JP4877300B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、有底円筒形に形成された回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽内に設置し、回転ドラムを回転駆動することにより回転ドラム内に収容した洗濯物を洗濯するドラム式洗濯機に関するものである。

このようなドラム式洗濯機で、水槽内の水を循環ポンプで循環させる循環機能を有したものが既に知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。

特許文献１は、１つのポンプを洗い工程やすすぎ工程では循環ポンプとして用い、すすぎ水や洗濯水を循環させ、洗い工程初期では洗剤と洗濯水の積極的な撹拌、洗剤の早期溶け込みを図り、脱水や排水工程では排水ポンプとして用いる技術を開示しており、循環経路の循環ポンプ吸水側途中にフィルタケースを設けて、吸水中の夾雑物を捕集するようにもしている。これにより循環ポンプに夾雑物が入り込まなくなる。

特許文献２は、水槽内の水を循環ポンプで循環させることにより、洗剤がヒータ設置空間または特定空間に集まる現象を防止し、併せ、洗濯前に該当の洗濯物を迅速に加熱して洗濯効率を高められる技術を開示している。

特許文献３は、循環ポンプ部と糸屑類の洗濯屑を捕獲するフィルタリング部とを備えた循環ポンプユニットを洗濯機の外箱の底部である台板に設けて、水槽内の洗濯水を循環させるのに、弾性クッションを介して台板に設け、ポンプモータの振動が台板に伝播するのを防止し、結果、ポンプモータの振動と外箱の振動とが共振することで起こる騒音を防げるようにした技術を開示している。

特許文献４は、水槽内の水を回転ドラム内に加え、乾燥用のヒータまわりに噴射してヒータまわりに付着した糸屑類を除去できるようにした技術を開示している。
特開平１１−２７６７９１号公報 特開２００５−５８７４１号公報 特開２００６−２２３５７２号公報 特開２００６−２３９１４２号公報

しかし、特許文献１〜４に開示の水循環技術はいずれも、循環水を配管端から回転ドラム内に噴射するようにしているので、折角の循環水が回転ドラム内の洗濯物の局部にしか噴射できず、循環効果を生かし切れない。そこで、特許文献２、４に記載の技術は広域に噴射するのに特別な噴射ノズルを採用しているが、必要ポンプ圧の上昇も併せコスト上昇の原因になるし、限度がある。また、特許文献１、３、４に開示の技術は、水循環系の配管が水槽の前端壁部を貫通して回転ドラム内に臨む構造上、配管構造がさらに複雑になりさらなるコスト上昇の原因になる。

本発明の主たる目的は、複雑な構造を用いることなく、水槽内に投入される洗濯物の量や種類に関わらず循環ポンプによる循環水を満遍なく洗濯物に噴射することで、無用なコスト上昇を抑えつつ洗浄力を効果的に高めることができるドラム式洗濯機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係るドラム式洗濯機は、有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内部に配設する水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モータ等を制御して洗い工程、すすぎ工程の少なくとも１つを実行する制御手段と、前記回転ドラム内の洗濯物の量を検知する布量検知手段と、前記水槽内の洗濯水を前記水槽に接続した循環経路を通じ、回転速度可変のモータからなる循環ポンプにより循環させる水循環系とを備え、前記水循環系は、前記水槽の前端壁裏面と前記回転ドラムの前端壁表面との間で形成される流路と、前記各前端壁の内周部間で形成する環状出口と、前記環状出口に向いて開口し、前記流路に洗濯水を噴射する前記水槽の前端壁裏面に設けた噴射口とを有し、前記環状出口には、前記水槽の前端壁の内周に前記回転ドラムの開口側に向け湾曲した湾曲面を設け、前記環状出口から洗濯水を前記回転ドラム内に吐出するよう構成すると共に、前記布量検知手段により布量が少ないと判定された場合は、前記循環ポンプの回転速度を通常より低くすることを特徴としている。

これによって、循環系がその循環ポンプおよび循環経路によって洗い工程またはおよびすすぎ工程などにて水槽内の水を吸引して水槽内に戻して循環させるのに、循環経路は水槽の前端壁に接続するだけで水槽および回転ドラムの各前端壁間で形成した流路に繋がって、この流路を通じ特別な配管なしに、前記各前端壁の内周部間で形成する環状出口から回転ドラム内に循環水を吐出させられ、また、循環水の吐出口が特別な形状、構造でなくとも、前記循環ポンプの回転速度を変えることで吐出される循環水の上下方向の角度、左右方向の広がり度合いを変えることができるので、複雑な構造を用いることなく、水槽内に投入される洗濯物の量や種類に関わらず循環ポンプによる循環水を満遍なく洗濯物に噴射することで、無用なコスト上昇を抑えつつ洗浄力を効果的に高めることができる。

