JP2006015029A

JP2006015029A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2006015029A
Application number: JP2004197570A
Authority: JP
Inventors: Toshinari Matsumoto; 俊成松本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2006-01-19

Abstract

【課題】水等、液体を使用せず、給排水装置、配管等の付属品を無くし、安価で静かに振動性能を向上させた洗濯機を提供すること。
【解決手段】外槽３３に制振手段４１を取り付け、制振手段４１は、外枠４２と、外枠４２に弾性体４４を介して支持された錘４３とを有し、外枠４２と錘４３の間に弾性体４４による錘４３の支持方向の振幅を吸収する振動空間４５を設けたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類等の洗濯を行う洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、衣類の偏心荷重による脱水起動時の外槽の大きな振動を抑えるために外槽の重量を重くしていた（例えば、特許文献１参照）。図１４に示すように、本体１と、本体１内にサスペンション２によって支持された外槽３と、外槽３内に水平軸を中心に回転する洗濯兼脱水槽４と、洗濯兼脱水槽４を駆動するモータ５と、外槽３の下部と本体１との間に設けたダンパー６と、外槽３に設け、その振動度合に応じて水を溜める振動抑制用のタンク７とを備えたものであり、脱水起動時にはこのタンク７に水を満たし、脱水起動時の大きな振動は、タンク７に満たした水の重量によって抑えることができるようにしたものである。
特開平５−１３１０７５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、タンク７に水を満たすための給水装置や排水するための排水装置が必要でありコスト高であった。また、給排水のための配管は、脱水時の振動で騒音を発生していた。更に、タンク７を満水にしないで、水の揺動エネルギを利用して制振効果を得る場合も、タンク７内の水の振動音が問題となっていた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水等、液体を使用せず、給排水装置、配管等の付属品を無くし、安価で静かに振動性能を向上させた洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、外槽に制振手段を取り付け、制振手段は、外枠と外枠に弾性体を介して支持された錘とを有し、外枠と錘の間に弾性体による錘の支持方向の振幅を吸収する振動空間を設けたものである。

これによって、洗濯物の偏心荷重による脱水起動時の外槽の激しい振動が錘を励振し、錘の振動エネルギとして外槽の振動エネルギが消費されることになり、外槽の振動を低減することができる。特に、外槽の洗濯機外枠への衝突を引き起こし、洗濯機外枠の移動や大きな騒音の原因になっていた脱水起動の初期に発生する左右方向の振動成分を効果的に低減することができる。

本発明の洗濯機は、外槽に取り付ける錘に水等の液体を使用しないので、給排水装置、配管等の付属品を無くすことができ、安価で静かに振動性能を向上することができる。

第１の発明は、洗濯機外枠に弾性支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段と、前記外槽に取り付けられた制振手段を有し、前記制振手段は、外枠と前記外枠に弾性体を介して支持された錘とを有し、前記外枠と前記錘の間に前記弾性体による錘の支持方向の振幅を吸収する振動空間を設けたことにより、洗濯物の偏心荷重による脱水起動時の外槽の激しい振動が錘を励振し、錘の振動エネルギとして外槽の振動エネルギが消費されることになり、外槽の振動を低減することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の外枠を、錘の両側に設けた一対の第１の支持体と、前記第１の支持体と交叉する方向に配設した一対の第２の支持体を有し、前記第１の支持体と、前記第２の支持体に錘を弾性体を介して支持したことにより、外槽の前後方向の振動で錘が励振されることになり、脱水起動時の外槽の激しい振動の前後成分を低減することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明の外枠に、第１の支持体および第２の支持体と交叉する方向に配設した一対の第３の支持体を有し、前記第３の支持体に錘を弾性体を介して支持したことにより、外槽の上下方向の振動で錘が励振されることになり、脱水起動時の外槽の激しい振動の上下成分を効果的に低減することができる。

第４の発明は、特に、第２または第３の発明の制振手段を、外枠と、前記外枠の異なる方向に設けた複数の弾性体を介して支持された錘とを有し、前記弾性体は、支持方向によって弾性係数が異なるように設定したことにより、制振手段が共振周波数のことなる外槽の各振動成分に対して、効果的に作用することになり、脱水起動時に発生する複数の振動形態において制振効果を発揮することができる。

