JP2012165943A - 洗濯機 - Google Patents
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Abstract
【課題】減衰力を充分に大きくすることが容易にできるダンパを具えた洗濯機を提供する。
【解決手段】ドラム(回転槽)を収容する水槽の振動を減衰するダンパ21が、シリンダ22の内部に収容したコイル40が発生した磁界により、磁束をロッド23にこれの直径方向に通して、ロッド23とヨーク39との間の磁気粘性流体49に磁力を印加するものであり、磁束をロッド23の軸方向に通すもののような、磁束の通りがロッド23の軸方向の断面積により制限されて磁気飽和を起こすということがなく、ロッド23の軸方向にはヨーク39並びにコイル40の長さを大きく設定できるので、磁束の通りを多くできて、磁気粘性流体49に充分な磁界を印加することができる。よって、ダンパ21の減衰力を充分に大きくすることが容易にできる。
【選択図】図1
【解決手段】ドラム(回転槽)を収容する水槽の振動を減衰するダンパ21が、シリンダ22の内部に収容したコイル40が発生した磁界により、磁束をロッド23にこれの直径方向に通して、ロッド23とヨーク39との間の磁気粘性流体49に磁力を印加するものであり、磁束をロッド23の軸方向に通すもののような、磁束の通りがロッド23の軸方向の断面積により制限されて磁気飽和を起こすということがなく、ロッド23の軸方向にはヨーク39並びにコイル40の長さを大きく設定できるので、磁束の通りを多くできて、磁気粘性流体49に充分な磁界を印加することができる。よって、ダンパ21の減衰力を充分に大きくすることが容易にできる。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は洗濯機に関する。
従来より、洗濯機、中でもドラム式洗濯機においては、外箱の内部に水槽が存在し、この水槽の内部に回転槽であるドラムが収容されていて、このドラムが水槽外のモータにより回転駆動されるようになっている。又、水槽は、外箱の底板上にサスペンションにより弾性支持して設けられており、そのサスペンションに、ドラムの回転振動に伴う水槽の振動を減衰するダンパが具えられている。この種のダンパには、通常、減衰力が不変のものが用いられているが、近年、減衰力が可変のものを用いる考えがあり、それには作動流体に磁気粘性流体(MR流体)を使用することが考えられている。
磁気粘性流体は、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って、磁力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粘度が上昇するものであり、それによって、例えば、脱水行程起動時の水槽の共振が現れる回転速度域では、磁気粘性流体の粘度を上げてダンパの減衰力を大きくすることにより、水槽の共振の発生を回避して脱水回転の立ち上がり性能を良くし、それ以後の脱水行程定常(高速回転)域では、磁気粘性流体の粘度を下げて減衰力を小さくすることにより、水槽の振動が外箱に伝わるのを避け、更にその振動が洗濯機を設置した家屋の床面に伝わるのを避けるようにすることが可能である(例えば特許文献1、2参照)。
上記特許文献1、2に記載された、作動流体に磁気粘性流体を使用するダンパは、シリンダの内部に、コイルと、このコイルが発生する磁界を誘導するヨークとが設けられ、そのコイルとヨークとをロッドがコイル及びヨークと間に微小な隙間を存し貫通してシリンダに挿設され、そのロッドとコイル及びヨークとの間の隙間に磁気粘性流体が充填されているものであって、コイルが発生した磁界により、磁束がロッドにこれの軸方向に通されて、磁気粘性流体に磁力を印加するようになっている。
しかしながら、そのように磁束がロッドにこれの軸方向に通されるものでは、磁束の通りがロッドの軸方向の断面積により制限されて磁気飽和を起こし、磁気粘性流体に充分な磁界を印加することができない。そのため、ダンパの減衰力を充分に大きくすることが容易にできず、よって前記脱水行程起動時での水槽の共振の発生を回避して脱水回転の立ち上がり性能を良くするという効果を得ることも容易にはできない、という問題点を有していた。
そこで、減衰力を充分に大きくすることが容易にできるダンパを具えた洗濯機を提供する。
