JP4173087B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は洗濯機に関し、特に動作時における外枠の振動を低減するための構造に係るものである。

一般に洗濯機は、洗濯物が投入される洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽内の洗濯物に機械力を付与する回転翼と、洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、この外槽を収納する外枠と、外槽と外枠との間に装備される防振機構と、回転翼及び洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、を備えた構成となっている。

この洗濯機においては、動作時の振動を床に伝達させないために、一般に外枠の底面にゴム等の弾性材料で成形された支持脚が取付けられている。この支持脚は、振動の伝達を低減するためには低硬度の弾性材料を使用したいが、機器の重量を常時受けており、長期間使用によるヘタリ(永久歪)を極力小さくするために、高硬度の弾性材料を使用せざるを得ない。

従来、この問題を解決する方法の一例として、下記特許文献１に記載の防振支持脚がある。この支持脚は、ゴム等の弾性材料で成形された支持脚本体と、その外周に配置されると共に両端部が支持脚本体の両端部に形成された鍔状突起部に係止されるコイルスプリングと、を備えた構成となっている。このため、外枠側から荷重に対する支持力がコイルスプリングで補償されるので、支持脚本体に、減衰効果の高い低硬度の弾性材料を用いることができ、ヘタリ抑制効果と振動絶縁効果を向上することができるものである。
特開２００３−１３９１９３号公報

上記のように従来は、洗濯機の外枠から床に伝わる振動を支持脚によって抑えるようにしていた。しかしながら、このような支持脚による振動の低減効果には限界があり、洗濯機の外枠から床に伝わる振動は充分に抑えられていないのが現状である。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、洗濯機の外枠自身の振動を低減することにより、外枠から床に伝達される振動を低減することにある。

上記の目的を達成するために本発明の請求項１に係る発明は、
洗濯物が投入される洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽内の洗濯物に機械力を付与する回転翼(回転体)と、洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、この外槽を収納する外枠と、外槽と外枠との間に装備される防振機構と、回転翼及び洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、外枠の底面に取付けられ、床面に対し外枠を支持する弾性支持脚と、外枠の上部に設置され、風呂水給水ポンプとこの風呂水給水ポンプの下部に接続された配管で構成される吸振器と、を備えた洗濯機である。

また本発明の請求項２に係る発明は、
洗濯物が投入され、内周面にバッフルを有するドラムと、このドラムを内包する外槽と、この外槽を収納する外枠と、外槽と外枠との間に装備される防振機構と、ドラムを回転駆動するモータと、外枠の底面に取付けられ、床面に対し外枠を支持する弾性支持脚と、外枠の上部に設置され、風呂水給水ポンプとこの風呂水給水ポンプの下部に接続された配管で構成される吸振器と、を備えた洗濯機である。

さらに本発明の請求項３に係る発明では、
吸振器は、風呂水給水ポンプを弾性的に支持する取付け部材を有する。

本発明の洗濯機は、風呂水給水ポンプとこの風呂水給水ポンプの下部に接続された配管で構成される吸振器を外枠の上部に設けたことにより、外枠の振動が低減され、これによって外枠から床に伝達される振動も低減させることができる。
さらに本発明の洗濯機は、振動系の重りとして外枠の上部に設置してある部品を利用して吸振器を構成することにより、新たに吸振器を設置することなく容易に実施が可能である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。
図１は本発明の代表的な実施例を示す。ここでは一般的な縦型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操作スイッチ等の細かな構成については図示を省略してある。

この洗濯機１は、洗濯物が投入される洗濯兼脱水槽３と、この洗濯兼脱水槽３内の洗濯物に機械力を付与する回転体としての回転翼２と、洗濯兼脱水槽３を内包する外槽４と、この外槽４を収納する外枠５と、外槽４と外枠５との間に装備される防振機構６と、回転翼２及び洗濯兼脱水槽３を回転駆動するモータ７と、を備えた構成となっている。

