JP2018175395A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを抑制しつつ、汚れ検出を行える洗濯機を提供する。【解決手段】筐体２と、外槽９と、洗濯兼脱水槽８と、駆動装置１０と、給水手段１２と、温度検出手段２６ｂと、電導度検出手段４０を備えた洗濯機において、外槽９内の液体と洗剤とを攪拌する洗剤溶解工程を開始する前に、洗濯兼脱水槽８を停止させた状態で、給水手段１２により外槽９内に給水された液体の温度および電気伝導度を温度検出手段２６ｂおよび電導度検出手段４０で検出し、この検出結果に基づいて電導度検出手段４０の特性を切り替えて、様々な洗剤種類と汚れ成分の検出を可能にする。【選択図】図８

Description

本発明は、洗濯機に関する。

特許文献１及び特許文献２には、水道水や洗剤液により運転内容を変更する洗濯機が記載されている。

特開２０１１−２４４８８５号公報 特開２０１４−６４７９１号公報

ところで、洗濯機の洗浄性能は衣類から溶け出した汚れ成分の影響を受ける。しかし、特許文献１および特許文献２に記載の洗濯機のように、水道水や洗剤液のみの電気電導度に基づいて運転内容を変更すると、衣類に含まれる汚れが多い場合、十分な洗浄性能を確保することができない。

更に、水道水及び洗剤種類と一般家庭で想定される汚れ成分では、電気伝導度が大きく変わり、一つの電導度検出手段では様々な洗剤種類の洗濯液の汚れ状態を検知することは困難である。

一方、洗濯液の汚れ状態を検知するために、新たな検出手段を追加することは、本体構造が複雑化し、更なるコストアップが懸念される。

本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、コストアップを抑制しつつ、汚れ検出を行える洗濯機を提供することを目的とする。

本発明は、その一例として、筺体と、この筺体内に支持され洗濯水を溜める外槽と、この外槽内に回転自在に支持され洗濯物を収容する洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽を回転駆動させる駆動装置と、前記外槽内に給水する給水手段と、前記外槽内の液体の電気伝導度を検出する電導度検出手段を備えた洗濯機において、前記給水手段により前記外槽内に給水し、前記電導度検出手段で検出した電気伝導度に基づいて、前記電導度検出手段の特性を切り替える。

本発明によれば、コストアップを抑制しつつ、汚れ検出を行える洗濯機を提供できる。

本実施形態に係る洗濯乾燥機の外観斜視図である。 本実施形態に係る洗濯乾燥機の内部構造を示すために筐体の一部および外槽を切断して示した右側断面図である。 本実施形態に係る洗濯乾燥機の給水ユニットの斜視図である。 電導度検出手段の機能図である。 本実施形態に係る洗濯乾燥機の機能構成図である。 本実施形態に係る洗濯乾燥機の洗濯運転（洗い〜すすぎ〜脱水）の運転工程を説明する工程図である。 水道水の水温と電導度による洗剤溶かし動作時間を決定するフローチャートである。 電導度により洗剤種類を判定し、特性を切り替えるフローチャートである。 電導度により汚れ量を判定し、洗い工程を決定するフローチャートである。 洗剤種類と検出周波数範囲の関係を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本説明において、同一の構成要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係る洗濯機（洗濯乾燥機）の外観斜視図である。

洗濯乾燥機１は、洗濯兼脱水槽８（図２参照）の回転軸が略鉛直方向の縦型式洗濯機（縦型式洗濯乾燥機）である。

洗濯乾燥機１の筐体２の上部には上面カバー２ａが設けられており、上面カバー２ａには外蓋３が設けられている。外蓋３は、山型に折れ曲がりながら後ろ側に開くことにより、開口部２ｂ（図２参照）を開口し、洗濯兼脱水槽８（図２参照）に衣類（洗濯物）が出し入れ可能になっている。上面カバー２ａの背面側には、水道栓からの給水ホース接続口４および風呂の残り湯の吸水ホース接続口５が設けられている。上面カバー２ａの正面側には、電源スイッチ６が設けられ、外蓋３の正面側には、操作スイッチ７ａおよび表示器７ｂからなる操作表示パネル７が設けられている。

図２は、本実施形態に係る洗濯乾燥機の内部構造を示すために筐体の一部および外槽を切断して示した右側断面図である。

有底円筒状の洗濯兼脱水槽８は、回転可能に外槽９に支持されており、その外周壁に通水および通風のための多数の貫通孔８ｂを有し、上側が開口している。外槽９は、円盤状の底壁部９ｃと円筒状の周壁部９ｄとを有して有底円筒状に形成され、洗濯兼脱水槽８を同軸上に内包し、上側が開口している。また、外槽９の上部には、内蓋９ａが設けられている。洗濯乾燥機１の使用者は、外蓋３および内蓋９ａを開くことにより、開口部２ｂから洗濯兼脱水槽８内に衣類の出し入れを行うことができる。

洗濯兼脱水槽８の内側底面に回転翼８ａを備える。また、外槽９の底面の外側中央に駆動装置１０を備える。駆動装置１０は、モータ１０ａとクラッチ機構１０ｂとを有し、駆動装置１０の回転軸１０ｃは外槽９を貫通し、洗濯兼脱水槽８および回転翼８ａと結合している。クラッチ機構１０ｂは、モータ１０ａの回転動力を洗濯兼脱水槽８および／または回転翼８ａに伝達する。モータ１０ａは、その回転を検出するホール素子あるいはフォトインタラプタなどで構成される回転検出装置２８と、モータ１０ａに流れる電流を検出するモータ電流検出装置２９を備える。

洗剤・仕上剤の投入装置１１は、上面カバー２ａの前側に備えられる。洗剤、仕上剤の投入は投入ホース１１ａにより、外槽９と洗濯兼脱水槽８の間に行われる。給水ユニット１２は、上面カバー２ａの背面側に設けられる。給水ユニット１２は、給水ホース接続口４からの水道水を洗剤・仕上剤の投入装置１１、後述する水冷除湿機構（図示せず）へ給水する。また、給水ユニット１２は、給水ホース接続口４からの水道水や吸水ホース接続口５（図１参照）からの風呂水を、注水ホース１１ｂを介して、外槽９と洗濯兼脱水槽８の間から外槽９内に注水することができる。

