JP5611741B2 - 洗濯機 - Google Patents

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、外箱の底板上にサスペンションにより弾性支持して設けられており、そのサスペンションに、ドラムの振動に伴う水槽の振動を減衰するダンパが具えられている。この種のダンパには、通常、減衰力が不変のものが用いられているが、近年、減衰力が可変のものを用いる考えがあり、それには作動流体に機能性流体を使用することが考えられている。

機能性流体とは、外部から加える物理量を制御することで粘性等のレオロジー的性質が機能的に変化する流体であって、電気的エネルギーの印加により粘度が変化する流体としての磁気粘性流体及び電気粘性流体を包含する。このうち、磁気粘性流体は、例えば、オイルの中に鉄、カルボニル鉄などの強磁性粒子を分散させたものであって、磁界が印加されると強磁性粒子が鎖状のクラスタを形成することで粘度が上昇するものであり（例えば特許文献１、２参照）、電気粘性流体は電界が印加されると粘度が上昇するものである。

特表２００２−５０２９４２号公報 特開２００５−２９１２８４号公報

上述の機能性流体を使用したダンパは、機能性流体の粘度の変化で減衰力を変化させ得るものであり、それによって、脱水行程起動時の水槽の共振が現れる回転速度までは、減衰力を大きくして、水槽の共振の発生を回避することにより脱水回転の立ち上がり性能を良くし、それ以後の脱水行程定常（高速回転）時には、減衰力を小さくして、水槽の振動が外箱に伝わるのを避け、更にその振動が洗濯機を設置した家屋の床面に伝わるのを避けるようにすることが可能である。
しかしながら、機能性流体は前述のように電気的エネルギーの印加により粘度が変化するものであり、電気絶縁上の対策を充分に施す必要がある。

そこで、ダンパが通電による電気的エネルギーの印加により粘度が変化する機能性流体を使用して減衰力を変化させるものにおける電気絶縁性の確保が充分にできる洗濯機を提供する。

本実施形態の洗濯機においては、外箱と、この外箱の内部に位置する水槽と、この水槽の内部に位置して回転駆動される回転槽と、前記水槽を前記外箱の底板との間で弾性支持し、前記水槽の振動を減衰するダンパを有するサスペンションとを具備し、前記ダンパが、通電による電気的エネルギーを印加するための給電線が接続され、その給電線を介した電気的エネルギーの印加により粘度が変化する機能性流体を使用して減衰力を変化させるものであって、下端部に取付部を有し、このダンパを、前記取付部で前記外箱の底板に、該取付部の下端が洗濯機設置用の防水パンの高さより高く位置するように取付けたことを特徴とする。

第１の実施形態を示す防水パン上設置状態の主要部分の縦断面図 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 主要部分の縦断面図 サスペンション取付構造の分解斜視図 第２の実施形態を示す図１相当図 第３の実施形態を示す図１部分相当拡大図 図５相当図

以下、第１の実施形態につき、図１ないし図５を参照して説明する。
まず、図２には、ドラム式洗濯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、直方体状を成しており、そのうちの前面部（図２で右側）のほゞ中央部に洗濯物出入口２を形成し、この洗濯物出入口２を開閉する扉３を外箱１に枢支して設けている。又、外箱１の前面部の上部には、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２で右左）の横軸円筒状を成すものであり、それを外箱１の底板１ａ上に、左右一対（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から成るもので、アウターロータ形であり、ロータ８ａの中心部に取付けた回転軸（図示省略）を、軸受ハウジング９を介して水槽６の内部に挿通している。

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と同心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を回転させる回転槽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と前記洗濯物出入口２との間を環状のベローズ１４で連ねている。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、排水弁１５を介して、排水ホース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、送風機１９、及び加熱器２０を有しており、ドラム１０内の空気を吸引して除湿し、次いで加熱して、ドラム１０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はともにダンパ２１を有しており、このダンパ２１は、図３に示すように、主部材として、磁性材から成るシリンダ２２と、同じく磁性材から成るシャフト２３とを具えている。このうち、シリンダ２２は下端部に取付部２４を有し、この取付部２４を、図２に示すように、前記外箱１の底板１ａに、主として取付板２５、クッション２６，２７、及びナット２８で取付けている（後に詳述する）。
これに対して、シャフト２３は上端部に取付部２３ａを有し、この取付部２３ａを、同じく図２に示すように、前記水槽６に、主として取付板２９、クッション３０，３１、及びをナット３２で取付けている（これも後に詳述する）。

