JP2016101243A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】発泡時の流体音を低減した洗濯機を実現できるようにする。【解決手段】洗濯機１０は、筐体１０１と、筐体１０１内に配置された水槽１１０と、水槽１１０内の水を発泡させる発泡部１２０とを備えている。発泡部１２０は、水槽１１０内の水を抜き出し、空気と混合して発泡させて水槽１１０内に戻す循環経路１２３と、前記水槽内の空気を前記循環経路に供給する空気供給経路１３４とを有している。循環経路１２３は、循環経路１２３を流れる循環水と空気とを混合して発泡させて、水槽１１０内に吐出する発泡ノズル１３１を有している。空気供給経路１３４は、水槽１１０に開口した空気取出口１１０Ｃと発泡ノズル１３１との間に接続された消音器１４１を有している。【選択図】図１

Description

本開示は、洗濯機に関する。

一般に、洗濯機は水槽内に回転可能に支持された回転槽を備え、回転槽の内部に収容した洗濯物に対して洗い、すすぎ、及び脱水等を行う。洗いを行う際には、回転槽を低速回転させ、衣類をタンブリングさせる。近年、洗いの際に洗浄液を発泡させ、衣類に浸透させることにより、洗浄性能を向上させることが検討されている。

発泡させた洗浄液を水槽内に噴射させると、水圧の変動による衝撃音や濁流音等の流体音が発生する。水槽内において発生した流体音は、吸気ホース等を伝播して水槽内で増幅され、ドア及び洗濯機の上部等から機外へ漏れ出す。

一方、近年の生活環境や機器の設置環境の変化とともに洗濯機の低騒音化が要求されている。洗濯機の低騒音化が進むと、洗いの工程においては、洗浄液を発泡させる際に生じる流体音が騒音に占める比重が増大する。このため、発泡時の流体音を低減することが重要となる。

洗濯機において発生する流体音を低減することを目的として、洗濯機筐体底面に消音構造を設けることが検討されている（例えば、特許文献１を参照。）。また、エンジン等の吸気ダクトを低騒音化することを目的として、吸気ダクトに共鳴形消音器を設けることが検討されている（例えば、特許文献２を参照。）。

特開２００２−２５３８９８号公報 特開２０１３−２２４６４４号公報

しかしながら、特許文献１は、筐体底面から漏れる空気伝播騒音を低減することを目的としている。このため、水槽内において発生する流体音が密閉空間を伝播し、水槽内において増幅されることを防ぐことはできない。

特許文献２は、エンジン等の吸気ダクトにおいて発生する特定の周波数の騒音を低減することを目的としている。このため、広帯域に亘る流体音を効果的に低減することは困難である。また、共鳴形消音器を用いているため笛吹き音が発生しやすいという問題もある。

本開示は、前記の問題を解決し、発泡時の流体音を低減した洗濯機を実現できるようにする。

本開示の洗濯機の一態様は、筐体と、筐体内に配置された水槽と、水槽内の水を発泡させる発泡部とを備え、発泡部は、水槽内の水を抜き出し、空気と混合して発泡させて水槽内に戻す循環経路と、水槽内の空気を循環経路に供給する空気供給経路とを有し、循環経路は、循環経路を流れる循環水を空気と混合して発泡させて、水槽内に吐出する発泡ノズルを有し、空気供給経路は、水槽に開口した空気取出口と発泡ノズルとの間に接続された消音器を有している。

洗濯機の一態様において、消音器は、空気取出口と接続された第１の接続口と、発泡ノズルと接続された第２の接続口と、第１の接続口と第２の接続口との間に設けられた密閉通路であり、空気供給経路の他の部分よりも断面積が大きい拡張室と、拡張室内に配置された吸音材とを有していてもよい。

この場合において、第１の接続口は、空気取出口と直接接続され、第１の接続口と、拡張室とは、屈曲した通路により接続されていてもよい。また、第１の接続口は、第１のホースを介して空気取出口と接続され、第１のホースは、空気取出口よりも高い位置を経るように配置されていてもよい。

洗濯機の一態様において、吸音材は、多孔質吸音材とすることができる。

洗濯機の一態様において、空気取出口は、水槽の上部に設けることができる。

本開示の洗濯機によれば、発泡時の流体音を低減することができる。

一実施形態に係る洗濯機を示す断面図である。 消音器を示す分解斜視図である。 騒音の測定結果を示すグラフである。 消音器の変形例を示す斜視図である。

図１は、本実施形態の洗濯機を示している。図１に示すように、洗濯機１０は、筐体１０１と、筐体１０１内に配置された水槽１１０と、水槽１１０内の水（洗浄液）を発泡させる発泡部１２０とを備えている。

