JP2639099B2 - 脱水洗濯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、脱水起動時の水槽の振動を抑制し、省スペ
ース大容量化を図った脱水洗濯機に関するものである。

従来の技術 第８図は従来の脱水洗濯機の全体の断面図を示すもの
である。図において、１は底部に開口部２を有する脱水
洗濯機の本体、３は脱水孔４を有する回転槽、５は回転
槽３を内部に回転自在に設置した水槽である。６は回転
槽３の中央底部に設けられた撹拌翼、７は伝達機構部
で、内部に洗濯時の減速ギア、洗濯・脱水の切り替えク
ラッチ、脱水時のブレーキを内蔵している。８は水槽５
の底部に取りつけられたモータで、このモータ８の動力
はモータプーリ９、ベルト10、インペラープーリ11を介
して伝達機構部７に伝達される。12は本体１の上部球面
部13から吊り下げられた防振機構で、水槽５を下部球面
部14で支持している。また、防振機構12の具体構成は第
９図に示すように摩擦体15と、支え部16からなるダンパ
部17と、バネ18から成っている。19は足で、本体１の底
部の四隅に固定されている。20は本体カバーで、本体１
の上部に取りつけられており、洗濯物の投入孔21や操作
部（図示せず）が設けられている。22は設置面である。

以上のように構成された洗濯機について以下その動作
を説明する。洗濯は、回転槽３に洗濯物と洗濯水を入
れ、伝達機構部７の切り替えクラッチを洗濯側にして、
モータ８の回転をモータプーリ９、ベルト10、インペラ
ープーリ11、伝達機構部７を介して撹拌翼６に伝達する
ことにより行う。また、脱水は、洗濯物を回転槽３に入
れ、伝達機構部７の切り替えクラッチを脱水側にし、モ
ータ８の回転をモータプーリ９、ベルト10、インペラー
プーリ11、伝達機構部７を介して回転槽３に伝達するこ
とにより行う。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では脱水起動時にお
いて、回転槽３内の布が不均等となるとこのアンバラン
スが加振力として作用し、本体１より吊り下げられた防
振機構12による水槽５の振り子運動の固有振動値（１
次）に回転槽３の回転数が一致すると、第10図の矢印Ａ
に示すように振り子運動（水槽５の振れ回り振動）の共
振（以下この共振を１次共振と呼ぶ）が発生する。また
回転槽３の回転数がさらに増し、防振機構12内のバネ18
とバネ18の支持する水槽５等の質量からなる固有振動値
（２次）に回転槽３の回転数が一致すると、第11図の矢
印Ｂに示すピッチング運動の共振（以下この共振を２次
共振と呼ぶ）が発生する。いずれの共振も水槽５が大き
く振幅することになる。このため、従来においては防振
機構12を吊り下げる上部球面部13における摺動摩擦と、
水槽５を支える下部球面部14における摺動摩擦とを１次
共振のダンパとし、防振機構12の内部に設けられたダン
パ部17を２次共振のダンパとして脱水起動時の各共振に
おける水槽５の振幅を抑制することができるが、それだ
けでは不充分であり、従来においては水槽５と本体１あ
るいは本体カバー20との隙間を充分確保することによっ
て、脱水起動中の各共振時に水槽５が本体１等と衝突し
ないようにしてきた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、脱水起動
中の１次の共振時に水槽が大きく振幅すること抑制し、
結果として本体と水槽との隙間を低減させ、省スペース
大容量化を図った脱水洗濯機を提供すること第１の目的
とする。

また、第２の目的は、脱水起動中の２次の共振時に水
槽が大きく振幅することを抑制し、省スペース大容量化
を図った脱水洗濯機を提供することである。

課題を解決するための手段 上記第１の目的を達成するために本発明の第１の技術
的手段は、本体内にバネとダンパからなる防振機構によ
り懸垂防振支持した水槽と、この水槽内に回転自在に配
した回転槽と、この回転槽を回転駆動するモータを備
え、脱水起動時の懸垂支持による共振回転数付近は、モ
ータへの電力供給を脱水定常時に比べ増加させている。

また、第２の目的を達成するための第２の技術的手段
は、本体内にバネとダンパからなる防振機構により懸垂
防振支持した水槽と、この水槽内に回転自在に配した回
転槽と、この回転槽を回転駆動するモータを備え、防振
機構のバネによる共振回転数付近はモータへの電力供給
を脱水定常時に比べ低減させている。

