JP2013052055A - ドラム式洗濯機およびそのプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】洗い工程時に、洗濯物を洗濯兼脱水槽の内側壁面に均等に張りつけることで、遠心力洗い時の振動や騒音を抑え、洗浄性能に優れた洗濯機を提供すること。
【解決手段】洗濯物を収容して水平軸を中心に回転自在で複数孔を有する洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽を収容する水槽と、洗濯物に直接水を与える水供給手段と、洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、駆動手段を少なくとも、洗濯物が洗濯兼脱水槽の内壁に張りつかない第1の回転数、および洗濯物が洗濯兼脱水槽の内壁に張りつく第2の回転数に制御する制御部を備え、制御部は、遠心力洗い起動時に、洗濯兼脱水槽水平軸の高さより上部の位置にある洗濯物に対して水供給手段を動作させながら、駆動手段を連続して第1の回転数から第2の回転数に変化するようにした。
【選択図】図1
【解決手段】洗濯物を収容して水平軸を中心に回転自在で複数孔を有する洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽を収容する水槽と、洗濯物に直接水を与える水供給手段と、洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、駆動手段を少なくとも、洗濯物が洗濯兼脱水槽の内壁に張りつかない第1の回転数、および洗濯物が洗濯兼脱水槽の内壁に張りつく第2の回転数に制御する制御部を備え、制御部は、遠心力洗い起動時に、洗濯兼脱水槽水平軸の高さより上部の位置にある洗濯物に対して水供給手段を動作させながら、駆動手段を連続して第1の回転数から第2の回転数に変化するようにした。
【選択図】図1
Description
本発明は、弾性的に支持された水槽内に洗濯物を収容して回転可能な洗濯兼脱水槽を備え、その洗濯兼脱水槽内で洗濯物の洗い、すすぎ、脱水及び乾燥を行う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の洗いは、まず、洗濯物が洗濯兼脱水槽に投入された後、給水手段によって洗濯機外部より水道水が供給される。あらかじめ洗剤が投入されている洗剤入れを介して、洗濯兼脱水槽を収容する受筒または洗濯兼脱水槽に、洗剤成分を含んだ洗浄水が注水される。注水後は、洗濯物を十分に洗浄水で濡らした後、一定時間、洗濯物が洗濯兼脱水槽の壁面に張り付かない程度の低速で、洗濯兼脱水槽が回転する。これによって、濡れた洗濯物が回転に伴って洗濯兼脱水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たたき洗いと呼ばれる洗浄動作が行われている。また、たたき洗いの後に、洗濯兼脱水槽の回転数をさらに増加させることにより、遠心力洗いが行われている。遠心力洗いは、洗濯物の中の洗浄水を遠心力によって、洗濯物から排出する洗い方である。このときのたたき洗いの回転数は50rpm、遠心力洗いの回転数は300rpm程度である(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら上記のドラム式洗濯機において、遠心力洗い動作の開始時に洗濯兼脱水槽を単純に回転させるだけで、洗濯物が洗濯兼脱水槽の壁面に均等に張りつくケースは希である。これは、洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の布質が同じであることが少ないためである。ジーンズやジャージなどは化学繊維と綿というように、布質が異なるために、初期の脱水性、すなわち水の抜け易さが大きく異なる。よって、洗濯物が洗濯兼脱水槽の壁面に貼り付きかける80〜100rpm程度の回転数で洗濯兼脱水槽を回転させ、洗濯兼脱水槽の水平軸の高さより上部の位置に洗濯物が持ち上がると、脱水性の良い化繊のジャージは水が抜け出して衣類が素早く張りつこうとする。一方、水の抜けにくい綿質のジーンズは、団子状の固まりになりやすい。このように、脱水性の異なる衣類が混在するほど、全体としては均質に張りつきにくく、結果的に洗濯兼脱水槽の壁面への布かたより(アンバランス)が発生して、遠心力洗い起動時の振動や騒音が発生する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、遠心力洗いの開始時に、洗濯物を洗濯兼脱水槽の壁面に均等に張りつけて、脱水時の振動や騒音を抑え、脱水性能に優れた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は、洗濯物を収容して、水平な回転軸または前面側から背面側に向かって下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数孔を有する洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を収容する水槽と、前記洗濯物に直接水を与える水供給手段と、前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、記駆動手段を制御して、洗濯物から遠心力で洗浄水を排水する遠心力洗いを含む洗い工程を行う制御部とを