シリンダ２２の最上部には、図３に示すように、摩擦リング３３と、リング状の上軸受３４、リップ状のシール３５、リング状の上ヨーク３６を収納した短円筒状のブラケット３７を挿入して固定保持している。このうち、摩擦リング３３は例えばポリウレタンから成っており、上軸受３４は例えば焼結含油メタルから成っていて、上ヨーク３６とブラケット３７は磁性材から成っている。

シリンダ２２の上記上ヨーク３６及びブラケット３７直下の位置には、上コイル３８を巻装した上ボビン３９を挿入して固定保持している。又、シリンダ２２の内部の上記上ボビン３９直下の位置には、リング状の中間ヨーク４０を圧入して固定している。中間ヨーク４０は磁性材から成っている。

更に、シリンダ２２の上記中間ヨーク４０直下の位置には、下コイル４１を巻装した下ボビン４２を挿入して固定保持している。そして、シリンダ２２の上記下ボビン４２直下の位置には、下ヨーク４３を圧入して固定している。この下ヨーク４３は磁性材から成っており、内周部の下側にスペース４４を有する短円筒状に形成していて、そのスペース４４に、リップ状のシール４５と、リング状の下軸受４６とを収納して固定保持している。下軸受４６は例えば焼結含油メタルから成っている。

加えて、前記ブラケット３７と上ボビン３９との間にはシール４７を設けており、上ボビン３９と中間ヨーク４０との間にはシール４８を、中間ヨーク４０と下ボビン４２との間にはシール４９を、下ボビン４２と下ヨーク４３との間にはシール５０を、それぞれ設けている。これらのシール４７〜５０は、例えばＯリングから成っている。

そして、シャフト２３を、シリンダ２２の上端開口部から、摩擦リング３３、上軸受３４、シール３５、上ヨーク３６、上ボビン３９、中間ヨーク４０、下ボビン４２、下ヨーク４３、シール４５、及び下軸受４６を順に貫通させてシリンダ２２の内部に挿入している。この挿入したシャフト２３は、上軸受３４及び下軸受４６に支持されつつ、摩擦リング３３、上軸受３４、シール３５、上ヨーク３６、上ボビン３９、中間ヨーク４０、下ボビン４２、下ヨーク４３、シール４５、及び下軸受４６に対して、軸方向の往復動が相対的に可能となっている。又、シリンダ２２の下ヨーク４３下の部分は空洞５１となっており、シャフト２３は、下端部がその空洞５１に達し、止め輪５２で抜け止めしている。

更に、挿入したシャフト２３と上ボビン３９及び下ボビン４２との各間、並びにそれらの近傍であるシャフト２３と上ヨーク３６、中間ヨーク４０、及び下ヨーク４３との各間には、機能性流体、この場合、磁気粘性流体（ＭＲ流体）５３を充填している。

機能性流体とは、既述のように、外部から加える物理量を制御することで粘性等のレオロジー的性質が機能的に変化する流体であって、電気的エネルギーの印加により粘度が変化する流体としての磁気粘性流体５３及び図示しない電気粘性流体を包含する。本実施形態では、磁界（磁場）の強度に応じて粘性特性が変化する磁気粘性流体５３を用いているが、電界（電場）の強度に応じて粘性特性が変化する電気粘性流体（ＥＲ流体）を用いても良い。

磁気粘性流体５３は、これも既述のように、例えば、オイルの中に鉄、カルボニル鉄などの強磁性粒子を分散させたものであり、磁界が印加されると強磁性粒子が鎖状のクラスタを形成することで粘度が上昇するものであり、前記シール３５とシール４７〜５０及びシール４５は、この磁気粘性流体５３の漏れを抑止する機能を有している。

かくして、ダンパ２１を構成しており、このダンパ２１のシリンダ２２の外部上方に位置したシャフト２３の上部には、ばね受け座５４を嵌合固定し、このばね受け座５４とシリンダ２２上に臨んだ前記ブラケット３７の段部３７ａとの間には、シャフト２３を囲繞する圧縮コイルスプリングから成るコイルばね５５を装着し、かくして、サスペンション７を構成すると共に、該サスペンション７を前記水槽６と前記外箱１の底板１ａとの間に組込み、外箱１の底板１ａ上に水槽６を弾性支持するようにしている。

