JP2001190884A

JP2001190884A - 撹拌装置

Info

Publication number: JP2001190884A
Application number: JP2000005441A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Yoshida; 義雄吉田; Shinichi Nakamura; 新一中村; Masaji Kukino; 政次久木野; Shinsuke Ise; 伸介伊勢; Kazuhiko Mantani; 和彦萬谷; Manabu Fujii; 学藤井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】振動騒音が少なく、槽内の圧力変動の均一化
が図れ、水流も発生でき、さらに遠心脱水機能をも持た
せ得るようにする。【解決手段】液体１４を貯える槽１１の外部に駆動装
置１９を配設し、駆動装置１９によって往復回転駆動さ
れる振動軸１８に固定した振動板１６を槽１１内に配設
し、駆動装置１９によって振動板１６を微小回転角度で
往復回転動作させ、槽１１内の液体１４に圧力変動を発
生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、槽内の液体に圧力
変動を発生させ、槽内の液体を攪拌、あるいは槽内に貯
えられた衣類等の洗浄物の汚れを除去する撹拌装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】槽内の液体に圧力変動を発生させ、槽内
の液体を攪拌、あるいは槽内に貯えられた衣類等の洗浄
物の汚れを除去する従来の攪拌装置として、例えば特開
平６−３１２１２４号公報や特開平１０−２９０号公報
に開示されているものを挙げることができる。

【０００３】図１３は前記特開平１０−２９０号公報に
開示された従来の攪拌装置を用いた振動式洗濯機を示す
縦断面図である。この振動式洗濯機は、振動波を発生す
る攪拌装置が、駆動装置であるモータ１と主軸２、及び
主軸２に固定された複数の振動板３とからなり、洗濯槽
４の上部の架台５上にモータ１が設置され、架台５を貫
通して垂下する主軸２が洗擢槽４の底部近くまで延び、
主軸２に取り付けた振動板３が水面下に配置されるよう
になっている。

【０００４】また、図面には示されていないが、洗擢槽
４の上部には給水口と洗擢液６のオーバーフロー面があ
り、洗擢槽４の底面には排水口が設けられている。さら
に主軸２と振動板３は、洗擢槽４内で金網状の如き多孔
物体の仕切り７にて覆われ、これによって主軸２と振動
板３が被洗濯物８に直接接触しないようになっている。

【０００５】このようなものにおいて、洗濯槽４内に被
洗擢物８および洗擢液６を人れて、振動板３をスラスト
方向に振動させると、洗擢液６中で図１３に矢印で示す
ように振動波が発生し、伝播して行く。この時、被洗濯
物８および洗擢液６が振動を繰返し、それぞれの振動速
度の差、すなわち相対速度差によって、被洗濯物８の繊
維層内にある異物や洗擢液６と反応してできた生成物が
繊維層内部から外部に放出され、被洗濯物８の洗擢が行
われる。被洗濯物８は洗濯液６の振動波によって洗濯さ
れるため、被洗濯物相互が絡み合う現象が生じることは
なく、被洗濯物８が傷むことなく洗濯を行うことができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の撹拌装置は、前
述のように振動波発生の手段として、駆動装置であるモ
ータ１の回転負荷のアンバランスによって発生する振動
を一方向（スラスト方向）の並進振動（往復運動）によ
って振動板３を５〜６０Ｈｚの周波数で振動させる方式
を採用しているため、振動発生手段そのものからの振動
発生が避けられず、装置全体の振動・騒音の発生源とな
る。このため、モータ１の軸受け、防振装置等の機構部
が重装備となり、更に並進振動の方向（スラスト方向）
に対してラジアル方向における槽内の変動圧力分布の均
一化も図り難いという問題があった。

【０００７】本発明の技術的課題は、振動騒音が少な
く、槽内の圧力変動の均一化が図れ、水流も発生でき、
さらに遠心脱水機能をも持たせ得るようにすることにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
撹拌装置は、液体を貯える槽の外部に駆動装置を配設
し、この駆動装置によって往復回転駆動される振動軸に
固定した振動板を前記槽内に配設し、前記駆動装置によ
って前記振動板を微小回転角度で往復回転動作させ、槽
内の液体に圧力変動を発生させるようにしたものであ
る。

【０００９】また、本発明の請求項２に係る撹拌装置
は、微小回転角度を、約３０°以下に設定したものであ
る。

【００１０】また、本発明の請求項３に係る撹拌装置
は、振動板を、振動軸に固着された板状の回転部材上に
放射状に設けたものである。

【００１１】また、本発明の請求項４に係る撹拌装置
は、槽の内部に、多数の穴を有しかつ振動軸に結合され
た内槽を配置し、この内槽の内壁に振動板を一体化して
設けたものである。

