JP2008113980A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、置き場所を大きくとらない低振動・低騒音ドラム式洗濯機を提供することを目的とする。
【解決手段】
外枠１と、外枠１内に支持機構３によって支持された外槽４と、外槽４内に回転軸を前側が奥側よりも高くなるように横にして配置したドラム５と、ドラム５を回転駆動する駆動手段と、外槽４内への給排水機構と、ドラム５の回転駆動および外槽４への給排水を制御するコントローラとを備えたドラム式洗濯機において、支持機構３は、ばねとオイルダンパとを有する主支持機構と、ばねと減衰機構とを有する補助支持機構１７，１８とを備え、前記オイルダンパは、シリンダとピストンとを有し、ピストンのストロークに応じて減衰力を段階的に発生する構成とし、前記補助支持機構の前記減衰機構は、外槽の上部に、外槽の前後方向の振動を減衰するように設けられたことを特徴とするドラム式洗濯機。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸心線を横にした回転自在なる洗濯ドラムが外枠筐体内に防振支持されているドラム式洗濯機に関する。

本発明のドラム式洗濯機は、乾燥運転機能を有するドラム式洗濯乾燥機も含む。

特許文献１には、洗濯機の外郭を成すフレームとこのフレーム内に回転自在に配設されたドラムとの間に油圧ダンパ（オイルダンパ）を設け、ドラムの回転起動時における振動振幅が大きいときには油圧ダンパで発生する減衰力を高くしてドラムの振動を抑え、ドラムの回転速度が速くなり振動振幅が小さくなったときには油圧ダンパで発生する減衰力を低くしてドラムの微振動がフレームに伝達されるのを抑えるようにした洗濯機が記載されている。このために、油圧ダンパを、油液が封入されたシリンダと、シリンダ内に摺動自在に設けられシリンダ内を２室に画成するピストンと、一端側がピストンに連結され他端側がシリンダ外に延出されたピストンロッドと、ピストンロッドの摺動時に２室間の油液の流動を制御して減衰力を発生する減衰力発生機構とからなる油圧ダンパにおいて、減衰力発生機構が、ピストンに設けられた２室間を連通する油液通路と、ピストンに対して離接可能なディスクバルブとからなり、ディスクバルブがピストンロッドの大ストローク時にピストンに接することにより油液通路の油液の流動を絞り、ピストンロッドの小ストローク時にピストンから離間して油液通路を開放するように構成している。

特開２００１−２１４９５１号公報

ドラムの回転軸を水平から前側が奥側（後ろ側）よりも高くなるように傾けたドラム式洗濯機においては、特に外槽の下部を筐体の幅方向に配置した２つの支持機構で支持する下部２点支持機構の場合、ドラムを内包した外槽の前後傾き振動が発生しやすい。さらに、この振動では支持機構の減衰が作用し難く、大きな振動を呈することになる。
また、共振現象が発生する低速回転時から定格となる高速回転時まで、設置床への振動伝達を効果的に抑制するためには、オイルダンパの減衰特性を最適化する必要がある。

本発明の第一の目的は、ドラムの回転軸を斜めに配置したドラム式洗濯機において、外槽の前後傾き振動の共振振幅を抑え、設置床への振動伝達が少なく低騒音化を図ることにある。

本発明の第二の目的は、ドラムの回転軸を斜めに配置したドラム式洗濯機において、設置床への振動伝達が少なく低騒音化を図るために、オイルダンパの減衰特性を最適化することにある。

上記第一の目的を達成するために、本発明のドラム式洗濯機は、外枠と、外枠内に支持機構によって支持された外槽と、外槽内に回転軸を前側が奥側よりも高くなるように横にして配置したドラムと、ドラムを回転駆動する駆動手段と、外槽内への給排水機構と、ドラムの回転駆動および外槽への給排水を制御するコントローラとを備えたドラム式洗濯機において、前記支持機構は、ばねとオイルダンパとを有する主支持機構と、ばねと減衰機構とを有する補助支持機構とを備え、前記オイルダンパは、シリンダとピストンとを有し、ピストンのストロークに応じて減衰力を段階的に発生する構成とし、前記補助支持機構の前記減衰機構は、外槽の上部に、外槽の前後方向の振動を減衰するように設けられたことを特徴とするものである。

このとき、前記補助支持機構の前記減衰機構は、前記ばねの外周に前記ばねの外径より小さい内径を有する筒状弾性体を設けた構成にするとよい。

また、上記の第二の目的を達成するために、本発明のドラム式洗濯機は、外枠と、外枠内に支持機構によって支持された外槽と、外槽内に回転軸を前側が奥側よりも高くなるように横にして配置したドラムと、ドラムを回転駆動する駆動手段と、外槽内への給排水機構と、ドラムの回転駆動および外槽への給排水を制御するコントローラとを備えたドラム式洗濯機において、前記支持機構は、ばねとオイルダンパとからなり、前記オイルダンパは、シリンダとピストンとを有し、ピストンのストロークに応じて減衰力を段階的に発生する構成とし、且つ、ダンパの単独加振試験において、加振周波数４Ｈｚで加振ストローク±８mm時に７５０Ｎmm以上、加振周波数１５Ｈｚで加振ストローク±２mm時に６０Ｎmm以下の損失エネルギーとなる構成としたものである。

