JP2014147549A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】衣類から洗い落した汚れの再付着を抑えて、洗浄性能を向上する。
【解決手段】水槽２内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽３と、洗濯兼脱水槽３を駆動する駆動手段４と、水槽２内の水位を検知する水位検知手段１３と、水槽２内の洗浄水を洗濯兼脱水槽３内に吐出させる水循環手段１６と、洗濯物の汚れを検知する汚れ検知手段１８と、汚れ検知手段１８の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御する制御手段３０とを備え、制御手段３０は、汚れ検知手段１８で検知した汚れ度に応じて水循環手段１６の動作時間を決定するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類等の洗濯物を洗う洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、洗濯物をドラムに投入した後、給水手段によって洗濯機外部より水道水が供給され、あらかじめ洗濯物の量に応じた既定量の洗剤が投入されている洗剤入れを介してドラムを収容する受筒またはドラムに注水される。注水後は、ドラムを低速で回転させながら、洗濯物を十分に洗濯液で濡らした後、ドラムを一定時間、洗濯物がドラムの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ドラム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。このようなドラム式の洗濯機においては、特に、洗濯物に付着した汚れの量が想定よりも多い場合、一定の洗浄時間では洗浄力が不十分になるという課題が存在した。

そこで、槽内に貯留された洗浄水の濁度を検出する濁度検出手段と、前記槽内に貯留された洗浄水の電導度を検出する電導度検出手段と、前記濁度検出手段により検出した濁度と前記電導度検出手段により検出した電導度とに基づいて汚れ量を判断する汚れ量判断手段を設け、汚れ量判断手段により判断した汚れ量に基づいて、洗い運転時間を追加補正することで適切な洗い運転を実行することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。

また、ドラム内に洗浄水を吐出し、洗濯物に降りかけて洗浄力を高めるようにすることが考えられている（例えば、特許文献２参照）。

特開平６−２１８１８３号公報 特開２００７−１１７１３５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、洗濯物の汚れ量が多い場合、洗濯時間を増加することで洗浄力は向上するものの、洗濯物から落とした汚れ成分が洗浄水中に染み出て、洗い落した汚れが洗濯物に再付着するという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯物の汚れ量が多いときに、衣類から洗い落した汚れの再付着を抑えた洗濯運転を行う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、水槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、前記水槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記水槽内の洗浄水を前記洗濯兼脱水槽内に吐出させる水循環手段と、洗濯物の汚れを検知する汚れ検知手段と、前記汚れ検知手段の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記汚れ検知手段で検知した汚れ度に応じて前記水循環手段の動作時間を決定するようにしたものである。

これによって、洗濯物の汚れ量が多いときに、衣類から落ちた汚れ（染料を含む）が多く含まれた洗浄水を洗濯物にかけた際、汚れが再付着して衣類が黒ずむなど変色することを抑えることができる。

本発明の洗濯機は、衣類から洗い落した汚れの再付着を抑えて、洗浄性能を向上することができる。

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を示す要部断面図 同ドラム式洗濯機の制御ブロック図 同ドラム式洗濯機の洗濯運転時の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の洗濯運転時の動作を示すフローチャート

