(57)【要約】【課題】脱水開始から定常まで安定した振動低減を可能にする。【解決手段】洗濯兼脱水槽３４に設けられた流体バランサー４１は、作動流体４４と、作動流体４４を貯留する複数の貯液室４２と、流体バランサー４１の内周側に形成され貯液室４２の作動流体が移動する連通路４５を有し、作動流体４４は、第１の流体４４ａと第２の流体４４ｂで構成し、第１の流体４４ａの比重を第２の流体４４ｂの比重より重くしたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外槽と、前記外槽内に回転軸が水平又は傾斜した状態で回転自在に配設された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽に設けられた流体バランサーと、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段とを備え、前記流体バランサーは、作動流体と、前記作動流体を貯留する複数の貯液室と、前記流体バランサーの内周側に形成され前記貯液室の作動流体が移動する連通路を有し、前記作動流体は、第１の流体と第２の流体で構成し、前記第１の流体の比重を前記第２の流体の比重より重くした洗濯機。
【請求項２】
作動流体は、第１の流体と第２の流体を略同量とした請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
作動流体は、第１の流体と第２の流体を略同量とし、流体バランサーの容積の略２分の１を封入すると共に、連通路を前記流体バランサーの断面積の略２分の１に設定した請求項１記載の洗濯機。
【請求項４】
作動流体は、第１の流体より第２の流体を多くし、連通路は流体バランサーの断面積の２分の１より大きく形成した請求項１記載の洗濯機。
【請求項５】
作動流体は、第１の流体より第２の流体を少なくし、連通路は流体バランサーの断面積の２分の１より小さく形成した請求項１記載の洗濯機。
【請求項６】
作動流体は、第１の流体の比重を第２の流体の比重の１．５倍以上とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項７】
作動流体は、混合比を第１の流体１に対して第２の流体を２にした請求項６記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラムの回転によって、衣類の洗濯、すすぎ、脱水を行う洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯機は、ドラムに衣類による偏心荷重を補正する流体バランサーを設けている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載された従来の洗濯機を示すものである。図８に示すように、洗濯機本体１と、この洗濯機本体１内にサスペンション２とダンパー３によって支持され、底面に軸受けを設けた水槽４と、底面に回転軸を有し、この回転軸を中心に回転するドラム５と、回転軸に取り付けて水槽４の外側に配設したプーリと、このプーリおよびベルト６を介してドラム５を駆動するモータ７とを備えている。ドラム５の中心軸方向の端部周縁には、複数の径方向で分離した流体バランサー８、９を設け、流体バランサー８、９の内部には、それぞれ面積の異なる連通孔１０が外周側に形成されるように仕切板１１を設け、内部の流体の流通抵抗が異なるように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２４０４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、洗濯、すすぎを終えて脱水をおこなうとき、共振までは衣類の偏心荷重の側に流体バランサーの流体が分布して偏心荷重を大きくすることになり、脱水振動を大きくしていた。また、共振を通過して定常回転になり、衣類の偏心荷重の反対側に流体バランサーの流体が分布して偏心荷重を補正するようになっても、流体バランサーの外周側に連通孔があるため、流体が移動し振動状態が不安定になるという課題を有していた。また、脱水性能を向上させるために、脱水回転数を更に高くすると次の共振に近づき再び偏心荷重側へ流体が移動し、偏心荷重が増加して水槽４の振動が大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、脱水開始の低速回転から定常の高速回転まで振動低減を可能にした洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯兼脱水槽に設けられた流体バランサーは、作動流体と、前記作動流体を貯留する複数の貯液室と、前記流体バランサーの内周側に形成され前記貯液室の作動流体が移動する連通路を有し、前記作動流体は、第１の流体と第２の流体で構成し、前記第１の流体の比重を前記第２の流体の比重より重くしたものである。
【０００８】
これによって、脱水開始の共振までは衣類の偏心荷重側に流体バランサーの作動流体が移動しようとするが、流体バランサーの内周側に形成された連通路を通る時に発生する抵抗で作動流体が移動しにくくなり、偏心荷重側に移動する前に共振を通過することができる。定常の高速では、次の共振に近づくことで再び衣類の偏心荷重側に流体バランサーの作動流体が移動しようとするが、比重が重い第１の流体は遠心力で流体バランサーの外周
