JP6239845B2 - 洗濯機 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は洗濯機に関する。
従来より、洗濯機、中でもドラム式洗濯機においては、外箱の内部に水槽が位置し、この水槽の内部に回転槽であるドラムが位置していて、このドラムが水槽外のモータにより回転駆動されるようになっている。又、水槽は、外箱の内部でサスペンションにより支持されている(例えば特許文献1参照)。
この洗濯機におけるサスペンションは、重量の大きな水槽を支持するために、軸方向がほゞ上下方向となるように設置されており、その上下方向に緩衝機能を果たすようになっている。すなわち、洗濯機におけるサスペンションは、水槽の主として上下方向の振動に対して有効に機能するようになっている。
しかしながら、水槽は、ドラムが収容した洗濯物の偏在を因とした偏荷重により左右、前後など横方向にも振れることに伴い、横方向にも振動するものであり、この水槽の横方向の振動に対して、上記サスペンションは有効には機能し得ないものであった。
このため、一般的には水槽とこれの横方向に存在する外箱側板部との間に水槽の振幅以上の間隔をあけることにより、外箱側板部に対する水槽の衝突を避けるようにしている。しかしながら、このものでは、外箱が大形化して全体の大形化を招来し、もしくは水槽並びにドラムが小形化して洗濯容量の低下を招来していた。
これに対して、水槽と外箱側板部との間に振動吸収部材を介在させて、水槽の横方向の振動を低減するようにする考えがある(例えば特許文献2参照)。
特開2005−245577号公報 特開2012−192096号公報
上述のように考えられたものの場合、振動吸収部材で水槽の横方向の振動を低減するのであるが、その振動吸収部材を水槽と外箱側板部との間に介在させる構成のため、外箱の小形化ひいては全体の小形化を実現するのが困難であり、水槽並びにドラムの大形化を実現するのも困難である。更に、低減しても振動吸収部材を介して伝わる振動によるたわみや変形を惹起しないように外箱側板部を補強する必要があり、補強材の追加や板厚の増加などで、外箱の小形化ひいては全体の小形化を実現するのが一層困難である。
そこで、外箱の小形化ひいては全体の小形化もしくは水槽並びに回転槽の大形化を実現しつつ、水槽の横方向の振動の低減ができ、更には、その水槽の横方向の振動の低減をする部分での振動伝達の増大化や同部分並びにその近傍部分の破損の防止ができる洗濯機を提供する。
本実施形態の洗濯機は、外箱と、前記外箱の内部に位置する水槽と、前記水槽の内部に位置して回転駆動される回転槽と、下端部に取付部材を有し前記水槽を前記外箱の内部で主として上下方向に緩衝支持するサスペンションと、前記外箱の下部に設けられ前記取付部材が挿通された取付板と、前記取付板を挟んで設けられ前記取付部材が挿通された防振クッションと、前記取付板上に位置して前記サスペンションの外周及び前記防振クッションの外周に設けられた粘性部材又は粘弾性部材と、剛性を有し前記粘性部材又は粘弾性部材の外周を囲って設けられ前記粘性部材又は粘弾性部材の動きを抑制する抑制部材と、を備え、前記抑制部材と前記サスペンション及び前記防振クッションとの間に、前記水槽が前記外箱に変形を与えない範囲の横方向の振動に対して、その振動が抑制部材に伝達されるのが避けられる寸法の間隔をあけたことを特徴とする。
第1の実施形態を示す主要部分の縦断面図 粘性部材単体の縦断面図 図2のIII−III線に沿う横断面図 囲い壁(抑制部材)単体の縦断面図 図4のV−V線に沿う横断面図 洗濯機全体の、一部を破断した縦断側面図 サスペンション単体の縦断面図 洗濯機全体の概略縦断正面図 水槽の下降及びサスペンションの傾斜角度の変化を示す図8相当図 第2の実施形態を示す、囲い壁単体の平面図 第3の実施形態を示す図1相当図 囲い壁単体の斜視図 第4の実施形態を示すフローチャート 第5の実施形態における水槽の横方向振動時の様子を示す図8相当図 第6の実施形態を示す図2相当図
以下、ドラム式洗濯乾燥機に適用した第1の実施形態につき、図1から図9を参照して説明する。
