洗濯機
【課題】ダンパの磁気粘性流体の二次的ダンパ力の増加を極力抑制できる洗濯機を提供する。
【解決手段】本実施形態の洗濯機は、水槽を防振支持するダンパを備えている。前記ダンパは、シリンダと、このシリンダの内部に収容され、磁界を発生するコイルおよびこのコイルの磁界を誘導するヨークと、前記コイルおよびヨーク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たシャフトと、このシャフトと前記ヨークとの間に充填され磁界の作用に応じて粘性が変化する磁気粘性流体とを備えている。そして、前記磁気粘性流体は、粒子径がほぼ一定になるように設定されている。
【解決手段】本実施形態の洗濯機は、水槽を防振支持するダンパを備えている。前記ダンパは、シリンダと、このシリンダの内部に収容され、磁界を発生するコイルおよびこのコイルの磁界を誘導するヨークと、前記コイルおよびヨーク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たシャフトと、このシャフトと前記ヨークとの間に充填され磁界の作用に応じて粘性が変化する磁気粘性流体とを備えている。そして、前記磁気粘性流体は、粒子径がほぼ一定になるように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機、例えばドラム式洗濯機においては、外箱内に、内部にドラムが配設された水槽と、その水槽を防振支持するためのダンパ（サスペンション）を備え、ドラムの回転に伴う水槽の振動を前記ダンパにより低減する構成となっている。そして、そのダンパとしては、防振性能の向上を図るために、磁界の作用に伴い粘性が変化する磁気粘性流体（ＭＲ流体）を用いたものが考えられている。このものでは、例えばシリンダ内に、磁界を発生するためのコイルを配設するとともに、このコイルを軸方向に貫通するシャフトを往復動可能に設け、そのシャフトとコイルとの間に磁気粘性流体を設けた構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の構成によれば、コイルに通電して磁界を磁気粘性流体に作用させると、磁気粘性流体は、磁界が印加作用された初期には一定の摩擦抵抗（ダンパ力）を生じて、設計上意図した偏荷重による水槽の振動を減衰させることができる。ところが、その後、磁気粘性流体によるダンパ力は、時間の経過とともに次第に二次的増加するようになる。この磁気粘性流体の二次的ダンパ力の増加の理由については、後述する。
以上のように、磁気粘性流体のダンパ力が二次的に増加すると、意図した偏荷重以上の場合にも水槽の振動の減衰を行うようになり、ダンパを含む構造物に過剰に負担がかかる不具合がある。
【０００５】
そこで、ダンパの磁気粘性流体の二次的ダンパ力の増加を極力抑制できる洗濯機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の洗濯機は、水槽を防振支持するダンパを備えている。前記ダンパは、シリンダと、このシリンダの内部に収容され、磁界を発生するコイルおよびこのコイルの磁界を誘導するヨークと、前記コイルおよびヨーク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たシャフトと、このシャフトと前記ヨークとの間に充填され磁界の作用に応じて粘性が変化する磁気粘性流体とを備えている。そして、前記磁気粘性流体は、粒子径がほぼ一定になるように設定されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態におけるサスペンションの縦断面図
【図２】要部の拡大縦断面図
【図３】サスペンションの外観斜視図
【図４】モールドコイルユニットの外観斜視図
【図５】モールドコイルユニットの縦断面図
【図６】中間部ヨークの正面図
【図７】モールドする前における中間ヨークとコイルのリード線との配置関係を示す斜視図
【図８】ドラム式洗濯機の概略構成を示す縦断側面図
【図９】磁気粘性流体の粒子径の分布図
【図１０】磁気粘性流体の粒子径が均一な場合と不均一な場合とを示す特性線図
【図１１】本実施形態の磁気粘性流体の特性線図
【図１２】異なる特性線図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、ドラム式洗濯機に適用した実施形態について図面を参照して説明する。まず、ドラム式洗濯機の概略構成を示す図８において、洗濯機の外殻を形成する外箱１の前面部（図８で右側）のほぼ中央部には、洗濯物出入口２が形成されているとともに、この洗濯物出入口２を開閉する扉３が設けられている。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（外箱１内）に運転制御用の制御装置５が設けられている。
【０００９】
外箱１の内部には、水槽６が配設されている。この水槽６は、軸方向を前後（図８では右左）とする横軸円筒状をなすものであり、外箱１の底板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態に弾性支持されている。サスペンション７の詳細構造については後述する。水槽６の背面部にはモータ８が取り付けられている。このモータ８は、例えば直流のブラシレスモータからなるもので、アウターロータ形であり、そのロータ８ａの中心部に取り付けられ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の内部に挿通している。
【００１０】
水槽６の内部には、ドラム１０が配設されている。このドラム１０も、軸方向が前後の横軸円筒状をなすものであり、その後部の中心部を前記モータ８の回転軸の先端部に連結することにより、水槽６と同軸の前上がりの傾斜状態に支持されている。この結果、ドラム１０はモータ８によりダイレクトに回転されるようになっている。したがって、ドラム１０は回転槽であり、モータ８はドラム１０を回転させるドラム駆動装置として機能する。
【００１１】
ドラム１０の周側部（胴部）には、通水および通風が可能な小孔１１が多数形成されている。これに対し、水槽６は、基本的に無孔状で、貯水可能な構成となっている。これらドラム１０および水槽６は、ともに前面に開口部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との間に、環状のべローズ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、およびドラム１０の開口部１２を介して、ドラム１０の内部に連なる形態となっている。
【００１２】
貯水可能な水槽６の最低部位には、途中に排水弁１５を介して排水管１６が接続されていて、水槽６内の水は、その排水管１６を通して機外へ排出可能となっている。この水槽６の背面側から上方および前方にわたって、乾燥装置１７が配設されている。この乾燥装置１７は、除湿器１８、送風機１９、加熱器２０、および循環ダクト２１から構成されていて、水槽６内（ドラム１０内）から排出された空気中の水分を除湿器１８において除去し、次いでその空気を加熱器２０で加熱して乾燥風を生成し、その乾燥風を水槽６内（ドラム１０内）に戻すことを繰り返す循環を行うことにより、ドラム１０内に収容された洗濯物を乾燥させるようになっている。
【００１３】
次に上記サスペンション７の構造について図１〜図７も参照して説明する。サスペンション７は、図１および図３に示すように、ダンパ２３と、圧縮コイルスプリングからなるコイルばね２４を備えている。このうち、ダンパ２３は、上下方向に延びる円筒状をなすシリンダ２５と、このシリンダ２５に沿って上下方向に延びるシャフト２６を備えていて、シャフト２６の下部がシリンダ２５内に上下方向に往復動可能に挿入されている。