壁に押し付けられ、連通路を通って移動するのは比重の軽い第２の流体のみとなり、偏心荷重の増加を小さくできるので外槽の振動の悪化も最小に抑えることができる。従って、脱水開始の低速から定常の高速まで安定した振動低減が可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の洗濯機は、脱水開始の低速から定常の高速まで衣類の偏心荷重の反対側に作動流体の質量の大部分を固定することができ、脱水の開始から定常回転まで脱水振動を確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図
【図２】同洗濯機の流体バランサーの断面図
【図３】本発明の実施の形態２における洗濯機の流体バランサーの断面図
【図４】本発明の実施の形態３における洗濯機の流体バランサーの断面図
【図５】本発明の実施の形態４における洗濯機の流体バランサーの断面図
【図６】本発明の実施の形態５における洗濯機の流体バランサーの断面図
【図７】本発明の実施の形態７における洗濯機の流体バランサーの断面図
【図８】従来の洗濯機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、外槽と、前記外槽内に回転軸が水平又は傾斜した状態で回転自在に配設された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽に設けられた流体バランサーと、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段とを備え、前記流体バランサーは、作動流体と、前記作動流体を貯留する複数の貯液室と、前記流体バランサーの内周側に形成され前記貯液室の作動流体が移動する連通路を有し、前記作動流体は、第１の流体と第２の流体で構成し、前記第１の流体の比重を前記第２の流体の比重より重くしたことにより、脱水開始の低速から定常の高速まで衣類の偏心荷重の反対側に作動流体の質量の多くを固定することができ、脱水の開始から定常回転まで脱水振動を低減することができる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明の作動流体は、第１の流体と第２の流体を略同量としたことにより、作動流体の比重を重くして流体バランサーの補正力を大きくすることができ、衣類の偏心荷重の大部分を補正して、脱水の開始から定常回転までの脱水振動を更に低減することができる。
【００１３】
第３の発明は、特に、第１の発明の作動流体は、第１の流体と第２の流体を略同量とし、流体バランサーの容積の略２分の１を封入すると共に、連通路を前記流体バランサーの断面積の略２分の１に設定したことにより、作動流体の比重を重くすることができる。また、偏心荷重の反対側に分布した作動流体の第１の流体の層の厚さが連通路と重ならないので、高速時に偏心荷重側へ移動するのは、比重の軽い第２の流体のみとなり偏心荷重の増加も抑えることができるので、脱水の開始から高速まで脱水振動を低減することができる。
【００１４】
第４の発明は、特に、第１の発明の作動流体は、第１の流体より第２の流体を多くし、連通路は流体バランサーの断面積の２分の１より大きく形成したことにより、流体バランサーの応答を早くして脱水開始時に発生する第２の共振振動を低減することができる。また、高速時は、連通路に第１の流体の層が重ならないように第１の流体の量を第２の流体の量より少なくしているため、偏心荷重の増加も抑えられ脱水の開始から高速まで安定して脱水振動を低減することができる。
【００１５】
第５の発明は、特に、第１の発明の作動流体は、第１の流体より第２の流体を少なくし
、連通路は流体バランサーの断面積の２分の１より小さく形成したことにより、作動流体の比重が更に重くなって流体バランサーの補正力が大きくなるので、定常時の外槽の振動を大幅に低減することができる。また、高速時は、第１の流体の層が連通路に重ならないように連通路を流体バランサーの断面積の２分の１より小さく形成しているため、第１の流体の移動がないので偏心荷重の増加も抑えられ、脱水の定常から高速まで安定して脱水振動を低減することができる。
【００１６】
第６の発明は、特に、第１の発明の作動流体は、第１の流体の比重を第２の流体の比重の１．５倍以上としたことにより、高速時の第１の流体の層と第２の流体の層が確実に分離するので連通路を通過する流体を第２の流体に限定することができ、偏心荷重の増加を最小限に抑えることができる。
【００１７】
第７の発明は、特に、第６の発明の作動流体は、混合比を第１の流体１に対して第２の流体を２にしたことにより、作動流体の比重を極端に軽くすることなく連通路を大きく形成できるので、流体バランサーの応答性と、補正力の大きさを両立することができ、脱水開始から定常、更には高速まで幅広く外槽の振動を低減することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の断面図、図２は、同洗濯機の流体バランサーの断面図である。
【００２０】
図１および図２において、洗濯機外枠３０は、４本の引張りばね３１と、２本の弾性体３２により外槽３３を弾性支持している。洗濯兼脱水槽３４は、外槽３３内に回転自在に配設している。モータ（駆動手段）３５は、ブラシレス直流モータから成っており、インバータ制御され、回転速度が自在に変化されるようになっており、直接洗濯兼脱水槽３４を駆動する。
