JP2004337368A - 洗濯機 - Google Patents
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Abstract
【課題】内面にバッフルを備え、垂直軸線まわりに回転する洗濯槽の角速度変化により、洗濯槽内の水及び洗濯物に水平方向及び垂直方向の運動成分が与えられる仕組みの洗濯機において、その洗浄効率を一層高める。
【解決手段】洗濯槽30は駆動装置40によって垂直軸線まわりに回転せしめられるものであり、上部に脱水口31、内面にバッフル33、34を有する。洗濯槽30の角速度変化により洗濯槽内30の水及び洗濯物とバッフル33、34との間に水平方向の相対運動が生じ、水及び洗濯物にはバッフル33、34により垂直方向の運動成分が与えられる。洗濯工程に要する総水量のうち所定割合分は洗剤と共に給水装置100の第1給水口105から洗濯槽30の周壁近傍に給水され、残余の水は給水装置100の第2給水口110より洗濯槽30の中央寄りに拡散給水される。
【選択図】 図1
【解決手段】洗濯槽30は駆動装置40によって垂直軸線まわりに回転せしめられるものであり、上部に脱水口31、内面にバッフル33、34を有する。洗濯槽30の角速度変化により洗濯槽内30の水及び洗濯物とバッフル33、34との間に水平方向の相対運動が生じ、水及び洗濯物にはバッフル33、34により垂直方向の運動成分が与えられる。洗濯工程に要する総水量のうち所定割合分は洗剤と共に給水装置100の第1給水口105から洗濯槽30の周壁近傍に給水され、残余の水は給水装置100の第2給水口110より洗濯槽30の中央寄りに拡散給水される。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はパルセータを用いない洗濯機に関する。
【0002】
【従来の技術】
パルセータを用いて水の渦巻を形成する形式の洗濯機は、洗浄能力が高く、日本では好んで使用される。反面、この形式の洗濯機は水の消費量が多く、布傷みが進行しやすいという問題もある。欧米で一般的な横ドラム式の洗濯機は、水平軸線まわりに回転するドラムに洗濯物を入れ、ドラム内面のバッフルで洗濯物を引っかけて持ち上げてはドラムの底の洗剤液の中に落としてたたき洗いを行うものであり、布傷みも水の消費も少ないが、洗濯時間が長くかかるという欠点がある。
【0003】
ここにおいて、洗濯槽は縦型でありながら、パルセータは用いないこととし、高い洗浄能力と少ない布傷みの両立を図った洗濯機が提案された。特許文献1に記載の洗濯機がそれである。この洗濯機の洗濯槽にはパルセータが設けられていない。その代わり、洗濯槽の内面にバッフルを設け、洗濯槽の周壁には上部にのみ脱水口を設けている。この洗濯槽を垂直軸線まわりに回転させる。洗濯槽内の水及び洗濯物は慣性を有するので、すぐに洗濯槽に追随することができず、水及び洗濯物とバッフルとの間に水平方向の相対運動が生じる。バッフルには角度がつけられており、前述の水平方向相対運動期間中、バッフルが水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える。これにより、パルセータと同様の攪拌作用が生まれる。
【0004】
回転を続けるうちに、水及び洗濯物の角速度が次第にバッフルの角速度に追いついてくる。ここでバッフルの角速度を変化させる。すなわち洗濯槽を減速し、停止させる。水及び洗濯物は慣性によりバッフルを追い越そうとしてバッフルとの間に水平方向の相対運動を生じ、再び垂直方向の運動成分を与えられる。停止した洗濯槽を、逆転方向又は正転方向に再度回転させれば、水及び洗濯物とバッフルの間に再び水平方向の相対運動が生じる。このように洗濯槽の角速度を常に、又は周期的に変化させることにより、水及び洗濯物の持つ慣性と、バッフルの持つ角度との相乗作用で水平方向及び垂直方向の入り交じった複雑な動きを水及び洗濯物に与え、パルセータで攪拌するときのような布傷みを洗濯物に生じさせることなく、効率良く洗濯を進めるものである。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−253376号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、内面にバッフルを備えた洗濯槽を垂直軸線まわりに回転させ、洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物とバッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、その洗浄効率を一層高めることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では洗濯機を次のように構成した。
【0008】
(1)垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、前記洗濯槽内に給水する給水部は、洗濯槽の周壁近傍に給水する第1給水口と、洗濯槽の中央寄りに給水する第2給水口と、前記第1給水口から流れ出す水に対し洗剤投入を行う投入部と、これら第1及び第2給水口を通る流れの制御を行う給水制御部とを備えるものであり、前記給水制御部は、洗濯工程に要する総水量のうち所定割合分を前記第1給水口を通じて洗剤と共に給水し、その後残余の水を前記第2給水口を通じて給水する制御を行うものとした。
【0009】
この構成によれば、洗剤液を洗濯槽の周壁側に注いだ後、残余の水を洗濯槽の中央寄りに注ぐことにより、布浮きを抑えて洗濯物をしっかりと水に浸らせ、洗浄効率を高めることができる。
【0010】
(2)上記のような洗濯機において、前記第2給水口は拡散給水を行うものとした。
【0011】
この構成によれば、洗濯槽の中央寄りに注がれる水は広い範囲に降り注ぐので、布浮きを効果的に抑制することができる。
【0012】
(3)上記のような洗濯機において、前記第2給水口からの給水を2段階に分けて行い、第1次の給水終了後から洗濯工程を開始し、所定時間経過後、第2次の給水を行って前記洗濯槽内の水位を所期レベルに引き上げるものとした。
【0013】
この構成によれば、洗濯開始時は水位が低く、渦の水勢が強いので、洗濯物を水中に引き込む力も強くなる。またバッフルが洗濯物に垂直方向の運動成分を与える働きも強い。これにより、上下の洗濯物の入れ替えが活発に行われ、パルセータに負けないような強い洗浄力を得ることができる。所定時間経過後に水位が所期レベルにまで引き上げられた後は、布傷みの少ない通常の洗濯モードで洗濯が進行する。
【0014】
(4)垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、前記洗濯槽内の水位を検知する水位検知装置を設け、洗濯槽の回転開始後、洗濯槽内の水位が所定レベル以下に下がったことを前記水位検知装置が検知したとき、前記制御装置は洗濯槽の角速度を下げる制御を行うものとした。
【0015】
この構成によれば、遠心力により洗濯槽からの溢水が生じたときには洗濯槽の角速度が低下する。これにより遠心力を抑え、遠心力による溢水で洗濯槽内の水位が下がり続けることを防止することができる。
【0016】
(5)垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、前記洗濯槽の振動を検知する振動検知装置を設け、この洗濯槽の角速度を前記制御装置は周期的に変化させるものとし、前記振動検知装置の検知した洗濯槽の振動が所定レベル以上であった場合、制御装置は洗濯槽の角速度変化周期を延長する制御を行うものとした。
【0017】
このタイプの洗濯機では、パルセータにひけをとらないような水流を生成するのに、洗濯槽の回転を急激に立ち上げたり、回転中の洗濯槽にブレーキをかけたりして、洗濯槽の角速度を急変させる必要がある。洗濯槽の角速度が急変すればその反作用も大きく、洗濯槽を収容した水槽が振れて洗濯機の外箱に当たる「槽当たり」が生じ、大きな騒音を発することがある。また洗濯槽内の水面が動揺して溢水が生じることもある。上記の構成によれば、洗濯槽に所定レベル以上の振動が生じたときには洗濯槽の角速度変化周期が延びる。これにより洗濯槽内の水流が穏やかになって異常振動が抑制され、槽当たりによる騒音の発生や、溢水が防止される。
【0018】
(6)上記のような洗濯機において、前記洗濯槽の振動が角速度変化周期の延長によっては所定レベル以下に下がらなかったとき、前記制御装置は洗濯槽の角速度を下げる制御を行うものとした。
【0019】
この構成によれば、洗濯槽の角速度が低下することにより、洗濯槽内の水流がさらに穏やかになり、振動が一層抑制される。
【0020】
(7)垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、前記バッフルに糸屑フィルターを装着した。
【0021】
この構成によれば、常に水流が通り過ぎるバッフルに糸屑フィルターが設けられているので、水中の糸屑を効果的に捕集することができる。また、糸屑フィルターによる形状変化はバッフルに生じるだけであり、バッフル以外の箇所に凹凸が生じることはないので、このタイプの洗濯機にとり重要な意味を持つ、洗濯槽内面の平滑性を損わずに済む。
【0022】
(8)上記のような洗濯機において、前記洗濯槽の内側面に前記バッフルを配置するとともに、このバッフルには洗濯槽の軸線に関し所定のスキュー角を与えた。
【0023】
この構成によれば、バッフルのスキュー角により、水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を効果的に与えることができる。洗濯槽の内底面にもバッフルがあり、この内底面側のバッフルによって洗濯物が突き上げられたとしても、その洗濯物の上昇の妨げとなることも少ない。
【0024】
(9)上記のような洗濯機において、前記洗濯槽の内底面に前記バッフルを配置するとともに、このバッフルを洗濯槽の半径線と所定の角度で交差させた。
【0025】
この構成によれば、洗濯槽の半径線に対するバッフルの交差角により、水及び洗濯物に垂直方向及び半径方向の運動成分が効果的に与えられ、水流が複雑化して洗浄効果が高まる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態を図1〜12に基づき説明する。図1は洗濯機の全体構成を示す垂直断面図、図2は図1と同様の垂直断面図にして異なる動作状態を示すもの、図3は洗濯槽内側面に配置されるバッフルの正面図、図4は図3のA−A線に沿って切断した断面図、図5は洗濯槽底部の模型的平面図、図6は給水部の斜視図、図7は洗濯槽への給水態様を示すグラフ、図8は洗濯槽の回転態様を示す第1のグラフ、図9は洗濯槽の回転態様を示す第2のグラフ、図10は洗濯槽の回転態様を示す第3のグラフ、図11は洗濯槽の回転態様を示す第4のグラフ、図12は実験結果の表である。
【0027】
洗濯機1は全自動型のものであり、外箱10を備える。外箱10は直方体形状で、金属又は合成樹脂により成形され、その上面と底面は開口部となっている。外箱10の上面開口部には合成樹脂製の上面板11を重ね、外箱10にネジで固定する。図1において左側が洗濯機1の正面、右側が背面であり、背面側に位置する上面板11の上面に同じく合成樹脂製のバックパネル12を重ね、外箱10又は上面板11にネジで固定する。外箱10の底面開口部には合成樹脂製のベース13を重ね、外箱10にネジで固定する。これまでに述べてきたネジはいずれも図示しない。
【0028】
ベース13の四隅には外箱10を床の上に支えるための脚部14a、14bが設けられている。背面側の脚部14bはベース13に一体成型した固定脚である。正面側の脚部14aは高さ可変のネジ脚であり、これを回して洗濯機1のレベル出しを行う。
