滚筒式洗衣机.pdf

本发明提供了一种既能抑制传达到洗衣机机体上的振动、又能有效地衰减盛水桶单元的振动的滚筒式洗衣机。在本发明的洗衣机中，支承轴(23)的外侧安装有液体封入式缓冲橡胶(26)，起到下部缓冲材料或上部缓冲材料的作用。这样，在脱水起动过程时，支承轴在旋转(倾斜)方向运动或者做研磨棒式摇动时，减振性能可以充分地得到发挥，有效地衰减/抑制盛水桶单元(5)的旋转振动，抑制传达到洗衣机机体上的振动，同时也抑制脱水起动过程中的盛水桶单元的旋转振动，实现了低振动化。

权利要求书
1.  一种滚筒式洗衣机，其特征在于包括：
旋转中心轴处于大致水平的方向上、收纳洗涤物并进行旋转运动的旋转滚筒；
所述旋转滚筒以旋转自如的方式设在其内部、有弹性地支承在洗衣机机体内的盛水桶单元；
驱动所述旋转滚筒旋转的电动机；
在下部对所述盛水桶单元进行弹性支承、使其振动得到衰减的阻尼装置；
设置在与所述阻尼装置同轴设置的支承轴以及所述支承轴周围的圈簧装置；
将所述阻尼装置的下端固定在所述洗衣机机体底部上的下部缓冲材料；和
将所述阻尼机构的上端固定在所述盛水桶单元下部的上部缓冲材料，
其中，所述下部缓冲材料和上部缓冲材料中的至少一方在所述支承轴的外侧安装有液体封入式缓冲橡胶。

2.  一种滚筒式洗衣机，其特征在于包括：
旋转中心轴处于大致水平的方向上、收纳洗涤物并进行旋转运动的旋转滚筒；
所述旋转滚筒以旋转自如的方式设在其内部、有弹性地支承在洗衣机机体内的盛水桶单元；
驱动所述旋转滚筒旋转的电动机；
在下部对所述盛水桶单元进行弹性支承、使其振动得到衰减的阻尼装置；
设置在与所述阻尼装置同轴设置的支承轴以及所述支承轴周围的圈簧装置；
将所述阻尼装置的下端固定在所述洗衣机机体底部上的下部缓冲材料；和
将所述阻尼机构的上端固定在所述盛水桶单元下部的上部缓冲材料，
其中，所述下部缓冲材料及所述上部缓冲材料为橡胶材料，所述橡胶材料的衰减特性系数为tan δ＝0.7±0.2。

3.  如权利要求2所述的滚筒式洗衣机，其特征在于：
所述下部缓冲材料及所述上部缓冲材料中包括：设置在与阻尼装置的支承轴相邻的内周侧的第1缓冲材料、和设在第1缓冲材料的外周侧的第2缓冲材料，
外周侧的第2缓冲材料的损失系数大于内周侧的第1缓冲材料的损失系数。

4.  如权利要求2所述的滚筒式洗衣机，其特征在于：
所述下部缓冲材料及所述上部缓冲材料中包括：设置在与阻尼装置的支承轴相邻的内周侧的第1缓冲材料、和设在第1缓冲材料的外周侧的第2缓冲材料，
外周侧的第2缓冲材料的硬度高于内周侧的第1缓冲材料的硬度。

说明书滚筒式洗衣机
技术领域
本发明涉及一种通过驱动装有洗涤物的滚筒旋转来并进行洗涤、漂洗、脱水等各种洗衣操作的滚筒式洗衣机。
背景技术
图6中示出了现有的滚筒式洗衣机1中的盛水桶单元5的支承结构截面图。如图6中所示，上述盛水桶单元5的结构为：盛水筒3内收纳有旋转滚筒2，旋转滚筒2的旋转轴2a由设置在盛水筒3后部的轴承6加以支承，旋转轴2a与旋转滚筒的驱动电动机7相连结。上述盛水桶单元5以前部翘起的状态倾斜设置在洗衣机机体8内，其重量由安装在洗衣机机体8的底座14上的左右两个防振阻尼器9加以支承。同时，洗衣机机体8的前面和背面分别架设有第一圈簧10、第二圈簧10a，对上述盛水桶单元5进行弹性支承。
图7为现有的滚筒式洗衣机中的的防震阻尼机构的结构图。如图7所示，防振阻尼器9由液压缸内封入液压油的液压阻尼机构11、和与液压阻尼机构11同轴设置的圈簧机构12构成。固定在液压阻尼机构11下端的支承轴13的外周部上设有圈簧机构12，并通过缓冲材料15固定在洗衣机机体8的底板14上。另一方面，构成液压阻尼机构11的(上方的)第2支承轴13a则通过缓冲材料15固定在盛水筒3下部的下部支持部件16上。
