JP2011217994A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯乾燥機の外で発電した電力を洗濯乾燥機に簡単に供給することが可能な洗濯乾燥機を提供することを課題とする。
【解決手段】衣類を収容するドラム８と、前記ドラム８を内包する外槽１０と、前記ドラム８を回転駆動するモータ９と、前記外槽１０を覆う筺体１を有した洗濯乾燥機において、前記洗濯乾燥機の外部で発電した電力を前記洗濯乾燥機の外側に設けた供給口４９から供給し、洗濯乾燥機を運転する電力源とすることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、洗濯乾燥機に関するもので、特に洗濯乾燥機の省電力化に関する。

洗濯乾燥機たとえばドラム式洗濯乾燥機は、略水平もしくは前方を上に向けて傾斜させたドラム内に衣類を投入して洗い工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程を行うものである。洗い工程、すすぎ工程、乾燥工程時にはドラムを低速で回転させ、ドラム下方に溜まった衣類を持ち上げて、ドラム上方から落下させるタンブリング動作を行う。このタンブリング動作により、衣類に機械的な力を与えて洗浄および乾燥を行っている。脱水工程時にはドラムを高速で回転させ、回転による遠心力で衣類から水分を衣類の外に押し出す遠心脱水を行う。その後、加熱手段・送風手段により、衣類に温風を吹き付け衣類に残った水分を蒸発させる乾燥工程を行う。
このように、ドラムを回転させる動力、衣類を乾かすための加熱に必要な電力、送風機を運転させる動力として、電気エネルギが必要になっている。特に、乾燥工程で消費される電力は大きく、省電力化が望まれている。

従来の洗濯機および洗濯乾燥機の省電力化の方法としては太陽光発電装置を利用したものが提案されている（特許文献１）。

特開平１０−２１１３８６号公報

しかしながら、太陽光発電装置は屋外に設置されるのに対し、洗濯乾燥機は家の中に設置されることが多い。そのため、特許文献１で開示されたように太陽光発電装置で発電した電力を洗濯乾燥機に供給するためには、家の外と中をあらかじめつないだり、家の中もしくは壁の中に電線を配回したりと、設備が大掛かりになり、望ましくない。この点は、太陽光発電装置以外の発電装置や発電デバイスでも同じである。

そこで、洗濯乾燥機の外で発電した電力を洗濯乾燥機に簡単に供給することが可能な洗濯乾燥機を提供することを課題とする。

本発明は、このような課題を解決するために、請求項１に係る洗濯乾燥機は、衣類を収容する洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動する駆動装置と、前記外槽を覆う筺体を有した洗濯乾燥機において、前記洗濯乾燥機の外部で発電した電力を前記洗濯乾燥機の外側に設けた供給口から供給し、洗濯乾燥機を運転する電力源とすることを特徴とする。

本発明によれば、洗濯乾燥機の外で発電した電力を洗濯乾燥機に簡単に供給することが可能な洗濯乾燥機を提供することができ、商用電源からの電力の使用を低減することができる。

第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機および発電シートの外観斜視図である。 第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示すために筺体の一部および外槽を切断して示した右側面図である。 第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の脚周辺の発電シートの断面図である。 発電シートの内部構造を示すためにゴム板の一部を切断して示した平面図である。 一つの脚に属する複数の圧電素子の配線を示す模式図である。 第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機のモータ、メインヒータ、サブヒータを制御する制御装置を説明する回路図である。 第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 マイコンが備えるヒータ制御部の構成を示す機能ブロック図である。 制御テーブルに格納されるサブヒータの状態遷移表である。 制御テーブルに格納されるサブヒータの状態遷移表である。 第２実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の外観斜視図である。 発電装置である運動器具の斜視図である。 第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機とドラム式洗濯乾燥機に取り付けられた発電装置を示す斜視図である。 第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機に取り付けられる発電装置の模式図である。 第４実施形態に係る洗濯乾燥機を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機および発電シートの外観斜視図である。
＜ドラム式洗濯乾燥機＞
まず、ドラム式洗濯乾燥機について説明する。
ドラム式洗濯乾燥機の外郭を構成する筺体１は、ベース１ｈの上に取り付けられており、左右の側板１ａ、１ｂと、前面カバー１ｃと、背面カバー１ｄ（図２参照）と、上面カバー１ｅと、下部前面カバー１ｆとを有している。左右の側板１ａ、１ｂは、コの字型の上補強材（図示せず）、前補強材（図示せず）、後補強材（図示せず）で結合されており、ベース１ｈを含めて箱状の筺体１を形成し、ドラム式洗濯乾燥機の筺体として十分な強度を有している。また、ベース１ｈの四隅にはドラム式洗濯乾燥機全体を支持する脚１４が設けられている。

ドア２は、前面カバー１ｃの略中央に設けた衣類を出し入れするための投入口を塞ぐためのものであり、前補強材（図示せず）に設けたヒンジ（図示せず）で開閉可能に支持されている。ドア開放ボタン２ａを押すことでロック機構（図示せず）が外れてドア２が開き、ドア２を前面カバー１ｃに押し付けることでロックされて閉じる。前補強材（図示せず）は、後述する外槽１０の開口部１０ｂ（図２参照）と同心に、衣類を出し入れするための円形の開口部を有している。

筺体１の上部中央に設けた操作・表示パネル３は、電源スイッチ４と、操作スイッチ５と、表示器６とを備える。また、操作・表示パネル３は、筺体１下部に設けたメイン制御装置７ａ（図２参照）と電気的に接続している。

洗剤容器は、筺体１内の上部左側に設けており、前部開口から引き出し式の洗剤トレイ１５を装着する。洗剤容器は、筺体１の上補強材に固定されている。

洗剤容器の後方には、給水弁１６ａ（図７参照）や風呂水給水ポンプ（図示せず）、水位センサ（図示せず）など給水に関連する部品を設けてある。また洗剤容器は、外槽１０（図２参照）に接続されている。給水弁１６ａは多連弁で、洗剤容器、水冷除湿機構（図示せず）を備えた乾燥ダクト１８へ給水する。上面カバー１ｅには、水道栓からの給水ホース接続口１６および風呂の残り湯の吸水ホース接続口１７が設けてある。