【0029】
上面板11には後述する洗濯槽に洗濯物Lを投入するための洗濯物投入口15を形設する。洗濯物投入口15を上から蓋16で覆う。蓋16は上面板11にヒンジ部17で結合され、垂直面内で回動する。
【0030】
外箱10の内部には水槽20と、脱水槽を兼ねる洗濯槽30を配置する。水槽20も洗濯槽30も上面が開口した円筒形のカップの形状を呈しており、各々軸線を垂直にし、水槽20を外側、洗濯槽30を内側とする形で同心的に配置される。水槽20をサスペンション部材21が吊り下げる。サスペンション部材21は水槽20の外面下部と外箱10の内面コーナー部とを連結する形で計4箇所に配備され、水槽20を水平面内で揺動できるように支持する。
【0031】
洗濯槽30は上方に向かい緩やかなテーパで広がる周壁を有する。この周壁には、その最上部に環状に配置した複数個の小孔状の脱水口31を除き、液体を通すための開口部はない。すなわち洗濯槽30はいわゆる「穴なし」タイプである。洗濯槽30の上部開口部の縁には、洗濯物Lの脱水のため洗濯槽30を高速回転させたときに振動を抑制する働きをする環状のバランサ32を装着する。
【0032】
洗濯槽30の内面は、側面、底面とも形状を平滑にし、且つ、低摩擦係数の物質で表面処理を施す。摩擦係数が0.1である四フッ化エチレン樹脂で表面処理するのがよい。
【0033】
洗濯槽30の内側面には、底面からあまり高くない位置にバッフル33を装着する。洗濯槽30の内底面にはバッフル34を装着する。洗濯槽30の内底面は、実施形態では平面状になっているが、中華鍋のような球形凹面にすることもできる。球形凹面の場合、洗濯物Lの入れ替わりや上下動が一層促進される。
【0034】
球状凹面の場合も表面の平滑性は必須であり、低摩擦係数の表面処理が欠かせない。他方バッフル33、34の方は、パルセータの代わりに洗濯物Lをつかんで移動させる機能を持たせるため、摩擦抵抗の大きい表面とするのが望ましい。
【0035】
バッフル33は正面形状が矩形であり(図3参照)、また断面形状は山形である(図4参照)。このバッフル33を、図3に示すように、垂直線VLに対し矩形の長軸が所定の角度で傾斜するよう配置する。すなわちバッフル33には洗濯槽30の軸線に関し所定のスキュー角が与えられたことになる。
【0036】
バッフル34もバッフル33と同様の形状である。バッフル33は、後述する糸屑フィルターを取り付ける必要上、矩形の長軸に10cm以上の長さを確保する。これに対しバッフル34は、長軸の長さがバッフル33の半分程度であればよい。バッフル34は、洗濯槽30の中心を間にしてバッフル33から180゜離れた位置に複数個配置するのが望ましい。バッフル33、34をこのように引き離しておけば、底面側のバッフル34により洗濯物Lが突き上げられたとしても、バッフル33がその洗濯物Lの上昇の妨げとなることが少ない。バッフル34は、図5に示すように、洗濯槽30の半径線(radius)Rと所定の角度で交差するように配置する。
【0037】
バッフル33には糸屑フィルター35を装着する。糸屑フィルター35は弾性のある合成樹脂で成型された矩形の枠35aと、枠35aに取り付けられた袋状のネット35bとを備える。バッフル33の山の頂部に設けられた開口部33aにネット35bを入れ、枠35aをその弾性を利用して開口部33aにはめ込むことにより、糸屑フィルター35の取付は完了する。バッフル33には、開口部33aの他、ネット35bの口から入り込んだ水を逃がすための水抜き穴33bと、ネット35bの捕集した糸屑を捨てるときに枠35aに指を掛けるための指掛け凹部33cとが設けられている。
【0038】
水槽20の下面には駆動装置40を装着する。駆動装置40はモータ41及びブレーキ機構42を含み、中心部から駆動軸43を上向きに突出させている。駆動軸43は水槽20の中に入り込んだ後、洗濯槽30に連結されてこれを支える。駆動軸43と水槽20の間には水もれを防ぐためのシール部材を配置する。
【0039】
バックパネル12の下の空間には電磁的に開閉する給水弁50を配置する。給水弁50はバックパネル12を貫通して上方に突き出す接続管51を有する。接続管51には水道水などの上水を供給する給水ホース(図示せず)を接続する。給水弁50は洗濯槽30の内部に臨む位置に設けた給水部100に対して給水を行う。
【0040】
給水部100のハウジング101の内部は、隔壁102(図6参照)により、正面から見て左右に区画されている。向かって右側の第1区画103aには引き出し状の洗剤受け104が挿入されるとともに、底面には第1給水口105が設けられる。洗剤受け104は水に洗剤を投入する投入部を構成する。第1給水口105はほぼ垂直に近い樋106を備え、この樋106を通じ洗濯槽30の周壁近傍に給水を行う。向かって左側の第2区画103bの正面には第2給水口110が設けられる。第2給水口110は第2区画103bより正面に向かって突き出す平らな導管部111と、導管部111の先端に設けられた樋112を備える。樋112は導管部111から斜め前に突き出し、且つ末広がりの扇形になっており、洗濯槽30の中央寄りに拡散給水を行う。
【0041】
給水弁50は電磁弁であり、第1弁部50aと第2弁部50bを備える。第1弁部50aと第2弁部50bは互いに独立して開閉及び流量制御が可能である。接続管51は第1弁部50aと第2弁部50bの両方に共通である。
【0042】
第1給水管52aを通じ、第1弁部50aを第1区画103aの天井部に接続する。第2給水管52bを通じ、第2弁部50bを第2区画103bの天井部に接続する。図1に見られるように、給水管52aより洗剤受け104に注がれた水は洗剤受け104の奥の方の端から溢れて第1給水口105へと流れるものであり、その流れの途中に水車状の攪拌羽根107を置く。
【0043】
水槽20の底部には水槽20及び洗濯槽30の中の水を外箱10の外に排水する排水ホース60を取り付ける。排水ホース60には排水管61及び排水管62から水が流れ込む。排水管61は水槽20の底面の外周寄りの箇所に接続されている。排水管62は水槽20の底面の中心寄りの箇所に接続されている。
【0044】
水槽20の内部底面には排水管62の接続箇所を内側に囲い込むように環状の隔壁63を固定する。隔壁63の上部には環状のシール部材64を取り付ける。このシール部材64を洗濯槽30の底部外面に固定したディスク65の外周面に接触させ、水槽20と洗濯槽30との間に独立した排水空間66を形成する。排水空間66は洗濯槽30の底部に形設した排水口67を介して洗濯槽30の内部に連通する。
【0045】
排水管62には電磁的に開閉する排水弁68を設ける。排水管62の排水弁68の上流側にあたる箇所にはエアトラップ69を設ける。エアトラップ69からは導圧管70が延び出す。導圧管70の上端には水位検知装置である水位スイッチ71を接続する。
【0046】
水槽20の外面には洗濯槽30の振動を検知する振動検知装置72を取り付ける。振動検知装置72は加速度センサや衝撃スイッチなどにより構成することができる。
【0047】
外箱10の正面側には制御部80と操作/表示部81を配置する。制御部80は上面板11の下に配置し、操作/表示部81は上面板11の上面に設ける。制御部80は操作/表示部81を通じて使用者からの操作指令を受け、また水位スイッチ71や振動検知装置72からの信号を受け、駆動装置40、給水弁50、及び排水弁68に動作指令を発する。制御部80からは操作/表示部81に対する表示指令も発せられる。制御部80は第1給水口105及び第2給水口110を通る流れの制御を行う給水制御部として機能する。
【0048】
洗濯機1の動作につき説明する。蓋16を開け、洗濯物投入口15から洗濯槽30の中へ洗濯物Lを投入する。給水部100のハウジング101から洗剤受け104を引き出し、その中に洗剤を入れる。洗剤を所定量だけ入れた後、洗剤受け104をハウジング101に押し込む。それから蓋16を閉じ、操作/表示部81の操作ボタン群を操作して洗濯条件を選ぶ。最後に操作/表示部81の中のスタートボタンを押せば、洗濯工程が開始される。
【0049】
洗濯工程は洗濯物Lの容量センシングから始まる。洗濯槽30を回転させ、その時モータ41にかかる負荷より制御部80が洗濯物Lの量を判定する。
【0050】
容量センシング終了後、洗濯槽30への給水が開始される。排水弁68は閉じている。制御部80は最初に給水弁50の第1弁部50aを開く。給水管52aを通じて給水部100の第1区画103aに流し込まれた水は洗剤受け104の上に落ち、洗剤受け104から洗剤を流し出す(図1参照)。洗剤と水とは攪拌羽根107を通過するときに攪拌され、濃縮状態の洗剤液となる。この場合の「濃縮」とは、洗濯時よりも洗剤の割合が多いという意味である。濃縮洗剤液は第1給水口105から洗濯槽30の周壁近傍に落下し、洗濯槽30の中で水位を高めて行く。
【0051】
洗剤が全て洗濯槽30に流れ出た後、制御部80は第1弁部50aを閉じる。そして第2弁部50bを開く。これが図7の「補給水(第1次)」の段階である。
【0052】
第2弁部50bからの水は第2給水管52bを通じて給水部100の第2区画103bに入り、第2給水口110の導管部111から流れ出す。導管部111から流れ出した水は樋112で流れの幅を広げられ、拡散状態で洗濯槽30の中央寄りの箇所に給水される(図2参照)。
【0053】
洗濯槽30の中央寄りに補給水を給水することにより、洗濯物Lが水面に浮かび上がる「布浮き」の現象を抑え、洗濯物Lをしっかりと洗剤液に浸らせることができる。また拡散給水で補給水が広い範囲に降り注ぐようにすることにより、布浮きを一層効果的に抑制できる。
【0054】
拡散給水の幅は洗濯槽30の直径の半分以上あるのが好ましく、その値が得られるように樋112の形状を設計する。樋の代わりにノズルを用いて幅広い水膜を形成してもよい。
【0055】
容量センシングにより判定された洗濯物Lの量に見合った水位に達する前に(水量が1割程度少ない段階で)第1次の補給水は終了する。制御部80は第2弁部50bを閉じ、駆動装置40の運転を開始する。
【0056】
駆動装置40は洗濯槽30を図8の回転パターン又は図9の回転パターンで回転させる。図8の回転パターンでは、洗濯槽30の正転と逆転が短い停止期間を挟んで交互に繰り返される。図9の回転パターンでは、短い停止期間を挟んで洗濯槽30の正転が繰り返される。
【0057】
図8の回転パターンの場合、洗濯槽30内で次の動きが起きる。停止状態から正転方向に動き出した洗濯槽30は次第に速度を速め、所定の角速度に達する。洗濯槽30はしばらくこの角速度で回転を続ける。水(洗剤液)及び洗濯物Lはバッフル33、34で押されて正転方向の渦を形成し始めるが、その渦が直ちに洗濯槽30に同期する訳ではないので、水及び洗濯物Lとバッフル33、34との間に水平方向の相対運動が生じる。
【0058】
洗濯槽30が正転するとき、バッフル33は図3において右方向に移動するものとする。スキュー角により、バッフル33は図3において右上がりに傾斜しているので、バッフル33が右方向に移動すると、その行く手にある水及び洗濯物Lは下向きに押される。これにより、水及び洗濯物Lには下向きの運動成分が与えられる。また、バッフル33の山形の断面形状により、バッフル33が横を通るとき、水及び洗濯物Lは洗濯槽30の中心方向に押される。これにより、水及び洗濯物Lには洗濯槽30の中心側に向かう運動成分が与えられる。これらが相まって、水及び洗濯物Lの渦に複雑な三次元運動が生じ、洗濯物Lはダイナミックに攪拌される。
【0059】