在上述结构中，由于旋转滚筒2是在旋转轴心呈水平方向或者相对于水平方向有倾斜的状态下设置在盛水桶单元5内的，故在使旋转滚筒2旋转实施脱水操作时，旋转滚筒2内的洗涤物会偏向下方，从而产生不平衡的状况。
如果旋转滚筒2内的洗衣物处于不平衡状况，则旋转滚筒2旋转时收纳该旋转滚筒2的盛水桶单元5就会发生很大的振动。为了抑制伴随旋转滚筒2的旋转而产生的振动，有的洗衣机中的盛水桶单元5使用了衰减系数很大的防振阻尼器9进行衰减防振支承，且为了降低振动振幅，还附加上抑制振动的重物(其中的一例可参考日本公开公报特开平06—327892)。
另外，也有的洗衣机将盛水桶单元5由防振阻尼器9从相对于其重心靠近正面的位置从下方加以支承，在正面一侧由第1圈簧10对盛水桶单元5的上部进行弹性支承，再由第2圈簧10a对盛水桶单元5的下方从背面一侧进行弹性支承(其中的一例可参考日本特开2005—137643)。
但是，上述的现有减震机构的构成部件多，且对于比方说附设有抑制振动的重物的滚筒式洗衣机来说，会导致重量增加、搬运起来困难、成本增加等问题，且架设圈簧也需要一定的空间。
而且，仅仅依靠减振系数很大的防振阻尼器9支承住盛水桶单元进行减振的话，脱水操作进入稳态旋转时(约800—1200转/分)振动传达到洗衣机机体8上的传达率将会增大，会使洗衣机的机体产生很大的振动。
并且，特别是在脱水旋转开始后至约300转/分(相当于盛水桶单元5的共振频率)的脱水起动时，盛水桶单元5将进行来回摇晃式振动。如果盛水桶单元5是单纯的上下方向振动即如图7箭头A所示的摇动的话，现有的防振阻尼器9就可以实现减振。但是，衣物若分布在旋转滚筒2的前后方向时，便会产生不平衡，会出现如图7箭头B所示的相对于重心G的来回旋转运动、或者如图7中的箭头C所示的研磨棒式的旋转。相对于这样的运动方式，在运动方向就不会取得良好的减振效果，盛水桶单元5会发生异常振动，产生异音及与其他部品发生碰撞、产生损伤。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，在不增加部品以及不增加重量的前提下，提供一种既抑制脱水稳定达到稳态时传达到洗衣机机体上的振动、又能有效地减少脱水启动时的盛水桶单元振动的滚筒式洗衣机。
为了解决上述问题，本发明的滚筒式洗衣机中包括：旋转中心轴处于大致水平的方向上、收纳洗涤物并进行旋转运动的旋转滚筒；所述旋转滚筒以旋转自如的方式设在其内部、有弹性地支承在洗衣机机体内的盛水桶单元；驱动所述旋转滚筒旋转的电动机；在下部对所述盛水桶单元进行弹性支承、使其振动得到衰减的阻尼装置；设置在与所述阻尼装置同轴设置的支承轴以及所述支承轴周围的圈簧装置；将所述阻尼装置的下端固定在所述洗衣机机体底部上的下部缓冲材料；和将所述阻尼机构的上端固定在所述盛水桶单元下部的上部缓冲材料。其中，所述下部缓冲材料和上部缓冲材料中的至少一方在所述支承轴的外侧安装有液体封入式缓冲橡胶。
采用这样的构成后，由于缓冲材料采用了液体封入式缓冲橡胶，在脱水起动时，对于难以取得防振阻尼器的减振力的支承轴的旋转方向(倾斜方向)或者对于研磨棒状摇动方向运动时，也可以确保取得充分的减振力，有效地对于盛水桶单元的旋转振动实现减振、抑制效果。另外，在正常脱水时的盛水桶主要进行的上下运动的场合下，可以抑制传达到洗衣机机体的振动，在脱水起动时又可以抑制盛水桶单元的旋转振动。
