JP2011041690A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

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Abstract

【課題】水槽の振動を吸収するダンパに磁気粘性流体を使用するものにおける、コイルに通電するための構造を、組立て作業の容易化を図り、且つリード線の断線のおそれをなくして実現できるようにする。
【解決手段】コイル55に通電することにより磁気粘性流体75の粘度を変化させ、ダンパ41の減衰力を制御することができるもので、コイル55に通電するための構造として、接続端子62,63をシリンダ42の内部に設け、その接続端子62,63が臨む接続口64をシリンダ42に形成した。これにより、リード線78を、シリンダ42の外部から、接続口64を通して接続端子62,63に接続するだけで、コイル55に通電できるようになる。
【選択図】図1

Description

本発明は、水槽の振動を吸収するダンパに磁気粘性流体を使用したドラム式洗濯機に関する。
従来より、ドラム式洗濯機においては、外箱の底板上に水槽を支持するサスペンションに、水槽の内部で洗濯物を収容して回転するドラムの振動、ひいては水槽の振動を吸収するダンパが具えられている。この種のダンパには、作動流体に、磁場の強度によって粘度が変化する磁気粘性流体(MR流体)を使用したものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
ここで、図7は、当該ダンパの一例を示すものであり、主部材として、シリンダ1とシャフト2とが具えられている。このうち、シリンダ1は上端部に有した連結部材3によって水槽(図示省略)に取付けられ、シャフト2は下端部の連結部2aによって外箱の底板が有する取付板(図示省略)に取付けられる。
シリンダ1は、詳細には、外筒1a及び内筒1bを有する二重筒から成っており、それらの両筒1a,1bが、上端部で外筒端蓋4及び内筒端蓋5により密閉固着され、下端部で外筒スリーブ6及び内筒スリーブ7により密閉固着されている。このシリンダ1の内筒1b内には、磁気粘性流体8が充填されている。磁気粘性流体8は、例えば、オイルの中に鉄、カルボニル鉄などの強磁性粒子を分散させたものであり、磁界が印加されると強磁性粒子が鎖状のクラスタを形成することで見かけ上の粘度が上昇するものである。
シリンダ1の内筒1b内には又、ピストンバルブ9が収納されている。このピストンバルブ9は短円筒状のもので、前記シャフト2の上端部に固着されており、外周面が内筒1bの内周面に相対的に上下に往復動可能に密接されている。又、このピストンバルブ9の外周側には、軸方向に貫通する複数のオリフィス孔10が形成されており、且つ上記磁界(磁場)を発生させるためのコイル11が配設されている。
コイル11に通電するためのリード線12は、シャフト2の中心部に軸方向に貫通するように形成された孔13に通されて外部の駆動回路(図示省略)に接続されている。又、シャフト2の孔13は、シャフト2の上端部においてシール部材14により密に閉塞されている。
シャフト2は、上記ピストンバルブ9を固着した上端部より下方の部分がシリンダ1の前記内筒スリーブ7、外筒スリーブ6、及びシール部材15を貫通してシリンダ1外の下方に突出しており、かくしてダンパ16が構成されている。
又、シャフト2の下部には、ばね受け座17が固着されており、このばね受け座17と前記外筒スリーブ6との間にコイルばね18が伸縮自在に介在され、かくして、水槽を弾性支持するサスペンション19が構成されている。
如上のサスペンション19においては、水槽が上下方向に振動すると、これと一体にダンパ16のシリンダ1もコイルばね18の伸縮を伴いながら軸方向の上下に往復動する。このとき、シリンダ1内の磁気粘性流体8中をピストンバルブ9が相対的に上下に往復動することにより、ピストンバルブ9のオリフィス孔10を磁気粘性流体8が通過する。ここで、磁気粘性流体8の粘性により、減衰力が発生し、水槽の振幅を減衰させる。
以上のように発生する減衰力Dは、一般的に次の(1)式で表される。
減衰力D=入口損失+摩擦損失+動圧抵抗 ・・・(1)
