JP2005124601A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯物の量を検知する布量検知手段の出力に基づいて給水する洗濯機において、使用者の意図で水位を上昇できるようにし、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭できるようにする。
【解決手段】略水平方向または略傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムを洗濯機本体に弾性的に支持した水受け槽に内包し、水受け槽内に給水弁１４により給水し、回転ドラム内の洗濯物の量を布量検知手段３０により検知し、制御手段２０により運転コース等を入力する入力設定手段２１の設定、布量検知手段３０の出力等に基づいて給水弁１４等を制御する。制御手段２０は、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位より水位を上昇可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯物の量を検知する布量検知手段の出力に基づいて給水する洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、横軸に回転自在に支承された回転ドラム内に洗濯物を投入し、洗浄行程を開始すると、給水弁を通して水槽内に給水し、水位検知手段により洗浄水位より低い水位まで給水され、その後、布量検知手段により水を含んだ状態で投入された布量の検知を行い、この検知結果に対応した最適な洗浄水位を設定するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２９１号公報（第４頁、図５）

このような従来の構成では、布量検知手段で検知された布量により設定される水量で洗濯を行うが、回転ドラムは水平方向の回転軸を中心に回転する構成で、開口部が横方向となり水位を十分に高くすることができない。また、節水を目的として少量の水で十分な洗浄性能を有するよう設計的な工夫がされているため、洗浄槽が垂直方向の回転軸を中心に回転する洗濯機と比較して布量に対する水位は極小である。

また、回転ドラムの開口部を開閉自在に覆う蓋体は、透明なガラスあるいは樹脂で構成しており、使用者は、洗濯中の状態を目視で確認することが可能であり、洗濯中の水位の予想以上の低さに洗浄能力に疑問を持つという問題を有していた。特に、洗浄槽が垂直方向の回転軸を中心に回転する洗濯機を使用していた使用者はこの感が大きいと思われる。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、使用者の意図で水位を上昇できるようにし、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭できるようにすることを目的としている。

本発明は上記目的を達成するために、略水平方向または略傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムを洗濯機本体に弾性的に支持した水受け槽に内包し、水受け槽内に給水手段により給水し、回転ドラム内の洗濯物の量を布量検知手段により検知し、制御手段により運転コース等を入力する入力設定手段の設定、布量検知手段の出力等に基づいて給水手段等を制御するよう構成し、制御手段は、布量検知手段の出力により設定された設定水位より水位を上昇可能としたものである。

これにより、使用者の意図で水位を布量検知手段の出力により設定された設定水位より上昇することができ、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭することができる。

本発明の洗濯機は、使用者の意図で水位を布量検知手段の出力により設定された設定水位より上昇することができ、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭することができる。

第１の発明は、略水平方向または略傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを内包し洗濯機本体に弾性的に支持した水受け槽と、前記水受け槽内に給水する給水手段と、運転コース等を入力する入力設定手段と、回転ドラム内の洗濯物の量を検知する布量検知手段と、前記入力設定手段の設定、前記布量検知手段の出力等に基づいて前記給水手段等を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記布量検知手段の出力により設定された設定水位より水位を上昇可能としたものであり、布量検知手段の出力により設定された設定水位が使用者が予想している水位より低い場合に、使用者の意図で布量検知手段の出力により設定された設定水位より上昇することができ、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、制御手段は、入力設定手段の設定に基づいて、布量検知手段の出力により設定された設定水位より水位を上昇可能としたものであり、布量検知手段の出力により設定された設定水位が使用者が予想している水位より低い場合に、入力設定手段の設定により布量検知手段の出力により設定された設定水位より水位を上昇することができ、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭することができる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、入力設定手段は、布量検知手段の出力により設定された設定水位より水位を上昇可能とするスイッチを有するものであり、布量検知手段の出力により設定された設定水位が使用者が予想している水位より低い場合に、水位を上昇可能とするスイッチを操作することで、布量検知手段の出力により設定された設定水位より水位を上昇することができ、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭することができる。

