JPH0531289A - 洗濯機の温水制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】湯・水給水機能付全自動洗濯機において、水道
の水圧及び、給水温に影響されず、洗濯水温を最適な水
温に制御することを目的とする。 【構成】洗濯機の外槽底面部に温度センサーを有し、湯
用と水用の給水弁より構成する温水全自動洗濯機とし、
洗濯に必要な規定水位に至る過程で給水された水温を検
知しながら、連続的もしくは数回に分割し、湯用の給水
弁と水用の給水弁を制御し、洗濯に最適な水温を得るも
のである。 【効果】水道水圧や、湯の温度，水の温度、又給水量に
影響されず最適な水温を制御することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、全自洗濯機に係り、湯
用と水用の給水弁を有し、温水にて洗濯する温水制御に
関するものである。

【従来の技術】従来における温水給水機能の全自動洗濯
機は、温度制御がないため湯を選択すると湯が直接投入
され、衣類や洗濯機を傷める欠点があった。また、混合
水に設定しても、水用の水道水圧と湯用の水圧が異なり
（一般的に水の水圧が湯の水圧より１.５〜２倍高い)水
の方が多く出るため、目標とする混合水温が得られない
欠点があった。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
欠点を無くし洗濯機の外槽底面部に温度センサーを設置
し洗濯給水開始より水温を検知し、洗濯に必要な規定水
位に至る過程で湯と水の給水制御を回数に分割し洗濯に
適正な水温を得るものである。

