ドラム式洗濯乾燥機およびそのプログラム
【課題】乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑えた省エネルギー性の高い乾燥運転を実現することができるドラム式洗濯乾燥機を提供すること。
【解決手段】水槽３内に溜まった水が洗濯槽４の内面側に入り込み、洗濯物へ吸水される速度により洗濯物の布質を検知する布質検知手段１１ｂと、循環空気を前記洗濯槽に送る送風機９ｃと、循環空気を加熱する加熱手段と、布質検知手段１１ｂの出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の各行程を逐次制御する制御手段１１ａを備え、制御手段１１ａは、布質検知手段による布質に応じて、加熱手段の出力を変更する。これによって、布質に応じて必要最低限の加熱手段の出力を設定することで乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑えた省エネルギー性に優れた乾燥運転を実現できる。
【解決手段】水槽３内に溜まった水が洗濯槽４の内面側に入り込み、洗濯物へ吸水される速度により洗濯物の布質を検知する布質検知手段１１ｂと、循環空気を前記洗濯槽に送る送風機９ｃと、循環空気を加熱する加熱手段と、布質検知手段１１ｂの出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の各行程を逐次制御する制御手段１１ａを備え、制御手段１１ａは、布質検知手段による布質に応じて、加熱手段の出力を変更する。これによって、布質に応じて必要最低限の加熱手段の出力を設定することで乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑えた省エネルギー性に優れた乾燥運転を実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性的に支持された水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、脱水及び乾燥を行う洗濯機もしくは洗濯乾燥機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のドラム式洗濯乾燥機の乾燥工程では、加熱した乾燥用空気を、風路を通して洗濯槽内に送風し、洗濯槽に投入された衣類に乾燥用空気を接触させて衣類から水分を奪い衣類を乾燥させる。また、それとともに、湿気を含んで高湿度となった乾燥用空気を洗濯槽外の風路に排出している。特に、限られた狭い洗濯槽の空間内で衣類の乾燥を行うことから、乾燥中に衣類同士が絡んで乾燥用空気が衣類の絡んだ部分に接触せず部分的に未乾燥（乾燥ムラ）になってしまうことがある。乾燥ムラを防ぐためには、乾燥用空気が全ての衣類と万遍なく接触させることが必要であり、乾燥用空気の温度を所定以上に保ちながら、やや長めの乾燥時間が必要とされる。このように、部分的に未乾燥（乾燥ムラ）になることを防ぐために、必要以上の加熱エネルギーや所要時間が必要となり、所要時間が増加してしまう問題があり、その解決に種々の方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された従来の衣類乾燥機は、洗濯槽と、空気循環装置と、ヒートポンプとを備えている。空気循環装置およびヒートポンプの運転により洗濯物の乾燥を行う衣類乾燥機であって、圧縮機は、周波数を制御することで回転速度が可変される。圧縮機の駆動周波数を変更することにより、洗濯物を比較的短時間で乾燥する速乾コース、または洗濯物を速乾コースより長時間で乾燥する節約コースのいずれかを選択して実行可能である。速乾コースは、ヒートポンプの圧縮機の駆動周波数を高くして実行される。これにより、圧縮機の回転速度が高くなり、ヒートポンプにおける冷媒の循環は盛んになる。そのため、洗濯物は短時間で乾燥される。一方、節約コースのとき、ヒートポンプの圧縮機の駆動周波数を低くして実行される。これにより、圧縮機の回転速度が低くなり、ヒートポンプにおける冷媒の循環は抑えられる。そのため、洗濯物は少ない消費電力で乾燥される。したがって、選択するコースごとに乾燥に必要な所要時間の短縮と消費電力の低減とを両立することができる。また、節約コースでは、圧縮機を成績係数の高い周波数帯で駆動することにより、効率の良い運転が可能となり、消費電力をより一層節約することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第１０／０１０６７９号
【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、成績係数の高い周波数帯で圧縮機を駆動するために、ユーザーが都度、節約コースを選択する手間が必要であること、また、節約コースを選択したとしても、投入された衣類の組み合わせによって成績係数の高い周波数帯は異なるため、節約度合いが限定されるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、乾燥工程において被乾燥衣類の布質構成比率を精度よく検知しながら、検知した布質構成比率に応じて加熱部の出力を切り替えることで、乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を
抑えた省エネルギー性の高い乾燥運転を実現することができるドラム式洗濯乾燥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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明のドラム式洗濯乾燥機は、洗濯物を収容して水平軸または前面側から背面側に向けて下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数の透孔を有する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する水槽と、前記洗濯槽を駆動する駆動手段と、前記洗濯槽の外面と前記水槽の内面との間に形成される空間に給水する給水手段と、前記水槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記水槽内に溜まった水が前記洗濯槽の内面側に入り込み、前記洗濯物へ吸水される速度により洗濯物の布質を検知する布質検知手段と、循環空気を前記洗濯槽に送る送風手段と、前記循環空気を加熱する加熱手段と、前記布質検知手段の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の各行程を逐次制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記布質検知手段による布質に応じて、前記加熱手段の出力を変更するようにしたものである。
【０００８】
上記構成によれば、布質に応じて必要最低限の加熱手段の出力を設定することで乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑えた省エネルギー性の優れた乾燥運転を実現することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の洗濯機は、布質応じた乾燥に必要な最低限の加熱手段の出力を設定することで、乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑えた省エネルギー性に優れた乾燥運転を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図
【図２】同ドラム式洗濯機の制御ユニット１１の構成を示すブロック図
【図３】同ドラム式洗濯機の給水制御を示すフローチャート
【図４】同ドラム式洗濯機の給水初期時における洗濯物の布質種別による水位遷移図
【図５】本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の給水制御を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明によれば、洗濯物を収容して水平軸または前面側から背面側に向けて下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数の透孔を有する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する水槽と、前記洗濯槽を駆動する駆動手段と、前記洗濯槽の外面と前記水槽の内面との間に形成される空間に給水する給水手段と、前記水槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記水槽内に溜まった水が前記洗濯槽の内面側に入り込み、前記洗濯物へ吸水される速度により洗濯物の布質を検知する布質検知手段と、循環空気を前記洗濯槽に送る送風手段と、前記循環空気を加熱する加熱手段と、前記布質検知手段の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の各行程を逐次制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記布質検知手段による布質に応じて、前記加熱手段の出力を変更するようにしたものである。
