JP2014087445A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムが斜めに傾いているドラム式洗濯機において、脱水開始時に洗濯物のドラムの奥への偏りを防ぎ、騒音や振動を低減させ、脱水性能の優れた洗濯機を提供する。
【解決手段】周壁４ｃと底壁４ｄとを有し、回転軸が水平に対して手前側が高く傾斜したドラム４と、ドラム４の内方へ突出したバッフル４ｂを備え、制御装置は、脱水動作開始後の所定時間は、洗濯物が遠心力でドラムの内周面に張り付かない程度の回転数で前記ドラムを回転させる。洗濯物が遠心力によりドラム４の内周面に張り付かない程度の回転数でドラム４を回転させるので、ドラム４の周方向に洗濯物を均等に張り付かせることで洗濯物の偏り（アンバランス）を低減させることで、脱水時の騒音や振動を低減させ、かつ、脱水性能の向上する。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転軸が水平に対して手前側が高く傾斜したドラムを備えたドラム式洗濯機に関する。

近年、ドラム式洗濯機においては、省エネ・節水の観点から回転軸を水平から若干上方側に傾斜させることで水槽内のドラムが奥側より手前側が高くなるように構成した、斜めドラムを有したドラム式洗濯機が一般的となっている。その主たる理由は、洗い工程では、奥側に洗濯物を偏らせて洗う方が、少ない水で洗うことが可能であり節水となるからである（例えば、特許文献１参照）。

反面、少ない水で洗う場合は、洗濯物が洗濯水に水没する機会が減り洗剤による油分分解など作用低下を懸念するため、これをカバーするために、ドラムの周壁（の特に奥下側）の洗濯物を掻き上げるために、ドラムの周壁からドラムの内方に突出する第１のバッフルに加えて、ドラムの底壁からドラムの内方に突出する第２のバッフルを加える提案もなされている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−１５３６３０号公報 特開２００８−１０４６８５号公報

しかしながら、上記した従来の構成では、洗浄性能を高めることには効果があるが、脱水時には、ドラムが斜めに傾いている故に脱水時の騒音や振動が発生するという潜在的な問題がある。

具体的には、洗い、すすぎ工程を終えて、脱水工程に移行すると、水槽内の洗濯水を排水させるが、この時の洗濯物の状態は、洗い動作を終えたばかりの洗濯物が（斜めドラムなので）ドラムの周壁の奥側に偏っている。

この状態で脱水動作を開始すると、図５に示したように、洗濯物は第１のバッフル１００によりドラムの周壁からドラム１０１の回転軸１０２と同等あるいは若干上の高さに持ち上げられた（矢印Ａ）後に、壁面に沿って滑り落ちる（矢印Ｂ）ため、これを繰り返すと、洗濯物の大半はドラム１０１の奥側に団子状に押し固められる。つまり、円筒形のドラム１０１を脱水するため回転させようとすると、奥側だけが極端に重いため、ドラム１０１の前方とのバランスが悪くなり、ドラム１０１の前後方向のアンバランスが頻繁に発生して、振動騒音が大きくなる上に、団子状に押し固められた洗濯物はいくら遠心力をかけても十分に脱水されないと言う課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、ドラムが斜めに傾いているドラム式洗濯機において、脱水開始時にドラムの奥側へ洗濯物が偏っていることを防ぎ、ドラムの周方向に洗濯物を拡散させ均等に張り付かせることで洗濯物の偏り（アンバランス）を低減させることで、騒音や振動を低減させ、脱水性能の優れた洗濯機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の洗濯機は、周壁と底壁とを有し、回転軸が水平に対して手前側が高く傾斜したドラムと、ドラムを回転させるモータと、モータの駆動、および、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程を制御する制御装置と、ドラムの内方へ突出したバッフルとを備え、バッフルは、前記ドラムの周壁の内周面をに設けられた第１のバッフルと、ドラムの前記底壁の内周面に設けられた第２のバッフルとから構成され、第１のバッフルと第２のバッフルとが連続して形成され、制御装置は、脱水動作開始後の所定時間は、洗濯物が遠心力でドラムの内周面に張り付かない程度の回転数で前記ドラムを回転させるようにしたものである。

