JP2005177331A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯時およびすすぎ時に黒かび等が付着する衛生上の問題がなく、かつゴミの付着が少ない乾燥ができる洗濯機を提供する。
【解決手段】洗濯機は、通水性を有さない筒状の槽壁により水と被洗濯物とを収容する内部空間が設けられ、回転可能に支持された洗濯槽を備えた洗濯機において、上記槽壁の内側に着脱自在な通水性を有する脱水板を槽側壁と間隔を空けて備えた。また、上記洗濯槽外から高周波磁界を加えて上記洗濯槽の槽壁または上記脱水板を電磁誘導加熱する誘導加熱手段が備えられた。
【選択図】図１

Description

この発明は、水と被洗濯物とを収容する内部空間が設けられた洗濯槽を備えた洗濯機に関する。

洗濯槽の側壁に脱水孔が設けられ、洗濯槽の外側面全体を覆うように外水槽が備えられた従来の洗濯機は、脱水時に、まず洗濯槽および外水槽内の大部分の水を外水槽底部に設けた排水口から排水する。その後、洗濯槽を高速回転し、その遠心力で被洗濯物に含まれる水分の多くを脱水し、脱水した水分を外水槽で受けとめる方法が一般的であった。
また、側壁に脱水孔が設けられていない洗濯槽は、洗濯槽の側壁の内径が上部ほど大径となるようにして、洗濯槽回転時の遠心力で、上縁から外水槽へ排水する方法もコーンタイプの洗濯槽として知られている。
また、被洗濯物を含む洗濯液の加熱方法として、外水槽を備える洗濯機において、洗濯液に接するように配設した磁性金属体を磁界発生手段で加熱して洗濯液を高温にする方法が提案され、洗濯液の洗浄効果を高めている。磁性金属体の配設場所として、外水槽の底部、洗濯槽の槽壁または洗濯液の循環路が例示されている（例えば、特許文献１参照。）。
また被洗濯物の乾燥方法として、洗濯槽内外で空気を循環する経路を設け、その途上で空気を加熱するヒーターを備えるものとして、外水槽を備える洗濯機において、外水槽洗濯槽の槽壁と筐体の間にヒーター、熱交換器、送風手段を設置し、ヒーターにより加熱された乾燥空気を送風手段を用いて洗濯槽に送って、洗濯物から水分を除去し、さらに熱交換器により除湿を行って乾燥空気を循環させる方式が示されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、外水槽が洗濯槽の外側面の外部に備えられた洗濯機は、洗濯機の外形が同じであれば、外水槽を備えない場合に比べて洗濯槽の内容積が相対的に減り、洗濯機のデッドスペースが大きく、また、水の使用量が多いという問題があった。また、洗濯槽の側壁外側面に黒カビ等が発生し易く、さらに、黒カビ等が発生した場合それを除去することが困難であった。特に、洗濯時において、洗濯槽の側壁外側面および外水槽の側壁内面の黒カビが剥がれ、脱水孔を介して洗濯槽内の水に黒カビ等が混じり、被洗濯物に黒カビが付着し悪臭を発生するなど、衛生面での問題があった。なお、最近の洗濯機では、乾燥機能を備え、洗濯や脱水後に洗濯槽の内外面や外水槽内面を乾燥させて黒カビ等の発生を防止することができるものもあるが、毎洗濯・脱水後あるいは定期的に乾燥機能を使用する必要があり、乾燥機能のために使用電気量が増加する問題があった。
また、洗濯液を電磁誘導加熱する洗濯機では、外水槽を備えた洗濯機が前提であり、洗濯槽の槽壁を発熱部とした場合の洗濯槽の槽壁外周面や、外水槽の底部や洗濯液の循環路に配置した発熱部の清掃は困難で、たとえば乾燥時に固着したゴミが洗濯時に剥がれて被洗濯物に付着するなどの衛生上あるいは洗濯品質上の問題は避けられなかった。また、洗濯槽の槽壁を発熱部とした場合、外水槽の外からなので電磁誘導する距離が長くなり、効率よく加熱するには限界がある。また、もともと、この方式は洗濯液を加熱する手段であって、被洗濯物の乾燥への適用の言及はない上、洗濯液の循環経路は加温したまま循環することになり（液を加熱するのであればこの方がよい）、一般的に液体用のための配管は細くてよく、このまま乾燥用に用いても、乾燥に要する時間は長くなり、乾燥用に適用することは想定されていなかった。
そこで、外水槽を備えない洗濯機が提案されている。この洗濯機の洗濯槽は、側壁に脱水孔が設けられていないとともに、洗濯槽の側壁内径が下部ほど大径となっている。さらに、洗濯槽の側壁上に凹状の排水誘導溝を設けて、排水を促進している。そして、バネなどで洗濯槽内の貯留水圧に抗して閉じ、かつ遠心力によって開く排水手段を洗濯槽の側壁下部に設けられている。また、洗濯槽の下部に設けられたパルセータの回転軸を中空に形成し、洗濯槽からの排水路として兼用し、パルセータの回転軸を回転自在に支持するとともに水密シールする機能を有する回転カップラを備え、パルセータの回転軸を洗濯槽の外部へ繋がる排水管へ回転カップラで連結し、排水管の途上に排水弁を備える方法が示されている（例えば、特許文献３参照。）。
さらに、前記の電磁誘導加熱を行う技術において、誘導加熱処理用容器と磁性金属体の間に非磁性金属体を挟設する方法も提案されている。これは処理対象物として含水性処理物である生ゴミなどを乾燥させる手段として発熱体を構成し、処理容器全体を一様に電磁誘導加熱する方法として示されている（例えば、特許文献４参照。）。

