JP2022091265A - 洗濯機 - Google Patents
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Abstract
【課題】外槽が共鳴して発生する異音を十分に抑制できる技術の提供。【解決手段】洗濯機の外槽を筐体内で支持するサスペンション32が、シリンダー321に対して摺動自在に設けられたフリーピストン325、これが移動可能な遊び代を含んだ離間距離L1を設けつつロッド322に固定された一対の固定ピストン323a,323b、フリーピストン325と各固定ピストン323a,323bとの間に配置される上側弾性体326aおよび下側弾性体326b、を備え、上側弾性体326aのばね定数kaおよび下側弾性体326bのばね定数kbの各々が、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動することで発生する減衰力を該ばね定数ka,kbで割った値である変形閾値ΔDa,ΔDbが、所定の騒音閾値Tと対応する許容変形閾値ΔDa(T),ΔDb(T)以上となるように規定されている。【選択図】図2
Description
本発明は、洗濯機に関する。
洗濯機は、一般に、洗濯水を貯留するための外槽の内部に洗濯脱水槽となる内槽などが配置されてなる洗濯槽ユニットが、筐体内に収容された構成を備えている。
特許文献1には、ドラム式の洗濯機において、筐体と外槽の間に設けられる防振ダンパーの構成が提案されている。ここで提案されている防振ダンパーは、シリンダー、その内部に設けられたピストンロッド、シリンダーの内部を摺動して緩衝力を発生する一群のピストン(第1ピストンおよび一対の第2ピストン)、を備えている。第1ピストンはピストンロッドに固定されておらず、これに沿って自由に動けるようになっている。一方、一対の第2ピストンは、第1ピストンの両側に設けられて、ピストンロッドに対して固定されることで、第1ピストンの動きを所定の範囲に制限している。
外槽の振動振幅が比較的小さく、第1ピストンが一対の第2ピストンで制限される範囲内で振動する場合、第1ピストンはシリンダーに対して摺動せずにこれと一体になって動くため、大きな緩衝力が発生しない。また、この場合は、第1ピストンは一対の第2ピストンに衝突しないため、外槽の振動がピストンロッドを介して筐体に伝達されることがない。
一方、外槽の振動振幅が比較的大きく、第1ピストンが一対の第2ピストンで制限される範囲を超えて振動する場合、第1ピストンが振動途中で第2ピストンに衝突してシリンダーに対して摺動し、大きな緩衝力が発生する。また、この場合は、第1ピストンが一対の第2ピストンに衝突するため、外槽の振動がピストンロッドを介して筐体(ひいては、これが設置されている床面)に伝達される。
このように、特許文献1の防振ダンパーを用いれば、外槽の振動振幅が比較的小さい場合には、外槽の振動が筐体ひいては床面に伝達されることを抑制し、その一方で、外槽の振動振幅が比較的大きい場合には、外槽の振動を減衰することができる。
ところで、縦型洗濯機の場合、外槽は、一端が筐体に固定された複数の吊棒によって吊り下げられた状態で筐体内に支持される。各吊棒の先端には、シリンダー内にコイルバネが配置されてなるサスペンションが設けられており、外槽はこのコイルバネによって弾性的に支持される(特許文献1参照)。
このサスペンションは、外槽の振動振幅が過度に大きなものとならないように、外槽の振動を筐体に伝えて逃がすことで該振動を減衰する機能を担っている。ただし、外槽の振動が筐体に伝わると、洗濯機が設置されている床面が振動して使用者に不快感を与える虞がある。したがって、サスペンションは、減衰の必要性が高い場合、すなわち、外槽の振動振幅が大きい場合に限ってこの減衰の機能を発揮し、外槽の振動振幅が比較的小さい場合には、外槽の振動を筐体に伝えないものであることが好ましい。
そこで、特許文献1で提案されているドラム式洗濯機の防振ダンパーの構成を、縦型洗濯機のサスペンションに適用することが考えられる。
特許文献1で提案されている防振ダンパーにおいては、外槽の振動振幅が比較的大きく、第1ピストンが一対の第2ピストンで制限される範囲を超えて振動する場合に、第1ピストンと第2ピストンとの衝突が繰り返し生じてしまう。これによって、絶え間なく衝突音が発生してしまう。もっとも、単にピストン同士の衝突音を消すだけであれば、特許文献1にも記載されているように、両ピストンの間に緩衝材を設けるといった対策で十分である。ところが、この防振ダンパーの構成を縦型洗濯機のサスペンションに適用しようとした場合、第1ピストンと第2ピストンの衝突は、単なる衝突音の発生以上の、非常に深刻な問題を引き起こす。
すなわち、縦型洗濯機では、ドラム式洗濯機とは異なり、外槽が、複数のサスペンションの上に直接に乗せられ、自身の荷重をサスペンションにあずけている。このため、サスペンションにおいてピストン同士が衝突すると、その衝撃がダイレクトに外槽に伝達する。すると、外槽はサスペンションから受けた衝撃によって共鳴し、これによって異音が発生してしまうのである。いうまでもなく、外槽が共鳴して発生する異音の大きさは、単なるピストン同士の衝突音とは比べものにならないほど大きい。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、外槽の振動振幅が比較的小さい場合にはその振動を筐体に伝えないようにしつつ、外槽の振動振幅が比較的大きい場合にはその振動を減衰し、なおかつ、外槽が共鳴して発生する異音を十分に抑制できる技術の提供を目的としている。
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
すなわち、本発明は、筐体と、吊棒を介して前記筐体に連結された複数のサスペンションの上に乗せられることによって前記筐体内で吊り下げ支持された外槽と、を備える洗濯機であって、前記サスペンションが、前記吊棒と連なるロッドが挿入されるシリンダーと、前記シリンダー内に配置された、前記外槽を弾性的に支持するための支持弾性体と、前記ロッドに対して固定されず、前記シリンダーに対して摺動自在に設けられた、フリーピストンと、互いの間に、前記フリーピストンが移動可能な遊び代を含んだ離間距離を設けつつ、前記ロッドに固定的に取り付けられた、一対の固定ピストンと、前記フリーピストンとその上側に配置される前記固定ピストンとの間に配置される上側弾性体と、前記フリーピストンとその下側に配置される前記固定ピストンとの間に配置される下側弾性体と、を備え、前記上側弾性体のばね定数および前記下側弾性体のばね定数の各々が、前記フリーピストンが前記シリンダーに対して摺動することで発生する減衰力を該ばね定数で割った値である変形閾値が、所定の騒音閾値と対応する許容変形閾値以上となるように規定されている、ことを特徴とする。
本発明の洗濯機において、前記上側弾性体のばね定数が、前記下側弾性体のばね定数よりも大きい、ことが好ましい。
本発明の洗濯機において、前記上側弾性体のばね定数が、前記変形閾値が1mm以上となるように規定されている、ことが好ましい。
本発明の洗濯機において、前記下側弾性体のばね定数が、前記変形閾値が3mm以上となるように規定されている、ことが好ましい。
本発明の洗濯機において、前記下側弾性体のばね定数が、前記下側弾性体のばね定数と前記支持弾性体のばね定数との合成ばね定数に基づいて規定される前記外槽の共振回転数が、前記支持弾性体のばね定数に基づいて規定される前記外槽の共振回転数よりも所定値以上高い値となるように規定されている、ことが好ましい。
本発明の洗濯機において、前記下側弾性体のばね定数が、前記下側弾性体のばね定数と前記支持弾性体のばね定数との合成ばね定数に基づいて規定される前記外槽の共振回転数が、定常脱水時の回転数よりも所定値以下低い値となるように規定されている、ことが好ましい。
