JP2023053434A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、水位検知手段をＭＥＭＳセンサにすることで小型化し振動に強くなり振動体部への搭載を可能とし、検知精度や信頼性を向上させた洗濯機を提供することを目的とする。【解決手段】本開示における洗濯機は、筐体と、前記筐体の内部に防振支持される水槽と、前記水槽の内部に回転自在に配設される内槽と、前記内槽の底部に固定される回転軸と、前記回転軸を介して前記内槽を回転駆動するモータと、前記水槽の内部に溜まった水の水位を検知する水位検知ユニットと、を備える。少なくとも、前記水槽および前記内槽は、水槽ユニットを構成し、前記水位検知ユニットは、前記水槽に取り付けられるホースと、前記ホースの内部の圧力変化を検知する圧力検知部と、を含み、前記圧力検知部は、前記水槽ユニットに取り付けられている。【選択図】図２

Description

本開示は、洗濯機に関するものである。

特許文献１は、水位検知手段を洗濯機筐体に取り付けた洗濯機を開示する。

特許文献１における洗濯機は、筐体と、筐体の内部に防振支持される水槽と、水槽の内部に溜まった水の水位を検知する水位検知ユニットと、を備える。水位検知ユニットは、外槽１と連通するエアトラップ内の水位に応じた圧力で動作するダイヤフラムと、ダイヤフラムの動きにより発信周波数が変化する発信回路と、を有する。水位検知ユニットは、筐体に取り付けられている。

特開２０１４－６８７３６号公報

本開示は、水位検知部において振動による不具合が発生することを抑制する洗濯機を提供する。

本開示における洗濯機は、筐体と、前記筐体の内部に防振支持される水槽と、前記水槽の内部に回転自在に配設される内槽と、前記内槽の底部に固定される回転軸と、前記回転軸を介して前記内槽を回転駆動するモータと、前記水槽の内部に溜まった水の水位を検知する水位検知ユニットと、を備える。少なくとも、前記水槽および前記内槽は、水槽ユニットを構成し、前記水位検知ユニットは、前記水槽に取り付けられるホースと、前記ホースの内部の圧力変化を検知する圧力検知部と、を含み、前記圧力検知部は、前記水槽ユニットに取り付けられている。

本開示における洗濯機は、水位検知部において振動による不具合が発生することを抑制できる。

実施の形態１における洗濯機の断面図 実施の形態１における洗濯機の水槽ユニットの正面側を示す斜視図 実施の形態１における洗濯機の水槽ユニットの背面側を示す斜視図 実施の形態１における洗濯機の水位兼振動検知装置を示す模式図 実施の形態１における洗濯機の原点補正処理を示すフローチャート

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
以下、図１～５を用いて、実施の形態１を説明する。

［１．構成］
［１－１．洗濯機の基本構成］
本実施の形態における洗濯機は、ドラム式洗濯機として構成されている。図１に示すように、水槽１０２は、洗濯機筐体１１０の内部に配設されている。水槽１０２は、前方に開口する有底円筒状に形成され、内部に水を貯水可能に構成されている。水槽１０２には、水道水を供給する給水経路（図示せず）と、水槽１０２内部の水を排水する排水経路１１２と、が接続されている。水槽１０２は、給水弁（図示せず）が開放された状態で給水経路を介して給水され、排水弁（図示せず）が開放された状態で排水経路１１２を介して排水される。

回転ドラム１０１は、前方に開口する有底円筒状に形成され、水槽１０２の開口と対向するように水槽１０２に内包される。回転ドラム１０１は、水槽１０２の内部において、後述するドラム駆動モータ１０８により回転駆動されるように構成されている。