洗濯槽30の内側面は表面処理により低摩擦になっているため、内側面に洗濯物Lが貼り付きにくい。また洗濯物Lに対し水平方向に相対移動するバッフル33が洗濯物Lを洗濯槽30の内側壁から押し剥し、フライ返しでフライをひっくり返すときのように洗濯物Lをひっくり返す。
【0060】
洗濯槽30の正転は、図5において時計回りであるものとする。バッフル34は、この時の移動方向に関し、洗濯槽30の外周に近い側が前進し、洗濯槽30の中心に近い側が後退する形の配置となっている。従って、バッフル34が時計回りに移動すると、その行く手にある水及び洗濯物Lは洗濯槽30の中心寄りに押される。これにより、水及び洗濯物Lには洗濯槽30の中心側に向かう運動成分が与えられる。また、バッフル34の山形の断面形状により、バッフル34が下を通るとき、水及び洗濯物Lは上向きに押される。これにより、水及び洗濯物Lには上向きの運動成分が与えられる。これらが相まって、水及び洗濯物Lの渦に複雑な三次元運動が生じ、洗濯物Lはダイナミックに攪拌される。
【0061】
バッフル33のスキュー角を15゜程度にとっておけば、バッフル34によって洗濯物Lが突き上げられたとしても、バッフル33が洗濯物Lの上昇の妨げとなることが少ない。
【0062】
大量の洗濯物Lを水中に引き込んだり、上下動させるためには、バッフル34と半径線Rとの交差角θを30゜程度とするのがよい。
【0063】
洗濯槽30の中心を間にして180゜離れた位置にバッフル33、34を配置することにより、それぞれの形成する三次元水流が互いに干渉し合うことをなくし、水流のエネルギーを効果的に洗濯物Lに伝えることができる。
【0064】
正転を所定時間続けた後、洗濯槽30は減速し、停止する。水及び洗濯物Lの渦は、慣性により、すぐには速度が落ちない。従って水及び洗濯物Lとバッフル33との間には、あたかもバッフル33が図3において左方向に動くかのような相対運動が生じる。これにより、水及び洗濯物Lには、今までと逆に、上向きの運動成分が与えられる。水及び洗濯物Lに洗濯槽30の中心側に向かう運動成分が与えられることには変わりがない。
【0065】
同じく水及び洗濯物Lとバッフル34との間には、あたかもバッフル34が図5において反時計回りに動くかのような相対運動が生じる。これにより、水及び洗濯物Lには、今までと逆に、洗濯槽30の外周側に向かう運動成分が与えられる。水及び洗濯物Lに上向きの運動成分が与えられることには変わりがない。
【0066】
バッフル33、34が抵抗になるので、水及び洗濯物Lの渦は急速に減速する。渦が減速したところで洗濯槽30の逆転が始まる。水及び洗濯物Lとバッフル33との間には、バッフル33が図3において左方向に動き、バッフル34が図5において反時計回りに動く相対運動が再び生じる。これにより、水及び洗濯物Lにはバッフル33によって上向きの運動成分及び洗濯槽30の中心側に向かう運動成分が与えられ、またバッフル34によって洗濯槽30の外周側に向かう運動成分及び上向きの運動成分が与えられる。
【0067】
逆転を所定時間続けた後、洗濯槽30が減速し、停止すると、水及び洗濯物Lとバッフル33との間には、あたかもバッフル33が図3において右方向に動くかのような相対運動が生じ、水及び洗濯物Lには下向きの運動成分と洗濯槽30の中心側に向かう運動成分が与えられる。同じく水及び洗濯物Lとバッフル34との間には、あたかもバッフル34が図5において時計回りに動くかのような相対運動が生じ、水及び洗濯物Lには洗濯槽30の中心側に向かう運動成分と上向きの運動成分が与えられる。
【0068】
このように、水及び洗濯物Lと洗濯槽30との相対運動を利用して水及び洗濯物Lを攪拌する。高い洗浄効率が得られるよう、角速度ωのピーク値、ピーク値を維持する期間、ピーク値に達するまでの加速度、ピーク値から停止に至るまでの負の加速度、及び正転開始から次の正転開始までの期間、すなわち周期を設定する。
【0069】
図9の回転パターンの場合、洗濯槽30内で次の動きが起きる。洗濯槽30は停止状態から正転を開始し、バッフル33は水及び洗濯物Lに下向きの運動成分と洗濯槽30の中心側に向かう運動成分を与える。バッフル34は水及び洗濯物Lに洗濯槽30の中心側に向かう運動成分と上向きの運動成分を与える。これらが相まって、水及び洗濯物Lの渦に複雑な三次元運動が生じ、洗濯物Lはダイナミックに攪拌される。
【0070】
洗濯槽30が減速し、停止するとき、バッフル33は水及び洗濯物Lに上向きの運動成分と洗濯槽30の中心側に向かう運動成分を与える。バッフル34は水及び洗濯物Lに洗濯槽30の外周側に向かう運動成分と上向きの運動成分を与える。これらが相まって、水及び洗濯物Lの渦に複雑な三次元運動が生じ、洗濯物Lはダイナミックに攪拌される。
【0071】
このように、水及び洗濯物Lと洗濯槽30との相対運動を利用して水及び洗濯物Lを攪拌する。高い洗浄効率が得られるよう、角速度ωのピーク値、ピーク値を維持する期間、ピーク値に達するまでの加速度、ピーク値から停止に至るまでの負の加速度、及び正転開始から次の正転開始までの期間、すなわち周期を設定する。
【0072】
上記のように、第1次の補給水の給水後、容量センシングにより判定された洗濯物Lの量に見合った水位に達しない、低い水位から洗濯を開始する。水の量が少ないので、渦の水勢が強く、洗濯物Lを水中に引き込む働きも強い。またバッフル33、34と洗濯物Lとの距離、特に内底面側のバッフル34と洗濯物Lとの距離が近くなり、洗濯物Lは強い力で上下動せしめられる。この結果、水と洗濯物Lは力強く攪拌され、上下の洗濯物Lの入れ替えも活発化し、パルセータを用いた洗濯に負けない、強い洗浄力を得ることができる。水が濃厚な洗剤液であることも洗浄力の強化に役立つ。
【0073】
低い水位での洗濯を所定時間続けた後、制御部80は再び給水弁50の第2弁部50bを開き、第2次の補給水の給水を開始する。第1次の補給水の段階では水に浮いて濡れなかった洗濯物L、あるいは途中で投入されて水に浮いている洗濯物Lがあったとしても、この第2次の補給水によりしっかりと濡らされ、水に沈められる。従って、洗濯機1の定格一杯の洗濯物Lが投入されていたとしても、満遍なく洗濯効果を行き届かせることができる。
【0074】
水位が所定レベルに達したことを水位スイッチ71が検知した時点で、制御部80は第2弁部50bを閉じる。補給水の第2次給水により洗濯槽30の中の水は容量センシングにより判定された洗濯物Lの量に見合った水位に達する。また洗剤の濃度も通常の洗濯に用いる値になる。以後、布傷みの少ない通常の洗濯モードで洗濯が進行する。
【0075】
水及び洗濯物Lとバッフル33との間に相対運動が生じている間、糸屑フィルター35には水流が流れ込む。水流に含まれる糸屑その他のごみはネット35bで捕集される。
【0076】
洗濯工程において、水及び洗濯物Lのなす渦の速度が速まり、渦の周縁が洗濯槽30の内側面をせり上がって脱水口31から溢水するようなことがあった場合、溢水した水は排水管61を経て排水ホース60より排水される。
【0077】
洗濯工程終了後、排水工程に入る。制御部80は洗濯槽30を停止させ、排水弁68を開く。洗濯槽30の中の水は排水口67、排水空間66、排水管62、排水弁68、及び排水ホース60を経て排水される。
【0078】
洗濯物Lから大部分の水が抜けた後、制御部80は洗濯槽30を脱水回転させる。洗濯槽30は一方向に高速回転し、洗濯物Lに含まれていた水は遠心力で洗濯槽30の外周側に集まる。水は洗濯槽30の内側面をせり上がり、脱水口31から飛び出して水槽20に受けられる。そして排水管61及び排水ホース60を経て排水される。
【0079】
排水工程終了後、すすぎ工程に移る。柔軟剤や漂白剤などの仕上剤を用いるときは、すすぎ工程に入る前に洗剤受け104に仕上剤を入れておく。
【0080】
すすぎ工程の開始に際し、制御部80は排水弁68を閉じ、給水弁50の第1弁部50aを開く。給水管52aを通じて給水部100の第1区画103aに流し込まれた水は洗剤受け104の上に落ち、洗剤受け104から仕上剤を流し出す。仕上剤と水とは攪拌羽根107で攪拌されて混合状態となり、第1給水口105から洗濯槽30の周壁近傍に落下する。
【0081】
第1給水口105より所定の水量を給水した後、制御部80は第1弁部50aを閉じる。そして第2弁部50bを開く。第2弁部50bからの水は第2給水管52bを通じて給水部100の第2区画103bに入り、第2給水口110の導管部111から流れ出す。導管部111から流れ出したすすぎ水は樋112で流れの幅を広げられ、拡散状態で洗濯槽30の中央寄りの箇所に給水される。
【0082】
洗濯槽30の中央寄りにすすぎ水を給水することにより、洗濯物Lが水面に浮かび上がる「布浮き」の現象を抑え、洗濯物Lをしっかりと洗剤液に浸らせることができる。また拡散給水ですすぎ水が広い範囲に降り注ぐようにすることにより、布浮きを一層効果的に抑制できる。
【0083】
すすぎ水の水位が所定レベルに達したことを水位スイッチが検知したことを受けて、制御部80は第2弁部50bを閉じる。そして図8又は図9の回転パターンに従い、洗濯槽30のすすぎ回転を開始する。この場合のすすぎは、洗濯槽30に水を溜めておいて行う「ためすすぎ」である。
【0084】
すすぎ水と洗濯物Lとを攪拌することにより、洗濯物Lに付着していた汚れ成分は洗剤成分はすすぎ水の中に溶け出す。入れ代わりに、すすぎ水に溶け込んでいた仕上剤が洗濯物Lに付着する。
【0085】
すすぎ水は、洗濯工程のときのように第1次と第2次に分けて給水してもよく、第1次と第2次に分けないで一挙に所定レベルまで給水してもよい。第1次と第2次に分けて給水し、第1次給水終了後の水位が低い状態で洗濯槽30の回転を開始することとすれば、力強いすすぎを行った後、通常のすすぎに移ることができる。
【0086】
すすぎ工程において、水及び洗濯物Lのなす渦の速度が速まり、渦の周縁が洗濯槽30の内側面をせり上がって脱水口31から溢水するようなことがあった場合、溢水した水は排水管61を経て排水ホース60より排水される。
【0087】
洗濯工程と同様、水及び洗濯物Lとバッフル33との間に相対運動が生じている間、糸屑フィルター35には水流が流れ込む。水流に含まれる糸屑その他のごみはネット35bで捕集される。
【0088】
所定時間終了後、制御部80は洗濯槽30の回転を停止し、排水弁68を開いて排水を行う。排水終了後、洗濯槽30は脱水回転する。このようなすすぎ→排水→脱水のシーケンスを所定回数繰り返す。
【0089】
最終の脱水が終了すれば洗濯の全工程が終わったことになる。使用者は蓋16を開け、洗濯槽30から洗濯物Lを取り出す。糸屑フィルター35に糸屑その他のごみがたまっていれば、糸屑フィルター35を抜いて清掃を行う。清掃後の糸屑フィルター35を再びセットし、次回の洗濯に備える。
【0090】
制御部80は、上記のような通常の制御の他、状況に応じて次のような制御を行う。
【0091】
図8、9において、(a)は洗濯槽30の通常の回転パターンである。(a)の回転パターンで洗濯工程を開始した後、洗濯槽30の内部の水位が所定レベル(洗濯物Lの容量センシングに基づき設定されるレベル)以下に下がったことを水位スイッチ71が検知したとする。これは、遠心力による溢水が生じたことを意味する。洗剤液がこのまま減り続けては何もならないので、この場合は制御部80は図8、9の(b)に洗濯槽30の回転パターンを切り替える。
【0092】
図8、9の(b)の回転パターンは、(a)の回転パターンに比較し、周期t1は等しいものの、角速度ωのピーク値が低い。そのため水に作用する遠心力のレベルが下がり、溢水を生じなくなる。また洗濯物Lの上下動の距離が短くなり、上下動の勢いも弱まるので、洗濯物Lが水を突き上げて溢水させることも少なくなる。
