JP6994624B2 - 洗濯機 - Google Patents

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。

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６は、従来の洗濯機の概略構成図である。図６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、洗濯水からの異物の分離、および、分離した異物の循環する洗濯水への再混入を防止することが難しいという課題があった。

一般的に、洗濯物に付着している汚れは、人体の垢や皮脂、泥、飲食物の食べこぼし等であり、これらの異種の汚れが洗濯物から遊離して洗濯水に混じり合っている。このため、洗濯水から分離される異物には、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。これらを液体サイクロンで分離することは難しい。加えて、分離された異物を液体サイクロンの内部に留め置き、循環する洗濯水へ再混入してしまうこと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おいては、一般的に、運転中に分離された異物を廃棄する必要がある。そのとき、処理される液体の一部も同時に流出し、洗濯中に洗濯水が減少してしまう。したがって、運転の開始時に洗濯物の量に応じて給水された洗濯水を適量に維持するために、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問題があった。

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して浄化し、分離された汚れ物質の洗濯物への再付着を抑えて洗浄効果を高める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を連通した洗濯水が流れる水路とを備え、前記遠心分離部は、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と、前記回転筒を流れる洗濯水の流出側に設けられ前記回転筒とともに回転するポンプ羽根と、前記回転筒を回転駆動する回転筒モータを有し、前記洗濯水入口は、前記回転筒の一方の底面の中央部に設けられ、前記洗濯水出口は、前記回転筒の他方の底面の中央部に設けられ、前記回転筒の回転により、前記水路を通して前記遠心分離部と前記外槽との間で洗濯水が循環するように構成されたものである。

これによって、遠心分離部で生成される高速の旋回流により、洗濯物から遊離した角質汚れ等の比重が水より重いものや、微細なものが含まれた異種の汚れを洗濯水から分離することができ、洗濯水に含まれた洗濯物特有の汚れ物質を除去することができる。また、分離された汚れ物質は、遠心分離部で強い遠心力を受けるため、遠心分離部を通過する循環流に戻ることがなく、分離した汚れ物質の洗濯物への再付着を防止して洗浄効果を高めることができる。また、遠心分離部に設けられたポンプ羽根を有する回転筒の回転によって、遠心分離部と外槽との間で洗濯水の循環が行われるため、遠心分離部と別異に洗濯水循環用のポンプを設ける必要がなく、構成を簡略にすることができる。

本発明の洗濯機は、遠心分離部により洗濯で汚れた洗濯水から汚れ物質を分離して浄化することができ、分離された汚れ物質が洗濯物へ再付着することを抑えて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 本実施の形態における洗濯機の遠心分離部の拡大図 図２におけるＤ－Ｄ断面図 図２におけるＥ－Ｅ断面図 本実施の形態における洗濯機のブロック構成図 従来の洗濯機の概略構成図

第１の発明の洗濯機は、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を連通した洗濯水が流れる水路とを備え、前記遠心分離部は、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と、前記回転筒を流れる洗濯水の流出側に設けられ前記回転筒とともに回転するポンプ羽根と、前記回転筒を回転駆動する回転筒モータを有し、前記洗濯水入口は、前記回転筒の一方の底面の中央部に設けられ、前記洗濯水出口は、前記回転筒の他方の底面の中央部に設けられ、前記回転筒の回転により、前記水路を通して前記遠心分離部と前記外槽との間で洗濯水が循環するように構成されたものである。

これにより、遠心分離部で生成される高速の旋回流により、洗濯物から遊離した角質汚れ等の比重が水より重いものや、微細なものが含まれた異種の汚れを洗濯水から分離することができ、洗濯水に含まれた洗濯物特有の汚れ物質を除去することができる。また、分離された汚れ物質は、遠心分離部で強い遠心力を受けるため、遠心分離部を通過する循環流に引き込まれて戻ることがなく、分離した汚れ物質の洗濯物への再付着を防止して洗浄効果を高めることができる。

すなわち、洗濯水が回転筒を通過する際に、洗濯水に含まれる洗濯水より比重が重い物質が、高速の旋回流によって生じる強い遠心力によって回転筒の内周面に向かうため、洗濯水に含まれる汚れの内、水より比重が重いもの（砂、髪の毛、角質汚れなど）や、水より比重が軽くても（皮脂に代表される脂分など）、水より比重が重いもの（糸屑など）に付着して分離されて洗濯水から除去することができ、洗濯水に含まれた洗濯物特有の汚れ物質を分離することができる。

