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1. (WO2018168417) WASHING MACHINE
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明 細 書

発明の名称 洗濯機

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009  

先行技術文献

特許文献

0010  

発明の概要

0011   0012   0013   0014  

図面の簡単な説明

0015  

発明を実施するための形態

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095  

産業上の利用可能性

0096  

符号の説明

0097  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

明 細 書

発明の名称 : 洗濯機

技術分野

[0001]
 本開示は、衣類等の繊維製品の洗濯を行う洗濯機に関する。

背景技術

[0002]
 従来の洗濯機において、洗濯中に洗濯物から遊離した汚れおよび糸屑等の不純物を洗濯水から分離して洗濯水を浄化し、洗濯物への再付着を防止することが考えられている(特許文献1、2参照)。
[0003]
 図12は、従来の洗濯機の概略構成図である。図12に示されるように、第1の給水管151と、第2の給水管152および第3の給水管153で構成された風呂水供給路に、サイクロン式分離器154が設けられている。洗濯時に風呂水供給ポンプ155が駆動されると、ドラム156内の水が、接続管157からサイクロン式分離器154に導入され、サイクロン式分離器154において、洗濯物から遊離した汚れおよび糸屑等の不純物が取り除かれる。不純物が取り除かれた水は、第2の給水管152および第1の給水管151を通して、ドラム156内に戻される。
[0004]
 また、特許文献2では、洗濯槽の回転軸を鉛直方向に設定したいわゆる縦型洗濯機において、サイクロン糸屑分離器により洗濯水に混在する糸屑および固形物質を分離することが、考えられている。
[0005]
 しかしながら、前記従来の構成では、洗濯水から異物を確実に分離すること、および、分離された異物が循環する洗濯水へ再混入してしまうことを防止すること、が難しいという課題がある。すなわち、洗濯水から分離する異物には、洗濯物から遊離した皮脂等の比重が水より軽いもの、および、微細なものが含まれるため、これらを液体サイクロンで分離することは難しい。加えて、分離した異物を液体サイクロンの内部に留め置き、循環する洗濯水への再混入を防止することは困難である。
[0006]
 また、液体サイクロンによる異物の分離には、一般的に、運転中に処理する液体の一部を廃棄する必要がある。そのため、洗濯水の浄化に液体サイクロンを利用した場合は、洗濯中に洗濯水が減少する。運転の開始時に、洗濯物の量に応じて給水された適量を維持するには、洗濯中に補給水が必要になり、洗濯時に使用する水量が増加するという課題がある。
[0007]
 そこで、液体サイクロンが有するこれらの課題を解決するために、洗濯水の循環路に遠心分離部を設け、異物を洗濯水から分離することが考えられる。遠心分離は、異物を含んだ洗濯水に遠心力を作用させることによって行われる。そして、遠心分離部内に設けられた回転筒を高速回転させることによって、回転筒内の洗濯水に遠心力を作用させるのが、一般的である。
[0008]
 しかしながら、洗濯水を外槽と遠心分離部との間で循環させる洗濯機においては、洗い工程の開始時に、洗濯水に空気が混在していると、密度に偏りが生じる。そのため、遠心分離部内で高速回転する回転筒に、アンバランスが発生して、安定的に遠心分離動作を行うことができない、という課題がある。すなわち、アンバランスが発生すると、高速で回転する回転筒に振れが生じるとともに、駆動部の無駄な負荷が発生する。
[0009]
 洗濯水への空気の混在は、洗い工程において発生する。例えば、ポンプの駆動によって洗濯水の循環が開始されると、水道等に接続された給水部から給水される洗濯水に、空気が含まれている場合がある。さらに、ポンプの駆動により洗濯水に空気が巻き込まれる場合、および、洗濯水が流れる送水路に設けられた蛇腹部(例えば、振動吸収用等)により空気が巻き込まれる場合等がある。このような場合、洗濯水が送水路を流れて循環することによって、洗濯水に空気が含まれる。

先行技術文献

特許文献

[0010]
特許文献1 : 特開2005-152212号公報
特許文献2 : 特開2001-70694号公報

発明の概要

[0011]
 本開示は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯で汚れた洗濯水から汚れ物質を分離する遠心分離を安定的に行うことができる洗濯機を提供することを、目的とする。
[0012]
 前記従来の課題を解決するために、本開示の洗濯機は、筐体内に弾性支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯槽と、前記洗濯槽を回転駆動するモータと、前記外槽内の洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部と、前記外槽と前記遠心分離部との間で洗濯水を循環させるポンプと、前記外槽と前記ポンプと前記遠心分離部とをつなぐ洗濯水が流れる送水路と、洗濯運転を制御する制御部と、を備える。そして、前記遠心分離部は、前記送水路を流れる洗濯水が通過するケースと、前記ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、前記回転筒を回転駆動する駆動部と、前記回転筒に洗濯水を流入させる洗濯水入口と、前記回転筒から洗濯水を流出させる洗濯水出口と、を有する。また、前記制御部は、洗い工程の開始時に、前記回転筒が定常回転する前に、前記回転筒内に流入した洗濯水に含まれる空気を、前記回転筒内から排出する脱気運転を実行するように、構成される。
[0013]
 これによって、回転筒の高速定常回転前に洗濯水に含まれる空気を、回転筒内から排出することができ、回転筒内に存在する流体は洗濯水のみとなって、回転筒内の流体密度を均一にすることができる。したがって、回転筒の高速定常回転時における回転筒内の流体は、洗濯水と空気が混在することに起因する密度の片寄りによるアンバランスを発生させることなく、安定的に遠心分離を行うことができる。
[0014]
 本開示の洗濯機は、洗濯で汚れた洗濯水から汚れ物質を安定的に遠心分離して浄化することができ、洗浄効果を高めることができる。

