JP4670511B2 - 洗濯機 - Google Patents

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、洗濯物の洗濯、すすぎ、脱水（更に乾燥まで行う場合もある）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、シリンダとピストンで構成されるエアーダンパを備え、シリンダ内の空気の流れを止めてピストンを動きにくくすることによって制動力を得ていた（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の全体構成を示すものである。図１１に示すように、洗濯機本体１内にばね２によって吊り下げ支持された水槽３と、この水槽３内で回転するドラム４と、このドラムを駆動させる駆動手段５と、前記水槽３下部と洗濯機本体１との間に設けられたダンパ６とを備え、このダンパ６は、シリンダ７とこのシリンダ７内を摺動するピストン８とからなり、さらに、このシリンダ７は、ピストン８によって分割されるシリンダ７内を連通させるバイパス９を有し、このバイパス９には空気の流通を任意のタイミングで連通、遮断するバルブ１０を設けている。

洗濯、すすぎを終えて脱水を行なうとき、衣類が前記ドラム４の下部に偏った状態でドラム４を回転させる。このとき衣類による偏心荷重のため水槽３が起動時に大きく振動するが、このときバイパス９のバルブ１０は閉じてあり、ピストン８をシリンダ７内で上下させることによって発生する空気圧によってダンパ力を得、起動時の大きな振動を抑える。さらにドラム４が高速回転に入ると水槽３の振動は脱水とともに徐々に小さくなるので、バイパス９のバルブ１０を開放しシリンダ７内の空気圧を発生させないようにする。これによって振動が設置床に直接伝わり、床を大きく振動させることがなくなり、騒音や家屋の振動を引き起こすことがなくなるというものであった。
特開平５−８４３９０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、バイパス９のバルブ１０を閉じ、ピストン８をシリンダ７内で上下させることによって発生する空気圧によってダンパ力を得、起動時の大きな振動を抑えようとしているが、空気が圧縮性流体なので、バルブ１０を閉じるとシリンダ７内の空気は、空気ばねとして働き、ダンパ６の制振効果が少なくなるという問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ダンパの減衰力を最大限に発揮させ、また、簡単な切り替えで減衰力を無くすことにより、脱水起動時と定常時の両方の低振動化を実現する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、洗濯機外枠の底部に設けられた弾性体に支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段とを備え、前記弾性体は、シリンダと、ピストンと、前記シリンダ内の作動流体と、前記シリンダの側部に前記ピストンを挟んで設けた第１の排出口および第２の排出口と、前記第１の排出口と第２の排出口を繋ぐ連通管を有し、前記連通管に流路抵抗を変化させる抵抗切り替え手段を設けて前記弾性体の減衰力を可変可能に構成し、前記抵抗切り替え手段は、前記連通管を接続する接続部を有するケースと、前記ケース内に挿入される円筒形の切り替え体と、前記切り替え体を回転させる回転手段を有し、前記切り替え体に第１の貫通孔と、前記第１の貫通孔より開口面積の大きい第２の貫通孔を前記第１の貫通孔に交差するように設け、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体は、前記連通管によりそれぞれ前記ケースに設けたそれぞれの前記接続部に接続され、前記回転手段により前記第１の弾性体と前記第２の弾性体の減衰力を１つの抵抗切り替え手段で切り替えるようにしたものである。

これによって、洗濯物の偏心荷重による脱水起動時の外槽の激しい振動を減衰力を強くした弾性体で確実に抑え、定常時は、外槽の洗濯機外枠に対する振動伝達を少なくするために減衰力を無くした弾性体にすることで、脱水起動時と定常時の両方の低振動と低騒音化を実現し、かつ、弾性体は振動しにくい洗濯機外枠の底部に設けられているので、弾性
体を伝わってきた外槽の振動が洗濯機外枠を振動させることが少なくなるので洗濯機外枠の振動騒音を低減することもできる。

本発明の洗濯機は、洗濯物の偏心荷重による脱水起動時の外槽の激しい振動は減衰力を強くした弾性体で確実に抑え、定常時は減衰力をなくして外槽の洗濯機外枠に対する振動伝達を少なくすることで、脱水起動時と定常時の両方の低振動と低騒音化を実現することができる。また、第１の弾性体と第２の弾性体の減衰力を１つの抵抗切り替え手段で同時に切り替えることができる。

