WO2019146334A1 - 洗濯機 - Google Patents

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WO2019146334A1
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washing
fluid balancer
partition plate
washing machine
tub
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English (en)
French (fr)
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稲田　剛士
直夫 長谷
直人 山岡
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/02—Rotary receptacles, e.g. drums
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/02—Rotary receptacles, e.g. drums
    • D06F37/12—Rotary receptacles, e.g. drums adapted for rotation or oscillation about a vertical axis

Definitions

  • the present invention relates to a washing machine for washing laundry stored in a washing tub.
  • this type of washing machine has a water tank unit supported by a damper for anti-vibration, and a fluid balancer in which liquid is sealed in the upper peripheral portion of the washing tank (for example, , Patent Document 1).
  • FIG. 8 is a plan view in which a part of a fluid balancer of the conventional washing machine described in Patent Document 1 is broken.
  • FIG. 9 is an enlarged sectional view of an essential part of a fluid balancer of a conventional washing machine described in Patent Document 1.
  • FIG. 10 is an enlarged sectional view of an essential part of a fluid balancer of a conventional washing machine described in Patent Document 1. As shown in FIG.
  • a water tank is disposed, and the water tank is suspended in a vibration-proof manner by a plurality of suspensions.
  • a washing tub 31 shown in FIG. 8 is rotatably supported inside the water tub.
  • a fluid balancer 32 is disposed on the upper peripheral edge of the washing tub 31.
  • the fluid balancer 32 is divided into two layers in the radial direction.
  • a plurality of partition plates 33 are radially provided inside the fluid balancer 32, and liquid is sealed in a compartment 34 surrounded by the partition plates 33.
  • the partition plate 33 is provided with a flow path 34 a through which the liquid moves between the compartments 34.
  • the water tank that rotatably supports the washing tub 31 is suspended by the anti-vibration spring, so when it is near the secondary resonance point, the washing tub 31 rotates. Not only the direction but also three-dimensional vibration including movement in the vertical direction is generated.
  • the liquid of the fluid balancer 32 is not only in the direction in which the phase is delayed with respect to the rotation of the washing tub 31 (the arrow X direction shown in FIG. It also moves in the arrow Y direction shown in FIG.
  • the fluid of the fluid balancer 32 collides with the partition plate 33 as shown in FIG.
  • the liquid level of the fluid of the fluid balancer 32 is lower than the upper end of the partition plate 33 in order to explain the relationship between the fluid of the fluid balancer 32 and the partition plate 33.
  • the liquid may move and the liquid level may be higher than the upper end of the partition plate 33. Since the partition plate 33 extends in the radial direction, the liquid collides with the partition plate 33, passes over the partition plate 33, and flows into the adjacent compartment 34.
  • the vibration suppression efficiency is adversely affected, and the vibration suppression efficiency is lowered.
  • the present invention provides a washing machine in which vibration during dewatering operation is stabilized and a sufficient vibration suppression effect is obtained.
  • a washing machine includes a washing tub, a water tub rotatably containing the washing tub, and a water tub unit of a vibration system having a motor for driving the washing tub, and a washing machine main body elastically supporting the water tub unit swingably.
  • an annular fluid balancer disposed at the periphery of the washing tub and having a liquid sealed therein.
  • the fluid balancer internally has a predetermined angle with respect to the radial direction with respect to the rotational direction of the washing tub during the dewatering operation to control movement of the liquid toward the rotational direction of the laundry tub during the dewatering operation.
  • a partition plate is provided to form a plurality of compartments.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a fluid balancer in which a part of the washing machine according to the first embodiment of the present invention is broken.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an essential part of a fluid balancer of a washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an essential part of a fluid balancer of a washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan sectional view of an essential part of a fluid balancer of a washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a vibration waveform diagram of the water tub unit of the washing machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a vibration waveform diagram of the water tub unit of the washing machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an essential part of a fluid balancer of a washing machine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view of a fluid balancer in which a part of a conventional washing machine is broken.
  • FIG. 9 is a plan sectional view of an essential part of a conventional fluid balancer of a washing machine.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an essential part of a conventional fluid balancer of a washing machine.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • a water tub 3 formed in a cylindrical shape with a bottom is disposed in the washing machine main body 1, and a washing tub 4 is rotatably accommodated in the water tub 3.
  • the washing tub 4 is supported by a bearing provided with the rotary shaft 5 at the bottom of the water tank 3 and is supported so that the axial direction of the rotary shaft 5 is in the vertical direction.
  • a motor 7 disposed outside the bottom of the water tank 3 is connected to the rotary shaft 5 of the washing tub 4.
  • the water tank unit 2 is a device of a vibration system having a washing tank 4, a water tank 3, and a motor 7.
  • the water tank unit 2 is rockably and resiliently supported by a vibration-proof spring 12 provided between a support fitting 11 fixed to the lower part of the water tank 3 and an upper part of the washing machine body 1.
