JP2011224088A - 洗濯機 - 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を回転駆動する駆動装置９と、前記外槽１０を覆う筺体１を備える洗濯機Ｓにおいて、前記外槽１０は該外槽１０の外周近傍を固定端とする梁４１を有し、該梁４１は圧電素子４３が付され、該圧電素子４３は電気的負荷４５と接続されることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、洗濯機に関するもので、特に洗濯機のエネルギ効率の改善に関する。

近年、温室効果ガスによる地球温暖化を抑制するために、化石燃料消費量の抑制や設備運用方法の改善・効率化等が促進されている。また、一般家庭においても、光熱費削減を目的とした省エネルギ化の意識が向上し、エネルギ効率のより高い家庭用電気製品がよく好まれている。

特許文献１には、ハウジングと、ハウジング内に収容され洗濯水を貯水する貯水槽と、貯水槽内に収容される洗濯槽と、前期洗濯槽内に収容されるパルセータと、ハウジングと貯水槽との間に配置され、洗濯槽及びパルセータに選択的に駆動力を伝達する減速ギヤ組立体と、貯水槽内の洗濯水を取り込んで圧縮した後、洗濯槽内に吐出させる圧縮洗濯水生成装置と、を備える洗濯機が開示されている。特許文献１で開示された洗濯機は、このような構成により、貯水槽の振動エネルギを洗濯工程に利用することができる。

特開平１０−３０５１８６号公報

しかしながら、特許文献１で開示された洗濯機では、上下方向の振動のみを回収し再利用しているが、他の方向（前後方向、左右方向）の振動には対応していない。また、洗濯水を使用する洗い工程、すすぎ工程においては、振動エネルギを回収・再利用することができるが、脱水工程時の振動エネルギを回収することができないという問題があった。

また、洗濯機は、衣類を干す・乾燥させる前に、衣類からできるだけ水分を取り除くために脱水工程を行う。脱水工程を行うにあたり、洗濯脱水槽（ドラム）内に均等に衣類を分散させることは困難であるため、洗濯脱水槽（ドラム）内の衣類の片寄り（アンバランス）が生じてしまう。その状態で洗濯脱水槽（ドラム）を高速回転させると大きな遠心力が発生し、大きな振動が発生する。
このように、洗濯脱水槽（ドラム）を回転させるモータで消費される電気エネルギは、洗濯脱水槽（ドラム）を回転させる機械エネルギと、外槽を振動させる機械エネルギと、に変換される。外槽を振動させる機械エネルギは、洗濯機の筐体へと伝わり、筐体外へと分散してしまう。このように、振動による機械エネルギは損失エネルギとなり、脱水工程時の洗濯機全体としてのエネルギ効率を低下させているという問題があった。

そこで、洗濯機の運転中に発生する振動（機械エネルギ）を電気エネルギに変換して、エネルギ効率の改善を図った洗濯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に係る洗濯機は、衣類を収容するドラムと、前記ドラムを内包する外槽と、前記ドラムを回転駆動する駆動装置と、前記外槽を覆う筺体を備える洗濯機において、前記外槽は該外槽の外周近傍を固定端とする梁を有し、該梁は圧電素子が付され、該圧電素子は電気的負荷と接続されることを特徴とする。

本発明によれば、洗濯機の運転中に発生する振動（機械エネルギ）を電気エネルギに変換して、エネルギ効率の改善を図った洗濯機を提供することができる。

第１実施形態に係る洗濯機の外観斜視図である。 第１実施形態に係る洗濯機の内部構造を示すために筐体の一部および外槽を切断して示した左側面図である。 第１実施形態に係る洗濯機の内部構造を示すために筐体の一部および外槽を切断して示した左側面図である。 第１実施形態に係る洗濯機の内部構造を示すために筐体の一部を切断して示した斜視図である。 第１実施形態に係る洗濯機の有する外槽の部分拡大図である。 第１実施形態に係る洗濯機の有する吹き出し口の拡大図である。 梁の向きと外槽の振動の関係を示した図である。 第２実施形態に係る洗濯機の左側断面図である。 第２実施形態に係る洗濯機の有する蓋の構成図である。

