JP2004008278A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】撹拌翼を備えた従来の洗濯乾燥機では、乾燥運転において乾燥時間が長く、洗濯物にしわがつきやすいといった問題があった。
【解決手段】撹拌翼は、外形寸法が前記洗濯兼脱水槽の内径寸法の９０％以上で、周縁部を迫り上がるように上向きに湾曲させて皿状に形成し、制御手段は、前記撹拌翼を正逆回転駆動する場合、回転開始時には前記駆動装置の駆動電圧を段階的に上昇し、回転停止時には前記駆動装置の駆動電圧を段階的に下降するようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、洗濯槽内に温風を送り、パルセータと洗濯槽を回転させることにより洗濯物を乾かす洗濯乾燥機に関するもので、特に、乾燥時間の短縮と、仕上がり向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
洗濯乾燥機は、洗い運転においては、水道水（洗い水）を給水後に、撹拌翼を正逆回転させ、洗濯物に機械力を作用させる洗い運転を実行し、その後、水道水（濯ぎ水）を給水するとともに洗濯物に同様に機械力を作用させる濯ぎ運転を実行し、その後、洗濯兼脱水槽を回転させることにより洗濯物に含まれる濯ぎ水を遠心脱水する脱水運転を実行し、更にその後に、洗濯兼脱水槽に温風を供給して洗濯物を乾燥させる乾燥運転を実行する構成である。
【０００３】
このような一連の運転を実行する洗濯乾燥機として、特開平１１−３４７２８１号公報や、特開平１１−３７７２８２号公報や、特開平１１−３４７２９６号公報等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
撹拌翼を備えた洗濯乾燥機では、乾燥運転において乾燥時間が長く、洗濯物にしわがつきやすい。
【０００５】
本発明の目的は、洗濯物のしわが少ない仕上がりを実現でき、騒音の小さな洗濯乾燥機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、外槽内に設置した洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部に設置した撹拌翼と、前記洗濯兼脱水槽及び撹拌翼を回転駆動する駆動装置と、前記洗濯兼脱水槽内に温風を供給する温風供給手段を備え、前記洗濯兼脱水槽内の洗濯物に対して、洗い水による洗いと濯ぎ水による濯ぎと遠心脱水と温風乾燥に至る各工程を順次実行する制御手段を有する洗濯乾燥機において、前記制御手段は、前記撹拌翼を正逆回転駆動する場合、回転開始時には前記駆動装置の駆動電圧を段階的に上げ、回転停止時には前記駆動装置の駆動電圧を段階的に下げるようにする。
【０００７】
また、外槽内に設置した洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部に設置した撹拌翼と、前記洗濯兼脱水槽及び撹拌翼を回転駆動する駆動装置と、前記洗濯兼脱水槽内に温風を供給する温風供給手段を備え、前記洗濯兼脱水槽内の洗濯物に対して、洗い水による洗いと濯ぎ水による濯ぎと遠心脱水と温風乾燥に至る各工程を順次実行する制御手段を有する洗濯乾燥機において、前記撹拌翼は、外形寸法が前記洗濯兼脱水槽の内径寸法の９０％以上で、周縁部を迫り上がるように上向きに湾曲させて皿状に形成し、前記制御手段は、前記撹拌翼を正逆回転駆動する場合、回転開始時には前記駆動装置の駆動電圧を段階的に上昇し、回転停止時には前記駆動装置の駆動電圧を段階的に下降する。
【０００８】
また、前記制御手段は、前記回転開始時に、電圧が低く時間が長い第一の駆動条件に続き、電圧が高く駆動時間が短い第二の駆動条件で前記駆動装置を制御する。
【０００９】
さらに、前記撹拌翼の湾曲部の底面から周縁部の周縁部の高さが６０〜７０ｍｍ、湾曲部の曲率半径が６０〜８０ｍｍ、湾曲部の周縁部での接線角度が２０°以下とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施の形態である洗濯乾燥機を縦断面して示す模式図である。
【００１２】
１は、外郭を構成する四角筒状の外枠である。外枠１は、クロムフリープレコート鋼板製である。従来のプレコート鋼板には、耐食性付与のために化成処理層及び下塗り塗膜層にクロメートとクロム系防錆顔料がそれぞれ使用されている。これらのクロム化合物は、環境上有害であり洗濯乾燥機を廃棄粉砕処理した場合に、環境中への拡散を危惧する声があった。このため、クロム化合物を含有しないクロムフリープレコート鋼板を使用することで、環境への負荷を低減できる効果がある。
【００１３】
２は、洗濯兼脱水槽であり、その周壁に通水および通風のための小穴２ａを有し、その上縁部に流体バランサー３を備え、底部の内側には回転自在に撹拌翼４を設置する。５は、前記洗濯兼脱水槽２を内包し洗濯水およびすすぎ水を溜める外槽であり、底部の外側には駆動装置６を鋼板製の取り付けベース７によって取り付け、外枠１の上端部の四隅部に係止した４本の防振支持装置８によって外槽５を四方から均等に吊り下げることにより該外枠１の中心部に懸垂するように支持する。
【００１４】
