JP2013132414A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯機に給水する水の硬度を容易に判定して洗浄制御を効率よく行うドラム式洗濯機を提供することを目的とする。
【解決手段】外槽２の下部に接続して洗浄水が入り込む取水口５と外槽２や洗濯槽３内に洗浄水を吐出する吐出口１１とを連通する循環経路１２と、循環経路１２に設置して外槽２や洗濯槽３内の泡の量をセンシングする泡センサ１４とを備え、洗い工程の最初に給水弁を開放して給水開始して、あらかじめ定めた給水量における泡の量を泡センサ１４によってセンシングし、泡の多少によって洗濯時間、撹拌動作割合、撹拌回転数の増減の少なくともいずれかを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性的に支持された外槽内に洗濯物を収容して回転可能な洗濯槽を備え、洗濯槽内で洗濯物の洗い、すすぎ、脱水を行うドラム式の洗濯機もしくは洗濯乾燥機に関する。

従来のドラム式の洗濯機において、洗濯物を洗濯槽に投入した後、洗濯機外部より水道水が供給され、あらかじめ既定量の洗剤が投入されている洗剤受けを介して洗濯槽を収容する外槽から注水される。注水後は、洗濯槽を低速で回転させながら、洗剤を水に溶かした洗浄水をつくると同時に洗濯物を十分に洗浄水で濡らし、洗濯槽を一定時間、洗濯物が洗濯槽壁面に張り付かない程度の低速で回転させながら、濡れた洗濯物が回転に伴って洗濯槽の上部より落下する際の衝撃によって汚れを落とすことで洗浄を行っている。

ところが、水道水の硬度が高いと、洗剤の主成分である界面活性剤と強く結合し、その性能を低下させるとともに、繊維等に付着して汚れを取れにくくする。このため、同じ洗い方をしても水道水の硬度で汚れ落ちの度合いが変わる。

そこで、使用者が郵便番号や電話番号を入力することで使用地域を判別し、洗濯機自体が記憶している地域毎の水道水の硬度をもとにして運転時間や水流の強さを制御することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。

また、給水時に硬度センサに水道水だけを通して、水道水の硬度を水の導電率を測定することで判定し、運転時間や水流の強さを制御することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。給水時に硬度センサに水道水だけを通して導電率を測定するには、水の導電率の違いによって出力の変わるセンサを用いる必要がある。水の硬度は、実際には水に溶けたマグネシウムおよびカルシウムの量で表すが、これは簡単なセンサで測定することは困難である。このため、一般的には、水道水には他のイオン成分の混入は微量であると考えて、水の中に挿入した２つの電極間の水の抵抗値に応じて発振周波数や出力電圧が変化する発振回路の出力を水の導電率に換算し、これをもとに導電率から水の硬度に換算すればよい。

特開２００１−１０４６８２号公報 特開昭６３−２０６２８２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の洗濯機の動作のように、使用者に郵便番号や電話番号を入力させることで使用地域から水道水の硬度を決定することは、郵便や電話番号のエリア単位で水道水の供給源が別れていれば地域毎の水の硬度として特定できるが、地域によっては水道水の供給源は郵便や電話番号のエリア単位でないことがあるので、間違った水の硬度を設定してしまうことがある。さらに、基本的には設置可能エリアのすべての郵便や電話番号と水の硬度の対比データを記憶しておく必要がある。

また、特許文献２に記載の洗濯機の動作のように、水道水の導電率を測定する回路を構成して導電率を測定できる精度を満足する回路とするために、十分なコストをかける必要がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯機に給水する水の硬度を容易に判定して洗浄制御を効率よく行うドラム式洗濯機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のドラム式洗濯機は、外槽の下部に接続して洗浄水が入り込む取水口と前記外槽や洗濯槽内に洗浄水を吐出する吐出口とを連通する循環経路と、前記循環経路に設置して前記外槽や前記洗濯槽内の泡の量を検知する泡センサとを備え、洗い工程の最初に給水弁を開放して洗剤を含む水の給水を開始して、あらかじめ定めた給水量における泡の量を前記泡センサによって検知し、泡の多少によって洗濯時間、撹拌動作割合、撹拌回転数の増減の少なくともいずれかを行うものである。