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実施形態に係る洗濯機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１）の外観斜視図である。
＜ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１＞
まず、ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１について説明する。
ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１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Ｓ１の筺体として十分な強度を有している。

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下部に設けた制御装置７（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（図示せず）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実施形態に係る洗濯機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１）の内部構造を示すために筐体の一部および外槽を切断して示した左側面図である。
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（底面１０ｅ）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。なお、モータ９は、制御装置７により回転速度が制御される。
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。なお、排水弁１２ａは制御装置７により開閉が制御される。

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（図示せず）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。

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はメッシュフィルタ部２０ａを有し、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のメッシュフィルタ部２０ａ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フィルタ部２０ａ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と吸気ダクト２１とが接続している。
さらに、吸気ダクト２１の他端は、送風ユニット２２の吸気口と接続している。

図３は、第１実施形態に係る洗濯機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１）の内部構造を示すために筐体の一部および外槽を切断して示した右側面図である。

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。なお、ファンモータ２２ａの回転速度とヒータ２３のＯＮ／ＯＦＦは、制御装置７により制御される。
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３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。

このように、ドラム８内の空気は、ドラム８の壁面の貫通孔から外槽１０に貫けて、外槽１０の背面下方に設けた吸気口１０ｃから蛇腹管Ａ（１８ａ）、乾燥ダクト１８、フィルタダクト１９、吸気ダクト２１、送風ユニット２２の吸気口へと吸い込まれ、送風ユニット２２の吐出口から蛇腹管Ｂ（２４ａ）を介して吹き出し口２５からドラム８内に風を送り込む循環風路が形成される。

また、図２に示すように、フィルタダクト１９には、洗濯乾燥機の筐体１の内部であり、循環風路の外部の空気を取り入れるための開口部１９ａ、ならびに開口部１９ａを塞ぐ吸気弁１９ｂを備える。吸気弁１９ｂは、回転軸を中心に回転することで開口部１９ａが開く構造である。また、吸気弁１９ｂの回転軸を回転させる吸気弁モータ１９ｃが併設されている。なお、吸気弁モータ１９ｃは制御装置７により開閉が制御される。

＜乾燥工程＞
ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１の洗い工程、すすぎ工程、脱水工程の後に行われる乾燥工程における乾燥運転時の風の流れは図３に示す矢印のようになる。
送風ユニット２２を運転し、ヒータ２３に通電すると、送風ダクト２４、蛇腹管Ａ（１８ａ）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３１）、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Ｂ（２４ａ）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３２）。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へ入る。
フィルタダクト１９へ入った低温低湿の空気は、乾燥フィルタ２０のメッシュフィルタ２０ａを通ることにより糸屑が取り除かれ、吸気ダクト２１を通り、送風ユニット２２に吸い込まれる（矢印３３）。
そして、送風ユニット２２から送り出された空気がヒータ２３で再度加熱され、高速の温風がドラム８内に吹き込むように循環する。
このとき、フィルタダクト１９に設けた吸気弁１９ｂは閉じており、空気は循環風路内を循環する。

＜外槽のリブおよび振動体および発熱体＞
図４は、第１実施形態に係る洗濯機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１）の内部構造を示すために筐体の一部を切断して示した斜視図である。図５は、第１実施形態に係る洗濯機の有する外槽の部分拡大図である。図６は、第１実施形態に係る洗濯機の有する吹き出し口の拡大図である。
図４に示すように、ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１は、外槽１０の外側に振動体４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）を有し、吹き出し口２５の内側には、発熱体である電熱線４５（図６参照）を有している。

