JP5489102B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、水槽を弾性支持するサスペンションのダンパに改良を加えたドラム式洗濯機に関する。

従来より、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。

図６は、当該ダンパの一例を示すものであり、主部材として、シリンダ１と、これに挿入されたシャフト２とを有している。このうち、シリンダ１は上端部に有した連結部材３によって水槽（図示省略）に連結され、シャフト２は下端部の連結部２ａによって外箱の底板（図示省略）に連結される。

シリンダ１は、円筒状を成しており、このシリンダ１の内部に、コイル４がボビン５に収納した状態で配置され、このコイル４によりシャフト２が囲繞されている。シリンダ１の内部には又、コイル４の軸方向である上下方向の両側に位置して、磁性材から成るリング状のヨーク６，７が配置され、このヨーク６，７によりシャフト２と前記シリンダ１との間において磁気回路Ｍが形成されるようになっている。磁気回路Ｍは、詳細には、コイル４に通電することによって、シャフト２−上ヨーク６−シリンダ１−下ヨーク７−シャフト２の閉路で磁束が通るように形成される。

上記ヨーク６，７及びコイル４とシャフト２との間には、磁気粘性流体（ＭＲ流体）８が充填されている。磁気粘性流体８は、磁界の強度に応じて粘性が変化するもので、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混入させたものであり、磁界が印加されると、その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る。

前記シリンダ１の内部には、下ヨーク７の軸方向の外側である下側に位置して、シール９が配置されており、このシール９によって、上記磁気粘性流体８がヨーク６，７及びコイル４とシャフト２との間（磁気粘性流体充填部分１０）から漏れ落ちることのないようにされている。

更に、シリンダ１の内部には、上記シール９の軸方向の外側である下側に位置して、下軸受１１が配置されると共に、前記上ヨーク６の軸方向の外側である上側に位置して、上軸受１２が配置され、これらの軸受１１，１２によって、シャフト２が相対的に軸方向往復動可能に支承されている。

加えて、シリンダ１の内部には、上軸受１２の上方に位置して、リザーブスペース１３が確保されており、前記磁気粘性流体８は、このリザーブスペース１３に所定量が溜められる状態で、該リザーブスペース１３から前記磁気粘性流体充填部分１０にかけて充填されている。又、シャフト２は、上端部が上記リザーブスペース１３内に位置されており、従って、磁気粘性流体８中に位置されてもいる。

以上で、ダンパ１４が構成されている。
そして、シャフト２は、シリンダ１外の下方に位置する前記連結部２ａの直上部分にばね受け座１５が装着されており、このばね受け座１５と前記下軸受１１との間にスプリング（圧縮コイルばね）１６が伸縮自在に介在され、かくして、サスペンション１７が構成され、このサスペンション１７により水槽が弾性支持されるようになっている。

以上の構成で、ドラム式洗濯機の運転が開始されると、洗濯物を収容したドラムが回転駆動されることに伴い、水槽が上下方向を主体に振動する。この水槽の上下振動に応動して、サスペンション１７では、水槽に連結されたシリンダ１が、上軸受１２、上ヨーク６、コイル４、下ヨーク７、シール９、及び下軸受１１を伴って、スプリング１６を伸縮させながらシャフト２の周囲を上下方向に振動する。
このようにシリンダ１が上記各部品を伴ってシャフト２の周囲を上下方向に振動するとき、シャフト２とヨーク６，７及びコイル４との間に充填された磁気粘性流体８が、その粘性による摩擦抵抗で減衰力を与え、水槽の振幅を減衰させる。

このとき、前記コイル４に通電することにより、磁気回路Ｍが形成されると、磁束が通過する箇所、特に磁束密度の高いシャフト２と上ヨーク６との間（磁気粘性流体充填部分１０）、並びに下ヨーク７とシャフト２との間の、それぞれ磁気粘性流体８の粘度が大幅に高まり、摩擦抵抗が大きく増加する。かくして、シリンダ１が前記各部品、特にはコイル４と上ヨーク６及び下ヨーク７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。
コイル４は、流される電流値に応じた磁界を発生して上記磁気粘性流体８の粘性を制御するものであり、その発生する磁界は電流値により可変で、磁気粘性流体８の粘性を可変に制御できる。

なお、磁気粘性流体を使用したダンパとしては、下記の特許文献１に開示されたものがある。但し、このものは、シリンダとシャフトとの相対移動に伴う磁気粘性流体の流動に抑制力を加えて所要の減衰力を得るものであり、上述の、シリンダ１とシャフト２とが相対的に上下方向に振動するときに、磁気粘性流体充填部分１０に充填された磁気粘性流体８が、その粘性による摩擦抵抗で減衰力を与えるものとは、減衰力の発生手段が異なる。

