JP4300234B2 - ドラム式洗濯乾燥機 - Google Patents

Description

本発明はドラム式洗濯乾燥機において、乾燥工程における冷却時間の短縮の改善を図ったドラム式洗濯乾燥機に関するものである。

特開２００２−３４６２８１号公報（特許文献１）に、回転ドラムの前面部板の開口部の周囲に環状の流体バランサを取付けたドラム式洗濯機が記載されている。

特開２００２−３４６２８１号公報

ドラム式洗濯乾燥機では回転ドラムを回転することで、回転ドラムの中の洗濯物を浮遊させて温風を吹き付けて水分を効率良く蒸発させ、水冷除湿器により除湿し乾燥させる。このとき、温風の温度は高い程乾燥効率がよいが、あまり温度を高くすると洗濯物を傷めるので７０〜１００℃程度としている。このため、乾燥終了直後は高温になるので洗濯物を取り出すときは送風による冷却工程により６０℃以下に冷却をしてから扉を開放する必要があり、冷却するために時間を要するのでこれを短縮する必要があった。

上記のような流体バランサを有する洗濯機に乾燥機能を付加した場合、熱容量の大きな流体バランサが冷却の妨げとなり、冷却工程を長引かせるという課題がある。

本発明は係る問題点を解決するため、同じ温度でも手で触ったときは発熱源の熱伝導が大きい材料はより熱く感じるので手で触る部分は熱伝導の小さいプラスチックにして直接ステンレスでできている回転ドラムに接触しない構造とした。また、熱容量の大きい流体バランサが冷却時に手で容易に触れる前面部板へ熱を直接伝導しないように流体バランサと前面部板の間に空間部を設けて熱抵抗を大きくして前面部板の温度が上がり難くしたドラム式洗濯乾燥機を提供する。

本発明によれば、回転ドラムにおいて手で容易に触れる前面部板に熱伝導のよい金属を使用しているが流体バランサと一体に構成されたカバー部（全周リブ）により直接手で触れることが無いようにしているので同じ温度なら冷却時間を短縮できる。また、前面部板と流体バランサの間に空間及び間隙を設けているので熱抵抗が大きくなり、熱源である流体バランサの流体からの熱伝導が小さくなるので温度を低くすることができるので冷却工程のおける冷却時間の短縮ができる。

以下、本発明の実施形態に係わる実施例について、図を引用して説明する。

図１は本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の斜視図を示す。ベース１の上部には鋼板と樹脂成形品が組み合わされて構成された外枠２が載せられている。外枠２の正面には洗濯物を出し入れするドア３が設けられ、押しボタンスイッチ４により開閉操作を行っている。ドア３は外側が意匠部品である樹脂成型部品と内側は耐熱ガラス製の扉部品により構成されている。外枠２の側面部には排水ホース固定用穴５が設けられている。また、本体を持ち運び移動するために複数個の取っ手６が設けられている。また、外枠２の上面部には洗剤トレー７、乾燥用フィルタ８が左右に取付けられている。これらの間には操作部９、表示部１０が設けられている。また、ベース１の側面部からは排水ホース１１が引き出されており、底部にはゴムを挿入した脚部１２が四隅に配置されている。

図２は本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯機の縦断面図を示す。外枠２の内側には外槽２０が備えられる。外槽２０はその下部に設けられた複数個のサスペンション
２１により支持され、上部は前後方向に配置された２個の引きバネ２２、２３により支持されている。サスペンション２１は外槽２０の全重量を支持するものであり、強固な構造に出来ている。また、脱水運転時に生じる外槽２０の上下振動を吸収し、脱水始動時の外槽２０の共振による異常振動を防止するための減衰機構などが設けられている。また、外槽２０の上部から支持している引きバネ２２、２３は外槽２０の前後方向の倒れ防止を兼ねた支持や脱水時の前後、上下、左右振動を低減するために設けられている。洗いやすすぎ時には、水道の蛇口に接続された給水ホース２４から給水電磁弁２５に接続されており、給水電磁弁２５の操作により注水ホース２６から洗剤投入ケース２７を経由して洗いやすすぎに必要な水が供給される。供給された水は、外槽２０の底部に洗い水として、またすすぎ時にはすすぎ水として溜められている。洗剤投入ケース２７は、洗い時に必要な洗剤を投入し、すすぎ時には仕上がりを良くするための柔軟仕上げ剤を投入する。洗い時には、注水ホース２６から供給された水が洗剤投入ケース２７の洗剤を溶かしながら外槽
２０の上部からフレキシブルホース２８を介して投入される。

