JP6966494B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、衣類等の洗濯を行う洗濯機に関する。

特許文献１には、「洗濯脱水槽内に温水を霧状に噴射する洗濯機において、外部からの水の供給が停止又は不足しているときのヒータの異常加熱を防止する。」と記載されている。

特開２００６−５１２９３号公報

しかし、特許文献１は、ヒータによってある空間に溜められた水を加熱する際に、その空間内にヒータが空焚きしない量の水が存在しているかどうかを水位センサーによって判定し、その水の量がヒータの異常加熱の原因になるかを判断しているため、例えば水位センサーが故障した場合や水位センサー水位検知信号を正しく発信できなくなった場合(たとえば異物の発生による水位読取値の誤差等)、このような判断が適切になされず、ヒータが空焚き状態で加熱し、最悪製品の発火に至る可能性があった。

そこで、本発明は、水位検知部が正しく動作しない場合でも水加熱部の異常加熱を適切に防止可能な洗濯機を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために、例えば、本発明に係る洗濯機は、水を溜める外槽と、外槽内に回転自在に支持され、衣類が収容される内槽と、外槽内に給水する給水部と、外槽内に給水された水を加熱する水加熱部と、外槽内の水位を検知する水位検知部と、外槽内の所定区間の電導度を測定する電導度測定部と、水位検知部及び電導度測定部を制御する制御部と、を有し、制御部は、水位検知部の検知結果によって水位が所定水位以上であることを判定し、かつ、電導度測定部の検出結果が所定の閾値以上であると判定した場合に水加熱部の加熱開始を制御する構成とする。

本発明によれば、水位検知部が正しく動作しない場合でも水加熱部の異常加熱を適切に防止可能な洗濯機を提供することができる。

本発明に係るドラム式洗濯乾燥機を示す外観斜視図である。 図１のドラム式洗濯乾燥機の縦断面の内部構造を示す側面図である。 本発明に係るドラム式洗濯乾燥機のヒータの一構造例を示す図である。 図１のドラム式洗濯乾燥機の外槽底面付近の構造を示す斜視図である。 図１のドラム式洗濯乾燥機の洗濯工程の流れを示すフローチャートである。 図５の前洗い工程の制御処理の流れを示すフローチャートである。 図５の本洗い工程Ａの制御処理の流れを示すフローチャートである。 図５の本洗い工程Ｂの制御処理の流れを示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態のドラム式洗濯乾燥機について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、主に図１及び図２を参照しながらドラム式洗濯乾燥機の全体構成について説明する。図１は、本実施形態のドラム式洗濯乾燥機を示す外観斜視図である。図２は、図１のドラム式洗濯乾燥機の筐体の側板を外してその内部構造を概略的に示す側面図である。以下の説明における前後上下左右の方向は、図１に示す前後上下左右の方向を基準とする。

外郭を構成する筐体１は、ベース４の上に取り付けられており、左右の側板６、前面カバー５、背面カバー２、上面カバー７、で構成されている。前面カバー５は上部前面カバー５ａと下部前面カバー５ｂで構成されている。左右の側板６は、コの字型の上補強材、前補強材、後補強材（いずれも図示せず）で結合しており、ベース４を含めて箱状の筐体１を形成している。

前面カバー５の略中央に設けた衣類を出し入れするための投入口を塞ぐドア３で、前補強材に設けたヒンジ(図示せず)で開閉可能に支持されている。取っ手３aを引くことでロック機構（図示せず）が外れて開き、ドア３を前面カバー５に押し付けることでロックされて閉じる。前補強材は、後記する外槽１５の開口部と同心に、衣類を出し入れするための円形の開口部を有している。

筐体１の上部中央に設けた操作パネル８は、電源スイッチ８aと、操作ボタン８bと、を備え、筐体１の上部に設けた制御部である制御装置２７と電気的に接続している。

筐体１内の上部左側に設けた洗剤容器１３は、洗濯する際に筐体上部から洗剤類を投入する際に用いられる。洗剤類を入れる場合は、洗剤蓋９を開ける。また、洗剤容器１３の左側面のやや後方に出水口１３ａを有している。従って、洗剤容器１３の底面は出水口１３ａの位置が最も低くなるようなすり鉢状に形成されている。

