JP2009165683A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転ドラムの回転数を上げても洗濯を可能とすることによって、洗濯時間の短縮化が可能で、回転ドラム内の洗濯物の回転周期を同じにすることによって、洗濯物の洗いジワを軽減し、仕上がりを向上させたドラム式洗濯機を提供する。
【解決手段】回転ドラム４の側壁面７に複数の回転体１２を有した構成とすることによって、回転ドラム４を高速回転させても、洗濯物５が回転ドラム４の内壁に貼り付くことなく叩き洗いを行うことができ、それと同時に洗濯物５と回転体１２との摩擦力による洗浄効果を生み出すことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転ドラムをその回転軸心が略水平となるように外槽内に配設したドラム式洗濯機に関するものである。

従来、この種のドラム式洗濯機は水平方向に設定した回転軸で回転可能に設けられた衣類を収納する回転ドラムで洗濯するドラム式洗濯機がある（例えば、特許文献１参照）。この公報に記載されたドラム式洗濯機は、図１３に示すように、洗濯機筐体５０内に回転自在に制御される回転ドラム５１がその回転軸方向が水平方向になるようにして水槽５２内に配置されている。洗濯機筐体５０の正面側に設けられた扉体５３を開き、扉体５３に対向させて水槽５２に形成されている洗濯物出入口５４から回転ドラム５１内に洗濯物を投入し、ドラム駆動モータ５５によって伝達機構を介して回転ドラム５１を回転させることにより、回転ドラム５１内に収容された洗濯物を回転ドラム５１の内側の側壁面に設けられた攪拌突起に引っ掛けて持ち上げ、持ち上げられた洗濯物が適当な高さから落下することによって洗濯物を叩き洗いすることができる。

しかし、ドラム式洗濯機は回転ドラムを横向きに配しているため洗濯物の出し入れは正面側から行うことになり、腰を屈める作業が伴う苦痛や日本の狭い住宅事情に不適な構造とされてきた。このドラム式洗濯乾燥機の課題を解決すべく、回転ドラムの投入口側が上向きとなるように回転軸心を傾斜させることにより、洗濯物の出し入れを容易にして、狭い空間にも配置することができるドラム式洗濯乾燥機が存在する（例えば、特許文献２参照）。
特開平０８−２４３２９１号公報 特開２００３−０５３０８７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、確実に洗濯物を叩き洗いするために、洗濯物に作用する重力よりも遠心力が小さくなるような速度で回転ドラムを回転させるため、回転速度を遅くする必要があった。そして、実用に耐え得る洗浄性能を確保するために叩き洗い回数を多くしていたので、洗濯時間が長くなるとい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、回転ドラムを高速で回転させても洗濯を可能とすることによって、洗濯時間の短縮化を可能としたドラム式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、外槽と、外槽内に回転可能な回転軸を有し前面に開口部を設けた有底筒状の回転ドラムと、前記回転ドラムを回転させるモータと、前記回転ドラムの側壁面の開口部側と底面部側に前記回転ドラムの回転軸方向と略平行方向の回転軸を有した複数の回転体とを備え、前記回転ドラムは、洗濯物に作用する重力Ｍｇと遠心力Ｆとの関係がＭｇ＞Ｆを満足する回転速度で回転させるようにしたものである。

この構成によって、洗濯物は回転ドラムの回転で上方に持ち上げられ、その一方で洗濯物は回転ドラムの側壁面に配設した回転体によって下方に滑り落とされる。つまり洗濯物が滑り落とされた分だけ洗濯物の回転速度は遅くなり、洗濯物に対する遠心力が小さくなるので、従来のドラム式洗濯機で叩き洗いを行っていた回転速度よりも高速回転で回転ドラムを回転させても、洗濯物の回転速度は遅くなり、洗濯物に対する遠心力は小さくなるので叩き洗いを行うことが可能となる。

また洗濯物が回転体に沿って滑り落ちる時に、回転体との間で摩擦力が発生するため、摩擦力による洗浄をも行うことができる。その結果、回転ドラムを高速回転させても、洗濯物が遠心力によって回転ドラムの内壁に貼り付くことなく叩き洗いを行うことができ、それと同時に摩擦力による洗浄効果を生み出すことができる。

本発明のドラム式洗濯機は、回転ドラムを高速回転させても、遠心力によって洗濯物が回転ドラムの内壁に貼り付くことなく叩き洗いを行うことができ、それと同時に摩擦力による洗浄効果を生み出すことができるので、洗浄力が向上し洗濯時間の短縮化が図れる。

