WO2015025476A1 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

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WO2015025476A1
WO2015025476A1 PCT/JP2014/003987 JP2014003987W WO2015025476A1 WO 2015025476 A1 WO2015025476 A1 WO 2015025476A1 JP 2014003987 W JP2014003987 W JP 2014003987W WO 2015025476 A1 WO2015025476 A1 WO 2015025476A1
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WO
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drum
balancer
ball
washing machine
type washing
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/003987
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English (en)
French (fr)
Inventor
内山 亘
明宏 細川
友弘 藤井
松本 俊成
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/20Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations
    • D06F37/22Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations in machines with a receptacle rotating or oscillating about a horizontal axis
    • D06F37/225Damping vibrations by displacing, supplying or ejecting a material, e.g. liquid, into or from counterbalancing pockets

Definitions

  • the present invention relates to a drum-type washing machine for containing laundry and provided with a rotatable drum for washing, rinsing and dewatering the laundry in the drum.
  • the laundry may be in an uneven state, that is, an unbalanced state in the drum. Because of this, a biased force may be applied to the rotating shaft during dewatering, which may cause vibration.
  • the amplitude of the vibration is proportional to the square of the rotational speed of the rotating drum. The vibrations may cause problems such as movement of the drum-type washing machine itself and inability to operate above a certain predetermined rotational speed due to loud noise.
  • the fluid balancer is a passage in which a hollow tube is annularly provided at the end periphery on the opening side of the laundry for entering the drum. In the fluid balancer, about half of the passage is sealed in consideration of water or freezing prevention.
  • the fluid balancer automatically moves the liquid to a position opposed to the unbalance position with respect to unbalance caused by the eccentric load of the laundry when the drum is rotating at high speed (for example, when the rotation exceeds 900 rpm). This utilizes the phenomenon of mechanics, which is the nature of nature.
  • the ball balancer includes a plurality of balls movable in the rotational direction (circumferential direction) in a chamber of a tubular container attached to the inner periphery of the drum and formed in an annular shape. Furthermore, in the ball balancer, a viscous liquid such as silicone oil having a predetermined viscosity is enclosed in the same chamber. This limits the friction between the ball and the chamber. Like the fluid balancer, the ball balancer automatically moves to the position opposite to the unbalance position against the unbalance caused by the eccentric load. Thereby, the unbalance is absorbed.
  • the superiority of the ball balancer to the fluid balancer will be described.
  • the major difference between the ball balancer and the fluid balancer is the ball housed inside the chamber.
  • the ball has a distinctly higher specific gravity than the liquid, and the ball is heavy even if the same volume is accommodated inside the chamber. That is, when the drum rotates at high speed, the maximum amount of unbalance suppression is larger in the ball than in the liquid. Therefore, the drum using the ball balancer has a high effect of suppressing the unbalance even when the cloth deviation is large at the time of dewatering, as compared with the drum using the fluid balancer.
  • the ball balancer is disposed at two locations, a single ball balancer, in which the ball balancer is disposed only at the end circumferential portion on the opening side where the laundry is put in the drum, and two circumferential portions on both the opening side and the bottom side of the drum.
  • Double ball balancers are known. Most of the drum-type washing machines using a ball balancer are double ball balancers.
  • the single ball balancer and the double ball balancer are in principle the same. That is, in both ball balancers, a plurality of balls change their positions to automatically correct the unbalance, corresponding to the momentarily the unbalance amount of the laundry which changes with time during dehydration. Reference 2).
  • the same ball balancer is disposed at two places at both ends of the drum cylinder (see Patent Document 2).
  • the rotary shaft of the motor which is the drive unit, also supports the drum and is firmly fixed to the bottom plate via the bearing.
  • the unbalance that occurs between the case where the same laundry, for example, one bath towel is wet, in the vicinity of the drum bottom surface and the case in the vicinity of the drum opening is compared. Since only the position at which the same laundry is placed is changed, the theoretically generated eccentric load is the same, and the vibration width around which the drum swings due to unbalance is considered to be the same everywhere in the drum. However, even if the same cloth deviation actually occurs, the vibration width of the drum is large when the generation position is near the drum opening, and in the vicinity of the drum bottom surface, the rotation shaft directly connected to the bottom surface Since it absorbs a part of the vibration, the vibration width of the drum is small.
  • the fluid balancer In the case of the fluid balancer, during the period from the start of rotation of the drum to high speed rotation (hereinafter referred to as start of rotation of the drum) and at low speed of rotation of the drum, the liquid in the passage constituting the fluid balancer remains in one place. Without being uniformly distributed throughout the passage. For this reason, the eccentric load generated on the balancer itself is smaller than the eccentric load of the laundry. Thus, if a fluid balancer is used, the overall unbalance size may be considered the same as the unbalance due to the eccentric load of the laundry.
  • the circumferential position of the drum where imbalance of the ball balancer itself occurs is opposite to the circumferential position of the drum where imbalance is caused by the eccentric load of the laundry. If it is in the, cancel each other's unbalance.
  • the magnitude of the overall unbalance may be reduced by addition, conversely, when the two unbalance occurrence positions are at the same position, the vibration width due to the deflection of the drum by addition is added. Increases. Therefore, the abnormal vibration causes the drum-type washing machine to stop or the drum-type washing machine to break down. In any case, the root cause is that the ball balancer itself generates a large unbalance at the start of rotation of the drum.
  • the present invention solves the conventional problem, and in a ball balancer using rolling elements, suppresses the unbalance generated by the ball balancer itself at the start of rotation of the drum.
  • the present invention provides a drum-type washing machine that reduces the overall imbalance.
  • the drum-type washing machine of the present invention comprises a bottomed cylindrical drum rotatably supported on a horizontal or inclined rotary shaft and having a drum opening into which laundry is loaded, and a water tub containing the drum.
  • a first weight is provided inside a first tubular container provided with a driving unit for rotationally driving the drum, and a drum end circumferential portion near the drum opening side, and the first hollow tube is annularly formed.
  • the first balancer accommodated.
  • a second balancer is provided in the vicinity of the drum end periphery opposite to the drum opening, and the second weight is accommodated inside the second tubular container in which the second hollow tube is annularly formed.
  • a control unit that controls the drive unit.
  • At least one of the first balancer in which the first weight is accommodated and the second balancer in which the second weight is accommodated is a ball balancer in which a plurality of movable rolling elements are accommodated.
  • the control unit is configured to perform acceleration / deceleration while rotating the drum in the same direction at the start of rotation of the drum.
  • the plurality of rolling elements collected at the bottom of the tubular container constituting the ball balancer are quickly separated from each other and dispersed throughout the interior of the tubular container. Therefore, it is possible to suppress the unbalance generated due to the eccentric load of the ball balancer itself. This reduces the overall unbalance of the drum and reduces vibration and noise. In addition, the rotation of the drum can be rapidly shifted to high speed rotation. Therefore, shortening of operation time and power saving (contribution to energy saving) can be performed.
  • the overall imbalance can be reduced by suppressing the unbalance generated by the ball balancer itself at the start of rotation of the drum. it can.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view of a drum-type washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a drum of the drum-type washing machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a configuration of a ball balancer of the drum-type washing machine in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a drum of the drum-type washing machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view of the drum-type washing machine in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of a drum of a drum-type washing machine in a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view of a drum-type washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a drum of the drum-type washing machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a drum of the drum-type washing machine in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side cross-sectional view of the drum-type washing machine in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a drum of a drum-type washing machine in a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of the drum of the drum-type washing machine in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view of a drum of a drum type washing machine of a comparative example.
  • FIG. 1 is a side sectional view of a drum-type washing machine 51 according to a first embodiment of the present invention.
  • a bottomed cylindrical water tub 52 is accommodated inside the drum-type washing machine 51.
  • a bottomed cylindrical drum 53 is accommodated inside the water tank 52.
  • a door 57 is provided so as to be openable and closable on the front side (left side in FIG. 1) where the laundry of the drum type washing machine 51 is loaded.