外槽９の底面に設けられた落込部９ｂは、下部連通管１３と連通するように接続されている。下部連通管１３は、排水弁１４を介して、洗濯水排水路１５と連通するように接続されている。排水弁１４を閉弁することにより、外槽９内に洗い水やすすぎ水を貯水可能となる。また、排水弁１４を開弁することにより、外槽９内の水を、洗濯水排水路１５を介して、洗濯乾燥機１の機外へ排水することができる。

また、下部連通管１３は、筐体２の下部に設置された異物除去装置１６および循環ポンプ１７を介して洗濯水循環水路１８と連通するように接続されている。また、洗濯水循環水路１８は、洗濯兼脱水槽８より上側に設けられた糸くず除去装置１９と連通するように接続されている。循環ポンプ１７を駆動し正方向に回転させると、外槽９内の水が、落込部９ｂおよび下部連通管１３を介して異物除去装置１６に流入し異物が除去され、循環ポンプ１７の吸込口に流入する。循環ポンプ１７の吐出口から吐出された水は、洗濯水循環水路１８を介して糸くず除去装置１９に流入し糸くずが除去され、糸くずが除去された水（循環水）は糸くず除去装置１９から洗濯兼脱水槽８内に散布するように注水される。

乾燥ダクト２０は、筐体２の背面内側に縦方向に設置され、ダクト下部は外槽９の落込部９ｂとゴム製の蛇腹管２０ａで接続される。乾燥ダクト２０内には、水冷除湿機構（図示せず）を内蔵しており、給水ユニット１２から水冷除湿機構へ冷却水を供給する。冷却水は乾燥ダクト２０の壁面を伝わって流下して落込部９ｂに入り、下部連通管１３、洗濯水排水路１５を通り機外へ排出される。

乾燥ダクト２０の出口はファン２１の吸気口と接続され、ファン２１の吐出口はヒータ２２と接続されている。ヒータ２２の出口は、送風ダクト２３およびゴム製の蛇腹管２３ａを介して、吹出ノズル２４と接続されている。

このように、乾燥工程においては、外槽９内の空気を乾燥ダクト２０で水冷除湿してファン２１の吸込口から吸込し、ファン２１の吐出口から吐出された空気をヒータ２２で加熱して、高温低湿の風を吹出ノズル２４から洗濯兼脱水槽８内に向けて吹き出すことができる。

外槽９には、空圧チャンバ２５ａが設けられており、その上側には、外槽９に溜められた洗濯水の水位を検出する水位センサ２５を備えている。送風ダクト２３には、乾燥運転中に洗濯兼脱水槽８内に向けて吹き出される風の温度を検出する温度センサ２６ａを備えている。外槽９の落込部９ｂには、洗濯水の温度や、乾燥運転中に乾燥ダクト２０に吸い込まれる空気の温度を検出する温度センサ２６ｂを備えている。下部連通管１３と排水弁１４の間には、洗濯水の温度や、乾燥運転中に洗濯水排水路１５から機外に排出される空気の温度を検出する温度センサ２６ｃを備えている。外槽９の側面上部には、外槽９の振動による振動加速度を検知する加速度センサ２７を備えている。なお、水位センサ２５、温度センサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ、加速度センサ２７で検出された信号は、制御装置１００に送信される。

次に、給水ユニット１２について、図３を用いて更に説明する。

図３は、本実施形態に係る洗濯乾燥機の給水ユニットの斜視図である。

給水ユニット１２は、洗剤給水電磁弁１２ａと、仕上剤給水電磁弁１２ｂと、冷却水給水電磁弁１２ｃと、外槽給水電磁弁１２ｄと、給水切替電磁弁１２ｅと、風呂水ポンプ１２ｆと、給水経路ユニット３０と、を備えている。

洗剤給水電磁弁１２ａは、給水ホース接続口４からの水道水を、入水口３１から給水経路ユニット３０内を通り、出水口３２に接続されるホース１２ｉ（図２参照）を介して、投入装置１１（図２参照）の洗剤投入室（図示せず）に給水する。洗剤投入室に注水された水道水は、投入された洗剤とともに、投入ホース１１ａ（図２参照）を介して、外槽９内に注水される。

仕上剤給水電磁弁１２ｂは、給水ホース接続口４からの水道水を、入水口３３から給水経路ユニット３０内を通り、出水口３４に接続されるホース１２ｊ（図２参照）を介して、投入装置１１（図２参照）の仕上剤投入室（図示せず）に給水する。仕上剤投入室に注水された水道水は、投入された仕上剤とともに、投入ホース１１ａ（図２参照）を介して、外槽９内に注水される。

冷却水給水電磁弁１２ｃは、給水ホース接続口４からの水道水を、流路１２ｇに接続されるホースを介して、乾燥ダクト２０（図２参照）の水冷除湿機構（図示せず）に給水する。

外槽給水電磁弁１２ｄは、給水ホース接続口４からの水道水を、流路１２ｈに接続される注水ホース１１ｂ（図２参照）から洗濯兼脱水槽８内に給水する。

給水切替電磁弁１２ｅは、外槽給水電磁弁１２ｄによる給水を洗濯兼脱水槽８に行うか、外槽９と洗濯兼脱水槽８の間に行うかを切替える。

水質センサ４０（電導度検出手段）は、洗濯前の水道水や洗濯（洗い、すすぎ、脱水）時に洗濯液の電導度を検出するものであり、外槽９の底壁部９ｃの外周縁部に配置される。また、この水質センサ４０は、合成樹脂製のベース、一対の電極４２Ａ，４２Ｂを備えて構成されており、水質センサ４０の溝部が、外槽９の径方向Ｓ（法線方向）に延びるように配置される。