  • a closed annular fluid balancer 13 in which liquid is sealed is disposed at the upper peripheral portion of the washing tub 4 for reducing vibration.
  • the fluid balancer 13 will be described in detail with reference to FIG.
  • a door 14 is pivotally supported on the upper surface portion of the washing machine main body 1 so that the door 14 can be opened and closed. The user opens the door 14 and takes laundry in and out of the washing tub 4.
  • control unit 15 constituted by a microcomputer or the like is disposed in the upper part of the washing machine main body 1.
  • the control unit 15 performs signal transmission with an input setting unit (not shown) and a display unit (not shown) of the operation display unit 16 and performs rotation control of the motor 7 and performs washing, rinsing, dewatering, etc. Control a series of processes.
  • FIG. 2 is a plan view of a fluid balancer in which a part of the washing machine according to the first embodiment of the present invention is broken.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a fluid balancer of a washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a fluid balancer of a washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • the fluid balancer 13 is formed in an annular shape, and is disposed on the upper portion of the washing tub 4.
  • the fluid balancer 13 is composed of a lower case and an upper case made of synthetic resin, and the lower case and the upper case are watertightly connected by ultrasonic welding or the like.
  • the fluid balancer 13 is formed in two layers in the radial direction by the annular rib 20, and the liquid is sealed in each layer. In the present embodiment, the fluid balancer 13 is formed in two layers, but the fluid balancer 13 is not limited to two layers.
  • the washing tub 4 is set to rotate in the direction of the arrow A (rotational direction A) shown in FIG. 2 during the dewatering operation.
  • the rotational direction of the washing tub 4 during the dewatering operation is not limited to the direction of the rotational direction A, and may be rotated in the opposite direction to the rotational direction A.
  • a plurality of partition plates 18 are formed in the radial direction in the inside, and a plurality of compartments 21 are defined in the circumferential direction by the plurality of partition plates 18.
  • the partition plate 18 includes an upper partition plate 18a and a lower partition plate 18b, and a liquid (not shown) is interposed between the compartments 21 between the upper partition plate 18a and the lower partition plate 18b.
  • a channel 19 is formed to move the partition plate 18
  • the upper partition plate 18a is integrally formed with the upper case of the fluid balancer 13, and reinforces the upper case by the upper partition plate 18a.
  • the lower partition plate 18 b is integrally formed with the lower case of the fluid balancer 13 and reinforces the lower case by the lower partition plate 18 b.
  • FIG. 4 the other example of the partition plate 18 is shown in FIG.
  • the upper partition plate 18 a and the lower partition plate 18 b constituting the pair of partition plates 18 are connected on the outer peripheral side of each layer of the fluid balancer 13 at mutually opposing positions.
  • a flow path 19 is formed in the upper partition plate 18 a and the lower partition plate 18 b, and the upper partition plate 18 a and the lower partition plate 18 b are formed in a shape that closes the outer peripheral side of the flow channel 19.
  • the partition plate 18 is inclined at an angle of about 45 ° with respect to the rotational direction A of the washing tub 4 during the dewatering operation with respect to the radial direction.
  • the inclination direction of the partition plate 18 is set such that the outer peripheral side precedes the inner peripheral side with respect to the rotation direction A of the washing tub 4 during the dewatering operation.
  • the fluid balancer 13 has a structure in which the annular rib 20 is formed circumferentially to provide two layers in the radial direction, but the layer structure including the number and arrangement of the layers of the fluid balancer 13 and The number of partition plates 18 and the like are appropriately set in accordance with the diameter of the washing tub 4, the capacity of the washing tub 4, and the like. Therefore, the washing machine of the present invention is not limited to the configuration of the present embodiment.
  • the aperture ratio of the flow path 19 to the area of the partition plate 18 is 45% ( ⁇ 5%).
  • FIG. 5 is an operation explanatory view at the time of dewatering operation of the fluid balancer of the washing machine in the present embodiment.
  • 6A and 6B are vibration waveform diagrams of the water tub unit of the washing machine according to the present embodiment.
  • the fully automatic washing machine shifts to the dewatering process without correcting even if the laundry is uneven in the washing tank 4.
  • the laundry is uneven in the dewatering process, a large vibration occurs, and the reduction of the vibration is an important issue.
  • an eccentric load is generated at a rotational speed (about 60 r / min) at which the laundry sticks to the inner wall of the washing tub 4 by centrifugal force at the start of the dewatering operation when the washing tub 4 starts to start. Then, the rotation speed of the washing tub 4 reaches around the primary resonance point (about 100 r / min) of the water tank unit 2.
  • the washing tub 4 mainly vibrates in the rotation direction of the washing tub 4.