  • a drum opening 53 a communicating with the inside of the drum 53 through the water tank opening 52 a of the water tank 52 is provided on the drum 53.
  • the drum 53 has a rotating shaft 35 for rotatably supporting the drum 53 on the drum bottom surface 53 b.
  • the drum 53 is disposed to be inclined so that the bottom side is lower than the front side.
  • the water tank 52 is also disposed inclined along the drum 53. By tilting the drum 53, the drum opening 53a is disposed obliquely upward. Therefore, the user can take out the laundry in the drum 53 without taking a posture of bending greatly. Further, compared with the case where the drum 53 is disposed in the horizontal direction, the water supplied into the water tank 52 is accumulated on the back side, and a deep water storage state can be obtained even with a small amount of water. That is, even with a small amount of water, the laundry tends to be hydrated.
  • the water tank 52 is suspended by a spring 10 provided at the upper portion, and elastically supported by a damper 55 provided at the lower portion.
  • the drum 53 may be horizontal although the ease of taking out the laundry and the water supply amount decrease.
  • a tubular seal (not shown) is attached to the rim of the water tank opening 52a.
  • the front surface side of the sealing material is in contact with the back surface side of the door 57 to seal between the door 57 and the water tank opening 52a. Even if the water tank opening 52a of the water tank 52 swinging up and down, left and right and back and forth moves, the sealing material is deformed and pressed to the back side of the door 57, so the airtightness between the door 57 and the water tank opening 52a is maintained.
  • Ru A motor 54 is attached to an outer lower portion of the water tank 52 as a driving unit for driving the drum 53 to rotate. The rotation of the motor 54 is transmitted to the drum pulley 24 provided on the rotation shaft 35 of the drum 53 via the belt 23. Thus, the drum 53 is rotationally driven by the rotation of the motor 54.
  • a baffle 16 capable of lifting and dropping the laundry 13 is provided inside the drum 53.
  • the drum 53 is driven to rotate, the laundry lifted by the baffle 16 is hit from the top of the drum 53 to the water surface or the like, and the washing is performed by tap washing.
  • the drum 53 is provided with a plurality of through holes 15. Water and air can be passed from the water tank 52 into the drum 53 through the through holes 15.
  • a control unit 56 that controls the motor 54 and the like to control processes such as washing, rinsing, and dewatering is provided at the lower portion on the front side of the drum-type washing machine 51.
  • the control unit 56 has a system capable of managing all control by a timer, including control of various sensors such as driving control of the water supply valve 11, the drainage pump 19, and the motor 54, and a water level sensor (not shown). There is.
  • FIG. 2 is a perspective view of the drum 53 of the drum-type washing machine 51 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a state in which the rotation of the drum 53 is stopped.
  • the rotating shaft 35 of the drum 53 is horizontal or inclined. Therefore, the stored laundry 13 is biased to the lower portion on the drum bottom surface 53 b side in the drum 53.
  • the drum 53 rotates at high speed, the laundry 13 rotates in a biased state. Therefore, large vibrations occur as it is.
  • a balancer for balancing with the laundry 13 is required.
  • a ball balancer 30 (first balancer) is provided in the vicinity of the drum end peripheral portion on the drum opening 53 a side.
  • a fluid balancer 31 (second balancer) is provided in the vicinity of the drum end peripheral portion on the drum bottom surface 53b side.
  • weights are accommodated inside a tubular container 17 in which a hollow tube is formed in an annular shape.
  • a ball 58 made of a metal sphere, which is a rolling element as a weight, is accommodated inside the tubular container 17a.
  • a liquid 32 as a weight is enclosed in the interior of the tubular container 17b, about half the size of the tubular container 17b.
  • the liquid 32 normal water or salt water or the like is used in consideration of antifreeze in winter.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the ball balancer 30 (first balancer) of the drum-type washing machine 51 according to the first embodiment of the present invention.
  • the ball balancer 30 (first balancer) is basically the same as the conventional ball balancer.
  • the ball balancer 30 (first balancer) has a tubular container 17a disposed on the drum opening 53a side, a ball 58 movable in the tubular container 17a, and a viscous liquid 18.
  • the tubular container 17a is installed so that the axis of the drum 53 and the axis of the drum 53 coincide with each other.
  • the viscous liquid 18 is silicone oil or the like and controls the movement of the ball 58. The same effect may be obtained with other viscous liquids, and is not limited to silicone oil.
  • FIG. 2 in the state where the drum 53 is stopped, the laundry 13 tends to be located at the lower portion on the drum bottom surface 53 b side.
  • the liquid 32 in the inside of the tubular container 17 b constituting the fluid balancer 31 (second balancer) remains at the lower part.
  • a plurality of balls 58 inside the tubular container 17a of the ball balancer 30 (first balancer) are also gathered at the lower part.
  • FIG. 2 does not describe the viscous liquid 18 inside the tubular container 17a, it is always present in an appropriate amount between the plurality of balls 58 and the tubular container 17a.
  • FIG. 11 is a perspective view of a drum of a drum type washing machine of a comparative example.
  • FIG. 11 shows the state of the ball balancer 30 (first balancer) and the fluid balancer 31 (second balancer) at the start of rotation.
  • FIG. 11 shows the movement of the ball 58 inside the tubular container 17a and the water inside the tubular container 17b at the start of rotation of the drum 53, and has the same components as FIG. If this configuration is used, the ball balancer 30 (first balancer) is installed in the vicinity of the drum opening 53a where the vibration width of the drum 53 due to the deviation of the laundry 13 is large, so that a high imbalance suppression effect is exhibited. Be done.
  • the size will be described.
  • the fluid balancer 31 (second balancer) the water inside the tubular container 17b constituting the fluid balancer 31 (second balancer) is approximately uniformly distributed along the inner periphery of the tubular container 17b by the centrifugal force. I will. That is, since the magnitude of the imbalance generated by the eccentric load of the fluid balancer 31 (second balancer) itself is smaller than that of the laundry 13, it may be considered that there is no imbalance.
  • the plurality of balls 58 in the tubular container 17a of the ball balancer 30 have a weight of the ball 58 itself being heavier than the liquid 32 such as water or the like. It contains a viscous liquid 18 with friction between the ball 58 and the tubular container 17a. From this, in the case of the ball balancer 30 (first balancer), even when a certain centrifugal force is applied when the drum 53 is rotating at a low speed, as shown in FIG. It tends to gather in one place in the middle.
  • the size of the unbalance generated due to the eccentric load of the ball balancer 30 (first balancer) itself is expressed as the size of the arrow 41.
  • the size of the imbalance of the ball balancer 30 (first balancer) itself may be equal to or larger than the eccentric load of the laundry 13.
  • the size of the overall imbalance on the drum opening 53 a side provided with the ball balancer 30 (first balancer) is the size of the imbalance due to the eccentric load of the laundry 13 and the ball balancer 30 (first Balancer) is the sum of the unbalance size of itself.
  • the position of imbalance generated by the eccentric load of the laundry 13 is undefined.
  • the position of the periphery of the drum 53 at which the imbalance of the ball balancer 30 (first balancer) itself occurs at the start of rotation of the drum 53 is the position of the periphery of the drum 53 at which imbalance due to the eccentric load of the laundry 13 occurs.
  • they are in the opposite positional relationship they cancel each other's unbalance.
  • the magnitude of the overall unbalance may be reduced by addition.
  • the overall magnitude of the imbalance is the sum of arrows 40 and 41. . Therefore, the vibration width due to the swinging of the drum 53 is increased to generate abnormal vibration.
  • the balance function of the ball balancer 30 first balancer
  • FIG. 4 is a perspective view of the drum 53 of the drum-type washing machine 51 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows the state of the ball balancer 30 (first balancer) and the fluid balancer 31 (second balancer) at the start of rotation.
  • the control unit 56 performs acceleration and deceleration in small increments while rotating the drum 53 in the same direction. For example, the setting operation of “120 rpm for 3 seconds, 90 rpm for 5 seconds” is repeated four times (a total of eight times).
