(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)洗濯液を貯留するための外槽と、
b)該外槽の内部に水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設され、前端面に衣類投入開口を有するとともに側周面及び後端面に多数の通液孔が穿孔されて成るドラムと、
c)前記ドラムを回転駆動するモータと、
d)前記外槽内に洗濯液が貯留した状態で、前記ドラム内に収容された洗濯物が該ドラム側周面内壁に張り付いて回転するような回転速度でもって該ドラムを回転させるべく前記モータを制御することによって、該洗濯物の洗い及び/又はすすぎを行う運転制御手段とを備えるドラム式洗濯機において、
前記ドラムの後端面にあって、軸側に向けて入口開口を有し前記通液孔の少なくとも一部を覆うように設けられたポケット状であって、前記回転速度でもってドラムを回転させたとき、前記入口開口から内部に入る水が、遠心力によって底部側に押し付けられて強い圧力が加えられ、前記通水孔を通してドラム内部へ水を噴出させる液体保持部を備えることを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項２】
前記液体保持部は軸の周囲に複数設けられることを特徴とする請求項１に記載のドラム式洗濯機。
【請求項３】
前記液体保持部は外周側に向けて排水開口を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のドラム式洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はドラム式洗濯機に関し、特に布団類の洗濯に好適なドラム式洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーニング店舗や大規模なコインランドリー店舗などに設置される大形のドラム式洗濯機を利用すれば、布団等を丸洗いすることが可能である。しかしながら、大きな布団皮（外側の袋状の布）の中に布団綿が充填されている和布団や敷布団をそのままドラム内に収容して洗濯を行うと、布団皮の中で布団綿が移動し、いわゆる玉の状態になってしまう。これに対し、本出願人は特願平１０−２２１１８０号（特開２０００−５１５６３号公報参照）において上記問題を解決し得る新規のドラム式洗濯機を提案している。
【０００３】
このドラム式洗濯機では、布団はドラムの内周壁面に広げて収容され、洗濯の開始と共にドラム内の布団が遠心力によってドラム内周壁面に張り付いて回転するような回転速度まで加速する。その後、所定水位まで給水を行って外槽内に所定量の洗濯液を貯留させ、布団がドラム内周壁面に張り付いたままドラム底部に貯留された洗剤水中を通過するようにして洗いを行う。これにより、布団がドラム内部で転がらず、布団皮内で布団綿が移動しないので型崩れを生じることがない。また、それ以前に布団を洗濯するために行われていた、布団をロール状に巻き込んだ形状に整える作業が不要になるので、布団洗濯の手間が大幅に軽減できるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなドラム式洗濯機において、洗い運転時のドラムの回転速度が比較的高い場合には、外槽内に貯留された水にも強い遠心力が作用し、水は外槽底部に溜まるのではなく、外槽内周面とドラム外周面との間隙に溜まり、外槽前縁端とドラム前縁端との間隙からドラムの前面開口を経てドラム内に入り、布団を内側から外側に通過したあとに通水孔からドラム外方へと抜ける。このため、ドラム内に配置された布団のうち、ドラム前方側に位置する部分には洗濯液が掛かり易いのに対し、ドラム後方側に位置する部分には洗濯液が掛かりにくく洗いむらが生じるおそれがある。
【０００５】
また、一概に布団と言っても、敷布団や冬物の掛布団と夏物の掛布団や毛布などでは厚さや重量にかなり差があり、比較的重量が軽い布団は外槽内に貯留される洗濯液の液位が上昇して来ると、浮力によってドラム側周面内壁から剥がれ易い。そのため、ドラム内で布団が不所望に移動して、型崩れを生じるおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、布団類を型崩れなく、且つむらなく洗濯することができるドラム式洗濯機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段、及び効果】
上記課題を解決するために成された第１の発明に係るドラム式洗濯機は、
a)洗濯液を貯留するための外槽と、
