(57)【要約】【課題】洗浄効率の高い洗濯方法及び洗濯装置を提供する。【解決手段】本発明の水位連動回転数自動追随型の洗濯装置は、ケーシング１１内に回転可能に配設されたドラム２０と、ケーシング１１内の水位を計測する水位計測手段３３と、ドラム２０の回転数を制御する回転数制御手段３０と、制御部４０に前記水位の関数としての水位連動回転数を記憶する水位連動回転数記憶手段を少なくとも有し、洗濯工程が進行する中で変動する前記水位を計測し、制御部４０の指令により回転数制御手段３０が、ドラム２０の回転数をリアルタイムに、前記水位の関数としての水位連動回転数に自動的に追随させて洗濯を行うことで、洗浄性の向上と、洗濯時間の短縮、使用電力量の節減、使用薬品量の節減、洗濯温度の低温化、及び／又は使用水量の節減を実現する。一実施形態では前記水位連動回転数は、最大メカニカルアクション回転数かつ前記水位の１次関数又は略１次関数である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するドラムを有する洗濯機を用いた洗濯方法であり、洗濯工程が進行する中で変動する洗濯機内の水位を計測して、前記ドラムの回転数を前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯方法。
【請求項２】
回転するドラムを有する洗濯機を用いた洗濯方法であり、洗濯パターン中に２工程以上の水位連動洗濯工程を含み、前記水位連動洗濯工程が進行する中で変動する洗濯機内の水位を計測して、前記ドラムの回転数を前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させ、前記水位の関数としての前記水位連動回転数は、前記洗濯パターン中の２工程以上の前記水位連動洗濯工程を通じて共通の関数で与えられることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯方法。
【請求項３】
前記水位の関数としての前記水位連動回転数が、被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数である請求項１又は２に記載の水位連動回転数自動追随型洗濯方法。
【請求項４】
前記水位連動回転数が前記水位の１次関数又は略１次関数で与えられる請求項１〜３のいずれかに記載の水位連動回転数自動追随型洗濯方法。
【請求項５】
２パターン以上の洗濯パターンから１つの洗濯パターンを選択して実行するステップを有し、各々の前記洗濯パターンは少なくとも洗濯パターン中に１工程の水位連動洗濯工程を有し、各々の水位連動洗濯工程における前記水位の関数としての水位連動回転数は、その水位連動洗濯工程がどの洗濯パターンに含まれているかによって決まる関数であり、複数の水位連動洗濯工程が同一の洗濯パターンに含まれていれば、前記水位の関数としての水位連動回転数は、それらの複数の水位連動洗濯工程を通じて共通の関数で与えられ、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の１次関数である場合にはその１次関数の傾き、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の略１次関数である場合にはその略１次関数を直線近似する１次関数を適切に選定した場合のその１次関数の傾きが、少なくとも２パターン以上の前記洗濯パターンについて共通の傾き又は相互に近似する傾きである請求項４に記載の水位連動回転数自動追随型洗濯方法。
【請求項６】
ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に配設されたドラムと、前記ケーシング内の水位を計測する水位計測手段と、前記ドラムの回転数を制御する回転数制御手段と、前記水位の関数としての水位連動回転数を記憶する水位連動回転数記憶手段を少なくとも有し、前記回転数制御手段は洗濯工程が進行する中で、前記回転数を、前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯装置。
【請求項７】
ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に配設されたドラムと、前記ケーシング内の水位を計測する水位計測手段と、前記ドラムの回転数を制御する回転数制御手段と、前記水位の関数としての水位連動回転数を記憶する水位連動回転数記憶手段と、タイマーと、洗濯パターン中に１工程以上持つ水位連動洗濯工程における設定水位又は水位変動プロファイルを記憶する設定水位記憶手段と、前記タイマーと前記設定水位又は前記水位変動プロファイルに従って前記水位を調節する水位調節手段を少なくとも有し、前記回転数制御手段は前記水位連動洗濯工程において、前記回転数を、前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯装置。
【請求項８】
前記水位の関数としての前記水位連動回転数が、被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数である請求項６又は７に記載の水位連動回転数自動追随型洗濯装置。
【請求項９】
前記水位連動回転数が前記水位の１次関数又は略１次関数で与えられる請求項６〜８のいずれかに記載の水位連動回転数自動追随型洗濯装置。
【請求項１０】
２パターン以上の洗濯パターンを記憶する洗濯パターン記憶手段と、２パターン以上の洗濯パターンから１つの洗濯パターンを選択して実行する洗濯パターン選択実行手段を有し、各々の前記洗濯パターンは少なくとも１工程の水位連動洗濯工程を有し、各々の水位連動洗濯工程における前記水位の関数としての水位連動回転数は、その水位連動洗濯工程がどの洗濯パターンに含まれているかによって決まる関数であり、複数の水位連動洗濯工程が同一の洗濯パターンに含まれていれば、前記水位の関数としての水位連動回転数は、それらの複数の水位連動洗濯工程を通じて共通の関数で与えられ、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の１次関数である場合にはその１次関数の傾き、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の略１次関数である場合にはその略１次関数を直線近似する１次関数を適切に選定した場合のその１次関数の傾きが、少なくとも２パターン以上の前記洗濯パターンについて共通の傾き又は相互に近似する傾きである請求項９に記載の水位連動回転数自動追随型洗濯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモップやマット等の被洗物の洗浄効率を向上させる洗濯方法及び洗濯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗浄効率を向上させる従来技術として、特開２０１６−７７６２２号公報（特許文献１）がある。本発明は、特許文献１の発明を発展させた洗濯方法及び洗濯装置に関する。
特許文献１の洗濯方法は、ドラム式の洗濯機において、被洗物の商品種ごとに洗浄効率を最大にする最適回転数を、人工汚染布の洗濯前後の光学的反射率から実験的に求め、或いは、被洗物が描く放物軌道の態様から視覚的に求めて、ドラムをその最適回転数で回転させて洗濯する方法である。
【０００３】
特許文献１の洗濯方法では、上記最適回転数が被洗物の商品種によって異なることは開示されているものの、給水、洗い、すすぎ、排水等の各洗濯工程の設定水位や洗濯工程中の水位変動によって上記最適回転数が時々刻々と変動し得ることは明確には認識されておらず、改良の余地がある。モップやマットのレンタル業界においては、使用済商品はひどく汚れており、リサイクルのための洗浄を常に最大の洗浄効率で行って、洗浄性の向上、使用薬品量の節減、洗濯温度の低温化、使用電力量の節減、洗濯水量の節減を実現する必要があるからである。
【０００４】
洗浄効率を向上させる別の従来技術として、実登２５５８１７６号公報（特許文献２）がある。特許文献２の洗濯機は、汚れのひどい物は高速回転し、汚れの少ない物は遅く回転し、生地のいたみ易いものは更に遅く回転するなど、異なる種類の被洗物に対して、適する洗濯回転速度を選べる制御装置により駆動されることを特徴とする。しかし、特許文献２には、上記の適する洗濯回転速度が水位に依存して変動し得ることは開示されていない。
【０００５】
洗浄効率を向上させる更に別の従来技術として、特開平６−６３２８５号公報（特許文献３）がある。特許文献３のドラム式の洗濯機は、洗濯時間を短縮するためにドラムの回転速度を速くすると、被洗物がドラムの内周面に張りついて洗濯効果が低下する問題を解決することを目指している。この洗濯機は、ドラムの１回転中の回転速度を可変として、被洗物が下部から上部に持ち上げられる際には高速回転とし、上部から下部へと落下する際には低速回転とすることで、洗濯時間の短縮と被洗物の張りつき防止の両立を図るものである。
しかし、特許文献３には、最適な回転速度が水位とともに変動し得るというアイデアは開示されていない。
【０００６】
洗浄効率を向上させる更に別の従来技術として、特開平７−１７８２８０号公報（特許文献４）がある。特許文献４の洗濯機はドラム式ではなく縦型の洗濯機であり、給・排水工程中も洗浄又はすすぎを行うことで時間短縮を可能とすることを目指している。この洗濯機は、洗濯時に水を洗濯槽の中に給水しながら回転翼を低速回転させ、水位の上昇とともに回転翼の回転数を多段階に或いは連続的に上昇させ、所定水位に達したならば給水弁を閉じ回転翼を所定回転数で回転させ、その後排水しながら回転翼の回転数を多段階に或いは連続的に下げ、所定の水位まで水位が下がったなら回転翼を停止する洗濯機である。
【０００７】
特許文献４には、水位の上昇或いは下降に並行して回転翼の回転数を上昇或いは下降させる、という技術的思想は開示されている。しかし、その目的は、回転翼を回転させても
布傷みが生じないような最低限の水位を確保することである（段落００１２等）。つまり、同文献には、洗浄効率を最大にする最適回転数と言うアイデアも、最適回転数が水位に依存することも、ドラムの回転数を洗濯機内の水位に依存した最適回転数にリアルタイムで追随させて洗濯するという技術的思想も、一切開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−７７６２２号公報
【特許文献２】実登２５５８１７６号公報
【特許文献３】特開平６−６３２８５号公報
【特許文献４】特開平７−１７８２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、特許文献１には、洗浄効率を最大にする回転数として実験的或いは視覚的に求められるドラムの最適回転数が、商品種に依存することは開示されているが、上記最適回転数が、洗濯工程の設定水位や洗濯工程中の水位変動によって変動し得るものであることは明確には認識されず、改良の余地がある。
特許文献２は、異なる種類の被洗物に対して、適する洗濯回転速度を選ぶことを開示しているが、上記の適する洗濯回転速度が水位に依存して変動し得ることは開示していない。
