JP6971814B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、微細気泡を含む微細気泡水を生成する機能を備えた洗濯機に関する。

一般にファインバブルと称される微細気泡を含む微細気泡水を生成し洗濯を行うことで、洗浄性能の向上を図った洗濯機が提案されている。微細気泡水は、水源から供給される水に微細気泡を混入させて生成されるため、その分だけ実際の水量が通常の水よりも少なくなり、生成する過程にも時間を要する。したがって、水槽への給水時間が長引いてしまう。

特開２０１７−１１３３９５号公報

給水時間を短くするには、微細気泡水を生成する生成部を増やして対応することも考えられる。しかしその場合、給水時間は短縮されるが、それぞれの微細気泡生成部への給水量が減るため、微細気泡の発生量が低下してしまう。特に、水源からの流量が少なくなるほど、その傾向が顕著になる。

また、洗濯運転の設定や温度等の運転環境によっては、ユーザが望む洗浄性能の実現に対して微細気泡を過剰に供給している状況も想定される。したがって、単に微細気泡生成部を増設することが一概に良いとは言えない。加えて、個々のユーザによっては、運転時間の短縮を望んだり、異なる設定や環境で運転を行うことから、それらも考慮すれば柔軟な対応が必要となる。

そこで、微細気泡水を用いて行う洗濯における洗浄性能の維持と、ユーザへの利便性とを両立できる洗濯機を提供する。

実施形態の洗濯機は、水槽と、
外部の水源より前記水槽に給水を行う経路に設けられ、微細気泡を含む微細気泡水を生成する複数の微細気泡水生成部と、
これら複数の微細気泡水生成部を介して行う前記水槽への給水を制御する給水制御部と、
前記複数の微細気泡水生成部に対応して設けられる複数の給水弁とを備え、
前記給水制御部は、１つの工程における洗濯運転の状態に応じて、開にする制御の対象とする前記複数の給水弁の数を変える。

第１実施形態であり、洗濯機の構造を示す断面図（その１） 洗濯機の構造を示す断面図（その２） 要部に係る洗濯機の電気的構成を示す機能ブロック図 給水制御の処理内容を示すフローチャート（その１） 給水制御の処理内容を示すフローチャート（その２） 第２実施形態であり、給水経路構成（１）に対応する給水制御の処理内容を示すフローチャート 給水経路構成（２）に対応する給水制御の処理内容を示すフローチャート 第３実施形態であり、給水制御の処理内容を示すフローチャート 第４実施形態であり、給水制御の処理内容を示すフローチャート 第５実施形態であり、給水制御の処理内容を示すフローチャート 第６実施形態であり、給水制御の処理内容を示すフローチャート

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図５参照して説明する。図１に示す洗濯機１０は、外箱１２、水槽１４、回転槽１６、パルセータ１８、及びモータ２０を備えている。洗濯機１０の設置面側つまり鉛直下側を、洗濯機１０の下側とし、設置面と反対側つまり鉛直上側を、洗濯機１０の上側とする。

洗濯機１０は、回転槽１６の回転軸が鉛直方向を向いた所謂縦軸型の洗濯機である。外箱１２は、洗濯機１０の外殻を構成している。外箱１２は、例えば鋼板等によって略矩形の箱状に形成されており、上部に開口部を有している。水槽１４は、外箱１２の内部に収容されている。回転槽１６は、水槽１４の内部に収容されている。水槽１４は、上側に開口部を有し、下側に水槽底部を有した有底円筒形状に形成されている。同様に、回転槽１６は、上側に開口部を有し、下側に回転槽底部を有した有底円筒形状に形成されている。

水槽１４は、水槽底部に設けられた図示しない排水口を有している。また、洗濯機１０は、排水弁１１及びこれに接続された排水ホース１３を備えている。排水弁１１は、例えば電子制御式の電磁弁であり、制御回路４６によって駆動制御される。排水弁１１が開放されることにより、水槽１４内の水は、排水口から排水弁１１を経由して洗濯機１０の外部へ排出される。

回転槽１６は、複数の図示しない孔を有しており、回転槽１６の内部と外部とを連通している。孔は、回転槽１６の主に円筒状の筒状部分を構成する周壁の全域に形成されている。水槽１４内に供給された水は、孔を通って、回転槽１６の内外を出入りする。

