JP4857197B2

JP4857197B2 - ドラム式洗濯機

Info

Publication number: JP4857197B2
Application number: JP2007147611A
Authority: JP
Inventors: 康博松井; 哲憲金子; 真司上野; 功桧山; 寛大杉
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2027-06-04
Also published as: CN101319452A; CN101319452B; JP2008295906A

Description

本発明は、ドラム式洗濯機の防振技術に関する。

一般的なドラム式洗濯機は、洗濯機筐体内で弾性支持された水槽と、この水槽内で回転軸を水平に対して０〜３０°程度傾斜して回転可能に設けられた洗濯槽と、水槽の後部に設け、この洗濯槽を回転駆動するモータとで構成され、衣類の開口部を筐体前面に設けている。

この洗濯槽内に衣類を入れて洗濯する。この洗濯後の衣類を干す、乾燥させる前に、衣類から水分をできるだけ取り除く必要がある。そこで、この洗濯槽の側面にはたくさんの小さな穴があいており、洗濯槽を高速に回転させ、遠心脱水を行っている。

遠心脱水を行うにあたり、洗濯槽内に均等に衣類を分散させることは困難であり、衣類の片寄りが生じてしまう。その状態で高速回転させると、大きな遠心力が発生し、大きな振動となる。この大きな遠心力を逃がし、振動を小さくするため、水槽はばねで弾性支持されている。ばねだけで支持すると共振時に振動を抑えることができないため、ダンパを併設し、減衰作用を与えている。振動を低減させ、適正な状態で遠心脱水できるように、ばね，ダンパを調節している。

ばねのばね定数を小さくすれば、水槽の振動を洗濯機の外へ伝えにくくすることができる。しかし、ばね定数を小さくすると、衣類や洗濯水を入れた場合に大きく沈み込み、ばねが密着し、洗濯時の振動を緩和させることができないし、ばねへの負担が大きくなりばねの劣化が進んでしまう。

また、ダンパはその減衰性能を高くすると、脱水起動時に起きる共振を抑えてスムーズに起動させることができる。しかし、減衰性能を高くしすぎると高回転時において、振動が洗濯機の外へ大きく伝わってしまう。

特開平９−２５３３８５号公報に記載の従来技術には、脱水時の洗濯槽の回転方向に対して上向きの速度を持つ側のダンパの減衰性能を大きくすることで、共振時の振動を抑える提案がされている。

特開平９−２５３３８５号公報

しかしながら、特許文献１のように上からばねで水槽を吊るし、水槽の下部が左右に動きやすく支持しているドラム式洗濯機の場合には効果的に共振時の振動を抑えることができる。しかし、水槽の下部からサスペンションで支持しているドラム式洗濯機の場合、水槽が倒れてしまわないように、水槽の下部が左右に動きにくく支持されている。このようなドラム式洗濯機の場合特許文献１とは異なる水槽の動きになり、効果的に共振時の振動を抑えることができない。また、高回転時において、水槽の振動が洗濯機の外へ大きく伝わりやすくなる恐れがある。

そこで、本発明は、脱水時における前記洗濯槽の回転方向が下向きとなる側に配された水槽を支持する減衰装置の減衰能力を、上向きとなる側に配された減衰装置の減衰能力より大きくすることを特徴とする。

本発明によれば、ドラム式洗濯機の脱水時における振動を低減することができる。

本発明の実施例を説明する前に、図１〜図５を用いて本発明の原理を説明する。

図１はドラム式洗濯機の内部を簡略化して示す。筐体１の中で水槽２はサスペンション４（左側４Ｌ，右側４Ｒ）により前記水槽２の下部において支持されている。水槽２の内側に洗濯槽３が回転可能に取り付けられている。水槽２を高速に回転させることで脱水を行っている。図１においては左回りに脱水を行う。脱水時において、洗濯槽３には衣類があるが、衣類は洗濯槽３内面に均等に張り付かず、布片寄り８が発生する。布片寄り８が洗濯槽３とともに回転することにより遠心力Ｆが発生し、水槽２を振動させる。この振動をサスペンション４で受け止めている。サスペンション４Ｌは水槽２の左側下部を、サスペンション４Ｒは右側下部を支持している。サスペンション４Ｌはばね５Ｌとダンパ６Ｌで構成されている。また同様にサスペンション４Ｒはばね５Ｒとダンパ６Ｒで構成されている。ダンパ６Ｌ，６Ｒにより前記水槽２の共振時の振動を抑えている。ダンパ６Ｌ，６Ｒの減衰性能が大きいほど共振時の振動を抑えることができる。また、振動していないところにダンパを取り付けも、振動を抑えることはできず、大きく振動しているところにダンパを取り付けるほうが効果的に振動を抑えるようになる。

一方、共振回転数を超えて高回転数の定常時になると水槽２の振動は小さくなる。しかし、サスペンション４Ｌ，４Ｒ、筐体１，ゴム脚７を介して、床に伝わる振動に対して注意を払う必要がある。サスペンション４Ｌ，４Ｒ（ダンパ６Ｌ，６Ｒ）の減衰性能が高ければ高いほど、発生する減衰力が大きく、水槽２の振動を床に伝達させてしまう。よって、振動の伝達を抑えるためにはサスペンション４Ｌ，４Ｒの減衰性能を低くすることが望まれる。また、同じ減衰性能の場合には、サスペンションの伸縮が小さいほど発生する減衰力は小さく、振動の伝達を抑えることができる。

