JP5919487B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、衣類等の洗濯物を洗うドラム式洗濯機に関するものである。

従来、この種のドラム式洗濯機は、タンブリング効果による叩き洗いによって、少ない水量で洗濯物を洗うことができる反面、洗濯物の量が多い場合は、短い時間で洗濯槽内に投入された洗濯物を洗濯水で均一に濡らすことが難しく、洗いムラが生じるという課題があった。そこで、水槽内の洗濯水を洗濯槽へ循環させて吐出し、洗濯槽内の洗濯物を濡らすことが考えられている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来のドラム式洗濯機の要部断面図である。図６に示すように、筐体５１内に洗濯水を貯める水槽５２が設けられている。水槽５２内には、有底筒状の洗濯槽５３が回転可能に設けられている。水槽５２の外側下部に取り付けられたモーター５４の回転は、駆動ベルト５５を介して洗濯槽５３に伝達され、洗濯槽５３を回転駆動する。洗濯物は、筐体５１の前面に開閉自在に設けた扉５６から洗濯槽５３内に投入される。

給水弁５７から水槽５２内に給水された洗濯水は、循環ポンプ５８によって循環水路５９に送られ、洗濯槽５３の前面側の上部に設けた吐出口６０から洗濯槽５３内の洗濯物に向けて吐出される。吐出口６０は、洗濯槽５３の前面側から中心側へ角度を変えて複数形成され、洗濯槽５３内の洗濯物を広い範囲に亘って濡らすことができるようにしたものである。

また、洗濯物の布質を検知して水流の強さを設定し、設定された水流が強い場合は、循環ポンプの流量を少なくし、水流が弱い場合は、循環ポンプの流量を多くするようにした洗濯機も考えられている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−１２７９７８号公報 特開平９−２８９８７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、洗濯物を洗濯水で濡らすことはできるが、給水量が少ないために、洗濯物全体が洗濯水に浸っているということはなく、吸水性の高い素材から構成されている洗濯物においては、洗濯水を保持する力が強いために、汚れと洗濯水が接触している時間は長くなるが、吸水性の低い素材から構成されている洗濯物においては、洗濯物に洗濯水が当たっても保持されることが少ないために、繊維上に留まる時間が短く、汚れと洗濯水が接触している時間が短いことから、汚れ落ちが悪く洗いムラが生じるという問題があった。

また、限られた洗濯時間の中で、洗濯水と汚れとの接触時間をできる限り長くするために、循環水の吐出時間を長くすることや、循環水量を増加させることが考えられるが、消費電力量が増加するという問題が生じる。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯槽内に投入された洗濯物の布質を検
知し、省エネルギーで洗浄性能に優れたドラム式洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のドラム式洗濯機は、水槽内の洗濯水を吸引し洗濯槽へ吐出する循環水路と、前記水槽内の洗濯水を前記循環水路に送水する循環ポンプと、前記洗濯槽内に投入された洗濯物の量を検知する重量検知手段と、前記水槽へ水道水が供給される給水工程において所定の水位に到達するのに要する時間に基づいて前記洗濯槽に投入された洗濯物の吸水性を検知して布質を判別する布質検知手段と、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記洗濯槽に投入された洗濯物の吸水性が低い場合、洗い工程において、前記循環ポンプによる前記洗濯槽への吐出量を多くするようにしたものである。

これによって、洗濯槽に投入された洗濯物が吸水性の低い素材から構成されている場合でも、洗濯水の吐出量を多くして洗濯水と汚れとの接触時間を長くすることができるようになり、限られた洗濯時間内で効果的に洗浄することができる。

本発明のドラム式洗濯機は、洗濯槽に投入された洗濯物が吸水性の低い素材から構成されている場合でも、洗濯水と汚れとの接触時間を長くすることができ、効果的に洗浄することができる。

本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の要部断面図 同ドラム式洗濯機のブロック図 同ドラム式洗濯機の動作を示すフローチャート 同ドラム式洗濯機の給水時の時間と水位の関係図 本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の動作を示すフローチャート 従来のドラム式洗濯機の要部断面図

