JP5773805B2 - 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存在し、この水槽の内部に回転槽であるドラムが収容されていて、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、ドラムの回転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磁気粘性流体（ＭＲ流体）を使用することが考えられている。

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、磁力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、それによって、例えば、脱水行程起動時の水槽の共振が現れる回転速度域で、磁気粘性流体の粘度を上げてダンパの減衰力を大きくすることにより、水槽の共振の発生を回避して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）域では、磁気粘性流体の粘度を下げて減衰力を小さくすることにより、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（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−１８４０６８号公報

上記特許文献１に記載された、作動流体に磁気粘性流体を使用するダンパは、シリンダの内部に、コイルと、このコイルが発生する磁界を誘導するヨークが収容され、そのコイルとヨークとをロッドがコイル及びヨークと間に微小な隙間を存し貫通してシリンダに挿設され、そのロッドとコイル及びヨークとの間の隙間に磁気粘性流体が充填されているものであって、コイルが発生した磁界により、ヨークを介して磁気粘性流体に磁力を印加するようになっている。

又、シリンダの内部には、ロッドの一端側を支承する軸受を収容したハウジングが収容されている。このハウジングには又、特許文献１には記載されないが、外周部の全周に溝が形成されており、その溝と対応する部分において、シリンダを外方から数箇所かしめることにより、シリンダの内部におけるハウジングの位置決め固定、ひいては前記ヨークやコイル、磁気粘性流体の位置決め固定をしている。

しかしながら、このものの場合、シリンダの内部に収容されたハウジングの溝は、シリンダの外方からは視認することが不可能であり、そのためにシリンダがハウジングの溝からずれた部分でかしめられることがある。シリンダがハウジングの溝からずれた部分でかしめられると、シリンダの内部におけるハウジングの位置決め固定強度が不足し、特に長期の使用では疲労による部品のがたつきが発生して、最悪の場合にはハウジングがシリンダの固定位置から外れ、更には、それによりヨークがロッドに摺動するようになって、ヨークがロッドに焼き付く等の不具合を発生するおそれを有していた。

そこで、作動流体に磁気粘性流体を使用するダンパのロッドの一端側を支承する軸受を収容してシリンダの内部に収容されるハウジングの位置決め固定が確実にできる洗濯機を提供する。

本実施形態の洗濯機は、回転槽を収容する水槽の振動を減衰するダンパを備える。前記ダンパは、内周部に周方向に形成された突出部を有するシリンダと、前記シリンダの内部に収容されたコイルと、前記シリンダの内部に収容され、前記コイルが発生する磁界を誘導するヨークと、前記ヨークとの間に微小な隙間を存し前記ヨークを貫通して前記シリンダに挿設されたロッドと、前記隙間に充填された磁気粘性流体と、前記ロッドの一端側を支承する軸受を収容して前記シリンダの内部に収容され前記突出部により前記シリンダの軸方向に位置決めされたハウジングと、前記ロッドの他端側を支承する軸受を収容して前記シリンダの内部に収容され前記シリンダをかしめて固定されているケースと、前記シリンダのかしめ部を覆うキャップと、有する。そして、洗濯機は、前記ロッドにばね座が装着され、前記ばね座と前記キャップとの間にスプリングが介在されて前記水槽を弾性支持するサスペンションが組成されている。又は、洗濯機は、前記キャップが中心部に孔を有し、前記孔を貫通して前記ケースの突部が前記キャップ外に突出し、前記突出部にスプリングが被嵌されて前記水槽を弾性支持するサスペンションが組成されている。

一実施形態を示す、ダンパを含むサスペンション単体の縦断面図 洗濯機の全体を一部破断で示す縦断側面図

以下、一実施形態につき、図面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）のやゝ上側に洗濯物出入口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内の底板部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の詳細については、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、外箱１外に連なる排水ホース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の詳細について述べる。サスペンション７はダンパ２１を有しており、このダンパ２１は、図１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ロッド２３とを具えている。このうち、シリンダ２２は円筒状を成していて、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の底板部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。

