JP7161983B2

JP7161983B2 - 洗濯機および操作パネル装置

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Publication number: JP7161983B2
Application number: JP2019183904A
Authority: JP
Inventors: 義徳宗野; 拓也小山; 晃太三谷; 慎介葛島; 貴之清水; 達朗上田
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2039-10-04
Also published as: CN112609399B; JP2021058358A; CN112609399A

Description

本発明は、洗濯機および操作パネル装置に関する。

近年、冷蔵庫、空気清浄器、ＩＨクッキングヒータ等の家電製品の操作パネル装置においては、ユーザが押した際のクリック感が無いタッチ式のボタン部が主流となってきている。また、洗濯機においても、操作基板にタクトスイッチ（機械的スイッチ）を設け、これを押すことにより洗濯コース等の選択を実施できる構造から、タッチ式のボタン部に移行してきている。

本発明の背景技術として、特開２０１６－２２０７１９号公報（特許文献１）がある。この公報には、タッチ操作を静電容量の変化によって検出するための検出回路を搭載した制御基板に、検出電極としてのばね電極を設け、パネル部材とばね電極とを接触させる構造が開示されている。

特開２０１６－２２０７１９号公報

特許文献１に記載の技術では、タッチの感度領域はパネル部材に当接したばね電極の外径円内であり、この外径円内を指で触れた際に静電容量の変化を検出することで、ユーザのタッチ操作を検知する。
しかしながら、指で触れる箇所がばね電極の外径円内から外れるとタッチ操作の検知が困難となり、使い勝手（操作性）の面から改善の余地があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、操作性の良い洗濯機および操作パネル装置を提供することを課題とする。

前記課題を達成するために、本発明に係る洗濯機は、洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外装体と、前記外装体に設けられた操作パネル装置と、を備えている。前記操作パネル装置は、パネル部材と、制御基板と、導電層と、導電部材と、を備えている。前記パネル部材は、タッチ式のボタン部を有している。前記制御基板は、前記ボタン部に対するユーザのタッチ操作を検出する。前記導電層は、前記ボタン部の前記制御基板側に設けられており、導電性を有している。前記導電部材は、前記制御基板と前記導電層との間に配置され、前記ボタン部と前記制御基板とを静電気的に接続しており、導電性を有している。前記導電層は、前記ボタン部の表示範囲に対応する範囲に設けられた第１導電部と、該第１導電部から前記ボタン部の表示範囲外に延出して設けられた第２導電部と、を有している。前記第２導電部と前記パネル部材との間に、前記導電層よりも導電性が低い低導電層が、前記パネル部材に接触して設けられている。前記導電部材は、前記制御基板と前記第２導電部との間に配置されている。前記第２導電部は、前記導電部材の端面の外形を含む範囲を持ち前記導電部材に接触する部分を有している。

本発明によれば、操作性の良い洗濯機および操作パネル装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る洗濯機を示す外観斜視図である。図１に示す洗濯機の外蓋および内蓋を開いた状態を示す外観斜視図である。操作パネル装置を模式的に示す平面図である。操作パネル装置の分解斜視図である。操作パネル装置の操作部におけるボタン部を模式的に示す拡大平面図である。図５のＶＩ－ＶＩ線断面図である。第２実施形態に係る操作パネル装置の操作部におけるボタン部を模式的に示す拡大平面図である。図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。また、部材のサイズおよび形状は、説明の便宜のため、変形または誇張して模式的に表す場合がある。

以下では、縦型の洗い、すすぎ、脱水を行うことができる洗濯機（いわゆる、全自動洗濯機）を例に挙げて説明する。ただし、本発明は、各種様々な洗濯機に適用することができる。例えば、ドラム式の洗い、すすぎ、脱水、乾燥を行うことができる洗濯機（いわゆる、ドラム式の洗濯乾燥機）であってもよい。あるいは、縦型の洗い、すすぎ、脱水、乾燥を行うことができる洗濯機（いわゆる、縦型の洗濯乾燥機）であってもよい。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る洗濯機１００を示す外観斜視図である。図２は、図１に示す洗濯機１００の外蓋４および内蓋５を開いた状態を示す外観斜視図である。説明の都合上、図１及び図２に示すように、上下左右前後の方向を設定する。

図１に示すように、洗濯機１００は、洗濯槽１（図２参照）と、洗濯槽１を収容する外装体２とを含んで構成されている。外装体２は、略四角箱状に構成された筺体３と、筺体３の上部に形成された開口３６（図２参照）を開閉自在に覆う外蓋４とを備えている。