本発明のドラム式洗濯機によれば、循環系の循環ポンプおよび循環経路により洗い工程やすすぎ工程などで、水槽内の水を吸引して水槽内に戻して循環させて、洗いやすすぎなどの機能を高められるが、特に、循環経路が水槽の前端壁に接続するだけで水槽、回転ドラムの各前端壁間で形成する流路に繋がる特別な配管が不要でその分漏水リスクも少ない簡単かつ安価な配管構造にて、回転ドラム内に循環水を吐出させられるし、また、循環水の吐出口が特別な形状、構造でなくとも、前記循環ポンプの回転速度を変えることで吐出される循環水の上下方向の角度、左右方向の広がり度合いを変えることができるので、複雑な構造を用いることなく、水槽内に投入される洗濯物の量や種類に関わらず循環ポンプによる循環水を満遍なく洗濯物に噴射することで、無用なコスト上昇を抑えつつ洗浄力を効果的に高めることができる。

第１の発明は、有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内部に配設する水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モータ等を制御して洗い工程、すすぎ工程の少なくとも１つを実行する制御手段と、前記回転ドラム内の洗濯物の量を検知する布量検知手段と、前記水槽内の洗濯水を前記水槽に接続した循環経路を通じ、回転速度可変のモータからなる循環ポンプにより循環させる水循環
系とを備え、前記水循環系は、前記水槽の前端壁裏面と前記回転ドラムの前端壁表面との間で形成される流路と、前記各前端壁の内周部間で形成する環状出口と、前記環状出口に向いて開口し、前記流路に洗濯水を噴射する前記水槽の前端壁裏面に設けた噴射口とを有し、前記環状出口には、前記水槽の前端壁の内周に前記回転ドラムの開口側に向け湾曲した湾曲面を設け、前記環状出口から洗濯水を前記回転ドラム内に吐出するよう構成すると共に、前記布量検知手段により布量が少ないと判定された場合は、前記循環ポンプの回転速度を通常より低くすることを特徴とするドラム式洗濯機とすることにより、循環系がその循環ポンプおよび循環経路によって洗い工程またはおよびすすぎ工程などにて水槽内の水を吸引して水槽内に戻して循環させるのに、循環経路は水槽の前端壁に接続するだけで水槽および回転ドラムの各前端壁間で形成した流路に繋がって、この流路を通じ特別な配管なしに、前記各前端壁の内周部間で形成する環状出口から回転ドラム内に循環水を吐出させられ、また、循環水の吐出口が特別な形状、構造でなくとも、前記循環ポンプの回転速度を変えることで吐出される循環水の上下方向の角度、左右方向の広がり度合いを変えることができるので、複雑な構造を用いることなく、水槽内に投入される洗濯物の量や種類に関わらず循環ポンプによる循環水を満遍なく洗濯物に噴射することで、無用なコスト上昇を抑えつつ洗浄力を効果的に高めることができる。

また、布量が少ないと判定された場合は、前記循環ポンプの回転速度を通常より低くすることにより、吐出される循環水の上下への角度は小さくなり、前記回転ドラム内の下方にのみ位置する少ない衣類に集中的に循環水を供給させられる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記布量検知手段により布量が少ないと判定された場合は、前記循環ポンプのＯＮ／ＯＦＦデューティ比を通常より小さくすることを特徴とすることにより、少量の布量に十分な循環水のみを供給でき、必要以上に循環水を供給することを回避でき、泡の異常発生を防止することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、運転するコースを使用者が設定する入力手段をさらに備え、入力手段によりデリケートな衣類を洗濯するコースを設定された場合は、前記循環ポンプの回転速度を通常より低くすることを特徴とすることにより、循環ポンプから吐出される循環水の勢いによりデリケートな衣類が傷むことを防止することができる。

第４の発明は、特に、第１の発明において、運転するコースを使用者が設定する入力手段をさらに備え、入力手段によりデリケートな衣類を洗濯するコースを設定された場合は、前記循環ポンプのＯＮ／ＯＦＦデューティ比を通常より大きくすることを特徴とすることにより、通常の洗濯コースより短い洗い工程においても、十分に衣類に循環水を供給することができる。

第５の発明は、特に、第１の発明において、洗い工程、すすぎ工程のうち、少なくとも一方の工程中において、前記循環ポンプの回転速度を周期的に変化させることを特徴とすることにより、回転ドラム内に存在する衣類に満遍なく循環水を供給することができる。

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）
本実施の形態１のドラム式洗濯機は、図１に示すように、洗濯機本体２の内部に揺動自在に水槽３が配設され、水槽３内には、回転ドラム４が回転自在に配設され、回転ドラム４は、水槽３の背面に外側より取り付けられたモータ６により回転駆動される。

また、本実施の形態１のドラム式洗濯機は、モード設定や制御プログラムに従い、図１に示すモータ６、給水系７、排水系８、乾燥系９を自動制御して少なくとも洗い工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程を行う機能を有したいわゆるドラム式洗濯乾燥機を構成している。しかし、乾燥系９は省略することができる。

給水系７は電磁弁（図示せず）の開閉によって実線矢印で示すように適時に給水でき、また給水を利用して洗剤収容部７ａの洗剤を水槽３内に適時に投入できるようになっている。

排水系８は、排水弁１９の開閉によって洗い工程終了時、すすぎ工程終了時など必要なときに一点鎖線矢印で示すように、水槽３の下部に接続された排水管８ａを介し、糸屑類を捕集し外部から取り外し可能の排水フィルタ８ｂを通過した後、排水できるようになっている。

