(57)【要約】【課題】脱水定常時に、減衰力を発生させないようにしてもばねを介して水槽の振動が設置床に直接伝わり、床を振動させて騒音や家屋の振動を引き起こしていた。【解決手段】洗濯機本体の底部３０ｂに設けられた第１の弾性体４２に支持された支持体４１と、支持体４１に設けられた第２の弾性体３２に支持された外槽３３と、外槽３３内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽３４と、洗濯兼脱水槽３４を回転させる駆動手段３５と、外槽３３の質量を検知する質量検知手段４３と、第１の弾性体４２のばね定数を変えるばね定数可変手段４４とを備え、ばね定数可変手段４４は、質量検知手段４３により検知した外槽３３の質量に比例して第１の弾性体４２のばね定数を変化させ、外槽３３の質量が小さくなった定常時は、第１の弾性体４２のばね定数を小さくすることにより、外槽３３の床に対する振動伝達を少なくして、床の振動や騒音を小さくすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯機本体と、前記洗濯機本体の底部に設けられた第１の弾性体に支持された支持体と、前記支持体に設けられた第２の弾性体に支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段と、前記外槽の質量を検知する質量検知手段と、前記第１の弾性体のばね定数を変えるばね定数可変手段とを備え、前記第１の弾性体は空気ばねにて構成するとともに、前記第二の弾性体は圧縮ばねにて構成し、前記ばね定数可変手段は、前記質量検知手段により検知した前記外槽の質量に比例して前記第１の弾性体のばね定数を変化させるようにした洗濯機。
【請求項２】
ばね定数可変手段は、外槽の質量が所定の質量より小さくなったときに、第１の弾性体のばね定数を維持するようにした請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
第１の弾性体は、支持体の下方前部に左右一対と前記支持体の下方後部に左右一対設けた請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項４】
第２の弾性体は、第１の弾性体と対に設けた請求項３に記載の洗濯機。
【請求項５】
第２の弾性体は、外槽の振動を抑える減衰手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項６】
質量権利手段は、外槽内の水量を検知する水位検知手段により構成した請求項１〜５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、洗濯機本体内に弾性的に支持した外槽内に回転自在に配設した洗濯兼脱水槽内で洗濯物の洗濯、すすぎ、脱水（更に乾燥まで行う場合もある）を行う洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯機は、シリンダとピストンで構成されるエアーダンパを備え、シリンダ内の空気の流れを止めてピストンを動きにくくすることによって制動力を得ていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の全体構成を示すものである。図７に示すように、洗濯機本体１内にばね２によって吊り下げ支持された水槽３と、この水槽３内で回転するドラム４と、このドラムを駆動させる手段５と、前記水槽３下部と洗濯機本体１との間に設けられたダンパ６とを備え、このダンパ６はシリンダ７とこのシリンダー７内を摺動するピストン８とからなり、さらにこのシリンダ７はピストン８によって分割されるシリンダ７内を連通させるバイパス９を有し、このバイパス９には空気の流通を任意のタイミングで連通、遮断するバルブ１０を設けている。洗濯、すすぎを終えて脱水を行なおうとするとき、衣類が前記ドラム４の下部に偏った状態でドラム４を回転させる。このとき衣類による偏心荷重のため水槽３が起動時に大きく振動するが、このときバイパス９のバルブ１０は閉じてあり、ピストン８をシリンダ７内で上下させることによって発生する空気圧によってダンパ力を得、起動時の大きな振動を抑える。さらにドラム４が高速回転に入る脱水定常時には水槽３の振動は脱水とともに徐々に小さくなるので、バイパス９のバルブ１０を開放しシリンダ７内の空気圧を発生させないようにする。これによって振動が設置床に直接伝わり、床を大きく振動させることがなくなり、騒音や家屋の振動を引き起こすことがなくなるというものであった。