特開２００６−５７７６６号公報

図６に示した従来のものの場合、磁気粘性流体充填部分１０からの磁気粘性流体８の漏出を防止するシール９は、シリンダ１の下側にのみ設けられており、上側は、リザーブスペース１３に磁気粘性流体８を溜めることで、熱膨張や振動等により磁気粘性流体８が磁気粘性流体充填部分１０から上軸受１２とシャフト２との間を通じてリザーブスペース１３に漏れ出しても、温度が下がれば、リザーブスペース１３から磁気粘性流体８が磁気粘性流体充填部分１０に戻るため、磁気粘性流体充填部分１０における磁気粘性流体８の密度が保たれ、減衰力の低下は生じないと考えられていた。

しかしながら、磁気粘性流体８は劣化すると、粘度が高まるものであり、例えばマーガリン状になる。このように磁気粘性流体８の粘度が高まると、磁気粘性流体８は、リザーブスペース１３に漏れ出したところで、リザーブスペース１３の内壁面に図６に二点鎖線で示すように付着して残る。このようになると、上軸受１２とシャフト２との間を磁気粘性流体８で封をするということができなくなり、この状態で、磁気粘性流体８が膨張と収縮を繰り返すことにより、それに伴ってリザーブスペース１３内の空気を上軸受１２とシャフト２との間から磁気粘性流体充填部分１０に導いてしまい、その結果、磁気粘性流体充填部分１０における磁気粘性流体８の密度が低下し、減衰力の低下を惹起することとなる。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、水槽を弾性支持するサスペンションにおけるダンパの磁気粘性流体充填部分から磁気粘性流体を漏出させずして、磁気粘性流体充填部分における磁気粘性流体の密度を良好に保ち、減衰力の低下を惹起させないドラム式洗濯機を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明のドラム式洗濯機においては、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ドラムと、前記水槽を前記外箱の内部で弾性支持し、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、前記ダンパを、シリンダと、このシリンダに挿入されたシャフトと、前記シリンダの内部に配置されて前記シャフトを囲繞するコイルと、このコイルの軸方向の両側に位置して前記シリンダの内部に配置され、前記シャフトと前記シリンダとの間に位置してそれらシャフト及びシリンダとで磁気回路を形成するヨークと、このヨーク及び前記コイルと前記シャフトとの間に充填された磁気粘性流体と、前記ヨークのそれぞれ軸方向の外側に位置して前記シリンダの内部に配置され、前記磁気粘性流体を軸方向移動不能に封じ込めるシールと、このシールのそれぞれ軸方向の外側に位置して前記シリンダの内部に配置され、前記シャフトを相対的に軸方向往復動可能に支承する軸受と、を具備して成る構成としたことを特徴とする（請求項１の発明）。

上記手段によれば、磁気粘性流体の粘性による摩擦抵抗で減衰力を得るものにおいて、ヨークの軸方向の外側に位置してその一方（下側）のみならず、他方（上側）にも配置したシールにより、磁気粘性流体を磁気粘性流体充填部分の軸方向の両外側において封じ込め、その漏出を阻止できるものであり、かくして、磁気粘性流体充填部分に空気を導き入れるようなことなくして、該磁気粘性流体充填部分における磁気粘性流体の密度を良好に保ち得、減衰力の低下を惹起させないようにすることができる。

併せて、それらのシールに対して、シャフトを支承する軸受は、シールのそれぞれ軸方向の外側に位置して配置しており、それによって軸受に磁気粘性流体が至ることも阻止でき、磁気粘性流体が含む磁性粒子が軸受の摩耗を早めることのないようにもすることができる。

本発明の第１実施例を示す主要部分の正面図 ドラム式洗濯機全体の、一部を破断して示す縦断側面図 ドラム式洗濯機の内部構造体の正面図 本発明の第２実施例を示す図１相当図 本発明の第３実施例を示す図３相当図 従来例を示す図１相当図

以下、本発明の第１実施例（第１の実施形態）につき、図１ないし図３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２１を外殻としている。この外箱２１の前面部（図２で右側）のほゞ中央部には、洗濯物出入口２２を形成し、該出入口２２を開閉する扉２３を設けている。又、外箱２１の前面部の上部には、操作パネル２４を設けており、その裏側（外箱２１内）に運転制御用の制御装置２５を設けている。

