特許 7489584 遠心分離装置、および、遠心分離装置を備えた洗濯機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-16

(45)【発行日】2024-05-24

(54)【発明の名称】遠心分離装置、および、遠心分離装置を備えた洗濯機

(51)【国際特許分類】

   D06F 39/10 20060101AFI20240517BHJP

   B04B 1/02 20060101ALI20240517BHJP

   B04B 11/02 20060101ALI20240517BHJP

【ＦＩ】

D06F39/10 E

B04B1/02

B04B11/02

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021554867

(86)(22)【出願日】2020-10-20

(86)【国際出願番号】 JP2020039335

(87)【国際公開番号】W WO2021090671

(87)【国際公開日】2021-05-14

【審査請求日】2023-08-02

(31)【優先権主張番号】P 2019201986

(32)【優先日】2019-11-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2019201987

(32)【優先日】2019-11-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】中村 一繁

(72)【発明者】

【氏名】倉掛 敏之

(72)【発明者】

【氏名】松田 眞一

(72)【発明者】

【氏名】池水 麦平

(72)【発明者】

【氏名】脇田 克也

【審査官】東 勝之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１８３２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７５１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０５０９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／００４０３６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０６Ｆ ３９／１０

Ｂ０４Ｂ １／０２

Ｂ０４Ｂ １１／０２

(57)【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、
前記水路と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中空の回転筒と、
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、
前記液体入口の上流側に設けられた旋回流生成部と、を備え、
前記旋回流生成部は、
前記液体入口と連通する円筒部と、
前記円筒部の上流側に設けられた渦巻部と、
前記水路から前記渦巻部に液体が流入する液体流入部と、を有し、
前記液体流入部は、前記円筒部の側壁より外方に設けられ、
前記渦巻部の側壁は、前記液体流入部からの距離に応じて、前記円筒部の側壁に向けて近づくように構成された遠心分離装置。

【請求項2】

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、
前記水路と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中空の回転筒と、
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、
前記液体入口の上流側に設けられた旋回流生成部と、を備え、
前記旋回流生成部は、
前記液体入口と連通する円筒部と、
前記円筒部の上流側に設けられた渦巻部と、
前記水路から前記渦巻部に液体が流入する液体流入部と、を有し、
前記液体流入部は、前記円筒部の側壁より外方に設けられ、
前記旋回流生成部は、
前記渦巻部の側壁と前記水路とが接続される第一の接続部と、
前記渦巻部の側壁と前記円筒部の側壁とが接続される第二の接続部と、を有し、
前記第一の接続部と前記第二の接続部とは、前記円筒部の中心をはさんで反対の位置関係とする遠心分離装置。

【請求項3】

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、
前記水路と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中空の回転筒と、
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、
前記液体入口の上流側に設けられた旋回流生成部と、を備え、
前記旋回流生成部は、
前記液体入口と連通する円筒部と、
前記円筒部の上流側に設けられた渦巻部と、
前記水路から前記渦巻部に液体が流入する液体流入部と、を有し、
前記液体流入部は、前記円筒部の側壁より外方に設けられ、
前記旋回流生成部は、前記液体流入部の下流側に、前記円筒部の側壁と同一半径である円弧壁が設けられた遠心分離装置。

【請求項4】

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、前記水路を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する請求項１～３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。

【請求項5】

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、
前記水路と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中空の回転筒と、
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、
前記液体入口の上流側に設けられた旋回流生成部と、を備え、
前記旋回流生成部は、
前記液体入口と連通する円筒部と、
前記水路から前記液体が流入する液体流入部と、
前記液体流入部から流入する液体を旋回させる旋回流路と、を有し、
前記旋回流路は、前記旋回流生成部の中心に設けられた円柱状の凸部と、前記旋回流生成部の側壁と、によって形成され、
前記旋回流生成部は、前記円筒部の上流側に設けられた渦巻部を有し、
前記液体流入部は、前記円筒部の側壁より外方に設けられ、
前記渦巻部の側壁は、前記液体流入部からの距離に応じて、前記円筒部の側壁に向けて近づくように構成された遠心分離装置。

【請求項6】

前記旋回流路は、前記液体流入部と対向する位置において、流路の幅が前記液体流入部と同等に設定された請求項５に記載の遠心分離装置。

【請求項7】

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、前記水路を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する請求項５または６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】

本開示は、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。この構成によって、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１５は、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１６は、図１５における１６－１６断面図である。

【0004】

図１５および図１６に示されるように、遠心分離装置５１は、洗濯槽（図示せず）内の洗濯水を循環させる水路５２に設けられ、洗濯槽内の洗濯水に含まれる異物を遠心分離する。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、水路５２から洗濯水が流入する旋回流生成部５６と、を有している。

【0005】

水路５２は、図１６に示すように、円筒状に構成された旋回流生成部５６の中心６２に対して側方に偏って、旋回流生成部５６と連通するように接続されている。そして、異物を含む洗濯水は、水路５２から旋回流生成部５６に流入し、旋回流生成部５６で旋回成分が付与され、洗濯水入口５７から回転筒５４内に流入する。

【0006】

回転筒５４は、筒モータ５５によって高速で回転している。したがって、回転筒５４内に流入した洗濯水は、回転筒５４内を高速で旋回する。この旋回流による遠心力の作用によって、洗濯水中に含まれる異物は、回転筒５４の内周面５８に向かって集積される。異物が除去された洗濯水は、ポンプ部５９に設けられたポンプ羽根６０によるポンプ作用によって水路５２へ吐出され、洗濯槽との間で循環するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１８－１８３２７７号公報

【発明の概要】

【0008】

しかしながら、従来の構成では、旋回流生成部５６内を流れる洗濯水は、旋回流生成部５６の中心６２から外れた位置を渦中心６３として旋回し、回転筒５４内での異物の分離性能が低下するという課題があった。

【0009】

水路５２から旋回流生成部５６に流入する洗濯水の流れを図１６の矢印Ｘで示す。水路５２から旋回流生成部５６に流入した洗濯水は、旋回流生成部５６で旋回を開始する。これを矢印Ｙで示す。旋回流生成部５６内を一周した洗濯水は、水路５２から流入する洗濯水の流れに進路を妨害される。そのため、旋回流生成部５６内で一周した洗濯水は、旋回流生成部５６の内周面６１に沿って旋回することができず、旋回流生成部の中心６２側に寄った流れになる。これを矢印Ｚで示す。その結果、旋回流生成部５６内を流れる洗濯水の旋回流は、旋回流生成部５６の中心６２から外れた位置を渦中心６３として旋回することとなる。

【0010】

図１５に示されるように、旋回流生成部の中心６２と、回転筒５４の回転軸６４とは一致するように設けられている。しかしながら、上述のように、洗濯水においては、旋回流生成部５６内の旋回流の渦中心６３が、旋回流生成部の中心６２から外れた位置であることにより、回転筒５４の回転軸６４とで位置がずれる。すなわち、旋回流生成部５６で旋回成分が付与された洗濯水は、洗濯水入口５７から回転筒５４内に流入する際に旋回流に乱れが生じる。その結果、旋回流生成部５６における洗濯水への旋回成分付与効果が減少し、回転筒５４内での異物の分離性能が低下するという課題があった。

【0011】

本開示は、旋回流生成部内で生成される旋回流の乱れを少なくして、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。

【0012】

本開示は、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、水路と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中空の回転筒と、を備える。また、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を有し、回転筒を回転駆動する筒モータと、液体入口の上流側に設けられた旋回流生成部と、を備える。さらに、旋回流生成部は、液体入口と連通する円筒部と、円筒部の上流側に設けられた渦巻部と、水路から渦巻部に液体が流入する液体流入部とを有し、円筒部の側壁より外方に液体流入部を設けている。

【0013】

この構成によって、旋回流生成部内で一周した液体が、水路から流入する液体の流れに進路を妨害されることなく、円筒部の側壁に沿った旋回流を生成することができる。したがって、旋回流生成部内を流れる旋回流の渦中心と、円筒部の中心と、さらに、回転筒の回転軸とを一致させることができる。そのため、旋回流生成部内で生成される旋回流の乱れを少なくして、液体に旋回成分が付与される。以上によって、回転筒内において液体に含まれる異物に強い遠心力を作用させることができ、液体から異物を効果的に分離することができる。

【0014】

また、本開示の洗濯機は、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、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遠心分離装置を備えた洗濯機である。

【0015】

この構成により、洗濯物から遊離した汚れ物質等の洗濯水に含まれる異物を、遠心分離装置において効果的に分離する洗濯機を実現することができる。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。