また、回転筒を通過する循環流よりも回転筒の内周面側にある回転筒を満たす洗濯水は、回転筒の洗濯水入口と洗濯水出口が循環流で占められていることに加えて、回転筒内の洗濯水が高速の旋回流により回転筒の内周面に向かって強い遠心力が作用しているため、洗濯水から分離されて回転筒の内周面に向かった汚れ物質が、回転筒を通過する循環流に引き込まれて戻ることがなく、分離した汚れ物質の洗濯物への再付着を防止して洗浄効果を高めることができる。

また、遠心分離部には、回転筒にポンプ作用を奏するポンプ羽根が設けられているため、回転筒の回転によって遠心分離部と外槽との間で洗濯水の循環が行われ、遠心分離部と別異に洗濯水循環用のポンプを設ける必要がなく、構成を簡略にすることができる。

第２の発明の洗濯機は、特に、第１の発明において、前記遠心分離部は、前記ケースを通過する洗濯水の流出側にポンプ室が設けられ、前記ポンプ室に前記回転筒の回転中心に形成された前記ポンプ羽根が配設され、前記ポンプ室の側方に洗濯水が流出する前記水路が接続されたものである。

これにより、回転筒の回転により旋回成分を有して流出してくる洗濯水の旋回中心が、ポンプ羽根の中心と合致するため、洗濯水は更に効率よくポンプ羽根から旋回成分を付与されることになり、遠心作用によるポンプ効率が向上する。また、洗濯水が流出する水路も旋回成分（旋回流）に沿うようにポンプ室の側方に偏って設けられているため、洗濯水は低抵抗で水路へ誘導され、更にポンプ効率が向上する。

第３の発明の洗濯機は、特に、第１または第２の発明において、前記遠心分離部は、洗濯水が前記回転筒内で生成される旋回流の回転軸方向に下方から上方に向かって流れるように構成されたものである。

これにより、洗濯水に洗剤によって生じる泡や、気泡が回転筒に入ってきた場合でも、まず、比重差によって水より軽い泡や気泡が回転筒の中心部に集まり、さらに、比重差によって上方へ浮上しようとする作用と、洗濯水自身の循環流による下方から上方に向かう流れとが相まって、容易に回転筒外へ排出される。これによって、回転筒内に水より軽い気泡類が留まることによって生じる回転筒内の水と気泡分布のアンバランスを防ぎ、回転筒を回転させるために必要なトルクの変動を最小限に収めることができる。よって、トルク変動によって生じる回転筒の回転数ブレも防ぐことができるため、所望の遠心力による遠心分離を容易に継続することができる。また、アンバランス時に生じる回転ブレを防ぐことができるため、回転筒をより大きく設けることができる。

第４の発明の洗濯機は、特に、第１～第３のいずれか１つの発明において、前記遠心分離部は、前記ケースを通過する洗濯水の流入側に旋回流生成部が設けられ、前記旋回流生成部の側方に洗濯水が流入する前記水路が接続されたものである。

これにより、旋回流生成部への洗濯水の流入自体が、旋回流生成部での旋回生成となるため、特別な構成を必要とせずに容易に旋回成分を洗濯水に付与することができる。

第５の発明の洗濯機は、特に、第１～第４のいずれか１つの発明において、前記遠心分離部は、前記ケースを通過する洗濯水から分離された異物を前記回転筒の内周面に保持するように構成されたものである。

これにより、遠心力によって洗濯水から分離された汚れ物質が、回転筒を貫流する洗濯水に再び戻って洗濯物に汚れ物質が再付着することを防止することができ、洗浄効果を高めることができる。

第６の発明の洗濯機は、特に、第１～第５のいずれか１つの発明において、前記回転筒の回転により生成される旋回流の速度が、前記遠心分離部と前記外槽との間で洗濯水が循環する速度より高速となるように構成されたものである。

これにより、回転筒の回転によって回転筒内で高速の旋回流が生成されるため、洗濯水に含まれる洗濯物特有の汚れ物質を洗濯水から分離することができるとともに、分離された汚れ物質は強い遠心力を受けるため、遠心分離部を通過する循環流に引き込まれて戻ることがなく、分離した汚れ物質の洗濯物への再付着を防止して洗浄効果を高めることができる。