乾燥系９は、水槽３および回転ドラム４内の空気を送風機１２によって図１の破線矢印で示すように循環させる。乾燥系９内には、糸屑類を捕集し除塵するフィルタ（図示せず）、除塵後の導入空気を除湿する除湿部（図示せず）、除湿後の空気を加熱して渇いた高温空気とする加熱部（図示せず）等を有する。

また、上記に併せ、洗い準備工程時、洗い工程時、すすぎ工程時など必要に応じ、水循環系１６にて水槽３内の水を循環させて洗剤の早期溶け込みや偏りの防止、洗いやすすぎの機能向上を図る機能も有している。この循環系１６は、循環ポンプ２０を駆動させることで、水槽３内の水を、排水管８ａを介し、排水フィルタ８ｂを通過させ、水循環経路３１の循環ポンプ２０への流入側経路３１ａ、循環ポンプ２０および水循環経路３１の循環ポンプ２０からの吐出側経路３１ｂを介して、水槽３内に戻すことを繰り返す。

運転コース等のモードや各種機能の選択は、洗濯機本体２の前面上部に設けられる操作パネル２１から入力して行い、制御系２２がその入力情報を基に操作パネル２１上の表示手段で表示して使用者に知らせるとともに、操作パネル２１での入力設定手段により運転開始が設定されると、水槽３内の水位を検知する水位検知手段等からのデータを入力して駆動を開始して、排水弁、給水弁などの動作を制御し、洗濯、脱水、乾燥などの運転を行う。

回転ドラム４は回転軸４ａに水槽３上のモータ５が直結されて、水槽３と共に、開口側から底部側に向けて回転軸方向を水平方向から角度θ＝２０±１０度に傾斜させて設置し、水平方向での設置の場合に比べ、回転ドラム４を同じ高さに設置しても水槽３および回転ドラム４の開口が斜め上向きとなることで屈んだりする無理な姿勢を取らずに洗濯物を容易に出し入れできる。特に、本発明者等の経験からは傾斜角度は２０±１０度とすることにより、子供（幼児を除く）から大人までの身長差があっても、車椅子利用者であっても、洗濯物の出し入れの作業が最も行い易い状態が得られる。また、回転ドラム４内に給水された水が背面側に溜まって少ない水量でも深い貯水状態が得られる利点もある。水槽３は給水を効率よく回転ドラム４内の洗濯物に働かせるために、回転ドラム４と同じ傾斜を持ってその近くに沿うよう設けてある。なお、洗濯機本体２には開閉扉５が設けられ、水槽３の開口１３をその口縁に装着したシール材１４を介し密閉し、また開くことができるようにしている。

なお、回転ドラム４の駆動は、脱水工程が例えば１０００ｒｐｍといった高速度での連続回転にて実行される関係から、洗濯物を洗い工程、すすぎ工程での絡み、捩れ、皺より状態のまま回転ドラム４の内面に貼り付かせて癖付けしてしまうことで、洗濯物を取り出し難いし、事後処理に手間が掛かる。また、洗濯物にきつい皺が残りやすく皺取りの手間
が大きい。

これを解消するのに、本実施の形態では、洗い工程または、洗い工程およびすすぎ工程において、絡み、捩れの発生を大きく改善し機械力の働きを高めながら皺も生じ難くすることを意図して、回転ドラム４の９０度を超え１８０度未満の急正弧回転、急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードと、回転ドラム４の回転によって持ち上げられた洗濯物がその自重が勝る高さから落下する挙動を示す回転速度での回転ドラム４の連続回転を正逆交互に繰り返す正逆連続回転駆動モードとを備え、洗い工程または、洗い工程およびすすぎ工程において、前記正逆弧回転駆動モードと前記正逆連続回転駆動モードとを、交互に実行するようにしている。これにより、回転ドラム４の９０度を超え１８０度未満の急速度での弧回転および急激な制動により洗濯物を最大限９０度を超えて１８０度未満まで持ち上げられるし、洗濯物の持ち上げの最終段階の急激な制動により制動状態が生じて洗濯物をその慣性および自重により回転ドラム４内面から剥がしてその自重によって持ち上げ側とは左右反対の側に落すことが確実に達成できるので、水を含んで十分に膨潤し、かつ緩み、滑りやすい状態にある洗濯物に対して特に高い解し作用を与えられるし、機械力を洗濯物に及ぼすことができるので洗浄性能を高めることができる。さらに、弧回転駆動の正方向の急正弧回転と逆方向の急逆弧回転とを交互に繰り返すことで正逆弧回転駆動モードとし、これによって、正逆交互の急弧回転駆動によって洗濯物の持ち上げ位置、落下位置を毎回の弧回転駆動において左右交互に入れ換えられるので、洗濯物が絡むことをより防ぎながら解し作用をさらに高められるとともに、機械力を洗濯物に及ぼす回数を増やすことができるので洗浄性能を高めることができる。また、高い解し作用により、洗い、すすぎ工程が進行することで生じる洗濯物同士の絡みが抑制できるので、正逆弧回転モードにおける効果的な叩き洗いを持続的に実行して、洗浄効果およびすすぎ効果を高めることができる。