第４の発明は、上記第１の発明において、制御手段は、布量検知手段により検知された布量により設定されるそれぞれの設定水位に応じて上昇する水位の幅を変化させるようにしたものであり、布量に応じて上昇させる最適な水位をあらかじめ設定することで、不必要に水位上昇しないようにできるとともに、オーバーフローしないようにでき、水位上昇が不十分なため見た目水位が上がったように見えないという問題にも対処できる。

第５の発明は、上記第４の発明において、制御手段は、布量検知手段により検知された布量により設定される設定水位が高いときより低いときの方を上昇する水位の幅を大きくしたものであり、布量検知手段により検知された布量により設定される設定水位が低いときは、オーバーフローするまでの水位に余裕があるが、検知された布量により設定される設定水位が高いときは、オーバーフローするまでの水位に余裕がないため、布量により設定される設定水位が高いときより低いときの方を上昇する水位の幅を大きくすることで、オーバーフローしないようにできる。

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２に示すように、回転ドラム１は、有底円筒形に形成し外周部に多数の通水孔２を全面に設け、水受け槽３内に回転自在に配設している。回転ドラム１の回転中心に略傾斜方向に回転軸（回転中心軸）４を設け、回転ドラム１の軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて配設している。この回転軸４に、水受け槽３の背面に取り付けたモータ５を連結し、回転ドラム１を正転、逆転方向に回転駆動する。回転ドラム１の内壁面に数個の突起板６を設けている。

水受け槽３の正面側の上向き傾斜面に設けた開口部を蓋体７により開閉自在に覆い、この蓋体７を開くことにより衣類出入口８を通して回転ドラム１内に洗濯物を出し入れできるようにしている。蓋体７を上向き傾斜面に設けているため、洗濯物を出し入れする際、腰を屈めることなく行うことができる。

水受け槽３は洗濯機本体９よりばね体１０とダンパー１１により揺動可能に吊り下げており、水受け槽３の下部に排水経路１２の一端を接続し、排水経路１２の他端を排水弁１３に接続して水受け槽３内の洗濯水を排水するようにしている。給水弁（給水手段）１４は給水経路１５を通して水受け槽３内に水を給水するものである。水位検知手段１６は水受け槽３内の水位を検知するものである。

なお、本実施の形態では、回転ドラム１の回転中心に略傾斜方向に回転軸４を設け、回転ドラム１の軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて配設しているが、回転ドラム１の回転中心に略水平方向に回転軸４を設け、回転ドラム１の軸心方向を略水平方向に配設してもよい。

また、図２には図示していないが、回転ドラム１内に温風を送風する送風ファン１７と温風を加熱するヒータ１８（図１参照）とを備え、回転ドラム１内の洗濯物を乾燥する乾燥機能を有している。

制御装置１９は、図１に示すように構成しており、モータ５、排水弁１３、給水弁１４、送風ファン１７、ヒータ１８などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の一連の行程を逐次制御するマイクロコンピュータからなる制御手段２０を有している。制御手段２０は、運転コース等を設定するための入力設定手段２１からの情報を入力して、その情報を基に表示手段２２で表示して使用者に知らせるとともに、入力設定手段２１により運転開始が設定されると、水受け槽３内の水位を検知する水位検知手段１６等からのデータを入力して負荷駆動手段２３を介して、排水弁１３、給水弁１４、送風ファン１７、ヒータ１８などの動作を制御し、洗濯・乾燥運転を行う。

このとき、制御手段２０は、モータ５のロータの位置を検出する位置検出手段２４からの情報に基づいて、駆動回路２５を介してインバータ２６を制御することによりモータ５を回転制御するようにしている。モータ５は直流ブラシレスモータで、図示していないが、３相巻線を有するステータと、リング上に２極の永久磁石を配設しているロータとで構成し、ステータは３相巻線を構成する第１の巻線５ａ、第２の巻線５ｂ、第３の巻線５ｃをスロットを設けた鉄心に巻き付けて構成している。

インバータ２６は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子で構成している。第１のスイッチング素子２６ａと第２のスイッチング素子２６ｂの直列回路と、第３のスイッチング素子２６ｃと第４のスイッチング素子２６ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子２６ｅと第６のスイッチング素子２６ｆの直列回路で構成し、各スイッチング素子の直列回路は並列接続している。

ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は入力端子で、直流電源を接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続点に、それぞれ出力端子を接続している。出力端子は、３相巻線のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子のオン・オフの組合せにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の３状態にする。

スイッチング素子のオン・オフは、ホールＩＣからなる３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃからの情報に基づいて制御手段２０により制御される。位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃは電気角で１２０度の間隔でロータが有する永久磁石に対向するように、ステータに配設されている。

ロータが１回転する間に、３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、それぞれ電気角で１２０度の間隔でパルスを出力する。制御手段２０は、３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃのいずれかの信号の状態が変わったときを検知し、位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃの信号を基に、スイッチング素子２６ａ〜２６ｆのオン・オフ状態を変えていくことで、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、解放の３状態にし、ステータの第１の巻線５ａ、第２の巻線５ｂ、第３の巻線５ｃに通電して磁界を作り、ロータを回転させるよう構成している。

また、スイッチング素子２６ａ、２６ｃ、２６ｅはそれぞれパルス幅変調（ＰＷＭ）制御され、例えば、繰り返し周波数１０ｋＨｚでハイ、ローの通電比を制御することで、ロータの回転数を制御するようにしてあり、制御手段２０は、３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃ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数を算出して、設定回転数になるようにスイッチング素子２６ａ、２６ｃ、２６ｅをＰＷＭ制御する。

電流検知手段２７は、インバータ２６の一方の入力端子に接続した抵抗２８と、この抵抗２８に接続した電流検知回路２９とで構成し、インバータ２６の入力電流値を検知し、その出力を制御手段２０に入力している。モータ５が直流ブラシレスモータの場合は、トルクは入力電流にほぼ比例するので、抵抗２８に接続した電流検知回路２９により、インバータ２６の入力電流値を検知することで、モータ５のトルクを検知することができる。

布量検知手段３０は、回転ドラム１内の洗濯物の量を検知するもので、回転ドラム１を所定回転数（例えば、２００ｒ／ｍｉｎ）に立ち上げるときの電流検知手段２７からの信号により回転ドラム１内の洗濯物の量を検知するようにしている。

商用電源３１は、ダイオードブリッジ３２、チョークコイル３３、平滑用コンデンサ３４からなる直流電源変換装置を介して、インバータ２６に接続している。ただし、これは一例であり、直流ブラシレスモータ５の構成、インバータ２６の構成等は、これに限定されるものではない。

入力設定手段２１は、図３に示すように、洗い時間を設定する洗い時間設定スイッチ２１ａ、すすぎ回数を設定するすすぎ回数設定スイッチ２１ｂ、脱水時間を設定する脱水時間設定スイッチ２１ｃ、乾燥時間を設定する乾燥時間設定スイッチ２１ｄ、スタート・一時停止スイッチ２１ｅ、電源入りスイッチ２１ｆ、電源切りスイッチ２１ｇなどを有している。また、第１のコース設定スイッチ２１ｈと第２のコース設定スイッチ２１ｉとを有し、さらに、乾燥設定スイッチ２１ｊを設けている。

第１のコース設定スイッチ２１ｈは、運転するコースを設定するもので、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の一連の行程を行うコースと、洗い、すすぎ、脱水の各行程を行うコースと、乾燥行程のみを行うコースとを、１回オンするごとに上記の順に切換設定できるようにしている。

第２のコース設定スイッチ２１ｉは、おまかせコース、お急ぎコース、わたし流コース、毛布コース、１時間洗乾コースなどを切換設定するもので、１回オンするごとに上記の順に切り換えられるようにしている。乾燥設定スイッチ２１ｊは乾燥行程でふんわりキープコースを設定するものである。

表示手段２２は、洗い時間表示部２２ａ、すすぎ回数表示部２２ｂ、脱水時間表示部２２ｃ、乾燥時間表示部２２ｄと第２のコース設定スイッチ２１ｉで設定されるコースを表示するコース設定表示部２２ｅなどを有している。また、洗剤量表示部２２ｆ、残り時間表示部２２ｇ、数字表示部２２ｈを有している。

ここで、制御手段２０は、入力設定手段２１の設定に基づいて、すなわち、例えば、第１のコース設定スイッチ２１ｈと電源入りスイッチ２１ｆを同時にオンしたとき、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位より水位を上昇可能としている。