  • the plurality of balls 58 in the tubular container 17a of the ball balancer 30 (first balancer) are gathered at one place at first, but gradually separate from each other. As shown in FIG. 4, it disperse
  • the magnitude of the unbalance generated by the eccentric load of the ball balancer 30 (first balancer) itself is smaller than that of the laundry 13, so it may be considered that there is no unbalance.
  • the upper limit of the higher predetermined rotational speed set to 120 rpm may be, for example, about 150 rpm, as long as the vibration does not become noticeable due to the resonance rotational speed or the like.
  • the lower limit of the lower predetermined rotational speed, which is 90 rpm may be, for example, about 80 rpm unless the clothes inside the drum fall due to insufficient centrifugal force. The difference between these predetermined rotational speeds may be 15 rpm.
  • the time for maintaining the predetermined rotation speed is about 0 seconds (continuous change) to about 10 seconds, and it is effective to perform acceleration / deceleration approximately twice to 15 times in total in small increments. A total of 2 to 15 acceleration / decelerations do not have to be repeated, especially in sets.
  • the drum-type washing machine 51 of the present embodiment is rotatably supported by the horizontal or inclined rotary shaft 35, and has a cylindrical drum with a bottom having a drum opening 53a into which the laundry 13 is loaded. 53 and a water tank 52 accommodating the drum 53. Further, a driving unit 54 for driving the drum 53 to rotate, and a first tubular container 17a provided in the vicinity of the drum end peripheral portion on the drum opening 53a side and in which the first hollow tube is formed annularly And a first balancer in which one weight 58 is accommodated. Further, the second weight 32 is accommodated in the inside of a second tubular container 17b provided in the vicinity of the drum end periphery opposite to the drum opening 53a and in which a second hollow tube is annularly formed.
  • a control unit 56 for controlling the drive unit 54. At least one of the first balancer in which the first weight 58 is accommodated and the second balancer in which the second weight 32 is accommodated is a ball balancer 30 in which a plurality of movable rolling elements 58 are accommodated.
  • the control unit 56 is configured to perform acceleration / deceleration while rotating the drum 53 in the same direction at the start of rotation of the drum 53.
  • the control unit 56 performs acceleration and deceleration in small increments while rotating the drum 53 in the same direction.
  • the plurality of balls 58 gathered at one place in the tubular container 17a constituting the ball balancer 30 (first balancer) are separated from one another and dispersed quickly in the entire tubular container 17a. .
  • the drum 53 can be rapidly shifted to high speed rotation. Therefore, shortening of operation time and power saving (contribution to energy saving) can be performed.
  • the first weight is a plurality of movable rolling elements 58
  • the first balancer is the ball balancer 30
  • the second weight is a liquid. 32
  • the second balancer is the fluid balancer 31.
  • control unit 56 disperses the liquid 32 inside the hollow tube of the fluid balancer 31 (second balancer) by repeating acceleration and deceleration of the drum 53 at the start of rotation of the drum 53.
  • the magnitude of the imbalance generated by the eccentric load of the fluid balancer 31 (second balancer) itself is smaller than that of the laundry 13, and therefore it may be considered that there is no imbalance.
  • the rolling elements are made of metal balls. Therefore, even if the metal sphere has a specific gravity larger than that of the liquid and the same volume is accommodated inside the tubular container, the metal sphere is heavy. The metal sphere is larger than the liquid.
  • the ball balancer 30 (first balancer) is filled with the liquid 18 having a predetermined viscosity. Thereby, the movement of the ball 58 can be controlled.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view of a drum-type washing machine 61 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the constituent elements of the drum-type washing machine 61 that are the same as the constituent elements of the drum-type washing machine 51 in the first embodiment use the same reference numerals as the reference numerals in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 6 is a perspective view of the drum 53 of the drum-type washing machine 61 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a state in which the rotation is stopped.
  • a ball balancer 30 (first balancer) is provided in the vicinity of the drum end peripheral portion on the drum opening 53 a side.
  • a ball balancer 62 (second balancer) is provided in the vicinity of the drum end peripheral portion on the drum bottom surface 53b side.
  • the difference between the ball balancer 30 (first balancer) and the ball balancer 62 (second balancer) is that the number of balls 58 and 63 accommodated in each of the tubular containers 17 and 33 is seven and four, respectively. is there. In addition, the size of the ball 63 is a little small and the weight is a little light.
  • the shapes of the tubular containers 17 and 33 may be slightly different, the amount of the viscous liquid 18 may be slightly different, and the viscosity of the viscous liquid 18 may be different.
  • the basic functions as a balancer are almost the same.
  • FIG. 7 is a perspective view of the drum 53 of the drum-type washing machine 61 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows the state of the ball balancer 30 (first balancer) and the ball balancer 62 (second balancer) at low speed rotation.
  • the control unit 56 performs acceleration and deceleration in small increments while rotating the drum 53 in the same direction. For example, the setting operation of “120 rpm for 3 seconds, 90 rpm for 5 seconds” is repeated four times (a total of eight times). Due to this rotation control, the plurality of balls 58 in the tubular container 17 of the ball balancer 30 (first balancer) initially gather in one place, but gradually separate from each other. It disperse
  • the magnitude of the unbalance generated by the eccentric load of the ball balancer 30 (first balancer) itself is smaller than that of the laundry 13, so it may be considered that there is no unbalance.
  • the timing at which the balls 63 are dispersed is different from that of the ball balancer 30 (first balancer), it is generated by an eccentric load by being dispersed throughout the inside of the tubular container 33. Since the size of the unbalance is smaller than that of the laundry 13, it may be considered that there is no unbalance.
  • the upper limit of the higher predetermined rotational speed set to 120 rpm may be, for example, about 150 rpm, as long as the vibration does not become noticeable due to the resonance rotational speed or the like.
  • the lower limit of the lower predetermined rotational speed, which is 90 rpm may be, for example, about 80 rpm unless the clothes inside the drum fall due to insufficient centrifugal force. The difference between these predetermined rotational speeds may be 15 rpm.
  • the time for maintaining the predetermined rotation speed is about 0 seconds (continuous change) to about 10 seconds, and it is effective to perform acceleration / deceleration approximately twice to 15 times in total in small increments. A total of 2 to 15 acceleration / decelerations do not have to be repeated, especially in sets.
  • the control unit 56 performs acceleration and deceleration in small increments while rotating the drum 53 in the same direction.
  • a balancer having a particularly high unbalance suppressing power in the second embodiment, the ball balancer 30 (first balancer)
  • the plurality of balls 58 collected at one place in the tubular container 17 constituting the balancer are separated from one another and dispersed quickly in the whole of the tubular container 17.
  • the first weight is a plurality of movable rolling elements 58
  • the first balancer is the first ball balancer 30
  • the two weights are a plurality of movable rolling elements 63
  • the second balancer is a second ball balancer 62.
  • the liquids filled in the first ball balancer 30 (first balancer) and the second ball balancer 62 (second balancer) have different viscosities.
  • the basic function as the balancer is approximately the same.
  • FIG. 8 is a side sectional view of a drum-type washing machine 71 according to the third embodiment of the present invention.
  • the constituent elements of the drum-type washing machine 71 that are the same as the constituent elements of the drum-type washing machine 51 in the first embodiment use the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 9 is a perspective view of the drum 53 of the drum-type washing machine 71 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a state in which the rotation is stopped.
  • a ball balancer 72 (second balancer) is provided in the vicinity of the drum end peripheral portion on the drum bottom plate 53b side.
  • a fluid balancer 73 (first balancer) is provided in the vicinity of the drum end circumferential portion on the drum opening 53a side.
  • weights are accommodated inside tubular containers 17a and 17b in which hollow tubes are formed in an annular shape.
  • a ball 58 made of a metal sphere, which is a rolling element is accommodated as a weight inside a tubular container 17a.
  • a liquid 74 as a weight is enclosed in the interior of the tubular container 17b, about half the size of the tubular container 17b.
  • the liquid 74 normal water or salt water or the like is used in consideration of antifreeze in winter.
  • FIG. 10 is a perspective view of the drum 53 of the drum-type washing machine 71 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows the state of the ball balancer 72 (second balancer) and the fluid balancer 73 (first balancer) at the start of rotation.