まず、図6には、ドラム式洗濯乾燥機の全体構造を示しており、外箱1を外殻としている。この外箱1は、最下部に台板1aを有しており、この台板1aの外下面に複数の脚1bを有している。外箱1の前側板部(図3で右側)のほゞ中央部には、洗濯物出入口2を有しており、該出入口2に対しては、それを開閉する扉3を設けている。又、外箱1の前側板部の上部には、操作パネル4を設けており、その裏側(外箱1内)に運転制御用の制御装置5を設けている。
外箱1の内部には、水槽6を配設している。この水槽6は軸方向が前後(図3で右左)の横軸筒状を成すものであり、それを外箱1の台板1a上に、左右一対(左側の一方のみ図示)のサスペンション7によって前上がりの傾斜状にて弾性支持している。サスペンション7の詳細構造は、後に述べる。
水槽6の背部にはモータ8を取付けている。このモータ8は、この場合、例えば直流のブラシレスモータであって、アウターロータ形であり、ロータ8aの中心部に有する回転軸(図示省略)を、水槽6の後部に取付けた軸受ハウジング9を介して水槽6の内部に挿入している。
水槽6の内部には、ドラム10を配設している。このドラム10も軸方向が前後の横軸円筒状を成すもので、それを後部の中心部で上記モータ8の回転軸の先端部に取付けることにより、水槽6と同軸の前上がりの傾斜状に支持している。又、その結果、ドラム10はモータ8により回転されるようになっており、従って、ドラム10は回転槽であり、モータ8はドラム10を回転させるドラム駆動装置として機能するようになっている。
ドラム10の周側部(胴部)には、小孔11を全域にわたって多数(一部のみ図示)形成している。又、ドラム10及び水槽6は、ともに前面部に開口部12,13を有しており、そのうちの水槽6の開口部13に、環状のベローズ14を介して前記洗濯物出入口2を連ねている。この結果、洗濯物出入口2は、ベローズ14、水槽6の開口部13、及びドラム10の開口部12を介して、ドラム10の内部に連なっている。
水槽6の最低部である底部の後部には、図示しない排水口を形成しており、この排水口に排水弁15を介して、排水管16を接続している。又、水槽6の背部から上方そして前方には、乾燥ユニット17を配設している。この乾燥ユニット17は、除湿器18と、送風装置19、及び加熱装置20を有しており、水槽6内の空気を除湿し、次いで加熱して、水槽6内に戻す循環を行わしめることにより、洗濯物を乾燥させるようになっている。
ここで、サスペンション7の詳細構造を述べる。サスペンション7は、図7に示すように、大別すると、ダンパ21とスプリング22とで構成しており、そのうちのダンパ21は、シャフト23とシリンダ24とを具えている。シリンダ24は、外筒24a及び内筒24bの二重筒から成っており、その外筒24aの軸方向(上下)両端の開口部をキャップ24c,24dで閉塞し、内筒24bの同じく軸方向両端の開口部にはシール24e,24fを挿着している。
シャフト23の下端部にはピストンバルブ25を取付けており、このピストンバルブ25と共にシャフト23の下部をシリンダ24の内筒24b内に軸方向移動可能に挿入し、該シャフト23のピストンバルブ25上の部分を、シール24e、軸受26、及びキャップ24cを通してシリンダ24外の上方に位置させている。ピストンバルブ25は、外周面が内筒24bの内周面に密接するものであり、その外周面近くに、軸方向に開通するオリフィス孔25aを複数有している。
シリンダ24の内筒24b内には又、ピストンバルブ25の上下両方に粘性流体であるオイル27を充填しており、すなわち、本実施形態のダンパ21は、オイルダンパであって、オイル27は、オリフィス孔25a内にも充填している。
前記シリンダ24外の上方に位置したシャフト23の上端近くの部分にはばね受け座28を取付けており、このばね受け座28とシリンダ24の上端部との間に前記スプリング(圧縮コイルばね)22を介在させている。
以上により、サスペンション7を組立て構成している。
