JP2012130813A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】衣類からの汚れの溶け出しや洗濯液の均一化を早め、汚れの早期検知を図る。
【解決手段】外槽２４に溜まった洗濯液を吸い込んで再び外槽２４内に戻す循環経路３７と、循環経路３７に洗濯液を強制的に循環させる循環ポンプ３９と、洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段４０とを備え、洗濯液状態検知手段４０は、循環経路３９に設置し、循環経路３９は、洗濯液を内槽２５の内部へ噴射可能に構成したもので、必要な循環経路３９の循環量を確保でき、洗濯液を内槽２５内の衣類に対して直接噴射することから、衣類が濡れる速さをより均一化でき、衣類からの汚れの溶け出しを均一化することで、衣類の汚れ量を推定するための汚れ検知のタイミングを早めることができ、早い段階で洗濯物に付着していた汚れの程度を推定できることから、汚れが少ないときに時短できる時間や、節水できる水量を大きく取ることで、より最適な運転を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯中の洗濯液の状態に応じて洗濯運転を制御する洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、図１０に示すような構成であった（例えば、特許文献１参照）。以下、その構成について説明する。

図１０に示すように、筐体１と、筐体１の内部で支持された外槽２と、衣類等の洗濯物を収容し、外槽２の内部に回転自在に設けられ有底円筒状の内槽３と、内槽３を回転させる駆動モータ４とを備え、内槽３は、その回転軸が水平方向となる向きに設置されている。外槽２の外部には、洗濯液が循環する循環経路５が設けられ、この循環経路５に洗濯液の濁度を検知する濁度センサ６が取り付けられていた。

内槽３の回転によって循環経路５を洗濯液が循環する構成であり、外槽２の底部に洗剤や汚れが溜まることなく、外槽２と循環経路５の洗濯液濃度を均一化し、濁度センサ６が洗濯液の状態を検知し、汚れが少ない場合には洗濯時間を短縮するなど洗濯時間を最適に制御することができるようになっていた。

特開平４−２４０４８５号公報

しかしながら、前記従来の洗濯機では、衣類の量などにもよるが、洗濯当初からすべての衣類が洗濯液で濡れているわけではなく、衣類への水の浸透が遅れれば汚れの溶け出しが不均一となり、この結果汚れの判定タイミングが遅れてしまう。判定が遅れると、洗い時間が進行していることから、汚れが少ないときに時短できる時間や、節水できる水量が小さくなってしまい、汚れが少なく、大幅に時短できる場合でも、検知の遅れで時短幅が減ってしまうなどの課題を有していた。

また、循環量が多いほど衣類からの汚れの溶け出しや洗濯液の均一化は早くなるが、内槽の回転を利用しているため、循環量を増やすには内槽の回転速度を上げる必要あり、内槽に衣類が張付いてしまい、たたき洗いにならず、洗浄が遅れ、結果的に汚れ判定のタイミングが遅れてしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、衣類からの汚れの溶け出しや洗濯液の均一化を早め、汚れの早期検知を図ることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、筐体と、前記筐体内に支持され洗濯液を貯める外槽と、衣類等の洗濯物を収容し前記外槽内に回転自在に設けられた内槽と、前記洗濯物を撹拌する撹拌手段と、前記外槽に溜まった洗濯液を吸い込んで再び前記外槽内に戻す循環経路と、前記循環経路の途中に設けられ前記洗濯液を強制的に循環させる循環ポンプと、前記洗濯液の状態を検知する光センサと、前記撹拌手段および前記循環ポンプ等の運転を制御して洗い、すすぎ、脱水等の各工程の運転を制御する制御手段とを
備え、前記光センサは、前記循環経路中に設置し、前記循環経路は、前記洗濯液を前記内槽の内部へ噴射可能に構成したことを特徴とするものである。

これによって、撹拌手段の運転に依存せずに必要な循環経路の循環量を確保でき、洗濯液を内槽内の衣類に対して直接噴射することから、衣類が濡れる速さをより均一化でき、衣類からの汚れの溶け出しを均一化することで、衣類の汚れ量を推定するための汚れ検知のタイミングを早めることができる。

本発明の洗濯機は、早い段階で洗濯物に付着していた汚れの程度を推定でき、汚れが少ないときに時短できる時間や、節水できる水量を大きく取ることで、より最適な運転を行うことができる。

本発明の実施の形態１の洗濯機の主要断面図 同洗濯機の吐出口の部分断面図 同洗濯機の主要断面図 同洗濯機の主要断面図 同洗濯機の洗濯液状態検知手段の部分断面図 同洗濯機の吐出口の部分断面図 同洗濯機の他の形態の主要断面図 本発明の実施の形態２の洗濯機の主要断面図 同洗濯機の他の形態の主要断面図 従来の洗濯機の主要断面図

