JP2012000171A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】外部への熱移動を少なくし、乾燥時間の短縮と消費電力量を低減する。
【解決手段】ヒートポンプ９の凝縮器７を収容する収納ケース１０と、凝縮器７で加熱された乾燥用空気を回転ドラム３へ供給する加熱ダクト１１と、回転ドラム３を回転可能に配設した水受槽２の少なくとも１つを樹脂部材で構成し、樹脂部材の少なくとも一部を、内層部２１、２６を外層部２２、２７で挟む三層構造体２３、２８とし、外層部２２、２７が非発泡体でかつ内層部２１、２６を発泡体で形成したものであるので、外部への熱移動を少なくし、乾燥時間の短縮と消費電力量を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類等の洗濯および乾燥をおこなう洗濯乾燥機に関するものである。

従来、この種のドラム式洗濯乾燥機は、回転ドラムの回転軸を水平方向に設けて水受槽内に配置したものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

図８は、特許文献１に記載された従来のドラム式洗濯機の構成を示すものである。筐体１０１の正面側に設けられた蓋１０２を開き、水受槽１０３の前面に設けられた衣類投入口１０４から回転ドラム１０５内に洗濯物を投入し、モータ１０６によって回転ドラム１０５を回転させる。回転ドラム１０５内の洗濯物は、回転ドラム１０５の内周壁に設けられた攪拌突起１０７により持ち上げられ、洗濯物は回転ドラム１０５内の上方から落下することによって叩き洗いされる。

上記構成のドラム式洗濯機に乾燥機能を設けることにより、洗濯に加えて脱水後の洗濯物や、濡れた衣類等を乾燥する乾燥機能を備えたドラム式洗濯乾燥機を構成することができる。すなわち、水受槽１０３内から排気すると、回転ドラム１０５内の湿気を含む空気が回転ドラム１０５の周側面に多数形成された透孔１０８から排出されるので、湿気を含む空気を除湿手段に通して除湿した後、加熱手段により加熱し乾いた温風として、再び水受槽１０３内へ送風する空気循環経路を形成することにより、回転ドラム１０５内に収容した洗濯物や衣類を乾燥させることができる。また、回転ドラム１０５の開口側が上向きとなるように回転軸を前上がりに傾斜させることにより、洗濯物の出し入れを容易にし、狭い空間にも設置することができるドラム式洗濯乾燥機が考えられている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−２１５８９４号公報 特開２００８−１０４４７８号公報

しかしながら、回転ドラム１０５を水平方向から前上がりに傾斜させると、収容された洗濯物は回転ドラム１０５内の低い位置、すなわち、有底円筒形に形成された回転ドラム１０５の底側に偏り、更に回転させると内周面に設けられた攪拌突起１０７に引っ掛けられて円周方向に持ち上げられた洗濯物が上方から落下したときには底面側に落ちるため、回転ドラム１０５の回転は洗濯物を底側に集めるように作用する。

したがって、回転ドラム１０５を前上がりに傾斜配置した構造のドラム式洗濯乾燥機においては、乾燥時には回転ドラム内に水の貯留がないため水の流動に伴う洗濯物の移動がなく、乾燥が進行するほどに軽くなってくる洗濯物は、回転ドラム１０５の内周面に設けられた攪拌突起１０７による攪拌作用も受け難くなるので、洗濯物が回転ドラム１０５内の底面にたまりやすく、洗濯物に満遍なく均一に温風を当てることができないため、乾燥斑やシワが発生し除湿ができにくく、乾燥時間が長くなり、消費電力量が多いという課題を有していた。

また、高温の温風が流れる風路内から外部への熱移動による放熱量も多く、乾燥時間が
長く消費電力量が多いという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、外部への熱移動を少なくし、乾燥時間を短縮して消費電力量が抑制できる洗濯乾燥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、本発明の洗濯乾燥機は、乾燥用空気の除湿と加熱をおこなうヒートポンプと、前記ヒートポンプの凝縮器を収容する収納ケースと、前記凝縮器で加熱された乾燥用空気を回転ドラムへ流す加熱ダクトと、前記回転ドラムから前記ヒートポンプへ乾燥用空気を流す除湿ダクトとを備え、前記加熱ダクトと前記水受槽と前記収納ケースの少なくとも１つを樹脂部材で構成し、前記樹脂部材の少なくとも一部を、発泡体で形成した内層部を非発泡体で形成した外層部で挟む三層構造体としたものである。