本発明の洗濯機において、前記下側弾性体および前記上側弾性体の各々が、前記フリーピストンが、該弾性体を介して前記固定ピストンに接触してから、前記シリンダーに対して摺動し始めるまでの間、該弾性体のばね定数が一定に維持されるものである、ことが好ましい。
本発明によると、外槽の振動振幅が比較的小さい場合にはその振動を筐体に伝えないようにしつつ、外槽の振動振幅が比較的大きい場合にはその振動を減衰することができる。
すなわち、外槽の振動振幅が比較的小さく、フリーピストンが固定ピストンに接触することなくロッドに沿って振動する場合、フリーピストンはシリンダーに対して摺動せず、これと一体になって振動するため、フリーピストンの減衰力が発揮されない。この場合、ロッド(ひいては筐体)に外槽の振動が伝達されることもない。一方、外槽の振動振幅が比較的大きく、フリーピストンが、振動途中で、弾性体を介して固定ピストンに衝突する場合、衝突の後、フリーピストンがシリンダーに対して摺動するため、フリーピストンの減衰力が発揮され、外槽の振動が減衰される。
さらに、上側弾性体のばね定数および下側弾性体のばね定数の各々が、変形閾値が所定の騒音閾値と対応する許容変形閾値以上となるように規定されることで、外槽が共鳴して発生する異音を十分に抑制することができる。
すなわち、上側弾性体および下側弾性体は、フリーピストンが該弾性体を介して固定ピストンと衝突することにより生じる衝撃を弱める役割を担っているところ、この衝撃が外槽に伝達されて共鳴することによって発生する異音の大きさは、フリーピストンがシリンダーに対して摺動することで発生する減衰力を該弾性体のばね定数で割った値(変形閾値)と相関関係を有しており、この変形閾値が大きくなるにつれて、発生する異音の大きさが小さくなる傾向がある。上記の構成によると、各弾性体のばね定数が、変形閾値が所定の騒音閾値と対応する許容変形閾値以上となるように規定されるので、該異音の大きさが所定の騒音閾値以下に抑えられる。すなわち、外槽が共鳴して発生する異音が十分に抑制され、洗濯機の使用者がこの異音を騒音として感じにくくなる。
本発明によると、上側弾性体のばね定数が、下側弾性体のばね定数よりも大きいものとされることで、十分な減衰力が発揮されるように担保しつつ、外槽が共鳴して発生する異音を十分に抑制することを可能としている。
すなわち、下側弾性体は、フリーピストンが下側弾性体を介して下側の固定ピストンと衝突することにより生じる衝撃(下方衝撃)を弱める役割を担っており、上側弾性体は、フリーピストンが上側弾性体を介して上側の固定ピストンと衝突することにより生じる衝撃(上方衝撃)を弱める役割を担っている。
各弾性体のばね定数が小さいほど、衝突の衝撃を弱める作用が強くなるが、その反面、フリーピストンの減衰力が発揮されるタイミングが遅くなる。つまり、衝撃を弱めるという点では、弾性体のばね定数が小さい方が有利であるが、フリーピストンの減衰力を早期に発揮させるという点では、弾性体のばね定数が大きい方が有利である。
ここで、外槽がサスペンションに近づくときに受ける下方衝撃と、外槽がサスペンションから離れるときに受ける上方衝撃とを比べると、下方衝撃の方が外槽に伝達されやすいところ、下方衝撃を弱める役割を担う下側弾性体のばね定数が、上方衝撃を弱める役割を担う上側弾性体のばね定数よりも小さいものとされることで、外槽に比較的伝達されやすい下方衝撃を十分に弱めることが可能となる。これによって、外槽が共鳴して発生する異音を効果的に抑制することができる。その一方で、上側弾性体のばね定数が、下側弾性体のばね定数よりも大きいものとされることで、フリーピストンの減衰力が発揮されるタイミングが必要以上に遅くなることがなく、十分な減衰力が発揮されるように担保される。
本発明によると、上側弾性体のばね定数が、上側弾性体の変形閾値が1mm以上となるように規定されるので、汎用的に用いられる外槽が発する異音の大きさを十分小さな値に抑えることができる。
本発明によると、下側弾性体のばね定数が、下側弾性体の変形閾値が3mm以上となるように規定されるので、汎用的に用いられる外槽が発する異音の大きさを十分小さな値に抑えることができる。
本発明によると、下側弾性体のばね定数と支持弾性体のばね定数との合成ばね定数に基づいて規定される外槽の共振回転数(特定共振回転数)が、支持弾性体のばね定数に基づいて規定される外槽の共振回転数(基本共振回転数)よりも所定値以上高い値となるように、下側弾性体のばね定数が規定されているので、外槽の共振状態を速やかに収束させることができる。
すなわち、例えば脱水起動時などにおいて、回転数が基本共振回転数に達して外槽に共振振動が発生した状況において、フリーピストンの減衰力が発揮される状態になると、外槽の共振回転数が間欠的に特定共振回転数に変化する。特定共振回転数が基本共振回転数よりも所定値以上高い値となるように、下側弾性体のばね定数が規定されている場合、このときの変化幅が、所定値以上となる。つまり、共振状態となっている外槽を減衰させるためにフリーピストンの減衰力がはたらいている際に、外槽の共振回転数が、一時的に、所定値以上の変化幅をもって大きく変化することになる。これによって、外槽の共振状態が速やかに収束される。
本発明によると、下側弾性体のばね定数と支持弾性体のばね定数との合成ばね定数に基づいて規定される外槽の共振回転数(特定共振回転数)が、定常脱水時の回転数(定常脱水回転数)よりも所定値以下低い値となるように、下側弾性体のばね定数が規定されているので、定常脱水時に外槽の共振が引き起こされて異常振動となる、といった事態の発生を未然に回避することができる。
すなわち、仮に、特定共振回転数が定常脱水回転数と近い値になっていると、何らかの予期せぬ要因などによって、定常脱水時に外槽の共振回転数が特定共振回転数に変化してしまった場合に、共振が引き起こされて異常振動となる虞がある。しかしながら、特定共振回転数が定常脱水回転数よりも所定値以下低い値となるように、下側弾性体のばね定数が規定されている場合、定常脱水時に外槽の共振回転数が特定共振回転数に変化してしまったとしても、特定共振回転数が定常脱水回転数から所定値以上離れているので、このような異常振動が発生しにくい。
本発明によると、下側弾性体および上側弾性体の各々が、フリーピストンが、該弾性体を介して固定ピストンに接触してから、シリンダーに対して摺動し始めるまでの間、該弾性体のばね定数が一定に維持されるものであるので、減衰力が発揮されるまでのタイミングが一定となるため、減衰力を安定的に発揮させることができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<1.全体構成>
実施形態に係る洗濯機の構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、実施形態に係る洗濯機100の概略構成を示す縦断面図である。
実施形態に係る洗濯機の構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、実施形態に係る洗濯機100の概略構成を示す縦断面図である。
洗濯機100は、いわゆる縦型洗濯機として構成され、筐体1、洗濯槽ユニット2、吊棒ユニット3、などを備える。
筐体1は、内部に収容空間を形成するための外装であり、平面視略長方形状の下板と、その縁部より立上げた四面をなす4つの側板と、その上部に接続される上板とが一体的に構成された、略直方体状の箱状部材により構成される。下板の下面には、その四隅の近傍に脚部11が設けられている。また、上板には、開口12が設けられており、この開口12を介して洗濯槽ユニット2へ洗濯物などを出し入れできるようになっている。さらに、上板の上部には、開口12を開閉可能とするための蓋部材13が設けられる。