備え、前記制御部は、前記遠心力洗いの起動時に、前記洗濯物が前記回転軸より上部に持ち上げられ、かつ洗濯兼脱水槽の壁面に張り付かない第1の回転数および前記洗濯物が前記洗濯兼脱水槽の内壁に張りつく第2の回転数になるよう前記駆動手段を駆動し、前記洗濯兼脱水槽を前記第1の回転数にて駆動中に、前記回転軸より上部の位置にある洗濯物に対して前記水供給手段により水を与えながら、前記第2の回転数に変化するようにしたものである。
備え、前記制御部は、前記遠心力洗いの起動時に、前記洗濯物が前記回転軸より上部に持ち上げられ、かつ洗濯兼脱水槽の壁面に張り付かない第1の回転数および前記洗濯物が前記洗濯兼脱水槽の内壁に張りつく第2の回転数になるよう前記駆動手段を駆動し、前記洗濯兼脱水槽を前記第1の回転数にて駆動中に、前記回転軸より上部の位置にある洗濯物に対して前記水供給手段により水を与えながら、前記第2の回転数に変化するようにしたものである。
このような構成によって、洗濯兼脱水槽の壁面に洗濯物を張りつける低速回転時に、洗濯兼脱水槽の回転軸より上部の位置にある洗濯物に対して、水を供給しながら回転数を変化することで、洗濯物の含水率を一定に保つことができる。この状態で一気に洗濯兼脱水槽の回転数を増加させることで、個々の洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を洗濯兼脱水槽の壁面に均等に張りつかせることができる。このため、洗濯物のアンバランスが生じることがなく、遠心力洗い起動時の振動や騒音を抑えることができる。
本発明のドラム式洗濯機は、遠心力洗いの起動時に洗濯兼脱水槽の壁面に洗濯物を簡単に均等に張り付かせることができ、振動や騒音を抑えた洗浄動作ができる。
第1の発明のドラム式洗濯機は、洗濯物を収容して、水平な回転軸または前面側から背面側に向かって下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数孔を有する洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を収容する水槽と、前記洗濯物に直接水を与える水供給手段と、前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、記駆動手段を制御して、洗濯物から遠心力で洗浄水を排水する遠心力洗いを含む洗い工程を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記遠心力洗いの起動時に、前記洗濯物が前記回転軸より上部に持ち上げられ、かつ洗濯兼脱水槽の壁面に張り付かない第1の回転数および前記洗濯物が前記洗濯兼脱水槽の内壁に張りつく第2の回転数になるよう前記駆動手段を駆動し、前記洗濯兼脱水槽を前記第1の回転数にて駆動中に、前記回転軸より上部の位置にある洗濯物に対して前記水供給手段により水を与えながら、前記第2の回転数に変化するようにしたものである。
このような構成によって、洗濯兼脱水槽水平軸の高さより上部の位置にある洗濯物に対して水供給手段により常に洗濯物へ水を供給するので、水の抜けやすさによらずに洗濯物の含水率を一定に保ったまま、一気に洗濯兼脱水槽の回転数をアップすることができる。このため、洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を洗濯兼脱水槽の壁面に均等に張りつけることが可能となり、遠心力洗い起動時の振動や騒音を抑えることができる。また、アンバランスを解消するために洗濯兼脱水槽を止めたり反転させたりなど、洗い時間を短くすることができる。よって、省エネルギー性の高い洗い運転が可能となる。
第2の発明は、特に、第1の発明のドラム式洗濯機の前記制御部は、前記水槽内に水がある状態で前記遠心力洗いを開始し、前記水供給手段は、前記水槽の底部に溜まる水を吸引して、前記洗濯兼脱水槽内の前記洗濯物に吐出するものである。
このような構成によって、水供給手段は新たな水を用いることなく、水槽底部に溜まった水を再利用することで節水を図ることが可能となる。また、洗い動作の開始時にも洗濯物に水を繰り返しかけるので、すすぎ性能を向上することができる。
第3の発明は、特に、第1または第2の発明の前記洗濯物の量を検知する布量検知手段を備え、前記制御部は、前記布量検知手段により検知した前記洗濯物の量が多いほど、前記第2の回転数を低くするようにしたものである。
このような構成によって、布量が多い場合には第2の回転数を低くするので、洗濯物が洗濯兼脱水槽の内壁に早くに張り付き、遠心力洗いの回転数に早くに到達するので、遠心力洗いの時間を短縮することができる。また、洗い時間を短くすることができるので、省エネルギー性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つの発明の前記洗濯物の量を検知する布量検知手段を備え、前記制御部は、前記布量検知手段により検知した前記洗濯物の量が多いほど、前記第1の回転数を高くするようにしたものである。
このような構成によって、布量が少ない場合にも、洗濯物を洗濯兼脱水槽の内壁に正確に張り付けることができる。
第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか1つのドラム式洗濯機にて、少なくとも1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。
このような構成によって、プログラムであるのでマイコンなどを用いて本発明の洗濯機の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布が容易にできる。