第１の発明は、筐体と、前記筐体内に支持され洗濯液を貯める外槽と、衣類等の洗濯物を収容し前記外槽内に回転自在に設けられた内槽と、前記洗濯物を撹拌する撹拌手段と、前記外槽に溜まった洗濯液を吸い込んで再び前記外槽内に戻す循環経路と、前記循環経路の途中に設けられ前記洗濯液を強制的に循環させる循環ポンプと、前記洗濯液の状態を検知する光センサと、前記撹拌手段および前記循環ポンプ等の運転を制御して洗い、すすぎ、脱水等の各工程の運転を制御する制御手段とを備え、前記光センサは、前記循環経路中に設置し、前記循環経路は、前記洗濯液を前記内槽の内部へ噴射可能に構成したことを特徴とする洗濯機とすることにより、撹拌手段の運転に依存せずに必要な循環経路の循環量を確保でき、洗濯液を内槽内の衣類に対して直接噴射することから、衣類が濡れる速さをより均一化でき、衣類からの汚れの溶け出しを均一化することで、衣類の汚れ量を推定するための汚れ検知のタイミングを早めることができる。早い段階で洗濯物に付着していた汚れの程度を推定できることから、汚れが少ないときに時短できる時間や、節水できる水量を大きく取ることで、より最適な運転を行うことができる。

また、撹拌手段である内槽の回転によって衣類を持ち上げ、落下させることで洗濯物を洗浄するドラム式洗濯機であっても、内槽内でパルセータ等の撹拌手段を回転させて洗濯する縦型のパルセータ式洗濯機であっても、光センサを備えた循環経路を流れる洗濯液の循環は循環ポンプの運転によって行われる。この循環は、撹拌手段の運転に依存しないため、洗浄力を低下させるなど洗濯に悪影響を及ぼすことなく、必要な循環量を確保でき、循環ポンプの運転停止なども任意に行うことができる。このため、光センサの検知部に汚れが付着することを防止したり、すすぎ工程時に検知部の汚れを除去したりでき、検知部への汚れ付着による検知性能の低下を抑制できる。また、十分な循環量を確保することで、外槽内の洗濯液の汚れ状態をより早く均一化することができ、検知の精度アップとともに、判定のスピードアップも図ることができ、洗濯工程中のより早い段階で洗濯物の汚れ
の程度を推定でき、汚れに応じて洗濯工程で給水する給水量をも最適化し、より節水を図ったり、洗剤量の表示値を汚れ量に応じて変化して表示させることもできるようになる。

また、循環経路の循環量が多すぎる場合には、洗剤の泡立ち等によって光センサによる検知精度が悪化することがあるが、撹拌手段によって循環を得る場合には、撹拌手段の回転速度を低下させる必要があり、洗浄力が低下してしまう。しかし、循環ポンプで循環させる構成とすることで、撹拌手段はそのままで循環ポンプの流量のみを落とせばよく、洗浄力を確保しつつ、洗剤の泡立ち等による光センサの検知性能の低下を防止できる。

第２の発明は、特に第１の発明の制御手段が、洗い工程中に循環ポンプを間欠で運転するようにし、光センサが前記循環ポンプを停止した状態で洗濯液の状態を検知するようにしたことを特徴とすることにより、循環経路を洗濯液が循環しているときは、泡や粒子、流れなどの影響で、光センサを検知性能が悪化するが、循環ポンプを停止した状態で検知することで、より安定した誤差の少ない状態の洗濯液を作り出すことができ、光センサの検知精度を向上し、より高い精度で被洗浄物の汚れ度合いを推定できる。この際、洗浄に寄与する撹拌手段の駆動を停止することなく循環経路の循環を停止できるため、洗浄力は確保しつつ、高い検知精度を得ることができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明の循環経路が、洗濯液を外槽と内槽の間にも噴射可能に構成したことを特徴とすることにより、洗濯物には洗浄液を噴射せずに、循環経路の循環のみを行うことができ、洗濯開始直後に洗剤の溶解工程として利用したり、洗い後半に内槽内の泡立ちを抑制したりするなど、状況に応じて、洗濯液の汚れ検知の精度向上の手段として利用することができる。

第４の発明は、特に第３の発明の制御手段が、少なくとも洗い工程の開始当初は、内槽と外槽の間に洗濯液を噴射するようにしたことを特徴とすることにより、洗濯工程の給水後しばらくは内槽内に噴射せず、内槽の外で循環することで、洗剤溶解を促進しつつ、循環液が衣類に噴射されることで衣類へ洗剤が付着することを防止し洗浄液中の洗剤濃度が一時的に低下してしまったり、洗濯物に含まれる汚れが洗浄液中に溶け出してしまうことを抑制し、洗濯開始前に洗剤だけが溶けた洗濯液の初期状態をより精度よく検知することができ、汚れ判定の精度アップが図れる。

第５の発明は、特に第３または第４の発明の循環ポンプが、回転速度を変更可能とし、制御手段は、前記循環ポンプの回転速度を低くすることで、外槽と内槽の間に洗濯液を噴射可能としたことを特徴とすることにより、外槽と内槽の間に洗濯液を噴射可能としたものであり、特別な構成を必要とせず、洗濯液が循環経路から噴射される位置を切換えることが可能となる。