【００１２】また、本発明の請求項５に係る撹拌装置
は、内槽が、脱水時に遠心脱水機として機能するもので
ある。

【００１３】また、本発明の請求項６に係る撹拌装置
は、振動軸が、槽壁面に水密軸受けで支持されてなるも
のである。

【００１４】また、本発明の請求項７に係る撹拌装置
は、駆動装置が、振動軸の回転角度の中心を可変できる
ように構成されてなるものである。

【００１５】また、本発明の請求項８に係る撹拌装置
は、駆動装置が、往復回転動作の周期を可変できるよう
に構成されてなるものである。

【００１６】また、本発明の請求項９に係る撹拌装置
は、振動板が、振動軸による往復回転動作の周期で機械
的共振現象を起こすような固有振動数を有しているもの
である。

【００１７】また、本発明の請求項１０に係る撹拌装置
は、振動板が、固有振動数が異なる複数種で構成されて
なるものである。

【００１８】また、本発明の請求項１１に係る撹拌装置
は、振動板が、取り付け部を支点として先端部の振れ幅
が大きな片持ち梁の振動モードで共振する弾性体からな
るものである。

【００１９】また、本発明の請求項１２に係る撹拌装置
は、駆動装置が、回転角度の大きな回転動作で槽内の液
体を攪拌できる機能をも有しているものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施形態１．以下、図示実施形態
に基づき本発明を説明する。図１は本発明の請求項１，
２，３，６に係る撹拌装置の全体構成を示す縦断面図、
図２はその要部である振動板を設けた回転部材の上面図
および縦断面図、図３はその動作を示す時系列グラフで
ある。

【００２１】図１及び図２において、１１は底部１２を
有する円筒状の槽で、外箱１３内に配設され、内部に水
１４を貯えている。１５は槽１１の底部１２中央に回転
自在に配設された円板状の回転部材で、その上面には放
射状に複数（ここでは８つ）の振動板１６が薄肉でリブ
状に一体化して設けられている。これら振動板１６は、
図２のようにそれぞれ中心軸対象に質量バランスの取れ
た状態で、角度４５°の等ピッチに配置されている。回
転部材１５は、水密な軸受１７に回転自在に支承された
振動軸１８に固着されている。１９は回転数、回転角
度、回転の立ち上がり、立ち下がり等の回転状態が制御
可能な駆動装置、例えばサーボモータであり、槽１１の
下面に取り付けられ、そのロータが振動軸１８に結合さ
れている。２１は槽１１の底部１２に設けられた排水
孔、２２は排水孔２１に接続されて槽１内に貯えられた
水４を外箱１３外に案内する排水ホース、２３は排水ホ
ース２２の流路を開閉する排水バルブ、２４は槽１内に
給水孔２５から水１４を供給する給水ホース、２６は給
水ホース２４の流路を開閉する給水バルブ、２７は槽１
１内に投入された汚れた洗濯物である。なお、槽１１内
に給水される水量は、槽１１内に投入された洗濯物２７
の量と、槽１１内の水位を検出するセンサ（図示せず）
の出力に基づいて、図示しない制御装置が給水バルブ２
６をＯＮ・ＯＦＦ制御することにより、自動的に制御さ
れる。

【００２２】次に、この第１実施形態装置の動作につい
て図３に基づき、図１及び図２を参照しながら説明す
る。まず排水バルブ２３を閉じた状態で、汚れた洗濯物
２７と、適量の洗剤を槽１１内に入れ、電源をＯＮすれ
ば、給水バルブ２６がＯＮして水１４が、給水ホース２
４を経て給水孔２５から槽１１内に供給される。そして
洗濯物２７の量に見合った水量が槽１１内に貯えられる
と、自動的に給水バルブ２６がＯＦＦとなり給水が停止
する。

【００２３】振動板１６が設けられた回転部材１５は、
図示しない制御装置により制御されるサーボモータ１９
によって駆動され、微小角度で往復回転動作する。ここ
では、まず右回転方向に約１０ｍｓで、角速度約３００
ｒｐｍに立ち上がり、そして約１０ｍｓで停止状態に立
ち下がり、約５ｍｓ停止後、今度は左回転方向に約１０
ｍｓで、角速度約３００ｒｐｍに立ち上がり、そして約
１０ｍｓで停止状態に立ち下がり、約５ｍｓ停止する。
その後、以上の動作を所定時間繰り返す。つまり、回転
部材１５は、振動軸１８を回転中心として、１サイクル
約５０ｍｓ（約２０Ｈｚ）で、かつ回転角度が微小の約
１８°の往復回転動作すなわち回転振動を所定時間行
う。そして排水バルブ２３を開状態にすると洗剤液は、
排水ホース２２から外箱１３外に排出される。

【００２４】この動作により、回転中心から放射状に設
けられた振動板１６は、約２０Ｈｚの振動で、振動板１
６近傍の水１４、及び浮遊する洗濯物２７を揺するた
め、約２０Ｈｚの圧力変動が、振動軸１８の回転方向に
発生し、振動軸１８のスラスト方向に伝搬する。この現
象によって、水１４と洗剤は混合し、洗剤の溶解が促進
されるとともに、洗濯物２７が互いに絡み合うことな
く、揺すられるのみで、洗濯物１７に付着した汚れが除
去される。

