JP2024034019A - 洗濯機 - Google Patents
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Abstract
【課題】洗濯処理剤の貯留量を精度良く検出することができる洗濯機を提供する。【解決手段】洗濯機は、水槽と、水槽に所定量の洗濯処理剤を自動で投入する自動投入装置と、を備える。自動投入装置は、洗濯運転複数回分の洗濯処理剤を貯留可能なタンクと、タンク内に貯留された洗濯処理剤の液面の位置を検知する液面検知装置と、を有する。液面検知装置は、タンク内に貯留された洗濯処理剤に浮くことで洗濯処理剤の貯留量の増減に伴って移動するフロートと、フロートの移動と連動して移動し、加速度を検知可能な加速度センサを有する。【選択図】図5
Description
本発明の実施形態は、洗濯機に関する。
近年では、ユーザの利便性向上のために、洗濯処理剤を自動投入用のタンクに予め複数回分貯留しておき、各洗濯運転時に必要量をタンクから自動的に投入する自動投入装置を備えた洗濯機が開発されている。このような自動投入装置は、タンク内に貯留されている洗濯処理剤が減少した場合にユーザに洗濯処理剤の補充を促すため、タンク内に貯留されている洗濯処理剤の残量を自動で検出する構成を有することが考えられる。
このような構成としては、例えば永久磁石を内蔵したフロートと、永久磁石の接近を検出するためのホールICやリードスイッチ等の磁気センサと、を有したものが考えられる。この場合、フロートは、例えばタンク内の洗濯処理剤の貯留量によって浮き沈みするようにタンク内に設けられる。そして、磁気センサは、タンク内の洗濯処理剤が減ってフロートが所定位置まで沈んだ場合にフロート内の永久磁石を検出する。これにより、洗濯機は、タンク内に貯留されている洗濯処理剤の残量が所定量まで減ったことを検出することができる。
このような場合、磁気センサの出力は、フロートが所定位置よりも遠く永久磁石を検出しないOFFか、フロートが所定又は所定位置よりも近く永久磁石を検出するONか、の2値となる。したがって、磁気センサによってタンク内に貯留された洗濯処理剤が所定量よりも多いか或いは所定量以下かという情報は得られるが、より詳細な貯留量の情報例えば貯留量の変化量は得られない。
そこで、洗濯処理剤の貯留量を精度良く検出することができる洗濯機を提供する。
実施形態の洗濯機は、水槽と、前記水槽に所定量の洗濯処理剤を自動で投入する自動投入装置と、を備える。前記自動投入装置は、洗濯運転複数回分の前記洗濯処理剤を貯留可能なタンクと、前記タンク内に貯留された前記洗濯処理剤の液面の位置を検知する液面検知装置と、を有する。前記液面検知装置は、前記タンク内に貯留された前記洗濯処理剤に浮くことで前記洗濯処理剤の貯留量の増減に伴って移動するフロートと、前記フロートの移動と連動して移動し、加速度を検知可能な加速度センサを有する。
以下、複数の実施形態による洗濯機について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態で実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。各実施形態は、図1に示す横軸または斜め軸型のドラム式洗濯機、及び図示しない縦軸型の洗濯機のいずれにも適用することができる。
(第1実施形態)
第1実施形態について図1~図12を参照して説明する。洗濯機10は、図1~図3に示すように、外箱11、水槽12、回転槽13、制御装置14、回転槽モータ15、排水機構16、操作パネル17、給水機構18、通信部19、及び自動投入装置20を備えている。なお、図1において、洗濯機10の設置面側つまり鉛直下側を洗濯機10の下側とし、設置面と反対側つまり鉛直上側を洗濯機10の上側とする。洗濯機10は、回転槽13の回転軸が水平へ向かう横軸型又は後方へ向かって下降傾斜した斜め軸型のドラム式洗濯機である。
第1実施形態について図1~図12を参照して説明する。洗濯機10は、図1~図3に示すように、外箱11、水槽12、回転槽13、制御装置14、回転槽モータ15、排水機構16、操作パネル17、給水機構18、通信部19、及び自動投入装置20を備えている。なお、図1において、洗濯機10の設置面側つまり鉛直下側を洗濯機10の下側とし、設置面と反対側つまり鉛直上側を洗濯機10の上側とする。洗濯機10は、回転槽13の回転軸が水平へ向かう横軸型又は後方へ向かって下降傾斜した斜め軸型のドラム式洗濯機である。
洗濯機10は、例えばヒートポンプ式やヒータ式の乾燥機能を有していても良いし、備えていなくても良い。水槽12は、外箱11内に配置されて図示しないサスペンションによって弾性的に支持されている。回転槽13は、水槽12内に回転可能に配置されている。この場合、水槽12及び回転槽13は、洗濯物を収容する洗濯槽として機能する。
制御装置14は、図3に示すように、例えばCPU141や、ROM、RAM、及び書き換え可能なフラッシュメモリなどの記憶領域142を有するマイクロコンピュータを主体に構成されており、洗濯機10全体の制御を行う。本実施形態の場合、制御装置14は、回転槽モータ15、排水機構16、操作パネル17、給水機構18、及び自動投入装置20の駆動を制御する。回転槽モータ15は、水槽12の外側に設けられており、回転槽13に接続されている。また、回転槽モータ15は、制御装置14に電気的に接続されており、制御装置14からの制御信号に基づき駆動して回転槽13を回転させる。
図2に示す排水機構16は、水槽12内に貯留されている水を洗濯機10の機外に排出するための機能を有する。排水機構16は、排水経路161と、排水弁162と、を有している。排水経路161は、例えば可撓性を有する排水ホースで構成されており、一方の端部が排水弁162に接続され、他方の端部が洗濯機10の機外に引き出されている。排水弁162は、例えば電磁的に開閉動作が可能な液体用の開閉弁で構成されている。排水弁162は、水槽12の底部に設けられた排水口121と、排水経路161との間に設けられている。排水弁162は、制御装置14に電気的に接続されており、制御装置14からの制御信号に基づき、排水経路161を開閉する。