第１の発明は、水槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、前記水槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記水槽内の洗浄水を前記洗濯兼脱水槽内に吐出させる水循環手段と、洗濯物の汚れを検知する汚れ検知手段と、前記汚れ検知手段の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記汚れ検知手段で検知した汚れ度に応じて前記水循環手段の動作時間を決定するようにしたことにより、洗濯物の汚れ量が多いときには、衣類から落ちた汚れ（染料を含む）が多く含まれた洗浄水を洗濯物にかけた際、汚れが再付着して衣類が黒ずむなどの変色を抑えることができる。また、汚れ量が少ないときには、既定時間循環された洗浄水による洗いムラの少ない最適な洗浄を行うことができる。このように、洗濯物の汚れの状態に応じて水循環手段の動作時間を変更することができ、汚れ量の多少にかかわらず高洗浄力な洗濯運転を行うことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、汚れ検知手段で検知した汚れの量が所定以上の場合、洗い工程の途中で水循環手段の動作時間を短くするようにしたことにより、洗濯物の汚れ量が多いときには、衣類から落ちた汚れ（染料を含む）が多く含まれた洗浄水を洗濯物にかける時間を短くすることができ、衣類への汚れの再付着を抑えることができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、汚れ検知手段で検知した汚れの量が所定以上になったとき、水循環手段の動作を停止するようにしたことにより、衣類からの汚れ落ちによる洗浄水の汚濁度が高くなると、洗濯物への含水を停止させることができ、衣類への汚れの再付着による変色を抑えることができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、汚れ検知手段は、濁度、導電率、色（落ち）の少なくとも１つ以上のセンサを用いて汚れ量の検知を行うようにしたことにより、洗濯物に含まれる様々な汚れ成分に応じた精度の良い汚れ検知と、汚れに応じた洗浄に対応することができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の洗濯機において、洗濯した衣類を乾燥するための乾燥手段を備えたことにより、汚れに応じた、洗浄力の高い乾燥機能付き洗濯機を実現することができる。

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、この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、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の概略構成を示す要部断面
図、図２は、同ドラム式洗濯機の制御ブロック図、図３は、同ドラム式洗濯機の洗濯運転時の動作を示すフローチャートである。

図１〜図３において、筐体１内に洗浄水を溜める筒状の水槽２が弾性支持されている。水槽２内には、洗濯物を収容する前面開口で底面を有する筒状のドラム（洗濯兼脱水槽）３が回転可能に内包されている。水槽２の背面には、ドラム３の回転軸３ａを前上がりに傾斜した状態で回転させるドラム駆動モータ（駆動手段）４が取り付けられている。

水道に接続された給水経路５に給水弁６が設けてあり、この給水弁６を介して水槽２に給水し、ドラム３内に流入させる。給水弁６と水槽２の間には、あらかじめ既定量の洗剤を投入するための洗剤ケース７が設けられており、給水された水で洗剤を溶かしながら、給水配管８を通して水槽２に給水される。

水槽２の最低部には、水槽２に溜まった洗浄水を加熱するシーズヒータ等からなるヒータ（加熱部）９が設けられ、水道水が低温の場合であっても、洗浄水温を高くする（例えば、３０〜４０℃）ことで、洗剤を活性化し洗浄効果を高めることができる。

また、水槽２の最低部には、取水部１０が接続されており、排水弁１１を介して、排水管１２から洗濯後の洗浄水や、すすぎ後のすすぎ水を機外に排水することができる。取水部１０には、水槽２およびドラム３に給水された洗浄水の水位を検知する水位センサ（水位検知手段）１３が設置されている。

水位センサ１３は、給水開始後にすぐに反応する位置に設置し、例えば、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。

取水部１０と排水弁１１の間には、取水部１０から取り込んだ洗浄水を、ドラム３の前面に設けた開口部３ｂからドラム３内へ吐出する吐出口１４につながった循環水路１５が連通接続しており、水槽２内の洗浄水やすすぎ水をドラム３内へ循環できるようにしている。この循環水路１５への洗浄水の取り込みは、循環ポンプ（水循環手段）１６で行うようにしている。これにより、循環水路１５による洗浄水の循環は、循環ポンプ１６の制御のみで行えるので、ドラム３の回転による水流などの通常洗浄力を制御する洗浄制御とは関係なく循環させることができる。

循環水路１５を流れる洗浄水に洗濯物の繊維や毛髪等の異物が多く含まれると、循環ポンプ１６が詰まってくる恐れがあるため、循環ポンプ１６の上流側の循環水路１５に排水フィルタ１７を設置し、洗濯物の繊維や毛髪等の異物を取り除くようにしている。

循環水路１５には、濁度センサと導電率センサによって構成される汚れセンサ（汚れ検知手段）１８が設置してあり、循環水路１５を流れる洗浄水の汚れの状態を検出するようにしている。