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、本発明の実施の形態１における洗濯機の概略構成図である。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と洗濯槽４と回転軸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２１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２１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２１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。

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。水路１９は、外槽１の下方に設けられた遠心分離部２０と連通接続されている。水路１９は、外槽１内の洗濯水が遠心分離部２０へ流入する水路１９ａと、遠心分離部２０を通過した洗濯水が外槽１内へ流入する水路１９ｂを有している。

排水口１６から排水路１７を経由して水路１９を流れる洗濯水は、遠心分離部２０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、図２におけるＤ－Ｄ断面図である。図４は、図２におけるＥ－Ｅ断面図である。

遠心分離部２０は、水路１９ａ、１９ｂと連通接続されたケース２０ａと、ケース２０ａ内に回転可能に設けられた中空の回転筒２０ｂと、回転筒２０ｂを回転させる駆動部である回転筒モータ２０ｃとを有している。回転筒２０ｂは、円筒状の内周面２０ｄと、水路１９ａから回転筒２０ｂ内に洗濯水を流入させる洗濯水入口２０ｅと、回転筒２０ｂから水路１９ｂへ洗濯水を流出させる洗濯水出口２０ｆとを有している。回転筒２０ｂの回転軸２０ｇは鉛直方向に設定されている。

外槽１内の洗濯水は、水路１９ａを通って回転筒２０ｂ底面の中央部に設けられた洗濯水入口２０ｅから回転筒２０ｂ内に流入する。遠心分離部２０を通過する洗濯水は、洗濯水入口２０ｅが洗濯水出口２０ｆの下方にあるため、回転筒２０ｂ内を下方から上方に向かって流れる。回転筒モータ２０ｃは、回転筒２０ｂを例えば約４０００ｒｐｍで回転する。これにより、回転筒２０ｂ内に導入された洗濯水が回転筒２０ｂ内で旋回し、高速の旋回流が発生する。そして、回転筒２０ｂ内に流入した洗濯水は、回転筒２０ｂの上部に設けられた洗濯水出口２０ｆから流出する。洗濯水は、回転筒２０ｂを通過する間に、回転筒モータ２０ｃの駆動による回転筒２０ｂの回転により遠心力を受ける。これによって、洗濯水に含まれた異物は遠心分離され、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに向かって集積される。

このように、遠心分離部２０は、通過する洗濯水が、回転筒２０ｂ内を回転軸２０ｇ方向へ下方から上方に向かって流れるように構成されている。

回転筒２０ｂの回転軸２０ｇを中心とした内周面２０ｄの直径は、洗濯水入口２０ｅと洗濯水出口２０ｆの最大径より大きく構成されている。これによって、回転筒２０ｂの回転軸２０ｇである中心から内周面２０ｄに向かうほど遠心力は強まる。したがって、回転筒２０ｂ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２０ｄに近づくほど、異物はより強い遠心力で内周面２０ｄに保持されることとなり、遠心力によって分離された異物が、回転筒２０ｂを通過する洗濯水の循環流に引き込まれて洗濯物５に汚れが再付着する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。

遠心分離部２０は、ケース２０ａを通過する洗濯水の流入側に旋回流生成部２０ｈが設
けられている。旋回流生成部２０ｈは、ケース２０ａと一体的に形成されており、旋回流生成部２０ｈの側方に偏って水路１９ａが連通接続されている。

遠心分離部２０は、ケース２０ａを通過する洗濯水の流出側にポンプ室２０ｉが設けられている。ポンプ室２０ｉは、回転筒２０ｂと一体的に形成されたポンプ羽根２０ｋが配設されており、ポンプ室２０ｉの側方に偏って水路１９ｂが連通接続されている。

ポンプ羽根２０ｋは、回転筒モータ２０ｃの駆動により回転筒２０ｂとともに回転する。これによって、ポンプ羽根２０ｋによるポンプ作用が発生する。外槽１内の洗濯水は、このポンプ作用によって外槽１外の下方に形成された水路１９を流れて遠心分離部２０を通過し、矢印Ｃのように循環する。

