JP2016137092A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】減衰力の大きさが切り替わる防振装置において、減衰力が切り替わるときの衝撃力を低減し、脱水起動時の振動と高速回転時の騒音を抑制した洗濯機を提供する。
【解決手段】本発明は、底部に回転翼を有する内槽と、前記内槽を内包する外槽と、前記外槽を収納する外枠と、防振装置によって前記外槽を前記外枠に懸架支持する洗濯機において、前記防振装置は一方の端を前記外枠に支持され、他方の端にばね受けを介して圧縮ばねを支持する吊り棒と、前記吊り棒が貫通し前記外槽と当接する滑動体と、前記滑動体の下側に配設し前記圧縮ばねと当接する有底の筒体と、前記筒体に内包され前記吊り棒に対して摺動する摺動部材を備え、前記摺動部材と前記滑動体および前記筒体の当接面を円錐台形状または球面形状とし、前記摺動部材の円錐角度または球面半径を前記滑動体および前記筒体の円錐角度または球面半径より大きくなるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、洗濯機の低振動化と低騒音化に関するものであり、特に外槽の振動を抑制する防振装置に関するものである。

一般的な洗濯機は、底部に回転翼を有する内槽と、この内槽を内包する外槽と、この外槽を収納する外枠と、外槽を外枠に懸架支持する防振装置と、回転翼を取り付けた洗濯軸と、この洗濯軸を駆動するモータとを備えた構成となっている。このような構成の洗濯機において、洗いおよびすすぎ工程後に内槽内の衣類が片寄った状態で、遠心脱水工程のために内槽を高速で回転する場合、回転速度を上昇させる過程において、共振により外槽に振動が発生し、洗濯機に大きな振動や騒音が発生する。そこで、防振装置の減衰力を増加する、または、静止物である外槽の重量を重くするなどを実施し、振動を低減している。しかし、防振装置の減衰力が大きいと内槽の高速回転時に、外槽や外枠に伝達する振動も大きくなり騒音が増加する。そのため、外槽の振動振幅が大きい共振時には減衰力が大きく、振動振幅が小さい高速回転時には減衰力が小さくなるような防振装置の構造が好ましい。

そこで、本技術分野の背景技術として特開平１１−２５３６９０号公報（特許文献１）がある。この公報には、大きな振幅のみを抑えるために、吊り棒が貫通した滑動体に有底の筒体を設け、その筒体内に、滑動体と筒体の底部との間に所定の遊びを有し、前記吊り棒に対して摺動抵抗を有する摺動摩擦体を設ける、と記載されている。

特開平１１−２５３６９０号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術には、摺動摩擦体と滑動体および筒体との当接面については考慮されていない。例えば、摺動摩擦体と滑動体および筒体の当接面が同じ角度で水平の場合、摺動摩擦体と滑動体および筒体が広い面積つまり面で接触し動き始めるため、接触すると同時に大きな減衰力が発生し、大きな衝撃力が発生してしまう。このため、その衝撃力が外槽や外枠に伝達し、大きな騒音が発生する。

本発明の目的は、減衰力の大きさが切り替わる防振装置において、減衰力が切り替わるときの衝撃力を低減し、脱水起動時の振動と高速回転時の騒音を抑制した洗濯機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、底部に回転翼を有する内槽と、前記内槽を内包する外槽と、前記外槽を収納する外枠と、防振装置によって前記外槽を前記外枠に懸架支持する洗濯機において、前記防振装置は一方の端を前記外枠に支持され、他方の端にばね受けを介して圧縮ばねを支持する吊り棒と、前記吊り棒が貫通し前記外槽と当接する滑動体と、前記滑動体の下側に配設し前記圧縮ばねと当接する有底の筒体と、前記筒体に内包され前記吊り棒に対して摺動する摺動部材を備え、前記摺動部材と前記滑動体および前記筒体の当接面を円錐台形状または球面形状とし、前記摺動部材の円錐角度または球面半径を前記滑動体および前記筒体の円錐角度または球面半径より大きくなるように構成した。