【００２５】なお、圧力変動すなわち振動板１６の振幅
は、回転中心から半径方向に回転半径に比例して大きく
なる。従って、圧力変動幅も振動板１６の振幅に比例
し、回転中心から半径方向に大きくなり、図１に矢印で
示すように槽１１内には中心部から吸い込まれ、槽１１
壁面に向かう水流が発生する。この水流は、さらに槽１
１の壁面に沿って上昇し、再び槽１１中心部から下方へ
吸い込まれる。この一連の水の流れは対流のようであ
り、側面から見れば逆ハート形状を形成する（以下この
一連の水の流れを「ハート水流」と称する）。このハー
ト水流により、一層槽１１内の水１４と洗剤の混合の均
一化が促進され、洗濯物２７の槽１１内での回りが良く
なり、ムラなく汚れが除去される。

【００２６】また、振動軸１８は、水密な軸受１７で回
転自在に支承されているため、槽１１外への水漏れは発
生しない。さらに振動軸１８回りに質量バランスの取れ
た回転部材１５を往復回転動作させるものであるため、
アンバランスによる脈動は発生しない。このため、騒音
が抑制され、静音運転を実現できる。

【００２７】このように、この第１実施形態の撹拌装置
においては、従来一般に実施されている往復回転動作方
式の撹拌装置と異なり、極めて高い周数数帯域でかつ微
小角度で往復回転動作させ、回転振動を発生させてい
る。このため、この回転振動により発生する水の流れは
ハート水流のみとなり、従来得られなかった洗濯物２７
の水中での挙動が得られ、槽１１内での圧力変動の均一
化が図れ、汚れ落ち効果が高く、洗濯物２７相互の絡み
も防止することができる。

【００２８】実施形態２．図４は本発明の請求項１，
２，４，５，６に係る撹拌装置の全体構成を示す縦断面
図、図５はその要部である振動板を設けた回転部材の上
面図であり、各図中、前述の第１実施形態のものと同一
部分には同一符号を付してある。

【００２９】図４及び図５において、槽１１、底部１
２、外箱１３、水１４、軸受１７、振動軸１８、駆動装
置であるサーボモータ１９、排水孔２１、排水ホース２
２、排水バルブ２３、給水ホース２４、給水孔２５、給
水バルブ２６、洗濯物２７は、前述の第１実施形態のも
のと同一である。

【００３０】この第２実施形態では、槽１１の内部に、
振動軸１８に結合された水平断面が円形の内槽３１を配
置し、この内槽３１の側壁３２と底部３３には多数の穴
３４を形成するとともに、その底部３３に、薄肉の振動
板３５をリブ状に一体化して設けた点に特徴を有してい
る。

【００３１】振動板３５は、底部３３中央に放射状に複
数（ここでは８つ）設置され、それぞれ中心軸対象に質
量バランスの取れた状態で、角度４５°の等ピッチに配
置されている。なお、３６は内槽３１上端部にリング状
に固定されたバランサである。

【００３２】この第２実施形態の撹拌装置において、内
槽３１は、洗濯やすすぎ工程では前述の第１実施形態の
回転部材１５の動作（図３）と同様に、振動軸１８を回
転中心として、１サイクル約５０ｍｓ（約２０Ｈｚ）
で、かつ回転角度が微小の約１８°の往復回転動作（回
転振動）を行う撹拌槽として機能し、脱水時には遠心脱
水機として機能する。

【００３３】まず、排水バルブ２３を閉じた状態で、汚
れた洗濯物２７と、適量の洗剤を内槽３１内に入れ、電
源をＯＮすれば、給水バルブ２６がＯＮして水１４が、
給水ホース２４を経て給水孔２５から内槽３１内に供給
され、さらに内槽３１の側壁３２と底部３３の穴３４を
通して槽１１内に流れ込む。そして洗濯物２７の量に見
合った水量が槽１１内に貯えられると、自動的に給水バ
ルブ２６がＯＦＦとなり給水が停止する。

【００３４】振動板３５が設けられた内槽３１は、図示
しない制御装置により制御されるサーボモータ１９によ
って駆動され、微小角度で往復回転動作する。これを図
３を参照しながら説明すると、まず右回転方向に約１０
ｍｓで、角速度約３００ｒｐｍに立ち上がり、そして約
１０ｍｓで停止状態に立ち下がり、約５ｍｓ停止後、今
度は左回転方向に約１０ｍｓで、角速度約３００ｒｐｍ
に立ち上がり、そして約１０ｍｓで停止状態に立ち下が
り、約５ｍｓ停止する。その後、以上の動作を所定時間
繰り返す。つまり、内槽３１は、振動軸１８を回転中心
として、１サイクル約５０ｍｓ（約２０Ｈｚ）で、かつ
回転角度が微小の約１８°の往復回転動作すなわち回転
振動を所定時間行う。そして排水バルブ２３を開状態に
すると洗剤液は、排水ホース２２から外箱１３外に排出
される。

