JP2011015714A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】すすぎ水量の節水化、およびすすぎ運転時間の短縮化を図るとともにすすぎ効果（洗剤の除去）を高めることができる洗濯機を提供することを目的とする。
【解決手段】電動機１９、給水電磁弁６、排水電磁弁２２の作動を制御する制御手段６１を備える洗濯機において、洗濯物３８を洗う洗い運転後に排水電磁弁２２を開いて洗濯槽９内の洗い水を排水して洗濯槽９を高速で回転させる高速脱水運転を行い、高速脱水運転後に高速の４〜６割程度の中速で洗濯槽９を回しながら給水電磁弁６を開放作動させてシャワー注水をするシャワー散水脱水運転を行い、シャワー散水脱水運転後に洗濯槽９を中速から高速に高めた高速で回転させる高速脱水運転を行い、該高速脱水運転後に高速の１〜２割程度の低速で洗濯槽９を回しながら給水電磁弁６を開放作動させてシャワー注水をする回転シャワー注水運転を行い、回転シャワー注水運転後に洗濯槽９を高速で回転させる最終脱水運転が行なわれるように制御手段で制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗い運転後に遠心脱水をしながら清水を洗濯槽内にシャワー状に散水し、その後に洗濯槽を低速で回動しながら清水の注水を行うすすぎ方式を備えた洗濯機に関する。

このシャワー注水すすぎ方式を備えた洗濯機は、例えば、特開２００１−３４０６９０号公報（特許文献１）に記載されている。

特許文献１に示す洗濯機は、洗い運転後に洗濯槽の高速脱水を終え、洗濯槽を中速で回転しながら脱水回転シャワー注水を行いその後、清水を注水してためすすぎをするものである。

特開２００１−３４０６９０号公報

上記のシャワー散水脱水は、洗濯槽を３００ＲＰＭで回して脱水をしながら清水を散水するすすぎになる。シャワー散水脱水すすぎは、ためすすぎに比べすすぎ水量が少なく、すすぎ運転時間が短かいが洗剤を除去する希釈化ではためすすぎより劣る。したがって、シャワー散水脱水すすぎを２回行っても洗剤の除去は不十分である。

本発明は、上記の課題に対処し、すすぎ水量の節水化、およびすすぎ運転時間の短縮化を図るとともにすすぎ効果（洗剤の除去）を高めることができる洗濯機を提供することを目的とする。

本発明は、収納した洗濯物を洗う洗濯槽と、洗濯槽を回転駆動する電動機と、洗濯槽にシャワー注水をするシャワー注水ケースと、シャワー注水ケースに水道水を供給する給水電磁弁と、洗濯槽に溜まる水を排水する排水電磁弁と、電動機、給水電磁弁、排水電磁弁の作動を制御する制御手段を備える洗濯機において、洗濯物を洗う洗い運転後に排水電磁弁を開いて洗濯槽内の洗い水を排水して洗濯槽を高速で回転させる高速脱水運転を行い、前記脱水運転後に高速の４〜６割程度の速度で洗濯槽を回転しながら給水電磁弁を開放作動させて脱水回転中にシャワー注水をする回転シャワー散水の脱水運転を行い、シャワー散水脱水運転後に洗濯槽を中速から高速に高めた速度で、高速で回転させる。次のすすぎでは洗濯槽の高速回転の１〜２割程度の低速で洗濯槽を回動しながら給水電磁弁を開放作動させて清水を洗濯物に注水する注水すすぎ運転を行い、注水すすぎ後に洗濯物に含まれている水分を除去する最終脱水運転が行なわれるように制御手段で制御することを特徴とする。

