JP2010194025A

JP2010194025A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2010194025A
Application number: JP2009040813A
Authority: JP
Inventors: Naoto Yamaoka; 直人山岡; Toshinari Matsumoto; 俊成松本
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】剛性の異なる様々な設置床での振動性能を向上させる。
【解決手段】本発明の洗濯機は、洗濯機外枠３０の振動を低減する制振手段４１を備え、前記制振手段４１は、密閉した空間を形成するシリンダ４２と、前記シリンダ４２内を往復運動する錘４３で構成し、前記錘４３には空気の流出入可能な流路４４が設けられている。これによって、洗濯物の偏心荷重により外槽３３が激しく振動し、その振動が洗濯機外枠３０に伝わって洗濯機外枠３０が振動しようとしても制振手段４１により振動が低減される。また、制振手段４１の減衰により制振できる周波数領域を拡大されるため、設置場所によって洗濯機外枠３０の共振周波数が変化しても、洗濯機外枠３０の振動を低減させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯機本体内に弾性的に支持した外槽内に回転自在に配設した洗濯兼脱水槽内で洗濯物の洗濯、すすぎ、脱水（更に乾燥まで行う場合もある）を行う洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、衣類の偏心荷重による脱水起動時の外槽の大きな振動を抑え、本体の振動を低減していた（例えば、特許文献１参照）。

図１２は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の全体構成を示すものである。図１２に示すように、洗濯機外枠３０に弾性支持された外槽３３と、前記外槽３３内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽３４と、前記洗濯兼脱水槽３４を回転させる駆動手段３５を有し、前記洗濯機外枠の上部３０ａに制振手段４１を設けたことにより、洗濯物の偏芯荷重により外槽が激しく振動し、その振動が洗濯機外枠３０に伝わって洗濯機外枠３０が振動しようとしても制振手段４１により振動が低減され、洗濯機外枠３０は静止に近い状態を維持することができるというものである。
特開平５−１３１０７５号公報特開２００６−２０４５６４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、図１２の制振手段の弾性体４５のバネ定数と錘４３の重量により、図２のように制振する振動周波数がある程度限定されるため、この共振周波数の前後で振動が大きくなる。洗濯機外枠の共振周波数は、設置床の剛性により変化するため、設置する場所によっては振動が低減されないという問題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯機外枠の振動を低減する周波数を拡大し、剛性の異なる様々な設置床での振動性能を向上させた洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯機外枠の振動を低減する制振手段を備え、制振手段は錘の両端を減衰と弾性体で支持するものである。

これによって、洗濯物の偏心荷重により外槽が激しく振動し、その振動が洗濯機外枠に伝わって洗濯機外枠が振動しようとしても制振手段により振動が低減され、剛性の異なる様々な設置床での振動性能を向上させることができる。

本発明の洗濯機は、小型の制御手段で、木床のような剛性の異なる様々な設置床でも、洗濯物の偏心による洗濯機外枠の振動を大幅に低減される。また、制振手段は、錘とシリンダで減衰と剛性を生じさせることができるため、安価でコンパクトに振動性能を向上することができる。

第１の発明は、洗濯機外枠に弾性支持された外槽と、外槽内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段と、洗濯機外枠の上部に洗濯機外枠の
振動を低減する制振手段を備え、制振手段は、密閉した空間を形成するシリンダと、前記シリンダ内を往復運動する錘で構成し、前記錘に空気の流出入可能な流路を設けることにより、洗濯物の偏心荷重により外槽が激しく振動し、その振動が洗濯機外枠に伝わって洗濯機外枠が振動しようとしても制振手段により振動が低減される。また、制振手段の減衰により制振できる周波数領域を拡大されるため、設置場所によって洗濯機外枠の共振周波数が変化しても、洗濯機外枠の振動を低減させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、弾性体で錘の両端とシリンダを支持することにより、錘の重量と、錘の往復運動で起きるシリンダ内の空気の流出入による動的空気ばね定数と弾性体の剛性係数で決まる動作周波数を、弾性体の剛性により調整できる。これにより、錘に設けた空気穴径で減衰係数を決定し、前記弾性体で洗濯機外枠の共振周波数に制振手段の動作周波数を設定することが可能で、制振手段の減衰効果を最大に発揮することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明の制振手段は、シリンダ内の両端に、弾性体を設けることにより、前記弾性体と錘が衝突する時と衝突しない時で、錘の重量と、錘の往復運動で起きるシリンダ内の空気の流出入による動的空気ばね定数と弾性体の剛性係数で決まる動作周波数を切り替えることができる。一方は脱水起動時の外槽の共振周波数に設定して、もう一方は洗濯機外枠の共振周波数に設定する。これにより、脱水起動時の外槽の共振に伴う洗濯機外枠の振動と、脱水定常付近の設置場所による洗濯機外枠の共振を、同時に低減させることができ、脱水起動から定常にかけて、洗濯機外枠の振動を低減することができる。

