JP7268954B2

JP7268954B2 - 洗濯機

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Publication number: JP7268954B2
Application number: JP2017042735A
Authority: JP
Inventors: 宏格笹木; 彩未武次; 弘暁川口; ひとみ佐伯
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2023-05-08
Anticipated expiration: 2037-03-07
Also published as: JP2018143570A; WO2018163616A1; CN110366618A

Description

本発明の実施形態は、洗濯機に関する。

例えば、水槽内に脱水槽を兼用する洗濯槽を垂直軸回りに回転可能に設けたいわゆる縦軸型の洗濯機においては、洗濯槽の外周面や水槽の内面といったユーザにとって見えにくい場所に、汚れや洗剤カスが付着する問題がある。そのような汚れを放置しておくと、黒カビ等が発生し、においの発生や洗濯物への再付着といった問題が生ずる。従来、いわゆる横軸型のドラム式洗濯機にあっては、脱水行程中に、回転ドラム洗浄行程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）。この回転ドラム洗浄行程では、排水弁を閉じて水受け槽内に水を溜めた状態で、回転ドラムを脱水回転数以下の所定回転数（４００ｒｐｍ）で回転させることにより、回転ドラムの外周壁を洗浄するようにしている。

特開２００５－１４３５３３号公報

上記のように洗濯運転の行程中に、槽洗浄の行程を組込むものでは、槽内に給水された水（一般に水道水）を用いて槽洗浄が行われる。そのため、洗浄効果がさほど高いものとは言えず、ユーザにとっては、槽洗浄を短時間で効果的に行うことが望まれる。

そこで、洗濯運転の行程中に槽洗浄を実行できるものにあって、槽洗浄を効果的に行うことができる洗濯機を提供する。

実施形態の洗濯機は、水槽と、前記水槽の内部に設けられ衣類が収容される洗濯槽と、前記洗濯槽の底部に設けられた撹拌体と、外部の給水源から供給される水を前記洗濯槽内に給水する複数の給水経路を有する給水機構と、前記複数の給水経路のうち少なくとも一つの給水経路に設けられ微細気泡が混入されたファインバブル水を生成する微細気泡発生装置と、前記洗濯槽内から排水を行う排水機構と、前記撹拌体及び前記洗濯槽を回転駆動する駆動機構と、前記各機構を制御して洗い、すすぎ、脱水の行程を実行する制御装置と、前記水槽の上部に設けられている溢水口と、を備え、前記制御装置は、すすぎ行程後の脱水行程に移行する前に、前記洗濯槽内に、前記複数の給水経路を通した給水に伴う前記ファインバブル水を含んだ混合水が所定水位に溜められた状態で、該洗濯槽を所定回転数まで回転させる残水脱水動作を実行可能に構成され、前記すすぎ行程の終了後に、前記排水機構により前記洗濯槽内の水を前記所定水位になるまで排水した上で前記残水脱水動作を実行し、前記残水脱水動作における遠心力により前記洗濯槽内の水を前記溢水口近傍の高さまで上昇させる。

尚、実施形態における「微細気泡」或いは「ファインバブル」とは、例えば直径が１μｍ～数百μｍ程度のマイクロバブル、及び、直径が５０ｎｍ～１μｍ程度のウルトラファインバブルを含んだ概念である。ファインバブル水とは、そのような微細気泡を多量に含んだ水をいう。

第１の実施形態を示すもので、洗濯機の構成を概略的に示す縦断側面図ＵＦＢユニットの組付け部分の構成を示す断面図電気的構成を概略的に示す図制御装置が実行するすすぎ行程から脱水行程における制御状態を示す図第２の実施形態を示すもので、制御装置が実行するすすぎ行程から脱水行程における制御状態を示す図第３の実施形態を示すもので、制御装置が実行するすすぎ行程から脱水行程における制御状態を示す図第４の実施形態を示すもので、制御装置が実行するすすぎ行程から脱水行程における制御状態を示す図

以下、いわゆる縦軸型の洗濯機に適用したいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、複数の実施形態間で、同一部分には同一符号を付して新たな図示や繰り返しの説明を省略する。

（１）第１の実施形態
図１から図４を参照して第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る洗濯機１の内部構成を概略的に示しており、まず、洗濯機１の全体構成について述べる。ここで、洗濯機１は、例えば鋼板から全体として矩形箱状に構成された外箱２の上部に、合成樹脂製のトップカバー３を備えている。

前記外箱２内には、洗濯水を溜めることが可能な水槽４が、周知構成の弾性吊持機構５により弾性的に吊り下げ支持されて設けられている。前記水槽４の底部には、排水口６が形成されている。この排水口６には、電子制御式の排水弁７を備えた排水路８が接続されている。排水弁７などから排水機構が構成されている。尚、詳しく図示はしないが、水槽４の底部にはエアトラップが設けられ、このエアトラップに接続されたエアチューブを介して、水槽４（洗濯槽１０）内の水位を検出する水位センサ９（図３参照）が設けられている。

前記水槽４内には、脱水槽を兼用する縦軸型の洗濯槽１０が回転可能に設けられている。この洗濯槽１０は、有底円筒状をなし、その周壁部には、多数個の脱水孔１０ａが形成されている。この洗濯槽１０の上端部には、例えば液体封入形の回転バランサ１１が取付けられている。また、洗濯槽１０の内底部には、撹拌体としてのパルセータ１２が配設されている。洗濯槽１０内には、図示しない衣類が収容されるようになっており、衣類の洗い、すすぎ、脱水等の行程からなる洗濯運転が行われる。

