JP2011177462A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】排水条件に応じて適切なすすぎ工程前の脱水動作を行うことで泡起動に至ることを未然に防ぎ、泡消しのための修正すすぎ動作も不要で、排水条件が悪化した状況でも最善の洗濯時間と水量で洗濯を行える洗濯機を実現する。
【解決手段】モータ６、給水弁８および排水弁９の動作を制御する負荷制御手段１６を備え、洗濯兼脱水槽４内の水量を計測する水位検知手段１２と、同じく洗濯兼脱水槽４内の布量を検知する布量検知手段１３と、排水時間を計測する計時手段１５を持ち、水量、布量、排水時間の相関からすすぎ工程前の脱水立ち上げ動作を変化させることで、排水条件の悪化による泡起動の発生を未然に防ぎ、運転時間の増大、使用水量の増加を最小限に抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯兼脱水槽を回転させながら洗濯や脱水を行う洗濯機に関する。

従来、洗い後にあらかじめ洗剤分を含んだ水を洗濯兼脱水槽を高速で回転させる脱水動作によって衣類から絞り出して、すすぎの効果を高めることが広く行われている。このとき脱水回転速度を急速に上げると衣類から洗剤分を含んだ水が大量に排出され、排水経路の条件が悪い場合に脱水ウケと洗濯兼脱水槽の間に抜けきらない水がたまり泡を発生させることがあり、この泡が抵抗となり脱水回転数が上昇しなくなるいわゆる泡起動の状態に陥ることがある。

泡起動の状態に陥った場合、脱水回転数が上がらないことから洗濯兼脱水槽を回転させるモータに大きな負荷がかかりモータの異臭発生や損傷につながったり、十分な脱水効果が得られないことがある。

そこで、一定時間経過しても所定の回転数まで上がらない場合は泡起動状態であることを検知して、泡消しのための修正すすぎ動作に入ることが行われる。この修正すすぎ動作は給水〜修正攪拌〜排水を従来の運転より余計に行うため、使用水量が増え、また洗濯時間も大きく伸びるという問題を抱えている。

そこで、泡起動が発生した場合、修正すすぎ動作を槽回転とシャワー給水の組み合わせで行うことによって、給水時間や給水量を削減する洗濯機が考案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、泡起動状態検知時に次回の運転時からあらかじめ泡消しのためのすすぎ動作を組み込むことも考案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−２６３２６０号公報 特開平８−８８１号公報

しかしながらこれらの従来の洗濯機では、泡起動を検知した時点で修正のためのすすぎ動作が行われるという点では、洗濯時間や使用水量の増大といった課題は本質的には解消していない。また泡起動を発生させないよう脱水起動時の加速度を小さく設定した場合は、排水条件がよい場合でも脱水時間が長くなってしまうという問題が残る。

本発明は、排水条件に応じてすすぎ工程前の脱水の制御を変更し、泡起動に至ることを未然に防ぎ、泡消しのための修正すすぎ動作も不要で、排水条件が悪化した状況でも最善の洗濯時間と水量で洗濯を行える洗濯機を提供し、かつ排水条件が良い場合にも考慮して脱水効率を向上させることを目的とするものである。

本発明は上記目的を達成するために、脱水ウケの内部に回転自在な洗濯兼脱水槽を配し、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動させる駆動手段と、前記洗濯兼脱水槽内に給水する給水弁と、前記洗濯兼脱水槽内の水を機外に排水する排水弁と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、洗濯対象となる前記洗濯兼脱水槽内の衣類の布量を検知する布量検知手段と、前記洗濯兼脱水槽の回転数を測定する回転数検知手段と、少なくとも前記排水弁による排水に要する時間を計測する計時手段と、前記水位検知手段、前記布量検知手段、前記回転数検知手段、前記計時手段等からの情報に基づいて、前記駆動手段、前記給水弁および前記排水弁の動作を制御する負荷制御手段とを備え、前記水位検知手段と前記衣類検知手段と前記計時手段がそれぞれ計測した水量、布量、排水時間に応じて、前記負荷制御手段がすすぎ工程前の脱水の動作を変更することを特徴とする洗濯機である。

