JP2013009882A - ドラム式洗濯機およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯物に洗浄水を十分に浸透させた状態から汚れをはがし出して洗浄をより早く行うドラム式洗濯機を提供すること。
【解決手段】洗い工程が洗濯槽３内で洗濯物が張り付かない程度の低速で回転する工程（Ｓ６）と、洗濯物が洗濯槽の壁面方向に張り付いた状態となる高速で回転させる工程（Ｓ８）からなり、制御手段１６は、低速で回転する工程（Ｓ６）の後に水位センサ８の出力が所定の条件になると前記高速で回転させる工程（Ｓ８）を行う。これによって洗濯物に洗浄水を十分に行きわたらせて、洗濯物から汚れを十分に浮き出させた状態から汚れをはがし出して洗浄をより早く行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、弾性的に支持された外槽内に洗濯物を収容して回転可能な洗濯槽を備え、その洗濯槽内で洗濯物の洗い、すすぎ、脱水及び乾燥を行うドラム式の洗濯機もしくは洗濯乾燥機に関する。

従来のドラム式洗濯機においては、洗濯物を洗濯槽に投入した後、給水手段によって洗濯機外部より水が供給される。あらかじめ既定量の洗剤が投入されている洗剤入れを介して洗濯槽を収容する外槽または洗濯槽に洗浄水が注水される。注水後は、洗濯槽を低速で回転させながら、洗濯物を十分に洗浄水で濡らす。その後、洗濯槽を一定時間、洗濯物が洗濯槽壁面に張り付かない程度の低速で回転させる。濡れた洗濯物が回転に伴って洗濯槽の上部より落下する際の衝撃によって汚れを落とすことで洗浄が行われる。このようなドラム式洗濯機においては、特に洗濯物の量が多い場合には洗濯物を濡らす工程において、洗濯槽内に投入された洗濯物を均一に濡らすことが困難である。そのため、洗いムラが発生し、洗浄性能が著しく低下する。

そこで、給水後に、洗濯槽を比較的低速な所定の回転数で回転させてたたき洗いを行う。また、前述の所定の回転数よりも高い回転数で洗濯槽を回転させてしぼり洗いを行う。所定の回転数は、洗濯物の中の洗浄水を遠心力により洗濯槽の外に排出し得る回転数である。これによって洗濯物をより入り交じるようにして撹拌することで洗濯物が均一に濡らされる（たとえば、特許文献１参照）。

特開平８−２９９６５８号公報

しかしながら、前記従来構成では、給水後の適当な時間に高速回転させようとすると、給水を行ったのみでは洗濯物は十分に水に濡れていない。このため、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少ない。さらに水に十分濡れていなければ高速回転による洗濯槽との摩擦が大きく、洗濯物の傷みが大きくなる。また、洗剤の混ざった洗浄水が洗濯物に十分に行きわたっていないので、洗濯物の汚れが洗浄水によって浮き上がらない。このため、この状態で洗濯槽を高速回転させても洗濯物の汚れが引きはがされない。このため、十分な洗浄効果が得られないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯物から汚れを十分に浮き出させた状態から汚れをはがし出して洗浄をより早く行うドラム式洗濯機を提供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、本発明のドラム式洗濯機およびそのプログラムは、洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、前記洗濯槽を駆動する駆動手段と、前記外槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記水位検知手段からの出力により水位を判断し、前記駆動手段の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記洗濯槽の内壁面に洗濯物が張り付かない程度の低速で前記洗濯槽を回転させる低速撹拌工程と、洗濯物が前記洗濯槽の内壁面に張り付いた状態となるように高速で前記洗濯槽
を回転させる高速回転工程とを有する洗い工程を行い、前記低速撹拌工程中に前記水位検知手段の出力が所定の条件になると、前記高速回転工程を行うものである。

これによって、給水後に、低速で回転する工程を行うことで洗濯物が十分に洗剤の混ざった洗浄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。水位センサの出力が所定の条件になると洗濯槽を高速で回転させることで、洗濯物が洗浄水を十分に含んでいることを確認してから、洗濯物近傍の洗剤の混ざった洗浄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、洗濯物に洗浄水を十分に行きわたらせて、洗濯物から汚れを十分に浮き出させた状態で汚れをはがし出すので、洗浄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成図 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洗い工程における検出水位と検出水位差分を示す図 本発明の実施の形態２における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検出水位と洗い時間の関係を示す図 本発明の実施の形態３におけるドラム式洗濯機の検出水位と洗い時間の関係を示す図