外槽９の周壁部９ｄから水質センサ４０の溝部を通って外槽９の底壁部９ｃに至る面は、ほぼ連続した面となるように構成されている。例えば、洗濯運転時の脱水工程において、洗濯兼脱水槽８の貫通孔８ｂ（図２参照）から外槽９に排出されたすすぎ水の一部は、外槽９の周壁部９ｄを沿って流れ落ち、切欠部、水質センサ４０の溝部、外槽９の底壁部９ｃを流れるようになっている。

図４は、水質センサの機能図である。一対の電極４２Ａ，４２Ｂは、コイル４８ａと接続され、共振回路４８を形成する。コイル４８ａは、コイル４９ａと磁気結合されており、コイル４９ａは、発振回路４９と接続されている。これら、一対の電極４２Ａ，４２Ｂ、コイル４８ａ、コイル４９ａ、発振回路４９で水質センサ４０を形成している。発振回路４９は、電極間の電導度に相当する信号を制御装置１００（図２参照）のマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）１１０に送信しており、構成部品であるコンデンサの静電容量により特性が変わり、読み取りやすくなる水質の抵抗値領域が変化する。

図５は、本実施形態に係る洗濯乾燥機の制御装置の構成を説明する機能ブロック図である。制御装置１００は、マイコン１１０を中心に構成される。マイコン１１０は、運転パターンデータベース１１１と、工程制御部１１２と、回転速度算出部１１３と、衣類重量算出部１１４と、電導度測定部１１５と、洗剤量・洗い時間決定部１１６と、洗剤状態判定部１１７と、汚れ判定部１１８を備える。

マイコン１１０は、操作スイッチ７ａから入力された運転コースにあった運転パターンを運転パターンデータベース１１１から呼び出し、洗濯または／および乾燥を開始する機能を有する。工程制御部１１２は、運転パターンデータベース１１１から呼び出された運転パターンに基づき、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程の各工程を運転制御する機能を有する。

各工程では、工程制御部１１２は、給水ユニット１２、排水弁１４を制御する機能を有する。また、工程制御部１１２は、モータ駆動回路１２１を介して駆動装置１０のモータ１０ａを駆動制御し、クラッチ制御回路１２２を介してクラッチ機構１０ｂを切り替え、ヒータスイッチ１２３のＯＮ／ＯＦＦを制御することによりヒータ２２の通電を制御し、ファン駆動回路１２４を介してファン２１を制御し、循環ポンプ駆動回路１２５を介して循環ポンプ１７を駆動制御する機能を有する。

回転速度算出部１１３は、モータ１０ａの回転を検出する回転検出装置２８からの検出値に基づき、モータ１０ａの回転速度を算出する機能を有する。

衣類重量算出部１１４は、回転速度算出部１１３で算出された回転速度と、モータ電流検出装置２９の検出値に基づいて、洗濯兼脱水槽８内の衣類の重量を算出する機能を有する。衣類の重量が増加することにより洗濯兼脱水槽８を回転させるための負荷が大きくなり、モータ１０ａに流れるモータ電流が多く必要になることから、モータ１０ａのモータ電流と回転速度により衣類の重量を算出することができる。

電導度測定部１１５は、水質センサ４０からの検出値を用いて水道水、洗濯液の電導度を測定する機能を有する。

洗剤量・洗い時間決定部１１６は、電導度測定部１１５が測定した電導度等に基づいて、洗剤量および衣類の洗い時間を決定する機能を有するものであり、詳細は後述する。

洗剤状態判定部１１７は、電導度測定部１１５が測定した電導度等に基づいて、洗剤の状態を判定する機能を有するものであり、詳細は後述する。

汚れ判定部１１８は、電導度測定部１１５と洗剤状態判定部１１７が判定した洗濯液の状態により洗い時間やモータ回転数を決定する機能を有するものであり、詳細は後述する。

次に、図６を参照して、本実施形態に係る洗濯乾燥機の運転工程について説明する。図６は、本実施形態に係る洗濯乾燥機の洗濯運転（洗い〜すすぎ〜脱水）の運転工程を説明する工程図である。

ステップＳ１では、工程制御部１１２は、運転工程のコース選択の入力を受け付ける（コース選択）。ここで、使用者は洗濯兼脱水槽８内に洗濯する洗濯物を投入する。使用者が操作スイッチ７ａを操作することにより、工程制御部１１２は、回転翼８ａを回転させ、マイコン１１０の衣類重量算出部１１４は、注水前の衣類について布量を算出する。

ステップＳ２では、工程制御部１１２は、給水ユニット１２の外槽給水電磁弁１２ｄを開弁する。給水電磁弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが閉弁している状態では、給水ホース接続口４に接続されているホース内に空気が含まれていることがある。この空気は水道圧で圧縮されており、給水電磁弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを開弁すると、高圧の水道圧から大気圧に開放され、水道水内の空気は急激に膨張して吹き出し、給水流路に設けられた機器を損傷したり、洗剤、仕上剤の投入装置１１に給水する場合には、洗剤、仕上剤を吹き飛ばしたりするおそれがある。そのため、工程制御部１１２は、給水経路内にセンサ等が設けられていない外槽給水電磁弁１２ｄを開弁し、水道水とともに、圧縮された空気を外槽９内に排出する。

ステップＳ３では、洗剤量・洗い時間決定部１１６は、衣類の布量および水道水の水温および水の硬度に基づいて、投入すべき洗剤量と、洗濯完了までの所要時間を表示器７ｂに表示する。なお、水道水の水温および水の硬度は、前回すすぎ運転したときに検出（ステップＳ３０）し、洗剤量・洗い時間決定部１１６に記憶してあり、それを用いる。水道水の水温や水の硬度は、外気温度の変化に対して緩やかにしか変化しないため、前回の洗濯時に測定した水道水の水温と水の硬度を使用して洗剤量を判定することが可能である。なお、洗濯乾燥機を設置して最初の運転時には、洗濯性能が悪くならない初期値（例えば水温１５℃、硬度１２０ｐｐｍ）を用いる。