外槽２０の内側にある回転ドラム２９はドア３を開けて投入された洗濯物３０を収容する。回転ドラム２９の開口部の外周には脱水時の洗濯物３０によるアンバランサによる振動を低減するための流体バランサ３１が設けられている。流体バランサ３１は中を半径方向に複数の通路３１ａに分けて配置されている。またこの通路３１ａには流体が封入されている。また、この通路３１ａは流体が円周方向に抵抗無く自由に流れにくいように半径方向にリブ（図示せず）が付けられている。中に充填される液体は比重が重く腐敗しない材料として塩化ナトリウム、塩化カリウムや塩化カルシュウムなどを水溶液にした流体が使用される。これらの流体は通路３１ａの体積の３０〜５０％程度充填され、飽和水溶液を使用している。

流体バランサ３１の内周側には、回転ドラム２９の開口部内周面部を全周に亘って覆うように、回転ドラム２９の前面側から奥行き方向に向けて、カバー部（全周リブ）３１ｂが延設されている。カバー部３１ｂは、洗濯物３０を取り出すときに、流体バランサ３１の流体充填部近傍に位置する回転ドラム３１の金属部に触れにくくする。カバー部３１ｂの詳細については後で説明する。

回転ドラム２９の内側には脱水時に高速回転で洗濯物３０に含まれている水分を脱水するための脱水穴３２が全周に複数個設けられている。また、回転ドラム２９の内側には洗い時に洗濯物３０を掻き揚げられるようにするため複数個のリフター３３が設けられている。回転ドラム２９は回転ドラム用金属製フランジ３４に連結された主軸３５を介してドラム駆動用モータ３６に直結されている。ドラム駆動用モータ３６は、外槽２０に固定された金属製フランジ３７に取付けられている。本実施例の場合、ドラム駆動用モータ３６は磁石埋め込み形のインナーロータでステータは集中巻の巻線を有するＤＣブラシレスモータを使用している。

外槽２０の開口部には弾性体からなるゴム系のベローズ３８が取付けられている。ドア３は透明の樹脂成型部品３９と耐熱性ガラス部品とにより構成されている。このべローズ３８はドア３を構成する透明の樹脂成型部品３９と耐熱性ガラス部品４０のうち耐熱性ガラス部品４０のシール部外周面４０ａと直接に接するように設けられ、外槽２０の中とドア３との水密性を維持する役割をしている。これにより、洗い、すすぎ及び脱水時の水漏れの防止が図られている。ドア３は耐熱ガラス部品４０と透明の樹脂成型部品３９で挟み込んで固定するため全周に鍔部４０ｂが設けられており、その内側端面４０ｃは流体バランサ３１に軸方向にラップしないように配置されている。これにより、できるだけ洗濯物３０を収納する空間の確保ができる。洗いやすすぎが終了して不要になった水や脱水時に洗濯物３０から脱水された水は、排水弁４１を開放して排水ホース１１から排水される。

乾燥では送風ファン４２により送風された送風は洗濯物３０が入った回転ドラム２９の中及び外周を通ってくるため、糸くずが含まれるので必ず乾燥用フィルタ８を通す必要がある。このため、経路を図示していないが乾燥用フィルタ８を経由してヒータ４３に送風し、加熱された温風は外槽上部に設けられた開口部４４より回転ドラム２９の中に送風される。温風は洗濯物３０を通って回転ドラム２９の後部から外槽２０の底部に設けられた除湿装置４５の通風口４６を通って除湿装置４５で除湿され送風ファン４２により循環を繰り返して洗濯物３０を乾燥させる。