第４の発明は、特に、第２の発明の制振手段は、錘の両端に弾性体を設けることにより、前記弾性体とシリンダ内面が衝突する時と衝突しない時で、錘の重量と、錘の往復運動で起きるシリンダ内の空気の流出入による動的空気ばね定数と弾性体の剛性係数で決まる動作周波数を切り替えることができる。一方は脱水起動時の外槽の共振周波数に設定して、もう一方は洗濯機外枠の共振周波数に設定する。これにより、脱水起動時の外槽の共振に伴う洗濯機外枠の振動と、脱水定常付近の設置場所による洗濯機外枠の共振を、同時に低減させることができ、脱水起動から定常にかけて、洗濯機外枠の振動を低減することができる。

第５の発明は、特に、第１の発明の制振手段は、複数の錘と、複数のシリンダで構成することにより、第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、制振手段の効果を更に大きくしたり、制振手段を小型にすることができる。

第６の発明は、特に、第５の発明の制振手段は、重量の異なる錘で構成し、錘の重量と、錘の往復運動で起きるシリンダ内の空気の流出入による動的空気ばね定数と弾性体の剛性係数で決まる動作周波数を、一方は脱水起動時の外槽の共振周波数に設定して、もう一方は洗濯機外枠の共振周波数に設定する。これにより、脱水起動時の外槽の共振に伴う洗濯機外枠の振動と、脱水定常付近の設置場所による洗濯機外枠の共振を同時に低減させることができ、脱水起動から定常にかけてすべての脱水時の外枠振動を低減することができる。

第７の発明は、特に、第５の発明の制振手段は、弾性係数の異なる弾性体で構成し、錘の重量と、錘の往復運動で起きるシリンダ内の空気の流出入による動的空気ばね定数と弾性体の剛性係数で決まる動作周波数を、一方は脱水起動時の外槽の共振周波数に設定して、もう一方は洗濯機外枠の共振周波数に設定する。これにより、脱水起動時の外槽の共振に伴う洗濯機外枠の振動と、脱水定常付近の設置場所による洗濯機外枠の共振を同時に低減させることができ、脱水起動から定常にかけて、外枠の振動を低減することができる。

第８の発明は、特に、第６の発明の制振手段は、洗濯機外枠の前後方向および左右方向の共振周波数を、錘の重量と、錘の往復運動で起きるシリンダ内の空気の流出入による動的空気ばね定数と弾性体の剛性係数で決まる動作周波数にそれぞれ設定する。これにより、洗濯機外枠の振動を前後方向、左右方向とも低減させることができる。また、洗濯機外枠の共振周波数が前後と左右方向で異なる場合でも、洗濯機外枠の振動を低減させることができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の断面図を示すものである。

図１において、洗濯機外枠３０は、４本の引張りばね３１と、２本のダンパ３２により外槽３３を弾性支持している。洗濯兼脱水槽３４は、外槽３３内に回転自在に配設している。モータ（駆動手段）３５は、ブラシレス直流モータから成っており、インバータ制御され、回転速度が自在に変化されるようになっている。そして直接洗濯兼脱水槽３４を駆動する。給水手段３６は洗濯兼脱水槽３４内に給水するものである。水位検知手段３７は、外糟３３内の洗濯水位を検知する。排水手段３８は、外槽３３内の洗濯水を排水するものである。制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面下部に設けられている。制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面上部に設けられた操作表示手段４０により入力された設定内容に基づいて洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御するもので、パワースイッチング手段（図示せず）を介してモータ３５、給水手段３６、排水手段３８などを逐次制御する。制振手段４１は、洗濯機外枠の上部３０ａの裏側に固定されている。制振手段４１は、密閉した空間を形成するシリンダ４２と、シリンダ４２内を往復運動する空気の流出入が可能な流路を設けた錘４３で構成されている。錘４３は重量１ｋｇの鉄製の錘を使用する。シリンダ４２内を錘４３が往復運動することにより、シリンダ内に空気の流出入が起きる。そのときの動的空気ばね定数を６．６［Ｎ／ｍｍ］、粘性減衰係数を０．０１［Ｎ・ｓ／ｍｍ］とする。シリンダ４２には制振手段４１を洗濯機外枠の上部３０ａに取り付けるための固定穴４２ｃが一対設けられており、制振手段４１は、固定穴４２ｃを利用して洗濯機外枠の上部３０ａにねじ止めされている。