第１の発明のドラム式洗濯機は、洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、前記洗濯槽を駆動する駆動手段と、前記外槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記水位検知手段からの出力により水位を判断し、前記駆動手段の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記洗濯槽の内壁面に洗濯物が張り付かない程度の低速で前記洗濯槽を回転させる低速撹拌工程と、洗濯物が前記洗濯槽の内壁面に張り付いた状態となるように高速で前記洗濯槽を回転させる高速回転工程とを有する洗い工程を行い、前記低速撹拌工程中に前記水位検知手段の出力が所定の条件になると、前記高速回転工程を行うものである。

このような構成によって、洗濯物から汚れを十分に浮き出させた状態から汚れをはがし出して洗浄をより早く行うことができる。

第２の発明は、第１の発明のドラム式洗濯機の前記制御手段は、前記水位検知手段の出力の変化量が所定以下になると前記高速回転工程を行うようにするものである。

このような構成によって、洗濯物が線浄水を十分に含水したことを、水位センサの出力値で検知するのではなく、変化量で検知するので、吸水性の高い布質であっても低い布質であっても、一律の制御をすればよい。これにより、どのような布質の洗濯物であっても洗濯物に洗浄水が十分に行き渡り飽和してきたところで、高速で回転させてさらに汚れを引きはがすことができる。

第３の発明は、第１の発明のドラム式洗濯機の前記制御手段は、前記水位検知手段の出力が第１の所定値になると前記高速回転工程を行うようにするものである。

このような構成によって、洗濯物に洗浄水が十分に行き渡り飽和してきたところで、高
速で回転させてさらに汚れを引きはがすことができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明のドラム式洗濯機の前記制御手段は、前記低速撹拌工程において、前記水位センサの出力値が第２の所定値以下になると補給水を行うようにするものである。

このような構成によって、洗濯物の吸水性が高く、水位が低下した場合にも補給水を行うので、洗浄性能を低下させにくくすることができる。

第５の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明のドラム式洗濯機において、少なくとも一つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラムである。これによって記録媒体や通信回線でのダウンロードによって運用途中でのプログラムの変更や追加を行うことができるので、新たな仕様変更に対応できる。

以下、本発明の実施の形態１〜３について、図面を参照しながら説明する。なお、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におけるドラム式洗濯機の概略構成図である。図１に示すように、洗濯機全体の外箱１の内部に外槽２が配設されている。外槽２の内側に洗濯槽としてのドラム３が水平方向から背面方向へ下向き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。ドラム３は、背面に駆動手段としてのモータ４が接続されて、モータ４の回転によりドラム３が回転する。また、ドラム３には外周面に複数の通孔が設けられており、洗濯槽、脱水槽、乾燥槽としても機能する。

外槽２の最下部には、取水口５が接続されており、取水口５には循環経路１２が連通されている。取水口５から取り込んだ洗浄水は循環経路１２を通り、吐出口１１からドラム３に吐出されることで、循環している。循環経路１２への水の取り込みは、循環経路１２内に設けられた循環ポンプ１３を用いて行われる。これによって、循環経路１２による洗浄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、通常洗浄力を制御する洗浄制御とは関係なく洗浄水を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や排水管７が詰まる恐れがあるため、取水口５と循環ポンプ１３の間にフィルタ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かれる。

排水弁６は、取水口５と循環ポンプ１３の間に設けられ、排水弁６の下流にある排水管７に接続している。

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ための水位検知手段としての水位センサ８が設置されている。水位センサ８は、給水後にすぐに浸水する位置に設置される。水位センサ８は、たとえば隔膜（ダイアフラム）に加わる圧力を膜の変形として検出することで水位を検知する。隔膜の変形を検出する方法として、静電容量の変化やひずみゲージを使う。