回転ドラム２９はステンレスの鋼板により構成されており、図５に示すように、胴板部４７と前面部板４８とを有している。前面部板４８は断面がコの字形となるように外周部及び内周部が前側に向けて起こされて起立部４８ａ，４８ｂが設けられている。胴板部
４７はその前側の端部の内周面が外周部４８ａに沿うように前面部板４８と組み合わされている。さらに、胴板部４７の前側の端部は外周部４８ａの前端部４８ａｆで折り返すように折り曲げられ、外周部４８ａを挟み込むことにより、胴板部４７と前面部板４８とが締結されており、回転ドラム２９の入り口側の強度を上げることができる。また、この間に流体バランサ３１を入れることにより外周方向の遠心力を回転ドラムで受けることができるので流体バランサ３１の強度を低下できるので流体バランサ３１を構成している材料費を低減できる。

図３は本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯機の運転工程を示すブロック図である。この運転工程は洗濯物３０に付着した汚れを落としたり、また、すすぎによる洗剤分をすすいだり、また、洗濯物３０に含まれた水分を回転ドラム２９の高速回転による遠心力で脱水したり、それらの水分を排水することなどの一連の工程を自動的に行う一般的な自動洗濯コースがこのブロック図に示されている。以下ブロック図をもとに各工程の説明を行う。給水電磁弁２５の操作により給水５０が行われる。洗い工程５１は洗濯に必要な水が外槽２０内に供給されるとドラム駆動用モータ３６が回転し、回転ドラム２９の回転が行なわれる。このときの回転ドラム２９の回転数は毎分４０〜５０回転で、休止をおいて右回転、左回転を数分ずつ行うことにより、洗濯物３０が回転ドラム２９内のリフター３３により掻き揚げられながら叩き洗いにより洗濯される。洗い工程５１が終了すると洗いにより洗濯物３０に付着した汚れが除去され、汚れた洗濯水を洗濯機外に排出する排水工程５２へ移行する。排水が終了した後、洗濯物３０に含まれている洗剤分を脱水する脱水工程５３へ移行する。脱水工程５３では、回転ドラム２９を高速回転して洗濯物３０を遠心力により回転ドラム２９の内壁に設けられた複数個の脱水穴３２より脱水される。このときの回転数は毎分８００〜１５００回転としている。脱水工程５３が終了すると、洗濯物３０に含まれた洗剤分をすすぐ、すすぎ工程５４へ移行する。すすぎ工程５４に入る前に、洗い工程５１と同じように清水を供給する給水工程５０にて必要な清水を外槽２０内に供給される。すすぎに必要な清水は本実施例では洗いと同じく２５〜３０リットルの給水がされる。規定量の清水が給水されると、すすぎ工程５４に自動的に進行し、洗い時工程と同じように回転ドラム２９が低速回転（毎分４５回転前後）しながら洗濯物３０に含まれた洗剤分を除去する。本実施例ではすすぎは２回となっているがすすぎ工程５４の回数は２〜３回となっているものもある。すすぎ工程５４が終了後、排水が行われ洗濯物３０に含まれる水分を充分に脱水するため最終脱水工程５５に移行する。最終脱水工程
５５の脱水時間は一般的に５分以上で、回転ドラム２９を高速回転させ洗濯物３０の水分を遠心力で除去するものである。この時の脱水率は６０〜６５％となる。なお、ドラム式洗濯乾燥機では、熱源としてヒータ４３により温風を槽内に循環させ洗いから乾燥まで自動的に進行する。この場合は最終脱水工程５５が終了した後、自動的に乾燥工程５６へ移行する。乾燥工程５６では洗濯物３０の水分が充分に除去された後、ヒータ４３により温風を洗濯物３０に吹き付けながら回転ドラム２９を毎分４０〜５５回転で反転もしくは一方向に回転させて洗濯物３０の水分を除去して乾燥させるものである。乾燥時間を短くするには最終脱水工程５５における回転数を上げて脱水率を上げる必要があり、最高で毎分
１５００回転としている。これにより、回転ドラム２９の径にもよるが脱水率は約７０％となる。乾燥工程の中には終了後に冷却工程５７があり、回転ドラム２９内に冷却風を循環させて冷却を行い、所定の温度まで低下すると押しボタンスイッチ４を押すとロックが解除されてドア３を開けて洗濯物３０を取り出すことができる。また、乾燥途中で乾燥を止めたい時も同様に回転ドラムの中の温度は８０〜１００℃程度になっているので冷却工程５７により冷却して温度が６０℃以下になってから開くようにしている。回転ドラムの中の温度は送風している空気の温度を送風ダクト内に設けた温度センサで検出することにより判断している。