これにより、洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、洗濯対象となる衣類の布量を検知する布量検知手段と、排水に要する時間を計測する計時手段により測定した水量と布量と排水動作に要した時間を元に、負荷制御手段があらかじめ設定された脱水動作に選択的に切り替えることで、排水条件が悪化して泡起動が発生しやすい状況でもすすぎ工程前の脱水時の泡起動をできるだけ未然に防ぐことができ、泡消しのための修正すすぎ動作も不要とすることができるものである。

本発明は、水位検知手段と布量検知手段と計時手段によって水量と布量と排水時間を測定し、その測定結果によって排水条件の程度を知ることができるとともに、排水条件に応じた脱水回転制御を行うことですすぎ工程前の脱水時の泡起動の発生を抑制でき、かつ泡消しのための修正すすぎ動作も不要とした洗濯機を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１の洗濯機の断面図 同洗濯機の制御手段の構成を示すブロック図 同洗濯機の制御手段の制御アルゴリズムを示すフローチャート 同洗濯機に搭載した水量と布量と標準的排水時間のテーブルを示す図 同洗濯機に搭載した標準的排水時間と実排水時間と脱水回転数から脱水回転加速度を求めるテーブルを示す図 本発明の実施の形態２の洗濯機に搭載した標準的排水時間と実排水時間と布量から脱水時間を求めるテーブルを示す図

第１の発明は、脱水ウケの内部に回転自在な洗濯兼脱水槽を配し、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動させる駆動手段と、前記洗濯兼脱水槽内に給水する給水弁と、前記洗濯兼脱水槽内の水を機外に排水する排水弁と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、洗濯対象となる前記洗濯兼脱水槽内の衣類の布量を検知する布量検知手段と、前記洗濯兼脱水槽の回転数を測定する回転数検知手段と、少なくとも前記排水弁による排水に要する時間を計測する計時手段と、前記水位検知手段、前記布量検知手段、前記回転数検知手段、前記計時手段等からの情報に基づいて、前記駆動手段、前記給水弁および前記排水弁の動作を制御する負荷制御手段とを備え、前記水位検知手段と前記衣類検知手段と前記計時手段がそれぞれ計測した水量、布量、排水時間に応じて、前記負荷制御手段がすすぎ工程前の脱水の動作を変更することにより、洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、洗濯対象となる衣類の布量を検知する布量検知手段と、排水に要する時間を計測する計時手段により測定した水量と布量と排水動作に要した時間を元に、負荷制御手段があらかじめ設定された脱水動作に選択的に切り替えることで排水条件が悪化して泡起動が発生しやすい状況でもすすぎ工程前の泡起動を未然に防ぐことができ、泡消しのための修正すすぎ動作も不要とすることができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、水量と布量の組み合わせに応じた標準的排水時間を定めた表データを搭載し、前記負荷制御手段は、前記計時手段が計測した排水時間と、前記水位検知手段と前記布量検知手段がそれぞれ計測した水量、布量とに対応する前記表データ中の標準的排水時間の値とを比較減算し、その結果得られた排水時間差に応じてすすぎ工程前の脱水の動作変更の程度を変えることにより、水量と布量の多少に応じて排水条件の悪化の程度をきめ細かく判定することができ、さらにその程度に応じてすすぎ工程前の脱水の動作を変えることができるので、排水条件が悪化した状況でも泡起動の発生を抑制しつつ、最善の洗濯時間と水量で洗濯を行うことができる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記水位検知手段、前記布量検知手段、前記計時手段の計測結果またはそれらに基づいた前記負荷制御手段の動作を記憶する記憶手段を備え、前記負荷制御手段がすすぎ工程前の脱水の動作を変更した場合、その動作またはその動作の基となる前記計測結果を前記記憶手段に記憶し、前記負荷制御手段は、次回すすぎ工程前の脱水時に前記記憶手段に記憶した情報を元に脱水の動作を制御することにより、排水条件の程度に応じた適切な脱水の動作を記憶させておき、次回すすぎ工程前の脱水時にこの記憶させた情報に基づき排水条件の判定を省略して適切な脱水動作を行わせることができるので、時間短縮を図り、かつ泡起動の発生を抑制して脱水性能の低下を未然に防ぐことが可能となる。