給水口９は水道に接続して、給水弁１０を介して外槽２やドラム３を順次、洗浄水やすすぎ水で満たす。

制御手段１６は、マイクロコンピュータ等で構成して、水位センサ８からの水位検出信号を入力し、排水弁６および給水弁１０の開閉、モータ４や循環ポンプ１３の制御等を行
う。これによって、洗い、すすぎ、脱水、乾燥工程の制御を行う。さらに、制御手段１６はモータ４に流れる電流信号を検知してドラム３の重さつまり洗濯物の重量を判定する布量検知手段としての機能も有している。 次に、本発明の実施の形態１のドラム式洗濯機の動作について、図２を参照しながら説明する。

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洗浄制御を示すフローチャートである。洗濯機に洗濯物が投入されて洗濯を開始すると、制御手段１６は、洗濯物の量を検出する布量検知を行う（Ｓ１）。

布量検知は、以下の要領で行う。まず、モータ４が回転駆動される。このとき、制御手段１６は、ドラム３の回転数を、洗濯物がドラム３の周壁に張り付く程度の回転数、例えば１００〜１４０ｒｐｍ程度まで一旦立ち上げる。制御手段１６は、所定時間、回転を維持した後、モータ４の通電をオフする。その後、ドラム３が惰性により回転することで、モータ４が回転する。このとき、ドラム３の回転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、洗濯物の量が多いときは長く、洗濯物の量が少ないときは短い。この停止に要する時間の違いが洗濯物の量に比例することを利用して洗濯物の量が検知される。

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」と判定された時は、制御手段１６は、「低」水位のＷＬ１を設定水位とする。洗濯物の量が「中」と判定された時は、制御手段１６は、「中」水位のＷＬ２を設定水位とする。また、洗濯物の量が「多」と判定された時は、制御手段１６は、「高」水位のＷＬ３を設定水位とする（Ｓ２）。

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）。

給水中は、制御手段１６により循環ポンプ１３を制御して、洗剤とともに給水された洗浄水が循環経路１２を介して吐出口１１より外槽２へ循環することで洗剤の水への溶け込みを促進する。吐出口１１からドラム３内に循環水が吐出すると洗剤が水に溶ける前に衣類が水を吸うため、循環ポンプ１３の回転数は、ドラム３内に循環水があまり吐出せず、ドラム３の前端部を伝う程度に弱く設定されている。

制御手段１６は、設定水位に到達したことを確認すると（Ｓ４のＹＥＳ）、給水弁１０を閉じる（Ｓ５）。次に、ドラム３の内壁面に洗濯物が張り付かない程度の低速でドラム３を回転させる第１の低速撹拌工程に入る。第１の低速撹拌工程では、ドラム３を低速で回転させながら洗濯物の撹拌を開始する（Ｓ６）。ドラム３の回転数は、洗濯物がドラム３内で持ち上げられ、ドラム３の上部から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回転数である。よって、この時のドラム３の回転数は、洗濯物がドラム３の内壁面に、遠心力によって張り付かない程度の回転数である。例えば、洗濯物の量にも依存するが５０ｒｐｍ以下が好ましい。回転方向は、同一方向でもよいし、定期的に逆転させてもよい。

この時、制御手段１６が循環ポンプ１３を制御することで、洗剤が十分に溶けた洗浄水は循環経路１２を介して吐出口１１よりドラム３内へ循環される。これによって洗浄水の洗濯物への浸透が促進される。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浄水が浸透しやすくできる回転数とする。

制御手段１６は、水位センサ８からドラム３内の水位を定期的に読み出して、水位センサ８の出力の変化量、すなわち前回読み出した値との差が小さければ、制御手段１６は洗
濯物が十分吸水し、水位が安定したとみなして（Ｓ１４のＹＥＳ）、モータ４を制御してドラム３の回転を高速にし、高速回転工程を開始する（Ｓ８）。

図３は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の洗い工程における検出水位と検出水位差分を示す図である。図３に示すように、給水を終了して低速でドラム３を回転させる工程（Ｓ６）中には、洗濯物が洗浄水を吸水していくので水位センサの出力値は徐々に低下する。洗濯物が洗浄水を十分に吸水すると、水位の変化が安定し、前回読み出した値との差分の絶対値が設定値以下、例えば１分間で５ｍｍ以下になったときに吸水が飽和したとみなす。このように、水位センサ８の出力の変化量を見ることで、布質によらずに洗濯物が十分吸水したことが判断できる。

