JP4952738B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、洗い、すすぎ、脱水の各行程を制御し逐次実行する洗濯機において、使用水量を低減して効率よく洗い、すすぐとともに、水の汚れ度合いを検知して洗濯物の汚れに適した洗い、すすぎを行うことができる洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、洗濯水の汚れ度合いを検知するために、洗濯水の透過度を検知する光センサと、洗濯水の導電率を検知する導電率検知手段を設けていた（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来の洗濯機の構成図である。

図５において、内底部に撹拌翼１を配した洗濯兼脱水槽２を収容する水受槽３の排水口４に、洗濯水の透過度を検知する透過度検知手段５を設けている。この透過度検知手段（光センサ）５は、入力部、出力部、演算制御部よりなる第１の制御手段６により検知した透過度を電圧変換し、第１の制御手段６は、この電圧値により撹拌翼１を駆動するモータ７をモータ駆動手段８を介して駆動する。

また、水受槽３の内面には、洗濯兼脱水槽２と水受槽３の間の洗濯水の導電率を検知する導電率検知手段９が設けられており、洗剤のタイプを判別するものであり、入力部、出力部、演算制御部よりなる第２の制御手段１０により、モータ駆動手段８を介してモータ７を駆動する。

以下、上記従来の洗濯機の制御を説明する。洗濯が開始され、一定時間が経過すると、透過度検知手段５により、洗濯水の透過度を検知する。この検知した透過度の変化量が所定値以下になると、洗濯の終了検知を行い、その後、導電率検知手段９により、洗濯水の導電率の検知を行い、その導電率の値により、投入された洗剤が、粉末洗剤か、液体洗剤かの判別を行う。粉末洗剤と判別されれば、そこで洗濯行程を終了し、また、液体洗剤と判別されれば、洗濯時間をさらに所定時間延長した後、洗濯行程を終了する。
特開昭６３−１５４１９６号公報

しかしながら、上記従来の構成では、使用を重ねるにしたがって、透過度検知手段（光センサ）５の検知部分、および導電率検知手段９の検知部分に汚れが堆積し、透過度検知手段５と導電率検知手段９の検知精度が低下してしまい、正確な検知ができなくなってしまうという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用を重ねても、水の汚れ度合いを検知する汚れ検知センサに汚れが堆積することなく、長期間の正確な検知ができる洗濯機を得ることを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、パルセータを内底部に回転自在に配設した洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記外槽上部に固着した上部カバーと、前記パルセータおよび前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記パルセータと前記洗濯兼脱水槽との回転を選択的に切り換えるクラッチ機構を有する駆動機構手段と、前記モータ、前記駆動機構手段などの動作を制御することで洗い行程、すすぎ行程、脱水行程の各行程を制御する制御装置とを備え、前記洗濯兼脱水槽には、下部外周に裏羽根を設け、前記上部カバーには、上部流入口と前記洗濯兼脱水槽の内方向に開口した吐出口を有する第１の送水路を設け、前記外槽には、前記外槽の側壁に設けられ前記外槽の内底部と連通する下部流入口を設けるとともに前記下部流入口と前記上部カバーの前記上部流入口とを連通する第２の送水路を設け、前記第１の送水路と前記第２の送水路とにより構成された循環送水路には、前記洗い行程における最高水位より上方に水の汚れ度合いを検知する汚れ検知センサを設け、前記洗い行程は、前記パルセータを回転させることにより洗いが行われる行程と、前記洗濯兼脱水槽を回転させることにより洗いが行われる行程とを有し、前記制御装置は、前記洗い行程および前記すすぎ行程において、前記洗濯兼脱水槽を回転させて前記循環送水路に水を循環させ、前記汚れ検知センサは、前記循環送水路を循環する水の汚れ度合いを検知するものである。

これによって、少ない水量で効率よく安定したすすぎ効果を得ることができるとともに、汚れ検知センサは、使用のたびにすすぎ水により洗浄されるので、使用を重ねても、水の汚れ度合いを検知する汚れ検知センサに汚れが堆積することなく、長期間の正確な検知ができる洗濯機を得ることができる。

