(57)【要約】【課題】被洗浄対象物に与える機械力を向上させて、洗浄性能を高めることが可能な洗濯機を提供する。【解決手段】洗濯機１は、制御部１５０と、被洗浄対象物２を収容するためのドラム１２０と、ドラム１２０の外周面を覆い、洗浄水を保持するための外槽１３０と、洗浄水をドラム１２０の内部に収容されている被洗浄対象物２に対して噴射するための噴射ノズル２００と、噴射ノズル２００を回動させるための回動軸とを備え、ドラム１２０は、外槽１３０の内部において、水平方向に延びる回転軸線、または、水平方向に対して傾斜した回転軸線の周りに回転可能であるように支持され、制御部１５０は、ドラム１２０に収容される被洗浄対象物２の量に基づいて、洗浄水が噴射ノズル２００から噴射される方向を変化させるように、回動軸を中心に噴射ノズル２００を回動させるように構成されている。【選択図】図１
2009172048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部と、
被洗浄対象物を収容するための内槽と、
前記内槽の外周面を覆い、洗浄水を保持するための外槽と、
洗浄水を前記内槽の内部に収容されている被洗浄対象物に対して噴射するための噴射部と、
前記噴射部を回動させるための回動軸とを備え、
前記内槽は、前記外槽の内部において、水平方向に延びる回転軸線、または、水平方向に対して傾斜した回転軸線の周りに回転可能であるように支持され、
前記制御部は、前記内槽に収容される被洗浄対象物の量に基づいて、洗浄水が前記噴射部から噴射される方向を変化させるように、前記回動軸を中心に前記噴射部を回動させるように構成されている、洗濯機。
【請求項２】
洗浄水を前記内槽の内部に循環供給するための循環手段を備え、
前記循環手段は、洗浄水を循環させるための循環装置と、洗浄水が流通するための洗浄水循環経路とを含む、請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
前記制御部は、前記内槽に収容されている被洗浄対象物が所定の量よりも少ない場合には、洗浄水が前記噴射部からほぼ鉛直下向きに噴射されるように、前記噴射部を回動させるように構成されている、請求項１または請求項２に記載の洗濯機。
【請求項４】
前記制御部は、前記内槽に収容されている被洗浄対象物が所定の量よりも多い場合には、洗浄水が前記噴射部から前記内槽の回転方向と逆の方向に向かって噴射されるように、前記噴射部を回動させるように構成されている、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項５】
前記噴射部から噴射される洗浄水の噴射圧を任意に変更するための噴射圧変更手段を備える、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には洗濯機に関し、特定的には、ドラム式洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドラム式洗濯機においては、主としてドラムの回転により被洗浄対象物を持ち上げ、重力で落下させるタンブリングによって被洗浄対象物の洗浄が行われている。このように、重力を利用して洗浄する場合には、縦型の洗濯機と比較して、被洗浄対象物に与えられる機械力が小さく、洗浄性能が劣る。
【０００３】
洗濯機の洗浄性能は、被洗浄対象物を攪拌する、こする、叩くといった機械力と、洗剤に含まれる界面活性剤の化学力の二つが重要な因子となる。そのため、ドラム式洗濯機において洗浄性能を向上させるためには、機械力と化学力を効率よく被洗浄対象物に与えることと、これらの力の絶対値を向上させることが必要である。
【０００４】
化学力を向上させるためには、最も単純には、洗浄水中の界面活性剤濃度を上げればよい。機械力については、縦型洗濯機においては、パルセータの回転速度を速くすることで比較的簡単に機械力を向上させることが可能である。一方、ドラム式洗濯機においては、ドラムの回転速度を単純に速くすれば、遠心力で被洗浄対象物がドラム内壁に張り付いてしまい、タンブリングができなくなってしまう。そこで、ドラム式洗濯機において洗浄性能を向上させるためには、ドラムの回転速度を変速させて慣性力を利用する手法や、被洗浄対象物を持ち上げるためにドラム内壁に設置されるバッフルの形状や配置を工夫する手法等がとられている。
