JP2010046290A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】初期冷水給水量の過不足によって生じる洗浄能力の低下や衣類へのダメージを、センサなどのハード追加によるコストアップを招くことなく、低減できる洗濯機を提供する。
【解決手段】温水給水手段５２と冷水給水手段５１とを備え、最初に冷水を給水した後、水槽２内の水温が設定値となるように温水及び冷水を洗濯必要量まで給水する洗濯機１００において、水槽２内の布量を測定する布量測定手段９１によって給水前に布量を測定し、該測定布量に基づいて、最初の冷水給水量である初期冷水給水量を定めるように構成した。
【選択図】 図５

Description

本発明は、温水給水手段と冷水給水手段とを備え、最初に冷水を給水した後、水槽内の水温及び水量が設定値となるように温水及び冷水を給水する洗濯機に関するものである。

従来のドラム式洗濯機では、最初に所定時間、または、所定水位に至るまで冷水を給水（プレ給水）し、その後、洗濯に必要な水位に至るまで温水と冷水を切替えながら給水して温度を調節するようにしている。その一例として、特許文献１には、最初に所定時間(ｔ_１秒)冷水を給水した後、まず温水を給水し、その後は冷水と温水を演算した結果に応じた時間だけ給水する構成が開示されている。また特許文献２には、最初に所定水位まで冷水を給水した後、温水と冷水を演算結果にしたがって所定水位まで給水する構成が開示されている。
ところで、前述したプレ給水を行うのは、衣類へのダメージ低減と洗浄能力担保のためである。例えばプレ給水を行わなかったり、その給水量が少なかったりした場合、温水が直接衣類に触れるため、衣類にダメージを与える恐れがある。また、温水によって、たんぱく質や血液等の汚れが凝固するため洗浄性能が低下するという問題も生じ得る。
特開平５−２０７３５５ 特開平１１−９８９１

しかし、上述したようにプレ給水量を一定とした構成では、布量が少なく、洗い工程に係る全給水量が少ない場合において、その全給水量に対するプレ給水量の比率が高くなり、残り全部を温水にしても、洗濯に適切な温度まで上昇しない場合が生じる。そこで、このような場合は、ヒータ加熱によって水温を上昇させるが、その結果、洗濯適正温度になるのが遅くなるため、洗浄性能が低下するという問題が生じる。

かといって、プレ給水量を少量にすると、布量が多いときに湿潤不足が生じ、前述した衣類損傷や洗浄能力低下という問題が発生する。
また、かかる問題点は、縦型洗濯機、ドラム式洗濯機の双方に共通するが、特にドラム式洗濯機は縦型洗濯機に比べて使用水量が大幅に低減しているため、この問題が発生しやすくなっている。

そこで本発明は、プレ給水量、すなわち初期冷水給水量の過不足によって生じる洗浄能力の低下や衣類へのダメージを、センサなどのハード追加によるコストアップを招くことなく、低減できる洗濯機を提供することをその主たる所期課題としたものである。

すなわち本発明に係る洗濯機は、温水給水手段と冷水給水手段とを備え、最初に冷水を給水した後、水槽内の水温が設定値となるように温水及び冷水を洗濯必要量まで給水するものにおいて、水槽内の布量を測定する布量測定手段と、前記布量測定手段によって給水前に測定された測定布量に基づいて、最初の冷水給水量である初期冷水給水量を定める初期冷水給水量算定手段とを具備したものであることを特徴とする。

しかして、このようなものであれば、布量に応じた量の冷水を初期供給するため、布量が少量時には、初期冷水給水比率が多くなることを防止できる。つまり初期冷水給水量を必要最低限度に抑えることができるので、その後のメイン給水時に洗濯水温を上昇させて温度制御することが容易になる。一方、布量が多い時には、初期冷水給水量の不足を防止できるので、そのことによる衣類ダメージやたんぱく質の凝固等を好適に回避できる。
また、布量は、既に取り付けられている回転速度センサ等からの情報によって測定できるため、本発明はソフトウェアの改良のみで実現でき、センサー等のハード追加によるコストアップや故障要因増大を招くことがない。

複雑な演算が不要であり、なおかつ調整容易で実用的な初期冷水給水量の算定構成としては、測定布量がとり得る値を複数に区分したときの各区分の範囲と各区分に対応する初期冷水給水量とを対にした給水量テーブルをさらに具備しており、前記給水量テーブルを参照して、前記測定布量に対応する初期冷水給水量を取得するようにしたものが好ましい。

