JP2011115295A

JP2011115295A - 洗濯機用ダンパ

Info

Publication number: JP2011115295A
Application number: JP2009273908A
Authority: JP
Inventors: Shingo Iwatani; 真吾岩谷; Satoshi Takaiwa; 聡高岩
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2011-06-16

Abstract

【課題】洗濯機用ダンパにおいて、水槽の支持に適した特性を得る。
【解決手段】油液及びガスを封入したシリンダ２内に、ピストンロッド４が連結されたピストン３を嵌装する。シリンダ２に固定したバネ受１０とピストンロッド４に固定したバネ受１１との間に第１及び第２バネ１３、１４を介装し、これらの間の中間バネ受１２をシリンダ２の軸方向に沿って摺動可能に案内する。第１バネ１３を角バネとし、そのバネ定数を第２バネよりも小さくする。脱水起動時（共振時）には、洗濯水の重量によってバネ定数の小さい第１バネ１３が線間接触して固定されることにより、見かけ上のバネ定数が大きくなって水槽の揺れを効果的に抑制する。脱水が進み、洗濯水が減少すると（定常時）、線間接触による第１バネ１３の圧縮位置の固定が解消されことにより、見かけ上のバネ定数が小さくなって水槽の高周波振動を効果的に吸収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯機の水槽を支持するための洗濯機用ダンパに関するものである。

一般的に、全自動洗濯機等のドラム式洗濯機においては、地面と略水平の回転軸を有し、洗濯物が投入されるドラムを収容して回転可能に支持する略円筒状の水槽と、当該洗濯機の外郭をなす筐体との間にバネ及びダンパを介装し、これらのバネ及びダンパによって水槽を弾性的に懸吊することにより、ドラムの回転によって生じる振動を吸収、制振するようにしている。

そして、例えば特許文献１には、ドラム式洗濯機の水槽を支持する洗濯機用ダンパとして、筒型の油圧ダンパにコイルバネを組合わせたものが記載されている。この洗濯機用ダンパは、ピストンロッドにコイルバネを巻装し、ピストンロッドとシリンダとの間にバネ力を付与して、水槽を弾性的に支持すると共に、ピストンロッドの伸縮に対して減衰力を付与するようになっている。

特開２００６−３１６９８９号公報

洗濯、濯ぎ及び脱水行程を自動的に実行する全自動ドラム式洗濯機においては、洗濯及び濯ぎ行程、あるいは、脱水行程の起動時（共振時）には、ドラムの回転速度が小さく、振幅の大きい低周波振動が発生する。一方、脱水行程において、ある程度回転速度が上昇すると（定常時）、振幅が小さくなり、高周波振動が発生する。

これに対して、水槽を支持する洗濯機用ダンパは、共振時には、低周波、大振幅の水槽の揺れを押えるために大きな減衰力及びバネ力が要求され、定常時には、高周波の振動を吸収して筐体への振動の伝達を抑制するために、小さな減衰力及びバネ力が望まれる。

本発明は、洗濯機の水槽を支持するのに適した特性への設計自由度を高めた洗濯機用ダンパを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、シリンダの一端から伸縮可能にロッドが延出され減衰力を発生するダンパ本体と、前記シリンダ及び前記ロッドの外周に設けられて、これらの間にバネ力を作用させるバネ手段とを備え、洗濯機の水槽と筐体との間に介装される洗濯機用ダンパであって、
前記バネ手段は、一端部が前記シリンダ側に連結されたコイルバネである第１バネと、一端部が前記ロッド側に連結されたコイルバネである第２バネと、前記第１、第２バネ間に介装されて軸方向に沿って移動可能に設けられた中間バネ受とを有していることを特徴とする。

本発明に係る洗濯機用ダンパによれば、洗濯機の水槽を支持するのに適した特性を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る洗濯機用ダンパの縦断面図である。本発明の第２実施形態に係る洗濯機用ダンパの縦断面図である。本発明の第３実施形態に係る洗濯機用ダンパの縦断面図である。本発明の第４実施形態に係る洗濯機用ダンパの縦断面図である。本発明に係る洗濯機用ダンパが装着されたドラム式洗濯機の概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る洗濯機用ダンパ１は、有底円筒状のシリンダ２内に、ピストン３が摺動可能に嵌装されており、このピストン３によって、シリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン３には、本発明のロッドとしてピストンロッド４の一端部が連結されている。ピストンロッド４の他端側は、シリンダ２の開口部に装着されたロッドガイド５及びオイルシール６に挿通されて外部へ延出されている。そして、オイルシール６によって、シリンダ２とピストンロッド４との間がシールされて、シリンダ２内が密封されている。シリンダ２内には、適当量の油液及びガスが混在して封入され、ピストン３が油液中に浸漬されており、油液とガスとの境界には、フリーピストン等の画成部材は設けられていない。ピストン３には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通するオリフィス通路７が軸方向に沿って貫通されている。このように、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、ロッドガイド５、オイルシール６等により本発明のダンパ本体を構成する。