特開平８−２５２３９３号公報 特開２００３−１１１９９４号公報 特開平８−１５５１９０号公報 特開２０００−１８００５４号公報

しかし、外水槽ほどではないが、遠心力で排水する排水弁の配置に合わせて洗濯槽の下部を覆うように排水を受ける排水槽が必要となるとともに、上記の様な排水弁の設置そのものが、回転範囲が大きく、洗濯機のデッドスペースを大きくする問題がある。
また、遠心力で排水する排水弁は、洗濯槽が回転しないと排水できないので、それだけでは排水時間が長くなったり、洗濯槽が回転しなくとも排水できる、別の排水手段が必要となる問題がある。
また、回転しながら、水密シールできる、回転カプラが必然であり、水密シールしない場合に比べて回転抵抗が増加する問題がある。また、摩耗によって、水密シール性能が低下する問題がある。
また、循環経路内の空気をヒーターに接触させて加熱するため、被洗濯物からのゴミなどがヒーターに付着し、絶縁不良を起こす原因となり易く、ヒーター寿命が低下する可能性があった。また、ゴミが付着しても清掃することが困難であった。さらには、上記ヒーターは、被洗濯物を乾燥すること以外には基本的に使用していなかった。
さらに、処理容器と磁性金属体との間に被磁性金属体を挟設する方式においては、処理容器を洗濯槽に当てはめると、磁性金属本体に黒カビやゴミの付着が懸念され、処理容器を外さないと清掃することも困難である。その結果付着したまま使用していると、加熱効果が時間と共に減少したり、洗濯時に剥がれたゴミや黒カビが非洗濯物に付着する衛生上あるいは洗濯品質上の問題があった。

この発明の目的は、洗濯時およびゆすぎ時に黒かび等が付着する衛生上の問題が少ないとともに清掃が容易となり、安全性が高くメンテナンスが容易で、かつゴミの付着が少ない乾燥ができる洗濯機を提供することである。

この発明に係わる洗濯機は、通水性を有さない槽側壁を有する回転可能な筒状の洗濯槽を備えた洗濯機において、上記槽側壁の内側に着脱自在な通水性を有する脱水板を槽側壁と間隔を空けて備えた。

この発明に係わる洗濯機の効果は、洗濯槽の回転による脱水時に、水を含む被洗濯物が脱水板に遠心力で押しつけられて、脱水板と槽壁との間に形成される通水路または脱水板自体に備えた通水路または脱水板の表裏を貫通する通水孔を通して被洗濯物に含まれる水が流れ易くなり、脱水する効果が上がるとともに、脱水板を着脱自在とすることで、脱水板が付設された部分の洗濯槽の槽壁や脱水板自体の清掃が容易となり、黒カビ等が発生しても除去が可能で清潔性の維持が容易となる。乾燥時においては、脱水板と洗濯槽の槽壁間の通水路によって確実に送風路を確保でき、送風時の動力ロスが少なくなる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係わる洗濯機の縦断面図である。図２は実施の形態１の洗濯機の横断面図である。図３はこの実施の形態１の洗濯機における脱水板と洗濯槽との周辺の拡大断面模式図である。なお、図１は図２のＡ−Ａ断面図であり、図２は図１のＢ−Ｂ断面図である。

この洗濯機は、洗濯機の各部位を収納する角筒形状の筐体１を有し、筐体１には角筒の開口端の一端を閉じる底板２と他端を開閉する外蓋３とが設けられている。筐体１は底板２を洗濯機の設置箇所に接するように設置してある。また、筐体１の上部には、図示しない電源の入切および運転モード選択などを行うスイッチ類と運転状況および水位などを表示する表示器類などが配置されている。筐体１は塗装鋼板、ステンレスまたは樹脂で作られている。

さらに、洗濯機は、筐体１内に収容され、回転自在に支持された有底円筒形状の洗濯槽４を有し、洗濯槽４は円筒形状の側部５とその円筒形状の一端部を閉じる底部６からなる。この底部６は筐体１の底板２に対面するように配置され、洗濯槽４の一端の開口部は筐体１の外蓋３に面するように配置されている。洗濯槽４の底部６は洗濯槽４の外側に突き出た頭を切った円錐形状であり、底部６は筐体１に固定された軸受７により水平面内で回転自在に支持されている。洗濯槽４の底部６は、回転中心軸８に沿った切頭円錐形状であり、排水が容易な構成となっている。洗濯槽４の自重、水および被洗濯物はこの軸受７によって回転するように支持されている。円筒形状の洗濯槽４は円筒の中心軸を中心にして回転でき、以降この中心軸を洗濯槽４の回転中心軸８と称す。洗濯槽４の上端部には洗濯槽４の上部の開口部を開閉する内蓋９が設けられている。洗濯槽４は衛生の観点からステンレスで作られているのが望ましい。

なお、筐体１と洗濯槽４の上部の開口部は、被洗濯物の出し入れのために開けられていて、その開口部を覆うように、自在に開閉できる外蓋３と内蓋９とが取り付けられている。洗濯時および脱水時など洗濯槽４が回転しているときには、外蓋３および内蓋９によって筐体１および洗濯槽４の上部の開口部が閉じられ、水滴の飛散防止および防音の機能を果たす。なお、外蓋３または内蓋９を必ずしも備えなくてもよく、少なくとも一方は備えてなくてもよい。
また、洗濯槽４は、内蓋９が閉じられ、かつ後述する排水弁２１が閉じられているときには底部６および側部５を含む洗濯槽４の壁には洗濯槽４の内外で通水することができる脱水孔が設けられておらず、洗濯するときには洗濯槽４の上部の図示しない給水口から洗濯槽４内へ給水がなされる。

