JPH0531290A - 全自動洗濯機の水温制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的とするところは、湯用給水弁と水
用給水弁を備え、水温選択キーにより湯専用給水洗濯を
選択した場合、給水は高温水の湯(約８０℃位)が最初よ
り供給されるため、衣類の変色又は損傷となることを防
止するものである。 【構成】湯用選択キーにより、湯専用にて洗濯する場
合、図６に示すように湯を選択し洗濯コースを設定した
場合、給水開始時よりある一定水量の給水に至るまで
は、湯と水の混合水とするものである。 【効果】高温水の湯における衣類の変色並びに傷みの防
止が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全自動洗濯機に係り、
給湯用と給水用の２つの給水弁を有する、全自動洗濯機
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来における湯及び水用の給水弁を有す
るものにおいて、水温選択キーにより湯を選択し給水し
た場合、最初から８０℃近い湯が給水される場合がある
ため、直接高温水が衣類にかかり、衣類の変色，傷みが
発生するという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
欠点を無くし、湯用選択キーにて湯を選択し給水する場
合、洗濯衣類の変色，傷みを防止することを提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、湯・水給水弁
が設けてあり、湯・水選択キーにより湯・水湯と水の混
合水が自在に供給できるもので、湯の選択キーにより湯
を供給する場合、給水開始よりある一定の給水量に至る
までは、湯と水の混合水を供給することにより、湯によ
る衣類の変色又は損傷を防止するものである。

【０００５】

【作用】図４の水温切換キー３９により、湯(Ｈｏｔ)を
選択した場合、図３の洗い前の給水は、自動的に図６に
示す給水条件とする。

【０００６】

【実施例】本発明を実施例図により説明する。図１は、
本発明を採用する全自動洗濯機の縦断面図であり、動作
を順次説明すると、全自動洗濯機は、外枠１の内側に、
４本の吊棒５により外槽２が外枠１の上部の４隅にある
コーナープレート２１より支持されている。吊棒５に
は、洗濯及び脱水時、振動を吸収するオシバネ４を介在
してある。洗濯する場合、蓋１８を開け、衣類を洗濯槽
３内へ投入し、制御部１９の指令より、給水後、モータ
２０を正逆回転させる。モータ２０の回転は、Ｖベルト
１６を介在し、モータプーリー１７より、クラッチ１４
にあるクラッチプーリー１５へ回転を伝達する。伝達さ
れた回転は、クラッチ１４により、洗濯時は、洗濯槽３
の中央部に位置している。衣類を動かす撹拌翼７を回動
させ洗濯する。排水時は、制御部１９の指令よりモータ
２０を休止させ、排水弁１２を開けて、洗濯槽３内の洗
濯液を排水ホース１３より機外へ排出するものである。
排水後、脱水行程へ進行するが、脱水は、衣類の状態に
より、外槽２が大きく振れるため、振れを防止するため
に、洗濯槽３の上部に、バランサー６を設け、脱水によ
る外槽の振れを防止するものである。脱水は、モータ２
０の回転を洗濯時と同様にＶベルト１６を介して、クラ
ッチ１４へ回転を伝達し、クラッチ１４により、洗濯槽
３を高速で回転させ、遠心力により、衣類内の水分を外
槽２へ脱水する、脱水された洗濯水は、排水弁１２の操
作より排水ホース１３から、機外へ排水されるものであ
る。図２は、図１で説明した制御部１９の詳細な説明図
である。タイマーとＣＰＵ（中央処理装置）及び、メモ
リ，Ｉ／Ｏポートから成る電子制御回路は、洗いから脱
水までタイマーモータと、カムスイッチにより成るタイ
マーにおける場合と同様に、順次移行させるようにした
ものであることは公知である。以下実施例では、ブロッ
ク図により説明する。図２に示す電子制御回路３４は、
洗濯による洗い行程から最終の脱水行程に至るまで自動
的に行程移行させるためのもので、基本的には、周知の
如く、タイマー３３，中央処理装置（ＣＰＵ）３２，メ
モリ３１，入力ポート２９，出力ポート３０から成り立
っており、洗濯時の制御指令は、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）で行なうものであり、中央処理装置 （ＣＰＵ）に
は、演算部や、制御部がありシステムの中心と成るもの
である。基本的には、命令の取り出しと解読，実行であ
るが、具体的には算術及び論理演算，メモリの指定アド
レスの内容の読み出しと書き込み制御，入出力装置への
指定アドレスへの入出力制御，プログラムの流れの制御
を行なうものである。