シャフト23は、上端部に取付部23aを有しており、それに対して、前記水槽6は図6及び図1に示すように外周側面に取付部6aを有し、この取付部6aに取付板29を複数のねじ30で取付けている。そして、その取付板29に、上下の防振クッション31,32を介して、上記シャフト23の取付部23aを挿通し、その上方突出端部にナット33をワッシャ33aを介し螺合して締付けることにより、シャフト23の上端部を取付板29に取付け、ひいては水槽6に取付けている。
シリンダ24の下端部には図7に示す取付部材34を取付けており、それに対して、前記台板1aには図6及び図1に示すように取付板35を複数のねじ36で取付けており、この取付板35に、上下の防振クッション37,38を介して、上記シリンダ24の取付部材34を挿通し、その下方突出端部にナット39をワッシャ39aを介し螺合して締付けることにより、シリンダ24の下端部を取付板35に取付け、ひいては台板1aに取付けている。
このようにして水槽6を外箱1の台板1a上にサスペンション7を介在させて取付けており、そのサスペンション7により水槽6を外箱1の内部で主として上下方向に緩衝支持するようにしている。
又、このように取付けたサスペンション7は、正面より見て図8に示すように、下端部より上端部が内側に位置する傾斜、すなわち、左右一対のものでハ字状に傾斜する状態で設けている。
そして、取付板35上に位置してサスペンション7の外周、特にはシリンダ24の下部及び防振クッション37の外周には、その全周を囲繞する容器40を装着している。この容器40は、図2及び図3にも示すように円筒状のものであり、且つ、中空の袋であって、その材質は例えばEPDM(エチレン−プロピレン−ジエンゴム)や、NBR(ニトリル−ブタジエンゴム)、ブチルゴム等であって変形可能、特に横方向に変形可能なものである。この容器40の内部には、例えばシリコンオイルから成る粘性流体41を充填して封入しており、この粘性流体41と変形可能な容器40とで粘性部材42を構成している。
更に、取付板35上に位置して粘性部材42の外側には、その全周を囲繞する囲い壁43を装着している。この囲い壁43も、図4及び図5に示すように円筒状のものであり、但し、上記容器40とは違って中実のもので、その材質は例えば金属材料や樹脂材料であり、高い剛性を有していて、図1に示すように、取付板35に複数のねじ44により固着することにより、容器40の特に径方向外方への動きを抑制する抑制部材として機能するようになっている。
そして、上記囲い壁(抑制部材)43と前記サスペンション7(特にはシリンダ24の下部及び防振クッション37)との間には、前記水槽6が外箱1に変形を与えない範囲の横方向の振動に対して、その振動が囲い壁43に伝達されるのが避けられる寸法の間隔Sをあけている。
加えて、サスペンション7は、図8に示したように、傾斜する状態で設けており、この状態で水槽6内に洗濯水を入れると、水槽6がサスペンション7のスプリング22を圧縮して下降し、それに伴ってサスペンション7の傾斜角度が図9に二点鎖線で示すように大きくなる。この場合、水槽6内に定格量の洗濯水を入れたときの、水槽6の下降寸法Lは例えば20〜30〔mm〕であり、サスペンション7の傾斜増大寸法Lは例えば数〔mm〕である。
上記囲い壁43とサスペンション7との間の間隔Sは、上述の水槽6の下降によりサスペンション7の傾斜角度が増す点も考慮して決定している。
このほか、水槽6の最上部の前部と後部には、水槽6の振動を検知する振動センサ45,46を設けている。これらの振動センサ45,46は、例えば加速度センサから成っている。
次に、上記構成のものの作用を述べる。
上記構成のドラム式洗濯乾燥機においては、操作パネル4の操作に基づき、制御装置5が運転を開始させると、標準的には洗濯、脱水、及び乾燥が行われる。
そのうち、洗濯は、図示しない給水弁から水槽6内への所定水位の給水が行われた後に、ドラム10がモータ8により正逆両方向に交互に低速回転されることにより行われるもので、それにより、ドラム10内にあらかじめ収容された洗濯物が上昇されてから落下されること(タンブリング)が繰返されて撹拌され、洗浄される。
洗濯物の洗濯には、洗剤を含む水で洗浄する洗いと、清水で洗浄するすすぎとがあり、そのいずれの場合にも、上述の運転が行われ、それらの終了後には、排水弁15が開放されて水槽6内の水を排水管16を通じ機外に排出する排水が行われる。
