JP2018175394A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】流体バランサの大型化を抑制しながら，洗濯容量の増加と低振動化，脱水性能の向上が可能な洗濯機を提供する。【解決手段】水を溜める外槽と，該外槽内に回転可能に設けた洗濯兼脱水槽である内槽と，該内槽を回転駆動するモータと，複数の層に区分けされ各層の内部空間に液体を封入した流体バランサを備えた洗濯機において，前記流体バランサの外側に位置する層は内側に位置する層の軸方向長さに対して下方向に凸部を有し，その凸部の回転軸に近い側の外壁が傾斜していることを特徴とする洗濯機。【選択図】図３

Description

本発明は，洗濯機に関するものである。

縦型洗濯機は，筐体内に水を溜める外槽が防振支持され，その外槽内に洗濯兼脱水槽である内槽がモータを介して回転自在に支持されている。脱水工程時には，内槽を高速回転させることにより，その内槽内に収容された洗濯物の脱水が行われる。このとき，内槽内の洗濯物が片寄っていると，アンバランスとなって外槽が振動し，その振動が筐体に伝達して筐体が振動したり，騒音が発生したりする。そこで，外槽の振動を筐体に設置した安全スイッチや外槽に設置した振動センサにより検出し，過大な振動が生じた場合には内槽の回転を停止させる制御を行っている。また，振動抑制のために洗濯機には液体が封入された円環である流体バランサが内槽の開口部近傍に設けられている。流体バランサは，高速脱水時に封入されている液体がアンバランスの反対側に寄ることでアンバランスを相殺する効果がある。液体が封入された内部空間の軸方向に延伸することでアンバランスを相殺する効果を向上することができ，また径方向においては，１つの大きな空間とするのに対し，多層構造とすることで振動が小さい場合においても，大きなアンバランス相殺効果を得ることができる。

近年洗濯機の洗濯容量は上昇傾向にあるが，家電製品の大型化は住居の床面積に制限がある現状では消費者には受け入れ難い状況にある。しかしながら，内槽の大径化により洗濯容量を増加させる場合，内槽及び流体バランサを内包する外槽が大型化するが，本体の大型化ができないため筺体と外槽との隙間が減少する。これにより，外槽が振動した時に，外槽と筺体とが干渉して異音を発生させる場合があるため，内槽の大径化，すなわち洗濯容量の増加を阻む要因となっている。あるいは，衣類を収納可能な内槽容積を増やすために流体バランサを小型化すると，振動低減効果が低減してしまう。したがって，洗濯容量を増加させるためには，流体バランサの大型化を防止しながら，振動低減効果を確保することが必要となる。

そこで，特許文献１に記載の洗濯機では，流体バランサを２層構造とし，径方向外側の層の内部空間の軸方向長さを径方向内側の層の内部空間の軸方向長さよりも大きくする方法が提案されている。

特開２００９−２８１４６号

特許文献１に記載の洗濯機では，回転軸から遠い位置となる径方向外側の層の軸方向長さを大きくすることで，内径側と外径側の軸方向長さが同一の場合に比べ，アンバランスの相殺効果を向上することができる。しかし，外径側は内径側の層に対して下方向に延伸しているが，その内径側の側面は略鉛直方向となっており，かつその部分に脱水孔もないため，その延伸された部分の内径側にある衣類は水抜けが悪くなるという課題がある。

本発明の目的は，流体バランサの大型化を抑制しながら，洗濯容量の増加と低振動化，脱水性能の向上が可能な洗濯機を提供することにある。

水を溜める外槽と，該外槽内に回転可能に設けた洗濯兼脱水槽である内槽と，該内槽を回転駆動するモータと，前記内槽の上部に設けられた流体バランサとを備えた洗濯機において，前記流体バランサは径方向に複数の流路を有し，径方向の外周側に位置する流路の軸方向長さが内周側に位置する流路の軸方向長さよりも大きく，径方向の外側に位置する流路の下端の位置が径方向の内周側に位置する前記流路の下端よりも下側に位置し，外径側に位置する流路は下部外郭に対し凸形状を有し，該凸形状の内周面に第一の傾斜部を設けている。

本発明によれば，流体バランサの大型化を抑制しながら，内径側の軸方向長さを小さくすることで内槽の内容積を拡大し，外径側の軸方向長さを大きくすることで流体バランサの振動低減効果を向上し，かつ外周側の下部凸形状の内周側を下方向に径が大きくなるように傾斜させることで衣類から水が抜けやすくすることができるため，洗濯容量の増加，低振動化及び脱水性能の向上が可能となる。

