(57)【要約】【課題】回転庫モータに必要なトルクを低減する。【解決手段】回転庫２３は減速期間に弾性体２７にエネルギーを蓄え、回転庫２３の回転運動の加速期間に弾性体２７からエネルギーを受ける構成とすることにより、回転庫モータ２４からの小さいトルク供給で回転庫２３を十分に加速して洗濯または乾燥動作を行うものである。【選択図】図１
2006136366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衣類を収納する回転庫と、前記回転庫を回転する回転庫モータと、弾性体とを備え、前記回転庫は、回転運動の減速期間に前記弾性体にエネルギーを蓄え、回転運動の加速期間に前記弾性体からエネルギーを受ける衣類処理装置。
【請求項２】
弾性体と回転庫の間にクラッチを有し、定常回転期間に前記クラッチが切り離されているクラッチオフ期間を有し、前記クラッチオフ期間に回転庫モータは回転庫に駆動トルクを与え、前記回転庫の加速期間に前記クラッチが接続されているクラッチオン期間を有する請求項１記載の衣類処理装置。
【請求項３】
回転庫の回転軸の水平からの角度を０度から６０度の範囲とした請求項１記載の衣類処理装置。
【請求項４】
回転庫の回転軸をほぼ水平とした請求項１記載の衣類処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭用や業務用として洗濯作業などに使用される洗濯機および衣類乾燥機等の衣類処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯機は、外槽２内に回転ドラム３を設け、モータ１０からプーリ１１にベルト１２を介して回転力を伝え、回転ドラム３を回転させることにより、洗濯を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された従来のドラム式の洗濯機の断面図を示すものである。図５に示すように、洗濯機のフレーム１内に、外槽２を設け、外槽２内に回転ドラム３を設け、モータ１０からプーリ１１にベルト１２を介して回転力を伝え回転ドラム３が回転することにより、衣類の洗濯を行うものであり、さらに脱水時、容器内２１内に部分的に水を注入して揺動可能とすることにより、外槽２の振動エネルギーを水の揺動エネルギーに変えて効果的に散逸させ、フレーム１や床面に伝わる振動を低減するという構成のものであった。
【特許文献１】特開２０００−１４０４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、回転ドラム３が停止している状態から回転を始めて、角速度、すなわち、スピードを上げる期間に、モータ１０は大きなトルクで駆動する必要があるが、特に、洗濯機の場合には回転ドラム３内の衣類の動きを良くして洗濯性能を上げるために、回転ドラム３の起動と停止をある程度に頻繁に行うことが効果的となる場合が多く、さらに、回転ドラム３の回転の方向についても一方向だけでなく、例えば左右の回転方向が交互となるように運転することにより、衣類にも大きな機械力を作用させ、より効果的な洗濯を行うというようなことも行われるものであり、それらの運転の仕方においては、起動の度にモータ１０からの大きな駆動トルクを必要とし、その期間にモータ１０に供給する電流および電力は大きいものとなって、起動時のモータ１０の損失も大きくなるため発熱も大きくなり、モータ１０の定格は大きいものとすることが必要となり、結果としてエネルギー消費が大きく、大型で、価格の高い装置となるという課題を有していた。
【０００５】
同様に衣類乾燥機においても熱風を加えつつ、回転ドラム３がモータ１０によって回転駆動されるという点において同様のものであるため、やはり乾燥性能を良くしようとすると回転ドラム３の起動と停止の頻度をある程度高くすることになり、その場合には洗濯機とまったくの同様に回転庫の起動時に大きなトルクが回転庫モータに必要となるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、回転庫モータに必要となるトルクを減少させ、エネルギー消費が少なく、小型で低コストの洗濯機あるいは衣類乾燥機等の衣類処理装置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】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の衣類処理装置は、衣類を収納する回転庫と、前記回転庫を回転する回転庫モータと、弾性体を有し、前記回転庫は、回転運動の減速期間に前記弾性体にエネルギーを蓄え、回転運動の加速期間に前記弾性体からエネルギーを受けるものである。
【０００８】