図面の簡単な説明

[0015]
[図1] 図1は本開示の実施の形態1における洗濯機の概略構成図である。
[図2] 図2は本開示の実施の形態1における洗濯機の遠心分離部の拡大図である。
[図3] 図3は本開示の実施の形態1における洗濯機の遠心分離部のD1とD2の関係図である。
[図4] 図4は本開示の実施の形態1における洗濯機の図3におけるE-E断面図である。
[図5] 図5は本開示の実施の形態1における洗濯機のブロック構成図である。
[図6] 図6は本開示の実施の形態1における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
[図7] 図7は本開示の実施の形態2における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
[図8] 図8は本開示の実施の形態3における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
[図9] 図9は本開示の実施の形態4における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
[図10] 図10は本開示の実施の形態5における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
[図11] 図11は本開示の実施の形態6における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
[図12] 図12は従来の洗濯機の概略構成図である。

発明を実施するための形態

[0016]
 第1の態様の洗濯機は、筐体内に弾性支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯槽と、前記洗濯槽を回転駆動するモータと、前記外槽内の洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部と、前記外槽と前記遠心分離部との間で前記洗濯水を循環させるポンプと、前記外槽と前記ポンプと前記遠心分離部とをつなぐ前記洗濯水が流れる送水路と、少なくとも洗い工程を含む洗濯運転を制御する制御部と、を備える。そして、前記遠心分離部は、前記送水路を流れる前記洗濯水が通過するケースと、前記ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、前記回転筒を回転駆動する駆動部と、前記回転筒に前記洗濯水を流入させる洗濯水入口と、前記回転筒から前記洗濯水を流出させる洗濯水出口と、を有する。また、前記制御部は、前記洗い工程の開始時に、前記回転筒が定常回転する前に、前記回転筒内に流入した前記洗濯水に含まれる空気を、前記回転筒内から排出する、脱気運転を実行するように構成される。
[0017]
 これにより、回転筒を通過する洗濯水に含まれる汚れ等の異物を遠心分離するために、回転筒の高速定常回転前に洗濯水に含まれる空気を回転筒内から排出することにより、回転筒の高速定常回転時における回転筒内の流体は、洗濯水のみとなり、回転筒内の流体密度を、均一にすることができる。したがって、回転筒の高速定常回転にともなって回転運動を始める回転筒内の流体は、洗濯水と空気とが混在することに起因する密度の片寄りによるアンバランスが、発生することなく、静粛かつ安定的に遠心分離を行うことが、可能となる。よって、アンバランスが発生することによる駆動部の無駄な負荷発生、および、アンバランスによる回転筒の振れによって回転筒とケースの接触を、防止することができる。
[0018]
 第2の態様の洗濯機は、第1の態様において、前記洗濯水出口が、前記回転筒の回転中心近傍で、かつ、前記洗濯水入口の上方に形成される。そして、前記制御部は、前記脱気運転において、前記回転筒を前記定常回転より低速で回転させ、前記洗濯水出口から前記洗濯水を流出させるように構成される。
[0019]
 これにより、密度差によって洗濯水より軽い空気は、洗濯水出口に近い回転筒の上方に集まる。また、回転筒を回転させると遠心力によって、洗濯水よりも軽い空気は、回転中心に集まる。したがって、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって、空気を回転筒から効果的に流出させることができる。
[0020]
 第3の態様の洗濯機は、第1または第2の態様において、前記制御部が、前記脱気運転において、前記回転筒の回転数を漸増し、前記定常回転に移行するように構成される。
[0021]
 これにより、密度差と遠心力によって、洗濯水より軽い空気は、回転筒の回転中心へ徐々に移動する。そのため、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口に引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって、空気を回転筒から円滑に流出させることができる。
[0022]
 第4の態様の洗濯機は、第1または第2の態様において、前記制御部が、前記脱気運転において、前記回転筒を前記定常回転より少ない回転数で、所定時間回転させるように構成される。
[0023]
 これにより、密度差と遠心力によって、洗濯水より軽い空気を、回転筒の回転中心へ徐々に移動させて、回転筒から流出させることができる。そのため、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口に引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって、空気を回転筒から円滑に流出させることができる。
[0024]
 第5の態様の洗濯機は、第1または第2の態様において、前記制御部が、前記脱気運転において、前記回転筒を、前記定常回転より少ない回転数で所定時間回転させた後、所定時間停止する動作を繰り返し、前記定常回転に移行するように構成される。
[0025]