本発明によれば、すすぎ水量の節水化、およびすすぎ運転時間の短縮化を図るとともにすすぎ効果（洗剤の除去）を高めることができる洗濯機を提供することができる。

本発明の実施例に係るもので、洗濯機の全体を縦に断面した縦断面図である。 本発明の実施例に係るもので、洗濯機本体外観図示す。 本発明の実施例に係るもので、シャワー散水の部分拡大断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、制御手段のブロック図を示す。 本発明の実施例に係るもので、洗濯コースの工程図を示す。 本発明の実施例に係るもので、脱水時における回転シャワー散水と槽回動注水すすぎ方式の運転形態を示す。 本発明の実施例に係るもので、すすぎと洗剤濃度を示す。 従来のすすぎと洗剤濃度を示す。 洗濯物に吸着した界面活性剤の状態を示す拡大図である。 洗濯物に吸着した界面活性剤を脱水回転シャワー散水して除去する状態を示す拡大図である。

以下、本発明の実施形態に係わる実施例について、図を引用して説明する。

まず、図１、図２、図３を基に、洗濯機の概要から説明する。

図１に示す洗濯機の縦断面図において洗濯機の外筺体は、外枠１、外枠１を下から支持する外枠ベース２、外枠１の上に設けられたトップカバー３、トップカバー３に開閉自在に備わる蓋４を有する。外槽５は外筺体内にあって外枠１の上側内部に設けたコーナ支持部８より垂下する吊棒７に防振バネ２１を介して防振支持される。

洗濯槽９は外槽５内に回転自在に置かれる。洗濯脱水モータ１９としてのＤＣブラシレスモータは外槽５の底側下面に設けられる。洗濯脱水モータ１９はフランジ２０を用いて外槽５にしっかり取り付けられる。洗濯脱水モータ１９の回転主軸３３は洗濯槽９の底面フランジ３９に固定され、洗濯槽９を支持する。

回転主軸３３の中心には洗濯槽９内に回転自在に置かれる攪拌翼１１を左右に回転させる内側回転軸（図示せず）が備わっている。

洗濯脱水モータ１９は、回転伝達切り替え手段（図示せず）で切り替えられる。回転伝達切り替え手段の切り替えで洗濯脱水モータ１９の回転が攪拌翼１１を左右回転させ洗濯が行われる。

洗濯脱水モータ１９の回転が上記内側回転軸だけに伝えられると、攪拌翼１１が攪拌回転し、洗濯槽９内の洗濯物３８が洗濯される。また、回転伝達切り替え手段の切り替えで洗濯脱水モータ１９の回転が洗濯槽９に伝達されると、洗濯槽９は回転し、洗濯物３８の遠心脱水が行われる。

洗濯物３８の脱水では洗濯脱水モータ１９は高速で回転し、洗濯槽９の胴体に設けた脱水穴１２から遠心脱水が行われる。洗濯槽９は上部にバランサー１０を備えているので、遠心脱水時、洗濯物３８の片寄りによるアンバランス発生時の異常振動は緩和される。

コントロール基板２７はトップカバー３の前側に備えられる。電源スイッチ３７はコントロール基板２７に設けられる。電源スイッチ３７を投入し、表示パネル３６に設けられる各種入力スイッチを操作して洗濯運転がセットされる。

水位センサー３８はトップカバー３の前側に備えられる。圧力チューブ２６を介して水位センサー３８はエアートラップ１４の空気室１５に通じている。

外槽５内に貯留する洗濯水の水位は水圧の変化により水位センサー３８により検知され、その水位情報はコントロール基板２７に提供され、給水がコントロールされる。

排水電磁弁２２は外槽５の底部に設けた排水口２２aに連通する排水ホース２３に備わる。洗濯やすすぎで使った水は排水電磁弁２２の開放で排水ホース２３を通じて機外へ排水される。

次に、脱水が行われる脱水運転は排水電磁弁２２を開放したままで行う。排水電磁弁２２の開閉、洗濯脱水モータ１９の運転、停止、速度調整はコントロール基板２７によりコントロールされる。

