(57)【要約】【課題】水槽から外枠への振動伝達率を効率的に低減できる防振装置を備え、特に脱水運転時の定常時に発生する外枠の振動を抑制することができる洗濯機を実現する。【解決手段】本発明の洗濯機は、水平または傾斜した回転軸の向きで回転可能に支持され、被洗浄物を収容するドラム３４と、ドラム３４を収容する水槽３３と、水槽３３を収容する外枠３０と、ドラム３４を回転駆動する駆動部３６と、水槽３３の底部と外枠３０の底部との間に配設され、水槽３３を外枠３０に対し弾性支持する防振装置３１とを備え、防振装置３１は、水槽３３を支持する主弾性体５１と、主弾性体５１に並列に接続される減衰部５２とから成り、減衰部５２はダンパ５４と副弾性体５３とを備え、ダンパ５４と副弾性体５３が直列に接続されて構成されるもので、特に脱水運転時の定常時に発生する外枠３０の振動を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平または傾斜した回転軸の向きで回転可能に支持され、衣類等の被洗浄物を収容するドラムと、
前記ドラムを収容する水槽と、
前記水槽を収容する外枠と、
前記ドラムを回転駆動する駆動部と、
前記水槽の底部と前記外枠の底部との間に配設され、前記水槽を前記外枠に対し弾性支持する防振装置とを備え、
前記防振装置は、前記水槽を支持する主弾性体と、前記主弾性体に並列に接続される減衰部とから成り、
前記減衰部はダンパと副弾性体とを備え、
前記ダンパと前記副弾性体が直列に接続されて構成される洗濯機。
【請求項２】
前記副弾性体は、前記主弾性体の全圧縮時の長さより全長が短く設定され、
前記副弾性体は、外径が前記主弾性体の内径より小さく設定され、
前記主弾性体に内包されるように配設されて構成される請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
前記ダンパは、シリンダと前記シリンダ内を往復するピストンと前記ピストンに固定され前記シリンダの一端面から突出したロッドとを有し、
前記主弾性体は、前記シリンダの前記一端面側に配設された第１のバネ受と、前記ロッドの先端側に前記ロッドが摺動自在となるよう配設され前記水槽に固定された第２のバネ受との間に前記ロッドを内包して配設され、
前記副弾性体は、前記第２のバネ受と、前記ロッドと一体であり前記第２のバネ受より前記シリンダ側に配設された第３のバネ受との間に配設され、
前記第２のバネ受は、前記ロッドが貫通し、前記副弾性体が外側に配設される中空円筒部を備え、
前記中空円筒部の長さは、前記副弾性体の全圧縮時の長さより短く構成される請求項２に記載の洗濯機。
【請求項４】
前記ダンパは、シリンダと前記シリンダ内を往復するピストンと前記ピストンに固定され前記シリンダの一端面から突出したロッドとを有し、
前記主弾性体は、前記シリンダの前記一端面側に配設された第１のバネ受と、前記ロッドの先端側に前記ロッドが摺動自在となるよう配設され前記水槽に固定された第２のバネ受との間に配設され、
前記副弾性体は、前記第２のバネ受と、前記ロッドと一体であり前記第２のバネ受より前記シリンダ側に配設された第３のバネ受との間に配設され、
前記副弾性体は、前記ロッドが貫通する中空円筒状の粘弾性体によって構成される請求項２に記載の洗濯機。
【請求項５】
前記ダンパは、シリンダと前記シリンダ内を往復するピストンと前記ピストンに固定され前記シリンダの一端面から突出したロッドとを有し、
前記主弾性体は、前記シリンダの前記一端面側に配設された第１のバネ受と、前記ロッドの先端側に前記ロッドと一体となるよう配設され前記水槽に固定された第２のバネ受との間に配設され、
前記副弾性体は、前記シリンダの内部に配設され
た請求項１に記載の洗濯機。
【請求項６】
前記副弾性体は、前記主弾性体より高い剛性を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項７】
前記主弾性体は、前記主弾性体と前記副弾性体の併用による前記水槽の共振周波数が所定の共振周波数以下となるように、剛性を低く設定される請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水槽内に回転自在に配設されたドラム内に収容された衣類に対し、洗濯運転を行う洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の洗濯機は、水槽の底部に防振用のダンパが設けられることによって、水槽および外枠の低振動化が実現されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は従来の洗濯機の要部断面図である。図７に示されるように、防振装置１３１は、洗濯機の外枠１３０の底部１３０ａと水槽１３３の底部１３３ａとの間に配設されている。防振装置１３１は、オイルを作動流体とする粘性ダンパであり、脱水起動時の水槽３３の共振振動振幅を低減する。脚１４１はゴムなどの弾性材料で構成され、外枠１３０の底部１３０ａの四隅に配置されている。これらの構成によって、水槽１３３の振動がそのまま外枠３０の底部３０ａに伝わらず、洗濯機の外枠１３０の振動ならびにその振動に起因する騒音および床の振動を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６７２２２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、特許文献１に記載された従来の構成では、減衰力が強い防振装置を用いると、低回転数での水槽の共振振幅の抑制には有効だが、高回転数での外枠の定常振動の増加を招き、脱水運転時の定常振動が大きくなる。一方、減衰力が弱い防振装置を用いると、外枠の定常振動の抑制には有効だが、共振の抑制効果が小さくなり、脱水運転時の起動率を低下させやすい。つまり、減衰力の調整による水槽の共振抑制と外枠の定常振動抑制とは両立させ難いという課題を有していた。