なお、入口損失とは、磁気粘性流体8がピストンバルブ9のオリフィス孔10に流入する際に発生する圧力損失であり、摩擦損失とは、オリフィス孔10の中を磁気粘性流体8が通過する際の管摩擦による圧力損失であり、動圧抵抗とは、磁気粘性流体8の動圧がピストンバルブ9背面で圧力回復しないことによる圧力損失である。
ここで、コイル11に通電することにより磁気粘性流体8に磁界を与えると、磁気粘性流体8の見かけ上の粘度が上昇する。これにより、オリフィス孔10の中を磁気粘性流体8が通過する際の摩擦損失が増加するため、減衰力Dが大きくなり、水槽の振動を低減することができる。
特開2005−291284号公報 特表2002−502942号公報
上記従来のものの場合、コイル11に通電するためのリード線12は、磁気粘性流体8をシリンダ1から漏らさず、且つ他の部品と干渉しないようにするために、シャフト2の中心部に形成された孔13に通されて外部の駆動回路(図示省略)に接続されている。
このため、リード線12をシャフト2の孔13に通して引出す作業が必要であり、面倒であった。
又、引出したリード線12は、更に外箱の底板が有する取付板に通し、この状態でシャフト2の連結部を上記取付板に通してナット等により締め付け固定する作業を行うが、その折り、リード線12を挟み込んで断線するおそれがあり、それ避けるように作業するために、組立てが更に面倒になっていた。
加えて、シャフト2から引出したリード線12は、上記組立てまでの間にも断線するおそれを有していた。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、水槽の振動を吸収するダンパに磁気粘性流体を使用するものにおける、コイルに通電するための構造を、組立て作業の容易化を図り、且つリード線の断線のおそれをなくして実現できるドラム式洗濯機を提供するにある。
上記目的を達成するために、本発明のドラム式洗濯機においては、ドラムを収容する水槽の振動を吸収するダンパを有したドラム式洗濯機において、前記ダンパが、シリンダと、このシリンダの内部に保持された軸受と、前記シリンダの内部に保持されて磁場を発生するコイルと、このコイル及び前記軸受を相対的に軸方向往復動可能に貫通して支持されたシャフトと、このシャフトと前記コイルとの間及びその近傍に充填された磁気粘性流体とを具備すると共に、前記コイルの巻線端部を接続して前記シリンダの内部に設けられた接続端子と、前記シリンダに形成されて前記接続端子が臨む接続口とを具備し、その接続口から前記接続端子にリード線が接続されるようにしたことを特徴とする(請求項1の発明)。
上記手段によれば、コイルに通電するための構造としては、リード線を、シリンダの外部から、接続端子が臨むシリンダの接続口を通して接続端子に接続するだけで良い。かくして、コイルに通電するための構造が、組立て作業の容易化を図り、且つリード線の断線のおそれをなくして実現できる。
本発明の第1実施例を示す主要部分の縦断面図 コイル周り部品の分解斜視図 コイル部分の側面図 コイル部分の正面図 ドラム式洗濯機全体の縦断側面図 本発明の第2実施例を示す図1相当図 従来例を示す図1相当図
以下、本発明の第1実施例(第1の実施形態)につき、図1ないし図5を参照して説明する。
まず、図5には、ドラム式洗濯機の全体構造を示しており、外箱21を外殻としている。この外箱21の前面部(図5で右側)のほゞ中央部には、洗濯物出入口22を形成し、該出入口22を開閉する扉23を設けている。又、外箱21の前面部の上部には、操作パネル24を設けており、その裏側(外箱21内)に運転制御用の制御装置25を設けている。
外箱21の内部には、水槽26を配設している。この水槽26は軸方向が前後(図5で右左)の横軸円筒状を成すものであり、それを外箱21の底板21a上に左右一対(一方のみ図示)のサスペンション27によって前上がりの傾斜状にて弾性支持している。サスペンション27の詳細構造は、後に述べる。
水槽26の背部には、モータ28を取付けている。このモータ28は、この場合、例えば直流のブラシレスモータから成るもので、アウターロータ形であり、ロータ28aの中心部に取付けた回転軸(図示省略)を、軸受ブラケット29を介して水槽26の内部に挿通している。