【００２１】
給水手段３６は洗濯兼脱水槽３４内に給水するものである。水位検知手段３７は、外糟３３内の洗濯水位を検知する。排水手段３８は、外槽３３内の洗濯水を排水するものである。制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面下部に設けられている。制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面上部に設けられた操作表示手段４０により入力された設定内容に基づいて、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御するもので、パワースイッチング手段（図示せず）を介してモータ３５、給水手段３６、排水手段３８などを逐次制御する。
【００２２】
流体バランサー４１は、洗濯兼脱水槽３４の前面に取り付けられている。流体バランサー４１は、複数の貯液室４２を有するドーナツ状の密閉容器４３と、内部に容積の３０〜７０％注入された作動流体４４とで構成されている。作動流体４４には、第１の流体４４ａとして、安全性が高く、プラスチック、ゴムなどの構成材料を侵さないフッ素系液体を使用し、第２の液体４４ｂとして、凍結防止と補正効果を考慮して塩化ナトリウムや塩化カルシウムの水溶液が使用されている。第１の液体４４ａの比重は１．９、第２の液体４４ｂの比重は１．３である。
【００２３】
第１の流体４４ａと第２の流体４４ｂは攪拌すると混ざり合い、静止させると比重の違いにより分離する。各貯液室４２の境界には、貯液室４２の間を作動流体４４が移動するための連通路４５が密閉容器４３の内周側に設けられている。
【００２４】
以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。まず、洗濯
兼脱水槽３４内に衣類と洗剤を投入後、操作表示手段４０を操作して運転を開始する。これによって、給水手段３６が動作し、洗濯兼脱水槽３４内に洗濯水が供給されると共に洗濯兼脱水槽３４も回転を開始する。規定量の洗濯水が供給されると給水手段３６は給水を停止する。
【００２５】
洗濯兼脱水槽３４の回転によって、洗剤は洗濯水に溶かされ、洗濯液となって衣類に浸透する。洗濯兼脱水槽３４は、３０ｒ／ｍｉｎ程度の低速で回転し、衣類を持ち上げては落とすという、たたき洗いを規定時間行う。洗濯終了後、排水手段３８が作動し、汚れを溶かし込んだ洗濯水は、外槽３３の外に排水される。
【００２６】
排水終了後、洗濯兼脱水槽３４の回転は徐々に速くなり脱水工程に入る。脱水起動時、洗濯兼脱水槽３４の回転数が外槽３３の第１の共振回転数である１２０ｒ／ｍｉｎになるまでは、流体バランサー４１内の作動流体４４は、第１の流体４４ａと第２の流体４４ｂが混ざり合いながら連通路４５を通過して貯液室４２間を移動する。
【００２７】
遠心力による作動流体４４の貯液室４２の外壁への張り付きがない５０ｒ／ｍｉｎで規定時間運転すると、作動流体４４の第１の流体４４ａと第２流体４４ｂは完全に混ざり合うことになる。その後、脱水兼洗濯槽３４の回転が１２０ｒ／ｍｉｎを超えると、作動流体４４は連通路４５を通過して貯液室４２間を移動し、偏心荷重の反対側に作動流体４４が分布するようになり、徐々に偏心荷重が補正される。
【００２８】
作動流体４４の移動は、第２の共振回転数２５０ｒ／ｍｉｎになるまでに完了し、第２の共振回転数を通過する時は、偏心荷重が補正されているので外槽３３は大きく振動することはない。更に脱水が進んで、脱水兼洗濯槽３４の回転が９００ｒ／ｍｉｎに上昇するまでは、偏心荷重が補正されているので外槽３３の振動は小さく維持される。
【００２９】
９００ｒ／ｍｉｎを通過すると、第３の共振回転数に近づくので、作動流体４４は偏心荷重側に移動しようとする。第１の流体４４ａの比重は１．９、第２の流体４４ｂの比重は１．３なので、第１の流体４４ａは遠心力で貯液室４２の外周側に分布し、第２の流体４４ｂは内周側に分布しており、貯液室４２の内周側に設けられた連通路４５を通過して貯液室４２間を移動するのは比重の軽い第２の流体４４ｂのみとなる。従って、偏心荷重の増加は少なく脱水回転数が定常回転数である１６００ｒ／ｍｉｎになっても外槽３３の振動の悪化を最小にすることができる。
【００３０】
以上のように本実施の形態においては、流体バランサー４１の作動流体４４を比重の異なる第１の流体４４ａと第２の流体４４ｂで構成し、連通路４５を貯液室４２の内周側に設けたものである。
【００３１】
これによって、第２の共振回転数（２５０ｒ／ｍｉｎ）までに偏心荷重の補正を確実にすることができる。また、定常回転（１６００ｒ／ｍｉｎ）では、比重の軽い第２の流体４４ｂのみ移動するようにしたことで、外槽３３の振動の増加を最小にし、脱水開始の低速から定常の高速まで衣類の偏心荷重の反対側に作動流体の質量の多くを固定することができ、脱水の開始から定常回転まで脱水振動を低減することができる。
【００３２】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの断面図である。本実施の形態の特徴は、作動流体４４の第１の流体４４ａと、第２の流体４４ｂを略同量としたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。
