JP6800051B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、洗濯機に関するものである。

ドラム式洗濯機は、筐体内に水を溜める外槽が防振支持され、その外槽内に洗濯兼脱水槽であるドラムがモータを介して回転自在に支持されている。脱水工程時には、ドラムを高速回転させることにより、そのドラム内に収容された洗濯物の脱水が行われる。このとき、ドラム内の洗濯物に片寄り（アンバランス）が発生すると、遠心力の不釣合いにより加振力が生じる。この加振力により、少なくともドラムと外槽とモータとが含まれる振動系が振動し、振動や騒音をもたらす場合がある。そこで、振動抑制のために、この種のドラム式洗濯機は、液体が封入された円環である流体バランサがドラムの開口部近傍に設けられている。流体バランサは、高速脱水時に内蔵液体がアンバランスの反対側に移動することで、アンバランスを相殺し、振動低減を図ることが出来る。

従来技術として特許文献１には、「ドラムに複数の径方向で分離した流体バランサーを設けているため、簡単なダンパー構成で、かつ水槽から重量体をはずし本体の軽量化を図り、さらにドラム内の洗濯容量を確保し、洗濯性能、すすぎ性能および脱水性能を確保したまま脱水振動低減を図ることが出来る」と記載されている。また特許文献２には、「回転ドラム開口部の外周側に流体バランサを外側から内側に向かうように留めることにより回転ドラムに取りつけるバランサ取付ねじが、水槽蓋が着脱可能に取りつけられる水槽の胴体の胴体開口部よりも前側に配置されている。この構成を採用することにより、機器の補修、点検の際に、水槽から回転ドラムを取りださなくても、流体バランサを取り外すことができる。」と記載されている。

特開平４−２４０４８８公報 特開２００７−３３０８２６号公報

洗濯容量をより増加するためには、ドラムの大型化を図る必要がある。ドラムの大型化は、脱水時にアンバランスによる加振力あるいは加振モーメントの増加をもたらす。その結果、脱水時の外槽振動が大きくなり、アンバランス状態によっては異音や騒音などが発生する場合がある。したがって、洗濯容量増加と低振動化を両立するためには、ドラム前側で発生したアンバランスだけでなく、ドラム後側のアンバランスも相殺する必要がある。

上記特許文献１で開示された技術は、流体バランサがドラム内部に複数配されているが、流体バランサの外径よりもドラムの開口径の方が小さい。そのため、ドラム開口部から流体バランサの出し入れが出来ず、流体バランサを取りつけた状態でドラムの組み立てを行う必要がある。複数の部材をかしめ接合や溶接によってドラムを組み立てる際、流体バランサに荷重や熱が伝わり、流体バランサが変形してしまう可能性があった。また、ドラム開口部から流体バランサの着脱が困難であることから、その点検や補修の際には、多くの手間と時間を要した。

また、上記特許文献２で開示された技術は、バランサ取付ねじがドラムの外側から内側に向かうように留められているとともに、水槽の胴体開口部より前側に配置されている。そのため、ドラム後方に流体バランサを着脱可能に設けようとすると、水槽の胴体開口部の位置がドラムの後方となる。その結果、水槽を弾性支持するサスペンションの位置がドラム後方となりバランス良く支えることが困難になったり、あるいは開口部があることで水槽に比べて強度が低い水槽蓋にサスペンションを設けることになる。以上の理由から、従来技術はドラム後方に流体バランサを設けることを考慮しておらず、ドラム後方で発生したアンバランスを相殺することが困難であった。すなわち、上記特許文献２においては、洗濯容量の増加と低振動化の両立を図るのが困難であった。

