(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、一実施形態につき、図面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1を外殻としている。この外箱1は、直方体状を成しており、そのうちの前面部(
図2で右側)のやゝ上側に洗濯物出入口2を形成し、この洗濯物出入口2を開閉する扉3を外箱1に枢支して設けている。又、外箱1の前面部の上部には、操作パネル4を設けており、その裏側(外箱1内)に運転制御用の制御装置5を設けている。
【0012】
外箱1の内部には、水槽6を配設している。この水槽6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1内の底板部1a上に、左右一対(一方のみ図示)のサスペンション7によって前上がりの傾斜状に弾性支持している。サスペンション7の詳細については、後に述べる。
水槽6の背部には、モータ8を取付けている。このモータ8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8aの中心部に取付けた回転軸(図示省略)を、軸受ハウジング9を介して水槽6の内部に挿通している。
【0013】
水槽6の内部には、ドラム10を配設している。このドラム10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8の回転軸の先端部に取付けることにより、水槽6と同心の前上がりの傾斜状に支持している。又、その結果、ドラム10はモータ8により回転されるようになっており、従って、ドラム10は回転槽であり、モータ8はドラム10を回転させる回転槽駆動装置として機能するようになっている。
【0014】
ドラム10の周側部(胴部)には、小孔11を全域にわたって多数形成している。又、ドラム10及び水槽6は、ともに前面部に開口部12,13を有しており、そのうちの水槽6の開口部13と前記洗濯物出入口2との間を環状のベローズ14で連ねている。この結果、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の内部に連なっている。
【0015】
水槽6の最低部である底部の後部には、排水弁15を介して、外箱1外に連なる排水ホース16を接続している。又、水槽6の背部から上方そして前方には、乾燥ユニット17を配設している。この乾燥ユニット17は、除湿器18と、送風機19、及び加熱器20を有しており、ドラム10内の空気を吸引して除湿し、次いで加熱して、ドラム10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。
【0016】
ここで、サスペンション7の詳細について述べる。サスペンション7はダンパ21を有しており、このダンパ21は、
図1に示すように、主部材として、磁性材から成るシリンダ22と、同じく磁性材から成るロッド23とを具えている。このうち、シリンダ22は円筒状を成していて、下端部に取付部24を有し、この取付部24を、
図2に示すように、前記外箱1の底板部1aに、主として取付板25、クッション26,27、及びナット28で取付けている。
【0017】
これに対して、ロッド23は円棒状を成していて、上端部を、前記水槽6の左右両側における下部の前後の中間部に、主として取付板29、クッション30,31、及びナット32で取付けている。
【0018】
シリンダ22の内部には、
図1に示すように、下端部近くの一箇所に凸部33を、それより上方の上下中間部の周囲部に突出部34を、更にその直上部の一箇所に凸部35を形成している。このうち、凸部33と凸部35は、シリンダ22の各該当部を径方向の外方から内方へ押込んでハーフカットすることにより形成したものである。
【0019】
それに対して、突出部34は、シリンダ22の該当部の内周部に周方向に形成したものであって、特には、シリンダ22の全周に外方より内方へ溝36を形成することにより、シリンダ22の内方に突出させて形成したものである。なお、溝36は、この場合、シリンダ22と溝形成型との双方を回転させるローリングかしめによって形成したもので、断面V字形であるが、断面U字形など他の形状であっても良いものである。
加えて、シリンダ22の上端部の一箇所には、該シリンダ22の開放端部から軸方向の下方へU字状の欠除部37を形成している。
