JPH1157279A - 洗濯機 - Google Patents

洗濯機

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JPH1157279A
JPH1157279A JP9221575A JP22157597A JPH1157279A JP H1157279 A JPH1157279 A JP H1157279A JP 9221575 A JP9221575 A JP 9221575A JP 22157597 A JP22157597 A JP 22157597A JP H1157279 A JPH1157279 A JP H1157279A
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JP
Japan
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fluid
washing machine
enclosing portion
balancer
effective height
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JP9221575A
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English (en)
Inventor
Masahito Shindo
雅人 真道
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンバランス側と反アンバランス側の流体の
収支バランスを確保し、振動を小さく抑える。 【解決手段】 洗濯機本体1内に配置された回転可能な
脱水槽11に設けられた流体バランサ23の流体封入部
断面を、外側封入部33と内側封入部35とに形成し、
外側封入部33と内側封入部35の有効高さHmax を、
前記外側封入部33と内側封入部35の間となる境界域
の有効高さHmin よりも大きくし、振幅の大きさに対応
して、境界域領域の流体を移動させる。あるいは、外側
封入部33と内側封入部35の流体を移動させ、流体の
収支バランスを確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、流体バランサが
設けられた脱水槽を有する洗濯機に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、脱水槽の上端部には、流体バラ
ンサが設けられている。流体バランサは、中空の環状構
造をもつ内部空間内に流体が封入され、脱水時に衣類の
片寄りによって生ずる振動を、衣類の片寄りと反対方向
に流体が移動することにより衣類の片寄りによるアンバ
ランスの釣り合いをとることで、振動の低減を図るもの
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】流体バランサは、例え
ば図11に示す如く衣類の偏りによりアンバランスが生
じたとき、脱水定常時に振動系、すなわち脱水兼洗濯槽
を含む吊り下げ部の重心G周りに作用するモーメントM
は、 M=mb εhb −mu rhu …(1) mb :バランサの見かけの質量(=ρπR2 H) ρ :封入流体の密度 R :バランサの外径 H :バランサの有効高さ mu :衣類によるアンバランスの質量 ε :バランサの振幅 r :アンバランスの回転半径 hb :重心Gからのバランサによる補正力の作用点まで
の距離 hu :重心Gからアンバランス力の作用点までの距離 で表されるが、M=0のときが理想的な振動状態であ
り、振動系の振動モードが図12のBの状態になってサ
スペンションの伸縮量も最小となるため、騒音も極めて
小さくなる。一般的にはこのような状態はhu がたまた
まアンバランスとバランサのモーメントが釣り合うとき
の値hu0になった場合しかあり得ないため、hu
u0、すなわち衣類の量が多く偏りが脱水兼洗濯槽の上
部に集中した場合においては図12のCの振動モード、
u <hu0すなわち衣類の量が少なく偏りが脱水兼洗濯
槽の下部に集中した場合においては図12のAの振動モ
ードとなり、いずれの場合も上部と下部の振幅が大きく
かけ離れて騒音が大きくなるという問題があった。
【0004】これを解決するために、例えば、特開平2
−55092号公報に示す如く、流体が封入された流体
