JP4461327B2 - 洗濯機用ダンパ及びドラム式洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、ドラム式洗濯機のドラムを収容する水槽を支持するための洗濯機用ダンパ及びドラム式洗濯機に関するものである。

一般的に、全自動洗濯機等のドラム式洗濯機においては、地面と略水平の回転軸を有し、洗濯物が投入されるドラムを収容して回転可能に支持する円筒状の水槽と、当該洗濯機の外郭をなす筐体との間にバネ及びダンパを介装し、これらのバネ及びダンパによって水槽を懸吊することにより、ドラムの回転によって生じる振動を吸収、制振するようにしている。

ドラム式洗濯機に用いられる一般的なダンパとして、摩擦ダンパ及びオイルダンパが知られている。摩擦ダンパは、摩擦部材の摺動摩擦によって減衰力を発生させるものであるが、摩擦部材の摩耗等の影響による減衰力の経時変化が大きく、長期にわたって安定した減衰力を維持することが困難である。オイルダンパは、油液が封入されたシリンダ内に、ピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、オリフィス等を流通する油液の流動抵抗によって減衰力を発生させるものであり、摩擦ダンパに比して、長期にわたって安定した減衰力を得ることができる。
ところで、洗濯、濯ぎ及び脱水行程を自動的に実行する全自動ドラム式洗濯機において、洗濯及び濯ぎ行程、あるいは脱水行程の起動時には、ドラムの回転速度が小さく、振幅の大きい低周波振動が発生する。一方、脱水行程において、ある程度回転速度が上昇すると、振幅が小さくなり、高周波振動が発生する。

これに対して、特許文献１には、ピストンの両端面に離着座して油液通路を開閉するディスクバルブを軸方向に浮動支持することにより、ピストンの小振幅時には、ディスクバルブがピストンに着座せず、油液通路が開いて小さな減衰力を発生し、大振幅時には、ディスクバルブがピストンに着座し、油液通路が閉じて大きな減衰力を発生するようにしたオイルダンパが記載されている。これにより、洗濯、濯ぎ行程及び脱水行程の起動時における大振幅の低周波振動に対しては、大きな減衰力を発生して、ドラムの揺れを抑え、ある程度回転速度が上昇した脱水行程における小振幅の高周波振動に対しては、小さな減衰力を発生して、ドラムの振動を吸収し、筐体への振動の伝達を抑制することができる。
特開２００１−２１４９５１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたオイルダンパでは、次のような問題がある。大振幅時に、ディスクバルブがピストンに当接する際、打音が発生し、騒音の原因となる。ディスクバルブは、ピストンロッドに浮動可能に支持されており、ピストンに対する位置決めができないので、減衰力の立上りにばらつきが生じ、安定した減衰力を得ることができない。ディスクバルブをピストンロッドによって浮動支持するため、構造が複雑であり、また、ディスクバルブの摺動案内部には高い寸法精度が要求されるため、製造コストが高価になる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で、高周波振動に対しては減衰力を小さくし、低周波振動に対しては減衰力を大きくすることができ、かつ、安定した減衰力特性を得ることができる洗濯機用ダンパ及びドラム式洗濯機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、洗濯機のドラムを収容する水槽と筐体との間に介装される洗濯機用ダンパであって、ピストンが作動するピストン作動室を有するシリンダと、前記ピストンに軸方向に移動可能に連結されたピストンロッドと、前記ピストンに設けられ、前記ピストンによって画成される前記ピストン作動室内の２室間を連通させる連通路とを備え、前記ピストン作動室には、油液及びガスを混在して封入することにより、高周波ではエアレーションを発生させ、低周波の場合に比べて減衰力を小さくさせたことを特徴とする。
請求項２の発明に係る洗濯機用ダンパは、上記請求項１の構成において、前記ピストンは、合成樹脂製であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、筐体と、洗濯物が投入されるドラムと、該ドラムを収容する水槽と、前記筐体と前記水槽の間に介装されるダンパとからなるドラム式洗濯機において、前記ダンパは、内部に油液とガスとを混在させたシリンダと、一端が該シリンダから突出して他端にピストンが軸方向に移動可能に連結されたピストンロッドと、前記ピストンに設けられ、該ピストンによって画成された前記ピストン作動室内の２室間を連通させる連通路とからなり、前記ドラムの回転速度が上昇して高周波振動を発生する脱水行程時は、エアレーションを発生させてエアレーションが発生しない低周波振動の場合と比べて小さな減衰力を発生させたことを特徴とする。