初期冷水給水量の全給水量に対する比率が高すぎると、例えば標準的な水温（冷水１５℃，温水６０℃）において混合した洗濯水の温度が、本体の熱容量等も加味されて、洗剤に最適な温度（２５〜４０℃）に到達しなくなる。一方、初期冷水給水量が不足すると、前述したように、洗濯物の湿りが足りず、衣類ダメージやたんぱく質の凝固等が生じうる。この点から鑑みれば、前記初期冷水給水量を、洗いのための全給水量を供給した時点における水槽内の水温を設定値以上に維持できる水量を上限とし、布を湿らせるために必要な最低限の水量を下限として定めたものが望ましい。

このように構成した本発明によれば、布量に応じた量の冷水を初期供給するため、初期冷水給水量の過不足によって生じる洗浄能力の低下や衣類へのダメージを、センサなどのハード追加によるコストアップを招くことなく、低減できる。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るドラム式洗濯機１００の内部構造を示した模式的縦断面図である。同図中、符号１は中空のボディであり、このボディ１の使用端側（以下、前側とも言う）には、洗濯物を投入するための投入口１１と、その投入口１１を閉じるための開閉可能な蓋１２とが設けてある。また、ボディ１の内部には、水槽２が配設してあり、その水槽２のさらに内部にドラム３が設けてある。

水槽２は、後端面が閉塞され、前端面に開口部２２が設けられた概略円筒状をなすものであり、その中心軸Ｃを水平又は水平からやや傾斜させて前側が後側よりも若干高くなる姿勢で、ダンパＤや弾性体Ｓによって揺動可能に支持させている。また、前記開口部２２は、可撓性を有した筒状体２３を介してボディ１の投入口１１に接続してある。

ドラム３は、水槽２よりも一回り小さい円筒状をなすもので、水槽２と同様、その後端面は閉塞され、その前端面には開口部３２が設けてある。このドラム３には、壁面を厚み方向に貫通する多数の孔（図示しない）が設けてあり、この孔を介して水槽２からドラム３内に水が浸入できるように構成してある。また、このドラム３の内周面の複数箇所（３箇所）には、洗濯物を引っ掛けて持ち上げるための突条形状をなすリフタ（図示しない）が設けてある。

符号４は、ドラム３を回転させるためのＤＣモータである。このモータ４のボディ４１は、前記水槽２の底板２１に取り付けてある。また、その回転軸４１は、軸受を介して当該底板２１を内向きに貫通して、ドラム３の底板に固定されている。このモータ４には、回転速度を検出するための回転速度センサ４３が設けてある。この回転速度センサ４３は、例えば、モータ４のロータ位置を検出してパルス信号を出力するホールＩＣなどを利用したもので、モータ４の回転速度やこの回転速度の時間変動に基づいて回転加速度を測定することができる。

符号５１は、洗濯水としての冷水を供給する冷水給水手段、符号５２は洗濯水としての温水を供給する温水給水手段である。
冷水給水手段５１は、冷水が導入される冷水供給管（標準的には約１５℃）５１ｂと、該供給管５１ｂ上に設けた電磁開閉式の給水弁５１ａとからなるものであり、温水給水手段５２は、温水が導入される温水供給管（標準的には約６０℃）５２ｂと、該供給管５２ｂ上に設けた電磁開閉式の給湯弁５２ａとからなるものである。
各給水管５１ｂ、５２ｂは、末端で合流して１本の合流給水管５３となり、その先端からドラム３内の洗濯物に洗濯水を供給できるように構成してある。なお、冷水供給管５１ｂはその基端が水道に直接接続してあって水道水がそのまま導かれる一方、温水供給管５２ｂは、図示しない給湯器などのヒータを介して水道管に接続してあり、暖められた水道水が導かれるようにしてある。

符号６は、水槽２及びドラム３内の洗濯水を外部に排出するための排水機構である。この排水機構６は、水槽２の最下部、すなわち水槽２の後端下部に接続された排水管６１と、その排水管６１の途中に設けられた電磁開閉弁６２とから構成されている。

符号７は、水槽２内の水位を検出するための水位測定機構である。この水位測定機構７は、水槽２の下部に基端を開口させて上方に延びる水位測定管７１と、この水位測定管７１内に導かれて水槽２と同水位に保たれる洗濯水の水位を測定する水位センサ７２とからなるものである。

符号８は水槽２の下部に取り付けられて、該水槽２内の洗濯水の温度を検出する温度センサである。

これらの構成に加えて、この洗濯機１００には、図２に示すように、回転速度センサ４３、水位センサ７２、あるいは温度センサ８等からの検出情報を取得するとともに、前記給水弁５１ａや給湯弁５１ｂ、あるいはモータ４等を制御して、洗い工程等を自動で行う制御装置９（図１には図示していない）を、ボディ１の内部に設けている。この制御装置９は、ハードウェア構成としては、ＣＰＵやメモリなどからなる制御装置本体と各種ドライバ回路とを具備したものであり、前記メモリに記憶させたプログラムに従って、前記ＣＰＵやその周辺機器が協動することで各種機能を発揮する。