バランサの流体封入量の形状を、外径の有効高さが、内
径の有効高さより低くした断面形状の手段が考えられて
いる。
【0005】しかしながら、この手段は、衣類のアンバ
ランスによって流体バランサが偏心した時に、流体封入
室内において流体が移動するようになるが、この時、ア
ンバランス側と反アンバランス側の流体の収支バランス
によって流体の自由表面半径、即ち、流体バランサの回
転中心から自由表面までの半径が変化する。特に、アン
バランス側と反アンバランス側とで有効高さが異なる領
域に流体の自由表面がある場合には流体の収支バランス
がとれず、流体自由表面の半径の変化により有効高さの
変化を相殺してしまうため、実際のバランサ効果は小さ
いものとなる。
【0006】そこで、この発明は、偏心時の流体の収支
バランスを確保して、理想的な振動状態が得られるよう
にした洗濯機を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、洗濯機本体内に配置された回転可能な
脱水槽に、流体が封入され、リング形状の流体バランサ
を設けた洗濯機において、前記流体バランサの流体封入
部断面を、外側封入部と内側封入部とに形成し、外側封
入部と内側封入部の有効高さを、前記外側封入部と内側
封入部の間となる境界域の有効高さよりも大きくする。
【0008】そして、好ましい実施形態として外側封入
部と内側封入部の間となる境界域の有効高さの位置を、
前記外側封入部と内側封入部のほぼ中間に設ける。
【0009】あるいは、無偏心時に、流体が形成する自
由液面半径が、外側封入部と内側封入部の間となる境界
域の有効高さ内に臨むよう流体を封入する。
【0010】あるいは、有効高さを形成する外側封入部
と内側封入部の上面と下面とに、半径方向の有効高さ一
定領域面を設ける。
【0011】あるいは、有効高さを形成する外側封入部
と内側封入部の間となる境界域に、半径方向の有効高さ
一定領域面を設ける。
【0012】これにより、アンバランスが脱水槽の下部
に集中し、バランサ振幅が小さい場合には、外側封入部
と内側封入部の境界域となる領域内の流体が移動する。
この時の境界域の領域がバランサの有効高さとなり、ア
ンバランス側と反アンバランス側の有効高さが偏心時で
も等しく、流体の収支バランスがとれる。
【0013】一方、アンバランスが脱水槽の上部に集中
し、バランサ振幅が大きい場合には、外側封入部と内側
封入部内の流体が移動する。この時の外側・内側封入部
内がバランサの有効高さとなり、アンバランス側と反ア
ンバランス側の有効高さが偏心時でも等しく流体の収支
バランスがとれると共に、振幅範囲を大きく確保するこ
とが可能となる。
【0014】また、この発明にあっては、外側封入部と
内側封入部の間となる境界域の有効高さを、仕切部によ
って形成し、前記仕切部の少なくともいずれか一方の仕
切壁面を、段階的又は無段階的に上昇変化する傾斜面と
し、バランサ振幅の大きさに対応したバランサ力を得
る。
【0015】この仕切部を設ける実施形態の場合には、
脱水槽の停止時に、外側封入部と内側封入部の流体表面
の高さを同一とするために、仕切部に外側封入部と内側
封入部とを半径方向に連通する連通部を1ケ所以上設け
ることが望ましい。
【0016】また、この発明にあっては、流体バランサ
内に、独立して流体を封入した多重バランサにおいて、
前記独立して流体が封入されたいずれか一つの流体バラ
ンサの流体封入部断面を、外側封入部と内側封入部とに
形成し、外側封入部と内側封入部の有効高さを、前記外
側封入部と内側封入部の間となる境界域の有効高さより
も大きくする手段としてもよい。
【0017】この実施形態の場合には、バランサ振幅に
応じた最適なバランサを得るために、複数流体の内、少
なくともいずれか一つの流体を他の流体と密度が異なる
流体を用いても良い。
【0018】また、この発明にあっては、i番目の流体
バランサの流体密度をρi 、外径をRi 、最大の有効高
さをHi max 、最大の見かけの質量を
【数5】 振動系の総質量をm、重心を原点とした時のバランサ力
の作用点の座標をhb 、脱水槽内に設けられたパルセー
タの上面とバランサ下面の中点の座標をhc とする時、
【数6】 の関係を満たすよう設計する。
【0019】また、i番目の流体バランサの最小有効高
さをHi min 、最小の見かけの質量を
【数7】 とする時、