このとき、前記水槽４の上部には、水槽カバー１３が装着されている。この水槽カバー１３には、ほぼ中央部に洗濯物出し入れ用の開口部１３ａが設けられていると共に、その開口部１３ａを開閉する内蓋１４が取付けられている。更に、水槽カバー１３の後部寄り部分には、後述する給水機構により、水槽４内に給水を行うための給水口２０が設けられている。尚、前記水槽４の背壁部の上部には、洗濯槽１０の最高水位よりも高い位置に、溢水口４ａが設けられている。水槽４の外側には、溢水口４ａに連続し該溢水口４ａから溢れた水を排出するための溢水ホース２２が設けられている。詳しく図示はしないが、溢水ホース２２の先端部は、前記排水路８に接続されている。

そして、前記水槽４の外底部には、周知構成の駆動機構１５が配設されている。詳しい図示及び説明は省略するが、この駆動機構１５は、例えばアウタロータ形のＤＣ三相ブラシレスモータからなる洗濯機モータ１６（図３参照）、中空の槽軸１８、該槽軸１８を貫通する撹拌軸１９、前記洗濯機モータ１６の回転駆動力をそれら軸１８、１９に選択的に伝達するクラッチ機構１７（図３参照）等を備えている。前記槽軸１８の上端には、前記洗濯槽１０が連結されており、前記撹拌軸１９の上端には、前記パルセータ１２が連結されている。尚、図３にのみ示すように、駆動機構１５には、前記洗濯機モータ１６の回転位置（ひいては回転数）を検知する回転センサ３３や、洗濯機モータ１６に流れる電流を検知する電流センサ３４も設けられている。

前記クラッチ機構１７は、例えばソレノイドを駆動源とした周知構成を備えており、コンピュータを主体として構成された制御装置２１により切替え制御される。周知のように、クラッチ機構１７は、洗濯槽１０を水槽４に対し回転自在にして、洗濯機モータ１６の回転力を前記槽軸１８及び撹拌軸１９の双方に伝達する状態と、洗濯槽１０を水槽４に対し固定状態にロックして、洗濯機モータ１６の回転力を撹拌軸１９のみに伝達する状態とを切替える。

これにて、駆動機構１５は、クラッチ機構１７により、洗い行程及びためすすぎの行程では洗濯槽１０の固定（停止）状態で、洗濯機モータ１６の駆動力を、撹拌軸１９を介してパルセータ１２に伝達してパルセータ１２を直接正逆回転駆動する。また、駆動機構１５は、脱水行程（及び後述の残水脱水動作時）等には、クラッチ機構１７により、槽軸１８と撹拌軸１９との連結状態で、洗濯機モータ１６の駆動力を槽軸１８を介して洗濯槽１０に伝達し、洗濯槽１０（及びパルセータ１２）を一方向に高速で直接回転駆動するようになっている。

前記トップカバー３は、下面が開口すると共に、その上面が前方に向けて下降傾斜するような薄形の中空箱状をなすと共に、その中央部には、前記洗濯槽１０の上方（水槽カバー１３の開口部１３ａの上方）に位置して、ほぼ円形の洗濯物の出入口３ａが形成されている。トップカバー３の上面には、全体として矩形パネル状をなし、前記出入口３ａを開閉するための蓋２３が設けられている。

また、このトップカバー３の上面の前辺部には、横長形状の操作パネル２４が設けられている。詳しく図示はしないが、この操作パネル２４は、ユーザが洗濯機１に対する電源の入り切りや各種の設定・指示等を行うための操作部や、必要な表示を行う表示部等を備えて構成されている。操作パネル２４の裏面側には、前記制御装置２１（電子ユニット）が設けられている。

そして、トップカバー３の後部には、給水源この場合水道から供給される水を、給水経路を通して水槽４（洗濯槽１０）内に給水するための給水機構２５が設けられている。本実施形態では、給水機構２５は、接続口２６、この接続口２６から二股に分岐して延びる第１及び第２の２個の給水経路２７及び２８、各給水経路２７及び２８を夫々開閉する第１及び第２給水弁２９及び３０、第１給水経路２７に設けられた微細気泡発生装置としてのＵＦＢユニット３１、注水ケース３２等を備える。

そのうち接続口２６は、図示しない水道の蛇口に接続された接続ホースの先端部が接続され、家庭用の所定の水道水圧（例えば１．０～３．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （０．１～０．２９ＭＰａ）程度）で、水が供給されるようになっている。前記第１給水経路２７及び第２給水経路２８は、夫々、先端部が前記注水ケース３２に接続されている。このとき、注水ケース３２には、水の入口部として第１入口管３５（図２にのみ図示）及び図示しない第２入口管が設けられ、第１給水経路２７、即ち図２に示す第１給水弁２９の出口部としての出口管３７が第１入口管３５に接続されている。また、図示はしないが、第２給水経路２８の第２給水弁３０の出口部が第２入口管に接続されている。

第１給水弁２９及び第２給水弁３０は、電磁的に開閉動作する開閉弁からなり、前記制御装置２１により制御され、夫々前記第１給水経路２７及び第２給水経路２８を開閉するようになっている。前記注水ケース３２は、周知のように、箱状をなし、その内部には図示しない洗剤収容ケースが引出し可能に設けられている。注水ケース３２の下部の出口部３２ａには、図１に示すように、可撓性を有する給水ホース３６の基端側が接続され、給水ホース３６の先端部が前記水槽カバー１３の給水口２０に接続されている。