以上をまとめると、共振時には大きく振動し、定常時には小さく振動する位置にダンパを配置させることが望まれる。このようにすることで、床への振動の伝達を抑えながら、共振時の水槽の振動を効果的に抑えることが可能となる。

そこで、図２〜図４を用いて左右のダンパの動きを考える。基本的に水槽２は左右並進モード，上下並進モード，回転モードの３つの振動モードが存在する。それぞれの振動モードについて水槽２とサスペンションの支持点Ｐ１，Ｐ２を図２（Ａ），図３（Ａ），図４（Ａ）に示す。これらの振動モードは回転数によって移り変わってゆく。１５０ｒ／min 付近で左右並進モードが大きくなり（共振し）、２２０ｒ／min 付近で上下並進モードが大きくなり、４００〜６００ｒ／min で回転モードが大きくなり、それ以降はこの回転モードのまま、その振動が小さくなっていく。共振通過時において問題となるのは左右並進モードと上下並進モードであり、定常時において問題となるのは回転モードである。

まず、左右並進モードについて図２で考える。２本のサスペンションにより水槽２を下部に位置する点Ｐ１，Ｐ２で支えているため、水槽２の下部は上部に較べて動きにくい。そのため、図２（Ａ）のように水槽２の上部が下部より大きく振動する。左右並進モードの共振前では布片寄りが左に位置するときには、その遠心力により水槽２は左に移動し、支持点Ｐ１，Ｐ２はａ₁，ａ₂の位置に移動する。また、逆に布片寄りが右に位置するときは、水槽２も右に移動し、支持点Ｐ１，Ｐ２はｂ₁，ｂ₂の位置に移動する。しかし共振時において、変位は加振力に対して９０゜位相が遅れるため、左回りの時には布片寄りが下に位置するときに水槽２は左に移動し、布片寄りが上に位置するときに水槽２は右に移動する。また、布片寄りが下にあるときには下方向に力が発生しているため、水槽２は下にも移動する。そのため、水槽２は左方向＋下方向に移動し、支持点Ｐ１，Ｐ２は図２（Ｂ）に示すｃ₁，ｃ₂の位置に移動する。また、逆に布片寄りが上にあるときには上方向に力が発生しているため、水槽２は上にも移動する。そのため、水槽２は右方向＋上方向に移動し、支持点Ｐ１，Ｐ２は図２（Ｂ）に示すｄ₁，ｄ₂の位置に移動する。左右並進モードにおいてはサスペンションの支持点Ｐ１，Ｐ２は図２（Ｂ）に示すｃ₁，ｃ₂〜ｄ₁，ｄ₂の間を動くことになる。サスペンション４Ｌ，４Ｒの動きは左側のほうが右側に較べて大きく伸縮することがわかる。よって、左側のダンパ、つまりは回転方向が下向きとなる側のダンパの減衰性能を高くすることで効果的に左右並進モードを抑えることができる。

次に、上下並進モードについて図３で考える。図３（Ａ）のように水槽２は共振前では布片寄りが上に位置するときには、その遠心力により水槽２は上に移動し、支持点Ｐ１，Ｐ２はｅ₁，ｅ₂の位置に移動する。また、逆に布片寄りが下に位置するときは、水槽２も下に移動し、支持点Ｐ１，Ｐ２はｆ₁，ｆ₂の位置に移動する。しかし共振時において、変位は加振力に対して９０゜位相が遅れるため、左回りの時には布片寄りが左に位置するときに水槽２は上に移動し、布片寄りが右に位置するときに水槽２は下に移動する。また、布片寄りが左もしくは右にあるときには左右方向に力が発生しているため、水槽２は左右にも振動する。上述したように上下共振回転数は２２０ｒ／min であり、左右並進モードの共振回転数は１５０ｒ／min であるため、左右並進モードの共振を通過している。そのため、左右の変位は加振力に対して１８０゜位相が遅れるため、布片寄りが左に位置するときに水槽２は右に移動し、布片寄りが右に位置するときに水槽２は左に移動する。その結果、布片寄りが左にあるときの水槽２は上方向＋右方向に移動し、支持点Ｐ１，Ｐ２は図３（Ｂ）に示すｇ₁，ｇ₂の位置に移動する。また、逆に布片寄りが右にあるときの水槽２は下方向＋左方向に移動し、支持点Ｐ１，Ｐ２は図３（Ｂ）に示すｈ₁，ｈ₂の位置に移動する。上下並進モードにおいてはサスペンションの支持点Ｐ１，Ｐ２は図３（Ｂ）に示すｇ₁，ｇ₂〜ｈ₁，ｈ₂の間を動くことになる。左右のサスペンション４Ｌ，４Ｒの動きは左側のほうが右側に較べて大きく伸縮することがわかる。よって、左側のダンパ、つまりは回転方向が下向きとなる側のダンパの減衰性能を大きくすることで効果的に上下並進モードを抑えることができる。

