JP2017099723A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯脱水槽２の強度を確保しつつ、洗濯物Ｌと洗濯脱水槽２の側壁４との接触角が大きい箇所を増加させてドラム式洗濯機Ｗの脱水性能の向上を実現する。【解決手段】洗濯脱水槽２の側壁４に、洗濯脱水槽２の回転軸に対して垂直な円周方向に延びる凹条部１１及び凸条部１２が回転軸方向に交互に連続して配置された凹凸部１３を形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、ドラム式洗濯機に関するものである。

従来、洗濯機を構成する洗濯脱水槽においては、その側壁の洗濯物との接触角を大きくして脱水性能を向上させるために、側壁に中心側に向かって突出する凸形状を回転軸に沿った方向に延びるように形成することが知られている。

例えば特許文献１には、洗濯脱水槽の側壁に、回転軸に沿って延びる断面三角形状の多数の凸条部を備える洗濯機が提案されている。

また、特許文献２には、洗濯脱水槽の側壁に、回転軸に沿って延びる断面円弧状の多数の凸条部又は凹条部を備える洗濯機が提案されている。

特許４２６２４６９号公報 特開３２６５８６３号公報

しかし、従来のように洗濯脱水槽の側壁に回転軸に沿った方向に延びる凸形状を形成すると、脱水時に発生する遠心力により側壁が受ける応力が、その材料である例えばステンレス鋼の降伏応力を超えてしまう虞れが生じる。これは、側壁に回転軸に沿った方向に延びる凸形状を設けることで、側壁の回転軸に垂直な断面が円形状から凹凸形状に変化しており、断面における強度が低下するためと考えられる。このため、製品化においては凸形状の間にフラット面を設けて側壁の変形を抑える必要がある。

しかし、そうすると、凸形状間のフラット面で洗濯物と側壁の接触角（図３参照）が０°となることで、側壁と接触した部分における洗濯物からの水分の脱水効率が低下する。また強度確保のため、凸形状の幅を大きく設ける必要があり、これによって接触角が大きい箇所が減少し脱水性能が低下する。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、洗濯脱水槽の側壁構造に改良を加えることで、その洗濯脱水槽側壁の強度を維持しつつ、洗濯物との接触角が大きい箇所を増加させて、脱水性能の向上を実現することである。

上記の目的を達成するために、本発明では、回転軸に対して垂直な円周方向に延びる凹条部及び凸条部を、回転軸方向に連続して凹凸部を成すように形成することとした。

具体的には、第１の発明は、回転軸回りに回転して、内部に収容された洗濯物を洗濯して脱水する有底円筒形の洗濯脱水槽を備えるドラム式洗濯機において、前記洗濯脱水槽の側壁には、前記回転軸に対して垂直な円周方向に延びる少なくとも１つの凹条部と少なくとも１つの凸条部とが前記回転軸方向に交互に連続して配置された凹凸部が形成され、前記凹条部には、排水孔が設けられていることを特徴とする。

上記構成とすることで、洗濯脱水槽の側壁の回転軸に垂直な断面形状を円形状に保ったまま、その側壁に凹凸部を形成することができ、側壁の強度を確保しつつ、洗濯物と側壁との接触角が大きい箇所を従来より増やすことができ、脱水性能を向上させることができる。また、フラット面を設けることなく連続した凹凸形状を形成するため、洗濯物が側壁全幅に均等に広がることとなり、洗濯脱水槽内部の位置によらない安定した脱水性能を実現できる。

第２の発明は、第１の発明において、前記凹凸部は断面波形状のもので、凹条部及び凸条部の断面が円弧状であることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、前記凹凸部は断面波形状のもので、凹条部及び凸条部断面が三角形状であることを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明において、前記凹凸部は断面波形状のもので、凹条部及び凸条部の断面が台形状であることを特徴とする。

これら発明の構成とすることで、円周方向に延びる望ましい凹凸部を具体的に形成することができる。

第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれか１つにおいて、前記排水孔は前記凹条部の底壁に設けられていることを特徴とする。

上記構成とすることで、洗濯脱水槽のプレス加工時の作業性を向上させると共に、排水孔が最も強度の高い凹条部底壁に設けられることになり、側壁の強度を大幅に確保して、洗濯脱水槽の回転に伴う遠心力の応力によって側壁が破損しないようにすることができる。

