JP2019088720A

JP2019088720A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2019088720A
Application number: JP2017221460A
Authority: JP
Inventors: 博紀長谷川; Hiroki Hasegawa; 小池　敏文; Toshifumi Koike; 敏文小池; 渡辺　光; Hikari Watanabe; 光渡辺
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2019-06-13

Abstract

【課題】洗剤投入部の洗剤残りをなくす。【解決手段】洗濯水を溜める外槽と、外槽内に回転可能に内包された洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽底部に設けたパルセータと、洗濯兼脱水槽およびパルセータを回転駆動するための駆動手段と、給水手段と、排水手段を有し、駆動手段は、駆動電動機、クラッチ機構、減速機構とで構成され、クラッチ機構は、パルセータを駆動する撹拌モードと、洗濯兼脱水槽を駆動する脱水モードを有し、クラッチ機構と排水手段は一つの駆動部で駆動する洗濯機において、洗い工程の終了後、駆動部でクラッチ機構を脱水モードに制御して排水を行い、その後洗濯兼脱水槽を低速で回転させながら給水を行う工程を実行し、その後すすぎ工程、脱水工程を実行する洗濯機。【選択図】図５

Description

本発明は、洗濯機に関する。

洗濯水を溜める外槽と，外槽内に洗濯兼脱水槽を回転可能に保持し，洗濯兼脱水槽の回転軸が略垂直で，洗濯兼脱水槽の底面に攪拌翼を有するタテ型洗濯機は，外槽底面に攪拌翼および洗濯兼脱水槽を回転させる駆動機構を有している。この駆動機構は，モータとクラッチ機構で構成され，クラッチ機構は，洗い／すすぎ時には洗濯兼脱水槽を固定しモータの回転を攪拌翼に伝え，脱水時にはモータの回転を攪拌翼と洗濯兼脱水槽に伝えるように切り換える。また，洗濯上部には給水弁および給水路から成る給水機構を備え，水道栓からの水を洗濯兼脱水槽に供給する。一方，外槽の下部には洗濯水を排水する排水弁を備える。

このような洗濯機で，洗濯兼脱水槽に洗剤を投入する手段は種々あるが，下記特許文献には，洗濯兼脱水槽の内部に洗剤投入口を設けたものが記載されている。具体的には，洗濯兼脱水槽の周壁内側に縦方向に通路を設け，この通路の上部に洗剤投入口を有し，通路の下端は攪拌翼と洗濯兼脱水槽底面とで形成される空間に向かい開口した構造になっている。また，給水機構からの給水は，洗濯兼脱水槽の周壁内側付近に流下するようにしてある。そして，洗剤を洗剤投入口へ投入すると，大部分の洗剤は投入後，前記空間に落下するが，一部は洗剤投入口に残る場合がある。このため洗濯兼脱水槽を低速で回転しながら給水を行うようにしている。洗濯兼脱水槽が１回転すると１回洗剤投入口に給水が流れ，洗剤投入口に流下し１回の残留した洗剤を洗い流すようになっている。

特開２００４−２０９１０９号公報

ところで，上記で説明した洗濯機は，クラッチ機構の駆動と排水弁の駆動を別々の駆動装置で行っているが，コスト低減の観点から，クラッチ機構と排水弁を１つの駆動装置で校正した洗濯機がある。このような洗濯機では，洗い／すすぎ時は排水弁を閉じた状態でモータの回転を攪拌翼に伝え，脱水時には排水弁を開くとともにモータの回転を攪拌翼と洗濯兼脱水槽に伝えるようになっている。すなわち，洗濯兼脱水槽が回転している間は，排水弁が開く。本構成で前記特許文献の運転を行うと，洗濯兼脱水槽を低速で回転させながら給水を行うため，給水された水が排水されてしまうため，給水は排水弁を閉じた状態（洗濯兼脱水槽は停止状態）で行う必要がある。このため，洗剤投入口が給水機構の直下にある場合以外は，給水で洗剤投入口に残留した洗剤を洗い流せないという問題がある。