パルセータ１８は、回転槽１６内の回転槽底部付近に設けられている。パルセータ１８は、回転槽１６に対して相対的に回転可能である。モータ２０は、水槽１４の外側にあって水槽底部に設けられている。モータ２０は、例えばアウターロータ型のＤＣブラシレスモータである。モータ２０と、回転槽１６及びパルセータ１８とは、図示しないクラッチによって接続されている。図示しないクラッチは、パルセータ１８のみが回転する形態と、パルセータ１８と回転槽１６とが一体的に回転する形態とを選択的に切り替えることが可能である。パルセータ１８は、回転槽１６に対して相対的に回転することで、回転槽１６の内側に収容された洗濯物を撹拌する。

洗濯機１０は、その上部に給水管３０を備えている。給水管３０は３つに分岐しており、各分岐管３０（１）〜３０（３）の先には、給水弁３２（１）〜３２（３），微細気泡発生器４０（１）〜４０（３）がそれぞれ設けられており、洗剤ケース４４に接続されている。給水管３０には、例えば水道水の蛇口や風呂水の取水手段が接続されており、洗濯に供する源水２２が供給される。洗剤ケース４４を経由した水は、給水口４５から水槽１４内に供給される。

微細気泡発生器４０は、内部に設けられた流路を通過する液体，この場合水の中に、微細な気泡を発生させる装置である。微細気泡発生器４０は、例えば、内部流路を流れる液体の圧力を急激に低下させることで微細気泡を発生させるキャビテーション方式を採用できる。その他、例えば加圧溶解方式、高速旋回液流方式、微細孔方式、気液二相流旋回方式などの方式を用いてもよい。また、特開２０１６−７３０８号公報に開示されている微細気泡発生装置を利用してもよい。微細気泡発生器４０は、泡の球相当直径が５０ｎｍ〜１μｍ程度のウルトラファインバブルを含む気泡を主として発生させる。本実施形態におけるファインバブルは、泡の球相当直径が５０ｎｍ〜１μｍのウルトラファインバブルを含む。微細気泡及び当該気泡を含むファインバブル水の性質については、特開２０１７−１１３３９５号公報に記載されている。

尚、図２は、洗濯機１０の構成のバリエーションである洗濯機１０’を示している。洗濯機１０’は、洗濯機１０より微細気泡発生器４０（３）を除いたものである。以下、洗濯機１０の給水経路構成を給水経路構成３１（１）とし、洗濯機１０’の当該構成を給水経路構成３１（２）と称する。

図３は、本実施形態の要旨に関係する部分について示す、洗濯機の電気的構成のブロック図である。洗濯機１０は、洗濯コース内容の操作等を行うための操作パネル４８，水槽１４内の水位を検知する水位センサ５０，温度センサ５１，不揮発性メモリ５２を備えている。制御回路４６は、マイクロコンピュータ４７を主体に構成されている。制御回路４６は、洗濯物の洗い、すすぎ及び脱水の洗濯運転等を制御する機能を有している。

制御回路４６には、操作パネル４８，水位センサ５０，サーミスタ等の温度センサ５１及び、モータ２０に配置された回転センサ５３からの信号が入力される。制御回路４６は、これらの入力信号と、予め備えた制御プログラムに基づいて、モータ２０の回転，給水弁３２及び排水弁１１の開閉を制御する。また、制御回路４６は、表示回路５４における各種情報の表示や、ブザー５５による報知音の鳴動等を制御する。

次に、本実施形態の作用について図４及び図５を参照して説明する。図４は、制御回路４６が給水時に行う処理を示すフローチャートである。制御回路４６は、例えば、給水動作における所定の水位間の給水時間を、予め設定した閾値と比較することで水の流量を測定する。制御回路４６は、給水制御部及び流量測定部に相当する。先ず、給水弁３２（１）を開いて給水を開始し（Ｓ０１）流量を測定する（Ｓ０２）。測定が完了すると（ＹＥＳ）、測定した流量を不揮発性メモリ５２に記憶する（Ｓ０３）。

そして、測定した流量が例えば５Ｌ／分未満であれば（Ｓ２；ＹＥＳ）、そのまま給水弁３２（１）による給水を継続する（Ｓ３）。つまり、微細気泡発生器４０（１）のみによりファインバブル水を給水する。回転槽１６内の水位が目標値に到達すると（Ｓ４；ＹＥＳ）、給水弁３２（１）を閉じて（Ｓ５）給水を終了する。

