JP2005304714A - 電気洗濯機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外枠と、該外枠内に設けた洗濯水を溜める外槽5と、該外槽内に回転可能に設けた洗濯兼脱水槽である内槽2と、前記内槽2内の底部に位置させて回転可能に設けた回転盤4と、前記内槽2および/または回転盤4を選択的に回転駆動する駆動機構7と、前記外槽内に洗濯水を給水する給水機構と、前記外槽内の洗濯水を排水する排水機構と、前記駆動機構と給水機構と排水機構を制御する制御装置とを備え、前記内槽2の上端縁部には流体を封入したバランスリング3が取り付けられ、前記回転盤4は、前記バランスリング3の内径よりも大きい径に形成されてなる電機洗濯機において、組み立て工程では、先に前記回転盤4を前記内槽2の底部に組み込んだ後、前記バランスリング3を前記内槽2の上端縁部に取り付けるように組み立てられる構造とする。
【選択図】 図13
Description
この実施例の電気洗濯機は、乾燥機能をもった電気洗濯機であり、図1は、本発明の実施例の電気洗濯機を縦断した状態で示す側面の模式図、図2は、回転盤の斜視図、図3は、回転盤の平面図、図4は、図3に示した回転盤のA−A線およびB−B線の断面図、図5は、この電気洗濯機を外蓋が閉じた状態で示す外観斜視図、図6は、同外蓋を開いた状態で示す外観斜視図、図7は、この電気洗濯機の外観正面図、図8は、外蓋部分の縦断側面図、図9は、このように構成した電気洗濯機の機能プロック図、図10は、この電気洗濯機の制御系のブロック図、図11は、操作表示パネルにおける洗剤量表示部の表示例を示す図、図12は、コントローラにおけるマイクロコンピュータが実行する制御処理プログラムのフローチャートである。
電源自己保持リレー45dを閉じて電源を確保すると共に状態確認および初期設定を行う。
操作表示パネル11の表示パネル部11bを点灯表示し、指示入カボタンスイッチ11aからの指示入力に従って洗濯コースを設定する。指示入力がない状態では、標準の洗濯コースまたは前回実施の洗濯コースを自動的に設定する。
使用者は、外蓋と内蓋を開いて洗濯兼脱水槽2に洗濯物を投入し、それから内蓋を閉じて洗剤量検出指示スイッチ14を操作する。そしてこの洗剤量検出指示スイッチ14からの指示入力によって、洗剤量検出処理が実行される。
洗剤量検出指示スイッチ14から指示入力があると、先ず洗濯物の布量を検出する。この洗濯物の布量の検出は、洗い水を給水する前の乾布状態において、洗濯兼脱水槽2を静止させた状態で回転盤4を一方向に回転させたときに該回転盤4に作用する負荷量に基づいて洗濯物の布量を検出するように洗濯脱水駆動装置7における洗濯脱水駆動電動機7aと電磁操作クラッチ機構7bを制御して行う。具体的には、布量の検出は、洗濯脱水駆動電動機7aとしてコンデンサ分相単相誘導電動機を使用した構成では洗濯脱水駆動電動機7aを飽和回転速度まで上昇させるように給電した状態で断電した後の惰性回転減速特性を検出することによって行い、洗濯脱水駆動電動機7aとしてインバータ駆動電動機を使用した構成では洗濯脱水駆動電動機7aを回転させるように所定時間給電したときの到達回転速度を検出することによって行う。
検出された洗濯物の布量から、最適な洗剤量を算出する。この場合、一般の洗濯機では洗濯物の布量から必要な洗い水の水量を決定し、それに見合った洗剤量を算出するようにしているが、この実施例の洗濯機では洗濯物の布量にかかわらず洗い水の水位は一定なので、洗剤量の決定には水量を無視し、洗濯物の布量から直接洗剤量を算出する。
この洗剤量の算出は、下記の計算式に従って実行される。