これに対して、ロッド２３は円棒状を成していて、上端部を、前記水槽６の左右両側における下部の前後の中間部に、主として取付板２９、クッション３０，３１、及びナット３２で取付けている。

シリンダ２２の内部には、図１に示すように、下端部近くの一箇所に凸部３３を、それより上方の上下中間部の周囲部に突出部３４を、更にその直上部の一箇所に凸部３５を形成している。このうち、凸部３３と凸部３５は、シリンダ２２の各該当部を径方向の外方から内方へ押込んでハーフカットすることにより形成したものである。

それに対して、突出部３４は、シリンダ２２の該当部の内周部に周方向に形成したものであって、特には、シリンダ２２の全周に外方より内方へ溝３６を形成することにより、シリンダ２２の内方に突出させて形成したものである。なお、溝３６は、この場合、シリンダ２２と溝形成型との双方を回転させるローリングかしめによって形成したもので、断面Ｖ字形であるが、断面Ｕ字形など他の形状であっても良いものである。
加えて、シリンダ２２の上端部の一箇所には、該シリンダ２２の開放端部から軸方向の下方へＵ字状の欠除部３７を形成している。

一方、ロッド２３には、磁場ユニット３８を嵌装している。この磁場ユニット３８は、リング状の中間ヨーク３９と、これの上下にＯリング４０，４１を介して配置した上下両ボビン４２，４３、及びこの両ボビン４２，４３にそれぞれあらかじめ巻装した上下両コイル４４，４５、上下両ボビン４２，４３の更に上下にＯリング４６，４７を介して配置した上下両ヨーク４８，４９、下コイル４５から上コイル４４にかけてそれらの外側に配設したリード線５０、リード線５０の導出部分を覆ったブッシュ５１を有し、これらをモールド樹脂５２で覆って、該樹脂５２を固化させることにより、一体化したものである。

なお、中間ヨーク３９と上下両ヨーク４８，４９は磁性材から成っており、更に、これらのヨーク３９，４８，４９には、それらに上記モールド樹脂５２を行き渡らせるための溝５３，５４，５５，５６を形成している。又、リード線５０は、上下両コイル４４，４５に通電するためのもので、詳細にはそれら両コイル４４，４５に直列に通電するようになっている。

上記磁場ユニット３８における中間ヨーク３９と上下両ボビン４２，４３及び上下両ヨーク４８，４９と、ロッド２３との間には、微小な隙間５７が存在しており、従って、ロッド２３は中間ヨーク３９と上下両ボビン４２，４３及び上下両ヨーク４８，４９をそれらとの間に微小な隙間５７を存し貫通している。
加えて、上記磁場ユニット３８の上下部である上ヨーク４８の上部と下ヨーク４９の下部には、上下両オイルシール５８，５９を密嵌しており、ロッド２３はこの両オイルシール５８，５９に密接してそれらをも貫通しており、その上で、上述の隙間５７には磁気粘性流体（ＭＲ流体）６０を充填している。

磁気粘性流体６０は、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、磁力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る。上下両オイルシール５８，５９は、その磁気粘性流体６０の、磁場ユニット３８からの漏出を抑止すべく機能するものである。

上記上下両オイルシール５８，５９の更に上下に位置してロッド２３には、第２の上オイルシール６１及び上軸受６２を収容したケース６３と、下軸受６４を収容したハウジング６５とを嵌装している。この場合、軸受６２，６４は、ともに焼結含油メタルから成るものであり、下軸受６４はロッド２３の磁場ユニット３８より一端（下端）側を、上軸受６２はロッド２３の磁場ユニット３８より他端（上端）側を、それぞれ軸方向（上下方向）移動可能に支承すべく機能するものである。

又、前記下ヨーク４９には下方へ突出する突起６６をあらかじめ形成しており、それに対応して、ハウジング６５には凹部６７を形成し、これらを嵌合させて係合させることにより、下ヨーク４９にハウジング６５を回り止めしている。ハウジング６５には又、シリンダ２２の前記凸部３５と対応する凹部６８を形成している。
そして、ロッド２３の下端部にはストップリング６９を取付けて、ロッド２３の抜け止めをしている。