水槽26の内部には、ドラム30を配設している。このドラム30も軸方向が前後の横軸円筒状を成すもので、それを後部の中心部で上記モータ28の回転軸の先端部に取付けることにより、水槽26と同軸の前上がりの傾斜状に支持している。又、その結果、ドラム30はモータ28により回転されるようになっており、従って、ドラム30は回転槽であり、モータ28はドラム30を回転させるドラム駆動装置として機能するようになっている。
ドラム30の周側部(胴部)には、小孔31を全域にわたって多数(一部のみ図示)形成している。又、ドラム30及び水槽26は、ともに前面部に開口部32,33を有しており、そのうちの水槽26の開口部33に、環状のベローズ34を介して前記洗濯物出入口22を連ねている。この結果、洗濯物出入口22は、ベローズ34、水槽26の開口部33、及びドラム30の開口部32を介して、ドラム30の内部に連なっている。
水槽26の最低部である底部の後部には、排水弁35を介して、排水管36を接続している。水槽26の背部から上方そして前方には、乾燥装置37を配設している。この乾燥装置37は、除湿器38と、送風機39、及び加熱器40を有しており、水槽26内の空気を除湿し、次いで加熱して、水槽26内に戻す循環を行わしめることにより、洗濯物を乾燥させるようになっている。
ここで、サスペンション27の詳細構造を述べる。サスペンション27はダンパ41を有しており、このダンパ41は、図1に示すように、主部材として、シリンダ42とシャフト43とを具えている。このうち、シリンダ42は上端部に連結部材44を有し、この連結部材44を、図5に示すように、前記水槽26が有する取付板45に下方から上方へ通して弾性座板46等を介してナット47で締結することにより、水槽26に取付けている。
これに対して、シャフト43は下端部に連結部43aを有し、この連結部43aを、同じく図5に示すように、前記外箱21の底板21aが有する取付板48に上方から下方へ通して弾性座板49等を介してナット50で締結することにより、外箱21の底板21aに取付けている。
図1に示すように、シリンダ42の内部の中間部には、環状の突部51を外方からの押込みにより形成しており、その直下位置にはヨーク52を圧入して固定している。ヨーク52は磁性材から成っており、内周部の上側にスペース53を有する短円筒状に形成していて、そのスペース53にリング状の軸受54を収納して固定保持している。軸受54は例えば焼結含油メタルから成っている。
シリンダ42の内部の上記ヨーク52直下の位置には、コイル55を巻装したボビン56を圧入して固定保持している。ボビン56は、詳細には図2に示すように、円筒状の主体部56aの上下軸方向の両端につば部56b,56cを有するもので、主体部56aにコイル55を巻装している。又、つば部56b,56cは、この場合、軸方向に見た形状である平面形がD形の非円形に形成しており、コイル55は巻径をそれら両つば部56b,56cの平坦部57,58を含む外周縁を超えない寸法に留めている。
そして、ボビン56の主体部56a中、上側のつば部56bの直下位置には、端子台59を一体成形又は別ピースの取付けによって設けている。この端子台59は、図3及び図4に示すように、径方向に開放する一対の穴60,61を有しており、この穴60,61の内部にそれぞれ接続端子62,63を有し、すなわち、該接続端子62,63を包持していて、その各接続端子62,63に前記コイル55の巻き始めと巻き終わりの両巻線端部55a,55bを接続している。かくして、接続端子62,63がコイル55の巻線端部55a,55bを接続して端子台59に保持され、ひいてはボビン56に保持されて、シリンダ42の内部に設けられている。
又、端子台59はボビン56のつば部56b,56cより外方に突出ない寸法に留めている。
更に、上記接続端子62,63に対応して、前記シリンダ42の中間部には、図2及び図1に示すように、接続口64を形成している。
シリンダ42の内部の上記ボビン56直下の位置には、図1に示すように、リング状のヨーク65と、リップ状のシール部材66、並びにリング状の軸受67を内周部に収納して固定した短円筒状のブラケット68を圧入して固定保持している。このうち、ヨーク65は前記ヨーク52同様に磁性材から成っており、軸受67は前記軸受54同様に例えば焼結含油メタルから成っている。又、ブラケット68と前記ヨーク52は、図2に示すように、ボビン56の前記つば部56b,56c同様の、平面形がD形の非円形に形成しており、従って、該ブラケット68とヨーク52は、外周面に前記つば部56b,56cの平坦部57,58と同様の平坦部69,70を有している。