図２は、前記撹拌翼４の詳細を示す部分断面図である。撹拌翼４は、洗濯兼脱水槽２の底部の大部分を覆う大径（外径寸法が洗濯兼脱水槽の内径寸法の９０％以上）である。翼ベース４ｂは中央部と周縁部が高く、その間を低く形成してあり、周縁部は外周にいくほど迫り上げるように上向きに湾曲しており、通水及び通風のための小穴４ａを有する。翼ベース４ｂの中央部が高いのは、駆動装置６の軸が洗濯兼脱水槽５底壁中心に突出しており、この軸へ撹拌翼４を嵌合し、ねじ止めするためである。翼ベース４ｂの周縁部が上向きに湾曲しているのは、乾燥運転におけるほぐし動作中に、洗濯物をこの湾曲に沿って上方に効率よく動かし、乾燥しわを低減するためである。これについては後で詳しく述べる。また、翼ベース４ｂには、放射状の複数個の羽根４ｃを備える。そして、撹拌翼４は、洗濯物３８を受け支える状態で回転する。
【００１５】
駆動装置６は、ＤＣブラシレスモータ６２と電動操作クラッチ機構６３と遊星歯車減速機構６４を内蔵し、洗濯兼脱水槽２を静止させた状態で撹拌翼４を回転させ（撹拌モード）、洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４をそれぞれ反対方向に回転させ（洗濯モード）、洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を一体的に同一方向に回転（脱水・乾燥モード）させるような選択的な駆動機能を有する。
【００１６】
外槽５の底に形成した排水口５ｂは、排水電磁弁３３を介して排水ホース３４に接続する。エアートラップ５ｃは、エアーチューブ３５を介して前記水位センサ１５に接続する。外枠１の下端縁には、四隅に脚３６を取り付けた合成樹脂で成形されたベース３７を装着する。
【００１７】
なお、参照符号３８は、洗濯兼脱水槽２内に投入された洗濯物である。
【００１８】
外側衣類投入口９ａを形成したトップカバー９は、外枠１の上部開口を覆うように該開口端縁に嵌め込み、フロントパネル１０およびバックパネル１１と共に取り付けねじによって外枠１に取り付けられる。図３は、バックパネル２を取り外したトップカバーの平面図である。
【００１９】
トップカバー９に形成した外側衣類投入口９ａは、２つ折り（山折り）に開くようにヒンジ３１ａによってトップカバー９に取り付けた外蓋３１によって開閉自在に覆い、外槽５の上端に取り付けた外槽上カバー２８に形成した内側衣類投入口２８ａは、ヒンジ３２ａによって外槽上カバー２８に取り付けた内蓋３２によって開閉自在に覆うように構成する。
【００２０】
トップカバー９とフロントパネル１０の間に形成される前部収納部であるフロントパネルボックス１２には、電源スイッチ１３と入力スイッチ群１４ａおよび表示素子群１４ｂを備えた操作パネル１４と、アンバランス検出センサ４３、蓋スイッチ４４を内蔵する。アンバランス検出センサ４３は、洗濯兼脱水槽２を回転させたときに該洗濯兼脱水槽２内の洗濯物３８のアンバランスによって、該洗濯兼脱水槽２（外槽５）が所定値以上に大きく振れるのを検出するセンサである。蓋スイッチ４４は、外蓋３１の開閉を検知する。
【００２１】
操作パネル１４の入力スイッチ群１４ａは、洗濯コース（標準、強力、ソフト、ドライ、手造り、ふとんなど）を設定するスイッチ、乾燥コース（標準、ワイシャツ、仕上げ、ドライなど）を設定するスイッチ、洗い時間や脱水時間、水量、すすぎ回数等洗濯条件を設定するスイッチ、洗濯から乾燥までを連続して行う場合の洗濯乾燥コース（標準、ワイシャツ、毛布など）を設定するスイッチ、乾燥のみを行う場合の乾燥コースを設定するスイッチなどを備える。
【００２２】
トップカバー９とバックパネル１１の間に形成される後部収納部であるバックパネルボックス１７には、後述する洗濯水給水手段と高濃度洗剤液生成・供給手段を横並びにして内蔵すると共に、外槽５内の水位に応じた水位信号を発生する水位センサ１５と、コントロールユニット１６を内蔵する。
【００２３】
洗濯水給水手段は、入水側を水栓接続口１８に接続し、配管ユニット８３及び洗剤溶解容器２１を経由して出水側を注水口１９に接続した主給水電磁弁２０によって構成する。さらに、入水側をホース接続口８２に接続し、配管ユニット８３及び洗剤溶解容器２１を経由して出水側を注水口１９に接続した風呂水ポンプ８１によって構成される給水手段を設けてもよい。
【００２４】
高濃度洗剤液生成・供給手段は、補助給水電磁弁２２から配管ユニット８３を経由して洗剤溶解容器２１に洗剤溶解水を供給し、この洗剤溶解容器２１内に投入されている粉末合成洗剤を撹拌しながら前記洗剤溶解水で溶解して高濃度洗剤液を生成し、更なる給水により希釈しながら洗剤溶解容器２１から溢水させて前記注水口１９に供給するように構成する。洗剤溶解容器２１には仕上げ剤投入室２１ｄが付設されており、補助給水電磁弁２２ａから給水することによって、この仕上げ剤投入室２１ｄ内に投入されている柔軟仕上げ剤を仕上げ剤投入室２１ｄから溢水させて前記注水口１９に供給するように構成する。洗剤溶解容器２１底部には洗剤撹拌翼を備え、洗剤撹拌翼は戦前溶解容器２１に隣接して設けた洗剤撹拌電動機３９で駆動される。
【００２５】
注水口１９は、トップカバー９の底と外槽５の外槽上カバー２８の後部を貫通して洗濯兼脱水槽２の上部開口内に向けて開口する。この注水口１９は、洗剤溶解容器２１と外槽上カバー２８との間に接続した可撓管（図示していない）により構成する。
【００２６】
