JP6121996B2 - アクチュエータを有する家庭用電気製品 - Google Patents

Description

本発明はベースフレーム及びベースフレームに接続されたアクチュエータを有する家庭用電気製品に関する。

コーヒーメーカ又は衣服の手入れのためのスチームアイロン等の家庭用電気製品がコーヒー作り及びアイロン掛けをそれぞれ容易にするためにユーザによって使用されている。

特許文献１は、ソールプレート、水リザーバ及びボイラを有するスチームアイロンを開示し、プランジャポンプが水リザーバからスチームジェネレータに水を送り出すように配置される。

動作中、例えば、ユーザが衣服に蒸気を加える場合、アクチュエータ、すなわちプランジャポンプは、水リザーバからボイラに水を送り出すためにプランジャを往復動させる。このボイラは次に蒸気を衣服に供給する。スチームアイロン又はコーヒー製造装置の動作プランジャポンプは、家庭用電気製品のユーザ及びユーザの周囲にいる人々をうるさがらせ得る音及び振動を発生させ、ユーザフレンドリではない。

ＥＰ０１３５４８４

したがって、本発明の目的は、動作中、減少したレベルの音及び振動を有する家庭用電気製品を提供することである。

本発明によれば、この及び他の目的は、ベースフレーム、ベースフレームに接続されたアクチュエータを有し、アクチュエータは駆動部材を備え、アクチュエータは駆動部材の往復動のために構成されている、家庭用電気製品によって達成され、家庭用電気製品はさらにサブフレーム及び弾性部材を有し、アクチュエータはサブフレームに取り付けられるとともに弾性部材はサブフレームをベースフレームに移動可能に取り付けるように、サブフレームとベースフレームとの間に配置される。アクチュエータは、例えば、プランジャ又はピストンポンプ又はダイアフラムポンプであり得る。駆動部材は往復動プランジャであり得る。

一般的に、家庭用電気製品に起因する騒音は、空気伝搬音及び構造伝搬音と推測され得る。アクチュエータによって引き起こされる家庭用電気製品のベースフレームへの振動エネルギの伝達を減らすことによって、構造伝搬音は実質的に減らされ得る。

この構成において、アクチュエータの振動エネルギは、動いているサブフレームの運動エネルギとして蓄積されるので、アクチュエータによって引き起こされるベースフレームへの振動の伝達は減らされ、したがって構造伝搬音が減らされ、家庭用電気製品のより低い騒音レベルをもたらす。

往復動アクチュエータによって引き起こされる弾性部材及びサブフレームを経由するベースフレームへの振動の伝達は、まず第１に、式Ｆ＝ｍ・ａによってモデル化され得る；ここで、
Ｆは駆動力を表し、
ｍはサブフレームの全質量を表し、
ａはサブフレームの加速度を表す。

サブフレームの質量又は慣性を増加させることによって、サブフレームの加速度、したがってベースフレームに与えられる力が減らされる。

特許文献１はスチームアイロンを開示し、ピストンポンプが往復動するピストンポンプの騒音レベルを減らすために２つの離間されたゴムフランジによって支持される。その配置では、ゴムフランジは、エネルギを吸収するがそれでもピストンポンプからフレームに減少した振動を伝達する。さらに、その文献はサブフレームを開示していない。

家庭用電気製品のさらなる実施形態では、弾性部材は、サブフレームの横方向運動及び／又はベースフレームの平面に対して直角な回転軸周りのサブフレームの回転を可能にするように構成されるとともに配置される。

家庭用電気製品の他の実施形態では、回転軸はアクチュエータを含むサブフレームの重心を通る。この配置では、動荷重は支持部に対して対称である。

他の実施形態では、弾性部材は、少なくとも１つのエラストマーマウントを有する。実施形態では、マウントは、サブフレームの重量が３又は４つのゴム又はエラストマーマウント上に均一に分布されるように、配置される。

家庭用電気製品のさらなる実施形態では、家庭用電気製品は、サブフレームに取り付けられ、水を加熱する又は蒸気発生のためのボイラを有する。代替実施形態では、フロースルーヒータがボイラの代わりに設けられ得る。以下では、ボイラ及びフロースルーヒータは均等物と見なされる。他の水加熱装置が実装され得ることも考えられる。他の水加熱装置に対して、以下を準用する。このような装置では、ボイラ又はフロースルーヒータの質量はサブフレームの質量に加わる。サブフレームにより多くの重量を加えることによって、アクチュエータによって生じる加速度はより小さくなり、ベースフレームにおいて伝達される振動もまた、柔軟な支持のためにより小さくなり、より小さい音がベースフレーム及び取り付けられた構成要素／ハウジングから放射される。

