JPH03111096A

JPH03111096A - アンバランス修正装置

Info

Publication number: JPH03111096A
Application number: JP1249583A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nakai; 和広中井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1991-05-10
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH07114875B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明はアンバランス修正装置に関し、更に詳しくは
、洗濯機の脱水機、遠心分離機など、回転体の偏心荷重
および偏心位置が変化する可能性を有するあらゆる産業
機器および民生品に利用可能なアンバランス修正装置に
関する。

（ロ）従来の技術偏心荷重を有する回転体のバランスを調整する方法とし
ては、偏心荷重の位置および大きさが一定であれば、偏
心荷重と対称な位置に同じ荷重の重りを設置する方法が
一般的である。一方、偏心荷重が変化する場合の代表的
なバランサーとしては、流体バランサーなどがある。

（ハ）発明が解決しようとする課題この種の、偏心荷重が変化する場合のバランサーは、偏
心荷重の変化に対しである程度対応できるが、大きな荷
重変動には対応しきれないという問題点があった。また
、この種のバランサーは回転体の回転軸が垂直に配され
ている場合には効果を発揮するが、回転軸が水平の場合
には完全な対応ができないという問題点があった。

これらの問題点を解決する手段として最ら直接的かつ能
動的な方法は、回転体と同時に回転するディスクなどの
剛体の重量配分を、回転体の偏心荷重の変化に応じて変
動さけろことである。この明細書において、そのような
手法による装置をアンバランス修正装置と弥する。

アンバランス修正装置の概念は経験的事実として周知で
あるが、その具体的手法が提案されている例は現在見当
たらない。

この発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、
回転体の回転軸が水平に配設され、偏心荷重の変化が比
較的大きい場合に対応できろアンバランス修正装置を提
供しようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段および作用この発明は
、電気機器本体に回転体を水平軸支し、その回転体の偏
心位置に負荷を配する電気機器における回転体の負荷に
よる回転アンバランスを修正する装置であって、一対で
構成され、上記回転体と同軸に、いずれも回転体とは独
立回転可能で、かつ互いに相対回転可能に配設されたバ
ランス重りと、これらのバランス重りの各回転を実行す
るための重り駆動用モータと、回転体の回転時に回転体
から発生する振動を検知する振動センナと、この振動セ
ンサからの検知振動信号に基づいて、振動量か所定値以
上のときに振動を下げるべく重り駆動用モータに作動・
停止を指金する制御部とを備えてなるアンバランス修正
装置である。

すなわち、この発明に係るアンバランス修正装置は、回
転体と同軸であって、回転体と独立にかつ互いに独立に
回転および停止可能な２つのバランス重りを設けたもの
である。そして更に、これらのバランス重りの回転体に
対する相対角と２つのバランス重りどうしの挟角とを制
御可能とじたものである。

ここで、偏心荷重の位置に対しては、バランス重りの回
転体に対する相対角で対応する。また、偏心荷重の大き
さに対しては２つのバランス重りどうしの挟角の変化で
対応する。

（ホ）実施例以下、図面に示す実施例に基づいて、この発明の詳細な
説明する。なおこの発明は、これによって限定される乙
のではない。

第１図〜、第４図はアンバランス修正装置の動作原理の
概念を示すものである。これらの図において１０１およ
び１０２はそれぞれ、円筒状回転体１０３に対し独立し
て相対角を変えられるバランス重りである。１０４は回
転体１０３に固定された負荷重量物を示しており、この
負荷重量物１０４は変動する偏心荷重に相当する。

第１図は回転体！０３が無負荷である初期状態を示して
いる。偏心荷重が０であるから、２つのバランス重り１
０１−１０２はｔＳＯｏの対称位置にある。

第２図は回転体１０３の内部に負荷重量物（たとえば水
分を含んだ洗濯物）１０４がある場合のバランシングの
第１段階を示す。２つのバランス重り１０１・１０２は
その挟角が約９０°になるまで重り駆動用モータ（図示
略）により任意の方向に回転移動される。

第３図はバランシングの第２段階である。この段階では
、２つのバランス重り１０１−１０２の挟角（この場合
は９０°）を一定に保った状態で、負荷重量物１０４の
重心（Ｇ２）と対称な位置までバランス重り＋０１・１
０２の回転移動を行う。

