JP5492725B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、洗濯機に関するもので、特に水の状態に応じた制御を行う洗濯機に関する。

従来から、洗濯で使用する水の状態を検知し、その検知結果に応じた洗濯の制御を行う洗濯機が考えられている。

特許文献１には、縦型の洗濯機において、洗濯水が溜まる外槽に、洗濯水の電気伝導度を測定するための一対の電極を備え、測定した洗濯水の電気伝導度から、洗濯水の硬度を換算し、洗濯水の硬度に応じて洗濯工程を行う洗濯機が開示されている。また、この特許文献１には、更に温度センサを設けて、洗濯水の温度に応じて洗剤量を増減させることなどが記載されている。

特開２００９‐１９５７３７号公報

しかし、特許文献１で開示された洗濯機は、水の状態を検出するセンサが外槽内に設けられているので、前回の洗濯時に使用した洗剤の溶け残りがあった場合に、この溶け残りの洗剤が水道水に混入した状態でセンサへ流れ込み、水の状態が変化し、水の硬度などを誤検出してしまう恐れがある。

本発明の目的は、水の状態を誤検出することを防止しつつ、その検出結果に応じた洗濯制御を行い得る洗濯機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、衣類を収容する洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽を収容して洗濯水を溜める外槽と、給水弁から前記外槽へ水を供給するための給水経路を備えた洗濯機において、前記給水経路は、前記給水弁から分岐部までの共通給水経路と、前記分岐部に対して上方に接続され前記外槽の前側に設けられた第１注水口へと至る第１分岐給水経路と、前記分岐部に対して下方に接続され前記外槽の後側に設けられた第２注水口へと至る第２分岐給水経路を有し、前記第１分岐給水経路の途中に水の電気伝導度または温度を検出する水状態検出部を設け、前記第１分岐給水経路が、前記分岐部から前記水状態検出部に至る上流第１分岐給水経路と、前記水状態検出部から前記第１注水口に至る下流第１分岐給水経路で構成され、前記上流第１分岐給水経路は、前記分岐部から上向きへ伸び、前記水状態検出部の上端を超えた位置でＵ字状に方向転換して下方へ伸び、前記水状態検出部と接続されており、前記水状態検出部の出水口が、前記下流第１分岐給水経路の前記外槽への第１注水口よりも高い位置にあり、前記給水弁による水の供給を停止すると、前記上流第１分岐給水経路内にあった水がその重力によって落下し、前記分岐部を通過して前記第２分岐給水経路に進入し、前記外槽の第２注水口から注水され、下方へ開放された前記第２分岐給水経路から空気が流入してくることにより、前記上流第１分岐給水経路内の水面が、前記下流第１分岐給水経路の先端に位置する前記第１注水口よりも高い状態となり、水面差に起因するサイフォン現象を生じさせる。

本発明によれば、水の状態を誤検出することを防止しつつ、その検出結果に応じた洗濯制御を行い得る洗濯機を提供することができる。

本実施例のドラム式洗濯機を示す外観図である。 図１のドラム式洗濯機の筐体の一部を切断して内部構造を示す斜視図である。 図１のドラム式洗濯機の背面カバーを外して内部構造を示す背面図である。 図１のドラム式洗濯機の内部構造を示す側面図である。 図１のドラム式洗濯機の筐体の上部を切断して内部構造を示す上面図である。 本実施例における水道水の流れを示す図である。 図１のドラム式洗濯機の後端側の上部付近の構造を示す図である。 本実施例における硬度センサの構造を示す図である。 本実施例における硬度センサの電極を示す図である。 本実施例における温度センサの構造を示す図である。 温度センサを外槽の下部に配置した例を示す図である。

本発明の実施例について、その全体構造を、まず図１〜図５を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示すドラム式洗濯乾燥機の外観図であり、図２は、内部の構造を示すために筐体の一部を切断して示した斜視図、図３は内部の構造を示すために背面カバーを取り外した背面図、図４は内部の構造を示す側面図、図５は内部の構造を示すために筐体の上部を切断して示した上面図である。

