(57)【要約】【課題】洗濯機において、内槽に発生する不つり合い振動やモータに発生する電磁振動など加振源である回転軸系から振動騒音源となる外槽への振動伝達を低減し、使い勝手のよいコンパクトで低振動・低騒音の洗濯機を提供する。【解決手段】回転軸１３ａを支持している軸受１４が薄板構造で保持される構成において、軸受１４の周囲に曲げ加工による凹溝１５を設けて軸受１４を弾性支持する構成とし、さらにこの凹溝１５内に制振材１６を充填することで、振動による凹溝１５の弾性変形と凹溝１５内の制振材１６による減衰作用により、加振源側から振動騒音源側への振動伝達の低減を図る構成とする。【選択図】図３
2007181531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外枠と、底部中央に撹拌翼を有し洗濯物が投入される内槽と、この内槽を内包する外槽と、この外槽を上記外枠に支持する吊り棒機構と、上記内槽及び撹拌翼を回転駆動する駆動機構と、上記外槽に対し給排水を行う給水機構及び排水機構と、上記内槽及び撹拌翼の駆動及び給排水を制御するコントローラと、を備えた脱水洗濯機であって、
上記外槽の内部には上記内槽が垂直の回転軸周りに回転可能に支持され、上記回転軸を支持している軸受を薄板構造部で保持してなる構成において、
上記薄板構造部における上記軸受の周囲の部分に、上記軸受を囲むように凹溝を設け、かつ上記凹溝内に、上記回転軸の振動を減衰する制振材を充填したことを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
外枠と、洗濯物が投入される内槽と、この内槽を内包する外槽と、この外槽を上記外枠に支持する防振機構と、上記内槽を回転駆動する駆動機構と、上記外槽に対し給排水を行う給水機構及び排水機構と、上記内槽の駆動及び給排水を制御するコントローラと、を備えた脱水洗濯機であって、
上記外槽の内部には上記内槽が水平または傾斜した回転軸周りに回転可能に支持され、上記回転軸を支持している軸受を薄板構造部で保持してなる構成において、
上記薄板構造部における上記軸受の周囲の部分に、上記軸受を囲むように凹溝を設け、かつ上記凹溝内に、上記回転軸の振動を減衰する制振材を充填したことを特徴とする洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外槽の内部に内槽が回転軸周りに回転可能に支持されて、内槽内の洗濯物に洗濯及び脱水を施すことが可能な洗濯機に関し、特に内槽の回転時に発生する振動による騒音を低減するための構造に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆる縦型洗濯機は、外枠と、底部中央に撹拌翼を有し洗濯物が投入される内槽と、この内槽を内包する外槽と、この外槽を上記外枠に支持する吊り棒機構と、上記内槽及び撹拌翼を回転駆動する駆動機構と、上記外槽に対し給排水を行う給水機構及び排水機構と、上記内槽及び撹拌翼の駆動及び給排水を制御するコントローラと、を備えた構成となっている。
【０００３】
このような縦型洗濯機においては、外枠の４角から吊り棒機構を介して外槽を吊り下げ支持し、外槽の内部には内槽が垂直の回転軸周りに回転可能に支持されている。内槽の上部には洗濯物の出し入れ口としての開口部を有し、この開口部に流体バランサーが取り付けられており、必然的に外槽の上部には内槽より大口径の開口部が設けられている。外槽の底部裏面側には駆動源であるモータとクラッチが取り付けられ、外槽の底部を貫通し回転するクラッチ軸に内槽底部が連結されている構造で、内槽およびモータともに回転軸系としては片持ち形状となっている。
【０００４】
洗濯機の低振動化及び低騒音化には、回転体である内槽の低振動化が必要不可欠であり、流体バランサーの装着以外に、内槽の外槽への締結部の剛性アップ、具体的には板厚増加等による各槽の底部周りの剛性アップ及びクラッチケースやモータケースの板厚増加等による剛性アップが図られている。
【０００５】