これによって、回転庫の起動時には弾性体に蓄えられたエネルギーが回転庫に作用して加速するため、その分回転庫モータが供給するトルクおよび動力は少なくてすみ、回転庫モータの損失も少なくなるため、省エネとなり、また、回転庫モータの定格は小さいものでも使用できるものとなることから、装置が小型で低コストのもので実現できるものとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の衣類処理装置は、弾性体が回転ドラムの起動時に回転エネルギーを供給することにより、エネルギー消費が少なく、小型で低コストの装置を実現することができるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、衣類を収納する回転庫と、前記回転庫を回転する回転庫モータと、弾性体を有し、前記回転庫は、回転運動の減速期間に前記弾性体にエネルギーを蓄え、回転運動の加速期間に前記弾性体からエネルギーを受けることにより、エネルギー消費が少なく、小型で低コストの装置を実現することができるものとなる。
【００１１】
第２の発明は、弾性体と回転庫の間にクラッチを有し、定常回転期間に前記クラッチが切り離されているクラッチオフ期間を有し、前記クラッチオフ期間に回転庫モータは回転庫に駆動トルクを与え、前記回転庫の加速期間に前記クラッチが接続されているクラッチオン期間を有することにより、回転庫の運転パターンの自由度が高く、特にトルクが必要となる回転庫の起動時から加速時において、集中的に弾性体からエネルギーを供給させることができる。
【００１２】
第３の発明は、回転庫の回転軸の水平からの角度を０度から６０度の範囲としたことにより、洗濯性能または乾燥性能に優れ、衣類の傷みが少なく、使用者からも使いやすい洗濯機または衣類乾燥機が実現できるものとなる。
【００１３】
第４の発明は、回転庫の回転軸をほぼ水平としたことにより、特に衣類の傷みや衣類同士の絡みが少なく、洗濯性能が優れた洗濯機、または乾燥性能が優れた衣類乾燥機を実現するものである。
【００１４】
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。
【００１５】
（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洗濯機の断面図である。なお、本実施の形態の洗濯機は、衣類乾燥機としても動作する全自動のドラム式洗濯乾燥機と称される状態となっている。
【００１６】
図１において、筐体２１内には、外槽２２と、この外槽２２の中に回転運動が自在に行えるよう設けられ、中に衣類を収納する回転庫２３を有し、回転庫２３を回転駆動する回転庫モータ２４は、ベルト２５を介してプーリ２６にて回転庫２３に動力を伝えるしくみになっており、本実施例において回転庫２３の回転軸は水平となっている。
【００１７】
弾性体２７は、例えば鋼帯を螺旋状に巻いた状態で癖がつけられものであり、予め所定の回数の螺旋形状となった状態で安定しており、弾性体２７にトルクが加えられた場合には、前記螺旋の回数が安定状態から増加、あるいは減少し、その変化の大きさにほぼ比例した復元トルクが発生した状態で弾性エネルギーを蓄えるものとなっている。
【００１８】
図２は、本実施の形態の洗濯乾燥機の洗濯時の定常状態における各部の物理量の波形を示したものであり、（ア）は回転庫２３の速度、（イ）は弾性体２７に蓄えられている弾性エネルギー、（ウ）は回転庫モータ２４が発生するトルクをそれぞれ示しているものである。
【００１９】
ここで、（ア）と（ウ）については、それぞれ時計方向の回転速度および回転庫モータの発生トルクを正として、符号まで考慮した物理量として表示しているものとなっている。
【００２０】
本実施例では２０秒周期で正方向（時計方向）と逆方向（反時計方向）の回転を繰り返すものとなっており、図２の時間０ｓから１０ｓが正回転期間、１０ｓから２０ｓが逆回転期間となっている。
【００２１】
さらに、正回転期間と逆回転期間において、いずれも前半５秒間は速度の絶対値が増加する加速期間で、後半５秒間は速度の絶対値が減少する減速期間となっている。
【００２２】
正回転期間と逆回転期間のいずれにおいても、減速期間には弾性エネルギーが増加しているが、これは主として回転庫２３が持っていた運動エネルギーの一部が弾性体２７に弾性エネルギーとして蓄えられている状態である。
【００２３】
また、加速期間には弾性エネルギーが減少しているが、これは逆に回転庫２３に動力パワーを供給して加速している状態であって、回転庫２３は弾性体２７からエネルギーを受けている。
【００２４】
一方、回転庫モータ２４については、正回転期間には正のトルクを発生し、逆回転期間には負のトルクを発生しているが、特に加速期間の始めの部分では８Ｎｍという、やや絶対値が大きいトルクを発生し、弾性体２７も合わせて考慮すると、より高い角加速度で回転庫２３を駆動するものとなっている。