【0016】

また、従来の構成では、水路５２から旋回流生成部５６に洗濯水が流入する際に、流れる方向が広がることから流速が低下し、旋回流生成部５６において生成される旋回流が弱くなるという課題があった。

【0017】

本開示は、旋回流生成部内で高速の旋回流が生成され、回転筒内において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。

【0018】

本開示は、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、水路と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中空の回転筒と、を備える。また、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を形成し、回転筒を回転駆動する筒モータと、液体入口の上流側に設けられた旋回流生成部とを備える。さらに、旋回流生成部は、液体入口と連通する円筒部と、水路から液体が流入する液体流入部と、液体流入部から流入する液体を旋回させる旋回流路とを有し、旋回流路を、旋回流生成部の中心に設けられた円柱状の凸部と、旋回流生成部の側壁とによって形成している。

【0019】

この構成によって、液体流入部から流入した液体は、円柱状の凸部を中心にして旋回流路に沿った流れで旋回流が生成されることにより流速の低下が抑えられ、旋回流生成部内において高速の旋回流によって液体に旋回成分が付与される。したがって、回転筒内において液体に含まれる異物に強い遠心力を作用させることができ、液体から異物を効果的に分離することができる。

【0020】

また、本開示の洗濯機は、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、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遠心分離装置を備えた洗濯機である。

【0021】

この構成により、洗濯物から遊離した汚れ物質等の洗濯水に含まれる異物を、遠心分離装置において効果的に分離する洗濯機を実現することができる。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。

【0022】

このように、本開示の遠心分離装置、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】

【0023】

【図1】図１は、本開示の第１の実施の形態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2】図２は、本開示の第１の実施の形態における遠心分離装置の要部断面図である。

【図3】図３は、図２における３－３断面図である。

【図4】図４は、図２における４－４断面図である。

【図5】図５は、本開示の第１の実施の形態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。

【図6】図６は、本開示の第２の実施の形態における遠心分離装置の要部断面図である。

【図7】図７は、図６における７－７断面図である。

【図8】図８は、本開示の第３の実施の形態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9】図９は、本開示の第３の実施の形態における遠心分離装置の要部断面図である。

【図10】図１０は、図９における１０－１０断面図である。

【図11】図１１は、図９における１１－１１断面図である。

【図12】図１２は、本開示の第３の実施の形態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。

【図13】図１３は、本開示の第４の実施の形態における遠心分離装置の要部断面図である。

【図14】図１４は、図１３における１４－１４断面図である。

【図15】図１５は、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16】図１６は、図１５における１６－１６断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本開示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開示が限定されるものではない。

【0025】

（第１の実施の形態）
本開示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。

【0026】

図１は、本開示の第１の実施の形態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。

【0027】

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内に設けられている。また、投入口６は回転槽４の前面側（図１において左側）に設けられている。

【0028】

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、内方へ突出した複数（例えば、３個）のバッフル８と、多数の小孔９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において左上方向）に傾けて設けられている。

【0029】

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（図５参照）のインバータ制御によって、モータ１０は、回転槽４の回転速度を自在に変化させることができる。

【0030】

筐体２の前面には、略円形状に形成された扉１１が設けられている。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。

【0031】

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から供給される水道水である。また、給水弁１４と洗剤ケース１５とが給水口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。

【0032】

図１の矢印Ａで示すように、洗剤ケース１５は、洗剤投入部１５ａを洗剤ケース１５から前面側へ引き出し可能に構成されている。この構成により、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、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。この洗濯水の流れを矢印Ｂで示す。

【0033】

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３１によって開閉駆動され、洗濯水を外槽１内に溜めたり筐体２の外に排水したりする。

【0034】

水路１９は、一端が、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外の下方に位置し、筐体２の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と連通接続している。また、水路１９は、排水路１７と遠心分離装置２０をつなぐ水路１９ａと、遠心分離装置２０と外槽１の前寄りの下部をつなぐ水路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。

【0035】

洗濯水は、排水弁１８を閉じているときは、排水口１６から排水路１７を経由して水路１９ａを流れた後、遠心分離装置２０を通過する。そして、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。ここで、異物には、洗濯物５から遊離した汚れや糸屑、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。

【0036】

図２は、本実施の形態における遠心分離装置の要部断面図である。図３は、図２における３－３断面図である。図４は、図２における４－４断面図である。

【0037】

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。

【0038】

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。回転筒２２の回転軸２２ｄは、鉛直方向に設定されている。

【0039】

本実施の形態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、液体は、洗濯物５を洗う洗濯水である。したがって、以降の説明においては、液体を洗濯水として説明する。なお、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。

【0040】

外槽１内の洗濯水は、図２に示されるように、水路１９ａを通り、回転筒２２底面の中央部に設けられた液体入口２２ａから回転筒２２内に流入する。その後、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液体出口２２ｂから水路１９ｂへ流出する。このように、液体入口２２ａが液体出口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内を下方から上方に向かって流れる。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。

【0041】

筒モータ２３は、回転筒２２が、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は回転筒２２内で旋回し、高速の旋回流が発生する。洗濯水が、回転筒２２内を通過する間に、回転筒２２の高速回転により遠心力を受ける。これによって、洗濯水に含まれる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。

【0042】

内周面２２ｃは回転筒２２の回転軸２２ｄを中心とし、内周面２２ｃの直径は、液体入口２２ａおよび液体出口２２ｂの最大径より大きく構成されている。これによって、回転筒２２の回転軸２２ｄから、内周面２２ｃに向かうほど、遠心力は強まる。

【0043】

したがって、この遠心力によって、回転筒２２を通過する洗濯水から分離された異物は、回転筒２２の内周面２２ｃに近づくほど、より強い遠心力で内周面２２ｃに保持される。その結果、遠心力によって分離された異物は、回転筒２２を通過する洗濯水の循環流に引き込まれて戻ることがない。すなわち、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。

【0044】

また、遠心分離装置２０には、旋回流生成部２４が、ケース２１を通過する洗濯水の流入側に設けられている。旋回流生成部２４は、ケース２１と一体的に形成されており、円筒部２５と渦巻部２６とを有する。円筒部２５は、液体入口２２ａと連通し、円筒部２５の中心２５ａは、回転筒２２の回転軸２２ｄと一致するように設けられる。渦巻部２６は、円筒部２５の上流側に設けられ、円筒部２５および水路１９ａと連通接続する。

【0045】

渦巻部２６は、図３に示すように、渦巻部２６の側壁２６ａと水路１９ａの側壁１９ｃとが、第一の接続部２７ａで接線状に接続されている。また、渦巻部２６の側壁２６ａと円筒部２５の側壁２５ｂとが、第二の接続部２７ｂで接線状に接続されている。

【0046】

液体流入部２８は、水路１９ａから渦巻部２６に液体が流入するように設けられる。液体流入部２８は、実質的に第一の接続部２７ａにおいて形成され、円筒部２５の側壁２５ｂより外方に設けられている。ここで、水路の側壁１９ｃ、円筒部２５の側壁２５ｂ、および、渦巻部２６の側壁２６ａ、の厚みは各々一定とする。

【0047】

また、円筒部２５の中心２５ａから渦巻部２６の側壁２６ａまでの距離Ｇは、第二の接続部２７ｂにおいて円筒部２５の半径Ｈと同一となるように、第一の接続部２７ａから連続的に短くなるように変化させている。例えば、渦巻部２６の側壁２６ａは、第一の接続部２７ａである液体流入部２８から第二の接続部２７ｂへの距離に応じて、円筒部２５の側壁２５ｂに向けて徐々に近づくように構成されている。

【0048】

そして、第一の接続部２７ａと第二の接続部２７ｂとは、円筒部２５の中心２５ａを挟んで反対に位置するように構成されている。

【0049】

このとき、第一の接続部２７ａを起点とし第二の接続部２７ｂまでの角度を、角度α１とする。角度α１は、例えば、９０°≦α１≦２７０°である。好ましくは、１７０°≦α１≦１９０°であり、本実施の形態における角度α１は、１８０°である。

【0050】

遠心分離装置２０は、図２および図４に示されるように、ポンプ部２９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。ポンプ部２９には、回転筒２２と一体的に形成されたポンプ羽根２９ａが配設されている。水路１９ｂは、ポンプ羽根２９ａの回転中心から側方に偏ってポンプ部２９に連通接続されている。