  • the control unit 56 performs acceleration and deceleration in small increments while rotating the drum 53 in the same direction. For example, the setting operation of “120 rpm for 3 seconds, 90 rpm for 5 seconds” is repeated four times (a total of eight times).
  • the plurality of balls 58 in the tubular container 17a of the ball balancer 72 (second balancer) are initially gathered at one place, but gradually separate from each other. As shown in FIG. 10, the particles are dispersed throughout the interior of the tubular container 17a.
  • the magnitude of the unbalance generated by the eccentric load of the ball balancer 72 (second balancer) itself is smaller than that of the laundry 13, so it may be considered that there is no unbalance.
  • the upper limit of the higher predetermined rotational speed set to 120 rpm may be, for example, about 150 rpm, as long as the vibration does not become noticeable due to the resonance rotational speed or the like.
  • the lower limit of the lower predetermined rotational speed, which is 90 rpm may be, for example, about 80 rpm unless the clothes inside the drum fall due to insufficient centrifugal force. The difference between these predetermined rotational speeds may be 15 rpm.
  • the time for maintaining the predetermined rotation speed is about 0 seconds (continuous change) to about 10 seconds, and it is effective to perform acceleration / deceleration approximately twice to 15 times in total in small increments. A total of 2 to 15 acceleration / decelerations do not have to be repeated, especially in sets.
  • the control unit 56 performs acceleration and deceleration in small increments while rotating the drum 53 in the same direction.
  • the plurality of balls 58 collected at one place in the tubular container 17a constituting the ball balancer 72 (second balancer) are separated from one another, and dispersed quickly in the entire tubular container 17a. .
  • the overall unbalance of the drum can be reduced to reduce the vibration and the noise.
  • the drum 53 can be rapidly shifted to high speed rotation. Therefore, shortening of operation time and power saving (contribution to energy saving) can be performed.
  • the first weight is the liquid 74
  • the first balancer is the fluid balancer 73
  • the second weights are movable.
  • the second balancer is the ball balancer 72.
  • the drum type washing machine according to the present invention can reduce the overall unbalance by suppressing the unbalance generated by the ball balancer itself at the start of rotation of the drum in the ball balancer using rolling elements. . Therefore, the drum-type washing machine according to the present invention is useful as a household or commercial drum-type washing machine or a cleaning device.

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Abstract

ドラム式洗濯機(51)であって、水平または傾斜した回転軸(35)に回転自在に支持され、洗濯物(13)が投入されるドラム開口部(53a)を有する有底円筒状のドラム(53)と、ドラム(53)を収容する水槽(52)とを備える。また、ドラム(53)を回転駆動する駆動部(54)と、ドラム開口部(53a)側のドラム端周部近傍に設けられ、第1の中空管が環状に形成された第1の管状容器の内部に第1の錘(58)が収容された第1のバランサ(30)とを備える。また、ドラム開口部(53a)側と反対側のドラム端周部近傍に設けられ、第2の中空管が環状に形成された第2の管状容器の内部に第2の錘(32)が収容された第2のバランサ(31)と、駆動部(54)を制御する制御部(56)とを備える。

Description

ドラム式洗濯機
 本発明は、洗濯物を収容して回転可能なドラムを備え、そのドラム内で洗濯物の洗い、すすぎ、脱水を行うドラム式洗濯機に関する。
 一般的に、水平または傾斜した回転軸を有するドラム式洗濯機の脱水工程において、洗濯物がドラム内で不均一な状態、すなわちアンバランスな状態になることがある。それが原因で、脱水中に回転軸に偏った力が加わり、振動が発生することがある。振動の振幅は、回転するドラムの回転速度の2乗に比例する。その振動のために、ドラム式洗濯機自身が移動したり、また、騒音が激しいために、ある所定の回転速度以上では運転することができない、などの問題が発生することがある。
 洗濯物のアンバランスによる振動を低減するために、日本国内のドラム式洗濯機においては、液体を使用した流体バランサが広く用いられている。流体バランサは、ドラムに洗濯物を入れる開口部側の端周部に、中空管が環状に設けられた通路である。流体バランサには、水あるいは凍結防止を考慮して、塩水が、通路の半分程度封入されている。流体バランサは、ドラムの高速回転時(例えば、900rpmを越える回転時)には、洗濯物の偏心荷重により生じるアンバランスに対し、液体が自動的にアンバランスの位置と対向する位置に移動する。これは、自然の摂理である力学現象を利用している。
 一方、近年、新しいバランサとして、金属球(以降、ボールと称する)を使用するボールバランサが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。ボールバランサは、ドラムの内周に取り付けられ、かつ、環状に形成された管状容器のチャンバ内に、回転方向(周方向)に移動自在な複数のボールを備えている。更に、ボールバランサは、同じチャンバ内に、所定の粘性を持ったシリコンオイルなどの粘性液体が封入される。これにより、ボールとチャンバとの摩擦が制限される。このボールバランサも流体バランサと同様に、偏心荷重により生じるアンバランスに対し、自動的にアンバランスの位置と対向する位置に移動する。これにより、アンバランスが吸収される。
