JPH08215475A - ダンパ装置および洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振幅の大きい場合から振幅の小さい場合にわ
たって、振動を吸収することができ、設置面への振動伝
達を抑えることができる。 【構成】 ダンパ装置により振動部の振動を吸収する洗
濯機において、ダンパ装置は、シリンダ２と、このシリ
ンダ内部を区割りするピストンと、このピストンに取付
けられたピストンロッド９とからなり、ピストンはシリ
ンダ２の軸方向に沿って摺動自在に配設された摺動体４
と、この摺動体４と遊嵌部６を有して嵌合するストッパ
ー３とからなり、区割りされたシリンダ内部の 2つの空
間を連通する連通孔であって、摺動体４とストッパー３
との嵌合時よりも非嵌合時においてより大きな断面積を
有する連通孔７を摺動体４またはストッパー３に備えて
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はダンパ装置およびそのダ
ンパ装置を有する洗濯機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、洗濯と脱水を兼ねた備えた全自動
洗濯機は大容量化、静粛化の方向にあり、大容量であっ
ても設置面への振動伝達を極力抑えることのできる全自
動洗濯機が求められている。従来よりこのような洗濯機
は、洗濯槽を兼ねる脱水槽が 2または 4本のばねによっ
て外箱の上端部左右から懸垂支持されると同時に 2また
は 4本のダンパ装置によって外箱の底板と結合されてお
り、脱水運転時に洗濯物の偏りによって生じる振動が吸
収される構造となっている。このため、ダンパ装置が設
置面への振動伝達を抑える上で重要な役割を果たしてい
る。

【０００３】従来のダンパ装置の構造を図１０に示す。
ダンパ装置２９は円筒状のシリンダ２の内部を区割りす
るピストン１がシリンダ２の軸方向に沿って摺動自在に
配設され、ピストン１は断面積が小さな連通孔を有し、
かつピストンロッド９と連結されている。このようなダ
ンパ装置は、例えば、以下のように作用する。脱水起動
時において脱水槽の回転数が上昇し、共振周波数を通過
するまでは水槽の変位振幅が大きく、シリンダ２とピス
トンロッド９との相対変位が大きくなる。このときピス
トンロッド９はピストン１とシリンダ２との摺動を行い
ながら上昇する。このときピストン１上方の空気が圧
縮、下方の空気が膨脹されることにより生じる空気圧差
と、この空気圧差によってピストン１に設けられた断面
積の小さな連通孔５を通じて空気が徐々に上方から下方
へ移動することで空気によるダンパ力がピストン１に作
用する。ピストンロッド９が上昇をやめ、反転して下降
を始めると、同様にピストン１とシリンダ２との摺動力
および空気によるダンパ力が働くこととなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反転下
降時において、空気によるダンパ力は圧縮された上方の
空気と膨脹された下方の空気との空気圧差がほぼ 0とな
る振動中心付近までは作用しない。むしろ負のダンパ力
（反力）として作用する。このため、とくに振幅が大き
い場合にあっては、空気によるダンパ力が十分に作用し
ないという問題があった。

【０００５】また、振幅が小さい場合にあっては、ピス
トン１とシリンダ２との摩擦による摺動力が作用する結
果、振動を十分吸収できないという問題があった。この
ため、振動の振幅が小さい場合に摩擦力を作用しないよ
うにするダンパは知られているが（実開平 5-44086号公
報、特開平 6-134178 号公報）、振幅の大きい場合から
振幅の小さい場合にわたって、振動を吸収することので
きるダンパは得られていない。

【０００６】本発明は、このような問題に対処するため
になされたもので、振幅の大きい場合から振幅の小さい
場合にわたって、振動を吸収することができるダンパ装
置およびこのダンパ装置を使用することにより、設置面
への振動伝達を抑えることのできる洗濯機を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の洗濯機
は、ダンパ装置により振動部の振動を吸収する洗濯機に
おいて、前記ダンパ装置は、シリンダと、このシリンダ
内部を区割りするピストンと、このピストンに取付けら
れたピストンロッドとからなり、前記ピストンは前記シ
リンダの軸方向に沿って摺動自在に配設された摺動体
と、この摺動体と遊嵌部を有して嵌合するストッパーと
からなり、前記区割りされたシリンダ内部の2つの空間
を連通する連通孔であって、前記摺動体と前記ストッパ
ーとの嵌合時よりも非嵌合時においてより大きな断面積
を有する連通孔を前記摺動体または前記ストッパーに備
えてなることを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の洗濯機は、請求項１記載の
洗濯機において、前記連通孔は、前記摺動体と前記スト
ッパーとの嵌合時においては前記区割りされたシリンダ
内部の一方の空間を圧縮させる大きさの断面積を有し、
前記非嵌合時においては、前記摺動体または前記ストッ
パーの移動により、前記区割りされたシリンダ内部の2
つの空間に圧力差が生じない大きさの断面積を有するこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の洗濯機は、請求項１記載の
洗濯機において、起動時の共振域の振動の振幅に応じて
前記連通孔を介して前記シリンダ内部の空気流路を切り
換えることにより前記ダンパ装置のダンパ力を切り換え
ることを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の洗濯機は、請求項１記載の
洗濯機において、起動時の共振域と定常域との振動の振
幅の両端において前記連通孔を介して前記シリンダ内部
の空気流路を切り換えることにより前記ダンパ装置のダ
ンパ力を切り換えることを特徴とする。