本発明によれば、減衰力の大きさが切り替わる防振装置において、円錐台形状の角度または球面形状の球面半径が異なるものが接触するため、円錐台または球面の頂部の縁から線で接触して衝撃を受け、振動が大きくなると徐々に接触面が増加し、減衰力を増加させるため、減衰力が切り替わるときの衝撃力を低減し、脱水起動時の振動と高速回転時の騒音を抑制した洗濯機を提供できる。

実施例１に係る洗濯機の概略縦断面図である。 実施例１に係る防振装置の概略縦断面図である。 実施例１に係る防振装置の概略縦断面図である。 実施例１に係る防振装置の概略縦断面図である。 実施例１に係る防振装置の概略縦断面図である。 実施例１に係る防振装置の概略縦断面図である。 実施例２に係る防振装置の概略縦断面図である。 実施例２に係る防振装置の概略縦断面図である。 実施例３に係る洗濯機の概略縦断面図である。 実施例３に係る防振ダンパの縦断面図である。 実施例３に係る防振ダンパの縦断面図である。 実施例３に係る防振ダンパの縦断面図である。 実施例３に係る防振ダンパの縦断面図である。 実施例３に係る防振ダンパの縦断面図である。 実施例４に係る防振ダンパの縦断面図である。 実施例４に係る防振ダンパの縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について、適宜図を参考にして詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態１に係る洗濯機の概略を説明する縦断面図である。この図では、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、外枠１とこの外枠１に防振装置２を介して弾性支持されている合成樹脂製の外槽３を備えている。この外槽３に内装され回転翼４を内装し、衣類などの洗濯物の不つりあいをキャンセルするための流体バランサ１０を装着するＳＵＳ製の内槽５を備えている。この内槽５を脱水軸１１に固定するためのアルミ製のフランジ６を備えている。このフランジ６を支え洗濯軸１１と内外二重構造を構成する脱水軸１２、洗濯軸１１を駆動するときにモータ８からの入力を歯車にて減速する減速機構７、この減速機構７と同一軸上に設けられたモータ８を備えている。この減速機構７とモータ８を支持し外槽３に保持されている取付板９を備えている。上記構成において、モータ８は洗いやすすぎ工程時に減速機構７を介し洗濯軸１１をへて回転翼４のみを回転させ、脱水工程ｔ時には脱水軸１２をへて内槽５および回転翼４をともに高速回転させて遠心脱水を行う。ここで、内槽５の外周部には多数の通水孔５ａが設けられているので、高速回転に伴って洗濯物に含まれていた水が絞り出される。このとき内槽５の中の洗濯物に片寄りが生じると、内槽５および外槽３は振動し、特に脱水回転開始時における共振により大きく振動する。そこで、起こりうる洗濯物の最大の片寄りによるアンバランスに対しても外槽３の過度な振動を防ぎ所定の振幅以下に抑えるため、防振装置２の減衰力を大きくすることにより、振動を低減している。しかし、防振装置２の減衰力を大きくすると、共振通過後の高速回転時などに吊り棒１４から外槽３や外枠１に振動が伝わり、騒音が大きくなってしまう。

そこで、本発明の実施形態１に係る防振装置２について、図２から図４を用いて説明する。図２から図４は防振装置２の下側部分の概略縦断面図である。図２は摺動部材１７が滑動体１５と筒体１６の中央付近に位置しているときを示している。図３は外槽３が上側に移動し、滑動体１５と筒体１６が圧縮ばね１８により上側に移動し、摺動部材１７が筒体１６に当接したときを示している。図４はさらに外槽３が上側に移動し摺動部材１７が筒体１６の形状に沿って変形したときを示している。なお、この摺動部材１７は、変形可能なゴムまたは樹脂などの弾性体で構成されている。