このときのバランス重り１０１−１０２の回転方向およ
び停止位置は、制御部（図示略）により回転体１０３の
振動をモニターしておき、その振幅の変化に応じて決定
する。第３図において、右回りの回転モーメントは左回
りの回転モーメントよりも大きい（Ｌ　ｌ＊Ｇ１＞Ｌ２
＊Ｇ２）。

第４図はバランシングの最終段階を示す。この段階にお
いては、第３図の状態から更に回転体１０３の振動・振
幅をモニターしながら、回転体■０３との相対角度を変
化させることなく２つのバランス重り１０１・１０２ど
うしの挟角を変化させる（この場合はｔｔｏ”にする）
。これにより、負荷重量物１０４の重量の変化に対応す
る。第４図において、右回りの回転モーメントは左回り
の回転モーメントに等しい（Ｌ１＊Ｇ１＝Ｌ２＊Ｇ２）
。

第５図は、第１図〜第４図で示した基本概念に基づいて
試作したアンバランス１正装置の本体の構成説明図であ
る。

図において２０１は回転主軸であり、２０２および２０
３はそれぞれバランス重りＡおよびバランス重りＢであ
る。第１図〜第４図における回転体１０３に相当するの
はテスト荷重取り付はディスク２００であり、これはフ
ラットギヤーＡ！２０８に嵌合している。フラットギヤ
ーＡ、２０８はフラットギヤーＢ、２０９とかみ合い、
重り駆動用モータとしてのシンクロモータＡ２１２によ
りバランサー全体との相対角を変化させる。

ノンクロモータＡ２１２はモータベース２１１に固定さ
れている。モーターベース２１１はバランスカバーＡ２
１５を介してバランス重りＡ２０２と一体になっている
。

バランス重りＡ２０２とバランス重りＢ２Ｏ３との相対
角は、重り駆動用モータとしてのシンクロモータＢ２１
３に連動するフラットギヤー８゜２０７と、それにかみ
合うフラットギヤーＡｌ２Ｏ６とによって変化する。フ
ラットギヤーＡ、２０６はバランスカバー８２１６を介
してバランス重りＢ２Ｏ３と一体になっている。

テスト荷重取り付はディスク２００は回転主軸２０１の
回転に伴って回転する。バランスカバーＡ２１５はバラ
ンス紬２１０の回転に伴って回転する。更にバランス重
りＢ２Ｏ３はフラットギヤーＡ、２０６とともに回転す
る。したがって、テスト荷重取り付はディスク２００、
バランス重りＡ２０２、バランス重りＢ２Ｏ３の３部品
は互いに独立して回転可能である。またその相対位置は
、シンクロモータＡ２１２．シンクロモータＢ２１３お
よびフラットギヤーＡ、２０６、Ｂ、２０７、Ａ、２０
８、Ｂ＊２０９によって決定される。

シンクロモータＡ２１２およびシンクロモータＢ２１３
への電力の供給は、ブラシ（スリップリング）２Ｉ７を
介して外部から行われる。このためのリード線２２１が
ブラシ２１７に接続されている。したがってバランサー
本体が回転してもリード線２２１がねじれることはない
。外部への結線はブラシシャフト２２０に嵌め込まれた
プラン端子に直接行う。

ブラシ２１７は６連になっているが、これは２つのシン
クロモータＡ２＋２・Ｂ２１３の結線がそれぞれ３本ず
つ必要であるからである。ただし、通常のブラシモータ
のブラシと異なり、位相による極性の切り替えは必要と
しない。

主軸２０１は主動プーリ２０４および従動プーリ２０５
を介してメインモータ２２４により回転させられる。系
全体はフレーム２２５で固定されており、図示していな
いが、このフレーム２２５がコイルバネ、ダツシュボー
ドなどにより更なる外郭へ釣られている。

したがって、ディスク２００の振動などのモニターは、
このフレーム２２５に制御部としての加速度センサーを
取り付けて行うことも可能である。

また、制御部として圧電センサーなどをコイルバネの根
元に取り付けてもよい。

なお第５図において、２２２は軸受けＡであり、２２３
は軸受けＢである。

第６図は第５図のアンバランス修正装置を組み込んだ全
自動洗濯乾燥機の構成説明図である。図において３０１
はアンバランス修正装置である。

３０２および３！２はそれぞれ、重り駆動用モータとし
てのシンクロモータＡ３１３およびシンクロモータＢ５
１４により駆動されるバランス重りＡおよびバランス重
りＢを示している。