本発明に係る洗濯機用ダンパ及びドラム式洗濯機によれば、ピストンにピストンロッドが軸方向に移動可能に連結されているので、小振幅時にはピストンが作動せず、減衰力が発生しない。振幅がある程度大きくなると、ピストン作動室に油液及びガスが混在して封入されているので、低周波振動時には、ピストンロッドの伸縮にともなうピストンの移動によって油液が連通路を流通し、その流通抵抗によって減衰力が発生し、高周波振動時には、エアレーションによって油液中に気泡が生じ、この気泡が圧縮されることにより、減衰力が低下する。これにより、小振幅振動に対しては減衰力を発生せず、振幅がある程度大きくなると、低周波振動に対しては大きな減衰力を発生し、高周波振動に対しては小さな減衰力を発生することができる。その結果、低周波振動が生じる洗濯及び濯ぎ行程、あるいは脱水行程起動時には、大きな減衰力によってドラムの揺れを抑え、また、ある程度ドラムの回転速度が上昇して高周波振動を生じる脱水行程時には減衰力を小さくし、更に、ドラムの回転が高速で安定して振幅が小さくなると、減衰力を発生させず、筐体への振動の伝達を抑制することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る洗濯機用ダンパ１は、有底円筒状のシリンダ２内に、ピストン３が摺動可能に嵌装されており、このピストン３によって、シリンダ２内がシリンダ上室２Ａ（ピストン作動室）とシリンダ下室２Ｂ（ピストン作動室）との２室に画成されている。ピストン３には、ピストンロッド４の一端部が連結され、ピストンロッド４の他端側は、シリンダ２の開口部に装着されたロッドガイド５及びオイルシール６に挿通されて外部へ延出されており、オイルシール６よって、シリンダ２とピストンロッド４との間がシールされて、シリンダ２内が密封されている。シリンダ２内（ピストン作動室内）には、油液及びガスが混在して封入され、ピストン３が油液中に浸漬されており、油液とガスとの境界には、フリーピストン等の画成部材は設けられていない。ピストン３には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通させるオリフィス通路７（連通路）が設けられている。

ピストン３とピストンロッド４との連結部は、図２に示すように、ピストンロッド４の一端部に形成された小径部８がピストン３に形成された開口に摺動可能に挿通され、小径部の先端にワッシャ９が取付けられており、ピストンロッド４の小径部８の基端に形成された肩部１０とワッシャ９との間でピストン３が軸方向に移動可能となっている。ピストン３は、その材質を合成樹脂製として、ワッシャ９及びピストンロッド４の肩部１０との衝突時の打音を低減するようにしてある。

シリンダ２の開口側端部及びピストンロッド４の先端側に、それぞれスプリングシート１１、１２が取付けられ、これらのスプリングシート１１、１２の間にコイルバネ１３が介装されている。シリンダ２の底部及びピストンロッド４の先端部には、それぞれネジ部１４Ａ、１５Ａを有する取付部１４、１５が設けられている。