図２は、第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示すために筺体の一部および外槽を切断して示した右側面図である。
ドラム８は回転可能に支持されており、その外周壁および底壁に通水および通風のための多数の貫通孔を有し、前側端面に衣類を出し入れするための開口部８ａを設けてある。開口部８ａの外側には、ドラム８と一体の流体バランサ８ｃを備えている。外周壁の内側には、軸方向に延びるリフタ８ｂが複数個設けてあり、洗濯、乾燥時にドラム８を回転すると、衣類はリフタ８ｂと遠心力で外周壁に沿って持ち上がり、重力で落下するような動きを繰り返すタンブリング動作を行う。ドラム８の回転中心軸は、水平または開口部８ａ側が高くなるように、水平に対して０〜３０°程度傾斜している。

円筒状の外槽１０は、ドラム８を同軸上に内包し、前面は開口し、後側端面の外側中央にモータ９を備える。モータ９の回転軸９ａは、外槽１０を貫通し、ドラム８と結合している。また、モータ９は、その回転を検出するホール素子あるいはフォトインタラプタなどで構成される回転検出装置６１を備える。
外槽１０の前面の開口部には、外槽カバー１０ａを設け、外槽１０内への貯水を可能としている。外槽カバー１０ａの前側中央には、衣類を出し入れするための開口部１０ｂを有している。開口部１０ｂと前補強材（図示せず）に設けた開口部は、ゴム製のベローズ１１で接続しており、ドア２を閉じることで外槽１０を水封する。
外槽１０の底面最下部には、排水口１０ｄが設けてあり、排水ホース１２と接続している。排水口１０ｄと排水ホース１２との間には排水弁１２ａが設けてあり、排水弁１２ａを閉じて給水することで外槽１０に水を溜め、また、排水弁１２ａを開いて外槽１０内の水を機外へ排出することができる。

外槽１０は、下側をベース１ｈに固定されたサスペンション１３（コイルばねとダンパで構成）で防振支持されている。また、外槽１０の上側は上部補強部材に取り付けた補助ばね（図示せず）で支持されており、外槽１０の前後方向への倒れを防ぐ。

乾燥ダクト１８は、筺体１の背面内側に縦方向に設置され、ダクト下部は外槽１０の背面下方に設けた吸気口１０ｃにゴム製の蛇腹管Ａ（１８ａ）で接続される。乾燥ダクト１８内には、水冷除湿機構（図示せず）を内蔵しており、給水弁１６ａ（図７参照）から水冷除湿機構へ冷却水を供給する。冷却水は乾燥ダクト１８の壁面を伝わって流下し吸気口１０ｃから外槽１０に入り排水口１０ｄから排水ホース１２を通り機外へ排出される。
また、外槽１０に設けた吸気口１０ｃの近傍には、外槽１０内の空気温度を検出する温度検出装置６２を備える。

乾燥ダクト１８の上部は、筺体１内の上部右側に前後方向に設置したフィルタダクト１９に接続している。フィルタダクト１９の前面には開口部を有しており、この開口部に引き出し式の乾燥フィルタ２０を挿入してある。乾燥フィルタ２０は、メッシュ式のフィルタであり、乾燥ダクト１８からフィルタダクト１９へ入った空気は、乾燥フィルタ２０に流入し、糸くずが除去される。なお、乾燥フィルタ２０の掃除は、乾燥フィルタ２０を引き出してメッシュ式のフィルタを取り出して行う。
また、フィルタダクト１９の乾燥フィルタ２０挿入部の下面には開口部が設けてあり、この開口部により、フィルタダクト１９と送風ユニット２２の吸気口と接続されており、送風ユニット２２に空気が吸い込まれる。

送風ユニット２２は、駆動用のファンモータ２２ａ、ファン羽根車（図示せず）、ファンケース２２ｂで構成されている。また、ファンケース２２ｂにはメインヒータ２３が内蔵されており、ファン羽根車から送られる空気を加熱する。
送風ユニット２２の吐出口は、送風ダクト２４に接続する。送風ダクト２４は、ゴム製の蛇腹管Ｂ（２４ａ）を介して外槽カバー１０ａに設けた吹き出し口２５に接続している。図２では、送風ユニット２２が筺体１内の上部右側に設けてあるので、吹き出し口２５は外槽カバー１０ａの右斜め上の位置に設け、吹き出し口２５までの距離を極力短くするようにしてある。

脱水運転時および乾燥運転時の風の流れは図２に示す矢印のようになる。
矢印３１に示すように、送風ユニット２２のファンモータ２２ａを駆動して、ファン羽根車を回転させることにより、メインヒータ２３に向けて空気を送り出す。そして、メインヒータ２３を通電し、送風ユニット２２から送り出された空気を温めて温風とし、送風ダクト２４へ送る。
送風ダクト２４、蛇腹管Ｂ（２４ａ）を通り吹き出し口２５からドラム８内に高速の温風が吹き込み（矢印３２）、湿った衣類に当たり、衣類を温め衣類から水分が蒸発する。
高温高湿となった空気は、ドラム８に設けた貫通孔から外槽１０に流れ、吸気口１０ｃから蛇腹管Ａ（１８ａ）を通り乾燥ダクト１８に吸い込まれ、乾燥ダクト１８を下から上へ流れる（矢印３３）。乾燥ダクト１８の壁面には、水冷除湿機構からの冷却水が流れ落ちており、高温高湿の空気は冷却水と接触することで冷却除湿され、低温低湿の空気となり、フィルタダクト１９、乾燥フィルタ２０を通り糸屑が取り除かれ、送風ユニット２２に吸い込まれる（矢印３４）。
そして、送風ユニット２２から送り出された空気がメインヒータ２３で再度加熱され（矢印３１）、高速の温風がドラム８内に吹き込む（矢印３２）ように循環する。