（振動体）
まず、振動体４０が設けられる外槽１０の外周部について説明する。
図５に示すように、外槽１０の外周部には、円周方向のリブ１０ｆおよび長手方向（ドラム８の回転軸方向）のリブ１０ｇが複数形成されている。これら複数のリブ１０ｆ，１０ｇは外槽１０と一体で成型されている。
このリブ１０ｇにボス１０ｈも立てられており、ねじ止め用のねじ穴（図示せず）が設けられている。なお、ボス１０ｈはリブ１０ｇと同じ高さである。このボス１０ｈに振動体４０ａの一端が固定ねじ４４で締結される。

次に、外槽１０の外部に取り付けられる振動体４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）について説明する。
振動体４０ａは、一端が固定ねじ４４でボス１０ｈに締結され片持ちの梁となる梁４１ａと、梁４１ａの他端に取り付けられる錘４２ａと、梁４１ａの両面に貼付された圧電素子４３ａとを有している。
梁４１ａは薄い板状のものであり、樹脂もしくは金属で形成される。錘４２ａを取り付けられた梁４１ａは、外槽１０の振動により、固定ねじ４４でボス１０ｈに締結された箇所を固定端としてしなることができる。

圧電素子４３ａは、梁４１ａに貼付され、梁４１ａがしなる（変形する）ことにより発電する。圧電素子４３ａを梁４１ａのしなりやすい面の両面に貼付されることで、圧電素子４３ａの出力が増えるため望ましい。また、梁４１ａのしなりが大きい方が圧電素子４３ａの起電力が高くなるため、梁４１ａはリブ１０ｆ，１０ｇより薄い方が圧電素子４３ａの出力が増えるため望ましい。また、圧電素子４３ａは、梁４１ａの錘４２ａ側に寄せて貼り付けるほうが梁４１ａの変形が大きく望ましい。

梁４１ａと錘４２ａとを有する振動体４０ａには、梁４１ａが大きく振動しやすい固有の周波数（共振周波数，固有振動数）が存在し、その共振周波数は梁４１ａの硬さ（梁４１ａの材質、形状等により定まる）と錘４２ａの重さで決定される。
振動体４０ａの共振周波数は、ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１の脱水工程におけるドラム８（モータ９）の脱水回転速度近傍に設計されることが望ましい。
ここで、ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１は、脱水工程において、徐々にドラム８の回転速度を上昇させ、所定の脱水回転速度（例えば、９００回転／分）に到達すると、その所定の脱水回転速度で所定時間（例えば５分）高速遠心脱水を行う。この高速遠心脱水を行う所定時間（例えば５分）は、脱水起動の時間（回転速度を上昇させ所定の脱水回転速度に到達するまでの時間）より長い。
したがって、振動体４０ａの共振周波数を、ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１の脱水工程における脱水回転速度近傍となるように設計することにより、脱水工程において長い時間、大きく振動することとなり、圧電素子４３ａの発電量を大きくすることができる。

梁４１ａの先端に設けられた錘４２ａは、リブ１０ｆ，１０ｇで囲まれた格子状の範囲内に収まる大きさであることが望ましい。外槽１０の振動により、梁４１ａがしなると、リブ１０ｆ，１０ｇで囲まれた領域を出入りする方向に振動する。リブ１０ｆ，１０ｇに囲まれた範囲内に錘４２ａがあれば、リブ１０ｇに干渉することなく、ボス１０ｈの高さ分内側（リブ１０ｆ，１０ｇで囲まれた領域に入る方向）にしなることができる。
仮に、錘４２ａがリブ１０ｇの上に配置された場合、振動で錘４２ａがリブ１０ｇと接触し騒音が発生する。錘４２ａをリブ１０ｇに接触させないためには、外側にボス１０ｈを設置する必要があり、外槽１０の外径が大きくなり、ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１の筐体１内を占有する体積が増加してしまう。
よって、ボス１０ｈは、リブ１０ｆ，１０ｇとほぼ同等の高さにし，梁４１ａの先端に設けられた錘４２ａがリブ１０ｇに囲まれた範囲内に収まることが望ましい。
なお、振動体４０を設置する筐体１内の空間に余裕がある場合には、ボス１０ｈをリブ１０ｆ，１０ｇより高くしてもよい。