【特許文献１】特開平５−８４３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、水槽３の質量に関係なく、水槽３を支持するばね２のばね定数が一定であるため、脱水定常時に、バイパス９のバルブ１０を開放しシリンダ７内の空気圧を発生させないようにしてもばね２を介して水槽３の小刻みな振動が設置床に直接伝わり、床を振動させて騒音や家屋の振動を引き起こしていた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水槽３の床に対する振動伝達を低減し、床振動や騒音のない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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯機本体の底部に設けられた第１の弾性体に支持された支持体と、支持体に設けられた第２の弾性体に支持された外槽と、外槽内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段と、外槽の質量を検知する質量検知手段と、第１の弾性体のばね定数を変えるばね定数可変手段とを備え、ばね定数可変手段は、質量検知手段により検知した外槽の質量に比例して第１の弾性体のばね定数を変化させるようにしたものである。
【０００７】
これによって、外槽の質量が小さくなった脱水定常時は、第１の弾性体のばね定数を小さくすることにより、外槽の床に対する振動伝達を少なくして、床の振動やそれに起因する騒音を小さくすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の洗濯機は、外槽の質量を検知する質量検知手段と、第１の弾性体のばね定数を変えるばね定数可変手段とを備え、ばね定数可変手段は、質量検知手段により検知した外槽の質量に比例して第１の弾性体のばね定数を変化させるようにしたため、外槽の質量が小さくなった脱水定常時は、第１の弾性体のばね定数も小さくすることができ、外槽の床に対する振動伝達が少なくなるので、床の振動やそれに起因する騒音が小さい洗濯機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、洗濯機本体の底部に設けられた第１の弾性体に支持された支持体と、支持体に設けられた第２の弾性体に支持された外槽と、外槽内に回転可能に設けられた洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段と、外槽の質量を検知する質量検知手段と、第１の弾性体のばね定数を変えるばね定数可変手段とを備え、ばね定数可変手段は、質量検知手段により検知した外槽の質量に比例して第１の弾性体のばね定数を変化させるようにしたものである。
【００１０】
これによって、外槽の質量が小さくなった定常時は、第１の弾性体のばね定数を小さくすることにより、外槽の床に対する振動伝達を少なくして、床の振動やそれに起因する騒音を小さくすることができる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明のばね定数可変手段は、外槽の質量が所定の質量より小さくなったときに、そのときの第１の弾性体のばね定数を維持するようにしたことにより、第１の弾性体が全圧縮状態になり、吸振効果がなくなるのを防止することができる。
【００１２】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の第１の弾性体は、支持体の下方前部に左右一対と前記支持体の下方後部に左右一対設けたことにより、外槽の振動を前後一対左右一対設けた第１の弾性体にてより安定的に吸振することができ、確実に外槽の床に対する振動伝達を少なくできるとともに、床の振動やそれに起因する騒音を更に小さくすることができる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第３の発明の第２の弾性体は、第１の弾性体と対に設けたことにより、外槽を安定して支持するとともに、外槽の振動を各々の第２の弾性体を通じて、対となる第１の弾性体各々に平均的に振動が伝わることなり、第１の弾性体どうしのばね定数を変化させる必要がなくなり、すべての第１の弾性体を同じばね定数にできるため、複雑なばね定数制御をする必要がなくなる。
【００１４】
第５の発明は、特に、第１〜第４の発明の第２の弾性体は、外槽の振動を抑える減衰手段を備えたことにより、外槽の共振時の振動を低減することができ、脱水の起動から定常までスムーズに進行させることができる。
【００１５】
第６の発明は、特に、第１〜第５の発明の質量検知手段は、外槽内の水量を検知する水位検知手段により構成することにより、外槽内の水位を検知する水位検知手段を利用して、外槽の質量変化を検知することで、新たに質量検知手段を設ける必要がなく、コストを低減すると共に、信頼性を向上させることができる。
【００１６】
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、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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の断面図を示すものである。
【００１８】