ステップＳ４では、まず、工程制御部１１２は、洗剤給水電磁弁１２ａを開弁して外槽９に沿って洗剤と水を供給し、所定の水位に到達したら、洗剤給水電磁弁１２ａを閉弁する。

ステップＳ５で給水された洗剤を含む水の温度を温度センサ２６ｂ（または、温度センサ２６ｃ）により測定し、電導度を水質センサ４０により測定する。

ここで、図７を用いて、ステップＳ４の外槽への給水、ステップＳ５の水温、電導度測定における洗剤状態判定部１１７について更に説明する。

図７は、水道水の水温と電導度による洗剤溶かし動作時間を決定するフローチャートである。

ステップＳ５１で、給水された洗剤を含む水の温度（水温）を温度センサ２６ｂ（または、温度センサ２６ｃ）により測定し、ステップＳ５２では、洗剤状態判定部１１７は、洗剤の種類が液体洗剤か粉末洗剤かを判定する（洗剤状態判定）。なお、この洗剤状態判定については、図８を用いて後述する。測定した水温が閾値ｔ１より高い場合は（ステップＳ５３でＹｅｓ）、ステップＳ５４に進み、閾値ｔ１以下の場合は（ステップＳ５３でＮｏ）、ステップＳ５５に進む。ここで、洗剤の溶け具合は約１０℃前後で大きく変化することが実験的に判明したため、本実施形態では、バラツキも考慮して１０℃より少し高い１３℃を閾値ｔ１として設定した。

ステップＳ５４で液体洗剤と判定した場合は（Ｙｅｓ）、洗剤溶かし時間Ｔ０（ステップＳ５６）とする。液体洗剤と判定しなかった場合は（ステップＳ５４でＮｏ）、洗剤溶かし時間Ｔ１（ステップＳ５７）とする。ステップＳ５５で液体洗剤と判定した場合は（Ｙｅｓ）、洗剤溶かし時間Ｔ２（ステップＳ５８）とし、液体洗剤と判定しなかった場合は（ステップＳ５５でＮｏ）、洗剤溶かし時間Ｔ３（ステップＳ５９）とする。

液体洗剤と粉末洗剤の水への溶解性を考慮した場合、洗剤溶かし時間Ｔ０より洗剤溶かし時間Ｔ１を、または、洗剤溶かし時間Ｔ２より洗剤溶かし時間Ｔ３を長くしたほうがよく、また、水温が低いほうが洗剤は水に溶けにくくなるため、洗剤溶かし時間Ｔ０より洗剤溶かし時間Ｔ２を、または、洗剤溶かし時間Ｔ１より洗剤溶かし時間Ｔ３を長くしたほうがよい。

本実施形態によれば、洗剤の種類や水温に応じた洗剤溶かし時間を設定することができ、液体洗浄を使用した場合や水温が高い場合には洗剤溶かしを短くすることにより、全体の運転時間を短縮することが可能となる。なお、本実施形態では、洗剤溶解工程を開始する前であっても、外槽内に給水された液体の電導度を計測することで、洗剤の種類を実質的に判定可能である点に新たに着目した。また、洗剤溶解工程を開始する前であれば、回転翼８ａと洗濯兼脱水槽８は静止しているので、電導度を高精度で計測できる。

次に、ステップＳ５２の洗剤状態判定における電導度測定部１１５、および洗剤状態判定部１１７、汚れ判定部１１８について、図８を用いて説明する。

図８は、電導度により洗剤種類を判定し、水質センサ４０の特性を切り替えるフローチャートである。

ステップＳ５２１において、電導度測定部１１５は、給水された洗剤を含む水の電導度を水質センサ４０により計測する。なお、電導度を計測するときは、計測精度を高めるため、外槽給水弁１２ｄによる外槽９への給水、循環ポンプ１７による循環、洗濯兼脱水槽８、および回転翼８ａの回転は、停止されていることが望ましい。

ステップＳ５２２において、電導度が閾値ＥＣ１より小さい場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ５２４に進み、液体洗剤（濃縮）と判定し、それに合わせて水質センサ４０の特性を切り替える。電導度が閾値ＥＣ１以上で（ステップＳ５２２でＮｏ）、閾値ＥＣ２より小さい場合は（ステップＳ５２３でＹｅｓ）、ステップＳ５２５に進み、液体洗剤（すすぎ２回）と判定する。電導度が閾値ＥＣ２以上の場合は（ステップＳ５２３でＮｏ）、ステップＳ５２６に進み、粉末洗剤と判定し、それぞれ水質センサ４０の特性を切り替える。例えば、水質センサ４０の発振回路４９の構成部品であるコンデンサを、違う静電容量のコンデンサに接続を切り替えることで、発振回路４９の周波数が変化する。そのため、水質センサ４０の読み取れる電導度の範囲も変化する。粉末洗剤は電導度が高い傾向にあるため、コンデンサの静電容量を大きくすることで、電気抵抗が低い領域で高い周波数になり、検知が容易になる。図１０に洗剤種類と検出周波数範囲の関係を示す。液体洗剤（濃縮）は電導度が低い傾向にあるため、コンデンサの静電容量を小さくすることで、電気抵抗が高い領域で高い周波数になり、検知が容易になる。また、検出したい抵抗の範囲で、特性曲線の傾きが大きくなるように切り替える。曲線が水平に近いところでは判別が困難なので、傾きが大きくなる特性になるようにコンデンサの静電容量を切り替えることが望ましい。液体洗剤は電導度が粉末洗剤、液体洗剤（濃縮）の中間にある傾向にあるため、コンデンサの静電容量を前記容量の中間にすることで、検知が容易になる。よって、例えば、水質センサ４０が粉末洗剤の電導度を検知するための特性のままだと、電導度の異なるその他の種類の洗剤を使用した際の汚れ検知が、困難になる場合がある。水質センサ４０の特性を切り替えることより、洗剤種類に応じて、最適な測定結果が得られ、水質センサ４０を複数設置する必要がなくなる。