第１の発明は、洗濯機外枠の底部に設けられた弾性体に支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段とを備え、前記弾性体は、シリンダと、ピストンと、前記シリンダ内の作動流体と、前記シリンダの側部に前記ピストンを挟んで設けた第１の排出口および第２の排出口と、前記第１の排出口と第２の排出口を繋ぐ連通管を有し、前記連通管に流路抵抗を変化させる抵抗切り替え手段を設けて前記弾性体の減衰力を可変可能に構成し、前記抵抗切り替え手段は、前記連通管を接続する接続部を有するケースと、前記ケース内に挿入される円筒形の切り替え体と、前記切り替え体を回転させる回転手段を有し、前記切り替え体に第１の貫通孔と、前記第１の貫通孔より開口面積の大きい第２の貫通孔を前記第１の貫通孔に交差するように設け、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体は、前記連通管によりそれぞれ前記ケースに設けたそれぞれの前記接続部に接続され、前記回転手段により前記第１の弾性体と前記第２の弾性体の減衰力を１つの抵抗切り替え手段で切り替えるようにしたことにより、洗濯物の偏心荷重による脱水起動時の外槽の激しい振動を減衰力を強くした弾性体で確実に抑え、定常時は、外槽の洗濯機外枠に対する振動伝達を少なくするために減衰力を無くした弾性体にすることで、脱水起動時と定常時の両方の低振動と低騒音化を実現し、かつ弾性体は振動しにくい洗濯機外枠の底部に設けられているので、弾性体を伝わってきた外槽の振動が洗濯機外枠を振動させることが少なくなるので洗濯機外枠の振動騒音を低減することもできる。また、第１の弾性体と第２の弾性体の減衰力を１つの抵抗切り替え手段で同時に切り替えることができる。

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断面図を示すものである。図２は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の弾性体の断面図を示すものである。

図１、図２において、洗濯機外枠３０は、４本の引張りばね３１と、２本の弾性体３２により外槽３３を弾性支持している。洗濯兼脱水槽３４は、外槽３３内に回転自在に配設している。モータ（駆動手段）３５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されるようになっている。そして直接洗濯兼脱水槽３４を駆動する。給水手段３６は洗濯兼脱水槽３４内に給水するものである。水位検知手段３７は、外糟３３内の洗濯水位を検知する。排水手段３８は、外槽３３内の洗濯水を排水するものである。

制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面下部に設けられている。制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面上部に設けられた操作表示手段４０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３５、給水手段３６、排水手段３８などを逐次制御する。

弾性体３２は、シリンダ４１、ピストン４２、ピストンリング４２ａ、ピストンロッド４３から構成されている。シリンダ４１には、シリンダ取り付け部４１ａが設けられており、防振体４４を介してシリンダ取り付け台４５に防振支持されている。ピストンロッド４３の一端には、ピストン４２が取り付けられ、もう一方の端にはピストンロッド取り付け部４３ａが設けられており、防振体４４を介してピストンロッド取り付け台４６に防振支持されている。シリンダ取り付け台４５は、洗濯機外枠３０の底部に固定されている。ピストンロッド取り付け台４６は、外槽３３を下方から支えるように外槽３３の底部に固定されている。

ピストンリング４２ａは、低摩擦係数で耐磨耗性に優れた材質（例えば、フッ素樹脂）で形成されており、気密性を確保しながらシリンダ４１内を滑らかに摺動する。シリンダ４１の側壁にはピストン４２を挟んで両側に排気口４１ｂが設けられており、ピストン４２が移動する方向の排気口４１ｂから空気が排気され、逆側の排気口４１ｂから空気が吸引される。この時の排気抵抗と吸引抵抗が減衰力となる。どちらか片方の排気口４１ｂだけでも減衰力を発生させることができるが、より大きな減衰力を得るためと、圧縮方向と引っ張り方向で減衰力に差が生じないように排気口４１ｂを２箇所設けた方がよい。

