JP2011115360A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】水漏れ対策を講じることなく簡単な構成により、界面活性剤と微細気泡による洗浄効果が十分にえられるドラム式洗濯機を提供すること。
【解決手段】水循環系（循環経路）１６において、循環ポンプ２０にエアを混入させるエア混入経路５９を設け、エア混入経路５９の先端であるエア吸引口５８は、洗濯工程およびすすぎ工程時の最高水位よりも高い位置に設けることにより、逆止弁などの水もれ対策を講じることなく循環ポンプ２０を駆動するとエア吸引口５８からエアを引き込むことが可能であり、簡単かつ信頼性の高い構成で表面に界面活性剤を保持する微細気泡を含んだ洗浄水を生成し、回転ドラム４内の衣類に噴射することで、衣類に付着した汚れに作用して洗浄力を高めることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗浄水に微小な気泡を混入させて洗浄水に含まれる界面活性剤の作用を増大させて洗浄力の向上を計る機能を有するドラム式洗濯機に関するものである。

従来、この種の技術は、底部に攪拌翼（パルセーター）を設け回転軸が垂直方法を向いた洗濯槽を有するいわゆる縦型洗濯機において利用されており、洗濯時に、洗濯水を循環させる循環経路の循環動力となるポンプの吸い込み側に空気の混入部を設け、洗浄水に空気混入することで発生させた泡を洗濯槽の中に戻すことで、洗濯槽内の洗浄水に微細気泡を大量に発生させ、表面に高濃度の界面活性剤を保持する微細気泡が衣類に付着した汚れに作用して洗浄力を高めようとするものである（例えば、特許文献１参照）。

また、微細気泡の発生手段として、底部の攪拌翼（パルセーター）の裏側にエアポンプで強制的に空気を送り込み、攪拌翼（パルセーター）を回転することで、洗浄水中に送り込まれた空気の泡を細かく破砕することで微細気泡を発生させ、上と同様の効果を得るものもある（例えば、特許文献２参照）。

また、この種の技術は、回転軸が水平方向または略水平方向を向いた回転ドラムを有するいわゆるドラム式洗濯機においても利用されており、洗濯工程前の泡洗濯工程時に回転ドラムを高速で回転させることによって洗濯水に多量の泡を発生させ、その後回転ドラム回転の正転と反転を繰り返すことで発生した泡を衣類に付着させて洗浄力を向上しようとするものである（例えば特許文献３参照）。

特開平７−２８９７７３号公報 特開２０００−５１５６２号公報 特開２００５−１２４７６７号公報

しかしながら、前記特許文献１に示す従来の技術では、循環ポンプ停止時などに水槽内の水位に応じた水圧が、水位以下の洗浄水のある全ての箇所にかかるため空気吸入部に逆止弁などの水もれ対策が必要になる。また、微細気泡を発生させるために必要なミキサー部は圧力損失が大きく本来のポンプ性能よりも噴射力が低下するので、微細気泡による洗浄効果が十分にえられないという課題を有している。

また、前記特許文献２に示す従来の技術では、攪拌翼（パルセーター）の回転数が大きく取れないため、洗浄水中に送り込まれた空気の泡を微細化するには限界があり、衣類に気泡が浸透しにくく効果が得にくくなるという課題を有している。

また、前記特許文献３に示す従来の技術では、回転ドラムの回転数は、高トルクモータの必要性や回転数上昇による振動発生等により、それほど大きく取れないため、洗浄水中の泡を微細化するには限界があり、衣類に気泡が浸透しにくく気泡による効果が得られないという課題を有している。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、逆止弁などの水漏れ対策を講じることな
く簡単な構成により、界面活性剤と微細気泡による洗浄効果が十分にえられるドラム式洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明のドラム式洗濯機は、水平または略水平な回転軸を有する回転可能な回転ドラムと、前記回転ドラムを回転させる回転ドラム駆動手段と、洗濯機本体内で前記回転ドラムを内包する水槽と、前記水槽に水を給水する給水手段と、前記水槽の底部に設けた排水口から洗濯機本体外へ排水弁により排水を行う排水経路と、この排水経路の途中で分岐させて循環ポンプを経由し前記水槽に設けた吐出部へ洗浄水を吐出するための循環経路と、前記循環ポンプから吐出する洗浄水を前記回転ドラムの内部または前記回転ドラムと前記水槽内部との間に噴射可能な吐出部と、前記循環ポンプにエアを混入させるエア混入経路と、前記回転ドラム駆動手段、前記給水手段および前記循環ポンプを制御する制御手段とを備え、前記エア混入経路の先端であるエア吸引口は、洗濯工程およびすすぎ工程時の最高水位よりも高い位置に設けたことを特徴とする。

このような構成では、循環ポンプ停止時などに水槽内の水位に応じた水圧が、水位以下の洗浄水のある全ての箇所にかかるが、空気吸入部は水位よりも上にあるために逆止弁などの水もれ対策は不要になる。

さらに、循環ポンプ運転時等に、エア混入経路の先端であるエア吸引口から循環経路内に空気を引き込み、循環ポンプの中で羽根車により空気を破砕し、微細気泡を発生させ、表面に高濃度の界面活性剤を保持する微細気泡を含んだ洗浄水とともに回転ドラム内の衣類に噴射することで、衣類に付着した汚れに作用して洗浄力を高めることが可能となる。