【００１１】請求項５記載の洗濯機は、請求項３または
請求項４記載の洗濯機において、前記ダンパ力は、少な
くとも前記区割りされたシリンダ内部の 2つの空間の圧
力差と必要に応じ前記シリンダと前記摺動体との摩擦力
を利用することを特徴とする。

【００１２】請求項６記載の洗濯機は、請求項３または
請求項４記載の洗濯機において、前記ダンパ力の切り換
えは、前記シリンダと前記摺動体との摩擦力および前記
摺動体の慣性力の少なくとも一つを利用することを特徴
とする。

【００１３】請求項７記載のダンパ装置は、シリンダ
と、このシリンダ内部を区割りするピストンと、このピ
ストンに取付けられたピストンロッドとからなるダンパ
装置であって、前記ピストンは前記シリンダの軸方向に
沿って摺動自在に配設された摺動体と、この摺動体と遊
嵌部を有して嵌合するストッパーとからなり、前記区割
りされたシリンダ内部の 2つの空間を連通する連通孔で
あって、前記摺動体と前記ストッパーとの嵌合時よりも
非嵌合時においてより大きな断面積となる連通孔を前記
摺動体または前記ストッパーに有することを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】図５により本発明のダンパの作用を説明する。
変位振幅が大きい場合は、以下のように作用する。ピス
トンロッド９の上昇に伴い、摺動体４とストッパー３と
が嵌合状態となるので、大きな断面積を有する連通孔７
が閉鎖される。その結果、ピストン上方の空気が圧縮、
下方の空気が膨脹されることにより生じる空気圧差と、
この空気圧差によって摺動体に設けられた断面積の小さ
な連通孔５を通じて空気が徐々に上方から下方へ移動す
るので空気によるダンパ力がピストン１に作用する。さ
らに、シリンダ２と摺動体４との摩擦力も作用する。

【００１５】上昇していたピストンロッド９が反転して
下降を始めた瞬間、ストッパ遊嵌部６の遊びの範囲でピ
ストンロッド９が下降する間、摺動体４は摩擦力の作用
によって停止しているため、摺動体４とストッパー３と
が非嵌合状態となり、断面積の大きな連通孔７が解放さ
れ、ピストン１の上方と下方の空気圧は瞬間的に平衡に
なる。

【００１６】ピストンロッド９の下降に伴い、摺動体４
とストッパー３とが再びストッパー３の上端部８ａで嵌
合状態となるので、大きな断面積を有する連通孔７が閉
鎖される。その結果、再び空気圧と減衰による反力が生
じる。すなわち、摺動の上端および下端部が平衡点とな
り、常にピストン１の移動方向に対して反対向きに作用
する大きなダンパ力が得られる。

【００１７】変位振幅が小さい場合は、以下のように作
用する。摺動体４とストッパー３とは非嵌合状態となる
ので、断面積の大きな連通孔７が解放される。その結
果、摺動体４の摩擦によるダンパ力が生じないだけでは
なく、連通孔７を介して空気が自由に移動できるため、
空気によるダンパ力は発生しない。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例について詳細に説明
する。 実施例１ 図１は本発明の洗濯機への適用例を示す構造断面図であ
る。脱水槽２１を内包する水槽２３は、 2または 4本の
ばね２５によって外箱２７の上端部左右から懸垂支持さ
れると同時に 2または 4本のダンパ装置２９によって外
箱２７の底板２８と結合されており、脱水運転時に洗濯
物の偏りによって生じる振動が吸収される仕組みになっ
ている。このような洗濯機の動作行程の一例を全自動洗
濯機を例にとり図２に示す。ダンパ装置はとくにすすぎ
行程および脱水行程における脱水時において有効であ
る。図３は実施例１のダンパ装置を示す構造断面図であ
り、図４はピストン１を構成する摺動体４の斜視図であ
り、図５はピストン１部の拡大断面図である。また、図
６は、起動時および定常時におけるピストンロッドの変
位を示したものである。

