JP4302955B2

JP4302955B2 - ポンプ及び洗濯機

Info

Publication number: JP4302955B2
Application number: JP2002279784A
Authority: JP
Inventors: 幸一貞包
Original assignee: 日本電産シバウラ株式会社
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP2004116378A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ及び洗濯機に関し、水道とは別の外部の水源からの水を洗濯機に給水し、また洗濯槽内の水を洗濯機内で循環させ、さらに洗濯槽内の水を機外に排水する機能を備えたポンプ、及びそのポンプを用いた洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の全自動洗濯機には、水道とは別の外部の水（例えば風呂水）を利用して洗濯槽に給水して洗濯やすすぎを行い、また洗浄力の向上や糸くず除去のために洗濯槽内の水を洗濯機内で循環させながら洗濯やすすぎを行い、さらに洗濯槽内の水を機外に強制排水するためのポンプを備えた全自動洗濯機が普及している。
【０００３】
図８に示す従来の洗濯機１００では、浴槽１１０の風呂水１１１を吸水して洗濯槽１０１に供給するための風呂水用吸水ポンプＰ１と、洗濯槽１０１内の水１０２を洗濯機１００内で循環させながら洗濯やすすぎを行うための洗濯水循環用ポンプＰ２と、洗濯槽１０１内の洗濯水やすすぎ水１０２を機外に排水するための排水ポンプＰ３を個別に使用するもので、３台のポンプを洗濯機本体内に内蔵する必要があった。
【０００４】
このため、３台のポンプとそれに接続された配管１０３、１０４、１０５を設置するスペースを洗濯機内に要して洗濯機が大型化し、また重量も重くなり、さらにポンプ自体の費用のみならずポンプ組み込みのため付属部品や組立の作業工数を必要として洗濯機が高価格なものとなっている。
【０００５】
そこで、単一の自吸水ポンプにより風呂水の給水と洗濯水の循環を可能とし、コスト低減と利便性の向上を図る洗濯機として、１台の自吸水ポンプと、洗濯液循環経路と風呂水吸水経路とを設け、この洗濯液循環経路と風呂水吸水経路とを択一的に切換える切換弁を自吸水ポンプの吸水側に備えた自吸水ポンプ付洗濯機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１７３６８６号公報（第３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献による洗濯機においても、風呂水の給水と洗濯水の循環機能は１台のポンプで満たされるものの、洗濯槽の水を強制排水するためには別途の排水ポンプを要し、いまだ２台のポンプを洗濯機内に内蔵する必要があり、２台分の設置スペースとコストを要している。
【０００８】
そこで、本発明は、水道とは別の外部の水源からの洗濯機への給水と、洗濯槽内の水の洗濯機内での循環と、洗濯槽内の水の強制排水との３つのポンプ機能を１台ポンプで兼備することができる、すなわち、２箇所の水源からの水を吸水し３箇所の所定方向へ送水することができるポンプ、及びそのポンプを用いた小形、軽量であって、風呂水の給水と洗濯槽の水の循環及び排水機能を１台のポンプで満たすことができる洗濯機を低価格で提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ポンプ部にウエスコ型羽根を有する羽根車を配し、前記ポンプ部は、ケーシングと羽根車とからなり、前記ケーシングは、水を吸水又は吐出する３つの口を有し、前記ウエスコ型羽根の外周部に流路を有し、前記流路の両端部又は両端部近傍に第１の口と第３の口を設け、前記第１の口と第３の口の間の流路に第２の口を設け、前記第２の口を開閉自在にする弁手段を、前記第１の口と前記第２の