作用 まず、第１の技術的手段を説明する。懸垂支持による
共振（１次共振）では、懸垂支持部の摩擦がダンパとし
て作用しているだけであるので、振動減衰力がきわめて
小さい。このため、共振通過時間が長くなると振動減衰
が働きにくい分、共振時の水槽の振動振幅が著しく増大
する。したがって、モータへの電力供給を増加させるこ
とでモータのトルクを増し、共振通過時間を短くする本
技術的手段は、モータのトルクが増えることで加振力が
増し、水槽の振動振幅を多少増大させる逆効果があるも
のの、モータのトルクが増すことで共振通過時間を短く
する作用が勝り、結果として、モータのトルクを短くす
ると１次共振時の水槽の振動振幅を低減することができ
る。したがて、従来に比べ、水槽と本体との隙間をすく
なくすることができ、水槽を大きくして大容量化や、本
体を小さくして省スペース化が図れることになる。

次に、第２の手段によって、防振機構のバネによる共
振（２次共振）では、防振機構のダンパが振動減衰力を
働かせるため、共振通過時間が長くなっても共振時の水
槽の振動振幅はあまり増大しない。したがって、モータ
への電力供給を低減させることでモータのトルクを低減
させる本技術的手段は、モータのトルクが低減すること
で共振通過時間が長くなり、水槽の振動振幅を多少増大
させる逆効果があるものの、モータのトルクが低減する
ことで共振時の加振力が減る作用が勝り、結果として、
モータのトルクを小さくすると２次共振時の水槽の振動
振幅を低減することができる。したがて、従来に比べ、
水槽と本体との隙間をすくなくすることができ、水槽を
大きくして大容量化や、本体を小さくして省スペース化
が図れることになる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明をする。

第１図は本発明の第一の実施例における脱水洗濯機の
要部断面図、第２図はモータの制御方法を示した概略図
である。図において、３は回転槽、４は脱水孔、５は水
槽、６は撹拌翼、７は伝達機構部、８はモータ、９はモ
ータプーリ、10はベルト、11はインペラープーリ、12は
防振機構、14は下部球面部、17はダンパ部、18はバネ、
19は足、22は設置面で、以上は従来例の部材と同一であ
るので同一符号を付し、その説明を省略する。23は底部
に開口部24を有する脱水洗濯機の本体、25はインペラー
プーリ11の下面に取り付けられた磁石で、この磁石25を
ホール素子からなるセンサー26で検出し、その信号を第
２図のコントロール部27に送っている。28はアクチュエ
ータで、可変トランス29の１次コイルと２次コイルとの
比をコントロール部27の命令に応じて制御している。30
はモータ８（コンデンサー形単相誘導モータ）の共通端
子、31は主巻線端子、32は補助巻線端子である。主巻線
端子31と補助巻線端子32の間にコンデンサー33がある。
34は可変トランス29に電源を供給する端子である。な
お、端子34やコントロール部27への電源や信号の供給等
は図示されていない主コントロール部によって行われ
る。

以上のように構成された脱水洗濯機の動作について説
明をする。

脱水行程において、モータ８に電源が供給されるとモ
ータプーリ９、ベルト10、インペラープーリ11の伝達に
より回転槽３が回転する。この時、インペラープーリ11
と回転槽３は同回転数で回るため、インペラープーリ11
に取り付けられた磁石25をセンサー26で検出して信号を
コントロール部27に与えれば、コントロール部27の内部
計算により、回転槽３の回転数が検出できる。次に、予
め本体23より水槽５が吊り下げられた防振機構12による
水槽５の振子運動（振れ回り運動）の固有振動値（１
次）と防振機構12内のバネ18とバネ18の支持する水槽５
等の質量からなる固有振動値（２次）は、設計時に決ま
るのでこの値をコントロール部に記憶させている。した
がって、脱水起動時において、上記したように回転槽３
の回転数をコントロール部27で求め、もし、この回転数
が１次の固有振動値近傍になることをコントロール部27
で判断すると、アクチュエータ28で可変コイル29の２次
側のコイルの巻数を大きくしてモータ８への供給電圧を
高くし、モータ８のトルクを増す。次に、この回転数が
２次の固有振動値近傍になることをコントロール部27で
判断すると、アクチュエータ28で可変コイル29の２次側
のコイルの巻数を小さくしてモータ８への供給電圧を小
さくし、モータ８のトルクを下げている。このモータ８
のトルクコントロールのパターンを示す概念図を第３図
に示す。

次に、このコントロールによって起動時の水槽５の振
動振幅が如何に低減できるかを説明する。

予め、各共振時の加振力について第４図を用いて説明
する。回転槽３内には布のアンバランス35にかかる遠心
力F1（半径方向）とモータ８のトルクで発生する回転推
進力F2（回転方向）が発生し、その合力が各共振時の加
振力F3として作用することになる。よって、モータ８の
トルクを増すことは、加振力を大きくすることになる
（矢印Ｃは回転槽３の回転方向を示す）。