濁度センサは、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し、これらの素子に挟まれた部分の経路は透光性の材料で形成しており、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。濁度は、濁度センサの受光素子の出力電圧から換算され、濁度が高いほど電圧が低くなる。つまり、循環水路１５を通過する洗浄水に洗濯物の汚れが多く溶け出して濁度が高くなると、低い電圧が出力される。

また、電極センサは、循環水路１５内の必ず水没する場所の２箇所に電極を設置し、そ
の電極間の水の抵抗値をセンシングすることで循環水路１５に流れる洗浄水の導電率を検知することにより、汗や食べこぼし等の導電性の汚れ量を検知することができるようにしている。なお、汚れセンサ１８として、濁度センサまたは電極センサのいずれかを用いる構成であってもよい。

筐体１の前面側には、ドラム３の開口部３ｂに対向させて扉体１９が設けてあり、使用者は扉体１９を開くことにより、ドラム３に対して衣類等の洗濯物を出し入れすることができる。

ドラム３の内周壁には、複数の突起体２０が設けられており、ドラム３を低速で回転させることにより、衣類を突起体２０で引っ掛けてドラム３の回転方向へ上方に持ち上げた後、適当な高さで落下させるといった攪拌動作（タンブリング動作）を与えることができる。

また、ドラム３の内周壁に複数の透孔２１が設けてあり、この透孔２１を介して水槽２と連通している。水槽２の底部に溜まった洗浄水は、透孔２１を通してドラム３内に流入し、ドラム３内に吐出した洗浄水は、透孔２１を通して水槽２へと流出する。

図２に示すように、ドラム式洗濯機は、制御部（制御手段）３０を有している。制御部３０は、入力設定部３１を介して使用者から入力される設定情報を表示部３２に表示し、前記設定情報と各部の動作状態監視とに基づいて、洗濯、すすぎ、脱水にわたる一連の運転動作を制御する。

制御部３０は、例えば、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種処理の実行時にプログラムやデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力インタフェースおよびこれらを接続するバスにより構成することができる。

また、制御部３０は、タイマ３３を有している。タイマ３３としては、制御部３０の動作上の内部機能として組み込まれている内部タイマを用いることができる。なお、タイマ３３として、制御部３０とは独立したタイマ装置を用いることもできる。

ドラム式洗濯機においては、交流電力４０を整流器４１により整流し、その後、チョークコイル４２および平滑コンデンサ４３からなる平滑回路により平滑化する。そして、平滑化された直流電力を駆動電力として、インバータ回路４４によりドラム駆動モータ４を回転駆動するようになっている。

制御部３０は、入力設定部３１から入力される運転指示および各検知部により検知される運転状態の監視情報に基づいてドラム駆動モータ４の回転を制御する。さらに制御部３０は、負荷駆動部４５を介して給水弁６、加熱部９、排水弁１１、循環ポンプ１６などの必要負荷の動作を制御する。

ドラム駆動モータ４は、例えば、３相巻線４ａ、４ｂ、４ｃを有するステータと、２極の永久磁石を有するロータとを備え、３つの位置検出素子２７ａ〜２７ｃを設けた直流ブラシレスモータとして構成することができる。このドラム駆動モータ４は、スイッチング素子４４ａ〜４４ｆによりＰＷＭ制御可能に構成されたインバータ回路４４によって回転制御することができる。

ここで、位置検出素子２７ａ〜２７ｃが検出するロータ位置検出信号は制御部３０に入
力される。そして、制御部３０は、ロータ位置検出信号に基づいてインバータ駆動回路４６に制御信号を出力し、インバータ駆動回路４６を介してスイッチング素子４４ａ〜４４ｆのオン、オフ状態をＰＷＭ制御する。