次に、洗濯槽４の内部に脱水板１１が配置されている。脱水板１１は、洗濯槽４の側部５の内面に対向し、周方向に４分割され、これらを組み合わせると１つの円筒になり、軸方向に間隙を有して２分割され、組み合わせると２つの円筒になる側面脱水板１２と、洗濯槽４を底部６と側部５とを分ける位置に底部脱水板１３とからなる。図３に示すように脱水板１１は、波板状であり、脱水板１１には脱水板１１の表裏で通水ができるように設けられた脱水孔１４が設けられている。さらに脱水板１１の洗濯槽４の内面に対向する面に脱水板１１を洗濯槽４に支持するための脱水板脚部１５が設けられ、この脱水板脚部１５と洗濯槽４の内面との間を吸盤１６で着脱可能に支持されている。このように支持された脱水板１１と洗濯槽４の内面との間に通水路１７と脱水溝１８とが形作られ、脱水時の水の通路の役割をはたす。図３では、脱水孔１４を開けた波板状とし、内面側に脱水溝１８を形成し、特に脱水時に排水し易くしている。また、脱水板脚部１５を設けることで、通水路１７を十分大きくとることができる。一方、底部脱水板１３は、扇状に４分割された円盤からなり、着脱自在となるように設置されている。図１では底部脱水板１３を水平に配置できるように、脱水板脚部１５の長さを底部脱水板１３の周辺部では短く、中央部に向かうほど長くなるように変えている。脱水板１１はステンレス鋼板からできている。

なお、底部脱水板１３は、図１のような水平な配置ではなく、洗濯槽４の円錐状の底部６の内面に沿うように配置したり、円盤状の中央部を頂点とした円錐形となるように配置してもよい。また、底部脱水板１３にも側面脱水板１２と同様に、後述する攪拌翼１９が固定されていてもよい。攪拌翼１９は、複数に分割された側面脱水板１２や底部脱水板１３などの脱水板１１の繋ぎ目を利用したり、脱水板１１の一部を開けたり、脱水板１１を設置しない場所を設けたりして、洗濯槽４の槽壁内面側に固定するようにしてもよい。
また、側面脱水板１２は、図１では回転中心軸８の軸方向に２分割、洗濯槽４の回転方向に４分割されているので、装脱着単位が小さくなり、側面脱水板１２の装脱着がより容易となる。なお、側面脱水板１２の分割の数および水平に対する角度もそれぞれ異なっていてもよい。

また、脱水板１１は洗濯槽４の槽壁へ図３に示すように脱水板脚部１５を介して吸盤１６によって取り付けられているが、槽壁側に設けた部材と脱水板脚部１５に取り付けた部材を嵌め込むようにするなど、洗濯槽４の回転によっても不安定にならないように強固に取り付けることができればこれに限らない。脱水板１１を分割している場合に、隙間に被洗濯物が入り込まないようにするため、分割の繋ぎ目はあまり大きく取らないようにすることが望ましい。
また、脱水板１１の内外を貫通する構造として、図３に示すように内外を貫通する脱水孔１４が設けられているが、脱水板１１を網にしてもよい。
また、脱水板１１は図３に示すように波板状であるが、脱水板１１は平板でもよいし、表面をエンボス加工し、エンボスの凹部などに脱水孔１４を備えた板状でも良い。さらには、脱水板１１の少なくとも一部を通水性や吸水性の高い多孔質体や吸水性のある高分子体などで構成すると、脱水孔１４は必ずしも備えてなくてもよい。また、脱水板１１が波板状などの厚み方向に波打っているときには、脱水板脚部１５を特に備えていなくてもよい。脱水板脚部１５の長さの代わりに、脱水板１１の波打ちの高さで、洗濯槽４の通水路１７の高さが確保可能である。

次に、図１に戻って側面脱水板１２には、洗濯槽４とともに回転することによって洗濯槽４内の被洗濯物が浮遊している水に水流を起こすための攪拌翼１９が固定されている。図２に示すように攪拌翼１９は洗濯槽４の回転方向に４個が均等な位置に設置されている。個々の攪拌翼１９は断面が流線型である平板状の翼で、洗濯槽の回転方向に対して斜めに設置されている。攪拌翼１９は樹脂からできているが、金属であってもよい。
なお、それぞれ洗濯槽の回転方向に不均等な位置に配置してもよい。また、攪拌翼１９は取り付けたものではなく、脱水板１１に一体成型されたものでもよい。また、攪拌翼１９は洗濯槽４の内側に突き出た突起物状のものであってもよく、洗濯槽４が回転するにつれて、洗濯槽４内に水流を起こせるようなものであればよい。ただし、被洗濯物を極力痛めないようにするため、攪拌翼１９には鋭角な部分がない方が望ましい。