これによって、給水時に泡立ちを確認することで水の硬度を判定して、水の硬度によって洗浄工程の制御を行うことができる。

本発明のドラム式洗濯機は、給水時に泡立ちを確認することで水の硬度を判定することができるので、水の硬度に応じた洗浄工程の制御を行うことができ、洗浄性能を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の概略構成図 本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の洗浄制御を示すフローチャート

本発明の第１にかかるドラム式洗濯機は、洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、
前記洗濯槽を収容する外槽と、
洗剤受けを介して前記洗濯槽または前記外槽に水を供給する給水弁と、前記外槽および前記洗濯槽の水位を検知する水位検知手段と、前記外槽の下部から洗浄水を取り込み、循環経路を通って再び前記外槽または前記洗濯槽に戻す循環ポンプと、前記循環経路に設置され、洗浄水の泡の量を検知する泡センサと、前記泡センサからの出力で洗い工程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記洗い工程の最初に、所定の水位における泡の量を前記泡センサによって検知し、検知結果に基づき洗濯時間、撹拌動作割合、撹拌回転数の少なくともいずれかの増減を行うものである。これにより、給水時に泡立ちを確認することで水の硬度を判定して、水の硬度によって洗浄工程の制御を行うことができる。このため、水の硬度が高いために、通常の制御では洗浄力が下がるような場合でも、洗浄性能を向上させることができる。

本発明の第２にかかるドラム式洗濯機は、第１の発明の前記泡センサによる泡の量の検知は、所定の量の給水がされた状態で行うこととし、前記所定の量は、前記泡センサが完全に水没し、かつ前記洗濯槽以下の水位であることを前記水位検知手段が検知した状態の水位であるものである。これにより、洗濯槽内の洗濯物には洗剤があまりしみこまないので、洗濯物の汚れ等を含まずに済み、給水した水を洗剤で泡立てたのみの状態をつくることができ、水そのものの硬度による泡立ち度合いを検知することができる。

本発明の第３にかかるドラム式洗濯機は、第１または第２の発明の前記泡センサによる泡の量の検知は、所定の量の給水がされた状態で行うこととし、給水量が前記所定の量になった時に、前記循環ポンプを所定時間、動作させた後、前記泡センサによって泡の量を検知するものである。これにより、給水した水が循環経路を通って循環することで洗剤とよく混ざるので、水の硬度に応じた泡立ちが得られる。

本発明の第４にかかるドラム式洗濯機は、第３の発明の前記所定の量になったときに動作させる前記循環ポンプの駆動力は、前記循環経路からの洗浄水が前記洗濯槽内に入らない程度に低くすることとしたものである。これにより、循環する水は洗濯槽内の洗濯物には洗剤があまりかからずに外槽と循環経路を循環して給水した水を洗剤で泡立てたのみの状態をつくることができ、水そのものの硬度による泡立ちが得られる。

本発明の第５にかかるドラム式洗濯機は、１〜４のいずれか１つの発明の前記泡センサは、洗浄水の汚れ量を判定する洗浄水状態検知手段としての機能も兼ねるので、すでに汚れ量を検知する構成としている場合には新たなセンサを追加する必要がない。

本発明の第６にかかるドラム式洗濯機は、１〜５のいずれか１つの発明の洗濯機において少なくとも１つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラムとして、これによって記録媒体や通信回線でのダウンロードによって運用途中でのプログラムの変更や追加を行うことができるので、新たな仕様変更に対応できる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の概略構成を示したものである。図１において、洗濯機全体の外箱１の内部に外槽２が配設されている。さ外槽２の内側に洗濯槽としてのドラム３が水平方向から少し傾斜した回転軸によって回転可能な状態で配設されている。ドラム３は、背面にモータ４が接続されてモータ４の回転によりドラム３が回転する。また、ドラム３は外周面に複数の通水孔が設けられており、洗濯槽、脱水槽、乾燥槽としても機能するものである。