排気口４１ｂの開口径は大き過ぎると減衰力が弱くなり、小さ過ぎると空気ばねとして作用するようになり、いずれの場合も強い減衰力を得られない。実験では開口径２ｍｍの時強い減衰力を得ることが判明しているので、排気口４１ｂの開口径を２ｍｍに設定している。ピストン４２を挟んでシリンダ４１の側壁に設けられた接続部４１ｃ同士を開閉弁４７を介して接続チューブ４８で接続している。開閉弁４８には電磁弁等が使用されている。接続部４１ｃの開口径は、排気口４１ｂの開口径より充分大きく４ｍｍ以上に設定している。従って、開閉弁４７が開くとシリンダ４１内の空気は、抵抗の少ない接続チューブ４８内を移動し、結果として弾性体３２の減衰力は無くなることになる。

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、洗濯兼脱水槽３４内に衣類と洗剤を投入後、操作表示手段４０を操作して運転を開始する。これによって、給水手段３６が動作し、洗濯兼脱水槽３４内に洗濯水が供給されると共に洗濯兼脱水槽３４も回転を開始する。規定量の洗濯水が供給されると給水手段３６は給水を停止する。洗濯兼脱水槽３４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。洗濯兼脱水槽３４は、３０ｒ／ｍｉｎ程度の低速で回転して、衣類を持ち上げては落とすというたたき洗いを規定時間行う。洗濯終了後、排水手段３８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、所定のすすぎを行う。

排水終了後、脱水が行われ、洗濯兼脱水槽３４の回転は徐々に速くなる。洗濯兼脱水槽３４の回転による振動周波数が、外槽３３の共振周波数に近づくと外槽３３は、大きく振動するようになる。特に、衣類の偏荷重が大きくて弾性体３２の減衰力が弱い場合、外槽３３は洗濯機外枠３０に衝突し、激しい時は、洗濯機外枠３０が移動する。この共振時（洗濯兼脱水槽３４の回転数は、１００〜３００ｒ／ｍｉｎ）には、外槽３３に連結したピストンロッド４３に取り付けられたピストン４２もシリンダ４１内を大きく往復運動しようとするが、開閉弁４７が閉じているためシリンダ４１内の空気は排気口４１ｂで排気と吸気が行われる。この排気抵抗と吸気抵抗が作用して、ピストン４２の往復運動が抑えられるため、外槽３３の振動も抑えられることになる。共振時を通過すると外槽３３の振動は小さくなってくる。

この時、弾性体３２の減衰力が大きいままだと、外槽３３の振動が弾性体３２を介して洗濯機外枠３０に伝わり、洗濯機外枠３０が振動することになるが、洗濯兼脱水槽３４の回転数を検知手段（図示せず）により検知し、洗濯兼脱水槽３４の回転数が４００ｒ／ｍ
ｉｎになると制御手段３９により開閉弁４７を開いて弾性体３２の減衰力を無くすことにより、外槽３３の洗濯機外枠３０に対する振動伝達率を小さくすることができ、外槽３３の振動による洗濯機外枠３０の振動を小さくすることができる。

以上のように本実施の形態においては、洗濯機外枠３０の底部に設けられた弾性体３２の減衰力を可変可能に構成し、外槽３３の共振時には強く、それ以外では弱くしたことにより、起動から定常まで低振動と低騒音化を実現すると共に、弾性体３２の作動流体を空気としているため、オイルダンパと比較して摺動部の密着が弱いので摺動部の磨耗が少なく、耐久性も向上させることができる。また、オイル漏れを考慮する必要がなく、シール部品が必要ないので構成部品を少なくすることができる。

なお、開閉弁４７の制御に洗濯兼脱水槽３４の回転数を検知して行う方法について説明したが、洗濯兼脱水槽３４の振動を検知する振動センサを設けて制御することも可能である。