すなわち、布量検知手段３０の出力により設定される設定水位をＤｎ、上昇させる水位をＨｎとすると、第１のコース設定スイッチ２１ｈと電源入りスイッチ２１ｆを同時にオンしたときに給水する補正水位Ｄｘは、
Ｄｘ＝Ｄｎ＋Ａ×Ｈｎ
となるようにしている。ここで、Ａは、第１のコース設定スイッチ２１ｈと電源入りスイッチ２１ｆを同時にオンしたとき１で、第１のコース設定スイッチ２１ｈと電源入りスイッチ２１ｆを同時にオンしないとき０の定数である。

このとき、（表１）に示すように、布量検知手段３０により検知された布量により設定されるそれぞれの設定水位Ｄｎに応じて、上昇水位Ｈｎの幅を変化させるようにし、布量検知手段３０により検知された布量により設定される設定水位が高いときより低いときの方を上昇する水位の幅を大きくしている。

上記構成において図４を参照しながら動作を説明する。回転ドラム１内に洗濯物を投入し、ステップ４０で動作を開始し、ステップ４１で電源入りスイッチ２１ｆをオンし、ステップ４２にて電源入りスイッチ２１ｆと第１のコース設定スイッチ２１ｈとを同時押ししているかを判定し、同時押ししていればステップ４３にて定数Ａを１とし、同時押ししていなければステップ４４にて定数Ａを０としてステップ４５に進む。

ステップ４５にてスタート・一時停止スイッチ２１ｆをオンすると、ステップ４６にて布量検知手段３０により回転ドラム１内に投入された衣類の量を検知する。ここで、布量検知の動作を開始すると、制御手段２０は回転ドラム１内の洗濯物のバランスをとりながら回転数を上昇させ、回転ドラム１の回転数が１５０ｒ／ｍｉｎから２００ｒ／ｍｉｎの範囲で、電流検知回路２９で検知したインバータ２６の入力電流値、いいかえればモータ５の電流値を積算し、この積算値に基づいて、回転ドラム１内の洗濯物の量を検知する。

ついで、ステップ４７にて給水弁１４を開いて水受け槽３内に給水を開始しステップ４８にて水位検知手段１６により、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎを補正した補正水位Ｄｘを検知するまで給水する。すなわち、ステップ４２にて電源入りスイッチ２１ｆと第１のコース設定スイッチ２１ｈとを同時押ししていれば、設定水位Ｄｎ＋上昇水位Ｈｎまで給水し、ステップ４２にて電源入りスイッチ２１ｆと第１のコース設定スイッチ２１ｈとを同時押ししていなければ、設定水位Ｄｎまで給水する。そして、ステップ４９にて給水を完了し、次行程に移る。

以上のように、本実施の形態においては、制御手段２０は、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎより水位を上昇可能としたので、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎが使用者が予想している水位より低い場合に、使用者の意図で布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎより上昇することができ、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭することができる。

また、制御手段２０は、入力設定手段２１の設定に基づいて、すなわち、第１のコース設定スイッチ２１ｈと電源入りスイッチ２１ｆを同時にオンしたとき、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎより水位を上昇可能としたので、入力設定手段２１の設定により布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎより水位を上昇することができ、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭することができる。

また、制御手段２０は、布量検知手段３０により検知された布量により設定されるそれぞれの設定水位Ｄｎに応じて上昇水位Ｈｎの幅を変化させるようにしたので、布量に応じて上昇させる最適な水位をあらかじめ設定することで、不必要に水位上昇しないようにできるとともに、オーバーフローしないようにでき、水位上昇が不十分なため見た目水位が上がったように見えないという問題にも対処できる。

また、制御手段３０は、布量検知手段３０により検知された布量により設定される設定水位Ｄｎが高いときより低いときの方を上昇水位Ｈｎの幅を大きくしたので、布量検知手段３０により検知された布量により設定される設定水位が低いときは、オーバーフローするまでの水位に余裕があるが、検知された布量により設定される設定水位が高いときは、オーバーフローするまでの水位に余裕がないため、布量により設定される設定水位Ｄｎが高いときより低いときの方を上昇する水位の幅を大きくすることで、オーバーフローしないようにできる。