上記構成によれば、バッフルが第１のバッフルと第２のバッフルとの見た目の形状を連続して一体化させただけでなく、各々の機能も一体化させたことにより、ドラムの周壁の奥に留まっている、例えば靴下１足などの嵩の小さな洗濯物も低速で確実に持ち上げることが可能となり、また、洗濯物が遠心力によりドラムの内周面に張り付かない程度の回転数でドラムを回転させるので、洗濯物はドラムの周壁からドラムの回転軸と同等あるいは若干上の高さに持ち上げられた後に、第２のバッフルを伝って手前方向に拡散しながら降り注ぐことで、よりドラムの周方向に洗濯物を均等に張り付かせることで洗濯物の偏り（アンバランス）を低減させることで、脱水時の騒音や振動を低減させ、かつ、脱水性能の向上が可能になる。

本発明のドラム式洗濯機は、第１のバッフルと第２のバッフルとの各々の機能も一体化させ、洗濯物が遠心力によりドラムの内周面に張り付かない程度の回転数でドラムを回転させるので、ドラムの周方向に洗濯物を均等に張り付かせることで洗濯物の偏り（アンバランス）を低減させることで、脱水時の騒音や振動を低減させ、かつ、脱水性能の向上が可能になる。

本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の断面図 同ドラム式洗濯機の制御装置の構成を示すブロック図 同ドラム式洗濯機のドラムおよびバッフルの斜視図 同ドラム式洗濯機のバッフルと洗濯物の移動を示す図 従来のドラム式洗濯機のバッフルと洗濯物の移動を示す図

以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の断面図である。図１を用いて構成を以下に説明する。

洗濯機本体１の内部には揺動自在に水槽３が収納され、水槽３内には洗濯槽であるドラム４が回転軸４ａを中心に回転自在に配設されている。ドラム４の回転軸４ａは水槽３の背面外側に取り付けた駆動手段であるモータ６が直結されており、このモータ６によりドラム４が回転駆動される。

ドラム４には、その周壁４ｃ全体に渡って複数の透孔４ｅが設けられ、水槽３内とドラム４内とは通水および通気ができるようになっている。ドラム４の底壁４ｄには円周方向に沿った複数の底壁開口４ｆが形成されており、これら底壁開口４ｆは水槽３の導風口３ｂに対向するように配置されている。また、ドラム４の周壁４ｃ内面には複数のバッフル（撹拌突起）４ｂが設けられており、ドラム４の回転によりドラム４内の洗濯物を持ち上げるようにしている。なお、透孔４ｅはドラム４の周壁４ｃ全体に渡り設けたが、ドラム４の周壁４ｃに部分的に形成してもよく、要は、水槽３内とドラム４内との通気性および通水性を確保でき、洗濯から乾燥に支障が出ないように設定すればよい。

また、ドラム４の回転軸４ａは、手前側が奥側に比べて高くなるように傾斜しており、具体的には水平方向Ｘから例えば角度θ＝１０±１０度で傾斜させて配置されている。このように回転軸４ａを傾斜させることで、水槽３の前面側の開口１３を上側に配置することができるようになり、大きく屈む姿勢をとることなく水槽３の開口１３を介してドラム４内の洗濯物が取り出せるようになる。

また、回転軸４ａを水平方向とした場合に比べ、水槽３内に給水された水が底壁側に溜まって少ない水量でも深い貯水状態が得られる。すなわち、少ない給水量でも水槽３内に溜まった水がドラム４の透孔４ｅから入り込み、洗濯物を濡らし吸水速度を速くすることができる。水槽３はドラム４内の洗濯物に効率よく給水を行うために、ドラム４と同じ傾斜を持ってその近くに沿うように設けてある。ドラム４および水槽３を傾斜させることによって、水平に配置するよりも早くに洗濯物の外周側に水が接触し始めるので、布質検知を迅速に行うことができる。