【００２５】
このように、本実施例では、加速期間には回転庫モータ２４からの動力供給にプラスして弾性体２７からのエネルギー供給も行われることから、回転庫２３の速度の絶対値を最大で毎分５５回転まで加速し、かつ正回転期間と逆回転期間を交互に設けて２０秒間周期でそれを繰り返すというような、極めて衣類のまわり方が良好であるという回転動作を行わせつつも、その一方において回転庫モータ２４に対して要求される仕様は削減されたもので十分構成することが可能となる。
【００２６】
すなわち、回転庫２３の持つ慣性モーメントと、弾性体２７のバネ要素による機械的な共振を利用し、回転庫２３の加速や減速という大きなトルクが必要となる期間においては、かなりの部分を弾性体２７からのトルクによって為し得るものとし、正味ドラム内で消費される比較的小さいエネルギーに対して、回転庫モータ２７で賄わせている状態とすることにより、洗濯性能が高いながらも、回転庫モータ２３については、小型で低コストのものとすることができ、非常に大きな効果を上げることができている。
【００２７】
また、回転庫２３の起動時において、回転庫モータ２４からの特に大きな発生トルクは不要となることから、低速で大トルクという効率面で最も不利となる条件を避ける形で回転庫モータ２４を運転することもできることから、回転庫モータ２４での損失エネルギーも小さくて済むものとなり、省エネ効果も大なるものとなる。
【００２８】
なお、本実施の形態では洗濯機としているが、衣類乾燥機とした場合でも、回転庫２３の回転に正回転期間と逆回転期間を設けて交互に繰り返す場合、回転庫２３の運動に対して、回転庫モータ２４に必要となる仕様は小となり、かつ省エネになるなど、同等の効果が得られるものとなる。
【００２９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における衣類乾燥機の断面図である。なお、本実施の形態の衣類乾燥機も、やはり洗濯機としても動作する全自動のドラム式洗濯乾燥機と称される状態となっている。
【００３０】
図３において、筐体２１内には、外槽２２と、この外槽２２の中に回転運動が自在に行えるよう設けられ、中に衣類を収納する回転庫２３を有し、回転庫２３を回転駆動する回転庫モータ２４は、ベルト２５を介してプーリ２６にて回転庫２３に動力を伝えるしくみになっている点については前実施の形態と同等であるが、本実施の形態において回転庫２３の回転軸は水平に対して２５度傾斜したものとなっており、すなわち、回転庫２３の回転軸の水平からの角度を０度から６０度の範囲内となっている。
【００３１】
発明者らの検討によると、回転庫２３の回転軸を水平から傾斜させた状態とすると、回転庫２３への衣類の投入、および回転庫２３からの衣類の取り出しが非常に楽に行うことができるものとなる。
【００３２】
弾性体２７は、前実施の形態と同様に鋼帯を螺旋状に巻いたものが使用されている。ただし、特に弾性体２７としてこのような構成のものに限定されるというものではなく、力によって変形し、エネルギーが蓄えられるものであれば何でも良く、例えばゴムなどであってもかまわない。
【００３３】
さらに、本実施の形態では、弾性体２７と回転庫２３の間にクラッチ３０が設けられており、軸が直結した状態と、軸が途中で切り離されてトルクが伝わらない状態に切り替えることができるものとなっている。
【００３４】
その上、クラッチ３０と弾性体２７の間には円板３１と摺子３２が設けられており、摺子３２を必要に応じて円板３１に接触させることができるものとなっており、両者が接触した場合には、いわゆるブレーキとなる。
【００３５】
ヒータ３３は１キロワットのもので、送風ファン３４から回転庫２３に空気が吹き込まれることにより、空気はヒータ３３で熱せられ、温風が回転庫２３内に回ることから衣類が回転庫２３内で乾燥できるものとなる。同時に、回転庫２３の回転運動によって衣類は撹拌され、萬便なく乾燥が進められるものとなっている。
【００３６】
図４は、本実施の形態の洗濯乾燥機の洗濯時の定常状態における各部の物理量の波形を示したものであり、（ア）は回転庫２３の速度、（イ）は弾性体２７に蓄えられている弾性エネルギー、（ウ）クラッチ３０の状態、（エ）は摺子３２の動作すなわちブレーキの状態、（オ）は回転庫モータ２４が発生するトルクをそれぞれ示しているものである。
【００３７】
ここでも、（ア）と（オ）については、前実施例と同様に、それぞれ時計方向の回転速度および回転庫モータの発生トルクを正として、符号まで考慮した物理量として表示しているものとなっている。
【００３８】
動作においても、前実施の形態と似ている点も多々あるが、（ウ）で示すクラッチ３０の動作と、（エ）のブレーキの動作については前実施の形態にはなく異なった点である。
