JP2024068521A - 洗濯機 - Google Patents

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康博 松井
丈 曽我
昌 坂東
忠俊 勝山
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Abstract

【課題】大容量化のための水槽(ドラム)の高剛性化と流体バランサによる振動の低減効果の向上との両立を図る。【解決手段】洗濯機Sは、洗濯水が入れられる外槽10と、外槽10内に設けられ、洗濯物が入れられる水槽(ドラム20)と、水槽内に配置され、周方向に移動可能な液体が封入された径方向に複数層の流路を有する円管状の流体バランサ23とを備えている。流体バランサの外周部23sbには、複数の長尺状の突起23bが配置され、水槽の内周部には、複数の長尺状の係合部(溝20e)が配置されている。流体バランサと水槽は、流体バランサの突起を水槽の係合部にねじ込むことで固定される構成とする。【選択図】図6

Description

本発明は、洗濯機に関する。
洗濯時間の短縮及び洗濯回数の低減のニーズに応えるために、ドラム式洗濯機の大容量化が進んでいる。一方、設置スペースの小型化のニーズに応えるために、ドラム式洗濯機の外形寸法の小型化が求められている。このようなドラム式洗濯機は、外形寸法を小型化すると、脱水運転時の布類の片寄りに起因する振動が大きくなるため、振動を低減することが望まれる。
特許文献1及び特許文献2には、ドラム式洗濯機の構造が開示されている。ドラム式洗濯機は、筺体の内部にばねやダンパで支持された洗濯槽を格納している。洗濯槽は、布類が入れられるドラムと、ドラムを収めた外槽とで構成される。
ドラムには、防振用の流体バランサがねじ締結で固定されている。流体バランサは、洗濯時に、ドラムとともに回転する。流体バランサは、中空の円管構造になっており、周方向に移動可能な液体が内部に封入されている。流体バランサの内部では、空洞体積の半分程度の液体が封入されている。液体としては、比重の大きい液体が用いられる。それは、比重の大きい液体ほど、液体による遠心力が布類の片寄りによる遠心力を相殺することができ、振動の低減(防振)を効率よく行うことができるからである。
流体バランサの円管内部の途中には、液体が内部を周方向に移動できる形状のバッフル板が複数配置されている。ドラム停止時には、重力により流体バランサの下方部分に液体が溜まる。ドラムが回転し始めると、バッフル板が液体を掻き揚げる。ドラムの回転速度を上昇させていくと、液体が遠心力により流路の外周側の内壁に貼り付く。脱水運転時には、布類の片寄りに起因して洗濯槽が振動する。すると振動により、液体は、片寄る。
ドラムの回転速度が洗濯槽とばねとダンパとで構成される振動系の共振回転速度(共振回転数)を通過すると、洗濯槽の振動変位の位相が布類の片寄りに起因した加振力の位相に対して遅れていき、やがて逆位相になる。液体が自在に流れることで、液体の片寄りが布類の片寄りの反対側に形成され、布類の片寄りに起因した加振力を相殺し、洗濯槽や筐体の振動が低減される。
流体バランサは、同心円状に円管構造を重ねて配置することで径方向に多層化を図った構造が用いられる。それは、層数の増加に応じて振動の低減効果を得られるからである。振動の低減効果は、多層構造の外周の層ほど大きい。それは、回転半径が大きくなると、液体による遠心力を増加させて、布類の片寄りに起因した加振力を相殺することができるからである。
ドラム式洗濯機の流体バランサの構造材としては、中空の円管構造を成形し易い樹脂材が用いられる。円管構造は、各層の流路の空洞体積を拡大するために、薄肉化が図られる。液体が自在に流れ易くなるとともに、液量を増やせるため、振動の低減効果を向上できる。
円管構造の外周側には、ドラムと流体バランサを強固に一体化して固定するために、ねじの噛み合い長さを確保したねじ締結部が複数配置される。これにより、ドラム式洗濯機は、多量の布類の遠心力によるドラムの変形を抑制し、大径なドラムの円管構造としての剛性を向上できる。
特開2007-167263号公報 特開2001-321592号公報
特許文献1に記載された従来技術は、流体バランサを備えたドラム式洗濯機に関するものであり、ドラムに流体バランサを固定するねじの噛み合い長さを十分に確保するための技術が開示されている。しかしながら、特許文献1に記載された従来技術では、ねじ穴部が最外層(最外周)の流路に突き出すように形成されるため、最も振動の低減効果が大きい最外層の流路の体積を減少させてしまう。これにより、特許文献1に記載された従来技術は、振動の低減効果を低下させてしまう可能性がある。そのため、特許文献1に記載された従来技術は、最外層の流路の体積を減少させないようにすることが要望される。
また、特許文献2に記載された従来技術は、流体バランサを備えたドラム式洗濯機に関するものであり、ねじ穴部を最外周の流路に突き出させることなく、流路の空洞体積を拡大するための技術が開示されている。しかしながら、特許文献2に記載された従来技術では、流体バランサが樹脂材で形成された薄肉の円管構造になっている。このような特許文献2に記載された従来技術は、強度を維持できる程度にねじの噛み合い長さを確保することが困難であり、大容量化のためのドラムの高剛性化を行い難い構成になっている。そのため、特許文献2に記載された従来技術は、大容量化のためのドラムの高剛性化を行い易くすることが要望される。
したがって、特許文献1及び特許文献2に記載された従来技術では、大容量化のためのドラムの高剛性化と流体バランサによる振動の低減効果の向上とを両立することが困難である。
