JP4383812B2

JP4383812B2 - 洗濯機

Info

Publication number: JP4383812B2
Application number: JP2003323867A
Authority: JP
Inventors: 敏文小池; 史朗大林; 年恭釜野; 譲宮野; 功桧山; 哲士吉田
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-09-10
Also published as: JP2005081102A

Description

この発明は、洗濯物に機械力を付与するパルセータを有する洗濯機又は洗濯乾燥機に関する。

従来の洗濯乾燥機として、洗い運転においては、水道水（洗い水）を給水後に、パルセータを正逆回転させ、洗濯物に機械力を作用させる洗い運転を実行し、その後、水道水（濯ぎ水）を給水するとともに洗濯物に同様に機械力を作用させる濯ぎ運転を実行し、その後、洗濯兼脱水槽を回転させることにより洗濯物に含まれる濯ぎ水を遠心脱水する脱水運転を実行し、更にその後に、洗濯兼脱水槽に温風を供給しながら、洗濯兼脱水槽とパルセータを一体的に回転しながら、あるいはパルセータを正逆回転させ、洗濯物の上下を入れ替えて、洗濯物を乾燥させる乾燥運転を実行する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。乾燥時のしわは、洗濯物の姿勢が固定されたまま乾燥が進行することで発生する。乾燥運転時のパルセータを正逆転する運転は、洗濯物の上下を入れ替え水分の蒸発を促進する働きのほかに、洗濯物を動かすことで姿勢を変化させ、同じ部分が折れ曲がったままにならないようにする働きがある。

洗濯機に用いられるパルセータとして、回転軸と斜交する平坦なる面を洗濯槽内に向けて設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。このパルセータはその大きさが洗濯槽の底面に対して小さく、洗濯槽内の片隅に設けられている。このパルセータを回転軸回りに回転させると、洗濯槽に向ってパルスを発生し、吹上水流を発生する。

また洗濯機に用いられるパルセータとして、洗濯機の内底部に配設され、中央から外周部に向って略放射状に扇状をなす複数枚の羽根を設けた洗濯機の回転翼が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２-３６０９６６号公報（第７-９頁）。

特公昭３５−８４４０号公報（第１頁、第７図）。

実願昭５５-１５９１９号（実開昭５６−１１６９７２号）の明細書及び図面（第１頁、第１図及び第２図）。

パルセータを備えた洗濯機では、洗いむらを少なくしたり、濯ぎを良好に行うなど、洗浄効果を高めるために、布絡みを少なくすることが好ましい。さらに乾燥機能を備えた洗濯乾燥機では、しわ付きが少ない乾燥の仕上がりを実現するために、洗濯工程と乾燥運転において、布絡みを少なくする必要がある。布絡みが発生すると、絡んだ部分は形状が固定されしわ付の原因となる。

布絡みを少なくするためには、パルセータの回転角度を小さくする（回転数を下げる、回転時間を短くする）必要があるが、洗濯においては、洗濯物に与える機械力が小さくなり洗浄力が低下してしまう。また、乾燥においては、布動きや布の入れ替わりが小さくなり、乾燥むらの発生や乾燥時間が長くなるという問題がある。

上記パルセータのうち、回転軸と斜交する平坦なる面を洗濯槽内に向けて設けたものは、脱水機能や乾燥機能を持たない洗濯機に用いられている。パルセータの大きさは洗濯槽の底面の大きさに対して小さく、かつ洗濯槽内底部の片隅に設けられている。この種の洗濯機は、一度に洗える洗濯物の量が少なく、また多くの水を使用していた。（水の量）／（布の量）で表される浴比も現状の洗濯機と比べて大きな状態で使用されていた。従って、洗濯及び脱水容量が大きく、浴比を小さくして洗濯及び脱水を行う洗濯機や、さらに乾燥機能を付加した洗濯乾燥機においては、洗濯物に効果的に機械力を与えつつ布絡みを小さくすることについて更に検討する必要がある。

また中央から外周部に向って略放射状に扇状をなす複数枚の羽根を設けたものでは、羽根の高さが中央部から外周近傍まで同じ高さに形成されている。特に中央部では羽根の厚み（回転方向又は周方向の寸法）が小さくなり、パルセータのベース面から急角度で突き出す形状となっている。このような羽根形状は洗濯物に対して回転方向に大きな力を作用させ、布絡みの原因になり易い。

また上記いずれのパルセータも乾燥機能を持たない洗濯機に使用されたものであり、しわ付きが少ない乾燥の仕上がりを実現するための配慮がなされていない。

本発明の目的は、洗濯物に効果的に機械力を与えつつ、布絡みを低減した洗濯を行うことができる洗濯機、さらに乾燥工程での布絡みを低減できる洗濯乾燥機を提供することにある。