本発明のドラム式洗濯機は、簡単かつ信頼性の高い構成で表面に界面活性剤を保持する微細気泡を含んだ洗浄水を生成し、回転ドラム内の衣類に噴射して洗浄することで、洗浄力を高めることが可能となる。

本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図 （ａ）同ドラム式洗濯機に用いた循環ポンプの断面図（ｂ）同ドラム式洗濯機に用いた循環ポンプの側面図 （ａ）同ドラム式洗濯機の水槽の要部斜視図（ｂ）同ドラム式洗濯機の水槽の要部とカバーの平面図 （ａ）同ドラム式洗濯機の水循環経路の導水路の断面図（ｂ）同ドラム式洗濯機の水循環経路の吐出口近傍を示す断面図（ｃ）同ドラム式洗濯機の水循環経路の環状出口近傍の拡大断面図 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機の他の概略構造を示す断面図 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機の更に他の概略構造を示す断面図

第１の発明は、水平または略水平な回転軸を有する回転可能な回転ドラムと、前記回転ドラムを回転させる回転ドラム駆動手段と、洗濯機本体内で前記回転ドラムを内包する水槽と、前記水槽に水を給水する給水手段と、前記水槽の底部に設けた排水口から洗濯機本体外へ排水弁により排水を行う排水経路と、この排水経路の途中で分岐させて循環ポンプを経由し前記水槽に設けた吐出部へ洗浄水を吐出するための循環経路と、前記循環ポンプから吐出する洗浄水を前記回転ドラムの内部または前記回転ドラムと前記水槽内部との間に噴射可能な吐出部と、前記循環ポンプにエアを混入させるエア混入経路と、前記回転ドラム駆動手段、前記給水手段および前記循環ポンプを制御する制御手段とを備え、前記エ
ア混入経路の先端であるエア吸引口は、洗濯工程およびすすぎ工程時の最高水位よりも高い位置に設けたことを特徴とする。

このような構成では、循環ポンプ停止時などに水槽内の水位に応じた水圧が、水位以下の洗浄水のある全ての箇所にかかるが、空気吸入部は水位よりも上にあるために逆止弁などの水もれ対策は不要になる。

さらに、循環ポンプ運転時等に、エア混入経路の先端であるエア吸引口から循環経路内に空気を引き込み、循環ポンプの中で羽根車により空気を破砕し、微細気泡を発生させ、表面に高濃度の界面活性剤を保持する微細気泡を含んだ洗浄水とともに回転ドラム内の衣類に噴射することで、衣類に付着した汚れに作用して洗浄力を高めることが可能となる。

第２の発明は、第１の発明において、排水口の下流かつ循環ポンプの上流の循環経路にフィルタを設けるとともに、前記フィルタの下流かつ前記循環ポンプの上流の循環経路にエア混入経路の他端であるエア引き込み口を設けたことを特徴とする。

このような構成では、フィルタが圧損となり循環ポンプ駆動時にフィルタより下流側の圧力が低下し、水槽内の洗浄水の水量に応じた水圧に対し、配管構成の圧力損失にフィルタの圧力損失が加わるため、エア吸引口より特別な動力なしに空気を引き込むことが可能となる。

第３の発明は、第１の発明において、排水口の下流かつ循環ポンプの上流の循環経路にフィルタを設けるとともに、前記フィルタの上流かつ前記排水口の下流の循環経路にエア混入経路の他端であるエア引き込み口を設けたことを特徴とする。このような構成では、循環経路の配管構成で圧力損失を生じさせ、エア吸引口より特別な動力なしに空気を引き込むことが可能となる。

第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれか１つの発明において、エア混入経路に開閉を切り替え可能なエア混入制御手段を有すること特徴とする。

このような構成では、エアの混入の有無を意図的に制御できるようになるため、エア混入ありを選択した時は、エア混入経路を開くことで循環ポンプ運転時にエア混入経路の先端から循環経路内に空気を引き込み、循環ポンプの中で羽根車により空気を破砕し、微細気泡を発生させ、表面に高濃度の界面活性剤を保持する微細気泡を含んだ洗浄水とともに回転ドラム内の衣類に噴射することで、衣類に付着した汚れに作用して洗浄力を高めることが可能となる。また、エア混入なしを選択した時は、エア混入経路を閉じ、循環ポンプ運転時にエア混入経路の先端から循環経路内にエアの混入を防止することで、本来のポンプ性能を発揮し、高い噴射力や循環流量を使って洗浄することが可能となる。

