JP2011055980A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯液の汚れの度合いを検知する洗濯液状態検知手段の検知精度を高めること。
【解決手段】洗剤投入部３１を経由して外槽２４と内槽２５との間に給水する給水経路３２を備え、洗濯液状態検知手段４０は、内槽２５の最下点より下方に設けることで、洗剤投入部３１を経由して洗剤とともに外槽２４に供給される給水は、内槽２５の裏側である外槽２４と内槽２５の間に供給され、内槽２５内に入る前に洗濯液状態検知手段４０に到達するため、衣類の汚れが溶け出したり、洗剤が衣類に吸収されてしまったりすることがなく、洗剤のみが溶けた洗浄液の状態を作り出すことができ、洗剤のみが溶けた洗浄液の状態を検知でき、検知精度アップが図れ、より早い段階で汚れ量の推定を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯中の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、この種の洗濯機は、図６に示すような構成であった（例えば、特許文献１参照）。以下、その構成について説明する。

図６に示すように、筐体１と、筐体１の内部で支持された外槽２と、衣類等の洗濯物を収容し、外槽２の内部に回転自在に設けられ有底円筒状の内槽３と、内槽３の底部に回転可能な撹拌体４とを備え、内槽３は、その回転軸が鉛直方向となる向きに設置され、クラッチ５の切換えで内槽３と撹拌体４の両方または一方を回転させる駆動モータ６を設けている。内槽３への給水を制御する給水弁７が筐体１の上部に設けられ、給水弁７と接続した給水経路８が設置され、給水が内槽３の内部に直接給水されるように構成されていた。外槽２の底部には、排水弁９を介して機外に洗濯液を排出する排水経路１０が設置され、この排水経路１０に洗濯液の濁度を検知する濁度センサ１１が取り付けられていた。濁度センサ１１は、洗濯液を光が通過する際の透過度を測定することで、洗濯液の汚れを検知する。

洗い工程時には、給水経路８からの給水後、撹拌体４を回転させて衣類を撹拌して洗濯を行う。洗浄の進行に伴って変化する洗濯液の濁りを濁度センサ１１で検知し、汚れが少ない場合には洗濯時間を短縮するなど洗濯時間を最適に制御することができるようになっていた。

特開平３−９４７９５号公報

しかしながら、従来の洗濯機では、給水は衣類等を収容した内槽の中に直接給水されるようになっていた。洗剤も、手動または自動で投入されるが、給水と同様に内槽の中に投入される場合がほとんどであった。給水は、まず被洗浄物である衣類等を通過するため、汚れが一部溶け出した状態の洗濯水が、外槽に溜まり、さらに内槽内に投入された洗剤は、撹拌体の回転による洗濯の進行に伴って徐々に洗浄液中に溶け出してゆくため、汚れが溶け出す前の洗剤のみが溶けた洗濯液の状態を洗濯液状態検知手段で検知することはできなかった。このため、液体か粉末かの洗剤種類を精度よく判別することができなかった。また、洗濯液の汚れの変化を検知して、汚れが変化しなくなった時点で洗浄を終了させることはできるが、洗濯前の初期状態から汚れがどれだけ溶け出したかの汚れ量を検知することはできず、汚れの判定精度が悪くなったり、判定に時間がかかるなどの課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯が進行する前の洗剤のみが溶けた洗濯液の初期状態を検出することで、洗濯液中に溶け出した汚れの量を検知し、判定精度を高め、より早い段階で汚れ量の推定を可能とすることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、筐体と、前記筐体内に支持され洗濯液を貯める外槽と、衣類等の洗濯物を収容し前記外槽内に回転軸が鉛直またはやや傾斜して回転自在に設けられた内槽と、前記内槽の内底部に設けられ前記洗濯物を撹拌する撹拌手段と、洗剤を投入する洗剤投入部と、前記外槽への給水を制御する給水弁と、前記給水弁と接続され前記洗剤投入部を経由して前記外槽と前記内槽との間に給水する給水経路と、洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段とを備え、前記洗濯液状態検知手段は、前記内槽の最下点より下方に設けたものである。

これによって、洗剤投入部を経由して洗剤とともに外槽に供給される給水は、衣類等の被洗浄物衣類がある内槽内に供給されるのではなく、内槽の外側である外槽と内槽の間に供給され、この洗濯液が内槽内に入る前に洗濯液状態検知手段に到達するため、衣類の汚れが溶け出したり、洗剤が衣類に吸収されてしまったりすることがなく、洗剤のみが溶けた洗浄液の状態を作り出すことができる。また、給水量が増え、衣類に洗浄液が達した後でも、内槽内に直接給水する場合と比べれば、汚れの溶け出しを抑えることができ、極力汚れの溶け出しを抑えて、洗濯前の洗濯液の初期状態を、より精度よく検知することができる。

