JP4736681B2 - 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９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９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、水槽３の動きに応じてピストン８を往復運動させるピストンロッドが、シリンダ７の上端に設けた軸受け一箇所で支持されることになる。水槽３が上下方向に運動する場合は問題がないが、衣類の偏り状態によっては、水槽３が前後左右に揺れながら上下動する場合が生じる。この時、ピストンロッドは軸受けを支点にして傾きながら軸受け内を摺動することになり、軸受けとピストンロッドに摩擦が発生しスムーズに摺動することができず、水槽３の振動がそのまま洗濯機本体１の底部に伝わり洗濯機本体１の振動や騒音を発生させ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、どんな水槽の動きに対してもピストンロッドの摺動をスムーズにし、水槽の振動がそのまま洗濯機本体の底部に伝わらないようにして、低振動と低騒音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、前記シリンダ内に配置され往復運動するピストンを有するロッドと、前記シリンダの両端部に前記ロッドを支持する軸受けを有し、前記ピストンの動きで発生した気流が前記軸受けと前記ロッドの摺動部に設けた隙間を流れるように構成するとともに、前記隙間を前記シリンダの両端部に形成した前記摺動部の両方に設け、かつ、前記両方の隙間を略同等に設定したものである。

これによって、衣類の偏り状態によって外槽が前後左右に揺れながら上下動する場合でも、シリンダの両端に設けた二つの軸受けでロッドを支持することにより、ロッドが傾きながら軸受け内を摺動することがなくなり、軸受けとロッドに発生する摩擦が少なく、スムーズに摺動することができるとともに、より大きな減衰力を得ることができ、かつ、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でき、外槽の振動がそのまま洗濯機外枠の底部に伝わらないので低振動と低騒音化を実現することができる。

本発明の洗濯機は、外槽の動きに対してロッドの摺動をスムーズにし、より大きな減衰力を得ることができるとともに、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でき、外槽の振動がそのまま洗濯機外枠の底部に伝わらないようにして、低振動と低騒音化を実現することができる。

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、前記シリンダ内に配置され往復運動するピストンを有するロッドと、前記シリンダの両端部に前記ロッドを支持する軸受けを有し、前記ピストンの動きで発生した気流が前記軸受けと前記ロッドの摺動部に設けた隙間を流れるように構成するとともに、前記隙間を前記シリンダの両端部に形成した前記摺動部の両方に設け、かつ、前記両方の隙間を略同等に設定したことにより、衣類の偏り状態によって外槽が前後左右に揺れながら上下動する場合でも、シリンダの両端に設けた二つの軸受けでロッドを支持することにより、ロッドが傾きながら軸受け内を摺動することがなくなり、軸受けとロッドに発生する摩擦が少なく、スムーズに摺動することができるとともに、より大きな減衰力を得ることができ、かつ、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でき、外槽の振動がそのまま洗濯機外枠の底部に伝わらないので低振動と低騒音化を実現することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の弾性体は、摺動部にシリンダの内外を連通するスリットを等間隔に複数設け、前記複数のスリットを同形状に形成したことにより、形状の決まったスリットを等間隔に設けることでスリットとロッドで形成される空間の流れ抵抗が安定し、それによって得られる減衰力も安定するという効果が得られる。また、スリットを流れる空気の圧力でロッドが中心に押しやられ、ロッドと摺動部の隙間を狭くしても接触することがなくなり、常に摺動摩擦の無いスムーズな往復運動を得ることができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の弾性体は、軸受けとロッドの摺動部の両端に気流を導く傾斜部を形成したことにより、ピストンの動きで発生した気流が軸受けとロッドの摺動部に流れ込みやすくなり、軸受けとロッドの摺動部を流れる空気の量が安定するので、常に摺動摩擦の無いスムーズな往復運動を得ることができる。

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、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、シリンダ４１の両端に設けられた軸受け４１ａ、４１ｂ、ピストン４２、ピストンリング４２ａ、ロッド４３から構成されている。軸受け４１ａは、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。ロッド４３は軸受け４１ａ、４１ｂに挿入されている。ロッド４３の中程には、ピストン４２が取り付けられ、一端にロッド取り付け部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。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。なお、シリンダ４１、軸受け４１ａ、４１ｂは金属製であるが、強度、耐久性を確保することができれば生産性やコストパフォーマンスに優れた樹脂製でもよい。

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の外に排水される。排水終了後、洗濯兼脱水槽３４の回転は徐々に速くなる。衣類の偏り状態によって外槽３３が前後左右に揺れながら上下動する場合でも、シリンダ４１の両端に設けた二つの軸受け４１ａ、４１ｂでロッド４３を支持することにより、ロッド４３が傾きながら軸受け４１ａ、４１ｂ内を摺動することがなくなり、軸受け４１ａ、４１ｂとロッド４３に発生する摩擦が少なく、スムーズに摺動することができ、外槽３３の振動がそのまま洗濯機外枠３０の底部に伝わらないので低振動と低騒音化を実現することができる。

以上のように本実施の形態においては、ロッド４３をシリンダ４１の両端に設けた軸受け４１ａ、４１ｂで支持したことにより、外槽３３の多様な動きに対してもロッド４３の摺動がスムーズになり、外槽３３の振動が直接洗濯機外枠３０の底部に伝わらなくなるので、低振動と低騒音化を実現することができると共に、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。