以上のように構成して後、ロッド２３と共にハウジング６５、磁場ユニット３８及びケース６３を、上方よりシリンダ２２の内部に挿入し、ハウジング６５をシリンダ２２の突出部３４に当接させている。これにより、ハウジング６５がシリンダ２２の軸方向に位置決めされ、ひいては磁場ユニット３８及びケース６３もシリンダ２２の軸方向に位置決めされている。

又、そのとき、ハウジング６５は先に凹部６７を下ヨーク４９の突起６６に係合させて回り止めしており、このハウジング６５の凹部６８をシリンダ２２の凸部３５に係合させている。これにより、上記ハウジング６５、磁場ユニット３８及びケース６３がシリンダ２２に回り止めされ、同時に、磁場ユニット３８のブッシュ５１部分（リード線５０の導出部分）の位置がシリンダ２２の欠除部３７の位置に合致されて、その欠除部３７にブッシュ５１が挿入されている
この後、シリンダ２２の、ケース６３が収納された部分である上方の開放端部を径方向の外方よりかしめて、ケース６３をシリンダ２２のその開放端部により締め付け固定している。

そして、シリンダ２２の上記かしめ部（開放端部）には、それを覆うキャップ７０を圧嵌している。それにより、ケース６３と磁場ユニット３８及びハウジング６５を抜け止めすると共に、シリンダ２２の前記欠除部３７に挿入したブッシュ５１の抜け止めをしていおり、かくして、ダンパ２１を構成している。なお、シリンダ２２の前記凸部３３はリード線５０の途中部を係留するホルダ（図示省略）を取付けるためのものである。

キャップ７０は中心部に孔７１を有しており、それに対して、ケース６３は中心部に前記上軸受６２を収容して上方へ突出する突部６３ａを有していて、シリンダ２２の上記かしめ部にキャップ７０を圧嵌したのに伴い、突部６３ａが孔７１を貫通してキャップ７０外に突出し、その突出部にはスプリング７２を被嵌している。スプリング７２は圧縮コイルスプリングである。

又、ロッド２３には、ダンパ２１より所定距離上方の箇所にばね座７３を装着しており、このばね座７３と上記キャップ７０との間に上記スプリング７２を介在させ、かくして、前記サスペンション７を構成し、このサスペンション７の、前記外箱１の底板部１ａに対する取付け並びに前記水槽６に対する取付けにより、外箱１の底板部１ａ上に水槽６を弾性支持するようにしている。

次に、上記構成の洗濯機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に取付けたダンパ２１のロッド２３が、スプリング７２を伸縮させつつ、キャップ７０、上軸受６２、上オイルシール６１，５８、上ヨーク４８、上ボビン４２（上コイル４４）、中間ヨーク３９、下ボビン４３（下コイル４５）、下ヨーク４９、下オイルシール５９、及び下軸受６４を通って、シリンダ２２内を上下方向（軸方向）に往復動する。

このようにロッド２３が上記各部品を通って上下方向に往復動するとき、ロッド２３と上下両ヨーク４８，４９及び中間ヨーク３９との間の隙間５７に充填した磁気粘性流体６０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、中でも水槽６が共振するとき、ダンパ２１の上下両コイル４４，４５にリード線５０を介して通電（直流）をする。すると、その両コイル４４，４５による磁界が発生して、磁気粘性流体６０に磁力が印加され、磁気粘性流体６０の粘度が高まる。

詳細には、両コイル４４，４５に通電したことで、ロッド２３−磁気粘性流体６０−上ヨーク４８−シリンダ２２−中間ヨーク３９−磁気粘性流体６０−ロッド２３の磁気回路が発生すると共に、ロッド２３−磁気粘性流体６０−中間ヨーク３９−シリンダ２２−下ヨーク４９−磁気粘性流体６０−ロッド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６０の粘度が高まる。特に磁束密度の高いロッド２３と上ヨーク４８との間、中間ヨーク３９とロッド２３との間、及び下ヨーク４９とロッド２３との間の、各磁気粘性流体６０の粘度が高まり、摩擦抵抗が増加する。