次に、ダンパ２１の下端部の取付けについて詳述する。前記シリンダ２２が有した取付部２４は、シリンダ２２とは別体の部品で、シリンダ２２の下端部に固着したものであり、シリンダ２２より下方へ比較的長めに突出する突部２４ａを有していて、この突部２４ａの下端部に雄ねじ２４ｂを有している。又、この取付部２４の突部２４ａには、図４に示すように、ワッシャ５６を介して前記クッション２６を嵌着している。このクッション２６は短円筒形で、下部の中央孔周りの部分に非円形である四角形の短い突部２６ａを突設している。

これに対して、前記取付板２５は、図５に示すように、上記クッション２６の突部２６ａに対応する四角形の孔２５ａを有しており、この孔２５ａにクッション２６の突部２６ａを上方より挿入して係合させている。この結果、クッション２６は取付板２５に回転不能に組付けられ、ひいてはダンパ２１が取付板２５に回転不能に組付けられている。

なお、図５には、前記上コイル３８及び下コイル４１に通電するための給電線５７と、この給電線５７を保持具５８，５９によってシリンダ２２に保持する給電線ホルダ６０、並びに給電線５７を取付板２５に保持する保持具６１，６２を示しており、上述の取付板２５に対するダンパ２１の回転不能な組付けは、その保持された給電線５７がダンパ２１の回転により捩られて断線などすることのないようにするためのものである。

一方、取付板２５の下方においては、クッション２７を、取付板２５下に突出した前記取付部２４の突部２４ａに嵌着して、上記クッション２６との間で取付板２５を挟みつけるようにしている。このクッション２７は、短円筒形で、上部と下部のそれぞれ中央孔周りの部分に円形の浅い凹部２７ａ，２７ｂ（図４参照）を有し、そのうちの上部の凹部２７ａを前記クッション２６の突部２６ａに嵌合している。

そして、クッション２７からも更にその下方へ突出した前記取付部２４の突部２４ａには、クッション２７とほぼ同径の円盤状を成すワッシャ６３を嵌挿し、更にその下方へ突出した前記取付部２４の突部２４ａ（雄ねじ２４ｂ）に前記ナット２８を螺合して締付け、かくしてダンパ２１の下端部を取付部２４で取付板２５の上下にクッション２６，２７を介在させて組付けている。なお、クッション２６，２７は、ダンパ２１ひいては前記水槽６の防振に供する防振弾性体であり、ともに硬度調整のために導電材であるカーボンを混入した電気絶縁材であるゴムにより製造されている。

そして、上述のようにダンパ２１の下端部を組付けた取付板２５を、図５に示す複数の取付孔２５ｂによって、図４に示すように前記外箱１の底板１ａの周囲立上り部６４に例えばねじ止めして取付けている。

次いで、シャフト２３の上端部の取付けについて詳述する。前記シャフト２３が有した取付部２３ａも又、図４に示すように、シャフト２３とは別体の部品で、シャフト２３の上端部に例えば螺合して継着したものであり、シャフト２３の上端部からこの取付部２３ａにかけて、ワッシャ６５、前記クッション３０、前記取付板２９、前記クッション３１、ワッシャ６６を順に上方より嵌挿して、取付板２９をクッション３０，３１で挟みつけ、この状態で取付部２３ａの上方突出端部に前記ナット３２を螺合して締付け、かくしてシャフト２３の上端部を取付部２３ａで取付板２９の上下にクッション３０，３１を介在させて組付けている。
そして、このようにシャフト２３の上端部を組付けた取付板２９を、前記水槽６の周側部に存する腕部（図示せず）に例えばねじ止めして取付けている。

図１は、洗濯機を家屋の床面に設置するための、すなわち、洗濯機設置用の防水パン６７を示しており、この防水パン６７は、周知のように平面形が四角で、周囲を高さ（深さ）Ｈ（規格８０〔ｍｍ〕の堤部６７ａで囲っており、その高さＨに貯水できるようになっていて、底部には洗濯機の前記排水ホース１６の先端部を差し込み接続する接続口（図示せず）を有している。

図１は又、上記防水パン６７の底面上に載せて設置した洗濯機を示しており、前記外箱１の底板１ａを脚６８（図示は後部脚）を介して載置している。この防水パン６７上に洗濯機を設置した状態で、前記外箱１の底板１ａに取付けたダンパ２１の取付部２４は、下端２４ｃが防水パン６７の高さＨより寸法ａ（例えば２〔ｍｍ〕）だけ高く位置するようになっており、すなわち、前記ダンパ２１は、取付部２４で外箱１の底板１ａに、該取付部２４の下端２４ｃが洗濯機設置用の防水パン６７の高さより高く位置するように取付けている。