第６の発明は、特に第３または第４の発明の循環経路は、洗濯液を内槽の内部へ噴射する第１の経路と、外槽と内槽の間に噴射する第２の経路に分岐して構成し、分岐した部分に切換弁を設けることで、前記第１の経路と第２の経路とを切り換えるように構成したことを特徴とすることにより、確実に循環水の噴射位置を切り換えることができる。また、循環経路の循環流量を下げることなく切り換えることができるなど、循環量に依存せず、噴射位置を切り換えることができる。

第７の発明は、特に第１〜６のいずれか１つの発明の撹拌手段が、内槽の回転であることを特徴とすることにより、撹拌手段である内槽の回転によって衣類を持ち上げ、落下させることで洗濯物を洗浄するドラム式洗濯機で、光センサを設置した循環経路に十分な循環量を確保することで、外槽と循環経路の洗濯液の汚れ濃度の均一化を促進し、また、光センサの検知部分に汚れを付きにくくしたり、すすぎ工程で検知部分を洗浄したりするこ
とで、検知部分が汚れることを抑制し、光センサによる検知精度の低下を防ぐことができる。

第８の発明は、特に第１〜６のいずれか１つの発明の内槽の内底部に回転自在に撹拌体を備え、撹拌手段が、前記撹拌体の回転であることを特徴とするものであり、内槽内でパルセータ等の撹拌手段を回転させて洗濯する縦型のパルセータ式洗濯機で、光センサを設置した循環経路に十分な循環量を確保することで、外槽と循環経路の洗濯液の汚れ濃度の均一化を促進し、また、光センサの検知部分に汚れを付きにくくしたり、すすぎ工程で検知部分を洗浄したりすることで、検知部分が汚れることを抑制し、光センサによる検知精度の低下を防ぐことができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態の洗濯機の主要断面図である。

筐体２１の内部には、ばね２２や減衰手段２３等の支持手段で支持された外槽２４が設けられ、外槽２４の内部には、内槽２５が回転自在に設けられ、外槽２４の背面には内槽２５を回転駆動するための駆動モータ２６が設置されている。本洗濯機は、内槽２５の回転軸が、水平または水平よりも前方が高くなるように傾斜させた状態で設置されている、いわゆるドラム式洗濯機である。筐体２１に設けた扉体２７は、水封パッキン２８を介して外槽２４の前面開口を開閉自在に設けられている。内槽２５の筒状部の内面には、複数の突起体２９が設けられ、内槽２５を低速で回転させた時は、洗濯物を突起体２９で上方に持ち上げるようになっている。

筐体２１の上部には一端が水道蛇口に接続された給水ホースの他端を接続する給水弁３０と、使用者が洗剤をあらかじめ投入する洗剤投入部３１が設けられており、給水弁３０から洗剤投入部３１を介して外槽２４に接続された給水経路３２が設けられている。

外槽２５の最下部には、取水口３３が設けられており、排水フィルタ３４と排水弁３５を介して、洗濯液を機外へ排出する排水経路３６に接続されている。また、取水口３３と排水弁３５との間から分岐して、取水口３３から取り込んだ洗濯液を再び外槽へ戻す循環経路３７が設置され、循環経路３７の出口である吐出口３８は内槽２５の内部へ直接洗濯液を噴射するように外槽２４に設けられている。取水口３３から吐出口３８までの経路を循環経路３７とする。この循環経路３７の途中には、循環経路３７内に強制的に洗濯液を循環させる循環ポンプ３９が設けられるとともに、洗濯液の状態を検知する洗濯液状態検知手段４０が設置されている。なお、循環経路３７は取水口３３と排水弁３５との間から分岐したが、排水経路の取水口とは別に設けた取水口からとってもよい。

図２は、本実施の形態１の洗濯機の循環経路の吐出口の断面図である。外槽２４と内槽２５の間に吐出口３８を設け、噴射（記号Ｂ）は、外槽２４と内槽２５の隙間を通って、内槽２５の内部に洗濯液を噴射するように構成されている。なお、吐出口３８は、図２の構成に限定するものではなく、図３のように吐出口３８を外槽２４の露出した部分に設けて内槽２５の内部へ直接噴射（記号Ｃ）する構成であっても、また、図４のように外槽２４と内槽２５の間に吐出口３８を設け、内槽２５の内部には噴射せず、外槽２４と内槽２５の間に洗濯液を噴射する構成であっても構わない。

洗濯液状態検知手段４０は、洗濯液の濁度を検出する光センサ４１と、洗濯液の導電率を検出する電極センサ４２で構成されており、図５の洗濯液状態検知手段４０の上方からの断面図に示すように、光センサ４１は、発光素子であるＬＥＤ４３と、受光素子であるフォトトランジスタ４４で構成され、循環経路３７を挟んで左右の略水平位置に対峙して設置されている。電極センサ４２は、循環経路３７の側壁の片側に１対の電極４５（４５
ａおよび４５ｂ）で構成されている。

制御手段４６は、駆動モータ２６や給水弁３０、排水弁３５、循環ポンプ３９などの運転制御のほか、洗濯液状態検知手段４０からの出力を読み込み、演算等行うことで洗濯液の汚れ度合いの推定を行う。

