JP2016158741A

JP2016158741A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2016158741A
Application number: JP2015038449A
Authority: JP
Inventors: 清隆森; Kiyotaka Mori; 知隆八木; Tomotaka Yagi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-09-05

Abstract

【課題】被洗濯物の汚れ程度を精度翼推定することができる洗濯機を提供することを目的とする。
【解決手段】被洗濯物を収納するドラム３と、ドラム３を内部に配設する水槽２と、水槽２内に給水する給水口９と、洗剤を投入して給水時に水とともに水槽２へ洗剤を流し込む洗剤受け１９と、水槽２内の水位を検出する水位センサ８と、水槽２内の洗濯液をドラム３内に吐出されるように接続した循環経路１２と、洗濯液の濁度を検知する濁度センサ１７と、循環経路１２に洗濯液を循環させる循環ポンプ１３と、循環ポンプ１３等を制御する制御部１６とを備え、制御部１６は、水槽２内に所定水位まで給水後に、循環ポンプ１３を洗濯液がドラム３に入らない程度の所定時間だけ駆動させる洗剤溶解工程を設け、洗剤溶解工程終了後に、濁度センサ１７によって洗剤が溶けた洗濯液の濁度を測定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、洗濯液の状態に応じて洗濯運転を制御する洗濯機に関する。

従来、汚れセンサを設け洗濯液を光が透過する際の透過度を測定する事で、洗濯液の濁りの状態を検知する洗濯機が知られている（例えば、特許文献１）。

この特許文献１に記載の洗濯機は、洗浄の進行に伴って変化する洗濯液の濁りを、汚れが溶け出す前の初期の状態と、進行に伴って汚れが溶け出した後の状態とを比較することで、衣類等の被洗浄物の汚れの程度を推定する。

そして、推定した被洗浄物の汚れの程度に応じて、洗い工程やすすぎ工程の運転制御を行う。汚れが少ない場合には、時間を短縮したり、水量を低減したりするなど、よりエコで短時間に運転を終了するように無駄のない運転を行うことを可能としていた。

また、循環ポンプを設け、洗濯液に洗剤を早期に溶解し、洗濯液の均一化を早める洗濯機が知られている（例えば、特許文献２）。

この特許文献２に記載の洗濯機では、給水中に洗濯液が洗濯槽内に入らない程度の所定時間だけ循環ポンプを駆動することにより、洗剤を溶解し洗濯液を均一化することを可能としている。

特開２０１１−４１５８６号公報特開２０１３−１９２７３７号公報

しかしながら、従来の洗濯機では、給水中に循環ポンプを駆動することにより水位センサに加わる圧力が変化し、水位を正しく測定することができず、給水量が正確に行なうことができなかった。

このため、汚れが溶け出す前の洗濯液の濁り状態のばらつきが大きくなる。汚れが溶け出す前の濁りの状態を基準として、進行に伴って汚れが溶け出した後の状態と比較することで、衣類等の被洗濯物の汚れの程度を推定しているため、被洗濯物の汚れの程度を精度良く推定することができない問題がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被洗濯物の汚れ程度を精度翼推定することができる洗濯機を提供することを目的とする。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被洗濯物を収納する洗濯槽と、前記洗濯槽を内部に配設する水槽と、前記水槽内に給水する給水口と、洗剤を投入して給水時に水とともに前記水槽へ洗剤を流し込む洗剤受けと、前記水槽内の水位を検出する水位センサと、前記水槽内の洗濯液を前記洗濯槽内に吐出されるように接続した循環経路と、洗濯液の濁度を検知する汚れセンサと、前記循環経路に洗濯液を循環させる循環ポンプと、前記
循環ポンプ等を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記水槽内に所定水位まで給水後に、前記循環ポンプを洗濯液が前記洗濯槽に入らない程度の所定時間だけ駆動させる洗剤溶解工程を設け、前記洗剤溶解工程終了後に、前記汚れセンサによって洗剤が溶けた洗濯液の濁度を測定するよう構成したものである。

これにより、洗剤溶解工程終了後に、汚れセンサによって洗剤が溶けた洗濯液の濁度を測定することで、汚れが溶け出す前の洗濯液の濁度を測定することができ、洗濯液の濁り度合いのばらつきを低減することを可能となる。

本発明の洗濯機は、洗剤溶解工程終了後に、汚れセンサによって洗剤が溶けた洗濯液の濁度を測定することで、汚れが溶け出す前の洗濯液の濁度を測定することができ、洗濯液の濁り度合いのばらつきを低減することができ、衣類等の被洗濯物の汚れの程度を精度良く推定することができる。

