JP2012165943A - 洗濯機 - Google Patents

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

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）。

特開２０１０−１８４０６８号公報 特開２００７−３２５８２号公報

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。

第１の実施形態を示す主要部分の縦断面図 図１のII−II線に沿う横断面図 ヨークとコイルの分解斜視図 洗濯機全体の、一部を破断した縦断側面図 第２の実施形態を示す図１相当図 図５のVI−VI線に沿う横断面図 図３相当図 第３の実施形態を示す図１相当図 図８のIX−IX線に沿う横断面図 図３相当図 第４の実施形態を示す図１相当図 図８のXII−XII線に沿う横断面図 図３相当図

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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