JP2012165887A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗い性能の向上したドラム式洗濯機を提供する。
【解決手段】少なくとも洗い工程を有するドラム式洗濯機において、洗い工程は、洗濯物が洗濯槽３の内周壁に張り付かない程度の速度で回転する第１の低速回転工程と、洗濯槽３の内周壁に張り付いた状態となる高速で回転する高速回転工程とを有し、第１の低速回転工程は、高速回転工程の前に、布量検知手段１８で検知した洗濯物の量に応じた時間行われるので、給水後に、低速回転工程を布量検知手段１８で検知した洗濯物の量に応じた時間だけ行うことで洗濯物が十分に洗剤の混ざった洗濯水で濡れた状態になり、洗剤の界面活性剤が洗濯物の汚れに吸い付く。その後、ドラム３を高速で回転させることで、洗濯物近傍の洗剤の混ざった洗濯水および洗剤に付着した汚れを引きはがすことができ、洗い性能を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、洗濯槽内で洗濯物の洗い、すすぎ、脱水及び乾燥の各工程を逐次制御するドラム式洗濯機に関する。

ドラム式洗濯機は、内部に多量の衣類を収容して洗濯をしようとすると、洗いやすすぎが均一に行なわれず、いわゆる「ムラ」が生じてしまう。図６は、従来のドラム式洗濯機においてドラム内部に多量の洗濯物を収容したときの洗濯物の撹拌状況を示す模式図である。ドラムの内周壁面に近い部分にある洗濯物は、ドラムの回転に伴いドラムの内周壁面に沿って移動させられるが、ドラム中央部にある衣類はその場所で回転するのみであるため、洗濯水が行き渡りにくく、十分な洗浄の効果が得られない。

そこで、ドラム内部に多量の衣類を入れた場合でも、ムラなく均一に洗いやすすぎを行えるようにするために、まずドラム内部の洗濯物がドラムの内周壁面に密着した状態で回転するような遠心力を生じせ、次に洗濯物がドラムの内周壁面に密着せず回転途中で落下するような回転を行い、これらの回転を交互に切り替えて洗濯を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２６６７７６号公報

しかしながら、上記のドラム式洗濯機の動作のように、洗濯物が水に濡れていない状態で、洗濯物が洗濯槽壁面方向に張り付いた状態となるような高速回転をさせようとすると、洗濯物の重量があまり重くなっておらず高速回転を行っても遠心力の効果は十分に発揮できない。そのため、洗剤の混ざった洗濯水を洗濯物に十分に行きわたらせることはできない。特に、給水が直接衣類にかからず外槽を満たしていくドラム式洗濯機では、十分な洗浄効果を上げることはできない。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯物に洗剤を含んだ水を十分に行きわたらせた状態で洗いを行うことで、洗い性能の向上したドラム式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、本発明のドラム式洗濯機は、回転自在の洗濯槽と、前記洗濯槽を収納する外槽と、前記洗濯槽を回転駆動する駆動手段と、洗濯物の量を検知する布量検知手段とを備え、少なくとも洗い工程を有するドラム式洗濯機において、前記洗い工程は、前記洗濯物が前記洗濯槽の内周壁に張り付かない程度の速度で回転する第１の低速回転工程と、前記洗濯槽内周壁に張り付いた状態となる高速で回転する高速回転工程とを有し、前記第１の低速回転工程は、前記高速回転工程の前に、前記布量検知手段で検知した洗濯物の量に応じた時間行われるものである。

これによって、給水後に、低速回転工程を布量検知手段で検知した洗濯物の量に応じた時間だけ行うことで洗濯物が十分に洗剤の混ざった洗濯水で濡れた状態になり、洗剤の界面活性剤が洗濯物の汚れに吸い付く。その後に、ドラムを高速で回転させることで、洗濯
物近傍の洗剤の混ざった洗濯水および洗剤に付着した汚れを引きはがすことができる。

本発明のドラム式洗濯機は、洗い工程において、布量に応じた低速回転を行うことで洗濯物が十分に含水し、その後にドラムを高速回転させるので、洗濯物の汚れを効果的に引きはがすことができ、洗い性能を向上させることができる。