本発明の実施の形態における洗濯機の概略構成を示す断面図本発明の実施の形態における洗濯機の洗い工程のフローチャート

本発明は、被洗濯物を収納する洗濯槽と、前記洗濯槽を内部に配設する水槽と、前記水槽内に給水する給水口と、洗剤を投入して給水時に水とともに前記水槽へ洗剤を流し込む洗剤受けと、前記水槽内の水位を検出する水位センサと、前記水槽内の洗濯液を前記洗濯槽内に吐出されるように接続した循環経路と、洗濯液の濁度を検知する汚れセンサと、前記循環経路に洗濯液を循環させる循環ポンプと、前記循環ポンプ等を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記水槽内に所定水位まで給水後に、前記循環ポンプを洗濯液が前記洗濯槽に入らない程度の所定時間だけ駆動させる洗剤溶解工程を設け、前記洗剤溶解工程終了後に、前記汚れセンサによって洗剤が溶けた洗濯液の濁度を測定するよう構成したものである。

これにより、洗剤溶解工程終了後に、汚れセンサによって洗剤が溶けた洗濯液の濁度を測定することで、汚れが溶け出す前の洗濯液の濁度を測定することができ、洗濯液の濁り度合いのばらつきを低減することができ、衣類等の被洗濯物の汚れの程度を精度良く推定することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における洗濯機の概略構成を示す断面図である。

図１において、洗濯機の筐体１の内部には、水槽２が筐体１の前面側に開口部を位置させて配設している。水槽２の内側には、洗濯槽としてのドラム３が、水平方向または水平方向から少し傾斜した回転軸によって回転可能に配設されている。ドラム３は、有底円筒形状をなし、底面側となる背面にモータ４を配設し、モータ４の回転により回転する。また、ドラム３には、外周面に多数の通水孔(図示せず)を設けており、通水孔に洗濯液や空気を通過させることにより、ドラム３が洗濯槽、脱水槽、及び乾燥槽として機能する。

筐体１上部には、給水口９が配設され、給水口９は、水槽２の上部に設けられる給水弁１０に接続される。給水口９は水道に接続され、給水弁１０は、運転工程に応じて水槽２
に給水する。給水弁１０と水槽２の間には、洗剤受け１９が設置されており、洗剤受け１９に入れられた洗剤が水とともに水槽２へ流し込まれる。

水槽２の下部の最低部には、取水管５が接続されている。取水管５は、排水弁６に接続されており、排水弁６は、外部に排水するための排水管７に接続されている。取水管５には、水槽２に溜まった洗濯液の水位を検知する水位センサ８が接続されている。水位センサ８は、給水開始後すぐに検知する位置に設置される。本実施の形態では、水位センサ８は、洗濯液の水位を圧力に基づいて検知する構成のもの用いており、例えば、隔膜（ダイアフラム）に加わる圧力を隔膜の変形量として検出することにより水位を検知する。隔膜の変形を検出する方法には、静電容量の変化やひずみゲージを用いている。

また、取水管５と排水弁６の間に循環経路１２の一端を接続し、循環経路１２の他端を水槽２の開口部の近傍に設けた吐出口１１に接続している。循環経路１２には、循環ポンプ１３を設けており、循環ポンプ１３により水槽２内の洗濯液を、循環経路１２を介して循環させる。循環経路１２の吐出口１１は、ドラム３の内部に向けて開口しており、吐出口１１からドラム３内の洗濯物に洗濯液を噴射し、洗濯液を洗濯物に浸透させて洗浄力を向上させる。

循環経路１２には、汚れセンサが配設され、汚れセンサにより洗濯液の汚れ量を判定することができる。汚れセンサは、洗濯液の光の透過度を濁度として測定するセンサや、洗濯液の導電率を測定するセンサなどを適用することができる。

本実施の形態では、汚れセンサとして、濁度センサ１７を用いている。濁度センサ１７は、例えばＬＥＤなどの発光素子とフォトトランジスタなどの受光素子とから構成しており、発光素子と受光素子を、循環経路１２の一部に形成した透光性の材料で構成した箇所に相対向して配設している。