本発明では、洗濯槽の底部に設けられた回転体は、その回転運動によって、洗濯物に上下方向の動きを付与する傾斜面を有する。回転体の直径は洗濯槽内径の９０％以上の大きさとし、傾斜面は回転体が回転したときに洗濯物を回転体の外周側に移動させるように遠心力を作用させると共に、回転体の外周側で洗濯物に傾斜面上を滑らせながら上向きの動きを与えるように形成するとよい。また回転体が回転を停止したときに、傾斜面が洗濯物に傾斜面下方に向けて滑りを与えるようにするとよい。

具体的には、回転体は洗濯槽内側に向けて傾斜面を有し、傾斜面は回転体の外周側において周方向に上下方向位置が高くなる頂部と低くなる谷部とを回転体の回転中心部から頂部に向けて徐々に高さを増すように形成され、頂部と谷部とは頂部と谷部との高低差に対して頂部の最高部から谷部の最低部までの周方向長さが長くなるように形成する。頂部は回転体の外周側において周方向に１乃至３つ形成するとよく、２つにすることが好ましい。傾斜面は平面で形成してもよい。

上記の回転体では洗濯物を回転方向に運ぼうとする力は小さくなり、洗濯物は回転体の回転によって遠心力を受けて洗濯槽の中央側から周壁（側壁）側へ容易に移動する。周壁側へ移動した洗濯物は回転体の外周側のうねりによって上下方向の動きを与えられ、機械力が付与される。さらに、周壁側に集まってくる洗濯物は上下方向の動きによって崩されて入れ替わりを助けられる。洗濯乾燥機では、乾燥時における洗濯物の崩れが特に有効に作用して布絡みを少なくすることができる。

本発明の洗濯機又は洗濯乾燥機によれば、パルセータを回転軸回りに単純に回転駆動するという簡単な構成で、洗濯物に上下方向の動きを与えることにより洗濯物に機械力を与えて洗浄力を高め、また布絡みを低減できるので洗いむらやしわ付きを低減することができる。

洗濯機又は洗濯乾燥機のパルセータに、その周方向に沿って、上下方向のうねりを形成する傾斜面を形成する。傾斜面は平面であっても、曲面であっても良い。パルセータは洗濯槽の底部中央部に回転中心軸が配置され、洗濯槽の底部内側を覆うような大径に形成される。ここで洗濯槽の底部内側を覆うとは、必ずしも底部内側の１００％を覆うことを意味するものではない。洗濯槽を円筒形状にすると、パルセータの外径を洗濯槽の内径とほぼ一致させてもよいし、パルセータの外周部と洗濯槽の周壁との間に間隔を設けても良い。尚、パルセータの外径は洗濯槽内径の９０％以上とした。パルセータはその外周側にうねりの山が高くなる頂部を有し、うねりの高さはパルセータの回転中心部から頂部の頂点に向けて徐々に高くする。うねりの高さを確保し、傾斜面の傾斜をなだらかにするために、うねりは周方向に１つ乃至３つの山を有するように形成される。うねりの高さをより高くし、傾斜面をよりなだらかに形成するためには、山の数は少ない方が良いが、パルセータの回転時のバランス考慮すると、山を２つにするのが最も望ましい。

上記のパルセータでは洗濯物を回転方向に運ぼうとする力は小さくなり、洗濯物はパルセータの回転によって遠心力を受けて洗濯槽の中央側から周壁（側壁）側へ容易に移動する。周壁側へ移動した洗濯物はパルセータの外周側のうねりによって上下方向の動きを与えられ、機械力が付与される。さらに、周壁側に集まってくる洗濯物は上下方向の動きによって崩されて入れ替わりを助けられる。洗濯乾燥機では、乾燥時における洗濯物の崩れが特に有効に作用して布絡みを少なくすることができる。

以下、洗濯乾燥機を例として説明する。尚、本例の洗濯乾燥機では脱水工程を実行するため、洗濯物を入れる洗濯槽は洗濯兼脱水槽として説明する。

図１は、本発明の一実施の形態である洗濯乾燥機を縦断面して示す模式図である。

１は、外郭を構成する四角筒状の外枠である。外枠１は、鋼板製である。２は、洗濯兼脱水槽であり、その周壁（側壁）に通水および通風のための***２ａを有し、その上縁部に流体バランサー３を備え、底部の内側には洗濯物に機械力を与える回転体として回転自在にパルセータ４を設置する。パルセータ４は、通水および通風のための***４ａを有する。５は、洗濯兼脱水槽２を内包し洗濯水およびすすぎ水を溜める外槽であり、底部の外側には駆動装置６を鋼板製の取り付けベース７によって取り付け、外枠１の上端部の四隅部に係止した４本の防振支持装置８によって外槽５を四方から均等に吊り下げることにより外枠１の中心部に懸垂するように支持する。

