JP2005095396A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】 消費電力量が少なくて静音性が高い洗濯機を提供すること。
【解決手段】 水槽３には真空ポンプ１８が接続されており、脱水工程では真空ポンプ１８が駆動することに基いて水槽３内が減圧され、洗濯槽７が水槽３の減圧状態で高速回転する。この構成の場合、水槽３と洗濯槽７との間の回転渦が抑えられるので、洗濯モータ６の負荷が小さくなる。従って、回転力が小さな小形の洗濯モータ６を使用することができるので、消費電力量が低減される。しかも、水槽３が回転渦の影響で振動することが抑えられるので、静音性も向上する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水槽内に洗濯槽が収納された構成の洗濯機に関する。

上記洗濯機には洗濯槽を洗濯モータによって回転操作することで洗濯槽内の洗濯物を洗浄する構成のものがある。この構成の場合、水槽内が大気圧になっており、洗濯槽は大気圧で回転操作される。
特開２００３−１９９９８９号公報

上記従来構成では、図３に示すように、洗濯槽１０２の回転状態で水槽１０１と洗濯槽１０２との間に空気の回転渦１０３が生じる。この回転渦１０３は洗濯槽１０２の貫通孔および貫通孔のバリ等が原因で生じるものであり、洗濯モータの負荷を大きくする要因になる。このため、回転力が大きな大形の洗濯モータが必要になるので、消費電力量が増える。しかも、水槽１０１が回転渦１０３の影響で振動するので、振動音の点でも悪影響が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力量が少なくて静音性が高い洗濯機を提供することにある。

＜請求項１に係る発明について＞
請求項１に係る発明は洗濯槽を水槽の減圧状態で回転操作するものであり、用語の意義は次の通りである。
１）水槽：水源から注入される水を受けるものであり、水源とは水道の蛇口および風呂桶等を称する。
２）洗濯槽：洗濯物が投入される洗濯物の投入槽を称する。これら洗濯槽および水槽は軸心線が垂直な縦形タイプでも良く、軸心線が略水平なドラムタイプでも良い。
３）洗濯モータ：洗濯槽を回転操作するものであり、洗濯モータとしては速度制御が可能なＤＣブラシレスモータを用いることが好ましい。
４）減圧器：水槽内を大気圧に対して減圧するものであり、減圧器としては圧縮機および送風機等の真空ポンプを用いることが好ましい。
５）制御装置：給水弁・排水弁・洗濯モータ等のアクチュエータを駆動制御することに基づいて運転内容を制御するものである。この運転内容とは洗い・すすぎ・脱水等の洗濯運転だけに限定されるものではなく、洗濯物を常温風または温風等で乾燥する乾燥運転も含む用語である。この制御装置は減圧器を駆動制御するものであり、洗濯モータおよび減圧器を駆動制御することで洗濯槽を水槽の減圧状態で回転操作するところが最大の特徴である。
＜請求項２に係る発明について＞
請求項２に係る発明は水槽を洗濯モータの高速回転状態で減圧状態にするものであり、高速回転状態とは「１０００ｒｐｍ」以上の回転速度を称している。この水槽は洗濯モータの回転速度が「１０００ｒｐｍ」に到達した時点で減圧開始されるものに限定されるものではなく、洗濯モータの回転速度が「１０００ｒｐｍ」以上であるときには既に減圧状態になっているものを含む。この洗濯モータの回転速度に応じた減圧制御は全ての工程で行っても良く、脱水工程等の特定の工程だけで限定的に行っても良い。
＜請求項３に係る発明について＞
請求項３に係る発明は水槽を大気圧に対して５０％以下に減圧するものである。
＜請求項４に係る発明について＞
請求項４に係る発明は減圧器を送風機から構成するものである。この送風機は循環経路に設けられたものであり、循環経路とは洗濯物の乾燥風が循環する通路を称する。即ち、請求項４に係る発明は洗濯物の乾燥機能を有する洗濯機を対象としたものである。
＜請求項５に係る発明について＞
請求項５に係る発明は水槽の内圧を設定値に保持する保持手段を設けたものであり、圧力保持手段として圧力調整弁を用いたところに特徴を有している。

