JP6917537B2

JP6917537B2 - 脱水機

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Publication number: JP6917537B2
Application number: JP2017038338A
Authority: JP
Inventors: 公太功刀; 英史松井; 明宏細川
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2021-08-11
Anticipated expiration: 2037-03-01
Also published as: JP2018143280A

Description

本発明は、回転軸を有する回転槽内に収容された衣類を遠心脱水する脱水機に関する。

従来、家庭用の洗濯機あるいは洗濯乾燥機に用いられる脱水機は、洗濯兼脱水槽の上部に、洗濯兼脱水槽内の衣類の偏在に起因する脱水動作時のアンバランスを補正する流体バランサを備えている（例えば、特許文献１参照）。

従来の脱水機について、全自動洗濯機の洗濯兼脱水槽を用いて説明する。図４は従来の全自動洗濯機の洗濯兼脱水槽の縦断面図である。全自動洗濯機本体１内に外槽８が複数のサスペンション装置９を介して吊り下げられている。外槽８内に洗濯兼脱水槽２が回転自在に配設されている。洗濯兼脱水槽２上部に、円環状に形成された流体バランサ１６が固定されている。脱水工程において、洗濯兼脱水槽２はモータ１１によって高速回転駆動される。

流体バランサ１６は、樹脂製の一体化されたハウジング内に流体１９が封入されて構成されている。流体バランサ１６の内部の流体１９は、洗濯兼脱水槽２が高速回転されると、偏心荷重を生じさせるアンバランスに対して自動的にアンバランスを打ち消す位置に移動する。これによって、流体バランサ１６内で流体１９の偏りが生じる。すなわち、流体バランサ１６は、その内部に封入された流体１９の偏心によって、高速回転時のアンバランスを補正するという力学現象を利用している。流体バランサ１６は、アンバランス補正力を高めるために、中空閉管路１７に隔壁１８が設けられ、半径方向に複数の流体封入部を有する多層構造に構成されている。

特開平４−４０９９８号公報

しかしながら、このような従来の脱水機においては、バランサ装置（流体バランサ１６）は、アンバランス補正力を向上させるために、樹脂材料を用いて多層構造として一体化されて作られることが行われてきた。バランサ装置を多層構造として、かつ薄型化を図ろうとすると、従来と同等の補正力を確保するには、バランサ装置を上下方向に伸長する必要が生じる。これを実現するため、一般的に樹脂製のハウジングは上下に分割される構成が採用されてきた。この構成によれば、分割されたハウジング部材の外郭側壁には上下方向の抜き勾配が生じる。また、樹脂製のバランサ装置のハウジングの外郭は、圧環強度を確保するために２．５〜３．０ｍｍ程度の厚さが必要である。そして、成形性を良くする必要性から均一の肉厚とするため、内部の各層間の隔壁も同等の肉厚を有していた。

これにより、バランサ装置の圧環強度を維持しつつ上下方向に伸長する場合、ハウジングの外郭側壁の抜き勾配のため、アンバランス補正力に必要な中空閉管路１７の幅を充分に確保できなくなる。また、外郭および隔壁の肉厚を薄くすることも困難であり、バランサ装置の伸長および薄型化に限界が生じていた。また、このとき、中空閉管路１７の底面の幅は、金型のコア側の先端の幅となる。この幅寸法は、樹脂成形性および金型の耐久性を考慮すると一定程度の幅（例えば３ｍｍ程度）が必要となるため、さらにバランサ装置の伸長は困難なものとなっていた。これらによって、従来のような一体化成型のままでは
、バランサ装置の薄型化が図れない課題があった。

また、一般に多層構造のバランサ装置は複数のハウジング部材を溶着にて接合させて製造される。この溶着によって、各層間の水密性が確保されていた。その製造に際し、成型ばらつきや溶着治具のガタなどに起因する溶着不良が発生しうる。したがって、各層間の水密性が確保されていることに対する検査が必須であった。仮に溶着不良が生じた場合、各層間の水密性が保たれないため、脱水運転を行うと、各層間で流体１９の移動が生じ、各層の流体量が変わることで所望のアンバランス補正力が維持できなくなる。そのため、従来の脱水機におけるバランサ装置は、各層間の水密性を確保してアンバランス補正力を維持し、バランサ装置の信頼性を高めるために、製造時の精度に充分配慮し、さらに製造後の検査が必要であるといった課題があった。

前記従来の課題を解決するために、本発明の脱水機は、開口部を有する有底円筒状に形成され、前記開口部に円環形状に形成されたバランサ装置が配設された、衣類等の洗濯物を収容する回転槽と、前記回転槽を回転可能に内包する外槽と、前記外槽に配設され前記
回転槽を回転駆動する駆動部と、前記外槽を防振支持する防振装置とを備え、前記バランサ装置は、中空円環形状に形成された外郭と、前記外郭内に配設された内部リブと、前記外郭内に封入された流体とを有し、前記内部リブは前記外郭内を前記回転槽の半径方向に複数の層に分割する分割壁部を有し、前記内部リブは前記外郭とは別体で構成され、前記外郭は金属材料から成り、前記内部リブは樹脂材料から成る脱水機である。