また、正逆弧回転駆動モードのみでは、洗濯物の絡み、捩れ、皺より等が軽減される一方で、洗濯物の上下方向の位置が入れ替わりにくく、回転ドラム４底部の洗濯物は動きにくいため、洗いむらが生じやすいが、正逆連続回転駆動モードを併用することによって、洗濯物の上下方向の位置の入れ替わりを実現することができ、すなわち、正逆連続回転駆動モードにおける洗濯物の絡み、捩れ、皺よりを軽減するとともに、正逆弧回転駆動モードにおける洗濯物に対する機械力付与の不均衡を軽減することで、両モードによって洗濯やすすぎ中の洗濯物に異なった２通りの挙動、具体的には正逆弧回転駆動モードによっては洗濯物の絡み、捩れ、皺よりを軽減しつつしっかりした手もみ洗いの挙動を、正逆連続回転駆動モードによっては洗濯物を大きく連続に動かしむらを軽減しながら洗う、均一で強い汚れに対する効果的な洗い挙動を与えられる。

乾燥工程では特に、正逆弧回転駆動モードを実行すると、脱水後の洗濯物のしわ伸ばしに好適であり、仕上がり品質を各段に高めて後仕上げを大幅に軽減できる。しかし、乾燥工程の洗濯物は軽く回転ドラム４の内面に貼り付きにくい場合があるので、回転ドラム４の回転角は９０°以上２００°未満に設定するのが好適である。

正逆連続駆動モードでの回転ドラム４の最高回転速度は通常通り４５±５ｒｐｍとしてよく、正逆弧回転駆動モードでの回転ドラム４の最高回転速度は、洗い、すすぎ工程で４０ｒｐｍ以上、脱水後は５０ｒｐｍ以上として好適である。

ここで、循環系１６について説明する。循環ポンプ２０は、図１に示すように、洗濯機本体２の底部である台板２ａ上に固定している。具体的には、循環ポンプ２０は、図２に示すように、インペラ２０ａを収容した樹脂製のポンプケーシング２０ｂがその開口側で、循環モータ２０ｃの金属製のモータケーシング２０ｄの前端にある軸受隔壁２０ｄ１に当てがって一体化し、インペラ２０ａをモータ軸２０ｅに直結したものとしてあり、これ
を樹脂製の取り付け座３５に嵌め付けてある。取り付け座３５はその周辺３か所にほぼＣ型の取り付け片３５ａを有し、これら取り付け片３５ａを台板２ａ上のボス部（図示せず）にボルト（図示せず）をねじ込むことにより取り付けている。

また、水循環経路３１の吐出側経路３１ｂは図１および図３に示すように、水槽３の開口１３まわりの前端壁３ｈの最下部に設けた図３に示す噴射口５１に外面から接続して、図１の矢印ａのように、水槽３の前端壁３ｈの裏面とこれに対応する回転ドラム４の前端壁４ｂの表面との間に吐出側経路３１ｂからの洗濯水を噴射し、それらの間で形成する流路５２を通じて回転ドラム４内に吐出するようにしてある。このときの循環ポンプ２０のモータ回転速度は、例えば３５００ｒｐｍ程度に設定している。これにより、吐出側経路３１ｂからの水の噴射口５１が回転ドラム４内の洗濯物と接触しない位置にあるので、洗濯物が引っ掛かって洗濯やすすぎ、乾燥などに必要な挙動を乱したり、あるいは洗濯物を傷めたり、破れたりするようなことを防止することができるし、見栄えのよい外観が損なわれない。併せ、流路５２は水槽３および回転ドラム４の前端壁３ｈ、４ｂ間で形成しているため、特別な部品が不要でシール部材５６を用いる程度の構造が簡単かつ安価で水漏れのリスクが低減する。

しかも噴射口５１は、水槽３の前端壁３ｈの裏面において図３（ｃ）に示すように回転ドラム４の回転中心方向、具体的には、水槽３および回転ドラム４の前端壁３ｈ、４ｂ間の流路５２における環状出口５３に向かって開口しているので、噴射口５１から噴射する洗濯水は流路５２を回転ドラム４の回転中心側、具体的には環状出口５３に向かって径方向に回転ドラム４の内側回転域に効率よく吐出させられ、洗濯物の多少にかかわらず洗濯水を効率よく供与できる。特に、水槽３の前端壁３ｈは噴射口５１に対応する位置から内周近くに向かって洗濯機本体２の後部側に傾斜した傾斜面３ｈ１およびこの傾斜面３ｈ１から内周まで、回転ドラム４の開口５４側に向け湾曲した湾曲面３ｈ２を有していることにより、流路５２に噴射される洗濯水を図３（ｃ）に示すように、傾斜面３ｈ１から湾曲面３ｈ２に沿わせて、回転ドラム４の開口５４を通じ回転ドラム４の奥側に向け吐出させられるので、洗濯水の洗濯物への供与効率を高められる。