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、大容量化のためのドラムの高剛性化と流体バランサによる振動の低減効果の向上との両立を図ることができる洗濯機を提供することを主な目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、洗濯機であって、洗濯水が入れられる外槽と、前記外槽内に設けられ、洗濯物が入れられる水槽と、前記水槽内に配置され、周方向に移動可能な液体が封入された径方向に複数層の流路を有する円管状の流体バランサと、を備え、前記流体バランサの外周部には、複数の長尺状の突起が配置され、前記水槽の内周部には、複数の長尺状の係合部が配置され、前記流体バランサと前記水槽は、前記流体バランサの突起を前記水槽の係合部にねじ込むことで固定される構成とする。
その他の手段は、後記する。
本発明によれば、大容量化のための水槽(ドラム)の高剛性化と流体バランサによる振動の低減効果の向上との両立を図ることができる。
実施形態に係る洗濯機を側方から見た断面図である。 実施形態に係る洗濯機の外観斜視図である。 実施形態に係る洗濯機の電気的構成を示すブロック図である。 実施形態に係る洗濯機の流体バランサの動作説明図(1)である。 実施形態に係る洗濯機の流体バランサの動作説明図(2)である。 実施形態に係る洗濯機の流体バランサの斜視図である。 実施形態に係る洗濯機の流体バランサにおける突起の周辺の拡大図である。 実施形態に係る洗濯機のドラムの斜視図である。 第1変形例の洗濯機における流体バランサの突起の説明図である。 第1変形例の洗濯機におけるドラムの溝の説明図である。 第2変形例の洗濯機における流体バランサの突起の説明図である。 第2変形例の洗濯機におけるドラムの溝の説明図である。 第3変形例の洗濯機における流体バランサの突起の説明図である。 第4変形例の洗濯機における流体バランサの突起の説明図である。 第5変形例の洗濯機におけるドラムの溝の説明図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」と称する)について詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示しているに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
<洗濯機S全体の構成>
本発明は、洗濯機、特に、洗濯機に設けられた流体バランサに関する。以下、図1及び図2を参照して、本実施形態1に係る洗濯機S全体の構成について説明する。図1は、本実施形態1に係る洗濯機Sを側方から見た断面図である。図2は、洗濯機Sの外観斜視図である。本実施形態では、洗濯機Sがドラム式洗濯機である場合を想定して説明する。しかしながら、洗濯機Sは縦型洗濯機であってもよい。
本実施形態に係る洗濯機Sは、ベース1と筐体2とで覆われている。洗濯機Sのベース1の上部には、鋼板と樹脂成形品を組み合わせて外殻を構成する筐体2が設置されている。筐体2は前面パネル2aと背面パネル2b、左右の側面パネル2c(図2参照)、上面パネル2dで構成されている。筐体2の前面には布類を出し入れするドア3が設けられている。利用者は、ドア3を開閉して布類を出し入れする。
筐体2の上部の前面には、利用者が洗濯機Sの操作を行うための操作パネル4が設けられている。操作パネル4には電源のオン/オフ、運転のスタートまたは一時停止、コース選択などの操作ボタン、時間や運転条件を表示する画面が備わっている。
筐体2の上部には給水ホース15hが接続される給水ユニット15が設けられる。給水ユニット15と洗剤ケース16は配管17を介して接続される。洗剤ケース16から配管18を介して外槽10の前方に接続される。給水ユニット15に流入した水は洗剤ケース16を経由して外槽10に流入する。
洗濯槽10Sは、洗濯水が供給される外槽10と、外槽10に内包される円筒状のドラム20とで構成されている。ドラム20は、水槽として機能するものであり、ドラム20には、洗濯するための布類等が入れられる。なお、図1では、水槽10cが示されているが、水槽10cは外槽10の一部分を指すものとして説明する。
<外槽10の構成>
図1に示す外槽10は、略水平の中心線Cを中心とする略円筒の形状を呈しており、前面板と背面板とを有している。外槽10の前面板には、開口部10aが形成されている。開口部10aは、洗濯物の出し入れに使用される。
外槽10は、開口部10aがある前部の槽カバー10bと後部の水槽10cとで構成される。槽カバー10bと水槽10cは分割面10d(図1参照)で分解できる。槽カバー10bと水槽10cとは、ボルトb1が締結され固定されている。外槽10は、ドラム20を内包し水槽の役割を果たす。
図1に示すように、外槽10の前面の開口部10aは円筒状のゴムベローズ11を介して筐体2の前面へと接続されている。そして、開口部10aはドア3を閉めることで水封される。ドラム20は略水平な回転軸(中心線C)廻りに回転自在に外槽10の内側に配置されている。
ベース1の下部には排水ホース9(図2参照)が取り付けられる。洗濯槽10Sの外槽10の下部には排水口7と排水弁8がある。外槽10は、排水口7、排水弁8を経由して、排水ホース9に繋がる。
外槽10の上部には外槽10を筐体2に吊り下げるためのばね14が左右一対取り付けられている。外槽10の下部には、前面ダンパ41と背面ダンパ42がいずれも左右一対設けられている。
<前面ダンパ41、背面ダンパ42の構成>
前面ダンパ41と背面ダンパ42は、ドラム20内の布類の片寄りに起因する加振力を多方向に分散しつつ粘性減衰力で減衰させる。前面ダンパ41と背面ダンパ42は、それぞれ圧縮コイルばねと流体の粘性力が作用する油圧、空圧等の流体を用いる流体ダンパや、流体の粘性力が作用する油圧、空圧等の流体を用いる流体ダンパが使用される。なお、流体ダンパに使用する流体は空気、油以外の流体を使用してもよい。