温風循環乾燥手段は、外槽５の下部の側壁に形成した吸い出し口５ａから該外槽５の後側の外壁面に沿って垂直状態で上向きに伸びるように形成して前記吸い出し口５ａから侵入した洗濯水を堰き止める除湿風路部である水冷除湿ダクト２３と、この水冷除湿ダクト２３内の上部に位置して該ダクト内に冷却水を供給する水冷除湿手段である冷却散水部２４と、洗濯工程における外槽５の水位よりも高い位置で折り返して該外槽５の外壁面に沿って該外槽５の下側に向かって垂直に伸びる下降風路部である下降風路ダクト２５と、外槽５の下側の空間に配置されて前記下降風路ダクト２５から吸い込み口に空気を吸い込んで循環空気を生成する循環ファン２６と、この循環ファン２６の吹き出し口から外槽５の外壁面に沿って上方向に垂直状態に伸びる上昇風路部である上昇風路ダクト２７と、外槽５の上端部に取り付けた外槽上カバー２８上に設置されて前記上昇風路ダクト２７から送り込まれる循環空気を加熱する加熱手段であるヒータ（ＰＴＣヒータ）２９を内蔵し、加熱した循環空気を洗濯兼脱水槽２内に向けて吹き込む吹き込み口３０を備える。
【００２７】
水冷除湿ダクト２３から下降風路ダクト２５への折り返し部分には、糸屑捕集手段６１を備える。また、下降風路ダクト２５内下部には湿度センサ４０と第１温度センサ４１を設置し、吹き込み口３０のヒータ２９の下流側風路内には第２温度センサ４２を設置する。冷却散水部２４への給水は、冷却散水電磁弁２４ａから行い、両者は蛇腹ホース２４ｂで接続されている。
【００２８】
循環風路を構成する前記水冷除湿ダクト２３、下降風路ダクト２５および上昇風路ダクト２７は、外槽５の後側の外壁面に該外槽５の周方向に並べてその一部を該外槽５と一体成形して実装し、これらの外側を覆う裏側蓋１ａは、外側に膨出する形状に構成してねじ止めする。
【００２９】
この温風循環乾燥手段は、洗濯後に外槽５内の洗濯水を排水し、洗濯兼脱水槽２を高速回転させて脱水した後に高速回転させながら、あるいは、低速回転させながら、または、撹拌翼４を生逆反転させながら循環ファン２６を運転することによって、外槽５および洗濯兼脱水槽２内の湿潤空気を吸い出し口５ａから吸い出し、水冷除湿ダクト２３内を上昇させる過程において冷却散水部２４から該水冷除湿ダクト２３内に供給される冷却水によって冷却して除湿する。その後、冷却除湿した空気を下降風路ダクト２５を下降させて循環ファン２６に吸い込み、この循環ファン２６から上昇風路ダクト２７とヒータ２９を通して吹き込み口３０に送り込み、ヒータ２９によって加熱して洗濯兼脱水槽２内の中央部に向けて吹き込む。このように洗濯兼脱水槽２に吹き込まれた循環空気は、洗濯兼脱水槽２内の洗濯物に触れて該洗濯物を乾燥する。
【００３０】
図４は、マイクロコンピュータ１６ａを中心に構成される洗濯乾燥機の制御部のブロック図である。マイクロコンピュータ１６ａは、入力スイッチ群１４ａや水位センサ１５、湿度センサ４０、第１、第２温度センサ４１、４２、アンバランス検出センサ４３、蓋スイッチ４４に接続され、使用者のボタン操作、洗濯兼脱水槽２内の水位、下降風路ダクト２５内の温度、湿度などの情報信号を受ける。マイクロコンピュータ１６ａからの出力信号は、駆動回路１６ｃに接続され、主電磁給水弁２０，補助電磁給水弁２２、２２ａ、冷却散水電磁弁２４ａ、排水電磁弁３３、洗剤撹拌電動機３９、循環ファン２６等に商用電源を供給して、これらの開閉あるいは回転を制御する。また、使用者に洗濯乾燥機の操作を知らせるために、表示素子群１４ｂを制御し、進行状況を表示する。
【００３１】
操作パネル１４の入力スイッチ群１４ａは、洗濯コース（標準、強力、ソフト、ドライ、手造り、ふとんなど）を設定するスイッチ、乾燥コース（標準、ワイシャツ、仕上げ、ドライなど）を設定するスイッチ、洗濯から乾燥までを連続して行う場合の洗濯乾燥コース（標準、ワイシャツ、毛布など）を設定するスイッチ、洗い時間や脱水時間、水量、すすぎ回数等洗濯条件を設定するスイッチなどを備える。
【００３２】
商用電源に接続されるブリッジ整流回路７０は、商用電源を全波整流し、力率改善と昇圧を兼ねるＤＣ−ＤＣ変換回路７２に入力する。ＤＣ−ＤＣ変換回路７２は、この整流電圧をＩＧＢＴ等の半導体素子でチョッピングして、商用電源の力率を改善すると共に、昇圧した直流電源をＰＷＭインバータ回路７３に供給する。この出力電圧は、マイクロコンピュータ１６ａから半導体素子の駆動矩形波のデューティを制御して可変される。ＰＷＭインバータ回路７３は、この直流電圧から三相ＰＷＭ矩形波電圧を生成し、ＤＣブラシレスモータ６２に印可して、これを回転させる。ＤＣブラシレスモータ６２には、ロータの位置検出手段として、ホール素子６２ａが内蔵される。ロータの位置はこのホール素子６２ａで検出され、マイクロコンピュータ１６ａに伝えられる。そして、このロータの位置、回転速度の情報からマイクロコンピュータ１６ａは、ＤＣブラシレスモータの回転数や回転方向を制御する。
【００３３】
次に、このように構成された洗濯乾燥機の各工程の動作を説明する。図５は、コントロールユニット１６内のマイクロコンピュータ１６ａが実行する各工程のフローチャートである。
【００３４】
マイクロコンピュータ１６ａは、入力スイッチ群１４ａの洗濯開始ボタンスイッチが投入されると次のような制御処理を実行する。
【００３５】
ステップ４０１
使用者が、外蓋３１と内蓋３２を開いて洗濯兼脱水槽２に洗濯衣類３８を投入し、外蓋３１と内蓋３２を閉じて操作パネル１４の電源スイッチ１３を投入し、入力スイッチ群１４ａを操作して初期設定を行い、洗濯開始ボタンスイッチを押すと、マイクロコンピュータ１６ａは、各工程の自動運転制御処理をスタートする。
【００３６】
前記初期設定では、洗濯物３８に合わせた洗濯コース、必要に応じて、洗い時間や脱水時間、水量、すすぎ回数等を設定する。さらに、洗濯に続いて乾燥まで行う場合は洗濯乾燥コースを設定する。
【００３７】
ステップ４０２
