JP2018068435A - 超音波洗浄装置および洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した洗浄性能を得ることが可能な超音波洗浄装置を提供する。【解決手段】超音波洗浄装置５０は、超音波を発生させる超音波発生体１１０と、超音波発生体１１０を、その先端が露出するように収容するハウジング１３０と、水が溜められるとともに、その上に被洗浄物が置かれる貯水槽３００と、貯水槽３００に設けられた給水口３０１と、ハウジング１３０が、貯水槽３００の真上に超音波発生体１１０が位置するように固定される固定台２００と、給水口３０１を通じて貯水槽３００内に水を供給する給水ユニット６０と、を備える。給水ユニット６０は、貯水槽３００から溢れるように貯水槽３００内に水を供給する。ハウジング１３０は、固定台２００によって、貯水槽３００から溢れ被洗浄物の表面に染み出した水に超音波発生体１１０の先端が接触する高さ位置に固定される。【選択図】図４

Description

本発明は、超音波洗浄装置、およびかかる超音洗浄装置を備える洗濯機に関する。

振動ホーンを含む超音波発生手段を内蔵する洗浄装置本体と、水が溜められる水溜め部を有し、被洗浄物を受けるトレイと、を備える超音波洗浄装置が、特許文献１に記載されている。

特許文献１の超音波洗浄装置では、ユーザが、被洗浄物の汚れ箇所に振動ホーンの先端を接触させた状態で、被洗浄物を水溜め部に溜められた水の中に沈み込ませる。超音波発生手段が動作すると、振動ホーンから放出された超音波エネルギーが水を介して被洗浄物に伝わり、被洗浄物に付着していた汚れ成分が被洗浄物から分離される。

特開２００４−２１６２４４号公報

ところで、振動ホーンの周りに存在する水の量が多い場合には、振動ホーンから放出された超音波エネルギーが被洗浄物に適切に伝わらず、被洗浄物の汚れが十分に除去されにくい。そこで、上記の超音波洗浄装置では、振動ホーンの周りに存在する水が適度な量となるように、ユーザ自身が水溜め部の水の中への被洗浄物の沈み込み量を調整しなければならない。しかしながら、このような調整は、ユーザにとって容易ではない。このため、上記の超音波洗浄装置では、安定した洗浄性能を得ること難しいとの課題が生じる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、安定した洗浄性能を得ることが可能な超音波洗浄装置、および、かかる超音波洗浄装置を備える洗濯機を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る超音波洗浄装置は、超音波を発生させる超音波発生体と、前記超音波発生体を、その先端が露出するように収容するハウジングと、水が溜められるとともに、その上に被洗浄物が置かれる貯水槽と、前記貯水槽に設けられた給水口と、前記ハウジングが、前記貯水槽の真上に前記超音波発生体が位置するように固定される固定部と、前記給水口を通じて前記貯水槽内に水を供給する給水部と、を備える。ここで、前記給水部は、前記貯水槽から溢れるように前記貯水槽内に水を供給する。さらに、前記ハウジングは、前記固定部によって、前記貯水槽から溢れ前記貯水槽上に置かれた被洗浄物に浸透してその表面に染み出した水に前記超音波発生体の先端が接触する高さ位置に固定される。

上記の構成によれば、超音波発生体から放出された超音波振動が、被洗浄物の表面に存在する水を通じて被洗浄物の内部に伝わり、被洗浄物の内部の汚れに作用して被洗浄物から汚れを分離させる。ユーザは貯水槽の上に被洗浄物をセットすればよく、貯水槽とは分離された超音波ユニットを有する従来の構成と違って、超音波発生体の先端の周りに存在する水が適量となるように、ユーザに超音波発生体の高さを調整させて被洗浄物が水に沈み込む量を調整させる必要がない。よって、安定した洗浄性能を得ることが可能となる。

本態様に係る超音波洗浄装置において、前記超音波発生体の先端が被洗浄物の表面に染み出した水に接触するのを検出するための接触検出部と、前記接触検出部の検出結果に基づいて前記超音波発生体の動作を制御する制御部と、をさらに備える構成が採られ得る。

上記の構成によれば、貯水槽から溢れ被洗浄物の表面に染み出した水が超音波発生体の先端に接触し被洗浄物を洗浄できる準備が整った段階で超音波発生体を作動させることができるので、超音波発生体が無駄に駆動されることが防止できる。

本態様に係る超音波洗浄装置において、前記貯水槽の周囲に設けられ、前記貯水槽から溢れた水を受ける排水槽と、前記排水槽に設けられ、前記排水槽から水を排出させる排水口と、をさらに備える構成が採られ得る。