洗濯槽ユニット2は、筐体1内に収容されており、外槽21、その内部に入れ子状に配置される内槽(洗濯脱水槽)22、外槽21の底部に設けられた駆動部23、などを備える。
外槽21は、水(洗濯水)を溜めるための貯留槽であり、上面が開口するとともに底面が閉鎖された円筒状の部材により構成される。外槽21は、例えば樹脂(好ましくは、耐熱性に優れた合成樹脂)により形成される。
内槽22は、いわゆる洗濯脱水槽であり、上面が開口するとともに底面が閉鎖された円筒状の部材により構成される。内槽22は、例えば金属により形成される。内槽22の底面の中央には、パルセータ(攪拌翼)221が設けられる。また、内槽22の周壁などには、多数の通水孔(図示省略)が穿孔される。内槽22は、その中心軸が外槽21の中心軸と一致するような位置および姿勢とされて、該中心軸の周りで回転自在に支持される。
なお、図示は省略されているが、外槽21および内槽22の上方には、給水管が、給水口を内槽22の開口に臨ませるようにして配置される。給水管は、その一端が外部の給水設備などに接続されるとともに、その途中部分に給水バルブが設けられている。この給水バルブが開状態とされると、外部の給水設備などから供給される水が、給水管を介して内槽22に流入し、さらに、内槽22に形成されている通水孔(図示省略)を通過して外槽21に流入する。また、外槽21の底部には、排水管が接続されている。排水管は、その一端が外部の排水設備などに接続されるとともに、その途中部分に排水バルブが設けられている。この排水バルブが開状態とされると、外槽21内および内槽22内の水が、排水管を介して排水される。
駆動部23は、内槽22などを回転させるための機構であり、内槽22の下方に配置されたモータ231を備える。モータ231の駆動力は、第1出力軸232を介してパルセータ221に伝達されるようになっており、パルセータ221は、モータ231からの駆動力を受けて、その中心軸の周りで回転される。また、モータ231の駆動力は、第2出力軸233を介して、内槽22に伝達されるようになっており、内槽22は、モータ231からの駆動力を受けて、内槽22の中心軸の周りで回転される。
モータ231にはクラッチ機構(図示省略)が設けられており、第1出力軸232のみに駆動力が伝達される状態と、第1出力軸232および第2出力軸233の両方に駆動力が伝達される状態とが切り換えられるようになっている。例えば洗濯工程においては、モータ231の駆動力が第1出力軸232のみに伝達され、パルセータ221だけが回転される。また例えば脱水工程においては、モータ231の駆動力は両方の出力軸232,233に伝達され、内槽22とパルセータ221とが一体的に回転される。
吊棒ユニット3は、筐体1の内部で、外槽21(ひいては、洗濯槽ユニット2)を弾性的に吊り下げ支持するための要素であり、4個の吊棒31と、各吊棒31の先端に設けられたサスペンション32とを含んで構成される。
吊棒31は、棒状の部材であり、一端が筐体1に対して固定される。具体的には、筐体1の上端近傍の四隅に、フック状の係止部14が設けられており、各係止部14に、吊棒31の基端側が取り付けられる。この係止部14は、吊棒31の基端側を係止させることで吊棒31を吊り下げるための支点として機能する。一方、外槽21における底面から側壁へと連なる立ち上がり部分の近傍には、周方向に等しい間隔を設けつつ4個の係合部211が設けられており、各吊棒31の先端側がこの係合部211に挿通され、該先端に設けられているサスペンション32が、各係合部211に下側から引っ掛けられるようにして係止される。
このようにして、外槽21は、中心軸を鉛直方向に沿わせるような姿勢で、周方向に等しい間隔を設けつつ配置された4個のサスペンション32(すなわち、吊棒31を介して筐体1に連結された4個のサスペンション32)の上に乗せられた状態とされて、筐体1内に吊り下げ支持される。
サスペンション32は、シリンダー321の内部に配置された圧縮コイルばね324を含んで構成されている。この圧縮コイルばね324は、外槽21を弾性的に支持するための支持弾性体である。すなわち、圧縮コイルバネ324は、外槽21の重量により圧縮されて反発力を生じるとともに、変位を吸収しながら外槽21(ひいては、洗濯槽ユニット2)を弾性的に支持する。サスペンション32については後に詳述する。
なお、図示は省略されているが、洗濯機100は、これが備える各部を制御する制御部を備える。制御部は、例えばマイクロコンピュータなどで構成されており、中央演算処理装置であるCPU、RAM等の揮発性記憶装置からなるメモリ、ROM等の不揮発性記憶装置からなる記憶部、インターネットなどの通信ネットワークを介して外部機器と通信を行うためのネットワークインターフェースである通信部、などを含んで構成される。記憶部には、洗濯機100において一連の動作を実行するためのプログラム、該プログラムの実行に用いられる各種のパラメータなどが記憶される。制御部は、洗濯機100が備える各部(具体的には、モータ231、クラッチ機構、給水バルブ、排水バルブ、など)と接続されており、記憶部に記憶されたプログラムにしたがって、これら各部を制御する。
<2.サスペンション32の構成>
上記の通り、外槽21は、4個のサスペンション32の上に乗せられた状態とされることによって、筐体1内に弾性的に吊り下げ支持されている。このサスペンション32の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、サスペンション32の構成を示す縦断面図である。
上記の通り、外槽21は、4個のサスペンション32の上に乗せられた状態とされることによって、筐体1内に弾性的に吊り下げ支持されている。このサスペンション32の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、サスペンション32の構成を示す縦断面図である。
サスペンション32は、シリンダー321、ロッド322、一対の固定ピストン323a,323b、圧縮コイルばね324、フリーピストン325、一対の弾性体326a,326b、を備える。
具体的には、サスペンション32は、略円筒状のシリンダー(外筒)321の一端側から、吊棒31と連なるロッド322が挿入された構成されている。ロッド322は、吊棒31と一体的に構成されてもよい。すなわち、吊棒31の先端部分がロッド322を構成してもよい。
ロッド322の先端部分には、一対の固定ピストン323a,323bが互いに間隔を設けつつ、ロッド322に対して固定的に取り付けられる。以下において、この一対の固定ピストン323a,323bのうち、ロッド322の基端側(すなわち上側)に配置されるものを「上側固定ピストン323a」とよび、ロッド322の先端側(すなわち下側)に配置されるものを「下側固定ピストン323b」とよぶ。
ロッド322における、上側固定ピストン323aよりも上側の位置には、外槽21を弾性的に支持するための支持弾性体である圧縮コイルばね324が設けられる。圧縮コイルばね324は、その一端(下端)が、上側固定ピストン323aの上面に取り付けられ、他端(上端)が、シリンダー321の内壁に当接される。上記の通り、この圧縮コイルばね324が、外槽21の重量により圧縮されて反発力を生じるとともに、変位を吸収しながら外槽21を弾性的に支持する。