【数8】 の関係を満たすよう設計する。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図7の図面を参照
しながら、この発明の実施の形態を具体的に説明する。
【0021】図1において、1は自動洗濯機3の外箱と
なる洗濯機本体を示しており、4箇所の支脚部5によっ
て床面等の設置面7に支持されている。洗濯機本体1の
内部には水槽となる外槽9と、内槽となる洗濯兼脱水槽
11(以下脱水槽と称す)が設けられ、外側の外槽9
は、4箇所の吊り棒13と、吊り棒13に連繋されたサ
スペンション装置15を介して吊設支持されている。
【0022】外槽9の底部には、排水ホース17が接続
された配水管19が設けられ、配水管19には開閉可能
な排水弁21が設けられている。
【0023】内槽となる脱水槽11の上部には流体Nが
封入され、脱水槽11と同心円状の流体バランサ23
が、底部となる下部にはパルセータ25がそれぞれ設け
られ、パルセータ25は二重軸となる第1伝導軸27に
固着されている。
【0024】流体バランサ23は、流体Nが封入された
流体室29を有する中空のリング形状となっている。
【0025】流体室29は、図2に示す如く、垂直仕切
壁面31a,31bを有する仕切部31によって上部側
が連通し合う外側封入部33と内側封入部35とに仕切
られ、外側封入部33、内側封入部35の上面33a,
35aと下面33b,35bは、半径方向の一定領域面
を有している。
【0026】外側封入部33と内側封入部35の上面3
3a,35aから下面33b,35bまでの有効高さH
max は、外側封入部33と内側封入部35の連通領域と
なる仕切部31の上部31cから上面31dまでの有効
高さHmin より大きく設定されている。
【0027】即ち、アンバランスが脱水槽11の上方に
できた時に対応できるよう最大発生能力を大きくするた
めに、流体バランサ23の流体密度をρi 、外径を
i 、最大の有効高さをHi max 、最大の見かけの質量
【数9】 振動系の総重量をm、重心を原点とした時のバランサ力
の作用点の座標をhb 、脱水槽内に設けられたパルセー
タの上面とバランサ下面の中点の座標をhc とする時、
【数10】 の関係を満たすよう設計する。
【0028】次に、アンバランスが脱水槽11の下方に
できた時に対応できるよう最小発生能力を小さくするた
めに、流体バランサ23の最小有効高さをHi min 、最
小の見かけの質量を
【数11】 とする時、
【数12】 の関係を満たすように設計する。
【0029】流体Nは、無偏心時において、図2に示す
如く、流体Nが形成する自由表面半径rl が外側封入部
33と内側封入部35の間となる仕切部31の上部31
c内に臨むよう封入量が設定されている。
【0030】仕切部31は、上部31cに半径方向の一
定領域面を有し、外側封入部33と内側封入部35のほ
ぼ中間に配置されている。仕切部31は、流体バランサ
23と連続し合う一体形状となっているが、別部材で形
成してもよい。
【0031】一方、脱水槽11の底部は、リング状の制
動面を備えた第2伝導軸37のフランジ39に結合支持
され、Vベルト41を介して入力される駆動モータ43
からの駆動力は、クラッチ45を切換えることで前記第
1,第2伝導軸27,37にそれぞれ伝達される。した
がって、第1伝導軸27に駆動力が伝達されることで、
パルセータ25の回転が可能となり、第2伝導軸37に
駆動力が伝達されることで脱水槽11の回転が可能とな
っている。
【0032】なお、サスペンション装置15は、シリン
ダ49内に、金属ばね51とゴム製のピストン53が配
置され、シリンダ49は、前記外槽9にブラケット55
を介して摺動可能に支持されている。ピストン53のシ
リンダ49との接触面は、ふっそ系樹脂により表面処理
され、滑動面が確保されている。
【0033】ピストン53は、前記シリンダ49内に嵌
挿された吊り棒13の下端に固着されることで、上方に
ばね室57が形成されるようになっている。
【0034】金属ばね51は、前記ばね室57内にセッ
トされ、シリンダ49内の吊り棒13に介装されると共
に金属ばね51の一端はピストン53に、他端はシリン
ダ49の天井面にそれぞれ接触作用している。
【0035】このように構成された洗濯機3において、
脱水時に、アンバランスがなくバランサの振幅εが0の
場合は、流体Nの自由表面Naは図2の状態となる。
【0036】次に、アンバランスが脱水槽11の下部に
