(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端部が前記ピストンに連結され、他端部が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる油液の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えた油圧ダンパにおいて、
前記減衰力発生機構は、前記ピストンに設けられた複数の油路と、前記ピストンの軸方向に沿って所定範囲だけ自由に移動可能に設けられ、前記ピストンの一端面に当接して前記複数の油路を閉じる弁部材とを備え、前記ピストン及び前記弁部材の互いの当接面は平坦面であり、前記ピストンには、オリフィス油路が形成され、前記弁部材が当接する前記ピストンの一端面の前記オリフィス油路の周囲には、該オリフィス油路を常時シリンダ内に連通させる切欠部が形成され、
前記弁部材は、その外周を油液が流れるようになっていることを特徴とする油圧ダンパ。
【請求項２】
前記弁部材は、合成樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の油圧ダンパ。
【請求項３】
前記シリンダ内には、油液及びガスが混在して封入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の油圧ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラム式洗濯機のドラムを収容する水槽を支持するため洗濯機用ダンパ等として使用することができる油圧ダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、全自動洗濯機等のドラム式洗濯機においては、地面と略水平の回転軸を有し、洗濯物が投入されるドラムを収容して回転可能に支持する略円筒状の水槽と、当該洗濯機の外郭をなす筐体との間にバネ及びダンパを介装し、これらのバネ及びダンパによって水槽を懸吊することにより、ドラムの回転によって生じる振動を吸収、制振するようにしている。
【０００３】
ドラム式洗濯機に用いられる一般的なダンパとして、摩擦ダンパ及び油圧ダンパが知られている。摩擦ダンパは、摩擦部材の摺動摩擦によって減衰力を発生させるものであるが、摩擦部材の摩耗等の影響による減衰力の経時変化が大きく、長期にわたって安定した減衰力を維持することが困難である。油圧ダンパは、油液が封入されたシリンダ内に、ピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、オリフィス等を流通する油液の流動抵抗によって減衰力を発生させるものであり、摩擦ダンパに比して、長期にわたって安定した減衰力を得ることができる。
【０００４】
洗濯、濯ぎ及び脱水行程を自動的に実行する全自動ドラム式洗濯機においては、洗濯及び濯ぎ行程、あるいは、脱水行程の起動時（共振時）には、ドラムの回転速度が小さく、振幅の大きい低周波振動が発生する。一方、脱水行程において、ある程度回転速度が上昇すると（定常時）、振幅が小さくなり、高周波振動が発生する。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１には、ピストンにオリフィス通路を設け、ピストンの端面にオリフィス通路の開口部を取囲むように突出するシート部を形成し、ピストンロッドに沿って所定範囲だけ移動可能なディスクバルブをシート部に離着させることによってオリフィス通路を開閉するようにした油圧ダンパが記載されている。これにより、ある程度回転速度が上昇した脱水行程における小振幅（小ストローク）の高周波振動に対しては、ディスクバルブがシート部に着座せず、オリフィス通路が開いて減衰力が小さくなり、ドラムの振動を吸収することができる。洗濯、濯ぎ行程及び脱水行程の起動時における大振幅（大ストローク）の低周波振動に対しては、ディスクバルブがシート部に着座してオリフィス通路が閉じて減衰力が大きくなり、ドラムの揺れを抑えることができ、筐体への振動の伝達を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００１−２１４９５１号公報
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の油圧ダンパでは、次のような問題がある。オリフィス通路の開口の周囲にシート部が突出しているため、ディスクバルブのシート部への着座性は良好であるが、ピストンロッドの大振幅時にディスクバルブがシート部に着座する際、着座速度が速くなり、衝突音が発生して騒音の原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、高周波振動に対しては小さい減衰力を発生し、低周波振動に対しては充分大きい減衰力を発生し、かつ、減衰力発生機構の閉弁時の弁部材の衝突音を軽減することができる油圧ダンパ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】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端部が前記ピストンに連結され、他端部が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる油液の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えた油圧ダンパにおいて、