【0051】

ポンプ羽根２９ａは、筒モータ２３の駆動により回転筒２２とともに回転する。ポンプ羽根２９ａ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。

【0052】

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２９ａの回転数に加え、ポンプ羽根２９ａの枚数（本実施の形態では８枚）や、形状等によって設定することができる。

【0053】

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内で洗濯水が旋回する旋回流の流速をＶ２とする。そして、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。

【0054】

制御部３１は、筐体２内の下部に設けられている。図５は、本実施の形態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等の出力が入力される。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。

【0055】

以上のように構成された遠心分離装置２０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の汚れが洗い落とされる工程である。洗い工程に続いて、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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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洗剤投入部１５ａに投入した後、洗剤投入部１５ａを洗剤ケース１５内へ移動させる。

【0059】

制御部３１は、洗い工程において、洗剤の投入が完了した頃を見計らって給水弁１４を開く。これによって、洗濯水が給水口１３から洗剤ケース１５に流入し、図１の矢印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へ洗濯水が給水される。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内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。

【0060】

制御部３１は、以上の給水動作が完了すると、モータ１０を駆動して回転槽４を回転させ、以下に説明する洗浄動作を行う。洗浄動作では、制御部３１は回転槽４を回転させることによって、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を反転させ正逆回転駆動する。

【0061】

制御部３１は、上述の洗浄動作を所定時間行うと、排水弁１８を開いて外槽１内の洗濯水を機外へ排水する。これにより、洗濯水は、水路１９を循環する方向である矢印Ｃとは逆方向に流れる。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を通して筐体２の外へ排出される。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。

【0062】

以上のように、制御部３１は、洗浄動作を所定時間行った後、排水弁１８を通して外槽１内の洗濯水を排出し、給水動作および洗浄動作を有する洗い工程を完了する。この排水が完了した後、すすぎ工程に移る。

【0063】

すすぎ工程では、第一の中間脱水動作に続いて第一のすすぎ動作が行われる。その後、第二の中間脱水動作に続いて第二のすすぎ動作が行われる。すすぎ工程においても、洗い工程と同様に、制御部３１は、給水弁１４を開いて外槽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。ここで、洗濯水は、洗剤を含まない水、すすぎ水である。

【0064】

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を高速で回転させて脱水を行う。

【0065】

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。洗い工程、すすぎ工程、脱水工程においては、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。

【0066】

次に、遠心分離装置２０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。遠心分離装置２０によって分離される異物として、水より比重が重いものがある。例えば、汚れ物質は、砂、繊維屑、髪の毛、角質汚れなどである。また、水より比重が軽くても、糸屑などの水より比重が重いものに付着するものが分離される。例えば、皮脂に代表される脂分などがある。

【0067】

洗い工程において、制御部３１は、筒モータ２３を駆動させ、外槽１内の汚れ物質を含む洗濯水を遠心分離装置２０へ循環させる。すなわち、筒モータ２３の駆動により、回転筒２２とポンプ羽根２９ａとが回転する。外槽１内の洗濯水は、ポンプ羽根２９ａによるポンプ作用により、排水口１６から流出し、水路１９ａを通って液体流入部２８から旋回流生成部２４の渦巻部２６に流入する。

【0068】

水路１９ａは、図３に示すように、円筒部２５の外周側に設けられている。また、液体流入部２８は、円筒部２５の側壁２５ｂより外方に設けられている。このため、水路１９ａから渦巻部２６に流入する洗濯水の流れ（矢印ｉ）は、渦巻部２６内を一周してきた洗濯水の流れ（矢印Ｊ）を阻害することなく、円筒部２５の側壁２５ｂに沿った流れ（矢印Ｋ）を生成することができる。これにより、旋回流生成部２４内で生成される旋回流は、渦中心２５ｃと円筒部２５の中心２５ａとが一致するように生成される。

【0069】

このようにして、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、液体入口２２ａから回転筒２２内に流入する。また、回転筒２２は筒モータ２３によって回転している。

【0070】

ここで、旋回流生成部２４で生成される旋回流の渦中心２５ｃの位置が、回転筒２２の回転軸２２ｄとずれている場合、液体入口２２ａで旋回流が乱れ、下流である回転筒２２内での旋回流に乱れが生じる。しかし、本実施の形態においては、上述のように、旋回流生成部２４で生成される旋回流の渦中心２５ｃが、回転筒２２の回転軸２２ｄと一致するため、回転筒２２内に導入された洗濯水は、回転筒２２内で乱れの少ない高速の旋回流を発生させることができる。

【0071】

以上のように、洗濯水は、液体入口２２ａから回転筒２２内に導入されて回転筒２２を通過し、液体出口２２ｂから流出する。このとき、洗濯物から遊離した、洗濯水より比重の重い異物（砂、髪の毛、角質汚れなど）は、乱れの少ない高速の旋回流による強い遠心力の作用によって、回転筒２２の内周面２２ｃに向かい集積される。また、洗濯水に含まれる汚れの内、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）に付着するものは洗濯水から分離するので洗濯水から除去することができる。このようにして、洗濯水に含まれる洗濯物特有の汚れ物質は、洗濯水から遠心分離されて除去される。

【0072】

一方、回転筒２２の回転軸２２ｄ近傍を通過する循環流より外側にあって、回転筒２２の内周面２２ｃより内側にある、回転筒２２内を満たす洗濯水は、回転筒２２の液体入口２２ａおよび液体出口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。このため、この遠心力により洗濯水から分離されて回転筒２２の内周面２２ｃに向かう汚れ物質は、回転筒２２を通過する循環流に引き込まれて戻ることがない。すなわち、分離した汚れ物質が循環流とともに外槽１に戻り洗濯物５に再付着することが抑えられるので、洗浄効果を高めることができる。

【0073】

また、遠心分離装置２０の回転筒２２内では、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、および、水路１９中の気泡が旋回流生成部２４から回転筒２２内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２２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、液体出口２２ｂから回転筒２２外へ容易に排出される。

【0074】

これによって、水より軽い気泡が回転筒２２内に留まることによって生じる、回転筒２２内の水と気泡分布のアンバランスを抑え、回転筒２２を回転させるために必要な筒モータ２３の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２２の回転数変動も抑えることができる。また、水と気泡分布のアンバランスによって発生する回転筒２２の回転振動を抑えることができるため、ケース２１内であっても回転筒２２をより大きく構成することができる。さらに、回転筒２２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２２内の流れの乱れを抑えることによって、洗濯水から一旦分離されて内周面２２ｃに保持された異物が、再び洗濯水へ戻ってしまうことを抑えることもできる。

【0075】

また、回転筒２２内で汚れ物質が分離された洗濯水は、液体出口２２ｂからポンプ部２９へ流出する。本実施の形態では、旋回流生成部２４で生成される旋回流の渦中心２５ｃと、回転筒２２の回転軸２２ｄとが一致しているため、回転筒２２内で乱れの少ない旋回流を生成することができる。したがって、ポンプ羽根２９ａ間に均一に洗濯水を流入させることができる。このため、流入量の不均一によるポンプ性能の低下や、ポンプ羽根２９ａへの圧力の不均一によるアンバランスによって生じる耐久性能の低下などが生じない構成となっている。

【0076】

また、ポンプ部２９に流入した洗濯水は、ポンプ羽根２９ａによるポンプ作用により、水路１９ｂを通って外槽１に流入する。そして、外槽１内の洗濯水は、遠心分離装置２０に備えられたポンプ機能により、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。これによって、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。

【0077】

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２９ａが回転筒２２と一体的に設けられ、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、洗濯水循環用のポンプを遠心分離装置２０と別異に設ける必要がなく、構成を簡略にすることができる。

【0078】

また、制御部３１は、排水時に排水弁１８を開き、水路１９を循環する矢印Ｃの方向とは逆方向に洗濯水を流す。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って、排水弁１８を通して筐体２の外へ排出される。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。

【0079】

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。

【0080】

以上のように、本実施の形態の遠心分離装置２０は、水路１９に設けられ、水路１９を流れる洗濯水（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と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、を備える。また、回転筒２２内に水路１９ａから洗濯水を流入させる液体入口２２ａと、回転筒２２内から水路１９ｂへ洗濯水を流出させる液体出口２２ｂとを有し、回転筒２２を回転駆動する筒モータ２３と、液体入口２２ａの上流側に設けられた旋回流生成部２４とを備える。さらに、旋回流生成部２４は、液体入口２２ａと連通する円筒部２５と、円筒部２５の上流側に設けられた渦巻部２６と、水路１９ａから渦巻部２６に洗濯水が流入する液体流入部２８とを有し、液体流入部２８は、円筒部２５の側壁２５ｂより外方に設けられたものである。

