(57)【要約】【課題】ドラムの高速運転と通常運転の切り替えに合わせて水位を調整し、モータの負荷を最適にして省エネ性と洗浄性能を確保する。【解決手段】水槽２内の底部に固定した空気封入袋４ａ、４ｂに空気を注入するエアポンプ５と、空気封入袋４ａ、４ｂから空気を排気する排気弁６と、水槽２内に回転可能に設けた洗濯衣類を収容するドラム３と、水槽２内の水位を検出する水位検知部７と、ドラム３を回転駆動するモータ９と、モータ９およびエアポンプ５、排気弁６とを含む洗濯機全体の制御をおこなう制御部８とを備え、制御部８は、洗濯工程において、ドラム３が一定回転数以下の動作時に空気封入袋４ａ、４ｂを膨張させ、一定回転数以上の動作時に空気封入袋４ａ、４ｂを収縮させて洗濯水の水位を変化させるようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体内に設け底部の外形を角型形状とした水槽と、前記水槽内の底部に固定した空気封入袋と、前記空気封入袋に空気を注入するエアポンプと、前記空気封入袋から空気を排気する排気弁と、前記水槽内に回転可能に設けた洗濯衣類を収容するドラムと、前記水槽内の水位を検出する水位検知部と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータおよびエアポンプ、排気弁とを含む洗濯機全体の制御をおこなう制御部とを備え、前記制御部は、洗濯工程において、前記ドラムが一定回転数以下の動作時に前記空気封入袋を膨張させ、一定回転数以上の動作時に空気封入袋を収縮させて洗濯水の水位を変化させるようにしたドラム式洗濯機。
【請求項２】
モータの駆動電流を検出する電流検出部を備え、制御部は、前記電流検出部で検出したモータ電流から最大負荷条件を超過しない回転数および水位の調整をおこなうようにした請求項１記載のドラム式洗濯機。
【請求項３】
洗濯工程における目標負荷トルクを記録する記録部を備え、制御部は、前記記録部が、一定回転数以上でドラムが回転している場合に設定負荷トルク以下となった際に、水位を上昇させて設定負荷トルクとし、設定負荷トルクを超過する場合は水位を低下させるようにした請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。
【請求項４】
洗濯工程におけるドラムの最大回転数運転時の回転数および負荷トルクを監視する監視部を備え、制御部は、前記監視部が、ドラムの最大回転数での運転中に記録部の負荷トルクを超過しないように水位を調整するようにした請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衣類等の洗濯物を洗うドラム式洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のドラム式洗濯機は、図４に示すような構成が一般的である。図４において、ドラム式洗濯機の本体５１内に水槽５２とドラム５３を設け、水道水等の上水を水槽５２に注ぐ給水手段５４と、ドラム５３を回転駆動するモータ５５と、このモータ５５を駆動するインバータ回路５６と、使用者が操作する操作パネル５７と、これらを含む洗濯機全体を制御する制御部５８を備えている。ドラム５３は、水槽５２内で略水平方向に設定された回転軸を中心に回転し、ドラム５３内の洗濯物は、内周面に設けたバッフル５９により回転方向へ上方に持ち上げては落下させる叩き洗いをおこない、洗濯機全体の運転制御は、制御部５８でおこなうものである。
【０００３】
このようなドラム式洗濯機において、洗濯衣類の種類により給水量を変えて、水位調整をおこない、洗濯工程やすすぎ工程を最適におこなうことが知られている。ドラム５３内の水位は、給水前に操作パネル５７での操作によって複数の水位の中から選択され、選択された水位に応じて異なる運転条件が選択される。制御部５８は、ドラム５３内の水量と水位との換算テーブルおよび水位に対応した運転条件を記憶する記憶装置を含み、一定範囲の水位で運転をおこなうようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９９９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、水量と水位を換算テーブルにより運転条件に合わせて記憶装置に保持し、そのテーブルに合わせて運転条件の最適水位で洗濯やすすぎ工程をおこなうものである。
【０００６】
そして、水位の調整は操作パネルにより調整できるが、その調整値に洗濯工程やすすぎ工程中は水位を固定するように、給水により調整をおこなうものであり、洗濯衣類に対して、洗い方を変更し、その洗い方に合わせて洗濯工程中に水位を可変しながらおこなうものではない。
【０００７】
