JP2007151984A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗い工程において洗濯衣類に作用させる機械力を軽減する。
【解決手段】粉末洗剤を少量の洗剤溶解水に溶解することにより洗い水の洗剤濃度の５〜３０倍の洗剤濃度の高濃度洗剤液を生成し、この高濃度洗剤液を洗濯衣類に浸沈（浸透）させて据え置くことによって衣類に付着している汚れに作用する洗剤の化学的な洗浄力を利用して洗浄効率を高めることにより、その後の洗いにおいて洗濯衣類に作用させる機械力を軽減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯機および洗濯乾燥機に関する。

全自動洗濯機は、洗濯兼脱水槽に投入された洗濯衣類の量を検出し、洗濯衣類の量に相応した量の洗剤を投入し、洗い工程においては、洗濯衣類の量に応じた量の水道水（洗い水）を給水後に、撹拌翼を正逆回転させ、または洗濯兼脱水槽を一方向に回転させ、または正逆回転させて洗濯衣類に機械力を作用させる洗い工程を実行し、その後、水道水（濯ぎ水）を給水すると共に洗濯衣類に同様に機械力を作用させる濯ぎ工程を実行し、その後、洗濯兼脱水槽を回転させることにより洗濯衣類に含まれる濯ぎ水を遠心脱水する脱水工程を実行する構成である。洗濯衣類の乾燥まで行う洗濯乾燥機では、更にその後に、温風を吹き込んで乾燥させる温風乾燥工程を実行する構成である。

このような全自動洗濯機や洗濯乾燥機において、洗い工程において洗い水に溶解させる粉末合成洗剤の量は、４０ｇ／６０Ｌ（洗剤量／洗い水量）程度の少量であり、洗い水の洗剤濃度は、０.０７％ 程度である。

このように洗剤濃度の低い洗い水によって洗濯衣類に付着した汚れを除去する洗いを行うためには、撹拌翼または洗濯兼脱水槽の回転力を強くしたり、洗い時間を長くしたりすることにより、洗濯衣類に作用させる機械力を強くしなければならない。その結果、機械力による洗濯衣類の傷みが激しくなったり、洗濯衣類の絡みが多くなる欠点がある。

そして、洗濯衣類の絡みが多くなると、洗いむらが多くなり、洗濯衣類の取り出しが困難になる。また、洗濯乾燥機においては、洗濯兼脱水槽内での温風乾燥が困難になることから、温風乾燥を行うためには洗濯衣類に作用させる機械力を小さくすることが必要になり、その結果、汚れ落ちが悪くなる欠点がある。

洗い工程において洗濯衣類に作用させる機械力を軽減するために、例えば特許文献１には、洗い工程前に洗濯衣類を高濃度洗剤液に浸しておく予浸工程を追加することによって高濃度洗剤による化学的な洗浄力を活用する全自動洗濯機が開示されている。また、特許文献２には、洗剤濃度の高い洗い水による浸け置きまたは洗いを行う洗濯機が開示されている。

特開平７−８０１８２号公報 特開平８−４７５９４号公報

しかしながら、これらの従来の洗濯機には、洗剤の化学的な洗浄力を有効に発揮させるための具体的な構成が開示されていない。さらに、これらの従来の洗濯機には、洗濯衣類に作用させる洗剤濃度の高い洗い水を作るための具体的な構成が開示されていない。

本発明の１つの目的は、粉末洗剤を使用して粉末洗剤の化学的な洗浄力を効果的に発揮させることにより、洗い工程において洗濯衣類に作用させる機械力を大幅に軽減することができる洗濯機を提案することにある。

本発明の他の目的は、粉末洗剤の化学的な洗浄力を効果的に発揮させることができ、しかも、洗濯衣類の変色（色褪せ）を防止することができる洗濯機を提案することにある。

本発明の更に他の目的は、洗濯兼脱水槽内で脱水した洗濯衣類を洗濯兼脱水槽に温風を吹き込むことによって乾燥させる洗濯乾燥機において、洗い工程において洗濯衣類に作用させる機械力を軽減することにより、汚れ落ちを悪化させることなく洗濯兼脱水槽内の洗濯衣類の絡みを軽減して乾燥効率を向上させ、乾燥むらを軽減することにある。

本発明の更に他の目的は、粉末洗剤から適度の高濃度洗剤液を効率良く生成して粉末洗剤の過剰な使用を防止することにある。

本発明は、粉末洗剤を少量の洗剤溶解水に溶解して高濃度洗剤液を生成し、この高濃度洗剤液を洗濯衣類に浸沈（浸透）させて据え置くことにより、衣類に付着している汚れに作用する洗剤の化学的な洗浄力を利用して洗浄効率を高めることにより、その後の洗いにおいて洗濯衣類に作用させる機械力を軽減するものである。

また、容器と洗剤攪拌モータとを有し容器の中で粉末洗剤を攪拌して水に溶解させる洗剤溶解装置と、交流の電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を受けて洗剤攪拌モータに直流電圧を給電するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えることにより、電源電圧の変動に強く、異なる電源電圧にも対応できるようにする。