【0081】

この構成により、旋回流生成部２４内で一周した洗濯水が、水路１９ａから流入する洗濯水の流れに進路を妨害されることなく、円筒部２５の側壁２５ｂに沿った旋回流を生成することができる。したがって、旋回流生成部２４内を流れる旋回流の渦中心２５ｃと、円筒部２５の中心２５ａと、さらに、回転筒２２の回転軸２２ｄとを一致させることができる。そのため、旋回流生成部２４内で生成される旋回流の乱れを少なくして、洗濯水に旋回成分が付与される。これによって、回転筒２２内において洗濯水に含まれる異物に強い遠心力を作用させることができ、洗濯水から異物を効果的に分離することができる。

【0082】

また、渦巻部２６の側壁２６ａと円筒部２５の側壁２５ｂとの距離は、液体流入部２８からの距離に応じて近づくように構成されたものである。すなわち、渦巻部２６の側壁２６ａは、液体流入部２８からの距離に応じて、円筒部２５の側壁２５ｂに向けて徐々に近づくように構成されたものである。

【0083】

この構成により、旋回流生成部２４で生成される旋回流の渦中心２５ｃを、旋回流生成部２４の下流に位置する回転筒２２の回転軸２２ｄに近づけることが可能になる。そのため、旋回流の乱れを少なくして強力な遠心力を作用させることができ、洗濯水から異物を効果的に分離することができる。

【0084】

また、旋回流生成部２４は、渦巻部２６の側壁２６ａと水路１９ａとが接続される第一の接続部２７ａと、渦巻部２６の側壁２６ａと円筒部２５の側壁２５ｂとが接続される第二の接続部２７ｂとを有し、第一の接続部２７ａと第二の接続部２７ｂとは、円筒部２５の中心２５ａを挟んで反対に位置するように構成されている。

【0085】

この構成により、旋回流生成部２４に流入した洗濯水が、渦巻部２６の側壁２６ａに沿って流れることによって旋回流が生成される。

【0086】

（第２の実施の形態）
図６は、本開示の第２の実施の形態における遠心分離装置の要部断面図である。図７は、図６における７－７断面図である。第２の実施の形態の特徴は、液体流入部２８の下流側に、円筒部２５の側壁２５ｂと同一半径である円弧壁３０が設けられたている点である。他の構成は第１の実施の形態と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は第１の実施の形態のものを援用する。

【0087】

円弧壁３０は、図７に示されるように、液体流入部２８から下流側に向かって形成され、その内側側壁３０ａが円筒部２５の側壁２５ｂと同一半径に形成されている。円弧壁３０の先端は、第一の接続部２７ａを起点として角度α２の位置まで延びている。角度α２は、例えば、０°＜α２≦９０°である。好ましくは、３５°≦α２≦５５°であり、本実施の形態における角度α２は、４５°である。

【0088】

渦巻部２６の側壁２６ａと、円弧壁３０の外側側壁３０ｂとの間の距離は、図７においてＰおよびＱで示すように、液体流入部２８から下流へ行くにしたがって短くなるように設定されている。流路の高さ方向の長さは一定のため、液体流入部２８から下流に行くにしたがって流路の断面積が徐々に狭くなる。すわなち、洗濯水の流速は加速される。

【0089】

以上のように、本実施の形態の旋回流生成部２４は、液体流入部２８の下流側に、円筒部２５の側壁２５ｂと同一半径である円弧壁３０が設けられたものである。

【0090】

この構成により、渦巻部２６の側壁と円弧壁３０との間に形成される流路の断面積が徐々に小さくなり、旋回流生成部２４で生成される洗濯水（液体）の旋回流の流速を速めることができる。その結果、速度の速い洗濯水を旋回流生成部２４へ供給することができるので、旋回流生成部２４において、より強い旋回流を生成することが可能である。加えて、乱れの少ない、より高速の旋回流を回転筒２２内に発生させることができるため、より強力な遠心力を作用させることができる。これによって、異物の分離性能を高めることができる。

【0091】

なお、円弧壁３０の厚みを変化させてもよい。この場合、円弧壁３０の内側側壁３０ａの半径が円筒部２５の側壁２５ｂの半径と同一となるように設ける。そして、円弧壁３０の外側側壁３０ｂと渦巻部２６の側壁２６ａとの間の距離が、図７においてＰ＞Ｑとなるように、上流から下流に行くにしたがい距離を変化させる。例えば、円弧壁３０の外側側壁３０ｂを円筒部２５の中心２５ａに近づけるように変化させる。これによって、乱れの少ない高速の旋回流を生成することができる。

【0092】

以上のように、第１の実施の形態および第２の実施の形態において、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。すなわち、洗濯機は、被洗浄物５と液体である洗濯水とを収容する、外槽１および洗濯槽４からなる洗濯槽と、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、水路１９を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する第１の実施の形態または第２の実施の形態に記載の遠心分離装置２０とを備える。

【0093】

この構成により、洗濯物５から遊離した汚れ物質等の洗濯水に含まれる異物を、遠心分離装置２０において効果的に分離する洗濯機を実現することができる。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。

【0094】

なお、第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、洗濯機のポンプ部２９を遠心分離装置２０に設け、筒モータ２３によってポンプ羽根２９ａと回転筒２２を一体的に回転させる構成としている。この他に、水路１９にポンプ部（図示せず）を別途設け、図１の矢印Ｃで示すような循環流を生じさせる構成としてもよい。

【0095】

また、第１の実施の形態および第２の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、第１の実施の形態および第２の実施の形態が有する遠心分離装置は、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。また、遠心分離装置は、洗濯機に限らず、液体から異物を分離し浄化する装置として活用できる。

【0096】

なお、上述の第１の実施の形態および第２の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

【0097】

（第３の実施の形態）
本開示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。

【0098】

図８は、本開示の第３の実施の形態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８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１０１と、外槽１０１内に回転可能に設けられた回転槽１０４とを有する。

【0099】

外槽１０１は有底筒状に構成され、洗濯機の外枠を構成する筐体１０２の内部において、複数のサスペンション機構１０３によって弾性的に支持されている。回転槽１０４は有底筒状に構成され、外槽１０１内に設けられている。また、投入口１０６は回転槽１０４の前面側（図８において左側）に設けられている。

【0100】

回転槽１０４は、槽回転軸１０７を中心として回転可能に設けられ、洗濯物１０５を収容する。回転槽１０４の周壁面には、内方へ突出した複数（例えば、３個）のバッフル１０８と、多数の小孔１０９が設けられている。また、外槽１０１内と回転槽１０４内とは、小孔１０９を通して連通している。外槽１０１と回転槽１０４と槽回転軸１０７とは、水平に対して角度θ（例えば、２０°）前上がり（図８において左上方向）に傾けて設けられている。

【0101】

回転槽１０４は、外槽１０１の後部に設けられたモータ１１０によって、正逆回転自在に構成されている。モータ１１０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１３１（図１２参照）のインバータ制御によって、モータ１１０は、回転槽１０４の回転速度を自在に変化させることができる。

【0102】

筐体１０２の前面には、略円形状に形成された扉１１１が設けられている。使用者は、扉１１１と投入口１０６とを開閉することによって、回転槽１０４内に洗濯物１０５を出し入れする。外槽１０１の開口部１０１ａは、投入口１０６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１１２によって開口部１０１ａと筐体１０２とは気密構成を確保して連結されている。

【0103】

給水口１１３は、筐体１０２の後面上部に設けられ、洗濯水を供給する。給水口１１３は、水道の蛇口１１３ａと接続されている。したがって、洗濯水は給水口１１３から供給される水道水である。また、給水弁１１４と洗剤ケース１１５とが給水口１１３の下流側に設けられている。給水弁１１４は、制御部１３１によって開閉駆動され、洗濯水の給水および停止を行う。

【0104】

図８の矢印Ｄで示されるように、洗剤ケース１１５は、洗剤投入部１１５ａを洗剤ケース１１５から前面側へ引き出し可能に構成されている。この構成により、使用者は、洗剤ケース１１５内への洗剤の投入が容易に行える。給水口１１３から供給された洗濯水は、洗剤ケース１１５に流入する。そして、洗濯水は、洗剤ケース１１５内に投入されている洗剤を溶かしながら外槽１０１へ流入する。この洗濯水の流れを矢印Ｅで示す。