【００１４】
シリンダ２５の軸方向の一端部である下端部には連結部材２８が設けられている。この連結部材２８は、蓋部２８ａと、この蓋部２８ａから下方へ突出する連結軸部２８ｂとを一体に有していて、そのうちの蓋部２８ａをシリンダ２５の下端開口部に嵌合するとともに、その蓋部２８ａの外周部をシリンダ２５の内周部に溶接（ＴＩＧ溶接）することによりシリンダ２５に固着されている。その連結部材２８の連結軸部２８ｂを、外箱１の底板１ａに固定された取付部材２９（図８参照）にゴムなどの弾性座板３０等を介してナット３１で締結することにより、シリンダ２５は、底板１ａ側の取付部材２９に連結されている。
【００１５】
前記シャフト２６の上端部には、上部連結部材３２が連結されている。この上部連結部材３２の連結軸部３２ａを、水槽６の取付部材３３（図８参照）に、前記連結軸部２８ｂと同様に、ゴムなどの弾性座板３４等を介してナット３５で締結することにより、シャフト２６は、水槽６側の取付部材３３に連結されている。上部連結部材３２の下端部にはばね受け座３６が嵌合固定されていて、このばね受け座３６とシリンダ２５の上端部との間に、前記コイルばね２４がシャフト２６を囲繞する状態で装着されている。
【００１６】
シリンダ２５内の上下方向の中間部には、環状をなす下部軸受ケース３８が収容されている。この下部軸受ケース３８の外周部には周方向に延びる溝部３９が形成されていて、シリンダ２５の周壁部のうちの前記溝部３９に対応する部分を内方へかしめることにより、下部軸受ケース３８をシリンダ２５内に固定している。かしめた部分をかしめ部４０としている。なお、下部軸受ケース３８の外周部の一箇所には、軸方向に開通した溝部３９ａ（図１参照）が形成されている。下部軸受ケース３８の内周部には、シャフト２６を軸方向（上下方向）へ往復動可能に支持する環状の軸受４１が収納固定されている。軸受４１は、例えば焼結含油メタルから構成されている。シャフト２６の下端部には抜止め部材２６ａが装着されていて、その抜止め部材２６ａが下部軸受ケース３８の下面に当接することにより、シャフト２６の上方への移動が規制されている。
【００１７】
シリンダ２５において、軸方向の他端部となる上端部の内部にも、環状をなす上部軸受ケース４２が収容されている。この上部軸受ケース４２は、これの上部に下部４２ａより外径寸法が小さな筒部４２ｂを有していて、その下部４２ａと筒部４２ｂとの間に段部４２ｃが形成されている。筒部４２ｂは、シリンダ２５から上方へ突出している。この上部軸受ケース４２における下部４２ａの外周部には、図２にも示すように溝部４３が全周にわたって形成されていて、シリンダ２５の周壁部のうちの前記溝部４３に対応する部分を内方へかしめることにより、上部軸受ケース４２をシリンダ２５の上端部に固定している。かしめた部分をかしめ部４４としている。この場合、かしめ部４４は、ローリングかしめにより全周に設けている。溝部４３にはＯリング４５が装着されていて、そのＯリング４５は、上部軸受ケース４２の溝部４３とシリンダ２５のかしめ部４４との間に挟まれて押し付けられている。
【００１８】
コイルばね２４の下端部は、上部軸受ケース４２の段部４２ｃにて受けられている。上部軸受ケース４２の内周部の上部には、シャフト２６を軸方向（上下方向）へ往復動可能に支持する環状の軸受４６が収納固定されている。この軸受４６も、下部の軸受４１と同様に、例えば焼結含油メタルから構成されている。上部軸受ケース４２の内周部において、軸受４６の下側には、環状をなす摩擦部材４７が圧入状態で収納されていて、この摩擦部材４７の内周部が、シャフト２６の外周面に摺動可能に圧接している。
【００１９】
シリンダ２５内において、下部軸受ケース３８と上部軸受ケース４２との間の部分には、モールドコイルユニット５０が収容されている。このモールドコイルユニット５０は、それら下部軸受ケース３８と上部軸受ケース４２により挟み付けられた状態で固定されている。モールドコイルユニット５０は、図１、図４、図５に示すように、下部ヨーク５１と、第１のコイル５２を巻装した第１のボビン５３と、中間部ヨーク５４と、第２のコイル５５を巻装した第２のボビン５６と、上部ヨーク５７と、これらを一体化するための成形用の樹脂５８とを備えている。樹脂５８としては、例えば熱可塑性樹脂（ナイロン、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＰ等）を用いる。モールドコイルユニット５０の軸方向の両端部となる下部ヨーク５１と上部ヨーク５７に、環状をなすシール部材５９が圧入状態で装着されている。これらシール部材５９は、前記摩擦部材４７と同じものを用いていて、内周部がシャフト２６の外周面に摺動可能に圧接している。
【００２０】
モールドコイルユニット５０は、中央部に軸方向に貫通した貫通孔６１を有し、全体として円筒状をなしていて、その貫通孔６１に、シャフト２６が軸方向に往復動可能に挿入されている。モールドコイルユニット５０の外周部には、軸方向に延びる溝部６２が形成されているとともに、その溝部６２にあって中間部ヨーク５４と対応する部位に位置させて円形の凹部６３と、この凹部６３から周方向に連なって矩形状の凹部６４が形成されている。このうちの矩形状の凹部６４から、前記第１のコイル５２と第２のコイル５５の、２本のリード線６５が外部に導出されている。各リード線６５の基端部は、図５に示すように、対応するボビン５３、５６の端板を貫通して各コイル５２、５５の端部に接続されていて、樹脂５８で覆われている。各リード線６５は、導線の周りが樹脂製のチューブ６５ａで覆われている。
【００２１】
ここで、中間部ヨーク５４には、図６および図７に示すように、外周部の１箇所に、リード線配置溝６６と渡り線配置溝６７とを有する溝部６８が形成されている。リード線配置溝６６と渡り線配置溝６７は、中間部ヨーク５４の軸方向に開通している。溝部６８の中央部には、円形のねじ孔からなる注入口６９が形成されていて、その注入口６９に、端面に六角凹部７０ａを有する円柱状のねじ７０（図４参照）が装着されている。注入口６９は、後述する磁気粘性流体を注入するためのものである。なお、中間部ヨーク５４の外周部には、図６に示すように前記溝部６８より幅狭の溝部７１が３箇所に形成されている。中間部ヨーク５４には、第１および第２のボビン５３、５６の位置決めとなる位置決め孔７２が複数形成されている。
【００２２】
第１のコイル５２と第２のコイル５５は渡り線７３（図７参照）により直列に接続されている。第１のコイル５２に接続された１本のリード線６５と、第２のコイル５５に接続された１本のリード線６５は、次のようにしてモールドコイルユニット５０から外部へ導出されている。この場合、図７に示すリード線案内部材７４を用いる。リード線案内部材７４は、合成樹脂製で、一端が開口した断面コ字形をなし、２個の孔７５と、これら孔７５間を仕切るように仕切部７６を有している。２本のリード線６５をそれぞれリード線案内部材７４の孔７５に挿入してＬ字状に屈曲させた状態で、リード線案内部材７４を、前記中間部ヨーク５４のリード線配置溝６６に配置し、また、渡り線７３を渡り線配置溝６７に配置した状態で、これらリード線配置溝６６および渡り線配置溝６７にも樹脂５８が充填される。樹脂５８は、リード線案内部材７４内にも充填される（図５参照）。
【００２３】
