JP3738739B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
使用する粉末洗剤を溶かして生成した洗剤液を洗濯槽内に供給する洗剤溶かし装置を備えた洗濯機が提案されている。
【０００３】
洗濯機用の洗剤溶かし装置としては、モータで駆動する撹拌翼によって撹拌して溶かす電動方式（例えば特開平８−４７５９４号公報）や、給水の水勢を利用して溶かす水力方式（特開平７−３２３１８６号公報，特開平９−２７６２０２号公報）などが知られている。
【０００４】
電動方式の洗剤溶かし装置は、多数の小孔を有する筒形の洗剤溶解ケースと、洗剤溶解ケースの底面に設けた撹拌翼と、この撹拌翼を駆動する撹拌モータと、洗剤溶解ケースに給水する給水手段を備え、洗剤溶解ケースに投入した洗剤と給水手段からの水を前記撹拌翼の回転により撹拌することにより洗剤を溶解して前記洗剤溶解ケースの小孔より流出させ、洗濯槽に供給する構成である。
【０００５】
水力方式の洗剤溶かし装置は、給水の水勢を利用して粉末洗剤の溶解を補助するものであり、特開平７−３２３１８６号公報に記載された装置は、外周面と底面を網で構成した洗剤収納容器を洗剤ケース内に回転自在に設置し、給水の水勢により回転させて洗剤の溶解を補助する構成である。また、特開平９−２７６２０２号公報に記載された装置は、設置状態で底面にスリットが位置する洗剤収納容器に洗剤を入れ、この底面にノズルから噴水を吹き付けることにより底面部に位置する洗剤を溶かし出す構成である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
電動方式の洗剤溶かし装置は、洗剤溶解性能は良いが、構成部品が多く、構造が複雑でコストが高くなってしまう。
【０００７】
水力方式の洗剤溶かし装置は、洗剤収納容器回転方式では、洗剤収納容器内の粉末洗剤が水に濡れて粘度が増加すると、洗剤収納容器が回転し難くなり、給水圧力が低いと回転しなくなって洗剤の溶け残りが発生する。また、給水圧力が高い場合には、洗剤収納容器内に流入する水の量が多くなって未溶解の洗剤が洗剤収納容器からオーバーフローして洗濯槽内に供給されてしまう。
【０００８】
これらの洗剤溶かし装置は、何れの方式であっても、洗濯機のトップカバーの後部に形成される後部収納箱に収納することになるので、コンパクトな形態であることが望ましい。
【０００９】
また、洗剤溶かし装置の洗剤ケースや洗剤収納容器は、洗剤が付着したり、不調になったりしたときに、取り外して清掃や修理などの作業を容易に行うことができる構成であることが望ましい。
【００１０】
本発明の１つの目的は、粉末洗剤を効率良く溶かして洗濯槽に供給することができる簡単な構造で低コストでコンパクトな洗剤溶かし手段を備えた洗濯機を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、適度な高濃度の洗剤液を洗濯物に散布して浸透させることにより、洗剤の化学的洗浄力を有効に活用して洗浄率を向上することができる洗剤溶かし手段を備えた洗濯機を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、更に、清掃や修理作業が容易な洗剤溶かし手段を実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、洗剤溶かし室の底をメッシュで構成し、その下に隙間を介在させて対向するように洗剤溶かし水を噴水するシャワーヘッドを設置し、前記隙間を前記シャワーヘッドのノズルからの噴水と洗剤溶かし室からメッシュを通して流下する洗剤液により形成される液層で満たされるように構成し、ノズルからの噴水を効率良く洗剤溶かし室内に導入して該洗剤溶かし室内に滞留させると共に撹拌水流を生成して洗剤を効率良く溶かし出すことを特徴とする。
【００１４】
更に具体的には、
本発明は、洗濯物を入れる洗濯槽と、この洗濯槽に給水する給水手段と、粉末洗剤を溶かして前記洗濯槽内に供給する洗剤溶かし手段と、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段とを備え、前記洗剤溶かし手段は、前記給水手段の給水経路の途中に設けられ前面もしくは上面に開口部を有する箱状の注水ケースと、この注水ケース内に前記開口部から出し入れが可能で上面が開口し底面にメッシュを設けた箱状の洗剤溶かし室と、この洗剤溶かし室の下方に設けられて該洗剤溶かし室の前記メッシュに向けて噴水するノズルを設けたシャワーヘッドとを備えた洗濯機において、
前記シャワーヘッドは、前記洗剤溶かし室の前記メッシュの略全面に対向する大きさでその略全面に均一に分布した多数のノズルを有し、前記シャワーヘッドと洗剤溶かし室のメッシュの間には、前記ノズルからの噴水と洗剤溶かし室からメッシュを通して流下する洗剤液により形成される液層で満たされる隙間を介在させたことを特徴とする。
【００１５】
そして、前記注水ケースは、洗剤溶かし室が押し入れられたときに該洗剤溶かし室の開口を塞ぐ蓋となる天板部を備え、前記洗剤溶かし室の側壁上部に開口を設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、前記給水手段は、前記注水ケース内に直に給水する主給水手段と、前記シャワーヘッドに給水する洗剤給水手段を備え、前記シャワーヘッドによる給水で前記洗剤溶かし室から溶かし出した洗剤液を前記注水ケース内で前記主給水手段による給水と混合することを特徴とする。
【００１７】
