JP2669989B2 - 脱水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱水時間の最適化を図
った脱水装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術はたとえば特開昭６１
−２０９６９０号公報に開示されている。この公開公報
には、洗濯工程、すすぎ工程および脱水工程を含む一連
の洗濯動作を自動で行わせることができるようにした全
自動洗濯機が開示されている。そして、この洗濯機で
は、洗濯槽に収容された洗濯物を攪拌しかつ水流を生じ
させて洗濯物の洗浄を行う洗濯工程において、洗濯物の
量が検出される。洗濯物の量の検出は、洗濯物を攪拌
し、また水流を起こさせるための回転翼を駆動するモー
タに流れる電流を検出することによって達成される。す
なわち、洗濯物の量が多いと回転翼に加わる負荷が大き
くなるので、モータに大きな負荷がかかり、モータ電流
が増加することになる。したがって、洗濯工程におい
て、モータ電流を検出すれば、洗濯物の量が検知され
る。

【０００３】洗濯動作を構成する上述の各工程の継続時
間は、検出された洗濯物の量を基準として行われる。す
なわち、脱水工程の継続時間は、洗濯物の量に応じて決
定されることになる。このようにして、脱水時間の最適
化が図られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の先行技術では、
洗濯物の量が多いときには脱水時間が長くされ、洗濯物
の量が少ないときには脱水時間が短くされる。すなわ
ち、脱水時間は洗濯物の量のみに依存している。しか
し、洗濯物の種類によっては、量が多くても水切れが良
かったり、量が少なくても水切れが悪かったりするもの
がある。したがって、洗濯物の量のみに応じて脱水時間
を設定する上述の先行技術では、洗濯槽内に収容した洗
濯物の種類によっては、脱水時間に過不足が生じること
になる。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、洗濯物の量および種類に応じた適切な脱水
時間を設定することができるようにした脱水装置を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の脱水装置は、脱水孔が形成されている筒状
の脱水槽と、この脱水槽を回転させる回転駆動手段とを
有し、上記脱水槽を回転させることによりこの脱水槽内
の収容物に含まれている水分を上記脱水孔から排出させ
るようにした脱水装置において、上記脱水孔からの水の
流出状況を検出する検出手段と、この検出手段で検出さ
れる水の流出状況に基づいて、上記脱水槽内の収容物の
脱水状態が一定の脱水状態に達したかどうかを判定する
判定手段と、上記脱水槽の回転開始から上記判定手段が
上記一定の脱水状態に達したと判定するまでの時間を計
測する計測手段と、この計測手段で計測された時間に基
づいて、上記脱水槽の回転を停止させるべき時点である
回転停止時点を決定する手段と、決定された回転停止時
点で上記回転駆動手段による脱水槽の回転を停止させる
制御手段とを含み、 上記検出手段は、上記脱水孔から流
出する水を貯留するための水受けと、この水受けに一定
量の水が貯留されたことを検知するための貯留水量セン
サと、この貯留水量センサの出力信号に基づいて、上記
水受けに上記一定量の水が貯留されるのに要する時間を
計測する手段とを含むものであり、 上記判定手段は、上
記水受けに上記一定量の水が貯留されるのに要する時間
が所定時間以上であるときに、上記一定の脱水状態に達
したと判定するものであることを特徴とするものであ
る。

【０００７】

【作用】上記の構成によれば、検出手段により、脱水槽
に形成された脱水孔からの水の流出状況が検出される。
この水の流出状況は、脱水槽内の収容物の脱水状態に対
応している。判定手段では、検出された水の流出状況に
基づいて、脱水槽内の収容物の脱水状態が一定の脱水状
態に達したかどうかが判断される。そして、脱水槽の回
転開始から上記一定の脱水状態に達するまでの時間が計
測手段により計測される。