b)該外槽の内部に水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設され、前端面に衣類投入開口を有するとともに側周面及び後端面に多数の通液孔が穿孔されて成るドラムと、
c)前記ドラムを回転駆動するモータと、
d)前記外槽内に洗濯液が貯留した状態で、前記ドラム内に収容された洗濯物が該ドラム側周面内壁に張り付いて回転するような回転速度でもって該ドラムを回転させるべく前記モータを制御することによって、該洗濯物の洗い及び/又はすすぎを行う運転制御手段とを備えるドラム式洗濯機において、
前記ドラムの後端面にあって、軸側に向けて入口開口を有し前記通液孔の少なくとも一部を覆うように設けられたポケット状であって、前記回転速度でもってドラムを回転させたとき、前記入口開口から内部に入る水が、遠心力によって底部側に押し付けられて強い圧力が加えられ、前記通水孔を通してドラム内部へ水を噴出させる液体保持部を備えることを特徴としている。
【０００８】
ここで、このドラム式洗濯機が水を用いて洗濯物を行うものである場合には、上記洗濯液は洗浄水（洗剤が溶解した水）又は通常の水であり、溶剤（石油系溶剤など）を用いて洗濯物を行うものである場合には上記洗濯液はソープが溶解した又は溶解していない溶剤である。
【０００９】
このドラム式洗濯機では、洗いやすすぎ時に洗濯物は遠心力によってドラム側周面内壁に張り付いて回転し、外槽に貯留された洗濯液にも同様に遠心力が作用する。そのため、洗濯液は外槽の内周面に押し付けられ、ドラムの前方へ逃げた洗濯液は外槽の前縁端とドラムの前縁端の間隙を経てドラム前面の衣類投入開口からドラム内部へと噴き出す。一方、ドラムの後方へと逃げた洗濯液はドラム後端面と外槽後面との間隙において液体保持部内に入り、その内部で遠心力が作用することにより通液孔を通してドラム内部に押し出される。つまり、液体保持部により半強制的にドラム端後面からドラム内部へと噴出する。ドラムの前後端面からその内部へと噴出した洗濯液はドラム側周面内壁に張り付いている洗濯物の内周面に降り掛かり、遠心力によって洗濯液が洗濯物の繊維や綿などの内部を通過し外周側へ出てドラム側周面の通液孔を通って外槽側へと流出する。このように洗濯液が洗濯物を通過する際に、該洗濯物に付着している汚れが剥離して洗濯液中に溶け出す。
【００１０】
したがって、第１の発明に係るドラム式洗濯機によれば、洗濯物の内周側に満遍なく水が降り掛かるので洗いむらやすすぎむらが生じにくく、高い洗浄性能、すすぎ性能を発揮することができる。また、洗濯物自体は攪拌されたり互いに擦れ合ったりしないので、型崩れや布傷みの発生が軽減される。例えば布団を洗濯する場合でも、布団綿が布団皮の内部で片寄らないので、布団綿が玉の状態になることを防止でき、従来のように布団を巻き込んで紐で縛る等の事前準備も不要になる。更に、従来のドラム式洗濯機ではドラム後端面側からの洗濯液の循環がないため、ドラム後端面と外槽の後端面との間隙に溜まった洗濯液は殆ど入れ替わらず、洗濯に殆ど寄与していなかった。これに対し、第１の発明に係るドラム式洗濯機では、洗濯液全体がスムーズに循環しつつ洗濯物を通過するので、洗濯液が有効に使用され、これによっても高い洗浄性能が達成できる。また、洗濯液全体を有効に使用できることによって洗濯液の洗剤濃度を不所望に高くする必要がなくなり、洗剤の使用量も抑制することができ、運転コストも軽減できるとともに環境の汚染も軽減できる。また、水の使用量も抑制することができ、この点でも運転コストの軽減が図れる。
【００１１】
なお、液体保持部を軸の周囲に複数設けるようにすることにより、ほぼ連続的に後面側からドラム内に洗濯液が噴出するので一層その効果を高めることができる。
【００１２】
また、液体保持部に外周側に向けて排水開口を設けておくことにより、液体保持部に残った洗濯液を洗いやすすぎの後の脱水時に効率よく排出することができるとともに、糸屑等のゴミが液体保持部の底部に溜まることを防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるドラム式洗濯機について図面を参照して説明する。図１は本実施形態によるドラム式洗濯機の内部の概略構造を示す側面断面図、図２はこのドラム式洗濯機のドラムの背面図、図３は図１中のＡ部の拡大詳細図である。
【００１８】