図４は本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯機を駆動する回路を示す。ＡＣ100Ｖの商用電源６０はコンセント６１を介して電源スイッチ６２と並列に配置されたヒューズ６３を通ってフィルタ回路６４に入る。フィルタ回路６４の後方からは各種電気部品及び整流回路６５に直接電源を供給している。整流回路６５からは低圧の直流電源を供給するためのスイッチング電源６６，インバータ回路６７が接続されている。また、この間には電圧検知回路６８及びヒューズ６９が接続されている。インバータ駆動回路７０はドラム駆動用モータ３６に付いている回転位置センサ７１の信号によりインバータ駆動回路
６７を制御してドラム駆動用モータ３６を回転させている。ドラム式洗濯機全体の制御はマイコン７２により行われる。商用電源６０で直接駆動される電気部品としては給水電磁弁２５，排水弁４１があり、各々に直列に接続されたリレー接点７３をマイコン７２によりリレー巻線７４に流れる電流を制御して行われる。また、乾燥工程で使用する送風ファン４３と洗濯及びすすぎ時に使用する循環ポンプモータ７６は同一インバータ回路７７を切替えスイッチ７８で切替えて使用している。このため、回路が共用化できコストが低減できる。ヒータ４３は同じ容量のヒータが並列に接続されており、電源はフィルタ回路
６４の前からとっている。この理由は、ヒータ４３は純抵抗なのでフィルタ回路６４を通す必要がないこととヒータ４３は電流が大なのでフィルタ回路６４の前に使用することによりインダクタンスの容量の低減を図っている。

図５は、流体バランサ３１を回転ドラム２９に取付けた部分の断面図を示している。回転ドラム２９は胴板部４７と前面部板４８で構成されている。流体バランサ３１は、回転軸方向の端面のうち前面部板４８と対向する端面に周方向に沿って形成した円周方向リブ８０と、起立部４８ｂの外周面と対向する内周面に回転軸方向に沿って形成した回転軸方向リブ８１とを介して前面部板４７に固定されている。各リブにより前面部板４７と流体バランサ３１との間には空気層が形成されている。また、各通路３１ａの中には流体が封入されており、回転ドラム２９が回転しているときは遠心力により図に示すように外周方向に移動する。円周方向リブ８０，回転軸方向リブ８１のようなリブは前面部板４８に形成したり、別部材として設けることも可能であるが、流体バランサ３１に一体成形する方が、部品点数を減らし、また組立性を向上できるメリットがある。尚、回転軸方向リブ
８１は起立部４８ｂの外周面と対向する内周面に円周方向に沿って形成しても良い。

流体バランサ３１の内周側には、回転ドラム２９の開口部内周面部を全周に亘って覆うように、回転ドラム２９の前面側から奥行き方向に向けて、カバー部３１ｂが延設されている。カバー部３１ｂは流体バランサ３１と別体で設けられても良い。本実施例のように、カバー部３１ｂを流体バランサ３１の前面部分３１ｆの内周側３１ｆｉから延設されるように一体的に成形することにより、部品点数を増やすことなく、組立性のよい構造とすることができる。カバー部３１ｂは回転ドラム２９の開口部内周面部４８ｂｉと接触するように設けても良いが、後述する理由から間隙をおいて設ける方が好ましい。カバー部
３１ｂは、洗濯物３０を取り出すときに、流体バランサ３１の流体充填部近傍に位置する回転ドラム３１の金属部に触れにくくする。