発泡部１２０は、水槽１１０内の水を抜き出し、空気と混合して発泡させて水槽１１０内に戻す循環経路１２３と、水槽１１０内の空気を循環経路１２３に供給する空気供給経路１２４とを有している。循環経路１２３は、水槽１１０に設けられた排水口１１０Ａから排水された水を、吐出口１１０Ｂから吐出して循環させる。循環経路１２３は、循環経路を流れる循環水と空気供給経路１２４から供給される空気とを混合して発泡させて、水槽１１０内に吐出する発泡ノズル１３１を有している。空気供給経路１２４は、水槽１１０に開口した空気取出口１１０Ｃに接続された消音器１４１と、消音器１４１と発泡ノズル１３１とを接続する吸気ホース１４２とを有している。

水槽１１０は、筐体１０１内に弾性支持されている。例えば、水槽１１０は、引張ばね１１１とダンパ１１２とにより筐体１０１内に弾性支持することができる。水槽１１０内には、回転槽１１３が回転自在に設けられている。回転槽１１３を、モータ（図示せず）により回転させることにより、洗濯及び脱水等を行うことができる。回転槽１１３を駆動するモータは、例えばインバータ等により制御することができる。水槽１１０には洗濯を行う衣類等の出し入れをする開口部が設けられている。洗濯機１０の運転中は、筐体１０１の前面に設けられた扉（図示せず）により水槽１１０の開口部は水が漏れないように閉止される。

循環経路１２３は、循環ポンプ１３２と、排水口１１０Ａと循環ポンプ１３２とを接続する排水ホース１３３と、循環ポンプ１３２と発泡ノズル１３１とを接続する循環ホース１３４とを有している。循環ポンプ１３２と排水ホース１３３との間に、糸くず等を除去するフィルタ等を設けることもできる。排水口１１０Ａは、水槽１１０から排水できるように、水槽１１０の下部に設けられている。発泡ノズル１３１から循環水を空気中に吐出するよりも、水中に吐出した方が効率良く循環水を発泡させることができる。このため、吐出口１１０Ｂは、特に限定されないが水槽１１０の洗濯工程において水面よりも下側となる位置に開口していることが好ましい。排水ホース１３３は、排水ポンプ（図示せず）とも接続されている。このため、水槽１１０内の水は、必要に応じて循環させることも、排水することもできる。排水ポンプを設ける代わりに、循環ポンプの出口側にバルブ等を設けて、循環と排水とを切り替えてもよい。

循環経路１２３に設けられた発泡ノズル１３１は、循環水と空気とを混合して発泡させて吐出することができればどのような構成であってもよい。例えば、発泡ノズル１３１は、オリフィス１３１Ａと、オリフィス１３１Ａの出口近傍に開口した吸気口１３１Ｂとを有している構成とすることができる。循環経路１２３内を流れる循環水は、オリフィス１３１Ａにより流速が上昇し、オリフィス１３１Ａの出口近傍には高流速域が発生する。このため、オリフィス１３１Ａの出口近傍に設けられた吸気口１３１Ｂから空気が吸い込まれ、循環水と混合され泡が発生する。本実施形態において、吸気口１３１Ｂには、空気供給経路１２４を介して水槽１１０内の空気が供給される。泡の生成に水槽１１０内の空気を用いているため、水槽１１０の内圧が上昇し、水槽１１０内から外部に泡があふれ出すことを抑えることができる。

発泡ノズル１３１から発泡した循環水が水槽１１０内に吐出される際には、水圧の変動による衝撃音及び濁流音等の流体音が発生する。発泡ノズル１３１に設けられた吸気口１３１Ｂが、水槽１１０に設けられた空気取出口１１０Ｃとホース等により直接接続されている場合には、発泡ノズル１３１の近傍において発生した流体音は、ホース等を伝わって水槽１１０に伝播する。水槽１１０に伝播した流体音は、水槽１１０上部の空間で反響・増幅され、扉及び洗濯機上部等から騒音として外部に伝わる。

本実施形態の洗濯機１０は、空気供給経路１２４に消音器１４１が設けられている。空気供給経路１２４に消音器１４１を設けることにより、空気供給経路１２４を介して発泡ノズル１３１から水槽１１０へ伝播する流体音を大幅に低減できる。