これにて、第１給水弁２９が開放されると、水道水が第１給水経路２７を通って、第１入口管３５から注水ケース３２に供給される。洗剤収容ケース３３内に洗剤が収容されている場合には、その洗剤を溶かしながら流れ、出口部３２ａから給水ホース３６を通して水槽４内に供給される。このとき、後述するように、第１給水経路２７を流れる水が、ＵＦＢユニット３１を通ることにより、多量のファインバブルが混入されたファインバブル水とされて、注水ケース３２内に供給されるようになっている。

一方、第２給水弁３０が開放されると、水道水が第２給水経路２８を通って、注水ケース３２に供給される。洗剤収容ケース内に洗剤が収容されている場合には、その洗剤を溶かしながら流れ、出口部３２ａから給水ホース３６を通して水槽４内に供給される。この場合、第２給水経路２８を通して、ファインバブルを含まない水道水がそのまま水槽４内に供給される。またこのとき、第２給水経路２８の水の流量は、第１給水経路２７の水の流量よりも大きくなるように構成されている。

そして、本実施形態では、第１給水経路２７の第１給水弁２９と注水ケース３２の入口部との間に位置して、ベンチュリ管の原理を利用した微細気泡発生装置であるＵＦＢユニット３１が設けられる。このとき、図２に示すように、ＵＦＢユニット３１は、第１給水弁２９の出口管３７と、注水ケース３２の第１入口管３５との間に位置して、それらに挟まれるように組付けられている。つまり、ＵＦＢユニット３１は、第１給水弁２９の出口部に設けられ、また、ＵＦＢユニット３１の流出口が、注水ケース３２の水の入口部に接続されている。以下、図２を参照して、ＵＦＢユニット３１について述べる。

即ち、第１給水弁２９の出口管３７は、管状をなし、前記注水ケース３２の第１入口管３５側（図で左方）に向けて延びている。出口管３７の先端部は、その外周面が、２段階に径小になるような段差が形成されており、これらを、右側（径大な側）から順に、第１径小部３７ａ、第２径小部３７ｂという。これに対し、前記注水ケース３２の第１入口管３５は、前記第１給水弁２９側に向けて図で右方に延び、その先端内周部には、先端側に位置して、内径がやや径大となる（肉薄となる）ように薄肉部３５ａが形成されている。第１入口管３５の内周部のうち、前記薄肉部３５ａよりも内側は、段部３５ｂを介して径小部３５ｃとされている。

このとき、薄肉部３５ａの内径寸法は、前記出口管３７の第１径小部３７ａの外径寸法に対応している。径小部３５ｃの内径寸法は、ＵＦＢユニット３１の流出口側の外形寸法に対応している。注水ケース３２の第１入口管３５内に、ＵＦＢユニット３１が図で右方から挿入された状態で、薄肉部３５ａの内周面に、第１径小部３７ａの外周が嵌合するようにして、第１給水弁２９の出口管３７が接続されるようになっている。また、この状態で、出口管３７の第２径小部３７ｂの外周面と、薄肉部３５ａの内周面との間には、Ｏリング３８が設けられるようになっている。

前記ＵＦＢユニット３１は、例えば合成樹脂からなる、全体として、軸方向を図で左右方向とした円柱状をなし、その中心部（軸心部）には、図２で左右方向に貫通する流路３９が形成されている。この流路３９内を、水が矢印Ａ方向（図２で右から左に向けて）に流れる。ＵＦＢユニット３１の外径寸法は、前記第１入口管３５の内径寸法に対応していると共に、ＵＦＢユニット３１の外周壁の途中部右寄り部位には、軸方向に僅かな間隔で２箇所に位置してリング状の凸部４１、４１が一体に形成されている。

このＵＦＢユニット３１は、第１入口管３５内に、開口側（図で右側）から挿入して取付けられるようになっており、その際に、一方（図で左側）の凸部４１が、第１入口管３５内の段差３５ｂ部分に係止してストッパとなる。またこのとき、ＵＦＢユニット３１の外周面と、第１入口管３５の薄肉部３５ａ内周面との間には、２個の凸部４１、４１間に位置して、Ｏリング４２が設けられる。

前記流路３９は、ＵＦＢユニット３１の図の左右両端面で開口し、図で右側の開口部が流入口３９ａとされ、図で左側の開口部が流出口３９ｂとされている。そして、前記流路３９の中間部に、流路断面積が最も小さくなる絞り部３９ｃが一定長を有した形態で形成されている。流路３９は、流入口３９ａから絞り部３９ｃまでの間が、流路断面積が次第に小さくなっていくテーパ状に構成され、絞り部３９ｃから流出口３９ｂまでの間が、流路断面積が絞り部３９ｃと同一内径の円筒状に構成されている。

更に、ＵＦＢユニット３１には、絞り部３９ｃの流路を更に狭めるようにして、４個の突出部４０（２個のみ図示）が設けられている。これら突出部４０は先端が尖っており、９０度間隔で絞り部３９ｃの外周側から内側に凸となるように設けられており、これら突出部４０の各先端の尖った部分が互いに所定の間隔をもって向き合うことによって、その隙間が十文字（×字）のスリット状となっている。本実施形態では、突出部４０は、合成樹脂製でありＵＦＢユニット３１に一体に設けられている。突出部４０を別部材から構成することも可能である。

