JP7194885B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本開示は、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は、洗濯中に洗濯物から遊離した汚れ等の異物を、洗濯水から分離して洗濯水を浄化し、分離した異物が洗濯物へ再付着することを防止することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、従来の洗濯機の概略構成を示す図である。図９に示すように、第１の給水管５１、第２の給水管５２及び第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及び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及び第１の給水管５１を通してドラム５６内に戻される。サイクロン式分離器５４で取り除かれた不純物は、サイクロン式分離器５４の下方に設けられた収集容器５８に留められる。

洗濯が終了すると、接続管５７に設けられた弁５９、及び排水弁６０が、開放される。ドラム５６内の洗濯水は、接続管５７、サイクロン式分離器５４及び収集容器５８を経由して排水される。このとき、収集容器５８に収集された不純物も、洗濯水とともに排水ホース６１を通して洗濯機の外部へ排出される。

また、洗濯槽の回転軸が鉛直方向に設定された、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って、洗濯水に混在する糸屑及び固形物質を分離することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。洗濯水とともに分離された糸屑及び固形物質は、洗濯後に洗濯機の外部へ排出される。

また、水溶液中に混入した異物を遠心分離するとともに、分離された異物を分離槽の内壁に堆積させることが考えられている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３においては、分離槽の中央部から、堆積した異物に対して液体を噴射させ、異物を除去することが提案されている。

一般的に、洗濯物に付着している汚れは、人体の垢及び皮脂、泥、並びに、飲食物の食べこぼし等である。そして、洗濯運転中に、これらの異種の汚れが洗濯物から遊離して、洗濯水に混じる。洗濯水に含まれる異物には、洗濯物から遊離した皮脂等のように、水より比重の軽いもの及び微細なものが含まれる。

しかしながら、これらを液体サイクロンで分離することは難しい。また、分離できた場合であっても、異物が循環する洗濯水へ再混入することを防止するために、分離された異物を液体サイクロンの内部に留め置くことは困難である。

また、異物を遠心分離させた場合であっても、次のような問題がある。すなわち、洗濯水から分離された、汚れ物質等の微細な異物は、遠心分離部内に付着して集積され、膜状に堆積する。膜状に堆積した異物は、除去することが難しい。

特開２００５－１５２２１２号公報 特開２００１－７０６９４号公報 特開平８－２４３５５６号公報

本開示は、洗濯運転により汚れた洗濯水から、汚れ物質等の異物を分離して洗濯水を浄化するとともに、洗濯水から分離された異物を適切に排出できる洗濯機を提供する。

具体的には、本開示に係る洗濯機は、筐体と、筐体内に弾性的に支持された外槽と、外槽内に回転可能に設けられた洗濯槽と、洗濯槽を回転駆動する第１のモータと、外槽内の洗濯水を循環させるための水路と、水路に設けられ、水路に流れる洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部と、水路に設けられ、洗濯水を外槽と遠心分離部との間で循環させるポンプ部と、外槽内の洗濯水を排水する排水路と、排水路に設けられた排水弁と、洗濯運転を制御する制御部と、を備える。遠心分離部は、水路に接続されたケースと、ケース内に回転可能に設けられ、洗濯水がその内部を通過する回転筒と、回転筒を回転駆動する第２のモータと、を有し、制御部は、外槽内の洗濯水の排水時において、排水弁を開状態として、洗濯水が、遠心分離部を遠心分離時と逆方向へ流れて排水されるように構成されている。

このような構成により、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汚れ物質等の異物を洗濯水から分離して、洗濯水を浄化することができる。また、洗濯水から分離された異物は、排水時に遠心分離部内を遠心分離時と逆方向へ流れる洗濯水により洗濯機の外部へ排出されるため、遠心分離部が清浄な状態に保たれ、雑菌の増殖等による不快臭の発生を抑制することができる。

図１は、本開示の実施の形態における洗濯機の概略構成を示す図である。 図２は、図１に示す洗濯機の一部をＦ－Ｆ方向から見た図である。 図３は、本開示の実施の形態における洗濯機のフィルタの外観の一部を示す図である。 図４は、同実施の形態における洗濯機の遠心分離部を拡大した断面図である。 図５は、図４に示す遠心分離部をＤ－Ｄ線で切断した断面図である。 図６は、図４に示す遠心分離部をＥ－Ｅ線で切断した断面図である。 図７は、本開示の実施の形態における洗濯機のブロック構成図である。 図８は、同実施の形態における洗濯機の排水時の動作を示すタイムチャートである。 図９は、従来の洗濯機の概略構成を示す図である。