本発明の洗濯機は、少ない水量で効率よく安定したすすぎ効果を得ることができるとともに、使用を重ねても、水の汚れ度合いを検知する汚れ検知センサに汚れが堆積することなく、長期間の正確な検知をすることができる。

第１の発明は、パルセータを内底部に回転自在に配設した洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記外槽上部に固着した上部カバーと、前記パルセータおよび前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記パルセータと前記洗濯兼脱水槽との回転を選択的に切り換えるクラッチ機構を有する駆動機構手段と、前記モータ、前記駆動機構手段などの動作を制御することで洗い行程、すすぎ行程、脱水行程の各行程を制御する制御装置とを備え、前記洗濯兼脱水槽には、下部外周に裏羽根を設け、前記上部カバーには、上部流入口と前記洗濯兼脱水槽の内方向に開口した吐出口を有する第１の送水路を設け、前記外槽には、前記外槽の側壁に設けられ前記外槽の内底部と連通する下部流入口を設けるとともに前記下部流入口と前記上部カバーの前記上部流入口とを連通する第２の送水路を設け、前記第１の送水路と前記第２の送水路とにより構成された循環送水路には、前記洗い行程における最高水位より上方に水の汚れ度合いを検知する汚れ検知センサを設け、前記洗い行程は、前記パルセータを回転させることにより洗いが行われる行程と、前記洗濯兼脱水槽を回転させることにより洗いが行われる行程とを有し、前記制御装置は、前記洗い行程および前記すすぎ行程において、前記洗濯兼脱水槽を回転させて前記循環送水路に水を循環させ、前記汚れ検知センサは、前記循環送水路を循環する水の汚れ度合いを検知することにより、少ない水量で効率よく安定したすすぎ効果を得ることができるとともに、汚れ検知センサは、使用のたびにすすぎ水により洗浄されるので、使用を重ねても、水の汚れ度合いを検知する汚れ検知センサに汚れが堆積することなく、長期間の正確な検知をすることができる。

さらに、汚れ検知センサは、洗い行程およびすすぎ行程における最高水位より上方に設けたことにより、汚れ検知センサが洗濯水に長時間浸されることがないので、汚れが堆積しにくい構成とすることができる。

第２の発明は、特に第１の発明の汚れ検知センサは、第１の送水路の途中に設けたことにより、より確実に汚れ検知センサが洗濯水に長時間浸されることがない構成とすることができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明の汚れ検知センサは、発光素子と受光素子とより構成され水の透過度を検知する光センサとしたことにより、洗い行程の進捗状況およびすすぎ行程の進捗状況を確実に検知することができる。

第４の発明は、特に第１または第２の発明の汚れ検知センサは、１対の電極間の水の導電率を検知する導電率検知手段としたことにより、洗剤の種類を確実に検知でき、最適な洗い時間およびすすぎ時間を設定することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。また、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の側断面図を示すものである。図２は、同洗濯機の要部拡大断面図、図３は、同洗濯機の洗い行程のフローチャート、図４は、同洗濯機のすすぎ行程のフローチャートを示す。

図１において、筐体１１は内部に複数のサスペンション１２によって弾性的に吊り下げた外槽１３を配し、脱水時の振動をサスペンション１２によって吸収する構成としている。外槽１３の内部には、洗濯物を収容する洗濯兼脱水槽１４を、中空で２重構造とした洗濯軸１５ａ、脱水軸１５を中心に回転可能に配設し、洗濯兼脱水槽１４の内底部に衣類（洗濯物）を撹拌するパルセータ１６を回転自在に配設し、底部には排水口１７と排水弁１８を設けている。

洗濯兼脱水槽１４は、内部周壁には水抜き用の小孔１４ａを多数設け、外底部には下方に放射状にフィン形状の複数の裏羽根１４ｂを形成している。モータ１９は、外槽１３の底部に取り付け、ベルト２０を介してクラッチ機構及びブレーキ機構を有する駆動機構部２１に回転を伝達する。