又、それらの平坦部57,58,69,70に対応して、前記シリンダ42にも平坦部71を形成しており、すなわち、シリンダ42も平面形がD形の非円形に形成している。
ここで、シリンダ42に対する、上記各部品の組立て手順を述べるに、最初に、シリンダ42の下端の開口部72から、軸受54を収納したヨーク52を前記突部51に衝止されるまでシリンダ42に圧入する。次いで、コイル55を巻装すると共に接続端子62,63にコイル55の巻線端部55a,55bを接続したボビン56を、ヨーク52に衝止されるまでシリンダ42に圧入する。そして、ヨーク65とシール部材66及び軸受67を収納したブラケット68を、ボビン56に衝止されるまでシリンダ42に圧入する。
このとき、端子台59はボビン56のつば部56b,56cより外方に突出ない寸法に留めており、それによって、該端子台59はシリンダ42の内周面よりもシリンダ42の内方に位置し、シリンダ42に対するボビン56の組込みを妨げとなることがない。
又、そのときには、ヨーク52とボビン56及びブラケット68の各平坦部70,57,58,69をシリンダ42の平坦部71に合わせる。かくして、それらヨーク52とボビン56及びブラケット68が、シリンダ42に対して周方向に位置決めされるものであり、併せて、突部51によるヨーク52の衝止、ヨーク52によるボビン56の衝止、並びにボビン56によるブラケット68の衝止により、ヨーク52とボビン56及びブラケット68が、シリンダ42に対して軸方向に位置決めされる。そして又、それらの位置決めにより、シリンダ42の接続口64と接続端子62,63とが図1に示すように合致される。
従って、ボビン56及びヨーク52に対するシリンダ42の突部51は、上記シリンダ42の接続口64と接続端子62,63とを合致させる位置決め手段中、それらシリンダ42の接続口64と接続端子62,63とをコイル55の軸方向に位置決めする位置決め手段として機能するものであり、シリンダ42の平坦部71とボビン56の平坦部58,69は、同位置決め手段中、シリンダ42の接続口64と接続端子62,63とをコイル55の周方向に位置決めする位置決め手段として機能するものである。なお、シリンダ42の接続口64と接続端子62,63とをコイル55の周方向に位置決めするのに、シリンダ42の平坦部71は、シリンダ42の外面になく、内面にのみあるものであっても良い。
この後、シリンダ42の下端の開口部72の周縁部を図1に曲成部73で示すように内方に曲げて、収納した上記部品の抜け止めをする。
更にその後、シャフト43を、曲成部73の内方から軸受67、シール部材66、ヨーク65、ボビン56の主体部56a、ヨーク52、及び軸受54を順に貫通させてシリンダ42の内部に挿入する。挿入したシャフト43は、軸受67,54に支持されつつ、それら軸受67、シール部材66、ヨーク65、ボビン56の主体部56a、ヨーク52、及び軸受54に対して、軸方向の往復動が相対的に可能となっている。又、シリンダ42のヨーク52上の部分は空洞74となっており、挿入したシャフト43は、上端部がその空洞74に達している。
シャフト43の挿入後、シャフト43とボビン56の主体部56a(コイル55)との間、並びにその近傍であるシャフト43とヨーク52との間及びシャフト43とヨーク65との間には、磁気粘性流体75を注入して充填している。
そして、シリンダ42の外部下方に位置したシャフト43の下部には、ばね受け座76を嵌合固定しており、このばね受け座76とシリンダ42の下端部(曲成部73)との間には、シャフト43を囲繞する圧縮コイルスプリングから成るコイルばね77を装着し、かくして、サスペンション27を構成すると共に、該サスペンション27を前記水槽26と前記外箱21の底板21aとの間に組込み、外箱21の底板21a上に水槽26を防振支持するようにしている。
又、前記接続端子62,63には、図1に示すリード線78の基端部に設けた雌形状の接続端子79を、シリンダ42の外部から接続口64を通し、端子台59の穴60,61に挿入して接続する、かくして、コイル55が接続端子62,63及びリード線78を介して外部の駆動回路(図示省略)に接続される。