本開示の一態様に係る洗濯機は、筐体と、筐体内に弾性的に支持された外槽と、外槽内に回転可能に設けられた洗濯槽と、洗濯槽を回転駆動する第１のモータと、外槽内の洗濯水を循環させるための水路と、水路に設けられ、水路に流れる洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部と、水路に設けられ、洗濯水を外槽と遠心分離部との間で循環させるポンプ部と、外槽内の洗濯水を排水する排水路と、排水路に設けられた排水弁と、洗濯運転を制御する制御部と、を備える。遠心分離部は、水路に接続されたケースと、ケース内に回転可能に設けられ、洗濯水がその内部を通過する回転筒と、回転筒を回転駆動する第２のモータと、を有し、制御部は、外槽内の洗濯水の排水時において、排水弁を開状態として、洗濯水が、遠心分離部を遠心分離時と逆方向へ流れて排水されるように構成されている。

このような構成によって、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汚れ物質等の異物を洗濯水から分離して、洗濯水を浄化することができる。また、洗濯水から分離された異物は、排水時に遠心分離部内を遠心分離時と逆方向へ流れる洗濯水により洗濯機の外部へ排出されるため、遠心分離部が清浄な状態に保たれ、雑菌の増殖等による不快臭の発生を抑制することができる。

本開示の他の一態様に係る洗濯機は、さらに、水路が、洗濯水の循環時における下流側の端部に出口を有し、出口は、水路から外槽内に向けて開口するとともに、洗濯運転において設定される水位より低い位置に配置されてもよい。

このような構成によって、排水時は、外槽内の洗濯水が水路の出口を介して遠心分離部に流入し、排水される。これにより、洗濯水が遠心分離部内を遠心分離時と逆方向へ流れ、遠心分離部に付着した異物が洗濯機の外部へ排出される。

本開示の他の一態様に係る洗濯機は、さらに、出口近傍に、フィルタが設けられていてもよい。

このような構成によって、洗濯時に洗濯物から外れた釦等が、水路へ侵入するのを防止することができる。

本開示の他の一態様に係る洗濯機は、制御部が、排水時に、第２のモータによって回転筒を回転駆動させるように構成されていてもよい。

このような構成によって、回転筒の内周面に付着した異物に対して、旋回流から生じるせん断力が作用し、異物が内周面から剥がれ易くなる。従って、異物が洗濯機の外部へ排出され、遠心分離が清浄な状態に保たれる。

本開示の他の一態様に係る洗濯機は、制御部が、排水時に、第２のモータによって、回転筒を、遠心分離時の回転数よりも低い回転数で回転駆動させるように構成されていてもよい。

このような構成によって、異物が回転筒の内周面に強い遠心力で押し付けられることを回避することができる。また、遠心分離部内に流入した洗濯水は、回転筒の回転駆動にともなって旋回流となる。これにより、回転筒の内周面に付着した異物に対して、旋回流から生じるせん断力が作用し、異物が内周面から剥がれ易くなる。

本開示の他の一態様に係る洗濯機は、制御部が、排水時に、第２のモータを制御して、回転筒を間欠的に回転駆動させる、回転筒を正回転及び逆回転のいずれか一方向に回転駆動させる、及び、回転筒を正回転及び逆回転の両方向へ回転駆動させる、のうちの少なくともいずれか一つを行うように構成されていてもよい。

このような構成によって、回転筒内に乱れた水流が発生し、回転筒の内周面に付着した異物は、より剥がれ易くなる。

以下、本開示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開示が限定されるものではない。

（実施の形態）
［１．構成］
［１－１．洗濯機の全体構成］
図１は、本開示の実施の形態における洗濯機の概略構成を示す図である。図１における左側が、洗濯機１００の前面側を示す。

図１に示すように、洗濯機１００は、洗濯機１００の外枠を構成する筐体２と、筐体２の内部に設けられた外槽１と、外槽１の内部に設けられた洗濯槽４と、を有する。

洗濯機１００には、制御部２２が設けられている。また、洗濯機１００の前面側（図１における左側）の上部に、操作表示部２６が設けられている。

外槽１及び洗濯槽４は、有底筒状に構成されている。外槽１は、筐体２の内部において、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。洗濯槽４の前面側には、使用者が衣類等の繊維製品（以下、洗濯物５という）を出し入れするための投入口６が設けられている。