駆動機構部２１内部のクラッチ切り換え装置（図示せず）にて、脱水軸１５の制動および制動解除を同時に行い、洗濯時では脱水軸１５を制動させ洗濯軸１５ａを駆動し衣類撹拌用のパルセータ１６を回転駆動させ、脱水時は脱水軸１５の制動を解除し排水弁１８を開放し洗濯兼脱水槽１４を回転駆動させる。

外槽１３内の洗い水またはすすぎ水は、底部の排水口１７から排水弁１８を介して機外に排水する。水位検知装置２２は、圧力センサ等で構成され、外槽１３下部と連通して、外槽１３内の水圧を電気信号に変換し、外槽１３内の水位の検知を行い、洗濯時の所定水位Ａ、すすぎ時の低い水位Ｂ等の検知を行っている。

また、筐体カバー２４は筐体１１の上部を覆うもので、開閉蓋２５を開閉自在に有し、操作表示部を有する制御装置２６を設けるとともに、洗濯兼脱水槽１４に給水する水道水の蛇口等に連結した給水弁２７を内部に設けている。

外槽１３は、側壁に内壁２８を形成している。内壁２８と外槽１３の側壁とで通水が可能な管状の送水路２９を形成するとともに、内壁２１の底部には下部流入口３０を設け、この下部流入口３０から流入した水は、送水路２９を介して上方へ送水可能としている。

外槽１３の上方開口縁には、中央に衣類投入用の開口３１を形成したドーナツ型平板状の上部カバー３２を固着する。

この上部カバー３２の一部には、上部カバー送水路３３を設け、この上部カバー送水路３３の先端部には給水弁２７から洗濯兼脱水槽１４内に注水する水の通水路となる複数の穴を形成した注水部３４、及び下方の洗濯兼脱水槽１４内方を指向する上部カバー吐出口３５を有し、かつ、上部カバー送水路３３の後端部には外槽１３の側壁が構成した送水路２９の上端に対応する位置に水密的に固着する上部流入口３６を設けている。

従って、給水弁２７からの給水は、上部カバー送水路３３の注水部３４より上部カバー吐出口３５を通って洗濯兼脱水槽１４内部に供給される。

また、外槽１３内部に図１で水位Ｂに示すようにパルセータ１６が全て浸からない程度の低い水位の水を溜めた状態でも、洗濯兼脱水槽１４を回転させると、外底部に設けた放射状の複数の裏羽根１４ｂのポンプ作用により水が撹拌され、下部流入口３０より送水路２９に送水されて、上部流入口３６を介して上部カバー送水路３３を通り、上部カバー吐出口３５より洗濯兼脱水槽１４内に循環水流として散水される構成となっている。

さらに、上部カバー送水路３３には、洗い水およびすすぎ水の濁度を赤外線の透過度により検知する光センサ（汚れ検知センサ）３７を設けている。図２に、光センサ３７近傍の断面図を示す。

図２において、光センサ３７は、内部に基板（図示せず）、発光素子３７ａおよび受光素子３７ｂが互いに対向するように設けられている。この光センサ３７は、上部カバー送水路３３の一側面３３ａに発光素子３７ａが接触して設けられ、他側面３３ｂに受光素子３７ｂが接触して設けられ、発３７は、光素子３７ａから発せられた赤外線が一側面３３ａ、上部カバー送水路３３の内部、他側面３３ｂを通って、受光素子３７ｂに達するように構成し、受光素子３７ｂが受光する赤外線の量により透過度を測定するように構成している。

制御装置２６は、マイクロコンピュータ等を具備し、水位検知装置２２、光センサ３７からの信号を入力し、モータ１９、クラッチ切り換え装置（図示せず）、給水弁２７、排水弁１８を制御するとともに、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御するように構成している。