本発明の脱水機は、多層構造のバランサ装置を有しながらも、バランサ装置の各層間の水密性を維持しつつ、脱水振動を抑制することができる。また、圧環強度を低下させることなくバランサ装置の薄型化を図れるため、回転槽の開口部を大きくすることができ、回転槽への洗濯物の出し入れの利便性を向上させることができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の縦断面図本発明の実施の形態１における洗濯機のバランサ装置の縦断面図であり、（ａ）は回転槽回転停止時のバランサ装置の縦断面図、（ｂ）は回転槽低速回転時のバランサ装置の縦断面図、（ｃ）は回転槽高速回転時のバランサ装置の縦断面図本発明の実施の形態２における洗濯機のバランサ装置の縦断面図であり、（ａ）は回転槽回転停止時のバランサ装置の縦断面図、（ｂ）は回転槽低速回転時のバランサ装置の縦断面図、（ｃ）はアンバランス量が小さく、かつ回転槽高速回転時のバランサ装置の縦断面図、（ｄ）はアンバランス量が大きく、かつ回転槽高速回転時の縦断面図従来の全自動洗濯機の洗濯兼脱水槽の縦断面図

第１の発明は、開口部を有する有底円筒状に形成され、前記開口部に円環形状に形成されたバランサ装置が配設された、衣類等の洗濯物を収容する回転槽と、前記回転槽を回転可能に内包する外槽と、前記外槽に配設され前記回転槽を回転駆動する駆動部と、前記外槽を防振支持する防振装置とを備え、前記バランサ装置は、中空円環形状に形成された外郭と、前記外郭内に配設された内部リブと、前記外郭内に封入された流体とを有し、前記内部リブは前記外郭内を前記回転槽の半径方向に複数の層に分割する分割壁部を有し、前記内部リブは前記外郭とは別体で構成され、前記外郭は金属材料から成り、前記内部リブは樹脂材料から成る脱水機である。

バランサ装置の薄型化を実現するために、バランサ装置を上下方向に伸長する必要が生じる。本発明の脱水機は、上記構成によって、外郭と内部リブとの肉厚を同一とする必要
がない。したがって、圧環強度確保のために外郭肉厚を維持しつつ、内部リブ肉厚を薄肉化することが可能となる。そして、内部リブを薄肉化した分、多層構成の各層の中空閉管路の幅を広く確保できるため、圧環強度を維持しつつ、バランサ装置に充填可能な流体量を大きくすることができる。これによって、アンバランス補正力の向上を図ることができる。

また、バランサ装置が従来のような樹脂を用いた一体化構成の場合、複数の中空閉管路を形成するために、外郭の金型のコア側に複数の凸部を設ける必要であった。本発明の脱水機は、外郭と内部リブとを別体で構成している。この構成によって、外郭の金型のコア側を一つの幅広の凸部で形成できるため、抜き勾配を考慮しても、金型強度を確保しながら、バランサ装置の外郭をさらに上下方向に伸長できる。これによって、バランサ装置に充填可能な流体量を大きくすることができ、アンバランス補正力の向上を図ることができる。
さらに、外郭は金属材料から成り、内部リブは樹脂材料から成ることによって、内部リブの成形性を維持しつつ、外郭の剛性を向上させ薄肉化を図ることができる。
また、外郭を薄肉化した分、外郭の外層側外周壁面の半径を大きくすることができる。これによって、バランサ装置の小型化を図りながら、アンバランス補正力を向上させることができる。あるいは、外郭を薄肉化した分、外郭の内周壁面の半径を大きくすることができる。これによって、回転槽の開口部を大きくすることができ、回転槽への洗濯物の出し入れの利便性を向上させることができる。
また、外郭を樹脂と比べて比重の大きい金属材料で構成することにより、振動の抑制効果が向上する。これにより、その重量分をバランサ装置の流体の量削減かつ内容積削減に振り替えることで、さらなる小型化かつ薄型化が可能になる。
さらに、バランサ装置の外郭を金属材料で形成することによって、固着した汚れも比較的掃除しやすく、また、金属材料自体が清潔感を使用者に喚起させるものであるため、清潔な状態が維持されやすい。

これらの理由により、本発明の脱水機のバランサ装置は、アンバランス補正力を低減することなく、薄型化を実現できる。したがって、本発明の脱水機は、多層構造のバランサ装置を有しながらも、バランサ装置の各層間の水密性を維持しつつ、脱水振動を抑制することができる。また、圧環強度を低下させることなくバランサ装置の薄型化を図れるため、回転槽の開口部を大きくすることができ、回転槽への洗濯物の出し入れの利便性を向上させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記内部リブは、前記分割壁部の下端と連続する底面部と、前記底面部の内周側から上方に伸びる内層内周側壁部とを有するものである。

この構成によって、内部リブの底面部と外郭の底面、また、内部リブの内層内周側壁部と外郭の内周壁面とを、それぞれ面で対向させることができる。これによって、内層内周側壁部と外郭の隙間に流入しうる流体量を低減させることができる。よって、多層構成の各層内の流体充填量を一定に保つことができ、アンバランス補正力が維持でき、バランサ装置の信頼性が確保できる。

さらに、内層内周側壁部を設けたことにより、流体の液面が遠心力によって傾斜し始める回転槽低速回転時において、早期に内周側と外周側との流体同士の連通を切断できる。これによって、バランサ装置の底面を伝い内層側から外層側へ流体が移動することを抑制できる。したがって、脱水運転時においても多層構成の各層内の流体充填量を一定に保つことができ、アンバランス補正力が維持でき、バランサ装置の信頼性が確保できる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記内部リブは、前記分割壁部の上端部に、前記回転槽の半径方向内向きに伸びる内層天面側壁部を有するものである。

この構成によって、内部リブの内層天面側壁部を外郭天面と面で対向させることができる。これによって、内層天面側壁部と外郭の隙間に流入しうる流体量を低減し、回転槽高速回転時において、遠心力によって内部リブの分割壁部に張り付いた流体が、バランサ装置の内層側から外層側に移動することを抑制できる。したがって、脱水運転時においても多層構成の各層内の流体充填量を一定に保つことができ、アンバランス補正力が維持でき、バランサ装置の信頼性が確保できる。