【課題を解決するための手段】本発明は、洗濯時間に最
適なる水温を得るため、規定水位に至る給水過程に於い
て、数回もしくは継続して温度制御をするものである。

【作用】湯，水切換付の全自動洗濯機で洗濯に要する規
定水位に至る間に、温度センサーで水温を検知し、湯と
水の給水弁を制御し、洗濯に最適な水温の制御を有す
る。

【実施例】本発明を実施例図により説明する。図１は、
本発明を採用する全自動洗濯機の縦断面図であり、動作
を順次説明すると、全自動洗濯機は、外枠１の内側に、
４本の吊棒５により外槽２が外枠１の上部の４隅にある
コーナープレート２１より支持されている。吊棒５に
は、洗濯及び脱水時、振動を吸収するオシバネ４を介在
してある。洗濯する場合、蓋１８を開け、衣類を洗濯槽
３内へ投入し、制御部１９の指令より、給水後、モータ
２０を正逆回転させる。モータ２０の回転は、Ｖベルト
１６を介在し、モータプーリー１７より、クラッチ１４
にあるクラッチプーリー１５へ回転を伝達する。伝達さ
れた回転は、クラッチ１４により、洗濯時は、洗濯槽３
の中央部に位置している。衣類を動かす撹拌翼７を回動
させ洗濯する。排水時は、制御部１９の指令よりモータ
２０を休止させ、排水弁１２を開けて、洗濯槽３内の洗
濯液を排水ホース１３より機外へ排出するものである。
排水後、脱水行程へ進行するが、脱水は、衣類の状態に
より、外槽２が大きく振れるため、振れを防止するため
に、洗濯槽３の上部に、バランサー６を設け、脱水によ
る外槽の振れを防止するものである。脱水は、モータ２
０の回転を洗濯時と同様にＶベルト１６を介して、クラ
ッチ１４へ回転を伝達し、クラッチ１４により、洗濯槽
３を高速で回転させ、遠心力により、衣類内の水分を外
槽２へ脱水する、脱水された洗濯水は、排水弁１２の操
作より排水ホース１３から、機外へ排水されるものであ
る。図２は、図１で説明した制御部１９の詳細な説明図
である。タイマーとＣＰＵ（中央処理装置）及び、メモ
リ，Ｉ／Ｏポートから成る電子制御回路は、洗いから脱
水までタイマーモータと、カムスイッチにより成るタイ
マーにおける場合と同様に、順次移行させるようにした
ものであることは公知である。以下実施例では、ブロッ
ク図により説明する。図２に示す電子制御回路３４は、
洗濯による洗い行程から最終の脱水行程に至るまで自動
的に行程移行させるためのもので、基本的には、周知の
如く、タイマー３３，中央処理装置（ＣＰＵ）３２，メ
モリ３１，入力ポート２９，出力ポート３０から成り立
っており、洗濯時の制御指令は、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）で行なうものであり、中央処理装置（ＣＰＵ）に
は、演算部や、制御部がありシステムの中心と成るもの
である。基本的には、命令の取り出しと解読，実行であ
るが、具体的には算術及び論理演算、メモリの指定アド
レスの内容の読み出しと書き込み制御，入出力装置への
指定アドレスへの入出力制御，プログラムの流れの制御
を行なうものである。メモリ３１は、プログラムとデー
タを記憶するもので読み出しと書き込みの両機能をもつ
ＲＡＭと、読出し機能だけをもつＲＯＭの２種類があ
る。ＲＡＭは、データを記憶させたり、プログラムを組
むうえでの作業エリアとして用い、ROMは、きまったプ
ログラムや固定データを入れ、いつでも同じ処理をする
場合に使用する。入力ポート２９と出力ポート３０は、
ＣＰＵと入力装置，出力装置とのあいだでデータの受け
渡しを行なう場合の仲介をする回路で、一般的にＩ／Ｏ
ポートと呼んでいる。Ｉ／Ｏポートの入力側には、全自
動洗濯機からの電気的指令が入力され、主に、電源スイ
ッチ２３，水位センサー２２，蓋スイッチ２４，プログ
ラム選択スイッチ２５，スタート・ストップスイッチ２
６，温度センサー５３等が接続されている。又、出力側
には、洗濯用モータ２０，水用給水弁１０，湯用給水弁
１０Ａ，排水弁１２，クラッチソレノイド２７，報知器
２８等が接続されており、ＣＰＵの指令によりＩ／Ｏポ
ートの介在で制御され、一連の洗濯動作をするものであ
る。従って、洗濯機は、タイマーモータ及び、カムスイ
ッチより成るタイマーにより、制御が行なわれるタイマ