まず、この洗濯機の内部構造を図１により説明する。外箱１の内部には、後部端面（図１では右側）が閉塞した略円筒形状の外槽２がバネ３及びダンパ４により揺動自在に懸垂支持され、その外槽２の内部には、洗濯物を収容するためのドラム５が主軸６により軸支されている。主軸６は外槽２の後面に装着された軸受７によって回転自在に支承され、主軸６の先端には主プーリ８が取り付けられている。外槽２の下方にはモータ９が設置され、このモータ９の回転駆動力はモータプーリ１０及びＶベルト１１を介して主プーリ８に伝達され、これによりドラム５を回転させるようになっている。外箱１の前面にはドア１２が開閉自在に取り付けられており、ドア１２が閉じられると外槽２の前面開口が閉塞される。
【００１９】
外槽２の後面には給水バルブ１４により開閉される給水管１３が接続されており、一方、外槽２の底部には排水バルブ１６により開閉される排水管１５が接続されている。排水バルブ１６が閉鎖された状態で給水バルブ１４が開放されると、給水管１３を通して供給された水が外槽２内に貯留される。ドラム５は多数の通水孔５１１を側周面に有しており、外槽２内に貯留した水はこの通水孔５１１を通してドラム５内へと流入する。また、洗いやすすぎが終了した後には、排水バルブ１６を開放して外槽２内の水を排水管１５を通して外部へと排出する。
【００２０】
ドラム５は、円筒形状の胴部５１と、胴部５１の前端面に取り付けられる衣類投入口を有する前面板５２と、胴部５１の後端面に取り付けられる後面板５３とから成る。図２に示すように、ドラム５の後面板５３には主軸６を固定するため、その周囲に放射状に延伸する三本のアームを有する主軸固定部１７が取り付けられている。特徴的な構成として、このドラム式洗濯機では、ドラム５の後面板５３にもその外周側に多数の通水孔５３１が穿孔されている。また、主軸固定部１７の三本のアームの間に架け渡すように、それぞれ水保持部材１８が取り付けられている。水保持部材１８は、図３に示すようにその断面がＬ字状に折り曲げられた金属板であって、そのＬ字状部が外周側になり、且つ、ドラム５の後面板５３と所定の間隙を保つように取り付けられている。これにより、水保持部材１８とドラム５の後面板５３との間に、内周側に大きく開口した入水開口１８１を有するとともに外周側に小さく開口した排水開口１８２を有するポケットが形成される。なお、ここでは、水保持部材１８の内周側縁辺はドラム５の胴部５１と略同軸円の円弧形状に加工されており、外周側は折り曲げ加工を容易にするため直線状としているが、このような形状に限定されるものではない。
【００２１】
図４はこのドラム式洗濯機の電気系概略構成図である。制御部２０はＣＰＵ、タイマ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータを中心に構成されており、操作部２１、表示部２２、水位センサ２３、モータ駆動部２４、バルブ駆動部２５等が接続されている。操作部２１はユーザにより操作される各種スイッチ類を含み、洗濯に関する各種設定を行うためのものである。表示部２２は数値表示器などを含み、設定状況や洗濯の進行状況などを表示するためのものである。水位センサ２３は、外槽２の底部付近に一端が接続された圧力ホースの他端に圧力センサが接続された構成を有しており、外槽２内に水が貯留されたときの圧力ホース内の空気圧を検出することによって外槽２内の水位を検出している。制御部２０においては、ＣＰＵがＲＯＭに予め格納されている運転プログラムを実行する過程で、操作部２１より入力操作信号を、水位センサ２３より水位検知信号を受け取り、所定の演算処理を行うことによってモータ駆動部２４及びバルブ駆動部２５を制御する。
【００２２】
このドラム式洗濯機では、従来の洗濯機で行われている洗濯物の叩き洗いを行う通常洗濯モードと、布団類の洗濯に好適な洗濯動作を行う布団洗濯モードとを選択可能な操作キーが操作部２１に設けられている。更には、布団洗濯モードを選んだ場合に、敷布団や冬物の掛布団のように厚い寝具（以下、単に「厚物」という）の洗濯に好適な厚物洗濯モードと、夏物の掛布団や毛布などのように薄い寝具（以下、単に「薄物」という）の洗濯に好適な薄物洗濯モードとのいずれかを選択可能な操作キーも操作部２１に設けられている。
【００２３】
図５はこのドラム式洗濯機における洗い行程の処理手順を示すフローチャート、図６はドラム内に収容された布団の状態を示す模式図である。本実施形態の洗濯機における洗いの手順を図５に沿って説明する。
【００２４】
二枚の布団を洗濯する場合、ユーザは図６（ａ）に示すように、一枚の布団３０ａをドラム５底部の壁面に沿って広げて収容し、他の一枚の布団３０ｂをドラム５内の上部空間に最小限に折り曲げた状態で収容する。ユーザが操作部２１により布団洗濯モードを選定し、更に厚物洗濯モード又は薄物洗濯モードのいずれかを選定して洗濯開始の指示を行うと、制御部２０はこの指示を受けて所定の運転制御プログラムに従って動作を開始する。まず、バルブ駆動部２５を介して給水バルブ１４を開放し、給水管１３を通して外槽２内に給水を開始する（ステップＳ１）。この給水の際には、洗剤投入箱の中を水を通過させることにより、予め洗剤投入箱内に収納されている洗剤が水に溶け出して外槽２に水が入る時点で洗剤水となっているようにする。