以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、洗濯兼脱水槽３４内に衣類と洗剤を投入後、操作表示手段４０を操作して運転を開始する。これによって、給水手段３６が動作し、洗濯兼脱水槽３４内に洗濯水が供給されると共に洗濯兼脱水槽３４も回転を開始する。規定量の洗濯水が供給されると給水手段３６は給水を停止する。洗濯兼脱水槽３４の回転によって、洗剤は洗濯水に溶かされ、洗濯液となって衣類に浸透する。洗濯兼脱水槽３４は、３０ｒ／ｍｉｎ程度の低速で回転して、衣類を持ち上げては落とすというたたき洗いを規定時間行う。洗濯終了後、排水手段３８が作動し、汚れを溶かし込んだ洗濯液は、外槽３３の外に排水される。排水終了後、洗濯兼脱水槽３４の回転は徐々に速くなる。洗濯兼脱水槽３４の回転による振動周波数が、外槽３３の共振周波数（２４０〜３００ｒｐｍ）に近づくと外槽３３は、大きく振動する。この振動エネルギーが引張りばね３１、ダンパ３２等の弾性支持部を伝り、図２のように洗濯機外枠３０も大きく振動する。更に洗濯兼脱水槽３４の回転が上昇して洗濯機外枠３０の共振周波数（６００〜９００ｒｐｍ）に近づくと、洗濯機外枠３０が大きく振動する。この洗濯機外枠３０の振動エネルギーは、錘４３を振動させるために消費され、結果として洗濯機外枠３０の振動は低減されることになる。図２のように７００〜１０００ｒｐｍの広範囲で洗濯機外枠３０の振動が低減される。

以上のように本実施の形態において、洗濯機を木床からコンクリート床など剛性の異なる様々に設置し、洗濯機外枠３０の共振周波数が変化しても、洗濯機外枠３０の振動を低減することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の断面図を示すものである。

図３において、制振手段４１は、シリンダ空間４２ａを形成するシリンダ４２と、錘４３、弾性体４５で構成される。シリンダ空間４２ａ内は、錘４３の両端とシリンダ４２を弾性体４５で支持されている。錘４３の重量と、錘４３の往復運動で起きるシリンダ４２ａ内の空気の流出入による動的空気ばね定数と弾性体４５の剛性定数で決まる動作周波数を、弾性体４５の剛性を調整することで、洗濯機外枠３０の共振周波数（６００〜９００ｒｐｍ）に設定する。これにより、錘４３に設けた空気穴４４の径で減衰係数を決定し、弾性体４５の剛性で、洗濯機外枠３０の共振周波数に制振手段４１の動作周波数を設定することが可能で、制振手段の減衰効果を最大に発揮することができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における制振手段の断面図を示すものである。

図４において、制振手段４１は、シリンダ空間４２ａを形成するシリンダ４２と、錘４３、弾性体４５と弾性体４６で構成される。シリンダ４２内の両端に、弾性体４６を設けることにより、弾性体４６と錘４３が衝突する時と衝突しない時で、シリンダ内のばね定数が切り替わる。錘４３が弾性体４６に衝突しない時は、錘４３の重量と、錘４３の往復運動で起きるシリンダ４２内の空気の流出入による動的空気ばね定数による共振周波数となる。また、錘４３が弾性体４６に衝突する時は、錘４３の重量と弾性体４６の剛性係数で決まる共振周波数となる。よって、弾性体４６と錘４３が衝突する時と衝突しない時で、動作周波数を切り替えることができる。一方の動作周波数を、外槽３３が大きく振動することにより洗濯機外枠３０が大きく振動する周波数（２４０〜３００ｒｐｍ）に設定する。もう一方の動作周波数を洗濯機外枠の共振周波数（６００〜９００ｒｐｍ）に設定する。すると、図５のように、洗濯機外枠３０が大きく振動する周波数（２４０〜３００ｒｐｍと６００〜９００ｒｐｍ）において、洗濯機外枠３０の振動を低減できる。