このようなＵＦＢユニット３１においては、第１給水弁２９の開放によって水が流入口３９ａから流路３９内に流入すると、絞り部３９ｃまで流路断面積が絞られることによって、流体力学のいわゆるベンチュリ効果により流速が高められ、更に突出部４０先端の十文字状の隙間を通過することにより圧力が急激に低下される。これにより、水中に溶存している空気を微細な気泡として多量に析出させることができる。この場合、第１給水弁２９の出口管３７から排出される水の流れ方向と、ＵＦＢユニット３１の流路３９における水の流れ方向とが同方向（矢印Ａ方向）になるように構成されている。

本実施形態のＵＦＢユニット３１により、直径が５０ｎｍ～１μｍ程度のウルトラファインバブル、及び、直径が１μｍ～数百μｍ程度のマイクロバブルを含んだ微細気泡（ファインバブル）を多量に発生させることができる。このようにＵＦＢユニット３１を通ることによって、多量のファインバブルが混入された水（以下、ファインバブル水と称する）が、流出口３９ｂから流出され、注水ケース３２（洗剤収容ケース）内に流入し、給水口２０から水槽４内に注水される。尚、このＵＦＢユニット３１に関しては、例えば本出願人の先の出願に係る、特願２０１４－１２９０９７号に詳しい。

図３は、上記した制御装置２１を中心とした、洗濯機１の電気的構成を概略的に示している。制御装置２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主体として構成され、洗濯機１全体を制御して洗濯運転の各行程を実行する。この制御装置２１は、前記操作パネル２４からの操作信号が入力されると共に、操作パネル２４の各表示部の表示を制御する。また、制御装置２１には、前記水位センサ９の検知した洗濯槽１０内の水位検知信号が入力されると共に、前記回転センサ３３、電流センサ３４からの検知信号が入力される。

制御装置２１は、前記洗濯機モータ１６、クラッチ機構１７を駆動制御すると共に、前記第１給水弁２９、第２給水弁３０、排水弁７を制御する。以上の構成により、制御装置２１は、操作パネル２４におけるユーザの洗濯コースの設定操作等に応じて、各センサからの入力信号や予め記憶された制御プログラムに基づいて、洗濯機１の各機構を制御する。自動運転のコースにあっては、洗い、すすぎ、脱水の各行程からなる洗濯運転を自動で実行する。このとき本実施形態では、自動運転のコースでは、後述する残水脱水動作（槽洗浄）が含まれるコースと、槽洗浄が含まれないコースとの選択が可能とされている。

尚、自動運転のコースにおけるすすぎ行程では、例えば脱水すすぎ（中間脱水）動作と、１回のためすすぎ動作とが順に実行される。ためすすぎ動作の後に、排水動作が行われて最終の脱水行程に移行する。また、自動運転のコースにあっては、運転開始時に、洗濯槽１０内の衣類の布量検知動作が実行される。その布量検知動作の結果に基づいて、洗いやためすすぎ時の水位が複数段階で設定されると共に、各行程の実行時間などが自動設定される。洗濯槽１０内への給水制御は、水位センサ９の水位検知に基づいて行われる。布量検知動作は、周知のように、駆動機構１５によりパルセータ１２を短時間だけ回転駆動し、その時に洗濯機モータ１６に流れる電流を電流センサ３４により検出することに基づいて行われる。

さて、本実施形態では、次の動作説明（図４の説明）で詳述するように、制御装置２１は、主としてそのソフトウエア構成により、残水脱水動作（槽洗浄）が含まれる自動運転コースが選択された場合に、すすぎ行程（ためすすぎ）後の脱水行程に移行する前に、槽洗浄（洗濯槽の外周面及び水槽４の内面の洗浄）のための残水脱水動作を実行する。この残水脱水動作は、洗濯槽１０内に、ＵＦＢユニット３１により生成されたファインバブル水を含んだ水が所定水位に溜められた状態で、該洗濯槽１０を所定回転数まで回転させることにより行われる。

より具体的には、本実施形態では、制御装置２１は、すすぎ行程のためすすぎ動作を実行する際に、洗濯槽１０（水槽４）内に、布量に応じたためすすぎ水位（布量大のときには例えば５８リットル）まで給水を行う。このときの給水は、第１給水弁２９の開放による第１給水経路２７を通したファインバブル水の給水と、第２給水弁３０の開放による第２給水経路２８を通した水道水の給水とが順に行われ、水道水とファインバブル水とが混合した状態とされる。この場合、ファインバブル水の混合比率は、例えば２５％以上とされる。給水後、パルセータ１２が間欠的に正逆回転されることにより、設定された時間のためすすぎが行われる。

そして、制御装置２１は、ためすすぎの終了後に、排水弁７を開いて洗濯槽１０内が所定水位（例えば容量で２５リットル）になるまで、排水を行う。洗濯槽１０内が所定水位となったら排水弁７を閉じる。これと共に、クラッチ機構１２をパルセータ１２側から洗濯槽１０側に切替え、洗濯機モータ１６を所定回転数（例えば１５０ｒｐｍ）で回転させることにより、所定時間（例えば１分間）の残水脱水動作が行われる。また、上記した残水脱水動作における、洗濯槽１０内の所定水位、及び、洗濯槽１０の所定回転数は、残水脱水動作における遠心力で、洗濯槽１０内の水が前記溢水口４ａ近傍の高さまで上昇するように予め設定されている。

上記残水脱水動作が行われた後、制御装置２１は、排水弁７を開いて洗濯槽１０内からの排水を行うと共に、洗濯槽１０の回転数を例えば数百ｒｐｍまで更に上昇させ、最終の脱水行程を所定時間実行する。尚、洗い行程の開始時の給水にあっても、洗濯槽１０内には、第１給水経路２７を通してファインバブル水が給水され、ファインバブル水を用いて洗い行程が実行される。この場合も、水道水とファインバブル水とを混合させて使用するようにしても良い。