洗濯兼脱水槽３は、上向きに配置されるステンレス製の円筒形槽によりなり、その周面には多数の通水孔８が形成され、底部には洗濯物を攪拌するための機械力を付与する回転翼２が配置されている。またこの洗濯兼脱水槽３の開口縁部には、回転時の不つり合いをキャンセルするための流体バランサ９が装着されている。

この洗濯兼脱水槽３を内包する合成樹脂製の外槽４は、防振機構６を介して外枠４に弾性的に懸架支持されており、この外槽４内に水が供給されて洗濯が行なわれる。この外槽４を収納する外枠５は金属製の筐体によりなり、その上部には合成樹脂製のトップカバー１０が取付けられている。このトップカバー１０には開閉蓋１１が設けられており、この開閉蓋１１を開いて洗濯物を洗濯兼脱水槽３内に投入するものである。またこのトップカバー１０の内部には、操作部や給水関係の部品等が組み込まれている。

モータ７は、外槽４に固定された取付板１２に支持されており、このモータ７の回転駆動力が減速切換機構１３を介して同軸構造の洗濯軸１４ａと脱水軸１４ｂに出力されるようになっている。洗濯軸１４ａには回転翼２が固定され、脱水軸１４ｂにはフランジ３ａを介して洗濯兼脱水槽３が固定されており、動作時にはモータ７の回転駆動力が減速切換機構１３で切換えられて、洗濯時には回転翼２が回転し、脱水時には洗濯兼脱水槽３と回転翼２が共に高速回転される如く動作する。

この洗濯及び脱水動作時の洗濯機の振動等を床に伝達させないために、一般に外枠５の底面にはゴム等の弾性材料で成形された支持脚１５が取付けられており、この支持脚１５を介して外枠５が床面に対し弾性的に支持される構造となっている。この支持脚１５には、振動の伝達を低減するために低硬度の弾性材料を使用するのが望ましいが、ヘタリの問題があるため、振動の低減効果は多少劣るが高硬度のものを使用している。

ここで洗濯機から床に伝達される振動としては、(1)洗濯物の不つり合いにより、洗濯兼脱水槽を内包する外槽が振動し、その振動が防振機構を介して外枠に伝わって外枠が振動し、それが支持脚を介して床に伝わる振動と、(2)洗濯機全体をマス(質量)とし、支持脚をばね(弾性体)とする振動系により、洗濯機全体が揺れ、それが支持脚を介して床に伝わる振動とがある。一般に(1)の振動は、不つり合いの低減や防振機構の振動減衰の適正化によって伝達する振動を低減できるが、(2)の振動は、洗濯機の重さはあまり変化できないため、支持脚の剛性を適正化することによって脱水定格回転数との避共振設計を行なっているが、支持脚の剛性を低くして脱水定格回転数より低い方に固有振動数を設定すると、脱水起動時に共振域を通過するため振動が大きくなる回転数が存在してしまう。

そこで、本発明による洗濯機では、この共振時の振動や長時間回転している脱水定格回転での洗濯機全体の揺れを低減するために、一番揺れの大きい洗濯機の上部、即ち外枠５の上部に取付けられるトップカバー１０の上に吸振器４０を設けている。
この吸振器４０は、重り(錘)を有する振動系で構成されるものであり、その構成は、構造が簡単な一自由度系で充分である。

この吸振器の具体的な構成例を図２〜図４に示す。
図２に示す吸振器４０は、弾性樹脂材やゴム等によりなる棒状のばね４１と、このばね４１の先端に取付けられる重り４２とによってばね−マス系を構成し、振動時にはばね４１の撓みによって重り４２が弾性的に揺れて吸振する揺動吸振器の例である。
また図３に示す吸振器４０は、受台４３に設けられた球面凹状の転動面４４上にボール状の重り４５が移動自在に配置され、振動時にはボール状の重り４５が転動面４４を周期的に移動する転動振り子の例である。
また図４に示す吸振器４０は、矩形ケース４６の内部に所定の隙間４７をもってボール状の重り４８が移動自在に配置され、振動時にはボール状の重り４８がケース４６の内壁に周期的に衝突する衝撃ダンパの例である。
さらにその他にも、液体のスロッシングを利用したものや単純な振り子等のよる吸振器も考えられる(但しこれらは固有振動数が１０数Ｈｚと低いため製作は難しい)。