パルセータ４は、洗濯兼脱水槽２の底部の大部分を覆う大径（外径寸法が洗濯兼脱水槽の内径寸法の９０％以上）であって、その回転中心軸線が洗濯兼脱水槽２の回転中心軸線と重なるように配置されている。パルセータ４の形状については、後で詳しく説明する。

駆動装置６は、駆動電動機と電動操作クラッチ機構と遊星歯車減速機構を内蔵し、洗濯兼脱水槽２を静止させた状態でパルセータ４を回転させ（撹拌モード）、洗濯兼脱水槽２とパルセータ４をそれぞれ反対方向に回転させ（洗濯モード）、洗濯兼脱水槽２とパルセータ４を一体的に同一方向に回転（脱水・乾燥モード）させるような選択的な駆動機能を有する。

外側衣類投入口９ａを形成したトップカバー９は、外枠１の上部開口を覆うように該開口端縁に嵌め込み、フロントパネル１０およびバックパネル１１と共に取り付けねじによって外枠１に取り付けられる。

トップカバー９に形成した外側衣類投入口９ａは、２つ折り（山折り）に開くようにヒンジ３１ａによってトップカバー９に取り付けた外蓋３１によって開閉自在に覆い、外槽５の上端に取り付けた外槽上カバー２８に形成した内側衣類投入口２８ａは、ヒンジ３２ａによって外槽上カバー２８に取り付けた内蓋３２によって開閉自在に覆うように構成する。

トップカバー９とフロントパネル１０の間に形成される前部収納部であるフロントパネルボックス１２には、電源スイッチ１３と入力スイッチおよび表示素子を備えた操作パネル１４と、外槽５内の水位に応じた水位信号を発生する水位センサ１５と、コントロールユニット１６を内蔵する。これらは、制御装置を構成する。

トップカバー９とバックパネル１１の間に形成される後部収納部であるバックパネルボックス１７には、洗濯水給水手段を内蔵する。洗濯水給水手段は、入水側を水栓接続口１８に接続し、出水側を注水口１９に接続した主給水電磁弁２０によって構成する。さらに、図示はしないが、入水側をホース接続口に接続し、出水側を注水口１９に接続した風呂水ポンプによって構成される給水手段を設けてもよい。

主給水電磁弁２０と注水口１９の間には、洗剤を溶解する洗剤溶解容器２１を設け、主給水電磁弁２０からの水で溶解した洗剤液を前記注水口に供水するように構成する。洗剤溶解容器２１には仕上げ剤投入室２１ａが付設されており、補助給水電磁弁２２から給水することによって、この仕上げ剤投入室２１ｄ内に投入されている柔軟仕上げ剤を仕上げ剤投入室２１ａから溢水させて注水口１９に供給するように構成する。

注水口１９は、トップカバー９の底と外槽５の外槽上カバー２８の後部を貫通して洗濯兼脱水槽２の上部開口内に向けて開口する。

温風循環乾燥手段は、外槽５の下部の側壁に形成した吸い出し口５ａから外槽５の後側の外壁面に沿って垂直状態で上向きに伸びるように形成して吸い出し口５ａから侵入した洗濯水を堰き止める除湿風路部である水冷除湿ダクト２３と、この水冷除湿ダクト２３内の上部に位置してダクト内に冷却水を供給する水冷除湿手段である冷却散水部２４と、洗濯工程における外槽５の水位よりも高い位置で折り返して外槽５の外壁面に沿って外槽５の下側に向かって垂直に伸びる下降風路部である下降風路ダクト２５と、外槽５の下側の空間に配置されて下降風路ダクト２５から吸い込み口に空気を吸い込んで循環空気を生成する循環ファン２６と、この循環ファン２６の吹き出し口から外槽５の外壁面に沿って上方向に垂直状態に伸びる上昇風路部である上昇風路ダクト２７と、外槽５の上端部に取り付けた外槽上カバー２８上に設置されて上昇風路ダクト２７から送り込まれる循環空気を加熱する加熱手段であるヒータ（ＰＴＣヒータ）２９を内蔵し、加熱した循環空気を洗濯兼脱水槽２内に向けて吹き込む吹き込み口３０を備える。冷却水散水部２４は、散水電磁弁２４ａに接続する。

循環風路を構成する水冷除湿ダクト２３、下降風路ダクト２５および上昇風路ダクト２７は、外槽５の後側の外壁面に外槽５の周方向に並べてその一部を外槽５と一体成形して実装し、これらの外側を覆う裏側蓋１ａは、外側に膨出する形状に構成してねじ止めする。