筺体３は、外郭が鋼板と樹脂成型品とを組み合わせて構成されたものであり、全体を支持するベース３１と、前板３２と、後板３３と、左右の側板３４と、トップカバー３５（上板）とを備えている。

図２に示すように、開口３６は、洗濯槽１内に洗濯物を投入するために、トップカバー３５に形成されている。閉じた状態の外蓋４の内側（下側）には、洗濯槽１を開閉自在に覆う内蓋５が取り付けられている。内蓋５は、閉じた状態で、上面視（平面視）において略半円状に形成されており、直線部分が奥側（後側）に位置するとともに曲線部分が手前側（前側）に位置するように構成されている。

トップカバー３５の手前側には、電源スイッチ等の機械式スイッチ３７が設けられている。外蓋４は、ヒンジ部４１によって、左右方向を回動軸方向として後端部が回動自在に支持されている。外蓋４は、ヒンジ部４１に回動自在に連結され後側に位置する後蓋部４２と、後蓋部４２の前端部に回動自在に連結された前蓋部４３とを備えている。外蓋４は、後蓋部４２と前蓋部４３とが山型に折れ曲がりながら開くタイプの蓋である。なお、外蓋４は、一枚ものの略四角板形状を呈するタイプの蓋であってもよい。内蓋５は、ヒンジ部５１によって、左右方向を回動軸方向として後端部が回動自在に支持されている。

図１に示すように、トップカバー３５および外蓋４は、前方に向かって下方に傾斜する下り勾配となっている。本実施形態では、外蓋４の後蓋部４２に操作パネル装置６が設けられている。

図３は、操作パネル装置６を模式的に示す平面図である。
図３に示すように、操作パネル装置６は、タッチ式のボタン部６２～７４から構成される操作部６１と、設定条件や運転状態等を表示する表示部７５とを備えている。

動作条件の設定には、洗濯を行う洗濯コース、高速回転によって化繊衣類等の水分を飛ばすエアジェットコース等の運転コースの設定や、洗濯時の洗い時間、すすぎ回数、脱水時間、予約時間等の詳細な条件設定などがある。

操作部６１のボタン部６２～７４は、人の指が触れるときの静電容量の変化を検出するタッチ式のボタン部である。ボタン部６２～７４は、指に力を込めてしっかりと押す必要がなく、軽く触るだけでタッチ操作の検出が可能となる。したがって、ボタン部６２～７４は、指の力が弱い高齢者のようなユーザでも簡単にしかも確実に操作ができる。

表示部７５は、操作部６１によって設定された機能や時間等の条件、運転の残り時間をＬＥＤ８２（図４参照）の点灯等により表示する。

図４は、操作パネル装置６の分解斜視図である。
図４に示すように、操作パネル装置６は、パネル部材７６、支持部材７７、制御基板７８、パネル基体７９および保護カバー８０を備えている。パネル部材７６は、外蓋４の後蓋部４２（図１参照）の表面部材を兼ねている。

制御基板７８は、パネル基体７９内に配置されており、パネル基体７９に対して取り付けられている。支持部材７７は、制御基板７８の上側に被せられており、パネル基体７９に対して取り付けられている。支持部材７７、制御基板７８およびパネル基体７９は、保護カバー８０内に配置されており、パネル部材７６が支持部材７７を覆うように、保護カバー８０がパネル部材７６に対して取り付けられている。

パネル基体７９は、長方形の有底箱状の形状に形成されており、周囲に制御基板７８を囲む側周壁８１が形成されている。パネル基体７９は、耐熱性が高く熱変形が少ない例えばＡＢＳ樹脂で作られている。

制御基板７８は、洗濯機１００の稼働状態を検出するセンサの入力信号の演算処理や、回転翼及び洗濯槽１を駆動する電動機等を駆動する出力信号の演算処理を行う制御装置が設けられている。制御装置は、入出路回路、ＣＰＵ８６等から構成されており、制御基板７８に実装されている。

また、制御基板７８は、ボタン部６２～７４に対するユーザのタッチ操作を検出する。制御基板７８には、タッチされたボタン部６３～７４に対応する検出信号をＣＰＵ８６へ出力する検出回路が実装されている。

制御基板７８の上側表面には、複数個の光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）８２が実装されている。ＬＥＤ８２で発光された光は、表示部７５に印刷された文字や記号を下面から照射して明瞭に表示するものである。

また、制御基板７８の上側表面には、導電部材としてのばね電極８３が複数接続されている。ばね電極８３は、本実施形態では、圧縮コイルばねである。ばね電極８３は、図４では、制御基板７８に接続されている状態で描かれている。しかし、実際には、支持部材７７を制御基板７８の上に載置してパネル基体７９に取り付けた後に、ばね電極８３が支持部材７７のばね電極収納孔８４に挿入、配置されてから、制御基板７８と接続される。この場合、ばね電極８３はハンダのディップ工程で制御基板７８と接続される。