【０００５】
例えば、特開平４−９７７８４号公報（特許文献１）には、ドラムの回転速度を高速、低速回転に切り替え、バッフルの表面に凹凸部を形成することによって、被洗浄対象物のかき揚げ落下に変化を生じさせ、バッフルの表面の凹凸部に被洗浄対象物を落下させて、機械力を向上させるドラム式洗濯機が記載されている。
【０００６】
また、特開昭６４−２０８９７号公報（特許文献２）に記載のドラム式洗濯機においては、被洗浄対象物が落下しない速度でドラムを回転させながら、上方より洗剤が溶解した洗濯液をシャワーする。このように、ドラム内の洗濯物に洗濯液を泡状にしてかけることで、洗いむらを低減するとともに洗浄性能を向上させている。
【特許文献１】特開平４−９７７８４号公報
【特許文献２】特開昭６４−２０８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ドラム式洗濯機においてはドラムの回転により被洗浄対象物を持ち上げ、重力で落下させることによって機械力を得るため、結局はドラムの大きさ、すなわち、衣類を持ち上げられる高さによって、得られる機械力の大きさが左右される。特開平４−９７７８４号公報（特許文献１）に記載されているドラム式洗濯機のように、ドラムの回転速度を変速させることによって、被洗浄対象物に対する効率的な機械力の付与は可能であるが、機械力の絶対値を向上させることは困難である。さらに、ドラム内を被洗浄対象物が満たした高被洗浄対象物負荷の状態においては、被洗浄対象物とドラム内壁との間に空間が生じないので、タンブリングによる効果をほとんど得ることができない。また同時に、ドラムの回転と衣類の回転が同調してしまい、攪拌や布間のこすれもほとんど生じないので、著しく洗浄性能が低下してしまっていた。
【０００８】
一方、特開昭６４−２０８９７号公報（特許文献２）に記載されているようなドラム式洗濯機においては、被洗浄対象物を落下させずに洗濯液を被洗浄対象物に上方からシャワーしているが、このような洗濯機によっては、洗濯むらの発生を防止することはできても、被洗浄対象物に与える機械力を向上させることはできない。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、被洗浄対象物に与える機械力を向上させて、洗浄性能を高めることが可能な洗濯機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に従った洗濯機は、制御部と、被洗浄対象物を収容するための内槽と、内槽の外周面を覆い、洗浄水を保持するための外槽と、洗浄水を内槽の内部に収容されている被洗浄対象物に対して噴射するための噴射部と、噴射部を回動させるための回動軸とを備え、内槽は、外槽の内部において、水平方向に延びる回転軸線、または、水平方向に対して傾斜した回転軸線の周りに回転可能であるように支持され、制御部は、内槽に収容される被洗浄対象物の量に基づいて、洗浄水が噴射部から噴射される方向を変化させるように、回動軸を中心に噴射部を回動させるように構成されている。
【００１１】
このように、被洗浄対象物の量に基づいて、洗浄水が噴射部から噴射される方向を変化させることにより、被洗浄対象物の量に応じて洗浄水の噴射によって機械力を被洗浄対象物に付与することができる。これにより、被洗浄対象物の量に応じて被洗浄対象物に与える機械力を向上させて、洗浄性能を高めることが可能な洗濯機を提供することができる。
【００１２】
この発明に従った洗濯機は、洗浄水を内槽の内部に循環供給するための循環手段を備え、循環手段は、洗浄水を循環させるための循環装置と、洗浄水が流通するための洗浄水循環経路とを含むことが好ましい。
【００１３】
このようにすることにより、外部から洗浄水を供給する必要がなくなる。
【００１４】
この発明に従った洗濯機においては、制御部は、内槽に収容されている被洗浄対象物が所定の量よりも少ない場合には、洗浄水が噴射部からほぼ鉛直下向きに噴射されるように、噴射部を回動させるように構成されていることが好ましい。
【００１５】
