JP2011067312A

JP2011067312A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2011067312A
Application number: JP2009219998A
Authority: JP
Inventors: Junichi Nawama; 潤一縄間; Makoto Oyama; 眞大山; Toshihiko Yasui; 利彦安井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-04-07

Abstract

【課題】洗濯液の物性の変化を高い精度で検知する複数のセンサを備える洗濯機を提供すること。
【解決手段】本発明の洗濯機は、洗濯液の濁度を検知する光センサ（洗濯液状態検知手段）７２と洗濯液の導電度を検知する電極センサ（洗濯液状態検知手段）７３を備え、第２の給水工程は洗濯液状態検知手段７２、７３による洗濯液の状態判定が終了後に行われることを特徴とするので、洗濯液の状態変化は水量が一定の状態で検知され、洗濯液の状態変化が精度高く検知されることとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯液の物性の変化を高い精度で検知する複数のセンサを備える洗濯機に関する。

近年、様々な型式の洗濯機が市場に供給されている。ある種の洗濯機は、光センサを用いて、洗濯液の濁度を検知する（例えば、特許文献１、２参照）。この種の洗濯機は、検知された濁度に基づき、汚れの種類を判定している。

特許文献１は、光センサに加えて洗濯液の導電度を検知する導電度センサを備える洗濯機を開示する。この洗濯機は、検知された導電度に基づき、洗濯液に含まれる洗剤の濃度を判定するとともに、光センサにより検知された濁度に基づき、洗濯液に含まれる汚れ成分の量を判定する。

特許文献２も、特許文献１と同様に、光センサと導電度センサを備える洗濯機を開示する。この洗濯機は、両センサからの信号に基づき、洗剤の活性度を判定する。

特開平６−２１８１８３号公報特開平７−１４４０９０号公報

特許文献１および特許文献２は、光センサと導電度センサとを近接させる構造を開示する。特許文献１は、導電度センサと光センサとを近接配置させることにより、同一箇所の洗濯液の濁度と導電度とを検出することが可能になる旨について言及している。しかしながら、これら特許文献は、導電度センサおよび光センサが洗濯液の状態変化を高精度で検知するための配置以外の工夫や問題点について、何ら言及するものではない。

導電度センサは、洗濯液中に一対の電極を突出させ、高周波電圧を電極に印加させ、洗濯液のインピーダンス変化を検知するものであり、洗濯液中の洗剤や汗汚れなどのイオン成分量を測定することが出来る。

また、光センサは、ＬＥＤなどの発光素子とフォトトランジスタなどの受光素子とを洗濯液を介して対向させ、発光素子から出射される光の洗濯液通過後の光量を受光素子で検出することによって、洗濯液の濁度を検知するものであり、洗濯液中の泥汚れなどの不溶成分量を測定することが出来る。

しかし、導電度センサと光センサは共に洗濯液に含まれるイオン成分量や不溶成分量の濃度を測定する手段であるから、それらの経時的な変化から洗濯液の汚れ状態や洗濯物の汚れ状態を推定して最適な運転制御を行おうとした場合、給水による水量変化と言う濃度を変動させる要因が発生した場合、経時的な変化に関する測定精度が著しく低下してしまい、最適な運転制御が精度良く行えないと言う課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯液の物性の変化を高い精度で検知する複数のセンサを備える洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、外箱と、前記外箱内に設けた水槽と、前記水槽内に水を供給する給水手段と、前記水槽内に回転可能な状態で設けたドラムと、前記水槽内の洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段とを設け、少なくとも第１の給水工程と撹拌工程と第２の給水工程を行い、前記給水手段による前記第１の給水工程後に前記撹拌工程を行い、前記撹拌工程後に前記給水手段による前記第２の給水工程を行い、前記洗濯液状態検知手段による洗濯液の状態判定を前記撹拌工程中に行うことで、前記撹拌工程中の洗濯液の状態変化から洗濯物の汚れ量を推定して最適な運転制御を行うことを特徴とする。

