JP6426916B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、洗濯脱水槽が回転する際の振動を抑制可能な洗濯機に関する。

従来、箱状に形成された本体の内部で有底円筒状の外槽を支持し、その外槽の内側で内槽である洗濯脱水槽を回転可能に支持する構成の洗濯機が一般的に知られている（例えば、特許文献１を参照）。

こうした一般的な洗濯機では、ばねを含んで構成されるサスペンションとこれを吊持する吊棒とを介して、外槽が本体に対し４箇所で弾性的に支持されることで、動作時の振動が抑制される。

このような構成とする場合、洗濯脱水槽の回転軸回りに外槽が振れ回る振動形態の低次固有振動数が、洗濯脱水槽の回転速度よりも低い領域で現れる。具体的には、洗濯脱水槽の底部にパルセータ（撹拌翼）が設けられ、脱水時には外槽の内部で洗濯脱水槽とパルセータとを一体的に高速回転させる。洗濯脱水槽の回転を開始し、増速する過程において、洗濯脱水槽の回転速度が上記低次固有振動数に合致すると一時的に振動が大きくなる。さらに洗濯脱水槽の回転速度を上げ、低次固有振動数より離れるにつれ振動は小さくなり、設定された回転速度において安定的に動作させることができる。

しかしながら、洗濯脱水槽に入れた洗濯物に偏りがあり、回転軸回りのアンバランス量が大きい場合には、外槽の振動が増大し、特に低次固有振動数において外槽が大きく振れ回り本体の内部に接触することも考えられる。さらに、洗濯機全体に大きな騒音・振動が生じることで、洗濯機の設置場所周辺の環境が悪化するとともに洗濯機を構成する部材が損傷するおそれがある。

上記の不具合を抑制するため、一般的には、外槽と本体との間に一定以上の隙間を持たせて外槽と本体との衝突を減らすことが考えられる。また、過大な振動を検知した際には回転を停止する、あるいは洗濯物の偏りを是正するような制御を行うことも考えられる。

しかしながら、外槽と本体との間に一定以上の隙間を持たせる場合には、本体に比し外槽を小型化せざるを得ず、本体内部に大きなデッドスペースが必要になる。また、振動対策を制御により行う場合には、振動検知手段及び複雑な制御が必要となり、コストの増大に繋がる。

そこで、上記の問題を解消するために下記特許文献２記載の技術を用いることが考えられる。特許文献２には、洗濯機の外槽の外側にクリアランスを持たせた状態でリングを同軸に配置し、このリングの外側に板ばねを設ける構成が開示されている（段落００９４，００９５及び図１９Ｄ，１９Ｅ参照）。この板ばねは、予め与圧を与えて変位させた状態でストッパにより保持され、それ以上に変位させてストッパによる規制が無くなった場合には、与圧分を含めた大きなばね力を作用させることができる。

そのため、特許文献２記載の技術では、洗濯脱水槽の回転速度が低次固有振動数に近づき、外槽が大きく振れ回りリングに接触すると、外槽が上記サスペンションに含まれるばねのみならず、リングに設けられた板ばねによっても弾性的に支持される状態となり、低次固有振動数が変化することで、振動を低減することが可能となる。

特開２０１１−２４００４１号公報 特許第３９８４６３０号公報

しかしながら、上記特許文献２では、板ばねの一端を固定し、与圧を与えて圧縮（変位）させた状態で他端をストッパにより係止するとともに、板ばねの中央部付近をリングに当接させている。このように板ばねの両端に相対変位を与え、与圧を付与しながら、中央部をリングに当接させることは極めて困難であり、これを実現するためには現物合わせによる細かな位置調整が必要となることから、製造コストが増大する。

さらに、上記のとおり細かな位置調整を要することから、板ばねを支持するための機構及びリングを支持するための機構が複雑になり、製造コストがさらに増加する。

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には、外槽の振動を好適に抑制し、外槽と本体との隙間を小さくすることができる上に、簡単な構造とすることで組立を容易にして製造コストの低減を図ることのできる洗濯機を提供することを目的とする。

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明の洗濯機は、内部空間を形成された本体と、当該本体の内部空間に配置された外槽と、当該外槽の内部に配置され回転自在に支持された内槽と、前記外槽に設けられ前記内槽を回転させるモータと、前記本体に対して前記外槽を弾性的に支持する弾性支持手段とを備えるものにおいて、前記外槽と前記本体との間に配され前記外槽の変位が伝達されることで当該外槽を元の位置に戻すための反力を与える複数の引張りばねと、前記外槽の変位が所定値以上に大きくなった場合にのみ当該外槽の変位を前記引張りばねに伝達する変位伝達手段と、前記引張りばねの与圧を設定する与圧設定手段とを設け、前記外槽の変位が前記所定値以上となったタイミングで、前記与圧設定手段により設定されていた前記与圧を前記反力として作用させる、ことを特徴とする。

また本発明は、前記与圧設定手段が、前記引張りばねの両端にそれぞれ一体的に設けられたばね端規制部と、前記引張りばねに沿って配置した規制軸体とを備えており、前記変位伝達手段による変位が伝達されていない状態において、前記規制軸体の端部により前記ばね端規制部の相対位置を規制することで、前記引張りばねの伸びを許容しながら与圧を与えることを特徴とする。