【０００６】
また、特許文献２に記載された洗濯機は、定常振動での水槽から外枠への振動伝達を低減するために、低速回転に比べ高速回転での減衰力を小さくし、高速回転での定常運転時における外枠の振動を低減しようとするものである。しかしながら、この従来の構成では、減衰力を調整するための複雑な構造が必要となる。また、水槽の荷重が防振装置を介して外枠に直接作用するため、水槽の質量を増加させたり、支持剛性を小さくするのに比べて、防振装置の減衰力の変化によって得られる振動伝達率の低減効果は小さいという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水槽から外枠への振動伝達率を効率的に低減できる防振装置を備え、特に脱水運転時の定常時に発生する外枠の振動を抑制する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】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、水平または傾斜した回転軸を有し回転可能に支持され、衣類等の被洗浄物を収容するドラムと、前記ドラムを収容する水槽と、前記水槽を収容する外枠と、前記ドラムを回転駆動する駆動部と、前記水槽の底部と前記外枠の底部との間に配設され、前記水槽を弾性支持する防振装置とを備え、前記防振装置は、前記水槽を支持する主弾性体と、前記主弾性体に並列に接続される減衰部とか
ら成り、前記減衰部はダンパと副弾性体とを備え、前記ダンパと前記副弾性体が直列に接続されて構成されたものである。
【０００９】
この構成によって、水槽の振動は防振装置の減衰部に含まれる副弾性体を介してダンパに伝達される。このため、主弾性体と減衰部とで減衰時のストロークの状態に差異が生じる。これにより、水槽から外枠へ伝達される減衰力を変化させ、防振装置の剛性および減衰力を適切に選定することで、振動伝達率を低減させることができる。特に脱水運転の定常振動時には、水槽の荷重による加振力は伸縮する副弾性体を介してダンパに伝達されるため、水槽から外枠へ伝達される加振力を低減し、外枠の振動および家屋の振動を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の洗濯機は、防振装置において、水槽を支持する主弾性体と並列に減衰部を設け、減衰部にはダンパと直列に副弾性体を配設することで、振動の伝達特性を変化させ、水槽から外枠への振動伝達率を効率よく低減することができる。特にドラムが高回転数で回転される脱水運転時の定常時における外枠や床の振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の側面断面図
【図２】本発明の実施の形態１における洗濯機の防振装置の要部断面図
【図３】本発明の実施の形態１における洗濯機の防振装置の振動モデルを示す図
【図４】本発明の実施の形態１における洗濯機の防振装置の振動伝達率を示す特性図
【図５】本発明の実施の形態２における洗濯機の防振装置の要部断面図
【図６】本発明の実施の形態３における洗濯機の防振装置の要部断面図
【図７】従来の洗濯機の側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明の洗濯機は、水平または傾斜した回転軸の向きで回転可能に支持され、衣類等の被洗浄物を収容するドラムと、前記ドラムを収容する水槽と、前記水槽を収容する外枠と、前記ドラムを回転駆動する駆動部と、前記水槽の底部と前記外枠の底部との間に配設され、前記水槽を前記外枠に対し弾性支持する防振装置とを備え、前記防振装置は、前記水槽を支持する主弾性体と、前記主弾性体に並列に接続される減衰部とから成り、前記減衰部はダンパと副弾性体とを備え、前記ダンパと前記副弾性体が直列に接続されて構成される洗濯機である。
【００１３】
この構成によって、水槽から外枠への水槽の荷重に関連する加振力が副弾性体を介してダンパに伝達される。副弾性体とダンパとが直列に接続されて構成される減衰部と主弾性体との組み合わせによって、水槽から外枠への加振力の伝達経路を変化させ、振動伝達特性を変化させる。これにより、ドラムの回転数が高回転数の場合の振動伝達率の低減率を、副弾性体がない場合に対して、大幅に向上させることができる。したがって、ドラムの回転数が高回転数になるほど、水槽から外枠への振動伝達率が低減し、脱水の定常運転時の外枠の振動を効果的に低減できる。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記副弾性体は、前記主弾性体の全圧縮時の長さより全長が短く設定され、前記副弾性体は、外径が前記主弾性体の内径より小さく設定され、前記主弾性体に内包されるように配設されて構成されるものである。
