(57)【要約】【課題】排水ポンプ内でエア噛みをせず、安定した排水性能を発揮する洗濯機を提供することを課題とする。【解決手段】外槽３底部の排水口７に接続されて外槽３内の水を高所に排水する排水ポンプ８を備え、制御手段は、排水行程終了後で、脱水行程初期に行なわれる間欠脱水行程において、排水ポンプ８を、電源周波数５０Ｈｚ時には連続して駆動させ、６０Ｈｚ時には休止と駆動の繰返しを複数回行なった後に連続して駆動させる構成とすることにより、電源周波数５０Ｈｚ地域および６０Ｈｚ地域のどちらで運転しても、排水ポンプ８内でエア噛みをせず、安定した排水性能を発揮することができ、安定したすすぎ性能、脱水性能を確保することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌翼を内底部に回転自在に配設した洗濯兼脱水槽と、前記攪拌翼を駆動するモータと、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記外槽に給水する給水弁と、前記外槽内の水位を検知する水位検知手段と、電源周波数を検知する電源周波数検知手段と、前記外槽底部に設けた排水口と、前記排水口に接続されて前記外槽内の水を排水する排水ポンプと、前記排水ポンプの吐出側に接続される排水管と、前記モータ、前記給水弁、前記排水ポンプなどの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、排水行程終了後で、脱水行程初期に行なわれる間欠脱水行程において、前記電源周波数検知手段の出力に基づいて前記排水ポンプを、電源周波数５０Ｈｚ時には連続して駆動させ、６０Ｈｚ時には休止と駆動の繰返しを複数回行なった後に連続して駆動させる洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗い、すすぎ、脱水行程を行う洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯機においては、洗濯機設置環境が制限されている場合に、設置場所より高所へ排水を行なえるよう、排水ポンプを搭載する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の縦断面図である。
【０００４】
図６において、洗濯水を溜めるための外槽１０３が、外枠１０１から防振装置（図示せず）により垂下防振支持され、外槽１０３内には、洗濯物を収容するための内槽１０４が回転自在に設けられている。また、外槽１０３の底部には、洗濯水を機外へ排出するための排水口１０９が形成されており、排水口１０９は、排水ポンプ１１０の吸込口に接続管１１１を介して連通されている。
【０００５】
排水ポンプ１１０の吐出口には、排水ホース１１３が接続されており、排水ポンプ１１０を駆動することにより、外槽１０３内に溜められた洗濯水を排水口１０９、接続管１１１、排水ポンプ１１０、排水ホース１１３を通じて、機外の高い位置へ排水できる。
【０００６】
また、外槽１０３の底部には、エアトラップ１１４が設けられ、エアホース１１６を通じて水位センサ１１５へとつながっており、水位センサ１１５は、エアトラップ１１４内の空気圧の変化を電気信号に変化させて、外槽１０３の水位を検出する。
【０００７】
また、外槽１０３の下部には、モータ１１８が設けられ、機構駆動部１１７を介して内槽１０４を回転させるようになっている。
【０００８】
以上の構成で、排水行程時には、排水ポンプ１１０が駆動された後に、排水が開始される。そして、外槽１０３内の水位が、水位センサ１１５で検出可能な下限水位まで下がったことが検出された後に、カウントされた洗濯水位から上記下限水位までの排水時間により、あと何秒で外槽１０３内の洗濯水がなくなるかを推定した排水追加時間を設定し、その排水追加時間が経過した後、排水を停止し、モータ１１８を駆動させて、脱水行程が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１４９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来の構成では、電源周波数が５０Ｈｚ地域および６０Ｈｚ地域において、同一仕様のＡＣ同期モータを有する排水ポンプを搭載した場合には、５０Ｈｚ地域に対して６０Ｈｚ地域のモータ回転数が１．２倍に増すことで、６０Ｈｚ地域では、５０Ｈｚ地域に対して排水能力が約１．２倍になる。