洗濯槽４は、槽回転軸７を中心として回転可能に設けられている。洗濯槽４は、洗濯物５を収容する。洗濯槽４の内周の壁面には、内方へ突出させた複数（例えば、３個）のバッフル８が設けられている。内周の側面には、さらに、多数の小孔９が設けられている。外槽１内において、洗濯槽４の、内側及び外側は、小孔９を介して連通されている。

外槽１と、洗濯槽４及び槽回転軸７は、水平に対して角度θ（例えば、２０°）だけ前面側が上方に傾けられて設けられている。洗濯槽４は、外槽１の背面側に設けられたモータ（第１のモータ）１０によって、正逆方向の回転が可能となるように構成されている。モータ１０は、例えば、ブラシレス直流モータで構成されており、制御部２２のインバータ制御によって、その回転速度が自在に変化させられるように構成されている。

筐体２の前面側には、洗濯物５が出し入れされる投入口６を開閉する扉１１が設けられている。扉１１は、前面側から見て略円形状に構成されている。外槽１の開口部１ａ、及び、筐体２の開口部２ａは、洗濯槽４の投入口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可撓性を有するパッキン１２によって、気密構成が確保された状態で連結されている。

筐体２の後部の上方には、給水口１３が配置されており、給水口１３は水道の蛇口１３ａと接続されている。給水口１３の下流側に給水弁１４が設けられており、給水弁１４の開閉動作によって、給水とその停止が行われる。給水口１３から供給された洗濯水（水道水）は、矢印Ａのように流れて洗剤ケース１５に流入し、洗剤ケース１５内に投入された洗剤を溶かしながら、外槽１へ流入する。

矢印Ｂのように、洗剤ケース１５の洗剤投入部１５ａは、洗剤ケース１５から前面側へ引き出されるように構成されている。これにより、使用者は、洗剤を洗剤ケース１５内へ容易に投入することができる。

図２は、図１に示す洗濯機の一部をＦ－Ｆ方向から見た図である。

図２に示すように、外槽１の下部には、下方へ凸状に膨らんだ膨出部１ｂが設けられている。膨出部１ｂは、前面側が上方に向けて傾けられた外槽１の傾斜に沿って、前後方向に延設されており、膨出部１ｂの内部は溝状に形成されている。

図１に示すように、膨出部１ｂの後端に、外槽１内の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１８が連結されている。排水路１８には、排水弁１７が設けられている。排水弁１７が制御部２２によって開閉駆動されることで、外槽１内の洗濯水の排水と、その停止が行われる。排水弁１７は、洗濯水を排水させる機能を有する排水部を構成している。

排水路１８には、水路１９が接続されている。排水路１８は、パイプ状に構成されている。

水路１９は、外槽１内の洗濯水を循環させるために設けられている。水路１９の一端は、排水口１６と排水弁１７との間で排水路１８に接続されている。水路１９の他端は、外槽１の前面側の下部に接続されている。本実施の形態では、水路１９の他端は、外槽１の底部に設けられた膨出部１ｂの前寄りの下部に接続されている。水路１９は、水路１９の当該他端の近傍部分が、外槽１の下方において、洗濯機１００の前後方向に延設されている。

水路１９には、外槽１の下方に設けられた、後述の遠心分離部２０が設けられている。水路１９は、外槽１内の洗濯水を遠心分離部２０へ流入させる第１の水路１９ａ、及び、遠心分離部２０を通過した洗濯水を外槽１内へ流入させる第２の水路１９ｂを有している。

外槽１、遠心分離部２０、排水路１８の一部、及び水路１９によって、洗濯水の循環経路が構成されている。洗濯水は外槽１と遠心分離部２０との間で循環する。

また、水路１９の一端には入口１９ｃが設けられており、他端には出口１９ｄが設けられている。入口１９ｃは、第１の水路１９ａと排水路１８との接続部において開口している。出口１９ｄは、第２の水路１９ｂと膨出部１ｂとの接続部において、第２の水路１９ｂから外槽１内に向けて開口している。

図３は、本実施の形態における洗濯機のフィルタの外観の一部を示す図である。図１に示すように、出口１９ｄの近傍には、フィルタ１９ｅ（図３参照）が設けられている。フィルタ１９ｅは、洗濯物５から外れた釦等が第２の水路１９ｂへ侵入するのを防止する。

