JP2002200391A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構造で脱水運転時に発生する振動伝達力
を遮断し、床への振動を低減する洗濯機を提供する。 【解決手段】外槽２をフレーム３の上部から吊り下げて
支持する吊りばね機構を、外槽２を吊り下げる吊りばね
４と、吊りばね４の周辺に配置され吊りばね４の伸縮に
伴いパンタグラフ動作を行なうパンタグラフ形状のリン
ク機構２０とで構成し、リンク機構２０のリンク部材を
構成するロッド１２ａに付加慣性体１５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドラム式洗濯乾燥
機等の洗濯機の低振動化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のドラム式洗濯機は、外槽をフレー
ム上部より吊りばねで、かつ該フレーム下部よりダンパ
で支持される構成となっている。脱水運転時には、外槽
の内側で高速回転している内槽に片寄って張り付いた洗
濯物の遠心力が加振力となり、外槽を振動させ、該外槽
を支持している吊りばね及びダンパを介して床へ大きな
振動伝達力を与えている。

【０００３】そこで、特開平6-154472号公報に記載され
ているように、ストロークの大きさによって、摩擦力を
変化させるダンパを配したものが提案されている。

【０００４】また、特開平9-177875号公報には、床への
振動を遮断する振動遮断接続機構として、同特許公報の
図１３に記載されているように、ラックとピニオンによ
り回転慣性体を付加慣性体とする機構が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平6-
154472号公報記載の洗濯機は、脱水運転時における小振
幅ストローク時でのダンパ力が小さくなるようにし、ダ
ンパによる振動伝達力は従来より小さくなるが、ばねに
よる振動伝達力が低減されておらず、十分に床への振動
伝達力を低減することは難しい。

【０００６】また、上記特開平9-177875号公報記載の振
動遮断接続機構は、ラック、ピニオンおよびピニオンの
回転軸を固定するケーシングが必要であり、構成が複雑
になる。

【０００７】特開平9-177875号公報の図９に記載されて
いる振動遮断接続機構は、２本のロッドを回転可能に接
続したリンク機構の一端を振動側構造体Ｂ（もしくは被
振動側構造体Ｂ）に回転可能に連結し、該リンク機構の
ロッド同士を接続する回転軸を被振動側構造体Ａ（もし
くは振動側構造体Ａ）に直線上に移動可能にする接続機
構を有し、該リンク機構の他端を付加慣性体に回転可能
に接続する機構である。そのため、ロッド同士を接続す
る回転軸を一直線上に移動可能に接続するガイド部材が
必要となり、構成が複雑になる。また、該回転軸の直線
運動に対する不要な摩擦力が発生することや、付加慣性
体がフレームの外部に突き出てしまい、空間的な問題も
生じる。

【０００８】本発明の目的は、簡単な構造で脱水運転時
に発生する振動伝達力を遮断し、床への振動を低減する
洗濯機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における洗濯機の特徴とするところは、外槽
をフレームの上部から吊り下げて支持する吊りばね機構
を、吊りばねと、吊りばねの周辺に配置され吊りばねの
伸縮に伴いパンタグラフ動作を行なうパンタグラフ形状
のリンク機構とで構成し、前記リンク機構のリンク部材
を構成するロッドに付加慣性体を設けることにある。

【００１０】具体的には本発明は次に掲げる洗濯機を提
供する。

【００１１】本発明は、フレームと、洗濯時に水を保有
する外槽と、該外槽を前記フレームの上部から吊り下げ
て支持する吊りばね機構と、前記外槽を前記フレームの
下部から保持するダンパとを有する洗濯機において、前
記吊りばね機構は、前記外槽を吊り下げる吊りばねと、
該吊りばねの周辺に配置され前記吊りばねの伸縮に伴い
パンタグラフ動作を行なうパンタグラフ形状のリンク機
構とを有し、前記リンク機構は、２本のロッドを互いに
回転可能に接続して形成され前記吊りばねの伸縮方向に
対しほぼ左右対称に配置されたリンク部材と、前記ロッ
ドに設けられた付加慣性体とを有し、前記各リンク部材
の両端は前記外槽及び前記フレームに回転可能に連結さ
れていることを特徴とする洗濯機を提供する。