上記の構成によれば、貯水槽から溢れた水を排水槽で受けることができる。しかも、排水槽が受けた水は、排水口から排出されるため、ユーザは、排水槽内の水を捨てる作業を行わなくてよい。

本態様に係る超音波洗浄装置において、前記ハウジング内に設けられ、前記超音波発生体を上下方向に弾性的に支持する支持部を、さらに備える構成が採られ得る。

上記の構成によれば、超音波発生体の先端を、被洗浄物が横方向に移動されたときに生じる上下動に追従させて上下動させることができる。これにより、被洗浄物や超音波発生体に過度な負荷が掛かりにくく、被洗浄物や超音波発生体の破損等を防止できる。

本発明の第２の態様に係る洗濯機は、洗濯物を収容して洗濯するための洗濯槽と、第１の態様に係る超音波洗浄装置と、を備える。

上記の構成によれば、第１の態様に係る超音波洗浄装置と同様、超音波洗浄装置による安定した洗浄性能を得ることができる。

本態様に係る洗濯機において、前記洗濯槽内への洗濯物の投入口を有する上面板を、さらに備える構成が採られ得る。この場合、前記超音波洗浄装置が、前記上面板の前記投入口よりも前側の位置に設けられる。

上記の構成によれば、ユーザは超音波洗浄装置を用いた被洗浄物の洗浄作業が行いやすく、ユーザの使い勝手が良い。

本発明によれば、安定した洗浄性能を得ることが可能な超音波洗浄装置、および、かかる超音波洗浄装置を備える洗濯機を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明によりさらに明らかとなろう。ただし、以下の実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施の形態に係る、全自動洗濯機の側面断面図である。 図２は、実施の形態に係る、全自動洗濯機の上部の斜視図である。 図３は、実施の形態に係る、超音波発生ユニットが取り外された状態の超音波洗浄装置の周辺の斜視図である。 図４（ａ）は、実施の形態に係る、超音波発生ユニットの超音波発生体の位置で切断した超音波洗浄装置の周辺の側面断面図であり、図４（ｂ）は、実施の形態に係る、超音波発生ユニットのハウジングの固定台への右側の取付位置で切断した超音波洗浄装置の周辺の側面断面図である。 図５（ａ）は、実施の形態に係る、超音波発生ユニットの超音波発生体の位置で切断した超音波洗浄装置の周辺の正面断面図である。図５（ｂ）は、実施の形態に係る、超音波発生体の斜視図であり、図５（ｃ）は、実施の形態に係る、ホルダーに取り付けられた超音波発生体の斜視図である。 図６は、実施の形態に係る、全自動洗濯機の構成を示すブロック図である。 図７は、実施の形態に係る、部分洗浄運転の制御動作を示すフローチャートである。 図８（ａ）ないし（ｄ）は、実施の形態に係る、超音波洗浄装置による被洗浄物の汚れの除去について説明するための図である。

以下、本発明の超音波洗浄装置および洗濯機の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係る、全自動洗濯機１の側面断面図である。

全自動洗濯機１は、外観を構成する筐体１０を備える。筐体１０は、上下の面が開放された方形筒状の胴体部１１と、胴体部１１の上面を覆う上面板１２と、胴体部１１を支持する脚台１３とを含む。上面板１２には、洗濯物の投入口１４が形成される。投入口１４は、開閉自在な上蓋１５により覆われる。

筐体１０内には、上面が開口する外槽２０が、防振装置を有する４本の吊棒２１により弾性的に吊り下げ支持される。外槽２０内には、上面が開口する洗濯脱水槽２２が配される。洗濯脱水槽２２は、鉛直方向に延びる回転軸を中心に回転する。洗濯脱水槽２２の内周面には、全周に亘って多数の脱水孔２２ａが形成される。洗濯脱水槽２２の上部には、バランスリング２３が設けられる。洗濯脱水槽２２の底部には、パルセータ２４が配される。パルセータ２４の表面には、放射状に複数の羽根２４ａが設けられる。なお、外槽２０と洗濯脱水槽２２とによって、本発明の洗濯槽が構成される。

外槽２０の外底部には、洗濯脱水槽２２およびパルセータ２４を駆動するトルクを発生させる駆動ユニット３０が配される。駆動ユニット３０は、駆動モータ３１と、伝達機構部３２とを含む。伝達機構部３２は、クラッチ機構３２ａを有し、当該クラッチ機構３２ａによる切替操作により、洗い工程およびすすぎ工程では、駆動モータ３１のトルクをパルセータ２４のみに伝達してパルセータ２４のみを回転させ、脱水工程では、駆動モータ３１のトルクをパルセータ２４および洗濯脱水槽２２に伝達してパルセータ２４および洗濯脱水槽２２を一体的に回転させる。