また、洗濯衣類の質（布質や色柄や染色堅ろう度）に応じて洗濯衣類に浸沈させる高濃度洗剤液の濃度と据え置き時間を調整することにより、好ましい化学的洗浄力を洗濯衣類に作用させる。

また、洗濯衣類の量に応じて設定した粉末洗剤を溶解する洗剤溶解水の量を調整することにより、好ましい化学的洗浄力を洗濯衣類に作用させる高濃度洗剤液を効率良く生成する。

本発明は、洗い水の洗剤濃度の５〜３０倍の高濃度洗剤液を洗濯衣類に浸沈させて据え置いて洗剤の化学的な洗浄力を効果的に発揮させるようにしたことにより、洗い工程において洗濯衣類に作用させる機械力を効果的に軽減することができる。

また、本発明は、洗濯兼脱水槽内で脱水した洗濯衣類を該洗濯兼脱水槽に温風を吹き込むことによって乾燥させる全自動洗濯機において、洗濯水の洗剤濃度の５〜３０倍の高濃度洗剤液を洗濯衣類に浸沈させて据え置くことにより洗剤の化学的な洗浄力を効果的に発揮させて洗い工程において洗濯衣類に作用させる機械力を軽減するようにしたことにより、汚れ落ちを悪化させることなく洗濯兼脱水槽内の洗濯衣類の絡みを軽減して乾燥むらを軽減することができる。

また、本発明は、洗濯衣類の検出量に応じて設定した量の粉末洗剤を溶解して所望の洗剤濃度の高濃度洗剤液を生成するようにしたので、粉末洗剤を効率良く利用して高濃度洗剤液と好ましい洗剤濃度の洗い水を生成することができる。

また、本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いたことにより、粉末洗剤を安定して溶解することができ、粉末洗剤の溶解性能を向上することができるので、粉末洗剤から作った高濃度の洗剤溶液の化学的な洗浄力を効果的に発揮させることができる。

高濃度洗剤液を洗濯衣類に浸沈（浸透）させて据え置くことにより、洗濯衣類に付着している汚れに洗剤の化学的な洗浄力が作用して洗浄作用が発生することから、その後の洗いにおいて洗濯衣類に作用させる機械力を軽減することができる。この化学的洗浄作用は、洗濯衣類に浸沈させる高濃度洗剤液の濃度や据え置き時間の影響を受ける。

洗いに使用する粉末洗剤の量は、洗濯衣類の量に応じて調整されることから、好ましい化学的洗浄力を発生するために好適な高濃度洗剤液を生成するために、この粉末洗剤の量に応じて洗剤溶解水の供給量を調整することが望ましい。

また、洗濯衣類は、高濃度洗剤液に浸漬しておくと変色（色褪せ）が発生するものもあり、変色の恐れがある衣類の洗濯においては、洗濯衣類に浸沈させる高濃度洗剤液の濃度を低くしたり、据え置き時間を短縮または据え置きを省略したり、高濃度洗剤液の浸沈を行わないようにしたりすることが望ましい。

また、高濃度洗剤液による洗濯衣類の変色は、洗濯衣類に対する高濃度洗剤液の浸沈むらによって顕著になる。従って、高濃度洗剤液は、洗濯衣類に均一に浸沈させることができるように該洗濯衣類を湿潤および展開した状態でふりかけることが望ましい。

以下、このようなことを考慮した全自動洗濯乾燥機の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施の形態である全自動洗濯乾燥機の縦断面図である。

１は、外郭を構成する枠体である。２は、洗濯兼脱水槽であり、その周壁に通水穴２ａを有し、その上縁部に流体バランサー３を備え、底部の内側には回転自在に撹拌翼４を設置する。５は、前記洗濯兼脱水槽２を内包する外槽であり、底部の外側には駆動装置６を鋼板製の取り付けベース７によって取り付け、外枠１の上端部の四隅から防振支持装置８によって懸垂支持する。駆動装置６は、洗いおよび濯ぎ工程では撹拌翼４を回転させて洗濯衣類に機械力を作用させ、脱水工程では洗濯兼脱水槽２を回転させて該槽内の洗濯衣類を遠心脱水するためのモータとクラッチ機構と減速機構を内蔵する。

衣類投入開口９ａを設けた上面カバー９は、枠体１の上部開口を覆うように該開口端縁に嵌め込み、フロントパネル１０およびバックパネル１１と共に取り付けねじによって枠体１に取り付ける。

上面カバー９とフロントパネル１０の間に形成されるフロントパネルボックス１２には、電源スイッチ１３と入力スイッチ群および表示素子群を備えた操作パネル１４と、外槽５内の水位に応じた水位信号を発生する水位センサ１５と、コントロールユニット１６を内蔵する。これらは、制御装置を構成する。