【０００７】メモリ３１は、プログラムとデータを記憶
するもので読み出しと書き込みの両機能をもつＲＡＭ
と、読出し機能だけをもつＲＯＭの２種類がある。ＲＡ
Ｍは、データを記憶させたり、プログラムを組むうえで
の作業エリアとして用い、ROMは、きまったプログラム
や固定データを入れ、いつでも同じ処理をする場合に使
用する。入力ポート２９と出力ポート３０は、ＣＰＵと
入力装置，出力装置とのあいだでデータの受け渡しを行
なう場合の仲介をする回路で、一般的にＩ／Ｏポートと
呼んでいる。

【０００８】Ｉ／Ｏポートの入力側には、全自動洗濯機
からの電気的指令が入力され、主に、電源スイッチ２
３，水位センサー２２，蓋スイッチ２４，プログラム選
択スイッチ２５，スタート・ストップスイッチ２６，温
度センサー５３等が接続されている。又、出力側には、
洗濯用モータ２０，水用給水弁１０，湯用給水弁１０
Ａ，排水弁１２，クラッチソレノイド２７，報知器２８
等が接続されており、CPUの指令によりＩ／Ｏポートの
介在で制御され、一連の洗濯動作をするものである。従
って、洗濯機は、タイマーモータ及び、カムスイッチよ
り成るタイマーにより、制御が行なわれるタイマー付き
洗濯機と同様に制御される。以上のような電子回路によ
って洗濯機は、制御されるものである。

【０００９】図３は、全自動洗濯機における洗濯行程の
ブロック図である。

【００１０】図３のブロック図を基に、全自動洗濯機の
洗濯行程を図１，図２，操作パネル図４を引用しながら
さらに詳細に説明すると、図２，図４に於いて、電源ス
イッチ２３を押し、プログラム選択スイッチ２５にて、
任意の洗濯コースを設定し、スタート・ストップスイッ
チ２６を押すことにより、図３における給水に入る。給
水はあらかじめ規定された水位になるまで、自動的に水
用給水ホース１１、及び湯用給水ホース１１Ａより洗濯
槽３内へ洗濯水として水が供給される。規定水位になっ
たことが、水位センサー２２によりマイコンに知らされ
ると、洗濯を開始する。洗濯は、ある一定時間行なった
後に、排水弁を開放し、外槽２内にある洗濯水を洗濯機
外へ、排水ホース１３より排出する。洗濯水が完全に排
水されたか水位センサー２２で検知後、中間脱水へ移
り洗濯槽３を高速回転させることにより、衣類内の洗剤
分を含んだ洗濯水を遠心力により脱水する。脱水終了
後、第１回目のすすぎを行なうため、洗濯と同様な制御
で給水し、規定水量に達してからすすぎを開始する。中
間脱水も、すすぎ及び最終脱水も、洗濯時及び第１
回目の中間脱水及びすすぎと同じ制御を行ない、衣
類を洗濯からすすぎ，脱水するものである。図５は、図
４の操作パネルにて、設定された状態を、大型液晶表示
板に示した図であり、以下大型液晶表示板をＬＣＤとと
して説明する。ＬＣＤには、洗濯コース４６の表示，洗
濯水位４７，洗濯時間及び、給水温の表示４８，すすぎ
回数の表示４９，脱水時間の表示５１，現在時刻５０表
示等がある。これらの表示機能を、図４の操作パネル図
と合わせて説明すると、図４のプログラム選択キー２５
の三角矢印の部分を押すことにより、図５のＬＣＤの洗
濯コース４６に表示してある、洗濯コースの設定が三角
の矢印で表現される。図４のプログラム選択キーを押し
続けると、自動的に、図５の洗濯コース４６の表示が移
り変わり、必要な洗濯コース４６が設定できるものであ
る。

