JP6948510B2

JP6948510B2 - 洗濯機

Info

Publication number: JP6948510B2
Application number: JP2017016510A
Authority: JP
Inventors: 倉掛　敏之; 敏之倉掛; 真二末松
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2037-02-01
Also published as: JP2018121897A

Description

本発明は、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、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、洗濯物への再付着を防止することが考えられている（例えば、特許文献１、２参照）。

図８は、従来の洗濯機の概略構成図である。図８に示されるように、第１の給水管５１、第２の給水管５２および第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や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および第１の給水管５１を通してドラム５６内に戻される。

また、特許文献２において、洗濯槽の回転軸を鉛直方向に設定し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り洗濯水に混在する糸屑や固形物質を分離することが考えられている。

特開２００５−１５２２１２号公報特開２００１−７０６９４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、洗濯水から異物を確実に分離すること、および、分離された異物が循環する洗濯水へ再混入してしまうことを防止すること、が難しいという課題があった。

一般的に、洗濯物に付着している汚れは、人体の垢や皮脂、泥、飲食物の食べこぼし等であり、これらの異種の汚れが洗濯物から遊離して洗濯水に混じり合っている。すなわち、洗濯水から分離される異物には、洗濯物から遊離した皮脂等の比重が水より軽いものや、微細なものが含まれる。このため、これらを液体サイクロンで分離することは難しい。加えて、分離された異物を液体サイクロンの内部に留め置き、循環する洗濯水へ再混入してしまうことを防止することが困難であった。

また、液体サイクロンによる異物の分離においては、一般的に、運転中に分離された異物を廃棄する必要がある。そのとき、処理される液体の一部も同時に流出し、洗濯中に洗濯水が減少してしまう。したがって、運転の開始時に洗濯物の量に応じて給水された洗濯水を適量に維持するために、洗濯中に補給水が必要になり、洗濯時に使用する水量が増加するという問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯で汚れた洗濯水から汚れ物質を分離して浄化し、分離された汚れ物質の洗濯物への再付着を抑えて洗浄効果を高めることができる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、本発明の洗濯機は、筐体内に弾性支持された外槽と、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モータと、前記外槽内の洗浄水が循環するように設けられた送水路と、前記送水路に設けられ洗濯水を循環させるポンプと、前記送水路に設けられ洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部とを備え、前記遠心分離部は、前記送水路に設けられ洗濯水が通過するケースと、前記ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、前記回転筒を回転させる駆動部とを有し、前記回転筒は、前記ポンプにより循環する洗濯水が内部を貫流するように洗濯水入口および洗濯水出口が設けられ、前記洗濯水出口の開口は、前記送水路の開口面積とほぼ同等となるように形成され、それぞれの開口が中心を合わせて直線的に連通するように構成され、前記遠心分離部を通過する洗浄水の単位時間当たりの体積流量を洗濯水入口または洗濯水出口の開口面積で徐した流速のうち大きい方を速度Ｖ１と定義するとともに、前記回転筒の内周面近傍の旋回方向の流速、または前記回転筒の内周面の旋回速度を速度Ｖ２と定義したとき、前記ポンプおよび前記駆動部は、洗濯水に含まれる異物を分離するとき、前記速度Ｖ２＞前記速度Ｖ１となるように制御されるものである。

これによって、洗濯水は、回転筒の中心軸周りを旋回しながら循環流として遠心分離部を通過する。そして、循環流および循環流の外側で生成される高速の旋回流により、洗濯物から遊離した皮脂等の比重が水より軽い汚れ、および、微細なものが含まれた異種の汚れが洗濯水から分離され、洗濯水に含まれた洗濯物特有の汚れ物質が除去されることができる。また、分離された汚れ物質は、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戻ることがない。これにより、分離された汚れ物質の洗濯物への再付着を防止して洗浄効果を高めることができる。

本発明の洗濯機は、遠心分離部により洗濯で汚れた洗濯水から汚れ物質を分離して浄化することができ、分離された汚れ物質が洗濯物へ再付着することを抑えて洗浄効果を高めることができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の概略構成図本実施の形態における洗濯機の遠心分離部の拡大図本実施の形態における洗濯機の遠心分離部のＤ１とＤ２の関係図図３におけるＥ−Ｅ断面図本実施の形態における洗濯機のブロック構成図本発明の実施の形態２における洗濯機の遠心分離部の拡大図図６におけるＦ−Ｆ断面図従来の洗濯機の概略構成図