 ここで、ボールバランサの流体バランサに対する優位性を説明する。ボールバランサと流体バランサとの大きな違いは、チャンバ内部に収容されているボールである。液体に比べてボールは明らかに比重が大きく、同じ体積分をチャンバ内部に収容したとしても、ボールは重い。つまり、ドラムが高速回転する脱水時のアンバランス最大抑制量は、液体に比べてボールの方が大きい。従って、ボールバランサを用いたドラムは、流体バランサを用いたドラムに比べて、脱水時の布偏りが大きくても、アンバランスの抑制効果が高い。
 また、ドラムに洗濯物を入れる開口部側の端周部だけにボールバランサが配置されるシングルボールバランサと、ドラムの開口部側と底面側の両端周部の2箇所にボールバランサが配置されるダブルボールバランサが知られている。ボールバランサを用いたドラム式洗濯機のほとんどは、ダブルボールバランサである。シングルボールバランサおよびダブルボールバランサは、原理的には同じである。すなわち、どちらのボールバランサも、脱水時において経時的に変化する洗濯物のアンバランス量に刻一刻と対応して、複数のボールが位置を変え、自動的にアンバランスを修正する(例えば、特許文献2を参照)。
 従来、ダブルボールバランサの場合、同じボールバランサがドラム筒両端の2箇所に配置される(特許文献2を参照)。また、駆動部である電動機の回転軸が、ドラムも支持し、軸受けを介して、底板にしっかり固定される。
 この構成において、同じ洗濯物、例えば、バスタオル1枚を濡れた状態で、ドラム底面近傍においた場合と、ドラム開口部の近傍においた場合とで、発生するアンバランスを比較する。同じ洗濯物を置く位置のみを変化させただけなので、理論的に発生する偏心荷重は同じで、アンバランスによるドラムが振れ回る振動幅は、ドラムのどの場所でも同じと考えられる。しかしながら、実際には、同じ布偏りが発生しても、その発生位置がドラム開口部の近傍の場合は、ドラムの振動幅が大きく、ドラム底面の近傍の場合は、底面に直結された回転軸が振動の一部を吸収するため、ドラムの振動幅が小さい。同じボールバランサを単純にドラム筒両端に配置した場合、特に底面側に取り付けられるボールバランサは、底面側で発生する振動幅が小さい割には抑制力が過剰となる。このため、脱水起動時や停止時に、アンバランス抑制に使われないボール同士が互いにぶつかり合う現象が起こる。これにより発生する金属音が、新たな騒音問題となる。
 これに対して、ドラムの開口部側のボールバランサはそのままにして、底面側のボールバランサだけを流体バランサに置き換える新しいタイプのバランサも提案されている。しかし、ドラムの振動幅が大きいため、異常振動が発生し、しばしばドラム式洗濯機が停止するという課題がある。
 流体バランサの場合、ドラムの回転開始から高速回転に至るまでの間(以下、ドラムの回転開始時という)とドラムの低速回転時には、流体バランサを構成する通路の内の液体は、一箇所に留まることなく、通路内全体におおよそ均一に分散している。このため、バランサ自体に発生する偏心荷重は、洗濯物の偏心荷重に比べて小さい。従って、流体バランサが用いられる場合、全体のアンバランスの大きさは、洗濯物の偏心荷重によるアンバランスと同じと考えてよい。
 一方、ボールバランサの場合、ドラムの回転開始時とドラムの低速回転時には、ボールバランサを構成する管状容器のチャンバ内の転動体(複数のボール)は、一箇所に集まる傾向がある。従って、ボールバランサ自体に発生する偏心荷重は、洗濯物の偏心荷重に比べて、同等または大きい。このため、ボールバランサが用いられる場合、全体的なアンバランスの大きさは、洗濯物の偏心荷重によるアンバランスとボールバランサ自体のアンバランスの合算となる。
 また、ドラムの回転開始時、ボールバランサ自体のアンバランスが発生するドラムの周方向の位置が、洗濯物の偏心荷重によるアンバランスの発生したドラムの周方向の位置に対して、対向の位置関係にある場合には、互いのアンバランスを打ち消す。ここで、全体的なアンバランスの大きさは合算により小さくなる場合があるものの、反対に、この発生する2つのアンバランスが発生する位置が同じ位置の場合、合算によりドラムの振れ回りによる振動幅が増大する。従って、異常振動により、ドラム式洗濯機が停止したり、ドラム式洗濯機が故障したりする。いずれにせよ根本原因は、ドラムの回転開始時において、ボールバランサ自体が大きなアンバランスを発生することである。
特開平9-187597号公報 特開2012-122576号公報
 本発明は、従来の課題を解決するもので、転動体を用いたボールバランサにおいて、ドラムの回転開始時、ボールバランサ自体が発生するアンバランスを抑制する。これによって、本発明は、全体的なアンバランスを軽減するドラム式洗濯機を提供する。
 本発明のドラム式洗濯機は、水平または傾斜した回転軸に回転自在に支持され、洗濯物が投入されるドラム開口部を有する有底円筒状のドラムと、ドラムを収容する水槽とを備える。また、ドラムを回転駆動する駆動部と、ドラム開口部側のドラム端周部近傍に設けられ、第1の中空管が環状に形成された第1の管状容器の内部に第1の錘が収容された第1のバランサを備える。また、ドラム開口部と反対側のドラム端周部近傍に設けられ、第2の中空管が環状に形成された第2の管状容器の内部に第2の錘が収容された第2のバランサと、駆動部を制御する制御部とを備える。第1の錘が収容された第1のバランサ、および、第2の錘が収容された第2のバランサの少なくとも一方は、移動自在な複数の転動体が収容されたボールバランサである。制御部は、ドラムの回転開始時に、ドラムを同じ方向に回転させながら加減速を行うように構成されている。
 この構成により、ボールバランサを構成する管状容器の底部に集っていた複数の転動体は、速やかに転動体同士が互いに離れて管状容器の内部全体に分散していく。従って、ボールバランサ自体の偏心荷重により発生するアンバランスを抑制することができる。これにより、ドラムの全体的なアンバランスを軽減させて振動および騒音を低減できる。また、ドラムの回転を速やかに高速回転へ移行することができる。従って、運転時間の短縮や節電(省エネルギーへの寄与)をすることができる。
 本発明のドラム式洗濯機によれば、転動体を用いたボールバランサにおいて、ドラムの回転開始時、ボールバランサ自体が発生するアンバランスを抑制することによって、全体的なアンバランスを軽減することができる。
図1は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の側面断面図である。 図2は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機のドラムの斜視図である。 図3は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機のボールバランサの構成を示す図である。 図4は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機のドラムの斜視図である。 図5は、本発明の実施の形態2におけるドラム式洗濯機の側面断面図である。 図6は、本発明の実施の形態2におけるドラム式洗濯機のドラムの斜視図である。 図7は、本発明の実施の形態2におけるドラム式洗濯機のドラムの斜視図である。 図8は、本発明の実施の形態3におけるドラム式洗濯機の側面断面図である。 図9は、本発明の実施の形態3におけるドラム式洗濯機のドラムの斜視図である。 図10は、本発明の実施の形態3におけるドラム式洗濯機のドラムの斜視図である。 図11は、比較例のドラム式洗濯機のドラムの斜視図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
 (実施の形態1)
 図1は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機51の側面断面図である。ドラム式洗濯機51の内側には、有底円筒状の水槽52が収容されている。水槽52の内部には、有底円筒状のドラム53が収容されている。ドラム式洗濯機51の洗濯物を投入する正面側(図1上で左側)には、扉57が開閉自在に設けられている。水槽52の水槽開口部52aを通して、ドラム53内に通じるドラム開口部53aがドラム53に設けられている。ドラム53は、ドラム53を回転支持する回転軸35を、ドラム底面53bに有する。ドラム53は、正面側より底面側が低くなるように傾斜して配置されている。水槽52も、ドラム53に沿うように傾斜して配置されている。ドラム53が傾斜することによって、ドラム開口部53aが斜め上向きに配置される。従って、使用者は、大きく屈む姿勢をとることなく、ドラム53内の洗濯物を取り出すことができる。また、ドラム53が水平方向に配置された場合に比べ、水槽52内に給水された水が背面側に溜まって、少ない水量でも、深い貯水状態が得られる。すなわち、少ない水量でも、洗濯物が含水しやすい。水槽52は、上部に設けられたバネ10によって、吊り下げられ、下部に設けられたダンパー55によって、弾性的に支持されている。なお、洗濯物の取り出しやすさや給水量は低下するものの、ドラム53は水平であってもよい。
 水槽開口部52aの口縁には、管状のシール材(図示せず)が、装着されている。シール材の前面側は、扉57の背面側に当接して、扉57と水槽開口部52aの間を密閉している。上下左右および前後に揺動する水槽52の水槽開口部52aが動いても、シール材が変形して扉57背面側へ押圧するので、扉57と水槽開口部52aの間の密閉性が維持される。水槽52の外側下部には、ドラム53を回転駆動するための駆動部としてモータ54が取り付けられている。モータ54の回転が、ベルト23を介して、ドラム53の回転軸35に設けられたドラムプーリ24に伝達される。これにより、モータ54の回転によって、ドラム53が回転駆動される。
