JP2011055979A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗剤の種別が異なっても、洗濯液の汚れ量を正確に判定して洗い工程およびすすぎ工程の制御を行える洗濯機を提供する。
【解決手段】洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検出手段１０と、洗濯液状態検出手段１０の出力値に応じて給水、洗い、すすぎ運転を制御する制御手段１２を備え、制御手段１２は、外槽２や内槽３への給水開始よりあらかじめ定めた所定水位における洗濯液状態検出手段１０の出力値をあらかじめ定めた値と比較して、粉末洗剤と液体洗剤の判別を行い、この判別結果によって洗濯液の状態判定の閾値を決定するようにしたから、洗剤の種別が異なっても、洗濯液の汚れ量を正確に判定して洗い工程およびすすぎ工程の制御を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯液の状態に応じて洗濯運転を制御する洗濯機に関するものである。

従来、洗濯機の汚れ検知装置として、外槽の最下部付近に濁度センサ等の洗濯液の状態を検知する汚れセンサを設置し、洗濯液の汚れ等の状態を検知することで洗濯工程の制御を行うことが考えられている（例えば、特許文献１、２参照）。

汚れセンサは、洗濯液の透過度や導電率を測定することで洗濯液の汚れ量を判定することが行われているが、使用する洗剤種別（粉末洗剤／液体洗剤）によって汚れセンサの出力の絶対値や変化傾向が異なる。このため、洗濯を開始して一定時間後の汚れセンサの出力を利用して洗剤判別を行い、液体洗剤時は洗い時間を延長することや、すすぎ運転は時間短縮等を行わずに従来同様に布量検出により判定した布量に応じた運転を行なうことが考えられている。

また、判別タイミングとしては、すすぎ撹拌前の透明な水からの透過率変化を検出することにより汚れの大小或いは液体洗剤か粉末洗剤かの判別を行うことが考えられている（例えば、特許文献３参照）。

特開昭６３−１５４１９６号公報 特開平３−１４６０９６号公報 特開平４−３５６８４号公報

しかしながら、上記特許文献１、２の洗濯機の構成では、液体洗剤使用時には洗いやすすぎ工程の制御を従来通りに行うので、汚れが少ないときでも液体洗剤使用時には時間短縮や水量削減ができないといった課題があった。また、上記特許文献３の洗濯機の構成では、すすぎ運転時に洗剤種別の判別を行うため、洗い工程での時間短縮や水量削減ができないといった課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用する洗剤種別（粉末洗剤／液体洗剤）に応じた洗濯工程の制御を行う洗濯機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の洗濯機は、給水開始よりあらかじめ定めた状態における洗濯液状態検出手段の出力値をあらかじめ定めた値と比較して、粉末洗剤と液体洗剤の判別を行い、前記判別結果によって洗濯液の状態判定の閾値を決定するものである。これによって、使用する洗剤種別（粉末洗剤／液体洗剤）に応じてそれぞれの洗濯工程の制御を行うことができる。

本発明の洗濯機の汚れ検出装置は、給水開始後に洗剤種別（粉末洗剤／液体洗剤）するので、使用する洗剤種別（粉末洗剤／液体洗剤）に応じて洗濯工程の制御を変えることができるので、たとえば、洗剤別に汚れ量に応じた洗濯工程の制御をすることができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の概略構成図 同洗濯機の洗剤種別判別の例を示す図 同洗濯機の汚れレベル判定の例を示す図 本発明の実施の形態２における洗濯機の概略構成図