さらに、洗濯槽４は、洗濯槽４の底部６の切頭円錐の切頭部の開口に固定され、洗濯槽４に貯められた水を外部に排出する排水路を形成する円筒形状の排水管２０と、排水管２０の中に固定され、排水路の開閉を行う排水弁２１とが備えられている。排水管２０の入口には、図示しないフィルターをはめ込んでおき、排水時や乾燥時に洗濯槽４からゴミなどが流れ出るのを極力防止するようにしておくことが望ましい。排水管２０の出口の近傍には排水路で導かれた排水を受ける排水槽２２が筐体１に支持されており、その排水槽２２から筐体１の外部に排水を導く排水導出管２３が筐体１の側面または底面を貫通して設けられている。排水槽２２には排水槽２２の水位を検出し、排水槽２２の水位が所定の水位に達したとき排水弁２１を閉じる水位センサ２４が備えられている。この排水弁２１と排水槽２２との間を離して排水を受けるようにするほうが望ましく、水密シールする必要はない。接続は機械的に接続するのではなく、浮かせて間接的に排水を受けるようにすればよい。排水弁２１は電磁弁でもよいし、別途筐体１側に取り付けた図示しないモータ等の動力源を利用して機械的に動作させる弁としてもよい。排水管２０、排水弁２１は洗濯槽４と一体構成とし、洗濯槽４が回転しているときには一体となって回転するように構成する。なお、排水槽２２を特に設けず、筐体１の底板２を排水槽として代用するようにしてもよい。
さらに、図４、５を参照して詳しく排水弁２１を説明する。図４は排水弁２１が閉止しているときの拡大断面図であり、図５は排水弁２１が開放されているときの拡大断面図である。排水管２０は円筒状である。排水弁２１は、その排水管２０の下部に内側面が円錐状で外側面が円柱状の排水管２０の内部に挿入されて固定されている弁受部４０と、その弁受部４０に挿入され、下限位置に降下したとき弁受部４０と係合する切頭円錐状の弁体４１とを有する。弁体４１を回転中心軸８の軸方向に上昇したとき排水管２０を開き排水管２０からの排水量を調節する弁体４１と弁受部４０との間に隙間が形成される。さらに、排水弁２１は、弁体４１を回転中心軸８のまわりに回転自在に支持する回転軸４２と、その回転軸４２を支持し、回転軸４２を上下に昇降する昇降部材４３と、昇降部材４３を上下に昇降する駆動軸４４とを有している。洗濯槽４が回転し、排水弁２１が閉止されているときには、排水弁２１は洗濯槽４および排水管２０と一体となって回転する。また、昇降部材４３を昇降するための駆動軸４４は昇降部材４３との接触部がギア状になっており、図示しないモータで駆動軸４４を回転することで、昇降部材４３が昇降するようになっている。
なお、排水管２０、排水弁２１、排水槽２２、排水導出管２３の材質は、カビが付着しにくいものとしてステンレスを用いている。しかし、他の金属系材料、あるいは軽量化のため抗菌剤を含有したプラスチック樹脂（ポリプロピレン、ＡＢＳ等）を用いてもよい。特に、排水弁２１より下流の排水管２０、排水槽２２、排水導出管２３については、カビや汚れが付着しても洗濯槽に戻ることがないので、ステンレスや抗菌性のある材質を用いる必然はない。

次に、図１に戻って、洗濯槽４の下方に洗濯槽４を回転する槽回転手段３０が備えられている。槽回転手段３０は、モータ３２と、モータ３２の動力軸３１と、動力軸３１の回転を洗濯槽４と連結した排水管２０に固定された図示しないプーリに回転を伝える動力伝達機構３３と、モータ３２を駆動するインバータ３４とを有している。動力伝達機構３３、動力軸３１、モータ３２からなる槽回転手段３０は、一体型のＡＳＳＹとして構成されている。
なお、モータ３２は、直流モータ、同期モータまたは誘導モータなどであればよいが、長寿命でありかつ省エネルギとする観点から、あるいは現在最も使用用途が一般的でかつ量産されており低価格が期待できる誘導モータが望ましい。
なお、筐体１から図示しないバネなどを介してモータ３２を支持したり、動力軸３１に弾性を持たせたりして、洗濯槽４の回転に伴う揺動に対して尤度をもたせるほうが望ましい。

次に、洗濯機の動作について説明する。洗濯槽４の回転中心軸８の回転方向により「正モード」と「逆モード」を定義する。ただし正モード、逆モードは洗濯槽の上方から見た場合の時計回り、反時計回りのいずれでもよいが、ここでは正モードを時計回り、逆モードを反時計回りとする。洗濯時の動作においては、被洗濯物と水と洗剤を洗濯槽４に入れ、モータ３２を正モードで回転させる。モータ３２の回転動力は動力軸３１、動力伝達機構３３そして図示しないプーリを経由して、洗濯槽４を正モードに回転する。回転するにつれて攪拌翼１９により洗濯槽４の内部の水と被洗濯物の混合物も回転し、複雑な水流となって被洗濯物の洗浄が行われる。次に一定時間、例えば１分間後に、モータ３２の回転方向を変更して逆モードを実施する。このような正モード、逆モードの組合せを数回繰り返した後に、排水弁２１を開いて排水する。図４において、排水弁２１は、駆動軸４４を図示しないモータで回転させて、駆動軸４４にギアで連結した昇降部材４３が回転中心軸８の軸方向（上部）へ移動することで、回転軸４２および弁体４１も移動して、弁受部４０と弁体４１との間に隙間が開いて、排水する。なお、止水する場合は、駆動軸４４を上記とは逆に回転して弁受部４０と弁体４１との間の隙間を閉じることで行う。排水時においては水位センサ２４により排水槽２２の水位を検知して排水弁２１の開閉動作を行う。たとえば、排水槽２２の水位が低ければ、排水弁２１を開け、水位が高ければ、閉める。このとき排水槽２２から水が漏出しないような水位を設定する。なお、排水管２０からの排水量に比して排水導出管２３の配管サイズを大きくするなどして排水導出管２３の排水量を充分大きくすれば、洗濯槽４からの排水時において排水槽２２の水位に応じて排水弁２１の開閉動作を必ずしなければならないというものではなく、排水弁２１の繰り返し開閉動作や水位センサ２４を省略することも可能である。

次に、すすぎ時の動作については、排水弁２１を閉じた後に、水を洗濯槽４に再度注入して、洗濯槽４を回転させるが、基本的には洗濯時と同じ動作のため詳細な説明は省略する。