振動体４０ａを外槽１０の外周上部に設けてもよい。
外槽１０の振動をより大きく振動体４０ａに伝え、圧電素子４３ａでの発電量を大きくするためには、振動体４０ａを外槽１０の中心から遠い方が望ましく、外槽１０の外周に設けることが望ましい。また、外槽１０は、サスペンション１３とベース１ｈの締結部を支点として振動するため、支点から離れている外槽１０の上部は振動変位も大きくなる。
よって、振動体４０ａを外槽１０の外周上部に設けることにより、振動体４０ａの梁４１ａのしなりも大きくなり、圧電素子４３ａの起電力も大きくすることができる。
なお、筐体１内の外槽１０の上側には、図２および図３に示すように、洗剤容器や給水に関連する部品、送風ユニット２２やヒータ２３などの循環風路に関する部品が設けられており、十分なスペースを有しない。しかし、図５に示すように、振動体４０ａは梁４１ａを外槽１０の接線方向に伸ばすため、外槽１０の径方向に大きく張り出さないため、外槽１０の外周上部に振動体４０ａを設けることができる。

また、図５に示すように、振動体４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）を外槽１０の中心より下側に設けてもよい。
前述のように筐体１内の外槽１０の上側には十分なスペースがない。一方、外槽１０は前側を上向きになるように傾斜しており、後方下側には振動体４０を設置するのに十分なスペースが存在する。このため、振動体４０を外槽１０から張り出すように設けてもよい。

振動体４０は、図４および図５に示す振動体４０ｂのように、外槽１０の底面１０ｅから後方に梁４１ｂを延出し、錘４２ｂを設けてもよい。このように、振動体４０ｂを構成することにより、リブ１０ｆ，１０ｇとの干渉を避けることができる。なお、振動体４０ｂの梁４１ｂは、外槽１０と一体に成型して形成してもよい。
また、底面１０ｅから延出することにより外槽１０の中心から遠くなるため、振動変位が大きくなり、振動体４０ｂの梁４１ｂのしなりも大きくなり、圧電素子４３ｂの起電力も大きくなる。
また、この場合、振動体４０ｂは、底面１０ｅに設けられるモータ９より後方に飛び出さないようにすることが望ましい。モータ９より後方に振動体４０ｂが飛び出すと、その分だけドラム式洗濯乾燥機Ｓ１の筐体１を後方に伸ばす必要が生じるためである。

また、振動体４０は、図４および図５に示す振動体４０ｃのように、外槽１０の外周部に設けられた円周方向のリブ１０ｆから延出して梁４１ｃを形成し、振動体４０ｃを構成してもよい。外槽１０と一体成型することにより、部品点数が少なくなり、コストの低減につながる。また、梁４１ｃの延出方向は、下向きであることが望ましい。外槽１０の上側には、前述のように、十分なスペースを有しないためである。また、振動体４０ｃを外槽１０の中心から遠くに設置したほうが梁４１ｃのしなりも大きく、圧電素子４３ｃの起電力も大きくなるため、図４および図５に示すように、外槽１０の下側に設けることが望ましい。

また、振動体４０が外槽１０の振動によりしなる際、筐体１と当るように配置してもよい。振動体４０は、外槽１０の振動を受けて梁４１がしなり、圧電素子４３が変形することにより発電するものであるが、振動体４０に衝撃を与えた方が圧電素子４３の発電量は増加する。この場合、筐体１の内側の振動体４０が当る箇所に緩衝材を貼付し、振動体４０と筐体１との衝突による騒音の発生を抑えることが望ましい。