第１の発明は、洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検出手段と、前記洗濯液状態検出手段の出力値に応じて給水、洗い、すすぎ運転を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、給水開始よりあらかじめ定めた状態における前記洗濯液状態検出手段の出力値をあらかじめ定めた値と比較して、粉末洗剤と液体洗剤の判別を行い、前記判別結果によって洗濯液の状態判定の閾値を決定するようにした洗濯機とすることにより、使用する洗剤種別（粉末洗剤／液体洗剤）に応じて洗い工程およびすすぎ工程の制御を変えることができ、洗剤別に汚れ量に応じた洗い工程およびすすぎ工程の制御をすることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、給水開始よりあらかじめ定めた時間における洗濯液状態検出手段の出力値をあらかじめ定めた値と比較して、粉末洗剤と液体洗剤の判別を行い、前記判別結果によって洗濯液の状態判定の閾値を決定するようにした洗濯機とすることにより、給水の水圧にかかわらず一定の時間によって洗濯液状態検出手段の出力値を取得できるため、決まった時間で洗濯液状態検出手段の出力値を取得でき、常に同じ条件での出力値を得ることができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、給水開始よりあらかじめ定めた水位に達した時における洗濯液状態検出手段の出力値をあらかじめ定めた値と比較して、粉末洗剤と液体洗剤の判別を行い、前記判別結果によって洗濯液の状態判定の閾値を決定するようにした洗濯機とすることにより、給水の水圧にかかわらず一定の水量によって洗濯液状態検出手段の出力値を取得でき、常に同じ条件での出力値を得ることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、洗濯液状態検出手段は、洗濯液の汚れ量を検出することを特徴とした洗濯機とすることにより、洗剤種別の判別と洗濯液の汚れ量をそれぞれの時間で測定して、洗剤および汚れ量に応じた洗い工程およびすすぎ工程の制御をすることができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、洗濯液状態検出手段は、発光素子と受光素子を有する透過度センサで構成して、洗剤液の透過度を出力し、粉末洗剤と液体洗剤の判別は、前記出力値があらかじめ定めた値と比較して小さいときに粉末洗剤と判別する洗濯機とすることにより、給水開始よりあらかじめ定めた状態における洗濯水の透過度によって洗剤種別を判別して、洗剤および汚れ量に応じた洗い工程およびすすぎ工程の制御をすることができる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明において、洗濯液状態検出手段は、循環経路内に浸漬した１対の電極を有する導電率センサで構成して、洗剤液の導電率を出力し、粉末洗剤と液体洗剤の判別は、前記出力値があらかじめ定めた値と比較して大きいときに粉末洗剤と判別する洗濯機とすることにより、給水開始よりあらかじめ定めた状態における洗濯水の導電率によって洗剤種別を判別して、洗剤および汚れ量に応じた洗い工程およびすすぎ工程の制御をすることができる。

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１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の概略構成図、図２は、同洗濯機の洗剤種別判別の例を示す図、図３は、同洗濯機の汚れレベル判定の例を示す図を示すものである。

図１において、洗濯機全体の外箱１の内部に外槽２が配設され、さらに外槽２の内側には通水孔３ａを周壁に多数有する内槽３が回転自在に配設されており、さらに内槽３の内底部には、撹拌体１１が回転自在に配設されている。

また、外槽２の外側底部にはモータ４が接続されて、このモータ４によって洗濯時には撹拌体１１を低速で回転させ、脱水時には撹拌体１１および内槽３を高速で回転させるようにしている。

外槽２の最低部には、取水口５が接続されており、排水弁６につながっており、排水弁６は、洗濯液を機外に排水するための排水管７につながっている。

さらに、外槽２の底部、具体的には、取水口５と排水弁６の間の部分には、洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段１０が設置されている。洗濯液状態検知手段１０は、例えば、ＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子で構成された透過度センサ（図示せず）が設置されており、これらの素子に挟まれた部分の経路は透光性の材料でできており、発光素子から発光した光を洗濯液を通して受光素子で受光して電圧に変換して出力する。

洗濯液状態検知手段１０の出力の取り込みはマイコン等の制御回路１２によって行われ、受光素子からの出力値を洗濯液の透過度として処理を行い、この透過度をもとにして洗い工程やすすぎ工程の制御を行う。

洗い工程における洗濯液は、洗剤や撹拌によって洗濯物からの汚れが溶け出して徐々に濁ってくる。このため、洗剤液の透過度や時間による透過度の変化を見ることにより、汚れの量や洗浄の完了を判定することができる。