そしてこのように構成される吸振器の持つ固有振動数を洗濯機全体の揺れの固有振動数と一致させることにより、洗濯機全体の振動が吸振器で効果的に吸収されて低減し、そのため洗濯機の外枠５から床に伝わる振動も低減されるものである。
図５は、低硬度の支持脚を使用した場合の従来の洗濯機と、本発明による洗濯機の外枠の振動を比較した特性線図を示す。この図において実線が従来の洗濯機の特性を示すのに対し、点線が本発明による洗濯機において吸振器の固有振動数と洗濯機全体の揺れの固有振動数を一致させた場合の特性を示しており、ここで最大振幅値が低減しているのが解る。

また、洗濯機全体の揺れは、殆どの洗濯機の支持脚は長方形状に配置されているため、前後方向と左右方向の固有振動数は違っており、２方向に振動低減効果があるように設定する必要がある。そのため、夫々の方向に効果がある吸振器を２つ設けてもよいが、吸振器を以下のような構成とすることで、２方向に効果があるものとすることができる。即ち、図２に示す吸振器の場合は、ばね４１を長方形の断面形状に形成すればよく、また図３の吸振器では、転動面４４の曲率を前後・左右で違う形状、つまり転動面４４を上から見て楕円や十字形状に形成すればよい。さらに図４に示す吸振器では、重り４８とケース４６の間の隙間４７が前後・左右で違う形状、即ちケース４６を上から見て長方形状に形成すればよい。

また、図２〜図４に示したような吸振器４０において、重り４２，４５，４８を揺らすだけでなく、その重り４２，４５，４８や関係部品を企業や商品のイメージアップするような形状(例えばキャラクターの形)に形成したり、あるいは重り４２，４５，４８や関係部品に広告等のシール等を貼って企業、販売店や商品のイメージアップに利用してもよい。さらにこの吸振器４０は洗濯機１に対し着脱自在としてもよい。

図６は横型ドラム式洗濯機に本発明を適用した実施例を示す。
この実施例においてもドラム式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操作スイッチ等の細かな構成については図示を省略してある。

このドラム式洗濯機２１は、内周面にバッフル２２を有するドラム２３と、このドラム２３を内包する外槽２４と、この外槽２４を収納する外枠２５と、外槽２４と外枠２５との間に装備される防振機構２６と、ドラム２３を回転駆動するモータ２７と、を備えた構成となっている。

ドラム２３は、横向きに配置されるステンレス製の円筒形ドラムによりなり、その周面には多数の通水孔２８が形成され、内周面には洗濯物を攪拌するためのバッフル２２が所定間隔で複数設けられている。

このドラム２３を内包する合成樹脂製の外槽２４は、防振機構２６である防振ばね２６ａ及び防振ダンパ２６ｂを介して外枠２５に弾性的に懸架支持されており、この外槽２４内に水が供給されて洗濯が行なわれる。この外槽２４を収納する外枠２５は金属製の筐体により構成され、その前面には開閉蓋３１が設けられており、この開閉蓋３１を開いて洗濯物をドラム２３内に投入するものである。また外枠２５の上部には合成樹脂製のトップカバー３０が取付けられており、その内部には操作部や給水関係の部品等が組み込まれている。

モータ２７は外槽２４の裏面側に取付けられており、このモータ２７の回転駆動力が駆動軸３４を介してドラム２３に伝達されてドラム２３が回転し、これによって洗濯及び脱水が行なわれる。