【０００８】したがって、この計測手段で計測された時
間は、脱水槽内の収容物の脱水が速やかに進行するの
か、緩慢に進行するのかに対応している。すなわち、こ
の計測時間は、脱水がされやすいのか、されにくいのか
に対応していると言える。そこで、本発明では、計測手
段で計測された時間に基づいて脱水槽の回転停止時点が
決定される。この回転停止時点は、上記計測手段での計
測時間から推定して、脱水が終了するものと考えられる
時点である。

【０００９】このようにして、回転停止時点が決定され
ると、制御手段は当該回転停止時点を待って、回転駆動
手段を制御し、脱水槽の回転を停止させることになる。
このように、本発明では、脱水槽の収容物の量によるの
ではなく、脱水の進行状況に応じて脱水槽の回転停止時
点を決定しているから、脱水槽内の収容物の種類や量に
良好に適応して、最適な脱水時間が設定されることにな
る。脱水孔からの水の流出状況の検出は、脱水孔から流
出する水を水受けに貯留し、この水受けに一定量の水が
検知されたことを貯留水量センサによって検知するとと
もに、この貯留水量センサからの出力に基づいて、上記
一定量の水が水受けに貯留されるのに要する時間を計測
することによって達成される。脱水開始初期には、多量
の水分が脱水槽内の収容物から流出するから、水受けに
は速やかに上記一定量の水が貯留される。これに対し
て、脱水がある程度進行すると、脱水槽内の収容物から
流出する水量が減少してくるから、水受けに上記一定量
の水が貯留されるまでに、比較的長い時間を要するよう
になる。そこで、判定手段は、上記水受けに上記一定量
の水が貯留されるのに要する時間が所定時間以上である
ときに、上記一定の脱水状態に達したものと判定するこ
ととしている。

【００１０】

【実施例】以下では、本発明の実施例を、添付図面を参
照して詳細に説明する。図２は本発明の一実施例の脱水
装置を適用した洗濯機の概略構成を示す簡略化した断面
図である。この洗濯機は、洗濯機本体１内に吊り棒（図
示せず）を介して弾性的に吊支され洗濯水を貯水する外
槽２と、該外槽２に回転軸３を介して回転自在に内装さ
れ洗濯物を収容する内槽４とを備えている。この内槽４
が脱水槽に対応する。

【００１１】洗濯機本体１は、上面に開口を有する箱形
に形成されており、その上面後部には操作部６が設けら
れており、この操作部６には運転モード等を表示するＬ
ＥＤ群等（図示せず）が備えられている。外槽２の上部
には、給水ホース９が接続されている。この給水ホース
９の途中部には、外槽２内への洗濯水の給水を制御する
給水電磁弁１１が設けられている。外槽２の底部には、
内槽４から排出された水を貯留するための水受け１７が
設けられている。この水受け１７の底部には排水口１７
ａが形成されており、この排水口１７ａに排水ホース１
０が接続されている。

【００１２】排水ホース１０の途中部には、外槽２から
洗濯機本体１外への洗濯水の排水を制御する排水電磁弁
１２が設けられている。また、水受け１７の底部には、
この水受け１７に一定量の水が貯留されたことを検知す
るための水検知センサ１３（貯留水量センサ）が取り付
けられている。この水検知センサ１３は水受け１７の側
壁の相対向する位置から突出された一対の電極からな
る。この電極の位置まで水位が上昇すると、両電極間が
導通状態となり、これにより一定量の水が水受け１７に
貯留されたことが検知される。

【００１３】外槽２の底部一角には、エアートラップ１
６が設けられている。エアートラップ１６は、操作部２
内の水位センサ１４に圧力ホース１５を介して接続され
ている。水位センサ１４は、外槽２内の水位変化を圧力
変化として検出し、この圧力変化に応じて磁性体をコイ
ル内で移動させ、結果として水位変化をコイルのインダ
クタンス変化として検出するものである。３０は制御基
板であり、３１は水検知センサ１３と制御基板３０との
間を接続するリード線である。