次に、図１を引用しながら図２の外観図を基に説明する。

注水ケース２５は、給水電磁弁６、給水接続口２４を有する。給水接続口２４には給水ホース３１を介在して、水道水供給の蛇口３０に接続され、蛇口３０から供給される水道水は給水電磁弁６の開放によって注水ケース２５を通じて洗濯槽９に注がれる。

外槽カバー１３は外槽５の上部に設けられる。注水ケース２５から流出する水道水が洗濯槽９の外側に逸れても外槽カバー１３にガイドされ機外に流出して床面を濡らさないような構成となっており、全ての供給された水は洗濯槽９に注がれる。

洗剤トレー１６はバランサー１０の内周側で注水ケース２５の真下に位置するように設けられる。洗剤トレー１６の受口は注水ケース２５に向けて開口する。洗剤トレー１６に連通する洗剤流下路１７は洗濯槽９の胴体に沿って下方に延在し、洗濯槽９の底部外側に開口する洗剤排出口１８を有する。

洗剤は注水ケース２５から洗剤トレー１６に注がれた水により、洗剤流下路１７を流下して洗濯槽９の下部に位置している洗剤排出口１８から外槽５に溜まり、洗濯水に混じって溶解する。良く溶解するため、洗剤の化学力を有効に導き出せて、高い洗浄効果を提供することが出来る。

注水ケース２５はシャワー状のシャワー散水２８と洗剤注流２９をもたらす。シャワー散水２８は洗濯槽９を定速で一方向に回動しながら散水するため、洗濯物３８全体に亘り散水される。また、同時に洗剤注流２９からは洗濯槽９が１回転毎に洗剤トレー１６に注がれる。また、図２に示すトップカバー３の前側に、液体洗剤や液体の漂白剤などを投入する液体投入口３７が備えられている。

図３に示す部分拡大断面図を引用して説明する。

トップカバー１３の後部の注水ケース２５近傍には、柔軟剤ケース３２が備わる。柔軟剤の投入ケース３２は、柔軟剤を貯留する柔軟剤用タンクと柔軟剤用タンク内の柔軟剤を洗濯槽９内へ供給するための水を制御する供給電磁弁６aを有する。通常、供給電磁弁６aは閉じられている。供給電磁弁６aが開放されると、柔軟剤ケース３２内へ水が供給されて洗濯槽９内へ流出される。

図３は、洗いが終了して、排水−脱水工程後の状態を示した図であり、脱水後には、洗濯物３８は、洗濯槽９の高速回転により洗濯槽９の内周に均一に押し付けられた状態となっている。脱水が終了した後は、すすぎ工程へ移行するため、清水が給水電磁弁６の制御により、洗濯物３８に注水ケース２５からシャワー散水２８される。このとき、シャワー散水２８が洗濯物３８に均一に注がれるように洗濯槽９は、１分間に約２００回転以下の低速で回転しながらシャワー散水２８される。それと同時に、給水電磁弁６aの制御により清水が柔軟剤ケース３２に供給され、清水と混合した柔軟剤が洗濯槽９内の洗濯物３８に注がれる。

柔軟剤は洗濯槽９が高速に回転している時注ぐと洗濯物３８に十分浸透しないで脱水穴９から遠心力により排出されてしまう。このため、柔軟剤は洗濯槽９を約２００回転以下の低速回転で注ぐ必要がある。

すすぎ散水と同時に柔軟剤を洗濯物３８に散水後、洗濯物３８に含まれた水分を除去するため、洗濯槽９を高速回転とする工程が最終脱水工程となる。

次に、洗濯機の制御回路について図４を基に説明する。

制御回路は、前記図１に示したコントロール基板２７に備わる。

制御回路は、マイコンで作られた制御ユニット部６１、入力回路部７０、出力駆動回路部７１を有する。制御部６１（制御手段）は、ＣＰＵ６２（中央制御部）、タイマー６３、メモリー６４、出力ポート６５、入力ポート６６を有する。ＣＰＵ６２は演算部６２a
制御部６２ｂを有する。メモリー６４はＲＡＭａとＲＯＭｂを有する。