請求項１に係る発明によれば、洗濯槽を水槽の減圧状態で回転操作した。このため、水槽と洗濯槽との間の回転渦が抑えられるので、洗濯モータの負荷が小さくなる。従って、回転力が小さな小形の洗濯モータを使用することができるので、消費電力量が低減される。しかも、水槽が回転渦の影響で振動することが抑えられるので、静音性も向上する。
請求項２に係る発明によれば、水槽を洗濯モータの高速回転状態（１０００ｒｐｍ以上の回転状態）で減圧状態にした。この洗濯モータの高速回転状態では風損が回転速度に指数的に比例して大きくなるので、「１０００ｒｐｍ」未満の通常回転状態に比べて風損の低減効果が高まる。
請求項３に係る発明によれば、水槽を大気圧に対して５０％以下に減圧した。この減圧度は大気圧の０％（完全真空）である場合に最大の風損低減効果が得られるが、製品上で完全真空状態を実現することはコスト的に無理がある。即ち、大気圧の５０％以下に減圧することはコストと風損低減との両立を図るものであり、比較的に低いコストで高い風損低減効果が得られる。
請求項４に係る発明によれば、洗濯物に乾燥風を強制的に送る乾燥機能付き洗濯機の場合には乾燥風用の送風機を減圧器として利用できる。このため、コンプレッサ等の専用の減圧器を別途設ける必要がなくなるので、コストが低減される。
請求項５に係る発明によれば、圧力調整弁を設けたので、水槽の内圧を一定の設定値に保持することができる。

水槽に減圧管を介して真空ポンプを接続する。そして、洗濯槽を脱水工程に限定して「１０００ｒｐｍ」以上の高速度で回転させ、真空ポンプを脱水工程に限定して駆動することで洗濯槽の高速回転状態で水槽内を減圧状態にする。以下、当該形態の実施例を図面に基いて説明する。

外箱１は、図１に示すように、矩形箱状をなすものであり、外箱１の前板には貫通孔状をなす洗濯物の出入口が形成されている。この外箱１には扉２が装着されており、洗濯物の出入口は扉２の操作に基いて開閉される。また、外箱１内には水槽３が収納されており、水槽３には扉２の後方に位置して開口部４が形成されている。この開口部４と出入口との間にはベロー５が介在されており、扉２の閉鎖状態では水槽３の開口部４が気密状態に密閉される。

水槽３の後面には洗濯モータ６が固定されている。この洗濯モータ６はＤＣブラシレスモータからなるものであり、洗濯モータ６の回転軸には水槽３内に位置して洗濯槽７が固定されている。これら洗濯槽７および水槽３は前後方向へ指向する水平な軸心線ＣＬを有する円筒状をなすものであり、洗濯槽７の周壁には複数の貫通孔（図示せず）が形成されている。この洗濯槽７は洗濯物が投入される投入槽として機能するものであり、洗濯物の投入は外箱１の出入口から水槽３の開口部４を通して行われる。

外箱１内には給水弁および排水弁（いずれも図示せず）が収納されている。給水弁は水源に相当する水道の蛇口から水槽３に至る注水路を開閉するものであり、給水弁の開放状態では水道の蛇口から注水路を通して水槽３内に水道水が注入される。排水弁は水槽３から機外に至る排水路を開閉するものであり、水槽３内には排水弁の閉鎖状態で給水弁が開放されることに基いて水道水が貯留され、水槽３内の貯留水は排水弁が開放されることに基いて排水路を通して機外へ排出される。

外箱１内には減圧ダクト８が収納されている。この減圧ダクト８の前端部には水槽３が接続されており、減圧ダクト８の後端部には冷却ダクト９の下端部が接続されている。この冷却ダクト９の上端部には温風ダクト１０の後端部が接続されており、温風ダクト１０の前端部は水槽３に接続されている。この温風ダクト１０にはファンケーシング１１が介在されており、ファンケーシング１１内には送風機１２が収納されている。この送風機１２はファンモータの回転軸にファンを固定することから構成されたものであり、扉２の閉鎖状態で送風機１２が作動したときには、矢印で示すように、水槽３内の空気が減圧ダクト８→冷却ダクト９→温風ダクト１０→水槽３の経路で閉ループ状に循環する。即ち、減圧ダクト８・冷却ダクト９・温風ダクト１０は略密閉された内気の循環経路１３を構成するものである。

温風ダクト１０にはファンケーシング１１の下流側に位置してヒータケース１４が介在されている。このヒータケース１４内にはヒータ１５が収納されており、ヒータ１５は循環空気をヒータケース１４内で加熱することに基いて温風化する。即ち、送風機１２およびヒータ１４の駆動状態では温風ダクト１０の前端部から水槽３内に温風が放出され、洗濯槽７内の洗濯物が温風によって乾燥される。

冷却ダクト９には冷却器１６が介在されている。この冷却器１６は給水弁に冷却路を介して接続されたものであり、給水弁の開放時には冷却路を通して冷却器１６に水道水が供給され、冷却器１６が冷却ダクト９内に水道水を散水する。即ち、冷却器１６は洗濯物を経由した高湿度の温風を水道水の散水によって冷却し、ヒータ１５に低温度の冷風を供給するものである。