次に、脱水時の動作について説明する。排水弁２１を開く動作を行い、モータ３２をインバータ制御して洗濯槽４の回転速度を洗濯時の動作時よりも大きくして行う。被洗濯物から排出された水は、遠心力および重力による作用で、底部脱水板１３や側面脱水板１２の脱水溝１８や脱水孔１４や通水路１７を介し、さらに排水管２０や排水弁２１を介して排水槽２２に送られ、排水導出管２３を介して筐体１の外に排水される。

このような洗濯機は、洗濯槽が回転しているとき、水が貯められた洗濯槽の内部で洗濯槽の動きと異なる動きをする排水槽が接しておらず、洗濯槽に貯められた水を洗濯槽とともに回転する排水弁で静的に水密シールしているので、回転水密シールにともなう排水槽以外への水漏れを抑制できる。また、回転水密シール部がなく、静的な水密シールの排水弁だけなので、摩耗による部品交換が不要となるとともに、洗濯槽の回転時の動力ロスが低減できる。
また、水位センサにより排水槽の水位を常時監視しているので、排水槽からの水溢れを防止できる。
また、洗濯槽内以外、例えば外水槽などへの給水が必要無いので、必要最小限の使用水量での洗濯が可能となる。
また、脱水板を着脱自在の構造としているので、カビなどの汚れが付着しても、洗浄することが容易である。
また、脱水板の装着位置であるので、脱水板の装着が容易である。

なお、排水管２０の側面から接触するようにした軸受またはベアリング機構を介して、洗濯槽４の回転を支持するようにしていてもよく、このようにすることで洗濯槽４の回転のぶれをより一層抑制することができる。なお、洗濯槽４の重量を支持する軸受と回転自在に支持する図示しないベアリング機構とを別々に備えていてもよいし、兼用していてもよい。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係わる洗濯機の脱水板の周辺の拡大断面模式図である。実施の形態１の脱水板１１と異なる点は、脱水板１１を脱水溝１８がない平板状としたことと、脱水板脚部１５と洗濯槽４の双方に取り付けた装着レール１０を噛み合わせることによって洗濯槽４に装着したことである。

このようにすることで、脱水板１１が洗濯槽４により確実に装着されるので、洗濯槽４が回転しても脱水板１１が外れてしまうことがない。

実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３に係わる洗濯機の縦断面図である。図８は実施の形態３の洗濯機の横断面図である。なお、図７は図８のＡ−Ａ断面図であり、図８は図７のＢ−Ｂ断面図である。この実施の形態３の洗濯機が実施の形態１の洗濯機と異なる点は、洗濯槽と筐体との間に配置された乾燥機構をさらに備えたことである。その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し、説明を省略する。

図７に示すように、乾燥機構５０は、筐体１と洗濯槽４との間に設置され、筐体１の下部から空気を吸入する下部送風路５１と、筐体１の上部に乾燥空気を排出する上部送風路５２と、これら下部送風路５１と上部送風路５２との間に設置された熱交換器５３と、上部送風路５２の途上に設置され、図示しないモータで回転して送風循環するための送風ファン５４と、洗濯槽４の少なくとも一部を覆うように筐体１に固定されている誘導加熱手段としての外部固定子５５と、外部固定子５５に交流電流を流すインバータ５６とを有する。図８に示すように、熱交換器５３、下部送風路５１、上部送風路５２および送風ファン５４の組み合わせを４組、筐体１の４隅に設置しており、筐体１内のスペースを有効に活用している。なお、ここでは４組としたが、４組でなくてもよい。

また、下部送風路５１、上部送風路５２および熱交換器５３と洗濯槽４の間に図示しない断熱材などを詰めるか、または、一部を板で封止して、少なくとも下部送風路５１および上部送風路５２以外では極力送風循環しないようにしておく。また、モータ３２、動力軸３１および動力伝達機構３３などからなる槽回転手段３０も、図示しない容器に納めるようにして、極力循環風に曝されないようにする。なお、このようにするとき洗濯槽４の回転に支障がない範囲で行い、密閉するまでのものではない。洗濯槽４の槽壁外周面の少なくとも一部（外部固定子５５が巻かれている部分以外が好ましい。）には図示しない断熱材を付設するようにしてもよい。このようにすることで放熱が減るので、洗濯槽４内だけを効率よく加熱することが可能となる。

熱交換器５３は、下部送風路５１中の空気を冷却して除湿するためのものであり、プレートフィン形式やシェルアンドチューブ形式などの２流体熱交換器構造を備え、筐体１外からの水と循環風とを熱交換するようにしたり、筐体１外の空気を送風して循環風と熱交換するようにしたりするものであればよい。この除湿した際に発生する水は、排水槽２２へ排水するようにしてもよいし、別途水タンクを備えて貯めておき、次の洗濯時に使用するようにしてもよい。

外部固定子５５は、磁界発生コイルであり、２ｋＨｚ以上の周波数の交流電力を印加することにより交流磁界を発生させて、少なくとも一部は磁性金属（磁性ステンレスや鉄など）からなる洗濯槽４の槽壁内部に渦電流を生じさせて加熱する。すなわち、この外部固定子５５は、洗濯槽４の槽壁を電磁誘導加熱するものである。そのため、洗濯槽４の外部であって筐体１内の部材の材質は、電磁誘導加熱しないような非磁性ステンレス、アルミニウムなどの非磁性金属またはプラスチックなどが好ましい。外部固定子５５のコイルには、周波数が高い方が効率よく電磁誘導加熱できるので周波数２〜６０ＫＨｚの交流電力を発生するインバータ５６が接続されている。なお、外部固定子５５が洗濯槽４と離れていると電磁誘導する効率が下がるので、洗濯槽４の回転に支障がない範囲で極力外部固定子５５が近接するように設置する。また、外部固定子５５を樹脂または碍子などの絶縁材で覆ったり、容器に入れたりするなどして水密処置および絶縁処置を施して、循環風に曝され難くしておくことが望ましい。なお、加熱対象の洗濯槽４の槽壁は磁性金属としているが、非磁性金属であってもよい。これは洗濯槽４が回転していて外部固定子５５の磁界に対して速度を持っていると、非磁性金属内にも渦電流が流れる現象が知られており、非磁性金属で十分に用を成すことになる。