２本のリード線６５は、基端部が樹脂５８により覆われた状態で、図４に示すように、凹部６４からモールドコイルユニット５０の外部に導出されている。中間部ヨーク５４の他の溝部７１にも樹脂５８が充填されている。中間部ヨーク５４の外周部において前記溝部６８、７１以外の部分は、樹脂５８から露出している。モールドコイルユニット５０において、２本のリード線６５の導出部分である凹部６４に、例えばシリコーンからなる防湿材７７（図１、図２、図４、図５参照）をポッティングすることにより、防湿材７７がリード線案内部材７４の内側まで充填されて凹部６４内全体を埋めることにより、リード線６５の位置を外力に対しても安定させながら防水処理している。
【００２４】
ここで、モールドコイルユニット５０の貫通孔６１の内径寸法について説明する。図５に示すように、下部、中間部および上部の３個のヨーク５１、５４、５７の内径寸法は同じ寸法に設定されており、シャフト２６の外周面との間に例えば０．４ｍｍ程度の隙間７８が形成されるように構成されている。第１および第２の２個のボビン５３、５６の内径寸法は同じ寸法に設定され、かつ３個のヨーク５１、５４、５７の内径寸法より若干大きい寸法に設定されており、シャフト２６の外周面との間に例えば１．０ｍｍ程度の隙間７９が形成されるように構成されている。
【００２５】
そして、シャフト２６の外周面と前記３個のヨーク５１、５４、５７の内周面との間の隙間７８、およびシャフト２６の外周面と前記２個のボビン５３、５６の内周面との間の隙間７９には、磁気粘性流体８０が注入されている。なお、磁気粘性流体８０は、上下のシール部材５９の内側まで注入されている。この磁気粘性流体８０は、モールドコイルユニット５０の前記注入口６９から注入され、その注入口６９はねじ７０によって閉鎖されている。
【００２６】
磁気粘性流体８０は、ベース液例えばポリアルファオレフィンの中に強磁性粒子例えば鉄（鉄粉）および該鉄の表面を覆う界面活性剤を混合した磁性コロイド溶液であり、本実施形態では、強磁性粒子たる鉄の粒子径はほぼ一定（ほぼ均一）になるように設定（選定）されている。磁気粘性流体８０は、磁界が作用されると、強磁性粒子（鉄）が磁力線に沿って鎖状に凝集してクラスタを形成することで粘度が一時的に上昇する特性を有するものである。
【００２７】
この場合、モールドコイルユニット５０の下部および上部のシール部材５９、ならびに上部軸受ケース４２の摩擦部材４７は、磁気粘性流体８０が外部へ漏れ出ることを防止する作用と、シャフト２６との間に生ずる摩擦を利用した摩擦ダンパの作用を発揮する。また、図５に示すように、下部ヨーク５１と第１のボビン５３との間、第１のボビン５３と中間部ヨーク５４との間、中間部ヨーク５４と第２のボビン５６との間、ならびに第２のボビン５６と上部ヨーク５７との間には、それぞれシール用のＯリング８１が設けられている。これらＯリング８１も、磁気粘性流体８０が外部へ漏れ出ることを防止する機能がある。
【００２８】
シリンダ２５の周壁部における軸方向の中間部には、前記円形の凹部６３に対応する位置に、円形の孔からなるリード線引出口８２（図１、図２参照）が形成されている。このリード線引出口８２には、リード線挿通孔８３ａを有するブッシュ８３が嵌合されていて、前記２本のリード線６５が、そのブッシュ８３のリード線挿通孔８３ａを通して外部に引き出されている。この場合ブッシュ８３は、樹脂、例えばナイロン製のものを用いている。
【００２９】
シリンダ２５の外周部には、ブッシュ８３の上方（リード線引出口８２の上方）に位置させて、山形状の庇部８４が設けられている。この庇部８４は、この場合シリンダ２５の外面に接着材により接着されている。この庇部８４は、上からの水が、リード線引出口８２（リード線挿通孔８３ａ）からシリンダ２５内に浸入することを防止する。
【００３０】
また、シリンダ２５の外周部には、配線固定部材８５（図３参照）を装着していて、この配線固定部材８５に設けられた配線保持具８６により、シリンダ２５の外部に引き出されたリード線６５を保持するようにしている。なお、シリンダ２５内において連結部材２８の蓋部２８ａと下部軸受ケース３８との間には、空間部８８（図１参照）が形成されている。
【００３１】
このようなサスペンション７は、水槽６の左右両側に配設される。また、各サスペンション７から導出されたリード線６５は、図示しない駆動回路に接続される。第１および第２のコイル５２、５５は、前記制御装置５により駆動回路を介して通断電制御される。
【００３２】
なお、図８に示すように、水槽６を前方側から視て、左側壁の後側上部外面には、振動検出手段としての振動センサ９０が配設され、右側壁の前側下部外面には、振動検出手段としての振動センサ９１が配設されている。これらの振動センサ９０、９１は、水槽６の振動が閾値以上となったときに異常振動信号を制御装置５に与えるようになっている。
【００３３】
上記構成において、洗濯運転に関連する前述したサスペンション７の動作について説明する。まず、第１および第２のコイル５２、５５が通電されていない状態を考える。
ドラム１０が洗濯行程や乾燥行程においてモータ８により低速度（例えば５０〜６０ｒｐｍ）で回転駆動されることに伴い、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、外箱１の底板１ａ側に固定されたシリンダ２５に対して、水槽６側に連結されたシャフト２６がコイルばね２４を伸縮させながら上下動する。このとき、このコイルばね２４による振動低減作用に加え、摩擦部材４７、およびシール部材５９がシャフト２６に対して摩擦抵抗で減衰力を常時作用させると共に、シャフト２６と３個のヨーク５１、５４、５７、及び２個のボビン５３、５６との間に充填された磁気粘性流体８０が、その粘性による摩擦抵抗（ダンパ力）で減衰力を作用させ、水槽６の振幅を減衰させる。
【００３４】
ドラム１０がモータ８により高速度（例えば１３００ｒｐｍ）で回転駆動をされる脱水行程では、運転開始当初から前記第１および第２のコイル５２、５５に通電されるようになっている。第１および第２のコイル５２、５５が通電されると、特にヨーク５１、５４、５７を介して磁気粘性流体８０に磁界が与えられ、磁気粘性流体８０の粘度が高まる。これにより、磁気粘性流体８０の摩擦抵抗（ダンパ力）が大きくなるように増加する。かくして、シャフト２６に対する摩擦抵抗が、前述の場合（第１および第２のコイル５２、５５の非通電の場合）よりさらに増加することにより、減衰力が大きくなる。従って、水槽６の振動を効果的に減衰できる。
【００３５】
ここで、磁気粘性流体のダンパ力特性について、図９〜図１２も参照して説明する。
図１０に示すように、磁気粘性流体の強磁性流体の粒子径が均一な場合には、特性線Ｌａのように、一定の磁界が印加されると、その磁界の作用によりに一定のダンパ力を発生し、その後も前記一定の磁界が作用すれば、前記一定のダンパ力を発生し続ける。これに対して、従来のように磁気粘性流体の強磁性粒子の粒子径が不均一な場合は、特性線Ｌｂのように、一定の磁界が印加されると、その磁界の作用によりに一定のダンパ力を発生するが、その後も前記一定の磁界が作用されると、時間の経過とともにダンパ力が前記一定のダンパ力から二次的に増加するようになる。
【００３６】
この磁気粘性流体の二次的ダンパ力の増加の理由は、次のように考えられる。即ち、磁気粘性流体は、一定の磁界が作用されると、強磁性粒子が磁力線に沿って鎖状に凝集してクラスタを形成することで、粘度が一時的に増加して一定の摩擦抵抗（ダンパ力）を発生する。ところが、磁気粘性流体中の強磁性粒子の粒子径が不均一であると、一定の磁界の作用の基に、時間の経過とともに粒子径の異なる強磁性粒子も遅れて次第にクラスタに凝集（二次的凝集）して二次的にダンパ力が増大するようになるものである。