そして本発明は、前記変位伝達手段が、前記外槽の外周に対して所定の隙間を設定して配されるリング状の振動規制部材と、これを支持するための紐状部材とを備え、前記引張りばねと前記紐状部材とを直列に接続し、これら引張りばね及び紐状部材を介して前記振動規制部材を前記本体に支持させたことを特徴とする。

また本発明は、前記変位伝達手段が、前記外槽の外周と前記本体との間に設けられた紐状部材であり、前記外槽の変位が所定値以上になった場合に前記紐状部材が緊張し、前記引張りばねに引張り力を作用させることを特徴とする。

さらに本発明は、前記変位伝達手段が、前記外槽の外周の少なくとも一部を包囲するとともに当該外槽の外周と所定の隙間を持たせて配置させ、端部を前記本体に接続させた帯状体を備えており、当該帯状体と前記引張りばねとを直列に接続させたことを特徴とする。

以上説明した本発明によれば、モータにより内槽を回転させる際に、外槽の固有振動数に回転速度が近接することで外槽が大きく振れ回ると、外槽の外周に設けられた弾性体が本体内部に接触することで、固有振動数を変化させて振動を低減することができる。

具体的には、外槽が振れ回る振動形態の固有振動数は、外槽を支持する弾性支持手段の弾性支持強さ（ばね定数）に依存し、回転速度がこの固有振動数に近接することで外槽は大きく振れ回る態様にて振動し、外槽の変位が所定値以上になった場合には、変位伝達手段を介して外槽の変位が引張りばねに伝達されることで、引張りばねにより反力を生じさせ外槽に与えることができる。この際、予め引張りばねには与圧を与えてあることから、外槽に対して急激に大きな反力が生じることになる。そのため、外槽の弾性支持強さが急激に変化することで固有振動数を変化させて外槽の振動を抑えることができ、内槽を所定の回転周波数までさらに昇速させることができる。

このように、外槽の固有振動数に起因する振動を振幅が過大になる前に低減し、内槽を所定の回転速度まで増速することが可能となることから、騒音や振動を防ぎ、設置場所の環境悪化を抑制することができる。さらには、外槽の弾性支持強さを変化させるための弾性体として、複数の引張りばねを用いることから、与圧を与える構成を簡単に実現することができるとともに、調整を容易にして、製造コストの低減を図ることができる。

特に、与圧設定手段の構成を具体化した本発明によれば、引張りばねに沿って規制軸体を設け、この規制軸体によりばね端規制部を介してばねの両端の相対位置を規制することで、簡単な構成でありながら、引張りばねに伸長方向への変形を許容しつつ与圧を与えることができる。

さらに、変位伝達手段がリング状の振動規制部材と紐状部材とを備える本発明によれば、変位量が所定値以上である限り、どの方向に外槽が変位した場合であっても引張りばねによる引張り力を外槽に作用させ、弾性支持強さを急激に変化させることができるため、振動の方向によらず速やかに振動の抑制を図ることが可能となる。

また、変位伝達手段が外槽の外周と本体との間に設けられた紐状部材である本発明によれば、外槽の変位が所定値以上となった場合に、紐状部材を介して外槽の変位を引張りばねに伝達するとともに、引張りばねによる引張り力を外槽に作用させることができ、簡単な構成ながら外槽が振れ回った際に弾性支持強さを急激に変化させて速やかに振動の抑制を図ることができる。

そして、変位伝達手段が外槽の外周を包囲する帯状体を備える本発明によれば、外槽の変位が所定値以上となった場合に、外槽の外周に配置した帯状体を介して引張りばねに外槽の変位を伝達するとともに、引張りばねによる引張り力を外槽に作用させることができ、簡単な構成ながら外槽が振れ回った際に弾性支持強さを急激に変化させ速やかに振動の抑制を図ることができる。また、外槽が振れ回った際には帯状体の内側との間で摩擦抵抗が生じることで振動の減衰を図ることもできるため、より大きな振動抑制効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る洗濯機を示す縦断面図。 図１のＡ−Ａ断面矢視図。 同洗濯機における与圧設定手段を示す説明図。 同洗濯機の外槽に作用する力を模式的に示す説明図。 同外槽に作用する力と変位の関係を説明するための説明図。 本発明の第２実施形態に係る洗濯機を示す縦断面図。 図６の状態より洗濯脱水槽が変位した状態を示す縦断面図。 図６のＡ−Ａ断面矢視図。 本発明の第３実施形態に係る洗濯機を示す縦断面図。 図９のＡ−Ａ断面矢視図。 図１０の状態より帯状体の一部を取り外して簡略化した状態を示す図。 図１１の状態より洗濯脱水槽が変位した状態を示す図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る洗濯機１を示す縦断面図であり、図２（ａ）は図１に記載したＡ−Ａ位置における断面矢視図である。ただし、図１は、図２（ａ）のＢ−Ｂ位置、すなわち対角位置における断面を示す。また、図２（ｂ）は、後述するように外槽３が変位した状態を示す。これら図１，２に記載した洗濯機１は概略構成を示したものであり、本発明とは無関係な部分を省略している。さらに、図２では、図１に記載される後述の弾性支持手段５を省略している。

この洗濯機１は、本体２と、外槽３と、内槽としての洗濯脱水槽４と、弾性支持手段５〜５とを備える。

本体２は、平面視略正方形状の下板２２と、その縁部より立上げた四面をなす側板２１〜２１と、その上部に接続される上板２３とが略直方体状に一体的に構成され、これらにより囲まれることで略直方体状に形成された内部空間２ａを備える。