水路１９を流れる洗濯水の流速は、ポンプの能力によって設定可能である。ポンプの能力は、ポンプ羽根２０ｋの回転数に加え、ポンプ羽根２０ｋの枚数（本実施の形態では、４枚）や、形状等によって設定することができる。

以上の構成により、洗濯水が水路１９を流れて遠心分離部２０と外槽１との間を循環する。なお、遠心分離部２０を通過する循環流の流速をＶ１、回転筒２０ｂ内で洗濯水が旋回する旋回流の流速をＶ２としたとき、旋回流の流速Ｖ２が循環流の流速Ｖ１より高速となるように、Ｖ２＞Ｖ１に設定されている。

制御部２１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２１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２２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２３の出力と、洗濯槽４の回転駆動を検知する回転検知部２４等の出力が入力される。制御部２１は、操作表示部２５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、回転筒モータ２０ｃ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２５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２１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２２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２１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２５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２５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２１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２３で検知される。制御部２１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２１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、４５ｒｐｍで、所定時間毎に反転し正逆回転駆動される。

制御部２１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２１は洗濯運転を終了する。

次に、遠心分離部２０において洗濯水が浄化される作用について説明する。

洗い工程において、洗濯水は、汚れ物質などのさまざまな異物を含む。例えば、汚れ物質は、砂、繊維屑、髪の毛、角質汚れなどのように水より比重が重いもの、および、皮脂に代表される脂分などのように水より軽くても、糸屑などのように水より比重が重いものに付着するものなどがある。

洗い工程において、制御部２１は、回転筒モータ２０ｃを駆動して外槽１内の汚れ物質を含む洗濯水を遠心分離部２０へ循環させる。回転筒モータ２０ｃが駆動されると、回転筒２０ｂとポンプ羽根２０ｋが回転し、ポンプ羽根２０ｋによるポンプ作用により、外槽１内の洗濯水は水路１９ａを通って旋回流生成部２０ｈに流入する。旋回流生成部２０ｈの側方に偏って連通接続された水路１９ａから、旋回流生成部２０ｈに流入した洗濯水は、旋回成分が付与されて洗濯水入口２０ｅから回転筒２０ｂ内に流入する。回転筒２０ｂは回転筒モータ２０ｃによって回転している。このため、回転筒２０ｂ内に導入された洗濯水は、回転筒２０ｂ内で高速の旋回流が発生する。

洗濯水は、洗濯水入口２０ｅから導入されて回転筒２０ｂを通過し、洗濯水出口２０ｆから流出する。このとき、洗濯水に含まれる洗濯水よりも比重が重い異物が、高速の旋回流による強い遠心力によって回転筒２０ｂの内周面２０ｄに向かう。このようにして、洗濯水に含まれた洗濯物特有の汚れ物質は、分離され、除去されることができる。

一方、回転筒２０ｂの回転軸２０ｇ近傍を通過する循環流より外側で回転筒２０ｂの内周面２０ｄより内側の回転筒２０ｂ内を満たす洗濯水は、回転筒２０ｂの洗濯水入口２０ｅおよび洗濯水出口２０ｆが循環流で占められていることに加え、循環流部分より回転筒２０ｂの内周面２０ｄに向かって強い遠心力が作用している。したがって、遠心力により洗濯水から分離されて回転筒２０ｂの内周面２０ｄに向かう汚れ物質は、回転筒２０ｂを通過する循環流に引き込まれて戻ることがない。

また、遠心分離部２０の回転筒２０ｂでは、洗濯水が旋回しながら下から上に向かって通過する。このとき、洗濯水に洗剤によって生じる気泡、および、水路１９中の気泡が回転筒２０ｂに入ってくることがある。このような場合でも、まず、水より軽い気泡は、旋回流によって回転筒２０ｂの中心部に集まり、さらに、上方へ浮上しようとする作用と、洗濯水が下から上に向かう流れとが相まって、洗濯水出口２０ｆから回転筒２０ｂ外へ容易に排出される。これによって、回転筒２０ｂ内に水より軽い気泡が留まることによって生じる回転筒２０ｂ内の水と気泡分布のアンバランスを防ぎ、回転筒２０ｂを回転させるために必要なトルクの変動を最小限に抑えることができる。また、トルク変動によって生じる回転筒２０ｂの回転数変動も防ぐことができる。また、アンバランスによる回転振動を防ぐことができるため、回転筒２０ｂをより大きく構成することができる。さらに、回転筒２０ｂ内に水より軽い気泡が留まることによって生じる回転筒２０ｂ内の流れの乱れがなくなる。これによって、流れの乱れにより一旦分離され保持された異物が洗濯水へ戻ってしますことを防ぐことができる。