【００１９】ダンパ装置２９は、シリンダ２、ピストン
１、ピストンロッド９から構成されており、シリンダ下
端部が底板２８に、ピストンロッド９上端部が水槽２３
の下部に揺動可能に弾性結合されている。ピストンロッ
ド９はシリンダ２に対して中心軸方向に相対変位自在に
支持されており、下端部にはシリンダと互いに摺動可能
に挿入されたピストン１が配設されている。このピスト
ン１は、ピストンロッド９の下端部に固着されたストッ
パ３に所定の間隔をもって形成された遊嵌部６の外周
に、中心軸方向に移動自在に遊嵌されている摺動体４と
から構成されている。図４に示す如く摺動体４の外周に
は摺動材１０が装着されており、シリンダとの間で摩擦
摺動を行うことにより振動のエネルギーを吸収するよう
になっている。また摺動体４の外周付近には上面と下面
を貫通する断面積の小さな連通孔５が 1つまたは複数個
設けられており、ピストンが移動する際に空気が通過す
ると減衰力を生じ摩擦摺動に加えて空気によっても振動
のエネルギーを吸収する構造になっている。なお、この
断面積の小さな連通孔５はストッパ３やシリンダ２の上
部蓋部分１８ａ、下部蓋部分１８ｂおよび上部側壁部１
９ａ、下部側壁部分１９ｂに設けられていてもよい。

【００２０】このダンパの作用を説明する。脱水起動時
において脱水槽の回転数が上昇し、共振周波数を通過す
るまでは水槽の変位振幅が大きく、シリンダ２とピスト
ンロッド９との相対変位が大きくなる。このときピスト
ンロッド９が上昇をはじめると、図５に示す如く摺動体
４はシリンダ２との間に生じる摩擦力によりストッパ３
の下端部８ｂに付勢され、断面積の大きな連通孔７を閉
鎖した状態でシリンダ２と摺動を行いながら上昇する。
このときピストン１上方の空気が圧縮、下方の空気が膨
脹されることにより生じる空気圧差と、前記空気圧差に
よって摺動体４に設けられた断面積の小さな連通孔５を
通じて空気が徐々に上方から下方へ移動することで空気
によるダンパ力がピストンに作用する。移動中は空気圧
自体も摺動体４をストッパ３に付勢し、密閉性をさらに
確実にする役割を果たしている。

【００２１】ピストンロッド９が上昇をやめ、反転して
下降を始める瞬間、ストッパ遊嵌部６の遊びの範囲（距
離；ｌ）でピストンロッド９が下降する間は摺動体４は
摩擦力の作用によって停止しているため、ストッパ下端
部８ｂから離れて摺動体４に設けられた断面積の大きな
連通孔７が解放され、ピストン１の上方と下方の空気圧
は瞬間的に平衡になる。このように、断面積の大きな連
通孔７は、ストッパ３と摺動体４とが非嵌合時におい
て、ピストン１の上方と下方の空気圧が瞬間的に平衡に
なるのに十分な大きさを有すればよく、摺動体４以外に
ストッパ３にあってもよく、また摺動体４とストッパ３
との組み合わせであってもよい。

【００２２】さらにストッパ３が下降すると摺動体４は
ストッパ上端部８ａに接して断面積の大きな連通孔７を
閉鎖し、再び空気圧と減衰による反力が生じる。従来の
空気ダンパでは空気圧の平衡点は振動中心の付近になる
のに対し、本実施例では摺動の上端および下端部が平衡
点となるため、常にピストンの移動方向に対して反対向
きに作用し、かつ値の大きなダンパ力が得られる。これ
に加えピストン１とシリンダ２の摩擦によるダンパ力も
従来品同様に作用するのはいうまでもない。これらの結
果、ピストンロッド９の変位は図６ａに示すように変化
する。

【００２３】一方、脱水槽の回転数が共振周波数を通過
し、定常の回転数に達した場合には一般的に共振点付近
よりも水槽の振幅は小さく、遊嵌部６の範囲でピストン
ロッド９が移動を行う（図６ｂ）。このとき摺動体の摩
擦によるダンパ力が生じないだけではなく、連通孔７は
常時解放されていて空気が自由に移動できるため、空気
によるダンパ力は発生しない。したがって、ダンパ力に
よってシリンダに生じる反力が床面へ伝達されないた
め、効率の良い防振が行える。