第１の発明は、外槽と、外槽内に回転可能な回転軸を有し前面に開口部を設けた有底筒状の回転ドラムと、前記回転ドラムを回転させるモータと、前記回転ドラムの側壁面の開口部側と底面部側に前記回転ドラムの回転軸方向と略平行方向の回転軸を有した複数の回転体とを備え、前記回転ドラムは、洗濯物に作用する重力Ｍｇと遠心力Ｆとの関係がＭｇ＞Ｆを満足する回転速度で回転させるようにしたことにより、回転ドラムを高速回転させても洗濯物が回転ドラムの内壁面に貼り付くことなく叩き洗いを行うことができ、それと同時に摩擦力による洗浄効果を生み出すことができる。その結果、洗浄力が向上し、洗濯時間を短縮することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、回転体は、前記回転ドラムの開口部側に配設する個数よりも底面部側に配設する個数を多くした構成により、洗濯物の捩れを低減させることが可能となり、洗いジワの発生を抑えて仕上がり具合を向上することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記回転ドラムの内壁に洗濯物を攪拌させる攪拌体を設け、前記回転体は前記攪拌体の間に配設したことにより、洗濯物を効率よく攪拌し、洗浄ムラのない洗濯を行うことができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記回転体は、前記回転体の周側面に、前記回転体の回転軸方向と略並行方向に線条凸形状を設けたことにより、回転体と洗濯物との摩擦力が増大し、洗浄力を向上させることができる。

第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記回転体は、前記回転体の周側面に、多数の突起を設けたことにより、回転体と洗濯物との摩擦力が増大し、洗浄力を向上させることができる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明において、洗濯物の動きを検出するセンサを備え、洗浄工程中は洗濯物が所定の動きを行うように、前記回転ドラムの回転数を制御する構成としたことにより、常に安定した洗浄を行うことができるので、使用者にとって使い勝手の良いドラム式洗濯機を提供することができる。

第７の発明は、特に、第６の発明において、センサは、前記モータの回転軸にかかる負荷トルクを検出するトルク検出装置であり、洗浄工程中は検出したトルク値が所定の値より小さくなった場合は、前記回転ドラムの回転数を減少させて、前記回転ドラムの内面に貼り付いた洗濯物の剥がし動作を行うようにしたことにより、洗濯物が回転ドラム内面に貼り付いて十分な洗浄性能が確保できなくなっても、洗濯物を回転ドラム内面から剥がすことにより、通常の洗濯工程に戻ることで十分な洗浄力を確保することができる。

第８の発明は、特に、第６または第７の発明において、前センサは、前記モータの回転軸にかかる負荷トルクを検出するトルク検出装置であり、洗浄工程中は検出したトルク変動値が所定の値より大きくなった場合は、前記回転ドラムの回転数を減少させて、前記回転ドラム内で団子状に固まった洗濯物のほぐし動作を行うようにしたことにより、洗濯物が団子状に固まり十分な洗浄性能が確保できなくなっても、洗濯物をほぐして、通常の洗濯工程を行うことで十分な洗浄力を確保することができる。

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、本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は本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の断面図、図２は本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の外観を示す斜視図を示すものである。図１、図２において、外槽１はドラム式洗濯機の筐体２の内部に複数のサスペンション機構３により弾性的に支持されている。回転ドラム４は、正面側に洗濯物５を出し入れする投入口６を有して有底筒状に構成され、外槽１内に配設されている。また、回転ドラム４は、略水平に設けられた回転軸により回転可能となっており、洗濯物５を収納するものであり、回転ドラム４の側壁面７には複数の排出孔８を設けている。回転軸は外槽１の外部には駆動手段としてのモータ９を設け、モータ９の回転軸１０は軸受け（図示せず）により回転自在に軸支され、回転ドラム４を回転駆動するもので正逆回転させるようになっている。このモータ１０にはトルク検出可能なトルク検出装置１１が設けられている。回転ドラム４の側壁面７には、図３で示すように回転自在に軸受けによって軸支された回転体１２が、回転ドラム４の回転軸方向と略平行方向の回転軸を有して配設されている。ここで図３は回転体を配設した回転ドラムの断面図であり回転体１２は前後２列に配設されている。回転体１２の表面は図４に示すように、回転体１２の回転軸方向と略並行方向に線条凸形状１３を有した形状となっている。