  • the liquid in the fluid balancer 13 moves to the opposite side of the eccentric load. Since the washing tub 4 is rotating in the rotational direction A, the liquid moves in a method opposite to the rotational direction A as shown by arrow X in FIG. 5 and abuts on the partition plate 18. Since the partition plate 18 is inclined at about 45 °, the liquid is guided to the inner peripheral side of each of the two-layer fluid balancers 13 by the inclination of the partition plate 18 and is guided to the adjacent compartment 21. Since the partition plate 18 is formed to be inclined, the liquid can be efficiently introduced to the adjacent compartment 21 and can be efficiently introduced to the opposite side of the eccentric load. Thereby, the vibration at the primary resonance point can be suppressed, and the primary resonance point can be smoothly passed.
  • the water tank unit 2 is suspended by the anti-vibration spring 12. Therefore, in the vicinity of the secondary resonance point, three-dimensional movement including not only the rotation direction of the washing tank 4 but also the vertical direction Vibration.
  • the liquid in the fluid balancer 13 is not only in the direction in which the phase is delayed with respect to the rotation of the washing tank 4 in the rotation direction A (the arrow X direction shown in FIG. It also moves in the arrow Y direction shown in FIG.
  • the partition plate 18 is formed to be inclined in the fluid balancer 13.
  • the inclination direction of the partition plate 18 is such that the outer peripheral side is inside with respect to the rotation direction A during the dewatering operation of the washing tub 4.
  • the direction is set to precede the circumferential side.
  • the liquid in the fluid balancer 13 (in the direction of the arrow X shown in FIG. 5) moving in a direction delayed with respect to the rotation of the washing tub 4 contacts the partition plate 18 and the fluid balancer 13 is moved by the partition plate 18.
  • the liquid led to the inner peripheral side of the fluid balancer 13 passes over the partition plate 18 along the inclination of the partition plate 18 and flows into the adjacent compartment 21.
  • the liquid moves to a position on the side opposite to the eccentric weight to suppress vibration.
  • the liquid moving in the same direction as the rotation direction A of the washing tub 4 contacts the partition plate 18 and is guided to the outer peripheral side of the fluid balancer 13 by the inclination of the partition plate 18.
  • the area is gradually narrowed by the partition plate 18, so movement of the liquid 17 is hindered and movement to the adjacent compartment 21 is suppressed.
  • the liquid in the fluid balancer 13 is mostly moved in a direction (direction of arrow X shown in FIG. 5) delayed with respect to the rotation of the washing tub 4 and smoothly moved in the direction of the eccentric load. Vibration can be reduced in the water tank unit 2.
  • the liquid in the fluid balancer 13 maintains the state of moving in the opposite phase to the eccentric load. Vibration of the unit 2 can be reduced.
  • the phenomenon of sloshing (resonance) of the liquid in the fluid balancer 13 may be a problem.
  • the partition plate 18 is formed so as to be inclined at approximately 45 ° with respect to the normal direction on the side of the rotational direction A during the dewatering operation. For this reason, the partition plate 18 has a large flow resistance in the direction in which the phase advances as the movement of the liquid in the fluid balancer 13 with respect to the rotation of the washing tank 4 and has an asymmetrical shape, so sloshing (resonance) The phenomenon is unlikely to occur.
  • the flow path 19 formed by the partition plate 18 promotes uniform distribution of the liquid in the fluid balancer 13 at the above-mentioned primary resonance point (about 100 r / min) and promotion of movement to the opposite phase at the secondary resonance point. It becomes an important parameter to exert its role effectively.
  • FIGS. 6A and 6B show the vibration of the water tank unit 2 when a solid unbalanced body 500 g is placed as a simulated eccentric load in the washing tank 4 and the dewatering operation is performed, and the water tank unit 2 is shown on the vertical axis. And the horizontal axis indicates the number of rotations during dehydration operation.
  • FIG. 6A shows the vibration of the conventional water tank unit
  • FIG. 6B shows the vibration of the water tank unit 2 of the present embodiment.
  • the amplitude of the water tank unit 2 is reduced particularly in the vicinity of the secondary resonance point (200 r / min) as compared with the conventional washing machine, and a large vibration suppressing effect is obtained.
  • the flow path 19 formed by the partition plate 18 can not obtain the above-mentioned vibration suppressing effect when the aperture ratio is small, and the behavior is caused by the liquid sloshing (resonance) phenomenon when the aperture ratio is too large. It has been obtained CAE analysis and experimentally that becoming unstable. Therefore, in the flow path 19, the setting of the aperture ratio (flow path area / dividing plate area) is important.
  • the fluid balancer 13 disposed in the washing tub 4 is internally formed with a plurality of radially inclined directions at a predetermined angle on the rotational direction side during the dewatering operation.
  • a partition plate 18 is provided to form a plurality of compartments 21.
  • the fluid balancer 13 forms, in the partition plate 18, the flow channels 19 communicating the respective compartments 21 and sets the aperture ratio, which is the ratio of the area of the flow channels 19 to the area of the partition plate 18, to approximately 45%.
  • the washing machine in the present embodiment stabilizes the vibration at the start of the dewatering operation when the washing tub 4 starts to start, and the vibration of the water tank unit 2 is around the second resonance point (about 200 r / min) where the swing is the largest. Enough to suppress vibration.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a fluid balancer of a washing machine according to a second embodiment of the present invention.