以下、本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。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である。図1を用いて構成を以下に説明する。
以下、本発明の実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。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である。図1を用いて構成を以下に説明する。
洗濯機本体1の内部には揺動自在に水槽3が収納され、水槽3内には洗濯槽である回転ドラム4が回転軸4aを中心に回転自在に配設されている。回転ドラム4の回転軸4aは水槽3の背面外側に取り付けた駆動手段であるモータ6に直結されており、このモータ6により回転ドラム4が回転駆動される。
回転ドラム4には、その壁面4c全体に渡って複数の透孔4eが設けられ、水槽3内と回転ドラム4内とは通水および通気ができるようになっている。回転ドラム4の背面壁4dには円周方向に沿った複数の背面開口4fが形成されており、これら背面開口4fは水槽3の背面側上部に形成された導風口(図示せず)に対向するように配置されている。また、回転ドラム4の壁面4c内面には複数の撹拌突起4bが設けられており、回転ドラム
4の回転により回転ドラム4内の洗濯物を持ち上げる。なお、透孔4eは回転ドラム4の壁面4c全体に渡り設けたが、回転ドラム4の壁面4cに部分的に形成してもよく、要は、水槽3内と回転ドラム4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。
4の回転により回転ドラム4内の洗濯物を持ち上げる。なお、透孔4eは回転ドラム4の壁面4c全体に渡り設けたが、回転ドラム4の壁面4cに部分的に形成してもよく、要は、水槽3内と回転ドラム4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、回転ドラム4の回転軸4a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いる。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4aを傾斜させることで、水槽3前面側の開口13を上側に配置することができるようになり、使用者は、大きく屈む姿勢をとることなく水槽3の開口13を介して回転ドラム4内の洗濯物が取り出せるようになる。また、回転軸4aを水平方向とした場合に比べ、水槽3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、少ない給水量でも水槽3内に溜まった水が回転ドラム4の透孔4eから入り込み、洗濯物を濡らし吸水速度を検知することができる。水槽3は回転ドラム4内の洗濯物に効率よく給水を行うために、回転ドラム4と同じ傾斜を持ってその近くに沿うように設けられている。なお、給水量を考慮しなければ、回転ドラム4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。
また、洗濯機本体1の前面側の開口部には扉5が開閉自在に設けられている。水槽3の開口13はその口縁に環状のシール材14を装着し、シール材14の前面側が扉5の背面側に当接して密閉し、上下左右、前後に揺動する水槽3の開口が動いてもシール材14が変形し扉5背面側へ押圧する形で密閉性を維持している。
水槽3の上部には、洗剤収容部7aと給水弁7bが設けられている。給水弁7bの開閉によって洗濯機の外部から水が供給される。供給された水は、給水経路7cを介して洗剤収容部7a内の洗剤とともに水槽3内面と回転ドラム4外面との間に形成された空間Yに供給される。
水槽3の下部には、水槽3の最底部に一端を接続した排水管8aと、排水弁8bが設けられている。排水弁8bの開閉によって洗い工程終了時、すすぎ工程終了時など、必要なときに水槽3内の水が排水管8aを介して排水される。さらに、排水管8aの下流側には洗濯機本体1の外部から取り外し可能な排水フィルタ15が配置されており、排水に含まれる糸屑類を捕集する。
乾燥手段9は、水槽3および回転ドラム4から空気を出す導出口9fと、導出口9fから空気を吸引する送風機9cと、導出口9fからの空気に含まれる糸屑類を捕集し除塵するフィルタ(図示せず)と、水槽3の背面側に設けられ、回転ドラム4内に送風機9cから吹き出される空気を入れる導入口9eと、送風機9cと導入口9eとを接続する送風経路9dと、送風経路9d内に配され、導出口9fからの高湿空気を除湿する除湿部9gと、送風経路9d内で、除湿部9gより下流側に配され、除湿後の空気を加熱して高温空気とする加熱部9hとから構成されている。
なお、除湿部9gおよび加熱部9hをヒートポンプユニットで構成してもよいし、加熱部9hをヒータで構成し、除湿部9gを水冷方式もしくは空冷方式としてもよい。
また、上記に併せ、洗い工程時、すすぎ工程、脱水工程時など必要に応じ、水槽3内の水を循環ポンプ30により循環させて洗剤の早期溶け込みや偏りの防止、洗浄やすすぎの機能向上を図る機能も有している。
洗濯物に直接水を与える水供給手段としての循環ポンプ30は、図1に示すように洗濯機本体1の底部である台板2a上に固定されており、洗浄水やすすぎ水を吸引して循環水