このようにして、制御部３０はステータの３相巻線４ａ、４ｂ、４ｃに対する通電を制御し、ドラム駆動モータ４のロータを所望の回転速度で回転させる。なお、制御部３０は、３つの位置検出素子２７ａ〜２７ｃのいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータの回転速度を内部機能としての回転数検知部３４によって算出する。さらに、ドラム駆動モータ４に流れる電流信号を布量検知部３５が検知し、ドラム３の重さ、つまり、洗濯物の重量を判定する機能も有している。

以上のように構成されたドラム式洗濯機について、以下、その動作および作用を説明する。図３において、ドラム３に洗濯物が投入されて洗濯を開始すると、制御部３０は、洗濯物の量を検出する（Ｓ１）。この洗濯物の量の検出は、ドラム駆動モータ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、ドラム駆動モータ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。

制御部３０は、検出した洗濯物の量に応じた洗剤量や洗濯時間の目安を表示部３２に表示し（Ｓ２）、使用者は表示された洗剤量の目安にしたがって洗剤を洗剤ケース７に投入する。例えば、洗濯物の量が「少」と判定した時は「洗剤スプーン０．４杯」、洗濯物の量が「中」と判定した時は「洗剤スプーン０．８杯」、洗濯物の量が「多」と判定した時は「洗剤スプーン１．１杯」などと表示する。

次に、制御部３０は、給水弁６を開放して（Ｓ３）、水槽２およびドラム３に（Ｓ２）にて決定した設定水位になるまで給水を行う（Ｓ４）。

給水中は、制御部３０により循環ポンプ１６を制御して、洗剤とともに給水された洗浄水を循環水路１５を介して吐出口１４より水槽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１４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１６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。

次に、設定水位に到達すると（Ｓ４のＹＥＳ）、給水弁６を閉じ（Ｓ５）、ドラム３を低速で回転させながら撹拌を開始する（Ｓ６）。ドラム３の回転速度は、洗濯物がドラム３内で回転方向へ持ち上げられ、ドラム３内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の内周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、例えば５０ｒｐｍ以下が好ましい。回転方向は、同一方向でも、定期的に正転と逆転を切り替えるようにしてもよい。

この時、制御部３０により循環ポンプ１６を制御して、洗剤が十分に溶けた洗浄水を循環水路１５を介して吐出口１４よりドラム３内へ循環させることで、洗浄水の洗濯物への浸透を促進する（Ｓ７）。このため、循環ポンプ１６の回転数は、ドラム３内に洗浄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１６の駆動シーケンスは、連続で駆動すると異常に発泡する可能性があるため、定期的にオフ時間（例えば３０秒オンー３０秒オフのデューティー）を設ける。一定時間（例えば２分）経過した後（Ｓ８のＹＥＳ）に、汚れセンサ１８の出力を読み出し、汚れ量を決定する（Ｓ９）。

汚れセンサ１８の出力が所定値Ａ（例えば１００）以上であれば（Ｓ１０のＹＥＳ）、汚れの量が「多」と判断し、洗いの残り時間が５分になったところ（Ｓ１１のＹＥＳ）で循環ポンプ１６の駆動シーケンスを１０秒オンー５０秒オフとし（Ｓ１４）、循環ポンプ１６のオン時間を３０秒から１０秒に短くする。

また、汚れセンサ１８の出力が所定値Ｂ（例えば５０）以上であれば（Ｓ１２のＹＥＳ）、汚れの量が「普通」と判断し、洗いの残り時間が３分になったところ（Ｓ１３のＹＥＳ）で、循環ポンプ１６の駆動シーケンスを１０秒オンー５０秒オフとする（Ｓ１４）。

また、汚れセンサ１８の出力が所定値Ｂ未満であれば（Ｓ１２のＮＯ）、汚れの量が「少」と判断し、循環ポンプ１６の駆動シーケンスは変更せず、３０秒オンー３０秒オフのまま運転を継続する。