側板２１及び下板２２は金属板により形成され、上板２３は樹脂により形成される。下板２２は、その下面の四隅近傍に、本体２を床面に設置可能な脚２２ａ〜２２ａを有する。上記上板２３には、洗濯脱水槽４へ洗濯物を出し入れ可能な略円形の開口２３ａが設けられる。また、上板２３は側板２１より脱着可能とすることで、本体２の内部空間２ａへ外槽３を容易に組み込むことができる。なお、上板２３は洗濯機１の操作を行うための操作パネルと一体的に構成してもよい。

外槽３は、耐熱性を備える合成樹脂により成形され、平面視略円形の底板３１と、底板３１の縁部より立ち上がる側板３２とを有する有底円筒状の部材である。外槽３は、本体２の内部空間２ａにおいて弾性支持手段５によって吊持され、側板３２の下部の４箇所には、弾性支持手段５を取り付けるための係合部３３を備える。

洗濯脱水槽４は、金属によって形成され、平面視略円形の底板４１と、底板４１の縁部より立ち上がる側板４２とを有する有底円筒状の部材である。洗濯脱水槽４は、外槽３の内部でこの外槽３と同軸に配されるとともに、外槽３によって回転自在に支持される。側板４２及び底板４１には図示しない多数の開口が設けられ、この開口を通じて洗濯脱水槽４内の水を排出することができる。

洗濯脱水槽４は、モータ３４が底板３１の上面側に向けて延出する駆動軸３５を回転させることで回転する。また、モータ３４は図示しない伝達手段を介して、洗濯脱水槽４の底板４１中央に設けられたパルセータ（撹拌翼）４３にも駆動力を与え、パルセータ４３を回転させる。そのため、洗濯機１は、洗濯時には主としてパルセータ４３のみを回転させ、脱水時には洗濯脱水槽４とパルセータ４３とを一体的に高速で回転させることができる。

パルセータ４３の回転の中心と洗濯脱水槽４の回転の中心とは、鉛直方向に配された同一の回転軸Ｒａに設定される。なお、回転軸Ｒａは、洗濯脱水槽４の底板４１の中心、及び、外槽３の底板３１の中心をも通過する。

弾性支持手段５〜５は外槽３を吊持するものである。本実施形態において弾性支持手段５〜５は４つ設けられ、それぞれ吊棒５１とその先端に取り付けたサスペンション５２とから構成される。サスペンション５２は、外筒５３とその内部に配された圧縮コイルばね５４とを有する。本体２には、その内部空間２ａ上部の四隅２ａ１〜２ａ１（図２参照）に吊棒取り付け部２４〜２４がそれぞれ設けられ、各吊棒取り付け部２４〜２４には吊棒５１の基端側が取り付けられる。さらにサスペンション５２の外筒５３は、上記外槽３の係合部３３に引っ掛けられる態様でこの係合部３３と係合する。このようにして、外槽３は、４つの弾性支持手段５〜５により内部空間２ａ内で吊持される。

各弾性支持手段５の圧縮コイルばね５４は、外槽３の重量により圧縮されて反発力を生じるとともに、変位を吸収しながら外槽３を弾性的に支持する。さらに、４つの弾性支持手段５〜５はそれぞれ斜め方向より外槽３を吊持することで、協働して外槽３を本体２の中央方向に位置させるべくバランスを保つ役割を果たす。

すなわち、弾性支持手段５は、サスペンション５２の圧縮コイルばね５４の弾性に加えて、その位置関係により、吊持する外槽３をあたかも振り子のように中心に戻す復元力を生じさせることができる。そのため、外槽３は中心位置より変位した場合において、その変位量に応じた復元力を弾性支持手段５より得て、この復元力により本体２の中心位置に戻される。

ここで、上記のように外槽３が弾性支持手段５によって弾性的に支持されることで、外槽３が回転軸Ｒａ回りに振れ回る振動形態に対応する低次固有振動数は約２〜３Ｈｚ程度の非常に低い回転速度領域に現れる。洗濯機１において最も振動が生じ易いのは、パルセータ４３とともに洗濯脱水槽４を高速回転させる場合であり、一般的には上記低次固有振動数よりも十分に高い所定の運転速度で回転されるものの、起動してから昇速するまでの過程、あるいは、上記運転速度より減速する過程において、洗濯脱水槽４の回転速度が低次固有振動数に合致又は近接した場合には、外槽３が回転軸Ｒａ回りに振れ回る態様で大きく振動する。さらには、洗濯脱水槽４の内部に入れる洗濯物に偏りがある場合には、これが回転軸Ｒａ回りのアンバランスとなって加振力が増すことで、外槽３の振動はより増大する。

そこで、本実施形態の洗濯機１は、外槽３の振動を小さく抑えるため、図１，図２（ａ）に示すとおり、外槽３の変位が伝達されることで外槽３を元の位置に戻すための反力を与える４つの引張りばね６〜６と、外槽３の変位が所定値以上に大きくなった場合にのみこの外槽３の変位を引張りばね６に伝達する変位伝達手段８と、引張りばね６の与圧を設定する与圧設定手段７とをさらに備える。

各引張りばね６〜６は、デッドスペースとなりがちな本体２の隅部２ａ１に配されることから、振動抑制のための機能を持たせながら、装置全体の大型化を抑制することができる。