本発明の目的は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、洗濯容量の増加に伴いドラムが大型化しても、ドラム後方に設けた流体バランサにより振動を抑制し、ドラム開口部から流体バランサなどの機器の補修や点検も可能な洗濯機を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の洗濯機は、前側にドラム開口部を有するドラムと、前側に分割面を有し前記ドラムを収容するための水槽と、前記ドラムの補強部材であるドラムフランジと、前記分割面に着脱可能に取り付けられた槽カバーとからなる外槽と、前記ドラムの前方に設けられて前方バランサと、前記分割面よりも後方位置でドラムに固定された後方バランサと、前記後方バランサをドラムに固定するためのバランサ取付ねじと、を備え、前記バランサ取付ねじは、前記後方バランサより前記ドラムの回転軸側で、前記ドラムフランジに留められ、前記後方バランサの外径が前記ドラムの開口部の内径よりも小さい、構成とする。

本発明によれば、洗濯容量の増加に伴いドラムを大型化しても、ドラム後方に設けた流体バランサにより振動を抑制し、ドラム開口部から流体バランサなどの機器の補修や点検も可能となる。

本実施の形態例に係るドラム式洗濯機の内部構造を示す右側面図である。（実施例１） 本実施の形態例に係るドラム式洗濯機のドラムの部分断面を示す右側面図である。（実施例１） 本実施の形態例に係るドラム式洗濯機のドラムの部分断面を示す右側面図である。（実施例２） 本実施の形態例に係る洗濯機の内部構造を示す右側面図である。（実施例３） 本実施の形態例に係る洗濯機のドラムの部分断面を示す右側面図である。（実施例３） 本実施の形態例に係る洗濯機のドラムの部分断面を示す右側面図である。（実施例４）

以下、本発明の実施の形態例について、適宜図を参照しながら詳細に説明する。

＜実施例１＞
図１は本実施の形態例におけるドラム式洗濯機の内部構造を示す右側面図、図２はドラム式洗濯機の内部構造を示す正面図である。図１のＺ１は、ドラム２１、モータ２２、流体バランサ３０の回転軸を表す。また図１は紙面手前方向を右、紙面奥行き方向を左、紙面左側を前、紙面右側を後としている。

図１に示すように、ドラム式洗濯機は、外郭を構成する筐体１の略中央に、洗濯物を出し入れするための投入口１ａが設けられており、この投入口１ａにはドア２を開閉自在に取り付けてある。筐体１の上部にある操作パネル３は、運転を逐次制御するための制御装置４と電気的に接続されており、運転コースの設定や運転状態の表示を行う。筐体１の内部には、水を溜める外槽２３と、衣類を収納するためのドラム２１と、ドラム２１を回転駆動するためのモータ２２が設けられている。筐体１の投入口１ａ、外槽２３の開口部２３ａ、ドラム２１の開口部２１ａは連通しており、ドア２を開くことでドラム２１内への洗濯物の出し入れが可能となっている。

ドラム２１は、開口部２１ａと背面とを有する略円筒形に形成され、外槽２３に内包されている。ドラム２１の背面は、シャフト２２ａを介してモータ２２に連結されている。ドラム２１は、このモータ２２により、左回転（ドラム２１の正面から見て反時計回り）と右回転（ドラム２１の正面から見て時計回り）の両方向に回転駆動される。ドラム２１内周壁には、洗濯物を持ち上げるためのリフタ２１ｂと、脱水のための貫通孔２１ｃが複数設けられている。ドラム２１の両端には、円筒状の前方バランサ３０と後方バランサ３１が設けられている。ドラム２１の回転軸Ｚ１は、略水平、または前側が後側よりも高くなるように傾斜されて設けられている。

外槽２３は、前面と背面を有する略円筒に形成され、開口部２３ａのある槽カバー２３ｂと、背面のある水槽２３ｃとに、分割面２３ｄで分割可能である。外槽２３は、前面の開口部２３ａが環状のパッキンであるベローズ２６で筺体１の投入口１ａと接続されており、ドア２を閉めることで水封される。分割面２３ｄは、外槽２３の前後方向の中心よりも前方に配されており、防振部材２４が水槽２３ｃに取り付けられた状態で槽カバー２３ｂの取り外しが可能となっている。