一方、測定した流量が５Ｌ／分以上であれば（Ｓ２；ＮＯ）、給水弁３２（１）に加え給水弁３２（２）も開いて給水を行う（Ｓ６）。この場合、微細気泡発生器４０（１）及び４０（２）によりファインバブル水を給水する。水位が目標値に到達すると（Ｓ７；ＹＥＳ）、給水弁３２（１）を閉じて（Ｓ８）給水を終了する。尚、この処理は、給水経路構成３１（１）及び３１（２）について共通である。

すなわち、流量が少ない時に水を複数の微細気泡発生器４０に通過させると、少ない流量の水が更に分散されるため生成される微細気泡の数が少なくなり、洗浄性能が低下する。そこで、微細気泡発生器４０（１）のみに水を通過させて微細気泡の供給量が減少することを回避する。一方、流量が多い時には、微細気泡発生器４０（１）及び４０（２）を併用しても微細気泡の数が大きく低下することはないので、併用により給水時間の短縮を図る。

図５は、過去に測定済みの流量を利用する場合のフローチャートであり、ステップＳ０１〜Ｓ０３に替えて「流量測定済み？」の判断ステップＳ１を実行する。流量が測定済みでなければ（ＮＯ）ステップＳ６に移行する。

以上のように本実施形態によれば、水槽１４と外部の水源より水槽１４に給水を行う経路に設けられ、微細気泡を含む微細気泡水を生成する複数の微細気泡発生器４０と、微細気泡発生器４０を介して行う水槽への給水を制御する制御回路４６と、複数の微細気泡水生成部４０に対応して設けられる複数の給水弁３２とを備える。

そして、制御回路４６は、洗濯運転の状態に応じて複数の給水弁３２を制御対象とする数を変える。これにより、洗濯運転の状態に応じて洗浄性能とユーザの利便性とを調整することができる。具体的には、制御回路４６は、水の流量が減少するのに応じて制御対象とする給水弁３２の数を減らすことで、洗浄性能が低下することを回避できる。

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。第２実施形態では、温度センサ５１により測定された外気温又は水温に応じて給水制御を行う。外気温を測定する場合は、温度センサ５１を例えば外箱１２と水槽１４との間に配置する。水温を測定する場合は、温度センサ５１を例えば給水経路の途中や水槽１４の底等に配置する。

図６は、給水経路構成３１（１）を用いた場合のフローチャートである。温度が測定済みであれば（Ｓ１１；ＹＥＳ）、その温度が例えば３０℃を超えているか否かを判断する（Ｓ１２）。温度が３０℃を超えていれば（ＹＥＳ）、給水弁３２（１）〜３２（３）を全て開いて微細気泡発生器４０（１）〜４０（３）により微細気泡を発生させ、ファインバブル水を供給する（Ｓ１３）。そして、回転槽１６内の水位が目標値に到達すると（Ｓ１４；ＹＥＳ）、給水弁３２（１）〜３２（３）を閉じて（Ｓ１５）給水を終了する。一方、温度が測定済みでない場合（Ｓ１１；ＮＯ）、又は温度が３０℃以下の場合はステップＳ６〜Ｓ８を実行する。

また、給水経路構成３１（２）を用いた場合に対応する図７に示す処理では、ステップＳ１３に替えてステップＳ１６を実行し、給水弁３２（１），３２（３）を開き、微細気泡発生器４０（１）のみにより微細気泡を発生させてファインバブル水を供給すると共に、給水弁３２（３）より微細気泡を含まない水を給水する。そして、回転槽１６内の水位が目標値に到達すると（Ｓ１７；ＹＥＳ）、給水弁３２（１），３２（３）を閉じて（Ｓ１８）給水を終了する。

すなわち、水温が高いほど洗剤による洗浄効果は高くなるので、微細気泡の数が少なくても洗浄性能に及ぶ影響は小さい。そこで、給水経路構成３１（１）を用いる際には、全ての給水弁３２（１）〜３２（３）を動作させ、洗浄性能を低下させることなく給水時間，ひいては運転時間を短縮する。また、給水経路構成３１（２）を用いる際には給水弁３２（３）を開くことで、水の多くは給水弁３２（３）を介して流れる。これにより、やはり微細気泡の供給量は低下するが、洗浄性能に影響を与えずに運転時間を短縮する。