変位伝達手段８は、リング状をなす振動規制部材８１と、この振動規制部材８１を支持するための４つの紐状部材８２〜８２より構成される。振動規制部材８１は、金属又は樹脂により形成することができる。紐状部材８２は伸びにくい金属製などのワイヤを利用して構成され、可撓性を備えることで、引張り方向にのみ力の伝達を行い、圧縮方向にはほとんど力の伝達を生じさせない。

紐状部材８２〜８２は、その一端を振動規制部材８１の４箇所に接続され、他端を上記引張りばね６〜６の一つにそれぞれ接続される。さらに、各引張りばね６〜６は、本体２の隅部２ａ１〜２ａ１に接続される。そのため、振動規制部材８１は、引張りばね６〜６及び紐状部材８２〜８２を介して、本体２の四隅（隅部２ａ１〜２ａ１）より支持される。振動規制部材８１は外槽３の上部近傍において外槽３と同軸に配され、外槽３の外周面３２ａとの間で全周に亘って略均等な隙間Ｅをなす。

図３は、引張りばね６及び与圧設定手段７を示す断面図である。具体的には、図３（ａ）は、引張りばね６が自然長Ｌの状態にある場合を示すものである。そして、図３（ｂ）は、引張りばね６の両端に引張り力となる与圧Ｆｐを与えてΔＬだけ伸長させ、その長さを保持させた状態を示すものである。

本実施形態で用いる引張りばね６には金属巻線からなる引張りコイルばねを用い、この引張りばね６の両端にはそれぞればね端規制部７１，７１が一体的に設けられ、引張りばね６の内部には引張りばね６の長手方向に沿って規制軸体７２が設けられる。なお、引張り力に対して反発力を生じるものであれば、引張りコイルばねに代え、他の弾性体を引張りばね６として利用することもできる。

ばね端規制部７１は、それぞれ、円板部７１ａとこの円板部７１ａより外方に向かって張り出させた円環状の取付部７１ｂとを備える。上記円板部７１ａは、引張りばね６の端部を構成するコイルの内部に挿入された上で固定され、引張りばね６の端部とともに変位することができる。引張りばね６の両端に配される各ばね端規制部７１，７１の一方には、円環状の取付部７１ｂを利用して上記紐状部材８２（図２参照）が取り付けられ、ばね端規制部７１，７１の他方は取付部７１ｂを利用して本体２の隅部２ａ１（図２参照）に取り付けられる。こうすることで図２に示すとおり、引張りばね６〜６及び紐状部材８２〜８２を介して、振動規制部材８１を本体２の四隅（隅部２ａ１〜２ａ１）より支持させる。

図３（ｂ）に戻って、引張りばね６の内部に規制軸体７２を挿入することで、この規制軸体７２により、ばね端規制部７１，７１の円板部７１ａ，７１ａ同士の相対位置が規制される。こうすることで、引張りばね６を、ばね端規制部７１，７１を介し、与圧Ｆｐを与えて自然長ＬよりもΔＬだけ伸長させた状態で保持することができる。すなわち、ばね端規制部７１，７１及び規制軸体７２は、引張りばね６に与圧Ｆｐを設定するための与圧設定手段７として機能する。なお、通常密に巻いた引張りコイルばねには初期張力が発生し、この初期張力を越える力を与えないことには伸びを生じないため、この初期張力を上記の与圧Ｆｐとして利用する場合には規制軸体７２を用いない構成とすることもできる。

図３（ｃ）は、図３（ｂ）の状態より、さらに引張りばね６を伸長させた状態を示すものである。この図で示すとおり、与圧設定手段７は、引張りばね６の両端に与圧Ｆｐを越える力を与えた場合には、引張りばね６を伸長させることができる。すなわち、与圧設定手段７は、引張りばね６の伸長方向への変形を許容しながら、与圧Ｆｐを設定した状態を基準として短くなる方向への変形を規制する。

このように与圧設定手段７によって与圧を与えられた４つの引張りばね６〜６に加え、図１及び図２（ａ）に示すとおり、引張りばね６〜６と直列に接続される紐状部材８２〜８２により振動規制部材８１は支持される。この際、各紐状部材８２〜８２の長さに僅かに余裕を持たせることで、振動規制部材８１を支持させた状態においても各引張りばね６〜６には与圧設定時を越える伸びは生じない。

図２（ｂ）を用いて上述したとおり、振動規制部材８１は、外槽３の外周に対して隙間Ｅを持たせて配されることから、外槽３が水平方向（図中の例では右下方向）へ隙間Ｅ以上に大きく変位すると、外槽３の外周面３２ａが振動規制部材８１に当接する。この際、外槽３の変位方向とは逆側（図中の例では左上）に位置する引張りばね６に、変位伝達手段８を構成する振動規制部材８１及び紐状部材８２を介して外槽３の変位が伝達される。なお、この紐状部材８２の反対側に取り付けられた紐状部材８２は弛みが増すものの、これと接続された引張りばね６に対して力を及ぼすことはない。

外槽３の変位が伝達されることで、引張りばね６に与圧設定時を基準とした伸びが僅かでも生じた場合には、与圧設定手段７による規制が解かれることで、それまで与圧設定手段７が負担していた与圧Ｆｐ分が引張りばね６の両端に作用し、振動規制部材８１を介して、外槽３を変位とは逆の元の位置に引き戻す力を与えることができる。

図４（ａ），（ｂ）は、本実施形態の洗濯機１の構造を模式的に表したものである。以下、図１を参照しながら、図４（ａ），（ｂ）を用いて、洗濯機１の外槽３に作用する力について説明を行う。