【００１２】
このような構成によって、布質検知手段が検知した布質に応じて必要最低限の加熱手段の出力を設定することで、乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑えた省エネルギー性の高い乾燥運転を実現することができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明のドラム式洗濯乾燥機の前記布質検知手段は、前記洗濯物を構成する素材として吸水性の高い繊維と吸水性の低い繊維との割合を判断するものである。
【００１４】
このような構成によって、布質検知手段によって、投入された洗濯物が「吸水性の高い素材で構成されている割合が大きい」、あるいは「吸水性の低い素材で構成されている割合が大きい」といった判断が適切に行うことができ、その布質特性に応じて必要最低限の加熱手段の出力を設定することができる。このため、乾燥効率を最大にした省エネルギー性の高い乾燥運転を実現することができる。
【００１５】
第３の発明は、第１または第２の発明のドラム式洗濯乾燥機の前記制御手段は、前記布質検知手段により前記洗濯物が吸水性の低い繊維から構成される割合が大きいと検知した場合、前記割合が大きくなるほど、前記加熱手段の出力を小さくするようにしたものである。
【００１６】
このような構成によって、布質検知手段によって、投入された洗濯物が「吸水性の高い素材で構成されている割合が大きい」、あるいは「吸水性の低い素材で構成されている割合が大きい」といった判断が決定された後に、特に化繊の多い場合は乾燥時に必要な熱量が少なくともするため加熱手段の出力を大きく絞ることができる。このため省エネルギー性に優れた乾燥運転を実現することができる。
【００１７】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明のドラム式洗濯乾燥機の前記加熱手段は、圧縮機および熱交換器を有するヒートポンプサイクルであるものである。
【００１８】
このような構成によって、ヒートポンプサイクルを用いた加熱方式の方が、熱効率が良いため、一段の省エネルギー性に優れた条件において乾燥性能を向上させることが可能となる。
【００１９】
第５の発明は、第４の発明のドラム式洗濯乾燥機の前記制御手段は、前記布質検知手段により前記洗濯物が吸水性の低い繊維から構成される割合が大きいと検知した場合、前記割合が大きくなるほど、前記圧縮機を駆動する周波数を低くするものである。
【００２０】
このような構成によって、布質検知手段によって、投入された洗濯物が「吸水性の高い素材で構成されている割合が大きい」、あるいは「吸水性の低い素材で構成されている割合が大きい」といった判断が決定された後に、特に化繊の多い場合は乾燥時に必要な熱量が少なくともするため加熱手段の出力を大きく絞ることができる。このため、省エネルギー性に優れた条件において乾燥性能を向上させることが可能となる。
【００２１】
第６の発明は、第１〜５のいずれか１つの発明のドラム式洗濯乾燥機において、少なくとも一つをコンピュータに実行させるためのプログラムを備えたものである。
【００２２】
このような構成によって、プログラムであるのでマイコンなどを用いて本発明の洗濯機の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布が容易にできる。
【００２３】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図で、図１を用いて構成を以下に説明する。
【００２４】
洗濯機本体１の内部には揺動自在に水槽３が収納され、水槽３内には洗濯槽である回転ドラム４が回転軸４ａを中心に回転自在に配設されている。回転ドラム４の回転軸４ａは水槽３の背面外側に取り付けたモータ６が直結されており、このモータ６により回転ドラ
ム４が回転駆動される。
【００２５】
回転ドラム４には、その周壁４ｃ全体に渡って複数の透孔４ｅが設けられ、水槽３内と回転ドラム４内とは通水および通気ができるようになっている。回転ドラム４の背面壁４ｄには円周方向に沿った複数の背面開口４ｆが形成されており、これら背面開口４ｆは水槽３の背面側上部に形成された導風口９ｅに対向するように配置されている。また、回転ドラム４の周壁４ｃ内面には複数の撹拌突起４ｂが設けられており、回転ドラム４の回転により回転ドラム４内の洗濯物を持ち上げるようにしている。なお、透孔４ｅは回転ドラム４の周壁全体に渡り設けたが、回転ドラム４の周壁に部分的に形成してもよく、要は、水槽３内と回転ドラム４内との通気性および通水性を確保でき、洗濯から乾燥に支障が出ないように設定すればよい。
【００２６】
また、回転ドラム４の回転軸４ａは、前面側から背面側に向かって下向きになるように傾斜しており、具体的には水平方向Ｘから例えば角度θ＝２０±１０度下向き傾斜させて配置されている。このように回転軸４ａを傾斜させることで、水槽３前面側の開口１３を上側に配置することができるようになり、大きく屈む姿勢をとることなく水槽３の開口１３を介して回転ドラム４内の洗濯物が取り出せるようになる。また、回転軸４ａを水平方向とした場合に比べ、水槽３内に給水された水が背面側に溜まって少ない水量でも深い貯水状態が得られる、すなわち、少ない給水量でも水槽３内に溜まった水が回転ドラム４の透孔４ｅから入り込み、洗濯物を濡らし吸水速度を検知することができる。
【００２７】
水槽３は回転ドラム４内の洗濯物に効率よく給水を行うために、回転ドラム４と同じ傾斜を持ってその近くに沿うように設けてある。回転ドラム４および水槽３を傾斜させることによって、水平に配置するよりも早くに洗濯物の外周側に水が接触し始めるので、布質検知を迅速に行うことができる。なお、給水量を考慮しなければ、回転ドラム４は水平であってもよいし、傾斜角度θが１０度未満であってもよい。
【００２８】
また、洗濯機本体１の前面側には水槽３の開口１３を通して回転ドラム４内に通じる開口部を設け、その開口部には開閉扉５が開閉自在に設けられている。水槽３の開口１３はその口縁に環状のシール材１４を装着し、シール材１４の前面側が開閉扉５の背面側に当接して密閉し、上下左右、前後に揺動する水槽３の開口が動いてもシール材１４が変形し開閉扉５背面側へ押圧する形で密閉性を維持している。
【００２９】
水槽３の上部に配置された給水手段７は、給水弁７ｂと、給水弁７ｂの開閉によって給水される洗剤収容部７ａと、洗剤収容部７ａ内の洗剤を給水とともに水槽３内面と回転ドラム４外面との間に形成された空間Ｙに供給する給水経路７ｃとを有している。このように水槽３内面と回転ドラム４外面との間に形成された空間Ｙに給水することにより、回転ドラム４内の洗濯物に直接水かかからず、水槽３底部に溜まった水が徐々に上昇していき、回転ドラム４の透孔４ｅを介して洗濯物に水が接触して洗濯物の吸水が開始されるので、布質により相違する吸水速度を検知することができる。なお、洗濯物に直接水がかからないように給水できればよいので、給水手段７は必ずしも上部に配置されている必要はなく、水槽３の背面側、側面側、底部側であってもよい。
【００３０】
排水手段８は、水槽３の最底部に一端を接続した排水管８ａと、排水弁８ｂとを有し、排水弁８ｂの開閉によって洗い工程終了後、すすぎ工程終了時など必要なときに水槽３内の水が排水管８ａを介し排水されるようになっている。さらに排水管８ａの下流側には洗濯機本体１の外部から取り外し可能な排水フィルタ１５を配置し、排水に含まれる糸屑類を捕集するようになっている。
【００３１】
乾燥手段９は、水槽３および回転ドラム４から空気を出す導出口９ｆと、導出口９ｆか
ら空気を吸引する送風手段としての送風機９ｃと、導出口９ｆからの空気に含まれる糸屑類を捕集し除塵するフィルタ（図示せず）と、水槽３の背面側に設けられ、回転ドラム４内に送風機９ｃから吹き出される空気を入れる導風口９ｅと、送風機９ｃと導風口９ｅとを接続する送風経路９ｄと、加熱手段とを有している。加熱手段は、本実施の形態においてはヒートポンプサイクルであり、除湿部９ｇおよび加熱部９ｈからなる熱交換器と、圧縮機９ｉと、絞り手段（図示せず）とを有している。除湿部９ｇは、送風経路９ｄ内に配され、導出口９ｆからの高湿空気を除湿する。加熱部９ｈは、送風経路９ｄ内で、除湿部９ｇより下流側に配され、除湿後の空気を加熱して高温の空気とする。
【００３２】
洗濯機本体１の前面上部には複数の入力キー及び設定内容等を表示する表示装置を有する操作パネル２１が配され、この操作パネル２１は制御ユニット１１と接続され、入力キーからの信号を制御ユニット１１に入力し、また、制御ユニット１１が表示装置の表示状態を制御するようになっている。制御ユニット１１はドラム式洗濯機を構成するモータ６、排水弁８ｂ、給水弁７ｂの動作を制御し、操作パネル２１の入力キーにより設定した洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の運転を実施する。また、制御ユニット１１は水槽３内の水位を検知する水位検知手段１０からの信号を入力して給水弁７ｂを制御することで、水槽３内への給水量（水位）を制御している。