これによって、洗濯液状態検知手段による洗濯液の状態変化の検知を、第１の給水工程と第２の給水工程の間の撹拌工程中に行うので、撹拌工程中は水量が一定であるから、例えば導電度や濁度などの水量に大きく依存する洗濯液の物性値の変化を正確に検知することができ、その検知結果から洗濯物の汚れ量を正確に推定して最適な運転制御が実現することとなる。

本発明に係る洗濯機は、洗濯液の状態変化を高い精度で検知して、洗濯物の汚れ量を正確に推定し、最適な運転制御を実現することができる。

本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構成図

第１の発明は、外箱と、前記外箱内に設けた水槽と、前記水槽内に水を供給する給水手段と、前記水槽内に回転可能な状態で設けたドラムと、前記水槽内の洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段とを設け、少なくとも第１の給水工程と撹拌工程と第２の給水工程を行い、前記給水手段による前記第１の給水工程後に前記撹拌工程を行い、前記撹拌工程後に前記給水手段による前記第２の給水工程を行い、前記洗濯液状態検知手段による洗濯液の状態判定を前記撹拌工程中に行うことで、前記撹拌工程中の洗濯液の状態変化から洗濯物の汚れ量を推定して最適な運転制御を行うことを特徴とする洗濯機とすることにより、洗濯液状態検知手段による洗濯液の状態変化の検知を、第１の給水工程と第２の給水工程の間の撹拌工程中に行うので、撹拌工程中は水量が一定であるから、例えば、導電度や濁度などの水量に大きく依存する洗濯液の物性値の変化を正確に検知することができ、その検知結果から洗濯物の汚れ量を正確に推定して最適な運転制御が実現することとなる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記洗濯液状態検知手段よる判定結果を表示する判定表示手段を設け、前記第２の給水工程は、前記判定表示手段による判定結果の表示後に行われることを特徴とする洗濯機とすることで、使用者は第２の給水工程の開始前に前記判定表示手段によって判定結果を知ることとなり、使用者が給水工程による検知精度の低下などの心配を引き起こすことが無く、判定結果の信頼性の高い表示が実現することとなる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、前記判定表示手段は、照明手段の点灯または点滅により洗濯液の状態判定結果を表示することを特徴とする洗濯機とすることによって、使用者は視覚的に簡便に洗濯液状態検知手段による判定結果を知ることが出来ると言う利便性が実現することとなる。

第４の発明は、特に、第２の発明において、前記判定表示手段は、数字表示によって、前記洗濯液状態検知手段による判定結果に基づいた洗濯工程の経過時間または残時間を表示することを特徴とする洗濯機とすることで、洗濯液状態検知手段による測定値から、内蔵した所定のアルゴリズムにより計算された最適な洗浄時間やすすぎ回数などの情報を、使用者は定量的に把握することが出来ると言う利便性が実現することとなる。

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、以下の説明で用いられる「上」、「下」、「左」や「右」などの方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、何ら本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いられる「上流」および／または「下流」との文言は、特段の説明がなされない限り、後述される洗濯槽の水槽の排出口から排水制御ユニットに向かう洗濯液の流れにおける「上流」および／または「下流」を意味する。また、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構成図である。なお、本発明の原理は、図１に示されるドラム式洗濯機に限らず、他の洗濯機（例えば、パルセータ方式の洗濯機や撹拌式洗濯機など）に適用することも可能である。

ドラム式洗濯機１は、筐体２を備える。筐体２の内部には、洗濯槽３が配設される。洗濯槽３は、筐体２の内部で揺動自在に支持される一端有底円筒状の水槽３１と、水槽３１内で回転自在に支持される一端有底円筒状の回転ドラム３２と、回転ドラム３２を回転させるモータ３３とを含む。モータ３３は、水槽３１の底部外面に取り付けられる。水槽３１は、洗濯液を排出するための排出口３１１と、洗濯液が流入する流入口３１２とを含み、洗濯液を循環して使用することができる構造をなす。

