JP5426278B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、水槽の振動を吸収するダンパに磁気粘性流体を使用したドラム式洗濯機に関する。

従来より、ドラム式洗濯機においては、外箱の底板上に水槽を支持するサスペンションに、水槽の内部で洗濯物を収容して回転するドラムの振動、ひいては水槽の振動を吸収するダンパが具えられている。この種のダンパには、作動流体に、磁場の強度によって粘度が変化する磁気粘性流体（ＭＲ流体）を使用したものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

ここで、図３は、当該ダンパの一例を示すものであり、主部材として、シリンダ１とシャフト２とが具えられている。このうち、シリンダ１は上端部に有した連結部材３によって水槽（図示省略）に取付けられ、シャフト２は下端部の連結部２ａによって外箱の底板が有する取付板（図示省略）に取付けられる。
シリンダ１は又、上端部が端蓋４によって密閉され、その下方のシリンダ１の内部には、磁気粘性流体５が充填されている。磁気粘性流体５は、例えば、オイルの中に鉄、カルボニル鉄などの強磁性粒子を分散させたものであり、磁界が印加されると強磁性粒子が鎖状のクラスタを形成することで見かけ上の粘度が上昇するものである。

シリンダ１の内部には又、ピストンバルブ６が収納されている。このピストンバルブ６は短円筒状のもので、前記シャフト２の上端部に固着されており、外周面がシリンダ１の内周面に相対的に上下に往復動可能に密接されている。又、このピストンバルブ６の外周側には、軸方向に貫通する複数のオリフィス孔７が形成されており、且つ上記磁界（磁場）を発生させるためのコイル８が配設されている。

コイル８に通電するためのリード線９は、シャフト２の中心部に軸方向に貫通するように形成された孔１０に通されて外部の駆動回路（図示省略）に接続されている。又、シャフト２の孔１０は、シャフト２の上端部において平板状のシール部材１１により密に閉塞されている。

シリンダ１の下端部には、上より順に、軸受１２、リップ状のシール部材１３、グリス１４、グリス止め部材１５が収められており、それに加えて、ばね座１６ａを上端部につば状に有するキャップ状のばね受け部材１６が、外周部に被着されている。なお，シリンダ１には、軸受１２の収容位置の規制をする突部１ａがあらかじめ形成されると共に、シール部材１３の落ち止めをする絞り部１ｂがシール部材１３の収容後に形成されており、グリス止め部材１５は弾性変形させて絞り部１ｂに収められている。

シャフト２は、前記ピストンバルブ６を固着した上端部より下方の部分が上記軸受１２、シール部材１３、グリス１４、グリス止め部材１５、及びばね受け部材１６の下端開口部１６ｂを貫通してシリンダ１外の下方に突出しており、かくしてダンパ１７が構成されている。

そして、シャフト２の下部には、外周部にばね座１８ａを有するばね受け部材１８が取着されており、このばね受け部材１８のばね座１８ａと上記ばね受け部材１６のばね座１６ａとの間にコイル状のスプリング１９が伸縮自在に介在され、かくして、水槽を弾性支持するサスペンション２０が構成されている（例えば特許文献３参照）。

如上のサスペンション２０においては、水槽が上下方向に振動すると、これと一体にダンパ１７のシリンダ１もスプリング１９の伸縮を伴いながら軸方向の上下に往復動する。このとき、シリンダ１内の磁気粘性流体５中をピストンバルブ６が相対的に上下に往復動することにより、ピストンバルブ６のオリフィス孔７を磁気粘性流体５が通過する。ここで、磁気粘性流体５の粘性により減衰力が発生し、水槽の振幅を減衰させる。

以上のように発生する減衰力Ｄは、一般的に次の（１）式で表される。
減衰力Ｄ＝入口損失＋摩擦損失＋動圧抵抗 ・・・（１）
なお、入口損失とは、磁気粘性流体５がピストンバルブ６のオリフィス孔７に流入する際に発生する圧力損失であり、摩擦損失とは、オリフィス孔７の中を磁気粘性流体５が通過する際の管摩擦による圧力損失であり、動圧抵抗とは、磁気粘性流体５の動圧がピストンバルブ６背面で圧力回復しないことによる圧力損失である。

ここで、コイル８に通電することにより磁気粘性流体５に磁界を与えると、磁気粘性流体５の見かけ上の粘度が上昇する。これにより、オリフィス孔７の中を磁気粘性流体５が通過する際の摩擦損失が増加するため、減衰力Ｄが大きくなり、水槽の振動を低減することができる。

