JPWO2019004036A1 - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

洗濯機（１００）は、筐体（２）と、外槽（１）と、洗濯槽（４）と、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、遠心分離部（２０）に接続された水路（１９）と、外槽（１）と、遠心分離部（２０）、水路（１９）と、を含む循環経路（１９ｃ）と、循環経路（１９ｃ）に洗濯水を循環させるポンプ（２１）と、を備える。遠心分離部（２０）は、ケース（２２）と、ケース（２２）内に回転筒（２３）と、を有し、回転筒（２３）は、洗濯水が流入する洗濯水入口（２３ｂ）と、洗濯水が流出する洗濯水出口（２３ｃ）と、羽根（２５）と、を有し、羽根（２５）は、洗濯水の流れを受けて回転することで回転筒（２３）を回転させるように構成されている。

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、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、２参照）。

図１０は、従来の洗濯機の概略構成を示す図である。図１０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。

また、特許文献２において、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。

一般的に、洗濯物に付着している汚れは、人体の垢又は皮脂、泥、及び飲食物の食べこぼし等である。そして、洗濯中に、これらの異種の汚れが洗濯物から遊離して、異物と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、水よりも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してしまう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。

すなわち、従来の構成では、洗濯水から異物を分離することが難しいという課題がある。

また、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る。

さらに、液体サイクロンによる異物の分離においては、一般的に、洗濯機の運転中に分離された異物を廃棄する必要がある。その際、処理される洗濯水の一部も同時に流出するため、洗濯中に洗濯水が減少してしまう。従って、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は、洗濯中に水を補給することが必要になる。このため、洗濯時に使用する水量が増加するという問題がある。

特開２００５−１５２２１２号公報 特開２００１−７０６９４号公報

本開示は、従来の課題を解決するもので、洗濯が行われることで汚れた洗濯水から、汚れ物質等の異物を分離して洗濯水を浄化し、分離された汚れ物質等の異物が、洗濯物への再付着することを抑え、洗浄性能を高めた洗濯機を提供することを目的とする。

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モータと、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、遠心分離部に接続された水路と、外槽と、遠心分離部と、水路と、を含む循環水路と、循環水路に洗濯水を循環させるポンプと、を備える。遠心分離部は、ケースと、ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、を有し、回転筒は、洗濯水が流入する洗濯水入口と、洗濯水が流出する洗濯水出口と、羽根と、を有し、羽根は、洗濯水の流れを受けて回転することで回転筒を回転させるように構成されている。

このような構成によって、遠心分離部で高速の旋回流が生成され、洗濯物から遊離した汚れ等の異物を洗濯水から分離することができ、洗濯水から異物を除去することができる。

また、分離された汚れ物質等の異物は、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外槽に戻ることが抑制される。よって、洗濯水から分離された異物が洗濯物へ再付着することが防止され、洗濯機の洗浄性能を高めることができる。

本開示の実施の形態１における洗濯機の概略構成を示す図 実施の形態１における洗濯機の遠心分離部を拡大した断面図 図２におけるＤ−Ｄ断面図 図２におけるＥ−Ｅ断面図 実施の形態１における洗濯機の遠心分離部を示す斜視図 実施の形態１における洗濯機の遠心分離部の回転筒を示す斜視図 実施の形態１における洗濯機のブロック構成図 本開示の実施の形態２における洗濯機の遠心分離部を拡大した断面図 図８におけるＦ−Ｆ断面図 従来の洗濯機の概略構成を示す図

本開示に係る第１の態様の洗濯機は、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モータと、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、遠心分離部に接続された水路と、外槽と遠心分離部と水路とを含む循環経路と、循環経路に洗濯水を循環させるポンプと、を備える。遠心分離部は、ケースと、ケース内に回転可能に設けられた回転筒と、を有し、回転筒は、洗濯水が流入する洗濯水入口と、洗濯水が流出する洗濯水出口と、羽根と、を有し、羽根は、洗濯水の流れを受けて回転することで回転筒を回転させるように構成されている。