第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記分割壁部と前記外郭の天面との間の水密性が確保され、前記分割壁部の上端部に、前記回転槽の半径方向内側に伸び、前記複数の層間を連通させる管状突起部を有するものである。

この構成によって、内部リブの分割壁部と外郭の天面側との間の水密性が確保され、回転槽高速回転時に、分割壁部の上方において、内層側から外層側へ流体が移動することを防止できる。加えて、複数の層間を連通させる管状突起部を有することによって、回転槽回転停止時には、複数の層間で空気を連通させることができる。これによって、各層内の液面が平滑化され、バランサ装置の信頼性の向上が図れる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記回転槽は、金属材料で構成されたものである。この構成によって、バランサ装置を含む回転槽全体が金属部品で構成されることとなり、使用者は回転槽を掃除しやすくなる。それに伴い、美観が向上し、使用者の満足度が向上する。

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。また、複数の実施の形態に記載された内容において、可能な範囲で組み合わされることは問題ない。

（実施の形態１）
本発明の脱水機について、回転槽を高速回転させて衣類の脱水を行う洗濯機を例示して説明する。図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の縦断面図である。

図１に示されるように、洗濯機本体３１は、内部に洗濯水をためる外槽３３と、洗濯物である衣類を収容する回転槽３４とを有している。外槽３３は、洗濯機本体３１から防振装置である４本のサスペンション装置３２（図示は１本）によって吊り下げられている。

サスペンション装置３２は、ダンパ部３２ａとバネ部３２ｂと棒材３２ｃで構成されている。ダンパ部３２ａとバネ部３２ｂと棒材３２ｃの下端部とが連結一体化され、外装体３２ｄ内に収納されている。棒材３２ｃは、外装体３２ｄの上部を突き抜けて上方に延設
され、その上端部において洗濯機本体３１と連結されている。外装体３２ｄは、外槽３３の下部に連結されている。バネ部３２ｂは、棒材３２ｃの変位に対し引っ張りバネとして構成されている。

また、外槽３３には、側面外側に垂直方向の複数本のリブ（図示せず）が設けられている。これによって、外槽３３の剛性を向上させ、水平方向のたわみを抑制している。

回転槽３４は、上部に開口部４３を有し、有底円筒形状に金属材料のステンレス材で形成されている。回転槽３４は、脱水槽と洗濯槽とを兼ねるものである。回転槽３４は、外槽３３内に回転自在に配設され、内底部に撹拌翼３５が設けられている。モータ３６が、外槽３３の底面外側に設けられている。モータ３６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。モータ３６は、減速機構３７を介して、撹拌翼３５および回転槽３４を、略鉛直な回転軸まわりに回転駆動させる駆動部である。

洗濯水供給部３８は、回転槽３４内に水道水を給水する。水位検知部３９は、外槽３３内の洗濯水の水位を検知する。排水部４０は、外槽３３内の洗濯水を排水する。

制御装置４１が、洗濯機本体３１の背面に設けられている。操作表示部４２が、洗濯機本体３１の上面に設けられている。制御装置４１は、使用者によって操作表示部４２から入力された設定内容に基づいて、モータ３６、洗濯水供給部３８、排水部４０などを制御して、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次実行する。

回転槽３４は、脱水工程において、濡れた衣類が収容された状態で高速回転される。衣類は回転槽３４内に不均一に偏在した状態で収容されている。したがって、回転槽３４が高速で回転されると、アンバランス状態となって、振動が発生する。この衣類のアンバランス状態を打ち消すためのバランサ装置４４が、回転槽３４の上部の開口部４３に配設されている。バランサ装置４４は、全体として円環形状に形成されている。バランサ装置４４の内周部の径によって開口部４３の開口径がほぼ規定されている。

バランサ装置４４について、図を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１における洗濯機のバランサ装置４４の縦断面図であり、図２（ａ）は回転槽３４回転停止時のバランサ装置４４の縦断面図、図２（ｂ）は回転槽３４低速回転時のバランサ装置４４の縦断面図、図２（ｃ）は回転槽３４高速回転時のバランサ装置４４の縦断面図である。

図２に示されるように、バランサ装置４４は、中空円環形状に形成された外郭５１と、バランサ装置４４すなわち外郭５１内を半径方向に複数の層（本実施の形態においては２層）に分割する円環状の内部リブ５２と、外郭５１および内部リブ５２によって形成される第１槽５４（内層）および第２槽５５（外層）と、内側の第１槽５４内および外側の第２槽５５内にそれぞれ封入された流体５３にて構成されている。バランサ装置４４の多層構成を成す第１槽５４（内層）および第２槽５５（外層）は、ともに中空円環形状に形成されている。そして、縦断面形状は、ともに実質的に四角形である。

外郭５１は内部リブ５２とは別体で構成されている。外郭５１は金属材料で形成されている。内部リブ５２は樹脂材料で成形されている。すなわち、外郭５１と内部リブ５２は異なる材料で形成されている。

全体形状として円環状に形成された内部リブ５２は、バランサ装置４４を多層（本実施の形態においては２層）に分割する分割壁部５２ａと、分割壁部５２ａの下端部から内周側および外周側の双方向に延設された底面部５２ｂと、底面部５２ｂの内周側から上方に
伸びる内層内周側壁部５２ｃと、分割壁部５２ａの上端部から回転槽３４の半径方向内向きに伸びる内層天面側壁部５２ｄとを有している。