上面カバー９とバックパネル１１の間に形成されるバックパネルボックス１７には、洗濯水給水手段と高濃度洗剤液生成手段と乾燥温風供給手段を横並びにして内蔵する。

洗濯水給水手段は、入水側を水栓１８に接続し、出水側を注水口１９に接続した給水電磁弁２０によって構成する。

高濃度洗剤液生成手段は、洗剤溶解容器２１に前記給水電磁弁２０から洗剤溶解水を供給し、この洗剤溶解容器２１内に投入されている粉末合成洗剤を撹拌しながら洗剤溶解水で溶解して高濃度洗剤液を生成し、前記注水口１９に供給するように構成する。

乾燥温風供給手段は、吸気口２２から送風機２３によって吸い込んだ外気をヒータ２４によって加熱して送風ダクト２５を介して洗濯兼脱水槽２内に吹き込むように構成する。注水口１９は、洗濯兼脱水槽２の開口内側の縁部に近い位置に向けて放水するように形成する。

上面カバー９に形成した衣類投入開口９ａは、蓋２６によって開閉自在に覆うようにする。外槽５の底部に形成した排水口５ａは、排水電磁弁２７を介して排水ホース２８に接続し、エアートラップ５ｂはエアーチューブ２９を介して前記水位センサ１５に接続する。枠体１の下端縁には、四隅に脚３０を取り付けた合成樹脂で成形されたベース３１を装着する。

なお、３２は、洗濯兼脱水槽２内に投入された洗濯衣類である。

図２は、この全自動洗濯機の電気的構成を示す回路のブロック図である。

コントロールユニット１６は、マイクロコンピュータ１６ａを中心にして構成し、電源回路１６ｂと、電源リレー１６ｃと、駆動装置６と給水電磁弁２０と排水電磁弁２７と洗剤撹拌モータ２１ａと送風機２３とヒータ２４に給電するための制御用半導体交流スイッチング素子（ＦＬＳ）群を有する駆動回路１６ｄとを備える。

駆動回路１６ｄは、駆動装置６におけるモータ６ａの固定子巻線への給電制御に関しては、可逆回転制御および逆転電磁制動用（電磁ブレーキ）の２つの半導体交流スイッチング素子（ＦＬＳ）１６ｄ１，１６ｄ２を備える。ＦＬＳ１６ｄ１は、正回転給電制御用の半導体スイッチング素子、ＦＬＳ１６ｄ２は逆回転給電制御用と逆転電磁制動用（電磁ブレーキ）用の半導体交流スイッチング素子である。また、駆動装置６におけるクラッチ機構の電磁コイル６ｂへの給電制御に関しては、大きな電磁力を発生するのに適した直流駆動電流を流すために、整流用ダイオードブリッジ１６ｄ３と駆動電流の大きさを制御するための位相制御用ＦＬＳ１６ｄ４を備える。

なお、６ｃは、モータ６ａの回転を検出する回転センサ、３３は、モータ６ａ用の分相コンデンサである。

また、駆動回路１６ｄは、給水電磁弁２０，排水電磁弁２７，洗剤撹拌モータ２１ａ，送風機２３，ヒータ２４への給電を制御するＦＬＳ１６ｄ５〜１６ｄ９を備える。そして、この駆動回路１６は、マイクロコンピュータ１６ａからの指示に従ってＦＬＳｄ１〜
ＦＬＳｄ９の導通を制御して従属する負荷への給電制御を行う。

マイクロコンピュータ１６ａは、電源スイッチ１３が投入されると、電源リレー１６ｃを閉じて予め組み込まれた制御処理プログラムを起動して待機状態となる。そして、操作パネル１４の入力スイッチ群１４ａと水位センサ１５および回転センサ６ｃからの入力信号取り込み、表示素子群１４ｂと駆動回路１６ｄを制御して洗濯衣類３２の洗い，濯ぎ，脱水および温風乾燥の各工程を実行する。

操作パネル１４の入力スイッチ群１４ａは、高濃度洗剤液を洗濯衣類３２に浸沈させて化学的な洗浄力を効果的に発生させるための情報を設定するための布質設定スイッチや洗濯堅ろう度（染色堅ろう度）設定スイッチや衣類の種類（形や色柄）設定スイッチや洗濯方式設定スイッチなどを備える。そして、洗濯方式設定スイッチには、高濃度洗剤液を洗濯衣類に浸沈させて据え置く工程を省略する洗濯方式を設定するスイッチも設ける。

ここで、洗剤溶解装置と洗剤攪拌モータ２１ａの駆動回路について説明する。尚、洗剤攪拌モータ２１ａを備える洗剤溶解装置の詳細については図示していない。洗剤を水に溶かすための洗剤溶解装置は、粉末洗剤が入れられる容器と攪拌装置とを備える。攪拌装置は攪拌翼と洗剤攪拌モータ２１ａとを備える。攪拌装置は攪拌翼を用いて容器の中に給水された水の中で洗剤を攪拌することで粉末洗剤を溶解し、洗い水の最終的な洗剤濃度よりも高い洗剤濃度を有する高濃度洗剤溶液を作る。

