JPH074464B2 - 全自動洗濯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、洗濯兼脱水槽に水を少し残したまま洗濯兼脱
水槽を回転させる残水起動脱水の全自動洗濯機に関する
ものである。

〔従来の技術〕

残水起動脱水は、脱水運転工程の初期に発生する一時共
振の振動を抑えるのに有効で、多く実施されている周知
の技術である。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、残水起動は、洗濯兼脱水槽の外側と水を溜る外
槽との間に、発泡が生じ、この発泡により、洗濯兼脱水
槽の回転が抑えられる脱水不良になる不具合がある。

本発明は上記の欠点に対処し、その目的とするところ
は、脱水起動時の外槽振れ回り量が少なく、しかも発泡
による脱水不良の少ないものを提供せんとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、洗濯兼脱水槽に少し水を残したまま脱水運転
に入る残水起動をとるものにおいて、洗濯物の負荷量に
応じ負荷量が多いときほど残水量を少なくして脱水起動
するようにしたものである。

〔作用〕

残水により、洗濯兼脱水槽内の洗濯物の偏在が緩和され
る。また洗濯物の負荷量が多いときは残水量を少なくす
ることで、負荷量が多いときの脱水時の発泡を抑えるこ
とができる。これにより、脱水時の振動，発泡を抑制で
きるのである。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第１図に沿って全自動洗濯機の全体構成を概略的
に説明する。１は外枠である。この外枠は制振鋼板で作
られている。外枠１内に置かれる外槽２は吊り棒３をも
って吊り下げられている。防振装置４を介して外槽２
は、振動が吸収されるように支持されている。

外槽２内に回転自在に置かれる合成樹脂またはステンレ
ス製の洗濯兼脱水槽５の周壁には、多数の脱水孔5aが設
けられている。

回転翼６は洗濯兼脱水槽５の内底中央部に回転自在に備
えられている。洗濯運転工程およびすすぎ運転工程では
回転翼６は短い周期をもって正，逆転が繰り返されるも
のである。脱水運転工程では、回転翼６は洗濯兼脱水槽
５と一緒に一方向に高速回転をするのである。

支持基板７は、外槽２の外底面にねじ等で取り付けられ
ている。モータ８および減速装置９は支持基板７に支持
されている。

モータ8,減速装置９はプーリ10,11およびベルト12で回
転が伝達できるように連結されている。

クラッチ装置13およびクラッチソレノイド14は減速装置
９に取り付けられている。クラッチソレノイド14に通電
されると、モータ８の回転が回転翼６および洗濯兼脱水
槽５に伝達されるように、クラッチ装置13は操作され
る。クラッチソレノイド14に通電が断たれると、回転翼
６にのみモータ８の駆動力が伝達され、洗濯兼脱水槽５
には、図示しないブレーキ手段に接続され、回転翼６で
起される水流によってつれ回りしないようにされてい
る。

排水装置15は、電磁式の開閉弁を持ったもので、排水
時，脱水時に通電して弁を開くものである。

排水装置15には排水ホース16,溢水ホース17,排水中間ホ
ース18が集まって接続されている。排水ホース16は排水
装置15の出口側に、排水中間ホース18は排水装置15の入
口側に、それぞれ接続されている。排水中間ホース18の
他端は外槽２の排水孔19に接続されている。溢水ホース
17の上端は外槽２の溢水口20に接続されている。溢水ホ
ース17の下端は排水装置15の出口側に接続されている。
排水装置15の弁が閉じられていても溢水は排水ホース16
を介して洗濯機の外に排水されるようになっている。

外枠１の上部には操作箱21が設けられている。操作箱21
の内部に水位センサー22がある。水位センサー22は圧力
伝達用のチューブ23を介して外槽２のエアトラップ室24
に連通している。