 ドラム53の内部には、洗濯物13を持ち上げて落とすことができるバッフル16が、設けられている。ドラム53が回転駆動されることにより、バッフル16によって持ち上げられた洗濯物は、ドラム53の上部から水面等に叩きつけられ、叩き洗いによって、洗浄がなされる。さらに、ドラム53には、複数の透孔15が、設けられている。透孔15を介して、水槽52からドラム53内に、通水および通気がなされ得る。
 モータ54等を制御し、洗い、すすぎ、および脱水等の工程を制御する制御部56が、ドラム式洗濯機51の正面側下部に設けられている。制御部56は、給水弁11、排水ポンプ19、およびモータ54の駆動制御、および、水位センサ(図示せず)など各種センサの制御を含め、すべての制御をタイマーで管理できるシステムを具備している。
 図2は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機51のドラム53の斜視図である。図2は、ドラム53の回転が停止している状態を示す。ドラム式洗濯機51において、ドラム53の回転軸35は水平または傾斜している。従って、収容された洗濯物13は、ドラム53内のドラム底面53b側の下部に偏った状態となっている。ドラム53が高速に回転する時には、洗濯物13が偏った状態で回転する。そのため、そのままでは大きな振動が発生する。その振動を抑制するために、洗濯物13とバランスを取るためのバランサが必要である。
 図2においては、ドラム開口部53a側のドラム端周部近傍に、ボールバランサ30(第1のバランサ)が設けられている。ドラム底面53b側のドラム端周部近傍に、流体バランサ31(第2のバランサ)が設けられている。これらのバランサは、中空管が環状に形成された管状容器17の内部に、錘が収容されている。ボールバランサ30(第1のバランサ)は、管状容器17aの内部に、錘として転動体である金属製の球体のボール58が、収容されている。流体バランサ31(第2のバランサ)は、管状容器17bの内部に、錘として液体32が、管状容器17bの半分程度封入されている。この液体32は、通常の水、あるいは、冬季の凍結防止を考慮して、塩水等が用いられる。
 図3は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機51のボールバランサ30(第1のバランサ)の構成を示す図である。ボールバランサ30(第1のバランサ)は、従来のボールバランサと基本的な部分は変わらない。ボールバランサ30(第1のバランサ)は、ドラム開口部53a側に配置された管状容器17aと、管状容器17a内を移動可能なボール58と、粘性液体18とを有している。管状容器17aは、ドラム53と互いの軸線が一致するように設置されている。粘性液体18はシリコンオイル等であり、ボール58の動きを制御する。なお、他の粘性のある液体でも同様の効果が得られれば良く、シリコンオイルに限定されるものではない。
 図2に示すように、ドラム53が停止している状態では、洗濯物13はドラム底面53b側の下部に位置する傾向がある。流体バランサ31(第2のバランサ)を構成する管状容器17bの内部にある液体32は下部に留まっている。さらに、ボールバランサ30(第1のバランサ)の管状容器17aの内部にある複数個のボール58も下部に集まっている。なお、この図2では、管状容器17aの内部にある粘性液体18は記載していないが、常に複数のボール58と管状容器17aとの間に適量存在している。
 図11を用いて、比較例のドラム式洗濯機を説明する。図11は、比較例のドラム式洗濯機のドラムの斜視図である。図11は、回転開始時のボールバランサ30(第1のバランサ)と流体バランサ31(第2のバランサ)の状態を示す。図11は、ドラム53の回転開始時における、管状容器17aの内部にあるボール58や、管状容器17bの内部にある水の動きを示すもので、図2と同じ構成要素を持つ。この構成を用いれば、洗濯物13の偏りによるドラム53の振動幅が大きなドラム開口部53aの近傍に、ボールバランサ30(第1のバランサ)が設置されることによって、高いアンバランス抑制効果が発揮される。一方で、ドラム53の振動幅が小さなドラム底面53b側に流体バランサ31(第2のバランサ)が配置されることによって、相応のアンバランス抑制効果が発揮される。また、ドラム底面53b側にボールバランサが配置されないので、ドラム底面53b側の騒音も発生しない。
 図11は、洗濯物13としてのバスタオル1枚を濡れた状態で、ドラム53内部に入れて、脱水行程を開始した場合、洗濯物13の布偏りによる偏心荷重が生じ、アンバランスが発生する。偏心荷重のアンバランスによるドラムの振れ回りの振動幅は、ドラム53のどの場所でも同じと考えられる。しかし、実際には、ドラム底面53b近傍では、底面に直結された回転軸35が振動の一部を吸収するため、振動幅が小さく、ドラム開口部53aの近傍では、振動幅が大きい。この図では、わかりやすいように、洗濯物13によるアンバランスを、ドラム開口部53aに位置した矢印40として示している。
 ドラム53の回転開始時、特に回転数が80~100rpmの低速回転時の流体バランサ31(第2のバランサ)とボールバランサ30(第1のバランサ)について、各々の偏心荷重により発生するアンバランスの大きさについて説明する。まず流体バランサ31(第2のバランサ)について、流体バランサ31(第2のバランサ)を構成する管状容器17bの内部にある水は、遠心力により管状容器17bの内周に沿っておおよそ均一に分散していく。つまり、流体バランサ31(第2のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスの大きさは、洗濯物13のそれと比べて小さいため、アンバランスは無いと考えてもよい。
 一方、ボールバランサ30(第1のバランサ)の管状容器17a内の複数個のボール58は、ボール58自身の重さが水などの液体32に比べて重いことや、管状容器17a内部に一定の粘性を持った粘性液体18が入っており、ボール58と管状容器17aとの間に摩擦がある。このことから、ボールバランサ30(第1のバランサ)の場合、ドラム53の低速回転時には、ある程度の遠心力をかけても、図11に示すように、ドラム円周の最下端と最上端との中間あたりの一箇所に集まる傾向がある。ボールバランサ30(第1のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスの大きさを、矢印41の大きさとして表現した。このボールバランサ30(第1のバランサ)自体のアンバランスの大きさは、洗濯物13の偏心荷重に比べて、同等または大きい場合もある。
 このように、ボールバランサ30(第1のバランサ)を設けたドラム開口部53a側の全体的なアンバランスの大きさは、洗濯物13の偏心荷重によるアンバランスの大きさとボールバランサ30(第1のバランサ)自体のアンバランスの大きさの合算となる。ここで言う合算について補足すると、洗濯物13の偏心荷重により発生するアンバランスの位置は不定である。ドラム53の回転開始時に、ボールバランサ30(第1のバランサ)自体のアンバランスが発生するドラム53周囲部の位置が、洗濯物13の偏心荷重によるアンバランスの発生したドラム53周囲部の位置に対して、対向の位置関係にあった場合は、互いのアンバランスを打ち消す。これにより、全体的なアンバランスの大きさは合算により小さくなる場合がある。反対に、この発生する2つのアンバランスが発生する位置が図11で示したような、おおよそ同じような位置にある場合、全体的なアンバランスの大きさは矢印40と矢印41の合算となる。従って、ドラム53の振れ回りによる振動幅が増大して異常振動が発生する。また、振れ回りが大きいと、益々ボールバランサ30(第1のバランサ)のバランス機能の発揮が遅くなり、ドラム53の高速回転への移行を速やかに行うことができない。
 以下、あらためて、本発明の実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。図4は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機51のドラム53の斜視図である。図4は、回転開始時のボールバランサ30(第1のバランサ)と流体バランサ31(第2のバランサ)の状態を示す。
 比較例と同様に、洗濯物13としてのバスタオル1枚を濡れた状態で、ドラム内部に入れて脱水工程を開始した場合、洗濯物13の布偏りによる偏心荷重により、アンバランスが発生する。そのアンバランスの大きさは矢印40であることには変わりない。比較例と大きく違うのは、制御部56により、ドラム53の回転制御を変えることで、ボールバランサ30(第1のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスを極力なくすことである。
 具体的には、ドラム53の回転開始から高速回転に至るまでの間の回転開始時に、制御部56はドラム53を同じ方向に回転させながら小刻みに加減速を行う。例えば、「120rpmを3秒間、90rpmを5秒間」のセット動作を4回(合計8回)繰り返す。この回転制御により、ボールバランサ30(第1のバランサ)の管状容器17a内の複数個のボール58は、初めは一箇所に集っているが、徐々に互いに離れる。速やかに図4に示すように管状容器17a内の全体に分散していく。こうして、ボールバランサ30(第1のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスの大きさは、洗濯物13のそれと比べて小さいため、アンバランスは無いと考えてもよくなる。
