JP6964214B2

JP6964214B2 - 洗濯機

Info

Publication number: JP6964214B2
Application number: JP2017049891A
Authority: JP
Inventors: 敏之倉掛
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2021-11-10
Anticipated expiration: 2037-03-15
Also published as: CN110431262B; CN110431262A; WO2018168417A1; JP2018153214A

Description

本発明は、衣類等の繊維製品の洗濯を行う洗濯機に関するものである。

従来の洗濯機において、洗濯中に洗濯物から遊離した汚れや糸屑等の不純物を洗濯水から分離して洗濯水を浄化し、洗濯物への再付着を防止することが考えられている（例えば、特許文献１、２参照）。

図１２は、従来の洗濯機の概略構成図である。図１２に示されるように、第１の給水管５１と、第２の給水管５２および第３の給水管５３で構成された風呂水供給路にサイクロン式分離器５４が設けられている。洗濯時に風呂水供給ポンプ５５が駆動されると、ドラム５６内の水が接続管５７からサイクロン式分離器５４に導入され、サイクロン式分離器５４で洗濯物から遊離した汚れや糸屑等の不純物が取り除かれる。不純物が取り除かれた水は、第２の給水管５２および第１の給水管５１を通してドラム５６内に戻される。

また、特許文献２において、洗濯槽の回転軸を鉛直方向に設定したいわゆる縦型洗濯機において、サイクロン糸屑分離器により洗濯水に混在する糸屑や固形物質を分離することが考えられている。

特開２００５−１５２２１２号公報特開２００１−７０６９４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、洗濯水から異物を確実に分離すること、および、分離された異物が循環する洗濯水へ再混入してしまうことを防止すること、が難しいという課題があった。すなわち、洗濯水から分離する異物には、洗濯物から遊離した皮脂等の比重が水より軽いものや、微細なものが含まれるため、これらを液体サイクロンで分離することは難しく、加えて、分離した異物を液体サイクロンの内部に留め置き、循環する洗濯水への再混入を防止することは困難であった。

また、液体サイクロンによる異物の分離には、一般的に、運転中に処理する液体の一部を廃棄する必要があるため、洗濯水の浄化に液体サイクロンを利用した場合は、洗濯中に洗濯水が減少し、運転の開始時に洗濯物の量に応じて給水された適量を維持するために、洗濯中に補給水が必要になり、洗濯時に使用する水量が増加するという課題があった。

そこで、液体サイクロンが有するこれらの課題を解決するために、洗濯水の循環路に遠心分離部を設けて異物を洗濯水から分離することが考えられる。遠心分離は、異物を含んだ洗濯水に遠心力を作用させることによって行われ、遠心分離部内に設けられた回転筒を高速回転させることによって回転筒内の洗濯水に遠心力を作用させるのが一般的である。

しかしながら、洗濯水を外槽と遠心分離部との間で循環させる洗濯機においては、洗い工程の開始時に、洗濯水に空気が混在していると密度に偏りが生じ、遠心分離部内で高速回転する回転筒にアンバランスが発生して、安定的に遠心分離動作を行うことができないという課題があった。すなわち、アンバランスが発生すると高速で回転する回転筒に振れ
が生じるとともに、駆動部の無駄な負荷が発生することによる。

洗濯水への空気の混在は、洗い工程においてポンプの駆動によって洗濯水の循環が開始されると、水道等に接続された給水部から給水される洗濯水に空気が含まれている場合のほか、ポンプの駆動で洗濯水に空気が巻き込まれる場合や、洗濯水が流れる送水路に設けられた蛇腹部（例えば、振動吸収用等）で空気が巻き込まれる場合等、洗濯水が送水路を流れて循環することによって洗濯水に空気が含まれることによる。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯で汚れた洗濯水から汚れ物質を分離する遠心分離を安定的に行うことができる洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、筐体内に弾性支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯槽と、前記洗濯槽を回転駆動するモータと、前記外槽内の洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部と、前記外槽と前記遠心分離部との間で洗濯水を循環させるポンプと、前記外槽と前記ポンプと前記遠心分離部とをつなぐ洗濯水が流れる送水路と、洗濯運転を制御する制御部とを備え、前記遠心分離部は、前記送水路を流れる洗濯水が通過するケースと、前記ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、前記回転筒を回転駆動する駆動部と、前記回転筒に洗濯水を流入させる洗濯水入口と、前記回転筒から洗濯水を流出させる洗濯水出口を有し、前記制御部は、洗い工程の開始時に、前記回転筒が遠心分離のための定常回転をする前に、前記定常回転より低速で駆動、および、停止、のうち少なくともいずれかを所定時間行うことにより、前記回転筒内に流入した洗濯水に含まれる空気を前記回転筒内から排出する脱気運転を実行するように構成されたものである。

