JPH0143178B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転槽がアンバランス負荷によつて異
常振動することを防止するようにした遠心回転機
用液体バランサに関する。

遠心回転機例えば従来の脱水兼用洗濯機におい
ては脱水時に回転槽が洗濯物の片寄り分布即ちア
ンバランス負荷によつて異常振動することを防止
するために該回転槽に液体バランサを装着してい
る。この液体バランサは環状ケースに液体を封入
し、アンバランス振動を生じた際には液体がアン
バランス負荷位置とは反対方向に移動してアンバ
ランスを低減させる作用をなす。しかしながらこ
の液体バランサにおいては回転槽が回転し始めて
から振動系固有の６つの共振点（通常は１〜３Hz
程度の範囲内に存在する）を通過する際に環状ケ
ースの回転と液体自体の円周方向回転との間に速
度差即ちづれを生じ、これがために３Hz程度の共
振点付近で液体自体がアンバランス負荷となり回
転槽に大きな捩り振動を誘発することがあつた。
この現象を緩和するために、従来の液体バランサ
においては環状ケース内、即ち環状室内にその内
外径内側面及び天井面との各間に通液間隙を残す
ように抵抗体を内底面に立設する構造にし液体が
環状室内で自由移動することを規制するようにし
ていた。しかしながらこれとて上記のような通液
間隙部分における液体に対しては回転力を与える
ことができず環状ケースと液体との間に速度差を
生じて共振点付近で液体による振動を誘発し易い
ものとなつていた。これを防止するには通液間隙
を小さくし液体の急激な移動に対して大きな抵抗
となるようにすればよいが、そうすると共振点を
過ぎた時点で液体がアンバランス負荷位置とは反
対方向に急激に移動すべき際にも大きな抵抗にな
り、アンバランス吸収効果の立上がり時間が長く
なると云う欠点があつた。

本発明は上記の欠点を除去すべくなされたもの
でありその目的は回転槽の始動初期にバランサ用
の液体と回転槽との間に速度差を生じて大きな振
動を誘発する現象を効果的に防止できると共に共
振点以上でのアンバランス吸収効果の立上がり時
間を短縮できる遠心回転機用液体バランサを提供
するにある。

以下本発明を脱水兼用洗濯機に適用した第一実
施例について第１図乃至第４図を参照しながら説
明する。第１図において、１は外箱、２は外箱１
内に吊棒機構３を介して弾性支持されたタブ、４
はタブ２内に回転自在に設けられ周壁に多数の脱
水孔４ａを有すると共に内底部に撹拌翼５を有す
るプラスチツク製回転槽、６は動力伝達機構７を
介して回転槽４及び撹拌翼５に回転力を選択的に
伝達する洗濯機モータ、８は回転槽４に同心状に
配置された本発明によるバランサである。次にこ
のバランサ８について詳述する。９は内部を環状
室１０としたプラスチツク製の環状ケースで、外
周に一体成形された鍔部９ａを有し、この鍔部９
ａを回転槽４の上端開口部にねじ止めすること等
によつて該回転槽４に同心状に配置されている。
この環状ケース９内にはバランサ用として食塩水
等の液体Ｗが封入されると共に複数個の板状抵抗
体１１が円周方向に互に対向するように一体成形
によつて立設状態に形成してある。この抵抗体１
１は環状室１０内の外側上方に円周方向に連続し
た媒体流通路１０ａを残すように一角に切欠部１
１ａを有し、これ以外の抵抗体１１周囲が環状室
１０の内面に密接または連続して媒体流通路１０
ａ以外の部分の環状室１０内を円周方向に遮蔽し
ている。そして抵抗体１１のうち切欠部１１ａ即
ち媒体流通路１０ａまでの部分（以下これを低壁
部１１ｂと称す）の壁高Ｈを回転槽４の静止時に
おける液体Ｗの液面（液高ｈ）と同等以上の値に
設定している。

次に上記構成の作用について説明する。脱水運
転のために回転槽４が回転開始されると、抵抗体
１１が液体Ｗの液面を超える高さに形成され且つ
媒体流通路１０ａ以外の部分を円周方向に閉鎖状
態にしている結果、液体Ｗはすべてが回転する力
を抵抗体１１から受けて回転槽４、従つて環状ケ
ース９と共に回転し始める。この後回転槽４の回
転上昇につれて液体Ｗは重力の他に遠心力を受け
るため第２図中傾斜線１２で示す液面形状に外方
へ移動し、その移動量は水平面に対する液面（傾
斜線１２でもある）角度αと回転槽４の回転数ｎ
とをもつて第４図に示した如く、回転速度の増加
につれて外方に寄る。回転数が毎秒３回転即ち３
Hz程度になると液面は略垂直近くなる。

以上のように、回転槽４の始動初期には、液体
Ｗ全体が抵抗体１１から回転力を受けるため、該
液体Ｗと環状ケース９従つて回転槽４との間の速
度差をほとんど無くすることができ、従つて液体
Ｗ自体がアンバランス負荷になることに起因する
異常振動を防止できる。そして回転槽４が３Hz以
上に立上がると液面角度αが略90度になるので、
液体Ｗは抵抗体１１に形成した切欠部１１ａによ
つて確保された媒体流通路１０ａを介して円周方
向に自由移動でき、従つて第１図に示す如き洗濯
物１３の片寄り等アンバランス負荷が存在する場
合は液体Ｗが媒体流通路１０ａを通りアンバラン
ス位置とは反対方向に急激に移動できるようにな
るから、アンバランス吸収効果の立上がり時間が
短縮され、換言すれば共振回転数通過直後のアン
バランス吸収作用を迅速に発揮させることができ
る。