外槽２０の外底部には、排水口部２０ａが形成される。排水口部２０ａには、排水バルブ４０が設けられる。排水バルブ４０は、排水ホース４１に接続される。排水バルブ４０が開放されると、洗濯脱水槽２２および外槽２０に溜められた水が排水ホース４１を通じて機外へ排出される。

上面板１２の前部には、超音波洗浄装置５０が設けられる。超音波洗浄装置５０は、主として、ワイシャツの袖や襟口の部分など、被洗浄物に部分的に付着した頑固な汚れを、全自動洗濯機１での洗濯に先立って除去するために用いられる。

上面板１２の後部には、洗濯脱水槽２２内および超音波洗浄装置５０に水道水を供給するための給水ユニット６０が配される。給水ユニット６０は、本発明の給水部に相当する。給水ユニット６０は、給水バルブ６１を有する。給水バルブ６１は、第１バルブ６２と、第２バルブ６３とを含み、水道栓に接続される。第１バルブ６２が開放されると、水道栓からの水道水が給水路６４を通じて洗濯脱水槽２２内へ供給される。第２バルブ６３が開放されると、水道水が超音波洗浄装置５０の貯水槽（後述する）に供給される。なお、給水ユニット６０は、超音波洗浄装置５０の貯水槽へ給水を行う給水部であるため、超音波洗浄装置５０には、給水ユニット６０が含まれる。

次に、超音波洗浄装置５０の構成ついては、詳細に説明する。

図２は、本実施の形態に係る、全自動洗濯機１の上部の斜視図である。図３は、本実施の形態に係る、超音波発生ユニット１００が取り外された状態の超音波洗浄装置５０の周辺の斜視図である。図４（ａ）は、本実施の形態に係る、超音波発生ユニット１００の超音波発生体１１０の位置で切断した超音波洗浄装置５０の周辺の側面断面図であり、図４（ｂ）は、本実施の形態に係る、超音波発生ユニット１００のハウジング１３０の固定台２００への右側の取付位置で切断した超音波洗浄装置５０の周辺の側面断面図である。図５（ａ）は、本実施の形態に係る、超音波発生ユニット１００の超音波発生体１１０の位置で切断した超音波洗浄装置５０の周辺の正面断面図である。図５（ｂ）は、本実施の形態に係る、超音波発生体１１０の斜視図であり、図５（ｃ）は、本実施の形態に係る、ホルダー１２０に取り付けられた超音波発生体１１０の斜視図である。

図２に示すように、上面板１２を構成する前フレーム１６は、樹脂材料により、前部１７が後部１８よりも一段低くなる形状に形成され、後部１８にて上蓋１５の前端部を受ける。前部１７の上面１７ａは、中央部が低くなる凹湾曲形状を有する。前部１７の上面１７ａの後端から後部１８の前面１８ａがほぼ垂直に立ち上がる。

超音波洗浄装置５０は、前フレーム１６の中央部に設けられる。即ち、超音波洗浄装置５０は、上面板１２の投入口１４よりも前側に設けられる。なお、超音波洗浄装置５０が使用されないとき、前フレーム１６の前部１７上方を図示しないカバーで覆い、超音波洗浄装置５０を覆い隠すことができる。

図２ないし図５（ｃ）に示すように、超音波洗浄装置５０は、超音波発生ユニット１００と、固定台２００と、貯水槽３００と、排水槽４００とを含む。

固定台２００は、前フレーム１６の前部１７の上面１７ａの中央部において後部１８の前面１８ａに接するように前フレーム１６と一体形成される。固定台２００は、本発明の固定部に相当する。固定台２００は、貯水槽３００に対して所定の高さを有する。固定台２００は、天面である取付面２０１を有する。取付面２０１の後方には、左右２つの取付ボス２０２が上下の向きに設けられる。取付ボス２０２には、挿通孔２０３が形成される。前フレーム１６の後部１８の前面１８ａには、２つの取付ボス２０２に対応する位置に開口部１８ｂが形成される。

貯水槽３００は、前フレーム１６の前部１７の上面１７ａの中央部の前寄りに形成される。貯水槽３００は、後部が円弧形状を有する。貯水槽３００の底面には、後端部の中央に給水口３０１が形成される。貯水槽３００の外底面は、給水口３０１に繋がる給水パイプ３０２が形成される。給水パイプ３０２には、第２バルブ６３から延びる給水管３０３が接続される。さらに、貯水槽３００には、左右の側壁の上端部に収容凹部３０４が形成され、各収容凹部３０４内に棒状の電極体３０５が収容される。電極体３０５の一部は、貯水槽３００内に露出する。