洗剤容器１３の後側には、給水電磁弁１１、風呂水吸水ポンプ１２、水位センサー２５等の給水関連部品が設けられている。洗剤容器１３の上部開口には、給水部である給水ユニット１０を備える。上面カバー７には、水道栓からの給水ホース接続口１１ａ、風呂の残り湯の吸水ホース接続口１２ａが設けられている。

回転可能に支持された円筒状の洗濯兼脱水槽であるドラム１４（内槽）は、その外周壁及び底壁に通水及び通風のための多数の貫通孔（図示省略）を有し、前側端面には、衣類を出し入れするための開口部（図示省略）が設けられている。

その開口部の外側にはドラム１４と一体の流体バランサ１４ｂを備えている。この流体バランサ１４ｂは合成樹脂などでリング状に形成され、内部に比重の大きな流体(塩水など)を封入して構成され、ドラム１４の回転時に洗濯物の偏りなどによって偏心が生じたときに、流体バランサ１４ｂ内での流体の移動によって偏心を打ち消し、回転のバランスを維持する機能を有している。また、ドラム１４の回転中心軸は、水平又は開口部側が高くなるように傾斜している。

円筒状の外槽１５は、ドラム１４を同軸上に内包し、前面は開口し、後側端面の外側中央にはモータ１８が取り付けられる。モータ１８の回転軸は、外槽１５を貫通し、ドラム１４と結合している。前面の開口部には、外槽１５内への貯水を可能にする外槽カバー１６が設けられている。外槽１５は、下側をベース４に固定されたダンパ１７で防振支持されている。また、ゴム製のベローズ１９は、ドア３を閉じることで外槽１５を水封する。

外槽１５の側面後部には、外槽１５内へ水や洗剤類を供給する給水口１５ａが設けられている。給水口１５ａと洗剤容器１３の出水口１３ａとは、ゴム製の蛇腹ホース２０で接続されている。外槽１５の底側内周面には、凹状の窪み部１５ｂが外槽１５の軸方向に延在するように設けられている。この窪み部１５ｂの底面は、前側から後側に下がる傾斜面になっており、窪み部１５ｂの後側には排水口２１が設けられている。排水口２１には継手２１ａを介して蛇腹ホース２２が接続され、循環ポンプ２３に接続されている。

循環ポンプ２３は外槽１５底部にたまった洗剤水を循環経路(図示せず)を介して外槽カバー１６上部に設けられたシャワー吹き出し口２３ａより噴出させることで高濃度の洗剤水を洗濯物全体にいきわたらせることで洗浄力と節水性を両立している。

また、排水ホース２４は、循環ポンプ２３の出水ポート部に設けられた排水弁２４ａにその一端が接続され、その他端側は機外に延出している。

水位検知部である水位センサー２５はビニール製のチューブ２６で外槽１５の底部に接続され、外槽１５内の圧力を測定することで水位を検知する。

制御部である制御装置２７は電導度測定部を有し、水位検知部と電導度測定部を制御する。この電導度測定部は、外槽１５の内底部に配置された電導度センサー２８を介して、給水された水の電導度（硬度）を検出する。

外槽底面部には水加熱部であるヒータ２９が搭載され、外槽１５内部の洗濯水を加熱することで、洗濯水の洗剤溶け残りを減らし、また洗濯水に溶けている洗剤の酵素の働きを促進し、洗浄性能を向上させることができる。また、加熱部２９ａ近傍部には後述するサーミスタ２９ｂが温度検知手段として設けられている。

本発明では、制御部である制御装置２７は、水位検知部の検知結果及び電導度測定部の測定結果に基づいて、水加熱部の加熱開始を制御するようにする。これは、例え、水位検知部が動作されていないような状態であっても電導度測定部により水位を検知することができ、水加熱部が水に浸っていない状態、つまり水加熱部が空焚き状態での異常加熱を防ぐ、すなわち二重の空焚き防止機構を実現し、より製品の安全性を高めることができる。

電導度センサー２８は図４に示すように、２枚の電極２８ａが対向して配置されており、それらの電極２８ａ間の電気抵抗値を測定することで電気伝導度を算出する。そのため、電極間に存在している水の電気伝導度を測定することで水の硬度などを検知する手段として用いられる。そのほかにも、水と空気の電気抵抗値の違いを利用して、外槽１５内部の水の有無を判別する手段として用いたり、水の電気伝導度の変化を測定することで洗剤液の洗剤濃度や洗剤液中の汚れ濃度を検知したりすることができる。