次に、本実施の形態の洗濯機の動作および洗濯液の状態を検出する洗濯液状態検知手段４０の動作について説明する。

使用者は、扉体２７を開放して内槽２５に衣類等の洗濯物を投入して、扉体２７を閉じ、スタートボタンを押して、運転を開始する。運転が開始されると、制御手段４６は、駆動モータ２６を駆動して、モータ負荷などから衣類の量を推定し、それに応じて必要な洗剤を表示し、使用者は、洗剤投入部３１を引き出して、表示された洗剤量に基づいて、所定量の洗剤を投入し、再度もとの位置に押し戻す。

制御手段４６は、所定時間経過後、給水弁３０を開くことで、洗剤を投入した洗剤投入部３１を経由して設けられた給水経路３２を通って、外槽２４内に洗剤を含む洗濯液を給水する。給水の開始とほぼ同時に駆動モータ２６は駆動され、内槽２５が回転する。所定水量に到達すると給水弁３０は閉じられ、一方、内槽２５の回転は継続される。内面に３個の突起体２９を備えた内槽２５が回転すれば、衣類は持ち上げられ、内槽２５の上方部分で洗濯物は内槽２５の内面から離れ、落下することで洗濯物の洗浄は促進される。この叩き洗いを行うのに適した最適回転速度があり、その回転速度より高くても低くても洗浄性能は低下してしまう。所定時間洗浄後、排水弁３５を開いて排水経路３６から洗濯液は機外に排水される。その後内槽２５を高速で回転させ、洗濯物に残った洗濯液を減少させる脱水工程を行い、停止後、再び給水弁３０を開いて所定水位まで給水し、内槽２５を回転させてすすぎ工程を行う。この脱水工程とすすぎ工程を２回程度繰り返し、最後に脱水工程を実行し、洗濯物が脱水された状態で一連の工程の運転を終了する。

次に、洗濯液状態検知手段４０の動作について説明する。光センサ４１は洗濯液の濁度を検出する。ＬＥＤ４３とフォトトランジスタ４４にはさまれた部分の循環経路３７は透光性の樹脂材料で形成されており、発光素子４３から発光した光を循環経路３７中の洗濯液を通過して受光素子４４で受光して、受光素子４４の出力の取り込みはマイコン等の制御手段４６によって行われ、電圧に変換して出力する。洗濯液の濁りに応じて光は減衰するため、受光素子４４の受光量が少なければ濁りがきつく洗濯液は汚れており、受光量が大きい場合には、減衰が少なく洗濯液は汚れが少ないことを示す。この受光量の程度から、洗濯液の濁りを定量的に検出することができる。そして、洗濯液の濁りが多ければ、洗濯物に付着した汚れ量が大きかったと推定できる。また、洗剤の濁りによっても洗濯液の濁りは変化するため、給水直後など検知するタイミングによっては洗剤の種類や量を見分けることも可能である。

一方、電極センサ４２は、洗濯液の導電率を測定する。導電率の測定は、例えば、電極４５ａと電極４５ｂの間の洗濯液のインピーダンスと制御回路上のコンデンサでＲＣ発振回路を構成し、洗濯液のインピーダンスの変化を周波数変化として出力し、さらにこれを電圧値に変換すればよい。洗濯液中に汗などの電解質成分が多ければ、導電率は高くなり、出力の程度から、洗濯液の導電率を定量的に検出することができる。また、洗剤中に含まれる成分も導電率を増加させるものがあり、光センサ４１と同様に、検知のタイミングによっては、洗剤の種類や量を見分けることも可能である。

光センサ４１と電極センサ４２の各々の出力の時間変化を検知し、ある期間の差分を取るなど演算を行ったり、光センサ４１と電極センサ４２の両者結果を組み合わせるなどの
方法で、衣類等の洗濯物の汚れの程度を推定することができ、この推定した洗濯物の汚れの程度に応じて、洗濯工程やすすぎ工程の運転制御を行う。汚れが少ない場合には、洗い工程の時間を短縮したり、洗い工程やすすぎ工程の水量を低減するなど、よりエコで、より短時間に運転を終了するといった無駄のない運転を行うことができる。

洗濯液状態検知手段４０で検知するのは、洗濯液の濁りなど汚れの状態であり、測定値の絶対値はもちろん、その変化率など、判定アルゴリズムの工夫をこらして、衣類に付着している汚れ量との相関を高める必要があるが、本実施の形態１のように、循環経路３７内に洗濯液状態検知手段４０が設置されており、検知部への汚れの付着を防止したり、撹拌手段の影響を受けにくい構成とすることができ、いかなる判定アルゴリズムであっても、その検知精度の向上に寄与することができるので、判定アルゴリズムを限定するものではない。たとえば、洗濯液の汚れの程度を、そのまま洗濯物の汚れの程度と仮定して判定することもでき、この場合は、洗濯液の汚れ度合いに応じて、運転時間や水量を可変することとなる。