回転筒２０ｂ内で汚れ物質が分離された洗濯水は、洗濯水出口２０ｆからポンプ室２０ｉへ流出する。ポンプ室２０ｉに流入した洗濯水は、ポンプ羽根２０ｋによるポンプ作用により、水路１９ｂを通って外槽１に流入する。外槽１内の洗濯水は、遠心分離部２０に備えられたポンプ機能により、水路１９を通して遠心分離部２０との間で循環し、洗濯水の浄化が進行する。これによって、分離した汚れ物質が洗濯物５へ再付着することを防止することができ、洗濯機の洗浄力が向上する。

内周面２０ｄに集められた異物は、排水時に水路１９を送水時とは逆方向に流れる洗濯水の流れに乗って、開かれた排水弁１８を通して機外へ排出される。これにより、浄化される洗濯水の一部を遠心分離中に捨てるような構成とする必要がない。

なお、洗濯水に含まれる異物の分離は、洗い工程のほか、すすぎ工程でも実行することができる。すすぎ工程で洗濯物５から洗濯水に出た異物を遠心分離部２０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２０と、外槽１と遠心分離部２０とを連通した洗濯水が流れる水路１９とを備える。そして、遠心分離部２０は、洗濯水が通過するケース２０ａと、ケース２０ａ内に回転可能に設けられた回転筒２０ｂと、回転筒２０ｂに洗濯水を流入させる洗濯水入口２０ｅと、回転筒２０ｂから洗濯水を流出させる洗濯水出口２０ｆと、回転筒２０ｂを流れる洗濯水の流出側に設けられ回転筒２０ｂとともに回転するポンプ羽根２０ｋと、回転筒２０ｂを回転駆動する回転筒モータ２０ｃを有し、回転筒２０ｂの回転により、水路１９を通して遠心分離部２０と外槽１との間で洗濯水が循環するように構成されたものである。

これにより、遠心分離部２０で生成される高速の旋回流により、洗濯物５から遊離した比重が水より重いもの、および、微細なものが含まれた異種の汚れを洗濯水から分離することができ、洗濯水に含まれた洗濯物特有の汚れ物質を除去することができる。また、分離された汚れ物質は、遠心分離部２０で強い遠心力を受けるため、遠心分離部２０を通過する循環流に引き込まれて戻ることがなく、分離した汚れ物質の洗濯物５への再付着を防止して洗浄効果を高めることができる。

また、遠心分離部２０にポンプ作用を有するポンプ羽根２０ｋが回転筒２０ｂと一体的
に設けられているため、回転筒２０ｂの回転によって遠心分離部２０と外槽１との間で洗濯水の循環が行われ、遠心分離部２０と別異に洗濯水循環用のポンプを設ける必要がなく、構成を簡略にすることができる。

また、遠心分離部２０は、ケース２０ａを通過する洗濯水の流出側にポンプ室２０ｉが設けられ、ポンプ室２０ｉに回転筒２０ｂの回転中心に形成されたポンプ羽根２０ｋが配設され、ポンプ室２０ｉの側方に洗濯水が流出する水路１９ｂが接続されたものである。

これにより、回転筒２０ｂの回転により旋回成分を有して流出してくる洗濯水の旋回中心が、ポンプ羽根２０ｋの中心と合致するため、洗濯水は更に効率よくポンプ羽根２０ｋから旋回成分を付与されることになり、遠心作用によるポンプ効率が向上する。また、洗濯水が流出する水路１９ｂも、旋回成分（旋回流）に沿うようにポンプ室２０ｉの側方に設けられているため、洗濯水は低抵抗で水路１９ｂへ誘導され、更にポンプ効率が向上する。