防振装置２は一方の端を外枠１に支持させ、他方の端にばね受け１９を介して圧縮ばね１８を支持する吊り棒１４と、吊り棒１４が貫通し外槽３と当接する滑動体１５と、滑動体１５の下側に配設し圧縮ばね１８と当接する上部が開放され有底の筒体１６と、筒体１６に内包され吊り棒１４の外周面を摺動する摺動部材１７で構成さている。ここで、摺動部材１７と滑動体１５および筒体１６の間の上下方向（吊り棒１４の軸方向）に遊び代Δｄ（＝ｄ１−ｄ２）を設けている。このような構成の防振装置２において、外槽３が上下方向に振動すると、これと連動して滑動体１５と筒体１６も圧縮ばね１８の伸縮を伴いながら吊り棒１４の軸方向(上下方向)に振動する。これにより、吊り棒１４と滑動体１５および筒体１６は相対的に往復動することになる。そして、外槽３の振動が小さく、滑動体１５および筒体１６上下振動振幅が遊び代Δｄより小さい場合、摺動部材１７は、滑動体１５や筒体１６と当接しないため、吊り棒１４に伴い停止している。外槽３の振動が大きくなると摺動部材１７は、滑動体１５や筒体１６と当接し、滑動体１５や筒体１６に伴い運動することになる。それにより、摺動部材１７の内周面が吊り棒１４の外周面と摺動し、クーロン摩擦力が発生し、それが減衰力として働き、振動を抑制する。なお、摺動部材１７が吊り棒１４を締め付ける力が大きいと、発生する減衰力も大きくなる。ここで、遊び代Δｄは、内槽５の高速回転時における吊り棒１４の上下方向振動振幅よりも大きく設定することにより、高速回転時には摺動部材１７は滑動体１５と筒体１６には当接せずに、吊り棒１４と一緒に停止しているため、外槽３や外枠１に振動が伝わることがなく騒音を低減できる。

そして、摺動部材１７と滑動体１５および筒体１６の当接面を円錐台形状とし、摺動部材１７の円錐角度を滑動体１５および筒体１６の円錐角度より大きな構成とする。つまり、θ１＞θ３かつθ２＞θ４とする。それにより、図３に示すように、摺動部材１７が滑動体１５や筒体１６と当接するときに点または線で接触した後に、徐々に広い面で接触し、最大の変位時には図４に示すように全面が接触するようになる。これにより、摺動部材１７が動き始めるときの衝撃力を低減することができる。そして、振動振幅が大きくなると図４に示すように、摺動部材１７は点線で示す変形前形状から、滑動体１５や筒体１６の当接面に沿うように変形し、円錐角度が滑動体１５や筒体１６の円錐角度と同等に近づく。そのとき、摺動部材１７が変形する影響で、図４に矢印で示すような力も発生し、摺動部材１７の変形が大きいほど吊り棒１４を締め付ける力も大きくなり、減衰力が増加する。つまり、内槽５の高速回転時など外槽３の振動が小さく防振装置２の上下方向振動も小さい場合は減衰力も小さく、共振時など外槽３の振動が大きく、防振装置２の上下方向振動も大きい場合には減衰力も大きくできる。

摺動部材１７の円錐台形状の部分は、図５に示すように球面形状でも、図６に示すように平面形状でも、当接面の円錐角度が一定でなく複数段に変化しても、円錐台形状と球面形状の複合形状でも同様の効果が得られる。また、当接面に凹凸を設けることによりグリースが切れることを防止することもできる。

