(57)【要約】  本発明は、軸（１８；１１８；１１８ａ；２１８；３１８）の周りに回転可能な本体（１２）の中に存在するバランスを失った質量を釣合せるための、自動バランス装置（５０；１５０；１５０ａ；２５０；３５０）であって、複数の釣合せ質量体（６０、７０；１６０、１７０、１９０；１６０ａ、１７０ａ；２６４、２７４；３７４）を含み、釣合せ質量体の各々は、バランス力（ＦＢ；ＦＢ１、Ｆｂ１；ＦＢ２）を発生させるように軸（１８、１１８、１１８ａ、２１８、３１８）の周りの円形経路を移動可能である、自動バランス装置を提供する。使用中は、バランス力（ＦＢ；ＦＢ１、Ｆｂ１；ＦＢ２）は結合して、最小値と最大値の間で可変である合成されたバランス力（ＦＲ）を生成する。自動バランス装置（５０；１５０；１５０ａ；２５０；３５０）は、軸（１８；１１８；１１８ａ；２１８；３１８）の周りの本体（１２）の第１回転速度では釣合せ質量体（６０、７０；１６０、１７０；１６０ａ、１７０ａ；２６４、２７４；３７４）の少なくとも１個の動きが拘束されてその結果、実質的に一定の非ゼロの合成されたバランス力（ＦＲ）が生成され、前記合成されたバランス力（ＦＲ）は軸（１８；１１８；１１８ａ；２１８；３１８）の周りを回転自在であるように、構成されている。軸（１８；１１８；１１８ａ；２１８；３１８）の周りの本体（１２）の第２回転速度では、釣合せ質量体（６０、７０；１６０、１７０、１９０；１６０ａ、１７０ａ；２６４、２７４；３７４）は、バランスを失った質量が釣り合う位置を自由にとることができる。この装置（５０；１５０；１５０ａ；２５０；３５０）によって、これが中で使用されるシステムの臨界速度より低い速度におけるバランスを失った質量の少なくとも部分的な釣合せが可能になり、これは臨界速度を通じて本体（１２）の最大偏位運動を小さくする。
2008520303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
臨界速度を有する動的システムの軸の周りに回転可能な本体の中に存在するバランスを失った質量を釣合せるための、複数の釣合せ質量体を含む、自動バランス装置であって、
各釣合せ質量体は、バランス力を発生させるように軸の周りの円形経路を移動可能であり、バランス力は、使用中は合併して最低値と最高値の間で変わることができる合成されたバランス力を生成する自動バランス装置において、
臨界速度より低い本体の第１回転速度においては、前記釣合せ質量体の少なくとも１個の移動は、実質的に一定の合成された非ゼロバランス力が生成されるように拘束され、
前記合成されたバランス力は軸の周りに回転自在であり、
臨界速度より高い速度である本体の第２回転速度においては、前記釣合せ質量体は、バランスを失った質量が釣り合う位置を自由にとり得るように構成されていることを特徴とする自動バランス装置。
【請求項２】
前記第２回転速度が、臨界速度より高い所定の速度よりも高い任意の速度であることを特徴とする、請求項１に記載の自動バランス装置。
【請求項３】
前記合成されたバランス力の最低値がゼロであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動バランス装置。
【請求項４】
前記第１回転速度において、前記合成されたバランス力がその最大値の半分より低いことを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項５】
前記第１回転速度において、前記合成されたバランス力がその最大値の５％から３５％までの範囲内にあることを特徴とする、請求項４に記載の自動バランス装置。
【請求項６】
前記第１回転速度において、前記合成されたバランス力がその最大値の１５％から２０％までの範囲内にあることを特徴とする、請求項５に記載の自動バランス装置。
【請求項７】
拘束手段をさらに含み、前記拘束手段は前記第１回転速度において動作し、前記第２回転速度においては動作しないことを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項８】
前記拘束手段が動作位置と非動作位置との間を可動であることを特徴とする、請求項７に記載の自動バランス装置。
【請求項９】
前記拘束手段が、動作すると少なくとも１個の釣合せ質量体の少なくとも１個の別の釣合せ質量体に対する移動を制限する相互係合手段を含むことを特徴とする、請求項７または請求項８に記載の自動バランス装置。
【請求項１０】
前記釣合せ質量体が前記軸の周りに枢動可能に取り付けられ、前記相互係合手段が、動作すると少なくとも２個の釣合せ質量体の間の相対移動を防ぎ、同時に前記軸の周りの枢動を可能にすることを特徴とする、請求項９に記載の自動バランス装置。
【請求項１１】
２個の釣合せ質量体が備えられ、前記相互係合手段が動作すると、これによって発生するバランス力の間の角度が１４０°と１７５°との間にあることを特徴とする、請求項１０に記載の自動バランス装置。
【請求項１２】
前記バランス力の間の前記角度が１５５°と１６５°との間にあることを特徴とする、請求項１１に記載の自動バランス装置。
【請求項１３】
少なくとも３個の釣合せ質量体が備えられ、前記相互係合手段が動作すると、釣合せ質量体の１個を除いてすべてが相互間の移動を防止され、これにより合成されたバランス力の生成はなく、前記残りの１個の釣合せ質量体は前記軸の周りに枢動自在であることを特徴とする、請求項１０に記載の自動バランス装置。
【請求項１４】
前記残りの１個の釣合せ質量体がバランス力を発生させ、前記バランス力はその他の釣合せ質量体のいずれかによって発生するバランス力よりも小さいことを特徴とする、請求項１３に記載の自動バランス装置。
【請求項１５】
前記相互係合手段が、第１の前記釣合せ質量体の上に取り付けられて第２の前記釣合せ質量体と相互係合する少なくとも１個の掛け金または接手を含むことを特徴とする、請求項１０から請求項１４までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項１６】
前記掛け金または接手が、軸の周りの前記本体の第２回転速度において第２釣合せ質量体を解放するように構成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の自動バランス装置。
【請求項１７】
前記掛け金が、前記第１釣合せ質量体の外部周縁の上に位置することを特徴とする、請求項１５または請求項１６に記載の自動バランス装置。
【請求項１８】
前記釣合せ質量体が複数の本体を有し、第１の前記本体は第１環状レースの中に位置し、残りの本体は第２環状レースの中に位置し、前記相互係合手段は動作すると、前記第２環状レースの中に位置する前記本体を適所に固定するように作動し、これにより合成されたバランス力の生成はなく、前記第１本体は前記第１環状レースの中で枢動自在であることを特徴とする、請求項９に記載の自動バランス装置。
【請求項１９】
前記本体が球状ボールであることを特徴とする、請求項１８に記載の自動バランス装置。
【請求項２０】
前記第２環状レースの中の前記ボールがすべて同じ寸法と質量であることを特徴とする、請求項１９に記載の自動バランス装置。
【請求項２１】
前記相互係合手段が動作すると、第２環状レースの中の前記ボールが軸の周りに等距離に離隔することを特徴とする、請求項２０に記載の自動バランス装置。
【請求項２２】
前記釣合せ質量体が、中央部分と、前記中央部分の軸方向外向きに配置された環状レースと、前記中央部分と前記環状レースとの間に延在する上向き傾斜部分とを有する支持表面の上に支持され、前記拘束手段は、前記中央部分と前記上向き傾斜部分との間に配置された円筒状リップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の自動バランス装置。
【請求項２３】
前記釣合せ質量体が複数の球状ボールを含むことを特徴とする、請求項２２に記載の自動バランス装置。
【請求項２４】
前記球状ボールの少なくとも１個が、残りのボールの質量よりかなり小さい減少した質量を有することを特徴とする、請求項２３に記載の自動バランス装置。
【請求項２５】
前記球状ボールの少なくとも２個が、残りのボールの質量よりかなり小さい減少した質量を有することを特徴とする、請求項２４に記載の自動バランス装置。
【請求項２６】
減少した質量を有するボールの個数が、ボールの全個数の因数ではないことを特徴とする、請求項２５に記載の自動バランス装置。
【請求項２７】
前記円筒状リップの高さが、前記球状ボールの最小の半径より小さいことを特徴とする、請求項２３から請求項２６までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項２８】
前記球状ボールのすべてが同じ直径を有することを特徴とする、請求項２３から請求項２７までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項２９】
前記釣合せ質量体が、円筒状リップの直接内向きに配置されると前記釣合せ質量体が実質的に遊びを伴わず前記軸の周りに連続円を形成するように、寸法決定されていることを特徴とする、請求項２２から請求項２８までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項３０】
添付の図面に示した実施形態のいずれか１つを参照して実質的に先に記載したことを特徴とする自動バランス装置。
【請求項３１】