次に、上記構成の洗濯機１の動作について、主として図４を参照して述べる。図４は、制御装置２１が実行する、すすぎ行程かから最終の脱水行程における制御の状態を示している。即ち、時間経過に伴う、第１給水弁２９、第２給水弁３０の開閉状態、排水弁７の開閉状態、洗濯槽１０内の水位、洗濯槽１０の回転数の変化の様子を示している。ここで、ためすすぎの開始時点においては、洗濯槽１０の水位はリセット水位（０リットル）とされ、排水弁７は閉じられる。尚、クラッチ機構１７はパルセータ１２側にあり、洗濯槽１０は停止（固定）状態にある。

ためすすぎが開始されると（時刻Ｔ０）、まず、第１給水弁２９が開放され、給水機構２５の第１給水経路２７により、洗濯槽１０（水槽４）内にファインバブル水が供給されるようになる。このとき第２給水弁３０は閉じられている。一定時間が経過する、或いは洗濯槽１０内が予め決められた水位になると（時刻Ｔ１）、第１給水弁２９が閉じられ、今度は第２給水弁３０が開放される。これにより、今度は、第２給水経路２８により洗濯槽１０（水槽４）内に水（水道水）が給水される。

これら給水の動作により、洗濯槽１０内の水位は次第に上昇していき、設定されたすすぎ水位（高水位）が水位センサ９により検出されると、第２給水弁３０が閉じられ、給水が終了する（時刻Ｔ２）。このとき、洗濯槽１０内においては、水道水とファインバブル水とが混合された水が、溜められるようになる。尚、第１給水弁２９の開放と、第２給水弁３０の開放との順序は逆であっても良い。ためすすぎは、パルセータ１２を間欠的に正逆回転させることにより一定時間行われる。これにて、洗濯槽１０内で衣類がすすぎ水位の水に浸かった状態で、パルセータ１２により水流が生成され、すすぎが行われる。

ためすすぎの動作が終了すると（時刻Ｔ３）、残水脱水動作が開始される。この残水脱水動作では、排水弁７が開放されると共に、クラッチ機構１７が洗濯槽１０側に切替えられる。排水弁７の開放により、洗濯槽１０内の水位が次第に低下していき、水位センサ９により所定水位（例えば２５リットル）が検出されると（時刻Ｔ４）、排水弁７が閉塞され、洗濯機モータ１６の駆動により洗濯槽１０が所定回転数（例えば１５０ｒｐｍ）で回転されるようになる。

これにより、洗濯槽１０が回転して、水槽４の内壁面と洗濯槽１０の外周面との間で、水流が生じ、洗濯槽１０の外周面や水槽４の内面などが水流で洗われるいわゆる槽洗浄がなされる。また、洗濯槽１０の回転に伴う遠心力により、洗濯槽１０の外周側ひいては水槽４の内面に向かう水の圧力が大きくなり、効果的な洗浄が行われる。このとき、残水脱水動作の開始時の水位は比較的低くても、残水脱水動作中においては、洗濯槽１０内の水面が、遠心力により、外周側がいわばすり鉢状に持ち上がる現象が生ずる。この場合、洗濯槽１０の回転数が高いほど遠心力も大きいので、外周側での水面の持ち上がり高さも大きくなる。

本実施形態では、残水脱水動作時の所定水位及び所定回転数が、洗濯槽１０内の水が溢水口４ａ近傍の高さまで上昇するように設定されている。溢水口４ａは、洗濯運転を行う際の最高水位より高い位置に設けられ、水槽４の内面や洗濯槽１０の外面に汚れが付着するのは、主として溢水口４ａよりも下方である。従って、残水脱水動作時には、溢水口４ａに届く程度まで外周側での水面が持ち上がるようになり、水を溢水させて無駄にすることを抑えつつ、水槽４及び洗濯槽１０の高さ方向全体に対する効果的な洗浄を行うことが可能となる。

ここで、残水脱水動作の開始時には、洗濯槽１０（水槽４）内には、ＵＦＢユニット３１により生成されたファインバブル水を含んだ水が溜められており、残水脱水動作には、ファインバブルが多量に混入されたファインバブル水が用いられる。ファインバブルは、液体中例えば水中で、不規則な運動を生ずるブラウン運動を起こし、その速度は浮上速度よりも速いため、長時間に渡って液体中に止まる性質を有する。ファインバブルの表面はマイナスに帯電しており、ファインバブル同士は反発し合い、結合することがない。

このようなファインバブル水を残水脱水動作に用いることにより、例えば水道水のみを用いた場合と比べて槽洗浄の効果を高めることができる。その理由は、次のようなことであると推測される。第１に、ファインバブルが、水槽４や洗濯槽１０の表面に当たることによる物理的な衝撃によって、水だけの場合と比べて汚れを剥がす作用が得られる。第２に、ファインバブルがはじけることによるキャビテーション効果によっても、水槽４や洗濯槽１０の表面から汚れを剥がすことが期待できる。第３に、ファインバブルの表面はマイナスに帯電しているため、汚れを吸着する機能を果たす。