また、特にこの第一実施例においては、環状室
１０内の内径側空間部分を抵抗体１１によつてそ
の下方ばかりでなく上方までをも遮蔽しているた
め、回転槽４の回転加速度とによつて液体Ｗどう
しが衝突し合いその波が環状室内の内径側空間を
通過してアンバランス負荷増加原因になつてしま
うと云つた現象を防止できる。

次に本発明の第二実施例について第２図と同一
部分に同一符号を付して示す第５図を参照しなが
ら説明するに、この第二実施例のものは抵抗体１
１中の低壁部１１ｂの壁高H₁を最適にする構造
に関する。この第二実施例に関連する第５図に示
す液面角度βは第４図に示す如く回転槽４の回転
数ｎが１Hzのときの液体Ｗの実際の液面角度を表
わしている。また液体バランサにおける封入液量
は一般に環状室の上下空間高さの中間に液面をも
つ量つまり環状室の内容積の1/2の量であること
が好ましいことを経験上知られており、これに従
つてこの第二実施例では液体Ｗの量を第５図の液
高h₁が環状室１０内の上下間隔の約1/2となる値
に設定し、その上で前記抵抗体１１中の低壁部１
１ｂの高さH₁を次式(イ)(ロ)を満たす値に定めてい
る。

H₁≒h₁＋Ｌ tanβ ……(イ) β＝tan^-1ω²／ｇ・ｒ ……(ロ) ここで、2Lは静止液体Ｗの液面上における環
状室１０の内外径間寸法、ｒは回転槽４の回転に
より液体Ｗの液面が垂直になつたときの回転槽４
の回転中心から液層表面までの半径である。つま
り、液面は回転槽４の回転に伴つて液層半径ｒで
示される位置を中心として傾くもので、特に上述
の如く環状室１０内にこれの内容積の約1/2の容
積の液体が封入されている場合は、液層半径ｒで
示される位置は環状室１０の内外径の中間位置即
ち外径位置から寸法Ｌだけ内径位置に寄つた位置
となる。また、液層半径ｒで示される位置に存す
る微小液体の質量をｍとすると、第６図に示すよ
うにこれの重量（下方に印加される力）はmgと
なると共に、これに印加される遠心力はmrω²と
なるから、微小液体に印加される各力の合成方向
は、第６図に示すように下方向から外周方向に
tan^-1mrω²／mgつまりtan^-1rω²／ｇで示される
角度だけ傾いた方向となる。ここで、液面はこれ
に印加される力の方向と直交する方向に傾く性質
を有しているから、結局、液面は水平方向から
tan^-1ω²／ｇ・ｒで示される角度だけ傾く。従つ
て、以上の関係から上記(イ)式及び(ロ)式を導くこと
ができる。一方(ロ)式においてωは2πnであり、β
はｎが１Hzのときの値であるから結局(ロ)式は(ハ)式
に書き換えられる。

β＝tan^-14π²／ｇ・ｒ ……(ハ) ところで先に説明したように通常これらの遠心
回転機には６つの共振点がありそれらが１〜３Hz
に分布している。これらのうち最も回転数の低い
１Hz程度の共振点が振動系に主にふれ回り方向の
振動を与え最大振幅になる。従つてこの共振点以
下では、液体Ｗは振動を大きくする作用を持つか
らむしろ液体が流動しないことが好ましく、そし
て１Hz以上の回転数では液体Ｗが流動し易いこと
が好ましい。このような特性において、この第二
実施例では抵抗体１１の低壁部１１ｂの壁高H₁
は、これを液体Ｗが回転数１Hzまでの遠心力で乗
り超えられず３Hz程度以上になつてはじめて乗り
超え得て媒体流通路１０ａ内を流通できるように
なる値になつているので、回転槽４の始動初期に
おける液体Ｗの移動自体に起因したアンバランス
振動を極めて効果的に防止できる。

本発明は以上詳述したように回転槽に同心状に
配置した環状室内に液体を封入したバランサにお
いて、前記環状室内の少なくとも外側上方に媒体
流通路を残してこれ以外の部分を円周方向に遮蔽
する抵抗体を該環状室内に立設状態に設けると共
に該抵抗体中の前記媒体流通路までの部分の壁高
を回転槽静止時の液位と同等以上に設定して成る
ことを特徴とするもので、回転槽の始動初期にバ
ランサ用の液体と回転槽との間に速度差を生じて
大きな振動を誘発することを効果的に防止できる
と共に共振点以上でのアンバランス吸収効果を迅
速に発揮させ得る遠心回転機用液体バランサを提
供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を脱水兼用洗濯機に適用した第
一実施例を示す概略的縦断側面図、第２図はその
バランサ部分の拡大縦断面図、第３図は同じくバ
ランサ部分の横断面図、第４図は液体の液面傾斜
特性を示す特性曲線図、第５図は本発明の第二実
施例を示す第２図相当図、第６図はその作用説明
図である。 図中、４は回転槽、９は環状ケース、１０は環
状室、１１は抵抗体、１０ａは媒体流通路であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転槽に同心状に配置した環状室内に液体を
   封入したバランサにおいて、前記環状室内の少く
   とも外側上方に媒体流通路を残してこれ以外の部
   分を円周方向に遮蔽する抵抗体を該環状室内に起
   立状態に設けると共に該抵抗体中の前記媒体流通
   路までの部分の壁高を回転槽静止時の液位と同等
   以上に設定して成ることを特徴とする遠心回転機
   用液体バランサ。 ２ 抵抗体中の媒体流通路までの部分の壁高H₁
   は下式を満たす値であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の遠心回転機用液体バラン
   サ。 H₁≒h₁＋Ｌ tanβ β≒tan^-14π²／ｇ・ｒ ここで、h₁は液高、2Lは環状室の内外径間寸
   法、ｒは回転中の液層半径である。