JP4864942B2 - ドラム式洗濯乾燥機とそれに用いる軸受支持部材の増強方法 - Google Patents

Description

本発明は、ドラム式洗濯乾燥機とそれに用いる回転ドラム支持用の軸受支持部材の増強方法に関するものである。

ドラム式洗濯乾燥機として、図１５に全体を模式的に示し、図１６に回転ドラムの回転駆動部まわりを具体的に示すように、洗濯機本体１０１内に図示しないサスペンションによって弾性支持された水槽１０２と、有底円筒形で開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸１０５の方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽１０２内に設置した回転ドラム１０３と、この回転ドラム１０３を駆動するモータ１０４と、前記回転軸１０５の軸受１０６およびモータ１０４を水槽１０２の背面上で支持する金属製、具体的にはアルミニウム製の軸受支持部材１１１と、送風ファン１０７により水槽１０２内の空気を排気して除湿した後加熱し、水槽１０２内に送風口１０８を通じ送風することを繰り返し回転ドラム１０３内の衣類等を乾燥させる循環送風経路１０９と、を備えたものが既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。

軸受支持部材１１１は図１６に示すように、軸受１０６を支持するボス部１１１ａと、このボス部１１１ａの基部まわりに送風口１０８の開口部を含む周辺域まで張り出し水槽１０２の背部開口１０２ａに背面側から接続して固定されると共にモータ１０４のステータ１０４ａを背面に固定する座盤１１１ｂと、を備えている。この座盤１１１ｂには、周方向の一部に送風口１０８を避けて背部に露出させる切除部１１１ｃを有して、循環送風経路１０９の送風側１０９ａの背部からの接続を邪魔しないようにしている。切除部１１１ｃは、図１８に示すような周方向に湾曲したほぼ矩形の透孔であり、切除部１１１ｃの外まわりを含む座盤１１１ｂの全周において取り付け穴１１１ｄを有し、水槽１０２の背部に取り付けられるようにしている。座盤１１１ｂ、水槽１０２の背部開口１０２ａ、回転軸１０５の基部まわりの相互間は、シール部材１１５によってシールされている。

回転ドラム１０３の底部開口１０３ａには、前記軸受１０６に軸受される回転軸１０５の一端部と連結する軸連結支持部材１１２が背面側から当てがわれて、回転ドラム１０３の胴部・底部嵌合筒壁１０３ｂに周方向の複数個所にて外周面側からねじ止めして双方を一体化し、回転軸１０５はその一端部にフランジ部１０５ａを設けるなどして軸連結支持部材１１２の中央にある軸連結部１１２ａにねじ止めし双方を一体化している。

この軸連結支持部材１１２は、さらに、その軸連結部１１２ａから放射状に延びる放射状腕１１２ｂ、これら放射状腕１１２ｂの途中を連結しかつ回転ドラム１０３の底部開口１０３ａに接続嵌合される環状シール壁１１２ｃを備え、放射状腕１１２ｂの各端部が前記回転ドラム１０３の胴部・底部嵌合筒壁１０３ｂにねじ止めされ、環状シール壁１１２ｃと回転ドラム１０３の底部開口１０３ａとの間がシール部材１１３を介してシールされ、環状シール壁１１２ｃと水槽１０２の背部壁の送風口１０８よりも外周側域となる部分の環状部分との間が双方の環状凹凸面が入り込み合って形成した径方向のラビリンス隙間がなすメカ二カルシール１１４によって径方向内側から外側への通風を制限している。

回転ドラム１０３の底部内には図１６、図１７に示すように、底部開口１０３ａを内側から塞ぐ樹脂製のメッシュカバー１１６が当てがい固定されている。メッシュカバー１１６は回転ドラム１０３と共に回転しながら送風口１０８からの送風を分散通過させることで、送風を回転ドラム１０３内の広域にむらなく導入し、乾燥効率を高め、乾燥むらがないようにしている。メッシュカバー１１６は円盤体で、中央部と周辺部、および中央部と周辺部を結ぶ放射状の補強域とを残して周方向にならぶセクタ領域１１６ａ毎にメッシュ孔１１６ｂが無数に形成されている。回転ドラム１０３の底部開口１０３ａも前記セクタ領域１１６ａに対応した位置および形状に形成され、軸連結支持部材１１２の対応開口形状輪郭部と接続されている。

ところで、上記のようなドラム式の洗濯機構は、回転ドラム１０３が横設または水平から傾斜して設けられ、洗濯物が周方向最下部はもとより、傾斜設置では軸方向最下部に滞留しようとする傾向を示すし、洗濯物がユーザによって軸線方向に偏って投入されることもあるなど、回転ドラム１０３の回転負荷に偏りが生じやすく、振れ回りの原因になる。また、回転ドラム１０３の振れ回りは、回転ドラム１０３の回転支持がその底部に連結した回転軸１０５を水槽１０２の背面で軸受する片持ち支持であることにより、この軸受部をほぼ中心といわば擂粉木運動として生じる。

回転ドラム１０３の擂粉木運動は回転軸１０５に伝達されるが、これを水槽１０２の背面上にある軸受支持部材１１１が軸受１０６を介し受け止める。この時の受け止め負荷は、ボス部１１１ａが回転軸１０５を伴い回転ドラム１０３の振れに追随しようとするのを、座盤１１１ｂの回転軸１０５の振れ側が水槽１０２の背面に押し付けられる力として働く。そしてこの働きは振れの回転によって座盤１１１ｂの全周に繰り返し及ぶ。このような事情は、回転ドラム１０３に周方向に並ぶ端部を連結した軸連結支持部材１１２においてもほぼ同様と考えられる。

これに対し、特許文献１に開示の従来支持構造は、このような振れ回り時の負荷に十分耐え、実用に差し支えのない振れ回り範囲、振動範囲、騒音範囲に抑えられている。

特許第４０４４６０２号明細書

しかし、近時はさらなる処理能力の向上が求められ、脱水工程では従来１２００ｒｐｍ程度だった回転数が、１６００ｒｐｍ程度と３割強といったさらなる高速化が望まれている。本発明者はこれに応えるべく現行形態にて種々な実験をしたところ、現状の支持構造では、高速化運転での回転ドラム１０３の振れ回りを抑制するのに必要な支持強度が不足し、振れ回り度、振動、騒音は実用域を大きく超え、寿命が早期に低下すると判断された。

そこで、本発明者は上記のような現行の支持構造における軸受支持部材１１１、軸連結支持部材１１２の形状と負荷の働きとの関係に着目し、回転ドラム１０３の振れ回り時における、軸受支持部材１１１、軸連結支持部材１１２に対する回転軸１０５の最大倒れ角を最大変形量として検証し（第１の検証）、それに対応する軸受支持部材１１１、軸連結支持部材１１２の負荷の掛り方に応じて生じる応力値の分布につき検証した（第２の検証）。

第１の検証は、軸受支持部材１１１に対しては図１３（ｅ）に示す解析モデルとして供し行い、軸連結支持部材１１２に対しては図１４（ｅ）に示す解析モデルを供して行った。また、第２の検証は、第１の検証時の軸受支持部材１１１の応力分布を実測して検証し、第１の検証時の軸連結支持部材１１２の応力分布を実測して検証したものである。軸受支持部材１１１の第１、第２の検証結果は図１３（ｄ）に示す通り、最大変形量が０．２４°、最大応力が６１ＭＰａ（重量３．６ｋｇ）であり、図１３（ａ）にその時の応力分布を示し、最大応力部が切除部１１１ｃの座盤１１１ｂ周方向両側広域に集中し、その点対称域に点在しているのが認められる。