また、下降風路ダクト２５内には湿度検知手段である湿度センサ４０と第１温度センサ４１を設置し、吹き込み口３０のヒータ２９の下流側風路内には第２温度センサ４２を設置する。水冷除湿ダクト２３内で水冷除湿された循環空気の湿度と温度を精度良く検出するためには、水冷除湿された循環空気が良く混合されて均一になった後に湿度センサ４０と第１温度センサ４１に触れさせるのが良く、従って、湿度センサ４０と第１温度センサ４１は、水冷除湿ダクト２３から遠く離れた下降風路ダクト２５の下部または循環ファン２６の吸い込み口ケーシング２６ａに設置する。更に、湿度センサ４０と第１温度センサ４１は、保守作業に便利なように、裏側蓋１ａを外したときに露出するような設置位置とする。

また、ここでは図示説明を省略するが、水冷除湿ダクト２３から下降風路ダクト２５への折り返し部分には、糸屑捕集手段を備える。

外槽５の底に形成した排水口５ｂは、排水電磁弁３３を介して排水ホース３４に接続する。エアートラップ５ｃは、エアーチューブ３５を介して前記水位センサ１５に接続する。外枠１の下端縁には、四隅に脚３６を取り付けた合成樹脂で成形されたベース３７を装着する。

なお、参照符号３８は、洗濯兼脱水槽２内に投入された洗濯物である。

温風循環乾燥手段は、洗濯後に外槽５内の洗濯水を排水し、洗濯兼脱水槽２を高速回転させて脱水した後に高速回転させながら、あるいは、低速回転させながら、または、パルセータ４を生逆反転させながら循環ファン２６を運転することによって、外槽５および洗濯兼脱水槽２内の湿潤空気を吸い出し口５ａから吸い出し、水冷除湿ダクト２３内を上昇させる過程において冷却散水部２４から水冷除湿ダクト２３内に供給される冷却水によって冷却して除湿する。その後、冷却除湿した空気を下降風路ダクト２５を下降させて循環ファン２６に吸い込み、この循環ファン２６から上昇風路ダクト２７とヒータ２９を通して吹き込み口３０に送り込み、ヒータ２９によって加熱して洗濯兼脱水槽２内の中央部に向けて吹き込む。このように洗濯兼脱水槽２に吹き込まれた循環空気は、洗濯兼脱水槽２内の洗濯物に触れて洗濯物を乾燥する。

次に、パルセータの形状と洗濯及び乾燥時の洗濯物の布動きについて説明する。

図２は、本発明の一実施の形態であるパルセータの斜視図である。パルセータ４の表面は、パルセータ４の回転軸に垂直な軸（図中二点鎖線Ｂ−Ｂで示す）に対称のＶ字形状で、中心から外周部に向かい高くなる傾斜平面４ｂと、傾斜平面４ｂ間の谷部４ｃで構成されている。表面には、洗濯時の水や乾燥時の温風が流れる多数の***４ａを有している。洗濯兼脱水槽２（固定側）から見ると、パルセータ４を回転すると、パルセータ４の表面は、谷部４ｃから傾斜平面４ｂの上に向かって徐々に高さを増し、最上部に到達した後、谷部４ｃに向かい高さが減少する。パルセータ４の表面の高さが徐々に変化する点が、図１２及び図１３で示したパルセータとの大きな違いで、これが、布絡みを防止するのに大きな役割を果たしている。本実施例では、パルセータ4が１回転すると、パルセータ４の表面は２回の上下動が発生する。この上下動の振幅は、外周部ほど大きい。

ここで図１２及び図１３のパルセータについて説明する。

パルセータを備えた洗濯乾燥機では、しわ付きが少ない乾燥の仕上がりを実現するために、洗濯工程と乾燥運転において、布絡みを少なくする必要がある。布絡みが発生すると、絡んだ部分は形状が固定されしわ付の原因となる。図１２に示すパルセータ５２は、周縁部を迫り上げるように上向きに湾曲させて皿状形態に形成し、その表面に上方に凸の放射状の羽根５２ｂが複数本設けられている。５２ｃは、洗濯の排水や乾燥時の温風が流れる多数の***である。放射状の羽根５２ｂが洗濯物３８を擦ることによる摩擦作用や、洗濯物３８を変形させることによるもみ作用により洗浄力が発生する。

図１３は、パルセータ５２を図１２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。羽根５２ｂは、パルセータ５２のベース面に対して急角度で突き出ているため、パルセータ５２を回転した場合、洗濯物３８には遠心力よりも回転力の方が大きく作用する。すなわち、急角度で突出した突出部ｂの部分では、この突出部の回転方向の両側部分に比べて、洗濯物３８がこの突出部から受けている力、すなわち面圧が急激に大きくなっている。このため、この突出部が洗濯物３８を回転方向に運ぶ力が大きくなっている。洗濯物３８は図１３に示すように、パルセータ５２上で滑りや転がりを伴いながら、羽根５２ｂに押されたり、羽根５２ｂに引っかかったりしながら、パルセータ５２の回転方向と同方向に回転する。また、羽根５２ｂが洗濯物３８を持上げようとする力も発生するが、羽根５２ｂが急角度で突出しており、その幅ｂも小さいことから、この力は僅かであり、洗濯物３８の上下方向の動きはほとんど発生しない。また僅かながら発生された力も積み重なる洗濯物のうちパルセータ５２と接触或いは極近くにあるものに加わるだけで、上層に位置する洗濯物までは伝わらない。