以上のように、本実施の形態においては、水槽２内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽３と、洗濯兼脱水槽３を駆動する駆動手段４と、水槽２内の水位を検知する水位検知手段１３と、水槽２内の洗浄水を洗濯兼脱水槽３内に吐出させる水循環手段１６と、洗濯物の汚れを検知する汚れ検知手段１８と、汚れ検知手段１８の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御する制御手段３０とを備え、制御手段３０は、汚れ検知手段１８で検知した汚れ度に応じて水循環手段１６の動作時間を決定するようにしたものであり、汚れ検知手段１８で検知した汚れ量が所定以上の場合、洗い工程の途中で水循環手段１６の動作時間を短くすることで、洗濯物の汚れ量が多いときには汚れを多く含む洗浄水を洗濯物にかけることを防ぎ、黒ずみなどの衣類の変色を防ぐことができる。一方で、洗濯物の汚れ量が少ない時には、洗いムラの少ない最適な洗浄を行うことができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるドラム式洗濯機の洗濯運転時の動作を示すフローチャートである。本実施の形態の特徴は、汚れ検知手段１８で検知した汚れの量が所定以上になったとき、水循環手段１６の動作を停止するようにしたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

次に、本実施の形態の動作について、主に実施の形態１との違いについて説明する。運転スタートから循環ポンプ１６の駆動開始に至るフローに関しては、実施の形態１と同様である（Ｓ１〜Ｓ７）。

循環ポンプ１６の駆動開始後、汚れ量検知を開始する（Ｓ８）。特に、油汚れなどのように、洗濯物から溶け出すのに時間を費やす汚れ成分においては、洗い時間の経過とともに汚れセンサ１８が検知する汚れ量も徐々に増加する。そこで洗い工程の間、洗濯物から落ちる汚れ量の変化を汚れセンサ１８で監視し続け、汚れ量が所定以上になると（Ｓ９のＹＥＳ）循環ポンプ１６の駆動を停止する（Ｓ１０）。

以上のように、汚れセンサ１８で検知した汚れ量が所定以上になったとき、水循環手段１６の動作を停止することで、洗濯物の汚れ量が多いときには、汚れを多く含む洗浄水を洗濯物にかけることを防ぎ、黒ずみなどの衣類の変色を防ぐことができる。一方で、洗濯物の汚れ量が少ない時には、洗いムラの少ない最適な洗浄を行うことができる。

なお、上記の各実施の形態においては、洗濯機能のみ具備する洗濯機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、洗濯機能に加えて、洗濯した衣類を続けて乾燥することができる乾燥機能を具備した洗濯乾燥機にも適用することができる。また、
ドラム式洗濯機について説明したが、縦型洗濯機にも適用することができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、衣類から洗い落した汚れの再付着を抑えて、洗浄性能を向上することができるので、洗濯機として有用である。

２ 水槽
３ ドラム（洗濯兼脱水槽）
４ ドラム駆動モータ（駆動手段）
１３ 水位センサ（水位検知手段）
１５ 循環水路
１６ 循環ポンプ（水循環手段）
１８ 汚れセンサ（汚れ検知手段）
３０ 制御部（制御手段）

Claims (5)

1. 水槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽と、
   前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、
   前記水槽内の水位を検知する水位検知手段と、
   前記水槽内の洗浄水を前記洗濯兼脱水槽内に吐出させる水循環手段と、
   洗濯物の汚れを検知する汚れ検知手段と、
   前記汚れ検知手段の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記汚れ検知手段で検知した汚れ度に応じて前記水循環手段の動作時間を決定するようにした洗濯機。
2. 前記制御手段は、前記汚れ検知手段で検知した汚れの量が所定以上の場合、洗い工程の途中で前記水循環手段の動作時間を短くするようにした請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記制御手段は、前記汚れ検知手段で検知した汚れの量が所定以上になったとき、前記水循環手段の動作を停止するようにした請求項１に記載の洗濯機。
4. 前記汚れ検知手段は、濁度、導電率、色（落ち）の少なくとも１つ以上のセンサを用いて汚れ量の検知を行うようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機と、
   洗濯した衣類を乾燥する乾燥手段とを備えた洗濯機。