外槽２の最低部には、取水口５が接続されており、排水弁６につながっており、排水弁６は排水管７につながっている。

取水口５には外槽２およびドラム３に給水された水位を検知する水位検知手段としての水位センサ８が設置されている。水位センサ８は、給水開始後にすぐに浸水する位置に設置して、たとえば隔膜（ダイアフラム）に加わる圧力を膜の変形として検出することで水位を検知する。隔膜の変形を検出する方法には、静電容量の変化やひずみゲージを使う。

給水口９は水道に接続して、給水弁１０が開くとあらかじめ洗剤を投入しておいた洗剤受け１７を介して外槽２やドラム３を順次水で満たしていく。

また、取水口５と排水弁６の間からは取水口５から取り込んだ洗浄水を外槽２やドラム３に吐出する吐出口１１につながった循環経路１２が連通しており、外槽２やドラム３を満たしている洗浄水を循環できるようにしている。この循環経路１２での水の循環には循環ポンプ１３を用いて行うので、循環経路１２による洗浄水の循環は循環ポンプ１３の制御のみで行え、ドラム３の回転による水流などの制御とは関係なく循環させることができる。

循環経路１２には、泡センサとして機能する透過度センサ１４が設置されている。透過度センサ１４は、例えばＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子で構成されており、これらの素子に挟まれた部分の経路は透光性の材料でできており、発光素子から発光した光を洗浄水を通して受光素子で受光して電圧に変換して出力する。

循環時の洗浄水に洗濯物の繊維や髪の毛などの異物が多く含まれると、循環ポンプ１３や排水管７が詰まってくる恐れがあるため、取水口５の先にはフィルタ１５を設置して洗濯物の繊維や髪の毛などの異物を取り除くようにする。

制御手段１６は、マイクロコンピュータ等で構成して、水位センサ８からの水位検出信号を入力し、排水弁６、給水弁１０の開閉、モータ４や循環ポンプ１３の制御等を行うことによって、すべての洗濯工程の制御を行う。また、透過度センサ１４の受光素子からの出力値を洗浄水の透過度として入力処理を行い、この透過度をもとにして洗浄水の泡量を判定する。さらに、モータ４に流れる電流信号やモータ４の回転角を検知してドラム３の重さつまり洗濯物の重量を判定する布量検知手段としての機能も有している。

次に、本実施の形態の洗濯機の動作について、図２の洗い工程を示す流れ図を参照しながら説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の洗浄制御を示すフローチャートである。

（ココカラ）
洗濯機に洗濯物が投入されて洗濯が開始されると、制御手段１６は、洗濯物の量を検出する（Ｓ１）。この洗濯物の量の検出は、モータ４を制御して洗濯物とともにドラム３を回転させるときのモータ４の電流信号の大きさ、電流変化量や回転角の変化などの少なくとも１つのモータ動作に関する情報を検出することによって行う。

基本的な給水量は、この洗濯物の量をもとに決定する。たとえば、制御手段１６は、洗濯物の量が「少」と判定した時は、「低」水位とする。洗濯物の量が「中」と判定した時は、「中」水位とする。また、洗濯物の量が「多」と判定した時は、「高」水位とする。同時に、それぞれの洗濯物の量に応じた洗濯の設定時間を決定する（Ｓ２）。

次に、制御手段１６は、給水弁１０を開放して給水口９に接続した水道からの給水を開始し（Ｓ３）、所定の量の給水を行う。透過度センサ１４が完全に水没して、かつドラム３まで水位が達していない水位を水位センサ８が検知する（Ｓ４のＹＥＳ）と、一旦、給水弁１０を閉じる（Ｓ５）。

つぎに、制御手段１６により循環ポンプ１３を制御して、洗剤とともに給水された水を循環経路１２を介して吐出口１１より外槽２へ循環させることで洗剤を水へ溶け込ませる。これにより泡立ちを確認する。吐出口１１からドラム３内に循環水が吐出すると洗剤が水に溶ける前に衣類が水を吸ってしまうため、循環ポンプ１３の回転数は、ドラム３内に循環水があまり吐出しない程度に低くすることが望ましい。循環ポンプ１３の動作時間は、泡立ちを行わせるためのみなので例えば５秒とする（Ｓ６）。循環ポンプ１３を停止して５秒後に、泡量の検知のために透過度センサ１４によって洗浄水の透過度つまり泡の多少を測定する（Ｓ７）。循環ポンプ１３の停止からしばらく放置するのは、洗浄水や泡の移動を落ち着かせて透過度を測定するためである。

