時に内密封リップとトレー密封面とが密接することによりシール構成部材を構成する。洗濯機が脱水する時に、排水キャビティ内の水位が下降し、浮体も下降し、内密封リップとトレー密封面が離間する。前記連結体は伸縮可能な連結体（例えば、波形管状）に作られてもよい。そうすると、浮体の昇降はもっとスムーズになる。前記密封リングの浮体は外密封リップと、内密封リップおよび連結体により構成される密封リング部品から分離してもよい。

本発明は下記のように改良してもよい。前記密封リングは外密封リップと内密封リップを有し、外密封リップ上方の密封シェルに対応する箇所に密封シェル密封面を水平に設置する。前記密封リングの内密封リップはトレー密封面に固定するよう密閉連結している。内密封リップは伸縮可能な連結体を有し、当該伸縮可能な連結体は密封リングの浮体が浮き上がる時に、外密封リップと密封シェルの密封面を十分に密接させ、シール構成部材を構成することができる。洗濯機が脱水する時に、排水キャビティ内の水位が下降し、浮体も下降し、外密封リップと密封シェル密封面が離間する。前記伸縮可能な連結体は伸縮可能な波状を呈してもよい。

本発明の密封リングにおける浮体の断面は丸形、矩形またはその他の形状でもよい。浮体はリング状の中空密閉構造でもよく、リング状のオープン式キャビティ構造でもよい。前記密封リング浮体の中には比重が水より小さい材料（例えば、発泡材）を充填してもよい。その充填材料は密封リングの全体的な鋼性を強化できる。密封リング全体は水の中において浮き上がることができる。

本発明の密封リング浮体がリング状オープン式キャビティ構造である場合、その上部が密閉され、底面がオープンされ、そして、密封リング全体は浮体の作用によって水の中において浮き上がることができる。

本発明では、密封リングは圧力変化に対する応答性のよく、高い機械強度と弾性を有するゴムまたはその他の高分子材料など洗剤環境に相応しい材料にて作られたほうがよい。
本発明のもう一つの改良として、前記密封リングの外、内密封面は圧力変化に対する応答性が強く、弾性がよく、機械強度が高い一層の材料（例えば、密封リング本体の材料より柔らかいゴムまたはその他の高分子材料）を基材に複合することによって形成される。これにより、密封リングの製造コストを大幅に低減できる。

本発明のもう一つの改良として、前記密封シェル密封面とトレー密封面は、圧力変化に対する応答性が強く、弾性がよく、機械強度が高い一層の材料（例えば、密封リングの材料より柔らかいゴムまたはその他の高分子材料）を基材に複合することによって形成される。

本発明では、密封シェルの密封面とトレー密封面には圧力変化に対する応答性が強く、弾性がよく、機械強度が高い材料を複合することによって形成された場合、密封リングは比較的に硬い材料（例えば、プラスチック）にて作られてもよい。これによって、コストダウンと密封リングの加工プロセスの簡素化を実現できる。