前面ダンパ41の一方端は、外槽10の台座41aに取り付けられる。前面ダンパ41の他方端はベース1に取り付けられている。同様に、背面ダンパ42の一方端は、外槽10の台座42aに取り付けられる。背面ダンパ42の他方端はベース1に取り付けられている。台座41a及び台座42aは、外槽10と一体で形成される場合と別部品となっている場合がある。
図1に示す外槽10の分割面10dはドラム20の略水平な回転軸(中心線C)の方向において前後方向の中心よりも前方側の衣類投入口20dの側に設けられる。
外槽10の下面には外槽10の上下、左右、前後方向の振動を検知できる加速度センサ10eが取り付けられる。運転時に外槽10の振動を加速度センサ10eで計測して所定値を超えた場合にはドラム20の回転を停止するように制御装置5(図3参照)によって制御される。
<ドラム20の構成>
図1に示す円筒状のドラム20は、そのドラム胴板20aに脱水及び通風用の小孔の脱水孔20cが設けられる。
ドラム20の内側には布類を掻き揚げる複数個のリフター22が取り付けられている。円筒状のドラム20の背面にあるドラム底板20bはドラム20の補強部材である。ドラム20の前面の端部の開口部(衣類投入口20d)には、防振用の流体バランサ23が取り付けられている。流体バランサ23は、ドラム20(水槽)内に配置され、周方向に移動可能な液体が封入された径方向に複数層の流路を有する円管状の物体である。流体バランサ23は、ドラム20の前側に固定されている。線C23は、流体バランサ23の前後方向の中心付近における鉛直方向の中心線を表している。
流体バランサ23は、ドラム20とともに回転する。流体バランサ23は、脱水運転時、内封された液体がドラム20内の布類の片寄りを打ち消す方向、つまり布類の片寄りの反対側に移動することで、外槽10の振動を抑制する。
ドラム20はドラム底板20bに接続されたシャフト31、軸受(図示せず)を介して外槽10に回転自在に支持されている。シャフト31は、例えばプーリ33と直結される。駆動モーター32は外槽10の背面下方に固定される。駆動モーター32はプーリ33とゴムベルト34を介して接続されている。駆動モーター32は、ゴムベルト34、プーリ33、シャフト31を介して、ドラム20を回転させる。
駆動モーター32には回転検知センサ47(図3参照)が設けられる。回転検知センサ47は、運転時に駆動モーター32の回転速度を検出する。制御装置5(図3参照)は、回転検知センサ47の検出値に基づいて減速比を用いてドラム20の回転速度を演算できる。
<制御装置5の構成>
図3は、洗濯機Sの電気的構成を示すブロック図である。制御装置5には、図2に示す操作パネル4の信号が入力される。また、制御装置5には、駆動モーター32の回転検知センサ47で検出した駆動モーター32の回転検知信号、外槽10の加速度センサ10eで検出した振動検知信号が入力される。
制御装置5は、ドラム20の回転速度や外槽10の振動変位を、減速比、積分等を用いた演算により取得することができる。制御装置5は、取得した情報を基に記憶させた制御プログラムにより駆動モーター32を駆動する駆動回路6に制御信号を伝達する。
<洗濯機Sの動作>
洗濯機Sで洗濯するに際して、利用者は、図2に示すドア3を開いてドラム20(図1参照)の中に洗濯物を投入する。そして、洗剤ケース16内に洗剤を投入した後、操作パネル4に入力して洗濯機Sの運転を開始する。操作パネル4に操作信号が入力されると、制御装置5が駆動回路6等に制御信号を伝達し、洗い工程、脱水工程、すすぎ工程、乾燥工程の順に運転を実行する。
洗い工程では、まず給水ユニット15(図1参照)内に設けられた給水弁が開き、給水された水は洗剤ケース16を経由して洗剤と共に外槽10内に入る。ドラム20内の布類は、複数のリフター22によって回転方向に持ち上げられては落下される。布類がリフター22で持ち上げられた高さから落下する攪拌動作が繰り返され、たたき洗いされる。たたき洗いの動作を所定時間行った後、洗い工程が終了する。
脱水工程に移行すると、まず図1に示す排水弁8が開き、外槽10内の水が排水ホース9を経由して排水される。その後、ドラム20を所定時間高速で一定回転させることで、遠心力により布類の水分を脱水させる。ドラム20の高速回転の動作を所定時間行った後、脱水工程が終了する。
すすぎ工程に移行すると、まず給水弁を開いて給水し、その水は図1に示す給水ユニット15と外槽10を接続する配管19(図1参照)を経由して外槽10内に注水される。すすぎ工程は、洗い工程と同様に、洗濯物がドラム20のリフター22によって回転方向に持ち上げられては、その高さ位置から落下する攪拌動作(たたき洗い動作)が繰り返される。この動作により布類に含まれる洗剤は給水される水に希釈されてすすがれる。
すすぎ工程を行った後、再び脱水工程を行い、洗濯運転が終了される。
なお、脱水工程の間、加速度センサ10eを用いて脱水運転時の外槽10の振動を計測し、外槽10の振幅が所定値を超えた場合には、制御装置5はドラム20の回転を停止する。
各工程の初期段階では、回転検知センサ47(図3参照)により布量を検知する動作が行われる。布量検知動作は、例えばドラム20を所定の回転速度まで上昇させた後、ドラム20の回転を停止して惰性回転(慣性力による回転)させて所定の回転速度まで下降させる。制御装置5は、ドラム20の回転速度の上昇から下降するまでに要した時間をもとに布量を決定する。そして、制御装置5は、決定した布量を参照してドラム20の回転速度を制御する。
また、各工程の初期段階では回転検知センサ47により布類の片寄りを検知する動作も行われる。この動作は、例えばドラム20の内面に布類が遠心力で張り付く程度に高い回転速度と、洗濯槽10S(ドラム20、外槽10)とこれを支持する部材に起因した共振回転速度よりも十分低い回転速度の間の所定の回転速度で一定回転させる。