排水槽４００は、前フレーム１６の前部１７の上面１７ａの中央部であって貯水槽３００の周囲に形成される。排水槽４００の底面には、貯水槽３００の後方の中央位置に排水口４０１が形成される。排水槽４００の外底面は、排水口４０１に繋がる排水パイプ４０２が形成される。排水パイプ４０２には、外槽２０に繋がる排水管４０３が接続される。なお、排水管４０３は、排水ホース４１に繋げられてもよい。

貯水槽３００には、さらに、底面における給水口３０１より前の位置に、給水口３０１よりも口径の小さな水抜き用排水口３０６が形成される。水抜き用排水口３０６は、水抜き用排水パイプ３０７を介して排水パイプ４０２に繋がる。超音波洗浄装置５０の使用後、貯水槽３００内に残った水が、水抜き用排水口２０６から排水パイプ４０２へと排水される。

超音波発生ユニット１００は、超音波を発生させる超音波発生体１１０と、超音波発生体１１０を保持するホルダー１２０と、超音波発生体１１０を収容するハウジング１３０とを含む。超音波発生体１１０は、ホルダー１２０を介してハウジング１３０の内部に装着される。

超音波発生体１１０は、超音波振動子１１１と、超音波振動子１１１に結合される振動ホーン１１２とを含む。振動ホーン１１２は、導電性を有する金属材料で形成され、先端側に向かうにつれて徐々に細くなる形状を有する。振動ホーン１１２の先端面１１２ａの形状は、細長い長方形状となる。振動ホーン１１２の上端部には、ほぼ四角形状のフランジ部１１３が形成される。

ホルダー１２０は、中央部にほぼ四角形の開口部１２１を有する。開口部１２１の内周面には、全周に溝部１２２が形成される。超音波発生体１１０は、開口部１２１に通され、振動ホーン１１２のフランジ部１１３が溝部１２２に嵌め込まれることにより、ホルダー１２０に固定される。ホルダー１２０には、左右両側に取付タブ１２３が形成される。各取付タブ１２３には軸孔１２４が形成される。なお、ホルダー１２０は、振動ホーン１１２のフランジ部１１３を溝部１２２に嵌め込むために、溝部１２２の位置で上下に分離できる構成とされるとよい。

ハウジング１３０は、樹脂材料により形成され、前後方向に長く、その先端部１３０ａが下方に突出するようなアーム形状を有する。ハウジング１３０の先端部１３０ａは、先細りとなるように形成され、その先端面に開口部１３１が形成される。

ハウジング１３０は、上面が開放された下部材１４０と、下面が開放された上部材１５０とを結合することにより形成される。下部材１４０と上部材１５０には、これらを結合するための下取付ボス１４１と上取付ボス１５１とが設けられる。これら下取付ボス１４１と上取付ボス１５１とが固定ネジ１６１で止められる。

ハウジング１３０の内部において、開口部１３１から上方に延びるほぼ四角筒状の設置部１４２が下部材１４０に設けられる。超音波発生体１１０を保持したホルダー１２０が設置部１４２の上に設置される。このとき、振動ホーン１１２は設置部１４２の内部に収容された状態となり、振動ホーン１１２の先端部が開口部１３１から僅かに露出する。下部材１４０には、設置部１４２の左右両側に下支持ボス１４３が形成され、上部材１５０には、下支持ボス１４３の真上位置に上支持ボス１５２が形成される。各下支持ボス１４３には下挿入穴１４４が形成され、各上支持ボス１５２には上挿入穴１５３が形成される。各下支持ボス１４３と各上支持ボス１５２との間に、金属材料からなる丸棒状のガイド軸１７０が取り付けられる。このとき、下挿入穴１４４の内径はガイド軸１７０の外径よりも僅かに小さく、ガイド軸１７０は、その下端部が下挿入穴１４４に圧入されることで下支持ボス１４３に固定される。また、上挿入穴１５３の内径はガイド軸１７０の外径よりも僅かに大きく、ガイド軸１７０の上端部が上挿入穴１５３に挿入された状態となる。

設置部１４２の上に置かれたホルダー１２０の左右の取付タブ１２３の軸孔１２４に左右のガイド軸１７０が通される。各ガイド軸１７０には、各取付タブ１２３と各上支持ボス１５２との間に支持バネ１８０が挿入される。ホルダー１２０に保持された超音波発生体１１０は、左右の支持バネ１８０で上下方向に弾性的に支持される。支持バネ１８０は、圧縮バネであり、所定のバネ力で超音波発生体１１０を下方に押し付ける。振動ホーン１１２の先端面１１２ａがバネ力より大きな力で上方に押されると、支持バネ１８０が圧縮されて、超音波発生体１１０がガイド軸１７０に案内されつつ上方に動く。なお、支持バネ１８０は、本発明の支持部に相当する。