洗濯物３８の布量の検出制御処理を行う。この布量検出は、給水前の乾布状態において、駆動装置６の電動操作クラッチ機構６２を撹拌モードに制御し、ＤＣブラシレスモータ６１を短時間通電して撹拌翼４を回転駆動し、回転増速時の加速特性もしくは、ＤＣブラシレスモータ６１への通電停止時の惰性回転における減速特性に基づいて検出する。この検出結果（洗濯物３８の布量）に基づいて、洗い水量および好ましい洗剤濃度の洗い水を生成するための洗剤量を演算して決定し、この洗剤量を表示素子群１４ｂによって表示するとともに、洗剤投入の催促表示をする。
【００３８】
使用者は、外蓋３１を開いて、洗剤溶解容器２１に前記表示洗剤量を参考に所定量の粉末合成洗剤を投入し（必要に応じて柔軟仕上げ剤を仕上げ剤投入室２１ｄに投入する）、外蓋３１を閉じる。
【００３９】
ステップ４０３
高濃度洗剤液の生成を行う。洗剤溶解室２１ｃに粉末合成洗剤が投入されたことを検知すると、補助給水電磁弁２２を開いて洗剤溶解室２１ｃ内に前記粉末合成洗剤を溶解するのに好適な量の水道水（洗剤溶解水）を供給する。
【００４０】
そして、表示素子群１４ｂによって洗剤溶解中であることを示す表示を行い、洗剤撹拌電動機３９を運転し粉末合成洗剤を撹拌しながら溶解することによって高濃度洗剤液を生成する。
【００４１】
ステップ４０４
駆動装置６の電動操作クラッチ機構６２を脱水・乾燥モードに制御し、ＤＣブラシレスモータ６１を低速運転して洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を低速回転させながら主給水電磁弁２０を開いて水道水を注水口１９に直に供給して該水道水を洗濯兼脱水槽２内の洗濯物３８上に散布するプレ給水を行う。洗濯物３８は散布された水道水を吸水して湿潤し、嵩が低減する。
【００４２】
プレ給水量は、布量検出で検出した洗濯物３８の量に応じて制御し、洗濯物３８の量が少ない場合は少なくし、多くなるにつれて多くなるようにする。例えば、洗濯物３８の量が４ｋｇ未満の場合には４Ｌ（リットル）程度、４〜８ｋｇの場合は１０Ｌとする。給水は、主給水電磁弁２０の開閉時間によって制御する。
【００４３】
ステップ４０５
洗剤撹拌電動機３９を運転したままで、補助給水電磁弁２２を開いて洗剤溶解容器２１に追加給水を行うことにより、洗剤溶解容器２１内の高濃度洗剤液を溢水させて注水口１９に供給すると共に、主給水電磁弁２０を開いて水道水を注水口１９に供給することにより、高濃度洗剤液を所望の洗剤濃度（５〜３０倍）に希釈して洗濯物に散布するよう制御する。この時、高濃度洗剤液が洗濯物３８に万遍なく降りかかり洗濯物３８内に均一に浸透するように、洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を一体的に低速で回転させ、あるいは洗濯兼脱水槽２を静止させた状態で撹拌翼４を回転させることによって、洗濯物３８を回転または撹拌するように駆動装置６を制御する。
【００４４】
このように、５〜３０倍の濃度の高濃度洗剤液を洗濯物に浸透させると、高濃度洗剤液の化学的洗浄力（浸透乳化、分散などの作用）が洗濯物に付着している汚れに作用し、汚れは洗濯物から取れやすい状態となる。
【００４５】
ステップ４０６
ステップ４０２で決定した水量（水位）まで水道水（洗い水）を給水するよう主給水電磁弁２０を制御する。なお、給水の途中で洗濯物３８の布量（湿布値）、布質を検出するために、給水を中断する。中断水位は、マイクロコンピュータ１６ａにあらかじめ設定された湿布布量及び布質検出に適した水位である。
【００４６】
湿布布量と布質を検出して、洗い水給水量の補正と、洗い及び濯ぎ運転における時間と水流（機械的撹拌の強さ）や脱水、乾燥運転における制御定数の決定を行う。
【００４７】
給水を再開し、ステップ４０２で決定した水量まで水道水を給水する。この給水により、洗い水は高濃度洗剤液を更に希釈して洗いに好ましい洗剤濃度となる。これにより、洗濯物３８は、洗濯兼脱水槽２内で所定の洗剤濃度の洗い水に浸かった状態となり、洗濯兼脱水槽２や撹拌翼４を回転させて洗濯物３８に機械的な洗浄力を作用させるのに好適な状態となる。
【００４８】
ステップ４０７
ステップ４０６において設定した洗い水流と洗い時間の洗い運転を行うように駆動装置６を制御する。この洗い運転において、駆動装置６は、電動操作クラッチ機構６２を洗濯モードに制御し、ＤＣブラシレスモータ６１を正逆運転を繰り返すことによって洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を反対向きに繰り返し正逆転させて洗濯物３８に機械的な洗浄力を作用させる。洗濯物３８に作用させる機械（撹拌）力は、洗濯兼脱水槽２及び撹拌翼４の正逆転のＯＮ−ＯＦＦ時限を調整したり、回転数を調整したり、洗い（撹拌）時間を調整したりすることによって制御することができる。
【００４９】
本実施の形態の洗濯乾燥機は、ステップ４０５の高濃度洗剤液散布・浸透工程による高濃度洗剤液の化学的な高い洗浄力を利用しているため、洗濯物３８に付着した汚れは取れやすい状態になっており、洗濯物３８に作用させる機械（撹拌）力を小さくしても、従来の洗浄方式より高い洗浄力が得られることから、洗濯物３８の布絡みや布傷みを低減することができる。
【００５０】
更に、撹拌翼４は、洗濯兼脱水槽２の底部の大部分を覆う大径（外径寸法が洗濯兼脱水槽の内径寸法の９０％以上）で周縁部を迫り上げるように上向きに湾曲させてお椀状形態に形成され、洗濯物３８を受け支える状態で回転するため、撹拌翼４の機械（撹拌）力が小さくても、機械力が洗濯物３８全体に効率良く作用し、洗いむらも小さくすることができる。