また、前記洗剤給水手段は、この洗剤給水手段への給水圧が高いほど流路面積が小さくなる定流量化手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、洗濯物を入れる洗濯槽と、この洗濯槽に洗濯水を給水する主給水手段と、この主給水手段の給水経路の途中に設けられて前記洗濯槽の上方に開口する給水口と前面もしくは上面に開口部を有する箱状の注水ケースと、この注水ケース内に前記開口部から出し入れが可能で上面が開口し底面にメッシュを設けた箱状の洗剤溶かし室と、この洗剤溶かし室の下方に設けられ洗剤給水手段からの給水を前記洗剤溶かし室のメッシュに向けて噴水するノズルを有するシャワーヘッドと、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段と、洗い、濯ぎおよび脱水の各工程の制御を行う制御手段とを備えた洗濯機において、
前記シャワーヘッドは、前記洗剤溶かし室の前記メッシュの略全面に対向する大きさでその略全面に均一に分布した多数のノズルを有し、前記シャワーヘッドと洗剤溶かし室のメッシュの間には、前記ノズルからの噴水と洗剤溶かし室からメッシュを通して流下する洗剤液により形成される液層で満たされる隙間を介在させ、
前記注水ケースは、前記シャワーヘッドにより洗剤溶かし室から溶かし出した洗剤液を前記主給水手段による給水と混合して洗濯槽に供給するように機能し、
前記制御手段は、前記洗剤溶かし室に収容される洗剤量と前記主給水手段を通過する水の流量と前記洗剤給水手段を通過する水の水温と前記洗剤給水手段の給水経過時間に応じて前記主給水手段の開閉を制御することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の洗濯機の実施の形態を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外観斜視図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿う縦断側面図である。
【００２０】
この実施の形態における全自動洗濯機は、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などからなる防振装置３によって合成樹脂製の外槽４を吊り下げ支持する構成である。外槽４は、洗濯水を溜めたり、排水したりするように機能し、この外槽４内には、ステンレス製の洗濯兼脱水槽（以下、洗濯槽と呼ぶ）５を回転自在に設ける。この洗濯槽５には、その側面に多数の脱水孔５ａを設け、上部に流体バランサ５ｂを設け、底の中央部に回転翼６を回転可能に設ける。
【００２１】
洗いおよび濯ぎ工程では洗濯槽５を静止させた状態で、回転翼６を時計方向（正）および反時計方向（逆）に繰り返し回転させる。また、脱水工程では、洗濯槽５および回転翼６を一体的にして一方向に回転させる。洗濯槽５および回転翼６の回転駆動は、駆動装置により行う。
【００２２】
駆動装置は、電動機７と、この電動機７と同軸上に配置したクラッチ装置８を備える。クラッチ装置８は、洗いおよび濯ぎ工程では回転翼６のみを回転駆動し、脱水工程では洗濯槽５と回転翼６を一体的に回転駆動するように切り換える切り換え機能を有する。この駆動装置は、外槽４の底の外面に鋼鈑製の支持板９を用いて固定する。
【００２３】
外槽４には、この外槽４内の水位を圧力に変えて水位センサ１０に伝達するエアートラップ４ａと、給水温度を電気信号に変える水温センサ１１と、この外槽４内の洗濯用水を排水する排水口４ｂを設け、エアートラップ４ａはエアーチューブ１２を介して水位センサ１０に接続し、排水口４ｂは電磁弁を使用した排水装置１３を介して排水ホース１４に接続する。
【００２４】
外枠１の上部にはトップカバー１５を設ける。このトップカバー１５は、洗濯物を出し入れする洗濯物投入口１５ａと、水道栓口１６，給水電磁弁装置１７，洗剤溶かし手段１８，風呂水ポンプ１９（後述する）等の給水用部品を収納して前記水道栓口１６と風呂水ポンプ１９の吸水口１９ａを突出させる後部収納箱１５ｂと、マイクロコンピュータ等を実装して制御処理部を構成する制御回路基板２０と前記水位センサ１０を収納し、その上面に操作パネル２１を取り付けた前部操作箱１５ｃと、前記洗濯物投入口１５ａを覆うように取り付けた開閉可能な合成樹脂製の蓋２２とを備える。
【００２５】
前部操作箱１５ｃの上面に取り付けた操作パネル２１には、図３に示すように、電源スイッチ２３，各種表示器２４ａ〜２４ｆ，各種操作ボタンスイッチ２５ａ〜２５ｉ，ブザー２６（後述する）等を配設し、使用者が操作ボタンスイッチ２５ａ〜２５ｉを使用して洗濯機を操作し、また、その動作状態を表示器２４ａ〜２４ｆとブザー２６による報知で確認できるように構成している。
【００２６】
図４は、洗濯用水の給水用部品を納めた後部収納箱１５ｂの部分の上蓋をはずした状態（図２におけるＢ−Ｂ線に沿う切断）の平面図である。
【００２７】
後部収納箱１５ｂ内の給水電磁弁装置１７は、水道栓等からのホースを接続する水道栓口１６から水道水を受水し、各種の給水制御を行う。洗剤溶かし手段１８と風呂水を洗濯槽５に供給する風呂水ポンプ１９は、前記給水電磁弁装置１７の隣に設置する。洗剤溶かし手段１８は、詳細は後述するが、注水ケース２７，洗剤投入箱２８，シャワーヘッド２９を備える。
【００２８】
給水電磁弁装置１７は、主給水電磁弁１７ａ，洗剤給水電磁弁１７ｂ，仕上げ剤給水電磁弁１７ｃを備えた３連弁である。主給水電磁弁１７ａは、主給水パイプ３０ａを介して注水ケース２７に給水するように接続する。洗剤給水電磁弁１７ｂは、洗剤給水パイプ３０ｂを介して注水ケース２７の底面に設けたシャワーヘッド２９に給水するように接続する。仕上げ剤給水電磁弁１７ｃは、仕上げ剤給水パイプ３０ｃを介して仕上げ剤投入室３１に給水するように接続する。主給水パイプ３０ａから注水ケース２７に給水した水道水は、その一部を分流して呼び水パイプ１９ｂを介して風呂水ポンプ１９に呼び水を補給するように接続する。風呂水ポンプ１９の風呂水給水パイプ１９ｃは、注水ケース２７に風呂水を給水するように接続する。
