JP3755984B2 - 洗濯機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は洗い、すすぎ、脱水が同一の洗濯兼脱水槽で行われる洗濯機に関し、特に脱水時における洗濯機の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の洗い、すすぎ、脱水を同一の洗濯兼脱水槽で行う洗濯機において、洗い後の脱水時に洗濯物に残留する洗剤によって回転する洗濯兼脱水槽とその外周を覆う水槽との隙間に泡を発生する。この泡の発生量が排水口から水槽外に排出される泡の量よりも多い場合に前記隙間に泡が充満し、洗濯兼脱水槽の回転に対して抵抗となるいわゆる泡拘束が生じていた。泡拘束は残留する洗剤量に適した洗濯兼脱水槽の回転数よりも回転数が高い時に発生し、泡拘束が発生すると洗濯兼脱水槽の回転数が所望値まで上昇しないことによって脱水効果を低下させるため、特開平5−7689号公報や特開平5−49782号公報などに泡拘束に対する回避手段が開示されている。
【0003】
特開平5−7689号公報においては、泡拘束を洗濯兼脱水槽を回転させるモータの回転数の単位時間当たりの増加量によって検知し、脱水工程を中止して泡や残水を水槽外へ排出後再度脱水工程を行うものである。また、特開平5−49782号公報においては、泡拘束をモータの回転数が所定時間内に所定回転数に到達したか否かによって検知し、脱水工程を中止して泡や残水を水槽外へ排出後再度すすぎ工程と脱水工程を行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法によると脱水工程の初期に泡拘束が発生した場合、モータの回転数が低いために泡拘束による抵抗を有しながらも回転数が増加するので、ある程度の回転数に到達するまで泡拘束を検知できないことや、所定時間経過するまで泡拘束を検知できないなどの不具合が生じる。このため無駄な洗濯時間を必要とするだけでなくモータに対する過負荷の要因になっていた。
【0005】
また、インバータ装置制御によるDCブラシレスモータなどを使用して洗濯兼脱水槽を回転させた場合においては、従来のコンデンサラン型の誘導モータに比べてトルクが大きいため泡拘束が発生しても回転数が低下せず、回転数の検出によって泡拘束を検知できないためモータに対して過負荷がかかり故障などの要因となる場合もあった。
【0006】
本発明は、泡拘束の発生を未然に防止するように制御し、あるいは泡拘束が発生しても速やかに検知して回避するように制御することで洗濯時間の増大を防ぎ、モータの過負荷を防止するような洗濯機を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、洗濯物が入れられる洗濯兼脱水槽が回転して洗い、すすぎ、脱水を行う洗濯機において、洗い後に第1の脱水、第1のすすぎ、第2の脱水、第2のすすぎを行うとともに第1の脱水時において最大の第1回転数で前記洗濯兼脱水槽が回転する期間を有し、第2の脱水時において前記洗濯兼脱水槽が前記第1回転数以上の第2回転数で回転する期間を有するとともに、前記第1、第2の脱水時において前記洗濯兼脱水槽が前記第1回転数で回転するより前に前記第1回転数よりも低速な回転数で回転する低速回転期間を有し、前記第2の脱水時における前記低速回転期間よりも、前記第1の脱水時における前記低速回転期間が長いことを特徴としている。
【0008】
この構成によると、洗い後比較的高速な第1回転数で洗濯兼脱水槽が回転して泡を多く含んだ洗濯物の脱水が行われる。次にすすぎが行われ第1回転数よりも高速な洗濯兼脱水槽の回転数で泡を多く含まない洗濯物の脱水が行われる。
【0010】