第１実施形態に係る洗濯機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１）では、図４および図５に示すように、３つの振動体４０（４０ａ４０ｂ，４０ｃ）を設けた場合について説明したが、振動体４０の数はこれに限られるものではない。振動体４０の数が多いほど得られる電力も多くなる。

また、振動体４０の共振周波数を振動体４０ごとにそれぞれ異ならせてもよい。脱水工程においても、通常の場合と、衣類のアンバランスが大きく高速で遠心脱水できない場合とでは、異なる脱水回転速度で脱水運転する。また、脱水工程の後に乾燥工程に移行する場合と、乾燥工程を行わず脱水工程で終了する場合とでも脱水回転速度は異なる。このように、洗濯機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１）には、様々な脱水回転速度が設定されているため、それぞれの脱水回転数速度にあわせて振動体４０を設けてもよい。

図５に示すように、梁４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）の向きを異ならせることにより、異なる振動モード（左右振動、上下振動、前後振動）に対応することが可能となり、振動モードの変位による発電のばらつきを低減し、安定した電力を得ることができる。この振動モードは、衣類のアンバランス状態に依存して変化し、脱水運転のたびに異なるので、振動体４０（梁４１）の向きを様々な方向に向けて外槽１０に設置することが望ましい。

図７は、梁の向きと外槽の振動の関係を示した図である。図７（ａ）は左右振動に対応する梁４１の向きを示し、図７（ｂ）は上下振動に対応する梁４１の向きを示し、図７（ｃ）は前後振動に対応する梁４１の向きを示す。また、図７において、ｘ軸は外槽１０の左右方向、ｙ軸は外槽１０の上下方向、ｚ軸は外槽１０の前後方向を示す。
第１実施形態に係る洗濯機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１）では３つの異なる向きに梁４１が配置され、梁４１ａは外槽１０の左右振動（図７（ａ）参照）、梁４１ｂは外槽１０の上下振動（図７（ｂ）参照）、梁４１ｃは外槽１０の前後振動（図７（ｃ）参照）に対応している。
衣類のアンバランスがドラム８の片側に寄ると、外槽１０は上下左右に大きく振動し、梁４１ａと梁４２ｂが大きくしなり、発電素子４３ａと発電素子４３ｂの出力が大きくなる。また、複数のアンバランスが対向した位置に寄ると、外槽１０は前後に大きく揺れ、梁４１ｃが大きくしなり発電素子４３ｃの出力が大きくなる。このように３方向に梁４１を向けることで異なる振動モードに対応させることができる。

（発熱体）
次に、図６を用いて発熱体である電熱線４５について説明する。
振動体４０の圧電素子４３で発電した電力は、ハーネス４６（図４参照）を介して、吹き出し口２５の内部に設けられた発熱体である電熱線４５に供給される。
なお、ハーネス４６は、図４に示すように、外槽１０に固定することが望ましい。外槽１０に設けられた振動体４０および電熱線４５を有する吹き出し口２５は、サスペンション１３で支持された範囲内にあり、外槽１０が振動しても外槽１０に固定されたハーネス４６が切断されることはない。また、ハーネス４６の長さを短くすることができるので、コストの低減につながる。

電熱線４５は、梁４１の振動方向毎に設けられ、梁４１の振動方向が等しい圧電素子４３同士を直列および／または並列に複数接続してハーネス４６を介して接続される。振動方向別に電圧および／または電流を重ね合わせることにより、圧電素子４３で発生した電力が互いに打ち消しあう向きとなることを防止できる。なお、電熱線４５は、圧電素子４３毎に設けてもよい。

電熱線４５は、吹き出し口２５の内側（循環風路内）に固定されている。圧電素子４３で発生した電力は、電熱線４５で熱に変換され、吹き出し口２５内の空気の温度を上昇させる。