軸の周りに回転可能な本体の中に存在するバランスを失った質量を釣り合わせるための機構であって、請求項１から請求項３０までのいずれか１項に記載の第１自動バランス装置と、請求項１から請求項３０までのいずれか１項に記載の第２自動バランス装置とを含み、前記第１および第２自動バランス装置は同軸に、しかし前記軸の方向に互いに離隔して配置されていることを特徴とする機構。
【請求項３２】
前記第１および第２自動バランス装置が互いに実質的に同一であることを特徴とする、請求項３１に記載の機構。
【請求項３３】
前記第１および第２自動バランス装置が本体のいずれの側にも配置されていることを特徴とする、請求項３１または請求項３２に記載の機構。
【請求項３４】
本体が、複数の釣合せ質量体を有するバランス装置を備え、前記釣合せ質量体の各々は前記軸の周りの円形経路の中を移動可能であり、軸の周りを回転可能である前記本体の中に存在するバランスを失った質量を釣り合わせるための方法であって、
（ａ）システムの臨界速度より低い速度で前記本体を回転させる段階であって、前記本体は前記システムの一部を形成するので各釣合せ質量体がバランス力を発生する段階と、
（ｂ）実質的に一定の非ゼロの合成されたバランス力が生成されるように、前記釣合せ質量体の少なくとも一部の動きを拘束する段階であって、前記合成されたバランス力は前記軸の周りに回転自在である段階と、
（ｃ）前記本体は前記システムの一部を形成しており、前記本体の回転速度を、前記システムの臨界速度より高い速度にまで上昇させる段階と、
（ｄ）前記釣合せ質量体から前記拘束力を除去する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３５】
前記釣合せ質量体の少なくとも一部の動きを拘束する段階が、前記釣合せ質量体のすべてを互いに連結してこれらの間の相対的な動きを防止して、同時になお連結された前記釣合せ質量体が前記軸の周りを回転できるようにすることを含むことを特徴とする、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記釣合せ質量体が、最大可能な合成されたバランス力の５％と３５％の間にある合成されたバランス力を生成する位置において連結されることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記釣合せ質量体が、最大可能な合成されたバランス力の１５％と２０％の間にある合成されたバランス力を生成する位置において連結されることを特徴とする、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記バランス装置が請求項１から請求項３０までのいずれか１項に記載されたものであることを特徴とする、請求項３４から請求項３７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
軸の周りに回転可能な本体の中に存在するバランスを失った質量を釣り合わせるための方法であって、添付の図面に示した実施形態のいずれか１つを参照して実質的に先に記載したことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸の周りに回転可能な物体の中に存在するバランスを失った質量と釣り合わせるための自動バランス装置に関する。特定すれば、しかしこれに限るものではないが、本発明は、洗浄サイクルおよび回転サイクル中に洗濯機の中のバランスを失った質量と釣り合わせるために、洗濯機の中で使用するのに適した自動バランス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転する本体の中におけるバランスを失った質量を釣り合わせるための自動バランス装置が知られている。本体が回転しているシステムの臨界速度を越える速度では、自由に回転可能な釣合せ質量体は、バランスを失った質量が釣り合う位置を自動的にとる、というよく知られた原理に基づいて多くのものが動作している。また、これらの釣合せ質量体が臨界速度より低い速度で非拘束の状態におかれる場合には、これらの質量体が極めて望ましくない回転体の偏位運動を悪化させることも認識されている。この問題を除去するために、臨界速度より低い速度では釣合せ質量体が軸の周りにバランスされた位置でロックされることによって、システムに対する有害な影響を持たず、まったく影響を与えないという装置が提案されている。このようなシステムの例は、特許文献１及び２に示されている。
【０００３】
特許文献３は、臨界速度より高いおよび低い速度における質量体の分離を制限するように、拘束手段が２つの釣合せ質量体の上に永続的に備えられている、洗濯機において使用するために適した改善された自動バランスシステムを開示している。臨界速度より下におけるある一定量の釣合せはこのシステムによって達成することができる。このシステムは長所を有するが、臨界速度より低い速度で達成可能な釣合せの量は時間によって変化し、したがって、最良の結果を達成するためには回転速度が増加して臨界速度を通る時点を慎重に制御することが必要であるという欠点がある。同じ拘束が臨界速度より上および下の速度において釣合せ質量体に加えられることは、ある場合には質量体の効果を抑える可能性もある。
【特許文献１】米国特許第５，８１３，２５３号明細書
【特許文献２】英国特許第１，０９２，１１８号明細書
【特許文献３】英国特許第２,３８８,８４９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、釣合せ質量体が未臨界速度においては少なくとも部分的に釣合せを提供するが、臨界速度を超えた速度も完全な釣合せ効果を自由に提供することができる、自動バランスシステムを提供することである。本発明のさらに別の目的は、回転体の最大偏位運動を高い信頼度で簡単に最小限に抑えることによって自動バランスシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、臨界速度を有する動的システムの軸の周りに回転可能な本体の中に存在するバランスを失った質量を釣合せるためであり、複数の釣合せ質量体を含み、各釣合せ質量体はバランス力を発生させるように軸の周りの円形経路を移動可能であり、バランス力は、使用中は合併して最低値と最高値の間で変わることができる合成されたバランス力を生成する、自動バランス装置であって、臨界速度より低い本体の第１回転速度において、釣合せ質量体の少なくとも１個の移動は、実質的に一定の合成された非ゼロバランス力が生成されるように拘束され、前記合成されたバランス力は軸の周りに回転自在であり、臨界速度より高い速度である本体の第２回転速度においては、釣合せ質量体は、バランスを失った質量が釣り合う位置を自由にとり得るように構成されていることを特徴とする、自動バランス装置を提供する。
【０００６】
合成された非ゼロバランス力の生成は、釣合せ質量体の少なくとも１個の拘束の結果として、本体におけるバランスを失った質量が臨界以下の速度において部分的に釣り合うことを可能にする。合成されたバランス力を確実に実質的に一定にすることは、時間と共に釣合せ能力が変化する量をなくすかまたは減少させる。これは、本体の回転速度を増加して臨界速度を通る必要があるときに、上記の非ゼロバランス力がなければ最大偏位運動を最小限に抑えるために行使する必要がある制御レベルを、行使する必要がないことを意味する。最大偏位運動を最小限に保つ利益はよく理解されている。
【０００７】
第２回転速度が、前記システムの臨界速度より高い所定の速度よりも高い任意の速度であることは好ましい。このことは、釣合せ質量体が臨界速度より高いすべての速度で移動自在である場合に発生することがある望ましくない振動の可能性を減少させる。
【０００８】
本体の中にバランスを失った質量がないときに、合成されたバランス力がゼロである最低値が、完全なバランスが起こることを可能にすることは好ましい。
【０００９】
第１回転速度において、合成されたバランス力がその最大値の半分であることは好ましく、５％〜３５％であることはより好ましく、１５％〜２０％であることはさらに好ましい。これらの値は、洗濯機の実用分野においてバランスを失った値の範囲のための適切な釣合せ量を確実に提供することがわかっている。
【００１０】
自動バランス装置は、第１回転速度では動作し第２回転速度では動作しない拘束手段をさらに含むことが好ましい。このような配置は、様々な動作モードを臨界速度より低いおよび高い速度で使用することを可能にし、こうして、各動作モードの利益を、いずれかのモードにおける装置の動作を犠牲にすることなく享受することができることを確実にする。
【００１１】
好ましい一実施形態では、２つの釣合せ質量体が軸の周りに枢動可能に取り付けられている。拘束手段が動作しているときには、釣合せ質量体によって発生するバランス力の間の角度は１４０°と１７５°の間に、好ましくは１５５°と１６５°の間にある。再度、これらの値は、特に洗濯機に関連して、実用面においてバランスを失った値の範囲ための適切な釣合せ量を提供することがわかっている。
【００１２】
代替実施形態では、少なくとも３個の釣合せ質量体が備えられ、拘束手段が動作しているときには、１個を除いてすべての釣合せ質量体が互いに移動することを防止され、こうして合成されたバランス力は生成されず、残りの１個の釣合せ質量体は軸の周りに枢動自在である。この配置は、構成が比較的簡単であるという利点を有する。
【００１３】