本発明において、前記複合プロセスは、表面塗装、嵌合、粘着、インジェクション成形など多様な方法が含まれる。

本発明は次のような優れた効果を有する。（１）密封リングが浮動可能なものであるため、その密封面と密封シェルの密封面およびトレー密封面は平面接触であり、密封圧力が水圧に提供され、接触面が十分に大きくかつ滑らかであれば、密封は確実である。さらに、片状密封リップ構造を採用すれば、圧力変化に対する応答性はもっと良くなる。或いは、シール構成部材における少なくとも1つの部材は圧力変化に対する応答性がよく、弾性と機械強度がよい材料を採用すれば、密封効果もよりよくなる。例えば、通常の洗濯時、内桶の水位の高さは約25〜50cmであり、水圧は0.25〜0.5N/cm²となる。密封部材の内径を8cmとし、外径を12cmとする場合、密封リングが受ける水圧の面積は約62.8 cm²であり、受ける圧力は15.7N〜31.4Nとなる。接触面の幅が2mmである場合、シール構成部材の接触圧力は1.25〜2.5N/cm²であり、水圧の五倍にあたる。（２） 軸方向における平面密封の同心度は径方向の動的シールほど高く要求されていなく、シール構成部材の接触と離脱は水位によりコントロールされる。そのため、本発明の密封装置の製造と取付は容易に行われ、コストも低くなる。（３） 密封リングと高速回転の内桶および関連部品との接触を回避させたため、シール構成部材に生じる摩擦およびそれにもたらされる騒音の発生、電力の大量消耗、脱水立ち上げ時の抵抗が大きいなど一連の問題は根本的に解決された。（４）本発明では、密封リング材料に対する要求が低く、また、製造コストの高い回転止め輪（ひいては密封シェル）をなくしたため、全体の製造コストは低減される。（５）日本の東芝、シャープ等洗濯機の製造メーカーは、二十世紀七十、八十年代から既に洗濯時において外桶に水を貯めない節水型洗濯機（例えば、JP昭54-12098、JP昭61-9878）を開発した。中国国内の洗濯機製造メーカーも二十世紀九十年代に類似製品の開発を試みた。しかし、外桶と内桶間の動的密封をうまく解決できないため、普及に至っていない。本発明の密封装置を採用することによって、密封の課題をうまく解決でき、節水型全自動洗濯機の普及応用に有利である。

以下、図面に従って本発明を詳しく説明する。
図2に示す節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置は、本発明の第1実施形態である。図に示されるシール構成部材は二通りの状態であり、左側のシール構成部材が分離状態(脱水または内桶に水のない状態)であり、右側のシール構成部材は結合状態である。この場合、密封リング20は密封シェル11とトレー5の間における隙間（洗濯または内桶に水が溜まる状態）を密閉する。当該密封装置は外桶1底部の内側に固定される密封シェル11と、内桶2底部に固定されるトレー5と、外桶1と密封シェル11とトレー5から囲まれてなる排水キャビティ16と、密封シェル11とトレー5の間における隙間の密閉に用いられる密封リング20とを備えている。前記トレー5は内桶2と共に回転でき、即ち、密封シェル11に対する相対運動が可能である。密封シェル11の上縁内面に設置される密封シェルの密封面11aと、トレー5底面外縁に設置されるトレー密封面5aと、密封リング20の上表面に設置される外密封面20eと、内密封面20fは密封面であり、共同で密封シェル11とトレー5の間におけるシール構成部材を構成している。密封シェルの密封面11aとトレー密封面5aは同一水平面にある。密封リング20本体は一つのゴム製の浮体20cであり、水中の浮力によって自身が浮き上がることができる。密封面としての上表面は平面であり、かつその上に外密封面20eと内密封面20fが設置されている。当該リング状浮体の内径は内桶2底部にリング状に分布する排水孔7のリング状最大直径よりやや大きく、その外径は密封シェルの密封面11aの内径より大きく、密封シェルの上口リング11bの内径より小さい。密封リング20は脱水軸18aの外にかぶせ、脱水軸18aの軸方向に沿って浮き上がることによって、密封シェル11とトレー5の間における隙間を密閉する。

洗濯機の洗濯プロセスが開始すると、内桶2に水が注がれる。水は排水孔7から排水キャビティ16に注入する。排水キャビティ16内の水位の上昇につれ、密封リング20は浮体20cの浮力作用により上昇し、所定の水位に達した時に、浮き上がる密封リング20の上表面の外密封面20eと内密封面20fは、それぞれ密封シェルの密封面11aとトレー密封面5aに接触する。水位の更なる上昇につれ、内桶2にも水が充満し、水圧が更に強くなる。水圧は密封リング20に作用し、密封面に対する圧力も更に強くなり、密封シェル11とトレー5の間における隙間を強く密閉することができる。即ち、図2右側の密封リング20に示されているように、内桶2と外桶1との間における水の通路を密閉する。