図３にヒータ２９の構造を示す。ヒータ２９は槽内の水を加熱するための加熱部２９ａと、温度制御時の槽内温度を検知するためのサーミスタ２９ｂと、外槽の水封をするためのゴムパッキン２９ｃと、ヒータ２９を外槽１５に取り付けるためのフランジ２９ｄおよびフランジ２９ｅとネジ２９ｆとナット２９ｇで構成されており、ネジ２９ｆはフランジ２９ｄに加締めにより固定されている。

外槽１５に設けられた、ゴムパッキン２９ｃと相似形状かつ一回り大きい穴(図示せず)にフランジ２９ｅと外槽１５が接するまでヒータ２９を挿入した状態でナット２９ｇを締めるとネジ２９ｆとナット２９ｇによりフランジ２９ｄとフランジ２９ｅの距離が狭まり、間のゴムパッキン２９ｃがヒータ２９長手方向に圧縮され長手方向と直角方向全面に向かってに膨らむことで外槽１５の穴に押しつけ力を作用し、水封とヒータ２９の固定を行う。

加熱部２９ａは金属管内部にコイル状に巻かれた電熱線２９ｈが通され、その電熱線２９ｈの周りを絶縁性の粉末(図示せず)で覆い、電熱線２９ｈの固定および金属管と電熱線２９ｈとの絶縁を行っている。電熱線２９ｈの両端には温度ヒューズ(図示せず)が設けられ、ヒータ２９自体が異常加熱によって過剰に温度上昇した場合にヒューズが溶断し、強制的に電源を遮断する構造となっている。

図４に外槽底部の構造を示す。電導度センサー２８はヒータ２９に対して水平高さで見て高い位置に取り付けられており、電導度センサー２８で水があると判定されれば、ヒータ２９全体が水につかる高さまで水がたまった状態となり、ヒータの空焚き状態を防止することができる構造となっている。また、外槽１５底面部にはステンレス製のヒータカバー３０が取り付けられており、仮にセンサー類が一切働かずにヒータが空焚きの状態となっても、周辺部品へ延焼することが無いような構造となっている。

図５に本実施形態における温水を用いた洗濯運転の制御フローを示す。

まず洗濯機の運転を開始するとＳ１のセンシング工程で、ドラム１４が連結されたモータ１８によって回転され、その際のモータ１８の電流を測定することでドラム１４内に投入された洗濯衣類の量を測定し、運転中の使用水量やドラム１４の回転制御内容を決定する。

その後Ｓ２の給水工程にて給水電磁弁１１が開き、給水部である給水ユニット１０を介して外槽１５内への給水を行い、ステップＳ２０１にて外槽１５内にたまる水の水位を外槽にチューブでつながれた水位検知部である水位センサー２５を用いて水位を検知し、一定時間内に一定水位まで達しない場合は給水電磁弁１１や排水弁２４ａに異常があるものとして運転を停止し、ブザーや操作パネル８上でエラーを放置し使用者への異常を報知する。一定水位まで達した後は給水電磁弁１１が閉じて自動で給水が停止し、洗い工程へと遷移する。

洗い工程は、Ｓ３の前洗い工程とＳ４、Ｓ５の本洗い工程とに分類され、前洗い工程Ｓ３では、図６に示す通り、ステップＳ３０１で少量の水に洗剤を溶かした高濃度洗剤液を作成し（洗剤溶かし工程）、ステップＳ３０２で循環ポンプ２３にて槽内の衣類全体に高濃度洗剤液を散布し（循環水散布工程）、浸透させる。その後ステップＳ３０３で再度給水して槽内に水をためた（給水工程）後、ステップＳ３０４でドラムの回転数を一定以上に上げることで遠心力によりドラム１４内面に衣類を張り付かせた状態でシャワーを散布することで洗浄する押し洗い工程を実施する。

その後はＳ４の本洗い工程Ａに推移し、図７に示す通り、ステップＳ４０１で追加給水を行い、水位センサー２５により水位がリセット水位Tr以上であることを判定したのちに、ステップＳ４０２で電導度センサー２８の値を読取り、それが一定（所定の閾値）以上であると次工程（ステップＳ４０３）に移行し、その時点で電導度センサー２８の読取り値が規定以下であった場合は以降の本洗い工程におけるヒータ制御のステップをスキップし、ヒータ２９を用いずに本洗い工程Ａを規定時間まで実施し、その後Ｓ５の本洗い工程Ｂへ遷移する。