上記構成において、図３、図４のフローチャートを参照しながら動作を説明する。

図３において、ステップ４００の洗い行程では、排水弁１８は閉止状態で、ステップ４０１で洗濯兼脱水槽１４内部に衣類（洗濯物）を投入し、ステップ４０２で電源スイッチ（図示せず）をＯＮし、ステップ４０３でスタートスイッチ（図示せず）をＯＮすると、ステップ４０４で給水弁２７を開いて、ステップ４０５で所定水位Ａまで給水し、ステップ４０６で給水弁２７を閉じた後、ステップ４０７でモータ１９を駆動する。このとき、モータ１９の動力は洗濯軸１５ａを介してパルセータ１６に伝達するようにしており、パルセータ１６が正反転することで、その撹拌力と水流力により衣類に付着した汚れを離脱させる。そして、ステップ４０８で所定時間ｔ１が経過したか否かを検知し、所定時間ｔ１が経過するまで、ステップ４０７とステップ４０８を繰り返す。ステップ４０８で所定
時間ｔ１が経過したのを検知すると、ステップ４０９でモータ１９をＯＦＦする。その後、ステップ４１０で駆動機構部１１内部のクラッチ切り換え装置（図示せず）を切り換え、脱水軸５ａの制動を解除しつつ脱水軸５ａを介して洗濯兼脱水槽１４が回転可能な状態にする。

その後、ステップ４１１で再度モータ１９をＯＮさせ、洗濯兼脱水槽１４の回転を約１８０〜２００ｒ／ｍｉｎの回転数に保持させる。洗い水は裏羽根１４ｂにより円周方向に撹拌され、下部流入口３０に流入し、送水路２９を上昇し、上部流入口３６を通り、上部カバー送水路３３を通過して、上部カバー吐出口３５より洗濯兼脱水槽１４上部から洗濯兼脱水槽１４内の衣類に均一に散水する。このとき、ステップ４１２で、光センサ３７は、上部カバー送水路３３内を通過する洗い水の透過度を検知し、その透過度の信号を制御装置２６に出力し、ステップ４１３で、制御装置２６は、その透過度を記憶するとともに、前回記憶した透過度との差を算出する。

そして、ステップ４１４で透過度の差が所定値未満か否かを判定する。差が所定値以上の場合は、再度ステップ４０７に戻り、以降の動作を繰り返す。一方、差が所定値未満の場合は、衣類に付着した汚れが離脱し尽したと判断し、ステップ４１５で洗い行程を終了する。なお、記憶した透過度がない、すなわち１回目の透過度の検知の場合は、無条件にステップ４０７に戻ることとする。

洗い行程が終了すると、図４のステップ５００のすすぎ行程に移行する。すすぎ行程では、ステップ５０１で排水弁１８を開放し、ステップ５０２でクラッチ切り換え装置（図示せず）により駆動機構部２１のクラッチ（図示せず）を切り換え、脱水軸１５の制動を解除しつつ脱水軸１５を介して洗濯兼脱水槽１４が回転可能な状態にする。

ステップ５０３で排水終了を検知すると、ステップ５０４でモータ１９をＯＮし、洗濯兼脱水槽１４の回転を７００〜８００ｒ／ｍｉｎレベルまで立ち上げ、衣類を遠心脱水し、衣類に残存した洗剤成分は洗い水と同時に衣類より離脱させ、洗濯兼脱水槽１８の内部周壁に多数設けた小孔１４ａより洗濯兼脱水槽１４外に通過せしめ、排水口１７から排水弁１８を通過し機外へと排出させるいわゆる中間脱水を行う。

ステップ５０５で、所定時間ｔ２の経過を検知すると、ステップ５０６でモータ１９をＯＦＦし、洗濯兼脱水槽１４の回転を徐々に下げ、ステップ５０７で駆動機構部２１内部のクラッチ切り換え装置（図示せず）を切り換え、脱水軸１５を制動し、洗濯兼脱水槽１４を一度停止させ、ステップ５０８で排水弁１８をＯＦＦ、即ち外槽１３に水が溜め得る状態とする。