第４の発明は、上記第１〜第３のいずれかの発明において、前記負荷制御手段は前記駆動手段の脱水回転加速度を変更することにより、排水条件と脱水回転数に応じてすすぎ工程前の泡起動を発生しない最適な脱水起動を実現することができる。

第５の発明は、上記第１〜第４のいずれかの発明において、前記負荷制御手段は脱水時間を変更することにより、排水条件が変化してもすすぎ工程前の脱水性能を確保し、かつ泡起動の発生を抑制することができる。

第６の発明は、上記第１〜第５のいずれかの発明において、前記負荷制御手段と情報の授受を可能とした表示操作手段を備え、前記負荷制御手段はすすぎ工程前の脱水の動作の変更に合わせて前記表示操作手段の表示を変更することにより、排水条件の悪化を使用者に知らしめ、排水経路の点検見直しを促すことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いながら説明する。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における洗濯機の構成を示す断面図である。洗濯機外部筐体１が複数の吊り棒２により、脱水ウケ３を弾性的に支えている。脱水ウケ３の内部にはその底部において回転自在に取り付けられた洗濯兼脱水槽４があり、その底部に内部に貯めた水を攪拌するパルセータ５がある。パルセータ５と洗濯兼脱水槽４はモータ６（駆動手段）から伝達される動力により回転する。パルセータ５と洗濯兼脱水槽４のどちらを回転動作させるか切替え、またモータ６からの動力を適切な回転数に減速調節するクラッチ７がモータ６とパルセータ５および洗濯兼脱水槽４の間に存在する。

その他、給水を行う給水弁８、排水を行う排水弁９、設定内容を使用者に示したり、使用者からの操作を受け付ける表示操作手段１０を備える。そしてこれらモータ６、クラッチ７、給水弁８、排水弁９、表示操作手段１０を制御する制御手段１１を持つ。

図２は制御手段１１の構成をブロック図で表したものである。制御手段１１はマイクロコンピュータ（図示省略）、洗濯兼脱水槽４内の水位を検知して水量を計測する水位検知手段１２、洗濯兼脱水槽４内の衣類の布量を検知する布量検知手段１３、洗濯兼脱水槽４の回転数を測定する回転数検知手段１４、時間測定を行う計時手段１５、さらにモータ６、クラッチ７、給水弁８、排水弁９および表示操作手段１０を制御する負荷制御手段１６からなる。また設定や測定結果を記憶する記憶手段１７を備える。

水位検知手段１２の例としては圧力センサー、布量検知手段１３の例としては攪拌動作に伴って発生するモータ６のパルス数を計測する方法があげられる。回転数検知手段１４の例としては、モータ６を駆動する進相コンデンサの端子電圧の電圧波形を変換し、モータ６のオン・オフ駆動時のオフ時の減衰電圧により回転数を検知する方法があげられる。計時手段１５としてはマイクロコンピュータに備わる内部タイマー、記憶手段１７の例としてはマイクロコンピュータに内蔵したり外部に外付けされたフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置があげられる。

以上のように構成した洗濯機について、制御アルゴリズムを示すフローチャートである図３を用いてその動作、作用を説明する。布量が多ければ衣類そのものが洗濯兼脱水槽４の水抜き用の穴をふさぎ排水時間が長くなり、一方衣類には洗剤分が残った水をより多く含むことになるため脱水中の排水量が増え、すすぎ工程前の脱水時において泡起動が発生しやすくなる。そこで洗濯開始時に制御手段１１はモータ６を駆動して洗濯兼脱水槽４を回転させ、布量検知手段１３により洗濯兼脱水槽４内の衣類の布量を測定しておく（ステップＳ３−１）。