筐体２の内部には更に、水槽３１内へ給水する給水系４、水槽３１内の洗濯液を排水あるいは循環させる排水系５および洗濯物を乾燥させるための温風を洗濯槽３に送り込む乾燥系６を収容する。なお、乾燥系６は必ずしも必要とされるものではない。

乾燥系６は、水槽３１の排気口３１３と接続する一端部と、水槽３１の底部から乾燥用空気を送り込むための通気口とを備える循環管路６１と、循環管路６１の内部に配設されるとともに循環管路６１内で空気を流動させる送風機６２とを含む。乾燥系６は、必要に応じて、糸屑類を捕集するとともに除塵するフィルタ、除塵後の導入空気を除湿する除湿部、除塵後の空気を加熱するとともに乾燥した高温空気を作り出す加熱部とを含むことができる。

ドラム式洗濯機１は、筐体２の前面上部に配設される操作パネル８を備える。操作パネル８は、使用者がドラム式洗濯機１の運転コース等のモードや各種機能を選択することを可能にする。

操作パネル８は、制御回路部８１を含む。制御回路部８１は、使用者が入力した情報や洗濯工程の残時間などを操作パネル８が備える工程表示部に表示する。操作パネル８は、後述する光センサや導電センサの測定値から、制御回路部８１が所定のアルゴリズムに従い計算した洗濯液の状態の判定結果を表示するＬＥＤなどによる判定表示部を含む。判定表示部は、判定結果に応じて点灯、点滅など表示パターンを変えるよう設定されている。

また、操作パネル８は、後述する光センサや導電センサの測定値から、制御回路部８１が内蔵する所定のアルゴリズムにより計算された最適な洗浄時間やすすぎ回数、また洗濯工程の経過時間や残時間などを工程表示部に表示することができる。

操作パネル８を通じて、ドラム式洗濯機１の運転開始が設定されると、例えば、水槽３内の液位を検知する液位センサ、洗濯液の濁度を検知する濁度センサとして用いられる光センサ７２や洗濯液の導電度を検知する導電センサとして用いられる電極センサ７３等から検知信号を受信し、これら検知信号に基づき、給水系４に含まれる電磁弁や排水系５に含まれる排水弁７５などに対する制御を実行する。モータ３３、給水系４、排水系５および乾燥系６は、制御回路部８１によって、モード設定や制御プログラムに従い、自動制御され、少なくとも洗い工程、すすぎ工程、脱水工程および乾燥工程を実行することができる。

給水系４は、水槽３１に接続される給水管路４１と、洗剤を収容する洗剤収容部４２とを含む。給水系４は、電磁弁の開閉動作により、給水管路４１を介して水槽３１に適時に給水することができる（図１中、実線矢印を参照）。また、図１に示されるドラム式洗濯機１は、給水系４の給水を利用して、給水管路４１を部分的に横切って配設される洗剤収容部４２内の洗剤を水槽３１内に適時に投入することができる。

排水系５は、水槽３１の排出口３１１に接続される一端部を備える第１管路５１と、第１管路５１の他端部に接続されるとともに水槽３１からの洗濯液を受ける排水制御ユニット７と、排水制御ユニット７が備える循環ポンプ７１と水槽３１との間で延びる第２管路５２とを含む。図１に示されるドラム式洗濯機１において、循環ポンプ７１は、台板７１２に固定されている。第２管路５２の一端部は、循環ポンプ７１の吐出口と接続され、第２管路５２の他端部は、水槽３１の流入口３１２に接続される。水槽３１、第１管路５１、排水制御ユニット７および第２管路５２は、洗濯液の循環路を形成する。循環ポンプ７１は、循環路内で洗濯液を排出口３１１から流入口３１２に向けて流動・循環させる。

排水制御ユニット７は、循環ポンプ７１に加えて、洗濯液の濁度を検知する濁度センサとして用いられる光センサ７２、洗濯液の導電度を検知する導電センサとして用いられる電極センサ７３、洗濯液を外部に排水するための排水管路７４、排水管路７４の途中部に配設されるとともに排水管路７４を開閉させる排水弁７５および第１管路７２から流入する洗濯液に含まれるリント（糸くずなど）を捕集するフィルタ部７６を含む。

