(57)【要約】【課題】水路を流れる液体に含まれる異物を効果的に分離する。【解決手段】水路１９ａ、１９ｂを流れる液体に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置２０であって、水路１９ａ、１９ｂに連通接続されたケース２１と、ケース２１内に回転可能に設けられた回転筒２２と、回転筒２２内に水路１９ａから液体を流入させる液体入口２２ａと、回転筒２２内から水路１９ｂへ液体を流出させる液体出口２２ｂと、回転筒２２を回転駆動する筒モータ２３とを備える。回転筒２２の回転中心部に、回転筒２２内を通過する液体の流れを回転筒２２の内周面２２ｃ側へ変位させる凸部２６を設ける。【選択図】図３
2020199147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路に設けられ、前記水路を流れる液体に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置であって、
前記水路に連通接続されたケースと、
前記ケース内に回転可能に設けられた回転筒と、
前記回転筒内に前記水路から前記液体を流入させる液体入口と、
前記回転筒内から前記水路へ前記液体を流出させる液体出口と、
前記回転筒を回転駆動する筒モータと、を備え、
前記回転筒の回転中心部に、前記回転筒内を通過する液体の流れを前記回転筒の内周面側へ変位させる凸部が設けられた遠心分離装置。
【請求項２】
前記回転筒と前記筒モータとは、前記筒モータのシャフトを前記凸部に固着して連結された請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項３】
前記凸部の外周面に、前記回転筒の内周面に向かって放射状に突出するリブが設けられた請求項１または２に記載の遠心分離装置。
【請求項４】
前記凸部は、前記回転筒内を通過する液体の流入側または流出側の少なくともいずれか一方に設けられた請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠心分離装置。
【請求項５】
前記凸部は、前記回転筒内を通過する液体の流入側から流出側へ連続的に設けられた請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠心分離装置。
【請求項６】
被洗浄物と前記液体である洗濯水とを収容する洗濯槽と、
前記洗濯槽内の前記洗濯水を循環させる前記水路と、
前記水路に設けられ、前記洗濯水を循環させるポンプ部と、
前記水路に設けられ、前記水路を流れる前記洗濯水に含まれる前記異物を遠心分離する請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠心分離装置と、を備えた洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水路を流れる液体に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置、および、遠心分離装置を備えた洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離装置を洗濯機に搭載した例として、洗濯中に洗濯物から遊離した汚れ等の異物を、遠心分離装置によって、洗濯水から分離して洗濯水を浄化することが考えられている。これによって、分離された汚れ等が洗濯物へ再付着することを抑えることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１１は、特許文献１に記載された、従来の洗濯機に搭載された遠心分離装置の要部断面図である。図１１に示されるように、遠心分離装置５１は、洗濯槽内の洗濯水を循環させる水路５２に設けられている。遠心分離装置５１は、洗濯槽（図示せず）内の洗濯水に含まれる異物を分離する。そのために、遠心分離装置５１は、水路５２に連通接続された円筒状のケース５３と、ケース５３内に回転可能に設けられた円筒状の回転筒５４と、回転筒５４を回転駆動する筒モータ５５と、を有している。
【０００４】
水路５２を流れる洗濯水は回転筒５４の中を通過する。洗濯水は、回転筒５４の下部に設けられた洗濯水入口５６から回転筒５４内に流入し、回転筒５４の上部に設けられた洗濯水出口５７から流出する。ここで、回転筒５４の洗濯水出口５７側に、ポンプを構成するポンプ羽根５８が回転筒５４と一体的に形成されている。そして、回転筒５４とポンプ羽根５８とは、筒モータ５５によって一体で回転する。なお、洗濯水入口５６と洗濯水出口５７とは、回転筒５４の回転軸５９を中心として設けられている。
【０００５】