主として直角軸配置と共に使用するために適しているさらに別の代替実施形態では、釣合せ質量体は、中央部分と、この中央部分の軸方向外向きに配置された環状レースと、中央部分と環状レースとの間に延在する上向き傾斜部分とを有する支持表面の上に支持され、拘束手段は、中央部分と上向き傾斜部分との間に配置された円筒状リップを含む。釣合せ質量体は球形ボールとして形成され、これらの球形ボールは、円筒状リップの直接内側に連続円を形成するように寸法決めされ、球形ボールの少なくとも１個は残りのボールの質量と比較して小さな質量を有する。ボールの数は少なくとも２個で、ボールの全個数の因数ではないことが好ましい。この配置形式は、ボールを除けば、動く部品は必要とせず、ボールがリップの中に配置されると、小さな質量のボールの存在が、固定されて合成されたバランス力を確実に生成するという利点を有する。
【００１４】
本発明はまた、軸の周りに回転可能な本体の中に存在するバランスを失った質量を釣り合わせるための機構であって、上述のような第１自動バランス装置と、上述のような第２バランス装置とを含み、第１および第２自動バランス装置は同軸に配置されているが前記軸に沿って互いに離隔している機構を提供する。
【００１５】
本発明はさらに、本体がバランス装置を備え、バランス装置は複数の釣合せ質量体を有し、各釣合せ質量体は軸の周りの円形経路の中を移動可能である、軸の周りに回転可能な本体の中に存在するバランスを失った質量を釣り合わせるための方法であって、下記の段階すなわち、
（ａ）システムの臨界速度より低い速度で本体を回転させる段階であって、本体はシステムの一部を形成するので各釣合せ質量体がバランス力を発生する段階と、
（ｂ）実質的に一定の合成された非ゼロバランス力が生成されるように、釣合せ質量体の少なくとも一部の動きを拘束する段階であって、前記合成されたバランス力は軸の周りに回転自在である段階と、
（ｃ）本体はシステムの一部を形成しており、本体の回転速度を、システムの臨界速度より高い速度にまで上昇させる段階と、
（ｄ）釣合せ質量体から拘束力を除去する段階と、
を含む方法を提供する。
【００１６】
本発明による方法の利益は、本発明による装置の利益と同様なものである。
【００１７】
釣合せ質量体の少なくとも一部の動きを拘束する段階が、釣合せ質量体のすべてを互いに連結してこれらの間の相対的な動きを防止して、同時になお連結された釣合せ質量体が軸の周りを回転できるようにすることを含むことは好ましい。こうして生成される合成されたバランス力が、最大可能な合成されたバランス力の５％と３５％の間にあることはさらに好ましく、１５％と２０％の間にあることは有利である。上記のように、これらの値は、バランスを失った値の範囲のために適切な釣合せ量を提供する。
【００１８】
さらに別の有利で好ましい特徴は添付の特許請求の範囲に記載されている。
【００１９】
本発明の実施形態を、添付の図面を参照して以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、自動バランス装置が有用であり望ましい一般的な環境を図示する。図１は、外部ケーシング１２と、ばねとダンパーのシステム１５によって外部ケーシング１２の内側に取り付けられた洗濯槽１４とを有する洗濯機１０を示す。孔あきドラム１６が、軸１８の周りに回転可能であるように洗濯槽１４の内側に取り付けられている。この実施形態では、軸１８は水平に延在しているが、これは必須ではなく、軸１８を水平に対して傾斜させることもできる。実際には、軸が直角またはほぼ直角に配置されるように、配置全体を９０°だけ回転させることもできる。外部ケーシング１２の前面には蝶番式ドア２０があって、ドア２０が（図に示すように）閉位置にあるときには洗濯槽１４が水密方式で密封されるようになっている。ドア２０は、洗濯機１０によって洗浄サイクルの開始が実施される前に、洗濯物をドラム１６の内部に置くことができるように開放可能である。外部ケーシング１２に対するドラム１６の適度の移動を許容できるように、ドラム１６とドア２０の間には可撓性シール２２も備えられている。
【００２１】
ドラム１６は、洗濯槽１４の上に支持されてモータ２６によって駆動されるシャフト２４を通じて、回転可能な様式で取り付けられている。シャフト２４は、ドラム１６を支持するように洗濯槽１４を貫通してその内部に至る。ドラム１６は、シャフト２４と共に軸１８の周りに回転するように、シャフト２４に固定式に連結されている。シャフト２４が洗濯槽１４の回転をひき起こさないように洗濯槽１４の壁を貫通していることは理解されよう。このような取付け配置は当技術分野ではよく知られている。洗濯機１０はまた、洗剤を導入するための石けんトレイ２８、石けんトレイ２８を介して洗濯槽１４につながる１つまたは複数の水入口管３０、および洗濯槽１４の下部分と連絡する排水管３２も含む。
【００２２】
こうして洗濯機１０に関して上に述べた特色のすべては、それ自体周知であり、本発明の重要部分を形成するものではない。したがって、これらの特色のいずれかまたは全部の共通の変形は、望む場合には本発明による自動バランス装置を組み込むかまたは利用することができる洗濯機の中に含まれてもよい。
【００２３】
図１に示す洗濯機１０は、本発明による自動バランス装置５０を組み込んでいる。自動バランス装置５０は、ドラム１６の後壁１６ａの上にドア２０から離れて位置しており、ドラム１６と共に回転するように配置されている。自動バランス装置５０は図２にさらに明確に示されている。これは、円筒状チャンバ５４を限定する壁５２によって構成されている。壁５２の一部をドラム１６の後壁１６ａによって形成することができる。チャンバ５４の両端間を駆動軸５６が延在し、駆動軸５６は、周りをドラム１６が回転する軸１８と一致している。駆動軸５６の上に２個の釣合せ質量体６０、７０が支持されている。釣合せ質量体６０、７０は駆動軸５６に沿って軸方向に離隔し、軸１８の周りにチャンバ５４の中に回転自在になるようにベアリング（図示せず）を通じて駆動軸の上に取り付けられている。
【００２４】
粘性流体５８（例えば油）がチャンバ５４の中に入っている。油５８の量は、チャンバ５４の壁５２がドラム１６と共に回転すると、壁５２と釣合せ質量体６０、７０との間に十分に粘性の結合がもたらされ、釣合せ質量体６０、７０を駆動軸５６の周りに回転させることを確証するように選択される。この技法はよく知られている。
【００２５】
釣合せ質量体６０、７０は図３の前面図に示されている。両釣合せ質量体６０、７０は、必須ではないが全体的に同じ形状である。各釣合せ質量体６０、７０は、質量体の中心６２、７２が軸１８から離隔するように形状化されている。釣合せ質量体６０、７０が軸１８の周りに回転すると、質量体のそれぞれの中心６２、７２を通過するバランス力ＦＢが発生することは理解されよう。各釣合せ質量体６０、７０は比較的小さな内側部分６４、７４を有し、この内側部分を通って駆動軸５６が通り、駆動軸５６に比較的接近した半径方向外側縁部６５、７５を有する。各釣合せ質量体６０、７０はまた、比較的大きな外側部分６６、７６を有し、この外側部分は、チャンバ５４の壁５２に接近して位置する半径方向外側縁部６７、７７を有する。各釣合せ質量体６０、７０はまた、下記の理由のために、内側部分６４、７４の片側に拡大された部分６８、７８を有する。
【００２６】
釣合せ質量体６０、７０をこれらが使用されるシステムの、すなわちこれが洗濯機１０の中に取り付けられたときの洗濯槽１４の、臨界速度より低い速度に拘束するための手段が、図３および４に示されている。拘束手段は、釣合せ質量体の１つ６０の上に取り付けられた可動掛け金８０を含む。掛け金８０は、釣合せ質量体６０の拡大部分６８の上と、別の釣合せ質量体７０に隣接するその側面の上に位置付けられているので、掛け金８０は別の釣合せ質量体７０と同じ平面内にある。掛け金８０は軸８２の周りに回転可能に取り付けられ、トーションばねによって図４における矢印Ａで指摘するように反時計回りに動かされるヘッド部分８４を有する。ばね８６の一端部８６ａは掛け金の凹所の中に収容され、他の端部８６ｂは釣合せ質量体６０の側面に収容されている。他の釣合せ質量体７０は、拡大部分７８に隣接する内側部分７４の中に形成された凹所８８を含む。凹所８８は、掛け金８０のヘッド部分８４を受け入れるように形状化されている。拡大部分７８は、下記の理由のために、内側部分７４の半径方向外側縁部７５の先まで半径方向外向きに延在している。
【００２７】
掛け金８０の形状および質量と、ばね８６の特性は、釣合せ質量体６０、７０の所定の回転速度において掛け金８０のヘッド部分８４が軸８２の周りのばね８６の偏位に対して半径方向外向きに移動するように選択される。これが生ずる所定の回転速度は、システムの臨界速度より高くなるように選択される。
【００２８】
自動バランス装置５０の動作を、洗濯機に関して以下に説明する。洗濯機１０のドラム１６がシステムの臨界速度より低い速度で、すなわち正規洗浄モードまたはすすぎモードで回転しているときには、チャンバ５４の壁５２は比較的低い速度で軸１８の周りに回転する。釣合せ質量体６０、７０がすでに共に掛け金を掛けられていない場合には、釣合せ質量体６０、７０は、掛け金８０のヘッド部分８４が凹所８８と整合するまで互いに緩やかに振動する。次にヘッド部分８４はばね８６の影響の下で凹所８８の中に落ちる。次に釣合せ質量体６０、７０は互いに掛け金が掛けられ、こうして、掛け金を掛けられた釣合せ質量体６０、７０は軸１８の周りになお回転することができるが、釣合せ質量体６０、７０は互いに動くことはできない。
【００２９】
