洗濯機

【課題】電導度を精度良く測定して、その電導度に応じた制御を行うことのできる洗濯機を提供する。
【解決手段】筐体と、前記筐体内に防振支持され、内部に洗濯水を貯留する外槽と、前記外槽内に回転可能に支持され、洗濯物が収容される洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動させる駆動装置と、前記外槽内に給水する給水手段と、洗濯に使用される水の電導度を検出する電導度検出手段と、前記駆動装置および前記給水手段を制御して、少なくとも洗い運転を実行可能な制御部を備えた洗濯機において、前記電導度検出手段は、互いに向かい合う電極で形成され、これら電極とトランスを有する負帰還回路にコンデンサを設け、このコンデンサに溜まった電荷を放電させる素子を設置した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に洗濯に使用する水硬度を計測する機能を有する洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機は、水道水で洗剤を溶解した洗濯水で衣類の洗い運転を行うものである。洗濯機に給水される水道水は、カルシウムやマグネシウムなどの硬度成分を含んでいる。硬度成分は、洗剤の主成分である界面活性剤と結合して石鹸かすとなるため、洗濯水中の界面活性剤量を減少させ、洗浄力を低下させる原因となっている。また、水道水の硬度は、各地域で異なり、また季節ごとにも変動する。このため、洗濯に使用する水の硬度から洗剤量を算出し、適切な運転を行う洗濯機が求められている。
【０００３】
下記特許文献１には、洗濯水が溜まる外槽に洗濯水の電導度を測定するための一対の電極を備え、測定した洗濯水の電導度から、洗濯水の硬度を換算し、洗濯水の硬度に応じて洗濯工程を行う洗濯機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９５７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で開示された洗濯機は、外槽に設けられた空気チャンバの底面から外槽内に突出するように一対の電極が設けられている。このような構造を設けた洗濯機においては、電導度が変化していないにも関わらず、時間の経過と共に電導度が変化する問題がある。また、広範囲に電導度を計測する場合、精度が落ちる問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、電導度を精度良く測定して、その電導度に応じた制御を行うことのできる洗濯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
筐体と、前記筐体内に防振支持され、内部に洗濯水を貯留する外槽と、前記外槽内に回転可能に支持され、洗濯物が収容される洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動させる駆動装置と、前記外槽内に給水する給水手段と、洗濯に使用される水の電導度を検出する電導度検出手段と、前記駆動装置および前記給水手段を制御して、少なくとも洗い運転を実行可能な制御部を備えた洗濯機において、前記電導度検出手段は、互いに向かい合う電極で形成され、これら電極とトランスを有する負帰還回路にコンデンサを設け、このコンデンサに溜まった電荷を放電させる素子を設置した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、洗濯に用いられる水の硬度（電気伝導度）を高精度に測定し、能率よく洗濯が行える洗濯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る洗濯機の外観斜視図である。
【図２】本実施形態に係る洗濯機の内部構造を示すために筐体の一部および外槽を切断して示した右側断面図である。
【図３】電極単体を示す斜視図である。
【図４】図２の電導度検出手段１１の線断面図である。
【図５】制御装置１６の詳細をブロック図で示したものである。
【図６】電導度回路１。
【図７】電導度の測定精度を向上させた電導度回路２。
【図８】電導度の測定精度を向上させた電導度回路３。
【図９】電導度の測定精度を向上させた電導度回路４。
【図１０】電導度の測定精度を向上させた電導度回路５。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本説明において、同一の構成要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る洗濯機（洗濯乾燥機）の外観斜視図である。
【００１２】