第５の発明は、第１〜第３の発明において、制御手段は、循環ポンプの回転数を変化させることでエアの混入を制御する構成としたことを特徴とする。このような構成では、エア混入なしを選択したときは、本来のポンプ性能を発揮する回転数で噴射力や循環流量を使って洗浄し、エア混入有りを選択したときは、エア混入なしを選択した際の回転数よりも高い回転数で循環ポンプを運転し、エア混入経路の先端から循環経路内に空気を引き込み、循環ポンプの中で羽根車により空気を破砕し、微細気泡を発生させ、表面に高濃度の界面活性剤を保持する微細気泡を含んだ洗浄水とともに回転ドラム内の衣類に噴射することで、衣類に付着した汚れに作用して洗浄力を高めることが可能となる。これは、循環ポンプ運転時において、排水経路の配管構成で圧力損失による循環経路上のエア混入部近傍の大気圧に対する圧力低下は、循環ポンプの回転数に依存し、高い回転数ほど低下量が大きくなる。エア混入なし時は、大気圧に対し高めの圧力になるように循環ポンプの回転数
を設定し、エア混入あり時は、大気圧に対し低めの圧力になるように循環ポンプの回転数を設定することで可能となる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、制御手段は、洗濯工程を実施する標準水位よりも低い所定水位まで給水する給水制御動作を行い、前記所定水位を検知後、給水制御動作を停止することを特徴とする。このような構成では、洗濯時の標準水位よりも低い水位で給水を停止して循環ポンプを運転する。所定量投入された洗剤に対し、洗濯時の給水位よりも低い水位の水量であるため高濃度の界面活性剤を含む洗浄水となり、この状態で循環ポンプを駆動しエア混入経路からエアを引き込みながら運転させることで、高濃度の界面活性剤と微細気泡が混入した洗浄水が生成され、これを、回転ドラム内の衣類に噴射することでより高い洗浄性能を実現することが可能となる。

第７の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、制御手段は、衣類量が所定量よりも多いとき、洗濯工程を実施する標準水位よりも低い所定水位を検知後も給水制御動作を行うことを特徴とする。特に高衣類量の際に回転ドラム内の衣類に洗浄水の噴射を行っていくと、衣類に洗浄水が浸透していくため、水槽底部の洗浄水の水量が減り水位が下がるため、循環ポンプが噴射不能に陥る。これに対し、所定の洗浄時の給水位よりも低い水位まで給水後、循環ポンプを運転し、回転ドラム内の衣類に噴射を行う際の衣類への洗浄水の浸透による水位の低下分を補うことで循環ポンプの安定した噴射を維持し、高濃度の界面活性剤と微細気泡が混入した洗浄水を回転ドラム内の衣類に噴射することで、より高い洗浄性能を実現することが可能である。

第８の発明は、第１〜第７のいずれか１つの発明において、制御手段は、回転ドラムの回転あるいは循環ポンプを用いて洗剤溶解工程を行った後、前記循環ポンプがエア混入経路からエアを引き込みながら吐出部より洗浄水を吐出することを特徴とする。このような構成では、所定量投入された洗剤量に対し、洗濯時の給水位よりも低い水位の水量であるため高濃度の洗浄水にエア混入させることで、高濃度の界面活性剤と微細気泡が混入した洗浄水を回転ドラム内の衣類に噴射する際、洗剤が十分に溶解されない状態で噴射されて衣類の表面に洗剤が付着することでおこる洗剤の溶け残りを防止することが可能となる。

第９の発明は、第１〜第８のいずれか１つの発明において、制御手段は、エア混入経路からエアを引き込みながら吐出部より洗浄水を回転ドラム内に吐出することを特徴とすることにより、洗濯に関して特にデリケートな衣類の洗濯を行う際等において、エアを引き込みながら回転ドラム内に吐出を行い、高濃度の界面活性剤と微細気泡が混入した洗浄水に浸漬させて洗浄を行うことで、衣類の痛みや捩れ、皺より等を抑えた洗浄を行うことが可能となる。

第１０の発明は、第１〜第８のいずれか１つの発明において、制御手段は、エア混入経路からエアを引き込みながら吐出部より洗浄水を回転ドラムと水槽内部との間に吐出することを特徴とすることにより、例えば、高濃度の界面活性剤と微細気泡が混入した洗浄水による色落ちなどの悪影響の懸念がある場合、直接回転ドラム内の衣類に噴射せず、回転ドラムと水槽内部との間に吐出を行うことで、水位以下の衣類に均等な濃度で微細気泡が混入した洗浄水が作用し、局所的な色落ち等を防止し均等な洗浄効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機につき図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明は本発明の具体例であって、この実施の形態によって本発明が限定するものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態のドラム式洗濯機は、モード設定や制御プログラムに従い、図１に示すモ
ータ（回転ドラム駆動手段）６、給水系（給水経路）７、排水系（排水経路）８、乾燥系９を自動制御して少なくとも洗濯工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程を行う機能を有したいわゆるドラム式洗濯乾燥機を構成している。しかし、乾燥系９は省略しいわゆるドラム式洗濯機としてもよい。また、上記に併せ、洗濯準備工程時、洗濯工程時、すすぎ工程時など必要に応じ、水循環系（循環経路）１６にて水槽３内の水を循環させて洗剤の早期溶け込みや偏りの防止、洗濯やすすぎの機能向上を図る機能も有している。

なお、給水系７は電磁弁の開閉によって適時に給水でき、また給水を利用して洗剤収容部の洗剤、柔軟剤等を水槽３内に適時に投入できるようになっている。排水系８は排水弁１９の開閉によって洗濯工程終了時、すすぎ工程終了時など必要なときに排水できるようになっている。