本実施例のドラム式洗濯乾燥機は、衣類を収容する洗濯兼脱水槽３と、この洗濯兼脱水槽３を回転させるモータ４と、洗濯兼脱水槽３を支持する筐体１を備えている。ここで、外郭を構成する筐体１は、ベース１ｈの上に取り付けられる、左側板１ａ，右側板１ｂ，前面カバー１ｃ，背面カバー１ｄ，上面カバー１ｅ，下部前面カバー１ｆで構成されている。左側板１ａ及び右側板１ｂは、コの字型の上補強材（図示せず），前補強材（図示せず），後補強材（図示せず）で結合されており、ベース１ｈを含めて箱状の筐体１を形成し、十分な強度を有している。

また、衣類を出し入れするための投入口を塞ぐドア９が前面カバー１ｃの略中央に設けられ、前補強材に設けたヒンジで開閉可能に支持されている。ドア開放ボタン９ｄを押すことでロック機構（図示せず）が外れてドアが開き、ドアを前面カバー１ｃに押し付けることでロックされて閉じる。前補強材は、後述する外槽の開口部と同心に、衣類を出し入れするための円形の開口部を有している。

更に、筐体１の上部中央には、操作パネル６が設けられており、電源スイッチ３９，スタートスイッチ１２，操作ボタンスイッチ１３，表示器１４を備える。操作パネル６は、筐体１下部に設けた制御装置３８に電気的に接続している。

洗濯兼脱水槽３は、回転可能に支持された円筒状の回転ドラムで構成され、その内周面３ｄに通水および通風のための多数の貫通孔を有し、前側端面に衣類を出し入れするための開口部３ａを設けてある。開口部３ａの外側には、洗濯兼脱水槽３と一体の流体バランサ３ｃを備えている。外周壁の内側には、軸方向に伸びるリフタ３ｂが複数設けてあり、洗濯，乾燥時に洗濯兼脱水槽３を回転すると、衣類はリフタ３ｂと遠心力で外周壁に沿って持ち上がり、重力で落下するような動きを繰り返す。尚、洗濯兼脱水槽３の回転軸は、水平または開口部３ａ側が高くなるように傾斜している。

また、洗濯水を溜めるための円筒状の外槽２が、筐体１に支持され、洗濯兼脱水槽３を同軸上に内包し、前面は開口し、後側端面の外側中央にモータ４を取り付ける。モータ４の回転軸は、外槽２を貫通し、洗濯兼脱水槽３の底面３ｅの中心と結合している。前面の開口部には外槽カバー２ｄを設け、外槽２内への貯水を可能としている。外槽カバー２ｄの前側中央には、衣類を出し入れするための開口部２ｃを有している。本開口部２ｃと前補強材に設けた開口部は、ゴム製のベローズ１０で接続しており、ドア９を閉じることで外槽２を水封する。

そして、外槽２の底面最下部には、図４のように排水口２ｂが設けてあり、排水ホース２６が接続されている。排水ホース２６の途中には排水弁（図示せず）が設けてあり、排水弁を閉じて給水することで外槽２に水を溜め、排水弁を開いて外槽２内の水を機外へ排出する。

外槽２は、下側をベース１ｈに固定されたサスペンション５（コイルばねとダンパで構成）で防振支持されている。また、外槽２の上側は上部補強部材に取り付けた補助ばね（図示せず）で支持されており、外槽２の前後方向への倒れを防ぐ。

筐体１内の上部左側には、洗剤投入室兼仕上剤投入室１９が設けられており、前開口部から引き出し式のトレイ７を装着する。洗剤類を入れる場合は、トレイ７を図１の二点鎖線で示すように引き出す。洗剤投入室兼仕上剤投入室１９は、筐体１の上補強材に固定されている。

更に、図５のように、洗剤投入室兼仕上剤投入室１９の後ろ側には、給水電磁弁１６や風呂水ポンプ１７，水位センサ（図示せず）など給水に関連する部品を設けてある。また、図３に示す上面カバー１ｅには、水道栓からの給水ホース接続口１６ａ，風呂の残り湯の吸水ホース接続口１７ａが設けてある。洗剤投入室兼仕上剤投入室１９は、外槽２に接続されており、給水電磁弁１６を開く、あるいは風呂水ポンプ１７を運転することで、外槽２に洗濯水を供給する。