本実施形態の洗濯機においては、回転槽を収容する水槽の振動を減衰するダンパを有するものにおいて、前記ダンパは、シリンダと、このシリンダの内部に収容されたコイルと、このコイルが発生する磁界を誘導するヨークと、このヨークをそれとの間に微小な隙間を存し貫通して前記シリンダに挿設されたロッドと、このロッドと前記ヨークとの間の隙間に充填された磁気粘性流体とを具備するものであって、前記コイルが発生した磁界により、磁束を前記ロッドにこれの直径方向に通して、前記磁気粘性流体に磁力を印加するようにしたことを特徴とする。
以下、第1の実施形態につき、図1ないし図4を参照して説明する。
まず、図4には、ドラム式洗濯機の全体構造を示しており、外箱1を外殻としている。この外箱1は、直方体状を成しており、そのうちの前面部(図4で右側)のほゞ中央部に洗濯物出入口2を形成し、この洗濯物出入口2を開閉する扉3を外箱1に枢支して設けている。又、外箱1の前面部の上部には、操作パネル4を設けており、その裏側(外箱1内)に運転制御用の制御装置5を設けている。
まず、図4には、ドラム式洗濯機の全体構造を示しており、外箱1を外殻としている。この外箱1は、直方体状を成しており、そのうちの前面部(図4で右側)のほゞ中央部に洗濯物出入口2を形成し、この洗濯物出入口2を開閉する扉3を外箱1に枢支して設けている。又、外箱1の前面部の上部には、操作パネル4を設けており、その裏側(外箱1内)に運転制御用の制御装置5を設けている。
外箱1の内部には、水槽6を配設している。この水槽6は軸方向が前後(図4で右左)の横軸円筒状を成すものであり、それを外箱1内の底板部1a上に、左右一対(一方のみ図示)のサスペンション7によって前上がりの傾斜状に弾性支持している。サスペンション7の詳細については、後に述べる。
水槽6の背部には、モータ8を取付けている。このモータ8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8aの中心部に取付けた回転軸(図示省略)を、軸受ハウジング9を介して水槽6の内部に挿通している。
水槽6の背部には、モータ8を取付けている。このモータ8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8aの中心部に取付けた回転軸(図示省略)を、軸受ハウジング9を介して水槽6の内部に挿通している。
水槽6の内部には、ドラム10を配設している。このドラム10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8の回転軸の先端部に取付けることにより、水槽6と同心の前上がりの傾斜状に支持している。又、その結果、ドラム10はモータ8により回転されるようになっており、従って、ドラム10は回転槽であり、モータ8はドラム10を回転させる回転槽駆動装置として機能するようになっている。
ドラム10の周側部(胴部)には、小孔11を全域にわたって多数形成している。又、ドラム10及び水槽6は、ともに前面部に開口部12,13を有しており、そのうちの水槽6の開口部13と前記洗濯物出入口2との間を環状のベローズ14で連ねている。この結果、洗濯物出入口2は、ベローズ14、水槽6の開口部13、及びドラム10の開口部12を介して、ドラム10の内部に連なっている。
水槽6の最低部である底部の後部には、排水弁15を介して、排水ホース16を接続している。又、水槽6の背部から上方そして前方には、乾燥ユニット17を配設している。この乾燥ユニット17は、除湿器18と、送風機19、及び加熱器20を有しており、ドラム10内の空気を吸引して除湿し、次いで加熱して、ドラム10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7の詳細について述べる。サスペンション7はダンパ21を有しており、このダンパ21は、図1に示すように、主部材として、磁性材から成るシリンダ22と、同じく磁性材から成る円柱状のロッド23とを具えている。このうち、シリンダ22は円筒状を成していて、図4に示すように、下端部に取付部24を有し、この取付部24を、前記外箱1の底板部1aに、主として取付板25、クッション26,27、及びナット28で取付けている。