y=4.56x+13.8 y:洗剤量 x:洗濯物の布量
(日本油化学会誌vol.46,No9(1997)山口他3名「家庭洗濯の低浴化に伴う洗剤使用量の最適化」による)
こうして算出した洗剤量を操作表示パネル11における洗剤量表示部11cに表示する。ここで操作表示パネル11においては、洗い水の水量は表示されない(水量表示部は設けられていない)。洗剤量の表示は、図11に示すような絵柄の点灯によって行われる。即ちこの洗剤量表示部11cは、計量カップを表す絵柄の中に複数に区分された点灯部11c1〜11c5を有し、これを前ステップで算出された洗剤量に基づいて段階的に点灯させることによって計量カップの目安となる洗剤量を表示するものである。さらに、表示パネル部11bにおいても、目安となる洗剤量を数値表示する。そして使用者は、表示された量の粉末洗剤を粉末洗剤投入箱8dに投入し、その後に外蓋10を閉じる。
粉末洗剤投入箱8dに洗剤が投入されて外蓋10が閉じられると、洗剤溶かし給水を実行する。この洗剤溶かし給水は、給水装置44から粉末洗剤投入箱8dに給水を行うことによって実行され、この給水によって粉末洗剤投入箱8dの中の粉末洗剤が水とともに蛇腹管20を通して洗剤投入口18から外槽5の底部に流し込まれる。
この実施例の電気洗濯機における洗いは、少ない洗剤溶かし水で粉末洗剤を溶かして生成した高濃度洗剤液(洗い水)を洗濯物に降り掛けるように循環させながら回転盤4を正逆回転させて洗濯物に上方向の押し洗い力を繰り返し作用させる押し洗い形態によって行う構成であり、従って、洗剤溶かし給水による給水量は、外槽5内の底部に位置する回転盤4の下面の高さ(洗い水位h)以下までとし、給水装置44から粉末洗剤投入箱8dを通して洗剤投入口18より外槽5の底部に流し込むように、水位検出センサ22の検出信号を参照しながら洗剤投入用給水電磁弁44bを開放制御して水道水を給水し、風呂の残り湯(風呂水)を使用するときには、風呂水吸水ポンプ43cを運転して給水する。この実施例では、洗剤溶かし給水量は、洗濯物の量とは無関係に約8リットルの一定値に設定した。このような洗剤溶かし水量は、粉石鹸を溶かして高濃度洗剤液を生成するためにも好適である。
洗濯兼脱水槽2と回転盤4を一体的に一方向に回転させることによって洗濯兼脱水槽2で洗剤溶かし水と粉末洗剤を攪拌する洗剤溶かしを実行し、その後に、約8リットルの希釈水を給水して高洗剤濃度の洗い水を生成する。この洗剤溶かしにおける攪拌は、洗濯物を略乾布状態に維持した状態で洗濯兼脱水槽2と回転盤4を一体的に一方向に回転させることによって行うことから、比較的に軽負荷および軽アンバランス状態で安定に行うことができる。洗剤溶かしにおける洗濯兼脱水槽2の回転速度は、振動や泡立ち回避を考慮すると、70〜100rpmが好適である。この洗剤溶かしおよび希釈給水によって生成される洗い水の洗剤濃度は、標準濃度の約5倍となる。ここで、標準濃度は、粉末洗剤量20グラム/洗い水量30リットルと定義する。
洗濯兼脱水槽2と回転盤4を静止させた状態で、洗濯物を高洗剤濃度の洗い水で湿らせた状態に一定時間置くつけ置きを実行する。なお、このつけ置きは、洗濯コースの設定時につけ置きコースが選択された場合にのみ実行される。
このつけ置きにおいては、外槽5の底部に溜める洗い水の水位を、(イ)回転盤4より下の高さ、(ロ)回転盤4よりやや上の高さ、(ハ)それよりさらに上で、洗濯物が洗い水に浮く状態となる高さ、の3通りの水位とすることが考えられる。ここで、次ステップの洗いにおける回転盤4の回転時の負荷を考慮すると、(イ)の場合は、洗い水の影響を受けることなく回転盤4の定格での運転が確保され、(ロ)の場合は、洗濯物が洗い水を含んで重くなることにより、これが回転盤4の回転時に傾斜凸部4aの抵抗となって負荷が増大し、(ハ)の場合は、洗濯物が洗い水に浮くため、回転盤4の回転時の負荷は(ロ)に比べて小さくなる。従って、実際のつけ置きでは、(ロ)の水位は採用されず、(イ)または(ハ)の水位が選択的に採用される。この場合、(イ)の水位でのつけ置きをつけ置きコース1、(ハ)の水位でのつけ置きをつけ置きコース2とする。
