JPS6326674B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転槽がその内容物のアンバランス分
布に起因して異常振動することを防止するように
した遠心回転機用バランサに関する。

従来例えば脱水兼用洗濯機においては、脱水時
に回転槽が洗濯物のアンバランス分布に起因して
異常振動することを規制するために回転槽にバラ
ンサを設けている。このバランサとしては固体バ
ランサ，液体バランサ及びボールバランサの三種
類がある。このうち固体バランサは回転槽の周囲
にリング状の錘りを装着して回転系の慣性モーメ
ントを大きくし振動強制力を相対的に低減しよう
とするものである。これに対して液体バランサは
錘りとして液体が用いられ、またボールバランサ
は錘りとして鋼球つまり球体が用いられる。液体
バランサは液体を流動自在に封入した環状ケース
を回転槽に装着して成り、回転槽が共振回転数以
上になると液体が洗濯物の偏在位置即ちアンバラ
ンス負荷位置とは反対方向に移動してそのアンバ
ランスを吸収して振動及び騒音を自動的に低減す
る。同様に、ボールバランサでは球体が上記液体
の場合のように移動し振動を低減する。第２図は
上記バランサのアンバランス量Ｑと振動振幅Ａと
に関する特性を第１図に示すような脱水兼用洗濯
機についての実測の結果として示したものであ
る。この第１図において１は外箱であつて、その
内部にはタブ２が吊棒３によつて弾性的に吊持し
て設けられ、このタブ２内には脱水用の回転槽４
が回転自在に設けられ、その内部には撹拌翼５が
設けられている。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えるた
めのモータ、８は回転槽４の上端開口部に設けら
れた所謂バランサである。第２図において、上記
Ａはタブ２の振動振幅、Ｑは回転槽４内の洗濯物
の偏りによるアンバランス量であり、そして９は
バランサ８を固貞バランサとしたときの特性線、
１０は液体バランサとしたときの特性線、１１，
１２はボールバランサとしたときの特性線であ
る。特に特性線１１は回転槽４が金属製等たわみ
にくい構造の場合を、また特性線１２は回転槽４
を不可避的にたわむプラスチツク製とした場合を
夫々示している。この第２図において、特性線１
２を省いて対比すると、振動低減効果としては特
性線１１で示す如く回転槽４が全くたわまないと
仮定した理想構造のときのボールバランサが最も
優れ、次が液体バランサである。しかしながら、
実際には回転槽を生産性に優れたプラスチツク製
にすることが一般的であるから、ボールバランサ
を適用しても実際に得られる振動低減効果は特性
線１２のようになり、液体バランサを適用した場
合よりも劣つてしまう。以下、回転槽４がたわむ
場合の現象について第３図乃至第５図を用いて説
明する。