カバー部３１ｂを設ければ、カバー部３１ｂの温度は金属部(開口部内周面部４８ｂｉ)の温度よりも低く感じるので、使用者にとって使い易いものとなる。この効果のみでよければ、リブ８０及び８１を必ずしも設ける必要はない。

回転ドラム２９内の冷却時間を短縮できれば、乾燥工程に要する時間を短縮することができる。冷却時間を短縮するためには、熱容量の大きな流体バランサ３１が設けられる前面部板４８近傍を冷え易くすることが重要である。すなわち、流体バランサ３１の熱容量の大きな部分（流体）からの熱が回転ドラム２９に伝わり難くすれば良い。リブ８０及び８１は流体バランサ３１と回転ドラム２９（特に前面部板４８）との間に空気層８２を形成し、流体バランサ３１から回転ドラム２９に熱が伝わり難くなる。従って、前面部板
４８近傍を冷え易くなり、冷却時間を短縮することができる。

図６は、図５のリブの構成を変え、空気層に積極的に空気を流すように構成した実施例に係るもので、流体バランサ３１を回転ドラム２９に取付けた部分断面図を示す。流体バランサ３１は半径方向リブ８３により前面部板４８との間に前面から外周方向に通じる通風路８５を構成している。回転ドラム２９が回転するとＡのように通風がなされる。このために、流体バランサ３１の前面に開口（通風口）３１ｃと、回転ドラム２９の側面（実際には、胴板４７と前面部板４８との締結部）に開口（通風口）２９ａを形成している。なお、流体については通路図示３１ａに充填されているが図示していない。この構成も、流体バランサ３１と回転ドラム２９との間に空気層を形成する一実施例である。また、回転ドラム２９内部と通風路８５とを連通する孔８７を前面部板４８に形成しても良い。また、前面部板４８に連通孔８７を形成した場合、前面に開口する通風口３１ｃは必ずしも設ける必要はなく、回転ドラム２９が回転すると回転ドラム２９の中の空気が通風穴８７を通って通風路８５から外周方向に流れるようにしてもよい。

図７本発明の他の実施例に係るもので、流体バランサ３１を回転ドラム２９に取付けた部分断面図を示す。流体バランサ３１と前面部板４８との間に吸水性の小さい耐熱性を備えた断熱材８４を介在させた構造としている
本発明は乾燥工程の中で必ず必要な冷却工程５７の冷却時間を短縮するため方法として、他に冷却時の風量を増加するなどの手段もあるが、狭い空間に大きな送風ファンを設置するには問題がある。このため、冷却時間を短縮するには洗濯物３０を回転ドラム２９から取り出すとき熱く感じない温度で取り出す必要がある。この温度については、手で触れる材料の熱伝導がよいほど熱く感じるので同じ温度ならプラスチックより金属部の方が熱く感じる。このため、ドラム式洗濯乾燥機では回転ドラム２９には金属を使用しているので洗濯物３０の温度では問題無く取り出せる温度でも金属部に触れると熱く感じるので、洗濯物３０を取り出すときに手で触れやすい回転ドラム２９の入り口部を流体バランサ
３１に設けた全周リブ３１ｂにより直接触れないようにした。図２に示すように前面部板４８の内径側は流体バランサ３１と一体に成型されたカバー部３１ｂにより洗濯物を手で取り出すときに直接手が前面部板４８に触れることが無い構造となっている。また、前面部板４８とカバー部３１ｂの間には空間があるので通路３１ａに充填されている流体の熱が直接カバー部３１ｂ側にこないので直接接触しているより温度を低くすることができる。