一方、軸連結支持部材１１２の第１、第２の検証結果は図１４（ｃ）に示す通り、最大変形量が０．１５°、最大応力が５０ＭＰａ（重量３．５ｋｇ）であり、図１４（ａ）にその時の表裏における応力分布部を個別に示し、最大応力が背面側で各放射状腕の端部に、正面側で環状シール壁１１２ｃ部にある３本の径方向リブ１１２ｅの切除部１１１ｃの両側に対応するものと、これに点対称位置となるものに集中し、最大応力より少し低い程度の高応力が、背面側で軸連結部１１２ａの周辺リブ１１２ｆ、放射状腕１１２ｂの中央縦リブ１１２ｄに集中しているのが認められた。図１４（ｄ）に軸連結支持部材１１２に対する回転軸１０５の変形量、倒れ角の測定結果を示している。

以上の検証結果から、回転軸１０５は、軸受支持部材１１１や軸連結支持部材１１２に対して、それらに放射状、環状の補強リブ、輪郭に沿いあるいは沿わないボックス型の補強リブを設けてあるにもかかわらず、部分的に強度を超過した最大応力をもたらして、実用域を超えた大きな変形量、倒れ角を呈して振れ回ることが判明した。これに対応するのに、軸受支持部材１１１や軸連結支持部材１１２を単純にボリュームアップするのでは、徒に重量、駆動負荷が増大し、省資源、省エネルギに逆行する上、高価にもつく。これは、特に、軸受支持部材１１１に係る図１３（ａ）の応力分布図における、切除部１１１ｃの両側での高域な最大応力の分布に対し、切除部１１１ｃの外周側の連結部１１１ａでは、最大応力に対し格段に小さな応力が点在する程度である点からも知見され、連結部１１１ａは切除部１１１ｃ両側への応力の集中を分散させることに余り役立たない無駄なボリューム部といえる。

本発明の目的は、このような新たな知見に基づき、重量、駆動負荷が徒に増大せずに高速回転化に対応して回転ドラムの振れ回りや振動、騒音を実用域以下に抑えられる軸受支持部材を持ったドラム式洗濯乾燥機とそれに用いる回転ドラム支持用の軸受支持部材の増強方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のドラム式洗濯乾燥機は、洗濯機本体内に弾性支持された水槽と、有底円筒形で開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして前記水槽内に設置した回転ドラムと、この回転ドラムを駆動するモータと、前記回転軸の軸受および前記モータを前記水槽の背面上で支持する軸受支持部材と、送風ファンにより前記水槽内の空気を排気して除湿した後加熱し、前記水槽内に送風口を通じ送風することを繰り返し回転ドラム内の衣類等を乾燥させる循環送風経路と、を備えたドラム式洗濯乾燥機において、前記軸受支持部材は、軸受を支持するボス部と、このボス部の基部まわりに前記送風口の開口部を含む周辺域まで張り出し水槽に固定されると共に前記モータのステータを固定する座盤と、を備え、この座盤は、周方向の一部に前記送風口部を避けて露出させる切除部を有し、この切除部の周方向両側にほぼ径方向に向く放射状増強部を設けたことを特徴としている。

このような構成では、回転ドラムは弾性支持された水槽に対して、基本的には現行の支持構造にて支持され、現行の駆動構造にて駆動されるもので、軸受支持部材は、軸受を支持するボス部と、このボス部の基部まわりに前記送風口の開口部を含む周辺域まで張り出し水槽に固定されると共に前記モータのステータを固定する座盤と、を備え、この座盤の周方向の一部に送風口部を避けて露出させる切除部を有して、循環送風経路との接続を邪魔しないようにした現行の基本形態を踏襲しているが、その切除部の周方向両側にほぼ径方向に向くほぼＶ字型リブとなるような放射状増強部を設けて現行形態に比し増強したことにより、回転ドラムの振れ回り時に切除部の座盤周方向両側に働く高い径方向の曲げ負荷を周方向局部の放射状増強部で分担してしかし回転軸、座盤間での高い突っ張り強度、座盤上での高い曲げ強度を持って受け止めるのに併せ、切除部の周方向両側広域に発生していた最大応力を分散、低減して、切除部側への回転軸の倒れや座盤の変形も抑えられる。このことは、増強は部分的なボリューム増を招くが、実用域未満の応力しか働かない部分での部分的なボリューム減が可能なことを意味し、前記ボリューム増との相殺ができるので、分布応力の部分的な違いを利用したボリューム移動による軸受支持部材の増強方法の実践であるといえる。ここに、放射状増強部とは、通常設計にて算出されるＶ字状リブがある場合に対しては、その延長、増厚、高さの増大などの少なくとも１つの増強構造を指し、それらを複合することもできる。

上記において、さらに、前記放射状増強部は、前記ボス部から座盤の外周側に延びることを特徴とすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、放射状増強部は、座盤のボス部から外周側に延びて、切除部側への回転軸の座盤に対する倒れ変形部から座盤の変形終端にまで亘る径方向の突っ張り強度、曲げ強度を増強でき、応力の径方向への分散、低減が図られ、切除部側への回転軸の倒れや座盤の変形もより抑えられる。

上記において、さらに、前記座盤は、前記放射状補強部間を繋ぐように延びたブリッジ増強部を有していることを特徴とすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、ブリッジ増強部は、Ｖ字型リブとなる放射状増強部間をほぼＡ字型リブをなすように繋ぎ、切除部のボス部側からボス部まで至る三角形のボックス増強部を構成して三角形のリブ形態に加え、ボックス構造による増強ともなって、該当域の増強度を増して、切除部側への回転軸の倒れおよびそれによる径方向の曲げに対する強度を高めながらＡ字型リブ部およびそれらが囲う非リブ状の平面域への応力の分散を図って、最大応力値をさらに低減し、切除部側への回転軸の倒れや座盤の変形もより抑えられる。

上記において、さらに、前記ブリッジ増強部は、前記切除部のボス側縁に沿ってボス部側に凸の屈曲形状をしていることを特徴とすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、切除部のボス部側縁およびブリッジ増強部のボス部側に凸の屈曲形状によって切除部の切除面積がボス部側に大きくなってその分だけ送風口を大きく開口させられるし、径方向に対する立体化から座盤のボス部側切除部まわりでの放射状増強部間の径方向の耐曲げ剛性が高められる。

上記において、さらに、前記座盤は、前記放射状増強部と軸線まわりに点対称となって応力の均衡を図る放射状均衡増強部を有していることを特徴とすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、切除部の周方向両側での放射状増強部は、切除部側への回転軸のボス部を伴う変形つまり倒れ変形時にその倒れ側で座盤を水槽背面に押圧して及ぼす回転軸の反切除部側へ倒し、径方向の曲げ負荷に対して十分な強度を発揮して変形を防止する反面、反切除部側に回転軸が倒れる場合に放射状増強部は座盤の切除部側が水槽背面から浮かされることに抵抗する最大抵抗点である座盤の外周部が支点となる梃作用にて、放射状増強部との点対称位置に放射状増強部の増強度に応じた水槽背部への押圧力が働くが、これによる回転軸の反切除部側への倒れおよびそれによる座盤の径方向の曲げ負荷を放射状均衡増強部が高い曲げ強度を持って受け止めるので、反切除部側でも切除部側と同程度の応力の分散、低源を図り、回転軸の倒れや座盤の径方向の変形も抑えられる。

