JP6028229B2

JP6028229B2 - 洗濯機

Info

Publication number: JP6028229B2
Application number: JP2013203335A
Authority: JP
Inventors: 有亮前田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP2015066196A

Description

本発明は、洗濯液の汚れに応じて、すすぎ行程の動作制御を行う洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、洗濯液の濁度を検知して洗浄状態を検知し、その結果に応じてすすぎ運転の動作制御を行う方法が提案されてきた（例えば、特許文献１参照）。

また、使用洗剤が液体合成洗剤であるか否かを検知し、その結果に応じてすすぎ運転の動作制御を行う方法も提案されてきた（例えば、特許文献２参照）。

図５は、特許文献１に記載された洗濯機の縦断面図、図６は、同洗濯機のすすぎ行程における出力特性線図である。

図５、図６において、すすぎ行程が開始されると、内槽３内底部のパルセータ５が回転して洗濯物が撹拌され、洗濯物に含まれた洗剤液はこの撹拌により徐々に溶け出してくるので、すすぎ液が濁ってくる。そして、検出器６の発光素子（図示せず）と受光素子（図示せず）間の光の透過度は悪くなって、すすぎ行程における検出器６の出力電圧Ｖ_０は低下する。すすぎ液の濁りがひどいほど出力電圧Ｖ_０は低くなるので、この出力電圧変化によってすすぎ具合を検知し、以降の行程の動作を制御する。

図７は、特許文献２に記載された洗濯機の撹拌開始後の洗剤の違いによる出力電圧変化図である。

図７において、洗い開始後に、濁度検出器（図示せず）の発光素子（図示せず）と受光素子（図示せず）間の光の透過度は悪くなって、出力電圧Ｖは撹拌時間と共に低下していく。しかし、粉末合成洗剤と液体合成洗剤とでは撹拌開始後の出力電圧Ｖの変化率は異なり、液体合成洗剤のときの変化率は小さく、粉末合成洗剤のときの変化率は大きい。

従って、洗い開始後一定時間経過した時の濁度検出器の出力電圧Ｖが所定値以上であれば液体合成洗剤と判定し、所定値未満であれば粉末合成洗剤と判定して、以降のすすぎ行程の動作を制御する。

特公昭６３−１４６３９号公報特開平４−１６６１９４号公報

しかしながら、前記特許文献１の従来の構成では、濁度として検知する洗濯物から溶出した洗剤成分とは、白色の結晶でアルミノケイ酸ナトリウムと呼ばれる粉末合成洗剤の洗浄補助を目的とした成分が主であり、液体合成洗剤には一般的に含まれていない。そのため、使用洗剤が液体合成洗剤だった場合は、パルセータの撹拌動作で洗濯物に機械力を加えて洗剤成分を溶出させても、すすぎ液が白く濁ることはほとんどなく、すすぎ状態が判定可能な場合は粉末合成洗剤使用時に限られ、液体合成洗剤使用の場合は判定できないという課題があった。

また、前記特許文献２の従来の構成では、すすぎ液中の洗剤成分そのものを検知しているわけではなく、成分の異なる種々の粉末合成洗剤、液体合成洗剤が巷に溢れている状況では、粉末合成洗剤、液体合成洗剤による出力電圧は大きくばらつくため、すすぎ状態の高精度な判定結果を得ることができないという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、内槽の回転駆動によりすすぎ液に機械力を加えることで、すすぎ液中の界面活性剤が泡を形成し、その泡を濁度検知手段によって検知することで、使用洗剤が粉末合成洗剤か液体合成洗剤かに関わらず、すすぎ状態を高精度に判定し、その結果に応じてすすぎ運転の適切な時間短縮や節水を達成しうる洗濯機を提供す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、筐体内に弾性的に吊支した外槽と、前記外槽内に回転自在に支持された内槽と、前記内槽の内底部に設けられたパルセータと、前記内槽または前記パルセータを回転駆動するモータと、前記筺体上部に設けた給水弁と、前記外槽底部に連通する排水ダクトと、前記排水ダクトを介して前記外槽から排水させる排水弁と、前記排水ダクトに設けられ光線の透過度合により排水ダクト内の水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記モータ、前記給水弁、前記排水弁などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、すすぎ行程において、前記給水弁を所定時間動作させて内槽へ所定水位まで水を供給し内槽内の衣類から洗剤成分を溶出させた後、前記内槽を回転駆動させて、前記内槽外底面部に形成した凹凸形状部により前記内槽と前記外槽間のすすぎ液に機械力を加えて、すすぎ液と空気との境界面付近に存在する界面活性剤に泡を形成させ、前記排水ダクトを通過した前記泡を前記濁度検知手段によって検知し出力した濁度値を取得し、その濁度値変化の最大値を予め設定された所定値と比較することにより、すすぎ液中の洗剤残留度合いを判定し、その判定結果に応じて、すすぎ行程の残行程を制御する構成としたものである。