しかして、この実施形態では、図２に示すように、この制御装置９が、布量測定手段９１、給水量テーブル９２、初期冷水給水量算定手段９３、給水制御手段９４等として作動するようにプログラムを構成している。

詳述すれば、布量測定手段９１は、給水前における乾布状態での洗濯物の量（布量）を、ドラム３を所定回転速度まで加速するために必要な時間から算出するものである。具体的にこの布量測定手段９１は、洗濯物がドラム３の内周面に張り付く程度の低回転速度から、ドラム３を例えば１００ｒｐｍ〜２００ｒｐｍまで加速したときの加速時間によって布量を算出する。一定電流をモータに与えてモータの出力トルクを大きく変動させないようにすれば、布量が大きければ加速時間が長くなり、小さければ加速時間が短くなることから、この加速時間によって布量を測定できる。その他、モータのトルクの大きさ（電流値）から測定するようにしても構わない。

給水量テーブル９２は、図３に内容の一例を示すように、測定布量がとり得る値を複数に区分したときの各区分の範囲と各区分に対応する初期冷水給水量とを対にしたものである。なお、実際には、給水量と給水弁５１ａの開放時間とがほぼ一対一に対応していることから、この実施形態での給水量テーブル９２は、測定布量と初期冷水給水時間（給水弁５１ａの開放時間）との対応関係を示したものとなっている。しかして、縦軸を初期冷水給水量、横軸を測定布量としたときに、給水量テーブル９２は、図４に示すように、階段状のものとなる。

ところで、この実施形態では、初期冷水給水量の上限を、洗い工程に必要な全量を給水したときの水槽２内の水温を設定値以上に維持できる水量（全量の約３０％）とし、初期冷水給水量の下限を、その後の温水供給でダメージ等が出ない程度に布を湿らせるために必要な最低限の水量としている。したがって、これら上限給水量及び下限給水量は、図４のグラフで点線及び２点鎖線の直線で表されることから、本実施形態では、給水量テーブル９２のグラフを、前記上限給水量及び下限給水量を表す直線で挟まれた範囲内となるように設定している。このグラフから分かるように、給水量テーブル９２の区分は一定間隔ではない。

初期冷水給水量算定手段９３は、前記給水量テーブル９２を参照して、前記測定布量に対応する初期冷水給水量、すなわち初期冷水給水時間を取得するものである。

給水制御手段９４は、初期冷水給水時間だけ、給水弁５１ａを開放駆動して初期冷水給水（以下、プレ給水とも言う）を行うとともに、プレ給水後、給湯弁５２ａ及び給水弁５１ａを交互に開閉駆動して、水槽２内の温度、すなわち温度センサからの測定温度Ｔ_ｍが、洗濯に適した一定温度範囲（Ｔ_Ｌ≦Ｔ_ｍ≦Ｔ_Ｈ）に収まり、かつ水位センサからの測定水位が所定水位となるまで水槽２に給水する、メイン給水を行うものである。

次に、このように構成した洗濯機における洗い工程前での給水動作につき、図５、図６を参照しつつ、以下に詳述する。

まず、布量測定手段９１が、給水前に布量を測定する（ステップＳ１）。布量は、前述したように、モータの回転加速度から測定する。

次に、初期冷水給水量算定手段９３が、測定布量を取得し、その測定布量に対応する初期冷水給水時間を、給水量テーブル９２を参照して定める（ステップＳ２）。

そして、給水制御手段９４が給水弁５１ａを初期冷水給水時間だけ開放駆動して、プレ給水を行う（ステップＳ３〜Ｓ５）。なお、ここでは、さらに一定時間だけドラム３を回転させて初期洗浄（プレ洗浄）を行う（ステップＳ６、Ｓ７）。以上がプレ給水ステップである。

次に給水制御手段９４は、給湯弁５２ａを開放駆動する（ステップＳ８）。そして、水位センサによる測定水位、すなわち水槽２内水位が規定水位に達しているか否かを判断する（ステップＳ９）。達している場合は、給湯弁５２ａを閉鎖駆動し（ステップＳ１０）、洗い工程を開始する（ステップＳ）。

一方、水槽２内水位が規定水位に達していない場合には、給湯弁５２ａを開放のままにしておき、水槽２内の温度が上限温度Ｔ_Ｈに上昇するまで、水槽２内に温水を導く（ステップＳ１１、ステップＳ８）。

