JP2000237490A

JP2000237490A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2000237490A
Application number: JP11046934A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kasahara; 雅之笠原; Masao Obata; 征夫小畑; Masayoshi Hirayama; 雅義平山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2000-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】脱水時の床への振動伝達力および外槽の振動振
幅を低減できかつ、洗濯時の槽の大きい沈み込みを防止
できるドラム式洗濯乾燥機を提供する。【解決手段】ダンパ筒内部に圧縮ばね３４を挿入し、ダ
ンパ部の変位が小さい場合にはばねの作用を無効にし、
沈み込みの大きい洗濯時にはばね作用を有効にするダン
パ部支持構造を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドラム式洗濯乾燥
機など洗濯乾燥一体型洗濯機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ドラム式洗濯機は、一般に水平軸まわり
にドラムが回転して洗濯，脱水，乾燥を行う横軸タイプ
の構造となっている。そのため、洗濯が終わると、水分
を多く含んだ洗濯物はドラム内の下方にたまり、その後
の脱水工程でドラムが高速回転する際にアンバランスと
して作用し、回転ドラムを内包する外槽の振動を大きく
するとともに、吊りばね，ダンパ，洗濯機フレーム，脚
部を通して床面にも多大な振動を伝達する。

【０００３】この問題を解決する方策としては、脱水工
程初期に低速で回転して洗濯物を周方向に均等に分布さ
せ、アンバランスによる振動外力を少なくするような運
転制御や、外槽の振動をダンピング効果により抑えるダ
ンパなどが用いられている。前者の公知例としては、特
開平5−293289 号などがあり、脱水工程初期にアンバラ
ンス量が大の場合にドラムを反転するアンバランス修正
工程を設けたり、アンバランス修正脱水工程を行っても
アンバランスが小さくならない場合には脱水を低速長時
間で行う工程を設けるなどしている。

【０００４】また、後者の例としては、特開平4−36489
4号や特開平6−154472号などがある。これらは、摩擦ダ
ンパの特性を二段階にして、振動振幅が大きい時にはダ
ンパの減衰力を大きくし、振動振幅が小さいときにはダ
ンパの減衰力を小さくすることにより、これを用いたド
ラム式洗濯機の脱水起動時における外槽振動の共振点付
近での大振動を防止するとともに、高速定常脱水時にお
ける振動の床への振動伝達力を小さくするようにしたも
のである。

【０００５】特開平8−215477 号公報には、内側防振ば
ねのばね受けの上部に第三の防振ばねを配し、内側防振
ばねの上部ばね受けが第三の防振ばねの下部ばね受けを
兼用する構成にし、第三の防振ばねは外側の防振ばねと
並列、かつ、内側防振ばねと直列に設け、第三の防振ば
ねは脱水定格回転時には上部ばね受けとの間にすきまを
有する構成にし、脱水起動時など荷重が大きい場合に第
三のばねが動作し、防振ばね全体の合成ばね定数を大き
くすることで防振装置の沈み込み量を低減することを可
能とし、以ってモータ，変速機などの駆動機構と床面の
間の空間を少なくすることが可能にした洗濯機の防振装
置が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】アンバランス修正工程
を設ける方法によっても、洗濯物の偏りによるアンバラ
ンスの低減を図っているが、アンバランスは残存してし
まうし、またアンバランス修正工程を厳しく行えば、長
い修正時間を要したり、高速脱水起動ができなかったり
する場合もある。

【０００７】また、ドラム式洗濯機の脱水時の振動に関
して、外槽支持部の減衰を二重とすることにより、振動
振幅が大きい起動共振時の外槽の振幅を抑えるととも
に、定常脱水時の振動伝達も低く抑えようとするもので
ある。しかし、振動の低減効果は減衰以外に、共振点振
動に関係する吊りばねの剛性も大きく影響してくる。吊
りばねの剛性を小さくすれば、共振回転数が低くなり共
振点振幅が小さくなるとともに、定常時の振動伝達も小
さくなる。しかし、吊りばねは外槽全体の荷重を支える
ものであり、特に洗濯時には水の重量によって外槽が沈
み込み、洗濯物出入扉のずれや、配管等他部と接触する
などの問題があるため、吊りばねの剛性をあまり低くす
ることはできない。