本発明の実施形態に係る洗濯機の斜視図である。 本発明の洗濯機の内部構造を示す右側面断面図である。 本発明の洗濯機の流体バランサの内部構造を示す図２のＡ部拡大図である。 従来構造の流体バランサにおける衣類の脱水について説明する模式図である。 本発明の洗濯機の流体バランサにおける衣類の脱水について説明する模式図である。 本発明の洗濯機の流体バランサの内部構造の他の例を示す断面図である。 実施の形態例に係る洗濯機の流体バランサの部分断面を示す右側面図である。（実施例２） 実施の形態例に係る洗濯機の流体バランサの部分断面を示す右側面図である。（実施例３）

以下，本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。

図１は洗濯機１００の外観斜視図，図２は洗濯機１００の右側面断面図，図３は洗濯機１００の流体バランサの内部構造を示す図２のＡ部拡大図である。図１より，洗濯機１００は外郭を構成する筺体１を備え，筺体１の上部にトップカバー２を設けてあり，筐体１の下部にベース３が設けられている。ベース３には４つの脚が設けられているが，その内洗濯機本体に向かって右前の１箇所に高さが可能な調整脚３ａが設けられており，残りの３箇所は高さの調整ができない固定脚３ｂが設けられている。洗濯機を設置する際には，この調整脚３ａの高さを調整することで，本体の傾きやガタつきを調整する。また，トップカバー２には衣類投入口２ａを覆うように外蓋２ｂが設けられている。トップカバー２の前側には，電源スイッチ４や操作スイッチ５，表示器６を備えた操作パネル７が設けられている。なお，操作パネル７は，筺体１の背面に設けた制御装置１４に電気的に接続している。

筺体１の内部には，水を溜める外槽１０が四隅を吊り棒を介して筐体１に弾性支持されている。外槽１０の背面には，エアトラップ２１ａが設けてあり，その内部の圧力がチューブ２１ｂを介して水位センサ２１に伝えられ，外槽１０内に溜められた水の水位を検知する。筐体１の前方の隅には，安全スイッチ３１が設けられており，脱水時に外槽１０が振動した際に，所定の振動変位以上となった際に検知する構造となっている。

外槽１０の内部には，衣類を収納するための内槽８を備える。内槽８は，その外周壁に通水および通風のための多数の小さな貫通孔８ａと，その底壁に通水および通風のための複数の貫通孔８ｂを有し，その上縁部に流体バランサ９を備え，底部の内側には回転翼１１を回転自在に支持している。

外槽１０の底部の外側にはモータ１３が設けてあり，クラッチ機構１２を制御することで，内槽８と回転翼１１の回転を次のように動作させることが出来る。１つは，内槽８を静止させるように係止，または自由に回転できるように解放した状態で回転翼１１を繰り返し正逆回転させる動作で，主に衣類を撹拌させる場合に用いる。もう１つは，内槽８と回転翼１１を一体として同一方向に回転させる動作で，主に脱水する場合に用いる。

外槽１０の上面には槽カバー２３が設けてあり，槽カバー２３は上面と下面を連通する衣類投入口２３ａ，温風吹き出し口２３ｂ，給水入口２５ａを備える。また，槽カバー２３には，衣類投入口２３ａを覆うように内蓋２４が設けてあり，ヒンジ２４ａにより開閉自在とする。内蓋２４は，取っ手２４ｂを上方に持ち上げることでロックが解除されて開き，下方に押すことでロックされる。

外槽１０の後側には乾燥ダクト１０ｃを設けている。乾燥ダクト１０ｃは蛇腹１０ｄを介して，乾燥ユニット１９に接続している。乾燥ユニット１９は，送風ファン１９ａの熱源であるヒータ１９ｂと，温度センサ１９ｃを備える。乾燥ユニット１９は，蛇腹２３ｃを介して，槽カバー２３に設けられた温風吹き出し口２３ｂに接続される。ヒータ１９ｂで温度を上昇させた空気を，送風ファン１９ａより循環することで衣類の乾燥を行う。また，筺体１には給水口２ｃに接続した給水電磁弁２５が設けてあり，内槽８や乾燥ダクト１０ｃに給水可能となっている。外槽１０の下部には排水するための排水口１０ｂを備えており，排水弁１５を介して排水ホース２４が接続している。

内槽８の上部に設ける流体バランサ９は，合成樹脂等でリング状に形成され，内部にいくつかの流路を有している。この流路には液体が封入されており，脱水時に振動が発生した際に，振動を低減する効果がある。具体的には，脱水時に衣類の片寄り（以下，アンバランス）により振動が生じた場合，共振回転数より高い回転数では，アンバランスの方向に対して位相が１８０度ずれた方向に振動する。この時，流体バランサ９内の液体は振動した方向に片寄ることになる。すなわち，アンバランスに対して，１８０度ずれた位置に片寄るため，アンバランスを相殺することができ，振動を低減することができる。