ー付き洗濯機と同様に制御される。以上のような電子回
路によって洗濯機は、制御されるものである。図３は、
全自動洗濯機における洗濯行程のブロック図である。図
３のブロック図を基に、全自動洗濯機の洗濯行程を図
１，図２、操作パネル図４を引用しながらさらに詳細に
説明すると、図２，図４に於いて、電源スイッチ２３を
押し、プログラム選択スイッチ２５にて、任意の洗濯コ
ースを設定し、スタート・ストップスイッチ２６を押す
ことにより、図３における給水に入る。給水はあらかじ
め規定された水位になるまで、自動的に水用給水ホース
１１、及び湯用給水ホース１１Ａより洗濯槽３内へ洗濯
水として水が供給される。規定水位になったことが、水
位センサー２２によりマイコンに知らされると、洗濯を
開始する。洗濯は、ある一定時間行なった後に、排水弁
を開放し、外槽２内にある洗濯水を洗濯機外へ、排水ホ
ース１３より排出する。洗濯水が完全に排水されたか水
位センサー２２で検知後、中間脱水へ移り洗濯槽３を
高速回転させることにより、衣類内の洗剤分を含んだ洗
濯水を遠心力により脱水する。脱水終了後、第１回目の
すすぎを行なうため、洗濯と同様な制御で給水し、規定
水量に達してからすすぎを開始する。中間脱水も、す
すぎ及び最終脱水も、洗濯時及び第１回目の中間脱水
及びすすぎと同じ制御を行ない、衣類を洗濯からす
すぎ，脱水するものである。図５は、図４の操作パネル
にて、設定された状態を、大型液晶表示板に示した図で
あり、以下大型液晶表示板をＬＣＤとして説明する。Ｌ
ＣＤには、洗濯コース４６の表示，洗濯水位４７，洗濯
時間及び、給水温の表示４８，すすぎ回数の表示４９，
脱水時間の表示５１，現在時刻５０表示等がある。これ
らの表示機能を、図４の操作パネル図と合わせて説明す
ると、図４のプログラム選択キー２５の三角矢印の部分
を押すことにより、図５のＬＣＤの洗濯コース４６に表
示してある、洗濯コースの設定が三角の矢印で表現され
る。図４のプログラム選択キーを押し続けると、自動的
に、図５の洗濯コース４６の表示が移り変わり、必要な
洗濯コース４６が設定できるものである。次に図４の水
位切替スイッチ３５を押すごとに、図５のＬＣＤに表示
される水位設定表示が、三角矢印マークで示され、任意
に洗濯水位を設定し、洗濯できるものである。また、図
４の水温切換スイッチ３９を押すことにより、図５のＬ
ＣＤには、洗濯時間表示及び水温表示４８にある水温表
示、Ｈｏｔ，Ｗａｒｍ，Ｃｏｌｄが、順次移り替わり、
設定された水温が、点滅し表示されるものである。その
他、洗濯時間４８，すすぎ回数４９，脱水時間５１及び
現在時刻５０等のＬＣＤ表示も同様な方法で設定し、そ
の後、図４の操作パネル上にあるスタートスイッチ２６
を押すことにより、設定された条件で洗濯開始するもの
である。図６は、図４及び図５にて説明した、水温切換
スイッチ３９を押し、洗濯水温を設定した場合に洗濯給
水時、給水される水温制御条件を表わした表であり、図
７，図８，図９を引用し、その機能を説明する。先ず水
温切換スイッチ３９を押して、水温をＣｏｌｄに設定す
ると、図５のＬＣＤ表示部の水温表示４８のＣｏｌｄ部
が点滅し、Ｃｏｌｄ設定したことを認識する。その他洗
濯するのに必要な条件を、図４の操作パネルで選択し、
設定した後、スタートキー２６を押すと、給水が開始す
るものである。この給水は、図６の水温制御表により、
選択キーＣｏｌｄを設定したために、ステップ１からス
テップ４までは、自動的にＣｏｌｄ給水される。ステッ
プ１の水位に達したことは、図１に示す水位センサー２
２により検知する。その検知方法を図１１にて説明する
と、ステップ１は、Ｃｏｌｄが給水されて外槽２の底面
部に斜線で図示した高さ程度まで、Ｃｏｌｄの状態で水
が供給される。ステップ１の水位に達したことをさらに
詳細に説明すると、水位センサー２２で検知する水位セ
ンサー２２は、ＬＣ発振による周波数の変化をマイコン
のＩ／Ｏポートへ送り、周波数の変化でもって、洗濯水
位とするものであり、水が供給されると、外槽２の底部
にあるエアトラップ８内の空気が水圧分圧縮され、ＰＳ
チューブ９を介して、水位センサー２２はＬＣ発振なる
装置で、周波数ｆは、