まず、外槽３は、上述した４つの弾性支持手段５〜５によって吊持されることで、中心からの変位ｅに応じて、外槽３を中心に戻すための復元力ｋ・ｅが生ずる。ここでｋは、弾性支持手段５〜５によって中心方向に働く復元力をばね力と考えた場合（図４（ａ）参照）のばね定数である。ばね定数ｋは、外槽３を弾性的に支持するための弾性支持強さともいうことができる。

さらに、外槽３の質量をＭとして、重心位置Ｃｇより距離（変位）ｅだけ離れた回転中心Ｃｒ回りに外槽３が振れ回り運動を行う場合には、外径方向に向かう慣性力（遠心力）Ｍ・ω^２・ｅが生ずる。ここで、ωは外槽３が振れ回る際の角周波数であり、洗濯脱水槽４が回転する際の角周波数ωと等しい。また、洗濯脱水槽４（図２参照）のような、外槽３の内部における回転部分のアンバランスをΔｍとして、回転中心Ｃｒからの距離をｒとすると、このアンバランスに起因する慣性力（遠心力）はΔｍ・ｒ・ω^２となる。

そこで、これらより力の釣り合いを考えた場合、次式のような関係が得られる。
Ｍ・ω^２・ｅ＋Δｍ・ｒ・ω^２＝ｋ・ｅ ・・・式（１）
これを、変形すると次式のようになる。
ｅ＝Δｍ・ｒ・ω^２／（Ｍ・ω^２−ｋ） ・・・式（２）
式（２）より、Ｍ・ω^２−ｋ＝０を満たす回転速度となった場合には、変位ｅが極大、すなわち振動が大きくなる共振状態となる。

さらに、式（１）の左辺により生ずる力を慣性力Ｆｉ、右辺により生ずるばね力Ｆｋとすると、次のように表すことができる。
Ｆｉ＝Ｍ・ω^２・ｅ＋Δｍ・ｒ・ω^２ ・・・式（３）
Ｆｋ＝ｋ・ｅ ・・・式（４）

図５は、上式の関係を、振幅（変位）ｅを横軸、慣性力Ｆｉやばね力Ｆｋを含む振動力Ｆを縦軸にして表したグラフである。図中で示す直線Ｌ１〜Ｌ１０は、式（３）の関係を表す慣性特性直線であり、直線Ｌａは、式（４）の関係を表すばね特性直線であり、これらの交点は、角周波数ωの時の振幅（変位）ｅと振動力Ｆを表す。

慣性特性直線Ｌ１〜Ｌ１０は、傾きが角周波数ωの二乗に比例し、横軸との切片（交点）はΔｍ・ｒ／Ｍで表される。慣性特性直線Ｌ１〜Ｌ１０は、それぞれ角周波数ωの大きさを異ならせて記載したものであり、角周波数ωが大きくなるにつれて、直線Ｌ１より、Ｌ２、Ｌ３、・・・Ｌ１０のように振幅ｅと慣性力Ｆｉの関係が変化することを示している。そのため、各慣性特性直線Ｌ１〜Ｌ１０とばね特性直線Ｌａとの交点は、角周波数ωごとの振幅ｅと振動力Ｆとの関係を示すものとなる。

洗濯脱水槽４（図１参照）を起動させ、角周波数ωが増大していく過程を考えた場合、次のように振幅ｅと振動力Ｆが変化する。

まず慣性直線Ｌ１に対応する角周波数ωとなった場合、慣性特性直線Ｌ１とばね特性直線Ｌａとの交点Ｐ１に対応する振幅ｅと振動力Ｆが生ずる。角周波数ωが増大し、慣性特性直線Ｌ２に対応するものとなった場合、慣性特性直線Ｌ２とばね特性直線Ｌａとの交点Ｐ２に対応する振幅ｅと振動力Ｆが生ずる。さらに角周波数ωが増大して慣性特性直線Ｌ３に対応するものとなった場合、慣性特性直線Ｌ３とばね特性直線Ｌａとの交点Ｐ３に対応する振幅ｅと振動力Ｆが生ずる。この状態より、さらに角周波数ωが増大して、慣性直線Ｌ４の状態に移行しようとした場合、慣性特性直線Ｌａとの交点に対応する振幅ｅは非常に大きなものになる。

しかしながら、上述したとおり、本実施形態では、外槽３と本体２との間に隙間Ｅを介在させて変位伝達手段８を構成する振動規制部材８１を設け、この振動規制部材８１を紐状部材８２及び引張りばね６を介して本体２と接続することで、引張りばね６の作用によって、より強い力で外槽３を中心方向に引き戻そうとする。この際、引張りばね６には与圧設定手段７により予め与圧Ｆｐを与えてあるため、僅かでも伸びを生じた場合には与圧設定手段７による規制が解除され、与圧Ｆｐの分が上乗せされて外槽３に作用する。すなわち、外槽３が大きく振動して隙間Ｅ以上に変位した場合、与圧Ｆｐを含むことで急激に大きなばね力が作用し、ばね定数ｋが見かけ上大きくなる。すなわち、ばね特性直線Ｌａは、振幅ｅが隙間Ｅ以上の領域では、傾きがより大きなばね特性直線Ｌｂに遷移する。

これにより、慣性直線Ｌ４とばね特性直線Ｌｂの交点Ｐ４に対応する振幅ｅと振動力Ｆとなり、振幅ｅは急激に小さくなる。これは、引張りばね６の作用によって、外槽３の低次固有振動数が変化したことを示しており、角周波数ωとのずれが生ずることで振動が低減する。