また、乾燥ダクト２９が、筐体１の背面内側に縦方向に設置されており、そのダクト下部は外槽２の背面下方に設けた吸気口２ａにゴム製の蛇腹管２９ａで接続されている。乾燥ダクト２９内には、水冷除湿機構（図示せず）を内蔵しており、給水電磁弁１６から水冷除湿機構へ冷却水を供給する。冷却水は乾燥ダクト２９の壁面を伝わって流下し吸気口２ａから外槽２に入り排水口２ｂから排出される。

乾燥ダクト２９の上部は、筐体１内の上部右側に前後方向に設置したフィルタダクト２７に接続している。フィルタダクト２７の前面には開口部を有しており、この開口部に引き出し式の乾燥フィルタ８を挿入してある。乾燥ダクト２９からフィルタダクト２７へ入った空気は、乾燥フィルタ８のメッシュフィルタ８ａに流入し糸くずが除去される。乾燥フィルタ８の掃除は、乾燥フィルタ８を引き出してメッシュフィルタ８ａを取り出して行う。また、フィルタダクト２７の乾燥フィルタ８挿入部の下面には開口部が設けてあり、この開口部は吸気ダクト３３と接続されており、吸気ダクト３３の他端は送風ユニット２８の吸気口と接続している。

送風ユニット２８は、駆動用のモータ２８ａ，ファン羽根車（図示せず），ファンケース２８ｂで構成されている。ファンケース２８ｂにはヒータ３１が内蔵されており、ファン羽根車から送られる空気を加熱する。送風ユニット２８の吐出口は温風ダクト３０に接続されている。温風ダクト３０は、ゴム製の蛇腹管３０ａ，蛇腹管継ぎ手３０ｂを介して外槽カバー２ｄに設けた温風吹き出し口３２に接続している。本実施例では、送風ユニット２８が筐体１内の上部右側に設けてあるので、温風吹き出し口３２は外槽カバー２ｄの右斜め上の位置に設け、温風吹き出し口３２までの距離を極力短くするようにしてある。このため、圧力損失の増加を防ぐことができ、効率よく高速の風を吹きつけることが可能となる。

また、排水口２ｂ，送風ユニット２８の吸気口及び吐出口には温度センサ（図示せず）が設けてある。

上述の通り、本実施例では、外槽２の上方に給水機構が設置されており、その前端部側（ドラムの開口部側）に、洗剤投入室兼仕上剤投入室１９を構成するトレイ７が設けられている。そして、この給水機構は、主としてホースで形成される各給水経路と、給水電磁弁１６を有し、水道栓または風呂水ポンプ１７から洗濯乾燥機の各部へ供給される水が、この給水電磁弁１６で制御される。

ここで、給水電磁弁１６は、図３に示す通り、洗剤給水用弁１６ｂと、仕上剤給水用弁１６ｃと、冷却水給水用弁１６ｄと、スプレー給水用弁１６ｅと、を備えている。次に、給水電磁弁１６の各給水弁がどのように水を供給するのかについて、図６を用いて説明する。

洗剤給水用弁１６ｂは、給水ホース接続口１６ａから流入する水道水を洗剤投入室へ供給するものである。この洗剤投入室には、水道栓からの水の他、風呂水ポンプからの水も供給可能であり、この洗剤投入室から洗剤とともに流れ出した水が、外槽２内へ吐き出される。

仕上剤給水用弁１６ｃは、給水ホース接続口１６ａから流入する水道水を仕上剤投入室へ供給するものである。この仕上剤投入室には、水道栓からの水の他、風呂水ポンプ１７からの水も供給可能であり、この仕上剤投入室から仕上剤とともに流れ出した水が、外槽２内へ吐き出される。

冷却水給水用弁１６ｄは、給水ホース接続口１６ａから流入する水道水を、乾燥運転中に、水冷除湿機構へ供給するものである。この水冷除湿機構では、乾燥用空気が供給された水と接触し、乾燥用空気中の水分が除去される。