ここで、水循環系１６の構造としては、水槽３の前端壁３ｈの吐出側経路３１ｂが接続される接続口５１ａから洗濯水を流路５２に噴射させる噴射口５１は、流路５２へ回転ドラム４の回転中心側に向け周方向の所定範囲で開口したものとしている。このように、水槽３の前端壁３ｈに接続口５１ａを設けるのに、流路５２に向いて開口する噴射口５１を形成することで、吐出側経路３１ｂからの洗濯水を、噴射５１口を通じ流路５２側に乱れなく案内して、回転ドラム４内に環状出口５３の噴射口５１の周方向域に対応した所定域から所定の方向に左右への広がりを伴い安定して吐出させられる。結果、水槽３の前端壁３ｈの吐出側経路３１ｂを接続する接続口５１ａから流入する洗濯水を、接続口５１ａに併せ設けられて流路５２に向き開口する噴射口５１により、噴射口５１の周方向域に対応した開口を通じ流路５２側に乱れなく案内して、環状出口５３の噴射口５１に対応する周方向の所定域から所定の方向に左右への広がりを伴い安定して吐出させて、回転ドラム４内の洗濯物にその多少にかかわらず有効に働かせられる。

また、噴射口５１は、接続口５１ａに接続される吐出側経路３１ｂの接続端部５５ｅとの間で、洗濯水を流路５２への開口部に案内するようにしている。これにより、吐出側経路３１ｂが接続される接続口５１ａに設けた噴射口５１が洗濯水を前記流路の側に案内するのに、吐出側経路３１ｂの接続口５１ａへの接続端部と協働した相互の簡単形状での合わせ形態にて、好適な案内条件を満足できる。結果、接続口５１ａに設けた噴射口５１により流入する洗濯水を流路５２の側に案内するのに、吐出側経路３１ｂの接続口５１ａへの接続端部５５ｅとの簡単形状での合わせ形態により、周方向に大きな吐出流幅、前後方向に十分な吐出流厚み、着水距離を大きくできる吐出流速度など、洗濯物の多少にかかわ
らず好適に働く条件を満足する案内ができ、しかも、配管構造は特に複雑化せず漏水リスクの増大がなく、コスト上昇の原因にもならない。結果、接続口５１ａに続いて設けた噴射口５１により流入する洗濯水を流路５２の側に案内するのに、吐出側経路３１ｂの接続口５１ａへの接続端部５５ｅとの簡単形状での合わせ形態により、周方向に大きな吐出流幅、前後方向に十分な吐出流厚み、着水距離を大きくできる吐出流速度など、洗濯物の多少にかかわらず好適に働く条件を満足する案内ができ、しかも、配管構造は特に複雑化せず漏水リスクの増大がなく、コスト上昇の原因にもならない。

また、噴射口５１は、図３（ａ）に示すように水槽３の前端壁３ｈの底部のほぼ中心位置に開口し、この噴射口５１と吐出側経路３１ｂとを図３に示す樹脂製のダクト５５部によって接続してある。このダクト５５は前後部材５５ａ、５５ｂ二枚合せにして前後に扁平に形成してある。吐出側経路３１ｂは噴射口５１の開口位置に対し左右方向一方に偏って循環ポンプ２０から水槽３の軸線とほぼ平行に前方へ延び、ダクト５５はパイプ状の吐出側経路３１ｂの前端と噴射口５１とを後部材５５ｂ一端に一体形成した接続パイプ５５ｃで吐出側経路３１ｂにその延長部として接続され、この一端側から噴射口５１の下方近くにまでほぼ水平に延びた後、他端側が噴射口５１まで湾曲して立ち上がり、図３（ｃ）に示すように立ち上がり部５５ｄの後部材５５ｂに一体成形した接続端部５５ｅによって噴射口５１の水槽３の前端壁３ｈに開口する接続口５１ａにシール部材５６を介し接続しねじ５７でねじ止めし固定してある。このように、水槽３の前端壁３ｈの接続口５１ａとの接続端部５５ｅから水槽３の外周へ張り出し循環ポンプ２０側に接続されるダクト５５部を前後に扁平なものとしてあると、水槽３の前端壁３ｈと洗濯機本体２の前面壁との間に小さなスペースで配管できる。しかも、ダクト５５の扁平形状によって洗濯水に噴射口５１の開口などに見合う水流幅、水流厚みに整流して、接続口５１ａから噴射口５１に向かわせ流路５２に噴射されるようにし、環状出口５３からの大きな周方向吐出幅、前後方向に十分な吐出厚み、着水距離を大きくできる吐出速度域を、流れに乱れなく満足することができ、洗濯、すすぎ効果をさらに高められる。また、ダクト５５部が、水槽３の外周から前端壁３ｈ下部の噴射口５１の接続口５１ａ近くの下まで横方向に延び、そこから接続口５１ａまでの湾曲した立ち上がり部にて接続口５１ａに接続されているため、扁平流に整流した洗濯水を立ち上がり部の湾曲形状にて乱すことなく接続口５１ａ、および扁平方向が一致した噴射口５１に導き、流路５２の周方向所定域に噴射させるので、環状出口５３のより広域からより安定して吐出させられ、洗濯水の洗濯物への働きを高められる。