かくして、ロッド２３が前記各部品、特には上下両コイル４４，４５と、上ヨーク４８、中間ヨーク３９、及び下ヨーク４９を通って上下方向に振動するとき、中でも水槽６が共振するときの、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。
なお、水槽６の共振が現れる回転速度域以後の高速回転域では、両コイル４４，４５の通電をせず、あるいはその通電を少なくして、ダンパ２１の減衰力を小さくし、それにより、水槽６の振動が外箱１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ことができる。

このように上記構成の洗濯機では、回転槽であるドラム１０を収容する水槽６の振動を減衰するダンパ２１が、シリンダ２２の内部に収容した上下両コイル４４，４５が発生する磁界により、ロッド２３と上下両ヨーク４８，４９及び中間ヨーク３９との間の磁気粘性流体６０に磁力を印加して該磁気粘性流体６０の粘度を高めることにより、ロッド２３の往復動に対する摩擦抵抗を増加させて減衰力を大きくし、水槽６に振動が発生しにくくできるものであり、その中で、ロッド２３の一端側を支承する下軸受６４を収容してシリンダ２２内に収容されたハウジング６５の位置決め構造として、シリンダ２２の内周部に突出部３４を周方向に形成し、この突出部３４によりハウジング６５をシリンダ２２の軸方向に位置決めしている。

このようにしたことで、従来の、ハウジングの外周部に形成した溝と対応する部分においてシリンダを外方からかしめることにより、シリンダの内部におけるハウジングの位置決めをしたもののような、シリンダがハウジングの溝からずれた部分でかしめられることによる、シリンダの内部におけるハウジングの位置決め固定強度の不足、がたつきの発生、シリンダの固定位置からのハウジングの外れといった問題を起こすことがなく、シリンダ２２の内部におけるハウジング６５の位置決め固定が確実にできる。よって、ロッド２３にヨーク４９，３９，４８が摺動するようになることもなく、それによるロッド２３に対するヨーク４９，３９，４８の焼き付き等の不具合の発生のおそれもなくすことができる。

又、上記構成の洗濯機では、シリンダ２２の突出部３４を、シリンダ２２の全周に外方より溝３６を形成することにより、シリンダ２２の内方に突出させて形成している。これにより、突出部３４をシリンダ２２に点在させて形成するより精度良く且つ傾き等も生じないで形成することができ、それによって、シリンダ２２内におけるハウジング６５の位置決め固定も精度良くできる。又、突出部３４の形成自体、容易にできる。

加えて、上記構成の洗濯機では、ロッド２３の他端側を支承する上軸受６２を収容してシリンダ２２の内部に収容されるケース６３を具備し、そのケース６３がシリンダ２２をかしめて固定されるようにしている。これにより、ケース６３から磁場ユニット３８及びハウジング６５がシリンダ２２の突出部３４側に押される軸方向の荷重が働き、ハウジング６５の位置決め固定、ひいては上記磁場ユニット３８からケース６３までの位置決め固定をより強固にできる。又、この場合、シリンダ２２の内部における突出部３４の突出幅如何では、ハウジング６５の軸方向位置に僅かながらばらつきが生じることも考えられるが、それを、上記ケース６３がシリンダ２２をかしめて固定される構造で吸収でき、ハウジング６５の位置決めを支障なく行うことができる。

そして又、上記構成の洗濯機では、シリンダ２２の上記かしめ部を覆うキャップ７０を具備している。これにより、ケース６３をかしめにより固定したシリンダ２２に長期の使用による疲労が生じて固定強度を低下するような場合にも、キャップ７０の締め付け作用でシリンダ２２を緩ませず、ケース６３の固定、ひいては磁場ユニット３８からハウジング６５までの固定をより強固に保ち得、信頼性を良くすることができる。なお、キャップ７０はシリンダ２２の欠除部３７の開き、ひいてはそれによるブッシュ５１の抜けを防止するのにも効果を発揮する。

