JP2019129855A - Vertical type washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗濯槽内に収容した洗濯物を洗濯する縦型洗濯機に関する。 The present invention relates to a vertical washing machine for washing laundry stored in a washing tub.
従来、この種の縦型洗濯機は、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)。 Conventionally, in this type of vertical washing machine, in order to suppress vibration, the water tub unit is supported by a vibration-damping damper, and a fluid balancer in which liquid is sealed is disposed at the upper peripheral edge of the laundry tub. (For example, refer to Patent Document 1).
図8は、特許文献1に記載された従来の縦型洗濯機の流体バランサーの一部を破断した平面図、図9は、同縦型洗濯機の流体バランサーの要部拡大断面図、図10は、同縦型洗濯機の流体バランサーの要部拡大断面図である。
FIG. 8 is a plan view in which a part of the fluid balancer of the conventional vertical washing machine described in
図8〜図10において、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。水槽内部には、洗濯槽31が回転自在に支持されている。
8 to 10, a water tank is disposed in the washing machine body, and the water tank is suspended in a vibration-proof manner by a plurality of suspensions. A
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を設けており、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間を移動する流路を設けている。
A
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。
When rotating in a state where an eccentric load is generated in the
しかしながら、前記従来の構成では、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A方向)のみならず、洗濯槽31の回転方向(図9に示す矢印B方向)にも移動する。
However, in the conventional configuration, since the water tub is suspended by the vibration-proof spring, when the water tank is in the vicinity of the secondary resonance point, not only the rotation direction of the
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が、偏心荷重が生じた状態で、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。
The liquid in the fluid balancer 32 collides with the
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。
If the
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、脱水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縦型洗濯機を提供することを目的としている。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a vertical washing machine in which vibration during dehydration is stabilized and a sufficient vibration suppressing effect can be obtained.
上記目的を達成するために、本発明に係る縦型洗濯機は、洗濯槽と、前記洗濯槽を回転自在に内包する水槽と、前記洗濯槽を駆動するモータと、前記洗濯槽、水槽、モータ等からな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、脱水の回転方向に所定の角度を付けて、脱水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て、複数の区画室を形成したものである。 In order to achieve the above object, a vertical washing machine according to the present invention includes a washing tub, a water tub that rotatably includes the washing tub, a motor that drives the washing tub, the washing tub, a water tub, and a motor. A vibration water tank unit composed of, etc., a washing machine body elastically supported by the water tank unit, and an annular fluid balancer disposed at the periphery of the washing tank and filled with liquid. The fluid balancer includes a plurality of partition plates that regulate a liquid movement toward the rotation direction of the washing tub during dehydration by providing a predetermined angle in the rotation direction of dehydration with respect to the radial direction. Is provided to form a plurality of compartments.
これによって、脱水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。 This stabilizes the vibration during dehydration and provides a sufficient vibration suppressing effect.
本発明の縦型洗濯機は、脱水時の振動が安定すると共に、十分な振動抑制効果を得ることができる。 The vertical washing machine of the present invention can obtain a sufficient vibration suppressing effect while stabilizing vibration during dehydration.
第1の発明は、洗濯槽と、前記洗濯槽を回転自在に内包する水槽と、前記洗濯槽を駆動するモータと、前記洗濯槽、水槽、モータ等からな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、脱水の回転方向に所定の角度を付けて、脱水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て、複数の区画室を形成したものである。 The first invention includes a washing tub, a water tub that rotatably contains the washing tub, a motor that drives the washing tub, a vibrating water tub unit including the washing tub, the water tub, and a motor, and the water tub. A washing machine body elastically supported so that the unit is swingable, and an annular fluid balancer disposed in a peripheral portion of the washing tub and filled with a liquid therein, the fluid balancer having a radial direction inside In contrast, a plurality of partitioning chambers are formed by providing a plurality of partition plates that regulate the movement of the liquid toward the rotation direction of the washing tub during dehydration by providing a predetermined angle in the dehydration rotation direction. It is.
これにより、脱水の脱水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。 As a result, vibration during dehydration and dehydration is stabilized, and a sufficient vibration suppressing effect is obtained in the vicinity of the secondary resonance point (about 200 r / min) where the vibration of the water tank unit is the largest.
第2の発明は、特に、第1の発明の流体バランサーの仕切り板は、洗濯槽の脱水運転時に、外周側が先行するように構成したものである。 In the second invention, in particular, the partition plate of the fluid balancer of the first invention is configured such that the outer peripheral side precedes during the dehydrating operation of the washing tub.