次に、上記構成のものの作用を述べる。
操作パネル24の操作に基づき、制御装置25が運転を開始させると、洗濯物を収容したドラム30が回転駆動されることに伴い、水槽26が上下方向を主体に振動する。この水槽26の上下振動に応動して、サスペンション27では、水槽26に取付けられたシリンダ42が、ヨーク52及び軸受54、ボビン56及びコイル55、ブラケット68及びヨーク65、シール部材66、軸受67を伴って、コイルばね77を伸縮させながらシャフト43の周囲を上下方向に振動する。
このようにシリンダ42が上記各部品を伴って上下方向に振動するとき、シャフト43とボビン56及びコイル55との間、並びにその近傍であるシャフト43とヨーク52との間及びシャフト43とヨーク65との間に充填した磁気粘性流体75は、その粘性による摩擦抵抗でサスペンション27に減衰力を与え、水槽26の振幅を減衰させる。
そして、そのとき、コイル55に通電すると、磁場が発生して、磁気粘性流体75に磁界が与えられ、磁気粘性流体75の粘度が高まる。詳細には、コイル55に通電したことで、シャフト43−磁気粘性流体75−ヨーク52−シリンダ42−ヨーク65−磁気粘性流体75−シャフト43の磁気回路が発生し、磁束が通過する箇所の磁気粘性流体75の粘度が高まる。特に磁束密度の高いシャフト43とヨーク52との間、並びにヨーク65とシャフト43との間の、各磁気粘性流体75の粘度は大幅に高まり、摩擦抵抗が大きく増加する。かくして、シリンダ42が前記各部品、特にはコイル55とヨーク52及びヨーク65を伴って上下方向に振動するときの、摩擦抵抗が増加することにより、減衰力が大きくなる。
なお、水槽26の上下振動に対する減衰力の制御については、水槽26の共振が現れる起動時の減衰力を大きくすることで、共振時の水槽26の変位や底板21aへの力の伝達を低減でき、共振通過後のドラム30の高速回転時には減衰力を小さくすることで、高速脱水時の底板21aへの力の伝達を低減することができる。
このように上記構成のドラム式洗濯機では、コイル55に通電することにより磁気粘性流体75の粘度を変化させ、水槽26の振動を吸収するダンパ41の減衰力を制御することができるもので、その構成にあっては、コイル55に通電するための構造として、コイル55の巻線端部55a,55bに接続して接続端子62,63をシリンダ42の内部に設け、その接続端子62,63が臨む接続口64をシリンダ42に形成している。これにより、リード線78を、シャフト43に通すことなく、シリンダ42の外部から、該シリンダ42の接続口64を通して接続端子62,63に接続するだけで、コイル55に通電できるようになる。かくして、コイル55に通電するための構造が、組立て作業の容易化を図って実現でき、且つ、その組立ての折り、リード線78をサスペンション27の取付部品に挟み込むようなこともないので、その挟み込みによる断線のおそれをなくすことができる。又、リード線78をサスペンション27と共に扱うことがないので、組立てまでの間にリード線78を断線するおそれをもなくすことができる。
加えて、上記構成のドラム式洗濯機では、接続端子62,63を端子台59で包持していて、その端子台59をシリンダ42の内周面よりシリンダ42の内方に位置する構成としており、それによって、端子台59を伴いコイル55をシリンダ42の軸方向端部の開口部72からシリンダ42の内方に挿入して組込む際、端子台59がその組込みの妨げとなることがなく、組込みをスムーズに行うことができる。
又、シリンダ42の接続口64と接続端子62,63とを合致させるための位置決め手段を有しており、それによって、コイル55の、接続端子62,63をシリンダ42の接続口64に合致させる組込みが容易にできる。
更に、上記位置決め手段は、コイル55の軸方向の位置決め手段と、コイル55の周方向の位置決め手段とから成るもので、そのうちの周方向の位置決め手段を、コイル55側では、コイル55を巻装したボビン56のつば部56b,56cを非円形に形成することで構成しており、それによって、シリンダ42に対するコイル55(ボビン56)の組込みを容易にできつつ、接続端子62,63をシリンダ42の接続口64に周方向で確実に合致させることができる。しかも、この場合、ボビン56のコイル55を巻装する部分(主体部56a)は非円筒状にする必要がなく、円筒状で良いから、コイル55を非円筒形によるストレスを与えることなく巻装することができる。