【００３７】
そこで、本実施形態では、磁気粘性流体８０の強磁性粒子たる鉄の粒子径をほぼ一定に設定（選定）したものである。ここで、「強磁性粒子たる鉄の粒子径をほぼ一定」とは、
「狙い（目標）の粒子径に対して正規分布の標準偏差値が１．０以下であること。」と定義するものとする。本実施形態では、具体的には、磁気粘性流体８０の強磁性粒子たる鉄の粒子径は、目標粒子径を２μｍとした図９に示すような分布になるように設定されている。
【００３８】
以上のように構成された磁気粘性流体８０に、前記第１および第２のコイル５２、５５に通電して磁界を作用させた場合について、図１１を参照して説明する。磁気粘性流体８０に磁界を印加作用させると（時刻ｔａ）、磁気粘性流体８０の粘度が高まり、摩擦抵抗（ダンパ力）が一時的に大きくなるように増加して一定のダンパ力を生じる。磁気粘性流体８０にそのまま一定の磁界を作用させると、特性線Ｌｃに示すように、ダンパ力は二次的に増加するようになる。これは、本実施形態の磁気粘性流体８０において、強磁性粒子たる鉄の粒子径がほぼ均一であるといえども、粒子径に若干のばらつきがあるので、強磁性流体たる鉄の一時的凝集の後に粒子径の異なる鉄の二次的凝集が僅かながら発生するからであると考えられる。
【００３９】
しかしながら、本実施形態の磁気粘性流体８０の特性線Ｌｃと従来の磁気粘性流体の特性線Ｌｂとの比較から明らかなように、磁気粘性流体８０のダンパ力の二次的増加の変化率は従来のそれよりも著しく小である。本発明者らの実験によれば、特性線Ｌｃに示すように、磁気粘性流体８０に一定の磁界を作用させた時刻ｔａから二次的に増加するダンパ力が設計上の上限値Ｌｓに達する時刻ｔｂまでの時間は3分であった。従って、本実施形態では、前記第１および第２のコイル５２、５５により磁界を発生させる連続時間は、所定時間たる例えば３分以下に設定されている。
【００４０】
さて、本実施形態では、脱水行程においては、実質的な制御として第１および第２のコイル５２、５５により磁界を断続的に発生させるようにしている。即ち、図１２に示すように、脱水行程開始と同時に第１および第２のコイル５２、５５に通電して一定の磁界を発生させて磁気粘性流体８０に印加作用させ（時刻ｔ１）、継続設定時間Ｔ１（例えば10秒）の経過後に第１および第２のコイル５２、５５を断電して磁界の発生を停止させ（時刻ｔ２）、更に、停止設定時間Ｔ２（例えば1秒以下）の経過後に第１および第２のコイル５２、５５に通電して一定の磁界を発生させて磁気粘性流体８０に印加作用させる（時刻ｔ３）、ことを繰り返すのである。
【００４１】
そして、脱水行程開始（時刻ｔ１）からモータ８により回転駆動されるドラム１０の回転速度が共振回転速度（約１００〜３００ｒｐｍ）を超えるまでの時間（約３分）が経過すると、その後は、第１および第２のコイル５２、５５を断電して磁界の発生を停止させる。従って、その後のサスペンション７の動作は、前記洗濯行程および乾燥行程時と同様である。
【００４２】
なお、上記脱水行程中において、水槽６の振動が振動センサ９０或いは９１の閾値以上となったときには、振動センサ９０或いは９１が異常振動信号を制御装置５に与えるようになっている。そして、制御装置5は、振動センサ９０或いは９１から異常振動信号が与えられると、モータ８を断電してドラム10の回転を停止させ、その後、モータ８に通電してドラム１０を低速度（例えば５０〜６０ｒｐｍ）で回転させて洗濯物の偏荷重を是正させる。そして、所定時間後、制御装置５は、上述したような脱水行程を再開させる。
【００４３】
上記した実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
サスペンション７のダンパ２３を構成する磁気粘性流体８０の強磁性粒子たる鉄の粒子径をほぼ一定に設定（選定）したので、磁気粘性流体８０の二次的ダンパ力の増加を極力防止することができる。これにより、設計上意図した偏荷重以上の場合の水槽６の振動を減衰することはなく、ダンパ２３を含む構造物に過剰に負担がかかることはなく、安全性に優れたものになる。しかも、磁気粘性流体８０に一定の磁界を作用させる連続時間は、二次的ダンパ力が上限値に達するまでの時間（例えば３分）以下に設定したので、一層安全性が向上する。
【００４４】
ところで、従来の磁気粘性流体のように二次的ダンパ力が大きく増加すると、水槽（６）の振動が振動センサ（９０、９１）の閾値（意図した偏荷重による振動）を超える場合でもこれを増加したダンパ力で減衰させてしまい、振動センサ（９０、９１）が異常振動信号を発生することはなくなる、という不具合がある。そして、その後、ドラム（１０）の回転速度が共振回転速度（約１００〜３００ｒｐｍ）を超えるまでの時間（約３分）が経過すると、その後はコイル（５２、５５）が断電されて磁界の発生が停止されるので、水槽（６）は意図した偏荷重を超える偏荷重により異常に振動して危険になる。本実施形態では、磁気粘性流体８０の二次的ダンパ力の増加が極力抑制されるので、上記従来のような不具合は生じない。
【００４５】
しかして、脱水行程では、具体的には、コイル５２、５５に断続的に通電して磁気粘性流体８０に断続的に磁界を印加作用させるようにしたので（具体的には、１０秒印加、１秒以下停止）、磁気粘性流体８０による二次的ダンパ力を平均化することができ、磁界を連続的に作用させる場合に比し、安全性が著しく向上する。
【００４６】
（その他の実施形態）
モールドコイルユニット５０において、コイルは１個のみでも３個以上でもよく、また、ヨークは２個でもそれ以上でもよい。
洗濯機の実施形態としては、いわゆる横軸型のドラム式洗濯機に限られず、縦軸型の水槽の内部に回転槽を備えるとともに、この回転槽内に撹拌体を備えたいわゆる縦軸型の洗濯機でもよい。
【００４７】
以上のように本実施形態によると、水槽を防振支持するダンパを構成する磁気粘性流体は、粒子径がほぼ一定になるように設定されているので、磁気粘性流体の二次的ダンパ力の増加を極力抑制できる。
【００４８】
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。
【符号の説明】
【００４９】
図面中、１は外箱、６は水槽、７はサスペンション、８はモータ、１０はドラム（回転槽）、２３はダンパ、２４はコイルばね、２５はシリンダ、２６はシャフト、５１は下部ヨーク、５２は第１のコイル、５４は中間部ヨーク、５５は第２のコイル、５７は上部ヨーク、８０は磁気粘性流体、９０おび９１は振動センサを示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機、例えばドラム式洗濯機においては、外箱内に、内部にドラムが配設された水槽と、その水槽を防振支持するためのダンパ（サスペンション）を備え、ドラムの回転に伴う水槽の振動を前記ダンパにより低減する構成となっている。そして、そのダンパとしては、防振性能の向上を図るために、磁界の作用に伴い粘性が変化する磁気粘性流体（ＭＲ流体）を用いたものが考えられている。このものでは、例えばシリンダ内に、磁界を発生するためのコイルを配設するとともに、このコイルを軸方向に貫通するシャフトを往復動可能に設け、そのシャフトとコイルとの間に磁気粘性流体を設けた構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の構成によれば、コイルに通電して磁界を磁気粘性流体に作用させると、磁気粘性流体は、磁界が印加作用された初期には一定の摩擦抵抗（ダンパ力）を生じて、設計上意図した偏荷重による水槽の振動を減衰させることができる。ところが、その後、磁気粘性流体によるダンパ力は、時間の経過とともに次第に二次的増加するようになる。この磁気粘性流体の二次的ダンパ力の増加の理由については、後述する。