また、水循環系１６は水槽３内の水を循環ポンプ２０により吸い込み水槽３内に戻すことを繰り返す。運転コース等のモードや各種機能の選択は、洗濯機本体２の前面上部に設けられる操作パネル２１から入力して行い、制御系（制御手段）２２がその入力情報を基に操作パネル２１上の表示手段で表示して使用者に知らせるとともに、操作パネル２１での入力設定手段により運転開始が設定されると、水槽３内の水位を検知する水位検知手段等からのデータを入力して駆動を開始して、排水弁、給水弁などの動作を制御し、洗濯、脱水、乾燥などの運転を行う。なお、洗濯機本体２には開閉扉５が設けられ、水槽３の開口１３をその口縁に装着したシール材１４を介し密閉し、また開くことができるようにしている。

なお、回転ドラム４の駆動は、回転ドラム４の９０度を超え１８０度未満の急正弧回転、急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードと、回転ドラム４の回転によって持ち上げられた洗濯物がその自重が勝る高さから落下する挙動を示す回転速度での回転ドラム４の連続回転を正逆交互に繰り返す正逆連続回転駆動モードとを備え、洗濯工程または、洗濯工程およびすすぎ工程において、前記正逆弧回転駆動モードと前記正逆連続回転駆動モードとを交互に実行すること、またはどちらか一方のみ実行することができるようにしている。

これにより、回転ドラム４の９０度を超え１８０度未満の急速度での弧回転および急激な制動により洗濯物を最大限９０度を超えて１８０度未満まで持ち上げられるし、洗濯物の持ち上げの最終段階の急激な制動により制動状態が生じて洗濯物をその慣性および自重により回転ドラム４内面から剥がしてその自重によって持ち上げ側とは左右反対の側に落すことが確実に達成できるので、水を含んで十分に膨潤し、かつ緩み、滑りやすい状態にある洗濯物に対して特に高い解し作用を与えられるし、機械力を洗濯物に及ぼすことができるので洗浄性能を高めることができる。

さらに、弧回転駆動の正方向の急正弧回転と逆方向の急逆弧回転とを交互に繰り返すことで正逆弧回転駆動モードとし、これによって、正逆交互の急弧回転駆動によって洗濯物の持ち上げ位置、落下位置を毎回の弧回転駆動において左右交互に入れ換えられるので、洗濯物が絡むことをより防ぎながら解し作用をさらに高められるとともに、機械力を洗濯物に及ぼす回数を増やすことができるので洗浄性能を高めることができる。

また、高い解し作用により、洗濯、すすぎ工程が進行することで生じる洗濯物同士の絡みが抑制できるので、正逆弧回転モードにおける効果的な叩き洗いを持続的に実行して、洗浄効果およびすすぎ効果を高めることができる。

また、正逆弧回転駆動モードのみでは、洗濯物の絡み、捩れ、皺より等が軽減される一方で、洗濯物の上下方向の位置が入れ替わりにくく、回転ドラム４底部の洗濯物は動きに
くいため、洗いむらが生じやすいが、正逆連続回転駆動モードを併用することによって、洗濯物の上下方向の位置の入れ替わりを実現することができる。すなわち、正逆連続回転駆動モードにおける洗濯物の絡み、捩れ、皺よりを軽減するとともに、正逆弧回転駆動モードにおける洗濯物に対する機械力付与の不均衡を軽減することで、両モードによって洗濯やすすぎ中の洗濯物に異なった２通りの挙動、具体的には正逆弧回転駆動モードによっては洗濯物の絡み、捩れ、皺よりを軽減しつつしっかりした手もみ洗いの挙動を、正逆連続回転駆動モードによっては洗濯物を大きく連続に動かしむらを軽減しながら洗う、均一で強い汚れに対する効果的な洗い挙動を与えられる。

循環ポンプ２０は、台板２ａに固定されており、水循環経路１６の循環ポンプ２０からの吐出側経路１６ｂは、水槽３の開口１３が位置する洗濯機本体２の前方側に向けて延設したものとしている。具体的には、循環ポンプ２０は図２（ａ）（ｂ）に示すようにインペラ２０ａを収容した樹脂製のポンプケーシング２０ｂが、その開口側で、循環モータ２０ｃのモータケーシング２０ｄの前端にある軸受隔壁２０ｄ１に当接させて一体化し、インペラ２０ａをモータ軸２０ｅに直結したものとしてあり、これを樹脂製の取り付け座３５に嵌め付けてある。

また、水循環経路１６の吐出側経路１６ｂは図１、図３、図４に示すように、水槽３の開口１３まわりの前端壁３ｈの下部近傍に設けた図３（ａ）に示す連結部５１に接続し、水槽３の前端壁３ｈに設けた図３（ａ）、図４（ａ）に示す膨出部３ａの裏面と、図３（ｂ）、図４（ａ）に示す水槽３の前端壁３ｈの裏面にパッキン５５ａとともにネジの締結などにより取り付けたカバー５５の裏面により構成される導水路５５ｂに連通する。図４（ｂ）に示すようにカバー５５の一部にはパッキン５５ａを含めたシール構成の無い切欠き部５５ｃを有し、この切欠き部５５ｃとこれに対応する水槽３の前端壁３ｈの裏面との間で周方向域に対応した開口を有する吐出口５５ｄを構成する。