  • the configuration other than the shape of the flow path 29 of the fluid balancer 23 described below is the same as the configuration of the washing machine of the first embodiment, and the first embodiment is also applied to the same parts not shown in FIG. Description will be given with the same reference numerals as in the embodiment.
  • a partition plate 28 is provided in the fluid balancer 23.
  • the flow path 29 formed by the partition plate 28 is open to the inner peripheral wall surface side and the upper wall surface side.
  • the aperture ratio (flow path area / partition plate area) which is a ratio of the flow path 29 to the area of the partition plate 28 is approximately 45% ( ⁇ 5%).
  • a sufficient vibration suppression effect can be obtained near the secondary resonance point (about 200 r / min) where the shake of the water tank unit 2 is the largest.
  • a ring-shaped fluid balancer disposed around the periphery of the washing tub and in which liquid is sealed.
  • the fluid balancer internally has a predetermined angle with respect to the radial direction with respect to the rotational direction of the washing tub during the dewatering operation to control movement of the liquid toward the rotational direction of the laundry tub during the dewatering operation.
  • a partition plate is provided to form a plurality of compartments.
  • the partition plate provided in the fluid balancer of the first invention may be configured such that the outer peripheral side precedes the dewatering operation of the washing tub.
  • the fluid balancer according to the first invention is provided with a pair of partition plates having flow paths formed at least at mutually opposing positions, and the partition plates are formed in a shape closing the outer peripheral side of the flow paths May be
  • the fluid balancer of the second invention is provided with a pair of partition plates having flow paths formed at least at opposite positions, and the partition plates are formed in a shape that closes the outer peripheral side of the flow paths.
  • the vibration at the start of the dewatering operation when the washing tub starts to start is stabilized, and the vibration is sufficiently suppressed near the largest secondary resonance point (about 200 r / min) of the water tank unit. Since the effect is obtained, it can be applied to other washing machine applications having a fluid-filled fluid balancer.

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Abstract