第６の発明は、第１〜第５の発明のいずれか１つにおいて、前記洗濯脱水槽の側壁には、前記洗濯物を撹拌するための少なくとも１つのリフターが形成されており、前記リフターを除く側壁に前記凹凸部が形成されていることを特徴とする。

上記構成とすることで、側壁にリフターが形成された洗濯脱水槽を備えるドラム式洗濯機において、本発明を適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、脱水槽側壁の強度を維持しつつ、洗濯物と側壁の接触角が大きい箇所を増加させて、脱水性能の向上を実現できる。

本発明の実施形態１に係るドラム式洗濯機を一部破断して概略的に示す斜視図である。 洗濯脱水槽の斜視図である。 図２におけるIII−III線拡大断面図である。 実施形態２を示す図３相当図である。 実施形態３を示す図３相当図である。 洗濯脱水槽の比較例を示す図２相当図である。 実施例及び比較例における脱水性能（残水率）を比較したグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明は本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る洗濯機Ｗを示す。この洗濯機Ｗは、いわゆるドラム式洗濯機であり、直方体形状の外箱（ハウジング）１を備え、この外箱１内に例えば水平前後方向の回転軸を備え前側に開口する有底円筒形の洗濯脱水槽２が格納され、この洗濯脱水槽２内に洗濯物Ｌ（図３参照）が収納される構造となっている。洗濯脱水槽２は、例えばステンレス鋼などで一体成形することができ、その後方に設けたモータ（図示せず）の駆動によって回転軸の回りに回転可能に構成されており、この回転によって洗濯脱水槽２内に収納された洗濯物Ｌの洗濯及び脱水が行われる。

洗濯脱水槽２の外側には、洗濯脱水槽２と略同形で内径が洗濯脱水槽２より１回り大きい水受槽３が内部に洗濯脱水槽２を収容するように外箱１に固定支持された状態で設けられている。水受槽３は、その下方に位置する排水管６に接続されており、洗濯脱水槽２の側壁４に設けられた排水孔７（図３参照）から排出された洗濯脱水槽２内の水を受け止めて水受槽３の下部に集め、この水受槽３の下部に集められた水は、排水管６を通して排水する構造となっている。

図２に示すように、洗濯脱水槽２の円筒状の側壁４には、洗濯脱水槽２の中心に向かって突出し回転軸方向に延びる角柱状の３つのリフター５，５，…が円周方向に略等間隔をあけて設けられている。これにより、洗濯時に洗濯脱水槽２が回転すると、リフター５によって洗濯脱水槽２内で洗濯物Ｌが持ち上げられた後に洗濯脱水槽２の側壁４下面に落下することで、洗濯物Ｌが叩き洗いされることとなる。

さらに、本発明の特徴として、洗濯脱水槽２の側壁４には、回転軸と垂直な方向である円周方向に延びる凹凸部１３が形成されている。この凹凸部１３は、洗濯脱水槽２の半径方向外側に向かって凹陥した複数の凹条部１１，１１，…と、同方向内側に向かって突出した複数の凸条部１２，１２，…とが回転軸方向に交互に連続して配置されたものであり、これら凹条部１１，１１，…及び凸条部１２，１２，…からなる凹凸部１３は、リフター５を除く洗濯脱水槽２の側壁４の全周に亘って形成されている。

図３に示すように、凹凸部１３は、洗濯脱水槽２の回転軸心上を通って直径方向に延びる平面に沿った断面が波形状に形成されている。この断面波形状は、例えば凹条部１１及び凸条部１２の断面がいずれも円弧状のものであり、望ましくは正弦波となるように形成されている。凹凸部１３の断面を正弦波形状とすることで、凹条部１１及び凸条部１２の幅が等しくなり、洗濯脱水槽２の回転に伴う遠心力による応力集中を防ぐことができる。また、凹条部１１の底壁１１ａから凸条部１２の頂壁１２ａまでの高さｄは、少なくとも３ｍｍ以上となることが好ましい。さらに、凹条部１１には、望ましくはその底壁１１ａに排水孔７が設けられている。これにより、洗濯脱水槽２の回転による遠心力により半径方向外側へ付勢された水分が凹条部１１の排水孔７から排出されることとなるため、脱水性能が向上する。さらに、このように排水孔７を洗濯脱水槽２の中で回転軸と垂直な断面における強度が最も高い凹条部１１の底壁１１ａに設けることで、洗濯脱水槽２の回転に伴う遠心力による応力に対する強度を確保することができる。