加振機構12の懸垂支持による固有振動値（１次）と回
転槽３の回転周波数が一致する１次共振付近において
は、防振機構12の上部球面部13、下部球面部14の摩擦が
ダンパとして作用しているが、その振動減衰力はきわめ
て小さい。このため、共振通過時間が長くなると共振減
衰が働きにくい分、共振時の水槽５の振動振幅が著しく
増大する。したがって、モータ８のトルクを増し、共振
通過時間を短くする本実施例は、モータ８のトルクを増
すことで加振力F3が大きくなり、水槽５の振動振幅を多
少増大させる逆効果があるものの、モータ８のトルクを
増すことで共振通過時間を短くする作用が勝り、結果と
して、１次共振時の水槽５の振動振幅を低減することが
できる。

次に、防振機構12のバネ18による固有振動値（２次）
と回転槽３の回転数が一致する２次共振付近において
は、防振機構12のダンパ部17が振動減衰力を働かせるた
め、共振通過時間が長くなっても共振時の水槽５の振動
振幅はあまり増大しない。したがって、モータ８のトル
クを低減させる本実施例は、モータ８のトルクを低減す
ることで共振通過時間が長くなり、水槽５の振動振幅を
多少増大させる逆効果があるものの、モータ８のトルク
を低減することで共振時の加振力F3が減る作用が勝り、
結果として、モータ８のトルクを小さくすると２次共振
時の水槽５の振動振幅を低減することができる。

これらによって両共振時の水槽の振動振幅を低減する
ことができるため、従来に比べ、水槽５と本体23との隙
間をすくなくすることができ、水槽５を大きくして大容
量化や、本体23を小さくして省スペース化が図れること
になる。

なお、本実施例では可変トランス29の２次コイルをア
クチュエータ28で変更させ、モータ８への供給電圧を変
えているが、予めトランスで電圧を上げておいてコント
ロール部で抵抗による電圧降下等を用いて制御してもよ
い。また、モータ８はコンデンサー形単相誘導モータを
用いているがどんなモータを用いてもよい。

第５図は本発明の第二の実施例における脱水洗濯機の
モータの制御方法を示した概略図である。図において、
26は回転槽３の回転を検出するセンサー、30はモータ８
（コンデンサー形単相誘導モータ）の共通端子、31は主
巻線端子、32は補助巻線端子で、以上は第一の実施例の
部材と同一であるので同一符号を付し、その説明を省略
する。36はモータ８へ電源を供給する端子である。37は
コントロール部で、入力側にはセンサー26がつながって
いる。38はアクチュエータで、可変コンデンサー39の容
量をコントロール部37の命令に応じて制御している。

次に、動作としては、脱水起動時の１次共振付近はア
クチュエータ38を介してコントロール部37によってモー
タ８のトルクが脱水定常時に比べ大きくなるように可変
コンデンサー39の容量を制御し、また、２次共振付近は
アクチュエータ38を介してコントロール部37によってモ
ータ８のトルクが脱水定常時に比べ小さくなるように可
変コンデンサー39の容量を制御している。したがって、
コンデンサー形誘導モータの特長を活かし、トランス無
しにモータ８のトルク制御ができる。

なお、本実施例では可変コンデンサー39コイルをアク
チュエータ38で変更させ、モータ８のトルクを変えてい
るが、例えば、２個のコンデンサーを用いて並列結合、
１個使用、直列結合とつなぎ方をコントロール部で制御
してモータのトルクを変えてもよい。

第６図は本発明の第三の実施例における脱水洗濯機の
モータの制御方法を示した概略図である。図において、
26は回転槽３の回転を検出するセンサーである。40はモ
ータ（コンデンサー形単相誘導モータ）である。41は主
巻線端子、42は補助巻線端子で、そその端子間にはコン
デンサー43がある。44、45、46はそれぞれモータ40の共
通端子で、端子44に電源を供給するとモータ40のトルク
が大きくなり、端子45では普通で、端子46では小さくな
るようにタップが切られている。47はモータ40へ電源を
供給する端子である。48はコントロール部で、入力側に
はセンサー26がつながっており、モータ40の共通端子4
4、45、46への電源供給を切り換えている。

次に、動作としては、コントロール部48がセンサー26
からの入力をもとに脱水起動時の１次共振付近、２次共
振付近、定常時の各々に対し、モータ40のトルクを大、
中、小となるよう共通端子44、45、46への電源供給を切
り換えている。したがって、より簡単な方法でモータ40
のトルク制御ができる。