図３に示すように、釣合せ質量体６０、７０が共に掛け金を掛けられると、これらの質量の中心６２、７２は互いに離れた固定距離で保持され、こうして、軸１８の周りの釣合せ質量体６０、７０の回転によって発生するバランス力ＦＢは、互いに固定された角度αにある方向に作用する。この実施形態では、角度αは実質的に１６０°であるが、この角度を下は１４０°から上は１７５°までの間で変えることができる。重要なことは、釣合せ質量体６０、７０の回転によって発生するバランス力ＦＢが結合して大きさが非ゼロである合成されたバランス力ＦＲを生成することである。この合成されたバランス力ＦＲは、バランス力ＦＢのいずれの大きさよりも小さな一定の大きさを有する。しかし、釣合せ質量体６０、７０は共に掛け金を掛けられているが、これらはなお軸１８の周りに回転することができる。したがって、合成されたバランス力ＦＲも軸１８の周りを回転することができる。
【００３０】
合成されたバランス力ＦＲは、洗濯機システムの臨界速度より低い速度においてドラム１６の中に存在するバランスを失った質量を部分的に釣り合わせるのに有効であることがわかっている。主にバランスを失った質量は比較的小さな合成されたバランス力ＦＲによって釣り合わせるには大きすぎるので、質量体完全な釣合せは多くの場合、不可能であるが、ドラム１６の回転速度が増すにつれて洗濯槽１４の最大偏位運動を減少させる部分的釣合せを実施することはなお可能である。実際に、ドラム１６の回転速度が臨界速度に近づくにつれて、合成されたバランス力ＦＲの作用は増加し、こうして得ようとする利点も増加する。
【００３１】
この部分的釣合せの利益は、洗濯槽１４の最大偏位運動が最小限に保持される場合には、洗濯槽１４とケーシング１２の間の空間（この中に洗濯槽１４の偏位運動が受け入れられる）を減少できることである。これは、ケーシングの所定の寸法については、より大きな洗濯槽１４とドラム１６とを備えることができるという意味である。この結果として、より高い周速がスピンサイクル中に達成可能であり、洗濯機はより大きなバランスを失った負荷を取り扱うことができる。
【００３２】
図３に示すように釣合せ質量体６０、７０が共に掛け金を掛けられると、ドラム１６の回転送度を、システムの臨界速度を通じて増加することができる。洗濯槽１４の最大偏位運動は、釣合せ質量体６０、７０を掛け金が掛けられた形態に保持することによって最小限に保たれる。ドラム１６が臨界速度を通って臨界以上の速度に加速されたとき、釣合せ質量体６０、７０は解放されるはずであり、こうしてドラム１６におけるバランスを失った質量の完全な釣合せを達成することができる。上に説明したように、掛け金８０の形状および質量と、ばね８６の特性は、システムの臨界速度より高い速度においてヘッド部分８４が遠心力の下でばね８６の偏位に対して半径方向外向きに動くように選択されている。したがってヘッド部分８４は凹所８８から外れ、こうして釣合せ質量体６０、７０は相互に回転自在になる。
【００３３】
図５に示す構成では、掛け金８０のヘッド部分８４は凹所８８から完全に外れている。釣合せ質量体６０、７０は、多くの従来の技術の装置において達成されているものと同じ方法で、ドラム１６の中のバランスを失った質量が完全に釣り合う位置を自由にとることができる。釣合せ質量体６０（この上に掛け金８０が取り付けられている）の拡大部分６８の位置は、釣合せ質量体７０の内側部分７４が掛け金８０のどの部分にも接触しないような位置である。しかし、釣合せ質量体７０の残り部分の形状は、釣合せ質量体６０、７０の間の相対移動に限界を与え、図６および７には移動の極限が示されている。
【００３４】
図６では、釣合せ質量体６０、７０は互いに直径方向に対向して位置付けられている。バランス力ＦＢは反対方向に作用するので、合成されたバランス力は生成されない。したがって、最低の合成されたバランス力はこの実施形態ではゼロである。この位置では、掛け金８０は、釣合せ質量体７０の拡大部分７８に対して当接している。図７では、掛け金８０は、外側部分７６の縁部に対して当接しており、釣合せ質量体６０、７０は実質的に並んで位置している。釣合せ質量体６０、７０の回転によって発生するバランス力ＦＢは実質的に整合され、こうして合成されたバランス力は２×ＦＢの最大可能値にある。
【００３５】
回転移動のこれらの極限ではそれぞれ、合成されたバランス力ＦＲはその最低および最高にある。本発明の背後にある概念は、未臨界速度においては、釣合せ質量体６０、７０は互いに固定されて保持されているので、合成されたバランス力ＦＲはゼロではなく（すべての周知の従来技術による場合でそうであったように）、しかし大きさを実質的に変更できないということに帰する。合成されたバランス力ＦＲは軸１８の周りに回転することができるので、ドラム１６の中に存在するバランスを失った質量の部分的釣合せを達成することができる。合成されたバランス力ＦＲが、（図６に示すように）回転自在の釣合せ質量体６０、７０によって達成可能な最低値と（図７に示すように）最高の達成可能な値との間のある固定値に保持されることは理想的である。合成されたバランス力ＦＲは最高達成可能値の５％と３５％の間に保持されることが理想的であり、テストによって、合成されたバランス力ＦＲを１５％と２０％の間に保持することは洗濯機に関して特に有利であることが示されている。図２から７までに詳細に示されている実施形態では、角度αは、装置５０が使用されるべき適用に従って選択することができる。角度αは、合成されたバランス力ＦＲの大きさが回転体の中に存在する最大の予期されるバランスを失った質量の約３分の１になるように、選ぶべきであると考えられる。ほとんどの適用で良好な結果を出すためには、１４０°と１７５°の間の角度が予期される。洗濯機の適用では、１５５°と１６５°の間の角度が有望であると思われ、１６０°では特に効果的であることがわかっている。
【００３６】
ドラム１６は臨界速度より高い速度で回転しているが（すなわちスピンサイクル中）、掛け金８０は図５〜図７に示す位置に留まっている。ドラム１６の中のバランスを失った質量の釣合せは規定どおりに達成される。ドラム１６の回転速度が落ちて、掛け金８０が凹所８８から外れる所定の速度より低くなると、ヘッド部分８４は、これが釣合せ質量体７０の内側部分７４の半径方向外側の縁部７５に接触するまで、ばね８６の作用の下で内方に移動する。釣合せ質量体６０、７０が互いに回転している場合には、ヘッド部分８４は、ヘッド部分８４が凹所８８と整合するまで、釣合せ質量体７０の内側部分７４の半径方向外側縁部７５の上を滑動する。次にヘッド部分８４は凹所８８の中に落ち、これによって釣合せ質量体６０、７０は図３に示す位置において掛け金が再び掛けられる。次に釣合せ質量体６０、７０はこの位置に、ドラム１６の回転速度が、掛け金８０が凹所８８から解放されるように設計された速度を超過するまで、共に掛け金を掛けられたままである。しかし、洗浄サイクル中およびすすぎサイクル中に釣合せ質量体６０、７０が共に掛け金を掛けられることは重要ではなく、釣合せ質量体６０、７０が、ドラム１６の回転速度がシステムの臨界速度に向って上昇すると互いに掛け金を掛けられ、こうして、ドラム１６が臨界速度を通って加速すると最大偏位運動が最小になることが単に必要である。
【００３７】
本発明の第２実施形態を図８〜図１０ｂに示す。この第２実施形態では、自動バランス装置１５０もやはり円筒状チャンバ１５４を画定する壁１５２を含む。粘性流体（図示せず）がチャンバ１５４の中に備えられ、壁１５２と釣合せ質量体１６０、１７０、１９０との間の粘性結合を提供する。これらの釣合せ質量体１６０、１７０も駆動軸１１８の周りに回転自在になるようにやはり駆動軸１５６の上に次々に支持され、この駆動軸１１８もやはり、装置１５０が使用される洗濯機のドラムと同心である。
【００３８】
釣合せ質量体１６０、１７０は、図８でわかるように前面図では概して半円形である。これらの質量の中心１６２、１７２は、前と同様に軸１１８からある距離に位置する。各釣合せ質量体１６０、１７０が軸１１８の周りに回転すると、バランス力ＦＢ１が発生し、バランス力ＦＢ１は、それぞれの質量中心１６２、１７２を通る方向に作用する。
【００３９】
第３釣合せ質量体１９０もチャンバ１５４の中に備えられている。この第３釣合せ質量体１９０もやはり駆動軸１５６の周りに回転自在に取り付けられている。第３釣合せ質量体１９０は釣合せ質量体１６０、１７０より小さく、また質量も小さいが、これもまた軸１１８の周りに回転するとバランス力Ｆｂ１を発生させる。各釣合せ質量体１６０、１７０、１９０によって発生するバランス力ＦＢ１、Ｆｂ１が整合されると、最大の合成されたバランス力が生成される。釣合せ質量体１６０、１７０、１９０もまた、合成されたバランス力がないような互いの相対位置をとることができる。
【００４０】
３つの釣合せ質量体１６０、１７０、１９０が拘束されずに、装置１５０がシステムの臨界速度より高い速度で回転しているときには、これらの質量体は、周知の様式で洗濯機のドラムの中に存在するいずれのバランスを失った質量も釣り合わせる軸１１８の周りの位置をとることになる。
【００４１】
しかし、臨界速度より低い速度では、釣合せ質量体１６０、１７０、１９０の少なくとも１つが、軸１８０の周りに回転可能である非ゼロの合成されたバランス力が生成されるように拘束されることが必要である。これは、釣合せ質量体１６０、１７０の上に接手１８０を備えることによって達成され、これらの接手１８０は、未臨界速度においてこれらの間の相対的回転を防ぐので、合成されたバランス力は２個の大きな釣合せ質量体１６０、１７０によって生成されない。図示する実施形態では、１個の接手１８０が図８に示すように釣合せ質量体１６０、１７０の各々に備えられている。接手１８０自体は図９ａおよび９ｂにさらに詳細に示されており、その動作は図１０ａおよび図１０ｂに図示されている。
【００４２】
