JPWO2019107477A1 - 洗濯機 - Google Patents

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Abstract

洗濯機(100)は、筐体(2)と、筐体(2)内に弾性的に支持された外槽(1)と、外槽(1)内に回転可能に設けられた洗濯槽(4)と、外槽(1)内の洗濯水を循環させるための水路(19)と、水路(19)に設けられ、水路(19)を流れる洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部(20)と、水路(19)に設けられ、洗濯水を外槽(1)と遠心分離部(20)との間で循環させるポンプ部(21)と、外槽(1)内の洗濯水を排水する排水路(18)と、洗濯運転を制御する制御部(22)と、を備える。制御部(22)は、洗濯運転を一時停止させた状態で、遠心分離部(20)内の洗濯水を、排水路(18)を通して排水す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11は、従来の洗濯機の概略構成を示す図である。図11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、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)。
また、従来の洗濯機には、洗濯運転の途中で動作を一時的に停止させ、洗濯物の追加又は取り出し等を可能にする、一時停止スイッチが一般的に設けられている(例えば、特許文献3参照)。
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、及び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、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。
特開2005−152212号公報 特開2001−70694号公報 特開平10−235078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、分離された異物が洗濯物へ再付着することを回避して、洗浄性能を高めた洗濯機を提供する。
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、水路を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、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、洗濯運転を一時停止させた状態で、遠心分離部内の洗濯水を、排水路を通して排水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る。
さらに、洗濯運転の途中で一時停止操作が行われる等した場合に、洗濯水から分離されて遠心分離部内に堆積した異物は、遠心分離部内の洗濯水とともに洗濯機の外部へ排出される。従って、洗濯運転の再開時に、分離された異物が循環する洗濯水とともに外槽内に流入し、洗濯物に再付着することを回避して、洗濯機の洗浄性能を向上させることができる。
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。 図2は、同実施の形態1における洗濯機の遠心分離部を拡大した断面図である。 図3は、図2に示す遠心分離部をD−D線で切断した断面図である。 図4は、図2に示す遠心分離部をE−E線で切断した断面図である。 図5は、本開示の実施の形態1における洗濯機のブロック構成図である。 図6は、同実施の形態1における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。 図7は、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である。 図8は、同実施の形態2における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。 図9は、本開示の実施の形態3における洗濯機の概略構成を示す図である。 図10は、同実施の形態3における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。 図11は、従来の洗濯機の概略構成を示す図である。
(本開示の基礎となった知見)
発明者らは、洗濯機の洗浄性能をさらに向上させるため、鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
前述の特許文献3に記載された洗濯機では、一時停止スイッチが操作されると、洗濯運転が停止される。
ここで、洗濯水中の異物を遠心分離部で分離する構成を採用した場合、例えば特許文献3に記載された洗濯機のように、洗濯運転が一時停止されて洗濯水の循環が停止されると、遠心分離されて集積された異物が剥がれて洗濯水中に遊離すると考えられる。
このため、洗濯運転が再開され、又は、循環ポンプが再駆動されると、洗濯水中に遊離した異物が、洗濯水の循環とともに外槽内に戻り、洗濯物に再付着するという問題があることを見出した。