このような構成によって、遠心分離部で高速の旋回流が生成され、洗濯物から遊離した汚れ等の異物を洗濯水から分離することができ、洗濯水から異物を除去することができる。

また、分離された汚れ物質等の異物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外槽に戻ることが抑制される。よって、洗濯水から分離された異物が洗濯物へ再付着することが防止され、洗濯機の洗浄性能を高めることができる。

また、ポンプの送水作用によって羽根が回転することで遠心分離部の回転筒が回転するため、遠心分離部に回転筒を回転させるためのモータを設ける必要がなく、遠心分離部の構成を簡略にすることができる。

本開示に係る第２の態様の洗濯機において、水路は、遠心分離部の上流側に接続された第１の水路と、遠心分離部の下流側に接続された第２の水路と、を備え、第１の水路及び第２の水路のうちのいずれか一方又は両方は、ケースを下方又は上方から見た場合にケースの外周の接線方向に沿って設けられており、ケースと接続されていてもよい。

このような構成によって、洗濯水が第１の水路からスムーズにケース内に流入し、又は、洗濯水がケース内から第２の水路へスムーズに流出する。

本開示に係る第３の態様の洗濯機において、遠心分離部のケースは、下流側ケースを有し、羽根の少なくとも一部は、下流側ケース内に配置され、第２の水路は、下流側ケースを上方から見た場合に下流側ケースの外周の接線方向に沿って設けられており、下流側ケースと接続されていてもよい。

このような構成によって、羽根が洗濯水の動圧を受けるため、ポンプの送水作用を回転筒の回転動作に変換することができる。また、洗濯水は旋回流の旋回成分に沿うようにスムーズに第２の水路へ誘導されるため、回転筒の回転動作が円滑に行われる。

本開示に係る第４の態様の洗濯機において、遠心分離部のケースは上流側ケースを有し、羽根の少なくとも一部は、上流側ケース内に配置され、第１の水路は、上流側ケースを下方から見た場合に上流側ケースの外周の接線方向に沿って設けられており、上流側ケースと接続されていてもよい。

このような構成によって、洗濯水が旋回流生成部の上流側ケースの接線方向から上流側ケース内にスムーズに流入されるとともに、旋回流が生成される。このため、特別な構成を設けることなく、洗濯水に容易に旋回成分を付与することができる。

本開示に係る第５の態様の洗濯機において、遠心分離部は、回転筒の洗濯水入口が洗濯水出口よりも下方に位置す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、洗濯水に含まれる洗剤によって生じる気泡又は水路中の気泡等が、洗濯水とともに回転筒に入ってきた場合でも、水より軽いこれらの気泡は、洗濯水による旋回流及び循環流の作用によって、回転筒外へ容易に排出される。従って、回転筒内に気泡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ぐことができ、アンバランスによって生じる回転筒の回転ブレを回避することができる。

本開示に係る第６の態様の洗濯機において、遠心分離部は、ケースを通過する洗濯水から分離された異物が回転筒の内周面に保持され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、遠心力によって洗濯水から分離された汚れ物質等の異物が、回転筒を貫流する洗濯水に再び戻って洗濯物に再付着することを防止することができるため、洗濯機の洗浄性能を高めることができる。

本開示に係る第７の態様の洗濯機において、回転筒の直径は、洗濯水入口の最大径及び洗濯水出口の最大径よりも大きく構成されていてもよい。

このような構成によって、遠心力によって洗濯水から分離された異物が、回転筒２３を通過する洗濯水の循環流に引き込まれて洗濯物５に再付着することを効果的に防ぐことができる。

本開示に係る第８の態様の洗濯機において、遠心分離部は、遠心分離部を通過する循環流の流速Ｖ１及び回転筒内における旋回流の流速Ｖ２が、Ｖ１＜Ｖ２とな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、遠心分離部において、異物の遠心分離が効果的に行われる。

