JP5851111B2 - Drum washing machine - Google Patents
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Description
本実施形態は、ドラム式洗濯機に関する。 The present embodiment relates to a drum type washing machine.
例えばドラム式洗濯機において、外箱内に配設された水槽を、当該外箱と水槽との間で複数のサスペンションにより弾性的に支持することで、ドラムの回転に伴う水槽の振動を低減するようになっている。 For example, in a drum-type washing machine, a water tank disposed in an outer box is elastically supported by a plurality of suspensions between the outer box and the water tank, thereby reducing vibration of the water tank accompanying the rotation of the drum. It is like that.
この種のサスペンションとしては、近年、減衰力が可変のダンパを用いる考えがあり、ダンパ内に機能性流体として磁気粘性流体が充填される(例えば、特許文献1参照)。具体的には、例えばシリンダ内に、ロッドを往復動可能に設けると共に、そのロッド先端のピストンに、磁場を発生させるためのコイルを配設している。ストン外周とシリンダ内周との間に磁気粘性流体が移動する隙間が形成されている。そして、水槽が上下方向に振動すると、ピストンとシリンダが相対的に振動し、磁気粘性流体の粘性による抵抗で減衰力が与えられ、水槽の振動が減衰される。
ここで、コイルへ通電すると、磁場が発生して磁気粘性流体に磁界が与えられ、磁気粘性流体の粘度が高くなる。これにより、ピストンとシリンダとの間の抵抗が増大して、ピストンが相対的に移動し難くなるため、減衰力が大きくなる。
In recent years, there is a concept of using a damper having a variable damping force as this type of suspension, and the damper is filled with a magnetorheological fluid as a functional fluid (see, for example, Patent Document 1). Specifically, for example, a rod is provided in a cylinder so as to be able to reciprocate, and a coil for generating a magnetic field is disposed on a piston at the tip of the rod. A gap through which the magnetorheological fluid moves is formed between the outer periphery of the stone and the inner periphery of the cylinder. And if a water tank vibrates up and down, a piston and a cylinder will vibrate relatively, damping force will be given with resistance by the viscosity of a magnetorheological fluid, and vibration of a water tank will be attenuated.
Here, when the coil is energized, a magnetic field is generated to apply the magnetic field to the magnetorheological fluid, and the viscosity of the magnetorheological fluid increases. As a result, the resistance between the piston and the cylinder increases and the piston becomes relatively difficult to move, so that the damping force increases.
ドラム式洗濯機では複数の共振点(共振周波数)が存しており、ドラムの回転速度を上昇させていくと、水槽が主として上下方向に振動する共振や、左右方向に振動する共振等が発生する。
しかしながら、従来のドラム式洗濯機では、必ずしも水槽の振動の態様に対応しておらず、ダンパによる振動や騒音の抑制効果は充分なものではなかった。
そこで、ダンパを有する構成にあって、振動や騒音をより効果的に抑制することができるドラム式洗濯機を提供する。
A drum-type washing machine has a plurality of resonance points (resonance frequencies), and when the drum rotation speed is increased, resonance occurs such that the water tank mainly vibrates in the vertical direction and resonance that vibrates in the left-right direction. To do.
However, the conventional drum type washing machine does not necessarily correspond to the vibration mode of the water tank, and the effect of suppressing vibration and noise by the damper is not sufficient.