振幅ｅが隙間Ｅよりも小さくなることで再び外槽３の低次固有振動数は元に戻るが、この際には角周波数ωは低次固有振動数よりも大きくなっており、再び共振が生ずることなく振幅ｅの小さい状態を維持することができる。すなわち、角周波数ωが増大し、慣性直線Ｌ５，Ｌ６のように移行しても、ばね特性直線Ｌａとの交点Ｐ５，Ｐ６に示されるとおり振幅ｅが隙間Ｅを越えることはなく、小さいレベルを維持することができる。

なお、ばね特性直線Ｌｂは、必ずしも原点を通過することまでは必要では無く、見かけ上のばね定数ｋが急激に増大する関係にあれば良い。すなわち、与圧Ｆｐを十分に大きく設定していれば、与圧Ｆｐを与える際の伸長量ΔＬや隙間Ｅ（図２参照）の大きさを適宜変更してもよい。

上記のように、外槽３と本体２との間に隙間Ｅを介在させて変位伝達手段８を構成する振動規制部材８１を設け、この振動規制部材８１を紐状部材８２及び引張りばね６を介し本体２と接続させるため、洗濯脱水槽４を回転させ所定の運転速度まで増速させる間に、角周波数ω、すなわち回転速度が外槽３の低次固有振動数と近くなり、隙間Ｅを越えて振幅ｅが大きくなった場合、外槽３が振動規制部材８１に当接する。紐状部材８２を介して振動規制部材８１と接続される引張りばね６は、予め与圧Ｆｐを与えられた状態で短くなる方向への変位が規制され、この状態を基準とする伸びが生じた場合に与圧Ｆｐ分を上乗せして両端に作用させるため、低次固有振動数を大きく変化させ、これにより振動を低減することが可能となる。さらに、振幅ｅが隙間Ｅよりも小さくなった場合には低次固有振動数が元に戻るが、洗濯脱水槽４の回転速度が大きくなり、低次固有振動数よりすでに離間した状態となることで、振動の増大を抑えることができる。

従って、振動及び騒音を小さく抑えることができ、洗濯機１の設置場所周辺の環境を良好にすることができる。さらには、本体２と外槽３との隙間を小さくしても、振動によりこれらが激しく衝突して損傷することを抑制することができるため、外槽３に対して本体２を小さくして洗濯機１全体を小型化することが可能である。また、本体２の寸法をそのままにして、外槽３を大きくした場合には、洗濯機１全体の寸法を変えることなく洗濯容量を増大させることが可能である。

そして、外槽３の変位が大きくなった場合に、弾性支持手段５〜５に加えて外槽３を中心方向へ戻す復元力を得るために、引張りばね６を利用することで与圧Ｆｐを与えるための与圧設定手段７を簡単に構成することができる。具体的には、与圧設定手段７を、引張りばね６の両端に設けたばね端規制部７１，７１と、引張りばね６の内部に設けた規制軸体７２とから構成して、これらにより引張りばね６の伸び量を管理することで適切に与圧Ｆｐを与えることができる。さらには、引張りばね６の両端に伸長方向への相対変位を許容しながら、与圧設定時よりも短くなる方向への変位を規制することもできる。

また、引張りばね６と与圧設定手段７とを、一体的に構成されたユニットとして扱うこともできるため、部品の管理及び組み立てを容易に行うこともできる。

さらに、振動規制部材８１と引張りばね６とを紐状部材８２により接続することから、引張りばね６に与圧Ｆｐ設定時を越える伸びを生じさせること無く、より容易に組み立てを行うことができる。

そして、振動規制部材８１がリング状に構成されることから、外槽３が回転軸Ｒａに交差する何れの方向に変位した場合でも、水平方向への変位量が隙間Ｅを越えることで、外槽３が振動規制部材８１に接触して変位させることができる。そのため変位方向とは反対側の１つの引張りばね６、あるいは複数の引張りばね６〜６が作用することで、外槽３を支持する弾性支持強さを変更させ、固有振動数をずらすことができる。

＜第２実施形態＞
図６は、上述した第１実施形態における図１に対応するものであり、本発明の第２実施形態に係る洗濯機２０１を示す縦断面図である。さらに、図８（ａ）は、上述した第１実施形態における図２（ａ）に対応するものである。すなわち、図８（ａ）は、図６におけるＡ−Ａ位置における断面図であり、図６は、図８（ａ）におけるＢ−Ｂ位置における断面図である。

これら図６及び図８（ａ）に示した洗濯機２０１は、後述する構成以外は第１実施形態（図１〜図５）に示した洗濯機１と同様であるため、同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。

洗濯機２０１は、第１実施形態における振動規制部材８１（図１参照）に相当する部材を備えておらず、変位伝達手段２０８は４つの紐状部材２８２〜２８２より構成される。そして、各紐状部材２８２〜２８２の一端は、外槽３を構成する側板３２の外周面３２ａの上部４箇所に一体的に設けられた固定部材２３６〜２３６に取り付けられる。紐状部材２８２〜２８２は伸びにくい金属製などのワイヤを利用して構成され、可撓性を備えることで、引張り方向にのみ力の伝達を行い、圧縮方向にはほとんど力の伝達を生じさせない。

さらに紐状部材２８２〜２８２の他端は、与圧設定手段７を取り付けられた引張りばね６を介して本体２に接続される。この際、各紐状部材２８２〜２８２の長さに余裕を持たせることで、各引張りばね６〜６には与圧設定時を越える伸びは生じない。