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）
［洗濯機の全体構成］
図１は、本開示の実施の形態１における洗濯機の概略構成を示す図である。

なお、図１における左側が、洗濯機１００の前面側を示す。

図１に示されるように、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の下部に、制御部２７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３１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。外槽１、筐体２及び洗濯槽４には、それぞれの前面側において、使用者が衣類等の洗濯物５を出し入れするための開口部１ａ、開口部２ａ及び開口部６が設けられている。

洗濯槽４は、回転シャフト７によって支えられており、回転可能に設けられている。洗濯槽４の内周の壁面には、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、内周の壁面には多数の小孔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、洗濯槽４及び回転シャフト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２７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。

外槽１の開口部１ａ及び筐体２の開口部２ａは、洗濯槽４の開口部６と対向す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、伸縮自在な蛇腹状のパッキン１２によって、気密性が確保された状態で連結されている。

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。

筐体２の背面上部に、洗濯水を供給する給水口１３が設けられている。給水口１３は、水道の蛇口１３ａと接続されている。水道水は、給水口１３から供給されて洗濯水となる。

給水口１３の下流側に、給水弁１４及び洗剤ケース１５が設けられている。給水弁１４は、制御部２７によって開閉駆動され、給水及び給水の停止を行う。

破線の矢印Ａで示すように、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。

給水口１３から供給された洗濯水は、破線の矢印Ｂで示すように、洗剤ケース１５に流入し、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の下部には、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が制御部２７によって開閉駆動されることで、外槽１内に洗濯水が溜められたり、洗濯水が排水されたりする。

また、排水路１７には、水路１９が接続されている。

水路１９は、一端が排水路１７に接続され、他端が外槽１の前面側の下部に接続されている。水路１９は、外槽１の下方に設けられた、後述の遠心分離部２０と外槽１とを含む循環経路１９ｃの一部を構成している。水路１９は遠心分離部２０と接続されており、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。

水路１９の途中には、ポンプ２１が設けられている。ポンプ２１が駆動されることで、外槽１と遠心分離部２０との間において、洗濯水が、水路１９を通して矢印Ｃの方向へ流れる。このとき、外槽１内の洗濯水は、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５から遊離した、汚れ及び糸屑、並びに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。

［遠心分離部］
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。

図２に示すように、遠心分離部２０は、円筒形状のケース２２と、回転筒２３と、を有する。

遠心分離部２０は、水路１９と連通するように、第１の水路１９ａ及び第２の水路１９ｂと接続されている。

水路１９は、遠心分離部２０の上流側に接続された第１の水路１９ａと、遠心分離部２０の下流側に接続された第２の水路１９ｂとを有する。

回転筒２３は、本体２３ｅが中空に構成されている。回転筒２３は、内周面２３ａと、第１の水路１９ａからの洗濯水を回転筒２３内に流入させるための洗濯水入口２３ｂと、回転筒２３内から第２の水路１９ｂへ向けて洗濯水を流出させるための洗濯水出口２３ｃと、羽根２５と、を有する。

回転筒２３は、ケース２２内において、水密状態で回転可能となるように、支持部２３ｄによって支持されている。支持部２３ｄは、回転筒２３の回転軸を構成している。

洗濯水入口２３ｂ及び洗濯水出口２３ｃは、それぞれ回転筒２３の底面及び上面の中央に設けられている。

遠心分離部２０は、回転筒２３の回転軸が、鉛直又は鉛直に近い状態となるように配置されている。

回転筒２３の洗濯水入口２３ｂは、洗濯水出口２３ｃよりも下方に位置するように設けられている。これにより、遠心分離部２０を通過する洗濯水は、回転筒２３内を、下方から上方に向かって流れる。

遠心分離部２０には、さらに、水車部２４が設けられていてもよい。

水車部２４は、ケース２２における下流側に設けられた下流側ケース２４ａと、複数（例えば、４個）の羽根２５と、を有する。

下流側ケース２４ａは、遠心分離部２０のケース２２の一部を構成している。下流側ケース２４ａはケース２２と一体的に形成され、又は別部材によって形成されてケース２２と一体となるように固定されている。