入力回路部７０には、電源スイッチ３７、水位センサー３８、ＩＣホール素子７４、蓋開閉センサー７５、全自動選択キー７６、マニアル設定キー７７、布量センサー７８が接続される。各種のスイッチやセンサーの情報信号は入力回路部７０に入力され、入力回路部７０を通じて制御ユニット部６１（制御手段）に情報を伝達する。

出力駆動回路部７１には、洗濯脱水モータであるＤＣブラシレスモータ１９、給水電磁弁６、排水電磁弁２２、蓋ロックソレノイド７９、終了ブザー８０が接続される。ＤＣブラシレスモータ１９、排水電磁弁２２を含む各種電気機器は制御ユニット部６１（制御手段）の制御のもとで、出力駆動回路部７１を通じて供給される電力で作動する。

図５と図６を基に洗濯コースの一例について説明する。

この洗濯コースは、給水３００、洗い３０１、排水／脱水３０２、すすぎ（１）３０３、すすぎ（２）３１２、最終脱水３０７と推移して１コースの洗濯が行われる。

給水３００では給水電磁弁６を開放し、水道水が注水ケース２５を通じて洗濯槽９にシャワー散水２８となって注がれる。また、注水ケース２５より洗濯槽９の洗剤トレー１６に洗剤注流２９となって注がれ、洗剤を溶解しながら洗濯槽９の洗剤排水口１８から外槽５に投入され洗濯運転に備えられる。

洗濯に必要な水が供給された後、洗い工程３０１で洗いが開始される。洗い工程３０１が終了すると、排水脱水工程３０２へ移行する。この工程では、洗濯物３８に含まれた洗剤分を含んだ水分は洗濯槽９の高速回転に伴う遠心力により洗濯槽９に設けられた脱水穴１２から排出される。

洗濯物３８に含まれた水分が十分に脱水（脱水率：約５５〜６０％）された後、洗濯槽９を回転駆動する洗濯脱水モータ１９への通電を停止し、洗濯槽９の回転を約３００〜５００回転に減速した後、給水電磁弁６の制御により清水を注水ケース２５から間欠的に洗濯物３８にシャワー散水２８をする。

このため、洗濯物３８に吸着した洗剤の界面活性剤がシャワー散水２８された清水により、洗濯槽９が回転する遠心力によりふりきられ除去される。

シャワー散水２８は、洗濯槽９の回転数が高い程大きな効果が出るが、その反面シャワー散水２８された清水が洗濯物３８の凹凸な表面に当たり、外槽カバー１３から外に飛沫し、床面を濡らす原因となる。

このため、シャワー散水２８での洗濯槽９の回転数は３００〜５００回転が適切である。

シャワー散水工程３０３aでシャワー散水２８を行った後、洗濯物３８に含まれた水分を十分に脱水するため脱水工程３０３bで脱水する。すすぎ１工程における脱水３０３bが終了した後、すすぎ工程２へ移行する。

すすぎ工程２では、洗濯槽９を低速（２００回転以下）で回動しながら、給水電磁弁６を開放し、清水を注水ケース２５から洗濯物３８にシャワー散水２８をすると同時に、柔軟剤も投入するため、給水電磁弁６aを開放して柔軟剤ケース３２へ清水を供給して洗濯槽９内の洗濯物３８へ柔軟剤を散水する。

このとき、洗濯槽９の回転数を高速とすると洗濯物３８に散水された柔軟剤が洗濯物３８に十分浸透しないで、脱水穴１２から清水と同時に脱水されてしまうために洗濯槽９の回転速度を２００回転以下として、散水する。