これによって、回転筒の高速定常回転前に洗濯水に含まれる空気を回転筒内から排出することができるようになり、回転筒内に存在する流体は洗濯水のみとなって、回転筒内の流体密度を均一にすることができる。したがって、回転筒の高速定常回転時における回転筒内の流体は、洗濯水と空気が混在することに起因する密度の片寄りによるアンバランスが発生することなく、安定的に遠心分離を行うことができる。

本発明の洗濯機は、洗濯で汚れた洗濯水から汚れ物質を安定的に遠心分離して浄化することができ、洗浄効果を高めることができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の概略構成図同洗濯機の遠心分離部の拡大図同洗濯機の遠心分離部のＤ１とＤ２の関係図同洗濯機の図３におけるＥ−Ｅ断面図同洗濯機のブロック構成図同洗濯機の動作を示すタイムチャート本発明の実施の形態２における洗濯機の動作を示すタイムチャート本発明の実施の形態３における洗濯機の動作を示すタイムチャート本発明の実施の形態４における洗濯機の動作を示すタイムチャート本発明の実施の形態５における洗濯機の動作を示すタイムチャート本発明の実施の形態６における洗濯機の動作を示すタイムチャート従来の洗濯機の概略構成図

第１の発明は、筐体内に弾性支持された外槽と、前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯槽と、前記洗濯槽を回転駆動するモータと、前記外槽内の洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部と、前記外槽と前記遠心分離部との間で洗濯水を循環させるポンプと、前記外槽と前記ポンプと前記遠心分離部とをつなぐ洗濯水が流れる送水路と、洗濯運転を制御する制御部とを備え、前記遠心分離部は、前記送水路を流れる洗濯水が通過するケースと、前記ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、前記回転筒を回転駆動する駆
動部と、前記回転筒に洗濯水を流入させる洗濯水入口と、前記回転筒から洗濯水を流出させる洗濯水出口を有し、前記制御部は、洗い工程の開始時に、前記回転筒が遠心分離のための定常回転をする前に、前記定常回転より低速で駆動、および、停止、のうち少なくともいずれかを所定時間行うことにより、前記回転筒内に流入した洗濯水に含まれる空気を前記回転筒内から排出する脱気運転を実行するように構成されたものである。

これにより、回転筒を通過する洗濯水に含まれる汚れ等の異物を遠心分離するために、回転筒の高速定常回転前に洗濯水に含まれる空気を回転筒内から排出することで、回転筒の高速定常回転時における回転筒内の流体は洗濯水のみとなり、回転筒内の流体密度を均一にすることができる。したがって、回転筒の高速定常回転にともなって回転運動を始める回転筒内の流体は、洗濯水と空気が混在することに起因する密度の片寄りによるアンバランスが発生することなく、静粛かつ安定的に遠心分離を行うことが可能となる。これは、アンバランスが発生することによる駆動部の無駄な負荷発生や、アンバランスによる回転筒の振れによって回転筒とケースの接触を防止することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記洗濯水出口は、前記回転筒の回転中心近傍で、かつ、前記洗濯水入口の上方に形成され、前記脱気運転は、前記回転筒を定常回転より低速で駆動し、前記洗濯水出口から洗濯水を流出させるように構成されたものである。

これにより、密度差によって洗濯水より軽い空気は洗濯水出口に近い回転筒の上方に集まり、また、回転筒を回転させると遠心力によって洗濯水よりも軽い空気は回転中心に集まるため、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって回転筒から効果的に流出させることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記脱気運転は、前記回転筒の回転数を漸増し定常回転に移行するように構成されたものである。

これにより、密度差と遠心力によって洗濯水より軽い空気は回転筒の回転中心へ徐々に移動し、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口に引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって回転筒から円滑に流出させることができる。

第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記脱気運転は、前記回転筒を定常回転より少ない回転数で所定時間駆動するように構成されたものである。

これにより、密度差と遠心力によって、洗濯水より軽い空気を回転筒の回転中心へ徐々に移動させて回転筒から流出させることができ、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口に引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって回転筒から円滑に流出させることができる。

第５の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記脱気運転は、前記回転筒を定常回転より少ない回転数で所定時間駆動した後、所定時間停止する動作を繰り返し、定常回転に移行するように構成されたものである。

これにより、密度差と遠心力によって洗濯水よりも軽い空気は回転筒の回転中心へ徐々に移動するが、その量は回転駆動を続けた場合と比較して少なくなる。よって、回転中心
に集まる空気は一度には集まらず、少しずつとなるので、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口に引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって回転筒から円滑に流出させることができる。

第６の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記脱気運転は、前記回転筒を定常回転より少ない回転数で所定時間駆動した後、所定時間停止または減速しながら回転数を段階的に漸増し、定常回転に移行するように構成されたものである。

これにより、回転筒の駆動時に気泡が回転中心に集まった後、停止または減速時に気泡が回転中心に集まる作用を停止または弱めて、洗濯水の循環流によって空気を回転筒から流出させることができる。したがって、洗濯水に含まれる回転筒内の気泡を徐々に脱気することでできるので、回転中心近傍に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口に引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって回転筒から円滑に流出させることができる。また、回転筒の回転数を段階的に漸増することで、当初は比較的大きな気泡を脱気し、次第に比較的小さな気泡を少しずつ集めて脱気することが可能となり、回転筒内に含まれる空気の脱気を一度に行う際のリスクを回避することができる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記制御部は、前記ポンプの通電停止後、前記回転筒を所定時間駆動するように構成されたものである。