洗濯物３８がパルセータ５２上を転がると、洗濯物３８が団子状になりやすく、布絡みが発生すやすい状態となる。更に、図１２に示すようにパルセータ５２の中心から外周にかけて洗濯物３８が配置すると、パルセータ５２の中心部と外周部の速度差で外周部に位置する部分が多く転がり、捻れが発生する（シャツの長袖やズボンなど長い衣類で顕著に発生する）。パルセータ５２は正逆転を繰り返すため、この捻れは反対方向に回転することで解消するが、実際には、正逆対称に洗濯物３８が回転することはなく、捻れは徐々にきつくなって行く。この捻れにより洗濯物３８は細い紐状になるため、ますます布絡みし易い状態となる。このため、洗濯物３８にはプリーツ状のしわが発生し、乾燥の仕上がりが低下する。

洗濯時及び乾燥時の洗濯物の動きを、図３乃至図５を用いて説明する。図３はパルセータ４を円周方向に約半周展開した図で、パルセータ４上での洗濯物３８の動きを説明したものである。図４は洗濯兼脱水槽２の縦断面図、図５は洗濯兼脱水槽２を図４中Ｃ−Ｃ線で切断し上方から見た平面図である。

洗濯物３８が図３の（ア）で示す谷部４ｃの位置にある時、パルセータ４を矢印の方向に回転すると、洗濯物３８はパルセータ４の傾斜平面４ｂ上を滑りながらパルセータ４の回転方向と同方向に回転する。パルセータ４の表面形状は、図１３に示すパルセータのように表面から羽根が急角度に突出した形状ではなく、なだらかに変化する形状のため、洗濯物３８が羽根に押されたり、引っかかったりすることがないため、洗濯物が団子状になったり絡んだりすることはない。同時に、くさび作用により洗濯物３８は谷部４ｃ（ア）から傾斜平面４ｂに沿って傾斜平面４ｂの上方に移動し（上方に持ち上がり）、最上部（イ）に到達した後、重力で下方に移動し、再び谷部４ｃ（ウ）に戻る上下方向の運動を繰り返す。この時、パルセータの回転数を適切に選ぶことにより、洗濯物の上下方向運動の固有振動数と羽根表面の上下動の振動数が一致し、より効率よく洗濯物に上下の動きを与えることができる。

また、図４及び図５に示すように、パルセータ４の回転による遠心力で、洗濯物３８はパルセータ４の外周部へ移動し、洗濯兼脱水槽２の内壁面に沿って周方向に配置する。これは、先に述べたように、パルセータ４の表面形状が、回転方向になだらかに変化するため、洗濯物３８へは回転方向の力よりも遠心力の方が強く作用するためである。外周部は羽根表面の上下方向の振幅が大きいため、洗濯物３８に効率よく大きな上下動を与えることができる。そして、パルセータ４の回転が停止すると谷部４ｃへ落下する運動が加わるため、洗濯物３８が入れ替わり、洗いむらや乾燥むらが発生することがない。すなわち遠心力によってパルセータ４の外周部に集まってくる洗濯物３８が、洗濯物３８の上下方向の動きによって崩されることとなる。さらに、図１２で示したように洗濯物がパルセータ４の中心から外周部にかけて配置することがないため、内周と外周の速度差により衣類に捩れが発生することもない。

このように、洗濯物３８は上下方向に動くと共に、パルセータ４の回転方向と同方向に洗濯兼脱水槽２内を回転する。洗濯物３８が傾斜平面４ｂに沿って上下動することで、洗濯時には、洗濯物３８はたたき洗いや押し洗いの効果により洗浄される。また、乾燥時には、洗濯物３８の上下動により洗濯兼脱水槽２の容積を有効利用でき、洗濯物３８が洗濯兼脱水槽２内で広がりやすく、しわの少ない乾燥を実現できる。そして、パルセータ４の回転方向に洗濯物３８が回転しながら上下動するため、洗濯物間にすき間が発生し、温風が洗濯物３８の表面だけでなく内部にも行き渡りやすいため、洗濯物３８からの水分の蒸発が促進され、乾燥時間を短くできる。