また、流体バランサ３１は全て流体８２が充填されている。この流体は塩化ナトリウム，塩化カリウムや塩化カルシュウムの水溶液を使用しているので熱容量が大きい。このため、乾燥時の熱で加熱され、冷却時には逆に熱源となるので流体バランサ３１が回転ドラム２９と接触している部分の熱伝導を小さくすることにより手で触れやすい前面部板４８の温度を冷却工程５７の冷却時に低くし時間短縮化をしたものである。図５によれば、回転ドラム２９と流体バランサ３１の間に熱伝導の小さい空気層を形成しているので加熱された流体８２からの熱を断熱するので前面部板４８の温度を低くすることができる。図６によれば、流体バランサ３１の前面部板４８と接触する部分に半径方向にリブを設けて、前面部から外周方向に通風路を設けたので回転ドラム２９が回転することにより流体バランサ３１の通路３１ａの流体８２を冷却工程５７のときに冷却することができるので、乾燥運転停止後の冷却工程５７の時間を短くすることができる。図７によれば、回転ドラム２９と流体バランサ３１の間に吸水性の小さい耐熱性のある断熱材を入れているので乾燥時の流体バランサ３１への熱伝導が低く、冷却工程５７で冷却時の流体バランサ３１からの熱伝導も低くなるので乾燥運転停止後の冷却工程５７の時間を短くすることができる。図８によれば、前面部板４８の端面部に開けられた通風穴８７を通って、回転ドラム２９内の冷却風が循環されるので流体バランサ３１の冷却効率が増加し、乾燥運転停止後の冷却工程５７の時間を短くすることができる。

これにより、従来は２０〜３０分必要であった冷却時間を１５分に短縮することができた。なお、これらは互いに複数組み合わせることにより、より効果を上げることができる。

本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の斜視図を示す。 本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の縦断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯機の運転工程を示すブロック図である。 本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯機を駆動する回路を示す。 本発明の実施例に係るもので、流体バランサを回転ドラムに取付けた部分の断面図を示す。 本発明の他の実施例に係るもので、流体バランサ３１を回転ドラム２９に取付けた部分断面図を示す。 本発明の他の実施例に係るもので、流体バランサ３１を回転ドラム２９に取付けた部分断面図を示す。

符号の説明

８ 乾燥用フィルタ
２０ 外槽
２９ 回転ドラム
３０ 洗濯物
３１ 流体バランサ
３１ｂ 全周リブ
４２ 送風ファン
４３ ヒータ
４５ 除湿装置
４８ 前面部板
５１ 洗い工程
５３ 脱水工程
５４ すすぎ工程
５６ 乾燥工程
５７ 冷却工程
８０ 外径部円周方向リブ
８１ 端面部円周方向リブ
８３ 半径方向リブ
８４ 断熱材
８５ 通風路
８７ 通風穴

Claims (4)

1. 少なくとも洗濯物を出し入れする開口部が金属材料で形成された回転ドラムと、前記回転ドラムの前記開口部の外周部に設けられ流体を封入した流体バランサと、前記回転ドラム内に温風を送風する手段とを備えたドラム式洗濯乾燥機において、
   前記流体バランサを前記回転ドラムとの間に空気層を形成して前記回転ドラムに取付け、前記空気層の空気と前記回転ドラムの内部の空気とを循環させる経路を設けたことを特徴とするドラム式洗濯乾燥機。
2. 請求項１に記載のドラム式洗濯乾燥機において、
   前記流体バランサの前記回転ドラムと対向する表面にリブを設け、前記リブによって前記流体バランサと前記回転ドラムとの間に空気層を形成したことを特徴とするドラム式洗濯乾燥機。
3. 請求項１乃至２のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機において、前記流体バランサと前記回転ドラムとの間の空気と前記回転ドラムの内部の空気とを循環させる経路は、前記回転ドラムの前記空気層が形成された部分に回転ドラム内部と前記空気層とを連通する孔を形成したことを特徴とするドラム式洗濯乾燥機。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機において、
   前記流体バランサの内周部に前記開口部の内周面を覆うカバー部を設けたことを特徴とするドラム式洗濯乾燥機。

Images