本発明の洗濯機は、洗剤のみが溶けた洗浄液の状態を検知でき、洗剤種類の判別などを精度よく行うことができる。また、洗濯液の初期値となる極力汚れが溶け出す前の状態を検知することができ、判定精度を高め、より早い段階で汚れ量の推定を行うことができる。

本発明の実施の形態１の洗濯機の主要断面図 同洗濯機の洗濯液状態検知手段の要部断面図 本発明の実施の形態２の洗濯機の主要断面図 同洗濯機の洗濯液状態検知手段の要部断面図 本発明の実施の形態３の洗濯機の主要断面図 従来の洗濯機の主要断面図

第１の発明は、筐体と、前記筐体内に支持され洗濯液を貯める外槽と、衣類等の洗濯物を収容し前記外槽内に回転軸が鉛直またはやや傾斜して回転自在に設けられた内槽と、前記内槽の内底部に設けられ前記洗濯物を撹拌する撹拌手段と、洗剤を投入する洗剤投入部と、前記外槽への給水を制御する給水弁と、前記給水弁と接続され前記洗剤投入部を経由して前記外槽と前記内槽との間に給水する給水経路と、洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段とを備え、前記洗濯液状態検知手段は、前記内槽の最下点より下方に設けた洗濯機とすることにより、洗剤投入部を経由して洗剤とともに外槽に供給される給水は、衣類等の被洗浄物衣類がある内槽内に供給されるのではなく内槽の裏側である外槽と内槽の間に供給され、この洗濯液が内槽内に入る前に洗濯液状態検知手段に到達するため、衣類の汚れが溶け出したり、洗剤が衣類に吸収されてしまったりすることがなく、洗剤のみが溶けた洗浄液の状態を作り出すことができる。このため、洗剤種類の判別などを精度よく行うことができるため、洗剤の種類によって汚れ量の判定条件を変えるなど、より汚れ量の判定精度を高めることができる。また、洗濯液の初期値となる極力汚れが溶け出す前の状態を検知することができ、判定精度を高め、より早い段階で汚れ量の推定を行うことができる。洗い工程の終了間際に汚れ量を判定できたとしても、すでに工程が進行しているため、汚れが少なかった場合でも、削減できる時間や水量、洗剤量などが目減りしてしまうという課題があったが、より早い段階で汚れ量を推定することで、汚れが少なかった場合に、削減できる時間や水量、洗剤量などを、より大きくとることができる。また、すす
ぎ工程の給水時には、衣類のある内槽内に給水されるのではなく、洗い工程と同様に、内槽の裏側である外槽と内槽の間に給水されるため、衣類に残存した汚れや洗剤分が溶け出さない水により近い状態を洗濯液状態検知手段で検知することができ、洗濯液状態検知手段の検知部に汚れが付着するなどの経時変化の補正を行うことができ、精度の高い判定を継続して行うことが可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明の洗剤液状態検知手段は、給水経路から外槽に給水された洗濯液が内槽の内部に入る前に前記洗濯液状態検知手段に到達する位置に設けた洗濯機とすることにより、衣類等の洗濯物から汚れが溶け出す前の状態を洗濯液状態検知手段で検知できるため、検知の精度アップを図ることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の撹拌手段は、給水開始後に洗濯液状態検知手段に洗濯液が到達した後に、運転するようにした洗濯機とすることにより、撹拌手段の運転による洗濯液の泡立ちなどの影響を受けない状態で、初期検知ができ、センシング精度を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の洗濯液状態検知手段は、洗濯液を機外に排出する排水経路に設けた洗濯機とすることにより、排水経路は外槽から細く絞った構成であるため、外槽に溜まった洗濯液の流動の影響を受けにくく、より安定した状態でセンシングでき、汚れ検知の精度を向上させることができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の洗濯液状態検知手段は、内槽と対向しない位置に設けた洗濯機とすることにより、内槽の回転や、撹拌手段の影響を受けにくく、センシング精度が向上する。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の内槽の内部に直接給水する第２の給水経路を備えた洗濯機とすることにより、衣類に直接給水を作用することができ、衣類の濡れる速さが早くなり、洗浄力の向上が図れるため、給水を給水経路から行うか、第２の給水経路から行うかを組みあわせることで、汚れ検知の精度アップと洗浄力アップの両立が図れる。