【0093】
上記の制御に切り替えても水位低下が止まらないときは、補給水を追加したうえで、回転パターンの変更をやり直す。
【0094】
上記のような回転パターンの変更はすすぎ工程でも実施する。これはすすぎ水を無駄に放出しないためである。
【0095】
図10、11において、(a)は洗濯槽30の通常の回転パターンである。(a)の回転パターンで洗濯工程又はすすぎ工程を開始した後、洗濯槽30の振動が所定レベル以上になったことを検知し、振動検知装置72が作動することがある。洗濯物Lの量が多く、しかもその分布がアンバランスになっているときにこのような現象が生じやすい。この場合、制御部80はまず図10、11の(b)に洗濯槽30の回転パターンを切り替える。
【0096】
図10、11の(b)の回転パターンは、(a)の回転パターンに比較し、角速度ωのピーク値は等しいものの、周期がt1からt2に延びている。このように洗濯槽30の角速度変化周期を延長することにより、洗濯槽30内の水流が穏やかになり、振動が抑制される。また(b)の回転パターンでは加減速の勾配も(a)の回転パターンより緩やかになっており、これも振動の抑制に寄与する。
【0097】
(b)の回転パターンに変更しても洗濯槽30の振動が所定レベル以下に下がらなかったときは、制御装置80はさらに図10、11の(c)に回転パターンを切り替える。(c)の回転パターンは、(b)の回転パターンに比較し、周期t2は等しいものの、角速度ωのピーク値が低い。そのため洗濯槽30内の水流がさらに穏やかになり、振動が一層抑制される。
【0098】
それでもまだ振動が低下しないときは、周期を1段階延ばす。角速度ωのピーク値も1段階下げる。このようにして周期と角速度を順次調整して行く。溢水により洗濯槽30の中の水位が低下したときは、補給水を追加する。
【0099】
洗剤液と補給水の給水パターンにより、洗浄性能にどのような影響が生じるかを調べた。その実験結果を図12に示す。実験では、標準洗濯機(JIS規格C9606・C9811付属書に定める基準を満たす攪拌式洗濯機)を使用し、洗剤液と主給水(本発明の洗濯機における補給水に相当)の給水パターンを様々に変えて洗浄性能を調べた。図12の表中の「洗浄比」は標準洗濯機の洗浄率との比較値である。
【0100】
「洗浄率」は次のようにして求める。JIS規格C9606に定められた方法で汚染布を作成する。洗濯前後及び汚染前(原布)の反射率(波長域510〜550nm)を反射率計で測定し、次式より洗浄率を算出する。
洗浄率 D(%)=(Rw−R1)/(R0−R1)×100
Rw:洗濯後の反射率
R1:洗濯前の反射率
R0:原布の反射率
【0101】
「洗浄比」は次式で計算する。
洗浄比 C=Dr/Ds
Dr:供試洗濯機(実験機)による4回の平均洗浄率
Ds:標準洗濯機による4回の平均洗浄率
【0102】
図12の表中、実験1では標準濃度の洗剤液(洗剤メーカーが指示する濃度の洗剤液)を洗濯槽の周壁側にのみ給水した。このときの洗浄比は0.65であった。
【0103】
実験2では洗剤を洗濯工程で使用する水の1/3の水で溶いた濃縮洗剤液を洗濯槽の中央寄りに拡散給水し、残り2/3の水(主給水)を周壁側に給水した。このときの洗浄比は0.70であった。
【0104】
実験3では洗剤を使用水量の1/3の水で溶いた濃縮洗剤液を周壁側に給水し、残り2/3の主給水の分を洗濯槽の中央寄りに拡散給水した。このときの洗浄比は0.80であった。
【0105】
実験4では洗剤を使用水量の1/3の水で溶いた濃縮洗剤液と残り2/3の主給水を共に洗濯槽の中央寄りに拡散給水した。このときの洗浄比は0.62であった。
【0106】
実験1の場合、標準濃度の洗剤液をすべて洗濯槽の周壁側に給水するので、布浮き現象が起こり、パルセータ方式に比べ洗濯物の引き込み力の弱い本発明構造の洗濯機では洗浄性能が上がらない。
【0107】
実験2の場合、拡散給水により布浮きはある程度防止されるが、十分に溶解しなかった洗剤が洗濯物に付着し、均一な洗浄ができない場合がある。
【0108】
実験3の場合には、周壁側に給水された濃縮洗剤液が洗濯槽の底面まで到達した後、主給水の分を拡散給水するので、十分に溶解していなかった洗剤はバッフルによる攪拌で溶解する。また主給水の拡散給水により布浮きがなくなり、均一な洗浄効果を得られる。
【0109】
実験4の場合、十分に溶解しなかった洗剤が洗濯物に付着し、均一な洗浄ができない場合がある。また濃縮洗剤液も補給水もすべて洗濯槽の中央寄りに拡散給水するため、洗濯物がバッフル同士の間や周壁とバッフルの間に貼り付き、洗濯槽と同期して回り、洗濯物の攪拌や上下動が起こらない可能性もある。
【0110】
結局、図12に示す実験により、濃縮洗剤液を周壁側に給水し、洗濯工程で使用する水の残余を洗濯槽の中央寄りに拡散給水する給水パターン(実験3の給水パターン)が最も洗浄効果が高いことが判明した。そこで、この給水パターンを本発明の洗濯機1において実施することとしたものである。
【0111】
図13〜15に本発明の第2実施形態を示す。図13は洗濯機の全体構成を示す垂直断面図、図14は図13と同様の垂直断面図にして異なる動作状態を示すもの、図15は給水部の斜視図である。なお、第2実施形態の構成の多くは第1実施形態と同一ないし機能が共通する。そこで、第1実施形態と同一ないし機能が共通する構成要素については第1実施形態の説明で使用したのと同じ符号を付し、支障のないかぎり説明は省略するものとする。
【0112】
第2実施形態の洗濯機1は、給水部100の構造が第1実施形態と異なる。すなわち給水部100のハウジング101は左右に区画されてはいず、内部に単一空間を有するのみである。この空間に洗剤受け104が挿入される。給水弁50も単一の弁部を備えるのみであり、給水弁50とハウジング101を接続するのも単一の給水管52である。
【0113】
ハウジング101の下部には第2給水口110を構成する樋112が形設されている。樋112には、ハウジング101の下にあたる箇所に開口113が設けられ、この開口113の中に、第1給水口105を構成する樋106が下りてくる。
【0114】
第1実施形態の樋106は固定式であったが、第2実施形態の樋106は可動式になっている。すなわち樋106は上端を支点として垂直面内で回動可能となっている。樋116を動かすのはソレノイド114(図13参照)である。ソレノイド114は洗濯機1の内部の固定部材(図示せず)に取り付けられ、そのプランジャをコネクティングロッド115を介して樋106に連結している。
【0115】
図13は第1給水口105から給水する状況を示す。この時、ソレノイド114はコネクティングロッド115を引いて樋106を反時計回りに回動させ、開口113を開いた状態にしている。ハウジング101から流れ出す水は樋106を伝って洗濯槽30の周壁近傍に落下する。
【0116】
図14は第2給水口110から給水する状況を示す。この時、ソレノイド114はコネクティングロッド115を押して樋106を時計回りに回動させ、開口113を閉じた状態にしている。ハウジング101から流れ出す水は樋106から樋112へと流れ、樋112の先端から洗濯槽30の中央寄りの箇所に拡散給水される。
【0117】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【0118】
【発明の効果】
本発明の洗濯機によれば、洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物とバッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、洗濯槽の周壁近傍に給水する第1給水口から洗剤液を給水した後、洗濯槽の中央寄りに給水する第2給水口から洗濯工程で使用する残余の水を給水することにより、布浮きを抑えて洗濯物をしっかりと水に浸らせ、洗浄効率を高めることができる。この時、第2給水口から拡散給水を行うことにより、布浮きを効果的に抑制することが可能となる。
【0119】
第2給水口からの給水を2段階に分けて行い、第1次の給水終了後から洗濯工程を開始することにより、パルセータに負けない強い洗浄力を得、所定時間経過後、第2次の給水を行って洗濯槽内の水位を所期レベルに引き上げることにより、以後布傷みの少ない通常の洗濯モードで洗濯を進めることができる。
【0120】
洗濯槽内の水位を検知する水位検知装置を設け、洗濯槽の回転開始後、遠心力により洗濯槽からの溢水が生じて洗濯槽内の水位が所定レベル以下に下がったときは洗濯槽の角速度を下げる制御を行うことにより、遠心力による溢水で洗濯槽内の水位が下がり続けることを防止することができる。
【0121】
洗濯槽の振動を検知する振動検知装置を設け、この振動検知装置の検知した洗濯槽の振動が所定レベル以上であった場合は洗濯槽の角速度変化周期を延長し、さらには洗濯槽の角速度を下げる制御を行うことにより、洗濯槽内の水流を穏やかにし、振動を抑制することができる。
【0122】
また、バッフルに糸屑フィルターを装着することにより、水中の糸屑を効果的に捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る洗濯機の垂直断面図
【図2】図1と異なる動作状態を示す垂直断面図
【図3】バッフルの正面図
【図4】図3のA−A線に沿って切断した断面図
【図5】洗濯槽底部の模型的平面図
【図6】給水部の斜視図
【図7】洗濯槽への給水態様を示すグラフ
【図8】洗濯槽の回転態様を示す第1のグラフ
【図9】洗濯槽の回転態様を示す第2のグラフ
【図10】洗濯槽の回転態様を示す第3のグラフ
【図11】洗濯槽の回転態様を示す第4のグラフ
【図12】実験結果の表
【図13】本発明の第2実施形態に係る洗濯機の垂直断面図
【図14】図13と異なる動作状態を示す垂直断面図
【図15】給水部の斜視図
【符号の説明】
1 洗濯機
10 外箱
20 水槽
30 洗濯槽
31 脱水口
33、34 バッフル
35 糸屑フィルター
40 駆動装置
50 給水弁
50a 第1弁部
50b 第2弁部
52a 第1給水管
52b 第2給水管
68 排水弁
71 水位スイッチ(水位検知装置)
72 振動検知装置
80 制御部(給水制御部)
81 操作/表示部
100 給水部
104 洗剤受け(投入部)
105 第1給水口
110 第2給水口
【発明の属する技術分野】
本発明はパルセータを用いない洗濯機に関する。
【0002】
【従来の技術】
パルセータを用いて水の渦巻を形成する形式の洗濯機は、洗浄能力が高く、日本では好んで使用される。反面、この形式の洗濯機は水の消費量が多く、布傷みが進行しやすいという問題もある。欧米で一般的な横ドラム式の洗濯機は、水平軸線まわりに回転するドラムに洗濯物を入れ、ドラム内面のバッフルで洗濯物を引っかけて持ち上げてはドラムの底の洗剤液の中に落としてたたき洗いを行うものであり、布傷みも水の消費も少ないが、洗濯時間が長くかかるという欠点がある。
【0003】
ここにおいて、洗濯槽は縦型でありながら、パルセータは用いないこととし、高い洗浄能力と少ない布傷みの両立を図った洗濯機が提案された。特許文献1に記載の洗濯機がそれである。この洗濯機の洗濯槽にはパルセータが設けられていない。その代わり、洗濯槽の内面にバッフルを設け、洗濯槽の周壁には上部にのみ脱水口を設けている。この洗濯槽を垂直軸線まわりに回転させる。洗濯槽内の水及び洗濯物は慣性を有するので、すぐに洗濯槽に追随することができず、水及び洗濯物とバッフルとの間に水平方向の相対運動が生じる。バッフルには角度がつけられており、前述の水平方向相対運動期間中、バッフルが水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える。これにより、パルセータと同様の攪拌作用が生まれる。