【００１４】内槽４には、多数の微細な脱水孔３２が形
成されており、内槽４の底部開口には、洗濯水および洗
濯物を攪拌する回転翼１８が正逆回転自在に内装支持さ
れている。図３は内槽４および回転翼１８に回転力を伝
達するための構成を拡大して示す断面図である。回転軸
３は、内槽４の底面４ａに補強板２０を介して固定され
ており、回転軸３には、回転翼１８を支持した内軸１９
が回転自在に内挿されている。そして、回転軸３は、外
槽２の底面に水シール用オイルシール２１および回転軸
用軸受２２を介して回転自在に貫通支持されている。オ
イルシール２１および軸受２２は、内部にグリースが充
填されており、外槽２の底面２ａに圧入固定されてい
る。

【００１５】また、外槽２の底面２ａには、回転軸３お
よび内軸１９を回転駆動させるための回転翼駆動手段２
３（図２参照）と、回転翼駆動手段２３からの駆動力を
回転軸３に継断可能に伝達するクラッチ機構２５とが設
置されている。回転翼駆動手段２３は、図２に示すよう
に、駆動モータ２６と、後述するベルトプーリ７４と、
駆動モータ２６とベルトプーリ７４間に掛巻された無端
状のプーリベルト２７とから構成されている。本実施例
では、駆動モータ２６およびクラッチ機構２５などによ
り回転駆動手段が構成されている。

【００１６】クラッチ機構２５は、駆動モータ２６から
の駆動力を駆動軸６２から減速して内軸１９に伝達する
減速装置６３と、減速装置６３を内装して回転軸３に外
嵌固定されると共に、駆動力をスプリングクラッチ６４
を介して内槽４に伝達するギアケース６５とを備えてい
る。そして、ギアケース６５の外周に、内槽４の回転を
停止させるブレーキ６６が離接自在に配置されており、
該ギアケース６５は、ブレーキ６６との接触面６５ａが
硬化処理されたアルミニウム等から成る。

【００１７】減速装置６３は、駆動軸６２に固定された
ピニオン６７と、ピニオン６７に噛合して回転する大ギ
ア６８と、内軸１９に外嵌固定され大ギア６８を回転自
在に保持するギア保持体６９と、ギア保持体６９に回転
自在に保持された遊星ギア７０ａと、ギアケース６５の
内周面に形成され遊星ギア７０ａと噛合するリングギア
７０ｂとから構成されている。

【００１８】ギアケース６５は、回転軸３に係合された
小径部７１と、減速装置６３を内蔵した大径部７２と有
している。大径部７２は、ブレーキドラムの機能を有す
るもので、大径部７２の前記ブレーキ６６との接触面６
５ａを時効処理（溶体化処理した後、急冷し、焼き戻し
をする）を行うことにより、耐久性に優れた摺動部を形
成している。

【００１９】そして、ギアケース６５の下部に、駆動軸
６２が駆動軸受筒７３を介して回転自在に内嵌支持さ
れ、駆動軸受筒７３とベルトプーリ７４との間で円柱状
の伝達体７５が介装されており、伝達体７５に前記駆動
軸６２が一体回転可能に嵌合されている。また、伝達体
７５および駆動軸受筒７３に、コイル状のスプリングク
ラッチ６４が外嵌され、更にその外周部に、ラチェット
ギア７７が遊嵌されている。スプリングクラッチ６４の
下端は、伝達体７５に係合されており、スプリングクラ
ッチ６４の上端は、駆動軸受筒７３に固定されている。

【００２０】そして、伝達体７５、スプリングクラッチ
６４、ラチェットギア７７およびラチェットギア７７に
係合離間するストッパ片（図示せず）により、ギアケー
ス６５への動力伝達手段が構成されている。この動力伝
達手段は、駆動モータ２６の正転によりスプリングクラ
ッチ６４が伝達体７５および駆動軸受筒７３の外周面か
ら離間し、かつ駆動モータ２６の逆転によりスプリング
クラッチ６４が伝達体７５および駆動軸受筒７３の外周
面に圧接する。