次いで、脱水は、排水弁15を開放させたまま、ドラム10がモータ8により一方向に高速回転されることにより行われるもので、それにより、ドラム10内の洗濯後の洗濯物が小孔11を通して遠心脱水される。
そして、乾燥は、ドラム10がモータ8により正逆両方向に交互に低速回転されると同時に、乾燥ユニット17が作動されることにより行われるもので、乾燥ユニット17では、前述のように、水槽6内の空気が、送風装置19で循環される状況で、除湿器18で除湿され、次いで加熱装置20で加熱されて、水槽6内に戻されることを繰返すことにより、ドラム10内の脱水後の洗濯物が乾燥される。
このようなドラム式洗濯乾燥機の運転の中で、ドラム10が回転されるときには、該ドラム10が振動し、中でもドラム10が高速回転される脱水時に大きく振動する。更にその場合、ドラム10内の洗濯物に偏在があれば、ドラム10は偏荷重のために一層大きく振動する。このようにドラム10が振動すると、ドラム10を収容して該ドラム10と一体化した水槽6も振動する。
ドラム10及び水槽6の振動、中でも上下方向の振動に対しては、水槽6と一体にサスペンション7のシャフト23がスプリング22を伸縮させつつ軸方向の上下に往復動する。このシャフト23の往復動に伴い、シリンダ24内では、オイル27中をピストンバルブ25が相対的に上下に往復動し、それにより、ピストンバルブ25のオリフィス孔25aをオイル27が通過する。ここで、オイル27の粘性により、サスペンション7において減衰力が発生し、水槽6の振幅を減衰させる。
一方、ドラム10及び水槽6の横方向の振動に対しては、それと共にサスペンション7が防振クッション37を伴って横方向に振動しようとするが、その振動により、粘性部材42では、変形可能な容器40を囲い壁43との間で圧縮と膨張を伴い変形させつつ、粘性流体41が圧せられ、それに抗する粘性流体41の粘性で減衰力が発生し、水槽6の振幅を減衰させる。
又、そのように粘性部材42で水槽6の横方向の振動を減衰するとき、サスペンション7と囲い壁43との間隔が変化し、それらが接近して容器40の壁厚を介するだけのほゞ密接以上の状態になるようであると、サスペンション7の振動がサスペンション7から囲い壁43に直接的に伝達されるようになり、その結果、振動の伝達が増大化されて、その振動が囲い壁43を取付けた取付板35から外箱1の底板1aを介して外箱1の全体に伝達されることにより、該外箱1の全体を大きく揺動させる結果となる。
又、その場合、外箱1の底板1aから洗濯機を設置した家屋の床面へも振動が伝達され、その結果、ドンドンといった騒音を発することとなって、同家屋の住人、更には階下の住人に騒音の迷惑を及ぼすことが考えられる。
更に、サスペンション7の振動がサスペンション7から囲い壁43に直接的に伝達(衝突)される結果、その衝撃で、囲い壁43が破損され、更には囲い壁43を取付けた取付板35や、外箱1の底板1aが破損されることも考えられる。
それに対して、上記構成のものでは、囲い壁43とサスペンション7との間に、水槽6が外箱1に変形を与えない範囲の横方向の振動に対して、その振動が囲い壁43に伝達されるのが避けられる寸法の間隔Sをあけている。これにより、水槽6の横方向の振動の低減をする部分での振動伝達の増大化を防止でき、外箱1全体の大きな揺動や、床面への振動の伝達による騒音の発生、並びに取付板35や外箱1の底板1aの破損を防止することができる。
このように上記構成のものでは、水槽6を外箱1の内部で主として上下方向に緩衝支持するサスペンション7により、水槽6の上下方向(縦方向)の振動を減衰し、サスペンション7の外周に囲い壁43とで挟んで装着した変形可能な容器40と、該容器40の内部な封入した粘性流体41とから成る粘性部材42により、水槽6の横方向の振動を減衰するもので、特に横方向の振動を減衰するのに、従来考えられたもののような振動吸収部材を水槽と外箱側板部との間に介在させて実現する構成ではない。