また、排水路１８の、第１の水路１９ａの入口１９ｃと排水弁１７の上流側には、排水フィルタ１８ａが設けられている。排水フィルタ１８ａは、洗濯運転の際等において洗濯物５から外れた釦等が、第１の水路１９ａ又は排水路１８へ侵入するのを防止する。排水フィルタ１８ａは、使用者が排水路１８から着脱できるように設けられており、使用者は、捕集された釦等を取り出すことが可能である。

外槽１内の洗濯水は、排水口１６から排水路１８を経由して水路１９を流れる。

洗濯水が遠心分離部２０を通過する際に、後述するように、洗濯水に含まれる異物が洗濯水から分離される。異物には、洗濯物から遊離した汚れ及び糸屑、並びに、洗濯水に溶解された洗剤に含まれる水軟化剤等が含まれる。

［１－２．遠心分離部］
図４は、本開示の実施の形態における洗濯機の遠心分離部を拡大した断面図である。図５は、図４に示す遠心分離部をＤ－Ｄ線で切断した断面図である。図６は、図４に示す遠心分離部をＥ－Ｅ線で切断した断面図である。

図４に示すように、遠心分離部２０は、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を回転駆動させる回転筒モータ（第２のモータ）２０ｃと、を有している。

回転筒２０ｂは、円筒形であり、中空に構成されている。回転筒２０ｂの内周面２０ｄは円筒形である。回転筒２０ｂは、第１の水路１９ａから回転筒２０ｂ内に洗濯水が流入する洗濯水入口２０ｅと、回転筒２０ｂから第２の水路１９ｂへ洗濯水が流出する洗濯水出口２０ｆと、を有している。回転筒２０ｂの回転軸２０ｇは鉛直方向に沿って配置されている。

外槽１内の洗濯水は、第１の水路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。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。このとき、回転筒モータ２０ｃが駆動されることにより、回転筒２０ｂが回転し、回転筒２０ｂ内の洗濯水は遠心力を受ける。この遠心力によって、異物が洗濯水から遠心分離され、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに向かう。

回転筒２０ｂは、回転筒モータ２０ｃによって回転駆動される。回転筒２０ｂの定格回転数ａは、洗い工程又はすすぎ工程において、洗濯水が循環されて異物が遠心分離される回転数である。本実施の形態では、例えば、３５００ｒｐｍに設定されている。なお、定格回転数ａは、１つに限られるものではなく、複数段階に設定されてもよい。

図１及び図４に示すように、遠心分離部２０の洗濯水入口２０ｅは、洗濯水出口２０ｆの下方にある。すなわち、遠心分離部２０に流入する洗濯水は、回転筒２０ｂ内において、回転軸２０ｇ方向に沿って下方から上方に向かって流れるように構成されている。遠心分離部２０は、回転筒２０ｂ内に導入された洗濯水が、回転筒２０ｂ内で旋回し、回転筒２０ｂ内に高速の旋回流が発生す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の直径の最大径及び洗濯水出口２０ｆの直径の最大径より大きく構成されている。

洗濯水に作用する遠心力は、回転筒２０ｂの中心である回転軸２０ｇから内周面２０ｄに向かうほど強い。従って、遠心力によって回転筒２０ｂを通過する洗濯水から分離された異物は、内周面２０ｄに近づくほど、大きな遠心力を受ける。

このため、分離された異物は、強い遠心力で内周面２０ｄに保持される。従って、遠心力によって洗濯水から分離された異物が、回転筒２０ｂを通過する洗濯水の循環流に引き込まれ、洗濯物５に再付着することを防ぐことができるため、洗濯機の洗浄性能を向上させることができる。

また、本実施の形態では、図４に示すように、旋回流生成部２０ｈが、遠心分離部２０における洗濯水の流入側に設けられている。旋回流生成部２０ｈは、ケース２０ａと一体的に形成されている。

旋回流生成部２０ｈには、第１の水路１９ａが接続されている。第１の水路１９ａは、回転筒２０ｂを下方から見た場合に、旋回流生成部２０ｈの外周の接線方向に沿って設けられており、旋回流生成部２０ｈと接続されている（図６参照）。このような構成によって、洗濯水は、第１の水路１９ａから旋回流生成部２０ｈへ旋回しながらスムーズに流入する。このため、洗濯水は、回転筒２０ｂへも旋回成分を含んで流入し、旋回流がより効率的に発生する。

第２の水路１９ｂは、回転筒２０ｂを上方から見た場合に、回転筒２０ｂの外周の接線方向に沿って設けられている（図５参照）。このような構成によって、洗濯水は旋回流に沿うようにスムーズに第２の水路１９ｂへ流出するため、回転筒２０ｂが円滑に回転される。