これによって、使用洗剤が粉末合成洗剤か液体合成洗剤かに関わらず、すすぎ状態を高精度に判定し、その結果に応じてすすぎ運転の適切な時間短縮や節水を達成することができる。

本発明によれば、すすぎ液中の洗剤の残留度合として、すすぎ液に機械力を加えることで界面活性剤により形成された泡を濁度として検知するため、使用洗剤が粉末合成洗剤か液体合成洗剤かに関わらず、高精度なすすぎ状態の判定が出来るので、その結果に応じてすすぎ運転の適切な時間短縮や節水を実現することができる。

本発明の実施の形態における洗濯機の縦断面図同洗濯機の洗い、すすぎ、脱水のシーケンス表を示す図同洗濯機のすすぎ（２）行程の制御フローチャートを示す図同洗濯機のすすぎ（２）行程における経過時間ｔと濁度値Ｄの変化の関係を示したグラフを示す図従来の洗濯機（特許文献１）の縦断面図同洗濯機のすすぎ行程における出力特性線図従来の洗濯機（特許文献２）の撹拌開始後の洗剤の違いによる出力電圧変化図

第１の発明は、筐体内に弾性的に吊支した外槽と、前記外槽内に回転自在に支持された内槽と、前記内槽の内底部に設けられたパルセータと、前記内槽または前記パルセータを回転駆動するモータと、前記筺体上部に設けた給水弁と、前記外槽底部に連通する排水ダクトと、前記排水ダクトを介して前記外槽から排水させる排水弁と、前記排水ダクトに設けられ光線の透過度合により排水ダクト内の水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記モータ、前記給水弁、前記排水弁などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、すすぎ行程において、前記給水弁を所定時間動作させて内槽へ所定水位まで水を供給し内槽内の衣類から洗剤成分を溶出させた後、前記内槽を回転駆動させて、前記内槽外底面部に形成した凹凸形状部により前記内槽と前記外槽間のすすぎ液に機械力を加えて、すすぎ液と空気との境界面付近に存在する界面活性剤に泡を形成させ、前記排水ダクトを通過した前記泡を前記濁度検知手段によって検知し出力した濁度値を取得し、その濁度値変化の最大値を予め設定された所定値と比較することにより、すすぎ液中の洗剤残留度合いを判定し、その判定結果に応じて、すすぎ行程の残行程を制御する構成とすることにより、すすぎ液中の洗剤の残留度合として、すすぎ液に機械力を加えることで界面活性剤により形成された泡を濁度として検知するため、使用洗剤が粉末合成洗剤か液体合成洗剤かに関わらず、高精度なすすぎ状態の判定が出来るので、その結果に応じてすすぎ運転の適切な時間短縮や節水を実現することができる。

第２の発明は、濁度の演算結果の判定値Ｓが、あらかじめ設定された濁度値Ｄ０以上であった場合には、すすぎ液中の界面活性剤濃度が高い、つまり洗剤残留量が多いと判定し、この後のすすぎ運転において、布量検知結果にて決定したすすぎ定格水位まで給水してパルセータ７による所定時間のすすぎ撹拌を行なうことにより、十分なすすぎ運転を達成することができる。

第３の発明は、濁度の演算結果の判定値Ｓが、あらかじめ設定された濁度値Ｄ０未満であった場合には、すすぎ液中の界面活性剤濃度が低い、つまり洗剤残留量が少ないと判定し、布量検知結果にて決定したすすぎ定格水位よりも低い水位まで給水して、前記パルセータによる所定時間のすすぎ撹拌を行なうことにより、汚れが少ない場合において、節水を達成することができる。

以下、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における洗濯機の縦断面図である。本実施形態における洗濯機は全自動洗濯機である。