上記において、さらに、前記切除部は、座盤の外周に開放されたほぼＣ型の輪郭を有して形成されていることを特徴とすることができる。
このような構成では、座盤の外周に開放されたＣ型の輪郭を有したものとして、座盤の切除部が透孔であった現行形態での座盤外周側での連絡部をも切除したことにより、実用域未満の小さな応力しか働かない部分でのボリューム減として、増強のためにボリューム増とした部分とのボリュームの相殺ができ、全体が徒に重量化するのを防止するのに貢献する。

上記において、さらに、前記座盤は、前記放射状増強部は、前記切除部の端部に設けた取り付け穴とこれに周方向に隣接する取り付け穴との間に端部が位置することを特徴とすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、放射状増強部は、座盤の外周の水槽の背部に締結するのに必須であるが応力がまわりよりも集中しやすくなる取り付け穴部の間に及んで座盤外周を取り付け穴の間で大きな耐曲げ強度による応力の分散、低減を図り、取り付け穴部の強度不足を、取り付け穴まわりの水槽背部への締結と協働して補完することができる。

上記において、さらに、前記取り付け穴のある前記開放端部域は、前記放射状増強部が及びまたは連結された、他より増厚した増厚増強部、他の部分の輪郭補強リブよりも増厚した輪郭増強部の少なくとも１つを設けた増強部としたことを特徴とすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、放射状増強部の両側での２つの取り付け穴に亘る開放端部域が、前記放射状増強部が及びまたは連結された、他より増厚した増厚増強部、他の部分の輪郭補強リブよりも増厚した輪郭増強部の少なくとも１つを設けた２つの取り付け穴部に対する増強部となって、放射状増強部と協働したさらに高い耐曲げ強度による応力の分散、低減が図れ、切除部側への回転軸の倒れ、座盤の変形を一層抑えられる。

上記において、さらに、前記放射状増強部に周方向の反切除部側で隣接の放射状補強リブは、前記増強部に及んでいることを特徴とすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、この種の円盤型の部材である座盤に通常設けられる放射状補強リブが、放射状増強部の切除部から周方向の遠い側に隣接して、前記増強部に及んでいることにより、放射状増強部、それに隣接した通常の放射状補強リブ、増強部が三角形のボックス増強部を構成するのに加え、ボックス構造による増強ともなって、切除部の周方向両側での増強度を増して座盤の切除部側の径方向の曲げ強度を広域に高めて、その範囲での応力の分散と低減が図れる。

以上から、本願発明のドラム式洗濯乾燥機は、洗濯機本体内に弾性支持された水槽と、有底円筒形で開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして前記水槽内に設置した回転ドラムと、この回転ドラムを駆動するモータと、前記回転軸の軸受および前記モータを前記水槽の背面上で支持する軸受支持部材と、送風ファンにより水槽内の空気を排気して除湿した後加熱し、前記水槽内に送風口を通じ送風することを繰り返し回転ドラム内の衣類等を乾燥させる循環送風経路と、を備えたドラム式洗濯乾燥機の軸受支持部材の増強方法であって、軸受を支持するボス部と、このボス部の基部まわりに前記送風口の開口部を含む周辺域まで張り出し水槽に固定されると共に前記モータのステータを固定する座盤と、この座盤の周方向の一部に前記送風口を避けるように開口した切除部と、を有した基本形態の軸受支持部材の回転ドラム振れ回り時の応力分布を検証し、前記座盤の、前記切除部まわりで実用域を越える最大応力分布域となる前記切除部の周方向の両側で、放射状増強部を設けてボリューム増を図るのに併せ、座盤の実用域未満の小さな応力の分布域において応分のボリューム減を図る操作を含む点を特徴とするドラム式洗濯乾燥機の軸受支持部材の増強方法をも提供する。

本発明によれば、回転ドラムとモータは、回転軸を軸受にて片持ち支持するボス部と、このボス部まわりに水槽の送風口の開口部を含む周辺域まで張り出し水槽に固定されかつモータのステータを固定する座盤とを備えた現行の基本形態を踏襲したままの軸受支持部材では、さらなる高速化に対応できずに、座盤の周方向の一部に前記風口部を避けて露出させる切除部の周方向両側に、回転ドラムの振れ回り時の負荷による実用域を超えた最大応力が働くところを、その切除部の周方向両側にほぼ径方向に向くほぼＶ字型リブとなるような放射状増強部により、回転ドラムの振れ回り時に切除部側に回転軸が倒れ、座盤が径方向に曲げ変形される高負荷を、回転軸、座盤間での高い突っ張り強度、座盤上での高い曲げ強度にて周方向局部にて分担して受け止めるのに併せ、切除部両側の広域に発生していた最大応力をそれら放射状増強部上に分散させて、低減し、回転軸の倒れや座盤の変形も抑えられる増強が実現し、回転ドラムの振れ回り度、振動、騒音が改善されるので、応力分布に応じたボリューム移動を伴い徒に重量化し、高負荷化するようなことなく、さらなる高速回転、高負荷運転に対応でき十分な寿命も得られる。

上記に加え、さらに、放射状増強部は、座盤のボス部から外周側に延びて、切除部側への回転軸の座盤に対する倒れ変形部から座盤の変形終端にまで亘る径方向の突っ張り強度、曲げ強度を増強でき、応力の径方向への分散、低減も図りながら、切除部側への回転軸の倒れや座盤の変形もより抑えられ、回転ドラム振れ回り度、振動、騒音をより改善し、寿命もより伸ばせる。

上記に加え、さらに、ブリッジ増強部は放射状増強部間での突っ張っての増強にてそこにも最大応力を分散させるのに加え、両側の放射状増強部とで切除部のボス部側からボス部まで至る三角形のボックス増強部をなす相乗効果で増強度を増し、最大応力の分散と低減を図ることができる。

上記に加え、さらに、切除部のボス部側縁およびブリッジ増強部のボス部側に凸の屈曲形状は、切除部の切除面積をボス部側に大きくしてその分だけ送風口を大きく開口させられるので、送風負荷の増大なしに送風空気量を増大して乾燥速度を高められるし、径方向に対する立体化から座盤のボス部側切除部まわりでの放射状増強部間の径方向の耐曲げ剛性が高められる。

上記に加え、さらに、切除部の周方向両側での放射状増強部による座盤の増強は、これに点対称となる反切除部側への回転軸の倒れ負荷、座盤への曲げ負荷をもたらすのを、放射状均衡増強部で分担して受け止めて最大応力の前記点対称側への分散、低減が図れて、ボス部および座盤の軸線を境にした切除部側と反切除部側とで最大応力の周方向での分散と、応力の均衡と低減が図れる。

上記に加え、さらに、座盤の外周に開放されたＣ型の輪郭を有したものとして、座盤の切除部が透孔をなした現行形態から座盤外周側での連絡部を切除したボリューム減形態とし、増強のためにボリューム増とした部分とのボリュームの相殺ができ、全体が徒に重量化するのを防止できる。

上記に加え、さらに、放射状増強部は、座盤の外周の応力が集中しやすい取り付け穴部の間に及んで座盤協働して増強し、応力を大きく低減できる。

上記に加え、さらに、放射状増強部の両側にある補強状態となる締結部双方に亘る開放端部域が、前記放射状増強部が及びまたは連結された、他より増厚した増厚増強部、他の部分の輪郭補強リブよりも増厚した輪郭増強部の少なくとも１つを設けた増強部とされて、放射状増強部と協働した曲げ負荷の分担、応力の分散、低減、回転軸の倒れ変形や座盤の変形の防止が一層図れる。

上記に加え、さらに、この種の円盤型の部材である座盤に通常設けられる放射状補強リブが、放射状増強部の切除部から遠い側に隣接して、前記増強部に及んでいて、放射状増強部、それに隣接し放射状通常リブ、増強部が三角形のボックス増強部を構成するのに加え、ボックス構造による増強ともなって、増強度を増すと共に、応力値をさらに低減しながら、Ｖ字型リブをなす放射状増強部間にも応力を分散させて軸線まわりでの均等化を高められる。