Therefore, a drum type washing machine having a damper and capable of more effectively suppressing vibration and noise is provided.
本実施形態のドラム式洗濯機は、外箱と、前記外箱内に設けられた水槽と、前記水槽内に回転可能に設けられたドラムと、前記外箱と前記水槽との間に設けられ、前記水槽の振動を減衰させるダンパと、前記ダンパの減衰力を可変制御する制御手段とを備える。前記制御手段は、脱水工程において前記ドラムが1回転する間に前記ダンパの減衰力を変化させ、その可変制御について当該ドラムの回転に応じて周期的に繰り返す制御を実行する。
The drum type washing machine according to the present embodiment is provided between an outer box, a water tank provided in the outer box, a drum rotatably provided in the water tank, and the outer box and the water tank. And a damper for damping the vibration of the water tank, and a control means for variably controlling the damping force of the damper. Wherein the control unit changes the damping force of the damper during the said
<第1実施形態>
以下、第1実施形態について、図1から図9を参照して説明する。図2は、ドラム式洗濯機(以下、単に洗濯機という)の全体構造を示している。同図に示すように、外箱1は洗濯機の外殻を形成する箱状をなし、その前面側(同図の右側)の中央部には、洗濯物出入口2が形成されると共に、当該出入口2を開閉する扉3が設けられている。また、外箱1の前面部の上部には操作パネル4が設けられており、その裏側に運転制御用の制御装置5が設けられている。
<First Embodiment>
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. 2 shows the overall structure of a drum-type washing machine (hereinafter simply referred to as a washing machine). As shown in the figure, the
外箱1の内部には、軸線が前後方向を指向する横軸円筒状の水槽6が配設されている。水槽6は、複数(例えば左右一対)のサスペンション(図2では符号7bで一方のみ示す)によって、外箱1の底板1a上に前上がりの傾斜状態で弾性支持されている。尚、本実施形態のサスペンション7a,7bの具体的構成については後述する。
水槽6の後端側中心部には、例えばブラシレスDCモータからなるモータ8が配設されている。モータ8は、アウターロータ形のもので、そのロータ8a中心部に取付けた図示しない回転軸を、軸受ブラケット9を介して水槽6の内部に挿通し、ドラム10の後端側中央部に連結している。
Inside the
A
前記ドラム10は、水槽6内部に配設されており、洗濯物を収容する洗濯槽として機能する。ドラム10は、軸線が前後方向を指向する横軸円筒状をなし、モータ8の回転軸に連結されて水槽6と同軸状の前上がりの傾斜状態に支持されている。こうして、ドラム10は、モータ8を駆動手段としてダイレクトに駆動される。ドラム10は、その周側部(胴部)に通水及び通風を可能とする多数の小孔11が全域にわたって形成される一方、水槽6は、略無孔状をなして貯水可能に構成されている。ドラム10及び水槽6は、夫々の前面部に開口部12及び13を有している。水槽6の開口部13と前記洗濯物出入口2との間に、環状のベローズ14が装着されている。これにより、洗濯物出入口2は、ベローズ14、水槽6の開口部13、及びドラム10の開口部12を介して、ドラム10の内部に連ねられている。尚、水槽6の最低部位には、排水弁15aを介して排水管15が接続されている。
The
上記洗濯機には、水槽6の背面側から上方及び前方にわたって、乾燥手段として乾燥ユニット16が配設されている。この乾燥ユニット16は、送風装置18と、加熱装置19と、図示しない除湿手段等を備えた循環ダクト17とから構成され、水槽6内から排出された空気中の水分を除湿し、次いで加熱して、水槽6内に戻す循環を行わせることにより、ドラム10内の洗濯物を乾燥させるようになっている。
In the washing machine, a
水槽6の上部の前部と後部には、それぞれ振動センサ20a,20b(図2、図4参照)が配設されている。この振動センサ20a,20bは何れも例えば加速度センサからなり、前記ドラム10が回転するときにアンバランスがあると、そのドラム10の振動に起因する水槽6の振動を検知するようになっている。詳しくは後述するように、振動センサ20a,20bと制御装置5は、ドラム10回転時の回転周期を検出すると共に、水槽6の振動を検出する手段として構成されている。
前記サスペンション7a,7bの構成について説明する。
サスペンション7a,7bは、図2に示すように、外箱1の底板1a側の取付板21に取付けられたシリンダ装置30、当該シリンダ装置30内に上下動可能に挿通され上端部が前記水槽6側の取付板6aに取付けられたシャフト24、当該シャフト24とシリンダ装置30間に装着されたコイルばね25を備える。シリンダ装置30とシャフト24は、本実施形態のダンパ23を構成し、コイルばね25と共に水槽6に対して左右に対称的に配設される(図6(b)参照)。これにより、外箱1と水槽6との間を上下方向に連結する左右一対のサスペンション7a,7bが構成される。
The configuration of the
As shown in FIG. 2, the