以上のように、磁気粘性流体のダンパ力が二次的に増加すると、意図した偏荷重以上の場合にも水槽の振動の減衰を行うようになり、ダンパを含む構造物に過剰に負担がかかる不具合がある。
【０００５】
そこで、ダンパの磁気粘性流体の二次的ダンパ力の増加を極力抑制できる洗濯機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の洗濯機は、水槽を防振支持するダンパを備えている。前記ダンパは、シリンダと、このシリンダの内部に収容され、磁界を発生するコイルおよびこのコイルの磁界を誘導するヨークと、前記コイルおよびヨーク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たシャフトと、このシャフトと前記ヨークとの間に充填され磁界の作用に応じて粘性が変化する磁気粘性流体とを備えている。そして、前記磁気粘性流体は、粒子径がほぼ一定になるように設定されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態におけるサスペンションの縦断面図
【図２】要部の拡大縦断面図
【図３】サスペンションの外観斜視図
【図４】モールドコイルユニットの外観斜視図
【図５】モールドコイルユニットの縦断面図
【図６】中間部ヨークの正面図
【図７】モールドする前における中間ヨークとコイルのリード線との配置関係を示す斜視図
【図８】ドラム式洗濯機の概略構成を示す縦断側面図
【図９】磁気粘性流体の粒子径の分布図
【図１０】磁気粘性流体の粒子径が均一な場合と不均一な場合とを示す特性線図
【図１１】本実施形態の磁気粘性流体の特性線図
【図１２】異なる特性線図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、ドラム式洗濯機に適用した実施形態について図面を参照して説明する。まず、ドラム式洗濯機の概略構成を示す図８において、洗濯機の外殻を形成する外箱１の前面部（図８で右側）のほぼ中央部には、洗濯物出入口２が形成されているとともに、この洗濯物出入口２を開閉する扉３が設けられている。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（外箱１内）に運転制御用の制御装置５が設けられている。
【０００９】
外箱１の内部には、水槽６が配設されている。この水槽６は、軸方向を前後（図８では右左）とする横軸円筒状をなすものであり、外箱１の底板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態に弾性支持されている。サスペンション７の詳細構造については後述する。水槽６の背面部にはモータ８が取り付けられている。このモータ８は、例えば直流のブラシレスモータからなるもので、アウターロータ形であり、そのロータ８ａの中心部に取り付けられ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の内部に挿通している。
【００１０】
水槽６の内部には、ドラム１０が配設されている。このドラム１０も、軸方向が前後の横軸円筒状をなすものであり、その後部の中心部を前記モータ８の回転軸の先端部に連結することにより、水槽６と同軸の前上がりの傾斜状態に支持されている。この結果、ドラム１０はモータ８によりダイレクトに回転されるようになっている。したがって、ドラム１０は回転槽であり、モータ８はドラム１０を回転させるドラム駆動装置として機能する。
【００１１】
ドラム１０の周側部（胴部）には、通水および通風が可能な小孔１１が多数形成されている。これに対し、水槽６は、基本的に無孔状で、貯水可能な構成となっている。これらドラム１０および水槽６は、ともに前面に開口部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との間に、環状のべローズ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、およびドラム１０の開口部１２を介して、ドラム１０の内部に連なる形態となっている。
【００１２】
貯水可能な水槽６の最低部位には、途中に排水弁１５を介して排水管１６が接続されていて、水槽６内の水は、その排水管１６を通して機外へ排出可能となっている。この水槽６の背面側から上方および前方にわたって、乾燥装置１７が配設されている。この乾燥装置１７は、除湿器１８、送風機１９、加熱器２０、および循環ダクト２１から構成されていて、水槽６内（ドラム１０内）から排出された空気中の水分を除湿器１８において除去し、次いでその空気を加熱器２０で加熱して乾燥風を生成し、その乾燥風を水槽６内（ドラム１０内）に戻すことを繰り返す循環を行うことにより、ドラム１０内に収容された洗濯物を乾燥させるようになっている。
【００１３】
次に上記サスペンション７の構造について図１〜図７も参照して説明する。サスペンション７は、図１および図３に示すように、ダンパ２３と、圧縮コイルスプリングからなるコイルばね２４を備えている。このうち、ダンパ２３は、上下方向に延びる円筒状をなすシリンダ２５と、このシリンダ２５に沿って上下方向に延びるシャフト２６を備えていて、シャフト２６の下部がシリンダ２５内に上下方向に往復動可能に挿入されている。
【００１４】
シリンダ２５の軸方向の一端部である下端部には連結部材２８が設けられている。この連結部材２８は、蓋部２８ａと、この蓋部２８ａから下方へ突出する連結軸部２８ｂとを一体に有していて、そのうちの蓋部２８ａをシリンダ２５の下端開口部に嵌合するとともに、その蓋部２８ａの外周部をシリンダ２５の内周部に溶接（ＴＩＧ溶接）することによりシリンダ２５に固着されている。その連結部材２８の連結軸部２８ｂを、外箱１の底板１ａに固定された取付部材２９（図８参照）にゴムなどの弾性座板３０等を介してナット３１で締結することにより、シリンダ２５は、底板１ａ側の取付部材２９に連結されている。
【００１５】
前記シャフト２６の上端部には、上部連結部材３２が連結されている。この上部連結部材３２の連結軸部３２ａを、水槽６の取付部材３３（図８参照）に、前記連結軸部２８ｂと同様に、ゴムなどの弾性座板３４等を介してナット３５で締結することにより、シャフト２６は、水槽６側の取付部材３３に連結されている。上部連結部材３２の下端部にはばね受け座３６が嵌合固定されていて、このばね受け座３６とシリンダ２５の上端部との間に、前記コイルばね２４がシャフト２６を囲繞する状態で装着されている。
【００１６】
シリンダ２５内の上下方向の中間部には、環状をなす下部軸受ケース３８が収容されている。この下部軸受ケース３８の外周部には周方向に延びる溝部３９が形成されていて、シリンダ２５の周壁部のうちの前記溝部３９に対応する部分を内方へかしめることにより、下部軸受ケース３８をシリンダ２５内に固定している。かしめた部分をかしめ部４０としている。なお、下部軸受ケース３８の外周部の一箇所には、軸方向に開通した溝部３９ａ（図１参照）が形成されている。下部軸受ケース３８の内周部には、シャフト２６を軸方向（上下方向）へ往復動可能に支持する環状の軸受４１が収納固定されている。軸受４１は、例えば焼結含油メタルから構成されている。シャフト２６の下端部には抜止め部材２６ａが装着されていて、その抜止め部材２６ａが下部軸受ケース３８の下面に当接することにより、シャフト２６の上方への移動が規制されている。