分割壁部５２ａ、底面部５２ｂ、内層内周側壁部５２ｃおよび内層天面側壁部５２ｄは、いずれも、円環状に形成された内部リブ５２の全周に亘って設けられている。

内部リブ５２は、底面部５２ｂを外郭５１の底面Ｂに近接させ、内層内周側壁部５２ｃを外郭５１の内周壁面ＩＷに近接させ、内層天面側壁部５２ｄを外郭５１の天面Ｔおよび内周壁面ＩＷに近接させて、外郭５１内に配設されている。なお、内部リブ５２は、外郭５１に近接した状態で隙間を有して配設されているが、内部リブ５２または外郭５１に設けられた図示されない小さな突起などにより、がたつきが発生したり移動したりしないように係止されている。

なお、外郭５１には、バランサ装置４４内部に封入される流体５３に対して耐食性を有する、ステンレス等が使用されることが望ましい。外郭５１をステンレス等の金属材料で構成することにより、腐食防止効果に加えて、樹脂材料に比べて薄く構成することが可能である。

また、内部リブ５２には、流体５３の周方向への移動を制限し、バランサ装置４４の不安定振動を抑制し、アンバランス補正力を向上させる流体移動防止リブが設けられていてもよい。

さらに、バランサ装置４４は回転槽３４の開口部４３にだけ設置されてもよいし、回転槽３４の開口部４３と底部外側の両方に設置されていてもよい。

また、流体５３は一般に塩化カルシウム水溶液が用いられるが、外郭５１等に錆を発生させづらく、比重が水より高いものが望ましい。加えて、流体５３の充填量は内層内周側壁部５２ｃ以上の高さとなるような液量であることが望ましい。

以上のように構成された洗濯機について、以下その動作および作用を説明する。

まず、使用者は、回転槽３４内に衣類と洗剤を投入する。その後、使用者は、操作表示部４２を操作して洗濯運転コースを設定し、洗濯運転を開始する。これによって、制御装置４１は、洗い工程を開始する。制御装置４１は、洗濯水供給部３８を動作させ、回転槽３４内および外槽３３内に洗濯水を供給する。水位検知部３９によって外槽３３内に規定量の洗濯水が供給されたことが検知されると、制御装置４１は、洗濯水供給部３８を制御して給水を停止する。

次に、制御装置４１は、モータ３６および減速機構３７を制御し、撹拌翼３５を回転させる。これによって、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。制御装置４１は、撹拌翼３５を例えば１３０ｒ／ｍｉｎ程度の低速で回転させ、洗濯液中で衣類を撹拌する揉み洗いを規定時間行う。洗い工程が終了すると、制御装置４１は、排水部４０を動作させる。これによって、衣類から落とされた汚れが溶かし込まれた洗濯液は、外槽３３の外に排出される。洗濯液の排出が終了すると、制御装置４１は、回転槽３４を高速で回転させて中間脱水を行う。その後、制御装置４１は、洗い工程と同様にすすぎ工程を実行し、さらにその後、脱水工程を実行する。

制御装置４１は、上記中間脱水および脱水工程において、モータ３６および減速機構３７を制御し、回転槽３４を例えば約９００ｒ／ｍｉｎの高速で回転させる。このとき、回転槽３４の回転に対して衣類のアンバランスが生じた場合、アンバランスによる遠心力に
よって、回転槽３４および外槽３３は大きく振れ回ろうとする。そこで、このアンバランスに対して、回転槽３４に配設されたバランサ装置４４によるアンバランス補正効果が発揮される。具体的には、バランサ装置４４の第１槽５４および第２槽５５の内部に封入された流体５３が、回転中にアンバランス状態を検知すると、アンバランスに対向する位置に流動し、アンバランス状態を解消する。このようにして、回転槽３４を含む外槽３３全体の振動が抑制される。

本実施の形態における洗濯機のバランサ装置４４の作用効果について、説明する。

本実施の形態の洗濯機においては、図２（ａ）に示されたように、バランサ装置４４は、外郭５１と内部リブ５２とが別体で構成されている。この構成によって、バランサ装置４４を、一体成型でなく、複数部品に分けて製作できる。これによって、従来に比べ、バランサ装置４４の各壁面形状を簡素化することができる。したがって、バランサ装置４４の内部構造の薄肉化が図れ、バランサ装置４４内に充填可能な流体量を増やすことができる。これによって、バランサ装置４４のアンバランス補正力を向上させることができる。

また、バランサ装置４４に内部リブ５２を備えたにより、バランサ装置４４の流体封入部の多層構造を実現できる。これによって、バランサ装置４４のアンバランス補正力を向上させることができる。

さらに、バランサ装置を多層構造として、かつ薄型化を図ろうとすると、従来と同等の補正力を確保するには、バランサ装置を上下方向に伸長する必要が生じる。本実施の形態の洗濯機におけるバランサ装置４４は、内部リブ５２を外郭５１と別体で構成することにより、バランサ装置４４を上下方向に伸長する際に、樹脂成形によって形成される内部リブ５２の各部の肉厚を従来に比べ薄くすることが可能である。また、外郭５１を樹脂材料ではなく、金属材料で構成することによって、従来に比べ薄肉化することができる。したがって、バランサ装置４４の多層構造の各層へ充填可能な流体量を増加させることができる。これらによって、バランサ装置４４のアンバランス補正力を向上させながら、バランサ装置４４の薄型化を実現できる。