本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図 同ドラム式洗濯機の制御装置１５の構成を示すブロック図 同ドラム式洗濯機の洗浄制御を示すフローチャート 同ドラム式洗濯機の布量別の洗い工程図 同ドラム式洗濯機の高速回転を布量に応じた時間とした場合の布量別のすすぎ工程図 従来のドラム式洗濯機においてドラム内部に多量の洗濯物を収容したときの洗濯物の撹拌状況を示す模式図

本発明の第１にかかるドラム式洗濯機は、回転自在の洗濯槽と、前記洗濯槽を収納する外槽と、前記洗濯槽を回転駆動する駆動手段と、洗濯物の量を検知する布量検知手段とを備え、少なくとも洗い工程を有するドラム式洗濯機において、前記洗い工程は、前記洗濯物が前記洗濯槽の内周壁に張り付かない程度の速度で回転する第１の低速回転工程と、前記洗濯槽の内周壁に張り付いた状態となる高速で回転する高速回転工程とを有し、前記第１の低速回転工程は、前記高速回転工程の前に、前記布量検知手段で検知した洗濯物の量に応じた時間行われるので、洗濯物に水が十分に行き渡った状態で洗いを行うことで洗い性能を向上させることができる。

また、洗濯物の量に応じた時間だけ第１の低速回転工程が行われるので、洗濯物量が多い場合にも洗濯水が十分に行き渡ることで、安定した高い洗浄効果が得られる。洗濯物量が少ない場合には、無駄に長い時間低速回転することがないので洗濯時間の短縮ができる。

また、洗濯物が水に十分に濡れた状態で高速回転をするので、洗濯槽との摩擦が小さくなり、洗濯物の痛みを低減することができる。

本発明の第２にかかるドラム式洗濯機は、第１の発明の前記第１の低速回転工程が行われる時間は、前記洗濯物の量に比例して長くするので、洗濯物が多いほど時間をかけて洗濯槽を低速回転させて十分に洗濯水を浸透させることで、洗い性能を向上させることができる。

本発明の第３にかかるドラム式洗濯機は、第１の発明の前記第１の低速回転工程が行われる時間は、前記洗濯物の量に応じた複数段階の時間設定で行うので、洗濯物が多いほど時間をかけて洗濯槽を低速回転させて十分に洗濯水を浸透させることで、高い洗浄効果が得られる。さらに、演算や定数テーブルが少なくて済むため、制御を容易にすることができる。

本発明の第４にかかるドラム式洗濯機は、第１〜３の発明のいずれか１項の前記高速回転工程の後に、前記洗濯槽の内周壁に洗濯物が張り付かない程度の速度で回転する第２の低速回転工程を所定の時間行うので、布量等の違いによる演算をする必要がなく制御を容易にすることができる。

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、以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載の内容を限定するものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図を示したものである。図１において、外箱１の内部に弾性指示された外槽２が配設されている。さらに外槽２の内側には、少なくとも洗濯槽、脱水槽として機能する回転自在のドラム３が収納されている。

ドラム３の回転軸３ｃは、前面側から背面側に向かって下向きになるように傾斜しており、具体的には水平方向Ｘから例えば角度θ＝２０±１０度下向き傾斜させて配置されている。このように回転軸３ｃを傾斜させることで、外槽２およびドラム３の前面開口を上側に配置することができるようになり、大きく屈む姿勢をとることなく外槽２およびドラム３の全面開口を介してドラム３内の洗濯物が取り出せるようになる。

また、回転軸３ｃを水平方向とした場合に比べ、外槽２内に給水された水が背面側に溜まって少ない水量でも深い貯水状態が得られる。すなわち、少ない給水量で効果的に洗濯物を洗うことができる。背面側にはドラム３を回転駆動する駆動手段であるモータ４が接続されており、モータ４の回転によりドラム３が回転するようになっている。

ドラム３には、その周壁全体に渡って複数の透孔３ａが設けられ、外槽２内とドラム３内とは通水および通気ができるようになっている。ドラム３の背面壁には円周方向に沿った複数の背面開口（図示せず）が形成されている。