【0020】
一方、ロッド23には、磁場ユニット38を嵌装している。この磁場ユニット38は、リング状の中間ヨーク39と、これの上下にOリング40,41を介して配置した上下両ボビン42,43、及びこの両ボビン42,43にそれぞれあらかじめ巻装した上下両コイル44,45、上下両ボビン42,43の更に上下にOリング46,47を介して配置した上下両ヨーク48,49、下コイル45から上コイル44にかけてそれらの外側に配設したリード線50、リード線50の導出部分を覆ったブッシュ51を有し、これらをモールド樹脂52で覆って、該樹脂52を固化させることにより、一体化したものである。
【0021】
なお、中間ヨーク39と上下両ヨーク48,49は磁性材から成っており、更に、これらのヨーク39,48,49には、それらに上記モールド樹脂52を行き渡らせるための溝53,54,55,56を形成している。又、リード線50は、上下両コイル44,45に通電するためのもので、詳細にはそれら両コイル44,45に直列に通電するようになっている。
【0022】
上記磁場ユニット38における中間ヨーク39と上下両ボビン42,43及び上下両ヨーク48,49と、ロッド23との間には、微小な隙間57が存在しており、従って、ロッド23は中間ヨーク39と上下両ボビン42,43及び上下両ヨーク48,49をそれらとの間に微小な隙間57を存し貫通している。
加えて、上記磁場ユニット38の上下部である上ヨーク48の上部と下ヨーク49の下部には、上下両オイルシール58,59を密嵌しており、ロッド23はこの両オイルシール58,59に密接してそれらをも貫通しており、その上で、上述の隙間57には磁気粘性流体(MR流体)60を充填している。
【0023】
磁気粘性流体60は、既述のように、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、磁力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粘度が上昇するものである。上下両オイルシール58,59は、その磁気粘性流体60の、磁場ユニット38からの漏出を抑止すべく機能するものである。
【0024】
上記上下両オイルシール58,59の更に上下に位置してロッド23には、第2の上オイルシール61及び上軸受62を収容したケース63と、下軸受64を収容したハウジング65とを嵌装している。この場合、軸受62,64は、ともに焼結含油メタルから成るものであり、下軸受64はロッド23の磁場ユニット38より一端(下端)側を、上軸受62はロッド23の磁場ユニット38より他端(上端)側を、それぞれ軸方向(上下方向)移動可能に支承すべく機能するものである。
【0025】
又、前記下ヨーク49には下方へ突出する突起66をあらかじめ形成しており、それに対応して、ハウジング65には凹部67を形成し、これらを嵌合させて係合させることにより、下ヨーク49にハウジング65を回り止めしている。ハウジング65には又、シリンダ22の前記凸部35と対応する凹部68を形成している。
そして、ロッド23の下端部にはストップリング69を取付けて、ロッド23の抜け止めをしている。
【0026】
以上のように構成して後、ロッド23と共にハウジング65、磁場ユニット38及びケース63を、上方よりシリンダ22の内部に挿入し、ハウジング65をシリンダ22の突出部34に当接させている。これにより、ハウジング65がシリンダ22の軸方向に位置決めされ、ひいては磁場ユニット38及びケース63もシリンダ22の軸方向に位置決めされている。
【0027】
又、そのとき、ハウジング65は先に凹部67を下ヨーク49の突起66に係合させて回り止めしており、このハウジング65の凹部68をシリンダ22の凸部35に係合させている。これにより、上記ハウジング65、磁場ユニット38及びケース63がシリンダ22に回り止めされ、同時に、磁場ユニット38のブッシュ51部分(リード線50の導出部分)の位置がシリンダ22の欠除部37の位置に合致されて、その欠除部37にブッシュ51が挿入されている
この後、シリンダ22の、ケース63が収納された部分である上方の開放端部を径方向の外方よりかしめて、ケース63をシリンダ22のその開放端部により締め付け固定している。
【0028】