【００２１】ブレーキ６６は、ブレーキバンド７８とブ
レーキシュ７９とから成り、ブレーキバンド７８は、帯
状の板をＵ字形に変形させたもので、ギアケース６５と
の接触面６５ａに、ブレーキシュ７９がブレーキ動作時
に生じる摺動摩擦でも剥離しないように接着されてい
る。そして、ブレーキバンド７８の一端に係合したレバ
ー（図示せず）により、ブレーキシュ７９がギアケース
６５に離接自在とされる。なお、図３中８０は駆動軸用
軸受、８１はクラッチケースである。

【００２２】すなわち、駆動モータ２６からプーリベル
ト２７を介して駆動軸６２に伝達された駆動力により、
洗いおよびすすぎ時には、ベルトプーリ７４の回転で駆
動軸６２が回転し、ピニオン６７が回転する。この際、
ラチェットギア７７は、ストッパ片によって回転が止め
られており、スプリングクラッチ６４は駆動モータ２６
の正転時に緩むので、伝達体７５の回転は駆動軸受筒７
３に伝達されない。このとき、ギアケース６５は、ブレ
ーキ６６が押圧されているので、回転しないようになっ
ている。

【００２３】ピニオン６７は、大ギア６８により一段減
速し、大ギア６８は、ギア保持体６９を介して遊星ギア
７０ａを回し、遊星ギア７０ａは、ギアケース６５内に
加工されたリングギア７０ｂと噛み合っているため、リ
ングギア７０ｂに噛み合いながら遊転する。遊星ギア７
０ａの回転力は、ギア保持体６９から内軸１９に伝達さ
れ、内軸１９を回転させる。したがって、内軸１９の先
端の回転翼１８が一定の減速比でもって回転することで
洗いおよびすすぎ作用をなす。

【００２４】脱水時には、駆動モータ２６を逆転し、ス
トッパ片をラチェットギア７７から離間させ、ブレーキ
６６のレバーを可動させることによりブレーキ６６が緩
められるので、ギアケース６５は自由回転可能となり、
またラチェットギア７７も空転するようになる。伝達体
７５および駆動軸受筒７３の外周面がスプリングクラッ
チ６４のスプリング自体の内径と僅かに隙間があり、逆
転することで伝達体７５からの回転力がスプリングクラ
ッチ６４に伝達され、スプリングクラッチ６４を締まり
方向に働くよう巻くため、伝達体７５は駆動軸受筒７３
にスプリングによって固定される。したがって、ベルト
プーリ７４、駆動軸６２および駆動軸受筒７３が一緒に
回転し、ギアケース６５に一体化された内槽４が回転す
ることになる。

【００２５】また、駆動軸受筒７３と駆動軸６２とが一
体回転し、ギアケース６５が回転するため、減速比が大
でギア同志の噛合が大である減速装置６３は、ギアケー
ス６５と一体的に回転することになる。すなわち、脱水
時には、両者が一体的に高速回転して脱水作用をなす。
図４は上記の洗濯機の電気的構成を示すブロック図であ
る。洗い工程、すすぎ工程および脱水工程を含む一連の
洗濯動作は、制御回路１００の制御の下に実行される。
この制御回路１００は、判定手段、計測手段および制御
手段などとして機能するもので、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ
１０２、ＲＯＭ１０３、タイマー１０４、システムバス
１０５および入出力ポート１０６〜１１２を備えてい
る。

【００２６】ＣＰＵ１０１は、制御部１１３と演算部１
１４とから構成されており、制御部１１３は、命令の取
り出し実行を行い、演算部１１４は、命令の実行段階に
おいて、制御部１１３からの制御信号によって入力機器
やメモリから与えられるデータに対し、二重加算、論理
演算、増減、比較等の演算処理を行う。ＲＡＭ１０２
は、洗濯に関するデータを記憶するためのものであり、
ＲＯＭ１０３は、洗濯機を動かすためのプログラムや、
判断のための条件設定、各種情報を処理するためのルー
ル等を読み込ませておくためのものである。