次に、図３を参照して、洗濯機用ダンパ１の洗濯機１６（ドラム式洗濯機）への取付構造について説明する。図３に概略的に示すように、洗濯機１６は、ドラム式全自動洗濯機であり、地面（設置面）に対して水平の回転軸を有し、洗濯物が投入されるドラム１７が円筒状の水槽１８内に回転可能に支持されてモータ（図示せず）によって駆動されるようになっており、水槽１８が洗濯機１６の外郭をなす矩形の筐体１９内に、洗濯機用ダンパ１及びバネ２０によって懸吊されている。そして、給排水、洗濯、濯ぎ及び脱水等の各行程を適宜実行して洗濯を行う。洗濯機用ダンパ１は、シリンダ２側を上に、ピストンロッド４の突出側を下に向くようにし、シリンダ２側の取付部１４が水槽１８側に、ピストンロッド４側の取付部１５が筐体１９側に、それぞれゴムブッシュ等（図示せず）を介して連結されている。これにより、シリンダ下室２Ｂは、油液で満たされ、オイルシール６によるシールを確実に行い、シリンダ上室２Ａは、油液およびガスで満たされている。また、シリンダ２内には、図１に示したピストン３の作動ストローク範囲（洗濯機１６の運転時におけるピストンの作動範囲）において、ピストン３が常時油液中に浸漬された状態でストロークするのに充分な量の油液が封入されている。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
コイルバネ１３を備えた洗濯機用ダンパ１及びバネ２０によって水槽１８を筐体１９内に弾性的に支持して、ドラム１７の回転によって生じる振動を吸収及び制振する。洗濯機用ダンパ１では、ピストンロッド４の伸縮にともなうピストン３の移動によって、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間で油液がオリフィス通路７を通って移動し、その流通抵抗によって減衰力が発生する。また、ピストン３とピストンロッド４とは、軸方向に所定範囲だけ相互に移動可能に連結されているので、ピストンロッド４の伸縮ストロークがこの範囲内の小ストローク（小振幅）の場合は、シリンダ２内でピストン３が移動せず、減衰力が発生しない。

これにより、ピストンロッド４の伸縮ストロークが小振幅である場合、減衰力が発生せず、振幅が大きく、伸縮ストロークが低周波振動である場合、エアレーションを生じることなく、オリフィス通路７の流路面積に応じて大きな減衰力が発生し、高周波振動である場合には、オリフィス通路７を流通する油液の流速が速くなってエアレーションが発生し、このエアレーションによって発生した油液中の気泡が圧縮されることによって減衰力が低下する。なお、ピストン３を合成樹脂製としたことにより、ピストン３とピストンロッド４の肩部１０及びワッシャ９と衝突による打音を低減することができる。

その結果、ドラム１７の回転速度が小さく、振幅の大きい低周波振動が発生する洗濯及び濯ぎ行程、あるいは脱水行程の起動時には、大きな減衰力が発生して、水槽１８の揺れを抑え、ドラム１７の回転速度がある程度上昇することによって中振幅の高周波振動が発生する脱水行程においては、エアレーションによって減衰力を低下させて、水槽１８の振動を吸収して筐体１９に伝達しにくくし、更に、ドラム１７の回転が高速で安定して振幅が小さくなると、ピストン３とピストンロッド４との相対移動によって減衰力が殆ど発生せず、高周波振動を充分に吸収することができる。

このようにして、小振幅振動に対するピストン３とピストンロッド４との相対移動及び高周波振動に対する積極的なエアレーションの発生により、各行程に応じて減衰力を適切に調整することができ、ドラム１７の回転による水槽１８の振動を効果的に吸収、制振して、振動、騒音の発生を低減することができる。

次に、図４を参照して、ピストン３のオリフィス通路７の流路面積について説明する。洗濯機用ダンパ１では、ピストンロッド４のストロークが高周波振動から低周波振動に移行する際、エアレーションによって生じた気泡は、オリフィス通路７を通ってシリンダ上室２Ａのガス側へ浮上して消失する。このとき、洗濯行程後の脱水行程（高周波振動）から給水、濯ぎ行程へ移行する場合、６０秒以内に気泡を消失させて減衰力を回復させる（エアレーション発生前の状態にする）ことが望ましい。気泡の消失時間は、オリフィス通路７の流路面積に依存しており、オリフィス通路７の流路面積と気泡の消失状態との関係を図４に示す。図４に示されるように、気泡の消失時間を充分短くするためには、オリフィス通路７の流路面積を０．２ｍｍ²以上にするとよい。一方、減衰力は、オリフィス通路７の流路面積に依存するため、低周波振動に対して充分な減衰力を得るためには、オリフィス通路７の流路面積を必要以上に大きくすることはできない。