そして、シリンダ22の上記かしめ部(開放端部)には、それを覆うキャップ70を圧嵌している。それにより、ケース63と磁場ユニット38及びハウジング65を抜け止めすると共に、シリンダ22の前記欠除部37に挿入したブッシュ51の抜け止めをしていおり、かくして、ダンパ21を構成している。なお、シリンダ22の前記凸部33はリード線50の途中部を係留するホルダ(図示省略)を取付けるためのものである。
【0029】
キャップ70は中心部に孔71を有しており、それに対して、ケース63は中心部に前記上軸受62を収容して上方へ突出する突部63aを有していて、シリンダ22の上記かしめ部にキャップ70を圧嵌したのに伴い、突部63aが孔71を貫通してキャップ70外に突出し、その突出部にはスプリング72を被嵌している。スプリング72は圧縮コイルスプリングである。
【0030】
又、ロッド23には、ダンパ21より所定距離上方の箇所にばね座73を装着しており、このばね座73と上記キャップ70との間に上記スプリング72を介在させ、かくして、前記サスペンション7を構成し、このサスペンション7の、前記外箱1の底板部1aに対する取付け並びに前記水槽6に対する取付けにより、外箱1の底板部1a上に水槽6を弾性支持するようにしている。
【0031】
次に、上記構成の洗濯機の作用効果を述べる。
上記構成の洗濯機においては、洗濯時や脱水時もしくは乾燥時の、ドラム10を回転させる折り、該ドラム10の回転に伴い、水槽6が上下方向を主体に振動する。この水槽6の上下振動に応動して、サスペンション7では、水槽6に取付けたダンパ21のロッド23が、スプリング72を伸縮させつつ、キャップ70、上軸受62、上オイルシール61,58、上ヨーク48、上ボビン42(上コイル44)、中間ヨーク39、下ボビン43(下コイル45)、下ヨーク49、下オイルシール59、及び下軸受64を通って、シリンダ22内を上下方向(軸方向)に往復動する。
【0032】
このようにロッド23が上記各部品を通って上下方向に往復動するとき、ロッド23と上下両ヨーク48,49及び中間ヨーク39との間の隙間57に充填した磁気粘性流体60は、その粘性による摩擦抵抗でサスペンション7に減衰力を与え、水槽6の振幅を減衰させる。
しかして、このとき、中でも水槽6が共振するとき、ダンパ21の上下両コイル44,45にリード線50を介して通電(直流)をする。すると、その両コイル44,45による磁界が発生して、磁気粘性流体60に磁力が印加され、磁気粘性流体60の粘度が高まる。
【0033】
詳細には、両コイル44,45に通電したことで、ロッド23−磁気粘性流体60−上ヨーク48−シリンダ22−中間ヨーク39−磁気粘性流体60−ロッド23の磁気回路が発生すると共に、ロッド23−磁気粘性流体60−中間ヨーク39−シリンダ22−下ヨーク49−磁気粘性流体60−ロッド23の磁気回路が発生し、それぞれ磁束が通過する箇所の磁気粘性流体60の粘度が高まる。特に磁束密度の高いロッド23と上ヨーク48との間、中間ヨーク39とロッド23との間、及び下ヨーク49とロッド23との間の、各磁気粘性流体60の粘度が高まり、摩擦抵抗が増加する。
【0034】
かくして、ロッド23が前記各部品、特には上下両コイル44,45と、上ヨーク48、中間ヨーク39、及び下ヨーク49を通って上下方向に振動するとき、中でも水槽6が共振するときの、摩擦抵抗が増加することにより、減衰力が大きくなる。これにより、水槽6に振動が発生しにくくできる。
なお、水槽6の共振が現れる回転速度域以後の高速回転域では、両コイル44,45の通電をせず、あるいはその通電を少なくして、ダンパ21の減衰力を小さくし、それにより、水槽6の振動が外箱1に伝わるのを避け、更にその振動が洗濯機を設置した家屋の床面に伝わるのを避けることができる。
【0035】
このように上記構成の洗濯機では、回転槽であるドラム10を収容する水槽6の振動を減衰するダンパ21が、シリンダ22の内部に収容した上下両コイル44,45が発生する磁界により、ロッド23と上下両ヨーク48,49及び中間ヨーク39との間の磁気粘性流体60に磁力を印加して該磁気粘性流体60の粘度を高めることにより、ロッド23の往復動に対する摩擦抵抗を増加させて減衰力を大きくし、水槽6に振動が発生しにくくできるものであり、その中で、ロッド23の一端側を支承する下軸受64を収容してシリンダ22内に収容されたハウジング65の位置決め構造として、シリンダ22の内周部に突出部34を周方向に形成し、この突出部34によりハウジング65をシリンダ22の軸方向に位置決めしている。