次に、内部リブ５２の作用および効果について詳しく説明する。まず、回転槽３４低速回転時における内部リブ５２の作用および効果について、図２（ｂ）を用いて説明する。

図２（ｂ）に示されるように、内部リブ５２には、バランサ装置４４を多層に分割する分割壁部５２ａに連続させて底面部５２ｂと内層内周側壁部５２ｃが設けられている。底面部５２ｂと内層内周側壁部５２ｃは、それぞれ外郭５１の底面Ｂおよび内周壁面ＩＷと面で対向させて近接配置されている。この構成によって、内層内周側壁部５２ｃと外郭５１の隙間に流入しうる流体５３の流体量を低減させることができる。

また、内層内周側壁部５２ｃは、円環状の全周に亘って底面部５２ｂと連続形成され、かつ、外郭５１の内周壁面ＩＷと面で対向させて近接配置されている。これによって、流体５３の液面が遠心力によって傾斜し始める回転槽３４低速回転時において、バランサ装置４４の外郭５１の底面Ｂを伝い内層側の第１槽５４から外層側の第２槽５５へと流体５３が移動することを抑制できる。これによって、回転槽３４の回転開始早期に内周側と外周側との流体同士の連通を切断でき、特に、内層側の第１槽５４におけるアンバランス補正力を確実に維持させることができる。そして、多層構成によって得られる高いアンバランス補正力を確実に維持させることができる。

次に、回転槽３４高速回転時における内部リブ５２の作用および効果について、図２（ｃ）を用いて説明する。

図２（ｃ）に示されるように、内部リブ５２には、バランサ装置４４を多層に分割する分割壁部５２ａの上端部に連続させて内層天面側壁部５２ｄが設けられている。内層天面側壁部５２ｄは、外郭５１の天面Ｔと面で対向させて近接配置されている。この構成によって、分割壁部５２ａと外郭５１の隙間に流入しうる流体量を低減させることができる。

また、回転槽３４高速回転時において、遠心力によって分割壁部５２ａに張り付いた流体５３が、バランサ装置４４の内層側の第１槽５４から外層側の第２槽５５へと移動することを抑制できる。これによって、特に、内層側の第１槽５４におけるアンバランス補正力を確実に維持させることができる。そして、多層構成によって得られる高いアンバランス補正力を確実に維持させることができる。

また、回転槽３４内に大きなアンバランスが発生した場合、回転槽３４の振幅は大きくなり、バランサ装置４４内部での流体５３の偏りも大きくなる。アンバランスの逆側では各層の内周壁面を埋めるように流体５３が偏ってしまう。しかし、本実施の形態の洗濯機におけるバランサ装置４４は、内層天面側壁部５２ｄが外郭５１の内周壁面ＩＷに近接するまで延伸させてある。この構成によって、回転槽３４内のアンバランスが大きく、かつ、回転槽３４が高速回転している時においても、内層から外層への流体５３の移動量を抑制できる。

次に、回転槽３４の高速回転終了後の回転停止時における内部リブ５２の作用および効果について、図２（ａ）を用いて説明する。

図２（ａ）に示されるように、内層天面側壁部５２ｄと外郭５１の天面Ｔおよび内周壁面ＩＷとの間には隙間が存在する。また、底面部５２ｂと外郭５１の底面Ｂとの間にも隙間が存在する。これによって、回転槽３４の高速回転終了後の回転停止時には、内層（第１槽５４）と外層（第２槽５５）で空気の移動が生じ、内層と外層の圧力は同一になる。そして、回転槽３４の高速回転中に内層から外層に移動してしまった流体５３を、底面部５２ｂと外郭５１の底面Ｂとの間の隙間を通じて内層に戻すことができる。

さらに、底面部５２ｂと外郭５１の底面Ｂとの間、および内層内周側壁部５２ｃと外郭５１の内周壁面ＩＷとの間には、それぞれ隙間が存在する。そして、回転槽３４回転停止時における流体５３の液面の高さが内層内周側壁部５２ｃ以上の高さとなるように、流体５３の封入量は調整されている。これらの構成によって、回転槽３４回転停止時に、内層側と外層側との間で流体５３の移動が生じ、流体５３の液面が平滑化される。これによって、各層の流体充填量をアンバランス補正前の状態に戻し、一定に保つことができる。これによって、バランサ装置４４は、多層構成でありながら、常に安定した高いアンバランス補正力を保持し、脱水動作毎に発揮することができる。

これらの理由により、本実施の形態の洗濯機におけるバランサ装置４４は、回転槽３４がどのような回転数域で回転されていた場合においても、アンバランス補正力を維持でき、信頼性を確保できる。

また、本実施の形態における洗濯機のバランサ装置４４は、外郭５１と内部リブ５２とを別体で構成したことによって、外郭５１と内部リブ５２とを互いに異なる材料を用いて構成することができる。具体的には、外郭５１はステンレス等の金属材料で、内部リブ５２は樹脂材料で構成されている。これによって、外郭５１と内部リブ５２とを同一の肉厚で構成する必要がなくなり、内部リブ５２は従来同等の成型性を維持しながら薄型化することができる。

また、外郭５１は薄型化を図ることができるとともに、剛性を向上させることができる。また、外郭５１を金属材料で構成しているため、バランサ装置４４自体の圧環強度を向上させることができる。これに伴って、バランサ装置４４と固定され、一体化されている回転槽３４の開口部４３の圧環強度も向上させることができる。

さらに、外郭５１を金属材料で構成して薄肉化したことにより、外郭５１の外径もしくは内径を大きくすることができる。外郭５１の外径を大きくすると外郭５１の外層側外周壁面の半径が大きくなり、流体５３をより外側に位置させることができ、流体５３に作用する遠心力が大きくなり、アンバランス補正力を向上させることができる。一方、外郭５１の内径を大きくすると、上記のアンバランス補正力向上効果に加えて、回転槽３４上部の開口部４３の開口径を大きくすることができ、衣類の出し入れを行いやすくすることができる。