シリンダ２の底部及びピストンロッド４の先端部には、ネジ部が形成された取付部８、９が設けられている。シリンダ２の底部の外周部すなわち取付部８の基部の外周部には、環状のバネ受１０が固定されている。ピストンロッド４の先端部の外周部すなわち取付部９の基部の外周部には、環状のバネ受１１が固定されている。また、これらのバネ受１０、１１の間には、円筒状の中間バネ受１２が設けられ、中間バネ受１２は、シリンダ２が挿入されてシリンダ２の外周部に沿って軸方向に摺動可能に案内されている。そして、シリンダ２に固定されたバネ受１０と中間バネ受１２との間に、圧縮コイルバネである第１バネ１３が介装され、ピストンロッド４に固定されたバネ受１１と中間バネ受１２との間に圧縮コイルバネである第２バネ１４が介装されている。中間バネ受１２の両端部には、第１及び第２バネ１３、１４を受入れるためのテーパ状のリブを有する凹部１５、１６がそれぞれ形成されている。なお、中間バネ受１２とシリンダ２との間の中間バネ受１２側内周面には自己潤滑性を有する摺動部材を設けても良い。その場合には、中間バネ受１２とシリンダ２との間の隙間により中間バネ受１２が径方向に僅かにずれたとしても、摺動部材により緩衝することができ、騒音の発生を抑えることができる。

第１及び第２バネ１３、１４は、シリンダ２とピストンロッド４との間にバネ力を作用させるバネ手段であり、ピストンロッド４を短縮させたとき、一方が所定の位置まで圧縮されて圧縮位置が固定され後、更に他方が圧縮されるようになっている。ここで、これらのコイルバネの圧縮位置を固定するストッパ手段は、コイルバネの線間接触でもよいし、また、バネの圧縮位置を規制する適当なストッパを設けてもよい。

本実施形態では、第１バネ１３は、バネ定数が第２バネ１４よりも小さく、ピストンロッド４の短縮に対して、第１バネ１３が線間接触によって圧縮位置が固定された後、更に第２バネ１４が圧縮されるようになっている。また、第２バネ１４が円形の断面形状を有する線材からなる通常のコイルバネであるのに対して、第１バネ１３は、四角形の断面形状を有する線材からなる角バネであり、線間接触に対する耐性が高められている。第１バネ１３の線材の表面に緩衝材を設けて、線間接触時の衝撃、騒音の発生を抑制するとよい。

次に、図５を参照して、洗濯機用ダンパ１の洗濯機１７への取付構造について説明する。
図５に概略的に示すように、洗濯機１７は、ドラム式全自動洗濯機であり、地面Ｇ（設置面）に対して水平（ただし、水平でなくてもよく、例えば、地面に対して４５度程度傾斜している場合もある）の回転軸を有し、洗濯物が投入されるドラム１８が円筒状の水槽１９内に回転可能に支持されて、モータＭによって駆動されるようになっている。水槽１９は、洗濯機１７の外郭をなす矩形の筐体２０内に、洗濯機用ダンパ１及びバネ２１によって弾性的に懸吊されている。そして、給排水、洗濯、濯ぎ及び脱水等の各行程を適宜実行して自動的に洗濯を行う。

洗濯機用ダンパ１は、シリンダ２側を上に、ピストンロッド４の突出側を下に向くように配置され、シリンダ２側の取付部８が水槽１９側に、ピストンロッド４側の取付部９が筐体２０側に、それぞれゴムブッシュ等（図示せず）を介して連結され、シリンダ下室２Ｂ内の油液によってオイルシール６のシール性を確保している。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
第１及び第２バネ１３、１４を備えた洗濯機用ダンパ１及びバネ２１によって水槽１９を筐体２０内に弾性的に支持して、ドラム１８の回転によって生じる振動を吸収及び制振する。洗濯機用ダンパ１では、ピストンロッド４の伸縮に伴うピストン３の移動に対して、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間で油液及びガスがピストン３のオリフィス油路７を通って流れ、その流通抵抗によって減衰力が発生する。