一定時間（例えば１分間）の残水脱水動作が行われると（時刻Ｔ５）、残水脱水動作が終了し、最終の脱水行程に移行される。脱水行程は、排水弁７が開放されて排水が行われると共に、洗濯槽１０の回転数が、高速の回転数（例えば数百ｒｐｍ）まで上昇されることにより行われる。この脱水行程は所定時間実行され、洗濯運転が終了する。尚、洗濯運転開始時に、槽洗浄を含まない自動運転コースが設定されていた場合には、上記した残水脱水動作が省略され、ためすすぎ後、排水が行われ、引続き脱水行程が行われる。この場合のためすすぎは、水道水のみを用いて行うようにしても良い。

このように本実施形態の洗濯機１によれば、次のような作用・効果を得ることができる。即ち、上記構成においては、制御装置２１は、すすぎ行程において、ためすすぎの行程とその後の脱水行程との間に、残水脱水動作を実行する。これにより、洗濯槽１０の外周面や水槽４の内面などの汚れが付着しやすい部位が、水流で洗われるようになり、いわば自動的に槽洗浄が行われるようになる。残水脱水動作は、別途の槽洗浄コースではなく、通常の洗濯運転のコースの実行時に行われるので、ユーザにとって煩わしい操作などが不要となる。残水脱水動作は、ためすすぎ時に洗濯槽１０内に溜められる水（いわば残水）を利用して行われるので、全部を新たな水に入れ替える場合と比べて、水を節約しながら槽洗浄を行うことができる。

このとき、残水脱水動作には、ＵＦＢユニット３１により生成されたファインバブルが混入されたファインバブル水を含んだ水が用いられるので、例えば水道水のみを用いた場合と比べて槽洗浄の効果を高めることができる。この結果、本実施形態によれば、洗濯運転の行程中に槽洗浄を実行できるものにあって、槽洗浄を効果的に行うことができるという優れた効果を奏する。尚、本実施形態では、ファインバブル水を洗い行程及びためすすぎの行程でも使用することにより、衣類の汚れ落ちの効果をより高めることができる。

また、特に本実施形態では、残水脱水動作時の洗濯槽１０内の所定水位、及び、洗濯槽１０の所定回転数を、残水脱水動作における遠心力で、洗濯槽１０内の水が溢水口４ａ近傍の高さまで上昇する位置及び数値に設定した。これにより、溢水口４ａから水を溢水させて無駄にすることを抑えつつ、水槽４及び洗濯槽１０の高さ方向全体に対する効果的な洗浄を行うことが可能となる。

更に本実施形態では、ためすすぎの行程を実行する際に、洗濯槽１０内に、第１給水経路２７を通してＵＦＢユニット３１により生成されたファインバブル水、及び、第２給水経路２８を通した水（水道水）を混合した水を用いるようにし、すすぎ行程後に、洗濯槽１０内の一部の水を排水した上で、残水脱水動作を実行するように構成した。これにより、残水脱水動作を行うにあたり、ファインバブル水（或いは水）を追加することはなく、水の無駄なく済ませることができる。

尚、すすぎ行程において、ファインバブル水のみを１００％で用いると、高水位までの給水に比較的に時間がかかってしまう事情がある。そのため、水道水との混合水を用いることにより、通常の水道水を給水する分だけ、全体としての給水時間を短く済ませることができる。ちなみに、本発明者の研究によれば、ファインバブル水を少なくとも２５％以上含む（水道水が７５％以下）ことにより、高いすすぎの効果や、十分な槽洗浄の効果を得ることができた。

（２）第２の実施形態
図５は、第２の実施形態を示すものである。この第２の実施形態が、上記第１の実施形態と異なるところは、制御装置２１が実行する、すすぎ行程から最終の脱水行程における制御にある。即ち、本実施形態では、制御装置２１は、第２給水経路２８により水道水を給水してためすすぎの行程を実行し、すすぎ行程後に、排水弁７を開いて洗濯槽１０（水槽４）内の全ての水を排水し、その後、第１給水弁２９を開放して第１給水経路２７によりファインバブル水を洗濯槽１０内に所定水位（２５リットル）まで給水し、残水脱水動作を実行する。

具体的には、図５に示すように、ためすすぎが開始されると（時刻Ｔ０）、排水弁７が閉じられた状態で、第２給水弁３０が開放され、給水機構２５の第２給水経路２８により、洗濯槽１０（水槽４）内に水道水が供給される。このとき第１給水弁２９は閉じられている。洗濯槽１０内が設定されたすすぎ水位（高水位）になると、第２給水弁３０が閉じられて給水が終了する（時刻Ｔ１１）。その後一定時間のためすすぎが実行される。

ためすすぎの動作が終了すると（時刻Ｔ１２）、残水脱水動作が開始される。この残水脱水動作では、まず、排水弁７が開放されると共に、クラッチ機構１７が洗濯槽１０側に切替えられる。排水弁７の開放により、洗濯槽１０内の水位が次第に低下していき、この場合、水位がゼロになるまで排水が行われる。排水が終了すると（時刻Ｔ１３）、排水弁７が閉塞されると共に、第１給水弁２９が開放されて、第１給水経路２７を通してファインバブル水が洗濯槽１０内に給水される。

これにて、洗濯槽１０内においてファインバブル水が溜められるようになり、水位センサ９により所定水位（例えば２５リットル）が検出されると、第１給水弁２９が閉塞されて給水が終了する（時刻Ｔ１４）。そして、洗濯機モータ１６の駆動により洗濯槽１０が所定回転数（例えば１５０ｒｐｍ）で回転され、ファインバブル水を用いた効果的な槽洗浄が行われるようになる。一定時間（例えば１分間）の残水脱水動作が行われると（時刻Ｔ１５）、残水脱水動作が終了し、最終の脱水行程に移行される。