操作パネル17は、外箱11の上面部の前側部分に設けられており、制御装置14に電気的に接続されている。操作パネル17には、詳細は図示しないが、電源スイッチや、スタートキー、ユーザが洗濯運転コースの設定等を行うための各種操作キー等が設けられている。ユーザは、洗濯運転を実行させるにあたって、自動投入装置20により自動で洗濯処理剤を投入するか、又は図示しない手動用投入ケースを用いて手動で1回分の洗濯処理剤を投入するかを、操作パネル17を用いて選択操作できる。
給水機構18は、図1に示すように、例えば外箱11内の水槽12の上方左奥部に設けられている。給水機構18は、例えば水道等の給水源からの水を受けて水槽12内への給水を行う。給水機構18は、例えば図2に示すように、接続口181、給水経路182、供給部183、及び給水弁184を有している。接続口181は、外箱11の上面部において左奥部に露出するように設けられている。接続口181は、例えばホースを介して水道の蛇口等の外部の水源に接続される。
給水経路182は、接続口181から水槽12及び回転槽13までを接続する経路である。供給部183は、給水経路182の途中部分に設けられており、自動投入装置20により洗濯処理剤が供給される部分である。給水弁184は、電磁的に開閉動作が可能な液体用の開閉弁である。給水弁184は、接続口181と給水経路182との間に設けられている。そして、給水弁184は、制御装置14に電気的に接続されており、制御装置14からの制御信号に基づき給水経路182を開閉する。
洗濯機10は、図3に示すように、ネットワークシステム100の一部を構成する。洗濯機10は、ルータ101及び外部の通信回線102を介して外部のサーバ103に通信可能に接続されている。ルータ101は、いわゆる無線アクセスポイントであり、無線通信方式にて洗濯機10と通信可能に接続されている。通信回線102は、例えばインターネットや電話回線等である。洗濯機10は、外部機器110と直接、又はルータ101を介して、若しくはルータ101及び通信回線102を介して、通信可能に接続される。洗濯機10は、通信回線102に接続されている外部機器110との間で各種の情報をやり取り可能である。
洗濯機10は、図3に示すように、通信部19を備える。通信部19は、いわゆる無線LAN例えばWi-FiやBluetooth(登録商標)等の無線通信方式により、ルータ101との間で通信を行う。通信部19は、制御装置14の制御を受けて、洗濯機10に関する情報をルータ101と外部の通信回線102を介してサーバ103にアップロードする。なお、通信部19とルータ101との間の通信は、有線通信方式であってもよい。また、外部の通信回線102を介さずに、通信部19と外部機器110とが直接無線通信する構成であっても良い。
自動投入装置20は、予め複数回分の洗濯処理剤を貯留しておき、複数回の洗濯運転に亘って所定量の洗濯処理剤を自動で水槽12内に供給する機能を有している。なお、本実施形態において、洗濯処理剤とは、洗剤や柔軟仕上げ剤等を含むものである。自動投入装置20は、収容部21、収容部カバー22、ポンプ23、タンク30、と、液面検知装置40を有している。
タンク30は、例えば樹脂製であって、前後方向又は左右方向に長い矩形状で中空の容器で構成されており、液状の洗濯処理剤を貯留することができる。この場合、タンク30は、複数回の運転で使用する洗濯処理剤を貯留するために十分な容量を有している。この場合、タンク30の容量は特に限定されないが、ユーザの利便性を考慮すると、少なくとも数百mL~2L程度に設定することが好ましい。また、本実施形態の場合、自動投入装置20は、タンク30を2つ有している。この場合、2つのタンク30のうち一方は、洗濯処理剤として洗剤を貯留するためのものである。また、2つのタンク30のうち他方は、洗濯処理剤として柔軟仕上げ剤を貯留するためのものである。
なお、これら2つのタンク30の容量は同一であっても良いし異なっていても良い。しかし、一般的な洗濯運転においては、柔軟仕上げ剤よりも洗剤の方がより多く消費する。したがって、これら2つのタンク30のうち洗剤を貯留するためのタンク30の方が、柔軟仕上げ剤を貯留するためのタンク30よりも容量が大きいことが好ましい。
収容部21は、上面が開口した箱状に構成されて外箱11の内部に設けられている。収容部21は、2つのタンク30を左右又は前後に並べて収容可能に構成されている。また、各タンク30は、収容部21に着脱可能に収容される。収容部カバー22は、外箱11に取り付けられており、収容部21の上面の開口を開閉することができる。ユーザは、収容部カバー22を開放した状態で各タンク30を洗濯機10の上方に引き出して洗濯機10から取り外すことができる。
自動投入装置20は、タンク30の数に対応した数のポンプ23を有している。本実施形態の場合、自動投入装置20は、タンク30を2つ有しているため、ポンプ23もそれぞれ2つずつ有している。図2では、2組のタンク30及びポンプ23のうち1組について示している。ポンプ23は、流入側にポンプ接続部231を有しており、ポンプ接続部231を介してタンク30に接続される。これにより、タンク30は、対応するポンプ23を介して供給部183に接続される。ポンプ23は、例えばシリンジポンプであり、タンク30内に貯留されている洗濯処理剤を一定量吸引して、供給部183に吐出する。なお、本実施形態では、タンク30の数に対応した数のポンプ23が設けられているが、これに限らない。他の実施形態では、複数のタンク30に対して一個のポンプ23が接続されて、一個のポンプ23によって各タンク30から独立して洗濯処理剤を吸引できる構成であっても良い。
この構成において、給水弁184が開放されると、接続口181から供給された水道水が給水経路182に流入し供給部183を通る。供給部183には、自動投入装置20の動作によって、給水弁184の動作前に所要量の洗濯処理剤が予め供給される。供給部183に洗濯処理剤が貯留している場合、給水経路182を通る水は、その洗濯処理剤を溶かしながら流れて、水槽12内に供給される。このように、自動投入装置20は、洗濯機10の運転中に、水槽12に対して所定量の洗濯処理剤を自動で投入する。
洗濯機10は、速度検知部143と、重量検知部144と、を備える。制御装置14は、CPU141において制御プログラムを実行することにより、速度検知部143と、重量検知部144と、を仮想的に実現する。なお、制御装置14は、速度検知部143と、重量検知部144とを、制御装置14と一体の集積回路等のハードウェアにより実現しても良いし、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現しても良い。