第５の発明は、特に、第４の発明の制振手段を、外槽下部または外槽上部に設けられ、前記外槽の左右方向の振動を吸収する第１の弾性体と、前記外槽の上下方向の振動を吸収する第３の弾性体を有し、前記第３の弾性体の弾性係数を第１の弾性体より強く設定したことにより、脱水起動時の外槽の左右方向の振動成分と、共振周波数のより高い上下方向の振動成分の両方に効果的に作用することになり、脱水起動時の洗濯機外枠の移動や大きな騒音の原因となる左右と上下方向の振動の両方を低減することができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれかの発明の制振手段に、錘と弾性体を覆うカバーを有したことにより、錘の振動音が遮音されることになり、静かに外槽の振動を低減することができる。また、錘が外枠から離脱した場合、錘はカバーから外に出ないので、安全性も向上することができる。

第７の発明は、特に、第６の発明の制振手段の外枠にカバーを設けたことにより、カバー付きの制振手段を外槽に取り付けることになり、組み立て性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の断面図、図２は、同洗濯機の制振手段の断面図、図３は、同洗濯機の制振手段の下面図を示すものである。図１〜図３において、洗濯機外枠３０は、４本の引張りばね３１と、２本のダンパ３２により外槽３３を弾性支持している。洗濯兼脱水槽３４は外槽３３内に回転自在に配設している。モータ（駆動手段）３５は、ブラシレス直流モータから成っており、インバータ制御され、回転速度が自在に変化されるようになっている。そして直接洗濯兼脱水槽３４を駆動する。給水手段３６は洗濯兼脱水槽３４内に給水するものである。

水位検知手段３７は、外糟３３内の洗濯水位を検知する。排水手段３８は、外槽３３内の洗濯水を排水するものである。制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面下部に設けられている。制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面上部に設けられた操作表示手段４０により入力された設定内容に基づいて洗い、すすぎ、脱水の各行程を逐次制御するもので、パワースイッチング手段（図示せず）を介してモータ３５、給水手段３６、排水手段３８などを逐次制御する。

制振手段４１は、外槽下部３３ａに固定されている。制振手段４１は、外枠４２、錘４３および弾性体４４から構成されている。外枠４２には、一対の支持体４２ａが設けられており、両支持体４２ａで形成される空間４２ｂに錘４３を配置している。弾性体４４には、騒音を考慮してゴムを使用し、伸縮方向が短径となる楕円形の伸縮孔４４ａが設けられている。弾性体４４の一端を支持体４２ａに、反対側を錘４３に接着し、空間４２ｂに錘４３を弾性支持している。

外枠４２には制振手段４１を外槽下部３３ａに取り付けるための固定部４２ｃが一対設けられており、制振手段４１は、固定部４２ｃに形成した固定穴４２ｄを利用して外槽下部３３ａにねじ止めされる。

振動空間４５は、錘４３と一対の支持体４２ａの間の空間で錘４３の両側に設けられており、錘４３の最大振動振幅よりも大きくして、錘４３の振動エネルギを弾性体４４が減衰できるようにしている。弾性体４４の弾性係数は、錘４３と弾性体４４で構成される振動系の共振周波数が脱水起動時の外槽３３の共振周波数に等しくなるように設定されている。

以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。まず、洗濯兼脱水槽３４内に衣類と洗剤を投入後、操作表示手段４０を操作して運転を開始する。これによって、給水手段３６が動作し、洗濯兼脱水槽３４内に洗濯水が供給されると共に洗濯兼脱水槽３４も回転を開始する。規定量の洗濯水が供給されると給水手段３６は給水を停止する。洗濯兼脱水槽３４の回転によって、洗剤は洗濯水に溶かされ、洗濯液となって衣類に浸透する。洗濯兼脱水槽３４は、３０ｒ／ｍｉｎ程度の低速で回転して、衣類を持ち上げては落とすというたたき洗いを規定時間行う。

洗濯終了後、排水手段３８が作動し、汚れを溶かし込んだ洗濯液は、外槽３３の外に排水される。排水終了後、洗濯兼脱水槽３４の回転は徐々に速くなる。洗濯兼脱水槽３４の回転による振動周波数が、外槽３３の共振周波数に近づくと外槽３３は、大きく振動するようになる。特に、衣類の偏荷重が大きい場合、外槽３３は洗濯機外枠３０に衝突し、激しい時は、洗濯機外枠３０が移動する。しかしながら、この共振時に、外槽３３の振動が、外槽下部３３ａに取り付けた制振手段４１内の錘４３を励振し、錘４３は大きく振動するようになる。反面、外槽３３の振動は小さく抑えられることになる。

