JP2019047942A - ドラム式洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯中に異常に発生した洗剤泡が、ヒータや送風ファンモータ等の電気部品に付着することによる故障や、糸屑や異物等の付着及び、送風経路の汚れによる検知素子の誤検知を防止する。【解決手段】洗剤泡の検出手段として、金属箔間の静電容量を記憶手段により記憶し、洗濯運転時に静電容量の相対変化量を監視して泡の発生有無を検知する。【選択図】 図５

Description

本発明は、電気洗濯機に係り、洗濯槽内で発生する泡を検知する方法に関するものである。

特許文献１のように、電極センサーを設けてセンサー間に発生した泡による抵抗値を電圧や周波数に変換して検知する方法が知られている。但し、糸屑や異物等が電極に付着して誤検知の可能性があることから、特許文献２では、泡の通る通路に発光素子や受光素子を用いて受光電圧により泡の有無を検知する方法も考えられる。また、通路への汚れ付着による透過度低下や発光素子経年劣化のため、発光素子のＰＷＭ通電比を増やして且つ記憶手段を用いて経年補正を行っている。

特開２００３−９８２号公報 特開２０１３−１０３０５４号公報

ドラム式洗濯乾燥機では洗濯時に使用する洗濯水は縦形洗濯機に比較して大幅に少なく、洗剤は洗濯物の量に比例した使用量となるので水量に対して洗剤量の割合が多くなり、洗剤濃度が高くなるため洗濯時や脱水時に泡が発生し易くなる。

更に、温風送風経路へ浸入してきた洗剤泡が電気部分に付着することによる故障を防止することを目的に、泡を検知し消去しなければならない。

特許文献２では、発光素子のＰＷＭ通電比を増やして且つ記憶手段を用いて経年補正を行いながら前記発光素子の受光電圧により、泡の有無を検知している。しかしながら、補正手段である発光素子のＰＷＭ通電比は、いくら増やしても１００％が限界である。経年特性が良くバラツキの少ない発光素子を使用しても温風送風経路汚れ度合いによって、ＰＷＭ通電比を限界の１００％まで増やされる可能性が有る。その場合、検知自体が機能できなくなることが考えられる。

そこで、検知手段の制約を最小限に抑えることが必要と考え、本発明は、上記従来の課題を解決するもので、銅等で形成された２枚の金属箔を送風経路の外側に設けて、その間の静電容量をセンシングすることで、泡の有無を検知する。更に、温風送風経路の汚れや上記検出手段の発光素子の経年補正等の影響に関係なく、検知可能である。

前記従来の課題を解決するために本発明の洗濯機は、洗濯物を収容するための回転ドラム槽と、前記回転ドラム槽を回転駆動するモータと、前記回転ドラム槽内の洗濯物を乾燥させるためのヒータと、乾燥行程にて乾燥用空気を循環させる送風ファンと乾燥用空気を循環させるための温風送風経路と、前記ドラム槽の背面下方に形成され前記温風送風経路と連繋する温風送風口と、前記温風送風経路に設けられ、前記温風送風経路内に浸入した洗剤泡を検知する泡検知センサーと、前記ドラム槽内の水を排水する排水弁と、前記モータ、ヒータ、送風ファン、排水弁等を制御して、洗い、すすぎ、脱水、乾燥等の各行程を制御する制御手段とを備え、前記泡検知センサーは、前記温風送風経路の外方に配置された２枚の金属箔から成り、前記制御手段は、金属箔間の静電容量変化量を検出することで、洗剤泡の発生有無を検知する構成のものである。

これにより、洗濯中に異常に発生した洗剤泡が、温風送風経路の奥深くまで浸入して、ヒータや送風ファンモータ等の電気部品に付着し、腐食や電気ショート等の故障状態となることを防止することができる。

本発明は、金属箔間の静電容量変化により泡発生の有無を検出することで、洗濯中に異常に発生した洗剤泡が、ヒータや送風ファンモータ等の電気部品に付着することによる故障や、糸屑や異物等の付着及び、送風経路の汚れによる検知素子の誤検知を防止することが実現できる。

本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の斜視図を示す。 本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の縦断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯機の運転工程を示すブロック図である。 本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯機を駆動する回路を示す。 本発明の実施例に係るもので、洗い動作における泡センサーの動作フローを示す。