これに対して、ロッド23は円柱状を成していて、上端部を、前記水槽6の左右両側における下部の前後の中間部に、主として取付板29、クッション30,31、及びナット32で取付けている。
これに対して、ロッド23は円柱状を成していて、上端部を、前記水槽6の左右両側における下部の前後の中間部に、主として取付板29、クッション30,31、及びナット32で取付けている。
シリンダ22の最上部には、図1に示すように、上ブラケット33を挿入して固定保持している。この上ブラケット33は段付きの短円筒状を成しており、その内部に上軸受34と、シール35を収納し、シール35の直下にシール36を重ねて、外周部にシール37を巻装している。そのうち、上軸受34は例えば焼結含油メタルから成っており、シール35,36は、ともに、金属製の芯材35a,36aをゴム製のシール材35b,36bで覆って成るもので、シール37はOリングであり、シール35,36が上ブラケット33の内周面に密接し、シール37がシリンダ22の内周面に密接している。
シリンダ22の上記上ブラケット33直下の位置には、モールド層38を介してヨーク39とコイル40とを収納配置している。そのうち、ヨーク39は、図2及び図3に示すように、円筒部39aのロッド23側である内周のうち、軸方向に対向する複数か所である2か所に、それぞれ突極39b,39cを円筒部39aの軸方向の全長にわたり設けて成るもので、その全部が磁性材から成っており、円筒部39aの外周面がシリンダ22の内周面に当接して固着されている。
これに対して、コイル40は、複数、この場合、2つの単位コイル部40a,40bから成っており、その単位コイル部40a,40bを上記ヨーク39の突極39b,39cにこれらをそれぞれ囲繞するように巻装して、ロッド23の直径方向に対向させている。なお、ヨーク39の突極39b,39cとコイル40の単位コイル部40a,40bは、ともに2つより多く設けていても良い。又、図1及び図3にはコイル40の巻き始め側と巻き終わり側のそれぞれ口出し線部40c,40dを示しており、図3にはそのほかコイル40の単位コイル部40a,40b間に渡る渡り線部40e,40fを示していて、渡り線部40e,40fはシリンダ22内に位置するが、口出し線部40c,40dはシリンダ22外に導出し(図1参照)、給電を受けるようにしている。
シリンダ22の上記ヨーク39及びコイル40下方の位置には、下ブラケット41を収納配置している。この下ブラケット41はリング状を成しており、その内部に下軸受42を収納し、下軸受42の直上にシール43を重ねて、外周部にシール44を巻装している。そのうち、下軸受42は例えば焼結含油メタルから成っており、シール43は金属製の芯材43aをゴム製のシール材43bで覆って成るもので、シール44はOリングであり、シール43が下ブラケット41の内周面に密接し、シール44がシリンダ22の内周面に密接している。
そして、前記モールド層38は、前記上ブラケット33及びシール36と前記ヨーク39及びコイル40との間、並びに上記下ブラケット41及びシール43と前記ヨーク39及びコイル40との間にモールド樹脂を充填し固化させて形成したものであり、中心部に前記ヨーク39の両突極39b,39cの先端部間の寸法と同直径のロッド挿通孔45を有している。
ロッド23は、前記シリンダ22の上端開口部から、前記上ブラケット33、上軸受34、シール35,36を貫通し、モールド層38のロッド挿通孔45に挿通されて、ヨーク39の突極39b,39cの先端部間に挿通され、更に、モールド層38のロッド挿通孔45から前記シール43、下軸受42、及び下ブラケット41を貫通して、シリンダ22の内部に挿入している。この挿入したロッド23は、上軸受34及び下軸受42に回転可能に支持されつつ、上ブラケット33、上軸受34、シール35,36、モールド層38、ヨーク39、モールド層38、シール43、下軸受42、及び下ブラケット41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22の下ブラケット41下の部分は空洞46となっており、ロッド23は、下端部がその空洞46に達し、図示しない止め輪で抜け止めしている。
そして又、挿入したロッド23とヨーク39(特には突極39b,39c)及びモールド層38との間には、微小な隙間48が確保されており、この隙間48に磁気粘性流体(MR流体)49を充填している。