【0105】

また、洗濯水を排出する排水口１１６が外槽１０１の底部に設けられている。排水口１１６には排水路１１７が連結されている。排水路１１７には排水弁１１８が設けられている。排水弁１１８は、制御部１３１によって開閉駆動され、洗濯水を外槽１０１内に溜めたり筐体１０２の外に排水したりする。

【0106】

水路１１９は、一端が、排水路１１７に接続され、他端は、外槽１０１の前寄りの下部に連通接続されている。ここで、水路１１９は、外槽１０１外の下方に位置し、筐体１０２の前後方向に形成されている。また、水路１１９は、外槽１０１の下方に設けられた遠心分離装置１２０と連通接続している。また、水路１１９は、排水路１１７と遠心分離装置１２０をつなぐ水路１１９ａと、遠心分離装置１２０と外槽１０１の前寄りの下部をつなぐ水路１１９ｂを有している。そして、水路１１９ａを介して、外槽１０１内の洗濯水が遠心分離装置１２０へ流入する。また、水路１１９ｂを介して、遠心分離装置１２０を通過した洗濯水が外槽１０１内へ流出する。

【0107】

洗濯水は、排水弁１１８を閉じているときは、排水口１１６から排水路１１７を経由して水路１１９ａを流れた後、遠心分離装置１２０を通過する。そして、遠心分離装置１２０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。ここで、異物には、洗濯物１０５から遊離した汚れや糸屑、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。

【0108】

図９は、本実施の形態における遠心分離装置の要部断面図である。図１０は、図９における１０－１０断面図である。図１１は、図９における１１－１１断面図である。

【0109】

遠心分離装置１２０は、水路１１９に連通接続されたケース１２１と、ケース１２１内に回転可能に設けられた中空の回転筒１２２と、回転筒１２２を回転駆動する筒モータ１２３とを有している。

【0110】

回転筒１２２には、水路１１９ａから回転筒１２２内に液体を流入させる液体入口１２２ａと、回転筒１２２内から水路１１９ｂへ液体を流出させる液体出口１２２ｂとが設けられている。また、回転筒１２２は、円筒状の内周面１２２ｃを有している。回転筒１２２の回転軸１２２ｄは、鉛直方向に設定されている。

【0111】

本実施の形態における遠心分離装置１２０は、洗濯機に搭載されていることから、液体は、洗濯物１０５を洗う洗濯水である。したがって、以降の説明においては、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様に液体を洗濯水として説明する。なお、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。

【0112】

外槽１０１内の洗濯水は、図９に示されるように、水路１１９ａを通り、回転筒１２２底面の中央部に設けられた液体入口１２２ａから回転筒１２２内に流入する。その後、回転筒１２２内に流入した洗濯水は、回転筒１２２の上部に設けられた液体出口１２２ｂから水路１１９ｂへ流出する。このように、液体入口１２２ａが液体出口１２２ｂの下方にあるため、遠心分離装置１２０を通過する洗濯水は、回転筒１２２内を下方から上方に向かって流れる。なお、遠心分離装置１２０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。

【0113】

筒モータ１２３は、回転筒１２２が、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１２２内に導入された洗濯水が回転筒１２２内で旋回し、高速の旋回流が発生する。洗濯水が、回転筒１２２内を通過する間に、回転筒１２２の高速回転により遠心力を受ける。これによって、洗濯水に含まれる異物は遠心分離され、回転筒１２２の内周面１２２ｃに向かって集積される。

【0114】

内周面１２２ｃは、回転筒１２２の回転軸１２２ｄを中心とし、内周面１２２ｃの直径は、液体入口１２２ａおよび液体出口１２２ｂの最大径より大きく構成されている。これによって、回転筒１２２の回転軸１２２ｄから、内周面１２２ｃに向かうほど、遠心力は強まる。

【0115】

したがって、この遠心力によって、回転筒１２２を通過する洗濯水から分離された異物は、回転筒１２２の内周面１２２ｃに近づくほど、より強い遠心力で内周面１２２ｃに保持される。その結果、遠心力によって分離された異物は、回転筒１２２を通過する洗濯水の循環流に引き込まれて戻ることがない。すなわち、洗濯物１０５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。

【0116】

また、遠心分離装置１２０には、旋回流生成部１２４が、ケース１２１を通過する洗濯水の流入側に設けられている。旋回流生成部１２４は、ケース１２１と一体的に形成されており、円筒部１２５と渦巻部１２６とを有する。円筒部１２５は、液体入口１２２ａと連通し、円筒部１２５の中心１２５ａは、回転筒１２２の回転軸１２２ｄと一致するように設けられる。渦巻部１２６は、円筒部１２５の上流側に設けられ、円筒部１２５および水路１１９ａと連通接続する。

【0117】

渦巻部１２６は、図１１に示すように、渦巻部１２６の側壁１２６ａと水路１１９ａの外側の側壁１１９ｃとが、第一の接続部１２７ａで接線状に接続されている。また、渦巻部１２６の側壁１２６ａと円筒部１２５の側壁１２５ｂとが、第二の接続部１２７ｂで接線状に接続されている。液体流入部１２８は、水路１１９ａから渦巻部１２６に液体が流入するように設けられる。液体流入部１２８は、実質的に第一の接続部１２７ａにおいて形成され、円筒部１２５の側壁１２５ｂより外方に設けられている。ここで、水路の側壁１１９ｃ、円筒部の側壁１２５ｂ、および、渦巻部の側壁１２６ａ、の厚みは各々一定とする。

【0118】

また、円筒部１２５の中心１２５ａから渦巻部１２６の側壁１２６ａまでの距離Ｑは、第二の接続部１２７ｂにおいて、円筒部１２５の半径Ｒと同一となるように、第一の接続部１２７ａから連続的に短くなるように変化させている。例えば、渦巻部１２６の側壁１２６ａは、第一の接続部１２７ａである液体流入部１２８から第二の接続部１２７ｂへの距離に応じて、円筒部１２５の側壁１２５ｂに向けて徐々に近づくように構成されている。

【0119】

そして、第一の接続部１２７ａと第二の接続部１２７ｂとは、円筒部１２５の中心１２５ａを挟んで反対に位置するように構成されている。

【0120】

このとき、第一の接続部１２７ａを起点とし第二の接続部１２７ｂまでの角度を、角度αとする。角度αは、例えば、９０°≦α≦２７０°である。好ましくは、１７０°≦α≦１９０°であり、本実施の形態における角度αは、１８０°である。

【0121】

遠心分離装置１２０は、図１０、図１１に示すように、旋回流路１３６が旋回流生成部１２４に設けられているとともに、旋回流路１３６は、旋回流生成部１２４の中央部に設けられた凸部１３７の外周壁と、旋回流生成部１２４の側壁１２４ｂと、渦巻部１２６の側壁１２６ａとで形成されている。凸部１３７の半径Ｎは、円筒部１２５の中心１２５ａ側の水路１１９ａの側壁１１９ｄと、円筒部１２５の中心１２５ａとの距離である距離Ｗより小さく構成されている。

【0122】

凸部１３７は、旋回流生成部１２４の中心に設けられている。凸部１３７は、旋回流生成部１２４の底部から液体入口１２２ａに向かって円柱状に形成されている。凸部１３７の中心は、円筒部１２５の中心１２５ａおよび回転筒１２２の回転軸１２２ｄと一致する。凸部１３７の高さは、図１１のように旋回流生成部１２４の高さとほぼ同等としてもよいし、それより高くして、液体入口１２２ａや回転筒１２２内に突出しても構わない。

【0123】

液体流入部１２８から旋回流生成部１２４に流入した洗濯水は、旋回流路１３６を流れて旋回する。洗濯水は、旋回成分が付与され、円筒部１２５を上昇して液体入口１２２ａから回転筒１２２内に流入する。

【0124】

凸部１３７の上面１３７ａは、中央部から外周にかけて下方へ傾斜している。これにより、回転筒１２２内の異物が下方へ排出される際に、凸部１３７の上面１３７ａを異物が滑落し、異物が上面１３７ａに残らない構成となっている。なお、凸部１３７は、中空の円筒状であってもよい。

【0125】

遠心分離装置１２０は、図９および図１０に示されるように、ポンプ部１２９が、ケース１２１を通過する洗濯水の流出側に設けられている。ポンプ部１２９には、回転筒１２２と一体的に形成されたポンプ羽根１２９ａが配設されている。水路１１９ｂは、ポンプ羽根１２９ａの回転中心から側方に偏ってポンプ部１２９に連通接続されている。