ハウジング１３０の天面には、上方から見て超音波発生体１１０の振動ホーン１１２の先端面１１２ａと同じ位置に、先端面１１２ａと同じ形状を有する目印部１３２が形成される。ユーザは、目印部１３２を見ることで振動ホーン１１２の先端面１１２ａの位置を確認することができる。

さらに、ハウジング１３０の天面には、円形の表示窓１３３が形成される。上部材１５０には、表示窓１３３に繋がる円筒状のランプ収容部１５４が形成され、ランプ収容部１５４に下方から、報知部である報知ランプ１９０が収容される。報知ランプ１９０は、基盤１９１に実装され、基盤１９１を介してランプ収容部１５４の下端に固定される。報知ランプ１９０は、たとえば、ＬＥＤランプであり、表示窓１３３から外部に臨む。

ハウジング１３０の後端部には、下部材１４０側の左右に、固定台２００の取付ボス２０２に対応する取付ボス１４５が形成される。各取付ボス１４５には、ネジ穴１４６が形成される。ハウジング１３０の後端部は、固定台２００の取付面２０１に載せられる。固定台２００の取付ボス２０２の挿通孔２０３に通された固定ネジ１６２がハウジング１３０の取付ボス１４５のネジ穴１４６に止められることにより、ハウジング１３０が、貯水槽３００に対して所定の高さ位置となるように固定台２００に固定される。

ハウジング１３０が固定台２００に取り付けられた状態において、超音波発生体１１０が貯水槽３００の真上に位置する。また、超音波発生体１１０の振動ホーン１１２の先端面１１２ａと貯水槽３００の上面との間に所定の隙間Ｌが形成される。この所定の隙間Ｌは、超音波洗浄装置５０による洗浄に多く利用されると考えられるワイシャツやそれと同類のシャツの襟や袖口の厚みを考慮し、その厚みよりも僅かに大きな隙間に設定される。隙間が大きすぎると、被洗浄物の表面に薄い水の層が形成されず、安定した洗浄性能を得ることが難しくなる。本実施の形態では、たとえば、被洗浄物表面の水の層を１ｍｍ程度確保するために、所定の隙間Ｌが、３ｍｍに設定され得る。

図６は、本実施の形態に係る、全自動洗濯機１の構成を示すブロック図である。

全自動洗濯機１は、上述した構成に加え、制御ユニット７０、操作部８０および接触検出部９０を備える。制御ユニット７０は、制御部７１、記憶部７２、モータ駆動部７３、クラッチ駆動部７４、給水駆動部７５、排水駆動部７６、振動子駆動部７７およびランプ駆動部７８を含む。

操作部８０は、電源ボタン８１、スタートボタン８２、コース選択ボタン８３、洗浄ボタン８４等の各種の操作ボタンを含む。電源ボタン８１は、全自動洗濯機１の電源を投入および遮断するためのボタンである。スタートボタン８２は、洗濯運転をスタートさせるためのボタンである。コース選択ボタン８３は、洗濯運転に係る複数の運転コースの中から任意の運転コースを選択するためのボタンである。洗浄ボタン８４は、超音波洗浄装置５０による部分洗浄運転を開始および終了させるためのボタンである。

操作部８０は、電源ボタン８１、スタートボタン８２、コース選択ボタン８３、洗浄ボタン８４等の各種ボタンの中から、ユーザに操作されたボタンに応じた入力信号を制御部７１に出力する。なお、図２には示されていないが、操作部８０は、たとえば、上蓋１５の前部に設けることができる。あるいは、前フレーム１６に操作部８０が設けられる領域が確保されてもよい。

接触検出部９０は、超音波発生体１１０の先端、即ち、振動ホーン１１２の先端が被洗浄物の表面に染み出した水に接触するのを検出するためのものであり、超音波発生体１１０の振動ホーン１１２と、２つの電極体３０５と、通電検出部９１とを含む。通電検出部９１は、振動ホーン１１２と２つの電極体３０５との間に電圧を印加し、これらの間に通電があることを検出すると、検出信号を制御部７１に出力する。

モータ駆動部７３は、制御部７１からの制御信号に従って、駆動モータ３１を駆動する。クラッチ駆動部７４は、制御部７１から出力された制御信号に従い、クラッチ機構３２ａを駆動する。

給水駆動部７５は、制御部７１からの制御信号に従って、給水バルブ６１、即ち、第１バルブ６２および第２バルブ６３を駆動する。排水駆動部７６は、制御部７１からの制御信号に従って、排水バルブ４０を駆動する。

振動子駆動部７７は、制御部７１から出力された制御信号に従って、超音波発生体１１０の超音波振動子１１１を駆動する。ランプ駆動部７８は、制御部７１から出力された制御信号に従って、報知ランプ１９０を駆動する。