外箱２１の内部には、水槽２６を配設している。この水槽２６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２１の底板２１ａ上に、この場合、図３に示すように、左右一対のサスペンション２７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２７の詳細構造は、後に述べる。

水槽２６の背部には、図２に示すように、モータ２８を取付けている。このモータ２８は、この場合、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２８ａの中心部に取付けた回転軸（図示省略）を、軸受ハウジング２９を介して水槽２６の内部に挿通している。

水槽２６の内部には、ドラム３０を配設している。このドラム３０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２８の回転軸の先端部に取付けることにより、水槽２６と同軸の前上がりの傾斜状に支持している。又、その結果、ドラム３０はモータ２８により回転されるようになっており、従って、モータ２８はドラム３０を回転させるドラム駆動装置として機能するようになっている。

ドラム３０の周側部（胴部）には、小孔３１を全域にわたって多数形成している。又、ドラム３０及び水槽２６は、ともに前面部に開口部３２，３３を有しており、そのうちの水槽２６の開口部３３に、環状のベローズ３４を介して前記洗濯物出入口２２を連ねている。この結果、洗濯物出入口２２は、ベローズ３４、水槽２６の開口部３３、及びドラム３０の開口部３２を介して、ドラム３０の内部に連なっている。

水槽２６の最低部である底部の後部には、排水弁３５を介して、排水管３６を接続している。又、水槽２６の背部から上方そして前方には、乾燥ユニット３７を配設している。この乾燥ユニット３７は、除湿器３８と、送風機３９、及び加熱器４０を有しており、水槽２６内の空気を除湿し、次いで加熱して、水槽２６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２７の詳細構造を述べる。サスペンション２７はダンパ４１を有しており、このダンパ４１は、前記水槽２６が有する取付板４２に取付けたシリンダ４３と、前記外箱２１の底板２１ａが有する取付板４４に取付けたシャフト４５とを具えている。

詳細には、シリンダ４３の上端部に図１に示す連結部材４６を設けており、この連結部材４６を、図２に示すように、水槽２６の上記取付板４２に弾性座板４７等を介してナット４８で締結することにより、シリンダ４３を取付板４２に取付けて水槽２６に連結している。一方、シャフト４５の下端部には、図１に示す連結部４５ａを設けており、この連結部４５ａを、図２に示すように、底板２１ａの上記取付板４４にゴムなどの弾性座板４９等を介してナット５０で締結することにより、シャフト４５を取付板４４に取付けて外箱２１に連結している。

シリンダ４３は円筒状を成しており、図１に示すように、このシリンダ４３の内部に、コイル５１をボビン５２に収納した状態で配置し、このコイル５１によりシャフト４５を囲繞している。シリンダ４３の内部には又、コイル５１の軸方向である上下方向の両側に位置して、磁性材から成るリング状のヨーク５３，５４を配置し、このヨーク５３，５４によりシャフト４５と前記シリンダ４３との間において磁気回路Ｍを形成するようにしている。磁気回路Ｍは、詳細には、コイル５１に通電することによって、シャフト４５−上ヨーク５３−シリンダ４３−下ヨーク５４−シャフト４５の閉路で磁束が通るように形成される。

上記ヨーク５３，５４及びコイル５１とシャフト４５との間には、磁気粘性流体（ＭＲ流体）５５を充填している。磁気粘性流体５５は、既述のように、磁界の強度に応じて粘性が変化するもので、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混入させたものであり、磁界が印加されると、その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る。

前記シリンダ４３の内部には、上ヨーク５３の軸方向の外側である上側と、下ヨーク５４の軸方向の外側である下側に位置して、それぞれシール５６，５７を配置しており、このシール５６，５７によって、上記磁気粘性流体５５がヨーク５３，５４及びコイル５１とシャフト４５との間（磁気粘性流体充填部分５８）から漏れ出ることのないようにしている。なお、シール５６，５７は、それぞれシャフト４５側にシャフト４５に密に圧接するリップ部５６ａ，５７ａを有し、それらのそれぞれ外側に溝部５６ｂ，５７ｂを有している。

更に、シリンダ４３の内部には、上記上シール５６の軸方向の外側である上側に位置して、上軸受５９を配置すると共に、下シール５７の軸方向の外側である下側に位置して、下軸受６０を配置し、これらの軸受５９，６０によって、シャフト４５を相対的に軸方向往復動可能に支承している。軸受５９，６０は、例えば焼結含油メタルから成るものである。
加えて、シリンダ４３の内部には、上軸受５９の上方に位置して、スペース６１を確保しており、シャフト４５は、上端部をこのスペース６１の内部に位置させている。