【００３３】
次に、制御ユニット１１の詳細を図２により説明する。図２は本発明の実施形態１におけるドラム式洗濯機の制御ユニット１１の構成を示すブロック図である。制御ユニット１１は、マイクロコンピュータで構成される制御手段１１ａと、洗濯物の布質を検知する布質検知手段１１ｂと、洗濯物の量を検知する布量検知手段１１ｃとを備えている。
【００３４】
以下に布量検知手段１１ｃの一例について説明する。
【００３５】
まず、モータ６を回転駆動する。このときの回転ドラム４の回転数は、洗濯物が回転ドラム４の内周壁に張り付く程度の回転速度、例えば１００〜１４０ｒ／ｍｉｎ程度まで一旦立ち上げる。所定時間回転を維持した後、モータ６の通電をオフする。それにより、回転ドラム４の惰性回転が、逆にモータ６を回転させる状態になる。このとき、回転ドラム４の惰性回転力は摩擦トルクによりしだいに低下してやがて回転ドラム４は停止する。通電停止から回転ドラム４の停止までの時間は、洗濯物の量が多いときは長く、洗濯物の量が少ないときは短い。この停止に要する時間の違いが洗濯物の量に比例することを利用して洗濯物の量を検知する。
【００３６】
さらに、本実施の形態に係るドラム式洗濯機には、回転ドラム４内に給水された水量を検知する水位検知手段１０が設けられている。これは回転ドラム４の最低部近傍の所定位置に配設されたエアトラップ部と圧力検知部（図示せず）をホース接続したものである。圧力検知部は、圧力によって移動するベローズ部分に一体化されたフェライトと、その外周上を囲む固定側のコイルとで構成され、そのインダクタンス変化を利用して移動ストローク距離をトラップ内圧力に変換する。この水位検知手段１０は、エアトラップ部に洗濯液がこないと大気開放状態となり、出力は一定となる。この検知下限水位を下回る水位の場合は、水量および水のありなしを検知することができない。このように、水位検知手段１０はエアトラップ機構によるエア内圧計測によるセンシングが一般的であり、エア内圧が安定的な大気開放圧力から変化するまでの時間を計測するのが水位センサのばらつきに影響を受けない適切な算出方法である。また水位検知手段１０の出力は、回転ドラム４の回転ありなしやその回転数など、洗濯動作中の回転ドラム４の回転によって出力が変化するため、回転ドラム４の回転数に応じて周波数と水位のテーブルを複数持っている。つまり回転ドラム４が静止中でも回転中でも水位を認識することができる。
【００３７】
本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の制御手段１１ａは、モード設定や制御
プログラムに従い、モータ６、給水弁７ｂ、排水弁８ｂ、送風機９ｃ、圧縮機９ｉを自動制御して少なくとも洗浄工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程を行う機能を有している。
【００３８】
以上のように構成されたドラム式洗濯機の動作について布質を検知する工程を含めて説明する。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給水制御を示すフローチャートである。図４は本発明の実施の形態１における洗濯機の洗濯物による給水初期時の水位遷移図を示すものである。
【００３９】
図３において、洗濯物が投入されて運転を開始すると給水工程にて給水を開始する。ここで給水開始前に回転ドラムを所定回転数で一方向に回転させる（Ｓ１）。回転数は、例えば６０ｒ／ｍｉｎなど、洗濯物が回転ドラム４の内周壁に張り付くような回転数である。回転ドラム４がこのような速度で回転させながら給水することで、洗濯物の転動を防ぎ、洗濯物の濡らし方の条件を一意に合わせることが可能となる。また、洗濯物の量が変わった場合でも、洗濯物の張り付けによって同じような条件で濡らしていけるので、布量による依存性を抑え込むことができ、布質検知を精度よく行うことができる。また、回転ドラム４の回転開始は給水開始前に限られず、同時でもよい。
【００４０】
次に、給水弁７ｂを開放して（Ｓ２）給水時間ｔのカウントを開始し、水槽３に所定水位Ａになるまで給水を行う（Ｓ３）。所定水位Ａは回転ドラム４内の洗濯物の外周側と接触できる水位である。
【００４１】
本発明の実施の形態１の布質検知は、所定水位になるまでの時間をもとに布質検知を行う。すなわち、所定水位Ａにおいて給水時間ｔをもとに洗濯物の布質が高吸水性であると判定すると、高吸水性である布質に応じて、乾燥行程の設定内容を増やす方向に変更する。
【００４２】
図４に示すように、初期の吸水速度はポリエステルなどの化学繊維の方が早くに広範囲に浸透するため、綿よりも吸水が速く、つまり給水時間が長くなる。洗濯物が全て綿であれば、吸水速度が遅いので所定水位Ａになる時間は速い。逆に、例えばポリエステルなどの化学繊維であれば、吸水速度が速いので所定水位Ａになる時間は遅い。このような布質による吸水速度の違いを利用して、所定水位Ａになる給水時間ｔを確認することで布質を検知することができる。具体的には、所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ１より短かったかを判断し（Ｓ４）、短い場合は（Ｓ４のＹＥＳ）、圧縮機９ｉの周波数を高く設定して、十分な乾燥性能を確保する（Ｓ５）。
【００４３】
ここで、所定時間Ｔ１は全て綿タオルである場合に給水開始から所定水位Ａになるまでの時間と、綿と化学繊維が混在している場合に所定水位Ａになるまでの時間との間で設定する時間である。例えば、洗濯物の全量のうち綿が７割含まれる時に所定水位Ａまで給水するのにかかる時間をＴ１とする。
【００４４】
一方で、制御手段１１ａは所定水位Ａにおいて給水時間ｔをもとに洗濯物の布質が低吸水性であると判定すると、低吸水性である布質に応じて乾燥行程の設定内容を変更する。具体的には、所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ１より長い場合は（Ｓ４のＮＯ）、給水時間ｔが所定時間Ｔ２より短かったかを判断し（Ｓ６）、短い場合は（Ｓ６のＹＥＳ）、圧縮機９ｉの設定内容をそのままにする（Ｓ７）。ここで、所定時間Ｔ２は全てポリエステルなどの化学繊維である場合に給水開始から所定水位Ａになるまでの時間と、綿と化学繊維が混在している場合に所定水位Ａになるまでの時間との間で設定する時間である。例えば、洗濯物の全量のうちポリエステルが７割含まれる時に所定水位Ａまで給水するのにかかる時間をＴ２とする。
【００４５】
所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ２より長い場合は（Ｓ６のＮＯ）、未乾燥にならない程度に、圧縮機９ｉの周波数を低く設定する（Ｓ８）。
【００４６】
洗い行程を終え（Ｓ９）、すすぎ行程（Ｓ１０）、脱水行程（Ｓ１１）を経て、乾燥行程（Ｓ１２）に入ると、上記にて設定変更した乾燥時間、乾燥動作を行う。設定した乾燥時間が経過すると（Ｓ１３のＹＥＳ）、乾燥行程を終え、全ての運転を終了する。
【００４７】
なお、所定時間Ｔ１、Ｔ２を決定するのに用いた洗濯物による給水初期時の水位遷移図は、同様の吸水特性を示すものであればポリエステルや綿に限られるものではない。また、本実施の形態１では綿と、化学繊維と、綿および化学繊維の混合との、３種類の吸水特性により設定水位のランク決定をしているが、これに限られるものではなく、化学繊維としてナイロンなどの他の繊維も用いてランク分けを細かくしてもよい。また、綿および化学繊維の混合において、その混合比率を１：２、１：１、２：１と変化させるなどして、ランク分けしてもよい。
【００４８】
ここで、布質に応じた乾燥時間の設定について補足する。上記したように、洗濯物は大別すると綿繊維と化学繊維に分けられるが、綿繊維は化学繊維よりも、水を含むと形成する繊維自身が膨張することで繊維間が密になる。よって、衣類に熱を与えて乾燥させる場合、衣類からの水分が蒸発するのに要する時間は、綿繊維の方が化学繊維よりも長い。これは、化学繊維の方が、繊維間が疎であるため繊維の奥に熱が届きやすく、さらに水をあまり吸収しないためである。すなわち、乾燥時に水分を奪って乾燥させるための必要加熱量は、綿繊維では多い。一方で、布質が化繊の割外が多い場合には吸水性が低いため、乾燥させるための必要加熱量は比較的少なくて済む。このため、従来のように、布質が不明な場合の乾燥方式では、全ての衣類について未乾燥がなく乾燥の仕上がりを満足させようとすると、綿繊維が乾く時間にあわせることになり、化学繊維は過乾燥の状態となる。よって化学繊維に対する熱ストレスが懸念される。これに対して、今回の乾燥方式の場合では、綿および化学繊維の混合比率を１：１程度である条件を標準の乾燥設定とすることで、その比率に応じて±１０分程度の時間を変更すれば乾燥性能を満足しつつ、衣類に対する過度な熱ストレスを避けることも可能である。
【００４９】