【００１５】
この構成によって、副弾性体を追加した構成であっても、防振装置の外形サイズを伸長させることなく従来と同程度に抑えることができる。また、主弾性体の全圧縮時に副弾性体が全圧縮されることがなく、副弾性体における異音の発生を防止できる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第２の発明において、前記ダンパは、シリンダと前記シリンダ内を往復するピストンと前記ピストンに固定され前記シリンダの一端面から突出したロッドとを有し、前記主弾性体は、前記シリンダの前記一端面側に配設された第１のバネ受と、前記ロッドの先端側に前記ロッドが摺動自在となるよう配設され前記水槽に固定された第２のバネ受との間に前記ロッドを内包して配設され、前記副弾性体は、前記第２のバネ受と、前記ロッドと一体であり前記第２のバネ受より前記シリンダ側に配設された第３のバネ受との間に配設され、前記第２のバネ受は、前記ロッドが貫通し、前記副弾性体が外側に配設される中空円筒部を備え、前記中空円筒部の長さは、前記副弾性体の全圧縮時の長さより短く構成されるものである。
【００１７】
この構成によって、中空円筒部は、水槽の横振動による副弾性体の湾曲を防止し、副弾性体がロッドに接触することなく正常にストロークできるように規制することができる。加えて、中空円筒部の長さを副弾性体の全圧縮時の長さより短くしたことにより、水槽の上下振幅が大きくなって、副弾性体が全圧縮した場合においても、中空円筒部が第３のバネ受に接触することがなく、防振装置における異音の発生を防止できる。
【００１８】
第４の発明は、特に、第２の発明において、前記ダンパは、シリンダと前記シリンダ内を往復するピストンと前記ピストンに固定され前記シリンダの一端面から突出したロッドとを有し、前記主弾性体は、前記シリンダの前記一端面側に配設された第１のバネ受と、前記ロッドの先端側に前記ロッドが摺動自在となるよう配設され、前記水槽に固定された第２のバネ受との間に配設され、前記副弾性体は、前記第２のバネ受と、前記ロッドと一体であり前記第２のバネ受より前記シリンダ側に配設された第３のバネ受との間に配設され、前記副弾性体は、前記ロッドが貫通する中空円筒状の粘弾性体によって構成されるものである。
【００１９】
この構成によって、粘弾性体がロッドの摺動規制の機能を兼ね備え、第２のバネ受に中空円筒部を設けてロッドの摺動規制を行う必要がなくなり、構成部品を簡略化できる。また、副弾性体として中空円筒状の粘弾性体が使用されることで、防振装置に縦方向だけでなく、横方向へも減衰力を付加できる。これにより、防振装置は、ドラムの回転数が低回転数の時に発生する水槽の共振時において、水槽の横方向の振動を効果的に抑制できる。
【００２０】
第５の発明は、特に、第１の発明において、前記ダンパは、シリンダと前記シリンダ内を往復するピストンと前記ピストンに固定され前記シリンダの一端面から突出したロッドとを有し、前記主弾性体は、前記シリンダの前記一端面側に配設された第１のバネ受と、前記ロッドの先端側に前記ロッドと一体となるよう配設され前記水槽に固定された第２のバネ受との間に配設され、前記副弾性体は、前記シリンダの内部に配設されたものである。
【００２１】
この構成によって、副弾性体がシリンダ内に設けられることで、副弾性体はシリンダ内で湾曲することなく伸縮が行え、防振装置に縦方向の減衰力を適正に付加させることができる。また、ロッドと第２のバネ受の一体化が図れ、第２のバネ受より水槽側へのロッドのストローク空間が不要となり、防振装置の取り付け空間の確保が容易となる。また、ロッドを第２のバネ受と一体化することにより、ロッドと他部品の接触による異音の発生を防止することができる。
【００２２】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれかの発明において、前記副弾性体は、前記主弾性体より高い剛性を有するものである。この構成によって、ドラムの回転数が低回転数では副弾性体の振動が比較的小さく、主弾性体とダンパのロッドのストローク量がほぼ等しくなるため、ダンパによる減衰力が発生しやすくなり、水槽の共振振幅を小さく抑える
ことができる。
【００２３】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれかの発明において、前記主弾性体は、前記主弾性体と前記副弾性体の併用による前記水槽の共振周波数が所定の共振周波数以下となるように、剛性を低く設定されるものである。この構成によって、副弾性体の挿入により共振周波数が従来に比べ大きくなることを防止できるとともに、脱水定常運転時の振動伝達率も低減することができ、広い周波数範囲に亘って振動伝達率低減の効果が得られる。
【００２４】