【００５１】
ステップ４０８
洗い水を機外に排水するよう排水電磁弁３３を開弁制御し、洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を一体的に高速回転させて、洗い水を遠心脱水する中間脱水を行うように駆動装置６を制御する。
【００５２】
ステップ４０９
排水電磁弁３３を閉弁制御し、所定の濯ぎ水位まで給水するように主給水電磁弁２０を開弁制御する。
【００５３】
駆動装置６の電動操作クラッチ機構６２を洗濯モードに制御し、ＤＣブラシレスモータ６１を正逆運転することによって、洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を反対方向に正、逆回転させて洗濯物３８に機械力を作用させて濯ぎ工程を行う。この濯ぎ工程は、必要に応じて複数回実行し、最後の濯ぎにおける給水時に補助給水電磁弁２２ａを開いて柔軟仕上げ剤を供給する。
【００５４】
ステップ４１０
濯ぎ水を機外に排水するように排水電磁弁３３を開弁制御し、排水後に、排水電磁弁３３を開いたままにして駆動装置６の電動操作クラッチ機構６２を脱水・乾燥モードに制御し、ＤＣブラシレスモータ６１を高速運転することによって洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を一体的に高速回転させて洗濯物３８の水分を遠心脱水する。この最終脱水が終了した状態では、洗濯物３８は、洗濯兼脱水槽２の側壁に押し付けられて付着した状態にある。
【００５５】
最終脱水の運転時間は、洗濯コースのみの場合は、６〜１０分程度とし、十分に洗濯物３８の水分を脱水する。一方、洗濯乾燥コースが選択された場合は、３分程度とする。これは、最終脱水に長い時間をかけるよりも、後で述べる乾燥工程における温風脱水を効率よく行った方が、洗濯から乾燥までの全工程の所用時間を短縮できるからである。
【００５６】
以上で、洗濯が終了し、洗濯コースのみの場合はここで終了する。洗濯乾燥コースが選択されている場合は次のステップ（乾燥工程）へ進む。
【００５７】
このように、高濃度洗剤液の化学力と、大径撹拌翼と洗濯兼脱水槽の反転駆動による小さな機械（撹拌）力で、従来以上の高い汚れ落ちを実現するとともに、洗濯物３８に布絡みや布傷みが発生しないようにできる。これは、後述する乾燥工程での洗濯物３８の仕上がり向上（しわ低減）にも有効である。
【００５８】
ステップ４１１
マイクロコンピュータ１６ａは、制御装置循環ファン２６を運転し、ヒータ２９に通電する。循環ファン２６から吐き出された空気は、上昇風路ダクト２７を通りヒータ２９によって加熱され、温風となり吹き込み口３０から洗濯兼脱水槽２内へ吹き込まれる。温風は、洗濯兼脱水槽２内の洗濯物３８に吹き付けられ、洗濯物３８の温度が上昇し、洗濯物３８から水分が蒸発していく。この水分を多量に含んだ洗濯兼脱水槽２内の空気は、洗濯兼脱水槽２の周壁の小穴２ａや４撹拌翼４の小穴ａを通り洗濯兼脱水槽２と外槽５との隙間に出て、吸出し口５ａから水冷除湿ダクト２３内を上昇する。水冷除湿ダクト２３を上昇する過程において、冷却散水部２４から供給される冷却水によって冷却除湿され、糸屑フィルタ４５を通過し、下降風路ダクト２５を通り循環ファン２６に吸い込まれる。以上のように空気が循環し、洗濯物を乾かしていく。
【００５９】
この間、駆動装置６の電動操作クラッチ機構６２を脱水・乾燥モードに制御し、ＤＣブラシレスモータ６１を運転して洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を一体的に回転させる「槽回転動作」と、電動操作クラッチ機構６２を撹拌モードに制御し、ＤＣブラシレスモータ６１を正逆運転して撹拌翼４を正逆回転させる「ほぐし動作」を繰り返す。
【００６０】
槽回転動作は、洗濯物３８に温風をむら無く当て、表面の湿った部分からむら無く水分を蒸発させるために行う。また、ほぐし動作は、重なった洗濯物３８をほぐし、洗濯物３８の姿勢を変えると共に湿った面を表に出すために行う。
【００６１】
この温風乾燥運転について、図７を参照して更に詳しく説明する。温風乾燥運転は、あらかじめ設定した所定のタイムスケジュールにしたがって、設定されている乾燥モードや洗濯物３８の量や循環空気の湿度（洗濯物３８の乾燥度）や温度、洗濯兼脱水槽２及び撹拌翼４の回転制御や循環ファン２６の運転制御、ヒータ２９の発熱制御や冷却散水部２５の散水制御などを実行する。
【００６２】
ステップ５０１
温風乾燥運転をスタートするとタイムスケジュールを遂行するための運転タイマを始動する。
【００６３】
ステップ５０２
ファン２６とヒータ２９を通電し、洗濯兼脱水槽２内の空気を循環させながら加熱し、洗濯物３８に温風を吹き付ける。
【００６４】
ステップ５０３
槽回転動作により温風脱水を行う。この時の回転数は洗濯乾燥機の強度が許す範囲で極力高い方が好ましい（本実施例では毎分９００回転である）。通常の遠心脱水による洗濯兼脱水槽２の小穴２ａからの脱水とともに、洗濯物３８に温風が吹きかけられることにより洗濯物３８の表面からも多くの水分が蒸発して行く。更に、高速回転しているため、洗濯物３８表面と周囲の空気（温風）との相対速度が高く洗濯物３８からの水分の蒸発が一層促進される。時間の経過とともに洗濯物３８の表面の水分が減少して行く。このため、必要以上に長い時間温風脱水をしても洗濯物３８表面からの蒸発による乾燥効果は小さくなる。そこで、所定時間（例えば１０分）経過したら、回転を停止する。