羽根２５は、少なくともその一部が下流側ケース２４ａ内に配置されている。回転筒２３の、羽根２５と本体２３ｅとは、一体に形成され、又は別部材によって形成されて一体となるように固定されている（図６参照）。羽根２５は、ケース２２内で回転するように構成されている。

下流側ケース２４ａは、回転筒２３の回転中心と同心の円形形状に形成されている。また下流側ケース２４ａは、第２の水路１９ｂと連通している（図２参照）。第２の水路１９ｂは、下流側ケース２４ａを上方から見た場合に、下流側ケース２４ａの外周の接線方向に沿って設けられており、下流側ケース２４ａと接続されている（図３参照）。なお、第２の水路１９ｂは、ケース２２の一部である上流側ケース２６ａを下方から見た場合に、上流側ケース２６ａの外周の接線方向に沿って設けられているともいえる（図４参照）。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２３が円滑に回転される。

図５は、本実施の形態における洗濯機の遠心分離部の斜視図である。図６は、本実施の形態における洗濯機の遠心分離部の回転筒の斜視図である。

なお、図５は、遠心分離部の内部構造を視認できるように、下流側ケース２４ａ及び第２の水路１９ｂの一部をそれぞれ欠いた状態を示している。また、図６は、遠心分離部の下流側ケース２４ａを除いた状態を示している。

図２、図５及び図６に示すように、羽根２５は、その先端に曲部２５ａを有する。曲部２５ａは、洗濯水出口２３ｃから第２の水路１９ｂに向かって流れる洗濯水を効率よく受けるため、例えば、その断面形状が円弧状に形成されている。なお、曲部２５ａは、円弧状のほか、例えば、鈍角に折れ曲がった形状に形成されて、曲部２５ａの内側で洗濯水を受けるように構成された形状でもよい。

水路１９に設けられたポンプ２１が駆動されると、外槽１内の洗濯水は、回転筒２３の底面の中央部に設けられた洗濯水入口２３ｂから回転筒２３内に流入する。そして、洗濯水は回転筒２３の上部に設けられた洗濯水出口２３ｃから流出し、水車部２４に流入する。水車部２４に流入した洗濯水は、水車部２４から第２の水路１９ｂへ流出する。

洗濯水が羽根２５に接触すると、回転筒２３は水車の作用によって回転する。羽根２５は、上述のように、曲部２５ａの内側で洗濯水の動圧を効率的に受けるように構成されている。従って、回転筒２３は、洗濯水による水流の流速に応じて高速で回転する。

回転筒２３の回転により、回転筒２３及び水車部２４を通過する洗濯水は旋回流となる。従って、洗濯水は回転筒２３内において旋回流による遠心力を受けるため、洗濯水に含まれた異物は遠心分離され、回転筒２３の内周面２３ａに集積される。

ここで、回転筒２３の内周面２３ａの直径は、洗濯水入口２３ｂの最大径及び洗濯水出口２３ｃの最大径より大きく構成されていてもよい。

洗濯水及び洗濯水に含まれた異物が受ける遠心力は、回転筒２３の回転中心から内周面２３ａに近づくほど強くなる。従って、遠心力によって分離された異物は、洗濯水出口２３ｃから排出されることなく、回転筒２３の内周面２３ａに確実に保持される。

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２３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、遠心分離部２０には、旋回流生成部２６が設けられていてもよい。

本実施の形態では、図２に示すように、旋回流生成部２６は遠心分離部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２６は、上流側ケース２６ａを有する。

上流側ケース２６ａは、ケース２２の一部を構成し、ケース２２と一体的に設けられている。また、上流側ケース２６ａは、回転筒２３の回転中心と同心の円形形状に形成されている。