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、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。また、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における洗濯機の側面断面図である。図２は本実施の形態における洗濯機の防振装置３１の要部断面図である。図３は本実施の形態における洗濯機の防振装置３１の振動モデルを示す図である。図４は本実施の形態における洗濯機の防振装置３１の振動伝達率の特性を示す図である。
【００２６】
本発明の実施の形態１における洗濯機の構成を説明する。図１に示されるように、洗濯機は、外枠３０の内部に、水槽３３と、水槽３３内に設けられた衣類などの被洗浄物を収容するドラム３４と、ドラム３４を回転させる駆動部３６と、外枠３０の振動を抑える防振装置３１とを備えている。ドラム３４の回転軸の向きは、水平方向もしくは洗濯機の前面側を上向きに傾斜させた方向に設定されている。
【００２７】
外枠３０は、２本の防振装置３１により水槽３３を下から弾性支持している。防振装置３１の一端は水槽３３の下部と連結され、防振装置３１の他端は外枠３０の底部と連結されている。２本の防振装置３１は、水槽３３の重心に対して左右方向で略対称となる位置（図示せず）に設けられている。また、２本の防振装置３１は、前後方向において、水槽３３の略重心上に設けられている。また、水槽３３は、側面外側に複数本のリブ（図示せず）が設けられている。これにより、水槽３３は、剛性が向上して各方向のたわみが抑制されている。
【００２８】
外枠３０上部と水槽３３の上部との間に、引張りばねよりなる懸架装置３２が設けられている。懸架装置３２は、水槽３３を弾性的に懸架支持し、水槽３３の姿勢を維持する。
【００２９】
ドラム３４は、洗濯機の前面側に衣類等の被洗浄物が出し入れされる開口部４３が設けられている。バランサ装置（図示せず）が、ドラム３４の開口部４３に配設されている。このバランサ装置は、ドラム３４内の被洗浄物の偏在に起因するドラム３４の回転時のアンバランスを自動的に補正し、振動を抑制する。
【００３０】
駆動部３６は、ブラシレス直流モータから成っており、インバータ制御により回転速度が制御される。駆動部３６は水槽３３の下部に配設され、モータプーリと駆動ベルトとドラムプーリより成る減速機構３７を介して、ドラム３４を回転させる。
【００３１】
洗濯水供給部３８は、外枠３０内の上部に設けられ、水槽３３およびドラム３４の内部に洗濯水を給水する。水位検知部３９は、水槽３３内の洗濯水の水位を検知する。排水部４０は、水槽３３の下部に設けられ、水槽３３内の洗濯水を機外に排水する。操作表示部４２は、洗濯機の前面の上部に設けられ、使用者による運転コースの設定操作と設定内容などの表示とを行う。制御装置４１は外枠３０の底部上に設けられている。制御装置４１は、操作表示部４２により入力された設定内容に基づいて、駆動部３６、洗濯水供給部３
８、排水部４０などを逐次制御し、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程等の一連の洗濯運転を行う。
【００３２】
次に、本実施の形態における洗濯機の防振装置３１の構成を説明する。図２に示されるように、本実施の形態における防振装置３１は、主弾性体５１と減衰部５２とから構成されている。主弾性体５１と減衰部５２とは並列に接続されている。減衰部５２は、ダンパ５４と副弾性体５３とから構成されている。ダンパ５４と副弾性体５３とは直列に接続されている。
【００３３】
防振装置３１は、水槽３３の下方に設けられ、水槽３３を外枠３０の底部から弾性支持している。
【００３４】
なお、同様に水槽３３を支持できれば、防振装置３１は水槽３３の上部に設けられても良い。また、洗濯機の運転中のどのような状況に対しても水槽３３に対する支持の安定性が確保できるのであれば、防振装置３１の本数を増減したり、配置を変更したりしてもよい。また、水槽３３の上部の懸架装置３２は設けられなくてもよい。
【００３５】
また、防振装置３１と水槽３３および外枠３０との間には防振ゴム等が配設され、水槽３３の微振動や騒音が外枠３０に伝播しにくい構成とされていてもよい。
【００３６】
本実施の形態では、主弾性体５１と副弾性体５３はコイルスプリングが用いられている。また、ダンパ５４はオイルダンパが用いられている。なお、剛性と減衰を付加できるものであれば、空気ばねや磁性流体ダンパ等の代替部材が用いられてもよい。
【００３７】
主弾性体５１は、脱水工程における最大アンバランス量時の共振振幅のような大振幅において、主弾性体５１の線間接触がないような伸縮量が確保されている。なお、主弾性体５１の剛性は、必要な剛性が確保されていれば、小さいほうが望ましい。剛性が小さいほど共振周波数を低くすることができ、共振振幅が低減され、また高回転数域での振動伝達率も低減される。ただし、必要な剛性とは、洗濯水と衣類等の被洗浄物の最大容量時に、水槽３３が沈みこんで外枠３０との相対位置がずれても、開口部４３まわりの投入口の変形や、水槽３３に対する配管に影響しない程度の剛性である。
