JP2017148089A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水槽底部に設置した流体バランサーの大きさを確保できないため、たとえ多重に構成しても補正力が小さく、脱水槽の底部に発生した大きなアンバランスを補正できないという課題があった。
【解決手段】そこで本発明は、洗濯兼脱水槽の底部４３に下バランサー装置４４を備え、下バランサー装置４４は、円環状のバランサーケース４４ａと、バランサーケース４４ａ内に収納され洗濯兼脱水槽３４のアンバランスをその質量で補正する複数の転動体４４ｂを有し、バランサーケースの底面４４ｃを外周に向かって高くなるよう傾斜させたことにより、下バランサー装置４４の補正力を向上させると共に共振回転数を越えるまでは傾斜の効果で転動体４４ｂを内周側に存在させることにより転動体４４ｂがアンバランス側に移動しても振動の悪化が小さくなるため脱水の起動から定常まで外槽３３の振動を小さくすることができるというものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、洗濯機本体内に弾性的に支持した外槽内に回転自在に配設した洗濯兼脱水槽内で洗濯物の洗い、すすぎ、脱水を行う洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、図１１に示すように本体１と、この本体１にサスペンション２により防振支持される外槽３と、この外槽３内に回転自在に配された洗濯兼脱水槽４と、洗濯兼脱水槽４の上端部５及び底部６に設けた流体バランサー７を備え、前記流体バランサー７は中空閉管路を隔壁により径方向に多重に分割するとともに、底部の流体バランサーは少なくとも上端部の流体バランサーと同数以上の多重にするとともに、その高さを上端部の流体バランサーの高さより低くしたものである。

これにより洗濯兼脱水槽４の上端部５及び底部６に流体バランサー７を設けたこと、底部の流体バランサー７は少なくとも上端部５の流体バランサー７と同数以上の多重にしたことにより、全体の矯正力を上げると同時に、底部６の矯正力をあげることが可能となり、従来の流体バランサーの矯正力に比べ、全体の矯正力を向上させると共に、上端部５及び底部６の流体バランサー７によって矯正力のバランスを保つことで、従来矯正しきれなかったアンバランスの矯正を可能とするものであった（例えば、特許文献１参照）。

特許第２７３４１７３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、脱水槽底部に設置した流体バランサーの大きさを確保できないためたとえ多重に構成しても補正力が小さく、脱水槽の底部に発生した大きなアンバランスを補正できないという課題があった。本発明は、前記従来の課題を解決するもので、底部に設置したバランサーの形状を大きくすることなく補正力を増加させ脱水槽の底部に発生した大きなアンバランスを補正して脱水時の振動性能を向上させた洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯兼脱水槽を内包した外槽と、前記外槽を洗濯機本体から防振支持したサスペンション装置と、前記洗濯兼脱水槽の底部に配設され前記洗濯兼脱水槽のアンバランスを補正する下バランサー装置を備え、前記下バランサー装置は、底面を外周に向かって高くなるように傾斜させた略円環状のバランサーケースと、前記バランサーケース内に収納され前記洗濯兼脱水槽のアンバランスを補正する複数の転動体を有したものである。

前記バランサーケースの底面を外周に向かって高くなるよう傾斜させたことにより、下バランサー装置の補正力の微妙な調整が可能となる。すなち、共振回転数を越えるまでは傾斜の効果で転動体を内周側に存在させることにより、転動体がアンバランス側に移動しても振動の悪化が小さくなるため脱水の起動から定常まで外槽の振動を小さくすることができ、共振回転数を越えるような高い回転数になった場合には、いわゆるバランサー効果が発揮され、洗濯機の振動の増加を防止するものである。

本発明の洗濯機は、洗濯兼脱水槽の底部に円環状のバランサーケースと、バランサーケース内に洗濯兼脱水槽のアンバランスをその質量で補正する複数の転動体を収納し、バランサーケースの底面を外周に向かって高くなるよう傾斜させたことにより、洗濯兼脱水槽の底部に設置した下バランサー装置の補正力を向上させると共に共振回転数を越えるまでは傾斜の効果で転動体を内周側に存在させることにより転動体がアンバランス側に移動しても振動の悪化が小さくなるようにして脱水の起動から定常まで外槽の振動を小さくすることができるというものである。