以下、本発明に係る電気洗濯機の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の斜視図を示す。

ベース１の上部には鋼板と樹脂成形品で組合されて構成された外枠筐体２が載せられている。

外枠筐体２の正面には洗濯物を出し入れするドア３が設けられ、押しボタンスイッチ４により開閉操作を行っている。ドア３は外側が意匠部品である樹脂成型品３９と内側は耐熱ガラス製扉４０により構成されている。

外枠筐体２の側面部には排水ホース固定用穴５が設けられている。また、外枠筐体２には、ドラム式洗濯乾燥機本体を持ち運び移動するために複数個の取っ手６が設けられている。

また、外枠筐体２の上面部には、洗剤トレー７と乾燥用フィルター８が操作部９や表示部１０に対し左右に振り分けて取付けられている。

また、ベース１の側面部からは排水ホース１１が引き出されており、底部にはゴムを挿入した脚部１２が四隅に配置されている。

図２は本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯機の縦断面図を示す。

外枠筐体２の内側には洗濯水や濯ぎ水を溜める外槽２０が備えられる。

外槽２０の下部は複数個のサスペンション２１により支持され、上部は前後に配置された２個の引きバネ２２、２３により支持される。

サスペンション２１は外槽２０の全重量を支持するものであり、強固な構成に出来ている。また、脱水運転時に生じる外槽２０の上下振動を吸収し、脱水始動時の外槽２０の共振による異常振動を防止するための減衰機構などが設けられている。

また、外槽２０の上部から支持している引きバネ２２、２３は外槽２０の前後方向の倒れ防止を兼ねた支持や脱水時の前後、上下、左右振動を低減するために設けられている。

洗いやすすぎ時には、洗いやすすぎに必要な水が供給される。水道の蛇口に接続された給水ホース２４、給水電磁弁２５、注水ホース２６、洗剤投入ケース２７を経由して洗いやすすぎに必要な水が供給される。

給水電磁弁２５の開け閉めにより、水道水は供給されたり、止められたりする。

供給された水は、外槽２０の底部に洗濯水として、またすすぎ時にはすすぎ水として溜められる。洗剤投入ケース２７は、洗い時に必要な洗剤を投入し、すすぎ時には仕上がりを良くするための柔軟仕上げ剤を投入する。

洗い時には、注水ホース２６から供給された水が洗剤投入ケース２７の洗剤を溶かしながら外槽２０の上部からフレキシブルホース２８を介して投入される。

給水電磁弁２５ａは給水電磁弁２５と給水口が同じ２連の電磁弁を構成している。給水電磁弁２５ａは、泡消し用の給水を行うため外槽２０の上部に軸方向に長く延びた給水口１５が設けられ、複数の給水穴１５ａが給水口１５の下部に付いている。

泡は外槽２０と回転ドラム２９の間に発生するので、これを効率良く除去するため軸方向に長い給水口１５を設けている。

外槽２０の内側にある回転ドラム２９にはドア３を開けて投入された洗濯物３０が存在する。回転ドラム２９の開口部の外周には脱水時の洗濯物３０によるアンバランス振動を低減するための流体バランサー３１が設けられている。

回転ドラム２９の周囲には、脱水時に高速回転で洗濯物３０に含まれている水分を脱水するための脱水穴３２が全周に複数個設けられている。

また、回転ドラム２９の内側には洗い時に洗濯物３０を掻き揚げられるようにするため複数個のリフター３３が設けられている。回転ドラム２９は回転ドラム用金属製フランジ３４に連結された主軸３５を介してドラム駆動用モータ３６に直結されている。

ドラム駆動用モータ３６は、外槽２０に固定された金属製フランジ３７に取付けられている。

本実施例の場合、ドラム駆動用モータ３６は磁石埋め込み形のインナーロータでステ
タは集中巻の巻線を有するＤＣブラシレスモータを使用している。

外槽２０の開口部には弾性体からなるゴム系のベローズ３８が取付けられている。このべローズ３８はドア３を構成する樹脂成型品３９と耐熱ガラス製扉４０のうちガラス製扉４０のシール部外周面８２と接するように設けられ、外槽２０内とドア３との水密性を維持する役割をしている。

これにより、洗い、すすぎ及び脱水時の水漏れの防止が図られている。

耐熱ガラス製扉４０は樹脂成型品３９で挟み込んで固定するため全周に鍔部８０が設けられており、その内側端面８３は流体バランサー３１に軸方向にラップするように配置されている。

