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技術 洗濯機

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 安井利彦尾関祐仁
出願日 2015年2月27日 (6年3ヶ月経過) 出願番号 2015-038436
公開日 2016年9月5日 (4年9ヶ月経過) 公開番号 2016-158732
状態 未査定
技術分野 洗濯一般
主要キーワード 給水速度 給水開始後 汚れセンサ 粉末合成洗剤 汚れ量 洗剤入れ 洗浄制御 通常洗浄
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年9月5日)のものです。
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図面 (3)

課題

洗濯液洗剤自体による濁度に応じて濁度センサ感度を制御して、洗濯液の濁度をより正確に測定することができる洗濯機を提供する。

解決手段

循環経路12内に設置された濁度センサ17からの出力で洗濯液の汚れ量を判断し洗濯機の制御を行う制御部16は、給水開始よりあらかじめ定められた第2の水位になった時点、または給水開始から所定時間が経過した時点、における濁度センサ17の出力に基づく値をあらかじめ定められた値と比較して、この比較した結果によって濁度センサ17の感度を変更するように構成された洗濯機である。

概要

背景

洗濯機は、使用者洗濯物洗濯槽投入した後、設定された運転に応じて、給水部によって水道水が供給される。水道水は、あらかじめ既定量洗剤が投入されている洗剤入れを介して洗剤とともに洗濯液として洗濯槽を収容する外槽に給水される。給水後は、洗濯槽を低速で回転させながら、洗濯物を十分に洗濯液で濡らす。その後、例えばドラム式洗濯機であれば、洗濯槽を一定時間、洗濯物が洗濯槽壁面に張り付かない程度の低速で回転させながら、濡れた洗濯物が回転に伴って洗濯槽の上部より落下する際の衝撃によって汚れを落とすことで洗浄を行う。

さらに、濁度センサによって洗濯液の濁度の変化を検知して、洗濯物の汚れ量や質を判断して洗濯時間やヒータ加熱時間などを制御して洗浄性能を安定させることが考えられている。しかし、粉末洗剤液体洗剤かなどの洗剤の種別によっては、水に溶けたときの濁度がそれだけで高いものがある。このように、濁度が高いと光の透過量が減少して濁度センサの精度が悪くなるので、洗濯初期の濁度が高い場合は発光量を切り替えてセンサの精度を落とさないようにすることが考えられている(例えば、特許文献1参照)。

特に、粉末合成洗剤には、硬水による洗浄性能の低下を防ぐために水軟化剤としてゼオライトなどが配合されている。この成分は白色で水に対して不溶性であるために配合割合が高いほど水に混ぜることで白く濁る。

概要

洗濯液の洗剤自体による濁度に応じて濁度センサの感度を制御して、洗濯液の濁度をより正確に測定することができる洗濯機を提供する。循環経路12内に設置された濁度センサ17からの出力で洗濯液の汚れ量を判断し洗濯機の制御を行う制御部16は、給水開始よりあらかじめ定められた第2の水位になった時点、または給水開始から所定時間が経過した時点、における濁度センサ17の出力に基づく値をあらかじめ定められた値と比較して、この比較した結果によって濁度センサ17の感度を変更するように構成された洗濯機である。

目的

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗剤自体の濁度に応じて濁度センサの感度を制御して洗濯液の濁度をより正確に測定することができる洗濯機を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、洗剤投入して給水時に水とともに前記外槽へ洗剤を流し込む洗剤受けと、前記洗濯槽を駆動するモータと、前記外槽の下部に接続されて洗濯液を取り込む取水管と、前記外槽の開口部の近傍に設けられ前記洗濯槽の内部に向けて開口した吐出口と、前記取水管に一端が連通して他端が前記吐出口に接続された循環経路と、前記循環経路に洗濯液を循環させる循環ポンプと、洗濯液の汚れ量を検知する汚れセンサと、前記汚れセンサからの出力により洗濯機の制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、給水開始よりあらかじめ定められた第2の水位になった時点、または給水開始から所定時間が経過した時点、における汚れセンサの出力に基づく値をあらかじめ定められた値と比較し、この比較した結果によって前記汚れセンサの感度を変更するように構成された洗濯機。