これらの新規な知見に基づき、本発明者らは、以下の開示をするに至った。
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、水路を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、洗濯運転を制御する制御部と、を備える。また、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た回転筒と、回転筒を回転駆動する第2のモータと、を有し、制御部は、洗濯運転を一時停止させた状態で、遠心分離部内の洗濯水を排水路を通して排水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る。
さらに、洗濯運転の途中で一時停止操作が行われる等した場合に、洗濯水から分離されて遠心分離部内に堆積した異物は、遠心分離部内の洗濯水とともに洗濯機の外部へ排出される。従って、洗濯運転の再開時に、分離された異物が循環する洗濯水とともに外槽内に流入し、洗濯物に再付着することを回避して、洗濯機の洗浄性能を向上させることができる。
本開示の他の一態様に係る洗濯機は、さらに、制御部が、洗濯運転を一時停止させた状態から洗濯運転を再開させた時に、洗濯水の補給を行うように構成されてもよい。
このような構成によって、異物とともに排水されて減少した洗濯水の減少分を補うことができる。従って、洗濯運転の開始時において洗濯物の量に応じて設定された最適水量で、洗濯運転を継続することができる。
本開示の他の一態様に係る洗濯機は、さらに、制御部が、洗濯運転を一時停止させた状態で、回転筒を回転駆動させるように構成されてもよい。
このような構成によって、洗濯水から遠心力で分離されて、回転筒の内周面に堆積された異物に対して、遠心分離時と異なる状態の水流を作用させることができる。これにより、回転筒の内周面に堆積された異物が、内周面から剥がれ易くなり、異物の排出が促進される。
本開示の他の一態様に係る洗濯機は、制御部が、洗濯運転を一時停止させた状態で、ポンプ部により、洗濯水を、異物の分離時と逆方向に送水させて、遠心分離部内の洗濯水を排水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、回転筒内の異物は、ポンプ部のポンプ作用によって洗濯水とともに迅速に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、排水路が、第1の開閉弁及び第1の開閉弁の下流側に設けられた第2の開閉弁を有し、水路が、第1の開閉弁と第2の開閉弁との間において、排水路に接続され、制御部が、洗濯運転を一時停止させた状態で、第1の開閉弁を閉状態にするとともに第2の開閉弁を開状態にして、遠心分離部内の洗濯水を排水路の第2の開閉弁を通して排水させるように構成されてもよい。
このような構成によって、洗濯水から分離されて回転筒に堆積された異物が、洗濯水とともに回転筒から洗濯機の外部へ排出される際に、外槽内の洗濯水が排水されるのを防止することができる。従って、洗濯運転が一時停止された状態において、外槽から洗濯水が排水されるのを抑制することができる。
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発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
[1−1.構成]
[1−1−1.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。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。
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。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。
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。
[1−1−2.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を拡大した断面図である。図3は、図2に示す遠心分離部をD−D線で切断した断面図である。図4は、図2に示す遠心分離部をE−E線で切断した断面図である。
図2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。
図1及び図2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2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4参照)。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。
遠心分離部20には、遠心分離部20の下流側、すなわち、ケース20aを通過する洗濯水の流出側に、ポンプ部21が設けられている。ポンプ部21には、回転筒20bと一体的に形成されたポンプ羽根21aが配設されている。ポンプ部21には、第2の水路19bが接続されている(図2参照)。