これにより、下バランサー装置を大きくすることなく、バランサーとしての補正の効果をより向上させることができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の横断面図 同下バランサー装置の横断面図 同停止時の下バランサー装置の平面図 同回転時の下バランサー装置の平面図 本発明の実施の形態２における洗濯機の下バランサー装置の平面図 本発明の実施の形態３における洗濯機の下バランサー装置の平面図 本発明の実施の形態４における洗濯機の下バランサー装置の横断面図 本発明の実施の形態５における洗濯機の下バランサー装置の横断面図 本発明の実施の形態６における洗濯機の下バランサー装置の平面図 本発明の実施の形態７における洗濯機の下バランサー装置の平面図 従来の洗濯機の横断面図

第１の発明は、洗濯兼脱水槽を内包した外槽と、前記外槽を洗濯機本体から防振支持したサスペンション装置と、前記洗濯兼脱水槽の底部に配設され前記洗濯兼脱水槽のアンバランスを補正する下バランサー装置を備え、前記下バランサー装置は、底面を外周に向かって高くなるように傾斜させた略円環状のバランサーケースと、前記バランサーケース内に収納され前記洗濯兼脱水槽のアンバランスを補正する複数の転動体を有した洗濯機である。この構成により、洗濯兼脱水槽の底部に設置した下バランサー装置の補正力が向上すると共に共振回転数を越えるまでは傾斜の効果で転動体が内周側に存在し、共振前に転動体がアンバランス側に移動しても振動の悪化が小さくなり脱水の起動から定常まで外槽の振動が小さくなるというものである。

第２の発明は、第１の発明の構成に加え、前記下バランサー装置の内壁内面の径は、前記洗濯兼脱水槽の停止時に集合する転動体同士の隙間が前記転動体の外径の１０％以下になるよう設定したものである。この構成により、脱水起動前は、転動体がバランサーケースの内壁内面に沿ってほぼ均一に配置されることになり、衣類のアンバランスに伴う転動体の移動によるアンバラスが大きく発生しないので安定した脱水起動が可能となるものである。

第３の発明は、第１の発明の構成に加え、前記洗濯兼脱水槽の共振回転数時の前記バランサーケースの中心と前記転動体の距離は、前記バランサーケースの中心と前記バランサーケースの外壁の距離より小さくなるよう設計したものである。この構成により、洗濯兼脱水槽の回転が共振回転数を越えるまでは、転動体が外周まで移動しないので、共振回転数に達する前に転動体がアンバランス側に移動しても転動体が発生する遠心力が小さいので振動の悪化が小さくなり脱水起動時の外槽の振動の増加が抑制されることになる。

第４の発明は、第１の発明の構成に加え、前記バランサーケース底面には、外周側の第１の傾斜角度と、内周側の第２の傾斜角度を設け、前記第２の傾斜角度を前記第１の傾斜角度より大きくしたものである。これにより転動体は洗濯兼脱水槽が共振回転数を通過するまでは内周側から外周側への移動が抑止されることになり、共振回転数に達する前に転動体がアンバランス側に移動しても転動体が発生する遠心力が小さいので振動の悪化が小さくなり脱水起動時の外槽の振動の増加が抑制されることになる。

第５の発明は、第４の発明の構成に加え、前記第１の傾斜角度と前記第２の傾斜角度との変化位置を、共振回転数の時に前記転動体が存在する位置より外周側としたものである。これにより更に確実に転動体は共振回転数を通過するまでは内周側から外周側への移動が抑止されることになり、共振回転数を通過する前には、転動体はバランサーケースの内壁に近い位置での移動となり、衣類のアンバランス側に移動しても小さな遠心力で抑えることが出来、脱水起動時に大きな振動の発生を抑制する。共振回転数を通過後は、バランサーケースの外壁に近いまたは接する位置で衣類のアンバラとは反対方向に集合することで大きな遠心力を発生し、全体のアンバラ補正を行い洗濯機の振動が抑制される。

第６の発明は、第１の発明から第５の発明のいずれか１つの構成に加え、前記バランサーケースの外壁内面から内側へ伸びる隔壁を少なくとも１箇所以上設けたものである。これにより脱水中にアンバランスが小さい時に発生する転動体の移動が防止されるので、転動体自身がアンバランスとなって振動が悪化することがなくなるというものである。