請求項2

前記制御部は、給水時の前記汚れセンサの出力に基づく値があらかじめ定められた値を超えた場合は、前記汚れセンサの感度を上げるように構成された請求項1記載の洗濯機。

請求項3

前記制御部は、給水時の前記汚れセンサの出力に基づく値があらかじめ定められた値を超えた場合は、使用されている洗剤が粉末洗剤であると判別するように構成された請求項1または2記載の洗濯機。

請求項4

前記汚れセンサは、発光素子受光素子で構成され、前記発光素子から発光した光を洗濯液を通して前記受光素子で受光して出力する濁度センサであり、前記制御部は、前記濁度センサの感度を上げるために、前記発光素子からの発光量を上げる、または前記受光素子の感度を上げるように構成された請求項1から3のいずれか1項記載の洗濯機。

請求項5

前記制御部は、給水時に前記循環ポンプの駆動を洗濯液が前記洗濯槽の内部に入らない程度に制御するように構成された請求項1から4のいずれか1項記載の洗濯機。

技術分野

0001

本発明は、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。

背景技術

0002

洗濯機は、使用者洗濯物洗濯槽投入した後、設定された運転に応じて、給水部によって水道水が供給される。水道水は、あらかじめ既定量洗剤が投入されている洗剤入れを介して洗剤とともに洗濯液として洗濯槽を収容する外槽に給水される。給水後は、洗濯槽を低速で回転させながら、洗濯物を十分に洗濯液で濡らす。その後、例えばドラム式洗濯機であれば、洗濯槽を一定時間、洗濯物が洗濯槽壁面に張り付かない程度の低速で回転させながら、濡れた洗濯物が回転に伴って洗濯槽の上部より落下する際の衝撃によって汚れを落とすことで洗浄を行う。

0003

さらに、濁度センサによって洗濯液の濁度の変化を検知して、洗濯物の汚れ量や質を判断して洗濯時間やヒータ加熱時間などを制御して洗浄性能を安定させることが考えられている。しかし、粉末洗剤液体洗剤かなどの洗剤の種別によっては、水に溶けたときの濁度がそれだけで高いものがある。このように、濁度が高いと光の透過量が減少して濁度センサの精度が悪くなるので、洗濯初期の濁度が高い場合は発光量を切り替えてセンサの精度を落とさないようにすることが考えられている(例えば、特許文献1参照)。

0004

特に、粉末合成洗剤には、硬水による洗浄性能の低下を防ぐために水軟化剤としてゼオライトなどが配合されている。この成分は白色で水に対して不溶性であるために配合割合が高いほど水に混ぜることで白く濁る。

先行技術

0005

特開昭59−141992号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかし、このような従来の構成では、洗濯初期に濁度が低ければ発光量を切り替えないが、その後の濁度が非常に高くならないとは限らない。

0007

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗剤自体の濁度に応じて濁度センサの感度を制御して洗濯液の濁度をより正確に測定することができる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

0008

上記課題を解決するため、本発明の洗濯機は、給水開始よりあらかじめ定められた第2の水位になった時点、または給水開始から所定時間が経過した時点、における汚れセンサの出力に基づく値をあらかじめ定められた値と比較し、この比較した結果によって前記汚れセンサの感度を変更するように構成されたものである。これによって、汚れセンサの分解能の良い範囲を用いて洗濯液の濁度をより正確に測定することができる。

発明の効果

0009

本発明の洗濯機は、洗濯液の洗剤自体による濁度などを検知して、濁度センサなどの汚れセンサの感度を制御するので、洗剤による濁度が高いものでも洗濯中の濁度をより正確に測定することができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の実施の形態1における洗濯機の概略構成
本発明の実施の形態1における洗濯機の給水工程のフローチャート

実施例

0011

第1の発明における洗濯機は、洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、洗剤を投入して給水時に水とともに前記外槽へ洗剤を流し込む洗剤受けと、前記洗濯槽を駆動するモータと、前記外槽の下部に接続されて洗濯液を取り込む取水管と、前記外槽の開口部の近傍に設けられ前記洗濯槽の内部に向けて開口した吐出口と、前記取水管に一端が連通して他端が前記吐出口に接続された循環経路を備える。さらに、前記循環経路に洗濯液を循環させる循環ポンプと、洗濯液の汚れ量を検知する汚れセンサと、前記汚れセンサからの出力により洗濯機の制御を行う制御部とを備える。そして、前記制御部は、給水開始よりあらかじめ定められた第2の水位になった時点、または給水開始から所定時間が経過した時点、における汚れセンサの出力に基づく値をあらかじめ定められた値と比較し、この比較した結果によって前記汚れセンサの感度を変更するように構成されたものである。これによって、汚れセンサの分解能の良い範囲を用いて洗濯液の濁度をより正確に測定することができる。