支持部材７７は、パネル基体７９と同様に耐熱性が高く熱変形が少ない例えばＡＢＳ樹脂で作られている。支持部材７７は、ＬＥＤ８２を収納する照明部品収納機能と、ばね電極８３を収納するばね電極収納機能とを有している。このため、支持部材７７には、複数のばね電極収納孔８４と、複数の照明部品収納孔８５とが一体的に形成されている。各ばね電極８３がばね電極収納孔８４に収納されるので、ばね電極８３が自由に動くことが制限され、隣り合うばね電極８３が互いに接触することなく正常なタッチキーの機能を確保することができる。

パネル部材７６は、該パネル部材７６の裏面（制御基板７８側表面）側に文字や記号を印刷して形成された表示部７５を有している。この表示部７５をＬＥＤ８２によって下面から照射して、文字や記号を明瞭に表示することができる。

パネル部材７６は、支持部材７７を上側から覆うパネルである。パネル部材７６は、操作パネル装置６として組み上げられた場合、ユーザが指でタッチして動作条件等の設定を行う操作部６１（図３参照）と各種設定条件や設定時間等を表示する表示部７５（図３参照）として機能する。

パネル部材７６の基材は、例えばガラスで構成されており、透光性を有している。なお、ガラスに限定されるものではなく、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が使用されてもよい。

図５は、操作パネル装置６の操作部６１におけるボタン部６２，６３を模式的に示す拡大平面図である。図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線断面図である。なお、図６では、保護カバー８０の図示を省略している。

図５に示すように、パネル部材７６は、該パネル部材７６の裏面（制御基板７８側表面）側に文字を中央に配置した四角領域を印刷して形成されたボタン部６２～７４（図５では、ボタン部６２，６３のみ図示）を有している。

図６に示すように、導電性を有する導電層８７が、ボタン部６３の制御基板７８側に設けられている。図６中の符号８８は、該パネル部材７６の裏面側に形成されたボタン部６２～７４以外の印刷部分である。ばね電極８３は、制御基板７８と導電層８７との間に配置されており、ボタン部６３と制御基板７８とを静電気的に接続する。導電層８７およびばね電極８３は、複数のボタン部６２～７４の各々に対応してそれぞれ設けられている。

導電層８７は、ボタン部６２～７４の表示範囲に対応する範囲に設けられている。ここでは、平面視において、導電層８７の形成範囲は、ボタン部６２～７４の表示範囲よりも少し（例えば１ｍｍ程度）小さく設定されているが、同等であってもよい。隣り合う導電層８７同士の間隔Ｇは、ユーザの指が両者の導電層８７に同時に触れることのないように、所定距離（例えば５ｍｍ程度）以上に設定されることが好ましい。なお、間隔Ｇが十分確保できる場合には、平面視において、導電層８７の形成範囲は、ボタン部６２～７４の表示範囲よりも少し大きく設定されていてもよい。

導電層８７は、本実施形態では、ボタン部６２～７４の制御基板７８側に印刷された導電性インクで構成されている。導電性インクとしては、例えばカーボンブラックを用いたインクが使用され得る。なお、導電層８７は、導電性インクに限定されるものではなく、例えばアルミニウム箔等の導電性を有するシートで構成されていてもよい。

ばね電極８３は、ステンレス鋼線を使用し、この表面にニッケルメッキ処理を施している。ニッケルメッキ処理を行うことでハンダの接着性を向上でき、さらに湿気等に対する耐食性が向上できる。

ばね電極８３は、該ばね電極８３の下端部８３ａが制御基板７８に形成された接続孔７８ａに挿入された状態で、制御基板７８に対して接続されている。ばね電極８３の上端部は導電層８７に接触しており、ばね電極８３は制御基板７８とパネル部材７６との間で弾発的に圧縮されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図６に示すように、ユーザは、操作パネル装置６のパネル部材７６における複数のボタン部６２～７４（図３参照）のいずれかをタッチ操作する。具体的には、ユーザの指が、パネル部材７６に表示された例えばボタン部６３をタッチ操作することで、パネル部材７６を介し、タッチ操作されたボタン部６３に対応する導電層８７で静電容量変化が発生する。制御基板７８に設けられた検出回路は、タッチされたボタン部６３に対応する検出信号をＣＰＵ８６（図４参照）へ出力する。ＣＰＵ８６は、入力された検出信号に応じて、洗濯機１００の各部の動作を制御する。洗濯機１００は、操作パネル装置６が検出したタッチ操作に応じた動作を行う。