スプレー給水用弁１６ｅは、給水ホース接続口１６ａから流入する水道水を、外槽２に設けられた注水口から外槽２内へ供給するものである。このスプレー給水用弁１６ｅと、外槽２への注入口と、の間はホースで接続されているが、このホースは途中で分岐している。すなわち、スプレー給水用弁１６ｅから外槽２への注入口へと至る経路は、スプレー給水用弁１６ｅから分岐部５０までの共通給水経路５１と、上記分岐部５０から外槽２の前側に設けられた注水口へと至る第１分岐給水経路５２と、上記分岐部５０から外槽２の後側に設けられた注水口へと至る第２分岐給水経路５３とで構成されている。

図７は、筐体１内であって、洗濯乾燥機の後端部側（ドラムの底面側）かつ外槽２の上方付近の構造を示したものである。スプレー給水用弁１６ｅから伸びる共通給水経路５１は、フィルタダクト２７の手前にある分岐部５０に対して略水平に接続されている。そして、この分岐部５０に対して、上方には第１分岐給水経路５２が、下方には第２分岐給水経路５３が、それぞれ接続されている。

本実施例では、この第１分岐給水経路５２の途中に、水状態検出部（水センサ）６０を設けたことが特徴である。ここで、上記分岐部５０から水状態検出部６０に至る部分の第１分岐給水経路５２を「上流第１分岐給水経路５２ａ」と称し、水状態検出部６０から注水口に至る部分の第１分岐給水経路５２を「下流第１分岐給水経路５２ｂ」と称することとする。

上流第１分岐給水経路５２ａは、分岐部５０から鉛直方向上向きへ伸び、水状態検出部６０の上端（後述する箱体の上壁面）を超えた位置でＵ字状に方向転換して鉛直方向下向きへ伸び、水状態検出部６０の入水口６０ａと接続されている。尚、この水状態検出部６０は、フィルタダクト２７と給水電磁弁１６の間であって、分岐部５０よりも上方の位置に配置されている。

次に、この水状態検出部６０の構造について、図８〜図１０を用いて説明する。本実施例の水状態検出部６０は、水状態を検出するための一対の電極６０ｂと、この電極６０ｂが取り付けられる支持体６０ｃと、電極６０ｂと支持体６０ｃとの間の水漏れを防ぐＯリング６０ｄと、支持体６０ｃがネジ６０ｅを介して取り付けられる箱体６０ｆと、この箱体６０ｆの開口部を塞ぐ蓋体６０ｇなどを備えている。

箱体６０ｆは、略水平方向（洗濯乾燥機の後端部側）に開口しており、洗濯乾燥機の前端側の側壁面に、硬度センサ（電気伝導度センサ）を構成する一対の電極６０ｂが固定されている。この一対の電極６０ｂは、箱体６０ｆの側壁面から略水平に伸びる構成であるため、下壁面から上方に伸びる構成の場合と比べて、水が電極に遮られて留まってしまうのを極力抑制できる。尚、本実施例では、電極６０ｂを側壁面から略水平に伸びる構成としたが、上壁面から下方へ伸びる構成であっても、同様の効果が得られる。

また、この箱体６０ｆは、給水電磁弁１６側の端部の下壁面に出水口６０ｈが設けられており、この出水口６０ｈから略水平方向（洗濯乾燥機の前端部側）へ突出しており、この突出部に、下流第１分岐給水経路５２ｂを形成するホースが嵌め込まれている。

一方で、蓋体６０ｇは、フィルタダクト２７側の端部が上方へ突出しており、この突出部に、上流第１分岐給水経路５２ａを形成するホースが嵌め込まれている。この突出部の根元の部分が、水状態検出部６０の入水口６０ａに相当する。

また、一端側が水状態検出部６０の出水口６０ｈに接続された下流第１分岐給水経路５２ｂの他端側は、図７のように一旦上昇し、水状態検出部６０の上端（箱体６０ｆの上壁面）および上流第１分岐給水経路５２ａの最高点の高さを超えた後、下降に転じて、水状態検出部６０の出水口６０ｈよりも下方へ伸び、外槽２の前側に設けられた注水口へと至る。

