JP7085420B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、洗剤を自動的に投入する装置を備えた洗濯機に関する。

従来、洗剤の自動投入器を備えた洗濯機では、洗濯運転の開始前に重量センシング等により提示された洗濯物の量に応じて、ユーザが投入量を決定していた。

特開平５－１２３４８５号公報

しかしながら、実際の洗濯物の汚れ度合は様々であるため、洗濯物の量に応じて決定された洗剤量では不十分であることも想定される。
そこで、必要に応じて、洗剤を追加投入できる洗濯機を提供する。

実施形態の洗濯機は、洗濯物を収容する洗濯槽と、洗濯槽内に洗剤を自動的に投入する洗剤投入器と、洗剤投入器を制御する制御部と、洗濯槽内の洗濯水の汚れ度を検知して、検知信号を制御部に入力する汚れ度検知部とを備え、制御部は、洗濯運転中に検知信号を監視して汚れ度の変化率を少なくとも２回以上求め、求めた変化率の差が所定値を超えると、洗剤投入器に洗剤を追加投入させる。

一実施形態であり、洗濯機の構成を示す縦断側面図 洗濯機の電気的構成を要旨に係る部分について示す機能ブロック図 洗濯運転全体の行程を示すフローチャート 洗い行程を示すフローチャート 洗剤投入量決定行程を示すフローチャート（その１） 洗剤投入量決定行程を示すフローチャート（その２） 時間の経過に伴う洗濯水の汚れ度の変化を示す図 汚れ度の変化率が変化する一例を示す図（その１） 汚れ度の変化率が変化する一例を示す図（その２） 洗剤追加・時間追加決定行程を示すフローチャート 洗剤投入量決定行程における投入量決定時間の設定の一例を示す図 洗剤投入量決定行程における初期洗剤投入量の設定の一例を示す図 汚れ度の変化率の相対レベルに応じて、洗剤追加投入量を決定する一例を示す図 通常コースにおける変化率レベルの設定例を示す図 洗剤節約コースにおける変化率レベルの設定例を示す図 洗剤追加・時間追加決定行程において、汚れ度の変化率の差に対して設定する所定値を、コースに応じて変化させる一例を示す図

以下、ドラム式の洗濯乾燥機に適用した一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る洗濯機１の全体構成を概略的に示している。洗濯機１はほぼ矩形箱状をなす本体２を有し、本体２内には、円筒状の水槽３が後下がりにやや傾斜した状態で、一部のみ図示する弾性支持機構６を介して支持されている。水槽３内には、洗濯物である衣類が収容される洗濯槽である円筒状のドラム４が回転可能に支持されている。このドラム４は、前後方向に延び且つ後下がりにやや傾斜した傾斜軸を中心に回転するように構成されている。

ドラム４の周壁部には、一部のみ図示する通水，通気用の多数の孔５が形成されている。ドラム４の周壁部の内面には、洗濯物撹拌用の複数個のバッフル７が設けられている。ドラム４の後壁部には、図示しない複数個の通気口が設けられている。ドラム４の前面部には、衣類が出し入れされる開口部８が設けられている。水槽３の前面部には、開口部８に連なる投入口９が形成されている。本体２の前面には、投入口９を開閉する扉１０が設けられている。

水槽３の後部には、例えばアウタロータ形のブラシレスモータからなる洗濯機モータ１１が配置されている。洗濯機モータ１１の回転軸１１ａの先端は、水槽３の背面を貫通して水槽３内に突出し、ドラム４の後部中心に連結固定されている。これにより、ドラム４は洗濯機モータ１１により直接的に回転駆動される。尚、この洗濯機モータ１１には、ロータ，ひいてはドラム４の回転を検出するための図示しない回転センサが設けられている。

水槽３の下部には排水管路１３が接続され、この排水管路１３の途中部には排水弁１４が設けられている。詳しく図示はしないが、排水管路１３は本体２の外部まで延びており、水槽３内の水が洗面所などの所定の排水場所に排水される。また、図示はしないが、水槽３の後面下部には水槽３内と連通するエアトラップが設けられ、このエアトラップがエアチューブを介して本体２内の上部に配置された、図示しない水位センサに接続されている。