制御手段１６はモータ４を制御して、ドラム３が高速で回転する工程である高速回転工程に移行する（Ｓ８）。高速回転工程におけるドラム３の回転速度は、洗濯物がドラム３の壁面に張り付いた状態となり、遠心力がかかる速度である。より具体的には、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に可能な回転数がよく、１５０ｒｐｍ以上が好ましい。より好ましくは３００ｒｐｍ以上である。また、高速回転を行う際の単位操作として、連続的な一度の操作で行われる。また、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よい。ドラム３の高速回転を行うことで、洗剤による過剰の泡が発生することがあるので、繰り返し行う場合には断続的に高速回転を行う方が好ましい。

先に行われた第１の低速撹拌工程によって、界面活性剤からなる洗剤は衣類繊維の汚れ物質に付着している。高速回転工程において、衣類繊維近傍の洗浄水が遠心力によって除去されるので、汚れ物質は洗浄水と共に衣類繊維中から効率良く除くことが可能となる。さらに、高速回転時に洗浄水を循環ポンプ１３によってドラム３内の洗濯物に向けて吐出すれば、汚れがまだ付着していない洗浄水が、高速回転によって脱水された洗濯物に効果的に吸収される。このように、ドラム３の高速回転による脱水と、吐出された洗浄水の吸水により、衣類繊維に含まれる洗浄水の入れ替わりが促進される。

ドラム３を高速で回転させる時間Ｔは、洗濯物に含まれる洗浄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、例えば３０秒間だけ行う。

高速回転工程の時間Ｔが３０秒経過すると（Ｓ９のＹＥＳ）、続いて、再びドラム３を低速で回転させる第２の低速撹拌工程を実施する（Ｓ１０）。第２の低速撹拌工程では、第１の低速撹拌工程と同様に循環ポンプ１３を起動させる。外槽２の洗浄水は、循環経路１２を経由して吐出口１１よりドラム３内へ循環する。この時、ドラム３は洗濯物が張り付かずドラム３内でゴロゴロと転がる程度の回転数で回転している。また、循環ポンプ１３を稼動させ吐出口１１より洗浄水を吐出させる動作は連続運転でも間欠運転でも動作可能である。

高速回転工程の後、さらに継続して第２の低速撹拌工程を行うことで、洗剤の化学力とドラム３の低速回転に伴う機械力によって、再び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。繊維間の洗浄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い。このため、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洗剤の化学的性質を働かせることができる。

第２の低速撹拌工程の時間は、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、布量に依存しない所定時間に固定する。本発明の実施の形態１では、前述の所定時間を５．５分として、所定時間が経過すれば（Ｓ１１）、洗い工程を終了する。このよ
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水位センサ８の出力が安定するまでの時間行うことにより、洗濯物が十分に洗剤の混ざった洗浄水を含んで濡れた状態になる。すると、洗剤の界面活性剤が洗濯物の汚れに吸い付いて洗浄水内に溶け出す。その後に、ドラム３を高速で回転させることで、洗濯物近傍にある洗剤が混ざった洗浄水と、洗剤に付着した汚れとを引きはがす。このようにすることで、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、実施の形態１で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録、もしくはインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

なお、ドラム式洗濯機だけでなく、乾燥機能付きのドラム式洗濯乾燥機としても同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、ドラム式洗濯機の概略構成は本発明の実施の形態１で説明したドラム洗濯機と同じ構成である。構成の詳細な説明は、実施の形態１のものを援用する。本発明の実施の形態２において、前記水位検知手段の出力が第１の所定値になると前記高速回転工程を行うようにする。

図４は、本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の洗浄制御を示すフローチャートである。図５は、本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の検出水位と洗い時間の関係を示す図である。

給水工程Ｓ１Ａに関しては、本発明の実施の形態１と同様である。

洗い工程に入ると、ドラム３の壁面に洗濯物が張り付かない程度の低速で回転する第１の低速撹拌工程を行い（Ｓ６）、水位センサ８の出力を定期的に読み出す（Ｓ２０）。水位センサ８により、水位が所定値、たとえば水位２０ｃｍ以下となっていれば（Ｓ２０のＹＥＳ）、制御手段１６は洗濯物が十分吸水したとみなして、モータ４を制御してドラム３の回転を高速にし、高速回転工程に移行する（Ｓ８）。