次に制御手段１１は所定の水位、すなわち使用者が設定した水位や布量に応じた水位まで給水を行う。このとき水位検知手段１２により洗濯兼脱水槽４内の水量を測定（ステップＳ３−２）した後、洗い（ステップＳ３−３）を行う。

洗い（ステップＳ３−３）が終わると、制御手段１１は排水を行い、その際に計時手段１５を用いて排水開始から完了までの時間を測定する（ステップＳ３−４）。排水ホースの立ち上げ、排水口の詰まりなどにより排水経路の条件が悪く、水はけがよくない場合は、すすぎ工程前の脱水時に洗剤を含んだ水が脱水ウケ３に残りやすくなり、発生した泡が抵抗となり脱水回転数が上昇しなくなるいわゆる泡起動が発生しやすくなる。

水量が多ければ排水時間は当然長くなるため、本実施の形態の洗濯機はあらかじめ、水量に応じた標準的な排水時間を記憶保持しているものとする。また先述のように衣類の量が増えればその分排水時間も長くなるため保持している排水時間は布量に応じて補正されうるものとする。図４は、本実施の形態の洗濯機に搭載した水量と布量の組み合わせに応じた標準的排水時間のテーブルを示した例である。図４に示すように、標準的排水時間は、布量が多いほど、また水量が多いほど長くするよう設定してある。

このあらかじめ保持している水量と布量に応じた標準的排水時間とステップＳ３−４で計時手段１５が計測した実排水時間を比較し（ステップＳ３−５）、その差から排水経路の条件を判定し、排水に時間がかかっている場合は、脱水回転加速度補正を行う（ステップＳ３−６）。具体的には、排水時間差ｔ（＝実排水時間−標準的排水時間）と洗濯兼脱水槽４の回転数に応じて、モータ６への供給電流や、モータ６のＯＮ・ＯＦＦの時間を変更することによりすすぎ工程前の脱水起動時のモータ６の回転加速度（脱水回転加速度）を変更する。

図５は標準的排水時間と実排水時間との差（排水時間差ｔ）と、回転数検知手段１４が測定した洗濯兼脱水槽４の現在の回転数に応じて、モータ６の回転加速度を変更する制御テーブルを表したものである。図５に示すように、モータ６の脱水回転加速度は、排水時間差ｔの値が小さいほど大きく設定してある。また、洗濯兼脱水槽４の回転数に対しては、洗濯兼脱水槽４内の衣類のアンバランスに基づく共振点付近での異常振動を回避するため、共振点が存在する１５０ｒ／ｍｉｎ〜３００ｒ／ｍｉｎの中間的回転数に対して最も小さく、それより低い場合も高い場合も大きく設定してある。

以下、すすぎ工程前の脱水時は上記の補正結果に基づいて脱水起動を行い、脱水回転数を制御する（ステップＳ３−７）。

なお、ステップＳ３−５において実排水時間が標準的排水時間より短く（排水時間差ｔが０ｓｅｃ以下）、排水に時間がかかっていない場合は補正は行わずステップＳ３−７に進み、標準条件で脱水起動を行い、すすぎ工程前の脱水を実施し、脱水が終了すると次工程であるすすぎ工程へ進む。この場合の洗濯兼脱水槽４の回転数に対応した標準条件の値は、便宜上、上記の図５に併せて記載した。

このように排水時間によって排水経路の条件を推測、判定し、排水条件がよい時は短時間で回転数をあげて脱水時間を短縮することができる一方、排水条件が悪い場合は加速度を落とすことでゆっくり立ち上げ、泡起動の発生を抑制することが可能となる。