本発明のそれ以上の目的と特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発明の各特徴はそれ単独で、あるいは可能な限り種々な組み合わせで複合して採用することができる。

本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の水槽における回転ドラムに軸連結支持部材により連結した回転軸を軸受支持部材により支持する構造部を示す断面図。 同ドラム式洗濯機の回転ドラムと回転軸との軸連結支持部材による連結構造部を示す断面図。 同ドラム式洗濯機の水槽内に回転ドラムを支持し水槽背部にモータを装着し回転軸と連結した主要部を示す背面図。 同ドラム式洗濯機の主要部の水槽の正面側半部を取り外して見た分解斜視図。 同ドラム式洗濯機の水槽の背部に取り付けられて、回転軸の軸受を支持しモータのステータを取り付ける軸受支持部材を正面側から見た斜視図。 図５の軸受支持部材を背面側から見た斜視図。 同ドラム式洗濯機の回転ドラムを正面側から見た一部の横断面図、およびメッシュカバーの放射状の補強域に対する回転ドラムと軸連結支持部材とによる挟み付け構造部のＢ−Ｂ線横断面図。 同ドラム式洗濯機の背部正面側に回転ドラムに取り付ける軸連結支持部材およびメッシュカバーを配した水槽の背部側半部を正面側から見たほぼ半部の斜視図。 メッシュカバーを正面側から見た半部の斜視図。 メッシュカバーを背面側から見た半部の斜視図。 軸連結支持部材を正面側から見た半部の斜視図。 軸連結支持部材を背面側から見た半部の斜視図。 軸受支持部材の現行形態、途中改良形態、本実施の形態につき、１６００ｒｐｍの高速回転条件にてした回転軸の変形量（回転軸の倒れ角度）、応力分布につき検証した結果を示す、応力分布図、比較評価図、解析モデル図。 軸連結支持部材の現行形態、本実施の形態につき、１６００ｒｐｍの高速回転条件にてした回転軸の変形量（回転軸の倒れ角度）、応力分布につき検証した結果を示す、応力分布図、比較評価図、解析モデル図。 従来のドラム式洗濯乾燥機の全体構造を示す概略図。 同ドラム式洗濯乾燥機の回転ドラムの回転ドラムに軸連結支持部材により連結した回転軸を軸受支持部材により水槽に支持しモータに連結した構造部の一部を示す断面図。 同ドラム式洗濯乾燥機の回転ドラム底部へのメッシュカバーおよび軸連結支持部材の取り付け状態を示す半部の断面図。 同ドラム式洗濯乾燥機の軸受支持部材を示す断面図、正面図、背面図。

以下本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機につき図１〜図１４を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載の内容を限定するものではない。

図１〜図４に異なった省略のもとに要部を示す本実施の形態のドラム式洗濯乾燥機１００は、図示しない洗濯機本体内に図示しないサスペンション機構によって弾性支持された水槽１と、有底円筒形で開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸２の方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽１内に設置した回転ドラム３と、この回転ドラム３を駆動するモータ４と、回転軸２の軸受５およびモータ４を水槽１の背面上で支持する軸受支持部材６と、図示しない送風ファンにより水槽１内の空気を排気して除湿した後加熱し、水槽１内にその送風口７を通じ送風することを繰り返し回転ドラム３内の衣類等を乾燥させる図示しない循環送風経路と、回転軸２を回転ドラム３の底部に連結し支持する軸連結支持部材８、および回転ドラム３の底部開口３ａを塞ぐメッシュカバー９も備えた既述した通りの基本構成を有している。

具体的には、軸受支持部材６は、図１、図４に示すように、軸受５を支持するボス部６ａと、このボス部６ａの基部まわりに前記送風口７の開口部を含む周辺域まで張り出し水槽１の背部開口１ａに背面側から接続してボルト１１で固定されると共にモータ４のステータ４ａをボルト１２で固定する座盤６ｂと、を備えている。この座盤６ｂには、周方向の一部に前記送風口７を避けて背部に露出させる切除部６ｃを有して、循環送風経路の送風側の背部からの接続を邪魔しないようにしている。また、座盤６ｂはその外周全域において前記ボルト１１により水槽１の背部に取り付けられるようにしている。座盤６ｂ、水槽１の背部開口１ａ、回転軸２の基部まわりの相互間は、シール部材１３によってシールされている。ボス部６ａのロータ４ｂはステータ４ａの内外周に配置した内周側ロータ４ｂ１および外周側ロータ４ｂ２を一体に構成して回転軸２の外端２ｂにボルト２０によりボルト止めし、１つのステータ４ａに２つのロータ４ｂ１、４ｂ２が電磁結合することで、かさ張らずに回転ドラム３を高トルクで回転駆動できるようにしている。

回転ドラム３の底部開口３ａには、前記軸受５に軸受される回転軸２の一端部と連結する軸連結支持部材８が外面側から当てがわれて、回転ドラム３の胴部・底部嵌合筒壁３ｂに周方向の複数個所にて外面側からボルト１４によりボルト止めして双方を一体化し、回転軸２はその一端部にフランジ部２ａを設けるなどして軸連結支持部材８にボルト１５にてボルト止めし双方を一体化している。

ここで、本実施の形態は、重量、駆動負荷が徒に増大せずに高速回転化に対応して回転ドラムの振れ回りや振動、騒音を十分に抑えられる軸受支持部材を持ったドラム式洗濯乾燥機１００とすることを意図して、第１に、軸受支持部材６を改良している。その主たる改良は、座盤６ｂの周方向の一部に前記送風口７部を避けて露出させる切除部６ｃを有してその両側の広域に高い最大応力が集中することに関し、この切除部６ｃの周方向両側にほぼ径方向に向く放射状増強部２１を設けたものとしている。

本実施の形態のドラム式洗濯乾燥機１００は、上記のように、回転ドラム３は弾性支持された水槽１に対して、基本的には現行の支持構造にて支持され、現行の駆動構造にて駆動されるもので、軸受支持部材６は、軸受５を支持するボス部６ａと、このボス部の６ａ基部まわりに前記送風口７の開口部を含む周辺域まで張り出し水槽１に固定されると共にモータ４のステータ４ａを固定する座盤６ｂと、を備え、この座盤６ｂの周方向の一部に送風口７部を避けて露出させる切除部６ｃを有して、循環送風経路との接続を邪魔しないようにした現行の基本形態を踏襲しているが、その切除部６ｃの周方向両側に、図３〜図６に示すようなほぼ径方向に向くほぼＶ字型リブとなる前記放射状増強部２１を設けて現行設計に比し径方向の曲げ強度を増強した改良により、回転ドラム３の振れ回り時に切除部６ｃの座盤６ｂ周方向両側に働く径方向の高い曲げ負荷を周方向の局部で分担して受け止め、切除部６ｃの広域に発生していた最大応力を分散、低減して、回転軸２の倒れや座盤６ｂの変形を抑えられる。

このことは、前記放射状増強部２１を設けることによる増強に要した部分的なボリューム増は、小さな応力しか働かない部分での部分的なボリューム減との相殺ができることを意味し、分布応力の部分的な違いを利用したボリューム移動による軸受支持部材６の増強方法であるといえる。