速度検知部143は、回転槽モータ15の回転数を検知する。速度検知部143は、例えば回転槽モータ15のベクトル制御におけるq軸電流を測定することで回転槽モータ15の回速度を検知しても良いし、回転槽モータ15に回転センサを設け、回転センサにより回転槽モータ15の回転数を検知しても良い。
重量検知部144は、制御装置14の記憶領域142にアクセス可能に構成されている。重量検知部144は、回転槽13内部の洗濯物の重量を検知する。また、記憶領域142は重量検知部144が検知した洗濯物の重量を記憶する。本実施形態では、重量検知部144は、洗い工程から排水工程までの間に、洗濯物の重量を検知することができる。重量検知部144は、例えば回転槽モータ15のベクトル制御におけるq軸電流を測定することによって回転槽モータ15に作用している現在の負荷を検知し、その負荷に基づいて回転槽13内部の洗濯物の重量を測定することができる。なお、重量検知部144は、指令した回転数と実際の回転数との差から回転槽モータ15への負荷を検知しても良い。
次に、タンク30及び移動機構41の詳細な構成について図4~図9も参照して説明する。タンク30は、図4、図5等に示すように、タンク本体31、タンクカバー32、フィルタ部材33、処理剤出口部34、吸込み管部35、及び漏出防止弁36を有している。タンク本体31は、タンク30の外殻を構成しており、例えばプラスチックなどの合成樹脂で構成されている。
本実施形態の場合、タンク本体31は、全体として略直方体状の容器状に形成されており、前面部311、側面部312、背面部313、底面部314、及び開口部315を有している。前面部311は、タンク本体31の前面を構成する。側面部312は、タンク本体31の左右の側面部を構成する。背面部313は、タンク本体31の背面を構成する。底面部314は、タンク本体31の底面を構成する。そして、開口部315は、タンク本体31の上部に開いた開口であって、タンク本体31の内部と外部とを連通する。
タンクカバー32は、着脱可能にタンク本体31の上部に取り付けられて、開口部315を閉塞する。タンクカバー32は、概ね矩形の板状であって、タンク本体31と同様に例えばプラスチックなどの合成樹脂で構成されている。タンクカバー32は、注ぎ口321と、蓋部材322とを有する。注ぎ口321は、タンクカバー32の一部を厚み方向に貫いて形成された開口であり、タンクカバー32がタンク本体31に取り付けられた状態でタンク本体31の内部と外部とを連通する。蓋部材322は、ヒンジ323によってタンクカバー32に取り付けられて、注ぎ口321を開閉可能に構成されている。注ぎ口321は、ユーザが処理剤をタンク30に投入する際の入口となる。ユーザは、蓋部材322を開けて、注ぎ口321を通して洗濯処理剤をタンク本体31内に投入することができる。
注ぎ口321は、タンクカバー32の長手方向に関して、タンクカバー32の中央部ではなくユーザ寄りつまりこの場合前寄りに形成されている。また、注ぎ口321は、タンクカバー32の短手方向に関して、タンクカバー32の中央部に形成されている。
フィルタ部材33は、例えば網状に構成されており、タンク本体31内に設けられている。フィルタ部材33は、タンク本体31の内部空間において、注ぎ口321側の空間と、吸込み管部35が設けられた空間と、を仕切っている。これにより、フィルタ部材33は、注ぎ口321からタンク本体31内に投入された洗剤が吸込み管部35からポンプ23に吸込まれる際に、その洗剤中に含まれているごみ等を捕集する機能を有する。
処理剤出口部34は、タンク本体31の下側後部、この場合、背面部313に設けられている。処理剤出口部34には、ポンプ23のポンプ接続部231が挿入される。これにより、タンク本体31内とポンプ23とが接続される。吸込み管部35は、処理剤出口部34に接続されており、タンク本体31の底面部314の近傍まで垂直下方へ延びている。吸込み管部35の下端部は、タンク本体31の底面部314から僅かに離間している。
漏出防止弁36は、処理剤出口部34と吸込み管部35との間に設けられている。漏出防止弁36は、タンク30が収容部21から取り外されて、処理剤出口部34にポンプ接続部231が接続されていない場合に、タンク本体31内に貯留されている洗濯処理剤が処理剤出口部34からタンク本体31外部へ漏れ出ることを防止する機能を有する。漏出防止弁36は、処理剤出口部34にポンプ接続部231が接続されている場合には、処理剤出口部34と吸込み管部35との間を開く。これにより、ポンプ23は、タンク本体31内に貯留されている洗濯処理剤を吸い出すことが可能になる。一方、漏出防止弁36は、処理剤出口部34にポンプ接続部231が接続されていない場合には、処理剤出口部34と吸込み管部35との間を閉じ、これによりタンク本体31内の洗濯処理剤が処理剤出口部34から外部へ流出することを防ぐ。
液面検知装置40は、タンク30内に貯留されている洗濯処理剤の液面の位置を検出する機能を有する。また、液面検知装置40は、液面位置の情報から、タンク30内に貯留されている洗濯処理剤の残量を検出する機能と、タンク30から吸い出された洗濯処理剤の量つまり自動投入装置20による投入量とを検出する機能を有する。本実施形態の場合、液面検知装置40は、タンク30内に貯留されている洗濯処理剤の液面の位置を任意の位置で検出することできる。
なお、液面検知装置40は、液面の位置を常に検知する構成でなくともよい。例えば、特定のタイミングで液面の位置を検知する構成であっても良いし、特定の液面位置の範囲内で液面の位置を検知する構成であっても良い。特定のタイミングの例としては、例えば、電源を入れたとき、ユーザの操作によって自動投入が設定されたとき、ポンプ23の動作前、等を挙げることができるがこれに限らない。特定の液面位置の例としては、例えば、液面位置が所定の液面以上かつ所定の液面以下である範囲内を挙げることができるがこれに限らない。この場合、所定の液面を例えばタンク30内に貯留された洗濯処理剤が少なくなる範囲内に設定することができ、液面検知装置40によって液面が低いことを検知した場合、洗濯機10は、ユーザに洗濯処理剤のタンク30への補充を促すこともできる。