この間、ドラム20の回転速度はリフター22が布類を持ち上げる際のトルクの変動の影響を受けて時間的に変動する。この回転速度の変動をもとに制御装置5により、布類の片寄り50(図5参照)が決定される。そして、制御装置5は、片寄り50を参照してドラム20の回転速度を駆動モーター32の回転制御によって制御する。乾燥機能を備えた洗濯機Sの場合は脱水工程後に乾燥工程を実行する。
<流体バランサ23の構成>
図4及び図5は、流体バランサ23の動作説明図である。図4は、流体バランサ23が停止している時の、正面方向(図1に示す矢印Iの方向)から見た流体バランサ23の概略的な内部の状態を示している。図5は、流体バランサ23が回転している時の、正面方向(図1に示す矢印Iの方向)から見た流体バランサ23の概略的な内部の状態を示している。ここでは図を簡単にするために、流体バランサ23が単層構造であるものとして説明する。ただし、流体バランサ23は、例えば図7に示すように複数層構造にすることができ、単層構造に限定するものではない。なお、図7に示す例では、流体バランサ23は、外側の空洞23aaと内側の空洞23abとの2つの空洞23aを有する構造になっている。また、ここでは、流体バランサ23の円周方向及び半径方向のことをそれぞれ周方向及び径方向として説明する場合がある。
流体バランサ23はドラム20に取り付けられており、ドラム20とともに回転する。流体バランサ23は液体51が内部を周方向に移動できる中空の円管(円環)構造となっている。流体バランサ23の内部には、液体51が流れる流路53rとなる空洞23aが設けられている。流体バランサ23は、中空円管を同心円状に重ねて配置し、単層構造(図4参照)または多層構造(図7参照)にして用いられる。流体バランサ23は、層数に応じて振動の低減効果を向上させることができる。
流体バランサ23の円管には、内部の空洞23aの体積の半分程度の液体51が封入される。液体51は、比重を稼ぐ目的で塩水などが用いられる。液体51は、比重が重い方がよい。流体バランサ23内の液体51に加わる遠心力が衣類の偏りによる遠心力に抗して防振を図るからである。
流体バランサ23の円管内部の流路53r(空洞23a)の途中にはバッフル板54が周方向に等間隔に配置される。隣り合うバッフル板54との間の空間は液体51が流れる空間となっている。
ドラム20が停止している時、液体51は重力により流体バランサ23の下方に溜まる。流体バランサ23の円管53は、内周側に設けられた内壁部53aと、外周側に設けられた外壁部53bとで構成される。内周側の内壁部53aと、外周側に設けられた外壁部53bとで、円環状の空洞23aである流路53rが形成されている。
図4に示す流体バランサ23は、円管53の外周側の外壁部53bにバッフル板54が設けられた形態を示す。ドラム20が回転し始めると、バッフル板54が液体51を掻き揚げながら流れを調節する。バッフル板54は、流体バランサ23におけるドラム20の奥行き方向(図1の紙面右側)へ伸び、平板状に形成されている。
図5に示すように、ドラム20が回転すると、液体51は遠心力により円管の流路53rの外周側の外壁部53bに徐々に貼り付いていく。布類の片寄り50は図示するように質点として考えることができる。布類の片寄り50に起因して洗濯槽が振動すると、液体51はドラム20の回転時の円管の中心O1が停止時の円管の中心Oから振動により変位する方向に片寄る。
液体51が流体バランサ23内で片寄る位置は洗濯槽の外槽10と、ドラム20と、ばね14と、前面ダンパ41と、背面ダンパ42とで構成される振動系の共振回転速度(共振回転数)を通過する前後で変化する。
図5は布類の片寄り50を打ち消す効果を発揮する位置に液体51の片寄り51yが形成されている状態を示す。つまり、布類の片寄り50を打ち消す布類とは反対側の位置に液体51の片寄り51yが形成されている状態を示す。
共振回転速度(共振回転数)を通過した後の十分高い回転速度でドラム20が回転する時、洗濯槽10S(ドラム20、外槽10)の振動変位の位相が布類の片寄り50に起因した加振力の位相に対して遅れていき、やがて逆位相になる。つまり、液体51の片寄り51yが布類の片寄り50の反対側の位置に形成される。これにより、液体51の片寄り51yが布類の片寄り50に釣り合うように働く。
こうして、液体51の片寄り51yが反対側の位置の布類の片寄り50に起因した加振力を打ち消すことで洗濯槽10Sや筐体2の振動が低減される。この状況下では、液体51の片寄り51yは流体バランサ23の各円管内で遷移せず、液体51は流体バランサ23の円管に貼り付いてほぼ同期して回転する。
共振回転速度(共振回転数)を通過する前の十分低い回転速度でドラム20が回転する時、ドラム20の振動変位の方向が布類の片寄り50に対して同位相になる。つまり、液体51は布類の片寄り50と同じ側にある。そのため、液体51の片寄り51yは布類の片寄り50に起因した加振力を打ち消さない。
共振回転速度(共振回転数)を通過する過程では、液体51は布類の片寄り50の反対側へ流れ遷移している。流体バランサ23内での液体51の流れ易さはバッフル板54の配置によって異なる。
流体バランサ23内の液体51は円管の中をなるべく早く遷移する方が望ましい。液体51の遷移が早いほど液体51が布類の片寄り50の反対側の位置に移動する時間が短く、共振回転速度(共振回転数)を通過した直後の振動の低減効果が大きい。
流体バランサ23は、中空の円管構造を成形し易い樹脂材で設計される。液体を自在に流れ易くするとともに、液量を増やし、振動の低減効果を向上するため、円管構造は薄肉化を図ることができ、各層の流路の空洞体積を最大化することができる。
<洗濯機Sの特徴的な構成>
以下、洗濯機Sの特徴的な構成を説明する。