よって、その振動吸収部材を使用しない分、外箱1の小形化ひいては全体の小形化を実現することができ、もしくは水槽6の大形化ひいてはドラム10の大形化を実現することができて、洗濯容量の増加を実現することができる。更に、変形可能な容器40並びに該容器40に封入した粘性流体41は、従来の振動吸収部材に比して弾発力が小さく、その分、外箱1を補強する必要もない。よって、外箱1の小形化ひいては全体の小形化を実現するのが一層確実にできる。
そして、囲い壁43とサスペンション7との間に、水槽6が外箱1に変形を与えない範囲の横方向の振動に対して、その振動が囲い壁43に伝達されるのが避けられる寸法の間隔Sをあけており、それによって、水槽6の横方向の振動の低減をする部分での振動伝達の増大化や同部分並びにその近傍部分の破損の防止をすることができる。
以上に対して、図10から図15は第2から第6の実施形態を示すもので、それぞれ、第1の実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
[第2の実施形態]
図10に示す第2の実施形態においては、囲い壁(抑制部材)51を、前記囲い壁43に代え、サスペンション7の動作範囲に沿った形状で設けている。具体的には、この場合、囲い壁51を上方より見て左右方向に長い楕円形の形状で設けている。これは、以下の理由による。
水槽6の横方向の振動に伴うサスペンション7の振動は、本来、前後方向には小さく、左右方向に大きい。又、サスペンション7は、前述のように、傾斜する状態で設けており、そのためにその傾斜方向に振動する(二点鎖線参照)。よって、囲い壁51は、水槽6が横方向に振動したときのサスペンション7の接触、衝突を避けるのに、左右方向に長く、前後方向に短く設けることが好ましく、上述の、上方より見て左右方向に長い楕円形の形状で設けるのが良い。
なお、水槽6が横方向に振動したときのサスペンション7の振動がそれ以外の方向に生じる場合は、それを加味して囲い壁51の形状を決定すれば良く、楕円形に限られるものではない。
又、この場合、容器40の外形も、囲い壁51の形状に添う形状とする必要がある。
このようにすることにより、水槽6の横方向の振動の低減をする部分での振動伝達の増大化や同部分並びにその近傍部分の破損の防止を、より実情に即して実現することができる。
[第3の実施形態]
図11及び図12に示す第3の実施形態においては、囲い壁(抑制部材)61を、前記囲い壁43に代え、すり鉢状の形状で設けている。
サスペンション7の支点部は取付板35に取付けた下端部であり、サスペンション7はその下端部を支点として振動する。従って、サスペンション7の下端部は振動の振幅がほとんどなく、その近辺も振動の振幅も小さい。このため、サスペンション7の下端部からその近辺周りに粘性部材42があっても、それらは機能する率は少ない。
そこで、囲い壁61をすり鉢状の形状で設けることにより、機能する率の少ない、サスペンション7の下端部からその近辺周りの粘性部材42の厚み(特には粘性流体41の使用量)を少なくし、コストの低減並びに重量の軽減ができるようになる。
もちろん、この場合、サスペンション7の下端部からその近辺周り以外の上部周りの粘性部材42の厚みは大きく確保できるので、水槽6の横方向の振動を減衰する効果は充分に得ることができる。
なお、この第3の実施形態は第2の実施形態と併せて実施するようにしても良い。すなわち、囲い壁61は、サスペンション7の動作範囲に沿った形状であって、且つ、すり鉢状の形状で設けるようにしても良い。
[第4の実施形態]
図13に示す第4の実施形態においては、水槽6の振動を検知する振動センサ45,46の検知結果が囲い壁43とサスペンション7との間隔が所定値以下となるレベルであったときに、ドラム(回転槽)10の回転を停止させるようにしている。
具体的には、運転中、制御装置5が、振動検知ルーチンで、振動センサ45,46の検知結果Dを読み込み(ステップS1)、次いで、その読み込んだ検知結果Dが、上記囲い壁43とサスペンション7との間隔が所定値以下となるレベルのしきい値超であるか否かの判断をし(ステップS2)、しきい値超ではない(NO:囲い壁43とサスペンション7との間隔が所定値以下ではない)と判断されれば、ドラム10の回転を継続する(ステップS3)が、しきい値超である(YES:囲い壁43とサスペンション7との間隔が所定値以下である)と判断されれば、ドラム10の回転を停止させる(ステップS4)ようにしている。