循環ポンプ２０により加圧された洗浄水は、水循環経路１６の吐出側経路１６ｂを介して連結部５１より導水路５５ｂに流入し、吐出口５５ｄより水槽３の前端壁３ｈの裏面とこれに対応する回転ドラム４の前端壁４ｂの表面との間に洗浄水を噴射し、それらの間で形成する流路５２を通じて回転ドラム４内に吐出するようにしてある。吐出口５５ｄは、水槽３の前端壁３ｈの裏面において図４（ｂ）に示すように回転ドラム４の回転中心方向、具体的には、水槽３および回転ドラム４の前端壁３ｈ、４ｂ間の流路５２における環状出口５３に向かって開口しているので、吐出口５５ｄから噴射する循環水は流路５２を回転ドラム４の回転中心側、具体的には環状出口５３に向かって径方向に回転ドラム４の内側回転域に効率よく吐出させられ、洗濯物の多少にかかわらず循環水を効率よく供与できる。

特に、水槽３の前端壁３ｈは吐出口５５ｄに対応する位置から内周近くに向かって洗濯機本体２の後部側に傾斜した傾斜面３ｈ１およびこの傾斜面３ｈ１から内周まで、回転ドラム４の開口５４側に向け湾曲した湾曲面３ｈ２を有していることにより、流路５２に噴出される循環水を図４（ｂ）に示すように、傾斜面３ｈ１から湾曲面３ｈ２に沿わせて、回転ドラム４の開口５４を通じ回転ドラム４の奥側に向け吐出させられるので、循環水の洗濯物への供与効率を高められる。

また、洗浄水は回転ドラム４内に環状出口５３の吐出口５５ｄの周方向域に対応した所定域から所定の方向に左右への広がりを伴い安定して吐出し、傾斜面３ｈ１およびこの傾斜面３ｈ１から内周まで、回転ドラム４の開口５４側に向け湾曲した湾曲面３ｈ２に沿って流れるため、環状に構成された湾曲面３ｈ２により乱れなく案内し、環状出口５３の吐出口５５ｄに対応する周方向の所定域から所定の方向に左右への広がりを伴い略扇状に安定して吐出させて、回転ドラム４内の洗濯物にその多少にかかわらず有効に洗浄水を噴射
させられる。

これにより、吐出側経路１６ｂからの洗浄水の吐出口５５ｄが回転ドラム４内の洗濯物と接触しない位置にあるので、洗濯物が引っ掛かって洗濯やすすぎ、乾燥などに必要な挙動を乱したり、あるいは洗濯物を傷めたり、破れたりするようなことを防止することができるし、見栄えのよい外観が損なわれない。循環水の噴射効果は、正逆連続回転駆動モードで上下が入れ替わる洗濯物の挙動、正逆弧回転駆動モード時の左右が入れ替わる洗濯物の挙動との組合せでより高められる。

水循環経路１６の循環ポンプ２０の上流側は、水槽３内の底部の排水口８ａから、フィルタ５６を介して循環ポンプ２０の吸い込み口に吸い込み側経路１６ａを連通する。ここでフィルタ５６は、衣類などから出た比較的大きな糸屑類が、循環ポンプ２０に侵入するのを防止して、循環ポンプ２０に引っ掛ったり、堆積したり、噛み込んだりして、水循環系１６の詰まりや損傷、破損を回避するとともに、糸屑類が再度回転ドラム内に循環し再付着するのを防止する。フィルタ５６は使用者が、適宜容易にメンテナンス可能な構成とし、循環動作の安全、安定を長期に確保することができる。

ここで、洗濯機本体２内に設けたエア吸引口５８からエアを混入させるエア混入経路５９を設け、このエア混入経路５９の先端であるエア吸引口５８は、給水位や洗濯、すすぎ工程時の最高水位よりも高い位置に設ける。これにより、エア吸引口５８からの水漏れを防止できる。エア混入経路５９の他端は吸い込み側経路１６ａの途中に設けたエア混合部６０にエア引き込み口６１として連通接続される。

ただし、エア吸引口５８は、給水位や洗濯、すすぎ工程時の最高水位よりも高い位置に設けられていれば、洗濯機本体２外あるいは水槽３にエア吸引口５８を取り付けてもよい。

エア吸引口５８を単に大気開放している場合、循環ポンプ２０停止時は水槽３内の洗浄水と同じ水位まで、エア混入経路５９内の洗浄水が流入する。一方、循環ポンプ２０動作させると、洗浄水は、吐出側経路１６ｂの洗浄水の水面よりも上の範囲を満たす分や、噴射により回転ドラム４内の空間を飛ぶ分や、回転ドラム４や水槽３内をつたう分や、衣類に浸透する分などにより水槽３内の洗浄水の水位が低下するが、エア混入経路５９内の水位は、前記の水位の低下に加え、吸い込み側経路１６ａの排水口８ａからエア混合部６０までの各部での圧力損失分更に水位が低下することとなる。