外槽２３の下側には、外槽２３の振動を検出するための振動検出手段２５が設けられている。振動検出手段２５は、電気的に制御装置４と接続されている。振動検出手段２５は分割面２３ｄより後方、すなわち水槽２３ｃに設けてあることで、制御装置４と接続したまま、槽カバー２３ｂが取り外し可能となる。

外槽２３の下側には、経路に排水弁１３ｂを有する排水ホース１３が排水口１３ａに接続されている。また、外槽２３の正面から見て左側には、給水弁１０ｂと洗剤容器１２を経路に有する給水ホース１０が接続されており、給水弁１０ｂを開くことで、給水口１０ａから外槽２３内に水の供給が可能となっている。なお、外槽２３内の水量は、水位検出手段１４によって検出可能となっている。

外槽２３の上側には、外槽２３の姿勢を保持するための前吊りばね２７と、後吊りばね２８が設けられている。外槽２３の下部には、外槽２３とその中に投入された衣類の質量を支えるために、防振部材２４が２本設けられ、それらは側面視で前後方向に同一の場所で外槽２３に接続されている。

ここで図２は、外槽２３の部分断面図である。ドラム２１は、開口部２１ａの強度を保つための補強リング２１ｄと、略円筒形状の胴板２１ｅと、略円板形状の底板２１ｆとで構成される。補強リング２１ｄと胴板２１ｅはかしめ接合部２１ｈで結合され、底板２１ｆと胴板２１ｅはかしめ接合部２１ｉで結合される。底板２１ｆの後方には、補強部材のドラムフランジ２１ｇが設けられ、シャフト２２ａとドラム取付ねじ２２ｃを介して結合されている。シャフト２２ａは、水槽２３ｃに軸受２２ｂで回転自在に支持されている。

ドラム２１あるいは補強リング２１ｄに対して着脱可能に設けられた前方バランサ３０は、封入された液体が流通するための流路３０ｂを有する流体バランサである。前方バランサ３０は、開口部３０ａを有する円環形状である。同様に流路３１ｂを有する後方バランサ３１は、複数のバランサ取付ねじ３１ｃにより、分割面２３ｄより後方の位置でドラム２１に対して着脱可能に設けられている。後方バランサ３１は、内周部３１ａを有する円環形状である。流路３０ｂと流路３１ｂの内部には、液体を安定させるための凸部が設けられている。なお、後方バランサ３１は、洗濯物と擦れて洗浄力が上がるように、ドラム２１に向かって表面に凹凸が設けられても良い。特に、回転軸Ｚ１が手前から奥に向かって下がる方向に傾斜している場合は、洗濯物はドラム２１の後方に分布し易くなるため、後方バランサ３１と洗濯物がより擦れやすくなる。槽カバー２３ｂのＺ１軸方向の長さＬ１は、強度を保つために、水槽２３ｃのＺ１軸方向の長さＬ２以下となることが望ましい。

後方バランサ３１は、ドラム２１の内側かつ底板２１ｅの近傍に設けるために、後方バランサ３１の外径（後バランサ外径Ｄ３）が胴板２１ｅの内径（胴板内径Ｄ２）よりも小さい。すなわち、ドラム２１の開口部２１ａから後方バランサ３１が視認できるため、補修や点検が容易となっている。また、後方バランサ３１は、前方バランサ３０を外した上で、ドラム２１の開口部２１ａからドラム２１内に挿入できるように、後方バランサ外径Ｄ３がドラム２１の開口径（ドラム開口径Ｄ１）よりも小さい。加えて、ドラム２１の強度を増加して胴板２１ｅを回転軸Ｚ１方向により延伸できるよう、ドラム開口径Ｄ１が胴板内径Ｄ２よりも小さい。なお、本実施の形態例においては、ドラム開口径Ｄ１と補強リング２１ｄの内径はほぼ同じだが、補強リング２１ｄが設けられていない場合は、ドラム開口径Ｄ１と胴板内径Ｄ２がほぼ同じとなる。また、前方バランサ３０の開口部３０ａの内径より後バランサ外径Ｄ３の方が小さい方が、前方バランサ３０を取り外すことなく後バランサ３１を開口部３０ａから挿入できるため、より望ましい。また、胴板内径Ｄ２は、胴板２１ｅの最内径に相当する。