【００２４】図７は本発明によるダンパ力の周波数特性
の一例を示したものである。振幅の大きい共振域におい
て、本実施例のダンパ装置のダンパ力が従来品よりも強
く働く一方、定常回転数において殆どダンパ力が働いて
いないことが分かる。

【００２５】実施例２ 図８は実施例２のダンパ装置を示す構造断面図であり、
図９はピストン１部の拡大断面図である。本実施例で
は、空気流路の切り換えに空気の圧力差と摺動体１２の
慣性質量を利用する。すなわち、本実施例においては、
摺動体１２の周囲には摺動材が装着されておらず、シリ
ンダ２との間で摩擦摺動を行なわずに、摺動体１２とシ
リンダ２との間に設けられた断面積の小さな空気流路１
３を空気が通過するときに生じる粘性抵抗によってダン
パ力が発生する構造になっている。また摺動体１２の質
量は所定の値に設定されている。

【００２６】このダンパの作用を説明する。脱水起動の
極めて初期においては摺動体１２はストッパ１１の下端
部１５に重力により付勢されたままピストンロッド９と
一体的に上下動を行う。ピストンロッド９の速度は極め
て遅いため、空気は断面積の小さな空気流路１３を通じ
て比較的自由に流通が可能であり、シリンダ２内の空気
圧変動は小さい。

【００２７】脱水槽の回転数が上昇し、共振周波数付近
に達するとピストンロッド９の速度振幅が大きくなる。
このときピストンロッド９が上昇をはじめると、図９に
示す如く摺動体１２は慣性力と重力によりストッパ１１
の下端部１５に付勢され、断面積の大きな連通孔１４を
閉鎖した状態で上昇する。このときピストン上方の空気
が圧縮、下方の空気が膨脹されることにより生じる空気
圧差と、この空気圧差によって摺動体１２に設けられた
断面積の小さな連通孔となる空気流路１３を通じて空気
が徐々に上方から下方へ移動することで空気によるダン
パ力がピストンに作用する。移動中は空気圧自体が摺動
体１２をストッパ１１に付勢することにより、ピストン
ロッド９の移動方向が反転するまで密閉状態を維持する
役割を果たしている。

【００２８】ピストンロッド９が上昇をやめ、反転して
下降を始める瞬間、摺動体１２は自身の慣性力によって
さらに上昇を続けようとするため、ストッパ下端部１５
を離脱する。このとき摺動体１２に設けられた断面積の
大きな連通孔１４が解放され、ピストンの上方と下方の
空気圧は瞬間的に平衡になるが、摺動体１２はさらに上
昇を続けてすぐにストッパ１１の上端部１７に接して連
通孔を閉鎖する。ピストンはそのまま下方へ押し下げら
れるため再び空気圧差が生じて、重力に抗して摺動体１
２をストッパ上端末部１７に押しつける付勢力が発生
し、空気圧と減衰による反力が生じる。

【００２９】一方、脱水槽の回転数が共振周波数を通過
し、定常の回転数に達した場合には振動の一周期あたり
の時間に対する連通孔１４の解放時間が長くなり、かつ
ピストンロッドの振幅も小さいため空気がほとんど圧縮
・膨脹を受けず空気によるダンパ力は極めて小さくな
る。したがって、第１の実施例同様ダンパ力によってシ
リンダに生じる反力が床面へ伝達されないため、効率の
良い防振が行える。

【００３０】

【発明の効果】請求項１、請求項３〜請求項６記載の洗
濯機は、ダンパ装置におけるピストンが摺動体およびス
トッパーとからなり、嵌合時よりも非嵌合時においてよ
り大きな断面積を有する連通孔をシリンダ内に備えてな
るので、容易にダンパ力が切り換えられ、変位振幅が大
きい場合には、常にピストンの移動方向に対して反対向
きに作用する大きなダンパ力が得られ、変位振幅が小さ
い場合には、空気によるダンパ力は発生しない。その結
果、本洗濯機は、シリンダに生じる反力が床面へ伝達さ
れないため、効率の良い防振が行える。

【００３１】請求項２記載の洗濯機は、連通孔の断面積
が、嵌合時においてはシリンダ内部の一方の空間を圧縮
させる大きさであり、非嵌合時においてはシリンダ内部
に圧力差が生じない大きさの断面積としているので、請
求項１記載の洗濯機におけるダンパ力がより有効に作用
する。

【００３２】請求項７記載のダンパ装置は、ピストンが
摺動体およびストッパーとの嵌合体からなり、嵌合時よ
りも非嵌合時においてより大きな断面積を有する連通孔
をシリンダ内に備えてなるので、容易にダンパ力が切り
換えられ、変位振幅が大きい場合には大きなダンパ力
を、変位振幅が小さい場合には小さな或いは殆ど 0のダ
ンパ力となる。その結果、防振効率の優れたダンパ装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した洗濯機を示す構造断面図であ
る。