口の間の流路に設け、前記弁手段は、前記第２の口を開状態にする時は前記流路を遮断して前記第３の口と前記第２の口との間を水が流れるようになし、前記第２の口を閉状態にする時は前記流路を開放して前記第１の口と前記第３の口との間を水が流れるようになし、前記羽根車の正転時には、前記弁手段が前記第２の口を閉状態にし、前記第１の口から吸引した水を前記第３の口から吐出し、前記羽根車の逆転時には、前記弁手段が前記第２の口を開状態にして流路を遮断し、前記第３の口から吸引した水を前記第２の口から吐出するポンプであって、前記第２の口の吐出側に送水経路を２系統に切り替えるための切替弁を設けたことを特徴とするポンプである。
【００１０】
本発明のポンプによれば、ポンプ部に配されたウエスコ型羽根を有する羽根車は、ポンプの正転、逆転運転に応じて正逆の２方向の吸引作用を発生し、ポンプ部に設けられた３カ所の開口部から２カ所を選択し、吸水、吐出することができる。すなわち、正転時には第１の口から吸引した水流により弁手段が第２の口を閉状態にし、第１の口から第３の口へ続く流路を開放し第３の口から水を吐出する。また、逆転時には第３の口から吸引した水流により弁手段が第２の口を開状態にし、かつ第２の口から後方にある第１の口への流路を遮断して、第３の口から第２の口へ導く流路を形成し第２の口から水を吐出し、さらに第２の口の吐出側に設けられた切替弁により２系統の送水経路を択一し送水することができる。また、１枚の羽根車と１つのポンプ室とでポンプが構成されるので、ポンプ構造がコンパクトなものとなり、ポンプの小形化、低価格化が実現する。
【００１１】
請求項２の発明は、前記切替弁が電磁弁であることを特徴とする請求項１に記載のポンプである。
【００１２】
本発明のポンプでは、このポンプを搭載する洗濯機など、装置全体をコントロールする制御回路からの信号に従い、その運転状況に応じて切替弁の開閉を自動的に行うことができる。
【００１３】
請求項３の発明は、外部の水を吸水して洗濯機に給水し、また洗濯機内の水を循環させ、かつ洗濯機の水を機外に強制排水するポンプを有する洗濯機において、前記ポンプが請求項１又は２に記載のポンプであって、前記ポンプの正転時には、前記第１の口から吸水した外部の水を前記第３の口から前記洗濯機へ給水し、前記ポンプの逆転時には、前記第３の口から吸引した洗濯機内の水を前記第２の口から吐出し、前記切替弁によって前記洗濯機内に循環させる送水経路又は機外に排水する送水経路とに切り替えて送水することを特徴とする洗濯機である。
【００１４】
本発明の洗濯機によれば、１台のポンプが外部の水を洗濯機の洗濯槽に供給する給水ポンプと洗濯槽内の水を循環させる循環ポンプと洗濯槽の洗濯水を強制排水する排水ポンプの３つのポンプ機能を果たすので、洗濯機に内蔵するポンプが１台となってその設置スペースやポンプコストが従来の１／３程度まで削減可能となり、洗濯機の小形化、軽量化、低価格化を実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、以下に図面に基づいて説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態のポンプ１の逆転運転時の縦断面図であり、図２はその正転運転時の部分縦断面図であり、図３、図４は逆転及び正転時のスイング弁３０部分の横断面図であり、図５、図６は逆転及び正転時のポンプ部２０の正面断面図である。なお、図２〜図６では、切替弁以降の配管を省略する。
【００１７】
ポンプ１は、モータ部１０とポンプ部２０とが一体に構成されている。
【００１８】
モータ部１０は、第１ケーシング８の外周に沿ってリング状に設けられた固定子１３を有し、固定子１３の内周部の第１ケーシング８内には磁性体１２を有する回転子１１が回転自在に配された、ブラシレス直流モータを構成するものであり、ポンプ１の低騒音化や制御性向上に寄与している。
【００１９】