【００１７】
シリンダ２５において、軸方向の他端部となる上端部の内部にも、環状をなす上部軸受ケース４２が収容されている。この上部軸受ケース４２は、これの上部に下部４２ａより外径寸法が小さな筒部４２ｂを有していて、その下部４２ａと筒部４２ｂとの間に段部４２ｃが形成されている。筒部４２ｂは、シリンダ２５から上方へ突出している。この上部軸受ケース４２における下部４２ａの外周部には、図２にも示すように溝部４３が全周にわたって形成されていて、シリンダ２５の周壁部のうちの前記溝部４３に対応する部分を内方へかしめることにより、上部軸受ケース４２をシリンダ２５の上端部に固定している。かしめた部分をかしめ部４４としている。この場合、かしめ部４４は、ローリングかしめにより全周に設けている。溝部４３にはＯリング４５が装着されていて、そのＯリング４５は、上部軸受ケース４２の溝部４３とシリンダ２５のかしめ部４４との間に挟まれて押し付けられている。
【００１８】
コイルばね２４の下端部は、上部軸受ケース４２の段部４２ｃにて受けられている。上部軸受ケース４２の内周部の上部には、シャフト２６を軸方向（上下方向）へ往復動可能に支持する環状の軸受４６が収納固定されている。この軸受４６も、下部の軸受４１と同様に、例えば焼結含油メタルから構成されている。上部軸受ケース４２の内周部において、軸受４６の下側には、環状をなす摩擦部材４７が圧入状態で収納されていて、この摩擦部材４７の内周部が、シャフト２６の外周面に摺動可能に圧接している。
【００１９】
シリンダ２５内において、下部軸受ケース３８と上部軸受ケース４２との間の部分には、モールドコイルユニット５０が収容されている。このモールドコイルユニット５０は、それら下部軸受ケース３８と上部軸受ケース４２により挟み付けられた状態で固定されている。モールドコイルユニット５０は、図１、図４、図５に示すように、下部ヨーク５１と、第１のコイル５２を巻装した第１のボビン５３と、中間部ヨーク５４と、第２のコイル５５を巻装した第２のボビン５６と、上部ヨーク５７と、これらを一体化するための成形用の樹脂５８とを備えている。樹脂５８としては、例えば熱可塑性樹脂（ナイロン、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＰ等）を用いる。モールドコイルユニット５０の軸方向の両端部となる下部ヨーク５１と上部ヨーク５７に、環状をなすシール部材５９が圧入状態で装着されている。これらシール部材５９は、前記摩擦部材４７と同じものを用いていて、内周部がシャフト２６の外周面に摺動可能に圧接している。
【００２０】
モールドコイルユニット５０は、中央部に軸方向に貫通した貫通孔６１を有し、全体として円筒状をなしていて、その貫通孔６１に、シャフト２６が軸方向に往復動可能に挿入されている。モールドコイルユニット５０の外周部には、軸方向に延びる溝部６２が形成されているとともに、その溝部６２にあって中間部ヨーク５４と対応する部位に位置させて円形の凹部６３と、この凹部６３から周方向に連なって矩形状の凹部６４が形成されている。このうちの矩形状の凹部６４から、前記第１のコイル５２と第２のコイル５５の、２本のリード線６５が外部に導出されている。各リード線６５の基端部は、図５に示すように、対応するボビン５３、５６の端板を貫通して各コイル５２、５５の端部に接続されていて、樹脂５８で覆われている。各リード線６５は、導線の周りが樹脂製のチューブ６５ａで覆われている。
【００２１】
ここで、中間部ヨーク５４には、図６および図７に示すように、外周部の１箇所に、リード線配置溝６６と渡り線配置溝６７とを有する溝部６８が形成されている。リード線配置溝６６と渡り線配置溝６７は、中間部ヨーク５４の軸方向に開通している。溝部６８の中央部には、円形のねじ孔からなる注入口６９が形成されていて、その注入口６９に、端面に六角凹部７０ａを有する円柱状のねじ７０（図４参照）が装着されている。注入口６９は、後述する磁気粘性流体を注入するためのものである。なお、中間部ヨーク５４の外周部には、図６に示すように前記溝部６８より幅狭の溝部７１が３箇所に形成されている。中間部ヨーク５４には、第１および第２のボビン５３、５６の位置決めとなる位置決め孔７２が複数形成されている。
【００２２】
第１のコイル５２と第２のコイル５５は渡り線７３（図７参照）により直列に接続されている。第１のコイル５２に接続された１本のリード線６５と、第２のコイル５５に接続された１本のリード線６５は、次のようにしてモールドコイルユニット５０から外部へ導出されている。この場合、図７に示すリード線案内部材７４を用いる。リード線案内部材７４は、合成樹脂製で、一端が開口した断面コ字形をなし、２個の孔７５と、これら孔７５間を仕切るように仕切部７６を有している。２本のリード線６５をそれぞれリード線案内部材７４の孔７５に挿入してＬ字状に屈曲させた状態で、リード線案内部材７４を、前記中間部ヨーク５４のリード線配置溝６６に配置し、また、渡り線７３を渡り線配置溝６７に配置した状態で、これらリード線配置溝６６および渡り線配置溝６７にも樹脂５８が充填される。樹脂５８は、リード線案内部材７４内にも充填される（図５参照）。
【００２３】
２本のリード線６５は、基端部が樹脂５８により覆われた状態で、図４に示すように、凹部６４からモールドコイルユニット５０の外部に導出されている。中間部ヨーク５４の他の溝部７１にも樹脂５８が充填されている。中間部ヨーク５４の外周部において前記溝部６８、７１以外の部分は、樹脂５８から露出している。モールドコイルユニット５０において、２本のリード線６５の導出部分である凹部６４に、例えばシリコーンからなる防湿材７７（図１、図２、図４、図５参照）をポッティングすることにより、防湿材７７がリード線案内部材７４の内側まで充填されて凹部６４内全体を埋めることにより、リード線６５の位置を外力に対しても安定させながら防水処理している。
【００２４】
ここで、モールドコイルユニット５０の貫通孔６１の内径寸法について説明する。図５に示すように、下部、中間部および上部の３個のヨーク５１、５４、５７の内径寸法は同じ寸法に設定されており、シャフト２６の外周面との間に例えば０．４ｍｍ程度の隙間７８が形成されるように構成されている。第１および第２の２個のボビン５３、５６の内径寸法は同じ寸法に設定され、かつ３個のヨーク５１、５４、５７の内径寸法より若干大きい寸法に設定されており、シャフト２６の外周面との間に例えば１．０ｍｍ程度の隙間７９が形成されるように構成されている。
【００２５】
そして、シャフト２６の外周面と前記３個のヨーク５１、５４、５７の内周面との間の隙間７８、およびシャフト２６の外周面と前記２個のボビン５３、５６の内周面との間の隙間７９には、磁気粘性流体８０が注入されている。なお、磁気粘性流体８０は、上下のシール部材５９の内側まで注入されている。この磁気粘性流体８０は、モールドコイルユニット５０の前記注入口６９から注入され、その注入口６９はねじ７０によって閉鎖されている。
【００２６】
磁気粘性流体８０は、ベース液例えばポリアルファオレフィンの中に強磁性粒子例えば鉄（鉄粉）および該鉄の表面を覆う界面活性剤を混合した磁性コロイド溶液であり、本実施形態では、強磁性粒子たる鉄の粒子径はほぼ一定（ほぼ均一）になるように設定（選定）されている。磁気粘性流体８０は、磁界が作用されると、強磁性粒子（鉄）が磁力線に沿って鎖状に凝集してクラスタを形成することで粘度が一時的に上昇する特性を有するものである。
【００２７】