特許文献３は、ドラムの１回転中の回転速度を可変として洗濯時間の短縮と被洗物の張りつき防止の両立を図ることを開示しているが、最適な回転速度が水位とともに変動し得るというアイデアは開示していない。
特許文献４には、回転翼を回転させても布傷みが生じないような最低限の水位を確保するために、水位の上昇或いは下降に並行して回転翼の回転数を上昇或いは下降させることは開示されているが、洗浄効率を最大にする最適回転数と言うアイデアも、最適回転数が水位に依存することも一切、開示されていない。
【００１０】
本発明者は、特許文献１の洗濯方法を実施し、その改良発展を模索する中で、被洗物の商品種及び投入負荷量と洗い方が同じであれば、洗い工程やすすぎ工程、加工工程等の各洗濯工程ごとに実験的又は視覚的に決定される上記の最適回転数が、各洗濯工程における設定水位によって決まり、上記設定水位の１次関数又は略１次関数という簡単な関数で与えられることを発見した。そして、この水位の１次関数又は略１次関数で与えられるドラムの回転数を、最大メカニカルアクション回転数、又は、より広い意味で水位連動回転数と呼ぶことにした。
【００１１】
なお、所与の条件のもとで１つ又は複数の課題を達成するために採用されるのが水位の関数としての水位連動回転数であり、水位の関数としての水位連動回転数のうち、所与の条件のもとで洗浄効率を最大化するという特定の課題を達成するために採用されるのが水位の関数としての最大メカニカルアクション回転数である。
最大メカニカルアクション回転数以外の水位連動回転数の例としては、例えば、ある一定水準以上の洗浄性を確保しつつ、使用水量若しくは使用電力量を最小化するという課題を達成するための、水位の関数としての水位連動回転数が挙げられる。
【００１２】
そして、給水工程や排水工程においては洗濯工程中に水位が上昇又は下降して変動すること、及び、通常は一定の水位設定がなされる洗い工程やすすぎ工程においても、被洗物による保水や、水位低下に伴う補充給水、昇温用蒸気の凝結、薬品の投入等により洗濯工程中に水位が変動し得ることを考慮して、変動する水位を計測しながら、ドラムの回転数をリアルタイムで、水位の関数としての最大メカニカルアクション回転数に自動的に追随
させて洗濯を行ったところ、従来と比べて約１６％の洗浄率の向上を達成できることがわかった。又、従来と比べて約１５％短い洗濯時間で、同程度の洗浄率を確保できることがわかった。
【００１３】
従って、本発明の目的は、回転するドラムを有する洗濯機において、洗濯工程が進行する中で変動する洗濯機内の水位を計測して、ドラムの回転数を前記水位の関数としての水位連動回転数に自動的に追随させて洗濯することで、洗浄性の向上と洗濯時間の短縮を実現できる洗濯方法及び洗濯装置を提供することである。
本発明の目的は更に、上記の洗濯方法及び洗濯装置を応用して、使用薬品量の削減、洗濯温度の低温化、使用水量の節減、また使用電力量の節減を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記の目的を達成するために為されたものであり、本発明の第１の形態は、回転するドラムを有する洗濯機を用いた洗濯方法であり、洗濯工程が進行する中で変動する洗濯機内の水位を計測して、前記ドラムの回転数を前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯方法である。
本発明は、回転数をリアルタイムで制御可能な洗濯機を対象とし、例えばインバータ等により回転数が可変な洗濯機を用いた洗濯方法である。
【００１５】
本発明の第２の形態は、回転するドラムを有する洗濯機を用いた洗濯方法であり、洗濯パターン中に２工程以上の水位連動洗濯工程を含み、前記水位連動洗濯工程が進行する中で変動する洗濯機内の水位を計測して、前記ドラムの回転数を前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させ、前記水位の関数としての前記水位連動回転数は、前記洗濯パターン中の2工程以上の前記水位連動洗濯工程を通じて共通の関数で与えられることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯方法である。
【００１６】
洗濯パターンは、加工工程（例えば、水位レベル２又は４）、洗い工程（例えば、水位レベル６）、すすぎ工程（例えば、水位レベル８）や、給水工程、排水工程、脱水工程等の一連の洗濯工程からなり、脱水工程以外の洗濯工程には設定水位又は水位変動プロファイルが定められ、前記設定水位又は前記水位変動プロファイルに従って前記洗濯工程中の水位の制御がなされる。
【００１７】
洗濯パターンを構成する一連の洗濯工程の各々は、水位連動洗濯工程であるか非水位連動洗濯工程であるかのいずれかであり、水位連動洗濯工程においては、変動する洗濯機内の水位を計測して、ドラムの回転数を前記水位の関数としての水位連動回転数に自動的に追随させて洗濯が行われる。又、非水位連動洗濯工程においては、従来のように、設定回転数で、又は回転数変動プロファイルに従って、ドラムを回転させて洗濯が行われる。脱水工程は非水位連動洗濯工程である。脱水工程以外の洗濯工程は、水位連動洗濯工程となり得る。
【００１８】
本発明の第３の形態は、前記水位の関数としての前記水位連動回転数が、被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数である水位連動回転数自動追随型洗濯方法である。
上記最大メカニカルアクション回転数は、特許文献１で見出された、洗浄効率を最大にする洗濯工程ごとの最適回転数と密接に関係し、水位に応じて決まる回転数であり、実験的方法又は視覚的方法によって決定される。
実験的方法によって決定される最大メカニカルアクション回転数は、洗濯前後での人工汚染布の光学的反射率の測定結果等から計算される洗浄率が最大となる洗濯工程ごとの最適回転数をよく近似する、水位の１次関数又は略１次関数で表されるドラムの回転数である。視覚的方法によって決定される最大メカニカルアクション回転数は、揉み洗いの場合
には観察される被洗物の放物軌道距離が最大になるドラムの回転数であり、タタキ洗いの場合には観察される被洗物の放物軌道の頂点が最高位置になり、落下高さが最大になるドラムの回転数である。
【００１９】
揉み洗いの場合、被洗物は主として集団状態で揉み洗いされながら放物軌道を描いて水面若しくはドラムの内周面に向けて落下してゆき、揉み洗い時間が最大になるために放物軌道に沿った放物軌道距離が最大になるドラムの回転数が被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数を与える。また、タタキ洗いの場合、被洗物は主として個々バラバラに放物軌道を描いて水面若しくはドラムの内周面に向けて落下してタタキ洗いされ、タタキ洗いの衝撃が最大になるために放物軌道の頂点が最高位置になって落下高さが最大になるドラムの回転数が被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数を与える。
【００２０】
上記最大メカニカルアクション回転数は一般に、上記水位のほか、揉み洗いかタタキ洗いかといった洗い方、ドラムの半径、ドラム（内胴）とケーシング（外胴）の間の内外胴間クリアランス（隙間距離）、被洗物の商品種及び投入負荷量、ビータの形状及び個数にも依存する。
【００２１】
本発明の第４の形態は、前記水位連動回転数が前記水位の１次関数又は略１次関数で与えられる水位連動回転数自動追随型洗濯方法である。
【００２２】
本発明の第５の形態は、２パターン以上の洗濯パターンから１つの洗濯パターンを選択して実行するステップを有し、各々の前記洗濯パターンは少なくとも洗濯パターン中に１工程の水位連動洗濯工程を有し、各々の水位連動洗濯工程における前記水位の関数としての水位連動回転数は、その水位連動洗濯工程がどの洗濯パターンに含まれているかによって決まる関数であり、複数の水位連動洗濯工程が同一の洗濯パターンに含まれていれば、前記水位の関数としての水位連動回転数は、それらの複数の水位連動洗濯工程を通じて共通の関数で与えられ、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の１次関数である場合にはその１次関数の傾き、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の略１次関数である場合にはその略１次関数を直線近似する１次関数を適切に選定した場合のその１次関数の傾きが、少なくとも２パターン以上の前記洗濯パターンについて共通の傾き又は相互に近似する傾きである水位連動回転数自動追随型洗濯方法である。
ここで、２つ以上の上記の傾きｋ１，ｋ２，…が相互に近似する傾きであるとは、いずれも正の傾きであるｋ１，ｋ２，…のうち、最大の傾きが、最小の傾きの１．００倍以上１．０５倍以下の範囲に含まれることをいう。
【００２３】
本発明の第６の形態は、ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に配設されたドラムと、前記ケーシング内の水位を計測する水位計測手段と、前記ドラムの回転数を制御する回転数制御手段と、前記水位の関数としての水位連動回転数を記憶する水位連動回転数記憶手段を少なくとも有し、前記回転数制御手段は洗濯工程が進行する中で、前記回転数を、前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯装置である。
【００２４】
本発明の第７の形態は、ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に配設されたドラムと、前記ケーシング内の水位を計測する水位計測手段と、前記ドラムの回転数を制御する回転数制御手段と、前記水位の関数としての水位連動回転数を記憶する水位連動回転数記憶手段と、タイマーと、洗濯パターン中に１工程以上持つ水位連動洗濯工程における設定水位又は水位変動プロファイルを記憶する設定水位記憶手段と、前記タイマーと前記設定水位又は前記水位変動プロファイルに従って前記水位を調節する水位調節手段を少なくとも有し、前記回転数制御手段は前記水位連動洗濯工程において、前記回転数を、前記水
位の関数としての水位連動回転数に追随させることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯装置である。
【００２５】
本発明の第８の形態は、前記水位の関数としての前記水位連動回転数が、被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数である水位連動回転数自動追随型洗濯装置である。
【００２６】
本発明の第９の形態は、前記水位連動回転数が前記水位の１次関数又は略１次関数で与えられる水位連動回転数自動追随型洗濯装置である。
【００２７】