この循環する風（空気）の流れの中にサブヒータＡ（３５）が設けられている。サブヒータＡ（３５）で発した熱により衣類を温めるためには、熱が水冷除湿機構の冷却水に奪われないようにする必要がある。このため、サブヒータＡ（３５）は乾燥ダクト１８より下流側に配置する。具体的には、図１に示すように、サブヒータＡ（３５）は送風ダクト２４内に設けられている。なお、サブヒータＡ（３５）は、吹き出し口２５に設けられていてもよい。

また、外槽１０の内部の下方側でドラム８との隙間にサブヒータＢ（３６）が設けられている。サブヒータＢ（３６）は、洗濯中の洗濯水の温度を上昇させるために設けられ、洗濯中に洗濯水中に浸かる位置に配置されている。なお、サブヒータＢ（３６）は、洗濯水に浸かるため、防水加工されたヒータが望ましい。

サブヒータＡ（３５）およびサブヒータＢ（３６）は、サブヒータ制御装置７ｂに接続されている。また、サブヒータ制御装置７ｂは、後述するコネクタＢ（４９）と接続されている。

＜発電シート＞
次に、第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の下に敷かれる発電シートについて説明する。
図１に示すように、第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の脚１４の下には、発電シート４１が敷かれている。図３から図５を用いて発電シート４１について説明する。
図３は、第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の脚周辺の発電シートの断面図である。
発電シート４１は、２枚のゴム板４２ａ，４２ｂで圧電素子４３を挟む構造を有する。
圧電素子４３は、２つの圧電素子４３ａ，４３ｂを薄い金属板４４を介して貼り合わせたバイモルフ型の圧電素子の方が発電量を大きくすることができ、望ましい。バイモルフ型の圧電素子４３の電極は、圧電素子４３ａの一端と圧電素子４３ｂの一端とで構成され、圧電素子４３ａの他端と圧電素子４３ｂの他端とが金属板４４を介して電気的に接続し、直列に構成される。圧電素子４３ａ，４３ｂの変形により、電極間に電気を誘起する。

このような圧電素子４３（４３ａ，４３ｂ）の上にドラム式洗濯乾燥機の筺体１のベース１ｈの略四隅を支える脚１４を載せるように配置される。
ドラム式洗濯乾燥機の洗濯運転時には、衣類がドラム８内を落下（タンブリング動作）することにより、外槽１０が振動する。また、ドラム式洗濯乾燥機の脱水運転時には、衣類の遠心力を受けて、外槽１０が振動する。これらの外槽１０の振動は、サスペンション１３を介して筺体１に伝わり、脚１４にかかる荷重が変化する。この荷重の変化により、ゴム板４２ａ，４２ｂが変形し、併せて圧電素子４３（４３ａ，４３ｂ）も変形することにより発電する。

ドラム式洗濯乾燥機の脚１４は略円筒状のゴムで構成され、ベース１ｈの下面の略四隅に設けたくぼみにねじ止めされている。脚１４のほうがくぼみより長く、脚１４が発電シート４１に接する。
ここで、圧電素子４３（４３ａ，４３ｂ）の発電量を多くするためには、圧電素子４３（４３ａ，４３ｂ）の変形量を大きくする必要がある。そのためには、ゴム板４２ａ，４２ｂの変形も大きくしなければならず、ゴム板４２ａ，４２ｂのゴムは柔らかいほうが望ましい。具体的には、ゴム板４２ａ，４２ｂのゴムは脚１４のゴムより柔らかくする。もしくは、脚１４の材質をゴムに変えて、プラスチックや金属にする。このように構成することで、脚１４に作用する荷重の変化を圧電素子４３（４３ａ，４３ｂ）が受けやすくすることができる。

また、効率よく発電するために、圧電素子４３（４３ａ，４３ｂ）を効率よく配置する必要がある。即ち、圧電素子４３（４３ａ，４３ｂ）は、発電シート４１に均等に配置されずに、脚１４の下に数多く配置されるほうが望ましい。
図４は、発電シートの内部構造を示すためにゴム板の一部を切断して示した平面図である。図４の右側は、上側のゴム板４２ａを取り除いた図を示しており、脚１４が配置される近傍の下には圧電素子４３を複数配置し、脚１４が配置される近傍と他の脚１４が配置される近傍との間には圧電素子４３を配置してない。これは、脚１４が配置される場所から遠ざかるほどドラム式洗濯乾燥機の荷重を受けにくくなるため、圧電素子４３（４３ａ，４３ｂ）の変形は小さくなり、発電量が減少する。そのため、圧電素子４３はドラム式洗濯乾燥機の脚１４が配置される発電シート４１の四隅に近いところに集中して配置されることが望ましい。もっとも、発電シート４１の中央にも圧電素子４３を配置してもかまわない。しかし、圧電素子４３を脚１４が配置される近傍に集めて配置し、変形が小さい発電シート４１の中央付近に電力線４６を配置するほうが望ましい。

また、図４の左側に示すようにゴム板４２ａの表面にはドラム式洗濯乾燥機の脚１４を乗せる位置を示すマーク４７を設ける。図４では、発電シート４１の隅近傍の円で描かれている。作業者は、このマーク４７で示された中に脚１４を入れるようにドラム式洗濯乾燥機を配置する。マーク４７は圧電素子４３を多く配した部分を示しており、マーク４７で示された中に脚１４を配置すれば、発電シート４１の圧電素子４３がドラム式洗濯乾燥機の荷重を受けやすく、変形しやすくなり、圧電素子４３の発電量が多くなる。