【００３５】この動作により、回転中心から放射状に設
けられた振動板３５は、約２０Ｈｚの振動で、振動板３
５近傍の水１４、及び浮遊する洗濯物２７を揺するた
め、約２０Ｈｚの圧力変動が、振動軸１８の回転方向に
発生し、振動軸１８のスラスト方向に伝搬する。前述の
第１実施形態と同様、この現象によって、ハート水流が
発生し、水１４と洗剤は混合し、洗剤の溶解が促進され
るとともに、洗濯物２７が互いに絡み合うことなく、揺
すられるのみで、洗濯物１７に付着した汚れが除去され
る。

【００３６】すなわち、圧力変動すなわち振動板３５の
振幅は、回転中心から半径方向に回転半径に比例して大
きくなる。従って、圧力変動幅も振動板３５の振幅に比
例し、回転中心から半径方向に大きくなり、図４に矢印
で示すように内槽３１内には中心部から吸い込まれ、槽
１１壁面に向かう水流が発生する。この水流は、さらに
内槽３１の壁面に沿って上昇し、再び内槽３１中心部か
ら下方へ吸い込まれる。この一連の水の流れ、つまりハ
ート水流により、内槽３１内の水１４と洗剤の混合の均
一化が促進され、洗濯物２７の内槽３１内での回りが良
くなり、ムラなく汚れが除去される。

【００３７】また、振動軸１８は、水密な軸受１７で回
転自在に支承されているため、槽１１外への水漏れは発
生しない。さらに振動軸１８回りに質量バランスの取れ
た内槽３１を往復回転動作させるものであるため、アン
バランスによる脈動が発生しない。また脱水工程時に洗
濯物２７の片寄りによる脈動が発生しても、内槽３１上
端のバランサ３６により、この脈動が抑制される。この
ため、洗濯やすすぎ時だけでなく脱水時にも騒音が抑制
され、静音運転を実現できる。

【００３８】このように、この第２実施形態の撹拌装置
においても、従来一般に実施されている往復回転動作方
式の撹拌装置と異なり、極めて高い周数数帯域でかつ微
小角度で往復回転動作させ、回転振動を発生させてい
る。このため、この回転振動により発生する水の流れは
ハート水流のみとなり、従来得られなかった洗濯物２７
の水中での挙動が得られ、内槽３１内での圧力変動の均
一化が図れ、汚れ落ち効果が高く、洗濯物２７相互の絡
みも防止することができる。

【００３９】実施形態３．図６は本発明の請求項７に係
る撹拌装置の動作を示す時系列グラフであり、前述の第
１実施形態の回転部材１５や前述の第２実施形態の内槽
３１の、往復回転動作（回転振動）の他の例を示すもの
である。従って、ここでは説明にあたって前述の第１実
施形態の図１及び図２、第２実施形態の図４及び図５を
参照するものとする。

【００４０】振動板１６が設けられた回転部材１５、ま
たは振動板３５が設けられた内槽３１は、それぞれ図示
しない制御装置により制御されるサーボモータ１９によ
って駆動され、微小角度で往復回転動作する。ここで
は、まず右回転方向に約９ｍｓで、角速度約３００ｒｐ
ｍに立ち上がり、そして約９ｍｓで停止状態に立ち下が
り、約５ｍｓ停止後、今度は左回転方向に約１１ｍｓ
で、角速度約３００ｒｐｍに立ち上がり、そして約１１
ｍｓで停止状態に立ち下がり、約５ｍｓ停止する。その
後、以上の動作を所定時間繰り返す。つまり、回転部材
１５または内槽３１は、振動軸１８を回転中心として、
１サイクル約５０ｍｓ（約２０Ｈｚ）で、かつ回転角度
が右回転方向に１６°、左回転方向に２０°の往復回転
動作すなわち回転振動を所定時間行う。そして排水バル
ブ２３を開状態にすると洗剤液は、排水ホース２２から
外箱１３外に排出される。

【００４１】この動作により、回転振動１サイクル毎
に、振動軸１８の回転角度の中心は、徐々に左回転方向
に約４°ずつ移動するため、振動軸１８の軸受１７との
擦れによる双方の局部的な磨耗の発生を押さえることが
でき、振動軸１８と軸受１７の間の水密性が向上する。

【００４２】実施形態４．図７は本発明の請求項７に係
る撹拌装置の他の動作例を示す時系列グラフであり、前
述の第１実施形態の回転部材１５や前述の第２実施形態
の内槽３１の、往復回転動作（回転振動）を示すもので
ある。従って、ここでも説明にあたって前述の第１実施
形態の図１及び図２、第２実施形態の図４及び図５を参
照するものとする。