更に、図１には、外箱１の底板１ａ上に配管した前記排水ホース１６を示しており、この図１に示すように、上記ダンパ２１の取付高さは、上記取付部２４の下端２４ｃが、外箱１の底板１ａ上に配管した排水ホース１６よりも高く位置する高さとしている。なお、図２には排水弁１５を示しているが、ダンパ２１の取付高さは、上記取付部２４の下端２４ｃが、排水弁１５よりも高く位置する高さとしている。

次に、上記構成のものの作用効果を述べる。
上記構成の洗濯機においては、洗濯時や脱水時もしくは乾燥時の、ドラム１０を回転させる折り、該ドラム１０の回転に伴い、水槽６が上下方向を主体に振動する。この水槽６の上下振動に応動して、サスペンション７では、水槽６に取付けたシャフト２３が、コイルばね５５を伸縮させつつ、摩擦リング３３、上軸受３４、シール３５、上ヨーク３６、上ボビン３９、中間ヨーク４０、下ボビン４２、下ヨーク４３、シール４５、及び下軸受４６を貫通して、シリンダ２２の内部を上下方向に往復動する。

このようにシャフト２３が上記各部品を貫通して上下方向に往復動するとき、シャフト２３と上ボビン３９及び下ボビン４２との各間、並びにそれらの近傍であるシャフト２３と上ヨーク３６、中間ヨーク４０、及び下ヨーク４３との各間に充填した磁気粘性流体５３は、その粘性による摩擦抵抗でサスペンション７に減衰力を与え、水槽６の振幅を減衰させる。
しかして、このとき、ダンパ２１の上下両コイル３８，４１に通電をする。すると、そのコイル３８，４１による磁場が発生して、磁気粘性流体５３に磁界が与えられ、磁気粘性流体５３の粘度が高まる。

詳細には、コイル３８，４１に通電したことで、シャフト２３−磁気粘性流体５３−上ヨーク３６−ブラケット３７−シリンダ２２−中間ヨーク４０−磁気粘性流体５３−シャフト２３の磁気回路が発生すると共に、シャフト２３−磁気粘性流体５３−中間ヨーク４０−シリンダ２２−下ヨーク４３−磁気粘性流体５３−シャフト２３の磁気回路が発生し、それぞれ磁束が通過する箇所の磁気粘性流体５３の粘度が高まる。特に磁束密度の高いシャフト２３と上ヨーク３６との間、中間ヨーク４０とシャフト２３との間、及び下ヨーク４３とシャフト２３との間の、各磁気粘性流体５３の粘度が高まり、摩擦抵抗が増加する。

かくして、シリンダ２２が前記各部品、特には上下両コイル３８，４１と、上ヨーク３６、中間ヨーク４０、及び下ヨーク４３を伴って上下方向に振動するときの、摩擦抵抗が増加することにより、減衰力が大きくなる。これにより、水槽６に振動が発生しにくくできる。

さて、このようにコイル３８，４１に通電して減衰力を大きくするダンパ２１を有する洗濯機において、ダンパ２１は、取付部２４で外箱１の底板１ａに、該取付部２４の下端２４ｃが洗濯機設置用の防水パン６７の高さＨより高く位置するように取付けている。
これにより、排水ホース１６の外れ、その他の原因で、防水パン６７に水が貯まるようなことがあっても、ダンパ２１に水が触れることが避けられ、電気絶縁性を良好に確保することができる。

加えて、上記構成の洗濯機では、ダンパ２１の取付高さを、取付部２４の下端２４ｃが、外箱１の底板１ａ上に配管する排水ホース１６よりも高く位置する高さとしている。これにより、排水ホース１６の外れがあって、その周囲に水が出ても、ダンパ２１に水が触れることはやはり避けられ、電気絶縁性を良好に確保することができる。

以上に対して、図６ないし図８は第２及び第３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６に示す第２の実施形態においては、外箱１の底板１ａの、ダンパ２１を取付けた部分の直下の位置に水抜き孔７１を設けている。詳細には、外箱１の底板１ａの、ダンパ２１を取付けた部分の直下は、ダンパ２１の取付部２４の下端２４ｃからクッション２７の中間部までを収容する袋状の部分７２となっており、この袋状の部分７２の底部に複数の孔を形成して、それを水抜き孔７１としている。なお、水抜き孔７１は、外箱１の底板１ａの、ダンパ２１を取付けた部分の直下を無底に開口させることにより、その開口でもってそれとなすようにしても良い。