以上のように第２実施形態によれば、制御回路４６は、温度センサ５１により測定した水温又は外気温が高くなるのに応じて制御対象とする給水弁３２の数を増やすようにした。これにより、洗浄性能を低下させることなく運転時間を短縮できる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、洗濯機に予め設定されており、ユーザが選択した運転コースの運転時間に応じて給水制御を行う。尚、第３〜第６実施形態は何れも、給水経路構成３１（１）及び３１（２）について共通である。制御回路４６はコース選択部に相当する。図８に示すように、ユーザが予め設定されている「標準コース」を選択すると（Ｓ３１；ＹＥＳ）ステップＳ１６〜Ｓ１８を実行し、ユーザが、「標準コース」よりも運転時間が短く設定されている「スピードコース」を選択すると（Ｓ３２；ＹＥＳ）ステップＳ１３〜Ｓ１５を実行する。

すなわち、ユーザが「スピードコース」を選択した場合、ユーザは洗濯運転が速く完了することを望んでいると想定される。したがって、給水弁３２（１）〜３２（３）を全て開いて運転時間を短縮する。尚、「スピードコース」の運転時間が「標準コース」よりも「短い」と判断する程度に関しては、幅を持たせても良い。例えば、「標準コース」における「洗い」の運転時間が１０分である場合に対して、「スピードコース」における同運転時間が６分以下であればステップＳ３２で「ＹＥＳ」と判断し、同運転時間が９分程度であれば「ＮＯ」と判断するようにしても良い。

以上のように第３実施形態によれば、制御回路４６は、ユーザにより選択された運転コースの運転時間が、予め設定されている「標準コース」の運転時間よりも短いものであれば制御対象とする給水弁３２の数を増やすので、ユーザの期待に沿うように運転時間を短縮することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、洗い，濯ぎ，脱水の各行程について、ユーザがマニュアル操作で運転時間を設定可能となっており、設定された運転時間の長さに応じて給水制御を行う。制御回路４６は運転時間設定部に相当する。図９に示すように、制御回路４６は、洗い，濯ぎ，脱水の何れかの行程について運転時間の設定がマニュアル操作で行われると（Ｓ４１；ＹＥＳ）、設定された運転時間が「標準コース」よりも短いか否かを判断する（Ｓ４２）。運転時間が「標準コース」よりも短い場合は（ＹＥＳ）ステップＳ１３〜Ｓ１５を実行する。

設定された運転時間が「標準コース」よりも短くない場合は（Ｓ４２；ＮＯ）、当該運転時間が「標準コース」よりも長いか否かを判断する（Ｓ４３）。運転時間が「標準コース」よりも長ければ（ＹＥＳ）ステップＳ３〜Ｓ５を実行する。運転時間が「標準コース」よりも長くなければ（ＮＯ）、運転時間が「標準コース」に一致しているのでステップＳ１６〜Ｓ１８を実行する。尚、運転時間が「短い」と判断する程度に関しては、第３実施形態で述べたものと同様に幅を持たせても良い。

以上のように第４実施形態によれば、制御回路４６は、洗い，濯ぎ，脱水の何れかの行程について設定された運転時間が予め設定されている「標準コース」の運転時間よりも短いものであれば、制御対象とする給水弁３２の数を増やすようにした。これにより、第３実施形態と同様に、ユーザの期待に沿うように運転時間を短縮することができる。

（第５実施形態）
第５実施形態では、洗濯機が予約運転を行う機能を備えており、その設定の有無に応じて給水を制御する。制御回路４６は予約運転設定部に相当する。図１０に示すように、制御回路４６は、予約運転が設定されていると（Ｓ６１；ＹＥＳ）、給水弁３２（１）のみを開いて給水を行った場合の運転時間を計算する（Ｓ６２）。そして、計算した運転時間が予約運転の終了時間よりも短ければ（Ｓ６３；ＹＥＳ）ステップＳ３〜Ｓ５を実行する。一方、予約運転が設定されていない場合（Ｓ６１；ＮＯ）、又は計算した運転時間が予約運転の終了時間以上であれば（Ｓ６３；ＮＯ）ステップＳ１６〜Ｓ１８を実行する。

すなわち、予約運転で設定された運転終了までの時間内であれば、洗濯運転に時間がかかっても問題が無い。そのような場合は、給水弁３２（１）のみを開いて給水を行い、微細気泡の供給量を増やして洗浄性能を向上させる。

以上のように第５実施形態によれば、制御回路４６は、ユーザにより予約運転が設定された際に、制御対象とする給水弁３２の数を減らしても、設定された洗濯運転の終了時間内に運転が終了できると判断すると給水弁３２の数を減らすようにした。これにより、ユーザの利便性を損なうことなく洗浄性能を向上できる。