【００４３】振動板１６が設けられた回転部材１５、ま
たは振動板３５が設けられた内槽３１は、それぞれ図示
しない制御装置により制御されるサーボモータ１９によ
って駆動され、微小角度で往復回転動作する。ここで
は、まず右回転方向に約１０ｍｓで、角速度約３００ｒ
ｐｍに立ち上がり、そして約１０ｍｓでほぼ停止状態に
まで立ち下がり、続けて同右回転方向に約１ｍｓで、角
速度約５０ｒｐｍに立ち上がり、そして約１ｍｓで停止
状態に立ち下がり、約３ｍｓ停止後、今度は左回転方向
に約１０ｍｓで、角速度約３００ｒｐｍに立ち上がり、
そして約１０ｍｓで停止状態に立ち下がり、約５ｍｓ停
止する。つまり、右回転方向の動作は、停止時にダブル
ブレーキをかけたような動きとなり、振動軸１８にかか
る負荷が軽減され、完全停止するまでに約２ｍｓの分、
同右回転方向にスライドする。その後、以上の動作を所
定時間繰り返す。すなわち、回転部材１５または内槽３
１は、振動軸１８を回転中心として、１サイクル約５０
ｍｓ（約２０Ｈｚ）で、かつ回転角度が基本的に微小の
約１８°の往復回転動作すなわち回転振動を所定時間行
う。そして排水バルブ２３を開状態にすると洗剤液は、
排水ホース２２から外箱１３外に排出される。

【００４４】この動作により、回転振動１サイクル毎
に、振動軸１８の回転角度の中心は、徐々に右回転方向
に約４°ずつ移動するため、振動軸１８の軸受１７との
擦れによる双方の局部的な磨耗の発生を押さえることが
でき、振動軸１８と軸受１７の間の水密性が向上する。

【００４５】実施形態５．図８は本発明の請求項８に係
る撹拌装置の動作を示す時系列グラフであり、前述の第
１実施形態の回転部材１５や前述の第２実施形態の内槽
３１の、往復回転動作（回転振動）の更に他の例を示す
ものである。従って、ここでも説明にあたって前述の第
１実施形態の図１及び図２、第２実施形態の図４及び図
５を参照するものとする。

【００４６】振動板１６が設けられた回転部材１５、ま
たは振動板３５が設けられた内槽３１は、それぞれ図示
しない制御装置により制御されるサーボモータ１９によ
って駆動され、微小角度で往復回転動作する。ここで
は、まず右回転方向に約１０ｍｓで、角速度約３００ｒ
ｐｍに立ち上がり、そして約１０ｍｓで停止状態に立ち
下がり、約５ｍｓ停止後、今度は左回転方向に約１０ｍ
ｓで、角速度約３００ｒｐｍに立ち上がり、そして約１
０ｍｓで停止状態に立ち下がり、約５ｍｓ停止する。そ
の後、以上の動作を所定時間繰り返してから、つまり約
５ｍｓ停止後、今度は右回転方向に約５ｍｓで、角速度
約１００ｒｐｍに立ち上がり、１００ｒｐｍの定速回転
状態を８ｍｓ行い、そして約５ｍｓで停止状態に立ち下
がり、約５ｍｓ停止する。そして、今度は左回転方向に
約１０ｍｓで、角速度約３００ｒｐｍに立ち上がり、そ
して約１０ｍｓで停止状態に立ち下がり、約５ｍｓ停止
後、右回転方向に約１０ｍｓで、角速度約３００ｒｐｍ
に立ち上がり、そして約１０ｍｓで停止状態に立ち下が
り、約５ｍｓ停止する。以上の一連の動作、すなわち所
定サイクル毎に周期が変化する往復回転動作を所定時間
行う。そして排水バルブ２３を開状態にすると洗剤液
は、排水ホース２２から外箱１３外に排出される。

【００４７】この動作により、周期が変化する毎に、振
動軸１８の回転角度の中心は、徐々に右回転方向に約８
°ずつ移動するため、振動軸１８の軸受１７との擦れに
よる双方の局部的な磨耗の発生を押さえることができ、
振動軸１８と軸受１７の間の水密性が向上する。

【００４８】実施形態６．図９は本発明の請求項１２に
係る撹拌装置の動作を示す時系列グラフであり、前述の
第１実施形態の回転部材１５や前述の第２実施形態の内
槽３１の、往復回転動作（回転振動）の更に他の例を示
すものである。従って、ここでも説明にあたって前述の
第１実施形態の図１及び図２、第２実施形態の図４及び
図５を参照するものとする。