第１の発明は、筐体内に弾性支持した水槽と、前記水槽内に回転可能に設けた洗濯槽と、前記洗濯槽を駆動するモーターと、前記水槽内に洗濯水を供給する給水装置と、前記水槽内の洗濯水を吸引し前記洗濯槽へ吐出する循環水路と、前記水槽内の洗濯水を前記循環水路に送水する循環ポンプと、前記洗濯槽内に投入された洗濯物の量を検知する重量検知手段と、前記水槽へ水道水が供給される給水工程において所定の水位に到達するのに要する時間に基づいて前記洗濯槽に投入された洗濯物の吸水性を検知して布質を判別する布質検知手段と、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記洗濯槽に投入された洗濯物の吸水性が低い場合、洗い工程において、前記循環ポンプによる前記洗濯槽への吐出量を多くするようにしたことにより、洗濯槽に投入された洗濯物が吸水性の低い素材から構成されている場合、あるいは、吸水性の低い素材から構成されているものが多い場合でも、洗濯水の吐出量を多くして洗濯水と汚れとの接触時間を長くすることができるようになり、限られた洗濯時間内で効果的に洗浄することができ、省エネルギー性と洗浄性能を向上させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、布質検知手段で洗濯物の吸水性を検知して洗濯物の布質を判別し、吸水性の高い繊維と低い繊維との割合に応じて循環ポンプによる洗濯槽への吐出量を変化させるようにしたことにより、洗濯物の吸水特性に応じて洗濯水と洗濯物の汚れとの接触時間を最適化することができ、洗浄性能を向上させることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の布質検知手段は、洗い工程の開始時におこなう給水工程において、所定量の洗濯水を水槽内に給水し、洗濯槽を回転させて洗濯物をタンブリングさせながら所定時間後の水位によって布質を判定するようにしたことによ
り、洗濯水の水位変動によって洗濯物の吸水特性を洗い工程を開始する時点で判断することができ、洗い工程での洗濯物に吐出される洗濯水の量を最適に設定し、洗濯物の吸水特性に応じて洗濯水と洗濯物の汚れとの接触時間を最適化して、洗浄性能を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の制御手段は、布質検知手段で検知した洗濯物の布質に応じて循環ポンプのＯＮ／ＯＦＦ時間を変化させるようにしたことにより、洗濯物に吐出される洗濯水の量を最適に設定することができ、洗濯物の吸水特性に応じて洗濯水と洗濯物の汚れとの接触時間を最適化することが可能となり、洗浄性能を向上させることができる。

第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の制御手段は、布質検知手段で検知した洗濯物の布質に応じて循環ポンプの回転数を変化させるようにしたことにより、洗濯物に吐出される洗濯水の量を最適に設定することができ、洗濯物の吸水特性に応じて洗濯水と洗濯物の汚れとの接触時間を最適化することが可能となり、洗浄性能を向上させることができる。

第６の発明は、特に、第５の発明の制御手段は、布質検知手段で検知した洗濯物の布質が、吸水性の低い繊維の割合が多い場合、循環ポンプの回転数を高くするようにしたことにより、洗濯物に吐出される洗濯水との衝突時間、または頻度を最適に設定することがで
き、洗濯物の吸水特性に応じて洗濯水と洗濯物の汚れとの接触時間を最適化することが可能となり、洗浄性能を向上させることができる。

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。なお、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、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の要部断面図、図２は、同ドラム式洗濯機のブロック図、図３は、同ドラム式洗濯機のポンプ稼働率決定までの動作を示すフローチャート、図４は、同ドラム式洗濯機の給水時の時間と水位の関係図である。

図１〜図４において、ドラム式洗濯機の筐体１内にダンパ（図示せず）等で弾性支持した水槽２が設けられている。水槽２内には有底円筒状の洗濯槽３が回転可能に設けられ、その回転軸は前上がりに傾斜している。洗濯槽３の内周側面には回転軸方向に向かって内方へ突出させた複数のバッフル４と、水槽２内と連通する多数の小孔５が設けられ、前面側には洗濯物を出し入れする開口部６が設けられている。開口部６の周囲には、洗濯槽３が回転する際に洗濯物の偏り等によって発生する振動を低減するためのバランサー３ａが設けてあり、開口部６を取り囲むように環状に形成している。

水槽２の後面に洗濯槽３を回転駆動するモーター７が取り付けられている。このモーター７はブラシレス直流モーターで構成され、インバータ制御によって回転速度が自在に変化させることができるようになっている。水槽２内に洗濯水を給水する給水装置としての給水弁８は、給水路９中に設けた洗剤を投入する洗剤投入ケース１０を介して水槽２内に洗濯水を供給し、水槽２内に供給された洗濯水は小孔５から洗濯槽３内に流入する。