図４に示すように、一つの脚１４の下には圧電素子４３が複数枚配置されている。
図５は、一つの脚に属する複数の圧電素子の配線を示す模式図である。一つの脚１４に属する複数の圧電素子４３は、図５に示すように、電力線４６を介して並列に連結されている。このとき各圧電素子４３の極は、同じ方向を向けられて配置される。例えば、脚１４から下向きの力が各圧電素子４３に加えられると、各圧電素子４３は下側が凸になるように変形する。このときの圧電素子４３間の電圧がすべて同じ方向になるように誘起される。このように構成することで、各圧電素子４３で発電した電力を互いに打ち消さないようにすることができる。なお、図５では、一つの脚１４に属する複数の圧電素子４３は並列に連結されているが、直列に連結される構成としてもよい。

また、図４および図５のように一つの脚１４に属する圧電素子４３ごとに発電した電力をまとめる。
ドラム式洗濯乾燥機の脚１４にかかる力のバランスは、運転状況によって変化する。
洗濯運転中においては、タンブリング動作により衣類が落下する力を受けており、基本的には、発電シート４１に対して各脚１４とも同じ方向に力を発生する。一方、脱水運転中においては、回転速度によって力の向きが異なる。例えば、２００ｒｐｍ以下では、ドラム式洗濯乾燥機の筺体１は左右に振動し、右側の脚１４と左側の脚１４とで交互に力の向きを変えるが、３００ｒｐｍ付近では、ドラム式洗濯乾燥機の筺体１は前後に振動し、前側の脚１４と後側の脚１４とで交互に力の向きを変え、６００ｒｐｍ付近では、ドラム式洗濯乾燥機の筺体１は再び左右に振動し、右側の脚１４と左側の脚１４とで交互に力の向きを変える。このように、交互に力の向きを変えるような場合、それぞれの脚１４の下に配置された圧電素子４３で発電される電力の向きも異なる。このような向きが異なる電力を発生する圧電素子４３を直列または並列に連結して同じ電線にまとめると発電力の低下につながり、効率的でない。そのため、発電した電力は、図４、図５に示すように、脚１４ごとにまとめるほうが望ましい。

もっとも、電力線の都合で左側と右側の２つにまとめても構わないし、全部をまとめても構わない。全部をまとめた場合でも、ドラム式洗濯乾燥機の洗濯運転中の衣類のタンブリング動作に起因する電力を得ることができる。また、左側と右側の２つにまとめた場合には、洗濯運転中の電力に加え、脱水工程の高速遠心脱水時のドラム式洗濯乾燥機の筺体１の左右振動に起因する電力を得ることができる。
また、発電シート４１は、図４では、１枚の発電シート４１でドラム式洗濯乾燥機の全ての脚１４の下に配置されるものとして説明したが、ドラム式洗濯乾燥機の脚ごとに４つに分割されていてもよく、左側と右側の２つに分割されていてもよい。

再び図１を参照して説明すると、発電シート４１で発電した電力はコネクタＡ（４８）を介して、ドラム式洗濯乾燥機に供給される。コネクタＡ（４８）は使用者が扱いやすいように、ドラム式洗濯乾燥機の前脚を乗せる位置より前側が望ましい。また、湿った衣類がコネクタＡ（４８）に落ちても感電等起こさないように防水処理をされたコネクタであるほうが望ましい。また、湿った衣類等が落ちにくい位置であることが望ましく、中央より左右どちらかに寄った位置のほうが望ましい。本実施形態では、コネクタＡ（４８）を介して発電シート４１より電力線を出しているが、直接電力線を出してもよい。

電力線はドラム式洗濯乾燥機のベース１ｈの前面に設けたコネクタＢ（４９）に接続される。衣類の投入口から水が漏れてコネクタＢ（４９）にかからないように、図１および図２に示すように、コネクタＢ（４９）はドラム式洗濯乾燥機の筺体１（ベース１ｈ）の表面より一段奥に下げた面に設けられている。
さらに、コネクタＢ（４９）を覆う開閉式のカバー５０が設けられている。さらに、水等がかかりにくいように、コネクタＢ（４９）は投入口の中央下よりも、左右どちらかに寄せて配置される。このように、電力の供給口（コネクタＢ（４９））をドラム式洗濯乾燥機の前面に設けることで、ドラム式洗濯乾燥機の外部で発電した電力を簡単に供給しやすくなる。本実施形態では電力の供給口をベース１ｈの前面に設けているが、ベース１ｈの側面前方、下部前面カバー１ｆ、前面カバー１ｃ、上面カバー１ｅに設けても使用者からのアクセスは容易であり、望ましい。また、本実施形態ではコネクタＢ（４９）はベース１ｈに直接固定されているが、ベース１ｈから商用電源用の電線よりも短い電線を出して、その先にコネクタＢ（４９）を設け、発電シート４１に設けたコネクタＡ（４８）に差し込んでもよい。電線が短いため、コネクタＢ（４９）から給電しないときは、ベース１ｈとカバー５０と隙間に収納すればよい。

＜給電回路＞
給電回路について、適宜図１等を参照しつつ、図６に沿って説明する。
図６は、第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機のモータ、メインヒータ、サブヒータＡ、サブヒータＢを制御する制御装置を説明する回路図である。
発電シート４１（圧電素子４３）で発電された電力は、コネクタＡ（４８）、コネクタＢ（４９）、サブヒータ制御装置７ｂを介して、サブヒータＡ（３５）、サブヒータＢ（３６）に給電される。
各脚１４に対応する圧電素子４３のグループ（図５参照）から供給された電力は、それぞれダイオードで構成された整流回路５１ａ〜５１ｄにより直流に変換され、チョークコイル５２を経てコンデンサ５３に接続される。なお、図６では、整流回路５１ａ〜５１ｄにより直流に変換された電力を並列に接続されているが、直列に接続する構成としてもよい。
コンデンサ５３は、発電シート４１（圧電素子４３）で発電された電力を充電する充電部として機能するだけでなく、チョークコイル５２とコンデンサ５３とで平滑回路を形成する。コンデンサ５３は容量が大きいほうが望ましく、電気２重層コンデンサが望ましい。なお、コンデンサ５３に変えて二次電池を用いてもよい。