ここで、脱水工程時の循環風路の空気の流れについて説明する。
脱水工程時において、衣類を高速遠心脱水するためにドラム８が高速回転されることにより、ドラム８内部の空気がドラム８の外側（ドラム８と外槽１０との間の空間）に押し出され、ドラム８の内部は負圧となる。
ドラム８の外側（ドラム８と外槽１０との間の空間）の空気は、循環風路（蛇腹管Ａ（１８ａ）乾燥ダクト１８−フィルタダクト１９−吸気ダクト２１−ファンユニット２２−送風ダクト２４−蛇腹管Ｂ（２４ａ）−吹き出し口２５）を通って、ドラム８内に吸い込まれる。
よって、ドラム８に近い吹き出し口２５の内側に電熱線４５を設けることが望ましい。
これにより、電熱線４５で暖められた空気は、効率よくドラム８内に吸い込まれる。

なお、フィルタダクト１９に設けられた吸気弁１９ｂを開放して、筐体１の内部の空気を取り入れる場合にも、電熱線４５で暖められた吹き出し口２５内の空気は、ドラム８の負圧により、ドラム８の内部に吸い込まれる。

＜まとめ＞
このように、第１実施形態に係る洗濯機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ１）は、外槽１０の振動（機械エネルギ）を振動体４０の圧電素子４３で電気エネルギに変換し、吹き出し口２５に設けた電熱線４５に供給する。
また、ドラム８が高速回転することにより、ドラム８の内部に負圧が発生し、相対的に高圧となったドラム８と外槽１０との間の空気が、循環風路（蛇腹管Ａ（１８ａ）乾燥ダクト１８−フィルタダクト１９−吸気ダクト２１−ファニュニット２２−送風ダクト２４−蛇腹管Ｂ（２４ａ）−吹き出し口２５）を通って、ドラム８内に吹き出される。すなわち、負圧により吹き出される空気を電熱線４５で発生した熱により加熱し、ドラム８内に供給することができる。

これにより、ドラム８内の衣類を温め、衣類内の水分の蒸発を促進させ、脱水効率を向上させることにより脱水時間の短縮し、省電力化を図ることができる。また、衣類内の水分の温度が上昇すると、水の粘性係数が小さくなり、遠心脱水による脱水効率は更に向上する。
また、脱水工程の後に実行される乾燥工程においても、あらかじめ衣類を温めておくことにより、乾燥時間の短縮や、ヒータ２３から供給する熱量（即ち、ヒータ２３の消費電力）を小さくすることができ、省電力化を図ることができる。
このように、脱水工程において電熱線４５に給電されるように、梁４１と錘４２で構成される振動体４０の共振周波数は、脱水工程におけるドラム８（モータ９）の脱水回転速度近傍に設計することが望ましい。

なお、本実施形態に係る洗濯機の脱水工程においては、ファンユニット２２のファンモータ２２ａおよびヒータ２３に通電させなくてもよい。そのため、商用電源からの新たな電力消費を要求することはない。

≪第２実施形態≫
第１実施形態に係る洗濯機では、乾燥工程のための循環風路を有するドラム式洗濯乾燥機Ｓ１として説明したが、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、縦型洗濯乾燥機やヒータや送風ファンを有しないドラム式洗濯機や縦型洗濯機にも適用可能である。
第２実施形態に係る洗濯乾燥機として、縦型洗濯機Ｓ２を用いて説明する。なお、外槽に設けられる振動体は、第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
図８は、第２実施形態に係る洗濯機（縦型洗濯機Ｓ２）の左側断面図である。図９は、第２実施形態に係る洗濯機（縦型洗濯機Ｓ２）の有する蓋の構成図である。
図８に示すように、縦型洗濯機Ｓ２は、筐体５０の内部に外槽５１と、洗濯兼脱水槽５２と、パルセータ５３と、クラッチ機構を内蔵し洗濯兼脱水槽５２またはパルセータ５３を回転駆動させる駆動装置５４とを有している。
また、縦型洗濯機Ｓ２は、筐体１上部の衣類投入口を開閉可能に覆う外蓋６０が設けられている。