これにより、脱水の脱水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。 As a result, vibration during dehydration and dehydration is stabilized, and a sufficient vibration suppressing effect is obtained in the vicinity of the secondary resonance point (about 200 r / min) where the vibration of the water tank unit is the largest.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明の流体バランサーは、仕切り板に流路を形
成し、少なくとも相対向する位置に形成した一対の流路の外周側を閉塞した形状に形成したものである。
In the third invention, in particular, the fluid balancer of the first or second invention is formed in a shape in which the flow path is formed in the partition plate and the outer peripheral sides of the pair of flow paths formed at positions facing each other are closed. It is a thing.
これにより、脱水の脱水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。 As a result, vibration during dehydration and dehydration is stabilized, and a sufficient vibration suppressing effect is obtained in the vicinity of the secondary resonance point (about 200 r / min) where the vibration of the water tank unit is the largest.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(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縦型洗濯機の縦断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vertical washing machine according to the first embodiment of the present invention.
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、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の底面に配設したモータ7が連結されている。
In FIG. 1, a
水槽ユニット2は、洗濯槽4、水槽3、モータ7等により構成される振動系である。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。
The
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。
A closed
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。
A
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の入力設定手段(図示せず)および表示手段(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。
A
図2は、本発明の第1の実施の形態における縦型洗濯機の一部を破断した流体バランサーの平面図、図3は、同縦型洗濯機の流体バランサーの断面図、図4は、同縦型洗濯機の流体バランサーの断面図である。 2 is a plan view of a fluid balancer in which a part of the vertical washing machine according to the first embodiment of the present invention is broken, FIG. 3 is a cross-sectional view of the fluid balancer of the vertical laundry machine, and FIG. It is sectional drawing of the fluid balancer of the same vertical washing machine.
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層に形成し、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、 2層に限定するものではない。
2 to 4, the
本実施の形態では、脱水工程時には、洗濯槽4は、図2に示す矢印A方向である、時計方向に回転するように設定している。洗濯槽4の脱水工程時の回転方向は、時計方向に限定するものではなく、反時計方向に回転させるようにしてもよい。
In the present embodiment, during the dehydration process, the
流体バランサー13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、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17が区画室21間を移動するための流路19が形成される。
In each layer of the
上仕切り板18aは、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、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。
The
なお、図4に示すように、本実施の形態では、仕切り板18は、180度対向する位置の一対の仕切り板18が、各層の外周側において上仕切り板18aと下仕切り板18bとが連結されている。これにより、液体17の移動を抑制し、液体17に移動によるアンバランスの発生を抑制している。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the
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の脱水工程時の回転方向に略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の脱水工程時の回転方向に対して、外周側が内周側よりも先行する方向に設定している。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
種々実験の結果、仕切り板18は、周方向に7.5°程度の狭い間隔に配設することにより液体17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、仕切り板18は、周方向に48枚配設することになる。
As a result of various experiments, it has been found that the movement of the liquid 17 is stabilized by disposing the
なお、洗濯槽4の脱水工程時の回転方向を反時計方向にする場合には、仕切り板18の傾斜方向を本実施の形態とは、90°異なる方向に傾斜させることが好ましい。
In addition, when making the rotation direction at the time of the spin-drying | dehydration process of the
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層構造としているが、層の数、層の構造、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って、本実施の形態に限定されるものではない。
In the present embodiment, the
流路19は、液体17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。
The
本実施の形態では、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。
In the present embodiment, as an optimum value obtained by CAE analysis and experiments, the opening ratio of the
以上のように構成した縦型洗濯機において、以下、その動作、作用を説明する。 In the vertical washing machine configured as described above, the operation and action will be described below.
図5は、本発明の実施の形態における縦型洗濯機の流体バランサーの脱水工程の動作説明図である。図6は、同縦型洗濯機の水槽ユニットの振動波形の比較図である。 FIG. 5 is an operation explanatory view of the dehydration process of the fluid balancer of the vertical washing machine in the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a comparison diagram of vibration waveforms of the water tank unit of the vertical washing machine.
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。 In the washing operation, when the washing process is completed and the washing water is drained, the process proceeds to the dehydration process.