従来、減速機構を有するクラッチ機構とモータから構成される洗濯機の駆動部の構成として、モータの締結を考慮した構成に関して、例えば下記の特許文献１に開示されるような洗濯機用駆動装置がある。
【特許文献１】特開２００１−１２０８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上部から洗濯物を出し入れする縦型洗濯機においては、回転軸系として片持ち形状となっており、振動系として剛性が低いという特徴を有している。洗濯機の洗い及びすすぎ動作は、布種や大きさ等が異なる数多くの洗濯物を攪拌翼による攪拌動作で行うため、洗濯物が絡み合って内槽内に偏在しやすく、大きな不つり合いとなることが多い。一般的に、洗いやすすぎ工程終了後は穴開き内槽の遠心力による脱水工程が実施される。上記のように、本縦型洗濯機では、洗いとすすぎでは攪拌翼が、脱水では内槽が、１個のモータによりクラッチ機構を介して駆動される特徴を有している。
【０００７】
上記のクラッチ機構は、減速機構を内包する二重回転軸系構成となっており、上記の洗いやすすぎ工程では、モータ回転軸の動力が減速機構を介して攪拌翼に伝えられる内側回転軸系を構成する。一方、脱水工程では、減速機構を介さない外側回転軸系を構成する。駆動部系の構成としては、外槽底部に取付板(センタベース)が、この取付板にクラッチケーシングが、このクラッチケーシングにはモータステータを内包するステータケーシングがそれぞれ螺子締結されている。また、上記クラッチの内側回転軸系はモータロータ軸を兼ねた構成となっており、モータロータ軸は片持ち軸系をなし、振動系として剛性が低いという特徴を有している。
【０００８】
振動系として剛性が低いという特徴に起因して発生する不つり合いに弱い結果、定格回転時の振動振幅も大きく、かつ振動騒音が大きいため、低騒音化及び高速回転化(高脱水及び高速脱水)を図り難いという問題がある。また、振動系として剛性が低いという特徴に起因して、モータのロータとステータ間の空隙内で振動変位が発生し、新たなる振動加振源となり、振動騒音が大きいため、低騒音化及び高速回転化(高脱水及び高速脱水)を図り難いという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、内槽を回転軸周りに回転させる洗濯機において、回転軸側に発生する振動の外槽への伝達を振動伝達経路の途中で減衰させることで、主な発音源となる外槽の振動低減を図り、低振動、低騒音でかつ高速回転が可能なコンパクトな洗濯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため本発明は、外枠と、底部中央に撹拌翼を有し洗濯物が投入される内槽と、この内槽を内包する外槽と、この外槽を上記外枠に支持する吊り棒機構と、内槽及び撹拌翼を回転駆動する駆動機構と、上記外槽に対し給排水を行う給水機構及び排水機構と、内槽及び撹拌翼の駆動及び給排水を制御するコントローラと、を備えた脱水洗濯機であって、
上記外槽の内部には上記内槽が垂直の回転軸周りに回転可能に支持され、上記回転軸を支持している軸受を薄板構造部で保持してなる構成において、
上記薄板構造部における上記軸受の周囲の部分に、上記軸受を囲むように凹溝を設け、かつ上記凹溝内に、上記回転軸の振動を減衰する制振材を充填したことを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明は、外枠と、洗濯物が投入される内槽と、この内槽を内包する外槽と、この外槽を上記外枠に支持する防振機構と、内槽を回転駆動する駆動機構と、上記外槽に対し給排水を行う給水機構及び排水機構と、内槽の駆動及び給排水を制御するコントローラと、を備えた脱水洗濯機であって、
上記外槽の内部には上記内槽が水平または傾斜した回転軸周りに回転可能に支持され、上記回転軸を支持している軸受を薄板構造部で保持してなる構成において、