前記したように、本実施形態に係る洗濯機１００は、外装体２に設けられた操作パネル装置６を備えている。操作パネル装置６は、パネル部材７６と、制御基板７８と、導電層８７と、導電部材としてのばね電極８３と、を備えている。パネル部材７６は、タッチ式のボタン部６２～７４を有している。制御基板７８は、ボタン部６２～７４に対するユーザのタッチ操作を検出する。導電層８７は、ボタン部６２～７４の制御基板７８側に設けられており、導電性を有している。ばね電極８３は、制御基板７８と導電層８７との間に配置され、ボタン部６２～７４と制御基板７８とを静電気的に接続しており、導電性を有している。

このような本実施形態では、パネル部材７６におけるボタン部６２～７４の制御基板７８側に設けられた導電層８７の形成範囲内で電気特性を帯びることになる。このため、タッチの感度領域は、従来ではばね電極の外径円内であったが、ばね電極８３の外径円内に限られず導電層８７の形成範囲にまで拡大させることができる。これにより、指で触れる箇所がばね電極８３の外径円内から外れていたとしてもタッチ操作の検知が可能となる。
また、導電層８７に発生する静電容量Ｃ［Ｆ］は、下記の式で求められる。
Ｃ＝ε_rε₀Ｓ／ｄ
ここで、ε_r：材質（ここではガラス）の比誘電率、ε₀：真空中の誘電容量［Ｆ／ｍ］、Ｓ：タッチ反応領域の面積［ｍ²］、ｄ：材質（ここではガラス）の厚み［ｍ］である。
上記の式からわかるように、導電層８７を設けたことによってタッチ反応領域の面積Ｓが増加するため、導電層８７に発生する静電容量Ｃが増加する。これにより、ユーザのタッチ操作による静電容量の変化も大きくなって検出しやすくなるため、タッチの感度自体も向上する。
したがって、本実施形態によれば、操作性の良い洗濯機１００および操作パネル装置６を提供することができる。
さらに、タッチの感度領域は導電層８７の形成範囲で確保されるため、ばね電極８３の外径を小さくすることができる。これにより、隣り合うばね電極８３同士の間隔を確保しつつ、隣り合うボタン部６２～７４の間の距離を狭く設定することが可能となる。

また、本実施形態では、導電層８７は、ボタン部６２～７４の表示範囲に対応する範囲に設けられている。このような構成によれば、パネル部材７６に表示されたボタン部６２～７４の表示範囲内をユーザが指で触れればタッチ操作が確実に検知されることになる。これにより、操作性がより向上する。

また、本実施形態では、導電層８７は、ボタン部６２～７４の制御基板７８側に印刷された導電性インクで構成されている。このような構成によれば、導電層８７を容易に形成することができる。また、ボタン部６２～７４等も印刷によって形成される場合、同様な作業によって導電層８７を形成できるため、作業性が向上する。

また、本実施形態では、導電部材としてのばね電極８３は、圧縮コイルばねである。このような構成によれば、操作パネル装置６の組立てのばらつきやパネル部材７６等の各部の変形による、ばね電極８３と導電層８７との接触不良等をより抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図７～図８を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
以下、本発明の第２実施形態について、図１に示す第１実施形態に係る洗濯機１００と相違する点を主に説明し、共通する構成要素や同様な構成要素については同一の符号を付して説明を適宜省略する。

図７は、第２実施形態に係る操作パネル装置６の操作部６１におけるボタン部６２，６３を模式的に示す拡大平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図である。なお、図８では、保護カバー８０の図示を省略している。

図７に示すように、導電性を有する導電層９０は、第１導電部９１と、第２導電部９２とを有している。第１導電部９１は、第１実施形態の導電層８７と同様に、ボタン部６２～７４の表示範囲に対応する範囲に設けられている。第２導電部９２は、第１導電部９１からボタン部６２～７４の表示範囲外に延出して設けられている。

図８に示すように、導電層９０は、パネル部材７６の裏面に沿って設けられている。そして、導電層９０の第２導電部９２とパネル部材７６との間に、導電層９０よりも導電性が低い低導電層９３が設けられている。低導電層９３は、図７に示すように、ボタン部６２～７４の表示範囲外における第２導電部９２よりも広い範囲に設けられている。これにより、低導電層９３を第２導電部９２とパネル部材７６との間に確実に介在させることができる。そして、導電部材としてのばね電極８３は、制御基板７８と第２導電部９２との間に配置されている。