なお、洗濯液状態検知手段４０として、光センサ４１と電極センサ４２の２つも用いたが、どちらか一方であっても、洗濯液の汚れ状態を検知することは可能であり、両者を共に使用することに限定するものではなく、いずれか一方のセンサのみを用いてもかまわない。また、濁度や導電率を測定する手段として、光センサ４１と電極センサ４２以外の別の手段で用いた場合であっても、洗濯液の別の状態を検出するものであっても、用いることができる。

光センサ４１の受光素子４４は外部からの光の影響を受けないように、遮光構成とすることが望ましいが、赤外線の発光波長を用いることで、特別な遮蔽構造を用いずに、部品構成を簡素化することもできる。また、発光素子４３と受光素子４４は、循環経路３７の左右両側に略水平に設置されており、洗濯液とともに循環する泡と粒子の影響がもっとも少なくなるように考えられている。泡等の水より軽いものは管の上方に集まり、砂等の重たいものは管の下方に集まることから、中央部付近で検知することが望ましいが、特にこの構造を限定するものではなく、上下方向であっても、斜め方向であっても、あるいは循環経路３７の片側に発光素子４３と受光素子４４の両方を配置した場合でもあって、検知可能である。

電極センサ４２も同様に、電極４５ａおよび電極４５ｂを循環経路３７の上下中央部付近に設置することで、経路内の気泡の影響をできるだけ小さくでき、より精度の高い導電率の検知を行うことができるが、この構成に限定するものではなく、循環経路３７の左右両側に対向して設置したり、上下方向や斜め方向であっても、検知は可能である。

循環ポンプ３９を駆動することで、外槽２４に溜まった洗濯液を取水口３３から吸い込んで、洗濯液状態検知手段４０と排水フィルタを経由して、吐出口３８から内槽２５の内部の洗濯物に向けて洗濯液を噴射する。外槽２４に溜まった洗濯液を循環させることで、洗濯液の汚れ濃度が、より均一になり、洗濯液状態検知手段４０と外槽２４の洗濯液の汚れ度合いは、ほぼ同じになる。このため、循環経路３７に洗濯液状態検知手段４０を設置すれば、洗濯液の汚れ度合いをより高い精度で、しかも素早く検知することができる。また、循環した洗濯液を衣類に噴射することで、洗い工程開始後に衣類の濡れる早さを早くしたり、噴射による機械力が作用することなどにより、洗浄力を高める作用もあり、より早期に汚れを判定することが可能となる。

この循環は、循環ポンプ３９により強制的に行われることから、衣類を撹拌する撹拌手段である内槽２５の回転とは無関係に行うことができる。このため、循環流量や運転のタイミングなどを任意に設定することができ、撹拌手段の運転に影響を与えないため、洗浄
力を損なうことはなく、検知精度を高めるような動作をさせることを考えた制御を行うことができる。また、多い循環量を確保することで、洗濯液状態検知手段４０の検知部に汚れが付着することを防止できる。

さらに、すすぎ工程時にも循環ポンプ３９を運転すれば、汚れ成分の少ない洗濯液で洗濯液状態検知手段の検知部を循環洗浄することができ、洗い工程で付着した洗剤成分や汚れを除去することができ、検知部の汚れによる検知性能の低下を抑制できる。

なお、循環経路３７の吐出口３８は、下方１箇所から内槽２５に噴射する構成としたが、２箇所または複数個所に分岐して、同時に内槽２５の噴射する構成であってもよい。また、複数に分岐した一部は、内槽２５と外槽２４の間に噴射する構成であってもよい。

本実施の形態１では、循環ポンプ３９は、洗い工程およびすすぎ工程時に、運転と停止を繰り返す間欠運転行うようにしている。循環ポンプ３９の運転時は、泡や汚れの粒子が洗濯液に混じって循環されていることから濁度の値が高く、しかもバラツキが大きくなってしまう。このため、洗濯液状態検知手段４０は、循環ポンプ３９を停止した状態で、洗濯液の状態を検知するようすることで、安定した、精度の高い検知ができ、汚れの推定精度も向上する。循環ポンプ３９の停止後も、泡の影響などでしばらくは安定しないため、所定時間停止後に検知したり、濁度の変化幅が所定以下になったときに検知するなどの種々の精度アップ方法が考えられる。また、複数の点のデータを平均化するなどの演算を行えば、さらに誤差を排除した精度の高い検知ができることは言うまでもない。また、洗濯液状態検知手段４０としては１秒間隔など常にデータを計測しておき、必要な情報のみを使用すればいい。

光センサ４１だけでなく、電極センサ４２に関しても同様であり、循環ポンプ３９の停止時に計測することで、測定の精度アップが図れる。なお、濁度と導電率とは、同じタイミングで検知する必要はなく、各々の特徴に応じたタイミングで検知すればよい。また、精度に問題がなければ、循環ポンプ３９の運転中に洗濯液の状態を検知し、洗濯物の汚れの程度を推定しても、もちろん構わない。