【００２９】
前記洗剤投入箱２８は、前記仕上げ剤投入室３１と洗剤溶かし室３２を並べて一体的に形成した箱状体であり、注水ケース２７の前面に洗濯物投入口１５ａに臨んで開口させた開口部から該注水ケース２７内に摺動させて挿脱自在に設置する。
【００３０】
洗剤溶かし手段１８について、図５〜図１０を用いて説明する。図５は、洗剤溶かし手段１８の縦断側面図（図４におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図）、図６は、図５におけるＤ−Ｄ線に沿う横断平面図、図７は、図５におけるＥ−Ｅ線に沿う縦断正面図、図８は、シャワーヘッド２９の縦断正面図、図９は、シャワーヘッド２９のノズルの配列の一例を示す平面図、図１０は、定流量化手段の縦断側面図である。
【００３１】
注水ケース２７と洗剤投入箱２８は、それぞれ、樹脂成型によって形成し、洗剤投入箱２８は、注水ケース２７内に摺動させて着脱可能に設置し、注水ケース２７から水平方向に引き出して洗剤や柔軟仕上げ剤を投入するように構成している。注水ケース２７の底面に設置したシャワーヘッド２９の上面と洗剤投入箱２８に設けた洗剤溶かし室３２の下面は、略等しい領域に広がる形状として隙間３３を介して対面させ、シャワーヘッド２９の後側および左右両側には通水路３４を形成する。前記隙間３３は、シャワーヘッド２９からの噴水を洗剤溶かし室３２内に導いて該洗剤溶かし室３２内の粉末洗剤を溶かして洗剤液を生成し、生成した洗剤液を流し出すための流れを規制するように機能させる。注水ケース２７の底面は、手前（洗濯物投入口１５ａ）側を低くした傾斜面に形成し、最前部には洗濯物投入口１５ａに面して開口する給水口３５を形成する。
【００３２】
洗剤投入箱２８の仕上げ剤投入室３１と洗剤溶かし室３２は、それぞれ、上面を開口させる。仕上げ剤投入室３１は、その底面をすり鉢状に成型し、最低位部にサイフォン３６を設ける。このサイフォン３６は、仕上げ剤給水パイプ３０ｃからの剤給水によって仕上げ剤投入室３１内の仕上げ剤が薄められて水位が閾値以上になると通流して該仕上げ剤を注水ケース２７の底部の通水路３４に流し出すように機能する。洗剤溶かし室３２は、その底面の略総てを樹脂製のメッシュ３７で構成する。この洗剤溶かし室３２は、筒状でも構わないし、洗剤を投入し易いようにケースの半分程度から上を広がり形状としても構わない。
【００３３】
洗剤溶かし室３２の底面のメッシュ３７のメッシュサイズは、粉末洗剤の粒が抜け落ちない程度の大きさに設定する。但し、メッシュサイズが小さすぎると、このメッシュ３７が抵抗となってシャワーヘッド２９のノズルから噴射した噴水の勢いが弱まって洗剤溶かし室３２内に入り難くなって洗剤の溶け残りが生じ易くなる。このために、メッシュサイズとしては、３０メッシュから５０メッシュが好適である（３０メッシュ：１インチに糸が３０本ある。数字が大きくなるほどメッシュサイズは小さくなる）。
【００３４】
洗剤溶かし室３２の高さは、後部収納箱１５ｂに収容できる範囲内で極力高い方が良い。これは、高さが低いとシャワーヘッド２９からの噴水によって未溶解の洗剤が洗剤溶かし室３２の上部に噴き上げられて開口部からオーバーフローするのを防止するためである。この実施の形態では、未溶解の洗剤のオーバーフローを防止するために、洗剤投入箱２８を注水ケース２７に押し込んでセットした状態で、注水ケース２７の天板部２７ａが洗剤溶かし室３２の上縁に圧接して上面の開口を塞ぐ蓋として機能するように構成する。しかし、洗剤溶かし室３２の開口部は、密閉せず、一部（この実施の形態では奥側の上縁）にスリット３２ａを設けて洗剤液のオーバーフローや通気（呼吸）ができるように開口する。
【００３５】
洗剤投入箱２８は、注水ケース２７から引き出して上方に持ち上げることで、注水ケース２７から簡単に取り外しできるように構成することにより、シャワーヘッド２９，仕上げ剤投入室３１，サイフォン３６，洗剤溶かし室３２の清掃やメンテナンス作業を容易にする。
【００３６】
シャワーヘッド２９は、洗剤溶かし室３２の底面積と略同面積のノズル面２９ａを備え、このノズル面２９ａには多数のノズル２９ｂを備える。ノズル２９ｂは、メッシュ３７の略全域に向けて噴水して洗剤溶かし室３２内に給水して洗剤を撹拌することができるように、ノズル面２９ａに略均等に分布させて設ける。
【００３７】
そのために、シャワーヘッド２９は、その内部に給水室２９ｃを設け、前記ノズル２９ｂは、前記給水室２９ｃとノズル面２９ａを連通するように垂直に設ける。給水室２９ｃは、多数のノズル２９ｂから均一に噴水できるようにするために設けたもので、この給水室２９ｃの高さは５ｍｍ以上とすることが望ましい。この給水室２９ｃは、流入口２９ｄから水平方向に洗剤給水（洗剤溶かし給水）を受水し、この給水室２９ｃ内で流れ方向を上向きに変えてノズル２９ｂから噴水させるが、この給水室２９ｃを十分な容積に形成することにより、この給水室２９ｃ内で水圧の分布を均一にして均一な噴水を実現することができる。なお、各ノズル２９ｂの穴形状は、円，楕円，角などどのような形状でも良い。また、複数本のスリット状ノズルとするように変形しても良い。
【００３８】