図２に示すように、上流側ケース２６ａは第１の水路１９ａと連通している。第１の水路１９ａは、上流側ケース２６ａを下方から見た場合に、上流側ケース２６ａの外周の接線方向に沿って設けられており、上流側ケース２６ａと接続されている（図４参照）。なお、第１の水路１９ａは、ケース２２の一部である下流側ケース２４ａを上方から見た場合に、下流側ケース２４ａの外周の接線方向に沿って設けられているともいえる（図３参照）。これにより、洗濯水は、接線方向から旋回流生成部２６の上流側ケース２６ａにスムーズに流入するとともに、ケース２２内において旋回流となる。

回転筒２３の回転能力は、ポンプ２１の能力に加え、羽根２５の数（本実施の形態では、４個）及び形状等によって定まる。

ここで、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２３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となるように回転筒２３の回転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２３の内周面２３ａに確実に保持される。

［制御部］
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２７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２８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２９の出力、及び洗濯槽４の回転を検知する回転検知部３０等の出力が入力される。また、制御部２７には、操作表示部３１の出力が入力される。

制御部２７は、使用者が操作表示部３１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１８、及びポンプ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。

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、中間脱水１、すすぎ１、中間脱水２及びすすぎ２の各工程が行われる。そして、最後に脱水工程が行われる。

［洗濯機の動作］
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。

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、使用者が、筐体２の前面側の上部に設けられている操作表示部３１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、制御部２７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２８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にかかるトルク量又はモータ１０の電流値等によって検知される（図７参照）。

制御部２７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２７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３１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３１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２７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（図１参照）。

外槽１内に溜まった洗濯水の量は、水量検知部２９で検知される。制御部２７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２７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、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駆動される。

制御部２７は、洗い工程を所定時間行った後、排水弁１８を開いて外槽１内の洗濯水を洗濯機１００の外へ排水する。排水が完了した後、すすぎ工程が行われ、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が回転されて洗濯物５のすすぎが行われる。

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内の洗濯水が洗濯機の外へ排出される。そして、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５が脱水される。脱水工程が完了すると、制御部２７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。

洗い工程における洗濯水は、例えば汚れ物質等のさまざまな異物を含む。汚れ物質としては、例えば、砂、糸屑を含む繊維屑、及び髪の毛又は角質汚れ等のように水より比重が重いものがある。また、皮脂に代表される脂分のように、それ自身は水より軽いが、糸屑等のように水より比重が重いものに付着する汚れ物質もある。

洗い工程において、制御部２７は、ポンプ２１を駆動して汚れ物質等の異物を含んだ外槽１内の洗濯水を遠心分離部２０へ循環させる。

ポンプ２１が駆動されると、外槽１内の洗濯水は、水路１９を通って遠心分離部２０へ送水され、遠心分離部２０の流入側に設けられた旋回流生成部２６に流入する。

洗濯水は、旋回流生成部２６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２３ｂから回転筒２３内に流入する。

回転筒２３内に流入した洗濯水は、回転筒２３内を洗濯水入口２３ｂから洗濯水出口２３ｃに向かって上方へ流れ、遠心分離部２０の流出側に設けられた水車部２４に流入する。

水車部２４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２３と一体的に構成された羽根２５は、第２の水路１９ｂに向かって流れる洗濯水の動圧を受けて回転する。これによって、回転筒２３も羽根２５と同時に回転し、回転筒２３内には洗濯水の高速旋回流が発生する。

洗濯水は、洗濯水入口２３ｂから流入して回転筒２３を通過し、洗濯水出口２３ｃ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２３の内周面２３ａに向かう。これによって、洗濯水に含まれた洗濯物特有の汚れ物質等の異物は洗濯水から分離されるため、洗濯水に含まれた異物を除去することができる。

ここで、回転筒２３内において洗濯水は、回転筒２３の回転軸近傍では循環流として流れており、回転筒２３の洗濯水入口２３ｂ及び洗濯水出口２３ｃ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２３の内周面２３ａの内側を満たす洗濯水には、回転筒２３の回転中心から内周面２３ａ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２３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の洗浄性能が向上する。