循環経路３７への洗濯液の循環は、撹拌手段である内槽２４の回転で行うのではなく、循環ポンプ３９で行うため、洗浄を行う撹拌手段の運転を停止することなく循環を停止できるため、洗浄力は確保しつつ、高い検知精度を得ることができる。また、循環ポンプ３９の回転速度も工程の進行に応じて変化させることで、衣類への洗濯液の浸透や、泡立ち度合いなどを勘案して、より検知精度を高めることが可能である。

また、循環ポンプ３９の運転、停止と、内槽２５を回転させる駆動モータ２６の運転、停止、反転などのシーケンスとは同期するようにしている。たとえば、循環ポンプ３９を１分間運転して１分間停止を繰り返す、この２分間を１サイクルとして、このサイクル中に駆動モータ２６は、３０秒正転、３０秒反転を２回繰り返すなど、両者の運転を同期させることで、循環ポンプ３９の運転のタイミングのみではなく、内槽２５の運転のタイミングも一定となる条件で、洗濯液状態検知手段４０による検知を行うことができる。内槽２５の回転によって外槽２４内の洗濯液が撹拌されるなど、多少は洗濯液状態検知手段４０に検知に影響を与える可能性があるが、この周期を合わせることで、この誤差も最小に抑えることができる。なお、このタイミングは、洗い工程中で、すべて同じである必要はなく、途中で運転停止の周期を変えるなど、任意に設定すればよい。また、運転と停止の時限が同じである必要もなし、循環ポンプ３９の回転速度を途中で変更してもかまわない。

循環ポンプ３９を所定時間停止後に駆動モータ２６を停止して内槽２５の回転を止める
ようにすると、両方の駆動手段３９、２６が停止した状態となり、その両者が停止したタイミングあるいはその近傍の検知データを用いることで、より誤差の少ない検知が行える。駆動モータの停止は、正転と反転の間にわずかに停止期間を設けるだけでも効果を得ることができる。

前述のように、循環経路３７の吐出口３８は、図２に示すように、外槽２４と内槽２５の隙間に噴射するように設置されており、外槽２４と内槽２５の前縁の隙間から内槽２５の内部に洗濯水を吐出することで、衣類等の洗濯物に循環した洗濯液を当てることができ、洗濯物の濡れを促進するなど、洗浄力アップを図ることができる。この構成では、循環ポンプ３９の回転速度が、所定回転速度以上であれば、図のように吐出した洗濯液は、内槽２５の内部へ噴射（記号Ｂ）され、外槽２４と内槽２５の間で循環するが、所定回転速度以下であれば、図６のように、噴射（記号Ｄ）は、外槽２４の内部で循環するようになる。回転速度によっては、内槽２５の内部へ内直接入らない状態か、内槽２５の内外に両方噴射する状態となる。必要に応じてこのモードを切り換えて運転することで、検知精度を高めることができる。

運転開始後、給水弁３０が開かれ、給水とともに洗剤投入部３１に投入された洗剤は外槽２４に流入するが、この給水の段階で、循環ポンプ３９を高速で運転すると濃い洗剤濃度の洗濯液を一気に吐出口３８から噴射してしまう。この噴射が内槽２５の内部に直接に噴射されれば、高濃度の洗濯液が衣類等に吸収されてしまい、外槽２４にたまった洗濯液の洗剤濃度が低下する。給水開始直後は、ほぼ洗剤のみが溶けた洗濯液の状態であり、この状態を測定することで、洗剤の種類が粉末洗剤か液体洗剤かを見分けたり、洗い工程開始前の洗濯液の初期値として利用できるが、内槽２５内部に大量の洗濯水を噴射してしまうと、この検知精度が悪くなってしまう。そこで、洗濯開始後の給水中は、循環ポンプ３９の回転速度を所定回転速度以下に低下させ、吐出口３８からの噴射が内槽２５内部へ噴射せず、外槽２４の下方に落下するようにすることで、この問題を解決し、洗剤の種類や、洗い工程開始前の初期状態の検知精度が向上する。また、循環を止めてしまえば、衣類へ噴射させないようにはできるが、この場合は、洗濯液状態検知手段４０の検知部分と外槽２４に溜まった洗濯液の均一化が図れず、検知精度を悪化させてしまう。つまり、内槽２５の内部には洗濯液を噴射せず、かつ外槽２４の内部で循環させえることで、洗剤の溶解を促進したり、洗濯液状態検知手段４０の検知部の洗濯液と外槽２４に溜まった洗濯液の状態をより均一化できるなど、洗剤の種類や、洗い工程開始前の初期状態の検知精度が向上する。この結果、洗濯水の汚れの程度の検知精度が向上する。そして、洗い工程の途中からは、循環水を内槽２５内の洗濯物に対して噴射することで、より洗浄力を高めるとともに、衣類等からの汚れの溶け出しを早め、より早い段階で汚れ量を推定できるなどの効果が得られる。このように、１個の循環ポンプ３９および循環経路３７でありながら、循環ポンプ３９の回転速度を制御するだけで、より精度の高い汚れ判定が行えるようになる。