 これにより、密度差と遠心力によって、洗濯水よりも軽い空気は、回転筒の回転中心へ徐々に移動する。しかし、その量は、回転駆動を続けた場合と比較して、少なくなる。よって、回転中心に集まる空気は、一度には集まらず、少しずつとなる。よって、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口に引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって、空気を回転筒から円滑に流出させることができる。
[0026]
 第6の態様の洗濯機は、第1または第2の態様において、前記制御部が、前記脱気運転において、前記回転筒を、前記定常回転より少ない回転数で所定時間回転させた後、所定時間停止または減速しながら回転数を段階的に漸増し、前記定常回転に移行するように構成される。
[0027]
 これにより、回転筒の駆動時に気泡が回転中心に集まった後、停止または減速時に、気泡が回転中心に集まる作用を、停止または弱めるので、洗濯水の循環流によって、空気を回転筒から流出させることができる。したがって、洗濯水に含まれる回転筒内の気泡を、徐々に脱気することでできる。よって、回転中心近傍に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口に引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって、空気を回転筒から円滑に流出させることができる。また、回転筒の回転数を段階的に漸増することにより、当初は比較的大きな気泡を脱気し、次第に比較的小さな気泡を、少しずつ集めて脱気することが可能となる。したがって、回転筒内に含まれる空気の脱気を、一度に行う際のリスクを、回避することができる。
[0028]
 第7の態様の洗濯機は、第1~第6のうちいずれか1つの態様において、前記制御部が、前記ポンプの通電停止後、前記回転筒を所定時間回転させるように構成される。
[0029]
 これにより、ポンプの通電停止により少なくとも洗濯水の循環流がなくなるまでの間、遠心力で回転筒に捕捉されている汚れ等の異物を、回転筒に保持した状態に維持することができる。よって、遠心分離物が回転筒内で浮遊するのを防止することができる。
[0030]
 第8の態様の洗濯機は、第1~第7のうちいずれか1つの態様において、前記制御部が、前記ポンプを駆動してから所定時間後に、前記回転筒を回転させるように構成される。
[0031]
 ポンプの駆動による洗濯水の循環開始当初は、洗濯水に多量の空気が含まれるため、このような状態で回転筒を定常回転で駆動すると、密度差と遠心力によって、洗濯水よりも軽い空気は回転筒の回転中心へ移動する。そして、集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口からの空気の流出が妨げられる。
[0032]
 しかし、上記の構成により、回転筒を回転させる前に、循環流によって、洗濯水に含まれる多量の空気が分散した状態で、空気を回転筒から流出させることができる。そして、洗濯水中の減少した空気を、回転筒の回転による遠心分離作用によって、回転筒の回転中心へ移動させる。よって、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって、空気を回転筒から円滑に流出させることができる。
[0033]
 以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって、本開示が限定されるものではない。
[0034]
 (実施の形態1)
 図1は、本開示の第1の実施の形態における洗濯機の概略構成図である。図6は、本開示の実施の形態1における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
[0035]
 図1に示されるように、有底筒状に構成された外槽1は、洗濯機の外枠を構成する筐体2の内部で、複数のサスペンション機構3によって、弾性的に支持されている。有底筒状に構成された洗濯槽4は、外槽1内に設けられている。外槽1と洗濯槽4には、前面側(図1において左側)に使用者が衣類等の洗濯物5を出し入れする開口部6が、設けられている。
[0036]
 洗濯槽4は、回転軸7を中心として、回転可能に設けられている。洗濯槽4の周壁面には、内方へ突出した複数(例えば、3個)のバッフル8が設けられている。さらに、洗濯槽4の周壁面には、多数の小孔9が設けられ、外槽1内において洗濯槽4の内外は、小孔9を通して連通している。外槽1および洗濯槽4の回転軸7は、水平に対して角度θ(例えば、20°)だけ、前上がりに傾けて設けられている。
[0037]
 外槽1の後部には、モータ10が正逆回転自在に駆動するような構成で設けられている。モータ10は、例えばブラシレス直流モータであり、後述する制御部22のインバータ制御によって、回転速度を自在に変化させることができる。
[0038]
 外槽1の開口部と筐体2の開口部とは、洗濯槽4の開口部6と対向して形成されている。外槽1の開口部と筐体2の開口部とは、伸縮自在な蛇腹状のパッキン12によって、気密構成を確保して連結されている。筐体2の前面には、開口部を開閉する扉11が設けられている。
[0039]
 洗濯水を供給する給水口13が、筐体2の後面上部に設けられている。給水口13は、水道の蛇口13aと接続されている。洗濯水は、給水口13から供給される水道水である。給水口13の下流側に、給水弁14と洗剤ケース15とが設けられている。給水弁14は、制御部22によって開閉駆動され、給水と停止とを行う。洗剤ケース15は、矢印Aで示されるように、洗剤投入部15aを、洗剤ケース15から手前側へ、引き出し可能に構成されている。これにより、使用者は、洗剤ケース15内への洗剤の投入が容易に行える。
[0040]
 給水口13から供給された洗濯水は、矢印Bで示されるように、洗剤ケース15に流入する。洗濯水は、さらに、洗剤ケース15内に投入されている洗剤を溶かしながら、外槽1へ流入する。
[0041]
 外槽1の底部には、洗濯水を排出する排水口16が設けられている。排水口16には、排水路17が連結されている。排水路17には、排水弁18が設けられている。排水弁18は、制御部22によって開閉駆動され、外槽1内に洗濯水を、溜めたり排水したりする。
[0042]