以上のように、本実施の形態によれば、洗濯槽に収容した衣類の綿と化繊の構成比率を検知する布質検知手段が設けられ、吸水性の高い繊維から構成される割合が大きいのか、吸水性の低い繊維から構成される割合が大きいのかを判断することができる。さらに、布質検知手段１１ｂによる結果に応じて、必要最低限の圧縮機９ｉの周波数を設定することで、乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑える省エネルギー性に優れた乾燥運転を実現することができる。
【００５０】
また、本実施の形態ではドラム式洗濯機を例に上げ説明しているが、水槽３と洗濯槽の間に給水する構成とした場合、パルセータ撹拌式やアジテータ式など縦型洗濯機においても同様の効果が得られる。縦型式洗濯機において、水を均一に浸透させるために、洗濯槽の外側に設けられたシャワーなどを用いて洗濯物の外周側から均一に濡れていく構成にしてもよい。また、給水中に洗濯槽を回転させる場合には、パルセータと洗濯槽が一体に動くようにすることで、洗濯物を傷みにくくすることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録、もしくはインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にでき
る。
【００５２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、ドラム式洗濯機の概略構成は実施の形態１で説明したドラム洗濯機と同じ構成である。構成の詳細な説明は、実施の形態１のものを援用する。実施の形態２において、加熱手段は、加熱部としてヒータ１９、除湿部として水冷方式で構成されている。なお、除湿部９ｇは空冷方式としてもよい。以下、図５を用いて工程を説明する。
【００５３】
図５は、本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の給水制御を示すフローチャートである。
【００５４】
まず、洗濯物が投入されて運転を開始すると給水工程にて給水を開始する。ここで給水開始前に回転ドラムを所定回転数で一方向に回転させる（Ｓ１）。回転数は、例えば６０ｒ／ｍｉｎなど、洗濯物が回転ドラム４の内周壁に張り付くような回転数である。回転ドラム４がこのような速度で回転させながら給水することで、洗濯物の転動を防ぎ、洗濯物の濡らし方の条件を一意に合わせることが可能となる。また、洗濯物の量が変わった場合でも、洗濯物の張り付けによって同じような条件で濡らしていけるので、布量による依存性を抑え込むことができ、布質検知を精度よく行うことができる。また、回転ドラム４の回転開始は給水開始前に限られず、同時でもよい。
【００５５】
次に、給水弁７ｂを開放して（Ｓ２）給水時間ｔのカウントを開始し、水槽３に所定水位Ａになるまで給水を行う（Ｓ３）。所定水位Ａは回転ドラム４内の洗濯物の外周側と接触できる水位である。
【００５６】
布質検知は、所定水位になるまでの時間をもとに布質検知を行う。すなわち、所定水位Ａにおいて給水時間ｔをもとに洗濯物の布質が高吸水性であると判定すると、高吸水性である布質に応じて、乾燥行程の設定内容を増やす方向に変更する。具体的には、所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ１より短かったかを判断し（Ｓ４）、短い場合は（Ｓ４のＹＥＳ）、ヒータ１９の出力を大きく高く設定して、十分な乾燥性能を確保する（Ｓ５）。
【００５７】
ここで、所定時間Ｔ１は全て綿タオルである場合に給水開始から所定水位Ａになるまでの時間と、綿と化学繊維が混在している場合に所定水位Ａになるまでの時間との間で設定する時間である。例えば、洗濯物の全量のうち綿が７割含まれる時に所定水位Ａまで給水するのにかかる時間をＴ１とする。
【００５８】
一方で、制御手段１１ａは所定水位Ａにおいて給水時間ｔをもとに洗濯物の布質が低吸水性であると判定すると、低吸水性である布質に応じて乾燥行程の設定内容を変更する。具体的には、所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ１より長い場合は（Ｓ４のＮＯ）、給水時間ｔが所定時間Ｔ２より短かったかを判断し（Ｓ６）、短い場合は（Ｓ６のＹＥＳ）、ヒータの出力設定をそのままにする（Ｓ７）。ここで、所定時間Ｔ２は全てポリエステルなどの化学繊維である場合に給水開始から所定水位Ａになるまでの時間と、綿と化学繊維が混在している場合に所定水位Ａになるまでの時間との間で設定する時間である。例えば、洗濯物の全量のうちポリエステルが７割含まれる時に所定水位Ａまで給水するのにかかる時間をＴ２とする。
【００５９】
所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ２より長い場合は（Ｓ６のＮＯ）、未乾燥にならない程度に、ヒータ１９の出力を小さく設定する（Ｓ８）。
【００６０】
洗い行程を終え（Ｓ９）、すすぎ行程（Ｓ１０）、脱水行程（Ｓ１１）を経て、乾燥行程（Ｓ１２）に入ると、上記にて設定変更した乾燥時間、乾燥動作を行う。設定した乾燥時間が経過すると（Ｓ１３のＹＥＳ）、乾燥行程を終え、全ての運転を終了する。
【００６１】
以上のように、本実施の形態によれば、洗濯槽に収容した衣類の綿と化繊の構成比率を検知する布質検知手段が設けられ、布質検知手段が検知した布質が綿の割合が大きい場合は吸水性が高いため乾燥時に水分を奪って乾燥させるための必要加熱量が多い。一方で、布質が化繊の割外が多い場合には吸水性が低いため、つまり乾燥させるための必要加熱量は比較的少なくて済む。よって、布質に応じて必要最低限のヒータ１９の出力を設定することで乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑える省エネ運転を実現することができる。
【００６２】
また、本実施の形態ではドラム式洗濯機を例に上げ説明しているが、水槽３と洗濯槽の間に給水する構成とした場合、パルセータ撹拌式やアジテータ式など縦型洗濯機においても同様の効果が得られる。縦型式洗濯機において、水を均一に浸透させるために、洗濯槽の外側に設けられたシャワーなどを用いて洗濯物の外周側から均一に濡れていく構成にしてもよい。また、給水中に洗濯槽を回転させる場合には、パルセータと洗濯槽が一体に動くようにすることで、洗濯物を傷みにくくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯槽に収容した衣類の綿と化繊の構成比率を検知する布質検知手段が設けられ、布質検知手段が検知した布質が綿の割合が大きい場合は吸水性が高いため乾燥時に水分を奪って乾燥させるための必要加熱量が多く、一方で、布質が化繊の割外が多い場合には吸水性が低いため、つまり乾燥させるための必要加熱量は比較的少なくて済むので、布質に応じて必要最低限の加熱手段の出力を設定することで乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑える省エネ運転を実現することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 洗濯機本体
３ 水槽
４ 回転ドラム（洗濯槽）
６ モータ（駆動手段）
７ 給水手段
７ｂ 給水弁
８ 排水手段
８ｂ 排水弁
９ｃ 送風機（送風手段）
９ｄ 送風経路
９ｈ 加熱部
９ｉ 圧縮機
１０ 水位検知手段
１１ 制御ユニット
１１ａ 制御手段
１１ｂ 布質検知手段
１９ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性的に支持された水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、脱水及び乾燥を行う洗濯機もしくは洗濯乾燥機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のドラム式洗濯乾燥機の乾燥工程では、加熱した乾燥用空気を、風路を通して洗濯槽内に送風し、洗濯槽に投入された衣類に乾燥用空気を接触させて衣類から水分を奪い衣類を乾燥させる。また、それとともに、湿気を含んで高湿度となった乾燥用空気を洗濯槽外の風路に排出している。特に、限られた狭い洗濯槽の空間内で衣類の乾燥を行うことから、乾燥中に衣類同士が絡んで乾燥用空気が衣類の絡んだ部分に接触せず部分的に未乾燥（乾燥ムラ）になってしまうことがある。乾燥ムラを防ぐためには、乾燥用空気が全ての衣類と万遍なく接触させることが必要であり、乾燥用空気の温度を所定以上に保ちながら、やや長めの乾燥時間が必要とされる。このように、部分的に未乾燥（乾燥ムラ）になることを防ぐために、必要以上の加熱エネルギーや所要時間が必要となり、所要時間が増加してしまう問題があり、その解決に種々の方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された従来の衣類乾燥機は、洗濯槽と、空気循環装置と、ヒートポンプとを備えている。空気循環装置およびヒートポンプの運転により洗濯物の乾燥を行う衣類乾燥機であって、圧縮機は、周波数を制御することで回転速度が可変される。圧縮機の駆動周波数を変更することにより、洗濯物を比較的短時間で乾燥する速乾コース、または洗濯物を速乾コースより長時間で乾燥する節約コースのいずれかを選択して実行可能である。速乾コースは、ヒートポンプの圧縮機の駆動周波数を高くして実行される。これにより、圧縮機の回転速度が高くなり、ヒートポンプにおける冷媒の循環は盛んになる。そのため、洗濯物は短時間で乾燥される。一方、節約コースのとき、ヒートポンプの圧縮機の駆動周波数を低くして実行される。これにより、圧縮機の回転速度が低くなり、ヒートポンプにおける冷媒の循環は抑えられる。そのため、洗濯物は少ない消費電力で乾燥される。したがって、選択するコースごとに乾燥に必要な所要時間の短縮と消費電力の低減とを両立することができる。また、節約コースでは、圧縮機を成績係数の高い周波数帯で駆動することにより、効率の良い運転が可能となり、消費電力をより一層節約することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第１０／０１０６７９号