第１の発明の洗濯機は、筐体内に弾性支持された外槽と、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モータと、前記外槽内の洗浄水が循環するように設けられた送水路と、前記送水路に設けられ洗濯水を循環させるポンプと、前記送水路に設けられ洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部とを備え、前記遠心分離部は、前記送水路に設けられ洗濯水が通過するケースと、前記ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、前記回転筒を回転させる駆動部とを有し、前記回転筒は、前記ポンプにより循環する洗濯水が内部を貫流するように洗濯水入口および洗濯水出口が設けられ、前記洗濯水出口の開口は、前記送水路の開口面積とほぼ同等となるように形成され、それぞれの開口が中心を合わせて直線的に連通するように構成され、前記遠心分離部を通過する洗浄水の単位時間当たりの体積流量を洗濯水入口または洗濯水出口の開口面積で徐した流速のうち大きい方を速度Ｖ１と定義するとともに、前記回転筒の内周面近傍の旋回方向の流速、または前記回転筒の内周面の旋回速度を速度Ｖ２と定義したとき、前記ポンプおよび前記駆動部は、洗濯水に含まれる異物を分離するとき、前記速度Ｖ２＞前記速度Ｖ１となるように制御されるものである。

この構成により、洗濯水は、回転筒の中心軸周りを旋回しながら循環流として遠心分離部を通過する。そして、循環流および循環流の外側で生成される高速の旋回流により、洗濯物から遊離した皮脂等の比重が水より小さい汚れ、および、微細なものが含まれた異種の汚れが洗濯水から分離され、洗濯水に含まれた洗濯物特有の汚れ物質が除去されることができる。また、分離された汚れ物質は、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戻ることがない。これにより、分離された汚れ物質の洗濯物への再付着を防止して洗浄効果を高めることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記遠心分離部は、洗濯水が内部を下から上に向かって流れるように構成されたものである。この構成により、洗濯水に洗剤によって生じる泡や、ポンプのエアがみによって生じる気泡が回転筒に入ってきた場合でも、洗濯水出口から回転筒外へ容易に排出される。これによって、回転筒内に水より軽い気泡が留まることによって生じる回転筒内の水と気泡分布のアンバランスを防ぎ、回転筒の回転数変動および回転振動を防ぐことができる。さらに、回転筒内の流れの乱れを抑制し、一旦分離され保持された異物が洗濯水へ戻ってしまうことを防止することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記遠心分離部は、前記回転筒と前記駆動部とが変速部を介して連結されたものである。この構成により、回転筒を駆動部より高速で回転させることができ、回転筒内で発生する旋回流の高速化により、洗濯水に作用する遠心力を強めて汚れ物質の分離効果を高めることができる。

第４の発明は、特に、第３の発明において、前記遠心分離部は、前記回転筒の回転軸と前記駆動部の回転軸とが平行に配置され、前記ケースと前記駆動部とが一体に構成されたものである。この構成により、駆動部の回転動作を回転筒に的確に伝達することができ、回転筒の高速回転動作を安定して行うことができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記遠心分離部は、前記回転筒の内周面に内方へ突出する突出部が設けられたものである。この構成により、回転筒の回転動作が洗濯水に伝達される際の伝達ロスを少なくし、回転筒と旋回流との速度差を小さくすることができる。そして、回転筒内で発生する旋回流の高速化により、洗濯水に作用する遠心力を強めて汚れ物質の分離効果を高めることができる。

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、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）
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の概略構成図である。図１に示されるように、有底筒状に構成された外槽１は、洗濯機の外枠を構成する筐体２の内部で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。有底筒状に構成された洗濯槽４は外槽１内に設けられている。外槽１と洗濯槽４とは、前面側（図１において左側）に使用者が衣類等の洗濯物５を出し入れする開口部６が設けられている。