ノズル面２９ａとメッシュ３７の間の隙間３３は、シャワーヘッド２９からの噴水を効率良く洗剤溶かし室３２内に導き入れて該洗剤溶かし室３２内で乱流する撹拌水流を生成し、この撹拌水流で洗剤溶かし室３２内の洗剤を撹拌しながら溶かして生成した洗剤液を流出させるように機能させる。この隙間３３は、ノズル２９ｂからの噴水と洗剤溶かし室３２から流下する洗剤液によって形成する液層で満たすようにする。隙間３３に形成される液層は、シャワーヘッド２６のノズル面２９ａの周縁から注水ケース２７内の通水路３４に流れ落ちるが、隙間３３の周縁部の隙間の広さ（シャワーヘッド２９と洗剤投入箱２８の間隔の大きさ）によって制限することができる。従って、シャワーヘッド２９からの噴水量を多くすれば、隙間３３は、その周縁部を除いて液層で満たすことができる。
【００３９】
隙間３３が液層で満たされると、シャワーヘッド２９からの噴水は、水勢の横方向への分散が抑制されることから、メッシュ３７を通過して洗剤溶かし室３２内に効率良く進入し、この洗剤溶かし室３２内に留まって洗剤撹拌水流を生成する。そして、粉末洗剤を溶かして生成した洗剤液は、噴水を避けた領域からメッシュ３７を通過して隙間３３内に流下し、噴水の間を通って隙間の周縁から通水路３４に流れ落ちるようになる。
【００４０】
このように隙間３３を液層で満たし、シャワーヘッド２９からの噴水を効率良く洗剤溶かし室３２内に導き入れて強い撹拌水流を生成するためには、シャワーヘッド２９からの噴水の形態にもよるが、隙間３３は２〜３ｍｍ程度が好適である。隙間３３が広すぎると、隙間３３に滞留する水の量が多く（液層が厚く）なり、ノズル２９からの噴水の水勢がメッシュ３７に到達するまでに弱まってしまい、洗剤溶かし室３２内で十分な撹拌力が得られなくなる。また、隙間３３が狭すぎると、メッシュ３７を流下する洗剤液の量が減少し、洗剤溶かし室３２内が水で満たされてしまうことから、その後のノズル２９からの噴水が洗剤溶かし室３２内に進入し難くなるために、噴水流による洗剤撹拌力が弱くなって洗剤溶解性能が低下する。
【００４１】
シャワーヘッド２９に洗剤給水する水源となる水道水圧は、場所によって異なり、一般には、０．０３ＭＰａから０．８ＭＰａの範囲にある。従って、洗剤の溶解を安定して行うためには、最低水圧でもシャワーヘッド２９から十分な流速で噴水するようなノズル２９ｂを形成する必要がある。しかし、最低水圧で好適となるように設計したノズル２９ｂは、水圧が高い場所では噴水流量が過大になり、洗剤溶かし室３２からの未溶解洗剤の飛散や、注水ケース２７からの水漏れなどの不具合が生じる恐れがある。また、流量の違いで得られる洗剤液の濃度も異なってしまう。
【００４２】
そこで、この実施の形態では、洗剤給水流量を定量化するために、洗剤給水パイプ３０ｂ内に定流量化手段３８を設置した。この定流量化手段３８は、給水圧が高くなるに従って流路面積を狭くするように構成する。
【００４３】
この定流量化手段３８は、図１０に示すように、中央に小孔３８ａを設けた円筒部材３８ｂと、その上流側に位置するゴム製の弾性変形可能な円盤状変形部材３８ｃを備える。
【００４４】
前記円筒部材３８ｂは、洗剤給水パイプ３０ｂの内周面に隙間なく取り付け、変形部材３８ｃの外周面と洗剤給水パイプ３０ｂの内周面との間には隙間Δｄを設ける。給水円筒部材３８ｂの変形部材３８ｃ側の端面には小さな３個の突起３８ｄを設け、圧力（給水圧）がない状態では、円筒部材３８ｂと変形部材３８ｃの間に隙間ｈを形成する構成とする。
【００４５】
この定流量化手段３８では、洗剤給水は、上流側の洗剤給水電磁弁１７ｂから変形部材３８ｃの外周部の隙間Δｄを通り、隙間ｈから小孔３８ａを経て下流側のシャワーヘッド２９に流れ出る。上流側の水圧が高くなると、変形部材３８ｃが円筒部材３８ｂ側に押されて変形することにより、隙間ｈが小さくなって流路面積が減少する。従って、給水圧が高い場合の流量増加を抑制することができ、未溶解の洗剤が洗剤溶かし室３２からオーバーフローすることを防止することができることから、給水圧の影響を軽減して略同じ濃度の洗剤液を生成して供給することができる。
【００４６】
注水ケース２７は、主給水パイプ３０ａから主給水を主受水口２７ｂから分流室２７ｃに受水し、散水隙間２７ｄから通水路３４に給水すると共に呼び水給水口２７ｅから呼び水パイプ１９ｂに給水する。また、風呂水給水パイプ１９ｃから風呂水受水口２７ｆに風呂水を受水して注水ケース２７の通水路３４に供給する。
【００４７】
図１１は、マイクロコンピュータを中心にして構成した制御手段のブロック図である。
【００４８】
マイクロコンピュータ４１は、内蔵したメモリや電気的書き込みが可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ４２に記憶した制御プログラムや運転条件に従って、洗濯および脱水運転制御処理を実行する。
【００４９】
このマイクロコンピュータ４１は、商用電源から、電源スイッチ２３，降圧電源トランス４３，制御用電源回路４４を介して給電する。マイクロコンピュータ４１は、前記水位センサ１０，水温センサ１１からの検出信号を入力し、前記操作ボタンスイッチ２５ａ〜２５ｉからの操作信号を操作ボタン入力回路４５を介して入力し、洗濯および脱水運転制御処理を実行する。そして、駆動回路４６〜５２を介して前記主給水電磁弁１７ａ，風呂水ポンプ１９，排水装置１３，電動機７，クラッチ８，洗剤給水電磁弁１７ｂ，仕上げ剤給水電磁弁１７ｃを制御して洗濯および脱水運転を実行し、その動作状態を前記表示器２４ａ〜２４ｆを点灯したり前記ブザー２６を鳴らせることによって表示する。
【００５０】