内槽に収容される被洗浄対象物の量が少ない状態においては、被洗浄対象物と内槽の内壁との間に比較的大きな空間が存在する。このように、被洗浄対象物の量が少ない場合には、洗浄水の噴射方向をほぼ鉛直下向きとすることによって、洗浄水を被洗浄対象物に対して噴きつけて、洗浄水の噴射による運動量を、タンブリング時に内槽内において落下途中の被洗浄対象物に与えて、落下の速度を加速させることができる。このようにすることにより、内槽の大きさを変えることなく、タンブリングによる機械力の絶対値を向上させることが可能となる。
【００１６】
この発明に従った洗濯機においては、制御部は、内槽に収容されている被洗浄対象物が所定の量よりも多い場合には、洗浄水が噴射部から内槽の回転方向と逆の方向に向かって噴射されるように、噴射部を回動させるように構成されていることが好ましい。
【００１７】
内槽に収容される被洗浄対象物の量が多い状態においては、洗浄中の被洗浄対象物と内槽の内壁との間に大きな空間が存在しない。このように、被洗浄対象物の量が多い場合には、洗浄水の噴射方向を、内槽の回転方向、すなわち、内槽に収容されている被洗浄対象物が回転する方向と逆の方向とする。このようにすることにより、被洗浄対象物にせん断応力を与えることができるので、被洗浄対象物の量が多くタンブリングの効果が期待できない場合においても、洗浄性能を高めることができる。
【００１８】
この発明に従った洗濯機は、噴射部から噴射される洗浄水の噴射圧を任意に変更するための噴射圧変更手段を備えることが好ましい。
【００１９】
このようにすることにより、被洗浄対象物の種類、汚れの度合いに応じて適切な噴射圧で洗浄水を噴射し、被洗浄対象物に適切な機械力を与えて、布痛み等を抑えて洗浄することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、この発明によれば、被洗浄対象物に与える機械力を向上させて、洗浄性能を高めることが可能な洗濯機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、この発明の一つの実施の形態として、洗濯機の全体を概略的に示す側断面図である。図の左側が洗濯機の正面側である。
【００２３】
図１に示すように、ドラム式の洗濯機１は、キャビネット１００の内部に、被洗浄対象物２を攪拌洗浄するための内槽としてドラム１２０と、洗浄水を保持するための外槽１３０と、ドラム１２０を回転させるためのドラム回転モーター１２１とを備える。ドラム１２０の外周面は、外槽１３０によって覆われている。外槽１３０とドラム１２０は、洗濯機１の正面側において開口部を有し、開口部は前扉１１０によって開放または閉塞される。外槽１３０はダンパー１３１によって、洗濯機１のキャビネット１００内に支持されている。
【００２４】
ドラム１２０は、洗濯機１の背面側において、ドラム軸１２２によってドラム回転モーター１２１と接合されており、ドラム回転モーター１２１が駆動されることによって、ドラム軸１２２を中心にして回転する。ドラム軸１２２は、水平方向、または、水平方向に対して傾斜するように延びている。ドラム１２０の内壁面上には、被洗浄対象物２を攪拌するためのバッフル１２３が複数、配置されている。ドラム１２０の周壁面には、多数の穴が形成されている。
【００２５】
外槽１３０の下部には、洗浄水をドラム１２０内に循環供給するための循環手段が配置されている。循環手段は、洗浄水循環経路１４１と、循環装置としての循環ポンプ１４２とを含む。洗浄水循環経路１４１は、外槽１３０の下部において洗浄水循環経路１４１の内部と外槽１３０の内部とが連通するように外槽１３０に接続されており、外槽１３０内の上部において、噴射部として噴射ノズル２００に接続されている。循環ポンプ１４２は、洗浄水循環経路１４１内の洗浄水を、噴射ノズル２００を通じてドラム１２０内に送り出す。
【００２６】
噴射ノズル２００の取付軸は、外槽１３０に保持されている。噴射ノズル２００は、取付軸の周りに回動自在であるように、ドラム１２０の内部に噴射口２０１を向けて設置されている。噴射ノズル２００は、洗浄水がドラム１２０の前方からドラム１２０の内部に向かって噴射されるように、噴射口２０１がドラム１２０の底部隅に対向するように設置されている。
【００２７】
図中のｙ軸は、噴射ノズル２００の噴射口２０１がドラム１２０底部の最も低い位置に対向している状態において、噴射口２０１とドラム１２０の最低部とを結ぶ線に沿った軸である。洗濯機１の上方側をｙ軸の正の方向とする。ｚ軸は、ｙ軸に直交し、噴射ノズル２００の取付軸に沿った軸である。洗濯機１の後方側をｚ軸の正の方向とする。ｘ軸は、ｙ軸とｚ軸に直交し、図１に示す洗濯機１の右側面から左側面、すなわち、図１の紙面の表側から裏側に向かって延びる軸である。洗濯機１の左側、すなわち、図１の紙面の裏側をｘ軸の正の方向とする。噴射ノズル２００は、ｚ軸を中心としてｘｙ平面内で回動自在である。ｚ軸は、噴射ノズル２００の回動軸の一例である。