上側固定ピストン323aと下側固定ピストン323bの間には、フリーピストン325が配置される。フリーピストン325は、ロッド322に対して固定されず、シリンダー321に対して摺動自在に設けられる。具体的には、フリーピストン325は、円柱状の部材であり、その軸方向の中心に設けられた貫通路3251に、ロッド322が挿通される。貫通路3251の内径はロッド322の外径よりも僅かに大きなものとされており、フリーピストン325は、軸方向についてロッド322に対して自由に進退移動できるようになっている。また、フリーピストン325の周囲には、摺接部材3252が設けられる。摺接部材3252は、シリンダー321の内壁に対して摺接して設けられている。フリーピストン325が、摺接部材3252において生じる摩擦力に逆らってシリンダー321に対して摺動する(すなわち、摩擦摺動する)ことで、減衰力が発揮される。
フリーピストン325の両側には、一対の弾性体326a,326bが設けられる。各弾性体326a,326bは、円筒形状であり、低硬度エラストマーにより形成される。以下において、一対の弾性体326a,326bのうち、フリーピストン325の上側(すなわち、フリーピストン325と上側固定ピストン323aの間)に配置されるものを「上側弾性体326a」とよび、フリーピストン325の下側(すなわち、フリーピストン325と下側固定ピストン323bの間)に配置されるものを「下側弾性体326b」とよぶ。
ここでは、各弾性体326a,326bは、フリーピストン325に対して固定される。すなわち、上側弾性体326aは、フリーピストン325の上面(上側固定ピストン323aと対向する面)に固定され、下側弾性体326bは、フリーピストン325の下面(下側固定ピストン323bと対向する面)に固定される。もっとも、各弾性体326a,326bは、必ずしもフリーピストン325に固定される必要はなく、固定ピストン323a,323bに固定されてもよいし、どちらにも固定されなくともよい。
一対の固定ピストン323a,323bの間には、フリーピストン325が移動可能な遊び代を含んだ離間距離L1が設けられている。すなわち、一対の固定ピストン323a,323bの離間距離L1は、フリーピストン325と一対の弾性体326a,326bとを合わせた長さ(ロッド322の軸方向についての寸法)L2に遊び代を加算した長さとされている。したがって、図2に示されるように、フリーピストン325が一対の固定ピストン323a,323bの中央に位置している状態(以下「基準状態」ともいう)において、フリーピストン325と各固定ピストン323a,323bとの間に隙間Gが形成されることとなり、この隙間Gが、フリーピストン325が自由に移動できる遊びを形成する。
<3.サスペンション32の動作>
サスペンション32は、外槽21の振動振幅が、所定の振幅閾値よりも小さい場合には、外槽21の振動を筐体1に伝えないようにし、外槽21の振動振幅が、この振幅閾値以上である場合には、外槽21の振動を減衰する。この点について、図1、図2に加え、図3、図4を参照しながら説明する。図3は、外槽21の振動振幅が振幅閾値よりも小さい場合のサスペンション32の動作を説明するための図である。図4は、外槽21の振動振幅が振幅閾値以上である場合のサスペンション32の動作を説明するための図である。
サスペンション32は、外槽21の振動振幅が、所定の振幅閾値よりも小さい場合には、外槽21の振動を筐体1に伝えないようにし、外槽21の振動振幅が、この振幅閾値以上である場合には、外槽21の振動を減衰する。この点について、図1、図2に加え、図3、図4を参照しながら説明する。図3は、外槽21の振動振幅が振幅閾値よりも小さい場合のサスペンション32の動作を説明するための図である。図4は、外槽21の振動振幅が振幅閾値以上である場合のサスペンション32の動作を説明するための図である。
上記の通り、外槽21は、4個のサスペンション32の上に乗せられた状態とされており、外槽21の外周面は、サスペンション32のシリンダー321と接触している。したがって、外槽21が振動すると、これに追従して、シリンダー321が振動する。シリンダー321の内壁には、これと摺接してフリーピストン325が設けられており、外槽21の振動に追従してシリンダー321が振動開始すると、フリーピストン325が、シリンダー321との間に働く静止摩擦力によって、シリンダー321と一体になって振動開始する。
外槽21の振動振幅が比較的小さく、フリーピストン325の振動振幅が隙間Gの長さΔLよりも小さい場合、図3に示されるように、フリーピストン325は、固定ピストン323a,323bに接触することなく、ロッド322に沿って振動する。つまり、フリーピストン325は、その振動振幅が隙間Gの長さΔLよりも小さい限りにおいて、シリンダー321に対して摺動せず、これと一体になって振動する。したがって、フリーピストン325の減衰力が発揮されない。この場合、ロッド322(ひいては吊棒31、さらには筐体1)に外槽21の振動が伝達されることもない。
一方、外槽21の振動振幅が比較的大きく、フリーピストン325の振動振幅が隙間Gの長さΔL以上である場合、図4に示されるように、フリーピストン325は、振動途中で、下側弾性体326bを介して下側固定ピストン323bに衝突し、その後、シリンダー321に対して摺動(摩擦摺動)する。また、フリーピストン325は、振動途中で、上側弾性体326aを介して上側固定ピストン323aに衝突し、その後、シリンダー321に対して摺動する。フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動することで、フリーピストン325の減衰力が発揮される。フリーピストン325の減衰力は、シリンダー321を介して外槽21に伝達され、これによって、外槽21の振動振幅が過度に大きくならないようにその振動が弱められることになる。また、フリーピストン325が弾性体326a,326bを介して固定ピストン323a,323bに衝突することで、ロッド322(ひいては吊棒31、さらには筐体1)に振動が伝達される。
このように、フリーピストン325の振動振幅が隙間Gの長さΔLとなるときの外槽21の振動振幅が「振動閾値」となり、外槽21の振動振幅が、この振動閾値よりも小さい場合、フリーピストン325の減衰力は発揮されず、外槽21の振動が筐体1に伝達されることもない。一方、外槽21の振動振幅が、振幅閾値以上である場合、フリーピストン325の減衰力が発揮され、外槽21の振動が減衰される。
振動閾値の値は、隙間Gの長さΔLによって調整することが可能である。例えば、定常脱水時の内槽22の回転数(定常脱水回転数)は600rpm~800rpm程度であるところ、このような高速回転のときの外槽21の振動振幅は比較的小さい(例えば、5mm程度)。一方、例えば脱水起動時などにおいて、回転数が外槽21に固有の共振回転数に達すると、外槽21に共振振動が発生する。このときの外槽21の振動振幅は比較的大きい(例えば、20mm程度)。そこで、ここでは、振動閾値が、定常脱水時の外槽21の振動振幅よりも大きなものとなり、かつ、共振振動時の外槽21の振動振幅よりも小さなものとなるように、隙間Gの長さΔLが規定されている。こうすることで、定常脱水時に、外槽21の振動が筐体1に伝えられないようにしつつ、脱水起動時の共振振動において外槽21の振動を減衰して振動振幅が過度に大きくならないようにすることができる。
<4.弾性体326a,326bのばね定数>
上記の通り、外槽21の振動振幅が振幅閾値以上である場合、フリーピストン325は、振動途中で、弾性体326a,326bを介して固定ピストン323a,323bに衝突し、その後、シリンダー321に対して摺動する。このときの挙動について、図5、図6を参照しながらより具体的に説明する。図5は、フリーピストン325が、下側弾性体326bを介して下側固定ピストン323bと衝突する際の様子を段階的に示した図である。図6は、フリーピストン325が、上側弾性体326aを介して上側固定ピストン323aと衝突する際の様子を段階的に示した図である。