筒モータ５５が駆動されると、回転筒５４とポンプ羽根５８とが回転する。これによって、水路５２に設けられた遠心分離装置５１を通して、洗濯槽内の洗濯水を循環させる。このとき、洗濯運転により洗濯物から遊離した汚れ等の異物は、遠心分離装置５１を通過する際に、回転筒５４の高速回転による遠心力を受ける。したがって、異物は分離され洗濯水が浄化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−１８３２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、洗濯水入口５６と洗濯水出口５７とは、回転筒５４の回転軸５９を中心として設けられており、高速で回転する回転筒５４の中心付近を洗濯水は通過する。そのため、洗濯水に含まれる異物に遠心力が十分に作用しない場合がある。すなわち、異物を洗濯水から効果的に分離することができない場合がある。そのために、遠心分離装置５１を通過した洗濯水が汚れ物質を含んで洗濯槽へ循環すると、洗濯槽内の洗濯物に汚れ物質が再付着する場合があるという課題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水路を流れる液体に含まれる異物を効果的に分離することができる遠心分離装置、および、遠心分離装置を備えた洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、水路に設けられ、水路を流れる液体に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置であって、水路に連通接続されたケースと、ケース内に回転可能に設けられた回転筒と、回転筒内に水路から液体を流入させる液体入口と、回転筒内から水路へ液体を流出させる液体出口と、回転筒を回転駆動する筒モータとを備え、回転筒の回転中心部に、回転筒内を通過する液体の流れを回転筒の内周面側へ変位させる凸部が設けられたものである。
【００１０】
これによって、回転筒内を通過する液体（異物を含む）は、回転筒の回転中心部に設けられた凸部により外側へ変位し、回転筒の回転軸から外側へ離れて流れる。すなわち、回転筒の回転で生成される旋回流による遠心力を、回転筒内を通過する液体に対して、強く作用させることができる。したがって、液体に含まれる異物を効果的に分離できる遠心分離装置を実現することができる。
【００１１】
また、前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、被洗浄物と液体である洗濯水とを収容する洗濯槽と、洗濯槽内の洗濯水を循環させる水路と、水路に設けられ、洗濯水を循環させるポンプ部と、水路に設けられ、水路を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する上記の遠心分離装置とを備えたものである。
【００１２】
これにより、洗濯水（液体）に含まれる汚れ物質等の異物は、遠心分離装置において効果的に分離され、汚れ物質等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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の遠心分離装置、および、遠心分離装置を備えた洗濯機は、液体から異物を効果的に分離して浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１における遠心分離装置を備えた洗濯機の概略構成図
【図２】実施の形態１における遠心分離装置の斜視図
【図３】実施の形態１における遠心分離装置の要部断面図
【図４】図３のＤ−Ｄ断面図
【図５】図３のＥ−Ｅ断面図
【図６】実施の形態１における遠心分離装置を備えた洗濯機のブロック構成図
【図７】実施の形態２における遠心分離装置の要部断面図
【図８】実施の形態３における遠心分離装置の要部断面図
【図９】実施の形態４における遠心分離装置の要部断面図
【図１０】図９のＦ−Ｆ断面図
【図１１】従来の遠心分離装置の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、水路に設けられ、水路を流れる液体に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置であって、水路に連通接続されたケースと、ケース内に回転可能に設けられた回転筒と、回転筒内に水路から液体を流入させる液体入口と、回転筒内から水路へ液体を流出させる液体出口と、回転筒を回転駆動する筒モータとを備え、回転筒の回転中心部に、回転筒内を通過する液体の流れを回転筒の内周面側へ変位させる凸部が設けられたものである。
【００１６】
これにより、回転筒内を通過する液体は、回転筒の回転中心部に設けられた凸部によって回転筒の回転中心から外側へ変位し、液体が回転筒の回転軸から離れて流れる。すなわ
ち、液体に対して、回転筒の回転で生成される旋回流による遠心力を強く作用させることができる。したがって、液体に含まれる異物を効果的に分離できる遠心分離装置を実現することができる。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明の遠心分離装置において、回転筒と筒モータとは、筒モータのシャフトを凸部に固着して連結されたものである。
【００１８】
これにより、筒モータによる回転駆動は、回転筒の回転中心部に設けられている凸部を介して液体に伝達される。