外箱１内にはマイクロコンピュータを主体に構成された制御装置（図示せず）が収納されており、制御装置は洗濯モータ６・給水弁・排水弁・ファンモータ・ヒータ１５を駆動制御することに基いて洗濯運転および乾燥運転を全自動で実行する。下記１）〜３）は洗濯運転時の洗濯モータ６・給水弁・排水弁・ファンモータ・ヒータ１５の制御内容を示すものであり、制御装置は１）洗い工程・２）脱水工程・３）すすぎ工程を行った後に２）脱水工程を行い、洗濯運転を終える。下記４）は乾燥運転時の洗濯モータ６・給水弁・排水弁・ファンモータ・ヒータ１５の制御内容を示すものであり、制御装置は洗濯運転の終了後に４）乾燥運転を行う。
１）洗い工程
給水弁を排水弁の閉鎖状態で開放することに基いて水槽３内に設定水位の水道水を貯留する。この水道水の貯留状態で洗濯モータ６を駆動することに基いて洗濯槽７を回転させ、洗濯物を洗濯槽７の内周面から貯留水中に落下させることで洗浄する。この洗い工程は洗濯モータ６を停止状態から洗い速度に加速し、洗い速度で継続的に駆動することで行われるものであり、洗い速度は「８０ｒｐｍ」程度に設定されている。
２）脱水工程
排水弁を開放することに基いて水槽３内の貯留水を機外へ排出し、排水弁の開放状態で洗濯モータ６を駆動することに基いて洗濯物から水分を遠心力で排出する。この脱水工程は洗濯モータ６を停止状態から脱水速度に加速し、洗濯モータ６を脱水速度で継続的に駆動することで行われるものであり、脱水速度は「２０００ｒｐｍ」に設定されている。
３）すすぎ工程
給水弁を排水弁の閉鎖状態で開放することに基いて水槽３内に設定水位の水道水を貯留する。この水道水の貯留状態で洗濯モータ６を駆動することに基いて洗濯槽７を回転させ、洗濯物を洗濯槽７の内周面から貯留水中に落下させることですすぐ。このすすぎ工程は洗濯モータ６を停止状態からすすぎ速度に加速し、すすぎ速度で継続的に駆動することで行われるものであり、すすぎ速度は洗い速度と同程度に設定されている。
４）乾燥運転
排水弁および給水弁の開放状態で洗濯モータ６・ファンモータ・ヒータ１５を駆動し、洗濯槽７の回転状態で洗濯物に温風を送風する。この乾燥運転は洗濯モータ６を停止状態から乾燥速度に加速し、乾燥速度で継続的に駆動することで行われるものであり、乾燥速度は洗い速度と同程度に設定されている。

減圧ダクト８には圧力調整弁１７を介して真空ポンプ１８の吸気口が接続されている。この真空ポンプ１８はコンプレッサから構成されたものであり、水槽３の内気を減圧ダクト８および圧力調整弁１７を介して吸引することに基づいて水槽３内を真空化する。圧力調整弁１７は感知圧力が設定値を下回ることに基いて閉鎖状態なり、感知圧力が設定値を上回ることに基いて開放状態になるものであり、内気の吸気経路は圧力調整弁１７の開閉に応じて開閉される。即ち、圧力調整弁１７は水槽３の内圧を設定値に保持するものであり、圧力調整弁１７の設定圧力は大気圧の５０％以下の所定値Ｐに設定されている。

制御装置には真空ポンプ１８が接続されており、制御装置は２）脱水工程で洗濯モータ６を駆動開始したことを合図に真空ポンプ１８を駆動開始することに基いて水槽３内を減圧開始し、２）脱水工程で洗濯モータ６を駆動停止することに基いて真空ポンプ１８を駆動停止する。この真空ポンプ１８の駆動タイミングは洗濯モータ６の加速度と真空ポンプ１８の減圧能力とを考慮して設定されたものであり、具体的には洗濯モータ６の回転速度が「１０００ｒｐｍ」に到達したときに水槽３の内圧が設定値Ｐまで下降しているように設定されたものである。

上記第１実施例によれば、洗濯槽７を水槽３の減圧状態で回転操作した。このため、水槽３と洗濯槽７との間の回転渦が抑えられるので、洗濯モータ６の負荷が小さくなる。従って、回転力が小さな小形の洗濯モータ６を使用することができるので、消費電力量が低減される。しかも、水槽３が回転渦の影響で振動することが抑えられるので、静音性も向上する。