また、洗い後第1の脱水が行われ洗濯兼脱水槽が低速な回転数から高速な第1回転数に切り換えられて泡を多く含んだ洗濯物が脱水される。次に、すすぎが行われた後第2の脱水が行われ洗濯兼脱水槽が低速な回転数から第1回転数よりも高速な回転数に切り換えられて泡を多く含んだ洗濯物が脱水される。この時第1の脱水時の低速回転期間は第2の脱水時の低速回転期間よりも長くなっている。
【0011】
また本発明は、上記構成の洗濯機において、前記洗濯兼脱水槽内の洗濯物の量を検知する洗濯量検知手段を有し、第1、第2の脱水時における前記低速回転期間が洗濯物の量によって自動的に設定されるようになっている。この構成によると、洗い時に洗濯量検知手段によって洗濯物の量を予め検知しておく。そして洗濯物の量によって実験的に得られた最適な第1、第2の脱水時の低速回転の時間をデータベースより抽出してその時間で低速回転の脱水が行われる。
【0012】
また本発明は、上記構成の洗濯機において、第1、第2の脱水時における前記低速回転期間を使用者が設定可能な設定手段を備えている。この構成によると、洗濯物の量や種類によって実験的に得られた最適な第1、第2の脱水時の低速回転の時間をデータベースより抽出して表示し、使用者が適切な条件を選択してその時間で低速回転の脱水が行われる。
【0013】
また本発明は、上記構成の洗濯機において、前記洗濯兼脱水槽を回転させるモータに流れる電流を検知する電流検知手段を有し、脱水時の該電流値が所定値以上の時に前記洗濯兼脱水槽の回転を停止し前記洗濯兼脱水槽内の水を排水後脱水あるいはすすぎを行うようになっている。
【0014】
この構成によると、脱水時に泡拘束に陥ったことを洗濯兼脱水槽を回転させるモータに流れる電流によって検知し、洗濯兼脱水槽を停止して排水後再度すすぎ工程あるいは脱水工程が行われる。
【0017】
また本発明は、上記構成の洗濯機において、洗濯物が入れられる洗濯兼脱水槽が回転して洗い、すすぎ、脱水を行う洗濯機において、前記洗濯兼脱水槽を回転させるモータに流れる電流を検知する電流検知手段を有し、脱水時の該電流値が所定値以上の時に前記モータの回転数を維持または低下させるようになっている。
【0018】
この構成によると、脱水時に泡拘束に陥ったことを洗濯兼脱水槽を回転させるモータに流れる電流によって初期の段階で検知し、モータの回転数を維持または低下させてモータに負荷を与えずに洗濯兼脱水槽を回転させて脱水工程が行われる。この時泡の発生が抑制されるとともに発生した泡が水槽外へ排出されるので適当な時間が経過すると泡拘束が解消される。
【0023】
また本発明は、前記モータの回転数を維持または低下させて所定の駆動時間経過後、前記電流値が前記所定値以上の時に前記洗濯兼脱水槽の回転を停止し前記洗濯兼脱水槽内の水を排水後脱水あるいはすすぎを行うようにしている。
【0024】
この構成によると、脱水時に泡拘束に陥ったことを洗濯兼脱水槽を回転させるモータに流れる電流によって初期の段階で検知し、モータの回転数を維持または低下させてモータに負荷を与えずに洗濯兼脱水槽を回転させて脱水工程が行われる。その後所定の駆動時間経過しても電流が低下しない場合に洗濯兼脱水槽の回転を停止し前記洗濯兼脱水槽内の水を排水後脱水あるいはすすぎが行われる。
【0025】
また本発明は、前記すすぎ方法は注水すすぎとしている。この構成によると、脱水時に泡拘束に陥ったことを洗濯兼脱水槽を回転させるモータに流れる電流によって初期の段階で検知し、モータの回転数を維持または低下させてモータに負荷を与えずに洗濯兼脱水槽を回転させて脱水工程が行われる。その後所定の駆動時間経過しても電流が低下しない場合に洗濯兼脱水槽の回転を停止し前記洗濯兼脱水槽内の水を排水後、注水すすぎが行われる。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる洗濯機の実施形態を図1に示す側面断面図を参照して説明する。同図において、洗濯機30は外箱1に覆われ、外箱1の内部には水槽2が防振機構部3によって吊り下げて固定されており、水槽2の内部に洗濯兼脱水槽4が設けられている。水槽2の下部にはモータ7が設けられ、モータ7の回転がモータプーリ9、Vベルト10を介してセンタープーリ11に伝えられる。