また、遠心分離部２０は、洗濯水が下から上に向かって流れるように構成されていてもよい。本実施の形態では、回転筒２３の洗濯水入口２３ｂは、洗濯水出口２３ｃよりも下方に位置するように設けられている。また、回転筒２３の回転軸が縦方向となるように配設されている。

このように構成された遠心分離部２０において、洗濯水は旋回しながら下方から上方に向かって回転筒２３内を通過する。このとき、洗濯水に含まれる洗剤によって生じる気泡又は水路１９中の気泡が、洗濯水とともに回転筒２３に入ってくることがある。

このような場合でも、これらの気泡は水より軽いため、旋回流によって回転筒２３の中心部に集められる。さらに、気泡が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によって、これらの気泡は、洗濯水出口２３ｃから回転筒２３外へ容易に排出される。

従って、気泡が回転筒２３内に留まることによって生じる回転筒２３内の水と気泡の分布のアンバランスを防ぎ、アンバランスによって生じる回転筒の回転ブレを回避することができる。

これによって、所望の遠心力での遠心分離を継続させることができる。また、回転筒２３を回転させるために必要なトルクについて、その変動を最小限に抑えることができるため、回転筒２３の回転数変動を防止することができる。また、回転筒２３の回転ブレが抑制されるため、回転筒２３をより大きく構成することができ、遠心分離部２０の性能を向上させることができる。

さらに、回転筒２３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２３内の水流の乱れの発生を抑制することができる。従って、水流の乱れによって一旦分離されて回転筒２３の内周面２３ａに保持された異物が洗濯水へ戻ることが防止される。

回転筒２３内において汚れ物質等の異物が分離された洗濯水は、洗濯水出口２３ｃから水車部２４へ流出する。そして、水車部２４に流入した洗濯水が第２の水路１９ｂへ流出する流れによって、羽根２５には常に回転力が与えられ、回転筒２３が回転駆動される。

すなわち、ポンプ２１が駆動されることで発生する洗濯水の循環流が、回転筒２３を回転駆動させる動力源となる。そして、外槽１内の洗濯水は、循環経路１９ｃ中の遠心分離部２０を通過する際に、遠心分離部２０の水車部２４の羽根２５の水車作用によって、回転筒２３内において汚れ物質等の異物が遠心分離される。これによって、洗濯水が浄化される。

また、上述のように、ポンプ２１の送水作用によって水車部２４の羽根２５が駆動され、遠心分離部２０の回転筒２３が回転する。従って、遠心分離部２０に回転筒２３を回転させるためのモータを設ける必要がなく、遠心分離部２０の構成を簡略化することができる。

特に、回転筒２３をモータで回転させる場合は、モータの回転軸が遠心分離部２０の外部から挿入されるのが一般的である。そして、このような構成において、シール部は不可欠である。

これに対して、本実施の形態の遠心分離部２０の構成では、シール部を有する回転軸の挿入は不要である。従って、水漏れのおそれがない遠心分離部２０を実現することができる。

なお、回転筒２３の内周面２３ａに集められた異物は、洗濯水の排水時に、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、排水弁１８を通して洗濯機１００の外部へ排出される。従って、集められた異物を排出するために、例えば、浄化される洗濯水の一部を遠心分離中に捨てるための構成を必要としない。

なお、洗濯水に含まれる異物の分離は、上述の洗い工程のほか、すすぎ工程においても行うことができる。すすぎ工程において異物を分離する場合には、すすぎ効果を高めることができる。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。

また、本実施の形態の遠心分離部２０は、羽根２５が回転することで回転筒２３が回転し、これによって高速の旋回流が生成される。これによって、洗濯水が回転筒２３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は、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２３の内周面２３ａに向かう。

ここで、洗濯水に含まれる異物のうち、水より比重が重い異物（砂、髪の毛及び角質汚れ等）、及び、皮脂に代表される脂分等の、水より比重が軽い異物であって、水より比重が重い糸屑等に付着した異物は、遠心分離される。従って、洗濯水に含まれたこれらの洗濯物特有の汚れ物質等の異物を、洗濯水から分離することができる。