【００４９】振動板１６が設けられた回転部材１５、ま
たは振動板３５が設けられた内槽３１は、それぞれ図示
しない制御装置により制御されるサーボモータ１９によ
って駆動され、微小角度で往復回転動作する。ここで
は、まず右回転方向に約１００ｍｓで、角速度約１００
ｒｐｍに立ち上がり、１００ｒｐｍの定速回転状態を６
００ｍｓ行い、そして約１００ｍｓで停止状態に立ち下
がり、約２００ｍｓ停止する。そして、今度は左回転方
向に約１００ｍｓで、角速度約１００ｒｐｍに立ち上が
り、１００ｒｐｍの定速回転状態を６００ｍｓ行い、そ
して約１００ｍｓで停止状態に立ち下がり、約２００ｍ
ｓ停止する。その後、以上の動作を所定時間繰り返す。
つまり、回転部材１５または内槽３１は、振動軸１８を
回転中心として、１サイクル約２ｓ（約０.５Ｈｚ）
で、かつ回転角度が約３６０°（１回転）の大きな往復
回転動作すなわち回転振動を所定時間行う。そして排水
バルブ２３を開状態にすると洗剤液は、排水ホース２２
から外箱１３外に排出される。

【００５０】この大きな往復回転動作により、槽１１内
または内槽３１内には、従来の渦巻き式洗濯機と同様
の、振動軸１８を中心とした回転水流が発生し、水、洗
剤、及び洗濯物２７を攪拌するので、従来と同様の洗濯
も可能となっている。

【００５１】実施形態７．図１０は本発明の請求項９，
１０，１１に係る撹拌装置の全体構成を示す縦断面図、
図１１はその要部である振動板を設けた回転部材の上面
図および縦断面図、図１２はその振動板部分の動作の説
明図であり、各図中、前述の第１実施形態のものと同一
部分には同一符号を付してある。

【００５２】図１０乃至図１２において、槽１１、底部
１２、外箱１３、水１４、回転部材１５、軸受１７、振
動軸１８、駆動装置であるサーボモータ１９、排水孔２
１、排水ホース２２、排水バルブ２３、給水ホース２
４、給水孔２５、給水バルブ２６、洗濯物２７は、前述
の第１実施形態のものと同一である。

【００５３】この第７実施形態では、回転部材１５の上
面に、放射状に複数（ここでは８つ）の弾性体からなる
振動板４１が薄肉でリブ状に一体化して設けられてい
る。これら振動板４１は、振動軸１８による往復回転動
作の周期で機械的共振現象を起こすような固有振動数を
有し、かつ図１２のように取り付け部４２を支点として
先端部の振れ幅が大きな片持ち梁の振動モードで共振す
るように設定され、図１１のようにそれぞれ中心軸対象
に質量バランスの取れた状態で、角度４５°の等ピッチ
に配置されている。

【００５４】この第７実施形態において、往復回転動作
すなわち回転振動の条件を前述の第１実施形態のものと
同一（図３参照）に設定して動作させた場合、つまり回
転部材１５を、振動軸１８を回転中心として、１サイク
ル約５０ｍｓ（約２０Ｈｚ）で、かつ回転角度が微小の
約１８°の往復回転動作を行わせた場合、弾性体からな
る振動板４１は、それぞれ取り付け部４２を支点とし
て、先端部に振れ幅を大きくする振動モードで共振し、
振動板４１の近傍の水１４、及び浮遊する洗濯物２７を
揺するため、前述の第１実施形態のものと比べて数倍の
激しい約２０Ｈｚの圧力変動が、振動軸１８の回転方向
に発生し、振動軸１８のスラスト方向に伝搬する。この
現象によって、中心部から吸い込まれ、槽１１壁面に向
かい、槽１１の壁面に沿って上昇し、再び槽１１中心部
から下方へ吸い込まれる一連の水の流れ（ハート水流）
も激しいものとなる。従って、槽１１内の水１４と洗剤
の混合の均一化がより一層促進され、洗濯物２７の槽１
１内での回りが良くなり、ムラなく汚れが除去され、攪
拌・洗浄能力が向上する。このため、攪拌・洗浄能力を
前述の第１実施形態のものと同程度に抑えるのであれ
ば、サーボモータ１９の出力が少なくて済み、省エネル
ギ化が図れる。

【００５５】ところで、ここでは全ての振動板４１を、
約２０Ｈｚで先端部に振れ幅を大きくする片持ち梁の振
動モードの共振を起こすような固有振動数を有するもの
から構成しているが、これを固有振動数が異なる複数
種、例えば弾性振動板の半分の枚数を約１０Ｈｚ、残り
を約２０Ｈｚの固有振動数を有するもので構成し、これ
を交互に配列設置した回転部材を用い、回転部材の往復
回転動作を約１０Ｈｚと約２０Ｈｚとを混合したものと
することで、更に変化に富んだ大きな圧力変化、水流を
得ることができる。以上のことは、振動板が内槽と一体
に構成されている第２実施形態においても適用できるも
のであることは言うまでもない。