これにより、木床からコンクリート床など剛性の異なる様々に設置しても、脱水起動から定常にかけて洗濯機外枠３０の振動を低減できる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施の形態における制振手段の断面図を示すものである。

図６において、制振手段４１は、シリンダ空間４２ａを形成するシリンダ４２と、錘４３、弾性体４５と弾性体４６で構成される。錘４３の両端に弾性体４６を設けることにより、弾性体４６とシリンダ４２内面が衝突する時と衝突しない時で、シリンダ内のばね定数が切り替わる。弾性体４６がシリンダ４２内面に衝突しない時は、錘４３の重量と、錘４３の往復運動で起きるシリンダ４２内の空気の流出入による動的空気ばね定数による共振周波数となる。また、弾性体４６がシリンダ４２内面に衝突する時は、錘４３の重量と弾性体４６の剛性係数で決まる共振周波数となる。よって、弾性体４６がシリンダ４２内面に衝突する時と衝突しない時で、動作周波数を切り替えることができる。一方の動作周波数を、外槽３３が大きく振動することにより洗濯機外枠３０が大きく振動する周波数（２４０〜３００ｒｐｍ）に設定する。もう一方の動作周波数を洗濯機外枠の共振周波数（６００〜９００ｒｐｍ）に設定する。すると、図５のように、洗濯機外枠３０が大きく振
動する周波数（２４０〜３００ｒｐｍと６００〜９００ｒｐｍ）において、洗濯機外枠３０の振動を低減できる。

（実施の形態５）
図７は、本発明の第５の実施の形態における制振手段の断面図を示すものである。

図７において、制振手段４１は、４２ａと４２ｂのシリンダ空間を形成するシリンダ４２と、錘４３ａと錘４３ｂから構成されている。錘４３ａと錘４３ｂは同一重量５００ｇで、シリンダ４２ａ内を錘４３ａが往復運動する。そのときの空気の流出入による動的空気ばね定数を３．３［Ｎ／ｍｍ］、粘性減衰係数を０．０１［Ｎ・ｓ／ｍｍ］とする。この構成においても、図８のように７００〜１２００ｒｐｍの広範囲で洗濯機外枠３０の振動が低減される。

これにより、シリンダーを複数にし、小型軽量の錘を組み合わせても、洗濯機を木床からコンクリート床など剛性の異なる様々に設置し、洗濯機外枠３０の共振周波数が変化しても、洗濯機外枠３０の振動を低減することができ、洗濯機外枠３０内の設置スペースが少ないところにも制振手段４１を取り付けることができる。

（実施の形態６）
図９は、本発明の第６の実施の形態における制振手段の断面図を示すものである。

図９において、制振手段４１は、４２ａと４２ｂのシリンダ空間を形成するシリンダ４２と、重量の異なる錘４３ａと錘４３ｂから構成されている。錘４３ａの重量と、錘４３ａの往復運動で起きるシリンダ４２ａ内の空気の流出入による動的空気ばね定数で決まる動作周波数を、外槽３３が大きく振動することにより洗濯機外枠３０が大きく振動する周波数（２４０〜３００ｒｐｍ）に設定する。もう一方の錘４３ｂの重量と、錘４３ｂの往復運動で起きるシリンダ４２ｂ内の空気の流出入による動的空気ばね定数で決まる動作周波数を、洗濯機外枠３０の共振周波数（６００〜９００ｒｐｍ）に設定する。これにより、図５のように、洗濯機外枠３０が大きく振動する周波数（２４０〜３００ｒｐｍと６００〜９００ｒｐｍ）において、洗濯機外枠３０の振動を低減できる。