【００１１】次に図４の水位切替スイッチ３５を押すご
とに、図５のＬＣＤに表示される水位設定表示が、三角
矢印マークで示され、任意に洗濯水位を設定し、洗濯で
きるものである。

【００１２】また、図４の水温切換スイッチ３９を押す
ことにより、図５のＬＣＤには、洗濯時間表示及び水温
表示４８にある水温表示，Ｈｏｔ，Ｗａｒｍ，Ｃｏｌｄ
が、順次移り替わり、設定された水温が、点滅し表示さ
れるものである。その他、洗濯時間４８，すすぎ回数４
９，脱水時間５１及び現在時刻５０等のＬＣＤ表示も同
様な方法で設定し、その後、図４の操作パネル上にある
スタートスイッチ２６を押すことにより、設定された条
件で洗濯開始するものである。

【００１３】図６は、図４及び図５にて説明した、水温
切換スイッチ３９を押し、洗濯水温を設定した場合に洗
濯給水時、給水される水温制御条件を表わした表であ
り、図７，図８，図９を引用し、その機能を説明する。

【００１４】先ず水温切換スイッチ３９を押して、水温
をＣｏｌｄに設定すると、図５のＬＣＤ表示部の水温表
示４８のＣｏｌｄ部が点滅し、Ｃｏｌｄ設定したことを
認識する。その他洗濯するのに必要な条件を、図４の操
作パネルで選択し、設定した後、スタートキー２６を押
すと、給水が開始するものである。

【００１５】この給水は、図６の水温制御表により、選
択キーＣｏｌｄを設定したために、ステップ１からステ
ップ４までは、自動的にＣｏｌｄ給水される。ステップ
１の水位に達したことは、図１に示す水位センサー２２
により検知する。その検知方法を図１１にて説明する
と、ステップ１は、Ｃｏｌｄが給水されて外槽２の底面
部に斜線で図示した高さ程度まで、Ｃｏｌｄの状態で水
が供給される。

【００１６】ステップ１の水位に達したことをさらに詳
細に説明すると、水位センサー２２で検知する水位セン
サー２２は、ＬＣ発振による周波数の変化をマイコンの
Ｉ／Ｏポートへ送り、周波数の変化でもって、洗濯水位
とするものであり、水が供給されると、外槽２の底部に
あるエアトラップ８内の空気が水圧分圧縮され、ＰＳチ
ューブ９を介して、水位センサー２２はＬＣ発振なる装
置で、周波数ｆは、水位により変化するため、水圧の変
化すなわち、エアトラップ８内の空気圧の変化をＬ分の
変化にすることにより、図１１の水位と水位センサー２
２の発振周波数の関係が成り立つものである。

【００１７】マイコンには、各水位の周波数を記憶させ
ておき、洗濯時、水を供給し、規定の水位、すなわち規
定の周波数に達したことろで給水を停止し洗濯行程へ移
動する制御するものである。

【００１８】この様な、水位センサー２２を使用し、図
７の各ステップに達した水位を検知するものである。次
にステップ１に供給された水は、現在何℃の水温となっ
ているかを温度センサー５３にて検知する機能を図１２
により説明する。外槽２の底面部に、温度センサー５３
が、パッキン５２を介してネジ５４で固定されている。
温度センサー５３の先端部には、水温を検知する感温部
５５があり、この感温部５５にて、水温を検知するもの
である。感温部５５の概略を説明すると、温度サーモの
金属部が露出しない様にプラスチックスで被覆された構
造となっている。