【００１９】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の遠心分離装置において、凸部の外周面に、回転筒の内周面に向かって放射状に突出するリブが設けられたものである。
【００２０】
これにより、回転筒内を凸部に沿って流れる液体がリブによって旋回方向へ撹拌される。そして、回転筒の回転との相乗作用で、回転筒内を通過する液体に対して、強い旋回流を発生させることができる。その結果、回転筒内を通過する液体に作用する遠心力を強めることができる。したがって、液体が遠心分離装置を通過する際に、液体に含まれる異物を効果的に分離することができる。
【００２１】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の遠心分離装置において、凸部は、回転筒内を通過する液体の流入側または流出側の少なくともいずれか一方に設けられたものである。
【００２２】
これにより、回転筒内を通過する液体は、凸部により回転軸から外側へ離れた位置を流れるため、液体に含まれる異物に対して遠心力を作用させることができる。
【００２３】
第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の遠心分離装置において、凸部は、回転筒内を通過する液体の流入側から流出側へ連続的に設けられたものである。
【００２４】
これにより、液体入口から回転筒内に流入した液体は、液体出口に至るまで凸部に沿って回転軸から外側へ離れた位置を流れるため、液体に含まれる異物に対して遠心力を作用させることができる。
【００２５】
第６の発明は、被洗浄物と液体である洗濯水とを収容する洗濯槽と、洗濯槽内の洗濯水を循環させる水路と、水路に設けられ、洗濯水を循環させるポンプ部と、水路に設けられ、水路を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する第１〜第５のいずれか１つの発明の遠心分離装置と、を備えた洗濯機である。
【００２６】
これにより、洗濯水（液体）に含まれる汚れ物質等の異物を、遠心分離装置によって効果的に分離する洗濯機を実現できる。そして、汚れ物質等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。
【００２７】
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。
【００２８】
（実施の形態１）
本発明の遠心分離装置として、洗濯機に活用する例を説明する。なお、遠心分離装置は洗濯機に限らず、水路を流れる液体に含まれる異物を分離する装置に活用できる。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態１における遠心分離装置を備えた洗濯機の概略構成図であ
る。図１に示されるように、洗濯機は、被洗浄物と液体である洗濯水を収容する洗濯槽として、外槽１と、外槽１内に回転可能に設けられた回転槽４とを有する。外槽１は有底筒状に構成され、洗濯機の外枠を構成する筐体２の内部において、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。回転槽４は有底筒状に構成され、外槽１内に配設されている。洗濯機の前面側（図１左方向）には、被洗浄物である衣類等の繊維製品（以下、洗濯物５という）を出し入れする投入口６が設けられている。
【００３０】
回転槽４は、槽回転軸７を中心として回転可能に設けられ洗濯物５を収容する。回転槽４の周壁面には、内方へ突出させた複数（例えば、３個）のバッフル８と、多数の小孔９とが設けられている。また、外槽１内と回転槽４内とは、小孔９を通して連通している。外槽１と回転槽４と槽回転軸７とは、水平に対して角度θ（例えば、２０°）前上がり（図１左上方向）に傾けて配設されている。
【００３１】
回転槽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構成される。そして、後述する制御部３１のインバータ制御によって、モータ１０は回転速度が自在に変化させることができるように構成されている。
【００３２】
筐体２の前面には、略円形状に形成された扉１１が設けられる。使用者は、扉１１と投入口６とを開閉することによって、回転槽４内に洗濯物５を出し入れする。外槽１の開口部１ａは、投入口６と対向して形成される。また、伸縮自在な蛇腹状のパッキン１２によって、開口部１ａと筐体２とは気密構成を確保して連結されている。
【００３３】
給水口１３は、筐体２の後面上部に設けられ、洗濯水を供給する。給水口１３は、水道の蛇口１３ａと接続されている。したがって、洗濯水は給水口１３から給水される水道水である。また、給水弁１４と洗剤ケース１５が給水口１３の下流側に設けられている。給水弁１４は、制御部３１によって開閉駆動され、洗濯水の給水および停止を行う。
【００３４】