また、洗濯機本体１の前面側には水槽３の開口１３と対応する位置に扉５が設けられている。水槽３の開口１３はその口縁に環状のシール材１４を装着し、シール材１４の前面側が扉５の背面側に当接して密閉し、上下左右、前後に揺動する水槽３の開口が動いてもシール材１４が変形し扉５背面側へ押圧する形で密閉性を維持している。

水槽３の上部に配置された給水手段７は、給水弁７ｂと、給水弁７ｂの開閉によって給水される洗剤収容部７ａと、洗剤収容部７ａ内の洗剤を給水とともに水槽３内面とドラム４外面との間に形成された空間Ｙに供給する給水経路７ｃとを有している。

排水手段８は、水槽３の最底部に一端を接続した排水管８ａと、排水弁８ｂとを有し、排水弁８ｂの開閉によって洗い工程終了後、すすぎ工程終了時など必要なときに水槽３内の水を排水管８ａを介し排水できるようになっている。さらに排水管８ａの下流側には洗濯機本体１の外部から取り外し可能な排水フィルタ８ｃを配置し、排水に含まれる糸屑類を捕集するようになっている。

乾燥手段９は、水槽３およびドラム４から空気を出す導出口９ｆと、導出口９ｆから空気を吸引する送風機９ｃと、導出口９ｆからの空気に含まれる糸屑類を捕集し除塵するフィルタ（図示せず）と、水槽３の背面側に設けられ、ドラム４内に送風機９ｃから吹き出される空気を入れる導入口９ｅと、送風機９ｃと導入口９ｅとを接続する送風経路９ｄと、送風経路９ｄ内に配され、導出口９ｆからの高湿空気を除湿する除湿部９ｇと、送風経路９ｄ内で、除湿部９ｇより下流側に配され、除湿後の空気を加熱して高温空気とする加熱部９ｈとから構成されている。

なお、除湿部９ｇおよび加熱部９ｈをヒートポンプで構成してもよいし、加熱部９ｈをヒータで構成し、除湿部９ｇを水冷方式もしくは空冷方式としてもよい。

また、上記に併せ、洗い準備工程時、洗い工程時、すすぎ工程時など必要に応じ、水槽３内の水を循環ポンプ３０により循環させて洗剤の早期溶け込みや偏りの防止、洗濯やすすぎの機能向上を図る機能も有している。

循環ポンプ３０は、洗濯水を吸引して循環水路３１に送水する。また、送水された洗濯水は循環水路３１を通って水槽３に溜まる洗濯水をドラム４の開口１３から洗濯槽内に吐出する。循環ポンプ３０のモータ回転速度は、例えば３５００ｒ／ｍｉｎ程度に設定している。

また、洗濯水をドラム４内に単純に噴射するようにした場合、せっかくの循環水がドラム４内の洗濯物の局部にしか噴射できず、循環効果を生かしきれない。一方、循環水を広域に噴射するのに特別な噴射ノズルを採用すると、必要ポンプ圧の上昇も併せ、コスト上昇の原因になるし限度がある。そこで、本実施の形態１では、水槽３内の水を循環ポンプ３０により循環させるのに、例えば回転速度制御が可能であるＤＣブラシレスモータを用いて、吐出される循環水の流量、流速を調整することで、特別な噴射ノズルを採用することなく、吐出される循環水の上下方向の角度、左右方向の広がり度合いを変えることができる。この結果、循環ポンプ３０によりドラム４内の洗濯物に対し満遍なくかつ最適な位置に循環水を供給可能となり、洗い性能およびすすぎ性能を高めることができる。また、洗濯物が位置しない空間に無駄に循環水を供給することを避けられるので、無駄な電力の消費を抑えられ、洗剤水による異常な発泡を抑制することもできる。

循環ポンプ３０の回転速度は、通常の洗い運転時には例えば上記したように３５００ｒ／ｍｉｎ程度とし、毎分２０Ｌ程度の循環水をドラム４内の洗濯物に供給することで、洗い性能、すすぎ性能の向上を図る。一方、洗濯物の量が所定値より少ないと判断された場合は、循環ポンプ３０の回転速度を、例えば２５００ｒ／ｍｉｎ程度に落とし、供給する循環水を毎分１５Ｌ程度にするとともに、循環水の吐出される上下方向の角度を水平に近づけ、左右方向の広がり度合いを小さくする。これにより、洗濯物が少ない場合は、吐出された循環水がドラム４内の下方に位置する洗濯物に当たらないという状態を避けることができ、効率的に循環水を供給することができる。