最後に回転モードについて図４で考える。回転モードの共振前では水槽２は図４（Ａ）に示すように回転する。水槽２の重心は洗濯槽３の回転中心より下方にあるため、布片寄りが右に位置するときには、その遠心力によるモーメントを受け、水槽２は右回りに回転し、支持点Ｐ１，Ｐ２はｉ₁，ｉ₂の位置に移動する。また、逆に布片寄りが左に位置するときは、水槽２は左回りに回転し、支持点Ｐ１，Ｐ２はｊ₁，ｊ₂の位置に移動する。しかし、共振時においては、回転は加えるモーメントに対して９０゜位相が遅れる。そのため、洗濯槽３が左回りの場合、布片寄りが上に位置するときに水槽２は右回りに回転し、布片寄りが下に位置するときに水槽２は左回りに回転する。また、布片寄りが上もしくは下にあるときには上下方向にも力が発生しているため、水槽２は上下にも振動する。上述したように回転モードの共振回転数は４００〜６００ｒ／min であり、上下並進モードの共振回転数は２２０ｒ／min であるため、上下並進モードの共振を通過している。そのため、上下の変位は加振力に対して１８０゜位相が遅れるため、布片寄りが上に位置するときに水槽２は下に移動し、布片寄りが下に位置するときに水槽２は上に移動する。その結果、布片寄りが上にあるとき、水槽２は右回り＋下方向に移動し、支持点Ｐ１，Ｐ２は図４（Ｂ）に示すｋ₁，ｋ₂の位置に移動する。また、逆に布片寄りが下にあるとき、水槽２は左回り＋下方向に移動し、支持点Ｐ１，Ｐ２は図４（Ｂ）に示すｌ₁，ｌ₂の位置に移動する。回転モードにおいてはサスペンションの支持点Ｐ１，Ｐ２は図４（Ｂ）に示すｋ₁，ｋ₂〜ｌ₁，ｌ₂の間を動くことになる。左右のサスペンション４１，４２の動きは左側のほうが右側に較べて小さく伸縮することがわかる。定常時にはこの回転モードのままその振動の大きさが小さくなっていく。定常時では、左右のサスペンション４１，４２の動きは左側のほうが右側に較べて小さく伸縮する。よって左側のダンパ、つまりは回転方向が下向きとなる側のダンパの減衰性能を大きくしても定常時における床への振動の伝達が大きくなりにくい。

このように、回転方向が下向きとなる側のダンパの減衰性能を大きくすることで定常時の床への振動の伝達を抑えながら、共振時の水槽２の振動を低減させることができる。

またさらに、前記減衰装置は、少なくとも液体を内包したシリンダとその中を動くロッドとロッドに取り付けられたピストンで構成された油圧ダンパであり、前記ピストンには孔が開けられており、前記洗濯槽の脱水時の回転の下向き方向側に配された油圧ダンパのピストンの孔の面積は、上向き方向側に配された油圧ダンパのピストンの孔の面積は小さいことを特徴とする。

またもしくは前記洗濯槽の脱水時の回転の下向き側に配された減衰装置のみ、その減衰装置の外部から減衰性能を変化させることができ、その減衰性能は上向き側に配された減衰装置の減衰性能より高くすることができることを特徴とする。

以上のように、脱水時の前記洗濯槽の回転方向が下向き側の減衰装置の動きは、共振時において、上向き側の減衰装置の動きに較べて大きくなる。そのため、回転方向が下向きとなる側の減衰装置の減衰性能を、上向き側の減衰装置の減衰性能より高くすれば、共振時の水槽を効果的に低減させることができる。また、高回転の定常時においては、下向き側の減衰装置の動きは、共振時において、上向き側の減衰装置の動きに較べて小さくなるので、減衰性能が高くても発生する減衰力が大きくなりにくく、洗濯機本体の外への振動の伝達を抑えることができる。

以下、本発明の実施例について、図５〜図１３を用いて説明する。図５は本発明のドラム式洗濯機の内部の側面図である。図６は本発明のドラム式洗濯機の内部の正面図である。また、図７は水槽を支持するばね・ダンパを組み合わせたサスペンションの外観図である。この発明はドラム式洗濯機に限らず、ヒータやファン等の乾燥装置を搭載したドラム式洗濯乾燥機にも適用可能である。

洗濯機の筐体１前面には洗濯物の投入口があり、扉９が設けられている。扉９を開閉することで、洗濯物を出し入れする。また、筐体１の内側には、水平より０〜３０°投入口側を上にして傾斜し、投入口側が開口した円筒状の水槽２が配置されている。投入口と水槽２の開口部は蛇腹状のゴム質のベローズ１０でつながれており、洗濯物の出し入れ時に洗濯物が筐体１内に落ちないようになっている。水槽２の内側には、多数の孔が空けられ一端が開口した円筒状の洗濯槽３が、回転可能に設けられている。洗濯槽３の底面中心には回転軸１１が締結され、この回転軸１１は水槽２の底面の中心を、水密にシールされかつ回転可能な状態で貫通している。水槽２の後部底面にはフランジ１２が固定され、このフランジ１２には洗濯槽３を回転駆動するモータ１３が固定される。そして洗濯槽３の回転軸１１はこのモータ１３の回転軸に締結されている。こうして、洗濯槽３は水槽２の後部に設けられたモータ１３により水槽２内を左右どちら回りにも回転でき、洗濯槽３を回転させながら、洗い・すすぎ・脱水が行われる。また、脱水時の振動を低減させるために、洗濯槽３の前部に流体バランサ１４が固定されている。流体バランサ１４は中空のリングの中に塩水が入っており、脱水時に衣類の片寄りの反対側に塩水が集まり、衣類の片寄り打ち消し、振動を低減する効果がある。