【００１９】温度サーモは、水温により抵抗値が変化
し、抵抗値の変化や回路を介して周波数に変換するもの
である。その実験結果が、図１２のグラフになってい
る。

【００２０】図１２のグラフを説明すると、温度サーモ
における、水温と抵抗の変化を、回路を介して水温と周
波数の変化とし、マイコンへ周波数を伝達すると、あら
かじめマイコンに設定されている。水温と周波数の関係
より演算し、水温として認識するものである。

【００２１】以上のような方法で、図７のステップ１で
水位と水温を検知し、マイコンに記憶させておき、ステ
ップ２へ移行する。ステップ２では、ステップ１で検知
した水温により温度制御するが、図７の水温設定がＣｏ
ｌｄに付、給水バブル１１の水用給水弁しか開放されな
い状態となる。この様にし、ステップ３，ステップ４と
水位と水温を検知しながら給水し、洗濯の規定水位に達
したステップ５にて、最終的な洗濯水温を検知するもの
である。

【００２２】すなわち、給水過程でステップ１からステ
ップ４までは、温度制御行程であり、ステップ５は、洗
濯水温検知行程である。

【００２３】水温制御行程であるステップ１からステッ
プ４までを図８のＷａｒｍ設定給水時と、図９のＨｏｔ
設定給水時における図象でさらに詳細に説明する。

【００２４】先ず、図４における操作パネルで、水温選
択キー３９により、図５のＬＣＤの水温，洗濯時間表示
４８を見ながら、洗濯給水温をＨｏｔか又はＷａｒｍに
設定し、スタートキー２６を押すことにより、Ｈｏｔ又
はＷａｒｍが供給される。しかし、図６の表で説明して
あるように、Ｃｏｌｄを洗濯した場合はステップ１から
ステップ４までは、Ｃｏｌｄ給水のみであるが、Ｈｏｔ
を選択した場合やWarmを選択した場合は、ステップ１は
必ずＷａｒｍ給水としている。Ｗａｒｍ選択時は、当然
Ｗａｒｍ給水あるが、特にＨｏｔ選択時は、Ｈｏｔ給水
にはせず、Warm給水としている。Ｗａｒｍ給水とは、湯
用給水弁１１Ａと水用給水弁１１が同時に開いて、湯と
水を混合させて供給する場合を、Ｗａｒｍ給水と称して
いるが、Ｈｏｔ給水時は、湯用給水弁１１Ａのみしか開
放しないため、約７０℃〜８０℃の湯が直接供給される
ものである。

【００２５】図８及び、図９におけるステップ１の場
合、洗濯槽３の中には、洗濯する衣類と洗剤が、すでに
投入されており、この投入されている衣類に直接、７０
℃〜８０℃の湯が掛かると、衣類の変色及び、損傷とい
う問題が発生するため、特にＨｏｔキーを押した場合
は、ステップ１の約１０リットル程度の給水は、水用給
水弁１１と湯用給水弁１１Ａを同時に開放し、Ｗａｒｍ
給水とするものである。図８，図９のステップ１にて、
給水が完了すると同時に、図１２にて説明した方法でＷ
ａｒｍ選択であれば、２０℃〜４０℃範囲内か３０℃〜
５０℃範囲内かを検知する。

【００２６】ステップ２の給水は、ステップ１で検知し
た水温すなわち、Ｗａｒｍ選択の場合を例にとると、２
０℃以下であれば、水用給水弁１１を閉じて、湯用給水
弁１１Ａのみを開放し、湯を給水して洗濯槽３内の洗濯
水温を上昇させるものである。