第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明において、外槽に溜まった洗濯液を吸い込んで再び前記外槽に戻す循環経路と、前記循環経路に洗濯液を強制的に循環させる循環ポンプとを備え、前記循環ポンプは、給水開始後に洗濯液状態検知手段に洗濯液が到達した後に、運転するようにした洗濯機とすることにより、循環ポンプを回す前に洗剤を含む洗剤液が洗濯液状態検知手段へ流入することで、泡立ちなどの影響を受けない状態で、初期検知ができ、センシング精度を向上させることができる。

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、本発明の第１の実施の形態の洗濯機の主要断面図、図２は、同洗濯機の洗濯液状態検知手段の要部断面図を示すものである。

図１に示すように、筐体２１の内部には、ばねや減衰手段等の支持手段２２で支持された外槽２４があり、外槽２４の内部には、内槽２５が回転自在に設けられ、内槽２５の底部には被洗浄物を撹拌する撹拌体（撹拌手段）２５ａが回転自在に設けられている。外槽２４の底部には駆動モータ２６が設置されており、駆動モータ２６は、クラッチ２６ａを介して内槽２５や撹拌体２５ａに接続され、内槽２５や撹拌体２５ａを回転駆動させる。
内槽２５の回転軸は、鉛直または鉛直からやや傾斜させた状態で設置されているいわゆる縦型の洗濯機である。筐体２１の上面の洗濯物投入口を開閉自在に設けられている。

筐体２１の上部には一端が水道栓に接続された給水ホースの他端を接続する給水弁３０と、使用者が洗剤をあらかじめ投入する洗剤投入部３１があり、給水弁３０から洗剤投入部３１を介して外槽２４に接続された給水経路３２が設けられている。給水経路３２の途中には、蛇腹のゴムホースなどが用いられ、この蛇腹のゴムホースなどは、固定部である筐体２１と、可動部である外槽２４とを柔軟性をもって接続している。

外槽２５の最下部には、取水口３３が設けられており、排水弁３５を介して、洗濯液を機外へ排出する排水経路３６に接続されている。この排水経路３６の取水口３３と排水弁２５の間には、洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段４０が設置されている。

図２に示すように、外槽２４と内槽２５の間に吐出口３８を設け、噴射（Ｂ）は、外槽２４と内槽２５の隙間を通って、内槽２５の内部に洗濯液を噴射するように構成されている。

図３に示すように、洗濯液状態検知手段４０は、洗濯液の濁度を検出する光センサ４１と、洗濯液の導電率を検出する電極センサ４２で構成されている。光センサ４１は、発光素子であるＬＥＤ４３と、受光素子であるフォトトランジスタ４４で構成され、排水経路３６を挟んで左右の略水平位置に対峙して設置されている。電極センサ４２は、排水経路３６の側壁の片側に１対の電極４５（４５ａおよび４５ｂ）で構成されている。

制御手段４６は、駆動モータ２６や給水弁３０、排水弁３５、循環ポンプ３９などの運転制御のほか、洗濯液状態検知手段４０の出力を読み込み、演算等行うことで洗濯液の汚れ度合いの推定を行う。

以上のように構成された洗濯機の動作および洗濯液の状態を検出する洗濯液状態検知手段４０の動作について説明する。

使用者は、扉体２７を開放して内槽２５に衣類等の洗濯物を投入して、扉体２７を閉じ、スタートボタンをおして、運転を開始する。駆動モータ２６で撹拌体２５ａを駆動して、モータ負荷などから衣類等の洗濯物の量を推定し、それに応じて必要な洗剤を表示し、使用者は、洗剤投入部３１を引き出して、洗剤を投入し、再度もとの位置に押し戻す。所定時間後、給水弁３０が開かれ、洗剤を投入した洗剤投入部３１を経由して設けられた給水経路３２を通って、外槽２４に洗剤を含む洗濯液が給水され、所定水量に到達すると給水弁３０は閉じられる。クラッチ２６ａは、駆動モータ２６と撹拌体２５ａを接続するように切換えられ、駆動モータ２６が駆動されると、撹拌体２５ａが回転する。撹拌体２５ａの回転は、直接あるいは洗濯液を介して衣類等の洗濯物に機械力を作用させ、洗濯物を撹拌させることで、洗濯物の洗浄は促進される。所定時間洗浄後、駆動モータ２６の駆動を停止するとともに、排水弁３５を開いて排水経路３６から洗濯液は機外に排水される。その後クラッチ２６ａは、駆動モータ２６と撹拌体２５ａおよび内槽２５を接続するよう切換えられ、駆動モータ２６を高速で回転させることで、内槽２５を高速で回転させ、被洗浄物に残った洗濯液を減少させる脱水工程を行う。所定時間経過した後、駆動モータ２６の駆動を停止することで内槽２５の回転を停止するとともに、排水弁３５を閉じ、その後、再び給水弁３０を開いて所定水位まで給水し、駆動モータ２６を駆動することで撹拌体２５ａを回転させてすすぎ工程を行う。この脱水工程とすすぎ工程を２回程度繰り返し、最後は脱水した状態で運転を終了する。