回転ドラム４の投入口６側には、流体バランサー１４を設け、回転ドラム４の回転時に洗濯物５の偏りを修正して振動を少なくするものである。筐体２の前面には洗濯物５を出し入れする略円形状の投入口１５と、これを開閉する扉１６が設けられている。前記投入口１５と対向する外槽１の開口部はパッキン１７によって筐体２と気密構成を確保して連結されている。なお、外槽１の底部には排出口１８を設け、排出口１８の下流には排水弁１９、排水口２０が設けられている。

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

まず、洗浄工程では、回転ドラム４に洗濯物５と洗剤、及び洗濯水を供給しモータ９を運転し回転ドラム４を正逆運転して洗濯を所定時間実施する。

従来のドラム式洗濯機では、洗濯物５に対する遠心力よりも重力が大きくなるように回転ドラムは約４０ｒｐｍで回転しているが、本実施の形態では約１２０ｒｐｍで回転させている。この時の洗浄工程中の回転ドラム４と洗濯物５の動作について詳細を述べる。図５は回転ドラムが０°→１８０°→３６０°→５４０°と１８０°づつ回転した時点での洗濯物の動きを示した説明図である。図５に示すように、回転ドラム４が０°→１８０°→３６０°→５４０°と回転すると、洗濯物５は回転自在に取付けられた回転体１２が回転することによって滑り落とそうとする作用を受けて、０°→６０°→１２０°→１８０°と回転移動する。この時、回転ドラム４は１２０ｒｐｍ、洗濯物５は４０ｒｐｍで回転することとなり、洗濯物が１８０°の位置に来ると重力の作用を受けて、洗濯物５は落下し叩き洗いされる。また、回転体１２によって洗濯物５が滑り落とされるときに、洗濯物５と回転体１２との間には摩擦力が発生し、その摩擦力によって洗濯物５は洗浄される。つまり、叩き洗いの他に摩擦力による洗浄効果も付加され洗浄性能が向上し、洗濯時間の短縮になる。

ここで、回転体１２は回転ドラム４の側壁面７の全周にある程度の間隔を設けて配設しても良いし、隙間なく設けても良い。配設する回転体１２の個数を多くすればするほど、回転体１２によって洗濯物５を滑り落とそうとする作用が多く働くため、回転ドラム４を更に高速回転させても、洗濯物５の回転速度が約４０ｒｐｍとすることができれば、叩き洗い及び摩擦力による洗浄が可能となる。しかも、回転ドラム４が高速回転すればするほど回転体１２と洗濯物５との間に働く摩擦力は大きくなり、洗浄性能は向上する。したがって、洗浄力を更に向上させることができ、洗濯時間を短縮することができる。

また、回転体１２は図４に示すように、その周側面が線条凸形状１３で形成されたことにより、回転体１２の凸部のエッジ部により洗濯物５との摩擦力が増大し洗浄力が大幅に向上する。なお、図６に示すように回転体の周側面に多数の突起２１を設けても、回転体１２と洗濯物５との摩擦力を増大させることができるので洗浄力を向上させることができる。また、回転体１２の表面形状は、ここに挙げたものでなくとも、回転体１２と洗濯物５との摩擦力を増大させ、洗浄力を向上させることが可能であればどんな形状であろうと何ら問題はない。

また、洗濯物５の動きを検出するセンサとして、モータ９の回転軸１０にかかる負荷トルクを検出するトルク検出装置１１を備えている。通常の洗浄工程中の負荷トルクは、図７に示すように、洗濯物５が下方から上方へ持ち上げられている間はほぼ一定のトルク値となり、上方から下方への叩き洗いが行われると落下の衝撃によってトルク値は増加するといった周期的なトルクの変動が計測できる。従って、所定のトルクと異なるトルクが計測されないように回転ドラム４の回転数を制御することによって、回転ドラム４をできるだけ高速回転させて洗浄工程を行うことができる。

また、何らかの原因により、洗濯物５が回転ドラム４の内面に貼り付いたときには、叩き洗いは行われなくなるので、図８に示すようにモータ９の回転軸１０にかかる負荷トルクは減少する。この状態では、叩き洗い及び摩擦力による洗浄を行えないので十分な洗浄性能が確保できなくなる。したがって、トルク検出装置１１により負荷トルクが減少するのを検知して、回転ドラム４の回転を減少させて、その後、正転逆転を短い周期で繰り返すことによって回転ドラム４に微振動を与え、洗濯物５の剥がし動作を行うことで、通常の洗濯動作を行うことができる。なお、剥がし動作としては、この方法に限らず、回転ドラム４を急停止させることで剥がし動作を行うなど、どのような方法を用いても良い。トルク検知装置１１の例としては、モータ９に流れる電流と回転ドラム４の回転数よりトルクを検出する方法がある。またこれに限らず、どのような方法を用いてもトルクを検出できるのであれば何ら問題ない。ここで、回転ドラム４の回転数は１２０ｒｐｍとしているが、この回転数よりも多くしても少なくしても、叩き洗いおよび、洗濯物５と回転体１２との摩擦による洗浄が可能であれば回転数は幾つであってもよい。