図2左側の密封リング20に示されているように、脱水プロセスが開始すると、排水弁14が開かれる。水は排水孔7、排水キャビティ16、主排水口15、主排水管13、排水弁14、排水管21から排出される。排水キャビティ16内の水位の下降につれ、密封リング20は自身の重力の作用により下降する。排水キャビティ16内の水が完全に排出される時に、密封リング20は外桶1の底部に降下する。密封リング20は、密封シェルの密封面11aとトレー密封面5aから完全に離脱する。本発明では、外桶1底部の内表面に非連続的な凸筋1bが設置されており、排水キャビティ16内の水位が下降する時に、当該凸筋1bは密封リング20を支え、水をスムーズに排出させる。内桶2が高速回転で脱水する時に、洗濯物に溜められている水は遠心力の働きによって、内桶1の内壁に沿って上昇し、上部の脱水用出水口（図示しない）から振り出され、外桶1に収集されていから、副排水口4、副排水管19を経て排水管21から排出される。その時、排水キャビティ16は常に無水状態にあり、密封リング20は浮き上がらず、如何なる運動部品と接触しないため、摩損と騒音の問題が発生しない。

図3に示す節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置は、本発明の第2の実施形態である。実施形態１と異なるのは、密封リング20にはリング状の片状外密封リップ20aと内密封リップ20bという二つの密封リップを有し、それらを「Ｙ」字状に形成し、密封リング浮体20cの上端面に位置している。浮体20cは中空密閉構造を有し、水中に発生する浮力は密封リング20全体を浮き上がらせる。外密封リップ20aの外縁外径は密封シェルの密封面11aの内径より大きく、密封シェルの上口リング11bの内径より小さい。内密封リップ20bの内径はリング状に分布する排水孔7のリング状最大直径より大きい。図3右側の密封リング20に示されているように、密封リング20が浮体20cの浮力の作用により所定の高さに上昇する時、密封リング20の外密封リップ20aと内密封リップ20bはそれぞれ密封シェルの密封面11aとトレー密封面5aに接触する。水位が更に上昇することにつれ、水圧が更に強くなり、水圧が密封リング20に作用し、外密封リップ20aと内密封リップ20bをそれぞれ密封シェルの密封面11aとトレー密封面5aに強く押圧させ、密封シェル11とトレー5の間における隙間を密閉する。

図3左側の密封リング20に示されているように、洗濯機の脱水プロセスにおいて、内桶中の水は完全に排出され、密封リング20は自身の重力の作用により外桶1の底部に降下し、その外密封リップ20aと内密封リップ20bを密封シェルの密封面11aとトレー密封面5aから完全に離脱させる。その場合、如何なる運動部品と接触しないため、摩損と騒音の問題が発生しない。

また、本実施形態における浮体20cおよびその上方にあるリング状内密封リップ20bと外密封リップ20aに対し、二つの独立な部分に分離しても、同様な技術効果が得られる。このような分離構造を有する密封リングは、製造をより容易に実現でき、コストダウンにも有利である。

図4に示されている密封リングは、本発明の第3の実施形態である。前記密封リング20の浮体20cはリング状オープン式キャビティ構造であり、その断面は「Π」字状を呈し、底面は開口している。浮体「Π」字状の上部の両隅には、外密封リップ20aと内密封リップ20bがそれぞれ連結されている。水中において浮体20cが生じる浮力は密封リング20全体を水中から十分に浮き上がらせる。

図5に示されている密封リングは、本発明の第4の実施形態である。前記浮体20cはリング状オープン式キャビティ構造であり、その断面は丸形となっており、底面は開口している。浮体20cの上部には外密封リップ20aと内密封リップ20bがそれぞれ連結されており、両密封リップが水平線と所定の角度をなし、逆八字状、即ち「Ｙ」字状に形成している。水中において浮体20cが生じる浮力は、密封リング20全体を水中から十分に浮き上がらせる。

図6に示されている密封リングは、本発明の第5の実施形態である。密封リング20の浮体20cはリング状中空密閉構造であり、キャビティ内に発泡材が充填されている。片状の外密封リップ20aと内密封リップ20bは「Ｙ」字状に形成し、密封リング20の浮体20cの上端面に位置し、浮体20cと一体に連結している。