透過度は透過度センサ１４の受光素子の出力電圧から換算され、透過度が高いほど電圧が低くなる。つまり、循環経路１２を通過する洗浄水の泡が多く透過度が低いと、高い電圧が出力される。

循環ポンプ１３の動作によって所定量の水道水と洗剤が循環経路１２を回りながら混ぜられるが、水道水の硬度が高ければ泡立ちが少なくなる。制御手段１６は、透過度が規定値以上の場合は、泡があまり立っていない（泡立ちが所定以下）と判断し、水の硬度が規定値より高いと判定し（Ｓ７のＮＯ）、洗濯の設定時間を１．２倍に設定しなおす（Ｓ８）。

次に、給水弁１０を開放して（Ｓ９）、外槽２およびドラム３に設定水位になるまで給水を行う（Ｓ１０）。

その後の設定水位になるまでの給水中は、制御手段１６により循環ポンプ１３を制御して、洗剤とともに給水された洗剤水を循環経路１２を介して吐出口１１より外槽２へ循環させることで洗剤の水への溶け込みを促進する。吐出口１１からドラム３内に循環水が吐出すると洗剤が十分に水に溶ける前に衣類が水を吸ってしまうため、循環ポンプ１３の回転数は、ドラム３内に循環水があまり吐出しない程度に弱くすることが望ましい。または、非常に短時間の動作時間にする。

次に、設定水位に到達すると（Ｓ１０のＹＥＳ）、給水弁１０を閉じ（Ｓ１１）、ドラム３を低速で回転させながら撹拌を開始する（Ｓ１２）。ドラム３の回転速度は洗濯物がドラム３内で持ち上げられ、ドラム３の上部より重力によって落下し、落下時の運動エネルギーが効果的に加えられるようにドラム３壁面に遠心力によって張り付かない程度の回転速度が好ましく、洗濯物の量にも依存するが５０ｒｐｍ以下が好ましい。回転方向は、同一方向でも、定期的に切り替えることとしてもよい。

循環ポンプ１３を駆動して（Ｓ１３）、洗剤が十分に溶けた洗濯水を循環経路１２を介して吐出口１１よりドラム３内へ循環させることで洗濯水の洗濯物への浸透を促進する。このため、循環ポンプ１３の回転数は、ドラム３内に循環水がしっかり吐出して洗濯物に洗浄水が浸透しやすくできる回転数とする。循環ポンプ１３の動作間隔は、洗浄工程中連続でもよいし、間欠にオンとオフを繰り返すこととしてもよい。

設定時間が経過すると（Ｓ１４のＹＥＳ）、洗い工程を終了し、次のすすぎ、脱水工程に進んで洗濯を終了する。

以上のように、給水中のあらかじめ定めた水位において透過度センサ１４の出力が所定値以下であると、泡が少なく水の硬度が高いと判定されるので、洗い工程の時間を延ばすことで、水の硬度が高く洗剤性能を低下させても洗浄性能を低下しないようにすることができる。

なお、本実施の形態では、透過度センサ１４からの出力を読み出して、所定値より水の硬度が高いと判定すれば洗い時間を延長することとしたが、水の硬度が規定値より高いと判定すると洗濯槽の撹拌の回転している時間割合を増やすか撹拌の回転数を速くするかの少なくとも一方を行うこととしてもよい。例えば、泡立ちの割合で洗浄機械力を段階的に向上させることとすれば、水の硬度に応じてより細かく洗濯制御を行うことで洗浄性能を変わらないようにできる。