これにより、ポンプの通電停止により少なくとも洗濯水の循環流がなくなるまでの間、遠心力で回転筒に捕捉されている汚れ等の異物を回転筒に保持した状態に維持することができ、遠心分離物が回転筒内で浮遊するのを防止することができる。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記制御部は、前記ポンプを駆動してから所定時間後に、前記回転筒を駆動するように構成されたものである。

ポンプの駆動による洗濯水の循環開始当初は、洗濯水に多量の空気が含まれるため、このような状態で回転筒を定常回転で駆動すると、密度差と遠心力によって洗濯水よりも軽い空気は回転筒の回転中心へ移動し、集まった空気の塊が巨大化して洗濯水出口からの流出が妨げられる。

上記の構成により、回転筒を回転駆動する前に循環流によって、洗濯水に含まれる多量の空気が分散した状態で回転筒から流出させることができる。そして、洗濯水中の減少した空気を回転筒の駆動による遠心分離作用によって回転筒の回転中心へ移動させ、回転筒を通過する洗濯水の循環流によって回転筒から円滑に流出させることができる。

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）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の概略構成図である。図６は、同洗濯機の動作を示すタイムチャートである。

図１に示されるように、有底筒状に構成された外槽１は、洗濯機の外枠を構成する筐体２の内部で複数のサスペンション機構３によって弾性的に支持されている。有底筒状に構成された洗濯槽４は外槽１内に設けられている。外槽１と洗濯槽４とは、前面側（図１において左側）に使用者が衣類等の洗濯物５を出し入れする開口部６が設けられている。

洗濯槽４は、回転軸７を中心として回転可能に設けられている。洗濯槽４の周壁面４ａには、内方へ突出した複数（例えば、３個）のバッフル８が設けられている。さらに、周壁面４ａには多数の小孔９が設けられ、外槽１内において洗濯槽４の内外は小孔９を通して連通している。外槽１および洗濯槽４の回転軸７は、水平に対して角度θ（例えば、２０°）だけ前上がりに傾けて設けられている。

洗濯槽４は、外槽１の後部に設けられたモータ１０によって正逆回転自在に構成されている。モータ１０は、例えばブラシレス直流モータであり、後述する制御部２２のインバータ制御によって回転速度を自在に変化させることができるように構成されている。

外槽１の開口部１ａと筐体２の開口部２ａとは、洗濯槽４の開口部６と対向して形成されている。外槽１の開口部１ａと筐体２の開口部２ａとは、伸縮自在な蛇腹状のパッキン１２によって気密構成を確保して連結されている。筐体２の前面には、開口部２ａを開閉する扉１１が設けられている。

洗濯水を供給する給水口１３が、筐体２の後面上部に設けられている。給水口１３は、水道の蛇口１３ａと接続されている。洗濯水は、給水口１３から供給される水道水である。給水口１３の下流側に、給水弁１４と洗剤ケース１５とが設けられている。給水弁１４は、制御部２２によって開閉駆動され、給水と停止を行う。洗剤ケース１５は、矢印Ａで示されるように、洗剤投入部１５ａを洗剤ケース１５から手前側へ引き出し可能に構成されている。これにより、使用者は、洗剤ケース１５内への洗剤の投入が容易に行える。

給水口１３から供給された洗濯水は、矢印Ｂで示されるように洗剤ケース１５に流入する。洗濯水は、さらに洗剤ケース１５内に投入されている洗剤を溶かしながら外槽１へ流入する。

外槽１の底部には洗濯水を排出する排水口１６が設けられている。排水口１６には、排水路１７が連結されている。排水路１７には排水弁１８が設けられている。排水弁１８は、制御部２２によって開閉駆動され、外槽１内に洗濯水を溜めたり排水したりする。

送水路１９は、一端が排水路１７に接続され、他端は外槽１の前面下部に接続されて、循環経路を形成している。送水路１９には、外槽１の洗濯水を循環させるポンプ２０と遠心分離部２１とが接続されている。遠心分離部２１は、ポンプ２０の下流側に設けられている。外槽１内の洗濯水は、ポンプ２０によって排水路１７から送水路１９を通して矢印Ｃのように循環し、遠心分離部２１を通過する。

送水路１９を流れる洗濯水は、例えば、約２〜３ｍ／ｓの流速で流れるように構成されている。この流速は、ポンプ２０の能力によって設定されることができる。

洗濯水が遠心分離部２１を通過する際に、洗濯水に含まれる異物が分離される。異物には、洗濯物から遊離した汚れや糸屑、および、洗濯水に溶解した洗剤に含まれる水軟化剤等が含まれる。