路31に送水する。また、送水された洗浄水またはすすぎ水は、循環水路31を通って回転ドラム4の開口13から回転ドラム4内に吐出する。このようにして、水槽3内の水を利用して、洗濯物に水をかける循環シャワーが行われる。詳細には、循環水路31の吐出側経路31bが、水槽3の開口13まわりにある前端壁3fに設けた吐出口51に外面から接続している。水槽3の前端壁3fの内側の面とこれに対応する回転ドラム4の前端壁4gの外側の面との間に洗浄水またはすすぎ水が噴射され、それらの間で形成する流路を通じて回転ドラム4内に吐出する。これにより、吐出口51が回転ドラム4内の洗濯物と接触しない位置にあるので洗濯物が引っ掛かって洗い、すすぎ、脱水、乾燥などに必要な挙動を乱すことがない。あるいは洗濯物を傷めたり、破れたりするようなことを防止することができる。さらに、見栄えのよい外観が損なわれない。このときの循環ポンプ30のモータ回転速度は、例えば3500rpm程度に設定している。
路31に送水する。また、送水された洗浄水またはすすぎ水は、循環水路31を通って回転ドラム4の開口13から回転ドラム4内に吐出する。このようにして、水槽3内の水を利用して、洗濯物に水をかける循環シャワーが行われる。詳細には、循環水路31の吐出側経路31bが、水槽3の開口13まわりにある前端壁3fに設けた吐出口51に外面から接続している。水槽3の前端壁3fの内側の面とこれに対応する回転ドラム4の前端壁4gの外側の面との間に洗浄水またはすすぎ水が噴射され、それらの間で形成する流路を通じて回転ドラム4内に吐出する。これにより、吐出口51が回転ドラム4内の洗濯物と接触しない位置にあるので洗濯物が引っ掛かって洗い、すすぎ、脱水、乾燥などに必要な挙動を乱すことがない。あるいは洗濯物を傷めたり、破れたりするようなことを防止することができる。さらに、見栄えのよい外観が損なわれない。このときの循環ポンプ30のモータ回転速度は、例えば3500rpm程度に設定している。
洗浄水またはすすぎ水を回転ドラム4内に単純に噴射するようにした場合、せっかくの循環水が回転ドラム4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、本実施の形態では、水槽3内の水を循環ポンプ30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30により回転ドラム4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30の回転速度は、通常の洗い運転時には、例えば、3500rpm程度とし、毎分20L程度の循環水を回転ドラム4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、負荷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30の回転速度を、例えば2500rpm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回転ドラム4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。
また、循環ポンプ30の回転速度を3800rpm程度に上げると、循環水の吐出角度は上方向に最大となり回転ドラム内の手前側の最上部に、直接、循環水が到達する。このように、循環ポンプ30の回転速度を制御することによって、回転ドラム4の上部に持ち上げられた洗濯物に対して、循環水をかけることができる。なお、吐出口51は、その取り付け位置が下部に限られるものではなく、回転ドラム4内の洗濯物に接触しないような位置であれば、どのような配置であってもよい。よって、吐出口51を回転ドラム4の上部に設けることとしても、回転ドラム4の上部に持ち上げられた洗濯物に対して循環水をかけることができる。
なお、本実施の形態では、循環ポンプ30を洗濯機本体1の底部である台板2a上に設置する構成としたが、これに限定されるものではなく、水槽3内の水を循環させるのに循環ポンプ30を水槽3の下部3bに設置する構成でもよい。
また、水供給手段の一例として、循環ポンプ30を駆動して、洗浄水またはすすぎ水を水槽3の下部から吸引して循環水路31を経由して洗濯物へ吐出する具体例を挙げたが、これに限られない。要するに、回転ドラム4の回転軸4aより上部に持ち上げられた洗濯物に対して洗浄水またはすすぎ水を供給できればよい。以下、別の一例を示す。図3(a
)は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の回転時における水の流れを示す図、図3(b)は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の循環シャワーの一例を示す図である。循環ポンプ30の代わりに、水槽3の下部に洗浄水を留めたまま、回転ドラム4を80rpmで回転させると、回転ドラム4と水槽3との間の洗浄水は、図3(a)における矢印Aのように、水槽3に沿って上部に巻き上げられる。同時に、回転ドラム4と水槽3との間の摩擦圧力よりも空気の隙間があり圧力が逃げやすいため、矢印Bの方向である回転ドラム4と扉5との間に、すなわち正面方向に洗浄水またはすすぎ水が迫り上がってくる。この正面方向に迫り上がった洗浄水またはすすぎ水を、図3(b)に示したように、仮に新たな循環経路となる循環部品52を回転ドラム4と扉5との間に入れた場合、循環部品52を経由して回転軸4aより上部の洗濯物に洗浄水またはすすぎ水を吐出させることが可能となる。