【００３８】
副弾性体５３は、主弾性体５１の全圧縮時の長さより、自然長が短く設定されている。また、副弾性体５３は、外径を主弾性体５１の内径より小さく設定され、主弾性体５１に内包されるように配設されている。なお、副弾性体５３の剛性は、主弾性体５１の剛性に比べて２倍〜５倍程度大きく設定されている。これによって、水槽３３の共振を効果的に抑制できるように構成されている。
【００３９】
ダンパ５４としてのオイルダンパは、オイルが封入されたシリンダ５４ａと、オイル中を往復移動し粘性抵抗による減衰力を発生させるピストン５４ｂと、ピストン５４ｂに固定された棒材のロッド５４ｃとで構成されている。ロッド５４ｃは、シリンダ５４ａの一端面から突出している。
【００４０】
次に、防振装置３１を構成する前記各種構成要素の固定に関する構成を説明する。主弾性体５１は、シリンダ５４ａの一端面側に設けられる第１のバネ受５５と、ロッド５４ｃの先端側に設けられた第２のバネ受５６との間にロッド５４ｃを内包して配設される。副弾性体５３は、第２のバネ受５６と、第２のバネ受５６よりシリンダ５４ａ側に、ロッド５４ｃと一体に設けられる第３のバネ受５７との間に配設される。
【００４１】
第１のバネ受５５は、第１のバネ受５５がシリンダ５４ａに対して振動しないように、
シリンダ５４ａの一端に固定されている。第２のバネ受５６は、第２のバネ受５６が水槽３３に対して振動しないように、水槽３３と固定され、ロッド５４ｃとは結合されていない。第３のバネ受５７は、第３のバネ受５７がロッド５４ｃに対して振動しないように、ロッド５４ｃに固定されている。第３のバネ受５７はロッド５４ｃに対して、溶接されていてもよいし、Ｅリング等の部品を介して固定されていてもよい。
【００４２】
なお、第１のバネ受５５は、主弾性体５１の振動により、シリンダ５４ａに対して移動しない構成であれば、シリンダ５４１と一体化される必要はなく、シリンダ５４１と接触するように挿入されていてもよい。同様に第２のバネ受５６も、水槽３３に対して移動しない構成であれば、水槽３３と一体化される必要はなく、水槽３３と接触するように挿入されていてもよい。
【００４３】
さらに、第２のバネ受５６にはロッド５４ｃが貫通する中空円筒部５６ａが設けられている。中空円筒部５６ａは、第２のバネ受５６の下面よりシリンダ５４ａ側に延設されている。副弾性体５３は、中空円筒部５６ａの外側に配設されている。中空円筒部５６ａの長さは、副弾性体５３の全圧縮時の長さより短く構成されている。中空円筒部５６ａの内周面とロッド５４ｃの外周面とは摺動自在に構成されている。
【００４４】
なお、摺動自在であれば、中空円筒部５６ａの内径がロッド５４ｃの外径に対して大きい構成であってもよいし、摺動部へのグリス塗布であってもよい。また、第２のバネ受５６とは別体で構成された直線運動用軸受を使用することで、ロッド５４ｃがストロークできるような構造としてもよい。
【００４５】
以上のように構成された洗濯機について、その動作および作用を説明する。
【００４６】
使用者がドラム３４内に衣類と洗剤を投入後、スタートボタンを押すことにより、洗濯運転が開始される。最初に洗い工程が行われる。制御装置４１は、洗濯水供給部３８を作動させ、ドラム３４内に洗濯水が供給される。水位検知部３９によってドラム３４内に規定量の洗濯水が供給されたことが検知されると、制御装置４１は洗濯水供給部３８に信号を送り、給水を停止する。
【００４７】
制御装置４１は、駆動部３６を駆動してドラム３４を回転させる。ドラム３４の回転によって、洗剤は洗濯水に溶けて衣類に浸透する。制御装置４１は、ドラム３４を３０ｒ／ｍｉｎ程度の低速で回転させ、衣類を持ち上げては落とすたたき洗いを所定時間行う。洗い工程終了後、制御装置４１は、排水部４０を作動させ、汚れが溶け込んだ洗濯水を水槽３３の外に排出する。
【００４８】
制御装置４１は、洗濯水供給部３８を作動させ、ドラム３４内に規定量の洗濯水を供給する。そして、衣類に残された洗剤と汚れを衣類からすすぎ出す、すすぎ工程を行う。制御装置４１は、洗い工程と同様にドラム３４を３０ｒ／ｍｉｎ程度の低速で回転させ、衣類を持ち上げては落とす動作を所定時間、所定回数行う。最後のすすぎが終了し、すすぎ工程最後の排水が終了すると、制御装置４１は、脱水工程を開始する。
【００４９】
洗濯運転が脱水工程に入ると、ドラム３４の回転は徐々に速くなる。このとき、ドラム３４の中で偏った衣類は、回転されることによってドラム３４を振れ回し、加振力となって水槽３３を振動させる。この振動はドラム３４の回転軸の周方向に発生する。この振動エネルギーが防振装置３１を伝わり、外枠３０を加振する。
【００５０】
ドラム３４の回転数がおよそ１５０ｒ／ｍｉｎ〜２５０ｒ／ｍｉｎに達すると、水槽３３の共振が発生し、水槽３３が大きく振動する。この振動モードでは、水槽３３の横方向
の振幅と縦方向の振幅が大きくなる。防振装置３１は水槽３３の下側に略鉛直方向に設置されるため、縦方向の減衰力は大きいが、横方向の減衰力は小さく、縦方向に比べて横方向の振動が大きくなる。
【００５１】
ドラム３４の回転数がさらに上昇し、目標の回転数に達すると、脱水の定常運転となる。この脱水の定常運転において、ドラム３４は、７００ｒ／ｍｉｎ〜９００ｒ／ｍｉｎの高回転数で数分間回転し続ける。