【００２８】
図２は、洗濯機の右側から見たときの噴射ノズルを概略的に示す図（Ａ）と、洗濯機の正面側から見たときの噴射ノズルを概略的に示す図（Ｂ）である。
【００２９】
図２の（Ａ）に示すように、噴射ノズル２００は、ノズル側ギア２０２に固定されている。ノズル側ギア２０２は、モーター側ギア２１１と噛み合うように配置されている。モーター側ギア２１１は、噴射ノズル回動モーター２１０に接続されている。洗浄水は、図２の（Ａ）に示す矢印Ｗの方向に、噴射ノズル２００の内部を流れて、高圧ジェットとして噴射口２０１からドラム１２０内に噴射される。
【００３０】
図２の（Ｂ）に示すように、噴射ノズル回動モーター２１０が駆動すると、モーター側ギア２１１が回動する。モーター側ギア２１１と噛み合っているノズル側ギア２０２は、モーター側ギア２１１と逆方向に回動する。ノズル側ギア２０２は、ｚ軸を中心に、時計回り、反時計回りのどちらの方向にも回動可能である。ノズル側ギア２０２が回動すると、ノズル側ギア２０２に固定されている噴射ノズル２００が回動する。噴射ノズル２００が、ｚ軸の負の方向から正の方向に見て、すなわち、洗濯機の正面側から見て、ｚ軸を中心に反時計回りに振り角θ回動する場合の回動角度を＋θ、時計回りに振り角θ回動する場合の回動角度を−θとする。噴射ノズル２００の噴射口２０１がドラム１２０の底部の最も低い位置に対向する状態においては、振り角θの大きさは、０°である。
【００３１】
噴射ノズル２００がｙ軸に沿った方向に向けられており、噴射口２０１がドラム１２０の最低部に対向している場合には、洗浄水は、ドラム１２０の最低部に向かって、ほぼ鉛直下向きに、矢印Ｗｏの方向に噴射される。この状態から、噴射ノズル２００が、ｚ軸の負の方向から正の方向に見て、すなわち、洗濯機の正面側から見て、ｚ軸を中心に反時計回りに振り角θ、すなわち、振り角＋θ回動されると、洗浄水は矢印Ｗ＋の方向に噴射され、噴射ノズル２００が振り角−θ回動されると、洗浄水は矢印Ｗ−の方向に噴射される。
【００３２】
図３は、この発明の一つの実施形態の洗濯機に係る制御関連の構成を示すブロック図である。
【００３３】
図３に示すように、洗濯機は制御部１５０と、被洗浄対象物負荷量検知手段１６０と、噴射圧変更手段１７０を備える。被洗浄対象物負荷量検知手段１６０は、制御部１５０に検知信号を送信し、制御部１５０は、噴射ノズル回動モーター２１０、噴射圧変更手段１７０、循環ポンプ１４２、ドラム回転モーター１２１に制御信号を送信する。
【００３４】
以下、本発明の洗濯機１による被洗浄対象物２の洗浄について説明する。
【００３５】
被洗浄対象物２を洗濯する際には、使用者は、前扉１１０を開けてドラム１２０内部に被洗浄対象物２を収容し、前扉１１０を閉じる。洗濯機１の運転を開始すると、被洗浄対象物負荷量検知手段１６０がドラム１２０内の被洗浄対象物２の量を自動的に検知し、制御部１５０に検知信号を送信する。
【００３６】
制御部１５０は、被洗浄対象物負荷量検知手段１６０によって検知された被洗浄対象物２の量に応じて、予め設定された所定の量の水を給水し、ドラム１２０の回転を開始する。まず、洗浄水が水供給手段（図示しない）によってドラム１２０と外槽１３０内に供給される。外槽１３０内に配置されているドラム１２０の周壁面には多数の穴が形成されているので、洗浄水は、外槽１３０とドラム１２０の内部に貯められて、被洗浄対象物２が洗浄水に浸される。
【００３７】
所定量の洗浄水が供給されると、制御部１５０は、ドラム回転モーター１２１に制御信号を送信して、ドラム１２０を回転させるようにドラム回転モーター１２１を制御する。ドラム１２０は、ドラム軸１２２を中心として、時計回り、反時計回りのどちらの方向にも回転する。
【００３８】
ドラム１２０が回転することにより、ドラム１２０の内壁面上に設置されたバッフル１２３が被洗浄対象物２を攪拌し、持ち上げ、落下させて、タンブリングによって洗浄を行う。
【００３９】