【0126】

ポンプ羽根１２９ａは、筒モータ１２３の駆動により回転筒１２２とともに回転する。ポンプ羽根１２９ａによるポンプ作用によって、外槽１０１内の洗濯水は、外槽１０１外の下方に形成された水路１１９を流れて遠心分離装置１２０を通過する。これによって、洗濯水は、図８の矢印Ｆで示されるように循環する。

【0127】

このとき、水路１１９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１２９ａの回転数に加え、ポンプ羽根１２９ａの枚数（本実施の形態では８枚）や、形状等によって設定することができる。

【0128】

これにより、洗濯水は、水路１１９を流れて遠心分離装置１２０と外槽１との間を循環する。洗濯水が遠心分離装置１２０を通過する循環流の流速をＶ１とし、洗濯水が回転筒１２２内で洗濯水が旋回する旋回流の流速をＶ２とする。そして、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。

【0129】

制御部１３１は、筐体１０２内の下部に設けられている。図１２は、本実施の形態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１３１には、回転槽１０４に投入された洗濯物１０５の量を検知する布量検知部１３２の出力と、外槽１０１内に給水された洗濯水の量を検知する水量検知部１３３の出力と、回転槽１０４の回転駆動を検知する回転検知部１３４等の出力が入力される。制御部１３１は、操作表示部１３５により使用者が設定した洗濯コースに基づいて、モータ１１０、給水弁１１４、排水弁１１８、筒モータ１２３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。

【0130】

以上のように構成された遠心分離装置１２０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１０１に給水され、回転槽１０４の回転によって叩き洗いを行いながら洗濯物１０５の汚れが洗い落とされる工程である。洗い工程に続いて、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。

【0131】

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１０２の前面に設けられた扉１１１を開いて、投入口１０６から回転槽１０４内に洗濯物１０５を投入する。次に、使用者は、筐体１０２の前面上部に設けられている操作表示部１３５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１３５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。

【0132】

洗濯運転の開始により、制御部１３１は、最初に、回転槽１０４内に投入された洗濯物１０５の量を布量検知部１３２によって検知する。洗濯物１０５の量は、回転槽１０４を回転させたときにモータ１１０にかかるトルク量、または、モータ１１０の電流値等から検知される。

【0133】

制御部１３１は、検知した洗濯物１０５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１０５の量に応じて予め設定された洗剤量を操作表示部１３５に表示する。使用者は、洗剤ケース１１５から洗剤投入部１５ａを引き出し、操作表示部１３５に表示された洗剤量の目安にしたがって洗剤を洗剤投入部１１５ａに投入した後、洗剤投入部１１５ａを洗剤ケース１１５内へ移動させる。

【0134】

制御部１３１は、洗い工程において、洗剤の投入が完了した頃を見計らって給水弁１１４を開く。これによって、洗濯水が給水口１１３から洗剤ケース１１５に流入し、図８の矢印Ｅ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１０１へ洗濯水が給水される。外槽１０１内の底部に溜まった洗濯水は、小孔１０９から回転槽１０４内に流入する。外槽１０１内に溜まった洗濯水の量は、水量検知部１３３で検知される。制御部１３１は、外槽１０１内に溜まった洗濯水の量が、洗濯物１０５の量に応じて予め設定された所定量に達すると、給水弁１１４を閉じて給水を止める。

【0135】

制御部１３１は、以上の給水動作が完了すると、モータ１１０を駆動して回転槽１０４を回転させ、以下に説明する洗浄動作を行う。洗浄動作では、制御部１３１は回転槽１０４を回転させることによって、回転槽１０４内の洗濯物１０５はバッフル１０８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１０４の底面あるいは回転槽１０４の底に溜まっている洗濯物１０５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１０５を叩き洗いするときの回転槽１０４の回転数は、例えば、４５ｒｐｍである。制御部１３１は、所定時間毎（例えば、数分間毎）に回転槽１０４を反転し正逆回転駆動する。

【0136】

制御部１３１は、上述の洗浄動作を所定時間行うと、排水弁１１８を開いて外槽１０１内の洗濯水を機外へ排水する。これにより、洗濯水は、水路１１９を循環する方向である矢印Ｆとは逆方向に流れる。また、回転筒１２２の内周面１２２ｃに集められた異物は、この洗濯水の流れに乗り、排水弁１１８を通して筐体１０２の外へ排出される。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。

【0137】

以上のように、制御部１３１は、洗浄動作を所定時間行った後、排水弁１１８を通して外槽１０１内の洗濯水を排出し、給水動作および洗浄動作を有する洗い工程を完了する。この排水が完了した後、すすぎ工程に移る。

【0138】

すすぎ工程では、第一の中間脱水動作に続いて第一のすすぎ動作が行われる。その後、第二の中間脱水動作に続いて第二のすすぎ動作が行われる。すすぎ工程においても、洗い工程と同様に、制御部１３１は、給水弁１１４を開いて外槽１０１内に所定量の洗濯水を給水し、回転槽１０４を正逆回転させる。これによって洗濯物１０５のすすぎが行われる。ここで、洗濯水は、洗剤を含まない水、すすぎ水である。

【0139】

すすぎ工程後に行われる脱水工程では、制御部１３１は、排水弁１１８を開いて外槽１０１内の洗濯水を機外へ排出する。そして、制御部１３１は、モータ１１０により洗濯物１０５の入った回転槽１０４を高速で回転させて、脱水を行う。

【0140】

以上のように、制御部１３１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。洗い工程、すすぎ工程、脱水工程においては、回転槽１０４の回転による振動によって外槽１０１全体の振動が生じる。この振動は、サスペンション機構１０３により吸収されて筐体１０２の振動は抑制される。

【0141】

次に、遠心分離装置１２０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。遠心分離装置１２０によって分離される異物として水より比重が重いものがある。例えば、汚れ物質は、砂、繊維屑、髪の毛、角質汚れなどである。また、水より比重が軽くても、糸屑などの水より比重が重いものに付着するものが分離される。例えば、皮脂に代表される脂分などがある。

【0142】

洗い工程において、制御部１３１は、筒モータ１２３を駆動させ、外槽１０１内の汚れ物質を含む洗濯水は遠心分離装置１２０へ循環させる。すなわち、筒モータ１２３の駆動により、回転筒１２２とポンプ羽根１２９ａとが回転する。外槽１０１内の洗濯水は、ポンプ羽根１２９ａによるポンプ作用により、排水口１１６から流出し、水路１１９ａを通って液体流入部１２８から旋回流生成部１２４の渦巻部１２６に流入する。

【0143】

水路１１９ａは、図１１に示されるように、円筒部１２５の外周側に設けられている。また、液体流入部１２８は、円筒部１２５の側壁１２５ｂより外方に設けられている。このため、液体流入部１２８から渦巻部１２６に流入する洗濯水（矢印Ｌ）は、渦巻部１２６の側壁１２６ａに沿って旋回流路１３６を旋回する。

【0144】

渦巻部１２６の側壁１２６ａと凸部１３７の外周壁との距離Ｐは、第一の接続部１２７ａから第二の接続部１２７ｂにかけて徐々に短くなる。したがって、渦巻部１２６に流入する洗濯水は、旋回流路１３６に沿った流れによって旋回流が生成されることにより流速の低下が抑えられる。

【0145】

旋回流路１３６を一周してきた洗濯水の流れ（矢印Ｓ）は、渦巻部１２６に流入する洗濯水の流れ（矢印Ｌ）によって阻害されることなく、円筒部１２５の側壁１２５ｂに沿った流れ（矢印Ｔ）を生成することができる。これにより、旋回流生成部１２４内で生成される旋回流は、凸部１３７を中心として、円筒部１２５の中心１２５ａと一致する旋回流が生成される。

【0146】

このようにして、旋回流生成部１２４において旋回成分が付与された洗濯水は、液体入口１２２ａから回転筒１２２内に流入する。また、回転筒２２は筒モータ１２３によって回転している。

【0147】

ここで、旋回流生成部１２４で生成される旋回流の渦中心の位置が、回転筒１２２の回転軸１２２ｄとずれている場合、液体入口１２２ａで旋回流が乱れ、下流である回転筒１２２内での旋回流に乱れが生じる。しかし、本実施の形態においては、上述のように、旋回流生成部１２４で生成される旋回流の渦中心が、凸部１３７によって回転筒１２２の回転軸１２２ｄと一致するため、回転筒１２２内に導入された洗濯水は、回転筒１２２内で乱れの少ない高速の旋回流を発生させることができる。