【0027】
このセンタープーリ11と連結する機構部8の先端は水槽2内に突出し、攪拌翼5と前記洗濯兼脱水槽4とが取り付けられ、クラッチ12及び機構部8によって洗い時には攪拌翼5が回転し、脱水時には洗濯兼脱水槽4が回転するように切り換えられるようになっている。モータ7の上方にはモータ7の回転数を検知する回転数検知装置23が設けられている。
【0028】
また水槽2の下方端部には排水口2aが設けられ、排水弁13と排水ホース14が取り付けられている。外箱1の上部は上面板19で覆われている。その上面板19後方には水槽2と連結した水位センサ17、水槽2に給水する給水弁18が設けられ、前方には操作部20が設けられている。操作部20には制御回路21が上面板19背面側に取り付けられている。
【0029】
また、図2は上記洗濯機30の制御回路21による制御方法を示すブロック図である。同図において図1と同じ部材については同一の符号を付している。同図によると、操作部20に設けられた釦入力部24から洗濯条件のコースなどが設定されると、制御回路21内のマイクロコンピュータ22が内蔵されたプログラムに応じて洗濯が行われる。水位センサ17の情報はマイクロコンピュータ22に送られスイッチング手段27によって給水弁18と排水弁13の開閉の制御を行う。
【0030】
また、回転数検知装置23からモータ7の回転数の情報がマイクロコンピュータ22に送られ、インバータ制御装置26はマイクロコンピュータ22からの制御信号に基づいてモータ7の回転数の制御できるようになっている。この時電流検知装置28によってモータ7に流れる電流が、マイクロコンピュータ22に送られる。このモータ7にはDCブラシレスモータが使用されており、駆動信号のパルス幅Wまたは周期Tを変えることでデューティーサイクル(=W/T)が変わり、パルス幅変調によって印加される電圧が制御され回転数を制御することができるようになっている。
【0031】
このような洗濯機30において、使用者が洗濯兼脱水槽4に洗濯物を投入し、操作部20に設けられたスタートスイッチ(不図示)を動作させるとモータ7によって攪拌翼5が低速で回転する。この時に洗濯物の量が多い場合はモータ7の負荷が大きいのでモータ7に流れる電流を電流検知手段28によって検知して洗濯物の量を判定することができる。モータ7がコンデンサラン型の誘電モータの場合は回転数検知装置23によって洗濯物の量を判定でき、また洗濯物の重量を測定しても洗濯物の量を判定できる。
【0032】
次に給水弁18が開いて水槽2に給水され上記洗濯量によって適切な水位まで給水されると給水弁18が閉じられ、攪拌翼5が反転駆動して1〜2分洗いが行われ攪拌翼5が停止される。その後水槽2内の水位を水位センサ17によって検知し水位の低下量によって洗濯物の布質を判断する。洗濯物に綿などの衣類が多いと吸水率が高く水位の低下が大きいが、化繊などの衣類が多いと吸水率が小さいため水位の低下が小さい。これによって洗濯物の布質を判断し、洗濯物の量と洗濯物の布質に適した洗い時間、すすぎ時間、脱水時間を決定して洗濯が行われる。
【0033】
脱水時においてモータ7の回転は洗濯兼脱水槽4を駆動し洗濯兼脱水槽4の回転数は図3のように制御される。図3において縦軸は洗濯兼脱水槽4の回転数を示し、横軸は脱水時間を示している。同図によると1回の脱水に対して低速回転が2段階の回転数x1,x2でそれぞれt1,t2の期間行われ、高速回転数x3に切り換えられてt3の時間だけ脱水が行われた後モータ7が停止され洗濯兼脱水槽4が慣性によって回転して停止する。