前記制御用電源回路４４は、交流電圧を整流および平滑して直流電圧を出力してマイクロコンピュータ４１に供給する。また、前記各駆動回路４６〜５２は、双方向性３端子サイリスタ等の交流スイッチング素子で構成し、商用電源から電源スイッチ２３を介して受電した交流電圧をマイクロコンピュータ４１からの指示信号に従って前記主給水電磁弁１７ａ，風呂水ポンプ１９，排水装置１３，電動機７，クラッチ８，洗剤給水電磁弁１７ｂ，仕上げ剤給水電磁弁１７ｃに供給する。
【００５１】
この全自動洗濯機は、次のように動作する。
使用者が洗濯物を洗濯槽５に入れて電源スイッチ２３を投入することによって洗濯および脱水運転が可能な状態となる。
【００５２】
その後、使用者がスタートボタンスイッチ２５ａを操作すると、マイクロコンピュータ４１は、布量検出制御処理を実行する。この布量検出は、給水前で洗濯物が乾燥している状態で電動機７を所定の短時間だけ運転して回転翼６を回転駆動し、このときの到達回転速度を検出し、この検出結果に基づいて洗濯物の量を推定することにより行う。そして検出した布量（洗濯物の量）に適量の水量と洗剤量を決め（設定し）て表示器２４ｆに表示して使用者に知らせる。
【００５３】
使用者は、洗剤投入箱２８を注水ケース２７から引き出し、表示を参考にして適量の粉末洗剤を洗剤溶かし室３２に投入し、必要に応じて、柔軟仕上げ剤を柔軟仕上げ投入室３１に投入した後、洗剤投入箱２８を注水ケース２７に押し込んでセットする。
【００５４】
マイクロコンピュータ４１は、所定の時間経過すると、洗剤給水電磁弁１７ｂを開放して洗剤給水を開始する。洗剤給水電磁弁１７ｂが開放すると、水道栓口１６から供給される水道水（洗剤給水）は、洗剤給水パイプ３０ｂを通り、定流量化手段３８で定流量化されてシャワーヘッド２９の給水室２９ｃに流入し、ノズル２９ｂから上方の洗剤溶かし室３２の底面のメッシュ３７に向かって噴水する。この噴水は、メッシュ３７を通過して洗剤溶かし室３２内に進入し、この洗剤溶かし室３２内に投入されている粉末洗剤を撹拌しながら該洗剤溶かし室３２内に溜まって撹拌水流を生成する。この撹拌水流は、洗剤溶かし室３２内の粉末洗剤の全部を吹き上げて水に分散させるようにしないと、洗剤の一部が固まって溶け残る可能性が高い（特に水温が低く洗剤が溶けにくい場合）。このためには、ノズル２９ａや洗剤溶かし室３２を適切な形状にすることが必要である。これについては後述する。
【００５５】
洗剤溶かし室３２内の撹拌水流で粉末洗剤を溶かして生成した洗剤液は、メッシュ３７を通過して隙間３３に流下し、ノズルヘッド２９（隙間３３）の周縁から注水ケース２７の通水路３４に流れ出し、底面の傾斜面から給水口３５を通って洗濯槽５内の洗濯物上に流下する。洗剤溶かし室３２内の未溶解の洗剤は、噴水流で吹き上げられて洗剤液と共に流下してメッシュ３７上に沈降し、再度吹き上げられるように（洗剤溶かし室３２内で上下方向の円運動をする）撹拌されながら溶けていく。
【００５６】
洗剤溶かし室３２内の粉末洗剤の量が多い洗剤溶解初期は、メッシュ３７は未溶解の粉末洗剤で覆われている部分が多くて該メッシュ３７の実質開口面積が少ないために、メッシュ３７から流下する洗剤液の流量が少なく、洗剤溶かし室３２内の水位は上昇する。そして、洗剤溶かし室３２が洗剤給水で満杯になると未溶解の粉末洗剤を伴ってオーバーフローしてしまう。しかし、洗剤溶かし室３２の高さが十分あれば、噴水流で持ち上げられた未溶解の洗剤は洗剤溶かし室３２のスリット３２ａに至る前に沈降するために、未溶解のままでオーバーフローすることはない。しかし、一般には、洗剤溶かし手段１８を収容する後部収納箱１４ｂの大きさによって洗剤溶かし室３２の高さが制限されて十分な高さを確保することが困難であるときには、未溶解の粉末洗剤がオーバーフローする恐れがある。
【００５７】
そこで、この実施の形態では、洗剤溶かし室３２の上部の開口は、洗剤投入箱２８を注水ケース２７に押し込んでセットしたときに該注水ケース２７の天板部２７ａによって塞ぐようにしている。但し、洗剤溶かし室３２の上部の開口を塞いでしまうと、水温や洗剤の種類，量によっては、次のような問題が生じることがある。すなわち、洗剤溶かし室３２の上部開口を塞ぐことによってオーバーフローは防止することができるが、洗剤溶かし室３２内が洗剤給水で満たされてしまうと、その後にノズル２９ｂからの噴水がメッシュ３７を通過して洗剤溶かし室３２内に流入し難くなることから、洗剤溶かし室３２内の撹拌水流の水勢が弱まって洗剤が固まってしまうことがある。
【００５８】
これを防ぐために、この実施の形態では、洗剤溶かし室３２の上縁に、少量の洗剤液をオーバーフローさせるためのスリット３２ａを設けている。このスリット３２ａは、洗剤給水開始初期には、洗剤溶かし室３２内を排気して噴水の進入を容易にするように機能し、洗剤溶かし室３２内が給水（洗剤液）で満たされた場合にはその一部をオーバーフローさせることにより、その後の噴水の進入を容易にして洗剤溶かし室３２内の撹拌水流の水勢の弱まりを軽減するように機能し、洗剤溶解が確実に行えるようにする。スリット３２ａは、大きすぎると未溶解の粉末洗剤が流出するために、最小限の大きさとする（スリット３２ａの開口幅は０．５〜１ｍｍ程度とするのが良い）。
【００５９】
洗剤溶かし室３２内の粉末洗剤の溶解が進行するに従い、メッシュ３７は、未溶解の洗剤で覆われる部分が減少して実質開口面積が増加していくために、メッシュ３７から流下する洗剤液の流量が多くなり、洗剤溶かし室３２内の水位は低下していく。そして、流入する噴水量と流下する水量が等しくなったところで、水位を略一定に保った状態で噴水の噴流によって粉末洗剤を撹拌し、粉末洗剤を効率良く溶かし出す。
【００６０】