このような第２の実施形態によれば、ためすすぎに用いられた水（水道水）が排水された上で、新たに生成されたファインバブル水を供給して、残水脱水動作を行うことができる。そのため、ファインバブル水を用いて槽洗浄を効果的に行うことができ、それに加え、よりきれいな水で槽洗浄を行うことができる。また、ためすすぎの行程については、第２給水経路２８を通した水（水道水）を用いることにより、すすぎ時の給水時間を短く済ませることができることは勿論である。

（３）第３の実施形態
図６は、第３の実施形態を示すものであり、やはり制御装置２１が実行する、すすぎ行程から最終の脱水行程における制御状態を示している。この第３の実施形態が、上記第２の実施形態と異なるところは、次の点にある、即ち、制御装置２１は、すすぎ行程後に、排水弁７を開いて洗濯槽１０（水槽４）内の全ての水を排水した後、洗濯槽１０内に、ファインバブル水と、水道水とを混合した状態の水を所定水位（２５リットル）まで給水し、残水脱水動作を実行する。

具体的には、図６に示すように、上記第２の実施形態と同様にためすすぎの行程が実行され、ためすすぎの動作が終了すると（時刻Ｔ１２）、残水脱水動作が開始される。この残水脱水動作では、まず、排水弁７が開放されると共に、クラッチ機構１７が洗濯槽１０側に切替えられる。排水弁７の開放により、洗濯槽１０内の水位が次第に低下していき、この場合、水位がゼロになるまで排水が行われる。排水が終了すると（時刻Ｔ２１）、排水弁７が閉塞されると共に、まず、第１給水弁２９が開放されて、第１給水経路２７を通してファインバブル水が洗濯槽１０内に給水される。

一定時間が経過する、或いは洗濯槽１０内が予め決められた水位になると（時刻Ｔ２２）、第１給水弁２９が閉じられ、今度は第２給水弁３０が開放される。これにより、今度は、第２給水経路２８により洗濯槽１０（水槽４）内に水（水道水）が給水される。これら給水の動作により、洗濯槽１０内の水位はゼロから次第に上昇していき、水位センサ９が所定水位を検出すると、第２給水弁３０が閉塞されて給水が終了する（時刻Ｔ２３）。このとき、洗濯槽１０内においては、水道水とファインバブル水とが混合された水、例えばファインバブル水を２５％以上含む混合水が、所定水位で溜められるようになる。

そして、洗濯機モータ１６の駆動により洗濯槽１０が所定回転数（例えば１５０ｒｐｍ）で回転され、ファインバブル水の混合水を用いた効果的な槽洗浄が行われるようになる。一定時間（例えば１分間）の残水脱水動作が行われると（時刻Ｔ２４）、残水脱水動作が終了し、最終の脱水行程に移行される。

このような第３の実施形態によれば、ためすすぎに用いられた水（水道水）が排水された上で、新たに生成されたファインバブル水と、新たに給水された水道水との混合水により、残水脱水動作を行うことができる。そのため、ファインバブル水の混合水を用いて槽洗浄を効果的に行うことができ、それに加え、よりきれいな混合水を用いて槽洗浄を行うことができる。残水脱水動作のための給水に要する時間も、比較的（ファインバブル水を１００％で用いた場合よりも）短く済ませることができる。ためすすぎの行程における給水時間を短く済ませることができることは勿論である。

（４）第４の実施形態
図７は、第４の実施形態を示すものであり、やはり制御装置２１が実行する、すすぎ行程から最終の脱水行程における制御状態を示している。この第４の実施形態が、上記第１～第３の実施形態と異なるところは、次の点にある。即ち、本実施形態では、制御装置２１は、第２給水経路２８により水道水を給水してためすすぎの行程を実行し、すすぎ行程後に、排水弁７を開いて洗濯槽１０（水槽４）内の一部の水を排水し、洗濯槽１０内に残った水に、第１給水弁２９を開放して第１給水経路２７によりファインバブル水を所定水位（２５リットル）まで給水し、混合水を用いて残水脱水動作を実行する。

具体的には、図７に示すように、上記第２、第３の実施形態と同様にためすすぎの行程が実行され、ためすすぎの動作が終了すると（時刻Ｔ１２）、残水脱水動作が開始される。この残水脱水動作では、まず、排水弁７が開放されると共に、クラッチ機構１７が洗濯槽１０側に切替えられる。排水弁７の開放により、洗濯槽１０内の水位が次第に低下していき、この場合、所定水位よりも低い水位（例えば１５リットル程度、図７では「極低」水位と表示）まで排水が行われる。排水が終了すると（時刻Ｔ３１）、排水弁７が閉塞されると共に、第１給水弁２９が開放されて、第１給水経路２７を通してファインバブル水が洗濯槽１０内に給水される。

これにて、洗濯槽１０内に残っている水に、ファインバブル水が追加混合されながら溜められるようになり、水位センサ９により所定水位（例えば２５リットル）が検出されると、第１給水弁２９が閉塞されて給水が終了する（時刻Ｔ３２）。この状態では、洗濯槽１０内には、水道水とファインバブル水とが混合した混合水が所定水位で溜められている。そして、洗濯機モータ１６の駆動により洗濯槽１０が所定回転数（例えば１５０ｒｐｍ）で回転され、ファインバブル水を２５％以上含む混合水を用いた効果的な槽洗浄が行われるようになる。一定時間（例えば１分間）の残水脱水動作が行われると（時刻Ｔ３３）、残水脱水動作が終了し、最終の脱水行程に移行される。