固定子１３は、鉄心とそれに巻回されたコイルとからなり、モータ駆動用の回路基板１４が固定子１３の側部に配され、固定子１３及び回路基板１４は全体がモールド樹脂１７により樹脂内にモールドされ、モータ部１０の耐水性、絶縁性を改善し、電気部品の故障や漏電が防止されるのでポンプの耐久性、安全性を向上している。
【００２０】
回転子１１は、ウエスコ型羽根２２を有する羽根車２１を磁性体１２と同軸に連結するもので、羽根車２１をポンプ室２３内に配し、ポンプ１の中心に設けられた固定軸１５に左右端部の軸受１６ａ、１６ｂを介して回転自在に支持されている。
【００２１】
ポンプ部２０は、それぞれが吸水口或いは吐出口となる３つの口を有し、またポンプ室２３の外周壁となる第２ケーシング９の内周壁と羽根車２１に設けられたウエスコ型羽根２２の外周部との間に流路４０を形成している。
【００２２】
上記３つの口は、流路４０の両端部に第１の口である吸水口２４と、第３の口である吸水吐出口２６を設け、吸水口２４と吸水吐出口２６の間の流路４０の途中に第２の口である吐出口２５が設けられ、それぞれポンプ室２３から外部に向かう接続管を設けて開口している。
【００２３】
この流路４０は、吸水口２４と吸水吐出口２６の間が第２ケーシング９に設けられた壁部２８により閉塞され、ポンプ室２３内の流水方向を規制し、逆流を防止するようになっている。
【００２４】
また、ポンプ部２０には、吸水口２４と吐出口２５の間の流路４０に、吐出口２５を開閉自在にするスイング弁３０を設けている。
【００２５】
このスイング弁３０は、吐出口２５を開状態にする時は吸水口２４と吐出口２５の間の流路４０を遮断して、吸水吐出口２６と吐出口２５との間を水が流れるようにし、また、吐出口２５を閉状態にする時は吸水口２４と吐出口２５の間の流路４０を開放して、吸水口２４と吐出口２５との間を水が流れるようにする。
【００２６】
そして、第２の口である吐出口２５の吐出側には、電磁弁からなる切替弁５０が設けられ、吐出口２５からの送水経路５３を第１経路５４と第２経路５５の２系統に分岐し、その送水管５１と５２が設けられている。
【００２７】
ポンプ１は、第１ケーシング８と第２ケーシング９とが、回転子１１の磁性体１２部分と羽根車２１部分とを仕切る仕切り板１９とパッキン１８とを挟んで締結され、モータ部１０とポンプ部２０とが一体化し構成されている。
【００２８】
このポンプ１は、モータ部１０の通電により回転子１１が回転し、ウエスコ型羽根車２１がポンプ室２３内で回転して吸引作用を発生し、吸水口から吸引された水はポンプ室２３内に流入して回転するウエスコ型羽根２２が通過した後に渦を生してポンプ室２３内を旋回する渦流を形成して吐出口から流水をポンプ１外部に吐出するもので、回転子１１の正転、逆転運転の変換によって渦流の発生方向を切替えて吸水口と吐出口を自動的に選択し送水するものである。
【００２９】
上記スイング弁３０は、ポンプ室２３内を流れる流水方向により吐出口２５の開口部２７を開閉するように動作するものである。
【００３０】
ポンプ１の逆転運転時には、スイング弁３０が吐出口２５の開口部２７を開状態（図１、３）とし、同時に吐出口２５の後方へのポンプ室２３内の流路４０を遮断して流水の流れを中断し、吸水吐出口２６からの流水が吐出口２５のみに流入し吐出される。
【００３１】
また、ポンプ１の正転時には、スイング弁３０が吐出口２５の開口部２７を閉状態（図２、４）にし、吐出口２５の後方への流路４０を開放し、吸水口２４から吸引された流水は塞がれた吐出口２５を通過して吐出口２５後方の吸水吐出口２６に流入し吐出するものである。
【００３２】
このスイング弁３０は、例えば、図３、図４に示すように、吐出口２５の開口部２７を開閉する弁蓋部３１とポンプ室２３の流路４０を遮断する遮蔽板３２からなるゴム、ウレタン等の弾性体からなり、片開き状に動作するようにポンプ室の内壁に設けた弁止め３３にピン止めされピンを支点として水流の方向とその水圧により弧状に動作するものである。或いは、弁の自重と水流を利用して吐出口の開閉を行うもの等が利用でき、ポンプの正転、逆転運転による水流方向に従い確実に吐出口２５を開閉し、またポンプ室２３の流路４０を遮断又は開放する構造のものであればよい。