ステップＳ４０３でヒータ２９をＯＮし、続くステップＳ４０４では電流値を測定し、予め定めた規定値以上の電流値が流れるかを判定する。この段階で電流値が規定値以下である場合はヒータ２９が断線していると判断し、その後のヒータ２９を用いた温水洗浄の工程をスキップし、ヒータ２９を用いずに本洗い工程Ａを規定時間まで実施し、その後Ｓ５の本洗い工程Ｂへ遷移する。

ステップＳ４０４ではシーズヒータ導通時の電流値が規定値以上であればヒータ２９が断線や接続端子のはずれなどなく、正常に接続された状態であると判定し、次のステップＳ４０５に遷移し、ヒータ２９をＯＦＦにした後、ステップＳ４０６でヒータ２９ＯＦＦ状態での電流値を測定し、電流の値が規定値未満になっているかを判定する。この際、電流値が規定値以上の場合はヒータ２９の制御回路がショートしていると判定され、安全のために一連の動作を終了し、本体の電源をＯＦＦにする。

その後ステップＳ４０７の撹拌動作後にステップＳ４０８で水位センサー２５の数値読取りを行い、その時の水位がリセット水位Trより低い場合はステップＳ４０９の給水を実施する。尚、水位がリセット水位Trより高い場合はステップＳ４０９給水動作をスキップし、ステップＳ４１０の撹拌動作へ移行する。これらステップＳ４０８からＳ４１０までの工程の後、ステップＳ４１１にて規定時間が経過しているかを判定し、規定時間に満たない場合はステップＳ４０８の水位判定まで戻り、これを規定時間経過まで繰り返すことで衣類の洗浄を行う。これらの工程はヒータ２９をＯＮしない常温での洗浄を行う。

その後本洗い工程Ｂ(Ｓ５)へ遷移すると、図８に示す通り、まずステップＳ５０１で水位センサー２５の読取値がリセット水位Tr以上であるかを判定し、リセット水位Tr以上の水位である場合には、次のステップＳ５０２にて電導度センサー２８の値を測定し、閾値以上であるかを判定する。リセット水位Tr未満であった場合にはステップＳ５０３に遷移し、槽内の水位がリセット水位Tr以上になるまで給水される。

ステップＳ５０２にて電導度センサー２８の値が閾値未満である場合は水位センサー２５の故障等で実際の水位はヒータ２９の加熱部２９ａが露出する高さまで下がっていると判断し、ヒータ２９を用いない通常の洗濯工程へ遷移する。電導度センサー２８の読取り値が閾値以上であれば、ヒータ２９が完全に水没しているため、安全な状態でヒータ２９による加熱が可能であると判定され、次のステップＳ５０４へ遷移する。

つまり、水位センサー２５によってドラム１４内にヒータ２９が完全に水没する水量まで給水されたことを検知したことに加え、電導度センサー２８によって所定の高さまで水位が上がったことを検知した上でヒータ２９によりドラム１４内の水の加熱を開始するように制御する。このように制御することで、水位センサー２５が何らかの異常で検知した値が間違っていた場合でも、電導度センサー２８の測定結果を見ることが出来、ヒータ空焚きを抑止することができる。

ステップＳ５０４ではサーミスタ２９ｂにより水温を読取り、設定温度TL以下であればステップＳ５０５でヒータ２９をＯＮし、水温を上昇させる。その後、ステップＳ５０５にて、同じくサーミスタ２９ｂにて水温を計測し、設定温度TH以下であった場合はステップＳ５０７へ遷移し、ヒータＯＮ状態を保ったまま撹拌を規定時間ta(たとえば３分間)継続し、規定時間ta経過後にステップＳ５０８へ遷移し、本洗い工程の運転時間を終了しているかを判定し、運転時間を終了していない場合はステップＳ５０６へ戻り再度サーミスタ２９ｂによる水温判定を実施する。