また、分離された汚れ物質等の異物は、遠心分離部２０で強い遠心力を受ける。従って、これらの異物は、遠心分離部２０を通過する循環流に引き込まれて外槽１に戻ることがない。このため、分離された汚れ物質等の異物が洗濯物５へ再付着することを防止して、洗濯機１００の洗浄性能を高めることができる。

また、遠心分離部２０は、洗濯水の下流側に下流側ケース２４ａを有し、下流側ケース２４ａと羽根２５とによって水車部２４が構成されている。

これにより、水車部２４の羽根２５は、洗濯水の動圧を受けるため、ポンプ２１の送水作用を回転筒２３の回転動作に変換することができる。

また、第２の水路１９ｂは、下流側ケース２４ａを上方から見た場合に、下流側ケース２４ａの外周の接線方向に沿って設けられており、下流側ケースと接続されている。すなわち、第２の水路１９ｂは、回転筒２３の回転中心から水車部２４の側方に偏った位置であって、下流側ケース２４ａの接線方向に設けられている。

このため、洗濯水は旋回流の旋回成分に沿うようにスムーズに第２の水路１９ｂへ誘導されるため、回転筒２３の回転動作が円滑に行われる。

（実施の形態２）
図８は、本開示の実施の形態２における洗濯機の遠心分離部の拡大図である。図９は、図８におけるＦ−Ｆ断面図である。

本実施の形態では、図８に示すように、羽根３２が上流側ケース２６ａ内に配置された点において実施の形態１の洗濯機と異なる。他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一の構成には同一の符号を付して、説明を省略する。

旋回流生成部２６は、ケース２２の上流側に設けられた上流側ケース２６ａと羽根３２と、を含む。羽根３２は、少なくともその一部が上流側ケース２６ａ内に配置されている。羽根３２は、ケース２２内で回転するように構成されている。

回転筒２３の羽根３２は、洗濯水入口２３ｂが設けられている回転筒２３の下部において下方へ突出し、回転筒２３の本体２３ｅと一体的に形成されている。

羽根３２は、羽根３２の下端３２ａが回転中心位置において、旋回流生成部２６の底面に嵌合されて、旋回流生成部２６によって支持されている。羽根３２は複数設けられており、本実施の形態では、例えば、クロス形状となるように４個の羽根から構成されている。

旋回流生成部２６は、図９に示すように、回転筒２３の回転中心と同心の円形形状に形成されている。また、旋回流生成部２６の上流側ケース２６ａは、第１の水路１９ａと連通している（図８参照）。

第１の水路１９ａは、上流側ケース２６ａを下方から見た場合に、上流側ケース２６ａの外周の接線方向に沿って設けられており、上流側ケース２６ａと接続されている（図９参照）。

このような構成によって、洗濯水が旋回流生成部２６の上流側ケース２６ａの接線方向から上流側ケース２６ａ内にスムーズに流入されるとともに、旋回流が生成される。このため、特別な構成を設けることなく、洗濯水に容易に旋回成分を付与することができる。

羽根３２は、洗濯水の旋回流を受けて回転し、同時に回転筒２３が回転する。これにより、回転筒２３内には、回転筒２３を通過する洗濯水による高速の旋回流が発生する。ここで、羽根３２は、回転方向である旋回流の洗濯水動圧を正面から受けるため、ポンプ２１の送水作用を効率的に回転筒２３の回転運動に変換することができる。

また、図８に示すように、回転筒２３は、支持部２３ｄによって回転軸の上部が支持されている。羽根３２の下端３２ａは、旋回流生成部２６を構成する上流側ケース２６ａの底面によって支持されている。このため、回転筒２３は、羽根３２がポンプ２１で送水される洗濯水の動圧を受けてもその回転軸が振れることなく、円滑に回転される。