【００３３】
ポンプ１の運転中のスイング弁３０の動作と、ポンプ室２３内の流水の流れについて以下に説明する。
【００３４】
ポンプ１の逆転時には、図３及び図５に示すように、吸水吐出口２６から吸引された流水４１がポンプ室２３を吐出口２５に向かって流れ、その水圧により吐出口２５の後方に設けられているスイング弁３０を弁止め３３を支点にして押し上げるように動作させ、吐出口２５の開口部２７を開状態にすると共に遮蔽板３２が仕切り板１９に圧接されてその間の流路を閉塞し、吐出口２５からポンプ室２３後方への流路を遮断し、ポンプ室２３の流水４２は吐出口２５のみに流入しポンプ１外に吐出されるようになる。なお、流路４０に設けられた第２ケーシング９の壁部２８により流水方向が規制され、ポンプ室２３内での逆流が防止される。
【００３５】
この逆転時には、吐出口２５から吐出された流水５３は切替弁５０に送られ、切替弁５０により第１経路５４又は第２経路５５の一方の送水経路のみに送水され、それぞれの送水管５１又は５２から吐出される。また、切替弁５０は電磁弁を用いることで、電気的に制御して一方の送水経路を択一することができる。
【００３６】
また、ポンプ１の正転時には、図４及び図６に示すように、吸水口２４から吸引された流水４３がポンプ室２３を吐出口２５の方向に流れ、その水圧によりスイング弁３０を押し倒して弁蓋部３１が開口部２７を覆い吐出口２５を閉状態にすると共に遮蔽板３２と仕切り板１９の間には流路が開かれ吐出口２５の後方への流路４０を開放し、ポンプ室２３を流れる流水４４は塞がれた吐出口２５を通過してポンプ室２３後方の吸水吐出口２６に流入しポンプ１外に吐出されるものである。
【００３７】
従って、上記構成のポンプ１では、１つのポンプ室２３に３カ所の開口部が設けられているものの、ポンプ１の逆転時には吸水吐出口２６からの水は吐出口２５のみから吐出され、また、正転時には吸水口２４からの流水が吸水吐出口２６のみから吐出されるようになり、ポンプの正転逆転に応じて吸水口と吐出口を自動的に選択し、さらに吐出口２５からの流水は切替弁５０により２系統の送水経路５４、５５の一方を選択し所定方向に送水できるもので、すなわち２箇所の水源から３箇所に送水でき１台で複数のポンプ機能を満たすことができるようになる。
【００３８】
また、ポンプ１では、１種類の羽根車２１を用いて１つのポンプ室２３内に正転流と逆転流を形成することができるので、２系統の送水経路を得るために２種類の羽根車を２つのポンプ室に収納していた従来のリバーシブルポンプに比べて、ポンプ構造を簡単なものとしポンプの小形化や価格の低減が可能となる。
【００３９】
さらに、ポンプ構造のコンパクト化により、ポンプ特性の向上、低騒音化等の性能向上も図られ、吸水、吐出揚程や吐出量の確保が容易となり、従来ポンプよりも部品点数を削減して高信頼性を得ることもできる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態である洗濯機２の配管経路要部を示す概略断面図である。
【００４１】
洗濯機２は、洗濯機本体６１内に洗濯物を収容する多数の小孔を有する洗濯槽６２と、洗濯水６４を貯留し洗濯槽６２を内装する外槽６３が設けられている。外槽６３及び洗濯槽６２は防振機構（図示せず）により本体６１に支持され、洗濯槽６２は中心部に固定された回転軸６６により外槽６３内に回転自在に軸支され、回転軸６６はモータ（Ｍ）に連結されている。外槽６３には水道水を給水するための給水バルブ６８を備えた給水管６７、また外装前面には各洗濯工程の運転制御を行うマイクロコンピュータを中心とする制御回路を内蔵する操作パネル６５が設けられている。
【００４２】