磁気粘性流体49は、既述のように、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、磁力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粘度が上昇するものであり、前記シール35,36、43はロッド23の外周面に密接してこの磁気粘性流体49の漏れを抑止する機能を有している。
磁気粘性流体49は、既述のように、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、磁力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粘度が上昇するものであり、前記シール35,36、43はロッド23の外周面に密接してこの磁気粘性流体49の漏れを抑止する機能を有している。
かくして、ダンパ21を構成しており、このダンパ21のシリンダ22の外部上方に位置したロッド23の上部には、図示しないばね座を設け、このばね座とシリンダ22上に臨んだ前記上ブラケット33の段部33aとの間に、図4に示すようにロッド23を囲繞する圧縮コイルばねから成るスプリング51を装着し、かくして、サスペンション7を構成すると共に、該サスペンション7を前記水槽6と前記外箱1の底板部1aとの間に組込み、水槽6を弾性支持するようにしている。
次に、上記構成の洗濯機の作用効果を述べる。
上記構成の洗濯機においては、洗濯時や脱水時もしくは乾燥時の、ドラム10を回転させる折り、該ドラム10の回転に伴い、水槽6が上下方向を主体に振動する。この水槽6の上下振動に応動して、サスペンション7では、水槽6に取付けたダンパ21のロッド23が、スプリング51を伸縮させつつ、上ブラケット33、上軸受34、シール35,36、モールド層38、ヨーク39、モールド層38、シール43、下軸受42、及び下ブラケット41を貫通して、シリンダ22内を上下方向(軸方向)に往復動する。
上記構成の洗濯機においては、洗濯時や脱水時もしくは乾燥時の、ドラム10を回転させる折り、該ドラム10の回転に伴い、水槽6が上下方向を主体に振動する。この水槽6の上下振動に応動して、サスペンション7では、水槽6に取付けたダンパ21のロッド23が、スプリング51を伸縮させつつ、上ブラケット33、上軸受34、シール35,36、モールド層38、ヨーク39、モールド層38、シール43、下軸受42、及び下ブラケット41を貫通して、シリンダ22内を上下方向(軸方向)に往復動する。
このようにロッド23が上記各部品を貫通して上下方向に往復動するとき、ロッド23とヨーク39(特には突極39b,39c)及びモールド層38との間に充填した磁気粘性流体49は、その粘性による摩擦抵抗でサスペンション7に減衰力を与え、水槽6の振幅を減衰させる。
しかして、このとき、中でも水槽6が共振するとき、ダンパ21のコイル40に通電をする。すると、そのコイル40による磁界が発生して、磁気粘性流体49に磁力が印加され、磁気粘性流体49の粘度が高まる。
しかして、このとき、中でも水槽6が共振するとき、ダンパ21のコイル40に通電をする。すると、そのコイル40による磁界が発生して、磁気粘性流体49に磁力が印加され、磁気粘性流体49の粘度が高まる。
詳細には、コイル40に通電したことで、図2に矢印で示すように、ヨーク39の円筒部39a−ヨーク39の一方の突極39b−磁気粘性流体49−ロッド23−磁気粘性流体49−ヨーク39の他方の突極39c−ヨーク39の円筒部39aの磁気回路が発生し、特にロッド23では図1にも示すように磁束がロッド23を直径方向に通って、磁気粘性流体49を通ることで、該磁気粘性流体49に磁力を印加する。これにより、ヨーク39の突極39b,39cとロッド23との間の磁気粘性流体49の粘度が高まり、ロッド23の往復動に対する摩擦抵抗が増加する。
かくして、シリンダ22が前記各部品を伴って上下方向に振動するとき、中でも水槽6が共振するときの、摩擦抵抗が増加することにより、減衰力が大きくなる。これにより、水槽6に振動が発生しにくくできる。
なお、水槽6の共振が現れる回転速度域以後の高速回転域には、コイル40の通電をせず、あるいはその通電を少なくして、ダンパ21の減衰力を小さくし、それにより、水槽6の振動が外箱1に伝わるのを避け、更にその振動が洗濯機を設置した家屋の床面に伝わるのを避けることができる。