本体２内には、乾燥行程において水槽３内に温風を供給するための乾燥ユニット１６及び空気循環ダクト１７が設けられている。空気循環ダクト１７は、全体として、水槽３の背部下端部の入口部１７ａから、水槽３の背部を上方に延びた後、水槽３の上部を前方に延び、水槽３の上部前端部の出口部１７ｂに接続されている。前記乾燥ユニット１６は、送風ファン１８及びヒータ１９を備えて構成され、空気循環ダクト１７の途中部，例えば水槽３の上部に配設されている。

乾燥行程では、送風ファン１８が駆動されて水槽３，ドラム４内の空気が入口部１７ａから空気循環ダクト１７内に吸込まれ、ヒータ１９により加熱された後、出口部１７ｂから水槽３内に供給されるといった循環が行われる。尚、空気循環ダクト１７の途中部に除湿機を設けることもできる。さらには、ヒータ式の乾燥ユニット１６に代えて、周知構成のヒートポンプを備えた乾燥ユニットを設けても良い。

本体２の前面上部には、操作パネル２０が設けられている。操作パネル２０には、例えば各種運転コースを選択したり運転を開始させるための各種キーや、ユーザに対して必要な表示を行う表示部等が設けられている。図２に示す制御部２１は、操作パネル２０の裏側に位置して設けられている。制御部２１は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、各種の入力信号や予め記憶された制御プログラムに基づいて、洗濯機１の動作全般を制御する。詳しくは後述するように、この制御部２１は、給水及び液体洗剤の自動投入の動作を制御する。

本体２の上部には、水道からの水を水槽３，ドラム４内に給水するための給水機構２２が設けられている。給水機構２２部分には、液体洗剤を水槽３内に自動投入するための機構が組込まれている。本体２内の上部には、前側部分に位置して注水ケース２３が設けられている。注水ケース２３は、給水ホース２３ａを介して水槽３の前側上部に接続されている。図示はしないが、注水ケース２３には、引出し式の洗剤類投入部が設けられており、この洗剤類投入部に予め粉末洗剤，仕上げ剤，漂白剤などの洗剤類が投入されていることで、それら洗剤類が水道水と共に水槽３内に供給される。

本体２の上部の後端側には、ホース接続部２４が設けられている。図示はしないが、ホース接続部２４には、一端が水道の蛇口に接続されたホースの他端が接続される。本体２内には、ホース接続部２４から注水ケース２３まで延びる給水経路２５が設けられている。給水経路２５には、電磁式の注水弁２６が設けられている。給水経路２５の途中部のうち、注水弁２６の下流側に、例えばプラスチック製のアスピレータ２７が挿設されている。

周知のように、アスピレータ２７はベンチュリ効果を利用して減圧状態を作り出すもので、図で左右方向に延びる直管部と、その中央部から直角，図で上方に延びる分岐管とを一体に有するＴ字状をなしている。分岐管内には、図示しない逆流防止用の逆止弁が設けられている。アスピレータ２７は、図中で右側が入口部２７ａ、左側が出口部２７ｂ、上方に延びる部分が吸込部２７ｃであり、入口部２７ａが給水経路２５における上流の給水源側、出口部２７ｂが下流の注水ケース２３側となっている。注水弁２６が開放されて給水経路２５内を水が流れると、入口部２７ａ側から出口部２７ｂ側に向けて水が流れ、絞り管２８の出口部分で流速が増し、吸込部２７ｃ内が減圧状態となる。

本体２の上部の後部側には、液体洗剤を収容し液体洗剤の供給源となる洗剤自動投入器３０が設けられている。本実施形態では、洗剤自動投入器３０は、市販の液体洗剤のボトル３１が直接的に接続可能に構成され、該ボトル３１が下向きの状態で接続されるボトル接続口３２と、その状態のボトル３１を支持するボトル保持部３３とを備えている。尚、ボトル３１を本体２内に収容する構成を採用しても良い。

本体２内には、ボトル接続口３２に接続されたボトル３１から流下した液体洗剤が一時的に溜められる液体洗剤貯留部３４が設けられていると共に、基端部がその液体洗剤貯留部３４に接続された洗剤供給路３５が設けられている。洗剤供給路３５の先端部は、アスピレータ２７の吸込部２７ｃに接続され、洗剤供給路３５の途中部には、該洗剤供給路３５を開閉する開閉弁３６が設けられている。