本発明の第１０の形態は、２パターン以上の洗濯パターンを記憶する洗濯パターン記憶手段と、２パターン以上の洗濯パターンから１つの洗濯パターンを選択して実行する洗濯パターン選択実行手段を有し、各々の前記洗濯パターンは少なくとも１工程の水位連動洗濯工程を有し、各々の水位連動洗濯工程における前記水位の関数としての水位連動回転数は、その水位連動洗濯工程がどの洗濯パターンに含まれているかによって決まる関数であり、複数の水位連動洗濯工程が同一の洗濯パターンに含まれていれば、前記水位の関数としての水位連動回転数は、それらの複数の水位連動洗濯工程を通じて共通の関数で与えられ、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の１次関数である場合にはその１次関数の傾き、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の略１次関数である場合にはその略１次関数を直線近似する１次関数を適切に選定した場合のその１次関数の傾きが、少なくとも２パターン以上の前記洗濯パターンについて共通の傾き又は相互に近似する傾きである水位連動回転数自動追随型洗濯装置である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の第１の形態によれば、回転するドラムを有する洗濯機を用いた洗濯方法であって、洗濯工程が進行する中で変動する洗濯機内の水位を計測して、前記ドラムの回転数を前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯方法を提供することができる。
【００２９】
洗濯の際には、洗浄性の向上、洗濯時間の短縮、使用電力量の節減、使用薬品量の節減、洗濯温度の低温化、また使用水量の節減といった種々の課題の達成を総合考慮する必要がある。本発明者は、このような課題を達成する上で、洗濯工程が進行する中で変動する洗濯機内の水位を計測して、ドラムの回転数を、前記水位の関数としての水位連動回転数に自動的に追随させる洗濯方法が、従来の、各洗濯工程ごとに一定の回転数と水位を設定する方法よりも効果的であることを見出した。
【００３０】
一例として、洗浄効率の向上という課題を例にとれば、所与の条件のもとで洗浄効率を最大にするドラムの回転数は、洗濯機内の水位に依存する。例えば被洗物の種類がモップで洗い方がタタキ洗いの場合、回転するドラムの上部でドラムの内周面から離れたモップが放物軌道の最高点に達した後に自由落下して水面若しくはドラムの内周面に叩きつけられるまでの高度差が最大となる回転数が、洗浄効率を最大とする回転数、すなわち上記課題を達成するために最適化された水位連動回転数であるが、この水位連動回転数は上記水位に依存するからである。なお、洗浄効率を最大とする上記回転数は一般に、上記水位のほか、ドラムの半径、被洗物の商品種及び投入負荷量、ドラムの内周面に凸設されるビータの形状及び個数などにも依存する。
【００３１】
洗濯時間の短縮のためには、給・排水工程のように水位が変動する洗濯工程中もドラムを回転させて洗濯やすすぎを実施することが望ましい。又、洗い工程やすすぎ工程や加工工程のように通常は一定の設定水位で実施される洗濯工程においても、被洗物による保水や、水位低下に伴う補充給水、昇温用蒸気の凝結、薬品の投入等の原因によって、水位の
変動が起き得る。
【００３２】
変動する水位を計測して、ドラムの回転数を、洗浄性の向上等の、１つ又は複数の課題の達成のために最適化された水位連動回転数に自動的に追随させることで、従来のように、一定の設定回転数又は洗濯工程ごとに一定の設定回転数で洗濯するよりも、より良く上記１つ又は複数の課題を達成することができる。
【００３３】
ここで、本発明と特許文献４の発明の相違点について説明する。既述の通り、特許文献４には、水位の上昇或いは下降に並行して回転翼の回転数を上昇或いは下降させる、という技術的思想は開示されている。しかし、その目的は、回転翼を回転させても布傷みが生じないような最低限の水位を確保することである。同文献には、洗浄効率を最大にする最適回転数、若しくはより一般に水位連動回転数というアイデアも、水位連動回転数が水位の関数であることも、ドラムの回転数を洗濯機内の水位に依存した水位連動回転数にリアルタイムで追随させて洗濯するという技術的思想も、一切開示されていない。特許文献４が水位で決まる最適回転数若しくは水位連動回転数という技術的思想を仮に有しているならば、水位が上昇中であるか下降中であるかによらず、同じ水位ならば同じ最適回転数若しくは水位連動回転数でドラムを回転させることが開示されているはずであるが、同文献にはその旨の記載も示唆も一切ない。
そもそも特許文献４の自動洗濯機は、家庭用洗濯機であり、回転軸が鉛直方向に向く縦型洗濯機であり、水位がゼロ若しくは極めて低下した場合に回転翼が回転していると被洗濯物が破れるなどの損傷を受けるから水位の上昇や下降に並行して回転数を変更するものでしかない。本発明が主に対象として想定している業務用洗濯機は一般にドラムの回転軸が鉛直方向ではなく回転翼も有さないから、水位がゼロ若しくは極めて低下した場合であってもドラムの回転により被洗濯物が損傷を受けることがない。従って、ドラムの回転数を変更する目的も、回転数と水位の関係性も、家庭用と業務用とでは全く異なると言わざるを得ない。
もっとも、本発明の対象は業務用洗濯機に限られるわけではなく、回転翼を有さない洗濯機に限られるわけでもない。変動する水位を計測して、ドラムの回転数を、水位に依存して決まる最適な回転数若しくはより一般に水位連動回転数にリアルタイムで追随させる、というアイデアが適用可能な洗濯機であれば、本発明の対象となり得る。
【００３４】
本発明の第２の形態によれば、回転するドラムを有する洗濯機を用いた洗濯方法であり、洗濯パターン中に２工程以上の水位連動洗濯工程を含み、前記水位連動洗濯工程が進行する中で変動する洗濯機内の水位を計測して、前記ドラムの回転数を前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させ、前記水位の関数としての前記水位連動回転数は、前記洗濯パターン中の２工程以上の前記水位連動洗濯工程を通じて共通の関数で与えられることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯方法を提供することができる。
【００３５】
本形態の洗濯方法においては、洗濯パターンを構成する一連の洗濯工程には、少なくとも２つの水位連動洗濯工程が含まれ、それらの水位連動洗濯工程においては、水位の関数としての水位連動回転数は、共通の関数で表される。
洗濯パターンを構成する複数の水位連動洗濯工程を通じて常に、ドラムの回転数を、上記１つ又は複数の課題を達成するために最適化された前記水位の関数としての水位連動回転数に自動的に追随させて洗濯が行われるから、従来のように、一定の設定回転数で、又は前記水位に連動させることなく予め与えられた回転数変動プロファイルに従って、又は洗濯工程ごとの設定回転数で、ドラムを回転させて洗濯を行う場合と比べて、上記１つ又は複数の課題をより良く達成することができる。
【００３６】
本発明の第３の形態によれば、前記水位の関数としての前記水位連動回転数が、被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数である水位連動回転数自動追随
型洗濯方法を提供することができる。
【００３７】
本形態の洗濯方法によれば、変動する水位を計測して、ドラムの回転数を常に、被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数に自動的に追随させて洗濯を行うから、従来の洗濯方法に比べて、洗浄性の向上、洗濯時間の短縮、使用電力量の節減、使用薬品量の節減、洗濯温度の低温化、及び／又は使用水量の節減といった１つ又は複数の課題をより良く達成することができる。
【００３８】
本発明者は、ドラムが、洗浄効率が最大となる最大メカニカルアクション回転数で回転している状態は、被洗物が「最大メカニカルアクション」を受けている状態であると考えている。最大メカニカルアクションが得られる回転数は水位に依存するから、水位に応じた最大メカニカルアクション回転数に、ドラムの回転数を自動的に追随させて洗濯を行うことにより、常に最大メカニカルアクションを被洗物に作用させながら洗濯を実施することができ、洗浄効率を最大にすることができるのである。
【００３９】
上記最大メカニカルアクション回転数は一般に、上記水位のほか、揉み洗いかタタキ洗いかといった洗い方、ドラムの半径、内外胴間クリアランス（隙間距離）、被洗物の商品種及び投入負荷量、ビータの形状及び個数にも依存する。タタキ洗いの場合、他の条件が同じであれば一般に、内外胴間クリアランスが小さいほど、又は、ビータの楔形の頂角が小さいほど、又は、ドラムの内周面に凸設されるビータの個数が多いほど、同じメカニカルアクションを被洗物に作用させるために必要なドラムの回転数は小さくて済み、使用電力量も少なくて済む。
【００４０】
本発明の第４の形態によれば、前記水位連動回転数が前記水位の１次関数又は略１次関数で与えられる水位連動回転数自動追随型洗濯方法を提供することができる。
本発明者は、特許文献１の洗濯方法の改良発展を模索する中で、実験的又は視覚的に決定される、洗浄効率を最大にする洗濯工程ごとの最適回転数が、洗い工程、すすぎ工程、加工工程等の各洗濯工程ごとの設定水位の１次関数又は略１次関数で与えられることを発見した。
【００４１】
１つの洗濯パターンに含まれる一連の各洗濯工程について考えた場合、言い換えれば、被洗物の商品種及び投入負荷量とタタキ洗いや揉み洗いといった洗い方を指定して、その洗い方に必要な各洗濯工程について考えた場合、横軸に各洗濯工程における従来の一定の設定水位、縦軸に実験的又は視覚的に求められる洗濯工程ごとの最適回転数をとってプロットすると、各洗濯工程に対応した各点はほぼ直線の上に乗る。水位レベルが０以上８以下の範囲内において、洗濯工程ごとの最適回転数の前記直線からのずれは、多くの商品種及び投入負荷量と洗い方について±３％以内であり、検証したすべての商品種及び投入負荷量と洗い方について±５％以内である。
【００４２】
本形態の洗濯方法によれば、変動する水位を計測して、ドラムの回転数を常に、被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数に近い、前記水位の１次関数又は略１次関数で表される水位連動回転数に自動的に追随させて洗濯を行うから、水位のシンプルな関数を用いる回転数制御により、従来の洗濯方法に比べて、洗浄性の向上、洗濯時間の短縮、使用電力量の節減、使用薬品量の節減、洗濯温度の低温化、及び／又は使用水量の節減を実現することができる。
【００４３】
なお、水位の略１次関数とは、水位のある正値１次関数が存在して、水位レベルが０以上８以下の範囲においてその略１次関数の関数値が常に、上記の正値１次関数の関数値の０．９７倍以上１．０３倍以下の範囲内にあるか、又は、０．９５倍以上１．０５倍以下の範囲内にある連続関数のことをいう。このとき、上記の水位のある正値１次関数は、上
記の水位の略１次関数を直線近似する１次関数であるという。水位のある略１次関数を直線近似する水位の１次関数は１つとは限らず、一般には無数に存在し得る。
【００４４】