ここで、バランサ取付ねじ３１ｃは、ドラム２１の開口部２１ａから着脱可能となるように、ドラム２１の内側から外側に向かって留められている。また、バランサ取付ねじ３１ｃは、高速回転時にも安定して後方バランサ３１を固定できるように、Ｚ１軸方向とほぼ同じ方向で厚さのあるドラムフランジ２１ｇに留められている。また、バランサ取付ねじ３１ｃは、開口部２１ａからの視認性が良くなるように、流路３１ｂよりもＺ１軸に近い位置で留められている。なお、洗濯物とバランサ取付ねじ３１ｃとが直接擦れるのを防止するために、バランサ取付ねじ３１ｃの表面に保護部材を設けたり、周辺に座ぐりを設けても良い。

上記構成において、その動作を説明する。ドア２を開いてドラム２１内に洗濯物を投入し、洗剤容器１２内に所定量の洗剤を投入した後、運転を開始させると、まず、洗い工程を実行する。洗い工程において、給水弁１０ｂが開き給水された水は、洗剤容器１２および給水ホース１０を介して、洗剤と共に外槽２３内に入る。この動作を所定時間実行した後、ドラム２１が正転、停止、逆転、停止を繰り返す攪拌動作を所定時間実行する。このとき、ドラム２１内に収容された洗濯物は、ドラム２１内周壁に設けられたリフタ２１ｂによって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた高さ位置から落下する攪拌動作が繰り返されるため、洗濯物にはたたき洗いの作用が働いて洗われる。

この動作を所定時間行った後、洗い工程を終了し、脱水工程を実行する。この脱水工程においては、まず排水弁１３ｂが開き、外槽２３内の水が排水ホース１３を介して機外に排水される。次に、ドラム２１を高速回転（例えば、９００ｒ／ｍｉｎ）させて所定時間回転させることで、洗濯物に含まれる水を脱水する。

この脱水工程を所定時間行った後、給水弁１０ｂが開き給水され、その水は洗剤容器１２および給水ホース１０を通り、外槽２３内に注水され、すすぎ工程が実施される。このすすぎ工程においては、前述した洗い工程と同様に、正転、停止、反転、停止の動作を繰り返す攪拌動作を所定時間実行する。このとき、洗濯物がドラム２１の内周壁に設けられたリフタ２１ｂによって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた高さ位置から落下する攪拌動作が繰り返されるため、洗濯物に含まれる洗剤成分が希釈され、すすぎが行われる。なお、乾燥機能を備えたドラム式洗濯乾燥機の場合は、この後に乾燥工程を実行する。

以上のように本実施の形態例においては、前方バランサ３０と後方バランサ３１を設けることで、ドラム２１を大型化した場合においても、前方バランサ３０で主に胴板２１ｅの前方で発生したアンバランスを相殺し、後方バランサ３１で主に胴板２１ｅの後方で発生したアンバランスを相殺するため、大容量化と低振動化の両立が可能となる。また、後方バランサ外径Ｄ３をドラム開口径Ｄ１と胴板内径Ｄ２よりも小さくすることで、補強リング２１ｄと胴板２１ｅと底板２１ｆとを結合したのちに後方バランサ３１の取り付けが可能となり、ドラム２１の組み立ての際に後方バランサ３１に荷重や熱が加わるのを防止出来る。さらに、外槽２３を筐体１から取り外したり、ドラム２１を分解することなく、開口部２１ａから後方バランサ３１の挿入が可能となる。そして、バランサ取付ねじ３１ｃがドラム２１の内側から外側に向かって留められることで、開口部２１ａからバランサ取付ねじ３１ｃが目視可能となり、後方バランサ３１の着脱がより容易になる。したがって、本実施の形態例においては、洗濯容量の増加に伴いドラム２１を大型化しても、後方バランサ３１により振動を抑制し、ドラム２１の開口部２１ａから後方バランサ３１の補修や点検も可能となる。