【0034】
図4は洗濯兼脱水槽4の回転数を図3に示すような制御方法で制御したときの洗い後の脱水工程(以下「脱水1工程」という)と1回目のすすぎ後の脱水工程(以下「脱水2工程」という)の条件を示している。脱水1工程では第1、第2の低速回転数x1、x2は250rpm、500rpmであり、高速回転数x3は800rpmである。脱水2工程では第1、第2の低速回転数x1、x2は300rpm、600rpmであり、高速回転数x3は1000rpmである。
【0035】
このように洗濯物に洗剤が含まれている脱水1工程時において高速回転数x3(800rpm)を低くすると泡の発生を抑制でき泡拘束の発生を低減させることができる。脱水2工程時においては洗濯物にほとんど洗剤が残っていないため高速回転数x3を高くして脱水効果を向上させるようにする。なお図5に示すように脱水1工程の高速回転期間t3の終了時近くにおいて一時的に脱水2工程の高速回転数x3と同じか、より高い回転数で回転させても同様の効果が得られる。図5において縦軸は洗濯兼脱水槽4の回転数を示し、横軸は脱水時間を示している。
【0036】
また、図5において脱水1工程の高速回転数x3よりも低速な低速回転数x1,x2(250,500rpm)の期間t1,t2を50秒程度に長くすると泡の発生を抑制しながら洗剤を含んだ水を脱水し、泡拘束の発生を低減させることができる。脱水2工程時においては上記と同様に洗濯物にほとんど洗剤が残っていないため脱水1工程の高速回転数x3(800rpm)よりも低速な低速回転数x1’,x2’(300,600rpm)の期間t1’,t2’を30秒程度まで短くしても泡拘束は発生せず、洗濯時間を短縮することができる。
【0037】
前述したように、洗濯物の量と洗濯物の布質とを判断して自動的に決められる脱水工程の条件は、例えば図6に示すような条件が設定される。図6の(a)は洗濯物が少量で吸水量の少ない化繊などの場合の脱水条件を示し、(b)は洗濯物が満量で吸水量の多い綿などの場合の脱水条件を示している。
【0038】
洗濯物が少量で吸水量の少ない化繊などの場合は洗濯物が満量で吸水量の多い綿などの場合に比して泡拘束が発生しにくいので、脱水1及び脱水2工程時の低速回転数x1,x1の期間t1,t2を30秒乃至20秒程度に短くしてもよく、洗濯時間を短縮することができる。この場合においても高速回転数x3を脱水1工程時に800rpmまで低くし、低速回転数の期間t1,t2を脱水1工程時に脱水2工程時よりも長くすることで泡拘束の発生を抑制するようになっている。
【0039】
また、図7に示すような予め記憶された脱水条件を使用者が操作部20(図1参照)で選択するようにしてもよい。図7の(a)は標準の衣類の「標準コース」における脱水条件を示し、(b)は毛布や布団など極端に吸水量の多い場合などの「毛布コース」における脱水条件を示す。また前述の図6の(a)に示すような脱水条件を例えば「短縮コース」などの名称で選択できるようにしてもよい。
【0040】
「毛布コース」においては吸水量が多いために洗い後残留する洗剤が多いので泡拘束が発生しやすい。このため脱水2工程時の低速回転数の期間t1,t2を60秒程度に長くし、さらに脱水1工程時には75乃至90秒としてより長くすることで泡拘束の発生を抑制するようにしている。
【0041】
次に、前述の図1に示す洗濯機の脱水時において、上記のように洗濯兼脱水槽4の回転数や低速回転時間を最適にしてもなお泡拘束が発生した場合の回避方法について説明する。泡拘束が発生したときにDCブラシレスモータはトルクが大きいので回転数が低下しない。しかし、電流検知手段28(図2参照)により検知されるモータ7に流れる電流値は過負荷のかかっていないときの電流値よりも高くなるので泡拘束の発生を検知することができるようになっている。