また、給水と排水の調整弁のみでは、細かな水位調整をおこなう場合、時間がかかり、洗濯やすすぎ時間が長くなる上に、洗い方の変更毎に給排水をおこなうことで余分に水を使用する上に、洗剤濃度が変化し洗濯性能が低下することになる。
【０００８】
また、ドラム式洗濯機では、洗濯工程において、ドラムの回転により衣類を持ち上げ落下させることでたたき洗いによる洗浄効果と、ドラムの回転数を通常の洗濯時より高速で回転させることで、ドラム内の洗濯衣類とドラム表面の摩擦により衣類の汚れが剥離し、より効率良く洗浄性能を向上することが知られている。
【０００９】
しかし、摩擦による洗浄方法は、洗濯水がドラム内に一定以上の水量が存在することで、ドラムを一定以上の回転にすることはモータに能力以上の負荷を加えることとなり、動作させるために必要以上の容量のモータを用いる必要があり、通常は過負荷により、モー
タの駆動ができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯工程時において、ドラムの回転数の切り替えに応じて水槽内の水位を可変し、モータの負荷軽減と、消費電力の低減および洗浄性能を向上することができるドラム式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】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明のドラム式洗濯機は、水槽内の底部に固定した空気封入袋と、前記空気封入袋に空気を注入するエアポンプと、前記空気封入袋から空気を排気する排気弁と、前記水槽内に回転可能に設けた洗濯衣類を収容するドラムと、前記水槽内の水位を検出する水位検知部と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータおよびエアポンプ、排気弁とを含む洗濯機全体の制御をおこなう制御部とを備え、前記制御部は、洗濯工程において、前記ドラムが一定回転数以下の動作時に前記空気封入袋を膨張させ、一定回転数以上の動作時に空気封入袋を収縮させて洗濯水の水位を変化させるようにしたものである。
【００１２】
これによって、洗浄性能を向上するために洗濯工程でドラムの回転数を上昇させて運転する際に、モータ負荷を急激に上昇させないように水槽内の水位を検知しながら容易に水位を最適に調整でき、さらに、水位調整をエアポンプによる水槽内の隙間調整により容易かつ迅速におこなうことで、洗濯工程中に任意の洗濯方法、動作時間の変更に対応が容易にでき、安全かつ省エネ性、洗浄性の高いドラム式洗濯機を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のドラム式洗濯機は、洗濯工程において、ドラムの高速運転と通常運転の切り替えに合わせて水位を調整し、モータの負荷を最適にして省エネ性と洗浄性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の正面要部断面図
【図２】同ドラム式洗濯機の制御ブロック図
【図３】（ａ）（ｂ）同ドラム式洗濯機の洗濯水位調整時の構成図
【図４】従来のドラム式洗濯機の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、本体内に設け底部の外形を角型形状とした水槽と、前記水槽内の底部に固定した空気封入袋と、前記空気封入袋に空気を注入するエアポンプと、前記空気封入袋から空気を排気する排気弁と、前記水槽内に回転可能に設けた洗濯衣類を収容するドラムと、前記水槽内の水位を検出する水位検知部と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータおよびエアポンプ、排気弁とを含む洗濯機全体の制御をおこなう制御部とを備え、前記制御部は、洗濯工程において、前記ドラムが一定回転数以下の動作時に前記空気封入袋を膨張させ、一定回転数以上の動作時に空気封入袋を収縮させて洗濯水の水位を変化させるようにしたことにより、洗濯工程時のドラムの回転数の切り替えに合わせて水位を上下変動させることができ、一定回転数以下の動作時に水位を高くし、一定回転数以上の動作時に水位を低くすることでモータの過負荷を防止し、洗濯性能向上とドラムの安定動作をおこなうことができる。
【００１６】
第２の発明は、特に、第１の発明において、モータの駆動電流を検出する電流検出部を備え、制御部は、前記電流検出部で検出したモータ電流から最大負荷条件を超過しない回転数および水位の調整をおこなうようにしたことにより、モータの安定動作と安全性を向上することができ、最大負荷条件で高速回転数による洗浄性能の向上をおこなうことがで
きる。
【００１７】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、洗濯工程における目標負荷トルクを記録する記録部を備え、制御部は、前記記録部が、一定回転数以上でドラムが回転している場合に設定負荷トルク以下となった際に、水位を上昇させて設定負荷トルクとし、設定負荷トルクを超過する場合は水位を低下させるようにしたことにより、あらかじめドラムサイズやモータ容量から常に一定負荷条件で、ドラムの回転数を維持することで洗浄性能の向上と安全動作をおこなうことができる。