このとき、ピストンロッド４の伸縮ストロークが低周波振動である場合、オリフィス通路７の流路面積に応じて大きな減衰力が発生し、高周波振動である場合には、オリフィス通路７を流通する油液の流速が速くなってエアレーションが発生し、気液混合状態でピストン部のオリフィス通路７を通過するため減衰力が低下する。これにより、ドラム１８の回転速度が小さく、振幅の大きい低周波振動が発生する洗濯及び濯ぎ行程、あるいは脱水行程の起動時（共振時）には、大きな減衰力を発生して、水槽１９の揺れを抑え、ドラム１８の回転速度がある程度上昇して小振幅の高周波振動が発生する脱水行程においては（定常時）、小さな減衰力を発生して、水槽１９の振動を吸収して筐体２０に伝達しないようにすることができる。

また、洗濯脱水容量（洗濯物を投入可能な最大の重さ）の洗濯物を入れた状態で給水完了した洗濯及び濯ぎ行程時には、水槽１９に洗濯水が入っているため、その重量によって洗濯機用ダンパ１の第１バネ１３が圧縮されて線間接触によって固定される。この状態では、第２バネ１４のみによって水槽１９を支持することになるので、見かけ上のバネ定数が大きくなり、水槽１９の揺れを効果的に抑えることができる。その後、脱水行程に進む際に洗濯水を排出し、排水が完了した状態（洗濯物は水分を含む）である脱水行程の起動時には、水槽１９の重量が軽くなり、第１バネ１３が固定位置から伸長する。この状態では、線間接触による第１バネ１３の圧縮位置の固定が解消されるので、第１及び第２バネ１３、１４によって水槽１９を支持することになり、見かけ上のバネ定数が小さくなって水槽１９の高周波の振動を効果的に吸収して筐体２０に伝達し難くすることができる。なお、本実施形態では第１バネ１３のバネ定数は第２バネ１４よりも小さいものとしているが、バネ定数の関係を逆にしてもよい。

このようにして、洗濯及び濯ぎ行程、には、減衰力及びバネ力を大きくして振動を抑制し、濯ぎや脱水行程で水が減少した状態では減衰力及びバネ力を小さくして振動を吸収することができ、洗濯機１７の水槽１９を支持するのに適した特性を得ることができる。その結果、各行程に応じて減衰力及びバネ力を調整することができ、振動、騒音の発生を効果的に低減することができる。

次に本発明の第２実施形態について、図２を参照して説明する。なお、以下の説明においては、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の参照符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図２に示すように、本施形態に係る洗濯機用ダンパ１Ａでは、ピストン３に減衰力調整機構２２が設けられている。減衰力調整機構２２は、ピストン３に設けられた複数のオリフィス通路７Ａ（１つのみ図示する）と、これらのオリフィス通路７Ａの一部を開閉する環状のシャッタ２３とを備えている。シャッタ２３は、ピストン３の端部のオリフィス通路７Ａの開口部に対向して配置されており、ピストンロッド４の外周部に取付けられたフランジ部２４Ａを有する円筒状のガイド部材２４に沿って軸方向に一定の範囲で移動可能に案内されている。そして、シャッタ２３がピストン３の端面に当接、離間することにより、複数のオリフィス通路７Ａの一部を開閉する。

これにより、ピストンロッド４のストロークがシャッタ２３の移動範囲よりも小さい小振幅時には、シャッタ２３がピストン３の端面に当接せず、複数のオリフィス通路７Ａが開いた状態となるので、減衰力は小さくなる。ピストンロッド４のストロークがシャッタ２３の移動範囲よりも大きい大振幅時には、ピストンロッド４の伸び行程時にシャッタ２３がピストン３の端面に当接して複数のオリフィス通路７Ａの一部を閉じて減衰力が大きくなる。その結果、ピストンロッド４のストロークが高周波、小振幅時には、上述のエアレーションの発生及びオリフィス通路７Ａが開いた状態となることにより、小さい減衰力が発生し、低周波、大振幅時には、複数のオリフィス通路７Ａの一部が閉じることにより、減衰力が大きくなる。