次に、洗剤攪拌モータ２１ａの駆動回路について、図１１を用いて説明する。商用の交流電源（ＡＣ）１１０に接続された配線１１０ａから分岐した配線１１０ｂに、給電を制御する半導体交流スイッチング素子（ＦＬＳ）１６ｄ７を設け、ＦＬＳ１６ｄ７の先に整流回路１１１を設けている。配線１１０ａには、図示していないが、過電流を遮断するためのヒューズ等を設ける。また、整流回路１１１はダイオード１１１ａからなるダイオードブリッジによって構成している。

整流回路１１１の先の配線１１０ｂには、ノイズフィルタを構成するコイル１１２を設け、さらにその先にＤＣ／ＤＣコンバータ１１３を設けている。ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１３は、トランス１１３ａと、トランス１１３ａをスイッチングするトランジスタ113bと、整流回路１１１から給電される電圧波形を平滑化する平滑コンデンサ（電解コンデンサ）１１３ｃとによって構成している。トランス１１３ａの二次側巻線には、配線110ｃを通じて洗剤攪拌モータ２１ａを接続している。

ＦＬＳ１６ｄ７，整流回路１１１等は、マイクロコンピュータ１６ａが搭載されたメイン基板（制御基板）１１６に搭載し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３はメイン基板１１６とは別の基板に搭載する。例えば、洗剤溶解装置が必要ない洗濯機又は洗濯乾燥機では、
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３用の基板を他の機能を有する基板と取り替えることで、洗濯機又は洗濯乾燥機に他の機能を容易に追加変更することができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３は、トランス１１３ａの二次側電圧（出力電圧）を検出してトランジスタ１１３ｂの制御回路（図示せず）にフィードバックし、出力電圧が一定の値となるようにトランジスタ１１３ｂのスイッチングデューティを制御する。本実施例では、洗剤攪拌モータ２１ａとして、１２Ｖの直流電圧を定格電圧とする直流ブラシモータを用いている。またＤＣ／ＤＣコンバータ１１３は、出力電圧を検出する素子を変更することにより、出力電圧を変更することができるので、洗剤攪拌モータ２１ａの大きさの変更も容易にできる。

またＤＣ／ＤＣコンバータ１１３は、電源電圧が変動しても一定の安定した電圧を出力することができるので、洗剤攪拌モータ２１ａに一定の安定した電圧を供給することができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３を用いる代わりにレギュレータを用いる構成が知られている。レギュレータを用いる構成では、電源電圧の変動する幅の中で電圧が一番低くなった場合でも、洗剤攪拌モータ２１ａがモータロックを起こさないようにする必要がある。このためにレギュレータへの入力電圧を高く設定する必要がある。しかし、入力電圧を高く設定するとレギュレータでの発熱が大きくなる。この発熱の増加に対応するため、放熱フィンの大形化が必要になり、回路基板の大形化やコストの増加を招く。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３を用いることにより、電源電圧が大きく変動しても、或いは電源電圧が大きく変動する地域で使用しても、洗剤攪拌モータ２１ａに一定の安定した電圧を供給できるので、モータロックを起こす心配がない。また、洗剤攪拌モータ２１ａの供給電圧が安定化することで、回転速度が高くなって攪拌時に水跳ねを起こしたり、洗剤の溶け残りが生じたりすることを防ぐことができる。

またＤＣ／ＤＣコンバータ１１３は、異なる電源電圧の下で使用しても、一定の安定した電圧を出力することができるので、同じ種類の洗濯機又は洗濯乾燥機を電源電圧の異なる地域で使用することができる。

上記のように、電源電圧の変動に強く、異なる電源電圧にも対応できるので、ワールドワイド対応の洗濯機又は洗濯乾燥機を得ることができる。

またＤＣ／ＤＣコンバータ１１３を用いることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３の出力側の電圧が安定し、出力側の電流も安定する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１３の入力側の電流が安定する。図１１において、回路中に抵抗１１４ａ又は１１４ｂを設けると共に、この抵抗１１４ａ又は１１４ｂに発生する電圧降下を検出して電圧降下の大きさからモータロックを検出する判定回路を設けると良い。上述のようにＤＣ／ＤＣコンバータ１１３の入力側の電流が安定することにより、モータロックが生じたときと正常時との区別がつきやすくなり、モータロックの検出が容易になる。抵抗１１４ａ又は
１１４ｂは少なくともいずれか一方を設ければ検出が可能である。

抵抗１１４ａ又は１１４ｂの代わりに、洗剤攪拌モータ２１ａ側に設けた抵抗１１４ｃの電圧降下を検出しても良い。この場合、電圧降下を基板側に伝送するフォトカプラ等が必要になるが、抵抗１１４ｃは洗剤攪拌モータ２１ａのモータロックを直接的に検出することができるので、より正確な検出が可能である。また抵抗１１４ａ又は１１４ｂによる検出では、洗剤攪拌モータ２１ａのモータロックを間接的に検出することになるが、基板側にて検出できるので、回路構成が簡単になる。