図７は、本発明の実施形態２に係る防振装置２２の概略縦断面図である。摺動部材２５と滑動体２３および筒体２４のそれぞれの当接面を球面状にし、摺動部材２５の球面半径を滑動体２３および筒体２４の球面半径より大きな構成とする。つまり、Ｒ１＞Ｒ３かつＲ２＞Ｒ４とする。それにより、前述した実施形態１と同様に、摺動部材２５が滑動体２３や筒体２４と当接するときに点または線で接触した後に、徐々に広い面で接触するようになるため、摺動部材２５が動き始めるときの衝撃力を低減することができる。そして、振動が大きくなると、摺動部材２５が滑動体２３や筒体２４の当接面に沿うように変形し、球面形状が滑動体２３や筒体２４の球面形状と同等に近づく。そのとき、摺動部材２５が変形する影響で、摺動部材２５の変形が大きいほど吊り棒１４を締め付ける力も大きくなり、減衰力が増加する。つまり、内槽５の高速回転時などのように外槽３の振動が小さく防振装置２２の上下方向振動も小さい場合は減衰力も小さく、共振時などのように外槽３の振動が大きく防振装置２２の上下方向振動も大きい場合には減衰力も大きくできる。

摺動部材２５の球面形状は、図８に示すように平面形状でも、当接面の球面半径が一定でなく複数段に変化しても、円錐台形状と球面形状の複合形状でも同様の効果が得られる。また、当接面に凹凸を設けることによりグリースが切れることを防止することもできる。

、本発明の実施形態３に係る洗濯機の概略を説明する縦断面図である。この図では、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、外周部に多数の通水孔４３ａを有し洗濯物を洗濯脱水するために回転するドラム４３を備えている。このドラム４３を内包する外槽４２と、この外槽４２を収納する筐体４１を備えている。外槽４２と筐体４１との間に装備し外槽４２の荷重を受ける圧縮ばね４８と、外槽４２と筐体４１の間に装備し外槽４２の振動を抑制する防振ダンパ４９を備えている。ドラム４３を駆動するドラム駆動用モータ４４と、一端をドラム４３の回転中心に固定した回転軸４５を備えている。筐体４１に設けた洗濯物の出し入れを行うとともに、水漏れや洗濯物の飛び出しを防止するドア４７と、外槽４２と筐体４１の開口部を弾性接続するベローズ４６を備えている。上記構成において、洗いやすすぎ工程時にドラム４３はドラム駆動用モータ４４により低速回転駆動され、ドラム４３内の洗濯物を持ち上げ水面上に落下させて洗浄・濯ぎを行う。脱水工程時には、ドラム４３を高速回転させて遠心脱水を行う。このときドラム４３の内の洗濯物に片寄りが生じると、ドラム４３および外槽４２は振動し、特に脱水回転開始時における共振により大きく振動する。そのため、起こりうる洗濯物の最大の片寄りによるアンバランスに対しても外槽４２の過度な振動を防ぎ所定の振幅以下に抑えるため、防振ダンパ４９の減衰力を大きくすることにより、振動振幅を低減している。しかし、防振ダンパ４９の減衰力を大きくすると、共振通過後の高速回転時などに防振ダンパ４９から外槽４２および筺体４１に振動が伝わることにより、騒音が大きくなってしまう。

そこで、本発明の実施形態３に係る防振ダンパ４９について、図１０から図１２を用いて説明する。図１０から図１２は防振ダンパ４９の縦断面図である。図１０は支持棒５０の突起部５０ａが滑動体５２の中央付近に位置したときを示している。図１１は外槽４２が下側に移動し支持棒５０の突起部５０ａが滑動体５２に当接したときを示している。図１２はさらに外槽４２が下側に移動し、滑動体５２が支持棒５０の突起部５０ａの形状に沿って変形したときを示している。なお、この滑動体５２は、変形可能なゴムまたは樹脂などの弾性体で構成されている。

防振ダンパ４９は、一方の端を外槽４２に支持棒５０を介して支持させ、他方の端に筒体５１を介して筺体４１の下面を支持している。下端付近に突起部５０ａを有した支持棒５０と、その支持棒５０を貫通し突起部５０ａの外周に配設し変形可能な弾性体の滑動体５２と、その滑動体５２の外周部に配設し筒体５１の内周面を摺動する摺動部材５３で構成されている。