洗濯槽９を低速回転に制御するには、駆動用の洗濯脱水モータ１９を間欠的にＯＮ−ＯＦＦして調整している。

すすぎ２工程での槽回転注水すすぎ３１２が終了すると、最終脱水工程へ移行する。最終脱水工程では、排水脱水３０７の動作が行われ、この時の脱水回転数は高速回転（８００〜１０００回転）で洗濯槽９を５分から１０分程度運転し、洗濯物３８に含まれるすすぎ水分を十分に脱水し洗濯コースを終了する。

なお、すすぎ工程２でのすすぎは、従来では洗いと同じ水量（定格洗濯容量が８ｋｇの場合５５リットル）を供給して、ためすすぎを行っていた。このため、給水量が１分間に１５リットルの場合、給水時間に約４分近くを必要としていた。

本発明は、すすぎ時にすすぎ水を供給する給水時間が無く、槽回転注水すすぎ３１２では、排水電磁弁を開放した状態で洗濯物３８に清水を注水する回転注水すすぎを行うため、従来のためすすぎに必要な給水時間、約４分程度の短縮化が図れる。

また、すすぎ水量も脱水回転シャワーすすぎ３０３aと併用したために、約２０リットル程度の水量で終了できる。

洗濯物３８のすすぎ効果に関しては、すすぎ工程１での回転シャワー散水脱水すすぎ３０３aと併用するため、十分なすすぎ効果が得られる。

本発明は、特に少量の洗濯物３８を洗う工程としては有効なものであり、節水・時短・節電の効果が得られる。

すすぎ方式と従来のためすすぎ方式の比較を図７、図８を引用して説明する。

図７は本発明の実施例に係るすすぎ方式による洗剤濃度の説明図である。図８は従来のためすすぎ方式での洗剤濃度の説明図である。

洗い時における洗剤の使用量は水３０Ｌに対し２０ｇ投入した場合である。この場合のすすぎ方式による洗剤濃度変化図である。

図７は、本発明の脱水回転シャワー散水３０３aと槽回転注水すすぎ３１２の回数と洗剤濃度の関係を示している。

一般的には、洗濯物３８に残留する洗剤濃度（界面活性剤濃度）は３００ｐｐｍ以下となれば実使用上支障ないレベルである。

洗い時での洗剤濃度は、約６６０ｐｐｍとなっており、脱水回転シャワーすすぎ３０３aをすると約５００ｐｐｍ位となる。この時のシャワー散水量は１０リットルの場合を示しているが、シャワー散水量を多くすれば、更に洗剤濃度の低下が望める。しかし、すすぎ水量の低減化により、図７では１０リットルのシャワー散水量３０３aの洗剤濃度である。

次に、シャワー散水３０３aでの１０リットル散水終了後、槽回転注水すすぎ３１２を行うと、洗剤濃度が約２５０ｐｐｍ位まで低減する。この時の注水量は、２０リットル程度となり排水電磁弁２２を開放した状態で行う。

次に、すすぎ２回目として槽回転注水すすぎ３１２と同じく注水量を２０リットルで行うと洗剤濃度は約２２０ｐｐｍ程度となる。

約１０リットルの清水で脱水回転シャワーすすぎ３０３aをした後、約２０リットルの清水で槽回転注水すすぎ３１２を行う事により、洗剤濃度の低下はほぼ飽和状態となるまですすげる。すなわち槽回転注水すすぎ３１２は１回で十分である。

すなわち、すすぎに使用する清水の使用量は、脱水シャワーすすぎ３０３aの１０リットルと槽回転注水すすぎ３１２の２０リットル、合計３０リットル程度で十分すすげた状態といえる。

すなわち、洗濯コースに使用する水は定格負荷８ｋｇの場合、洗いで６０リットル、脱水回転シャワー３０３aで１０リットル、槽回転注水すすぎ３１２で２０リットル、合計９０リットルの使用水量で洗濯が出来る節水対応コースの提供が出来る。