またＤＣ／ＤＣコンバータ１１３を用いることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１３に備わる過電流検知保護機能や温度検知保護機能を利用して、信頼性の高い洗濯機又は洗濯乾燥機とすることができる。

次に、洗濯衣類の洗い，濯ぎ，脱水および温風乾燥工程について、高濃度洗剤液を洗濯衣類に浸沈させて据え置くことにより洗剤の化学的洗浄力を効果的に発生させて洗濯する場合を例示して説明する。

図３は、コントロールユニット１６内のマイクロコンピュータ１６ａが実行する洗い，濯ぎ，脱水および乾燥工程のフローチャートである。

マイクロコンピュータ１６ａは、入力スイッチ群１４ａにおける洗濯開始ボタンスイッチが投入されると次のような制御処理を実行する。

ステップ３０１
洗濯兼脱水槽２に洗濯衣類３２を投入し、操作パネル１４の入力スイッチ群１４ａを操作して初期設定を行い、洗濯開始ボタンスイッチが押されると、洗い，濯ぎ，脱水および乾燥工程の自動制御処理をスタートする。

前記初期設定では、洗濯衣類３２に高濃度洗剤液を浸沈させて据え置くことにより発生する変色を回避するための情報を設定する。具体的には、布質，洗濯堅ろう度（染色堅ろう度），衣類の種類（形や色柄），洗濯方式などの情報を必要に応じて設定する。

ステップ３０２
洗濯衣類３２の布量の検出制御処理を行う。この布量検出は、給水前の乾布状態において駆動装置６のモータ６ａを短時間付勢して撹拌翼４を回転駆動し、消勢時の惰性回転における減速特性に基づいて検出する。この検出結果（洗濯衣類の布量）に基づいて洗い水量および好ましい洗剤濃度の洗い水を生成するための粉末洗剤量を演算して決定し、この粉末洗剤量を表示素子群１４ｂによって表示して洗剤溶解容器２１に所定量の粉末合成洗剤を投入させる。ここまでの洗濯兼脱水槽２内の洗濯衣類３２の形態は、図４（ａ）に示すような状態にある。

ステップ３０３
洗濯兼脱水槽２を緩速回転させながら給水電磁弁２０を開いて水道水を注水口１９に直に供給して該水道水を洗濯兼脱水槽２内の洗濯衣類３２上に散布する。散布された水道水を吸水して湿潤した洗濯衣類３２は、図４（ｂ）に示すように、嵩が低減する。このときの水道水の散布量は、布量検出によって検出した洗濯衣類３２の量に応じて制御し、洗濯衣類３２の量が少ないときには少なくし、多くなるにつれて多くなるように制御する。洗濯衣類３２に散布する水道水量は、例えば、洗濯衣類３２の量が４kgの場合には、洗い工程で必要な洗い水量（標準水量）６０Ｌに対して、３Ｌ程度とする。これは洗濯衣類３２の約８割の重量分の水量となる。この量（３Ｌ）の給水は、給水電磁弁２０の給水流量を２０Ｌ／分とすると、給水電磁弁２０の約１０秒間の開弁時間に相当する。

そして、水道水が洗濯衣類３２内に十分に浸透するように、湿潤状態で所定時間据え置くようにする。この据え置き時間は、洗濯衣類３２の量と散布した水道水の量に応じて制御する。散布された水道水を洗濯衣類３２に十分に浸透させるための据え置き時間中は、洗濯兼脱水槽２を停止させた状態にしても良いが、早く浸透させるためには洗濯兼脱水槽２を低速度で１分間程度回転させると良い。

ステップ３０４
水道水を洗濯衣類３２の繊維内に更に浸透させ、また、余分な水道水を排出すると共に次の工程において高濃度洗剤液を均一に浸沈させるために、洗濯兼脱水槽２を高速度で回転させて遠心脱水を行う。この遠心脱水によって、良く湿潤した洗濯衣類３２は、図４
（ｃ）に示すように、洗濯兼脱水槽２の側壁に押し付けられるように展開した状態となる。

ステップ３０５
洗濯兼脱水槽２を低速度で回転させながら給水電磁弁２０を開いて洗剤溶解容器２１に少量の水道水（洗剤溶解水）を供給し、好ましい洗剤濃度の洗い水を生成するために投入した洗剤溶解容器２１内の粉末合成洗剤を溶解することにより高濃度洗剤液を生成して注水口１９から洗濯兼脱水槽２内の洗濯衣類３２にふりかけて該洗濯衣類３２に浸沈させる。このときの高濃度洗剤液の好ましい洗剤濃度については、後述する。洗濯兼脱水槽２内の洗濯衣類３２は、遠心脱水によって洗濯兼脱水槽２の側壁に押し付けられるように展開しているので、注水口１９からふりかけられる高濃度洗剤液は、図４（ｄ）に示すように、洗濯衣類３２に均一にふりかけられて浸沈する。