排水弁７５は、洗い工程終了時やすすぎ工程終了時など必要に応じて開く。この結果、第１管路５１から排水制御ユニット７に流入した洗濯水は、フィルタ部７６を通じてリントの除去処理を施された後、外部に排出される。

排水弁７５を閉じ、循環ポンプ７１を作動させることにより、水槽３１内に存する洗濯液は、第１管路５１を通じて、排水制御ユニット７に流入する。その後、洗濯液は、排水制御ユニット７内に配設されるフィルタ部７６を通過し、汚れ成分の除去がなされる。フィルタ部７６を通過した後、循環ポンプ７１の吸引口と接続される吸引管路７１１を通じて、洗濯液は、循環ポンプ７１内に流入し、循環ポンプ７１の吐出口と接続される第２管路５２を通じて、水槽３１内に戻される。洗い工程やすすぎ工程を実行している間、必要に応じて、このような洗濯液の循環を繰り返し行なうことで、洗い工程やすすぎ工程の機能向上を図ることが可能となる。

循環ポンプ７１の回転数は可変とすることができる。循環ポンプ７１の回転数が高く設定される（例えば、３５００ｒ／ｍｉｎ）と、水槽３１の流入口３１２に流入した洗濯液は、回転ドラム３２内に向かう軌跡を描いて移動する（図１中、矢印Ｆｉ参照）。一方で、循環ポンプ７１の回転数が低く設定される（例えば、１０００ｒ／ｍｉｎ）と、水槽３１の流入口３１２に流入した洗濯液は、回転ドラム３２と水槽３１との間に形成される空間内に向かう（図１中、矢印Ｆｏ参照）。

循環ポンプ７１は、例えば、洗い工程とすすぎ工程のうち少なくとも１つの工程の開始時において、低速回転される。これにより、洗濯終了時の溶け残った洗剤あるいは柔軟剤投入直後の高濃度の柔軟剤が、回転ドラム３２内の洗濯物に降り注がれることが防がれる。

回転ドラム３２と水槽３１との間の空間に流入した洗濯液は、排出口３１１から循環系５に排出され、再度、水槽３１の流入口３１２に戻る（水槽内循環工程）。水槽内循環工程を繰り返すことにより、洗剤は完全に溶解され、柔軟剤の濃度は均一化されることになる。この結果、溶け残った洗剤や高濃度の柔軟剤に起因する洗濯物のしみなどの問題を回避することが可能となる。

水槽内循環工程は、例えば、洗い工程および／またはすすぎ工程の給水工程の約１０秒後に設定されることが好ましい。あるいは、例えば、水槽３の下端から４０ｍｍ程度の液位を検知したときに水槽内循環工程が開始されることが好ましい。これにより、循環ポンプ７１内に洗濯液が十分に満たされていない状態での循環ポンプ７１の作動を避けることが可能となる。これにより、循環ポンプ７１の泡がみ音などの異音、不十分な洗濯液量に起因する循環ポンプ７１の異常温度並びに異常温度下での循環ポンプ７１の作動を回避することができる。

ドラム式洗濯機１は、更に、風呂水を水槽３１へ供給するためのポンプ等を備えてもよい。この場合には、風呂水供給用のポンプにより、水槽に風呂水を供給した後に、水槽内循環工程がなされることが好ましい。これにより、風呂水供給用のポンプと循環ポンプ７１とが同時に動作せず、使用者を不快にさせる大きな騒音の発生を防止することが可能となる。

ドラム式洗濯機１は、操作パネル８の操作により、予約運転を設定することが可能である。ドラム式洗濯機１が予約運転されるとき、水槽内循環工程は、例えば、通常時の２倍の長さの期間、行なわれることが好ましい。これにより、予約待機中（予約設定してから実際にドラム式洗濯機１が動作を開始するまでの期間）に固化した洗剤を確実に溶解することが可能となる。この結果、予約運転の間、十分な洗浄力が得られるとともに、洗剤残りの問題も回避可能となる。