図5は、タンク30内に貯留された洗濯処理剤が任意の液面位置Snを有している状態を示す。液面検知装置40は、移動機構41と、センサユニット50とを有している。移動機構41は、タンク本体31の内部に設けられており、タンク本体31内に貯留されている洗濯処理剤の液面の高さ位置の変化に伴い上下方向の成分を含む方向へ移動するように構成されている。本実施形態の場合、移動機構41は、タンク本体31内に貯留されている洗濯処理剤の液面の高さ位置の変化に伴って揺動可能に構成されている。
移動機構41は、揺動レバー42とフロート43と軸44を有しており、揺動レバー42とフロート43とが軸44を中心として一体的に揺動可能に構成されている。本実施形態の場合、揺動レバー42とフロート43とは一体に構成されている。なお、揺動レバー42とフロート43とは、別体に構成しても良い。
揺動レバー42は、全体として上下方向に長い長尺の板状又は棒状に構成されている。揺動レバー42の上側の端部は、タンクカバー32に回転可能に指示された軸44を支点に揺動可能に取り付けられている。また、揺動レバー42の下側の端部は、フロート43に接続されている。
フロート43は、例えば中空形状に形成されており、内部に密閉された空間を有している。フロート43の内部の空間を含めた全体の密度は、洗濯処理剤に浮くように調整されている。フロート43は、タンク30内に残留している洗濯処理剤の残量に応じて、つまり洗濯処理剤の液面の高さ位置に応じて、浮き沈みする。すなわち、フロート43は、洗濯処理剤の残留量の増減に伴って移動する。この場合、フロート43は、揺動レバー42を介して軸44に接続されている。したがって、フロート43は、軸44を支点とし揺動レバー42の長さ寸法を半径とした円弧状の軌跡Tに沿って移動する。このように、フロート43は、洗濯処理剤の残量の増減に伴って、予め定められた一定の軌跡Tに沿って移動する。
タンク30内の洗濯処理剤の量が増加して洗濯処理剤の液面が上昇すると、フロート43は、軸44を中心とした円弧状の軌跡Tを描きながら上昇する。そして、フロート43は、図6に示すように、最終的にタンク本体31の前面部311内側に当たり、これにより移動機構41の揺動が止まる。このときの洗濯処理剤の液面位置を、上昇端Stとする。換言すれば、洗濯処理剤の液面位置が上昇端Stよりも下がることで、移動機構41の下降方向への移動つまり揺動が開始する。
また、本実施形態の場合、タンク30は、規制部325を有している。規制部325は、揺動レバー42又はフロート43に接触して移動機構41の揺動を規制する機能を有する。本実施形態の場合、規制部325は、タンクカバー32に設けられており、タンクカバー32の内側から下方へ延び出た棒状又は板状に構成されている。
タンク30内の洗濯処理剤の量が減少して洗濯処理剤の液面が下降すると、フロート43は、軸44を中心とした円弧状の軌跡Tを描きながら下降する。そして、揺動レバー42は、図7に示すように、最終的に規制部325に当たって揺動が規制され、これにより移動機構41の揺動が止まる。このときの洗濯処理剤の液面位置を、下降端Sbとする。換言すれば、洗濯処理剤の液面位置が下降端Sbよりも上がることで、移動機構41の上昇方向への移動つまり揺動が開始する。
センサユニット50は、洗濯処理剤の液面の移動に合わせて位置及び又は姿勢が変化し、液面の移動を検知可能に構成されている。センサユニット50は、タンク30の内部又は外部に設けられて、フロート43の移動に伴って一体的に移動又は回動する。本実施形態では、センサユニット50は、タンク30の内部に設けられている。この場合、センサユニット50は、移動機構41に直接又は間接的に取り付けられている。本実施形態では、センサユニット50は、フロート43の内部に設けられている。
図8は、センサユニット50をタンク30から取り外して平らな面に置いた場合の概略図である。図9は、図5に示すタンク30の構成のうちセンサユニット50が配置されたフロート43と揺動レバー42の一部とを拡大して示す図である。センサユニット50は、センサモジュール51と、無線モジュール52と、アンテナ53と、基板54と、を含んで構成される。センサモジュール51と無線モジュール52とアンテナ53とは、いずれも基板54に実装されている。センサモジュール51と無線モジュール52とは、概ね矩形の板状に形成された基板54に配置されている。アンテナ53は、基板54の端部に取り付けられている。センサモジュール51と無線モジュール52とアンテナ53とは、互いに電気的に接続されている。
無線モジュール52は、センサモジュール51と、通信部19との間で無線通信を可能にする。無線モジュール52は、Wi-FiやBluetooth(登録商標)などを含む無線通信方式によって、通信可能に構成されている。
アンテナ53は、無線モジュール52による電波の送受信を行うと共に、センサユニット50に対する無線給電の際に受電アンテナとして機能する。アンテナ53は、例えばプリント基板上の動線パターンをアンテナとして用いた基板アンテナとすることができる。本実施形態では、アンテナ53は、フレキシブル基板を用いたFPC(Flexible printed circuits)であって、センサユニット50の配置場所や配置姿勢に応じて変形させることができる。アンテナ53は、例えば図5~図7に示すように、センサモジュール51及び無線モジュール52と向かい合うように折り畳まれて配置されている。
センサモジュール51は、加速度センサ511と、制御部512とを含んで構成されている。加速度センサ511は、加速度を検知する機能を有する。制御部512は、CPUや、ROM、RAM、及び書き換え可能なフラッシュメモリなどの記憶領域を有するマイクロコンピュータを主体に構成されており、センサユニット50の制御を行う。例えば、制御部512は、加速度センサ511の出力を処理したり、無線モジュール52及び通信部19を介して制御装置14と情報をやりとりしたりする。
加速度センサ511は、加速度を計測することで、センサユニット50の移動距離や位置、又は姿勢つまり傾きを検知することができる。図9の向きで見た場合の上下方向がX軸、X軸に直交するこの場合左右方向がY軸、X軸及びY軸に直交するこの場合紙面に直交する方向をZ軸とする。加速度センサ511は、少なくとも2つの検出軸を備え、各軸方向に作用する加速度を計測する2軸加速度センサである。本実施形態では、加速度センサ511は、互いに直交する2つの検出軸、この場合X軸方向とZ軸方向とに作用する加速度を計測する。この場合、加速度センサ511が検出しているのは、重力の各軸方向成分の大きさである。これにより、加速度センサ511の傾きひいてはセンサユニット50の傾きが検知される。