ステップ３０６
高濃度洗剤液をふりかけて浸沈させた洗濯衣類３２を所定時間据え置く。この据え置き時間は、一般的には、４〜６分間が好適であるが、必要に応じて、変色を回避するための時間調整制御を行う。詳細については、後述する。高濃度洗剤液を浸沈させて浸潤した洗濯衣類３２を据え置くと、この間に、図４（ｅ）に示すように、洗剤の化学的洗浄力が洗濯衣類３２の汚れに作用して洗浄度が向上する。

ここで、高濃度洗剤液による洗浄度の向上と変色について説明する。

粉末合成洗剤を真水（水道水）に溶解して生成した洗剤液の洗剤濃度とアルカリ度
（ＰＨ値）は、図５示すように、洗い工程に好適な洗剤メーカ指定量の粉末合成洗剤を溶解した洗い水の標準的な洗剤濃度を基準（１倍）にすると、洗剤濃度が高くなるにつれてアルカリ度が上昇し、標準洗剤濃度におけるアルカリ度（ＰＨ値）約８.８ に対して、
２０倍の高洗剤濃度におけるアルカリ度は１１.８となり、約１.３４倍のアルカリ度となる。そして、衣類の汚れに作用して化学的洗浄力を発揮する界面活性剤の量は、図６に示すように、洗剤濃度のが高くなるにつれて多くなる。

図７は、粉末合成洗剤の化学力による衣類の汚れ落ちの程度を示す特性図である。この特性図は、衣類に付着した汚れを機械力を作用させずに水道水（真水）に浸けておいた場合と、水道水に粉末合成洗剤を投入して溶解して生成した洗剤液に浸けておいた場合における各洗剤濃度と浸漬時間（据え置き時間）による汚れ落ちの程度（洗浄度）の関係を示している。ここで、洗濯衣類の洗浄度（洗浄度指数）は、ＪＩＳ規格に規定されている方法を基準として評価している。ＪＩＳ規格では、指定された標準洗濯機を使用して１kgの量の洗濯衣類を洗うのに必要な洗い水量を２０Ｌとし、ＪＩＳ指定の洗剤で洗剤濃度が
０.２％となるように給水し、２０分間の洗い時間で洗った場合における汚れ落ちを１.０として洗浄力を評価するものである。一般的な洗濯機は、０.８ 以上の洗浄度が得られれば良いとされている。

特性曲線７０１は、洗剤を投入しない水道水（真水）に汚れた衣類を浸漬したときの浸漬据え置き時間と洗浄度の関係を示し、特性曲線７０２は、３０Ｌの水道水に２０ｇの粉末洗剤を溶解して生成した洗剤液（洗剤濃度１倍とする）への浸漬据え置き時間と洗浄度の関係を示し、特性曲線７０３は、洗剤濃度１６倍の洗剤液への浸漬据え置き時間と洗浄度の関係を示し、特性曲線７０４は、洗剤濃度２２倍の洗剤液への浸漬据え置き時間と洗浄度の関係を示し、特性曲線７０５は、洗剤濃度２８倍の洗剤液への浸漬据え置き時間と洗浄度の関係を示している。この特性を考察すると、衣類に付着した汚れを機械力を作用させずに洗剤の化学的洗浄力によって落とす場合には、洗剤濃度が高くなるに従って衣類に付着した汚れの落ち具合（洗浄度）が良くなることが分かる。洗浄度向上のために粉末合成洗剤を溶解して洗濯兼脱水槽２内の洗濯衣類３２に均一にふりかけて浸沈させるのに好ましい高濃度洗剤液の洗剤濃度は、約５倍〜３０倍である。このような洗剤濃度の高濃度洗剤液は、洗濯衣類３２の量や洗い水の量に応じて設定した量の粉末合成洗剤を洗い水の量の１／５〜１／３０の水で溶解することにより、効率良く生成することができる。

また、浸漬据え置き時間は、４分間以上とすれば洗剤の化学力を有効に活用することができる。洗浄度は、浸漬据え置き時間を長くすることにより向上するが、飽和特性と洗濯時間が長くなることおよびその後に行う撹拌翼４による機械的な洗いを考慮すると、７分間以内とすることが望ましい。

しかし、この高濃度洗剤液による浸漬据え置きは、洗濯衣類の変色を招来する恐れがある。この変色は、粉末合成洗剤を溶解した洗剤液に含まれる界面活性剤や蛍光剤や増白剤などの影響によるものである。そして、変色の度合いは、布質および洗濯堅ろう度（染色堅ろう度）によって異なり、官能評価試験（目視感覚で評価）では、綿や麻や絹のような天然素材の色物や柄物で多く発生している。

図８は、洗剤液の洗剤濃度と据え置き時間と変色官能評価度の関係を例示するものであり、評価度３は、かなり変色している、と感じる変色の度合いである。この例では、変色を軽減するためには、洗剤液の洗剤濃度を３０倍以下とすることが望ましく、変色を避けたい衣類では５倍以下とするが好ましい。そして、浸漬据え置き時間は、洗浄度の向上の飽和特性を考慮すると、５〜１０分以下であることが望ましく、４〜７分が好適である。