【００５２】
脱水工程の定常運転時の振動は、水槽３３や外枠３０の共振周波数ではない。また、ドラム３４は、バランサにより衣類のアンバランスを補正されるものの完全にバランスさせることは困難であり、偏心荷重が残存している。回転機械の振動特性上、ドラム３４は回転数が大きくなっても偏心荷重により、振動が発生し続ける。ドラム３４の振動が伝わって発生する水槽３３や外枠３０の振動は、使用者にとって不快な騒音となるとともに、家屋の振動にもつながり問題となる。このため、水槽３３から外枠３０への振動伝達率を低減することが重要である。
【００５３】
上述した、洗濯機の共振抑制と定常時の振動伝達率低減とは二律背反（トレードオフ）の関係である。従来の洗濯機は、それら両方を抑制するために、防振装置３１による振動の減衰力をドラム３４の回転数や防振装置３１のダンパのストロークに応じて変化させる可変減衰部が用いられてきた。例えば、ドラム３４の回転数が低回転数の時に発生する水槽３３の共振時にはダンパ力を強め、ドラム３４の回転数が高回転数の定常時にはダンパ力を弱めるといったダンパの取り付け手法やダンパ構造の工夫が図られてきた。
【００５４】
しかしながら、振動特性上、定常時に振動の減衰力を弱めることで得られる振動伝達率の改善は、２次遅れ要素となる。このため、高回転数域での振動伝達率の低減度は−２０ｄＢ／ｄｅｃ程度が限界であった。つまり、振動の減衰力を弱めることで得られる振動伝達率低減効果は小さいものであった。
【００５５】
本実施の形態における洗濯機の防振装置３１は、図３に示されるような振動モデルとなるように構成されている。すなわち、防振装置３１は、主弾性体５１と、それに並列に接続される減衰部５２とからこうせいされる。また、減衰部５２は、ダンパ５４と直列に接続される副弾性体５３とから構成される。
【００５６】
具体的には、例えば、図２を用いて前述されたように、主弾性体５１は、シリンダ５４ａ側に設けられる第１のバネ受５５と、ロッド５４ｃ先端側の水槽３３に設けられた第２のバネ受５６との間に配設される。また、副弾性体５３は、第２のバネ受５６と、第２のバネ受５６よりシリンダ５４１側にロッド５４２と一体に設けられる第３のバネ受５７との間に配設される。ダンパ５４は第３のバネ受５７を介して副弾性体５３と直列に接続される。
【００５７】
この構成により、図３に示される振動モデルに則した防振装置３１を実現することができる。
【００５８】
図４は、本実施の形態における洗濯機の防振装置３１の振動伝達率を示す特性図である。図４に示されるように、本実施の形態における防振装置３１のような振動モデルの場合、振動伝達特性は３次系の伝達関数となり、振動伝達率が高周波数領域にて約−４０ｄＢ／ｄｅｃとなる。従来の洗濯機は、副弾性体５３が設けられていないので、ドラム３４の回転数が水槽３３の共振周波数を超えると急激に低減し、高回転数になればなるほど、振動伝達率の低限度が大きくなる（図４において点線で表示）。また、主弾性体５１の剛性を従来同等にした場合、副弾性体５３が挿入されるだけでは、共振振幅の維持と定常の振
動伝達率低減は図れるものの、共振周波数が上昇するとともに、振動伝達率の改善領域が狭くなってしまう（図４において破線で表示）。
【００５９】
そこで、本実施の形態の防振装置３１は、副弾性体５３を備えるとともに、主弾性体５１の剛性も従来の剛性より低く設定されている。これにより、共振周波数を従来と同等に抑えることができ、かつ、広い周波数領域に亘って振動伝達率の改善効果を得ることができる（図４において実線で表示）。
【００６０】
以上により、本発明の防振装置３１によれば、高回転数の定常振動時において水槽３３から外枠３０もしくは床面への振動伝達率を低減できるとともに、低回転数の共振時においても水槽３３の共振を効果的に抑制できる。
【００６１】
また、本実施の形態における洗濯機の防振装置３１は、副弾性体５３の剛性が主弾性体５１の剛性より高く設定されている。この設定によって、水槽３３に対してダンパ５４が、より剛的に接続され、水槽３３とダンパ５４とが同相で振動しやすくなる。したがって、ドラム３４の回転数が低回転数で水槽３３が共振を起こすときには、主弾性体５１とダンパ５４のストロークはほぼ同一となる。
【００６２】
一方、ドラム３４の回転数が高回転数である定常運転時においては、水槽３３の共振周波数より十分に高い振動数領域であることから、副弾性体５３が水槽３３と逆相で振動しやすくなる。したがって、主弾性体５１とダンパ５４のストロークの状態に差異が生じる。
【００６３】
この構成により、ドラム３４の回転数が低回転数ではダンパ５４が振動減衰部として機能し、共振を効果的に抑制する。また、ドラム３４の回転数が高回転数では、水槽３３から外枠３０へ振動エネルギーが伝達され難い構成となり、振動伝達率を低減させることができる。
【００６４】