濁度センサ１７は、発光素子から発光した光を洗濯液を通して受光素子で受光し、電圧に変換して出力する。発光素子は、例えばＰＷＭで発光時間を調整する事により、発光量を調整する事ができる。また、受光素子は、例えばフォトトランジスタの出力電圧を決める負荷抵抗を切り替えることによって、洗濯液の光の透過度が低い場合のために、特性を高感度に切り替えることができる。

濁度は洗濯液の汚れ量を示すものであり、濁度センサ１７の受光素子の出力電圧から換算することで得られ、濁度が高いほど受光素子の出力電圧が高くなる。つまり、循環経路１２を通過する洗濯液に洗濯物の汚れが多く溶け出して濁度が高くなると、高い電圧が出力される。濁度センサ１７の初期における発光素子からの発光量は、例えば、汚れていないきれいな水が通った状態で受光素子の出力電圧が１Ｖになるように予め設定している。

水槽２の底部には、シーズヒータ等からなる加熱部１４が配設されている。加熱部１４により水槽２内の洗濯液を加熱して、ドラム３内部の洗濯物を温水で洗浄することにより洗浄効率を向上させる。加熱部１４近傍には、水温を検知するための水温センサ１８が配設されている。

取水管５には、フィルタ１５が設置している。フィルタ１５により、循環経路１２へ流れる洗濯液から洗濯物の繊維や髪の毛などの異物を除去し、循環ポンプ１３や排水管７に異物が詰まるのを防止している。

筐体１下部には、制御部１６を配設している。制御部１６は、マイクロコンピュータなどにより構成され、洗濯機の運転におけるすべての工程の制御を行うものである。制御部
１６は、例えば、水位センサ８や水温センサ１８からの信号を入力し、排水弁６と給水弁１０の開閉、モータ４、循環ポンプ１３や加熱部１４の制御などを行う。また、制御部１６は、モータ４に流れる電流信号や回転角を検知して、ドラム３全体の重さから洗濯物の量を判定する布量検知部としての機能を有する。さらに、制御部１６は、濁度センサ１７の発光素子の発光量を調整する機能や、受光素子の感度を切り替える機能を有し、濁度センサ１７の出力する電圧を濁度へ換算する機能を有する。

次に、本実施の形態の洗濯機における洗い工程の動作について、図２に示す制御フローチャートを参照しながら説明する。

ドラム３内に洗濯物を投入して洗濯を開始すると、制御部１６は、最初に投入された洗濯物の量を判定する（ステップＳ１）。洗濯物の量の判定は、モータ４を駆動して洗濯物とともにドラム３を回転させるときのモータ４の電流の大きさ、電流変化量や回転角の変化などの少なくとも１つのモータ動作に関する情報を検出することによって行う。

制御部１６は、ステップＳ１にて検出した洗濯物の量をもとに「洗い水位」「洗い時間」「汚れ量推定を行う時間」を決定する（ステップＳ２）。

例えば、「洗い水位」は、洗濯物の量を「少」と判定した場合は、「低」水位とし、洗濯物の量を「中」と判定した場合は、「中」水位とし、洗濯物の量を「多」と判定した場合は、「高」水位とする。

また、「洗い時間」は、洗濯物の量を「少」と判定した場合は、洗濯物の量を「中」と判定した場合に比較して短く設定し、逆に「多」と判定した場合は長く設定する。

「汚れ量推定を行う時間」は、洗濯物の量を「少」と判定した場合は、「汚れ量推定を行う時間」を、その他の場合よりも短い時間に設定する。

次に、制御部１６は、給水工程を開始する。給水工程において、まず、給水弁１０を開放して給水口９に接続した水道からの給水を開始する（ステップＳ１０）。これにより、水道水が洗剤受け１９を介して水槽２に流し込まれる。洗剤受け１９には、洗剤が事前に投入されており、水道水は洗剤が溶け込んだ洗濯液として水槽２に流入する。

制御部１６は、洗い水位より給水量の低い、あらかじめ定めた洗剤判定水位になると（ステップＳ１１のＹＥＳ）、濁度センサ１７の出力から洗濯液の濁度を測定し、濁度Ｄ０を取得する（ステップＳ１２）。制御部１６は、使用されている洗剤の種別を、濁度Ｄ０に基づいて判定する。

粉末洗剤は、水に溶けた際の濁度が液体洗剤の場合より非常に高いので、濁度により粉末洗剤と液体洗剤との判別を容易に行うことができる。特に、洗い水位より水量が少ない給水中に判別を行うことにより、洗剤濃度が高い状態で判別することができ、粉末洗剤による濁度と液体洗剤による濁度の差を大きくして判別をより容易にすることができる。