なお、循環ポンプ３９の回転速度を低下させることで、内槽２５内部には全く噴射されない状態を作ることが望ましいが、水しぶきや壁面を流れ落ちる流れが、内槽２５の穴や隙間から入り込む程度では問題ない。また、少なくとも内槽２５の内部に噴射される洗濯液の量を減らせば、検知精度アップの効果はあり、少なくとも内槽２５の内部に入らず外槽２５内部で循環する流れを作れば、効果が得られる。内槽２５内部に全く噴射しない場合だけに効果があるのではなく、循環の一部は内槽２５内部に噴射した場合でも、一部の循環は外槽２４と内槽２５の間に噴射し、外槽２４の内部で循環するようにすることで、洗剤の種類や、洗い工程開始前の初期状態の検知精度が向上し、洗濯水の汚れの程度の検知精度を高めることができる。

また、内槽２５へ噴射しない状態、あるいは内槽２５の内外両方に噴射する状態が有効
なのは、給水開始初期だけに限定するものではない。たとえば、後半、泡立ちが多い場合、内槽２５内への噴射はさらに泡立ちを増加させるため、洗浄力低下や泡残りが発生するなど好ましくないが、後半は内槽２５内へ噴射しないことで、この泡立ちを抑制できるなどの効果があり、泡による検知精度の低下を抑制できる。

循環ポンプ３９の回転速度を低下させることで、洗濯液の噴射を切り換える本構成は、特別な構造を必要とせず、容易に実現し、効果を得ることができる。

外槽２４に接続された給水経路３２は、外槽２４と内槽２５の間に給水するように構成され、洗濯液状態検知手段４０は、内槽２５の内側の最下点（図１のＡ）より下方に設けられており、給水された水は内槽２５の中に入る前に洗濯液状態検知手段４０に到達するようになっている。

すすぎ時には、汚れや洗剤を含む衣類等の洗濯物を通過することなく洗濯液状態検知手段４０に水道水からの給水が直接供給され、極力汚れを含まないこの状態を検知することで、洗濯液状態検知手段の検知部への汚れ付着などによる経年変化を検知することができ、この値を基に測定値の補正を行うなど経年変化に対応でき、検知精度を維持することができる。

洗い工程の給水時には、給水経路３２の途中にある洗剤投入部３１に投入された洗剤と同時に給水されるが、この洗剤を含む洗濯液は、内槽２５の内部に入ることなく洗濯液状態検知手段４０に到達する。このため、給水中に衣類等に洗剤成分が付着したり吸収されてしまったり、衣類から汚れ成分が溶け出したりする前に、ほぼ洗剤のみが溶けた状態の洗濯液が洗濯液状態検知手段４０に到達するため、この状態を検知することで、洗剤が粉末洗剤か液体洗剤かなど洗剤の種類判別の精度を高めたり、洗い工程の洗濯液の初期値としての精度を高めるなどの効果があり、検知の精度を高めることができる。これにより、より精度の高い汚れ度合いの判定ができ、汚れが少ない場合は洗濯時間を短くしたり、使用水量を少なくするなど、より無駄の少ない洗濯ができる。

また、給水が進行すると、給水量が増え、洗剤を含む洗濯液が内槽２５の内部に入ってくるが、給水経路３２は、外槽２４と内槽２５の間に給水する構成をすることで、内槽２５の内部に直接給水する場合と比べると、洗剤が衣類に付着したり吸着したりする量は格段に少なくでき、給水量が増え、内槽内に給水された後でも、洗い工程の洗濯液の初期値としての精度を高めるなどの効果が得られる。

循環ポンプ３９を運転することで、洗剤を早く溶かしたり、衣類に素早く洗濯液をなじませるなど、洗浄力を高める効果があるが、同時に洗濯液を泡立ててしまう。この泡は、洗濯液状態検知手段４０の検知精度を低下させる恐れがある。このため、循環ポンプ３９を運転する前に洗剤を含む洗濯液が洗濯液状態検知手段４０に到達することで、泡発生前に洗濯液の初期状態を精度よく検出し、汚れ判定の精度向上が図れる。

なお、循環ポンプ３９を運転するとは、循環経路３７に洗濯液が循環する状態を指し、循環ポンプ３９は駆動したとしても、循環しなければ循環ポンプ３９は運転していないのと同様であり、これは運転していない状態とみなす。

また、洗浄性能向上のためには撹拌手段である内槽２５を早い時期から運転させたいが、同時に洗濯液を泡立ててしまう。この泡は、洗濯液状態検知手段４０の検知精度を低下させる恐れがある。このため、撹拌手段を運転する前に洗剤を含む洗濯液が洗濯液状態検知手段４０に到達することで、泡発生前の洗濯液の初期状態を精度よく検出し、汚れ判定の精度向上が図れる。

撹拌手段である内槽２５の回転によって外槽２４に溜まった洗濯水をかき混ぜたり、泡立てたりしてしまうが、洗濯液状態検知手段４０は循環経路３７の途中の取水口から離れた位置に設けており、内槽２５に直接対向しない位置に検知部を設置することで、内槽２５の回転が洗濯液状態検知手段４０の検知に及ぼす悪影響を少なく抑えることができ、より検知の精度を高めることができる。図１のように屈曲した位置に洗濯液状態検知手段４０を設ける他、内槽２５との間に仕切り壁を設けることなどでも直接対向しない状態とすることができる。