図１において、筺体１は、防振装置を有するサスペンション機構２により弾性的に吊り下げた外槽３をその内部に支持している。外槽３に回転自在に内包された内槽４は、側壁に脱水孔５を形成し、内周の上部には脱水振動低減用の流体バランサ６を有しており、中央内底部には洗濯物２４を撹拌するための撹拌用突出部２１を形成したパルセータ７を配設している。

外槽３の外底部には、モータ１０を設け、減速機構９および洗い又は脱水時に回転力の伝達を洗濯・脱水軸８に切り換えるクラッチ２３、洗濯・脱水軸８を介して、内槽４とパルセータ７を駆動している。

筺体１の上部には、開閉自在の外蓋１６が設けられており、上部後方には給水ホース２０を介して槽内へ給水する給水弁１５が設けられている。

また、外槽３の底部には、排水ダクト１２が形成されており、排水弁１３の開閉により外槽３内の水を、排水ホース２２を介して外部へ排水するようになっている。

また、排水ダクト１２には、外槽３と連通する排水ダクト１２内の水の濁度を検知する濁度検知手段１４が設けられ、発光素子（図示せず）と受光素子（図示せず）による光の透過度合により、水の濁度を検知することができる。

内槽４の外底面部には、凹凸形状部２５が形成されており、内槽４が回転した時に、内槽４と外槽３との間の水に機械力を加えることができる。本実施形態においては、特に内槽４の回転中心と内槽の周端との中間位置よりも外側である内槽外底面外周部に凹凸形状部２５が形成されている。このように、内槽外底面外周部に凹凸形状部２５を設けることにより、より大きな機械力をすすぎ液に与えることができる。
凹凸形状部２５の詳細な機能については後述する。

また、制御手段１１は、使用者が洗濯物投入後に入力設定手段１７にて運転コースを選択して運転を開始すると、布量検知手段１８にて洗濯物の量を検知して、量に応じた水位、洗剤量、仮決定したシーケンスなどを表示手段１９にて表示する。そして、モータ１０、給水弁１５、排水弁１３などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する。

図２は、本発明の実施の形態における洗濯機の洗い、すすぎ、脱水のシーケンス表、図３は、同洗濯機のすすぎ（２）行程の制御フローチャートを示すものである。

図２、図３において、通常の運転コースの基本動作は、洗い行程、すすぎ行程、そして脱水の行程で構成されており、すすぎ行程は、すすぎ（１）の行程、すすぎ（２）の行程で構成される。

まず、洗い行程では、使用者が外蓋１６を開けて、内槽４に洗濯物を投入し、入力設定手段１７にて運転コースを設定して運転を開始すると、布量検知定手段１８にて投入された布量を検知（行程Ｐ１）し、制御手段１１にて布量に応じた水位、洗剤量の決定および以降のシーケンスの仮決定をし、表示手段１９にて表示する。

次に、使用者が表示した洗剤を投入すると、モータ１０駆動により内槽４を超低速で回転させながら、給水弁１５を動作させ、パルセータ７の外周面より低い水位（１）（図では丸で１を囲む）まで給水して洗剤を拡散させる（行程Ｐ２）。その後、内槽４の回転を止め、水位（２）（図では丸で２を囲む）まで給水して（行程Ｐ３）、パルセータ７にて一次撹拌をする（行程Ｐ４）。そして、検知した布量に応じた洗いの定格水位まで給水され（行程Ｐ５）、決定された時間の洗い撹拌（行程Ｐ６）が始まり、パルセータ７が回転することで、衣類がパルセータ７の撹拌用突出部２１に引っかかり、内槽４内の衣類を撹拌して、衣類同士、または内槽４の内壁やパルセータ７との接触により作用する機械力と、水流力により衣類から汚れが取り除かれる。

次行程のすすぎ（１）行程では、まず排水弁１３を開いて内槽４内の水を排水した（行程Ｐ７）後、クラッチ２３を脱水側に切り換えて、モータ１０の動力を、洗濯・脱水軸８の脱水軸を介し内槽４に伝達して内槽４を回転させ、衣類に遠心力を与えることにより、水分を衣類から分離する脱水（行程Ｐ８）を行う。そして、衣類の洗剤液を除去するため、滝すすぎ動作を行なう（行程Ｐ９）。