また、計時手段１５が計測した排水時間と、水位検知手段１２と布量検知手段１３がそれぞれ計測した水量、布量とに対応するテーブル中の標準的排水時間の値とを比較減算し、その結果得られた排水時間差ｔに応じてすすぎ工程前の脱水の動作変更の程度を変えることにより、水量と布量の多少に応じて排水条件の悪化の程度をきめ細かく判定することができ、さらにその程度に応じてすすぎ工程前の脱水の動作（本実施の形態では、脱水起動時のモータ６の脱水回転加速度）を変えることができるので、排水条件が悪化した状況でも泡起動の発生を抑制しつつ、最善の洗濯時間と水量で洗濯を行うことができる。

（実施の形態２）
上記実施の形態１ではすすぎ工程前の脱水時のモータ６の起動加速度を調整することで排水条件に合わせたすすぎ工程前の脱水立ち上げ制御方法を選択していたが、本実施の形態では、脱水時間を可変とする。なお、洗濯機としての構成および動作は上記実施の形態１と同じであり、詳細な説明は省略する。

例えば、排水条件が悪く回転数が思うように上げられない状況では脱水全体の時間を補正し、脱水性能が低下しないようにする。また逆に排水条件が良いときは回転数の上昇が大きいため短時間で脱水を終了し運転時間を短縮する。具体的には、図６に示すような、標準的排水時間と実排水時間との差（排水時間差ｔ）と、布量検知手段１３によって検知される洗濯兼脱水槽４内の衣類の布量と、に応じて設定、搭載された、脱水時間を変更する制御テーブルを参照して、すすぎ工程前の脱水動作を行う。

このように、排水時間差ｔと布量とに応じてすすぎ工程前の脱水の動作変更の程度を変えることにより、水量と布量の多少に応じて排水条件の悪化の程度をきめ細かく判定することができ、さらにその程度に応じてすすぎ工程前の脱水の動作（本実施の形態では、脱水時間）を変えることができるので、排水条件が悪化した状況でも泡起動の発生を抑制しつつ、最善の洗濯時間と水量で洗濯を行うことができる。

なお、本実施の形態による脱水時間の変更は、上記実施の形態１に記載の脱水起動時の脱水回転加速度の変更と併せて行うことも可能である。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３では、上記実施の形態１または２においてステップＳ３−６に進み脱水回転加速度補正もしくは脱水時間補正を行った場合、制御手段１１の持つ記憶手段１７にモータ６の脱水回転加速度もしくは脱水時間の補正結果を記憶しておく。排水経路は通常そのまま放置していて自然に条件が良くなることは稀なため、次回運転以降はこの記憶した補正結果に基づいてすすぎ工程前の脱水を制御することで、判定ステップを省略して時間短縮を図り、かつ泡起動の発生を抑制して脱水性能の低下を未然に防ぐことが可能となる。

なお、これらの補正はそのままだと運転時間が長くなる一方であるので、一定回数の運転や使用者の操作によって解除することができるものとする。

また、本実施の形態では、モータ６の脱水回転加速度もしくは脱水時間の補正結果自体を記憶手段１７に記憶しておくようにしているが、それらの基となる、水量、布量、排水時間、脱水回転数等の計測結果を記憶しておき、次回運転以降はこの記憶した計測結果に基づいてすすぎ工程前の脱水を制御するようにしてもよい。

（実施の形態４）
実施の形態４では、上記実施の形態１〜３のステップＳ３−５において、標準排水時間と実排水時間の差が大きくなり、排水時間差ｔが所定値を超えた場合（例えばｔ＞１ｍｉｎ）に表示操作手段１０に表示を行うよう負荷制御手段１６を構成した。これにより、排水条件の悪化を使用者に知らしめ、使用者に排水経路の点検見直しを促すことができる。