本发明的优选实施方案如下。本发明的滚筒式洗衣机包括：旋转中心轴处于大致水平的方向上、收纳洗涤物并进行旋转运动的旋转滚筒；所述旋转滚筒以旋转自如的方式设在其内部、有弹性地支承在洗衣机机体内的盛水桶单元；驱动所述旋转滚筒旋转的电动机；在下部对所述盛水桶单元进行弹性支承、使其振动得到衰减的阻尼装置；设置在与所述阻尼装置同轴设置的支承轴以及所述支承轴周围的圈簧装置；将所述阻尼装置的下端固定在所述洗衣机机体底部上的下部缓冲材料；和将所述阻尼机构的上端固定在所述盛水桶单元下部的上部缓冲材料。其中，所述下部缓冲材料和上部缓冲材料中的至少一方在所述支承轴的外侧安装有液体封入式缓冲橡胶。通过采用这样的构成，在脱水起动时发生复合振动的盛水桶单元的旋转振动可以通过封入液体流动时的粘性来进行衰减，实现低振动化。
另外，在本发明的滚筒式洗衣机中，所述下部缓冲材料及所述上部缓冲材料为衰减特性系数为tan δ＝0.7±0.2的橡胶材料。这样，脱水起动时盛水桶单元的旋转振动对于机器不产生不利影响的极限振动值、和洗衣机机体的振动值均可以设定在许容范围内，能兼顾到机体振动的恶化防止和盛水桶单元的旋转振动抑制两个方面。
另外，本发明的滚筒式洗衣机中所述的下部缓冲材料及所述上部缓冲材料中包括：设置在与阻尼装置的支承轴相邻的内周侧的第1缓冲材料、和设在第1缓冲材料的外周侧的第2缓冲材料，且外周部侧的第2缓冲材料的损失系数大于内周部侧的第1缓冲材料的损失系数，或者硬度比其高。这样，只是在盛水桶单元的支承轴大幅转动(倾斜)时或在作研磨棒式运动时，外侧的损失系数比较大的缓冲材料才起作用。
附图说明
图1为本发明实施例1中的滚筒式洗衣机的防振阻尼器构成图，
图2为本发明实施例1中的滚筒式洗衣机的防振阻尼器操作示意图，
图3为本发明实施例2中的滚筒式洗衣机的防振阻尼器构成图，
图4为本发明实施例2中的滚筒式洗衣机的损失系数与各振动值之间的关系图，
图5A为本发明实施例3中的滚筒式洗衣机的防振阻尼器的局部构成图，图5B为该防振阻尼器操作示意图，
图6为现有滚筒式洗衣机中的支承结构的截面图，
图7为现有防振阻尼器的结构图，
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明。同时需要指出的是，这样的实施例不具有限定本发明范围的作用。
(实施例1)
图1为本发明实施例1中的滚筒式洗衣机的防振阻尼器构成图。这一滚筒式洗衣机中的其他构成部分与现有的滚筒式洗衣机相同，在此不再详述。
如图1所示，本实施例1中的防振阻尼器20包括：在液压缸内封入液压油的液压阻尼机构21、和与液压阻尼机构21同轴设置的圈簧机构22。液压阻尼机构21的下端固定有支承轴23，支承轴23的外周部上设置有圈簧机构22，并借助液体封入式下部缓冲材料25固定在洗衣机机体8的固定侧的底部14上。另外，构成液压阻尼机构21的(位于上方的)第2支承轴23a垫着橡胶等缓冲材料15固定在位于盛水筒3下部的摇动侧的下部支持部件16上。
液体封入式缓冲橡胶26由由具有中空部且呈环状的弹性体构成。另外，液体封入式下部缓冲材料25通过在液体封入式缓冲橡胶26的中空部内封入粘性液压油27而构成。
下面对上述构成的操作情况进行说明。在脱水过程中从开始启动至约300转/分为止的脱水启动过程中，呈弹性支承的盛水桶单元5在围绕重心的6个自由度(空间方向3个轴与围绕这些轴的3个旋转方向)上产生共振，各个共振频率互相交连，产生了复杂的运动。例如，在250转/分左右，一般会产生以上下颠簸(上下旋转模式)方式为主的大幅振动方式。
在发生这样的振动方式的场合下，处于摇动侧的下部支承部件16在上下方向上的摇动会减少，而是会如图1的箭头方向B和C所示的那样产生在支承轴23及23a的旋转(倾斜)方向以及呈圆形或椭圆形的研磨棒式摇动，或者产生这些运动的复合摇动。
以下对本实施例的操作情况以及作用进行说明。
图2为本发明实施例1中的滚筒式洗衣机防振阻尼器的操作示意图。下面通过图2对液体封入式缓冲橡胶26以及粘性液压油27的工作情况进行说明。