【図２】全自動洗濯機の動作行程の一例を示す図であ
る。

【図３】実施例１のダンパ装置を示す構造断面図であ
る。

【図４】ピストン１を構成する摺動体４の斜視図であ
る。

【図５】ピストン１部の拡大断面図である。

【図６】起動時および定常時におけるピストンロッドの
変位を示した図である。

【図７】ダンパ力の周波数特性の一例を示した図であ
る。

【図８】実施例２のダンパ装置を示す構造断面図であ
る。

【図９】ピストン１部の拡大断面図である。

【図１０】従来のダンパ装置の構造を示す図である。

【符号の説明】

１………ピストン、２………シリンダ、３………ストッ
パ、４………摺動体、５………断面積の小さな連通孔、
６………遊嵌部、７………断面積の大きな連通孔、８ａ
………ストッパ３の上端部、８ｂ………ストッパ３の下
端部、９………ピストンロッド、１０………摺動材、１
１………ストッパ、１２………摺動体、１３………断面
積の小さな空気流路、１４………断面積の大きな連通
孔、１５………ストッパ１１の下端部、１７………スト
ッパ１１の上端部、１８ａ………上部蓋部分、１８ｂ…
……下部蓋部分、１９ａ………上部側壁部分、１９ｂ…
……下部側壁部分、２１………脱水槽、２３………水
槽、２５………ばね、２７………外箱、２８………底
板、２９………ダンパ装置。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダンパ装置により振動部の振動を吸収す
   る洗濯機において、 前記ダンパ装置は、シリンダと、このシリンダ内部を区
   割りするピストンと、このピストンに取付けられたピス
   トンロッドとからなり、前記ピストンは前記シリンダの
   軸方向に沿って摺動自在に配設された摺動体と、この摺
   動体と遊嵌部を有して嵌合するストッパーとからなり、
   前記区割りされたシリンダ内部の 2つの空間を連通する
   連通孔であって、前記摺動体と前記ストッパーとの嵌合
   時よりも非嵌合時においてより大きな断面積を有する連
   通孔を前記摺動体または前記ストッパーに備えてなるこ
   とを特徴とする洗濯機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の洗濯機において、 前記連通孔は、前記摺動体と前記ストッパーとの嵌合時
   においては前記区割りされたシリンダ内部の一方の空間
   を圧縮させる大きさの断面積を有し、前記非嵌合時にお
   いては、前記摺動体または前記ストッパーの移動によ
   り、前記区割りされたシリンダ内部の 2つの空間に圧力
   差が生じない大きさの断面積を有することを特徴とする
   洗濯機。
3. 【請求項３】 請求項１記載の洗濯機において、 起動時の共振域と定常域との振動の振幅に応じて前記連
   通孔を介して前記シリンダ内部の空気流路を切り換える
   ことにより前記ダンパ装置のダンパ力を切り換えること
   を特徴とする洗濯機。
4. 【請求項４】 請求項１記載の洗濯機において、 起動時の共振域の振動の振幅の両端において前記連通孔
   を介して前記シリンダ内部の空気流路を切り換えること
   により前記ダンパ装置のダンパ力を切り換えることを特
   徴とする洗濯機。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４記載の洗濯機に
   おいて、 前記ダンパ力は、前記シリンダと前記摺動体との摩擦力
   および前記区割りされたシリンダ内部の 2つの空間の圧
   力差の少なくとも一つを利用することを特徴とする洗濯
   機。
6. 【請求項６】 請求項３または請求項４記載の洗濯機に
   おいて、 前記ダンパ力の切り換えは、前記シリンダと前記摺動体
   との摩擦力および前記摺動体の慣性力の少なくとも一つ
   を利用することを特徴とする洗濯機。
7. 【請求項７】 シリンダと、このシリンダ内部を区割り
   するピストンと、このピストンに取付けられたピストン
   ロッドとからなるダンパ装置であって、前記ピストンは
   前記シリンダの軸方向に沿って摺動自在に配設された摺
   動体と、この摺動体と遊嵌部を有して嵌合するストッパ
   ーとからなり、前記区割りされたシリンダ内部の 2つの
   空間を連通する連通孔であって、前記摺動体と前記スト
   ッパーとの嵌合時よりも非嵌合時においてより大きな断
   面積となる連通孔を前記摺動体または前記ストッパーに
   有することを特徴とするダンパ装置。