【０００８】本発明は、外槽を支える吊りばねの剛性を
小さくすることによって共振点振幅を小さくし、外槽の
沈み込みが生じたときに外槽をより大きな剛性で支える
ようになし、かつ、これらに使用する防振ばね全体の構
成を簡略化して洗濯機内部に占める体積の増大を招くこ
となく、安価に製造することのできる洗濯機を提供する
ことを目的とする。

【０００９】また、本発明は、脱水時にある程度の洗濯
物のアンバランスが残留してもそれによる振動を低減で
きる構造を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、洗濯機本体
と、本体に弾性支持され水を保持する外槽と、外槽内に
位置して軸受で外槽に支持され、洗濯物を内包して水平
軸周りに回転する多孔性の回転ドラムと、ばね，ダンパ
等の支持系，駆動系，給排水系，乾燥系，制御系などか
らなるドラム式洗濯機が、ある規定値以下の変位ではば
ね力が作用せず、規定値以上の変位時にばね力が作用す
るように、ダンパ筒内部にばねを挿入した構成を備える
ことを特徴とする。

【００１１】規定値としては、脱水時重量の上限値、す
なわち脱水時において回転ドラムの重量に所要の洗濯物
およびこれに含まれる水の重量を加えた値の上限値を採
用することができる。

【００１２】本発明のように、ダンパ筒内部にばねを挿
入することにより、可変剛性を持つばねを安定で簡単な
構造で実現することができる。

【００１３】また、本発明は、洗濯時に外槽が沈み込む
途中の段階の変位で、ばね力が作用するように規定値を
設定するようにしたものである。

【００１４】これにより、水の重量により沈み込みが大
きくなろうとする洗濯時にはばね力が作用して大きな沈
み込みを防止でき、かつ、沈み込みの少ない脱水時には
ダンパ筒内部のばね力が作用しない構造を実現できる。

【００１５】本発明は、具体的には次に掲げる装置を提
供する。

【００１６】本発明は、洗濯機本体と、該洗濯機本体に
吊ばねによって支持され水を保持する外槽と、該外槽の
内部にあって該外槽によって支持され、水平軸周りに回
転する多孔性の回転ドラムを備えた洗濯機において、前
記外槽を緩衝支持するダンパを設け、該ダンパはそのダ
ンパ筒内部に、前記外槽が規定値以上に変化したときに
前記外槽に作用するばねを内蔵する洗濯機を提供する。

【００１７】本発明は、更にダンパ筒内部に配設される
ダンパ軸と前記ばねとの間にすきまを置いて該ばねは配
設され、注入する水の重量により前記外槽が沈み込む途
中段階の変位で、該すきまが零になるように前記規定値
が設定される洗濯機を提供する。

【００１８】本発明は、更にダンパ筒内部に配設される
ダンパ軸に鼓型スライダが設けられ、これに接触する内
筒スライダが前記ダンパ内部に設けられて両者間の摩擦
力によって緩衝力が付与されるようにされた洗濯機を提
供する。

【００１９】本発明は、更に前記規定値は、脱水時重量
の上限値である洗濯機を提供する。

【００２０】本発明は、洗濯機本体と、該洗濯機本体に
吊ばねによって支持され水を保持する外槽と、該外槽の
内部にあって該外槽によって支持され、水平軸周りに回
転する多孔性の回転ドラムを備えた洗濯機において、前
記吊ばねは、前記外槽の沈み込みが全負荷前に限界沈み
込み状態に達する剛性とされ、前記外槽を緩衝支持する
ダンパを設け、該ダンパはそのダンパ筒内部に、前記外
槽の沈み込みが大きいときに前記外槽に作用して前記吊
ばねと協働してばね剛性を高める手段が設けられた洗濯
機を提供する。

【００２１】本発明は、洗濯機本体と、該洗濯機本体に
吊ばねによって支持され水を保持する外槽と、該外槽の
内部にあって該外槽によって支持され、水平軸周りに回
転する多孔性の回転ドラムを備えた洗濯機において、前
記吊ばねは、前記外槽の沈み込みが全負荷前に限界沈み
状態に達する剛性とされ、ダンパ筒内部に、前記吊ばね
と協働して前記外槽の沈み込みを限界沈み状態以前に制
御する手段を設けたダンパによって前記外槽は支持され
る洗濯機を提供する。

【００２２】本発明は、更に制御する手段は、ダンパ筒
内部に配設されるダンパ軸との間にすきまを置いて配設
されるばねである洗濯機を提供する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施の
形態について説明する。