なお、本実施の形態例においてはドラム式洗濯機について述べたが、乾燥機能の付いたドラム式洗濯乾燥機でも同様の効果が得られる。また、前方バランサ３０と後方バランサ３１は、液体が封入された流体バランサについて述べたが、ボールバランサでも良い。

＜実施例２＞
図３は、第２の実施の形態例における右断面を示す。分割面３２ｄより後方には、変形可能な弾性体で成型された後方バランサ４１が設けられている。後方バランサ４１は、複数の管で構成され、内周部４１ａを有する円環形状であり、各管の内部には液体が流通するための流路４１ｂがある。流路４１ｂには、液体を安定させるための凸部が設けられている。また後方バランサ４１は、胴板２１ｅの後側で発生したアンバランスをより効率的に相殺するために、後方バランサ４１の外径（後方バランサ径Ｄ４）がドラム開口径Ｄ１よりも大きい。同様に、後方バランサ４１は、遠心力が大きくアンバランス相殺効果の大きい外周側の管の径の方が大きい。なお、他の構成と運転制御は、実施例１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。

上記構成によれば、実施例１と同様の効果が得られるとともに、伸縮可能な後方バランサ４１を変形させて開口部２１ａから挿入可能であるため、後方バランサ外径Ｄ４をより大きくすることができる。すなわち、より振動の低減が出来るとともに、開口部２１ａから後方バランサ４１の補修や点検も可能となる。

＜実施例３＞
図４は、第３の実施の形態例における右断面を示す。ドラム５１の回転軸Ｚ２は略垂直で、駆動部５２を介して外槽５３に内包されている。ドラム５１の下方には、回転翼５１ｂが設けられ、駆動部５２に結合されている。駆動部５２は、ドラム５１と回転翼５１ｂの回転を次のように動作させることが出来る。一つは、ドラム５１を静止させるように係止または自由に回転できるように解放した状態で回転翼５１ｂを繰り返し正逆回転させる動作で、主に衣類を撹拌させる場合に用いる。もう１つは、ドラム５１と回転翼５１ｂを一体的に同一方向に回転させる動作で、主に衣類の撹拌と遠心脱水する場合に用いる。

ドラム５１の上側には、上方バランサ６０が設けられ、第１の実施の形態例における前方バランサ３０に相当する。また、ドラム５１の下側には、下方バランサ６１が設けられ、第１の実施の形態例における後方バランサ３１に相当する。なお、他の構成と運転制御は、実施例１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。

ここで図５は、外槽５３の部分断面図である。外槽５３は、開口部５３ａのある槽カバー５３ｂとモータ５２のある水槽５３ｃに分割可能である。分割面５３ｄは、水槽５３ｃの最上端であり、槽カバー５３ｂを取り外した際に水槽５３ｃよりも上側が露出する。ドラム５１は、略円筒形状の胴板５１ｅと、略円板形状の底板５１ｆとで構成される。少なくとも底板５１ｆと胴板５１ｅとで囲まれた範囲が、ドラム５１の内部であり、洗濯物が存在しうる空間である。

下方バランサ６１の外径（下方バランサ外径Ｄ６）は、胴板５１ｅの内径（胴板内径Ｄ５）よりも小さい。また、下方バランサ外径Ｄ６、回転翼５１ｂの外径（回転翼外径Ｄ７）よりも大きい。バランサ取付ねじ６１ｃは、回転翼５１ｂよりも下方の位置で、ドラム５１の内側から外側に向かって、底板５１ｆに留められている。すなわち、回転翼５１ｂを取り外した状態で、バランサ取付ねじ６１ｃが着脱可能となり、かつ回転翼５１ｂを極力大きく出来るため洗浄力も向上できる。なお、より容易にバランサ取付ねじ６１ｃを着脱するためには、回転翼外径Ｄ７よりも外周側にバランサ取付ねじ６１ｃを設ければよい。