【００１１】
これにより、排水行程、および、徐々に洗濯兼脱水槽回転が立ち上がる脱水行程の間欠脱水行程においては、５０Ｈｚ地域よりも６０Ｈｚ地域の方が、排水流量が多くなること
により、一時的に排水ポンプ内の水がなくなって、排水ポンプ内でエア噛みし、結果的に排水性能を悪化させる。これにより、外槽と洗濯兼脱水槽の間に溜まった洗濯水が、洗濯兼脱水槽の回転で残水音が増大したり、泡立ちが増大して、洗濯兼脱水槽の回転が拘束され、衣類の脱水が不十分になるという課題があった。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電源周波数５０Ｈｚ地域および６０Ｈｚ地域に関係なく、エア噛みをせず、安定した排水性能を発揮することにより、脱水騒音を低減でき、安定したすすぎ性能、脱水性能を確保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】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、攪拌翼を内底部に回転自在に配設した洗濯兼脱水槽と、前記攪拌翼を駆動するモータと、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記外槽に給水する給水弁と、前記外槽内の水位を検知する水位検知手段と、電源周波数を検知する電源周波数検知手段と、前記外槽底部に設けた排水口と、前記排水口に接続されて前記外槽内の水を排水する排水ポンプと、前記排水ポンプの吐出側に接続される排水管と、前記モータ、前記給水弁、前記排水ポンプなどの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、排水行程終了後で、脱水行程初期に行なわれる間欠脱水行程において、前記電源周波数検知手段の出力に基づいて前記排水ポンプを、電源周波数５０Ｈｚ時には連続して駆動させ、６０Ｈｚ時には休止と駆動の繰返しを複数回行なった後に連続して駆動させる構成としたものである。
【００１４】
これによって、ＡＣ同期モータを有する排水ポンプを搭載し、電源周波数５０Ｈｚ地域および６０Ｈｚ地域のどちらで運転しても、排水ポンプ内でエア噛みをせず、安定した排水性能を発揮することにより、安定したすすぎ性能、脱水性能を確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の洗濯機は、電源周波数５０Ｈｚ地域および６０Ｈｚ地域のどちらで運転しても、排水ポンプ内でエア噛みをせず、安定した排水性能を発揮することにより、安定したすすぎ性能、脱水性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における洗濯機の縦断面図
【図２】同洗濯機のブロック回路図
【図３】同洗濯機の動作フローチャート
【図４】同洗濯機の動作フローチャート
【図５】同洗濯機の排水行程と中間脱水行程（最終脱水行程）における排水ポンプの通電制御と洗濯兼脱水槽の回転制御の関係図
【図６】従来の洗濯機の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の発明は、攪拌翼を内底部に回転自在に配設した洗濯兼脱水槽と、前記攪拌翼を駆動するモータと、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記外槽に給水する給水弁と、前記外槽内の水位を検知する水位検知手段と、電源周波数を検知する電源周波数検知手段と、前記外槽底部に設けた排水口と、前記排水口に接続されて前記外槽内の水を排水する排水ポンプと、前記排水ポンプの吐出側に接続される排水管と、前記モータ、前記給水弁、前記排水ポンプなどの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、排水行程終了後で、脱水行程初期に行なわれる間欠脱水行程において、前記電源周波数検知手段の出力に基づいて前記排水ポンプを