本発明の第５の形態によれば、２パターン以上の洗濯パターンから１つの洗濯パターンを選択して実行するステップを有し、各々の前記洗濯パターンは少なくとも洗濯パターン中に１工程の水位連動洗濯工程を有し、各々の水位連動洗濯工程における前記水位の関数としての水位連動回転数は、その水位連動洗濯工程がどの洗濯パターンに含まれているかによって決まる関数であり、複数の水位連動洗濯工程が同一の洗濯パターンに含まれていれば、前記水位の関数としての水位連動回転数は、それらの複数の水位連動洗濯工程を通じて共通の関数で与えられ、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の１次関数である場合にはその１次関数の傾き、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の略１次関数である場合にはその略１次関数を直線近似する１次関数を適切に選定した場合のその１次関数の傾きが、少なくとも２パターン以上の前記洗濯パターンについて共通の傾き又は相互に近似する傾きである水位連動回転数自動追随型洗濯方法を提供することができる。
【００４５】
洗濯機のドラムの形状、すなわち、ドラムの半径やドラムの内周面に凸設されるビータの形状及び個数が同じであっても、どの種類のマットやモップであるかといった被洗物の商品種や投入負荷量が異なったり、タタキ洗いであるか揉み洗いであるかといった洗い方が異なれば、洗濯パターンが異なり、１つ１つの洗濯パターンを構成する、一連の洗濯工程の設定水位又は水位変動プロファイルと、その設定水位又は水位変動プロファイルにおける最大メカニカルアクション回転数若しくは水位連動回転数を表す、又は近似する上記の１次関数又は略１次関数も異なる。
【００４６】
しかし、本発明者は、洗濯機のドラムの半径と被洗物の投入負荷量が同じであれば、上記の１次関数の傾き又は上記の略１次関数を直線近似する１次関数の傾きは、洗濯パターンによらずほぼ同一の傾きであること、言い換えれば、被洗物の商品種や洗い方によらずほぼ同一の傾きであることを発見した。検証したすべての商品種及び投入負荷量と洗い方について上記の傾きのバラツキは±５％以内である。
更に、水位を後述する「LEVEL」を単位として表して、上記の傾きを単位「ｒｐｍ／LEVEL」を用いて表した場合、洗濯機の機種が違っても、洗濯機のドラムの半径が同じであれば、ドラムの内面に凸設されたビータの形状や個数、内外胴間クリアランス（隙間距離）によらず、上記の傾きを表す数値がほぼ同一となることを見出した。
【００４７】
本形態の洗濯方法によれば、１つの洗濯パターンについて、言い換えれば、ある商品種と洗い方について上記の１次関数の傾き又は上記の略１次関数を直線近似する１次関数の傾き（ｋとする）が分かっていれば、別の洗濯パターンについて上記の１次関数の傾き又は上記の略１次関数を直線近似する１次関数の傾きが分かっていなくても、ある１つの水位についての水位連動回転数が分かるだけで、上記の傾きｋを用いて、当該別の洗濯パターンについて上記１次関数又は略１次関数が推定できるから、変動する洗濯機内の水位を計測して、ドラムの回転数を、推定したその１次関数又は略１次関数で与えられる水位連動回転数に自動的に追随させて洗濯を行うことにより、従来の洗濯方法に比べて、洗浄性の向上、洗濯時間の短縮、使用電力量の節減、使用薬品量の節減、洗濯温度の低温化、及び／又は使用水量の節減を実現することができる。
【００４８】
本発明の第６の形態によれば、ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に配設されたドラムと、前記ケーシング内の水位を計測する水位計測手段と、前記ドラムの回転数を制御する回転数制御手段と、前記水位の関数としての水位連動回転数を記憶する水位連動回転数記憶手段を少なくとも有し、前記回転数制御手段は洗濯工程が進行する中で、前記回転数を、前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させることを特徴とする水位連
動回転数自動追随型洗濯装置を提供することができる。
【００４９】
洗濯の際には、洗浄性の向上、洗濯時間の短縮、使用電力量の節減、使用薬品量の節減、洗濯温度の低温化、また使用水量の節減といった種々の課題の達成を総合考慮する必要がある。本形態の洗濯装置は、変動する水位を計測して、ドラムの回転数を、洗浄性の向上等の、１つ又は複数の課題の達成のために最適化された水位連動回転数に自動的に追随させることで、従来のように、一定の設定回転数又は洗濯工程ごとに一定の設定回転数で洗濯する洗濯装置よりも、より良く上記１つ又は複数の課題を達成することができる。
【００５０】
本発明の第７の形態によれば、ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に配設されたドラムと、前記ケーシング内の水位を計測する水位計測手段と、前記ドラムの回転数を制御する回転数制御手段と、前記水位の関数としての水位連動回転数を記憶する水位連動回転数記憶手段と、タイマーと、洗濯パターン中に１工程以上持つ水位連動洗濯工程における設定水位又は水位変動プロファイルを記憶する設定水位記憶手段と、前記タイマーと前記設定水位又は前記水位変動プロファイルに従って前記水位を調節する水位調節手段を少なくとも有し、前記回転数制御手段は前記水位連動洗濯工程において、前記回転数を、前記水位の関数としての水位連動回転数に追随させることを特徴とする水位連動回転数自動追随型洗濯装置を提供することができる。
【００５１】
本形態の洗濯装置においては、洗濯パターンを構成する複数の水位連動洗濯工程を通じて常に、ドラムの回転数を、上記１つ又は複数の課題を達成するために最適化された前記水位の関数としての水位連動回転数に自動的に追随させて洗濯が行われるから、従来のように、一定の設定回転数で、又は前記水位に連動させることなく予め与えられた回転数変動プロファイルに従って、又は洗濯工程ごとの設定回転数で、ドラムを回転させて洗濯を行う洗濯装置と比べて、上記１つ又は複数の課題をより良く達成することができる。
【００５２】
本発明の第８の形態によれば、前記水位の関数としての前記水位連動回転数が、被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数である水位連動回転数自動追随型洗濯装置を提供することができる。
【００５３】
本形態の洗濯装置によれば、変動する水位を計測して、ドラムの回転数を常に、被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数に自動的に追随させて洗濯を行うから、従来の洗濯装置に比べて、洗浄性の向上、洗濯時間の短縮、使用電力量の節減、使用薬品量の節減、洗濯温度の低温化、及び／又は使用水量の節減といった１つ又は複数の課題をより良く達成することができる。
【００５４】
本発明の第９の形態によれば、前記水位連動回転数が前記水位の１次関数又は略１次関数で与えられる水位連動回転数自動追随型洗濯装置を提供することができる。
【００５５】
本形態の洗濯装置によれば、変動する水位を計測して、ドラムの回転数を常に、被洗物の洗浄効率を最大にする最大メカニカルアクション回転数に近い、前記水位の１次関数又は略１次関数で表される水位連動回転数に自動的に追随させて洗濯を行うから、水位のシンプルな関数を用いる回転数制御により、従来の洗濯装置に比べて、上記１つ又は複数の課題をより良く達成することができる。
【００５６】
本発明の第１０の形態によれば、２パターン以上の洗濯パターンを記憶する洗濯パターン記憶手段と、２パターン以上の洗濯パターンから１つの洗濯パターンを選択して実行する洗濯パターン選択実行手段を有し、各々の前記洗濯パターンは少なくとも１工程の水位連動洗濯工程を有し、各々の水位連動洗濯工程における前記水位の関数としての水位連動回転数は、その水位連動洗濯工程がどの洗濯パターンに含まれているかによって決まる関
数であり、複数の水位連動洗濯工程が同一の洗濯パターンに含まれていれば、前記水位の関数としての水位連動回転数は、それらの複数の水位連動洗濯工程を通じて共通の関数で与えられ、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の１次関数である場合にはその１次関数の傾き、前記水位の関数としての水位連動回転数が前記水位の略１次関数である場合にはその略１次関数を直線近似する１次関数を適切に選定した場合のその１次関数の傾きが、少なくとも２パターン以上の前記洗濯パターンについて共通の傾き又は相互に近似する傾きである水位連動回転数自動追随型洗濯装置を提供することができる。
【００５７】
本形態の洗濯装置によれば、１つの洗濯パターンについて、言い換えれば、ある商品種と洗い方について上記の１次関数の傾き又は上記の略１次関数を直線近似する１次関数の傾き（ｋとする）が分かっていれば、別の洗濯パターンについて上記の１次関数の傾き又は上記の略１次関数を直線近似する１次関数の傾きが分かっていなくても、ある１つの水位についての水位連動回転数が分かるだけで、上記の傾きｋを用いて、当該別の洗濯パターンについて上記１次関数又は略１次関数が推定できるから、前記水位を計測して、ドラムの回転数を、推定したその１次関数又は略１次関数で与えられる水位連動回転数に自動的に追随させて洗濯を行うことにより、従来の洗濯装置に比べて、上記１つ又は複数の課題をより良く達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明に係る水位連動回転数自動追随型の洗濯装置１の説明図である。
【図２】図２は、本発明に係る洗濯装置１の制御部４０の説明図である。
【図３】図３は、本発明における、洗濯水の水位及びその水位レベルの定義を説明する図である。
【図４】図４は、本発明に係る洗濯方法及び洗濯装置に使用される、水位連動洗濯工程を制御する制御プログラムのフロー図である。
【図５】図５は、本発明の実施例１及び比較例１、２における洗濯パターンと、水位の変動、及びドラムの回転数の変動を示す簡略表である。
【図６】図６は、図５の表をより詳細なグラフで示した図である。
【図７】図７は、本発明に係る洗濯方法及び洗濯装置に使用される、洗濯パターンの選択と実行を制御する制御プログラムのフロー図である。
【図８】図８は、水位の関数としての水位連動回転数を設定・保存するための副プログラムのフロー図である。
【図９】図９は、本発明の着想のきっかけとなった発見の説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の水位の関数としての水位連動回転数を示す、１次関数又は略１次関数の説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の２以上の洗濯パターンについて、各洗濯パターンにおける水位の関数としての水位連動回転数どうしの関係を示す説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の洗濯装置における被洗物の軌跡の特徴や電流値の洗濯装置依存性を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下に、本発明に係る水位連動回転数自動追随型の洗濯方法及び洗濯装置の実施形態の例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００６０】