ノズル２９ｂからの噴水は、メッシュ３７を下から上に向かって通過して洗剤溶かし室３２内に流れ込んで洗剤溶かし室３２の下から上へ向かって流れ、粉末洗剤を溶解して生成した洗剤液は、メッシュ３７を上から下へ向かって流れるようになる。このために、メッシュ３７に付着しようとする未溶解の洗剤は、ノズル２９ｂからの噴水によって洗われることになり、メッシュ３７が粉末洗剤によって目詰まりすることがない。
【００６１】
洗剤溶かしが終了したならば、洗剤給水電磁弁１７ｂを閉じる。洗剤溶かし終了の判断は、洗剤溶かし室３２に投入された粉末洗剤の量とこれを溶かし終えるのに要する洗剤給水時間を予め定めておき、布量検出に基づいて決めて表示した量の粉末洗剤が洗剤溶かし室３２内に投入されているものと仮定し、この粉末洗剤を溶かすのに要する時間管理で行うようにする。また、注水ケース２７の通水路３４を流れる給水に洗剤成分が含まれているか否かを検出する検出器（例えば電導度センサを設ける）で行うようにしても良い。
【００６２】
次に、マイクロコンピュータ４１は、主給水電磁弁１７ａを開き、洗い水の給水を開始する。そして、水位センサ１０からの水位検出信号に基づいて洗濯槽５（外槽４）内の水位を監視し、布量検出結果に基づいて設定した水位まで給水されたことを検出すると、主給水電磁弁１７ａを閉じて給水を停止させる。そして、回転翼６を正逆転させて洗濯物を撹拌する洗い工程を開始する。その後の洗濯および脱水工程は、通常の全自動洗濯機と同様であるので、説明を省略する。
【００６３】
洗剤溶かし室３２内で粉末洗剤の溶け残りがなく、短時間で粉末洗剤を溶かし出すためには、シャワーヘッド２９と洗剤溶かし室３２を適切に構成することが必要である。特に、ノズル２９ｂから噴出する噴水の流速とノズル２９ｂの分布密度が重要であり、流速は４ｍ／ｓ以上、密度は２．５〜３．５個／ｃｍ^２程度が好適である。また、目詰まりや加工性を考慮すると、ノズル２９ｂの穴径は、０．５ｍｍ以上であることが望ましい。洗剤溶かし室３２への粉末洗剤の投入し易さを考慮すると、洗剤溶かし室３２は、６０ｍｍ角より大きい方が良い。また、洗濯機の後部収納箱１５ｂ内への搭載を考慮すると、シャワーヘッド２９と洗剤溶かし室３２（洗剤投入箱２８）を合わせた高さは、可及的に低い方が良い。
【００６４】
一例として、洗濯容量８ｋｇの全自動洗濯機（高水位が６８リットルの給水量に相当）に適用した場合について述べる。シャワーヘッド２９の高さは２０ｍｍ、ノズル２９ｂは穴径０．５ｍｍ、穴数１０４個とし、洗剤溶かし室３２は６０ｍｍ角の立方体とした。ノズル２９ｂからの噴水の流速を４ｍ／ｓとするための流量は５リットル／ｍｉｎとなり、従って、定流量化手段３８は、給水圧に影響されずに略５リットル／ｍｉｎの流量となる仕様である。
【００６５】
図１２は、この仕様の洗剤溶かし手段１８によって得られる洗剤液（洗剤溶かし室３２から流下する洗濯液）の濃度変化を示す特性図である。この特性は、高水位（洗い水量６８リットル、粉末洗剤量４５ｇ）と最低水位（洗い水量２４リットル、粉末洗剤量１６ｇ）における洗剤溶かし時間と洗剤液の濃度の関係である。洗剤濃度は、標準濃度（洗剤メーカの推奨濃度：水３０リットルに粉末洗剤２０ｇを溶かしたときの濃度）の倍数で示している。水温は、冬場の最も厳しい条件である５℃の場合である。
【００６６】
洗剤溶解開始直後の洗剤液の濃度は、洗剤量４５ｇの場合には、標準濃度に比べ３０倍程度である。溶解時間の経過（洗剤の溶解が進む）に伴って濃度が低下し、総てが溶けると濃度が０となる。また、洗剤液の濃度は、洗剤溶かし室３２内に投入した粉末洗剤の量でも変わり、投入した洗剤量が多いほど洗剤液の濃度が高くなる。
【００６７】
洗剤液の濃度が高くなるほど、洗剤液中の界面活性剤の浸透作用や乳化作用、洗剤液のアルカリ剤成分の作用（遊離脂肪酸汚れのけん化、油汚れの乳化分散）によって洗濯物（衣類）内の汚れが浮き出してくるために、汚れが取れ易くなる。市販されている、衿・袖汚れ用のプレケア洗剤は、この効果を狙ったものである。予めプレケア洗剤を衿や袖に塗ってから、洗濯機で普通に洗うことで、汚れが取れ易くなる。
【００６８】
一方、添加剤として蛍光増白剤や漂白剤を含む粉末洗剤では、高濃度の蛍光増白剤や漂白剤のために洗濯物の色むらや色落ちが発生する可能性がある。高い洗浄力を維持したままで、このような色むらや色落ちを防ぐためには、洗剤液の濃度を標準濃度に比べ６〜１０倍程度にすることが望ましい。
【００６９】
洗剤液の濃度を標準濃度の６〜１０倍に制御して洗濯物に散布すれば、上述のプレケア洗剤と同様の効果を発揮し、洗濯機の回転翼６の撹拌力を弱くして機械力を小さくしても高い洗浄力が得られる。そこで、洗剤溶かし手段１８で生成する洗剤液の濃度を標準濃度の６〜１０倍の濃度にする方法について説明する。
【００７０】
図１２から、洗剤量１６ｇの場合には、洗剤溶解を開始すると洗剤濃度が約１０倍から始まるので濃度調整の必要はない。しかしながら、洗剤量４５ｇの場合には、洗剤濃度約３０倍から始まり２０秒後に濃度約１０倍になるので、洗剤溶解開始から２０秒間だけは濃度調整を行う。この洗剤濃度調整は、洗剤給水電磁弁１７ｂを開放して洗剤溶かし給水を開始すると略同時に主給水電磁弁１７ａも開放して注水ケース２７に給水し、洗剤溶かし室３２から流下する洗剤液を注水ケース２７内の通水路３４で混合して薄めることにより実現する。そして、洗剤溶解開始から２０秒経過して洗剤液の濃度が低下したならば主給水電磁弁１７ａを閉じ、洗剤給水のみを行って洗剤液を生成して供給するようにすれば良い。
【００７１】
図１４は、このような給水を行うための各給水電磁弁１７ａ，１７ｂの開閉制御のタイムチャートを示している。
【００７２】