【００２７】また、これとは逆に、ステップ１の水温が
４０℃以上であると、湯用給水弁１１Ａを閉じ、水用給
水弁のみを開放し、洗濯槽３内の洗濯水温を下げる制御
をする。この様にして、常に水温を検知しながら、Ｗａ
ｒｍ給水又は、Ｈｏｔ給水をし、洗濯水温を調整するも
のである。

【００２８】ステップ２までにおける給水が、図１１で
説明した水位に達すると、洗濯衣類を動かし洗濯する撹
拌翼７を数秒間動かし、洗濯衣類の量を検知し、衣類の
量に合わせ、自動的に洗濯水位を設定し、次に移行す
る。

【００２９】ステップ２からステップ３では、撹拌を停
止し、Ｗａｒｍ設定時は、Ｗａｒｍ給水し、図１１に示
す水位に達すると、ステップ３からステップ４へ移行す
る。ステップ３からステップ４では、Ｗａｒｍ設定時
は、Ｗａｒｍ給水で、Ｈｏｔ設定時は、Ｈｏｔを給水す
るが、ステップ３からステップ４の行程では、洗濯槽３
内に供給されている水温を良く混合させるため、撹拌翼
７を回転させながら、規定水位まで供給するものであ
る。

【００３０】このステップ３からステップ４も、ステッ
プ１からステップ２と同じ様な水温制御をし、設定範囲
内に洗濯水がなるように給水弁にて調整するものであ
る。

【００３１】図７，図８，図９におけるステップ５の洗
濯の規定水位に達すると、洗濯の本洗いが開始される
が、本洗いが開始する直前に、規定水位における洗濯水
温を検知して、洗濯時間の補正や撹拌翼７の回動周期、
又は回転数などの制御をする。ステップ５における水温
検知により、洗濯時間の補正を図１０を例にとり説明す
ると、図２に示すプログラム選択キー２５により、図５
に示す洗濯コース表示のNormal(標準)コースを設定する
と、洗濯時間は、自動的に水温に関係なく１６分に設定
される。しかし、図７から図９に示すステップ５にて、
最終洗濯水温を検知し、検知した水温が図１０に示す温
度範囲であれば、あらかじめ設定されている１６分とい
う洗濯時間を水温により、＋２分から−２分と洗濯時間
を補正するものである。

【００３２】すなわち、洗濯における洗濯水温と洗浄力
の関係は、図１３のグラフにも示すように、汚れの除去
は水温に大きく左右される傾向にある。

【００３３】水温が低ければ、洗剤の界面活性剤の化学
力が低下すると同時に、衣類の繊維が収縮し、繊維間に
詰まっている汚れが繊維より分離しずらくなり衣類の汚
れが落ちずらくなるためである。図７，図８，図９のス
テップ５で検知した水温が低い場合は、初め設定されて
いる洗濯時間１６分にさらに＋２分追加し、１８分とし
機械力で汚れを落とす制御をするものである。逆に洗濯
水温が高くなるにつれて、図１４のグラフからもわかる
ように布の傷みが悪くなる傾向にある。図１４の布傷み
における実験値は、水温が４０℃の場合におけるもので
ある。すなわち、洗濯水温が高温水の場合は、頭初の規
定標準洗濯時間１６分より−２分とし、１４分で洗濯す
るように補正することにより水温における布傷みを防止
することができる。１６分の標準洗濯時間は、水温が２
０℃〜３０℃の時の設定時間帯であり、洗濯水温が高く
なると繊維が膨張して繊維間の汚れが落ちやすいのと同
時に洗剤の界面活性剤の浸透作用も効果を発揮し、繊維
の中心部まで浸透して汚れを落とすため、洗浄効果が向
上するものである。すなわち、洗濯時間を水温により短
縮することにより、傷みの少ない効果的な洗浄が得られ
る。

【００３４】洗濯水温が高い場合、前述した水温におけ
る衣類の状態と、洗剤の界面活性剤の効果により、図１
５に示す洗濯時間には、あまり大きく作用されないこと
が判かる。このため、標準洗濯時間より−２分し、１４
分としても高温水での洗濯による洗浄力には影響ない。