詳細には、前記シリンダ装置30は、図3に示すように円筒状をなす鉄製のシリンダ22、このシリンダ22の下端部に被着されたシリンダ連結部30a、シリンダ22内部に配設された後述の磁場発生装置40等を備えている。連結部30aを、前記底板1aの取付板21(図2参照)にゴムなどの弾性座板26等を介してナット27で締結することで、シリンダ装置30が、前記底板1aの取付板21に取付け固定されている。
Specifically, the
一方、シャフト24は、シリンダ装置30の内部に挿入されるシャフト主部24aと、その上端部に一体的に連結されたシャフト連結部24bとを備える。シャフト24において、少なくともシャフト主部24aは鉄製の磁性体からなる。連結部24bを、水槽6の取付板6aにゴムなどの弾性座板28等を介してナット29で締結することで、シャフト24が、水槽6の振動に追従して一体的に上下方向あるいは左右方向等に振動する連結構成としている。
On the other hand, the
図3に示すように、前記コイルばね25は、その下端部がシリンダ装置30の上端部に支持され、上端部がシャフト24上部に配置された円板状のばね受け部49に受け止められている。これにより、コイルばね25は、シャフト24をシリンダ装置30から上方たる外方に引き出すように付勢した状態に張設されている。
前記シリンダ装置30のシリンダ22内には、シャフト24を直線的に上下方向へ往復動可能に軸支する軸受手段33,39が、上,下部に離間して配置固定されている。この上下一対の軸受手段33,39に挟まれる中間部位に、前記磁場発生装置40及び磁気粘性流体等が収容されている。
As shown in FIG. 3, the lower end portion of the
In the
下側の軸受手段33は、シリンダ22内における上下方向の中間部に収容固定された軸受保持部材31と、この軸受保持部材31内に収容固定された軸受33aとを備える。軸受保持部材31は、例えばアルミニウム製の非磁性体から中空筒状に形成され、その外周部に周方向へ延びる溝部32を有する。シリンダ22の周壁部は、前記溝部32に対応する部分を内方へ突出するようにかしめることで、軸受保持部材31がシリンダ22内に固定されている。前記軸受33aは、銅系の非磁性体から環状に形成された焼結含油軸受である。軸受33aは、軸受保持部材31の内周部に嵌合固定され、シャフト24を軸方向たる上下方向へ往復動可能に支持する滑り軸受として構成されている。軸受保持部材31における軸受33aの上面側には、1個の封止部材38cが圧入保持されている。尚、シャフト24の下端部にはストップリング34が装着されている。ストップリング34は、軸受保持部材31の下面に当接することで、シャフト24が上方へ移動して抜けることがないように規制している。
The lower bearing means 33 includes a
上側の軸受手段39は、シリンダ22上端部の内部に収容固定された軸受保持部材35と、この軸受保持部材35内に収容固定された軸受39aとを備える。軸受保持部材35は、例えば下側の軸受保持部材31と同様にアルミニウム製の非磁性体から中空筒状に形成されている。軸受保持部材35は、下半部が径大で上半部が径小な段付き形状をなし、その径大筒部35aの外側面に、全周にわたって形成された溝部36を有する。シリンダ22の周壁部は、前記溝部36に対応する部分を例えばローリングかしめによって内方へ突出させることで、軸受保持部材35をシリンダ22の上端部に固定している。尚、溝部36には弾性を有するOリング37が装着されている。Oリング37は、溝部36に対する前記のかしめにより密着状態に保持され、軸受保持部材35を確実に固定すると共にシリンダ22内への水の浸入を防ぐようになっている。
The upper bearing means 39 includes a
軸受保持部材35の外周部において、径小筒部35bと径大筒部35aとの境に形成された段差部35cは、コイルばね25の下端部を支持する。また、軸受保持部材35は、径小筒部35bの外側面がコイルばね25の下端内径に対して側方から保持するばね保持部材としても機能する。軸受39aは、前記の軸受33aと同様、非磁性体から環状に形成された焼結含油軸受である。軸受保持部材35の中空内部には、軸受39aの他、その下側に位置して例えば2個の封止部材38a,38bが圧入保持されている。封止部材38a,38b及び前記の封止部材38cは、何れもシール用のリップを有するゴム製の本体に金属環をインサート成形した、所謂ばねなしのオイルシールである。前記金属環は、一般的なオイルシールにおける鉄製のものとは異なり、例えばアルミニウム製の非磁性体からなる。また、軸受保持部材35の内部形状も、径寸法が異なる段付きの中空形状をなし、前記径大筒部35aに対応する位置の径大内部35dに、前記封止部材38a,38bが上下に連なるよう圧入されている。軸受保持部材35の中空内部には、径大内部35dの上部に連続して、これより径小で前記軸受39aが圧入される径小内部35eが形成されている。また、軸受保持部材35には、軸受39aの上方への抜け止めを兼ねた段差部を形成するように更に径小とする挿通孔35fが形成されており、この挿通孔35fにシャフト24が挿通されている。
In the outer peripheral portion of the
前記磁場発生装置40は、シャフト24周りに上下2段に配置されたボビン43U,43Dと、これらボビン43U,43Dに巻装されたコイル41U,41Dと、3個のヨーク42a〜42cとを備える。ボビン43U,43Dは、その中心の中空部に挿通されたシャフト24の外周面との間に、筒状の隙間を形成する。ボビン43U上側及びボビン43D下側に、ヨーク42a及びヨーク42cが配置され、これらボビン43U,ボビン43D間にヨーク42bが配置される。ヨーク42a〜42cの中空部は、シャフト24の外周面との間に狭小の隙間(例えば、0.4mm程度)を有し、前記ボビン43U,43Dにて形成された隙間と連通して上下方向に延びる円筒状の隙間を形成する。尚、上下のコイル41U,41Dは互いに直列に接続される。
The