本発明の目的は，クラッチ機構と排水弁を１つの駆動装置で駆動する構成の洗濯機においても，洗剤投入口への洗剤残りを防止できる洗濯機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の特徴とするところは，
洗濯水を溜める外槽と、前記外槽内に回転可能に内包された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽底部に設けたパルセータと、前記洗濯兼脱水槽およびパルセータを回転駆動するための駆動手段と、前記外槽に給水する給水手段と、前記外槽内の水を排水する排水手段を有する洗濯機において、前記駆動手段は、駆動電動機、クラッチ機構、減速機構とで構成され、前記クラッチ機構は、前記洗濯兼脱水槽を固定し前記パルセータを駆動する撹拌モードと、前記洗濯兼脱水槽と前記パルセータを一体的に駆動する脱水モードを有し、前記クラッチ機構と前記排水手段は一つの駆動部で駆動し、前記攪拌モードでは前記排水手段を閉じ、前記脱水モードでは前記排水手段を開くように構成し、前記駆動手段、前記給水手段、前記駆動部を制御し、洗い、すすぎ、脱水の各工程の実行を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、洗い工程の終了後、前記駆動部で前記クラッチ機構を脱水モードに制御して排水を行い、その後前記駆動電動機を低速で運転し前記洗濯兼脱水槽を低速で回転させながら給水を行う工程を実行し、その後すすぎ工程、脱水工程を実行する。

また、前記制御手段は、洗い工程の終了後、前記駆動部で前記クラッチ機構を脱水モードに制御して排水を行い、その後前記駆動電動機を高速で運転し脱水運転を実行し、その後、前記駆動電動機を低速で運転し前記洗濯兼脱水槽を低速回転させながら給水を行う工程を実行し、その後すすぎ工程、脱水工程を実行する。

本発明によれば，洗剤投入口および通路の洗剤残りをなくすことができる。

本実施形態に係る洗濯機の縦断面図である。図１に示した洗濯機の駆動装置の詳細を示す斜視図である。図１に示した洗濯機の電気系を示すブロック図である。本実施形態に係る洗濯機の洗濯兼脱水槽の斜視図である。本実施形態に係る洗濯機のコントロールユニットのマイクロコンピュータが実行する各工程のフローチャートである。

以下，本発明の一実施について，図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施の形態である全自動洗濯機の縦断面図である。全自動洗濯機は、鋼鈑製の外枠１内に吊り棒２およびコイルバネや弾性ゴムからなる防振装置３によって合成樹脂製の外槽４を吊架する構成となっている。洗い水及びすすぎ水を溜める外槽４は、外枠１の上端部の四隅部に係止した４組の吊り棒２及び防振装置３によって四方から均等に吊り下げられ、該外枠１の中心部に懸垂するように支持される。外槽４底部の外側には駆動装置７を鋼板製の取り付けベース４ａによって取り付ける。外槽４内には、ステンレス製の洗濯兼脱水槽５（以下洗濯槽と言う）を回転自在に設ける。洗濯槽５は、周壁に通水のための小穴５ａを有し、その上縁部にバランサ５ｂを備え、底部内側には回転自在にパルセータ６を備える。洗濯槽５の底部には、外槽４に通じる吸水口５ｃを備える。また、外槽４内周と洗濯槽５外周との間には隙間があり、この隙間に洗濯物等が入らないよう、外槽４上面にはバランサ５ｂ上面を覆うような槽カバー４ｂを備えている。

前記パルセータ６は、洗濯槽２の底部の大部分を覆う大径で周縁部を迫り上げるように上向きにわん曲させて皿状形態に形成し、洗濯物５０を受け支える状態で回転するように構成する。パルセータ６の裏面には、放射状に裏羽根６ａが設けてある。また、パルセータ６は、表面と裏面を連通する孔６ｂをわん曲した部分に多数有している。
パルセータ６および洗濯槽５の回転は駆動装置７により行われる。図２は、駆動装置７が取り付けられた外槽４の底部の斜視図である。駆動装置７は、駆動電動機７ａとクラッチ機構７ｂと遊星歯車減速機構７ｃとで構成され、洗濯槽５を静止させた状態でパルセータ６を回転させ（撹拌モード）、洗濯槽５とパルセータ６を一体的に同一方向に回転させる（脱水モード）ような選択的な駆動機能を有する。駆動電動機７ａとクラッチ機構７ｂの下部軸端にはプーリが取り付けられており、駆動ベルト７ｄで両者を接続している。