ここに、放射状増強部２１とは、通常設計にて算出される他の部分に設けられる図５、図６に示すような通常の放射状補強リブ２２などと重なる場合に対しては、その延長、増厚、高さの増大などの少なくとも１つの増強構造を指し、それらを複合することもできる。図示例では、通常の放射状補強リブ２２、環状補強リブ２３、輪郭に沿った輪郭部補強リブ２４、座盤６ｂ外周の取り付け穴３０、３１を囲うボックス補強リブ２８などと複合して設けてあり、それらよりも厚みを大きくして放射状増強部２１としている。

このような主たる改良によれば、回転ドラム３とモータ４は、回転軸２を軸受５にて片持ち支持するボス部６ａと、このボス部６ａまわりに水槽１の送風口７の開口部を含む周辺域まで張り出し水槽１に固定されかつモータ４のステータ４ａを固定する座盤６ｂとを備えた現行の基本形態を踏襲した基本形態のままの軸受支持部材６では、座盤６ｂの周方向の一部に前記風口７部を避けて露出させる切除部６ｃの両側に、回転ドラム３の振れ回り時の負荷による過度な最大応力が働くところを、その切除部６ｃの周方向両側にほぼ径方向に向くほぼＶ字型リブとなるように設けた放射状増強部２１の高い曲げ強度により高負荷を周方向局部で分担して受け止め、回転ドラムの振れ回り時に切除部６ｃの両側の広域に発生していた最大応力の分散と低減が図れ、回転軸２の倒れや座盤６ｂの変形も抑えられる増強が実現し、回転ドラム３の振れ回り度、振動、騒音が改善されるので、さらなる高速回転、高負荷運転に対応でき十分な寿命も得られる。この増強に要した部分的なボリューム増は、小さな応力しか働かない部分での部分的なボリューム減と相殺するいわばボリューム移動による軸受支持部材の増強として徒に重量化するようなことを防止でき、高速化度合いに対するボリューム増を従来設計に比し抑えられる。

また、前記放射状増強部２１は、前記ボス部６ａから座盤６ｂの外周近傍まで延びるように設けてある。これにより、放射状増強部２１は、座盤６ｂのボス部６ａから外周側に延びて、回転軸２の振れによる座盤６ｂの変形方向に一致する径方向にて、その変形基部から変形終端にまで亘って増強し、切除部６ｃ側への回転軸２の倒れおよびそれによる座盤６ｂの径方向への曲げ負荷を周方向で分担して受け止め、ボス部６ａから外周までの座盤６ｂの大応力の分散、低減作用を座盤６ｂの外周部にまで及ぼすので、切除部６ｃ側への回転軸２の倒れやそれによる座盤６ｂの変形をより確実に抑えられる。さらに、座盤６ｂは、放射状増強部２１、２１間を繋ぐように延びたブリッジ増強部２５も有している。このブリッジ増強部２５は、Ｖ字型リブとなる放射状増強部２１、２１間をほぼＡ字型リブをなすように繋ぎ、切除部６ｃのボス部６ａ側からボス部６ａまで至る三角形のボックス増強部２６を構成して三角形のリブ形態に加え、ボックス構造による増強ともなって、該当域の増強度を増すと共に、切除部６ｃ側への回転軸２の倒れおよびそれによる座盤６ｂの径方向の曲げに対する強度を高めながらＡ型リブ部およびそれらが囲う非リブ状の平面域への応力の分散を図って、最大応力値をさらに低減し、切除部６ｃ側への回転軸２の倒れや座盤６ｂの変形をより抑えられる。このブリッジ増強部２５は、さらに、切除部６ｃのボス部６ａ側輪郭に沿ってボス部６ａ側に凸の屈曲形状をしているので、切除部６ｃのボス部６ａ側輪郭およびブリッジ増強部２５のボス部側に凸の湾曲形状によって切除部６ｃの切除面積が大きくなってその分だけ送風口７を大きく開口させられる。この結果、送風負荷の増大なしに送風空気量を増大して乾燥速度を高められる。しかも、径方向に対する立体化から座盤のボス部側切除部まわりでの放射状増強部間の径方向の耐曲げ剛性が高められる。

また、座盤６ｂにおいて、切除部６ｃ両側での放射状増強部２１、２１は、回転軸２の切除部６ｃ側へのボス部６ａを伴う変形つまり倒れ変形時にその倒れ側で座盤６ｂを水槽１背面に押圧して及ぼす径方向の曲げ負荷に対して十分な強度を発揮して変形を防止する反面、反対側、つまり反切除部６ｃ側に回転軸２が倒れ変形する場合に放射状増強部２１、２１はそれが位置する座盤６ｂの側が水槽１背面から浮かされることに抵抗する最大抵抗点である座盤６ｂの外周部が支点となる梃作用にて、ほぼＶ型リブとなる放射状増強部２１、２１との点対称位置に放射状増強部２１、２１の増強度に応じた水槽１背部への押圧力が働くが、これによる回転軸２の切除部６ｃ側への倒れおよびそれによる座盤６ｂの径方向の曲げ負荷を、前記放射状増強部２１、２１と軸線まわりに対称なほぼ逆Ｖ型リブをなし、かつ、放射状増強部２１、２１と共に軸線を中心としたほぼＸ型リブをなす、放射状均衡増強部２７、２７の高い曲げ強度により周方向局部で分担して受け止めるので、反切除部６ｃ側でも切除部６ｃ側と同程度の最大応力の分散、低減を図れる。

この結果、切除部６ｃ両側での放射状増強部２１、２１による座盤６ｂの増強は、これに点対称となる座盤６ｂの位置に高い負荷をもたらすのを、放射状均衡増強部２７、２７により周方向局部で分担して受け止め、最大応力の前記点対称側での周方向の分散と低減が図れて、座盤６ｂのボス部６ａを境にした切除部６ｃ側と反切除部６ｃ側とで最大応力の周方向での分散、低減と、応力値の均衡と低減が図れるので、回転軸２の倒れ変形や座盤６ｂの変形を十分に防止することができる。

切除部６ｃは、さらに、座盤６ｂの外周に開放されたほぼＣ型の輪郭を有したものとして形成し、座盤６ｂの切除部６ｃが透孔であった現行形態での座盤６ｂ外周側での連絡部をも切除したことにより、実用域未満の応力しか働かない部分でのボリューム減として、増強のためにボリューム増とした部分とのボリュームの相殺ができ、全体が徒に重量化するのを防止するのに貢献する。このようなボリューム減の操作は、分布応力値の小ささに応じた部分的な通常設計からの座盤６ｂの厚みの減少、通常の放射状補強リブ２２、環状補強リブ２３、輪郭に沿った輪郭部補強リブ２４、ボックス補強リブ２８などの厚み、高さの減少や削除によって行える。

また、座盤６ｂの放射状増強部２１は、切除部６ｃの開放端部域６ｃ１における開放端に設けた取り付け穴３１とこれに周方向に隣接する反切除部６ｃ側の取り付け穴３１との間に端部が位置していることにより、座盤６ｂの外周の水槽１の背部に締結するのに必須であるが応力がまわりよりも集中しやすくなる取り付け穴３１、３１の間で、径方向の大きな耐曲げ強度による応力の分散、低減を図り、取り付け穴３１、３１部の強度不足を、取り付け穴３１、３１まわりの水槽１背部への締結と協働して座盤６ｂ外周を両側での締結による補強状態と協働して座盤６ｂ外周における切除部６ｃの開放端部域６ｃ１を増強し、応力を大きく低減でき、座盤６ｂ外周部での切除部６ｃの開放端部域６ｃ１が変形したり損傷したりするのを防止しやすい。さらに、前記取り付け穴３１、３１のある開放端部域６ｃ１は、放射状増強部２１が及びまたは連結された、他より増厚した増厚増強部３２、他の部分の輪郭部補強リブ２４よりも増厚した輪郭増強部３４の少なくとも１つを設けた増強部３３としているので、放射状増強部２１、と協働して、開放端部域６ｃ１での応力をさらに分散、低減し、開放端部域６ｃ１の変形や損傷の防止が一層図れる。