水槽３を洗濯モータ６の高速回転状態（１０００ｒｐｍ以上の回転状態）で減圧状態にした。この洗濯モータ６の高速回転状態では風損が回転速度に指数的に比例して大きくなるので、「１０００ｒｐｍ」未満の通常回転状態に比べて風損の低減効果が高まる。
水槽３内を大気圧に対して５０％以下に減圧した。この減圧度は大気圧の０％（完全真空）である場合に最大の風損低減効果が得られるが、製品上で完全真空状態を実現することはコスト的に無理がある。即ち、大気圧の５０％以下に減圧することはコストと風損低減との両立を図るものであり、比較的に低いコストで高い風損低減効果が得られる。図２は水槽３の内圧と風損との関係を洗濯モータ６の回転速度毎に示すものであり、風損は洗濯モータ６の回転速度に拘らず水槽３の内圧が小さくなるのに従って小さくなる。

水槽３に減圧ダクト８を介して圧力調整弁１７を接続したので、水槽３の内圧を圧力調整弁１７の設定値に保持することができる。
上記第１実施例においては、圧力調整弁１７として感知圧力に応じて自動的に開閉する構成のものを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば電磁バルブを用いても良い。この場合、制御装置が水槽３の内圧に応じて電磁バルブを開閉し、水槽３内の設定圧力Ｐに保持するようにすると良い。

上記第１実施例においては、水槽３の内圧を圧力調整弁１７によって一定値に保持したが、これに限定されるものではなく、例えば水槽３からの空気漏れ量と真空ポンプ１８の減圧能力とのバランスで一定値に保持しても良い。

ファンケーシング１１内には電磁バルブからなる経路切換弁（図示せず）が収納されている。この経路切換弁は乾燥風の流通経路をヒータケース１４側および排気ダクト側（図示せず）に切換えるものであり、乾燥風の流通経路が排気ダクト側に切換られた状態では水槽３内の空気がファンケーシング１１の排気ダクトを通して機外へ排出され、水槽３内が減圧される。この場合には圧力調整弁１７および真空ポンプ１８は廃止されており、水槽３の減圧は送風機１２のみによって行われる。

制御装置には経路切換弁が電気的に接続されており、制御装置は２）脱水工程で洗濯モータ６を駆動開始したことを合図に経路切換弁を駆動し、ヒータケース１４側への流通経路および排気ダクト側への流通経路を閉鎖状態および開放状態にする。そして、送風機１２を駆動開始することに基いて水槽３内を減圧開始し、２）脱水工程で洗濯モータ６を駆動停止することに基いて送風機１２を駆動停止する。この送風機１２の駆動タイミングは洗濯モータ６の加速度と送風機１２の減圧能力とを考慮して設定されたものであり、具体的には洗濯モータ６の回転速度が「１０００ｒｐｍ」に到達したときに水槽３の内圧が大気圧の５０％以下の設定値Ｐまで下降しているように設定されている。

上記第２実施例によれば、洗濯物に乾燥風を強制的に送る送風機１２を減圧器として利用した。このため、コンプレッサ１８等の専用の減圧器を別途設ける必要がなくなるので、コストが低減される。
上記第２実施例においては、乾燥風を生成する送風機１２を減圧器として利用したが、これに限定されるものではなく、例えばファンケーシング１１内に乾燥風用の送風機および減圧用の送風機を収納し、乾燥運転時には乾燥風用の送風機を駆動することで乾燥風を生成し、脱水工程では減圧用の送風機を駆動することで水槽３内を減圧しても良い。即ち、乾燥風用の循環経路だけを減圧経路として利用しても良い。
上記第１〜第２実施例においては、本発明をドラム式洗濯機に適用したが、これに限定されるものではなく、例えば縦形洗濯機に適用しても良い。

本発明の第１実施例を示す図（洗濯機の内部構成を示す図） 水槽の内圧と風損との関係を示す図 回転渦の発生原理を説明するための図

符号の説明

３は水槽、６は洗濯モータ、７は洗濯槽、１２は送風機、１３は循環経路、１７は圧力調整弁、１８は真空ポンプ（減圧器）を示している。

Claims (5)

1. 水源から注入された水を受ける水槽と、
   前記水槽内に収納され、洗濯物が投入される洗濯槽と、
   前記洗濯槽を回転操作する洗濯モータと、
   前記水槽内を減圧する減圧器と、
   運転内容を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記洗濯モータおよび前記減圧器を駆動制御することに基いて前記洗濯槽を前記水槽の減圧状態で回転操作することを特徴とする洗濯機。
2. 前記水槽は、前記洗濯モータの回転速度が「１０００ｒｐｍ」以上の高速回転状態で減圧状態にされることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
3. 前記水槽は、大気圧に対して５０％以下に減圧されることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の洗濯機。
4. 洗濯物の乾燥風が循環する循環経路を備え、
   前記減圧器は、前記循環経路に設けられた送風機から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の洗濯機。
5. 前記水槽の内圧を設定値に保持する圧力調整弁を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の洗濯機。
   
   
   

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