つけ置きコース2の場合は、給水装置44の洗濯給水電磁弁44aを開放制御して散水口16から給水を行い、外槽5内での洗い水の水位を洗濯兼脱水槽2内の洗濯物が洗い水に浮く状態となる高水位まで上昇させる。
そして、両コースとも、そのままの状態で洗濯物を一定時間(60分程度)つけ置く。このつけ置きにより、洗濯物の汚れが洗い水に効果的に溶け出し、次ステップの洗い工程での洗浄力が向上する。また、このつけ置きの途中では、所定時間を置いて間欠的に電動循環ポンプ26を運転して散水口16から洗濯物に洗い水を降り掛けることにより、洗濯物の乾燥を防ぐことができ、確実なつけ置きが可能となる。さらにこの場合、所定時間を置いて間欠的に洗濯兼脱水槽2または回転盤4を回転させることにより、洗濯兼脱水槽2内での洗濯物の位置を変え、洗濯物に対し散水口16から満遍なく洗い水が降り掛けられるようにすることで、一段と確実なつけ置きが可能となる。
なお、前記つけ置きコース2を実行した場合は、つけ置き終了後、次ステップの洗いに入る前に排水電磁弁25を開放して洗い水の排水を行い、水位を通常の洗い水位hまで下げた後に洗いを実行するパターンと、排水を行わず、洗い水が高水位のまま洗いを実行するパターンの2通りが可能である。
洗濯兼脱水槽2を静止させた状態で回転盤4を130〜150rpmの回転速度で正逆回転させながら電動循環ポンプ26を運転して外槽5の底部の洗い水を排水兼排気口5bから蛇腹管23、内部配管24を通して吸い込み、内部配管28、蛇腹管29を通して散水口16から回転盤4上の洗濯物に降り掛けるように吐出させて循環させる前洗いを実行する。この前洗いにおける循環水量は、20リットル/分以上とする。この前洗いにおける回転盤4の正逆回転時間(正転時間、休止時間、逆転時間)や洗い時間は、先に検出した洗濯物の布量や設定された洗濯コースに応じて設定する。
洗濯物に降り掛けられた洗い水の一部は該洗濯物に吸収されることから、外槽5の底部に溜る洗い水の量は減少する。この減水量は、洗濯物の布量や布質によって異なるが、布質による影響が大きい。布量は既に検出してあることから、前洗いを終了した後に、水位検出センサ22から出力する検出信号を参照して水位を検出し、検出した水位に基づいて減水量を求めることによって、この減水量に基づいて布質を検出(推定)する。これは、低浴化洗濯において布質検出を容易に行うことができる有効な検出方法である。そして、水位検出センサ22から出力する検出信号を参照しながら洗濯給水電磁弁44aを開放制御して所定の洗い水位hまで補給水する。この補給水量は、およそ20リットル程度である。
前記前洗いと同様に、洗濯兼脱水槽2を静止させた状態で回転盤4を130〜150rpmの回転速度で正逆回転させながら電動循環ポンプ26を運転して外槽5の底部の洗い水を排水兼排気口5bから蛇腹管23、内部配管24を通して吸い込み、内部配管28、蛇腹管29を通して散水口16から回転盤4上の洗濯物に降り掛けるように吐出させて循環させる本洗いを実行する。この本洗いにおける循環水量は、前記前洗いと同様に20リットル/分以上とする。この本洗いにおける回転盤4の正逆回転時間(正転時間、休止時間、逆転時間)や洗い時間は、先に検出した洗濯物の布量や設定された洗濯コースに応じて設定する。そして、前記ステップS110の補給水は、必要に応じて、この本洗い中にも適宜回数実行する。補給水後の洗い水の洗剤濃度は、標準濃度の約2〜3倍になる。