図7に示されている節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置は、本発明の第6の実施形態である。実施形態２と異なるのは、前記密封リング20の外密封リップ20aと密封シェルの上口リング11bは固定的に密閉連結されている。外密封リップ20aと浮体20cとの間には連結体20dを有する。当該連結体20dは十分な長さを有し、密封リングの浮体20cが浮き上がる時に内密封リップ20bとトレー密封面5aを密接させてシール構成部材を形成させる。浮体20cは下降する時、密封リング20の自身の重さの作用によって内密封リップ20bはトレー密封面5aから離間する。

図7右側の密封リング20に示されているように、洗濯機の洗濯プロセスが開始する時、排水キャビティ16内の水位が上昇し、密封リング浮体20cは内密封リップ20bをつれて上昇する。連結体20dは固定端の浮体20cに引っ張られて上へ傾き、センター位置の内密封リップ20bをトレー密封面5aに接近させ、所定の水位に達したら、浮き上がる内密封リップ20bは浮体20cの浮力と水圧の作用によりトレー密封面5aを強く押圧し、内桶2と外桶1間の密封を実現する。脱水のプロセスにおいて、排水キャビティ16内の水位の下降につれ、内密封リップ20bと浮体20cは自身の重力の作用により下降し、シール構成部材は図7左側の密封リング20に示されているように離脱する。本実施形態において、外密封リップ20aを固定し、内密封リップ20bを上へ運動させることにしている。一つの密封リップと密封面を固定することによって、密封の信頼性を向上でき、かつ軸方向の取付誤差問題も解決できる。また、本実施形態における浮体20cとその上方のリング状内、外密封リップおよび連結体（20d）は、二つの互いに独立する部分に分離しても、同様な技術効果が得られる。このような分離構造を有する密封リングは、製造をより容易に実現でき、コストダウンにも有利である。

図8に示されている節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置は、本発明の第7の実施形態である。実施形態６と異なり、前記密封リング20の浮体20cは、中空密閉構造を有し、その断面形状が図に示されている丸形またはその他の形状である。内密封リップ20bはトレー5の底面と減速器18のフランジの上部との間に固定されると共に密封の役割も果たす。前記内密封リップ20bには排水孔7に対応して相応なる穴位置を設け、かつロケーション設計を行うことで、内桶2における排水通路の流暢を維持する。内密封リップ20bは波形管状の連結体20dを有し、その伸縮可能な長さは、密封リング20の浮体20cが浮き上がる時、外密封リップ20aと密封シェルの密封面11aを十分に密接させて、シール構成部材を形成させることができる。浮体20cは降下する時、外密封リップ20aと密封シェル密封面11aは分離する。

図8右側の密封リング20に示されているように、洗濯機の洗濯プロセスが開始すると、排水キャビティ16内の水位が上昇し、浮体20cは外密封リップ20aをつれて上昇すると共に、浮体20cの浮力と水圧の作用によって密封シェルの密封面11aを強く押圧し、内桶2と外桶1間の密封を実現する。図8左側の密封リング20に示されているように、脱水のプロセスにおいて、排水弁14は開け、排水キャビティ16内の水位が下降することにつれ、密封リング20は自身の重力の作用により下降し、シール構成部材は離脱する。即ち、密封リング20を内桶2と共に高速回転させる。適切に設計すれば、遠心力も密封リング20を密封シェル11に接触させずまたは摩擦させない。本実施形態において、内密封リップ20bを固定し、外密封リップ20aを軸方向に運動させる方式を採用した。密封リング20は製造が簡単となり、コストも低くなる。

そして、本実施形態における浮体20cとその上方のリング状内外密封リップおよび連結体（20d）は、二つの互いに独立する部分に分離しても、同様な技術効果が得られる。このような分離構造を有する密封リングは、製造をより容易に実現でき、コストダウンにも有利である。

図9に示されている節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置は、本発明の第8の実施形態である。実施形態６と異なり、前記密封装置を更に簡素化した。実施形態６における前記密封リング20の外密封リップ20a下部のリング状スカート辺を直接に固定し、洗濯桶1底部の内側に密封する。リング状スカート辺と洗濯桶1底部の内側は、前記排水キャビティ16を構成し、独立な密封シェル11をなくし、組み立てプロセスの簡素化と製品のコストダウンを図る目的に達成できる。本実施形態において、密封リング20の内密封面20fとトレー密封面5aは、シール構成部材を形成し、内桶2と外桶1との間における水の通路を密閉する。