【００１８】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、洗濯工程におけるドラムの最大回転数運転時の回転数および負荷トルクを監視する監視部を備え、制御部は、前記監視部が、ドラムの最大回転数での運転中に記録部の負荷トルクを超過しないように水位を調整するようにしたことにより、最大回転数でドラムを安定動作させることができ、モータの過負荷を防止し、洗浄性能を向上することができる。
【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。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の正面要部断面図を示すものである。図１において、ドラム式洗濯機の本体１内に水槽２を設けている。洗濯衣類を収納する有底筒状のドラム３は水槽２内に回転可能に設けてあり、回転軸を水平方向に設定している。水槽２の底部の外形状を角型形状とし、水槽２内の平らな底部の両端に空気を封入する空気封入袋４ａ、４ｂを固定している。
【００２１】
空気封入袋４ａ、４ｂに空気を注入するエアポンプ５と、空気封入袋４ａ、４ｂ内の空気を排気する排気弁６と、水槽２内の水位を検知する水位検知部７と、これらを制御する制御部８を設けている。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の制御ブロック図を示すものである。図２において、ドラム式洗濯機の駆動制御をおこなう制御部８と、ドラム３を回転させるモータ９と、モータ９のロータ位置を検出する位置検出部１０と、モータ９の駆動をおこなう駆動部１１と、モータ９に流れる電流を検出する電流検出部１２と、その電流検出部１２の電流値と位置検出部１０の回転数からドラム３の負荷を制御部８で算出し、あらかじめ負荷条件を記録された記録部１３と比較し、負荷の超過を監視する監視部１４を設けている。
【００２３】
さらに、制御部８がドラム３の回転数を位置検出部１０の回転数で換算し、水位検知部７で検知した水位と、モータ９から換算したドラム３の負荷状態から、エアポンプ５と排気弁６を制御することで空気量を調整し、水槽２内の水位を調整する空気封入袋４ａ、４ｂと、利用者がドラム式洗濯機の操作をおこなう操作部パネル１５と、洗濯工程等で水槽２へ洗濯水を給水する給水バルブ１６と、水槽２内の洗濯水を排水する排水ポンプ１７を設けている。
【００２４】
図３は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の水槽２内の水位調整をおこなう場合の空気封入袋４ａ、４ｂの調整図を示したものである。図３（ａ）は、洗濯工程でのドラム３の通常回転数（例えば、３０ｒ／ｍｉｎ〜５０ｒ／ｍｉｎ程度）での水位を示しており、水位１８が高くなるように水槽２の底部にある空気封入袋４ａ、４ｂに制御部８がエアポンプ５を制御し、膨張させて水位を上げ、その水位を水位検知部７が検知している状態を示している。
【００２５】
また、図３（ｂ）は、洗濯工程でのドラム３の通常より高速回転数（例えば、５０ｒ／ｍｉｎ以上で４００ｒ／ｍｉｎ程度）での水位を示しており、水位１８ｂが低下するように、水槽２の底部にある空気封入袋４ａ、４ｂに制御部８が排気弁６を制御し、収縮させて水位を下げ、その水位を水位検知部７が検知している状態を示している。
【００２６】
以上のように構成されたドラム式洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。まず、洗濯工程をおこなう場合に、ドラム３を通常回転数で運転を開始するために、例えば、図３（ａ）に示すように、制御部８が空気封入袋４ａ、４ｂへ最大量となるようにエアポンプ５から空気を封入する。
【００２７】
さらに、洗濯衣類の容量を制御部８が検出し、あらかじめ決められた必要水量を水槽２内に給水をおこない、水位検知部７で必要水量が注水されたかどうかを検知する。
【００２８】
この状態で、ドラム３を通常回転数（例えば、４５ｒ／ｍｉｎ）で所定時間（例えば、１５分）攪拌を繰り返しおこない、バッフル１９により洗濯衣類をドラム３の回転方向へ持ち上げ、ドラム３内の上方から洗濯衣類を落下させて、たたき洗い効果により洗濯衣類の汚れを落とす動作をおこなう。
【００２９】
次に、通常回転数より高速回転数で動作させるために、例えば、図３（ｂ）に示すように、制御部８が空気封入袋４ａ、４ｂの空気量を減少させるように、エアポンプ５と排気弁６を利用して空気を排出する。その結果、水槽２内の容積が大きくなることと同じ状態となるため、図３（ａ）の水位１８が、図３（ｂ）の水位１８ｂまで低下する。