（実施の形態５）
実施の形態５では、上記実施の形態１〜３のステップＳ３−５において、排水時間差ｔが０ｓｅｃ以上となってステップＳ３−６に進み、脱水回転加速度補正もしくは脱水時間補正を行った場合に表示操作手段１０に表示を行うよう負荷制御手段１６を構成した。これにより、排水条件の悪化をより早い時期に使用者に知らしめ、より安全目に使用者に排水経路の点検見直しを促すことができる。

なお、上記各実施の形態において、図３の水量検知（ステップＳ３−２）のタイミングは洗い前としているが排水直前でもよい。また保持している標準的排水時間は布量と水量に応じたものを例としてあげたが、布の質により含水量は当然変わることが考えられる。そこで使用者が選択した運転コースや、途中で衣類が吸い込んだ水で下がった水位を保つために補給した水量を元に衣類が含む水量を考慮にいれて、標準的排水時間を設定し、脱水回転加速度、脱水時間を調整するようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、排水条件に応じた脱水回転制御を行うことですすぎ工程前の脱水時の泡起動の発生を抑制することができ、従来行われていた修正すすぎのための時間と水を節約することが可能となるので、洗濯兼脱水槽を回転させながら洗濯や脱水を行う洗濯機等として有用である。

１ 洗濯機外部筐体
２ 吊り棒
３ 脱水ウケ
４ 洗濯兼脱水槽
５ パルセータ
６ モータ（駆動手段）
７ クラッチ
８ 給水弁
９ 排水弁
１０ 表示操作手段
１１ 制御手段
１２ 水位検知手段
１３ 布量検知手段
１４ 回転数検知手段
１５ 計時手段
１６ 負荷制御手段
１７ 記憶手段

Claims (6)

1. 脱水ウケの内部に回転自在な洗濯兼脱水槽を配し、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動させる駆動手段と、前記洗濯兼脱水槽内に給水する給水弁と、前記洗濯兼脱水槽内の水を機外に排水する排水弁と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、洗濯対象となる前記洗濯兼脱水槽内の衣類の布量を検知する布量検知手段と、前記洗濯兼脱水槽の回転数を測定する回転数検知手段と、少なくとも前記排水弁による排水に要する時間を計測する計時手段と、前記水位検知手段、前記布量検知手段、前記回転数検知手段、前記計時手段等からの情報に基づいて、前記駆動手段、前記給水弁および前記排水弁の動作を制御する負荷制御手段とを備え、前記水位検知手段と前記衣類検知手段と前記計時手段がそれぞれ計測した水量、布量、排水時間に応じて、前記負荷制御手段がすすぎ工程前の脱水の動作を変更することを特徴とする洗濯機。
2. 水量と布量の組み合わせに応じた標準的排水時間を定めた表データを搭載し、前記負荷制御手段は、前記計時手段が計測した排水時間と、前記水位検知手段と前記布量検知手段がそれぞれ計測した水量、布量とに対応する前記表データ中の標準的排水時間の値とを比較減算し、その結果得られた排水時間差に応じてすすぎ工程前の脱水の動作変更の程度を変えることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
3. 前記水位検知手段、前記布量検知手段、前記計時手段の計測結果またはそれらに基づいた前記負荷制御手段の動作を記憶する記憶手段を備え、前記負荷制御手段がすすぎ工程前の脱水の動作を変更した場合、その動作またはその動作の基となる前記計測結果を前記記憶手段に記憶し、前記負荷制御手段は、次回すすぎ工程前の脱水時に前記記憶手段に記憶した情報を元に脱水の動作を制御することを特徴とする請求項１または２記載の洗濯機。
4. 前記負荷制御手段は前記駆動手段の脱水回転加速度を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の洗濯機。
5. 前記負荷制御手段は脱水時間を変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の洗濯機。
6. 前記負荷制御手段と情報の授受を可能とした表示操作手段を備え、前記負荷制御手段はすすぎ工程前の脱水の動作の変更に合わせて前記表示操作手段の表示を変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の洗濯機。

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