また、洗浄工程中に洗濯物５が団子状に固まると、洗濯物５の内部にまで十分な洗浄作用が及ばず洗浄ムラが発生してしまう。この時、回転ドラム４は洗濯物５が叩き洗いされる度に強い衝撃を受けるので、図９に示すようにモータ９の回転軸１０にかかる負荷トルクは周期的に増大する。そこで、トルク検出装置１１により負荷トルク値の変動が増大するのを検知すると、回転ドラム４の回転を減少させて、その後、回転ドラム４を逆回転させる等して洗濯物５をほぐし、通常の洗濯動作を行うことができる。なお、ほぐし動作として回転ドラムを逆回転させる方法を述べたが、これに限らず洗濯物５をほぐすことが可能であれば、洗濯物５が十分浸るくらいに回転ドラム４内への給水を行って回転ドラム４をゆっくりと回転させる方法などを用いても良いし、どのような方法を用いても良い。

次にすすぎ工程、脱水行程を実行する。脱水工程は、すすぎ工程終了後、排水弁１９を開状態にしてモータ９により回転ドラム４を徐々に高速回転させる。高速回転で洗濯物５に含まれる水分は遠心力で分離し、排出孔８から回転ドラム４の外に排出され排水口２０から筐体２の外に排出される。

（実施の形態２）
図１０は本発明の第２の実施の形態におけるドラム式洗濯機の断面図を示したものであり、第１の実施の形態と同一構成要件は同一符号を付して詳細な説明は省略する。ここで、実施の形態１と異なるところは、回転ドラム４の開口部側に回転軸１０が前上がり傾斜しているという点と、回転ドラム４の開口部側に配設した回転体１２の個数よりも、底面部側に配設した回転体１２の個数を多くしたという点である。

以上のように構成されたドラム式洗濯機において詳細を述べる。

本実施の形態のドラム式洗濯機は、回転ドラム４の開口部側に回転軸１０が前上がり傾斜しているという構成をとっているため、回転ドラム４の底面部側に位置する洗濯物５は重力によって、回転ドラム４の底面部と側壁面とで形成される周端部に押し込まれ動きが規制されるため、回転体１２によって洗濯物５が滑り落とすという影響は小さくなる。つまり回転ドラム４の開口部側と底面部側で同数の回転体１２を配設すると底面部側にある洗濯物５は開口部側にある洗濯物５よりも速い回転速度で回転することとなり、回転ドラム４に貼り付いて叩き洗いが行われなかったり、また、開口部側にある洗濯物５との回転数の違いにより洗濯物５に捩れが生じたりする。そこで、回転体１２が洗濯物５を滑り落とそうとする作用が大きく働くように、回転体１２を回転ドラム４の開口部側に配設する個数よりも底面部側に配設する個数を多くしている。

図１１は回転ドラム４の回転中における洗濯物５の動きを示した説明図であり、図１１（ａ）は回転ドラム４が０°→１８０°→３６０°→５４０°と回転した時における開口部側の洗濯物５の状態、（ｂ）は回転ドラム４が０°→１８０°→３６０°→５４０°と回転した時における底面部側の洗濯物５の状態を示している。図１１（ａ）に示すように、回転ドラム４が回転すると、開口部側にある洗濯物５は、回転体１２が滑り落とそうとする作用を受けて、０°→６０°→１２０°→１８０°と回転する。この時、回転ドラム４は１２０ｒｐｍ、洗濯物５は４０ｒｐｍで回転しているので、洗濯物が１８０°の位置に来ると重力の作用を受けて、洗濯物５は落下して叩き洗いされる。また、図１１（ｂ）に示すように底面部側にある洗濯物５も回転体１２の数を多く配設しているため、回転ドラム４の底面部と側壁面とで形成される周端部に押し込まれて動きが規制されるという影響を小さくすることができるので、開口部側にある洗濯物５と同じように０°→６０°→１２０°→１８０°と回転することができる。その結果、同じ回転速度で洗濯物５は回転し、叩き洗いが行われる。