特に、噴射口５１は、水槽３の前端壁３ｈに開口する接続口５１ａからこれに平行で回転ドラム４の前端壁４ｂ側に寄って一体形成された受け止め壁５１ｃによって、接続口５１ａの口縁上部との間で環状出口５３に向け開口するように形成され、接続端部５５ｅは受け止め壁５１ｃとの間で、噴射口５１に向け噴射通路をダクト５５側からアール面にて滑らかに絞る絞り壁５５ｆを備え、ダクト５５から噴射口５１に向かう洗濯水を加勢し、水槽３の前端壁３ｈの裏面の傾斜面３ｈ１および湾曲面３ｈ２に強く沿わせた高速流とするので、回転ドラム４内へ上方斜め後方に所定の経路で確実に吐出し左右に広がりながら放物線を描くより長い飛翔経路にて回転ドラム４内の洗濯物により広域から供与できるようになる。しかし、前記高速流とするための絞り通路はダクト５５の接続口５１ａへの接続端部と噴射口５１との間でどのように形成されてもよい。つまり、接続口５１ａに設けた噴射口５１により流入する洗濯水を流路５２の側に案内するのに、吐出側経路５１ｂの接続口５１ａへの接続端部５５との簡単形状での合わせ形態により、周方向に大きな吐出流幅、前後方向に十分な吐出流厚み、着水距離を大きくできる吐出流速度など、洗濯物の多少にかかわらず好適に働く条件を満足する案内ができ、しかも、配管構造は特に複雑化せず漏水リスクの増大がなく、コスト上昇の原因にもならない。

また、回転ドラム４の前端壁４ｂには図３（ｃ）に示すように流路５２を傾斜面３ｈ１との間に絞り隙間Ｓを残して周方向に横切る環状のリブ状凸部４ｃが形成されている。さ
らに、このリブ状凸部４ｃはその位置が径方向に波打ち状に変化している。このため、リブ状凸部４ｃは回転ドラム４が回転すると噴射口５１近傍での流路５２に対する横切り位置、つまり絞り隙間Ｓの形成位置を図３（ｃ）に３つの具体的位置で示すように径方向に変位させる。この結果、流路５２を環状出口５３に向かう洗濯水流は環状出口５３近くで絞り隙間Ｓにより絞られる場合と、環状出口５３から遠い位置で絞り隙間Ｓに絞られる場合とで、回転ドラム４内に向かう角度が上下に振れるので、回転ドラム４の軸線方向の広域に洗濯水を振り分け洗濯物に供与することができる。

ここに、リブ状凸部４ｃは、回転ドラム４の前端壁３ｈ側に周方向に不均一に設けた吐出ガイドで、流路５２に噴射され環状出口５３から回転ドラム４内に吐出される洗濯水の吐出方向を前後に乱し、あるいは変化させ、吐出した洗濯水が回転ドラム４内への洗濯物に着水する位置が前後に乱し、または変化させるものといえ、このような吐出ガイドとしては、吐出ガイドは、周方向に波打ちした内周、周方向に前後に波打ちした壁面、前記流路側に突出し周方向に波打ちし、またはおよび断続したリブ状凸部または羽根、前記流路を通って噴射される洗濯水の通過抵抗を周方向に変化させる邪魔部、の少なくとも１つとして吐出方向を前後に乱しまたは変化させる作用を営むことができ、可能な限りそれらを複合して採用することができる。

これら放物線供与作用、前後振り分け作用によって洗濯水は洗濯物に前後方向にも偏りなく働き、洗剤の溶かし込効果、洗濯効果、すすぎ効果を高められる。

なお、本実施の形態１のドラム式洗濯機には、回転ドラム４内に投入された洗濯物の量を検知する負荷量検知手段が設けられている。以下に負荷量検知手段について説明する。

洗濯を開始すると、まず、制御回路（図示せず）は、モータ６を始動し、そのモータ６の回転速度を検知する回転検知部（図示せず）からは検知出力が入力される。回転検知部の検出周波数は、モータ６の回転に比例して直線的に変化する。即ち、制御回路は、回転検知部からの入力周波数が小さいときは、位相制御の手段によりモータ６の電源電圧の平均電圧を大きくし、また、周波数が大きくなると平均電圧を小さくする。

この布量検知工程では、回転制御を行ないながら、制御回路内部で徐々にモータ６に印加する平均電圧を上昇させて高速回転に移行し、衣類が回転ドラム４の内壁に遠心力により均一に貼り付くようにする。その状態で、所定時間回転を持続した後、モータ６の通電を停止する。それにより、回転ドラム４の惰性回転が、逆にモータ６を回転させる状態になる。

このとき回転検知部は、回転ドラム４の惰性回転力が摩擦トルクによりしだいに低下して停止する様子を分回転速度に変換して出力する。

通電停止から回転ドラム４の停止までの時間は、布量が多いときは長く、布量が少ないときは短い。この停止に要する時間の違いが布量に比例することを利用して布量を検知するものである。