なお、透孔３ａはドラム３の周壁全体に渡り設けたが、ドラム３の周壁に部分的に形成してもよく、要は、外槽２内とドラム３内との通気性および通水性を確保でき、洗濯から乾燥に支障が出ないように設定すればよい。

また、ドラム３の内周壁には複数の撹拌突起３ｂが設けられており、ドラム３の回転によりドラム３内の洗濯物を持ち上げるようにしている。

外槽２はドラム３内の洗濯物に効率よく給水を行うために、ドラム３と同じ傾斜を持ってその近くに沿うように設けてある。なお、給水量を考慮しなければ、外槽２およびドラム３は水平であってもよいし、傾斜角度θが１０度未満であってもよい。

外槽２の上部に配置された給水手段は、水道に接続した給水口９と、給水弁１０とを少なくとも有し、給水とともに外槽２の内面とドラム３の外面との間に形成された空間に供給する。

外槽２の最低部には、取水口５が設けられ、取水口５は排水弁６につながっており、さらに排水弁６は排水管７につながっている。

取水口５には外槽２およびドラム３に給水された水位を検知する水位検知手段である水位センサ８が設置されている。

また、取水口５と排水弁６の間には取水口５から取り込んだ洗濯水をドラム３に吐出する吐出口１１につながった循環経路１２が連通されており、外槽２の洗濯水やすすぎ水を循環できるようにしている。

吐出口１１は、外槽２の全面下部に配置され、ドラム３の前面開口からドラム３内に吐出するよう構成されている。本実施の形態１では取り付け位置を下部とするが、ドラム３内の洗濯物に接触しないような位置であれば、上部でも中部でもその他どのような配置であってもよく、また複数取り付けてもよい。

循環経路１２への水の取り込みは、循環ポンプ１３を用いて行うこととすれば、循環経路１２による洗濯水の循環は循環ポンプ１３の制御のみで行えるので、ドラム３の回転による水流などの通常洗浄力を制御する洗浄制御とは関係なく循環させることができる。

循環時の循環水に洗濯物の繊維や髪の毛などの異物が多く含まれると、循環ポンプ１３が詰まってくる恐れがあるため、取水口５の下流で循環ポンプ１３の上流にフィルタ１４を設置して洗濯物の繊維や髪の毛などの異物を取り除くようにしている。

また、吐出口１１からの水をドラム３内に単純に吐出するようにした場合、せっかくの循環水がドラム３内の洗濯物の局部にしか噴射できず、循環効果を生かしきれない。一方、循環水を広域に噴射するのに特別な噴射ノズルを採用すると、必要ポンプ圧の上昇も併せ、コスト上昇の原因になるし限度がある。

そこで、本実施の形態１では、外槽２内の水を循環ポンプ１３により循環させるのに、例えば回転速度制御が可能であるＤＣブラシレスモータを用いて、吐出される循環水の流量、流速を調整することで、特別な噴射ノズルを採用することなく、吐出される循環水の上下方向の角度、左右方向の広がり度合いを変えることができる。この結果、循環ポンプ１３によりドラム３内の洗濯物に対し満遍なくかつ最適な位置に循環水を供給可能となり、洗い性能およびすすぎ性能を高めることができる。また、洗濯物が位置しない空間に無駄に循環水を供給することを避けられるので、無駄な電力の消費を抑えられ、洗剤水による異常な発泡を抑制することもできる。

循環ポンプ１３の回転速度は、通常の洗い運転時には、図１の矢印αのように例えば３５００ｒ／ｍｉｎ程度とし、毎分２０Ｌ程度の循環水をドラム３内の洗濯物に供給することで、洗い性能、すすぎ性能の向上を図る。

一方、布量検知手段により洗濯物の量が所定値より少ないと判断された場合は、循環ポンプ１３の回転速度を、例えば２５００ｒ／ｍｉｎ程度に落とし、供給する循環水を毎分１５Ｌ程度にするとともに、循環水の吐出される上下方向の角度を水平に近づけ、左右方向の広がり度合いを小さくする。これにより、洗濯物が少ない場合は、吐出された循環水が外槽２内の下方に位置する洗濯物に当たらないという状態を避けることができ、効率的に循環水を供給することができる。