この洗濯及び脱水動作時の洗濯機の振動等を床に伝達させないために、外枠２５の底面にはゴム等の弾性材料で成形された支持脚３５が取付けられており、この支持脚３５を介して外枠２５が床面に対し弾性的に支持される構造となっている。

上記の如く構成される横型ドラム式洗濯機２１は、図１で示した縦型洗濯機１とほぼ同等の構成及び動作を有するものであり、洗濯機全体をマスとし支持脚をばねとする振動系も同様に存在する。

そこで、このドラム式洗濯機２１においても、外枠２５の上部に取付けられるトップカバー３０の上に吸振器４０を設けることにより、洗濯機全体の振動を効果的に低減することができる。
尚、この吸振器４０は、前述した図２〜図４と同様の構成を用いることができるので、重複説明は省略する。

以上の実施例では、洗濯機の外枠の上部に吸振器を新設した例を示したが、このように吸振器を新設せずとも、洗濯機の外枠の上部に配置されている部品を振動系の重りとして利用することにより、上記の吸振器と同様の振動低減効果を得ることができる。

その実施例を図７以降に示す。
図７は、吸振器として風呂水吸水ポンプを利用した例である。この風呂水吸水ポンプ５０は、風呂水を吸水しこれを洗濯水として外槽に給水するためのポンプであって、例えば図１に示す洗濯機において外枠５の上部やトップカバー１０の内部に配置されており、風呂水を吸い込むための吸水用配管５１と、吸水した風呂水を吐出する吐出用配管５２、及び風呂水吸水ポンプ５０内に水道水を入れるための呼び水給水用配管５３を有している。

そして本例では、ゴム等の弾性材料で成形された取付け部材５４にて風呂水吸水ポンプ５０の本体を弾性的に支持し、この取付け部材５４をばね、風呂水吸水ポンプ５０をマスとしたばね−マスの振動系を構成して、これを吸振器として用いるようにする。

この場合、風呂水吸水ポンプ５０に接続される各配管５１，５２，５３の剛性が風呂水吸水ポンプ５０の振動の妨げとして影響してくるが、夫々に低剛性の配管を使用すると共に、可能な限り各配管５１，５２，５３を風呂水吸水ポンプ５０において振幅の小さい下部に接続した構成とすることにより、振動に対する配管の影響を低減することができる。

風呂水吸水ポンプ５０を支持する取付け部材５４は、ゴム等の弾性材料によって図９に示すようなコ字形に成形されている。この取付け部材５４は、中央部５５に形成された固定穴５８において図８に示す如く螺子５９によって固定部に固定され、左右両側部５６，５７で風呂水吸水ポンプ５０を抱持するように固定するものである。即ちこの取付け部材５４は、両側部５６，５７の先端部分５６ａ，５７ａが対向する鉤形に折曲形成されており、この鉤形の先端部分５６ａ，５７ａに風呂水吸水ポンプ５０が、その両側面に設けられた突起５０ａ，５０ｂの部分で係合し、その状態で固定保持される構造となっている。

図１０は取付け部材の他の構成例を示す。即ちここで用いられる取付け部材６０は、図１１に示すようなＬ時形に折曲される弾性薄板によりなり、これによって風呂水給水ポンプ５０を弾性的に支持するものである。この取付け部材６０は水平板部６１と垂直板部６２に夫々固定穴６３と６４を有し、水平板部６１の固定穴６３において螺子６５によって固定部に固定されると共に、垂直板部６２の固定穴６４において螺子６６によって風呂水吸水ポンプ５０の側面に固定される。この場合、風呂水吸水ポンプ５０の支持バランスを考慮して、取付け部材６０は図示の如く左右２つを対にして設置する構成とする。

図１２は、吸振器として給水バルブを利用した例である。この給水バルブ６７は、水道水を外槽に給水するための制御バルブであって、例えば図１に示す洗濯機において外枠５の上部やトップカバー１０の内部に配置されており、水道水が供給される給水用配管６８と、水道水を各部に吐出する複数の吐出用配管６９とを有している。