水槽２内の洗濯水は、循環水路１１に設けた循環ポンプ１２によって洗濯槽３内へ循環させることができる。水槽２の底部に循環水路１１と連通した洗濯水を吸い込む吸い込み部１３を設け、ドラム３の前面側に設けた開口部６の下部に、ドラム３内に向けて洗濯水が吐出されるように吐出部１４を設けている。

循環水路１１には、循環ポンプ１２の上流側、すなわち、吸い込み部１３と循環ポンプ１２の間に開閉弁１５を設けている。吸い込み部１３と開閉弁１５の間には、排水弁１６を設けた排水路１７を接続し、水槽２内の洗濯水を機外へ排水可能に構成している。

循環ポンプ１２を駆動して、水槽２内の洗濯水を吐出部１４から洗濯槽３内に吐出させるときは、排水弁１６を閉じて開閉弁１５を開くことによって、水槽２内の洗濯水を吸い込み部１３から循環水路１１内に吸い込み、吐出部１４から洗濯槽３内に循環させることができる。

布質検知手段１８は、水槽２の後方下部に設けた水位検知部によって構成され、洗濯槽３に投入された洗濯物の吸水性を検知して布質を判別するものである。筐体１内に設けた制御手段１９は、モーター７、給水弁８、循環ポンプ１２、開閉弁１５、排水弁１６等を駆動し、洗い、すすぎ、脱水等の各工程を逐次制御する。

なお、筐体１の前面に設けた開閉自在な扉２０を開くことにより、洗濯槽３の前面側に設けた開口部６から洗濯物を出し入れすることができる。

以上のように構成されたドラム式洗濯機において、以下その動作、作用を説明する。洗濯は、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程の順に実行されるが、ここでは、図３のフローチャートに基き、洗い工程の一部について説明し、すすぎ工程と脱水工程の説明は省略する。

筐体１の前面側に開閉自在に設けた扉２０を開いて開口部６から洗濯槽３内に洗濯物を投入し、筐体１の上面前部に設けた操作部２１の電源スイッチ（図示せず）をオンし、スタートスイッチ（図示せず）を操作して運転を開始すると、洗濯槽３内に投入された洗濯物の量を検知する重量検知手段２２によって投入された洗濯物の量が検知される。

布量検知工程では、洗濯槽３を短時間回転させ、そのモータートルク量の大きさや、一定の回転数まで洗濯槽３を回転させた後に停止させ、回転が停止するまでの時間等から、投入された洗濯物の量を判別して、洗濯水の給水量と洗濯時間を決定する。給水量が決定されると給水工程に入る。

給水工程では、給水弁８が開き、上水配管より水道水が供給され、洗剤ケース１０内に入れられた洗剤を溶解しながら、給水路９を通って水槽２内へ導かれる。水槽２内の水量が、洗濯槽３内に投入された洗濯物の量に応じて設定された所定の水位Ｈに到達すると、給水弁８を閉じて給水を停止する。この時に要した時間をτとする。

ここで、吸水性の低い繊維とは、ポリエステルやアクリル等の合成繊維であり、吸水性の高い繊維とは、綿や麻等の天然繊維で代表されるものであるが、特に限定されるものではない。また、以後、吸水性の高い繊維の構成比率が高い衣類等の洗濯物を吸水性の高い衣類、吸水性の低い繊維の構成比率が高い衣類等の洗濯物を吸水性の低い衣類とする。

あらかじめ吸水性の高い衣類と、吸水性の低い衣類で全て構成された場合に要する時間をＴ１（全衣類が吸水性の高い衣類から構成）、およびＴ２（全衣類が吸水性の低い衣類から構成；Ｔ１＜Ｔ２）すると、τ≦Ｔ１の場合には、吸水性の高い衣類が多いと判断し、続く洗い工程における循環ポンプ１２の稼働率をＤ１に設定する。

また、別に設定した時間Ｔ２と比較して、Ｔ２≦τの場合には、吸水性の低い衣類が多いと判断し、続く洗い工程における循環ポンプ１２の稼働率をＤ３に設定する。また、τ
がＴ１とＴ２の間の場合（Ｔ１＜τ＜Ｔ２）には、循環ポンプ１２の稼働率をＤ２に設定する。

ここで、例えばＴ１を設定する際には、所定の重量における衣類のうち、約７５％程度を吸水性の高い衣類、逆にＴ２を設定する際には、約２５％程度を吸水性の高い衣類とするが、特に限定されるものではない。また、Ｄ１は稼働率５０％、Ｄ２は稼働率８０％、Ｄ３は稼働率１００％程度が望ましいが、Ｄ１はＤ２以下であり、Ｄ２はＤ３以下であるならば特に限定されるものではない。