この場合、モールドコイルユニット５０の下部および上部のシール部材５９、ならびに上部軸受ケース４２の摩擦部材４７は、磁気粘性流体８０が外部へ漏れ出ることを防止する作用と、シャフト２６との間に生ずる摩擦を利用した摩擦ダンパの作用を発揮する。また、図５に示すように、下部ヨーク５１と第１のボビン５３との間、第１のボビン５３と中間部ヨーク５４との間、中間部ヨーク５４と第２のボビン５６との間、ならびに第２のボビン５６と上部ヨーク５７との間には、それぞれシール用のＯリング８１が設けられている。これらＯリング８１も、磁気粘性流体８０が外部へ漏れ出ることを防止する機能がある。
【００２８】
シリンダ２５の周壁部における軸方向の中間部には、前記円形の凹部６３に対応する位置に、円形の孔からなるリード線引出口８２（図１、図２参照）が形成されている。このリード線引出口８２には、リード線挿通孔８３ａを有するブッシュ８３が嵌合されていて、前記２本のリード線６５が、そのブッシュ８３のリード線挿通孔８３ａを通して外部に引き出されている。この場合ブッシュ８３は、樹脂、例えばナイロン製のものを用いている。
【００２９】
シリンダ２５の外周部には、ブッシュ８３の上方（リード線引出口８２の上方）に位置させて、山形状の庇部８４が設けられている。この庇部８４は、この場合シリンダ２５の外面に接着材により接着されている。この庇部８４は、上からの水が、リード線引出口８２（リード線挿通孔８３ａ）からシリンダ２５内に浸入することを防止する。
【００３０】
また、シリンダ２５の外周部には、配線固定部材８５（図３参照）を装着していて、この配線固定部材８５に設けられた配線保持具８６により、シリンダ２５の外部に引き出されたリード線６５を保持するようにしている。なお、シリンダ２５内において連結部材２８の蓋部２８ａと下部軸受ケース３８との間には、空間部８８（図１参照）が形成されている。
【００３１】
このようなサスペンション７は、水槽６の左右両側に配設される。また、各サスペンション７から導出されたリード線６５は、図示しない駆動回路に接続される。第１および第２のコイル５２、５５は、前記制御装置５により駆動回路を介して通断電制御される。
【００３２】
なお、図８に示すように、水槽６を前方側から視て、左側壁の後側上部外面には、振動検出手段としての振動センサ９０が配設され、右側壁の前側下部外面には、振動検出手段としての振動センサ９１が配設されている。これらの振動センサ９０、９１は、水槽６の振動が閾値以上となったときに異常振動信号を制御装置５に与えるようになっている。
【００３３】
上記構成において、洗濯運転に関連する前述したサスペンション７の動作について説明する。まず、第１および第２のコイル５２、５５が通電されていない状態を考える。
ドラム１０が洗濯行程や乾燥行程においてモータ８により低速度（例えば５０〜６０ｒｐｍ）で回転駆動されることに伴い、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、外箱１の底板１ａ側に固定されたシリンダ２５に対して、水槽６側に連結されたシャフト２６がコイルばね２４を伸縮させながら上下動する。このとき、このコイルばね２４による振動低減作用に加え、摩擦部材４７、およびシール部材５９がシャフト２６に対して摩擦抵抗で減衰力を常時作用させると共に、シャフト２６と３個のヨーク５１、５４、５７、及び２個のボビン５３、５６との間に充填された磁気粘性流体８０が、その粘性による摩擦抵抗（ダンパ力）で減衰力を作用させ、水槽６の振幅を減衰させる。
【００３４】
ドラム１０がモータ８により高速度（例えば１３００ｒｐｍ）で回転駆動をされる脱水行程では、運転開始当初から前記第１および第２のコイル５２、５５に通電されるようになっている。第１および第２のコイル５２、５５が通電されると、特にヨーク５１、５４、５７を介して磁気粘性流体８０に磁界が与えられ、磁気粘性流体８０の粘度が高まる。これにより、磁気粘性流体８０の摩擦抵抗（ダンパ力）が大きくなるように増加する。かくして、シャフト２６に対する摩擦抵抗が、前述の場合（第１および第２のコイル５２、５５の非通電の場合）よりさらに増加することにより、減衰力が大きくなる。従って、水槽６の振動を効果的に減衰できる。
【００３５】
ここで、磁気粘性流体のダンパ力特性について、図９〜図１２も参照して説明する。
図１０に示すように、磁気粘性流体の強磁性流体の粒子径が均一な場合には、特性線Ｌａのように、一定の磁界が印加されると、その磁界の作用によりに一定のダンパ力を発生し、その後も前記一定の磁界が作用すれば、前記一定のダンパ力を発生し続ける。これに対して、従来のように磁気粘性流体の強磁性粒子の粒子径が不均一な場合は、特性線Ｌｂのように、一定の磁界が印加されると、その磁界の作用によりに一定のダンパ力を発生するが、その後も前記一定の磁界が作用されると、時間の経過とともにダンパ力が前記一定のダンパ力から二次的に増加するようになる。
【００３６】
この磁気粘性流体の二次的ダンパ力の増加の理由は、次のように考えられる。即ち、磁気粘性流体は、一定の磁界が作用されると、強磁性粒子が磁力線に沿って鎖状に凝集してクラスタを形成することで、粘度が一時的に増加して一定の摩擦抵抗（ダンパ力）を発生する。ところが、磁気粘性流体中の強磁性粒子の粒子径が不均一であると、一定の磁界の作用の基に、時間の経過とともに粒子径の異なる強磁性粒子も遅れて次第にクラスタに凝集（二次的凝集）して二次的にダンパ力が増大するようになるものである。
【００３７】
そこで、本実施形態では、磁気粘性流体８０の強磁性粒子たる鉄の粒子径をほぼ一定に設定（選定）したものである。ここで、「強磁性粒子たる鉄の粒子径をほぼ一定」とは、
「狙い（目標）の粒子径に対して正規分布の標準偏差値が１．０以下であること。」と定義するものとする。本実施形態では、具体的には、磁気粘性流体８０の強磁性粒子たる鉄の粒子径は、目標粒子径を２μｍとした図９に示すような分布になるように設定されている。
【００３８】
以上のように構成された磁気粘性流体８０に、前記第１および第２のコイル５２、５５に通電して磁界を作用させた場合について、図１１を参照して説明する。磁気粘性流体８０に磁界を印加作用させると（時刻ｔａ）、磁気粘性流体８０の粘度が高まり、摩擦抵抗（ダンパ力）が一時的に大きくなるように増加して一定のダンパ力を生じる。磁気粘性流体８０にそのまま一定の磁界を作用させると、特性線Ｌｃに示すように、ダンパ力は二次的に増加するようになる。これは、本実施形態の磁気粘性流体８０において、強磁性粒子たる鉄の粒子径がほぼ均一であるといえども、粒子径に若干のばらつきがあるので、強磁性流体たる鉄の一時的凝集の後に粒子径の異なる鉄の二次的凝集が僅かながら発生するからであると考えられる。
【００３９】
しかしながら、本実施形態の磁気粘性流体８０の特性線Ｌｃと従来の磁気粘性流体の特性線Ｌｂとの比較から明らかなように、磁気粘性流体８０のダンパ力の二次的増加の変化率は従来のそれよりも著しく小である。本発明者らの実験によれば、特性線Ｌｃに示すように、磁気粘性流体８０に一定の磁界を作用させた時刻ｔａから二次的に増加するダンパ力が設計上の上限値Ｌｓに達する時刻ｔｂまでの時間は3分であった。従って、本実施形態では、前記第１および第２のコイル５２、５５により磁界を発生させる連続時間は、所定時間たる例えば３分以下に設定されている。
【００４０】