滝すすぎとは、脱水回転のままで給水弁１５を短時間動作させて衣類に水を注水した後
、次に、注水を中止してモータ１０のみ通電を停止し、内槽４を惰性回転させて槽から水を抜く、次に、再度モータ１０に通電して駆動させ給水弁１５を短時間動作させて衣類に注水する。これを繰返して衣類から洗剤液を徐々に分離するすすぎ動作である。その後、水分を衣類から分離する高速の脱水（行程Ｐ１０）を行う。

すすぎ（２）行程、つまり最終すすぎ行程では、排水弁１３を閉じたまま給水弁１５を動作させて、モータ１０駆動により内槽４を約３５ｒ／ｍｉｎの超低速で回転させながら、水位検知手段（図示せず）で検知可能な最低水位である水位（３）（図では丸で３を囲む）まで内槽４に給水し（行程Ｐ１１、ステップＳ１）、水位（３）に達すると内槽４の回転を停止する（ステップＳ２）。

内槽４に供給された水（以下、すすぎ液）は、内槽４にある洗濯物２４に接触および通過して溜まっていくために、洗濯物２４に界面活性剤を含む洗剤成分が残留している場合には、それら成分がすすぎ液中に溶出してくる。排水ダクト１２に設けられた濁度検知手段１４は、発光素子と受光素子間の光線の透過度を検知することにより、この時点でのすすぎ液の濁度値Ｄ１を取得する（行程Ｐ１２、ステップＳ３）。

次に、モータ１０を駆動させ、内槽４を約１００ｒ／ｍｉｎの回転数で回転駆動させる（行程Ｐ１３、ステップＳ４）。この時、内槽４の外底面外周部に形成されている凹凸形状部２５が内槽４と外槽３の間にあるすすぎ液に機械力を加えることで、すすぎ液中の水流および水面の波打ちが発生し、すすぎ液と空気との境界面付近に存在する界面活性剤が泡を形成する。

内槽４の回転駆動による水流で、この泡が排水ダクト１２内を通過した際に、濁度検知手段１４が検知して出力した出力値変化のうち、最大値を濁度値Ｄ２として取得し（行程Ｐ１４、ステップＳ５）、回転駆動はあらかじめ設定された所定時間を経過すると停止させる（ステップＳ６）。

取得した濁度値Ｄ１、Ｄ２データが制御手段１１に入力され、これらデータから判定値Ｓ＝Ｄ２−Ｄ１の演算を行なう（行程Ｐ１５、ステップＳ７）ことで、すすぎ液中に形成された泡のみの濁度値を算出する。

演算結果の判定値Ｓが、あらかじめ設定された濁度値Ｄ０以上であった場合（ステップＳ８のＮＯ）には、すすぎ液中の界面活性剤濃度が高い、つまり洗剤残留量が多いと判定し、この後のすすぎ運転において、布量検知結果にて決定したすすぎ定格水位まで給水して（行程Ｐ１６、ステップＳ９）、パルセータ７による所定時間のすすぎ撹拌を行なう（行程Ｐ１７、ステップＳ１１）。

演算結果の判定値Ｓが、あらかじめ設定された濁度値Ｄ０未満であった場合（ステップＳ８のＹＥＳ）には、すすぎ液中の界面活性剤濃度が低い、つまり洗剤残留量が少ないと判定し、布量検知結果にて決定したすすぎ定格水位よりも低い水位まで給水して（行程Ｐ１６、ステップＳ１０）、パルセータ７による所定時間のすすぎ撹拌を行なう（行程Ｐ１７、ステップＳ１１）。ここで、洗剤残留量が少ない時は、所定時間も短く設定することができる。そして、所定時間のすすぎ撹拌が終了すると（ステップＳ１２）、脱水行程に移る。

脱水行程では、すすぎ終了後、排水弁１３を開いて内槽４内の水を排水ホース２２より排水した（行程Ｐ１８）後、クラッチ２３を脱水側に切り換えて、内槽４を回転させ、衣類に遠心力を与えることにより、水分を衣類から分離する（行程Ｐ１９）。

図４は、本発明の実施の形態における洗濯機の、すすぎ（２）行程における経過時間ｔと濁度値Ｄの変化の関係を示したグラフである。

粉末合成洗剤使用時は、すすぎ（２）行程開始直後の給水動作（行程Ｐ１１、ステップＳ１）によって、衣類から溶出した洗剤成分のうち、アルミノケイ酸ナトリウムという白色結晶がすすぎ液を白く濁らせていくために濁度値が少しずつ上昇し、Ｄ１取得値はＤ１Ｐとなる。