水槽１０２の背面側底部には、回転軸１０５を支持する軸受１０４を有する軸受ケース１０３が設けられている。回転軸１０５は、回転ドラム１０１の回転中心に設けられ、軸心方向が正面側から背面側に向けて下方傾斜している。図３に示すように、回転軸１０５の水槽１０２の背面側底部にはドラムプーリ１０６が配設され、水槽１０２の下部にはドラム駆動モータ１０８が配設されている。ドラム駆動モータ１０８は、ベルト１０７およびドラムプーリ１０６を介して回転軸１０５と連結し、回転ドラム１０１を正転、逆転方向に回転駆動する。上記の回転ドラム１０１、水槽１０２、ドラム駆動モータ１０８、軸受ケース１０３、ベルト１０７、ドラムプーリ１０６等により、水槽ユニット１０９が構成されている。水槽ユニット１０９は、水槽１０２の振動に伴い、一体となって振動する振動体である。

水槽ユニット１０９は、複数本のサスペンション１１１により、洗濯機筐体１１０内に弾性支持されている。サスペンション１１１の下端は、水槽１０２の上部に連結され、サスペンション１１１の上端は、洗濯機筐体１１０の上部に連結されている。

図２に示すように、水槽１０２の前面側には、水槽カバー１１５が取り付けられている。水槽カバー１１５の上部には、水位検知ユニット１３０が取り付けられている。

水位検知ユニット１３０は、後述する水位兼振動検知装置１１３と、ホース１１４と、を備える。ホース１１４の一端は、水槽１０２の背面側下部と接続され、水槽１０２内の水が流入可能に構成されている。ホース１１４の他端は、水槽カバー１１５の左部において水位検知部１２３と接続される。

［１－１－２．水位兼振動検知装置の構成］
図４に示すように、水位兼振動検知装置１１３は、プリント基板１２５と、水位検知部１２３と、振動検知部１２４と、ケース１２２と、を備える。

水位検知部１２３は、シリコンを用いたピエゾ抵抗式圧力センサであるＭＥＭＳセンサにより構成されている。振動検知部１２４は、３軸加速度センサであるＭＥＭＳセンサに
より構成されている。プリント基板１２５は、リード線１２６により制御手段１２７と接続され、電源制御や通信信号の送受信を行う。リード線１２６は、例えば、電源線、ＧＮＤ線、圧力検知シリアル通信線、振動検知シリアル通信線、等である。水位検知部１２３および振動検知部１２４は、プリント基板１２５に実装されている。プリント基板１２５は、水位検知部１２３が実装された面が下方を向くように、ケース１２２により内包されている。

水位検知部１２３と接続されたホース１１４は、固定手段１２１によりケース１２２に固定されている。固定手段１２１は、例えばインシュロック等により構成されている。ホース１１４は、ケース１２２の下面に設けられた開口（図示せず）を通過し、ケース１２２の外側に延びる。

本実施の形態のように、水位検知部１２３及び振動検知部１２４をプリント基板１２５に実装することで、水位検知部１２３及び振動検知部１２４をそれぞれ独立に設けた場合と比べて、リード線等を削減することができる。

［１－２．動作］
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、作用を説明する。

［１－２－１．洗濯運転の動作］
以下、洗濯運転について説明する。

洗濯運転が開始されると、まず、洗い行程が実行される。洗い行程では、水槽１０２内に給水する給水動作が実行された後、回転ドラム１０１が正転、停止、逆転、停止を繰り返す攪拌動作が所定時間実行される。攪拌動作では、回転ドラム１０１に収容された衣類は、衣類撹拌用の数個の突起板によって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた高さから落下される。これにより、回転ドラム１０１に収容された衣類には、たたき洗いの作用が働く。その後、脱水動作が実行される。脱水動作では、排水弁が開放され、水槽１０２内の水が排水経路１１２を介して外部に排水される。回転ドラム１０１は、排水弁が開放された状態で、所定時間の間高速で回転される。これにより、衣類に含まれた水分は、遠心力により脱水され、排水経路１１２を介して排水される。脱水動作において、水槽ユニット１０９は、大きく振動する。

その後、すすぎ行程が実行される。すすぎ行程では、洗い行程と同様、給水動作が実行された後、攪拌動作が所定時間実行される。これにより、衣類に含まれた洗剤成分が希釈され、すすがれる。