洗濯槽３およびモータ１３が取り付けられている水槽２は、その下部から筐体１の底面へのべるサスペンション４Ｌ，４Ｒが取り付けられている。サスペンション４Ｌ，４Ｒはほぼ左右対称の位置で、水槽２の鉛直線に対して６０°以内の範囲に取り付けられる。サスペンション４Ｌ，４Ｒは、ダンパ６Ｌ，６Ｒの外側にはばね５Ｌ，５Ｒが配され、弾性的に水槽２を支持している。

また、水槽２の前方下部には重量のバランスを取るための錘１５が取り付けられている。このため、水槽２の重心は洗濯槽の回転軸より下方に位置する。

また、筐体１の内部上面の中央付近より補助ばね１６で水槽２の上部後方を、補助ばね１７で水槽２の上部前方を引っ張っている。これらの補助ばね１６，１７のばね定数は前記ダンパ６Ｌ，６Ｒに併設されたばね５Ｌ，５Ｒに比べて小さい。また、補助ばね１６のばばね定数は補助ばね１７のばね定数に比べて同じもしくは若干大きいばね定数となっている。また、補助ばね１６は補助ばね１７より長い。補助ばね１６，１７を取り付ける筐体１の位置はほぼ同じ位置であるが、ばね同士の接触を避けるため、若干左右にずらしている。

筐体１の上部には、給水ユニット１８があり、洗い・すすぎ時に使用する水は、筐体１の上部に設けた給水口１９，給水バルブ２０，洗剤ケース２１，蛇腹状のホース２２を通過して水槽２内部に注がれる。また、洗い・すすぎ後の水および脱水時の水は、水槽２の下部に設けた排水バルブ２３および排水ホース２４を通過して排水される。

図７にサスペンション４Ｌ，４Ｒの外観を示す。ダンパ６Ｌ，６Ｒの上端は水槽２に取り付けられた金属のベース２５にゴムブッシュ２６を介して取り付けられる。また同様に下端は筐体１の底部に取り付けられた金属のベース２７にゴムブッシュ２６を介して取り付けられる。両端のゴムブッシュ２６はワッシャー２８で挟まれ、ナット２９で締め付けられる。水槽２を支えてもゴムブッシュ２６が大きく変形しない程度に圧縮させて締め付ける。また、このダンパ６Ｒ，６Ｌにはばね５Ｌ，５Ｒが併設されている。ばね５Ｌ，５Ｒはシリンダ３０が支えるばね受け３１とロッド３２が支えるばね受け３３の間に差し込まれている。ばね受け３１はシリンダ３０より一回り大きい円筒状の金属であり、その下端は内側に曲がりシリンダ３０を受ける底面を形成し、ロッド３２が通る穴があいている。また上端は外側に開いており、ばね５Ｌ，５Ｒの上端を受ける。ばね受け３３はロッド３２に差し込めるような切り込みを設けた皿のような形状の金属部品であり、ばね５Ｌ，５Ｒの下端を受ける。ばね５Ｌ，５Ｒが横に動かないようにばね５Ｌ，５Ｒの外径に合わせて淵が立ち上がっている。

図８，図９にダンパ６Ｌ，６Ｒの断面図を示す。また、図１０は図９のダンパが大きな振動しているときの状態を示す。これらの図において共通な部品は同じ番号で示す。左右のダンパで仕様が異なる部品については、番号の後ろに添え字ＬとＲを付ける。Ｌは左側のダンパの部品であり、Ｒは右側のダンパの部品である。シリンダ３０の中にはオイル３４が入っているが、ロッド３２が入り込めるように、シリンダ３０内全体をオイルで充填せずに、空間を設けている。また、ロッド３２の先端にはシリンダ３０の内径とほぼ同じ大きさのピストン３５が固定されている。このピストン３５は小さな孔３６が複数あいており、この孔３６をオイル３４が通過することで、オイル３４の中を動くことができる。この孔３６の面積が広ければ、抵抗が小さく、ピストン３５ならびにロッド３２はスムーズに動く。また、孔３６の面積が狭ければ、抵抗が大きく、ピストン３５ならびにロッド３２の動きは鈍くなる。また、ロッド３２にはピストン３５の下方で距離を置いた位置に鍔３７を設ける。また、ピストン３５と鍔３７の間にバルブ３８を配する。このバルブ３８の直径は、ピストン３５より小さく、孔３６を設けた位置より大きい円盤状の部品である。このバルブ３８は、ピストン３５と鍔３７の間のロッド３２の径より若干大きな穴が中央にあいており、ピストン３５と鍔３７の間を自由に動くことができる。図１０のようにバルブ３８がピストン３５に接触すると孔３６ａ以外の孔はふさがれてしまう。ピストン３５の下部は、孔３６ａの位置において径方向に切欠３９が設けられ、バルブ３８がピストン３５に接触しても孔３６ａは塞がれない。この状態の場合、オイル３４を通過させる孔３６の面積が小さくなり、抵抗が大きくなり、大きな減衰力を発生させやすく、減衰性能が高い。また、バルブ３８はピストン３５との衝突による衝撃をできるだけ緩和させるために樹脂でできているほうが望ましい。