上記の通り、外槽21の振動振幅が振幅閾値以上である場合、フリーピストン325は、振動途中で、弾性体326a,326bを介して固定ピストン323a,323bに衝突し、その後、シリンダー321に対して摺動する。このときの挙動について、図5、図6を参照しながらより具体的に説明する。図5は、フリーピストン325が、下側弾性体326bを介して下側固定ピストン323bと衝突する際の様子を段階的に示した図である。図6は、フリーピストン325が、上側弾性体326aを介して上側固定ピストン323aと衝突する際の様子を段階的に示した図である。
基準状態(図5(a))から、外槽21が下方に移動すると、シリンダー321とフリーピストン325とが一体になって下方に移動する。フリーピストン325が隙間Gの長さΔLだけ下方に移動したときに、下側弾性体326bが下側固定ピストン323bに接触する(図5(b))。すなわち、フリーピストン325が、下側弾性体326bを介して下側固定ピストン323bに接触する。
その後、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動して減衰力が発揮されるのであるが、実際は、フリーピストン325が下側弾性体326bを介して下側固定ピストン323bに接触してから、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動し始めるまでの間には、タイムラグが存在する。
すなわち、フリーピストン325が下側弾性体326bを介して下側固定ピストン323bに接触した状態から(図5(b))、フリーピストン325がさらに下方に移動すると、下側弾性体326bが潰れるように変形する。すなわち、フリーピストン325は、下側弾性体326bを変形させながら、シリンダー321と一体となって下方に移動する。そして、下側弾性体326bの変形量がある値(変形閾値)ΔDbに達した時に、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動しはじめる(図5(c))。すなわち、フリーピストン325の減衰力が発揮され始める。
ただし、下側弾性体326bは、図5(b)に示される状態から図5(c)に示される状態に至るまでの間(すなわち、外力が付与されない自然状態から、軸方向について圧縮されることで長さ(軸方向の寸法)が変形閾値ΔDbだけ縮短されるまでの間)で、軸方向のばね定数kbが一定に保たれるように形成されている。すなわち、下側弾性体326bは、これを介してフリーピストン325が下側固定ピストン323bに接触してから、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動し始めるまでの間、ばね定数kbが一定に維持されるものとされている。また、下側弾性体326bは、この間に座屈を生じないように、径方向の寸法および長さ方向の寸法が調整されている。
一方、基準状態(図6(a))から、外槽21が上方に移動すると、シリンダー321とフリーピストン325とが一体になって上方に移動する。フリーピストン325が隙間Gの長さΔLだけ上方に移動したときに、上側弾性体326aが上側固定ピストン323aに接触する(図6(b))。すなわち、フリーピストン325が、上側弾性体326aを介して上側固定ピストン323aに接触する。
その後、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動して減衰力が発揮されるのであるが、ここでも、フリーピストン325が上側弾性体326aを介して上側固定ピストン323aに接触してから、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動し始めるまでの間には、タイムラグが存在する。
すなわち、フリーピストン325が上側弾性体326aを介して上側固定ピストン323aに接触した状態から(図6(b))、フリーピストン325がさらに上方に移動すると、上側弾性体326aが潰れるように変形する。すなわち、フリーピストン325は、上側弾性体326aを変形させながら、シリンダー321と一体となって上方に移動する。そして、上側弾性体326aの変形量がある値(変形閾値)ΔDaに達した時に、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動しはじめる(図6(c))。すなわち、フリーピストン325の減衰力が発揮され始める。
ただし、下側弾性体326bと同様、上側弾性体326aも、図6(b)に示される状態から図6(c)に示される状態に至るまでの間(すなわち、外力が付与されない自然状態から、軸方向について圧縮されることで長さ(軸方向の寸法)が変形閾値ΔDaだけ縮短されるまでの間)で、軸方向のばね定数kaが一定に保たれるように形成されている。すなわち、上側弾性体326aは、これを介してフリーピストン325が上側固定ピストン323aに接触してから、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動し始めるまでの間、ばね定数kaが一定に維持されるものとされている。また、上側弾性体326aは、この間に座屈を生じないように、径方向の寸法および長さ方向の寸法が調整されている。
このように、フリーピストン325は、各弾性体326a,326bを介して各固定ピストン323a,323bに接触してから、あるタイムラグをおいて、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動し始める。このタイムラグは、フリーピストン325と各固定ピストン323a,323bの衝突時間であり、これが長いほど衝突の衝撃が弱くなる。その一方、このタイムラグが長いほど、フリーピストン325の減衰力が発揮されるタイミングが遅くなる。
このタイムラグは、変形閾値ΔDa,ΔDbに応じて規定される値であり、変形閾値ΔDa,ΔDbが大きいほどタイムラグが長くなる。フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動し始めるタイミングにおいて、フリーピストン325の減衰力(すなわち、摩擦力)と、各弾性体326a,326bから受ける弾性力とが釣り合っていることからすると、各弾性体326a,326bの変形閾値ΔDa,ΔDb(mm)は、フリーピストン325の減衰力F(N)と、各弾性体326a,326bのばね定数ka,kb(N/mm)とを用いて、次の(式1)(式2)により規定される。
ΔDa=F/ka (式1)
ΔDb=F/kb (式2)
ΔDa=F/ka (式1)
ΔDb=F/kb (式2)
ところで、この洗濯機100のように、外槽21が複数のサスペンション32の上に直接に乗せられている構成においては、ピストン同士の衝突の衝撃がダイレクトに外槽21に伝達する。フリーピストン325が上側弾性体326aを介して上側固定ピストン323aと衝突することにより生じる衝撃(上方衝撃)や、フリーピストン325が下側弾性体326bを介して下側固定ピストン323bと衝突することにより生じる衝撃(下方衝撃)が、外槽21に伝達されると、外槽21が共鳴して異音が発生してしまう虞がある。
ここで、上方衝撃が外槽21に伝達されることに起因して発生する異音の大きさは、上側弾性体326aの変形閾値ΔDa(すなわち、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動することで発生する減衰力Fを上側弾性体326aのばね定数kaで割った値)との間に、相関関係をもっていることが、実験的にわかっている。同様に、下方衝撃が外槽21に伝達されることに起因して発生する異音の大きさは、下側弾性体326bの変形閾値ΔDb(すなわち、該減衰力Fを下側弾性体326bのばね定数kbで割った値)との間に、相関関係をもっていることもわかっている。