ボトル接続口３２にボトル３１が接続され液体洗剤貯留部３４に液体洗剤が溜められている状態で、注水弁２６が開放されて給水経路２５に水が流れているときに開閉弁３６が開放されると、吸込部２７ｃより洗剤供給路３５を通って液体洗剤がアスピレータ２７内に吸込まれる。吸込まれた液体洗剤は水と混合されながら出口部２７ｂから流出し、注水ケース２３を通して水槽３内に自動投入される。注水弁２６及び開閉弁３６は、制御部２１により開閉制御される。給水経路２５内には、水道水の温度を検出するための図２に示す水温検知部３７が設けられている。尚、アスピレータ２７に替えて、例えば特表２０１７－５０９４６４号公報に開示されているように、ポンプや電磁弁を用いて洗剤を投入する機構を用いても良い。

図２に示すように、制御部２１には、操作パネル２０の操作信号が入力される。また、制御部２１は、操作パネル２０の表示部の表示を制御する。制御部２１には、水温検知部３７，重量検知部３８及び汚れ度検知部３９からの検知信号が入力される。そして、制御部２１は、洗濯機モータ１１、排水弁１４、注水弁２６、開閉弁３６等を制御する。

重量検知部３８は、制御部２１が例えば洗濯運転の開始時の給水前に、ドラム４を所定回転数で回転させた状態から回転が停止するまでの時間によって、ドラム４に収容された布の重量を検知する機能を外在化させた機能ブロックである。汚れ度検知部３９は、洗濯水の透過率を検知する透過率センサ及び／又は洗濯水の電導率を検知する電導率センサを備えている。透過率センサは泥汚れの検知に強みがあり、電導率センサは汗汚れの検知に強みがある。汚れ度検知部３９は、例えば図１に示すように、水槽３の最下点となる部位に配置されている。

以上の構成により、制御部２１は、操作パネル２０にてユーザにより設定される運転コースに応じて、各センサからの入力信号や予め記憶された制御プログラムに基づき洗濯機１の各機構を制御し、周知の洗い、すすぎ、脱水の各行程からなる洗濯運転やその後の乾燥運転を自動で実行する。そして、制御部２１は、洗濯運転の最初の給水時に、ドラム４内の布量に応じた所定量の洗剤を自動投入するように、給水時において開閉弁３６を制御する。

次に、本実施形態の作用について図３から図１６を参照して説明する。図３は、洗濯運転の手順を示すメインルーチンのフローチャートである。制御部２１は、重量検知部３８により布の重量を検知すると（Ｓ１）洗い行程を行う（Ｓ２）。それから、すすぎを行う回数を決定してから（Ｓ３）すすぎ行程を行い（Ｓ４）、最後に脱水行程を行う（Ｓ５）。

＜Ｓ２；洗い行程＞
図４に示すように、ステップＳ２の洗い行程では、先ず、ステップＳ１で検知した布の重量に応じて、洗い時間である中間行程の時間を決定してから（Ｓ１１）洗剤投入量決定行程を行う（Ｓ１２）。続いて、中間行程（Ｓ１３）及び洗剤追加・時間追加決定行程を行う（Ｓ１４）。

＜Ｓ１２；洗剤投入量決定行程＞
図５及び図６に示すように、ステップＳ１２の洗剤投入量決定行程では、水槽３に所定以上の水位となるように注水を行い（Ｓ２１）、水温検知部３７により水温を検知する（Ｓ２２）。ここで、所定の水位とは、洗濯運転時に決定される水位，又は洗濯運転時に決定される水位よりやや少ない水位を意味する。水槽３の水位を所定以上とする意義は、この後の洗い行程において水位が大きく変化することを防止して、汚れ度検知を安定して行うためである。それから、投入量決定時間を決定する（Ｓ２３）。ここで、投入量決定時間とは、本行程において予洗いを行うための時間であり、例えば図１１に示すように、洗濯物の重量Ｎ［ｋｇ］と、通常／洗剤節約コースの設定とに応じて決定する。例えば重量Ｎが３ｋｇ以上で且つ６ｋｇ未満であり、通常コースであれば１５０秒，洗剤節約コースであれば１２０秒に設定する。

次に、初期洗剤投入を行う（Ｓ２４）。初期洗剤投入量は、例えば洗濯物の重量に基づく注水量に応じて設定され、例えば図１２に示すように、通常コースであれば設定量の１００％とし、洗剤節約コースであれば設定量の８０％とする。例えば、通常コースにおいて、洗剤Ａを注水量２０Ｌに対して１０ｇ投入するのであれば、洗剤節約コースでは８ｇとする。