さらに、この構成によって、ドラム３４の低回転時における共振抑制と、高回転時における振動伝達率の低減とのいずれに重点をおいて防振装置３１を構成するかを任意に選択することができる。つまり、ドラム３４の低回転時の共振抑制の効果を向上させるためには、副弾性体５３の主弾性体５１に対するバネ定数比を大きくするか、ダンパ５４による減衰力を大きく設定すればよい。一方、高回転数時の定常運転状態での振動絶縁効果を向上させるのであれば、副弾性体５３の主弾性体５１に対するバネ定数比を小さくするか、ダンパ５４による減衰力を小さくすればよい。このように、副弾性体５３の剛性とダンパ５４の減衰力とを、振動に対する目標値に応じて変更すればよい。
【００６５】
また、本実施の形態における洗濯機の防振装置３１は、主弾性体５１の剛性は従来に比べ低い剛性とし、かつ、主弾性体５１と副弾性体５３とによるばね系の共振周波数が従来同等の周波数となるように構成されている。これにより、主弾性体５１に加えて副弾性体５３を挿入することによって、ばね系の合成の支持剛性を向上させて、水槽３３の共振周波数が高くなることを防止し、共振周波数の上昇と共振振幅の増加を防止することができる。したがって、ドラム３４の低速回転時における水槽３３の共振抑制と、ドラム３４の高速回転時における水槽３３と外枠３０との間の振動絶縁の効果とを、共に向上させることができる。
【００６６】
また、本実施の形態における洗濯機の防振装置３１は、副弾性体５３の自然長である全長は、主弾性体５１の全圧縮時の長さより短く設定されている。そして、副弾性体５３の外形は主弾性体５１の内径より小さく設定され、副弾性体５３が主弾性体５１に内包されるように配設されて構成されている。これにより、主弾性体５１の全圧縮時に副弾性体５
３が全圧縮されることがなく、副弾性体５３における異音の発生を防止することができる。また、副弾性体５３は主弾性体５１に内包できる形状に構成されることで、防振装置３１を従来どおりの外形サイズに抑えることができる。
【００６７】
また、第２のバネ受５６には、ロッド５４ｃが貫通する中空円筒部５６ａが備えられており、副弾性体５３は、第２のバネ受５６の中空円筒部５６ａの外側に設けられている。これにより、ロッド５４ｃと第２のバネ受５６の摺動がスムーズに行われるように規制し、ロッド５４ｃは軸方向に抵抗なく移動でき、減衰力を適切に伝達することができる。また、ロッド５４ｃの軸に対する垂直方向の移動が制限されることにより、横方向の振動に対して、主弾性体５１と副弾性体５３の横方向への湾曲を防止することができる。さらに、第３のバネ受５７がロッド５４ｃと一体化されていることにより、副弾性体５３にかかる荷重をロッド５４２へロスなく伝達することができる。
【００６８】
また、中空円筒部５６１の長さは、中空円筒部５６ａの外側に配設される副弾性体５３の全圧縮時の長さより短く構成されている。これにより、中空円筒部５６ａの存在により、水槽３３の横振動による副弾性体５３の湾曲を防止し、副弾性体５３がロッド５４ｃに接触することなく正常にストロークできるように規制することができる。加えて、中空円筒部５６ａの長さを副弾性体５３の全圧縮時の長さより短くしたことにより、水槽３３の縦振幅が大きくなって、副弾性体５３が全圧縮した場合においても、中空円筒部５６ａが第３のバネ受５７に接触することがなく、防振装置３１における異音の発生を防止できる。
【００６９】
なお、本実施の形態においては、水槽３３側に主弾性体５１、外枠３０側に減衰部５２を構成したが、それに限られるものではない。例えば、逆に水槽３３側に減衰部５２、外枠３０側に主弾性体５１を構成してもよい。
【００７０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における洗濯機は、防振装置３１の副弾性体６３が中空円筒状の粘弾性体によって構成されたものである。他の構成は上記実施の形態１と同じであり、説明を省略する。
【００７１】
図５は本発明の実施の形態２における洗濯機の防振装置３１の要部断面図である。図５に示されるように、防振装置３１の主弾性体５１および減衰部６２のダンパ５４の構成は実施の形態１と同じである。
【００７２】
第２のバネ受６６と減衰部６２の副弾性体６３の構成が異なる。副弾性体６３は、第２のバネ受６６と第３のバネ受５７との間に配設され、中空円筒状の粘弾性体で構成されている。副弾性体６３の中空円筒部６３ａをロッド５４ｃが貫通するように構成されている。副弾性体６３の粘弾性体として、例えば防振ゴムを用いることにより、３軸方向に異なるバネ性能、減衰性能を持たせることができる。これによって、実施の形態１の副弾性体５３と同等の剛性を持たせつつ、ロッド５４ｃの軸に対して垂直方向にも減衰力を付加することができる。
【００７３】
また、ロッド５４２の先端側に設けられ、水槽３３に固定される第２のバネ受６６は、中空円筒部を備えていない。本実施の形態の防振装置３１は、中空円筒状の粘弾性体で構成される副弾性体６３が実施の形態１における第２のバネ受５６の中空円筒部５６ａの摺動規制の機能を兼ね備えることにより、ダンパ５４のロッド５４ｃを軸方向に正常にストロークさせることができる。
【００７４】
また、副弾性体６３は、粘弾性体によりロッド５４ｃの軸に対する垂直方向への減衰力
を付与できることにより、横方向へロッド５４ｃが移動しても、その移動荷重を粘弾性体にて吸収させることができ、横方向の振動に対する減衰力を付与することができる。