各接手１８０は、それぞれの釣合せ質量体１６０、１７０の縁面１６４、１７４の上の、その半径方向最外縁部１６６、１７６の近くに位置している。接手１８０は、釣合せ質量体１６０、１７０の上に、接手１８０の中に偏心して位置付けられたピン１８２によって枢動可能に取り付けられている。接手１８０は、接手１８０の幅ｂが釣合せ質量体１６０、１７０の軸方向深さｄより大きくならないように寸法決定されている。これもまた、接手１８０がそれぞれの釣合せ質量体１６０、１７０の縁面１６４、１７４に沿って置かれるときに、接手１８０の遠位端部１８４が釣合せ質量体１６０、１７０の最外縁部１６６、１７６の先まで突出しないように、寸法決定され位置決めされている。
【００４３】
各接手１８０は、図３および４に図示されたものと同様に、ばね（図示せず）の作用の下で偏向される。偏向方向は図９ａに矢印Ｂによって図示されている。システムの臨界速度より低い回転速度では、ばねの作用は接手１８０を図示した方向に動かすので、接手１８０はそれぞれの釣合せ質量体１６０、１７０の前表面または後表面の先に突出する。しかし、接手１８０の形状および質量と、ばねの特性は、システムの臨界速度より低くはない所定の回転速度において、接手１８０に作用する遠心力が接手１８０を、ピン１８２の周りのばねの作用に対抗して図９ｂの矢印Ｃで示す方向に動かすように、選択される。これは接手１８０を、接手１８０が釣合せ質量体１６０、１７０の縁面１６４、１７４と整合してその表面の先まで突出しない位置に運ぶ。どの接手１８０も、第３釣合せ質量体１９０の自由な回転運動を決して妨げない。
【００４４】
接手１８０は次の様式で動作する。システムの臨界速度より低い回転速度において、接手１８０は、ばねの作用の下で図９ａに示す位置に向って動かされる。釣合せ質量体１６０、１７０が重なり合った位置にある場合には、各接手１８０の遠位端部１８４は、反対側の釣合せ質量体１６０、１７０の対向表面の上にあって滑動する。釣合せ質量体１６０、１７０が図８に示す位置に来ると直ちに、接手１８０は図１０ａに示す位置に移動するので、釣合せ質量体１６０、１７０間の相対的な回転は防がれる。この位置では、釣合せ質量体１６０、１７０の回転によって発生するバランス力ＦＢ１は等しく正反対であり、したがって合成されたバランス力は２つの釣合せ質量体１６０、１７０によって生成されない。
【００４５】
しかし、第３釣合せ質量体１９０は拘束されないままであり、軸１１８の周りに回転することができる。したがって、接手１８０の動作中に生成される合成された全バランス力は上記のバランス力Ｆｂ１に等しく、軸１１８の周りに回転自在である。第３釣合せ質量体１９０の形状と質量を選択することによって、このバランス力を、釣合せ質量体１６０、１７０によって発生するバランス力ＦＢ１のいずれにも低くなるように選択することができる。これは、装置１５０を使用しようとする洗濯機のドラムにおける最大の予想されるバランスを失った質量の２分の１、好ましくは約３分の１の大きさを有するように選択されることが理想的である。これによって、バランスを失った質量がシステムの臨界速度より低い回転速度で少なくとも部分的に確実に釣り合うことになる。これは、ドラムがシステムの臨界速度に近づくのでドラムの最大偏位運動が最低限に保持される点で、極めて有利である。
【００４６】
いったんドラムがシステムの臨界速度を通過すると、釣合せ質量体１６０、１７０は解放されて、ドラムにおけるバランスを失った質量を釣り合わせることができなければならない。これは上記のように、接手１８０の形状と質量とばねの特性を選択することによって達成され、これによって接手１８０は臨界速度より高い所定の速度でピン１８２の周りを回転することができる。この速度において接手１８０は図１０ｂに示す位置に移動するので、釣合せ質量体１６０、１７０のいずれももはや拘束されることはない。こうして、３個の釣合せ質量体１６０、１７０、１９０は、高速度で所望の釣合せ効果を達成する位置をとることができる。
【００４７】
先の実施形態によるように、接手１８０がすべての低い回転速度で動作することは必須ではない。しかし、装置１５０の速度は、接手１８０が図１０ｂに示す位置移動する速度より下に落ちるので、釣合せ質量体１６０、１７０はある段階で図８に示す位置をとる可能性がある。このときに、接手１８０は、ばねの作用の下で図１０ａに示す位置に戻り、釣合せ質量体１６０、１７０は再び拘束されることになる。
【００４８】
図１１に図示する第３実施形態は、上記の第２実施形態の変形であり、多くの同じ特色を含む。自動バランス装置１５０ａは、２個の釣合せ質量体１６０ａ、１７０ａが軸１１８ａの周りに取り付けられているチャンバ１５４ａを有する。配置は、図１１の配置には第３釣合せ質量体が備えられていないことを除いて、図８に示す配置と同じである。さらにまた、第２釣合せ質量体１７０ａは、これを貫通する３個の大きな孔１７１を有するように形成されている。これは、第２釣合せ質量体１７０ａの質量が第１釣合せ質量体１６０ａの質量よりもかなり小さいことを意味する。
【００４９】
自動バランス装置１５０ａは、図１〜図７に示す装置５０が動作する方式と非常によく似た方式で動作する。臨界速度より低い速度では、掛け金１８０ａは釣合せ質量体１６０ａ、１７０ａの互いの動きを拘束する。これらの速度では、釣合せ質量体１６０ａ、１７０ｂの質量は異なるので、合成されたバランス力は、釣合せ質量体１６０ａ、１７０ａが直径方向に反対位置で掛け金を掛けられていても生成されることになる。この合成されたバランス力の大きさは、釣合せ質量体１６０ａ、１７０ａが互いに相対移動できないので一定のままになるが、釣合せ質量体１６０ａ、１７０ａはまた軸１１８ａの周りに共に回転することができるので、合成されたバランス力は軸１１８ａの周りに回転自在である。しかし、孔１７１の寸法と位置を、上述の基準を満たすように選択することができ、すなわち釣合せ質量体１６０ａ、１７０ａが共に掛け金を掛けられたときの１９０合成されたバランス力は、達成可能な最大の合成されたバランス力の５％〜３５％であり、好ましくは１５％〜２０％である。
【００５０】
装置１５０ａが、これが使用されるシステムの臨界速度より高い速度に達し、接手１８０ａが、第２実施形態に関して上述したようにこれらの非動作位置に移動すると、釣合せ質量体１６０ａ、１７０ａは、システムの回転体の中のバランスを失った質量が釣り合う位置を自由にとることができる。上述の第１および第２実施形態とは異なり、釣合せ質量体１６０ａ、１７０ａの異なる質量は、回転体の中にバランスを失った質量が存在しない場合に、ある合成されたバランス力が常に残ることを意味する。洗濯機の適用では、ドラムの中にバランスを失った質量が存在しないことはまったくありそうもなく、したがってこの種の実施形態は洗濯機において適用される。
【００５１】
図１２に本発明の第４実施形態を示す。この実施形態では、自動バランス装置２５０は２個の分離した環状ボールレース２６０、２７０を含み、これらの環状ボールレース２６０、２７０は軸２１８に同心になるように配置され、この軸２１８の周りに、ドラム、または釣り合わせようとするバランスを失った質量が回転するその他の回転体が配置され、回転する。第１ボールレース２６０は、当技術分野では周知の形式のものである。これは、複数の同一のバランス球２６４が中に位置する環状レース２６２を含む。油などの粘性流体（図示せず）が、レース２６２の壁とボール２６４の間に粘性結合を提供する。ボール２６４は、これらが互いに隣接するとこれらのバランス効果を最大限に上げるようにレース２６２の半分以下を占めるように、寸法決定されている。装置２５０が中で使用されるシステムの臨界速度より低い速度で動作する機構（図示せず）が、ボール２６４をレース２６２の周りの等距離の位置に固定するために設けられている。ボール２６４がこれらの位置に保持されるとき、ボールは軸２１８の周りにバランスされ、合成されたバランス力は生成されない。（図１２に示すように）所定の位置にボール２６４を保持するために適した機構の一例が、米国特許第５８１３２５３号に示され記載されている。その他の適切な機構は当業者には明らかになろう。
【００５２】
第２ボールレース２７０は非常に簡単な構造を有する。これは、単一のボール２７４が中に位置する簡単な環状レース２７２から構成される。いずれか所定の位置にボール２７４を固定するための機構は備えられていない。やはり粘性結合が、油などの粘性流体によって提供される。
【００５３】
動作中は、および装置２５０がシステムの臨界速度より高い速度で回転しているときは、ボール２６４を軸２１８の周りの固定位置に保持する機構は動作しない。ボール２６４ならびにボール２７４は、それぞれのレース２６２、２７２の中の位置を自由にとることができ、ドラムの中に存在するバランスを失った質量またはその他の回転体は周知の方式で釣り合わせられる。しかし、装置２５０が機構が動作する速度に落ちると、外側レース２６２におけるボール２６４はこれらの所定のバランス位置に固定されることになる。これらの位置では、合成されたバランス力はボール２６４によって生成されない。
【００５４】
ボール２７４はいずれにしても拘束されないので、これは軸２１８の周りに回転自在のままである。ボール２７４によってのみ発生するバランス力であるバランス力ＦＢ２は、ここでは、ある効果を有し、したがって装置２５０の合成されたバランス力と等しい単なるバランス力である。この合成されたバランス力を、ボール２７４の寸法と質量を適切に選択することによって、ボール２６４がすべて互いに隣接して位置するときに生成される最大の合成されたバランス力の半分の大きさに等しくなるように、選択することができる。
【００５５】