 なお、加減速における、回転数、時間、回転数の組み合わせ、および、繰り返す回数については、ドラムの形状、ボールの重量および数量、粘性液体の状態、分散までの時間、その他にも種々の要素があり、一概には決定できない。しかし、上記120rpmとした高い方の所定回転数の上限は、共振回転数などで振動が顕著にならない程度であれば良く、例えば150rpm程度である。また、上記90rpmとした低い方の所定回転数の下限は、ドラム内部の衣類が遠心力不足で落ちなければ良く、例えば80rpm程度である。これらの所定回転数の差は、15rpmあれば良い。また、さらに異なる回転数を加えても良い。所定回転数を維持する時間は0秒(連続変化)~10秒程度で、小刻みに合計2回~15回程度加減速を行うのが効果的である。合計2回~15回程度の加減速を、特にセットにして、繰り返す必要はない。
 以上のように、本実施の形態のドラム式洗濯機51は、水平または傾斜した回転軸35に回転自在に支持され、洗濯物13が投入されるドラム開口部53aを有する有底円筒状のドラム53と、ドラム53を収容する水槽52とを備える。また、ドラム53を回転駆動する駆動部54と、ドラム開口部53a側のドラム端周部近傍に設けられ、第1の中空管が環状に形成された第1の管状容器17aの内部に第1の錘58が収容された第1のバランサとを備える。また、ドラム開口部53aと反対側のドラム端周部近傍に設けられ、第2の中空管が環状に形成された第2の管状容器17bの内部に第2の錘32が収容された第2のバランサと、駆動部54を制御する制御部56とを備える。第1の錘58が収容された第1のバランサと第2の錘32が収容された第2のバランサの少なくとも一方は、移動自在な複数の転動体58が収容されたボールバランサ30である。制御部56は、ドラム53の回転開始時に、ドラム53を同じ方向に回転させながら加減速を行うように構成されている。
 このような構成により、ドラム53の回転開始から高速回転に至るまでの間の回転開始時に、制御部56はドラム53を同じ方向に回転させながら小刻みに加減速を行う。これにより、ボールバランサ30(第1のバランサ)を構成する管状容器17a内の一箇所に集っていた複数個のボール58は、互いに離れ、管状容器17a内の全体に速やかに分散していく。このようにして、ボールバランサ30(第1のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスを抑制することによって、ドラムの全体的なアンバランスを軽減させて、振動および騒音を低減できる。そして、ドラム53を速やかに高速回転へ移行することができる。従って、運転時間の短縮や節電(省エネルギーへの寄与)をすることができる。
 また、本実施の形態のドラム式洗濯機51は、第1の錘が、移動自在な複数の転動体58であり、第1のバランサが、ボールバランサ30であり、第2の錘が、液体32であり、第2のバランサが、流体バランサ31である。これにより、ボールバランサ30(第1のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスを抑制することで、ドラムの全体的なアンバランスを軽減させて、振動および騒音を低減できる。
 また、制御部56は、ドラム53の回転開始時に、ドラム53の加減速を繰り返すことで、流体バランサ31(第2のバランサ)の中空管の内部に液体32を分散させるようにしている。これにより、流体バランサ31(第2のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスの大きさは、洗濯物13のそれと比べて小さいため、アンバランスは無いと考えてもよい。
 また、転動体は金属球からなる。これにより、金属球は、液体に比べて明らかに比重が大きく、同じ体積分を管状容器の内部に収容したとしても、金属球は重いので、ドラムが高速回転する脱水時のアンバランス最大抑制量は、液体に比べて金属球の方が大きい。
 また、ボールバランサ30(第1のバランサ)には、所定の粘性を有する液体18が充填されている。これにより、ボール58の動きを制御できる。
 (実施の形態2)
 次に、本発明の実施の形態2におけるドラム式洗濯機61について、説明する。図5は、本発明の実施の形態2におけるドラム式洗濯機61の側面断面図である。ドラム式洗濯機61における構成要素において、実施の形態1におけるドラム式洗濯機51の構成要素と同じものは、実施の形態1における符号と同じ符号を用い、その説明を省略する。
 図6は、本発明の実施の形態2におけるドラム式洗濯機61のドラム53の斜視図である。図6は、回転が停止している状態を示す。
 本実施の形態2においては、ドラム開口部53a側のドラム端周部近傍に、ボールバランサ30(第1のバランサ)が設けられている。ドラム底面53b側のドラム端周部近傍に、ボールバランサ62(第2のバランサ)が設けられている。これら2つのボールバランサは、以下に述べるように、管状容器の形状の違いや、ボールの個数、大きさ、重さが少々異なることを除いて、おおよそ同じ機能を有している。
 なお、ボールバランサ30(第1のバランサ)とボールバランサ62(第2のバランサ)の違いは、各々の管状容器17、33に収容されたボール58、63の個数がそれぞれ7個と4個である。また、ボール63の大きさが少し小さく、重さも少し軽い。これに伴い、管状容器17および33の形状が少々異なっていたり、粘性液体18の量も少々異なったり、粘性液体18の粘性が異なったりする。しかし、バランサとしての基本的な機能はおおよそ同じである。
 以下、本発明の実施の形態2について、図面を参照しながら説明する。図7は、本発明の実施の形態2におけるドラム式洗濯機61のドラム53の斜視図である。図7は、低速回転時のボールバランサ30(第1のバランサ)とボールバランサ62(第2のバランサ)の状態を示す。
 洗濯物13としてのバスタオル1枚を濡れた状態で、ドラム内部に入れて脱水工程を開始した場合、洗濯物13の布偏りによる偏心荷重により、アンバランスが発生する。そのアンバランスの大きさは矢印40である。制御部56により、ドラム53の回転制御方法を変えることで、ボールバランサ30(第1のバランサ)およびボールバランサ62(第2のバランサ)の偏心荷重により発生する、アンバランスを極力なくしている。
 具体的には、ドラム53の回転開始から高速回転に至るまでの間の回転開始時に、制御部56はドラム53を同じ方向に回転させながら小刻みに加減速を行う。例えば、「120rpmを3秒間、90rpmを5秒間」のセット動作を4回(合計8回)繰り返す。この回転制御により、ボールバランサ30(第1のバランサ)の管状容器17内の複数個のボール58は、初めは一箇所に集っているが、徐々に互いに離れる。速やかに図7に示すように管状容器17内の全体に分散していく。こうして、ボールバランサ30(第1のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスの大きさは、洗濯物13のそれと比べて小さいため、アンバランスは無いと考えてもよくなる。ボールバランサ62(第2のバランサ)においては、ボールバランサ30(第1のバランサ)とはボール63が分散するタイミングは異なるが、管状容器33内の全体に分散することによって、偏心荷重により発生するアンバランスの大きさは洗濯物13のそれと比べて小さいためアンバランスは無いと考えてもよくなる。
 なお、加減速における、回転数、時間、回転数の組み合わせ、および、繰り返す回数については、ドラムの形状、ボールの重量および数量、粘性液体の状態、分散までの時間、その他にも種々の要素があり、一概には決定できない。しかし、上記120rpmとした高い方の所定回転数の上限は、共振回転数などで振動が顕著にならない程度であれば良く、例えば150rpm程度である。また、上記90rpmとした低い方の所定回転数の下限は、ドラム内部の衣類が遠心力不足で落ちなければ良く、例えば80rpm程度である。これらの所定回転数の差は、15rpmあれば良い。また、さらに異なる回転数を加えても良い。所定回転数を維持する時間は0秒(連続変化)~10秒程度で、小刻みに合計2回~15回程度加減速を行うのが効果的である。合計2回~15回程度の加減速を、特にセットにして、繰り返す必要はない。
 このような構成により、ドラム53の回転開始から高速回転に至るまでの間の回転開始時に、制御部56はドラム53を同じ方向に回転させながら小刻みに加減速を行う。これにより、ボールバランサ30(第1のバランサ)およびボールバランサ62(第2のバランサ)のうち特にアンバランス抑制力の高いバランサ(本実施の形態2においてはボールバランサ30(第1のバランサ))について、バランサを構成する管状容器17内の一箇所に集っていた複数個のボール58は、互いに離れ、管状容器17内の全体に速やかに分散していく。このようにして、ボールバランサ30(第1のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスを抑制することによって、ドラムの全体的なアンバランスを軽減させて、振動および騒音を低減できる。そして、ドラム53を速やかに高速回転へ移行することができる。従って、運転時間の短縮や節電(省エネルギーへの寄与)をすることができる。