また、本実施形態では、加速度センサ511は、電極間の静電容量の変化によって加速度を検出する、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて製造された静電容量型のMEMS加速度センサであるが、これに限らない。他の実施形態では、加速度センサ511は、例えばピエゾ抵抗方式又は熱検知方式によって加速度を検出するものであっても良い。
タンク30に貯留されている洗濯処理剤の量の増減に伴って液面が昇降すると、移動機構41が移動し、それにより、センサユニット50の姿勢及び又は位置が変化する。センサユニット50の姿勢又は位置が変化することによって、加速度センサ511の各軸方向の出力値が変化する。
記憶領域142は、液面の変化によって生じる移動機構41の移動に伴う加速度センサ511の出力値をデータテーブルとして予め記憶している。例えば、本実施形態では、記憶領域142は、フロート43の軌跡T内での任意の点P1,P2,P3,…Pn,…Pt,Pbにおける、X軸方向の出力値x1,x2,x3,…xn,…xt,xbと、Z軸方向の出力値z1,z2,z3,…zn,…zt,zbと、各点における洗濯処理剤の残量L1,L2,L3,…Ln,…Lt,Lbと、を図10に示すようなデータテーブルとして予め記憶している。なお、各点における洗濯処理剤の液面位置は、それぞれS1,S2,S3,…Sn,…St,Sbである。
タンク30内に貯留されている洗濯処理剤の貯留量を検知するために、制御装置14はセンサモジュール51を動作させて、センサユニット50からX軸方向の出力値と、Y軸方向の出力値とを取得し、記憶領域142に記憶しているデータテーブルと照合して、洗濯処理剤の貯留量を判定する。
また、制御装置14は、自動投入装置20による各投入時に、投入量を加速度センサ511の出力に基づいて投入量の制御を行う。この場合、制御装置14は、自動投入動作の開始前つまりポンプ23の駆動前に、センサユニット50の姿勢及び又は位置を計測する。計測したセンサユニット50の姿勢及び又は位置から、制御装置14は、記憶領域142に記憶したデータテーブルに基づいて、フロート43の位置がPs、各軸方向の出力値がXs、Zsである投入前の洗濯処理剤の貯留量Laを判定する。更に、制御装置14は、予め定められた所定の投入量ΔLを投入後の洗濯処理剤の貯留量Le=Ls-ΔLを算出する。更に、制御装置14は、データテーブルに基づいて、タンク30内の貯留量がLeとなるフロート43の位置Peにおける各軸方向の出力値Xe、Zeを決定する。
そして、制御装置14は、自動投入動作中つまりポンプ23の駆動中に加速度センサ511によってセンサユニット50の姿勢及び又は位置を計測する。センサユニット50の各軸方向の出力値がそれぞれXe、Zeとなった時点で、制御装置14は自動投入の動作つまりポンプ23の駆動を停止する。これにより、自動投入装置20による洗濯処理剤の投入量をより正確に管理することができる。
なお、所定の投入量ΔLは、重量検知部144が検知した衣類の重量や、洗濯運転のコースに従って設定することができ、記憶領域142は図示しない投入量ΔLのデータテーブルを記憶していてもよい。
制御装置14は、回転槽モータ15が駆動していない状態で、加速度センサ511に加速度を検知させる。すなわち、加速度センサ511による検知は、回転槽13が回転していない状態で行われる。回転槽13の回転により発生する洗濯機10の振動のために、加速度センサ511が誤検知することが抑制される。
洗濯機10は、エラー検知部145と、取付け検知部146と、を備える。制御装置14は、CPU141において制御プログラムを実行することにより、エラー検知部145と、取付け検知部146と、を仮想的に実現する。なお、制御装置14は、エラー検知部145と、取付け検知部146とを、制御装置14と一体の集積回路等のハードウェアにより実現しても良いし、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現しても良い。
エラー検知部145は、自動投入装置20による投入動作時のエラーを検知する機能を有する。より具体的には、エラー検知部145は、制御装置14が自動投入装置20に投入を指示したにもかかわらず、加速度センサ511がフロート43の移動を検知しない場合、自動投入装置20に異常があると判定する。例えば、エラー検知部145は、ポンプ23が駆動中であるにもかかわらず、加速度センサ511の出力値にポンプ23動作前の出力値から変化がない場合、自動投入装置20に異常が発生したと判定する。この場合、制御装置14は、投入エラー報知処理を実行する。投入エラー報知処理は、自動投入装置20に異常が発生した旨をユーザに知らせる処理である。制御装置14は、投入エラー報知処理として、例えば操作パネル17に異常が発生した旨のメッセージを表示したり、図示しないスピーカーからアラーム音や異常が発生した旨の音声メッセージを発生させたりしても良い。また、制御装置14は、投入エラー報知処理として、通信部19を介して、ユーザのスマートフォン等の外部機器110に対して自動投入装置20に異常が発生した旨のメッセージを送信しても良い。
取付け検知部146は、タンク30が収容部21の所定の位置に取り付けられているか否かを検知する機能を有する。例えば、取付け検知部146は、記憶領域142に記憶されたタンク30が収容部21の所定の位置に取り付けられた場合の加速度センサ511の出力値のデータテーブルと、加速度センサ511の出力値とを比較して、加速度センサ511の出力値が正常な範囲内か否かを判定する。
加速度センサ511の出力値が、記憶領域142に記憶されたデータテーブルの範囲外である場合、タンク30は正確に取り付けられていない可能性がある。この場合、制御装置14は、この場合、制御装置14は、取付けエラー報知処理を実行する。取付けエラー報知処理は、タンク30の取付けが正常でない旨をユーザに知らせる処理である。制御装置14は、取付けエラー報知処理として、例えば操作パネル17に取付けが正常でない旨のメッセージを表示したり、図示しないスピーカーからアラーム音や取付けが正常でない旨の音声メッセージを発生させたりしても良い。また、制御装置14は、取付けエラー報知処理として、通信部19を介して、ユーザのスマートフォン等の外部機器110に対してタンク30の取付けが正常でない旨のメッセージを送信しても良い。