そして本例では、ゴム等の弾性材料で成形された図９と同様の取付け部材５４にて給水バルブ６７の本体を弾性的に支持し、この取付け部材５４をばね、給水バルブ６７をマスとしたばね−マスの振動系を構成して、これを吸振器として用いるようにする。

この場合、給水バルブ６７に接続される各配管６８，６９の剛性が給水バルブ６７の振動の妨げとして影響してくるが、夫々に低剛性の配管を使用すると共に、可能な限り各配管６８，６９を給水バルブ６７において振幅の小さい下部に接続した構成とすることにより、振動に対する配管の影響を低減することができる。

図１３は、吸振器として送風用のファンを利用した例である。この送風用ファン７０は、洗濯物を乾燥させるための空気を外槽内に送り込む装置であって、本例ではこれを例えば図１に示す洗濯機における外枠５の上部やトップカバー１０の内部に設置する。この送風用ファン７０はモータ７１によって駆動されるものであり、入口側の配管７２から空気を吸引し、この空気を出口側の配管７３から排出して外槽に送り込むようになっている。

そして本例では、ゴム等の弾性材料で成形された図９と同様の取付け部材５４にて送風ファン７０の本体を弾性的に支持し、この取付け部材５４をばね、送風ファン７０をマスとしたばね−マスの振動系を構成して、これを吸振器として用いるようにする。

この場合、送風ファン７０に接続される各配管７２，７３の剛性が送風ファン７０の振動の妨げとして影響してくるが、夫々に低剛性の配管を使用することによって、振動に対する配管の影響を低減することができる。

図１４は、吸振器として乾燥用ヒータを利用した例である。一般に洗濯機に乾燥機能を付加したものは、乾燥の効率向上を目的として外槽内に送り込む空気の温度を上昇させるためにヒータを用いており、本例ではこれを例えば図１に示す洗濯機における外枠５の上部やトップカバー１０の内部に設置する。この乾燥用ヒータ７４はケース７５の内部にヒータ本体７６が収められてなり、ケース７５に入口側配管７７から空気が送り込まれ、ヒータ本体７６で暖められた空気が出口側配管７８から排出されるようになっている。

そして本例では、この乾燥用ヒータ７４のケース７５を、外枠５の上部やトップカバー１０の内部に配置された固定板７９上に取付け部材８０によって弾性的に支持し、この取付け部材８０をばね、ヒータ７４をマスとしたばね−マスの振動系を構成して、これを吸振器として用いるようにする。

この場合、ケース７５に接続される各配管７７，７８の剛性がヒータ７４の振動の妨げとして影響してくるが、夫々に低剛性の配管を使用することによって、振動に対する配管の影響を低減することができる。

本例においてヒータ７４を支持する取付け部材８０は、ゴム等の弾性材料によって図１６に示すような形状に成形されており、即ちこの取付け部材８０は図１５の如く、上下両端の嵌合部８２，８３を夫々ケース７５の固定穴８４と固定板７９の固定穴８５に嵌合させて固定し、中央の本体部８１において固定板７９に対しケース７５を弾性的に支持するものである。この取付け部材８０は螺子止め等を必要としないので、簡単に取付けが行なえる利点がある。

図１７は、吸振器として洗濯機に搭載されている電気回路基板を利用した例である。一般に電気回路基板は洗濯機の種類によって搭載場所は異なっているが、ここではこの電気回路基板８６を例えば図１に示す洗濯機における外枠５の上部やトップカバー１０の内部に設置し、これを吸振器として利用するものとする。

即ち本例では、ゴム等の弾性材料で成形された図９と同様の取付け部材５４にて電気回路基板８６を弾性的に支持し、この取付け部材５４をばね、電気回路基板８６をマスとしたばね−マスの振動系を構成して、これを吸振器として用いるようにする。