【００３３】
上記構成によれば、作動流体４４の比重を重くして流体バランサー４１の補正力を大きくすることができ、衣類の偏心荷重の大部分を補正して、脱水の開始から定常回転までの脱水振動を更に低減することができる。
【００３４】
（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの断面図である。本実施の形態の特徴は、作動流体４４の第１の流体４４ａと、第２の流体４４ｂを略同量とし、流体バランサー４１の容積の略２分の１を封入すると共に、連通路４５を流体バランサー４１の断面積の略２分の１にしたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。
【００３５】
上記構成によれば、作動流体４４の比重を重くすることができる。また、偏心荷重の反対側に分布した作動流体４４の第１の流体４４ａの層の厚さが連通路４５と重ならないので、高速時に偏心荷重側へ移動するのは、比重の軽い第２の流体４４ｂのみとなり、偏心荷重の増加も抑えることができるので、脱水の開始から高速まで脱水振動を低減することができる。
【００３６】
（実施の形態４）
図５は、本発明の第４の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの断面図である。本実施の形態の特徴は、作動流体４４は、第１の流体４４ａよりも第２の流体４４ｂの方を多くし、連通路４５は流体バランサー４１の断面積の２分の１より大きく形成したものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。
【００３７】
上記構成によれば、連通路４５を作動流体４４が通過しやすくなり、流体バランサー４１の応答が早くなる。よって、第２の共振回転数における外槽３３の振動を低減することができる。また、高速回転時は、連通路４５に第１の流体４４ａの層が重ならないように第１の流体４４ａの量を第２の流体４４ｂの量より少なくしているため、偏心荷重の増加も抑えられ脱水の開始から高速まで安定して脱水振動を低減することができる。
【００３８】
（実施の形態５）
図６は、本発明の第５の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの断面図である。本実施の形態の特徴は、作動流体４４は、第１の流体４４ａよりも第２の流体４４ｂの方を少なくし、連通路４５は流体バランサー４１の断面積の２分の１より小さく形成したものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。
【００３９】
上記構成によれば、比重の重い第１の流体４４ａの量が多くなるので、作動流体４４の比重が更に重くなり流体バランサー４１の補正力を大きくすることができる。従って、定常時の外槽３３の振動を大幅に低減することができる。また、高速回転時は、第１の流体４４ａの層が連通路４５に重ならないように、連通路４５を流体バランサー４１の断面積の２分の１より小さく形成しているため、第１の流体４４ａの移動がないので高速回転時の偏心荷重の増加も抑えられ、脱水の定常から高速まで安定して脱水振動を低減することができる。
【００４０】
（実施の形態６）
本実施の形態の特徴は、作動流体４４は、第１の流体４４ａの比重を第２の流体４４ｂの比重の１．５倍以上としたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。
【００４１】
上記構成によれば、高速回転時の第１の流体４４ａの層と第２の流体４４ｂの層が確実に分離するので、連通路４５を通過する流体を第２の流体４４ｂに限定することができ、偏心荷重の増加を最小限に抑えることができる。
【００４２】
（実施の形態７）
図７は、本発明の第７の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの断面図である。本実施の形態の特徴は、作動流体４４は、混合比を第１の流体４４ａの１に対して第２の流体４４ｂを２にしたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。
【００４３】
上記構成によれば、作動流体４４の比重を極端に軽くすることなく連通路４５を大きく形成できるので、流体バランサー４１の応答性と、補正力の大きさを両立することができ、脱水開始から定常、更には高速まで幅広く外槽３３の振動を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、脱水開始の低速から定常の高速まで衣類の偏心荷重の反対側に作動流体の質量の大部分を固定することができ、脱水の開始から定常回転まで脱水振動を確実に低減することができるので、ドラム式洗濯機として有用である。
【符号の説明】
【００４５】
３３  外槽
３４  洗濯兼脱水槽
３５  モータ（駆動手段）
４１  流体バランサー
４２  貯液室
４４  作動流体
４４ａ  第１の流体
４４ｂ  第２の流体
４５  連通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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