例えば、制御装置14は、ユーザの操作によって洗濯機10の電源が入れられた後、取付け検知部146によってタンク30の取付け状態を検知する取付け検知処理を実行しても良い。また、制御装置14は、ユーザによる洗濯運転の設定において自動投入が設定された場合に洗濯運転の開始前に取付け検知処理を実行しても良い。
続いて、図11のフローチャートを参照して、自動投入動作における制御装置14による処理内容を説明する。図11のスタート時において、洗濯機10は電源が入っており、洗濯運転が開始されているものとする。また、洗濯処理剤の投入量は、重量検知部144による検知結果や運転コースの設定内容等に基づいて予め決定されているものとする。
自動投入動作が開始されると(スタート)、制御装置14は、ステップS11において回転槽モータ15が停止しているか否かを判定する。回転槽モータ15が停止していない場合(ステップS11でNo)、制御装置14は、ステップS11の処理を繰り返す。回転槽モータ15が停止している場合(ステップS11でYes)、制御装置14は、処理をステップS12に進める。
ステップS12において、制御装置14は、加速度センサ511によって投入前の貯留量Lsを検知する。ステップS13において、制御装置14は、ステップS12で取得した投入前の貯留量Lsと、予め決定された投入量ΔLとから、投入後の貯留量Leを決定する。
ステップS14において、制御装置14は、ポンプ23を駆動して、タンク30から洗濯処理剤を吸い出す。制御装置14は、ポンプ23を駆動中に複数回加速度センサ511によって投入中の洗濯処理剤の貯留量を検知する。加速度センサ511による検知は、所定のタイミングで行い、所定の期間毎例えば0.1秒毎に検知することができる。
ステップS15において、制御装置14は、加速度センサ511の出力値に基づいて、ポンプ23の駆動後、洗濯処理剤の貯留量の減少が検知されているか否かを判定する。貯留量の減少が検知されない場合(ステップS15でNo)、制御装置14は処理をステップS16に進める。ステップS16において、制御装置14は、エラー報知処理を実行する。これにより、ユーザは、自動投入装置20が正常に動作していないことを認識することができる。その後、制御装置14は、自動投入動作を終了する。なお、ユーザは、必要があれば手動投入に切り替えて、洗濯運転を実行する。
貯留量の減少が検知される場合(ステップS15でYes)、制御装置14は処理をステップS17に進める。ステップS17において、制御装置14は、加速度センサ511によって検知した洗濯処理剤の貯留量が、投入後の貯留量Le以下であるか否かを判定する。検知した貯留量が投入後の貯留量Leよりも多ければ(ステップS17でNo)、制御装置14は、ステップS17の処理を繰り返す。検知した貯留量が投入後の貯留量Le以下であれば(ステップS17でYes)、制御装置14は処理をステップS18に進める。
ステップS18において、制御装置14は、ポンプ23を停止する。これにより、タンク30からの洗濯処理剤の吸い出しが停止する。このようにして、自動投入装置20による自動投入動作が終了する(エンド)。これにより、所定量の洗濯処理剤が、供給部183と給水経路182とを介して水槽12に投入される。
図12に示すフローチャートを参照して、タンク30の取付け状態を判定する際の制御装置14の処理の一例を説明する。図12のスタート時において、洗濯機10の電源は入っているものとする。
洗濯運転の設定があると(スタート)、制御装置14は、ステップS21において、自動投入が設定されているか否かを判定する。自動投入の設定がなかった場合(ステップS21でNo)、制御装置14は、取付け状態の判定を終了する(エンド)。
自動投入の設定がある場合(ステップS21でYes)、制御装置14は、処理をステップS22に進める。ステップS22において、制御装置14は、取付け検知部146に、タンク30の取付け状態を検知させる。
ステップS23において、制御装置14は、取付け検知部146が検知したタンク30の取付けが正常であるか否かを判定する。取付け検知部146が取付けの異常を検知した場合(ステップS23でNo)、制御装置14は、処理をステップS24に進める。ステップS24において、制御装置14は、エラー報知処理を実行する。これにより、ユーザは、自動投入動作の開始前に、タンク30が正常に取り付けられていないことを認識し、タンク30を正常に取付け直すことができる。その後、制御装置14は、取付け状態の判定を終了する(エンド)。
取付け検知部146が取付けの正常を検知した場合(ステップS23でYes)、制御装置14は、取付け状態の判定を終了する(エンド)。
以上説明した実施形態によれば、洗濯機10は、水槽12と、自動投入装置20と、を備える。自動投入装置20は、水槽12に所定量の洗濯処理剤を自動で投入する機能を有する。自動投入装置20は、タンク30と、液面検知装置40と、を有する。タンク30は、洗濯運転複数回分の洗濯処理剤を貯留可能に構成されている。液面検知装置40は、タンク30内に貯留さえた洗濯処理剤の液面の位置を検知する機能を有する。液面検知装置40は、タンク30内に貯留された洗濯処理剤に浮くことで洗濯処理剤の貯留量の増減に伴って移動するフロート43と、フロート43の移動と連動して移動し、加速度を検知可能な加速度センサ511を有する。
これにより、加速度センサ511によって、フロート43の位置や移動距離つまり液面の位置や移動距離、ひいては洗濯処理剤の貯留量や増減量を検知することができる。したがって、タンク30内に貯留された洗濯処理剤の量や、その増減量を、正確に検知することができる。
ここで、タンク30からの洗濯処理剤の自動投入は、例えばポンプ23によって所望量の洗濯処理剤をタンク30から吸い出し、給水経路182に供給することで実行される。この際、吸い出す量の管理を、ポンプ23の動作時間によって実行することが考えられる。しかし、吸込み管部35やポンプ接続部231が詰まっている場合等、一定期間に吸い出される量は、必ずしも一定とは言えない。また、長期にわたる使用により、ポンプ23の吸引力が一定ではない恐れもある。したがって、ポンプ23の駆動時間による投入量の管理は、必ずしも正確ではない虞がある。