ここで布の重量をｍ、回転ドラム４の内周に分布する布の平均半径をｒ、回転角速度をωとすると、布にかかる遠心力Ｆは、Ｆ＝ｍｒω２で求められる。モータ７の通電を停止した時、遠心力Ｆは、回転ドラム４の初期惰性回転力となる。従って回転ドラム４が停止するまでの時間はＦに、即ち布量に比例するという理論から布量を検知できる。

しかし、モータ６や、回転ドラム４の構成は、個々の製品により異なるのが通常であり、従来構成をもう少し詳細に分析してみる。

ここで、回転ドラム４やモータ６の慣性モーメントをＪｄとすると、布を含めた回転系の慣性モーメントＪは数式１で求められる。

また、モータ６の発生トルクをＴ、回転ドラム４や回転軸などが有する摩擦トルクをＴｂ、回転ドラム４の角加速度をαとおくと、これらの関係は数式２で表される。

角加速度αは、角速度ωと時間ｔの関数として数式３で表される。従って、布の平均半径ｒが一定であれば、数式４で表されるように、布の重量ｍに応じて、回転速度すなわち角速度ωが変化する。

数式４から、ｄω／ｄｔつまり回転速度の変化は、布量ｍに反比例することが判る。つまり、モータ６の通電を停止して回転ドラム４を惰性回転させ、回転ドラム４が停止するまでのある時間区間における回転速度の変化を測定することによって、布量を知ることができる。

ところで、上記したように、洗濯水を回転ドラム内に単純に噴射するようにした場合、折角の循環水が回転ドラム内の洗濯物の局部にしか噴射できず、循環効果を生かし切れない。一方、循環水を広域に噴射するのに特別な噴射ノズルを採用すると、必要ポンプ圧の上昇も併せコスト上昇の原因になるし、限度がある。

そこで、本実施の形態１では、水槽３内の水を循環ポンプ２０により循環させるのに、例えば回転速度制御が可能であるＤＣブラシレスモータを用いて、吐出される循環水の流量、流速を調整することで、特別な噴射ノズルを採用することなく、吐出される循環水の上下方向の角度、左右方向の広がり度合いを変えることができる。

この結果、循環ポンプ２０により、水槽３内の衣類に対し満遍なく、かつ最適な位置に循環水を供給可能となり、洗い性能およびすすぎ性能を高めることができる。また、衣類が位置しない空間に無駄に循環水を供給することを避けられるので、無駄な電力の消費を抑えられ、洗剤水による異常な発泡を抑制することもできる。

循環ポンプ２０の回転速度は、通常運転時は例えば上記したように３５００ｒｐｍ程度とし、毎分２０Ｌ程度の循環水を水槽３内の衣類に供給することで、洗い性能、すすぎ性能の向上を図る。一方、負荷量検知手段により衣類の量が所定値より少ないと判断された
場合は、循環ポンプ２０の回転速度を、例えば２５００ｒｐｍ程度に落とし、供給する循環水を毎分１５Ｌ程度にするとともに、図１の矢印ｂのように、循環水の吐出される上下方向の角度を水平に近づけ、左右方向の広がり度合いを小さくする。

これにより、衣類が少ない場合は、吐出された循環水が水槽３内の下方に位置する衣類に当たらないという状態を避けることができ、効率的に循環水を供給することができる。

また、循環ポンプ２０は、通常運転時は例えば７５％程度の駆動デューティで循環水を水槽３内の衣類に供給することで、洗い性能、すすぎ性能の向上を図る。一方、負荷量検知手段により衣類の量が所定値より少ないと判断された場合は、循環ポンプ２０は、例えば５０％程度の駆動デューティで循環水を水槽３内の衣類に供給することで、必要以上の循環水を少量の衣類に供給することを避ける。

これにより、衣類が少ない場合は、衣類が多い場合に比べて比較的早い時間で均一に循環水が行き渡るので、必要以上の循環水を供給することを避けられる為、必要以上の電力を消費することもない。過剰に循環水を供給しても、洗い性能、すすぎ性能の向上は図れず、かえって洗剤水による異常な発泡を招き、それによりすすぎ性能を悪化させる可能性もある。よって、過剰な循環水の供給を避けることで、上記の問題を回避することができる。

また、循環ポンプ２０の回転速度は、通常運転時は例えば上記したように３５００ｒｐｍ程度とし、毎分２０Ｌ程度の循環水を水槽３内の衣類に供給することで、洗い性能、すすぎ性能の向上を図る。一方、運転コースの入力手段により、デリケートな衣類を洗濯するコースを設定された場合は、循環ポンプ２０の回転速度を、例えば２０００ｒｐｍ程度にし、供給する循環水を毎分１２Ｌ程度にするとともに、循環水の吐出される上下方向の角度を水平に近づけ、左右方向の広がり度合いを小さくする。

これにより、デリケートな衣類を洗濯する場合でも、循環水の吐出の勢いにより衣類に過度な機械力を与えて布傷みが発生することを防止しつつ、十分な洗浄力を得ることができる。また、デリケートな衣類の洗濯用洗剤は一般的に発泡性が高いが、回転速度を下げて流量、流速を落とすことで、異常な発泡も防止することができる。