ドラム式洗濯機１は、必要に応じて、温度センサを備えることができる。温度センサを用いて測定された洗濯水の温度に応じて、水槽内循環工程の長さを変化させてもよい。例えば、温度センサが５℃の洗濯水の温度を検知したときには、例えば、２０℃の洗濯水の温度を検知したときの倍の長さの水槽内循環工程を実行することができる。これにより、低い水温下においても、十分に洗剤を溶解することが可能となる。

以下、本実施の形態のドラム式洗濯機１の行う洗濯工程について、特に洗い工程での給水動作と、光センサ７２と電極センサ７３の測定動作と、操作パネル８内の工程表示部と判定表示部での表示動作の時間的順序について詳しく説明する。

先ず、操作パネル８を通じてドラム式洗濯機１の運転開始が設定されると、給水系４によって水道水が水槽３１内へ供給される。液位センサによって所定の水位まで供給されたことが検知されるまで、この給水工程（以下、第１の給水工程という）は続けられる。

第１の給水工程が終了すると、モータ３３の動作により回転ドラム３２が回転する撹拌工程が開始する。回転ドラム３２の回転速度は、衣類の撹拌による洗浄効果を高めるために、３０ｒ／ｍｉｎ〜５０ｒ／ｍｉｎ程度が望ましい。

撹拌工程では水槽３１内の水量は一定となるので、制御回路部８１は所定のタイミングで光センサ７２と電極センサ７３による測定を開始する。測定は、撹拌工程中の２回、３回などの複数回にわたり行うことができる。

なお、循環ポンプ７１は、その停止時に洗濯液が静止状態となることで、光センサ７２と電極センサ７３による測定が安定した状態で行えるので、撹拌工程中に２回、３回などの複数回にわたり循環ポンプ７１の停止を行うことが望ましい。

以下、撹拌工程中の２回の測定値の差を用いる方法について説明するが、本実施の原理は、測定の回数や測定値の演算処理について、これに限定されるものではない。

撹拌工程開始直後の測定値をＸ０とし、所定時間経過後の測定値をＸ１として、それらを制御回路部８１は記憶し、それらの差（Ｘ１−Ｘ０）を用いて、洗濯液中に含まれるイオン成分量や不溶成分量を推定し、それらの汚れの成分量から、制御回路部８１は内蔵するアルゴリズムに従って、洗濯物の汚れ程度を推定し、最適な洗浄時間を決定する。

汚れの成分量に基づいて、操作パネル８が備える照明手段である判定表示部のＬＥＤが、所定の表示（照明）動作を行う。例えば、汚れの成分量が既定値より多い時は、表示は点滅し、既定値より小さい時は、表示は点灯するなどの動作を行う。

また、制御回路部８１が決定した最適な洗浄時間または洗濯工程の経過時間や残時間などを、表示部に設けた複数個の７セグメントＬＥＤなどにより、洗濯工程開始時の既定値から変更させて数字で表示する。

制御回路部８１が光センサ７２と電極センサ７３の測定値から洗濯液に含まれる汚れ成分量を決定した後に、または、操作パネル８の表示部や判定表示部に所望の表示を行った後に、例えば衣類が洗濯液を吸収して回転ドラム３２での水位が低下している場合などは、給水系４によって水槽３１内へ再度給水が開始され（以下、第２の給水工程という）、液位センサによって所定の水位まで給水されたことが検知されると、第２の給水工程は終了する。

なお、所定時間ごとに液位センサによって水位を検知することで、第３、第４などのさらに複数回の給水工程が行われてもよい。

上記の構成により、第１の給水工程から第２の給水工程の間の撹拌工程で制御回路部８１が光センサ７２と電極センサ７３により洗濯液の濁度と導電率の変化を測定するので、水量に大きく依存する物性値である濁度と導電率を水量が一定の状態で検知するので、洗濯液の状態変化を精度高く検知することが実現する。