その後、制御部１６は、濁度センサ１７の受光感度の切り替えと、汚れ量の推定に使用する汚れ量閾値の設定を行う。汚れ量閾値は、洗剤種類にあわせた値を設定する。

濁度Ｄ０が所定値Ｋ０以下（Ｄ０≦Ｋ０）であれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、使用されている洗剤は液体洗剤であると判断し、液体洗剤用の汚れ量閾値を設定する（ステップＳ１４）。また、濁度Ｄ０が所定値Ｋ０より大きい場合（Ｄ０＞Ｋ０）であれば（ステップＳ１３のＮＯ）、使用されている洗剤は粉末洗剤であると判断し、濁度センサ１７の
受光素子の感度を高感度に切り替え（ステップＳ１５）、粉末洗剤用の汚れ量閾値を設定する（ステップＳ１６）。

洗剤種類の判定の終了後、制御部１６は、洗剤溶解水位に達すると（ステップ１７のＹＥＳ）、給水弁１０を閉じ（ステップＳ１８）、給水工程を終了する。

次に、制御部１６は、洗剤溶解工程を開始する。

制御部１６は、洗剤溶解工程を開始すると、循環ポンプ駆動制御を開始（ステップＳ２０）する。吐出口１１からドラム３内に循環水が勢いよく吐出されると、ドラム３内の衣類に水がかかり、洗濯液に衣類の汚れが溶け出してしまう。その為、循環ポンプ１３の駆動時間は、ドラム３内に循環水が吐出しない程度に短くしている。

循環ポンプ１３の駆動時間は、循環経路１２の洗剤液がドラム３内に入らない程度の所要時間とし、本実施の形態では０．１秒として、０．１秒が経過すると循環ポンプ１３を停止する。循環ポンプ１３の停止後、４．９秒が経過すると、再び循環ポンプ１３を０．１秒間駆動する。このように、循環経路１２内の内部で、洗濯液の移動をくり返すことにより洗剤の水への溶け込みを促進する。洗剤溶解時間が経過すると（ステップＳ２１のＹＥＳ）、循環ポンプ１３を停止する（ステップＳ２２）。

この洗剤溶解工程において、給水と循環ポンプ動作を同時に行った場合、循環ポンプ１３の駆動によって、水位センサ８に加わる圧力が変化するため、水位を正確に測定することができない。その結果、正確な量を給水することができないため、汚れが溶け出す前の洗濯液の濁り度合いのばらつきが大きくなる。汚れが溶け出す前の洗濯液の濁りを測定して、汚れ量の推定に利用するために、洗剤溶解工程においては給水を行わない。

洗剤溶解工程終了後、制御部１６は、攪拌工程を行う。

制御部１６は、濁度センサ１７の出力を測定し、洗剤のみが溶けた洗濯液の濁度Ｄ１を取得する（ステップＳ３０）。濁度Ｄ１の取得後、制御部１６は、循環ポンプ駆動制御（ステップＳ３１）と、モータ４の攪拌制御（ステップＳ３２）を行う。この間に、洗い水位を下回った場合は給水を行う。（ステップＳ３３〜３５、Ｓ３９〜４１）
循環ポンプ駆動制御（ステップＳ３１）では、制御部１６が循環ポンプ１３を制御し、洗剤とともに給水された洗濯液を循環経路１２を介して吐出口１１よりドラム３内へ吐出させ、洗濯物に洗剤の溶け込んだ洗濯液をかけて濡れ性を高め、洗濯物からの汚れの分離を促進する。

制御部１６は、循環ポンプ駆動制御（ステップＳ３１）において、循環ポンプ１３の起動後、一定時間経過すると、例えば３０秒が経過すると、循環ポンプ１３を停止して洗濯液の循環を停止する。そして、循環ポンプ１３の停止後、所定時間経過すると、例えば９０秒が経過すると、再び循環ポンプ１３の駆動を３０秒間行う。このように、循環ポンプ１３の駆動と停止を繰り返してドラム３の回転による攪拌を行うと、洗濯物に洗濯液が十分に浸透し、洗濯物の汚れの洗濯液への溶け出しが始まる。