これに対して、本実施形態の洗濯機10は、自動投入装置20による洗濯処理剤の投入を制御する制御装置14を備える。制御装置14は、加速度センサ511の出力に基づいて洗濯処理剤の投入量を制御する。
これにより、加速度センサ511によって、フロート43の移動距離つまり液面の移動距離、ひいては洗濯処理剤の増減量を検知することができる。したがって、自動投入装置20による投入量を、正確に管理することができる。
加速度センサ511は、少なくとも2つの直交する検出軸を有する。
これにより、複数の検出軸この場合X軸とZ軸方向に作用する加速度を計測することによって、複数のパラメータで貯留量を測定することができる。したがって、一軸の場合と比較して、洗濯処理剤の貯留量の変化量を一層正確に検知することができる。
制御装置14は、投入動作の開始時からの加速度センサ511の出力値の変化量に基づいて、洗濯処理剤の投入量を検知する。
ここで、例えば洗濯機10が傾いて設置されている等、設置状態によって、加速度センサ511の出力値の絶対値は変化し得る。したがって、制御装置14は、加速度センサ511の出力値そのものではなく、投入動作の開始からの変化量に基づいて投入量を取得する。これにより、更に正確な投入量の把握が可能となる。
洗濯機10は、水槽12内に回転可能に配置された回転槽13と、回転槽13を回転駆動する回転槽モータ15と、を備える。加速度センサ511は、回転槽モータ15が回転していない状態で駆動する。
これによれば、回転槽13が回転していない状態つまり回転による振動がない状態で、加速度センサ511は加速度を検知するため、誤検知の発生が抑制される。したがって、一層正確に、洗濯処理剤の貯留量や投入量を検知することができる。
洗濯機10は、エラー検知部145を備える。エラー検知部145は、制御装置14が自動投入装置20に投入を指示したにもかかわらず、加速度センサ511がフロート43の移動を検知しない場合、自動投入装置20に異常があると判定する。
これにより、ポンプ23の動作不良や、吸込み管部35又はポンプ接続部231の詰まりなどによる異常を検知することができる。したがって、洗濯処理剤が投入されないまま洗濯運転が実行されたり、吸込み管部35又はポンプ接続部231が詰まった状態でポンプ23を無理やり駆動することでポンプ23が故障したりという事態の発生を抑制できる。
洗濯機10は、加速度センサ511の出力値に基づいてタンク30の取付け状態を検知する取付け検知部146を備える。
取付け検知部146は、タンク30が収容部21にしっかりと嵌っているかを検知する。これにより、タンク30が嵌っていない為に、洗濯処理剤の適正な投入ができなかったり、洗濯処理剤が収容部211内に漏れ出てしまったり、という事態の発生が抑制される。
加速度センサ511は、タンク30の内部に取り付けられている。
これにより、通常使用状態、つまり洗濯機10の運転時や、ユーザがタンク30に洗濯処理剤を注入する際に、加速度センサ511を含めたセンサユニット50は外部に露出しない。つまり、加速度センサ511はタンク30によって外力から保護されているため、予期せぬ故障が抑制される。
(第2実施形態)
次に、図13を参照して第2実施形態について説明する。なお、図13では、液面検知装置40以外のタンク30内部の構成は図示が省略されている。本実施形態において、洗濯機10は、センサユニット50に替えて、センサユニット50aを備える。
次に、図13を参照して第2実施形態について説明する。なお、図13では、液面検知装置40以外のタンク30内部の構成は図示が省略されている。本実施形態において、洗濯機10は、センサユニット50に替えて、センサユニット50aを備える。
センサユニット50aは、タンク30の内部に取り付けられているが、第1実施形態のセンサユニット50とは異なり、フロート43内ではなく、軸44に取り付けられている。フロート43の上下移動に伴って軸44が回転すると、軸44に取り付けられているセンサユニット50ひいては加速度センサ511が回転移動する。これにより、加速度センサ511は洗濯処理剤の液面の昇降に伴って出力値が変化する。
この場合、センサユニット50aは、筐体55aを有している。筐体55aは、中空の容器状に形成されており、軸44に取り付けられている。筐体55aは、内部にセンサモジュール51と、無線モジュール52と、アンテナ53と、基板54とを収容している。
本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の効果が奏される。
更に、筐体55aの取付け位置は、回動してもタンク30の上部に位置しており、洗濯処理剤の液面よりも上方に位置するように設定できる。この場合、筐体55a内部が浸水して、センサユニット50aが故障してしまう事態の発生を抑制することができる。
(第3実施形態)
次に、図14及び図15を参照して第3実施形態について説明する。なお、図14では、液面検知装置40以外のタンク30内部の構成は図示が省略されている。本実施形態では、洗濯機10は、センサユニット50bを備える。センサユニット50は、タンク30の外部に設けられている。また、センサユニット50bは、筐体55bを有する。筐体55bは、中空の容器状に形成されて、内部にセンサモジュール51と、無線モジュール52と、アンテナ53と、基板54とを収容している。図14において、筐体55bの一部は切り欠いて表示されている。
次に、図14及び図15を参照して第3実施形態について説明する。なお、図14では、液面検知装置40以外のタンク30内部の構成は図示が省略されている。本実施形態では、洗濯機10は、センサユニット50bを備える。センサユニット50は、タンク30の外部に設けられている。また、センサユニット50bは、筐体55bを有する。筐体55bは、中空の容器状に形成されて、内部にセンサモジュール51と、無線モジュール52と、アンテナ53と、基板54とを収容している。図14において、筐体55bの一部は切り欠いて表示されている。