【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、成績係数の高い周波数帯で圧縮機を駆動するために、ユーザーが都度、節約コースを選択する手間が必要であること、また、節約コースを選択したとしても、投入された衣類の組み合わせによって成績係数の高い周波数帯は異なるため、節約度合いが限定されるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、乾燥工程において被乾燥衣類の布質構成比率を精度よく検知しながら、検知した布質構成比率に応じて加熱部の出力を切り替えることで、乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を
抑えた省エネルギー性の高い乾燥運転を実現することができるドラム式洗濯乾燥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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明のドラム式洗濯乾燥機は、洗濯物を収容して水平軸または前面側から背面側に向けて下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数の透孔を有する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する水槽と、前記洗濯槽を駆動する駆動手段と、前記洗濯槽の外面と前記水槽の内面との間に形成される空間に給水する給水手段と、前記水槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記水槽内に溜まった水が前記洗濯槽の内面側に入り込み、前記洗濯物へ吸水される速度により洗濯物の布質を検知する布質検知手段と、循環空気を前記洗濯槽に送る送風手段と、前記循環空気を加熱する加熱手段と、前記布質検知手段の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の各行程を逐次制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記布質検知手段による布質に応じて、前記加熱手段の出力を変更するようにしたものである。
【０００８】
上記構成によれば、布質に応じて必要最低限の加熱手段の出力を設定することで乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑えた省エネルギー性の優れた乾燥運転を実現することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の洗濯機は、布質応じた乾燥に必要な最低限の加熱手段の出力を設定することで、乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑えた省エネルギー性に優れた乾燥運転を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図
【図２】同ドラム式洗濯機の制御ユニット１１の構成を示すブロック図
【図３】同ドラム式洗濯機の給水制御を示すフローチャート
【図４】同ドラム式洗濯機の給水初期時における洗濯物の布質種別による水位遷移図
【図５】本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の給水制御を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明によれば、洗濯物を収容して水平軸または前面側から背面側に向けて下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数の透孔を有する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する水槽と、前記洗濯槽を駆動する駆動手段と、前記洗濯槽の外面と前記水槽の内面との間に形成される空間に給水する給水手段と、前記水槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記水槽内に溜まった水が前記洗濯槽の内面側に入り込み、前記洗濯物へ吸水される速度により洗濯物の布質を検知する布質検知手段と、循環空気を前記洗濯槽に送る送風手段と、前記循環空気を加熱する加熱手段と、前記布質検知手段の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の各行程を逐次制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記布質検知手段による布質に応じて、前記加熱手段の出力を変更するようにしたものである。
【００１２】
このような構成によって、布質検知手段が検知した布質に応じて必要最低限の加熱手段の出力を設定することで、乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑えた省エネルギー性の高い乾燥運転を実現することができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明のドラム式洗濯乾燥機の前記布質検知手段は、前記洗濯物を構成する素材として吸水性の高い繊維と吸水性の低い繊維との割合を判断するものである。
【００１４】
このような構成によって、布質検知手段によって、投入された洗濯物が「吸水性の高い素材で構成されている割合が大きい」、あるいは「吸水性の低い素材で構成されている割合が大きい」といった判断が適切に行うことができ、その布質特性に応じて必要最低限の加熱手段の出力を設定することができる。このため、乾燥効率を最大にした省エネルギー性の高い乾燥運転を実現することができる。
【００１５】
第３の発明は、第１または第２の発明のドラム式洗濯乾燥機の前記制御手段は、前記布質検知手段により前記洗濯物が吸水性の低い繊維から構成される割合が大きいと検知した場合、前記割合が大きくなるほど、前記加熱手段の出力を小さくするようにしたものである。
【００１６】
このような構成によって、布質検知手段によって、投入された洗濯物が「吸水性の高い素材で構成されている割合が大きい」、あるいは「吸水性の低い素材で構成されている割合が大きい」といった判断が決定された後に、特に化繊の多い場合は乾燥時に必要な熱量が少なくともするため加熱手段の出力を大きく絞ることができる。このため省エネルギー性に優れた乾燥運転を実現することができる。
【００１７】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明のドラム式洗濯乾燥機の前記加熱手段は、圧縮機および熱交換器を有するヒートポンプサイクルであるものである。
【００１８】
このような構成によって、ヒートポンプサイクルを用いた加熱方式の方が、熱効率が良いため、一段の省エネルギー性に優れた条件において乾燥性能を向上させることが可能となる。
【００１９】
第５の発明は、第４の発明のドラム式洗濯乾燥機の前記制御手段は、前記布質検知手段により前記洗濯物が吸水性の低い繊維から構成される割合が大きいと検知した場合、前記割合が大きくなるほど、前記圧縮機を駆動する周波数を低くするものである。
【００２０】
このような構成によって、布質検知手段によって、投入された洗濯物が「吸水性の高い素材で構成されている割合が大きい」、あるいは「吸水性の低い素材で構成されている割合が大きい」といった判断が決定された後に、特に化繊の多い場合は乾燥時に必要な熱量が少なくともするため加熱手段の出力を大きく絞ることができる。このため、省エネルギー性に優れた条件において乾燥性能を向上させることが可能となる。
【００２１】
第６の発明は、第１〜５のいずれか１つの発明のドラム式洗濯乾燥機において、少なくとも一つをコンピュータに実行させるためのプログラムを備えたものである。
【００２２】
このような構成によって、プログラムであるのでマイコンなどを用いて本発明の洗濯機の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布が容易にできる。