水位センサ８の出力が２０ｃｍ以下となっていなければ、（Ｓ２０のＮＯ）、設定時間（例えば１５分）が過ぎていない間（Ｓ２１のＮＯ）は、第１の低速撹拌工程が続けられる。

水位センサ８の出力が、２０ｃｍ以下とならないまま設定時間（例えば１５分）が過ぎた場合（Ｓ２１のＹＥＳ）は、そのまま洗い工程を終了する。

高速回転工程の時間Ｔが３０秒経過すると（Ｓ９のＹＥＳ）、は実施の形態１のように、再度、ドラム３を低速で回転させながらの撹拌（第２の低速撹拌工程）を行う（Ｓ１０）。所定時間が経過すると（Ｓ１１のＹＥＳ）、洗浄を終了する。

以上のように、給水後に、水位センサ８の出力が所定値以下になれば高速でドラム３を
回転する工程を行うことで、十分に洗濯物に洗濯水が浸透した段階で洗濯物近傍の洗剤の混ざった洗濯液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、高速回転に移行する所定の水位を一定値としたが、洗濯物の量に応じた値に設定してもよい。例えば、洗濯物の重量がゼロと検知した場合の最低値としての所定の水位を設定しておき、衣類量が１ｋｇ多い毎に所定値Ａの水位を１０ｍｍ増やす設定とすれば、衣類が十分に洗浄水に浸かった状態とすることができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、ドラム式洗濯機の概略構成は本発明の実施の形態１および２で説明したドラム洗濯機と同じ構成である。構成の詳細な説明は、実施の形態１および２のものを援用する。本発明の実施の形態３において、前記制御手段は、前記低速撹拌工程において、前記水位センサの出力値が第２の所定値以下になると補給水するようにする。

図６は、本発明の実施の形態３におけるドラム式洗濯機の検出水位と洗い時間の関係を示す図である。

洗濯物の布質によっては、所定の水位まで給水してもその後に洗濯物が吸水することによってドラム３内の洗浄水が不足する場合がある。このため、所定時間の間に水位が設定値、例えば、検知水位が１０ｃｍ以下に低下した場合は、補給水を行って水位を再度高くして洗浄液の不足がなくなるようにする。洗濯物の吸水性が高いために水位が低下した場合にも補給水を行うので、洗浄性能を低下させにくくすることができる。また、洗浄水が不十分な状態での洗濯物の擦れによる傷みを少な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、水位に応じて洗濯槽の回転を制御して、洗浄性能を向上することができるので、繊維などの洗浄装置等の用途にも適用できる。

１ 外箱
２ 外槽
３ ドラム（洗濯槽）
４ モータ（駆動手段）
５ 取水口
６ 排水弁
７ 排水管
８ 水位センサ（水位検知手段）
９ 給水口
１０ 給水弁
１１ 吐出口
１２ 循環経路
１３ 循環ポンプ
１４ フィルタ
１６ 制御手段

Claims (5)

1. 洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、
   前記洗濯槽を収容する外槽と、
   前記洗濯槽を駆動する駆動手段と、
   前記外槽内の水位を検知する水位検知手段と、
   前記水位検知手段からの出力により水位を判断し、前記駆動手段の制御を行う制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記洗濯槽の内壁面に洗濯物が張り付かない程度の低速で前記洗濯槽を回転させる低速撹拌工程と、洗濯物が前記洗濯槽の内壁面に張り付いた状態となるように高速で前記洗濯槽を回転させる高速回転工程とを有する洗い工程を行い、前記低速撹拌工程中に前記水位検知手段の出力が所定の条件になると、前記高速回転工程を行うドラム式洗濯機。
2. 前記制御手段は、前記水位検知手段の出力の変化量が所定以下になると前記高速回転工程を行うようにする請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 前記制御手段は、前記水位検知手段の出力が第１の所定値になると前記高速回転工程を行うようにする請求項１に記載のドラム式洗濯機。
4. 前記制御手段は、前記低速撹拌工程において、前記水位センサの出力値が第２の所定値以下になると補給水を行うようにする請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機において少なくとも一つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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