操作箱21の内部にある給水弁25は、電磁式になってい
る。この給水弁25はホース26を介して給水口27につなが
っている。

トップカバー28は、外枠１の上部にある。投入口29を閉
じる蓋30は、トップカバー28に回動自在に取り付けられ
ている。

槽カバー31は、外槽２の上部に設けている。槽カバー31
の下側にあるバランサー32は洗濯兼脱水槽の上端に取り
付けられている。

操作箱21の内部には、洗濯機の運転を制御するコントロ
ールボックス33がある。このコントロールボックス33は
制御回路をもっている。

操作箱21の前面には操作パネル34がある。この操作パネ
ル34には電源スイッチ35を含む各種操作スイッチおよび
表示部が配置されている。

次に第２図に示す回路について説明する。第１図に示す
ものと同じ部品については、第１図で引用したものと同
一の符号を付けている。

制御回路33aは、コントロールボックス33の内部にあ
る。この制御回路33aはマイクロコンピュータ（以下単
にマイコンという）を含む各種の電子回路から構成され
ている。

制御回路33aは電源スイッチ35を介して電源36に接続さ
れている。蓋30の開閉動作にて作動する蓋スイッチ30a
は、電源スイッチ35に接続されるとともに作動にともな
う信号を制御回路33aに取り込むようにしている。モー
タ8,クラッチ13a,給水弁25,排水弁15aの負荷は蓋スイッ
チ30a,電源スイッチ35を介して電源36に接続されている
とともに制御回路33aに設けられている負荷の駆動をと
るスイッチ回路37に接続されている。スイッチ回路37
は、蓋スイッチ30a,電源スイッチ35を介して電源36に接
続されている。

洗濯運転工程における洗濯時間，すすぎ運転工程のすす
ぎ回数，脱水運転工程の脱水時間，水流の種類，水位等
を使用者が選択して、手動で入力する各種の入力キー38
は制御回路33aに接続されている。水位センサー22,布量
センサー39は制御回路33aに接続されている。制御回路3
3aに接続されている表示部40は、各種入力キーの入力状
態および運転状態を示すものである。

次に洗濯機の動作を第３図に沿って説明する。

洗濯兼脱水槽５に洗濯物および洗剤を入れる。この後、
電源スイッチ35をONにし、入力キー38の標準センサーボ
タンを選択すると、制御回路33aの指示でスイッチ回路3
7が作動し、給水弁25が開かれる。こうして洗濯兼脱水
槽５に給水がとられるのである。給水開始と同時に、制
御回路33aの指示で、モータ８およびクラッチ13aのスイ
ッチ回路も作動して洗濯兼脱水槽５と回転翼６が一緒に
一方向に回わされる。モータ８の通電は0.5秒（ON）−
４秒（OFF）の断続的な通電になっているので、洗濯兼
脱水槽５は、20〜30RPMのゆっくりした回転速度で一方
向に駆動され、槽５内の洗濯物にまんべんなく給水がか
けられるので、洗濯物の嵩低減が行われるのである。

洗濯兼脱水槽５に給水されている給水のステップ41中
は、洗濯兼脱水槽５の水位が水位センサー22および制御
回路33aで逐次検知（ステップ42）されている。ステッ
プ42で、選択水位よりも低く設定した布量検知水位に達
したことが検知されると、制御回路33aの指示で、スイ
ッチ回路37が作動し、給水弁25が閉じられる。この後、
布量検知が行われる。

この布量検知について説明する。布量は洗濯物量であり
洗濯機の負荷量に相当する。

洗濯兼脱水槽５の水位が布量検知水位に達すると、給水
弁25が閉じられて給水が止まる。同時にクラッチ13aを
作動させて回転翼６だけが回転できるようにする。すな
わち、先の給水時には、クラッチ13aは、槽５と回転翼
６の両方にモータ８の駆動力が伝えられる状態になって
いるので、クラッチ13aを作動させて回転翼６のみにモ
ータの駆動力を伝える状態、すなわち、洗濯運転工程と
同じ状態にするのである。