【0042】
泡拘束を検知するとこれを回避するために、洗濯兼脱水槽4の回転数が高速回転時には回転数を低下させ、低速回転時には高速回転に移行させずに回転数を維持あるいはモータ7の負荷に応じてさらに回転数を低下させるようにしている。これにより洗濯兼脱水槽4の回転によって生じる泡の量を増加させずに既に発生した泡を水槽2外に排水させる。モータ7の負荷が軽減されてモータ7に流れる電流が低下すると元のプログラムに戻って脱水を行うようにする(以下「第1の回避方法」という)。
【0043】
また、泡拘束を検知すると、モータ7への給電を停止し、洗濯兼脱水槽4を慣性力によって泡拘束による抵抗に応じた回転数で洗濯兼脱水槽4を回転させるようにしてもよい(以下「第2の回避方法」という)。このときモータ7に電流が流れていないため泡拘束が解消されたか否かを判断できないので、モータ7の停止時間は洗濯物の量や布質によって予め記憶されたデータに基づいて設定することで実現できる。
【0044】
また、泡拘束を検知すると、洗濯兼脱水槽4の回転を停止し、排水後再度脱水を行うようにしてもよいし(以下「第3の回避方法」という)、洗濯兼脱水槽4の回転を停止し、排水後再度すすぎ、脱水を行うようにしてもよい(以下「第4の回避方法」という)。この時すすぎ工程は元のプログラムに対して追加して行ってもよいし、次のすすぎ工程があれば次のすすぎ工程にプログラムをスキップさせてその後の脱水工程を行ってもよい。また注水すすぎにすることでさらに泡拘束を解消する効果を向上させることができる(以下「第5の回避方法」という)。
【0045】
前記第1乃至第5の回避方法のいづれの方法においてもモータ7に流れる電流が低下するかあるいは所定時間経過すると元のプログラムが行われるようにすることで、泡拘束を回避してモータ7の負荷を軽減することができるとともに洗濯途中に工程が異常停止して使用者に不安を与えることがなくなる。
【0046】
また、前記第1の回避方法によって軽微な泡拘束を解消し元のプログラムに復帰することができればモータ7を停止させないので時間のロスが少ない。従って、まず前記第1の回避方法を行い、その上で泡拘束が回避できない場合においてのみ引き続き前記第2乃至第5の回避方法のいづれかを行うようにすると、泡拘束の程度に応じて効率良く泡拘束の解消を行うことができる。これにより洗濯時間が不必要に長くならないようにすることができる。この場合においても泡拘束が解消できたか否かはモータ7に流れる電流値によって検知することができる。
【0047】
また、上記において前記第1の回避方法が行われた後なおモータ7の電流値が下がらず泡拘束状態にあるときに他の回避方法に切り換えるとともに、警報を発し使用者に異常発生を報知するようにすると使用者に注意を促すことができ、泡拘束以外にモータの過負荷の要因があった場合などにおいては使用者により異常対処が行われるようになるので望ましい。
【0048】
【発明の効果】
本発明によると、洗剤がまだ残っている状態での脱水時に洗濯兼脱水槽の最大回転数を抑制することによって泡拘束の発生を抑制することができ、モータの過負荷を防止できる。
【0049】
また、洗剤がまだ残っている状態での脱水時に洗濯兼脱水槽の低速回転時間を長くすることによって泡拘束の発生を抑制することができ、モータの過負荷を防止できる。
【0050】
また本発明によると、脱水の条件が洗濯物の量に応じて自動的に設定されるので泡拘束の発生を抑制するとともに洗濯時間を不必要に長くならないようにする。
【0051】
また本発明によると、脱水の条件が洗濯物の量に応じて使用者により設定されるので泡拘束の発生を抑制するとともに洗濯時間を不必要に長くならないようにする。
【0052】