洗濯機２は、浴槽８１等の外部に貯留されている水８２を吸水して洗濯槽６２に供給し、また洗濯中に洗濯槽６２の洗濯水やすすぎ水６４を洗濯機２内で循環させながら洗濯やすすぎを行い、さらに洗濯槽６２の洗濯水を強制排水する機能を持つもので、その吸水、循環、及び排水用ポンプとして、上記ポンプ１を洗濯機本体６１内に内蔵している。
【００４３】
図に示すように、ポンプ１は、吸水口（第１の口）２４には浴槽８１などの外部の水を吸水する吸水管７２が設けられ、先端に浴槽８１に投入するための吸水孔８４を有する吸水ホース８３が接続されている。また、吸水吐出口（第３の口）２６には、洗濯機２の外槽６３下部に設けられた送水管７４が接続されている。そして吐出口（第２の口）２５の吐出側に設けられている切替弁５０には、洗濯槽６２の洗濯水６４を循環させる循環用配管７１が切替弁５０の第１経路５４となる送水管５１に接続され、また、機外に排水するための排水管７３が第２経路５５となる送水管５２に接続されている。
【００４４】
上記洗濯機２を通常の洗濯工程にて使用する場合は、洗濯槽６２に洗濯物、洗剤が投入された後、まず水道水給水管６７の給水バルブ６８が動作して洗濯槽６２に給水され設定水位に達すると給水が終了し、洗濯槽６２が回転動作を開始し洗いが行われる。すすぎ時は、一旦洗濯水６４が排水された後、給水バルブ６８により再度給水が行われ洗い同様にすすぎを行う。脱水は洗濯槽６２の水を排水した後洗濯槽６２を高速回転させ、小孔より洗濯物に含まれる水を遠心力により飛ばすことで行う。この一連の洗濯工程は、使用者が操作パネル６５により水位、洗濯時間や風呂水の使用有無などを設定し、この設定に従い自動制御され運転される。
【００４５】
この洗濯機２では、浴槽８１の風呂水８２を洗濯やすすぎに使用する場合、ポンプ１が正転運転されてポンプ１の吸水口２４からの吸引作用が働き、吸水口２４に接続された浴槽８１内の吸水孔８４から風呂水８２が吸水され、吸水管７２を通りポンプ１内に流入した後、吸水吐出口２６から吐出され送水管７４を経て洗濯槽６２に給水される。そして、設定水位に達すると自動的にポンプ１が停止し給水が停止する。
【００４６】
また、洗濯やすすぎ中に洗濯槽６２の水６４を循環させながら洗濯、すすぎを行う場合は、ポンプ１が逆転運転され、ポンプ１の吸水吐出口２６からの吸引作用により吸水された洗濯槽６２の水が送水管７４からポンプ１内に流入し、吐出口２５から吐出される。この時、洗濯水６４は第１経路５４側に自動的に切り替えられている切替弁５０を経て送水管５１に送られ、洗濯槽６２上部に接続された循環用配管７１を経由して再び洗濯槽６２に循環し、洗濯機２内を循環しながら洗濯、すすぎを行うことができる。この工程が終了するとポンプ１も自動停止し、洗濯水やすすぎ水６４の循環も停止する。
【００４７】
また、洗濯、すすぎ終了後に洗濯槽６２内の残水を強制排水する場合は、ポンプ１が逆転運転され、ポンプ１の吸水吐出口２６から吸水された洗濯槽６２の水６４が送水管７４を通りポンプ１内に流入し、吐出口２５から吐出され第２経路５５側に自動的に切り替えられている切替弁５０を経て、送水管５２に送られ排水管７３から機外に排水され、排水終了後ポンプ１は自動停止する。
【００４８】
上記の切替弁５０の第１経路５４或いは第２経路５５への切替は、操作パネル６５の設定に従い切替弁５０内の電磁弁が作動し自動的に行うことができる。
【００４９】
これにより、洗濯機２では、本体に内蔵した１台のポンプ１により、風呂水などの外部の水の洗濯槽６２への給水と、洗濯中に洗濯水やすすぎ水を循環させながら洗濯を行い、また洗濯槽６２の水を排水することが可能となる。
【００５０】
従って、洗濯機２では、洗濯機２への給水用と循環用と排水用とのそれぞれに３台のポンプが不要となり、洗濯機２内のポンプ及びその配管スペースを最小限とし、またポンプ設置場所の選択に自由度が増しデッドスペースを活用することもでき、洗濯機のコンパクト化、小形化、軽量化及び低価格化を可能とするものである。
【００５１】