したがって、この実施形態においては、ドラム式洗濯機Ｗを用いた脱水動作時に、洗濯後のすすぎの終了により洗濯脱水槽２が回転して脱水作業が開始されたとき、洗濯脱水槽２に回転による遠心力によって、洗濯脱水槽２内の洗濯物Ｌが側壁４に張り付くこととなる。ここで、洗濯物Ｌは側壁４全体に一定の厚さをもって広がることとなるが、側壁４には、リフター５を除く全周に亘り円周方向に延びる凹凸部１３が形成され、その凹凸部１３は凹条部１１と凸条部１２とが回転軸方向に交互に連続して配置されているため、側壁４全体に亘って洗濯物Ｌと側壁４との接触角θを大きくすることができる。ここで接触角θとは、図３に示すように、洗濯物Ｌと側壁４との接触面と回転軸に平行な直線とが成す角度を表す。これにより、洗濯物Ｌが遠心力によって洗濯脱水槽２の側壁４に張り付いた際、側壁４における洗濯物Ｌとの接触角θが大きい箇所を多く維持することができ、洗濯機Ｗの脱水性能が向上する。

そして、更に洗濯脱水槽２が回転することで、一定の厚さをもって側壁４に張り付いた洗濯物Ｌ内部の水分が洗濯脱水槽２の半径方向外側へと移動する。そして、側壁４との接触面においては、洗濯物Ｌと側壁４との接触角θによって決まる洗濯脱水槽２の回転に伴う遠心力の分力が洗濯物Ｌ内の水分に作用することとなる。ここで、洗濯物Ｌと側壁４との接触角は大きく保たれているので、遠心力の分力も大きく作用することとなり、水分が洗濯物Ｌ内部から良く脱水されて脱水性能が向上する。また、側壁４に回転軸方向に連続した凹凸部１３が形成されているため、従来のようにフラット面を設ける必要がなく、洗濯物Ｌが側壁４全体に均等に広がることとなり、洗濯脱水槽２内部の位置によらない安定した脱水性能を実現できる。

さらに、本実施形態では、洗濯脱水槽２の側壁４に、回転軸方向に沿って並んだ凹条部１１及び凸条部１２からなる凹凸部１３が円周方向に延びるように形成されているため、洗濯脱水槽２の回転軸と垂直な面に沿った断面形状は、回転軸方向に沿ったどの位置でも常に円形となる。これにより、脱水時の洗濯脱水槽２の回転に伴う遠心力による応力に対する強度を確保することができる。

また、側壁に凸条部のみを設ける場合、その凸条部が洗濯脱水槽内部に入り込んだ体積分だけ洗濯槽の洗濯容量が減ることになるが、本実施形態では、凸条部１２に加え半径方向外側に凹んだ凹条部１１を連続して設けているために凸条部１２の形成による容量減量分が相殺されることとなり、洗濯容量を減らさずに脱水効果を向上させることができる。

以上より、本実施形態によれば、洗濯脱水槽２の強度を確保しつつ、洗濯脱水槽２内の洗濯物Ｌと側壁４の接触角を大きい箇所を多くして脱水性能の向上を実現できる。

（実施形態２）
図４は本発明の実施形態２を示し、凹凸部の断面波形状を異ならせたものである。なお、以下の実施形態では、図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る洗濯機では、図４に示すように、洗濯脱水槽２の側壁４の凹凸部１３は断面波形状であるが、その凹条部１１及び凸条部１２の断面が三角形状となるように形成されている。このとき、凹条部１１及び凸条部１２のそれぞれの内角は９０°以上とするのが望ましい。また、凹条部１１の底壁１１ａ及び凸条部１２の頂壁１２ａに曲率５ｍｍ以上の丸みを設けることで、脱水回転時における洗濯物Ｌの損傷を防ぐことができる。また、凹条部１１の幅及び凸条部１２の幅は同じ長さで形成するのが望ましい。これにより、凹凸部１３の断面形状が正弦波形状の場合と同様に、三角形状の場合においても洗濯脱水槽２の回転に伴う遠心力による応力集中を防ぐことができる。その他の構成は実施形態１と同じであり、実施形態１と同様の作用効果が得られる。