ボールレース２７０の中にはただ１個のボール２７４が存在するので、装置２５０が回転すると生成される、一定の大きさの合成されたバランス力が存在しなければならない。ボールレース２７０の中に２個以上のボールが存在するならば、これらのボールが、合成されたバランス力が生じることにはならないバランス配置をとるか、または合成されたバランス力を可変にすることは可能であろう。本発明の背景にある概念は、図１２に示される配置によって達成される軸２１８の周りに回転可能な一定の合成されたバランス力提供することである。
【００５６】
拘束機構が動作するようになる速度より低い速度では、合成されたバランス力ＦＢ２は、装置２５０が中で使用される回転体の中に存在するバランスを失った質量を部分的に釣り合わせるために使用される。次に装置２５０の速度がシステムの臨界速度に向って増加すると、回転体の最大偏位運動は部分的釣合せによって最低限に保持される。回転体がシステムの臨界速度より高い速度に加速すると、機構は解放されて、ボール２６４は釣合せ効果に貢献することになり、こうしてバランスを失った質量の広範囲に有効な釣合せを提供する。
【００５７】
上記の実施形態はすべて、実質的に直角な軸を有する機械において使用することもできるが、水平（または実質的に水平）の軸の周りに回転する本体と共に使用するために、主として適している。しかし、図１３ａ、図１３ｂ、図１４ａ、および図１４ｂに図示する第５実施形態は、直角（または実質的に直角）な軸の周りに回転する本体と共に使用するために好適である。この実施形態では、装置３５０は、軸３１８と同心に取り付けられた支持表面３６０から構成され、この軸３１８の周りに、釣り合わせようとするバランスを失った質量が存在する本体が回転する。支持表面３６０は、円筒状リップ３６４によって囲まれた円形中央部分３６２を含む。リップ３６４の上縁部から円筒状壁３６８と張出しリップ３７０に向って、傾斜部分３６６が上方外向きに延在している。傾斜部分の最上部、円筒状壁３６８、および張出しリップ３７０は、組み合わされて環状レース３７２を形成する。
【００５８】
支持表面３６０の上部表面の上に、複数のバランスボール３７４が備えられている。図示された実施形態では、１６個のボール３７４が備えられている。ボール３７４はすべて同じ直径を有する。ボール３７４の直径は、ボール３７４が中央部分３６２の最外端部に配置されると、すなわちリップ３６２に対して当接すると、ボール３７４が図１４ａに示すように遊びなしに中央部分の周囲の周りに嵌るように選択される。ボール３７４はまた、ボールが環状レース３７２の嵌ってこの中を転動するように寸法決定されている。リップ３６４の高さは、後で説明するよう理由で、ボール３７４の半径より僅かに小さくなるように選択される。
【００５９】
ボール３７４の内の３個が、他のボール３７４を製造する材料よりもはるかに軽い材料で製造されている。こうして製造されるボールの個数をある範囲内でのみ変えることができる。ボール３７４の内の１個だけを軽量にすることは受け入れられるが、２個以上のボールを軽量にする場合には、軽量ボールの個数はボール全個数の因数であってはならない。この理由は、装置３５０の動作を説明すれば明らかになろう。
【００６０】
装置３５０が低速で回転しているとき、ボールは重力の影響で落下し、図１４ａおよび１４ｂに示すように中央部分３６２の中に落ちる。説明したように、ボール３７４は中央部分３６２の外部の周りにきちんと嵌り、こうして装置３５０が回転するとき互いに移動することが防止される。ボール３７４がすべて同じ質量を有するならば、個別のバランス力がすべて軸の周りに等距離に離隔するので、合成されたバランス力は生じない。しかし、ボール３７４の内の３個が他のボールよりも実質的に軽いので、合成されたバランス力が生じる。この大きさは軽いボールの位置に依存し、この位置は制御されない。これは、３個の軽量ボールが互いに並んでいるとき最大になり、配置の幾何学が許すかぎり接近して等距離に離隔するときに最小となる。
【００６１】
軽量ボール個数が１より大きく、ボール３７４の全個数の因数である場合には、軽量ボールが軸３１８の周りに等間隔になるように位置する可能性がある。これは合成されたバランス力を生成しないことになり、したがって（各軽量ボールの質量が別の軽量ボールと異なっていないかぎり）許されない。
【００６２】
この形態では、臨界速度より低い速度では、合成されたバランス力は、回転体におけるバランスを失った質量を部分的に釣り合わせるために使用される。回転速度が増加して臨界速度に近づくと、装置３５０の釣合せ効果は増加する。したがって、回転体の最大偏位運動は最も重要な時点において最小となる。
【００６３】
本体が臨界速度を通過すると、ボール３７４に作用する遠心力は、ボール３７４がリップ３６４を越えて傾斜部分３６６の上に乗る程度にまで増加する。これは、リップ３６４の高さがボール３７４の半径より小さな場合にのみ可能である。ただしリップ３６４の高さは、臨界速度より低い速度ではボール３７４を中央部分３６２に維持するために十分なものでなければならない。次にボール３７４は上向きに傾斜部分３６６を横切って環状レース３７２に移動し、環状レース３７２の中ではボール３７４のいずれに対しても拘束はない。これらの高速では、ボールは、回転体の中のバランスを失った質量が釣り合わされる位置を自由にとることができる。
【００６４】
回転体の速度が臨界未満の速度を示すと、ボール３７４は傾斜部分３６６を横切って降下し、中央分３６２の中に落ちて戻ることは理解されよう。ボールが中央部分３６２に戻るときに軽量ボールが現れる位置は、ボール３７４が中央部分にあった前のときに現れた位置と同じではなくてもよいが、これは問題にはならない。ボール３７４が軸３１８の周りに等間隔にないかぎり、一定の合成されたバランス力は生成される。
【００６５】
本発明の第６実施形態を図１５ａ〜図１５ｃに示す。この実施形態では、自動バランス装置４５０はやはり、円筒状のチャンバ４５４を画定する壁４５２を含む。粘性流体（図示せず）がチャンバ４５４の中に備えられて、壁４５２と釣合せ質量体４６０、４７０の間の粘性結合を提供する。釣合せ質量体４６０、４７０は、装置４５０が中で使用される洗濯機またはその他の動的システムのドラムと同心の軸４５８の周りに回転自在になるように、駆動軸４５６上で互いに続いて支持されている。
【００６６】
臨界速度より低い速度では、釣合せ質量体４６０、４７０は、軸４５８の周りに回転自在な非ゼロの合成されたバランス力ＦＲが生成されるように拘束される。これは、釣合せ質量体４７０の上に接手４７４を備えることによって達成され、この釣合せ質量体４７０は、臨界速度より低い速度では、別の釣合せ質量体４６０の上の切欠き４６４によって受け入れられる。接手４７４は図１５ａ〜図１５ｃでは切欠き４６４の中に位置して示されている。
【００６７】
接手４７４は、釣合せ質量体４７０の外側周縁部４７６の近くに位置付けられている。これによって、接手４７４はすべての回転速度において粘性流体の中に少なくとも部分的に沈むことができる。これは、騒音と、接手４７４と釣合せ質量体４６０、４７０の上の摩耗を減少させる。接手４７４は、釣合せ質量体４７０の縁面４７８から実質的に周囲方向に延在するピン４７４ａの上に枢動可能に取り付けられている。ピン４７４ａにはばね４７４ｂが取り付けられている。ばね４７４ｂは接手４７４に偏向力を加え、接手４７４を軸４５８の方向に作用する。
【００６８】
接手４７４は次の方式で動作する。システムの臨界速度より低い回転速度では、接手４７４は上述のように軸４５８に向う作用を受ける。釣合せ質量体４６０が釣合せ質量体４７０に対して反時計回りの方向に動くと（図１５ａに示す矢印４８０を参照されたい）、釣合せ質量体４６０、４７０は、釣合せ質量体４６０を釣り合わせる傾斜路部分４６６が接手４７４に隣接するように配向されることになる。接手４７４は、軸４５８から離れる方向に傾斜路部分４６６によって変位される。釣合せ質量体４６０、４７０は相互に移動し続けるので、接手４７４は当接表面４６８に接触し、切欠き４６４の中にトラップされる。この位置では、釣合せ質量体４６０、４７０間の相対的回転は防止され、釣合せ質量体４６０、４７０の回転によって発生するバランス力ＦＢ３は組み合わされて、固定された合成されたバランス力ＦＲを与える。
【００６９】
上に論述したように、接手４７４は、釣合せ質量体４６０が釣合せ質量体４７０に対して反時計回りの方向に動いている場合には、切欠き４６４と係合することができる。しかし接手４７４はまた、釣合せ質量体４６０が釣合せ質量体４７０に対して時計回りの方向に動いている場合には、釣合せ質量体４６０、４７０間の相対的回転速度が低いことを条件に、切欠き４６４と係合することができる。高速では、接手４７４は切欠き４６４と係合せず、釣合せ質量体４６０、４７０は相対速度が低くなるまで互いに相対的に動き続ける。
【００７０】
釣合せ質量体４６０、４７０の解放は下記の方法で実施される。接手４７４の形状および質量と、ばね４７４ｂの特性は、臨界速度より高い所定の速度またはこの速度より上において、接手４７４に作用する遠心力がばね４７４ｂの偏向力を凌駕するために十分であるように選択される。これによって、接手４７４はピン４７４ａの周りを枢動することができ、切欠き４６４からこれが位置しない個所に反径方向外向きに動くことができる。次に釣合せ質量体４６０、４７０は軸４５８の周りに位置を自由にとることができ、前述の実施形態と同様な方式で洗濯機（またはその他の動的システム）のドラムに存在するあらゆるバランスを失った質量を釣り合わせる。
【００７１】