図9左側の密封リング20に示されているように、密封リング20は浮体20cの浮力作用により所定の水位に上昇する時、密封リング20の内密封面20fはトレー密封面5aに接触する。内桶2に水が充満する場合、水圧は浮体20cと内密封面20fに作用し、内密封面20fをトレー密封面5aに強く押圧し、内桶2と外桶1との間における水の通路を密閉する。排水キャビティ16内の水が完全に排出された時、密封リング20は外桶1の底部に降下し、内密封面20fはトレー密封面5aから完全に離脱する。

図10に示されている節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置は、本発明の第9の実施形態である。前記実施形態と異なり、密封シェルの密封面11aとトレー密封面5aはそれぞれ錐面となるよう設置されており、密封リング20の浮体20cの断面は丸形であり、良好な圧力変化に対する応答性と弾性を有し、シール構成部材の信頼性を確保できる。

図11に示されている密封リングは、本発明の第１０の実施形態である。前記実施形態と異なり、本実施形態における密封リング20は、リング状の中空密閉構造を有し、外密封面20eと内密封面20fは、異なる水平面に位置し、外密封面20eは内密封面20fより低く、その外密封面20eと内密封面20fには一つのリング状突起22を有する。密封リング20上のリング状突起22の頂端はそれぞれ密封シェルの密封面11aとトレー密封面5aに接触し、密封シェル11とトレー5の間における隙間を密閉する。

図12に示されている節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置は、本発明の第１１の実施形態である。前記実施形態と異なり、本実施形態における密封シェル密封面11aとトレー密封面5aは一つのリング状突起22を有する。密封リング20は所定の高さに浮き上がる時、密封リングの外密封面20eと内密封面20fはそれぞれ前記リング状突起22頂端に接触し、密封シェル11とトレー5との間における隙間を密閉する。

図13に示されている節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置は、本発明の第１２の実施形態である。実施形態６と異なり、前記密封リング20の外密封リップ20aと密封シェルの上口リング11bは固定的に密閉連結されている。当該外密封リップ20aは伸縮可能な波形管状連結体20dを有する。当該連結体20dが伸縮する長さは、密封リングの浮体20cが浮き上がる時、内密封リップ20bとトレー密封面5aを十分に密接させ、シール構成部材を形成させる。浮体20cは下降する時、密封リング20の自身の重さと外密封リップ20aの波形管状連結体20dの収縮する作用によって、内密封リップ20bはトレー密封面5aと分離する。

図7右側の密封リング20に示されているように、洗濯機の洗濯プロセスが開始すると、排水キャビティ16内の水位が上昇し、密封リング20浮体20cは内密封リップ20bをつれて上昇させ、波形管状の連結体20dもそれと共に上へ伸びる。内密封リップ20bは浮体20cの浮力と水圧の作用によりトレー密封面5aを強く押圧し、内桶2と外桶1との間の密封を実現する。図7左側の密封リング20に示されているように、脱水のプロセスにおいて、排水キャビティ16内の水位の下降につれ、内密封リップ20bと浮体20cは自身の重力と外密封リップ20aの波形管状の連結体20dの収縮する作用により下降し、シール構成部材は離脱する。本実施形態において、外密封リップ20aを固定し、内密封リップ20bを上へ運動させる方式を採用した。一つの密封リップと密封面を固定することによって、密封の信頼性を更に向上し、軸方向の取付誤差の問題も解決できる。

従来の節水型全自動洗濯機のシール構成部材である。 本発明の第１実施形態の正面断面図である。 本発明の第２実施形態の正面断面図である。 本発明の第３実施形態の密封リングの断面図である。 本発明の第４実施形態の密封リングの断面図である。 本発明の第５実施形態の密封リングの断面図である。 本発明の第６実施形態の正面断面図である。 本発明の第７実施形態の正面断面図である。 本発明の第８実施形態の正面断面図である。 本発明の第９実施形態におけるシール構成部材の断面図である。 本発明の第１０実施形態の密封リングの断面図である。 本発明の第１１実施形態におけるシール構成部材の断面図である。 本発明の第１２実施形態の正面断面図である。