【００２７】制御回路１００には、水検知センサ１３、
上蓋の開閉に連動する上蓋安全スイッチ５（図２では図
示が省略されている。）、操作部６（図２参照）のＬＥ
Ｄ群を制御するためのＬＥＤ点灯回路７、水位センサ１
４、各種操作キーから構成される入力キー回路２００、
行程終了報知あるいは異常報知用ブザー回路２０１、双
方向性サイリスタ等から構成される負荷駆動回路２０
２、電源回路２０３およびリセット回路２０４が接続さ
れている。

【００２８】そして、入力ポート１０７〜１０９に、上
蓋安全スイッチ５、水検知センサ１３、水位センサ１
４、入力キー回路２００からの信号が入力されると、制
御回路１００はこれらの情報を基に所定の演算を行い、
出力ポート１１０〜１１２からＬＥＤ点灯回路７、ブザ
ー回路２０１、負荷駆動回路２０２等に制御信号を与え
る。負荷駆動回路２０２は、制御回路１００からの信号
に従って、回転翼駆動モータ２６の左右回転回路２０
５，２０６、給水電磁弁駆動回路２０７および排水電磁
弁駆動回路２０８の動作を制御する。なお、制御回路１
００は、水位センサ１４のインダクタンス変化により水
位を連続的且つ広範囲に検出する。

【００２９】図１は、脱水工程における動作を説明する
ためのフローチャートである。脱水は、脱水槽である内
槽４を回転させ、脱水孔３２から内槽４内に収容された
洗濯物に含まれている水分を流出させることによって達
成される。すすぎ工程に引き続いて脱水工程が開始され
ると、内槽４が回転駆動されるとともに、ステップＳ１
では、たとえばソフトウェアタイマにより実現される第
１のタイマＴ１がスタートされる。次いでステップＳ２
では排水電磁弁１２が閉成される。第１のタイマＴ１
は、一定以上の脱水状態にまで内槽４内の洗濯物の脱水
が進むのに要する時間を測定するためのタイマである。

【００３０】次にステップＳ３では、ソフトウェアタイ
マなどにより実現される第２のタイマＴ２がスタートす
る。そして、ステップＳ４では水受け１７に予め定める
一定量の水が溜まるまで待機される。水受け１７に一定
量の水が貯留されたかどうかの判断は、水検知センサ１
３の出力を参照して行われる。第２のタイマＴ２は、水
受け１７に一定量の水が貯留されるまでの時間を計測す
るためのタイマである。すなわち、水受け１７に一定量
の水が貯留された時点におけるタイマＴ２の計測時間
は、脱水孔３２からの水の流出状況に対応することにな
る。この水の流出状況は、内槽４内の洗濯物の脱水状態
に対応している。このように、水受け１７、水検知セン
サ１３および制御回路１００が実行するソフトウェアの
一部により、検出手段が構成されている。

【００３１】水受け１７に一定量の水が溜まると、ステ
ップＳ５において排水電磁弁１２が開成され、水受け１
７内の水が排出される。ステップＳ６では、第２のタイ
マＴ２の計測時間が一定時間以上であるかどうかが判断
される。そして、この計測時間が一定時間未満である場
合には、内槽４内の洗濯物の脱水状態が一定以上の脱水
状態にまで達していないものとして、ステップＳ７でタ
イマＴ２がリセットされた後に、処理はステップＳ２に
戻る。

【００３２】一方、ステップＳ６において、第２のタイ
マＴ２の計測時間が一定時間以上であると判断される
と、処理はステップＳ８に進む。このステップＳ８で
は、第１のタイマＴ１の計測時間が参照される。そし
て、このタイマＴ１の計測時間、すなわち一定の脱水状
態に至るまでに要した時間に基づいて、残りの脱水時間
が演算される。