図７及び図８（ｂ）は、上記の状態より、外槽３が回転軸Ｒａと交差する方向に変位した状態を示したものである。外槽３の水平方向への変位ｅが予め定めた所定値以上に大きくなった場合に、変位方向とは反対側の紐状部材２８２が緊張し、引張りばね６に外槽３の変位を伝達する。この際、緊張する紐状部材２８２の反対側に取り付けられた紐状部材２８２は、弛みが増すものの外槽３に力を及ぼすことはない。なお、緊張する紐状部材２８２を介し外槽３の変位を引張りばね６に伝達するために必要な変位量として設定される上記所定値とは、第１実施形態における隙間Ｅ（図２参照）に相当するものである。

上記のように構成することで、外槽３が大きく振れ回り、その変位ｅが所定値以上となった場合には、その変位は変位伝達手段２０８を構成する紐状部材２８２により引張りばね６に伝達され、引張りばね６は外槽３を変位とは反対方向に引き戻す力を作用させることができる。そのため、第１実施形態の場合と同様、外槽３の弾性支持強さを急激に変化させることで、固有振動数をずらし、振動を低減させることが可能となる。

さらには、変位伝達手段２０８が紐状部材２８２により構成されることから、第１実施形態の場合よりもさらに構成を単純化して、製造コストの低減を図ることもできる。

＜第３実施形態＞
図９は、上述した第１実施形態における図１に対応するものであり、本発明の第３実施形態に係る洗濯機３０１を示す縦断面図である。さらに、図１０は、上述した第１実施形態における図２（ａ）に対応するものである。すなわち、図１０は、図９におけるＡ−Ａ位置における断面図であり、図９は、図１０におけるＢ−Ｂ位置における断面図である。

これら図９及び図１０に示した洗濯機３０１は、後述する構成以外は第１実施形態（図１〜図５）に示した洗濯機１と同様であるため、同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。なお、図９は、後述する変位伝達手段３０８の一部を省略して記載したものである。

洗濯機３０１は、第１実施形態における振動規制部材８１（図１参照）に相当する部材を備えておらず、変位伝達手段３０８は帯状体３８１〜３８１により構成される。外槽３の外周には、４つの引張りばね６〜６と、この引張りばね６〜６と一体的に構成されることで引張りばね６に与圧を与える与圧設定手段７〜７とを設ける。これらの引張りばね６〜６の両端には可撓性を有する帯状体３８１をそれぞれ接続させる。

図１１（ａ）は、図１０の洗濯機３０１に設ける引張りばね６を１つのみにして、簡略化して示したものである。また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）における引張りばね６の周辺を拡大して示したものである。

図１１（ａ），（ｂ）に示すとおり、引張りばね６は、外槽３の外周面３２ａに設けられた台座３３６上に配されることで、上下方向に位置を規制される。引張りばね６の両端にはそれぞれ帯状体３８１，３８１の一端を接続される。より具体的には、引張りばね６の両端には、与圧設定手段７を構成するばね端規制部７１が固定され、このばね端規制部７１を介して帯状体３８１は引張りばね６の端部に接続される。さらに、各帯状体３８１，３８１の他端は本体２の隅部２ａ１に固定される。

引張りばね６及びこれと直列に接続される帯状体３８１，３８１の長さには余裕を持たせ、これらは外槽３の外周面３２ａとの間に所定の隙間が設定され、外槽３の周囲の約２／３を覆う。この状態において引張りばね６には与圧設定時を越える伸びは生じない。

なお、引張りばね６及びこれと直列に接続される帯状体３８１，３８１により外槽３の２／３を覆うことは必須ではなく、全ての引張りばね６〜６（図１０参照）によって回転軸Ｒａと直交する全方向への規制がなされれば足りる。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、上記の状態より、外槽３が回転軸Ｒａと交差する方向（図中で左下方向）に変位した状態を示したものである。外槽３の水平方向への変位ｅが予め定めた所定値以上に大きくなった場合に、変位方向とは反対方向の隅部２ａ１に固定された帯状体３８１が緊張し、引張りばね６に外槽３の変位を伝達する。なお、緊張する帯状体３８１を介し外槽３の変位を引張りばね６に伝達するために必要の変位量として設定される上記所定値とは、第１実施形態における隙間Ｅ（図２参照）に相当するものである。

引張りばね６は与圧設定時を基準として僅かにでも伸長し、両端のばね端規制部７１，７１の相対位置が変位した場合には、規制軸体７２とばね端規制部７１，７１による規制が解除され、与圧Ｆｐの分が上乗せされて両端の帯状体３８１，３８１に作用する。

上記のように構成することで、外槽３が大きく振れ回り、その変位量が所定値以上となった場合には、その変位が変位伝達手段３０８を構成する帯状体３８１により引張りばね６に伝達され、引張りばね６は外槽３を変位とは反対方向の元の位置に引き戻す力を作用させることができる。このような帯状体３８１及び引張りばね６を４組備え（図１０参照）、外槽３を中心として均等に配することで、外槽３がいずれの方向に変位した場合であってもその変位を引張りばね６に伝達することができる。そのため、第１実施形態の場合と同様、外槽３の弾性支持強さを急激に変化させることで、固有振動数をずらし、振動を低減させることが可能となる。なお、帯状体３８１及び引張りばね６は最低２組設ければよく、回転軸Ｒａを中心に対向して配することで上記と同様の効果を得ることができる。