また、放射状増強部２１に周方向の反切除部６ｃ側で隣接の放射状補強リブ２２は、前記２つの取り付け穴３１、３１の切除部６ｃから周方向に遠い側のものからさらに遠い側に寄って前記増強部３３に及ぶようにしている。これにより、円盤型の部材である座盤６ｂに通常設けられる放射状補強リブ２２が、放射状増強部２１に切除部６ｃから周方向の遠い側に隣接して、前記増強部３３に及んでいることにより、放射状増強部２１、それに隣接した通常の放射状補強リブ２２、増強部３３が三角形のボックス増強部を構成するのに加え、ボックス構造による増強ともなって、切除部６ｃの周方向両側で増強度を増して座盤６ｂの径方向の曲げ強度を広域に高めて、その範囲での応力の分散と低減が図れる。一方、前記軸連結支持部材８にも回転軸２および回転ドラム３底部との連結部間で、回転ドラム３の振れ回り時に高い負荷を受けることに対応して、軸連結支持部材８は図１、図２、図４、図１１、図１２に示すように、中央に回転軸２と連結する軸連結部８ａを持ち、この軸連結部８ａから放射状に延びる放射状腕８ｂ、これら放射状腕８ｂの途中を連結しかつ回転ドラム３の底部開口３ａに接続嵌合される環状シール壁８ｃを備え、放射状腕８ｂの各端部が回転ドラム３の前記胴部・底部嵌合筒壁３ｂに前記ボルト１４でボルト止めする現行形態を踏襲している。

なお、強度には関係ないが、軸連結支持部材８は図２に示すように、前記メッシュカバー９を回転ドラム３底部との間に挟み込んでボルト止めしてある。このように、回転ドラム３底部と回転軸２との軸連結支持部材８を介した連結構造での、回転ドラム３底部と軸連結支持部材８間の取り付けを利用して、メッシュカバー９を回転ドラム３底部および軸連結支持部材８間に挟み込み保持するので、メッシュカバー９単独の取り付け構造が不要になる上、メッシュカバー９は通風域のみ回転ドラム３の底部に露出すればよく、樹脂製のメッシュカバー９が金属製の回転ドラム３の底部に占める割合が少なくなる。結果、樹脂製のメッシュカバー９が金属製の回転ドラム３の底部に占める割合が少なくなる分だけ回転ドラム３底部の金属面露出比が高まり回転ドラム３底部の質感高められる外観が向上する上、樹脂製のメッシュカバーの耐傷つき性を高められる。

メッシュカバー９は、特に、回転ドラム３と共に回転しながら送風口７からの送風を分散通過させることで、送風を回転ドラム３内の広域にむらなく導入し、乾燥効率を高め、乾燥むらがないようにするもので、メッシュカバー９は、メッシュ目を持った通風域が周方向に並び、各通風域がそれに対応する大きさおよび形状とした回転ドラム３底部の開口３ａを通じ正面側に露出しているのがよく、このように通風域が周方向に並ぶことで、送風口からの送風をどの回転位置でも回転ドラム３内に均等に導入して乾燥むらを回避しながら、周方向に並ぶ各通風域のまわりが金属製の回転ドラ３底部によって飾り枠風に囲まれて装飾される。具体的には、回転ドラム３底部の軸線まわりで均等に働くためにメッシュカバー９は、図４、図１１、図１２に示すような円盤体で、中央部９ａと周辺部９ｂ、および中央部９ａと周辺部９ｂを結ぶ放射状の補強域９ｃとを残して周方向に並ぶセクタ領域９ｄ毎にメッシュ孔が無数に形成されている。これに対応して、回転ドラム３の底部開口３ａも図４に示すように前記セクタ領域９ｄに対応した位置および形状に形成し、軸連結支持部材８との間に挟んでいるメッシュカバー９のセクタ領域９ｄが背部から図２に示すように嵌合して、回転ドラム３底部の前面側にそれと同一面をなすようにしている。これにより、合成樹脂製のメッシュカバー９は通風域となるセクタ領域９ｄだけが、ステンレスなど金属製とされる回転ドラム３の金属底部面のセクタ型の底部開口３ａに金属底部と同一面をなして露出する図２、図７に示すような外観、つまり、メッシュカバー９の周方向に配列された複数、具体的には６つのセクタ領域９ｄのまわりを連続した金属面にて飾った高級感のある外観が得られる。

また、このようなメッシュカバー９の回転ドラム３底部と軸連結支持部材８間への挟み付け構造上、回転ドラム３の胴部・底部嵌合筒壁３ｂと軸連結支持部材８とのボルト１４によるボルト止め時の、図２に軸連結支持部材８基準で見て示す胴部・底部嵌合筒壁３ｂを仮想線位置から実線位置に位置決めにより、メッシュカバー９の周辺部９ｂの背面側に設けた環状凹部９ｅの底部と、軸連結支持部材９の環状シール壁８ｃの前面に設けた環状凸条８ｄとが圧接することによる外周部環状シール域４１と、回転ドラム３底部と回転軸２のフランジ２ａとを軸連結支持部材８の軸連結部８ａを挟んでの図２に示すボルト１５によりボルト止めしたことにより、回転ドラム３底部の中央開口３ｃまわりが、図２に軸連結支持部材８基準で見て示す仮想線位置から実線状態に押圧されて、メッシュカバー９の周辺部９ｂ正面側に設けた環状凸条９ｆと圧接することによる内周部環状シール域４２とを設けて、メッシュカバー９の挟み付け構造で必要な内外周でのシールを特別なシール部材を用いないで実現している。また、軸連結支持部材８の環状シール壁８ｃと水槽１背部壁の送風口７よりも外側部分の環状部分との間が図１に示すように双方の環状凹凸面が入り込み合って形成した径方向のラビリンス隙間４５によって径方向内側から外側への通風を制限している。

さらに、メッシュカバー９は、中央部の内周９ａ、周辺部９ｂ、補強域９ｃの輪郭部またはおよび非輪郭部の背面に、図１０に示すような補強リブ９ｈが形成されているので、メッシュカバー９は回転ドラム３内に露出する通風域に洗濯物による負荷を受けるが、回転ドラム３に覆われて保護され、かつ、輪郭部またはおよび非輪郭部に形成した補強リブにより補強された中央部の内周９ａ、周辺部９ｂ、補強域９ｃのそれぞれで各通風域をまわりから支持し面剛性を高められる。

回転ドラム３底部のセクタ型の各底部開口３ａは、それぞれの内周に背部側、つまりメッシュカバー９側に折り曲げ背面側に向いた環状の折曲壁３ａ１を有し、これがメッシュカバー９のセクタ領域９ｄのまわり凹部９ｇに嵌り合っている。このように、回転ドラム３底部がメッシュカバー９の通風域を露出させる底部開口３ａの背面側に折り曲げた折曲壁３ａ１により、口縁での曲げ剛性が高まり自身の強度、メッシュカバー９に対する保護特性が共に向上する上、この折曲壁３ａ１がメッシュカバー９の通風域まわりに形成した凹部内に嵌り合って露出しないことにより底部開口３ａの切断縁が外部に出ずユーザへの危険や洗濯物を損傷させる原因にはならないし、メッシュカバー９の通風域まわりの凹部９ｇへの回り込みコーナ部と回転ドラム３の底部開口３ａの折曲壁３ａ１の背部への回り込みコーナ部とが非エッジ形態で隣接し合って外観のよい割線をなすし、ユーザの手や洗濯物などの引っ掛かりを防止できる。