また、第2の水路19bは、回転筒20bを上方から見た場合に、ポンプ部21の外周の接線方向に沿って設けられている(図3参照)。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。
なお、本実施の形態では、ポンプ部21がケース20a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、ポンプ部21がケース20aの流入側に設けられ、洗濯水がポンプ部21から回転筒20bに、旋回して流入するように構成されてもよい。
回転筒モータ20cが駆動されると、回転筒20bとともにポンプ羽根21aが回転する。外槽1内の洗濯水は、ポンプ羽根21aによるポンプ作用によって、第1の水路19aを流れ、遠心分離部20を通過する。洗濯水は、矢印C(図1参照)のように循環する。すなわち、回転筒20bの回転により、ポンプ部21の羽根が回転し、洗濯水が循環する。
このようなポンプ部21によって、洗濯水を循環させるためのポンプの機能を、簡素な構成で実現することができる。
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。
水路19を流れる洗濯水の流速は、ポンプ部21のポンプ能力によって定まる。ポンプ部21のポンプ能力は、ポンプ羽根21aの回転数に加え、ポンプ羽根21aの枚数(本実施の形態では、4枚)及び形状等によって定まる。従って、水路19を流れる洗濯水の流速は、ポンプ部21のポンプ能力を調整することで、所望の値に設定される。
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。
また、遠心分離部20において、洗濯水は旋回しながら回転軸20g方向の下方から上方に向かって回転筒20b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20b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20b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、洗濯水が下方から上方に向かう流れの作用とによって、これらの気泡は、洗濯水出口20fから回転筒20b外へ容易に排出される。
従って、気泡が回転筒20b内に留まることによって生じる回転筒20b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20bの回転ブレを回避することができる。
これによって、所望の遠心力で遠心分離を継続させることができる。また、回転筒20bを回転駆動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20bの回転数の変動を防止することができる。また、回転筒20bの回転ブレが抑制されるため、回転筒20b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。
[1−1−3.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、及び回転筒モータ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。
[1−2.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。
[1−2−1.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5参照)。
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。
[1−2−2.異物の遠心分離]
次に、図2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、回転筒モータ20cを駆動して、回転筒20b及びポンプ羽根21aを回転させる。ポンプ羽根21aの回転によるポンプ作用により、外槽1内の洗濯水は、第1の水路19aを通って旋回流生成部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からポンプ部21へ流出する。ポンプ部21に流入した洗濯水は、ポンプ羽根21aによるポンプ作用により、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、ポンプ部21のポンプ作用により、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。
[1−2−3.洗濯運転の一時停止と再開]
次に、洗濯運転が一時停止されて、洗濯水の循環が停止された場合について説明する。
洗濯運転の途中で、使用者が、洗濯槽4への洗濯物5の追加投入をし、又は、洗濯槽4から洗濯物5を取り出すために、洗濯運転の動作を停止させる場合がある。この場合、使用者は、操作表示部26に設けられた一時停止スイッチ26aをONにする。これにより、洗濯運転の開始時に設定された一連の洗濯運転の動作の進行が、一時的に停止される。
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。