さらに、パルセータ４は、洗濯時の水量を図１２及び図１３のパルセータより大幅に少なくできる利点もある。図１２及び図１３のパルセータでは、洗濯兼脱水槽内には洗濯水が十分にあり、洗濯物３８は浮力でパルセータ表面から少し浮いた（離れた）状態になっている。この状態でパルセータを回転することで、羽根５２ｂが洗濯物３８を擦り洗浄力を得ていた。図１２及び図１３のパルセータで洗濯水の量を減らすと、洗濯物３８はパルセータ５２上に載り、羽根５２ｂが洗濯物３８に食い込み、羽根５２ｂと洗濯物３８が噛み合ったような状態となる。この状態でパルセータ５２を回転すると、洗濯物３８とパルセータ５２はほぼ一体的に回転し、相対運動が発生せず洗浄力は発生しない。

これに対し、パルセータ４は、パルセータ４の表面形状がなだらかに変化する。このため、洗濯水の量が少なく洗濯物３８がパルセータ上に載った状態でも、パルセータを回転すると、洗濯物３８はパルセータ上を滑りながら、傾斜面４ｂのくさび作用により上下方向に運動し、洗浄力が発生する。なお、水量を少なくした場合は、洗濯物全体に洗濯水が行き渡るよう、洗濯水の循環手段を設け、洗濯物の上方から洗濯水を降り掛けるようにしたほうが良い。

傾斜面の形状は、図６に示すように、山形であっても、上記とほぼ同じ布動きを実現できる。パルセータ５０の表面は、扇状で中心から外周部に向かって高くなる略山形の傾斜面５０ｂと、傾斜面５０ｂ間を接続する谷部５０ｃで構成されている。パルセータ５０の外周には周方向に頂点（頂部）５０ｄが２つあり、頂点５０ｄと頂点５０ｄとの間に谷部５０ｃが形成される。回転中心から頂点５０dに向けて高さが徐々に高くなる尾根部５０ｅが形成されている。傾斜面５０bは尾根部５０ｅの周方向両側で指向する方向が異なる。なお、傾斜面５０bは平面であっても、また曲面であっても良い。５０ａは、***で、洗濯時の水や乾燥時の温風が流れる。図７は、パルセータ５０を円周方向に展開し、傾斜面５０ｂの円周方向の形状変化を示した図である。本パルセータの特徴は、傾斜面５０ｂの円周方向の傾斜角度が頂点に向かい最初は徐々に大きくなり、頂点に近づくと傾斜角度が徐々に小さくなる山形形状をしていることである。こうすることで、谷部５０ｃから傾斜面５０ｂの裾野部がスムーズに接続され、この裾野部が助走路のような役割を果たす。洗濯物３８は、この助走路を滑りながら、傾斜角度が急になる頂点付近で上方に効率よく跳ね上げられる。このため、より大きな上下動を洗濯物に与えることができる。

また、傾斜面５０ｂの半径方向傾斜角度を大きくして、パルセータ表面の高低差を大きくしても、形状変化はなだらかなため、衣類が転がりにくく、洗濯物に絡みを発生させずに大きな上下動を与えることができる。従って、洗浄力や乾燥効率を高くすることができる。当然、山形傾斜面の扇の中心角度を極力大きくし（１８０°に近づける）、傾斜面５０ｂを大きくし、谷部５０ｃを小さくした方が良いことは当然である。

パルセータは、図８に示すように単一の傾斜面５１ｂを有する形状であってもよい。傾斜面５１ｂは外周部から回転中心軸を越えて他方の端部側までに跨る傾斜面である。５１ｃは傾斜面５１ｂの最低部に接続する底面、５１ａは洗濯時の水や乾燥の温風が流れる多数の***である。図では傾斜面５１ｂを平面で示してあるが、図６のような山形の傾斜面であってもかまわない。傾斜面５１ｂは、少なくともパルセータ５１の半分以上を占める大きさを有する。もちろん、パルセータ５１全体を傾斜面５１ｂとしてもよい（この場合、底面５１ｃはない）。ただし、底面５１ｃは助走路のような役割をするため、パルセータ５１の外周から直径の１／４程度の範囲に底面５１ｃを設けた方が、洗濯物が傾斜面５１ｂの上方に移動しやすい。本形状の特徴は、傾斜面５１ｂの傾斜角度を大きくしなくても、傾斜面５１ｂの高低差を大きくできることである。図２で示した対向する傾斜面を有すパルセータに比べ、同じ傾斜角度で最大約２倍の高低差を確保できる。このため、洗濯物３８の上下動をさらに大きくすることができ、洗濯兼脱水槽２の容積を一層有効に使えるため、乾燥時に洗濯物３８が広がりやすく、しわ付きを抑えることができる。