さらに、本実施の形態に係るドラム式洗濯機には、ドラム４内に給水された水量を検知する水位検知手段１０が設けられている。水位検知手段１０はエアトラップ機構によるエア内圧計測によるセンシングが一般的であり、エア内圧が安定的な大気開放圧力から変化するまでの時間を計測するのが水位センサのばらつきに影響を受けない適切な算出方法である。

また水位検知手段１０の出力は、ドラム４の回転の有無やその回転数など、洗濯動作中のドラム４の回転によって出力が変化するため、ドラム４の回転数に応じて周波数と水位のテーブルを複数持っている。つまりドラム４が静止中でも回転中でも水位を認識することができる。

また本実施の形態に係るドラム式洗濯機は、給排水やドラム４の駆動の指示はもちろん、水位検知手段１０などの各種センサ出力を含め、すべての入出力制御をタイマーで管理できるシステムを具備しており、各動作、タイミングにおける所要時間を知ることができる。

振動検手段１６は、水槽３の振動を検出する機能を有し、加速度センサー（図示せず）から構成されている。本実施の形態では、例としてドラム４の正面に対して上下方向の振動（加速度）を検出している。なお、加速度センサーとしては、半導体加速度センサー、圧電型加速度センサーなどのいずれでも良く、さらに多軸（２軸もしくは３軸）方向の加速度センサーでも良い。実際の水槽３の振動は、必ずしも一方向に限定できないので、３軸の加速度センサーを用いて、３軸の加速度成分を加算して合計したものを利用するのが良い。

次に、制御装置１１について図２を用いて説明する。図２は本実施の形態におけるドラム式洗濯機の制御装置１１の構成を示すブロック図である。制御装置１１は、マイクロコンピュータで構成される制御手段１１ａからなり、制御手段１１ａは、回転数検知手段１７からドラム４の回転数が入力され、この入力された回転数に基づいて、モータ６の回転数をベクトル制御しながら可変させる。制御手段１１ａは、給水弁７ｂ、排水弁８ｂ、モータ６を制御することによって、洗濯工程、すすぎ工程、脱水工程の制御を行う。

本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機は、モード設定や制御プログラムに従い、モータ６、給水手段７、排水手段８、乾燥手段９を自動制御して少なくとも洗い工程、すすぎ工程、脱水工程を行う機能を有している。本発明においては乾燥機能は省略することができる。

ここで、バッフル（撹拌突起）４ｂについて、図３を用いて詳細を述べる。バッフル４ｂは、ドラム４の周壁４ｃ（の特に奥下側）の洗濯物を掻き上げるために、ドラム４の周壁４ｃからドラム４の内方に突出する第１のバッフル４ｂ１と、ドラム４の底壁４ｄ（の特に下側）に張り付つくように偏った洗濯物を撹拌するために、ドラム４の底壁４ｄからドラム４の内方に突出する第２のバッフル４ｂ２とが、ドラム４の底壁４ｄと周壁４ｃとの境目で接合され一体化される。すなわち、バッフル４ｂは、第１のバッフル４ｂ１と第２のバッフル４ｂ２とが連続して形成される。第１のバッフル４ｂ１と第２のバッフル４ｂ２とが接合されている理由は、第１のバッフル４ｂ１と第２のバッフル４ｂ２との間に隙間が空いていると、靴下や小さなハンカチなどが団子状に挟まり押し固められる懸念があるからである。

また、第２のバッフル４ｂ２は、底壁４ｄの回転中心近傍には形成されない。すなわち、図３において、３箇所に設けてある第２のバッフル４ｂ２の底面はドラム４の回転軸４ａに掛からない、つまり、第２のバッフル４ｂ２同士は接触し合わないのである。これによって、第２のバッフル４ｂ２を備えないドラム式洗濯機と比較して第２のバッフル４ｂ２があることで削減されるドラム４の回転軸４ａ近傍の空間を最小限に留めることができ、毛布などのかさばる洗濯物をドラム４の内部に入れる場合にも気にならず影響がないというわけである。