T1において、一時停止スイッチ26aをONにする操作が使用者によって行われると、洗濯運転が一時停止される。具体的には、洗濯槽4を駆動するモータ10がOFFされる。また、惰性で回転している洗濯槽4を停止させるため、制御部22は、ブレーキ装置(図示せず)を作動させる。
洗濯槽4の回転が停止された後、扉11を閉じた状態に保持しているロック装置(図示せず)が解除される。従って、使用者によって扉11が開かれるときは、洗濯槽4の回転が停止した状態であり、使用者は、洗濯槽4への洗濯物5の投入等の作業を安全に行うことができる。
洗濯運転が一時停止されると、制御部22は、排水弁17を開状態とする。これにより、遠心分離部20内の洗濯水は、第1の水路19aを流れ、排水路18を通して排水される。すなわち、遠心分離部20内の洗濯水は、水路19中を、遠心分離時とは逆方向に流れる。このとき、回転筒20bの内周面20dに保持されている異物は、遠心分離部20内の洗濯水とともに、排水弁17を通して洗濯機100の外部へ排出される。
排水弁17は、T1からT2までの間、開状態とされる。なお、排水弁17が開状態とされる期間は、例えば、遠心分離部20内の洗濯水の排水が終了するまでの時間以上に設定されてもよい。排水弁17が開状態とされる期間は、例えば、数秒程度である。
また、洗濯運転が一時停止されると、制御部22は、回転筒モータ20cを制御して、後述の第1の回転数で、回転筒20bを回転駆動させてもよい。回転筒20bが、後述の第1の回転数で回転駆動された場合、回転筒20bの内周面20dに集められた異物が内周面20dに保持されるような大きさの遠心力が異物に作用しない。従って、異物は、内周面20dから脱離可能になる。具体的には、制御部22は、回転筒20bの回転数を、遠心分離時の定格回転数a(例えば、3500rpm)から、第1の回転数として、回転数b(例えば、50〜100rpm)まで低下させてもよい。回転筒20bは、洗濯運転の一時停止時間Tの間、第1の回転数で回転駆動されてもよい。
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。
なお、第1の回転数は、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6に示すように、T2において、排水弁17が閉状態とされると、回転筒20bは回転筒モータ20cによって定格回転数aで回転駆動される。
洗濯槽4への洗濯物5の投入等の作業が終わると、使用者は、扉11を閉じて、T3において一時停止スイッチ26aをOFFにする。これにより、扉11は閉じた状態にロックされ、洗濯運転が再開される。洗濯物5が追加投入される場合等における洗濯運転の一時停止時間Tは、通常比較的短く、例えば10秒程度である。
本実施の形態では、洗濯運転を一時停止させた状態で、回転筒20b内の異物は洗濯水とともに洗濯機100の外部へ排出される。このため、洗濯運転の再開時において、分離された異物が循環する洗濯水とともに外槽1内に流入して、洗濯物5に再付着することが回避される。これにより、洗濯機100の洗浄性能を向上させることができる。
また、使用者によって運転の一時停止の操作が行われるたびに、上述のように、遠心分離部に溜まった異物が洗濯水とともに排出されるようにすれば、遠心分離部における異物の分離性能が、長期間にわたって維持される。
なお、排水弁17を閉状態とするタイミングは、回転筒20bを定格回転数aで回転駆動するタイミングより多少遅らせてもよい。これにより、回転筒20bが定格回転数aで回転駆動されることで、回転筒20bの内周面20dに堆積された異物が、内周面20dから剥がれ易くなり、そのた後、排水弁17が閉状態とされることで、異物の排出が促進される。
なお、図6において、T2より前に、一時停止スイッチ26aをOFFにする操作が使用者によって行われた場合には、制御部22は直ちに、回転筒20bを定格回転数aで回転駆動させ、排水弁17を閉状態とし、給水弁14を開状態とする。そして、制御部22は、洗濯槽4を駆動して、洗濯運転を再開させる。
なお、図6に示すように、T3において、洗濯運転が再開されると、制御部22は、給水弁14を開状態にしてもよい。この場合、水量検知部24の出力に基づいて、異物とともに排出された洗濯水の減少量が算出される。そして、T3からT4の期間において、洗濯水の減少量に相当する量の給水が行われる。これにより、洗濯運転の開始時において、洗濯物の量に応じて設定された最適水量で、洗濯運転が継続される。
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。
(実施の形態2)
図7は、本開示の実施の形態2における洗濯機200の遠心分離部を拡大した断面図である。
図7に示すように、本実施の形態の洗濯機200の構成は、遠心分離部20と別体に設けられたポンプ部27を有する点、及び、遠心分離部20がポンプ羽根21a及びポンプ部21を有しない点で、実施の形態1の洗濯機100と異なる。
その他の構成は、実施の形態1の洗濯機100と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