 送水路19は、一端が排水路17に接続され、他端は外槽1の前面下部に接続されて、循環経路を形成している。送水路19には、外槽1の洗濯水を循環させるポンプ20と遠心分離部21とが、接続されている。遠心分離部21は、ポンプ20の下流側に設けられている。外槽1内の洗濯水は、ポンプ20によって、排水路17から送水路19を通して、矢印Cのように循環し、遠心分離部21を通過する。
[0043]
 送水路19を流れる洗濯水は、例えば、約2~3m/sの流速で、流れるように構成されている。この流速は、ポンプ20の能力によって設定される。
[0044]
 洗濯水が遠心分離部21を通過する際に、洗濯水に含まれる異物が分離される。異物には、洗濯物から遊離した汚れ、糸屑、および、洗濯水に溶解した洗剤に含まれる水軟化剤等が、含まれる。
[0045]
 図2は、本実施の形態における洗濯機の遠心分離部の拡大図である。図3は、本実施の形態における洗濯機の遠心分離部のD1とD2の関係図である。図4は、図3におけるE-E断面図である。
[0046]
 図2、図3、図4において、遠心分離部21は、送水路19に設けられ、洗濯水が通過するケース21aと、ケース21a内に回転可能に設けられた中空の回転筒21bと、回転筒21bを回転させる駆動部である回転筒モータ21cと、を有する。回転筒21bには、ポンプ20により循環する洗濯水が、回転筒21bの内部を貫流するように、洗濯水入口21eおよび洗濯水出口21fが、設けられている。回転筒モータ21cは、ポンプ20により送水路19を洗濯水が循環するのに合わせて、回転筒21bを回転させる。回転筒モータ21cは、回転筒21bを、例えば、約4000r/minで、高速回転するように設定されている。回転筒21bが回転することにより、回転筒21b内に導入された洗濯水が、回転筒21b内で旋回し、高速の旋回流が発生する。
[0047]
 遠心分離部21に導入された洗濯水は、洗濯水入口21eから回転筒21b内に流入して、洗濯水出口21fから流出する間に、回転筒21bの回転により、旋回して遠心分離力を受ける。このようにして、洗濯水に含まれる汚れ物質などの異物を、遠心力により、回転筒21bの内周面21dに向かわせるように、構成されている。本実施の形態においては、洗濯水入口21eは、洗濯水出口21fの下方に設けられ、遠心分離部21を通過する洗濯水は、下から上に向けて流れる。
[0048]
 また、回転筒21bの下側端面の中央部に設けられた洗濯水入口21eは、回転軸21gの外側に、スリット状の孔を複数(例えば、4個)設けて、形成されている。回転筒21bの上側端面の中央部に設けられた洗濯水出口21fは、送水路19の開口に合わせて、設けられている。送水路19、洗濯水入口21eおよび洗濯水出口21fの開口面積は、ほぼ同等となるように、形成されている。そして、それぞれの開口が、中心を合わせて直線的に連通するように構成されている。
[0049]
 回転筒21bの回転軸21gを中心とした直径D1は、洗濯水入口21eおよび洗濯水出口21fの最大径D2より大きく、構成されている。回転する回転筒21bの洗濯水に作用する遠心力は、中心から外側の内周面21dに向かうほど、大きくなる。したがって、回転筒21bを通過する洗濯水から遠心力によって分離された異物が、内周面21dに近づくほど、異物は、より強い遠心力で、内周面21dに保持される。これにより、遠心力によって分離された異物が、回転筒21bを通過する洗濯水の流れに引き込まれて、再度浮遊することが少なくなり、洗濯物5に汚れが再付着する等の不具合を防ぐことができる。よって、洗浄力を向上させることができる。
[0050]
 なお、回転筒21bの外面とケース21aの内面との隙間は、回転筒21bの回転に支障が生じない範囲で、洗濯水の流通が少なくなるように、できるだけ狭く構成される。
[0051]
 制御部22は、筐体2内の下部に設けられている。
[0052]
 図5は、本実施の形態における洗濯機のブロック構成図である。図5において、制御部22には、洗濯槽4に投入された洗濯物5の量を検知する布量検知部23の出力と、外槽1内に給水された洗濯水の量を検知する水量検知部24の出力と、洗濯槽4の回転駆動を検知する回転検知部25等の出力とが、入力される。制御部22は、操作表示部26により使用者が設定した洗濯コースに基づいて、モータ10、給水弁14、排水弁18、ポンプ20、および、回転筒モータ21c等の駆動を制御し、洗濯運転を実行する。洗濯運転には、洗い、すすぎ、および、脱水等の各工程が含まれる。
[0053]
 以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。洗濯運転において、洗い工程は、洗剤が溶解した洗濯水が、外槽1内に給水され、洗濯槽4の回転によって叩き洗いを行いながら、洗濯物5の汚れが落とされる工程である。洗い工程に続いて、すすぎ工程が行われ、例えば、中間脱水1(1回目の中間脱水)、すすぎ1(1回目のすすぎ)、中間脱水2(2回目の中間脱水)、および、すすぎ2(2回目のすすぎ)、の順に、各工程が行われる。そして、最後に脱水工程が実行される。
[0054]
 まず、使用者が、筐体2の前面に設けられた扉11を開いて、開口部6から洗濯槽4に洗濯物5を投入する。次に、筐体2の前面上部に設けられている操作表示部26(図5参照)の電源スイッチ(図示せず)を入れ、スタートスイッチ(図示せず)を操作して、洗濯運転を開始する。
[0055]
 洗濯運転の開始により、制御部22は、最初に、洗濯槽4内に投入された洗濯物5の量を、布量検知部23によって検知する。洗濯物5の量は、洗濯槽4を低速で回転させたときに、モータ10にかかるトルク量、または、モータ10の電流値等から、検知される。
[0056]
 制御部22は、検知した洗濯物5の量に応じて、洗い、すすぎ、脱水の各工程の時間、および、洗濯水の量を設定する。併せて、洗濯物5の量に応じて、予め設定された洗剤量を、操作表示部26に表示する。使用者は、洗剤ケース15から洗剤投入部15aを引き出し、操作表示部26に表示された洗剤量の目安にしたがって、洗剤を投入した後、洗剤投入部15aを、洗剤ケース15内へ移動させる。
[0057]