【００７５】
また、ロッド５４ｃの横方向への移動を規制できることにより、主弾性体５１および副弾性体６３の横方向への湾曲を防止することができる。さらに、第３のバネ受５７はロッド５４ｃと一体化されていることにより、副弾性体６３にかかる荷重をロッド５４ｃへロスなく伝達することができる。
【００７６】
洗濯機においては、使用者によってドラム３４内に投入された衣類が偏在する。これにより、ドラム３４は、衣類による偏芯荷重が発生する状態で回転される。しかし、ドラム３４の回転時のアンバランスによって生じる加振力は運転の度に異なる。そのため、洗濯機は、横方向の加振力に対する制振力が必要とされる。
【００７７】
本実施の形態の洗濯機は、防振装置３１の副弾性体６３として中空円筒状の粘弾性体が使用されることで、洗濯機の縦方向だけでなく、横方向へも減衰力が付加される。これにより、防振装置３１は、ドラム３４の回転数が低回転数の時に発生する水槽３３の共振時において、水槽３３の縦方向および横方向の振動を効果的に抑制できる。
【００７８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における洗濯機は、防振装置３１の副弾性体７３がダンパ５４のシリンダ５４ａの内部に配設されたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、説明を省略する。
【００７９】
図６は本発明の実施の形態３における洗濯機の防振装置３１の要部断面図である。図６に示されるように、防振装置３１の主弾性体５１および減衰部７２のダンパ５４の構成は実施の形態１と同じである。
【００８０】
第２のバネ受７６と減衰部２２の副弾性体７３の構成が異なる。副弾性体７３は、防振ゴム等の粘弾性体で構成されており、シリンダ５４ａ内に配設され、ロッド５４ｃとピストン５４ｂとの間に挿入されている。水槽３３に固定される第２のバネ受７６は、ロッド５４ｃの先端が一体化されている。
【００８１】
副弾性体７３の剛性は、実施の形態１の副弾性体５３と同等の剛性を有している。なお、副弾性体７３は、実施の形態１と同等の剛性を持つ弾性体であれば、コイルスプリングが用いられてもよい。このとき、コイルスプリングが適正に伸縮可能なように、ロッド５４ｃやピストン５４ｂにバネ受が配設されてもよい。また、副弾性体７３は、シリンダ５４ａ内に配設されれば、ピストン５４ｂに直接結合されている必要はなく、例えば、上下２部に分断されたロッド５４ｃの両部間に挿入されてもよい。
【００８２】
本実施の形態の洗濯機は、防振装置３１の副弾性体７３がシリンダ５４ａ内に設けられることで、副弾性体７３はシリンダ５４ａ内で湾曲することなく、伸縮が行える。これにより、洗濯機の縦方向の減衰力を適正に付加させることができる。
【００８３】
また、ロッド５４ｃが第２のバネ受７６と一体化されることにより、横方向の振動に対して、ロッド５４２が、実施の形態１における中空円筒状の摺動規制部や実施の形態２における粘弾性体に接触することがない。したがって、ロッド５４ｃと他部品との接触による異音の発生を防止することができる。
【００８４】
また、実施の形態１および２では、第２のバネ受５６、６６をロッド５４ｃが貫通して伸縮するため、第２のバネ受５６、６６より水槽３３側の空間にロッド５４ｃがストロー
クできる空間が必要であった。本実施の形態の防振装置３１は、第２のバネ受７６とロッド５４ｃを一体化することにより、第２のバネ受７６より水槽３３側の空間にロッド５４ｃがストロークできる空間が不要となり、水槽３３側の防振装置３１の取り付け構造は従来同等の構造を実現できる。
【００８５】
以上により、本実施の形態の洗濯機は、防振装置３１の副弾性体７３がシリンダ５４ａ内に配設されるように構成されることにより、ダンパ５４の動作時に縦方向の減衰力を適正に付加させることができるとともに、異音の発生を防止できる。また、防振装置３１の取り付け構造も簡略化できる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、水槽から外枠への振動伝達率を効率的に低減できる防振装置を備え、特に脱水運転時の定常時に発生する外枠の振動を抑制することができるので、特に回転ドラム式の洗濯機として有用であるのみならず、同様の防振装置を備える洗濯乾燥機や乾燥専用機、さらには縦型洗濯機や縦型洗濯乾燥機等にも適用できる。
【符号の説明】
【００８７】
３０  外枠
３１  防振装置
３２  懸架装置
３３  水槽
３４  ドラム
３６  駆動部
５１  主弾性体
５２、６２、７２  減衰部
５３、６３、７３  副弾性体
５４  ダンパ
５４ａ  シリンダ
５４ｂ  ピストン
５４ｃ  ロッド
５５  第１のバネ受
５６、６６、７６  第２のバネ受
５６ａ  中空円筒部
５７  第３のバネ受
６３ａ  中空円筒部
【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】
2019051193.tif 000008
【図７】
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