記憶部７２は、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む。記憶部７２には、各種運転コースの洗濯運転、超音波洗浄装置５０による部分洗浄運転を実行するためのプログラムが記憶される。また、記憶部７２には、これらプログラムの実行に用いられる各種パラメータや各種制御フラグが記憶される。

制御部７１は、操作部８０、接触検出部９０等からの各信号に基づいて、記憶部７２に記憶されたプログラムに従い、モータ駆動部７３、クラッチ駆動部７４、給水駆動部７５、排水駆動部７６、振動子駆動部７７およびランプ駆動部７８等を制御する。

全自動洗濯機１では、各種運転コースの洗濯運転が行われる。洗濯運転では、洗い工程、中間脱水工程、すすぎ工程および最終脱水工程が順番に実行される。

洗い工程およびすすぎ工程では、洗濯脱水槽２２内に水が溜められた状態で、パルセータ２４が右方向および左方向に回転する。パルセータ２４の回転により洗濯脱水槽２２内に水流が発生する。洗い工程では、発生した水流と水に含まれる洗剤とにより洗濯物が洗われる。すすぎ工程では、発生した水流により洗濯物がすすがれる。

中間脱水工程および最終脱水工程では、洗濯脱水槽２２およびパルセータ２４が一体となって高速回転する。洗濯脱水槽２２に発生する遠心力の作用により、洗濯物が脱水される。

さらに、全自動洗濯機１では、超音波洗浄装置５０による部分洗浄運転が行われる。

図７は、本実施の形態に係る、部分洗浄運転の制御動作を示すフローチャートである。図８（ａ）ないし（ｄ）は、本実施の形態に係る、超音波洗浄装置５０による被洗浄物の汚れの除去について説明するための図である。

ユーザは、ワイシャツ等の被洗浄物を洗濯する際に、その被洗浄物が部分的に頑固な汚れを含んでいるようなとき、洗濯に先立って超音波洗浄装置５０を用いた被洗浄物の部分洗浄を行う。このとき、被洗浄物の汚れ部分には、予め洗剤が塗布されていてよい。

ユーザは、被洗浄物の汚れの付着部分、たとえ、ワイシャツの襟の部分、を貯水槽３００の上、即ち、貯水槽３００と超音波発生体１１０の振動ホーン１１２との間にセットし、洗浄ボタン８４を押す。洗浄ボタン８４が押されると、制御部７１による部分洗浄運転が開始される。

制御部７１は、まず、第２バルブ６３を開放させるとともに、接触検出部９０を作動させる（Ｓ１）。貯水槽３００内に給水口３０１から水が流れ込む。

図８（ａ）に示すように、貯水槽３００では、溜められた水が貯水槽３００の上面開口から溢れて被洗浄物の内部に浸透し、被洗浄物を通過した水が被洗浄物の表面から染み出す。被洗浄物の表面には、薄い水の層が形成され、この水の層が振動ホーン１１２の先端に接触する。上述のように、振動ホーン１１２と電極体３０５との間には電圧が印加されており、振動ホーン１１２の先端に貯水槽３００からの水が接触すると、振動ホーン１１２と電極体３０５との間に電流が流れ、接触検出部９０によって水の接触が検出される。被洗浄物の表面に染み出した水が振動ホーン１１２の先端に接触した状態になったとき、振動ホーン１１２の周りに適量の水が存在する状態となる。

制御部７１は、接触検出部９０の検出結果に基づいて振動ホーン１１２の先端に水が接触したと判定すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、報知ランプ１９０を点灯させるとともに、超音波振動子１１１に通電を行い、超音波発生体１１０を作動させる（Ｓ３）。報知ランプ１９０の点灯により、ユーザは、被洗浄物を適切に洗浄できる状態となったために洗浄が開始されることを知ることができる。

超音波発生体１１０が作動すると、振動ホーン１１２の先端から超音波振動が発生し、この超音波振動、即ち超音波エネルギーが振動ホーン１１２の周りの水を介して被洗浄物内部の水に伝わる。このとき、振動ホーン１１２の周りの水が多過ぎないため、超音波エネルギーが効果的に伝播される。

図８（ｂ）に示すように、被洗浄物の内部では、超音波エネルギーの作用によって減圧と加圧が交互に生じ、圧力が低くなった部分に真空の空洞が生じる。即ち、被洗浄物の汚れの部分に多数の空洞が存在する状態となる。次に、図８（ｃ）に示すように、空洞の部分の圧力が高まり、この圧力に潰されて空洞が破壊されると、被洗浄物の汚れ部分に衝撃波が生じる。この衝撃波によって被洗浄物から汚れが分離される。図８（ｄ）に示すように、振動ホーン１１２からの超音波振動は、被洗浄物の内部から貯水槽３００内への水流を生み出し、この水流によって、被洗浄物から分離された汚れが貯水槽３００内に排出される。貯水槽３００では、上記の水流により対流が発生するので、被洗浄物から汚れが引き離されやすくなる。