【0148】

以上のように、洗濯水は、液体入口１２２ａから回転筒１２２内に導入されて回転筒１２２を通過し、液体出口１２２ｂから流出する。このとき、洗濯物から遊離した、洗濯水より比重の重い異物（砂、髪の毛、角質汚れなど）は、乱れの少ない高速の旋回流による強い遠心力の作用によって、回転筒１２２の内周面１２２ｃに向かい集積される。また、洗濯水に含まれる汚れの内、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）に付着するものは洗濯水から分離するので洗濯水から除去することができる。このようにして、洗濯水に含まれる洗濯物特有の汚れ物質は、洗濯水から遠心分離されて除去される。

【0149】

一方、回転筒１２２の回転軸１２２ｄ近傍を通過する循環流より外側にあって、回転筒１２２の内周面１２２ｃより内側にある、回転筒１２２内を満たす洗濯水は、回転筒１２２の液体入口１２２ａおよび液体出口１２２ｂが循環流で占められている。加えて、回転筒１２２内の洗濯水に、高速の旋回流により、回転筒１２２の内周面１２２ｃに向かって強い遠心力が作用している。このため、この遠心力により洗濯水から分離されて回転筒１２２の内周面１２２ｃに向かう汚れ物質は、回転筒１２２を通過する循環流に引き込まれて戻ることがない。すなわち、分離した汚れ物質が循環流とともに外槽１０１に戻り洗濯物１０５に再付着することが抑えられるので、洗浄効果を高めることができる。

【0150】

また、遠心分離装置１２０の回転筒１２２内では、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、および、水路１１９中の気泡が旋回流生成部１２４から回転筒１２２内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１２２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、液体出口１２２ｂから回転筒１２２外へ容易に排出される。

【0151】

これによって、水より軽い気泡が回転筒１２２内に留まることによって生じる、回転筒１２２内の水と気泡分布のアンバランスを抑え、回転筒１２２を回転させるために必要な筒モータ１２３の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１２２の回転数変動も抑えることができる。また、水と気泡分布のアンバランスによって発生する回転筒１２２の回転振動を抑えることができるため、ケース１２１内であっても回転筒１２２をより大きく構成することができる。さらに、回転筒１２２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１２２内の流れの乱れを抑えることによって、洗濯水から一旦分離されて内周面１２２ｃに保持された異物が、再び洗濯水へ戻ってしまうことを抑えることもできる。

【0152】

また、回転筒１２２内で汚れ物質が分離された洗濯水は、液体出口１２２ｂからポンプ部１２９へ流出する。本実施の形態では、旋回流生成部１２４で生成される旋回流の渦中心と、回転筒１２２の回転軸１２２ｄとが一致しているため、回転筒１２２内で乱れの少ない旋回流を生成することができる。したがって、ポンプ羽根１２９ａ間に均一に洗濯水を流入させることができる。このため、流入量の不均一によるポンプ性能の低下や、ポンプ羽根１２９ａへの圧力の不均一によるアンバランスによって生じる耐久性能の低下などが生じない構成となっている。

【0153】

また、ポンプ部１２９に流入した洗濯水は、ポンプ羽根１２９ａによるポンプ作用により、水路１１９ｂを通って外槽１０１に流入する。そして、外槽１０１内の洗濯水は、遠心分離装置１２０に備えられたポンプ機能により、水路１１９を通して遠心分離装置１２０との間で循環し、洗濯水の浄化が進行する。これによって、分離した汚れ物質が洗濯物１０５へ再付着することを抑えることができる。

【0154】

ここで、遠心分離装置１２０は、ポンプ作用を有するポンプ羽根１２９ａが回転筒１２２と一体的に設けられ、制御部１３１は、回転筒１２２を回転させて遠心分離装置１２０と外槽１０１との間で洗濯水の循環を行う。したがって、洗濯水循環用のポンプを遠心分離装置１２０と別異に設ける必要がなく、構成を簡略にすることができる。

【0155】

また、制御部１３１は、排水時に排水弁１１８を開き、水路１１９を循環する矢印Ｆ方向とは逆方向に洗濯水を流す。回転筒１２２の内周面１２２ｃに集められた異物は、この洗濯水の流れに乗って、排水弁１１８を通して筐体１０２の外へ排出される。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。

【0156】

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１０５から洗濯水に出た異物を遠心分離装置１２０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。

【0157】

以上のように、本実施の形態の遠心分離装置１２０は、水路１１９に設けられ、水路１１９を流れる洗濯水（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１２０は、水路１１９と連通接続されたケース１２１と、ケース１２１内に回転可能に設けられた中空の回転筒１２２と、を備える。また、回転筒２２内に水路１１９ａから洗濯水を流入させる液体入口１２２ａと、回転筒１２２内から水路１１９ｂへ洗濯水を流出させる液体出口１２２ｂとを有し、回転筒１２２を回転駆動する筒モータ１２３と、液体入口１２２ａの上流側に設けられた旋回流生成部１２４とを備える。また、旋回流生成部１２４は、液体入口１２２ａと連通する円筒部１２５と、水路１１９ａから洗濯水が流入する液体流入部１２８と、液体流入部１２８から流入する洗濯水を旋回させる旋回流路１３６とを有する。さらに、旋回流路１３６は、旋回流生成部１２４の中心に設けられた円柱状の凸部１３７と、旋回流生成部１２４の側壁１２４ｂとによって形成される。

【0158】

この構成により、液体流入部１２８から流入した洗濯水は、凸部１３７を中心にして旋回流路１３６に沿った流れで旋回流が生成されることにより流速の低下が抑えられ、旋回流生成部１２４内において高速の旋回流によって洗濯水に旋回成分が付与される。したがって、回転筒１２２内において洗濯水に含まれる異物に強い遠心力を作用させることができ、洗濯水から異物を効果的に分離することができる。

【0159】

また、旋回流生成部１２４は、円筒部１２５の上流側に設けられた渦巻部１２６を有し、液体流入部１２８は、円筒部１２５の側壁１２５ｂより外方に設けられ、渦巻部１２６の側壁１２６ａと円筒部１２５の側壁１２５ｂとの距離は、液体流入部１２８からの距離に応じて短くなるように構成されている。すなわち、渦巻部１２６の側壁１２６ａは、液体流入部１２８からの距離に応じて、円筒部１２５の側壁１２５ｂに向けて近づくように構成されている。

【0160】

この構成により、液体流入部１２８から流入した洗濯水は、渦巻部１２６の側壁１２６ａに沿って旋回流路１３６を流れ、凸部１３７を中心に旋回するため、旋回流生成部１２４内において高速の旋回流が生成されて洗濯水に旋回成分が付与される。

【0161】

（第４の実施の形態）
図１３は、本開示の第４の実施の形態における遠心分離装置の要部断面図である。図１４は、図１３における１４－１４断面図である。第４の実施の形態の特徴は、旋回流路１３６の幅が、液体流入部１２８と対向する位置、すなわち水路１１９ａから旋回流路１３６に流入した洗濯水が旋回流路１３６内で旋回し始める位置において、液体流入部１２８と同等の幅に設定されている点である。他の構成は第３の実施の形態と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は第３の実施の形態のものを援用する。

【0162】

図１３および図１４に示されるように、水路１１９ａは、円筒状に構成された旋回流生成部１２４の中心１２４ａから側方に偏って旋回流生成部１２４と連通するように接続されている。旋回流生成部１２４は、旋回流生成部１２４の側壁１２４ｂと水路１１９ａの外側の側壁１１９ｃとが接線状に接続されている。洗濯水は、液体流入部である液体流入部１２８から旋回流生成部１２４に流入する。

【0163】

旋回流生成部１２４に旋回流路１３６が設けられている。旋回流路１３６は、旋回流生成部１２４内の中央部に設けられた凸部１３７と、旋回流生成部１２４の側壁１２４ｂとで形成されている。凸部１３７は、旋回流生成部１２４の底部から液体入口１２２ａに向かって円柱状に形成されている。凸部１３７の中心は、回転筒１２２の回転軸１２２ｄと一致する。

【0164】

凸部１３７の半径Ｕは、旋回流生成部１２４の中心１２４ａと、水路１１９ａの旋回流生成部１２４の中心１２４ａ側の側壁１１９ｄとの距離である距離Ｖと同等に構成されている。そして、液体流入部１２８と対向する位置１３６ａにおいて、旋回流路１３６の幅Ｑ１は、液体流入部１２８の幅Ｑ２と同等に設定されている。