洗濯機１は、洗濯兼脱水槽７（図２参照）の回転軸が略鉛直方向の縦型式洗濯機である。まず、洗濯機１の筐体の上部は外蓋２が設けられている。また、外蓋２は、山型に折れ曲がりながら後ろ側に開くことにより開口し、洗濯兼脱水槽７（図２参照）に衣類（洗濯物）が出し入れ可能になっている。そして、洗濯機１上面には、水道栓からの給水口３，電源スイッチ５が設けられ、外蓋２の正面側には、操作スイッチおよび表示器からなる操作表示パネル６が設けられている。洗濯機１下部には排水口４が設けられている。
【００１３】
図２は、本実施形態に係る洗濯機１の内部構造を示すために筐体の一部および外槽８を切断して示した右側断面図である。衣類を収容する洗濯兼脱水槽７は、略有底円筒状であって、外槽８内に回転可能に支持されている。
【００１４】
外槽８は、筐体内に防振支持され、洗濯兼脱水槽７を同軸上に内包している。この外槽８は、円盤状の底壁部と円筒状の周壁部から形成され、上側が開口する構造となっており、内部に洗濯水を貯留する。また、外槽８には、洗濯に使用される水の電導度を検出するための電導度検出手段１１として、互いに平行な２枚の電極Ｐ１，Ｐ２が設けられており、この電導度検出手段１１は制御装置１６に接続されている。
【００１５】
洗濯兼脱水槽７の内側底面には、回転翼１０が設けられ、外槽８の底面の外側中央には、モータ９が設けられている。また、モータ９は、外槽８を貫通し、洗濯兼脱水槽７および回転翼１０と結合し、洗濯兼脱水槽７等を回転駆動させる。更に、モータ９は、その回転を検出するホール素子あるいはフォトインタラプタなどで構成される回転検出装置１２を備えている。
【００１６】
給水口３から供給された水は、給水手段を介して外槽８と洗濯兼脱水槽７の間から外槽９内に注水される。外槽８の底面は、排水するための穴が開いており、排水バルブ１３を介して排水口４に接続されている。また、循環ポンプ１５は、下部連通管１４を介して、洗濯兼脱水槽７の上部から洗濯兼脱水槽７内に散水し、水を循環させている。
【００１７】
更に、制御装置１６は、この電導度検出手段１１で検出された電導度又はこの電導度から得られた硬度を記憶する電導度・硬度記憶部と、この電導度・硬度記憶部に記憶された前回運転時の電導度又は硬度を用いて洗剤量，洗い時間，すすぎ時間及び脱水時間を判定する制御部を有し、この判定後に、前記電導度検出手段１１で検出される電導度に応じて洗い時間，すすぎ時間，脱水時間の少なくとも１つを変更する。また、この制御部１６は、モータ９や給水手段等を制御して、洗い工程等を運転するための指令も行っている。
【００１８】
電導度検出手段１１は、外槽８下部に取り付けられている。そして、電導度検出手段１１を構成する電極単品Ｐは図３に示した形状をしており、図４に示すように一対の電極Ｐ１，Ｐ２は、絶縁体１７で固定され、一定の間隔を設けた状態で設置されている。
【００１９】
制御装置１６は、図５に記載したように、操作ＳＷ１８，水温センサ１９，水位センサ２０及び電導度の値を基に、マイコン２２で最適な洗濯条件を算出し、モータ９の動作時間と、給水バルブ２３，排水弁２４を制御して洗濯を行うようになっている。また、電導度検出手段１１は、図６に示すような抵抗Ｒ１〜Ｒ６，コンデンサＣ１〜Ｃ３，オペアンプＯＰ１，２，トランスＴ１，電極Ｐ１，Ｐ２からなる発振回路において、負帰還を構成している電極Ｐ１，Ｐ２のインピーダンスが変化することで、検出することができるようになっている。
【００２０】
次に、電導度を計測する機能の詳細について説明する。図６に示すように、互いに向かい合う電極Ｐ１，Ｐ２は外槽８に設けられ、トランスＴ１を介して二次側にある第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２に接続されている。そして、電極Ｐ１，Ｐ２間のインピーダンスの変化を発振回路で周波数に変換することにより、電導度が算出される。尚、トランスＴ１は電極Ｐ１，Ｐ２を絶縁するために設けたものであり、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２は更に絶縁して二重に保護するために設けたものである。
【００２１】
ここで、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２に電荷が溜まると、発振周波数がずれ、正確な電導度が計測できないことがある。このため、トランスの一次側と二次側とを数メガオームの抵抗で接続する方法も考えられるが、その場合には、絶縁が十分に確保できない。そこで、本実施形態では、図７に示すように、第１のコンデンサＣ１に対し、この第１のコンデンサＣ１に溜まった電荷を放電させる素子として、抵抗Ｒ７を並列に接続する。このため、電荷を開放でき、電極Ｐ１，Ｐ２間のインピーダンスが正確に計測できるようになり、電導度を精度良く測定することが可能となる。尚、追加したこの抵抗Ｒ７は、第２のコンデンサＣ２に並列して挿入しても同様の効果が得られる。