次に、洗濯機の動作について説明する。実施の形態１と同様な部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。洗濯時の動作においては、被洗濯物の汚れ度合いに応じて外部固定子５５に交流電圧をインバータ５６から印加することで、洗濯槽４の槽壁を加熱する。洗濯槽４の槽壁が加熱されると洗濯槽４内の水および被洗濯物が加熱されるので、洗剤などに含まれる界面活性作用および酵素活性作用が促進され、被洗濯物の汚れの除去が促進される。温度については過度に昇温させる必要は無く、３０〜４０℃が適当であるが、これ以外の温度であってもよい。また、昇温する温度は、汚れ度合いに応じたものでなくてもよい。
すすぎと脱水が行われるときの動作は実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。

次に、乾燥時の動作について説明する。脱水時の動作が終了した後、または脱水動作中から、外部固定子５５に交流電圧を印加することで、洗濯槽４の槽壁を加熱する。また、加熱と同時に送風ファン５４を回転すると、洗濯槽４内の少なくとも通水路１７を上部から下部へ、さらに排水管２０、排水弁２１を経由して洗濯槽４の外側へ、さらに下部送風路５１を経由して熱交換器５３へ、さらに熱交換器５３から送風ファン５４および上部送風路５２を経由して洗濯槽４内上部への一連の循環経路で空気が送風される。洗濯槽４の槽壁の加熱によって洗濯槽４内の循環風および被洗濯物が加熱され、洗濯槽４、側面脱水板１２および底部脱水板１３に付着した水分および被洗濯物中の水分が循環風中に蒸発する。このように水分を多く含む高温な循環風は、排水管２０、排水弁２１を通って洗濯槽４外へ排出され、下部送風路５１を通って熱交換器５３へ送られる。熱交換器５３内では水分を多く含む高温な循環風が冷却され、循環風中の水分の一部が熱交換器５３内で結露する。結露した水分が多くなると、熱交換器５３内および下部送風路５１内を流れ落ち（この場合、循環風とは逆方向である）、排水槽２２へ送られ、排水導出管２３を経由して筐体１外へ排水される。一方、熱交換器５３において水分の一部が除去された循環風は、上部送風路５２、送風ファン５４を経由して洗濯槽４内上部へと送風される。

このように外水槽が備えられず、脱水板１１を備えた洗濯槽４の槽壁を電磁誘導加熱するようにしたので、従来のヒーター式よりも発熱部のゴミの付着が少なく、清掃が容易であり、安全性が高く、発熱部の寿命が長くなる。また、外部固定子５５で洗濯時に洗濯槽４を加熱することにも兼用でき、洗濯時の洗浄効果を高めることができる。また、脱水板１１で被洗濯物と離間された洗濯槽４の槽壁が外部固定子５５と近接して配置されているので、効率よく電磁誘導加熱でき、また洗濯槽４が直接被洗濯物に触れず、均一でマイルドな加熱・乾燥が可能である。また、乾燥時において通水路１７によって確実に洗濯槽４内における送風路が確保でき、送風時の動力ロスが少なくなる。

なお、この実施の形態３の乾燥動作時において、洗濯槽４を回転するようにしてもよい。このようにすると、洗濯槽４内において被洗濯物の位置が常に移動するので、よりむらの少ない乾燥ができ、その結果、被洗濯物の皺などができにくくなり、傷みを少なくすることができる。

また、循環風の方向は逆方向であってもよい。すなわち、洗濯槽４内の下部から上部へ、さらに上部送風路５２、送風ファン５４を経由して熱交換器５３へ、さらに下部送風路５１から洗濯槽４外の下部へ、さらに排水弁２１、排水管２０を経由して洗濯槽４内へという順序である。このようにすると、熱交換器５３での結露水の落下する方向が循環風と方向が同じくなるので、熱交換器５３での結露水の流れ落ちがより容易で早くなる。また、被洗濯物を下側から吹き上げるので、循環風と被洗濯物との接触機会が増え、よりむらの少ない乾燥ができる。さらに、洗濯槽４内における上昇気流の効果と、洗濯槽４外における下降気流の効果で、循環風を循環する動力を低減できる。

また、乾燥時における洗濯槽４の槽壁の加熱温度は特に指定していないが、より高温である方が乾燥時間を短くすることができる。また、温度検知して外部固定子５５へ供給する交流電力の周波数や電力を調節することによって、循環風の温度を６０℃程度となるようにすれば、皺が少なく、被洗濯物の傷みも少ない乾燥が可能である。

また、洗濯槽４の槽壁を電磁誘導加熱するようにしたが、脱水板１１を電磁誘導加熱するようにしてもよい。このとき、脱水板１１の材質は磁性金属とし、脱水板１１と洗濯槽４の槽壁の距離は、脱水時に大きな支障がない範囲で最小限とする。また、少なくとも電磁誘導加熱する脱水板１１の位置に対応した洗濯槽４の槽壁は磁界を遮らない、たとえばプラスチック製とすることが望ましい。ただし、脱水板１１と洗濯槽４の槽壁を両方加熱する場合はこの限りではない。このようにすることで、脱水板１１と洗濯槽４の槽壁間の通水路１７は脱水時の通水路であるのでその間隔を最小限に狭くできるので、外水槽を備える場合よりは電磁誘導する距離が短く、効率よく誘導加熱できる。また通水路１７が断熱層として働くので、放熱量が減り被洗濯物を有効に加熱乾燥できる。また、通水路１７が確実な送風路となるので、脱水板１１の過剰発熱を防止できる。