【００２３】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図で、図１を用いて構成を以下に説明する。
【００２４】
洗濯機本体１の内部には揺動自在に水槽３が収納され、水槽３内には洗濯槽である回転ドラム４が回転軸４ａを中心に回転自在に配設されている。回転ドラム４の回転軸４ａは水槽３の背面外側に取り付けたモータ６が直結されており、このモータ６により回転ドラ
ム４が回転駆動される。
【００２５】
回転ドラム４には、その周壁４ｃ全体に渡って複数の透孔４ｅが設けられ、水槽３内と回転ドラム４内とは通水および通気ができるようになっている。回転ドラム４の背面壁４ｄには円周方向に沿った複数の背面開口４ｆが形成されており、これら背面開口４ｆは水槽３の背面側上部に形成された導風口９ｅに対向するように配置されている。また、回転ドラム４の周壁４ｃ内面には複数の撹拌突起４ｂが設けられており、回転ドラム４の回転により回転ドラム４内の洗濯物を持ち上げるようにしている。なお、透孔４ｅは回転ドラム４の周壁全体に渡り設けたが、回転ドラム４の周壁に部分的に形成してもよく、要は、水槽３内と回転ドラム４内との通気性および通水性を確保でき、洗濯から乾燥に支障が出ないように設定すればよい。
【００２６】
また、回転ドラム４の回転軸４ａは、前面側から背面側に向かって下向きになるように傾斜しており、具体的には水平方向Ｘから例えば角度θ＝２０±１０度下向き傾斜させて配置されている。このように回転軸４ａを傾斜させることで、水槽３前面側の開口１３を上側に配置することができるようになり、大きく屈む姿勢をとることなく水槽３の開口１３を介して回転ドラム４内の洗濯物が取り出せるようになる。また、回転軸４ａを水平方向とした場合に比べ、水槽３内に給水された水が背面側に溜まって少ない水量でも深い貯水状態が得られる、すなわち、少ない給水量でも水槽３内に溜まった水が回転ドラム４の透孔４ｅから入り込み、洗濯物を濡らし吸水速度を検知することができる。
【００２７】
水槽３は回転ドラム４内の洗濯物に効率よく給水を行うために、回転ドラム４と同じ傾斜を持ってその近くに沿うように設けてある。回転ドラム４および水槽３を傾斜させることによって、水平に配置するよりも早くに洗濯物の外周側に水が接触し始めるので、布質検知を迅速に行うことができる。なお、給水量を考慮しなければ、回転ドラム４は水平であってもよいし、傾斜角度θが１０度未満であってもよい。
【００２８】
また、洗濯機本体１の前面側には水槽３の開口１３を通して回転ドラム４内に通じる開口部を設け、その開口部には開閉扉５が開閉自在に設けられている。水槽３の開口１３はその口縁に環状のシール材１４を装着し、シール材１４の前面側が開閉扉５の背面側に当接して密閉し、上下左右、前後に揺動する水槽３の開口が動いてもシール材１４が変形し開閉扉５背面側へ押圧する形で密閉性を維持している。
【００２９】
水槽３の上部に配置された給水手段７は、給水弁７ｂと、給水弁７ｂの開閉によって給水される洗剤収容部７ａと、洗剤収容部７ａ内の洗剤を給水とともに水槽３内面と回転ドラム４外面との間に形成された空間Ｙに供給する給水経路７ｃとを有している。このように水槽３内面と回転ドラム４外面との間に形成された空間Ｙに給水することにより、回転ドラム４内の洗濯物に直接水かかからず、水槽３底部に溜まった水が徐々に上昇していき、回転ドラム４の透孔４ｅを介して洗濯物に水が接触して洗濯物の吸水が開始されるので、布質により相違する吸水速度を検知することができる。なお、洗濯物に直接水がかからないように給水できればよいので、給水手段７は必ずしも上部に配置されている必要はなく、水槽３の背面側、側面側、底部側であってもよい。
【００３０】
排水手段８は、水槽３の最底部に一端を接続した排水管８ａと、排水弁８ｂとを有し、排水弁８ｂの開閉によって洗い工程終了後、すすぎ工程終了時など必要なときに水槽３内の水が排水管８ａを介し排水されるようになっている。さらに排水管８ａの下流側には洗濯機本体１の外部から取り外し可能な排水フィルタ１５を配置し、排水に含まれる糸屑類を捕集するようになっている。
【００３１】
乾燥手段９は、水槽３および回転ドラム４から空気を出す導出口９ｆと、導出口９ｆか
ら空気を吸引する送風手段としての送風機９ｃと、導出口９ｆからの空気に含まれる糸屑類を捕集し除塵するフィルタ（図示せず）と、水槽３の背面側に設けられ、回転ドラム４内に送風機９ｃから吹き出される空気を入れる導風口９ｅと、送風機９ｃと導風口９ｅとを接続する送風経路９ｄと、加熱手段とを有している。加熱手段は、本実施の形態においてはヒートポンプサイクルであり、除湿部９ｇおよび加熱部９ｈからなる熱交換器と、圧縮機９ｉと、絞り手段（図示せず）とを有している。除湿部９ｇは、送風経路９ｄ内に配され、導出口９ｆからの高湿空気を除湿する。加熱部９ｈは、送風経路９ｄ内で、除湿部９ｇより下流側に配され、除湿後の空気を加熱して高温の空気とする。
【００３２】
洗濯機本体１の前面上部には複数の入力キー及び設定内容等を表示する表示装置を有する操作パネル２１が配され、この操作パネル２１は制御ユニット１１と接続され、入力キーからの信号を制御ユニット１１に入力し、また、制御ユニット１１が表示装置の表示状態を制御するようになっている。制御ユニット１１はドラム式洗濯機を構成するモータ６、排水弁８ｂ、給水弁７ｂの動作を制御し、操作パネル２１の入力キーにより設定した洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の運転を実施する。また、制御ユニット１１は水槽３内の水位を検知する水位検知手段１０からの信号を入力して給水弁７ｂを制御することで、水槽３内への給水量（水位）を制御している。
【００３３】
次に、制御ユニット１１の詳細を図２により説明する。図２は本発明の実施形態１におけるドラム式洗濯機の制御ユニット１１の構成を示すブロック図である。制御ユニット１１は、マイクロコンピュータで構成される制御手段１１ａと、洗濯物の布質を検知する布質検知手段１１ｂと、洗濯物の量を検知する布量検知手段１１ｃとを備えている。
【００３４】
以下に布量検知手段１１ｃの一例について説明する。
【００３５】
まず、モータ６を回転駆動する。このときの回転ドラム４の回転数は、洗濯物が回転ドラム４の内周壁に張り付く程度の回転速度、例えば１００〜１４０ｒ／ｍｉｎ程度まで一旦立ち上げる。所定時間回転を維持した後、モータ６の通電をオフする。それにより、回転ドラム４の惰性回転が、逆にモータ６を回転させる状態になる。このとき、回転ドラム４の惰性回転力は摩擦トルクによりしだいに低下してやがて回転ドラム４は停止する。通電停止から回転ドラム４の停止までの時間は、洗濯物の量が多いときは長く、洗濯物の量が少ないときは短い。この停止に要する時間の違いが洗濯物の量に比例することを利用して洗濯物の量を検知する。
【００３６】
さらに、本実施の形態に係るドラム式洗濯機には、回転ドラム４内に給水された水量を検知する水位検知手段１０が設けられている。これは回転ドラム４の最低部近傍の所定位置に配設されたエアトラップ部と圧力検知部（図示せず）をホース接続したものである。圧力検知部は、圧力によって移動するベローズ部分に一体化されたフェライトと、その外周上を囲む固定側のコイルとで構成され、そのインダクタンス変化を利用して移動ストローク距離をトラップ内圧力に変換する。この水位検知手段１０は、エアトラップ部に洗濯液がこないと大気開放状態となり、出力は一定となる。この検知下限水位を下回る水位の場合は、水量および水のありなしを検知することができない。このように、水位検知手段１０はエアトラップ機構によるエア内圧計測によるセンシングが一般的であり、エア内圧が安定的な大気開放圧力から変化するまでの時間を計測するのが水位センサのばらつきに影響を受けない適切な算出方法である。また水位検知手段１０の出力は、回転ドラム４の回転ありなしやその回転数など、洗濯動作中の回転ドラム４の回転によって出力が変化するため、回転ドラム４の回転数に応じて周波数と水位のテーブルを複数持っている。つまり回転ドラム４が静止中でも回転中でも水位を認識することができる。
【００３７】
本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の制御手段１１ａは、モード設定や制御
プログラムに従い、モータ６、給水弁７ｂ、排水弁８ｂ、送風機９ｃ、圧縮機９ｉを自動制御して少なくとも洗浄工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程を行う機能を有している。
【００３８】
以上のように構成されたドラム式洗濯機の動作について布質を検知する工程を含めて説明する。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給水制御を示すフローチャートである。図４は本発明の実施の形態１における洗濯機の洗濯物による給水初期時の水位遷移図を示すものである。
【００３９】