また、遠心分離部２０は、洗濯水が回転筒２０ｂ内で生成される旋回流の回転軸方向に下方から上方に向かって流れるように構成されたものである。これにより、洗濯水に洗剤によって生じる泡や、気泡が回転筒２０ｂに入ってきた場合でも、洗濯水出口２０ｆから容易に回転筒２０ｂ外へ排出される。これによって、回転筒２０ｂ内に水より軽い気泡類が留まることによって生じる回転筒２０ｂ内の水と気泡分布のアンバランスを防ぎ、回転筒２０ｂを回転させるために必要なトルクの変動を最小限に収めることができる。また、トルク変動によって生じる回転筒２０ｂの回転数変動も防ぐことができる。また、アンバランスによる回転振動を防ぐことができるため、回転筒２０ｂをより大きく構成することができる。

また、遠心分離部２０は、ケース２０ａを通過する洗濯水の流入側に旋回流生成部２０ｈが設けられ、旋回流生成部２０ｈの側方に洗濯水が流入する水路１９ａが接続されたものである。これにより、旋回流生成部２０ｈへの洗濯水の流入自体が、旋回流生成部２０ｈでの旋回生成となるため、特別な構成を必要とせずに容易に旋回成分を洗濯水に付与することができる。

また、遠心分離部２０は、ケース２０ａを通過する洗濯水から分離された異物を回転筒２０ｂの内周面２０ｄに保持するように構成されたものである。これにより、遠心力によって洗濯水から分離された汚れ物質が、回転筒２０ｂを貫流する洗濯水に再び戻って洗濯物５に汚れ物質が再付着することを防止することができ、洗浄効果を高めることができる。

また、回転筒２０ｂの回転により生成される旋回流の速度が、遠心分離部２０と外槽１との間で洗濯水が循環する速度より高速となるように構成されたものである。これにより、回転筒２０ｂの回転によって高速の旋回流が生成されるため、洗濯水に含まれる洗濯物特有の汚れ物質を分離することができるとともに、分離された汚れ物質は強い遠心力を受けるため、遠心分離部２０を通過する循環流に引き込まれて戻ることがなく、分離した汚れ物質の洗濯物５への再付着を防止して洗浄効果を高めることができる。

なお、本実施の形態では、ポンプ室がケースの流出側に設けられる構成としたが、これに限られるものではなく、ポンプ室がケースの流入側に設けられ、洗濯水がポンプ室から回転筒に旋回して流入するように構成されてもよい。

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などの異物
を分離して浄化することができ、分離された汚れ物質の洗濯物への再付着を抑えて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 水路
２０ 遠心分離部
２０ａ ケース
２０ｂ 回転筒
２０ｃ 回転筒モータ
２０ｅ 洗濯水入口
２０ｆ 洗濯水出口
２０ｋ ポンプ羽根

Claims (6)

1. 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を連通した洗濯水が流れる水路とを備え、
   前記遠心分離部は、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と、前記回転筒を流れる洗濯水の流出側に設けられ前記回転筒とともに回転するポンプ羽根と、前記回転筒を回転駆動する回転筒モータとを有し、
   前記洗濯水入口は、前記回転筒の一方の底面の中央部に設けられ、前記洗濯水出口は、前記回転筒の他方の底面の中央部に設けられ、
   前記回転筒が回転することにより、前記水路を通して前記遠心分離部と前記外槽との間で洗濯水が循環するように構成された洗濯機。
2. 前記遠心分離部は、前記ケースを通過する洗濯水の流出側にポンプ室が設けられ、前記ポンプ室に前記回転筒の回転中心に形成された前記ポンプ羽根が配設され、前記ポンプ室の側方に洗濯水が流出する前記水路が接続された請求項１記載の洗濯機。
3. 前記遠心分離部は、洗濯水が前記回転筒内で生成される旋回流の回転軸方向に下方から上方に向かって流れるように構成された請求項１または２記載の洗濯機。
4. 前記遠心分離部は、前記ケースを通過する洗濯水の流入側に旋回流生成部が設けられ、前記旋回流生成部の側方に洗濯水が流入する前記水路が接続された請求項１～３のいずれか１項に記載の洗濯機。
5. 前記遠心分離部は、前記ケースを通過する洗濯水から分離された異物を前記回転筒の内周面に保持するように構成された請求項１～４のいずれか１項に記載の洗濯機。
6. 前記回転筒の回転により生成される旋回流の速度が、前記遠心分離部と前記外槽との間で
   洗濯水が循環する速度より高速となるように構成された請求項１～５のいずれか１項に記載の洗濯機。

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