また、制御回路部８１が光センサ７２と電極センサ７３の変化値から洗濯液に含まれる汚れ成分量を決定した後に、または、操作パネル８の工程表示部や判定表示部に所望の表示を行った後に、給水系４によって第２の給水工程が開始されるので、使用者は第２の給水工程の開始前に前記工程表示部や判定表示部によって判定結果や最適制御運転の内容を知ることとなり、使用者は給水工程による検知精度の低下などの心配を引き起こすことが無く、判定結果や最適制御運転の内容の信頼性の高い表示が実現することとなる。

また、制御回路部８１が、判定した汚れの成分量に応じて、操作パネル８の備える照明手段である判定表示部のＬＥＤを点灯や点滅など行わせるので、使用者は視覚的に簡便に光センサと電極センサによる汚れ量の判定結果を知ることが出来ると言う利便性が実現す
ることとなる。

また、制御回路部８１が決定した最適な洗浄時間または洗濯工程の経過時間や残時間などを、表示部に設けた複数個の７セグメントＬＥＤなどにより数字で表示するので、制御回路部８１による洗濯機の最適制御運転の様子を、使用者は簡便に定量的に把握することが出来ると言う利便性が実現することとなる。

なお、上記の本実施の形態１において、洗濯液の状態を検知するセンサとして光センサ７２や電極センサ７３を例示したが、本発明の原理は、これに限られず、洗濯液の物性を検知するための任意のセンサを用いる洗濯機に適用することができる。

また、上記の本実施の形態１において、光センサ７２は、洗濯液の濁度を測定するために用いられたが、他の測定を目的として、用いられてもよい。例えば本発明の原理は、汚れ成分の堆積を検知するために用いられる光センサ７２や、光センサ７２を用いて好適に測定可能な他の物性あるいは環境変化などにも適用可能である。

また、上記の本実施の形態１において、洗濯液状態検知手段を洗濯液の循環路に設ける洗濯機を例示したが、本発明の原理は、これにのみ限定されるものではなく、循環路を有しない洗濯機に好適に利用され、その場合は、光センサ７２や導電センサ７３などの洗濯液状態検知手段を、例えば水槽３１の背面下部や側面下部などに設けることにより、精度の高い濁度や導電率の変化の検知が実現することとなる。

また、上記の本実施の形態１において、洗濯液を流動させる流動装置として、ポンプを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、循環路あるいは流路中に配設されるスクリュ等を用いて洗濯液を流動させてもよい。

本発明は、上記したドラム式洗濯機の他、パルセータ方式の洗濯機や撹拌式洗濯機など各種の洗濯機に好適に利用される。

４給水系
５排水系
８操作パネル
３１水槽
３２回転ドラム
７２光センサ（洗濯液状態検知手段）
７３電極センサ（洗濯液状態検知手段）
８１制御回路部

Claims

外箱と、前記外箱内に設けた水槽と、前記水槽内に水を供給する給水手段と、前記水槽内に回転可能な状態で設けたドラムと、前記水槽内の洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段とを設け、少なくとも第１の給水工程と撹拌工程と第２の給水工程を行い、前記給水手段による前記第１の給水工程後に前記撹拌工程を行い、前記撹拌工程後に前記給水手段による前記第２の給水工程を行い、前記洗濯液状態検知手段による洗濯液の状態判定を前記撹拌工程中に行うことで、前記撹拌工程中の洗濯液の状態変化から洗濯物の汚れ量を推定して最適な運転制御を行うことを特徴とする洗濯機。
前記洗濯液状態検知手段よる判定結果を表示する判定表示手段を設け、前記第２の給水工程は、前記判定表示手段による判定結果の表示後に行われることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
前記判定表示手段は、照明手段の点灯または点滅により洗濯液の状態判定結果を表示することを特徴とする請求項２に記載の洗濯機。
前記判定表示手段は、数字表示によって、前記洗濯液状態検知手段による判定結果に基づいた洗濯工程の経過時間または残時間を表示することを特徴とする請求項２記載の洗濯機。