このような第４の実施形態によれば、ためすすぎ後の排水が、ためすすぎに用いた水（水道水）が洗濯槽１０内に一部残った状態で終了し、その状態から新たに生成されたファインバブル水が供給され、それらの混合水により、残水脱水動作を行うことができる。そのため、ファインバブル水の混合水を用いて槽洗浄を効果的に行うことができる。残水脱水動作を行うにあたり、ためすすぎに用いた水を一部残すので、その分だけ水の無駄を少なく済ませることができ、残水脱水動作のための給水に要する時間も比較的短く済ませることができる。すすぎ行程について水道水を用いることにより、すすぎ時の給水時間を短く済ませることができることは勿論である。

（５）第５の実施形態、その他の実施形態
以下、図示は省略するが、第５の実施形態並びにその他の実施形態について述べる。まず、第５の実施形態として、次のように構成することができる。

即ち上記第１～第４の実施形態では、残水脱水動作を実行する所定水位を、残水脱水動作における遠心力で、洗濯槽１０内の水が溢水口４ａ近傍の高さまで上昇するように予め設定した。第５の実施形態では、これに代えて、残水脱水動作における所定水位を、洗濯槽１０内のパルセータ１２の上端を超えない水位とする。これによれば、残水脱水動作の終了時においては、パルセータ１２の上方に収容されている衣類よりも、洗濯槽１０内の水位の方が低いため、洗濯槽１０内の水に衣類が浸かることがなくなり、衣類への汚れの再付着を防止することができる。

尚、上記各実施形態では、残水脱水動作における洗濯槽１０の所定回転数を固定的に設けるようにしたが、布量検知に基づき、布量が小さい（軽い）場合には、目標回転数を通常よりも高く（例えば１８０ｒｐｍ）する等の変更も可能である。また、残水脱水動作時に、洗濯槽１０のアンバランス回転の虞を検知した場合には、回転数を所定回転数よりも低下させる（例えば１２０ｒｐｍ）制御を行うことも可能である。

給水機構２５（第２給水経路２８）により給水する水として、単純な水道水だけでなく、外部の給水源（貯水タンクや浴槽等）からポンプを用いて貯留水等を汲み上げて給水するものであっても良く、また、温水や例えば銀イオンを含む抗菌水等を用いても良い。上記各実施形態では、水道水とファインバブル水との双方を洗濯槽１０内に供給する場合、第１給水弁２９と第２給水弁３０とを交互に（どちらか一方を）開放させる構成としたが、第１水経路２７においてファインバブル水を生成するに十分な水圧が得られるのであれば、同時に両方の給水弁を開放させるといったことも可能である。

その他、上記各実施形態で説明した、動作時間や、洗濯槽１０の回転数、水位（水量）等の具体的数値は、一例を示したものに過ぎず、適宜変更して実施し得る。洗濯運転のコースの内容についても、ためすすぎを複数回行うなど様々な変更が可能である。更には、洗濯機の各機構のハードウエア構成、微細気泡発生装置の具体的構造等についても、様々な変更が可能である。上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は洗濯機、４は水槽、７は排水弁（排水機構）、９は水位センサ、１０は洗濯槽、１２はパルセータ（撹拌体）、１５は駆動機構、１６は洗濯機モータ、１７はクラッチ機構、２１は制御装置、２４は操作パネル、２５は給水機構、２７は第１給水経路、２８は第２給水経路、２９は第１給水弁、３０は第２給水弁、３１はＵＦＢユニット（微細気泡発生装置）を示す。

Claims

水槽と、
前記水槽の内部に設けられ衣類が収容される洗濯槽と、
前記洗濯槽の底部に設けられた撹拌体と、
外部の給水源から供給される水を前記洗濯槽内に給水する複数の給水経路を有する給水機構と、
前記複数の給水経路のうち少なくとも一つの給水経路に設けられ微細気泡が混入されたファインバブル水を生成する微細気泡発生装置と、
前記洗濯槽内から排水を行う排水機構と、
前記撹拌体及び前記洗濯槽を回転駆動する駆動機構と、
前記各機構を制御して洗い、すすぎ、脱水の行程を実行する制御装置と、
前記水槽の上部に設けられている溢水口と、
を備え、
前記制御装置は、すすぎ行程後の脱水行程に移行する前に、前記洗濯槽内に、前記複数の給水経路を通した給水に伴う前記ファインバブル水を含んだ混合水が所定水位に溜められた状態で、該洗濯槽を所定回転数まで回転させる残水脱水動作を実行可能に構成され、前記すすぎ行程の終了後に、前記排水機構により前記洗濯槽内の水を前記所定水位になるまで排水した上で前記残水脱水動作を実行し、前記残水脱水動作における遠心力により前記洗濯槽内の水を前記溢水口近傍の高さまで上昇させる洗濯機。
前記残水脱水動作における遠心力で、前記洗濯槽内の水が前記溢水口近傍の高さまで上昇するように、該残水脱水動作時の所定水位及び所定回転数が設定されている請求項１記載の洗濯機。
前記残水脱水動作における所定水位は、前記撹拌体の上端を超えない水位である請求項１記載の洗濯機。
前記制御装置は、すすぎ行程を実行する際に、前記洗濯槽内に、前記給水機構により前記複数の給水経路を通して前記微細気泡発生装置により生成されたファインバブル水を含んだ混合水を給水し、前記すすぎ行程後に、前記排水機構により該洗濯槽内の一部の水を排水した上で、残水脱水動作を実行する請求項１から３のいずれか一項に記載の洗濯機。