特開２００５−２９１２８４号公報 特表２００２−５０２９４２号公報 特開２００５−２４５５７８号公報

上記従来のものの場合、シリンダ１の下端部に位置する軸受１２からシール部材１３、グリス１４、及びグリス止め部材１５は、その各部品がシリンダ１に一つ一つ収められており、その上で、更にばね受け部材１６が、シリンダ１の下端部外周に被着されている。そのため、組立てが面倒であり、しかも、ばね受け部材１６はばね（スプリング１９）受けとしてしか機能しない部品であって、ほかに部品の機能の合理化が図られておらず、構造が複雑であるという欠点を有していた。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、水槽の振動を吸収するダンパに磁気粘性流体を使用するものにおける、組立ての容易化、構造の簡素化を図ることのできるドラム式洗濯機を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明のドラム式洗濯機においては、ドラムを収容する水槽の振動を吸収するダンパを有するドラム式洗濯機において、前記ダンパを、シリンダと、このシリンダの内部に収容して固定され、磁場を発生するコイルと、ヨークとシール部材及び軸受を収容保持して前記シリンダに組み付けられ、前記コイルを抜け止めした保持部材と、前記コイルと、前記ヨーク、前記シール部材、及び前記軸受を相対的に軸方向往復動可能に貫通して前記シリンダに挿通され、前記軸受により支持されたシャフトと、このシャフトと前記コイル及び前記ヨークとの間に充填されて前記シール部材により封止された磁気粘性流体とにより構成し、前記保持部材を一方のばね座として、前記シャフトに設けた他方のばね座との間に前記水槽を弾性支持するスプリングを介在させたことを特徴とする。

上記手段によれば、シリンダには、コイルを収めた後、ヨークとシール部材及び軸受を収容保持した保持部材を収めて、シャフトを挿通し、その後、シャフトとコイル及びヨークとの間に磁気粘性流体を充填することでダンパが組立てられ、更に、保持部材とシャフトのばね座との間にスプリングを介在させることでサスペンションが組立てられる。
この折り、上記ヨークとシール部材及び軸受は保持部材に収容保持されることによりユニット化した状態で組立てられるから、従来の各部品のようなシリンダに一つ一つ収める面倒がなく、組立ての容易化を達成できる。

又、ヨークとシール部材及び軸受を収容保持した保持部材は、それらの保持をする保持部品であって、且つ、コイルの抜け止め保持をする保持部品であり、更に、スプリングの一端部の受け保持をする保持部品でもあって、要するに、複数の保持機能を奏する部品であり、別々の保持部品を要さず、部品機能の合理化を図り得ることから、構造の簡素化を達成することができる。

本発明の一実施例を示す主要部分の縦断面図 ドラム式洗濯機全体の縦断側面図 従来例を示す図１相当図

以下、本発明の一実施例（一実施形態）につき、図１及び図２を参照して説明する。
まず、図２には、ドラム式洗濯機の全体構造を示しており、外箱２１を外殻としている。この外箱２１の前面部（図２で右側）のほゞ中央部には、洗濯物出入口２２を形成し、該出入口２２を開閉する扉２３を設けている。又、外箱２１の前面部の上部には、操作パネル２４を設けており、その裏側（外箱２１内）に運転制御用の制御装置２５を設けている。

外箱２１の内部には、水槽２６を配設している。この水槽２６は軸方向が前後（図２で右左）の横軸円筒状を成すものであり、それを外箱２１の底板２１ａ上に左右一対（一方のみ図示）のサスペンション２７によって前上がりの傾斜状にて弾性支持している。サスペンション２７の詳細構造は、後に述べる。
水槽２６の背部には、モータ２８を取付けている。このモータ２８は、この場合、例えば直流のブラシレスモータから成るもので、アウターロータ形であり、ロータ２８ａの中心部に取付けた回転軸（図示省略）を、軸受ブラケット２９を介して水槽２６の内部に挿通している。

水槽２６の内部には、ドラム３０を配設している。このドラム３０も軸方向が前後の横軸円筒状を成すもので、それを後部の中心部で上記モータ２８の回転軸の先端部に取付けることにより、水槽２６と同軸の前上がりの傾斜状に支持している。又、その結果、ドラム３０はモータ２８により回転されるようになっており、従って、ドラム３０は回転槽であり、モータ２８はドラム３０を回転させるドラム駆動装置として機能するようになっている。