この後、すぐに布量検知に入るのではなく、回転翼６
は、正転0.5秒，休止0.5秒、逆転0.5秒の反転繰返しを
８秒間行う。この撹拌は通常の洗濯運転工程の動作より
弱いものであるが、洗濯水に洗濯物をよくなじませるも
のである。

このなじみ運転の後に、布量検知のステップ43に入る。
回転翼６を駆動するモータ８を正転0.4秒，休止１秒，
逆転0.4秒の順序で繰返し正・逆転を行わせる。モータO
FF時の回転翼６の惰性回転速度を計ることで布量すなわ
ち洗濯物量を検知するのである。この回転速度の計測を
より具体的に説明する。

惰性回転時に、モータ８の進相用コンデンサーの端子間
に逆起電圧が生ずる。この逆起電圧が所定置以上の時間
を計測し、この時間から洗濯物量を判定するものであ
る。

洗濯物が多い場合には、前記時間は長くなる。少ない場
合には、時間は短くなる。惰性回転の速度は、洗濯物の
量が多いときには遅く、逆に少ないときには速くなるこ
とによるものである。

計測された洗濯物量のデータである時間を記憶のステッ
プ44で制御回路33aのマイコンにある洗濯物量記憶部に
記憶する。

計測された洗濯物量に基づいて、洗濯運転工程に必要な
洗濯水の水位，洗い時間、そして脱水運転工程の時間等
が決定されるのである。

洗濯運転工程に必要な洗濯水の水位設定がステップ45で
行われる。この設定された水位になるまで給水のステッ
プ46で追加給水が行われる。この後、洗濯のステップ47
で洗濯物量値に応じた水流，洗濯時間で洗濯運転工程が
行われる。洗濯運転開始１分後に水位をチェックする。
ステップ45で設定された水位設定より水位が下がってい
る場合は、給水の補給が行われる。通常、洗濯が開始さ
れると、洗濯物に水が吸われるので、水位が低下する。
このために、給水補給を行うようにしているのである。

適正水位まで給水補給された後、再び撹拌の洗濯が行わ
れる。洗濯運転工程は終了近くでステップ48のバランス
水流運転へ移行する。これは、脱水運転工程における洗
濯物のアンバランスを低減するためのものである。

バランス水流の運転は、回転翼６の回転を短い周期例え
ば正転0.3秒，休止0.2秒，逆転0.3秒で繰返し反転させ
るものである。

洗濯運転工程の終了後、ステップ49の排水工程となる。
この排水工程では洗濯物の量に応じた残水量が槽５内に
残るように制御される。洗濯物の量が定格量のときに
は、洗濯兼脱水槽５の残水量をゼロまたは極く少ない残
水量になるように排水を行う。洗濯物の量が定格量より
も少ないときには残水量を多くする。すなわち、ステッ
プ49の排水は、残水量判別のステップ50で先に測定した
布量に応じて、設定された残水量となるように水位セン
サ22で残水量を測定しながら行う。水位センサー22,制
御回路33aで、洗濯物量に応じた残水量になるか、チェ
ックしながら排水がとられるのである。

このように洗濯物量に応じて残水量をかえるのは、排水
後に行われる脱水運転工程の発生アンバランス量の低減
を図りながら、脱水運転の初期に発生する発泡を低減す
るためである。

排水後に、最初に行われる脱水は、ステップ51の間欠駆
動脱水（以下単に間欠脱水という）である。この間欠脱
水は、布量に応じて完全排水間欠脱水，残水起動間欠脱
水（１）、残水起動間欠脱水（ｎ）というように分けら
れるのである。

間欠脱水の後は、ステップ52の連続駆動脱水が行われ
る。

脱水は、クラッチ13aが作動してモータ８の回転が洗濯
兼脱水槽５および回転翼６に一緒に伝達されるようにな
る。モータ８は一方向に連続して回転し、洗濯兼脱水槽
５が最高900RPMで回転させられるものである。間欠脱水
では、モータ８を短い周期でON,OFFを繰返し、ON時間の
割合を徐々に増やすことにより槽５の回転速度が階段状
に徐々に上がっていくものである。