)は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の回転時における水の流れを示す図、図3(b)は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の循環シャワーの一例を示す図である。循環ポンプ30の代わりに、水槽3の下部に洗浄水を留めたまま、回転ドラム4を80rpmで回転させると、回転ドラム4と水槽3との間の洗浄水は、図3(a)における矢印Aのように、水槽3に沿って上部に巻き上げられる。同時に、回転ドラム4と水槽3との間の摩擦圧力よりも空気の隙間があり圧力が逃げやすいため、矢印Bの方向である回転ドラム4と扉5との間に、すなわち正面方向に洗浄水またはすすぎ水が迫り上がってくる。この正面方向に迫り上がった洗浄水またはすすぎ水を、図3(b)に示したように、仮に新たな循環経路となる循環部品52を回転ドラム4と扉5との間に入れた場合、循環部品52を経由して回転軸4aより上部の洗濯物に洗浄水またはすすぎ水を吐出させることが可能となる。
あるいは、給水弁7bから水槽3への給水は、本実施例では給水経路7cを経て給水する例をあげたが、給水経路の吐出口を扉5の上部と回転ドラム4との間に設けることにより給水により、洗浄水またはすすぎ水の吐出を行うこととしてもよい。
さらに、本実施の形態に係るドラム式洗濯機には、回転ドラム4内に給水された水量を検知する水位検知手段10が設けられている。これは水槽3の最低部近傍の所定位置に配設されたエアトラップ部と圧力検知部をホースにより接続したものである。圧力検知部は、圧力によって移動するベローズ部分に一体化されたフェライトと、その外周上を囲む固定側のコイルとで構成され、そのインダクタンス変化を利用して移動ストローク距離をトラップ内圧力に変換する。この水位検知手段10は、エアトラップ部に洗浄水がこないと大気開放状態となり、出力は一定となる。
このように、水位検知手段10はエアトラップ機構によるエア内圧計測によるセンシングが一般的であり、エア内圧が安定的な大気開放圧力から変化するまでの時間を計測するのが水位センサのばらつきに影響を受けない適切な算出方法である。
また水位検知手段10の出力は、回転ドラム4の回転ありなしやその回転数など、洗濯動作中の回転ドラム4の回転によって出力が変化するため、回転ドラム4の回転数に応じて周波数と水位のテーブルを複数持っている。つまり回転ドラム4が静止中でも回転中でも水位を認識することができる。
振動検知手段16は、水槽3の振動を検出する機能を有し、加速度センサー(図示せず)から構成されている。本実施の形態では、例として回転ドラム4の正面に対して上下方向の振動(加速度)を検出している。なお、加速度センサとしては、半導体加速度センサ、圧電型加速度センサなどのいずれでも良く、さらに多軸(2軸もしくは3軸)方向の加速度センサでも良い。実際の水槽3の振動は、必ずしも一方向に限定できないので、3軸の加速度センサを用いて、3軸の加速度成分を加算して合計したものを利用するのが良い。
次に、制御装置11の詳細を図2により説明する。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制御装置11の構成を示すブロック図である。制御装置11は、マイクロコンピュータで構成されており、制御部11aと、布量を検知する布量検知手段11bとを備えている。制御部11aは、モード設定や制御プログラムに従い、モータ6、給水弁7b、排水弁8b、循環ポンプ30等を自動制御して少なくとも洗い工程、すすぎ工程、脱水工程を行う機能を有している。また、制御部11aは布量検知手段11bにより検知した布量に応じて洗浄水位を決定し、給水弁7bを開ける。洗浄水位まで給水されたことを水位検知手段10が確認すると、制御部11aは給水弁7bを閉じて給水を停止する。
回転ドラム4内に投入された洗濯物の量を検知する布量検知手段11bは、回転ドラム4の回転数を検知する回転数検知手段17を用いて検知している。以下に布量検知の一例について説明する。
まず、モータ6を回転駆動する。このとき、回転ドラム4の回転数を、洗濯物が回転ドラム4の壁面4cの内側に張り付く程度の回転速度、例えば100〜140rpm程度まで立ち上げる。所定時間、回転が維持された後、モータ6の通電をオフする。それにより、回転ドラム4の惰性回転が、逆にモータ6を回転させる状態になる。このとき、回転ドラム4の惰性回転力は、摩擦トルクによりしだいに低下して、やがて回転ドラム4は停止する。通電停止から回転ドラム4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を検知する。
また、本実施の形態に係るドラム式洗濯機は、給排水や回転ドラム4の駆動の指示はもちろん、水位検知手段10などの各種センサ出力を含め、すべての入出力制御をタイマ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。
以上のように構成されたドラム式洗濯機について、以下、その動作を説明する。
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洗い時のタイムチャートである。回転ドラム4内に洗濯物が投入され、扉5が閉じられると、布量検知手段11bによって、洗濯物の量が検知される。制御部11aは、給水弁7bを開けて、洗濯物の量に応じた水を水槽3内に給水する。この時、洗剤収容部7aを介して給水がされ、洗剤もともに水槽3内に供給される。水位検知手段10が、洗濯物の量に応じた水位まで給水されたことを検知すると、洗い工程が開始する。制御部11aは、振動検知手段16からの出力により、所定方向、本実施の形態では上下方向に最大の加速度がつくように、モータ6の回転数をベクトル制御しながら可変させる。これにより、洗濯物の布量や布質に応じた最適なたたき洗いが行われる。このときの回転ドラム4の回転速度は、回転ドラム4の大きさや、洗濯物の布量および布質にもよるが、40〜60rpm程度である。このとき、回転ドラムは正逆回転を繰り返す。回転ドラム4の回転によって、撹拌突起4bにより洗濯物が持ち上げられ、たたき洗いが行われる。また、循環ポンプ30を駆動することにより、積極的に洗浄水の入れ替えが行われて、洗浄性能が増加する。