第７の発明は、第１から第６の発明のいずれか１つの構成に加え、前記バランサーケース内に流体を封入したものである。これにより転動体同士が衝突して発生する音や、バランサーケース内を転動体が移動する時に発生する移動音を流体が吸収するので下バランサー装置の動作音を小さくできるというものである。また流体によって転動体の急激な移動が抑止され下バランサー装置の動作が安定するものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の横断面図を示すものである。図２は同下バランサー装置の横断面図、図３は停止時の同下バランサー装置の平面図、図４は回転時の同下バランサー装置の平面図を示すものである。

図１、図２、図３、図４ において、洗濯機本体３１は、４本のサスペンション装置３２により外槽３３を吊り下げている。洗濯兼脱水槽（以下、洗濯槽という）３４は外槽３３内に回転自在に配設し、洗濯槽３４の底部に攪拌翼３５を回転自在に配設している。モータ（駆動手段）３６は、ブラシレス直流モータから成っており、インバータ制御され、回転速度が自在に変化できるようになっている。そして、減速機構３７を介して攪拌翼３５および洗濯槽３４を駆動する。洗濯水供給手段３８は洗濯槽３４内に給水するもので、水位検知手段３９は外槽３３内の洗濯水位を検知する。排水手段４０は、外槽３３内の洗濯水を排水するものである。

制御装置４１は洗濯機本体３１の背面に設けている。制御装置４１は、洗濯機本体３１の上面に設けられた操作表示手段４２により入力された設定内容に基づいて洗い、すすぎ、脱水の各行程を逐次制御するもので、パワースイッチング手段（図示せず） を介してモータ３６、洗濯水供給手段３８、排水手段４０などを逐次制御する。記憶手段（図示せず）は、制御装置４１による逐次制御に必要なデータを記憶している。布量検知手段（図示せず）は、洗濯槽３４内の洗濯物（衣類）の量を検知するもので、その出力を制御装置
４１に入力している。

洗濯槽の開口部３４ａには流体の移動を利用した上バランサー装置３４ｂが設置されている。洗濯兼脱水槽の底部４３には下バランサー装置４４が設置されている。下バランサー装置４４は円環状のバランサーケース４４ａ、複数の転動体４４ｂで構成されている。バランサーケースの底面４４ｃには、バランサーケースの内壁４４ｄからバランサーケースの外壁４４ｅに向かって上昇する傾斜が設けられている。洗濯槽３４が停止しているときは転動体４４ｂがバランサーケースの内壁４４ｄに沿ってバランサーケース４４ａ内に均一に配置されるようになっている。

以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。
まず、洗濯槽３４内に衣類と洗剤を投入後、操作表示手段４２を操作して運転を開始する。これによって洗濯水供給手段３８が動作し、洗濯槽３４内に洗濯水が供給される。規定量の洗濯水が供給されると洗濯水供給手段３８は給水を停止する。攪拌翼３５の回転によって、洗剤は洗濯水に溶かされ洗濯液となって衣類に浸透する。攪拌翼３５は、１３０ｒ/ｍｉｎ程度の低速で回転して衣類を攪拌する揉み洗いを規定時間行う。洗濯終了後、排水手段４０が作動し、汚れを溶かし込んだ洗濯液は外槽３３の外に排水される。

排水終了後、洗濯槽３４は回転を開始し脱水行程に入る。図３に示すように脱水開始前の停止時は、バランサーケース４４ａ内の転動体４４ｂはバランサーケースの内壁４４ｄに沿って均一に配置されている。従って、脱水開始直後は洗濯槽３４内の衣類の偏り４５のみが加振力を発生する。

前述の加振力で外槽３３が振れ回り、振れ回りの方向に転動体４４ｂが移動する。外槽３３の共振回転数（９０ｒ／ｍｉｎ）までは、衣類の偏り４５の位置と振れ回りの方向が一致しており転動体４４ｂは衣類の偏り４５の位置に移動しようとする。バランサーケースの底面４４ｃには、バランサーケースの内壁４４ｄからバランサーケースの外壁４４ｅに向かって上昇する傾斜が設けられており、転動体４４ｂは重力と遠心力のバランスでバランサーケースの内壁４４ｄとバランサーケースの外壁４４ｅの間に存在する。

従って転動体４４ｂが発生する加振力は、バランサーケースの外壁４４ｅに沿って存在する場合より弱くなり外槽３３の振れ回りに対する影響が小さいものになっている。洗濯槽３４の回転速度が上昇し、外槽３３の振れ回り共振回転数である約９０ｒ／ｍｉｎを通過する。図４に示すように共振回転数を通過すると外槽３３の振れ回り方向と、衣類の偏り４５の位置が正反対となり転動体４４ｂが衣類の偏り４５の位置の反対側に移動しようとする。