給水口１３は水道に接続され、洗い工程時の給水は、第１の給水弁１４を介して洗剤収容容器１５に給水を行う。最終すすぎ時の給水は、第２の給水弁１６を介して柔軟剤収容容器１７に給水を行う。洗剤収容容器１５や柔軟剤収容容器１７に入った水は、外槽２や内槽３を順次水で満たしていく。

制御手段１２は、排水弁６、第１の給水弁１４や第２の給水弁１６の開閉、モータ４の制御等を行うことによって、すべての洗濯の工程（洗い工程、すすぎ工程、脱水工程等）の制御を行う。

次に、本実施の形態の洗濯機の動作について説明する。

洗い工程の開始時は、制御手段１２によって第１の給水弁１４が開かれ、水道水が洗剤収容容器１５を介して外槽２に流し込まれる。洗剤収容容器１７には、洗剤を事前に投入しているため、洗剤が水道水に溶け込んだ状態で外槽２や内槽３を満たしていく。

給水があらかじめ定めた所定水位になると、洗濯液状態検知手段１０は、発光素子より発光を行って、受光素子で受光した出力を、制御手段１２によって、その時点の洗濯液の透過度として処理し、洗剤種別判定値Ｄ０として記憶する。

制御手段１２は、図２に示すように、洗剤種別判定値Ｄ０が、定められた値（たとえば図２ではＫ０）以上であれば（つまりＫ０≧Ｄ０ａ）、使用している洗剤は液体洗剤と判断し、液体洗剤用の閾値を設定して汚れ量判定に用いる。一方、洗剤種別判定値が、定められた値未満であれば（つまりＫ０＞Ｄ０ｂ）、使用している洗剤は粉末洗剤と判断し、粉末洗剤用の閾値を設定して汚れ量判定に用いる。

粉末洗剤は水に溶けても液体洗剤に対して濁度が非常に高く、つまり透過度が非常に低いので、粉末洗剤と液体洗剤の判別を透過度によって行うことができる。

洗濯液状態検知手段１０は、洗い工程が開始されると、例えば１分毎に発光素子より発光を行って、受光素子で受光した出力を、制御手段１２によって、その時点の洗濯液の透過度として処理し、水量、洗濯時間、撹拌間隔や撹拌力などの洗い工程の制御に用いられる。

例えば、洗い開始５分の洗濯液状態検知手段１０の出力値Ｄ１によって、衣類汚れ量を推定するとした場合、表１に示すように、粉末洗剤、液体洗剤でそれぞれ閾値Ａ、閾値Ｂ、閾値Ｃは順番に大きくなる値とした３つの値により、汚れ量の小さい方から、汚れレベル１から汚れレベル４までの４つの汚れレベルに分けて判定する。

図３に示すように、粉末洗剤使用時の透過度Ａでは、Ｄ１ａはＫ１３より大きいことから、汚れレベル１と判定し、粉末洗剤使用時の透過度Ｂでは、Ｄ１ｂはＫ１１とＫ１２の間であることから、汚れレベル３と判定する。この汚れレベルによって洗い時間の延長や短縮、すすぎの回数や時間の設定を行う。

洗濯液状態検知手段１０の出力値の利用においては、上記の例に示した絶対値の他に、２つの時点の差、変化率の遷移をとることによって、洗濯液の汚れ量、洗い完了度、すすぎ完了度などを判断することができる。いずれも洗剤種別毎の閾値を設けることで汚れ量を判定することができる。

さらに、洗剤種別の判別結果によって、粉末洗剤使用時と液体洗剤使用時で制御の内容、時間や順番を異ならせることに用いることもできる。

すすぎ工程時も同様に、制御手段１２によって第１の給水弁１４が開かれ、水道水が洗剤収容容器１５を介して外槽２に流し込まれ、洗濯液状態検知手段１０は、すすぎ工程が開始されると、例えば１分毎に発光素子より発光を行って、受光素子で受光した出力は、制御手段１２によって、その時点の洗濯液の透過度として処理され、水量、すすぎ時間、すすぎ回数、撹拌間隔や撹拌力などのすすぎ工程の制御に用いられる。