【００６５】
ステップ５０４
ほぐし動作を行い、洗濯兼脱水槽２の周壁面や底面（撹拌翼４）付近に位置し、水分が多く残っている洗濯物３８と洗濯兼脱水槽２の上部に位置し水分が少なくなった洗濯物３８の位置を入れ替える。
【００６６】
ステップ５０５
ステップ５０３の温風脱水とステップ５０４ほぐし動作を規定回数繰り返す。こうすることで、ほぐし動作により洗濯兼脱水槽２の上部に水分が多い洗濯物３８が出てくるため、洗濯物３８表面からの水分の蒸発量が再び増加し、効率よく乾燥度を増加（水分を減少）することができる。なお、２回目以降の温風脱水時間は、１回目の温風脱水時間より少なくしても良い（例えば５分）。これは、洗濯物３８の水分量がステップ５０３の時より少なくなっており、短い時間で洗濯物３８表面からの水分の蒸発量が減少するため、ほぐし動作の頻度を増加させ洗濯物３８の位置を入れ替えた方が、水分が多く残っている部分に温風を当てることができ、更に効率よく乾燥できるからである。
【００６７】
なお、くり返し回数は２〜３回程度でよい。これは、くり返し回数の増加とともに洗濯物３８の水分が減少して行き、洗濯物３８と温風との相対速度による蒸発の効果が少なくなるためである。また、温風脱水時間は、洗濯物３８の量により制御しても良い。洗濯物３８の量が少ない場合は短く、洗濯物３８が多くなるほど長くする。
【００６８】
このように、ステップ４１０の最終脱水の運転時間を短くし、温風脱水とほぐし動作を繰り返すことで、洗濯物３８から効率よく水分を除去できるので、乾燥時間を短縮することができる。
【００６９】
ステップ５０６
乾燥運転が所定時間（１５分）を経過すると、冷却散水部２４から水冷除湿ダクト２３内に冷却水を供給することにより、循環空気の水冷除湿（水冷除湿乾燥）を開始するように冷却散水電磁弁２４ａを開放制御する。
【００７０】
ステップ５０７
低速の槽回転動作（例えば、回転数が毎分１００回転）を３〜５分間行う。
【００７１】
ステップ５０８
ほぐし動作を行う。このステップでのほぐし動作は、洗濯物３８の入れ替えが主目的であり、洗濯物が絡みにくい様な回転数、反転時限で撹拌翼４を正逆回転させる。
【００７２】
ステップ５０９
規定の乾燥度Ａになるまでステップ５０７とステップ５０８を繰り返す。なお、槽回転動作の時間が長すぎると、洗濯物３８の表面のみが乾いてしまう。このため、槽回転動作を３〜５分間行い、ほぐし動作を行うことで、洗濯物３８が均一に乾燥するようにできる。また、上述の頻度でほぐし動作を行うことで、水分の多い部分に温風が効率よくあたり、洗濯物３８からの水分の蒸発を促進でき、乾燥時間の短縮に大きな効果がある。
【００７３】
洗濯物３８の乾燥しわを少なくし、布傷みを少なくするためには、上記ほぐし動作と槽回転動作の頻度を乾燥の進行状態に合わせて適切に制御する必要がある。
【００７４】
しわは、洗濯物３８が同じ姿勢で折り曲げられたまま乾燥すると発生するが、しわの大小は、乾燥度とほぐし動作の頻度に大きく影響される。すなわち、乾燥初期の乾燥度が低いうちは、洗濯物３８には水分が多く残っていて十分に湿っており、折れ曲がっていても、姿勢を変えることでその折り目は容易に消すことができるので、ほぐし動作の頻度は上述の程度で良い。
【００７５】
乾燥が進行し乾燥度が上昇していくと、洗濯物３８の水分が少なくなって行き、ある範囲の乾燥度（布質や織物の厚さ、織り方などにより多少ばらつくが、しわの付きやすい薄手の平織りの木綿の場合で約８５％から約９５％）の時に同じ姿勢のまま折れ曲がっていると、その折り目が固定され、その後姿勢を変えても折り目が非常に消えにくくなり、しわとなる。
【００７６】
ステップ５１０
乾燥度Ａ（乾燥度８５％）になったら、ほぐし動作を連続して行う。こうすることで、洗濯物３８の姿勢が頻繁に変わり、折れ曲がり位置が逐次変わりため、洗濯物３８のしわ付きを少なくすることができる。なお、洗濯物３８のしわを少なくするためには、本ステップのほぐし動作において、洗濯物３８の姿勢変化が大きくなるよう、洗濯物３８が洗濯兼脱水槽２内で上下方向に動くよう撹拌翼４を運転した方が良い。これは、洗濯物３８を上方に動かすことで、洗濯物３８へ作用する力が解放され、しわを効率よく除去できるからである。
【００７７】
洗濯物３８を上下方向に動かすために、撹拌翼４は図２に示したように、洗濯兼脱水槽２の底部の大部分を覆う大径で、翼ベース４ｂは周縁部に行くほど高くなる円弧面で、翼ベース４ｂの傾斜は外縁部でほぼ上向きになっている。洗濯物３８は、羽根４ｃに押され撹拌翼４の回転方向に回転しながら、遠心力で翼ベース４ｂに沿って外縁部に移動し、上方に持ち上げられる。この時、翼ベース４ｂの円弧面の曲率Ｒが大きいほど、また、翼ベース４ｂの深さ（底から外周までの高さ）Ｈが大きいほど、洗濯物３８は上方に持ち上げられやすくなる。更に好ましくは、翼ベース４ｂの円弧面の周縁部での接線角度θは、２０°以下である方が良い（接線角度が大きいと、洗濯物３８は洗濯兼脱水槽２の壁面にぶつかり、情報に動きにくくなる）。しかし、曲率Ｒを大きくしすぎると洗濯兼脱水槽２の有効内容積が減少するとい欠点がある。また、Ｈが大きすぎる（周縁部が高い）と、洗濯物３８の量が少ない（１ｋｇ以下）場合、遠心脱水で洗濯物３８が全て撹拌翼４に載ってしまい、ほぐし動作を行っても洗濯物３８が撹拌翼４と一緒に回転するだけで、洗濯物３８の相対位置を入れ替えることができなくなる。このような問題を発生させないためには、曲率Ｒ６０は〜８０ｍｍ、深さＨは６０〜８０ｍｍ程度が好適である。