さて、本実施形態では、脱水行程においては、実質的な制御として第１および第２のコイル５２、５５により磁界を断続的に発生させるようにしている。即ち、図１２に示すように、脱水行程開始と同時に第１および第２のコイル５２、５５に通電して一定の磁界を発生させて磁気粘性流体８０に印加作用させ（時刻ｔ１）、継続設定時間Ｔ１（例えば10秒）の経過後に第１および第２のコイル５２、５５を断電して磁界の発生を停止させ（時刻ｔ２）、更に、停止設定時間Ｔ２（例えば1秒以下）の経過後に第１および第２のコイル５２、５５に通電して一定の磁界を発生させて磁気粘性流体８０に印加作用させる（時刻ｔ３）、ことを繰り返すのである。
【００４１】
そして、脱水行程開始（時刻ｔ１）からモータ８により回転駆動されるドラム１０の回転速度が共振回転速度（約１００〜３００ｒｐｍ）を超えるまでの時間（約３分）が経過すると、その後は、第１および第２のコイル５２、５５を断電して磁界の発生を停止させる。従って、その後のサスペンション７の動作は、前記洗濯行程および乾燥行程時と同様である。
【００４２】
なお、上記脱水行程中において、水槽６の振動が振動センサ９０或いは９１の閾値以上となったときには、振動センサ９０或いは９１が異常振動信号を制御装置５に与えるようになっている。そして、制御装置5は、振動センサ９０或いは９１から異常振動信号が与えられると、モータ８を断電してドラム10の回転を停止させ、その後、モータ８に通電してドラム１０を低速度（例えば５０〜６０ｒｐｍ）で回転させて洗濯物の偏荷重を是正させる。そして、所定時間後、制御装置５は、上述したような脱水行程を再開させる。
【００４３】
上記した実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
サスペンション７のダンパ２３を構成する磁気粘性流体８０の強磁性粒子たる鉄の粒子径をほぼ一定に設定（選定）したので、磁気粘性流体８０の二次的ダンパ力の増加を極力防止することができる。これにより、設計上意図した偏荷重以上の場合の水槽６の振動を減衰することはなく、ダンパ２３を含む構造物に過剰に負担がかかることはなく、安全性に優れたものになる。しかも、磁気粘性流体８０に一定の磁界を作用させる連続時間は、二次的ダンパ力が上限値に達するまでの時間（例えば３分）以下に設定したので、一層安全性が向上する。
【００４４】
ところで、従来の磁気粘性流体のように二次的ダンパ力が大きく増加すると、水槽（６）の振動が振動センサ（９０、９１）の閾値（意図した偏荷重による振動）を超える場合でもこれを増加したダンパ力で減衰させてしまい、振動センサ（９０、９１）が異常振動信号を発生することはなくなる、という不具合がある。そして、その後、ドラム（１０）の回転速度が共振回転速度（約１００〜３００ｒｐｍ）を超えるまでの時間（約３分）が経過すると、その後はコイル（５２、５５）が断電されて磁界の発生が停止されるので、水槽（６）は意図した偏荷重を超える偏荷重により異常に振動して危険になる。本実施形態では、磁気粘性流体８０の二次的ダンパ力の増加が極力抑制されるので、上記従来のような不具合は生じない。
【００４５】
しかして、脱水行程では、具体的には、コイル５２、５５に断続的に通電して磁気粘性流体８０に断続的に磁界を印加作用させるようにしたので（具体的には、１０秒印加、１秒以下停止）、磁気粘性流体８０による二次的ダンパ力を平均化することができ、磁界を連続的に作用させる場合に比し、安全性が著しく向上する。
【００４６】
（その他の実施形態）
モールドコイルユニット５０において、コイルは１個のみでも３個以上でもよく、また、ヨークは２個でもそれ以上でもよい。
洗濯機の実施形態としては、いわゆる横軸型のドラム式洗濯機に限られず、縦軸型の水槽の内部に回転槽を備えるとともに、この回転槽内に撹拌体を備えたいわゆる縦軸型の洗濯機でもよい。
【００４７】
以上のように本実施形態によると、水槽を防振支持するダンパを構成する磁気粘性流体は、粒子径がほぼ一定になるように設定されているので、磁気粘性流体の二次的ダンパ力の増加を極力抑制できる。
【００４８】
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。
【符号の説明】
【００４９】
図面中、１は外箱、６は水槽、７はサスペンション、８はモータ、１０はドラム（回転槽）、２３はダンパ、２４はコイルばね、２５はシリンダ、２６はシャフト、５１は下部ヨーク、５２は第１のコイル、５４は中間部ヨーク、５５は第２のコイル、５７は上部ヨーク、８０は磁気粘性流体、９０おび９１は振動センサを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽を防振支持するダンパを備えた洗濯機において、
前記ダンパは、
シリンダと、
このシリンダの内部に収容され、磁界を発生するコイルおよびこのコイルの磁界を誘導するヨークと、
前記コイルおよびヨーク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たシャフトと、
このシャフトと前記ヨークとの間に充填され磁界の作用に応じて粘性が変化する磁気粘性流体とを備え、
前記磁気粘性流体は、粒子径がほぼ一定になるように設定されていることを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
コイルにより磁界を発生させる連続時間は、所定時間以下に設定されていることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
コイルは、磁界を断続的に発生するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機。
【請求項１】
水槽を防振支持するダンパを備えた洗濯機において、
前記ダンパは、
シリンダと、
このシリンダの内部に収容され、磁界を発生するコイルおよびこのコイルの磁界を誘導するヨークと、
前記コイルおよびヨーク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たシャフトと、
このシャフトと前記ヨークとの間に充填され磁界の作用に応じて粘性が変化する磁気粘性流体とを備え、
前記磁気粘性流体は、粒子径がほぼ一定になるように設定されていることを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
コイルにより磁界を発生させる連続時間は、所定時間以下に設定されていることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
コイルは、磁界を断続的に発生するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−５５６１９（Ｐ２０１２−５５６１９Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４２８２（Ｐ２０１０−２０４２８２）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０２２８５６６４）東芝コンシューマエレクトロニクス・ホールディングス株式会社 (2,480)
【出願人】（５０３３７６５１８）東芝ホームアプライアンス株式会社 (2,436)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０２２８５６６４）東芝コンシューマエレクトロニクス・ホールディングス株式会社 (2,480)
【出願人】（５０３３７６５１８）東芝ホームアプライアンス株式会社 (2,436)
【Ｆターム（参考）】
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