その後、脱水行程が実行される。脱水行程においては、最終の脱水動作が実行される。最終の脱水動作が実行された後、後述する原点補正処理が実行される。最終の脱水動作が終了した後、洗濯運転が終了する。

［１－２－２．水位検知部の動作］
水槽１０２内に所定水位以上の水が溜められた場合、水槽１０２内の水がホース１１４に流入し、水の流入量に応じてホース１１４の内圧が上昇する。水位検知部１２３は、ホース１１４の内圧の上昇を検知し、内圧の上昇量に応じた電気信号を出力する。制御手段１２７は、水位検知部１２３からリード線１２６を介して電気信号の絶対値を受信し、絶対値と基準値とに基づいて水位を算出する。制御手段１２７は、リード線１２６を介して電気信号を受信し、水槽１０２の水位を算出する。

本実施の形態においては、水位検知部１２３をＭＥＭＳセンサにより構成している。従
来、水位検知手段は、ダイヤフラムの伸び縮みをアナログ発振回路で検出するように構成されていた。ダイヤフラムの伸び縮みは、振動や外来ノイズによる影響を受けやすく、検出結果に誤差を生じやすいという課題があった。そのため、従来の水位検知手段は、筐体に取り付ける必要があった。水位検知部１２３をＭＥＭＳセンサにより構成することで、振動する水槽ユニット１０９上に配置することができる。水位検知部１２３が水槽ユニット１０９の振動体上に設けられることにより、ホース１１４の両端が水槽ユニット１０９上に配置されているため、水槽ユニット１０９の振動によりホース１１４が水位検知部１２３から抜けることを抑制できる。ホース１１４が水位検知部１２３から抜けにくい構成となっているため、ホース１１４を固定する固定手段１２１を安価な部品で構成できる。また、ホース１１４が水槽ユニット１０９に対して相対的に振動しにくいため、水位検知部１２３における水位検知の精度が向上する。

本実施の形態においては、水位兼振動検知装置１１３が水位検知部１２３および振動検知部１２４を備えている。仮に、振動検知手段を水位検知手段と異なる位置に独立して設けた場合、振動検知手段と制御手段との間を接続するために、電源線一本およびＧＮＤ線一本を追加する必要がある。更に、追加した電源線およびＧＮＤ線を固定する手段を追加する必要がある。水位検知部１２３および振動検知部１２４を同一のプリント基板１２５に実装したことにより、電源線一本およびＧＮＤ線一本を削減することができる。

［１－２－２．水位検知部の原点補正処理］
経年変化によって電気信号の絶対値が変化したとしても、基準値からの変位量は略一定である。従って、所定の条件において電気信号の絶対値を取得し、取得された電気信号の絶対値に基づいて基準値を算出することで、経年変化による基準値の絶対量のズレを補正することができる。本実施の形態においては、ホース１１４に水が流入していない状態、即ち、流入した水による圧力が水位検知部１２３に加わっていない状態において水位検知部１２３から出力された電気信号に基づき、基準値を補正する原点補正処理を実行する。

以下、図５を用いて、原点補正処理を説明する。

制御手段１２７は、最終の脱水動作が終了した時、即ち、ドラム駆動モータ１０８が停止した時（Ｓ１００）、原点補正処理を開始する。

制御手段１２７は、今回の洗濯運転において、洗い行程、すすぎ行程、および脱水行程を実行したか否かを判定する（Ｓ１０１）。全ての行程を実行していないと判定した場合（Ｓ１０１、Ｎｏ）、原点補正処理を終了する（Ｓ１０７）。

全ての行程を実行したと判定した場合（Ｓ１０１、Ｙｅｓ）、水位検知部１２３が有する圧力センサの設定温度範囲内か否かを判定する（Ｓ１０２）。設定温度は、圧力センサに不具合が生じない値であればよい。設定温度範囲内でない場合、圧力センサの出力する電気信号の絶対値を信頼できない可能性がある。設定温度範囲内ではないと判定した場合（Ｓ１０２、Ｎｏ）、原点補正処理を終了する（Ｓ１０７）。