本発明は、当業者には明らかになり理解されるように、上記の実施形態の正確な詳細内容に限定されるものではない。変形および変更は特許請求の範囲によって包含されるものとする。例えば、図解した実施形態では、拘束手段（第１実施形態の掛け金８０、第２および第３実施形態の接手１８０、１８０ａ、第４実施形態の図示されない拘束手段、第５実施形態の円筒状リップ３６４、および第６実施形態の接手４７４）は、関連する釣合せ質量体を固定位置で互いに保持するように設計されている。しかし、拘束手段と釣合せ質量体との間にいくらかの遊びを許容することができると同時に、なお有利な効果を維持していることを理解されたい。第１実施形態では、凹所８８をヘッド部分８４の深さよりも周辺方向において大きく作ることができる。これによって、拘束手段（掛け金８０）が動作しながら、釣合せ質量体６０、７０間のいくらかの相対的移動が可能になる。この移動を数度の大きさにすることができる。同様に、第２および第３実施形態では、ある一定量の遊びを接手１８０、１８０ａと関連する釣合せ質量体１６０、１７０、１６０ａ、１７０ａの縁面１６４、１７４との間に許容することができ、第５実施形態では、ボール３６２が中央部分３６２の最外部に円筒状リップ３６４に対して位置付けられるとき、ボール３６２の間に遊びを許容することができる。これらの場合の各々において、拘束手段が動作している間に生成される合成されたバランス力の大きさと位置はいくらか変わるが、変形は、本発明によって達成される利点から減じるには不十分である。
【００７２】
本発明の特許請求の範囲内に入れようとするその他の変形としては、第１および第２実施形態における追加釣合せ質量体および異なる形状の釣合せ質量体の準備、第１、第２、および第３実施形態における代替掛け金機構、第４実施形態における追加ボールレース、第４実施形態における半径方向ではなく軸方向に離隔したボールレース、および第５実施形態におけるボールの異なる個数と寸法の変更がある。
【００７３】
２つまたはそれ以上の上記の装置を組み合わせて、第１の装置が回転可能な本体の一方の側に位置付けられ、第２の装置が回転可能な本体の他方の側に位置付けられた機構を製造することができる。次にこれらの装置を、本体が周りを回転する軸に沿って離隔させる。これらの装置は同軸である。装置は同一であることが好ましいが、これは必須ではない。これは、回転体の中に存在するバランスを失った質量の広範囲のバランスを、自動バランス装置の寸法または質量を特に大きくする必要なく、臨界速度より高い速度と低い速度の両方において効果的に釣り合わせることができることで有利である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態による自動バランス装置を組み込んだ洗濯機の概略側断面図である。
【図２】図１の洗濯機の一部を形成する自動バランス装置を通る拡大概略側断面図である。
【図３】共に掛け金が掛けられた釣合せ質量体を示す、図２の自動バランス装置の主要部分の前面図である。
【図４】図２の自動バランス装置の一部を形成する掛け金の拡大前面図である。
【図５】掛け金が掛けられず、中間位置にある釣合せ質量体を示す図３と同様な前面図である。
【図６】掛け金が外され、合成されたバランス力が最小値にある位置における釣合せ質量体を、縮小して示す図３と同様な前面図である。
【図７】掛け金が外され、合成されたバランス力が最大値にある位置における釣合せ質量体を、同程度縮小して示す図３と同様な前面図である。
【図８】拘束位置に保持された２個の釣合せ質量体を示す、本発明の第２実施形態による自動バランス装置の前面図である。
【図９ａ】接手が拘束位置で示されている、図８の装置の一部を形成する接手の拡大された半横向き図である。
【図９ｂ】接手が非拘束位置で示されている、図８の装置の一部を形成する接手の拡大された半横向き図である。
【図１０ａ】接手が拘束位置で示されている、図８の装置の側断面図である。
【図１０ｂ】接手が非拘束位置で示されている、図８の装置の側断面図である。
【図１１】拘束位置に保持された２個の釣合せ質量体を示す、本発明の第３実施形態による自動バランス装置の前面図である。
【図１２】平衡位置に保持された釣合せ質量体の１つを除くすべてを示す、本発明の第４実施形態による自動バランス装置の前面図である。
【図１３ａ】本発明による自動バランス装置の第５実施形態の、第２回転速度における釣合せ質量体の位置を示す平面図である。
【図１３ｂ】本発明による自動バランス装置の第５実施形態の、第２回転速度における釣合せ質量体の位置を示す側面図である。
【図１４ａ】図１３ａおよび図１３ｂの自動バランス装置の、第１回転速度における釣合せ質量体の位置を示す平面図である。
【図１４ｂ】図１３ａおよび図１３ｂの自動バランス装置の、第１回転速度における釣合せ質量体の位置を示す側面図である。
【図１５ａ】本発明による自動バランス装置の第６実施形態の、第１回転速度における釣合せ質量体の位置を示す平面図である。
【図１５ｂ】本発明による自動バランス装置の第６実施形態の、第１回転速度における釣合せ質量体の位置を示す等角図である。
【図１５ｃ】図１５ａおよび図１５ｂに示す接手の拡大図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  洗濯機
１２  外部ケーシング
１４  洗濯槽
１５  ダンパーのシステム
１６  孔あきドラム
１６ａ  後壁
１８  軸
２０  ドア
２２  可撓性シール
２４  シャフト
２６  モータ
２８  石けんトレイ
３０  水入口管
５０  自動バランス装置
５２  チャンバの壁
５４  チャンバ
５６  駆動軸
５８  粘性流体、油
６０  釣合せ質量体
６２  質量体の中心
６４  内側部分
６５  半径方向外側縁部
６６  外側部分
６８  拡大された部分
７０  釣合せ質量体
７２  質量体の中心
７４  内側部分
７５  半径方向外側縁部
７６  外側部分
７８  拡大された部分
８０  掛け金
８２  軸
８４  ヘッド部分
８６  ばね
８６ａ  ばねの一端部
８６ｂ  ばねの他の端部
８８  凹所
１１８  駆動軸
１５０  自動バランス装置
１５２  壁
１５４  円筒状チャンバ
１５６  駆動軸
１６０  釣合せ質量体
１６２  質量の中心
１６４  釣合せ質量体の縁面
１６６  半径方向最外縁部
１７０  釣合せ質量体
１７１  大きな孔
１７２  質量の中心
１７４  釣合せ質量体の縁面
１７６  半径方向最外縁部
１８０  接手
１８２  ピン
１９０  釣合せ質量体
２１８  軸
２５０  自動バランス装置
２６０  環状ボールレース
２６２  環状レース
２６４  ボール
２７０  環状ボールレース
２７２  環状レース
２７４  ボール
３１８  軸
３５０  自動バランス装置
３６０  支持表面
３６２  円形中央部分
３６４  リップ
３６６  傾斜部分
３６８  円筒状壁
３７０  張出しリップ
３７２  環状レース
３７４  バランスボール
４５０  自動バランス装置
４５２  壁
４５４  チャンバ
４５８  軸
４６０  釣合せ質量体
４６４  切欠き
４６６  傾斜路部分
４６８  当接表面
４７０  釣合せ質量体
４７４  接手
４７４ａ  ピン
４７４ｂ  ばね
４７６  釣合せ質量体外側周縁部
４７８  釣合せ質量体の縁面
４８０  矢印
【図１】
2008520303.tif 000003
【図２】
2008520303.tif 000004
【図３】
2008520303.tif 000005
【図４】
2008520303.tif 000006
【図５】
2008520303.tif 000007
【図６】
2008520303.tif 000008
【図７】
2008520303.tif 000009
【図８】
2008520303.tif 000010
【図９ａ】
2008520303.tif 000011
【図９ｂ】
2008520303.tif 000012
【図１０ａ】
2008520303.tif 000013
【図１０ｂ】
2008520303.tif 000014
【図１１】
2008520303.tif 000015
【図１２】
2008520303.tif 000016
【図１３ａ】
2008520303.tif 000017
【図１３ｂ】
2008520303.tif 000018
【図１４ａ】
2008520303.tif 000019
【図１４ｂ】
2008520303.tif 000020
【図１５ａ】
2008520303.tif 000021
【図１５ｂ】
2008520303.tif 000022
【図１５ｃ】
2008520303.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月4日(2007.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
臨界速度を有する動的システムの軸の周りに回転可能な本体の中に存在するバランスを失った質量を釣合せるための、複数の釣合せ質量体を含む、自動バランス装置であって、
各釣合せ質量体は、バランス力を発生させるように軸の周りの円形経路を移動可能であり、バランス力は、使用中は合併して最低値と最高値の間で変わることができる合成されたバランス力を生成する自動バランス装置において、
臨界速度より低い本体の第１回転速度においては、前記釣合せ質量体の少なくとも１個の移動は、実質的に一定の合成された非ゼロバランス力が生成されるように拘束され、
前記合成されたバランス力は軸の周りに回転自在であり、