【0004】
回転を続けるうちに、水及び洗濯物の角速度が次第にバッフルの角速度に追いついてくる。ここでバッフルの角速度を変化させる。すなわち洗濯槽を減速し、停止させる。水及び洗濯物は慣性によりバッフルを追い越そうとしてバッフルとの間に水平方向の相対運動を生じ、再び垂直方向の運動成分を与えられる。停止した洗濯槽を、逆転方向又は正転方向に再度回転させれば、水及び洗濯物とバッフルの間に再び水平方向の相対運動が生じる。このように洗濯槽の角速度を常に、又は周期的に変化させることにより、水及び洗濯物の持つ慣性と、バッフルの持つ角度との相乗作用で水平方向及び垂直方向の入り交じった複雑な動きを水及び洗濯物に与え、パルセータで攪拌するときのような布傷みを洗濯物に生じさせることなく、効率良く洗濯を進めるものである。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−253376号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、内面にバッフルを備えた洗濯槽を垂直軸線まわりに回転させ、洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物とバッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、その洗浄効率を一層高めることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では洗濯機を次のように構成した。
【0008】
(1)垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、前記洗濯槽内に給水する給水部は、洗濯槽の周壁近傍に給水する第1給水口と、洗濯槽の中央寄りに給水する第2給水口と、前記第1給水口から流れ出す水に対し洗剤投入を行う投入部と、これら第1及び第2給水口を通る流れの制御を行う給水制御部とを備えるものであり、前記給水制御部は、洗濯工程に要する総水量のうち所定割合分を前記第1給水口を通じて洗剤と共に給水し、その後残余の水を前記第2給水口を通じて給水する制御を行うものとした。
【0009】
この構成によれば、洗剤液を洗濯槽の周壁側に注いだ後、残余の水を洗濯槽の中央寄りに注ぐことにより、布浮きを抑えて洗濯物をしっかりと水に浸らせ、洗浄効率を高めることができる。
【0010】
(2)上記のような洗濯機において、前記第2給水口は拡散給水を行うものとした。
【0011】
この構成によれば、洗濯槽の中央寄りに注がれる水は広い範囲に降り注ぐので、布浮きを効果的に抑制することができる。
【0012】
(3)上記のような洗濯機において、前記第2給水口からの給水を2段階に分けて行い、第1次の給水終了後から洗濯工程を開始し、所定時間経過後、第2次の給水を行って前記洗濯槽内の水位を所期レベルに引き上げるものとした。
【0013】
この構成によれば、洗濯開始時は水位が低く、渦の水勢が強いので、洗濯物を水中に引き込む力も強くなる。またバッフルが洗濯物に垂直方向の運動成分を与える働きも強い。これにより、上下の洗濯物の入れ替えが活発に行われ、パルセータに負けないような強い洗浄力を得ることができる。所定時間経過後に水位が所期レベルにまで引き上げられた後は、布傷みの少ない通常の洗濯モードで洗濯が進行する。
【0014】
(4)垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、前記洗濯槽内の水位を検知する水位検知装置を設け、洗濯槽の回転開始後、洗濯槽内の水位が所定レベル以下に下がったことを前記水位検知装置が検知したとき、前記制御装置は洗濯槽の角速度を下げる制御を行うものとした。
【0015】
この構成によれば、遠心力により洗濯槽からの溢水が生じたときには洗濯槽の角速度が低下する。これにより遠心力を抑え、遠心力による溢水で洗濯槽内の水位が下がり続けることを防止することができる。
【0016】
(5)垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、前記洗濯槽の振動を検知する振動検知装置を設け、この洗濯槽の角速度を前記制御装置は周期的に変化させるものとし、前記振動検知装置の検知した洗濯槽の振動が所定レベル以上であった場合、制御装置は洗濯槽の角速度変化周期を延長する制御を行うものとした。
【0017】
このタイプの洗濯機では、パルセータにひけをとらないような水流を生成するのに、洗濯槽の回転を急激に立ち上げたり、回転中の洗濯槽にブレーキをかけたりして、洗濯槽の角速度を急変させる必要がある。洗濯槽の角速度が急変すればその反作用も大きく、洗濯槽を収容した水槽が振れて洗濯機の外箱に当たる「槽当たり」が生じ、大きな騒音を発することがある。また洗濯槽内の水面が動揺して溢水が生じることもある。上記の構成によれば、洗濯槽に所定レベル以上の振動が生じたときには洗濯槽の角速度変化周期が延びる。これにより洗濯槽内の水流が穏やかになって異常振動が抑制され、槽当たりによる騒音の発生や、溢水が防止される。
【0018】
(6)上記のような洗濯機において、前記洗濯槽の振動が角速度変化周期の延長によっては所定レベル以下に下がらなかったとき、前記制御装置は洗濯槽の角速度を下げる制御を行うものとした。
【0019】
この構成によれば、洗濯槽の角速度が低下することにより、洗濯槽内の水流がさらに穏やかになり、振動が一層抑制される。
【0020】
(7)垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、前記バッフルに糸屑フィルターを装着した。
【0021】
この構成によれば、常に水流が通り過ぎるバッフルに糸屑フィルターが設けられているので、水中の糸屑を効果的に捕集することができる。また、糸屑フィルターによる形状変化はバッフルに生じるだけであり、バッフル以外の箇所に凹凸が生じることはないので、このタイプの洗濯機にとり重要な意味を持つ、洗濯槽内面の平滑性を損わずに済む。
【0022】
(8)上記のような洗濯機において、前記洗濯槽の内側面に前記バッフルを配置するとともに、このバッフルには洗濯槽の軸線に関し所定のスキュー角を与えた。
【0023】
この構成によれば、バッフルのスキュー角により、水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を効果的に与えることができる。洗濯槽の内底面にもバッフルがあり、この内底面側のバッフルによって洗濯物が突き上げられたとしても、その洗濯物の上昇の妨げとなることも少ない。
【0024】
(9)上記のような洗濯機において、前記洗濯槽の内底面に前記バッフルを配置するとともに、このバッフルを洗濯槽の半径線と所定の角度で交差させた。
【0025】
この構成によれば、洗濯槽の半径線に対するバッフルの交差角により、水及び洗濯物に垂直方向及び半径方向の運動成分が効果的に与えられ、水流が複雑化して洗浄効果が高まる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態を図1〜12に基づき説明する。図1は洗濯機の全体構成を示す垂直断面図、図2は図1と同様の垂直断面図にして異なる動作状態を示すもの、図3は洗濯槽内側面に配置されるバッフルの正面図、図4は図3のA−A線に沿って切断した断面図、図5は洗濯槽底部の模型的平面図、図6は給水部の斜視図、図7は洗濯槽への給水態様を示すグラフ、図8は洗濯槽の回転態様を示す第1のグラフ、図9は洗濯槽の回転態様を示す第2のグラフ、図10は洗濯槽の回転態様を示す第3のグラフ、図11は洗濯槽の回転態様を示す第4のグラフ、図12は実験結果の表である。
【0027】
洗濯機1は全自動型のものであり、外箱10を備える。外箱10は直方体形状で、金属又は合成樹脂により成形され、その上面と底面は開口部となっている。外箱10の上面開口部には合成樹脂製の上面板11を重ね、外箱10にネジで固定する。図1において左側が洗濯機1の正面、右側が背面であり、背面側に位置する上面板11の上面に同じく合成樹脂製のバックパネル12を重ね、外箱10又は上面板11にネジで固定する。外箱10の底面開口部には合成樹脂製のベース13を重ね、外箱10にネジで固定する。これまでに述べてきたネジはいずれも図示しない。
【0028】
ベース13の四隅には外箱10を床の上に支えるための脚部14a、14bが設けられている。背面側の脚部14bはベース13に一体成型した固定脚である。正面側の脚部14aは高さ可変のネジ脚であり、これを回して洗濯機1のレベル出しを行う。
【0029】
上面板11には後述する洗濯槽に洗濯物Lを投入するための洗濯物投入口15を形設する。洗濯物投入口15を上から蓋16で覆う。蓋16は上面板11にヒンジ部17で結合され、垂直面内で回動する。
【0030】
外箱10の内部には水槽20と、脱水槽を兼ねる洗濯槽30を配置する。水槽20も洗濯槽30も上面が開口した円筒形のカップの形状を呈しており、各々軸線を垂直にし、水槽20を外側、洗濯槽30を内側とする形で同心的に配置される。水槽20をサスペンション部材21が吊り下げる。サスペンション部材21は水槽20の外面下部と外箱10の内面コーナー部とを連結する形で計4箇所に配備され、水槽20を水平面内で揺動できるように支持する。
【0031】
洗濯槽30は上方に向かい緩やかなテーパで広がる周壁を有する。この周壁には、その最上部に環状に配置した複数個の小孔状の脱水口31を除き、液体を通すための開口部はない。すなわち洗濯槽30はいわゆる「穴なし」タイプである。洗濯槽30の上部開口部の縁には、洗濯物Lの脱水のため洗濯槽30を高速回転させたときに振動を抑制する働きをする環状のバランサ32を装着する。
【0032】
洗濯槽30の内面は、側面、底面とも形状を平滑にし、且つ、低摩擦係数の物質で表面処理を施す。摩擦係数が0.1である四フッ化エチレン樹脂で表面処理するのがよい。
【0033】
洗濯槽30の内側面には、底面からあまり高くない位置にバッフル33を装着する。洗濯槽30の内底面にはバッフル34を装着する。洗濯槽30の内底面は、実施形態では平面状になっているが、中華鍋のような球形凹面にすることもできる。球形凹面の場合、洗濯物Lの入れ替わりや上下動が一層促進される。
【0034】
球状凹面の場合も表面の平滑性は必須であり、低摩擦係数の表面処理が欠かせない。他方バッフル33、34の方は、パルセータの代わりに洗濯物Lをつかんで移動させる機能を持たせるため、摩擦抵抗の大きい表面とするのが望ましい。
【0035】
バッフル33は正面形状が矩形であり(図3参照)、また断面形状は山形である(図4参照)。このバッフル33を、図3に示すように、垂直線VLに対し矩形の長軸が所定の角度で傾斜するよう配置する。すなわちバッフル33には洗濯槽30の軸線に関し所定のスキュー角が与えられたことになる。
【0036】
バッフル34もバッフル33と同様の形状である。バッフル33は、後述する糸屑フィルターを取り付ける必要上、矩形の長軸に10cm以上の長さを確保する。これに対しバッフル34は、長軸の長さがバッフル33の半分程度であればよい。バッフル34は、洗濯槽30の中心を間にしてバッフル33から180゜離れた位置に複数個配置するのが望ましい。バッフル33、34をこのように引き離しておけば、底面側のバッフル34により洗濯物Lが突き上げられたとしても、バッフル33がその洗濯物Lの上昇の妨げとなることが少ない。バッフル34は、図5に示すように、洗濯槽30の半径線(radius)Rと所定の角度で交差するように配置する。