（実施の形態２）
図３、図４は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の弾性体の断面図を示すものである。図３、図４において、弾性体３２はシリンダ４１と、ピストン４２とで構成され、シリンダ４１の側部にピストン４２を挟んで一対の第１の排出口４９と、第２の排出口５０を設けている。連通管５１は、第１の排出口４９と第２の排出口５０を接続する管で、ピストン４２の動きに応じてシリンダ４１内の作動流体４１ｄ（空気）を行き来させる。抵抗切り替え手段５２は連通管５１に設けられており、弁体５２ａ、駆動モータ５２ｃで構成される。弁体５２ａには開口径の異なる弁穴大５２ｂと弁穴小５２ｄが設けられている。

弁穴大５２ｂの開口径は空気の流れ抵抗で減衰力が発生しない６ｍｍ以上に設定され、弁穴小５２ｄの開口径は最高の減衰力が得られる２ｍｍに設定している。駆動モータ５２ｃを回転させて、抵抗切り替え手段５２の弁穴大５２ｂと弁穴小５２ｄの切り替えを行うものである。その他の構成は実施の形態１と同様である。

これにより、抵抗切り替え手段５２の弁穴大５２ｂと弁穴小５２ｄの切り替えでピストン４２の動き易さを変えることができ、簡単な構造で弾性体３２の減衰力を切り替えることができる。また、作動流体４１ｄはシリンダ４１の外部に排出されることがないので、排気や吸気時の音が発生せず、作動音を小さくすることができる。なお、抵抗切り替え手段５２の動作は、実施の形態１の開閉弁４７の制御と同じ方法で行うことができ、以下、他の実施の形態でも同様である。

（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機のタイミングチャートを示すものである。図５において、抵抗切り替え手段５２は、外槽３３の共振時５３の時、弁穴小５２ｄを連通管５１に接続し流路抵抗を大きくして弾性体３２の減衰力を大きくし、定常時５４の時、駆動モータ５２ｃを作動させて弁穴大５２ｂを連通管５１に接続し、流路抵抗を小さくして弾性体３２の減衰力をなくしている。その他の構成は実施の形態２と同様である。

これにより、外槽３３の振動が大きい共振時５３に弾性体３２の減衰力を大きくして、外槽３３の振動を抑え、外槽３３の振動が比較的小さい定常時５４に弾性体３２の減衰力をなくして、外槽３３の洗濯機外枠３０に対する振動伝達率を小さくし、洗濯機外枠３０の振動を低減することができる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施の形態における洗濯機の抵抗切り替え手段の断面図を示すものである。図６において、抵抗切り替え手段５２は、ケース５５と、ケース５５内に挿入される切り替え体５６と、切り替え体５６に設けた開口径の異なる貫通孔５６ａで構成されている。ケース５５には連通管５１を接続する接続部５５ａが同軸上に２箇所設けられている。切り替え体５６はケース５５内をスライドし、接続部５５ａに貫通孔大５６ａや貫通孔小５６ｂを合わせることで流路抵抗を切り替えている。ソレノイド５７はケース５５に取り付けられ、作動片５７ａが切り替え体５６の一端に固定されている。ソレノイド５７の動作で切り替え体５６をスライドしている。その他の構成は実施の形態２と同様である。

これにより、簡単な構成で確実に連通管５１の流路抵抗を切り替えることができる。

（実施の形態５）
図７、図８は、本発明の第５の実施の形態における洗濯機の抵抗切り替え手段の断面図を示すものである。図９は、本発明の第５の実施の形態における洗濯機の抵抗切り替え手段の斜視図を示すものである。

図７〜図９において、抵抗切り替え手段５２は、ケース５５と、ケース５５内に回転自在に挿入される円筒形の切り替え体５６と、切り替え体５６に設けた第１の貫通孔５６ｂと、第１の貫通孔５６ｂより開口面積の大きい第２の貫通孔５６ｃで構成されている。第１の貫通孔５６ｂと第２の貫通孔５６ｃは直行するように設けられている。この直交の精度は必要なく、交差程度でもよい。ケース５５には連通管５１を接続する接続部５５ａが同軸上に２箇所設けられている。切り替え体５６はケース５５内を回転し、接続部５５ａに第１の貫通孔５６ｂや第２の貫通孔５６ｃを合わせることで流路抵抗を切り替えている。ケース５５には切り替え体５６を回転させる電動モータから成る回転手段５８が取り付けねじ５９により固定されている。回転手段５８の回転軸５８ａは切り替え体５６の一端に挿入固定されている。回転手段５８の回転動作で切り替え体５６を回転して流路抵抗を切り替えている。その他の構成は実施の形態２と同様である。