以上のように本実施の形態においては、制振手段４１を外槽下部３３ａに取り付けたことにより、錘４３の加振エネルギとして外槽３３の振動エネルギが消費されることになり、外槽３３の振動を低減することができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の制振手段の断面図、図５は、同洗濯機の制振手段の下面図を示すものである。図４、図５において、外枠４２は、錘４３の両側に設けた一対の第１の支持体４２ａと、第１の支持体４２ａと交叉（好ましくは直角）する方向に配設した一対の第２の支持体４２ｅで構成され、第１の支持体４２ａと、第２の支持体４２ｅに錘４３を弾性体４４を介して支持したものである。その他の構成は実施の形態１と同様である。

これにより、外槽３３の左右方向の振動に加えて前後方向の振動でも錘４３が確実に励振されることになり、脱水起動時の外槽３３の激しい振動の前後成分を低減することができる。以上のように、本実施の形態においては、脱水起動時の外槽３３の前後方向の振動成分も効率よく低減することができる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機の制振手段の断面図、図７は、同洗濯機の制振手段の下面図を示すものである。図６、図７において、外枠４２は、第１の支持体４２ａおよび第２の支持体４２ｅと交叉する方向に配設した一対の第３の支持体４３ｆで構成され、第３の支持体４２ｆに錘４３を弾性体４４を介して支持したものである。その他の構成は実施の形態２と同様である。

これにより、外槽３３の上下方向の振動で錘４３が励振されることになる。すなわち、前後、左右の２方向に上下を加えた３方向の振動に対して励振される。以上のように、本実施の形態においては、外槽３３の上下方向の振動で錘４３が励振されることになり、脱水起動時の外槽３３の激しい振動の上下成分を効果的に低減することができる。

（実施の形態４）
図８は、本発明の第４の実施の形態における洗濯機の制振手段の下面図を示すものである。図８において、制振手段４１は、外枠４２と、外枠４２の異なる方向に設けた複数の弾性体４４ａ、４４ｂを介して支持された錘４３とで構成されている。支持方向ｘに設けた弾性体４４ｘと、支持方向ｙに設けた弾性体４４ｙの硬度を変えることで、弾性係数が異なるように設定している。その他の構成は実施の形態２または３と同様である。

それぞれの弾性係数を支持方向の共振周波数に一致するように設定することにより、制振手段４１が共振周波数のことなる外槽３３の各振動成分に対して、効果的に作用することになり、脱水起動時に発生する複数の振動形態において制振効果を発揮することができる。

（実施の形態５）
図９は、本発明の第５の実施の形態における洗濯機の脱水起動時の外槽の振動状態を示すグラフ、図１０は、同洗濯機の断面図、図１１は、同洗濯機の制振手段の断面図を示すものである。図９〜図１１において、制振手段４１は、外槽下部３３ａまたは外槽上部３３ｂに設けられ、外槽３３の左右方向の振動を吸収する第１の弾性体５０と、外槽３３の上下方向の振動を吸収する第３の弾性体５１で構成され、第３の弾性体５１の弾性係数ｋ２を第１の弾性体５０の弾性係数ｋ１より強く設定したものである。

共振周波数ｆは次式で示される。
ｆ＝１／２π√１０００ｋ／ｍＨｚｋ＝（２πｆ）^２×ｍ／１０００Ｎ／ｍｍ
ｍは外槽３３の質量、ｋは支持方向の弾性係数である。ｍ＝４０ｋｇ、各支持方向の弾性体の数は２なので、第１の共振点２Ｈｚに一致させるための弾性係数ｋ１は次式より求められる。
ｋ１＝（４π）^２×４０／１０００／２＝３．２Ｎ／ｍｍ
同様に、第２の共振点５Ｈｚに一致させるための弾性係数ｋ２は次式より求められる。
ｋ２＝（１０π）^２×４０／１０００／２＝２０Ｎ／ｍｍ
ｋ２＞ｋ１になっている。ｋ１、ｋ２を使用する防振ゴムの硬度などを調節して、前記の計算で求めた弾性係数に設定している。その他の構成は実施の形態４と同様である。

以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。脱水起動時、洗濯兼脱水槽３４の回転数が約１２０ｒ／ｍｉｎの時に左右方向の第１の共振点（２Ｈｚ）が発生する。この周波数で錘４３が左右方向の振動成分で共振することになり、外槽３３の左右振動は低減されることになる。