本実施形態では、移動機構41は、軸44に代わって、軸44bを有する。軸44は、タンク30の外部この場合、タンク30の左右方向の外部に向けて延びている。筐体55bは、タンク30の外部において、軸44に取り付けられている。これにより、軸44とセンサユニット50bとは一体的に移動する。タンク30内の洗濯処理剤の液面が移動すると、センサユニット50bは、フロート43の回動に伴って回転する軸44と共に回転する。本実施形態では、軸44bが筐体55bを貫通しており、これにより、センサユニット50bは軸44bに取り付けられている。なお、他の実施形態では、軸44bとセンサユニット50とが一体的に移動するのであれば、軸44bは筐体55bを貫通しない構成であっても良い。
本実施形態によっても、上記各実施形態と同様の効果が奏される。
本実施形態によれば、加速度センサ511は、タンク30の外部に取り付けられている。
これにより、タンク30内部に取り付ける場合と比較して、センサユニット50bの体積によって、タンク30内の容積が圧迫され難い。そのため、タンク30に貯留できる洗濯処理剤の量を確保することができる。更に、センサユニット50は通常、洗濯処理剤の液中に浸ることがないため、筐体55b内部が浸水して、センサユニット50bが故障してしまう事態の発生を抑制することができる。
(他の実施形態)
上記各実施形態を組み合わせて実施することもできる。更に、センサユニット50,50aは、タンク30の内部に設ける場合、フロート43の内部又は軸44に取り付けることに限らず、例えば揺動レバー42に取り付けても良い。
上記各実施形態を組み合わせて実施することもできる。更に、センサユニット50,50aは、タンク30の内部に設ける場合、フロート43の内部又は軸44に取り付けることに限らず、例えば揺動レバー42に取り付けても良い。
更に、各実施形態において、センサユニット50,50a,50bの向きは図示した向きに限らず、液面の昇降が検知できる向きであれば、いかなる向きで配置しても良い。例えば、センサユニット50の向きを各実施形態の向きから90°又は180°回転させても良い。またその場合、加速度センサ511が加速度を検知する検出軸の方向は、X軸方向及びZ軸方向に限らず、X軸方向及びY軸方向であっても良いし、Y軸方向及びZ軸方向であっても良い。
更にまた、上記各実施形態において、加速度センサ511が加速度を検知する検出軸は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向から選ばれる一軸であっても良い。この場合、センサユニット50,50a,50bの構成を簡素化することができる。したがって、コストを抑えつつ、洗濯処理剤の貯留量及びその変化を正確に検知することができる。
この場合、移動機構41は、回動する揺動レバー42及びフロート43に替えて、一方向例えば上下方向に移動するフロートと、フロートを指示する柔軟な指示部材とを有していても良い。加速度センサ511の検出軸は、当該フロートの移動方向と一致させることができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変更は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10…洗濯機、12…水槽、14…制御装置、145…エラー検知部、146…取付け検知部、15…回転槽モータ、20…自動投入装置20…タンク、40…液面検知装置、43…フロート、44…50,50a,50b…センサユニット、51…センサモジュール、511…加速度センサ
Claims (10)
- 水槽と、
前記水槽に所定量の洗濯処理剤を自動で投入する自動投入装置と、を備え、
前記自動投入装置は、
洗濯運転複数回分の前記洗濯処理剤を貯留可能なタンクと、
前記タンク内に貯留された前記洗濯処理剤の液面の位置を検知する液面検知装置と、を有し、
前記液面検知装置は、
前記タンク内に貯留された前記洗濯処理剤に浮くことで前記洗濯処理剤の貯留量の増減に伴って移動するフロートと、
前記フロートの移動と連動して移動し、加速度を検知可能な加速度センサを有する、
洗濯機。 - 前記自動投入装置による前記洗濯処理剤の投入を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記加速度センサの出力に基づいて前記洗濯処理剤の投入量を制御する、
請求項1に記載の洗濯機。 - 前記加速度センサは、少なくとも2つの直交する検出軸を有する
請求項2に記載の洗濯機。 - 前記加速度センサは、1つの検出軸を有する
請求項2に記載の洗濯機。 - 前記制御装置は、投入動作の開始時からの前記加速度センサの出力値の変化量に基づいて、前記洗濯処理剤の投入量を検知する、
請求項2に記載の洗濯機。 - 前記水槽内に回転可能に配置された回転槽と、
前記回転槽を回転駆動する回転槽モータと、を備え、
前記加速度センサは、前記回転槽モータが回転していない状態で駆動する、
請求項1に記載の洗濯機。 - 投入動作の異常を検知するエラー検知部を備え、
前記エラー検知部は、前記制御装置が前記自動投入装置に投入を指示したにもかかわらず、前記加速度センサが前記フロートの移動を検知しない場合、前記自動投入装置に異常があると判定する、
請求項2に記載の洗濯機。 - 前記加速度センサの出力値に基づいて前記タンクの取付け状態を検知する取付け検知部を備える、
請求項1に記載の洗濯機。 - 前記加速度センサは、前記タンクの内部に取り付けられている、
請求項1から8のいずれか一項に記載の洗濯機。 - 前記加速度センサは、前記タンクの外部に取り付けられている、
請求項1から8のいずれか一項に記載の洗濯機。
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JP2022138005A Pending JP2024034019A (ja) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | 洗濯機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2024034019A (ja) |
-
2022
- 2022-08-31 JP JP2022138005A patent/JP2024034019A/ja active Pending
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