これにより、回転手段５８により切り替え体５６を９０°ずつ回転するだけで、連通管５１の流路抵抗を変えることができ、更に簡単な構成で切り替え動作を安定させることができる。

（実施の形態６）
図１０は、本発明の第６の実施の形態における洗濯機の要部の断面図を示すものである。図１０において、抵抗切り替え手段５２は、ケース５５と、ケース５５内に回転自在に挿入される円筒形の切り替え体５６と、切り替え体５６に対で設けた第１の貫通孔５６ｂと、第１の貫通孔５６ｂより開口面積の大きい第２の貫通孔５６ｃで構成されている。ケース５５には第１の接続部５５ａと、第２の接続部５５ｂが設けられており、連通管５１で第１の弾性体３２ａと第２の弾性体３２ｂにそれぞれ接続されている。接続状態を詳しく説明すると、第１の弾性体３２ａの排出口６０ａと排出口６０ｂが接続部５５ａに接続され、第２の弾性体３２ｂの排出口６１ａと排出口６１ｂは接続部５５ｂに接続されている。その他の構成は実施の形態２と同様である。

これにより、第１の弾性体３２ａと第２の弾性体３２ｂの減衰力の可変が１つの抵抗切り替え手段５２で可能になり、複数の弾性体の減衰力を同時に切り替えることができる。また、構成部品が少ないので安価で信頼性に優れた抵抗切り替え手段を提供することができる。

以上のように、本発明に関わる洗濯機は、弾性体の減衰力の強弱を切り替えることができるので、洗濯機以外の回転機械の防振にも応用可能である。

本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図 同洗濯機の弾性体の断面図 本発明の実施の形態２における洗濯機の弾性体の断面図 同洗濯機の弾性体の断面図 本発明の実施の形態３における洗濯機のタイミングチャート 本発明の実施の形態４における洗濯機の抵抗切り替え手段の断面図 本発明の実施の形態５における洗濯機の抵抗切り替え手段の断面図 同洗濯機の抵抗切り替え手段の断面図 同洗濯機の抵抗切り替え手段の斜視図 本発明の実施の形態６における洗濯機の要部の断面図 従来の洗濯機の断面図

３０ 洗濯機外枠
３２ 弾性体
３３ 外槽
３３ａ 外槽の重心
３４ 洗濯兼脱水槽
３５ 駆動手段
４１ シリンダ
４１ｄ 作動流体
４２ ピストン
４９ 第１の排出口
５０ 第２の排出口
５１ 連通管
５２ 抵抗切り替え手段
５３ 共振時
５４ 定常時
５５ ケース
５５ａ 接続部
５６ 切り替え体
５６ａ 貫通孔
５６ｂ 第１の貫通孔
５６ｃ 第２の貫通孔
５８ 回転手段

Claims (1)

1. 洗濯機外枠の底部に設けられた弾性体に支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段とを備え、前記弾性体は、シリンダと、ピストンと、前記シリンダ内の作動流体と、前記シリンダの側部に前記ピストンを挟んで設けた第１の排出口および第２の排出口と、前記第１の排出口と第２の排出口を繋ぐ連通管を有し、前記連通管に流路抵抗を変化させる抵抗切り替え手段を設けて前記弾性体の減衰力を可変可能に構成し、前記抵抗切り替え手段は、前記連通管を接続する接続部を有するケースと、前記ケース内に挿入される円筒形の切り替え体と、前記切り替え体を回転させる回転手段を有し、前記切り替え体に第１の貫通孔と、前記第１の貫通孔より開口面積の大きい第２の貫通孔を前記第１の貫通孔に交差するように設け、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体は、前記連通管によりそれぞれ前記ケースに設けたそれぞれの前記接続部に接続され、前記回転手段により前記第１の弾性体と前記第２の弾性体の減衰力を１つの抵抗切り替え手段で切り替えるようにした洗濯機。