また、変色を極度に避けたい衣類の洗濯では、初期設定により、このような変色の恐れがある高濃度洗剤液による浸漬を省略するように制御する。具体的には、ステップ３０４，３０６を省略し、ステップ３０３，３０５，３０７を連続的に実行するように制御すれば良い。

ステップ３０７
給水電磁弁２０を開いて水道水（洗い水）の給水を開始する。この洗い水の給水量は、ステップ３０２において決定した量であるが、給水の途中で洗濯衣類３２の布質を検出するために中断する。この中断水位は、マイクロコンピュータ１７ａに予め設定された布質検出に適した水位である。

ステップ３０８
布質を検出して洗濯工程（洗い工程と濯ぎ工程）の決定を行う。この布質検出は、所定の低水位で給水を中断して駆動装置６のモータ６ａを短時間付勢して撹拌翼４を回転駆動し、消勢時の惰性回転における第１の減速特性を検出し、次いで、給水を再開して所定の高水位まで洗い水を補給した後に給水を中断して駆動装置６のモータ６ａを短時間付勢して撹拌翼４を回転駆動し、消勢時の惰性回転における第２の減速特性を検出し、この第１の減衰特性と第２の減衰特性の差に基づいて洗濯衣類３２の布質を検出する。この布質検出制御は、初期設定により不要になったときには、省略する。そして、布質に応じて、洗いおよび濯ぎ工程における時間と水流（機械的撹拌の強さ）を決定する。

ステップ３０９
ステップ３０２で決定した水量まで水道水を給水する。この給水により、洗い水は、高濃度洗濯液を希釈して洗いに好ましい洗剤濃度となる。これにより、洗濯衣類３２は、図４（ｆ）に示すように、洗濯兼脱水槽２内で所定の洗い水に浸漬した状態となる。

ステップ３１０
ステップ３０８において設定した洗い水流と洗い時間の洗い工程を行うように駆動装置６を制御する。

ここで、洗い工程における洗い時間と洗浄度と布絡み率の関係について説明する。

図９は、洗い時間と洗浄度の関係を示している。洗い工程においては、洗濯衣類３２に付着した汚れを落とすために、撹拌翼４を正逆回転させ洗濯衣類３２に機械力を作用させる。また、洗濯衣類３２の汚れには、洗剤の化学的な洗浄力が作用している。特性曲線
９０１は、高濃度洗剤液により洗濯衣類３２を浸潤して据え置く工程を行わないで洗い工程を実行したときのものであり、特性曲線９０２は、高濃度洗剤液により洗濯衣類３２を浸潤して据え置いた後に洗い工程を実行したときのものである。この実施の形態においては、高濃度洗剤液により洗濯衣類３２を浸潤して据え置いた後に洗い工程を実行しているので特性曲線９０２の洗浄率を得ることができ、従って、小さい機械力による所定の洗い時間において必要な洗浄率を得ることができる。

図１０は、洗い時間と布絡み率の関係を示している。特性曲線１００１は、小さい機械力で洗い工程を実行したときのものであり、特性曲線１００２は、大きな機械力で洗い工程を実行したときのものである。洗い工程における機械力は、撹拌翼４の撹拌力（正逆回転角度）の大きさに比例することから、大きな機械力を発生させるためには、撹拌翼４の回転角度が大きくなって布絡み率が大きくなる。この実施の形態においては、小さい機械力で必要な洗浄力を得ることができることから、特性曲線１００１の布絡み率で洗い工程を実行することができ、１０％以下の布絡み率を実現することができる。

ステップ３１１
排水電磁弁２７を開いて洗い水を機外に排水する。

ステップ３１２
給水電磁弁２０を開いて濯ぎ水（水道水）を設定水量まで給水する。

ステップ３１３
駆動装置６を制御して濯ぎ工程を実行する。

ステップ３１４
排水電磁弁２７を開いて濯ぎ水を機外に排水する。

ステップ３１５
排水電磁弁２７を開いたままにして洗濯兼脱水槽２を高速度で回転させることにより洗濯衣類３２の水分を遠心脱水する。この遠心脱水が終了した状態では、洗濯衣類３２は、洗濯兼脱水槽２の側壁に押し付けられて付着した状態にある。

ステップ３１６
洗濯兼脱水槽２を低速度で正回転および逆回転させながら送風機２３を運転して吸気口２２から吸い込んだ外気をヒータ２４によって加熱して送風ダクト２５を介して洗濯兼脱水槽２内に吹き込む。洗濯兼脱水槽２内に吹き込まれた温風は、洗濯兼脱水槽２内の洗濯衣類３２から水分を奪って機外に放散して該洗濯衣類３２を温風乾燥する。この温風乾燥には１００分以上の時間を要するために、遠心脱水されて洗濯兼脱水槽２の側壁に付着した状態のままの洗濯衣類３２を温風乾燥すると該洗濯衣類３２にシワが発生するために、乾燥時間中は、定期的に撹拌翼４を正逆回転させて洗濯衣類３２を動かしながら乾燥させるようにする。