タンブリングと呼ばれる撹拌動作の後、制御部11aは、洗濯物から遠心力で洗浄水を排水する遠心力洗いを行う。遠心力洗いを行うことによって、タンブリングによって洗濯物中に浸み込んだ洗剤成分が、汚れと共に遠心力で洗濯物の外に排出される。たたき洗いの効果に加えて遠心力洗いを行うことで洗浄性能を向上させることができる。遠心力による洗浄効果が現れるのは回転ドラム4の回転数が200rpm以上のときである。すなわち、洗い工程において、洗濯物が回転ドラム4の壁面4cに貼り付く程度の回転数で回転ドラムを回転させることが必要となる。回転ドラム4を振動や騒音が少なく、スムーズに回転させるために、以下の動作が行われる。
まず、制御部11aは、回転ドラム4を第1の回転数で回転させる。第1の回転数は、本来、洗濯物の布質や布量によって異なる。しかし、本実施例においては、循環シャワーをかけながら回転ドラム4を回転させているので、布質の違いは第1の回転数に影響を与えない。よって、布量検知手段11bにより検知した布量に応じて、第1の回転数を変化させればよい。
第1の回転数は、洗濯物が回転軸4aより上部に持ち上げられ、かつ回転ドラム4の壁面に張り付かない程度の回転数である。具体的には、第1の回転数は、洗浄動作時のたたき洗いが行われる回転数である40〜60rpmと比較して、少々速めとなる。例えば、布量検知手段11bが、洗濯物の量が6〜9kgであると検知すると、回転ドラム4の回転数を80rpmとする。布量検知手段11bが、洗濯物の量が3〜6kgであると検知すると、回転ドラム4の回転数を78rpmとする。布量検知手段11bが、洗濯物の量が0〜3kgであると検知すると、回転ドラム4の回転数を76rpmとする。このように、洗濯物の量が少ないほど、第1の回転数を低く抑えることで、洗濯物の量によらずに、均一な運転を行うことができる。
制御部11aは、回転ドラム4の回転を行いながら、循環ポンプ30も同時に動作させている。循環シャワーを洗濯物にかける位置は回転ドラム4の水平軸の高さより上部の位置である。図5(a)は、従来のドラム式洗濯機の遠心力洗い開始時の洗濯物の挙動を示す図であり、図5(b)は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の遠心力洗い開始時の洗濯物の挙動を示す図である。従来であれば、図5(a)に示すように、回転ドラム4を80rpm程度の一定速度を保持しながら回転させると、洗濯物内に保持されている水は、遠心力によって脱水される。遠心力による脱水効果は、洗濯物が、回転ドラム4の回転軸4aの高さより上部の位置に持ち上げられた時から現れ出す。回転ドラム4の回転軸4aの高さより上部の位置に洗濯物が持ち上げられると、脱水性の良い化学繊維からなるジャージは、洗浄水が一気に抜け出し、衣類が平板状へ素早く変形して素早く張りつこうとする。一方、水の抜けにくい綿質のジーンズは、団子状の固まりのまま、回転ドラム4の下部へ落下していく。
図5(b)に示すように、本実施の形態のように回転ドラム4の回転軸4aの高さより上部の位置に向かって、循環シャワーにより、洗濯物へ洗浄水の供給を絶えず行うことで、布質によらずに、洗濯物を回転ドラム4の壁面4cに、均一に張り付かせることができる。すなわち、脱水性の良い化学繊維のジャージは洗浄水が一気に抜け出しかけても、即座に循環シャワーによる含水がされるので、常に洗濯物の含む含水量は飽和状態(水リッチ状態)を保持し続けることができる。同様に、水の抜けにくい綿質の洗濯物の含水量は飽和状態であるので、洗濯物は布質に関係なく同程度の重さを維持し、よって同程度の遠心力がかけられる。図5(b)に示したように、洗濯物が回転軸4aの高さより上部の位置に持ち上げられてから、回転ドラム4の下部に落ちるまでの軌跡は、衣類の布質、すなわち脱水性の違いに関係なく、同じになる。よって、極めて安定した回転状態となり、これから行う、洗濯物を回転ドラム4の壁面4cに均等に貼り付ける動作の準備状態となる。
この状態から、遠心力洗いの回転数まで回転ドラム4の回転数を上げる動作について説明する。図6は、本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の回転数を増加させたときの洗濯物の挙動を示す図である。上述の通り、回転ドラム4が安定した回転状態で、回転している洗濯物群は、あたかも小さなドーナツ状の塊が安定して回転しているように見える。ここで、環ポンプ30を駆動することで循環シャワーCを洗濯物にかけながら、回転ドラム4の回転数を第1の回転数、例えば80rpmから、一気に第2の回転数、例えば120rpmへ加速させる。第2の回転数は、洗濯物が回転ドラム4の壁面4cに張り付く回転数である。これによって、ドーナツ形状の洗濯物群に素早く加速度がつき、外周方向に瞬時に拡散して回転ドラム4の壁面4cに均等に貼り付く。洗濯物が回転ドラム4の壁面4cに張り付くと、循環ポンプ30の駆動を停止する。