図１及び図４に示すように、ポンプ部２１は、水路１９の途中に設けられている。本実施の形態では、ポンプ部２１は、遠心分離部２０の上流側、すなわち第１の水路１９ａに設けられている。ポンプ部２１は、遠心分離部２０と別体に設けられている。

ポンプ部２１が駆動されると、外槽１内の洗濯水は、図１に示す矢印Ｃのように、水路１９を流れて遠心分離部２０を通過する。ポンプ部２１は、このように、外槽１と遠心分離部２０との間で洗濯水を循環させる。

本実施の形態では、洗濯水が水路１９を流れて循環流となって、遠心分離部２０を通過するときの循環流の流速をＶ１、回転筒２０ｂ内で洗濯水が旋回するときの旋回流の流速をＶ２としたとき、旋回流の流速Ｖ２が循環流の流速Ｖ１より大きくなる、すなわち、Ｖ２＞Ｖ１となるようにポンプ部２１のポンプ能力が設定されている。

これにより、遠心分離部２０において異物の遠心分離が効率的に行われるとともに、分離された異物は回転筒２０ｂの内周面２０ｄに確実に保持される。

［１－３．制御部］
洗濯機１００は、制御部２２を有する。図１に示すように、制御部２２は、例えば筐体２内の下部に設けられている。

図７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は、使用者が操作表示部２６により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１７、回転筒モータ２０ｃ、及びポンプ部２１等の駆動を制御し、洗濯運転を実行する。洗濯運転には、洗い工程、すすぎ工程、及び脱水工程等が含まれる。

また、制御部２２は、回転筒モータ２０ｃを制御して、所定の回転数で回転筒２０ｂを回転駆動する。

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、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、及び洗濯槽４の回転を検知する回転検知部２５等の出力が入力される。

洗濯運転における洗い工程は、洗剤が溶解された洗濯水が外槽１内に給水され、洗濯槽４の回転によって洗濯物５の叩き洗いが行われ、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る。すすぎ工程では、例えば、第１の中間脱水、第１のすすぎ、第２の中間脱水、及び第２のすすぎ、の各工程が順に行われる。そして、すすぎ工程が終了すると、最後に脱水工程が行われる。

［２．動作］
以上のように構成された洗濯機１００について、以下その動作、作用を説明する。

［２－１．洗濯運転］
まず、使用者が、筐体２の前面側に設けられた扉１１を開いて投入口６から洗濯槽４に洗濯物５を投入する。次に、使用者が、筐体２の前面側の上部に設けられた操作表示部２６の電源スイッチを入れ、スタートスイッチを操作して洗濯運転を開始させる。

洗濯運転が開始されると、洗い工程が開始される。洗い工程において制御部２２は、まず、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を回転させたときに、モータ１０にかかるトルク量又はモータ１０の電流値等によって検知される。

制御部２２は、検知した洗濯物５の量に応じて、洗い工程、すすぎ工程、及び脱水工程等の各工程の時間、及び洗濯水の量を設定する。また、制御部２２は、洗濯物５の量に応じて予め設定されている洗剤量を操作表示部２６に表示させる（図７参照）。

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を目安にし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（図１参照）。

制御部２２は、洗剤の投入が完了する時間が経過した後、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に流入する。洗濯水は、矢印Ａ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へと給水される。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（図１参照）。

外槽１内に溜まった洗濯水の量は、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設定水位（Ｌ１）となるまで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の底面又は洗濯槽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、機械力によって洗濯物５の叩き洗いが行われる。洗濯物５が叩き洗いされるときの洗濯槽４の回転数は、例えば、４５ｒｐｍである。そして、所定時間毎にモータ１０の回転方向が反転されることで、洗濯槽４は正回転及び逆回転の両方向に回転駆動される。

［２－２．異物の遠心分離］
次に、図４を用いて、遠心分離部２０による洗濯水の浄化、すなわち異物の遠心分離動作について説明する。

洗い工程において、制御部２２は、ポンプ部２１を駆動させる。これにより、外槽１内の洗濯水は、排水口１６から排水路１８を経て、水路１９の入口１９ｃから第１の水路１９ａに流入する（図１参照）。そして、洗濯水は、遠心分離部２０に到達し、旋回流生成部２０ｈに流入する。