図7には、上側弾性体326aの変形閾値ΔDaと、上方衝撃が外槽21に伝達されることで発生する異音の大きさとの関係Raと、下側弾性体326bの変形閾値ΔDbと、下方衝撃が外槽21に伝達されることで発生する異音の大きさとの関係Rbとが、それぞれ示されている。ここに示される関係Ra,Rbは、実験などにより取得されたものである。
ここに示されるように、各弾性体326a,326bの変形閾値ΔDa,Dbが大きくなるにつれて、発生する異音の大きさが小さくなる傾向があることがわかる。これは、上記の通り、変形閾値ΔDa,Dbが大きいほど、各弾性体326a,326bによる衝撃を弱める作用が強くはたらくためと考えられる。
また、ここに示されるように、上側弾性体326aの変形閾値ΔDaと下側弾性体326bの変形閾値ΔDbが同じである場合、下方衝撃が外槽21に伝達されることで発生する異音の大きさが、上方衝撃が外槽21に伝達されることで発生する異音の大きさよりも大きいことがわかる。これは、上記の通り、下方衝撃の方が上方衝撃よりも外槽21に伝達されやすいためと考えられる。
そこで、この実施形態では、上側弾性体326aの変形閾値ΔDa(すなわち、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動することで発生する減衰力Fを、上側弾性体326aのばね定数kaで割った値)が、所定の騒音閾値Tと対応する許容変形閾値ΔDa(T)以上となるように、上側弾性体326aのばね定数kaを規定する。騒音閾値Tとしては、適宜の値を採用することができる。
上側弾性体326aのばね定数kaをこのように規定すれば、外槽21に上方衝撃が伝達されて外槽21が共鳴することによって発生する異音の大きさが、所定の騒音閾値T以下に抑えられる。すなわち、外槽21が共鳴して発生する異音が十分に抑制され、洗濯機100の使用者がこの異音を騒音として感じにくくなる。
許容変形閾値ΔDa(T)の具体的な値は、外槽21のサイズ、形状、肉厚、形成材料などによって変わってくる。例えば、汎用的に用いられる外槽を想定して、騒音閾値Tとして一般的に騒音とみなされる音の大きさである50dBを採用した場合、許容変形閾値ΔDa(T)は、1mm程度となる。したがって、上側弾性体326aの変形閾値ΔDaが、1mm以上となるように、上側弾性体326aのばね定数kaを規定することも好ましい。こうすることで、汎用的に用いられる外槽21が発する異音の大きさを十分小さな値に抑えることができる。
さらに、この実施形態では、下側弾性体326bの変形閾値ΔDb(すなわち、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動することで発生する減衰力Fを、下側弾性体326bのばね定数kbで割った値)が、所定の騒音閾値Tと対応する許容変形閾値ΔDb(T)以上となるように、下側弾性体326bのばね定数kbを規定する。騒音閾値Tとしては、適宜の値を採用することができる。騒音閾値Tが同じであっても、下側弾性体326bの許容変形閾値ΔDb(T)は、上側弾性体326aの許容変形閾値ΔDa(T)よりも大きな値となる。
下側弾性体326bのばね定数kbをこのように規定すれば、外槽21に下方衝撃が伝達されて外槽21が共鳴することによって発生する異音の大きさが、所定の騒音閾値T以下の値に抑えられる。すなわち、外槽21が共鳴して発生する異音が十分に抑制され、洗濯機100の使用者がこの異音を騒音として感じにくくなる。
許容変形閾値ΔDb(T)の具体的な値も、外槽21のサイズ、形状、肉厚、形成材料などによって変わってくる。例えば、汎用的に用いられる外槽を想定して、騒音閾値Tとして一般的に騒音とみなされる音の大きさである50dBを採用した場合、許容変形閾値ΔDb(T)は、3mm程度となる。したがって、下側弾性体326bの変形閾値ΔDbが、3mm以上となるように、下側弾性体326bのばね定数kbを規定することも好ましい。こうすることで、汎用的に用いられる外槽21が発する異音の大きさを十分小さな値に抑えることができる。
なお、変形閾値ΔDa,Dbの値は、各弾性体326a,326bのばね定数ka,kbと、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動することで発生する減衰力Fによって規定される。したがって、変形閾値ΔDa,Dbを所定の範囲に収めるためには、各弾性体326a,326bのばね定数ka,kbだけでなく、減衰力Fの大きさも加味する必要がある。多くの場合、最初に、外槽21を十分に減衰するために必要な減衰力が算出され、これを得るために摺接部材3252のサイズや材質が選定される。つまり、はじめに減衰力Fの大きさが決定される。したがって、該決定された減衰力Fの元で変形閾値ΔDa,Dbが所定の範囲に収められるように、各弾性体326a,326bのばね定数ka,kbの値を調整することになる。
<5.効果>
この実施形態に係る洗濯機100は、筐体1と、吊棒31を介して筐体1に連結された複数のサスペンション32の上に乗せられることによって筐体1内で吊り下げ支持された外槽21と、を備える。そして、サスペンション32が、吊棒31と連なるロッド322が挿入されるシリンダー321と、シリンダー321内に配置された、外槽21を弾性的に支持するための支持弾性体324と、ロッド322に対して固定されず、シリンダー321に対して摺動自在に設けられた、フリーピストン325と、互いの間に、フリーピストン325が移動可能な遊び代を含んだ離間距離L1を設けつつ、ロッド322に固定的に取り付けられた、一対の固定ピストン323a,323bと、フリーピストン325とその上側に配置される固定ピストン323aとの間に配置される上側弾性体326aと、フリーピストン325とその下側に配置される固定ピストン323bとの間に配置される下側弾性体326bと、を備え、上側弾性体326aのばね定数kaおよび下側弾性体326bのばね定数kbの各々が、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動することで発生する減衰力Fを該ばね定数ka,kbで割った値である変形閾値ΔDa,ΔDbが、所定の騒音閾値Tと対応する許容変形閾値ΔDa(T),ΔDb(T)以上となるように規定されている。
この実施形態に係る洗濯機100は、筐体1と、吊棒31を介して筐体1に連結された複数のサスペンション32の上に乗せられることによって筐体1内で吊り下げ支持された外槽21と、を備える。そして、サスペンション32が、吊棒31と連なるロッド322が挿入されるシリンダー321と、シリンダー321内に配置された、外槽21を弾性的に支持するための支持弾性体324と、ロッド322に対して固定されず、シリンダー321に対して摺動自在に設けられた、フリーピストン325と、互いの間に、フリーピストン325が移動可能な遊び代を含んだ離間距離L1を設けつつ、ロッド322に固定的に取り付けられた、一対の固定ピストン323a,323bと、フリーピストン325とその上側に配置される固定ピストン323aとの間に配置される上側弾性体326aと、フリーピストン325とその下側に配置される固定ピストン323bとの間に配置される下側弾性体326bと、を備え、上側弾性体326aのばね定数kaおよび下側弾性体326bのばね定数kbの各々が、フリーピストン325がシリンダー321に対して摺動することで発生する減衰力Fを該ばね定数ka,kbで割った値である変形閾値ΔDa,ΔDbが、所定の騒音閾値Tと対応する許容変形閾値ΔDa(T),ΔDb(T)以上となるように規定されている。