また、循環ポンプ２０は、通常運転時は例えば７５％程度の駆動デューティで循環水を水槽３内の衣類に供給することで、洗い性能、すすぎ性能の向上を図る。一方、運転コースの入力手段により、デリケートな衣類を洗濯するコースを設定された場合は、循環ポンプ２０は、例えば７５％以上の駆動デューティで循環水を水槽３内の衣類に供給することで、一般的に短いデリケート衣類を洗濯するコースの洗い時間においても、十分に循環水を供給することができる。

これにより、デリケートな衣類を洗濯する場合、一般的に短いデリケート衣類を洗濯するコースの洗い時間においても、十分な循環水を供給することができ、水が浸透しにくいウールなどの衣類についても、より早く効果的に洗濯水を浸透させることができるので、洗い性能、すすぎ性能を向上させることができる。

また、循環ポンプ２０は、洗い工程、すすぎ工程において、回転速度を例えば３５００ｒｐｍから２５００ｒｐｍへ、また２５００ｒｐｍから３５００ｐｍへと周期的に変化させることで、吐出される循環水の上下方向の角度、左右方向の広がり度合いを工程中に周期的に変えることができる。

これにより、回転ドラム４内の前後左右に均等に全体にわたって吐出されるので、回転
ドラム４内に存在する衣類に満遍なく循環水を供給することができる。即ち、例えば衣類が多い場合や、ふとん、毛布といった大物衣類を洗濯する場合でも、その局部にのみ循環水が供給されるという状況を回避でき、洗い性能、すすぎ性能のムラを低減することができる。

なお、本実施の形態１では、循環ポンプ２０を洗濯機本体２の底部である台板２ａ上に設置する構成としたが、これに限定されるものではなく、水槽３内の水を循環させるのに循環ポンプ２０を水槽３の下部３ｂに設置する構成でも良く、同等の効果を奏することができる。

回転ドラムを水平方向または傾斜して設置したドラム式洗濯機での、洗いやすすぎなどの工程で、水槽内の水を循環させるのに、簡単かつ安価な配管で漏水リスクを少なく実現し、また、循環水の吐出口が特別な形状、構造でなくとも、循環ポンプの回転速度を変えることで吐出される循環水の上下方向の角度、左右方向の広がり度合いを変えることができ、衣類の種類、量、嵩に関わらず、洗い性能、すすぎ性能を高めることができるので、有底円筒形に形成された回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽内に設置し、回転ドラムを回転駆動することにより回転ドラム内に収容した洗濯物を洗濯するドラム式洗濯機として有用である。

本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機の断面図 （ａ）同ドラム式洗濯機に用いた循環ポンプの断面図（ｂ）同ドラム式洗濯機に用いた循環ポンプの側面図（ｃ）同ドラム式洗濯機に用いた循環ポンプの下面図 （ａ）同ドラム式洗濯機の水循環経路の吐出側経路を水槽に接続するダクトを示す正面図（ｂ）同ドラム式洗濯機の水循環経路の吐出側経路を水槽に接続するダクトを示す横断面図（ｃ）同ドラム式洗濯機の水循環経路の吐出側経路を水槽に接続するダクトを示す縦断面図

３ 水槽
３ｈ 前端壁
４ 回転ドラム
４ｂ 前端壁
６ モータ
１６ 水循環系
２０ 循環ポンプ
３１ 水循環経路
５２ 流路

Claims (5)

1. 有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内部に配設する水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モータ等を制御して洗い工程、すすぎ工程の少なくとも１つを実行する制御手段と、前記回転ドラム内の洗濯物の量を検知する布量検知手段と、前記水槽内の洗濯水を前記水槽に接続した循環経路を通じ、回転速度可変のモータからなる循環ポンプにより循環させる水循環系とを備え、前記水循環系は、前記水槽の前端壁裏面と前記回転ドラムの前端壁表面との間で形成される流路と、前記各前端壁の内周部間で形成する環状出口と、前記環状出口に向いて開口し、前記流路に洗濯水を噴射する前記水槽の前端壁裏面に設けた噴射口とを有し、前記環状出口には、前記水槽の前端壁の内周に前記回転ドラムの開口側に向け湾曲した湾曲面を設け、前記環状出口から洗濯水を前記回転ドラム内に吐出するよう構成すると共に、前記布量検知手段により布量が少ないと判定された場合は、前記循環ポンプの回転速度を通常より低くすることを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 前記布量検知手段により布量が少ないと判定された場合は、前記循環ポンプのＯＮ／ＯＦＦデューティ比を通常より小さくすることを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
3. 運転するコースを使用者が設定する入力手段をさらに備え、前記入力手段によりデリケートな衣類を洗濯するコースを設定された場合は、循環ポンプの回転速度を通常より低くすることを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
4. 運転するコースを使用者が設定する入力手段を備え、入力手段によりデリケートな衣類を洗濯するコースを設定された場合は、前記循環ポンプのＯＮ／ＯＦＦデューティ比を通常より大きくすることを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
5. 洗い工程、すすぎ工程の少なくとも１つの工程中において、循環ポンプの回転速度を周期的に変化させることを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。