(57)【要約】【課題】洗濯物の汚れ量と質によって洗濯液の加熱を効率的に制御して洗浄性能を向上することができる洗濯機を提供する。【解決手段】洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、洗濯槽を収容する外槽２と、洗濯槽を駆動するモータ４と、洗濯槽内の洗濯液を加熱する加熱手段と、洗濯槽内の洗濯液の汚れの量および質を検知する汚れセンサ１７と、洗濯機の制御を行う制御手段１６とを備え、制御手段１６は、汚れセンサ１７からの出力に応じて洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを制御することにより、洗濯液に溶け出した汚れに対して水を加熱するかどうかを判断して洗濯液の加熱の時間または設定温度を制御するので、様々な汚れの程度に対して洗浄性能を確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、前記洗濯槽を駆動するモータと、前記洗濯槽内の洗濯液を加熱する加熱手段と、前記洗濯槽内の洗濯液の汚れの量および質を検知する汚れセンサと、洗濯機の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記汚れセンサからの出力に応じて洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを制御する洗濯機。
【請求項２】
前記汚れセンサは、洗濯液の濁度および導電率を出力することを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記汚れセンサからの出力に基づき、濁度が所定の濁度より高くかつ導電率が所定の導電率より高いときには、洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを予め設定された範囲内の最大値に設定する請求項２に記載の洗濯機。
【請求項４】
前記制御手段は、前記汚れセンサからの出力に基づき、濁度が所定の濁度より高くかつ導電率が所定の導電率より低いときには、濁度が所定の濁度より高くかつ導電率が所定の導電率より高いときに比べて、洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを低く設定する請求項２または３記載の洗濯機。
【請求項５】
前記制御手段は、前記汚れセンサからの出力に基づき、濁度が所定の濁度より低くかつ導電率が所定の導電率より高いときには、濁度が所定の濁度より高くかつ導電率が所定の導電率より高いときに比べて、洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを低く設定する請求項２〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項６】
前記外槽の下部に接続し洗濯液を取り込む取水口と、前記取水口から取り込んだ洗濯液を前記洗濯槽内に吐出する吐出口と、前記取水口と前記吐出口とを接続する循環経路と、前記循環経路に設けた循環ポンプとを備え、前記汚れセンサは、前記循環経路に設置した請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項７】
前記制御手段は、コンピュータプログラムに基づいて洗濯機の制御を行う構成にした請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性支持された外槽内に洗濯物を収容して回転可能な洗濯槽を備え、その洗濯槽内で洗濯物の洗い、すすぎ、脱水を行う洗濯機、特にドラム式洗濯機もしくは乾燥機能をも備えた洗濯乾燥機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドラム式の洗濯機においては、洗濯物を洗濯槽に投入した後、給水手段によって洗濯機外部より水道水が供給され、あらかじめ既定量の洗剤が投入されている洗剤入れを介して洗濯槽を収容する外槽または洗濯槽に注水される。
【０００３】
注水後は、洗濯槽を低速で回転させながら、洗濯物を十分に洗濯液で濡らした後、洗濯槽を一定時間、洗濯物が洗濯槽壁面に張り付かない程度の低速で回転させながら、濡れた洗濯物が回転に伴って洗濯槽の上部より落下する際の衝撃によって汚れを落とすことで洗浄を行っている。このような洗濯機の洗浄においては、洗濯液を加熱することによって洗浄力を高めることが行われている。
【０００４】