磁場発生装置40は、ボビン43U,43Dに対して、コイル41U,41Dを巻装すると共に、上記のようにヨーク42a〜42cを配置した状態で、例えば熱可塑性樹脂(ナイロン、PBT、PET、PP等)により樹脂モールド(図中、樹脂モールド部44参照)されている。これにより、磁場発生装置40におけるボビン43U,43D、コイル41U,41D、ヨーク42a〜42cは一体化されている。従って、磁場発生装置40は、シャフト24周りに隙間を形成すると共に、上下の封止部材38b,38cにより、当該隙間の上下端部が封鎖されて筒状の収容部50を形成している。また、最上部の封止部材38aは、収容部50の封鎖状態を2重にして確実に封鎖すると共に、上部側からの水の浸入を確実に防止する。
The
前記収容部50に磁気粘性流体45が収容されている。磁気粘性流体45は、電気的エネルギーの印加により粘性が変化する流体で、磁界(磁場)の強度に応じて粘性特性が変化するもので、例えばポリアルファオレフィンオイルを主体とするベースオイルの中に鉄、カルボニル鉄などの強磁性粒子を分散させたものからなり、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特性を有する。
A
この収容部50への磁気粘性流体45の供給は、シャフト24に上記した磁場発生装置40や軸受手段33,39等が挿入されて収容部50が形成された状態で、図示しない注入口から注入することにより行われる。詳しい図示は省略するが、磁気粘性流体45は、例えば収容部50全体の容積の7,8割ほどで、残りの2,3割は空気48(図中、白抜きで示す)が占めるように封入されている。収容部50において空気48が占める軸方向長さLは、脱水運転の初期(後述の共振領域R1)の振動に基づき上下動するシャフト24のストロークより小さくなるように設定されている。
The
即ち、磁気粘性流体45による減衰作用を可及的に引き出すため、脱水起動時の振動によるシャフト24のストロークが仮に10mmであれば、前記軸方向長さLは10mm以下に設定している。こうして、収容部50は本来的に狭小な隙間であるが、その上層部を空気48が占めるため、磁気粘性流体45の使用量を極力少なくできる。また、水槽6の振動に伴い、シャフト24は空気48が接触していた範囲を超えて上下動するため、下層側の磁気粘性流体45と接触することが可能となり、磁気粘性流体45が減量されても上記した減衰作用を促進できる。
That is, in order to draw out the damping action by the
上記のようにシャフト24に対し磁場発生装置40等を組み付けた状態で、これらの部材をシャフト24ごとシリンダ22の所定位置まで挿入する。この状態で、シリンダ22における、各軸受保持部材31,35の溝部32,36に対応する部位のかしめ加工を行なう。これにより、シリンダ22内の部材を一体的に固定し、以ってシリンダ装置30が構成される。尚、シリンダ装置30の下部には、連結部30aで閉鎖された空洞部30bが形成され、シャフト24の下方への移動を許容するスペースを確保している。また、このシリンダ装置30に、コイルばね25を組み込んでサスペンション7a,7bとして組立てる。この場合、コイルばね25は、軸受保持部材35の段差部35cと、前記ばね受け部49との間に、圧縮されるようにして弾発力が蓄積した状態で装着される。
With the
こうして、サスペンション7a,7bは、前記した如く外箱1の底板1aと水槽6との間の上下方向において、外箱1側にシリンダ装置30が位置した状態で、水槽6の左右両側に配置される。このサスペンション7a,7bは、何れも略上下方向に延びるように配置されるが、厳密には、誇張して説明すると正面視にて(図6(b)参照)「ハ」字状をなすように互いの離間距離が下側ほど大きくなるように傾いている。上記シャフト24、シリンダ22、磁場発生装置40、磁気粘性流体45等は、ダンパ23を構成する。
Thus, the
尚、コイル41U,41Dから夫々引出された2本のリード線46は、シリンダ22に被着したブッシュ47を介して外部に導出されている。このリード線46は、図示しない駆動回路を介して制御装置5に接続され、磁場発生装置40のコイル41への通断電制御を可能としている。図3中に示す破線矢印A1,A2は、コイル41U,41Dへの通電に伴い該コイル41U,41D周りに発生する磁気回路を示すと共に、その磁界の方向を示している。また、磁気回路A1,A2を構成するシャフト24、ヨーク42a〜42c、シリンダ22の各部材は、いずれも鉄製の磁性体にて形成されている。
The two
図4には、電気的構成を示すブロック図である。制御装置5は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、ドラム10内の洗濯物の洗濯、脱水、乾燥を行う洗濯行程〜乾燥行程を含む洗濯機の動作全般を制御する制御手段である。制御装置5は、記憶手段として、例えばROM51a、RAM51b及びEEPROM51cを有する。ROM51aには、洗濯機における洗濯運転等の運転全般を制御する制御プログラムや各種データが記憶されている。
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration. The
制御装置5には、前記操作パネル4が有する各種の操作スイッチから成る操作部52からの各種操作信号、モータ8の回転を検知するように設けた回転センサ53からの回転検知信号、水槽6の振動を検出するように設けた振動センサ20a,20bからの振動検知信号、モータ8に流れる電流を検知するように設けた電流センサ54から電流検知信号等が入力される。制御装置5は、回転センサ53からの検知信号に基づき、モータ8(ドラム10)の回転数を検知所要時間で除する演算を行い、その演算に基づきドラム10の回転速度を検知する。また、制御装置5は、振動センサ20a,20bの検出値に基づき振幅(振動値)を算出し、或は電流センサ54から電流検知信号に基づき後述のq軸電流を算出する。
The