洗濯機Sは、脱水工程時に、洗濯物の片寄りにより振動が発生する。洗濯機Sの大容量化のためには、水槽であるドラム20の高剛性化と流体バランサ23の振動の低減効果の向上とを両立させることが重要になる。本発明は、脱水工程時の振動の防振のために用いる流体バランサ23の下記の点に着目したものである。
前記したように、洗濯機Sは、洗濯槽10Sとして、外槽10とドラム20とを有している(図1参照)。ドラム20内の前方側には、流体バランサ23が配置されている。流体バランサ23は、周方向に液体51が移動できるように、中心線Cを中心とする円管(円環)形状に形成されている。流体バランサ23は、振動の低減効果を向上させるために、径方向に複数の層を有する多層構造になっている。流体バランサ23は、ドラム20に収納される洗濯物の容量に応じて、円管構造の最内径、最外径、流路の寸法が設定される。
流体バランサ23は、中空の円管構造を成形し易い樹脂材で設計される。液体を自在に流れ易くするとともに、液量を増やし、振動の低減効果を向上させるため、円管構造は薄肉化が図られ、各層の流路の空洞体積を最大化する。流体バランサ23は、ドラム20の外側に配置するよりもドラム20の内側に配置した方が、ドラム20の回転時にドラム20を撓み難くすることができる。それは、ドラム20の内側に配置した方がドラム20の取付部を押し広げるように作用させることで、ドラム20の取付部及び取付部に連なる収納部に撓みを発生させ難くすることができるからである。
円管構造の外周部には、ねじの噛み合い長さを確保したねじ締結部21が複数配置される。多量の布類の遠心力によるドラム20の変形を抑制し、大径なドラム20の円管構造としての剛性を向上するため、ドラム20と流体バランサ23は、ねじ締結により強固に一体化して固定される。
しかしながら、本発明のように、ねじ穴部21aを設けない方法でドラム20に流体バランサ23を固定すると、ドラム20と流体バランサ23を強固に一体化できるだけでなく、最も振動の低減効果が大きい最外槽の流路の体積を拡大できるので、大容量化のためのドラム20の高剛性化と流体バランサ23による振動の低減効果の向上とを両立することができる。
図6は、洗濯機Sの流体バランサ23の斜視図である。図7は、流体バランサ23における突起23b(突条)の周辺の拡大図である。図7に示す例では、流体バランサ23は、2層構造になっており、外側の流路53raとして機能する空洞23aaと、内側の流路53rbとして機能する空洞23abとを有している。なお、流体バランサ23は、3層以上の層構造にすることもできる。図8は、洗濯機Sのドラム20の斜視図である。
図6に示すように、流体バランサ23の後方側の外周部23sbには、複数の長尺状の突起23b(突条)が等間隔に配置される。流体バランサ23の突起23bは、外径側に向かって延伸するように設けられる。流体バランサ23の突起23bは、中心線Cに対して斜め方向に傾斜して設けられる。すなわち、流体バランサ23の突起23bは、お互いに平行で回転軸に対して斜めになるように配置される。流体バランサ23の突起23bは、図7に示す流体バランサ23の内部の空洞23aの体積を損なわないように設けられる。特に、図7に示すように流体バランサ23が複数層構造になっている場合に、流体バランサ23の突起23bは、最外層(最外周)の流路53raを構成する空洞23aaに突き出させないように設けられる。このような流体バランサ23は、最も振動の低減効果が大きい最外層の流路53ra(空洞23aa)の体積を減少させないようにすることができる。なお、流体バランサ23の突起23bは、径方向の高さが後記する突起23cよりも低く形成されている。つまり、流体バランサ23の後記する突起23cは、径方向の高さが突起23bよりも高く形成されている。
また、図8に示すように、ドラム20の前方側の内周部20saには、複数の長尺状の溝20eが等間隔に配置される。ドラム20の溝20eは、流体バランサ23の突起23b(図6及び図7参照)と係合する係合部である。ドラム20の溝20eは、外径側に向かって延伸するように設けられる。ドラム20の溝20eは、中心線Cに対して斜め方向に傾斜して設けられる。すなわち、ドラム20の溝20eは、お互いに平行で回転軸に対して斜めになるように配置される。
本実施形態では、係合部は、ドラム20の取付部の内周部20sa(図8参照)に凹状の溝20eを形成することで設けられている。しかしながら、係合部は、ドラム20の取付部の内周部20sa(図8参照)に等間隔に配置された2本の突起を複数組形成し、2本の突起で挟まれた空間を形成することで設けるようにしてもよい。
流体バランサ23の突起23bとドラム20の溝20eは、ドラム20の高速回転時(脱水運転時)に、締まる方向に形成されている。本実施形態では、ドラム20は、高速回転時(脱水運転時)に、駆動モーター32(図1参照)に駆動されて、反時計回りに回転する(図8に示す矢印A20参照)ものとして説明する。また、流体バランサ23は、ドラム20の回転に従動して、反時計回りに回転する(図6に示す矢印A23参照)ものとして説明する。そのため、本実施形態では、流体バランサ23の突起23bとドラム20の溝20eは、前面側から後面側に向けて時計回りで旋回するように斜め方向に形成されている。
また、図6と図7に示すように、流体バランサ23の前方側の外周部23sbには、外径側に向かって突出する突起23cが設けられる。流体バランサ23の突起23cは、中心線Cに対して直交方向に設けられる。流体バランサ23の突起23cは、径方向の高さが突起23bよりも高く形成されている。
ステンレス材製のドラム20の溝20e(図8参照)には、樹脂材製の流体バランサ23の突起23b(図6参照)がねじ込むように挿入される。つまり、流体バランサ23は、ドラム20に対して回しながらねじ込むようにして取り付けられる。流体バランサ23は、突起23b(図6参照)をドラム20の溝20e(図8参照)にねじ込むことで、ドラム20と強固に一体化される。流体バランサ23は、径方向の高さが突起23bよりも高く形成された突起23c(図6参照)がドラム20の先端に当接するまで、ドラム20に対して回しながらねじ込むことができる。