光センサ４１は、洗濯液の濁度を検出するものである。ＬＥＤ４３とフォトトランジス
タ４４にはさまれた部分の排水経路３６は透光性の樹脂材料でできており、発光素子４３から発光した光を排水経路３６中の洗濯液を通過して受光素子４４で受光して、受光素子４４の出力の取り込みはマイコン等の制御手段４６によって行われ、電圧に変換して出力する。洗濯液の濁りに応じて光は減衰するため、受光素子４４の受光量が少なければ濁りがきつく洗濯液は汚れており、受光量が大きい場合には、減衰が少なく洗濯液はきれいことを示す。この受光量の程度から、洗濯液の濁りを定量的に検出することができる。そして、洗濯液の濁りが多ければ、洗濯物に付着した汚れ量が大きかったと推定できる。また、洗剤の濁りによっても洗濯液の濁りは変化するため、給水直後など検知するタイミングによっては洗剤の種類や量を見分けることも可能である。

電極センサ４２は、洗濯液の導電率を測定するものである。導電率の測定は、例えば、電極４５ａと電極４５ｂの間の洗濯液のインピーダンスと制御回路上のコンデンサで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。洗濯液中に汗などの電解質成分が多ければ、導電率は高くなり、出力の程度から、洗濯液の導電率を定量的に検出することができる。また、洗剤中に含まれる成分も導電率を増加させるものがあり、光センサ４１と同様に、検知のタイミングによっては、洗剤の種類や量を見分けることも可能である。

光センサ４１と電極センサ４２の各々の出力の時間変化を検知し、ある期間の差分を取るなど演算を行ったり、光センサ４１と電極センサ４２の両者結果を組み合わせるなどの方法で、衣類等の被洗浄物の汚れの程度を推定することができ、この推定した被洗浄物の汚れの程度に応じて、洗い工程やすすぎ工程の運転制御を行う。汚れが少ない場合には、洗い工程の時間を短縮したり、洗浄やすすぎ工程の水量を低減するなど、よりエコで、より短時間に運転を終了するといった無駄のない運転を行うことができる。

洗濯液状態検知手段４０で検知するのは、洗濯液の濁りなど汚れの状態であり、測定値の絶対値はもちろん、その変化率など判定アルゴリズムの工夫をこなして衣類に付着している汚れ量との相関を高める必要があるが、本発明のように、検知部への汚れの付着を防止したり、撹拌手段の影響を受けにくい構成とすることで、いかなる判定アルゴリズムであっても、その検知精度の向上に寄与することができ、本発明は、判定アルゴリズムを限定するものではない。たとえば、洗濯液の汚れの程度を、そのまま被洗浄物の汚れの程度と仮定して判定することもでき、この場合は、洗濯液の汚れ度合いに応じて、運転時間や水量を可変することとなる。

なお、洗濯液状態検知手段４０として、光センサ４１と電極センサ４２の２つも用いたが、どちらか一方であっても、洗濯液の汚れ状態を検知することは可能であり、両者を使用することに限定するものではなく、いずれか一方のセンサのみを用いてもかまわない。また、濁度や導電率を測定する手段として、光センサ４１と電極センサ４２以外の別の手段で用いた場合であっても、洗濯液の別の状態を検出するものであっても、用いることができる。

光センサ４１の受光素子４４は外部からの光の影響を受けないように、遮光構成とすることが望ましいが、赤外線の発光波長を用いることで、特別な遮蔽構造を用いずに、部品構成を簡素化することもできる。また、発光素子４３と受光素子４４は、排水経路３６が略鉛直に配設された部分の左右両側に略水平に設置されており、洗濯液とともに循環する泡と粒子の影響がもっとも少なくなるように考えられている。泡等の水より軽いものは管の上方に集まり、砂等の重たいものは管の下方に集まることからであるが、特にこの構造を限定するものではなく、上下方向であっても、斜め方向であっても、あるいは排水経路３６の片側に発光素子４３と受光素子４４の両方を配置した場合でもあって、検知可能である。