その後、再びステップ５０９で、駆動機構部２１内部のクラッチ切り換え装置（図示せず）を切り換え、脱水軸１５の制動を解除しつつ脱水軸１５を介して洗濯兼脱水槽１４が回転可能な状態にする。そして、ステップ５１０で、給水弁２７を開き、ステップ５１１でパルセータ１６外周近傍の低い水位である所定水位Ｂまで給水された否かを検知する。ステップ５１１で所定水位Ｂまで給水されたのを検知すると、ステップ５１２で給水弁２７をＯＦＦし、給水を停止する。

その後、ステップ５１３で再度モータ１９をＯＮさせ、洗濯兼脱水槽１４の回転を約１８０〜２００ｒ／ｍｉｎの回転数に保持させる。この時、すすぎ水は裏羽根１４ｂにより円周方向に撹拌され、下部流入口３０に流入し、送水路２９を上昇し、上部流入口３６を通り、上部カバー送水路３３を通過して、上部カバー吐出口３５より洗濯兼脱水槽１４上部から洗濯兼脱水槽１４内の衣類に均一に散水する。

衣類に浸透し遠心力により通過し同時に衣類内部の洗剤成分を衣類から離脱させ、洗濯兼脱水槽１４の内部周壁に多数設けた小孔１４ａより洗濯兼脱水槽１４外に抜け外槽１３底部に落下し、再度裏羽根１４ｂにより掻き揚げられ下部流入口３０、送水路２９、上部流入口３６、上部カバー送水路３３を順に通過して上部カバー吐出口３５より洗濯兼脱水槽１８上部から洗濯兼脱水槽１８内の衣類に散水する強制循環の動作を繰り返すことで衣類全体に残存する洗剤成分を均一に希釈できる。

このとき、ステップ５１４で、光センサ３７は、上部カバー送水路３３内を通過する洗い水の透過度を検知し、その透過度の信号を制御装置２６に出力し、ステップ５１５で、制御装置２６は、その透過度を記憶するとともに、前回記憶した透過度との差を算出する。

そして、ステップ５１６で透過度の差が所定値未満か否かを判定する。差が所定値以上の場合は、再度ステップ５１３に戻り、以降の動作を繰り返す。一方、差が所定値未満の場合は、衣類全体に残存する洗剤成分を均一に十分に希釈できたと判断し、ステップ５１７へ移行し、モータ１９をＯＦＦする。なお、記憶した透過度がない、すなわち１回目の透過度の検知の場合は、無条件にステップ５１３に戻ることとする。

ステップ５１７でモータ１９をＯＦＦした後、ステップ５１８でクラッチ切り換え装置（図示せず）により駆動機構部２１のクラッチ（図示せず）を切り換え脱水軸１５を制動し、洗濯兼脱水槽１４を停止させ、ステップ５１９ですすぎ行程を終了する。

すすぎ行程が終了すると、洗濯兼脱水槽１４の回転を７００〜８００ｒ／ｍｉｎレベルまで立ち上げる高速遠心脱水により、衣類に含まれる水分を除去して、前記すすぎ行程中の中間脱水時間より長い時間遠心脱水し最終絞りあげる脱水行程を行う。以上のようにして、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程全体を終了する。

以上のように、すすぎ行程で、例えば８ｋｇ容量の場合、洗い行程の水位Ａで約５０〜７０Ｌ水量に対し、すすぎ行程はパルセータ６外周近傍の低い水位Ｂで示した約１５〜２５Ｌ水量を一旦溜め、洗濯兼脱水槽１８の回転により、すすぎ水を強制循環させることにより衣類全体に散水、浸透、離脱、再度散水、浸透、離脱、のすすぎ作用を行い衣類全体に残存した洗剤成分の希釈効果を高めることができる。