【数１】 により変化するため、水圧の変化すなわち、エアトラッ
プ８内の空気圧の変化をＬ分の変化にすることにより、
図１１の水位と水位センサー２２の発振周波数の関係が
成り立つものである。マイコンには、各水位の周波数を
記憶させておき、洗濯時、水を供給し、規定の水位、す
なわち規定の周波数に達したことろで給水を停止し洗濯
行程へ移動し制御するものである。この様な、水位セン
サー２２を使用し、図７の各ステップに達した水位を検
知するものである。次にステップ１に供給された水は、
現在何℃の水温となっているかを温度センサー５３にて
検知する機能を図１２により説明する。外槽２の底面部
に、温度センサー５３が、パッキン５２を介してネジ５
４で固定されている。温度センサー５３の先端部には、
水温を検知する感温部５５があり、この感温部５５に
て、水温を検知するものである。感温部５５の概略を説
明すると、温度サーモの金属部が露出しない様にプラス
チックスで被覆された構造となっている。温度サーモ
は、水温により抵抗値が変化し、抵抗値の変化を回路を
介して周波数に変換するものである。その実験結果が、
図１２のグラフになっている。図１２のグラフを説明す
ると、温度サーモにおける、水温と抵抗の変化を、回路
を介して水温と周波数の変化とし、マイコンへ周波数を
伝達すると、あらかじめマイコンに設定されている。水
温と周波数の関係より演算し、水温として認識するもの
である。以上のような方法で、図７のステップ１で水位
と水温を検知し、マイコンに記憶させておき、ステップ
２へ移行する。ステップ２では、ステップ１で検知した
水温により温度制御するが、図７の水温設定がＣｏｌｄ
に付、給水バブル１１の水用給水弁しか開放されない状
態となる。この様にし、ステップ３，ステップ４と水位
と水温を検知しながら給水し、洗濯の規定水位に達した
ステップ５にて、最終的な洗濯水温を検知するものであ
る。すなわち、給水過程でステップ１からステップ４ま
では、温度制御行程であり、ステップ５は、洗濯水温検
知行程である。水温制御行程であるステップ１からステ
ップ４までを図８のＷａｒｍ設定給水時と、図９のＨｏ
ｔ設定給水時における図象でさらに詳細に説明する。先
ず、図４における操作パネルで、水温選択キー３９によ
り、図５のＬＣＤの水温、洗濯時間表示４８を見なが
ら、洗濯給水温をＨｏｔか又はＷａｒｍに設定し、スタ
ートキー２６を押すことにより、Ｈｏｔ又はＷａｒｍが
供給される。しかし、図６の表で説明してあるように、
Ｃｏｌｄを洗濯した場合はステップ１からステップ４ま
では、Ｃｏｌｄ給水のみであるが、Ｈｏｔを選択した場
合やＷａｒｍを選択した場合は、ステップ１は必ずＷａ
ｒｍ給水としている。Ｗａｒｍ選択時は、当然Ｗａｒｍ
給水手あるが、特にＨｏｔ選択時は、Ｈｏｔ給水にはせ
ず、Ｗａｒｍ給水としている。Ｗａｒｍ給水とは、湯用
給水弁１１Ａと水用給水弁１１が同時に開いて、湯と水
を混合させて供給する場合を、Ｗａｒｍ給水と称してい
るが、Ｈｏｔ給水時は、湯用給水弁１１Ａのみしか開放
しないため、約７０℃〜８０℃の湯が直接供給されるも
のである。図８及び、図９におけるステップ１の場合、
洗濯槽３の中には、洗濯する衣類と洗剤が、すでに投入
されており、この投入されている衣類に直接、７０℃〜
８０℃の湯が掛かると、衣類の変色及び、損傷という問
題が発生するため、特にＨｏｔキーを押した場合は、ス
テップ１の約１０リットル程度の給水は、水用給水弁１
１と湯用給水弁１１Ａを同時に開放し、Ｗａｒｍ給水と
するものである。図８，図９のステップ１にて、給水が
完了すると同時に、図１２にて説明した方法でＷａｒｍ
選択であれば、２０℃〜４０℃範囲内か３０℃〜５０℃
範囲内かを検知する。ステップ２の給水は、ステップ１
で検知した水温すなわち、Ｗａｒｍ選択の場合を例にと
ると、２０℃以下であれば、水用給水弁１１を閉じて、
湯用給水弁１１Ａのみを開放し、湯を給水して洗濯槽３
内の洗濯水温を上昇させるものである。また、これとは
逆に、ステップ１の水温が４０℃以上であると、湯用給
水弁１１Ａを閉じ、水用給水弁のみを開放し、洗濯槽３
内の洗濯水温を下げる制御をする。この様にして、常に
水温を検知しながら、Ｗａｒｍ給水又は、Ｈｏｔ給水を
し、洗濯水温を調整するものである。ステップ２までに
おける給水が、図１１で説明した水位に達すると、洗濯
衣類を動かし洗濯する撹拌翼７を数秒間動かし、洗濯衣
類の量を検知し、衣類の量に合わせ、自動的に洗濯水位
を設定し、次に移行する。ステップ２からステップ３で
は、撹拌を停止し、Ｗａｒｍ設定時は、Ｗａｒｍ給水
し、図１１に示す水位に達すると、ステップ３からステ
ップ４へ移行する。ステップ３からステップ４では、Ｗ