コンデンサ５３の先は２つに分岐しており、一方はサブヒータＡ（３５）、他方はサブヒータＢ（３６）に接続されている。コンデンサ５３とサブヒータＡ（３５）との間にはサブヒータＡスイッチ５４が設けられ、コンデンサ５３とサブヒータＢ（３６）との間にはサブヒータＢスイッチ５５が設けられている。サブヒータＡスイッチ５４およびサブヒータＢスイッチ５５は、メイン制御装置７ａのマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と称する）５６によってスイッチのＯＮ／ＯＦＦが制御される。
このように、サブヒータ制御装置７ｂは、整流回路５１ａ〜５１ｄと、チョークコイル５２と、コンデンサ５３と、サブヒータＡスイッチ５４と、サブヒータＢスイッチ５５と、を備え、サブヒータＡ（３５）およびサブヒータＢ（３６）と電力線を介して接続されている（図２参照）。
これにより、サブヒータＡスイッチ５４、および／または、サブヒータＢスイッチ５５をＯＮにすることにより、コンデンサ５３から放電され、サブヒータＡ（３５）、および／または、サブヒータＢ（３６）に電力が供給される。また、サブヒータＡスイッチ５４およびサブヒータＢスイッチ５５をＯＦＦにすることにより、発電シート４１から供給される電力がコンデンサ５３に充電される。

図６に示すように、サブヒータＡ（３５）、サブヒータＢ（３６）は、商用電源５７から電力供給されるものではなく、発電シート４１で発電した電力で動作する。
コネクタＢ（４９）から供給された電力を商用電源５７と併用して同じ負荷（ヒータ）に電力を供給するためには、電力を分配する回路および制御等が必要になり、回路等が複雑になる。
これに対し、本実施形態では、商用電源５７からの電力線は、メインヒータ２３やモータ９等に接続されているが、サブヒータＡ（３５）、サブヒータＢ（３６）には接続されていない。商用電源５７はメイン制御装置７ａに接続され、整流回路５８により直流に変換され、ヒータスイッチ５９を介してメインヒータ２３に供給される。また、モータ駆動回路６８を介してモータ９に供給される。ヒータスイッチ５９はマイコン５６によってスイッチのＯＮ／ＯＦＦが制御される。図６に示すように、サブヒータＡ（３５）、サブヒータＢ（３６）に供給する電力源は商用電源５７と別に設けられており、さらに制御装置もメイン制御装置７ａとは別にサブヒータ制御装置７ｂを設けることにより、制御装置が複雑にならず、また、制御装置が大型化せず、望ましい。

＜メイン制御装置＞
メイン制御装置７ａについて、適宜図１等を参照しつつ、図７と図８に沿って説明する。
図７は、第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機のメイン制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
メイン制御装置７ａの制御部は、マイコン５６を中心に構成される。マイコン５６は、運転パターンデータベース６３と、工程制御部６４と、回転速度算出部６５と、モータ制御部６６と、ヒータ制御部６７とを備える。
使用者により洗濯された運転コースが操作スイッチ５から入力される。入力された運転コースにあった運転パターンが運転パターンデータベース６３から呼び出され、洗濯または／および乾燥を開始する。運転パターンデータベース６３から呼び出された運転パターンに基づき、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程の各工程を工程制御部６４が運転制御する。
各工程では、工程制御部６４が給水弁１６ａ、排水弁１２ａを制御する。また、モータ９の回転を検出する回転検出装置６１からの検出値に基づき、回転速度算出部６５でモータ９の回転速度を算出し、モータ制御部６６は、モータ駆動回路６８を介してモータ９を駆動制御する。また、モータ制御部６６は、ファンモータ駆動回路６９を介してファンモータ２２ａを駆動制御する。ヒータ制御部６７は、メインヒータスイッチ５９、サブヒータＡスイッチ５４、サブヒータＢスイッチ５５のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、メインヒータ２３、サブヒータＡ（３５）、サブヒータＢ（３６）の通電・動作を制御する。

図８は、マイコンが備えるヒータ制御部の構成を示す機能ブロック図である。
ヒータ制御部６７は、運転パターンデータベース６３から選択された運転コースと、工程制御部６４から現在の運転工程を制御テーブル７１に照らし合わせる。その結果と、外槽１０内の温度を計測する温度検出装置６２からの温度にもとづきＯＮ／ＯＦＦ決定部７２により、各ヒータスイッチ（５９，５４，５５）へのＯＮ／ＯＦＦ制御を決定する。温度検出装置６２で検出した温度が所定の温度より高ければ、制御テーブル７１でＯＮを指示しても、ＯＮ／ＯＦＦ決定部７２は各ヒータスイッチ（５９，５４，５５）をＯＦＦにするように決定している。ＯＮ／ＯＦＦ決定部７２の決定に基づき、ＯＮ／ＯＦＦ司令部７３は、各ヒータスイッチ（５９，５４，５５）に対して、指令する。

＜制御テーブル＞
図９および図１０は、制御テーブルに格納されるヒータの状態遷移表であり、図９はサブヒータＡを、図１０はサブヒータＢを示す。
制御テーブル７１は、図９、図１０に示すような状態遷移表となる。
サブヒータＡ（３５）は、運転コースが「洗濯」の場合、「洗い」工程と「すすぎ」工程がＯＦＦに、「脱水」工程がＯＮに対応付けられている。運転コースが「洗濯・乾燥」の場合、「洗い」工程、「すすぎ」工程および「脱水」工程がＯＦＦに、「乾燥」工程がＯＮに対応付けられている。運転コースが「洗濯・乾燥（高洗浄）」の場合、「洗い」工程、「すすぎ」工程および「脱水」工程がＯＦＦに、「乾燥」工程がＯＮに対応付けられている。運転コースが「乾燥」の場合、「乾燥」工程がＯＮに対応付けられている。
サブヒータＢ（３６）は、運転コースが「洗濯」の場合、「洗い」工程がＯＮに、「すすぎ」工程と「脱水」工程がＯＦＦに対応付けられている。運転コースが「洗濯・乾燥」の場合、「洗い」工程、「すすぎ」工程、「脱水」工程および「乾燥」工程がＯＦＦに対応付けられている。運転コースが「洗濯・乾燥（高洗浄）」の場合、「洗い」工程がＯＮに、「すすぎ」工程、「脱水」工程および「乾燥」工程がＯＦＦに対応付けられている。運転コースが「乾燥」の場合、「乾燥」工程がＯＦＦに対応付けられている。