外槽１３０内に保持される洗浄水は、外槽１３０の下部において洗浄水循環経路１４１内に流入し、循環ポンプ１４２によって洗浄水循環経路１４１内を洗濯機１の上部に向かって送られ、ドラム１２０の上部において噴射ノズル２００内に流入して、噴射ノズル２００からドラム１２０内に高圧ジェットとして噴射される。ドラム１２０内に噴射された洗浄水は、ドラム１２０の周壁に形成された穴を通ってドラム１２０の外周面と外槽１３０の内周面との間に流出し、再び洗浄水循環経路１４１を通って、ドラム１２０内に循環供給される。
【００４０】
図４は、低被洗浄対象物負荷時のドラムの内部を、洗濯機の右側から見たときの状態を示す図（Ａ）と、洗濯機の正面側から見たときの状態を示す図（Ｂ）である。
【００４１】
図４に示すように、低被洗浄対象物負荷の状態とは、ドラム１２０内に被洗浄対象物２が収容されている状態において、被洗浄対象物２の量が所定の量よりも少なく、被洗浄対象物２とドラム１２０の内壁との間に十分な空間１２４が存在する状態とする。具体的には、被洗浄対象物２の体積がドラム１２０の体積の半分未満の状態を指す。
【００４２】
図４を用いて、低被洗浄対象物負荷時の洗浄シーケンスについて説明する。被洗浄対象物負荷量検知手段１６０（図３）によって、被洗浄対象物２の体積がドラム１２０の体積の半分未満であることが検知されると、制御部１５０は、噴射ノズル２００の噴射口２０１がドラム１２０の底部隅の最も低い位置を向くように、噴射ノズル回動モーター２１０を制御する。このときの振り角θの大きさは、０°である。噴射ノズル２００は、図２の（Ｂ）に実線で示す位置にあり、噴射ノズル２００の噴射口２０１からは、洗浄水が矢印Ｗ0の方向に、ほぼ鉛直下向きに、高圧ジェットとして噴射される。低被洗浄対象物負荷時には、ドラム１２０が回転している間、噴射ノズル２００は噴射口２０１をドラム１２０の最低部を向けたままにされ、ｚ軸を中心として回動されない。
【００４３】
ドラム１２０の回転方向が反時計周りの場合について説明する。ドラム１２０が回転を始める前に、図中に二点鎖線で示す位置にあった被洗浄対象物２は、ドラム１２０が回転を始めると、バッフル１２３によってドラム１２０の回転方向に、すなわち、図中に破線で示す矢印Ｒの方向に持ち上げられる。被洗浄対象物２がある程度の高さまで持ち上げられると、被洗浄対象物２はドラム１２０の内面から剥離し、破線で示す矢印Ｑの方向に、重力によって落下する。
【００４４】
このとき、噴射ノズル２００から噴射される高圧ジェットが落下途中の被洗浄対象物２に当たる。矢印Ｐで示す、噴射ノズル２００から噴射される高圧ジェットの持つ運動量が、落下途中の被洗浄対象物２に与えられて、被洗浄対象物２の落下速度が増大する。被洗浄対象物２の落下速度が増大することによって、被洗浄対象物２は、高圧ジェットを噴射しない通常のタンブリング時よりも大きな力でドラム１２０の内壁に叩きつけられる。このようにして、被洗浄対象物２は洗浄水が当たることによる叩き洗浄と、落下してドラム１２０内壁に衝突することによる叩き洗浄とを同時に受けることになるので、従来を大きく上回る洗浄効果が発揮される。
【００４５】
図５は、高被洗浄対象物負荷時にドラムが時計回りに回転するときのドラムの内部を洗濯機の正面側から見たときの状態を示す図である。また、図６は、高被洗浄対象物負荷時にドラムが反時計回りに回転するときのドラムの内部を洗濯機の正面側から見たときの状態を示す図である。
【００４６】
ここで、高被洗浄対象物負荷の状態とは、ドラム１２０内に被洗浄対象物２が入った状態において、被洗浄対象物２が所定の量より多く、被洗浄対象物２とドラム１２０の内壁との間の空間が狭い状態とする。具体的には、被洗浄対象物２の体積がドラム１２０体積の半分より大きい状態を指す。
【００４７】
図５と図６に示すように、高被洗浄対象物負荷状態では、ドラム１２０と被洗浄対象物２の間の空間が小さく、被洗浄対象物２は自由に移動できない。このような状態においては、被洗浄対象物２はドラム１２０の回転に従ってバッフル１２３によって持ち上げられても、ほとんど落下しない。被洗浄対象物２がほとんど落下しないので、通常のタンブリングによる洗浄で機械力を得ることは困難である。
【００４８】
被洗浄対象物負荷量検知手段１６０（図３）によって、被洗浄対象物２の体積がドラム１２０の体積の半分より大きいことが検知されると、制御部１５０は、ドラム１２０の回転に応じて噴射ノズル２００を回動させるように、噴射ノズル回動モーター２１０を制御する。