【００３９】
本実施の形態では、回転庫２３の回転速度の絶対値がほぼ毎分５５回転となる定常回転期間が存在し、この期間にはクラッチ３０が切り離されているクラッチオフ期間としている。
【００４０】
このような一定の速さで回転庫２３を回転し続ける期間をある程度設けることは、乾燥中に衣類が十分にかき回されるという動作のため、乾燥が順調に進む良い効果を与えるものとして採用したものであるが、その定常回転期間においては、弾性体２７の動作を切り離して、回転庫モータ２４からのトルクのみで行うものとしている。したがって、クラッチ３０オフ期間に回転庫モータ２４は回転庫２３に駆動トルクを与えるものとなる。
【００４１】
本実施の形態では定常回転期間では、弾性体２７に蓄えられたエネルギーは、零となっているため、クラッチ３０を切り離したクラッチオフ期間には弾性体２７の軸は自由な状態となっているので、ブレーキについてはオフとしているが、オンでもかまわない。
【００４２】
一方、回転庫２３の速度の絶対値が零、すなわち回転庫２３が静止している停止期間についても、本実施例においては設けており、この期間中には回転庫２３では衣類がバサッと崩れるなどの動きを見せ、乾燥性能の向上に有効となっている。
【００４３】
停止期間については、弾性体２７の反発トルクを円板３１と摺子３２の接触によるブレーキの動作をオンとすることにより受けている状態であり、クラッチ３０については、オンとしているが、オフとしてもほぼ同じである。
【００４４】
回転庫２３の加速期間については、クラッチ３０をオンするクラッチオン期間を設けており、同時にブレーキをオフすることにより、前実施の形態と同様に弾性体２７からの弾性エネルギーが回転庫２３の加速に使われるものとなるので、その分回転庫モータ２４からの供給トルク、パワーが小さくても十分な回転庫２３の起動・加速が行われ、優れた乾燥性能を得ることができるものとなる。
【００４５】
本実施の形態では衣類乾燥機としているが、ドラム式などと呼ばれる形の洗濯機などでも同様に使用することができ、やはり省エネで、小型、低コストとしながらも、優れた洗濯性能を上げることができるという効果を得ることができるものとなる。
【００４６】
また、加速期間と減速期間については、いずれも衣類などを含む回転庫２３の慣性モーメントと弾性体２７の定数によって定まる固有振動周期のほぼ１／２となり、衣類や水の量などによって変化する反面、制御が困難な時間となってしまうが、本実施例では、定常回転期間および停止期間の長さが自由に制御できることから、正回転と逆回転が繰り返される周期については、定常回転期間および停止期間の制御によって、所定の時間になるように制御することも可能となり、回転庫２３の運転パターンの自由度が高く、融通性が高いものとなる。
【００４７】
なお、２つの実施の形態において、回転庫モータ２４はベルト２５を介してプーリ２６を回し、回転庫２３に回転の動力を伝えるものとなっているが、必ずしもこのような動力伝達機構とすることは必要ではなく、例えば回転庫２３の回転軸に直接回転庫モータ２４を取り付けたダイレクト（直結）のものとしてもかまわない。
【００４８】
以上のように、本発明にかかる洗濯機または衣類乾燥機等の衣類処理装置は、回転庫２３の回転運動を十分に行わせて洗濯性能、あるいは乾燥性能として高いものを確保しながら、必要となるトルク、パワーが小さい回転庫モータ２４の使用を可能とし、省エネで、小型、低コストの装置を実現することができるものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかる衣類処理装置は、弾性体が回転ドラムの起動時に回転エネルギーを供給することにより、エネルギー消費が少なく、小型で低コストの装置を実現することが可能となるので、洗濯機および衣類乾燥機および洗濯乾燥機等の衣類処理装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図
【図２】同洗濯機の各部の物理量の波形図
【図３】本発明の実施の形態２における衣類乾燥機の断面図
【図４】同衣類乾燥機の動作波形図
【図５】従来の衣類乾燥機の断面図
【符号の説明】
【００５１】
２３  回転庫
２４  回転庫モータ
２７  弾性体
３０  クラッチ
【図１】
2006136366.tif 000003
【図２】
2006136366.tif 000004
【図３】
2006136366.tif 000005
【図４】
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【図５】
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