さらに、濁度センサによって洗濯液の濁度の変化を検知して、洗濯物の汚れが落ちにくいと判定すると、所定温度まで洗濯液を加熱することが考えられている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、導電率センサによって洗濯液の導電率を検知して、洗濯物の汚れ量を判定して、汚れ量が少なければ洗濯液の加熱を行わないことも提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３００９９６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２００５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、濁度または導電率センサのみを用いて洗濯物から溶け出した汚れの量を検知しているが、洗濯物の汚れには水溶性や油溶性、いずれにも溶解しない固体汚れが存在し、洗濯液への溶け出し方が異なるため洗濯液での短時間の攪拌では１つのセンサによって全ての汚れの量を推定することは困難である。
【０００８】
また、濁度の変化のみによる判定は、汚れ量が少ないのか洗濯物から汚れが落ちにくいのかを見極めるのが困難であり、これにより落ちにくい汚れの多少を判断することは不確実である。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯物の汚れ量と質によって洗濯液の加熱を効率的に制御して洗浄性能を向上することができる洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の洗濯機は、洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、前記洗濯槽を駆動するモータと、前記洗濯槽内の洗濯液を加
熱する加熱手段と、前記洗濯槽内の洗濯液の汚れの量および質を検知する汚れセンサと、洗濯機の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記汚れセンサからの出力に応じて洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを制御するものである。
【００１１】
これによって、洗濯液に溶け出した汚れに対して水を加熱するかどうかを判断して洗濯液の加熱の時間または設定温度を制御することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の洗濯機は、洗濯液に溶け出した汚れに対して水を加熱するかどうかを判断して洗濯液の加熱の時間または設定温度を制御するので、様々な汚れの程度に対して洗浄性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の洗濯水の加熱動作時の制御を示すフローチャート
【図２】本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の概略構成図
【図３】本発明の実施の形態における汚れセンサ出力と汚れとの相関図
【図４】本発明の実施の形態における汚れセンサ出力によるヒータＯＮ時間の制御を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、前記洗濯槽を駆動するモータと、前記洗濯槽内の洗濯液を加熱する加熱手段と、前記洗濯槽内の洗濯液の汚れの量および質を検知する汚れセンサと、洗濯機の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記汚れセンサからの出力に応じて洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを制御することにより、洗濯液に溶け出した汚れに対して水を加熱するかどうかを判断して洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを制御して、どのような汚れでも洗浄性能を低下させないようにすることができる。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明の汚れセンサは、洗濯液の濁度および導電率を出力することにより、洗濯液に溶け出した汚れを濁度と導電率の性質の異なるパラメータを出力するので、洗濯液に溶け出した汚れの量と質をより正確に判断することができる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第２の発明の制御手段は、前記汚れセンサからの出力に基づき、濁度が所定の濁度より高くかつ導電率が所定の導電率より高いときには、洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを予め設定された範囲内の最大値に設定することにより、洗濯液の濁度も導電率も非常に高いときには加熱することで洗浄性能を確保できると判断し、洗濯液の加熱を最大限に行って洗浄性能を向上させることができる。
【００１７】
第４の発明は、特に、第２または第３の発明の制御手段は、前記汚れセンサからの出力に基づき、濁度が所定の濁度より高くかつ導電率が所定の導電率より低いときには、濁度が所定の濁度より高くかつ導電率が所定の導電率より高いときに比べて、洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを低く設定することにより、導電率が低く汗汚れの量が少ない場合には皮脂も少ないと判断し、洗濯液の加熱を最大まで行わなくても洗浄性能を確保することができる。