【００２４】図１はドラム式洗濯機の全体構造図であ
る。図１を用いて、ドラム式洗濯機の構造，振動系の構
成、および、振動の床への伝達のしかたについて説明す
る。

【００２５】図１において、１は洗濯機のフレーム、２
は吊ばね４によってフレーム１に弾性支持され、水を保
持する外槽、３は外槽２内に位置し、水平軸を回転軸と
して回転しうるように軸受１３で外槽２に支持された回
転ドラム、５は洗濯物を出し入れする扉、６はおもに洗
濯物の飛び出しや水のもれを防止するベローズ、７は洗
濯物を持ち上げるリフタ、８は外槽２の振動を吸収低減
するダンパである。ドラム３はモータ１０による動力が
ベルト１２，プーリ１１により伝達されて回転するよう
に連結されている。

【００２６】次に同じ図１を用いて振動系の構成および
床への振動伝達経路について説明する。

【００２７】外槽２が主な振動体であり、外槽２は吊ば
ね４およびダンパ８によってフレーム１に支持されてい
る。振動源は主として回転ドラム３内にある洗濯物の偏
り（アンバランス）によって生じる遠心力の変動であ
り、回転ドラム３を外槽２に対して剛に支えている軸受
１３を通して外槽２に伝えられる。すなわち、アンバラ
ンスによって生じる遠心力変動を外力として、ドラム３
と外槽２がほぼ一体となってフレーム１に対して振動す
る。

【００２８】外槽２の振動は上記吊ばね４，ダンパ８の
他にベローズ６によってもフレーム１に伝達される。

【００２９】フレーム１へ伝達された振動は最終的には
脚９を通して床面に伝達する。

【００３０】次に図２，図３、および図４を用いて脱水
時の振動問題について説明する。図２はドラム式洗濯機
を１自由度にモデル化した振動モデル図である。図２で
２１は外槽２に対応する振動体、２２は吊ばね４に相当
するばね、２３はダンパ（図１におけるダンパ８に相
当）であり、２４は、ダンパ２３内のばね（図５におけ
るばね３４に相当）である。

【００３１】図３は振動体２１に遠心力変動に相当する
外力が作用した場合にばね２２のみの場合の外槽振幅
（図３（ａ））、および床面への振動伝達力（図３
（ｂ））の回転数に対する変化を示したものである。

【００３２】図３でＮcrは振動系の要素によって決まる
共振回転数（または共振点）、Ｎopは脱水の定常回転数
（または定格点）である。脱水工程においては２つの振
動問題があり、１つは起動時の共振点での振動をある程
度以下に抑えること、もう１つは定常時の振動をできる
だけ小さくすることである。

【００３３】次に以下の式および図４により吊ばねの剛
性を変化させたときの外槽の振動振幅および振動伝達力
の回転数に対する変化を示す。

【００３４】図２の振動モデルにおいて、遠心力に対応
する外力が作用する場合の振動体２１の振幅Ｘおよび振
動伝達力Ｆは次式で与えられる。ただし、ダンパ内ばね
が作用しない場合である。

【００３５】Ｘ＝Ｕω^２／((ｋ−ｍω^２)^２＋(ωｃ)^２)^１／２Ｆ＝(ｋ^２＋(ωｃ)^２)^１／２・Ｘここで、ｍは振動体の質量、ｃはダンパの減衰係数、ｋ
はばね剛性、Ｕはアンバランス量で、ωは回転の角振動
数である。

【００３６】これを図で示すと図４（ａ）および図４
（ｂ）のようになる。図４で、実線はばね剛性が高い場
合、破線はばね剛性が低い場合の応答を相対的に示した
ものである。

【００３７】これにより、ばね剛性が低いほうが振動伝
達力，共振時の振動振幅とも小さくなることがわかる。

【００３８】しかし、吊ばねは外槽の荷重を支えるもの
であり、また、ばね剛性を低くすると洗濯時の水の重量
によって外槽が沈み込み、洗濯物出入扉のずれや配管等
他部との接触などが生じるため、吊ばねの剛性を低くす
るのは容易ではない。