（第６実施形態）
第６実施形態では、制御回路４６は、例えばパルセータ１８を正転方向，反転方向にそれぞれ所定時間，例えば１秒間回転させると、それぞれの回転量と予め設定した閾値とを比較することで回転槽１６内に投入された衣類の重量を測定する。回転量は、例えば回転センサ５３からのパルス信号の入力数を参照して求める。制御回路４６は重量測定部に相当する。また、洗い，濯ぎ運転時の回転槽１６内の水位設定が、ユーザのマニュアル操作でも可能となっている。そして、制御回路４６は、測定した衣類の重量と、設定された水位との関係に基づいて給水を制御する。

図１１に示すように、水位がマニュアル操作で設定されていると（Ｓ７１；ＹＥＳ）、設定された水位，水量が、測定した衣類の重量に適した水量を超えているか否かを判断する（Ｓ７２）。衣類の重量に適した水量を超えていれば（ＹＥＳ）ステップＳ１３〜Ｓ１５を実行する。一方、水位がマニュアル操作で設定されていないか（Ｓ７１；ＮＯ）、又は衣類の重量に適した水量以下であれば（Ｓ７２；ＮＯ）ステップＳ１６〜Ｓ１８を実行する。

すなわち、衣類の重量に対して水量が多い場合には、微細気泡の数が少なくても洗浄性能に与える影響は小さい。したがって、全ての給水弁３２（１）〜３２（３）を開いて運転時間を短縮する。

以上のように第６実施形態によれば、制御回路４６は、洗い，濯ぎ行程における使用水量に対して測定された重量が軽い時には、制御対象とする給水弁３２の数を増やすようにした。これにより、洗浄性能を低下させることなく運転時間を短縮できる。

（その他の実施形態）
各実施形態を組み合わせて実施しても良い。
ドラム式洗濯機に適用しても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１０は洗濯機、１４は水槽、１６は回転槽、１８はパルセータ、２０はモータ、３２は給水弁、４０は微細気泡発生器、４６は制御回路、５０は水位センサ、５１は温度センサ、５３は回転センサを示す。

Claims (7)

1. 水槽と、
   外部の水源より前記水槽に給水を行う経路に設けられ、微細気泡を含む微細気泡水を生成する複数の微細気泡水生成部と、
   これら複数の微細気泡水生成部を介して行う前記水槽への給水を制御する給水制御部と、
   前記複数の微細気泡水生成部に対応して設けられる複数の給水弁とを備え、
   前記給水制御部は、１つの工程における洗濯運転の状態に応じて、開にする制御の対象とする前記複数の給水弁の数を変える洗濯機。
2. 前記経路における水の流量を測定する流量測定部を備え、
   前記給水制御部は、前記流量が減少するのに応じて制御対象とする給水弁の数を減らす請求項１記載の洗濯機。
3. 外気又は水の温度を測定する温度測定部を備え、
   前記給水制御部は、前記温度が高くなるのに応じて制御対象とする給水弁の数を増やす請求項１又は２記載の洗濯機。
4. ユーザが洗い，濯ぎ及び脱水の各行程について、運転時間が異なる複数の運転コースを選択するためのコース選択部を備え、
   前記給水制御部は、予め設定されている標準コースよりも運転時間が短い運転コースが選択されると、制御対象とする給水弁の数を増やす請求項１から３の何れか一項に記載の洗濯機。
5. ユーザが、洗い，濯ぎ及び脱水の各行程について運転時間を設定するための運転時間設定部を備え、
   前記給水制御部は、前記各行程について予め設定されている運転時間よりも、短い運転時間が設定されると制御対象とする給水弁の数を増やす請求項１から４の何れか一項に記載の洗濯機。
6. ユーザが、洗濯運転の終了時刻又は洗濯運転が終了するまでの時間を予約運転として設定するための予約運転設定部を備え、
   前記給水制御部は、前記予約運転が設定された際に、制御対象とする給水弁の数を減らしても、設定された洗濯運転の終了時間内に運転が終了できると判断すると給水弁の数を減らす請求項１から５の何れか一項に記載の洗濯機。
7. 前記水槽内に投入された衣類の重量を測定する重量測定部を備え、
   前記給水制御部は、ユーザが設定した洗い，濯ぎ行程における使用水量に対して測定された衣類の重量が軽い時には、制御対象とする給水弁の数を増やす請求項１から６の何れか一項に記載の洗濯機。

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