 制御部22は、洗剤の投入が完了した頃を見計らって、給水弁14を開く。給水弁14が開かれると、洗濯水が給水口13から洗剤ケース15に流入し、矢印B(図1参照)に示されるように、投入されている洗剤を溶かしながら、外槽1へ給水される。外槽1内の底部に溜まった洗濯水は、小孔9から洗濯槽4内に流入する。外槽1内に溜まった洗濯水は、水量検知部24で検知される。制御部22は、洗濯物5の量に応じて、予め設定された所定量の洗濯水が給水されると、給水弁14を閉じる。
[0058]
 制御部22は、給水が完了すると、モータ10を駆動して、洗濯槽4を回転させる。洗濯槽4が回転すると、洗濯槽4内の洗濯物5は、バッフル8によって、回転方向へ持ち上げられて上方から落下し、洗濯槽4の底面または洗濯槽4の底に溜まっている洗濯物5に、叩きつけられる。このようにして、洗剤による化学力と併せて、その機械力によって、叩き洗いが行われる。洗濯物5が叩き洗いされる洗濯槽4の回転数は、例えば、45r/minで、所定時間毎に反転し、モータ10は正逆回転駆動される。
[0059]
 洗い工程において、ポンプ20が駆動されると、外槽1内の洗濯水は、送水路19を通って遠心分離部21に到達し、遠心分離部21を通過した洗濯水は、外槽1内に戻って循環する。
[0060]
 洗濯水が、洗濯水入口21eから導入されて、回転筒21bを貫流して、洗濯水出口21fから流出する際に、洗濯水に含まれる洗濯水よりも比重が重い異物(例えば、洗濯物5から遊離した汚れ等)が、回転筒21bの高速回転による遠心力によって、回転筒21bの内周面21dに向かい、洗濯物5から遠心分離される。
[0061]
 洗い工程の開始時に、洗濯水に空気が混在していると、洗濯水の密度に偏りが生じ、遠心分離部21内で、高速回転する回転筒21bにアンバランスが発生する。そこで、このアンバランスの発生を防止するため、回転筒21bが定常回転する前に、回転筒21b内に流入した洗濯水に含まれる空気を回転筒21b内から排出する、脱気運転が行われる。
[0062]
 図6は、本実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。図6に示すように、遠心分離時の回転筒21bの定常回転数n1は、例えば、約4000rpmである。そして、ポンプ20の駆動で洗濯水の循環が始まると、回転筒モータ21cにより回転筒21bの回転数は徐々に上昇し、所定時間T1(例えば、1分)後に、定常回転数n1に到達する。このようなシーケンスにより、脱気運転が行われる。
[0063]
 これにより、密度差と遠心力によって、洗濯水より軽い空気は、回転筒21bの回転中心へ徐々に移動する。よって、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口21fに引っかかって、空気の流出が妨げられることなく、回転筒21bを通過する洗濯水の循環流によって、回転筒21bから円滑に空気を流出させることができる。
[0064]
 したがって、回転筒21bの高速定常回転前に、洗濯水に含まれる空気を、回転筒21b内から排出することができる。そして、回転筒21b内に存在する流体は、洗濯水のみとなって、回転筒21b内の流体密度を、均一にすることができる。
[0065]
 脱気運転後の回転筒21bの定常回転による遠心分離動作により、回転筒21bの洗濯水入口21eおよび洗濯水出口21fが、回転筒21bを通過する貫流で占められている。さらに、遠心力で貫流部分よりも内周面21dに向かう力が、常時かかっていることによって、貫流成分と流体同士が混じり合うことがない。よって、一旦遠心分離して回転筒21bの内側に向かった異物が、流体の混じり合いによって、貫流に戻ることがない。
[0066]
 したがって、遠心分離部21では、遠心分離中に、異物が回転筒21bの内周面21dに保持されるため、一旦遠心力によって分離された異物が、回転筒21bを貫流する洗濯水に再び戻って、洗濯物5に異物が再汚染する等の不具合が防止され、洗浄力が向上する。
[0067]
 これにより、洗濯水に含まれる汚れのうち、水よりも比重が重いもの(例えば、砂、髪の毛、角質汚れなど)、および、水よりも軽くても(皮脂に代表される脂分など)、水よりも比重が重いもの(糸屑など)に付着して分離されるものが、洗濯水から除去される。
[0068]
 異物が取り除かれた洗濯水は、送水路19を通って外槽1に流入し、遠心分離部21と外槽1との間を循環して、浄化が進行する。内周面21dに集められた異物は、排水時に、送水路19を送水時とは逆方向に流れる洗濯水の流れに乗って、排水弁18を介して、機外へ排出される。
[0069]
 回転筒21bが定常回転数n1で所定時間T2(例えば、9分)回転して、遠心分離が行われ、叩き洗いによる洗い工程が終わる。制御部22は、洗い工程を所定時間行うと、排水弁18を開いて、外槽1内の洗濯水を、機外へ排水する。排水が完了した後、すすぎ工程となり、中間脱水1に続いて、すすぎ1が行われる。すすぎ工程においても、洗い工程と同様に、外槽1内に所定量の洗濯水が給水され、洗濯槽4を回転させて、洗濯物5のすすぎを行う。
[0070]
 最後に行われる脱水工程では、排水弁18が開かれて、外槽1内の洗濯水が機外へ排出された後、モータ10により洗濯物5の入った洗濯槽4が、高速に回転され、洗濯物が脱水される。脱水工程が完了すると、制御部22は、洗濯運転を終了する。
[0071]
 なお、洗濯水に含まれる異物の分離は、洗い工程のほか、すすぎ工程で実行することができる。すすぎ工程で洗濯物から洗濯水に出た異物を、遠心分離部21で分離することにより、すすぎ効果を高めることができる。すすぎ時は、洗剤に含まれる洗浄助剤のうち、比重が水より重いゼオライトを除去することも可能であり、すすぎ性能が向上する。
[0072]