でき、バランサに小さな振幅εが生じた場合は、図3に
示す如く、仕切部31の上部31cの範囲にある流体N
のみが移動a→a1するため、バランサの有効高さはH
min である。
【0037】次に、アンバランスが脱水槽11の上部に
でき、バランサに大きな振幅が生じた場合は、図4に示
す如く、外側封入部33、内側封入部35の流体Nが移
動b→b1するため、バランサの有効高さはHmax であ
る。
【0038】したがって、アンバランス側と反アンバラ
ンス側の有効高さHmin ,Hmax は偏心時でも等しくa
→a1,b→b1のように流体Nが移動するため双方の
収支バランスがとれるようになる。
【0039】この結果、流体自由表面Naの内径の変化
が最小に抑えられるため、有効に働き、振動を小さくす
る。
【0040】この場合、図5に示す如く、仕切壁31の
垂直仕切壁面を、連続的な傾斜面59a ,59b とし
て、有効高さを連続的に変化させれば、振幅εに対して
連続的に見かけの質量mb を変化させることが可能とな
り、図10一点鎖線で示す如く、従来例の実線に比べて
バランサの振幅εが小さい時に、大きな能力が得られる
ようになり、さらに効果的である。
【0041】この場合、仕切部31の傾斜面59a ,5
b は段階的な形状であってもよい。
【0042】また、図6に示す如く、外側封入部33と
内側封入部35とを半径方向に連通する連通部61を1
ケ所以上設けることで、停止時に同一の液面が得られ
る。
【0043】なお、振幅εに対する有効高さが同じであ
れば、図7に示す如く外側封入部33と内側封入部35
を断面クランク形状としても同様の効果が得られる。
【0044】また、外側封入部33と内側封入部35の
有効高さは必ずしも全く同じにする必要はなく、取付け
の都合などによって異なる高さになっても、大きな差が
なければ、効果は十分得られる。
【0045】図8は、独立した第1,第2の流体室6
3,65により多重バランサとした実施形態を示したも
のである。
【0046】第1,第2の流体室63,65は、垂直仕
切壁67を有する仕切部69により上部側が連通し合う
外側封入部71と内側封入部72とにそれぞれ構成され
ている。
【0047】この場合、図9に示す如く、第1,第2の
流体室63,65の内、第2の流体室65を従来の仕切
部のない流体室とした組合せとしてもよい。また、第1
の流体室63と第2の流体室65の流体Nを、例えば、
食塩水と塩化カルシウム溶液のように異なる密度の流体
を組合せて用いてもよい。
【0048】なお、他の構成要素は図2と同一のため同
一符号を付して詳細に説明を省略する。
【0049】したがって、この実施形態によれば、各種
特性に対応したバランサの設計をすることが可能とな
り、図10点線で示す如く、従来例の実線に比べて、バ
ランサの振幅εに応じた大きさの能力が得られるように
なり適用範囲が広がる結果、より大容量の洗濯機や高さ
の大きい脱水槽をもつ洗濯機等、多様な洗濯機に対して
有効に適用できるという利点がある。
【0050】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の洗濯
機によれば、バランサ振幅の変化に応じて、バランサの
有効高さを変化させることにより、見かけの質量をバラ
ンサ振幅の大きさに対応して変化することが可能とな
り、アンバランスが脱水槽の上部に集中した場合には、
バランサ振幅を小さくすることができる。また、アンバ
ランスが脱水槽の下部に集中した場合にはバランサ振幅
が大きくなるよう作用し、アンバランスが脱水槽のどの
高さにできた場合でも、振動系の上部と下部の振幅を近
づけることが可能となるため、衣類の量やアンバランス
のできる高さに関わらず、騒音を小さく抑えることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる洗濯機の概要切断面図。
【図2】振幅が0の時の流体バランサの動作図。
【図3】振幅が小の時の流体バランサの動作図。
【図4】振幅が大の時の流体バランサの動作図。
【図5】仕切部を傾斜面とした流体バランサの一部分の
説明図。
【図6】仕切部に外側封入部と内側封入部とを連通させ
る連通部を設けた説明図。
【図7】外側封入部と内側封入部を断面クランク形状と
した流体バランサの一部分の説明図。
【図8】第1,第2の流体室により多重バランサとした
流体バランサの一部分の説明図。