これによって、発泡体の内層部を非発泡体の外層部で挟んだ三層の積層構造にでき、剛性と断熱性を備え、乾燥時の外部への熱移動を少なくすることができる。

本発明の洗濯乾燥機は、乾燥時の外部への熱移動を少なくし、乾燥時間を短縮して消費電力量を低減することができる。

本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の断面図 同洗濯乾燥機の加熱ダクトの斜視図 同洗濯乾燥機の加熱ダクトの断面図 同洗濯乾燥機の収納ケースの斜視図 同洗濯乾燥機の収納ケースの断面図 同洗濯乾燥機の加熱ダクトおよび水受槽の三層構造体の断面図 同洗濯乾燥機の収納ケースの三層構造体の断面図 従来のドラム式洗濯機の断面図

第１の発明は、筐体内に弾性支持された水受槽と、前記水受槽内に回転可能に配設された回転ドラムと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、乾燥用空気の除湿と加熱をおこなうヒートポンプと、前記ヒートポンプの凝縮器を収容する収納ケースと、前記凝縮器で加熱された乾燥用空気を前記回転ドラムへ流す加熱ダクトと、前記回転ドラムからヒートポンプへ乾燥用空気を流す除湿ダクトとを備え、前記加熱ダクトと前記水受槽と前記収納ケースの少なくとも１つを樹脂部材で構成し、前記樹脂部材の少なくとも一部を、発泡体で形成した内層部を非発泡体で形成した外層部で挟む三層構造体としたことにより、同重量のままで樹脂部材の肉厚を厚くすることができるため機械的強度を確保することができ、かつ、熱伝導の小さい空気の気泡で満たすことができるため断熱性を付与させることができる。したがって、乾燥時に、凝縮器で加熱された乾燥用空気の熱が経路外へ放熱されることなく、回転ドラム内へ高温の温風を供給することができるため、洗濯物の乾燥が促進され、乾燥時間が短縮でき、消費電力量を低減することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の加熱ダクトはポリプロピレン樹脂で形成され、三層構造体の発泡倍率を１．５倍から２．４倍としたことにより、加熱ダクトとしての機械的強度を保持しつつ、断熱性を付与させることができる。したがって、加熱ダクトからの放熱を少なくして高温の温風を回転ドラムへ供給することができるようになり、洗濯物の乾燥が促進され、乾燥時間を短縮でき、消費電力量を抑えることができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の水受槽はポリプロピレン樹脂で形成され、三層構造体の発泡倍率を１．５倍から２．０倍としたことにより、水受槽としての機械的強度を保持しつつ、断熱性を付与させることができる。したがって、水受槽からの放熱を抑えることができ、洗濯物の乾燥が促進され、乾燥時間を短縮でき、消費電力量を抑えることができる。

第４の発明は、特に、第１の発明の収納ケースはタルクが含有されたポリプロピレン樹脂で形成され、三層構造体の発泡倍率を１．５倍から２．２倍としたことにより、収納ケースの機械的強度および耐熱性を保持しつつ、断熱性を付与させることができる。したがって、収納ケースからの放熱を抑えることができるため、高温の温風を回転ドラムへ供給することができるようになり、洗濯物の乾燥が促進され、乾燥時間を短縮でき、消費電力量を抑えることができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の発泡体は、射出後に金型を移動させて成形するようにしたことにより、成型品に多数の気泡を含ませることができ、肉厚を増加させることができるため、機械的強度および断熱性を高めることができる。したがって、乾燥時の放熱を効果的に抑えることができるため、洗濯物の乾燥が促進され、乾燥時間を短縮でき、消費電力量を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯乾燥機の断面図、図２は、同加熱ダクトの斜視図、図３は、同加熱ダクトの断面図、図４は、ヒートポンプの収納ケースの斜視図、図５は、同収納ケースの断面図、図６および図７は、三層構造体の断面模式図である。