図１は、本発明に係る水位連動回転数自動追随型の洗濯装置１の説明図である。本洗濯装置１は少なくとも、制御部４０と、内部にケーシング１１とドラム２０を有する洗濯機１０と、ケーシング１１内に洗濯水２４を給水するための給水管１２と、ケーシング１１内から洗濯水２４を外部に排出するための排水管１３と、ドラム２０を回転駆動するモー
タ３１と、制御部４０が発する回転数指令３２に基づいてモータ３１の回転数を変更することで、ドラム２０の回転数を所望回転数に変更できるインバータ等の回転数制御手段３０と、ケーシング１１内の洗濯水２４の水面２５の位置、すなわち水位２６を計測するための水位センサ３４と、制御部４０の指令により水位センサ３４の出力を読み取って制御部４０に伝達する水位計測手段３３と、給水管１２に設けられた給水弁３６と、排水管１３に設けられた排水弁３７と、制御部４０の指令により給水弁３６及び／又は排水弁３７の開閉状態を制御して水位２６を調節する水位調節手段３５を含む。
本洗濯装置１は他に、洗濯水２４の温度を計測する温度センサー（図示せず）と、計測された温度に基づき、制御部４０の指令のもと、洗濯水２４の温度を昇温させるための昇温用蒸気の供給を行う昇温用蒸気供給手段（図示せず）を有してもよい。本洗濯装置１は更に、薬品投入手段（図示せず）を備えてもよい。薬品投入手段は手動で、若しくは操作者が入力装置４２を通して制御部４０に指示を与えることにより半自動で、若しくは制御部４０の指令の下に自動で、洗濯水２４に洗濯工程が進行する中で所定量の薬品及び／又は洗剤を投入する。
【００６１】
ドラム２０の中にはマットやモップ等の被洗物２７が所定枚数若しくは所定質量だけ投入されている。洗濯水２４の水面２５の位置、すなわち水位２６は一般に洗濯工程の進行とともに変動する。洗濯水２４には所定量の洗剤が溶解混入されてもよく、洗濯水２４はドラム２０に無数にパンチングされた孔を通して、ケーシンク１１からドラム２０の内部にまで通水されている。
【００６２】
ドラム２０の内周面には適当位置に被洗物２７を掻き上げる１つ又は複数のビータ２１が設けられている。ドラム２０は回転軸２２を軸として矢印２３が示す方向又はその逆方向に回転しており、その時々刻々の回転数（ｒｐｍ）は回転数制御手段３０により制御される。図１の実施形態では、回転軸２２は水平または斜めであり、鉛直でも略鉛直でもない。被洗物２７はビータ２１により掻き上げられて、その被洗物表面２８は図示するように左上方へと嵩高に盛り上がっている。一方向回転動作、正逆回転動作又は断続回転動作により被洗物２７はドラム２０の内部を回転落下し、次第に洗濯水２４により洗濯されてゆく。
【００６３】
図２は、本洗濯装置１の制御部４０の説明図である。制御部４０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）４１と、被洗物２７の商品種と投入負荷量及び洗い方、若しくは、洗濯パターンを少なくとも入力する入力装置４２と、演算状態を外部に出力する出力装置４３と、記憶部４４と、タイマー（図示せず）から構成される。
ＣＰＵ４１の指令により水位調節手段３５は、設定水位記憶手段に記憶された設定水位又は水位変動プロファイルに従ってケーシング１１内の水位を調節する。又、ＣＰＵ４１は、水位計測手段３３から計測水位の値を受け取ることができる。又、ＣＰＵ４１は、前記計測水位の値に基づいて水位連動回転数を計算し、回転数制御手段３０に時々刻々のドラム２０の回転数を指令する回転数指令３２を発することができる。
記憶部４４は、制御プログラムを保存するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）４６と、一時データを保存するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４５と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、フラッシュメモリ等で構成された記憶媒体４７からなる。
【００６４】
記憶媒体４７は少なくとも、次のデータを保存する。なお、これらのデータの一部若しくは全部をＲＯＭ４６に保存してもよい。
（１）商品種と投入負荷量及び洗い方と、洗濯パターン（一連の洗濯工程）との対応関係。
（２）各洗濯パターンにおける水位の関数としての水位連動回転数。
（３）各洗濯パターン中に１工程以上持つ各水位連動洗濯工程における設定水位又は水位
変動プロファイル。
本発明の洗濯パターン記憶手段、水位連動回転数記憶手段、及び設定水位記憶手段の実体は、記憶媒体４７、又は／及びＲＯＭ４６である。又、本発明の洗濯パターン選択実行手段の実体は、ＣＰＵ４１によって実行される前記制御プログラムである。
【００６５】
図３は、本発明における、洗濯水の水位及びその水位レベルの定義の一例を説明する図である。断面がいずれも円形のケーシング（外胴）１１とドラム（内胴）２０は、回転軸２２を共通の中心とするように配置され、ケーシング（外胴）１１とドラム（内胴）２０の間の隙間距離は内外胴間クリアランス１８で与えられる。外胴１１内に貯水された洗濯水２４は、内胴２０にパンチングされた無数の穴を通して、内胴２０内に通水している。洗濯水２４の水位２６とは、外胴１１の内周面の最下点１７から水面２５までの高さをいう。又、洗濯水２４の水位レベルとは、外胴の内周面の半径１５の10分の1の高さを 1 LEVEL と定義したとき、水位２６が 1 LEVEL の何倍にあたるか、を示す数をいう。式で表せば次の（式１）のようになる。
（式１）  水位レベル  ＝  水位／LEVEL
＝  10×水位／半径
例えば、洗濯水２４が全くない状態の水位レベルは０であり、回転軸２２の中央の位置まで洗濯水２４が満ちていれば水位レベルは１０であり、満水状態で水位２６が外胴１１の内周面の直径１４と同じであれば水位レベルは２０である。
【００６６】
以上は、回転軸２２が水平又は斜めの場合の水位レベルの定義の一例であるが、回転軸２２が水平又は斜めとは限らない一般の場合でも、ある適当な高さを1 LEVELと定めることにより、無次元化した水位レベルを（式１）の最初の等号が示す定義式によって、同様に定義することができる。
【００６７】
水位センサ３４（図１参照）は、水位２６を計測できるものであれば圧力式、光学式、超音波式、重量式など、様々な測定方式のものが使用できる。例えば、圧力式の場合、水位センサ３４は、ケーシング１１の下部と細いチューブでつながり、ケーシング１１内に洗濯水２４が貯まることによりチューブ内の気体の圧力（水頭圧）が変化し、その圧力変化を圧力計で読み取ることにより、水位２６を計測する。したがって、圧力式の水位センサの場合、洗濯工程の進行とともに波立ったり傾斜したりする水面２５の局所的な凹凸形状に影響されることなく、水面２５の平均的な高さ、すなわち水平方向に平均化された水位２６を計測することができる。他の測定方式の水位センサ３４で水位２６を計測する場合には、水面２５の平均的な高さを計測できるよう、水平方向の平均化や水面の傾斜を補正することが必要になる場合もある。
【００６８】
図４は、本発明に係る洗濯方法及び洗濯装置に使用される、水位連動洗濯工程を制御する制御プログラムのフロー図である。水位連動洗濯工程においては、水位２６を計測して、ドラム２０の回転数を、水位２６の関数として決まる水位連動回転数に自動的に追随させるように制御する。ここで、水位２６の計測値は一般に、洗濯工程の進行に伴い、給排水や、ドラム２０の回転に伴って運動する被洗物２７の偏り、被洗物による保水や、水位低下に伴う補充給水、昇温用蒸気の凝結、薬品の投入等の理由で小刻みに変動する。そこで毎回の水位の計測値そのものではなく、数十ミリ秒から数秒の時間、若しくは数十ミリ秒から１分程度の時間で平均化した、水位の計測値の時間的な平均値を求め、その平均値から計算される水位連動回転数に対して自動追随制御を行う。ドラム２０の回転に伴って運動する被洗物２７の偏りによる水位計測値の変動を平均化するため、水位を計測する時間間隔Ｔｗは、ドラム２０の回転の１周期の時間Ｔ以下であることが望ましく、より望ましくは時間間隔Ｔｗは時間Ｔの２分の１以下とすべきである。又、平均化する時間は、ドラム２０の回転の１周期の時間Ｔ以上であることが望ましく、より望ましくは時間Ｔの２倍以上とすべきである。
上記の１周期の時間Ｔとしては、例えば、当該水位連動洗濯工程における平均的なドラム２０の回転数ｆの逆数ｆ−１を用いることができる。つまり、Ｔ＝ｆ−１と考えて、望ましい時間間隔Ｔｗおよび平均化する時間を設定することができる。
【００６９】
そこで、水位連動洗濯工程においては、監視サイクルごとに水位２６を計測し、判定周期ごとに計測値の平均値を求めて、平均値に基づく自動追随制御を行う。具体的には、監視サイクルである時間Ｔｗおきに水位を計測し、連続するｍ回分の水位の計測値の平均値を計測水位として、ドラム２０の回転数を、計測水位から計算される水位連動回転数に追随させるように制御する。時間Ｔｗをｍ回合わせた、平均化する時間ｍ×Ｔｗは数十ミリ秒〜１分程度と任意であるが、ドラム２０の回転の１周期の時間Ｔ以上であることが望ましく、より望ましくは時間Ｔの２倍以上とすべきである。
【００７０】
図４において、ステップＳ１で水位連動洗濯工程がスタートする。ステップＳ２の工程Ａには次の２つの場合(i)と(ii)があり得る。
(i) ステップＳ２の工程Ａで何も行わない場合：
この場合には、時間Ｔｗおきに水位を計測するたびに直近ｍ回分の計測値の移動平均を計算しながら、ステップＳ６〜Ｓ１０が実行されることとなる。この場合、監視サイクルも判定周期もともに時間Ｔｗである。時間Ｔｗは数十ミリ秒〜数秒、若しくは数十ミリ秒〜１分程度に設定されるが、上記の条件を満たすことが望ましい。自然数ｍは、平均化する時間ｍ×Ｔｗが望ましくは上記の条件を満たすように設定する。
(ii) ステップＳ２の工程Ａで水位の計測回数をリセットする場合：
この場合には、監視サイクルである時間Ｔｗおきに水位を計測して、計測値がｍ個たまるごとに、すなわち時間ｍ×Ｔｗおきに、ｍ回分の計測値の平均値を計算しながら、ステップＳ６〜Ｓ１０が実行されることとなる。この場合、監視サイクルは時間Ｔｗであり、判定周期は時間ｍ×Ｔｗである。監視サイクルの時間Ｔｗは数ミリ秒〜数秒に設定されるが、上記の条件を満たすことが望ましい。自然数ｍは、平均化する時間ｍ×Ｔｗが望ましくは上記の条件を満たすように設定する。
【００７１】
ステップＳ３では、前回の水位計測から時間Ｔｗが経過したかどうかが判定される。ＹＥＳの場合にはステップＳ４に進み、ＮＯの場合にはステップＳ３に戻る。ステップＳ４では、水位計測手段３３がケーシング１１内の水位２６を計測する。ステップＳ５では、すでにｍ回以上水位を計測したかどうかが判定される。ＹＥＳの場合にはステップＳ６に進み、ＮＯの場合にはステップＳ３に戻る。ステップＳ６では、直近ｍ回の水位の計測値の平均値を計算し、その平均値を計測水位とする。ステップＳ７では、ステップＳ６で求めた計測水位に基づき、水位の関数としての水位連動回転数を計算する。ステップＳ８では、ステップＳ７で求めた水位連動回転数を回転数制御手段３０に指令する。ステップＳ９では、回転数制御手段３０がモータ３１の回転数を制御することにより、ドラム２０が水位連動回転数で回転する。ステップＳ１０では、水位連動洗濯工程である当該工程が終了したか否かが判定される。ＮＯの場合、ステップＳ２に戻る。ＹＥＳの場合、当該工程を終了する。