【００３９】次に、ダンパ筒内部にばねを挿入した場合
のダンパ構造の実施例を図５および図６に示し、その作
用について説明する。

【００４０】図５および図６は、１重であるダンパ３０
のダンパ外筒３３の内部の空間３６に圧縮ばねであるダ
ンプ筒内ばね３４を挿入した例である。図５はダンパ３
０内部のスライダ３５が、ばね３４に接触してない場
合、図６は外槽が沈み込んでスライダ３５がばね３４を
押しつけている場合の様子を示している。本実施例に示
す構造によれば、外槽がある規定値以上に沈み込んだ場
合には、ダンパ軸３１が下方に移動し当初あった空隙３
７を埋め、ダンパ筒内部のばね３４に接触し、ばね３４
が作用して、系全体の剛性すなわちばね定数が高くな
り、それ以上の大きい沈み込みを防止できる。沈み込み
の少ない場合にはダンパ筒内部のばね３４を無効にする
ことができる。本発明のようにダンパ筒内部にばねを挿
入することにより沈み込み量の大小により切換可能な可
変ばねを実現することができる。

【００４１】このような構成によって、ダンパ筒内部
に、外槽２の沈み込みが大きいときにこの外槽２に作用
して吊ばね４と協働してばね剛性を高めることができ、
また、ダンパ筒内部に、吊ばね４と協働して外槽２の沈
み込みを限界沈み状態以前に制御する手段を設けたダン
パ８によって外槽２を支持することができる。

【００４２】他の実施例を図７に示す。図７はダンパの
特性が連続的に変化する可変ダンパ３２を用いた例であ
る。図中４１は鼓型スライダ、４２は内筒スライダであ
り、振動変位が大きいほど鼓型スライダ４１と内筒スラ
イダ４２との間の摩擦力が大きくなり、緩衝力すなわち
減衰力が大きくなるようになっている。また、さらに変
位が大きくなると、内筒スライダ４２はダンパ外筒３３
に対してすべり，減衰力が大きくなるとともに、ある規
定値以上に変位した場合にはダンパ筒内のばねが作用す
るようになっている。本実施例では振動振幅がある値よ
り大きい場合にはダンパの減衰力が大きくなって振幅の
増大を防止できるとともに、振動振幅の小さい定常時に
は減衰力が小さくなって床への振動伝達力を小さくする
ことができる。他の構成は図５，図６に示す例と同じで
ある。

【００４３】本実施例によっても、前記の実施例と同様
に外槽がある規定値以上に沈み込んだ場合には、ダンパ
外筒内部のばねが作用して、それ以上の大きい沈み込み
を防止できるとともに、沈み込みの少ない場合にはダン
パ筒内部のばねを無効にすることができる。すなわち、
可変ダンパとの併用が可能である。

【００４４】次に、図８はドラム式洗濯機の洗濯時およ
び脱水時の振動体の重量と沈み込み量との関係を模式的
に示したものであり、本発明の規定値の設定のしかたの
例を示したものである。

【００４５】図８でｋ０は吊ばねのみを用いたときのば
ね定数、ｋ１およびｋ２は、それぞれ本発明によるダン
パ内ばねを用いたときの吊ばねのばね定数、および、ダ
ンパ内ばねのばね定数である。この例は、脱水時の重量
の上限を沈み込み量の規定値として設定した例であり、
外槽がその規定値以上に変位した場合にダンパ筒内ばね
が作用するようにしたものである。脱水時重量は、洗濯
機について使用上規定されるもので、脱水時における回
転ドラムの重量および所定の洗濯物およびその含水の重
量の上限値である。本実施例によれば、脱水時にはばね
剛性が低く、振動振幅および振動伝達力の増大を防止で
き、また、洗濯時に沈み込みが大きくなろうとする場合
にはダンパ内ばねが作用して沈み込みを防止することが
できる。

【００４６】図９および図１０は、本発明の他の実施例
を示し、先の実施例の図５に図９が対応し、図６が図１
０に対応する。図５において使用した圧縮ばねの代りに
ゴム３４′を使用した例である。このようなゴム３４′
を使用することによっても前述した作用を得ることがで
きる。他の構成は図５，図６に示す例と同じであり、繰
り返して説明しない。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ある規定値以下の変位ではばね力が作用せ
ず、規定値以上の変位時にばね力が作用するように、ダ
ンパ筒内部にばねを挿入することにより、外槽の沈み込
みの大きい場合にはダンパ筒内部のばねが作用してさら
なる沈み込みを防止でき、また、沈み込みの少ない場合
にはダンパ筒内部のばねは作用せず、外槽の振動振幅お
よび床への振動伝達力の小さいドラム式洗濯機を防振ば
ね全体の構成を複雑にすることなく、また安価に実現す
ることができる。