第３図には回転槽４と、これに設けたボールバ
ランサ１３とが平面図として図解的に示され、第
４図及び第５図には脱水軸１４を含んでプラスチ
ツク製回転槽４が側面図として図解的に示されて
いる。１５はアンバランス負荷（洗濯物）であ
る。第３図及び第４図に示すような洗濯物のアン
バランス分布状態で回転槽４が共振回転数以上の
例えば定常回転している場合において、球体１６
には回転中心（Ｐ１−Ｐ２）を中心として生ずる
遠心力f₂が作用しその分力としてf₁，fbが存在す
る。このfbによつて球体１６はアンバランス負荷
１５位置とは反対側の方向へ第３図の中心点Ｐ２
とＳ２とが一致するまで、即ち振動振幅が零とな
るまでアンバランス負荷１５位置とは反対方向に
移動し、そのアンバランスを吸収する作用、即ち
振動低減作用を発揮する。そしてすべての球体１
６が互に当接するように完全に寄せ集まつた状態
が第２図中、Ｒ１として示したアンバランス吸収
限界点であり、これ以上のアンバランス量の増加
に対しては特性線１１中、Ｒ１以降の線分の如く
振動振幅が急増する。液体バランサの場合も上記
同様の原理により液体の移動が生じてアンバラン
スを吸収するように作用するが、この場合ボール
バランサとは違つて実際上振動振幅は零にはなら
ない。さて、回転槽４がプラスチツク製である
と、第４図に示すようなたわみを生ずる。即ち、
回転中心（Ｐ１−Ｐ２線）とボールバランサ１３
の脱水方向回転中心Ｓ３とが一致するまで球体１
６が寄せ集まり、このときに、力Fbによつて回
転槽４は第４図中Δaだけたわむ。この結果、回
転中心（Ｐ１−Ｐ２線）と脱水軸中心（Ｓ１−Ｓ
２線）とはたわみ量Δa分のずれを生じ、このず
れ分が、本来、略零となるような理想的なバラン
サ効果を悪化させる原因になり、振動低減特性が
第２図中、特性線１２で示すようになる。従つて
アンバランス量が増えれば、アンバランス負荷１
５と反対側に集まる球体１６の量も増え、たわみ
が一層助長され振動低減作用が低下する。このよ
うなたわみを生ずるときでも第２図にＲ２で示す
如く、アンバランス吸収限界点は存在するが、プ
ラスチツク製回転槽４の場合は、アンバランス限
界点Ｒ２を超えるようにアンバランス量が増して
も、すべての球体１６が限界点Ｒ２にてすでに完
全に寄せ集まつているため力Fbの増加はなく、
従つてたわみΔaは一定となる。そして限界点Ｒ
２以上のアンバランス量によつて生ずる振動振幅
はその位相が前記たわみ量Δaとは180度異にする
ため、アンバランス量の増加につれて第４図に示
すＳ２がＰ２に近づいて行き、ついには振動振幅
が零（第２図中R3点）となり、そしてその後は
Ｓ２とＰ２との位置関係が第５図に示すように逆
転し、振動低減作用は第２図の特性線１２中、Ｒ
３点以降で示すようになり、再び振動が増加して
くる。

以上の説明から理解されるように、ボールバラ
ンサは振動低減効果において最も優れているにも
かかわらず、回転槽をプラスチツク製にすると、
そのたわみによつて振動振幅はアンバランス吸収
限界点Ｒ２から振幅零まで低下するも、その低下
が急激であるため、アンバランス量の少しの増加
で再び増大してしまう。その上、この種のような
脱水機では負荷が洗濯物であるからアンバランス
負荷の量が運転毎に大幅に変化する事情にあり、
従つて特性線１２で示される如く比較的重いアン
バランス領域でのわずかなアンバランス量の変化
に対して振動低減効果、つまりアンバランス吸収
効果が大幅に変化してしまう特性のものでは実際
的な使用において、安定した振動及び騒音低減効
果が得られなくなる。

そこで本発明は回転槽がプラスチツク製等たわ
みを生ずる実際的状況下にあつてもアンバランス
量の変化に対するアンバランス吸収効果の変動幅
を小さくできて液体バランサ以上の振動低減効果
を期待でき、その上これを極めて簡単な構成によ
つて達成できる遠心回転機用バランサを提供する
ことを目的とする。

以下本発明を脱水兼用洗濯機に適用した一実施
例を第７図乃至第９図を参照しながら説明する。
第７図において、２０は周壁に多数の脱水孔２１
を形成したプラスチツク製の回転槽、２２はバラ
ンサであり、これらは第１図の回転槽４及びバラ
ンサ８に代るものである。回転槽２０は周知のよ
うに洗濯時には洗い槽として機能し脱水時には高
速回転された遠心脱水槽として機能する。さて、
バランサ２２において、２３は内部を環状室２４
とした環状ケースで、これの上面開口部は内部に
液体Ｗと複数個の球体２６とを流動及び転動自在
に収容した後、蓋部材２５によつて封鎖される。
この封鎖は例えば蓋部材２５の内面に形成した二
条の嵌合溝２５ａを環状ケース２３の開口縁に接
着手段に伴つて嵌合によつて行なわれる。前記環
状ケース２３内、即ち環状室２４内には複数個の
邪魔板２７を円周方向に等間隔をもつて間欠的に
位置する如く一体成形によつて形成している。こ
の邪魔板２７は環状室２４内の外側上部に球体２
６及び液体Ｗの自由な移動路２４ａを連続的に確
保するための切欠部２７ａを形成しており、そし
てこの切欠部２７ａを除く各辺が環状室２４の四
面に連続した形状をなす。このような邪魔板２７
において、特に環状室２４の内底面からの立上り
部分の低い方を突部２７ｂとしている。一方、環
状室２４内の互に対向する内側面中、外周壁の内
側面に内底面から立上がつて外方に傾く傾斜面２
４ｂを形成し、且つこの傾斜面２４ｂの上終端２
４ｃこの位置から蓋部材２５の下面までの距離が
球体２６の半径を超えるような位置に設定してい
る。そしてこの上終端２４ｃの上方領域は垂直面
になつている。この実施例で用いる転動自在な重
錘としての球体２６はその互の衝突による騒音及
び発錆を防止するために酸化鉛粉とゴム（合成樹
脂でもよい）との混合材料によつて形成してい
る。また、この球体２６と共に同一の環状室２４
に収容する液体Ｗは液体バランサ機能を発揮する
に足る量にし、従つて環状室２４内を完全には満
たさず、例えば突部２７ｂ上の空間の中間に液面
をもつ量に設定してある。特にこの液体Ｗは球体
２６の自由な移動性をあまり阻害しない低粘性の
ものが好ましく、従つて水，食塩水等水を基調と
する液体であることが好ましい。この実施例では
液体Ｗを食塩水にしている。２８は環状ケース２
３の外周壁の外側面に一体成形によつて水平に突
設された鍔で、この鍔２８を回転槽２０の上端に
ねじ等（図示せず）によつて連結して前記バラン
サ２２を回転槽２０の上端開口部の内側に同心配
置状態になるように装着せしめている。