また、外部固定子５５を洗濯槽４の回転方向を取り巻くように設置しているが、回転方向の一部に配置するようにしてもよい。洗濯槽４を回転することで、回転方向全周に亘って電磁誘導加熱することができる。また、外部固定子５５の磁界方向を洗濯槽４の槽壁に概ね垂直となるように配置してもよい。

また、洗濯槽４の槽壁または脱水板１１を電磁誘導により加熱することだけで被洗濯物を乾燥するようにしているが、乾燥時は従来方式のようにヒーターなどで循環風を加熱する方式としたり、電磁誘導加熱する方式と併用したりするようにしてもよい。少なくとも、着脱自在とした脱水板１１により、洗濯槽４内の清掃が容易である。さらに、脱水板１１と洗濯槽４の槽壁間の通水路１７によって確実に送風路が確保でき、送風時の動力ロスが少なくなる効果がある。また、従来の循環風の加熱方式と併用して洗濯槽４の槽壁や脱水板１１を補助的に電磁誘導加熱するようにすることで、洗濯槽４内をむら無く均一に加熱し、被洗濯物を皺が少なく乾燥する効果がある。上記従来の循環風の加熱方式として、ヒーターの代わりに、循環風の流路途上に冷媒を蒸発する蒸発器と冷媒を凝縮する凝縮器を蒸発器の下流側に配置し、蒸発器で循環風を冷却して水分を凝縮し、凝縮器で循環風を加熱する、いわゆるヒートポンプ機構に依っても良い。このようにすることで、乾燥時におけるエネルギ消費を低減することができる。
なお、上記実施の形態３では、洗濯槽の外部側の全周方向に、あるいは洗濯槽の外部側で断面が四角の筐体と洗濯槽の間の４隅に電磁誘導コイルを配置して、電磁誘導加熱する構成で例示しているが、これに限った構成でなくてもよい。例えば、４隅のうちの１隅だけに電磁誘導コイルを配置するだけでもよい。洗濯槽を回転しながら電磁誘導加熱することで、電磁誘導コイルの高さ位置にある洗濯槽全周を結果的に均等に加熱することになり、実施の形態と同様な効果を奏するとともに、部材点数を低減できる。

実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４に係わる洗濯機の縦断面図である。図１０は実施の形態４の洗濯機の横断面図である。なお、図９は図１０のＡ−Ａ断面図であり、図１０は図９のＢ−Ｂ断面図である。この実施の形態４の洗濯機が実施の形態３の洗濯機と異なる点は、乾燥機構の一部である。その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し、説明を省略する。

実施の形態３に示す図７と異なる点として、図７の乾燥機構５０の代わりに図９の乾燥機構６０は、筐体１の内面に取り付けた放熱フィン６１と、洗濯槽４の上部に環状に取り付けた送風手段としての送風ファン６２と、実施の形態３と同様に誘導加熱手段としての外部固定子５５と、インバータ５６とを有する。また、洗濯槽４と筐体１との間の空間全体を送風路とし、排水槽２２が筐体１の底板２全体を覆っている。
また、図示はしていないが、モータ３２、動力軸３１、動力伝達機構３３、外部固定子５５および軸受７などを極力循環風に曝されないように防湿被覆、一部を板で封止または容器に納めたりしてある。なお、このようにするときには、洗濯槽４の回転に支障がない範囲で行い、密閉までは必ずしも必要ない。

送風ファン６２は、実施の形態３の送風ファン５４とは異なり、洗濯槽４と一体となっており、洗濯槽４と一緒になって回転する。送風ファン６２と筐体１または外蓋３との間は、送風効率を上げる意味で隙間をなるべく少なくするように設置する。洗濯時など送風を必要としない時には、隙間を広げられるように図示しない可動可能なスペーサー、たとえば筐体１の内面寸法に合った板で、洗濯槽４の上部に合わせて中央が開いた板を昇降させるようにする機構を備えることが望ましい。また、脱水時において洗濯槽４を高速回転する際には、送風ファン６２による回転抵抗を減らすため、洗濯槽４上部から洗濯槽４内へ吸引する方向の送風ファンとしての回転方向とは逆方向へ回転するようにしてもよい。また送風ファン６２の材質は軽量でかつ１００℃程度まで耐熱性のある軟らかいものが好ましい。また送風ファン６２の形状については洗濯槽４への被洗濯物の出し入れに邪魔にならないようにすることが好ましい。

放熱フィン６１は、筐体１の外面の空気で、内面側の循環風を冷却するために、熱交換効率を上げようとするものである。図９および１０では筐体１内面側に大きく出っ張らないフィンのように描いているが、より洗濯槽４の槽壁に近い位置まで拡大したものでもよい。放熱フィン６１と循環風の接触面積が大きくなり熱交換効率が上げられる。また、放熱フィン６１は筐体１の内面側に設置するのではなく、筐体１の外面側に設置するようにしてもよく、その場合でも同様な効果を奏する。さらには、筐体１の内外面両側に設置してもよく、より熱交換効率を上げられる。