混合する給水流量は、濃度３０倍の洗剤液を１０倍にすれば良いので、洗剤給水流量の２倍程度の流量で主給水電磁弁１７ａから注水ケース２７に給水すれば良い。例えば、洗剤給水流量は５リットル／ｍｉｎであるので、主給水電磁弁１７ａから注水ケース２７への給水流量は１０リットル／ｍｉｎとする。濃度調整された洗剤液の濃度は、洗剤溶解初期では約１０倍となるが、２０秒経過すると約３倍になってしまう。そこで、洗剤溶かし室３２から通水路３４に流下する洗剤液の濃度が約２０倍になったならば、主給水電磁弁１７ａからの給水流量を５リットル／ｍｉｎに制限する。このようにすることで、洗剤溶解開始から２０秒後の洗剤液の濃度は約６倍となり、最適な条件で洗濯物に散布することができる。主給水電磁弁１７ａによる給水流量を１０リットル／ｍｉｎから５リットル／ｍｉｎにするには、例えば主給水電磁弁１７ａを間欠的に開閉制御することによりその平均流量が所望の水量となるようにすれば良い。
【００７３】
また、図１３に示すように、水源である水道の水圧により給水流量が変化するために、主給水電磁弁１７ａの開時間と閉時間は、水圧（給水流量）に応じても変える必要がある。
【００７４】
給水流量の検知方法を説明する。水位センサ１０の検出信号を参照してゼロ点水位からそれよりも高く、設定可能な最低水位よりも低い水位までの給水時間Ｔを計測する。給水時間Ｔは、給水流量Ｑが大きいほど短くなる反比例関係にあることから、給水時間Ｔから給水流量Ｑを知ることができる。詳細に見ると、同じ給水流量でも洗濯物の量により若干差があるが、実用上は平均値を使用すればよい。給水時間Ｔと給水流量Ｑの関係は、予めマイクロコンピュータ４１に記憶しておき、給水時間Ｔから求められる給水流量ＱをＥＥＰＲＯＭ４２に記憶する。
【００７５】
このように、洗剤量，溶解時間，洗剤液の濃度の関係や給水時間と給水流量の関係を予めテーブル化してマイクロコンピュータ４１の内部メモリやＥＥＰＲＯＭ４２に記憶させ、これを利用して給水電磁弁の開時間と閉時間を制御することで、適正な濃度の洗剤液を得ることができる。そして、この洗剤液を洗濯物上に散布して浸透させることで、洗濯物の色むらや色落ちを発生させずに、高い洗浄力を有する洗濯機を実現することができる。なお、マイクロコンピュータ４１のメモリを節約するために、溶解時間や給水時間に閾値を設定し、テーブルデータ量を減少させるようにしてもよい。
【００７６】
更に、図１５に示すように、洗剤溶解終了後にも洗剤給水電磁弁１７ｂを主給水電磁弁１７ａによる洗い水給水中にも開放したままとしても良い。このようにすれば、両方の給水電磁弁１７ａ，１７ｂから洗い水を給水することになって給水流量が増加するので、給水時間を短縮することができる。また、洗剤溶かし室３２への給水時間が長くなるので、冬場など水温の低いときのように洗剤溶解に長時間を要する場合には効果的である。このような水温に応じた給水制御は、水温センサ１１からの検出信号を参照し、水温が低いとき（例えば１０℃以下のとき）には洗剤給水電磁弁１７ｂからも洗い水を給水して該洗剤給水電磁弁１７ｂからの給水時間を長くするように制御する構成とすれば良い。
【００７７】
図１６は、洗剤溶かし室３２の底部のメッシュ３７のクリーニングを実行する制御処理のタイムチャートである。
【００７８】
洗剤溶解終了までは、図１４と同様である。洗剤給水電磁弁１７ｂを閉じると、洗剤溶かし室３２とシャワーヘッド２９の隙間３３には、表面張力で水が溜まったままとなる。この溜り水を放置すると、残留している洗剤があるとこれを溶かし出す。そして、残留洗剤を溶かし出した残留水が濯ぎ水を給水するときに通水路３４を流れる濯ぎ給水に混入すると、洗濯槽５に給水する濯ぎ水に洗剤成分が混入することになる。従って、この隙間３３内で残留洗剤を溶かし出した残留水は、洗い工程中に排出することが望ましい。
【００７９】
この残留洗剤を溶かし出した残留水の排出は、洗い水を排水する前まで（もしくは排水中）に洗剤電磁給水弁１７ｂを５〜２０秒間開放する制御を行ってクリーニング給水することによって実現することができる。このようなタイミングで洗剤給水電磁弁１７ｂを開放することにより、シャワーヘッド２９からの噴水が隙間３３で残留洗剤を溶かし出した残留水を注水ケース２７へ流し出し洗濯槽５内の洗い水中に流し入れることができる。このように隙間３３内の残留水を流し出すためのクリーニング給水は、洗い水の給水後から洗い工程終了までであれば何時でも良いが、残留水の放置時間をなるべく長くして洗い水排水直前または排水中に行うことで残留洗剤をより良く溶かしてメッシュ３７をきれいに保つことができるようになる。
【００８０】
図１５および図１６は、洗剤濃度調整を行う場合の制御を例示しており、濃度調整を行わない場合は、洗剤溶解時に主給水電磁弁１７ａは開閉しない。
【００８１】
【発明の効果】
本発明は、洗剤溶かし室の底のメッシュとその下に対向するように設けたシャワーヘッドの間の隙間をノズルからの噴水と洗剤溶かし室からメッシュを通して流下する洗剤液により形成される液層で満たされるように構成し、ノズルからの噴水を効率良く洗剤溶かし室内に導入して該洗剤溶かし室内に滞留させると共に撹拌水流を生成して洗剤を効率良く溶かし出すようにしたことにより、粉末洗剤を効率良く溶かして洗濯槽に供給することができる簡単な構造で低コストでコンパクトな洗剤溶かし手段を備えた洗濯機とすることができる。
【００８２】
また、洗剤溶かし室で粉末洗剤を溶かして生成した洗剤液を適度な高濃度に調整して洗濯物に散布して浸透させることができるように構成したので、洗剤の化学的洗浄力を有効に活用して洗浄率を向上することができる。
【００８３】
しかも、前記洗剤溶かし室は、注水ケースから簡単に取り外すことができるので、清掃や修理作業が容易な洗剤溶かし手段とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す全自動洗濯機の外観斜視図である。
