JP2015058244A

JP2015058244A - 洗濯機

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Publication number: JP2015058244A
Application number: JP2013194913A
Authority: JP
Inventors: 安井　利彦; Toshihiko Yasui; 利彦安井; 尾関　祐仁; Sukehito Ozeki; 祐仁尾関
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-03-30
Anticipated expiration: 2033-09-20
Also published as: JP6286658B2

Abstract

【課題】洗濯物の汚れ量と質によって洗濯液の加熱を効率的に制御して洗浄性能を向上することができる洗濯機を提供する。【解決手段】洗濯液の汚れの量を検知する汚れセンサ１７と、外槽２の底部に設置して洗濯液を加熱する加熱部１４と、洗濯液の水温を検知する水温センサ１８とを備え、洗い工程時に、加熱部１４を制御して洗濯液を加熱し、洗濯液の水温が第１の所定温度に到達したときの汚れセンサ１７の出力値の濁度Ｄ２と、第２の所定温度に到達したときの汚れセンサ１７の出力値の濁度Ｄ３との濁度差Ｄ３２が、所定の値より大きい場合、加熱部１４により洗濯液を追加加熱する。【選択図】図２

Description

本発明は、洗濯槽内で洗濯物の洗い、すすぎ、脱水を行う洗濯機、特にドラム式洗濯機もしくは乾燥機能をも備えた洗濯乾燥機に関する。

ドラム式洗濯機は、洗濯物が洗濯槽に投入された後、給水部によって洗濯機外部より水道水が供給される。水道水は、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給水される。給水後は、洗濯槽を低速で回転させながら、洗濯物を十分に洗濯液で濡らす。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ながら、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。ドラム式洗濯機はこのように動作することで洗浄を行っている。

このような洗濯機の洗浄において、洗濯液を加熱することによって洗浄力を高めることが行われている。
さらに、濁度センサによって洗濯液の濁度の変化を検知し、洗濯物の汚れが落ちにくいと判定すると、所定温度まで洗濯液を加熱することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。これは、洗濯槽内の洗濯水の温度を検出する温度センサと、洗濯槽内の洗濯水の濁度を検出する濁度センサとを備えるとともに、洗濯槽内の洗濯水を加熱する電気ヒータを備え、給水後、濁度センサによる検出結果から洗濯物の汚れの種類を判定し、その汚れが落ちにくいものであると判定されたときに、温度センサにより所定の温度が検出されるまで電気ヒータを作動させる制御をする。これにより、使用者が別途湯を入れるような労力を要せずに、洗濯物の汚れの種類に合った温度での洗濯ができるようにする。

特開平５−３００９９６号公報

しかし、このような従来の構成では、給水後の水温による、常温時の濁度の変化のみによる判定であるので、汚れ量が少ないのか洗濯物から汚れが落ちにくいのかを見極めるのが困難であり、これにより落ちにくい汚れの多少を判断することは不確実である。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯物の汚れ量をより精度良く検知することによって、洗濯液の加熱を効率的に制御して洗浄性能を向上することができる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、本発明の洗濯機は、洗濯液の汚れの量を検知する汚れセンサと、外槽の底部に設置して洗濯液を加熱する加熱部と、洗濯液の水温を検知する水温センサとを備え、洗い工程時に、前記加熱部を制御して洗濯液を加熱し、洗濯液の水温が第１の所定温度に到達したときの前記汚れセンサの出力値による濁度Ｄ２と、第２の所定温度に到達したときの前記汚れセンサの出力値による濁度Ｄ３との濁度差Ｄ３２が、所定の値より大きい場合、前記加熱部により洗濯液を追加加熱するものである。これによって、時間ごとの洗濯液に溶け出す汚れに対して汚れ量を判断して洗濯液の加熱量を制御することができ、的確に洗浄性能を発揮することができる。

本発明の洗濯機は、所定の水温の洗濯液に溶け出した汚れ量を判断して、洗濯液の加熱量を制御するので、どのような汚れに対しても的確に洗浄性能を発揮し、洗浄性能を向上することができる。

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本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の洗濯水の加熱動作時の制御を示すフローチャート本発明の実施の形態１における汚れセンサ出力と汚れとの相関図本発明の実施の形態１における汚れセンサ出力によるヒータＯＮ時間の制御を示す図