汚れ判定部１１８は、ステップＳ５２４、ステップＳ５２５、ステップＳ５２６において判定された洗剤種類に応じて、汚れ判定のための基準値を計算する。この計算は、汚れが溶け出す前のステップＳ５２で計測された電導度に基づき、衣類重量算出部１１４により算出された衣類重量に応じた給水量から、洗剤液がどれだけ薄まるか求める。これにより、汚れ判定に必要な、汚れていない洗い液の電導度を基準に取り、汚れ判定部１１８の精度を高めることができる。

すすぎ運転が１回でもよい濃縮タイプの液体洗剤は、すすぎ運転が２回の液体洗剤と比較して、電導度が小さくなっているため、汚れ判定部１１８での判定結果より、すすぎ回数を変更しても良い。

ステップＳ６では、工程制御部１１２は、ステップＳ５で決定した洗剤溶かし時間だけ循環ポンプ１７を駆動して逆回転させ、水と洗剤を撹拌して洗剤を溶かして高濃度の洗剤溶液を生成する。なお、高濃度の洗剤溶液の生成方法としては、循環ポンプ１７を利用した方法に限らず、回転翼８ａと洗濯兼脱水槽８の両方を回転させたり、回転翼８ａだけを回転させたりすることで、発生した水流を利用して水と洗剤を攪拌する方法であっても良い。

ステップＳ７では、電導度測定部１１５は、生成された洗剤溶液の電導度を水質センサ４０により測定し、洗剤状態判定部１１７により、判定した洗剤種類の見直しをするとともに、実際に投入された洗剤の濃度を判定する。生成された洗剤溶液は、一定の水量に洗剤を溶かしているため、洗剤の濃度変化を電導度の変化量として検出できる。洗剤の投入量が多い場合は（洗剤の濃度が高い）、洗剤の投入量が少ない場合（洗剤の濃度が低い）と比較して、電導度が大きくなる。このため、汚れ判定部１１８により、すすぎ運転を１回と判定していた場合でも、洗剤の投入量が多い場合にはすすぎ運転を２回に変更することが可能である。なお、このステップＳ７においては、電導度の計測精度を高めるため、洗剤溶かしのため回転していた洗濯兼脱水槽８や回転翼８ａをいったん停止させた後、次のステップＳ８で再び回転を開始させている。したがって、このステップＳ７をスキップすれば、全体の運転時間を更に短縮することも可能である。

ステップＳ８では、工程制御部１１２は、洗濯兼脱水槽８および／または回転翼８ａを回転させながら、循環ポンプ１７を駆動して、高濃度の洗剤溶液を糸くず除去装置１９から洗濯兼脱水槽８内の衣類に散布する。

ステップＳ９では、この高濃度の洗剤溶液で衣類を洗う。

ステップＳ１０では、まず、衣類重量算出部１１４は、水を含んだ状態の衣類の重量を算出する。そして、ステップＳ１で算出した水を含まない衣類の重量とステップＳ１０で算出した水を含んだ状態の衣類の重量から、衣類の布質（吸水性）を判断する。判別された衣類の布質に従って以下の工程が制御される。

ステップＳ１１で洗濯工程前の水温を取得し、水温が高い場合は洗剤の化学的作用が向上し、洗浄力が向上するため、洗い時間を短縮できる。洗い工程前に水温を測定することで、たとえば、風呂の残り湯を利用した洗濯時においても正確な水温が検知でき、洗い時間を変更することが可能である。

測定した水温が高い場合や水の硬度が低い場合、ステップＳ１８やステップＳ１９をスキップすることで洗い時間を短縮することが可能である。

また、ステップＳ１３からステップＳ１９の間では、電導度測定部１１５、汚れ判定部１１８により洗濯液の電導度を測定し汚れ判定を行っている。図９を用いて汚れ判定について説明する。

図９は、電導度により汚れ量を判定し、洗い工程を変更するフローチャートである。

ステップＳ１８０１において、電導度測定部１１５は、洗い液の電導度を水質センサ４０により計測する。なお、電導度を計測するときは、計測精度を高めるため、外槽給水弁１２ｄによる外槽９への給水、循環ポンプ１７による循環、洗濯兼脱水槽８、および回転翼８ａの回転は、停止されていることが望ましい。

ステップＳ１８０２において、電導度と基準値の相対値が閾値ＥＣ３より小さい場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ１８０４に進み、汚れなしと判定し、電導度と基準値の相対値が閾値ＥＣ３以上で（ステップＳ１８０２でＮｏ）、閾値ＥＣ４より小さい場合は（ステップＳ１８０３でＹｅｓ）、ステップＳ１８０５に進み、汚れ小と判定する。電導度が閾値ＥＣ４以上の場合は（ステップＳ１８０３でＮｏ）、ステップＳ１８０６に進み、汚れ大と判定する。

汚れ判定部１１８は、ステップＳ１８０４、ステップＳ１８０５、ステップＳ１８０６において判定された汚れ量に応じて、洗い時間を延長、またはモータ回転数を高くする。これにより、汚れ成分により低下する洗浄性能を補うことが可能になる。

水温や水の硬度により、ステップＳ１８やステップＳ１９をスキップする条件でも汚れ判定部１１８により測定された電導度の変化量が大きい場合は、十分に汚れが落ちていないと判断し、スキップをキャンセルすることも可能である。

工程制御部１１２は、ステップＳ１で算出した衣類の重量と、ステップＳ１０で判断した衣類の布質に合わせて外槽９の内部に給水し（ステップＳ１２）、回転翼８ａを回転して、衣類を洗う（ステップＳ１３）。

