(57)【要約】【課題】  洗濯機の回転翼を正逆回転させるモータの冷却ファンにおいて、冷却ファンの羽根間の取り付け角度を不均一にし、そのすべての羽根間の取り付け角度が異なるように羽根を配置し、振動や騒音が少ない洗濯機を提供することにある。【解決手段】  本発明は、底部に回転翼を有する内槽と、該内槽を内包する外槽と、該外槽を収納する外枠と、該外枠に前記外槽を懸架支持する防振装置と、前記回転翼および前記内槽を回転させるモータと、該モータを冷却するための冷却ファンを備え、前記モータの冷却ファンの羽根間の取り付け角度が不均一になるように構成する。そして、すべての羽根間の取り付け角度が異なっている、かつ、隣り合った３枚以上の羽根間の取り付け角度を合わせた角度も、すべて異なっているように冷却ファンの羽根を配置するように構成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に回転翼を有する内槽と、該内槽を内包する外槽と、該外槽を収納する外枠と、該外枠に前記外槽を懸架支持する防振装置と、前記回転翼および前記内槽を回転させるモータと、該モータを冷却するための冷却ファンを備え、
前記モータの冷却ファンの羽根の取り付け角度が不均一であることを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
請求項１において、
前記冷却ファンの羽根間の取り付け角度はすべて異なっている、かつ、隣り合った３枚以上の羽根間の取り付け角度を合わせた角度も、すべて異なっている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、洗濯機に関するものであり、特に騒音を抑制するモータの冷却ファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な洗濯機は、底部に回転翼を有する内槽と、この内槽を内包する外槽と、この外槽を収納する外枠と、外槽を外枠に懸架支持する防振装置と、回転翼を取り付けた洗濯軸と、この洗濯軸と内外２重構造軸の外側に位置し内槽を取り付ける脱水軸と、この洗濯・脱水軸をベルトとプーリを介して駆動するモータと、このモータを冷却するための冷却ファンを備えた構成となっている。このような構成の洗濯機において、冷却ファンの羽根を周方向に均一で配置すると、回転数と羽根の枚数による羽根通過音が発生する。そこで、この騒音を低減するために、冷却ファンの羽根の配置を不均一配置にすることにより、羽根通過音の低減を図っている。このような冷却ファンとして、例えば、特開２０１３−１９２７６号公報（特許文献１）や特開２０１０−１４４５３０（特許文献２）に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１の冷却ファンは、複数の羽根を備え放射方向の全方向に風を吹き出す遠心ファンを内装した動力工具であって、前記ファンの羽根のピッチの少なくとも１箇所のピッチが他のピッチと異なっており、該不等ピッチに起因して発生する吹き出し風量の不均一を是正するための風量ムラ是正対策をファンに施している。また、特許文献２の冷却ファンは、羽根支持部材に植設される羽根の回転の接線方向に空気を吸入排気する遠心ファンモータであって、前記羽根支持部材の周囲に取り付けられる全ての羽根の羽根角度は同じで、各羽根間の取り付け角度が等差数列をなすように羽根を取り付け、かつ、取り付けられる羽根は奇数枚である、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９２７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４４５３０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に開示される技術には、風量ムラの是正に関してのものであり、羽根の配置に関しては考慮されていない。