【００２２】
また、図８に示したように、第１のコンデンサＣ１の代わりに抵抗Ｒ７に置き換えることでも同様の効果が得られる。即ち、コンデンサＣ１，Ｃ２の少なくとも一方を、抵抗又はコイル等の直流電流を流すことができる素子に変更することで、電導度の変化をなくすことができる。
【００２３】
更には、図９では、上記図７，図８と同様に、互いに向かい合う電極Ｐ１，Ｐ２とトランスＴ１を有する負帰還回路で電導度検出手段１１が構成されているが、上記図７，図８と異なり、負帰還回路には第１コンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２を設けず、これらのコンデンサの代わりに、抵抗Ｒ７とＲ８を設けている。このような構成によっても、図７，図８と同様に、電導度を精度良く検出することが可能となる。
【００２４】
上記回路６では、水，洗剤，汚れ等含んだ多種多様な電導度を計測することができ、純水に近い水は電導度が低く、泥で汚れた水などは電解質が混じっているため、電導度が高い。広範囲な電導度を測定しようとした場合、電導度に対する出力（発振）周波数は、三次曲線のような曲線を描き、近似式を用いても誤差が大きくなる。そのため、計測する電導度の範囲を明確し、三次曲線の中でも二次近似できる範囲になるように、発振周波数を決める抵抗Ｒ２や第３のコンデンサＣ３を調整することで、より精度の良い電導度が求められる。
【００２５】
また、洗濯機１は、洗濯，脱水，すすぎ、のように複数の工程からなっている。そこで、図１０のように、発振周波数を決める抵抗Ｒ２やコンデンサＣ３を、工程毎に切換部ＳＷ１，ＳＷ２で適宜切換えることで、各工程に適した回路により電導度を精度良く計測することが可能となる。また、この切換部ＳＷ１，ＳＷ２は、マイコン２２等の指令に基づき、汚れ度合い等に応じて抵抗やコンデンサに切換え、計測する電導度の程度にあわせた回路定数に変更することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１洗濯機
２外蓋
３給水口
４排水口
５電源スイッチ
６操作表示パネル
７洗濯兼脱水槽
８外槽
９モータ
１０回転翼
１１電導度検出手段
１２回転検出装置
１３排水バルブ
１４下部連絡管
１５循環ポンプ
１６制御装置
１７絶縁体
１８操作ＳＷ
１９水温センサ
２０水位センサ
２１電導度回路
２２マイコン
２３給水バルブ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、前記筐体内に防振支持され、内部に洗濯水を貯留する外槽と、前記外槽内に回転可能に支持され、洗濯物が収容される洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動させる駆動装置と、前記外槽内に給水する給水手段と、洗濯に使用される水の電導度を検出する電導度検出手段と、前記駆動装置および前記給水手段を制御して、少なくとも洗い運転を実行可能な制御部を備えた洗濯機において、
前記電導度検出手段は、互いに向かい合う電極で形成され、これら電極とトランスを有する負帰還回路にコンデンサを設け、このコンデンサに溜まった電荷を放電させる素子を設置したことを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
筐体と、前記筐体内に防振支持され、内部に洗濯水を貯留する外槽と、前記外槽内に回転可能に支持され、洗濯物が収容される洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動させる駆動装置と、前記外槽内に給水する給水手段と、前記駆動装置および前記給水手段を制御して少なくとも洗い運転を実行可能な制御部と、互いに向かい合う電極を有する電導度検出手段を備え、前記電極間のインピーダンスの変化を発振回路で周波数に変換することにより電導度を算出し、算出した電導度に応じて前記制御部で洗い運転の制御を行う洗濯機において、
前記電極を絶縁するトランスの二次側には、更なる絶縁を行う第１のコンデンサと第２のコンデンサが設けられ、これらコンデンサの少なくとも１つに対して、抵抗又はコイルを並列に設けたことを特徴とする洗濯機。
【請求項３】
請求項２において、前記第１のコンデンサ又は第２のコンデンサの代わりに、抵抗又はコイルを設けたことを特徴とする洗濯機。
【請求項４】
請求項２において、前記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサの代わりに、抵抗又はコイルを設けたことを特徴とする洗濯機。
【請求項５】
請求項２において、発振周波数を決める第３のコンデンサ及び抵抗を、検出する電導度の程度に応じて選択する切換部を設けたことを特徴とする洗濯機。

【図１】