ところで、一般に、ドラム20に流体バランサ23を固定するねじの噛み合い長さを十分に確保すると、図1に示すねじ穴部21aが流体バランサ23の内部に設けられた最外層(最外周)の流路(例えば、図1に示す流路53ra)に突き出すように形成される。これにより、流体バランサ23は、最も振動の低減効果が大きい最外層の流路の体積が減少する。そのため、流体バランサ23は、最も振動の低減効果が大きい最外層の流路の体積が減少しないように、ねじ穴部21aが最外層の流路に突き出さないように設計されることが望ましい。しかしながら、流体バランサ23は、樹脂材で成形される薄肉の円管構造体であるため、ねじ穴部21aが最外層の流路に突き出さないように設計すると、ねじ締結部21の強度を維持できる程度にねじの噛み合い長さを確保することがし難くなる。
そこで、本実施形態に係る洗濯機Sは、ねじ穴部21aが最外層の流路に突き出さないように構成する代わりに、流体バランサ23に複数の長尺な突起23bを設けるとともに、ドラム20に複数の長尺な溝20e(係合部)を設けるものとする。そして、洗濯機Sは、流体バランサ23の突起23bをドラム20の溝20e(係合部)にねじ込むことで、流体バランサ23とドラム20とを固定する構成とする。
このような本実施形態に係る洗濯機Sは、流体バランサ23の外周部23sbに設けられたねじ穴部21aや流体バランサ23の複数の長尺状の突起23bを、最外層の流路53ra(空洞23aa)に突き出させない構成になっている。このような洗濯機Sは、最も振動の低減効果が大きい最外層の流路53ra(空洞23aa)の体積を減少させないようにすること(つまり、比較的大型化すること)ができる。そのため、洗濯機Sは、流体バランサ23の振動の低減効果を向上できる。また、洗濯機Sは、流体バランサ23とドラム20とを強固に一体化できるので、多量の布類の遠心力によるドラム20の変形を抑制することができる。また、洗濯機Sは、ドラム20の円管構造としての剛性を向上できるので、より大径なドラム20を設計し易くすることができる。
したがって、本実施形態に係る洗濯機Sによれば、大容量化のためのドラム20の高剛性化と流体バランサ23による振動の低減効果の向上との両立を図ることができる。
以上の通り、本実施形態1に係る洗濯機Sによれば、大容量化のためのドラム20の高剛性化と流体バランサ23による振動の低減効果の向上との両立を図ることができる。
本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成を加えることも可能である。また、各構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
<第1変形例>
以下、図9及び図10を参照して第1変形例の洗濯機SAの構成について説明する。図9は、第1変形例の洗濯機SAにおける流体バランサ23c1の突起23b1の説明図である。図10は、第1変形例の洗濯機SAにおけるドラム20c1の溝20e1の説明図である。
図9に示すように、流体バランサ23c1の後方側の外周部23sbには、複数の長尺状の突起23b1が等間隔に配置される。流体バランサ23c1の突起23b1は、外径側に向かって延伸するように設けられる。流体バランサ23c1の突起23b1は、図6に示す流体バランサ23の突起23bの傾斜角度を大きくして、流体バランサ23c1の後方側において外周部23sbの周囲を何周も巻くように構成したものである。流体バランサ23c1の突起23b1は、雄ねじのねじ山のらせんを模した形状で配置される。流体バランサ23c1の突起23b1は、図7に示す流体バランサ23(図9に示す例では、流体バランサ23c1)の内部の空洞23aの体積を損なわないように設けられる。特に、図7に示すように流体バランサ23が複数層構造になっている場合に、流体バランサ23c1の突起23b1は、最外層(最外周)の流路53raを構成する空洞23aa突き出させないように設けられる。このような流体バランサ23c1は、最も振動の低減効果が大きい最外層の流路53ra(空洞23aa)の体積を減少させないようにすることができる。なお、流体バランサ23c1の突起23b1は、径方向の高さが突起23cよりも低く形成されている。つまり、流体バランサ23c1の突起23cは、径方向の高さが突起23b1よりも高く形成されている。
また、図10に示すように、ドラム20c1の前方側の内周部20saには、複数の長尺状の溝20e1が等間隔に配置される。ドラム20c1の溝20e1は、流体バランサ23c1の突起23b1と係合する係合部である。ドラム20c1の溝20e1は、外周側に向かって延伸するように設けられる。ドラム20c1の溝20e1は、図8に示すドラム20の溝20eの傾斜角度を大きくして、ドラム20の前方側において内周部20saの内周を何周も巻くように構成したものである。ドラム20c1の溝20e1は、雌ねじのねじ山のらせんを模した形状で配置される。
流体バランサ23c1の突起23b1とドラム20c1の溝20e1は、ドラム20c1の高速回転時(脱水運転時)に、締まる方向に形成されている。本実施形態では、流体バランサ23c1の突起23b1とドラム20c1の溝20e1は、前面側から後面側に向けて時計回りで旋回するように斜め方向に形成されているものとして説明する。
ステンレス材製のドラム20c1の溝20e1には、樹脂材製の流体バランサ23c1の突起23b1がねじ込むように挿入される。つまり、流体バランサ23c1は、ドラム20c1に対して回しながらねじ込むようにして取り付けられる。流体バランサ23c1は、突起23b1をドラム20の溝20e1にねじ込むことで、ドラム20c1と強固に一体化される。流体バランサ23c1は、径方向の高さが突起23b1よりも高く形成された突起23cがドラム20c1の先端に当接するまで、ドラム20c1に対して回しながらねじ込むことができる。