洗濯兼脱水槽３４の回転数が約３００ｒ／ｍｉｎの時に上下方向の第３の共振点（５Ｈｚ）が発生する。この周波数で錘４３が上下方向の振動成分で共振することになり、外槽３３の上下振動は低減されることになる。前後方向の振動は比較的小さい。大きい場合は、前後方向に支持している弾性体の弾性係数を前後方向の振動成分の共振周波数に一致するように設定することで対処できる。

以上のように、本実施の形態においては、脱水起動時の外槽３３の左右方向の振動成分と、共振周波数のより高い上下方向の振動成分の両方に効果的に作用することになり、脱水起動時の洗濯機外枠の移動や大きな騒音の原因となる左右と上下方向の振動を低減することができる。

（実施の形態６）
図１２は、本発明の第６の実施の形態における洗濯機の要部の断面図を示すものである。図１２において、第１〜第５のいずれかの発明の制振手段４１の錘４３と弾性体４４を覆うカバー５２を外槽３３に設けたものである。これにより、錘４３の振動音が遮音されることになり、静かに外槽３３の振動を低減することができる。また、錘４３が外枠４２から離脱した場合、錘４３はカバー５２から外に出ないので、安全性も向上することができる。

（実施の形態７）
図１３は、本発明の第７の実施の形態における洗濯機の制振手段の断面図を示すものである。図１３において、第６の発明の制振手段４１の外枠４２にカバー５２を設けたことにより、カバー付きの制振手段４１を外槽３３に取り付けることになり、組み立て性を向上することができる。

以上のように、本発明に関わる洗濯機は、弾性体の弾性係数を強く設定することで、より高い周波数に対応することができ、起動時だけでなく定常時の振動も低減することができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図同洗濯機の制振手段の断面図同洗濯機の制振手段の下面図本発明の実施の形態２における洗濯機の制振手段の断面図同洗濯機の制振手段の下面図本発明の実施の形態３における洗濯機の制振手段の断面図同洗濯機の制振手段の下面図本発明の実施の形態４における洗濯機の制振手段の下面図本発明の実施の形態５における洗濯機の脱水起動時の外槽の振動状態を示すグラフ同洗濯機の断面図同洗濯機の制振手段の断面図本発明の実施の形態６における洗濯機の要部の断面図本発明の実施の形態７における洗濯機の制振手段の断面図従来の洗濯機の断面図

符号の説明

３０洗濯機外枠
３３外槽
３３ａ外槽下部
３３ｂ外槽上部
３４洗濯兼脱水槽
３５駆動手段
４１制振手段
４２外枠
４２ａ第１の支持体
４２ｅ第２の支持体
４２ｆ第３の支持体
４３錘
４４弾性体
４５振動空間
５０第１の弾性体
５１第３の弾性体
５２カバー

Claims

洗濯機外枠に弾性支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段と、前記外槽に取り付けられた制振手段を有し、前記制振手段は、外枠と前記外枠に弾性体を介して支持された錘とを有し、前記外枠と前記錘の間に前記弾性体による錘の支持方向の振幅を吸収する振動空間を設けた洗濯機。
外枠は、錘の両側に設けた一対の第１の支持体と、前記第１の支持体と交叉する方向に配設した一対の第２の支持体を有し、前記第１の支持体と、前記第２の支持体に錘を弾性体を介して支持した請求項１記載の洗濯機。
外枠は、前記第１の支持体および第２の支持体と交叉する方向に配設した一対の第３の支持体を有し、前記第３の支持体に錘を弾性体を介して支持した請求項２記載の洗濯機。
制振手段は、外枠と、前記外枠の異なる方向に設けた複数の弾性体を介して支持された錘とを有し、前記弾性体は、支持方向によって弾性係数が異なるように設定した請求項２または３記載の洗濯機。
制振手段は、外槽下部または外槽上部に設けられ、前記外槽の左右方向の振動を吸収する第１の弾性体と、前記外槽の上下方向の振動を吸収する第３の弾性体を有し、前記第３の弾性体の弾性係数を第１の弾性体より強く設定した請求項４記載の洗濯機。
制振手段は、錘と弾性体を覆うカバーを有した請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯機。
制振手段は、前記外枠にカバーを設けた請求項６記載の洗濯機。