洗濯槽４は、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の周壁面４ａには、内方へ突出した複数（例えば、３個）のバッフル８が設けられている。さらに、周壁面４ａには多数の小孔９が設けられ、外槽１内において洗濯槽４の内外は小孔９を通して連通している。外槽１および洗濯槽４の回転軸７は、水平に対して角度θ（例えば、２０°）だけ前上がりに傾けて設けられている。

洗濯槽４は、外槽１の後部に設けられたモータ１０によって正逆回転自在に構成されている。モータ１０は、例えばブラシレス直流モータであり、後述する制御部２２のインバータ制御によって回転速度を自在に変化させることができるように構成されている。

外槽１の開口部１ａと筐体２の開口部２ａとは、洗濯槽４の開口部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パッキン１２によって気密構成を確保して連結されている。筐体２の前面には、開口部２ａを開閉
する扉１１が設けられている。

洗濯水を供給する給水口１３が、筐体２の後面上部に設けられている。給水口１３は、水道の蛇口１３ａと接続されている。洗濯水は、給水口１３から供給される水道水である。給水口１３の下流側に、給水弁１４と洗剤ケース１５とが設けられている。給水弁１４は、制御部２２によって開閉駆動され、給水と停止を行う。洗剤ケース１５は、矢印Ａで示されるように、洗剤投入部１５ａを洗剤ケース１５から手前側へ引き出し可能に構成されている。これにより、使用者は、洗剤ケース１５内への洗剤の投入が容易に行える。

給水口１３から供給された洗濯水は、矢印Ｂで示されるように洗剤ケース１５に流入する。洗濯水は、さらに洗剤ケース１５内に投入されている洗剤を溶かしながら外槽１へ流入する。

外槽１の底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１７が連結されている。排水路１７には排水弁１８が設けられている。排水弁１８は、制御部２２によって開閉駆動され、外槽１内に洗濯水を溜めたり排水したりする。

送水路１９は、一端が排水路１７に接続され、他端は外槽１の前面下部に接続されて、循環経路を形成している。送水路１９には、外槽１の洗濯水を循環させるポンプ２０と遠心分離部２１とが接続されている。遠心分離部２１は、ポンプ２０の下流側に設けられている。外槽１内の洗濯水は、ポンプ２０によって排水路１７から送水路１９を通して矢印Ｃのように循環し、遠心分離部２１を通過する。

送水路１９を流れる洗濯水は、例えば、約２〜３ｍ／ｓの流速で流れるように構成されている。この流速は、ポンプ２０の能力によって設定されることができる。

洗濯水が遠心分離部２１を通過する際に、洗濯水に含まれる異物が分離される。異物には、洗濯物から遊離した汚れや糸屑、および、洗濯水に溶解した洗剤に含まれる水軟化剤等が含まれる。

図２は、本実施の形態における洗濯機の遠心分離部の拡大図である。図３は、本実施の形態における洗濯機の遠心分離部のＤ１とＤ２の関係図である。図４は、図３におけるＥ−Ｅ断面図である。

遠心分離部２１は、送水路１９に設けられ洗濯水が通過するケース２１ａと、ケース２１ａ内に回転可能に設けられた中空の回転筒２１ｂと、回転筒２１ｂを回転させる駆動部である回転筒モータ２１ｃとを有する。回転筒２１ｂは、ポンプ２０により循環する洗濯水が回転筒２１ｂの内部を貫流するように洗濯水入口２１ｅおよび洗濯水出口２１ｆが設けられている。回転筒モータ２１ｃは、ポンプ２０により送水路１９を洗濯水が循環するのに合わせて回転筒２１ｂを回転させる。回転筒モータ２１ｃは、回転筒２１ｂを、例えば約４０００ｒ／ｍｉｎで高速回転するように設定されている。回転筒２１ｂが回転することにより、回転筒２１ｂ内に導入された洗濯水が回転筒２１ｂ内で旋回し、高速の旋回流が発生する。

遠心分離部２１に導入された洗濯水は、洗濯水入口２１ｅから回転筒２１ｂ内に流入して洗濯水出口２１ｆから流出する間に、回転筒２１ｂの回転により旋回して遠心分離力を受ける。このようにして、洗濯水に含まれる汚れ物質などの異物を遠心力により回転筒２１ｂの内周面２１ｄに向かわせるように構成されている。本実施の形態においては、洗濯水入口２１ｅは洗濯水出口２１ｆの下方に設けられ、遠心分離部２１を通過する洗濯水は下から上に向けて流れる。