消音器１４１は、特に限定されないが拡張型消音器とすることができる。拡張型消音器は、管路の一部を拡張して、断面積を大きくした拡張室を有する消音器であり、管路に直列に挿入することができる。拡張型消音器においては、狭い管路から断面積が大きい拡張室に流体が侵入することにより、流体が膨張し、その速度及び圧力が低下する。一方、狭い管路への出口は面積が小さいため、拡張により薄くなったエネルギのうち出口の面積に相当する大きさだけが出口を通過し、残りは拡張室内の反射により減衰する。音波はインピーダンスが急変（急拡大・急縮小）するところで反射するため、拡張室の入口及び出口並びに管路の終端において反射が起こる。この反射波により、管路内又は拡張室内において干渉が生じ、音のエネルギが消費され、消音される。

拡張型消音器に入射する音の大きさをＷ１、消音器を透過する音の大きさをＷ２とすると、透過損失ＴＬ（ｄＢ）は１０Log（Ｗ１／Ｗ２）と表すことができる。拡張室の断面積と、拡張室に音が入る入口の面積との比をｍ、拡張室の有効長さをＬとすると、透過損失ＴＬは１０Log［１＋４／１（ｍ−１／ｍ）²sin²（ｋＬ）］、（k=2πf/cでfは周波数、cは音速）と表すことができる。従って、消音効果を高くするためには、拡張室の断面積と、入口の面積との比ｍをできるだけ大きくすればよい。

拡張室は、単なる空洞であってもよいが、拡張室内に吸音材が配置されていてもよい。拡張室内に吸音材を配置することにより、消音効果をより高くすることができる。吸音材は、通気性を有していればどのようなものであってもよいが、例えば多孔質吸音材を用いることができる。具体的には、多孔性のスポンジ又はフェルト等を用いることができる。拡張室に吸音材を配置すると、音波により吸音材が振動する。このため、吸音材の摩擦及び粘性により、騒音のエネルギを熱エネルギに変換して消費し、減衰させることができる。吸音材の配置により特に高周波数帯域の騒音を減衰させることができる。

拡張型消音器は、入口の面積よりも断面積が大きい拡張室を有していればどのような構成であってもよい。例えば、図２に示すように、消音器１４１は第１の接続口３０１と第２の接続口３０２との間に密閉通路である拡張室３０３が設けられている構成とすることができる。第１の接続口３０１を空気取出口１１０Ｃと接続詞、第２の接続口３０２を吸気口１３１Ｂと接続する場合には、音の入口は第２の接続口３０２となり、音の出口は第１の接続口３０１となる。

消音器１４１は、第１の接続口３０１と第２の接続口３０２が屈曲した経路により接続されたラビリンス構成とすることができる。音の伝達経路が屈折したラビリンス構成とすることにより、消音効果をより高くすることができる。また、第１の接続口３０１と拡張室３０３とが屈曲した経路により接続されている構成とすることができる。このようにすれば、第１の接続口３０１を水槽１１０の空気取出口１１０Ｃと直接接続しても、水槽１１０内の水が拡張室３０３に侵入するおそれがほとんどない。拡張室３０３内に吸音材３０４を配置した場合に、水槽１１０内の水が吸音材３０４に達すると、吸音材３０４が目詰まりしたり、吸音材３０４にカビ等が発生したりするおそれがある。拡張型消音器をラビリンス構成とすることにより、このようなおそれはほとんどなくなる。

本実施形態においては、消音器１４１は第１の接続口３０１がケースから突出し、水槽１１０の空気取出口１１０Ｃとホース等を介することなく直接接続できる。第１の接続口３０１と空気取出口１１０Ｃとを、ホース等を用いずに直接接続することにより、部品点数及び製造工数を低減することができる。これにより、洗濯機の製造コストを低減できる。但し、第１の接続口３０１と空気取出口１０１Ｃとをホース等を用いて接続することも可能である。

空気取出口１１０Ｃを設ける位置は、空気を吸い込める位置であればよいが、水槽１１０内の水が消音器１４１内に浸入しないようにするという観点からは、水槽１１０のできるだけ上部に設けることが好ましい。

図３は、洗濯騒音を測定した結果を示している。騒音の測定は、洗濯機の筐体の正面、右側方及び左側方の３箇所に集音マイクを１ｍの距離に配置して行った。測定した音圧は、３方を平均し、１／３オクターブバンドにより評価した。