0012

第2の発明は、第1の発明において、前記制御部は、給水時の前記汚れセンサの出力に基づく値があらかじめ定められた値を超えた場合は、前記汚れセンサの感度を上げるように構成されたものである。これによって、汚れセンサの測定範囲を超えることがなくなる。

0013

第3の発明は、第1または第2の発明において、前記制御部は、給水時の前記汚れセンサの出力に基づく値があらかじめ定められた値を超えた場合は、使用されている洗剤が粉末洗剤であると判別するように構成されたものである。これによって、粉末洗剤の閾値を設定して汚れ量の判定に用いることにより、精度よく判定することができるとともに、洗浄性能を向上することができる。

0014

第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明において、前記汚れセンサは、発光素子受光素子で構成され、前記発光素子から発光した光を洗濯液を通して前記受光素子で受光して出力する濁度センサであり、前記制御部は、前記濁度センサの感度を上げるために、前記発光素子からの発光量を上げる、または前記受光素子の感度を上げるように構成されたものである。これによって、発光量の制御のみ、または受光感度の制御のみで濁度センサの分解能が高い状態に設定することができる。

0015

第5の発明は、第1から第4のいずれかの発明において、前記制御部は、給水時に前記循環ポンプの駆動を洗濯液が前記洗濯槽の内部に入らない程度に制御するように構成されたものである。これによって、給水中に洗剤を水と十分に混ぜることができ、洗剤自体による洗濯液の濁度をより正確に測定することができる。

0016

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。

0017

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態における洗濯機の概略構成を示したものである。図1において、洗濯機の外箱1の内部に、前面に開口部を有する外槽2が配設されている。さらに、外槽2の内側に洗濯槽としてのドラム3が、水平方向または水平方向から少し傾斜した回転軸によって回転可能な状態で配設されている。ドラム3は、有底円筒形状をなし、底
側となる背面にモータ4が接続され、モータ4の回転により回転する。また、ドラム3は外周面に多数の通水孔が設けられており、この通水孔に洗濯液や空気を通過させて、洗濯槽、脱水槽乾燥槽としても機能する。

0018

外槽2の上部には、給水弁10が設けられている。給水口9は水道に接続され、給水弁10は、運転工程に応じて外槽2やドラム3に給水する。給水弁10と外槽2の間には洗剤受け19が設置されており、洗剤受け19に入れられた洗剤が水とともに外槽2へ流し込まれる。

0019

外槽2の下部の最低部には、取水管5が接続されている。取水管5は、排水弁6につながっており、排水弁6は外部に排水する排水管7につながっている。

0020

取水管5には外槽2に給水された洗濯液の水位を検知する水位センサ8が設置されている。水位センサ8は、給水開始後にすぐに反応する位置に設置される。水位センサ8は、たとえば隔膜ダイアフラム)に加わる圧力を膜の変形として検出することで水位を検知する。隔膜の変形を検出する方法には、静電容量の変化やひずみゲージを使う。

0021

また、循環経路12が取水管5と排水弁6の間から連通し、循環経路12の他端は、外槽2の開口部の近傍に設けられた吐出口11に接続されている。吐出口11は、ドラム3の内部に向けて開口し、取水管5から取り込まれた洗濯液をドラム3の内部に吐出する。外槽2やドラム3を満たしている洗濯液は、循環経路12を循環して吐出口11から洗濯物にかけられ、洗濯物に浸透して洗浄力を発揮する。循環ポンプ13が循環経路12に設けられており、循環経路12に洗濯液を循環させる。制御部16は、ドラム3の回転による水流などの通常洗浄力を制御する洗浄制御とは関係なく洗濯液を循環させることができる。