 以上のように、本実施の形態のドラム式洗濯機61は、第1の錘が、移動自在な複数の転動体58であり、第1のバランサが、第1のボールバランサ30であり、第2の錘が、移動自在な複数の転動体63であり、第2のバランサが、第2のボールバランサ62である。これにより、ボールバランサ30(第1のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスを抑制することで、ドラムの全体的なアンバランスを軽減させて振動および騒音を低減できる。
 また、第1のボールバランサ30(第1のバランサ)と第2のボールバランサ62(第2のバランサ)に充填される液体は、異なる粘性を有する。これにより、液体の粘性が異なったとしても、バランサとしての基本的な機能はおおよそ同じである。
 (実施の形態3)
 次に、本発明の実施の形態3におけるドラム式洗濯機71について、説明する。図8は、本発明の実施の形態3におけるドラム式洗濯機71の側面断面図である。ドラム式洗濯機71における構成要素において、実施の形態1におけるドラム式洗濯機51の構成要素と同じものは、実施の形態1における符号と同じ符号を用い、その説明を省略する。
 図9は、本発明の実施の形態3におけるドラム式洗濯機71のドラム53の斜視図である。図9は、回転が停止している状態を示す。
 本実施の形態3においては、ドラム底板53b側のドラム端周部近傍に、ボールバランサ72(第2のバランサ)が設けられている。ドラム開口部53a側のドラム端周部近傍に、流体バランサ73(第1のバランサ)が設けられている。これらのバランサは、中空管が環状に形成された管状容器17a、17bの内部に、錘が収容されている。ボールバランサ72(第2のバランサ)は、管状容器17aの内部に、錘として転動体である金属製の球体のボール58が収容されている。流体バランサ73(第1のバランサ)は、管状容器17bの内部に、錘として液体74が、管状容器17bの半分程度封入されている。この液体74は、通常の水、あるいは、冬季の凍結防止を考慮して、塩水等が用いられる。
 以下、本発明の実施の形態3について、図面を参照しながら説明する。図10は、本発明の実施の形態3におけるドラム式洗濯機71のドラム53の斜視図である。図10は、回転開始時のボールバランサ72(第2のバランサ)と流体バランサ73(第1のバランサ)の状態を示す。
 洗濯物13としてのバスタオル1枚を濡れた状態で、ドラム内部に入れて脱水工程を開始した場合、洗濯物13の布偏りによる偏心荷重により、アンバランスが発生する。そのアンバランスの大きさは矢印40である。制御部56により、ドラム53の回転制御方法を変えることで、ボールバランサ72(第2のバランサ)自体の偏心荷重により発生する、アンバランスを極力なくしている。
 具体的には、ドラム53の回転開始から高速回転に至るまでの間の回転開始時に、制御部56はドラム53を同じ方向に回転させながら小刻みに加減速を行う。例えば、「120rpmを3秒間、90rpmを5秒間」のセット動作を4回(合計8回)繰り返す。この回転制御により、ボールバランサ72(第2のバランサ)の管状容器17a内の複数個のボール58は、初めは一箇所に集っているが、徐々に互いに離れる。速やかに図10に示すように管状容器17a内の全体に分散していく。こうして、ボールバランサ72(第2のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスの大きさは、洗濯物13のそれと比べて小さいため、アンバランスは無いと考えてもよくなる。
 なお、加減速における、回転数、時間、回転数の組み合わせ、および、繰り返す回数については、ドラムの形状、ボールの重量および数量、粘性液体の状態、分散までの時間、その他にも種々の要素があり、一概には決定できない。しかし、上記120rpmとした高い方の所定回転数の上限は、共振回転数などで振動が顕著にならない程度であれば良く、例えば150rpm程度である。また、上記90rpmとした低い方の所定回転数の下限は、ドラム内部の衣類が遠心力不足で落ちなければ良く、例えば80rpm程度である。これらの所定回転数の差は、15rpmあれば良い。また、さらに異なる回転数を加えても良い。所定回転数を維持する時間は0秒(連続変化)~10秒程度で、小刻みに合計2回~15回程度加減速を行うのが効果的である。合計2回~15回程度の加減速を、特にセットにして、繰り返す必要はない。
 このような構成により、ドラム53の回転開始から高速回転に至るまでの間の回転開始時に、制御部56はドラム53を同じ方向に回転させながら小刻みに加減速を行う。これにより、ボールバランサ72(第2のバランサ)を構成する管状容器17a内の一箇所に集っていた複数個のボール58は、互いに離れ、管状容器17a内の全体に速やかに分散していく。このようにして、ボールバランサ72(第2のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスを抑制することによって、ドラムの全体的なアンバランスを軽減させて、振動および騒音を低減できる。そして、ドラム53を速やかに高速回転へ移行することができる。従って、運転時間の短縮や節電(省エネルギーへの寄与)をすることができる。
 以上のように、本実施の形態のドラム式洗濯機71は、第1の錘が、液体74であり、第1のバランサが、流体バランサ73であり、第2の錘が、移動自在な複数の転動体58であり、第2のバランサが、ボールバランサ72である。これにより、ボールバランサ72(第2のバランサ)自体の偏心荷重により発生するアンバランスを抑制することによって、ドラムの全体的なアンバランスを軽減させて、振動および騒音を低減できる。
 本発明にかかるドラム式洗濯機は、転動体を用いたボールバランサにおいて、ドラムの回転開始時、ボールバランサ自体が発生するアンバランスを抑制することによって、全体的なアンバランスを軽減することができる。従って、本発明にかかるドラム式洗濯機は、家庭用、業務用のドラム式洗濯機やクリーニング装置として有用である。
 11  給水弁
 13  洗濯物
 15  透孔
 16  バッフル
 17,17a,17b  管状容器
 18  粘性液体
 19  排水ポンプ
 23  ベルト
 24  ドラムプーリ
 30  ボールバランサ
 31  流体バランサ
 32  液体
 33  管状容器
 35  回転軸
 40,41  矢印
 51  ドラム式洗濯機
 52  水槽
 52a  水槽開口部
 53  ドラム
 53a  ドラム開口部
 53b  ドラム底面
 54  モータ
 55  ダンパー
 56  制御部
 57  扉
 58  ボール
 61  ドラム式洗濯機
 62  ボールバランサ
 63  ボール
 71  ドラム式洗濯機
 72  ボールバランサ
 73  流体バランサ
 74  液体

Claims (8)

  1. 水平または傾斜した回転軸に回転自在に支持され、洗濯物が投入されるドラム開口部を有する有底円筒状のドラムと、
    前記ドラムを収容する水槽と、
    前記ドラムを回転駆動する駆動部と、
    前記ドラム開口部側のドラム端周部近傍に設けられ、第1の中空管が環状に形成された第1の管状容器の内部に第1の錘が収容された第1のバランサと、
    前記ドラム開口部側と反対側のドラム端周部近傍に設けられ、第2の中空管が環状に形成された第2の管状容器の内部に第2の錘が収容された第2のバランサと、
    前記駆動部を制御する制御部とを備え、
    前記第1の錘が収容された前記第1のバランサ、および、前記第2の錘が収容された前記第2のバランサの少なくとも一方は、移動自在な複数の転動体が収容されたボールバランサであり、
    前記制御部は、前記ドラムの回転開始時に、前記ドラムを同じ方向に回転させながら加減速を行うように構成されているドラム式洗濯機。
  2. 前記第1の錘は、移動自在な複数の転動体であり、
    前記第1のバランサは、ボールバランサであり、
    前記第2の錘は、液体であり、
    前記第2のバランサは、流体バランサである、
    請求項1記載のドラム式洗濯機。
  3. 前記第1の錘は、液体であり、
    前記第1のバランサは、流体バランサであり、
    前記第2の錘は、移動自在な複数の転動体であり、
    前記第2のバランサは、ボールバランサである、
    請求項1記載のドラム式洗濯機。
  4. 前記第1の錘は、移動自在な複数の転動体であり、
    前記第1のバランサは、第1のボールバランサであり、
    前記第2の錘は、移動自在な複数の転動体であり、
    前記第2のバランサは、第2のボールバランサである、
    請求項1記載のドラム式洗濯機。
  5. 前記制御部は、前記ドラムの回転開始時に、前記ドラムの加減速を繰り返すことで、前記流体バランサの前記中空管の内部に前記液体を分散させるようにした請求項2または3記載のドラム式洗濯機。
  6. 前記転動体は金属球からなる請求項2~5のいずれか一項に記載のドラム式洗濯機。
  7. 前記ボールバランサには所定の粘性を有する液体が充填された請求項2~6のいずれか一項に記載のドラム式洗濯機。
  8. 前記第1のボールバランサと前記第2のボールバランサに充填される液体は、異なる粘性を有する請求項4記載のドラム式洗濯機。
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