図３において、洗濯物が投入されて運転を開始すると給水工程にて給水を開始する。ここで給水開始前に回転ドラムを所定回転数で一方向に回転させる（Ｓ１）。回転数は、例えば６０ｒ／ｍｉｎなど、洗濯物が回転ドラム４の内周壁に張り付くような回転数である。回転ドラム４がこのような速度で回転させながら給水することで、洗濯物の転動を防ぎ、洗濯物の濡らし方の条件を一意に合わせることが可能となる。また、洗濯物の量が変わった場合でも、洗濯物の張り付けによって同じような条件で濡らしていけるので、布量による依存性を抑え込むことができ、布質検知を精度よく行うことができる。また、回転ドラム４の回転開始は給水開始前に限られず、同時でもよい。
【００４０】
次に、給水弁７ｂを開放して（Ｓ２）給水時間ｔのカウントを開始し、水槽３に所定水位Ａになるまで給水を行う（Ｓ３）。所定水位Ａは回転ドラム４内の洗濯物の外周側と接触できる水位である。
【００４１】
本発明の実施の形態１の布質検知は、所定水位になるまでの時間をもとに布質検知を行う。すなわち、所定水位Ａにおいて給水時間ｔをもとに洗濯物の布質が高吸水性であると判定すると、高吸水性である布質に応じて、乾燥行程の設定内容を増やす方向に変更する。
【００４２】
図４に示すように、初期の吸水速度はポリエステルなどの化学繊維の方が早くに広範囲に浸透するため、綿よりも吸水が速く、つまり給水時間が長くなる。洗濯物が全て綿であれば、吸水速度が遅いので所定水位Ａになる時間は速い。逆に、例えばポリエステルなどの化学繊維であれば、吸水速度が速いので所定水位Ａになる時間は遅い。このような布質による吸水速度の違いを利用して、所定水位Ａになる給水時間ｔを確認することで布質を検知することができる。具体的には、所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ１より短かったかを判断し（Ｓ４）、短い場合は（Ｓ４のＹＥＳ）、圧縮機９ｉの周波数を高く設定して、十分な乾燥性能を確保する（Ｓ５）。
【００４３】
ここで、所定時間Ｔ１は全て綿タオルである場合に給水開始から所定水位Ａになるまでの時間と、綿と化学繊維が混在している場合に所定水位Ａになるまでの時間との間で設定する時間である。例えば、洗濯物の全量のうち綿が７割含まれる時に所定水位Ａまで給水するのにかかる時間をＴ１とする。
【００４４】
一方で、制御手段１１ａは所定水位Ａにおいて給水時間ｔをもとに洗濯物の布質が低吸水性であると判定すると、低吸水性である布質に応じて乾燥行程の設定内容を変更する。具体的には、所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ１より長い場合は（Ｓ４のＮＯ）、給水時間ｔが所定時間Ｔ２より短かったかを判断し（Ｓ６）、短い場合は（Ｓ６のＹＥＳ）、圧縮機９ｉの設定内容をそのままにする（Ｓ７）。ここで、所定時間Ｔ２は全てポリエステルなどの化学繊維である場合に給水開始から所定水位Ａになるまでの時間と、綿と化学繊維が混在している場合に所定水位Ａになるまでの時間との間で設定する時間である。例えば、洗濯物の全量のうちポリエステルが７割含まれる時に所定水位Ａまで給水するのにかかる時間をＴ２とする。
【００４５】
所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ２より長い場合は（Ｓ６のＮＯ）、未乾燥にならない程度に、圧縮機９ｉの周波数を低く設定する（Ｓ８）。
【００４６】
洗い行程を終え（Ｓ９）、すすぎ行程（Ｓ１０）、脱水行程（Ｓ１１）を経て、乾燥行程（Ｓ１２）に入ると、上記にて設定変更した乾燥時間、乾燥動作を行う。設定した乾燥時間が経過すると（Ｓ１３のＹＥＳ）、乾燥行程を終え、全ての運転を終了する。
【００４７】
なお、所定時間Ｔ１、Ｔ２を決定するのに用いた洗濯物による給水初期時の水位遷移図は、同様の吸水特性を示すものであればポリエステルや綿に限られるものではない。また、本実施の形態１では綿と、化学繊維と、綿および化学繊維の混合との、３種類の吸水特性により設定水位のランク決定をしているが、これに限られるものではなく、化学繊維としてナイロンなどの他の繊維も用いてランク分けを細かくしてもよい。また、綿および化学繊維の混合において、その混合比率を１：２、１：１、２：１と変化させるなどして、ランク分けしてもよい。
【００４８】
ここで、布質に応じた乾燥時間の設定について補足する。上記したように、洗濯物は大別すると綿繊維と化学繊維に分けられるが、綿繊維は化学繊維よりも、水を含むと形成する繊維自身が膨張することで繊維間が密になる。よって、衣類に熱を与えて乾燥させる場合、衣類からの水分が蒸発するのに要する時間は、綿繊維の方が化学繊維よりも長い。これは、化学繊維の方が、繊維間が疎であるため繊維の奥に熱が届きやすく、さらに水をあまり吸収しないためである。すなわち、乾燥時に水分を奪って乾燥させるための必要加熱量は、綿繊維では多い。一方で、布質が化繊の割外が多い場合には吸水性が低いため、乾燥させるための必要加熱量は比較的少なくて済む。このため、従来のように、布質が不明な場合の乾燥方式では、全ての衣類について未乾燥がなく乾燥の仕上がりを満足させようとすると、綿繊維が乾く時間にあわせることになり、化学繊維は過乾燥の状態となる。よって化学繊維に対する熱ストレスが懸念される。これに対して、今回の乾燥方式の場合では、綿および化学繊維の混合比率を１：１程度である条件を標準の乾燥設定とすることで、その比率に応じて±１０分程度の時間を変更すれば乾燥性能を満足しつつ、衣類に対する過度な熱ストレスを避けることも可能である。
【００４９】
以上のように、本実施の形態によれば、洗濯槽に収容した衣類の綿と化繊の構成比率を検知する布質検知手段が設けられ、吸水性の高い繊維から構成される割合が大きいのか、吸水性の低い繊維から構成される割合が大きいのかを判断することができる。さらに、布質検知手段１１ｂによる結果に応じて、必要最低限の圧縮機９ｉの周波数を設定することで、乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑える省エネルギー性に優れた乾燥運転を実現することができる。
【００５０】
また、本実施の形態ではドラム式洗濯機を例に上げ説明しているが、水槽３と洗濯槽の間に給水する構成とした場合、パルセータ撹拌式やアジテータ式など縦型洗濯機においても同様の効果が得られる。縦型式洗濯機において、水を均一に浸透させるために、洗濯槽の外側に設けられたシャワーなどを用いて洗濯物の外周側から均一に濡れていく構成にしてもよい。また、給水中に洗濯槽を回転させる場合には、パルセータと洗濯槽が一体に動くようにすることで、洗濯物を傷みにくくすることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録、もしくはインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にでき
る。
【００５２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、ドラム式洗濯機の概略構成は実施の形態１で説明したドラム洗濯機と同じ構成である。構成の詳細な説明は、実施の形態１のものを援用する。実施の形態２において、加熱手段は、加熱部としてヒータ１９、除湿部として水冷方式で構成されている。なお、除湿部９ｇは空冷方式としてもよい。以下、図５を用いて工程を説明する。
【００５３】
図５は、本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の給水制御を示すフローチャートである。
【００５４】
まず、洗濯物が投入されて運転を開始すると給水工程にて給水を開始する。ここで給水開始前に回転ドラムを所定回転数で一方向に回転させる（Ｓ１）。回転数は、例えば６０ｒ／ｍｉｎなど、洗濯物が回転ドラム４の内周壁に張り付くような回転数である。回転ドラム４がこのような速度で回転させながら給水することで、洗濯物の転動を防ぎ、洗濯物の濡らし方の条件を一意に合わせることが可能となる。また、洗濯物の量が変わった場合でも、洗濯物の張り付けによって同じような条件で濡らしていけるので、布量による依存性を抑え込むことができ、布質検知を精度よく行うことができる。また、回転ドラム４の回転開始は給水開始前に限られず、同時でもよい。
【００５５】
次に、給水弁７ｂを開放して（Ｓ２）給水時間ｔのカウントを開始し、水槽３に所定水位Ａになるまで給水を行う（Ｓ３）。所定水位Ａは回転ドラム４内の洗濯物の外周側と接触できる水位である。
【００５６】
布質検知は、所定水位になるまでの時間をもとに布質検知を行う。すなわち、所定水位Ａにおいて給水時間ｔをもとに洗濯物の布質が高吸水性であると判定すると、高吸水性である布質に応じて、乾燥行程の設定内容を増やす方向に変更する。具体的には、所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ１より短かったかを判断し（Ｓ４）、短い場合は（Ｓ４のＹＥＳ）、ヒータ１９の出力を大きく高く設定して、十分な乾燥性能を確保する（Ｓ５）。
【００５７】