【0037】
バッフル33には糸屑フィルター35を装着する。糸屑フィルター35は弾性のある合成樹脂で成型された矩形の枠35aと、枠35aに取り付けられた袋状のネット35bとを備える。バッフル33の山の頂部に設けられた開口部33aにネット35bを入れ、枠35aをその弾性を利用して開口部33aにはめ込むことにより、糸屑フィルター35の取付は完了する。バッフル33には、開口部33aの他、ネット35bの口から入り込んだ水を逃がすための水抜き穴33bと、ネット35bの捕集した糸屑を捨てるときに枠35aに指を掛けるための指掛け凹部33cとが設けられている。
【0038】
水槽20の下面には駆動装置40を装着する。駆動装置40はモータ41及びブレーキ機構42を含み、中心部から駆動軸43を上向きに突出させている。駆動軸43は水槽20の中に入り込んだ後、洗濯槽30に連結されてこれを支える。駆動軸43と水槽20の間には水もれを防ぐためのシール部材を配置する。
【0039】
バックパネル12の下の空間には電磁的に開閉する給水弁50を配置する。給水弁50はバックパネル12を貫通して上方に突き出す接続管51を有する。接続管51には水道水などの上水を供給する給水ホース(図示せず)を接続する。給水弁50は洗濯槽30の内部に臨む位置に設けた給水部100に対して給水を行う。
【0040】
給水部100のハウジング101の内部は、隔壁102(図6参照)により、正面から見て左右に区画されている。向かって右側の第1区画103aには引き出し状の洗剤受け104が挿入されるとともに、底面には第1給水口105が設けられる。洗剤受け104は水に洗剤を投入する投入部を構成する。第1給水口105はほぼ垂直に近い樋106を備え、この樋106を通じ洗濯槽30の周壁近傍に給水を行う。向かって左側の第2区画103bの正面には第2給水口110が設けられる。第2給水口110は第2区画103bより正面に向かって突き出す平らな導管部111と、導管部111の先端に設けられた樋112を備える。樋112は導管部111から斜め前に突き出し、且つ末広がりの扇形になっており、洗濯槽30の中央寄りに拡散給水を行う。
【0041】
給水弁50は電磁弁であり、第1弁部50aと第2弁部50bを備える。第1弁部50aと第2弁部50bは互いに独立して開閉及び流量制御が可能である。接続管51は第1弁部50aと第2弁部50bの両方に共通である。
【0042】
第1給水管52aを通じ、第1弁部50aを第1区画103aの天井部に接続する。第2給水管52bを通じ、第2弁部50bを第2区画103bの天井部に接続する。図1に見られるように、給水管52aより洗剤受け104に注がれた水は洗剤受け104の奥の方の端から溢れて第1給水口105へと流れるものであり、その流れの途中に水車状の攪拌羽根107を置く。
【0043】
水槽20の底部には水槽20及び洗濯槽30の中の水を外箱10の外に排水する排水ホース60を取り付ける。排水ホース60には排水管61及び排水管62から水が流れ込む。排水管61は水槽20の底面の外周寄りの箇所に接続されている。排水管62は水槽20の底面の中心寄りの箇所に接続されている。
【0044】
水槽20の内部底面には排水管62の接続箇所を内側に囲い込むように環状の隔壁63を固定する。隔壁63の上部には環状のシール部材64を取り付ける。このシール部材64を洗濯槽30の底部外面に固定したディスク65の外周面に接触させ、水槽20と洗濯槽30との間に独立した排水空間66を形成する。排水空間66は洗濯槽30の底部に形設した排水口67を介して洗濯槽30の内部に連通する。
【0045】
排水管62には電磁的に開閉する排水弁68を設ける。排水管62の排水弁68の上流側にあたる箇所にはエアトラップ69を設ける。エアトラップ69からは導圧管70が延び出す。導圧管70の上端には水位検知装置である水位スイッチ71を接続する。
【0046】
水槽20の外面には洗濯槽30の振動を検知する振動検知装置72を取り付ける。振動検知装置72は加速度センサや衝撃スイッチなどにより構成することができる。
【0047】
外箱10の正面側には制御部80と操作/表示部81を配置する。制御部80は上面板11の下に配置し、操作/表示部81は上面板11の上面に設ける。制御部80は操作/表示部81を通じて使用者からの操作指令を受け、また水位スイッチ71や振動検知装置72からの信号を受け、駆動装置40、給水弁50、及び排水弁68に動作指令を発する。制御部80からは操作/表示部81に対する表示指令も発せられる。制御部80は第1給水口105及び第2給水口110を通る流れの制御を行う給水制御部として機能する。
【0048】
洗濯機1の動作につき説明する。蓋16を開け、洗濯物投入口15から洗濯槽30の中へ洗濯物Lを投入する。給水部100のハウジング101から洗剤受け104を引き出し、その中に洗剤を入れる。洗剤を所定量だけ入れた後、洗剤受け104をハウジング101に押し込む。それから蓋16を閉じ、操作/表示部81の操作ボタン群を操作して洗濯条件を選ぶ。最後に操作/表示部81の中のスタートボタンを押せば、洗濯工程が開始される。
【0049】
洗濯工程は洗濯物Lの容量センシングから始まる。洗濯槽30を回転させ、その時モータ41にかかる負荷より制御部80が洗濯物Lの量を判定する。
【0050】
容量センシング終了後、洗濯槽30への給水が開始される。排水弁68は閉じている。制御部80は最初に給水弁50の第1弁部50aを開く。給水管52aを通じて給水部100の第1区画103aに流し込まれた水は洗剤受け104の上に落ち、洗剤受け104から洗剤を流し出す(図1参照)。洗剤と水とは攪拌羽根107を通過するときに攪拌され、濃縮状態の洗剤液となる。この場合の「濃縮」とは、洗濯時よりも洗剤の割合が多いという意味である。濃縮洗剤液は第1給水口105から洗濯槽30の周壁近傍に落下し、洗濯槽30の中で水位を高めて行く。
【0051】
洗剤が全て洗濯槽30に流れ出た後、制御部80は第1弁部50aを閉じる。そして第2弁部50bを開く。これが図7の「補給水(第1次)」の段階である。
【0052】
第2弁部50bからの水は第2給水管52bを通じて給水部100の第2区画103bに入り、第2給水口110の導管部111から流れ出す。導管部111から流れ出した水は樋112で流れの幅を広げられ、拡散状態で洗濯槽30の中央寄りの箇所に給水される(図2参照)。
【0053】
洗濯槽30の中央寄りに補給水を給水することにより、洗濯物Lが水面に浮かび上がる「布浮き」の現象を抑え、洗濯物Lをしっかりと洗剤液に浸らせることができる。また拡散給水で補給水が広い範囲に降り注ぐようにすることにより、布浮きを一層効果的に抑制できる。
【0054】
拡散給水の幅は洗濯槽30の直径の半分以上あるのが好ましく、その値が得られるように樋112の形状を設計する。樋の代わりにノズルを用いて幅広い水膜を形成してもよい。
【0055】
容量センシングにより判定された洗濯物Lの量に見合った水位に達する前に(水量が1割程度少ない段階で)第1次の補給水は終了する。制御部80は第2弁部50bを閉じ、駆動装置40の運転を開始する。
【0056】
駆動装置40は洗濯槽30を図8の回転パターン又は図9の回転パターンで回転させる。図8の回転パターンでは、洗濯槽30の正転と逆転が短い停止期間を挟んで交互に繰り返される。図9の回転パターンでは、短い停止期間を挟んで洗濯槽30の正転が繰り返される。
【0057】
図8の回転パターンの場合、洗濯槽30内で次の動きが起きる。停止状態から正転方向に動き出した洗濯槽30は次第に速度を速め、所定の角速度に達する。洗濯槽30はしばらくこの角速度で回転を続ける。水(洗剤液)及び洗濯物Lはバッフル33、34で押されて正転方向の渦を形成し始めるが、その渦が直ちに洗濯槽30に同期する訳ではないので、水及び洗濯物Lとバッフル33、34との間に水平方向の相対運動が生じる。
【0058】
洗濯槽30が正転するとき、バッフル33は図3において右方向に移動するものとする。スキュー角により、バッフル33は図3において右上がりに傾斜しているので、バッフル33が右方向に移動すると、その行く手にある水及び洗濯物Lは下向きに押される。これにより、水及び洗濯物Lには下向きの運動成分が与えられる。また、バッフル33の山形の断面形状により、バッフル33が横を通るとき、水及び洗濯物Lは洗濯槽30の中心方向に押される。これにより、水及び洗濯物Lには洗濯槽30の中心側に向かう運動成分が与えられる。これらが相まって、水及び洗濯物Lの渦に複雑な三次元運動が生じ、洗濯物Lはダイナミックに攪拌される。
【0059】
洗濯槽30の内側面は表面処理により低摩擦になっているため、内側面に洗濯物Lが貼り付きにくい。また洗濯物Lに対し水平方向に相対移動するバッフル33が洗濯物Lを洗濯槽30の内側壁から押し剥し、フライ返しでフライをひっくり返すときのように洗濯物Lをひっくり返す。
【0060】
洗濯槽30の正転は、図5において時計回りであるものとする。バッフル34は、この時の移動方向に関し、洗濯槽30の外周に近い側が前進し、洗濯槽30の中心に近い側が後退する形の配置となっている。従って、バッフル34が時計回りに移動すると、その行く手にある水及び洗濯物Lは洗濯槽30の中心寄りに押される。これにより、水及び洗濯物Lには洗濯槽30の中心側に向かう運動成分が与えられる。また、バッフル34の山形の断面形状により、バッフル34が下を通るとき、水及び洗濯物Lは上向きに押される。これにより、水及び洗濯物Lには上向きの運動成分が与えられる。これらが相まって、水及び洗濯物Lの渦に複雑な三次元運動が生じ、洗濯物Lはダイナミックに攪拌される。
【0061】
バッフル33のスキュー角を15゜程度にとっておけば、バッフル34によって洗濯物Lが突き上げられたとしても、バッフル33が洗濯物Lの上昇の妨げとなることが少ない。
【0062】
大量の洗濯物Lを水中に引き込んだり、上下動させるためには、バッフル34と半径線Rとの交差角θを30゜程度とするのがよい。
【0063】
洗濯槽30の中心を間にして180゜離れた位置にバッフル33、34を配置することにより、それぞれの形成する三次元水流が互いに干渉し合うことをなくし、水流のエネルギーを効果的に洗濯物Lに伝えることができる。
【0064】
正転を所定時間続けた後、洗濯槽30は減速し、停止する。水及び洗濯物Lの渦は、慣性により、すぐには速度が落ちない。従って水及び洗濯物Lとバッフル33との間には、あたかもバッフル33が図3において左方向に動くかのような相対運動が生じる。これにより、水及び洗濯物Lには、今までと逆に、上向きの運動成分が与えられる。水及び洗濯物Lに洗濯槽30の中心側に向かう運動成分が与えられることには変わりがない。
【0065】
同じく水及び洗濯物Lとバッフル34との間には、あたかもバッフル34が図5において反時計回りに動くかのような相対運動が生じる。これにより、水及び洗濯物Lには、今までと逆に、洗濯槽30の外周側に向かう運動成分が与えられる。水及び洗濯物Lに上向きの運動成分が与えられることには変わりがない。
【0066】
バッフル33、34が抵抗になるので、水及び洗濯物Lの渦は急速に減速する。渦が減速したところで洗濯槽30の逆転が始まる。水及び洗濯物Lとバッフル33との間には、バッフル33が図3において左方向に動き、バッフル34が図5において反時計回りに動く相対運動が再び生じる。これにより、水及び洗濯物Lにはバッフル33によって上向きの運動成分及び洗濯槽30の中心側に向かう運動成分が与えられ、またバッフル34によって洗濯槽30の外周側に向かう運動成分及び上向きの運動成分が与えられる。
【0067】