圧力センサの設定温度範囲内である場合（Ｓ１０２、Ｙｅｓ）、圧力センサから原点補正値を取得する（Ｓ１０３）。原点補正値とは、所定の条件下における電気信号の絶対値である。

制御手段１２７は、原点補正値が設定範囲内か否かを判定する（Ｓ１０４）。設定範囲とは、圧力センサであるＭＥＭＳセンサの精度誤差範囲を考慮した範囲である。原点補正値が設定範囲内でない場合（Ｓ１０４、Ｎｏ）、原点補正処理を終了する（Ｓ１０７）。

原点補正値が設定範囲内である場合（Ｓ１０４、Ｙｅｓ）、原点補正値に基づいて新たな基準値を算出する（Ｓ１０５）。基準値は、例えば、複数の原点補正値による移動平均値を用いてもよい。制御手段１２７は、算出した基準値を記憶する（Ｓ１０６）。その後、原点補正処理を終了する（Ｓ１０７）。

このように、本実施の形態の原点補正処理においては、洗い行程、すすぎ行程、脱水行程を含む一連のシーケンスを実行する場合に、最終の脱水動作が終了した後に処理を開始する。洗い行程、すすぎ行程、脱水行程を含む一連のシーケンスを実行する場合に限定して原点補正処理を行う構成とすることで、洗剤泡または水が水槽１０２の内部に残量したまま原点補正処理を開始することを抑制できる。最終の脱水動作が終了した後に原点補正処理を行う構成とすることで、水槽１０２が振動しておらず、水槽１０２内の水が最も排水された状態で原点補正処理を開始することができる。

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態における洗濯機は、洗濯機筐体１１０と、洗濯機筐体１１０の内部に防振支持される水槽１０２と、水槽１０２の内部に回転自在に配設される回転ドラム１０１と、回転ドラム１０１の底部に固定される回転軸と、前記回転軸を介して回転ドラム１０１を回転駆動するモータと、水槽１０２の内部に溜まった水の水位を検知する水位検知ユニット１３０と、を備える。少なくとも、水槽１０２および回転ドラム１０１は、水槽ユニット１０９を構成し、水位検知ユニット１３０は、水槽１０２に取り付けられるホース１１４と、ホース１１４の内部の圧力変化を検知する水位検知部１２３と、を含み、水位検知部１２３は、水槽ユニット１０９に取り付けられている。

これにより、水位検知部１２３は、ホース１１４と同じく水槽ユニット１０９に配設されるため、ホース１１４と同じ水槽ユニット１０９の振動系に配置することができる。

そのため、ホース１１４が水位検知部１２３に対して相対的に振動することを抑制できるので、ホース１１４の耐久性を向上させることができる。また、ホース１１４の固定手段１２１として、インシュロック等の安価な固定手段を採用できる。

本実施の形態のように、水位検知ユニット１３０は、水槽ユニット１０９の振動を検知する振動検知部１２４を含んでもよい。

これにより、水槽ユニット１０９に対して、水位と振動の両方を検知する機能を持たせることができる。

そのため、制御手段１２７と水位兼振動検知装置１１３とを接続するリード線を集約できるので、リード線やリード線を固定する固定手段などを少なくできる。

本実施の形態のように、水位検知ユニット１３０は、水位検知部１２３および振動検知部１２４が実装されたプリント基板１２５を含んでもよい。

これにより、水位検知部１２３と振動検知部１２４とが同一のプリント基板１２５に実装されているため、小型化が出来る。

そのため、制御手段１２７と水位兼振動検知装置１１３とを接続するリード線を一つに出来るので、リード線やリード線を固定する固定手段などを少なくできる。

本実施の形態のように、水位検知部１２３は、ＭＥＭＳセンサで構成されていてもよい。

これにより、水位検知部１２３は、ＭＥＭＳセンサとしてパッケージ化されているため、振動検知部１２４と同一のプリント基板１２５に実装されることができる。また、水位検知部１２３をＭＥＭＳセンサで構成することで、水位検知部１２３を水槽ユニット１０９上に配置することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