制御装置5はモータ8をベクトル制御する。ベクトル制御では、電機子巻線に流れる電流を、界磁である永久磁石の磁束方向と、それに直交する方向とに分離してそれらを独立に調整し、磁束と発生トルクとを制御する。電流制御には、モータ8のロータ8aと共に回転する座標系、いわゆるd−q座標系で表わした電流値が用いられるが、d軸はロータに取り付けた永久磁石の作る磁束方向であり、q軸はd軸に直交する方向である。巻線に流れる電流のq軸成分であるq軸電流は回転トルクを発生させる成分であり(トルク成分電流)、同d軸成分であるd軸電流は磁束を作る成分である(励磁または磁化成分電流)。従って、ドラム10内の洗濯物の偏りによる偏荷重(つまりアンバランス状態)が生じ、その回転トルクが大きくなるとq軸電流も大きくなる。よって、q軸電流の大きさに基づいてモータ8のトルク変動の大きさを検知することができる。
The
ここで、図5は、洗濯物Wがドラム10内に偏在した位置を0度として、正面視にてドラム10が例えば時計回り方向に回転する際のトルク変動を2回転分(360度×2)、示している。同図に曲線T100で示すトルクは、洗濯物Wに作用する重力との関係上、ドラム10内の洗濯物Wが最上位置になる180度で最大となり、洗濯物Wが最下位置になる360度(0度)で最小となる。また、トルクは、同図に示すようにドラム10の1回転毎に周期的な曲線を描くように変動することから、アンバランスの位相を検出することができる。こうして電流センサ54と制御装置5は、モータ8のトルク変動を検出するトルク変動検出手段、及びドラム10の回転周期を検出する回転周期検出手段として構成されている。
Here, in FIG. 5, assuming that the position where the laundry W is unevenly distributed in the
そして、制御装置5は、上記した入力信号や検出信号、並びに予めROM51aやEEPROM56cに記憶された制御プログラム及びデータに基づいて、設定内容などを表示する表示部55、前記水槽6内に給水するように設けられた給水弁56、前記モータ8、前記排水弁15a、前記送風装置18の送風羽根18a(図1参照)を駆動するモータ18b(同図参照)、加熱装置19のヒータ19a(同図参照)、及びコイル41U,41Dを駆動する駆動回路57に駆動制御信号を与えるようになっている。
Then, the
さて、図1、図6に示すように、本実施形態の制御装置5は、左側のサスペンション7a及び右側のサスペンション7bに対して各別に可変制御を行うと共に、ドラム10の1回転毎に前記減衰力を増減させる周期的な制御を実行する。
As shown in FIGS. 1 and 6, the
具体的には例えば、ドラム10が時計回り方向に1回転する際、左側のサスペンション7aにおいては、図1(a)に示すようにアンバランスの位相が0度〜90度の範囲でコイル41U,41D(以下、単にコイル41と記す)に通電し、180度〜270度の範囲でもコイル41に通電する。右側のサスペンション7bにおいては、図1(b)に示すように、アンバランスの位相が90度〜180度の範囲でコイル41に通電し、270度〜360度の範囲でもコイル41に通電する。即ち、制御装置5は、電流センサ54から電流検知信号に基づいて、左側のサスペンション7aと右側のサスペンション7bとで交互に減衰力が高まるように、ドラム10の1/4回転ずつのオン・オフ制御を繰り返し行う。以下の作用説明でも述べるように、この周期的な制御によって、低速度領域で振動の抑制効果を極力高めることができる。
Specifically, for example, when the
次に、上記構成の作用を図7、図8も参照しながら説明する。
先ず、使用者が、洗濯機の操作部52の電源スイッチ(図示せず)をオン操作し、洗濯運転の設定操作をすると、制御装置5は、例えば前記洗濯行程〜乾燥工程の順に洗濯運転を実行する。尚、本実施形態の洗濯運転とは、前記洗濯行程〜乾燥行程のうち何れかの行程を含む運転を総称するものであり、各種の洗濯運転を包含する。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS.
First, when the user turns on a power switch (not shown) of the
サスペンション7a、7bのコイル41への通電制御は、洗濯運転中に水槽6の振動が大きくなる期間に対応して設定される。以下では、脱水行程における加速時であって、例えばドラム10の回転開始から定常回転速度に達するまで、つまりモータ8の回転速度上昇工程を例に説明する。
The energization control to the
脱水行程では、モータ8(ドラム10)の回転速度を段階的に上昇させて、洗濯物に残留する水を遠心力により振り切り排出する。この回転速度上昇工程では、特には図6(a)中、R1で示す領域において、水槽6が左右方向を主体に振動する一次共振が発生する。ここで、図6(b)に模式的に示すように、水槽6の左右振動に応動して、サスペンション7a,7bは、水槽6に連結されたシャフト24を介し、自身の下端部(前記底板1aへの取付部分)を支点として左右に揺動する。この場合、ダンパ23における磁気粘性流体45の粘性によって、シャフト24の往復動に対して摩擦抵抗を与え、水槽6の振動振幅を速やかに減衰する。
In the dehydration process, the rotational speed of the motor 8 (drum 10) is increased stepwise, and the water remaining on the laundry is spun off and discharged by centrifugal force. In this rotational speed increasing process, primary resonance is generated in which the
また、制御装置5は、当該脱水行程が開始されると、図1に示すように、左右のサスペンション7a、7bに対して、電流センサ54から電流検知信号に基づきドラム10の1/4回転毎に、コイル41への通電が互い違いに切り替わるように、通電と断電を繰り返す制御を行う。前述のように、コイル41に通電され磁場が発生すると、コイル41の周りに磁気回路A1,A2が形成されて、磁気粘性流体45の粘度が急速に高まり、シャフト24に対する抵抗を増大させる。
In addition, when the dehydration process is started, the