また、変位伝達手段３０８により外槽３の変位を引張りばね６に伝達し、引張りばね６が伸長する過程、さらには外槽３が元の位置に復帰するのに伴って引張りばね６の全長が短くなる過程において、帯状体３８１の内側が外槽３の外周面３２ａと摺動して摩擦抵抗を生じることで、ダンパとしての効果も得ることができる。そのため、本実施形態のように帯状体３８１を用いることで、より大きな振動抑制効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、引張りばね６の両端に設けたばね端規制部７１は、引張りばね６を構成するばね材料の一部を折り曲げることにより、一体に構成してもよい。

また、ばね端規制部７１，７１の一方と、規制軸体７２とを一体に構成することもできる。

さらに、規制軸体７２は、ばね端規制部７１，７１と係り合うことで、引張りばね６の両端の相対変位を規制できる限り、引張りばね６の内部に設ける以外にも、引張りばね６の外周を覆う筒状に構成する、あるいは引張りばね６の外側で長手方向に沿って平行に延びる複数の軸体より構成するなど、様々な形態に変更することができる。

上述した第１実施形態において、振動規制部材８１は、本体２の四隅（隅部２ａ１〜２ａ）より４つの引張りばね６〜６を介して支持されていたが、この引張りばね６〜６は、最低３つあればよく、振動規制部材８１の中心回りに配置することで振動規制部材８１を安定して支持させることができる。同様に、５つ以上の引張りばね６〜６により振動規制部材８１を支持させる構成とすることも可能である。

上述した第１実施形態及び第２実施形態において、弾性支持手段５〜５は引張りばね６〜６の下方に配されていたが、必ずしもこうした位置関係とすることも要しない。すなわち、弾性支持手段５〜５により外槽３を弾性的に支持させ、外槽３の変位が所定値以上に大きくなった場合に引張りばね６による力を作用させることができる限り、これらを平面視において互いにずらして配置してもよい。

上述した第３実施形態では、１つの引張りばね６の両端に帯状体３８１，３８１を直列に接続させ、これらにより外槽３を包囲させていたが、複数の引張りばね６が帯状体３８１を介して直列に接続される構成としてもよい。

さらに、上述の実施形態では、外槽３が内部で支持する内槽を洗濯脱水槽４として構成したが、本発明は内槽の高速回転が必要な場合には好適に利用することができ、内槽が単なる洗濯槽あるいは脱水槽であっても上記の構成を適用することができる。

加えて、上述の実施形態では、外槽３の軸方向を鉛直方向に設定したが、斜め上方を向く形態であっても同様に本発明を適用することができる。また、外槽３の軸方向が水平方向となるドラム型洗濯機であっても、本発明を利用して、上記に準じた効果を得ることも可能である。

２…本体
２ａ…内部空間
２ａ１…隅部
３…外槽
４…洗濯脱水槽（内槽）
５…弾性支持手段
６…引張りばね
７…与圧設定手段
８，２０８，３０８…変位伝達手段
２１ａ…（本体の）内面
３２ａ…（外槽の）外周面
３４…モータ
７１…ばね端規制部
７２…規制軸体
８１…振動規制部材
８２…紐状部材
２８２…紐状部材
３８１…帯状体
Ｆｐ…与圧
Ｒａ…回転軸

Claims (5)

1. 内部空間を形成された本体と、当該本体の内部空間に配置された外槽と、当該外槽の内部に配置され回転自在に支持された内槽と、前記外槽に設けられ前記内槽を回転させるモータと、前記本体に対して前記外槽を弾性的に支持する弾性支持手段とを備えるものにおいて、
   前記外槽と前記本体との間に配され前記外槽の変位が伝達されることで当該外槽を元の位置に戻すための反力を与える複数の引張りばねと、前記外槽の変位が所定値以上に大きくなった場合にのみ当該外槽の変位を前記引張りばねに伝達する変位伝達手段と、前記引張りばねの与圧を設定する与圧設定手段とを設け、
   前記外槽の変位が前記所定値以上となったタイミングで、前記与圧設定手段により設定されていた前記与圧を前記反力として作用させる、
   ことを特徴とする洗濯機。
2. 前記与圧設定手段は、前記引張りばねの両端にそれぞれ一体的に設けられたばね端規制部と、前記引張りばねに沿って配置した規制軸体とを備えており、
   前記変位伝達手段による変位が伝達されていない状態において、前記規制軸体の端部により前記ばね端規制部の相対位置を規制することで、前記引張りばねの伸びを許容しながら与圧を与えることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
3. 前記変位伝達手段は、前記外槽の外周に対して所定の隙間を設定して配されるリング状の振動規制部材と、これを支持するための紐状部材とを備え、前記引張りばねと前記紐状部材とを直列に接続し、これら引張りばね及び紐状部材を介して前記振動規制部材を前記本体に支持させたことを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機。
4. 前記変位伝達手段は、前記外槽の外周と前記本体との間に設けられた紐状部材であり、前記外槽の変位が所定値以上になった場合に前記紐状部材が緊張し、前記引張りばねに引張り力が作用させることを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機。
5. 前記変位伝達手段は、前記外槽の外周の少なくとも一部を包囲させるとともに当該外槽の外周と所定の隙間を持たせて配置させ、端部を前記本体に接続させた帯状体を備えており、当該帯状体と前記引張りばねとを直列に接続させたことを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機。

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