＜動作＞
運転コースで「洗濯」が選択された場合、乾燥工程がないため、各工程で発電した電力はその工程で利用される。サブヒータＡ（３５）は、洗い工程およびすすぎ工程ではＯＦＦにし、脱水工程でＯＮにする。また、サブヒータＢ（３６）は、洗い工程およびすすぎ工程ではＯＮにし、脱水工程ではＯＦＦにする。
サブヒータＢ（３６）は外槽１０の内側の下部にあり、洗濯水を温めることができ、洗い工程においては、サブヒータＢ（３６）に電力を供給し洗濯水の水温を上昇させ、洗浄力を高めることができる。もしくは、洗浄力が高いため、洗い時間を短縮させ、省電力化を図ることができる。すすぎ工程も洗い工程と同様に行う。
脱水工程ではドラム８を高速回転させると、ドラム８内の空気はドラム８の外周壁および底壁に設けられた貫通孔を通して、ドラム８の外側に押し出され、ドラム８内は負圧になる。ドラム８内が負圧になると、ドラム８に繋がっている送風ダクト２４の内の空気はドラム８内に吸い込まれる。送風ダクト２４内にあるサブヒータＡ（３５）をＯＮにすることで、サブヒータＡ（３５）の熱を衣類に吹き付けることができる。衣類を温めることで脱水性能を向上させるとともに、衣類を吊干しした時、衣類の渇きを速くすることができる。もしくは、脱水性能が高いため、脱水時間を短縮させ、省電力化を図ることができる。なお、ファンモータ２２ａやメインヒータ２３を駆動させるものではなく、商用電源からの消費電力を増加させるものではない。

運転コースで「洗濯・乾燥」が選択された場合、発電した電力を乾燥工程において利用する。洗い工程、すすぎ工程および脱水工程では、サブヒータＡ（３５）およびサブヒータＢ（３６）をＯＦＦにし、発電シート４１で発電した電力をコンデンサ５３（図６参照）に充電する。乾燥工程では、サブヒータＡ（３５）をＯＮにして、サブヒータＢ（３６）をＯＦＦにする。メインヒータ２３で加熱された温風がサブヒータＡ（３５）により更に加熱されることにより、より高温の温風を吹き出し口２５よりドラム８内の衣類に吹き付ける。これにより、湿った衣類から水分が蒸発することを促進し、より短時間で衣類を乾燥させることができる。加えて、短時間で乾燥運転が終了することにより、商用電源で駆動するメインヒータ２３や駆動モータ９で消費する電力量も少なくする（省電力化）ことができる。また、サブヒータＡ（３５）で加熱する熱量を考慮してメインヒータ２３で発生する熱量を少なくする、即ち、メインヒータ２３で消費する電力量を小さくしてもよい。これにより、従来の乾燥工程と同様の性能を維持しつつ、ドラム式洗濯乾燥機全体での消費電力量を低減することができる。
なお、乾燥工程ではサブヒータＡ（３５）をＯＮにするとして説明したが、乾燥工程の際にメインヒータ２３をＯＦＦにする制御をする場合には、サブヒータＡ（３５）もＯＦＦにする制御をしてもよい。

運転コースで「洗濯・乾燥で高洗浄」が選択された場合、発電した電力を洗い工程と乾燥工程において利用する。サブヒータＡ（３５）は、洗い工程、すすぎ工程および脱水工程ではＯＦＦとなり、乾燥工程ではＯＮとなる。また、サブヒータＢ（３６）は、洗い工程ではＯＮとなり、すすぎ工程、脱水工程および乾燥工程ではＯＦＦとなる。
洗い工程ではサブヒータＢ（３６）で洗濯水を温め、乾燥工程ではすすぎ工程および脱水工程でコンデンサ５３に蓄えられた電力によりサブヒータＡ（３５）で空気を温める。このようにすることで、洗い工程でも衣類の温度を上げて洗浄力を高めることができ、乾燥工程でも衣類に熱を与えることができ、高洗浄でかつ省電力化を図ることができる。

運転コースで「乾燥」が選択された場合、乾燥工程では、サブヒータＡ（３５）をＯＮとして、サブヒータＢ（３６）をＯＦＦとする。乾燥運転時の衣類の動きによりドラム式洗濯乾燥機の脚１４に作用する力が変化するため、発電シート４１の圧電素子４３（４３ａ，４３ｂ）が発電し、その電力で衣類に熱を与えることができ、省電力化を図ることができる。

このようにドラム式洗濯乾燥機本体の下に発電シート４１を敷き、運転中の荷重の変化により発電した電力を筺体１の前面のコネクタＢ（４９）から供給する。ドラム式洗濯乾燥機自体の動き（振動）を利用して、ドラム式洗濯乾燥機の近傍で発電することで、電力線を短くすることができ、電力線の配回しが容易になるとともに、省電力に洗濯乾燥が行える。

なお、第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機は、発電シート４１をドラム式洗濯乾燥機の外部に設置するものとして説明したが、圧電素子４３を脚１４に設けてもよい。

≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機について説明する。
なお、第２実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機において、第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機と共通する点は同一の符号を付して説明を省略し、異なる点のみを説明する。