このようにして、被洗浄物から汚れが除去される。ユーザは、被洗浄物を左右に移動させながら被洗浄物の汚れを除去していく。この移動の際に、被洗浄物が上下動し得る。しかしながら、超音波発生体１１０は支持バネ１８０によって上下方向に弾性的に支持されているため、振動ホーン１１２の先端が被洗浄物の上下動に追従して上下動する。これにより、被洗浄物や超音波発生体１１０に過度な負荷が掛かりにくい。

洗浄中に貯水槽３００から周囲に溢れた水は、排水槽４００で受けられる。排水槽４００内の水は、排水口４０１から排出され、排水管４０３を通じて外槽２０内に送られる。外槽２０内に送られた水は、そのまま外槽２０内に溜められ、洗濯運転に用いられてもよいし、排水ホース４１を通じて外部に排出されてもよい。さらに、排水槽４００の外側にある前フレーム１６の前部１７の上面１７ａに水が付着した場合、その水は、傾斜した上面１７ａを流れて排水槽４００へと導かれる。さらに、前部１７の上面１７ａが円弧であるため、ユーザは、被洗浄物を上面１７ａに沿ってスムーズに動かすことができる。

ユーザは、被洗浄物の部分洗いを終えると、再び洗浄ボタン８４を押す。洗浄ボタン８４の押下による停止操作がなされると（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部７１は、超音波発生体１１０を停止させるとともに、報知ランプ１９０を消灯させる（Ｓ５）。さらに、制御部７１は、接触検出部９０を停止させるとともに、第２バルブ６３を閉鎖させる（Ｓ６）。こうして、部分洗浄運転が終了する。

なお、部分洗浄運転中において、接触検出部９０が水の接触を検出しなくなったときは、再び水の接触を検出するまで、制御部７１によって、報知ランプ１９０が消灯されるとともに、超音波発生体１１０が停止されるとよい。

＜本実施の形態の効果＞
以上、本実施の形態によれば、ユーザが、超音波洗浄装置５０を用いて被洗浄物を洗浄する場合、貯水槽３００の上に被洗浄物をセットし、必要に応じて被洗浄物を左右に移動させるだけで、被洗浄物の汚れを効果的に除去できる。即ち、貯水槽とは分離された超音波ユニットをユーザが手で持ち、水が溜められた貯水槽の上にセットされた被洗浄物を超音波発生体の先端で押さえて被洗浄物を貯水槽内の水に沈み込ませながら洗浄を行うような従来の構成と違って、超音波発生体の先端の周りに存在する水が適量となるように、ユーザに超音波発生体の高さを調整させて被洗浄物が水に沈み込む量を調整させる必要がなく、安定した洗浄性能を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、貯水槽３００から溢れ被洗浄物の表面に染み出した水が超音波発生体１１０の振動ホーン１１２の先端に接触し被洗浄物を洗浄できる準備が整った段階で超音波発生体１１０が作動するので、超音波発生体１１０が無駄に駆動されることが防止できる。

さらに、本実施の形態によれば、貯水槽３００から溢れた水を排水槽４００で受けることができる。しかも、排水槽４００が受けた水は、排水口４０１から排出されるため、ユーザは、排水槽４００を必要以上に大きくする必要がないし、排水槽４００内の水を捨てる作業を行う必要もない。

さらに、本実施の形態によれば、振動ホーン１１２の先端を、被洗浄物の移動時に生じる上下動に追従させて上下動させることができるので、被洗浄物や超音波発生体１１０に過度な負荷が掛かりにくく、被洗浄物や超音波発生ユニット１００の破損等を防止できる。

さらに、本実施の形態によれば、超音波洗浄装置５０が上面板１２の投入口１４よりも前側に設けられているので、ユーザは超音波洗浄装置５０を用いた被洗浄物の洗浄作業が行いやすく、ユーザの使い勝手が良い。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態によって何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も、上記以外に種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施の形態では、接触検出部９０が振動ホーン１１２の先端への水の接触を検出する前と後とで給水口３０１からの貯水槽３００内へ供給される水の流量が同じとされる。しかしながら、水の接触が検出された後は、貯水槽３００内への流量を少なくするようにしてもよい。この場合、たとえば、第２バルブ６３を間欠的に動作させる、あるいは第２バルブ６３の開放量を絞ることにより流量を少なくできる。また、水の接触が検出された後は、水の接触が検出されなくなるまで貯水槽３００内への給水が停止されるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、排水槽４００の後方に固定台２００が形成され、この固定台２００に超音波発生ユニット１００のハウジング１３０が固定された。しかしながら、前フレーム１６の後部１８の前面１８ａに取付ボスを設けるなどすることにより、後部１８の前面１８ａ自身にハウジング１３０を固定するようにしてもよい。