図２は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の制御装置１５の構成を示すブロック図である。制御装置１５は、制御手段１６と、時間計測手段１７と、布量検知手段１８を少なくとも有している。制御手段１６は、水位センサ８からの水位検出信号を入力し、排水弁６、給水弁１０の開閉、モータ４や循環ポンプ１３の制御等を行うことによって、洗い、すすぎ、脱水、乾燥など、一連の洗濯乾燥工程の制御を行う。しかし、本発明においては乾燥機能の有無は関係しないため、乾燥工程は省略することができる。

給排水やドラム３の駆動の指示はもちろん、水位センサ８などの各種センサ出力を含め、すべての入出力制御を時間計測手段１７によるタイマーで管理できるシステムを具備しており、各動作、タイミングにおける所要時間を知ることができる。

また、布量検知手段１８は、洗濯物の量を検知する。布量検知は、制御手段１６を介し
てモータ４を制御し、洗濯物とともにドラム３を回転させるときのモータ４の電流信号の大きさをモータ回転数検知手段２０によりにより検出することによって行う。洗濯を開始すると、まず、制御手段１６は、モータ４を始動し、所定時間回転を持続した後、モータ４の通電を停止する。それにより、ドラム３の惰性回転が、逆にモータ４を回転させる状態になる。このとき、ドラム３の惰性回転力は摩擦トルクによりしだいに低下してやがてドラム３は停止する。通電停止からドラム３の停止までの時間は、布量が多いときは長く、布量が少ないときは短い。この停止に要する時間の違いが布量に比例することを利用して布量を検知するものである。

次に、本実施の形態の洗濯機の動作について、図３を参照しながら説明する。

ドラム３に洗濯物が投入されて洗濯を開始すると、布量検知手段１８は洗濯物の布量を検知する（Ｓ１）。

基本的な給水量は、この洗濯物の量をもとに決定する。たとえば、洗濯物の量が「少」と判定した時は、「低」水位のＷＬ１を設定水位とする。洗濯物の量が「中」と判定した時は、「中」水位のＷＬ２を設定水位とする。また、洗濯物の量が「多」と判定した時は、「高」水位のＷＬ３を設定水位とする（Ｓ２）。

さらに、第１の低速回転工程は、布量検知手段１８で検知した洗濯物の量に応じた時間行われるので、この時同時に、洗い工程における第１の低速回転工程の撹拌時間である所定時間Ａを決定する。

図４は本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の布量別の洗い工程図を示したものである。布量検知手段１８で検知した洗濯物の量に応じた時間は、洗濯物の量に応じた複数段階で設定を行う。

例えば、洗濯物の重量が３ｋｇ未満と判定すると、所定時間Ａは３分、３ｋｇ以上で６ｋｇ未満と判定すると、所定時間Ａは５分、６ｋｇ以上と判定すると、所定時間Ａは６．５分のように布量によって階段状に複数の設定値を決めるとすれば、演算や定数テーブルが少なくて済むため、制御手段１６の負荷を軽くすることができる。

次に、制御手段１６は、給水弁１０を開放して（Ｓ３）、外槽２およびドラム３に設定水位になるまで給水を行う（Ｓ４）。

給水工程の一部において、制御手段１６により循環ポンプ１３を制御して、図１の矢印βのように洗剤とともに給水された洗濯水が循環経路１２を介して吐出口１１より、ドラム３の前端壁３ｄと外槽２の前端壁２ｄの間を通って、外槽２の下方に落下する回転速度に制御する。このように洗濯水を循環することで洗剤や柔軟剤を早期に洗濯水に溶解し、その濃度を均一にすることができる。

このときの循環ポンプ１３のモータ回転速度は、例えば１０００ｒｐｍに設定している。この外槽内循環工程を実行することで、ドラム３の外側にある外槽２と循環経路１２とで洗濯水を循環させることができる。