図９に示すように、外蓋６０は、前後方向の略中央部を折り目にして山折に折り曲げ可能に、前側部材６１と後側部材６２をヒンジ（図示せず）で結合して構成される。
後側部材６２は、外気を取り込むための円形状の吸気口６３を有している。また、吸気口６３の裏側には、電熱線４５が設けられている。
吸気口６３は、格子状に配列され、外蓋６０の表面から電熱線４５を触ることができないようになっている。このように、吸気口６３および電熱線４５を構成することで、脱水運転中に誤って電熱線４５に触れてしまうことを防止する。
電熱線４５に接続されるハーネス４６は、後側部材６２の回転軸６４の内部を通すことでハーネス４６のねじれや磨耗による断線を防ぐことができる。

再び、図８に戻り、縦型洗濯機Ｓ２の脱水工程について説明する。
脱水工程において、駆動装置５４を駆動し洗濯兼脱水槽５２を回転させると、衣類７０が遠心力により洗濯兼脱水槽５２の壁面に張り付き遠心脱水される。また、洗濯兼脱水槽５２の内部の空気が洗濯兼脱水槽５２の外側（洗濯兼脱水槽５２と外槽５１との間の空間）押し出され、洗濯兼脱水槽５２の内部は負圧となる。
洗濯兼脱水槽５２の内部が負圧となることにより、外蓋６０の吸気口６３から外気を洗濯兼脱水槽５２に取り入れる風の流れが発生する。この際、電熱線４５により吸気口６３から取り入れた空気が温められる。
これにより、洗濯兼脱水槽５２内の衣類７０を温め、衣類７０内の水分の蒸発を促進させ、脱水効率を向上させることにより脱水時間の短縮し、省電力化を図ることができる。また、衣類７０内の水分の温度が上昇すると、水の粘性係数が小さくなり、遠心脱水による脱水効率は更に向上する。

１ 筐体
８ ドラム
９ モータ（駆動装置）
１０ 外槽
１０ｅ 底面（底部）
１０ｆ リブ
１０ｇ リブ
１０ｈ ボス
４０ 振動体（振動系）
４１ 梁
４２ 錘
４３ 圧電素子
４５ 電熱線（電気的負荷，発熱負荷）
５０ 筐体
５１ 外槽
５２ 洗濯兼脱水槽（ドラム）
５４ 駆動装置
Ｓ１ ドラム式洗濯乾燥機（洗濯機）
Ｓ２ 縦型洗濯機（洗濯機）

Claims (7)

1. 衣類を収容するドラムと、前記ドラムを内包する外槽と、前記ドラムを回転駆動する駆動装置と、前記外槽を覆う筺体を備える洗濯機において、
   前記外槽は該外槽の外周近傍を固定端とする梁を有し、
   該梁は圧電素子が付され、該圧電素子は電気的負荷と接続される
   ことを特徴とする洗濯機。
2. 前記梁の他端には錘が固定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記梁と前記錘により構成される振動系の固有振動数は、前記洗濯機の脱水回転速度近傍に設計される
   ことを特徴とする請求項２に記載のドラム式洗濯機。
4. 前記電気的負荷は、
   前記圧電素子のひずみにより発生した起電力により発熱する発熱負荷であり、
   前記発熱負荷により発熱した熱を前記ドラム内に取り込む
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の洗濯機。
5. 前記外槽は外周近傍に強度を高めるためのリブを設け、
   前記外槽の外表面に前記リブと同等の高さ、もしくは、前記リブより高いボスを立て、前記梁の一端は前記ボスに締結される
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の洗濯機。
6. 前記梁は前記外槽と一体で形成される
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の洗濯機。
7. 前記駆動装置は前記外槽の底部側に設けられ、
   前記梁も前記外槽の底部側に設けられる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の洗濯機。

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