このような構造のダンパ６Ｒ，６Ｌの内部の動きを説明する。ピストン３２が小さく振動している時は図９の状態であり、バルブ３８は下方に位置しピストン３５から離れた状態である。このような状態では、孔３６はすべてがあいており、孔の面積が広く、抵抗が小さく、減衰力が小さく、減衰性能が低い。

また、ピストン３５の振動が大きくなると、ダンパが縮み方向へ動く場合、バルブ３８は鍔３７に押し当たり、孔３６はすべてあいた状態となる。また、ダンパが伸び方向へ動く場合、動き始めるときはバルブ３６は鍔３７に接触しているが、シリンダ３０内のオイル３４とともに上に徐々に移動して鍔３７から離れ、図１０のようにピストン３５に押し当たり、孔３６ａ以外の孔３６を塞いだ状態となる。よって、大きな振動の場合、孔３６ａしかあいておらず、抵抗が大きく、高い減衰性能に切り替わる。このように、振動の大きさによって、減衰性能が変化するダンパである。

このようなダンパを水槽２の下部の左右に取り付け、水槽２の振動を抑えている。本発明の支持構成は、このようなダンパの左右の特性を異なるようにした。本実施例では、脱水時の洗濯槽３の回転方向は、図６の矢印の方向であり、正面から見て左回りである。そのとき、回転方向が下向きとなる側のダンパ、つまり左側のダンパ６Ｌを図８に示す。また、回転方向が上向きとなる側のダンパ、つまり右側のダンパ６Ｒを図９に示す。基本的には両方とも同じ構造である。しかし、減衰性能を決めるピストン３５に設けられた孔３６が異なる。左側のダンパ６Ｌの孔３６Ｌの数は４つであり、右側のダンパ６Ｒの孔３６Ｒの数は５つである。また、孔３６の大きさも左側のダンパ６Ｌの孔３６Ｌは右側のダンパ６Ｒの孔３６Ｒより小さくなっている。つまり、左側のピストン３５の孔３６Ｌの面積は右側のピストン３５の孔３６Ｒの面積より狭くなっている。このようにすることで、左側のダンパ６Ｌの減衰性能を右側のダンパ６Ｒの減衰性能より高くした。

また、左側のダンパ６Ｌのピストン３５の外周には、樹脂でできたバンド４０を取り付け、ピストン３５とシリンダ３０との隙間を減らすようにした。このようにすることで、ピストン３５の孔３６でなく、ピストン３５の外周からのオイル３４の流通を減らし、減衰性能を高くした。また、シリンダ内面を押し付ける力が大きくなり、ピストン３５の動作に対する摩擦力も大きくなり、さらに減衰性能が高くなる。

また、左側のダンパ６Ｌのピストン３５から鍔３７までの距離ＬＬを、右側のダンパ６Ｒのピストン３５から鍔３７までの距離ＬＲより短くした。このようにすることで、低い減衰性能で動作する区間が短く、高い減衰性能で動作する区間が長くなりトータル的に減衰性能が高くなる。

このようなダンパ６Ｌ，６Ｒのストロークと減衰力の関係について図１１で説明する。特に、大振幅となる共振状態、具体的には３〜４Ｈｚで±６〜１０mm程度の振動におけるダンパの特性について説明する。また、実線は左側のダンパ６Ｌの特性であり、点線は右側のダンパ６Ｒの特性を示す。左側のダンパ６Ｌの特性を例に説明する。

図１１に示す点Ａはダンパが縮んだ状態であり、その状態からダンパの伸びとともに減衰力が緩やかに上昇し、点Ｂで減衰力が切り替わり急激に減衰力が上昇し始め、点Ｃで減衰力が最大になる。さらにダンパは伸びるが減衰力は低下し、点Ｄにおいてダンパが縮み始める。点Ｄから減衰力が小さくなり、さらには逆方向の減衰力が発生し、点Ｅにおいて逆方向の減衰力が最大となり、その後逆方向の減衰力は緩やかに減少し点Ａにもどる。このように減衰性能は点Ｂを境に２段階に切り替わる。

右側のダンパ６Ｒに較べて左側のダンパ６Ｌのほうが、ピストンの孔３６の面積を小さくし、樹脂のバンド４０を巻いたことにより一段目の減衰力（点Ｂの減衰力）が大きくなっている。また、ピストン３５から鍔３７までの距離を短くしたことにより、減衰特性が切り替わる点Ｂの位置が点Ａに近く、２段目の減衰性能が高い範囲が広くなる。また、バルブ３８によってふさがれないピストンの孔３６ａの面積を小さくしたことで２段目の減衰力（点Ｃの減衰力）も大きくなっている。このように、左側のダンパ６Ｌのほうが減衰力が大きく発生するので、減衰性能が高い。