上記薄板構造部における上記軸受の周囲の部分に、上記軸受を囲むように凹溝を設け、かつ上記凹溝内に、上記回転軸の振動を減衰する制振材を充填したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記の如く構成される本発明の洗濯機では、内槽の回転時に発生する回転軸系の振動は、薄板構造部に設けられた凹溝の弾性変形と共に凹溝内に充填された制振材によって減衰される。このような振動減衰部を加振源である回転軸系から主な騒音発生源である外槽への振動伝達経路に設けたことで、大幅な振動減衰が可能となり、外槽など発音部への加振力が低減され振動騒音が低下し、低騒音化が達成される。その結果、騒音の増加による脱水回転数の高速化の妨げがなくなり、脱水回転数の高速化による脱水性能の向上が達成される。また、この結果、すすぎ性能の向上にもつながり、洗濯時間の短縮も達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１は、本発明の第１の実施例である縦型脱水洗濯機の縦断面図を示す。なお、この図では、洗濯機の基本構成要素と本発明の主要部の構成についてのみ記載し、その他の要素、例えばパネルスイッチ等については図示を省略してある。
【００１４】
この縦型洗濯機は、薄鉄板製の外枠１と、底部中央に撹拌翼３を有し洗濯物が投入されるステンレス製の内槽２と、この内槽２を内包する合成樹脂製の外槽４と、この外槽４を外枠に支持する吊り棒機構５と、内槽２及び撹拌翼３を駆動する駆動機構部６と、外槽４に対し給排水を行う給水機構７及び排水機構８と、内槽２及び撹拌翼３の駆動及び給排水を制御するコントローラ(図示せず)と、を基本要素として構成される。
【００１５】
この縦型洗濯機においては、外枠１の四角から吊り棒機構５を介して外槽４を吊り下げ支持し、この外槽４の内部に内槽２が垂直の回転軸周りに回転可能に支持されている。内槽２は、その周面に多数の通水孔２ａを有すると共に、上部には洗濯物の出し入れ口としての開口部を有し、この開口部に回転時の不つり合いをキャンセルするための流体バランサー９が取り付けられており、さらにこの内槽２の底部には、アルミニウム製のフランジ１０が合成樹脂モールドによって設けられている。
【００１６】
さらに外槽４の底部裏面側には、薄鉄板製の取付板１１が螺子締結されており、この取付板１１に内槽２及び撹拌翼３を駆動する駆動機構部６が保持されている。この駆動機構部６は、駆動源であるブラシレスモータ１２とクラッチ１３とによりなり、洗濯時には撹拌翼３が、脱水時には内槽２が、ブラシレスモータ１２によりクラッチ１３を経て回転駆動されるようになっている。これらの駆動や給排水などの制御は、すべてコントローラによって行われるものである。
【００１７】
図２は、内槽と外槽及び駆動機構部周りの構成を示す縦断面図である。
ここで駆動機構部６を構成するブラシレスモータ１２は、モータケーシング１２ｃの内部に、電磁コイルを備えたモータステータ１２ａと、電磁コイルと対向する磁石を内蔵したモータロータ１２ｂと、を有して構成され、このモータロータ１２ｂがモータステータ１２ａに対して回転することで内槽２及び撹拌翼３の駆動源となるものである。
【００１８】
クラッチ１３は、クラッチケーシング１３ｃの内部に、二重回転軸構成の外側回転軸１３ａと内側回転軸１３ｂとを備え、ここで内側回転軸１３ｂはモータロータ１２ｂに締結されて、モータロータ軸を兼ねる構成となっている。外側回転軸１３ａと内側回転軸１３ｂとの間には、モータ動力の伝達を切り替えるためのクラッチ機構及び回転を減速するための減速機構が構成されているが、ここでは詳細な図示は省略してある。
【００１９】
これらブラシレスモータ１２及びクラッチ１３は、外槽４の底部裏面側の取付板１１に保持されており、即ち取付板１１にクラッチケーシング１３ｃが螺子締結され、さらにクラッチケーシング１３ｃにモータケーシング１２ｃが螺子締結されている。二重回転軸構成を有するクラッチ１３の外側回転軸１３ａと内側回転軸１３ｂは外槽４の底部を貫通し、ここで外側回転軸１３ａは内槽２の底部のフランジ１０と連結され、内側回転軸１３ｂは攪拌翼３と連結されている。
【００２０】