洗濯槽（４）、洗濯槽（４）を回転自在に内包する水槽（３）、および洗濯槽（４）を駆動するモータ（７）を有する振動系の水槽ユニット（２）を備える。洗濯槽（４）の周縁部に配設され、内部に液体が封入された環状の流体バランサー（１３）は、内部に、半径方向に対して脱水運転時の洗濯槽（４）の回転方向に所定の角度を付けた複数の仕切り板（１８）を設けて複数の区画室を形成する。この構成により、洗濯槽（４）の脱水運転時の振動が安定すると共に、水槽ユニット（２）の振れが最も大きな２次共振点（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られる。

Description

洗濯機
　本発明は、洗濯槽内に収容した洗濯物を洗濯する洗濯機に関する。
　従来、この種の洗濯機は、振動を抑制するために、水槽ユニットを防振用のダンパーにより支持すると共に、洗濯槽の上部周縁部に液体を封入した流体バランサーを配設している（例えば、特許文献１参照）。
　図８は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の流体バランサーの一部を破断した平面図である。図９は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の流体バランサーの要部拡大断面図である。図１０は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の流体バランサーの要部拡大断面図である。
　従来の洗濯機の洗濯機本体内には、水槽が配設され、水槽は、複数のサスペンションによって防振的に吊り下げられている。水槽の内部には、図８に示す洗濯槽３１が回転自在に支持されている。
　図８～図１０に示すように、洗濯槽３１の上部周縁には、流体バランサー３２が配設されている。流体バランサー３２は、径方向に２層に分離している。流体バランサー３２の内部には、放射状に仕切り板３３を複数枚設けてあり、仕切り板３３間で囲まれる区画室３４に液体が封入される。仕切り板３３には、液体が区画質３４間を移動する流路３４ａを設けている。
　洗濯槽３１内で偏心荷重が生じた状態で回転すると、流体バランサー３２内の液体が偏心荷重の反対側に移動し、アンバランスを解消する。
特開２０１５－８５０８０号公報
　しかしながら、従来の洗濯機の構成では、洗濯槽３１を回転自在に支持する水槽は、防振バネにより吊り下げられた状態になっているので、２次共振点近傍になると、洗濯槽３１の回転方向だけでなく、上下方向への移動も含めた三次元的な振動が生じる。これにより、２次共振点付近においては、流体バランサー３２の液体は、洗濯槽３１の回転に対して位相が遅れる方向（図９に示す矢印Ｘ方向）のみならず、洗濯槽３１の回転方向（図９に示す矢印Ｙ方向）にも移動する。
　流体バランサー３２の液体は、図１０に示すように、仕切り板３３に衝突する。なお、図１０には、流体バランサー３２の液体と仕切り板３３との関係を説明するために、便宜上、流体バランサー３２の液体の液面を仕切り板３３の上端より低い状態を記載している。しかし、偏心荷重が生じた状態での偏心荷重の反対側においては、液体が移動して液面が仕切り板３３の上端より高くなる場合もある。仕切り板３３は、半径方向に延設されているため、液体は、仕切り板３３に衝突し、仕切り板３３を乗り越えて、隣接する区画室３４に流れ込む。
　流れ込んだ区画室３４が偏心荷重と逆位相側の位置であれば、振動抑制効率に対する影響は生じない。しかしながら、流れ込んだ区画室３４が偏心荷重側の位置であれば、振動抑制効率に対して悪影響を与えることになり、振動抑制効率が低下する。
　本発明は、脱水運転時の振動が安定すると共に、十分な振動抑制効果が得られる洗濯機を提供する。
　本発明に係る洗濯機は、洗濯槽、洗濯槽を回転自在に内包する水槽、および洗濯槽を駆動するモータを有する振動系の水槽ユニットと、水槽ユニットを揺動自在に弾性支持した洗濯機本体と、洗濯槽の周縁部に配設され、内部に液体が封入された環状の流体バランサーとを備える。流体バランサーは、内部に、半径方向に対して、脱水運転時の洗濯槽の回転方向に所定の角度を付けて、脱水運転時の洗濯槽の回転方向側への液体の動きを規制する複数の仕切り板を設けて、複数の区画室を形成している。
　この構成により、脱水運転時の振動が安定すると共に、十分な振動抑制効果が得られる。
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の縦断面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の一部を破断した流体バランサーの平面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの要部縦断面図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの要部縦断面図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの要部平面断面図である。 図６Ａは、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の水槽ユニットの振動波形図である。 図６Ｂは、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の水槽ユニットの振動波形図である。 図７は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの要部縦断面図である。 図８は、従来の洗濯機の一部を破断した流体バランサーの平面図である。 図９は、従来の洗濯機の流体バランサーの要部平面断面図である。 図１０は、従来の洗濯機の流体バランサーの要部断面図である。
　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。
　（第１の実施の形態）
　図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の縦断面図である。