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から給水された洗濯水は、矢印Ｂで示されるように、洗剤ケース１５に流入する。そして、洗濯水は、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。
【００３５】
また、洗濯水を排出する排水口１６が外槽１の底部に設けられている。排水口には、排水路１７が連結されている。開閉自在な排水弁１８が、排水路１７に設けられている。排水弁１８は、制御部３１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。
【００３６】
水路１９は、一端が排水口１６と連通する排水路１７に接続され、他端は、外槽１の前寄りの下部に連通接続されている。ここで、水路１９は、外槽１外の下方で前後方向に形成されている。また、水路１９は、外槽１の下方に設けられた遠心分離装置２０と連通接続されている。また、水路１９は、水路１９ａおよび水路１９ｂを有している。そして、水路１９ａを介して、外槽１内の洗濯水が遠心分離装置２０へ流入する。また、水路１９ｂを介して、遠心分離装置２０を通過した洗濯水が外槽１内へ流出する。
【００３７】
洗濯水は、排水口１６から排水路１７を経由して水路１９を流れた後、遠心分離装置２０を通過する。そして、洗濯水が遠心分離装置２０を通過する際に、以下に説明するように、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、洗濯水に投入された洗剤に含まれる水軟化剤等が含まれる。
【００３８】
図２は、本実施の形態１における遠心分離装置の斜視図である。図３は、本実施の形態１における遠心分離装置の要部断面図である。図４は、図３のＤ−Ｄ断面図である。図５は、図３のＥ−Ｅ断面図である。
【００３９】
遠心分離装置２０は、水路１９を流れる液体に含まれる異物を遠心分離するものである。遠心分離装置２０は、水路１９に連通接続されたケース２１と、ケース２１内に回転可能に設けられた中空の回転筒２２と、回転筒２２を回転駆動する筒モータ２３とを有している。
【００４０】
回転筒２２には、水路１９ａから回転筒２２内に液体を流入させる液体入口２２ａと、回転筒２２内から水路１９ｂへ液体を流出させる液体出口２２ｂとが設けられている。また、回転筒２２は、円筒状の内周面２２ｃを有している。
【００４１】
本実施の形態１における遠心分離装置２０は、洗濯機に搭載されていることから、液体を洗濯水、液体入口２２ａを洗濯水入口２２ａ、液体出口２２ｂを洗濯水出口２２ｂとして説明する。つまり、液体は、洗濯物５を洗う洗濯水である。洗濯水は、洗剤を含んだ水（例えば、水道水）、洗剤を含まない水、すすぎ動作時のすすぎ水等を含む。
【００４２】
遠心分離装置２０は、回転筒２２内を通過する洗濯水の流入側に、接続部である旋回流生成部２４が設けられている。旋回流生成部２４は、水路１９ａとケース２１とを連通接続する。また、旋回流生成部２４は、接続部出口２４ａが、回転筒２２の洗濯水入口２２ａに対向して設けられている。
【００４３】
水路１９ａは、旋回流生成部２４の側方に偏って連通接続されている。すなわち、旋回流生成部２４は、水路１９ａを流れてきた洗濯水に対して、旋回流を生成させる。旋回流生成部２４において旋回成分が付与された洗濯水は、接続部出口２４ａから流出し、洗濯水入口２２ａから回転筒２２内に流入する。
【００４４】
回転筒２２の回転軸２２ｄは、鉛直方向に設定されている。また、接続部出口２４ａと洗濯水入口２２ａおよび洗濯水出口２２ｂは、各々の中央部を回転筒２２の回転軸２２ｄが通るように同心円状に形成されている。ここで、接続部出口２４ａの直径ｄ１は、洗濯水入口２２ａの直径ｄ２以下に設定されており、ｄ１≦ｄ２である。また、接続部出口２４ａの直径ｄ１は、洗濯水出口２２ｂの直径ｄ３以上に設定されており、ｄ１≧ｄ３である。
【００４５】
外槽１内の洗濯水は、水路１９ａから接続部出口２４ａを通り、回転筒２２底面の中央部に設けられた洗濯水入口２２ａから、回転筒２２内に抵抗なく流入する。回転筒２２内に流入した洗濯水は、回転筒２２の上部に設けられた洗濯水出口２２ｂから水路１９ｂへ流出する。
【００４６】
ここで、接続部出口２４ａおよび洗濯水入口２２ａが洗濯水出口２２ｂの下方にあるため、遠心分離装置２０を通過する洗濯水は、回転筒２２内を回転軸２２ｄ方向へ下方から上方に向かって流れるように構成されている。なお、遠心分離装置２０は、洗濯水の流れ方向が垂直方向となるように設置されるほか、水平方向や斜め方向へ流れるように設置されてもよい。
【００４７】
筒モータ２３は、回転筒２２を、例えば、約４０００ｒｐｍの高速で回転するように設定されている。これにより、回転筒２２内に導入された洗濯水が回転筒２２内で旋回し、高速の旋回流が発生する。洗濯水は、回転筒２２内を通過する間に、回転筒２２の回転に
より遠心力を受ける。これにより、洗濯水に含まれた異物は遠心分離され、回転筒２２の内周面２２ｃに向かって集積される。
【００４８】