乾燥中の湿った空気３４は、洗濯兼脱水槽２の側壁に設けてある脱水穴２ａから外槽５と洗濯兼脱水槽２の間の間隙を通って機外へ放出される。

布絡み率が１０％以下であれば、最終脱水終了後にそのまま前述したように温風乾燥しても乾燥むらやシワの発生を防止することができる。

以上に述べた実施の形態は、全自動洗濯乾燥機であるが、乾燥機能をもたない洗濯機に実施する場合には、温風乾燥機構および制御処理を省略することにより、同様にして実施することができる。

また、洗いおよび濯ぎに関しては、それぞれ、異なる方式を採用することができる。

また、高濃度洗剤液は、予め前述したような濃度に生成（製造）されたものを使用することもできる。

本発明になる全自動洗濯機の縦断側面図である。 図１に示した全自動洗濯機の電気的構成を示すブロック図である。 図１に示した全自動洗濯機のコントロールユニットにおけるマイクロコンピュータが実行する洗濯，脱水および乾燥工程の制御処理のフローチャートである。 図３に示した制御処理における洗濯兼脱水槽内の洗濯衣類の状態を示す洗濯兼脱水槽の縦断側面図である。 粉末合成洗剤を溶解して生成した洗剤液の洗剤濃度とアルカリ度を示す特性図である。 粉末合成洗剤を溶解して生成した洗剤液の洗剤濃度と界面活性剤量を示す特性図である。 衣類に付着した汚れに対して洗剤濃度を変化させた場合の浸漬据え置き時間と洗浄度の関係を表わした特性図である。 高濃度洗剤液による浸漬据え置きにおける洗剤液の洗剤濃度と据え置き時間と変色官能評価度の関係を例示する特性図である。 洗い時間と洗浄度の関係を示す特性図である。 洗い時間と布絡みの関係を示す特性図である。 洗剤攪拌モータの駆動回路の構成を示す図である。

符号の説明

２…洗濯兼脱水槽、４…撹拌翼、６…駆動装置、１４…操作パネル、１６…コントロールユニット、１９…注水口、２０…給水電磁弁、２１…洗剤溶解容器、２３…送風機、
２４…ヒータ、２５…送風ダクト。

Claims (11)

1. 洗濯兼脱水槽内の洗濯衣類を高濃度洗剤液で浸潤した後に給水して洗いおよび濯ぎ工程を実行し、その後に脱水工程を実行する洗濯機において、
   洗い工程における洗い水の洗剤濃度の５〜３０倍の高濃度洗剤液を洗濯衣類に浸沈させて所定時間据え置いた後に洗い水を供給して洗い工程を開始するようにしたことを特徴とする洗濯機。
2. 請求項１に記載の洗濯機において、容器と洗剤攪拌モータとを有し前記容器の中で粉末洗剤を攪拌して水に溶解させる洗剤溶解装置と、交流の電源電圧を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を受けて前記洗剤攪拌モータに直流電圧を給電するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えたことを特徴とする洗濯機。
3. 請求項２において、前記高濃度洗剤液は、洗剤溶解容器に投入された粉末洗剤を洗剤溶解水で溶解して生成することを特徴とする洗濯機。
4. 請求項２において、前記高濃度洗剤液は、洗濯衣類を収容した洗濯兼脱水槽を低速度回転させながら該洗濯兼脱水槽内に流下させて洗濯衣類にふりかけるようにしたことを特徴とする洗濯機。
5. 請求項２において、洗濯兼脱水槽内の洗濯衣類は、高濃度洗剤液をふりかける前に前記洗濯兼脱水槽を低速度で回転させながら散布した水によって湿らせた後に該洗濯兼脱水槽を高速度で回転させて遠心脱水することを特徴とする洗濯機。
6. 請求項５において、前記洗濯兼脱水槽は、前記据え置き時間の間、洗濯衣類に浸沈した高濃度洗剤液が遠心脱水されない程度の低速度で回転させることを特徴とする洗濯機。
7. 請求項２において、前記洗濯兼脱水槽は、前記据え置き時間の間は静止状態に維持するようにしたことを特徴とする洗濯機。
8. 請求項２において、前記据え置き時間は、４〜７分間としたことを特徴とする洗濯機。
9. 請求項２において、前記据え置き時間は、洗濯衣類の質および／または洗濯堅ろう度に応じて調整するようにしたことを特徴とする洗濯機。
10. 請求項２において、洗濯兼脱水槽内の洗濯衣類を湿潤および遠心脱水することにより該洗濯衣類を該洗濯兼脱水槽の側壁に押し付けるように展開した状態で該洗濯兼脱水槽を低速度回転させながら高濃度洗剤液をふりかけるようにしたことを特徴とする洗濯機。
11. 請求項２において、前記洗い水と粉末洗剤の量を洗濯衣類の量に応じて設定し、前記粉末洗剤を溶解して高濃度洗剤液を生成する洗剤溶解水の量を洗濯衣類の質および／または洗濯堅ろう度に応じて設定するようにしたことを特徴とする洗濯機。
    
    

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