【００３５】すなわち、高温水での洗濯は、標準洗濯時
間を短くすることにより、図１３，図１４，図１５の実
験結果より、布の傷みを低減し、洗浄効果を向上させる
ことができるものである。

【００３６】最終脱水行程による遠心力にて衣類内の洗
濯液を脱水する脱水率は、すすぎの水温にも大きく影響
されることが、図１６の実験結果より判かる。すなわ
ち、すすぎ時の水温を温度センサー５３に検知し、脱水
時間又は、脱水回転数を制御するものであり、図１６，
図１７を例に、脱水時間の制御を説明すると、図１６
は、脱水時間を一定とした場合における水温と脱水率の
関係を示したものである。水温が高くなると、洗浄のと
きも説明したように、衣類の繊維間の膨張により、繊維
間内に侵入している水分の粒子が、繊維間より出やすく
なるため脱水率が向上するものである。水温が高い場合
の脱水率が高い原理は種々考えられるが、一般的には、
上述した状況が大きな要因を示している。

【００３７】図１７は、すすぎ時の水温が低温水の場合
と、高温水の場合における脱水時間と、脱水率の関係を
示した実験結果である。

【００３８】図１７の様に、一定の脱水回転数で、脱水
した場合すすぎ時の水温により高温水の場合は、短い脱
水時間で高効率の脱水性能を得ることが出来るものであ
る。また、逆に水温が低い場合は、脱水時間を長くし、
脱水する制御をすることにより、効率の良い脱水性能を
得ることができる。

【００３９】また、何らかの障害により給水弁が故障し
て、８０℃近い湯が洗濯槽３内へ投入されている状況
で、衣類を動かし洗濯すると、衣類の傷みや洗濯機本体
の故障の原因となるため、温度センサー５３により、洗
濯槽３内に水が入っている状況を、図１１の水位センサ
ーで検知し、水が入っているときは常に、洗濯水温を検
知し、洗濯水温が異常に上昇した場合、例えば図１２に
おいて、６０℃を越えた場合、洗濯機本体の運転を停止
し、図２に示す報知器２８にて、水温異常を警告するも
のである。

【００４０】

【発明の効果】高温水を選択した場合、給水頭初より高
温水(８０℃程度)を供給するのでなく、混合水とするこ
とにより衣類の変色並びに損傷の防止が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】全自動洗濯機の縦断面図。

【図２】マイコン制御のブロック図。

【図３】洗濯全自動コースのブロック図。

【図４】操作パネル説明図。

【図５】行程表示説明図。

【図６】水温切換キー操作説明図。

【図７】水温制御説明図。

【図８】水温制御説明図。

【図９】水温制御説明図。

【図１０】水温による洗濯時間補正の説明図。

【図１１】水位センサーによる洗濯水位と周波数の関係
図。

【図１２】温度センサー取付及び水温と周波数の関係
図。

【図１３】水温と洗浄力の実験結果。

【図１４】洗濯時間と布の傷みの実験結果。

【図１５】洗濯補正時間と洗浄力の実験。

【図１６】水温と脱水率の実験結果。

【図１７】水温と脱水時間による脱水の実験結果。

【符号の説明】

１０……水用給水弁、１０Ａ…湯用給水弁、３９……水
温選択キー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鍛治 信一 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所多賀工場内 (72)発明者 信耕 靖 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所多賀工場内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】全自動洗濯機に於いて、湯用と水用の２つ
   の給水弁を有し、洗濯水温を湯とするか、混合水か水の
   いずれかを水温切換選択キーにより選択できるように
   し、湯を選択してスタートした場合、最初の給水は混合
   水としてステップ１又はステップ２までは、この混合水
   を給水することを特徴とする全自動洗濯機の温水制御装
   置。