図１１は、第２実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の外観斜視図である。
ドラム式洗濯乾燥機の上面カバー１ｅにカードリッジ式の充電池１４０を接続できるコネクタ１４９が設けられている。コネクタ１４９は、水がかかるのを防ぐために給水ホース接続口１６や風呂の残り湯の吸水ホース接続口１７から遠い方が望ましく、給水ホース接続口１６や吸水ホース接続口１７が設けられた側と反対側に配置される。また、コネクタ１４９の周辺は、ドラム式洗濯乾燥機の正面側から充電池１４０をコネクタ１４９に差し込みやすいように、上面カバー１ｅの一部が後ろに行くにしたがって下がるように傾斜し、凹んでいる。さらに、この凹んだ部分を覆うカバー１５０が設けられ、コネクタ１４９およびコネクタ１４９に接続された充電池１４０に水がかからないようになっている。また、カバー１５０の周りにはパッキン（図示せず）が設けられ、カバー１５０を閉じて、水の浸入を防ぐことができる。

コネクタ１４９の先は、図６のようなサブヒータ制御装置７ｂに接続されているが、充電池１４０から供給される電力は直流であるため、ダイオードで構成された整流回路５１ａ〜５１ｄおよび平滑回路（チョークコイル５２、コンデンサ５３）を省略してもよい。サブヒータ制御装置７ｂから先は第１実施形態のドラム式洗濯乾燥機と同様に、サブヒータＡ（３５）およびサブヒータＢ（３６）に接続され（図２、図６参照）、ドラム式洗濯乾燥機の省電力化および高洗浄力化となるように運転される。

図１２は、発電装置である運動器具の斜視図である。
充電池１４０は、図１２に示すようなエアロバイク９０で充電される。エアロバイク９０は、胴部９１の両側にペダル９２がクランク９３を介して取り付けられている。胴部９１の前方には、ハンドル９４、胴部９１の中央にはサドル９５が取り付けられている。胴部９１の内部には、クランク９３に連結した発電機９６が内蔵されている。
エアロバイク９０使用者が、ペダル９２を漕ぐことで、クランク９３を介して、発電機９６が動作し、発電する。この発電機９６で発電した電力はエアロバイク９０内の電力線９７を伝わり、ハンドル９４の中央部に設けたコネクタ９８に送られる。コネクタ９８に充電池１４０を挿入することで、電力は充電池１４０に蓄えられる。

エアロバイク９０の使用者が運動をやめた（ペダル９２を漕ぐのをやめた）後、充電池１４０をエアロバイク９０から抜き取り、ドラム式洗濯乾燥機のコネクタ１４９に差し込む。ドラム式洗濯乾燥機の運転工程に合わせて、充電池１４０からドラム式洗濯乾燥機に電力が供給される。
なお、運転工程の途中からでも充電池１４０はコネクタ１４９に差し込むことができる。例えば、使用者が「洗濯・乾燥コース」を選択しドラム式洗濯乾燥機に洗濯を開始させた後に、使用者は洗い工程、すすぎ工程および脱水工程の間（待ち時間）にエアロバイク９０を漕ぐことにより発電した電力を充電池１４０に充電し、乾燥工程の手前で充電池１４０をコネクタ１４９に差し込むことで、乾燥工程時にサブヒータＡ（３５）により乾燥を促進させることができる。
このように、エアロバイク９０で発電し、その電力を充電池１４０に蓄電した後、洗濯乾燥機の表面に充電池１４０を接続し、その電力を利用しながら運転させる。

このように、第２実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機は、ドラム式洗濯乾燥機より遠く離れた発電装置（エアロバイク９０）で発電した電力を充電池１４０に蓄電し、その充電池１４０をドラム式洗濯乾燥機に接続することで、発電装置（エアロバイク９０）とドラム式洗濯乾燥機を接続する電力線を配回す必要がなくなり、手軽に商用電源からの電力以外の電力をドラム式洗濯乾燥機に供給することができる。
なお、発電装置としてエアロバイク９０を例に説明したが、これに限られるものではなく、発電機を備え充電池を接続可能であれば足踏み型の運動機具等でもよい。

≪第３実施形態≫
次に第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機について説明する。
図１３は、第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機とドラム式洗濯乾燥機に取り付けられた発電装置を示す斜視図である。
図１３に示すように、第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の上面カバー１ｅに発電装置２４０が固定されている。第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機は、第２実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機と同様に上面カバー１ｅの外部電力を供給するコネクタ（図２に示すコネクタ１４９参照）が設けられ、そのコネクタに発電装置２４０が接続される。また、第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機のコネクタの周辺は、第２実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機のコネクタの周辺と同様に、上面カバー１ｅの一部が後ろに行くにしたがって下がるように傾斜し、凹んでいる。

図１４は、第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機に取り付けられる発電装置の模式図である。
発電装置２４０は、第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機にしっかりと固定できるように、発電装置２４０の下面には、上面カバー１ｅの凹みに合うように突出部２４７が設けられ、突出部２４７にコネクタ２４８が設けられている。上面カバー１ｅの外部電力を供給するコネクタ（図２に示すコネクタ１４９参照）と発電装置２４０のコネクタ２４８が接続することにより、上面カバー１ｅの凹みと突出部２４７とが嵌合し、発電装置２４０は上面カバー１ｅに固定される。