次に、汚れ度検知部３９により洗濯水の汚れ度の第１回検知を行うと（Ｓ２５）洗いを開始し（Ｓ２６）、所定時間が経過すると（Ｓ２７；ＹＥＳ）汚れ度の第２回検知を行う（Ｓ２８）。所定時間は、例えば数１０秒～１分程度とする。更に所定時間が経過すると（Ｓ２９；ＹＥＳ）汚れ度の第３回検知を行う（Ｓ３０）。続いて、投入量決定時間が経過したか否かを判断し（Ｓ３１）、経過していなければ（ＮＯ）、汚れ度の第２回検知結果と第１回検知結果との差を所定時間，つまり検知間隔時間で除して汚れ度の変化率（１）を求める。同様に、汚れ度の第３回検知結果と第２回検知結果との差を検知間隔時間で除して変化率（２）を求める。そして、変化率（２）が所定値，例えば「０．５」以下か否かを判断する（Ｓ３２）。

変化率（２）が所定値以下であれば（Ｓ３２；ＹＥＳ）ステップＳ２９に戻り、所定値を超えていれば（ＮＯ）ステップＳ３３に移行する。ここでは、変化率（２）と変化率（１）との差を求める。そして、その差が所定値，例えば「０」を超えたか否かを判断する。尚、本実施形態では、所定値に「０」を含むものとする。前記差が所定値以下であれば（ＮＯ）ステップＳ２９に戻り、所定値を超えていれば（ＹＥＳ）ステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３４では、その時点で投入されている洗剤の量が飽和量未満か否かを判断し、飽和量未満であれば（ＹＥＳ）洗剤を追加投入して（Ｓ３５）ステップＳ２９に戻る。一方、飽和量以上であれば（ＮＯ）メインルーチンにリターンする。尚、洗剤を追加投入する際に注水を行う場合は、その分だけステップＳ２１で行う注水量を減少させても良い。

図７は、汚れ度の第１回から第３回の検知結果のイメージを示し、図８及び図９は、変化率（１），（２）の変化例を示す。図８に示す例では、変化率（１）が「１．０」で所定値「０．５」を超えており、変化率（２）が「１．２」で両者の差が所定値「０」を超えている。このケースでは、ステップＳ３３で「ＹＥＳ」と判断されるので、その時点で飽和量未満であればステップＳ３５で洗剤が追加投入される。図９に示す例では、変化率（１）が「０．２」で所定値「０．５」以下であるから、ステップＳ３２で「ＹＥＳ」と判断されるので洗剤は追加投入されない

また、ステップＳ３５で行う洗剤の追加投入量は、例えば図１３に示すように、直近の変化率の相対レベルに応じて変化させる。例えば変化率レベルを３段階として、各レベルを以下のように設定し、追加投入量を変化させる。
変化率レベル 変化率ＣＦ範囲 洗剤追加投入量
２ ２．０＜ＣＦ 初期投入量の１０％
１ ０．５＜ＣＦ≦２．０ 初期投入量の５％
０ ＣＦ≦０．５ 初期投入量の０％
尚、レベル「０」はステップＳ３２で「ＹＥＳ」となるケースである。また、図１４及び図１５に示すように、変化率レベルを時間の経過に応じて変更しても良いし、通常コースと洗剤節約コースとで各変化率レベルの範囲を変更しても良い。

＜Ｓ１４；洗剤追加・時間追加決定行程＞
図１０に示すように、ステップＳ１４の洗剤追加・時間追加決定行程では、洗剤投入量決定行程において第ｎ回まで検知を行っているとして、汚れ度の第（ｎ＋１）回検知を行う（Ｓ４１）。そして、所定時間が経過すると（Ｓ４２；ＹＥＳ）第（ｎ＋２）回検知を行う（Ｓ４３）。続くステップＳ４４，Ｓ４５では、ステップＳ３２，Ｓ３３と同様に、第（ｎ＋２）回検知と第（ｎ＋１）回検知との差に基づく変化率（ｎ＋１）が所定値以下か（Ｓ４４）、変化率（ｎ＋１）と変化率ｎとの差が所定値を超えたか（Ｓ４５）を判断する。ここで「ＮＯ」と判断するとステップＳ４３に戻り、「ＹＥＳ」と判断するとステップＳ４６に移行してステップＳ３４，Ｓ３５と同様の判断，処理を行う。