、電源周波数５０Ｈｚ時には連続して駆動させ、６０Ｈｚ時には休止と駆動の繰返しを複数回行なった後に連続して駆動させる構成とする。
【００１８】
これにより、電源周波数５０Ｈｚおよび６０Ｈｚ地域のどちらで運転しても、排水ポンプ内でエア噛みをせず、安定した排水性能を発揮することにより、安定したすすぎ性能、脱水性能を確保することができる。
【００１９】
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縦断面図、図２は、同洗濯機のブロック回路図である。
【００２０】
図１において、筐体１は、外槽３を内部に複数のサスペンション２によって弾性的に吊り下げて設け、脱水時の振動をサスペンション２によって吸収する構成としている。
【００２１】
外槽３の内部には、洗濯物を収容する洗濯兼脱水槽４を配設し、洗濯兼脱水槽４は、中空で２重構造とした洗濯・脱水軸５を中心に回転可能に支持されている。洗濯兼脱水槽４の内底部には、衣類（洗濯物）を攪拌する攪拌翼６を回転自在に配設し、外槽３の底部には、排水口７を設け、排水口７には、高所へと排水可能な、ＡＣ同期モータを採用した排水ポンプ８を接続している。
【００２２】
排水ポンプ８の吐出側には、排水管１０が接続され、排水管１０は、先端が、筐体１外へ延設されて、高所の、例えば、流し台９などの排水受け内に入れられる。従って、排水ポンプ８を駆動することで、外槽３内に貯められた洗濯水を排水口７、排水管１０を通して流し台９へ排出することができる。
【００２３】
給水弁１１は、筐体１上部に設けられ、水道水を洗濯兼脱水槽４内に給水する。
【００２４】
水位検知手段１２は、筐体１内の上部に配置され、外槽３底部に設けたエアトラップ（図示せず）にエアホース１３を介して接続されている。外槽３内に洗濯水を給水すると、外槽３内の水位の上昇にともなってエアトラップ内の空気が圧縮され、逆に、外槽３内から洗濯水が排水されると、外槽３内の水位の下降とともにエアトラップ内の空気圧が低下する。水位検知手段１２は、このようなエアトラップ内の空気圧の変化に基づき外槽３内の水位を検出している。水位検知手段１２は、水位がエアトラップに近づく程、エアトラップ内の圧力が大気圧に近づき、水位下限でのばらつきが大きくなるため、排水時は、水位検知手段１２の出力信号が飽和した時点から、所定時間Ａ経過後に排水完了とするように設定している。
【００２５】
洗濯兼脱水槽４は、内部周壁に小孔１４を多数設けており、小孔１４により外槽３と連通している。モータ１５は、外槽３の底部に取り付けられ、ベルト１６を介してクラッチ機構（図示せず）およびブレーキ機構（図示せず）を有する駆動機構部１７に回転を伝達し、この駆動機構部１７のクラッチ切換え装置１８（図２参照）にてクラッチの切り換えと、洗濯・脱水軸５の脱水軸の制動および制動解除を同時に行う。
【００２６】
洗濯時では、洗濯・脱水軸５の脱水軸を制動し、洗濯軸を駆動させて攪拌翼６を回転駆動させる。脱水時は、洗濯・脱水軸５の脱水軸の制動を解除し、排水ポンプ８を駆動させ、洗濯兼脱水槽４を回転駆動させることで、洗濯物の脱水を行ないながら、洗濯物から出た水を高所へと排水する。
【００２７】
運転コース等のモードや各種機能の選択は、筐体１の前面上部に設けられた操作表示部２５から使用者が入力設定手段２２（図２参照）へ入力して行い、操作表示部２５の内方に配設された制御装置１９に設けられた制御手段２０（図２参照）が、入力設定手段２２の入力情報を基に表示手段２３（図２参照）で表示して使用者に知らせる。
【００２８】
図２において、制御装置１９は、マイクロコンピュータで構成した制御手段２０と双方向性サイリスタ、リレーなどで構成した負荷駆動手段２１を具備し、制御手段２０は、外槽３内の水位を検知する水位検知手段１２の出力を入力し、入力設定手段２２により設定された設定内容に基づいて、表示手段２３に表示内容を表示する。
【００２９】