次に、図５を参照して、シリンダ２内に封入するガスの圧力について説明する。通常のオイルダンパにおいては、エアレーションを防止して安定した減衰力を得るため、フリーピストンによってシリンダ内をオイル室とガス室とに画成し、ガス室には高圧ガスを封入する。これに対して、本発明では、高周波振動に対して、積極的にエアレーションを発生させて減衰力を低下させるため、フリーピストンを設けず、シリンダ内に封入するガスの圧力をある程度低く設定している。図５は、洗濯機用ダンパ１のシリンダ２内の封入ガス圧力を４ｋｇｆ／ｃｍ²（曲線ａ参照）及び大気圧（曲線ｂ参照）とした場合のピストンロッド４の作動回数と封入ガス圧力の変化を示している。図５に示されるように、４ｋｇｆ／ｃｍ²のガスを封入した場合には、徐々にガスが漏れ、また、大気圧とした場合には、ポンプ作用が生じて徐々にガス圧が上昇し、いずれの場合にも、作動回数が１０×１０⁶回付近に達したところで２ｋｇｆ／ｃｍ²で平衡状態となる。したがって、初期状態で１〜３ｋｇｆ／ｃｍ²、好ましくは２ｋｇｆ／ｃｍ²程度の圧力のガスを封入することにより、洗濯機用ダンパ１の製造直後における初期のガス圧と、洗濯機用ダンパ１が作動回数を重ねた後におけるガス圧とを略同じ値として、この結果、ガス圧の経時変化を小さくして、安定した減衰力及び反発力を得ることができる。

なお、上記実施形態では、単一のシリンダを備えた、所謂モノチューブ式の洗濯機用ダンパ１であるものを示したが、本発明は別段これに限らず、本発明におけるシリンダとしての内筒及びその外側に外筒を備えた、所謂ツインチューブ式のダンパにも適用することができる。

本発明の一実施形態に係る洗濯機用ダンパの縦断面図である。 図１の洗濯機用ダンパのピストン部を拡大して示す縦断面図である。 図１に示す洗濯機用ダンパが装着されたドラム式洗濯機の概略図である。 図１に示す洗濯機用ダンパにおいて、オリフィス通路の流路面積とエアレーションによる気泡の消失状態との関係を示す図表である。 図１に示す洗濯機用ダンパのガス圧の経時変化を示すグラフ図である。

符号の説明

１ 洗濯機用ダンパ、２ シリンダ、３ ピストン、４ ピストンロッド、７ オリフィス通路（連通路）、１６ 洗濯機（ドラム式洗濯機）、１７ ドラム、１８ 水槽

Claims (3)

1. 洗濯機のドラムを収容する水槽と筐体との間に介装される洗濯機用ダンパであって、ピストンが作動するピストン作動室を有するシリンダと、前記ピストンに軸方向に移動可能に連結されたピストンロッドと、前記ピストンに設けられ、前記ピストンによって画成される前記ピストン作動室内の２室間を連通させる連通路とを備え、前記ピストン作動室には、油液及びガスを混在して封入することにより、高周波ではエアレーションを発生させ、低周波の場合に比べて減衰力を小さくさせたことを特徴とする洗濯機用ダンパ。
2. 前記ピストンは、合成樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機用ダンパ。
3. 筐体と、洗濯物が投入されるドラムと、該ドラムを収容する水槽と、前記筐体と前記水槽の間に介装されるダンパとからなるドラム式洗濯機において、前記ダンパは、内部に油液とガスとを混在させたシリンダと、一端が該シリンダから突出して他端にピストンが軸方向に移動可能に連結されたピストンロッドと、前記ピストンに設けられ、該ピストンによって画成された前記ピストン作動室内の２室間を連通させる連通路とからなり、前記ドラムの回転速度が上昇して高周波振動を発生する脱水行程時は、エアレーションを発生させてエアレーションが発生しない低周波振動の場合と比べて小さな減衰力を発生させたことを特徴とするドラム式洗濯機。

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