【００１２】好ましくは、前記吊りばねの両フックの根
元部に梁を設け、前記梁で各リンク部材の両端を回転可
能に支持する。

【００１３】好ましくは、前記外槽と前記吊りばね機構
との間に、前記外槽及び前記吊りばね機構と回転可能に
連結する連結ロッドを設ける。

【００１４】また、本発明は、フレームと、洗濯時に水
を保有する外槽と、該外槽を前記フレームの上部から吊
り下げて支持する吊りばね機構とを有する洗濯機におい
て、前記吊りばね機構は、前記外槽を吊り下げる吊りば
ねと、該吊りばねの周辺に配置され前記吊りばねの伸縮
に伴いパンタグラフ動作を行なうパンタグラフ形状のリ
ンク機構とを有し、前記リンク機構は、２本のロッドを
互いに回転可能に接続して形成され前記吊りばねの伸縮
方向に対しほぼ左右対称に配置されたリンク部材と、前
記吊りばねの両フックの根元に設けられ前記各リンク部
材の両端を回転可能に支持する梁と、前記ロッドに設け
られた付加慣性体と、前記梁に回転可能に設けられ前記
ロッドの動きを抑制する可変ダンパとを有することを特
徴とする洗濯機を提供する。

【００１５】好ましくは、前記可変ダンパは、前記ロッ
ドに設けられたピンと、前記ピンに対し間隙を有して前
記ピンを挟むように形成されたコの字型の回転体と、前
記梁に設けられ前記回転体を回転可能に支持する回転軸
とを有し、前記吊りばねの伸縮に伴い前記ロッドが大き
く揺動するとき、前記コの字型の内側に前記ピンを当て
て前記ロッドの大きな揺動を抑えるように構成されてい
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態例に
係る洗濯機を、図を用いて説明する。

【００１７】まず、図１２を用いて、一般的なドラム式
洗濯機の振動系の構成について説明する。

【００１８】図１２に示すように、洗濯物を内包して水
平軸周りに回転する多孔性の内槽１を軸受けで支持し、
洗濯時に水を保有する外槽２は、フレーム３の上部より
複数の吊りばね４、フレーム３の下部より摩擦ダンパ５
及びフレーム３の前部よりベローズ１１で支持されてい
る。

【００１９】外槽２の下部に取り付けられたモータ６の
駆動力がベルト７とプーリ８により伝達され、内槽１を
回転させる。外槽２の振動源は、内槽１内の片寄った洗
濯物によって生じる遠心力であり、内槽１を剛に支持し
ている軸受けを通して伝えられている。外槽２の振動
は、吊りばね４、ダンパ５及びにベローズ１１によっ
て、フレーム３に伝達され、最終的には脚９を通して床
１０に伝達する。

【００２０】本発明の洗濯機は、外槽２とフレーム３と
をつなぐ吊りばね４と、吊りばね４の周辺に設けられ外
槽２とフレーム３との相対運動によって動作する慣性体
と、で構成された吊りばね機構を有し、この吊りばね機
構で脱水運転時における大きな振動伝達力を抑制するよ
うにしたものである。

【００２１】図１は、本発明の一実施の形態例に係るド
ラム式洗濯機を側面から見た断面図である。また、図２
は、図１の洗濯機の吊りばね機構の拡大図である。

【００２２】図１、図２に示すように、吊りばね機構
は、外槽２をフレーム３の上部より支持している吊りば
ね４と、吊りばね４の周辺に配置され吊りばね４の伸縮
に伴いパンタグラフ動作を行なうパンタグラフ形状のリ
ンク機構２０とで構成されている。

【００２３】リンク機構２０は、吊りばね４の伸縮方向
に対してほぼ対称となるように配置され、２本のロッド
１２ａ,１２ｂを回転軸１４まわりに回転可能に接続し
たリンク部材をある程度回転させた状態で、その一端を
フレーム３の接続点１７ａへ、他端を外槽２の接続点１
７ｂへ、それぞれ回転可能に連結され、ロッド１２ａ上
に付加慣性体１５が設けられている。

【００２４】リンク機構２０のフレーム３と外槽２とに
おける接続点１７ａ、１７ｂの距離によって、ロッド１
２ａとフレーム３、ロッド１２ｂと外槽２とのなす取付
け角が変化し、２つの付加慣性体１５は広がったり、狭
まったりする動作を行う。

【００２５】付加慣性体１５の動作に伴う慣性力は、外
槽２とフレーム３との相対的な上下運動により発生する
ばねの伸縮力を打ち消し、フレーム３への振動伝達を遮
断することができる。

【００２６】さらに、吊りばね４に対して対称に２つの
付加慣性体１５を配したことにより、付加慣性体１５の
動作に伴う慣性力がフレーム３に対し対称に作用し、フ
レーム３を回転させる力は打ち消されることになる。

【００２７】つまり、ロッド１２ａ,１２ｂと付加慣性
体１５とを吊りばね４に対して対称に配置し、付加慣性
体１５を有するパンタグラフ形状のリンク機構２０とす
ることにより、吊りばね４の距離内で収まるコンパクト
な構成で容易にかつ効果的に振動遮断を行うことが可能
となる。