ここで、摺動部材５３と滑動体５２の間の上下方向（支持棒５０の軸方向）に遊び代Δｄ（＝ｄ３−ｄ４）を設けている。このような構成の防振ダンパ４９において、外槽４１が上下方向に振動すると、これと連動して支持棒５０も軸方向(上下方向)に振動する。これにより、支持棒５０と筒体５１は相対的に往復動することになる。そして、外槽４２の振動が小さく、支持棒５０の上下振動振幅が遊び代Δｄより小さい場合、滑動体５２は、支持棒５０の突起部５０ａと当接しないため、その外周に配設し筒体５１と接触している摺動部材５３とともに、筒体５１に伴い停止している。外槽４２の振動が大きくなると滑動体５２は、振動している支持棒５０の突起部５０ａと当接し、外周に配設する摺動部材５３とともに運動することになる。それにより、摺動部材５３の外周面が筒体５１の内周面と摺動し、クーロン摩擦力が発生し、それが減衰力として働き、振動を抑制する。なお、摺動部材５３が筒体５１を押し付ける力が大きいと、発生する減衰力も大きくなる。ここで、遊び代Δｄは、ドラム４３の高速回転時における支持棒５０の上下方向振動振幅よりも大きく設定することにより、高速回転時には支持棒５０の突起部５０ａは滑動体５２には当接せずに、滑動体５２は筒体５１と一緒に停止しているため、外槽４２や筐体４１に振動が伝わることがなく騒音を低減できる。

そして、支持棒５０の突起部５０ａの当接面を円錐台形状とし、支持棒５０の突起部５０ａの円錐角度を滑動体５２の円錐角度より大きく構成する。つまり、θ５＞θ７かつθ６＞θ８とする。それにより、図１１に示すように、支持棒５０の突起部５０ａが滑動体５２と当接するときに点または線で接触した後に、徐々に広い面で接触し、最大の変位時には図１２に示すように全面が接触するようになるため、滑動体５２の外周に配設した摺動部材５３が動き始めるときの衝撃力を低減することができる。そして、振動振幅が大きくなると図１２に示すように、滑動体５２は点線で示す変形前形状から、支持棒５０の突起部５０ａの当接面に沿うように変形し、円錐角度が支持棒５０の突起部５０ａの円錐角度と同等に近づく。そのとき、滑動体５２が変形する影響で、図１２に矢印で示すような力も発生し、滑動体５２の変形が大きいほどその外周に配設した摺動部材５３が筒体５１を押し付ける力も大きくなり、減衰力が増加する。つまり、ドラム４３の高速回転時など外槽４２の振動が小さく、防振ダンパ４９の上下方向振動も小さい場合は減衰力も小さく、共振時など外槽４２の振動が大きく防振ダンパ４９の上下方向振動も大きい場合には減衰力も大きくできる。

支持棒５０の突起部５０ａの円錐台形状の部分は、図１３に示すように球面形状でも、図１４に示すように平面形状でも、当接面の円錐角度が一定でなく複数段に変化しても、円錐台形状と球面形状の複合形状でも同様の効果が得られる。また、当接面に凹凸を設けることによりグリースが切れることを防止することもできる。そして、支持棒５０を筺体５１に筒体５１を外槽４２にの取り付けても、同様の効果が得られる。

図１５は、本発明の実施形態４に係る防振ダンパ４９の概略縦断面図である。支持棒５６の突起部５６ａと滑動体５８のそれぞれの当接面を球面状にし、支持棒５６の突起部５６ａの球面半径を滑動体５８の球面半径より大きな構成とする。つまり、Ｒ５＞Ｒ７かつＲ６＞Ｒ８とする。それにより、前述した実施形態３と同様に、支持棒５６の突起部５６ａが滑動体５８と当接するときに点または線で接触した後に、徐々に広い面で接触するようになるため、滑動体５８の外周に配設した摺動部材５９が動き始めるときの衝撃力を低減することができる。そして、振動が大きくなると、滑動体５８が支持棒５６の突起部５６ａの当接面に沿うように変形し、球面形状が支持棒５６の突起部５６ａの球面形状と同等に近づく。そのとき、滑動体５８の変形が大きいほどその外周に配設した摺動部材５９が筒体５７を押し付ける力も大きくなり、減衰力が増加する。つまり、ドラム４３の高速回転時などのように外槽４２の振動が小さく防振ダンパ４９の上下方向振動も小さい場合は減衰力も小さく、共振時などのように外槽４２の振動が大きく防振ダンパ４９の上下方向振動も大きい場合には減衰力も大きくできる。