第１の発明にかかる洗濯機は、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、水道に接続され給水弁を介して前記洗濯槽および前記外槽へ給水する給水口と、前記洗濯槽を駆動するモータと、洗濯液の汚れの量を検知する汚れセンサと、前記外槽の底部に設置して洗濯液を加熱する加熱部と、洗濯液の水温を検知する水温センサと、洗濯機の制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、洗い工程時に、前記加熱部を制御して洗濯液を加熱し、洗濯液の水温が第１の所定温度に到達したときの前記汚れセンサの出力値による濁度Ｄ２と、第２の所定温度に到達したときの前記汚れセンサの出力値による濁度Ｄ３との濁度差Ｄ３２が、所定の値より大きい場合、前記加熱部により洗濯液を追加加熱するものである。これによって、洗濯液に溶け出した汚れに対して追加加熱する必要があるかを判断して洗濯液の加熱量を制御して、どのような汚れに対しても的確に洗浄性能を発揮することができる。また、洗濯物の汚れ量に応じた加熱制御をすることができ、洗浄性能を向上することができる。

第２の発明にかかる洗濯機は、第１の発明の制御部による前記加熱部の制御が、洗濯液が所定の水温になるまで追加加熱するものである。これにより、季節や室温によらず所定の水温に制御できるので、より細かく洗浄性能の制御を行って洗浄性能を向上することができる。

第３の発明にかかる洗濯機は、第１の発明の制御部による前記加熱部の制御が、所定の時間だけ追加加熱するものである。これにより、洗濯物の汚れ量によって洗濯液の加熱時間を制御できるので、洗濯物の汚れ量に応じた加熱制御をすることができる。

第４の発明にかかる洗濯機は、第１から第３のいずれかの発明の制御部が、洗い工程の開始時に、前記汚れセンサの出力値による濁度Ｄ１を検知し、前記濁度Ｄ２との濁度差Ｄ２１および濁度差Ｄ３２によって、前記加熱部を制御して洗濯液の追加加熱を行うものである。これにより、水温の違いによる汚れの溶け出し方を比較して汚れの量と質をより的確に見極め、洗濯液の追加加熱を行うことで汚れの質によって最適な加熱制御を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。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におけるドラム式洗濯機の概略構成を示したものである。以降の説明において、洗濯における洗剤が含まれる洗剤水や、洗剤を洗い流すためのす
すぎ水等をまとめて洗濯液と称する。図１において、ドラム式洗濯機の筐体１の内部に外槽２が配設される。さらに外槽２の内側に洗濯槽としてのドラム３が水平方向から少し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は背面にモータ４が接続され、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は外周面に複数の通水孔（図示せず）が設けられており、工程に応じて、洗濯槽、脱水槽、乾燥槽として機能する。

給水口９は水道に接続され、給水弁１０を介して外槽２やドラム３に水道水を洗濯液として供給する。外槽２の最低部には取水口５が設けられて配管が接続されており、排水弁６を介して排水管７につながって排水経路が構成されている。
取水口５には、給水口９から供給された洗濯液の水位を検知する水位検知部である水位センサ８が設置されている。水位センサ８は、給水開始後にすぐに反応する位置に設置されて、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には、静電容量の変化やひずみゲージを使う。

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液をドラム３の方向に吐出する吐出口１１につながった循環経路１２が連通しており、外槽２やドラム３を満たしている洗濯液を循環できる。この循環経路１２への洗濯液の取り込みは、循環ポンプ１３を用いて行われる。このようにすれば、循環経路１２による洗濯液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。

循環経路１２には、濁度センサによって構成される汚れセンサ１７が設置されている。濁度センサは、例えばＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子で構成される。これらの素子に挟まれた部分の経路は透光性の材料でできており、発光素子が発光した光を洗濯液を通して受光素子が受光して電圧に変換して出力する。濁度Ｄは濁度センサの受光素子の出力電圧から換算され、濁度が高いほど電圧が低くなる。つまり、循環経路１２を通過する洗濯液に洗濯物の汚れが多く溶け出して濁度が高くなると、低い電圧が出力される。