遠心分離装置２０は、ポンプ室２５が、ケース２１を通過する洗濯水の流出側に設けられている。ポンプ室２５には、回転筒２２と一体的に形成されたポンプ部であるポンプ羽根２５ａが配設されている。水路１９ｂは、ポンプ羽根２５ａの回転中心から側方に偏ってポンプ室２５に連通接続されている。
【００４９】
筒モータ２３の駆動により、回転筒２２とポンプ羽根２５ａとが回転する。ポンプ羽根２５ａによるポンプ作用によって、外槽１内の洗濯水は、外槽１外の下方に形成された水路１９を流れて遠心分離装置２０を通過する。これによって、洗濯水は、図１の矢印Ｃで示されるように循環する。このとき、水路１９を流れる洗濯水の流速は、ポンプの能力によって設定可能である。ポンプの能力は、ポンプ羽根２５ａの回転数に加え、ポンプ羽根２５ａの枚数（本実施の形態１では、８枚）や、形状等によって設定することができる。
【００５０】
これにより、洗濯水は水路１９を流れて、遠心分離装置２０と外槽１との間を循環する。洗濯水が遠心分離装置２０を通過する循環流の流速をＶ１とし、洗濯水が回転筒２２内で旋回する旋回流の流速をＶ２としたとき、旋回流の流速Ｖ２が循環流の流速Ｖ１より高速となるように、すなわち、Ｖ２＞Ｖ１に設定されている。
【００５１】
ここで、回転筒２２内の回転中心部に凸部２６が設けられている。凸部２６は、洗濯水出口２２ｂに円柱状に形成されており、洗濯水入口２２ａに向かって回転軸２２ｄ方向へ延設されている。回転筒２２と筒モータ２３は、回転筒２２の凸部２６に筒モータ２３のシャフト２３ａを固着して連結されている。具体的には、凸部２６の中心部に設けられた孔にシャフト２３ａが挿入されている。これにより、洗濯水入口２２ａから回転筒２２内に流入した洗濯水は、凸部２６によって回転筒２２の回転中心から内周面２２ｃ側へ変位して流れることで、遠心力を受けやすくしている。
【００５２】
回転筒２２の回転軸２２ｄを中心とした内周面２２ｃの直径は、洗濯水入口２２ａおよび洗濯水出口２２ｂの最大径より大きく構成されており、回転筒２２の回転軸２２ｄである回転中心から内周面２２ｃに向かうほど遠心力は強まる。
【００５３】
したがって、回転筒２２内を通過する洗濯水から遠心力によって分離された異物は、回転筒２２の内周面２２ｃに近づくほど、異物はより強い遠心力で内周面２２ｃに保持される。遠心力によって分離された異物は、回転筒２２内を通過する洗濯水の循環流に引き込まれることがなく、洗濯物５に汚れが再付着することを抑えることができ、洗浄力を向上させることができる。
【００５４】
制御部３１は、筐体２内の下部に設けられている。図６は、本実施の形態１における遠心分離装置を備えた洗濯機のブロック構成図である。制御部３１には、回転槽４に投入された洗濯物５の量を検知する布量検知部３２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３３の出力と、回転槽４の回転駆動を検知する回転検知部３４の出力等が入力される。
【００５５】
制御部３１は、操作表示部３５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、筒モータ２３等の駆動を制御し、洗濯運転を実行する。洗濯運転には、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程等の各工程が含まれる。
【００５６】
以上のように構成された遠心分離装置を備えた洗濯機について、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、洗剤の溶解した洗濯水が外槽１内に給水され
、回転槽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る。すすぎ工程では、例えば、第一の中間脱水動作、第一のすすぎ動作、第二の中間脱水動作、第二のすすぎ動作の各動作が行われる。そして、すすぎ工程に続いて、洗濯運転の最後である脱水工程が実行される。
【００５７】
以下に、洗濯運転の詳細を説明する。まず、洗濯運転のはじめに、使用者は、筐体２の前面に設けられた扉１１を開いて投入口６から回転槽４内に洗濯物５を投入する。次に、使用者は、筐体２の前面上部に設けられている操作表示部３５の電源スイッチ（図示せず）を入れ、洗濯コースを設定する。その後、使用者は、操作表示部３５のスタートスイッチ（図示せず）を操作して洗濯運転を開始する。
【００５８】
洗濯運転の開始により、制御部３１は、最初に、回転槽４内に投入された洗濯物５の量を布量検知部３２によって検知する。洗濯物５の量は、回転槽４を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。
【００５９】
制御部３１は、検知した洗濯物５の量に応じて、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程等の各工程の時間および洗濯水の量を設定する。併せて、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３５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３５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。