ステップ51の間欠脱水のところに戻って、布量（負荷
量）と残水量についてまとめて説明する。

洗濯物量が定格あるいは定格に近い負荷量Ａのときは、
残水量ａはゼロまたは極く少量である。このときは、水
位センサー22が槽５内の水位が実質的にゼロになったこ
とを検知すると、モータ８が起動し、間欠脱水に移行す
る。

布量が定格負荷の半分程度の負荷量Ｂのときは、残水量
ｂにする。残水量ｂは残水量ａよりも少し水の量が多い
ものである。残水量ｂは、定格負荷6kgの洗濯機の場合
約6lである。布量が更に少ない、例えば定格負荷量の1/
3以下の負荷量Ｃのときには、残水量ｃは残水量ｂより
も少し水の量が多いものである。残水量ｃは、定格負荷
6kgの洗濯機で約12l程度である。

このように洗濯物の量に応じた残水量をとることによる
利点を説明する。

ここで、第４図を引用して、発生アンバランス量につい
てより具体的に説明する。定格定量6kgの前記自動洗濯
機で残水量をゼロにし、負荷量を変えて脱水運転を行っ
た場合の最大振幅を示したものである。縦軸に外槽の振
れ回り量を、その最大振幅で示し、横軸に洗濯物量（負
荷量）をとっている。外槽の振れ回り量は、脱水時の一
次振動に係るもので一次振動は、洗濯兼脱水槽の回転が
100〜150RPMのときに生じ、この振動が脱水時の振れ回
り量として大きくでるものである。

第４図に示すように、定格負荷量から定格の1/2の負荷
量までのところでは、振れ回り量は比較的小さい。定格
の1/2の負荷量以下になると、振り回り量は急に大きく
なる。そして定格の1/6の負荷量のときに振れ回り量は
最大になる。更に定格の1/6の負荷量以下になると、振
れ回り量は急に小さくなる。

このように、負荷量に応じて外槽の振れ回り量が変化す
るのは次の理由が考えられる。

定格負荷量から定格の1/2の負荷量までのときは、排水
が終了したとき洗濯兼脱水槽５の底部の全面に布が分布
しており、槽の回転中心に関して、布の片寄りが比較的
少ないものと思われる。定格の1/2の負荷量以下になる
と、洗濯物量が少ないために、洗濯兼脱水槽の底部が全
部洗濯物で埋められなくなり、洗濯物の片寄りができて
しまうものと思われる。この洗濯物の片寄りの有無が外
槽の振れ回り量に関係するものと思われる。洗濯物量が
極端に少なくなると、外槽の振れ回り量が少なくなるの
は、洗濯物は、片寄って位置しやすくなるが、洗濯兼脱
水槽自体の重さに比べて洗濯物の重量が小さくなるので
相対的アンバランス量が無視できる程度に小さくなるこ
とによるものと思われる。

ここで、第５図を引用して外槽の振れ回り量低減につい
て、残水起動方式を含めて説明する。

縦軸に外槽振れ回り低減量を、横軸に残水量、ウェイト
（外槽，洗濯兼脱水槽に設けられる振動抑制重り），回
転翼の反転時限をとっている。

なお、この低減量は一次振動の最大振幅を残水量がゼロ
の場合，ウェイトがゼロの場合は振幅の差で示してい
る。

まず、バランス水流について説明する。バランス水流
は、脱水運転工程に入る前に、洗濯兼脱水槽の内底部に
洗濯物の片寄りを少なくするためにとるものである。バ
ランス水流は、回転翼６の反転時限を選ぶことにより得
られる。回転翼６の反転時限は、正転0.3秒，休止0.2
秒，逆転0.3秒にするのが最適で、これから外れて来る
と、洗濯物の片寄りが多くなり、外槽の振れ回り低減量
が少なくなるのである。