さらに、外郭５１を金属材料で構成して薄肉化したことにより、バランサ装置４４の外郭５１を従来どおりの大きさの外形とするのであれば、バランサ装置４４内部に封入できる流体５３の量を増加させることができる。これによって、アンバランス補正力を向上させることもできる。あるいは、アンバランス補正力を同じで良しとするならば、バランサ装置４４の小型化、あるいは回転槽３４の開口部４３のさらなる大口径化が可能となる。

また、バランサ装置４４の重量も振動抑制に効果的である。このため、外郭５１が樹脂と比べて比重の大きい金属材料で構成されると重量が増加し、その分、振動の抑制効果が向上する。これにより、その重量分をバランサ装置４４の流体５３の量削減かつ内容積削減に振り替えることで、さらなる小型化かつ薄型化が可能になる。

これらの理由により、バランサ装置４４のアンバランス補正力を向上させながら、より薄型化を図ることができる。また、バランサ装置４４の内径を大きく構成した場合は、回転槽３４に対する衣類の出し入れ性を向上させることができる。

また、回転槽３４をステンレスなどの金属材料で構成すれば、バランサ装置４４を含む回転槽３４全体が金属部品で構成されることとなり、使用者は回転槽３４を掃除しやすくなる。それに伴い、美観および清潔感が向上し、使用者の満足度が向上する。さらに、洗濯機のデザイン性も向上させることができる。

なお、バランサ装置４４および回転槽３４に用いる金属材料は、ステンレスに限られない。耐食性が高いものが望ましく、チタン合金なども有用である。

以上に説明されたように、本実施の形態におけるバランサ装置４４は、アンバランス補正力の向上を図りながら、薄型化を図れる。そして、回転槽３４回転時において内層側から外層側への流体５３の移動を防止でき、回転槽３４回転停止時には各層の液面の平滑化を図ることができ、多層構成でありながら、常に安定した高いアンバランス補正力を保持し、脱水動作毎に発揮することができる。

したがって、このようなバランサ装置４４を備えた本実施の形態における洗濯機は、多層構造のバランサ装置を有しながらも、脱水動作時に、バランサ装置の各層間の水密性を維持しつつ、脱水振動を抑制することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における洗濯機について、図を用いて説明する。洗濯機の基本的な構成は、図１を用いて説明された本発明の実施の形態１における洗濯機と同じであり、詳細な説明を省略する。

以下、上記実施の形態１の洗濯機とは構成が異なる、バランサ装置４４について、図を用いて説明する。図３は本発明の実施の形態２における洗濯機のバランサ装置４４の縦断面図である。図３（ａ）は回転槽３４回転停止時の状態、図３（ｂ）は回転槽３４低速回転時の状態、図３（ｃ）はアンバランス量が小さく、かつ回転槽３４高速回転時の状態、図３（ｄ）はアンバランス量が大きく、かつ回転槽３４高速回転時で流体５３が偏った状態がそれぞれ示されたバランサ装置４４の縦断面図である。

図３に示されるように、本実施の形態におけるバランサ装置４４は、中空円環形状に形成された外郭５１と、バランサ装置４４すなわち外郭５１内を半径方向に複数の層（本実施の形態においては２層）に分割する円環状の内部リブ５２と、外郭５１および内部リブ５２によって形成される第１槽５４（内層）および第２槽５５（外層）と、内側の第１槽５４内および外側の第２槽５５内にそれぞれ封入された流体５３にて構成されている。バランサ装置４４の多層構成を成す第１槽５４（内層）および第２槽５５（外層）は、ともに中空円環形状に形成されている。そして、縦断面形状は、ともに実質的に四角形である。

全体形状として円環状に形成された内部リブ５２は、バランサ装置４４を多層（本実施の形態においては２層）に分割する分割壁部５２ａと、分割壁部５２ａ下端部から内周側および外周側の双方向に延設された底面部５２ｂと、底面部５２ｂの内周側から上方に伸びる内層内周側壁部５２ｃと、分割壁部５２ａの上端部から回転槽３４の半径方向内側に伸び、内層と外層とを連通させる管状突起部５２ｅとを有している。

内部リブ５２は、底面部５２ｂを外郭５１の底面Ｂに近接させ、内層内周側壁部５２ｃを外郭５１の内周壁面ＩＷに近接させ、管状突起部５２ｅの内周側端部を内周壁面ＩＷに近接させて、外郭５１内に配設されている。なお、内部リブ５２は、外郭５１に近接した状態で隙間を有して配設されているが、内部リブ５２または外郭５１に設けられた図示されない小さな突起などにより、がたつきが発生したり移動したりしないように係止されている。

さらに、分割壁部５２ａの上端と外郭５１の天面Ｔとの隙間には、ゴムパッキン等のシール部材５６が挿入されている。シール部材５６によって、バランサ装置４４の上部においては内層と外層間の水密性が確保されている。なお、シール部材５６に替えて、接着剤による接着によって、水密性が確保されてもよい。

管状突起部５２ｅは、例えば円筒形状に形成されており、中央部にバランサ装置４４の内層と外層とを連通させる連通孔５２ｆを備えている。管状突起部５２ｅは、アンバランスがどの方向に発生しても対応可能なように、分割壁部５２ａの内周円上に複数で等間隔に配設されることが望ましい。