そして、最終のすすぎ工程時には、制御手段１２によって第２の給水弁１６が開かれ、水道水が柔軟剤受け１７を介して外槽２および内槽３に流し込まれて、衣類に柔軟剤を付着させながらすすぎを行う。

以上のように、給水開始よりあらかじめ定めた所定水位（あらかじめ定めた状態）における洗濯液状態検出手段１０の出力値があらかじめ定めた所定値と比較して、粉末洗剤と液体洗剤の判別を行い、この判別結果によって洗濯液の状態判定の閾値を決定することによって、使用する洗剤種別（粉末洗剤／液体洗剤）に応じた洗い工程およびすすぎ工程の制御を行うことができる。

なお、洗剤種別の判別を行うあらかじめ定めた水位は、少なくとも洗濯液状態検知手段１０の設置された経路が水で満たされた状態になる水位とすればよい。

また、あらかじめ定めた状態として、あらかじめ定めた水位で洗剤種別の判別を行うこととしたが、あらかじめ定めた状態を、少なくとも洗濯液状態検知手段１０の設置された経路が水で満たされた状態になる時間以上経た状態として、その後に洗剤種別の判別を行うこととしてもよい。この場合は、給水開始からの時間のみを管理すればよいため、水位を検知する手段が必要なくなる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における洗濯機の概略構成図を示すものである。洗剤の種別の判定方法については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

図４において、洗濯機全体の外箱２１の内部に外槽２２が配設され、さらに外槽２２の内側には、内槽（ドラム）２３が水平方向から前上がりに傾斜した回転軸によって回転可能な状態で配設されている。内槽２３は、背面に接続されたモータ２４により回転するように構成されている。また、内槽２３は外周面に多数の通水孔２３ａが設けられており、洗濯槽、脱水槽、乾燥槽としても機能するものである。

外槽２２の最低部には、取水口２５が接続されており、排水弁２６につながっており、排水弁２６は、洗濯液を機外に排水するための排水管２７につながっている。

また、取水口２５と排水弁２６の間の部分には、取水口２５から取り込んだ洗濯液を内槽２３の前面開口部より内槽２３内に吐出する吐出口２８につながった循環経路２９が連通しており、外槽２２の洗濯液やすすぎ液を循環できるようにしている。

循環経路２９には、洗濯液を循環経路２９に取り込んで外槽２２内へ戻すための循環ポンプ３８が設けられている。循環ポンプ３８の上流側には、洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段３０が設置され、外槽２２内の洗濯液を循環経路２９に循環させて洗濯液状態検出手段３０を通過させるようにしている。

洗濯液状態検知手段３０は、ＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子で構成された透過度センサ（図示せず）が循環経路２９を挟んで対峙して設置されており、これらの素子に挟まれた部分の循環経路２９は透光性の材料でできており、発光素子から発光した光を循環経路２９中の洗濯液を通して受光素子で受光して電圧に変換して出力する。このため、洗濯液状態検知手段３０は受光素子が外部からの光を受光しないように、遮光された密閉構造としている。

発光素子の発光制御や受光素子の出力の取り込みはマイコン等の制御手段３２によって行われ、受光素子からの出力値を循環経路２９中を通過する洗濯液の透過度として処理を行い、この透過度をもとにして洗い工程やすすぎ工程の制御を行う。

そして、循環ポンプ３８により外槽２２内の洗濯液を循環経路２９に循環させて洗濯液状態検出手段３０を通過させるようにすれば、実施の形態１の内槽３の回転や撹拌体１１の回転による水流などにより、洗濯液状態検知手段３０の部分の洗濯水の状態が乱れるため、洗濯液の状態を検知する際は、内槽３の回転や撹拌体１１の回転を停止するといったことをする必要がないため、通常洗浄力を制御する洗浄制御を変えることがなく、洗浄効果に影響がなく、より洗濯液の安定した状態での洗濯液状態を測定することができる。