また、この場合、図1に示すようにアンバランスの位相に対応させて、ドラム10が1回転する間に、左側のサスペンション7aのコイル41に対するオン・オフ制御を2回行うと共に、当該通電と互い違いに通電されるように右側のサスペンション7bのコイル41へのオン・オフ制御を2回行う。このような可変制御を、ドラム10の回転に応じて周期的に繰り返す制御を実行することで、サスペンション7a、7bでは、各ダンパ23の減衰力が交互に高まる。こうして、本実施形態では、正面視にてドラム10が時計回り方向に回転する際、アンバランスの位相が0度〜90度の範囲では左側のサスペンション7aの減衰力を相対的に高め(図1(a)参照)、右側のサスペンション7bの減衰力を相対的に低くする(図1(b)参照)というように、90度毎に、両者7a、7bの各ダンパ23の減衰力を交互に高める可変制御を実行する。
Further, in this case, as shown in FIG. 1, the on / off control for the
ここで、図6(a)中、下側の2点鎖線で示す曲線S1cは、上記した周期的な制御を実行した場合における水槽6の左右方向における振動振幅を示している。上側の実線で示す曲線S2は、モータ8の回転速度上昇工程において、双方のサスペンション7a、7bのコイル41に対して通電を続けた場合(図9参照)の前記左右方向の振動振幅を示している。同図から明らかなように、水槽6の左右方向の振動に対しては、曲線S1cの周期的な制御をした方が、通電時間を半減させたにも関わらず、より高い減衰効果(低減効果)を得ている。これは、水槽6の左右方向の振動については、アンバランスの位相に対応させてドラム10が1回転する間にダンパ23の減衰力を変化させる可変制御を行うことで、その抑制効果が高まるものと解せられる。
Here, in FIG. 6A, the curve S1c indicated by the lower two-dot chain line indicates the vibration amplitude in the left-right direction of the
一方、図7(a)中、上側の2点鎖線で示す曲線S3cは、周期的な制御を実行した場合における水槽6の上下方向の振動振幅を示している。下側の実線で示す曲線S4は、モータ8の回転速度上昇工程において、双方のサスペンション7a、7bのコイル41U,41Dに対して通電を続けた場合(図9参照)の前記上下方向の振動振幅を示している。同図から明らかなように、水槽6の上下方向の振動については、各ダンパ23の減衰力を高く設定した状態を継続した方が、そのストローク方向たる上下方向の振動がより抑制されている。しかも、この傾向は、ドラム10の回転速度が高まるにつれ顕著となる。また、上記の曲線S1c〜S4を示す図8において、一次共振領域R1では、水槽6の左右方向の振幅は最も大きく、上下方向の振幅は比較的小さい。その後、ドラム10の回転速度が高まるにつれ、左右方向の振幅は緩やかに低下する一方、上下方向の振幅は徐々に増加する。
On the other hand, in FIG. 7A, a curve S3c indicated by an upper two-dot chain line indicates the vertical vibration amplitude of the
そこで、水槽6の左右方向の振動と上下方向の振動とを効果的に抑制すべく、制御装置5は、図8中、Vcで示す所定の回転速度でサスペンション7a、7bの制御パターンを切り換える。つまり、前記ROM51aには、前記所定の回転速度Vcが予め記憶されており、当該回転速度は、例えば水槽6の左右方向の共振が生じる回転速度(一次共振領域R1参照)と、上下方向の共振が生じる回転速度(二次共振領域R2参照)との間の値に設定されている。そして、制御装置5は、回転センサ53からの検知信号に基づき、ドラム10の回転速度がVcに到達したと判断すると、上記した図1に示す周期的な制御から、双方のサスペンション7a、7bのコイル41に通電し、その通電状態を継続する制御(図9参照)に切り換える。
Therefore, the
こうして、図8に破線で示すように、水槽6の共振が現れる脱水行程の一次共振領域R1では、制御装置5は、周期的な通断電制御を実行することで実質的な通電時間を半減させつつ、左右方向の振動を効果的に抑制することができる(曲線S1c参照)。また、ドラム10の回転速度がVc以上になると、制御装置5は、図9に示すように双方のサスペンション7a、7bのコイル41への通電を継続する。これにより、各サスペンション7a、7bのダンパ23の減衰力を何れも高く設定して、水槽6の上下方向の振動を小さくすることができる(図8の曲線S4参照)。こうして、二次共振領域R2以降の高速度領域(Vc以上の速度領域)にあっても、水槽6の共振の発生を回避し、ドラム10回転の立ち上がり性能を良くして、定常回転速度まで上昇させることができる。
Thus, as indicated by a broken line in FIG. 8, in the primary resonance region R1 of the dehydration process in which the resonance of the
尚、本実施形態の共振領域とは、共振点(共振周波数)を含む共振点近傍の領域であって、一次共振領域R1は、前記洗濯機に存する複数の共振点のうち比較的低い周波数領域に属する共振領域である。 The resonance region of the present embodiment is a region near the resonance point including the resonance point (resonance frequency), and the primary resonance region R1 is a relatively low frequency region among the plurality of resonance points existing in the washing machine. Is a resonance region belonging to.