脱水回転方向が左回りの場合、左側のダンパ６Ｌの減衰性能を右側のダンパ６Ｒの減衰性能より高くすることで、高回転時の床に伝わる力を抑えながら、共振時の水槽の振動を抑えることができる。その様子を図１２，図１３に示す。図１２は左右のダンパの減衰性能を変化させたときの高回転時における床に伝わる力と１５０ｒ／min 付近の左右振動モードの共振時の水槽の変位を示すものである。図１３は同様にダンパの減衰性能を変化させたときの高回転時における床に伝わる力と２２０ｒ／min 付近の上下振動モードの共振時の水槽の変位を示すものである。どちらの図においても、実線が左側のダンパ６Ｌの減衰性能を変化させた場合であり、点線が右側のダンパ６Ｒの減衰性能を変化させた場合であり、破線が、左右両方のダンパ６Ｌ，６Ｒを同じだけ変化させた場合である。基本的に減衰性能を上げると、共振時の振動が小さくなり、床に伝わる力が上昇する。しかし望ましい特性は、床に伝わる力を上昇させずに共振時の振動を小さくする特性である。つまり、この希望する特性は、図１２，図１３ともに矢印が示すような真下に向かう関係である。図１２，図１３のどちらの図とも、左側のダンパ６Ｌの減衰性能を変化させた場合の関係が望ましい特性に近いことがわかる。

つまり、共振時の振動を抑えるために減衰特性を高くするが、左側のダンパ６Ｌの減衰性能を上げれば、床へ伝わる力の上昇を低く抑えることができる。逆に右側のダンパ６Ｒの減衰性能を上げれば、床へ伝わる力ばかり上昇し、共振時の振動がなかなか小さくならない。このように、左右振動モード，上下振動モードの共振を抑えるためには左側のダンパ６Ｌの減衰性能を大きくすることが望ましい。よって、本実施例のように脱水時の洗濯槽の回転が左回りのドラム式洗濯機に対して左側のダンパ６Ｌの減衰性能を右側のダンパ６Ｒの減衰性能より高くすることにより共振時の振動を効果的に抑えることができる。

また、左側のダンパ６Ｌに上述したすべての減衰性能を高くする手段を用いなくてもよい。たとえば、バルブ３８で閉められることのないピストン孔３６ａについてのみ変更し、右側のピストン孔３６ａＲより左側のピストン孔３６ａＬのほうを小さくしてもよい。

また、本実施例の左右のダンパは減衰性能が振動の大きさで切り替わるダンパであるが、鍔３７，バルブ３８がなく、減衰性能が切り替わらないダンパでもよい。

また、左側だけ減衰性能が切り替わるダンパにして、共振時に大きな減衰性能を持たせるようにし、右側は鍔３７，バルブ３８がない減衰性能が切り替わらないダンパにしてもよい。

次に図１４に第２の実施例を示す。基本的な構造は第１の実施例と同じであり、水槽を支持するダンパが異なっている。本実施例のダンパは左側が第１の実施例と同じ油圧ダンパであり、右側が摩擦ダンパである。この摩擦ダンパは、図１４に示すように、シリンダ４１の中にはロッド４２，ピストン４３が上下に動ける状態で組まれている。ピストン４３の周りにはピストン４３よりもやわらかい材質であるウレタンフォームやゴムやフェルト等でできた摺動部材４４が巻かれている。その摺動部材４４とシリンダ４１の内面の摩擦力が減衰作用を与える。また、スムーズな摺動が行えるように摺動部材４４とシリンダ４１内面にはグリスが塗られている。また、シリンダ４１上部には小さいな空気孔４５，ピストン４３にも小さな空気孔４６を設ける。これは、シリンダ内の空気がシリンダ外の空気と行き来ができないと、ピストンの上下運動によって、シリンダ内の空気が圧縮，膨張され、空気による大きなばね作用を有してしまうことを防ぐためである。また、空気が小さい空気孔４５および４６を出入りすることにより、減衰作用が得られる。このような、摩擦と空気による減衰作用を与えるダンパを右側に設ける。

また、左側の油圧ダンパの減衰性能は右側の摩擦ダンパの減衰性能より高くする。特に共振時となる３〜４Ｈｚで±６〜１０mmの振動に対する減衰力が大きくなるようにする。

従来、振動を低減するために左右両方のダンパに高価な油圧ダンパを用いていた。しかし、本実施例のように左側を油圧ダンパにし、右側を摩擦ダンパにすることで、振動を低減させつつ、高価な油圧ダンパを安価な摩擦ダンパにすることができ、コスト的に有効になる。

また、本実施例の左側のダンパは減衰性能が振動の大きさで切り替わる油圧ダンパであるが、鍔，バルブのない、減衰性能が切り替わらない油圧ダンパでもよい。

また、右側のサスペンションについては、減衰性能がなくてもかまわない。ただし、ばねだけで下から水槽を支えると、ばね自体がばねの伸縮方向以外へ倒れてしまうので、倒れを防止するために、摩擦力および空気による減衰力がほとんど発生しないような摩擦ダンパとすることが望ましい。