なお、洗濯物が回転ドラム4の壁面4cに張り付く第2の回転数は、洗濯物の布質や布量によるので、布量検知手段11bで検知した布量によって第2の回転数を変化させる。本実施例においては、循環シャワーをかけながら回転ドラム4を回転させているので、張
り付く回転数は布質によって変化しない。よって、布量検知手段11bにより検知した布量に応じて、第2の回転数を変化させる。所定のトルクを回転ドラム4にかけた場合、布量が多いときと少ないときでは、洗濯物にかかる遠心力の大きさが異なる。これは、質量が重いほど、遠心力がかかりやすいためである。よって、洗濯物の量が多いときには、洗濯物に遠心力がかかりやすいので、回転ドラム4の回転数は低く設定する。一方、洗濯物の量が少ないときには、洗濯物に遠心力がかかりにくいので、回転ドラム4の回転数を高く設定する。例えば、布量検知手段11bが、洗濯物の量が0〜3kgであると検知すると、第2の回転数を120rpmとする。布量検知手段11bが、洗濯物の量が3〜6kgであると検知すると、第2の回転数を110rpmとする。布量検知手段11bが、洗濯物の量が6〜9kgであると検知すると、第2の回転数を100rpmとする。このように、洗濯物の量が多いほど、第2の回転数を低くすることで、洗濯物の量によらずに、洗濯物を確実に回転ドラム4の壁面4cに貼り付けることができる。また、布量が多い場合に、回転数を低くするため、洗濯物を壁面4cに早くはりつかせることができる。よって、回転ドラム4は早くに安定した回転をすることができるため、その分だけ洗い時間の短縮することができる。
り付く回転数は布質によって変化しない。よって、布量検知手段11bにより検知した布量に応じて、第2の回転数を変化させる。所定のトルクを回転ドラム4にかけた場合、布量が多いときと少ないときでは、洗濯物にかかる遠心力の大きさが異なる。これは、質量が重いほど、遠心力がかかりやすいためである。よって、洗濯物の量が多いときには、洗濯物に遠心力がかかりやすいので、回転ドラム4の回転数は低く設定する。一方、洗濯物の量が少ないときには、洗濯物に遠心力がかかりにくいので、回転ドラム4の回転数を高く設定する。例えば、布量検知手段11bが、洗濯物の量が0〜3kgであると検知すると、第2の回転数を120rpmとする。布量検知手段11bが、洗濯物の量が3〜6kgであると検知すると、第2の回転数を110rpmとする。布量検知手段11bが、洗濯物の量が6〜9kgであると検知すると、第2の回転数を100rpmとする。このように、洗濯物の量が多いほど、第2の回転数を低くすることで、洗濯物の量によらずに、洗濯物を確実に回転ドラム4の壁面4cに貼り付けることができる。また、布量が多い場合に、回転数を低くするため、洗濯物を壁面4cに早くはりつかせることができる。よって、回転ドラム4は早くに安定した回転をすることができるため、その分だけ洗い時間の短縮することができる。
このように、回転ドラム4の回転数が、遠心力洗いが行われる回転数に上昇する前に、洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を回転ドラム4の壁面4cに均等に張りつけるので、遠心力洗い時の振動や騒音を抑えることができる。また、アンバランスを解消するために回転ドラム4を止めたり反転させたりすることがなくスムーズに回転数を上昇できるので、遠心力洗いの起動時間を短くすることができる。よって、省エネルギー性の高い洗い運転が可能となる。
その後、制御部11aは、回転ドラム4の回転を遠心力洗いが行われる回転数である200pmまで増加させる。このとき、すでに循環ポンプ30の駆動は停止しているので、循環シャワーによって回転ドラム4の回転数の増加が妨げられることはない。遠心力洗いが行われる回転数で数分間、遠心力洗いが行われた後、回転ドラム4のタンブリングを再び開始する。
洗い工程における撹拌動作(タンブリング)が終了すると、すすぎ工程、脱水工程が行われ、洗濯運転は終了する。
以上のように、本実施の形態によれば、回転数が遠心力洗いの回転数に上昇する前に、洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を回転ドラム4の壁面4cに均等に張りつけることが可能となり、遠心力洗い起動時の振動や騒音を抑えることができる。また、アンバランスを解消するために回転ドラム4を止めたり反転させたりなど、遠心力洗い時間を短くすることができる。よって、省エネルギー性の高い洗い運転が可能となる。
本発明にかかる洗濯機は、低速回転時における洗濯物個々の含水率を一定に保ったまま、一気に洗濯兼脱水槽の回転数をアップすることで、個々の洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を洗濯兼脱水槽の壁面に均等に張りつけることが可能となり、ひいては、遠心力洗い時の振動や騒音を抑え、洗い性能を向上させることが可能となる。また、省エネルギー性を向上させることができる。
同様にして、食器洗い乾燥機のノズル回転制御など洗浄水の粘性変化によって回転数を変更することで洗浄性能の向上を図るなどの用途にも適用できる。
1 洗濯機本体
2a 台板
3 水槽
3f 前端壁
4 回転ドラム(洗濯兼脱水槽)
4a 回転軸
4b 撹拌突起
4c 壁面
4e 透孔
4g 前端壁
5 扉
6 モータ(駆動手段)
7a 洗剤収容部
7b 給水弁
8b 排水弁
10 水位検知手段
11 制御装置
11a 制御部
11b 布量検知手段
13 開口
15 排水フィルタ
16 振動検知手段
17 回転数検知手段
30 循環ポンプ(水供給手段)
31 循環水路
51 吐出口
2a 台板
3 水槽
3f 前端壁
4 回転ドラム(洗濯兼脱水槽)