家庭用電気製品のさらなる実施形態では、アクチュエータは、高圧耐性チューブを介してボイラ又はフロースルーヒータに動作可能に接続される。この配置では、理想的には、ボイラ、又は代替的にはフロースルーヒータ、及びアクチュエータの振動は、振幅及び位相が同一である。

したがって、アクチュエータがプランジャポンプである場合、プランジャポンプの出口からボイラに接続される高圧耐性チューブはそのときボイラ及びポンプに対して静止しているのに対し、従来の製品では、ボイラはベースフレームに配置され、これはチューブの漏れ及び振動するチューブからの騒音の発生をもたらし得る。

家庭用電気製品の他の実施形態では、家庭用電気製品はさらに、サブフレームに設けられた水リザーバを有し、水リザーバは可撓性チューブを介してアクチュエータに動作可能に接続される。この配置でも、より多くの質量又は慣性がサブフレームに加えられ、アクチュエータによって生じるサブフレームの加速度はより小さくなる。

家庭用電気製品の他の実施形態では、水リザーバはサブフレームに取り外し可能に取り付けられる。この配置は、水リザーバをサブフレームから取り外すことによって水リザーバの簡単な補充を可能にする。

家庭用電気製品の他の実施形態では、可撓性チューブは、コルゲートチューブを含む。コルゲートチューブは、より柔軟であるとともにアクチュエータからベースフレームへのコルゲートチューブ及び水リザーバを介した振動の伝達を減らす。

家庭用電気製品の他の実施形態では、アクチュエータは、プランジャポンプ又はダイアフラムポンプである。

本発明のこれらの及び他の特徴並びに効果は、図面を参照して以下により詳細に説明されるであろう。この図面には、本発明の好適且つ例示的な実施形態が示される。

当業者は、本発明の他の代替及び均等な実施形態が、本発明の範囲から逸脱することなしに考えられることができ且つ実施されることができることを理解するであろう。

図１は、スチームアイロンの概略図を示す。 図２は、スチームアイロンのサブフレームのエラストマーマウントの配置の概略図を示す。 図３は、スチームアイロン用エラストマーマウントの断面の概略図を示す。 図４は、コーヒー製造装置の概略図を示す。 図５は、コーヒー製造装置用エラストマーマウントの概略図を示す。

図面において、同様の番号は類似する構成要素を示す。

図１は、ベースフレーム、例えばハウジング３、アクチュエータ及び剛体サブフレーム７を有するスチームアイロンを示す。アクチュエータは、剛体サブフレーム７を介してハウジング３に接続されたプランジャポンプ５であり得る。剛体サブフレーム７は、長方形の鋼板又は強化プラスチック板であり得る。スチームアイロン１は、ハウジング３に取り外し可能に取り付けられる水リザーバ９を備える。水リザーバ９の出口は、可撓性チューブ又はコルゲートチューブ１１を経由してプランジャポンプ５の入口に接続される。さらに、スチームアイロン１は、水を加熱する又は蒸気の発生のためのボイラ１３を有し得る。ボイラ１３の入口は、高圧耐性チューブ１５を経由してプランジャポンプ５の出口に接続される。ボイラ１３の出口は、アイロン１９に蒸気を供給するために、さらなる高圧耐性チューブ１７を経由してアイロン１９に接続される。プランジャポンプ５は、ソレノイド８及びソレノイドと協働するプランジャ６を有する。動作中、プランジャポンプ５は通常、配電線の周波数、例えば５０又は６０Ｈｚで往復動している。

スチームアイロン１はさらに、弾性部材、例えばエラストマーマウント、２１、２３、２５、２７を有し、それによってプランジャポンプ５はサブフレーム７に取り付けられ、サブフレーム７は、エラストマーマウント２１、２３、２５、２７を介してハウジング３に移動可能に取り付けられる。エラストマーマウント２１、２３、２５、２７は、サブフレームの横方向の運動及び／又はサブフレーム７に直角な軸周りのサブフレームの回転を可能にする。