図２は、本実施の形態における洗濯機の遠心分離部の拡大図である。図３は、本実施の形態における洗濯機の遠心分離部のＤ１とＤ２の関係図である。図４は、図３におけるＥ−Ｅ断面図である。

遠心分離部２１は、送水路１９に設けられ洗濯水が通過するケース２１ａと、ケース２１ａ内に回転可能に設けられた中空の回転筒２１ｂと、回転筒２１ｂを回転させる駆動部
である回転筒モータ２１ｃとを有する。回転筒２１ｂは、ポンプ２０により循環する洗濯水が回転筒２１ｂの内部を貫流するように洗濯水入口２１ｅおよび洗濯水出口２１ｆが設けられている。回転筒モータ２１ｃは、ポンプ２０により送水路１９を洗濯水が循環するのに合わせて回転筒２１ｂを回転させる。回転筒モータ２１ｃは、回転筒２１ｂを、例えば約４０００ｒ／ｍｉｎで高速回転するように設定されている。回転筒２１ｂが回転することにより、回転筒２１ｂ内に導入された洗濯水が回転筒２１ｂ内で旋回し、高速の旋回流が発生する。

遠心分離部２１に導入された洗濯水は、洗濯水入口２１ｅから回転筒２１ｂ内に流入して洗濯水出口２１ｆから流出する間に、回転筒２１ｂの回転により旋回して遠心分離力を受ける。このようにして、洗濯水に含まれる汚れ物質などの異物を遠心力により回転筒２１ｂの内周面２１ｄに向かわせるように構成されている。本実施の形態においては、洗濯水入口２１ｅは洗濯水出口２１ｆの下方に設けられ、遠心分離部２１を通過する洗濯水は下から上に向けて流れる。

また、回転筒２１ｂの下側端面の中央部に設けられた洗濯水入口２１ｅは、回転軸２１ｇの外側にスリット状の孔を複数（例えば、４個）設けて形成されている。回転筒２１ｂの上側端面の中央部に設けられた洗濯水出口２１ｆは、送水路１９の開口に合わせて設けられている。送水路１９と洗濯水入口２１ｅおよび洗濯水出口２１ｆの開口面積は、ほぼ同等となるように形成されている。そして、それぞれの開口が中心を合わせて直線的に連通するように構成されている。

回転筒２１ｂの回転軸２１ｇを中心とした直径Ｄ１は、洗濯水入口２１ｅおよび洗濯水出口２１ｆの最大径Ｄ２より大きく構成されている。回転する回転筒２１ｂの洗濯水に作用する遠心力は、中心から外側の内周面２１ｄに向かうほど大きくなる。したがって、回転筒２１ｂを通過する洗濯水から遠心力によって分離された異物が内周面２１ｄに近づくほど、異物はより強い遠心力で内周面２１ｄに保持される。これにより、遠心力によって分離された異物が、回転筒２１ｂを通過する洗濯水の流れに引き込まれて再度浮遊し、洗濯物５に汚れが再付着する等の不具合を防ぐことができ、洗浄力を向上させることができる。

なお、回転筒２１ｂの外面とケース２１ａの内面との隙間は、回転筒２１ｂの回転に支障が生じない範囲で、洗濯水の流通が少なくなるようにできるだけ狭く構成される。

制御部２２は、筐体２内の下部に設けられている。図５は、本実施の形態における洗濯機のブロック構成図である。制御部２２には、洗濯槽４に投入された洗濯物５の量を検知する布量検知部２３の出力と、外槽１内に給水された洗濯水の量を検知する水量検知部２４の出力と、洗濯槽４の回転駆動を検知する回転検知部２５等の出力が入力される。制御部２２は、操作表示部２６により使用者が設定した洗濯コースに基づいて、モータ１０、給水弁１４、排水弁１８、ポンプ２０、回転筒モータ２１ｃ等の駆動を制御し、洗濯運転を実行する。洗濯運転には、洗い、すすぎ、脱水等の各工程が含まれる。

以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。洗濯運転において、洗い工程は、洗剤が溶解した洗濯水が外槽１内に給水され、洗濯槽４の回転によって叩き洗いを行いながら洗濯物５の汚れが落とされる工程である。洗い工程に続いて、すすぎ工程が行われ、例えば、中間脱水１、すすぎ１、中間脱水２、すすぎ２、の各工程が行われる。そして、最後に脱水工程が実行される。

まず、使用者が、筐体２の前面に設けられた扉１１を開いて開口部６から洗濯槽４に洗濯物５を投入する。次に、筐体２の前面上部に設けられている操作表示部２６の電源スイ
ッチ（図示せず）を入れ、スタートスイッチ（図示せず）を操作して洗濯運転を開始する。

洗濯運転の開始により、制御部２２は、最初に、洗濯槽４内に投入された洗濯物５の量を布量検知部２３によって検知する。洗濯物５の量は、洗濯槽４を低速で回転させたときにモータ１０にかかるトルク量、または、モータ１０の電流値等から検知される。