次に、図１５に第３の実施例を示す。基本的な構造は第１の実施例と同じであり、水槽を支持するダンパが異なっている。本実施例のダンパは、右側が油圧ダンパであり、左側がダンパの減衰性能をダンパの外側から制御できる可変ダンパである。右側の油圧ダンパは第１の実施例と同じである。前記可変ダンパは、図１５に示すように、シリンダ４７の中にはロッド４８が入り込めるように空間を設けて磁性流体４９が入っている。磁性流体４９とは磁性体である金属粒子を液体中に高密度で分散させた固体と液体の混合物である。磁性流体４９は磁場の大きさにより磁化された金属粒子同士が引き付けあう力が変化し、粘度が変化する。また、ロッド４８の先端にはピストン５０が固定されている。このピストン５０とシリンダ４７の内面には隙間がある。この隙間を磁性流体４９が通過することで、ピストン５０は磁性流体４９の中を動くことができる。この磁性流体４９の粘度が低ければ、抵抗が小さく、ピストン５０ならびにロッド４８はスムーズに動き、減衰性能が低くなる。また、逆に磁性流体４９の粘度が高ければ、抵抗が大きく、減衰性能が高くなる。磁性流体４９の粘度を制御するために磁場を変化させる必要がある。磁場を変化させるためにピストン５０にコイル５１を取り付ける。このコイル５１に電流を流すとコイル５１の周り磁場が形成され、磁性流体４９の粘度が高くなり、減衰性能が高くなる。コイル５１に流す電流の大きさで、磁場の強さが変化し、減衰性能を制御することができる。コイル５１に流す電流を流すための可変ダンパ駆動回路５２，電流の大きさを指示するマイコン５３を搭載している。洗濯槽の回転数と水槽の振動量に基づいて、マイコン５３は電流を制御する。そのため、洗濯槽の回転数検出手段５４と水槽の振動量を検知するための振動検出装置５５を有している。振動検出装置５５は、水槽の加速度，変位，ダンパの伸縮量，モータのトルクの変動量等、特に手段は選ばない。マイコン５３からの制御信号に基づき、可変ダンパ駆動回路５２は電源５６から供給される電流を調整し、コイル５１に供給する。また、このマイコン５３はモータ駆動回路５７に対しても制御信号を送り、電源５８からの電流・電圧を調整し、モータ１３の回転を制御する。本実施例では、同じマイコン５３で可変ダンパとモータ回転数を制御しているが、それぞれ別のマイコンでもかまわない。このような構成におけるマイコン５３が行う脱水時の可変ダンパの制御を図１６，図１７に示す。図１６は回転数に対する可変ダンパの制御であり、図１７は水槽の振動に対する可変ダンパの制御である。脱水時において所定の時間間隔で図１６，図１７に示すような可変ダンパの制御を行う。

図１６に示す回転数に対する可変ダンパの制御について説明する。脱水が開始した後、所定の時間間隔ごとにダンパ制御を開始する（Ｓ１）。まず、洗濯槽の回転数を検出する（Ｓ２）。回転数が８０ｒ／min 未満なら（Ｓ３）、共振領域の手前であり、振動が小さいので、減衰を強くする必要がないので、電流をＯＦＦさせる、もしくは共振時より電流を小さくさせる（Ｓ４）。そして、ダンパ制御を終了する（Ｓ５）。回転数が８０ｒ／min 以上なら（Ｓ３）、今度は回転数が４５０ｒ／min 未満であるかを判定する（Ｓ６）。回転数が４５０ｒ／min 未満なら、共振領域であり、振動が大きくなり易いので、電流をＯＮさせ、コイル４６に大きな電流を流すようにする（Ｓ７）。そして、ダンパ制御を終了する（Ｓ５）。一方、回転数が４５０ｒ／min 以上なら（Ｓ６）、共振領域を通過したので、振動は小さくなるので、電流をＯＦＦさせる、もしくは共振時より電流を小さくさせる（Ｓ８）。そして、ダンパ制御を終了する（Ｓ５）。つまり、マイコン４８は洗濯槽の回転数が８０〜４５０ｒ／min の水槽が共振している間では、電流をＯＮもしくは大きくさせ、コイル４６に大きな電流を流すように制御する。大きな電流により、減衰性能を高め、共振時の振動を抑える。また、マイコン４８は共振回転数範囲以外の０〜８０ｒ／min ，４５０ｒ／min 以上の回転数範囲では、電流をＯＦＦもしくは共振時より小さくさせ、コイルに電流を流さない、もしくは共振時より小さな電流を流すように制御する。水槽の振動は小さいので減衰性能を低くし、水槽の振動を床へ大きく伝わることを防ぐ。