【００２５】
その後、モータ駆動部２４を介してモータ９を起動し、ドラム５内の洗濯物に作用する遠心力が重力に勝るような回転速度までドラム５の回転速度を急速に立ち上げる。具体的には、このときの回転速度（これを以下「洗濯回転速度」と称す）は厚物洗濯モードでは８０ｒｐｍ、薄物洗濯モードでは９０ｒｐｍとする（ステップＳ２）。このようにしてドラム５が停止した状態から上記回転速度まで加速されると、ドラム５内の布団は遠心力によって迅速にドラム５の胴部５１内面に張り付き、ドラム５と一体となって回転する。ここで、薄物洗濯モードで回転速度をより高くしているのは、薄物のほうが厚物よりも胴部５１内面への張り付きが弱く、特に水位が上昇した際に浮き易くなるからである。
【００２６】
制御部２０は水位センサ２３による検知水位が所定水位に到達したか否かを繰り返し判定し（ステップＳ３）、所定水位に達したならば給水バルブ１４を閉鎖し給水を停止する（ステップＳ４）。このときの水位は水深度（外槽２の底辺から中心までの高さを１０等分し、中心を１０、底辺を０として表した数値）で７〜９程度とし、通常洗濯モードにおける洗い運転時の洗濯水位（水深度５程度）よりも高く設定している。更には、後述の理由により、厚物洗濯モードと薄物洗濯モードとでは所定水位を変更して適切な洗いを実行できるようにしている。
【００２７】
ドラム５が洗濯回転速度で回転していると、図６（ｂ）に示すように、二枚の布団３０ａ、３０ｂはドラム５の胴部５１内面に張り付くが、外槽２内に貯留された水も遠心力によってドラム５から通水孔５１１を通して外槽２側へと押し出され、ドラム５のほぼ全周に亘ってドラム５の胴部５１外面と外槽２の胴部２０１内面との間の間隙に満ちる。しかし、その間隙は狭く、遠心力によって更にドラム５の内側から外側へ向けて水が流出して来るから、水はドラム５の胴部５１と外槽２の胴部２０１との間隙から前方及び後方に回り込み、前方にあっては、ドラム５の前面板５２の衣類投入口周囲の縁端部とドア１２内側との間隙を通って衣類投入口からドラム５の内部へと噴き出す（図１参照）。
【００２８】
一方、ドラム５の後方にあっては、水はドラム５の後面板５３と外槽２の後面板２０２との間隙を経て、入口開口１８１からドラム５の後面板５３と水保持部材１８とで形成されるポケット内に入り（図３中の矢印Ｌ１、Ｌ２参照）、そのあと遠心力によって該ポケットの底部側に押し付けられる。この底部には排水開口１８２があるが、入水開口１８１から入って来る水の量に比べて排水開口１８２から流出可能な水の量は格段に少ないので、ポケット内の水には遠心力によって強い圧力が加わる。これによって、ドラム５の後面板５３に設けられた通水孔５３１を通してドラム５内部へと水が噴出する（図１、及び図３中の矢印Ｌ３参照）。
【００２９】
ドラム５内部にあっては、二枚の布団３０ａ、３０ｂはドラム５の胴部５１内面に張り付いたままその回転に伴って回り、しかも水を含むことにより体積が小さくなるため、回転軸側には大きな空間が形成される。前方及び後方からドラム５の内部へと噴出する水はちょうどこの空間に飛び込み、布団の内周面に降り掛かる。そのあと、遠心力によって水は外周方向へ移動しようとするから、布団の内部、つまり布団皮や布団綿の中を通過してドラム５の胴部５１内面側へ出て、通水孔５１１を経て外槽２側へと飛散する。洗剤水が布団の内部を通過する際にその圧力によって布団皮と布団綿に付着していた汚れや微細ゴミは運び去られる。ドラム５の前方及び後方の両側から水が噴出することにより布団にむらなく水が降り掛かるため、高い洗い性能を得ることができる。また、水はドラム５の胴部５１外面側から前方へ向かう経路と後方へ向かう経路とをそれぞれ通って循環するため、外槽２内に供給された水の全てが円滑に循環し、布団の洗浄のために利用される。したがって、従来のドラム式洗濯機で生じる洗剤水の滞留がなくなるので、洗剤の使用量を減らしても高い洗い性能を達成することができる。
【００３０】