また、特許文献２に開示される技術には、奇数枚の羽根の配置に関してものであり、偶数枚の羽根の配置には考慮されていない。例えば、特許文献１や特許文献２のように、羽根支持部材と羽根を一体に成形する場合は、羽根の枚数は、奇数枚であろうと偶数枚であろうと自由に設計できるが、羽根支持部材に羽根を溶接やカシメ等で取り付ける場合は、羽根の枚数が多くなると部品点数が多くなるという課題がある。そのため、１枚の板を折り曲げて２枚の羽根を形成し、その部材を羽根支持部材に溶接やカシメ等により取り付け、部品点数を減らす方法がある。この場合、一つの部品で羽根を２枚形成するため、羽根の総数が偶数枚になる。そこで、羽根の総数が偶数枚の場合についても羽根配置を明確にするという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、洗濯機の回転翼を正逆回転させるモータの冷却ファンにおいて、冷却ファンの羽根間の取り付け角度を不均一にし、そのすべての羽根間の取り付け角度が異なるように羽根を配置し、騒音が少ない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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、底部に回転翼を有する内槽と、該内槽を内包する外槽と、該外槽を収納する外枠と、該外枠に前記外槽を懸架支持する防振装置と、前記回転翼および前記内槽を回転させるモータと、該モータを冷却するための冷却ファンを備え、前記モータの冷却ファンの羽根間の取り付け角度が不均一になるように構成する。そして、すべての羽根間の取り付け角度が異なっている、かつ、隣り合った３枚以上の羽根間の取り付け角度を合わせた角度も、すべて異なっているように冷却ファンの羽根を配置するように構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、洗濯機の回転翼および内槽を回転させるモータの冷却ファンにおいて、冷却ファンの羽根間の取り付け角度を不均一にすることにより、冷却ファンの羽根が回転すると発生する羽根通過音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る洗濯機の概略縦断面図である。
【図２】実施例１に係る洗濯機の外槽底部の部分拡大図である。
【図３】実施例１に係る冷却ファンの概略図である。
【図４】実施例１に係る騒音値の比較説明図である。
【図５】奇数枚用の等差数列を用いた取り付け角度の計算を偶数枚に適用した場合の計算結果の図である。
【図６】実施例１に係る計算式を使用した場合の計算結果の図である。
【図７】実施例１に係る冷却ファンの概略図である。
【図８】実施例１に係る冷却ファンの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、適宜図を参考にして詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１と図２を用いて洗濯機の構成につて説明を行う。図１は、本発明の実施形態に係る洗濯機の概略を説明する縦断面図である。洗濯機の図では、洗濯機の基本構成要素のみについて記載し、その他の要素、例えばパネルスイッチ等は省略し図示していない。図２は、外槽３の底部の部分拡大図である。その主要構成は、外枠１と、この外枠１に防振装置２を介して弾性支持されている合成樹脂製の外槽３、この外槽３に内装され衣類などの洗濯物の不つりあいをキャンセルするための流体バランサ１１を装着するＳＵＳ製の内槽５、この内槽５を脱水軸１３に固定するためのアルミ製のフランジ６、内槽５の底部に内装され洗濯時に回転する回転翼４、この回転翼４と固定される洗濯軸１２、この洗濯軸１２を駆動するときに歯車にて減速する減速機構７、この減速機構７及びモータ８を固定し外槽３に保持されている取付板９、モータ８と減速機構７間のトルク伝達を行うプーリ・ベルト系１０である。