図２は、サブフレーム７の断面及びエラストマーマウント２１、２５、２３、２７の配置を示す。４つのエラストマーマウント２１、２５、２３、２７は、剛体サブフレーム７のそれぞれの角に位置する。

図３は、エラストマーマウント２１、２３、２５及び２７の１つの詳細な断面を示す。エラストマーマウント２１は、ディスク形状であり得るとともに、接続部材、例えばマウント２１の中心のネジ２９によってベースフレーム７に取り付けられる。エラストマーマウント２１は、ネジ２９が、例えば衝撃試験中等、エラストマーマウント２１への大きい力のために、エラストマーマウント２１を押し通されることを防ぐために、キャップ３１を備える。キャップは、ポリマーで作られ得る。

エラストマーマウント２１、２３、２５及び２７の材料は、ミッドレンジの硬度（５０−５０ Ｓｈ−Ａ）のエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）又はニトリルポリマーゴム（ＮＰＲ）のような合成材料を含み得る。

合成材料の一部は、サブフレーム７のｘ、ｙ方向の十分なたわみ又はサブフレーム７の平面内の回転を可能にするように、ディスク２１の内部から除去され得る。

スチームアイロンのサブフレーム７は、エラストマーマウント２１の部分３５の上に支えられる。エラストマーマウント２１がハウジング３に支えられるポイントとサブフレーム７が支えられるエラストマーマウントのポイントとの間のエラストマーマウント２１の部分３５の長さＬは、この部分の最大の搖動及びハウジング３内のサブフレーム7のこの搖動に関連する水平運動を決定する。エラストマーマウント２１の側部とハウジング３との間の水平断面に沿った距離ｄは、ハウジング３に当たって跳ね返ることなしにハウジング内でのサブフレーム７の水平運動を可能にするよう十分大きくなるべきである。実施形態では、長さＬは１ｃｍ、距離ｄは１ｍｍである。

この配置では、往復動するプランジャポンプ５からハウジング３への振動の伝達は、実質的に減少し、したがって、ハウジング３により生じる構造伝搬音は減少する。

水リザーバ９及びボイラ１３を取り付けることによりサブフレーム７の質量を増加させることによって、サブフレーム加速度は減少し、ハウジングに伝達される振動は減少する。サブフレーム及びエラストマーマウントのシステムはさらに、振り子システムの糸としてモデル化され得る。このような振り子システムの固有振動数ｆｎは、

によって与えられることができ、
ここでＬは、エラストマーマウント２１がハウジング３に支えられるポイントとサブフレーム７が支えられるエラストマーマウントのポイントとの間のエラストマーマウント２１の部分３５の長さを示し、
ｇは重力の定数を示す。

さらに、水を加熱する又は蒸気発生のためのボイラ１３はサブフレーム７に取り付けられる。この配置の利点は、ボイラ１３の質量がサブフレーム７の質量に加わることである。サブフレーム７により多くの重量を加えることによって、往復動するプランジャによって生じるサブフレーム７の加速度はより小さくなり、ハウジングへの伝達力は減少する。

この配置のさらなる利点は、理想的には、ボイラ１３及びプランジャの振動が振幅及び位相において同一であり、プランジャポンプ５の出口からボイラ１３に接続された高圧耐性チューブ１５がボイラ１３及びポンプ５に対して静止し、高圧耐性チューブ１５のより少ない摩耗をもたらす。この摩耗は、チューブの漏れを引き起こし得る。さらに、この配置では、静止した高圧チューブ１５は、より少ない振動にさらされ、より小さい騒音を放射する。

実施形態では、プランジャポンプ５、ボイラ１３及びサブフレーム７の質量及び形状は、重心が垂直な回転軸とサブフレームの交差部と一致するように、寸法決めされるとともにサブフレーム７に配置され、その結果サブフレームの動荷重は弾性マウント２１、２３、２５及び２７に対して対称である。

図４は、ベースフレーム、例えばハウジング４１、アクチュエータ及び剛体サブフレーム７を有するコーヒー製造装置４０を示す。アクチュエータは、剛体サブフレーム７を介してハウジング４１に接続されたプランジャポンプ５であり得る。コーヒー製造装置４０は、ハウジング４１に取り外し可能に取り付けられる水リザーバ９を備え、水リザーバ９の出口は、低圧チューブ又はコルゲートチューブ１１を経由してプランジャポンプ５の入口に接続される。さらに、コーヒー製造装置４０は、水を加熱するためのボイラ１３を有する。ボイラ１３は、剛体サブフレーム７に設置される。ボイラ１３の入口は、高圧耐性チューブ１５を経由してプランジャポンプ５の出口に接続される。ボイラ１３の出口は、熱水を供給するために、チューブ４２を経由してコーヒーパッドホルダ４４に接続される。動作中、プランジャポンプ５は通常、配電線の周波数、例えば５０又は６０Ｈｚで往復動している。