ステップＳ５０８の時点で本洗い工程Ｂの運転時間を経過している場合はステップＳ５０９にてヒータ２９をＯＦＦにした後、次工程であるすすぎ工程Ｓ６へ移る。

ステップＳ５０６にてサーミスタ２９ｂの検知温度が設定温度THより高い場合はステップＳ５１０に遷移し、ヒータ２９をＯＦＦにした後、ステップＳ５１１にて規定時間taだけ撹拌動作を継続した後、ステップＳ５１２にて本洗い工程Ｂの運転時間が終了したかを判定する。運転時間が終了したと判定された場合はそのまますすぎ工程Ｓ６へと遷移し、運転時間が終了していないと判定された場合はステップＳ５０１に戻り、再度水位センサー２５と電導度センサー２８による水位検知を行い、以下本洗い工程Ｂの運転時間終了まで各ステップを繰り返す。

ステップＳ５０４にて検知された水温が設定温度TLより高かった場合はヒータＯＦＦ状態を保ったままステップＳ５１１に遷移して、それ以降は前述のとおりである。この時、設定温度TLとTHの関係をTL＜THとなるように設定し、前述のＳ５０１〜Ｓ５１２のステップを繰り返すことで、シーズヒータのようなヒータ２９により槽内に溜められた水の水温が設定温度THを超えるまで加熱され、設定温度THを超えるとヒータ２９がＯＦＦ状態になり、その後槽内の水の水温が下がって設定温度TLより低くなるとヒータ２９がＯＮ状態になり加熱が再開される。この動作を本洗いＢ運転時間終了まで繰り返し、温水による衣類の洗浄を行うことで、洗濯物の洗浄力を高める。

すすぎ工程Ｓ６では中間脱水動作（図示せず）としてドラム１４を高速で回転し、洗濯物にしみ込んだ洗濯液が槽の回転遠心力により絞り出され、排水経路から機外に排水される。中間脱水と給水動作を設定回数繰り返すことで、衣類中に含まれる洗剤成分を水分とともに飛散させて除去する。

その後脱水工程Ｓ７へ遷移し、ドラム１４を高速で回転させることで衣類中の水分を飛散させ、除去する。

洗濯乾燥運転を設定している場合はその後、乾燥工程Ｓ８を実行し、洗濯物を乾かす。

動作終了後一連の運転制御を終了する。

以上の制御を実施することで、本実施形態の洗濯機では水位検知部（水位センサー２５）による水位検知制御に加え、電動度測定部（電導度センサー２８）による水位検知制御を行い、電導度センサー２８の読み取り値が規定値以下の場合、すなわち水位が規定より低い場合はヒータ２９をＯＦＦ状態で本洗い工程を実施することで、ヒータ空焚き状態での異常加熱を防ぐ、すなわち二重の空焚き防止機構を実現し、より製品の安全性を高めることができる。

尚、本実施形態では、ドラム式洗濯乾燥機を用いて説明したが、本発明の趣旨の範囲でセンサーとヒータの配置や制御内容を変更することで、いわゆるタテ型洗濯乾燥機や乾燥機構を有さない洗濯機にも本発明を適用することが出来る。

また、本実施形態では、水位を検知する手段として電導度センサー２８を用いて外槽内の水の電導度を測定する方式を用いて説明したが、例えばフロートと機械的スイッチを組み合わせて水位を検知する手段を用いてもよい。

１ 筐体
３ ドア
１０ 給水ユニット
１４ ドラム
１５ 外槽
１６ 外槽カバー
１８ モータ
２５ 水位センサー
２７ 制御装置
２８ 電導度センサー
２９ ヒータ
３０ ヒータカバー

Claims (3)

1. 水を溜める外槽と、
   前記外槽内に回転自在に支持され、衣類が収容される内槽と、
   前記外槽内に給水する給水部と、
   前記外槽内に給水された水を加熱する水加熱部と、
   前記外槽内の水位を検知する水位検知部と、
   前記外槽内の所定区間の電導度を測定する電導度測定部と、
   前記水位検知部及び前記電導度測定部を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記水位検知部の検知結果によって前記水位が所定水位以上であることを判定し、かつ、前記電導度測定部の検出結果が所定の閾値以上であると判定した場合に前記水加熱部の加熱開始を制御する、ことを特徴とする洗濯機。
2. 請求項１記載の洗濯機であって、
   前記電導度測定部は前記水加熱部より高い位置に設けられている、洗濯機。
3. 請求項２記載の洗濯機であって、
   前記制御部は、前記水位検知部によって前記内槽内に前記水加熱部が完全に水没する水量まで給水されたことを検知したことに加え、前記電導度測定部によって所定の高さまで水位が上がったことを検知した上で前記水加熱部により前記内槽内の水の加熱を開始する、洗濯機。

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