【００３０】
次に、この水位１８ｂを水位検知部７が検知し、水位低下を検出した後、制御部８が駆動部１１に高速回転数（例えば、１００ｒ／ｍｉｎ〜４００ｒ／ｍｉｎ）の指令をおこない、モータ９を駆動し、ドラム３を高速回転で動作する。
【００３１】
この高速回転動作時に、モータ９の電流を電流検出部１２で検出し、回転数を位置検出部１０で検出することで、ドラム３の負荷量を制御部８で換算し、その負荷量が記録部１３にあらかじめ記録されている負荷量を超過しないように監視部１４で監視し、負荷量を超過しないよう制御部８がモータ９および排気弁６、エアポンプ５を制御する。
【００３２】
この時、水槽２の水位１８を一定に維持し、ドラム３の負荷量を記録部１３の負荷量を超過しないように、ドラム３の回転数を１００ｒ／ｍｉｎ〜４００ｒ／ｍｉｎの間で調整する制御をおこなう方法と、ドラム３の回転数を例えば４００ｒ／ｍｉｎで固定し、ドラム３の負荷量を記録部１３の負荷量を超過しないように水槽２内の水位１８を低下させるように排気弁６を調整し、ドラム３の高速回転を維持する方法の２通りをおこなうことができる。
【００３３】
洗濯衣類の汚れ度合いや洗濯時間を考慮し、高速回転での洗浄時間を長くすることで、総洗濯工程の時間を短縮する場合には高速回転を維持し、水位を調整する方法を用い、汚れをより落とし、さらに洗浄時間も短縮したい場合には、水位と回転数のどちらも調整する方法を用いることができ、その選択を利用者が操作部パネル１５から切り替えをおこなうことができる。
【００３４】
上記のように、水槽２の底部形状を角形状とし、空気封入袋４ａ、４ｂを水槽２内の底部に固定して設け、その空気封入袋４ａ、４ｂを制御部８でエアポンプ５および排気弁６を膨張および収縮する制御をおこなうことで、水槽２内の水位が変化させ、ドラム３の回転数を洗浄工程時に通常回転数より高速回転とすることができる。したがって、水槽２内
の水位を変化させることにより、モータ９の負荷を記録部１３に記録している負荷量を超過させずに動作させることができる。
【００３５】
この結果、ドラム３を基本水位で通常回転で動作させることで、洗濯衣類をバッフル１９により持ち上げて落下させることによる機械力での洗浄と、ドラム３の高速回転動作による洗濯衣類の摩擦力による洗浄を実現することができ、洗浄性能の向上と洗濯時間の短縮を実現し、水槽２内に無駄に給水および排水をする必要がなく、洗濯水の洗剤濃度を極端に薄めることもなく洗濯工程をおこなうことができる。
【００３６】
以上、本発明の第１の実施の形態について説明したが、本発明はこの第１の実施の形態に限定されるものではない。例えば、ここでは空気封入袋４ａ、４ｂを２個用いた例を示したが、１個または３個以上を利用する方法であっても同じ作用、効果が得られる。さらに空気封入袋４ａ、４ｂを水槽２の底部に固定する構成としたが、水槽２底部の側面に固定する方法でも同じ作用、効果が得られる。
【００３７】
また、ここでは空気封入袋４ａ、４ｂの例を示したが、密閉された袋を用い、内部に封入するものが空気ではなく、他の気体となるもの（例えば、窒素）であってもよく、また、水等の液体であってもよい。その時にエアポンプ５と排気弁６が封入物を貯蓄する機能があるものとしても良い。
【００３８】
また、ここではモータ９をロータ位置検出の必要なブラシレスモータの例を示しているが、誘導モータであってもよく、その場合、位置検出部１０は、タコジェネレータやエンコーダにより回転数を検出するものであってもよい。また、モータ９もドラム３をベルト式による駆動や、ダイレクトドライブの駆動であってもよい。
【００３９】
水位検知部７は、フロート式や電極式のものであってもよく、水槽２内の水位が確実に検知するものであればよい。
【００４０】
また、ここではドラム式洗濯機について記載したが、乾燥機能を備えたドラム式洗濯乾燥機であっても洗浄時における動作は同じであるため、作用、効果は同じである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、洗濯工程において、ドラムの高速運転と通常運転の切り替えに合わせて水位を調整し、モータの負荷を最適にして省エネ性と洗浄性能を確保することができるので、ドラム式洗濯機として有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１  本体
２  水槽
３  ドラム
４ａ  空気封入袋
４ｂ  空気封入袋
５  エアポンプ
６  排気弁
７  水位検知部
８  制御部
９  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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