前記減衰力発生機構は、前記ピストンに設けられた複数の油路と、前記ピストンの軸方向に沿って所定範囲だけ自由に移動可能に設けられ、前記ピストンの一端面に当接して前記複数の油路を閉じる弁部材とを備え、前記ピストン及び前記弁部材の互いの当接面は平坦面であり、前記ピストンには、オリフィス油路が形成され、前記弁部材が当接する前記ピストンの一端面の前記オリフィス油路の周囲には、該オリフィス油路を常時シリンダ内に連通する切欠部が形成され、
前記弁部材は、その外周を油液が流れるようになっていることを特徴とする。
請求項２の発明に係る油圧ダンパは、上記請求項１の構成において、前記弁部材は、合成樹脂製であることを特徴とする。
請求項３の発明に係る油圧ダンパは、上記請求項１又は２の構成において、前記シリンダ内には、油液及びガスが混在して封入されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明に係る油圧ダンパによれば、ピストン及び弁部材の互いの当接面を平坦面としたので、弁部材がピストンの端面に当接して油路を閉じる際、油路の開口部の周囲の油液を押しのけることによって弁部材の移動に対して減衰効果が生じて、弁部材がピストンに当接する際の衝突音を軽減することができる。
請求項２の発明に係る油圧ダンパによれば、弁部材を合成樹脂製としたので、弁部材がピストンに当接する際の衝突音を軽減することができる。
請求項３の発明に係る油圧ダンパによれば、シリンダ内に油液及びガスを混在させて封入したので、ピストンロッドの高周波振動時には、エアレーションによって油液中に気泡が生じ、この気泡が圧縮されることによって減衰力を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る油圧ダンパ１は、有底円筒状のシリンダ２内に、ピストン３が摺動可能に嵌装されており、このピストン３によって、シリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン３には、ピストンロッド４の一端部が連結されている。ピストンロッド４の他端側は、シリンダ２の開口部に装着されたロッドガイド５及びオイルシール６に挿通されて外部へ延出されおり、オイルシール６よって、シリンダ２とピストンロッド４との間がシールされて、シリンダ２内が密封されている。シリンダ２内には、油液及びガスが混在して封入され、ピストン３が油液中に浸漬されており、油液とガスとの境界には、フリーピストン等の画成部材は設けられていない。
【００１１】
図２乃至図４に示すように、ピストン３は、中央部にピストンロッド４の小径の先端部７が挿通される開口８が設けられ、上端部に略円形の凹部９が形成されている。ピストン３には、周方向に沿って等間隔で複数（図示の例では８つ）配置された油路１０が軸方向に沿って貫通されている。これらの油路１０の上端部は凹部９内に開口されている。ピストン３の下端面は平坦面であり、この平坦面に油路１０の下端部が開口されている。ピストン３の油路１０の外周部には、油路１０よりも流路面積が小さいオリフィス油路１１が軸方向に沿って貫通されている。ピストン３の下端部のオリフィス油路１１の周囲には、ピストン３の外周部に達する切欠部１２が形成されている。ピストン３の凹部９の内周部は、オリフィス油路１１が設けられた部位が内側に膨出されている。
【００１２】
ピストン３の下端部には、円筒状の案内部材１３の一端部が当接されている。案内部材１３及びピストン３の開口８には、ピストンロッド４の小径部７が挿通されて、その先端部をかしめることよってピストン３及び案内部材１３が共にピストンロッド４に固定されている。案内部材１３の他端部には、拡径されたフランジ部１４が形成されている。案内部材１３の外周部には、弁部材１５が摺動可能に嵌合されている。
【００１３】
弁部材１５は、ピストン３の下端面に当接する平坦面を有する円板状の当接部１５Ａと、当接部１５Ａのピストン３との当接面の反対側から軸方向に延ばされて外周部がテーパ状に形成された略円筒状の案内部１５Ｂとをポリアセタール等の合成樹脂製で一体に成形したものである。当接部１５Ａは、少なくとも、ピストンの各油路１０の外側を結ぶ最外径を外径とし、各油路１０の内側を結ぶ最内径を内径とするドーナッツ状となることが必要であり、望ましくは、図中上面全面が当接部１５Ａとなる構成がよい。
さらに、外周部がテーパ状に形成された略円筒状の案内部１５Ｂは、弁部材１５がフランジ部１４と当接した際に、図中下面の受圧面積が小さくなり、弁の動きが悪くならないように、フランジ１５との当接する面積がフランジの面積（図中上面の面積）より小さくなっている。
【００１４】
弁部材１５は、当接部１５Ａの平坦面がピストン３の下端の平坦面に当接したとき、複数の油路１０を全て閉じるようになっている。このとき、ピストン３のオリフィス油路１１は、切欠部１２を介してシリンダ下室２Ｂに連通される。弁部材１５は、案内部材１３に案内されてピストン３の下端面と案内部材１３のフランジ部１４と間で所定範囲Ｓだけ自由に移動できるようになっている。
【００１５】
シリンダ２の開口側の端部及びピストンロッド４の先端側には、それぞれ、スプリングシート１６、１７が取付けられ、これらのスプリングシート１６、１７の間にコイルバネ１８が介装されている。シリンダ２の底部及びピストンロッド４の先端部には、それぞれ取付部１９、２０が設けられている。
【００１６】
次に、図５を参照して、油圧ダンパ１の洗濯機２１への取付構造について説明する。