図６及び図７ではパルセータの外周部に存在する頂点（頂部）の数が２つであったが図９に示すように、３つにすることも考えられる。（ａ）はパルセータの斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面（羽根表面）図である。図９のパルセータ６０では、周方向に３つの谷部６０ｂと、谷部６０ｂと谷部６０ｂとの間の外周部に頂部６０ａとが形成されている。谷部６０ｂと谷部６０ｂとの間で回転中心部から頂部６０ａに向けては高さが徐々に高くなるように形成されている。このとき、回転中心部から頂部６０ａに向けて尾根部６０ｅが形成され、この尾根部６０eの周方向両側には指向する方向が異なる傾斜面６０ｃ、６０ｄがそれぞれ形成されている。この傾斜面６０ｃ、６０ｄは平面によっても、また曲面によっても形成可能であり、頂点６０ａ及び谷部６０ｂの数を除けば、形状は図６のパルセータと同様である。ただし、頂点の数が多くなるほど頂点の高さを高くしかつ傾斜面の傾斜を小さくなだらかにすることが難しくなる。洗濯及び脱水の定格容量が６〜１０ｋｇ、乾燥容量が２〜８ｋｇ程度の洗濯機又は洗濯乾燥機では、頂点（山）の数は１〜３つにすることが望ましい。また頂点の高さをより高くして洗濯物に大きな上下動を与えようとすれば、また傾斜を小さくして傾斜面をなだらかにするためには、頂点の数は少ないほどよいであろう。パルセータが回転したときの回転バランスまで考慮すれば、頂点を２つにすることが望ましい。

以上述べてきたように、上述した各実施形態のパルセータは、パルセータを回転することにより傾斜面に沿って洗濯物を上下方向に動かすと共に、パルセータの回転方向と同方向に回転させる。洗濯物の上下方向の動きが大きいほど、洗浄力向上や乾燥時間の短縮、乾燥しわの低減が図れる。なお、上述した各実施形態のパルセータは、洗濯物との滑りが大きいため、傾斜面表面に微小な凹凸や小羽根を設けることで、洗浄力をさらに向上することも可能である。

図１０は代表例として図２及び図６のパルセータを上から（羽根面側から）見た平面図（Ａ）と羽根表面の高さ（Ｂ）及び（Ｃ）について示している。（Ｂ）及び（Ｃ）は、（Ａ）図において回転中心からの半径がそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ３である半径位置において、周方向における羽根表面の高さ変化を示している。

（Ｂ）図は図２のパルセータ４の場合を示しており、このパルセータ４では傾斜面４ｂが平面であるが、周方向における羽根表面の高さ変化を図示すると、各半径位置において高さが最も高くなる頂部（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）が生じていることが分かる。これらの頂部を半径方向に連ねると尾根部が形成され、この尾根部は回転中心から外周に向けて徐々に高くなることが理解される。このように図２のパルセータ４においても、谷部４ｃ、のほか、頂部や尾根部を定義することができる。

（Ｃ）図は図６のパルセータ５０の場合を示している。図６のパルセータ５０の場合、周方向における羽根表面高さを図示するまでもなく、パルセータの表面形状から容易に谷部５０ｃ、頂部５０ｄ、尾根部５０ｅを見ることができる。

いずれにしても図１０によって、谷部、頂部及び尾根部と、尾根部が回転中心から外周に向けて徐々に高くなることが理解される。また各半径位置において、羽根表面高さＨ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６）に対して傾斜面の周方向長さ（円周長さ）Ｌ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６）がそれぞれ大きくなっており、傾斜角が小さくなだらかな傾斜面を形成していることが理解できる。

図１１は、傾斜面の傾斜角度（パルセータの回転方向に対する角度）と洗濯物の上下方向の動き及び布絡みとの関係を実験的に調べた結果を定性的に表したものである。洗濯物の上下方向の動きは、傾斜面の傾斜角度に比例して増加していくが、ある角度でピークを迎え、それ以上では逆に減少した。このことから、最適な傾斜角度があることが分った。これは、傾斜角度が大きすぎると、洗濯物が傾斜面に押されパルセータの表面を滑りにくくなり、傾斜面の上方に移動しづらくなるためである。

一方、布絡みは、洗濯物の上下動が減少し出す傾斜角度以上で急に増加しだす。これは、傾斜角度が大きすぎると、洗濯物はパルセータの表面を滑りにくく、傾斜面の谷部で団子状になり、転がるような運動をするからである。

実験によれば、図２や図６のような対向する傾斜面の場合、傾斜角度は１５〜２５°が好適であった。この時、傾斜面の高低差はパルセータ直径の０．１３〜０．２２倍程度となる。また、図８のような単一の傾斜面の場合、傾斜角度は１５〜３０°が好適であった。

上記実施形態によれば、パルセータを回転軸回りに単純に回転させるだけで、洗濯物はパルセータ上を滑りながら洗濯兼脱水槽の上下方向に動くと共に、パルセータの回転方向と同方向に回転するため、洗濯物３８が団子状にならず、洗濯物３８が絡んだり、捩れたりし難くなる。このため、洗濯物３８のしわ付きを抑えることができ、乾燥仕上がりを大幅に向上できる。また、絡みによる乾燥むらの発生も防止できる。