【００１８】
第５の発明は、特に、第２〜４のいずれか１つの発明の制御手段は、前記汚れセンサからの出力に基づき、濁度が所定の濁度より低くかつ導電率が所定の導電率より高いときには、濁度が所定の濁度より高くかつ導電率が所定の導電率より高いときに比べて、洗濯液の加熱の時間または設定温度の少なくとも１つを低く設定することにより、導電率が高い
だけでは水に溶けやすい汗汚れのみが多いと判断し、洗濯液の加熱を最大まで行わなくても洗浄性能を確保することができる。
【００１９】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明において、前記外槽の下部に接続し洗濯液を取り込む取水口と、前記取水口から取り込んだ洗濯液を前記洗濯槽内に吐出する吐出口と、前記取水口と前記吐出口とを接続する循環経路と、前記循環経路に設けた循環ポンプとを備え、前記汚れセンサは、前記循環経路に設置したことにより、洗濯液が洗濯槽の回転に対する影響を受けにくく、汚れセンサで洗濯液の状態が安定して測定できるので出力がばらつくことがなく、安定した汚れ量と質の判断を行うことができる。
【００２０】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の制御手段は、コンピュータプログラムに基づいて洗濯機の制御を行う構成にしたことにより、記録媒体や通信回線でのダウンロードによって運用途中でも、プログラムの変更や追加を行うことができるので、新たな仕様変更に対応できる。
【００２１】
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。
【００２２】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態における洗濯機の概略構成を示したもので、図２において、１は洗濯機全体の外箱で、その内部に外槽２が配設され、さらに外槽２の内側に洗濯槽としてのドラム３が水平方向から少し傾斜した回転軸によって回転可能な状態で配設されている。ドラム３は、背面にモータ４が接続されてモータ４の回転によりドラム３が回転するようになっている。
【００２３】
また、ドラム３は外周面に複数の通水孔が設けられており、洗濯槽、脱水槽、乾燥槽としても機能するものである。
【００２４】
外槽２の最低部には、取水口５が接続されており、排水弁６につながっており、排水弁６は排水管７につながっている。
【００２５】
取水口５には外槽２およびドラム３に給水された水位を検知する水位検知手段である水位センサ８が設置されている。水位センサ８は、給水開始後にすぐに反応する位置に設置して、例えば隔膜（ダイアフラム）に加わる圧力を膜の変形として検出することで水位を検知する。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使う。
【００２６】
給水口９は水道に接続して、給水弁１０を介して外槽２やドラム３を順次水で満たしていく。
【００２７】
また、取水口５と排水弁６の間からは取水口５から取り込んだ洗濯液をドラム３に吐出する吐出口１１につながった循環経路１２が連通しており、外槽２やドラム３を満たしている洗濯液を循環できるようにしている。
【００２８】
この循環経路１２への水の取り込みは、循環ポンプ１３を用いて行うこととすれば、循環経路１２による洗濯液の循環は循環ポンプ１３の制御のみで行えるので、ドラム３の回転による水流などの通常洗浄力を制御する洗浄制御とは関係なく循環させることができる。
【００２９】
循環経路１２には、濁度センサと導電率センサによって構成される汚れセンサ１７が設置されている。
【００３０】
濁度センサは、例えばＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子で構成して、これらの素子に挟まれた部分の経路は透光性の材料でできており、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て電圧に変換して出力する。濁度は濁度センサの受光素子の出力電圧から換算され、濁度が高いほど電圧が低くなる。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、低い電圧が出力される。
【００３１】
また、電極センサは、循環経路１２内の必ず水没する場所の２箇所に電極を設置して、その電極間の水の抵抗値をセンシングすることで循環経路１２に流れる洗濯液の導電率を検知することとすれば、汗や食べこぼし等の導電性の汚れ量が検知できる。
【００３２】
外槽２の底部にはシーズヒータ等からなる加熱手段としての温水ヒータ１４を備え、洗濯液を加熱して、ドラム３内部の洗濯物を温水洗浄する機能を有している。