また、転動体４４ｂに作用する遠心力が大きくなりバランサーケースの外壁４４ｅに沿って存在するようになる。これがオートバランサーの原理であり、転動体４４ｂと衣類の偏り４５が相殺されてアンバランスが少なくなり外槽３３を振動させる加振力が小さくなるというものである。加振力が小さくなるので洗濯槽３４の定常回転（７８０ｒ／ｍｉｎ）時は、外槽３３の振動は小さくなり、衣類は効率良く脱水されることになる。脱水終了後、洗濯槽３４が回転を停止すると転動体４４ｂはバランサーケースの底面４４ｃの傾斜を移動しバランサーケースの内壁４４ｄに沿って均一に分布する。

このように下バランサー装置４４を円環状のバランサーケース４４ａと、バランサーケース４４ａ内に収納され洗濯兼脱水槽３４のアンバランスを補正する複数の転動体４４ｂで構成し、バランサーケースの底面４４ｃを外周に向かって上方へ傾斜させたことにより洗濯兼脱水槽の底部４３に設置した下バランサー装置４４の補正力が向上すると共に共振回転数を越えるまでは傾斜の効果で転動体４４ｂが内周側に存在し、共振前に転動体４４
ｂがアンバランス側に移動しても振動の悪化が小さくなり脱水の起動から定常まで外槽の振動が小さくなるというものである。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態の洗濯機の下バランサー装置の平面図を示すものである。図５において、第２の実施の形態の下バランサー装置４４は、バランサーケースの内壁内面の径４６を集合した転動体４４ｂ同士の隙間４７が前記転動体の外径４８の１０％以下になる大きさに設定したものである。洗濯槽３４が停止しているときはバランサーケースの底面４４ｃの傾斜で転動体４４ｂがバランサーケース４４ａ内に均一に配置されるようになっている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

これにより脱水起動前は、転動体４４ｂがバランサーケースの内壁４４ｄの内面に沿って均一に配置されることになり、衣類のアンバランスに伴う転動体４４ｂの移動による転動体４４ｂ自身のアンバラスが発生しないので安定した脱水起動が可能となるものである。

（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態の洗濯機の下バランサー装置の平面図を示すものである。図６において、第３の実施の形態の下バランサー装置４４は、共振回転数の時のバランサーケースの中心と転動体の距離４９は、バランサーケースの中心とバランサーケース外壁内面の距離５０より小さくしたものである。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

これにより共振回転数を越えるまでは転動体４４ｂが外周まで移動しないので、共振前に転動体４４ｂがアンバランス側に移動しても、転動体４４ｂが発生する遠心力はさほど大きくなることはない。したがって、転動体４４ｂのアンバラが加わったとしても小さいので振動の悪化は抑えられ、脱水起動時の外槽３３の振動の増加が抑制されることになる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の第４の実施の形態の洗濯機の下バランサー装置の横断面図を示すものである。図７において、第４の実施の形態の下バランサー装置４４は、バランサーケースの底面４４ｃに外周側の第１の傾斜角度５１と、内周側の第２の傾斜角度５２を設け、第２の傾斜角度５２を第１の傾斜角度５１より大きくしたものである。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

これにより転動体４４ｂは共振回転数を通過するまでは内周側から外周側への移動が抑止されることになり、共振前に転動体４４ｂがアンバランス側に移動しても転動体４４ｂが発生する遠心力が小さいので振動の悪化が小さくなり脱水起動時の外槽３３の振動の増加が抑制されることになる。

（実施の形態５）
図８は、本発明の第５の実施の形態の洗濯機の下バランサー装置の横断面図を示すものである。図８において、第５の実施の形態の下バランサー装置４４は、バランサーケースの底面４４ｃに外周側の第１の傾斜角度５１と、内周側の第２の傾斜角度５２を設け、第１の傾斜角度５１と第２の傾斜角度５２との変化位置５３を共振回転数の時に転動体４４ｂが存在する位置より外周側としたものである。その他の構成は第４の実施の形態と同様である。