【００７２】
上記フロー図で示される方法により、比較的短いサンプリング時間間隔Ｔｗで取得したｍ回分の水位の計測値を平均した計測水位に基づき、ドラム２０の回転数を、前記計測水位の関数としての水位連動回転数にリアルタイムで自動的に追随させる制御が実現できるので、従来の洗濯方法に比べて、洗浄性の向上、洗濯時間の短縮、使用電力量の節減、使用薬品量の節減、洗濯温度の低温化、及び／又は使用水量の節減を実現することができる。
【００７３】
図５は、洗濯パターン、すなわち一連の洗濯工程の一例を示すものであり、具体的には、本発明の実施例１及び比較例１、２における洗濯パターンと、水位の変動、及びドラム
の回転数の変動を示す簡略表である。この例では洗濯パターンは表に挙げた順に進行する一連の１０の洗濯工程からなり、大きくは「加工」、「洗い」、「すすぎ」、「脱水」の４つの工程群からなる。
【００７４】
「加工」の工程群は、加工前給水工程、加工工程、加工後排水工程の３つの洗濯工程からなり、洗濯工程に要する時間は順に０．５分、９．０分、０．５分である。水位レベルは、加工前給水工程においては０から２まで増加し、加工工程においては２に設定され、加工後排水工程においては２から０まで減少する。
尚、加工工程とは、特殊な薬品を用いた加工など、被洗物の特殊な汚れを除去する等の目的で行われる洗濯工程であり、通常の洗い工程よりも低い水位レベルで実施される場合が多いが、必ずしも低水位レベルの洗濯工程に限定されるわけではない。本件明細書の比較例１、比較例２、実施例１、及び後述する実施例２では、加工工程において、定濃度の漂白剤を用いた漂白加工を行った。
又、図５に示す洗濯パターンの例では「加工」の工程群を「洗い」の工程群の前に設けたが、「加工」の工程群を「洗い」の工程群の直後や「すすぎ」の工程群の後に設けても良く、更に、「加工」の工程群の前、後、又は前後に、追加の「すすぎ」の工程群を設けても良い。
【００７５】
「洗い」の工程群は、洗い前給水工程、洗い工程、洗い後排水工程の３つの洗濯工程からなり、洗濯工程に要する時間は順に１．０分、１５．０分、１．０分である。水位レベルは、洗い前給水工程においては０から６まで増加し、洗い工程においては６に設定され、洗い後排水工程においては６から０まで減少する。
「すすぎ」の工程群は、すすぎ前給水工程、すすぎ工程、すすぎ後排水工程の３つの洗濯工程からなり、洗濯工程に要する時間は順に１．５分、８．０分、１．５分である。水位レベルは、すすぎ前給水工程においては０から８まで増加し、すすぎ工程においては８に設定され、すすぎ後排水工程においては８から０まで減少する。
「脱水」の工程群は、唯１つの脱水工程からなり、所要時間は２分である。
【００７６】
比較例１の洗濯パターンでは、最後の脱水工程以外の、加工前給水工程からすすぎ後排水工程までの９つの洗濯工程を通じて、ドラム２０の回転数は一定値２７ｒｐｍに設定され、ドラム２０は常に一定の回転数で回転する。
比較例２の洗濯パターンではドラム２０の回転数は、最後の脱水工程以外の、「加工」の工程群に含まれる３つの洗濯工程では一定値１９ｒｐｍに設定され、「洗い」の工程群に含まれる３つの洗濯工程では一定値２７ｒｐｍに設定され、「すすぎ」の工程群に含まれる３つの洗濯工程では一定値３１ｒｐｍに設定される。ここで、１９ｒｐｍは加工工程の設定水位である水位レベル２に対応した前記最大メカニカルアクション回転数かつ洗濯工程ごとの最適回転数であり、２７ｒｐｍは洗い工程の設定水位である水位レベル６に対応した前記最大メカニカルアクション回転数かつ洗濯工程ごとの最適回転数であり、３１ｒｐｍはすすぎ工程の設定水位である水位レベル８に対応した前記最大メカニカルアクション回転数かつ洗濯工程ごとの最適回転数である。
実施例１の洗濯パターンでは、最後の脱水工程以外の、加工前給水工程からすすぎ後排水工程までの９つの洗濯工程を通じて、ドラム２０の回転数は、前記水位の関数としての水位連動回転数にリアルタイムで自動的に追随するように制御される。ここで、前記水位の関数としての水位連動回転数として、後述する図９のグラフｒ１及び表２の洗濯パターン１の関数式で示される水位の１次関数を用いた。
【００７７】
図６は、図５の表をより詳細なグラフで示した説明図である。図（６Ａ）は、一連の洗濯工程の進行とともに生じる水位変動の一例を示し、図（６Ｂ）は図（６Ａ）の水位変動に伴って生じるドラム２０の回転数の変動を、実施例１と比較例１及び比較例２で対比して示したものである。
【００７８】
図（６Ａ）の水位変動曲線５０が示すように、水位レベルは、まず時刻０〜Ｔ１の「加工」の工程群において、水位レベル２への給水５１により０から２へと増加し、加工工程において約２に保たれ、排水５４により、０まで減少する。ここで、加工工程における水位レベルは厳密に２に保たれるわけではなく、被洗物保水による水位低下５５や水位低下に伴う補充給水５７や昇温用蒸気の凝結による水位上昇５６等により変動する。
次いで時刻Ｔ１〜Ｔ２の「洗い」の工程群において水位レベルは、水位レベル６への給水５２により０から６へと増加し、洗い工程において約６に保たれ、排水５４により、０まで減少する。ここで、洗い工程における水位レベルは厳密に６に保たれるわけではなく、被洗物保水による水位低下や水位低下に伴う補充給水（いずれも図示せず）や昇温用蒸気の凝結による水位上昇５６等により変動する。
次いで時刻Ｔ２〜Ｔ３の「すすぎ」の工程群において水位レベルは、水位レベル８への給水５３により０から８へと増加し、すすぎ工程において約８に保たれ、排水５４により、０まで減少する。ここで、すすぎ工程における水位レベルは厳密に８に保たれるわけではなく、被洗物保水による水位低下や水位低下に伴う補充給水や昇温用蒸気の凝結による水位上昇（いずれも図示せず）等により変動し得る。
【００７９】
図（６Ｂ）において、比較例１における回転数の変動曲線６０（一点鎖線）が示すように、比較例１では、脱水工程以外の９つの洗濯工程において、ドラム２０の回転数は、各工程の設定水位によらず、常に一定値２７ｒｐｍに設定される。
又、比較例２における回転数の変動曲線６１（点線）が示すように、比較例２では、脱水工程以外の９つの洗濯工程において、ドラム２０の回転数は、給排水や、被洗物保水による水位低下、水位低下に伴う補充給水、昇温用蒸気の凝結、薬品の投入等による水位変動によらず、「加工」の工程群に含まれる３つの洗濯工程においては常に一定値１９ｒｐｍに、「洗い」の工程群に含まれる３つの洗濯工程においては常に一定値２７ｒｐｍに、「すすぎ」の工程群に含まれる３つの洗濯工程においては常に一定値３１ｒｐｍに設定される。
又、実施例１における回転数の変動曲線６２（実線）が示すように、実施例１では、脱水工程以外の９つの洗濯工程において、ドラム２０の回転数は常に、各工程の設定水位や給排水、被洗物保水による水位低下、水位低下に伴う補充給水、昇温用蒸気の凝結、薬品の投入等による水位変動に応じて、計測水位の関数としての水位連動回転数に自動的にリアルタイムで追随するように制御される。尚、実施例１においては、監視サイクルである時間Ｔｗは２００ミリ秒、自然数ｍは５とし、ステップＳ２で水位の計測回数をリセットすることとしたゆえ、判定周期は１秒である。
【００８０】
図７は、本発明に係る洗濯方法及び洗濯装置に使用される、洗濯パターンの選択と実行を制御する制御プログラムのフロー図である。
一連の洗濯工程、即ち洗濯パターンは、どの種類のマットであるかモップであるかといった被洗物の商品種と、タタキ洗いか揉み洗いかといった洗い方により定まる。洗濯パターンは他に、被洗物の投入負荷量によって違っても良い。一連の洗濯工程には、ドラムの回転数を計測水位の関数としての水位連動回転数に自動追随させる制御を行う水位連動洗濯工程と、脱水工程のようにそのような制御を行わない非水位連動洗濯工程がある。
【００８１】
ステップＳ２０で、洗濯パターンの選択と実行が開始される。ステップＳ２１で、洗濯装置のスイッチがＯＮであるかどうかが判定され、ＮＯの場合にはステップＳ２１に戻り、ＹＥＳの場合にはステップＳ２２に進む。ステップＳ２２で洗濯パターンの選択と洗濯パターンを選択済みかどうかの判定が行われ、ＮＯの場合にはステップＳ２２に戻り、ＹＥＳの場合にはステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、ステップＳ２２で選択済の洗濯パターンに対して水位の関数としての水位連動回転数が設定済かどうかの判定が行われ、ＹＥＳならばステップＳ２４に進み、ＮＯであれば水位の関数としての水位連動回転
数を設定する工程（図示せず。図８参照）を実行した後に、ステップＳ２３に戻る。ステップＳ２４で洗濯パターンの実行がスタートし、ステップＳ２５でタイマーがスタートする。ステップＳ２６で次の洗濯工程が水位連動洗濯工程か否かが判定され、ＹＥＳであればステップＳ２７に進み、ＮＯであればステップＳ２８に進む。ステップＳ２７では水位連動洗濯工程が実行され、ステップＳ２８では非水位連動洗濯工程が実行される。ステップＳ２９では洗濯パターンの実行が完了したか否かが判定され、ＮＯであればステップＳ２６に戻り、ＹＥＳであればステップＳ３０に進み、ステップＳ３０で洗濯パターンの選択と実行が終了する。
上記のフロー図に従った制御により、１工程以上の水位連動洗濯工程を含む任意の洗濯パターンの選択と実行を完遂することができる。
【００８２】
図８は、水位の関数としての水位連動回転数を設定・保存するための副プログラムのフロー図である。ステップＳ４０で水位の関数としての水位連動回転数を設定・保存する工程がスタートする。ステップＳ４１で水位連動回転数ｙが水位レベルｘの１次関数か否かが判断される。ＣＰＵ４１はｙがｘの１次関数か否かを問う質問を出力装置４３に表示し、操作者（図示せず）は入力装置４２にその答を入力する。答がＹＥＳであればステップＳ４２に進み、ＮＯであればステップＳ４４に進む。ステップＳ４２では操作者（図示せず）は入力装置４２に２つの水位レベルｘ１，ｘ２における水位連動回転数ｙ１，ｙ２を入力する。ステップＳ４３では２点を通る１次関数ｙ＝ａｘ＋ｂを計算する。
ステップＳ４４では水位連動回転数ｙが水位レベルｘの２次関数か否かが判断される。ＣＰＵ４１はｙがｘの２次関数か否かを問う質問を出力装置４３に表示し、操作者（図示せず）は入力装置４２にその答を入力する。答がＹＥＳであればステップＳ４５に進み、ＮＯであればステップＳ４７に進む。ステップＳ４５では操作者（図示せず）は入力装置４２に３つの水位レベルｘ１，ｘ２，ｘ３における水位連動回転数ｙ１，ｙ２，ｙ３を入力する。ステップＳ４６では３点を通る２次関数ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃを計算する。
ステップＳ４７では、関数ｆ（ｘ）の具体的な表式の入力処理が行われる。ＣＰＵ４１はｙがｘのどのような関数ｙ＝ｆ（ｘ）であるかを問う質問を出力装置４３に表示し、操作者（図示せず）は入力装置４２にその答を予め決められた書式で入力する。
ステップＳ４８でＣＰＵ４１は、関数ｙ＝ｆ（ｘ）を洗濯パターンに対応させて水位連動回転数記憶手段に保存し、ステップＳ４９で水位の関数としての水位連動回転数を設定・保存する工程が終了する。
【００８３】
【表１】