このプーリ・ベルト系１０は、洗濯軸１２に取り付けているシャフトプーリ１０ａと、モータ８に取り付けてあるモータプーリ兼羽根固定部材１０ｃと、モータプーリ兼羽根固定部材１０ｃの動力をシャフトプーリ１０ａに伝達するベルト１０ｂで構成されている。そして、モータ８は冷却するために、モータプーリ兼羽根固定部材１０ｃに羽根１０ｄを取り付けた冷却ファン１０ｅを有している。上記構成において、モータ８は洗いやすすぎ工程時にプーリ・ベルト系１０と減速機構７を介し内外二重構造軸の内側の洗濯軸１２を経て回転翼４のみを回転させ、脱水工程時にはプーリ・ベルト系１０を介して内外二重構造軸の外側の脱水軸１３を経て内槽５を回転翼４とともに高速回転させて遠心脱水を行う。ここで、内槽５の外周部には多数の通水孔５ａが設けられているので、高速回転に伴って洗濯物に含まれていた水が絞り出される。このように、モータ８は、洗いやすすぎ、脱水を行う場合に回転するために通電を行うので、モータ８の温度が上昇する。そのため、モータ８を冷却するために、モータプーリ兼羽根固定部材１０ｃをモータ８の軸と一緒に回転させ、モータプーリ兼羽根固定部材１０ｃに取り付けた羽根１０ｄにより、モータ８の軸の内周側から外周側に向けて空気を排出し、モータ８の冷却を行っている。なお、洗いやすすぎを行う場合にモータ８は、正転、反転を行うため、冷却ファン１０ｅの羽根１０ｄはどちらの回転方向でも冷却性能が変化しないように、直線羽根になっている。
【００１２】
ここで、冷却ファン１０ｅの羽根１０ｄの配置について図３と図４を用いて説明を行う。図３は、冷却ファン１０ｅの羽根１０ｄ間の取り付け角度を不均一にした概略図である。図４は、冷却ファン１０ｅの羽根１０ｄ間の取り付け角度が均等の場合と不均一の場合の騒音比較の説明図である。羽根１０ｄは放射状に配置されており、羽根１０ｄを均等に配置し回転すると、図４の実線のように羽根通過音が単一の周波数で大きくなるため、単音で目立つ耳障りな音となる。ここで、羽根通過音の周波数は、回転周波数Ｎ×羽根枚数Ｚで求めることができ、一般にＮＺ音と呼ばれている。そこで、図３のように羽根１０ｄの配置を不均一にすることで、図４の波線のように周波数の幅が広くなるとともに、騒音のピークが低くすることができ、耳障りな音を低減できる。このように、羽根１０ｄを不均一に配置する方法として、植物の葉の生え方を参考とする黄金角を用いる方法や、羽根１０ｄの総数が奇数枚の場合には、特許文献２に記載の（１）式のように等差数列を用いた方法などがある。
θｚ＝（３６０度／Ｚ＋（（Ｚ−１）／２）×α）−（ｚ−１）×α  ・・・（１）
ここで、θｚ：第ｚ番目と第ｚ−１番目の羽根間の取り付け角度
（第１番目の場合は、第Ｚ番目との角度）
Ｚ  ：羽根枚数
ｚ  ：第１番目から第Ｚ番目までの羽根の位置
α  ：隣り合った羽根間の取り付け角度の差（θｚ-θ（ｚ−１））
【００１３】
しかし、冷却ファン１０ｅの羽根１０ｄの総数が偶数枚の場合には、この（１）式を適用できない。図５に、羽根１０ｄの総数が８枚の場合の計算結果を示す。図のように、各羽根１０ｄ間の取り付け角度はすべて異なっているが、隣り合った３枚の羽根１０ｄ間の取り付け角度を合わせた角度で、同じ角度の組み合わせが存在している。このように、各羽根１０ｄ間の取り付け角度はすべて異なっているが、隣り合った３枚以上の羽根１０ｄ間の取り付け角度を合わせた角度で、同じ角度が存在することがあるため、完全な不等ピッチ配置が成立しない場合がある。そこで、冷却ファン１０ｅの羽根１０ｄの総数が偶数枚でも、不均一に配置するための各羽根１０ｄ間の取り付け角度は、以下の（２）式で表すことができる。
ｚ＝１からＺ／２−１の場合
θｚ＝３６０度／Ｚ＋（Ｚ／２−ｚ＋１）×α
＋（（Ｚ／２）／（Ｚ／２−１））×α        ・・・（２）
ｚ＝Ｚ／２からＺの場合
θｚ＝３６０度／Ｚ＋（Ｚ／２−ｚ＋１）×α