また、外側端面８６は外槽２０の入り口端面４７より外側に配置されている。

本実施例の場合、外側端面８６は平面状となっている。また、シール部外周面８２の傾斜に比較して外側凹部８４の傾斜は緩やかになっているが同程度にすることにより、より凹部の容積を増加することができる。

洗いやすすぎが終了して不要になった水や脱水時に洗濯物３０から脱水された水は、排水弁４１を開放して排水ホース１１から排水される。

乾燥では送風ファン部４２により送風された乾燥用空気は洗濯物３０が入った回転ドラム２９の内側及び外周を通る。このため、乾燥用空気には糸くずが含まれるので必ず乾燥用フィルター８を通す必要がある。

このため、乾燥用フィルター８を経由してヒータ部４３に送風し、加熱された乾燥用空気は外槽上部に設けられた開口部４４より回転ドラム２９の中に送風される。

温風の乾燥用空気は洗濯物３０を通って回転ドラム２９の後部から外槽２０の底部に設けられた除湿装置４５の通風口４６を通って除湿装置４５で除湿され送風ファン部４２により循環を繰り返して洗濯物３０を乾燥させる。

洗濯物３０が回転ドラム２９内に満杯のときは回転ドラム２９と外槽２０の間を温風の乾燥用空気が通っていくので回転ドラム２９の外周が乾燥しやすくなる。

回転ドラム２９を流れる乾燥用空気は乾燥用空気流通路を流通して再び回転ドラム２９に流れ込む循環流になっている。この乾燥用空気流通路には、除湿装置４５、送風ファン４２、乾燥用フィルター８、およびヒータ４３が備わる。

乾燥用空気流通路は、送出口部４４と、回転ドラム２９から排出された乾燥用空気が流入する流入口部４６を有する。乾燥用空気流通路を流通した乾燥用空気は、送出口部４４から回転ドラム２９の前側上部に向けて放出される。

そして、回転ドラム２９を流れ、回転ドラム２９の後部から排出した乾燥用空気は、回転ドラム２９の後側下部近傍の位置に向く流入口部４６から乾燥用空気流通路に流入する。

排水口３００は、後部側が下側になるように傾斜した外槽２０の後側底部に設けられている。排水弁４１は、排水口３００に設けられる。この排水弁４１を介して排水口３００は、排水路の排水ホース１１に連通している。

電導度センサー４８は、外槽２０の内側で排水弁４１の近傍に配置されている。この位置に電導度センサー４８を設けたのは、この部分が１番低い位置にあり、洗濯水が最後まで残っており水位が安定しているためである。

電導度センサー４８により、外槽２０に溜まる洗濯水、濯ぎ水、脱水は僅かな残水に至るまで検知できる。

金属箔から構成する泡センサー４９は、乾燥用空気流通路に設けられた除湿装置４５の上部に配置されている。

泡センサー４９が設けられ位置は、乾燥用空気流通路の流入口部４６よりも高いところである。また、洗濯ドラム槽２９の主軸３５と外槽２０の上面（上部）の中間位置でもある。

泡センサー４９は、発生する泡の検知に機能する。乾燥用空気流通路の流入口部４６の近傍に設けると、脱水にともない発生した泡が流入口部４６に入るや否や泡センサー４９が泡検知をするので誤動作の要因となる。

また、逆に外槽２０の上面（上部）位置に泡センサー４９を設けた場合には泡検知が遅れて仕舞う不具合がある。

すなわち、泡センサー４９を外槽２０の後側上面（上部）位置に設けると、泡が異常に多く発生した状態での検知となり、この状態では泡の発生速度が速く、泡の発生量も多くなり検知した時点で停止しても間に合わない。

特に、脱水時は回転ドラム２９を回転させるので停止するまで大きな慣性があるのですぐには停止できないので、この傾向が大となる。このため、泡検知に余裕がないと、発生した泡が送風ファン４２内まで入り込み、電気部品の絶縁を低下させる。

これらの条件を満足する位置として、外槽２０の後側上面部と主軸３５のほぼ中間位置に配置することにより余裕をもって泡を検知して泡消しを行うことができる。

除湿装置４５の内側上面には水冷除湿を行うための給水管１６があり、通常は乾燥時に冷却水として供給している。

この冷却水としては風呂の残り湯及び水道水を使用している。

図３は本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯機の運転工程を示すブロック図である。

この運転工程は洗濯物３０に付着した汚れを落としたり、また、すすぎによる洗剤分をすすいだりする。また、洗濯物３０に含まれた水分を回転ドラム２９の高速回転による遠心力で脱水したり、それらの水分を排水することなどの一連の工程を自動的に行う一般的な自動洗濯コースがこのブロック図に示されている。