このように、本実施例では、水状態検出部６０の出水口６０ｈから外槽２内への注水口に至る下流第１分岐給水経路５２ｂが、その途中で水状態検出部６０の出水口６０ｈよりも高い位置を経由した後、水状態検出部６０の出水口６０ｈよりも低い位置にある注水口に達する構成となっている。

上述のような構成において、スプレー給水用弁１６ｅから水を供給し、水状態検出部６０を流れる水の硬度を検出している際には、上流第１分岐給水経路５２ａ内を含めて水で満たされている。その後、水の供給を停止すると、上流第１分岐給水経路５２ａ内にあった水は、その重力によって落下し、分岐部５０を通過して第２分岐給水経路５３に進入し、外槽２の後側に設けられた注水口から注水される。

このように、分岐部５０に接続された第２分岐給水経路５３が下方へ開放されているので、ホース内の水の流れを妨げる抵抗に打ち勝って水が落下し、逆に空気が流入してくる。図７における上流第１分岐給水経路５２ａ内の水面は、給水停止後１秒程度経過したときの状態を示しており、Ｕ字状の部分に空気が流入していることが分かる。

このとき、上流第１分岐給水経路５２ａ内の水面は、下流第１分岐給水経路５２ｂを形成するホースの先端に位置する注水口よりも高い状態であるため、水面差に起因するサイフォン現象が生じる。すると、上流第１分岐給水経路５２ａ内の水面が次第に下がって水状態検出部６０内に達する。更に、その水状態検出部６０の内部を満たしていた水は、下流第１分岐給水経路５２ｂから注水口へと引き寄せられるような力を受ける。そして、水状態検出部６０から水を排出する部分である出水口６０ｈが、水状態検出部６０へ向けて水が流入する部分である入水口６０ａよりも低い位置にあり、しかも水状態検出部６０の底面近傍に設けられているので、水状態検出部６０に溜まっていた水が残らず排出される。

ここで、水状態検出部６０は、一対の電極６０ｂが水に触れていない状態の測定値を基準として、相対的に電気伝導度を検出するため、電極６０ｂが残水に触れている状態であると、検出される電気伝導度に誤差を生じるおそれがある。しかしながら、上述の構成によれば、給水停後の水状態検出部６０内の残水を防止することができ、硬度センサの検出精度の向上につながる。

尚、水状態検出部６０内の水面の高さと注水口の高さとの高低差は、下流第１分岐給水経路５２ｂ内の水の流れを妨げようとする抵抗に打ち勝つ程度の高低差である。

次に、本実施例における洗濯乾燥機の運転工程に関し、マイコンで行われる制御の内容を説明する。

まず、衣類を収納した状態で洗濯兼脱水槽３を回転させ、そのときのモータ４に流れる電流と回転速度を測定することにより、注水前の洗濯兼脱水槽３内の衣類の重量（布量）を算出する。

次に、スプレー給水用弁１６ｅを開き、水状態検出部６０内に水道水を導く。その後、硬度センサを動作させて信号を検出し、水道水の硬度を測定する。尚、この硬度センサは、水道水に触れていない状態で動作させて検出した信号を、予め初期値として記録しておき、この初期値との比較により実際の硬度が測定される。

そして、布量と硬度に基づいて、投入すべき洗剤の量と、洗濯完了までの所要時間を算出して、パネルに表示させる。利用者が表示された量の洗剤を投入した後は、少量の水で溶かした高濃度洗剤液を衣類に供給して前洗いし、更に、本洗い，排水，すすぎ，脱水などの工程が続き、洗濯運転を終了する。

ここで、水の硬度の他に、水の温度の情報も加味して、洗剤量と所要時間を算出しても良い。本実施例では、図１０のように、温度センサを硬度センサとともに水状態検出部６０内に配置し、温度センサを蓋体６０ｇで固定する構造となっている。

温度センサはサーミスタで構成されているが、このサーミスタが樹脂等で覆われずに露出しているので、水と直接接触でき、応答性が良い。したがって、洗い運転が始まる前の短い時間であっても水温を検出でき、洗剤量や洗濯時間に効果的に反映させることができる。尚、サーミスタは、Ｏリングを介して固定されているので、水漏れを防ぐことが可能である。