本実施の形態において、洗濯水が送水路１９を循環し、遠心分離部２１を通過する循環流の回転軸方向の流速をＶ１、回転筒２１ｂ内で洗濯水が旋回する旋回方向の流速をＶ２としたとき、流速Ｖ２が流速Ｖ１より高速（Ｖ２＞Ｖ１）となるように構成されている。流速は、具体的には次のように定義される。例えば、流速Ｖ１は、遠心分離部２１を通過する洗浄水の単位時間当たりの体積流量を洗濯水入口２１ｅまたは洗濯水出口２１ｆの開口面積で徐した流速であって、このうち大きい方の流速である。また、流速Ｖ２は、回転筒２１ｂの内周面２１ｄ近傍の旋回方向の流速である。なお、流速Ｖ２は、内周面２１ｄの速度に置き換えてもよい。

また、回転筒２１ｂの下側端面の中央部に設けられた洗濯水入口２１ｅは、回転軸２１ｇの外側にスリット状の孔を複数（例えば、４個）設けて形成されている。回転筒２１ｂの上側端面の中央部に設けられた洗濯水出口２１ｆは、送水路１９の開口に合わせて設けられている。送水路１９と洗濯水入口２１ｅおよび洗濯水出口２１ｆの開口面積は、ほぼ同等となるように形成されている。そして、それぞれの開口が中心を合わせて直線的に連通するように構成されている。

回転筒２１ｂの回転軸２１ｇを中心とした直径Ｄ１は、洗濯水入口２１ｅおよび洗濯水出口２１ｆの最大径Ｄ２より大きく構成されている。回転する回転筒２１ｂの洗濯水に作用する遠心力は、中心から外側の内周面２１ｄに向かうほど大きくなる。したがって、回転筒２１ｂを通過する洗濯水から遠心力によって分離された異物が内周面２１ｄに近づくほど、異物はより強い遠心力で内周面２１ｄに保持される。これにより、遠心力によって分離された異物が、回転筒２１ｂを通過する洗濯水の流れに引き込まれて再度浮遊し、洗濯物５に汚れが再付着する等の不具合を防ぐことができ、洗浄力を向上させることができる。

なお、回転筒２１ｂの外面とケース２１ａの内面との隙間は、回転筒２１ｂの回転に支障が生じない範囲で、洗濯水の流通が少なくなるようにできるだけ狭く構成される。

制御部２２は、筐体２内の下部に設けられている。図４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の出力と、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の出力と、洗濯槽４の回転駆動を検知する回転検知部２５等の出力が入力される。制御部２２は、操作表示部２６により使用者が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１８、ポンプ２０、回転筒モータ２１ｃ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、すすぎ、脱水等の各工程が含まれる。

以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。洗濯運転において、洗い工程は、洗剤が溶解した洗濯水が外槽１内に給水され、洗濯槽４の回転によって叩き洗いを行いながら洗濯物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、例えば、中間脱水１、すすぎ１、中間脱水２、すすぎ２、の各工程が行われる。そして、最後に脱水工程が実行される。

まず、使用者が、筐体２の前面に設けられた扉１１を開いて開口部６から洗濯槽４に洗濯物５を投入する。次に、筐体２の前面上部に設けられている操作表示部２６の電源スイッチ（図示せず）を入れ、スタートスイッチ（図示せず）を操作して洗濯運転を開始する。

洗濯運転の開始により、制御部２２は、最初に、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を低速で回転させたとき
にモータ１０にかかるトルク量、または、モータ１０の電流値等から検知される。

制御部２２は、検知した洗濯物５の量に応じて洗い、すすぎ、脱水の各工程の時間および洗濯水の量を設定する。合わせて、洗濯物５の量に応じて予め設定された洗剤量を操作表示部２６に表示する。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の目安にしたがっ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。