洗濯水は、旋回流生成部２０ｈに接線方向から流入することで、旋回成分が付与され、洗濯水入口２０ｅから回転筒２０ｂ内に流入する。回転筒２０ｂ内に流入した洗濯水は、第２の水路１９ｂに向かって流れる。このとき、回転筒２０ｂは回転筒モータ２０ｃによって回転駆動されている。このため、回転筒２０ｂ内には、洗濯水の高速の旋回流が発生する。

洗濯水は、洗濯水入口２０ｅから流入して回転筒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及びこれに付着した異物は、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。これによって、洗濯水に含まれる汚れのうち、水より比重が重いもの（砂、髪の毛及び角質汚れなど）、及び、皮脂に代表される脂分等の水より比重が軽くても、水より比重が重いもの（糸屑など）に付着した汚れ等の異物は、洗濯水から分離される。従って、洗濯水に含まれた異物を分離することができる。

また、洗濯水から分離された異物は、強い遠心力を受けて、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに膜状に付着して堆積される。

ここで、回転筒２０ｂ内において洗濯水は、回転筒２０ｂの回転軸２０ｇ近傍では循環流として流れており、回転筒２０ｂの洗濯水入口２０ｅ及び洗濯水出口２０ｆの近傍は循環流で占められている。また、当該循環流より外側であって回転筒２０ｂの内周面２０ｄの内側を満たす洗濯水には、高速の旋回流により、回転筒２０ｂの回転中心から内周面２０ｄに向かう方向に、強い遠心力が作用している。

従って、遠心力により洗濯水から分離された汚れ物質等の異物が、回転筒２０ｂを通過する循環流に引き込まれて再び循環流に戻ることがない。このため、一度分離された汚れ物質等の異物が洗濯物５へ再付着することが防止され、洗濯機１００の洗浄性能を向上させることができる。

回転筒２０ｂ内で汚れ物質等の異物が分離された洗濯水は、洗濯水出口２０ｆから第２の水路１９ｂを通って外槽１に流入する。このように、外槽１内の洗濯水は、水路１９を通して外槽１と遠心分離部２０との間で循環する。これによって、洗濯水が浄化される。

なお、洗濯水に含まれる異物の分離動作が行われるタイミングは、上述した洗い工程に限定されず、すすぎ工程において行われてもよい。すすぎ工程において異物を分離する場合には、すすぎ効果を向上させることができる。すすぎ工程においては、例えば、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が可能である。

［２－３．異物の排出］
次に、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに保持されて蓄積された異物が、回転筒２０ｂから脱離され、排出される動作について説明する。

制御部２２は、洗い工程が設定された所定時間行われた後、排水弁１７を開くとともに、ポンプ部２１を逆転駆動させる。これにより、外槽１内及び、遠心分離部２０を含む水路１９内の洗濯水が排水される。

これにより、洗濯水から分離された異物は、排水時に遠心分離部２０内を遠心分離時の逆方向へ流れる洗濯水により洗濯機１００の外部へ排出される。このため、遠心分離部２０が清浄な状態に保たれ、雑菌の増殖等による不快臭の発生を抑制することができる。

本実施の形態では、水路１９の出口１９ｄは、洗濯運転において設定された設定水位（Ｌ１）より低い位置に設けられている。このため、洗い工程が終了するとき、出口１９ｄは、外槽１内の洗濯水に水没した状態である。従って、外槽１内の洗濯水は、排水時において、水路１９の出口１９ｄからも流出し、第２の水路１９ｂに流入する。すなわち、外槽１内の洗濯水は、排水口１６及び出口１９ｄを介して排水される。

第２の水路１９ｂに流入した洗濯水は、遠心分離部２０を通って排水部である排水弁１７に至る。このように、洗濯水の排水時は、外槽１内の洗濯水は、遠心分離部２０を遠心分離時の流れの方向である矢印Ｃに示す方向とは逆方向へ流れて排水される。そして、この排水時の洗濯水の流れの作用により、遠心分離部２０内が洗浄される。

本実施の形態では、具体的には、遠心分離時において、洗濯水は、外槽１から、排水口１６、排水路１８、入口１９ｃ、第１の水路１９ａ、ポンプ部２１、遠心分離部２０、第２の水路１９ｂ、及び出口１９ｄの順に流れて、外槽１と遠心分離部２０との間で循環する。

これに対して、排水時において、洗濯水は、外槽１から、出口１９ｄ、第２の水路１９ｂ、遠心分離部２０、ポンプ部２１、第１の水路１９ａ、入口１９ｃ、及び排水路１８の順に、遠心分離時と逆方向へ流れて排水される。