更に、上記構成の洗濯機では、キャップ７０が中心部に孔７１を有し、その孔７１を貫通してケース６３の突部６３ａがキャップ７０外に突出し、その突出部にスプリング７２を被嵌させて水槽６を弾性支持するサスペンション７を組成している。これにより、スプリング７２の心出しをケース６３を利用して容易且つ精確に行うことができる。

そして、上記構成の洗濯機では、ロッド２３にばね座７３を装着し、そのばね座７３とキャップ７０との間にスプリング７２を介在させてサスペンション７を組成している。これにより、キャップ７０に長期の使用による疲労が生じてがたつきが発生するようであっても、キャップ７０の押えを水槽６を弾性支持するサスペンション７のスプリング７２でなすことができるので、キャップ７０の固定、ひいてはケース６３から磁場ユニット３８及びハウジング６５までの固定がより強固にでき、信頼性を良くすることができる。

以上説明した洗濯機は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、特に洗濯機の全体としては、ドラム式に限られず、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ても良い。又、コイル及びボビンは一組のみあって、その直上と直下にそれぞれヨークを一つずつ配置したものであっても良いなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。

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、６は水槽、１０はドラム（回転槽）、２１はダンパ、２２はシリンダ、２３はロッド、３４は突出部、３６は溝、３９は中間ヨーク、４４は上コイル、４５は下コイル、４８は上ヨーク、４９は下ヨーク、５７は隙間、６０は磁気粘性流体、６２は上軸受、６３はケース、６３ａは突部、６４は下軸受、６５はハウジング、７０はキャップ、７１は孔、７２はスプリング、７３はばね座を示す。

Claims (3)

1. 回転槽を収容する水槽の振動を減衰するダンパを備え、
   前記ダンパは、
   内周部に周方向に形成された突出部を有するシリンダと、
   前記シリンダの内部に収容されたコイルと、
   前記シリンダの内部に収容され、前記コイルが発生する磁界を誘導するヨークと、
   前記ヨークとの間に微小な隙間を存し前記ヨークを貫通して前記シリンダに挿設されたロッドと、
   前記隙間に充填された磁気粘性流体と、
   前記ロッドの一端側を支承する軸受を収容して前記シリンダの内部に収容され前記突出部により前記シリンダの軸方向に位置決めされたハウジングと、
   前記ロッドの他端側を支承する軸受を収容して前記シリンダの内部に収容され前記シリンダをかしめて固定されているケースと、
   前記シリンダのかしめ部を覆うキャップと、有し、
   前記ロッドにばね座が装着され、前記ばね座と前記キャップとの間にスプリングが介在されて前記水槽を弾性支持するサスペンションが組成されている洗濯機。
2. 回転槽を収容する水槽の振動を減衰するダンパを備え、
   前記ダンパは、
   内周部に周方向に形成された突出部を有するシリンダと、
   前記シリンダの内部に収容されたコイルと、
   前記シリンダの内部に収容され、前記コイルが発生する磁界を誘導するヨークと、
   前記ヨークとの間に微小な隙間を存し前記ヨークを貫通して前記シリンダに挿設されたロッドと、
   前記隙間に充填された磁気粘性流体と、
   前記ロッドの一端側を支承する軸受を収容して前記シリンダの内部に収容され前記突出部により前記シリンダの軸方向に位置決めされたハウジングと、
   前記ロッドの他端側を支承する軸受を収容して前記シリンダの内部に収容され前記シリンダをかしめて固定されているケースと、
   前記シリンダのかしめ部を覆うキャップと、有し、
   前記キャップが中心部に孔を有し、前記孔を貫通して前記ケースの突部が前記キャップ外に突出し、前記突出部にスプリングが被嵌されて前記水槽を弾性支持するサスペンションが組成されている洗濯機。
3. 前記突出部が、前記シリンダの全周に外方より溝を形成することにより、前記シリンダの内方に突出されて形成されている請求項１又は２記載の洗濯機。

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