（実施形態３）
更に図５は本発明の実施形態３を示す。この実施形態に係る洗濯機では、図５に示すように、凹凸部１３の断面は波形状であり、凹条部１１及び凸条部１２の断面が台形状となるように形成されている。この場合においても、凹条部１１の幅及び凸条部１２の幅は互いに同じ幅で形成され、その幅は少なくとも１５ｍｍ以上であるのが望ましい。また、凹条部１１における底壁１１ａの両端１１ｃ及び凸条部１２における頂壁１２ａの両端１２ｃに曲率５ｍｍ以上の丸みを設けると共に、凹条部１１及び凸条部１２の幅を同じ長さとすることで、脱水回転時における洗濯物Ｌの損傷及び洗濯脱水槽２の回転に伴う遠心力による応力集中を防ぐことができる。その他の構成は実施形態１と同じであり、実施形態１と同様の作用効果が得られる。

（その他の実施形態）
なお、上述の実施形態では、側壁４の円周上に３つのリフターを備えていたが、それ以外の数でもよく、又はリフターを備えていなくてもよい。その場合、凹凸部１３の凹条部１１及び凸条部１２は円周上全周に亘って構成されていてもよく、円周上の一部のみに設けられていてもよい。いずれの場合においても本発明は同様の効果を得ることができる。

以下において、具体的な本発明の実施例について説明する。

（実施例）
本発明のドラム式洗濯機Ｗによる脱水時において、洗濯脱水槽２の回転に伴う遠心力による最大応力及び側壁の最大変位量を数値解析した。その結果、最大応力は１７８．４ＭＰａ、最大変位量は１．２２ｍｍという結果となった。また、脱水後の洗濯脱水槽２内部の位置ごとの残水率を数値解析で求め、図７に示した。

（比較例）
図６に示すように、回転軸方向に延びる凹凸部１３′を備える従来の洗濯脱水槽２を備えたドラム式洗濯機について、実施例と同様の解析を行い、同じ図７に示した。最大応力は１４３６．７ＭＰａ、最大変位量は６．６１ｍｍという結果となった。

図７より、本発明によるドラム式洗濯機Ｗでは、特に側壁面近傍において残水率を大幅に減少することができている。一方で最大応力及び最大変位量の解析結果と、ステンレスの降伏応力が３０５Ｍｐａであることを考慮すると、本発明では洗濯脱水槽２の側壁４の強度を確保できることがわかる。これらのことより、本発明では洗濯脱水槽２の側壁の強度を確保しつつ、洗濯物Ｌと洗濯脱水槽２の側壁４との接触角が大きい箇所を多くすることができ、ドラム式洗濯機Ｗの脱水性能の向上を実現できることとなる。

以上説明したように、本発明は、ドラム式洗濯機の脱水性向上に極めて有用である。

Ｗ ドラム式洗濯機
Ｌ 洗濯物
１ 外箱
２ 洗濯脱水槽
３ 水受槽
４ 側壁
５ リフター
６ 排水管
７ 排水孔
１１ 凹条部
１１ａ 底壁
１１ｃ 底壁両端
１２ 凸条部
１２ａ 頂壁
１２ｃ 頂壁両端
１３ 凹凸部

Claims (6)

1. 回転軸回りに回転して、内部に収容された洗濯物を洗濯して脱水する有底円筒形の洗濯脱水槽を備えるドラム式洗濯機において、
   前記洗濯脱水槽の側壁には、前記回転軸に対して垂直な円周方向に延びる少なくとも１つの凹条部と少なくとも１つの凸条部とが前記回転軸方向に交互に連続して配置された凹凸部が形成され、
   前記凹条部には、排水孔が設けられていることを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 請求項１において、
   前記凹凸部は断面波形状のもので、凹条部及び凸条部の断面が円弧状であることを特徴とするドラム式洗濯機。
3. 請求項１において、
   前記凹凸部は断面波形状のもので、凹条部及び凸条部断面が三角形状であることを特徴とするドラム式洗濯機。
4. 請求項１において、
   前記凹凸部は断面波形状のもので、凹条部及び凸条部の断面が台形状であることを特徴とするドラム式洗濯機。
5. 請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
   前記排水孔は前記凹条部の底壁に設けられていることを特徴とするドラム式洗濯機。
6. 請求項１〜５のいずれか１つにおいて、
   前記洗濯脱水槽の側壁には、前記洗濯物を撹拌するための少なくとも１つのリフターが形成されており、
   前記リフターを除く側壁に前記凹凸部が形成されていることを特徴とするドラム式洗濯機。

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