水槽２内の温度が上限温度Ｔ_Ｈに達すると、給水制御手段９４は、給湯弁５２ａを閉鎖駆動するとともに（ステップＳ１２）、給水弁５１ａを開放駆動する（ステップＳ１３）。そして、水槽２内水位が規定水位に達しているか否かを判断し（ステップＳ１４）、達している場合は、給水弁５１ａを閉鎖駆動し（ステップＳ１５）、洗い工程を開始する（ステップＳ１８）。

一方、水槽２内の水位が規定水位に達していない場合には、給水弁５１ａを開放駆動したままにして、水槽２内の温度が下限温度Ｔ_Ｌに下降するまで、水槽２内に冷水を導く（ステップＳ１６、Ｓ１３）。

そして、水槽２内の温度が下限温度Ｔ_Ｌに達すると、給水制御手段９４は、給水弁５１ａを閉鎖駆動し（ステップＳ１７）、再度ステップＳ８に戻る。

しかして、このようなものであれば、布量に応じた量の冷水のプレ給水（初期冷水給水）を行うため，布量が少量時には、プレ給水の比率が多くなることを防止できる。つまりプレ給水量を必要最低限度に抑えることができるので、その後のメイン給水時に洗濯水温を上昇させて温度制御することが容易になる。

特に、プレ給水量が全給水量の３３％以上になると、標準的な水温（冷水１５℃，温水６０℃）において混合した洗濯水の温度は、本体の熱容量等も加味されて、洗剤に最適な温度（２５〜４０℃）に到達しなくなるところ、この実施形態では、プレ給水の給水量を全給水量の所定以下の比率（例えば約３０％以下）にしているので、洗濯水の温度を洗剤に最適な温度に調整することが確実にできるようになる。

一方、布量が多量時には、プレ給水量の不足を防止できるので、プレ給水量不足による衣類ダメージやたんぱく質の凝固等を好適に回避できる。

また、布量は、既に取り付けられている回転速度センサ等からの情報によって測定できるため、本実施形態はソフトウェアの改良のみで実現でき、センサー等のハード追加によるコストアップや故障要因増大を招くことがない。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、給水量テーブルを用いた段階的な判断とせず、演算式を記憶しておいて、この演算式に測定布量を代入し、初期冷水給水量を算定するようにしてもよい。その場合の式の一例をグラフで表すと、図７のようになる。

また、給水量を給水時間で制御していたが、流量計で測定したり、水位計で測定したりして給水量を制御することも可能である。

その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

本発明の一実施形態に係る洗濯機の模式的内部構造図。 同実施形態に係る制御装置の機能ブロック図。 同実施形態に係る給水量テーブルの一例を示すテーブル内容図。 同実施形態に係る給水量テーブルを示すグラフ。 同実施形態に係る給水動作を説明するためのフローチャート。 同実施形態に係る給水動作を説明するためのフローチャート。 本発明の他の実施形態において、布量から定める給水量を示すグラフ。

符号の説明

１００・・・洗濯機
２・・・水槽
５１・・・冷水給水手段
５２・・・温水給水手段
９１・・・布量測定手段
９２・・・給水量テーブル
９３・・・初期冷水給水量算定手段

Claims (4)

1. 温水給水手段と冷水給水手段とを備え、最初に冷水を給水した後、水槽内の水温が設定値となるように温水及び冷水を洗濯必要量まで給水する洗濯機において、
   水槽内の布量を測定する布量測定手段によって給水前に布量を測定し、該測定布量に基づいて、最初の冷水給水量である初期冷水給水量を定めるものであることを特徴とする洗濯機。
2. 測定布量がとり得る値を複数に区分したときの各区分の範囲と各区分に対応する初期冷水給水量とを対にした給水量テーブルを具備しており、前記給水量テーブルを参照して前記測定布量に対応する初期冷水給水量を定めるものである請求項１記載の洗濯機。
3. 前記洗濯必要量を給水したときの水槽内の水温を設定値以上に維持できる冷水給水量を上限とし、布を湿らせるために必要な最低限の水量を下限として前記初期冷水給水量を定めるものである請求項１又は２記載の洗濯機。
4. 温水給水手段と冷水給水手段とを備え、最初に冷水を給水した後、水槽内の水温が設定値となるように温水及び冷水を洗濯必要量まで給水する洗濯機に用いられるものであって、
   給水前に布量測定手段によって測定された水槽内の測定布量に基づいて、最初の冷水給水量である初期冷水給水量を定める初期冷水給水量算定手段としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とする洗濯機用給水プログラム。