排水装置１３は外槽４底面の排水口１３ａの直後に設けられ、出口には排水ホース１４が接続されている。洗濯用水は排水装置１３を閉じることで外槽４内に溜められ、排水装置１３を開くことで排水ホース１４を通り洗濯機外に排出される。クラッチ機構７ｂと排水装置１３はワイヤ２２で接続されており、ワイヤ２２をアクチュエータ２１で引くことにより、クラッチ機構７ｂと排水装置１３を動作させる。具体的には、アクチュエータ２１に通電しない状態ではクラッチ機構７ｂは撹拌モードで、排水装置１３は閉じた状態である。アクチュエータ２１に通電してワイヤ２２を引くとクラッチ機構７ｂは脱水モードとなり、同時に排水装置１３が開く。

また、外槽４の側面底部にはエアトラップ４ｃが設けられており、外槽４内の水圧をチューブ１２を介して水位センサ１１に伝達する。

外枠１の上部にはトップカバー１５が設けてある。トップカバー１５は、洗濯物を投入する投入口１５ａと、給水ユニット１７や外槽４内の水位に応じた水位信号を発生する水位センサ１１とコントロールユニット１９を収納する後部収納箱１５ｂと、操作用の電気部品を収納した前部操作箱１５ｃと、投入口１５ａを覆うように取り付けた開閉可能な合成樹脂製の蓋１６とで構成されている。

前部収納箱１５ｃには、電源スイッチ２０と入力スイッチ群１８ａおよび表示素子群１８ｂを備えた操作パネル１８を内蔵する。コントロールユニット１９と操作パネル１８で制御装置を構成する。

図３はマイクロコンピュータ２５を中心に構成される洗濯機制御部のブロック図であるマイクロコンピュータ２５は、入力スイッチ群１８ａや水位センサ１１、蓋スイッチ２３に接続され、使用者のボタン操作、洗濯槽５内の水位などの情報信号を受ける。マイクロコンピュータ２５からの出力信号は、駆動回路２４に接続され、駆動電動機７ａや給水電磁弁１７ｂ、アクチュエータ２１等に商用電源を供給して、これらの開閉あるいは回転を制御する。また使用者に洗濯機の動作を知らせるために、表示素子群１８ｂを制御し、進行状況を表示する。電源回路３２は商用電源を整流平滑してマイクロコンピュータ２５に必要な直流電源を作る。

つぎに、洗剤投入部及び洗剤溶解部の詳細について説明する。図４は洗濯槽５の斜視図で、周壁の一部を切断して示してある。洗濯槽５の周壁内側には縦方向に循環通路８を設けてある。循環通路８は、上部に洗剤投入部８ａを有し、下端はパルセータ６と洗濯槽５底面とで形成される隙間１０に向かい開口している。洗剤投入部８ａは、バランサ５ｂの内周面に密着して設けてある。洗濯槽５底面と循環通路８は傾斜面９でスムーズに繋がっていて、洗剤投入部８ａから投入した洗剤は、循環通路８を落下し、その勢いで、パルセータ６の裏羽根６ａ下方の隙間１０に到達する。洗濯槽５底部と裏羽根６ａとの隙間１０は、洗剤溶解時に強い水流を起こし、洗剤の溶解を促進するために狭くしている。洗剤投入部８ａには洗剤トレイ８ａ１を設けてある。洗剤トレイ８ａ１は、図１二点鎖線で示すように上部が洗濯槽５の内側に向かい開くようになっている。洗剤投入時は、洗剤トレイ８ａ１を開き洗剤を洗剤トレイ８ａ１上に入れてから、洗剤トレイ８ａ１を閉じる。すると、洗剤トレイ８ａ１上の洗剤は、重力で循環流路８内に落下する。また、洗剤トレイ８ａ１を閉じた状態で、洗剤トレイ８ａ１とバランサ６ｂの内周面の間にすき間８ａ２を設けてある。なお、図に示した洗剤投入部８ａの構造は一例であり、循環通路８内に洗剤を投入しやすい構造であれば良い。