そして、洗濯水の濃度が均一になった後に、循環ポンプ１３の回転速度を、吐出口１１から吐出した洗濯水がドラム３内の洗濯物に供給する回転速度に上昇させることで、洗剤や柔軟剤の効果を向上させるとともに、洗濯物への洗剤残りや高濃度の柔軟剤が直接洗濯物に付着することによるしみ等の発生を防止することができる。

次に、設定水位に到達すると（Ｓ４のＹＥＳ）、給水弁１０を閉じ（Ｓ５）、ドラム３を低速で回転させながら第１の低速回転工程を開始する（Ｓ６）。

ドラム３の回転速度は、洗濯物がドラム３の内周壁に遠心力によって張り付かない程度の回転速度である。具体的には、洗濯物の量にも依存するが５０ｒ／ｍｉｎ以下が好ましい。このような回転速度にすることにより、洗濯物は撹拌突起３ｂによって持ち上げられ、ドラム３の上部より重力によって落下し、落下時の運動エネルギーが効果的に加えられるようになる。このときの回転方向は、同一方向でも、定期的に正逆回転を切り替えることとしてもよい。

低速回転工程において、制御手段１６は循環ポンプ１３を制御して、洗剤が十分に溶けた洗濯水が循環経路１２を介して吐出口１１よりドラム３内へ循環させる。このようにすることで洗濯水の洗濯物への浸透を促進する。このため、循環ポンプ１３の回転数は、ドラム３内に循環水がしっかり吐出して洗濯物に洗濯水が浸透しやすくできる回転数とし、洗濯容量にもよるが、例えば３８００ｒ／ｍｉｎ程度とする。

所定時間Ａが経過すると（Ｓ７のＹＥＳ）、制御手段１６は、モータ４を制御してドラム３の回転を高速にする（Ｓ８）。回転させる速度は、遠心力によって洗濯物が含んでいる水分が強制的に離脱することが十分可能な１５０ｒ／ｍｉｎ以上が好ましく、より好ましくは３００ｒ／ｍｉｎ以上である。また、高速回転を行う際の単位操作としては、連続的な一度の操作であっても短時間でＯＮ／ＯＦＦを行うような断続的に繰り返し行うものでも構わない。

高速回転工程においては、第１の低速回転工程時に衣類繊維の汚れ物質に付着した洗剤が含まれている衣類繊維近傍の洗濯水を遠心力によって除去し、繊維中から汚れ物質を洗濯水と共に効率良く除くことが可能となる。さらに、高速回転時に洗濯水を循環ポンプ１３によってドラム３内の洗濯物に向けて吐出することとすれば、汚れがまだ付着していない洗濯水が洗濯物に効果的に吸収されることにより衣類繊維に含まれる洗濯水の入れ替わりを促進することができる。

ドラム３を高速で回転させる時間は、洗濯物に含まれる洗濯水を絞り出すことができればよいため比較的短時間でよく、布量によらず例えば３０秒間だけ行うなど、一定時間Ｂの間で運転する（Ｓ９）。

続いて、高速回転工程の後に、ドラム３内周壁に洗濯物が張り付かない程度の速度で回転する第２の低速回転工程を所定の時間行う（Ｓ１０）。具体的には、洗濯物の量にも依存するが５０ｒ／ｍｉｎ以下が好ましい。このような回転速度にすることにより、洗濯物は撹拌突起３ｂによって持ち上げられ、ドラム３の上部より重力によって落下し、落下時の運動エネルギーが効果的に加えられるようになる。このときの回転方向は、同一方向でも、定期的に正逆回転を切り替えることとしてもよい。

本工程ではＳ６の工程と同様に循環ポンプ１３を起動させ、循環経路１２を経由して吐出口１１よりドラム３内へ吐出させる。この時、洗濯物がドラム３の内周壁に遠心力によって張り付かない程度の回転速度でドラム３を回転させる。このときの循環ポンプ１３の動作は連続であっても間欠であっても構わない。