【００２８】また、本実施の形態の形態例では、外槽２
を支持する吊りばね４の本数が４本の場合について示し
たが、吊りばね４の本数が３本もしくは２本によって支
持される場合についても各吊りばね４に対して同様に吊
りばね機構が適用できる。

【００２９】図３、図４に、本発明の他の実施の形態例
に係る渦巻き式洗濯機を示す。図３は洗濯機内部を側面
から示したものであり、図４は上面より示した図であ
る。

【００３０】フレーム３より吊り棒４０とばね４とで支
持された外槽２を有する洗濯機において、ばね４に付加
慣性体１５を有するパンタグラフ形状のリンク機構を配
したものである。外槽２の振動は、外槽２に設けたブラ
ケット４２の下のばね４１を伸縮させ、その反力を吊り
棒４０に設けたばね受け４３に与えている。ブラケット
４２とばね受け４３に対して、付加慣性体１５を有する
パンタグラフ形状のリンク機構で接続することにより、
ばね受け４３への振動の伝達は抑えられ、吊り棒４０、
フレーム３、ゴム脚９を通して伝達する床への振動を抑
える。

【００３１】図５は、本発明の更に他の実施の形態例で
あり、吊りバネ機構の構成のみを示す。

【００３２】図５に示すように、吊りばね４の両フック
１９ａ,１９ｂの根元部に梁１６ａ,１６ｂを固定し、梁
１６ａ,１６ｂの間において、２本のロッド１２ａ,１２
ｂを回転軸１４まわりに回転可能に接続したリンク部材
を、ある程度回転させた状態で、その一端を梁１６ａ
へ、他端を梁１６ｂへ、それぞれ回転可能に連結し、ロ
ッド１２ａの先端に付加慣性体１５を設ける。このよう
に、吊りばね４と付加慣性体１５を有するパンタグラフ
形状のリンク機構とを一体化することにより、吊りバネ
機構をフレーム３及び外槽２に取り付けるとき、取り扱
いが容易となる。

【００３３】図１、図２に示した付加慣性体を有するパ
ンタグラフ形状のリンク機構による遮断特性を、図６に
示す振動系モデルを基本として解析し、説明する。

【００３４】図６において、質量ＭDの振動体２１（外
槽と内槽）は、弾性係数Ｋのばね２２および本発明によ
る付加慣性体を有するパンタグラフ形状のリンク機構を
介して質量ＭFの振動体２３（フレーム）に接続し、振
動体２３は床２５に弾性係数ＫFのばね２４（脚）で支
持されており、振動体２１および２３の運動は１自由度
とし、上下方向にのみ動作する。

【００３５】また、リンク機構を構成する長さｌAのロ
ッド２７ａは、その先端に質量ｍ/2の２つの付加慣性体
２６を配し、また、距離ｌにおいて長さｒのロッド２７
ｂと回転可能に接続している。

【００３６】リンク機構の接続距離をｘ、付加慣性体の
横への移動距離をｙとし、ばね力と振動体２１の重力が
つりあっている平衡状態における接続距離をｘOとすれ
ば、この平衡状態からの微少変化について考え、ｘの変
化量に対するｙの変化量Ａ＝ｄｙ／ｄｘは、次式(数１)
となる。

【００３７】

【数１】 また、ここで、(数１)を用いて、付加慣性体の等価慣性
ｍSを次式(数２)と定義する。

【００３８】

【数２】 等価慣性ｍS、振動体２１の変位をx1、振動体２３の変
位をx2及び振動体２１への加振力をＦとし、図６におけ
る振動体２１、２３に関する運動方程式を導くと、次式
(数３)となる。

【００３９】

【数３】 (数３)に示した運動方程式より加振角振動数をω[rad/
s]としてx1からx2への伝達特性｜Ｘ2／Ｘ1｜を導くと、
次式(数４)となる。

【００４０】

【数４】 (数４)に示す伝達特性が０となる遮断角振動数ωS[rad/
s]は、次式(数５)となる。

【００４１】

【数５】 伝達特性が０ということは、(数５)に表された振動数で
加振されている振動体２１の振動は、振動体２３には伝
達されず、床への振動伝達力も０となる。

【００４２】よって、振動伝達特性が０となる角振動数
（振動遮断振動数）をドラム式洗濯機の脱水運転時の回
転角振動数付近に設定することにより、脱水運転時の回
転角振動数で加振されている外槽の振動は、フレームに
ほどんど伝達されず、床への振動伝達力を低減させる。