2019050987.tif 000003
【００８４】
表１は、本発明の着想のきっかけとなった発見を説明するための表であり、４つの洗濯パターンの各々に含まれる、加工工程、洗い工程、及びすすぎ工程の各洗濯工程ごとの最適回転数である従来の設定回転数を示す。表１で水位レベル２、６、８の列はそれぞれ順に、加工工程、洗い工程、すすぎ工程における設定回転数を示す。これら従来の設定回転数は、各洗濯パターンにおいて、各水位レベルに対応した最大メカニカルアクション回転数でもある。
洗濯パターン１は、被洗物の商品種がモップ１で洗い方がタタキ洗いの場合の洗濯パタ
ーンであり、従来の設定回転数は上記３つの洗濯工程について順に１９ｒｐｍ、２７ｒｐｍ、３１ｒｐｍである。洗濯パターン２は、マット１をタタキ洗いする場合の洗濯パターンであり、従来の設定回転数は同じく順に１７ｒｐｍ、２４ｒｐｍ、２９ｒｐｍである。洗濯パターン３は、モップ２を揉み洗いする場合の洗濯パターンであり、従来の設定回転数は同じく順に１１ｒｐｍ、１９ｒｐｍ、２３ｒｐｍである。洗濯パターン４は、マット２を揉み洗いする場合の洗濯パターンであり、従来の設定回転数は同じく順に９ｒｐｍ、１６ｒｐｍ、２１ｒｐｍである。
【００８５】
図９は、表１をグラフ化したものであり、本発明の着想のきっかけとなった発見の説明図である。１つの洗濯パターンを構成する一連の洗濯工程に含まれる、加工工程、洗い工程、及びすすぎ工程の各洗濯工程ごとの従来の設定回転数を、横軸に水位レベル、縦軸に回転数をとってグラフにプロットすると、表１に示した４つの洗濯パターンのいずれについても、ほぼ直線の上に乗ることがわかる。したがって、従来の設定回転数、すなわち洗濯工程ごとの最適回転数は、洗濯工程ごとの設定水位の１次関数又は略１次関数でよく近似できる。この１次関数又は略１次関数が前記水位ｘの関数としての水位連動回転数ｙ＝ｆ（ｘ）である。
さらに本発明者は、これらの１次関数又は略１次関数ｆ（ｘ）を直線近似する１次関数（式をｙ＝ａ・ｘ＋ｂとする）は、商品種やドラムの形状によってそのｙ切片ｂは異なるものの、すべて共通の傾きａ又は相互に近似する傾きを有していることを発見した。すなわち、ドラム２０の半径１５及び被洗物の投入負荷量が同じであれば、洗濯パターンによらず、言い換えれば商品種や洗い方によらず、設定水位で決まる洗濯工程ごとの最適回転数を近似する、前記水位の１次関数又は略１次関数の、１次関数の傾きａ又は略１次関数を直線近似する１次関数の傾きａは、ほぼ同じである。上記の傾きのバラツキは５％以内に収まる。
更に、上記の傾きａを単位「ｒｐｍ／LEVEL」を用いて表した場合、洗濯機の機種が違っても、洗濯機のドラム２０の半径１５が同じであれば、ドラム２０の内面に凸設されたビータ２１の形状や個数、内外胴間クリアランス（隙間距離）１８によらず、上記の傾きａを表す数値がほぼ同一となること、より正確には、上記の傾きａを表す数値のバラツキが５％以内に収まることも見出した。
尚、ｎ個の正の数値ｃ１、ｃ２、…、ｃｎのバラツキが５％以内であるとは、ｃ１、ｃ２、…、ｃｎのうち最大のものが、最小のものの１．００倍以上１．０５倍以下の範囲に含まれることをいう。
【００８６】
【表２】
2019050987.tif 000004
【００８７】
表２は、表１に示した４つの洗濯パターンのそれぞれについて、上記の水位の１次関数を、水位レベル２及び水位レベル８における従来の設定回転数を表す２点を通るように決めた場合の、その１次関数のグラフと式を示す。図９に示したように、洗濯パターン１、２、３、４についての前記水位の１次関数のグラフが順に、グラフｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ
４である。図９から読み取れるように、これら４つのグラフは互いに平行な直線であり、どの直線の傾きも約２ｒｐｍ／LEVELである。すなわち、洗濯パターンが異なると前記水位の関数としての水位連動回転数も異なるが、それらが１次関数である場合には、洗濯パターンが違ってもそれらの傾きはほぼ同一である。
【００８８】
ここでは例として、上記の水位の１次関数は、水位レベル２及び８に対応した２点を通るように決めたが、水位レベル２、４、８等に対応した最大メカニカルアクション回転数若しくは水位連動回転数を表す３点以上のｎ点をもとに、最小２乗法等の方法で上記の１次関数を決めても良い。この場合には、決定された１次関数、すなわち水位の関数としての水位連動回転数のグラフは上記のｎ点を通るとは限らず、一般にはこれらの点のごく近くを通る直線となる。
また、上記ｎ点を通るｎ−１次の多項式として上記の略１次関数を決定しても良い。或いは、２以上の実パラメータを含む変分関数をとり、それらの実パラメータを上記のｎ点をもとに、最小２乗法や最尤法や他の最大最小法の手法で決定して、上記の１次関数又は略１次関数を決め、水位の関数としての水位連動回転数として用いても良い。
【００８９】
図１０は、本発明の水位の関数としての水位連動回転数を示す、１次関数又は略１次関数の説明図である。横軸に水位レベル、縦軸に回転数をとっている。図中の３つの黒丸は、水位レベル２に対応した最大メカニカルアクション回転数（又は水位連動回転数）ｆ２を示す点７４、水位レベル６に対応した最大メカニカルアクション回転数（又は水位連動回転数）ｆ６を示す点７５、及び水位レベル８に対応した最大メカニカルアクション回転数（又は水位連動回転数）ｆ８を示す点７６である。
水位の１次関数のグラフ７０は、水位の関数としての水位連動回転数を、水位レベル２及び８における２点７４及び７６を通る１次関数として定めた場合の、その１次関数のグラフである。水位の略１次関数のグラフ７１は、水位の関数としての水位連動回転数を、水位レベル２、６及び８における３点７４、７５及び７６を通る２次関数として定めた場合の、その２次関数である略１次関数のグラフである。
【００９０】
水位の略１次関数とは、水位のある正値１次関数が存在して、水位レベルが０以上８以下の範囲においてその略１次関数の関数値が常に、上記の正値１次関数の関数値の０．９７倍以上１．０３倍以下の範囲内にあるか、又は、０．９５倍以上１．０５倍以下の範囲内にある連続関数のことをいう。このとき、上記の水位の正値１次関数は、上記の水位の略１次関数を直線近似する１次関数であるという。
上限直線７２は、水位の１次関数のグラフ７０において、その縦軸の値（回転数）を５％増、又は３％増にしたグラフであり、下限直線７３は、水位の１次関数のグラフ７０において、その縦軸の値（回転数）を５％減、又は３％減にしたグラフである。５％又は３％の幅を示す両矢印７７は、回転数の５％又は３％の幅を示す。水位の略１次関数のグラフ７１は、水位レベルが０以上８以下の範囲において常に、上限直線と下限直線の間に存在するから、確かに、上記の略１次関数の定義を満たしている。上記グラフ７１で表される水位の略１次関数を直線近似する１次関数のグラフがグラフ７０である。なお、与えられた水位の略１次関数を直線近似する水位の１次関数は一般に、複数個存在する場合もあり、無数に存在する場合もあり得る。
【００９１】
図１１は、２パターン以上の洗濯パターンから１つの洗濯パターンを選択して実行することのできる本発明の一実施形態において、例えば、選択実行可能な３つの洗濯パターンＡ、Ｂ、Ｃがある場合に、各洗濯パターンにおける前記水位の関数としての水位連動回転数のグラフｒＡ、ｒＢ、ｒＣどうしの相互の関係を示す説明図である。
洗濯パターンＡにおける前記水位の関数としての水位連動回転数は、上記グラフｒＡで表される、前記水位の略１次関数であり、５％又は３％の幅を示す両矢印７７、上限直線７２、及び下限直線７３が示すように、グラフ７０で示される水位の１次関数で直線近似
され、近似の誤差は５％以内又は３％以内である。上記グラフｒＡで表される、前記水位の略１次関数を直線近似する、水位の１次関数は１つに限られず、一般には無数に存在し得るが、図１１の例では上記グラフ７０が示すように、グラフｒＡを直線近似する水位の１次関数を、その１次関数の傾きが後述のグラフｒＢ、ｒＣの傾きの少なくとも一方と一致するように選ぶことができる。
【００９２】
図１１の例では、洗濯パターンＢ、Ｃにおける前記水位の関数としての水位連動回転数はそれぞれ、上記グラフｒＢ、ｒＣで表される、前記水位の１次関数であり、いずれのグラフも直線である。図１１においては、上記グラフｒＢ、ｒＣ及び７０のｙ切片は順にｆｏＢ、ｆｏＣ、及びｆｏＡで異なるものの、いずれの直線の傾きもすべて共通で同一である。なお、一般には、上記グラフｒＢ、ｒＣ及び７０の、３つの傾きのうち、少なくとも２つが同一であれば本発明に該当する。
【００９３】
いま仮に、洗濯パターンＡ及びＢにおいてそれぞれ、ある与えられた条件のもとで１つ又は複数の課題を達成するために最適な、前記水位の関数としての水位連動回転数が既知であるが、洗濯パターンＣにおいてはそのように最適な前記水位の関数としての水位連動回転数がまだ知られていないとする。そして、洗濯パターンＡ，Ｂにおいて、前記水位の関数としての水位連動回転数が順に、グラフｒＡ、ｒＢで示され、グラフｒＡを直線近似する水位の１次関数のグラフ７０の傾きと、直線であるグラフｒＢの傾きが同一であるとし、その傾きをｋとする。更に、洗濯パターンＣにおいて、水位レベル２における最大メカニカルアクション回転数若しくは水位連動回転数がｆ２Ｃであることが知られているが、他の水位レベルにおける最大メカニカルアクション回転数若しくは水位連動回転数はまだ知られていないとする。
このとき、水位レベル２において最大メカニカルアクション回転数若しくは水位連動回転数がｆ２Ｃであることを示す点７４Ｃを通り、上記の傾きｋを有する直線のグラフｒＣによって、洗濯パターンＣにおける前記水位の関数としての水位連動回転数（この例では水位の１次関数）を定めれば、洗濯パターンＣに従って洗濯を行う際に、ドラムの回転数を常に、ある与えられた条件のもとで１つ又は複数の課題を達成するために最適な、前記水位の関数としての水位連動回転数又はそれに近い回転数に追随させて洗濯を行うことができるから、上記の１つ又は複数の課題をよりよく達成することができる。
【００９４】
【表３】
2019050987.tif 000005
【００９５】
表３は、表１及び表２における洗濯パターン１、すなわち商品種がモップ１の場合のタタキ洗いについて、本発明の実施例１における洗浄率、及び後述する実施例２における洗浄率を、従来の比較例１及び比較例２における洗浄率と比較したものである。実施例１、実施例２、比較例１、比較例２のいずれにおいても、洗濯装置として後述する洗濯装置Ｍを用いた。
【００９６】
ここで洗浄率は次のようにして測定した。本発明の洗濯装置１のドラム２０の内部に被洗物２７として商品種がモップ１のモップを２００ｋｇ投入する。２００ｋｇのモップ１は全て新品のモップであり、この中から３０枚のモップ１を無作為に選んで、３０枚のモ
ップ１の夫々に１枚ずつ人工汚染布を張り付けてある。この人工汚染布は鉱物油を含浸させ且つススで汚染された基準となる汚染布である。鉱物油も含浸せず全く汚染されていない布を白布と呼ぶ。
上記２００ｋｇのモップ１を実施例１の洗濯パターンで洗濯する。３０枚の人工汚染布の洗濯前反射率と洗濯後反射率を光学的に測定し、同時に洗濯していない１枚の白布の反射率を光学的に測定した。その結果、３０枚の人口汚染布の各々について洗浄率を次の（式２）に従って導出した。