外槽２の底部には、加熱部としてシーズヒータ等からなる温水ヒータ１４を備える。この温水ヒータ１４により洗濯液を加熱して、ドラム３内部の洗濯物を温水洗浄する機能を有している。さらに、洗濯液の水温を検知するための水温センサ１８を外槽２に備えている。

洗濯液の循環時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。そのため、取水口５の先にはフィルタ１５が設置されて洗濯物の繊維や髪の毛などの異物を取り除く。

制御部１６は、マイクロコンピュータ等で構成され、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、循環ポンプ１３や温水ヒータ１４等の制御を行う。これによって、制御部１６はすべての洗濯工程の制御を行う。また、制御部１６は、モータ４に流れる電流信号や回転角を検知してドラム３の重さつまり洗濯物の重量を判定する布量検知部としての機能を有している。さらに、汚れセンサ１７からのセンサ出力によって温水ヒータ１４の制御や洗い工程の制御を行う機能も有している。

次に、本実施の形態のドラム式洗濯機の動作について、図２の制御フローチャートおよび図１の構成を参照しながら説明する。使用者により洗濯機に洗濯物が投入されて洗濯が開始されると、制御部１６は給水工程を行う（Ｓ１）。給水工程は、制御部１６による洗濯物の量の検出を含む。制御部１６は、モータ４を制御して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、電流変化量や回転角の変化などの少なくとも１つのモータ動作に関する情報を検出することによって、洗濯物の量の検出を行う。

制御部１６は、基本的な給水量を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「少ない」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「中くらい」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「多い」と判定した時は、「高」水位のＷＬ３を設定水位とする。

次に、制御部１６は、給水弁１０を開放して、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。給水中、制御部１６は循環ポンプ１３を制御して、洗剤とともに給水された洗剤水を、循環経路１２を介して吐出口１１より外槽２へ循環させる。これにより、洗剤の水への溶け込みを促進することができる。この場合、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洗濯物が水を吸ってしまう。そのため、循環ポンプ１３の循環流量を、ドラム３内に循環水があまり吐出しない程度に制御する必要がある。例えば、循環ポンプ１３の回転数を１２００ｒｐｍに制御して循環流量を２リットル毎分で非常に弱い水流にして循環させ、洗剤の十分に混ざった洗濯液を生成する。制御部１６は、給水における設定水位への到達を検知すると、給水弁１０を閉じて給水工程を終了する。

初期の給水が完了すると、制御部１６は洗濯液の汚れセンサ１７の初期値を測定する（Ｓ２）。汚れセンサ１７の出力値による濁度Ｄ０は、まだ洗濯物の汚れが洗濯液に溶け出していない洗剤のみの溶けた洗濯液自体の値である。制御部１６は、洗濯液の水温も水温センサ１８により検知する。

次に、制御部１６は、モータ４を制御してドラム３を低速で回転させながら撹拌を開始する（Ｓ３）。洗濯物がドラム３内で持ち上げられ、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。このときのドラム３の回転速度は、ドラム３壁面に遠心力によって張り付かない程度の回転速度が好ましく、洗濯物の量にも依存するが６０ｒｐｍ以下が好ましい。回転方向は、同一方向に連続するだけでもよいし、任意の時間間隔で反対方向に切り替えられてもよい。

制御部１６は、ドラム３を回転させて洗濯物を撹拌している間、循環ポンプ１３の駆動を行い、洗濯液が循環経路１２を通過する状態にする。これにより、循環経路１２を介して吐出口１１よりドラム３内へ洗濯液を循環させる。循環ポンプ１３の起動から１分が経過すると、制御部１６は、循環ポンプ１３を停止し、洗濯液の循環を停止する。さらに、循環ポンプ１３の停止から１分間が経過すると、再び循環ポンプ１３の駆動を１分間行う。このように循環ポンプ１３を間欠動作させて洗濯物に洗濯液をかけるシャワー間欠動作を行う。

制御部１６は、循環ポンプ１３の駆動と停止を繰り返してドラム３内の撹拌を行いながら、温水ヒータ１４の通電を開始する（Ｓ４）。そして、水温が第１の所定の温度（例えば２５℃）に到達したことを水温センサ１８により検知すると（Ｓ５のＹＥＳ）、循環経路１２内の汚れセンサ１７によって洗濯液の濁度Ｄ２を測定する（Ｓ６）。このときには、洗濯物に洗濯液が十分に浸透し、洗濯物の水溶性の汚れの洗濯液への溶け出しも始まっている。なお、給水時点の洗濯液の温度が第１の所定の温度に達していた場合は、温水ヒータ１４に通電せずに所定時間撹拌を行い、洗濯液の濁度Ｄ２を測定するようにしてもよい。