次に本発明の第３実施形態について、図３を参照して説明する。なお、以下の説明において上記第２実施形態に対して、同様の部分には同一の参照符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図３に示すように、本実施形態に係る洗濯機用ダンパ１Ｂでは、中間バネ受２５は、軸方向の寸法が小さく、第１バネ１３Ａを受ける凹部２６に円筒状のガイドストッパ２７が嵌合されて固定されている。ガイドストッパ２７は、第１バネ１３Ａの一部を覆い、その先端部がシリンダ２に取付けられたバネ受１０に当接することにより、第１バネ１３Ａが線間接触する前に、その圧縮位置を固定するストッパ手段として作用する。また、ガイドストッパ２７は、第１バネ１３Ａの外周部を案内して、第１バネ１３Ａが座屈することなく円滑に伸縮できるようにしている。なお、本実施形態では、第１バネ１３Ａは、角バネではなく、第２バネ１４と同様の円形断面を有する線材からなるコイルバネとなっている。また、このガイドストッパ２７は、スプリング１３Ａが大径の場合にはその内側に設置してもよい。さらに、このガイドストッパ２７は、バネ受１０と接触した場合、衝撃を緩和するため、緩衝機能として例えばガイドストッパ２７とバネ受１０との接触部分にゴムを焼き付けたり、ガイドストッパ２７の材質を樹脂にしても良い。

次に本発明の第４実施形態について、図４を参照して説明する。なお、以下の説明において上記第３実施形態に対して、同様の部分には同一の参照符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図４に示すように、本実施形態に係る洗濯機用ダンパ１Ｃでは、中間バネ受２８は、上記第１乃至第３実施形態に対して最もシンプルに構成されている。中間バネ受２８は、一端に外側フランジ部を有する２つの円筒状の板材をフランジ部どうしが互いに当接するように組合わせたものである。また、第１バネ１３Ａは、ストッパによらず、線間接触によって圧縮位置が固定されるようになっている。

なお、上記第１乃至第４実施形態において、シリンダ２側に配置された第１バネ１３、１３Ａの圧縮位置を固定する代りに、ピストンロッド４側に配置された第２バネ１４の圧縮位置を固定するようにしてもよい。また、第１、第２バネ１３、１３Ａ、１４は、複数のコイルバネを直列に配置したものとして、これらのバネの一部の圧縮位置を固定するようにしてもよい。さらに、これらのバネは、一体としてもよい。

上記各実施形態では、中間バネ受を設けているが、この中間バネ受けの質量を調整することで、この質量をマスダンパとして作用させることも可能である。
上記第１乃至第４実施形態では、一例として油液によって減衰力を発生させる油圧ダンパに本発明を適用したものについて説明しており、この油圧ダンパが最も安定した特性を有し望ましいが、本発明は、これに限らず、ガス等の他の流体によって減衰力を発生させるもの、あるいは、摺動部材の摩擦力によって減衰力を発生させる摩擦ダンパ、その他、作動ロッドの伸縮に対して減衰力を作用させるものであれば、他の形式のダンパにも適用することができる。

１洗濯機用ダンパ、２シリンダ、３ピストン、４ピストンロッド（ロッド）、１２中間バネ受、１３第１バネ（バネ手段）、１４第２バネ（バネ手段）、１７洗濯機、１９水槽、２０筐体

Claims

シリンダの一端から伸縮可能にロッドが延出され減衰力を発生するダンパ本体と、前記シリンダ及び前記ロッドの外周に設けられて、これらの間にバネ力を作用させるバネ手段とを備え、洗濯機の水槽と筐体との間に介装される洗濯機用ダンパであって、
前記バネ手段は、一端部が前記シリンダ側に連結されたコイルバネである第１バネと、一端部が前記ロッド側に連結されたコイルバネである第２バネと、前記第１、第２バネ間に介装されて軸方向に沿って移動可能に設けられた中間バネ受とを有していることを特徴とする洗濯機用ダンパ。
前記中間バネ受は、前記シリンダの外周部に沿って摺動可能に案内されていることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機用ダンパ。
前記第１又は第２バネに、圧縮位置を固定するストッパ手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の洗濯機用ダンパ。
前記ストッパ手段は、前記第１又は第２バネを角バネとして、その線間接触によって圧縮位置を固定することを特徴とする請求項３に記載の洗濯機用ダンパ。
前記バネ手段は、前記水槽内に洗濯脱水容量の洗濯物を入れた状態における給水完了時には、前記ストッパ手段によって前記第１又は第２バネの圧縮位置が固定され、その後、前記水槽内の水を排水した脱水行程の起動時には、前記ストッパ手段による圧縮位置の固定が解消されるようになっていることを特徴とする請求項３又は４に記載の洗濯機用ダンパ。