<第2変形例>
以下、図11及び図12を参照して第2変形例の洗濯機SBの構成について説明する。図11は、第2変形例の洗濯機SBにおける流体バランサ23c2の突起23dの説明図である。図12は、第2変形例の洗濯機SBにおけるドラム20c2の溝24eの説明図である。
図11に示すように、流体バランサ23c2の後方側の外周部23sbには、図6に示す流体バランサ23と同様に、複数の長尺状の突起23bが等間隔に配置される。
また、流体バランサ23c2の後方側の内周部23saには、複数の長尺状の突起23dが等間隔に配置される。流体バランサ23c2の突起23dは、内径側に向かって延伸するように設けられる。複数の突起23dは、中心線Cに対して斜め方向に傾斜して設けられる。すなわち、複数の突起23dは、お互いに平行で回転軸に対して斜めになるように配置される。また、突起23dは、図7に示す流体バランサ23(図11に示す例では、流体バランサ23c2)の内部の空洞23aの体積を損なわないように設けられる。特に、図7に示すように流体バランサ23(図11に示す例では、流体バランサ23c2)の内部に複数の空洞23aが存在する場合に、突起23bは、最内層の流路となる内側の空洞の体積を損なわないように設けられる。
また、図12に示すように、ドラム20c2の前方側の内周部20saには、図8に示すドラム20と同様に、複数の長尺状の溝20eが等間隔に配置される。
また、図12に示すように、ドラム20c2の前方側の内側部分には、補強リング24が取り付けられている。補強リング24は、多量の布類の遠心力で変形するドラム20c2の先端の剛性を補強するための部材である。補強リング24は、外周部24sbが流体バランサ23c2の内周部23sa(図11参照)と当接するように、リング形状を呈している。
補強リング24の外周部24sbには、複数の長尺状の溝24eが等間隔に配置される。補強リング24の溝24eは、流体バランサ23c2の突起23d(図11参照)と係合する係合部である。ドラム20c2の溝20eは、内径側に向かって延伸するように設けられる。補強リング24の溝24eは、中心線Cに対して斜め方向に傾斜して設けられる。すなわち、補強リング24の溝24eは、お互いに平行で回転軸に対して斜めになるように配置される。
ステンレス材製のドラム20c2の溝20eと溝24e(図12参照)には、樹脂材製の流体バランサ23c2の突起23bと突起23d(図11参照)がねじ込むように挿入される。つまり、流体バランサ23c2は、ドラム20c2に対して回しながらねじ込むようにして取り付けられる。流体バランサ23c2は、突起23bと突起23d(図11参照)をドラム20c2の溝20e(図12参照)にねじ込むことで、ドラム20c2と強固に一体化される。流体バランサ23c2は、径方向の高さが突起23bよりも高く形成された突起23c(図11参照)がドラム20c2の先端に当接するまで、ドラム20c2に対して回しながらねじ込むことができる。
<第3変形例>
以下、図13を参照して第3変形例の洗濯機SCの構成について説明する。図13は、第3変形例の洗濯機SCにおける流体バランサ23の突起23b,23cの説明図である。図13に示すように、流体バランサ23は、突起23bと突起23cとの間に隙間25を設け、さらにドラム20に収まる側の反対側ほど突起23bの径方向の高さを高くすることができる。
図13に示す例では、突起23bと突起23cとの間に隙間25が設けられている。隙間25を設けた理由は、突起23bの角部をドラム20の内周部20saに当接させることにより、流体バランサ23の突起23bとドラム20の溝20eとの噛み合い力を向上させることができるからである。
このような流体バランサ23は、突起23bがドラム20を押し広げながらねじ込まれることで、ドラム20の先端が周方向に広がる。そのため、ねじ込みが進むほど、流体バランサ23を周方向に縮ませる力が発生し、流体バランサ23とドラム20とをさらに強固に一体化させることができる。
<第4変形例>
前記した実施形態に係る洗濯機Sは、流体バランサ23の突起23bの径方向に垂直な断面の形状を非矩形状とし、流体バランサ23の突起23bをドラム20の溝20eにねじ込む構造にしてもよい。以下、図14を参照して、このような構造になっている第4変形例の洗濯機SDの構成について説明する。図14は、第4変形例の洗濯機SDにおける流体バランサ23の突起23bの説明図である。流体バランサ23の突起23bは、周方向視点での形状が矩形ではなく、楕円形状としたものである。つまり、流体バランサ23の突起23bは、径方向に垂直な断面の形状が非矩形状になっているものである。なお、流体バランサ23の突起23bは、六角形やひし形などでもよい。
流体バランサ23の突起23bがドラム20の溝20eを押し広げながらねじ込まれることで、ドラム20の先端が周方向に広がる。これにより、ねじ込みが進むほど、流体バランサ23を周方向に縮小させる張力が発生する。そのため、流体バランサ23とドラム20は、さらに強固に一体化して固定される。
なお、例えば、図11に示すように、突起23b,23dが流体バランサ23c2の外周部23sbと内周部23saとに配置されている場合に、外周部23sbと内周部23saとのいずれか一方又は双方に配置された突起23b,23dは、径方向に垂直な断面の形状が非矩形状になるように構成することができる。
<第5変形例>