図１〜図７において、ドラム式洗濯乾燥機の筐体１内に、弾性支持された有底円筒形に形成された水受槽２が設けられ、この水受槽２内に有底円筒形に形成された回転ドラム３を回転可能に配設している。回転ドラム３の回転軸３ａは、例えば１０〜３０度の角度で前上がりに傾斜している。回転ドラム３の前面側には洗濯物を投入する投入口４が設けてあり、筐体１の前面に開閉自在に設けた蓋５によって開閉することができる。回転ドラム３を回転駆動するモータ６は、水受槽２の背面に取り付けて回転軸３ａに連結している。

回転ドラム３は、圧縮機（図示せず）と凝縮器７と蒸発器８を有するヒートポンプ９の収納ケース１０と、凝縮器７で加熱された温風を送風ファン（図示せず）により回転ドラム３へ送る加熱ダクト１１と、回転ドラム３から流れ出た乾燥用空気をヒートポンプ９へ送る除湿ダクト１２とにより接続配置され、乾燥用空気が循環するように構成している。

ヒートポンプ９の凝縮器７で加熱された温風は、図１の矢印のように、収納ケース１０に連結した加熱ダクト１１を通って水受槽２を経て回転ドラム３内に入り、回転ドラム３内で撹拌されている洗濯物と接触する。回転ドラム３内で洗濯物の水分を奪った乾燥用空気は、回転ドラム３の周側壁面に多数設けられた開孔１３から水受槽２へ流出し、除湿ダクト１２を通ってヒートポンプ９に戻る。蒸発器８で除湿された乾燥用空気は、再び凝縮器７で加熱されて高温の温風となり、加熱ダクト１１を通って回転ドラム３へと循環し、乾燥が進行する。

回転ドラム３を回転駆動するモータ６およびヒートポンプ９は、筐体１内に配設した制御手段５０によって制御され、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の各工程を逐次制御する。

加熱ダクト１１は、図２に示す通り、部材Ａ１１ａと部材Ｂ１１ｂを超音波振動溶着により接合して一体に形成され、乾燥用空気が通る風路１１ｃを構成している。部材Ａ１１ａと部材Ｂ１１ｂは、後述する三層構造体で形成されており、Ｘ平面の断面図である図３に示す通り、射出後、閉じた金型を開く方向にスライドさせることによって成形される。したがって、部材Ａ１１ａは中央付近が高発泡することとなり、部材Ｂ１１ｂでは全体的に肉厚が増加する。

凝縮器７と蒸発器８を収容する収納ケース１０は、図４に示すとおり、部材Ｃ１０ａと部材Ｄ１０ｂの２部品から構成される。ここで後述する三層構造体を有しているは凝縮器７側の部材Ｃ１０ａである。部材Ｃ１０ａは、Ｙ平面の断面図である図５に示す通り、射出後、閉じた金型を開く方向にスライドさせることによって成形される。

したがって、スライド方向に垂直な部材Ｃ１０ａの底１０ｃは発泡倍率が高くなり、立ち壁部分は発泡倍率が小さくなる。しかし、上記の加熱ダクト１１の部材Ａ１１ａおよび収納ケース１０の部材Ｃ１０ａの立ち壁は曲面や斜めであり、スライド方向と平行ではないため発泡させることができる。また、水受槽２は、円筒壁面または底面の金型を部分的にスライドさせることによって三層構造体が形成される（図示せず）。

なお、収納ケース１０は、凝縮器７と蒸発器８のほかに、これらと冷媒が循環する管路（図示せず）で連結された圧縮機（図示せず）を収容する構成とすることができ、ヒートポンプ９をコンパクトにユニット化することができる。

以下、三層構造体の発泡倍率は、スライド方向に垂直な面の発泡倍率とする。なお、三層構造体の部分は各部材の一部であってもよい。

次に、三層構造体について説明する。図６は加熱ダクト１１および水受槽２を形成する三層構造体２３の断面模式図である。三層構造体２３は、内層部２１を外層部２２で両側から挟み込む構造であり、内層部２１は発泡体、外層部２２は非発泡体である。内層部２１は、成形時に二酸化炭素等のガスを発泡させることによって樹脂部材２４に気泡２５を保持している。