次に動作について説明する。実施の形態１及び３とほぼ同様であり、異なる部分を中心に説明する。乾燥時の動作において脱水時の動作が終了した後に、外部固定子５５に交流電圧を印加することで、側面脱水板１２または洗濯槽４を電磁誘導加熱する。これと同時に洗濯槽４を脱水時の動作と同様に回転させ、一体となっている送風ファン６２を回転させる。その結果、洗濯槽４の上部から下部へ、排水管２０、排水弁２１を経由して洗濯槽４外下部へ、筐体１と洗濯槽４の槽壁外部との間の空間を経由して洗濯槽４の上部にある送風フィン６２への循環経路で循環風が送風される。洗濯槽４の槽壁の加熱によって洗濯槽４内の循環風および被洗濯物が加熱され、洗濯槽４、側面脱水板１２および底部脱水板１３に付着した水分と被洗濯物中の水分とが循環風中に蒸発する。このように水分を多く含む高温な循環風は、排水管２０、排水弁２１を通って洗濯槽４外下部へ排出され、筐体１と洗濯槽４の槽壁外部との間の空間を上昇する過程で、一部が放熱フィン６１に接触する。放熱フィン６１で水分を多く含む高温な循環風が冷却され、循環風中の水分の一部が放熱フィン６１で結露する。結露した水分が多くなると、放熱フィン６１および筐体１内面を流れ落ち、排水槽２２へ送られ、排水導出管２３を経由して筐体１外へ排水される。一方、放熱フィン６１において水分の一部が除去された循環風は、洗濯槽４上部の送風ファン６２に再び吸引される。

このように洗濯槽４の上部に送風ファン６２を取り付けたので、実施の形態３で述べた効果に加え、洗濯槽４外の送風用のファンが不要となり、スペースの節約となり、部品点数が少なくなる。

なお、排水槽２２を別途備えるのではなく、筐体１の底板２をそのまま排水槽にすれば部品点数が削減できる。
また、洗濯槽４上部から循環風が流れ込むように構成したが、逆であってもよい。また、一方向へ流すのではなく、洗濯槽４の回転方向を変えるだけで、正逆両方向へ流すようにすることも容易にでき、適当な時間間隔で、循環風の方向を変えるようにしても良い。洗濯槽４内において吹き上げになったり下降流になったりして、よりむらの少ない乾燥ができる。

また、洗濯槽４の上部に送風ファン６２を取り付けるようにしたが、洗濯槽４の槽壁外周面に出っ張るように翼を取り付けるようにしたり、洗濯槽４の上部内側面の一部であって洗濯時の最大水位より高い位置に図１０と同様な翼を取り付けたり、排水管２０の下端や排水弁２１の出口側に径を小さくした図１０と同様な翼を取り付けるようにしてもよい。

また、送風手段としての送風ファン６２を、図１１に示すような形状として、洗濯槽４の内蓋と兼用するようにしてもよい。図１１では３個の吸入スリットが開いており、洗濯槽４が回転することで、この吸入スリットから空気が吸い込まれる。内蓋の位置に設置しているので送風ファン６２が汚れた場合でも、清掃が容易となる。

なお、本発明の洗濯機以外への用途として、洗濯機の洗濯槽と同様な回転槽を備えかつ熱源を要する機器である乾燥機や、内容物の脱水をする脱水機への適用が可能であることは言うまでもない。

この発明の実施の形態１に係わる洗濯機の縦断面図である。 この実施の形態１の洗濯機の横断面図である。 この実施の形態１の洗濯機の脱水板周辺の拡大断面模式図である。 この実施の形態１の洗濯機の排水弁が閉じている状態を示す拡大断面模式図である。 この実施の形態１の洗濯機の排水弁が開いている状態を示す拡大断面模式図である。 この発明の実施の形態２に係わる洗濯機の脱水板周辺の拡大断面模式図である。 この発明の実施の形態３に係わる洗濯機の縦断面図である。 この実施の形態３の洗濯機の横断面図である。 この実施の形態４の洗濯機の縦断面図である。 この実施の形態４の洗濯機の横断面図である。 この実施の形態４の洗濯機の別の送風ファンの外観図である。

符号の説明

１ 筐体、２ 底板、３ 外蓋、４、 洗濯槽、５、 （洗濯槽の）側部、６、 （洗濯槽の）底部、７、 軸受、８、 回転中心軸、９、 内蓋、１０ 装着レール、１１ 脱水板、１２ 側面脱水板、１３ 底部脱水板、１４ 脱水孔、１５ 脱水板脚部、１６ 吸盤、１７ 通水路、１８ 脱水溝、１９ 攪拌翼、２０ 排水管、２１ 排水弁、２２ 排水槽、２３ 排水導出管、２４ 水位センサ、３０ 槽回転手段、３１ 動力軸、３２ モータ、３３ 動力伝達機構、３４、５６ インバータ、４０ 弁受部、４１ 弁体、４２ 回転軸、４３ 昇降部材、４４ 駆動軸、５０、６０ 乾燥機構、５１ 下部送風路、５２ 上部送風路、５３ 熱交換器、５４、６２ 送風ファン、５５ 外部固定子、６１ 放熱フィン。

Claims (5)

1. 通水性を有さない槽側壁を有する回転可能な筒状の洗濯槽を備えた洗濯機において、
   上記槽側壁の内側に着脱自在な通水性を有する脱水板を槽側壁と間隔を空けて備えたことを特徴とする洗濯機。
2. 上記脱水板が複数に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
3. 上記脱水板が同一形状に複数に分割されていることを特徴とする請求項２に記載の洗濯機。
4. 上記洗濯槽外から高周波磁界を加えて上記洗濯槽の槽壁または上記脱水板を電磁誘導加熱する誘導加熱手段が備えられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の洗濯機。
5. 上記洗濯槽に着脱可能に設けられ、上記洗濯槽とともに回転して上記洗濯槽内へ空気を送る送風手段が備えられたことを特徴とする請求項４に記載の洗濯機。
   

Images