そして、洗いおよびすすぎ並びに脱水の工程では、クラッチ機構を介してモータ動力伝達の切り替えが行われ、即ち洗いおよびすすぎの工程では、モータロータ軸を兼ねる内側回転軸１３ｂが作動し、減速機構を介して攪拌翼３に動力伝達を行い、脱水の工程では、内側回転軸１３ｂと一体となって外側回転軸１３ａが作動し、内槽２に動力伝達を行う構成となっている。
【００２１】
ここで、洗濯機の脱水工程時における駆動機構部周りの動作について説明する。
一般的に、洗浄やすすぎ工程終了後は脱水工程が実施される。洗濯機の洗い及びすすぎ動作は、布種や大きさ等が異なる数多くの洗濯物を攪拌翼３による攪拌動作で行うため、洗濯物が絡み合って内槽２内に偏在しやすく、大きな不つり合いとなっていることが多い。従って、脱水工程時の内槽２は大きな不つり合いを内蔵した回転体となっており、不つり合い振動を呈している。また、脱水運転時には、クラッチ１３の外側回転軸１３ａが動作することとなり、内側回転軸１３ｂは外側回転軸１３ａと一体動作を行う。
【００２２】
ところで、モータステータ１２ａはクラッチケーシング１３ｃと螺子締結され、モータロータ１２ｂはモータロータ軸を兼ねる内側回転軸１３ｂにオーバハング状態で締結されているため、それぞれ異なる剛性を有する振動系となり、上記不つり合い振動に起因して、モータロータ１２ｂとモータステータ１２ａは相対振動を呈することになる。これはつまり、モータの空隙が変動することを意味する。その結果、上記空隙変動に起因する電磁加振力が発生し、振動騒音の発生要因となっている。従って、上記の相対振動を低減させることにより、振動騒音の低減が可能となる。
【００２３】
図３は、この振動騒音の低減を可能とするための構成を示す駆動機構部の縦断面図である。
この図３で示すように、クラッチ１３において外側回転軸１３ａを支持している軸受１４は、薄板構造部であるクラッチケーシング１３ｃに保持されており、ここでクラッチケーシング１３ｃにおける上記軸受１４の保持部の周囲の部分に、この軸受１４を囲むように凹溝１５を設け、かつこの凹溝１５内に、振動を減衰するための制振材１６を充填してある。この場合、クラッチケーシング１３ｃの凹溝１５の形状は、薄板材の曲げ加工による構成で弾性変形可能な形状となっている。
【００２４】
この構成において上記制振材１６としては、クラッチケーシング１３ｃの凹溝１５が構成する剛性を大幅に変更させない程度の剛性を有する内部減衰の大きい材料として、ゲル材等の粘弾性体やゴム系材料が好適である。ゴム系材料の場合、耐油、耐温度や経年変化を考慮して、ウレタン系ゴム材料やシリコン系ゴム材料を選択することが望ましい。なお、本例では凹溝は一重であるが、これを多重にしても、本発明の目的は達成される。
【００２５】
次に、上記の凹溝とこれに充填した制振材の作用について説明する。
上記のように、薄板構造のクラッチケーシング１３ｃにおける軸受１４の保持部の周りに凹溝１５を設け、その凹溝１５内に制振材１６を充填した結果、振動系としては、回転軸の径方向変位に対し、軸受１４を介して、クラッチケーシング１３ｃの凹溝１５の弾性変形で対応することになる。つまり、回転軸系の軸受１４は凹溝１５を介してクラッチケーシング１３ｃに弾性支持されていることになる。そのため、回転軸系の径方向振動は、凹溝１５の弾性変形と共に凹溝１５内に充填された制振材１６に吸収されることによって減衰し、制振材の充填無しの場合に比較して大幅に振動減衰が達成される特徴を有する。その結果、振動伝達経路で振動が減衰され、外槽４の振動が低減されるため、振動騒音が減少し、低騒音化を図った洗濯機の提供が可能となる。
【００２６】
上記の例は、内槽の回転軸が垂直方向である縦型洗濯機の場合を示したが、内槽の回転軸がほぼ水平方向である横型ドラム式洗濯機においても、軸受の保持部が薄板構造から構成される場合、上記と同様な構成及び作用により、振動伝達経路における振動減衰という目的は達成される。
【００２７】
この横型ドラム式洗濯機に本発明を適用した構成を第２の実施例として図４に示す。