２つのバランス重りＡ３０２・Ｂ５１２はそれぞれ、水
１１３０３内に水平支持され駆動モータ３０５により回
転される洗濯・脱水・乾燥用回転ドラム３０４に対して
、任意に位相角（相対角度）を変化させることができる
。更に２つのバランス重りＡ３０２・Ｂ５１２どうしも
互いに位相角（挟角）を変化させることができる。

このため、２つのバランス重りＡ３０２−Ｂ３１２が互
いに１８０°の位相にある場合、その合成された重心は
回転ドラム３０４の回転軸上に来る。したがってバラン
ス重りＡ３０２・Ｂ５１２はバランサーとしての働きを
しない（第１図の状１り。

つぎに、２つのバランス重りＡ３０２・Ｂ５１２の回転
ドラム３０４に対する位相角と、２つのバランス重りＡ
３０２・Ｂ５１２どうしの位相角とを変化させる。すな
わち、回転ドラム３０４の中の負荷重量物（洗濯物）の
分布状態によって生じた偏心荷重の位置に応じて２種の
位相角を修正する。これにより、回転ドラム３０４内の
偏心荷重（洗濯物）と２つのバランス重りＡ３０２・Ｂ
５１２との計３つの重心の合成された重心がドラムの回
転軸上に来る。したがって回転ドラム３０４の振動が押
えられることになる（第２図〜第４図）。

以上の手法をより具体的に説明する。

すなわち第６図におけるアンバランス修正装置３０１に
は、第７図に示すような制御部３１５が組み込まれてい
る。この制御部３１５は、ＲＯＭｌＲＡＭ、タイマーな
どの制御機能を有するＣＰＵ。

回転ドラム３０４の回転時の振動を検知する振動センサ
、回転の初期に回転ドラム３０４を低速で回転させ、振
動センサにより検知した振動量が所定値以下になった後
に回転ドラム３０４を高速回転さ仕ろべく駆動モータ３
０５を制御する回転センサなどから構成されている。

この制御＄３１５はつぎのように作動する。すなわち、
洗濯・すすぎ処理を終えた後、回転ドラム３０４は一旦
、回転を停止する。ついで回転ドラム３０４は低速で回
転しはじめ脱水処理段階へ移る。このとき回転ドラム３
０４内部に洗濯物の荷重の偏心がない場合は、第８図に
示すように振動量ら小さく、その値はあらかじめＲＯＭ
に書き込まれた設定レベル（比較レベル）以下である。

このため、回転ドラム３０４はそのまま高速回転に移行
し脱水処理を終える。

一方、低速回転時に回転ドラム３０４内部の荷重の偏心
がある場合には、第９図に示すように振動量が比較レベ
ルを越える。このことをＣＰＵが判断すると、駆動回路
■および駆動回路■を介してそれぞれ別々に駆動される
２つのバランス重りＡ３０２・Ｂ５１２が回転移動し、
振動量が低下する回転位置を試行錯誤的に探す。そして
、振動量が最小になった回転位置で２つのバランス重り
Ａ３０２・Ｂ５１２の回転が停止される。

ついで、これらのバランス重りＡ３０２・Ｂ５１２を上
記停止位置に保持した状態で回転ドラム３０４を高速回
転させて脱水処理を行なう。かくして脱水処理時の振動
量は、第１Ｏ図に示すように、時間の経過とともに比較
レベルより小さくなる。

なお第６図において３０６は減速機構部、３０７はポン
プ、３０８は前扉、３０９は乾燥用温風吹出口、３１０
は排水口、３１１は排気口である。

また図示していないが、回転ドラム３０４に対して位相
角を任意に設定できるバランス重りが回転ドラム３０４
の半径上の位置を任意に修正できる場合ら、上記の能動
的なバランシングが可能である。これは遠心力の大きさ
が回転中心からの距離に比例することから明らかである
。