図８は、本実施の形態における洗濯機の排水時の動作を示すタイムチャートである。

図８は、Ｔ１において排水が開始され、Ｔ２において排水が終了する場合を示している。図８に示すように、洗濯水の排水時は、Ｔ１からＴ２までの間、制御部２２は、排水弁を開状態するとともに、ポンプ部２１を逆転駆動させる。

また、制御部２２は、回転筒モータ２０ｃを制御して、回転筒２０ｂを、異物の遠心分離時の定格回転数ａよりも低い回転数ｂで回転駆動させる。これにより、異物が回転筒２０ｂの内周面２０ｄに強い遠心力で押し付けられることを回避することができる。また、遠心分離部２０内に流入した洗濯水は、回転筒２０ｂの回転駆動にともなって旋回流となる。これにより、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに付着した異物に対して、旋回流から生じるせん断力が作用し、異物が内周面２０ｄから剥がれ易くなる。従って、異物が洗濯機１００の外部へ排出され、遠心分離部２０が清浄な状態に保たれる。

また、回転数ｂは、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに付着し、堆積された異物が、回転筒２０ｂの内周面２０ｄから脱離可能な回転数（例えば、５０～１００ｒｐｍ）であってもよい。

回転筒２０ｂが、このような回転数ｂで回転駆動されることで、遠心分離部２０内に流入した洗濯水によって旋回流が発生する。一方、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに付着し、堆積された異物に作用する遠心力は小さい。このため、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに付着し、堆積された異物に対しては、旋回流によって生じるせん断力の方が大きくなる。従って、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに堆積された異物は、剥がれ易くなり、回転筒２０ｂから脱離可能となる。

また、制御部２２は、回転筒モータ２０ｃを制御して、回転筒２０ｂを、正回転及び逆回転の両方向へ回転駆動させてもよい。例えば、正回転で１秒間の駆動と、逆回転で１秒間の駆動とが交互に繰り返されてもよい。

さらに、回転筒２０ｂは、間欠的に回転駆動されてもよい。例えば、正回転で１秒間の駆動と、１秒間の停止とが交互に繰り返されてもよい。この場合、回転筒２０ｂの回転方向は、一方向であってもよいし、正回転及び逆回転に反転されもよい。これにより、回転筒２０ｂ内に乱れた水流が発生し、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに付着した異物は、より剥がれ易くなる。

すなわち、回転筒２０ｂの回転数及び回転方向は、回転筒２０ｂの内周面２０ｄに付着した異物に対して、排水時に作用する遠心力よりも、旋回流によって異物に対して作用するせん断力の方が大きくなるように設定されてもよい。このようにして回転筒２０ｂが回転駆動されることで、回転筒２０ｂから異物を脱離させることができる。

排水が進むにしたがって、外槽１内の洗濯水の水位は低下し、やがて、第２の水路１９ｂの出口１９ｄが水面から露出する。外槽１から第２の水路１９ｂへの洗濯水の流出が止まると、遠心分離部２０を含む水路１９内の洗濯水が排水されるとともに、外槽１内の洗濯水は排水口１６からのみ排水される。

外槽１内及び、遠心分離部２０を含む水路１９内の洗濯水が、排水されて、洗濯機１００の外部へ排出されると、制御部２２は、ポンプ部２１及び回転筒モータ２０ｃの駆動を停止させる。その後、すすぎ工程に移行し、第１の中間脱水、及び第１のすすぎが行われる。

なお、洗濯水の排水は、例えば、以下のタイミングで行われる。そして、これらの排水のタイミングにおいても、上述の場合と同様に、回転筒２０ｂに堆積された異物を、洗濯水の排水とともに洗濯機１００の外部に排出させてもよい。

洗い工程が所定時間行われた後、すすぎ工程が開始される。すすぎ工程においては、まず、洗い工程で給水された洗濯水が排水される。このとき、洗い工程で集められた異物が排出される。そして、第１の中間脱水が行われる。これにより、洗濯物５に含まれる洗濯水が排水される。

また、すすぎ工程において第１の中間脱水が行われた後、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、第１のすすぎが行われる。そして、洗濯槽４が正方向及び逆方向に回転制御されて、洗濯物５のすすぎが行われる。その後、排水され、第１のすすぎで集められた異物が排出される。そして、第２の中間脱水が行われ、これにより、洗濯物５に含まれる洗濯水が排水される。