このように洗濯回転速度を維持したまま洗い運転を実行し、所定の洗い時間が経過したならば（ステップＳ６で「Ｙ」）、ドラム５の回転を継続したまま排水バルブ１６を開放する（ステップＳ７）。これにより、外槽２内の洗剤水は外部に排出され洗い運転は終了する。そのあとは、排水バルブ１６を開放してから適宜の時間が経過したならば、ドラム５の回転速度を上昇させて、中間脱水を実行し、布団３０ａ、３０ｂに滲み込んでいる洗剤水を飛散させ、上記ステップＳ１〜Ｓ７の処理と同様にして第１すすぎを行い、これを３回繰り返した後に、最高脱水回転速度までドラム５の回転速度を上昇させて最終脱水を行う。而して、洗い運転の開始から最終脱水の終了までドラム５は常時同一方向に回転し続け、しかもその回転速度は洗濯物に作用する遠心力が重力に勝る回転速度の範囲に維持される。したがって、当初、遠心力によってドラム５の胴部５１内面に張り付いた布団３０ａ、３０ｂは最後までその内壁から離脱することがなく、布団綿の片寄りが生じない。なお、ドラム５の後面板５３と水保持部材１８とで形成されるポケット内に残った水は排水開口１８２を通して完全に排出され（図３中の矢印Ｌ４参照）、その際に水に混入している糸屑等のゴミも流れ出るため、ポケットの底部に溜まることがない。
【００３１】
ここで、薄物洗濯モードと厚物洗濯モードとで所定水位を変更する理由を図７を参照して説明する。本実施形態のドラム式洗濯機において布団洗濯モードでは、ドラム５内の洗濯物に作用する遠心力が重力に勝るような回転速度で回転しているときに、外槽２内の水位が所定水位に達したか否かを判定している。水位センサ２３は圧力によって水位を検知しており、図７（ａ）に示すように同一の貯水量であったとしてもドラム５の回転速度が高いほど圧力が高くなるため、８０ｒｐｍである場合より９０ｒｐｍである場合のほうが高い水位であると認識される（つまり、水位センサ２３は高い水位を示す水位検知信号を出力する）。水位の判定はこの水位検知信号を所定の基準データと比較することによって行われるから、該基準データはこのような回転速度の相違を考慮して調整されている。
【００３２】
他方、厚物を洗濯する場合には布団に吸水される水量が多く、実際に外槽２内で循環して洗いに寄与し得る水の量が少なくなる傾向にある。一方、薄物を洗濯する場合には布団に吸水される水量は少なく、水量が多くて水位が上昇し過ぎると、浮力が遠心力に打ち勝って布団がドラム５にしっかり張り付かず移動してしまうという問題点がある。そこで、厚物を洗濯する場合には薄物を洗濯する場合によりも外槽２内に貯留する水量を増やすことが望ましい。すなわち、図７（ｂ）に示すように水量は決定されるが、更には、上述したような回転速度の相違による水位検知のずれをも考慮する必要があるから、このようなことを考慮して水位検知の判定基準データを定めておく。
【００３３】
このようにして定めた判定基準データを利用して所定水位に達したか否かを判定しているので、厚物洗濯モードでは薄物洗濯モードよりも図７（ｂ）に示すように多くの水が外槽２内に貯留された状態で洗いを行うことができる。そのため、厚物洗濯モードにおいては、十分な量の洗剤水で洗濯を行うことによって高い洗い性能を得ることができる。一方、薄物洗濯モードでは、布団がドラム５の胴部５１内面から剥がれにくく、移動による片寄りを回避できる。また、高い洗い性能を維持したまま水や洗剤を節約することが可能である。
【００３４】
なお、上記実施形態は単に一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正を行なえることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態であるドラム式洗濯機の側面断面図。
【図２】  本実施形態によるドラム式洗濯機のドラムの背面図。
【図３】  図１中のＡ部の拡大詳細図。
【図４】  本実施形態によるドラム式洗濯機の電気系概略構成図。
【図５】  本実施形態によるドラム式洗濯機における洗い行程の手順を示すフローチャート。
【図６】  本実施形態によるドラム式洗濯機におけるドラム内に収容された布団の状態を示す模式図。
【図７】  本実施形態によるドラム式洗濯機における洗い時の貯水量と水位センサによる検知水位との関係を示す模式図。
【符号の説明】
１…外箱
２…外槽
２０１…胴部
２０２…後面板
５…ドラム
５１…胴部
５１１、５３１…通水孔
５２…前面板
５３…後面板
６…主軸
７…軸受
８…主プーリ
９…モータ
１０…モータプーリ
１１…Ｖベルト
１２…ドア
１３…給水管
１４…給水バルブ
１７…主軸固定部
１８…水保持部材
１８１…入水開口
１８２…排水開口
２０…制御部
２１…操作部
２２…表示部
２３…水位センサ
２４…モータ駆動部
２５…バルブ駆動部
【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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