以上で、ダンパ４１を構成している。
そして、シャフト４５は、シリンダ４３外の下方に位置する前記連結部４５ａの直上部分にばね受け座６２を装着しており、このばね受け座６２と前記下軸受６０との間にスプリング（圧縮コイルばね）６３を伸縮自在に介在させ、かくして、サスペンション２７を構成し、このサスペンション２７により前記水槽２６を弾性支持するようにしている。
なお、図３には、ダンパ４１のコイル５１に通電すべくシリンダ４３から導出させたリード線６４を示している。

次に、上記構成のものの作用を述べる。
使用者による操作パネル２４の操作に基づき、制御装置２５が運転を開始させると、洗濯物を収容したドラム３０が洗濯行程や脱水工程並びに乾燥行程において回転駆動されることに伴い、水槽２６が上下方向を主体に振動する。この水槽２６の上下振動に応動して、サスペンション２７では、水槽２６に連結されたシリンダ４３が、上軸受５９、上シール５６、上ヨーク５３、コイル５１、下ヨーク５４、下シール５７、及び下軸受６０を伴って、スプリング６３を伸縮させながらシャフト４５の周囲を上下方向に振動する。

このようにシリンダ４３が上記各部品を伴ってシャフト４５の周囲を上下方向に振動するとき、シャフト４５とヨーク５３，５４及びコイル５１との間に充填された磁気粘性流体５５が、その粘性による摩擦抵抗で減衰力を与え、水槽の振幅を減衰させる。

このとき、前記コイル５１に通電すると、磁場が発生して、磁気粘性流体５５に磁界が与えられ、磁気粘性流体５５の粘度が高まる。すなわち、コイル５１に通電したことで、シャフト４５−磁気粘性流体５５−上ヨーク５３−シリンダ４３−下ヨーク５４−磁気粘性流体５５−シャフト４５の磁気回路Ｍが発生し、磁束が通過する箇所、特に磁束密度の高いシャフト４５と上ヨーク５３との間、並びに下ヨーク５４とシャフト４５との間（磁気粘性流体充填部分５８）の、それぞれ磁気粘性流体５５の粘度が大幅に高まり、摩擦抵抗が大きく増加する。かくして、シリンダ４３が前記各部品、特にはとコイル５１と上ヨーク５３及び下ヨーク５４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。

なお、コイル５１は、流される電流値に応じた磁界を発生して上記磁気粘性流体５５の粘性を制御するものであり、その発生する磁界は電流値により可変で、磁気粘性流体５５の粘性を可変に制御できる。

このように上記構成のドラム式洗濯機は、磁気粘性流体５５の粘性による摩擦抵抗で減衰力を得るものであり、そのものにおいて、下ヨーク５４及び上ヨーク５３の軸方向の外側に位置してその一方（下側）にシール５７を配置するのみならず、他方（上側）にもシール５６を配置している。これにより、磁気粘性流体５５を磁気粘性流体充填部分５８の軸方向の両外側において封じ込め、その漏出を阻止できるものであり、かくして、磁気粘性流体充填部分５８に空気を導き入れるようなことなくして、該磁気粘性流体充填部分５８における磁気粘性流体５５の密度を良好に保ち得、減衰力の低下を惹起させないようにすることができる。

併せて、それらのシール５６，５７に対して、シャフト４５を支承する軸受５９，６０は、シール５６，５７のそれぞれ軸方向の外側に位置して配置しており、それによって軸受５９，６０に磁気粘性流体５５が至ることも阻止でき、磁気粘性流体５５が含む磁性粒子が軸受５９，６０の摩耗を早めることのないようにもすることができる。

以上に対して、図４及び図５は本発明の第２及び第３実施例（第２及び第３の実施形態）を示すもので、それぞれ、第１実施例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実施例］
図４に示す第２実施例においては、上ヨーク５３の上シール５６側であって且つシャフト４５側と、下ヨーク５４の下シール５７側であって且つシャフト４５側とに、それぞれ凹部７１，７２を例えば座ぐり加工により形成し、この凹部７１，７２によって、磁気粘性流体充填部分５８とシール５６，５７の各溝部５６ｂ，５７ｂとの間を連通させている。