臨界速度より高い速度である本体の第２回転速度においては、前記釣合せ質量体は、バランスを失った質量が釣り合う位置を自由にとり得るように構成されていることを特徴とする自動バランス装置。
【請求項２】
前記第２回転速度が、臨界速度より高い所定の速度よりも高い任意の速度であることを特徴とする、請求項１に記載の自動バランス装置。
【請求項３】
前記合成されたバランス力の最低値がゼロであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動バランス装置。
【請求項４】
前記第１回転速度において、前記合成されたバランス力がその最大値の半分より低いことを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項５】
前記第１回転速度において、前記合成されたバランス力がその最大値の５％から３５％までの範囲内にあることを特徴とする、請求項４に記載の自動バランス装置。
【請求項６】
前記第１回転速度において、前記合成されたバランス力がその最大値の１５％から２０％までの範囲内にあることを特徴とする、請求項５に記載の自動バランス装置。
【請求項７】
拘束手段をさらに含み、前記拘束手段は前記第１回転速度において動作し、前記第２回転速度においては動作しないことを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項８】
前記拘束手段が動作位置と非動作位置との間を可動であることを特徴とする、請求項７に記載の自動バランス装置。
【請求項９】
前記拘束手段が、動作すると少なくとも１個の釣合せ質量体の少なくとも１個の別の釣合せ質量体に対する移動を制限する相互係合手段を含むことを特徴とする、請求項７または請求項８に記載の自動バランス装置。
【請求項１０】
前記釣合せ質量体が前記軸の周りに枢動可能に取り付けられ、前記相互係合手段が、動作すると少なくとも２個の釣合せ質量体の間の相対移動を防ぎ、同時に前記軸の周りの枢動を可能にすることを特徴とする、請求項９に記載の自動バランス装置。
【請求項１１】
２個の釣合せ質量体が備えられ、前記相互係合手段が動作すると、これによって発生するバランス力の間の角度が１４０°と１７５°との間にあることを特徴とする、請求項１０に記載の自動バランス装置。
【請求項１２】
前記バランス力の間の前記角度が１５５°と１６５°との間にあることを特徴とする、請求項１１に記載の自動バランス装置。
【請求項１３】
少なくとも３個の釣合せ質量体が備えられ、前記相互係合手段が動作すると、釣合せ質量体の１個を除いてすべてが相互間の移動を防止され、これにより合成されたバランス力の生成はなく、前記残りの１個の釣合せ質量体は前記軸の周りに枢動自在であることを特徴とする、請求項１０に記載の自動バランス装置。
【請求項１４】
前記残りの１個の釣合せ質量体がバランス力を発生させ、前記バランス力はその他の釣合せ質量体のいずれかによって発生するバランス力よりも小さいことを特徴とする、請求項１３に記載の自動バランス装置。
【請求項１５】
前記相互係合手段が、第１の前記釣合せ質量体の上に取り付けられて第２の前記釣合せ質量体と相互係合する少なくとも１個の掛け金または接手を含むことを特徴とする、請求項１０から請求項１４までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項１６】
前記掛け金または接手が、軸の周りの前記本体の第２回転速度において第２釣合せ質量体を解放するように構成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の自動バランス装置。
【請求項１７】
前記掛け金が、前記第１釣合せ質量体の外部周縁の上に位置することを特徴とする、請求項１５または請求項１６に記載の自動バランス装置。
【請求項１８】
前記釣合せ質量体が複数の本体を有し、第１の前記本体は第１環状レースの中に位置し、残りの本体は第２環状レースの中に位置し、前記相互係合手段は動作すると、前記第２環状レースの中に位置する前記本体を適所に固定するように作動し、これにより合成されたバランス力の生成はなく、前記第１本体は前記第１環状レースの中で枢動自在であることを特徴とする、請求項９に記載の自動バランス装置。
【請求項１９】
前記本体が球状ボールであることを特徴とする、請求項１８に記載の自動バランス装置。
【請求項２０】
前記第２環状レースの中の前記ボールがすべて同じ寸法と質量であることを特徴とする、請求項１９に記載の自動バランス装置。
【請求項２１】
前記相互係合手段が動作すると、第２環状レースの中の前記ボールが軸の周りに等距離に離隔することを特徴とする、請求項２０に記載の自動バランス装置。
【請求項２２】
前記釣合せ質量体が、中央部分と、前記中央部分の軸方向外向きに配置された環状レースと、前記中央部分と前記環状レースとの間に延在する上向き傾斜部分とを有する支持表面の上に支持され、前記拘束手段は、前記中央部分と前記上向き傾斜部分との間に配置された円筒状リップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の自動バランス装置。
【請求項２３】
前記釣合せ質量体が複数の球状ボールを含むことを特徴とする、請求項２２に記載の自動バランス装置。
【請求項２４】
前記球状ボールの少なくとも１個が、残りのボールの質量よりかなり小さい減少した質量を有することを特徴とする、請求項２３に記載の自動バランス装置。
【請求項２５】
前記球状ボールの少なくとも２個が、残りのボールの質量よりかなり小さい減少した質量を有することを特徴とする、請求項２４に記載の自動バランス装置。
【請求項２６】
減少した質量を有するボールの個数が、ボールの全個数の因数ではないことを特徴とする、請求項２５に記載の自動バランス装置。
【請求項２７】
前記円筒状リップの高さが、前記球状ボールの最小の半径より小さいことを特徴とする、請求項２３から請求項２６までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項２８】
前記球状ボールのすべてが同じ直径を有することを特徴とする、請求項２３から請求項２７までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項２９】
前記釣合せ質量体が、円筒状リップの直接内向きに配置されると前記釣合せ質量体が実質的に遊びを伴わず前記軸の周りに連続円を形成するように、寸法決定されていることを特徴とする、請求項２２から請求項２８までのいずれか１項に記載の自動バランス装置。
【請求項３０】
軸の周りに回転可能な本体の中に存在するバランスを失った質量を釣り合わせるための機構であって、請求項１から３０までのいずれか一項に記載の第１自動バランス装置と、請求項１から請求項２９までのいずれか１項に記載の第２自動バランス装置とを含み、前記第１および第２自動バランス装置は同軸に、しかし前記軸の方向に互いに離隔して配置されていることを特徴とする機構。
【請求項３１】
前記第１および第２自動バランス装置が互いに実質的に同一であることを特徴とする、請求項３０に記載の機構。
【請求項３２】
前記第１および第２自動バランス装置が本体のいずれの側にも配置されていることを特徴とする、請求項３０または請求項３１に記載の機構。
【請求項３３】
本体が、複数の釣合せ質量体を有するバランス装置を備え、前記釣合せ質量体の各々は前記軸の周りの円形経路の中を移動可能であり、軸の周りを回転可能である前記本体の中に存在するバランスを失った質量を釣り合わせるための方法であって、
（ａ）システムの臨界速度より低い速度で前記本体を回転させる段階であって、前記本体は前記システムの一部を形成するので各釣合せ質量体がバランス力を発生する段階と、
（ｂ）実質的に一定の非ゼロの合成されたバランス力が生成されるように、前記釣合せ質量体の少なくとも一部の動きを拘束する段階であって、前記合成されたバランス力は前記軸の周りに回転自在である段階と、
（ｃ）前記本体は前記システムの一部を形成しており、前記本体の回転速度を、前記システムの臨界速度より高い速度にまで上昇させる段階と、
（ｄ）前記釣合せ質量体から前記拘束力を除去する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３４】
前記釣合せ質量体の少なくとも一部の動きを拘束する段階が、前記釣合せ質量体のすべてを互いに連結してこれらの間の相対的な動きを防止して、同時になお連結された前記釣合せ質量体が前記軸の周りを回転できるようにすることを含むことを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記釣合せ質量体が、最大可能な合成されたバランス力の５％と３５％の間にある合成されたバランス力を生成する位置において連結されることを特徴とする、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記釣合せ質量体が、最大可能な合成されたバランス力の１５％と２０％の間にある合成されたバランス力を生成する位置において連結されることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記バランス装置が請求項１から請求項２９までのいずれか１項に記載されたものであることを特徴とする、請求項３３から請求項３６までのいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2008520303.tif 000024
2008520303.tif 000025
2008520303.tif 000026