本発明のドラム式洗濯機は、外槽の前後方向に設けられた減衰機構により、外槽の前後方向振動モードの共振通過時には前記減衰機構により減衰が作用し、共振振幅を抑えることができる。この結果、外枠と外槽間の前後方向隙間を小さく設定可能となり、外枠内の容積効率が高められ、コンパクト大容量の洗濯機が提供可能となる。
また本発明のドラム式洗濯機は、共振通過時±４mm以上の振動振幅となったとき、オイルダンパにより大きな減衰力が作用し、共振振幅を抑え、高速回転時には洗濯物の水が抜け偏心荷重も小さくなり振動振幅も±４mm以下となる。この結果、オイルダンパの発生減衰力は小さくなり、外枠や設置床への振動伝達も小さくなり、騒音も低減されることになる。

以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。図１は本発明の第１の実施例であるドラム式洗濯機の縦断面図を示す。

この図では、本発明の主要素である支持機構周りと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パネルスイッチ等は省略し図示していない。その主要構成は、薄鉄板製の外枠１と、この外枠を支持する合成樹脂製のベース、このベースから支持機構３を介して弾性支持されるとともに振動検出のための振動センサーを外周に設置している合成樹脂製の外槽４，外槽の前面には外枠との間で水密性を保つためのベローズ６，このベローズ６と嵌合し外枠１に設けられたガラス扉７，外槽４に回転可能に設置され不つり合いをキャンセルするための流体バランサ８を前部に装着し回転軸に支持するためアルミ製のフランジ９を底部に有し側面に通水孔を前面に開口部を有するＳＵＳ製のドラム５，外槽４の底部に締結され他端にモータロータ１０を有する回転軸を支持する軸受とモータステータ１１が装着されているアルミダイキャスト製の槽ベース１２である。

洗濯，すすぎおよび脱水時には、ドラム５がブラシレスモータにより回転駆動される。また、脱水回転時には、振動センサーにより振動検出が行われ予め用意された判定基準により通過や回転加速および非通過や定速の判定が決定されることになる。これらの駆動および振動検出並びに給排水などの制御はすべてコントローラにて行われる。

図２は支持機構を示し、ばね３ａおよびオイルダンパ３ｂから構成され、オイルダンパ３ｂはオイルを充填したシリンダ１３とピストン１４およびロッド１５並びにピストン
１４に対して離接可能なディスクバルブ１６から構成されている。ロッド１５はゴムブッシュを介して外槽４と締結され、ロッド１５の外側にはばねが装着されシリンダ１３の上部で外槽４を保持している。また、シリンダ１３の下部はゴムブッシュを介して外枠１と締結されている。オイルダンパ３ｂは、ピストン１４のストロークに応じて減衰力を発生させ、ストローク±４mmを境に発生減衰力が異なる構成をなしている。

脱水運転は、定常回転に至るまでに振動センサーにより通過させる不つり合い量を決めている。従って、流体バランサ８の効果により定常回転時の水槽の最大振動振幅は、±４mm以下に抑えられる構成となっている。

一般的な共振通過問題としては高い回転数での共振通過が問題となる。洗濯容量８kg以上のドラム式洗濯機では、脱水起動時に通過する振動の固有振動数の高いモードの振動数は大体４Ｈｚ程度であることが実験的に確認されている。また、このときの支持機構のばねで支持される重量は、共振通過時の水を含む洗濯物の重量を含めて、約４０kg程度であることが実験的に確認されている。共振振幅を抑えて外枠と水槽間の隙間を減少させることで容積効率を上げるには、共振倍率２.５ 位以下が望ましい。この場合、臨界減衰係数は２＊質量＊固有角振動数の関係にあり、２＊４０／９８００＊２＊３.１４１５９ ＊４＝０.７３２ となる。必要減衰係数は、１／（２＊共振倍率）＊臨界減衰係数の関係にあり、１／２／２.５＊０.７３２＝０.１４６ 以上であり、例えば共振振幅を±８mmとした場合、必要損失エネルギーは減衰係数＊π＊固有角振動数＊振動振幅の二乗の関係に有ることから、０.１４６＊３.１４１５９＊２５.１３３＊８＾２＝７３９Ｎmm以上となる。

本実施例のオイルダンパ３ｂでは、オイルダンパ単独加振試験で、ピストンストロークが４Ｈｚの±８mmの加振で損失エネルギーが７５０Ｎmm以上となる構成としている。このときの測定結果を図３に示す。

また、ピストンストロークが±２mm以下では必要最小限の損失エネルギーとなる構成とし、オイルダンパ単独加振試験で、ピストンストロークが１５Ｈｚの±２mmの加振で損失エネルギーが６０Ｎmm以下となる構成としている。このときの測定結果を図４に示す。