この結果、磁気粘性流体５５は、磁気粘性流体充填部分５８から凹部７１，７２に充填されると共に、凹部７１，７２からシール５６，５７の各溝部５６ｂ，５７ｂに収容されて充填されるものであり、すなわち、この場合には、シール５６，５７がそれぞれ磁気粘性流体充填部分５８側に流体収容部としての溝部５６ｂ，５７ｂを有し、この流体収容部たる溝部５６ｂ，５７ｂと磁気粘性流体充填部分５８との間にそれらを連通させる連通部としての凹部７１，７２を有するものである。

このものによれば、磁気粘性流体充填部分５８から凹部７１，７２を経てシール５６，５７の各溝部５６ｂ，５７ｂに充填される磁気粘性流体５５により、シャフト４５に対するシール５６，５７（特にはリップ部５６ａ，５７ａ）の圧接度を、磁気粘性流体５５の熱膨張等で生じる圧力で均一且つ確実に増し、磁気粘性流体５５を磁気粘性流体充填部分５８に封じ込める効果が高まる。よって、磁気粘性流体５５の漏出をより確実に阻止できて、磁気粘性流体充填部分５８における磁気粘性流体５５の密度をより良好に保ち得、減衰力の低下を一層惹起させないようにすることができる。

なお、この場合、シール５６，５７の溝部５６ｂ，５７ｂ（流体収容部）と磁気粘性流体充填部分５８との間を連通させる連通部は、シール５６，５７に設けるようにしても良く、ヨーク５３，５４とシール５６，５７の双方に設けるようにしても良い。

［第３実施例］
図５に示す第３実施例においては、ダンパ４１を、第１実施例とは上下を逆に設けて、シリンダ４３側で外箱２１と連結し、シャフト４５側で水槽２６と連結している。

このようにすることにより、水槽２６と振動を共にして激しく振動するのはシャフト４５側となり、シリンダ４３側が激しく振動するのが避けられる。それにより、シリンダ４３側の特に磁気粘性流体５５が激しく振動するのがなくなって、その振動による磁気粘性流体５５の漏出を防ぐことができる。かくして、この場合も、磁気粘性流体５５の漏出をより確実に阻止できて、磁気粘性流体充填部分５８における磁気粘性流体５５の密度をより良好に保ち得、減衰力の低下を一層惹起させないようにすることができる。

併せて、この場合には、ダンパ４１のコイル５１に通電すべくシリンダ４３から導出させたリード線６４が、固定側から導出させることになるので、リード線６４に水槽２６の振動に伴う疲労を与えることもなくなって、該リード線６４の断線を防止することができる。
なお、この配置は、下ヨーク５４及び上ヨーク５３の軸方向の外側に位置してその一方（下側）にシール５７を配置するのみならず、他方（上側）にもシール５６を配置している構造ゆえに、採用できるものである。

このほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。

図面中、２１は外箱、２６は水槽、２７はサスペンション、３０はドラム、４１はダンパ、４３はシリンダ、４５はシャフト、５１はコイル、５３は上ヨーク、５４は下ヨーク、５５は磁気粘性流体、５６は上シール、５６ｂは溝部（流体収容部）、５７は下シール、５７ｂは溝部（流体収容部）、５８は磁気粘性流体充填部分、５９は上軸受、６０は下軸受、７１，７２は凹部（連通部）を示す。

Claims (3)

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ドラムと、
   前記水槽を前記外箱の内部で弾性支持し、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、
   前記ダンパを、
   シリンダと、
   このシリンダに挿入されたシャフトと、
   前記シリンダの内部に配置されて前記シャフトを囲繞するコイルと、
   このコイルの軸方向の両側に位置して前記シリンダの内部に配置され、前記シャフトと前記シリンダとの間に位置してそれらシャフト及びシリンダとで磁気回路を形成するヨークと、
   このヨーク及び前記コイルと前記シャフトとの間に充填された磁気粘性流体と、
   前記ヨークのそれぞれ軸方向の外側に位置して前記シリンダの内部に配置され、前記磁気粘性流体を軸方向移動不能に封じ込めるシールと、
   このシールのそれぞれ軸方向の外側に位置して前記シリンダの内部に配置され、前記シャフトを相対的に軸方向往復動可能に支承する軸受と、
   を具備して成る構成としたことを特徴とするドラム式洗濯機。
2. シールがそれぞれ磁気粘性流体充填部分側に流体収容部を有し、この流体収容部と磁気粘性流体充填部分との間にそれらを連通させる連通部を有することを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
3. ダンパが、シリンダ側で外箱と連結され、シャフト側で水槽と連結されていることを特徴とする請求項１又は２記載のドラム式洗濯機。

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