このような反転時限をとると、洗濯物の片寄りが少なく
なるのは、回転翼６の回転角度が１回転に満たない小さ
な回転角度の反転がとられると、洗濯運転でからまりあ
った洗濯物がほぐされて槽の全体に拡がって分布しやす
くなることによるものと思われる。

次にウェイトについて述べる。

ウェイトは、外槽２の上部もしくは下部に設けられる。
また洗濯兼脱水槽５の上部に設けられる。このウェイト
は脱水時の洗濯兼脱水槽５を含めて外槽２が大きく振れ
回わろうとするときに、その振れ回りを抑制するように
作用し、大きな振れ回りになるのを抑えることになるの
である。このウェイトによる振れ防止方式は重さを増す
と外槽２の振れ回りが低下する。しかし、製品重量が大
きくなる点でよくない。更に、洗濯兼脱水槽５にウェイ
トを付けると、モータ８のトルク不足，ブレーキ回りの
大型化になる不具合がある。

次に残水起動について述べる。

洗濯兼脱水槽５に水を残したまま洗濯兼脱水槽５を起動
する残水起動方式は、残水量を増すことにより、外槽２
の振れ回り低減量が多くなるのである。残水起動方式の
方がウェイト方式よりも低減量が大きく、しかも製品重
量，モータトルクおよびブレーキ回りの点で好都合であ
る。残水起動方式は、洗濯の負荷量にかかわらず、外槽
振れ回り低減効果はあるが、先に述べたように負荷量の
多い方では残水量を少なく、負荷量が少ない方では残水
量を多くしたのは次の理由によるものである。

すなわち、洗濯兼脱水槽５の脱水回転に伴い洗濯兼脱水
槽５の外周と外槽２の内面との間に洗剤濃度の高い水が
存在すると、槽の回転によりかき回されて気泡が発生す
る。この気泡の表面張力は洗濯兼脱水槽５の回転を抑え
るように作用する。洗濯兼脱水槽５の外周に放出される
洗濯水の量が多くなると、気泡の発生は多くなるので、
洗濯兼脱水槽５の回転を抑える作用が増加する。洗濯物
の負荷量が多くなると、それだけ洗濯兼脱水槽５の外周
に放出される洗濯水の量が多くなるので、負荷量の多い
ときには、残水量を少なくしなければならないのであ
る。残水量を少なくしないと、気泡の発生が多くなりす
ぎて、洗濯兼脱水槽５の回転が上昇しないため、遠心脱
水がよく行われない。またモータ８の回転負荷が多くな
りすぎて、モータ８の温度が異常に上がる不具合があ
る。

ステップ52の連続回転による脱水の前に間欠脱水をとる
ようにしたのは、気泡の発生を抑えることを考慮に入れ
たものである。

すなわち、モータ８のON,OFFを繰返しながら洗濯兼脱水
槽５の回転速度を徐々に上昇させるのが間欠脱水であ
る。洗濯兼脱水槽５の回転速度が数百回転／分になった
らモータ８をOFFにする。洗濯兼脱水槽５の惰性回転が2
00RPM程度に下がったら、モータ８をONにする。この繰
り返しをすることで、徐々に脱水が行われるので気泡の
発生を抑えながら脱水をすることができる。

残水起動方式のものにおいては、槽内を完全に排水して
から脱水するものに比べ、脱水初期時の脱水量は多くな
る。したがって、洗濯兼脱水槽５を連続して回転させる
脱水運転の直前に間欠脱水を行うことが、発泡を抑制す
る上で特に重要である。

間欠脱水において、洗濯兼脱水槽５の惰性回転を200RPM
より下まわらないようにしたのは、外槽２の振れ回りを
少なくするためである。前述したように、外槽２の振れ
回りが大きくなる振動の一次共振点は100〜150RPMのと
ころである。この回転数にかかるところで間欠脱水をす
ると、一次共振が繰り返されてよくないので、一次共振
点の回転数よりも高いところで間欠脱水の運転を行わな
ければならないのである。