また、工程制御部１１２は、回転翼８ａを正方向逆方向に交互に回転させ衣類をほぐす運転を行う（ステップＳ１４）。

工程制御部１１２は、この本洗い工程とほぐし工程を数回繰り返す（ステップＳ１５，ステップＳ１６，ステップＳ１７，ステップＳ１８，ステップＳ１９）。

この洗い工程において、水質センサ４０を動作させて信号を検出し、汚れ判定部１１８により、洗濯物の汚れ度合いを検出することが可能になる。これは、洗い工程時の洗濯液の電導度は、衣類の汚れが洗剤成分と結合することで変化量が少なくなることで汚れ度合いを検知することが可能になる。衣類に含まれる汚れに汗などの電解質を含む場合でも、洗濯液に溶け出した時は洗濯液の電導度が高くなるため検出可能である。ちなみに、本実施形態における水質センサ４０は、外槽９の下部（底部）に設けられているので、洗い工程時には、水質センサ４０が水没している状態であり、洗濯液の電導度を測定することができる。

このように、洗い工程時の汚れ度合いを、水質センサ４０を用いて洗濯液の電導度を測定し、汚れ判定部１１８が制御することで、洗い時間を制御（短縮または延長）することが可能になる。洗剤量・洗い時間決定部１１６は、汚れ度合いにより洗い時間（短縮または延長時間）を決定するテーブルをあらかじめ記憶している。なお、ステップＳ１で算出した布量により複数の閾値を設定してもよい。なお、衣類に含まれる汚れ成分により汚れの変化量はプラスに変化する場合や、マイナスに変化する場合があるため、汚れの変化量を絶対値で判断してもよい。

本洗いが終了すると、ステップＳ２０で衣類のアンバランス状態を監視し、脱水に移行するか否かを判断する。

ステップＳ２１では、工程制御部１１２は、排水弁１４を開弁し、外槽９内の洗い水を排水する。排水が終了した後、ステップＳ２２では、工程制御部１１２は、洗濯兼脱水槽８を回転させて衣類に含まれる水（洗い水）を脱水する。

工程制御部１１２は、排水弁１４を閉弁、給水切替電磁弁１２ｅを切替え、外槽給水電磁弁１２ｄを開弁して、洗濯兼脱水槽８にすすぎ水を供給する。そして、洗濯兼脱水槽８を回転させつつ、洗濯兼脱水槽８内の衣類にすすぎ水を散布する（ステップＳ２３）。

工程制御部１１２は、洗濯兼脱水槽８を回転させつつ、外槽給水電磁弁１２ｄを閉弁して、衣類からすすぎ水を脱水する（ステップＳ２４）。

工程制御部１１２は、洗濯兼脱水槽８を回転させつつ、洗濯兼脱水槽８内の衣類にすすぎ水を散布する（ステップＳ２５）。

工程制御部１１２は、洗濯兼脱水槽８を停止させて、排水弁１４を開弁し、外槽９内のすすぎ水を排水する（ステップＳ２６）。排水終了後、工程制御部１１２は、洗濯兼脱水槽８を回転させて衣類に含まれる水（すすぎ水）を脱水する（ステップＳ２７）。

ステップＳ２３、およびステップＳ２５の回転シャワーすすぎの実行は、汚れ判定部１１８により決定され、すすぎ回数を１回と決定した場合は、工程制御部１１２にステップＳ２３からステップＳ２７をスキップする指令を送信することで、すすぎ運転を１回とすることが可能である。

脱水が正常に終了した場合は外槽９内には水が無い状態であり、水質センサ４０を動作させて水無しの電導度を測定する（ステップＳ２８）。ここで測定した電導度は初期値として電導度測定部１１５に記憶され、水質センサ４０の故障判断や、電極部への汚れ付着などによる経年変化を補正することに利用する。

工程制御部１１２は、排水弁１４を閉弁、外槽給水電磁弁１２ｄを開弁して、水硬度を検知する水位まで外槽９にすすぎ水を供給する（ステップＳ２９）。

電導度測定部１１５は、水質センサ４０、温度センサ２６ｂ（または、温度センサ２６ｃ）を動作させて、すすぎ水の水温と電導度を測定して水の硬度を算出する（ステップＳ３０）。ここで測定した水温と水の硬度は洗剤量・洗い時間決定部１１６に記憶され、次回の洗剤量、洗い時間の決定に利用する。

工程制御部１１２は、設定水位まで給水し（ステップＳ３１）、外槽９にすすぎ水を溜めた状態で回転翼８ａ（または、洗濯兼脱水槽８）を回転させて衣類を撹拌しながら、仕上剤給水弁１２ｂを開弁して、洗濯兼脱水槽８内に仕上剤を投入する（ステップＳ３２）。

このステップＳ３３からステップＳ３５（すすぎ２工程）時において、水質センサ４０を動作させてすすぎ水の電導度変化量を検出することで、洗濯物のすすぎ度合いを検知することが可能になる。ちなみに、本実施形態における水質センサ４０は、外槽９の下部（底部）に設けられているので、すすぎ工程時には、水質センサ４０が水没している状態であり、すすぎ水の電導度を測定することができる。

このように、すすぎ工程時に水質センサ４０を用いてすすぎ水の電導度を測定することで、すすぎ時間を制御（短縮または延長）することが可能になる。すすぎ水の変化量からすすぎ時間（短縮または延長時間）を決定するテーブルをあらかじめ記憶している。また、すすぎ水の変化量は、ステップＳ３０で計測した水道水の電導度と比較して判断してもよい。

なお、すすぎ水の変化量は、すすぎ時間を短縮・延長する以外にすすぎ回数を増減することにも利用できる。従って、洗剤状態判定部１１７によりすすぎ運転が１回でもよい濃縮タイプの液体洗剤と判定され、汚れ判定部１１８により、すすぎ運転が１回と決定された場合でも、すすぎが不十分と判定されたときは、追加のすすぎ運転を実行することが可能である。

なお、すすぎ工程時に水質センサ４０を動作させるタイミングとしては、ステップＳ３３からステップＳ３５時に限定されるものではなく、ステップＳ２３やステップＳ２５時に動作させて、すすぎ時間を制御（短縮または延長）してもよい。