循環通路８の中央から下部にかけて、糸屑フィルタ８ｂを設けてある。糸屑フィルタ８ｂは、循環通路８を流れる洗濯水中に含まれる糸屑を捕集するとともに、溶解した洗剤液を洗濯槽５内に吐き出し洗濯物に浸透させるためのものである。糸屑フィルタ８ｂは、循環通路８から脱着可能になっており、糸屑の清掃時に循環通路８から取り外すことで、清掃が容易に行える。

洗剤通路８および洗剤投入部８ａは、洗剤投入時に洗濯槽５を回転自由にできる場合は、投入しやすい位置まで洗濯槽５を手で回すことができるため１箇所でかまわない。しかし、洗剤投入時に洗濯槽５が固定している場合は、複数設けた方が良い。これは、洗濯槽５がどのような周方向位置で固定されていても、投入しやすい洗剤投入部８ａを選ぶことができ、使い勝手が向上するからである。

洗剤を投入した際、洗剤トレイ８ａ１に洗剤が残ってしまった場合に、それを洗い流すための給水ユニット１７の給水位置について説明する。給水ユニット１７は、水道栓口１７ａ、給水電磁弁１７ｂ、給水ボックス１７ｃで構成する。給水ボックス１７ｃ底面は、洗濯槽５側が最も低くなるような傾斜面になっており、最低部にはスリット状の給水口１７ｄを有している。給水口１７ｄは、水がほぼ真下に流下するよう、その開口部の形状を横に長いスリット状や多数の孔で構成している。この給水口１７ｄは、洗濯槽５上部のバランサ５ｂ内周面よりも少し洗濯槽５中心方向寄りの上方に位置している。このようにすることで、水はバランサ５ｂ内周面よりも少し内側に流下する。そして、洗濯槽５を回転させながら給水を行えば、バランサ５ｂ内周面と洗剤トレイ８ａ１とのすき間８ａ２から洗剤トレイ８ａ１に水が流れ、洗剤トレイ８ａ１や循環通路８内に残留した洗剤を洗い流すことができる。

溶解撹拌は、水位センサ１１が洗剤溶解水位に達したことを検知してから開始する。この洗剤溶解水位は、洗剤液の濃度を高くするためには極力低い（水量が少ない）方が好ましいが、洗剤の溶解をパルセータ６の裏羽根６ａで行うため、少なくとも裏羽根６ａが水に浸る水位に設定する。

以上のような構成にすることで、溶解撹拌を十分に行え、少ない水量で溶解するできるため、高濃度の洗剤液を生成できる。

次に、このように構成された洗濯機の各工程の動作を説明する。図５はコントロールユニット１９内のマイクロコンピュータ２５が実行する各工程のフローチャートである。

マイクロコンピュータ２５は入力スイッチ群１８ａの洗濯開始ボタンスイッチが投入されると次のような制御処理を実行する。

ステップ１０１
使用者が、洗濯槽５に洗濯物５０を投入し、操作パネル１８の入力スイッチ群を１８ａ操作して初期設定を行い、洗濯開始ボタンスイッチを押すと、マイクロコンピュータ２５は、各工程の自動運転制御処理をスタートする。

前記初期設定では、洗濯物５０に合わせた洗濯コース、必要に応じて、洗い時間や脱水時間、水量、すすぎ回数等を設定する。

ステップ１０２
洗濯物５０の布量検出制御処理を行う。この布量検出は、洗濯前の乾布状態において、駆動装置７のクラッチ機構７ｂを撹拌モードに制御し、駆動電動機７ａを短時間通電してパルセータ６を回転駆動し、回転増速時の加速特性もしくは電流値、もしくは駆動電動機７ａへの通電停止時の惰性回転における減速特性に基づいて検出する。この検出結果に基づいて、洗い水量および好ましい洗剤濃度の洗い水を生成するための洗剤量を演算して決定し、この洗剤量を表示素子群１８ｂによって表示する。