図7に示すように、ポンプ部27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27は、遠心分離部20の上流側、すなわち第1の水路19aの途中に設けられている。ポンプ部27としては、例えば、電動式のポンプ部27が用いられる。
ポンプ部27が駆動されると、外槽1内の洗濯水は、排水口16から排水路18を通って第1の水路19aに流入し、遠心分離部20を通って外槽1内へ流出する。これにより、洗濯水が、外槽1と遠心分離部20との間で循環する(図1及び図7参照)。
図8は、本実施の形態における洗濯機200の動作を示すタイムチャートである。
図8では、使用者によって、洗濯運転の途中であるT5において一時停止スイッチ26aをONにする操作が行われ、T7において一時停止スイッチ26aをOFFにする操作が行われた例を示している。
図8に示すように、T5において一時停止スイッチ26aがONされると、洗濯槽4を駆動するモータ10の通電がOFFされる。このとき、惰性で回転している洗濯槽4を停止させるため、ブレーキ装置(図示せず)が作動する。
洗濯槽4の回転が停止された後、扉11を閉じた状態に保持しているロック装置(図示せず)が解除される。従って、使用者によって扉11が開かれるときは洗濯槽4が停止した状態であり、使用者は、洗濯槽4への洗濯物5の投入等の作業を安全に行うことができる。
また、T5において、制御部22は、ポンプ部27により、遠心分離部20内の洗濯水が、遠心分離時と逆方向に流れるように、送水させる。具体的には、ポンプ部27は、正転の状態から逆転の状態に制御される。これにより、回転筒20bの内周面20dに保持されている異物は、遠心分離部20内の洗濯水とともに第1の水路19aを矢印F方向へ流れ、排水弁17を通して迅速に洗濯機200の外部へ排出される。
これにより、洗濯運転の再開時において、分離された異物が循環する洗濯水とともに外槽1内に流入して、洗濯物5に再付着することが回避される。従って、洗濯機200の洗浄性能を向上させることができる。
ポンプ部27は、排水弁17が開状態であるT5からT6までの間、逆転の状態で駆動される。なお、ポンプ部27が逆転の状態で駆動される期間は、例えば、遠心分離部20内の洗濯水の排水が終了するまでの期間以上に設定されてもよい。排水ポンプが逆転の状態で駆動される期間は、例えば、数秒程度である。
また、ポンプ部27は、排水弁17が開状態であるT5からT6までの間、逆転の状態と正転の状態とが交互に繰り返されてもよい。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から異物が剥がれやすくなる。
なお、回転筒20bの内周面20dに堆積された異物が、遠心分離部20内の洗濯水とともに洗濯機200の外部に排出される際は、前述のように、回転筒20bは、第1の回転数で回転駆動されてもよい。このように、回転筒20bの回転数を変化させることで、回転筒20bの内周面20dに堆積された異物に対して、遠心分離時と異なる状態の水流を作用させることができる。これにより、回転筒20bの内周面20dに堆積された異物が、内周面20dから剥がれ易くなり、異物の排出が促進される。
なお、排水弁17を閉状態とするタイミングは、ポンプ部27を正転の状態とするタイミングより多少遅らせてもよい。実施の形態1と同様に、これにより、回転筒20bの内周面20dに堆積された異物が内周面から剥がれ易くなり、その後、排水弁17が閉状態とされることで、異物の排出が促進される。
なお、図8に示すように、T7において、洗濯運転が再開されると、制御部22は、給水弁14を開状態にしてもよい。この場合、水量検知部24の出力に基づいて、異物とともに排出された洗濯水の減少量が算出される。そして、T7からT8の期間において、洗濯水の減少量に相当する量の補給が行われる。これにより、洗濯運転の開始時において、洗濯物の量に応じて設定された最適水量で、洗濯運転が継続される。
なお、図8において、T6より前に、一時停止スイッチ26aをOFFにする操作が使用者によって行われた場合には、制御部22は直ちに、ポンプ部27を正転させ、排水弁17を閉状態とし、給水弁14を開状態とする。そして、制御部22は、洗濯槽4を駆動して、洗濯運転を再開させる。
(実施の形態3)
図9は、本開示の実施の形態3における洗濯機の概略構成を示す図である。図10は、同実施の形態3における洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
図9に示すように、本実施の形態の洗濯機300の構成は、排水路18に第1の開閉弁28及び第2の開閉弁29が設けられた点で、実施の形態1の洗濯機100と異なる。
その他の構成は、実施の形態1の洗濯機100と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
図9に示すように、排水路18は、第1の開閉弁28及び、第1の開閉弁の下流側に設けられた第2の開閉弁29を有する。すなわち、第1の開閉弁28は、第2の開閉弁29の上流側(排水口16側)に配設されている。
第1の水路19aの一端は、第1の開閉弁28と第2の開閉弁29との間において、排水路18に接続されている。