設定された本洗いを終了すると、洗い水排水・脱水を実行する。この洗い水排水は、排水電磁弁25を開放して外槽5内の洗い水を排水兼排気口5bから蛇腹管23、内部配管24、排水電磁弁25を通して外部排水ホース27に流し出すように行う。そして、洗い水脱水は、洗濯兼脱水槽2と回転盤4を一体的に一方向に高速回転させるように洗濯脱水駆動装置7を制御することによって行う。この洗い水脱水時の洗濯兼脱水槽2と回転盤4の回転速度は、後述する最終脱水における回転速度(約1000rpm)と同様に設定することによって高い脱水率(約60%)を実現する。
第1回目の濯ぎ給水を実行する。この濯ぎ給水は、排水電磁弁25を閉じ、洗濯給水電磁弁44aを開放して水道水を給水し、または風呂水吸水ポンプ44cを運転して風呂の残り湯を給水し、これを散水口16から回転盤4上の洗濯物に降り掛けるように吐出させることによって行う。このときの濯ぎ水の給水量は、25〜35リットルとする。
第1回目の濯ぎを実行する。ここでの濯ぎは、洗濯兼脱水槽2と回転盤4を一体的に100rpm以下の回転速度で回転させながら電動循環ポンプ26を運転して外槽5の底部の濯ぎ水を吸い込んで散水口16から回転盤4上の洗濯物に降り掛けるように吐出させて循環させることによって実行する。この1回目の濯ぎにおける循環水量は、20リットル/分以上とする。この1回目の濯ぎにおける濯ぎ時間は、洗濯物の布量・布質や設定された洗濯コースに応じて設定する。
第1回目の濯ぎ水排水・脱水を実行する。濯ぎ水排水は、排水電磁弁25を開放制御することによって行う。そして、濯ぎ水脱水は、洗い水脱水と同様に、洗濯兼脱水槽2と回転盤4を一体的に一方向に高速回転させるように洗濯脱水駆動装置7を制御することによって行う。この濯ぎ水脱水時の洗濯兼脱水槽2と回転盤4の回転速度は、後述する最終脱水における回転速度と同様に設定することによって高い脱水率(約60%)を実現する。
第2回目の濯ぎ給水を実行する。この濯ぎ給水は、第1回目の濯ぎ給水と同様に、排水電磁弁25を閉じ、洗濯給水電磁弁44aを開放して水道水を給水し、または風呂水吸水ポンプ44cを運転して風呂の残り湯を給水し、これを散水口16から回転盤4上の洗濯物に降り掛けるように吐出させることによって行う。このときの濯ぎ水の給水量は、25〜35リットルとする。
第2回目の濯ぎを実行する。ここでの濯ぎは、前記本洗いと同様に、洗濯兼脱水槽3を静止させた状態で回転盤4を130〜150rpmの回転速度で正逆回転させながら電動循環ポンプ26を運転して外槽5の底部の濯ぎ水を吸い込んで散水口16から回転盤4上の洗濯物に降り掛けるように吐出させて循環させることによって実行する。この2回目の濯ぎにおける循環水量も、前記1回目の濯ぎと同様に20リットル/分以上とする。この2回目の濯ぎにおける回転盤4の正逆回転時間(正転時間、休止時間、逆転時間)や濯ぎ時間は、洗濯物の布量・布質や設定された洗濯コースに応じて設定する。
第2回目の濯ぎ水排水を実行する。この濯ぎ水排水は、排水電磁弁25を開放制御することによって行う。
最終脱水処理を実行する。最終脱水は、排水電磁弁25を開放としたままの状態で洗濯兼脱水槽2と回転盤4を一体的に一方向に約1000rpmの高速で回転させるように洗濯脱水駆動装置7を運転して洗濯兼脱水槽2内の洗濯物を遠心脱水するように行う。この最終脱水の所要時間は、所望の脱水率が得られる時間とする。