制御部２２は、検知した洗濯物５の量に応じて洗い、すすぎ、脱水の各工程の時間および洗濯水の量を設定する。合わせて、洗濯物５の量に応じて予め設定された洗剤量を操作表示部２６に表示する。使用者は、洗剤ケース１５から洗剤投入部１５ａを引き出し、操作表示部２６に表示された洗剤量の目安にしたがって洗剤を投入した後、洗剤投入部１５ａを洗剤ケース１５内へ移動させる。

制御部２２は、洗剤の投入が完了した頃を見計らって給水弁１４を開く。給水弁１４が開かれると、洗濯水が給水口１３から洗剤ケース１５に流入し、矢印Ｂに示されるように、投入されている洗剤を溶かしながら外槽１へ給水される。外槽１内の底部に溜まった洗濯水は、小孔９から洗濯槽４内に流入する。外槽１内に溜まった洗濯水は、水量検知部２４で検知される。制御部２２は、洗濯物５の量に応じて予め設定された所定量の洗濯水が給水されると給水弁１４を閉じる。

制御部２２は、給水が完了すると、モータ１０を駆動して洗濯槽４を回転させる。洗濯槽４が回転すると、洗濯槽４内の洗濯物５はバッフル８によって回転方向へ持ち上げられて上方から落下し、洗濯槽４の底面あるいは洗濯槽４の底に溜まっている洗濯物５に叩きつけられる。このようにして、洗剤による化学力と併せて、その機械力によって叩き洗いが行われる。洗濯物５が叩き洗いされる洗濯槽４の回転数は、例えば、４５ｒ／ｍｉｎで、所定時間毎に反転し正逆回転駆動される。

洗い工程において、ポンプ２０が駆動されると、外槽１内の洗濯水は送水路１９を通って遠心分離部２１に到達し、遠心分離部２１を通過した洗濯水は外槽１内に戻って循環する。

洗濯水が洗濯水入口２１ｅから導入されて回転筒２１ｂを貫流して洗濯水出口２１ｆから流出する際に、洗濯物５から遊離した汚れ等の洗濯水に含まれる洗濯水よりも比重が重い異物が、回転筒２１ｂの高速回転による遠心力によって回転筒２１ｂの内周面２１ｄに向かい、洗濯物５から遠心分離される。

洗い工程の開始時に、洗濯水に空気が混在していると密度に偏りが生じ、遠心分離部２１内で高速回転する回転筒２１ｂにアンバランスが発生するため、回転筒２１ｂが定常回転する前に回転筒２１ｂ内に流入した洗濯水に含まれる空気を回転筒２１ｂ内から排出する脱気運転が行われる。

図６は、本実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。脱気運転は、図６に示すように、遠心分離時の回転筒２１ｂの定常回転数ｎ１は、例えば、約４０００ｒｐｍであり、ポンプ２０の駆動で洗濯水の循環が始まると、回転筒モータ２１ｃにより回転筒２１ｂの回転数は徐々に上昇し、所定時間Ｔ１（例えば、１分）後に定常回転数ｎ１に到達するように構成されている。

これにより、密度差と遠心力によって洗濯水より軽い空気は回転筒２１ｂの回転中心へ徐々に移動し、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口２１ｆに引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒２１ｂを通過する洗濯水の循環流によって
回転筒２１ｂから円滑に流出させることができる。

したがって、回転筒２１ｂの高速定常回転前に、洗濯水に含まれる空気を回転筒２１ｂ内から排出することができるようになり、回転筒２１ｂ内に存在する流体は洗濯水のみとなって、回転筒２１ｂ内の流体密度を均一にすることができる。

脱気運転後の回転筒２１ｂの定常回転による遠心分離動作により、回転筒２１ｂの洗濯水入口２１ｅおよび洗濯水出口２１ｆが回転筒２１ｂを通過する貫流で占められていることに加え、遠心力で貫流部分よりも内周面２１ｄに向かう力が常時かかっていることによって、貫流成分と流体同士が混じり合うことがなく、一旦遠心分離して回転筒２１ｂの内側に向かった異物が、流体の混じり合いによって貫流に戻ることがない。

したがって、遠心分離部２１は、遠心分離中に異物を回転筒２１ｂの内周面２１ｄに保持されるため、一旦遠心力によって分離された異物が、回転筒２１ｂを貫流する洗濯水に再び戻って洗濯物５に異物が再汚染する等の不具合を防ぎ、洗浄力が向上する。

これにより、洗濯水に含まれる汚れのうち、水よりも比重が重いもの（例えば、砂、髪の毛、角質汚れなど）や、水よりも軽くても（皮脂に代表される脂分など）、水よりも比重が重いもの（糸屑など）に付着して分離されるものが洗濯水から除去される。

異物が取り除かれた洗濯水は、送水路１９を通って外槽１に流入し、遠心分離部２１と外槽１との間を循環して浄化が進行する。内周面２１ｄに集められた異物は、排水時に送水路１９を送水時とは逆方向に流れる洗濯水の流れに乗って、排水弁１８を介して機外へ排出される。