実施の形態１では、洗濯機の一例として、ドラム式洗濯機を説明した。洗濯機は、回転ドラムの回転に伴って振動が発生する機器であればよいので、ドラム式洗濯機に限定されない。洗濯機は、縦型洗濯機であってもよい。

実施の形態１では、原点補正処理の一例として、洗い行程、すすぎ行程、脱水行程の全ての行程を含む場合、脱水行程における最終の脱水動作が終了した後に、圧力検知部が検知した値に基づいて基準値を設定する原点補正処理を説明した。原点補正処理は、水槽が振動しておらず、水槽内に水が残量していない状態で実行されればよい。原点補正処理は、例えば、洗濯運転の開始前、または終了後に行われてもよい。

実施の形態１では、コースの一例として、洗濯運転を説明した。コースは、洗い行程、すすぎ行程、および脱水工程、を含めばよいので洗濯運転に限定されない。例えば、乾燥機能を備えたドラム式洗濯乾燥機の場合、脱水行程が終了した後に、乾燥行程が実行されてもよい。乾燥行程が終了した後、洗濯乾燥運転が終了する。その後に、原点補正処理を実行してもよい。

実施の形態１では、最終の脱水動作が終了した後に、洗濯運転が終了する構成を説明した。実施の形態１では説明しなかったが、最終の脱水動作が終了した後、脱水動作とは異なる動作を実行してもよい。例えば、最終の脱水動作に続いて、回転ドラム１０１の内周面に張り付いた衣類をほぐす動作を実行し、その後に洗濯運転を終了してもよい。そして、その後に、原点補正処理を実行してもよい。

本開示は、回転ドラムの回転に伴って振動が発生する機器に適用可能である。具体的には、ドラム式洗濯機、縦型洗濯機、等に本開示は適用可能である。

１０１ 回転ドラム
１０２ 水槽
１０３ 軸受ケース
１０４ 軸受
１０５ 回転軸
１０６ ドラムプーリ
１０７ ベルト
１０８ ドラム駆動モータ
１０９ 水槽ユニット
１１０ 洗濯機筐体
１１１ サスペンション
１１２ 排水経路
１１３ 水位兼振動検知装置
１１４ ホース
１１５ 水槽カバー
１２１ 固定手段
１２２ ケース
１２３ 水位検知部
１２４ 振動検知部
１２５ プリント基板
１２６ リード線
１２７ 制御手段
１３０ 水位検知ユニット

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体の内部に防振支持される水槽と、
   前記水槽の内部に回転自在に配設される内槽と、
   前記内槽の底部に固定される回転軸と、
   前記回転軸を介して前記内槽を回転駆動するモータと、
   前記水槽の内部に溜まった水の水位を検知する水位検知ユニットと、
   を備え、
   少なくとも、前記水槽および前記内槽は、水槽ユニットを構成し、
   前記水位検知ユニットは、
   前記水槽に取り付けられるホースと、前記ホースの内部の圧力変化を検知する圧力検知部と、を含み、
   前記圧力検知部は、前記水槽ユニットに取り付けられている、
   洗濯機。
2. 前記水位検知ユニットは、前記水槽ユニットの振動を検知する振動検知部を含む、
   請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記水位検知ユニットは、
   前記圧力検知部および前記振動検知部が実装された基板を含む、
   請求項１または２に記載の洗濯機。
4. 前記圧力検知部は、ＭＥＭＳセンサで構成されている、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の洗濯機。
5. 洗い行程、すすぎ行程、または脱水行程を含むコースを制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記コースが、前記洗い行程、前記すすぎ行程、および前記脱水行程の全ての行程を含む場合、前記脱水行程における最終の脱水動作が終了した後に、前記圧力検知部が検知した値に基づいて基準値を設定する処理を実行する、
   請求項４に記載の洗濯機。

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