すすぎ工程の排水時においては、すすぎに使用された水を外槽１から遠心分離部２０に流して、遠心分離部２０内を洗浄することができる。すすぎ工程で外槽１から排水される洗濯水は、洗い工程で排水される洗濯水よりも汚れが少ないため、遠心分離部２０内がより効果的に洗浄される。

また、洗濯運転の最後に行われる脱水工程では、第２のすすぎで給水された洗濯水が排水され、異物が排出される。その後、モータ１０により洗濯物５の入った洗濯槽４が高速で回転されて、洗濯物５の脱水が行われる。そして、脱水工程の終了により、洗濯運転が終了する。

なお、洗濯水を循環させるポンプ部は、遠心分離部２０と一体として構成されることも可能であるが、本実施の形態の洗濯機１００においては、ポンプ部２１は、遠心分離部２０と別体に設けられている。従って、洗濯水から異物が分離される際の回転筒モータ２０ｃの駆動と、排水時において外槽１と遠心分離部２０との間で洗濯水を循環させる際のポンプ部２１の駆動とを、個別に制御することができる。このため、異物の遠心分離による洗濯水の浄化と、分離された異物の排出及び遠心分離部２０内の洗浄とが、最適に行われる。

本開示に係る洗濯機は、洗濯運転によって汚れた洗濯水から汚れ物質等の異物を分離して洗濯水を浄化するとともに、洗濯水から分離された異物を適切に排出できるので、洗濯機等として有用である。

１ 外槽
１ａ 開口部
１ｂ 膨出部
２ 筐体
２ａ 開口部
４ 洗濯槽
５ 洗濯物
６ 投入口
７ 槽回転軸
１０ モータ（第１のモータ）
１１ 扉
１２ パッキン
１３ 給水口
１３ａ 蛇口
１４ 給水弁
１５ 洗剤ケース
１５ａ 洗剤投入部
１６ 排水口
１７ 排水弁（排水部）
１８ 排水路
１８ａ 排水フィルタ
１９ 水路
１９ａ 第１の水路
１９ｂ 第２の水路
１９ｃ 入口
１９ｄ 出口
１９ｅ フィルタ
２０ 遠心分離部
２０ａ ケース
２０ｂ 回転筒
２０ｃ 回転筒モータ（第２のモータ）
２０ｄ 内周面
２０ｅ 洗濯水入口
２０ｆ 洗濯水出口
２０ｇ 回転軸
２０ｈ 旋回流生成部
２１ ポンプ部
２２ 制御部
２３ 布量検知部
２４ 水量検知部
２５ 回転検知部
２６ 操作表示部
１００ 洗濯機

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体内に弾性的に支持された外槽と、
   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第１のモータと、
   前記外槽内の洗濯水を循環させるための水路と、
   前記水路に設けられ、前記水路に流れる前記洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部と、
   前記水路に設けられ、前記洗濯水を前記外槽と前記遠心分離部との間で循環させるポンプ部と、
   前記外槽内の前記洗濯水を排水する排水路と、
   前記排水路に設けられた排水弁と、
   洗濯運転を制御する制御部と、を備え、
   前記遠心分離部は、前記水路に接続されたケースと、前記ケース内に回転可能に設けられ、前記洗濯水がその内部を通過する回転筒と、前記回転筒を回転駆動する第２のモータと、を有し、
   前記水路は、前記洗濯水の循環時における下流側の端部に出口を有し、
   前記出口は、前記水路から前記外槽内に向けて開口するとともに、前記洗濯運転において設定される水位より低い位置に配置され、
   前記制御部は、前記外槽内の前記洗濯水の排水時において、前記排水弁を開状態として、前記洗濯水が、前記水路および前記遠心分離部を遠心分離時の循環方向と逆方向へ流れて排水されるように構成された、
   洗濯機。
2. 前記出口近傍に、フィルタが設けられた、
   請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記制御部は、前記排水時に、前記第２のモータによって前記回転筒を回転駆動させるように構成された、
   請求項１または２に記載の洗濯機。
4. 前記制御部は、前記排水時に、前記第２のモータによって、前記回転筒を、遠心分離時の回転数よりも低い回転数で回転駆動させるように構成された、
   請求項３に記載の洗濯機。
5. 前記制御部は、前記排水時に、前記第２のモータを制御して、
   前記回転筒を間欠的に回転駆動させる、
   前記回転筒を正回転及び逆回転のいずれか一方向に回転駆動させる、及び、
   前記回転筒を正回転及び逆回転の両方向へ回転駆動させる、
   のうちの少なくともいずれか一つを行うように構成された、
   請求項３に記載の洗濯機。

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