なお、本実施の形態１では、内槽２５の回転軸が略水平方向を向いたドラム式洗濯機の構成を示したが、図７の他の形態の主要断面図に示すように、内槽２５の回転軸を鉛直方向とした縦型の洗濯機に洗濯液状態検知手段４０を搭載した場合でも、上記ドラム式洗濯機の場合と同様の作用、効果が得られる。撹拌手段は、内槽２５の底面に設けた撹拌体４７の回転としているが、撹拌手段の構成を限定するものではない。

また、給水経路３２は、内槽２５と外槽２４の間に給水する構成とすることで上記と同様の作用効果が得られるが、給水経路３２を内槽２５の内部に直接給水する構成とした場合であっても、循環ポンプ３９による循環経路３７に洗濯液状態検知手段４０を設置した効果は得ることができる。

また、乾燥機能の付いた洗濯乾燥機に設置しても洗濯時に効果を発揮することは言うまでもない。

（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施の形態の洗濯機の主要断面図である。図８において、循環経路３７に切換弁４８を設け、内槽循環経路４９と外槽循環経路５０に分岐して構成している。他の構成は、実施の形態１と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。

この図８の構成により、実施の形態１と同様の作用、効果が得られるが、特に、切換弁４８で循環経路３７を任意に切り換え可能としたことで、給水開始直後は、外槽循環経路５０に経路を切換えることで、循環水が内槽２５内部に直接入らない状態が得られ、洗剤のみの初期状態をより精度よく検知することができる。また、循環ポンプ３９の回転を下げ、循環量を少なくする必要がなく、循環量は維持することができ、洗剤の溶解速度をより高めることで浄性性能の向上が図れ、センサの検知精度と洗浄性能の両立を図ることができる。

なお、図８では切換弁４８を設けた構成としたが、図９の他の形態の主要断面図に示すように、循環ポンプ３９の正転と逆転でポンプの出力経路を切換え可能な構成とすることで、内槽循環経路４９と外槽循環経路５０のそれぞれに洗濯液を供給することが可能となり、上記図８に記載の洗濯機の場合と同様の作用効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯液の汚れを精度よく検知することで、汚れに応じた最適な運転制御を行うことができ、衣類等を洗濯する洗濯機以外の洗浄機等にも適用できる。

２１ 筐体
２４ 外槽
２５ 内槽
３０ 給水弁
３１ 洗剤投入部
３２ 給水経路
３６ 排水経路
３７ 循環経路
３９ 循環ポンプ
４０ 洗濯液状態検知手段
４１ 光センサ（洗濯液状態検知手段）
４２ 電極センサ（洗濯液状態検知手段）
４６ 制御手段
４７ 撹拌体
４８ 切換弁
５１ 第２の給水経路

Claims (8)

1. 筐体と、
   前記筐体内に支持され洗濯液を貯める外槽と、
   衣類等の洗濯物を収容し前記外槽内に回転自在に設けられた内槽と、
   前記洗濯物を撹拌する撹拌手段と、
   前記外槽に溜まった洗濯液を吸い込んで再び前記外槽内に戻す循環経路と、
   前記循環経路の途中に設けられ前記洗濯液を強制的に循環させる循環ポンプと、
   前記洗濯液の状態を検知する光センサと、
   前記撹拌手段および前記循環ポンプ等の運転を制御して洗い、すすぎ、脱水等の各工程の運転を制御する制御手段とを備え、
   前記光センサは、前記循環経路中に設置し、前記循環経路は、前記洗濯液を前記内槽の内部へ噴射可能に構成したことを特徴とする洗濯機。
2. 制御手段は、洗い工程中に循環ポンプを間欠で運転するようにし、光センサが前記循環ポンプを停止した状態で洗濯液の状態を検知するようにしたことを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
3. 循環経路は、洗濯液を外槽と内槽の間にも噴射可能に構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の洗濯機。
4. 制御手段は、少なくとも洗い工程の開始当初は、内槽と外槽の間に洗濯液を噴射するようにしたことを特徴とする請求項３記載の洗濯機。
5. 循環ポンプは、回転速度を変更可能とし、制御手段は、前記循環ポンプの回転速度を低くすることで、外槽と内槽の間に洗濯液を噴射可能としたことを特徴とする請求項３または４に記載の洗濯機。
6. 循環経路は、洗濯液を内槽の内部へ噴射する第１の経路と、外槽と内槽の間に噴射する第２の経路に分岐して構成し、分岐した部分に切換弁を設けることで、前記第１の経路と第２の経路とを切り換えるように構成したことを特徴とする請求項３または４に記載の洗濯機。
7. 撹拌手段は、内槽の回転であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯機。
8. 内槽の内底部に回転自在に撹拌体を備え、撹拌手段は、前記撹拌体の回転であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の洗濯機。