在处于盛水桶单元一侧的下部支承部件16(摇动侧)产生如图1中的箭头B或C所示的倾斜摇动时，支承轴23会产生以θ角表示的倾斜。此时，液体封入式缓冲橡胶26会发生弹性变形，原先左右对称的缓冲橡胶26的断面形状会发生变性，左侧空间27a和右侧空间27b成为不同的形状。同时，由于内部的粘性液压油27会发生左右或者上下流动，由液压油的粘性产生的流动阻力将产生减振作用，使支承轴23在倾斜方向上的运动得到衰减、抑制。
这样，借助液体封入式缓冲橡胶26可以在旋转方向上实现充分的减振力，对于盛水桶单元5的旋转振动能够起到有效的减振效果。
这里，在液体封入式缓冲橡胶26的旋转方向、平移方向上的弹簧常数和损失系数可以根据目的不同通过粘性液压油27的粘度、液体封入式缓冲橡胶26的形状、硬度等自由地选择、设定。
另外，在原则上不需要减振力的稳定脱水时(800转/分～1200转/分)，支承轴23及23a上不会象脱水启动时那样在倾斜方向上产生大的摇动以及旋转运动，而主要是防振阻尼器20能起到减震作用的如图1箭头A所示的上下运动，因此依靠液体封入式缓冲橡胶26的减振力就能使对洗衣机机体8的振动传达率基本不发生增加。因此，本实施例1既可以抑制正常脱水时(800转/分～1200转/分)传达到洗衣机机体8上的振动，也可以在脱水起动时(0转/分～300转/分)抑制盛水桶单元5的旋转振动，从而实现了低振动化。
另外，本实施例中虽然仅在底部14一侧使用了液体封入式缓冲橡胶26，如果在下部支承部件16一侧也采用这样的缓冲材料15的话，可以获得更好的效果。
(实施例2)
图3为本发明的实施例2中的防振阻尼器30的结构示意图。滚筒式洗衣机的其他构成部分与图6中所示的现有技术相同，故在此不再累恕。
如图3中所示，本实施例中的防振阻尼器30包括：在液压缸内封入液压油而成的液压阻尼机构31、和与液压阻尼机构31同轴设置的圈簧机构32。液压阻尼机构31的下端固定着支承轴33，支承轴33的外周部上设置有圈簧机构22，并通过设置成上下夹住洗衣机机体8的底部14的缓冲材料35固定在洗衣机机体8的底部14。另外，液压阻尼机构31中的第2支承轴33a也通过上下夹住盛水筒3下部的下部支承部件16的缓冲材料35进行固定。
这里的缓冲材料35是损失系数为tan δ＝0.7±0.2的橡胶材料。
下面对具有以上构成的本实施例2的操作情况及效果进行说明。
首先对“损失系数”的物理意义和设定理由如下所述。
损失系数tan δ可以用下面的公式来表示：
tan δ = 1 τ 2 - 1 ]]>
这里，τ：共振时的传达率(共振倍率)
损失系数为减振特性的一个评价指标。一般来说，损失剪切弹性率(G″)与贮藏剪切弹性率(G′)之比亦即G″/G′称为损失正切(损失系数)，并用tan δ表示。损失系数表示的是在材料变形时能够吸收多少能量(转换成热)，其测定用动态粘弹性测定装置进行。tan δ值越大，能量被吸收越多，在冲击缓冲试验中的反向弹性率越少，加振试验时测得的共振倍率越低。
如前面所述的那样，上述脱水起动时的上下振动方式中，支承轴23及23a进行旋转(倒伏)方向、或如图3的箭头B或C所示的圆或椭圆形的研磨棒式摇动、或者这些摇动的复合运动，而在上下方向上却不太运动，仅仅靠原来的液压阻尼机构31的话，很难获得减振力。
因此，将支承轴23通过加入缓冲材料35进行固定之后，对于支承轴23的旋转方向具有很高的内部减振作用，能够确保产生很大的减振力，有效地抑制盛水桶单元5的振动。但是，在缓冲材料35采用橡胶材料的场合下，旋转方向和平移方向上的弹簧常数和损失系数仅由其材料和简单形状就确定。另外，损失系数太大的话，洗衣机机体8的传达率便会增加，存在机体振动情况恶化的缺点。为此，本发明的发明人通过实验得出了最合适的损失系数。