以上のように構成されたドラム式洗濯機について、以下その動作、作用について説明する。

通常の洗い工程においては、まず扉５より洗濯物が投入され、給水手段７の給水弁７ｂを開き洗濯水位まで給水した後に、ドラム４は左右の回転を繰り返して洗濯物を洗浄する。

このように、洗浄動作（すすぎ動作を含む）を終えると、脱水工程に移行する。

脱水工程に入ると、最初に排水手段８の排水弁８ｂが開かれ、水槽３内の洗濯水が排水管８ａと排水フィルタ８ｃを通過して機外に排水されるが、この状態では、おおよそ洗濯開始前の乾燥した洗濯物の容量に対して２倍の容量の洗濯水が洗濯物に含水しており（例えば３ｋｇの洗濯物であれば６ｋｇの洗濯水が含水しており全部でドラム内には９ｋｇの容量の濡れた洗濯物があり）、直ちにドラムを１００ｒｐｍ以上で回転させると洗濯物の偏り（アンバランス）が発生して騒音や振動が発生するため、初めは洗濯物に遠心力がかからない３０ｒｐｍ以下のゆっくりした回転数で洗濯物を持ち上げていく。

第１のバッフル４ｂ１は、周壁４ｃの内周面からの高さが、ドラム４の手前側よりも奥側の方が高いため、特に洗濯物を持ち上げにくい場所であるドラム４の底壁４ｄと周壁４ｃとの境目に靴下など、より奥にある洗濯物を確実に持ち上げることが可能である、このようにして、洗濯物は第１のバッフル４ｂ１によりドラム４の周壁４ｃから、ドラム４の回転軸４ａと同等あるいは若干上の高さに持ち上げられる。

ここで、バッフル４ｂが、第１のバッフル４ｂ１に加え更に第２のバッフル４ｂ２を有する作用と効果を、図４を用いて説明する。洗濯物は第１のバッフル４ｂ１によりドラム４の周壁４ｃから、ドラム４の回転軸４ａと同等あるいは若干上の高さに持ち上げられた（矢印Ｃ）後、従来のドラム式洗濯機であれば第２のバッフル４ｂ２が無いために、壁面に沿って滑り落ちていたところが、本実施の形態のドラム式洗濯機は第２のバッフル４ｂ２を有するため、第２のバッフル４ｂ２の側面を伝って、ドラム４の手前方向に崩れ落ちようとする（矢印Ｄ）。

ここで、洗濯物の布質によって、崩れ落ち方が若干異なる。具体的には、ジャージのような脱水性が高い化繊比率の大きい洗濯物は比較的拡散して広がった状態で落ち、一方、バスタオルのような脱水性が低い綿比率の大きい洗濯物は拡散することなく団子状になって落ちる。このように、本格的な脱水動作を開始しようとする前に、布質に応じて洗濯物の形状に差をつけることで、本格的な脱水動作を開始すると、拡散させた化繊比率の大きい洗濯物は速やかにドラム４の周方向に均等に張り付き、ドラム４の内部に大きな空間を空けることで、残された団子状の綿比率の大きい洗濯物も空いた空間を活かして拡散をし始め、やがてはドラム４の周方向に均等に張り付く。このように、布質に応じて洗濯物を２段階で張り付けることにより、洗濯物の偏り（アンバランス）を更に軽減することができる。