電極センサ４２も同様に、電極４５ａおよび電極４５ｂを排水経路３６が略鉛直に配設された部分に設置することで、経路内の気泡の影響をできるだけ小さくでき、より精度の高い導電率の検知を行うことができるが、この構成に限定するものではなく、排水経路３６の左右両側に対向して設置したり、上下方向や斜め方向であっても、検知は可能である。

外槽２４に接続された給水経路３２は、外槽２４と内槽２５の間に給水するように構成され、洗濯液状態検知手段４０は、内槽２５の内側の最下点（図１のＡ）より下方に設けられており、給水された水は内槽２５の中に入る前に洗濯液状態検知手段４０に到達するようになっている。ここで、内槽２５の内側の最下点とは、衣類の到達し得る最下点を指し、この場合は、撹拌体２５ａの上面となる。

すすぎ時には、汚れや洗剤を含む衣類等の被洗浄物を通過することなく洗濯液状態検知手段４０に水道水からの給水が直接供給され、極力汚れを含まないこの状態を検知することで、洗濯液状態検知手段の検知部への汚れ付着などによる経年変化を検知することができ、この値を基に測定値の補正を行うなど経年変化に対応でき、検知精度を維持することができる。

洗い工程の給水時には、給水経路３２の途中にある洗剤投入部３１に投入された洗剤と同時に給水されるが、この洗剤を含む洗濯液は、内槽２５の内部に入ることなく洗濯液状態検知手段４０に到達する。このため、給水中に衣類等に洗剤成分が付着したり吸収されてしまったり、衣類から汚れ成分が溶け出したりする前に、ほぼ洗剤のみが溶けた状態の洗濯液が洗濯液状態検知手段４０に到達するため、この状態を検知することで、洗剤が粉末洗剤か液体洗剤かなど洗剤の種類判別の精度を高めたり、洗い工程の洗濯液の初期値としての精度を高めるなどの効果があり、検知の精度を高めることができる。これにより、より精度の高い汚れ度合いの判定ができ、汚れが少ない場合は洗濯時間を短くしたり、使用水量を少なくするなど、より無駄の少ない洗濯ができる。

なお、給水は、内槽２５の内部に入ることなく洗濯液状態検知手段４０に到達するとしたが、わずかに内槽２５内に入り込む程度なら性能的に問題はない。内槽２５と外槽２４との隙間や内槽２５に設けた脱水穴などから、給水の飛沫や内槽２５の外壁を流れた給水の一部が、内槽２５内部にわずかに入り込む程度なら、問題ない。実質的には、内槽２５内に入った水が衣類等の洗濯物に保持され、滴らない程度なら効果が得られる。

また、給水が進行すると、給水量が増え、洗剤を含む洗濯液が内槽２５の内部に入ってくるが、給水経路３２は、外槽２４と内槽２５の間に給水する構成をすることで、内槽２５の内部に直接給水する場合と比べると、洗剤が衣類に付着したり吸着したりする量は格段に少なくでき、給水量が増え、内槽２５内に給水された後でも、洗い工程の洗濯液の初期値としての精度を高めるなどの効果が得られる。

また、乾燥機能の付いた洗濯乾燥機に設置しても洗濯時に効果を発揮することは言うまでもない。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態の洗濯機の主要断面図、図４は、同洗濯機の洗濯液状態検知手段の要部断面図を示すものである。実施の形態１と同じ構成のものは同一符号を付し、説明を省略する。

図３において、取水口３３と排水弁３５との間から分岐して、取水口３３から取り込ん
だ洗濯液を再び外槽２４へ戻す循環経路３７が設けられ、循環経路３７の出口である吐出口３８は内槽２５の内部へ直接洗濯液を噴射するように外槽２４に設けられている。取水口３３から吐出口３８までの経路を循環経路３７とし、この循環経路３７の途中には、循環経路３７に強制的に洗濯液を循環させる循環ポンプ３９が設けられるとともに、洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段４０が設置されている。なお、本実施の形態２では、循環経路３７は、取水口３３と排水弁３５との間から分岐したが、排水経路の取水口とは別に設けた取水口からとってもよい。