これにより更に確実に転動体４４ｂは共振回転数を通過するまでは内周側から外周側へ
の移動が抑止されることになる。

（実施の形態６）
図９は、本発明の第６の実施の形態の洗濯機の下バランサー装置の平面図を示すものである。図９において、第６の実施の形態の下バランサー装置４４は、バランサーケースの外壁内面５４から内側へ転動体４４ｂの半径より長い隔壁５５を均等に４箇所設けたものである。その他の構成は第１から第５の実施の形態と同様である。

これにより脱水中にアンバランスが小さい時に発生する転動体４４ｂの自励振動による転動体４４ｂの移動が防止されるので、転動体４４ｂ自身がアンバランスの発生源となって振動が悪化することがなくなるというものである。

（実施の形態７）
図１０は、本発明の第７の実施の形態の洗濯機の下バランサー装置の平面図を示すものである。図１０において、第７の実施の形態の下バランサー装置４４は、バランサーケース４４ａ内にバランサーケース４４ａの体積の約半分の流体５６を封入したものである。その他の構成は第１から第６の実施の形態と同様である。

これにより転動体４４ｂ同士が衝突して発生する音や、バランサーケース４４ａ内を転動体４４ｂが移動する時に発生する移動音を流体が吸収するので下バランサー装置４４の動作音を小さくできるというものである。また流体によって転動体４４ｂの急激な移動が抑止され下バランサー装置４４の動作が安定するものである。流体５６をバランサーケース４４ａの体積の約半分の量を封入することで流体バランサーとして動作させることができ更に下バランサー装置の補正力を向上することもできる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯兼脱水槽の底部に円環状のバランサーケースと、バランサーケース内に洗濯兼脱水槽のアンバランスをその質量で補正する複数の転動体を収納し、バランサーケースの底面を外周に向かって高くなるよう傾斜させたことにより、洗濯兼脱水槽の底部に設置した下バランサー装置の補正力を向上させると共に共振回転数を越えるまでは傾斜の効果で転動体を内周側に存在させることにより転動体がアンバランス側に移動しても振動の悪化が小さくなるようにして脱水の起動から定常まで外槽の振動を小さくすることができるというものである。この機能は、その他の回転機械の防振装置としても利用できるものである。

３１ 洗濯機本体
３２ サスペンション装置
３３ 外槽
３４ 洗濯兼脱水槽（洗濯槽）
４３ 洗濯兼脱水槽の底部
４４ 下バランサー装置
４４ａ バランサーケース
４４ｂ 転動体
４４ｃ バランサーケースの底面
４６ バランサーケースの内壁内面の径
４７ 隙間
４８ 転動体の外径
４９ バランサーケースの中心と転動体の距離
５０ バランサーケースの中心とバランサーケース外壁内面の距離
５１ 第１の傾斜角度
５２ 第２の傾斜角度
５３ 変化位置
５４ バランサーケースの外壁内面
５５ 隔壁
５６ 流体

Claims (7)

1. 洗濯兼脱水槽を内包した外槽と、前記外槽を洗濯機本体から防振支持したサスペンション装置と、前記洗濯兼脱水槽の底部に配設され前記洗濯兼脱水槽のアンバランスを補正する下バランサー装置を備え、前記下バランサー装置は、底面を外周に向かって高くなるように傾斜させた略円環状のバランサーケースと、前記バランサーケース内に収納され前記洗濯兼脱水槽のアンバランスを補正する複数の転動体を有した洗濯機。
2. 前記下バランサー装置の内壁内面の径は、前記洗濯兼脱水槽の停止時に集合する転動体同士の隙間が前記転動体の外径の１０％以下になるよう設定した請求項１記載の洗濯機。
3. 前記洗濯兼脱水槽の共振回転数時の前記バランサーケースの中心と前記転動体の距離は、前記バランサーケースの中心と前記バランサーケースの外壁の距離より小さくなるよう設計した請求項１記載の洗濯機。
4. 前記バランサーケース底面には、外周側の第１の傾斜角度と、内周側の第２の傾斜角度を設け、前記第２の傾斜角度を前記第１の傾斜角度より大きくした請求項１記載の洗濯機。
5. 前記第１の傾斜角度と前記第２の傾斜角度との変化位置を、共振回転数の時に前記転動体が存在する位置より外周側とした請求項４記載の洗濯機。
6. 前記バランサーケースの外壁内面から内側へ伸びる隔壁を少なくとも１箇所以上設けた請求項１〜５いずれか１項記載の洗濯機。
7. 前記バランサーケース内に流体を封入した請求項１〜６いずれか１項記載の洗濯機。

Images