（式２）洗浄率＝（人工汚染布の洗濯後反射率―人工汚染布の洗濯前反射率）
／（白布の反射率―人工汚染布の洗濯前反射率）
こうして３０枚の人工汚染布についての洗浄率の平均値と標準偏差（不偏分散の平方根）を求めた。
比較例１、比較例２、及び後述する実施例２についても、同様にモップ１のタタキ洗いを実施して、３０枚の人工汚染布についての洗浄率の平均値と標準偏差（不偏分散の平方根）を求めた。
【００９７】
表３が示すように、比較例１における洗浄率は（８．８±０．４１）％、比較例２における洗浄率は（１０．０±０．５０）％、実施例１における洗浄率は（１１．６±０．４６）％であった。
脱水工程以外の９工程の洗濯工程のすべてを同一の設定回転数で洗濯する比較例１に比べて、脱水工程以外の９工程の洗濯工程を３つの設定回転数を使い分けて洗濯する比較例２では、洗浄率が割合にして約１４％向上している。そして、脱水工程以外の９工程の洗濯工程のすべてを、ドラムの回転数を、水位の関数としての水位連動回転数にリアルタイムで自動追随させて洗濯する実施例１では更に、比較例２と比べて、洗浄率が割合にして約１６％向上していることがわかる。給排水や被洗物による保水、水位低下に伴う補充給水、昇温用蒸気の凝結、薬品の投入等による水位変動に応じて、ドラムの回転数を常に、最大の洗浄効率を与える最大メカニカルアクション回転数でもある水位連動回転数にリアルタイムで自動的に追随させることにより、実施例１では洗浄率の大幅な向上を実現している。
【００９８】
【表４】
2019050987.tif 000006
【００９９】
表４は、実施例２の洗濯パターンにおける各洗濯工程における所要時間を、実施例１等と比較した表である。実施例２の洗濯パターンは、図５に示す実施例１の洗濯パターンと同じ、一連の１０工程の洗濯工程からなり、実施例１と同様に、最後の脱水工程以外の９工程の洗濯工程は水位連動洗濯工程である。実施例１と実施例２の洗濯パターンの違いは各洗濯工程の所要時間にある。実施例１に比べて実施例２では、１０工程の洗濯工程のうち、加工工程の所要時間を９．０分から７．５分に、洗い工程の所要時間を１５．０分から１２．０分に、すすぎ工程の所要時間を８．０分から６．５分にそれぞれ短縮し、他の洗濯工程の所要時間は実施例１と同じとして、洗濯パターンの実行に要する合計所要時間を、実施例１の４０分から実施例２では３４分と、１５％短縮している。
【０１００】
表３が示すように、実施例２における洗浄率は（１０．４±０．３９）％であった。この洗浄率は、比較例２における洗浄率（１０．０±０．５０）％とほぼ同等である。従って、給排水や被洗物による保水、水位低下に伴う補充給水、昇温用蒸気の凝結、薬品の投入等による水位変動に応じて、ドラムの回転数を常に、最大の洗浄効率を与える最大メカニカルアクション回転数でもある水位連動回転数にリアルタイムで自動的に追随させることにより、実施例２では１５％短い合計所要時間で、脱水工程以外の９工程の洗濯工程を３つの設定回転数を使い分けて洗濯する比較例２と同等の洗浄性を確保できることがわかる。
【０１０１】
実施例1及び実施例２は、モップ１のタタキ洗いの場合の洗浄率を、従来の洗濯方法である比較例1及び比較例２と比較したものであるが、商品種がモップ1を含む各種のモップの場合や各種のマットの場合についても、洗い方がタタキ洗いか揉み洗いかを問わず、本発明の、ドラムの回転数を常に、最大の洗浄効率を与える最大メカニカルアクション回転数でもある水位連動回転数にリアルタイムで自動的に追随させる洗濯方法により、従来の、一連の洗濯工程を通じて一定の設定回転数を用いる洗濯方法や、脱水工程以外の９工程の洗濯工程を３つの設定回転数を使い分けて洗濯する洗濯方法に比べて、洗浄率を約１０〜１５％向上させることができ、又、約１０〜１５％短い合計所要時間で、従来の上記３つの設定回転数を使い分けて洗濯する洗濯方法と同等の洗浄性を確保することができる。
【０１０２】
図１２は、本発明の洗濯装置における被洗物の軌跡の特徴や電流値の洗濯装置依存性を説明するための説明図である。本発明の洗濯装置Ｎ又はＭに２００ｋｇのモップ１を投入し、水位レベルを６又は８に固定してモップ１のタタキ洗いを行い、ドラム２０の回転数を表５に示すいくつかの値の１つに固定して、被洗物２７の軌跡を観察し、又、モータ３１を駆動する電流値を測定した。
【０１０３】
【表５】
2019050987.tif 000007
【表６】
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【０１０４】
洗濯装置Ｎについて述べれば、表５の実施例３に示すように、水位レベルが６ならば回転数２９ｒｐｍが最大メカニカルアクション回転数となる。図１２の被洗物の軌跡８０ａが示すように、この回転数２９ｒｐｍで落下高さが最大となり、落下角度は５５°である。本発明者は、一般にタタキ洗いの場合に、ドラム２０が最大メカニカルアクション回転数で回転している状態では、水位や被洗物の投入負荷量、ドラムの形状に依らず、被洗物の落下角度が約５５°（誤差は±２°以内）となることを経験則として知っている。
表５の比較例３及び図１２が示すように、水位レベルが６で回転数２７ｒｐｍの場合には、落下高さは実施例３よりも小さく、被洗物の軌跡８０ｂが示すように落下角度は５０°である。比較例３は最大メカニカルアクションが被洗物に作用する状態ではない。
表５の比較例４が示すように、ドラム２０の回転数が実施例３と同じ２９ｒｐｍであっても、水位レベルが８になると、回転数２９ｒｐｍは最大メカニカルアクション回転数ではなくなる。実際、落下角度は５０°であり、５５°とは異なっている。
【０１０５】
洗濯装置Ｍについて述べれば、表５の実施例４、５に示すように、水位レベルが６ならば回転数２９ｒｐｍが最大メカニカルアクション回転数となり、水位レベルが８ならば回転数３１ｒｐｍが最大メカニカルアクション回転数となる。実施例４、５のいずれにおいても、落下角度は５５°である。
同じ水位レベル６で洗濯装置ＮとＭを比較すると、洗濯装置Ｎでは最大メカニカルアクション回転数が２９ｒｐｍ、電流値が３１〜３３Ａであるのに対し（実施例３）、洗濯装置Ｍでは同じく２７ｒｐｍと１５〜１７Ａである（実施例４）。表６に示すように、洗濯装置ＮとＭではドラム２０の半径は同一であるから、同じ最大落下距離を実現するために、洗濯装置Ｍでは洗濯装置Ｎに比べて、より小さい回転数と電流値（及び消費電力）しか必要としないことがわかる。これには、表６に示す、洗濯装置ＮとＭの特性の違い、すなわち、ビータ２１の個数、ビータ２１の頂角、及び内外胴間クリアランス１８の違いが影響している。
一般に、ドラム２０の半径が同一であっても、ビータ２１の個数が多いほど、又、ビータ２１の頂角が小さいほど被洗物２７が効率的に掻きあげられ、更に、内外胴間クリアランス１８が小さいほどドラム２０や被洗物２７と共に回転する洗濯水２４の量が少なくて済むから消費電力が少なくて済み、結果として、より少ない回転数と消費電力で、被洗物２７に対する大きなメカニカルアクションを確保できるのである。
【０１０６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものであることは云うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明に係る水位連動回転数自動追随型の洗濯方法及び洗濯装置は、水位を計測して、ドラムの回転数を、水位の関数としての水位連動回転数に自動的に追随させて洗濯を行うから、常に洗浄効率が最大となる最大メカニカルアクション回転数若しくはその回転数に近い回転数で洗濯が行われるため、被洗物の洗浄性を格段に向上させることに成功した。又、大幅に短い所要時間で、従来と同等の洗浄性を確保することが可能になった。
当該洗濯方法及び洗濯装置は、洗浄性の向上のみならず、洗濯所要時間の削減、洗濯水量や洗剤・薬品の使用量の節減、洗濯温度の低温化、使用電力量の節減を達成し、モップやマットのレンタル業界に画期的な洗濯技術を導入するものである。
【符号の説明】
【０１０８】
１        水位連動回転数自動追随型の洗濯装置
１０        洗濯機
１１        ケーシング（外胴）
１２        給水管
１３        排水管
１４        直径
１５        半径
１６        ＬＥＶＥＬ
１７        最下点
１８        内外胴間クリアランス
２０        ドラム（内胴）
２１        ビータ
２２        回転軸
２３        矢印
２４        洗濯水
２５        水面
２６        水位
２７        被洗物
２８        被洗物表面
３０        回転数制御手段
３１        モータ
３２        回転数指令
３３        水位計測手段
３４        水位センサ
３５        水位調節手段
３６        給水弁
３７        排水弁
４０        制御部
４１        ＣＰＵ
４２        入力装置
４３        出力装置
４４        記憶部
４５        ＲＡＭ
４６        ＲＯＭ
４７        記憶媒体
５０        水位変動曲線
５１        水位レベル２への給水
５２        水位レベル６への給水
５３        水位レベル８への給水
５４        排水
５５        被洗物保水による水位低下
５６        昇温用蒸気の凝結による水位上昇
５７        水位低下に伴う補充給水
６０        比較例１における回転数の変動曲線
６１        比較例２における回転数の変動曲線
６２        実施例１における回転数の変動曲線
ｒ１        洗濯パターン１における水位連動回転数のグラフ
ｒ２        洗濯パターン２における水位連動回転数のグラフ
ｒ３        洗濯パターン３における水位連動回転数のグラフ
ｒ４        洗濯パターン４における水位連動回転数のグラフ
ｒＡ        洗濯パターンＡにおける水位連動回転数のグラフ
ｒＢ        洗濯パターンＢにおける水位連動回転数のグラフ
ｒＣ        洗濯パターンＣにおける水位連動回転数のグラフ
７０        水位の１次関数のグラフ
７１        水位の略１次関数のグラフ
７２        上限直線
７３        下限直線
７４        水位レベル２に対応した最大メカニカルアクション回転数ｆ２を示す点
７５        水位レベル６に対応した最大メカニカルアクション回転数ｆ６を示す点
７６        水位レベル８に対応した最大メカニカルアクション回転数ｆ８を示す点
７７        ５％又は３％の幅を示す両矢印
８０        被洗物の軌跡
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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