乾燥を実行する。この乾燥は、排水電磁弁25を開放したままの状態として、水冷除湿風路34の途中に設けた電動送風機37を運転することによって外槽5内の空気を排水兼排気口5bから蛇腹管33を通して水冷除湿風路34内に吸い出し、この水冷除湿風路34における上昇風路34a内を通過するときに該上昇風路34a内に設置した水冷除湿板35および該水冷除湿板35の表面を流れ落ちる冷却水に触れさせて冷却除湿した後に糸屑フィルタ36を通して糸屑を捕集し、空気加熱管39内に設けたPTCヒータ41によって加熱した後に蛇腹管40を通して噴気口17に送り込んで該噴気口17から洗濯兼脱水槽2内に吹き込むことにより行う。
乾燥制御を終了してから所定時間を経過するまでは操作表示パネル11の指示入カボタンスイッチ11aからの指示入力信号の有無を監視しながら電力消費状態で待機して次の制御処理に備える電源オートOFF待ち制御を実行する。
電源オートOFF待ち制御における所定時問経過後に電源自己保持リレー45dを開いて電源を遮断する電源オートOFF制御を実行して電力無消費待機状態とする。
洗濯および乾燥を終了して電力無消費待機状態となる。
洗濯兼脱水槽2は、その周面部がステンレス製の胴板2bで形成されると共に、底部が樹脂材であるPP(ポリプロピレン)製の底板2cで形成されており、胴板2bの上端縁部にはバランスリング3が装着されている。このバランスリング3は、その内部に流体53を封入して構成され、洗濯兼脱水槽2の回転時のバランスを維持する働きを有するものである。このバランスリング3については、後に詳述する。
ここで洗濯機の設計を考慮すると、前記の如く洗濯兼脱水槽2はその内径aと深さbの比をおよそ10:7とし、回転盤4を洗濯兼脱水槽2の内径aの90%程度の直径cとすることで、設計的に無理なく実施が可能である。
このバランスリング3は、図14に示す如く、バランスリング本体51の内部空間に注入された流体53を蓋体52で封止して構成されている。バランスリング本体51の内部空間は径方向に複数の空間51a、51b、51cに区画されており、夫々の空間に容積の40%程度の量で流体53が注入されている。この流体としては、塩化カルシウム水溶液や、塩化ナトリウム水溶液(食塩水)が好適に用いられる。バランスリング本体51と蓋体52は何れもガラス繊維を含有したPPで形成されており、バランスリング本体51に流体を注入した後、バランスリング本体51と蓋体52とをスピン溶着法によって接合する。
ここでこのバランスリング3の内径dは、回転盤4の直径cよりも小さいため、回転盤4を洗濯兼脱水槽2の底部に組み込む際にバランスリング3を通すには回転盤4を変形させなければならないが、回転盤4は大型で特殊な形状であるため変形させることが難しく、無理に変形させると元の形状に戻らなくなってしまう。そこで、これを回避するためにこの実施例の洗濯機では、バランスリング3を洗濯兼脱水槽2に取り付ける前に回転盤4を洗濯兼脱水槽3の底部に組み込み、その後にバランスリング3を洗濯兼脱水槽2に取り付けるようにする。
この台座リング54は、下部内周面54aと上部内周面54bとで内径が異なる段付き形状に形成されており、この下部内周面54aと上部内周面54bとの間の水平面はバランスリング3を載置する載置面54cとなっている。この台座リング54において、下部内周面54aでの内径eは、回転盤4の直径cと略等しいか、それより若干大きい径に形成されており、上部内周面54bでの内径fは、下部内周面54aのそれよりも大きく形成されている。この台座リング54には、下部内周面54aから外周に向かって螺子穴55aが形成されており、この螺子穴55aに螺着される螺子55によってバランスリング3が台座リング54に固定される。この螺子55による固定箇所は、バランスリング3の内周面において対向する2箇所以上に設けられ、ここでは螺子55の頭部が凹部56に収容される状態となってバランスリング3の内周面に突出しない構造となっている。