また、図４は、循環経路３７の上方より見た断面図であるが、光センサ４１は、発光素子であるＬＥＤ４３と、受光素子であるフォトトランジスタ４４で構成され、循環経路３７を挟んで左右の略水平位置に対峙して設置されている。電極センサ４２は、排水経路３６の側壁の片側に１対の電極４５（４５ａおよび４５ｂ）で構成されている。

実施の形態１と同様に、洗濯液状態検知手段４０は内槽２５の内部の最下点より下方に設置しており、給水経路３２より供給された給水は内槽２５の中に入る前に洗濯液状態検知手段４０に到達する。すすぎ工程時には、汚れや洗剤を含む衣類等の被洗浄物を通過することなく洗濯液状態検知手段４０に水道水からの給水が直接供給され、極力汚れを含まないこの状態を検知することで、洗濯液状態検知手段４０の検知部への汚れ付着などによる経年変化を検知することができ、この値を基に測定値の補正を行うなど経年変化に対応でき、検知精度を維持することができる。

洗い工程の給水時には、給水経路３２の途中にある洗剤投入部３１に投入された洗剤と同時に給水されるが、この洗剤を含む洗濯液は、内槽２５の内部に入ることなく洗濯液状態検知手段４０に到達する。このため、給水中に衣類等に洗剤成分が付着したり吸収されてしまったり、衣類から汚れ成分が溶け出したりする前に、ほぼ洗剤のみが溶けた状態の洗濯液が洗濯液状態検知手段４０に到達するため、この状態を検知することで、洗剤が粉末洗剤か液体洗剤かなど洗剤の種類判別の精度を高めたり、洗い工程の洗濯液の初期値としての精度を高めるなどの効果があり、検知の精度を高めることができる。これにより、より精度の高い汚れの判定ができ、汚れが少ない場合は洗濯時間を短くしたり、使用水量を少なくするなど、より無駄の少ない洗濯ができる。

循環ポンプ３９を駆動することで、外槽２４に溜まった洗濯液を取水口３３から吸い込んで、洗濯液状態検知手段４０と排水フィルタを経由して、吐出口３８から内槽２５の内部の被洗浄物に向けて洗濯液を噴射する。外槽２４に溜まった洗濯液を循環させることで、洗濯液の汚れ濃度が、より均一になり、洗濯液状態検知手段４０と外槽２４の洗濯液の汚れ度合いは、ほぼ同じになる。このため、循環経路３７に洗濯液状態検知手段４０を設置すれば、洗濯液の汚れ度合いをより高い精度で、しかも素早く検知することができる。また、循環した洗濯液を衣類に噴射することで、洗浄開始後に衣類の濡れる早さを早くしたり、噴射による機械力が作用することなどにより、洗浄力を高める作用もあり、より早期に汚れを判定することが可能となる。

この循環は循環ポンプ３９により強制的に行われることから、衣類を撹拌する撹拌手段である撹拌体２５ａの回転とは無関係に行うことができる。このため、循環流量や運転のタイミングなどを任意に設定することができ、撹拌手段の運転に影響を与えないため、洗浄力を損なうことはなく、検知精度を高めるような動作をさせることを考えた制御を行うことができる。多い循環量を確保することで、洗濯液状態検知手段４０の検知部に汚れが付着することを防止できる。

さらに、すすぎ工程時にも循環ポンプ３９を運転すれば、汚れ成分の少ない洗濯液で洗濯液状態検知手段の検知部を循環洗浄することができ、洗い工程で付着した洗剤成分や汚
れを除去することができ、検知部の汚れによる検知性能の低下を抑制できる。

本実施の形態１では、循環ポンプ３９は、洗い工程およびすすぎ工程時に、運転と停止を繰り返す間欠運転行うようにしている。循環ポンプ３９の運転時は、泡や汚れの粒子が洗濯液に混じって循環されていることから濁度の値が高く、しかもバラツキが大きくなってしまう。このため、洗濯液状態検知手段４０は、循環ポンプ３９を停止した状態で、洗濯液の状態を検知するようすることで、安定した、精度の高い検知ができ、汚れの推定精度も向上する。循環ポンプ３９の停止後も、泡の影響などでしばらくは安定しないため、所定時間停止後に検知したり、濁度の変化幅が所定以下になったときに検知するなどの種々の精度アップ方法が考えられる。また、複数の点のデータを平均化するなどの演算を行えば、さらに誤差を排除した精度の高い検知ができることは言うまでもない。また、洗濯液状態検知手段４０としては１秒間隔など常にデータを計測しておき、必要な情報のみを使用すればいい。