前記した実施形態に係る洗濯機Sは、ドラム20の溝20eの径方向に垂直な断面の形状を非矩形状とし、流体バランサ23の突起23bをドラム20の溝20eにねじ込む構造にしてもよい。以下、図15を参照して、このような構造になっている第5変形例の洗濯機SEの構成について説明する。図15は、第5変形例の洗濯機SEにおけるドラム20の溝20eの説明図である。図15に示す例では、ドラム20の内周部20saの溝20eは、雌ねじのねじ山のらせんを模した形状で配置されており、その途中部分の間隔が狭くなるよう構成されている。つまり、ドラム20の溝20eは、径方向に垂直な断面の形状が非矩形状になっているものである。
流体バランサ23の突起23bがドラム20の溝20eの狭い部分を押し広げながらねじ込まれることで、ドラム20の先端が周方向に広がる。これにより、ねじ込みが進むほど、流体バランサ23を周方向に縮小させる張力が発生する。そのため、流体バランサ23とドラム20は、さらに強固に一体化して固定される。
なお、例えば、図12に示すように、溝20e,24e(係合部)がドラム20c2の内周部20saと補強リング24の外周部24sbとに配置されている場合に、内周部20saと外周部24sbとのいずれか一方又は双方に配置された溝20e,24e(係合部)は、径方向に垂直な断面の形状が非矩形状になるように構成することができる。
<その他の事項について>
(1)前記した実施形態では、流体バランサ23が複数層である場合を例に説明した(図7参照)が、流体バランサ23が単層であっても適用できる。
(2)前記した実施形態では、洗濯機として略水平の回転軸をもつ洗濯機Sを説明した(図1参照)が、略鉛直方向の回転軸をもつ縦型洗濯機においても、本発明は適用可能である。
(3)本発明は、前記した実施形態、変形例の構成に限られることなく、様々な変形が可能である。
(4)本発明は、ドラム式洗濯機に限らず、縦型洗濯機にも適用することができる。また、乾燥機能を備えた、ドラム式や縦型の洗濯乾燥機にも適用することができる。
10 外槽
10S 洗濯槽
20,20c1,20c2 ドラム(水槽)
20e,20e1,24e 溝(係合部)
20sa,23sa 内周部
21 ねじ締結部
21a ねじ穴部
23,23c1,23c2 流体バランサ
23a,23aa,23ab 空洞
23b,23b1,23c,23d 突起
23sb,24sb 外周部
24 補強リング
25 隙間
51 液体
53 円管
53a 内壁部
53b 外壁部
53r,53ra,53rb 流路
S,SA,SB,SC,SD,SE 洗濯機(ドラム式洗濯機)

Claims (10)

  1. 洗濯水が入れられる外槽と、
    前記外槽内に設けられ、洗濯物が入れられる水槽と、
    前記水槽内に配置され、周方向に移動可能な液体が封入された径方向に複数層の流路を有する円管状の流体バランサと、を備え、
    前記流体バランサの外周部には、複数の長尺状の突起が配置され、
    前記水槽の内周部には、複数の長尺状の係合部が配置され、
    前記流体バランサと前記水槽は、前記流体バランサの突起を前記水槽の係合部にねじ込むことで固定される
    ことを特徴とする洗濯機。
  2. 請求項1に記載の洗濯機において、
    前記流体バランサの突起は、雄ねじ状に配置され、
    前記水槽の係合部は、雌ねじ状に配置されている
    ことを特徴とする洗濯機。
  3. 請求項1に記載の洗濯機において、
    前記流体バランサの突起は、前記水槽に収まる側の反対側ほど径方向の高さが高くなっている
    ことを特徴とする洗濯機。
  4. 請求項1に記載の洗濯機において、
    前記流体バランサの突起は、径方向に垂直な断面の形状が非矩形状になっている
    ことを特徴とする洗濯機。
  5. 請求項1に記載の洗濯機において、
    前記水槽の係合部は、径方向に垂直な断面の形状が非矩形状になっている
    ことを特徴とする洗濯機。
  6. 洗濯水が入れられる外槽と、
    前記外槽内に設けられ、洗濯物が入れられる水槽と、
    前記水槽内に配置され、周方向に移動可能な液体が封入された径方向に複数層の流路を有する円管状の流体バランサと、
    前記水槽の内側部分に配置され、外周部が前記流体バランサの内周部に当接するように、リング形状に形成された補強リングと、を備え、
    前記流体バランサの外周部と内周部には、複数の長尺状の突起が配置され、
    前記水槽の内周部と前記補強リングの外周部には、複数の長尺状の係合部が配置され、
    前記流体バランサと前記水槽は、前記流体バランサの外周部に配置された突起を前記水槽の内周部に配置された係合部にねじ込むとともに、前記流体バランサの内周部に配置された突起を前記補強リングの外周部に配置された係合部にねじ込むことで固定される
    ことを特徴とする洗濯機。
  7. 請求項6に記載の洗濯機において、
    前記流体バランサの外周部と内周部に配置された突起は、雄ねじ状に配置され、
    前記水槽の内周部に配置された係合部と前記補強リングの外周部に配置された係合部は、雌ねじ状に配置されている
    ことを特徴とする洗濯機。
  8. 請求項6に記載の洗濯機において、
    前記流体バランサの外周部に配置された突起は、前記水槽に収まる側の反対側ほど径方向の高さが高くなっている
    ことを特徴とする洗濯機。
  9. 請求項6に記載の洗濯機において、
    前記流体バランサの外周部と内周部とのいずれか一方又は双方に配置された突起は、径方向に垂直な断面の形状が非矩形状になっている
    ことを特徴とする洗濯機。
  10. 請求項6に記載の洗濯機において、
    前記水槽の内周部と前記補強リングの外周部とのいずれか一方又は双方に配置された係合部は、径方向に垂直な断面の形状が非矩形状になっている
    ことを特徴とする洗濯機。
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