また本発明によると、泡拘束は生じた際にトルクの大きなDCブラシレスモータ等を用いた場合でもモータに流れる電流によって泡拘束を検知することができる。その結果、洗濯兼脱水槽の回転を停止して排水後脱水あるいはすすぎを行って泡拘束を回避することによりモータの過負荷を防止できる。
【0054】
また本発明によると、泡拘束が生じた際にトルクの大きなDCブラシレスモータ等を用いた場合でもモータに流れる電流によって泡拘束を検知することができる。その結果、洗濯兼脱水槽の回転数を維持あるいは低下させて簡単に泡拘束を回避することによりモータの過負荷を防止できるとともに不必要に洗濯時間が長くならないようにできる。
【0056】
また本発明によると、洗濯兼脱水槽の回転数を維持あるいは低下させても泡拘束を回避できないときにのみ、引き続いて他の回避手段を行うことにより必要最小限の洗濯時間で洗濯を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の洗濯機を示す側面図である。
【図2】 本発明の洗濯機の制御を示すブロック図である。
【図3】 本発明の洗濯機の脱水工程の制御方法を説明する図である。
【図4】 本発明の洗濯機の脱水条件を示す図である。
【図5】 本発明の洗濯機の脱水工程の制御方法を説明する図である。
【図6】 本発明の洗濯機の脱水条件を示す図である。
【図7】 本発明の洗濯機の脱水条件を示す図である。
【符号の説明】
2 水槽
4 洗濯兼脱水槽
7 モータ
13 排水弁
19 給水弁
20 操作部
21 制御回路
23 回転数検知装置
Claims (7)
- 洗濯物が入れられる洗濯兼脱水槽が回転して洗い、すすぎ、脱水を行う洗濯機において、洗い後に第1の脱水、第1のすすぎ、第2の脱水、第2のすすぎを行うとともに第1の脱水時において最大の第1回転数で前記洗濯兼脱水槽が回転する期間を有し、第2の脱水時において前記洗濯兼脱水槽が前記第1回転数以上の第2回転数で回転する期間を有するとともに、前記第1、第2の脱水時において前記洗濯兼脱水槽が前記第1回転数で回転するより前に前記第1回転数よりも低速な回転数で回転する低速回転期間を有し、前記第2の脱水時における前記低速回転期間よりも、前記第1の脱水時における前記低速回転期間が長いことを特徴とする洗濯機。
- 前記洗濯兼脱水槽内の洗濯物の量を検知する洗濯量検知手段を有し、第1、第2の脱水時における前記低速回転期間が洗濯物の量によって自動的に設定されることを特徴とする請求項1に記載の洗濯機。
- 第1、第2の脱水時における前記低速回転期間を使用者が設定可能な設定手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の洗濯機。
- 前記洗濯兼脱水槽を回転させるモータに流れる電流を検知する電流検知手段を有し、脱水時の該電流値が所定値以上の時に前記洗濯兼脱水槽の回転を停止し前記洗濯兼脱水槽内の水を排水後脱水あるいはすすぎを行うことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の洗濯機。
- 前記洗濯兼脱水槽を回転させるモータに流れる電流を検知する電流検知手段を有し、脱水時の該電流値が所定値以上の時に前記モータの回転数を維持または低下させることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の洗濯機。
- 前記モータの回転数を維持または低下させて所定の駆動時間経過後、前記電流値が前記所定値以上の時に前記洗濯兼脱水槽の回転を停止し前記洗濯兼脱水槽内の水を排水後脱水あるいはすすぎを行うようにしたことを特徴とする請求項5に記載の洗濯機。
- 前記すすぎ方法は注水すすぎとしたことを特徴とする請求項4または請求項6に記載の洗濯機。
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