【００３３】
洗濯液の循環時に洗濯物の繊維や髪の毛などの異物が多く含まれると、循環ポンプ１３や排水管７が詰まってくる恐れがあるため、取水口５の先にはフィルタ１５を設置して洗濯物の繊維や髪の毛などの異物を取り除くようにする。
【００３４】
制御手段１６は、コンピュータプログラムに基づいて洗濯機の制御を行うマイクロコンピュータを含む構成を有しており、水位センサ８からの水位検出信号を入力し、排水弁６、給水弁１０の開閉、モータ４、循環ポンプ１３や温水ヒータ１４の制御等を行うことによって、すべての洗濯工程の制御を行う。
【００３５】
なお、コンピュータプログラムは、以下の動作を実行できるように構成されており、新たな仕様変更を行う場合には、記録媒体や通信回線でのダウンロードによって運用途中でも、プログラムの変更や追加を行うことができるようになっている。
【００３６】
さらに、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の重さつまり洗濯物の重量を判定する布量検知手段としての機能、汚れセンサ１７からのセンサ出力によって温水ヒータ１４の制御や洗濯工程の制御を行う機能も有している。
【００３７】
次に、本実施の形態の洗濯機の動作について、図１に示す制御フローチャートおよび図２を参照しながら説明する。
【００３８】
洗濯機に洗濯物が投入されて洗濯を開始すると、給水工程（Ｓ１）を開始する。
【００３９】
給水工程は、まず、制御手段１６により、洗濯物の量を検出する。この洗濯物の量の検出は、モータ４を制御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の電流信号の大きさ、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。
【００４０】
基本的な給水量は、この洗濯物の量をもとに決定する。例えば、洗濯物の量が「少ない」と判定した時は、「低」水位のＷＬ１を設定水位とする。洗濯物の量が「中くらい」と判定した時は、「中」水位のＷＬ２を設定水位とする。また、洗濯物の量が「多い」と判定した時は、「高」水位のＷＬ３を設定水位とする。
【００４１】
次に、制御手段１６は、給水弁１０を開放して、外槽２およびドラム３に設定水位になるまで給水を行う。
【００４２】
給水中は、制御手段１６により循環ポンプ１３を制御して、洗剤とともに給水された洗剤水を循環経路１２を介して吐出口１１より外槽２へ循環させることとすれば、洗剤の水への溶け込みを促進することができる。
【００４３】
この場合、吐出口１１からドラム３内に循環水が吐出すると洗剤が水に溶ける前に衣類が水を吸ってしまうため、循環ポンプ１３の循環流量は、ドラム３内に循環水があまり吐出しない程度に制御する必要がある。
【００４４】
設定水位に到達すると、給水弁１０を閉じて給水工程を終了する。
【００４５】
初期の給水が完了すると、洗濯液の汚れセンサ１７の初期値を測定する。濁度センサの出力をＴ１、導電率センサの出力値をＣ１とする。この値は、まだ洗濯物の汚れが洗濯液に溶け出していない洗剤のみの溶けた洗濯液自体の値である。
【００４６】
次に、制御手段１６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撹拌を開始する（Ｓ２）。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効果的に加えられるように、ドラム３の回転速度は、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。回転方向は、同一方向でも、定期的に切り替えることとしてもよい。
【００４７】
ドラム３の攪拌中は、循環ポンプ１３の駆動を行い、洗濯液が循環経路１２を通過する状態にして、洗濯液を循環経路１２を介して吐出口１１よりドラム３内へ循環させる。
【００４８】
循環ポンプ１３の起動から１分が経過すると、制御手段１６は、循環ポンプ１３を停止して、洗濯液の循環を停止する。また、循環ポンプ１３の停止から１分間が経過すると、再び循環ポンプ１３の駆動を１分間行う。
【００４９】
上記の循環ポンプ１３の駆動と停止を繰り返してドラム３の攪拌を行いながら、３分間が経過すると（Ｓ３のＹＥＳ）、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も始まっており、循環経路１２内の汚れセンサ１７によって洗濯液の汚れの量と質を検知する。
【００５０】
洗濯液の汚れの量と質の検知は、汚れセンサ１７の初期値との差を算出することで行う。この時点での濁度センサの出力をＴ２、導電率センサの出力値をＣ２として、Ｔ２とＴ１の差、Ｃ２とＣ１の差をそれぞれ濁度センサでの検知値と導電率センサでの検知値とする。検知値は、洗濯液と汚れの最大を考慮したスケール換算を行い、濁度や導電率の最大値を１０として０から１０までの数値で表現する。