コーヒー製造装置４０はさらに、プランジャポンプ５からハウジング４１への振動の伝達を減少させるための弾性部材、例えばエラストマーマウント４６を有する。プランジャポンプ５はサブフレーム７に取り付けられ、サブフレーム７はエラストマーマウント４６を介してハウジング４１のロッドに移動可能に取り付けられる。エラストマーマウント４６は、サブフレーム７の中心に配置され得る。エラストマーマウント４６は、サブフレーム７の横方向の運動及び／又はサブフレーム７に直角な軸周りのサブフレームの回転を可能にする。

サブフレーム７を経由するハウジング４１への往復動するプランジャ８の振動の伝達の低減のためのエラストマーマウント４６及びサブフレーム７の寸法決定は、図２に関連して記載された実施形態に関連して上で説明される。

図５は、コーヒー製造装置４０での使用のためのエラストマーマウント４６の断面を示す。エラストマーマウント４６は、キャップ４３及びネジ４４によってハウジングに接続される。エラストマーマウント４６は、ミッドレンジの硬度（５０−５０ Ｓｈ−Ａ）のエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）又はニトリルポリマーゴム（ＮＰＲ）のような合成材料を含み得る。

スチームアイロン１及びコーヒー製造装置４０の上述の実施形態では、プランジャポンプ５はダイヤフラムポンプによって置き換えられ得る。

本発明の実施形態が添付の図面を参照して説明されたが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことが理解されるべきである。様々な変形又は修正が、特許請求の範囲に定められた本発明の範囲又は精神から逸脱することなしに、当業者によってもたらされ得る。したがって、本明細書を通した「１つの実施形態」又は「実施形態」への参照は、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造又は性質が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、この明細書に渡る様々な場所での「１つの実施形態では」又は「実施形態では」の句の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、又は性質が１つ又は複数の実施形態に任意の適切な方法で組み合わせられ得ることが留意される。

Claims (8)

1. − ベースフレームと、
   − アクチュエータと、
   を有する家庭用電気製品であって、
   − 前記アクチュエータは駆動部材を備え、前記アクチュエータは前記駆動部材の往復動のために構成され、
   前記家庭用電気製品はさらに、サブフレーム及び弾性部材を有し、前記アクチュエータは前記サブフレームに取り付けられるとともに、前記弾性部材は、前記サブフレームを前記ベースフレームに移動可能に取り付けるように、前記サブフレームと前記ベースフレームとの間に配置され、
   前記家庭用電気製品はさらに、前記サブフレームに取り付けられる、水を加熱する又は蒸気発生のためのボイラ又はフロースルーヒータを有し、
   前記弾性部材は、前記サブフレームの横方向運動及び前記ベースフレームの平面に対して直角な回転軸周りの前記サブフレームの回転を可能にするように構成されるとともに配置される、
   家庭用電気製品。
2. 前記回転軸は、前記アクチュエータを含む前記サブフレームの重心を通る、
   請求項１に記載の家庭用電気製品。
3. 前記弾性部材は、少なくとも１つのエラストマーマウントを有する、
   請求項１又は２に記載の家庭用電気製品。
4. 前記アクチュエータは、高圧耐性チューブを介して前記ボイラ又は前記フロースルーヒータに動作可能に接続される、
   請求項１に記載の家庭用電気製品。
5. 前記家庭用電気製品は、前記サブフレームに設けられた水リザーバをさらに有し、前記水リザーバは可撓性チューブを介して前記アクチュエータに動作可能に接続される、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の家庭用電気製品。
6. 前記水リザーバは前記サブフレームに取り外し可能に取り付けられる、
   請求項５に記載の家庭用電気製品。
7. 前記可撓性チューブは、コルゲートチューブを含む、
   請求項５又は６に記載の家庭用電気製品。
8. 前記アクチュエータは、プランジャポンプ又はダイアフラムポンプを含む、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の家庭用電気製品。

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