ステップ１０３
使用者が、洗剤を投入しやすいように、駆動装置７のクラッチ機構７ｂを脱水モードに制御する。使用者は、洗濯槽５を手動で回転し洗剤投入部８ａを洗剤が投入しやすい位置まで移動させ、洗剤トレイ８ａ１を開いて前記表示洗剤量を参考に所定量の洗剤を洗剤トレイ８ａ1に投入し、洗剤トレイ８ａ１を閉じる。洗剤は、循環通路８を落下し、その勢いで、パルセータ６の裏羽根６ａ下方の隙間１０に到達する。

ステップ１０４
使用者は洗剤を投入した後、トップカバー１５に設けた蓋１６を閉じる。蓋１６を閉じると、蓋スイッチ２３からの信号をマイクロコンピュータ２５が受け、クラッチ機構７ｂを撹拌モードに制御する。なお、クラッチ機構７ｂの撹拌モードへの切り替えタイミングは、ステップ１０２で洗剤量を表示素子群１８ｂに表示後、予め決められた時間が経過した後に行うようにしてもよい。そして、給水電磁弁１７ｂを開き給水を開始する。水位センサ１１が洗剤溶解水位に達したこと検知したら、水位センセ１１からの信号をマイクロコンピュータ２５が受け、給水電磁弁１７ｂを閉じる。

ステップ１０５
洗剤を溶解し、高濃度洗剤液を生成する。洗剤溶解工程では、クラッチ機構７ｂを撹拌モードとし、駆動電動機７ａの正逆運転を繰り返すように制御し、パルセータ６を正逆回転させる。これにより、パルセータ６の裏羽根６ａで、裏羽根６ａ下方の隙間１０に投入した洗剤と水を撹拌し高濃度の洗剤液を生成する。この時、生成された高濃度洗剤液の一部は、裏ばね６ａのポンプ作用で、循環通路８内に入り糸屑フィルタ８ｂを通り洗濯槽５内の洗濯物に浸透する。

ステップ１０６
給水電磁弁１７ｂを開いて水道水の給水を開始する。この洗い水の給水は、ステップ１０２において決定した水量まで行うが、給水途中でパルセータ６を正逆回転させてもよい。給水中に高濃度洗剤液の濃度は徐々に低下していくが、給水中に攪拌を行うことで、高濃度洗剤液中で洗濯物５０（水量が少ないので、パルセータ６近傍の洗濯物）に機械力を作用でき、洗浄力が向上する。
ステップ１０２で決定した水量（水位）に達したら給水電磁弁１７ｂを閉じて給水を停止する。この給水により、洗い水は、高濃度洗剤液を希釈して洗いに好ましい洗剤濃度（１倍）となる。これにより、洗濯物５０は、洗濯槽５内で所定の洗剤濃度（１倍）の洗い水に浸した状態となる。

ステップ１０７
洗い工程を行うように駆動装置７を制御する。駆動電動機７ａの正逆運転を繰り返すことによって、パルセータ６を正逆回転させる。

ステップ１０８
アクチュエータ２１でワイヤ２２を引き、駆動装置７の排水装置１３を開くとともに、クラッチ機構７ｂを脱水モードとし洗い水を機外に排水する。

ステップ１０９
排水が完了したことを水位センサ１１で検知したら、駆動電動機７ａを低速運転して洗濯槽５を低速で回転させながら、給水電磁弁１７ｂを開き給水を行う（回転給水）。これは、洗剤トレイ８ａ１や循環流路８内に洗剤が残っていた場合を考慮して、洗剤トレイ８ａ１と循環流路８内を洗い流すために行う（洗剤トレイ洗浄）。これにより、これ以降のすすぎ工程で残留した洗剤がすすぎ水に溶けだし、すすぎ性能を悪化することを防止できる。また、特に粉末洗剤では、洗剤トレイ８ａ１に洗剤が残留すると、場合によっては固まってしまう恐れがあるが、このような事態の発生も防止できる。予め決められた時間を経過したら、給水電磁弁１７ｂを閉じて給水を停止する。