【００７８】
さらに、撹拌翼４の回転数が高いほど遠心力が増加するため、洗濯物３８は上方へ大きく動く。ただし、高い回転数で撹拌翼４を正逆回転させると、洗濯物３８が絡みやすくなるという問題がある。絡みは、撹拌翼４の回転方向反転時に発生する。撹拌翼４の反転時、洗濯物３８は、慣性のため撹拌翼４上で転がるように動き、徐々に撹拌翼４の回転速度と同じ速度になる。この時洗濯物が捻れたり絡んだりする。これを防ぐためには、撹拌翼４の反転時、撹拌翼４の回転数が急激に変化しないようにするとよい。すなわち、撹拌翼４を一旦低い回転数で回転し撹拌翼４と洗濯物３８を一緒に回転させ、次に回転数を増加し規定の回転数にする。こうすることで、洗濯物３８が撹拌翼４上で転がる動きを抑制でき、捻れや絡みを少なくできる。具体的には、ＤＣブラシレスモータ６２に印可する電圧と時間を低回転で５７Ｖ、１〜２秒、高回転で１８０〜２１０Ｖ、０．５〜１秒程度の二段階に制御する。その後、ＤＣブラシレスモータ６２への給電を止め（２秒程度）回転を停止し、回転方向を変える。
【００７９】
このように、ＤＣブラシレスモータ６２への印可電圧を低−高の二段階に制御すると、低騒音化に関しても効果がある。ＤＣブラシレスモータ６２へ急に高電圧を印可すると、磁界の急激な変化が発生し、モータのロータやステータに衝撃力が作用し、外槽５や洗濯兼脱水槽２を加振し衝撃音が発生する。また、ロータが急激に回転を始めるために、駆動機構６が有するガタ（ギアのバックラッシや軸方向のすき間）部から衝撃音が発生する。この衝撃音は、モータ回転開始時に例えば「コツ、コツ」というように間欠的に発止するため、平均的な騒音レベルが大きく上昇するものではないが、非常に耳障りである。特に、乾燥工程は時間が長いため、このような衝撃音の発生は、洗濯乾燥機の品質を大幅に低下させる。上述のようにＤＣブラシレスモータ６２への印可電圧を二段階に制御することで、この衝撃音を耳障りでない程度まで低減できる。
【００８０】
また、この衝撃音は、撹拌翼４の回転を停止する時に、ＤＣブラシレスモータ６２への印可電圧を急に下げた場合（急にブレーキをかける）も発生する。従って、モータ停止時も印可電圧を段階的に下げるようにする。
【００８１】
なお、ここで述べたように、ＤＣブラシレスモータ６２への印可電圧を段階的に上昇、下降させる制御は、撹拌翼４を正逆回転させるステップ５０４と５０８のほぐし動作工程や、ステップ４０７の洗い工程、ステップ４０９の濯ぎ工程で行ってもよく、衝撃音の低減に効果があることは上述の通りである。
【００８２】
ステップ５１１
湿度センサ４０、第１温度センサ４１、第２温度センサ４２の検出信号を監視しながらほぐし動作を実行し、所望の乾燥度Ｂが得られた時点で終了する。乾きむらをなくすために、通常は、乾燥度１０８％（完全乾燥）になるまで乾燥を継続している。
【００８３】
なお、乾燥度は、次式で定義される。
【００８４】
【数１】

【００８５】
ここで、乾燥質量とは、温度２０±２℃、相対湿度６０〜７０％の空気中に一昼夜放置した後の質量である。簡易的には、衣類乾燥機で乾燥し、１０分間隔で質量を測定したときの質量変化が１．０％以下になったときの質量に１．０８を乗じた質量としても良い。
【００８６】
乾燥度の測定方法としては、上記したステップ４０２の布量検出を利用し洗濯物３８の質量を測定する方法（ほぐし動作時に実行する）や、湿度センサ４０で循環している空気の湿度を測定して、乾燥度に換算する方法などがある（乾燥度と湿度の関係を予め測定し、テーブルとしてマイクロコンピュータ１６ａのＲＯＭに記憶しておくことはもちろんである）。
【００８７】
更に、ステップ４０６で検出した布量、布質のデータを使用し、乾燥の経過時間で乾燥度を推定し、ステップ５１０のほぐし動作の開始を制御しても良い（布量、布質に対する経過時間と乾燥度との関係をあらかじめ測定し、マイクロコンピュータ１６ａのＲＯＭに記憶しておく）。
【００８８】
ステップ５１２
循環ファン２６は運転したままで、ヒータ２９への通電を停止し、送風運転を所定時間行う。また、送風運転中に、槽回転動作とほぐし動作を行う。これは、暖まっている洗濯物３８や洗濯兼脱水槽２、外槽５など洗濯乾燥機を冷やすために行う。
【００８９】
ステップ５１３
排水弁３３を閉じ、冷却散水部２４からの水を外槽５の底と洗濯兼脱水槽２底面とのすき間５ｂに貯水する。貯水する水量は、すき間５ｄの容積に対して、０．５〜０．６程度とする。これは、後述するマイナスイオンの発生工程において、十分な量のマイナスイオンが発生でき、かつ発生した水滴が洗濯兼脱水槽２内へ侵入しないようにできる水量である。冷却散水部２４に供給する水量は、毎分０．３Ｌであるので、上記の水量になったら（排水弁３３を閉じてからの時間で制御する）冷却散水電磁弁２４ａを閉じる。
【００９０】
冷却散水部２４からの水は、水冷除湿ダクト２３を流れる温風で暖めながら、流下し外槽５の底に溜まり、温風乾燥で熱くなっている外槽５で更に暖められ、４０〜５０℃になる。
【００９１】
暖かくなった水からは、水蒸気が発生し、洗濯兼脱水槽２の小穴２ａを通り洗濯兼脱水槽２内に入り洗濯物３８に吸着する（蒸らし）。これにより、温風乾燥で洗濯物３８に発生した静電気を除電する効果がある。
【００９２】