この場合、電気回路基板８６には各電気部品に繋がる配線８７が接続されており、この配線８７の剛性が電気回路基板の振動の妨げとして影響してくるが、この配線８７を電気回路基板８６において振幅の小さい下部に接続した構成とすることにより、振動に対する配線の影響を低減することができる。

以上、風呂水吸水ポンプ、給水バルブ、送風用ファン、乾燥用ヒータ、電気回路基板を吸振器の重りとして利用するようにした実施例について説明したが、さらにこれ以外の部品(洗剤ケースや水位センサーなど)を利用することも可能である。
また重りを支持する取付け部材としては、図９、図１１、図１６に示したものに限ることなく、要は重りを弾性的に支持して振動系を構成するものであれば、どのような形状でもよい。

そして以上の如く本発明による洗濯機は、振動系の重りとして外枠の上部に設置してある各種部品を利用して吸振器を構成することにより、新たに吸振器を設置することなく容易に実施が可能なものである。

本発明を適用した洗濯機の縦断側面図である。 吸振器の構成例で、(Ａ)は側面図、(Ｂ)は上面図である。 吸振器の他の構成例で、(Ａ)は縦断側面図、(Ｂ)は上面図である。 吸振器のさらに他の構成例で、(Ａ)は縦断側面図、(Ｂ)は上面図である。 従来と本発明の外枠振動の特性比較図である。 本発明を適用した横型ドラム式洗濯機の縦断側面図である。 吸振器として風呂水給水ポンプを利用した例を示す斜視図である。 図７の正面図である。 図８の取付け部材の斜視図である。 取付け部材の他の構成例を示す正面図である。 図１０の取付け部材の斜視図である。 吸振器として給水バルブを利用した例を示す斜視図である。 吸振器として送風用ファンを利用した例を示す斜視図である。 吸振器として乾燥用ヒータを利用した例を示す斜視図である。 図１４の要部の拡大図である。 図１４の取付け部材の斜視図である。 吸振器として電気回路基板を利用した例を示す斜視図である。

符号の説明

１…洗濯機
２…回転翼(回転体)
３…洗濯兼脱水槽
４…外槽
５…外枠
６…防振機構
７…モータ
１０…トップカバー
１５…支持脚
２１…ドラム式洗濯機
２２…バッフル
２３…ドラム
２４…外槽
２５…外枠
２６…防振機構
２７…モータ
３０…トップカバー
３５…支持脚
４０…吸振器
４２，４５，４８…重り
５０…風呂水給水ポンプ
６７…給水バルブ
７０…送風用ファン
７４…乾燥用ヒータ
８６…電気回路基板

Claims (3)

1. 洗濯物が投入される洗濯兼脱水槽と、
   前記洗濯兼脱水槽内の洗濯物に機械力を付与する回転体と、
   前記洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、
   前記外槽を収納する外枠と、
   前記外槽と前記外枠との間に装備される防振機構と、
   前記回転体及び前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、
   前記外枠の底面に取付けられ、床面に対し前記外枠を支持する弾性支持脚と、
   前記外枠の上部に設置され、風呂水給水ポンプと前記風呂水給水ポンプの下部に接続された配管で構成される吸振器と、を備えたことを特徴とする洗濯機。
2. 洗濯物が投入され、内周面にバッフルを有するドラムと、
   前記ドラムを内包する外槽と、
   前記外槽を収納する外枠と、
   前記外槽と前記外枠との間に装備される防振機構と、
   前記ドラムを回転駆動するモータと、
   前記外枠の底面に取付けられ、床面に対し前記外枠を支持する弾性支持脚と、
   前記外枠の上部に設置され、風呂水給水ポンプと前記風呂水給水ポンプの下部に接続された配管で構成される吸振器と、を備えたことを特徴とする洗濯機。
3. 前記吸振器は、前記風呂水給水ポンプを弾性的に支持する取付け部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載の洗濯機。

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