実際には、本格的な脱水動作に入る前に、ドラム４が脱水時の回転方向に低速回転され、その後に、この脱水時の回転方向と反対方向に３０ｒｐｍ以下の回転数で少なくとも半回転させる。本格的な脱水動作を開始する前にドラム４を低速で回転させることにより、布質に応じて洗濯物の形状に差をつけ、洗濯物を、よりドラム４の周方向に均等に張り付かせ、洗濯物の偏り（アンバランス）を軽減させることは既に述べたが、更に、本格的な脱水動作を開始しようとする「直前」に、ドラム４を脱水時の回転方向と反対方向に低速で回転させることにより、綿の比率が高い洗濯物の中でもジーンズなどの長尺な洗濯物は一方向に巻かれた巻物状になるため、その直後に脱水時の回転方向（また、その逆方向）に、ドラム４を一気に回すことにより、巻物状のに巻かれた洗濯物が長尺状に一気にほどかれることで、ドラム４の周方向に均等に張り付くという特性があり、従来のドラム式洗濯機において脱水動作を行う上で、しばしば問題となる、洗濯物の代表格であるジーンズやバスマット、バスタオルなどの長尺な洗濯物に対して極めて高い効果がある。

これらの、本格的な脱水動作の前のドラム４の低速での回転を終えると、本格的な脱水動作に入るが、最初（脱水動作開始後の所定時間）に洗濯物がドラム４の内周面に張り付かない程度の回転数である、例えば５０〜７０ｒｐｍでドラム４を回転させると、布質に応じて拡散状態である化繊の比率が高い洗濯物や、団子状や巻物状になっている綿の比率が高い洗濯物も順次均等にドラム４の内周面に張り付きだし、なかなか拡散しにくい団子状の洗濯物もバッフル４ｂにより手前に押し出される効果に促されるかたちで放射状に拡散していき、いずれは均等にドラム内周面に張り付いていく。その後は、ドラム４の回転数を４００〜１７００ｒｐｍへと上げていくことで洗濯物の脱水が図られ、所定時間を経過すると脱水工程は終了する。

本発明にかかる機器は、ドラム回転を用いた脱水を行う機器において脱水対象物の偏りを防止する発明である。よって、家庭用洗濯機だけでなく、大型のふとんを洗浄し脱水する業務用洗濯機などにも適用できる。

１ 洗濯機本体
３ 水槽
３ｂ 導風口
４ ドラム
４ａ 回転軸
４ｂ バッフル
４ｂ１ 第１のバッフル
４ｂ２ 第２のバッフル
４ｃ 周壁
４ｄ 底壁
４ｅ 透孔
４ｆ 底壁開口
５ 扉
６ モータ
７ 給水手段
７ａ 洗剤収容部
７ｂ 給水弁
７ｃ 給水経路
８ 排水手段
８ａ 排水管
８ｂ 排水弁
９ 乾燥手段
９ｃ 送風機
９ｄ 送風経路
９ｅ 導入口
９ｆ 導出口
９ｇ 除湿部
９ｈ 加熱部
１０ 水位検知手段
１１ 制御装置
１１ａ 制御手段
１３ 開口
１４ シール材
１６ 振動検手段
１７ 回転数検知手段
３０ 循環ポンプ
３１ 循環水路

Claims (4)

1. 周壁と底壁とを有し、回転軸が水平に対して手前側が高く傾斜したドラムと、
   前記ドラムを回転させるモータと、
   前記モータの駆動、および、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程を制御する制御装置と、
   前記ドラムの内方へ突出したバッフルと、を備え、
   前記バッフルは、前記ドラムの前記周壁の内周面に設けられた第１のバッフルと、前記ドラムの前記底壁の内周面に設けられた第２のバッフルとから構成され、
   前記第１のバッフルと前記第２のバッフルとが連続して形成され、
   前記制御装置は、脱水動作開始後の所定時間は、洗濯物が遠心力で前記ドラムの内周面に張り付かない程度の回転数で前記ドラムを回転させるドラム式洗濯機。
2. 前記洗濯物が遠心力で前記ドラムの内周面に張り付かない程度の回転数は、５０〜７０ｒｐｍである請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 前記制御装置は、脱水動作開始前に、前記ドラムを３０ｒｐｍ以下の回転数で少なくとも半回転させる請求項１または２記載のドラム式洗濯機。
4. 前記制御装置は、脱水動作開始前に、前記ドラムを脱水時の回転方向と反対方向に３０ｒｐｍ以下の回転数で少なくとも半回転させる請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。

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