【００６０】
制御部３１は、洗い工程において、給水弁１４を開き、洗濯水を給水口１３から洗剤ケース１５に流入させる。流入した洗濯水は、図１の矢印Ｂで示されるように、投入されている洗剤を溶かしながら外槽１へと給水される。外槽１内の底部に溜まった洗濯水は、小孔９から回転槽４内に流入する。外槽１内に溜まった洗濯水の量は、水量検知部３３で検知される。制御部３１は、外槽１に溜まった洗濯水の量が、洗濯物５の量に応じて予め設定された所定量に達すると、給水弁１４を閉じて給水を止める。
【００６１】
以上の給水が完了すると、制御部３１は、モータ１０によって回転槽４を回転させる。回転槽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、回転槽４の底面あるいは回転槽４の底に溜まっている洗濯物５に叩きつけられる。洗剤による化学力と併せて、この機械力によって叩き洗いが行われる。洗濯物５を叩き洗いするときの回転槽４の回転数は、例えば、４５ｒｐｍである。制御部３１は、所定時間毎（例えば、数分間毎）に回転槽４を反転させて正逆回転駆動する。
【００６２】
上述の洗い工程において、制御部３１は、筒モータ２３を駆動する。これによって、回転筒２２とポンプ羽根２５ａが回転し、ポンプ羽根２５ａによるポンプ作用が発生する。その結果、外槽１内の洗濯水は、水路１９ａを通って遠心分離装置２０の接続部である旋回流生成部２４に流入する。
【００６３】
洗濯水は、水路１９ａから旋回流生成部２４に流入し、旋回成分が付与される。その後、洗濯水は、接続部出口２４ａを通って洗濯水入口２２ａから回転筒２２内に流入する。このとき、回転筒２２は筒モータ２３により高速で回転しているため、回転筒２２内に導入された洗濯水は、回転筒２２内で高速の旋回流が発生する。
【００６４】
洗濯水は、洗濯水入口２２ａから導入されて回転筒２２内を通過し、洗濯水出口２２ｂから流出する。この際に、洗濯水に含まれる、洗濯水よりも比重の重い異物は、高速の旋回流による強い遠心力によって回転筒２２の内周面２２ｃに向かう。
【００６５】
また、洗濯水は、洗濯水入口２２ａから回転筒２２内に流入する際に、回転筒２２の回
転中心部に設けられた凸部２６により、回転軸２２ｄの外側、つまり、回転筒２２の内周面２２ｃ側へ変位して流れる。これによって、洗濯水に含まれる異物は、回転筒２２の回転中心部を通過するときと比べて、強い遠心力を受けて回転筒２２の内周面２２ｃに向かい、洗濯水から分離される。
【００６６】
以上のように、遠心分離装置２０で生成される高速の旋回流により、洗濯水に含まれる汚れ物質の内、水より比重が重いもの（砂、髪の毛、角質汚れなど）を分離させて洗濯水から除去することができる。また、水より比重が軽いもの（皮脂に代表される脂分など）でも、水より比重が重いもの（糸屑など）に付着したものは、分離させて洗濯水から除去することができる。すなわち、洗濯水に含まれた洗濯物特有の微細な汚れ物質を分離することができる。
【００６７】
回転筒２２内を通過する循環流よりも回転筒２２の内周面２２ｃ側にあって、回転筒２２を満たす洗濯水は、回転筒２２の唯一の洗濯水入口２２ａおよび洗濯水出口２２ｂが循環流で占められている。加えて、回転筒２２内の洗濯水に、高速の旋回流により回転筒２２の内周面２２ｃに向かって強い遠心力が作用している。
【００６８】
したがって、遠心力によって洗濯水から分離され、回転筒２２の内周面２２ｃに向かう汚れ物質は、遠心分離装置２０で強い遠心力を受ける。このため、分離された汚れ物質は、遠心分離装置２０を通過する循環流に引き込まれて外槽１内に戻ることがない。すなわち、分離した汚れ物質が洗濯物５へ再付着することを抑えることができる。
【００６９】
回転筒２２内で汚れ物質が分離された洗濯水は、洗濯水出口２２ｂからポンプ室２５へ流出する。そして、ポンプ室２５に流入した洗濯水は、ポンプ羽根２５ａによるポンプ作用によって、水路１９ｂを通って外槽１に流入する。このように、外槽１内の洗濯水は、遠心分離装置２０が具備するポンプ機能により、水路１９を通して遠心分離装置２０との間で循環し、洗濯水の浄化が進行する。
【００７０】
ここで、遠心分離装置２０は、ポンプ作用を有するポンプ羽根２５ａが回転筒２２と一体的に設けられている。そのため、制御部３１は、回転筒２２を回転させて、遠心分離装置２０と外槽１との間で洗濯水の循環を行う。したがって、遠心分離装置２０と別異に洗濯水循環用のポンプを設ける必要がなく、構成を簡略にすることができる。
【００７１】
排水時は、制御部３１は、排水弁１８を開く。洗濯水は、水路１９を循環する方向と逆方向に流れる。また、回転筒２２の内周面２２ｃに集められた異物は、この洗濯水の流れに乗り、排水弁１８を通して機外へ排出される。以上のように、制御部３１は、叩き洗いを所定時間行った後、排水弁１８を通して外槽１内の洗濯水を排出する。
【００７２】