図３に流体バランサの内部構造が分かるように，図２のＡ部を拡大し，詳細に記載した断面図を示す。流体バランサ９は，バランスリングケース９ａとバランスリング蓋９ｂと流体９ｃとを有して構成されている。バランスリングケース９ａは，樹脂成形品であり，例えば強化ガラス入りのＰＰ（ポリプロピレン）を用いて射出成形される。バランスリングケース９ａは，上部が開口された円環状の部材である。バランスリングケース９ａは，内部を３つに分割するように隔壁が設けられており，この隔壁によって，３つの円環状の流路２６ａ，２６ｂ，２６ｃに分割されている。また，流路２６ａ，２６ｂ，２６ｃにはそれぞれ流体９ｃが入れられており，この流体９ｃは，流体バランサ９の小型化のため，内部に比重の大きな塩水等としている。

バランスリングケース９ａは外径側が軸方向に長い構造となっており，それに伴い流路２６ｃも２６ａ，２６ｂに比べ高さが高くなっている。流体バランサ９によるアンバランスを相殺効果は，液体の重心が回転軸から遠い程大きくなる。従って，３つの流路の中で外側の流路２６ｃが最もアンバランスの相殺効果が高いことになる。また，内径側を延伸する場合に比べ外径側を延伸する方が，内槽８の容積の低下を抑制することが可能である。

バランスリングケース９ａの内径側には内周面２７があり，バランスリングケース９ａが外径側のみ高さが高く，下方向に凸となる形状ため，内周面２７は第一の内周面２７ａと第二の内周面２７ｂに分かれる。また，バランスリングケース９ａの底面２８も同様に，第一の底面２８ａと第二の底面２８ｂに分かれる。第一の内周面２７ａは下側ほど内径が大きくなるように傾斜している。

次に，脱水運転時の衣類の状態について，図４及び図５を用いて説明する。図４は従来構造の流体バランサを示しており，図５は本発明の実施例における流体バランサ９を示している。脱水運転開始時には衣類は重力により下部にたまった状態である。内槽８の回転数を徐々に上昇させると衣類に生じる遠心力により，徐々に外側に移動し，内槽８に張り付く。この際，脱水する衣類の量が少ない場合には，衣類は流体バランサ９よりも低い位置で内槽８に張り付く。内槽８には通水用の貫通孔８ａが設けられているため，衣類から排出された水は貫通孔８ａを通り，外槽１０に抜け，衣類の脱水が行われる。

一方，衣類の量が多い時には，図４に示すように衣類２９ａ，２９ｂはバランスリングケース９ａの第一の底面２８ａや第二の底面２８ｂに接する位置まで衣類が上昇する。バランスリングケース９ａには貫通孔を設けることができないため，図４に示すように，第一の内周面２７ａが傾斜していない形状の場合，衣類から抜けた水は矢印の方向に移動することになる。しかし，矢印の方向は遠心力と直交するため，移動を促進する力が加わらないため，衣類が脱水されにくくなり，脱水率の低下に繋がる。一方，本発明の流体バランサ９のように，第一の内周面２７ａのように傾斜部を有している場合，衣類から抜けた水は遠心力により第一の内周面２７ａの傾斜に沿って矢印の方向に流れ，内槽８の貫通孔８ａから外槽１０に抜けることができる。このように，第一の内周面２７ａを傾斜させることで衣類の脱水を促進し，脱水率の向上することが可能となる。

また，本実施例では，第一の内周面２７ａに直線となるように傾斜部を設けているが，図６に示す第一の内周面２７ｃのようにＲ形状としてもよい。Ｒ形状とすることで，従来構造のように傾斜部を有しない構造よりも脱水性能を向上することが可能である。ただし，傾斜角度が小さくなる部分を有することで，脱水されにくい部分が生じてしまうため，図３に示す形状の方がより脱水率の向上を図ることができる。