回転ドラム３底部中央での軸連結支持部材８の軸連結部８ａを挟んでの回転軸３とのボルト止め部は、強固な締結のために大きなボルト１５を多数利用した繁雑な外観を呈するところを、前面側から当てがった金属カバー４３をねじ４４により軸連結部８ａに簡単にねじ止めして覆い隠し、回転ドラム３底部の金属部露出との外観での均衡を図っている。

なお、軸連結支持部材８は、図２に示す１つの放射状腕８ｂに設けた突起８ｇを回転ドラム３底部の回り止め孔３ｄに嵌め合わせて回り止めしてある。また、メッシュカバー９は、図２に示すように軸連結支持部材８の軸連結部８ａとの間の凹凸形状の回り止め係合部５１によって回り止めしてある。

軸連結支持部材８は回転ドラム３と回転軸２との連結強度上、図１４（ａ）に示した現行の基本形態を踏襲している範囲で、回転ドラム３のさらなる高速化には強度不足となり、回転ドラム３の振れ回り度、振動、騒音が実用範囲を超えてしまうことに関与する。

具体的には、既述のように回転ドラム３の振れ回り時に軸連結支持部材８は、各放射状腕８ｂの端部が回転ドラム３の胴部・底部嵌合筒壁３ｂにボルト止めされ、軸連結部８ａが回転ドラム３底部の中央開口３ｃまわりにボルト止めされた状態で、軸受支持部材６のボス部６ａを伴い倒れ変形しようとする回転軸２を受け止めるのに、最大応力で見て背面側で各放射状腕８ｂの端部に、正面側で環状シール壁８ｃ部にある３本の径方向リブ８ｄの切除部６ｃの両側に対応するものと、これに点対称位置となるものとに集中したりし、既述の１６００ｒｐｍ程度の高回転時負荷では最大応力が５０ＭＰＡ程度と実用範囲を超えたものとなるが、これに対応すべく本実施の形態では、図２、図１１、図１３に示すように、軸連結部８ａから放射方向に延びる放射状腕８ｂ基部間で、軸連結部８ａの側周面前端から水槽１側の開放端まで傘状に広がるように延びて、隣接する放射状腕８ｂの基部間を水掻き状に繋ぐ立体増強ブリッジ８ｅを一体成形して増強してあるので、前記三者間の傘状をなしての立体的な連結によって回転軸２の倒れ変形時の高負荷を回転軸２の連結部まわりでバランスよく分散、吸収することができ、最大応力を低減して、しかもその多くが回転軸２に集中し、軸連結支持部材８には最大応力に対して極小さな応力しか発生させず、十分な増強ができた。

具体的には、軸連結支持部材８は、その軸連結部８ａが、回転ドラム３の振れ回り時に生じる回転軸２の倒れ負荷を受ける中心部となって、放射状腕８ｂの基部からから途中の環状のシール周壁８ｃによる連結部を経て回転ドラム３への取り付け部にまで伝達し、回転ドラム３と協働した全体で受け止めるのに、各放射状腕８ｂは負荷による応力が集中しやすい基部間において軸連結部８ａの側周面前端側から水槽１側の開放端まで傘状に広がって延びる立体増強ブリッジ８ｅにより重量が特に増すことなく繋がって、軸連結部８ａの側周面との間に水槽１側に開放したボックス型の増強形態をなし、曲げ強度、および回転軸２の倒れ向きが周方向に移動することによる捩れに対する強度が高まる上、ボックス型の増強形態が水槽１側への開放形態であることによる弾性変形特性も発揮し、回転軸２の倒れを放射状腕８ｂの基部において無理なく軽減して回転ドラム３への取り付け部まで大きな応力が発生しないようにすることができる。結果、徒に重量化することなく回転ドラム３の振れ回り、振動、騒音を低減し、軸連結支持部材８の耐久性を高められる。

また、放射状腕８ｂは、背面側に開放した横断面Ｕ字状とし、軸連結支持部材８の立体増強ブリッジ８ｅは、軸連結部８ａおよび放射状腕８ｂ間にて、放射状腕８ｂの対向し合う両側面が両側辺、これら両側面間を繋ぐ開放端縁が底辺となる開放形状を有し、軸連結部８ａの側周部の正面側を頂点とするほぼ三角錐形のボックス凹部を形成していることにより、曲げ、捩れ強度の増大と弾性変形特性のバランスが好適となる。

また、立体増強ブリッジ８ｅは、図２に矢印で示すように図示しない水槽１の送風口７からの送風がメッシュカバー９のセクタ領域９ｄに当たって拡散されながら分散透過するのに、回転ドラム３の中心側への流れに沿う湾曲ないしは屈曲、傾斜した形状であることにより、送風を回転ドラム３の中心側に向かわせやすくなり、従来のように回転ドラム３の周辺域に多く流入して中央部で不足していた場合に比し乾燥効率を高められる。これには、立体増強ブリッジ８ｅの水槽１側への開放端縁形状が送風口の回転中心側の口縁形状に対応しているのがよく、双方共に、図５、図６に示す軸受支持部材６の切除部６ｃのブリッジ増強部２５の屈曲形状にほぼ対応する回転中心側へ拡張した形状をなして送風の回転ドラム３の中心側への導入を案内するようにしている。さらに、立体増強ブリッジ８ｅの湾曲ないしは屈曲、傾斜の向きが送風口７の回転中心側の口縁位置にほぼ対応しているのが好適である。因みに、傾斜角でいうと軸線に対してほぼ４５°程度として有効であった。しかし、これに限られることはないし、送風口７を通じた吹き込み方向を送風口７の導風向き、それに接続される循環送風経路からの送風経路向きなどと協働して回転ドラム３内への導入向きに適正な傾向性を持たせることもできる。いずれにしても、軸連結支持部材８のシール周壁８ｃの内周と送風口７の反軸連結部８ａ側の内周とが回転軸２の方向でほぼ対応し、送風口７の回転軸３側の内周縁と立体増強ブリッジ８ｅの開放端縁は回転軸２の方向でほぼ対応し合っているのが好適である。これにより、軸連結支持部材８の軸連結部８ａおよび環状のシール周壁８ｃとの間を、各放射状腕８ｂが区切って形成するセクタ型通風領域の形態および大きさが、送風口７のそれに対応し、送風口７から水槽１内への送風を損なわない利点がある。

さらに、立体増強ブリッジ８ｅは図１２に示すように、軸連結部８ａの外面との間で背面側に開放された立体形状となる関係から、これに繋がる各放射状腕８ｂは既述のように横断面Ｕ字型の形状として図７に示すようにメッシュカバー９の放射状の補強域９ｃの背面に対向してバックアップできるようにしている。また、放射状腕８ｂの長手方向の途中には図２に示すようにＵ字型底部から立ち上がって両側壁間を繋ぐブリッジ壁８ｆを形成してあり、放射状腕８ｂにその長手方向に２連接となるボックス構造を付与して、捩れ強度、曲げ強度を高めている。

最後に、現行の軸受支持部材１１１、軸連結支持部材１１２につき行なった既述の検証１、２に対応して、本実施の形態の軸受支持部材６、軸連結支持部材８につき回転数１６００ｒｐｍ時の高負荷条件で行なった検証例１、２につき比較しながら説明する。