この構成によると、外槽21の振動振幅が比較的小さい場合にはその振動を筐体1に伝えないようにしつつ、外槽21の振動振幅が比較的大きい場合にはその振動を減衰することができる。
また、この構成によると、フリーピストン325と各固定ピストン323a,323bの間に上側弾性体326aあるいは下側弾性体326bが設けられることで、フリーピストン325が各固定ピストン323a,323bと衝突する際の衝撃を弱めることができる。
さらに、この構成によると、上側弾性体326aのばね定数kaおよび下側弾性体326bのばね定数kbの各々が、変形閾値ΔDa,ΔDbが、所定の騒音閾値Tと対応する許容変形閾値ΔDa(T),ΔDb(T)以上となるように規定されることで、外槽21が共鳴して発生する異音を十分に抑制することができる。
また、上記の実施形態に係る洗濯機100においては、下側弾性体326bおよび上側弾性体326aの各々が、フリーピストン325が、該弾性体326a,326bを介して固定ピストン323a,323bに接触してから、シリンダー321に対して摺動し始めるまでの間、該弾性体326a,326bのばね定数ka,kbが一定に維持されるものである。
この構成によると、減衰力が発揮されるまでのタイミングが一定となるため、減衰力を安定的に発揮させることができる。
<6.各ばね定数ka,kbを規定するにあたっての追加条件>
上記の実施形態においては、各弾性体326a,326bのばね定数ka,kbは、変形閾値ΔDa,ΔDbが許容変形閾値ΔDa(T),ΔDb(T)以上となる、という条件を満たすように規定されていたが、このような条件に加え、さらに次の第1~第3の追加条件のうちの少なくとも一つを満たすように、各ばね定数ka,kbを規定してもよい。
上記の実施形態においては、各弾性体326a,326bのばね定数ka,kbは、変形閾値ΔDa,ΔDbが許容変形閾値ΔDa(T),ΔDb(T)以上となる、という条件を満たすように規定されていたが、このような条件に加え、さらに次の第1~第3の追加条件のうちの少なくとも一つを満たすように、各ばね定数ka,kbを規定してもよい。
(第1の追加条件)
上記の通り、各弾性体326a,326bのばね定数ka,kbが小さいほど、変形閾値ΔDa,ΔDbが大きくなり、衝突の衝撃を弱める作用が強くなるが、その反面、フリーピストン325の減衰力が発揮されるタイミングが遅くなる。つまり、衝撃を弱めるという点では、弾性体326a,326bのばね定数ka,kbが小さい方が有利であるが、フリーピストン325の減衰力を早期に発揮させるという点では、弾性体326a,326bのばね定数ka,kbが大きい方が有利である。
上記の通り、各弾性体326a,326bのばね定数ka,kbが小さいほど、変形閾値ΔDa,ΔDbが大きくなり、衝突の衝撃を弱める作用が強くなるが、その反面、フリーピストン325の減衰力が発揮されるタイミングが遅くなる。つまり、衝撃を弱めるという点では、弾性体326a,326bのばね定数ka,kbが小さい方が有利であるが、フリーピストン325の減衰力を早期に発揮させるという点では、弾性体326a,326bのばね定数ka,kbが大きい方が有利である。
第1の追加条件は、各弾性体326a,326bのばね定数ka,kbを、上側弾性体326aのばね定数kaが下側弾性体326bのばね定数kbよりも大きいものとなるという条件を満たすように規定する、というものである。
下側弾性体326bは、フリーピストン325が下側弾性体326bを介して下側固定ピストン323bと衝突することにより生じる衝撃(下方衝撃)を弱める役割を担っており、上側弾性体326aは、フリーピストン325が上側弾性体326aを介して上側固定ピストン323aと衝突することにより生じる衝撃(上方衝撃)を弱める役割を担っている。ここで、外槽21がサスペンション32に近づくときに受ける下方衝撃と、外槽21がサスペンション32から離れるときに受ける上方衝撃とを比べると、下方衝撃の方が外槽21に伝達されやすいところ、下方衝撃を弱める役割を担う下側弾性体326bのばね定数kbが、上方衝撃を弱める役割を担う上側弾性体326aのばね定数kaよりも小さいものとされることで、外槽21に比較的伝達されやすい下方衝撃を十分に弱めることが可能となる。
上記の通り、外槽21が複数のサスペンション32の上に直接に乗せられている構成においては、ピストン同士の衝突の衝撃がダイレクトに外槽21に伝達するため、衝撃を受けた外槽21が共鳴し、異音が発生してしまう虞があるところ、外槽21に比較的伝達されやすい下方衝撃が十分に弱められることで、外槽21が共鳴して発生する異音を効果的に抑制することができる。
その一方で、上側弾性体326aのばね定数kaが、下側弾性体326bのばね定数kbよりも大きいものとされることで、フリーピストン325の減衰力が発揮されるタイミングが必要以上に遅くなることがなく、十分な減衰力が発揮されるように担保される。
このように、上側弾性体326aのばね定数kaが、下側弾性体326bのばね定数kbよりも大きいものとされる構成によると、十分な減衰力が発揮されるように担保しつつ、外槽21が共鳴して発生する異音を十分に抑制することが可能となる。
(第2の追加条件)
外槽21は、それ固有の共振回転数を有している。上記の通り、外槽21は、圧縮コイルバネ324によって弾性的に支持されており、外槽21の共振回転数は、基本的には、この圧縮コイルバネ324のばね定数に基づいて規定される値となる。以下において、圧縮コイルバネ324のばね定数に基づいて規定される外槽21の共振回転数を「基本共振回転数R1」とよぶ。
外槽21は、それ固有の共振回転数を有している。上記の通り、外槽21は、圧縮コイルバネ324によって弾性的に支持されており、外槽21の共振回転数は、基本的には、この圧縮コイルバネ324のばね定数に基づいて規定される値となる。以下において、圧縮コイルバネ324のばね定数に基づいて規定される外槽21の共振回転数を「基本共振回転数R1」とよぶ。
一方、上記の通り、外槽21の振動振幅が振幅閾値以上である場合、フリーピストン325の減衰力が発揮され、外槽21の振動が減衰される。このとき、フリーピストン325が下方に移動するのに応じて下側弾性体326bが潰れるように変形していく状態(図5(b)~図5(c))が間欠的に形成される。この状態(以下において「特定状態」とよぶ)において、外槽21の共振回転数は、下側弾性体326bのばね定数kbと圧縮コイルバネ324のばね定数との合成ばね定数に基づいて規定される値となる。以下において、下側弾性体326bのばね定数kbと圧縮コイルバネ324のばね定数との合成ばね定数に基づいて規定される外槽21の共振回転数を「特定共振回転数Rt」とよぶ。
第2の追加条件は、特定共振回転数Rtが、基本共振回転数R1よりも所定値ΔR1以上高い値となるように、下側弾性体326bのばね定数kbを規定する、というものである。この所定値ΔR1として、特定共振回転数Rtと基本共振回転数R1と十分に離間させるために必要な最小の値を採用すればよく、例えば300rpm(すなわち、5Hz)程度とすることができる。
基本共振回転数R1が例えば200rpmである場合、所定値ΔR1を300rpmとすると、特定共振回転数Rtが500rpm以上となるように、下側弾性体326bのばね定数kbを規定することになる。
例えば脱水起動時などにおいて、回転数が基本共振回転数R1に達して外槽21に共振振動が発生した状況を想定する。このような状況において、フリーピストン325の減衰力が発揮される状態になると、間欠的に特定状態が形成され、このとき、外槽21の共振回転数が一時的に特定共振回転数Rtに変化する。