以上のように構成された遠心分離部の作用について、以下説明する。

洗濯水は、洗濯水入口２３ｂから回転筒２３内に導入されて回転筒２３を通過し、洗濯水出口２３ｃ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２３の内周面２３ａに向かう。これによって、洗濯水に含まれた洗濯物特有の汚れ物質等の異物は、洗濯水から分離されるため、これを除去することができる。

なお、本実施の形態においては、図８に示すように、羽根３２が、回転筒２３の上流側にのみ設けられた場合について説明したが、実施の形態１と同様に、回転筒２３の下流側にも羽根２５が設けられた構成としてもよい。

以上のように、本開示に係る洗濯機は、洗濯で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ことができ、分離された異物が洗濯物へ再付着することを抑えて洗濯機の洗浄性能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
１ａ 開口部
２ 筐体
２ａ 開口部
３ サスペンション機構
４ 洗濯槽
５ 洗濯物
６ 開口部
７ 回転シャフト
８ バッフル
９ 小孔
１０ モータ
１１ 扉
１２ パッキン
１３ 給水口
１４ 給水弁
１５ 洗剤ケース
１５ａ 洗剤投入部
１６ 排水口
１７ 排水路
１８ 排水弁
１９ 水路
１９ａ 第１の水路
１９ｂ 第２の水路
１９ｃ 循環経路
２０ 遠心分離部
２１ ポンプ
２２ ケース
２３ 回転筒
２３ａ 内周面
２３ｂ 洗濯水入口
２３ｃ 洗濯水出口
２３ｄ 支持部
２３ｅ 本体
２４ 水車部
２４ａ 下流側ケース
２５ 羽根
２６ 旋回流生成部
２６ａ 上流側ケース
２７ 制御部
３１ 操作表示部
３２ 羽根
１００ 洗濯機

Claims (8)

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、
   前記遠心分離部に接続された水路と、
   前記外槽と、前記遠心分離部と、前記水路と、を含む循環経路と、
   前記循環経路に前記洗濯水を循環させるポンプと、を備え、
   前記遠心分離部は、ケースと、前記ケース内に回転可能に設けられた回転筒と、を有し、
   前記回転筒は、前記洗濯水が流入する洗濯水入口と、前記洗濯水が流出する洗濯水出口と、羽根と、を有し、
   前記羽根は、前記洗濯水の流れを受けて回転することで前記回転筒を回転させるように構成された、
   洗濯機。
2. 前記水路は、前記遠心分離部の上流側に接続された第１の水路と、前記遠心分離部の下流側に接続された第２の水路と、を備え、
   前記第１の水路及び前記第２の水路のうちのいずれか一方又は両方は、前記ケースを下方又は上方から見た場合に前記ケースの外周の接線方向に沿って設けられており、前記ケースと接続されている、
   請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記ケースは下流側ケースを有し、
   前記羽根の少なくとも一部は、前記下流側ケース内に配置され、
   前記第２の水路は、前記下流側ケースを上方から見た場合に前記下流側ケースの外周の接線方向に沿って設けられており、前記下流側ケースと接続されている、
   請求項１又は請求項２に記載の洗濯機。
4. 前記ケースは上流側ケースを有し、
   前記羽根の少なくとも一部は、前記上流側ケース内に配置され、
   前記第１の水路は、前記上流側ケースを下方から見た場合に前記上流側ケースの外周の接線方向に沿って設けられており、前記上流側ケースと接続されている、
   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、前記回転筒の前記洗濯水入口が前記洗濯水出口よりも下方に位置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が前記回転筒の内周面に保持され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。
7. 前記回転筒の直径は、前記洗濯水入口の最大径及び前記洗濯水出口の最大径よりも大きく構成された、
   請求項６に記載の洗濯機。
8. 前記遠心分離部は、前記遠心分離部を通過する循環流の流速Ｖ１及び前記回転筒内における旋回流の流速Ｖ２が、Ｖ１＜Ｖ２となるように構成された、
   請求項６又は請求項７に記載の洗濯機。

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