第１の検証は、軸受支持部材６に対しては図１３（ｅ）に示す解析モデルを供して行い、軸連結支持部材８に対しては図１４（ｅ）に示す解析モデルを供して行った。また、第２の検証は、第１の検証時の軸受支持部材６の応力分布を実測して検証し、第１の検証時の軸連結支持部材８の応力分布を実測して検証したものである。

軸受支持部材６の第１、第２の検証結果は図１３（ｄ）に示す通り、最大変形量が０．０９°、最大応力が３３ＭＰＡ（重量４．４ｋｇ）であり、図１３（ｃ）にその時の応力分布部を示し、最大応力部が放射状増強部２１、２１のボス部６ａから切除部６ｃのボス部６ａ側に沿うブリッジ増強部２５、放射状増強部２１に反切除部６ｃ側で隣接する一方の放射状補強リブ２２の基部側、さらにこれに反切除部６ｃ側で隣接する放射状補強リブ２２の基部側一部と、これらとボス部６ａを挟んで点対称となる放射状補強リブ２２、放射状均衡増強部２７の基部側ないしは極基部寄りに分散して集中し、その他の領域、部分での応力は極端に低減しているのが認められる。これに対し、現行の軸受支持部材１１１から本実施の形態の軸受支持部材６にまで、ボリューム増による増強とボリューム減とを達成する中途形状での軸受支持部材６′についての応力分布を比較して示すと図１３（ｂ）に示す通りであり、最大応力の分散は本実施の形態に係る図１３（ｃ）の場合に似ているが、図１３（ｄ）に示すように最大応力は３９ＭＰＡ（重量４．４ｋｇ）と本実施の形態に係る図１３（ｃ）の場合と重量が同じでもやや高く、その他の部分に分布する応力もやや高い傾向を示し、十分な増強を達成していないことが分かる。また、本実施の形態に係る図１３（ｃ）は現行に係る図１３（ａ）の重量３．６ｋｇに対し４．４ｋｇとほぼ１４％弱の重量増であるのに対し、最大応力で見ると本実施の形態に係る図１３（ｃ）では現行に係る図１３（ａ）の６１ＭＰＡに対し３３ＭＰＡとほぼ半減しており、徒な重量化
なく対応できていることが分かる。

軸連結支持部材８の第１、第２の検証結果は図１４（ｃ）に示す通り、最大変形量が０．０９°、最大応力が２５ＭＰＡ（重量３．９ｋｇ）であり、図１４（ｂ）にその時の正背面における応力分布部を個別に示し、最大応力が回転軸２に集中しそれ以外の部分の応力は軽微であることが認められた。本実施の形態に係る図１３（ｂ）では現行に係る図１４（ａ）の重量３．５ｋｇに対し３．９ｋｇと１０％強の重量増であるのに対し、最大応力で見ると本実施の形態に係る図１４（ｂ）では現行に係る図１４（ａ）の５０ＭＰＡに対し２５ＭＰＡと半減している。この場合も徒な重量化なく対応できていることが分かる。

本発明は、ドラム式洗濯乾燥機の回転ドラムの軸受支持構造に適用して、さらなる高速化に徒な重量化なく回転ドラムの振れ回り度、振動、騒音につき実用範囲内に抑えることができる。

１ 水槽
２ 回転軸
３ 回転ドラム
４ モータ
４ａ ステータ
４ｂ ロータ
５ 軸受
６ 軸受支持部材
６ａ ボス部
６ｂ 座盤
６ｃ 切除部
６ｃ１ 開放端部域
７ 送風口
８ 軸連結支持部材
８ａ 軸連結部
８ｂ 放射状腕
８ｃ 環状シール壁
８ｅ 立体増強ブリッジ
２１ 放射状増強部
２２ 放射状補強リブ
２３ 環状補強リブ
２４ 輪郭部補強リブ
２５ ブリッジ増強部
２６ ボックス増強部
２７ 放射状均衡増強部
２８ ボックス補強リブ
３０、３１ 取り付け穴
１００ ドラム式洗濯乾燥機

Claims (10)

1. 洗濯機本体内に弾性支持された水槽と、有底円筒形で開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして前記水槽内に設置した回転ドラムと、この回転ドラムを駆動するモータと、前記回転軸の軸受および前記モータを前記水槽の背面上で支持する軸受支持部材と、送風ファンにより前記水槽内の空気を排気して除湿した後加熱し、前記水槽内に送風口を通じ送風することを繰り返し回転ドラム内の衣類等を乾燥させる循環送風経路と、を備えたドラム式洗濯乾燥機において、
   前記軸受支持部材は、軸受を支持するボス部と、このボス部の基部まわりに前記送風口の開口部を含む周辺域まで張り出し水槽に固定されると共に前記モータのステータを固定する座盤と、を備え、
   この座盤は、周方向の一部に前記送風口部を避けて露出させる切除部を有し、この切除部の周方向両側にほぼ径方向に向く放射状増強部を設けた
   ことを特徴とするドラム式洗濯乾燥機。
2. 前記放射状増強部は、前記ボス部から座盤の外周側に延びることを特徴とする請求項１に記載のドラム式洗濯乾燥機。
3. 前記座盤は、前記放射状補強部間を繋ぐように延びたブリッジ増強部を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のドラム式洗濯乾燥機。
4. 前記ブリッジ増強部は、前記切除部のボス部側縁に沿ってボス部側に凸の屈曲形状をしていることを特徴とする請求項３に記載のドラム式洗濯乾燥機。
5. 前記座盤は、前記放射状増強部と軸線まわりに点対称となって応力の均衡を図る放射状均衡増強部を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機。
6. 前記切除部は、座盤の外周に開放されたほぼＣ型の輪郭を有して形成されていることを特徴とする請求項５に記載のドラム式洗濯乾燥機。
7. 前記座盤の前記放射状増強部は、前記切除部の開放端部域における開放端に設けた取り付け穴とこれに周方向に隣接する反切除部側の取り付け穴との間に端部が位置することを特徴とする請求項６に記載のドラム式洗濯乾燥機。
8. 前記取り付け穴のある前記開放端部域は、前記放射状増強部が及びまたは連結された、他より増厚した増厚増強部、他の部分の輪郭補強リブよりも増厚した輪郭増強部の少なくとも１つを設けた増強部としていることを特徴とする請求項７に記載のドラム式洗濯乾燥機。
9. 前記放射状増強部に周方向の反切除部側で隣接の放射状補強リブは、前記増強部に及んでいることを特徴とする請求項８に記載のドラム式洗濯乾燥機。
10. 洗濯機本体内に弾性支持された水槽と、有底円筒形で開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして前記水槽内に設置した回転ドラムと、この回転ドラムを駆動するモータと、前記回転軸の軸受および前記モータを前記水槽の背面上で支持する軸受支持部材と、送風ファンにより水槽内の空気を排気して除湿した後加熱し、前記水槽内に送風口を通じ送風することを繰り返し回転ドラム内の衣類等を乾燥させる循環送風経路と、を備えたドラム式洗濯乾燥機の軸受支持部材の増強方法であって、
    軸受を支持するボス部と、このボス部の基部まわりに前記送風口の開口部を含む周辺域まで張り出し水槽に固定されると共に前記モータのステータを固定する座盤と、この座盤の周方向の一部に前記送風口を避けるように開口した切除部と、を有した基本形態の軸受支持部材の回転ドラム振れ回り時の応力分布を検証し、
    前記座盤の、前記切除部まわりで実用域を越える最大応力分布域となる前記切除部の周方向の両側で、放射状増強部を設けてボリューム増を図るのに併せ、座盤の実用域未満の小さな応力の分布域において応分のボリューム減を図る操作を含む点を特徴とするドラム式洗濯乾燥機の軸受支持部材の増強方法。