ここで、θｚ：第ｚ番目と第ｚ−１番目の羽根間の取り付け角度
（第１番目の場合は、第Ｚ番目との角度）
Ｚ  ：羽根枚数
ｚ  ：第１番目から第Ｚ番目までの羽根の位置
α  ：隣り合った羽根間の取り付け角度の差（θｚ-θ（ｚ−１））
【００１４】
図６に、羽根１０ｄの総数が８枚の場合の計算結果を示す。図のように、各羽根１０ｄ間の取り付け角度も、隣り合った３枚の羽根１０ｄ間の取り付け角度を合わせた角度も、同じ角度の組み合わせが存在しないことがわかる。このように、（２）式を用いることにより、冷却ファン１０ｅの羽根１０ｄの総数が偶数枚の場合でも、完全な不等ピッチ配置を実現できる。ここで、（２）式について詳しく説明する。まず、３６０度を冷却ファン１０ｅの羽根１０ｄの総枚数で割った値を基準にし、等差数列を用いて角度差を持たせ、それを基本の取り付け角度とする。る。その時に、取り付け角度の総和が３６０度−（（Ｚ／２）×α）の値になるようにする。そして、その３６０度から引いた値（（Ｚ／２）×α）を羽根１０ｄの総枚数の１／２より１枚少ない値で割り、その値（（（Ｚ／２）／（Ｚ／２−１））×α）を羽根１０ｄの総枚数の１／２より１枚少ない羽根１０ｄに、前述した基本の取り付け角度に加えることにより、すべての羽根１０ｄ間の取り付け角度が同じ角度になることはなく、羽根１０ｄを配置できる。そして、隣り合った３枚以上の羽根１０ｄ間の取り付け角度を合わせた角度などが、同じ角度になる組み合わせが存在しないため、完全な不等ピッチ配置を実現できる。（２）式では、羽根１０ｄの第１番目から第Ｚ／２−１番目までの連続した羽根１０ｄの基本の取り付け角度に前述した値（（（Ｚ／２）／（Ｚ／２−１））×α）を加えているが、値を加える羽根１０ｄは連続していなくてもよい。また、（２）式では、式を簡単にするために、基本の取り付け角度に加える値を同じ値を用いているが、加える値の合計が（Ｚ／２）×αであれば異なる値でも異なる方法で求めた値を用いてもよい。また、冷却ファン１０ｅの羽根１０ｄ間の取り付け角度の差が大きすぎると、各羽根１０ｄ間の流量が大きく異なってしまう。とくに狭い角度の場所の流量が少なくなり、冷却性能が低下してしまうため、全体の冷却性能も低下する。
【００１５】
また、冷却ファン１０ｅの羽根１０ｄ間の取り付け角度を不均一にすると、冷却ファン１０ｅ全体の重心がモータ８の軸中心からずれてしまうため、冷却ファン１０ｅに不つりあいが生じ、振動や騒音が大きくなる。そのため、図７のようにモータプーリ兼羽根固定部材１４ｃに切欠き部１５を設けたり、図８のようにモータプーリ兼羽根固定部材１６ｃに穴部１７を設け、不つりあいを低減する必要がある。図７および図８では、切欠き部１５や穴部１７をモータプーリ兼羽根固定部材１４ｃ、１６ｃに設けているが、羽根１４ｄ、１６ｄに設けてもよく、厚みや高さを変えるなど羽根１０ｄの形状を変更してもよい。
【符号の説明】
【００１６】
１…外枠、２…防振装置、３…外槽、４…回転翼、５…内槽、５ａ…通水孔、６…フランジ、７…減速機構、８…モータ、９…取付板、１０…プーリ・ベルト系、１０ａ…シャフトプーリ、１０ｂ…ベルト、１０ｃ…モータプーリ兼羽根固定部材、１０ｄ…羽根、１０ｅ…冷却ファン、１１…流体バランサ、１２…洗濯軸、１３…脱水軸、１４ｃ…モータプーリ兼羽根固定部材、１４ｄ…羽根、１４ｅ…冷却ファン、１５…切欠き部、１６ｃ…モータプーリ兼羽根固定部材、１６ｄ…羽根、１６ｅ…冷却ファン、１７…穴部。
【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】
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【図７】
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【図８】
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