（実施の形態７）
図１０は、本発明の第７の実施の形態における制振手段の断面図を示すものである。

図１０において、制振手段４１は、４２ａと４２ｂのシリンダ空間を形成するシリンダ４２と、錘４３ａと錘４３ｂと、弾性体４５で構成される。シリンダ空間４２ａ内は、錘４３ａの両端とシリンダ４２を弾性体４５で支持されている。錘４３ａの重量と、錘４３ａの往復運動で起きるシリンダ４２ａ内の空気の流出入による動的空気ばね定数と弾性体４５の剛性定数で決まる動作周波数を、洗濯機外枠３０の共振周波数（６００〜９００ｒｐｍ）に設定する。もう一方の錘４３ｂの重量と、錘４３ｂの往復運動で起きるシリンダ４２ｂ内の空気の流出入による動的空気ばね定数で決まる動作周波数を、外槽３３が大きく振動することにより洗濯機外枠３０が大きく振動する周波数（２４０〜３００ｒｐｍ）に設定する。これにより、図５のように、洗濯機外枠３０が大きく振動する周波数（２４０〜３００ｒｐｍと６００〜９００ｒｐｍ）において、洗濯機外枠３０の振動を低減でき
る。

（実施の形態８）
図１１は、本発明の第８の実施の形態における制振手段の断面図を示すものである。

図１１において、制振手段４１は、４２ａと４２ｂのシリンダ空間を形成するシリンダ４２と、錘４３ａと錘４３ｂと、弾性体４５ａと弾性体４５ｂで構成される。一方のシリンダ空間４２ａ内は、錘４３ａの両端とシリンダ４２を弾性体４５ａ前後方向に支持されており、もう一方のシリンダ空間４２ｂ内は、錘４３ｂの両端とシリンダ４２を弾性体４５ｂで左右方向に支持されている。

錘４３ａの重量と、錘４３ａの往復運動で起きるシリンダ４２ａ内の空気の流出入による動的空気ばね定数と弾性体４５ａの剛性係数で決まる動作周波数を、洗濯機外枠３０の前後方向の共振周波数（６００〜９００ｒｐｍ）に設定する。もう一方の錘４３ｂの重量と、錘４３ｂの往復運動で起きるシリンダ４２ｂ内の空気の流出入による動的空気ばね定数と弾性体４５ｂの剛性係数で決まる動作周波数を、洗濯機外枠３０の左右方向の共振周波数（６００〜９００ｒｐｍ）に設定する。

これにより、木床からコンクリート床など剛性の異なる様々に設置しても、洗濯機外枠３０の振動を前後方向、左右方向とも低減することができる。

以上のように、本発明に関わる洗濯機は、木床からコンクリート床など剛性の異なる様々に設置しても、洗濯機外枠３０の振動を低減できる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図本発明の実施の形態１における洗濯機の洗濯機外枠の振動振幅特性図本発明の実施の形態２における洗濯機の断面図本発明の実施の形態３における制振手段の断面図本発明の実施の形態３における洗濯機の洗濯機外枠の振動振幅特性図本発明の実施の形態４における制振手段の断面図本発明の実施の形態５における制振手段の断面図本発明の実施の形態５における洗濯機の洗濯機外枠の振動振幅特性図本発明の実施の形態６における制振手段の断面図本発明の実施の形態７における制振手段の断面図本発明の実施の形態８における制振手段の断面図従来の洗濯機の断面図

３０洗濯機外枠
３０ａ洗濯機外枠の上部
３３外槽
３４洗濯兼脱水槽
３５駆動手段
４１制振手段
４２シリンダ
４３錘
４５弾性体

Claims

洗濯機外枠に弾性支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段と、前記洗濯機外枠の上部に、前記洗濯機外枠の振動を低減する制振手段を備え、前記制振手段は、密閉した空間を形成するシリンダと、前記シリンダ内を往復運動する錘で構成し、前記錘に空気の流出入可能な流路を設けた洗濯機。
制振手段は、弾性体で錘の両端とシリンダとを支持することを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
シリンダ内の両端に、弾性体を設けることを特徴とする請求項１または請求項２記載の洗濯機。
錘の両端に弾性体を設けることを特徴とする請求項１または請求項２記載の洗濯機。
制御手段は、複数のシリンダと錘で構成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の洗濯機。
制振手段は、複数のシリンダと重量の異なる錘で構成され、前記錘の重量と前記錘の往復運動によるシリンダー内の剛性係数で決まる共振周波数をそれぞれ異なることを特徴とする請求項５の洗濯機。
制振手段は、複数のシリンダと錘で構成され、それぞれのシリンダー内においては錘の往復運動による剛性係数を異なる値に設定し、前記錘の重量と前記錘の往復運動によるシリンダー内の剛性係数で決まる共振周波数をそれぞれ異なることを特徴とする請求項５の洗濯機。
制振手段は、前後方向および左右方向に設置することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の洗濯機。