（実施の形態２）
図３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において、弾性体３２はシリンダの一端４１ｃに軸受け４１ａを一体に形成したものである。その他の構成は実施の形態１と同様である。これにより、軸受け４１ａとシリンダ４１の接合強度を確保すると共に、部品点数を減らすことができ製造コストを下げることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機の弾性体の斜視図である。図４において、弾性体３２にシリンダ４１の開口部４１ｄを覆う蓋４１ｅを設け、前記蓋４１ｅに片方の軸受け４１ｂを形成したものである。開口部４１ｄ近傍のシリンダ４１の外周にはオスねじが形成され、蓋４１ｅの内壁にはメスねじが形成されており、両者をねじ込むことでシリンダ４１の開口部４１ｄに蓋４１ｅを固定している。その他の構成は実施の形態２と同様である。これにより、シリンダ４１の開口部４１ｄの封印と軸受け４１ｂの取り付けを同時に行うことができるので、部品点数を減らして製造コストを下げることができる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の第４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５において、弾性体３２は、ピストン４２の動きで発生した気流が軸受け４１ａ、４１ｂとロッド４３の摺動部に設けた隙間４７ａ、４７ｂを流れるようにしたものである。ピストン４２が移動する方向の軸受け４１ａとロッド４３の間の隙間４７ａから空気が排気され、逆側の軸受け４１ｂとロッド４３の間の隙間４７ｂ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。どちらか片方の隙間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隙間４７ａと４７ｂの大きさは略同等の方がよい。

隙間が大き過ぎると減衰力が弱くなったり、ガタつきを発生させる。また、小さ過ぎると空気ばねとして作用するようになったり、摩擦を発生させる。実験では隙間の開口面積は０．２〜０．８ｍｍ^２の時強い減衰力を得ることが判明しているので、隙間の開口面積を０．５ｍｍ^２に設定している。その他の構成は実施の形態１〜３のいずれかと同様である。

以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。洗濯兼脱水槽３４の脱水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。この共振時には、外槽３３に連結したロッド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、シリンダ４１内の空気は軸受け４１ａ、４１ｂとロッド４３の隙間４７ａ、４７ｂ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。軸受け４１ａ、４１ｂとロッド４３の隙間４７ａ、４７ｂの吸排気量も減り減衰力は小さくなり、外槽３３の洗濯機外枠３０に対する振動伝達率も小さくなって、外槽３３の振動による洗濯機外枠３０の振動は小さくなる。また、軸受け４１ａ、４１ｂとロッド４３の隙間４７ａ、４７ｂに空気の層が形成されることになり、軸受け４１ａ、４１ｂとロッド４３が接触しなくなるので摺動摩擦がなくスムーズな往復運動を得ることができ、更に洗濯機外枠３０の振動を小さくすることができる。

（実施の形態５）
図６は、本発明の第５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６において、弾性体３２の軸受け４１ａ、４１ｂとロッド４３の摺動部４８の両端に気流を導く傾斜部４８ａを形成したものである。その他の構成は実施の形態４と同様である。

これにより、ピストン４２の動きで発生した気流が軸受け４１ａ、４１ｂとロッド４３
の摺動部４８に流れ込みやすくなり、軸受け４１ａ、４１ｂとロッド４３の摺動部４８を流れる空気の量が安定すると共に隙間４７ａ、４７ｂを均等に流れるので、常に摺動摩擦の無いスムーズな往復運動を得ることができる。

（実施の形態６）
図７は、本発明の第６の実施の形態における洗濯機の弾性体の平面図、図８は、本発明の第６の実施の形態における洗濯機の弾性体の要部の断面図を示すものである。図７、図８において、弾性体３２の軸受け４１ａ、４１ｂとロッド４３の摺動部４８にシリンダ４１の内外を連通するスリット４９を設けたものである。スリット４９は、摺動部４８の内壁に１２０°間隔で３箇所同形状のものが設けられている。３箇所のスリット４９の開口面積の合計は０．５ｍｍ^２に設定している。その他の構成は実施の形態４と同様である。

これにより、形状の決まったスリット４９を等間隔に設けることでスリット４９とロッド４３で形成される空間の流れ抵抗が安定し、それによって得られる減衰力も安定するという効果が得られる。また、スリット４９を流れる空気の圧力でロッド４３が中心に押しやられ、ロッド４３と摺動部４８の隙間を狭くしても接触することがなくなり、常に摺動摩擦の無いスムーズな往復運動を得ることができる。

以上のように、本発明に関わる洗濯機は、弾性体の摺動をスムーズにできるので、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 本発明の実施の形態３における洗濯機の弾性体の分解斜視図 本発明の実施の形態４における洗濯機の弾性体の断面図 本発明の実施の形態５における洗濯機の弾性体の断面図 本発明の実施の形態６における洗濯機の弾性体の平面図 同洗濯機の弾性体の要部の断面図 従来の洗濯機の断面図

３０ 洗濯機外枠
３２ 弾性体
３３ 外槽
３４ 洗濯兼脱水槽
３５ 駆動手段
４１ シリンダ
４１ａ、４１ｂ 軸受け
４１ｃ シリンダの一端
４１ｄ 開口部
４１ｅ 蓋
４２ ピストン
４３ ロッド
４７ａ、４７ｂ 隙間
４８ 摺動部
４８ａ 傾斜部
４９ スリット

Claims (3)

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、前記シリンダ内に配置され往復運動するピストンを有するロッドと、前記シリンダの両端部に前記ロッドを支持する軸受けを有し、前記ピストンの動きで発生した気流が前記軸受けと前記ロッドの摺動部に設けた隙間を流れるように構成するとともに、前記隙間を前記シリンダの両端部に形成した前記摺動部の両方に設け、かつ、前記両方の隙間を略同等に設定した洗濯機。
2. 弾性体は、摺動部にシリンダの内外を連通するスリットを等間隔に複数設け、前記複数のスリットを同形状に形成した請求項１記載の洗濯機。
3. 弾性体は、軸受けとロッドの摺動部の両端に気流を導く傾斜部を形成した請求項１記載の洗濯機。