以下ブロック図をもとに各工程の説明を行う。

給水電磁弁２５の操作により給水５０が行われる。洗い工程５１は洗濯に必要な水が外槽２０内に供給されるとドラム駆動用モータ３６が回転し、回転ドラム２９の回転が行なわれる。

このときの回転ドラム２９の回転数は毎分４０〜５０回転で、休止をおいて右回転、左回転を数分ずつ行うことにより、洗濯物３０が回転ドラム２９内のリフター３３により掻き揚げられながら叩き洗いにより洗濯される。

洗い工程５１が終了すると洗いにより洗濯物３０に付着した汚れが除去され、汚れた洗濯水を洗濯機外に排出する排水工程５２へ移行する。

排水が終了した後、洗濯物３０に含まれている洗剤分を脱水する脱水工程５３へ移行する。脱水工程５３では、回転ドラム２９を高速回転して洗濯物３０を遠心力により回転ドラム２９の内壁に設けられた複数個の脱水穴３２より脱水される。

このときの回転数は毎分８００〜１５００回転としている。脱水工程５３が終了すると、洗濯物３０に含まれた洗剤分をすすぐ、すすぎ工程５４へ移行する。

すすぎ工程５４に入る前に、洗い工程５１と同じように清水を供給する給水工程５０にて必要な清水を外槽２０内に供給される。すすぎに必要な清水は本実施例では洗いと同じく２５〜３０リットルの給水がされる。

規定量の清水が給水されると、すすぎ工程５４に自動的に進行し、洗い時工程と同じように回転ドラム２９が低速回転（毎分４５回転前後）しながら洗濯物３０に含まれた洗剤分を除去する。

本実施例ではすすぎは２回となっているがすすぎ工程５４の回数は２〜３回となっているものもある。すすぎ工程５４が終了後、排水が行われ洗濯物３０に含まれる水分を充分に脱水するため最終脱水工程５５に移行する。

最終脱水工程５５の脱水時間は一般的に５分以上で、回転ドラム２９を高速回転させ洗濯物３０の水分を遠心力で除去するものである。この時の脱水率は６０〜６５％となる。

なお、ドラム式洗濯乾燥機では、熱源としてヒータ４３により温風を槽内に循環させ洗いから乾燥まで自動的に進行する。

この場合は最終脱水工程５５が終了した後、自動的に乾燥工程５６へ移行する。乾燥工程５６では洗濯物３０の水分が充分に除去された後、ヒータ部４３により温風を洗濯物３０に吹きつけながら回転ドラム２９を毎分４０〜５５回転で反転もしくは一方向に回転させて洗濯物３０の水分を除去して乾燥させるものである。

乾燥時間を短くするには最終脱水工程５５における回転数を上げて脱水率を上げる必要があり、最高で毎分１５００回転としている。これにより、回転ドラム２９の径にもよるが脱水率は約７０％となる。

図４は本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯機を駆動する回路を示す。

ＡＣ１００Ｖの商用電源６０はコンセント６１を介して電源スイッチ６２と並列に配置されたヒューズ６３を通ってフィルター回路６４に入る。フィルター回路６４の後方からは各種電気部品及び整流回路６５に直接電源を供給している。

整流回路６５からは低圧の直流電源を供給するためのスイッチング電源６６、インバータ回路６７が接続されている。また、この間には電圧検知回路６８が接続されている。制御マイコン７２はドラム駆動用モータ３６に付いている回転位置センサー７１の信号によりインバータ駆動回路６７を制御してドラム駆動用モータ３６を回転させている。

ドラム式洗濯機全体の制御はマイコン７２により行われる。商用電源６０で直接駆動される電気部品としては給水電磁弁２５、排水弁４１があり、各々に直列に接続されたリレー接点や半導体スイッチ７３をマイコン７２により電流を制御して行われる。

また、ヒータ４３は同じ容量のヒータが並列に接続されており、電源はフィルター回路６４の前からとっている。

本発明の実施形態に係わる洗濯機の制御回路図に示した泡センサー４９の検出回路について説明する。泡センサーは２枚の金属箔から構成されて、送風通路の樹脂部品の外側に貼り付ける。洗剤泡が発生した場合、それに含まれている表面活性剤により、金属箔間の誘電率が変化し、静電容量が低下する。更に、検知精度を確保するには、送風通路樹脂部品の形状・材質に応じて、金属箔の厚みや面積を決定する。そして、金属箔間からハーネスにより制御基板に取込み、更に金属箔間の静電容量を発振回路７４により、パルス信号を生成し、制御マイコン７２に入力する。制御マイコン７２が計測したパルス信号の周期に応じて金属箔間の静電容量を検知する。