また、少ない水量を溜めてすすぐことで、給水弁１７の開放時間の制御で衣類に注水する方式と異なり、水道水圧が低い使用条件下であっても、給水される水量に変動が無くすすぎむらを防止でき、少ない使用水量で安定したすすぎ性能を確保できるものである。

さらに、光センサ３７は、上部カバー送水路３３に設けているので、使用を重ねても、発光素子３７ａの対応面である一側面３３ａおよび受光素子３７ｂの対応面である他側面３３ｂは、使用のたびにすすぎ水により洗浄されるので、汚れが堆積することなく、長期間の正確な検知をすることができる。さらに、洗い行程およびすすぎ行程における最高水位より上方に設けているので、発光素子３７ａの対応面である一側面３３ａおよび受光素子３７ｂの対応面である他側面３３ｂが洗い水に長時間浸されることがないので、汚れが堆積しにくい構成とすることができる。

なお、本実施の形態１では、水の汚れ度合いを検知する汚れ検知センサとして、光センサを用いて説明したが、汚れ検知センサが２つの電極を有する導電率検知手段であっても、２つの電極を上部カバー送水路３３内に設けることで、同等の効果を得ることができる。

さらに、汚れ検知センサとして、光センサおよび導電率検知手段の両方を用いても同等の効果を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、循環送水路の途中に水の汚れ度合いを検知する汚れ検知センサを設けたので、使用を重ねても、水の汚れ度合いを検知する検知手段に汚れが堆積することなく、長期間の正確な検知ができる洗濯機として有用である。

本発明の実施の形態１における洗濯機の側断面図 同洗濯機の要部拡大断面図 同洗濯機の洗い行程のフローチャート 同洗濯機のすすぎ行程のフローチャート 従来の洗濯機の側断面図

１４ 洗濯兼脱水槽
１４ｂ 裏羽根
１３ 外槽
２９ 送水路
３０ 下部流入口
３２ 上部カバー
３３ 上部カバー送水路
３５ 上部カバー吐出口
３６ 上部流入口
３７ 光センサ（汚れ検知センサ）

Claims (4)

1. パルセータを内底部に回転自在に配設した洗濯兼脱水槽と、
   前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、
   前記外槽上部に固着した上部カバーと、
   前記パルセータおよび前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、
   前記パルセータと前記洗濯兼脱水槽との回転を選択的に切り換えるクラッチ機構を有する駆動機構手段と、
   前記モータ、前記駆動機構手段などの動作を制御することで洗い行程、すすぎ行程、脱水行程の各行程を制御する制御装置とを備え、
   前記洗濯兼脱水槽には、下部外周に裏羽根を設け、
   前記上部カバーには、上部流入口と前記洗濯兼脱水槽の内方向に開口した吐出口を有する第１の送水路を設け、
   前記外槽には、前記外槽の側壁に設けられ前記外槽の内底部と連通する下部流入口を設けるとともに前記下部流入口と前記上部カバーの前記上部流入口とを連通する第２の送水路を設け、
   前記第１の送水路と前記第２の送水路とにより構成された循環送水路には、前記洗い行程における最高水位より上方に水の汚れ度合いを検知する汚れ検知センサを設け、
   前記洗い行程は、前記パルセータを回転させることにより洗いが行われる行程と、前記洗濯兼脱水槽を回転させることにより洗いが行われる行程とを有し、
   前記制御装置は、前記洗い行程および前記すすぎ行程において、前記洗濯兼脱水槽を回転させて前記循環送水路に水を循環させ、
   前記汚れ検知センサは、前記循環送水路を循環する水の汚れ度合いを検知する洗濯機。
2. 汚れ検知センサは、第１の送水路の途中に設けた請求項１に記載の洗濯機。
3. 汚れ検知センサは、発光素子と受光素子とより構成され水の透過度を検知する光センサとした請求項１または２に記載の洗濯機。
4. 汚れ検知センサは、１対の電極間の水の導電率を検知する導電率検知手段とした請求項１または２に記載の洗濯機。