回転筒２１ｂが定常回転数ｎ１で所定時間Ｔ２（例えば、９分）遠心分離が行われ、叩き洗いによる洗い工程が終わる。制御部２２は、洗い工程を所定時間行うと、排水弁１８を開いて外槽１内の洗濯水を機外へ排水する。排水が完了した後、すすぎ工程となり、中間脱水１に続いてすすぎ１が行われる。すすぎ工程においても、洗い工程と同様に外槽１内に所定量の洗濯水が給水され、洗濯槽４を回転させて洗濯物５のすすぎを行う。

最後に行われる脱水工程では、排水弁１８が開かれて外槽１内の洗濯水が機外へ排出された後、モータ１０により洗濯物５の入った洗濯槽４が高速に回転され、洗濯物が脱水される。脱水工程が完了すると、制御部２２は洗濯運転を終了する。

なお、洗濯水に含まれる異物の分離は、洗い工程のほか、すすぎ工程で実行することができる。すすぎ工程で洗濯物から洗濯水に出た異物を遠心分離部２１で分離することにより、すすぎ効果を高めることができる。すすぎ時は、洗剤に含まれる洗浄助剤のうち比重が水より重いゼオライトを除去することも可能であり、すすぎ性能が向上する。

以上のように、本実施の形態の洗濯機は、筐体２内に弾性支持された外槽１と、外槽１内に回転可能に設けられた洗濯槽４と、洗濯槽４を回転駆動するモータ１０と、外槽１内の洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部２１と、外槽１と遠心分離部２１との間で洗濯水を循環させるポンプ２０と、外槽１とポンプ２０と遠心分離部２１とをつなぐ洗濯水が流れる送水路１９と、洗濯運転を制御する制御部２２とを備え、遠心分離部２１は、送水路１９を流れる洗濯水が通過するケース２１ａと、ケース２１ａ内に回転可能に設けられた中空の回転筒２１ｂと、回転筒２１ｂを回転駆動する駆動部（回転筒モータ２１ｃ）と、回転筒２１ｂに洗濯水を流入させる洗濯水入口２１ｅと、回転筒２１ｂから洗濯水を流出させる洗濯水出口２１ｆを有し、制御部２２は、洗い工程の開始時に、回転筒２１ｂが定常回転する前に回転筒２１ｂ内に流入した洗濯水に含まれる空気を回転筒２１ｂ内
から排出する脱気運転を実行するように構成されたものである。

この構成により、回転筒２１ｂを通過する洗濯水に含まれる汚れ等の異物を遠心分離するために、回転筒２１ｂの高速定常回転前に洗濯水に含まれる空気を回転筒２１ｂ内から排出することで、回転筒２１ｂの高速定常回転時における回転筒２１ｂ内の流体は洗濯水のみとなり、回転筒２１ｂ内の流体密度を均一にすることができる。したがって、回転筒２１ｂの高速定常回転にともなって回転運動を始める回転筒２１ｂ内の流体は、洗濯水と空気が混在することに起因する密度の片寄りによるアンバランスが発生することなく、静粛かつ安定的に遠心分離を行うことができる。

また、洗濯水出口２１ｆは、回転筒２１ｂの回転中心近傍で、かつ、洗濯水入口２１ｅの上方に形成され、脱気運転は、回転筒２１ｂを定常回転より低速で駆動し、洗濯水出口２１ｆから洗濯水を流出させるように構成されたものであり、密度差によって洗濯水より軽い空気は洗濯水出口２１ｆに近い回転筒２１ｂの上方に集まり、また、回転筒２１ｂを回転させると遠心力によって洗濯水よりも軽い空気は回転中心に集まるため、回転筒２１ｂを通過する洗濯水の循環流によって回転筒２１ｂから空気を効果的に流出させることができる。

また、脱気運転は、回転筒２１ｂの回転数を漸増し定常回転に移行するように構成されたものであり、密度差と遠心力によって洗濯水より軽い空気は回転筒２１ｂの回転中心へ徐々に移動し、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口２１ｆに引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒２１ｂを通過する洗濯水の循環流によって回転筒２１ｂから円滑に流出させることができる。

また、次のような作用効果も奏する。一般的な液体サイクロンのように、浄化する水の一部を遠心分離中に捨てる必要がないため、洗剤を含む洗濯水が洗濯運転中に捨てられることがなく、洗濯水を補充することがないので、洗剤濃度の低下をなくして、使用水量が増加することなく、洗濯水を浄化しながら洗濯することが可能であり、かつ、液体サイクロンのように、流入速度に依存することなく遠心力によって除去能力を高めることができるので、大型のポンプを必要とせずに構成できる。

（実施の形態２）
本実施の形態の特徴は、回転筒２１ｂが定常回転する前に、回転筒２１ｂを定常回転より低速で駆動することにより、脱気運転が行われるようにしたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