但し、全ての稼働率が等しくなることはない。これは、吸水性の低い繊維から構成される衣類においては繊維に水が吸収されていくことがなく、繊維が編まれた構造等の影響により繊維間に吸水された水分が毛管現象に伴って持ち上げられるため底部に溜まる水量が少なくなり、吸水初期においては水位センサの値が小さく見積もられるため、吸水時間が長くなる傾向にある。

また、逆に吸水性の高い繊維においては、繊維間に吸収されることによって毛管現象によって衣類上部方向に持ち上げられる水分量が少なく、底部に溜まる水量が多くなることで、水位センサが精度良く働き吸水時間は吸水性の低い衣類の場合よりも短い時間で設定値まで到達することとなる。

さらに、吸水性の低い繊維から構成される衣類の場合には、繊維に洗濯水が吸収されないために、洗濯水と接触しても繊維上に留まる時間は短く、すぐに流れていってしまうために洗浄効果が低く出てしまい、循環ポンプ１２の稼動率を高めて洗濯水との接触時間を長くとることが洗浄性能を高める上で必要であるが、一方で、吸水性の高い繊維から構成される衣類においては洗濯水を吸収しやすいため、その繊維と洗濯水が接触している時間は長くなるために、循環水を浴びている時間は吸水性の低い繊維から構成される衣類に比べて短くても有効に洗浄効果は発現される。

図４は、複数の衣類から構成される衣類Ａセット（主に下着、タオル等）、および衣類Ｂセット（主にスポーツ用トレーナー、ジャージ等）を用いた時間経過に伴う水位の関係を示したものである。

Ｔ０は、衣類Ａセットにおける給水開始から設定水位まで到達し、攪拌工程が開始されるまでの時間であり、Ｔ３は衣類Ｂセットにおける当該時間である。Ｔ１およびＴ２は衣類セットの特性を判断し、循環ポンプ１２の稼働率を決定するために設けられた設定時間をそれぞれ示している。

図４からわかるように、衣類セットＡでは設定水位までの時間がＴ０＜Ｔ１であるために、衣類が吸水性の高い衣類から構成されていると判断され、循環ポンプ１２の稼働率は設定されている稼働率の中で最も低い値Ｄ１に決定され、洗い工程が進められる。また、衣類セットＢでは設定水位までの時間がＴ２＜Ｔ３であることから、衣類が吸水性の低い衣類から構成されていると判断され、循環ポンプ１２の稼働率は最も高い値Ｄ３に決定され、洗い工程が進められる。

このように投入された洗濯物の布量を検知した後、給水から設定水位までに到達する時間によって、投入された衣類が吸水性の高い衣類から構成されているものか、吸水性の低い衣類で構成されているのかを判別し、その結果を用いて循環ポンプ１２の稼働率を変化させ、衣類と洗濯水の接触時間を最適化することによって、洗浄性能の向上を図りながら過剰な循環ポンプ１２の駆動を抑えることで、省エネルギー特性にも優れたドラム式洗濯機を実現することができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態におけるドラム式洗濯機のポンプ回転数決定までの動作を示すフローチャートである。本実施の形態の特徴は、洗濯物の布質、すなわち、吸水特性に応じて循環ポンプ１２の回転数を変化させるようにしたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

洗濯槽３内に投入された洗濯物の量を検知し、洗濯水の給水量と洗濯時間が決定された後、給水工程に入る。給水工程では、給水弁８が開き上水配管より水道水が供給され、洗剤ケース１０内に入れられた洗剤を溶解しながら給水路９を通って水槽２内へ導かれる。水槽２内の水量が、洗濯槽３内に投入された洗濯物の量に応じて設定された所定の水位Ｈに到達すると、給水弁８を閉じて給水を停止する。この時に要した時間をτとする。

あらかじめ吸水性の高い衣類と、吸水性の低い衣類で全て構成された場合に要する時間をＴ１（全衣類が吸水性の高い衣類から構成）、およびＴ２（全衣類が吸水性の低い衣類から構成；Ｔ１＜Ｔ２）すると、τ≦Ｔ１の場合には、吸水性の高い衣類が多いと判断し、続く洗い工程における循環ポンプ１２の回転数をＲ１に設定する。

また、別に設定した時間Ｔ２と比較して、Ｔ２≦τの場合には、吸水性の低い衣類が多いと判断し、続く洗い工程における循環ポンプ１２の回転数をＲ３に設定する。また、τがＴ１とＴ２の間の場合（Ｔ１＜τ＜Ｔ２）には、循環ポンプ１２の回転数をＲ２に設定する。