ａｒｍ設定時は、Ｗａｒｍ給水で、Ｈｏｔ設定時は、Ｈ
ｏｔを給水するが、ステップ３からステップ４の行程で
は、洗濯槽３内に供給されている水温を良く混合させる
ため、撹拌翼７を回転させながら、規定水位まで供給す
るものである。このステップ３からステップ４も、ステ
ップ１からステップ２と同じ様な水温制御をし、設定範
囲内に洗濯水がなるように給水弁にて調整するものであ
る。図７，図８，図９におけるステップ５の洗濯の規定
水位に達すると、洗濯の本洗いが開始されるが、本洗い
が開始する直前に、規定水位における洗濯水温を検知し
て、洗濯時間の補正や撹拌翼７の回動周期、又は回転数
などの制御をする。ステップ５における水温検知によ
り、洗濯時間の補正を図１０を例にとり説明すると、図
２に示すプログラム選択キー２５により、図５に示す洗
濯コース表示のＮｏｒｍａｌ（標準)コースを設定する
と、洗濯時間は、自動的に水温に関係なく１６分に設定
される。しかし、図７から図９に示すステップ５にて、
最終洗濯水温を検知し、検知した水温が図１０に示す温
度範囲であれば、あらかじめ設定されている１６分とい
う洗濯時間を水温により、＋２分から−２分と洗濯時間
を補正するものである。すなわち、洗濯における洗濯水
温と洗浄力の関係は、図１３のグラフにも示すように、
汚れの除去は水温に大きく左右される傾向にある。水温
が低ければ、洗剤の界面活性剤の化学力が低下すると同
時に、衣類の繊維が収縮し、繊維間に詰まっている汚れ
が繊維より分離しずらくなり衣類の汚れが落ちずらくな
るためである。図７，図８，図９のステップ５で検知し
た水温が低い場合は、初め設定されている洗濯時間１６
分にさらに＋２分追加し、１８分とし機械力で汚れを落
とす制御をするものである。逆に洗濯水温が高くなるに
つれて、図１４のグラフからもわかるように布の傷みが
悪くなる傾向にある。図１４の布傷みにおける実験値
は、水温が４０℃の場合におけるものである。すなわ
ち、洗濯水温が高温水の場合は、頭初の規定標準洗濯時
間１６分より−２分とし、１４分で洗濯するように補正
することにより水温における布傷みを防止することがで
きる。１６分の標準洗濯時間は、水温が２０℃〜３０℃
の時の設定時間帯であり、洗濯水温が高くなると繊維が
膨張して繊維間の汚れが落ちやすいのと同時に洗剤の界
面活性剤の浸透作用も効果を発揮し、繊維の中心部まで
浸透して汚れを落とすため、洗浄効果が向上するもので
ある。すなわち、洗濯時間を水温により短縮することに
より、傷みの少ない効果的な洗浄が得られる。洗濯水温
が高い場合、前述した水温における衣類の状態と、洗剤
の界面活性剤の効果により、図１５に示す洗濯時間に
は、あまり大きく作用されないことが判かる。このた
め、標準洗濯時間より−２分し、１４分としても高温水
での洗濯による洗浄力には影響ない。すなわち、高温水
での洗濯は、標準洗濯時間を短くすることにより、図１
３，図１４，図１５の実験結果より、布の傷みを低減
し、洗浄効果を向上させることができるものである。最
終脱水行程による遠心力にて衣類内の洗濯液を脱水する
脱水率は、すすぎの水温にも大きく影響されることが、
図１６の実験結果より判かる。すなわち、すすぎ時の水
温を温度センサー５３に検知し、脱水時間又は、脱水回
転数を制御するものであり、図１６，図１７を例に、脱
水時間の制御を説明すると、図１６は、脱水時間を一定
とした場合における水温と脱水率の関係を示したもので
ある。水温が高くなると、洗浄のときも説明したよう
に、衣類の繊維間の膨張により、繊維間内に侵入してい
る水分の粒子が、繊維間より出やすくなるため脱水率が
向上するものである。水温が高い場合の脱水率が高い原
理は種々考えられるが、一般的には、上述した状況が大
きな要因を示している。図１７は、すすぎ時の水温が低
温水の場合と、高温水の場合における脱水時間と、脱水
率の関係を示した実験結果である。図１７の様に、一定
の脱水回転数で、脱水した場合すすぎ時の水温により高
温水の場合は、短い脱水時間で高効率の脱水性能を得る
ことが出来るものである。また、逆に水温が低い場合
は、脱水時間を長くし、脱水する制御をすることによ
り、効率の良い脱水性能を得ることができる。また、何
らかの障害により給水弁が故障して、８０℃近い湯が洗
濯槽３内へ投入されている状況で、衣類を動かし洗濯す
ると、衣類の傷みや洗濯機本体の故障の原因となるた
め、温度センサー５３により、洗濯槽３内に水が入って
いる状況を、図１１の水位センサーで検知し、水が入っ
ているときは常に、洗濯水温を検知し、洗濯水温が異常
に上昇した場合、例えば図１２において、６０℃を越え
た場合、洗濯機本体の運転を停止し、図２に示す報知器
２８にて、水温異常を警告するものである。