【図9】第1,第2の流体室の内、第2の流体室を従来
の仕切部のない流体室の組合せとした流体バランサの一
部分の説明図。
【図10】各実施形態のバランサの見かけの質量とバラ
ンサの振幅の関係を示した説明図。
【図11】流体バランサの動作説明図。
【図12】バランサが釣り合っている時と、下部及び上
部に集中している時の振動モードを示した説明図。
【符号の説明】
1 洗濯機本体 11 脱水槽 23 流体バランサ 33 外側封入部 35 内側封入部 Hmax 有効高さ Hmin 有効高さ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年1月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 洗濯機本体内に配置された回転可能な脱
    水槽に、内部に流体が封入されたリング形状の流体バラ
    ンサを設けた洗濯機において、 前記流体バランサの流体封入部断面を、外側封入部と内
    側封入部とに形成し、外側封入部と内側封入部の有効高
    さを、前記外側封入部と内側封入部の間となる境界域の
    有効高さよりも大きくしたことを特徴とする洗濯機。
  2. 【請求項2】 外側封入部と内側封入部の間となる境界
    域の有効高さの位置を、前記外側封入部と内側封入部の
    ほぼ中間に設けることを特徴とする請求項1記載の洗濯
    機。
  3. 【請求項3】 外側封入部と内側封入部の間となる境界
    域の有効高さを、仕切部によって形成し、前記仕切部の
    少なくともいずれか一方の仕切壁面を、段階的又は無段
    階的に上昇変化する傾斜面としたことを特徴とする請求
    項1記載の洗濯機。
  4. 【請求項4】 仕切部に、外側封入部と内側封入部とを
    半径方向に連通する連通部を1ケ所以上設けることを特
    徴とする請求項3記載の洗濯機。
  5. 【請求項5】 無偏心時に、流体が形成する自由表面半
    径が、外側封入部と内側封入部の間となる境界域内に臨
    むよう流体を封入することを特徴とする請求項1記載の
    洗濯機。
  6. 【請求項6】 有効高さを形成する外側封入部と内側封
    入部の上面と下面とに、半径方向の一定領域面を設ける
    ことを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
  7. 【請求項7】 有効高さを形成する外側封入部と内側封
    入部の間となる境界域に、半径方向の有効高さ一定領域
    面を設けることを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
  8. 【請求項8】 洗濯機本体内に配置された回転可能な脱
    水槽に、それぞれ独立して流体が封入されたリング形状
    の流体バランサを複数同じ円状に設けた洗濯機におい
    て、 前記独立して液体が封入されたいずれか1つの流体バラ
    ンサの流体封入部断面を、外側封入部と内側封入部とに
    形成し、外側封入部と内側封入部の有効高さを、前記外
    側封入部と内側封入部の間となる境界域の有効高さより
    も大きくしたことを特徴とする洗濯機。
  9. 【請求項9】 前記複数の独立した流体バランサのう
    ち、少なくともいずれか1つの内部に封入された流体を
    他のバランサの流体と密度が異なる流体を用いることを
    特徴とする請求項7記載の洗濯機。
  10. 【請求項10】 i番目の流体バランサの流体密度をρ
    i 、外径をRi 、最大の有効高さをHi max 、トータル
    での最大の見かけの質量を 【数1】 振動系の総質量をm、重心を原点とした時のバランサ力
    の作用点の座標をhb 、脱水槽内に設けられたパルセー
    タの上面とバランサ下面の中点の座標をhc とする時、 【数2】 の関係を満たすようにしたしたことを特徴とする請求項
    1記載の洗濯機。
  11. 【請求項11】 i番目の流体バランサの最小有効高さ
    をHi min 、トータルでの最小の見かけの質量を 【数3】 とする時、 【数4】 の関係を満たすようにしたことを特徴とする請求項1記
    載の洗濯機。
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