また、光センサ４１だけでなく、電極センサ４２に関しても同様であり、循環ポンプ３９の停止時に計測することで、測定の精度アップが図れる。なお、濁度と導電率とは、同じタイミングで検知する必要はなく、各々の特徴に応じたタイミングで検知すればよい。また、精度に問題がなければ、循環ポンプ３９の運転中に洗濯液の状態を検知し、被洗浄物の汚れの程度を推定しても、もちろん構わない。

循環経路３７への洗濯液の循環は、撹拌体２４ａの回転で行うのではなく、循環ポンプ３９で行うため、洗浄を行う撹拌手段の運転を停止することなく循環を停止できるため、洗浄力は確保しつつ、高い検知精度を得ることができる。また、循環ポンプ３９の回転数も工程の進行に応じて変化させることで、衣類への洗濯液の浸透や、泡立ち度合いなどを勘案して、より検知精度を高めることが可能である。

また、循環ポンプ３９の運転、停止と、撹拌体２５ａを回転させる駆動モータ２６の運転、停止、反転などのシーケンスとは同期するようにしている。循環ポンプ３９の運転のタイミングのみではなく、回転体２５ａの運転のタイミングも一定となる条件で、洗濯液状態検知手段４０による検知を行うことができる。撹拌体２５ａの回転によって外槽２４内の洗濯液が撹拌されるなど、多少は洗濯液状態検知手段４０に検知に影響を与える可能性があるが、この周期を合わせることで、この誤差も最小に抑えることができる。なお、このタイミングは、洗い工程中で、すべて同じである必要はなく、途中で運転停止の周期を変えるなど、任意に設定すればよい。また、運転と停止の時限が同じである必要もなし、循環ポンプ３９の回転数を途中で変更してもかまわない。

運転開始後、給水弁３０が開かれ、給水とともに洗剤投入部３１に投入された洗剤は外槽２４に流入するが、この給水の段階で、循環ポンプ３９を高速で運転すると濃い洗剤濃度の洗濯液を一気に吐出口３８から噴射してしまう。この噴射が内槽２５の内部に直接に噴射されれば、高濃度の洗濯液が衣類等に吸収されてしまい、外槽２４にたまった洗濯液の洗剤濃度が低下する。給水開始直後は、ほぼ洗剤のみが溶けた洗濯液の状態であり、この状態を測定することで、洗剤の種類が粉末洗剤か液体洗剤かを見分けたり、洗い工程開始前の洗濯液の初期値として利用できるが、内槽２５内部に大量の洗浄水を噴射してしまうと、この検知精度が悪くなってしまう。そこで、洗濯開始後の給水中は、循環ポンプ３９を回転させないようにしたり、回転数を所定回転数以下に低下させ、吐出口３８からの噴射が内槽２５内部へ噴射しないようにすることで、この問題を解決し、洗剤の種類や、洗浄開始前の初期状態の検知精度が向上する。

循環ポンプ３９を運転することで、洗剤を早く溶かしたり、衣類に素早く洗濯液なじませるなど洗浄力を高める効果があるが、同時に洗濯液を泡立ててしまう。この泡は、洗濯
液状態検知手段４０の検知精度を低下させる恐れがある。このため、循環ポンプ３９を運転する前に洗剤を含む洗濯液が洗濯液状態検知手段４０に到達することで、泡発生前に洗濯液の初期状態を精度よく検出し、汚れ判定の精度向上が図れる。

なお、循環ポンプ３９を運転するとは、循環経路３７に洗浄液が循環する状態を指し、循環ポンプ３９は駆動したとしても、循環しなければ循環ポンプ３９は運転していないのと同様であり、これは運転していない状態とみなす。

撹拌体２５ａの回転時は、この撹拌体２５ａによって外槽２４に溜まった洗濯水をかき混ぜたり、泡立てたりしてしまうが、洗濯液状態検知手段４０は循環経路３７の途中の取水口から離れた位置に設けており、内槽２５に直接対向しない位置に検知部を設置することで、撹拌体２５ａの回転が洗濯液状態検知手段４０の検知に及ぼす悪影響を少なく抑えることができ、より検知の精度を高めることができる。図３に示すように屈曲した位置に洗濯液状態検知手段４０を設ける他、撹拌体２５ａとの間に仕切り壁を設けることなどでも直接対向しない状態とすることができる。

なお、循環経路３７の吐出口３８は、下方１箇所から内槽２５に噴射する構成としたが、２箇所または複数個所に分岐して、同時に内槽２５の噴射する構成であってもよい。また、複数に分岐した一部は、内槽２５と外槽２４の間に噴射する構成であってもよく、吐出口３８の構成を限定するものではない。