上記構成によれば、実施例１と同様の効果が得られるとともに、回転軸Ｚ２が略垂直であっても、ドラム５１の開口部５１ａから下方バランサ６１の補修や点検も可能となる。なお、上方バランサ６０と下方バランサ６１は、液体が封入された流体バランサについて述べたが、ボールバランサでも良い。

＜実施例４＞
図６は、第４の実施の形態例における右断面を示す。底板７１ｆとドラムフランジ７１ｇの窪み部７１ｈには、後方バランサ８１が設けられている。後方バランサ８１は、流路８１ｂを内部に備え、バランサ取付ねじ８１ｃで着脱可能に固定されている。窪み部７１ｈは、シャフト２２ａと略同心円に設けられている。窪み部７１ｈは、前側から見ると、連続した円環形状となっている。後方バランサ８１と底板７１ｆのドラム２１内部側を向く面の一部は、洗濯物が引っかからないように、滑らかにつながっている方が望ましい。また、窪み部７１ｈは、必ずしも円環形状である必要はなく、後方バランサ８１が固定出来れば良い。

バランサ取付ねじ８１ｃは、ドラム２１の内側から外側に向かって、底板７１ｆあるいはドラムフランジ７１ｇに着脱可能に複数個所で留められている。バランサ取付ねじ８１ｃの周辺は、より洗濯物が引っかかりにくくなるように、座ぐりやカバーを設ける方が望ましい。

後方バランサ８１の外径（後方バランサ外径Ｄ８）は、ドラム開口径Ｄ１よりも小さく、かつ胴板径Ｄ２よりも小さい。なお、他の構成と運転制御は、実施例１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。

上記構成によれば、実施例１と同様の効果が得られるとともに、後方バランサ８１が底板７１ｆから突出する部分を小さく出来るため、後方バランサ８１によりドラム２１内の空間が減少することを防止出来る。加えて、開口部２１ａから後方バランサ８１の補修や点検も可能となる。なお、後方バランサ８１は、液体が封入された流体バランサについて述べたが、ボールバランサでも良い。

１ 筺体 ２２ モータ
１ａ 投入口 ２２ａ シャフト
２ ドア ２２ｂ 軸受
３ 操作パネル ２２ｃ ドラム取付ねじ
４ 制御装置 ２３ 外槽
１０ 給水ホース ２３ａ 開口部
１０ａ 給水口 ２３ｂ 槽カバー
１０ｂ 給水弁 ２３ｃ 水槽
１２ 洗剤容器 ２３ｄ 分割面
１３ 排水ホース ２４ 防振部材
１３ａ 排水口 ２５ 振動検出手段
１３ｂ 排水弁 ２６ ベローズ
１４ 水位検知手段 ２７ 前吊りばね
２１ ドラム ２８ 後吊りばね
２１ａ 開口部 ３０ 前方バランサ
２１ｂ リフタ ３０ａ 開口部
２１ｃ 貫通孔 ３０ｂ 流路
２１ｄ 補強リング ３１ 後方バランサ
２１ｅ 胴板 ３１ａ 内周部
２１ｆ 底板 ３１ｂ 流路
２１ｇ ドラムフランジ ３１ｃ バランサ取付ねじ
２１ｈ かしめ接合部
２１ｉ かしめ接合部

Claims (2)

1. 前側にドラム開口部を有するドラムと、
   前側に分割面を有し前記ドラムを収容するための水槽と、
   前記ドラムの補強部材であるドラムフランジと、
   前記分割面に着脱可能に取り付けられた槽カバーとからなる外槽と、
   前記ドラムの前方に設けられて前方バランサと、
   前記分割面よりも後方位置でドラムに固定された後方バランサと、
   前記後方バランサをドラムに固定するためのバランサ取付ねじと、を備え、
   前記バランサ取付ねじは、前記後方バランサより前記ドラムの回転軸側で、前記ドラムフランジに留められ、
   前記後方バランサの外径が前記ドラムの開口部の内径よりも小さいことを特徴とする洗濯機。
2. 請求項１において、
   前記バランサ取付ねじが、前記ドラムの内側から外側に向かうように留められることを特徴とする洗濯機。

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