また、記憶手段２４は、水位データなどを記憶して、必要に応じて制御手段２０に出力し、電源周波数検知手段２６は、接続された電源の周波数が５０Ｈｚか、あるいは６０Ｈｚかを検知して、制御手段２０に出力する。
【００３０】
そして、制御手段２０は、負荷駆動手段２１を介して、モータ１５、クラッチ切換え装置１８、給水弁１１、排水ポンプ８などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御するように構成している。
【００３１】
以上のように構成された洗濯機において、以下、その動作、作用を説明する。
【００３２】
図３は、本発明の実施の形態における洗濯機の動作フローチャート、図４は、本発明の実施の形態における洗濯機の動作フローチャート、図５は、同洗濯機の排水行程と中間脱水行程（最終脱水行程）における排水ポンプの通電制御と洗濯兼脱水槽の回転制御の関係図である。
【００３３】
図３、図４および図５において、洗い行程がスタート（ステップ１００）して、洗濯兼脱水槽４に衣類（洗濯物）を投入し（ステップ１１０）、操作表示部２５の入力設定手段２２の電源スイッチ（図示せず）をＯＮにする（ステップ１２０）。水位設定ボタン（図示せず）で水位を洗濯物の量に応じて個別に設定した場合（ステップ１３０のＹ）は、スタートスイッチ（図示せず）をＯＮにすると（ステップ１４０）、給水弁１１を開いて給水を始める（ステップ１５０）。
【００３４】
また、水位ボタンで水位を設定しない場合（ステップ１３０のＮ）は、スタートスイッチをＯＮにすると（ステップ１３１）、モータ１５に通電して攪拌翼６を所定時間だけ左右回転させて、モータ１５の逆起電力の大小で衣類量を判定し（ステップ１３２）、衣類量に対応した水位を自動設定して（ステップ１３３）、給水弁１１を開いて給水を始める（ステップ１５０）。
【００３５】
個別に設定、または自動設定した水位Ｃまで給水すると（ステップ１６０のＹ）、給水弁１１をＯＦＦにして（ステップ１７０）、モータ１５に通電して攪拌翼６を左右回転させて（ステップ１８０）、攪拌洗いを行ない、所定時間Ｄが経過する（ステップ１９０のＹ）と、モータ１５の通電を遮断し（ステップ２００）、洗い行程を終了する（ステップ２１０）。
【００３６】
次に、すすぎ行程がスタートすると（ステップ３００）、クラッチ切換え装置１８を動作させて洗濯・脱水軸５の脱水軸の制動を解除し（ステップ３１０）、次いで、電源周波数検知手段２６により検知した電源周波数が６０Ｈｚであるか否か判別し（ステップ３２０）、排水行程を行なう。
【００３７】
６０Ｈｚであれば（ステップ３２０のＹ）、排水ポンプ８は、図５に示すＥパターン制
御を実行する（ステップ３３０）。５０Ｈｚであれば（ステップ３２０のＮ）、排水ポンプ８は、図５に示すＦパターン制御を実行する（ステップ３３１）。
【００３８】
そして、排水行程が完了すると（ステップ３４０のＹ）、排水ポンプ８は、ＥパターンあるいはＦパターン制御のままで、モータ１５に通電して、洗濯兼脱水槽４をスムーズに回転させるために、中間脱水行程初期の間欠脱水行程を開始する（ステップ３５０）。
【００３９】
ここで、中間脱水行程初期の間欠脱水行程では、洗濯兼脱水槽４の回転を急激に立ち上げると、衣類量が少ない場合には、衣類が偏ってアンバランス状態になり易く、その状態で定常回転に達すると、騒音および機体振動を増大させることがある。衣類量が多い場合には、洗剤成分を多量に含む水が、多量に洗濯兼脱水槽４と外槽３の間に溜まって、泡の生成を増大させる。これにより、洗濯兼脱水槽４の回転が拘束され、モータ１５は、温度上昇が著しく増大し、内部抵抗定値も上がるので、定常回転数に達する必要トルクが得られず、洗剤成分が衣類に多量に残留して、すすぎ不良が起こることがある。
【００４０】
よって、ステップ３５０にて、図５に示すような、洗濯兼脱水槽４の回転数を徐々に上げていく間欠脱水行程を行なう。
【００４１】
ステップ３５０では、モータ１５に通電を開始して、時間Ｓ７までは一度立上げた回転数Ｙ２を、時間Ｓ６で回転数Ｙ１に下げた後、時間Ｓ７〜Ｓ１２では、目標回転数Ｙ３〜Ｙ７と徐々に回転を上げて行き、時間Ｓ１２に達すると（ステップ３６０のＹ）、間欠脱水行程を終了する（ステップ３７０）。以降、定常回転数で運転し（ステップ３８０）、時間Ｓ１３到達時点（ステップ３９０のＹ）で、モータ１５の通電を遮断して（ステップ４００）、排水ポンプ８の運転を停止して（ステップ４１０）、中間脱水行程を終了する（ステップ４２０）。