第2の追加条件に基づいて下側弾性体326bのばね定数kbが規定されている場合、このときの変化幅が、所定値ΔR1以上となる。つまり、共振状態となっている外槽21を減衰させるためにフリーピストン325の減衰力がはたらいている際に、外槽21の共振回転数が、一時的に、所定値ΔR1以上の変化幅をもって大きく変化することになる。これによって、外槽21の共振状態が速やかに収束される。
(第3の追加条件)
第3の追加条件は、特定共振回転数Rtが、定常脱水時の内槽22の回転数(定常脱水回転数)R2よりも所定値ΔR2以下低い値となるように、下側弾性体326bのばね定数kbを規定する、というものである。この所定値ΔR2として、特定共振回転数Rtと定常脱水回転数R2と十分に離間させるために必要な最小の値を採用すればよく、例えば300rpm(すなわち、5Hz)程度とすることができる。
第3の追加条件は、特定共振回転数Rtが、定常脱水時の内槽22の回転数(定常脱水回転数)R2よりも所定値ΔR2以下低い値となるように、下側弾性体326bのばね定数kbを規定する、というものである。この所定値ΔR2として、特定共振回転数Rtと定常脱水回転数R2と十分に離間させるために必要な最小の値を採用すればよく、例えば300rpm(すなわち、5Hz)程度とすることができる。
定常脱水回転数R2が例えば800rpmである場合、所定値ΔR2を300rpmとすると、特定共振回転数Rtが500rpm以下となるように、下側弾性体326bのばね定数kbを規定することになる。
定常脱水が行われている間(すなわち、回転数が定常脱水回転数R2となっている間)、外槽21の振動振幅は比較的小さく、通常は、このような状態ではフリーピストン325の減衰力が発揮されないように、隙間Gの長さΔLが適宜に規定される。したがって、定常脱水が行われている間、外槽21の共振回転数は、基本共振回転数R1となっているはずである。しかしながら、何らかの予期せぬ要因によって、定常脱水時に特定状態が形成されて外槽21の共振回転数が特定共振回転数Rtに変化してしまう可能性がゼロではない。仮に、特定共振回転数Rtが定常脱水回転数R2と近い値になっていると、定常脱水時に外槽21の共振回転数が特定共振回転数Rtに変化してしまった場合に、共振が引き起こされて異常振動となる虞がある。
第3の追加条件に基づいて下側弾性体326bのばね定数kbが規定されている場合、定常脱水時に外槽21の共振回転数が特定共振回転数Rtに変化してしまったとしても、特定共振回転数Rtが、定常脱水回転数R2から所定値ΔR2以上離れているので、このような異常振動が発生しにくい。すなわち、定常脱水時に外槽21の共振が引き起こされて異常振動となる、といった事態の発生を未然に回避することができる。
<7.変形例>
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
例えば、外槽21は、中心軸を鉛直軸に対して傾斜させた姿勢で、複数のサスペンション32の上に乗せられた状態とされて、筐体1内に吊り下げ支持されてもよい。
また、外槽21を支持するサスペンション32の個数は4個に限られるものではなく、3個であってもよいし、5個以上であってもよい。
1 筐体
2 洗濯槽ユニット
21 外槽
22 内槽
23 駆動部
3 吊棒ユニット
31 吊棒
32 サスペンション
321 シリンダー
322 ロッド
323a 上側固定ピストン
323b 下側固定ピストン
324 支持弾性体(圧縮コイルバネ)
325 フリーピストン
326a 上側弾性体
326b 下側弾性体
L1 離間距離
ka 上側弾性体のばね定数
kb 下側弾性体のばね定数
ΔDa 上側弾性体の変形閾値
ΔDb 下側弾性体の変形閾値
100 洗濯機
2 洗濯槽ユニット
21 外槽
22 内槽
23 駆動部
3 吊棒ユニット
31 吊棒
32 サスペンション
321 シリンダー
322 ロッド
323a 上側固定ピストン
323b 下側固定ピストン
324 支持弾性体(圧縮コイルバネ)
325 フリーピストン
326a 上側弾性体
326b 下側弾性体
L1 離間距離
ka 上側弾性体のばね定数
kb 下側弾性体のばね定数
ΔDa 上側弾性体の変形閾値
ΔDb 下側弾性体の変形閾値
100 洗濯機
Claims (7)
- 筐体と、吊棒を介して前記筐体に連結された複数のサスペンションの上に乗せられることによって前記筐体内で吊り下げ支持された外槽と、を備える洗濯機であって、
前記サスペンションが、
前記吊棒と連なるロッドが挿入されるシリンダーと、
前記シリンダー内に配置された、前記外槽を弾性的に支持するための支持弾性体と、
前記ロッドに対して固定されず、前記シリンダーに対して摺動自在に設けられた、フリーピストンと、
互いの間に、前記フリーピストンが移動可能な遊び代を含んだ離間距離を設けつつ、前記ロッドに固定的に取り付けられた、一対の固定ピストンと、
前記フリーピストンとその上側に配置される前記固定ピストンとの間に配置される上側弾性体と、
前記フリーピストンとその下側に配置される前記固定ピストンとの間に配置される下側弾性体と、
を備え、
前記上側弾性体のばね定数および前記下側弾性体のばね定数の各々が、
前記フリーピストンが前記シリンダーに対して摺動することで発生する減衰力を該ばね定数で割った値である変形閾値が、所定の騒音閾値と対応する許容変形閾値以上となるように規定されている、
ことを特徴とする、洗濯機。 - 請求項1に記載の洗濯機であって、
前記上側弾性体のばね定数が、前記下側弾性体のばね定数よりも大きい、
ことを特徴とする、洗濯機。 - 請求項1または2に記載の洗濯機であって、
前記上側弾性体のばね定数が、
前記変形閾値が1mm以上となるように規定されている、
ことを特徴とする、洗濯機。 - 請求項1から3のいずれかに記載の洗濯機であって、
前記下側弾性体のばね定数が、
前記変形閾値が3mm以上となるように規定されている、
ことを特徴とする、洗濯機。 - 請求項1から4のいずれかに記載の洗濯機であって、
前記下側弾性体のばね定数が、
前記下側弾性体のばね定数と前記支持弾性体のばね定数との合成ばね定数に基づいて規定される前記外槽の共振回転数が、前記支持弾性体のばね定数に基づいて規定される前記外槽の共振回転数よりも所定値以上高い値となるように規定されている、
ことを特徴とする、洗濯機。 - 請求項1から5のいずれかに記載の洗濯機であって、
前記下側弾性体のばね定数が、
前記下側弾性体のばね定数と前記支持弾性体のばね定数との合成ばね定数に基づいて規定される前記外槽の共振回転数が、定常脱水時の回転数よりも所定値以下低い値となるように規定されている、
ことを特徴とする、洗濯機。 - 請求項1から6のいずれかに記載の洗濯機であって、
前記下側弾性体および前記上側弾性体の各々が、
前記フリーピストンが、該弾性体を介して前記固定ピストンに接触してから、前記シリンダーに対して摺動し始めるまでの間、該弾性体のばね定数が一定に維持されるものである、
ことを特徴とする、洗濯機。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2020203989A JP2022091265A (ja) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 洗濯機 |
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Family Applications (1)
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