またこの実施例では、洗濯兼脱水槽2に固着される台座リング54にバランスリング3を取り付ける構造としたことで、バランスリング3のスムーズな取り付けが可能となる。台座リング54に取り付けられたバランスリング3は、台座リング54の下部内周面54aと上部内周面54bで径方向の位置決めが行われる共に、載置面54cで上下方向の位置決めが行われて、しっかりと固定される。
即ちこの実施例の洗濯機においてバランスリング3は、その内側の下半部を傾斜面3aとした形状に形成されている。従来一般の洗濯機においては、バランスリングの内側の下半部は図14に破線で示すような直角形状に形成されているが、本実施例はこの直角部分を略45°で切り欠いたような下向きの傾斜面3aを設けた形状としたものである。この実施例では、傾斜面3aはバランスリング3と台座リング54とに跨って滑らかに形成されている。そしてこのような傾斜面3aを形成したことにより、洗濯兼脱水槽2から洗濯物を取り出す際のスペースが従来に比べて広がるので、バランスリング3が障害となることなく、洗濯物をスムーズに取り出すことができる。
さらにこの実施例では、バランスリング3を固定するための螺子55の頭部を収容する凹部56が傾斜面3aに設けられており、このため凹部56はこれを浅く形成できるので、螺子55でバランスリング3を台座リング54に固定する作業をスムーズに行うことができる。
図15〜図18は、外槽5の上端開口部に取り付けられる外槽上カバー15の構造を示し、図15は外槽上カバーの上面図、図16は下面図、図17は縦断側面図、図18は内蓋が開いた状態の縦断側面図である。
このような構成としたことにより、第1の給水口64から供給される洗濯水の流路抵抗を第2の給水口65からのそれに対し小さくできるので、洗濯時に循環される洗濯水をスムーズに流して散水口16に供給することができる。
2…洗濯兼脱水槽(内槽)
3…バランスリング
4…回転盤
5…外槽
7…洗濯脱水駆動装置(駆動機構)
25…排水電磁弁(排水機構)
44…給水装置
45…マイクロコンピュータ(制御装置)
54…台座リング
55…螺子
56…凹部
Claims (4)
- 外枠と、該外枠内に設けた洗濯水を溜める外槽と、該外槽内に回転可能に設けた洗濯兼脱水槽である内槽と、前記内槽内の底部に位置させて回転可能に設けた回転盤と、前記内槽および/または回転盤を選択的に回転駆動する駆動機構と、前記外槽内に洗濯水を給水する給水機構と、前記外槽内の洗濯水を排水する排水機構と、前記駆動機構と給水機構と排水機構を制御する制御装置とを備え、
前記内槽の上端縁部には、流体を封入したバランスリングが取り付けられ、
前記回転盤は、前記バランスリングの内径よりも大きい径に形成され、
組み立て工程では、先に前記回転盤を前記内槽の底部に組み込んだ後、前記バランスリングを前記内槽の上端縁部に取り付けるように組み立てられる構造としたことを特徴とする電気洗濯機。 - 前記内槽の上端縁部に台座リングを固着し、この台座リングに前記バランスリングを取り付ける構造としたことを特徴とする請求項1に記載の電気洗濯機。
- 前記バランスリングを前記台座リングに螺子によって固定する構造としたことを特徴とする請求項2に記載の電気洗濯機。
- 前記バランスリングの内周面に、前記螺子の頭部が収容される凹部を設けたことを特徴とする請求項3に記載の電気洗濯機。
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