ここでは、洗濯物を上方から投入するいわゆるトップローディング型のドラム式洗濯機を示しており、即ちこのドラム式洗濯機は、薄鉄板製の外枠２１と、洗濯物が投入されるステンレス製のドラム(内槽)２２と、このドラム２２を内包する合成樹脂製の外槽２４と、この外槽２４を外枠２１に支持する防振機構２５と、ドラム２２を駆動する駆動機構部２６と、外槽２４に対し給排水を行う給水機構２７及び排水機構２８と、ドラム２２の駆動及び給排水を制御するコントローラ(図示せず)と、を基本要素として構成される。
【００２８】
このドラム式洗濯機においては、外枠２１の内部に防振機構２５を介して外槽２４を弾性的に支持し、この外槽２４の内部に内槽であるドラム２２が水平の回転軸２９周りに回転可能に支持されている。ドラム２２は、その周面に多数の通水孔２２ａを有すると共にドラム蓋２２ｂを備え、また外槽２４の上部には上蓋２４ａが設けられており、この上蓋２４ａ及び上記ドラム蓋２２ｂを開いてドラム２２内に洗濯物を投入する構成となっている。
【００２９】
このドラム式洗濯機においてドラム２２を駆動するための駆動機構部２６は、電磁コイルを備えたモータステータ３０ａと、電磁コイルと対向する磁石を有するモータロータ３０ｂと、によりなるブラシレスモータ３０で構成されており、ここでモータロータ３０ｂがモータステータ３０ａに対して回転することによって回転軸２９と一体にドラム２２が回転し、洗濯及び脱水が行われるものである。
【００３０】
図５は、このドラム式洗濯機における駆動機構部周りの構成を示す縦断面図である。
この図５で示すように、ドラムの回転軸２９を支持している軸受３４は、薄板構造の保持板３３によって外槽２４に保持されており、ここで保持板３３における上記軸受３４の保持部の周囲の部分に、この軸受３４を囲むように凹溝３５を設け、かつこの凹溝３５内に、振動を減衰するための制振材３６を充填してある。
【００３１】
以上のように構成される本例のドラム式洗濯機では、前述した第１の実施例の縦型洗濯機と同様に、ドラム回転時における回転軸系の径方向振動は、凹溝３５の弾性変形と共に凹溝３５内に充填された制振材３６に吸収されることによって減衰し、制振材の充填無しの場合に比較して大幅に振動減衰が達成されることになる。その結果、振動伝達経路で振動が減衰され、外槽２４の振動が低減されるため、振動騒音が減少し、低騒音化を図ったドラム式洗濯機の提供が可能となるものである。
【００３２】
なお、以上の第２の実施例では、いわゆるトップローディング型のドラム式洗濯機に本発明を適用した構成を示したが、本発明は洗濯物を前面から投入するフロントローディング型のドラム式洗濯機にも適用することができ、さらにこのフロントローディング型のドラム式洗濯機の場合、ドラムが傾斜した回転軸周りに回転される構成のドラム式洗濯機においても本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施例を示す縦型洗濯機の縦断面図である。
【図２】図１の縦型洗濯機における内槽と外槽及び駆動機構部周りの構成を示す縦断面図である。
【図３】図２の構成における駆動機構部の縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示すドラム式洗濯機の縦断面図である。
【図５】図４のドラム式洗濯機における駆動機構部周りの構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…外枠、２…内槽、３…攪拌翼、４…外槽、５…吊り棒機構、６…駆動機構部、７…給水機構、８…排水機構、１２…ブラシレスモータ、１３…クラッチ、１３ｃ…クラッチケーシング(薄板構造部)、１３ａ…外側回転軸、１３ｂ…内側回転軸、１４…軸受、１５…凹溝、１６…制振材、２１…外枠、２２…ドラム(内槽)、２４…外槽、２５…防振機構、２６…駆動機構部、２７…給水機構、２８…排水機構、２９…回転軸、３０…ブラシレスモータ、３３…保持板(薄板構造部)、３４…軸受、３５…凹溝、３６…制振材
【図１】
2007181531.tif 000003
【図２】
2007181531.tif 000004
【図３】
2007181531.tif 000005
【図４】
2007181531.tif 000006
【図５】
2007181531.tif 000007