【００４８】また、洗濯時に注入する水の重量により外
槽が沈み込む途中段階の変位で、ばね力が作用するよう
に規定値を設定したことにより、洗濯時の大きい沈み込
みを防止できるとともに、沈み込みの少ない脱水時には
低振動のドラム式洗濯機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のドラム式洗濯機の全体構成
図。

【図２】ドラム式洗濯機の１自由度振動モデル図。

【図３】外槽振幅，振動伝達力の回転数変化を示す説明
図。

【図４】吊ばねの剛性が変化した場合の外槽振幅，振動
伝達力の変化を示す説明図。

【図５】本発明の実施例のダンパ部構造図。

【図６】ダンパ筒内ばねが作用している場合の説明図。

【図７】可変ダンパと併用した場合の実施例を示す説明
図。

【図８】ばね作用を説明する説明図。

【図９】本発明の他の実施例の構造図。

【図１０】ダンパ筒内ゴムが作用している場合の説明
図。

【符号の説明】

１…フレーム、２…外槽、３…ドラム、４…吊ばね、５
…扉、６…ベローズ、７…リフタ、８…ダンパ、９…
脚、１０…モータ、１１…プーリ、１２…ベルト、１３
…軸受、３０…ダンパ、３１…ダンパ軸、３２…可変ダ
ンパ、３３…ダンパ外筒、３４…ダンパ筒内ばね、３５
…スライダ、４１…鼓型スライダ、４２…内筒スライ
ダ。

フロントページの続き (72)発明者平山雅義茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部内Ｆターム(参考） 3B155 BA04 CA02 DD02 DD04 DD05 LA01 LB27 LB35 MA01 MA02 MA05 3J066 AA27 BA01 BB01 BD05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗濯機本体と、該洗濯機本体に吊ばねによ
って支持され水を保持する外槽と、該外槽の内部にあっ
て該外槽によって支持され、水平軸周りに回転する多孔
性の回転ドラムを備えた洗濯機において、前記外槽を緩衝支持するダンパを設け、該ダンパはその
ダンパ筒内部に、前記外槽が規定値以上に変化したとき
に前記外槽に作用するばねを内蔵することを特徴とする
洗濯機。
【請求項２】請求項１において、ダンパ筒内部に配設されるダンパ軸と前記ばねとの間に
すきまを置いて該ばねは配設され、注入する水の重量に
より前記外槽が沈み込む途中段階の変位で、該すきまが
零になるように前記規定値が設定されることを特徴とす
る洗濯機。
【請求項３】請求項１または２において、ダンパ筒内部に配設されるダンパ軸に鼓型スライダが設
けられ、これに接触する内筒スライダが前記ダンパ内部
に設けられて両者間の摩擦力によって緩衝力が付与され
るようにされたことを特徴とする洗濯機。
【請求項４】請求項１から３のいずれかにおいて、前記規定値は、脱水時重量の上限値であることを特徴と
する洗濯機。
【請求項５】洗濯機本体と、該洗濯機本体に吊ばねによ
って支持され水を保持する外槽と、該外槽の内部にあっ
て該外槽によって支持され、水平軸周りに回転する多孔
性の回転ドラムを備えた洗濯機において、前記吊ばねは、前記外槽の沈み込みが全負荷前に限界沈
み込み状態に達する剛性とされ、前記外槽を緩衝支持するダンパを設け、該ダンパはその
ダンパ筒内部に、前記外槽の沈み込みが大きいときに前
記外槽に作用して前記吊ばねと協働してばね剛性を高め
る手段が設けられたことを特徴とする洗濯機。
【請求項６】洗濯機本体と、該洗濯機本体に吊ばねによ
って支持され水を保持する外槽と、該外槽の内部にあっ
て該外槽によって支持され、水平軸周りに回転する多孔
性の回転ドラムを備えた洗濯機において、前記吊ばねは、前記外槽の沈み込みが全負荷前に限界沈
み状態に達する剛性とされ、ダンパ筒内部に、前記吊ばねと協働して前記外槽の沈み
込みを限界沈み状態以前に制御する手段を設けたダンパ
によって前記外槽は支持されることを特徴とする洗濯
機。
【請求項７】請求項６において、制御する手段は、ダンパ筒内部に配設されるダンパ軸と
の間にすきまを置いて配設されるばねであることを特徴
とする洗濯機。