【００４３】ここで解析例として、横軸に無次元角振動
数を縦軸に振動伝達率をとり、本発明の振動遮断接続機
構の有無による加振角振動数と振動伝達率の関係につい
て図７に示す。図７における振動遮断接続機構を有した
場合、無次元角振動数ω/ωSが１.０、つまり加振角振
動数が(数５)に示した角振動数ωSにおいて振動伝達率
が非常に小さくなることが分かる。

【００４４】よって、付加慣性体を有するパンタグラフ
形状のリンク機構の構成、つまり付加慣性の大きさと、
外槽を支持する弾性の大きさと、リンク機構をなすロッ
ドの長さと、付加慣性体までの距離と、平衡状態におけ
る遮断接続機構の接続距離とによって定まる(数５)に示
した遮断角振動数ωSを脱水運転時における外槽の内側
で洗濯物を内包して回転する内槽の回転角振動数付近に
設定することにより振動体２３（フレーム）の振動を抑
え、脱水運転時での床への伝達力を低減させることがで
きる。

【００４５】図８は、本発明の更に他の実施の形態例で
あり、付加慣性体を有するパンタグラフ形状のリンク機
構を連結したドラム式洗濯機の断面を正面から示したも
のである。

【００４６】リンク機構２０の一方の接続端に回転可能
に連結した連結ロッド１８を設け、リンク機構２０の他
端をフレーム３へ、連結ロッド１８の他端を外槽２へ回
転可能に連結した洗濯機である。

【００４７】外槽２の振動における左右方向の振動に対
して、付加慣性体１５を有するパンタグラフ形状のリン
ク機構２０は剛体の振り子運動を行い、フレーム３との
接続点１７ａにおいて慣性力が作用する。この慣性力が
フレーム３を振動させ、床への振動伝達力を与えるよう
に作用する。

【００４８】そこで、連結ロッド１８を設けることによ
り、リンク機構２０は外槽２の左右振動を直接受けず、
外槽２の左右振動を免振することができる。よって、リ
ンク機構２０自体の左右振動は小さくなり、先に述べた
接続点１７ａに作用する慣性力を低減することができ、
床への振動伝達力を低減させることができる。

【００４９】さらに、リンク機構２０に振動を与えてい
る連結ロッド１８との接続点１７ｂを、リンク機構２０
の上部接続点１７ａに対応する打撃の中心付近に選ぶこ
とにより、接続点１７ａからフレーム３へ伝達される力
のリンク機構２０の軸に直交する成分を低減することが
できる。

【００５０】図９は、本発明の更に他の実施の形態例で
あり、吊りばね４に付加慣性体を有するパンタグラフ形
状のリンク機構を配し、さらにリンク機構をなすロッド
の動作に対して、可変ダンパ３０を設けたものである。

【００５１】また、図１０は図９における可変ダンパ３
０を構成する部分について、側面から見た断面図を示し
たものである。これら図９、図１０において、ピン３１
はロッド１２ａに取り付けられ、ピン３１を挟むように
切り込みが切られた回転体３３は、梁１６ａにおける回
転軸３２に対して回転可能に接続される。

【００５２】回転体３３の切り込みの幅はピン３１の直
径よりも大きく、回転体３３は遊びを持ってロッド１２
ａの動作に追従して回転動作する。また、回転体３３と
梁１６ａとの間の回転摩擦力は、ロッド１２ａの回転摩
擦力より十分大きい値とする。

【００５３】これにより、外槽２の変位振動が大きいと
きは、パンタグラフ形状の変形も大きくなり、ロッド１
２ａの動作に伴うピン３１の振動は、回転体３３におけ
る切り込みの遊び内で収まらず大きくなろうとするが、
回転体３３と梁１６ａとの間の摩擦力を受けて振動は抑
えられる。

【００５４】また、外槽２の変位振動が小さいときは、
パンタグラフ形状の変形も小さく、ロッド１２ａの動作
に伴うピン３１の振動は、その大部分が回転体３３にお
ける切り込みの遊び内で収まり、回転体３３をほどんど
回転させないため摩擦力に伴うフレーム３に作用する力
の発生を抑え、床への伝達力を小さくする。

【００５５】脱水運転時は外槽２の変位振幅が小さいの
で、付加慣性体１５を有するパンタグラフ形状のリンク
機構２０をなすロッドの動作に対して、可変ダンパ３０
を配することで摩擦力の発生を抑えることにより床への
伝達力を抑えることができる。