制御部２２は、洗剤の投入が完了した頃を見計らって給水弁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に流入し、矢印Ｂ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。外槽１内に溜まった洗濯水は、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の底面あるいは洗濯槽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、その機械力によって叩き洗いが行われる。洗濯物５が叩き洗いされる洗濯槽４の回転数は、例えば、４５ｒ／ｍｉｎで、所定時間毎に反転し正逆回転駆動される。

制御部２２は、洗い工程を所定時間行うと、排水弁１８を開いて外槽１内の洗濯水を機外へ排水する。排水が完了した後、すすぎ工程となり、中間脱水１に続いてすすぎ１が行われる。すすぎ工程においても、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、洗濯槽４を回転させて洗濯物５のすすぎを行う。

最後に行われる脱水工程では、排水弁１８が開かれて外槽１内の洗濯水が機外へ排出された後、モータ１０により洗濯物５の入った洗濯槽４が高速に回転され、洗濯物が脱水される。脱水工程が完了すると、制御部２２は洗濯運転を終了する。

次に、遠心分離部２１において洗濯水が浄化される作用について説明する。

洗い工程において、洗濯水は、汚れ物質などのさまざまな異物を含む。例えば、汚れ物質は、砂、繊維屑、髪の毛、角質汚れなどのように水より比重が重いもの、および、皮脂に代表される脂分などのように水より軽くても、糸屑などのように水より比重が重いものに付着するものなどがある。

洗い工程において、制御部２２は、ポンプ２０を駆動して外槽１内の汚れ物質を含む洗濯水を遠心分離部２１へ循環させる。ポンプ２０が駆動されると、外槽１内の洗濯水は送水路１９を通り、遠心分離部２１に到達する。洗濯水が遠心分離部２１の回転筒２１ｂを通過する回転軸方向の流速Ｖ１は、例えば、約２〜３ｍ／ｓである。この流速Ｖ１は、上記されたように、遠心分離部２１を通過する洗浄水の単位時間当たりの体積流量を洗濯水入口２１ｅまたは洗濯水出口２１ｆの開口面積で徐した流速である。

このとき、遠心分離部２１は、回転筒モータ２１ｃが回転筒２１ｂを回転させる。そして、回転筒２１ｂは、例えば、約４０００ｒ／ｍｉｎで回転する。このため、回転筒２１ｂに流入した洗濯水は、回転筒２１ｂ内で高速の旋回流となる。回転筒２１ｂ内で旋回する旋回流において、回転筒２１ｂの内周面２１ｄ近傍の旋回方向の流速Ｖ２は、例えば、約１６ｍ／ｓ〜１７ｍ／ｓである。なお、旋回流は回転筒２１ｂの回転に引っ張られる状
態のため、内壁面２１ｄはこれよりもう少し早い速度で回転している。

このように、洗濯水は、洗濯水入口２１ｅから流入し、回転筒２１ｂ内を旋回しながら通過し、洗濯水出口２１ｆ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が、高速の旋回流による強い遠心力によって回転筒２１ｂの内周面２１ｄに向かう。このようにして、汚れ物質が送水路１９を循環する洗濯水から分離され、除去される。

一方、回転筒２１ｂの回転軸に沿った中心近傍を通過する循環流に対して、これよりも回転筒２１ｂの内周面２１ｄ側を満たす洗濯水は、高速の旋回流となって強い遠心力が作用している。これに加え、洗濯水入口２１ｅおよび洗濯水出口２１ｆが循環流で占められているため、洗濯水から分離されて回転筒２１ｂの内周面２１ｄに向かった汚れ物質は、回転筒２１ｂを通過する循環流とはほとんど交じり合うことがなく、循環流に引き込まれて戻ることがなく、洗濯水は送水路１９を循環するほど遠心分離部２１によって浄化される。

したがって、遠心分離部２１は、遠心分離中に異物を回転筒２１ｂの内周面２１ｄに保持することができるとともに、一旦遠心力によって洗濯水から分離された異物が、回転筒２１ｂを貫流する洗濯水に戻ることを防ぐことができる。これによって、汚れ物質が洗濯物５に再付着する等の不具合が防止され、洗濯機の洗浄力が向上する。