なお、本実施例ではモータ40に３個のタップを切って
あるコンデンサー形単相誘導モータを用いたがどんなモ
ータを用いてもよく、要はモータのトルクが変えれるよ
うに複数個のタップが切って有ればよい。

また、第一、第二、第三の実施例において、種々の手
段を用いてモータのトルクを変えているが、要はモータ
への電力供給を変えることでトルクをコントロールでき
ればよい。また、回転槽３の回転数をホール素子を使っ
たセンサー26で検出しているが、別に光学式のセンサー
や振動センサーによって検出してもよく、要は回転槽３
の回転数が検出できればよい。さらに、第一、第二、第
三の実施例においてコントロール部27、37、48をモータ
のトルク制御の専用回路としたが、洗濯行程全般を受け
持つ主コントロール部にこの機能を含めてよい。

第７図は本発明の第四の実施例における起動開始から
の時間によるモータ８のトルク制御パターンを示す概念
図である。本実施例は予め布量センサー等で布量がわか
っていた場合の方法である。例えば、洗濯中、惰性運転
したときのモータ８のコンデンサーの端子間電圧によっ
て布量をコントロール部で検出できていれば、布量によ
って各固有振動値を通過する時間が設計時に予測してコ
ントロール部に記憶できるので、回転槽３の回転数を検
出することなく起動開始からの時間によってモータ８の
トルク制御ができる。したがって、構成が簡単で安価な
ものとなる。

また、本実施例において、布量を３種類の段階に分け
たが、別にいく種類の段階に分けてもよい。

また、第一、第二、第三、第四の実施例において、脱
水起動時の１次共振および２次共振についてそれぞれ対
策をしたが、どちらか一方の共振対策だけでもよい。

発明の効果 以上のように本発明の脱水洗濯機は、第１の構成とし
て、本体内にバネとダンパからなる防振機構により懸垂
防振支持した水槽と、この水槽内に回転自在に配した回
転槽と、この回転槽を回転駆動するモータを備え、脱水
起動時の懸垂支持による共振回転数付近は、モータへの
電力供給を脱水定常時に比べ増加させることにより、１
次共振時の水槽の振動振幅を低減することができ、従来
に比べ水槽と本体との隙間をすくなくすることができ、
水槽を大きくして大容量化や、本体を小さくして省スペ
ース化を図ることができる。

また、第２の構成として、本体内にバネとダンパから
なる防振機構により懸垂防振支持した水槽と、この水槽
内に回転自在に配した回転槽と、この回転槽を回転駆動
するモータを備え、防振機構のバネによる共振回転数付
近はモータへの電力供給を脱水定常時に比べ低減させる
ことにより、２次共振時の水槽の振動振幅を低減するこ
とができ、従来に比べ、水槽と本体との隙間をすくなく
することができ、水槽を大きくして大容量化や、本体を
小さくして省スペース化を図ることができる。また、逆
に防振機構のダンパの効果を弱めても従来なみの２次共
振時の振動振普揩ノすることができるため、ダンパを弱
めることで防振機構のダンパによって発生していた騒音
が低減させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の脱水洗濯機の要部断面
図、第２図は同実施例のモータの制御方法を示した概略
図、第３図はモータのトルク制御のパターン図、第４図
は各共振の加振力について示した図、第５図は本発明の
第二の実施例のモータの制御方法を示した概略図、第６
図は本発明の第三の実施例のモータの制御方法を示した
概略図、第７図は本発明の第四の実施例のモータのトル
ク制御パターン図、第８図は従来の脱水洗濯機の断面
図、第９図は同要部断面図、第10図は水槽の１次共振を
示す図、第11図は水槽の２次共振を示す図である。 ３……回転槽、５……水槽、８、40……モータ、12……
防振機構、17……ダンパ部、18……バネ、23……本体。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体内にバネとダンパからなる防振機構に
   より懸垂防振支持した水槽と、この水槽内に回転自在に
   配した回転槽と、この回転槽を回転駆動するモータを備
   え、脱水起動時の懸垂支持による共振回転数付近は、モ
   ータへの電力供給を脱水定常時に比べ増加させ脱水起動
   を行う脱水洗濯機。
2. 【請求項２】本体内にバネとダンパからなる防振機構に
   より懸垂防振支持した水槽と、この水槽内に回転自在に
   配した回転槽と、この回転槽を回転駆動するモータを備
   え、防振機構のバネによる共振回転数付近は、モータへ
   の電力供給を脱水定常時に比べ低減させ脱水起動を行う
   脱水洗濯機。