ドラム３０の周側部（胴部）には、小孔３１を全域にわたって多数（一部のみ図示）形成している。又、ドラム３０及び水槽２６は、ともに前面部に開口部３２，３３を有しており、そのうちの水槽２６の開口部３３に、環状のベローズ３４を介して前記洗濯物出入口２２を連ねている。この結果、洗濯物出入口２２は、ベローズ３４、水槽２６の開口部３３、及びドラム３０の開口部３２を介して、ドラム３０の内部に連なっている。

水槽２６の最低部である底部の後部には、排水弁３５を介して、排水管３６を接続している。水槽２６の背部から上方そして前方には、乾燥装置３７を配設している。この乾燥装置３７は、除湿器３８と、送風機３９、及び加熱器４０を有しており、水槽２６内の空気を除湿し、次いで加熱して、水槽２６内に戻す循環を行わしめることにより、洗濯物を乾燥させるようになっている。

ここで、サスペンション２７の詳細構造を述べる。サスペンション２７はダンパ４１を有しており、このダンパ４１は、図１に示すように、主部材として、シリンダ４２とシャフト４３とを具えている。このうち、シリンダ４２は上端部に連結部材４４を有し、この連結部材４４を、図２に示すように、前記水槽２６が有する取付板４５に下方から上方へ通して弾性座板４６等を介してナット４７で締結することにより、水槽２６に取付けている。

これに対して、シャフト４３は下端部に連結部４３ａを有し、この連結部４３ａを、同じく図２に示すように、前記外箱２１の底板２１ａが有する取付板４８に上方から下方へ通して弾性座板４９等を介してナット５０で締結することにより、外箱２１の底板２１ａに取付けている。

図１に示すように、シリンダ４２の内部の中間部には、環状の突部５１を外方からの押込みにより形成しており、その直下位置にはヨーク５２を圧入している。ヨーク５２は磁性材から成っており、内周部の上側にスペース５３を有する短円筒状に形成していて、そのスペース５３にヨーク５２より短小な短円筒状の軸受５４を収納している。軸受５４は例えば焼結含油メタルから成っている。
シリンダ４２の内部の上記ヨーク５２直下の位置には、コイル５５を巻装したボビン５６を圧入している。ボビン５６は、詳細には、円筒状の主体部５６ａの上下軸方向の両端につば部５６ｂ，５６ｃを有するもので、主体部５６ａにコイル５５を巻装している。

又、ボビン５６の主体部５６ａ中、上側のつば部５６ｂの直下位置には、端子台５７を一体成形又は別ピースの取付けによって設けている。この端子台５７は内部に接続端子（図示省略）を有しており、その接続端子にコイル５５の巻き始めと巻き終わりの両巻線端部（図示省略）を接続している。端子台５７に対応してシリンダ４２の中間部には、接続口５８を形成しており、この接続口５８からリード線５９の先端部を端子台５７に挿入して上記接続端子に接続している。

シリンダ４２の内部の上記ボビン５６直下の位置には、保持部材６０を圧入している。この保持部材６０は、上部を径大部６０ａ、下部を径小部６０ｂとした段付き短円筒状を成すもので、その径大部６０ａから径小部６０ｂの上側にかけて径大スペース６１を有し、径小部６０ｂの下側には径小スペース６２を有している。そのうち、径小スペース６２には、軸受６３を圧入し、径大スペース６１にシール部材６４とヨーク６５とを圧入しており、この軸受６３とシール部材６４及びヨーク６５を収容して保持した保持部材６０を、前記シリンダ４２の内部の上記ボビン５６直下の位置に圧入している。

なお、軸受６３は例えば焼結含油メタルから成っており、シール部材６４はリップ状のもので、ヨーク６５は磁性材から成っている。又、保持部材６０の圧入後、シリンダ４２は、保持部材６０（径大部６０ａ）周囲の部位をかしめ部６６で示すようにかしめて、シリンダ４２に対する保持部材６０の結合固定をしている。それにより又、保持部材６０は前記ヨーク５２（軸受５４）及びコイル５５（ボビン５６）の落ち止め保持をするようにもなっている。