高速回転工程の後、さらに継続してドラム３を低速回転させることで、再び洗剤の化学力とドラム３の回転に伴う機械力によって、繊維に残存していた汚れ物質もさらに剥ぎ取ることが可能となる。繊維間の洗濯水中の汚れ物質濃度が高い場合には繊維への再付着が懸念されるが、洗剤の界面活性剤に付着して囲まれた汚れは再付着しにくく、汚れに付着
していない界面活性剤のみが洗濯物に吸い付くので、残った汚れに対して働かせることができる。

第２の低速回転工程の時間は、残りの洗剤を洗濯物に十分に浸透させる時間があればよいため、布量にかかわらず一定時間Ｃに固定する。例えば本実施の形態では５．５分たてば洗い工程を終了する（Ｓ１１）ようにすれば、演算や定数テーブルが少なくて済むため、制御手段１６の負荷を軽くすることができる。

以上のように、給水後に、低速で回転する工程を布量検知手段１８で検知した洗濯物の量に応じた時間だけ行うことで洗濯物が十分に洗剤の混ざった洗濯水で濡れた状態になり、洗剤の界面活性剤が洗濯物の汚れに吸い付く。その後に、ドラムを高速で回転させることで、洗濯物近傍の洗剤の混ざった洗濯水および洗剤に付着した汚れを引きはがすことで、再度洗濯物の残った汚れに洗剤を浸透させることができる。

なお、本実施の形態では、洗濯物の量によって複数段階で所定時間Ａの時間設定をしたが、所定時間Ａは洗濯物の重量の判定値に比例して設定されていてもよい。例えば、最低時間を２分として、判定した重量のｋｇ単位の値を加算したものを所定時間Ａとする。最大時間は７分とし、５ｋｇ以上と判断した場合には所定時間は７分となる。

また、一定時間Ｂ、Ｃは洗濯物の量によらず一定としたが、洗濯物の量の多少によって時間を短縮または延長してもよい。図５は、例として本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の高速回転を布量に応じた時間とした場合の布量別のすすぎ工程図を示したものである。高速回転を布量に応じた所定時間Ｄの間運転することで、洗濯物量が多い場合には、高い洗浄効果が得られ、洗濯物量が少ない場合には、洗濯時間の短縮ができる。

また、洗濯時間を気にしなければ、第２の低速回転工程の時間を決定せず、洗い工程の合計時間を洗濯物の量によらず一定としてもよい。もしくは、低速回転工程の時間を洗濯物の量によらず一定としてもよい。このような構成により、演算や定数テーブルが少なくて済むため、制御手段１６の負荷を軽くすることができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯物の布量に応じて洗濯槽の回転を制御して、洗い性能を向上することができるので、繊維などの洗浄装置や水洗いを主体とする業務用洗浄機等の用途にも適用できる。

１ 外箱
２ 外槽
３ ドラム（洗濯槽）
４ モータ（駆動手段）
６ 排水弁
７ 排水管
８ 水位センサ
９ 給水口
１０ 給水弁
１５ 制御装置
１６ 制御手段

Claims (4)

1. 回転自在の洗濯槽と、
   前記洗濯槽を収納する外槽と、
   前記洗濯槽を回転駆動する駆動手段と、
   洗濯物の量を検知する布量検知手段とを備え、
   少なくとも洗い工程を有するドラム式洗濯機において、前記洗い工程は、前記洗濯物が前記洗濯槽の内周壁に張り付かない程度の速度で回転する第１の低速回転工程と、前記洗濯槽内周壁に張り付いた状態となる高速で回転する高速回転工程とを有し、
   前記第１の低速回転工程は、前記高速回転工程の前に、前記布量検知手段で検知した洗濯物の量に応じた時間行われるドラム式洗濯機。
2. 前記第１の低速回転工程が行われる時間は、前記洗濯物の量に比例して長くする請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 前記第１の低速回転工程が行われる時間は、前記洗濯物の量に応じた複数段階の時間設定で行う請求項１に記載のドラム式洗濯機。
4. 前記高速回転工程の後に、前記洗濯槽の内周壁に洗濯物が張り付かない程度の速度で回転する第２の低速回転工程を所定の時間行う請求項１〜３いずれか１項に記載のドラム式洗濯機。