このことを利用して、まず洗濯工程の初期あるいは給水工程中において、制御系（制御手段）２２は、洗濯工程を実施する標準水位よりも低い所定水位まで給水する給水制御動作を行い、給水を利用して洗剤収容部の洗剤を含む洗浄水が水槽３内に投入される。さらに、循環ポンプ２０駆動時に、吸い込み側経路１６ａ内の各部での圧力損失分により、エア混合部６０までエア混入経路５９内の水位を下げ、エア混合部６０から吸い込み側経路１６ａにエアを引き込み、エア混合部６０で気泡混じりとなった洗浄水は循環ポンプ２０内に流入する。

洗浄水中の気泡は、循環ポンプ２０内で高速に回転するインペラ２０により細かく破砕され微細気泡となり、粒径の小さい微細気泡は、浮上速度が遅く、また表面張力が大きくなるため他の微細気泡と接触しても、結びついて大きな気泡になりにくいため、洗浄水の中で分離せず、その状態を維持できる。また、気泡の表面は界面となるため、表面に高濃度の洗剤の主成分である界面活性剤を保持することができることから、循環ポンプ２０内で生成した微細気泡を含む洗浄水を、循環ポンプ２０で加圧し、回転ドラム４内に吐出することで、表面に高濃度の界面活性剤を保持する微細気泡混じりの洗浄水を衣類に浸透さ
せ、衣類に付着した汚れに作用して洗浄力を高めることが可能となる。

また、エア混入経路５９の先端であるエア引き込み口６１を、給水位や洗濯、すすぎ工程時の最高水位よりも高い位置に設けると、循環ポンプ２０停止時に水槽内の水位に応じた水圧が、水位以下の洗浄水のある全ての箇所にかかることとなるが、空気吸入部であるエア引き込み口６１は前記最高水位よりも上にあるため、逆止弁などの水もれ対策は不要になる。

このように、吸い込み側経路１６ａの排水口８ａからエア混合部６０までの各部での圧力損失を利用して、エアを混入させるため特別な動力を用いることなく微細気泡を含む洗浄水を生成することが可能となる。

また、図１のように、エア混合部６０を吸い込み側経路１６ａのフィルタ５６より下流側に構成することにより、フィルタ５６自身の圧力損失を利用できるため、吸い込み側経路１６ａ内でエア混合部６０より上流側に新たな圧力損失部を設けることなく、エアの引き込みを実現できる。

一方、フィルタ５６の糸くず等による目詰まりで圧損が経年的に大きくなり、エア混合部６０の圧力低下が大きくなりすぎてエアを引き込む量が多すぎる場合、循環ポンプ２０内のエアが多くなりすぎて循環ポンプ２０が吐出不能となり性能が発揮できなくなる場合がある。この懸念がある構成の場合は、図５のように、フィルタ５６よりも上流側にエア混合部６０を設け、エア混合部６０よりもさらに上流側の絞り箇所を設けたり屈曲部を設けることなどにより圧力損失部を設ける方法もある。

また、図６のように、エア混入経路５９に制御手段２２により開閉を切り替える電磁弁などからなるエア混入制御手段６２を構成することにより、エア混入の有無を意図的に制御できる。

エア混入ありを選択した時は、エア混入制御手段６２を開くことで循環ポンプ２０の運転時にエア混入経路５９の先端であるエア引き込み口６１から、エア混合部６０までエア混入経路５９内の所定の洗浄時の給水位（洗濯工程およびすすぎ工程時の標準水位など）よりも水位を下げてエア混合部６０から吸い込み側経路１６ａにエアを引き込み、エア混合部６０で気泡混じりとなった洗浄水は循環ポンプ２０内に流入し、洗浄水中の気泡は、循環ポンプ２０内で高速に回転するインペラ２０により細かく破砕され微細気泡となり、洗浄水とともに循環ポンプ２０で加圧され、回転ドラム４内に吐出することで、表面に高濃度の界面活性剤を保持する微細気泡混じりの洗浄水を衣類に浸透させ、衣類に付着した汚れに作用して洗浄力を高めることが可能となる。

一方、エア混入なしを選択した時は、エア混入経路５９を閉じ、循環ポンプ２０運転時にエア混入経路５９の先端であるエア引き込み口６１から循環経路１６内への空気の混入を防止することで、本来の循環ポンプ２０の性能を発揮し、高い噴射力や循環流量を使って洗浄することが可能となる。

このエア混入の有無は、表面に高濃度の界面活性剤を保持する微細気泡混じりの洗浄水を使った洗浄を行うなかで、洗濯開始時は衣類の汚れがほとんど洗浄水に溶け出さないため、洗剤成分の界面活性剤の効果で微細気泡が維持され、衣類の表面まで洗浄水とともに噴射されその効果を発揮するが、洗濯工程が進み洗浄水に汚れが多く溶け出してくると、界面活性剤が汚れを吸着し、微細気泡の発生量の低下や、微細気泡状態を維持する能力が低下する。すなわちこの状態は、投入された洗剤の界面活性剤が衣類に浸透し、十分にその効果を発揮している状態であり、この状態でエアを混入させながら循環ポンプ２０を駆
動しても、エアの混入による循環ポンプ２０の能力が低下した状態で噴射しているだけに陥ってしまう。

そこで、洗濯工程が進み洗剤が効果を発揮した後は、エア混入経路５９を閉じ、本来の循環ポンプ２０の性能を発揮し、高い噴射力や循環流量を使って機械力を上げて洗浄を行うことで、洗剤の力と機械力という洗浄の二大要素をバランスよく使って、高い洗浄能力を実現できる。