以上説明したように、外箱1と水槽6との間に設けられ水槽6の振動を減衰させるサスペンション7a、7bのダンパ23と、当該ダンパ23の減衰力を可変制御する制御装置5を備え、制御装置5は、ドラム10が1回転する間にダンパ23の減衰力を変化させ、その可変制御を当該ドラム10の回転に応じて周期的に繰り返す制御の実行が可能に構成されている。
As described above, the
これによれば、洗濯機ではドラム10内の洗濯物Wの重量に起因してドラム10が1回転する間にトルク変動が生じることから、その周期に応じてダンパ23の減衰力を可変させることで、水槽6の振動を効果的に抑制することができる。つまり、ドラム10の回転に伴う周期的なトルク変動に対応するように、当該ドラム10が1回転する間に減衰力を変化させるきめ細やかな制御を行うことで振動の抑制効果を高めることができる。
According to this, in the washing machine, torque fluctuation occurs during one rotation of the
尚、一般的なサスペンションでは、水槽を支持するためにシャフトが上下方向となるように配置されることから、水槽の上下方向の振動に対しては、ダンパ本来の振動低減効果を期待できるが、それ以外の振動(左右方向の振動)に対する振動低減効果は充分ではなかった。この点、本実施形態の如く、水槽6をその正面(軸方向)から見て、左右一対のサスペンション7a,7bを備えた構成にあって、その左右のダンパ23で周期的な制御を実行することで、当該水槽6の左右方向の振動をも効果的に抑制することができる。
In addition, in a general suspension, since the shaft is arranged in the vertical direction to support the water tank, the vibration reduction effect inherent to the damper can be expected for the vibration in the vertical direction of the water tank, The vibration reduction effect with respect to other vibrations (lateral vibrations) was not sufficient. In this regard, as in the present embodiment, when the
前記ドラム10の回転周期を検出する回転周期検出手段を備え、制御装置5は、回転周期検出手段で検出された回転周期に基づいて、ダンパ23の周期的な制御を実行する。
これによれば、回転周期検出手段により、アンバランスの位相つまり実際のドラム10の回転周期に適確にあわせて、ダンパ23の減衰力を可変させることができる。従って、振動や騒音の抑制効果をより高めることができる。尚、回転周期検出手段は、電流センサ54や制御装置5に限定するものではなく、第2実施形態で説明するように、振動センサ20a,20bを用いて構成してもよい。
The
According to this, the damping force of the
前記ドラム10を回転させるモータ8及び当該モータ8のトルク変動を検出するトルク変動検出手段を備え、制御装置5は、トルク変動検出手段で検出されたトルク変動の周期に基づいて、ダンパ23の周期的な制御を実行する。
これによれば、アンバランスの位相を、トルク変動に基づき適確に把握することができ、実際のドラム10の回転周期にあわせてダンパ23の減衰力を可変させることができる。また、トルク変動検出手段を、モータ8に流れる電流を検知する電流センサ54を用いて構成する等、比較的安価で簡単な構成とすることができる。
A
According to this, the phase of the unbalance can be accurately grasped based on the torque fluctuation, and the damping force of the
前記制御装置5は、水槽6に一次共振が発生する低速度領域、つまり水槽6が主として左右方向に振動する場合にはダンパ23の周期的な制御を実行する。この低速度領域よりも高い高速度領域、つまり水槽6が主として上下方向に振動する場合にはダンパ23の減衰力を相対的に高くする制御を実行する。これによれば、高速度領域では水槽6の上下方向の振動が大きくなるため、これにあわせてダンパ23の減衰力を相対的に高め、振動の抑制効果を高めることができる。従って、水槽6の振動の検出に基づき振動が大きくなった時点で制御を変更する構成と異なり、低速度領域と高速度領域との双方で水槽6の振動の態様に応じた制御を行い、振動の発生を未然に抑制することができる。よって、水槽6と外箱1との間のギャップを、従前より小さく設定することができ、外箱1のコンパクト化を図り或はドラム10の容量を増加させることが可能となる。
The
<第2実施形態>
図10〜図11(b)は、第2実施形態を示すものであり、既述の部分と同一部分には同一符号を付す等して説明を省略し、以下異なる点につき説明する。
Second Embodiment
FIGS. 10-11 (b) shows 2nd Embodiment, and it abbreviate | omits description by attaching | subjecting the same code | symbol to the same part as the already described part, and demonstrates a different point hereafter.
図10は、洗濯物Wがドラム10内に偏在した位置を0度として、前記ドラム10が時計回り方向に回転する際の振動センサ20a,20bの出力を2回転分、示している。即ち、図10に示す曲線P100は、前記1次共振時のドラム10の回転速度に満たない回転速度(100rpm)における振動センサ20a,20bの出力を誇張して示しており、前述したトルク変動と同じ周期で出力P100が変化しているのが分かる。もっとも、図11(a)に示すように、ドラム10の回転速度が100rpmの場合、振動センサ20a,20bの出力P100は、前述したトルク変動T100よりも、その変化が小さく緩やかな曲線を描く。このように、振動センサ20a,20bは、1次共振発生前の回転速度では、出力P100の変化も小さいことから、ドラム10の回転周期の検出が困難となる虞がある。
FIG. 10 shows the outputs of the
これに対し、図10に示す曲線Pfは、1次共振時の振動センサ20a,20bの出力を示しており、曲線P100(或はトルク変動)よりも位相が90度遅れる。更に曲線P200は、1次共振時のドラム10の回転速度を超える回転速度(200rpm)における振動センサ20a,20bの出力を示しており、曲線P100(或はトルク変動)よりも位相が180度遅れる。この場合、図11(b)に示すように、ドラム10の回転速度が相対的に高いことから、振動センサ20a,20bの出力P200の変化も顕在化する。また、同図に示すように、ドラム10の回転速度が200rpmの場合、トルク変動P200の変動が小さくなる。
On the other hand, a curve Pf shown in FIG. 10 indicates the outputs of the
図10〜図11(b)を総合的に観察すると、ドラム10の回転速度が100rpmの場合、トルク変動T100を利用して電流センサ54からの電流検知信号に基づきアンバランスの位相を確実に検知することができることがわかる。また、ドラム10の回転速度が200rpmの場合、振動センサ20a,20bの出力P200は、アンバランスの位相と180度のズレが生じるが、ドラム10の回転周期を確実に検出することができる。
When observing FIGS. 10 to 11B comprehensively, when the rotational speed of the