また、内部リブ５２には、流体５３の周方向への移動を制限し、アンバランス補正力を
向上させる流体移動防止リブが設けられていてもよい。

また、流体５３は塩化カルシウム水溶液が一般に用いられるが、外郭５１等に錆を発生させづらく、比重が水より高い流体が望ましい。加えて、流体５３の充填量は、内層内周側壁部５２ｃ以上の高さとなるような液量であることが望ましい。

従来の脱水機においては、前述されたように、バランサ装置４４は、工法上やアンバランス補正力維持の面から、一体成型のままでは薄型化を図れないという課題があった。そこで、前記従来の課題の解決のために、バランサ装置４４の外郭５１と内部リブ５２を別体で構成したものが、上記実施の形態１における洗濯機である。しかしながら、上記実施の形態１における洗濯機のバランサ装置４４は、バランサ装置４４内の上部における各層間の水密性が確保されていない。したがって、アンバランス量が大きく、かつ回転槽３４高速回転時において、遠心力によって内層側から外層側へ流体５３の移動が生じ、アンバランス補正力が維持できないおそれがあった。

本実施の形態の洗濯機においては、図３（ａ）に示されたように、バランサ装置４４は、実施の形態１と同様に、金属材料によって形成された外郭５１と、樹脂材料を用いた成形された内部リブ５２により別体構成されている。さらに、本実施の形態におけるバランサ装置４４の内部リブ５２は、分割壁部５２ａと外郭５１の天面Ｔとの間の水密性が確保され、分割壁部５２ａの上端部には回転槽３４の半径方向内側に伸び、内層と外層を連通させる管状突起部５２ｅを有している。

次に、以上のように構成された内部リブ５２の作用および効果について詳しく説明する。まず、回転槽３４回転停止時における内部リブ５２の作用および効果について、図３（ａ）を用いて説明する。

図３（ａ）に示されるように、バランサ装置４４内の上部に、連通孔５２ｆを有する管状突起部５２ｅが配設されることによって、実施の形態１と同様に、回転槽３４回転停止時に内層側と外層側で空気が連通する。これにより、回転槽３４高速回転中に内層から外層に移動してしまった流体５３を、回転槽３４回転停止時に、内部リブ５２の底面部５２ｂと外郭５１の底面Ｂとの間の隙間を通じて内層に戻すことができる。

さらに、底面部５２ｂと外郭５１の底面Ｂとの間、および内層内周側壁部５２ｃと外郭５１の内周壁面ＩＷとの間には、それぞれ隙間が存在する。そして、回転槽３４回転停止時における流体５３の液面の高さが内層内周側壁部５２ｃ以上の高さとなるように、流体５３の封入量は調整されている。これらの構成によって、回転槽３４回転停止時に、内層側と外層側との間で流体５３の移動が生じ、各層内の流体５３の液面が平滑化される。これによって、次回の脱水運転開始時には各層の流体充填量が一定となり、バランサ装置４４は、多層構成でありながら、常に安定した高いアンバランス補正力が維持され、信頼性が向上する。

次に、回転槽３４低速回転時における内部リブ５２の作用および効果について、図３（ｂ）を用いて説明する。

図３（ｂ）に示されるように、実施の形態１と同様に、内部リブ５２には、バランサ装
置４４を多層に分割する分割壁部５２ａと、分割壁部５２ａに連続させて底面部５２ｂと内層内周側壁部５２ｃとが設けられている。底面部５２ｂと内層内周側壁部５２ｃは、それぞれ外郭５１の底面Ｂおよび内周壁面ＩＷと面で対向させて近接配置されている。この構成によって、内層内周側壁部５２ｃと外郭５１の隙間に流入しうる流体５３の流体量を低減させることができる。

また、内層内周側壁部５２ｃは、円環状の全周に亘って底面部５２ｂと連続形成され、かつ、外郭５１の内周壁面ＩＷと面で対向させて近接配置されている。この構成によって、流体５３の液面が遠心力によって傾斜し始める回転槽３４低速回転時に、外郭５１の底面Ｂを伝って内層側から外層側へ流体５３が移動することを抑制できる。これによって、回転槽３４の回転開始早期に内周側と外周側との流体５３同士の連通を切断でき、特に、内層側の第１槽５４におけるアンバランス補正力を確実に維持させることができる。そして、多層構成によって得られる高いアンバランス補正力が維持され、バランサ装置４４の信頼性が向上する。

次に、アンバランス量が小さく、かつ回転槽３４高速回転時における内部リブ５２の作用および効果について、図３（ｃ）を用いて説明する。

図３（ｃ）に示されるように、分割壁部５２ａ上端と外郭５１の天面Ｔとの隙間にはシール部材５６が挿入され、水密に構成されている。また、管状突起部５２ｅの内周側端部が外郭５１の内周壁面ＩＷに近接させて配置されている。この構成によって、回転槽３４高速回転時に、分割壁部５２ａ上方における流体５３の内層から外層への移動を防止することができる。

なお、分割壁部５２ａの上方を水密構成とすることによって、実施の形態１における内層天面側壁部５２ｄを用いた場合より、流体移動防止機能を向上させつつ、内層側の内容積を大きくすることができる。これによって、内層側の第１槽５４の流体充填量を増やすことができる。同様に、分割壁部５２ａの上方を水密構成とすることによって、内層天面側壁部５２ｄと異なり、管状突起部５２ｅは内層周方向の一部に配設されればよい。これによって、内部リブ５２を小さな構造で実現できる。したがって、内部リブ５２の成形性も良好になり、コストを削減することができる。同時に、内層側のアンバランス補正力の向上が図れる。