【００５６】また、図１１は、図９に示した吊りばね機
構を適用したドラム式洗濯機の断面図である。可変ダン
パ３０を配し付加慣性体１５を有するパンタグラフ形状
のリンク機構２０により、外槽２の下部で支持している
摩擦ダンパ５（図示せず）を取り除くことができ、外槽
２の下部を広くすることができる。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な構造で脱水運転
時に発生する振動伝達力を遮断し、床への振動を低減す
ることにより、洗濯機の静音化、コンパクト化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態例に係るドラム式洗濯機
を側面から見た断面図である。

【図２】図１の洗濯機の吊りばね機構の拡大図である。

【図３】本発明の他の実施の形態例に係わる渦巻き式洗
濯機を側面から見た断面図である。

【図４】図３の洗濯機の上面図である。

【図５】本発明の更に他の実施の形態例に係るドラム式
洗濯機の吊りバネ機構の拡大図である。

【図６】振動解析モデル図である。

【図７】洗濯機の振動伝達特性を示した図である。

【図８】本発明の更に他の実施の形態例に係るドラム式
洗濯機の正面から見た断面図である。

【図９】本発明の更に他の実施の形態例に係るドラム式
洗濯機の吊りバネ機構の拡大図であり、可変ダンパが設
けられた図である。

【図１０】図９の吊りバネ機構の可変ダンパ３０を側面
から見た断面図である。

【図１１】図８の吊りばね機構を適用したドラム式洗濯
機の断面図である。

【図１２】一般的なドラム式洗濯機の断面図である。

【符号の説明】

１…内槽、２…外槽、３…フレーム、４…吊りばね、５
…摩擦ダンパ、１２ａ,１２ｂ…ロッド、１４…回転
軸、１５…付加慣性体、１６ａ,１６ｂ…梁、１７ａ,１
７ｂ…接続点、１８…連結ロッド、１９ａ,１９ｂ…フ
ック、２０…リンク機構、３０…可変ダンパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B155 BA04 DD01 3J048 AA02 AD07 AD11 AD12 BC02 BF04 BF10 BF12 DA07 EA07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレームと、洗濯時に水を保有する外槽
   と、該外槽を前記フレームの上部から吊り下げて支持す
   る吊りばね機構と、前記外槽を前記フレームの下部から
   保持するダンパとを有する洗濯機において、 前記吊りばね機構は、前記外槽を吊り下げる吊りばね
   と、該吊りばねの周辺に配置され前記吊りばねの伸縮に
   伴いパンタグラフ動作を行なうパンタグラフ形状のリン
   ク機構とを有し、前記リンク機構は、２本のロッドを互
   いに回転可能に接続して形成され前記吊りばねの伸縮方
   向に対しほぼ左右対称に配置されたリンク部材と、前記
   ロッドに設けられた付加慣性体とを有し、前記各リンク
   部材の両端は前記外槽及び前記フレームに回転可能に連
   結されていることを特徴とする洗濯機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記吊りばねの両フッ
   クの根元部に梁を設け、前記梁で各リンク部材の両端を
   回転可能に支持することを特徴とする洗濯機。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記外
   槽と前記吊りばね機構との間に、前記外槽及び前記吊り
   ばね機構と回転可能に連結する連結ロッドを設けること
   を特徴とする洗濯機。
4. 【請求項４】フレームと、洗濯時に水を保有する外槽
   と、該外槽を前記フレームの上部から吊り下げて支持す
   る吊りばね機構とを有する洗濯機において、 前記吊りばね機構は、前記外槽を吊り下げる吊りばね
   と、該吊りばねの周辺に配置され前記吊りばねの伸縮に
   伴いパンタグラフ動作を行なうパンタグラフ形状のリン
   ク機構とを有し、前記リンク機構は、２本のロッドを互
   いに回転可能に接続して形成され前記吊りばねの伸縮方
   向に対しほぼ左右対称に配置されたリンク部材と、前記
   吊りばねの両フックの根元に設けられ前記各リンク部材
   の両端を回転可能に支持する梁と、前記ロッドに設けら
   れた付加慣性体と、前記梁に回転可能に設けられ前記ロ
   ッドの動きを抑制する可変ダンパとを有することを特徴
   とする洗濯機。
5. 【請求項５】請求項４において、前記可変ダンパは、前
   記ロッドに設けられたピンと、前記ピンに対し間隙を有
   して前記ピンを挟むように形成されたコの字型の回転体
   と、前記梁に設けられ前記回転体を回転可能に支持する
   回転軸とを有し、前記吊りばねの伸縮に伴い前記ロッド
   が大きく揺動するとき、前記コの字型の内側に前記ピン
   を当てて前記ロッドの大きな揺動を抑えるように構成さ
   れていることを特徴とする洗濯機。