従って、前記ROM51aに、回転周期を検出するための手段を切り換えるための指標となる回転速度(例えば振動センサ20a,20bの出力が前記位相に対して180度遅れた時点での回転速度)を記憶させておく。そして、制御装置5は、前記回転速度上昇工程において、回転センサ53からの検知信号に基づき、ドラム10の回転速度が前記180度の遅れが生じる回転速度に到達したと判断すると、回転周期検出手段を電流センサ54から振動センサ20a,20bに切り換える制御を実行する。
Accordingly, the
尚、ドラム10の回転速度が200rpmの場合、振動センサ20a,20bの出力はアンバランスの位相から180度遅れるが、図1に示すように180度周期でダンパ23の可変制御を行う場合には、当該出力に基づきアンバランスの位相を演算しなくても第1実施形態と同様の周期的な制御を行うことができる。
When the rotational speed of the
以上のように、制御装置5は、回転周期検出手段或はアンバランスの位相を検出する手段として、トルク変動検出手段たる電流センサ54と振動検出手段たる振動センサ20a,20bとを備える。そして、ドラム10の回転速度との関係において出力の変化が大きい方のセンサ54、20a,20bを選択的に使用するように構成する。これにより、ドラム10の回転速度の変化に係りなく、アンバランスの位相を正確に検出することが可能となる。
As described above, the
「周期的な可変制御」とは、前述のオン・オフ制御に限定するものではない。即ち、コイル41に流す電流の大きさを大電流IL及び小電流ISとした場合(IL>IS)、低速度領域における通電状態及び断電状態を繰り返す制御(図1参照)に代えて、ドラム10の1回転毎に大電流IL及び小電流ISの通電状態を繰り返す周期的な制御を実行するようにしてもよい。
The “periodic variable control” is not limited to the above-described on / off control. That is, when the magnitude of the current flowing through the
また、高速度領域では、低速度領域よりもダンパ23の減衰力を相対的に高くする制御を実行すればよい。具体的には、低速度領域において小電流ISでの通電状態及び断電状態を繰り返す制御を実行し、高速度領域において大電流ILでの通電状態及び断電状態を繰り返す制御を実行することで、高速度領域R2での振動や騒音を抑制することができる。
Further, in the high speed region, control for making the damping force of the
その他、サスペンション7a、7bは、夫々のコイル41を上下2段の配置としたが、例えば1個のコイル構成とする等、種々の変更が可能である。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略,置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
In addition, in the
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
図面中、1は外箱、5は制御手段(回転周期検出手段)、6は水槽、7a,7bはサスペンション、10はドラム、23はダンパ、20a,20bは回転周期検出手段(振動検出手段)、54は回転周期検出手段(トルク変動検出手段)を示す。 In the drawings, 1 is an outer box, 5 is a control means (rotation cycle detection means), 6 is a water tank, 7a and 7b are suspensions, 10 is a drum, 23 is a damper, and 20a and 20b are rotation cycle detection means (vibration detection means). , 54 indicates a rotation period detecting means (torque fluctuation detecting means).
Claims (4)
前記外箱内に設けられた水槽と、
前記水槽内に回転可能に設けられたドラムと、
前記外箱と前記水槽との間に設けられ、前記水槽の振動を減衰させるダンパと、
前記ダンパの減衰力を可変制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、脱水工程において前記ドラムが1回転する間に前記ダンパの減衰力を変化させ、その可変制御について当該ドラムの回転に応じて周期的に繰り返す制御を実行することを特徴とするドラム式洗濯機。 An outer box,
A water tank provided in the outer box;
A drum rotatably provided in the water tank;
A damper that is provided between the outer box and the water tank and attenuates the vibration of the water tank;
Control means for variably controlling the damping force of the damper,
Wherein, the drum, wherein said changing the damping force of the damper, performing periodically repeating controlled in accordance with the rotation of the drum about the variable control during the said drum rotation 1 in the dehydration step Type washing machine.
前記制御手段は、前記回転周期検出手段で検出された回転周期に基づいて、前記ダンパの周期的な制御を実行することを特徴とする請求項1記載のドラム式洗濯機。 A rotation period detecting means for detecting a rotation period of the drum;
The drum type washing machine according to claim 1, wherein the control means executes periodic control of the damper based on the rotation period detected by the rotation period detection means.
前記制御手段は、前記トルク変動検出手段で検出されたトルク変動の周期に基づいて、前記ダンパの周期的な制御を実行することを特徴とする請求項2記載のドラム式洗濯機。 The rotation period detection means includes a motor that rotates the drum and a torque fluctuation detection means that detects torque fluctuation of the motor.
The drum type washing machine according to claim 2, wherein the control means executes periodic control of the damper based on a period of torque fluctuation detected by the torque fluctuation detection means.
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