外層部２２は、成形時に急速冷却することによって非発泡状態に形成される。これら三層構造体２３は、ポリプロピレンのペレットに発泡剤を添加して射出成形し、冷却させることによって同時に一体成形される。

図７は収納ケース１０を形成する三層構造体２８の断面模式図である。三層構造体２８は、発泡体の内層部２６、非発泡体の外層部２７、気泡２９、タルク含有ポリプロピレンの樹脂部材３０から構成されている。タルクは水酸化マグネシウムとケイ酸塩からなる鉱物であり、発泡ガスの造核剤としての機能を発揮する。タルクを使用することで、微細かつ均一な気泡２９を形成させることができる。微細かつ均一な気泡形状は、同じ発泡倍率で比較すると強度的に優れている。なお、炭酸カルシウム等の他の無機微細粒体も使用可能である。外層部２７は成形時に急速冷却することによって非発泡状態に形成する。これら三層構造体２８は、ポリプロピレンのペレットに発泡剤、タルクを添加して射出成形し、冷却することによって同時に一体成形される。

内層部２１、２６は肉厚が増加することにより、同重量のものと比較して剛性が上がる。また、非発泡体の外層部２２、２７によって曲げ強さ、曲げ弾性率等の曲げ特性の低下を最小限に抑えている。そして、内層部２１、２６の気泡２５、２９の熱伝導率は、固体の樹脂より著しく小さく、かつ厚みも増しているため、断熱性能に優れている。

本実施の形態の特徴は、水受槽２、収納ケース１０および加熱ダクト１１の各部材が前記三層構造体２３、２８によって形成されることにある。断熱させる手段としては、発泡スチロール、ウレタン、グラスウール等があるが、これらの部材では機械強度がなく、単独では部材を構成し得ない。

有意な断熱性を得るためには、発泡倍率（一定重量で発泡させたときの樹脂部材と同重量で発泡させなかったときの樹脂部材の容積比。以下、発泡体を含む場合の厚み／発泡体を含まない場合の厚み、によって算出した）は、１．５倍以上が必要であり、発泡させるほど性能は高まる。例えば、１．５倍では、熱伝導率は１／３になり、厚みは１．５倍になるため、断熱性能は、発泡させない場合と比べて４．５倍高くなる。そして、使用される場所における部材の機械強度の点から発泡倍率の上限が決定される。

加熱ダクト１１の場合は、発泡倍率２．６倍以上では使用できず、水受槽２の場合は、発泡倍率２．２倍以上では使用できない。これ以上となると、断熱性能は高くなるが、曲げ特性が低下し、構造体としての機械強度が保てなくなるからである。また、収納ケース１０の場合は、タルクを含有させて機械強度および耐熱性を向上させているが、発泡させることによって耐熱性が低下するため、発泡倍率２．４倍以上では使用できない。

このように、各部材自体の壁面を発泡層を含む三層構造体とすることによって、断熱性を付与することができ、乾燥時に、高温の温風が流れる収納ケース１０の風路内から外部への熱移動を低減して断熱効果を高めることができ、回転ドラム３内に高温の温風を供給することができるので洗濯物の乾燥が促進され、回転ドラム３内の洗濯物の乾燥時間を短縮して、消費電力量を削減することができる。

次に、本発明の実施の形態１について、さらに詳細に説明する。初めに、各部材の製造方法について説明する。各部材の原料樹脂は、ポリプロピレンのブロックコポリマーであり、これに炭酸水素ナトリウムを約３０ｗｔ％、造核剤を含有する発泡剤のマスターバッチ４ｗｔ％をペレット混合して成形前の原料ペレットを得る。タルクを混合させる場合は、１０ｗｔ％から２０ｗｔ％混合させると、発泡性と強度、成形性が良くなる。本実施例では１６ｗｔ％混合させる。発泡剤には炭酸水素ナトリウムを使用したが、アゾジカルボンアミド等の有機系発泡剤でも良い。また、超臨界流体を用いた物理発泡成形により成形することも可能である。