また、本実施の形態では、透過度センサ１４からの出力を読み出して、所定値より水の硬度が高いと判定すれば洗い撹拌の時間を延長することとしたが、所定値より水の硬度が低いと判定すれば洗い撹拌の時間を短縮することとすれば、最も厳しい状態を標準の洗浄制御として、水の硬度が低い地域では洗濯の時間短縮ができる。

また、本実施の形態では、透過度センサ１４からの出力を読み出して泡量を判定することしたが、例えば、循環経路１２内の必ず水没する場所の２箇所に電極を設置して、その電極間の水の抵抗値をセンシングすることで泡量を検知する泡検知センサを用いることとすれば、泡が多いときは電極間が泡で満たされて抵抗値が高くなるので泡の量を検知することができる。この場合、発光と受光デバイスによるセンサのように水の汚れや色に影響されず安定して水の硬度の判定ができる。

また、本実施の形態では、透過度センサ１４からの出力を読み出して泡量を判定することとしたが、循環経路１２内の必ず水没する場所に設置した透過度センサ１４や電極間の抵抗値をセンシングする電極センサによって洗い工程中の洗浄水の透過度や導電率を測定して、衣類から溶け出した汚れ量を判定する洗浄水状態検知手段としての機能も兼ねることとすれば、洗浄水状態検知手段の機能のある洗濯機には泡センサとしての追加手段を設ける必要はない。

また、本実施の形態では、通常の洗濯時の洗剤を洗剤受け１７に投入して給水を行って泡立ちを確認したが、泡立ちにより水の硬度を確認するコースを設け、規定の洗剤（例えば水の硬度での泡立ち量がはっきりわかっている液体石鹸など）を規定量（例えば２ｇ）だけ洗剤受け１７に投入しておいて水の硬度を確認するコースを実施することすれば、投入されている洗剤量に依存されることなくより正確に泡立ちの多少から水の硬度を判定することができる。

なお、本実施の形態で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録、もしくはインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

なお、ドラム式洗濯機だけでなく、乾燥機能付きのドラム式洗濯乾燥機としても同様の効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗浄水の泡量に基づく水の硬度応じて洗い工程を制御して洗浄性能を低下させないことができるので、繊維などの洗浄装置等の用途にも適用できる。

２ 外槽
３ ドラム（洗濯槽）
４ モータ
５ 取水口
８ 水位センサ（水位検知手段）
１０ 給水弁
１１ 吐出口
１２ 循環経路
１３ 循環ポンプ
１４ 透過度センサ（泡センサ）
１６ 制御手段
１７ 洗剤受け

Claims (6)

1. 洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、
   前記洗濯槽を収容する外槽と、
   洗剤受けを介して前記洗濯槽または前記外槽に水を供給する給水弁と、
   前記外槽および前記洗濯槽の水位を検知する水位検知手段と、
   前記外槽の下部から洗浄水を取り込み、循環経路を通って再び前記外槽または前記洗濯槽に戻す循環ポンプと、
   前記循環経路に設置され、洗浄水の泡の量を検知する泡センサと、
   前記泡センサからの出力で洗い工程を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記洗い工程の最初に、所定の水位における泡の量を前記泡センサによって検知し、検知結果に基づき洗濯時間、撹拌動作割合、撹拌回転数の少なくともいずれかの増減を行うドラム式洗濯機。
2. 前記泡センサによる泡の量の検知は、所定の量の給水がされた状態で行うこととし、
   前記所定の量は、前記泡センサが完全に水没し、かつ前記洗濯槽以下の水位であることを前記水位検知手段が検知した状態の水位である請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 前記泡センサによる泡の量の検知は、所定の量の給水がされた状態で行うこととし、
   給水量が前記所定の量になった時に、前記循環ポンプを所定時間、動作させた後、前記泡センサによって泡の量を検知する請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。
4. 前記所定の量になったときに動作させる前記循環ポンプの駆動力は、前記循環経路からの洗浄水が前記洗濯槽内に入らない程度に低くすることとした請求項３に記載のドラム式洗濯機。
5. 前記泡センサは、洗浄水の汚れ量を判定する洗浄水状態検知手段としての機能も兼ねる請求項１〜４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機において、少なくとも１つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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