前述したように、本発明においては洗濯の負荷量が少な
い場合、より残水量を多くするものであるが、最大残水
量としては例えば12l程度である。定格の1/6の負荷量の
ときには、残水量を12lにするのである。この程度の残
水量になると、洗濯兼脱水槽５の脱水回転前から外槽２
と洗濯兼脱水槽５との間に洗濯水が溜っている。気泡の
発生が多くなり易いが負荷量が少ないためモータに過大
な負荷は加わらない。なお、発泡を抑えるために間欠脱
水をすることは有効である。

次にすすぎの運転工程について説明する。

間欠脱水の後に、ステップ52による連続回転の脱水運転
工程に入り、洗濯物が含まれていた洗濯水は十分に脱水
される。この後に、ステップ53の給水を行ってからステ
ップ54のすすぎ運転工程となる。

すすぎ運転の後に、脱水を行う。このときの脱水は、既
に洗剤分が相当少なくなっているので間欠脱水にする必
要がない。洗剤分が残っていて気泡が生じ易いときに
は、間欠脱水をとるようにすることが望ましい。

残水起動については、特に脱水と同様に行うものであ
る。すすぎ運転工程を２回行うこともある。このときに
は、先のすすぎ運転工程と同様に行うものである。

なお、上記実施例においては、気泡発生を少なく抑える
ために、連続回転の脱水を行う前に間欠脱水を行うよう
にしているが、間欠脱水を行わないで最初から連続回転
の脱水を行うようにしてもよい。このときには、気泡発
生の少ない洗剤を使うのが望ましい。また洗濯兼脱水槽
５の回転速度をゆっくり上げるようにすることも考えら
れる。

〔発明の効果〕

本発明は、洗濯兼脱水槽に少し水を残したまま脱水運転
工程に入る残水起動を行うものにおいて、脱水運転工程
開始時の水位（残水量）を、洗濯物の量に応じて設定す
ることにより、気泡発生による脱水不良を防止しつつ振
動の低減を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は全自動洗
濯機の縦断面である。第２図は制御回路を含めた回路
図、第３図は洗濯機の運転を示すフローチャート図であ
る。第４図は洗濯負荷量と外槽振れ回り量の関係を示す
図、第５図は外槽振れ回り低減量を示す図である。 ２……外槽、５……洗濯兼脱水槽、６……回転翼、８…
…モータ、33a……制御回路、43……布量検知のステッ
プ、44……布量検知を記憶するステップ、50……残水量
判別のステップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿森 保 茨城県日立市東多賀町１丁目１番１号 株 式会社日立製作所多賀工場内 (72)発明者 平塚 英明 茨城県日立市東多賀町１丁目１番１号 株 式会社日立製作所多賀工場内 (56)参考文献 特開 昭53−76568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−72384（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−136985（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外枠に弾性支持された外槽と、外槽内に配
   置された洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽の内部に回転自
   在に置かれる回転翼と、洗濯兼脱水槽と回転翼とを駆動
   するためのモータと、洗濯物の量を検知する布量検知手
   段と、水位を検知する水位検知手段と、洗濯運転工程な
   いし脱水運転工程の運転制御を行う制御回路とを備え、
   洗濯兼脱水槽に少し水を残したまま脱水運転工程に入る
   残水起動を行う全自動洗濯機において、 脱水運転工程開始時の残水量を洗濯物の量が多いときに
   少なく、洗濯物の量が少ないとき多くなるように制御す
   る残水量制御手段を設けたことを特徴とする全自動洗濯
   機。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のものにおい
   て、洗濯物の負荷量が定格のときには、残水量を実質的
   にゼロにしたことを特徴とする全自動洗濯機。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のものにおい
   て、脱水運転工程の初期に洗濯兼脱水槽を間欠的に駆動
   する間欠脱水を行い、その後に洗濯兼脱水槽を連続的に
   駆動するようにしたことを特徴とする全自動洗濯機。