また、内蔵するポンプ数やその構成部材を削減して洗濯機の構造簡素化を図り、またポンプ特性の向上も相まって操作性や耐久性に優れた信頼性の高い洗濯機を得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のポンプでは、正転、逆転運転に応じてポンプの３カ所の開口部から吸水口と吐出口とを選択し、２箇所の水源から吸水した水を切替弁を利用して３箇所の所定方向へ送水することができる、複数台分のポンプ機能を果たすことができるコンパクトな構造を有するポンプを安価に提供することができる。
【００５３】
また、本発明の洗濯機では、１台のポンプにより風呂水などの外部の水を供給し、洗濯槽内の水を循環し、また洗濯槽の水を排水することができるので、従来のこのための３台のポンプが不要となり洗濯機の小形化、軽量化が図られ、またポンプやその付属部品の部品点数が削減されることで洗濯機の低価格化を可能とし、さらに内部構成を簡素化して信頼性の高い洗濯機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のポンプの逆転時縦断面図である。
【図２】第１の実施形態のポンプの正転時部分縦断面図である。
【図３】第１の実施形態のポンプの逆転時部分横断面図である。
【図４】第１の実施形態のポンプの正転時部分横断面図である。
【図５】第１の実施形態のポンプ室の逆転時正面断面図である。
【図６】第１の実施形態のポンプ室の正転時正面断面図である。
【図７】第２の実施形態の洗濯機の概略断面図である。
【図８】従来例の洗濯機の概略断面図である。
【符号の説明】
１……ポンプ
２……洗濯機
１０……モータ部
１１……回転子
１２……磁性体
１３……固定子
１５……固定軸
２０……ポンプ部
２１……羽根車
２２……ウエスコ型羽根
２３……ポンプ室
２４……吸水口（第１の口）
２５……吐出口（第２の口）
２６……吸水吐出口（第３の口）
３０……スイング弁
３１……弁蓋部
３２……遮蔽板
４０……流路
５０……切替弁
５１，５２……送水管
５４……第１経路
５５……第２経路
６２……洗濯槽
６４……洗濯、すすぎ水
７１……循環用配管
７２……吸水管
７３……排水管
７４……送水管

Claims

ポンプ部にウエスコ型羽根を有する羽根車を配し、
前記ポンプ部は、ケーシングと羽根車とからなり、
前記ケーシングは、水を吸水又は吐出する３つの口を有し、
前記ウエスコ型羽根の外周部に流路を有し、
前記流路の両端部又は両端部近傍に第１の口と第３の口を設け、前記第１の口と第３の口の間の流路に第２の口を設け、
前記第２の口を開閉自在にする弁手段を、前記第１の口と前記第２の口の間の流路に設け、
前記弁手段は、前記第２の口を開状態にする時は前記流路を遮断して前記第３の口と前記第２の口との間を水が流れるようになし、前記第２の口を閉状態にする時は前記流路を開放して前記第１の口と前記第３の口との間を水が流れるようになし、
前記羽根車の正転時には、前記弁手段が前記第２の口を閉状態にし、前記第１の口から吸引した水を前記第３の口から吐出し、
前記羽根車の逆転時には、前記弁手段が前記第２の口を開状態にして流路を遮断し、前記第３の口から吸引した水を前記第２の口から吐出するポンプであって、
前記第２の口の吐出側に送水経路を２系統に切り替えるための切替弁を設けた
ことを特徴とするポンプ。
前記切替弁が電磁弁である
ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
外部の水を吸水して洗濯機に給水し、また洗濯機内の水を循環させ、かつ洗濯機の水を機外に強制排水するポンプを有する洗濯機において、
前記ポンプが請求項１又は２に記載のポンプであって、
前記ポンプの正転時には、前記第１の口から吸水した外部の水を前記第３の口から前記洗濯機へ給水し、
前記ポンプの逆転時には、前記第３の口から吸引した洗濯機内の水を前記第２の口から吐出し、前記切替弁によって前記洗濯機内に循環させる送水経路又は機外に排水する送水経路とに切り替えて送水する
ことを特徴とする洗濯機。