低導電層９３は、ここでは、電気絶縁性を有する樹脂等の絶縁材で構成される絶縁層である。ただし、低導電層９３は、第２導電部９２の上に位置するパネル部材７６の箇所を指で触れた際に静電容量変化を検出できない程度に導電性が低ければ、使用可能である。

このような第２実施形態によれば、パネル部材７６におけるボタン部６２～７４の位置と、制御基板７８に接続されたばね電極８３の位置とが異なっていても、第２導電部９２の設置によって対応可能となる。このため、パネル部材７６におけるボタン部６２～７４のレイアウトの自由度が高まる。これにより、操作パネル装置６の意匠性が向上する。
また、制御基板７８の大きさを変更しても第２導電部９２の設置によって対応可能となるとともに、第１実施形態と同様にばね電極８３の外径を小さくすることができる。これにより、制御基板７８の小型化およびコスト低減を図ることができる。

なお、第２導電部９２は、図７では、第１導電部９１の前端縁から前方へ延出しているが、これに限定されるものではなく、第１導電部９１の他の端縁から他の方向へ延出していてもよい。また、第２導電部９２は、図７では、一直線形状であるが、これに限定されるものではなく、複数の直線部分を含む折れ曲がった形状であってもよく、円弧等の曲線部分を含む形状であってもよい。

以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、前記した実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、前記した実施形態では、操作パネル装置６は、外蓋４の後蓋部４２に設けられているが、これに限定されるものではなく、例えばトップカバー３５の手前側の部分等、外装体２の他の部分に設けられていてもよい。

また、前記した実施形態では、導電部材として、ばね電極８３が使用されているが、これに限定されるものではなく、例えば針金形状部材やブロック形状部材等の他の導電部材が使用されてもよい。この場合でも、導電部材の上端が導電層８７，９０に確実に接触するように構成することが可能である。また、導電部材は、複数の部材が結合されて構成されていてもよい。

また、前記した実施形態では、操作パネル装置６は、洗濯機１００に適用されているが、これに限定されるものではなく、洗濯機１００以外の家電製品等の電気機器にも適用可能である。

１洗濯槽
２外装体
３筺体
６操作パネル装置
６２～７４ボタン部
７６パネル部材
７８制御基板
８３ばね電極（導電部材、圧縮コイルばね）
８７導電層
９０導電層
９１第１導電部
９２第２導電部
９３低導電層
１００洗濯機

Claims

洗濯槽と、
前記洗濯槽を収容する外装体と、
前記外装体に設けられた操作パネル装置と、を備え、
前記操作パネル装置は、
タッチ式のボタン部を有するパネル部材と、
前記ボタン部に対するユーザのタッチ操作を検出する制御基板と、
前記ボタン部の前記制御基板側に設けられ、導電性を有する導電層と、
前記制御基板と前記導電層との間に配置され、前記ボタン部と前記制御基板とを静電気的に接続する導電性を有する導電部材と、
を備え、
前記導電層は、前記ボタン部の表示範囲に対応する範囲に設けられた第１導電部と、該第１導電部から前記ボタン部の表示範囲外に延出して設けられた第２導電部と、を有し、
前記第２導電部と前記パネル部材との間に、前記導電層よりも導電性が低い低導電層が、前記パネル部材に接触して設けられており、
前記導電部材は、前記制御基板と前記第２導電部との間に配置されており、
前記第２導電部は、前記導電部材の端面の外形を含む範囲を持ち前記導電部材に接触する部分を有することを特徴とする洗濯機。
前記導電層は、前記ボタン部の前記制御基板側に印刷された導電性インクで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
前記導電部材は、圧縮コイルばねであることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
タッチ式のボタン部を有するパネル部材と、
ユーザのタッチ操作を検出する制御基板と、
前記ボタン部の前記制御基板側に設けられ、導電性を有する導電層と、
前記制御基板と前記導電層との間に配置され、前記ボタン部と前記制御基板とを静電気的に接続する導電性を有する導電部材と、
を備え、
前記導電層は、前記ボタン部の表示範囲に対応する範囲に設けられた第１導電部と、該第１導電部から前記ボタン部の表示範囲外に延出して設けられた第２導電部と、を有し、
前記第２導電部と前記パネル部材との間に、前記導電層よりも導電性が低い低導電層が、前記パネル部材に接触して設けられており、
前記導電部材は、前記制御基板と前記第２導電部との間に配置されており、
前記第２導電部は、前記導電部材の端面の外形を含む範囲を持ち前記導電部材に接触する部分を有することを特徴とする操作パネル装置。