また、連通孔５２ｆを備えた管状突起部５２ｅとすることで、分割壁部５２ａの上方における内層と外層との間を、水密に構成し、かつ、空気的には連通させることを実現できる。

次に、アンバランス量が大きく、かつ回転槽３４高速回転時における内部リブ５２の作用および効果について、図３（ｄ）を用いて説明する。

実施の形態１で述べたように、アンバランス量が大きくなるにしたがって、回転槽３４の高速回転時の振幅が大きくなる。そして、図３（ｄ）に示されるように、回転槽３４高速回転時には、アンバランスの逆側では各層の内周壁面を埋めるように流体５３が偏ってしまう。実施の形態１のような内層天面側壁部５２ｄによる構成の場合、内層内の流体５３が内層天面側壁部５２ｄの上端面を乗り越えて、外層側に移動することは避けられない。

本実施の形態におけるバランサ装置４４は、分割壁部５２ａ上方を水密構成とし、内層の一部に管状突起部５２ｅを配設することによって、回転槽３４高速回転時に内部リブ５２の上方において流体５３が移動しうる経路を小さくできる。この構成によって、内層側
から外層側への流体５３の移動をほぼ完全に防止することができる。

さらに、管状突起部５２ｅは内層の一部にのみ設けられ、かつ、管状突起部５２ｅの内周側端部を外郭５１の内周壁面ＩＷと近接させて配置されている。この構成によって、アンバランス量が大きく、内層においてアンバランスの逆側で流体５３の偏りが大きくなった状態においても、管状突起部５２ｅの内部に移動しうる流体５３の流体量を抑制できる。加えて、アンバランス量が大きい場合、外層におけるアンバランスの逆側の流体５３の偏りも大きく、アンバランスの逆側の外層側内周面にも流体５３が集約する。これによって、管状突起部５２ｅの連通孔５２ｆは外層側の流体５３によって封止され、内層側から外層側に移動する流体５３の流体量をさらに抑制できる。

なお、上記実施の形態１において説明されたその他の効果も、本実施の形態の洗濯機においても同様に得られるものであるが、説明を省略する。

なお、管状突起部５２ｅに替えて、実施の形態１における内層天面側壁部５２ｄと同様の壁部を設け、その壁部に連通孔５２ｆを設けてもよい。このような構成の場合、内層天面側壁部５２ｄと同様の壁部の上面にもシール部材を配置することができる。これによって、バランサ装置４４の上部における内層と外層間の水密性をより強化することができる。

以上に説明されたように、本実施の形態におけるバランサ装置４４は、実施の形態１と同様に、多層構成でありながら、常に安定した高いアンバランス補正力を保持できるとともに、薄型化を図ることができる。さらに、本実施の形態におけるバランサ装置４４は、分割壁部５２ａの上方を水密構成とするとともに連通孔５２ｆを備えた管状突起部５２ｅを配設することによって、流体５３の液面の平滑化を維持しながらも、内層と外層の間の流体移動量を低減し、アンバランス補正力を向上させることができ、バランサ装置４４の信頼性を向上させることができる。

以上のように、本発明にかかる脱水機は、多層構造のバランサ装置を有しながらも、バランサ装置の各層間の水密性を維持しつつ、脱水振動を抑制することができるので、脱水機のみならず、同様の脱水機能を備えた洗濯機や洗濯乾燥機等にも適用できる。また、回転槽が縦方向に配置されたものに限らず、回転槽が斜めや水平に配置された脱水機、洗濯機および洗濯乾燥機等にも適用できる。

３１洗濯機本体
３２サスペンション装置（防振装置）
３３外槽
３４回転槽
３５撹拌翼
３６モータ（駆動部）
３７減速機構
３８洗濯水供給部
３９水位検知部
４０排水部
４１制御装置
４２操作表示部
４３開口部
４４バランサ装置
５１外郭
５２内部リブ
５２ａ分割壁部
５２ｂ底面部
５２ｃ内層内周側壁部
５２ｄ内層天面側壁部
５２ｅ管状突起部
５２ｆ連通孔
５３流体
５４第１槽（内層）
５５第２槽（外層）
５６シール部材
Ｔ天面
Ｂ底面
ＩＷ内周壁面

Claims

開口部を有する有底円筒状に形成され、前記開口部に円環形状に形成されたバランサ装置が配設された、衣類等の洗濯物を収容する回転槽と、前記回転槽を回転可能に内包する外槽と、前記外槽に配設され前記回転槽を回転駆動する駆動部と、前記外槽を防振支持する防振装置とを備え、前記バランサ装置は、中空円環形状に形成された外郭と、前記外郭内に配設された内部リブと、前記外郭内に封入された流体とを有し、前記内部リブは前記外郭内を前記回転槽の半径方向に複数の層に分割する分割壁部を有し、前記内部リブは前記外郭とは別体で構成され、前記外郭は金属材料から成り、前記内部リブは樹脂材料から成る脱水機。
前記内部リブは、前記分割壁部の下端と連続する底面部と、前記底面部の内周側から上方に伸びる内層内周側壁部とを有する請求項１に記載の脱水機。
前記内部リブは、前記分割壁部の上端部に、前記回転槽の半径方向内向きに伸びる内層天面側壁部を有する請求項１または２に記載の脱水機。
前記分割壁部と前記外郭の天面との間の水密性が確保され、前記分割壁部の上端部に、前記回転槽の半径方向内側に伸び、前記複数の層間を連通させる管状突起部を有する請求項１または２に記載の脱水機。
前記回転槽は、金属材料で構成された請求項１〜４のいずれか１項に記載の脱水機。