なお、本ステップの蒸らしは、上述のステップ５１０のほぐし動作時から始めても良い。ステップ５１０のほぐし動作は、乾燥度８５％から開始する。しかし、薄手の衣類の場合は、乾燥速度が速く、洗濯物３８全体の平均乾燥度が８５％の時には乾燥度が更に高くなり、薄手の衣類のしわが多くなる恐れがある。この時、水蒸気を供給してやることで、薄手の衣類に水分が補給でき、乾燥むらを防ぎしわを防ぐことができる。この時、排水弁３３は、周期的に短時間開き、外槽５に水が溜まりすぎ洗濯兼脱水槽２内に水が侵入しないようにする。
【００９３】
ステップ５１４
ステップ５１２の送風運転の最後に、洗濯兼脱水槽２を高速に回転する（毎分６００回転）。洗濯兼脱水槽２の回転により、すき間５ｄに空気の流れが発生し、ステップ５１３で外槽５の底に貯水した水面が波立ち、やがて、波立ちが成長し洗濯兼脱水槽５底面と接触し、水が粉砕され水滴が生成し、マイナスイオンが発生する（レナード効果と呼ばれる）。マイナスイオンは、洗濯兼脱水槽２の回転による空気の流れ（洗濯兼脱水槽２の外周と外槽５の内壁面とのすき間を下から上へ流れる）で運ばれ、洗濯兼脱水槽２の上部から洗濯兼脱水槽２内に流入する。また、マイナスイオンの一部は、水冷除湿ダクト２３から下降風路ダクト２５、上昇風路ダクト２７を通り、吹き出し口３０から洗濯兼脱水槽２内へ流入する。本工程は、２分程度行う。
【００９４】
マイナスイオンは、温風乾燥で洗濯物３８に帯電したプラスの電荷と結合し、帯電を防止する効果がある。
【００９５】
ステップ５１３の水蒸気による蒸らしと、本ステップのマイナスイオンの発生は、特別な機構が必要無いため、コストの上昇無しに洗濯物３８の帯電防止を実現できる。
【００９６】
ステップ５１５
循環ファン２６の運転を停止し、排水弁３３を開き外槽５内の水を排出して温風乾燥を終了する。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、布絡みや布傷みが小さく洗浄力が高く、乾燥時間が短くかく、音が静かで、かつしわが少なく仕上がりが良い洗濯乾燥機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる洗濯乾燥機の一実施の形態を示す模式図である。
【図２】本発明の洗濯乾燥機の撹拌翼を示す部分断面図である。
【図３】本発明になる洗濯乾燥機の洗剤溶解容器と主給水電磁弁、補助給水電磁弁および風呂水ポンプと操作パネルを実装したトップカバーをバックパネルを開いて示す上面図である。
【図４】図１に示した洗濯乾燥機の電気系を示すブロック図である。
【図５】図１および図３に示した洗濯乾燥機のコントロールユニットにおけるマイクロコンピュータが実行する各工程の制御処理のフローチャートである。
【図６】図６における温風乾燥工程の詳細フローチャートである。
【符号の説明】
１…外枠、１ａ…裏側蓋、２…洗濯兼脱水槽、４…撹拌翼、５…外槽、５ａ…吸い出し口、６…駆動装置、８…防振支持装置、９…トップカバー、９ａ…外側衣類投入口、１４…操作パネル、１４ａ…入力スイッチ群、１４ｂ…表示素子群、１６…コントロールユニット、１７…バックパネルボックス、１９…注水口、２０…主給水電磁弁、２１…洗剤溶解容器、２２、２２ａ…補助給水電磁弁、２３…水冷除湿ダクト、２４…冷却散水部、２４ａ…冷却散水電磁弁、２５…下降風路ダクト、２６…循環ファン、２７…上昇風路ダクト、２８…外槽上カバー、２８ａ…内側衣類投入口、２９…ヒータ、３０…吹き込み口、３１…外蓋、３２…内蓋、３９…洗剤撹拌電動機、４０…湿度センサ、４１…第１温度センサ、４２…第２温度センサ、６２…ＤＣブラシレスモータ。

Claims (4)

1. 外槽内に設置した洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部に設置した撹拌翼と、前記洗濯兼脱水槽及び撹拌翼を回転駆動する駆動装置と、前記洗濯兼脱水槽内に温風を供給する温風供給手段を備え、
   前記洗濯兼脱水槽内の洗濯物に対して、洗い水による洗いと濯ぎ水による濯ぎと遠心脱水と温風乾燥に至る各工程を順次実行する制御手段を有する洗濯乾燥機において、
   前記制御手段は、前記撹拌翼を正逆回転駆動する場合、回転開始時には前記駆動装置の駆動電圧を段階的に上げ、回転停止時には前記駆動装置の駆動電圧を段階的に下げることを特徴とする洗濯機。
2. 外槽内に設置した洗濯兼脱水槽と、該洗濯兼脱水槽の底部に設置した撹拌翼と、前記洗濯兼脱水槽及び撹拌翼を回転駆動する駆動装置と、前記洗濯兼脱水槽内に温風を供給する温風供給手段を備え、
   前記洗濯兼脱水槽内の洗濯物に対して、洗い水による洗いと濯ぎ水による濯ぎと遠心脱水と温風乾燥に至る各工程を順次実行する制御手段を有する洗濯乾燥機において、
   前記撹拌翼は、外形寸法が前記洗濯兼脱水槽の内径寸法の９０％以上で、周縁部を迫り上がるように上向きに湾曲させて皿状に形成し、
   前記制御手段は、前記撹拌翼を正逆回転駆動する場合、回転開始時には前記駆動装置の駆動電圧を段階的に上げ、回転停止時には前記駆動装置の駆動電圧を段階的に下げることを特徴とする洗濯機。
3. 請求項２において、
   前記制御手段は、前記回転開始時に、電圧が低く時間が長い第一の駆動条件に続き、電圧が高く駆動時間が短い第二の駆動条件で前記駆動装置を制御することを特徴とする洗濯機。
4. 請求項２において、
   前記撹拌翼の湾曲部の底面から周縁部の周縁部の高さが６０〜７０ｍｍ、湾曲部の曲率半径が６０〜８０ｍｍ、湾曲部の周縁部での接線角度が２０°以下であることを特徴とする洗濯機。

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