なお、このエア混入の有無は、使用者が意図的に切り替えられる構成としてもよい。

また、洗濯工程中に、給水水量不足等により循環ポンプ２０がエアがみ状態に陥り吐出不能となるのを防止するために、循環ポンプ２０を停止することがあるが、エア混入経路５９を常に大気開放しておくと、循環ポンプ２０の停止時にエア混入部６０まで下がったエア混入経路５９の水位は、水槽３内の水位と同じ高さまで上昇する。エア混入経路５９内の洗浄水は水位の変化分しかエネルギーを持たないため、汚れ、異物や洗剤成分を含んだ洗浄水がエア混入経路５９内の壁面に付着蓄積し、結果的に閉塞する恐れがある。このような状態を防止するため、循環ポンプ２０の停止時や、循環ポンプ２０が駆動状態から停止状態に切り替わる直前に、エア混入制御手段６２を閉じることで水位の上昇を抑えることが可能となり信頼性を確保することが可能となる。

また、圧力損失を使ってエアを引き込むことが困難な場合や、より低コストでエア混入の有無の切り替えを行う場合、エア混入制御手段として、制御手段２２により循環ポンプ２０の回転数を制御することによりエアの混入制御を行ってもよい。

このような構成では、エア混入なしを選択したときは、本来の循環ポンプ２０の性能を発揮する回転数で噴射力や循環流量を使って洗浄し、エアの混入有りを選択したときは、エア混入なしを選択した際の回転数よりも高い回転数で循環ポンプ２０を運転し、エア混入経路５９の先端であるエア引き込み口６１から循環経路１６内に空気を引き込み、循環ポンプ２０の中でインペラ２０ａにより空気を破砕し、微細気泡を発生させ、表面に高濃度の界面活性剤を保持する微細気泡を含んだ洗浄水とともに回転ドラム４内の衣類に噴射することで、衣類に付着した汚れに作用して洗浄力を高めることが可能となる。

すなわち、循環ポンプ２０運転時における循環経路１６の圧力損失によるエア混入部６０の圧力低下は、循環ポンプ２０の回転数に依存し、高い回転数にするほどエア混入部６０の圧力低下量が大きくなるので、エア混入なし時は、大気圧に対しエア混入部６０の圧力が高めの圧力となるように回転数を設定し、エア混入あり時は、大気圧に対し低めの圧力になるように回転数に設定することでエア混入量の制御が可能となる。以上の構成に電磁弁などからなるエア混入制御手段６２を併用してもよい。

さらに、制御手段２２は所定の水位を検知後、給水制御動作を停止することで、所定の洗浄時の給水位よりも低い水位で給水を停止し、循環ポンプ２０を運転する。所定量投入された洗剤量に対し、洗浄時の給水位よりも低い水位の水量であるため高濃度の界面活性剤を含む洗浄水となり、この状態で循環ポンプ２０を駆動しエア混入経路５９からエアを引き込みながら運転させることで、高濃度の界面活性剤と微細気泡が混入した洗浄水が生成され、これを、回転ドラム４内の衣類に噴射することでより高い洗浄性能を実現することが可能となる。

また、制御手段２２は所定の水位を検知後も、給水制御動作を行うこと制御とすることもできる。

このような構成では、所定の洗浄時の給水位よりも低い水位まで給水後、循環ポンプ２０を運転する。所定量投入された洗剤量に対し、洗浄時の給水位よりも低い水位の水量であるため高濃度の界面活性剤を含む洗浄水となり、この状態で循環ポンプ２０を駆動しエア混入経路５９からエアを引き込みながら運転させることで、高濃度の界面活性剤と微細気泡が混入した洗浄水が生成され、これを、回転ドラム４内の衣類に噴射することでより高い洗浄性能を実現することが可能である。

また、本ドラム式洗濯機には布量検知手段（図示せず）が設けられおり、特に高容量の衣類を洗濯する際に、回転ドラム４内の衣類に洗浄水の噴射を行っていくと、衣類に洗浄水が浸透していき、水槽３底部の洗浄水の水量が減り水位が下がり過ぎるため、循環ポンプ２０による水循環が不能となり洗浄水の噴射不能に陥る。

これに対し、所定の洗浄時の給水位よりも低い水位まで給水後、循環ポンプ２０を運転し、回転ドラム４内の衣類に噴射を行う際の、衣類への洗浄水の浸透による水位の低下分を補うことで循環ポンプ２０の安定した噴射を維持し、高濃度の界面活性剤と微細気泡が混入した洗浄水を、回転ドラム４内の衣類に噴射することでより高い洗浄性能を実現することが可能である。以上の動作の中で、水位検知や、洗浄水の濃度の確保のため一時的に給水を停止してもよい。

さらに、制御手段２２は、給水時もしくは給水後に回転ドラム４の回転あるいは循環ポンプ２０を用いた洗剤溶解工程を行った後、循環ポンプ２０がエア混入経路５９からエアを引き込みながら吐出を行う工程を行なってもよい。