なお、水槽6の共振が現れる回転速度域以後の高速回転域には、コイル40の通電をせず、あるいはその通電を少なくして、ダンパ21の減衰力を小さくし、それにより、水槽6の振動が外箱1に伝わるのを避け、更にその振動が洗濯機を設置した家屋の床面に伝わるのを避けることができる。
このように上記構成の洗濯機では、回転槽であるドラム10を収容する水槽6の振動を減衰するダンパ21が、シリンダ22の内部に収容したコイル40が発生した磁界により、磁束をロッド23にこれの直径方向に通して、ロッド23とヨーク39との間の磁気粘性流体49に磁力を印加するものであり、前記特許文献1、2に記載された、磁束をロッド23の軸方向に通すもののような、磁束の通りがロッド23の軸方向の断面積により制限されて磁気飽和を起こすということがなく、ロッド23の軸方向にはヨーク39並びにコイル40の長さを大きく設定できるので、磁束の通りを多くできて、磁気粘性流体49に充分な磁界を印加することができる。よって、ダンパ21の減衰力を充分に大きくすることが容易にでき、上述の脱水行程起動時での水槽6の共振の発生を回避して脱水回転の立ち上がり性能を良くするという効果も充分に得ることができる。
又、上記構成の洗濯機では、ヨーク39が複数の突極39b,39cを有し、この複数の突極39b,39cにコイル40(単位コイル部40a,40b)を巻装している。これにより、コイル40の巻装数(巻き数)を多くできて、その分、磁界の強さを大きくできるので、磁気粘性流体49に、より充分な磁界を印加することができ、ダンパ21の減衰力を大きくすることも、且つ、脱水行程起動時での水槽6の共振の発生を回避して脱水回転の立ち上がり性能を良くするということも、更に充分にすることができる。
以上に対して、図5ないし図13は第2ないし第4の実施形態を示すもので、それぞれ、第1の実施形態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。
[第2の実施形態]
図5ないし図7に示す第2の実施形態においては、ヨーク39の複数の突極39b,39cの一つにのみコイル40(単位コイル部40a)を巻装している。このようにすることにより、磁気粘性流体49に印加する磁界をそれなりに充分に得ることができると共に、特にはコイル40の使用量を少なくできる分、構造の簡素化ができ、コストを低く抑えることができる。
図5ないし図7に示す第2の実施形態においては、ヨーク39の複数の突極39b,39cの一つにのみコイル40(単位コイル部40a)を巻装している。このようにすることにより、磁気粘性流体49に印加する磁界をそれなりに充分に得ることができると共に、特にはコイル40の使用量を少なくできる分、構造の簡素化ができ、コストを低く抑えることができる。
[第3の実施形態]
図8ないし図10に示す第3の実施形態においては、コイル40に代えてコイル61を、ヨーク39の突極39b,39cを避けて、それ以外の部分、すなわち、ヨーク39の突極39b,39c先端間の直径方向両側部からヨーク39の軸方向両端外側にかけて巻装している。このようにすることにより、コイル61を広範囲に配設できて、より強い磁界を発生できるので、磁気粘性流体49に、より充分な磁界を印加することができ、ダンパ21の減衰力を大きくすることも、且つ、脱水行程起動時での水槽6の共振の発生を回避して脱水回転の立ち上がり性能を良くするということも、更に充分にすることができる。
図8ないし図10に示す第3の実施形態においては、コイル40に代えてコイル61を、ヨーク39の突極39b,39cを避けて、それ以外の部分、すなわち、ヨーク39の突極39b,39c先端間の直径方向両側部からヨーク39の軸方向両端外側にかけて巻装している。このようにすることにより、コイル61を広範囲に配設できて、より強い磁界を発生できるので、磁気粘性流体49に、より充分な磁界を印加することができ、ダンパ21の減衰力を大きくすることも、且つ、脱水行程起動時での水槽6の共振の発生を回避して脱水回転の立ち上がり性能を良くするということも、更に充分にすることができる。
[第4の実施形態]