次に図８を基に、従来のためすすぎを採用した場合の使用水量と洗剤濃度の状態を説明する。

洗い時での洗剤濃度は、図７と同じく洗剤は、水３０リットルに対し２０ｇ投入し定格負荷８ｋｇでの場合で、約６６０ｐｐｍである。
洗い３０１後、洗濯物３８に含まれる洗濯液を脱水３０２し、ためすすぎ１を行う。この時のすすぎ水は、約５５Ｌの水量で希釈された場合の洗剤濃度は約４００ｐｐｍ位となる。

２回目のためすすぎも１回目と同様に約５５Ｌの水を給水して希釈すると、すすぎ濃度は約２３０ｐｐｍ位となり、３回目では２回目とほぼ同じ洗剤濃度となり飽和状態となる。

従来での洗濯コースに使用される合計の水量は、洗い３０１で６０リットル、ためすすぎ１で５５リットルとなり１１５リットルを必要としている。

このため、図７で示した脱水シャワー散水すすぎを採用した場合は、約２５リットルの節水が可能となる。

次に、図９および図１０を基に脱水シャワーすすぎ３０３aの効果を説明する。
図９と図１０は、木綿で形成されている衣類の一部を部分拡大したものである。
洗濯物３８（衣類）は、無数の単繊維５３の集合体で１本の綿糸５４を形成しており綿糸５４を織り生地としている。この生地を縫製して衣類が作られる。

図９に示すように、洗い時には、洗剤の界面活性剤５５が、綿糸５４の表面に吸着しており、衣類（洗濯物３８）に付着した汚れなどと化学的に反応して衣類（洗濯物３８）から汚れを除去するものである。

図１０は、図５と図６に示す回転シャワー脱水による説明図であり、清水をシャワー散水２８する事により、衣類を構成している綿糸５４の表面に吸着している界面活性剤５５が、散水された清水と同時に衣類の綿糸５４の表面から剥離されて脱水液５６として衣類から除去される。

この事により、衣類の綿糸５４表面に吸着していた界面活性剤が大幅に除去されて、すすぎ効率を向上させる。

５…外槽
９…洗濯槽
６…給水電磁弁
１２…脱水穴
１９…洗濯脱水モータ
２２…排水電磁弁
２３…排水路
２５…注水ケース
２８…シャワー散水２８
６１…制御ユニット部（制御手段）

Claims (3)

1. 収納した洗濯物を洗う洗濯槽と、前記洗濯槽を回転駆動する電動機と、
   前記洗濯槽にシャワー注水をするシャワー注水装置と、
   前記シャワー注水装置に水道水を供給する給水電磁弁と、
   前記洗濯槽に溜まる水を排水する排水電磁弁と、
   前記電動機、前記給水電磁弁、排水電磁弁の作動を制御する制御手段を備える洗濯機に
   おいて、
   洗濯物を洗う洗い運転後に前記排水電磁弁を開いて前記洗濯槽内の洗い水を排水して洗濯槽を高速で回転させる高速脱水運転を行い、
   前記脱水運転後に前記高速の４〜６割程度の中速で前記洗濯槽を回しながら前記給水電磁弁を開放作動させて前記シャワー注水をするシャワー散水脱水運転を行い、
   前記シャワー散水脱水運転後に前記洗濯槽を中速から高速に高めた回転速度で高速脱水運転を行い、
   前記シャワー散水脱水運転後の高速脱水運転後に前記高速の１〜２割程度の低速で前記洗濯槽を回動しながら、前記給水電磁弁を開放作動させて回転注水すすぎ運転を行い、
   前記回転注水すすぎ運転後に前記洗濯槽を高速で回転させる最終脱水運転が行なわれるように前記制御手段で制御することを特徴とする洗濯機。
2. 請求項１記載の洗濯機において、
   前記回転注水すすぎ運転では前記洗濯槽に柔軟剤の注入が行なわれることを特徴とする洗濯機。
3. 請求項１または２記載の洗濯機において、
   前記回転注水すすぎ運転では前記洗濯槽の回動が休止を挟んで繰り返されることを特徴とする洗濯機。

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