 以上のように、本実施の形態の洗濯機は、筐体2内に弾性支持された外槽1と、外槽1内に回転可能に設けられた洗濯槽4と、洗濯槽4を回転駆動するモータ10と、外槽1内の洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部21と、外槽1と遠心分離部21との間で洗濯水を循環させるポンプ20と、外槽1とポンプ20と遠心分離部21とをつなぐ洗濯水が流れる送水路19と、少なくとも洗い工程を含む洗濯運転を制御する制御部22と、を備える。そして、遠心分離部21は、送水路19を流れる洗濯水が通過するケース21aと、ケース21a内に回転可能に設けられた中空の回転筒21bと、回転筒21bを回転駆動する駆動部(回転筒モータ21c)と、回転筒21bに洗濯水を流入させる洗濯水入口21eと、回転筒21bから洗濯水を流出させる洗濯水出口21fと、を有する。また、制御部22は、洗い工程の開始時に、回転筒21bが定常回転する前に、回転筒21b内に流入した洗濯水に含まれる空気を、回転筒21b内から排出する脱気運転を実行するように、構成される。
[0073]
 この構成により、回転筒21bを通過する洗濯水に含まれる汚れ等の異物を、遠心分離し、回転筒21bの高速定常回転前に、洗濯水に含まれる空気を、回転筒21b内から排出する。これにより、回転筒21bの高速定常回転時における回転筒21b内の流体は、洗濯水のみとなり、回転筒21b内の流体密度を、均一にすることができる。したがって、回転筒21bの高速定常回転にともなって、回転運動を始める回転筒21b内の流体は、洗濯水と空気とが混在することに起因する密度の片寄りによるアンバランスを、発生させることなく、静粛かつ安定的に、遠心分離を行うことができる。
[0074]
 また、洗濯水出口21fは、回転筒21bの回転中心近傍で、かつ、洗濯水入口21eの上方に形成される。そして、制御部22が、脱気運転において、回転筒21bを定常回転より低速で回転させ、洗濯水出口21fから洗濯水を流出させるように構成される。密度差によって洗濯水より軽い空気は、洗濯水出口21fに近い回転筒21bの上方に集まり、また、回転筒21bを回転させると、遠心力によって洗濯水よりも軽い空気は、回転中心に集まる。よって、回転筒21bを通過する洗濯水の循環流によって、回転筒21bから空気を効果的に流出させることができる。
[0075]
 また、制御部22は、脱気運転において、回転筒21bの回転数を漸増し、定常回転に移行するように構成される。そして、密度差と遠心力とによって、洗濯水より軽い空気は、回転筒21bの回転中心へ徐々に移動する。よって、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口21fに引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒21bを通過する洗濯水の循環流によって、回転筒21bから円滑に空気を流出させることができる。
[0076]
 また、次のような作用効果も奏する。一般的な液体サイクロンでは、浄化する水の一部を遠心分離中に捨てる必要がある。しかし、本実施の形態の洗濯機では、その必要がないため、洗剤を含む洗濯水が洗濯運転中に捨てられることがなく、洗濯水を補充することがない。よって、洗剤濃度の低下をなくして、使用水量が増加することなく、洗濯水を浄化しながら洗濯することが可能となる。さらに、液体サイクロンでは、浄化能力は、流入速度に依存する。しかし、本実施の形態の洗濯機では、流入速度に依存することなく、遠心力によって除去能力を高めることができるので、大型のポンプを必要としない。
[0077]
 (実施の形態2)
 本実施の形態の特徴は、回転筒21bが定常回転する前に、回転筒21bを定常回転より低速で駆動することにより、脱気運転が行われることである。他の構成は、実施の形態1と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は、実施の形態1のものを援用する。
[0078]
 図7は、本開示の第2の実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。図7において、ポンプ20の駆動で洗濯水の循環が始まると、回転筒21bを、定常回転数n1より少ない回転数n2(例えば、500r/min)で回転させる。そして、所定時間T3(例えば、30秒)後に、定常回転数n1で所定時間T2だけ回転筒21bが回転する。
[0079]
 以上のように、本実施の形態においては、制御部22が、脱気運転において、回転筒21bを定常回転より少ない回転数で所定時間回転させるように、構成される。この構成により、密度差と遠心力とによって、洗濯水より軽い空気を、回転筒21bの回転中心へ徐々に移動させて、回転筒21bから流出させることができる。したがって、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口21fに引っかかって、空気の流出が妨げられることなく、回転筒21bを通過する洗濯水の循環流によって、回転筒21bから円滑に空気を流出させることができる。
[0080]
 (実施の形態3)
 本実施の形態の特徴は、回転筒21bを、定常回転より少ない回転数で所定時間回転させた後、所定時間停止する、という動作を繰り返すことにより、脱気運転が行われることである。他の構成は、実施の形態1と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は、実施の形態1のものを援用する。
[0081]
 図8は、本開示の第3の実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。図8において、ポンプ20の駆動で洗濯水の循環が始まると、回転筒21bを、定常回転数n1より少ない回転数n3(例えば、1000r/min)で、所定時間T4(例えば、3秒)だけ回転させ、所定時間T5(例えば、1秒)だけ停止する、という動作を、複数回(例えば、3回~5回)繰り返す。その後、所定時間T1後に、定常回転数n1で、所定時間T2だけ回転筒21bが回転する。
[0082]
 以上のように、本実施の形態においては、制御部22が、脱気運転において、回転筒21bを、定常回転より少ない回転数で所定時間回転させた後、所定時間停止する、という動作を繰り返し、その後定常回転に移行するように構成される。この構成により、密度差と遠心力とによって、洗濯水よりも軽い空気は、回転筒21bの回転中心へ徐々に移動する。しかし、停止動作が入ることで、回転中心へ移動する空気の量は、回転駆動を続けた場合と比較して、少なくなる。よって、回転中心に集まる空気は一度には集まらず、少しずつとなる。したがって、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口21fに引っかかって、空気の流出が妨げられることなく、回転筒21bを通過する洗濯水の循環流によって、回転筒21bから円滑に空気を流出させることができる。