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。
Since the fully automatic washing machine automatically performs the washing process from the washing process to the dehydration process, the process shifts to the dehydration process without correction even if the laundry is biased in the
脱水工程では、洗濯槽4が起動を始めると、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、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。
In the dehydration process, when the
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。
In the vicinity of the primary resonance point of the
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の液体17は、偏心荷重の反対側へ移動する。洗濯槽4は、時計方向に回転しているため、液体17は、図5に矢印Aにて示すように、反時計方向に移動し、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17は、仕切り板18の傾斜によって流体バランサー13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17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。
Therefore, when the rotational speed of the
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の液体17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A方向)に移動して、偏心荷重と逆位相側に移動を始める。
When the rotational speed of the
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。
Since the
従って、流体バランサー13の液体17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A方向)のみならず、洗濯槽4の回転方向(図5に示す矢印B方向)にも移動する。
Therefore, the liquid 17 of the
本実施の形態では、流体バランサー13の仕切り板18は、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の脱水工程時の回転方向に対して、外周側が内周側よりも先行する方向に設定している。
In this embodiment, the
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液体17(図5に示す矢印A方向)は、仕切り板18に接触し、仕切り板18によって内周側に導かれる。流体バランサー13の内周側に導かれた液体17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17は、偏心加重と逆位相側の位置に移動し、振動を抑制する。
In the present embodiment, the liquid 17 (in the direction of arrow A shown in FIG. 5) that moves in a direction that is delayed with respect to the rotation of the
一方、洗濯槽4の回転方向側に移動する液体17(図5に示す矢印B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、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。
On the other hand, the liquid 17 (in the direction of arrow B shown in FIG. 5) that moves to the rotation direction side of the
これにより、液体17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A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。
Thereby, most of the liquid 17 moves in a direction (arrow A direction shown in FIG. 5) delayed with respect to the rotation of the
さらに回転数が上がり、定常回転数(約800r/min)になっても、液体17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。
Even when the rotational speed further increases and reaches a steady rotational speed (approximately 800 r / min), the liquid 17 remains in a state of moving in an opposite phase with respect to the eccentric load, and the vibration of the
一般的に、水槽ユニット2の共振点付近において、液体17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、脱水工程時の回転方向A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、液体17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。
Generally, the sloshing (resonance) phenomenon of the liquid 17 may be a problem near the resonance point of the
仕切り板18の流路19は、上述の1次共振点(約100r/min)での液体17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。
The
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の内部層の形状(体積、縦横比など)及び液体17の液量には因らないことを確認している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, as an optimum value obtained by CAE analysis and experiment, the opening ratio of the
図6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を配置して脱水回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、横軸に脱水回転数を示す。図6(a)が従来の水槽ユニット2の振動を示し、図6(b)が本実施の形態の水槽ユニットの振動を示している。
FIG. 6 shows the vibration of the
図6に示すように、従来の縦型洗濯機と比較して、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。
As shown in FIG. 6, compared with the conventional vertical washing machine, the amplitude of the
なお、仕切り板18の流路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。
The
以上のように、本実施の形態1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、脱水の脱水起動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。
As described above, in the first embodiment, the
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、脱水の脱水起動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。
In addition, the
(実施の形態2)
図7は、発明の第2の実施の形態における縦型洗濯機の流体バランサーの断面図である。流体バランサーの流路形状以外は、第1の実施の形態と同じであり、同一部品は同一符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a cross-sectional view of a fluid balancer of a vertical washing machine according to the second embodiment of the invention. Other than the flow path shape of the fluid balancer, the second embodiment is the same as the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図7において、流体バランサー23の仕切り板28の流路29は、孔の洗濯槽4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。
In FIG. 7, the
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、液体17の移動がスムーズになるので、仕切り板28部に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17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。
By opening the
以上のように、本実施の形態2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。
As described above, in the second embodiment, a sufficient vibration suppressing effect can be obtained in the vicinity of the secondary resonance point (about 200 r / min) where the shake of the
以上のように、本発明によれば、脱水の回転起動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。 As described above, according to the present invention, vibration at the time of rotation start of dehydration is stabilized, and a sufficient vibration suppressing effect is obtained near the largest secondary resonance point (about 200 r / min) of the water tank unit. The present invention can be applied to other washing machine applications having a fluid balancer enclosing a liquid.
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 流体バランサー
15 制御部
17 液体
18 仕切り板
19 流路
21 区画室
23 流体バランサー
28 仕切り板
29 流路
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