次に上記のように構成したこのバランサ２２の
作用を説明する。第９図は第２図と同じくこのバ
ランサ２２の特性を示したもので、図中、特性線
２９は回転槽２０が全くたわまないものと仮定し
たときの理論上の特性を示し、また特性線３０は
プラスチツク製にされてたわみを生じる回転槽２
０の実際的な特性を示している。また、この第９
図には比較対象として第２図に示した特性線１０
及び１２を点線で表わした。このバランサ２２は
結論的に述べると、液体Ｗの存在によつて液体バ
ランサとして、また球体２６の存在によつてボー
ルバランサとして夫々作用する。特にアンバラン
ス量が第９図にＲ１１またはＲ１２で示すアンバ
ランス吸収限界点以下にあるときは主にボールバ
ランサの効果が現出され、それ以上では液体バラ
ンサ効果が現出される。以下その動作について説
明するに、回転槽２０を脱水運転のために起動し
た場合、共振回転数未満までの低速回転期間で
は、球体２６及び液体Ｗがそれほぼ大きな遠心力
を受けていないため液体Ｗの自由な円周方向流動
が各邪魔板２７によつて阻止され、また球体２６
の邪魔板２７間隔以上の自由な円周方向移動が突
部２７ａによつて阻止される。従つて球体２６及
び液体Ｗが共振回転数以下でアンバランス負荷位
置方向に寄せ集まりそのアンバランス量を助長し
てしまうと云う不都合を防止できる。さて回転槽
２０が共振回転数以上に達すると、これまでの間
に球体２６及び液体Ｗが突部２７ａの存在により
回転槽２０と略一体回転するまでに十分加速され
ているために、球体２６は遠心力によつて傾斜面
２４ｂを登りその突部２７ｂよりも高い上終端２
４ｃに位置する。この位置で球体２６に対する上
昇力が消失するので、球体２６が常時蓋部材２５
にこれを上方に押圧する如く当接する現象には致
らず、蓋部材２５に無用な外力が加わることはな
い。このようにして球体２６は全周にわたる円周
方向移動が阻止されることのない前記移動路２４
ａ中に位置される一方、液体Ｗも遠心力によつて
環状室２４内の外側に集まり移動路２４ａを介し
て円周方向移動可能になる。この結果、回転槽２
０内にアンバランス負荷が存在した場合は、球体
２６及び液体Ｗがそのアンバランス負荷位置とは
反対側に寄せ集まる。この場合、アンバランス量
がアンバランス吸収限界点以下であれば球体２６
は振動振幅が零になるまで互に接近し合い、従つ
て振幅が零になるため、液体Ｗの円周方向移動は
起らず、主としてボールバランサ効果が現出され
る。これに対してアンバランス負荷がアンバラン
ス吸収限界点を超えているときは、この限界点に
てすべての球体２６がすでに完全に寄せ集まつて
いるので、振動系としてはアンバランス状態にあ
り、今度はそのアンバランスを吸収する方向に液
体Ｗが移動し液体バランサ効果が発揮される。従
つてたわみを生ずる回転槽２０の場合の特性線３
０において、Ｒ１２点以降では液体バランサ効果
によつて第２図中のＲ２点以降の特性に比しその
勾配がゆるやかになり、これはアンバランス吸収
限界点を超える範囲でのアンバランス量の変化に
対するアンバランス吸収効果の変動幅が小さくな
つたことを意味する。回転槽にたわみを生じない
場合でも特性線２９中Ｒ１１以降の線分の如く液
体バランサの特性線１０と平行になり、第２図の
特性線１１中Ｒ１以降の部分に示される特性に比
してアンバランス吸収効果の変動幅がかなり改善
されていることがわかる。同様の理由により特性
としてみたとき、特性線３０中のＲ１３以降の領
域における勾配自体は液体バランサのみの特性線
１０と略同一値になる。