発電装置２４０は、質量体２４１を内部に有する複数の箱２４５を備える。箱２４５は、内側となる面に圧電素子２４３が貼り付けられた壁で構成される。図１４では、複数の箱２４５のうち箱２４５ａについて内部が見えるように図示している。
質量体２４１は壁から弾性体であるばね２４２で支持されている。ドラム式洗濯乾燥機の振動を受け、ばね２４２で支持された質量体２４１は箱２４５の内部で動く。質量体２４１が動くことで、圧電素子２４３に接触し、その衝撃力により圧電素子２４３は変形し、発電する。なお、質量体２４１の質量とばね２４２のばね定数は、脱水回転速度を考慮に入れて設計され、脱水回転速度付近が質量体２４１とばね２４２で構成される振動系の固有振動数となるように設計することが望ましい。また、ドラム式洗濯乾燥機の脱水回転速度は８００、９００、１２００ｒｐｍなど複数の回転速度が設定されるので、それらにあわせて、各箱２４５の固有振動数が異なるように設定することが望ましい。
また、質量体２４１は、上下、前後、左右と動くため、圧電素子２４３も箱２４５の内壁面全面に貼りつけたほうが、発電量が多くなり望ましい。
また、発電装置２４０はドラム式洗濯乾燥機の筺体１の振動を利用したものであり、筺体１の振動が大きく表れる上面（上面カバー１ｅ）に配することが望ましいが、前面（前面カバー１ｃ）、背面（背面カバー１ｄ）および側面（側板１ａ、１ｂ）に設けてもよい。

≪第４実施形態≫
次に第４実施形態に係る洗濯乾燥機について説明する。
図１５は、第４実施形態に係る洗濯乾燥機を示す斜視図である。
第４実施形態に係る洗濯乾燥機は、商用電源とは別に電力を供給することができる縦型の洗濯乾燥機であり、鋼板製の外枠３０１と、その上部に取り付けたトップカバー３０２と、操作・表示パネル３０３とを備えている。トップカバー３０２には、山型に折れ曲がりながら後ろ側に開く開閉ドア３０４ａ，３０４ｂが設けられている。また、開閉ドア３０４ｂの後ろ側には給水口３０５が設けられている。
トップカバー３０２の右前部に電力を供給するコネクタ３４９が設けられている。コネクタ３４９は、使用者からアクセスしやすいように洗濯乾燥機の前方側に設けられる。なお、コネクタ３４９は、商用電源とは別の電力を供給するためのコネクタである。
コネクタ３４９に水が入らないように、カバー３５０で覆われている。さらにコネクタ３４９に水がかからないようにコネクタ３４９は上方を向いておらず、正面を向いている。

コネクタ３４９は、第２実施形態で説明した充電池１４０が接続される。
コネクタ３４９の先は、図６のようなサブヒータ制御装置７ｂに接続されているが、充電池１４０から供給される電力は直流であるため、第２実施形態と同様に、整流回路５１ａ〜５１ｄおよび平滑回路（チョークコイル５２、コンデンサ５３）を省略してもよい。サブヒータ制御装置７ｂから先は第１実施形態のドラム式洗濯乾燥機と同様に、サブヒータＡ（３５）およびサブヒータＢ（３６）に接続され（図２、図６参照）、ドラム式洗濯乾燥機の省電力化および高洗浄力化となるように運転される。

以上のように、商用電源とは別に洗濯乾燥機の外で発電した電力を供給できる洗濯乾燥機に対して、その前面もしくは上面にコネクタを設けることで、使用者が容易に接続しやすくなる。なお、本発明は乾燥機能を有さない洗濯機に対しても適用可能である。

１ 筺体
１ｅ 上面カバー
１ｈ ベース
７ａ メイン制御装置
７ｂ サブヒータ制御装置
８ ドラム（洗濯兼脱水槽）
９ モータ（駆動装置）
１０ 外槽
１４ 脚
２３ メインヒータ
３５，３６ サブヒータ（加熱装置）
４１ 発電シート（発電装置）
４３，４３ａ，４３ｂ 圧電素子（発電装置）
４９ コネクタ（供給口）
５３ コンデンサ（蓄電装置）
５６ マイコン
６３ 運転パターンデータベース
６４ 工程制御部
６５ 回転速度算出部
６６ モータ制御部
６７ ヒータ制御部
６８ モータ駆動回路
６９ ファンモータ駆動回路
７１ 制御テーブル
７２ ＯＮ／ＯＦＦ決定部
７３ ＯＮ／ＯＦＦ司令部
９０ エアロバイク（運動機器）
９６ 発電機（発電装置）
１４０ 充電池（蓄電装置）
１４９ コネクタ（供給口）
２４０ 発電装置
３４９ コネクタ（供給口）

Claims (7)

1. 衣類を収容する洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動する駆動装置と、前記外槽を覆う筺体を有した洗濯乾燥機において、
   前記洗濯乾燥機の外部で発電した電力を前記洗濯乾燥機の外側に設けた供給口から供給し、洗濯乾燥機を運転する電力源とする
   ことを特徴とする洗濯乾燥機。
2. 前記外部で発電した電力は、
   発電装置から蓄電装置に蓄電され、前記蓄電装置を前記供給口に取り付け、電力を供給する
   ことを特徴とする請求項１に記載の洗濯乾燥機。
3. 前記外部で発電した電力を発電する発電装置は、前記洗濯乾燥機の筺体の下に設けられた圧電素子である
   ことを特徴とする請求項１に記載の洗濯乾燥機。
4. 前記発電装置は、発電機を設けた運動機器であり、前記運動機器が使用されることで前記発電機が作動し、発電する
   ことを特徴とする請求項２に記載の洗濯乾燥機。
5. 前記洗濯兼脱水槽内を加熱する加熱装置を備え、
   前記加熱装置は、前記外部で発電した電力から供給される
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に洗濯乾燥機。
6. 衣類を収容する洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動する駆動装置と、前記外槽を覆う筺体を有した洗濯乾燥機において、
   商用電源とは別に、前記洗濯乾燥機の外部で発電した電力を前記洗濯乾燥機に供給し、前記外部で発電した電力は、洗濯および乾燥の運転工程にあわせて制御されながら消費される
   ことを特徴とする洗濯乾燥機。
7. 前記洗濯乾燥機の外部で発電した電力は、
   洗い工程、すすぎ工程、脱水工程の少なくても一つ以上の工程において蓄電装置に電力を蓄えられ、乾燥工程において前記洗濯兼脱水槽内を加熱する加熱装置に前記蓄電装置に蓄えた電力を供給する
   ことを特徴とする請求項６記載の洗濯乾燥機。

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