このようにすることにより、水槽6の横方向の振動の低減をする部分での振動伝達の増大化や同部分並びにその近傍部分の破損の防止をより確実に実現することができる。
なお、この第4の実施形態は第2、第3の実施形態と併せて実施するようにしても良い。
[第5の実施形態]
図14に示す第5の実施形態においては、水槽6の横方向の振動で囲い壁43とサスペンション7との間隔がなくなる前、すなわち、サスペンション7が囲い壁43に接する前に、水槽6が外箱1に接触する寸法関係にしている。換言すれば、水槽6が図2に二点鎖線で示すように外箱1に接触するケースで、サスペンション7は同二点鎖線で示すように囲い壁43に接することのないようにしているのである。
このようにしても、水槽6の横方向の振動の低減をする部分での振動伝達の増大化や同部分並びにその近傍部分の破損の防止を実現することができる。
但し、これは必要に応じてのみ実施すれば良い。
又、この第5の実施形態は第2から第4の実施形態と併せて実施するようにしても良い。
[第6の実施形態]
図15に示す第6の実施形態においては、粘性部材42に代えて、粘弾性部材71を使用するようにしている。この粘弾性部材71は、筒状構成の全部が例えばゴム材から成るものであり、粘性部材42と違って、弾力性を有している。
このようにしても、第1から第5の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
このほか、特に洗濯機の全体としては、ドラム式には限られず、槽を縦軸状に有する縦軸形洗濯機にも同様に適用して実施できるし、乾燥機能は有していなくても良い。
更に、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
図面中、1は外箱、6は水槽、7はサスペンション、8はモータ、10はドラム(回転槽)、42は粘性部材、43は囲い壁(抑制部材)、45,46は振動センサ、Sは間隔、51,61は囲い壁(抑制部材)、71は粘弾性部材を示す。

Claims (4)

  1. 外箱と、
    前記外箱の内部に位置する水槽と、
    前記水槽の内部に位置して回転駆動される回転槽と、
    下端部に取付部材を有し前記水槽を前記外箱の内部で主として上下方向に緩衝支持するサスペンションと
    前記外箱の下部に設けられ前記取付部材が挿通された取付板と、
    前記取付板を挟んで設けられ前記取付部材が挿通された防振クッションと、
    前記取付板上に位置して前記サスペンションの外周及び前記防振クッションの外周に設けられた粘性部材又は粘弾性部材と、
    剛性を有し前記粘性部材又は粘弾性部材の外周を囲って設けられ前記粘性部材又は粘弾性部材の動きを抑制する抑制部材と、を備え、
    前記抑制部材と前記サスペンション及び前記防振クッションとの間に、前記水槽が前記外箱に変形を与えない範囲の横方向の振動に対して、その振動が抑制部材に伝達されるのが避けられる寸法の間隔をあけたことを特徴とする洗濯機。
  2. 抑制部材を、サスペンションの動作範囲に沿った形状で設けたことを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
  3. 抑制部材を、すり鉢状の形状で設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の洗濯機。
  4. 水槽の振動を検知する振動センサを具え、その検知結果が抑制部材とサスペンションとの間隔が所定値以下となるレベルであったときに、回転槽の回転を停止させることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載の洗濯機。
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