さらに、循環ポンプ１３の駆動と停止を繰り返してドラム３内の撹拌を行い、温水ヒータ１４の通電を行う。そして、水温が第２の所定の温度（例えば３０℃）に到達すると（
Ｓ７のＹＥＳ）、循環経路１２内の汚れセンサ１７によって洗濯液の濁度Ｄ３を測定する（Ｓ８）。このときには、洗濯液の水温がさらに上昇することで、洗濯物の高温で溶け出しやすい油性の汚れの洗濯液への溶け出しが多くなっている。

洗濯液の汚れの量と質の検知は、汚れセンサ１７の初期値との差を算出することで行う。汚れセンサ１７での検知値は、洗濯液と汚れの最大を考慮したスケール換算を行い濁度Ｄとする。そして、濁度Ｄ２と濁度Ｄ１の濁度差Ｄ２１、濁度Ｄ３と濁度Ｄ２の濁度差Ｄ３２として、それぞれの濁度差を、最大値を１０として０から１０までの数値で表現する。そして、制御部１６は、図３に示すような濁度差による汚れの質と量の判定をおこなう。この判定に基づいて、図４に示すように温水ヒータの通電時間を制御する。

例えば、濁度差Ｄ２１が５以上（Ｓ１０のＮＯ）かつ濁度差Ｄ３２が５以上（Ｓ１１のＹＥＳ）であれば、制御部１６は、水溶性や油性の様々な汚れが多量に存在すると判断し、温水ヒータ１４に通電して１５分間洗濯液を追加加熱する（Ｓ１２）。

また、濁度差Ｄ２１が５以上（Ｓ１０のＮＯ）かつ濁度差Ｄ３２が５未満（Ｓ１１のＹＥＳ）であれば、制御部１６は、水溶性の汚れが多く存在すると判断し、温水ヒータ１４に通電して１０分間洗濯液を追加加熱する（Ｓ１３）。

また、濁度差Ｄ２１が５未満（Ｓ１０のＹＥＳ）かつ濁度差Ｄ３２が５以上（Ｓ１１のＮＯ）であれば、制御部１６は、全体の汚れは多くないが油溶性の汚れは多量に存在すると判断し、温水ヒータ１４に通電して１０分間洗濯液を追加加熱する（Ｓ１３）。

また、濁度差Ｄ２１が５未満（Ｓ１０のＹＥＳ）かつ濁度差Ｄ３２が５未満（Ｓ１１のＹＥＳ）であれば、制御部１６は、全体の汚れは少ないと判断し、温水ヒータ１４の通電を終了する（Ｓ１５）。

温水ヒータ１４を通電する所定時間が経過すると追加加熱を終了する。
そして、洗い工程の設定時間（Ｓ２から例えば５０分）が経過していなければ（Ｓ１６のＮＯ）、ドラム３の撹拌動作や循環ポンプ動作を繰り返す。洗い工程の設定時間が経過していれば（Ｓ１６のＹＥＳ）、洗い工程を終了し、次のすすぎ工程に移行する。

以上のように、制御部は、給水後に洗濯液の汚れの量と質を的確に見極め、汚れの量が多いとか、溶け出しにくい汚れが多いと判断した場合は、洗濯液を追加加熱する時間を長くして汚れの溶け出しを促進するように洗濯液の加熱を効率的に制御する。これにより、どのような汚れに対しても的確に洗浄性能を発揮することができる。また、洗濯物の汚れ量に応じた加熱制御をすることができ、洗濯機の洗浄性能を向上することができる。

なお、本実施の形態では、洗い工程の開始時に、汚れセンサの出力値による濁度Ｄ１を測定し、濁度Ｄ２との濁度差Ｄ２１による判断をした後、濁度差Ｄ３２によって追加加熱の必要性の判断をしたが、濁度Ｄ１の測定とそれによる判断を除いてもよい。この場合は、汚れの質に対する判断は低下するが、時間ごとの洗濯液に溶け出す汚れに対して汚れ量を判断して洗濯液の加熱量を制御することができ、的確に洗浄性能を発揮することができる。