　図１において、洗濯機本体１内には、有底円筒状に形成された水槽３が配設され、水槽３内には、洗濯槽４が回転自在に収納されている。洗濯槽４は、回転軸５を水槽３底面に設けた軸受で軸支され、回転軸５の軸方向が垂直方向になるように支持されている。洗濯槽４の回転軸５には、水槽３の底面外側に配設したモータ７が連結されている。
　水槽ユニット２は、洗濯槽４、水槽３、モータ７を有する振動系の装置である。水槽ユニット２は、水槽３の下部に固定された支持金具１１と洗濯機本体１の上部との間に設けた防振バネ１２により揺動自在に弾性的に防振支持されている。
　洗濯槽４の上部周縁部には、振動低減用として、内部に液体が封入された密閉円環状の流体バランサー１３が配設されている。流体バランサー１３については、図２以降で詳述する。
　洗濯機本体１の上面部には、扉体１４を開閉自在に軸支しており、使用者は、扉体１４を開放して洗濯槽４内に洗濯物を出し入れする。
　また、洗濯機本体１内上部には、マイクロコンピュータ等により構成した制御部１５が配設されている。制御部１５は、操作表示部１６の入力設定部（図示せず）および表示部（図示せず）などと信号伝達を行うと共に、モータ７の回転制御などを行い、洗い、すすぎ、脱水等の一連の工程を制御する。
　図２は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の一部を破断した流体バランサーの平面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの縦断面図である。図４は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの縦断面図である。
　図２～図４において、流体バランサー１３は、円環状に形成され、洗濯槽４の上部に配設されている。流体バランサー１３は、合成樹脂からなる下ケースと上ケースから構成され、下ケースと上ケースは、超音波溶着等により水密に接続される。流体バランサー１３は、環状リブ２０により内部を径方向に２層に形成され、それぞれの層に液体を封入している。本実施の形態では、流体バランサー１３を２層に形成しているが、流体バランサー１３は２層に限定されるものではない。
　本実施の形態では、脱水運転時に、洗濯槽４は、図２に示す矢印Ａの方向（回転方向Ａ）に回転するように設定している。なお、洗濯槽４の脱水運転時の回転方向は、回転方向Ａの方向に限定するものではなく、回転方向Ａの方向と反対に回転させるようにしてもよい。
　流体バランサー１３内の各層には、内部に径方向に複数の仕切り板１８を形成しており、この複数の仕切り板１８によって、円周方向に複数の区画室２１を区画形成している。
　図３に仕切り板１８の一例を示す。図３に示すように、仕切り板１８は、上仕切り板１８ａと、下仕切り板１８ｂとからなり、上仕切り板１８ａと下仕切り板１８ｂとの間に液体（図示せず）が区画室２１間を移動するための流路１９が形成される。
　上仕切り板１８ａは、流体バランサー１３の上ケースと一体に形成され、上仕切り板１８ａにより上ケースを補強している。下仕切り板１８ｂは、流体バランサー１３の下ケースと一体に形成され、下仕切り板１８ｂにより下ケースを補強している。
　なお、図４に仕切り板１８の他の例を示す。図４に示すように、相対向する位置に一対の仕切り板１８を構成する上仕切り板１８ａと下仕切り板１８ｂが、流体バランサー１３の各層の外周側において連結されている。上仕切り板１８ａと下仕切り板１８ｂには流路１９が形成されているとともに、上仕切り板１８ａと下仕切り板１８ｂは、流路１９の外周側を閉塞する形状に形成している。この構成により、液体（図示せず）の区画室２１間の移動を抑制し、液体の移動によるアンバランスの発生を抑制している。
　図２及び図５に示すように、仕切り板１８は、半径方向に対して洗濯槽４の脱水運転時の回転方向Ａに対して略４５°の角度傾斜している。仕切り板１８の傾斜方向は、洗濯槽４の脱水運転時の回転方向Ａに対して、外周側が内周側よりも先行する方向に設定している。
　種々実験の結果、仕切り板１８の外周側の端部と内周側の端部を周方向に７．５°程度の狭い間隔に配設することにより、区画室２１内の液体の動きが安定することが判明した。周方向に７．５°の間隔で仕切り板１８を配設した場合、一般的な大きさの洗濯槽では、仕切り板１８は、周方向に４８枚配設することになった。
　なお、洗濯槽４の脱水運転時の回転方向を回転方向Ａと逆にする場合には、仕切り板１８の傾斜方向も本実施の形態と逆方向に傾斜させることが好ましい。洗濯槽の回転方向に対して仕切り板を略４５°の角度傾斜とする場合は、洗濯槽の回転方向を回転方向Ａと逆とする洗濯機では、図２、図５に示す仕切り板１８の傾斜を９０°異なる方向に傾斜させることが好ましい。
　本実施の形態では、流体バランサー１３は、円周状に環状リブ２０を形成して、径方向に２層設ける構造としているが、流体バランサー１３の層の数や配置を含む層の構造、および仕切り板１８の数等は、洗濯槽４の直径、洗濯槽４の容量などに応じて、適切に設定されるものである。従って、本発明の洗濯機は本実施の形態の構成に限定されるものではない。
　流路１９は、流体バランサー１３内の液体に流動抵抗をもたせつつ液体を流す大きさに形成される。仕切り板１８の面積に対する流路１９の割合である開口率（＝流路面積／仕切り板面積）を最適化する必要がある。
　本実施の形態では、ＣＡＥ解析（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ解析）及び実験的に得られた最適値として、仕切り板１８の面積に対する流路１９の開口率（流路面積／仕切り板面積）は、４５％（±５％）としている。
　以上のように構成した洗濯機において、以下、その動作、作用を説明する。
　図５は、本実施の形態における洗濯機の流体バランサーの脱水運転時の動作説明図である。図６Ａ、図６Ｂは、本実施の形態における洗濯機の水槽ユニットの振動波形図である。
　洗濯運転にて、洗い工程が終了して洗濯水を排水すると、脱水工程に移行する。