図７は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。脱気運転は、ポンプ２０の駆動で洗濯水の循環が始まると、回転筒２１ｂを定常回転数ｎ１より少ない回転数ｎ２（例えば、５００ｒ／ｍｉｎ）で駆動し、所定時間Ｔ３（例えば、３０秒）後に定常回転数ｎ１で所定時間Ｔ２駆動するように構成されている。

以上のように、本実施の形態においては、脱気運転は、回転筒２１ｂを定常回転より少ない回転数で所定時間駆動するように構成されたものであり、密度差と遠心力によって、洗濯水より軽い空気を回転筒２１ｂの回転中心へ徐々に移動させて回転筒２１ｂから流出させることができ、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口２１ｆに引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒２１ｂを通過する洗濯水の循環流によって回転筒２１ｂから円滑に流出させることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態の特徴は、回転筒２１ｂを定常回転より少ない回転数で所定時間駆動した後、所定時間停止する動作を繰り返すことにより脱気運転が行われるようにしたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

図８は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。脱気運転は、ポンプ２０の駆動で洗濯水の循環が始まると、回転筒２１ｂを定常回転数ｎ１より少ない回転数ｎ３（例えば、１０００ｒ／ｍｉｎ）で所定時間Ｔ４（例えば、３秒）駆動し、所定時間Ｔ５（例えば、１秒）停止する動作を複数回（例えば、３回〜５回）繰り返した後、所定時間Ｔ１後に定常回転数ｎ１で所定時間Ｔ２駆動するように構成されている。

以上のように、本実施の形態においては、脱気運転は、回転筒２１ｂを定常回転より少ない回転数で所定時間駆動した後、所定時間停止する動作を繰り返し、定常回転に移行するように構成されたものであり、密度差と遠心力によって洗濯水よりも軽い空気は回転筒２１ｂの回転中心へ徐々に移動するが、停止動作が入ることで、その量は回転駆動を続けた場合と比較して少なくなる。よって、回転中心に集まる空気は一度には集まらず、少しずつとなるので、回転中心に集まった空気の塊が巨大化して、洗濯水出口２１ｆに引っかかって空気の流出が妨げられることなく、回転筒２１ｂを通過する洗濯水の循環流によって回転筒２１ｂから円滑に流出させることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態の特徴は、回転筒２１ｂを定常回転数ｎ１より少ない回転数で所定時間駆動した後、所定時間停止または減速しながら回転数を段階的に漸増することにより脱気運転が行われるようにしたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

図９は、本発明の第４の実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。脱気運転は、ポンプ２０の駆動で洗濯水の循環が始まると、回転筒モータ２１ｃにより回転筒２１ｂは定常回転数ｎ１より少ない回転数で所定時間Ｔ４（例えば、３秒）駆動した後、所定時間Ｔ５（例えば、１秒）停止または減速する動作を複数回（例えば、３回〜５回）繰り返しながら回転数を段階的に増加させ、所定時間Ｔ１後に定常回転数ｎ１に到達し、所定時間Ｔ２駆動するように構成されている。図９は、所定時間減速する場合の例を示したものである。

以上のように、本実施の形態においては、脱気運転は、回転筒２１ｂを定常回転より少ない回転数で所定時間駆動した後、所定時間停止または減速しながら回転数を段階的に漸増し、定常回転に移行するように構成されたものであり、回転筒２１ｂの駆動時に気泡を回転中心に集める動作と、停止または減速時に気泡を回転中心に集める作用を停止または弱める動作を繰り返すことにより、回転筒２１ｂの回転中心近傍に集まる空気の塊の巨大化を防止することができ、回転筒２１ｂを通過する洗濯水の循環流によって回転筒２１ｂから円滑に流出させることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態の特徴は、ポンプ２０の通電停止後、回転筒２１ｂを所定時間駆動するように構成されたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

図１０は、本発明の第５の実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。洗い工程において、ポンプ２０の駆動により外槽１内の洗濯水が送水路１９を流れて
循環しているとき、回転筒２１ｂは高速定常回転により回転筒２１ｂを通過する洗濯水に遠心力を作用させ、洗濯水から遠心分離された洗濯水に含まれる汚れ等の異物は、回転筒２１ｂの内周面２１ｄに押し付けられた状態で保持されている。

回転筒モータ２１ｃにより駆動する回転筒２１ｂの回転が停止すると、洗濯水に作用する遠心力がなくなり遠心分離された汚れ等の異物は、回転筒２１ｂ内で浮遊する。一方、ポンプ２０の通電が停止されても惰性で駆動している間、洗濯水が循環し、回転筒２１ｂ内で浮遊する異物が洗濯水の循環流によって遠心分離部２１から流出する。

ポンプ２０の通電を停止した後、回転筒２１ｂを所定時間Ｔ６（例えば、５秒〜１０秒）駆動することにより、洗濯水が循環している間、回転筒２１ｂ内の洗濯水に遠心力を作用させることができる。