ステップＳ２３、またはステップＳ２５は、ステップＳ１０で判別された衣類の布質によってすすぎ時間を制御（短縮または延長）してもよい。

溜めすすぎが終了すると、衣類のアンバランス状態を監視し、最終脱水に移行するか否かを判断する（ステップＳ３６）。

工程制御部１１２は、排水弁１４を開弁し、外槽９内のすすぎ水を排水する（ステップＳ３７）。ステップＳ３７では、脱水時の起動を安定させるため、ある一定量のすすぎ水が残った状態でステップＳ３８（脱水工程）に移行する場合もある。

工程制御部１１２は、洗濯兼脱水槽８を高速で回転させて衣類に含まれる水を脱水する（ステップＳ３８）。このステップＳ３８（脱水工程）時において、水質センサ４０を用いて衣類から脱水される水を測定することで、洗濯物に含まれている水分量を判定することが可能になる。脱水工程時に洗濯兼脱水槽８が回転することにより、洗濯物に含まれる水分が洗濯物から分離され、洗濯兼脱水槽８の貫通孔８ｂから外槽９の周壁部９ｄの内面に向けて排出される。周壁部９ｄに排出された水は、重力の作用によって周壁部９ｄの内面を流れ落ち、そして切欠部９ｄ１内を流れ、水質センサ４０の溝部４１ｄに流れ込む。これにより、水質センサ４０は、脱水時の水の電導度を検出することができる。

すなわち、脱水時の水質センサ４０では、溝部４１ｄに水が流れ込むことにより、溝部４１ｄを通り抜ける水の量に応じて検出値（電導度）が変化する。例えば、洗濯物がバスタオルなど吸水性の高いものの場合には、排出される水の量も多くなり、検出値（電導度）は高くなる。一方、例えば、洗濯物がワイシャツなど吸水性の低いものの場合には、排出される水の量は少なくなり、検出値（電導度）は低くなる。

このように、脱水工程時に水質センサ４０を用いて測定した衣類から脱水される水の電導度を測定することで、脱水時間を制御（短縮または延長）することが可能になる。洗剤量・洗い時間決定部１１６は、脱水時間（短縮または延長時間）を決定するテーブルをあらかじめ記憶している。なお、ステップＳ１で算出した布量により複数の閾値を設定してもよい。

なお、脱水工程時に水質センサ４０を動作させるタイミングとしては、ステップＳ３８時に限定されるものではなく、他の脱水工程ステップＳ２２、ステップＳ２４、ステップＳ２７時に動作させて、脱水時間を制御（短縮または延長）してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る洗濯乾燥機１では、洗剤を含んだ水の電導度を測定することにより、洗剤の種類を液体洗剤か粉末洗剤か判定して（Ｓ５２２、Ｓ５２３参照）水質センサ４０の特性を切り替える。これにより、洗剤種類に応じて、適切な汚れ判定の測定結果取得が可能となる。また、水質センサ４０を複数設置する必要がなくなり、コストアップを抑制できる。
液体洗剤でないと判定した場合には（Ｓ５４でＮｏ、または、Ｓ５５でＮｏ）、洗剤溶かし時間を液体洗剤より長く設定する。これにより液体洗剤より洗剤溶かし動作は長く動作することになり、粉末洗剤の溶け残りを防止して、前洗い工程時に満遍なく高濃度の洗剤溶液を行き渡らせることができ、洗浄性能を向上させることができる。

また、液体洗剤であると判定した場合には（Ｓ５４でＹｅｓ、または、Ｓ５５でＹｅｓ）、洗剤溶かし時間を短く設定し、洗剤溶かし動作の時間を短縮するとともに、循環ポンプ１７（または洗濯兼脱水槽８、または回転翼８ａ）の駆動時間を短縮して消費エネルギを低減させることができる。

また、本実施形態では、洗剤を含んだ水の温度を測定することにより、水温に応じて洗剤溶かし動作の時間を変更するようになっている。（Ｓ５６、Ｓ５７、Ｓ５８、Ｓ５９参照）。即ち、水温が閾値ｔ１よりも高く洗剤が溶けやすい場合の洗剤溶かし時間は、液体洗剤なら洗剤溶かし時間Ｔ０（Ｓ５６）、粉末洗剤なら洗剤溶かし時間をＴ１（Ｓ５７）と設定する。水温が閾値ｔ１以下で洗剤が溶けにくい場合の洗剤溶かし時間は、液体洗剤なら洗剤溶かし時間Ｔ２（Ｓ５８）、粉末洗剤なら洗剤溶かし時間Ｔ３（Ｓ５９）と設定する。このように洗剤溶かし時間は、液体洗剤より粉末洗剤を長く（Ｔ１＞Ｔ０、Ｔ３＞Ｔ２）設定し、水温が高い場合は短く（Ｔ０＜Ｔ２、Ｔ１＜Ｔ３）設定することで、洗剤溶かし動作の時間を短縮するとともに、循環ポンプ１７（または洗濯兼脱水槽８、または回転翼８ａ）の駆動時間を短縮して消費エネルギを低減されることができる。

また、洗剤を含んだ水の電導度が閾値ＥＣ１より低い場合（例えば、すすぎ運転が１回でもよい濃縮タイプの液体洗剤の場合）（Ｓ５２２でＹｅｓ）、すすぎ運転の回数を１回とし（Ｓ５２４参照）、電導度が閾値ＥＣ１以上の場合（例えば、すすぎ運転が２回の液体洗剤の場合）（Ｓ５２２でＮｏ）、すすぎ運転の回数を２回とする（Ｓ５２５、Ｓ５２６参照）ようになっている。このように電導度に基づいて、洗剤の状態（洗剤の種類）を判定し、適切なすすぎ運転の回数とすることができるので、洗濯運転の時間を短縮するとともに、すすぎ工程時のモータ１０ａ等の動作時間を短縮して消費エネルギを低減させ、使用する水の量を低減させることができる。