また、遠心分離部２１の回転筒２１ｂでは、洗濯水が旋回しながら下から上に向かって通過する。このとき、洗濯水に洗剤によって生じる気泡や、ポンプ２０のエアがみによって生じる気泡が回転筒２１ｂに入ってくることがある。このような場合でも、まず、水より軽い気泡は、旋回流によって回転筒２１ｂの中心部に集まり、さらに、上方へ浮上しようとする作用と、洗濯水が下から上に向かう流れとが相まって、洗濯水出口２１ｆから回転筒２１ｂ外へ容易に排出される。これによって、回転筒２１ｂ内に水より軽い気泡が留まることによって生じる回転筒２１ｂ内の水と気泡分布のアンバランスを防ぎ、回転筒２１ｂを回転させるために必要なトルクの変動を最小限に抑えることができる。また、トルク変動によって生じる回転筒２１ｂの回転数変動も防ぐことができる。また、アンバランスによる回転振動を防ぐことができるため、回転筒２１ｂをより大きく構成することができる。さらに、回転筒２１ｂ内に水より軽い気泡が留まることによって生じる回転筒２１ｂ内の流れの乱れがなくなる。これによって、流れの乱れにより一旦分離され保持された異物が洗濯水へ戻ってしまうことを防止することができる。

なお、洗濯水に含まれる汚れの内、水より比重が大きいもの（糸屑、砂、髪の毛、角質汚れなど）はもちろんのこと、水より比重が小さいもの（皮脂に代表される脂分など）については、水より比重が大きいものに付着させて分離し除去することができる。このため、洗濯水に含まれた洗濯物特有の比重が小さい汚れ物質を分離することができる。

このようにして、遠心分離部２１によって異物が取り除かれた洗濯水は、送水路１９を通って外槽１に流入し、さらに、遠心分離部２１と外槽１との間を循環して浄化が進行する。内周面２１ｄに集められた異物は、排水時に送水路１９を循環時とは逆方向に流れる洗濯水の流れに乗って、開かれた排水弁１８を通して機外へ排出される。これにより、浄化される洗濯水の一部を遠心分離中に捨てるような構成とする必要がない。

なお、洗濯水に含まれる異物の分離は、洗い工程のほか、すすぎ工程でも実行することができる。すすぎ工程で洗濯物から洗濯水に出た異物を遠心分離部２１で分離することにより、すすぎ効果を高めることができる。すすぎ時は、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も可能であり、すすぎ性能が向上する。

以上のように、本実施の形態においては、筐体２内に弾性支持された外槽１と、外槽１内に回転可能に設けられた洗濯槽４と、洗濯槽４を回転駆動するモータ１０と、外槽１内の洗浄水が循環するように設けられた送水路１９と、送水路１９に設けられ洗濯水を循環させるポンプ２０と、送水路１９に設けられ洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部２１とを備える。そして、遠心分離部２１は、洗濯水が通過するケース２１ａと、ケース２１ａ内に回転可能に設けられた中空の回転筒２１ｂと、回転筒２１ｂを回転させる駆動部２１ｃとを有し、回転筒２１ｂは、ポンプ２０により循環する洗濯水が内部を貫流するように洗濯水入口２１ｅおよび洗濯水出口２１ｆが設けられ、遠心分離部２１は、回転筒２１ｂの回転により回転筒２１ｂ内で発生する旋回流の速度が遠心分離部２１を通過する循環流の速度より高速となるように構成されたものである。

この構成により、洗濯水は、回転筒２１ｂの中心軸周りを旋回しながら循環流として遠心分離部２１を通過する。そして、循環流および循環流の外側で生成される高速の旋回流により、洗濯物５から遊離した皮脂等の比重が水より軽い汚れ、および、微細なものが含まれた異種の汚れが洗濯水から分離され、洗濯水に含まれた洗濯物特有の汚れ物質が除去されることができる。また、分離された汚れ物質は、遠心分離部２１で強い遠心力を受けるため、遠心分離部２１を通過する循環流に戻ることがない。これにより、分離された汚れ物質の洗濯物への再付着を防止して洗浄効果を高めることができる。