【００５６】なお、前述の各実施形態における回転部材
１５や内槽３１の往復回転動作の周波数、角速度、反転
時の停止時間などの設定値は、あくまで一例にすぎず、
攪拌する液体、あるいは負荷量に応じて、適宜設定され
るものであり、微小回転角度が３０°以下で、従来一般
に実施されている往復回転動作方式の撹拌装置で使用さ
れている周数数帯域（一般に１Ｈｚ以下である）よりも
高い周数数帯域のものであれば、本発明の技術思想の範
囲内に含まれることは言うまでもない。

【００５７】また、言うまでもなく回転部材１５や内槽
３１の往復回転動作を、所定サイクルにおいて、例えば
数Ｈｚ〜約２０Ｈｚと変化させてもよく、この場合、段
階的に変化させれば、変化に富んだ、強、弱の圧力変
化、水流を得ることができる。

【００５８】また、前述の第２実施形態において、槽１
１内の水１４を排水後、サーボモータ１９によって、内
槽３１を一方回転方向に、たとえば９００ｒｐｍで、所
定時間高速回転させれば、洗濯物２７に含まれている残
水を遠心脱水させることができ、従来の洗濯機と同様の
脱水機能を持たせることができる。この場合、内槽３１
と振動板３５を必ずしも一体化する必要はなく、例えば
遠心脱水機能を有する内槽３１内に、振動軸１８による
往復回転動作が可能な円板状の回転部材を設け、この回
転部材の上面に、振動板を配置する構成としてもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、液体を貯える槽の外部に駆動装置を配設し、この
駆動装置によって往復回転駆動される振動軸に固定した
振動板を前記槽内に配設し、前記駆動装置によって前記
振動板を微小回転角度で往復回転動作させ、槽内の液体
に圧力変動を発生させるようにしたので、振動騒音が少
なく、槽内の圧力変動の均一化が図れ、水流も発生させ
ることができた。このため、洗濯物の槽内での回りが良
くなって、ムラなく汚れを除去することができた。

【００６０】また、請求項２の発明によれば、微小回転
角度を、約３０°以下に設定したので、従来一般に実施
されている往復回転動作方式の撹拌装置と比し、極めて
高い周数数帯域で往復回転動作させることができた。

【００６１】また、請求項３の発明によれば、振動板
を、振動軸に固着された板状の回転部材上に放射状に設
けたので、圧力変動すなわち振動板の振幅を、回転中心
から半径方向に回転半径に比例して大きくすることがで
き、これに伴って圧力変動幅も振動板の振幅に比例し、
回転中心から半径方向に大きくすることができた。この
ため、槽内に、中心部から吸い込まれ、槽壁面に向か
い、さらに槽の壁面に沿って上昇し、再び槽中心部から
下方へ吸い込まれるハート水流を発生させることがで
き、一層槽内の水と洗剤の混合の均一化を促進できて、
洗濯物の槽内での回りが良くなり、ムラなく汚れを除去
することができた。

【００６２】また、請求項４の発明によれば、槽の内部
に、多数の穴を有しかつ振動軸に結合された内槽を配置
し、この内槽の内壁に振動板を一体化して設けたので、
振動騒音が少なく、内槽の内側における圧力変動の均一
化が図れ、水流も発生させることができた。このため、
洗濯物の内槽内での回りが良くなって、ムラなく汚れを
除去することができた。

【００６３】また、請求項５の発明によれば、内槽が、
脱水時に遠心脱水機として機能するので、全自動洗濯機
の機能を持たせることができた。

【００６４】また、請求項６の発明によれば、振動軸
を、槽壁面に水密軸受けで支持するようにしたので、槽
外への水漏れを防止できた。

【００６５】また、請求項７の発明によれば、駆動装置
が、振動軸の回転角度の中心を可変できるように構成し
たので、振動軸の回転角度の中心を、回転方向に徐々に
移動させることができ、振動軸の軸受との擦れによる双
方の局部的な磨耗の発生を押さえることができて、振動
軸と軸受の間の水密性が向上させることができた。

【００６６】また、請求項８の発明によれば、駆動装置
が、往復回転動作の周期を可変できるように構成したの
で、振動軸の回転角度の中心を、回転方向に徐々に移動
させることができ、振動軸の軸受との擦れによる双方の
局部的な磨耗の発生を押さえることができて、振動軸と
軸受の間の水密性が向上させることができた。

【００６７】また、請求項９の発明によれば、振動板
が、振動軸による往復回転動作の周期で機械的共振現象
を起こすような固有振動数を有するように構成したの
で、共振現象を利用できて、高い振動効果が得られた。

【００６８】また、請求項１０の発明によれば、振動板
が、固有振動数が異なる複数種で構成したので、回転部
材の往復回転動作（周波数）をこれら振動板の固有振動
数に合わせて変化させることで、変化に富んだ大きな圧
力変化、水流を得ることができた。