また、本実施の形態では、汚れの判定に汚れセンサの出力に基づく濁度の差を利用したが、液体洗剤等の洗剤の濁度が低いものを用いる場合は、汚れが洗濯液に溶け出した時点での濁度の絶対値を利用して汚れの判定を行っても良い。また、濁度の差と絶対値の両方を用いれば、汚れの多さと溶け出しの速さによって汚れの量と質をより正確に検知することができるので、洗濯液の加熱のより細かな制御を行うことができる。

また、本実施の形態では、加熱前の汚れセンサの出力による濁度と、２つの所定の温度での２つの濁度の合計３つの濁度によって濁度差の組み合わせで汚れ量の推定を行ったが、いずれか２つの濁度のみを用いることとすれば、より簡易に汚れ量の推定を行うことができる。

また、本実施の形態では、汚れ量により行う追加加熱を、加熱時間の長短により制御したが、水温を検知して汚れが多いほど高い水温まで追加加熱することとすれば、季節や室温によらず所定の水温に制御できるので、より細かく洗浄性能の制御を行って洗浄性能を向上することができる。

また、本実施の形態では、洗い工程の設定時間を所定時間の５０分としたが、洗濯開始時の洗濯物の量の検出に応じて洗濯物が多いほど長い時間に設定することとすれば、洗濯物の量によらず洗浄性能を維持することができる。また、追加加熱の時間を所定の時間とは別枠の時間として設定すれば、追加加熱が行われるような汚れが多いほど洗い時間を長くできるので、汚れが多くても洗浄性能が低下することがない。

また、本実施の形態では、洗濯液の加熱のために外槽の下面に設置した加熱部としての温水ヒータをシーズヒータで例示したが、その他にも、蒸気やヒートポンプ、ＩＨ（誘導加熱）による加熱装置を用いることができる。

また、上記の各実施の形態における洗濯機の構成は、洗濯槽が水平方向から傾斜した回転軸を有するドラム式洗濯機で説明したが、洗濯槽が水平方向の回転軸を有するドラム式洗濯機や、洗濯槽が鉛直方向の回転軸を有する縦型洗濯機であっても、上記の内容と同様の効果を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗浄槽から洗浄槽へと循環させた循環経路を使って洗浄性能を常に安定的に得られるので、繊維などの洗浄装置等の用途にも適用できる。

１筐体
２外槽
３ドラム（洗濯槽）
４モータ
５取水口
６排水弁
７排水管
８水位センサ
９給水口
１０給水弁
１１吐出口
１２循環経路
１３循環ポンプ
１４温水ヒータ（加熱部）
１５フィルタ
１６制御部
１７汚れセンサ
１８水温センサ

Claims

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、水道に接続され給水弁を介して前記洗濯槽および前記外槽へ給水する給水口と、前記洗濯槽を駆動するモータと、洗濯液の汚れの量を検知する汚れセンサと、前記外槽の底部に設置されて洗濯液を加熱する加熱部と、洗濯液の水温を検知する水温センサと、洗濯機の制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、洗い工程時に、前記加熱部を制御して洗濯液を加熱し、洗濯液の水温が第１の所定温度に到達したときの前記汚れセンサの出力値による濁度Ｄ２と、第２の所定温度に到達したときの前記汚れセンサの出力値による濁度Ｄ３との濁度差Ｄ３２が、所定の値より大きい場合、前記加熱部により洗濯液を追加加熱する洗濯機。
前記制御部による前記加熱部の制御は、洗濯液が所定の水温になるまで追加加熱する請求項１記載の洗濯機。
前記制御部による前記加熱部の制御は、所定の時間だけ追加加熱する請求項１記載の洗濯機。
前記制御部は、洗い工程の開始時に、前記汚れセンサの出力値の濁度Ｄ１を測定し、前記濁度Ｄ２との濁度差Ｄ２１および前記濁度差Ｄ３２によって、前記加熱部を制御して洗濯液の追加加熱を行う請求項１から３のうちいずれか１項記載の洗濯機。