ここで、例えばＴ１を設定する際には、所定の重量における衣類のうち、約７５％程度を吸水性の高い衣類、逆にＴ２を設定する際には、約２５％程度を吸水性の高い衣類とするが、特に限定されるものではない。また、Ｄ１は稼働率５０％、Ｄ２は稼働率８０％、Ｄ３は稼働率１００％程度が望ましいが、Ｄ１はＤ２以下であり、Ｄ２はＤ３以下であるならば特に限定されるものではない。

また、Ｒ１は回転数３０００ｒｐｍ、Ｒ２は回転数３５００、Ｒ３は回転数３８００ｒｐｍ程度が望ましいが、Ｒ１はＲ２以下であり、Ｒ２はＲ３以下であるならば特に限定されるものではないが、回転数が低くて循環水が吐出されなかったり、高すぎてエア噛みを起こしたりすることは問題外である。また、全ての回転数が等しくなることもない。

以上のように、本実施の形態においては、吸水性の低い繊維から構成される衣類の場合には、繊維に洗濯水が吸収されないため、洗濯水と接触しても繊維上に留まる時間が短くすぐに流れていってしまうために、洗浄効果が低く出てしまうことから、循環ポンプ１２の回転数を高めて衣類と接触する洗濯水の量を多くすることにより、洗浄効果を高めることができる。

また、吸水性の高い繊維から構成される衣類においては、繊維に洗濯水を吸収しやすいため、洗濯水が吐出されていない状態においても吸収された洗濯水によって衣類と洗浄液が接触しているために、循環ポンプ１２の回転数を下げて衣類と接触する洗濯水の量を減少させても、洗浄効果は高めることが可能となる。

また、循環ポンプ１２の回転数を下げることによって、洗浄性能の向上を図りながら洗い工程における循環ポンプ１２の駆動によって生じる不必要な騒音も低減することができる。

また、本実施の形態はドラム式洗濯機であるが、乾燥機能を備えたドラム式洗濯乾燥機であっても同様の効果が得られるものである。

以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、洗濯槽に投入された洗濯物が吸水性の低い素材から構成されている場合でも、洗濯水と汚れとの接触時間を長くすることができ、効果的に洗浄することができるので、ドラム式洗濯機として有用である。

１ 筐体
２ 水槽
３ 洗濯槽
７ モーター
８ 給水弁（給水装置）
１１ 循環水路
１２ 循環ポンプ
１８ 布質検知手段
１９ 制御手段
２２ 重量検知手段

Claims (6)

1. 筐体内に弾性支持した水槽と、前記水槽内に回転可能に設けた洗濯槽と、前記洗濯槽を駆動するモーターと、前記水槽内に洗濯水を供給する給水装置と、前記水槽内の洗濯水を吸引し前記洗濯槽へ吐出する循環水路と、前記水槽内の洗濯水を前記循環水路に送水する循環ポンプと、前記洗濯槽内に投入された洗濯物の量を検知する重量検知手段と、前記水槽へ水道水が供給される給水工程において所定の水位に到達するのに要する時間に基づいて前記洗濯槽に投入された洗濯物の吸水性を検知して布質を判別する布質検知手段と、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記洗濯槽に投入された洗濯物の吸水性が低い場合、洗い工程において、前記循環ポンプによる前記洗濯槽への吐出量を多くするようにしたドラム式洗濯機。
2. 制御手段は、布質検知手段で洗濯物の吸水性を検知して洗濯物の布質を判別し、吸水性の高い繊維と低い繊維との割合に応じて循環ポンプによる洗濯槽への吐出量を変化させるようにした請求項１記載のドラム式洗濯機。
3. 布質検知手段は、洗い工程の開始時におこなう給水工程において、所定量の洗濯水を水槽内に給水し、洗濯槽を回転させて洗濯物をタンブリングさせながら所定時間後の水位によって布質を判定するようにした請求項１または２記載のドラム式洗濯機。
4. 制御手段は、布質検知手段で検知した洗濯物の布質に応じて循環ポンプのＯＮ／ＯＦＦ時間を変化させるようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
5. 制御手段は、布質検知手段で検知した洗濯物の布質に応じて循環ポンプの回転数を変化させるようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
6. 制御手段は、布質検知手段で検知した洗濯物の布質が、吸水性の低い繊維の割合が多い場合、循環ポンプの回転数を高くするようにした請求項５記載のドラム式洗濯機。

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