さらに、接触検出部９０は、振動ホーン１１２の先端への水の接触を検出できる構成であれば、如何なる構成であってもよい。また、接触検出部９０が必ずしも設けられなくてもよい。

さらに、上記実施の形態では、貯水槽３００には給水ユニット６０から水が供給されたが、たとえば、水が溜められる貯水タンクが設けられるようにし、貯水タンクから給水ポンプによって貯水槽３００に水が供給されるようにしてもよい。

さらに、排水槽４００には、必ずしも排水口４０１が設けられなくてもよい。

さらに、超音波洗浄装置５０が、上面板１２の投入口１４より前側に設けられなくてもよい。たとえば、上面板１２の後部であって投入口１４内に後方から張り出すように超音波洗浄装置５０が設けられてもよい。この場合、貯水槽３００から溢れた水が投入口１４を通じて洗濯脱水槽２２内に落下するため、排水槽４００が設けられなくてもよい。

さらに、上記実施の形態では、超音波発生体１１０がハウジング１３０内において支持バネ１８０で上下方向に弾性的に支持される。しかしながら、弾性的に支持する構成が、バネ以外の弾性体によって実現されてもよい。また、超音波発生体１１０がハウジング１３０内において上下に動かないように固定されてもよい。

さらに、上記実施の形態では、超音波洗浄装置５０が全自動洗濯機１に備えられる。しかしながら、超音波洗浄装置５０が、全自動洗濯機１以外の洗濯機、たとえば、ドラム式洗濯機に備えられてもよい。また、超音波洗浄装置５０が、たとえば、乾燥機能を有する全自動洗濯乾燥機やドラム式洗濯乾燥機に備えられてもよい。ドラム式洗濯機およびドラム式洗濯乾燥機では、外槽と、外槽内に配置されるドラムとによって洗濯槽が構成される。

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１ 全自動洗濯機（洗濯機）
１２ 上面板
１４ 投入口
２０ 外槽（洗濯槽）
２２ 洗濯脱水槽（洗濯槽）
６０ 給水ユニット（給水部）
５０ 超音波洗浄装置
７１ 制御部
９０ 接触検出部
１１０ 超音波発生体?
１３０ ハウジング
１８０ 支持バネ（支持部）
２００ 固定台（固定部）
３００ 貯水槽
３０１ 給水口
４００ 排水槽
４０１ 排水口

Claims (6)

1. 超音波を発生させる超音波発生体と、
   前記超音波発生体を、その先端が露出するように収容するハウジングと、
   水が溜められるとともに、その上に被洗浄物が置かれる貯水槽と、
   前記貯水槽に設けられた給水口と、
   前記ハウジングが、前記貯水槽の真上に前記超音波発生体が位置するように固定される固定部と、
   前記給水口を通じて前記貯水槽内に水を供給する給水部と、を備え、
   前記給水部は、前記貯水槽から溢れるように前記貯水槽内に水を供給し、
   前記ハウジングは、前記固定部によって、前記貯水槽から溢れ前記貯水槽上に置かれた被洗浄物に浸透してその表面に染み出した水に前記超音波発生体の先端が接触する高さ位置に固定される、
   ことを特徴とする超音波洗浄装置。
2. 請求項１に記載の超音波洗浄装置において、
   前記超音波発生体の先端が被洗浄物の表面に染み出した水に接触するのを検出するための接触検出部と、
   前記接触検出部の検出結果に基づいて前記超音波発生体の動作を制御する制御部と、をさらに備える、
   ことを特徴とする超音波洗浄装置。
3. 請求項１または２に記載の超音波洗浄装置において、
   前記貯水槽の周囲に設けられ、前記貯水槽から溢れた水を受ける排水槽と、
   前記排水槽に設けられ、前記排水槽から水を排出させる排水口と、をさらに備える、
   ことを特徴とする超音波洗浄装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載の超音波洗浄装置において、
   前記ハウジング内に設けられ、前記超音波発生体を上下方向に弾性的に支持する支持部を、さらに備える、
   ことを特徴とする超音波洗浄装置。
5. 洗濯物を収容して洗濯するための洗濯槽と、
   請求項１ないし４の何れか一項に記載の超音波洗浄装置と、
   を備えることを特徴とする洗濯機。
6. 請求項５に記載の洗濯機において、
   前記洗濯槽内への洗濯物の投入口を有する上面板を、さらに備え、
   前記超音波洗浄装置が、前記上面板の前記投入口よりも前側の位置に設けられる、ことを特徴とする洗濯機。

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