[0083]
 (実施の形態4)
 本実施の形態の特徴は、回転筒21bを、定常回転数n1より少ない回転数で所定時間回転させた後、所定時間停止、または、減速しながら回転数を段階的に漸増することにより、脱気運転が行われることである。他の構成は、実施の形態1と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は、実施の形態1のものを援用する。
[0084]
 図9は、本開示の第4の実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。図9において、ポンプ20の駆動で洗濯水の循環が始まると、回転筒モータ21cにより、回転筒21bは定常回転数n1より少ない回転数で所定時間T4(例えば、3秒)回転した後、所定時間T5(例えば、1秒)停止または減速する、という動作を、複数回(例えば、3回~5回)繰り返す。そして、上記動作を繰り返しながら、回転筒21bの回転数を段階的に増加させ、所定時間T1後に定常回転数n1に到達し、さらに所定時間T2だけ回転筒21bが回転する。なお、図9は、所定時間減速する場合の例を示したものである。
[0085]
 以上のように、本実施の形態においては、制御部22が、脱気運転において、回転筒21bを、定常回転より少ない回転数で所定時間回転させた後、所定時間停止または減速しながら回転数を段階的に漸増し、定常回転に移行するように構成される。そして、回転筒21bの駆動時に気泡を回転中心に集める動作と、停止または減速時に気泡を回転中心に集める作用を停止または弱める動作と、が繰り返される。このような繰り返し動作により、回転筒21bの回転中心近傍に集まる空気の塊の巨大化を防止することができ、回転筒21bを通過する洗濯水の循環流によって、回転筒21bから円滑に空気を流出させることができる。
[0086]
 (実施の形態5)
 本実施の形態の特徴は、ポンプ20の通電停止後、回転筒21bを所定時間回転させることである。他の構成は、実施の形態1と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は、実施の形態1のものを援用する。
[0087]
 図10は、本開示の第5の実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。図10の洗い工程において、ポンプ20の駆動により、外槽1内の洗濯水が送水路19を流れて循環しているとき、回転筒21bは、高速定常回転により、回転筒21bを通過する洗濯水に遠心力を作用させる。このとき、洗濯水から遠心分離された洗濯水に含まれる汚れ等の異物は、回転筒21bの内周面21dに、押し付けられた状態で保持されている。
[0088]
 回転筒モータ21cにより駆動する回転筒21bの回転が停止すると、洗濯水に作用する遠心力がなくなり、遠心分離された汚れ等の異物は、回転筒21b内で浮遊する。一方、ポンプ20の通電が停止されても、惰性でポンプ20が駆動している間、洗濯水が循環し、回転筒21b内で浮遊する異物が、洗濯水の循環流によって、遠心分離部21から流出する。
[0089]
 ポンプ20の通電を停止した後、回転筒21bを、所定時間T6(例えば、5秒~10秒)回転させることにより、洗濯水が循環している間、回転筒21b内の洗濯水に、遠心力を作用させることができる。
[0090]
 以上のように、本実施の形態においては、制御部22は、ポンプ20の通電停止後、回転筒21bを所定時間回転させるように構成される。ポンプ20の通電停止後、洗濯水の循環流がなくなるまでの間、遠心力により、回転筒21bに捕捉されている汚れ等の異物を、回転筒21bに保持した状態に維持することができる。したがって、遠心分離物が回転筒21b内で浮遊するのを防止することができる。
[0091]
 (実施の形態6)
 本実施の形態の特徴は、ポンプ20を駆動してから所定時間後に、回転筒21bを回転させることである。他の構成は、実施の形態1と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は、実施の形態1のものを援用する。
[0092]
 図11は、本開示の第6の実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。図11において、ポンプ20の駆動により洗濯水が循環を開始する当初は、洗濯水に多量の空気が含まれる。よって、このような状態で回転筒21bを定常回転数n1で回転させると、密度差と遠心力とによって、洗濯水より軽い空気は、回転筒21bの回転中心へ移動し、集まった空気の塊が巨大化して洗濯水出口21fからの空気の流出が妨げられる。
[0093]
 そこで、ポンプ20を駆動してから所定時間T7(例えば、5秒)後に、回転筒21bを回転させる。これにより、回転筒21bを回転させる前に、循環流によって、洗濯水に含まれる多量の空気が分散した状態で、回転筒21bから空気を流出させることができる。送水路19を流れる循環流の流速が、例えば、1~2m/秒である場合、ポンプ20を駆動してから回転筒21bが回転するまでに、洗濯水は数回循環する。
[0094]
 以上のように、本実施の形態においては、制御部22は、ポンプ20を駆動してから所定時間後に、回転筒21bが回転するように構成される。このような構成により、回転筒21bが回転する前に、循環流によって、洗濯水に含まれる多量の空気が分散した状態で、回転筒21bから空気が流出する。その後、洗濯水中の減少した空気が、回転筒21bの回転による遠心分離作用によって、回転筒21bの回転中心へ移動するので、回転筒21bを通過する洗濯水の循環流によって、回転筒21bから円滑に空気を流出させることができる。
[0095]
 なお、前記実施の形態は、必要に応じて、適宜組み合わせて実施することができる。