【図２】図１に示した全自動洗濯機のＡ−Ａ線に沿う縦断側面図である。
【図３】図１に示した全自動洗濯機の操作パネルの平面図である。
【図４】図１に示した全自動洗濯機の後部収納箱の内部を示す図２におけるＢ−Ｂ線に沿う横断平面図である。
【図５】図１に示した全自動洗濯機の洗剤溶かし手段を示す図４におけるＣ−Ｃ線に沿う縦断側面図である。
【図６】図５に示した洗剤溶かし手段のＤ−Ｄ線に沿う横断平面図である。
【図７】図５に示した洗剤溶かし手段のＥ−Ｅ線に沿う縦断正面図である。
【図８】図５に示した洗剤溶かし手段におけるシャワーヘッドの縦断正面図である。
【図９】図５に示した洗剤溶かし手段におけるシャワーヘッドのノズルの配置例を示す平面図である。
【図１０】図４に示した洗剤溶かし手段における定流量化手段の縦断側面図である。
【図１１】図１に示した全自動洗濯機の電気接続を示すブロック図である。
【図１２】図１に示した全自動洗濯機における洗剤溶かし時の洗剤濃度変化を示す特性図である。
【図１３】図１に示した全自動洗濯機における給水圧と給水流量の関係を示す特性図である。
【図１４】図１に示した全自動洗濯機における各給水電磁弁の開閉タイミングの一例を示すタイムチャートである。
【図１５】図１に示した全自動洗濯機における各給水電磁弁の開閉タイミングのたの例を示すタイムチャートである。
【図１６】図１に示した全自動洗濯機における各給水電磁弁の開閉タイミングの更に他の例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
４…外槽、５…洗濯兼脱水槽（洗濯槽）、１０…水位センサ、１５…トップカバー、１５ｂ…後部収納箱、１５ｃ…前操作箱、１６…水道栓口、１７…給水電磁弁装置、１７ａ…主給水電磁弁、１７ｂ…洗剤給水電磁弁、１７ｃ…仕上げ剤給水電磁弁、１８…洗剤溶かし手段、２０…制御回路基板、２３…電源スイッチ、２４ａ〜２４ｆ…表示器、２８ａ〜２５ｉ…操作ボタンスイッチ、２７…注水ケース、２７ａ…天板部、２８…洗剤投入箱、２９…シャワーヘッド、２９ａ…ノズル面、２９ｂ…ノズル、２９ｃ…給水室、３２…洗剤溶かし室、３３…隙間、３４…通水路、３５…吸水口、３７…メッシュ、３８…定流量化手段、４１…マイクロコンピュータ。

Claims (5)

1. 洗濯物を入れる洗濯槽と、この洗濯槽に給水する給水手段と、粉末洗剤を溶かして前記洗濯槽内に供給する洗剤溶かし手段と、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段とを備え、前記洗剤溶かし手段は、前記給水手段の給水経路の途中に設けられ前面もしくは上面に開口部を有する箱状の注水ケースと、この注水ケース内に前記開口部から出し入れが可能で上面が開口し底面にメッシュを設けた箱状の洗剤溶かし室と、この洗剤溶かし室の下方に設けられて該洗剤溶かし室の前記メッシュに向けて噴水するノズルを設けたシャワーヘッドとを備えた洗濯機において、
   前記シャワーヘッドは、前記洗剤溶かし室の前記メッシュの略全面に対向する大きさでその略全面に均一に分布した多数のノズルを有し、前記シャワーヘッドと洗剤溶かし室のメッシュの間には、前記ノズルからの噴水と洗剤溶かし室からメッシュを通して流下する洗剤液により形成される液層で満たされる隙間を介在させたことを特徴とする洗濯機。
2. 請求項１において、前記注水ケースは、洗剤溶かし室が押し入れられたときに該洗剤溶かし室の開口を塞ぐ蓋となる天板部を備え、前記洗剤溶かし室の側壁上部に開口を設けたことを特徴とする洗濯機。
3. 請求項１または２において、前記給水手段は、前記注水ケース内に直に給水する主給水手段と、前記シャワーヘッドに給水する洗剤給水手段を備え、前記シャワーヘッドによる給水で前記洗剤溶かし室から溶かし出した洗剤液を前記注水ケース内で前記主給水手段による給水と混合することを特徴とする洗濯機。
4. 請求項３において、前記洗剤給水手段は、この洗剤給水手段への給水圧が高いほど流路面積が小さくなる定流量化手段を備えたことを特徴とする洗濯機。
5. 洗濯物を入れる洗濯槽と、この洗濯槽に洗濯水を給水する主給水手段と、この主給水手段の給水経路の途中に設けられて前記洗濯槽の上方に開口する給水口と前面もしくは上面に開口部を有する箱状の注水ケースと、この注水ケース内に前記開口部から出し入れが可能で上面が開口し底面にメッシュを設けた箱状の洗剤溶かし室と、この洗剤溶かし室の下方に設けられ洗剤給水手段からの給水を前記洗剤溶かし室のメッシュに向けて噴水するノズルを有するシャワーヘッドと、前記洗濯槽内の水を排水する排水手段と、洗い，濯ぎおよび脱水の各工程の制御を行う制御手段とを備えた洗濯機において、
   前記シャワーヘッドは、前記洗剤溶かし室の前記メッシュの略全面に対向する大きさでその略全面に均一に分布した多数のノズルを有し、前記シャワーヘッドと洗剤溶かし室のメッシュの間には、前記ノズルからの噴水と洗剤溶かし室からメッシュを通して流下する洗剤液により形成される液層で満たされる隙間を介在させ、
   前記注水ケースは、前記シャワーヘッドにより洗剤溶かし室から溶かし出した洗剤液を前記主給水手段による給水と混合して洗濯槽に供給するように機能し、
   前記制御手段は、前記洗剤溶かし室に収容される洗剤量と前記主給水手段を通過する水の流量と前記洗剤給水手段を通過する水の水温と前記洗剤給水手段の給水経過時間に応じて前記主給水手段の開閉を制御することを特徴とする洗濯機。

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