このように、開口部側よりも底面部側の方に回転体５を多く設けた構成にしたことによって、回転ドラム４の高速回転を行うことで、叩き洗いと摩擦力による洗浄力の向上とともに、洗濯物５の回転周期を等しくさせることができるので、洗濯物５の捩れを防止することができ、洗濯の仕上がり具合を向上させることができる。ここで、回転体１２は回転ドラム４の側壁面７の一部に設けても良いし、全周に設けても良い。

（実施の形態３）
図１２は本発明の第３の実施の形態の回転ドラムの回転中における洗濯物の動きを示した模式図を示すものであり、第１の実施の形態と同一構成要件は同一符号を付して詳細に説明は省略する。ここで、実施の形態１と異なるところは、回転ドラム４内の側壁面７に洗濯物５を効率的に攪拌するための攪拌体２２を設けているという点である。

以上のように構成されたドラム式洗濯機において、図１２に示すように洗濯物５の下を攪拌体２２が通過すると、攪拌体２２によって洗濯物５は図１２中の矢印のように攪拌され、回転ドラム４と洗濯物５との接触箇所が変わるので、回転ドラム４に配設された回転体１２と洗濯物５との摩擦力によって得られる洗浄効果の与える箇所を変化させることができる。従って、洗浄ムラのない洗濯を行うことができる。

以上のように、本発明に関わるドラム式洗濯機は、回転ドラムを高速で回転させることによって洗浄力を向上させ、洗濯時間を短縮させることができるので、出荷作業のために洗浄を必要とする農作物などの洗浄機への用途にも適用できる。

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 同実施の形態におけるドラム式洗濯機の外観を示す斜視図 同実施の形態における回転体を配設した回転ドラムの断面図 同実施の形態における回転体の斜視図 同実施の形態における回転ドラム回転中の洗濯物の動きを示した模式図 同実施の形態における別の回転体の斜視図 同実施の形態における洗浄中のモータのトルク出力値のグラフ 同実施の形態における洗浄中に洗濯物が貼り付いたときのモータのトルク出力値のグラフ 同実施の形態における洗浄中に洗濯物が団子状になったときのモータのトルク出力値のグラフ 本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の断面図 （ａ）同実施の形態における回転ドラム回転中の開口部側の洗濯物の動きを示した説明図（ｂ）同実施の形態における回転ドラム回転中の底面部側の洗濯物の動きを示した説明図 本発明の実施の形態３における回転ドラム回転中の洗濯物の動きを示した説明図 従来のドラム式洗濯乾燥機の断面図

符号の説明

１ 外槽
４ 回転ドラム
７ 側壁面
９ モータ
１０ 回転軸
１１ トルク検出装置
１２ 回転体
１３ 線条凸形状
２１ 突起
２２ 攪拌体

Claims (8)

1. 外槽と、外槽内に回転可能な回転軸を有し前面に開口部を設けた有底筒状の回転ドラムと、前記回転ドラムを回転させるモータと、前記回転ドラムの側壁面の開口部側と底面部側に前記回転ドラムの回転軸方向と略平行方向の回転軸を有した複数の回転体とを備え、前記回転ドラムは、洗濯物に作用する重力Ｍｇと遠心力Ｆとの関係がＭｇ＞Ｆを満足する回転速度で回転させるようにしたドラム式洗濯機。
2. 回転体は、回転ドラムの開口部側に配設する個数よりも底面部側に配設する個数を多くした請求項１記載のドラム式洗濯機。
3. 回転ドラムの側壁面内側に洗濯物を攪拌させる攪拌体を設け、前記攪拌体は回転体の間に配設した請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。
4. 回転体は、その周側面に、前記回転体の回転軸方向と略並行方向に線条凸形状を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
5. 回転体は、その周側面に、複数の突起を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
6. 洗濯物の動きを検出するセンサを備え、洗浄工程中は洗濯物が所定の動きを行うように、回転ドラムの回転数を制御するようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
7. センサは、モータの回転軸にかかる負荷トルクを検出するトルク検出装置であり、洗浄工程中は検出したトルク値が所定の値より小さくなった場合は、前記回転ドラムの回転数を減少させて、前記回転ドラムの内面に貼り付いた洗濯物の剥がし動作を行うようにした請求項６記載のドラム式洗濯機。
8. センサは、モータの回転軸にかかる負荷トルクを検出するトルク検出装置であり、洗浄工程中は検出したトルク変動値が所定の値より大きくなった場合は、前記回転ドラムの回転数を減少させて、前記回転ドラム内で団子状に固まった洗濯物のほぐし動作を行うようにした請求項６または７に記載のドラム式洗濯機。

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