攪拌制御（ステップＳ３２）では、モータ４を制御してドラム３を低速で回転させながら洗濯物を撹拌する。洗濯物がドラム３内で持ち上げられ、ドラム３の上部より重力によって落下し、落下時の運動エネルギーが洗濯物に効果的に加えられるようにドラム３を回転させる。このときのドラム３の回転速度は、洗濯物がドラム３壁面に遠心力によって張り付かない程度の回転速度が好ましく、洗濯物の量にも依存するが６０ｒｐｍ以下が好ましい。ドラム３の回転方向は、連続的に同一方向に回転させてもよいし、定期的に回転方
向を正逆切り替えるようにしてもよい。

汚れ量を推定する時間に達すると（ステップＳ３６のＹＥＳ）、制御部１６は、循環経路１２内の濁度センサ１７の出力を測定し、洗濯物の汚れが溶け出した濁度Ｄ２を得る（ステップＳ３７）。制御部１６は、洗剤のみが溶けた洗濯液の濁度Ｄ１と汚れが溶け出した濁度Ｄ２の差を演算し、予め定めた洗剤種類ごとの汚れ量閾値と比較し、衣類等の被洗濯物の汚れ量を推定する（ステップＳ３８）。例えば、汚れ量閾値より大きい場合は汚れが大きく、小さい場合は汚れ量が少ない。汚れ量閾値は、２段階に限らず、複数段階に設定しても良い。

制御部１６は、推定した被洗濯物の汚れ量によって洗い時間の延長や短縮、すすぎの回数や時間の設定を行う。洗剤種別により汚れ量閾値が設定されているので、汚れ量を精度よく判定することができるとともに、洗浄性能を向上することができる。

その後、さらにドラム３の回転による攪拌動作や循環ポンプ１３の動作を繰り返す。

洗い時間が経過すると（ステップＳ４２のＹＥＳ）、洗い工程を終了し、すすぎ工程、脱水工程に移行する。

なお、本実施の形態では、比較する値を濁度としたが、これに限られるものではなく、例えば、濁度センサ１７の出力値そのものでもよいし、この出力値に基づいて算出される他の値でもよいことは言うまでもない。

また、使用されている洗剤が、粉末洗剤であると判定した場合に、濁度センサ１７の受光素子の感度を高くなるように設定したが、発光素子の発光量を大きくなるように設定してもよい。

また、本実施の形態では、洗剤の判別を、洗剤判定水位になった時点での濁度センサ１７の出力に基づいて行っているが、これに限られるものではない。例えば、給水開始から所定時間が経過した時点における濁度センサ１７の出力によって洗剤の判別を行うようにしてもよい。この場合、水位を検知するセンサを用いることなく洗剤の判別を行うことができるので、より簡易に洗剤種別の判定をすることができる。

さらに他の方法として、給水中の濁度センサ１７の出力を常時または間欠的にモニタして、給水中に濁度が所定値Ｋ０を超えるかどうかで洗剤の判別を行うようにしてもよい。この場合、洗剤の種類や給水速度によって洗剤の水への溶け込み具合が異なった場合でも洗剤種別の判定を確実に行なうことができる。

本実施の形態は、図１及び図２に示したドラム式洗濯機に基づいて説明したが、洗濯液の状態を検知して洗濯運転を制御する洗濯機であればこれに限られるものではなく、例えば縦型洗濯機などでもよい。

以上のように、本発明に係る洗濯機は、衣類等の被洗濯物の汚れの程度を精度良く推定することができるので、家庭用のみならず、業務用にも適用できる。

１筐体
２水槽
３ドラム
４モータ
５取水管
６排水弁
７排水管
８水位センサ
９給水口
１０給水弁
１１吐出口
１２循環経路
１３循環ポンプ
１４加熱部
１５フィルタ
１６制御部
１７濁度センサ（汚れセンサ）
１８水温センサ
１９洗剤受け

Claims

被洗濯物を収納する洗濯槽と、前記洗濯槽を内部に配設する水槽と、前記水槽内に給水する給水口と、洗剤を投入して給水時に水とともに前記水槽へ洗剤を流し込む洗剤受けと、前記水槽内の水位を検出する水位センサと、前記水槽内の洗濯液を前記洗濯槽内に吐出されるように接続した循環経路と、洗濯液の濁度を検知する汚れセンサと、前記循環経路に洗濯液を循環させる循環ポンプと、前記循環ポンプ等を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記水槽内に所定水位まで給水後に、前記循環ポンプを洗濯液が前記洗濯槽に入らない程度の所定時間だけ駆動させる洗剤溶解工程を設け、前記洗剤溶解工程終了後に、前記汚れセンサによって洗剤が溶けた洗濯液の濁度を測定するよう構成した洗濯機。