支持棒５６の突起部５６ａの球面形状は、図１６に示すように平面形状でも、当接面の球面半径が一定でなく複数段に変化しても、円錐台形状と球面形状の複合形状でも同様の効果が得られる。また、当接面に凹凸を設けることによりグリースが切れることを防止することもできる。そして、支持棒５６を筺体５１に筒体５７を外槽４２にの取り付けても、同様の効果が得られる。

１…外枠、２…防振装置、３…外槽、４…回転翼、５…内槽、５ａ…通水孔、６…フランジ、７…減速機構、８…モータ、９…取付板、１０…バランサ、１１…洗濯軸、１２…脱水軸、１３…スライダ、１４…吊り棒、１５…滑動体、１６…筒体、１７…摺動部材、１８…圧縮ばね、１９…ばね受け、２０…摺動部材、２１…摺動部材、２２…吊り棒、２３…滑動体、２４…筒体、２５…摺動部材、２６…圧縮ばね、２７…ばね受け、２８…摺動部材、４１…筐体、４２…外槽、４３…ドラム、４３ａ…通水孔、４４…ドラム駆動用モータ、４５…回転軸、４６…ベローズ、４７…ドア、４８…圧縮ばね、４９…防振ダンパ、５０…支持棒、５０ａ…突起部、５１…筒体、５２…滑動体、５３…摺動部材、５４…支持棒、５４ａ…突起部、５５…支持棒、５５ａ…突起部、５６…支持棒、５６ａ…突起部、５７…筒体、５８…滑動体、５９…摺動部材、６０…支持棒、６０ａ…突起部。

Claims (4)

1. 底部に回転翼を有する内槽と、該内槽を内包する外槽と、該外槽を収納する外枠と、防振装置によって前記外槽を前記外枠に懸架支持する洗濯機において、前記防振装置は一方の端を前記外枠に支持され、他方の端にばね受けを介して圧縮ばねを支持する吊り棒と、該吊り棒が貫通し前記外槽と当接する滑動体と、該滑動体の下側に配設し前記圧縮ばねと当接する有底の筒体と、該筒体に内包され前記吊り棒に対して摺動する摺動部材を備え、前記摺動部材と前記滑動体および前記筒体の当接面を円錐台形状または球面形状とし、前記摺動部材の円錐角度または球面半径を前記滑動体および前記筒体の円錐角度または球面半径より大きくなるように構成したことを特徴とする洗濯機。
2. 請求項１において、
   前記摺動部材と前記滑動体および前記筒体の間に隙間を有したことを特徴とした洗濯機。
3. 回転するドラムを内包する外槽と、該外槽を収容する筺体と、圧縮ばねとダンパによって前記外槽を前記筺体に防振支持する洗濯機において、前記ダンパは一方の端で前記外槽を支持し他方の端に突起を有する支持棒と、前記筺体の下面を支持する筒体と、前記支持棒が貫通し突起部の外周に配設した滑動体と、前記滑動体の外周部に前記筒体の内周面を摺動する摺動部材を備え、前記支持棒の突起部と前記滑動体の当接面を円錐台形状または球面形状とし、前記支持棒の突起部の円錐角度または球面半径を前記滑動体の円錐角度または球面半径より小さくなるように構成したことを特徴とする洗濯機。
4. 請求項３において、
   前記支持棒の突起部と前記滑動体の間に隙間を有したことを特徴とした洗濯機。