洗い工程後のすすぎ工程においても、洗い工程と同様に、制御部３１は、外槽１内に所定量の洗濯水を給水し、回転槽４を正逆回転させる。これによって、洗濯物５のすすぎが行われる。すすぎ工程後に行われる脱水工程では、制御部３１は、排水弁１８を開いて外槽１内の洗濯水を機外へ排出する。そして、制御部３１は、モータ１０により洗濯物５の入った回転槽４を高速回転させて脱水する。以上のように、制御部３１は、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程を行って洗濯運転を終了する。
【００７３】
洗濯運転の洗い工程、すすぎ工程、脱水工程において、回転槽４の回転による振動によって外槽１全体の振動が生じる。この振動は、サスペンション機構３により吸収されて筐体２の振動は抑制される。
【００７４】
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。すすぎ工程において、洗濯物５から洗濯水に出た異物を遠心分離装置２０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が可能であり、すすぎ性能が向上する。
【００７５】
以上のように、本実施の形態１の遠心分離装置２０は、水路１９に設けられ、水路１９を流れる液体（洗濯水）に含まれる異物を遠心分離するものであって、水路１９に連通接続されたケース２１と、ケース２１内に回転可能に設けられた回転筒２２と、回転筒２２内に水路１９ａから液体を流入させる液体入口２２ａ（洗濯水入口）と、回転筒２２内から水路１９ｂへ液体を流出させる液体出口２２ｂ（洗濯水出口）と、回転筒２２を回転駆動する筒モータ２３とを備え、回転筒２２の回転中心部に、回転筒２２内を通過する液体の流れを回転筒２２の内周面２２ｃ側へ変位させる凸部２６が設けられたものである。
【００７６】
これにより、回転筒２２内を通過する液体は、回転筒２２の回転中心部に設けられた凸部２６によって、回転筒２２の回転中心から外側へ変位し、液体が回転軸２２ｄから離れて流れる。すわなち、液体に対して回転筒２２の回転で生成される旋回流による遠心力を強く作用させることができる。したがって、液体に含まれる異物を効果的に分離できる遠心分離装置を実現することができる。
【００７７】
また、回転筒２２と筒モータ２３は、筒モータ２３のシャフト２３ａを凸部２６に固着して連結されたものである。
【００７８】
これにより、筒モータ２３の動力は、回転筒２２の回転中心部に設けられている凸部２６を介して伝達される。なお、凸部２６内に筒モータ２３のシャフト２３ａを配設して連結された場合は、凸部２６の外径が必然的に太くなり、液体は、凸部２６の外周面に沿って回転軸２２ｄから外側へ離れた位置を流れる。そのため、液体に含まれる異物に対して作用する遠心力を強めることができ、遠心分離装置２０を小型化することができる。
【００７９】
また、凸部２６は、回転筒２２内を通過する液体の流出側に設けられたものである。
【００８０】
これにより、回転筒２２内を通過する液体は、凸部２６により回転軸２２ｄから外側へ離れた位置を流れるため、液体に含まれる異物に対して遠心力を作用させることができる。
【００８１】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における遠心分離装置の要部断面図である。本実施の形態２の特徴は、凸部２６が、回転筒２２内を通過する液体の流入側に設けられたものである。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。
【００８２】
図７に示されるように、凸部２６は、洗濯水入口２２ａ（液体入口）の中心部に内方へ円柱状に形成される。また、凸部２６は、洗濯水出口２２ｂ（液体出口）に向かって回転軸２２ｄ方向へ延設されている。したがって、凸部２６によって、洗濯水（液体）は、洗濯水入口２２ａから凸部２６の外側を通って回転筒２２内に流入し、回転筒２２の回転中心から内周面２２ｃ側へ変位して流れる。
【００８３】
これにより、洗濯水は、回転筒２２の回転中心から離れて回転筒２２内に流入する。洗濯水に含まれる異物は、回転筒２２の回転中心部を通過するときと比べて、強い遠心力を受けて回転筒２２の内周面２２ｃに向かい、洗濯水から分離される。すなわち、洗濯水に含まれる異物に対して遠心力を作用させることができる。
【００８４】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における遠心分離装置の要部断面図である。本実施の形態３の特徴は、凸部２６が、回転筒２２内を通過する液体の流入側から流出側へ連続的に設けられたものである。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。
【００８５】
図８に示されるように、凸部２６は、回転筒２２の中心部に円柱状に形成され、洗濯水入口２２ａ（液体入口）から洗濯水出口２２ｂ（液体出口）まで連続的に設けられている。
【００８６】