図10では、使用者によって、洗濯運転の途中であるT9において一時停止スイッチ26aをONにする操作が行われ、T11において一時停止スイッチ26aをOFFにする操作が行われた例を示している。すなわち、T9からT11の期間において、洗濯運転が一時停止された状態である。
図10に示すように、洗濯運転が一時停止された状態で、制御部22は、第1の開閉弁28を閉状態にするとともに、第2の開閉弁29を開状態にする。これにより、遠心分離部20内の洗濯水は、遠心分離時とは逆方向である、矢印Fで示す方向へ流れる。従って、回転筒20bの内周面20dに保持されている異物は、遠心分離部20内の洗濯水とともに、第2の開閉弁29を通して洗濯機300の外部へ排出される。
これにより、洗濯運転の再開時において、分離された異物が循環する洗濯水とともに外槽1内に流入して、洗濯物5に再付着することが回避される。従って、洗濯機300の洗浄性能を向上させることができる。
また、異物の排出時において、第1の開閉弁28は閉状態とされるため、洗濯運転が一時停止された状態において外槽1内から排水される洗濯水の量を低減することができる。
また、遠心分離部20内の洗濯水は、水路19を通って排水路18へ流出されるため、洗濯運転の一時停止によって水路19に漂うこととなった異物とともに排水され、異物が洗濯機300の外部へ排出される。
なお、図10において、T10より前に、一時停止スイッチ26aをOFFにする操作が使用者によって行われた場合には、制御部22は直ちに、第2の開閉弁29を閉状態とし、給水弁14を開状態とする。そして、制御部22は、洗濯槽4を駆動して、洗濯運転を再開させる。
なお、実施の形態2の洗濯機200においても、実施の形態3と同様に、排水路18に第1の開閉弁28及び第2の開閉弁29が設けられてもよい。そして、図8のタイムチャートに示すように、制御部22は、洗濯運転を一時停止させた状態で、ポンプ部21により、洗濯水を、異物の分離時と逆方向に送水させて、遠心分離部20内の洗濯水を、排水路18を通して排水させるように制御を行ってもよい。
なお、実施の形態1、実施の形態2、及び実施の形態3に記載した内容において、実施可能な組み合わせを行っても構わない。
本開示にかかる洗濯機は、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するとともに、分離された異物が洗濯物へ再付着することを回避して、洗濯機の洗浄性能を向上させることができるので、洗濯機等として有用である。
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 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
18 排水路
19 水路
19a 第1の水路
19b 第2の水路
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
21,27 ポンプ部
21a ポンプ羽根
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
26a 一時停止スイッチ
28 第1の開閉弁
29 第2の開閉弁
100,200,300 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、前記水路を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、
    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、
    前記制御部は、前記洗濯運転を一時停止させた状態で、前記遠心分離部内の前記洗濯水を、前記排水路を通して排水させるように構成された、
    洗濯機。
  2. 前記制御部は、前記洗濯運転を一時停止させた状態から前記洗濯運転を再開させた時に、前記洗濯水の補給を行うように構成された、
    請求項1に記載の洗濯機。
  3. 前記制御部は、前記洗濯運転を一時停止させた状態で、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又は2に記載の洗濯機。
  4. 前記制御部は、前記洗濯運転を一時停止させた状態で、前記ポンプ部により、前記洗濯水を、前記異物の分離時と逆方向に送水させて、前記遠心分離部内の前記洗濯水を、前記排水路を通して排水させるように構成された、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の洗濯機。
  5. 前記排水路は、第1の開閉弁及び、前記第1の開閉弁の下流側に設けられた第2の開閉弁を有し、
    前記水路は、前記第1の開閉弁と前記第2の開閉弁との間において、前記排水路に接続され、
    前記制御部は、前記洗濯運転を一時停止させた状態で、前記第1の開閉弁を閉状態にするとともに前記第2の開閉弁を開状態にして、前記遠心分離部内の前記洗濯水を、前記排水路の前記第2の開閉弁を通して排水させ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。
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