また、遠心分離部２１は、洗濯水が内部を下から上に向かって流れるように構成されたものである。この構成により、洗濯水に洗剤によって生じる気泡や、ポンプ２０のエアがみによって生じる気泡が回転筒２１ｂに入ってきた場合でも、洗濯水出口２１ｆから容易に回転筒２１ｂ外へ排出される。これによって、回転筒２１ｂ内に水より軽い気泡が留まることによって生じる回転筒２１ｂ内の水と気泡分布のアンバランスを防ぎ、回転数変動および回転振動を防ぐことができる。さらに、回転筒内の流れの乱れを抑制し、一旦分離され保持された異物が洗濯水へ戻ってしまうことを防止することができる。

また、次のような作用効果も奏する。例えば、洗濯によって洗濯物から洗い落されて洗濯水に出てきた汚れ物質は、一旦洗濯水から分離されたら戻ることがないため、分離された汚れ物質に対して、洗剤の界面活性剤が再び作用して消費されることを防ぐことができ、洗剤を効率的に使用して洗浄力を高めることができる。

また、汚れ物質が洗濯物に再付着することを防止することができるので、洗い工程中に洗濯水を洗濯槽４と遠心分離部２１とを循環させることが可能となり、ワンパスで洗濯水が遠心分離部２１を通過する場合と比較して、より高い洗濯水の浄化効果が得られる。

また、一般的な液体サイクロンのように、浄化する水の一部を遠心分離中に捨てる必要がない。このため、洗剤を含む洗濯水が洗濯運転中に捨てられることがなく、洗濯水を補充する手間がかからない。これにより、洗剤濃度は低下しないとともに、使用水量が増加することもなく節水性が向上し、洗濯水を浄化しながら洗濯することが可能である。また、液体サイクロンのように、流入速度に依存することなく遠心力によって除去能力を高めることができるので、大型のポンプを必要とせずに構成できる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における洗濯機の遠心分離部の拡大図である。図７は、図６におけるＦ−Ｆ断面図である。本実施の形態の特徴は、遠心分離部３１は、回転筒３１ｂと回転筒３１ｂを回転駆動する駆動部３１ｃを変速部３２を介して連結されたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

図６および図７に示されるように、遠心分離部３１は、送水路１９に設けられ洗濯水が通過するケース３１ａと、ケース３１ａ内に回転可能に設けられた中空の回転筒３１ｂと、回転筒３１ｂを回転させるモータなどの駆動部３１ｃとを有する。回転筒２１ｂは、ポンプ２０により循環する洗濯水が回転筒３１ｂの内部を貫流するように洗濯水入口３１ｅおよび洗濯水出口３１ｆが設けられている。駆動部３１ｃは、ポンプ２０により送水路１９を洗濯水が循環するのに合わせて回転筒３１ｂを回転させる。

回転筒３１ｂと駆動部３１ｃとは、変速部３２を介して連結されている。変速部３２は、回転筒３１ｂの筒回転軸３１ｇに設けられた回転軸ギア３２ａと、駆動部３１ｃの駆動回転軸３１ｈに設けられた駆動軸ギア３２ｂとで構成されている。例えば、駆動軸ギア３２ｂと回転軸ギア３２ａのギア比が２：１に設定されている場合、回転筒３１ｂの回転数が、例えば、４０００ｒ／ｍｉｎであるとき、駆動部３１ｃの回転数は半分の２０００ｒ／ｍｉｎである。

ケース３１ａと駆動部３１ｃは、支持部３３の上面に取り付けられ、支持部３３を介して筐体２内の底部に一体的に固定されている。また、回転筒３１ｂの筒回転軸３１ｇと駆動部３１ｃの駆動回転軸３１ｈとは、各々鉛直方向で平行に配置されている。

送水路１９を流れる洗濯水は、遠心分離部３１に導入され、洗濯水入口３１ｅから回転筒３１ｂ内に流入して洗濯水出口３１ｆから流出する間に、回転筒３１ｂの高速回転により旋回して遠心分離力を受ける。このようにして、洗濯水に含まれる汚れ物質などの異物を遠心力により回転筒３１ｂの内周面３１ｄに向かわせるように構成されている。本実施の形態においては、洗濯水入口３１ｅは洗濯水出口３１ｆの下方に設けられ、遠心分離部３１を通過する洗濯水は下から上に向けて流れる。