上述した特許文献２のパルセータは、翼車に翼車回転軸と斜交する平坦なる面を洗濯槽内に向けて設け、この平坦面を翼車軸の回りに回転することにより洗濯槽内の水にパルスを発生させるものでり、パルセータ表面が傾斜面であることは、上述した実施形態のパルセータ（図８）と類似しているが、パルセータが洗濯槽の底部片隅に配置されている（パルセータの径が小さい）ため、洗濯物に上下方向の動きを与えることはできない。当然、特許文献２のパルセータを洗濯乾燥機に適用したとしても、乾燥時には洗濯槽内に水がないため、洗濯物は一部しか動かず、洗濯物を乾燥することはできない。

特許文献３のパルセータは、洗濯機の内底部に配設され、中央から外周部に向かって略放射状に扇状をなす複数の羽根が設けられ、これらの羽根のうち、少なくとも１枚の羽根の高さが他の羽根のそれよりも高くすると共に、この高い羽根は中心から外周に向かう略２／３の位置から外周側にかけてなだらかに下方に向かう傾斜部を持ち、さらに高い羽根の外周部における幅を低い羽根のそれより１．５〜２倍に設定したものである。

特許文献３のパルセータ形状は、羽根と洗濯物を段階的に接触させると共に、羽根の外周部分に加わる荷重を低減し、モータのトルク増大を防ぐためのものである。上部から見ると扇状の羽根であることは、上述した実施形態のパルセータ（図６）と似ている。しかし、横方向から見ると中央から外周部にかけて羽根の高さはほぼ一定であり、外周部に向かい高くなる本発明とは異なっている。また、扇状の広がり角が本発明より大幅に小さく、羽根の大きさも小さいことから、羽根の周方向の傾斜は急峻である。すなわち、特許文献３のパルセータを回転した場合、洗濯物の動きは、図１２で説明したパルセータと類似であり、洗濯物の上下方向の動きはほとんどなく、洗濯物は羽根でパルセータの回転方向に押され、パルセータ上で団子状になりやすく、布絡みも発生しやすい。したがって、特許文献３のパルセータを洗濯乾燥機に適用しても、図１２で説明したパルセータと同様の乾燥仕上りしか得られない。

本発明になる洗濯乾燥機の一実施の形態を示す模式図である。本発明の一実施の形態であるパルセータの斜視図である。図２のパルセータを円周方向に約半周展開し、パルセータ上での洗濯物の動きを示した図である。洗濯兼脱水槽２の縦断面図である。洗濯兼脱水槽２を図４のＢ−Ｂ線で切断し上方から見た平面図である。本発明の一実施の形態であるパルセータの斜視図である。図６のパルセータを円周方向に約半周展開した図である。本発明の一実施の形態であるパルセータの斜視図である。頂点を３つ形成したパルセータの形状を示す図である。パルセータの円周方向における羽根表面高さを示す図である。本発明のパルセータにおける傾斜面の傾斜角度と洗濯物の上下方向の動き及び布絡みとの関係を表す図である。形状を比較するためのパルセータの斜視図である。図１２のパルセータを図１２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。

符号の説明

１…外枠、２…洗濯兼脱水槽、４…パルセータ、４ｂ…傾斜面、５…外槽、６…駆動装置、２３、２５、２７…ダクト、２４…冷却散水部、２６…ファン、２９…ヒータ、５０…パルセータ、５０ｂ…傾斜面、５１…パルセータ、５１ｂ…傾斜面。

Claims

洗濯槽と、該洗濯槽の底部に設けられた回転体と、前記洗濯槽を内包し洗濯水を溜める外槽と、前記回転体を回転駆動する電動機と、前記洗濯水を給水する給水手段とを備えた洗濯機において、
前記給水手段は、洗濯物が前記回転体上に載った状態となる量の洗濯水を給水し、
前記回転体は、前記洗濯水の量で、前記回転体を回転すると洗濯物が前記回転体を滑りながら上下方向に運動し、洗浄力を発生するように周方向になだらかに形成された傾斜面と前記傾斜面の周方向両側に設けられた谷部を有し、前記傾斜面は、前記回転体の外周側において最も高くなる頂点を有し、前記回転体の回転中心から前記頂点に向けて徐々に高さを増すように形成され、前記頂点と前記頂点の周方向両側の前記谷部とは、前記頂点と前記谷部との高低差に対して前記頂点から前記谷部までの前記傾斜面の周方向長さが長くなるように形成され、各半径位置において、前記傾斜部の頂部とこの頂部の周方向両側の谷部とは、前記頂部と前記谷部との高低差に対して前記頂部から前記谷部までの前記傾斜面の周方向長さが長くなるように形成されたことを特徴とする洗濯機。