シャフト４３は、前記連結部材４４の装着前のシリンダ４２に上方より挿入して、前記軸受５４、ヨーク５２、ボビン５６（コイル５５）、ヨーク６５、シール部材６４、及び軸受６３を順に貫通して保持部材６０の開口部６０ｃから保持部材６０の下方に突出しており、その状態で、シャフト４３は、軸受５４，６３に支持されつつ、それら軸受５４、ヨーク５２、ボビン５６（コイル５５）、ヨーク６５、シール部材６４、及び軸受６３に対して、軸方向の往復動が相対的に可能となっている。又、シャフト４３の上端部には抜け止め用の止め環６７を取着しており、それより上方のシリンダ４２の上部は空洞６８となっている。

そして、シャフト４３とボビン５６（コイル５５）との間、並びにその近傍であるシャフト４３とヨーク５２との間、及びシャフト４３とヨーク６５との間には、磁気粘性流体６９を注入して充填している。又、この磁気粘性流体６９はヨーク６５とシール部材６４との間の溜まり部７０にも満ちていて、それをシール部材６４が封止し、すなわち、磁気粘性流体６９の漏れを阻止している。

保持部材６０の外部下方に位置したシャフト４３の下部には、外周部にばね座７１ａを有するばね受け部材７１を取着しており、このばね受け部材７１のばね座７１ａと、上記保持部材６０における径小部６０ｂと径大部６０ａとの間の段部６０ｄとの間に、シャフト４３を囲繞するコイル状のスプリング７２を介在させている。従って、この場合、保持部材６０の段部６０ｄはスプリング７２の一端部（上端部）が接する一方のばね座として機能し、すなわち、スプリング７２の一端部の受け保持をするようになっていて、ばね受け部材７１のばね座７１ａがスプリング７２の他端部（下端部）が接する他方のばね座として機能するようになっている。

以上により、サスペンション２７を構成すると共に、該サスペンション２７を前記水槽２６と前記外箱２１の底板２１ａとの間に組込み、外箱２１の底板２１ａ上に水槽２６を防振支持するようにしている。

次に、上記構成のものの作用を述べる。
操作パネル２４の操作に基づき、制御装置２５が運転を開始させると、洗濯物を収容したドラム３０が回転駆動されることに伴い、水槽２６が上下方向を主体に振動する。この水槽２６の上下振動に応動して、サスペンション２７では、水槽２６に取付けたシリンダ４２が、ヨーク５２及び軸受５４、ボビン５６及びコイル５５、保持部材６０及びヨーク６５、シール部材６４、軸受６３を伴って、スプリング７２を伸縮させながらシャフト４３の周囲を上下方向に振動する。

このようにシリンダ４２が上記各部品を伴って上下方向に振動するとき、シャフト４３とボビン５６及びコイル５５との間、並びにその近傍であるシャフト４３とヨーク５２との間、及びシャフト４３とヨーク６５との間に充填した磁気粘性流体６９は、その粘性による摩擦抵抗でダンパ４１に減衰力を与え、水槽２６の振幅を減衰させる。

そして、そのとき、コイル５５に通電すると、磁場が発生して、磁気粘性流体６９に磁界が与えられ、磁気粘性流体６９の粘度が高まる。詳細には、コイル５５に通電したことで、シャフト４３−磁気粘性流体６９−ヨーク５２−シリンダ４２−ヨーク６５−磁気粘性流体６９−シャフト４３の磁気回路が発生し、磁束が通過する箇所の磁気粘性流体６９の粘度が高まる。特に磁束密度の高いシャフト４３とヨーク５２との間、並びにヨーク６５とシャフト４３との間の、各磁気粘性流体６９の粘度は大幅に高まり、摩擦抵抗が大きく増加する。かくして、シリンダ４２が前記各部品、特にはコイル５５とヨーク５２及びヨーク６５を伴って上下方向に振動するときの、摩擦抵抗が増加することにより、減衰力が大きくなる。

なお、水槽２６の上下振動に対する減衰力の制御については、水槽２６の共振が現れる起動時の減衰力を大きくすることで、共振時の水槽２６の変位や底板２１ａへの力の伝達を低減でき、共振通過後のドラム３０の高速回転時には減衰力を小さくすることで、高速脱水時の底板２１ａへの力の伝達を低減することができる。