回転筒３１ｂの内周面３１ｄに内方へ突出する突出部３１ｉが設けられている。突出部３１ｉは、筒回転軸３１ｇと同方向の鉛直方向に複数（例えば、４個）設けられている。

以上のように、本実施の形態において、遠心分離部３１は、回転筒３１ｂと回転筒３１ｂを回転駆動する駆動部３１ｃが変速部３２を介して連結されたものである。これにより、駆動部３１ｃの回転数を変換して回転筒３１ｂを任意の回転数で回転させることができる。このとき、上記のようにギア比を増速設定とすれば、回転筒３１ｂ内で発生する旋回流をより高速化でき、洗濯水に作用する遠心力を強めて汚れ物質の分離効果を高めることができる。

また、遠心分離部３１は、回転筒３１ｂの筒回転軸３１ｇと駆動部３１ｃの駆動回転軸３１ｈが平行に配置され、ケース３１ａと駆動部３１ｃが一体に構成されたものである。これにより、駆動部３１ｃの回転動作を回転筒３１ｂに的確に伝達することができ、回転筒３１ｂの高速回転動作を安定して行うことができる。

また、遠心分離部３１は、回転筒３１ｂの内周面３１ｄに内方へ突出する突出部３１ｉが設けられたものであり、回転筒３１ｂの回転動作が洗濯水に伝達される際の伝達ロスを少なくし、回転筒３１ｂと旋回流との速度差を小さくすることができる。そして、回転筒３１ｂ内で発生する旋回流の高速化により、洗濯水に作用する遠心力を強めて汚れ物質の分離効果を高めることができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯で汚れた洗濯水から汚れ物質などの異物を分離して浄化することができ、分離された汚れ物質の洗濯物への再付着を抑えて洗浄効
果を高めることができるので、洗濯機として有用である。

１外槽
２筐体
４洗濯槽
１０モータ
１９送水路
２０ポンプ
２１、３１遠心分離部
２１ａ、３１ａケース
２１ｂ、３１ｂ回転筒
２１ｃ回転筒モータ（駆動部）
２１ｅ、３１ｅ洗濯水入口
２１ｆ、３１ｆ洗濯水出口
３１ｃ駆動部
３１ｇ筒回転軸
３１ｈモータ回転軸
３１ｉ突出部
３２変速部

Claims

筐体内に弾性支持された外槽と、
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モータと、
前記外槽内の洗浄水が循環するように設けられた送水路と、
前記送水路に設けられ洗濯水を循環させるポンプと、
前記送水路に設けられ洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離部とを備え、
前記遠心分離部は、前記送水路に設けられ洗濯水が通過するケースと、前記ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、前記回転筒を回転させる駆動部とを有し、
前記回転筒は、前記ポンプにより循環する洗濯水が内部を貫流するように洗濯水入口および洗濯水出口が設けられ、
前記洗濯水出口の開口は、前記送水路の開口面積とほぼ同等となるように形成され、それぞれの開口が中心を合わせて直線的に連通するように構成され、
前記遠心分離部を通過する洗浄水の単位時間当たりの体積流量を洗濯水入口または洗濯水出口の開口面積で徐した流速のうち大きい方を速度Ｖ１と定義するとともに、前記回転筒の内周面近傍の旋回方向の流速、または前記回転筒の内周面の旋回速度を速度Ｖ２と定義したとき、
前記ポンプおよび前記駆動部は、前記異物を分離するとき、前記速度Ｖ２＞前記速度Ｖ１となるように制御される洗濯機。
前記遠心分離部は、洗濯水が内部を下から上に向かって流れるように構成された請求項１記載の洗濯機。
前記遠心分離部は、前記回転筒と前記駆動部とが変速部を介して連結された請求項１または２記載の洗濯機。
前記遠心分離部は、前記回転筒の回転軸と前記駆動部の回転軸とが平行に配置され、前記ケースと前記駆動部とが一体に構成された請求項３記載の洗濯機。
前記遠心分離部は、前記回転筒の内周面に内方へ突出する突出部が設けられた請求項１〜
４のいずれか１項に記載の洗濯機。