【００５１】
例えば、図３に示すような濁度と導電率の出力によって、図４に示すように温水ヒータの通電時間を制御する。なお、ここでは、温水ヒータの通電時間を０〜１０分の範囲に予め設定している。
【００５２】
濁度５以上（Ｓ４のＮＯ）かつ導電率５以上（Ｓ５のＮＯ）であれば、様々な汚れが多量に存在すると判断して、制御手段１６により温水ヒータ１４を制御して１０分間洗濯液を加熱する（Ｓ６）。また、これに伴い水温の設定温度は最も高く設定される。
【００５３】
また、濁度５以上（Ｓ４のＮＯ）かつ導電率５未満（Ｓ５のＹＥＳ）であれば、様々な汚れがある程度の量は存在すると判断して、制御手段１６により温水ヒータ１４を制御して５分間洗濯液を加熱する（Ｓ７）。
【００５４】
また、濁度５未満（Ｓ４のＹＥＳ）かつ導電率５以上（Ｓ５のＮＯ）であれば、全体の汚れは多くないが水溶性の汚れは多量に存在すると判断して、制御手段１６により温水ヒータ１４を制御して５分間洗濯液を加熱する（Ｓ７）。
【００５５】
また、濁度５未満（Ｓ４のＹＥＳ）かつ導電率５未満（Ｓ５のＹＥＳ）であれば、全体の汚れは少ないと判断して、温水ヒータ１４には通電しない。また、これに伴い水温の設定温度は最も低く設定される。
【００５６】
温水ヒータ１４を通電する所定時間が経過すると加熱を終了する。
【００５７】
次に、ドラム３の攪拌はさらに継続しながら、循環ポンプ１３の駆動を開始し、洗濯液が循環経路１２を通過する状態にして、洗濯液を循環経路１２を介して吐出口１１よりドラム３内へ循環させる。
【００５８】
循環ポンプ１３の起動から３分が経過すると、制御手段１６は、循環ポンプ１３を停止して、洗濯液の循環を停止する。循環ポンプ１３の停止から２分間が経過すると、循環ポンプ動作の一サイクルのシーケンスを終了する。
【００５９】
さらに、洗い工程の設定時間（Ｓ２から１３分）が経過していなければ（Ｓ９のＮＯ）、ドラム３の攪拌動作や循環ポンプ動作を繰り返す。
【００６０】
洗い工程の設定時間が経過していれば（Ｓ９のＹＥＳ）、洗い工程を終了し、次のすすぎ、脱水の工程に入る。
【００６１】
以上のように、給水後に洗濯液の汚れの量と質を検知して、汚れの量が多かったり、溶け出しにくい汚れが多いと判断した場合は、洗濯液を加熱する時間を長くして汚れの溶け出しを促進することで、洗濯液の加熱を効率的に制御して洗浄性能を向上することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、汚れの判定に濁度や導電率の出力の差をとったが、液体洗剤等の洗剤の濁度や導電率が低いものを用いた場合は、汚れが洗濯液に溶け出した時点での濁度や導電率の出力の絶対値によって汚れの判定を行っても良い。
【００６３】
また、出力の差と絶対値の両方を用いれば、汚れの多さと溶け出しの速さによって汚れの量と質をより正確に検知することができるので、洗濯液の加熱のより細かな制御を行うことができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、洗い工程の設定時間を固定としたが、洗濯開始時の洗濯物の量の検出に応じて設定することとすれば、洗濯物の量に応じただけの時間で洗い工程を行うことで、洗濯物の量によらず洗浄性能を維持することができる。また、加熱の時間は別枠の時間としてとれば、加熱が行われるような汚れが多いほど洗い時間が長くできるので、汚れが多くても洗浄性能を低下させることがない。
【００６５】
また、本実施例では洗濯液の加熱に外槽の下面に設置した温水ヒータを用いたが、蒸気やヒートポンプ、電磁誘導加熱による加熱を行うこととしても同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、上記の各実施の形態における洗濯機の構成は、洗濯槽が水平方向から傾斜した回転軸を有するドラム式洗濯機で説明したが、洗濯槽が水平方向の回転軸を有するドラム式
洗濯機や、洗濯槽が鉛直方向の回転軸を有する縦型洗濯機であっても、上記の内容と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、汚れに応じて水温を調節しながら、洗浄槽から洗浄槽へと循環させた循環経路を使って洗浄性能を常に安定的に得られるようにしたので、洗濯機以外の他の洗浄装置等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００６８】
２  外槽
３  ドラム（洗濯槽）
４  モータ
５  取水口
１１  吐出口
１２  循環経路
１３  循環ポンプ
１４  温水ヒータ（加熱手段）
１６  制御手段
１７  汚れセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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