【００４９】
図５に示すように、ドラム１２０が、ｚ軸の負の方向から正の方向に見て、すなわち、洗濯機１の正面側から見て、時計回りに回転する場合には、被洗浄対象物２はドラム１２０の回転に合わせて、破線の矢印Ｒ−の方向に回転する。制御部１５０は、噴射ノズル２００がドラム１２０の最低部を向いた方向から、ｚ軸を中心に時計回りに振り角θ回動するように、噴射ノズル回動モーター２１０を制御する。このとき、噴射ノズル２００は図２の（Ｂ）に実線で示す状態から振り角−θ回動して、二点鎖線で示す方向を向く。振り角θは４５°未満であることが望ましい。
【００５０】
噴射ノズル２００が振り角−θ回動された状態では、洗浄水は噴射口２０１から矢印Ｗ−で示す方向に高圧ジェットとして噴射される。このとき、洗浄水は噴射圧によって、噴射口２０１から、ｚ軸の負の方向から正の方向を見て反時計回りに噴射される。ドラム１２０の回転によって破線の矢印Ｒ−の方向に回転させられる被洗浄対象物２には、ドラム１２０の回転方向Ｒ−と逆向きに、矢印Ｐ＋で示すように、ｚ軸の負の方向から正の方向を見て反時計回りの方向に、高圧ジェットの力が働く。
【００５１】
一方、図６に示すように、ドラム１２０がｚ軸の負の方向から正の方向に見て、すなわち、洗濯機１の正面側から見て、反時計回りに回転する場合には、被洗浄対象物２はドラム１２０の回転に合わせて、破線の矢印Ｒ＋の方向に回転する。制御部１５０は、噴射ノズル２００がドラム１２０の最低部を向いた方向から、ｚ軸を中心に反時計回りに振り角θ回動するように、噴射ノズル回動モーター２１０を制御する。このとき、噴射ノズル２００は図２の（Ｂ）に実線で示す状態から振り角＋θ回動して、二点鎖線で示す方向を向く。振り角θは４５°未満であることが望ましい。
【００５２】
噴射ノズル２００が振り角＋θ回動された状態では、洗浄水は噴射口２０１から矢印Ｗ＋で示す方向に高圧ジェットとして噴射される。このとき、洗浄水は噴射圧によって、噴射口２０１から、ｚ軸の負の方向から正の方向に見て時計回りに噴射される。ドラム１２０の回転によって破線の矢印Ｒ＋の方向に回転させられる被洗浄対象物２には、ドラム１２０の回転方向Ｒ＋と逆向きに、矢印Ｐ−で示すように、ｚ軸の負の方向から正の方向に見て時計回りの方向に、高圧ジェットの力が働く。
【００５３】
このように、噴射ノズル２００から噴射される高圧ジェットの力は、ドラム１２０の回転方向と逆向きに働き、ドラム１２０とともに回転する被洗浄対象物２に効果的なせん断力を与えることができる。また、このせん断力により被洗浄対象物２を攪拌し、被洗浄対象物２どうしの間に効率的にせん断力を与えることが可能となる。このようにして、被洗浄対象物２は、洗浄水が当たることによる叩き洗浄と、被洗浄対象物２どうしが相対的に移動することによるこすり洗浄とを同時に受けることになり、従来方法を大きく上回る洗浄効果が発揮される。
【００５４】
ドラム１２０は、洗濯機１の運転中、反時計回りと時計回りとを交互に繰り返すように回転させられる。噴射ノズル２００は、洗濯機１の運転中、ドラム１２０の回転に合わせて振り角＋θ〜−θまでの間を往復するように回動する。
【００５５】
ここで、洗濯機１に搭載する高圧ジェットの噴射ノズル２００と循環ポンプ１４２の設計、選定方法を説明する。
【００５６】
高圧ジェットの噴射力Ｆ［Ｎ］は、高圧ジェットの流速ｖ［ｍ／ｓ］、ノズル出口断面積Ａ［ｍ２］、水の密度ρ［ｋｇ／ｍ３］を用いて、次の式１で求められる。
【００５７】
【数１】
2009172048.tif 000003
【００５８】
循環ポンプ１４２の吐き出し圧力をｐ［ＭＰａ］とし、このときの流量をＱ［ｍ３／ｓ］とする。断面積が同じ噴射ノズル２００に対しては、流量Ｑは圧力ｐの（１／２）乗に比例することから、ある圧力ｐ０の時の流量Ｑ０の実測値を基準として、求めたい圧力ｐのときの流量Ｑは次の式２で推算できる。
【００５９】
【数２】
2009172048.tif 000004
【００６０】
高圧ジェットの流速ｖはＱ／Ａと表されるので、式１と式２から、高圧ジェットの噴射力Ｆ［Ｎ］は、循環ポンプ１４２の吐き出し圧力ｐを変数として、次の式３で求められる。
【００６１】
【数３】
2009172048.tif 000005
【００６２】