これにより、洗濯水は、洗濯水入口２２ａから回転筒２２内に流入し、洗濯水出口２２ｂに至るまで凸部２６に沿って回転軸２２ｄから外側へ離れた位置を流れる。洗濯水に含まれる異物は、回転筒２２の回転中心部を通過するときと比べて、強い遠心力を受けて回転筒２２の内周面２２ｃに向かい、洗濯水から分離される。すなわち、洗濯水に含まれる異物に対して遠心力を作用させることができる。
【００８７】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４における遠心分離装置の要部断面図である。図１０は、図９のＦ−Ｆ断面図である。本実施の形態４の特徴は、リブ２６ａを、凸部２６の外周面に設けたことである。リブ２６ａは、回転筒２２の内周面２２ｃに向かって放射状に突出するように設けられる。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。
【００８８】
図９および図１０に示されるように、凸部２６は、回転筒２２と一体的に構成され、回転筒２２内の回転中心部に設けられている。凸部２６は、洗濯水出口２２ｂ（液体出口）に円柱状に形成されており、洗濯水入口２２ａ（液体入口）に向かって回転軸２２ｄ方向へ延設されている。回転筒２２と筒モータ２３は、回転筒２２の凸部２６に筒モータ２３のシャフト２３ａを挿入して連結されている。
【００８９】
リブ２６ａは、凸部２６の外周面に複数（例えば、６個）設けられている。リブ２６ａは、回転筒２２の内周面２２ｃに向かって放射状に突出し、凸部２６の外周面に沿って、回転軸２２ｄ方向へ細長く形成されている。
【００９０】
これにより、回転筒２２内を凸部２６に沿って流れる洗濯水は、リブ２６ａによって旋回方向へ撹拌される。そして、回転筒２２の高速回転との相乗作用で、回転筒２２内を通過する洗濯水に対して、強い旋回流を発生させ、回転筒２２内を通過する洗濯水に作用する遠心力を強めることができる。したがって、洗濯水が遠心分離装置２０を通過する際に、洗濯水に含まれる異物を効果的に分離することができる。
【００９１】
以上のように、本実施の形態１〜４において、遠心分離装置、および、その遠心分離装置を備えた洗濯機を説明した。すわなち、洗濯機は、被洗浄物と液体である洗濯水とを収容する洗濯槽（外槽１および洗濯槽４）と、洗濯槽内の洗濯水を循環させる水路１９と、水路１９に設けられ、洗濯水を循環させるポンプ部２５ａと、水路１９に設けられ、水路１９を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する実施の形態１〜４のいずれかに記載の遠心分離装置２０を備えたものである。
【００９２】
これにより、洗濯水に含まれる洗濯物５から遊離した汚れ物質等の異物を、遠心分離装置２０によって効果的に分離する洗濯機が実現できる。そして、汚れ物質等の洗濯物５への再付着を抑えて洗浄効果を高めることができる。
【００９３】
なお、洗濯機のポンプ部は、上記実施の形態において、回転筒２２と一体に設けたが、水路１９に循環用のポンプ（図示せず）を別に設けてもよい。また、凸部２６は、筒モータ２３のシャフト２３ａのみで構成されてもよい。また、凸部２６は、円柱状でなく円錐状に設けてもよい。これによって、液体が回転筒２２内を通過する際に、液体の流れを回転筒２２の内周面側へよりスムーズに変位させることができる。
【００９４】
また、本実施の形態においては、遠心分離装置を洗濯機に活用する例について説明したが、これに限るものではない。遠心分離装置は液体から異物を分離し浄化する装置として活用できる。
【００９５】
また、本実施の形態においては、洗濯機の一例として、ドラム式洗濯機について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、洗浄水を用いて洗濯物を洗浄する洗濯機であればよい。すなわち、ドラム式洗濯機のように叩き洗いをする構成、縦型洗濯機のように撹拌洗浄をする構成、または、収納ケース内で押し洗い、もしくは、シャワー洗浄をする構成等の、いずれの構成の洗濯機にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上のように、本発明にかかる遠心分離装置、および、遠心分離装置を備えた洗濯機は、液体から異物を効果的に分離して浄化することができるので、遠心分離装置、および、遠心分離装置を備えた洗濯機として有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１  外槽（洗濯槽）
４  回転槽（洗濯槽）
１９、１９ａ、１９ｂ、５２  水路
２０、５１  遠心分離装置
２１、５３  ケース
２２、５４  回転筒
２２ａ、５６  洗濯水入口（液体入口）
２２ｂ、５７  洗濯水出口（液体出口）
２２ｃ  内周面
２３、５５  筒モータ
２３ａ  シャフト
２４  旋回流生成部
２４ａ  接続部出口
２５ａ、５８  ポンプ羽根（ポンプ部）
２６  凸部
２６ａ  リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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