図１において、洗濯機本体３０は、洗濯機本体の上部３０ａに設けた４本の補助弾性体３１により外槽３３を弾性支持している。第２の弾性体３２は圧縮ばねで構成され、外槽３３の重心３３ａの周りに配置されており、外槽３３の前部に左右１対、合計２本が設けられている。第２の弾性体３２は片側を支持体４１に取り付けられ、もう一方を外槽３３に取り付けている。第１の弾性体４２は片側を洗濯機本体の底部３０ｂに取り付け、もう一方を支持体４１に取り付けている。洗濯兼脱水槽３４は、外槽３３内に回転自在に配設している。モータ（駆動手段）３５は、ブラシレス直流モータから成っており、インバータ制御され、回転速度が自在に変化されるようになっている。そして直接洗濯兼脱水槽３４を駆動する。給水手段３６は洗濯兼脱水槽３４内に給水するものである。水位検知手段３７は、外糟３３内の洗濯水位を検知する。排水手段３８は、外槽３３内の洗濯水を排水するものである。
【００１９】
制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面下部に設けられている。制御装置３９は、洗濯機本体３０の前面上部に設けられた操作表示手段４０により入力された設定内容に基づいて洗い、すすぎ、脱水の各行程を逐次制御するもので、パワースイッチング手段（図示せず）を介してモータ３５、給水手段３６、排水手段３８などを逐次制御する。質量検知手段４３は、洗濯機本体の底部３０ｂと第１の弾性体４２の間に介在しており、ロードセルを利用して外槽３３の質量を電気信号に変換し、制御装置３９に送信している。
【００２０】
ばね定数可変手段４４は、支持体４１に設置されており、補助空気室４５、仕切り体４６、仕切り体移動手段４７で構成されている。第１の弾性体４２は、空気ばねを利用しており、空気ばねの空気室４２ａと補助空気室４５は、高圧に耐える接続管４８により接続されている。仕切り体移動手段４７を移動して、補助空気室４５の容積を変えることで、第１の弾性体４２である空気ばねのばね定数を変えることができる。
【００２１】
第１の弾性体４２は、外槽３３の重心３３ａの周りに配置されており、外槽３３の前部に左右１対、後部にも左右１対の合計４本が取り付けられている。また、洗濯機本体の上部３０ａと外槽３３の前部と後部の間に設けられた減衰手段４９には、摩擦ダンパや粘性ダンパが使用され、脱水起動時の外槽３３の揺動運動を減衰している。
【００２２】
以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。まず、洗濯兼脱水槽３４内に衣類と洗剤を投入後、操作表示手段４０を操作して運転を開始する。これによって、給水手段３６が作動し、洗濯兼脱水槽３４内に洗濯水が供給されると共に洗濯兼脱水槽３４も回転を開始する。規定量の洗濯水（約２０Ｌ）が供給されると給水手段３６は給水を停止する。洗濯兼脱水槽３４の回転によって、洗剤は洗濯水に溶かされ、洗濯液となって衣類に浸透する。洗濯兼脱水槽３４は、４０ｒ／ｍｉｎ程度の低速で回転して、衣類を持ち上げては落とすというたたき洗いを規定時間行う。洗濯終了後、排水手段３８が作動し、汚れを溶かし込んだ洗濯液は、外槽３３の外に排水される。
【００２３】
排水終了後、洗濯兼脱水槽３４の回転は徐々に速くなる。洗濯兼脱水槽３４の回転による振動周波数が、外槽３３の共振周波数（約５Ｈｚ）に近づくと外槽３３は、大きく揺動運動するようになる。特に、衣類の偏荷重が大きい場合、外槽３３は激しく揺動運動し、洗濯機外枠３０に衝突する。激しい時は、洗濯機外枠３０が移動することもある。この共振時に、第１の弾性体４２のばね定数は、外槽３３の揺動振動が大きくならないように第２の弾性体３２より大きく設定している。そのため、専ら第２の弾性体３２が運動エネルギーを吸収し伸縮を繰り返す。また、その時の外槽３３の振動は減衰手段４９により熱エネルギーに変換され、低減される。共振を通過し定常時に達すると脱水が進み、洗濯水が衣類から搾り出されて排水されるので外槽３３の質量が約１２ｋｇ程軽くなると共に振動は共振時の１／１０程度に小さくなっている。
【００２４】
この外槽３３の質量変化を質量検知手段４３が電気信号に変換して制御装置３９に送信する。制御装置３９は、ばね定数可変手段４４の仕切り体移動手段４７を動作させ、仕切り体４６を移動させて補助空気室４５の容積を大きくする。これにより、第１の弾性体４２である空気ばねの空気室４２ａと補助空気室４５は、高圧に耐える接続管４８により接続されているため、空気ばねのばね定数が小さくなることになる。
【００２５】
上記の動作により、第１の弾性体４２のばね定数は、第２の弾性体３２のばね定数より小さくなり、外槽３３の振動エネルギーは専ら第１の弾性体４２に吸収される。床に伝達される力をＦ、第１の弾性体４２のばね定数をｋ、外槽３３の変位をｘとすると、Ｆ＝ｋ×ｘの関係がある。よって、床に伝達される力は、第１の弾性体４２のばね定数が小さいので低く抑えられることになる。
【００２６】
以上のように本実施の形態においては、外槽３３の質量が小さくなった定常時は、第１の弾性体４２のばね定数を小さくすることにより、外槽３３の床に対する振動伝達力を少なくして、床の振動やそれに起因する騒音を小さくすることができる。
【００２７】
また、図２は本発明の第１の実施の形態における洗濯機の外槽の質量変化と第１の弾性体のばね定数の関係を示すグラフである。
【００２８】