上記の式３をもとに、循環ポンプ１４２の吐き出し圧力ｐを変えることで、高圧ジェットによって被洗浄対象物２に与えられる機械力を制御することが可能となる。循環ポンプ１４２の吐き出し圧力ｐは、噴射圧変更手段１７０によって変更される。
【００６３】
以上のように、洗濯機１は、制御部１５０と、被洗浄対象物２を収容するためのドラム１２０と、ドラム１２０の外周面を覆い、洗浄水を保持するための外槽１３０と、洗浄水をドラム１２０の内部に収容されている被洗浄対象物２に対して噴射するための噴射ノズル２００と、噴射ノズル２００を回動させるための回動軸とを備え、ドラム１２０は、外槽１３０の内部において、水平方向に延びる回転軸線、または、水平方向に対して傾斜した回転軸線の周りに回転可能であるように支持され、制御部１５０は、ドラム１２０に収容される被洗浄対象物２の量に基づいて、洗浄水が噴射ノズル２００から噴射される方向を変化させるように、回動軸を中心に噴射ノズル２００を回動させるように構成されている。
【００６４】
このように、被洗浄対象物２の量に基づいて、洗浄水が噴射ノズル２００から噴射される方向を変化させることにより、被洗浄対象物２の量に応じて洗浄水の噴射によって機械力を被洗浄対象物２に付与することができる。これにより、被洗浄対象物２の量に応じて被洗浄対象物２に与える機械力を向上させて、洗浄性能を高めることが可能な洗濯機１を提供することができる。
【００６５】
また、洗濯機１は、洗浄水をドラム１２０の内部に循環供給するための循環手段を備え、循環手段は、洗浄水を循環させるための循環ポンプ１４２と、洗浄水が流通するための洗浄水循環経路１４１とを含む。
【００６６】
このようにすることにより、外部から洗浄水を供給する必要がなくなる。
【００６７】
また、洗濯機１においては、制御部１５０は、ドラム１２０に収容されている被洗浄対象物２が所定の量よりも少ない場合には、洗浄水が噴射ノズル２００からほぼ鉛直下向きに噴射されるように、噴射ノズル２００を回動させるように構成されている。
【００６８】
ドラム１２０に収容される被洗浄対象物２の量が少ない状態においては、被洗浄対象物２とドラム１２０の内壁との間に比較的大きな空間１２４が存在する。このように、被洗浄対象物２の量が少ない場合には、洗浄水の噴射方向をほぼ鉛直下向きとすることによって、洗浄水を被洗浄対象物２に対して噴きつけて、洗浄水の噴射による運動量を、タンブリング時にドラム１２０内において落下途中の被洗浄対象物２に与えて、落下の速度を加速させることができる。このようにすることにより、ドラム１２０の大きさを変えることなく、タンブリングによる機械力の絶対値を向上させることが可能となる。
【００６９】
また、洗濯機１においては、制御部１５０は、ドラム１２０に収容されている被洗浄対象物２が所定の量よりも多い場合には、洗浄水が噴射ノズル２００からドラム１２０の回転方向と逆の方向に向かって噴射されるように、噴射ノズル２００を回動させるように構成されている。
【００７０】
ドラム１２０に収容される被洗浄対象物２の量が多い状態においては、洗浄中の被洗浄対象物２とドラム１２０の内壁との間に大きな空間が存在しない。このように、被洗浄対象物２の量が多い場合には、洗浄水の噴射方向を、ドラム１２０の回転方向、すなわち、ドラム１２０に収容されている被洗浄対象物２が回転する方向と逆の方向とする。このようにすることにより、被洗浄対象物２にせん断応力を与えることができるので、被洗浄対象物２の量が多くタンブリングの効果が期待できない場合においても、洗浄性能を高めることができる。
【００７１】
また、洗濯機１は、噴射ノズル２００から噴射される洗浄水の噴射圧を任意に変更するための噴射圧変更手段１７０を備える。
【００７２】
このようにすることにより、被洗浄対象物２の種類、汚れの度合いに応じて適切な噴射圧で洗浄水を噴射し、被洗浄対象物２に適切な機械力を与えて、布痛み等を抑えて洗浄することが可能となる。
【実施例】
【００７３】
本発明の一つの実施の形態として図１に示す本発明の洗濯機を用い、比較形態として従来のドラム式洗濯機を用いて、ＪＩＳ  Ｃ  ９６０６洗浄試験を実施し、洗浄性能を評価した。使用した洗濯機の容量は、本発明の洗濯機と、比較形態として従来の洗濯機のどちらも洗濯物負荷最大９ｋｇであった。被洗浄対象物はＪＩＳ湿式汚染布とした。被洗浄対象物負荷（ＪＩＳ木綿布重量）は、２ｋｇ、６ｋｇ、９ｋｇの場合について試験を行なった。水温は３０℃であり、洗浄時間は２０分間であった。使用水量と使用した洗剤の量は、各被洗浄対象物負荷の大きさに合わせた標準量であった。