また、図４に示すように、発光素子４３と受光素子４４は、循環経路３７の左右両側に略水平に設置されており、洗濯液とともに循環する泡と粒子の影響がもっとも少なくなるように考えられている。泡等の水より軽いものは管の上方に集まり、砂等の重たいものは管の下方に集まることから、中央部付近で検知することが望ましいが、特にこの構造を限定するものではなく、上下方向であっても、斜め方向であっても、あるいは循環経路３７の片側に発光素子４３と受光素子４４の両方を配置した場合でもあって、検知可能である。

電極センサ４２も同様に、電極４５ａおよび電極４５ｂを循環経路３７の上下中央部付近に設置することで、経路内の気泡の影響をできるだけ小さくでき、より精度の高い導電率の検知を行うことができるが、この構成に限定するものではなく、循環経路３７の左右両側に対向して設置したり、上下方向や斜め方向であっても、検知は可能である。

（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態の洗濯機の主要断面図を示すものである。実施の形態１と同じ構成のものは同一符号を付し、説明を省略する。

基本的な構成は、図１と同様であるが、内槽２５と外槽２４の間に給水する給水経路３２に加え、内槽２５の内部に直接給水する第２の給水経路５１を備えている。

図５に示すように、第２の給水経路５１を備えることで、洗濯液状態検知手段４０の検知精度に影響しない給水時には、第２の給水経路５１から衣類に対して給水を直接作用させることができる。洗い工程時に衣類に直接給水すれば、衣類の濡れる速度を速めることができ洗浄性能の向上に寄与する。また、すすぎ時に衣類に直接給水した場合も、きれいな水が衣類に浸透する速度を速めることができ、すすぎ性能の向上に寄与する。このように、本発明の実施の形態１に示した検知精度をさらに高める効果と洗浄性能やすすぎ性能の両立を図ることができる。

また、すすぎ工程時に内槽２５内部に直接給水できれば、内槽２５に衣類を貼り付けて
回転させながら直接衣類に給水を当て、給水した水を衣類を通過させてすすぎを行う効率的なすすぎを行うことも可能となる。

なお、図５では循環ポンプ３９なしの例を示したが、循環ポンプ３９を設置した構造で第２の給水経路３２を設けた場合でも、効果が得られることは言うまでもない。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯液の汚れを精度よく検知することで、汚れに応じた最適な運転制御を行うことができ、衣類等を洗濯する洗濯機以外の洗浄機等にも適用できる。

２１ 筐体
２４ 外槽
２５ 内槽
２５ａ 撹拌体（撹拌手段）
３０ 給水弁
３１ 洗剤投入部
３２ 給水経路
３６ 排水経路
４０ 洗濯液状態検知手段
４１ 光センサ（洗濯液状態検知手段）
４２ 電極センサ（洗濯液状態検知手段）
４６ 制御手段

Claims (7)

1. 筐体と、前記筐体内に支持され洗濯液を貯める外槽と、衣類等の洗濯物を収容し前記外槽内に回転軸が鉛直またはやや傾斜して回転自在に設けられた内槽と、前記内槽の内底部に設けられ前記洗濯物を撹拌する撹拌手段と、洗剤を投入する洗剤投入部と、前記外槽への給水を制御する給水弁と、前記給水弁と接続され前記洗剤投入部を経由して前記外槽と前記内槽との間に給水する給水経路と、洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段とを備え、前記洗濯液状態検知手段は、前記内槽の最下点より下方に設けた洗濯機。
2. 洗剤液状態検知手段は、給水経路から外槽に給水された洗濯液が内槽の内部に入る前に前記洗濯液状態検知手段に到達する位置に設けた請求項１記載の洗濯機。
3. 撹拌手段は、給水開始後に洗濯液状態検知手段に洗濯液が到達した後に、運転するようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
4. 洗濯液状態検知手段は、洗濯液を機外に排出する排水経路に設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
5. 洗濯液状態検知手段は、内槽と対向しない位置に設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
6. 内槽の内部に直接給水する第２の給水経路を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯機。
7. 外槽に溜まった洗濯液を吸い込んで再び前記外槽に戻す循環経路と、前記循環経路に洗濯液を強制的に循環させる循環ポンプとを備え、前記循環ポンプは、給水開始後に洗濯液状態検知手段に洗濯液が到達した後に、運転するようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯機。

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