原料ペレットを射出成形機のホッパに投入して、シリンダ温度１９０℃〜２３０℃で射出する。シリンダ内では炭酸水素ナトリウムが熱分解されて炭酸ガスとなり、射出と同時に気泡が形成されながら金型に充填される。そして射出完了後、金型のコア部を所定量後方に後退させることによってソリッドの重量のままで内層部が発泡して肉厚が増した成形品を得る。ここで後退させる所定量は発泡倍率によって決定される量である。また、充填後、金型温度３５〜５５℃によって冷却させることによって非発泡体の外層部が形成される。

以上のようにして三層構造体を有する樹脂部材が完成する。三層構造体の内層部は炭酸ガスによる発泡によって気泡が形成され、外層部は急冷によって気泡を含まない非発泡体が形成される。気泡の直径は１００〜２００μｍであり、タルクを混合させた場合には気泡の直径は６０〜１２０μｍとなる。ソリッド厚み２．２ｍｍのとき、発泡倍率２．０倍で、内層部の厚みは３．６ｍｍ、外層部の厚みは０．４ｍｍ程度である。なお、比較として、発泡剤を混合させずに同量の射出を行い、金型のコア部を後退させない通常の成形法によって形成したソリッドの成形品を用いた。通常形成時の部材の厚みは２．２ｍｍであ
り、三層構造体を有していない。

次に、断熱性評価法、曲げ試験評価法及び剛性評価法について説明する。断熱性評価法については、ＪＩＳ規格のＡ−１４１２に基づいて、熱伝導測定器（オートラムダ：英弘精機株式会社）により測定した。

曲げ試験については、ＪＩＳ規格のＫ−７２０３に基づいて三点圧縮試験により行い、曲げ弾性率および曲げ強度を測定した。剛性については、上記試験において試験片を２ｍｍ変位させるのに必要な荷重によって評価した。製品としての機械強度の判定は、ソリッドおよび三層構造体の成形品の曲げ弾性率、曲げ強度、および剛性を勘案して総合的に評価した。

評価結果を表１に示す。同表で、○は使用に優れる、△は使用可能、×は使用不可、を意味する。この結果より、以下のことが明らかとなった。

断熱性の効果は、発泡倍率が１．５倍以上で有意な効果となる。また２．４倍以上では熱伝導率の低下は見られないため、肉厚増加による断熱効果のみとなる。加熱ダクト１１では、２．４倍までは機械強度を満たすことになるが、水受槽２では機械強度が必要なため、２．２倍以上では使用できない。また、収納ケース１０では、２．４倍以上では耐熱性が低下し、使用できなくなる。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、乾燥時の外部への熱移動を少なくし、乾燥時間を短縮して消費電力量を低減することができるので、洗濯乾燥機として有用である。

１ 筐体
２ 水受槽
３ 回転ドラム
６ モータ
７ 凝縮器
８ 蒸発器
９ ヒートポンプ
１０ 収納ケース
１１ 加熱ダクト
１２ 除湿ダクト
２１ 内層部
２２ 外層部
２３ 三層構造体
２６ 内層部
２７ 外層部
２８ 三層構造体

Claims (5)

1. 筐体内に弾性支持された水受槽と、前記水受槽内に回転可能に配設された回転ドラムと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、乾燥用空気の除湿と加熱をおこなうヒートポンプと、前記ヒートポンプの凝縮器を収容する収納ケースと、前記凝縮器で加熱された乾燥用空気を前記回転ドラムへ流す加熱ダクトと、前記回転ドラムからヒートポンプへ乾燥用空気を流す除湿ダクトとを備え、前記加熱ダクトと前記水受槽と前記収納ケースの少なくとも１つを樹脂部材で構成し、前記樹脂部材の少なくとも一部を、発泡体で形成した内層部を非発泡体で形成した外層部で挟む三層構造体とした洗濯乾燥機。
2. 加熱ダクトはポリプロピレン樹脂で形成され、三層構造体の発泡倍率を１．５倍から２．４倍とした請求項１記載の洗濯乾燥機。
3. 水受槽はポリプロピレン樹脂で形成され、三層構造体の発泡倍率を１．５倍から２．０倍とした請求項１記載の洗濯乾燥機。
4. 収納ケースはタルクが含有されたポリプロピレン樹脂で形成され、三層構造体の発泡倍率を１．５倍から２．２倍とした請求項１記載の洗濯乾燥機。
5. 発泡体は、射出後に金型を移動させて成形するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。