上記のような損失エネルギー特性となるオイルダンパ３ｂを有する本発明のドラム式洗濯機では、脱水起動時の洗濯物の偏りに起因する不つり合いによる最大共振振幅は大きな減衰力により所望の値に抑えることができ、外枠と水槽間の隙間を小さく出来ることで高い容積効率が図られる。また、高速回転により脱水が進み洗濯物の偏りに起因する不つり合いが減少するとともに上述の流体バランサの効果も働き脱水定常回転数での水槽は±２mm以下の低振動振幅となり、必要最小限の小さな減衰力のため外枠や設置床などへの振動伝達は小さく押さえられ、低振動低騒音が図られる。

本実施例のドラム式洗濯機は、ドラム５の回転軸が、前側が奥側（後ろ側）より高くなるように傾けて設置されている。外槽４の上部で前後方向に補助ばね１８と補助ばね１８の外周に設けた補助ばね１８の外径より小さい内径を有する筒状部材１７とから構成した減衰機構が設けてある。尚、本実施例の場合、筒状部材１７は弾性体で構成している。

本実施例のドラム式洗濯機のようにドラムの回転軸を水平から傾けた場合、２点支持では前後方向に安定しないため、補助ばね１８を設けて安定化を図っている。この例では、外槽４の上部で伸縮方向が前後方向となるように補助ばね１８を設けている。また、減衰を付与するため補助ばね１８の外周に筒状部材１７を嵌合させて摩擦減衰を作用させる構成としている。本例では、ばね作用と減衰作用を一体化させてスペースの有効利用を図っているが、減衰作用を別設置のダンパで置き換えても本来の目的は達成される。

ドラムの回転軸を水平から傾けて配置したドラム式洗濯機では、前後方向に不安定である特徴以外に、外槽４の傾きモードの振動が発生し易い特徴が存在する。このモードの場合、外槽４は概ね支持機構３の支持点を支点とした傾き振動を呈することになり、共振通過時のオイルダンパ３ｂのピストンストロークは小さいという大きな特徴を有することになる。このため、上述の２段減衰オイルダンパ３ｂを採用している場合、共振通過にも係らず共振振幅は±２mm以下となり、最小限の減衰しか発生しないことになり、外槽４自体は大きく傾き振動を呈することになる。

しかし、本実施例では、別途、この振動モード対応の減衰機構を設けることで、前後方向振動モードの共振通過時に減衰を作用させ、共振振幅を抑えている。この結果、外枠と水槽間の前後方向隙間を小さく設定することが可能になり、外枠内に対する容積効率が高くなる。つまり、コンパクト大容量洗濯機の提供が可能になる。

本発明に係るドラム式洗濯機の縦断面図。 オイルダンパの要部の詳細図。 振幅大時の大きな損失エネルギーを示す加振試験結果図。 振幅小時の小さな損失エネルギーを示す加振試験結果図。

符号の説明

１ 外枠
２ ベース
３ 支持機構
４ 外槽
５ ドラム
６ ベローズ
７ ガラス扉
８ バランサ
９ フランジ
１０ モータロータ
１１ ステータ
１２ 槽ベース
１３ シリンダ
１４ ピストン
１５ ロッド
１６ バルブ
１７ 筒状部材
１８ 補助ばね

Claims (3)

1. 外枠と、外枠内に支持機構によって支持された外槽と、外槽内に回転軸を前側が奥側よりも高くなるように横にして配置したドラムと、ドラムを回転駆動する駆動手段と、外槽内への給排水機構と、ドラムの回転駆動および外槽への給排水を制御するコントローラとを備えたドラム式洗濯機において、
   前記支持機構は、ばねとオイルダンパとを有する主支持機構と、ばねと減衰機構とを有する補助支持機構とを備え、
   前記オイルダンパは、シリンダとピストンとを有し、ピストンのストロークに応じて減衰力を段階的に発生する構成とし、
   前記補助支持機構の前記減衰機構は、外槽の上部に、外槽の前後方向の振動を減衰するように設けられたことを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 請求項１に記載のドラム式洗濯機において、前記補助支持機構の前記減衰機構は、前記ばねの外周に前記ばねの外径より小さい内径を有する筒状弾性体を設けたことを特徴とするドラム式洗濯機。
3. 外枠と、外枠内に支持機構によって支持された外槽と、外槽内に回転軸を前側が奥側よりも高くなるように横にして配置したドラムと、ドラムを回転駆動する駆動手段と、外槽内への給排水機構と、ドラムの回転駆動および外槽への給排水を制御するコントローラとを備えたドラム式洗濯機において、
   前記支持機構は、ばねとオイルダンパとからなり、
   前記オイルダンパは、シリンダとピストンとを有し、ピストンのストロークに応じて減衰力を段階的に発生する構成とし、且つ、ダンパの単独加振試験において、加振周波数４Ｈｚで加振ストローク±８mm時に７５０Ｎmm以上、加振周波数１５Ｈｚで加振ストローク±２mm時に６０Ｎmm以下の損失エネルギーとなる構成としたことを特徴とするドラム式洗濯機。

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