　全自動洗濯機は、洗い工程から脱水工程までの洗濯工程を自動的に行なうため、洗濯槽４内に洗濯物の偏りが発生しても修正することなく、脱水工程に移行する。脱水工程において洗濯物の偏りが生じていた場合には、大きな振動が生じ、この振動の低減が重要な課題となる。
　脱水工程では、洗濯槽４が起動を始める脱水運転の開始時において、洗濯物が遠心力によって洗濯槽４の内壁に張り付く回転数（約６０ｒ／ｍｉｎ）で偏心荷重が発生する。そして、洗濯槽４の回転数が水槽ユニット２の１次共振点（約１００ｒ／ｍｉｎ）付近に到達する。
　水槽ユニット２の一次共振点付近では、洗濯槽４は、主に洗濯槽４の回転方向に振動する。
　従って、洗濯槽４の回転数が約１００ｒ／ｍｉｎ付近では、流体バランサー１３内の液体は、偏心荷重の反対側へ移動する。洗濯槽４は、回転方向Ａに回転しているため、液体は、図５に矢印Ｘにて示すように、回転方向Ａとは逆の方法に移動し、仕切り板１８に当接する。仕切り板１８は、約４５°傾斜しているため、液体は、仕切り板１８の傾斜によって２層の流体バランサー１３それぞれの内周側に案内され、隣接する区画室２１に導かれる。仕切り板１８は、傾斜して形成しているので、液体を隣接する区画室２１に効率よく導くことができ、偏心荷重の反対側へ効率よく導くことができる。これにより、一次共振点の振動を抑制し、一次共振点をスムーズに通過することができる。
　さらに洗濯槽４の回転数が上昇すると、２次共振点（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近に達する。流体バランサー１３内の液体は、洗濯槽４の回転に対して位相が遅れる方向（図５に示す矢印Ｘ方向）に移動して、偏心荷重と逆位相側に移動を始める。
　水槽ユニット２は、防振バネ１２により吊り下げられた状態になっているので、２次共振点近傍になると、洗濯槽４の回転方向だけでなく、上下方向への移動も含めた三次元的な振動となる。
　従って、流体バランサー１３内の液体は、洗濯槽４の回転方向Ａの回転に対して位相が遅れる方向（図５に示す矢印Ｘ方向）のみならず、洗濯槽４の回転方向Ａと同じ方向（図５に示す矢印Ｙ方向）にも移動する。
　本実施の形態では、仕切り板１８は、流体バランサー１３内で傾斜して形成しており、仕切り板１８の傾斜方向は、洗濯槽４の脱水運転時の回転方向Ａに対して、外周側が内周側よりも先行する方向に設定している。
　本実施の形態では、洗濯槽４の回転に対して遅れる方向に移動する流体バランサー１３内の液体（図５に示す矢印Ｘ方向）は、仕切り板１８に接触し、仕切り板１８によって流体バランサー１３の内周側に導かれる。流体バランサー１３の内周側に導かれた液体は、仕切り板１８の傾斜に沿って仕切り板１８を乗り越えて、隣接する区画室２１に流れ込む。この動作を繰り返すことにより、液体は、偏心加重と逆位相側の位置に移動し、振動を抑制する。
　一方、洗濯槽４の回転方向Ａと同じ方向に移動する液体（図５に示す矢印Ｙ方向）は、仕切り板１８に接触し、仕切り板１８の傾斜によって流体バランサー１３の外周側に導かれる。流体バランサー１３の外周側では、仕切り板１８により漸次面積が狭くなるので、液体１７の移動が妨げられ、隣接する区画室２１への移動が抑制される。
　これにより、流体バランサー１３内の液体は、大部分が洗濯槽４の回転に対して遅れる方向（図５に示す矢印Ｘ方向）への移動になり、偏心荷重の方向にスムーズに移動することができ、水槽ユニット２に振動を低減することができる。
　さらに洗濯槽４の回転数が上がり、定常回転数（約８００ｒ／ｍｉｎ）になっても、流体バランサー１３内の液体は、偏心荷重に対して逆位相に移動したままの状態を維持し、水槽ユニット２の振動を低減することができる。
　一般的に、水槽ユニット２の共振点付近において、流体バランサー１３内の液体のスロッシング（共振）現象が課題となる場合がある。本実施の形態では、仕切り板１８を法線方向に対して、脱水運転時の回転方向Ａの側に略４５°傾斜して形成している。このため、仕切り板１８は、洗濯槽４の回転に対して、流体バランサー１３内の液体の動作として位相が進む方向には大きな流動抵抗となると共に、非対称な形状であるため、スロッシング（共振）現象は発生し難い。
　仕切り板１８で形成される流路１９は、上述の１次共振点（約１００ｒ／ｍｉｎ）での流体バランサー１３内の液体の均等な分布と２次共振点での逆位相への移動の促進の役割を効果的に発揮するための重要なパラメータとなる。
　本実施の形態では、図３に示すように、ＣＡＥ解析及び実験的に得られた最適値として、仕切り板１８の面積に対する流路１９の開口率（＝流路面積／仕切り板面積）は、略４５％（±５％）としている。この数値は、流体バランサー１３の層の形状（体積、縦横比など）及び流体バランサー１３内の液体１７の液量には因らないことを確認している。
　図６Ａ、図６Ｂは、洗濯槽４の内部に、模擬偏心荷重として固形のアンバランス体５００ｇを配置して脱水運転させた時の水槽ユニット２の振動を表しており、縦軸に水槽ユニット２の振幅、横軸に脱水運転時の回転数を示す。図６Ａが従来の水槽ユニットの振動を示し、図６Ｂが本実施の形態の水槽ユニット２の振動を示している。
　図６Ａ、図６Ｂに示すように、従来の洗濯機と比較して、特に２次共振点（２００ｒ／ｍｉｎ）付近において、水槽ユニット２の振幅が低減されており、大きく振動抑制効果が得られていることが分かる。
　なお、仕切り板１８で形成される流路１９は、開口率が小さいと、上記の振動抑制効果が得られず、また、開口率を大きくし過ぎると、液体のスロッシング（共振）現象により挙動が不安定になることが、ＣＡＥ解析及び実験的に得られている。したがって、流路１９は、開口率（流路面積／仕切り板面積）の設定が重要である。
　以上のように、本実施の形態において、洗濯槽４に配設した流体バランサー１３は、内部に、半径方向に対して脱水運転時の回転方向側に所定の角度に傾斜して形成した複数の仕切り板１８を設けて、複数の区画室２１を形成する構成としている。これにより、洗濯槽４が起動を始める脱水運転の開始時の振動が安定すると共に、水槽ユニット２の振れが最も大きな２次共振点（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られる。