【００６９】また、請求項１１の発明によれば、振動板
が、取り付け部を支点として先端部の振れ幅が大きな片
持ち梁の振動モードで共振する弾性体から構成したの
で、激しいハート水流を発生させることができた。この
ため、槽内の水と洗剤の混合の均一化がより一層促進さ
れ、洗濯物の槽内での回りが良くなり、ムラなく汚れが
除去され、攪拌・洗浄能力を向上させることができた。
このため、攪拌・洗浄能力を抑えた場合には、駆動装置
の出力が少なくて済み、省エネルギ化が図れた。

【００７０】また、請求項１２の発明によれば、駆動装
置が、回転角度の大きな回転動作で槽内の液体を攪拌で
きる機能をも有するように構成したので、従来の渦巻き
式洗濯機と同様の振動軸を中心とした回転水流を発生さ
せることもできて、従来と同様の洗濯も可能とすること
ができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る撹拌装置の全体
構成を示す縦断面図である。

【図２】第１実施形態に係る撹拌装置の要部である振
動板を設けた回転部材の上面図および縦断面図である。

【図３】第１実施形態に係る撹拌装置の動作を示す時
系列グラフである。

【図４】本発明の第２実施形態に係る撹拌装置の全体
構成を示す縦断面図である。

【図５】第２実施形態に係る撹拌装置の要部である振
動板を設けた回転部材の上面図である。

【図６】本発明の第３実施形態に係る撹拌装置の動作
を示す時系列グラフである。

【図７】本発明の第４実施形態に係る撹拌装置の動作
を示す時系列グラフである。

【図８】本発明の第５実施形態に係る撹拌装置の動作
を示す時系列グラフである。

【図９】本発明の第６実施形態に係る撹拌装置の動作
を示す時系列グラフである。

【図１０】本発明の第７実施形態に係る撹拌装置の全
体構成を示す縦断面図である。

【図１１】第７実施形態に係る撹拌装置の要部である
振動板を設けた回転部材の上面図および縦断面図であ
る。

【図１２】第７実施形態に係る撹拌装置の振動板部分
の動作の説明図である。

【図１３】従来の撹拌装置を用いた振動式洗濯機を示
す縦断面図である。

【符号の説明】

１１槽、１４水（液体）、１５回転部材、１６，
３５振動板、１７水密な軸受け、１８振動軸、１９
サーボモータ（駆動装置）、３１内槽、３３底部
（内槽の内壁）、３４穴、４１弾性体からなる振動
板、４２振動板取り付け部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久木野政次東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者伊勢伸介東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者萬谷和彦東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者藤井学東京都台東区上野３丁目２番４号セントラルメルコ株式会社内Ｆターム(参考） 3B154 BA17 BA18 BB02 BB70 BC01 BC03 BC29 BC47 BE05 BF16 CA41 CA44 3B155 AA01 BB08 BB15 CA06 CA09 DC14 EA09 EA13 MA01 MA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を貯える槽の外部に駆動装置を配設
し、この駆動装置によって往復回転駆動される振動軸に
固定した振動板を前記槽内に配設し、前記駆動装置によ
って前記振動板を微小回転角度で往復回転動作させ、前
記槽内の液体に圧力変動を発生させることを特徴とする
撹拌装置。
【請求項２】微小回転角度を、約３０°以下に設定し
たことを特徴とする請求項１記載の攪拌装置。
【請求項３】振動板は、振動軸に固着された板状の回
転部材上に放射状に設けられていることを特徴とする請
求項１又は請求項２記載の攪拌装置。
【請求項４】槽の内部に、多数の穴を有しかつ振動軸
に結合された内槽を配置し、該内槽の内壁に振動板を一
体化して設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２
記載の攪拌装置。
【請求項５】内槽は、脱水時に遠心脱水機として機能
することを特徴とする請求項４記載の攪拌装置。
【請求項６】振動軸は、槽壁面に水密軸受けで支持さ
れてなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいず
れかに記載の攪拌装置。
【請求項７】駆動装置は、振動軸の回転角度の中心を
可変できることを特徴とする請求項１乃至請求項６のい
ずれかに記載の攪拌装置。
【請求項８】駆動装置は、往復回転動作の周期が可変
できることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれ
かに記載の攪拌装置。
【請求項９】振動板は、振動軸による往復回転動作の
周期で機械的共振現象を起こすような固有振動数を有し
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれ
かに記載の攪拌装置。
【請求項１０】振動板は、固有振動数が異なる複数種
で構成されてなることを特徴とする請求項９記載の攪拌
装置。
【請求項１１】振動板は、取り付け部を支点として先
端部の振れ幅が大きな片持ち梁の振動モードで共振する
弾性体からなることを特徴とする請求項９又は請求項１
０記載の攪拌装置。
【請求項１２】駆動装置は、回転角度の大きな回転動
作で槽内の液体を攪拌できる機能をも有していることを
特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の
攪拌装置。