このように、上記構成のドラム式洗濯機では、コイル５５に通電することにより磁気粘性流体６９の粘度を変化させ、水槽２６の振動を吸収するダンパ４１の減衰力を制御することができるもので、その構成中、ダンパ４１のシリンダ４２には、ボビン５６に巻装したコイル５５を収めた後、ヨーク６５とシール部材６４及び軸受６３を収容保持した保持部材６０を収めて、シャフト４３を挿通し、その後、シャフト４３とボビン５６（コイル５５）との間、並びにその近傍であるシャフト４３とヨーク５２との間、及びシャフト４３とヨーク６５との間に磁気粘性流体６９を充填することでダンパ４１が組立てられ、更に、保持部材６０とシャフト４３のばね座７１ａとの間にスプリング７２を介在させることでサスペンション２７が組立てられる。

この折り、上記ヨーク６５とシール部材６４及び軸受６３は保持部材６０に収容保持されることによりユニット化した状態で組立てられるから、従来の軸受１２からシール部材１３、グリス１４、及びグリス止め部材１５のようなシリンダ４２に一つ一つ収める面倒がなく、組立ての容易化を達成することができる。

又、ヨーク６５とシール部材６４及び軸受６３を収容保持した保持部材６０は、それらの保持をする保持部品であって、且つ、コイル５５（ボビン５６）の落ち止め保持をする保持部品であり、更に、スプリング７２の一端部の受け保持をする保持部品でもあって、要するに、複数の保持機能を奏する部品であり、従って、別々の保持部品を要さず、部品機能の合理化を図り得ることから、構造の簡素化を達成することができる。

なお、上記構成のもののようにダンパ４１に磁気粘性流体６９を使用したものにおいては、その磁気粘性流体６９を機能させるべくシリンダ４２の内部にコイル５５を設置する関係上、シリンダ４２の径が通常のオイルダンパ等のそれと比較して大きくなる事情にある。このため、シリンダ４２の外周に更にスプリング７２を巻回させて設けると、サスペンション２７としてもその径が大きくなってしまう。又、この場合、スプリング７２をシリンダ４２の外周に巻回させて設けるのを避けてシリンダ４２に軸方向に連なるように設置すると、スプリング７２の径(サスペンション２７の径)は小さくできるものの、サスペンション２７の軸方向長さが、シリンダ４２の軸方向長さにスプリング７２の軸方向長さ(全長)を加えた大きさとなり、非常に長いものとなってしまう。

それに対して、上記構成のものでは、保持部材６０の下部を径小部６０ｂとしていて、それは図１に示したようにシリンダ４２の外径はもとよりシリンダ４２の内径よりも径小なものであり、この径小部６０ｂにスプリング７２の一端部を巻回させて設けるようにしているので、その分、スプリング７２を、シリンダ４２の外周に巻回させて設ける場合より、充分に径小に済ませることができ、サスペンション２７としても充分に径小に済ませることができる。又、そのように一端部を巻回させたスプリング７２は、その巻回部分の軸方向長さが保持部材６０の径小部６０ｂの軸方向長さと重なるものであり、その分、サスペンション２７の軸方向長さを、シリンダ４２の軸方向にスプリング７２を連ねて設置する場合より短くすることができる。かくして、サスペンション２７を径方向並びに軸方向の両方向にコンパクト化することができるものであり、ドラム式洗濯機におけるサスペンション２７の設置スペースの縮小化を図ることができる。

以上、本発明の一実施例を述べたが、本発明はそれに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。

図面中、２６は水槽、２７はサスペンション、３０はドラム、４１はダンパ、４２はシリンダ、４３はシャフト、５５はコイル、６０は保持部材、６３は軸受、６４はシール部材、６５はヨーク、６９は磁気粘性流体、７１ａはばね座、７２はスプリングを示す。

Claims (1)

1. ドラムを収容する水槽の振動を吸収するダンパを有するドラム式洗濯機において、
   前記ダンパを、
   シリンダと、
   このシリンダの内部に収容して固定され、磁場を発生するコイルと、
   ヨークとシール部材及び軸受を収容保持して前記シリンダに組み付けられ、前記コイルを抜け止めした保持部材と、
   前記コイルと、前記ヨーク、前記シール部材、及び前記軸受を相対的に軸方向往復動可能に貫通して前記シリンダに挿通され、前記軸受により支持されたシャフトと、
   このシャフトと前記コイル及び前記ヨークとの間に充填されて前記シール部材により封止された磁気粘性流体とにより構成し、
   前記保持部材を一方のばね座として、前記シャフトに設けた他方のばね座との間に前記水槽を弾性支持するスプリングを介在させたことを特徴とするドラム式洗濯機。

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