【発明の効果】本発明によれば、水道水圧、及び給水温
の差(Ｃｏｌｄ水温：Ｈｏｔ水温)に関係なく最適な洗濯
水温を得ることが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】全自動洗濯機の縦断面図。

【図２】マイコン制御のブロック図。

【図３】洗濯全自動コースのブロック図。

【図４】操作パネル説明図。

【図５】行程表示説明図。

【図６】水温切換キー操作説明図。

【図７】水温制御説明図。

【図８】水温制御説明図。

【図９】水温制御説明図。

【図１０】水温による洗濯時間補正の説明図。

【図１１】水位センサーによる洗濯水位と周波数の関係
図。

【図１２】温度センサー取付及び水温と周波数の関係
図。

【図１３】水温と洗浄力の実験結果。

【図１４】洗濯時間と布の傷みの実験結果。

【図１５】洗濯補正時間と洗浄力の実験。

【図１６】水温と脱水率の実験結果。

【図１７】水温と脱水時間による脱水の実験結果。

【符号の説明】

１０…水用給水弁、１０Ａ…湯用給水弁、３９…水温選
択キー、５３…温度センサー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 信耕 靖 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所多賀工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】洗濯槽と、湯用の給水弁と、水用の給水弁
   と、洗濯槽に設けた水温を検知する温度センサーと、洗
   濯槽の水位を検知する水位センサーと、温度センサー、
   水位センサーの検知情報に基づいて湯用給水弁および水
   用給水弁の開閉を制御手段を備え、温度センサーの検知
   情報を見ながら設定温度になるように湯用給水弁および
   水用給水弁の開閉を制御することを特徴とする洗濯機の
   温水制御装置。
2. 【請求項２】請求項２記載のものにおいて、設定された
   規定水位に至るまで、温度センセーの検知情報を、時間
   を区切って見ながら湯用給水弁および水用給水弁の開閉
   制御することを特徴とする洗濯機の温水制御装置。
3. 【請求項３】請求項１記載のものにおいて、設定水位に
   至るまでそれぞれの水位のところで温度センサーから来
   る検知情報を見ながら湯用給水弁および水位給水弁の開
   閉制御することを特徴とする洗濯機の温水制御装置。