4a 回転軸
4b 撹拌突起
4c 壁面
4e 透孔
4g 前端壁
5 扉
6 モータ(駆動手段)
7a 洗剤収容部
7b 給水弁
8b 排水弁
10 水位検知手段
11 制御装置
11a 制御部
11b 布量検知手段
13 開口
15 排水フィルタ
16 振動検知手段
17 回転数検知手段
30 循環ポンプ(水供給手段)
31 循環水路
51 吐出口
Claims (5)
- 洗濯物を収容して、水平な回転軸または前面側から背面側に向かって下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数孔を有する洗濯兼脱水槽と、
前記洗濯兼脱水槽を収容する水槽と、
前記洗濯物に直接水を与える水供給手段と、
前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、
記駆動手段を制御して、洗濯物から遠心力で洗浄水を排水する遠心力洗いを含む洗い工程を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記遠心力洗いの起動時に、前記洗濯物が前記回転軸より上部に持ち上げられ、かつ洗濯兼脱水槽の壁面に張り付かない第1の回転数および前記洗濯物が前記洗濯兼脱水槽の内壁に張りつく第2の回転数になるよう前記駆動手段を駆動し、
前記洗濯兼脱水槽を前記第1の回転数にて駆動中に、前記回転軸より上部の位置にある洗濯物に対して前記水供給手段により水を与えながら、前記第2の回転数に変化するようにしたドラム式洗濯機。 - 前記制御部は、前記水槽内に水がある状態で前記遠心力洗いを開始し、
前記水供給手段は、前記水槽の底部に溜まる水を吸引して、前記洗濯兼脱水槽内の前記洗濯物に吐出する請求項1に記載のドラム式洗濯機。 - 前記洗濯物の量を検知する布量検知手段を備え、
前記制御部は、前記布量検知手段により検知した前記洗濯物の量が多いほど、前記第2の回転数を低くするようにした請求項1または2に記載のドラム式洗濯機。 - 前記洗濯物の量を検知する布量検知手段を備え、
前記制御部は、前記布量検知手段により検知した前記洗濯物の量が少ないほど、前記第1の回転数を低くするようにした請求項1〜3のいずれか1項に記載のドラム式洗濯機。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のドラム式洗濯機にて、少なくとも1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。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011191324A JP2013052055A (ja) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | ドラム式洗濯機およびそのプログラム |
PCT/JP2012/001679 WO2012124306A1 (ja) | 2011-03-17 | 2012-03-12 | ドラム式洗濯機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011191324A JP2013052055A (ja) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | ドラム式洗濯機およびそのプログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013052055A true JP2013052055A (ja) | 2013-03-21 |
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ID=48129610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2011191324A Pending JP2013052055A (ja) | 2011-03-17 | 2011-09-02 | ドラム式洗濯機およびそのプログラム |
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JP (1) | JP2013052055A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018155223A1 (ja) * | 2017-02-24 | 2018-08-30 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 洗濯機およびその制御装置 |
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Citations (2)
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JP2009089852A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Samsung Electronics Co Ltd | ドラム式洗濯機 |
-
2011
- 2011-09-02 JP JP2011191324A patent/JP2013052055A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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