図３に示すように、発泡部が設けられている洗濯機においては、発泡部が設けられていない洗濯機よりも全ての周波数領域において音圧が上昇している。この音圧の上昇の主な要因は、発泡部における循環ポンプの作動音及び発泡ノズルにおいて発生する流体音である。発泡部が設けられている洗濯機の騒音を比較すると、空気供給経路に消音器が設けられている本実施形態の洗濯機は、消音器が設けられていない従来の洗濯機と比べて、全ての周波数領域において、音圧が低下している。消音器を設けることにより、発泡ノズルにおいて発生する流体音が洗濯機の外部に漏れ出すことを、大幅に低減できていることが明らかである。

本実施形態においては、拡張型の消音器をラビリンス構成とした。しかし、図４に示すような、音の伝播経路が直線状である拡張型の消音器１４１Ａを用いることもできる。ラビリンス構成の場合と同様に、消音器１４１Ａ内にも吸音材を配置することができる。直線状の消音器１４１Ａを用いる場合には、第１の接続口と空気取出口１１０Ｃとをホース１４３により接続し、ホース１４３が空気取出口１１０Ｃよりも高い位置を経るように配置することが好ましい。このように、消音器１４１Ａと空気取出口１１０Ｃとを接続するホース１４３を一旦持ち上げることにより、水槽１１０内の水が消音器１４１Ａ内に侵入するおそれを大きく低減できる。

本実施形態においては、洗濯機内のスペースを考慮して、コンパクトな拡張型消音器の拡張室に吸音材を配置した例を示した。しかし、消音器を配置するスペースを十分に確保できる場合には、吸音材を配置していない拡張型消音器を用いたり、拡張型消音器に代えて吸音型消音器を用いたりすることもできる。さらに、他の構成の吸音器を用いたり、複数の種類の吸音器を組み合わせて用いたりすることもできる。

本実施形態において明記していないが、本実施形態の洗濯機は、水槽１１０内に収容された衣類等を乾燥するための乾燥機構等をさらに備えている構成とすることができる。本実施形態において、水槽１１０は地面に対して水平に設置されている例を示したが、水平に設置されていなくてもよい。

本開示の洗濯機は、発泡ノズルにおいて発生する流体音を低減することができ、洗濯機等として有用である。

１０ 洗濯機
１０１ 筐体
１１０ 水槽
１１０Ａ 排水口
１１０Ｂ 吐出口
１１０Ｃ 空気取出口
１１２ ダンパ
１１３ 回転槽
１２０ 発泡部
１２３ 循環経路
１２４ 空気供給経路
１３１ 発泡ノズル
１３１Ａ オリフィス
１３１Ｂ 吸気口
１３２ 循環ポンプ
１３３ 排水ホース
１３４ 循環ホース
１４１ 消音器
１４１Ａ 消音器
１４２ 吸気ホース
１４３ ホース
３０１ 第１の接続口
３０２ 第２の接続口
３０３ 拡張室
３０４ 吸音材

Claims (6)

1. 筐体と、
   前記筐体内に配置された水槽と、
   前記水槽内の水を発泡させる発泡部とを備え、
   前記発泡部は、前記水槽内の水を抜き出し、空気と混合して発泡させて前記水槽内に戻す循環経路と、水槽内の空気を前記循環経路に供給する空気供給経路とを有し、
   前記循環経路は、前記循環経路を流れる循環水を空気と混合して発泡させて、前記水槽内に吐出する発泡ノズルを有し、
   前記空気供給経路は、前記水槽に開口した空気取出口と前記発泡ノズルとの間に接続された消音器を有している、洗濯機。
2. 前記消音器は、
   前記空気取出口と接続された第１の接続口と、
   前記発泡ノズルと接続された第２の接続口と、
   前記第１の接続口と前記第２の接続口との間に設けられた密閉通路であり、前記空気供給経路の他の部分よりも断面積が大きい拡張室と、
   前記拡張室内に配置された吸音材とを有している、請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記第１の接続口は、前記空気取出口と直接接続され、
   前記第１の接続口と、前記拡張室とは、屈曲した通路により接続されている、請求項２に記載の洗濯機。
4. 前記第１の接続口は、第１のホースを介して前記空気取出口と接続され、
   前記第１のホースは、前記空気取出口よりも高い位置を経るように配置されている、請求項２に記載の洗濯機。
5. 前記吸音材は、多孔質吸音材である、請求項２〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
6. 前記空気取出口は、前記水槽の上部に設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯機。