【００４２】
排水ポンプ８は、図５に示すように、電源周波数５０Ｈｚの場合は、パターンＦを実行し、動作は、中間脱水行程前（ステップ３３１）から中間脱水終了（ステップ４２０）前の排水ポンプ８休止（ステップ４１０）まで、連続通電して駆動させている。
【００４３】
一方、電源周波数６０Ｈｚの場合は、パターンＥを実行し、動作は、排水終了（ステップ３４０のＹ）まで動作した後、中間脱水行程開始（ステップ３５０）から時間Ｓ２まで休止し、次いで、Ｓ５まで動作して、その後、時間Ｓ７まで休止し、時間Ｓ７以降は、また連続動作させて、中間脱水終了後に休止させるように制御している。
【００４４】
この排水制御により、排水ポンプ８を電源周波数５０Ｈｚ、６０Ｈｚに関係なく共用にして、電源周波数が異なっても同じ排水性能を発揮させることができ、製品コストを低減させることができる。
【００４５】
排水ポンプ８は、ＡＣ同期モータを使用していることで、電源周波数に同期して、６０Ｈｚの回転数が５０Ｈｚに比べて１．２倍高く、排水能力も約１．２倍大きいため、６０Ｈｚでの排水終了時点（ステップ３４０のＹ）で、外槽３が空になって、排水ポンプ８内がエア噛みし易くなることを防止するため、外槽３底に洗濯水が適切に溜まるように間欠的な脱水制御を行なっている。
【００４６】
中間脱水行程が終了(ステップ４２０)すると、図４に示すように、ステップ５００にて駆動機構部１７のクラッチ切換え装置１８をＯＦＦにして、洗濯・脱水軸５の脱水軸の回転を制動し、洗濯軸とつながる攪拌翼６を回転自在な状態にする。ステップ５１０にて給水弁１１を駆動して、洗濯兼脱水槽４内に水位Ｃまで給水し（ステップ５２０のＹ）、給水弁１１をＯＦＦにする（ステップ５３０）。次に、モータ１５に通電して攪拌翼６を左
右反転させて攪拌すすぎを行なって（ステップ５４０）、衣類に残留している洗剤成分を水中に離脱、拡散させ、所定時間Ｇに達すると（ステップ５５０のＹ）、モータ１５の通電を遮断して（ステップ５６０）、すすぎ行程を終了する（ステップ５７０）。
【００４７】
次に、最終脱水行程がスタートする（ステップ６００）。最終脱水行程のステップ６１０〜ステップ７１０は、前述のすすぎ行程の中間脱水行程であるステップ３１０〜ステップ４１０と同じ制御であり、説明を省略する。そして、最終脱水行程が終了して（ステップ７２０）、行程運転が終了する。
【００４８】
以上のように、本実施の形態においては、外槽３底部の排水口７に接続されて外槽３内の水を高所に排水する排水ポンプ８を備え、排水行程終了後で、脱水行程初期に行なわれる間欠脱水行程において、排水ポンプ８を、電源周波数５０Ｈｚ時には連続して駆動させ、６０Ｈｚ時には休止と駆動の繰返しを複数回行なった後に連続して駆動させる構成とすることにより、電源周波数５０Ｈｚ地域および６０Ｈｚ地域のどちらで運転しても、排水ポンプ８内でエア噛みをせず、安定した排水性能を発揮することができ、安定したすすぎ性能、脱水性能を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、電源周波数５０Ｈｚ地域および６０Ｈｚ地域のどちらで運転しても、排水ポンプ内でエア噛みをせず、安定した排水性能を発揮することにより、安定したすすぎ性能、脱水性能を確保することができるので、ＡＣ同期モータ方式の排水ポンプを搭載した他の洗濯機の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
３  外槽
４  洗濯兼脱水槽
６  攪拌翼
７  排水口
８  排水ポンプ
１１  給水弁
１０  排水管
１２  水位検知手段
１５  モータ
２０  制御手段
２６  電源周波数検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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