このようにすることにより、外箱１の内面等に結露して流下する水がダンパ２１の直下に至っても、それは水抜き孔７１から抜け落ち、貯まることはない。よって、ダンパ２１に流下した結露水が触れるようになることも避けられ、電気絶縁性をやはり良好に確保することができる。
なお、この第２の実施形態は、ダンパ２１の取付高さを、取付部２４の下端２４ｃが、外箱１の底板１ａ上に配管する排水ホース１６よりも高く位置する高さとすることを除いて実施するようにしても良い。

［第３の実施形態］
図７及び図８に示す第３の実施形態においては、ダンパ２１の下端部におけるクッション２６と取付板２５との間に電気絶縁シート８１を介在させ、クッション２７と取付板２５との間に電気絶縁シート８２を介在させている。それらの電気絶縁シート８１，８２は例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製で、それぞれクッション２６，２７よりやゝ径大な円板状を成している。

このようにすることにより、外箱１の内面から取付板２５に表面にかけての結露が生じても、取付板２５とクッション２６，２７の各間が電気絶縁シート８１，８２で電気絶縁されるので、取付板２５を介したダンパ２１と外箱１の導通が避けられ、電気絶縁性をやはり良好に確保することができる。

この場合、クッション２６，２７を前述のカーボンなど導電材を含まない電気絶縁材、例えばシリコンゴム製とすれば、硬度も適度に得つつ、同様に結露に対する電気絶縁性をやはり良好に確保することができる。但し、このクッション２６，２７の電気絶縁材については、実質的に電気絶縁性を呈するものであれば良いもので、導電材を例えば微量に含むものであっても良い。すなわち、このクッション２６，２７の電気絶縁材は、クッション２６，２７が導電性を帯びる量以上に導電材を含まなければ良いもので、導電材を全く含まないものに限られず、導電材を電気絶縁上実質的に含まないものであれば良い。

更に、このクッション２６，２７を導電材を含まない電気絶縁材製とする実施形態、並びに上記第３の実施形態も、ダンパ２１の取付高さを、取付部２４の下端２４ｃが、外箱１の底板１ａ上に配管する排水ホース１６よりも高く位置する高さとすることを除いて実施するようにしても良く、前記第２の実施形態と組合わせて実施するようにしても良い。

なお、洗濯機の全体としては、ドラム式には限られず、水槽と回転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、乾燥機能を有していなくでも良い
そのほか、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、１ａは外箱の底板、６は水槽、７はサスペンション、１０はドラム（回転槽）、１６は排水ホース、２１はダンパ、２４は取付部、２４ｃは取付部の下端、２５は取付板、２６，２７はクッション（防振弾性体）、５３は磁気粘性流体（機能性流体）、６７は防水パン、Ｈは防水パンの高さ、７１は水抜き孔、８１，８２は電気絶縁シートを示す。

Claims (5)

1. 外箱と、
   この外箱の内部に位置する水槽と、
   この水槽の内部に位置して回転駆動される回転槽と、
   前記水槽を前記外箱の底板との間で弾性支持し、前記水槽の振動を減衰するダンパを有するサスペンションとを具備し、
   前記ダンパが、通電による電気的エネルギーを印加するための給電線が接続され、その給電線を介した電気的エネルギーの印加により粘度が変化する機能性流体を使用して減衰力を変化させるものであって、下端部に取付部を有し、
   このダンパを、前記取付部で前記外箱の底板に、該取付部の下端が洗濯機設置用の防水パンの高さより高く位置するように取付けたことを特徴とする洗濯機。
   
2. ダンパの取付高さを、取付部の下端が、外箱の底板上に配管する排水ホースより高く位置する高さとしたことを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
3. 外箱の底板の、ダンパを取付けた部分の直下の位置に水抜き孔を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. ダンパの下端部を、外箱の底板に取付ける取付板に防振弾性体を介在させて組付けるものであって、その防振弾性体と取付板との間に電気絶縁シートを介在させたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の洗濯機。
5. ダンパの下端部を、外箱の底板に取付ける取付板に防振弾性体を介在させて組付けるものであって、その防振弾性体を導電材を含まない電気絶縁材製としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の洗濯機。

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