ステップ１１０
脱水を行う。駆動電動機７ｂを高速回転し、洗濯槽５とパルセータ６を一体的に高速で回転させることにより、洗濯物５０の洗い水を遠心脱水する。

ステップ１１１
クラッチ機構７ｂを撹拌モードにして、給水電磁弁１７ｂを開いて濯ぎ水（水道水）を設定水量まで給水する。

ステップ１１２
駆動装置７を制御してすすぎ工程を実行する。駆動電動機７ａの正逆運転を繰り返すことによって、パルセータ６を正逆回転させ、洗濯物５０に含まれる洗剤を濯ぎ水中に揉み出す。

ステップ１１３
クラッチ機構７ｂを脱水モードにして排水装置１３を開いて濯ぎ水を機外に排水する。

ステップ１１４
駆動電動機７ｂを高速回転することによって洗濯槽５とパルセータ６を一体的に高速度で回転させることにより洗濯物５０のすすぎ水を遠心脱水する。所定時間遠心脱水を行ったら洗濯が終了する。

なお、本実施の形態では、すすぎ工程が１回の場合について説明したが、ステップ１１０からステップ１１３を複数回繰り返してもよい。

また、ステップ１０８の排水の後にステップ１１０の遠心脱水を行い、その後ステップ１０９の回転給水を行ってもよい。こうすることで、洗剤トレイ洗浄とともに、遠心脱水で洗濯槽５の周壁内側に張り付いた洗濯物へ含水させることができる。この時洗剤トレイ８ａ１を洗い流した水は、循環通路８を通り洗濯槽５底部から外槽４を通り排出されるので、洗濯物に洗剤トレイ８ａ１を洗い流した水が浸み込むことはない。洗濯物へ十分に含水させた後に遠心脱水を行うことで、洗濯槽５に水を溜めてからすすぎを行う場合に比べ、少ない水ですすぎを行うことができる。

１外枠
２吊り棒
３防振装置
４外槽
５洗濯槽

Claims

洗濯水を溜める外槽と、前記外槽内に回転可能に内包された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽底部に設けたパルセータと、前記洗濯兼脱水槽およびパルセータを回転駆動するための駆動手段と、前記外槽に給水する給水手段と、前記外槽内の水を排水する排水手段を有する洗濯機において、
前記駆動手段は、駆動電動機、クラッチ機構、減速機構とで構成され、
前記クラッチ機構は、前記洗濯兼脱水槽を固定し前記パルセータを駆動する撹拌モードと、前記洗濯兼脱水槽と前記パルセータを一体的に駆動する脱水モードを有し、
前記クラッチ機構と前記排水手段は一つの駆動部で駆動し、
前記攪拌モードでは前記排水手段を閉じ、前記脱水モードでは前記排水手段を開くように構成し、
前記駆動手段、前記給水手段、前記駆動部を制御し、洗い、すすぎ、脱水の各工程の実行を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、洗い工程の終了後、前記駆動部で前記クラッチ機構を脱水モードに制御して排水を行い、その後前記駆動電動機を低速で運転し前記洗濯兼脱水槽を低速で回転させながら給水を行う工程を実行し、その後すすぎ工程、脱水工程を実行することを特徴とする洗濯機。
請求項１記載の洗濯機において、
前記制御手段は、洗い工程の終了後、前記駆動部で前記クラッチ機構を脱水モードに制御して排水を行い、その後前記駆動電動機を高速で運転し脱水運転を実行し、その後、前記駆動電動機を低速で運転し前記洗濯兼脱水槽を低速回転させながら給水を行う工程を実行し、その後すすぎ工程、脱水工程を実行することを特徴とする洗濯機。