【0165】

以上のように、本実施の形態の旋回流路１３６は、液体流入部１２８と対向する位置１３６ａ、すなわち旋回流路１３６に流入した洗濯水が旋回流路１３６内で旋回し始める位置において、流路の幅が液体流入部１２８と同等の幅に設定されたものである。

【0166】

この構成により、液体流入部１２８から旋回流路１３６に流入する洗濯水の流れに乱れが生じることなく、旋回流路１３６に沿った流れで旋回流が生成されることにより流速の低下が抑えられ、旋回流生成部１２４内において高速の旋回流によって洗濯水に旋回成分が付与される。したがって、回転筒１２２内において洗濯水に含まれる異物に強い遠心力を作用させることができるようになり、洗濯水から異物を効果的に分離することができる。

【0167】

なお、液体流入部１２８と対向する位置１３６ａにおける旋回流路１３６の幅Ｑ１と、液体流入部１２８の幅Ｑ２は、必ずしも同じ寸法である必要はなく、液体流入部１２８から旋回流生成部１２４に流入した洗濯水の流速の低下が抑えられればよい。

【0168】

以上のように、第３の実施の形態および第４の実施の形態において、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１０５と液体である洗濯水とを収容する、外槽１０１および洗濯槽１０４からなる洗濯槽と、洗濯槽内の洗濯水を循環させる水路１１９と、水路１１９に設けられ、水路１１９を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する第３の実施の形態または第４の実施の形態に記載の遠心分離装置１２０とを備える。

【0169】

この構成により、被洗浄物である洗濯物１０５から遊離した汚れ物質等の洗濯水に含まれる異物を、遠心分離装置１２０において効果的に分離する洗濯機を実現することができる。そして、汚れ物質等の洗濯物１０５への再付着を抑えて洗浄効果を高めることができる。

【0170】

なお、第３の実施の形態および第４の実施の形態においては、洗濯機のポンプ部１２９を遠心分離装置１２０に設け、筒モータ１２３によってポンプ羽根１２９ａと回転筒１２２を一体的に回転させる構成としている。この他に、水路１１９にポンプ部（図示せず）を別途設け、図８の矢印Ｆで示めすような循環流を生じさせる構成としてもよい。

【0171】

また、第３の実施の形態および第４の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、第３の実施の形態および第４の実施の形態が有する遠心分離装置は、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。また、遠心分離装置は洗濯機に限らず、液体から異物を分離し浄化する装置として活用できる。

【0172】

なお、上述の第３の実施の形態および第４の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

【0173】

以上説明したように、第１の開示は、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、水路と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中空の回転筒と、を備える。また、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を有し、回転筒を回転駆動する筒モータと、液体入口の上流側に設けられた旋回流生成部と、を備える。さらに、旋回流生成部は、液体入口と連通する円筒部と、円筒部の上流側に設けられた渦巻部と、水路から渦巻部に液体が流入する液体流入部とを有し、円筒部の側壁より外方に液体流入部を設けている。

【0174】

この構成により、旋回流生成部内で一周した液体が、水路から流入する液体の流れに進路を妨害されることなく、円筒部の側壁に沿った旋回流を生成することができる。したがって、旋回流生成部内を流れる旋回流の渦中心と、円筒部の中心と、さらに、回転筒の回転軸とを一致させることができる。そのため、旋回流生成部内で生成される旋回流の乱れを少なくして、液体に旋回成分が付与される。以上によって、回転筒内において液体に含まれる異物に強い遠心力を作用させることができ、液体から異物を効果的に分離することができる。

【0175】

第２の開示は、特に、第１の開示において、渦巻部の側壁が、液体流入部からの距離に応じて、液体流入部から円筒部の側壁に向けて近づくように構成されている。

【0176】

この構成により、旋回流生成部で生成される旋回流の渦中心を、旋回流生成部の下流に位置する回転筒の回転軸に近づけることが可能になる。そのため、旋回流の乱れを少なくして強力な遠心力を作用させることができ、液体から異物を効果的に分離することができる。

【0177】

第３の開示は、特に、第１または第２の開示において、旋回流生成部は、渦巻部の側壁と水路とが接続される第一の接続部と、渦巻部の側壁と円筒部の側壁とが接続される第二の接続部を有し、第一の接続部と第二の接続部とは、円筒部の中心をはさんで反対の位置関係とする。

【0178】

この構成により、旋回流生成部に流入した液体が、渦巻部の側壁に沿って流れることによって旋回流を生成することができる。

【0179】

第４の開示は、特に、第１～第３のいずれか１つの開示において、旋回流生成部は、液体流入部の下流側に、円筒部の側壁と同一半径である円弧壁が設けられている。

【0180】

この構成により、渦巻部の側壁と円弧壁との間に形成される流路の断面積が徐々に小さくなり、旋回流生成部で生成される液体の旋回流の流速を速めることができる。

【0181】

第５の開示は、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、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４のいずれか１つの開示の遠心分離装置と、を備えた洗濯機である。

【0182】

この構成により、洗濯物から遊離した汚れ物質等の洗濯水に含まれる異物を、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。

【0183】

第６の開示は、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、水路と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中空の回転筒と、を備える。また、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、液体入口の上流側に設けられた旋回流生成部とを備える。さらに、旋回流生成部は、液体入口と連通する円筒部と、水路から液体が流入する液体流入部と、液体流入部から流入する液体を旋回させる旋回流路とを有し、旋回流路は、旋回流生成部の中心に設けられた円柱状の凸部と、旋回流生成部の側壁とによって形成している。

【0184】

この構成により、液体流入部から流入した液体は、凸部を中心にして旋回流路に沿った流れで旋回流が生成されることにより流速の低下が抑えられ、旋回流生成部内において高速の旋回流によって液体に旋回成分が付与される。したがって、回転筒内において液体に含まれる異物に強い遠心力を作用させることができ、液体から異物を効果的に分離することができる。

【0185】

第７の開示は、特に、第６の開示において、旋回流生成部は、円筒部の上流側に設けられた渦巻部を有し、液体流入部は、円筒部の側壁より外方に設けられ、渦巻部の側壁は、液体流入部からの距離に応じて、円筒部の側壁に向けて近づくように構成されている。

【0186】

この構成により、液体流入部から流入した液体は、渦巻部の側壁に沿って旋回流路を流れ、凸部を中心に旋回するため、旋回流生成部内において高速の旋回流が生成され、液体に旋回成分を付与することができる。

【0187】

第８の開示は、特に、第６の開示において、旋回流路は、液体流入部と対向する位置において、流路の幅が液体流入部と同等に設定されている。

【0188】

この構成により、液体流入部から旋回流路に流入する液体の流れに乱れが生じることなく、旋回流路に沿った流れで旋回流が生成されることにより流速の低下が抑えられ、旋回流生成部内において高速の旋回流が生成され、液体に旋回成分を付与することができる。

【0189】

第９の開示は、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、水路を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する第６～第８のいずれか１つの開示の遠心分離装置と、を備えた洗濯機である。

【0190】

この構成により、被洗浄物である洗濯物から遊離した汚れ物質等の洗濯水に含まれる異物は、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洗濯機を実現することができる。

【産業上の利用可能性】

【0191】

以上のように、本開示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】

【0192】

１、１０１ 外槽（洗濯槽）
４、１０４ 回転槽（洗濯槽）
１９、１９ａ、１９ｂ、１１９、１１９ａ、１１９ｂ 水路
１９ｃ、１１９ｃ、１１９ｄ、１２４ｂ 側壁
２０、１２０ 遠心分離装置
２１、１２１ ケース
２２、１２２ 回転筒
２２ａ、１２２ａ 液体入口
２２ｂ、１２２ｂ 液体出口
２２ｃ、１２２ｃ 内周面
２２ｄ、１２２ｄ 回転軸
２３、１２３ 筒モータ
２４、１２４ 旋回流生成部
２５、１２５ 円筒部
２５ａ、１２４ａ、１２５ａ 中心
２５ｂ、１２５ｂ 側壁
２５ｃ 渦中心
２６、１２６ 渦巻部
２６ａ、１２６ａ 側壁
２７ａ、１２７ａ 第一の接続部
２７ｂ、１２７ｂ 第二の接続部
２８、１２８ 液体流入部
２９、１２９ ポンプ部
２９ａ、１２９ａ ポンプ羽根
３０ 円弧壁
３１、１３１ 制御部
１３６ 旋回流路
１３６ａ 対向する位置
１３７ 凸部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】