（実施の形態２）
図５に示すように、水位上昇スイッチ２１ｋは、入力設定手段２１を構成するもので、この水位上昇スイッチ２１ｋをオンすることで、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎより水位を上昇できるようにしている。他の構成は上記実施の形態１と同じである。

上記構成において図６を参照しながら動作を説明する。回転ドラム１内に洗濯物を投入し、ステップ５１で電源入りスイッチ２１ｆをオンして電源をオンし、ステップ５２にて水位上昇スイッチ２１ｋをオンしているかを判定し、オンしていればステップ５３にて定数Ａを１とし、オンしていなければステップ５４にて定数Ａを０としてステップ５５に進む。

ステップ５５にてスタート・一時停止スイッチ２１ｆをオンすると、ステップ５６にて布量検知手段３０により回転ドラム１内に投入された衣類の量を検知する。布量検知の動作は上記実施の形態１と同じであるので説明を省略する。ついで、ステップ５７にて給水弁１４を開いて水受け槽３内に給水を開始しステップ５８にて水位検知手段１６により、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎを補正した補正水位Ｄｘを検知するまで給水する。

すなわち、ステップ５２にて水位上昇スイッチ２１ｋをオンしていれば、設定水位Ｄｎ＋上昇水位Ｈｎまで給水し、ステップ４２にて水位上昇スイッチ２１ｋをオンしていなければ、設定水位Ｄｎまで給水する。そして、ステップ５９にて給水を完了し、次行程に移る。

以上のように、本実施の形態においては、入力設定手段２１を構成する水位上昇スイッチ２１ｋをオンすることで、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎより水位を上昇できるようにしたので、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎが使用者が予想している水位より低い場合に、水位上昇スイッチ２１ｋを操作することで、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位より水位を上昇することができ、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭することができる。

なお、本実施の形態では、電源をオンした後、水位上昇スイッチ２１ｋをオンしているかを判定しているが、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎまで給水した後、布量検知手段３０の出力により設定された設定水位Ｄｎが使用者が予想している水位より低い場合に、水位上昇スイッチ２１ｋをオンして補正水位Ｄｘまで給水するようにしてもよく、同様の作用、効果を得ることができる。

本発明にかかる洗濯機は、使用者の意図で水位を布量検知手段の出力により設定された設定水位より上昇することができ、使用者の洗浄性能に対する不安感を払拭することができるので、洗濯物の量を検知する布量検知手段の出力に基づいて給水する洗濯機として有用である。

本発明の実施の形態１の洗濯機の一部ブロック化した回路図 同洗濯機の側断面図 同洗濯機の入力設定手段および表示手段の拡大正面図 同洗濯機の要部動作フローチャート 本発明の実施の形態２の洗濯機の入力設定手段および表示手段の正面図 同洗濯機の要部動作フローチャート

符号の説明

１ 回転ドラム
３ 水受け槽
４ 回転軸（回転中心軸）
９ 洗濯機本体
１４ 給水弁（給水手段）
２１ 入力設定手段
３０ 布量検知手段
２０ 制御手段

Claims (5)

1. 略水平方向または略傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを内包し洗濯機本体に弾性的に支持した水受け槽と、前記水受け槽内に給水する給水手段と、運転コース等を入力する入力設定手段と、回転ドラム内の洗濯物の量を検知する布量検知手段と、前記入力設定手段の設定、前記布量検知手段の出力等に基づいて前記給水手段等を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記布量検知手段の出力により設定された設定水位より水位を上昇可能とした洗濯機。
2. 制御手段は、入力設定手段の設定に基づいて、布量検知手段の出力により設定された設定水位より水位を上昇可能とした請求項１記載の洗濯機。
3. 入力設定手段は、布量検知手段の出力により設定された設定水位より水位を上昇可能とするスイッチを有する請求項１または２記載の洗濯機。
4. 制御手段は、布量検知手段により検知された布量により設定されるそれぞれの設定水位に応じて上昇する水位の幅を変化させるようにした請求項１記載の洗濯機。
5. 制御手段は、布量検知手段により検知された布量により設定される設定水位が高いときより低いときの方を上昇する水位の幅を大きくした請求項４記載の洗濯機。

Images