逆転を所定時間続けた後、洗濯槽30が減速し、停止すると、水及び洗濯物Lとバッフル33との間には、あたかもバッフル33が図3において右方向に動くかのような相対運動が生じ、水及び洗濯物Lには下向きの運動成分と洗濯槽30の中心側に向かう運動成分が与えられる。同じく水及び洗濯物Lとバッフル34との間には、あたかもバッフル34が図5において時計回りに動くかのような相対運動が生じ、水及び洗濯物Lには洗濯槽30の中心側に向かう運動成分と上向きの運動成分が与えられる。
【0068】
このように、水及び洗濯物Lと洗濯槽30との相対運動を利用して水及び洗濯物Lを攪拌する。高い洗浄効率が得られるよう、角速度ωのピーク値、ピーク値を維持する期間、ピーク値に達するまでの加速度、ピーク値から停止に至るまでの負の加速度、及び正転開始から次の正転開始までの期間、すなわち周期を設定する。
【0069】
図9の回転パターンの場合、洗濯槽30内で次の動きが起きる。洗濯槽30は停止状態から正転を開始し、バッフル33は水及び洗濯物Lに下向きの運動成分と洗濯槽30の中心側に向かう運動成分を与える。バッフル34は水及び洗濯物Lに洗濯槽30の中心側に向かう運動成分と上向きの運動成分を与える。これらが相まって、水及び洗濯物Lの渦に複雑な三次元運動が生じ、洗濯物Lはダイナミックに攪拌される。
【0070】
洗濯槽30が減速し、停止するとき、バッフル33は水及び洗濯物Lに上向きの運動成分と洗濯槽30の中心側に向かう運動成分を与える。バッフル34は水及び洗濯物Lに洗濯槽30の外周側に向かう運動成分と上向きの運動成分を与える。これらが相まって、水及び洗濯物Lの渦に複雑な三次元運動が生じ、洗濯物Lはダイナミックに攪拌される。
【0071】
このように、水及び洗濯物Lと洗濯槽30との相対運動を利用して水及び洗濯物Lを攪拌する。高い洗浄効率が得られるよう、角速度ωのピーク値、ピーク値を維持する期間、ピーク値に達するまでの加速度、ピーク値から停止に至るまでの負の加速度、及び正転開始から次の正転開始までの期間、すなわち周期を設定する。
【0072】
上記のように、第1次の補給水の給水後、容量センシングにより判定された洗濯物Lの量に見合った水位に達しない、低い水位から洗濯を開始する。水の量が少ないので、渦の水勢が強く、洗濯物Lを水中に引き込む働きも強い。またバッフル33、34と洗濯物Lとの距離、特に内底面側のバッフル34と洗濯物Lとの距離が近くなり、洗濯物Lは強い力で上下動せしめられる。この結果、水と洗濯物Lは力強く攪拌され、上下の洗濯物Lの入れ替えも活発化し、パルセータを用いた洗濯に負けない、強い洗浄力を得ることができる。水が濃厚な洗剤液であることも洗浄力の強化に役立つ。
【0073】
低い水位での洗濯を所定時間続けた後、制御部80は再び給水弁50の第2弁部50bを開き、第2次の補給水の給水を開始する。第1次の補給水の段階では水に浮いて濡れなかった洗濯物L、あるいは途中で投入されて水に浮いている洗濯物Lがあったとしても、この第2次の補給水によりしっかりと濡らされ、水に沈められる。従って、洗濯機1の定格一杯の洗濯物Lが投入されていたとしても、満遍なく洗濯効果を行き届かせることができる。
【0074】
水位が所定レベルに達したことを水位スイッチ71が検知した時点で、制御部80は第2弁部50bを閉じる。補給水の第2次給水により洗濯槽30の中の水は容量センシングにより判定された洗濯物Lの量に見合った水位に達する。また洗剤の濃度も通常の洗濯に用いる値になる。以後、布傷みの少ない通常の洗濯モードで洗濯が進行する。
【0075】
水及び洗濯物Lとバッフル33との間に相対運動が生じている間、糸屑フィルター35には水流が流れ込む。水流に含まれる糸屑その他のごみはネット35bで捕集される。
【0076】
洗濯工程において、水及び洗濯物Lのなす渦の速度が速まり、渦の周縁が洗濯槽30の内側面をせり上がって脱水口31から溢水するようなことがあった場合、溢水した水は排水管61を経て排水ホース60より排水される。
【0077】
洗濯工程終了後、排水工程に入る。制御部80は洗濯槽30を停止させ、排水弁68を開く。洗濯槽30の中の水は排水口67、排水空間66、排水管62、排水弁68、及び排水ホース60を経て排水される。
【0078】
洗濯物Lから大部分の水が抜けた後、制御部80は洗濯槽30を脱水回転させる。洗濯槽30は一方向に高速回転し、洗濯物Lに含まれていた水は遠心力で洗濯槽30の外周側に集まる。水は洗濯槽30の内側面をせり上がり、脱水口31から飛び出して水槽20に受けられる。そして排水管61及び排水ホース60を経て排水される。
【0079】
排水工程終了後、すすぎ工程に移る。柔軟剤や漂白剤などの仕上剤を用いるときは、すすぎ工程に入る前に洗剤受け104に仕上剤を入れておく。
【0080】
すすぎ工程の開始に際し、制御部80は排水弁68を閉じ、給水弁50の第1弁部50aを開く。給水管52aを通じて給水部100の第1区画103aに流し込まれた水は洗剤受け104の上に落ち、洗剤受け104から仕上剤を流し出す。仕上剤と水とは攪拌羽根107で攪拌されて混合状態となり、第1給水口105から洗濯槽30の周壁近傍に落下する。
【0081】
第1給水口105より所定の水量を給水した後、制御部80は第1弁部50aを閉じる。そして第2弁部50bを開く。第2弁部50bからの水は第2給水管52bを通じて給水部100の第2区画103bに入り、第2給水口110の導管部111から流れ出す。導管部111から流れ出したすすぎ水は樋112で流れの幅を広げられ、拡散状態で洗濯槽30の中央寄りの箇所に給水される。
【0082】
洗濯槽30の中央寄りにすすぎ水を給水することにより、洗濯物Lが水面に浮かび上がる「布浮き」の現象を抑え、洗濯物Lをしっかりと洗剤液に浸らせることができる。また拡散給水ですすぎ水が広い範囲に降り注ぐようにすることにより、布浮きを一層効果的に抑制できる。
【0083】
すすぎ水の水位が所定レベルに達したことを水位スイッチが検知したことを受けて、制御部80は第2弁部50bを閉じる。そして図8又は図9の回転パターンに従い、洗濯槽30のすすぎ回転を開始する。この場合のすすぎは、洗濯槽30に水を溜めておいて行う「ためすすぎ」である。
【0084】
すすぎ水と洗濯物Lとを攪拌することにより、洗濯物Lに付着していた汚れ成分は洗剤成分はすすぎ水の中に溶け出す。入れ代わりに、すすぎ水に溶け込んでいた仕上剤が洗濯物Lに付着する。
【0085】
すすぎ水は、洗濯工程のときのように第1次と第2次に分けて給水してもよく、第1次と第2次に分けないで一挙に所定レベルまで給水してもよい。第1次と第2次に分けて給水し、第1次給水終了後の水位が低い状態で洗濯槽30の回転を開始することとすれば、力強いすすぎを行った後、通常のすすぎに移ることができる。
【0086】
すすぎ工程において、水及び洗濯物Lのなす渦の速度が速まり、渦の周縁が洗濯槽30の内側面をせり上がって脱水口31から溢水するようなことがあった場合、溢水した水は排水管61を経て排水ホース60より排水される。
【0087】
洗濯工程と同様、水及び洗濯物Lとバッフル33との間に相対運動が生じている間、糸屑フィルター35には水流が流れ込む。水流に含まれる糸屑その他のごみはネット35bで捕集される。
【0088】
所定時間終了後、制御部80は洗濯槽30の回転を停止し、排水弁68を開いて排水を行う。排水終了後、洗濯槽30は脱水回転する。このようなすすぎ→排水→脱水のシーケンスを所定回数繰り返す。
【0089】
最終の脱水が終了すれば洗濯の全工程が終わったことになる。使用者は蓋16を開け、洗濯槽30から洗濯物Lを取り出す。糸屑フィルター35に糸屑その他のごみがたまっていれば、糸屑フィルター35を抜いて清掃を行う。清掃後の糸屑フィルター35を再びセットし、次回の洗濯に備える。
【0090】
制御部80は、上記のような通常の制御の他、状況に応じて次のような制御を行う。
【0091】
図8、9において、(a)は洗濯槽30の通常の回転パターンである。(a)の回転パターンで洗濯工程を開始した後、洗濯槽30の内部の水位が所定レベル(洗濯物Lの容量センシングに基づき設定されるレベル)以下に下がったことを水位スイッチ71が検知したとする。これは、遠心力による溢水が生じたことを意味する。洗剤液がこのまま減り続けては何もならないので、この場合は制御部80は図8、9の(b)に洗濯槽30の回転パターンを切り替える。
【0092】
図8、9の(b)の回転パターンは、(a)の回転パターンに比較し、周期t1は等しいものの、角速度ωのピーク値が低い。そのため水に作用する遠心力のレベルが下がり、溢水を生じなくなる。また洗濯物Lの上下動の距離が短くなり、上下動の勢いも弱まるので、洗濯物Lが水を突き上げて溢水させることも少なくなる。
【0093】
上記の制御に切り替えても水位低下が止まらないときは、補給水を追加したうえで、回転パターンの変更をやり直す。
【0094】
上記のような回転パターンの変更はすすぎ工程でも実施する。これはすすぎ水を無駄に放出しないためである。
【0095】
図10、11において、(a)は洗濯槽30の通常の回転パターンである。(a)の回転パターンで洗濯工程又はすすぎ工程を開始した後、洗濯槽30の振動が所定レベル以上になったことを検知し、振動検知装置72が作動することがある。洗濯物Lの量が多く、しかもその分布がアンバランスになっているときにこのような現象が生じやすい。この場合、制御部80はまず図10、11の(b)に洗濯槽30の回転パターンを切り替える。
【0096】
図10、11の(b)の回転パターンは、(a)の回転パターンに比較し、角速度ωのピーク値は等しいものの、周期がt1からt2に延びている。このように洗濯槽30の角速度変化周期を延長することにより、洗濯槽30内の水流が穏やかになり、振動が抑制される。また(b)の回転パターンでは加減速の勾配も(a)の回転パターンより緩やかになっており、これも振動の抑制に寄与する。
【0097】
(b)の回転パターンに変更しても洗濯槽30の振動が所定レベル以下に下がらなかったときは、制御装置80はさらに図10、11の(c)に回転パターンを切り替える。(c)の回転パターンは、(b)の回転パターンに比較し、周期t2は等しいものの、角速度ωのピーク値が低い。そのため洗濯槽30内の水流がさらに穏やかになり、振動が一層抑制される。
【0098】
それでもまだ振動が低下しないときは、周期を1段階延ばす。角速度ωのピーク値も1段階下げる。このようにして周期と角速度を順次調整して行く。溢水により洗濯槽30の中の水位が低下したときは、補給水を追加する。
【0099】
洗剤液と補給水の給水パターンにより、洗浄性能にどのような影響が生じるかを調べた。その実験結果を図12に示す。実験では、標準洗濯機(JIS規格C9606・C9811付属書に定める基準を満たす攪拌式洗濯機)を使用し、洗剤液と主給水(本発明の洗濯機における補給水に相当)の給水パターンを様々に変えて洗浄性能を調べた。図12の表中の「洗浄比」は標準洗濯機の洗浄率との比較値である。
【0100】
「洗浄率」は次のようにして求める。JIS規格C9606に定められた方法で汚染布を作成する。洗濯前後及び汚染前(原布)の反射率(波長域510〜550nm)を反射率計で測定し、次式より洗浄率を算出する。
洗浄率 D(%)=(Rw−R1)/(R0−R1)×100
Rw:洗濯後の反射率
R1:洗濯前の反射率
R0:原布の反射率
【0101】
「洗浄比」は次式で計算する。
洗浄比 C=Dr/Ds
Dr:供試洗濯機(実験機)による4回の平均洗浄率
Ds:標準洗濯機による4回の平均洗浄率
【0102】
図12の表中、実験1では標準濃度の洗剤液(洗剤メーカーが指示する濃度の洗剤液)を洗濯槽の周壁側にのみ給水した。このときの洗浄比は0.65であった。
【0103】