符号の説明

１…外桶、1b…凸筋、２…内桶、４…副排水口、5…トレー、5a…トレー密封面、6…回転止め輪、6a…回転止め輪の外柱面、7…排水孔、10…密封リング、11…密封シェル、11a…密封シェルの密封面、11b…密封シェルの上口リング、13…主排水管、14…排水弁、15…主排水口、16…排水キャビティ、18a…脱水軸、20…密封リング、20a…外密封リップ、20b…内密封リップ、20c…浮体、20d…連結体、20e…外密封面、21…排水管。

Claims (22)

1. 外桶（1）底部の内側に固定される密封シェル(11)と、内桶(2)底部に固定されるトレー(5)と、外桶(1)と密封シェル(11)とトレー(5)から囲まれてなる排水腔(16)と、密封シェル(11)とトレー(5)との間における隙間の密閉に用いられる密封リング(20)を備えた節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
   前記密封リング(20)は脱水軸(18)の外にかぶせ、脱水軸(18)の軸方向に沿って上へ浮き上がらせることにより、密封シェル(11)とトレー(5)との間における隙間を密閉できるリング状の浮体(20c)であり、浮き上がる密封リング(20)の上表面とトレー(5)の底面および密封シェル(11)上縁の内面は密封面であり、前記密封面の組合せは密封シェル(11)とトレー(5)との間のシール構造部材を構成することを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
2. 請求項1に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
   前記密封リング(20)の上表面にはそれぞれ外密封面(20e)と内密封面(20f)となっている二つの密封面を有し、密封リング(20)の外密封面(20e)の上方にある密封シェル(11)に対応する箇所に密封シェルの密封面(11a)を設置し、内密封面(20f)の上方におけるトレー(5)の底部に対応する箇所にトレー密封面(5a)を設置し、浮き上がる密封リング(20)の外密封面(20e)と内密封面(20f)はそれぞれ密封シェルの密封面(11a)とトレー密封面(5a)に接触し、密封シェル(11)とトレー(5)との間における隙間を密閉させることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
3. 請求項２に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
   前記密封シェル密封面(11a)とトレー密封面(5a)は、密封リング外密封面(20e)と内密封面(20f)の上方に対応して、同一水平面に水平に設置されていることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
4. 請求項２に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
   前記密封シェル密封面(11a)とトレー密封面(5a)は、密封リング(20)の外密封面(20e)と内密封面(20f)の上方に対応して、高さ位置をずらすとともに密封リング(20)の外密封面(20e)と内密面(20f)の高さ位置もずらすよう水平に設置されていることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
5. 請求項1に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
   前記密封シェル(11)上縁の内面とトレー(5)の底面は錐面であることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
6. 請求項２に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
   前記密封リング(20)は、少なくとも二つ以上のリング状の突起を有し、浮体(20c)の上方に位置し、密封リング(20)の外密封面(20e)と内密封面(20f)を構成し、密封リング20上のリング状突起はそれぞれ密封シェルの密封面11aとトレー密封面(5a)に接触し、密封シェル(11)とトレー(5)との間における隙間を密閉させることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
7. 請求項1乃至5のいずれか１に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
   前記密封シェルの密封面(11a)とトレー密封面(5a)にはそれぞれリング状突起を有し、前記リング状突起の頂端は同一平面上に位置していることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
8. 請求項1乃至5のいずれか１に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
   前記密封シェルの密封面(11a)とトレー密封面(5a)にはそれぞれリング状突起を有し、前記リング状突起の頂端の高さ位置をずらすとともに、それに対応して密封リング(20)の外密封面(20e)と内密封面(20f)の高さをずらすことを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
9. 請求項1に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
   前記密封リング(20)は、それぞれ外密封リップ(20a)と内密封リップ(20b)となる二つの密封リップを有し、リング状の外密封リップ(20a)と内密封リップ(20b)はともに、密封リング(20)の密封面を構成するよう密封リング(20)の浮体(20c)の上部に位置しており、外密封リップ(20a)の上方にある密封シェル(11)に対応する箇所に密封シェルの密封面(11a)を設置し、内密封リップ(20b)の上方におけるトレー(5)底部に対応する箇所にトレー密封面(5a)を設置していることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