ここで、洗剤を含んだ水の電導度測定は、洗剤溶かし動作（Ｓ６）の前に行い、洗剤の種類により洗剤溶かし動作の時間を設定するのが望ましい。洗剤溶かし動作（Ｓ６）のために給水される水は一定の量であり、本洗い工程（Ｓ１３からＳ１９）の水量と比較して少ないため洗剤濃度が高くなっており、洗剤の種類（濃縮タイプの液体洗剤、液体洗剤、粉末洗剤）を判定できる程度に電導度の差が得られる。この判定結果により洗剤溶かし動作（Ｓ６）を実行し、その後にもう一度、電導度を測定（Ｓ７）することで、洗剤種類の判定結果が間違っていないか見直すことができ、また、投入された洗剤の量（洗剤の濃度）も電導度の差として測定することができるので、洗剤状態の判別性を好適にすることができる。

また、洗剤状態判定部１１７は、前回の洗濯運転時にステップＳ３０で測定した電導度（硬度）と、ステップＳ５で測定した水温に基づいて、電導度の閾値ＥＣ１および閾値ＥＣ２を補正する。即ち、水温が高い場合や、水の電導度（硬度）が高い場合には、閾値ＥＣ１および閾値ＥＣ２を大きく設定するようになっている。

このように、電導度の閾値を水温や水の電導度（硬度）で補正することができるので、好適に洗剤状態を判定することができる。

本実施形態では、洗濯液の電導度に基づいてすすぎ運転の回数を変更するものとして説明したが、例えば、すすぎ運転時に使用する水量を変更する構成であってもよい。具体的には、電導度が高いほど、すすぎ運転で使用する水量を増加させる制御をする構成であってもよい。即ち、投入された洗剤が多い場合（洗剤の濃度が高い）、すすぎ運転時に洗剤が必要以上に発泡する可能性があり、使用する水量を増加させることにより、洗剤の発泡を低減させることができる。また、洗濯液の電導度に基づいて、前洗い工程や、本洗い工程の運転時間や使用する水量を変更する構成であってもよい。

以上、本実施形態に係る洗濯機として、洗濯兼脱水槽の回転軸が略鉛直方向の縦型式洗濯乾燥機を用いて説明したが、これに限られるものではなく、回転ドラム（洗濯兼脱水槽）の回転軸が略水平方向のドラム式洗濯乾燥機であってもよく、乾燥機能を有しない縦型式洗濯機、ドラム式洗濯機であってもよい。

また、水質センサ４０（電導度検出手段）は、本実施形態の構成に限られるものではなく、洗剤液の電導度を検知できる構成であればよい。例えば発振回路４９のコンデンサの静電容量を変更し、特性を切り替えると説明したが、コンデンサでなく、抵抗やコイルであってもよい。

１ 洗濯乾燥機２ 筐体４ 給水ホース接続口５ 吸水ホース接続口７ 操作表示パネル８ 洗濯兼脱水槽（洗剤溶解手段）８ａ 回転翼（洗剤溶解手段）８ｂ 貫通孔９ 外槽９ｂ 落込部９ｃ２ 底面９ｄ 周壁部(周壁面)９ｄ１ 切欠部１０ 駆動装置（駆動手段）１０ａ モータ１０ｂ クラッチ機構１０ｃ 回転軸１１ 投入装置１２ 給水ユニット（給水手段）１２ａ 洗剤給水電磁弁（洗剤供給手段）１２ｂ 仕上剤給水電磁弁１２ｃ 冷却水給水電磁弁１２ｄ 外槽給水電磁弁１２ｅ 給水切替電磁弁１２ｆ 風呂水ポンプ１２ｇ 流路１２ｈ 流路１３ 下部連通管１４ 排水弁１５ 洗濯水排水路１７ 循環ポンプ（洗剤溶解手段）２５ 水圧センサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ 温度センサ（温度検出手段）２７ 加速度センサ２８ 回転検出装置２９ モータ電流検出装置３０ 給水経路ユニット４０ 水質センサ（電導度検出手段）４２Ａ，４２Ｂ 電極（一対の電極）１００ 制御装置（運転制御手段）１１０ マイクロコンピュータ１１１ 運転パターンデータベース１１２ 工程制御部（運転制御手段）１１３ 回転速度算出部１１４ 衣類重量算出部（洗濯物量判定手段）１１５ 電導度測定部（電導度検出手段）１１６ 洗剤量・洗い時間決定部（運転制御手段）１１７ 洗剤状態判定部１１８ すすぎ回数・時間決定部__

Claims (7)

1. 筺体と、この筺体内に支持され洗濯水を溜める外槽と、この外槽内に回転自在に支持され洗濯物を収容する洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽を回転駆動させる駆動装置と、前記外槽内に給水する給水手段と、前記外槽内の液体の電気伝導度を検出する電導度検出手段を備えた洗濯機において、
   前記給水手段により前記外槽内に給水し、前記電導度検出手段で検出した電気伝導度に基づいて、前記電導度検出手段の特性を切り替えることを特徴とする洗濯機。
2. 請求項１において、
   前記外槽内の液体の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記温度検出手段で検出した温度と、前記電導度検出手段で検出した電気伝導度と、に基づいて、前記電導度検出手段の特性を切り替えることを特徴とする洗濯機。
3. 請求項１において、
   前記洗濯兼脱水槽を停止させた状態で、前記電導度検出手段で検出した電気伝導度に基づいて、前記電導度検出手段の特性を切り替えることを特徴とする洗濯機。
4. 請求項１において、
   前記電導度検出手段の特性は、前記電導度検出手段のコンデンサの静電容量であることを特徴とする洗濯機。
5. 請求項１において、
   前記電導度検出手段で検出された電気伝導度に基づいて、汚れ成分を含む前の電気電導度を基準とし、汚れ成分の検出をすることを特徴とする洗濯機。
6. 請求項１において、
   前記電導度検出手段の特性を切り替えて、前記外槽内の液体の洗剤種類及び汚れを検出し、該検出結果に基づいて、洗い時間、前記駆動装置の回転数、すすぎ時間またはすすぎ回数を設定することを特徴とする洗濯機。
7. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記洗濯兼脱水槽の内側底面に回転翼を備え、前記洗剤溶解工程時に前記回転翼および／または前記洗濯兼脱水槽を回転させることを特徴とする洗濯機。

Images