実験2では洗剤を洗濯工程で使用する水の1/3の水で溶いた濃縮洗剤液を洗濯槽の中央寄りに拡散給水し、残り2/3の水(主給水)を周壁側に給水した。このときの洗浄比は0.70であった。
【0104】
実験3では洗剤を使用水量の1/3の水で溶いた濃縮洗剤液を周壁側に給水し、残り2/3の主給水の分を洗濯槽の中央寄りに拡散給水した。このときの洗浄比は0.80であった。
【0105】
実験4では洗剤を使用水量の1/3の水で溶いた濃縮洗剤液と残り2/3の主給水を共に洗濯槽の中央寄りに拡散給水した。このときの洗浄比は0.62であった。
【0106】
実験1の場合、標準濃度の洗剤液をすべて洗濯槽の周壁側に給水するので、布浮き現象が起こり、パルセータ方式に比べ洗濯物の引き込み力の弱い本発明構造の洗濯機では洗浄性能が上がらない。
【0107】
実験2の場合、拡散給水により布浮きはある程度防止されるが、十分に溶解しなかった洗剤が洗濯物に付着し、均一な洗浄ができない場合がある。
【0108】
実験3の場合には、周壁側に給水された濃縮洗剤液が洗濯槽の底面まで到達した後、主給水の分を拡散給水するので、十分に溶解していなかった洗剤はバッフルによる攪拌で溶解する。また主給水の拡散給水により布浮きがなくなり、均一な洗浄効果を得られる。
【0109】
実験4の場合、十分に溶解しなかった洗剤が洗濯物に付着し、均一な洗浄ができない場合がある。また濃縮洗剤液も補給水もすべて洗濯槽の中央寄りに拡散給水するため、洗濯物がバッフル同士の間や周壁とバッフルの間に貼り付き、洗濯槽と同期して回り、洗濯物の攪拌や上下動が起こらない可能性もある。
【0110】
結局、図12に示す実験により、濃縮洗剤液を周壁側に給水し、洗濯工程で使用する水の残余を洗濯槽の中央寄りに拡散給水する給水パターン(実験3の給水パターン)が最も洗浄効果が高いことが判明した。そこで、この給水パターンを本発明の洗濯機1において実施することとしたものである。
【0111】
図13〜15に本発明の第2実施形態を示す。図13は洗濯機の全体構成を示す垂直断面図、図14は図13と同様の垂直断面図にして異なる動作状態を示すもの、図15は給水部の斜視図である。なお、第2実施形態の構成の多くは第1実施形態と同一ないし機能が共通する。そこで、第1実施形態と同一ないし機能が共通する構成要素については第1実施形態の説明で使用したのと同じ符号を付し、支障のないかぎり説明は省略するものとする。
【0112】
第2実施形態の洗濯機1は、給水部100の構造が第1実施形態と異なる。すなわち給水部100のハウジング101は左右に区画されてはいず、内部に単一空間を有するのみである。この空間に洗剤受け104が挿入される。給水弁50も単一の弁部を備えるのみであり、給水弁50とハウジング101を接続するのも単一の給水管52である。
【0113】
ハウジング101の下部には第2給水口110を構成する樋112が形設されている。樋112には、ハウジング101の下にあたる箇所に開口113が設けられ、この開口113の中に、第1給水口105を構成する樋106が下りてくる。
【0114】
第1実施形態の樋106は固定式であったが、第2実施形態の樋106は可動式になっている。すなわち樋106は上端を支点として垂直面内で回動可能となっている。樋116を動かすのはソレノイド114(図13参照)である。ソレノイド114は洗濯機1の内部の固定部材(図示せず)に取り付けられ、そのプランジャをコネクティングロッド115を介して樋106に連結している。
【0115】
図13は第1給水口105から給水する状況を示す。この時、ソレノイド114はコネクティングロッド115を引いて樋106を反時計回りに回動させ、開口113を開いた状態にしている。ハウジング101から流れ出す水は樋106を伝って洗濯槽30の周壁近傍に落下する。
【0116】
図14は第2給水口110から給水する状況を示す。この時、ソレノイド114はコネクティングロッド115を押して樋106を時計回りに回動させ、開口113を閉じた状態にしている。ハウジング101から流れ出す水は樋106から樋112へと流れ、樋112の先端から洗濯槽30の中央寄りの箇所に拡散給水される。
【0117】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【0118】
【発明の効果】
本発明の洗濯機によれば、洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物とバッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、洗濯槽の周壁近傍に給水する第1給水口から洗剤液を給水した後、洗濯槽の中央寄りに給水する第2給水口から洗濯工程で使用する残余の水を給水することにより、布浮きを抑えて洗濯物をしっかりと水に浸らせ、洗浄効率を高めることができる。この時、第2給水口から拡散給水を行うことにより、布浮きを効果的に抑制することが可能となる。
【0119】
第2給水口からの給水を2段階に分けて行い、第1次の給水終了後から洗濯工程を開始することにより、パルセータに負けない強い洗浄力を得、所定時間経過後、第2次の給水を行って洗濯槽内の水位を所期レベルに引き上げることにより、以後布傷みの少ない通常の洗濯モードで洗濯を進めることができる。
【0120】
洗濯槽内の水位を検知する水位検知装置を設け、洗濯槽の回転開始後、遠心力により洗濯槽からの溢水が生じて洗濯槽内の水位が所定レベル以下に下がったときは洗濯槽の角速度を下げる制御を行うことにより、遠心力による溢水で洗濯槽内の水位が下がり続けることを防止することができる。
【0121】
洗濯槽の振動を検知する振動検知装置を設け、この振動検知装置の検知した洗濯槽の振動が所定レベル以上であった場合は洗濯槽の角速度変化周期を延長し、さらには洗濯槽の角速度を下げる制御を行うことにより、洗濯槽内の水流を穏やかにし、振動を抑制することができる。
【0122】
また、バッフルに糸屑フィルターを装着することにより、水中の糸屑を効果的に捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る洗濯機の垂直断面図
【図2】図1と異なる動作状態を示す垂直断面図
【図3】バッフルの正面図
【図4】図3のA−A線に沿って切断した断面図
【図5】洗濯槽底部の模型的平面図
【図6】給水部の斜視図
【図7】洗濯槽への給水態様を示すグラフ
【図8】洗濯槽の回転態様を示す第1のグラフ
【図9】洗濯槽の回転態様を示す第2のグラフ
【図10】洗濯槽の回転態様を示す第3のグラフ
【図11】洗濯槽の回転態様を示す第4のグラフ
【図12】実験結果の表
【図13】本発明の第2実施形態に係る洗濯機の垂直断面図
【図14】図13と異なる動作状態を示す垂直断面図
【図15】給水部の斜視図
【符号の説明】
1 洗濯機
10 外箱
20 水槽
30 洗濯槽
31 脱水口
33、34 バッフル
35 糸屑フィルター
40 駆動装置
50 給水弁
50a 第1弁部
50b 第2弁部
52a 第1給水管
52b 第2給水管
68 排水弁
71 水位スイッチ(水位検知装置)
72 振動検知装置
80 制御部(給水制御部)
81 操作/表示部
100 給水部
104 洗剤受け(投入部)
105 第1給水口
110 第2給水口
Claims (9)
- 垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、
前記洗濯槽内に給水する給水部は、洗濯槽の周壁近傍に給水する第1給水口と、洗濯槽の中央寄りに給水する第2給水口と、前記第1給水口から流れ出す水に対し洗剤投入を行う投入部と、これら第1及び第2給水口を通る流れの制御を行う給水制御部とを備えるものであり、前記給水制御部は、洗濯工程に要する総水量のうち所定割合分を前記第1給水口を通じて洗剤と共に給水し、その後残余の水を前記第2給水口を通じて給水する制御を行うことを特徴とする洗濯機。 - 前記第2給水口は拡散給水を行うものであることを特徴とする請求項1に記載の洗濯機。
- 前記第2給水口からの給水を2段階に分けて行い、第1次の給水終了後から洗濯工程を開始し、所定時間経過後、第2次の給水を行って前記洗濯槽内の水位を所期レベルに引き上げることを特徴とする請求項1に記載の洗濯機。
- 垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、
前記洗濯槽内の水位を検知する水位検知装置を設け、洗濯槽の回転開始後、洗濯槽内の水位が所定レベル以下に下がったことを前記水位検知装置が検知したとき、前記制御装置は洗濯槽の角速度を下げる制御を行うことを特徴とする洗濯機。 - 垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを有する洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、
前記洗濯槽の振動を検知する振動検知装置を設け、この洗濯槽の角速度を前記制御装置は周期的に変化させるものとし、前記振動検知装置の検知した洗濯槽の振動が所定レベル以上であった場合、制御装置は洗濯槽の角速度変化周期を延長する制御を行うことを特徴とする洗濯機。 - 前記洗濯槽の振動が角速度変化周期の延長によっては所定レベル以下に下がらなかったとき、前記制御装置は洗濯槽の角速度を下げる制御を行うことを特徴とする請求項5に記載の洗濯機。
- 垂直軸線まわりに回転可能であり、上部に脱水口、内面にバッフルを備えた洗濯槽と、この洗濯槽を回転させる駆動装置と、この駆動装置の制御装置とを備え、前記洗濯槽の角速度を変化させることにより洗濯槽内の水及び洗濯物と前記バッフルとの間に水平方向の相対運動を生ぜしめ、バッフルにより水及び洗濯物に垂直方向の運動成分を与える仕組みの洗濯機において、
前記バッフルに糸屑フィルターを装着したことを特徴とする洗濯機。 - 前記洗濯槽の内側面に前記バッフルを配置するとともに、このバッフルには洗濯槽の軸線に関し所定のスキュー角を与えたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の洗濯機。
- 前記洗濯槽の内底面に前記バッフルを配置するとともに、このバッフルを洗濯槽の半径線と所定の角度で交差させたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の洗濯機。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013013603A (ja) * | 2011-07-05 | 2013-01-24 | Toshiba Corp | 洗濯機 |
JP2016093237A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-05-26 | アクア株式会社 | 糸屑捕集装置および洗濯機 |
CN106400375A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-02-15 | 深圳创新设计研究院有限公司 | 洗衣机 |
JP2018198742A (ja) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | 株式会社ニイタカ | 粉粒状洗剤自動供給装置用混合室及び粉粒状洗剤自動供給装置 |
-
2003
- 2003-05-15 JP JP2003137704A patent/JP2004337368A/ja active Pending
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