ところで、次にこの実施例のその他の特徴につ
いて述べる。一般にボールバランサでは球体が短
時間に回転槽と一体回転状態に立上がるようにす
るため、高粘度の油を環状ケース内に小量封入
し、ケース内面と球体との間の粘性抵抗を大きく
するようにしている。しかしながらこれでは、回
転槽が定常回転中にあるとき、球体は上記のよう
な抵抗のために理論上の位置には集まれず、また
集合度合が偶然性に左右されるようになり、第６
図に示す如く同一のアンバランス量Ｑに対する振
動振幅Ａのばらつきが大きくなる特性になつてし
まう。これに対して本実施例では、液体Ｗとして
は特に粘性による効果を期待していないので低粘
性のものでよく、代つて環状室２４の底面に設け
た突部２７ｂが球体２６に対して回転力を与える
作用をなしているので、同一のアンバランス量に
対する振動振幅のばらつきが少なく、理論値に近
いアンバランス吸収効果が得られ、また、逆に突
部２７ｂは球体２６の過剰な転動性を規制するの
で回転槽２０の起動時におけるアンバランス状態
の助長化を阻止する効果を奏する。尚、本発明は
上記のような脱水兼用洗濯機のみに限定されるも
のではなく遠心回転機全般に適用できるものであ
る。

本発明は以上詳述したように、回転槽にたわみ
を生じない場合は勿論、たわみを生じてしまう場
合でも同一の環状室内に低粘性の液体と転動自在
な複数個の重錘とを封入し且つ該環状室内におけ
る重錘の円周方向移動を共振回転数未満のときに
制限するための突部と傾斜面とを設けるという簡
単な構成によつてアンバランス量の変化に対する
アンバランス吸収効果の変動幅を小さくでき、液
体バランサ以上の振動及び騒音低減効果を期待で
きる遠心回転機用バランサ製を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は従来例を説明するためのも
のであつて、その第１図は脱水兼用洗濯機の原理
的縦断側面図、第２図はボールバランサ等による
振動低減に関する特性図、第３図は作用説明のた
めに回転槽を図解的に示す平面図、第４図及び第
５図は同じく夫々異なつた状態で図解的に示す回
転槽の側面図、第６図は従来のボールバランサの
実際的な特性図である。第７図乃至第９図は本発
明の一実施例に関するもので、その第７図は回転
槽のバランサ装着部の拡大縦断側面図、第８図は
バランサの切欠平面図、第９図は第２図相当図で
ある。 図中、２０は回転槽、２２はバランサ、２３は
環状ケース、２４は環状室、２４ｂは傾斜面、２
６は球体（重錘）、２７ｂは突部、Ｗは液体（食
塩水）である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転槽と略同心状をなすように配置された同
   一の環状室内にこれを完全には満たさない量の低
   粘性の液体と転動自在な略球状をなす複数個の重
   錘とを封入し、前記環状室内に、その内底面上で
   の前記液体及び前記重錘の自由な円周方向移動を
   制限する突部を設けると共に、前記環状室の外周
   壁の内側面に、共振回転数以上での前記重錘の自
   由な円周方向移動を許容すべく該重錘を遠心力に
   より前記突部の高さ以上に登らせる傾斜面を形成
   したことを特徴とする遠心回転機用バランサ。 ２ 液体は水またはこれを基調としていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の遠心回
   転機用バランサ。