本実施例の洗濯機は，流体バランサ３０の内周面が実施例１に記載の洗濯機と異なり，それ以外の構成は同様であるため説明は省略する。図７に本実施例の流体バランサ３０の内部構造が分かるようにした断面図を示す。図７に示すように，流体バランサ３０は実施例１と同様にバランスリングケース３０ａ，バランスリング蓋３０ｂ，バランサ液３０ｃで構成される。バランスリングケース３０ａの内周面３１は，第一の内周面３１ａと第二の内周面３１ｂに分かれるが，第一の内周面３１ａだけでなく，第二の内周面３１ｂも傾斜部を有する。脱水運転時に衣類の量が多いと，衣類が流体バランサ３０と同じ高さに位置する場合がある。その状態で脱水運転をすると，回転数の上昇に伴い，遠心力によって衣類は徐々に外径側に移動する。ここで，図３に示すように第二の内周面２７ｂが傾斜をしていない場合，外径側に移動した衣類は，上方向や下方向に移動することになる。上方向に移動した衣類は槽カバー２３と流体バランサ９の間に入り込んでしまう場合がある。

そこで，本実施例の洗濯機の流体バランサ３０のように，第二の内周面３１ｂにも下方向ほど内径が大きくなるような傾斜部を設けることにより，遠心力によって外径側に移動した衣類は，傾斜面に沿って下方向に移動するため，槽カバー２３と流体バランサ３０の間に入り込むことを効果的に抑制することができる。さらに，傾斜面に沿って下方に移動した衣類は，第一の内周面３１ａの高さまで低下し，その位置で脱水される。第一の内周面３１ａは傾斜部を有しているため，傾斜部を有しない場合に比べて効率的に脱水を行うことができる。

第一の内周面３１ａの傾斜角度である第一の傾斜角度３２ａは大きければ大きいほど，脱水が促進される。一方，第二の内周面３１ｂの傾斜角度である第二の傾斜角度３２ｂは，内周面３１ｂの内側に張り付いた衣類を内槽８内に引き込むことが目的であるため，内周面３１ｂの上部に対して下部が広がる形状となっていることが重要であるが，必ずしも第二の傾斜角度３２ｂを大きくする必要はない。さらに，第二の傾斜角度３２ｂが大きければ大きいほど，流路３３ａ，３３ｂが小さくなり，流体バランサ３０の目的である振動低減効果が減少するため，望ましくない。従って，第一の傾斜角度３１ａを第二の傾斜角度３２ｂよりも大きくすることで，衣類が流体バランサ３０と槽カバー２３の間に入り込むのを防止しながら振動を抑制し，かつ効率よく衣類の脱水を行うことができる。

本実施例の洗濯機は，流体バランサ４０の外径側の流路が実施例２に記載の洗濯機と異なり，それ以外の構成は同様であるため説明は省略する。図８に本実施例の流体バランサ４０の内部構造が分かるようにした断面図を示す。本実施例の流体バランサ４０は，バランスリングケース４０ａの流路４１ａ，４１ｂ，４１ｃの内，外側の流路４１ｃの下部内周側に第一の内周面４２ａと同様に傾斜する傾斜部４１ｄを有する構造としている。

このような構造とすることで，流路４１ｃの下部内周側の外壁の板厚を均一にすることが可能であり，板厚が部分的に小さくなることによる強度低下を抑制することができる。さらに，強度を確保するための不必要な板厚の増加を防止し，内槽８の容積拡大を図ることができる。

１ 筺体
３ ベース
８ 内槽
９ 流体バランサ
１０ 外槽
１１ 回転翼
１２ クラッチ機構
１３ モータ
２７ａ 第一の内周面
２７ｂ 第二の内周面
３２ａ 第一の傾斜角度
３２ｂ 第二の傾斜角度

Claims (5)

1. 水を溜める外槽と，該外槽内に回転可能に設けた洗濯兼脱水槽である内槽と，該内槽を回転駆動するモータと，前記内槽の上部に設けられた流体バランサとを備えた洗濯機において，
   前記流体バランサは径方向に複数の流路を有し，径方向の外周側に位置する流路の軸方向長さが内周側に位置する流路の軸方向長さよりも大きく，
   径方向の外側に位置する流路の下端の位置が径方向の内周側に位置する前記流路の下端よりも下側に位置し，
   外径側に位置する流路は下部外郭に対し凸形状を有し，該凸形状の内周面に第一の傾斜部を設けることを特徴とする洗濯機。
2. 請求項１に記載の洗濯機において，前記径方向の内周側の流路の内周面に第二の傾斜部を設けることを特徴とする洗濯機。
3. 請求項１乃至請求項２に記載の洗濯機において，
   前記第一の傾斜部の第一の傾斜角度を前記第二の傾斜部の第二の傾斜角度よりも大きくすることを特徴とする洗濯機。
4. 請求項１乃至請求項３に記載の洗濯機において，
   前記第一の傾斜部は断面が略直線であることを特徴とする洗濯機。
5. 請求項１乃至請求項３に記載の洗濯機において，
   外周側の流路下部に下に内径が広がるような傾斜部を有することを特徴とする洗濯機。
   

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