図５に概略的に示すように、洗濯機２１は、ドラム式全自動洗濯機であり、地面（設置面）に対して水平（ただし、水平でなくてもよく、例えば、地面に対して４５度程度傾斜している場合もある）の回転軸を有し、洗濯物が投入されるドラム２２が円筒状の水槽２３内に回転可能に支持されてモータ（図示せず）によって駆動されるようになっており、水槽２３は、洗濯機２１の外郭をなす矩形の筐体２４内に、油圧ダンパ１及びバネ２５によって懸吊されている。そして、給排水、洗濯、濯ぎ及び脱水等の各行程を適宜実行して自動的に洗濯を行う。油圧ダンパ１は、シリンダ２側を上に、ピストンロッド４の突出側を下に向くようにし、シリンダ２側の取付部１９が水槽２３側に、ピストンロッド４側の取付部２０が筐体２４側に、それぞれゴムブッシュ等（図示せず）を介して連結されている。これにより、シリンダ下室２Ｂは、油液で満たされ、オイルシール６によるシールを確実に行い、シリンダ上室２Ａは、油液及びガスで満たされている。
【００１７】
そして、油圧ダンパ１のシリンダ２内には、図１に示したピストン３の作動ストローク範囲Ｌ（洗濯機２１の運転時におけるピストンの作動範囲）において、ピストン３が常時油液中に浸漬された状態でストロークするのに充分な量の油液が封入され、また、ピストンロッド４の最大伸長位置において、シリンダ２の容積の２０％に大気圧のガスが封入されている。なお、封入されるガスの割合は、シリンダの長さなどによって適宜変更することが望ましく、例えば、２０〜４０％の範囲に設定される。
【００１８】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
コイルバネ１８を備えた油圧ダンパ１及びバネ２５によって水槽２３を筐体２４内に弾性的に支持して、ドラム２２の回転によって生じる振動を吸収及び制振する。油圧ダンパ１では、ピストンロッド４の伸縮に伴うピストン３の移動によって、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間で油液がピストン３の油路１０及びオリフィス油路１１を通って流れ、その流通抵抗によって減衰力が発生する。
【００１９】
このとき、ピストンロッド４の伸縮のストロークが、弁部材１５の移動範囲である所定範囲Ｓよりも小さい場合、弁部材１５は、ピストン３の下端面に当接せず、油路１０が開いた状態となるので、小さい減衰力が発生する。そして、ピストンロッド４の伸縮の振動が高周波振動である場合には、シリンダ２内の油液とガスとが撹拌されてエアレーションが発生し、このエアレーションによる油液中の気泡が圧縮されることによって減衰力が更に低下する。これにより、ドラム２２の回転速度がある程度上昇して小振幅の高周波振動が発生する脱水行程においては、減衰力が充分小さくなり、水槽２３の振動を吸収して筐体２４に伝達しないようにすることができる。
【００２０】
一方、ピストンロッド４の伸縮のストロークが、弁部材１５の移動範囲である所定範囲Ｓよりも大きい場合、ピストンロッド４の伸び行程時には、弁部材１５がピストン３の下端面に当接して、油路１０を閉じる。これにより、油液は、オリフィス油路１１のみを流通し、流路面積が小さくなって減衰力が大きくなる。更に、ピストンロッド４の伸縮の振動が低周波振動である場合には、上述のエアレーションが生じにくいので、エアレーションによる減衰力の低下が小さくなる。これにより、ドラム２２の回転速度が小さく、振幅の大きい低周波振動が発生する洗濯及び濯ぎ行程、あるいは脱水行程の起動時には、大きな減衰力を発生させることができ、水槽２３の揺れを効果的に抑えることができる。
【００２１】
このようにして、洗濯行程に応じて、適切な減衰力を発生させることができ、ドラム２２の回転による水槽２３の振動を効果的に吸収、制振して、振動、騒音の発生を低減することができる。
【００２２】
ピストン３及び弁部材１５の互いに当接面が平坦面であるため、これらが互いに当接する際、油路１０の開口部の周囲の油液を押しのけることによって弁部材１５の移動に対して減衰効果が生じるので、弁部材１５がピストン３に当接する際の衝突音を軽減することができ、騒音の発生を抑制することができる。また、弁部材１５をポリアセタール等の合成樹脂製としたことにより、衝突音を緩和することができる。
【００２３】
なお、上記実施形態では、案内部材１３及び弁部材１５がピストン３のピストンロッド４側に配置されており、ピストンロッド４の伸び工程時に弁部材１５によって油路１１を閉じるようにしているが、これらをピストンロッド４とは反対側に配置して、ピストンロッドの縮み工程時に弁部材１５によって油路１１を閉じるようにすることもできる。また、これらをピストンの両側に配置して、ピストンロッド４の伸縮両工程時に弁部材１５によって油路１１を閉じるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧ダンパの縦断面図である。
【図２】図１に示す油圧ダンパの要部を拡大して示す図３のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図３】図２に示す油圧ダンパのピストンの下面図である。
【図４】図２に示す油圧ダンパのピストンの上面図である。
【図５】図１に示す油圧ダンパが装着されたドラム式洗濯機の概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  油圧ダンパ、２  シリンダ、３  ピストン、４  ピストンロッド、１０  油路、１５  弁部材
【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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