【００３３】ステップＳ９では、演算された残りの脱水
時間の経過が待機され、この残りの脱水時間が経過する
と、ステップＳ１０で内槽４の回転を停止して、脱水工
程を終了する。以上のように本実施例の洗濯機では、水
受け１７に一定量の水が貯留されるまでに要する時間を
計測することで、脱水状態が検知される。そして、一定
の脱水状態に達すると、脱水開始から当該一定の脱水状
態に達するまでの時間が参照され、この時間に基づいて
残りの脱水時間が演算される。

【００３４】すなわち、本実施例では、脱水時間は、洗
濯物の量により定められるのではなく、脱水の進行状況
に基づいて定められる。このため、たとえばモータに対
する負荷が大きいにもかかわらず水切れが良かったり、
モータに対する負荷が小さいにもかからわず水切れが悪
かったりするような場合にも、最適な脱水時間を設定す
ることができる。このようにして、いずれの種類および
量の洗濯物に対しても最適な脱水時間を設定することか
できるようになる。

【００３５】

【００３６】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではない。たとえば、上述の実施例では、全自動洗
濯機にこの発明が適用された例について説明したが、本
発明の脱水装置はいわゆる２槽式洗濯機にも容易に適用
することができ、また脱水装置単独の構成としてもよい
ことは言うまでもない。その他、本発明の要旨を変更し
ない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明の脱水装置によれ
ば、脱水槽の収容物の量によるのではなく、脱水の進行
状況に基づいて脱水槽の回転停止時点を決定しているか
ら、脱水槽内の収容物の種類や量に良好に適応して、過
不足なく最適な脱水時間が設定される。しかも、水受け
に一定量の水が貯留されるまでの時間に基づいて一定の
脱水状態に達したかどうかを判定する構成を採用してい
るので、脱水槽の振動等の影響を受けにくく、脱水状態
に関する判定を正確に行える。これにより、脱水時間を
適切に設定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の脱水装置を適用した洗濯機
の脱水工程の動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【図２】洗濯機の全体の概略構成を簡略化して示す断面
図である。

【図３】回転翼および内槽を回転させるための構成を拡
大して示す断面図である。

【図４】上記洗濯機の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

３ 回転軸 ４ 内槽（脱水槽） １２ 排水電磁弁 １３ 水検知センサ １７ 水受け ２５ クラッチ機構 ２６ 駆動モータ １００ 制御回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脱水孔が形成されている筒状の脱水槽と、
   この脱水槽を回転させる回転駆動手段とを有し、上記脱
   水槽を回転させることによりこの脱水槽内の収容物に含
   まれている水分を上記脱水孔から排出させるようにした
   脱水装置において、 上記脱水孔からの水の流出状況を検出する検出手段と、 この検出手段で検出される水の流出状況に基づいて、上
   記脱水槽内の収容物の脱水状態が一定の脱水状態に達し
   たかどうかを判定する判定手段と、 上記脱水槽の回転開始から上記判定手段が上記一定の脱
   水状態に達したと判定するまでの時間を計測する計測手
   段と、 この計測手段で計測された時間に基づいて、上記脱水槽
   の回転を停止させるべき時点である回転停止時点を決定
   する手段と、 決定された回転停止時点で上記回転駆動手段による脱水
   槽の回転を停止させる制御手段とを含み、 上記検出手段は、上記脱水孔から流出する水を貯留する
   ための水受けと、この水受けに一定量の水が貯留された
   ことを検知するための貯留水量センサと、この貯留水量
   センサの出力信号に基づいて、上記水受けに上記一定量
   の水が貯留されるのに要する時間を計測する手段とを含
   むものであり、 上記判定手段は、上記水受けに上記一定量の水が貯留さ
   れるのに要する時間が所定時間以上であるときに、上記
   一定の脱水状態に達したと判定するものである ことを特
   徴とする脱水装置。