以上のように、本実施の形態においては、制御部２２は、ポンプ２０の通電停止後、回転筒２１ｂを所定時間駆動するように構成されたものであり、ポンプ２０の通電停止後、洗濯水の循環流がなくなるまでの間、遠心力で回転筒２１ｂに捕捉されている汚れ等の異物を回転筒２１ｂに保持した状態に維持することができ、遠心分離物が回転筒２１ｂ内で浮遊するのを防止することができる。

（実施の形態６）
本実施の形態の特徴は、ポンプ２０を駆動してから所定時間後に、回転筒２１ｂを駆動するように構成されたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

図１１は、本発明の第６の実施の形態における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。ポンプ２０の駆動により洗濯水が循環を開始する当初は、洗濯水に多量の空気が含まれるため、このような状態で回転筒２１ｂを定常回転数ｎ１で駆動すると、密度差と遠心力によって洗濯水より軽い空気は回転筒２１ｂの回転中心へ移動し、集まった空気の塊が巨大化して洗濯水出口２１ｆからの流出が妨げられる。

ポンプ２０を駆動してから所定時間Ｔ７（例えば、５秒）後に、回転筒２１ｂを駆動することで、回転筒２１ｂを回転駆動する前に循環流によって、洗濯水に含まれる多量の空気が分散した状態で回転筒２１ｂから流出させることができる。送水路１９を流れる循環流の流速が、例えば、１〜２ｍ／秒である場合、ポンプ２０を駆動してから回転筒２１ｂが駆動するまでに洗濯水は数回循環することになる。

以上のように、本実施の形態においては、制御部２２は、ポンプ２０を駆動してから所定時間後に、回転筒２１ｂを駆動するように構成されたものであり、回転筒２１ｂを回転駆動する前に循環流によって、洗濯水に含まれる多量の空気が分散した状態で回転筒２１ｂから流出させた後、洗濯水中の減少した空気を回転筒２１ｂの駆動による遠心分離作用によって回転筒２１ｂの回転中心へ移動させ、回転筒２１ｂを通過する洗濯水の循環流によって回転筒２１ｂから円滑に流出させることができる。

なお、前記実施の形態は、必要に応じて適宜組み合わせて実施することができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯で汚れた洗濯水から汚れ物質を安定的に遠心分離して浄化することができ、洗浄効果を高めることができるので、洗濯機として有用である。

１外槽
２筐体
４洗濯槽
１０モータ
１９送水路
２０ポンプ
２１遠心分離部
２１ａケース
２１ｂ回転筒
２１ｃ回転筒モータ（駆動部）
２１ｅ洗濯水入口
２１ｆ洗濯水出口
２２制御部

Claims

筐体内に弾性支持された外槽と、
前記外槽内に回転可能に設けられた洗濯槽と、
前記洗濯槽を回転駆動するモータと、
前記外槽内の洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部と、
前記外槽と前記遠心分離部との間で洗濯水を循環させるポンプと、
前記外槽と前記ポンプと前記遠心分離部とをつなぐ洗濯水が流れる送水路と、
洗濯運転を制御する制御部とを備え、
前記遠心分離部は、
前記送水路を流れる洗濯水が通過するケースと、前記ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、前記回転筒を回転駆動する駆動部と、前記回転筒に洗濯水を流入させる洗濯水入口と、前記回転筒から洗濯水を流出させる洗濯水出口を有し、
前記制御部は、
洗い工程の開始時に、前記回転筒が遠心分離のための定常回転をする前に、前記定常回転より低速で駆動、および、停止、のうち少なくともいずれかを所定時間行うことにより、前記回転筒内に流入した洗濯水に含まれる空気を前記回転筒内から排出する脱気運転を実行するように構成された洗濯機。
前記洗濯水出口は、
前記回転筒の回転中心近傍で、かつ、前記洗濯水入口の上方に形成され、
前記脱気運転は、
前記回転筒を定常回転より低速で駆動し、前記洗濯水出口から洗濯水を流出させるように構成された
請求項１記載の洗濯機。
前記脱気運転は、
前記回転筒の回転数を漸増し定常回転に移行するように構成された
請求項１または２記載の洗濯機。
前記脱気運転は、
前記回転筒を定常回転より少ない回転数で所定時間駆動するように構成された
請求項１または２記載の洗濯機。
前記脱気運転は、
前記回転筒を定常回転より少ない回転数で所定時間駆動した後、所定時間停止する動作を繰り返し、定常回転に移行するように構成された
請求項１または２記載の洗濯機。
前記脱気運転は、
前記回転筒を定常回転より少ない回転数で所定時間駆動した後、所定時間停止または減速しながら回転数を段階的に漸増し、定常回転に移行するように構成された
請求項１または２記載の洗濯機。
前記制御部は、
前記ポンプの通電停止後、前記回転筒を所定時間駆動するように構成された
請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯機。
前記制御部は、
前記ポンプを駆動してから所定時間後に、前記回転筒を駆動するように構成された
請求項１〜７のいずれか１項に記載の洗濯機。