　また、流体バランサー１３は、仕切り板１８に、各々の区画室２１を連通する流路１９を形成するとともに、仕切り板１８の面積に対する流路１９の面積の割合である開口率を略４５％とする構成としている。これにより、本実施の形態における洗濯機は、洗濯槽４が起動を始める脱水運転の開始時の振動が安定すると共に、水槽ユニット２の振れが最も大きな２次共振点（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られる。
　（第２の実施の形態）
　図７は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの断面図である。以下に説明する流体バランサー２３の流路２９の形状以外の構成は、第１の実施の形態の洗濯機の構成と同じであり、図７に図示していない同一部品についても第１の実施の形態と同一符号を付して説明する。
　図７において、流体バランサー２３内には仕切り板２８が設けられている。仕切り板２８により形成される流路２９は、内周壁面側及び上方壁面側まで開口している。これにより、仕切り板２８の面積に対する流路２９の割合である開口率（流路面積／仕切り板面積）は、略４５％（±５％）としている。
　流路２９を内周壁面側及び上方壁面側まで開口して、開口率を略４５％とすることにより、流体バランサー２３内に封入された液体の移動がスムーズになるので、仕切り板２８部に掛かる遠心力と表面張力に起因して、逆位相へ移動せずにロスとなる液体の残留が起きにくくなり、定常回転数（約８００ｒ／ｍｉｎ）域においても、より効果的に水槽ユニット２の振動を抑制できる。
　以上のように、本実施の形態においては、水槽ユニット２の振れが最も大きな２次共振点（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果を得ることができる。
　以上説明したように、第１の発明は、洗濯槽、洗濯槽を回転自在に内包する水槽、および洗濯槽を駆動するモータを有する振動系の水槽ユニットと、水槽ユニットを揺動自在に弾性支持した洗濯機本体と、洗濯槽の周縁部に配設され、内部に液体が封入された環状の流体バランサーとを備える。流体バランサーは、内部に、半径方向に対して、脱水運転時の洗濯槽の回転方向に所定の角度を付けて、脱水運転時の洗濯槽の回転方向側への液体の動きを規制する複数の仕切り板を設けて、複数の区画室を形成している。
　この構成により、脱水運転時の振動が安定すると共に、水槽ユニットの振れが最も大きな２次共振点（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られる。
　第２の発明は、特に、第１の発明の流体バランサーに設けた仕切り板は、洗濯槽の脱水運転時に、外周側が先行するように構成してもよい。
　この構成により、脱水運転時の振動が安定すると共に、水槽ユニットの振れが最も大きな２次共振点（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られる。
　第３の発明は、特に、第１の発明の流体バランサーに、流路を形成した仕切り板を少なくとも相対向する位置に一対設けるとともに、仕切り板を流路の外周側を閉塞する形状に形成してもよい。
　この構成により、脱水運転時の振動が安定すると共に、水槽ユニットの振れが最も大きな２次共振点（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られる。
　第４の発明は、特に、第２の発明の流体バランサーに、流路を形成した仕切り板を少なくとも相対向する位置に一対設けるとともに、仕切り板を流路の外周側を閉塞する形状に形成してもよい。
　この構成により、脱水運転時の振動が安定すると共に、水槽ユニットの振れが最も大きな２次共振点（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られる。
　以上のように、本発明によれば、洗濯槽が起動を始める脱水運転の開始時の振動が安定すると共に、水槽ユニットの最も大きな２次共振点（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られるので、液体を封入した流体バランサーを有する他の洗濯機の用途に適用できる。
　１　洗濯機本体
　２　水槽ユニット
　３　水槽
　４　洗濯槽
　５　回転軸
　７　モータ
　１３、２３　流体バランサー
　１５　制御部
　１７　液体
　１８、２８　仕切り板
　１９、２９　流路
　２１　区画室

Claims (4)

  1. 洗濯槽、前記洗濯槽を回転自在に内包する水槽、および前記洗濯槽を駆動するモータを有する振動系の水槽ユニットと、前記水槽ユニットを揺動自在に弾性支持した洗濯機本体と、前記洗濯槽の周縁部に配設され、内部に液体が封入された環状の流体バランサーとを備え、前記流体バランサーは、内部に、半径方向に対して、脱水運転時の前記洗濯槽の回転方向に所定の角度を付けて、脱水運転時の前記洗濯槽の回転方向側への液体の動きを規制する複数の仕切り板を設け、複数の前記仕切り板により複数の区画室を形成した洗濯機。
  2. 前記流体バランサーに設けた前記仕切り板は、前記洗濯槽の脱水運転時に、外周側が先行するように構成した請求項１に記載の洗濯機。
  3. 前記流体バランサーには、流路を形成した前記仕切り板を少なくとも相対向する位置に一対設けるとともに、前記仕切り板を前記流路の外周側を閉塞する形状に形成した請求項１に記載の洗濯機。
  4. 前記流体バランサーには、流路を形成した前記仕切り板を少なくとも相対向する位置に一対設けるとともに、前記仕切り板を前記流路の外周側を閉塞する形状に形成した請求項２に記載の洗濯機。
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