【0036】
このようにしたことで、従来の、ハウジングの外周部に形成した溝と対応する部分においてシリンダを外方からかしめることにより、シリンダの内部におけるハウジングの位置決めをしたもののような、シリンダがハウジングの溝からずれた部分でかしめられることによる、シリンダの内部におけるハウジングの位置決め固定強度の不足、がたつきの発生、シリンダの固定位置からのハウジングの外れといった問題を起こすことがなく、シリンダ22の内部におけるハウジング65の位置決め固定が確実にできる。よって、ロッド23にヨーク49,39,48が摺動するようになることもなく、それによるロッド23に対するヨーク49,39,48の焼き付き等の不具合の発生のおそれもなくすことができる。
【0037】
又、上記構成の洗濯機では、シリンダ22の突出部34を、シリンダ22の全周に外方より溝36を形成することにより、シリンダ22の内方に突出させて形成している。これにより、突出部34をシリンダ22に点在させて形成するより精度良く且つ傾き等も生じないで形成することができ、それによって、シリンダ22内におけるハウジング65の位置決め固定も精度良くできる。又、突出部34の形成自体、容易にできる。
【0038】
加えて、上記構成の洗濯機では、ロッド23の他端側を支承する上軸受62を収容してシリンダ22の内部に収容されるケース63を具備し、そのケース63がシリンダ22をかしめて固定されるようにしている。これにより、ケース63から磁場ユニット38及びハウジング65がシリンダ22の突出部34側に押される軸方向の荷重が働き、ハウジング65の位置決め固定、ひいては上記磁場ユニット38からケース63までの位置決め固定をより強固にできる。又、この場合、シリンダ22の内部における突出部34の突出幅如何では、ハウジング65の軸方向位置に僅かながらばらつきが生じることも考えられるが、それを、上記ケース63がシリンダ22をかしめて固定される構造で吸収でき、ハウジング65の位置決めを支障なく行うことができる。
【0039】
そして又、上記構成の洗濯機では、シリンダ22の上記かしめ部を覆うキャップ70を具備している。これにより、ケース63をかしめにより固定したシリンダ22に長期の使用による疲労が生じて固定強度を低下するような場合にも、キャップ70の締め付け作用でシリンダ22を緩ませず、ケース63の固定、ひいては磁場ユニット38からハウジング65までの固定をより強固に保ち得、信頼性を良くすることができる。なお、キャップ70はシリンダ22の欠除部37の開き、ひいてはそれによるブッシュ51の抜けを防止するのにも効果を発揮する。
【0040】
更に、上記構成の洗濯機では、キャップ70が中心部に孔71を有し、その孔71を貫通してケース63の突部63aがキャップ70外に突出し、その突出部にスプリング72を被嵌させて水槽6を弾性支持するサスペンション7を組成している。これにより、スプリング72の心出しをケース63を利用して容易且つ精確に行うことができる。
【0041】
そして、上記構成の洗濯機では、ロッド23にばね座73を装着し、そのばね座73とキャップ70との間にスプリング72を介在させてサスペンション7を組成している。これにより、キャップ70に長期の使用による疲労が生じてがたつきが発生するようであっても、キャップ70の押えを水槽6を弾性支持するサスペンション7のスプリング72でなすことができるので、キャップ70の固定、ひいてはケース63から磁場ユニット38及びハウジング65までの固定がより強固にでき、信頼性を良くすることができる。
【0042】
以上説明した洗濯機は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、特に洗濯機の全体としては、ドラム式に限られず、水槽と回転槽を縦軸状に有する縦軸形洗濯機にも同様に適用して実施できるし、乾燥機能を有していなくても良い。又、コイル及びボビンは一組のみあって、その直上と直下にそれぞれヨークを一つずつ配置したものであっても良いなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
【0043】
そのほか、本発明の幾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共に、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。