【００７４】
比較形態としての従来型のドラム式洗濯機は、洗浄水の循環噴射を、前扉の下部からドラム内に向かって行う構成であった。この洗浄水の循環噴射の洗浄水吐出し圧は十分に低く、洗浄水によって得られる機械力は、タンブリングによって得られる機械力と比較して無視できるものである。この比較形態の洗濯機において行なわれる洗浄水の循環噴射は、本発明の洗濯機とは異なり、洗浄水を被洗浄対象物にむらなく行きわたらせることを目的として行なわれるものである。
【００７５】
本発明洗濯機での高圧ジェットは、圧力を６ＭＰａ、流量を４．６Ｌ／分とした。比較形態としての従来の洗濯機での循環水の供給は、圧力を０．０１ＭＰａ、流量を６．８Ｌ／分とした。
【００７６】
被洗浄対象物負荷２ｋｇは低被洗浄対象物負荷にあたり、６ｋｇと９ｋｇは、高被洗浄対象物負荷にあたる。被洗浄対象物負荷が２ｋｇの場合には、噴射ノズルは図２の（Ｂ）において実線で示す位置になるように制御した。被洗浄対象物負荷が６ｋｇまたは９ｋｇのときには、噴射ノズルを、図２に示す振り角＋θ〜−θまでの角度範囲内で往復させた。このとき、ドラムの回転方向に合わせて、洗浄水がドラムの回転方向と逆方向に噴射されるように、往復させた。噴射ノズルの振り角θは３０°とした。
【００７７】
洗浄性能の評価はＪＩＳ  Ｃ  ９６０６の方法に従って、洗浄前後の汚染布の反射率から洗浄率を算出した。従来洗濯機での洗浄率を基準、すなわち、１００％として、本発明の洗濯機での洗浄効果を評価した。本発明の洗濯機について算出した洗浄率を表１に示す。
【００７８】
【表１】
2009172048.tif 000006
【００７９】
表１に示すように、被洗浄対象物負荷が２ｋｇであって、低被洗浄対象物負荷の場合には１１１％の洗浄率が得られた。被洗浄対象物負荷が６ｋｇであって、高被洗浄対象物負荷の場合の洗浄率は１２６％、被洗浄対象物負荷が９ｋｇの場合には１１３％の洗浄率が得られた。このように、本発明の洗濯機によって、低被洗浄対象物負荷であっても、高被洗浄対象物負荷であっても、洗浄性能が大きく向上することがわかった。
【００８０】
以上のように、本発明によれば、低被洗浄対象物負荷時であっても高被洗浄対象物負荷時であっても、洗浄性能を向上させることができる。洗浄性能の向上によって、仕上がり状態が向上するだけでなく、洗浄時間の短縮や、洗浄水量、洗剤使用量の抑制をすることも可能である。
【００８１】
このようにして、本発明によれば、従来の洗濯機に対して大きな変更を伴うことなく、効果的に洗浄性能を向上させることができる洗濯機を提供できるので、実用的な効果が大きいものである。
【００８２】
以上に開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】この発明の一つの実施の形態として、洗濯機の全体を概略的に示す側断面図である。
【図２】洗濯機の右側から見たときの噴射ノズルを概略的に示す図（Ａ）と、洗濯機の正面側から見たときの噴射ノズルを概略的に示す図（Ｂ）である。
【図３】この発明の一つの実施形態の洗濯機に係る制御関連の構成を示すブロック図である。
【図４】低被洗浄対象物負荷時のドラムの内部を、洗濯機の右側から見たときの状態を示す図（Ａ）と、洗濯機の正面側から見たときの状態を示す図（Ｂ）である。
【図５】高被洗浄対象物負荷時にドラムが時計回りに回転するときのドラムの内部を洗濯機の正面側から見たときの状態を示す図である。
【図６】高被洗浄対象物負荷時にドラムが反時計回りに回転するときのドラムの内部を洗濯機の正面側から見たときの状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１：洗濯機、２：被洗浄対象物、１２０：ドラム、１３０：外槽、１４１：洗浄水循環経路、１４２：循環ポンプ、１５０：制御部、１７０：噴射圧変更手段、２００：噴射ノズル。
【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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