一方で、液体合成洗剤使用時は、すすぎ（２）行程開始直後の給水動作（行程Ｐ１１、ステップＳ１）によって、衣類から溶出した洗剤成分の中に、一般的にはアルミノケイ酸ナトリウムが含まれないためにすすぎ液が白濁せず、給水開始時と濁度値がほとんど変化しないままＤ１取得値はＤ１Ｌとなる。

よって、すすぎ判定時（行程Ｐ１５、ステップＳ７）に演算に用いられる濁度値は、粉末合成洗剤使用時は（Ｄ２Ｐ−Ｄ１Ｐ）、液体合成洗剤使用時は（Ｄ２Ｌ−Ｄ１Ｌ）であり、粉末合成洗剤使用時であっても、液体合成洗剤使用時であっても、高精度にすすぎ状態を判定することができる。

以上のように、本実施の形態においては、すすぎ行程において、給水弁１５を所定時間動作させて内槽４へ所定水位まで水を供給し内槽４内の衣類から洗剤成分を溶出させた後、内槽４を回転駆動させて、内槽４外底面外周部に形成した凹凸形状部２５により内槽４と外槽３間のすすぎ液に機械力を加えて、すすぎ液と空気との境界面付近に存在する界面活性剤に泡を形成させ、排水ダクト１２を通過した泡を濁度検知手段１４によって検知し出力した濁度値を取得し、その濁度値変化の最大値を予め設定された所定値と比較することにより、すすぎ液中の洗剤残留度合いを判定し、その判定結果に応じて、すすぎ行程の残行程を制御することにより、使用洗剤が粉末合成洗剤か液体合成洗剤かに関わらず、すすぎ状態を高精度に判定し、その結果に応じてすすぎ運転の適切な時間短縮や節水を達成することができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗剤の種類によらず信頼性の高いすすぎ状態判定が可能となるので、ドラム式洗濯機など各種の洗濯機の用途にも適用できる。

１筺体
３外槽
４内槽
７パルセータ
１０モータ（駆動手段）
１１制御手段
１２排水ダクト
１３排水弁
１４濁度検知手段
１５給水弁
２５凹凸形状部

Claims

筐体内に弾性的に吊支した外槽と、前記外槽内に回転自在に支持された内槽と、前記内槽の内底部に設けられたパルセータと、前記内槽または前記パルセータを回転駆動するモータと、前記筺体上部に設けた給水弁と、前記外槽底部に連通する排水ダクトと、前記排水ダクトを介して前記外槽から排水させる排水弁と、前記排水ダクトに設けられ光線の透過度合により排水ダクト内の水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記モータ、前記給水弁、前記排水弁などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、すすぎ行程において、前記給水弁を所定時間動作させて内槽へ所定水位まで水を供給し内槽内の衣類から洗剤成分を溶出させた後、前記内槽を回転駆動させて、前記内槽外底面部に形成した凹凸形状部により前記内槽と前記外槽間のすすぎ液に機械力を加えて、すすぎ液と空気との境界面付近に存在する界面活性剤に泡を形成させ、前記排水ダクトを通過した前記泡を前記濁度検知手段によって検知し出力した濁度値を取得し、その濁度値変化の最大値を予め設定された所定値と比較することにより、すすぎ液中の洗剤残留度合いを判定し、その判定結果に応じて、すすぎ行程の残行程を制御する洗濯機。
濁度の演算結果の判定値Ｓが、あらかじめ設定された濁度値Ｄ０以上であった場合には、すすぎ液中の界面活性剤濃度が高い、つまり洗剤残留量が多いと判定し、この後のすすぎ運転において、布量検知結果にて決定したすすぎ定格水位まで給水して前記パルセータによる所定時間のすすぎ撹拌を行なうことを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
濁度の演算結果の判定値Ｓが、あらかじめ設定された濁度値Ｄ０未満であった場合には、すすぎ液中の界面活性剤濃度が低い、つまり洗剤残留量が少ないと判定し、布量検知結果にて決定したすすぎ定格水位よりも低い水位まで給水して、前記パルセータによる所定時間のすすぎ撹拌を行なうことを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機。