以上に対して、図6は本発明の第2実施例(第2の実施形態)を示すもので、第1実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
このものの場合、ヨーク52の下外縁部とブラケット68の上外縁部とにそれぞれ凹段部81,82を形成して、この凹段部81,82にそれぞれOリングから成るシール部材83,84を嵌装している。
上記シール部材83,84は、それぞれ全体の外径がシリンダ42の内径とほゞ等しいものの、高さは凹段部81,82の深さより大きいものであり、それによって、ヨーク52とボビン56との間ではシール部材83が、ボビン56とブラケット68との間ではシール部材84が、それぞれ圧縮されて各間の封止をすると共に、その各圧縮による外方への拡がりによりそれぞれシリンダ42の内周面に圧接して、シール部材83が上記ヨーク52とシリンダ42との間の封止をし、シール部材84がブラケット68とシリンダ42との間の封止をしている。
この場合、上記シール部材83,84のうち、シール部材83はボビン56のつば部56bの直上でシリンダ42との間の封止をしているものであり、それに対して、そのボビン56のつば部56bの直下に前記端子台59(接続端子62,63)が位置している。従って、シール部材83は、もっぱらボビン56の主体部56aとシャフト43との間、並びにヨーク52とシャフト43との間に充填した磁気粘性流体75が、ヨーク52とボビン56のつば部56bとの間を漏れ進んで直下の端子台59(接続端子62,63)に至るのを阻止する。かくして、コイル55の電気的安全性をより良好に確保することができる。
このほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
図面中、26は水槽、27はサスペンション、30はドラム、41はダンパ、42はシリンダ、43はシャフト、54は軸受、55はコイル、55a,55bは巻線端部、56はボビン、56b,56cはつば部、59は端子台、62,63は接続端子、64は接続口、67は軸受、72は開口部、75は磁気粘性流体、83はシール部材を示す。

Claims (5)

  1. ドラムを収容する水槽の振動を吸収するダンパを有したドラム式洗濯機において、
    前記ダンパが、
    シリンダと、
    このシリンダの内部に保持された軸受と、
    前記シリンダの内部に保持されて磁場を発生するコイルと、
    このコイル及び前記軸受を相対的に軸方向往復動可能に貫通して支持されたシャフトと、
    このシャフトと前記コイルとの間及びその近傍に充填された磁気粘性流体とを具備すると共に、
    前記コイルの巻線端部を接続して前記シリンダの内部に設けられた接続端子と、
    前記シリンダに形成されて前記接続端子が臨む接続口とを具備し、
    前記接続口から前記接続端子にリード線が接続されるようにしたことを特徴とするドラム式洗濯機。
  2. 接続端子が端子台に包持され、その端子台が、シリンダの内周面よりシリンダの内方に位置する構成で、コイルと共にシリンダの軸方向端部の開口部からシリンダの内方に挿入される構成であることを特徴とする請求項1記載のドラム式洗濯機。
  3. シリンダの接続口と接続端子とを合致させるための位置決め手段を有することを特徴とする請求項1記載のドラム式洗濯機。
  4. 位置決め手段が、コイルの軸方向の位置決め手段と、コイルの周方向の位置決め手段とから成り、そのうちの周方向の位置決め手段を、コイル側では、コイルを巻装したボビンのつば部を非円形に形成することで構成したことを特徴とする請求項3記載のドラム式洗濯機。
  5. コイルがボビンに巻装して設けられ、そのボビンのつば部の直下に接続端子が位置して、該つば部の直上のシリンダとの間に、接続端子側への磁気粘性流体の漏れを阻止するシール部材を有することを特徴とする請求項1記載のドラム式洗濯機。
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