尚、この温度センサを設置する場所としては、水状態検出部６０の内部か水状態検出部６０の近傍が望ましい。仮に、上記以外の場所に設置された温度センサ、例えば、図１１のように外槽２の下部に設置されて槽内の水の温度を検出する温度センサを用いる場合は、現時点（洗濯乾燥機の起動時）の実際の水温を洗剤量や洗濯時間の制御に利用できないので、前回の運転時に検出した水温を利用する。この場合でも、水の温度は外気温度の変化に対して緩やかにしか変化しないので、一定水準の制御が実現できる。

更には、前洗い終了後に、衣類が濡れた状態で洗濯兼脱水槽３を回転させて、そのときの振動量や回転負荷量に基づいて、布質（例えば、含水量の多い衣類か否か）を判定し、その判定結果をも参考にして、本洗い，すすぎ，脱水および乾燥の所要時間等を調整するようにしても良い。

以上のように、本実施例では、外槽２に給水する前の水道水について直接硬度を検出しているので、洗剤の溶け残りによる誤検出を防止でき、より高精度に水の硬度を測定できる。

また、本実施例では、水状態検出部６０の出水口６０ｈが、下流第１分岐給水経路５２ｂの注水口よりも高い位置にあり、しかも、この下流第１分岐給水経路５２ｂは、上記出水口６０ｈからいったん上方へ伸びてから下方へ転じて上記注水口に至る構成であるため、給水直後に水状態検出部６０内に溜まっていた水がサイフォン現象によって排出される。

尚、上述の実施例では、ドラム式の洗濯乾燥機について説明したが、縦型の洗濯機または洗濯乾燥機であっても構わない。

１ 筐体
２ 外槽
３ 洗濯兼脱水槽
１６ 給水電磁弁
１６ｅ スプレー給水用弁
２７ フィルタダクト
５０ 分岐部
５１ 共通給水経路
５２ 第１分岐給水経路
５２ａ 上流第１分岐給水経路
５２ｂ 下流第１分岐給水経路
５３ 第２分岐給水経路
６０ 水状態検出部
６０ａ 入水口
６０ｂ 電極
６０ｃ 支持体
６０ｄ Ｏリング
６０ｅ ネジ
６０ｆ 箱体
６０ｇ 蓋体
６０ｈ 出水口

Claims (1)

1. 衣類を収容する洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽を内包して洗濯水を溜める外槽と、給水弁から前記外槽へ水を供給するための給水経路を備えた洗濯機において、
   前記給水経路は、前記給水弁から分岐部までの共通給水経路と、前記分岐部に対して上方に接続され前記外槽の前側に設けられた第１注水口へと至る第１分岐給水経路と、前記分岐部に対して下方に接続され前記外槽の後側に設けられた第２注水口へと至る第２分岐給水経路を有し、
   前記第１分岐給水経路の途中に水の電気伝導度または温度を検出する水状態検出部を有し、前記第１分岐給水経路が、前記分岐部から前記水状態検出部に至る上流第１分岐給水経路と、前記水状態検出部から前記第１注水口に至る下流第１分岐給水経路で構成され、
   前記上流第１分岐給水経路は、前記分岐部から上向きへ伸び、前記水状態検出部の上端を超えた位置でＵ字状に方向転換して下方へ伸び、前記水状態検出部と接続されており、前記水状態検出部の出水口が、前記下流第１分岐給水経路の前記外槽への第１注水口よりも高い位置にあり、
   前記給水弁による水の供給を停止すると、前記上流第１分岐給水経路内にあった水がその重力によって落下し、前記分岐部を通過して前記第２分岐給水経路に進入し、前記外槽の第２注水口から注水され、下方へ開放された前記第２分岐給水経路から空気が流入してくることにより、前記上流第１分岐給水経路内の水面が、前記下流第１分岐給水経路の先端に位置する前記第１注水口よりも高い状態となり、水面差に起因するサイフォン現象が生じる
   ことを特徴とする洗濯機。

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