图4为本发明实施例2的防振阻尼器30的损失系数与各振动值之间的关系图。图4中，左侧的纵轴表示的是盛水桶单元5在脱水操作启动时的旋转振动值，右侧的纵轴表示的是洗衣机机体8在脱水振动时的振幅(振动值)，横轴是损失系数(即衰减常数)。
损失系数(衰减常数)小时，盛水桶单元的旋转振动虽很大，但对洗衣机机体8的振动传达率很低，故洗衣机机体8的振动很小。另一方面，损失系数变大时，盛水桶单元5的动作虽然被减振、减小，但对洗衣机机体8的振动传达率增大，洗衣机机体8的振动将会增大。
通过对图4中的盛水桶单元5的振动值和洗衣机机体8振动的极限进行对照比较，得出了这样的结论：作为既能防止机体振动恶化又能抑制盛水桶单元5的旋转振动的缓冲材料的衰减特性，损失系数的最佳范围是tan δ＝0.7±0.2。并且，从支承盛水桶单元5这一结构上看，很难采用硬度很低的橡胶。这里，假定盛水桶单元5的倾角大于或等于45度。
另外，实验还证实，在一般滚筒式洗衣机中的缓冲材料(外径φ为30mm，厚度为10mm)的情况下，即使外形、厚度发生变化，上述倾向也基本不发生变化。这样，既能够抑制在正常脱水时(800～1200转/分)传达到洗衣机机体的振动，又能够抑制脱水起动时(0～300转/分)盛水桶单元5的旋转振动，从而实现低振动化。
(实施例3)
图5A为本发明实施例3中的滚筒式洗衣机的防振阻尼器的局部结构示意图，其他构成部分与实施例1及实施例2中相同，故在此不再进行说明。如图5A所示，在防振阻尼器的支承轴33的下端部，在底部14的上下方垫有垫片37，垫片37之间设有上下两层缓冲材料36，这些缓冲材料36呈将底部14夹住的形态。
上述缓冲材料36形成双重环状，在支承轴33侧的内侧设有第1缓冲材料36a，在第一缓冲材料的外侧设有第2缓冲材料36b，形成具有不同的损失系数或不同的硬度的双重构造。另外，位于外侧的第2缓冲材料36b的形状为越向外侧厚度越小的倾斜面36c。
这里，内侧的第1缓冲材料36a的损失系数设置成比外侧的第2缓冲材料36b的损失系数要小。举例来说，外侧的第2缓冲材料36b由损失系数为tan δ＝0.7±0.2的橡胶材料构成，而内侧的第1缓冲材料36a由损失系数为tan δ＝0.1～0.4的常规橡胶材料构成。通过这样的组合，只是在支承轴33旋转量(倾斜)很大或者呈研磨棒式摇动的场合下，外侧的具有很大的损失系数的缓冲材料36b才会发生作用。
图5B为本发明的实施例3中的滚筒式洗衣机中的防振阻尼器的操作示意图。如图5中所示，当盛水桶单元的振动中产生倾斜式摇动时，支承轴33发生角度为β的倾斜。此时，若倾斜程度超过预定程度的话，垫片37的外侧将对损失系数大的位于外侧的第2缓冲材料36b进行挤压，从而产生较大的减振作用。
在通常的上下振动的情况下，损失系数小的位于内侧的第1缓冲材料36a将产生支承作用。因此，减振作用也很小，传递到洗衣机机体8的振动也将减小。
换句话说，旋转方向与平移方向上的弹簧常数与损失系数比较容易进行调整。
这样，不但能够抑制在正常脱水时(800～1200转/分)传达到洗衣机机体8上的振动，而且也能够抑制脱水起动时(0～300转/分)盛水桶单元5的旋转振动，从而可以实现低振动化。
如上所述，通过将防振阻尼器垫着缓冲材料加以固定，缓冲材料使用的是液体封入式缓冲橡胶，可以构成这样一种滚筒式洗衣机，这种洗衣机能够在无需增加部件、也不增加重量的前提下，抑制正常脱水时传达到洗衣机机体上的振动。而且，收纳有旋转滚筒的盛水桶单元5在脱水起动时产生的旋转振动也能有效地降低。
而且，由于可以将缓冲材料的损失系数(衰减系数)设定为最佳值，从而可以得到一种既能抑制脱水起动时的振动、又能减小稳态脱水时的振动的缓冲材料。
另外，本发明还提供了一种能适应脱水起动时的振动和稳态时的振动等多种振动条件的缓冲材料。
本发明除了洗衣机之外也同样适用于脱水机、离心分离机等其他机器设备中。