図11ないし図13に示す第4の実施形態においては、ヨーク39に代わるヨーク71,72が、ロッド23を囲繞する環状の端部71a,72aの内周部からロッド23の軸方向に舌片状に延びる突片部71b,72bを有し、このヨーク71,72を、端部71a,72aをロッド23の軸方向に対向させ、突片部71b,72bをロッド23の直径方向に対向させて配置し、このヨーク71,72の突片部71b,72b外周に、コイル40に代わる円筒状のコイル73を巻装している。
図11ないし図13に示す第4の実施形態においては、ヨーク39に代わるヨーク71,72が、ロッド23を囲繞する環状の端部71a,72aの内周部からロッド23の軸方向に舌片状に延びる突片部71b,72bを有し、このヨーク71,72を、端部71a,72aをロッド23の軸方向に対向させ、突片部71b,72bをロッド23の直径方向に対向させて配置し、このヨーク71,72の突片部71b,72b外周に、コイル40に代わる円筒状のコイル73を巻装している。
このようにしても、コイル73が発生する磁界により、磁束を、ロッド23にこれの真の直径方向と、ヨーク71,72の軸方向のずれに応じた斜めの直径方向とに通して、磁気粘性流体49に磁力を印加することができて、磁気粘性流体49に充分な磁界を印加することができる。従って又、ダンパ21の減衰力を充分に大きくすることが容易にでき、且つ、上述の脱水行程起動時での水槽6の共振の発生を回避して脱水回転の立ち上がり性能を良くするということも充分にすることができる。
以上説明した洗濯機は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、特に洗濯機の全体としては、ドラム式に限られず、水槽と回転槽を縦軸状に有する縦軸形洗濯機にも同様に適用して実施できるし、乾燥機能を有していなくでも良いなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
そのほか、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
図面中、6は水槽、10はドラム(回転槽)、21はダンパ、22はシリンダ、23はロッド、39はヨーク、39b,39cは突極、40はコイル、49は磁気粘性流体、61はコイル、71,72はヨーク、71a,72aは端部、71b,72bは突片部、73はコイルを示す。
Claims (5)
- 回転槽を収容する水槽の振動を減衰するダンパを有する洗濯機において、
前記ダンパは、
シリンダと、
このシリンダの内部に収容されたコイルと、
このコイルが発生する磁界を誘導するヨークと、
このヨークをそれとの間に微小な隙間を存し貫通して前記シリンダに挿設されたロッドと、
このロッドと前記ヨークとの間の前記隙間に充填された磁気粘性流体とを具備するものであって、
前記コイルが発生した磁界により、磁束を前記ロッドにこれの直径方向に通して、前記磁気粘性流体に磁力を印加するようにしたことを特徴とする洗濯機。 - ヨークがロッド側に複数の突極を有し、この複数の突極にコイルが巻装されていることを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
- ヨークがロッド側に複数の突極を有し、この複数の突極の一つにのみコイルが巻装されていることを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
- ヨークがロッド側に複数の突極を有し、コイルがそのヨークの突極以外の部分に巻装されていることを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
- ヨークが、ロッドを囲繞する環状の端部の内周部からロッドの軸方向に舌片状に延びる突片部を有し、このヨークを、前記端部をロッドの軸方向に対向させ、前記突片部をロッドの直径方向に対向させて配置し、このヨークの突片部外周にコイルを巻装したことを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
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Legal Events
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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