産業上の利用可能性

[0096]
 以上のように、本開示にかかる洗濯機は、洗濯で汚れた洗濯水から汚れ物質を安定的に遠心分離して浄化することができ、洗浄効果を高めることができるので、洗濯機として有用である。

符号の説明

[0097]
 1 外槽
 2 筐体
 4 洗濯槽
 10 モータ
 19 送水路
 20 ポンプ
 21 遠心分離部
 21a ケース
 21b 回転筒
 21c 回転筒モータ(駆動部)
 21e 洗濯水入口
 21f 洗濯水出口
 22 制御部

請求の範囲

[請求項1]
筐体内に弾性支持された外槽と、
前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯槽と、
前記洗濯槽を回転駆動するモータと、
前記外槽内の洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部と、
前記外槽と前記遠心分離部との間で前記洗濯水を循環させるポンプと、
前記外槽と前記ポンプと前記遠心分離部とをつなぐ前記洗濯水が流れる送水路と、
少なくとも洗い工程を含む洗濯運転を制御する制御部と、を備え、
 前記遠心分離部は、
前記送水路を流れる前記洗濯水が通過するケースと、
前記ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、
前記回転筒を回転駆動する駆動部と、
前記回転筒に前記洗濯水を流入させる洗濯水入口と、
前記回転筒から前記洗濯水を流出させる洗濯水出口と、を有し、
 前記制御部は、
前記洗い工程の開始時に、前記回転筒が定常回転する前に、前記回転筒内に流入した前記洗濯水に含まれる空気を前記回転筒内から排出する、脱気運転を実行するように構成された
洗濯機。
[請求項2]
前記洗濯水出口は、
前記回転筒の回転中心近傍で、かつ、前記洗濯水入口の上方に形成され、
前記制御部は、前記脱気運転において、
前記回転筒を前記定常回転より低速で回転させ、前記洗濯水出口から前記洗濯水を流出させるように構成された
請求項1記載の洗濯機。
[請求項3]
前記制御部は、前記脱気運転において、
前記回転筒の回転数を漸増し、前記定常回転に移行するように構成された
請求項1または2記載の洗濯機。
[請求項4]
前記制御部は、前記脱気運転において、
前記回転筒を、前記定常回転より少ない回転数で、所定時間回転させるように構成された
請求項1または2記載の洗濯機。
[請求項5]
前記制御部は、前記脱気運転において、
前記回転筒を、前記定常回転より少ない回転数で所定時間回転させた後、所定時間停止する動作を繰り返し、前記定常回転に移行するように構成された
請求項1または2記載の洗濯機。
[請求項6]
前記制御部は、前記脱気運転において、
前記回転筒を、前記定常回転より少ない回転数で所定時間回転させた後、所定時間停止または減速しながら回転数を段階的に漸増し、前記定常回転に移行するように構成された
請求項1または2記載の洗濯機。
[請求項7]
前記制御部は、
前記ポンプの通電停止後、前記回転筒を所定時間回転させるように構成された
請求項1~6のうちいずれか1項に記載の洗濯機。
[請求項8]
前記制御部は、
前記ポンプを駆動してから所定時間後に、前記回転筒を回転させるように構成された
請求項1~7のうちいずれか1項に記載の洗濯機。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]