洗い工程５１において、金属箔間の静電容量を制御マイコン７２に内蔵される記憶手段により記憶し、洗濯運転時に静電容量の相対変化量を監視し、定められた閾値を上回る場合に泡発生と判定する。

図５は、本発明の実施形態に係わる洗濯機の動作フローチャートであり、洗い動作時に泡検知センサー４９で洗剤泡を検知した場合の動作を示す。

フローステップ１００でセンシングして給水を開始し、フローステップ１０１で泡センサーの金属箔間の静電容量初期値を記憶する。フローステップ１０２で洗い動作１を行い、その工程内に泡センサーの静電容量を監視し、記憶した初期値との差分を変化値として算出し、所定の閾値と常に比較して（フローステップ１０３）、閾値を超過しなければ、洗剤泡の存在が無いと判定して次の動作工程へ進む（フローステップ１０４）。フローステップ１０３において、閾値を超えたと検知すれば、送風経路内に洗剤泡が侵入と判定し、泡を消去するための動作シーケンスに入る。

泡を消去するための動作シーケンスにおいては、フローステップ１０５で排水弁４１を駆動して排水を開始し、ドラムを回転させながら泡の消去を促進する。次に、排水完了後にフローステップ１０６でもう一度給水をして撹拌を行う。この時の洗い動作２（フローステップ１０７）は、前記フローステップ１０２の洗い動作１よりドラム槽の回転時間を減らし、洗剤泡の発生を抑制する。

この後、フローステップ１０８で、再度泡センサーの静電容量値を測定し、変化値を算出して閾値と比較する。泡の存在がなく消去されたと判断した場合、フローステップ１０４へ移行し次の工程へ進む。そして、フローステップ１０８で、泡の消去がまだできていないと判定し、フローステップ１０９で、消去処理は所定のＮ回まで行っていないと判断した場合は、フローステップ１０５の排水から始まりフローステップ１０７の洗い動作２まで泡消去動作を繰り返す。更に、フローステップ１０９で所定回数Ｎ回泡消去動作を行っても消去できない場合は、これ以上の泡消去処理は不可能であると判断し、排水弁４１を駆動して排水してから、泡発生異常を使用者に知らせ（フローステップ１１０）、この状態で終了とする（フローステップ１１１）。

以上のように、泡検知センサー４９は、温風送風経路の外側に貼り付ける金属箔から成り、発振回路７４により金属箔間の静電容量を検知し、更にその低下量によって、洗剤泡の有無を検知する構成とすることにより、洗濯中に異常に発生した洗剤泡を検知することができ、異常発生した泡から電気部品を保護できる。

８…乾燥用フィルター
２０…外槽
２９…回転ドラム
３０…洗濯物
４１…排水弁
４２…送風ファン
４３…ヒータ
４５…除湿装置
４８…電導度センサー
４９…泡センサー
５１…洗い工程
５３…脱水工程
５４…すすぎ工程
５６…乾燥工程
７２…泡検知用発振回路

Claims (2)

1. 洗濯物を収容するための回転ドラム槽と、前記回転ドラム槽を回転駆動するモータと、前記回転ドラム槽内の洗濯物を乾燥させるためのヒータと、乾燥行程にて乾燥用空気を循環させる送風ファンと乾燥用空気を循環させるための温風送風経路と、前記ドラム槽の背面下方に形成され前記温風送風経路と連繋する温風送風口と、前記温風送風経路に設けられ、前記温風送風経路内に浸入した洗剤泡を検知する泡検知センサーと、前記ドラム槽内の水を排水する排水弁と、前記モータ、ヒータ、送風ファン、排水弁等を制御して、洗い、すすぎ、脱水、乾燥等の各行程を制御する制御手段とを備え、
   前記泡検知センサーは、前記温風送風経路の外方に配置された２枚の金属箔から成り、前記制御手段は、金属箔間の静電容量変化量を検出することで、洗剤泡の発生有無を検知する洗濯機。
2. 洗剤泡の検出手段として、金属箔間の静電容量を記憶手段により記憶し、洗濯運転時に静電容量の相対変化量を監視して泡の発生有無を検知する洗濯機。

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