次に図１７に示す水槽の振動量に対する可変ダンパの制御について説明する。脱水が開始した後、所定の時間間隔ごとにダンパ制御を開始する（Ｓ１１）。マイコン４８は水槽の振動量を検知し（Ｓ１２）、水槽の振動量が所定の閾値Ｖ０より小さい場合には（Ｓ１３）、振動を抑える必要がないので、電流をＯＦＦさせる、もしくは小さな電流を流すように制御する（Ｓ１４）。そして、ダンパ制御を終了する（Ｓ１５）。逆に水槽の振動量がある閾値Ｖ０以上の場合には（Ｓ１３）、振動が大きくなっていると判断し、電流をＯＮさせる、もしくは大きな電流を流すように制御する（Ｓ１６）。そのようにすることで、減衰性能を高め、振動を抑える。さらに水槽の振動量を所定の閾値Ｖ１と比較する（Ｓ１７）。振動がＶ１より小さければ、そのままダンパ制御を終了させる（Ｓ１５）。逆に振動がＶ１より大きいときには振動が異常に大きいと判断し、モータ駆動回路に対して、回転数を低下させる、もしくは回転を停止させる制御を行い（Ｓ１８）、ダンパ制御を終了する（Ｓ１５）。

このように、可変ダンパを用いることで、必要なときにだけ減衰性能を高くすることができる。また、外槽の振動が大きくなりそうであると、振動を予測して、前もって減衰性能を高くすることができ、振動の増大をより一層防ぐことができる。その高い減衰性能を左側のダンパに適用することで、効果的に外槽の振動を小さく抑える。また不必要なときには減衰性能を低くし、床への振動の伝達をより一層低減することができる。

本実施例では回転数による制御、ならびに振動量による制御の両方が入っているが、どちらか一方だけでもよい。

また、本実施例の左側に用いた可変ダンパについて、この可変ダンパのコイルに電流を流したときの減衰性能は、右側の油圧ダンパの減衰性能より高くする。特に共振時となる３〜４Ｈｚで±６〜１０mmの振動に対する減衰力が大きくなるようにする。また、本実施例では右側のダンパは振動の大きさによって減衰性能が変化する油圧ダンパを用いているが、左側の可変ダンパの減衰性能より大きくする必要がないので、減衰性能が変化しない油圧ダンパでも、摩擦ダンパでもかまわない。また、本実施例では、左側のダンパは磁性流体を用いた可変ダンパであるが、外部からダンパの減衰性能を調整できるダンパならその手段は特にこだわらない。また、本実施例の左側のダンパは減衰性能を変化させることで、間接的に水槽に対する力を変化させて振動を制御しているが、能動的に水槽に対して力を発生するアクチュエータのようなもので振動を制御するダンパでもよい。

以上のように、脱水時の洗濯槽の回転が左回りのドラム式洗濯機に対して、左側の減衰性能を右側の減衰性能より高くすることにより共振時の振動を効果的に抑える。

ドラム式洗濯機の内部を示す正面図。水槽の左右振動モードを表す図。水槽の上下振動モードを表す図。水槽の回転モードを表す図。実施例の内部を示す側面図。実施例の内部を示す正面図。サスペンションの外観図。ダンパの内部の斜視図。ダンパの内部の斜視図。ダンパの内部の斜視図。ダンパの特性図。床に伝わる力と左右変位の関係図。床に伝わる力と上下変位の関係図。摩擦ダンパの内部の斜視図。可変ダンパの内部の斜視図。回転数によるダンパ制御のフロー。振動量によるダンパ制御のフロー。

Claims

洗濯機の筐体と、その内部に設けられた水槽と、この水槽に回転自在に取り付けられた洗濯槽と、前記洗濯槽の脱水回転に対し洗濯槽の回転方向が上側，下側となる前記水槽の下部に、それぞれ取り付けられた水槽支持手段とを備えたドラム式洗濯機において、
前記水槽支持手段が、前記洗濯槽の回転軸をはさむように２つ配置され、このうち一方の前記水槽支持手段であって、脱水時における前記洗濯槽の回転方向が下側となる前記水槽支持手段の減衰性能が、他方の前記水槽支持手段であって、脱水時における前記洗濯機の回転方向が上側となる前記水槽支持手段の減衰性能よりも高いことを特徴とするドラム式洗濯機。
前記水槽支持手段の減衰装置は、少なくとも液体を内包したシリンダと前記シリンダ内を動くロッドと前記ロッドに取り付けられたピストンで構成された油圧ダンパであり、前記ピストンには孔が開けられており、脱水時における前記洗濯槽の回転方向が下向きとなる側に配された油圧ダンパのピストンの孔の面積は、上向きとなる側に配された油圧ダンパのピストンの孔の面積より小さいことを特徴とする請求項１のドラム式洗濯機。
前記水槽支持手段の減衰装置は、脱水時における前記洗濯槽の回転方向が下向きとなる側に配された減衰装置のみ、前記減衰装置の外部より減衰性能を変化させることができ、前記減衰性能は上向きとなる側に配された減衰装置の減衰性能よりも高くできることを特徴とする請求項１のドラム式洗濯機。
脱水時における前記洗濯槽の回転方向が上向きとなる側は、減衰性能を有さない、もしくは減衰性能をほとんど有していない減衰装置と弾性保持手段で支持することを特徴とする請求項１のドラム式洗濯機。