尚、ステップＳ４３に戻って汚れ度の検知を繰り返す際には、今回を第（ｎ＋２）回検知，前回を第（ｎ＋１）回検知とするように順次置換して、ステップＳ４４で変化率ｎを求める。

また、図１６に示すように、本行程では、ステップＳ４５で用いる変化率の差に関する所定値を、通常コースでは「０」とし、洗剤節約コースでは「０．２」とするように変更する。これにより、洗剤の追加投入を抑制しつつ、洗浄力を確保する。

以上のように本実施形態によれば、洗濯機１は、水槽３内に洗剤を自動的に投入する洗剤投入器３０と、洗剤投入器３０を制御する制御部２１と、水槽３内の洗濯水の汚れ度を検知して、検知信号を制御部に入力する汚れ度検知部３９とを備える。制御部２１は、洗濯運転中に検知信号を監視して汚れ度の変化率を少なくとも２回以上求め、求めた変化率の差が所定値を超えると洗剤投入器３０に洗剤を追加投入させる。したがって、液体洗剤を投入する経路に詰まり等が発生して、洗剤の投入量が所期の値に達していなかったとしても洗剤を追加投入させて補うことができ、洗濯物の汚れを確実に落とすことができる。

また、制御部２１は、直近の汚れ度の変化率が所定値以下であれば洗剤の追加投入を行わないので、汚れ度の変化率が相対的に小さく追加投入が不要な場合に対応できる。また、汚れ度検知部３９を、洗濯水の透過率を検知する透過率センサ及び／又は洗濯水の電導率を検知する電導率センサにより構成することで、汚れ度を精度良く検知できる。

更に、制御部２１は、水槽３内の水位が所定以上の期間内に洗剤を追加投入させるか否かを判断するので、汚れ度の変化率を安定的に検知できる適切な期間に判断を行うことができる。加えて、制御部２１は、汚れ度の変化率に応じて追加投入する洗剤の量を変化させ、また洗濯運転の時間を変化させるので、洗濯物の汚れ度合に応じて追加投入する洗剤量を適切に変更したり洗濯時間を変更することで、洗濯物の汚れを確実に落とすことができる。

（その他の実施形態）
水量，洗剤量，時間，各所定値等の具体数値は一例であり、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
ステップＳ３２の判断は、必要に応じて行えば良い。
図１３に示すように追加投入量を変化させるものに限らず、追加投入量を常に一定にしても良い。
液体洗剤に限ることなく、粉末洗剤を自動投入する構成に適用しても良い。
ドラム式洗濯機に限ることなく、縦型の洗濯機に適用しても良い。
水槽３に貯留された洗濯液を循環ポンプなどで循環させる循環流路を備える場合、汚れ度検知部３９を循環流路の中途部分に備えても良い。

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、１は洗濯機、３は水槽、４はドラム、２１は制御部、３０は洗剤自動投入器、３９は汚れ度検知部を示す。

Claims (6)

1. 洗濯物を収容する洗濯槽と、
   前記洗濯槽内に洗剤を自動的に投入する洗剤投入器と、
   この洗剤投入器を制御する制御部と、
   洗濯槽内の洗濯水の汚れ度を検知して、検知信号を前記制御部に入力する汚れ度検知部とを備え、
   前記制御部は、洗濯運転中に前記検知信号を監視して汚れ度の変化率を少なくとも２回以上求め、求めた変化率の差が所定値を超えると、前記洗剤投入器に洗剤を追加投入させる洗濯機。
2. 前記制御部は、直近の前記汚れ度の変化率が所定値以下であれば、前記追加投入を行わない請求項１記載の洗濯機。
3. 前記汚れ度検知部は、前記洗濯水の透過率を検知する透過率センサ及び／又は前記洗濯水の電導率を検知する電導率センサである請求項１又は２記載の洗濯機。
4. 前記制御部は、前記洗濯槽内の水位が所定以上の期間内に、洗剤を追加投入させるか否かを判断する請求項１から３の何れか一項に記載の洗濯機。
5. 前記制御部は、前記変化率に応じて、追加投入する洗剤の量を変化させる請求項１から４の何れか一項に記載の洗濯機。
6. 前記制御部は、洗濯運転も制御するように構成され、前記変化率に応じて洗濯運転の時間を変化させる請求項１から５の何れか一項に記載の洗濯機。

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