ここで、所定時間Ｔ１は全て綿タオルである場合に給水開始から所定水位Ａになるまでの時間と、綿と化学繊維が混在している場合に所定水位Ａになるまでの時間との間で設定する時間である。例えば、洗濯物の全量のうち綿が７割含まれる時に所定水位Ａまで給水するのにかかる時間をＴ１とする。
【００５８】
一方で、制御手段１１ａは所定水位Ａにおいて給水時間ｔをもとに洗濯物の布質が低吸水性であると判定すると、低吸水性である布質に応じて乾燥行程の設定内容を変更する。具体的には、所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ１より長い場合は（Ｓ４のＮＯ）、給水時間ｔが所定時間Ｔ２より短かったかを判断し（Ｓ６）、短い場合は（Ｓ６のＹＥＳ）、ヒータの出力設定をそのままにする（Ｓ７）。ここで、所定時間Ｔ２は全てポリエステルなどの化学繊維である場合に給水開始から所定水位Ａになるまでの時間と、綿と化学繊維が混在している場合に所定水位Ａになるまでの時間との間で設定する時間である。例えば、洗濯物の全量のうちポリエステルが７割含まれる時に所定水位Ａまで給水するのにかかる時間をＴ２とする。
【００５９】
所定水位Ａになった時点で給水時間ｔが所定時間Ｔ２より長い場合は（Ｓ６のＮＯ）、未乾燥にならない程度に、ヒータ１９の出力を小さく設定する（Ｓ８）。
【００６０】
洗い行程を終え（Ｓ９）、すすぎ行程（Ｓ１０）、脱水行程（Ｓ１１）を経て、乾燥行程（Ｓ１２）に入ると、上記にて設定変更した乾燥時間、乾燥動作を行う。設定した乾燥時間が経過すると（Ｓ１３のＹＥＳ）、乾燥行程を終え、全ての運転を終了する。
【００６１】
以上のように、本実施の形態によれば、洗濯槽に収容した衣類の綿と化繊の構成比率を検知する布質検知手段が設けられ、布質検知手段が検知した布質が綿の割合が大きい場合は吸水性が高いため乾燥時に水分を奪って乾燥させるための必要加熱量が多い。一方で、布質が化繊の割外が多い場合には吸水性が低いため、つまり乾燥させるための必要加熱量は比較的少なくて済む。よって、布質に応じて必要最低限のヒータ１９の出力を設定することで乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑える省エネ運転を実現することができる。
【００６２】
また、本実施の形態ではドラム式洗濯機を例に上げ説明しているが、水槽３と洗濯槽の間に給水する構成とした場合、パルセータ撹拌式やアジテータ式など縦型洗濯機においても同様の効果が得られる。縦型式洗濯機において、水を均一に浸透させるために、洗濯槽の外側に設けられたシャワーなどを用いて洗濯物の外周側から均一に濡れていく構成にしてもよい。また、給水中に洗濯槽を回転させる場合には、パルセータと洗濯槽が一体に動くようにすることで、洗濯物を傷みにくくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯槽に収容した衣類の綿と化繊の構成比率を検知する布質検知手段が設けられ、布質検知手段が検知した布質が綿の割合が大きい場合は吸水性が高いため乾燥時に水分を奪って乾燥させるための必要加熱量が多く、一方で、布質が化繊の割外が多い場合には吸水性が低いため、つまり乾燥させるための必要加熱量は比較的少なくて済むので、布質に応じて必要最低限の加熱手段の出力を設定することで乾き不十分や乾燥ムラが発生することなく、乾燥の消費電力量を抑える省エネ運転を実現することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 洗濯機本体
３ 水槽
４ 回転ドラム（洗濯槽）
６ モータ（駆動手段）
７ 給水手段
７ｂ 給水弁
８ 排水手段
８ｂ 排水弁
９ｃ 送風機（送風手段）
９ｄ 送風経路
９ｈ 加熱部
９ｉ 圧縮機
１０ 水位検知手段
１１ 制御ユニット
１１ａ 制御手段
１１ｂ 布質検知手段
１９ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容して水平軸または前面側から背面側に向けて下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数の透孔を有する洗濯槽と、
前記洗濯槽を収容する水槽と、
前記洗濯槽を駆動する駆動手段と、
前記洗濯槽の外面と前記水槽の内面との間に形成される空間に給水する給水手段と、
前記水槽内の水位を検知する水位検知手段と、
前記水槽内に溜まった水が前記洗濯槽の内面側に入り込み、前記洗濯物へ吸水される速度により洗濯物の布質を検知する布質検知手段と、
循環空気を前記洗濯槽に送る送風手段と、
前記循環空気を加熱する加熱手段と、
前記布質検知手段の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の各行程を逐次制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記布質検知手段による布質に応じて、前記加熱手段の出力を変更するようにしたドラム式洗濯乾燥機。
【請求項２】
前記布質検知手段は、前記洗濯物を構成する素材として吸水性の高い繊維と吸水性の低い繊維との割合を判断する請求項１に記載のドラム式洗濯乾燥機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記布質検知手段により前記洗濯物が吸水性の低い繊維から構成される割合が大きいと検知した場合、前記割合が大きくなるほど、前記加熱手段の出力を小さく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乾燥機。
【請求項４】
前記加熱手段は、圧縮機および熱交換器を有するヒートポンプサイクルである請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機。
【請求項５】
前記制御手段は、前記布質検知手段により前記洗濯物が吸水性の低い繊維から構成される割合が大きいと検知した場合、前記割合が大きくなるほど、前記圧縮機を駆動する周波数を低くする請求項４に記載のドラム式洗濯乾燥機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機にて、少なくとも一つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１】
洗濯物を収容して水平軸または前面側から背面側に向けて下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数の透孔を有する洗濯槽と、
前記洗濯槽を収容する水槽と、
前記洗濯槽を駆動する駆動手段と、
前記洗濯槽の外面と前記水槽の内面との間に形成される空間に給水する給水手段と、
前記水槽内の水位を検知する水位検知手段と、
前記水槽内に溜まった水が前記洗濯槽の内面側に入り込み、前記洗濯物へ吸水される速度により洗濯物の布質を検知する布質検知手段と、
循環空気を前記洗濯槽に送る送風手段と、
前記循環空気を加熱する加熱手段と、
前記布質検知手段の出力を入力し、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の各行程を逐次制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記布質検知手段による布質に応じて、前記加熱手段の出力を変更するようにしたドラム式洗濯乾燥機。
【請求項２】
前記布質検知手段は、前記洗濯物を構成する素材として吸水性の高い繊維と吸水性の低い繊維との割合を判断する請求項１に記載のドラム式洗濯乾燥機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記布質検知手段により前記洗濯物が吸水性の低い繊維から構成される割合が大きいと検知した場合、前記割合が大きくなるほど、前記加熱手段の出力を小さく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乾燥機。
【請求項４】
前記加熱手段は、圧縮機および熱交換器を有するヒートポンプサイクルである請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機。
【請求項５】
前記制御手段は、前記布質検知手段により前記洗濯物が吸水性の低い繊維から構成される割合が大きいと検知した場合、前記割合が大きくなるほど、前記圧縮機を駆動する周波数を低くする請求項４に記載のドラム式洗濯乾燥機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機にて、少なくとも一つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【公開番号】特開２０１３−８５７８８（Ｐ２０１３−８５７８８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０４７９（Ｐ２０１１−２３０４７９）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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