図２において、ばね定数可変手段４４は、外槽３３の質量が所定の質量３３ｂより小さくなったときに、そのときの第１の弾性体４２のばね定数４２ｂを維持するようにしたことにより、第１の弾性体４２が全圧縮状態になり、吸振効果がなくなるのを防止することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の断面図を示すものである。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の底面図を示すものである。
【００３１】
図３、図４において、第２の弾性体３２は、第１の弾性体４２と対を成すように設けられている。第１の弾性体４２は、外槽３３の重心３３ａの周りに配置されており、外槽３３の前部に左右１対、後部にも左右１対の合計４本が取り付けられているので、第２の弾性体３２も同様に４本で外槽３３を安定して支持することになる。これにより、洗濯機本体の上部３０ａに設けた４本の補助弾性体３１は廃止されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３２】
第２の弾性体３２を第１の弾性体４２と対に設けたことにより、外槽３３を安定に支持することができ、洗濯機本体の上部３０ａに設けた４本の補助弾性体３１を廃止することができるので、外槽３３の振動が第１の弾性体４２に正確に伝わり、確実に外槽３３の床に対する振動伝達を少なくでき、床の振動やそれに起因する騒音を更に小さくすることができる。また、外槽３３の振動を各々の第２の弾性体３２を通じて、対となる第１の弾性体４２各々に平均的に振動が伝わることなり、第１の弾性体４２どうしのばね定数を変化させる必要がなくなり、すべての第１の弾性体を同じばね定数にできるため、複雑なばね定数制御をする必要がなくなる。
【００３３】
（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機の断面図を示すものである。
【００３４】
図５において、減衰手段５４は、摩擦ダンパや粘性ダンパであり、第２の弾性体３２に設けられている。減衰手段４９は廃止されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。外槽３３の振動を抑える減衰手段５４を第２の弾性体３２に備えたことにより、定常時の外槽３３の振動エネルギーは、支持体４１を介して第１の弾性体４２に伝わることになり、外槽３３の振動エネルギーは、全て第１の弾性体４２に吸収され、床に伝わらなくなるので、床振動が低減すると共に、それに起因する騒音も低減することができる。また、外槽の共振時の振動を低減することができ、脱水の起動から定常までスムーズに進行させることができる。
【００３５】
（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施の形態における洗濯機の断面図を示すものである。
【００３６】
図６において、水位検知手段３７の信号は、制御装置３９に送信されている。制御装置３９は、ばね定数可変手段４４の仕切り体移動手段４７を動作させ、仕切り体４６を移動させて補助空気室４５の容積を大きくする。これにより、第１の弾性体４２である空気ばねの空気室４２ａと補助空気室４５は、高圧に耐える接続管４８により接続されているため、空気ばねのばね定数が小さくなることになる。水位検知手段３７は、外槽３３内の水位の変化を検知することで、外槽３３の質量変化も検知している。よって、質量検知手段４３は廃止されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３７】
外槽３３内の水位を検知する水位検知手段３７を利用して、外槽３３の質量変化を検知することで、新たに質量検知手段４３を設ける必要がなく、コストを低減すると共に、信頼性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明に関わる洗濯機は、外槽の振動を床に伝えにくくして、設置床の振動を低減することができるので、洗濯機以外の回転機械の防振にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における洗濯機の外槽の質量変化と第１の弾性体のばね定数の関係を示すグラフ
【図３】本発明の実施の形態２における洗濯機の断面図
【図４】本発明の実施の形態２における洗濯機の底面図
【図５】本発明の実施の形態３における洗濯機の断面図
【図６】本発明の実施の形態４における洗濯機の断面図
【図７】従来の洗濯機の断面図
【符号の説明】
【００４０】
３０  洗濯機本体
３０ｂ  洗濯機本体の底部
３２  第２の弾性体
３３  外槽
３３ｂ  所定の質量
３４  洗濯兼脱水槽
３５  駆動手段
３７  水位検知手段
４１  支持体
４２  第１の弾性体
４２ｂ  ばね定数
４３  質量検知手段
４４  ばね定数可変手段
５４  減衰手段
【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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