10. 請求項1に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
    前記密封リング(20)は、それぞれ外密封リップ(20a)と内密封リップ(20b)となる二つの密封リップを有し、内密封リップ(20b)の上方におけるトレー(5)底部に対応する箇所にトレー密封面(5a)を設置し、外密封リップ(20a)は密封シェル(11)の上縁と固定するよう密閉連結し、外密封リップ(20a)と密封シェル(11)の間には連結体(20d)を設置し、当該連結体(20d)は密封リング(20)の浮体(20c)が浮き上がる時、内密封リップ(20b)とトレー密封面(5a)を密接させて、シール構成部材を形成するよう十分な長さを有していることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
11. 請求項１０に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
    前記密封リングの浮体(20c)は二つの独立体となるよう、その上方にある外密封リップ、内密封リップおよび連結体(20ｄ)と分離されることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
12. 前記連結体(20d)は伸縮可能な構造である請求項１０に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
13. 請求項９に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
    前記密封リング(20)は、それぞれ外密封リップ(20a)と内密封リップ(20b)となる二つの密封リップを有し、外密封リップ(20a)上方の密封シェル(11)に対応する箇所に密封シェルの密封面(11a)を設置し、内密封リップ(20b)はトレー(5)と固定するよう密閉連結し、内密封リップ(20b)と浮体(20c)との間には連結体(20d)を設置し、当該連結体(20d)は密封リングの浮体(20c)が浮き上がる時、外密封リップ(20a)と密封シェル密封面(11a)を十分に密接させ、シール構成部材を形成することを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
14. 請求項１３に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
    前記密封リングの浮体(20c)は密封リングの独立な部品であり、その上方にある外密封リップ、内密封リップおよび連結体(20d)から構成された密封リングのもう一つの独立な部品とは非同体であることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
15. 前記連結体(20d)は、伸縮可能な構造である請求項１４に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
16. 請求項1乃至6または9乃至１５のいずれか１に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
    前記密封リング(20)の浮体(20c)はリング状の中空密閉構造であり、その断面形状は任意の形状であることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
17. 前記密封リング(20)の浮体(20c)には比重が水より小さい材料を充填していることを特徴とする請求項１６に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
18. 請求項1乃至6または9乃至１５のいずれか１に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
    前記密封リング(20)の浮体(20c)はリング状のオープン式キャビティ構造であり、その上部が密閉され、底面が開口していることを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
19. 請求項1乃至6または9乃至１５のいずれか１に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
    前記密封リング(20)の密封面の表面には、圧力変化に対する応答性が強く、弾性がよく、機械強度が高い材料を一層複合させたことを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
20. 請求項1乃至１５のいずれか１に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
    前記密封シェルの密封面(11a)とトレー密封面(5a)には、圧力変化に対する応答性が強く、弾性がよく、機械強度が高い材料を一層複合させたことを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
21. 前記密封リング(20)の密封面の表面には、圧力変化に対する応答性が強く、弾性がよく、機械強度が高い材料を一層複合させた請求項７或いは８に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。
22. 請求項1に記載の節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置において、
    前記密封リング(20)の下部にはリング状のスカート辺を有し、当該スカート辺は密封シェル(11)と一体に形成され、当該スカート辺と浮体(20c)との間には伸縮可能な連結体(20d)を設け、当該伸縮可能な連結体(20d)は密封リング(20)の浮体(20c)が浮き上がる時、密封リング(20)の内密封面(20f)とトレー密封面(5a)を十分に密接させ、シール構成部材を形成することを特徴とする節水型全自動洗濯機の浮体式密封装置。

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