また、上記の循環経路２９を設けて循環ポンプ３８によって洗濯液の循環を行う場合には、給水開始よりあらかじめ定めた状態における洗濯液状態検出手段３０の出力値を得て、洗剤種別の判定を行った後、循環ポンプ３８を運転するようにすれば、洗濯液状態検知手段３０に洗剤の最も濃い状態となった時に洗剤判別を行うことができるので、洗剤判別の精度を上げることができる。

循環ポンプ３８の動作は、例えば、１分間駆動し、その後１分間停止を繰り返すこととし、１分停止後の導通管内の洗濯液の状態が安定した時点で洗濯液状態検知手段３０での測定を行い、その出力をその時点の洗濯液の状態としてもよい。循環ポンプ３８が停止すると、循環経路２９内に流れ込んできた気泡はより循環経路２９の上方に集まるが、洗濯液状態検知手段３０を循環経路２９の断面における鉛直方向に対して中央付近に設置することとすれば、気泡に影響されず洗濯液の透過度を測定することができる。

なお、以上の実施の形態１、２では、洗濯液の状態の洗濯液状態検出手段１０（３０）の検知内容として透過度を用いたが、循環経路９（２９）に１対の電極を挿入した形状からなる導電率センサによって導電率を測定する方法を用いることとすれば、ここまでの実施の形態１、２と同様のタイミングで導電率を測定することで、その時点の洗濯液の導電率として洗い工程やすすぎ工程の制御に用いることができる。導電率の測定は、例えば、電極間の洗濯液のインピーダンスと制御回路（図示せず）上のコンデンサでＲＣ発振回路を構成し、洗濯液のインピーダンスの変化を周波数変化として出力し、さらにこれを電圧値に変換すればよい。このように洗濯液の導電率を測定すると、洗濯液中の洗剤種別や洗剤量を判定したり、洗濯物から溶け出した汗を主とした導電成分の汚れの量を判定できるので、洗い工程およびすすぎ工程の制御を行うことができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯液状態検知手段で使用する洗剤の種別を正確に判別して、洗剤毎に異なった閾値を設けて汚れ量による洗浄制御を行うことができるので、繊維などの洗浄装置等の用途にも適用できる。

２ 外槽
３ 内槽
１０ 洗濯液状態検知手段
１２ 制御手段

Claims (6)

1. 洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検出手段と、前記洗濯液状態検出手段の出力値に応じて給水、洗い、すすぎ運転を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、給水開始よりあらかじめ定めた状態における前記洗濯液状態検出手段の出力値をあらかじめ定めた値と比較して、粉末洗剤と液体洗剤の判別を行い、前記判別結果によって洗濯液の状態判定の閾値を決定するようにした洗濯機。
2. 制御手段は、給水開始よりあらかじめ定めた時間における洗濯液状態検出手段の出力値をあらかじめ定めた値と比較して、粉末洗剤と液体洗剤の判別を行い、前記判別結果によって洗濯液の状態判定の閾値を決定するようにした請求項１記載の洗濯機。
3. 制御手段は、給水開始よりあらかじめ定めた水位に達した時における洗濯液状態検出手段の出力値をあらかじめ定めた値と比較して、粉末洗剤と液体洗剤の判別を行い、前記判別結果によって洗濯液の状態判定の閾値を決定するようにした請求項１記載の洗濯機。
4. 洗濯液状態検出手段は、洗濯液の汚れ量を検出することを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
5. 洗濯液状態検出手段は、発光素子と受光素子を有する透過度センサで構成して、洗剤液の透過度を出力し、粉末洗剤と液体洗剤の判別は、前記出力値があらかじめ定めた値と比較して小さいときに粉末洗剤と判別する請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
6. 洗濯液状態検出手段は、循環経路内に浸漬した１対の電極を有する導電率センサで構成して、洗剤液の導電率を出力し、粉末洗剤と液体洗剤の判別は、前記出力値があらかじめ定めた値と比較して大きいときに粉末洗剤と判別する請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。

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