所定量投入された洗剤量に対し、洗浄時の給水位よりも低い水位の水量であるため、洗浄の特に初期に課題となる、洗剤が十分に溶解されない状態で、循環ポンプ２０を駆動することで洗浄水が噴射され、衣類の表面に付着することでおこる洗剤の溶け残りを防止することが可能となる。

また、循環ポンプ２０は、エア混入経路５９からエアを引き込みながら回転ドラム４内に吐出を行うことで、洗濯に関してデリケートな衣類の洗濯を行う際、エアを引き込みながら回転ドラム４内に吐出を行い、高濃度の界面活性剤と微細気泡が混入した洗浄水に浸漬させて洗浄を行うことで、衣類の痛みや捩れ、皺より等を抑えた洗浄を行うことが可能となる。

さらに、循環ポンプ２０の回転数を低い所定回転数で運転することで、吐出口５５ｄからの噴射力を弱め、エア混入経路５９からエアを引き込みながら回転ドラム４と水槽３内部の間に吐出を行うことで、局所的に高濃度洗浄水による色落ちなどの悪影響の懸念がある場合、直接回転ドラム４内の衣類に噴射せず、回転ドラム４と水槽３内部の間に吐出を行う構成とすることで、水面以下の衣類に均等な濃度で微細気泡が混入した洗浄水が作用し、均等に洗浄効果が得られる。

また、エア混入制御手段６２として、エア混入経路５９の上流にエアポンプを構成し、制御手段２２によりエアポンプのＯＮ／ＯＦＦを行い混入の制御を行なってもよい。

このような構成では、水循環経路１６の構成上の理由などで、循環ポンプ２０の動力を利用しただけでは十分な量のエアの混入が確保できない場合などに、エアポンプを動力源としてエアの混入を行うことができる。また、エアの混入の有無の切り替えをエアポンプの駆動で制御することが可能となる。

本発明に関わるドラム式洗濯機は、微細気泡による洗浄効果が十分にえられるので、家庭用のみならず業務用のクリーニング機器などにも応用可能である。

２ 洗濯機本体
３ 水槽
３ａ 膨出部
３ｈ 前端壁
３ｈ１ 傾斜面
３ｈ２ 湾曲面
４ 回転ドラム
４ｂ 前端壁
５ 開閉扉
６ モータ
７ 給水系
８ 排水系
８ａ 排水口
９ 乾燥系
１３ 開口
１４ シール材
１６ 水循環系
１６ｂ 吐出側経路
１９ 排水弁
２０ 循環ポンプ
４９ 傾斜部
５０ 端部
５１ 連結部
５２ 流路
５３ 環状出口
５４ 開口
５５ カバー
５５ａ パッキン
５５ｂ 導水路
５５ｃ 切欠き部
５５ｄ 吐出口
５６ フィルタ
５８ エア吸引口
５９ エア混入経路
６０ エア混合部
６１ エア引き込み口
６２ エア混入制御手段

Claims (10)

1. 水平または略水平な回転軸を有する回転可能な回転ドラムと、前記回転ドラムを回転させる回転ドラム駆動手段と、洗濯機本体内で前記回転ドラムを内包する水槽と、前記水槽に水を給水する給水手段と、前記水槽の底部に設けた排水口から洗濯機本体外へ排水弁により排水を行う排水経路と、この排水経路の途中で分岐させて循環ポンプを経由し前記水槽に設けた吐出部へ洗浄水を吐出するための循環経路と、前記循環ポンプから吐出する洗浄水を前記回転ドラムの内部または前記回転ドラムと前記水槽内部との間に噴射可能な吐出部と、前記循環ポンプにエアを混入させるエア混入経路と、前記回転ドラム駆動手段、前記給水手段および前記循環ポンプを制御する制御手段とを備え、前記エア混入経路の先端であるエア吸引口は、洗濯工程およびすすぎ工程時の最高水位よりも高い位置に設けたことを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 排水口の下流かつ循環ポンプの上流の循環経路にフィルタを設けるとともに、前記フィルタの下流かつ前記循環ポンプの上流の循環経路にエア混入経路の他端であるエア引き込み口を設けたことを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
3. 排水口の下流かつ循環ポンプの上流の循環経路にフィルタを設けるとともに、前記フィルタの上流かつ前記排水口の下流の循環経路にエア混入経路の他端であるエア引き込み口を設けたことを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
4. エア混入経路に開閉を切り替え可能なエア混入制御手段を有すること特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
5. 制御手段は、循環ポンプの回転数を変化させることでエアの混入を制御する構成としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
6. 制御手段は、洗濯工程を実施する標準水位よりも低い所定水位まで給水する給水制御動作を行い、前記所定水位を検知後、給水制御動作を停止することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
7. 制御手段は、衣類量が所定量よりも多いとき、洗濯工程を実施する標準水位よりも低い所定水位を検知後も給水制御動作を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
8. 制御手段は、回転ドラムの回転あるいは循環ポンプを用いて洗剤溶解工程を行った後、前記循環ポンプがエア混入経路からエアを引き込みながら吐出部より洗浄水を吐出することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
9. 制御手段は、エア混入経路からエアを引き込みながら吐出部より洗浄水を回転ドラム内に吐出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
10. 制御手段は、エア混入経路からエアを引き込みながら吐出部より洗浄水を回転ドラムと水槽内部との間に吐出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。