したがって、上記実施例と異なり、バランス重りどうし
の挟角を可変にするかわりに、回転体（回転ドラム）の
回転中心からの距離と位相角とを変えることのできる１
つの重り（たとえばリニヤ−スライダーなど）を用いる
ことにより、偏心量が回転中に変化する回転体のバラン
サーを提供することができる。

このような１つの重りを駆動させるためには、上記バラ
ンス重りと同様に、回転体の内部に駆動源、すなわち制
御モータあるいはアクチュエータを必要とする。

（へ）発明の効果この発明によれば、互いの挟角が可変でかつ回転体に対
する位相角が可変の２つのバランス重りを用いて偏心荷
重をなくすようにこれらを制御することにより、偏心荷
重が回転中に変化する回転体のアンバランスを修正する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第１Ｏ図まではこの発明の実施例を示す。すなわち、第１図はアンバランス修正装置における無負
荷の状態を示す構成説明図、第２図は同装置におけるバ
ランシングの第１段階を示す構成説明図、第３図は同装
置におけるバランシングの第２段階を示す構成説明図、
第４図は同装置におけるバランシングの最終段階を示す
構成説明図、第５図はアンバランス修正装置を組み込ん
だ試作装置の構成説明図、第６図はアンバランス修正装
置を組み込んだ全自動洗濯乾燥機の構成説明図、第７図
はアンバランス修正装置における制御部の概略図、第８
図は振動量が小さい場合における脱水回転時の振動と時
間との関係を示す図、第９図は振動量が大きい場合にお
ける脱水回転時の振動と時間との関係を示す図、第１０
図はアンバランス修正装置により荷重の偏心が徐々に解
消されていく場合における、脱水回転時の振動と時間と
の関係を示す図である。 ■・・・・・・バランス重り、２・・・・・・バランス重り、３・・・・・・回転体、４・・・・・・負荷重量物（洗濯物）、０・・・・・・
テスト荷重取り付はディスク、２０１・・・・・・回転
主軸、２０２・・・・・・バランス重りＡｌ２Ｏ３・・・・・・バランス重りＢ。２０４・・・・・・主動プーリ、２０５・・・・・・従動プーリ、２０６・・・・・・フラットギヤーＡ１１２０７・・・
・・・フラットギヤーＢ１．２０８・・・・・・フラッ
トギヤーＡ２．２０９・・・・・・フラットギヤーＢ！
、２１０・・・・・・バランス軸、２１１・・・・・・モーターベース、２１２・・！・・・シンクロモータＡ１２１３・・・・
・・シンクロモータＢ１２１５・・・・・・バランスカ
バーＡ１２１６・・・・・・バランスカバーＢ。２１７・・・・・・ブラシ（スリップリング）２２０・
・・・・・ブラシシャフト、２２１・・・・・・リード線、２２２・・・・・・軸受けＡ１２２３・・・・・・軸受けＢ１２４・・・・・・メインモータ、２５・・・・・・フレーム、Ｏｌ・・・・・・アンバランス修正装置、０２・・・・
・・バランス重りＡｌＯ３・・・・・・水槽、０４・・・・・・回転ドラム、０５・・・・・・駆動モータ、０６・・・・・・減速機構部、０７・・・・・・ポンプ、０８・・・・・・府扉、０９・・・・・・温風供給口、１０・・・・・・排水口、１１・・・・・・排気口、１２・・・・・・バランス重りＢ。 ■３・・・・・・シンクロモータＡ１１４川川シンクロモータＢ。１５・・・・・・制御部。第図第２図第３図第４図第５図痢６図第７図Ｏ緊８図 □　日１　間縛修−

Claims

【特許請求の範囲】１、電気機器本体に回転体を水平軸支し、その回転体の
偏心位置に負荷を配する電気機器における回転体の負荷
による回転アンバランスを修正する装置であつて、一対で構成され、上記回転体と同軸に、いずれも回転体
とは独立回転可能で、かつ互いに相対回転可能に配設さ
れたバランス重りと、これらのバランス重りの各回転を
実行するための重り駆動用モータと、回転体の回転時に
回転体から発生する振動を検知する振動センサと、この
振動センサからの検知振動信号に基づいて、振動量が所
定値以上のときに振動を下げるべく重り駆動用モータに
作動・停止を指令する制御部とを備えてなるアンバラン
ス修正装置。