0022

循環経路12には、濁度センサ17によって構成される汚れセンサが設置されている。汚れセンサは、洗濯液の光の透過度に基づく濁度や、導電率を測定することで洗濯液の汚れ量を判定することができる。本実施の形態では、濁度として光の透過度を測定する場合について説明するが、導電率を測定するセンサでも、導電率に差がある場合として適用することができる。

0023

濁度センサ17は、例えばLEDなどの発光素子とフォトトランジスタなどの受光素子とで構成されている。そして、これらの発光素子と受光素子とは、透光性の材料でできた循環経路12を挟んで配設される。濁度センサ17は、発光素子から発光した光を洗濯液を通して受光素子で受光し、電圧に変換して出力する。濁度は洗濯液の汚れの程度を示すものであり、濁度センサ17の受光素子の出力電圧から換算することで得られ、濁度が高いほど出力電圧が低い。つまり、循環経路12を通過する洗濯液に洗濯物の汚れが多く溶け出して濁度が高くなると、低い電圧が出力される。初期の発光素子からの発光量は、例えば、汚れていないきれいな水が通った状態で受光素子の出力電圧が1Vになるように事前に設定される。

0024

シーズヒータ等からなる加熱部14が外槽2の底部に備えられている。制御部16は、加熱部14により洗濯液を加熱して、ドラム3内部の洗濯物を温水で洗浄する。さらに、水温を検知するための水温センサ18が備えられている。

0025

取水管5の近傍にはフィルタ15が設置されている。洗濯液が循環する時に洗濯物の繊維や髪の毛などの異物が多く含まれると、循環ポンプ13や排水管7が詰まってくる。これを防止するため、フィルタ15は、洗濯物の繊維や髪の毛などの異物を取り除く。

0026

制御部16は、マイクロコンピュータなどで構成され、洗濯機の運転における、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程などのすべての工程の制御を行う。例えば、制御部16は、水位センサ8や水温センサ18からの信号を入力し、排水弁6と給水弁10の開閉、モータ4、循環ポンプ13や加熱部14などの制御を行う。また、モータ4に流れる電流信号回転角を検知して、ドラム3全体の重さから洗濯物の量を判定する布量検知部としての機能を有する。さらに、濁度センサ17からの出力によって洗い工程やすすぎ工程の制御を行う機能などを有している。

0027

次に、本実施の形態の洗濯機の動作について、図2の給水工程の制御フローチャートを参照しながら説明する。

0028

使用者によって洗濯機に洗濯物が投入されて洗濯が開始されると、制御部16は、給水工程を開始し、まず初めに、洗濯物の量を判定する(ステップS1)。この洗濯物の量の判定は、モータ4を駆動して洗濯物とともにドラム3を回転させるときのモータ4の電流の大きさ、電流変化量や回転角の変化などの少なくとも1つのモータ動作に関する情報を検出することによって行われる。

0029

制御部16は、この洗濯物の量をもとに基本的な給水量である第1の水位として決定する。たとえば、洗濯物の量を「少」と判定した時は、第1の水位を「低」水位とする。洗濯物の量を「中」と判定した時は、第1の水位を「中」水位とする。また、洗濯物の量を「多」と判定した時は、第1の水位を「高」水位とする。同時に、それぞれの洗濯物の量に応じた洗濯の設定時間を決定する(ステップS2)。

0030

次に、制御部16は、給水弁10を開放して給水口9に接続した水道からの給水を開始する(ステップS3)。これにより、水道水が洗剤受け19を介して外槽2に流し込まれる。洗剤受け19には、洗剤が事前に投入されている。従って、水道水は洗剤が溶け込んだ洗濯液として外槽2やドラム3に流入する。

0031

制御部16は、給水量が第1の水位より低いあらかじめ定められた第2の水位になると(ステップS4)、濁度センサ17の出力からその時点の洗濯液の濁度として測定し、濁度D0として記憶する(ステップS5)。

0032

制御部16は、使用されている洗剤の種別を濁度D0により判定する。濁度D0が所定値K0以上(D0≧K0)であれば(ステップS6のYES)、使用されている洗剤は液体洗剤であると判断し、液体洗剤の閾値を設定して汚れ量の判定に用いる(ステップS7)。また、濁度D0が所定値K0未満(D0<K0)であれば(ステップS6のNO)、使用されている洗剤は粉末洗剤であると判断し、濁度センサ17の発光素子の発光量を、例えば1.5倍に上昇させ(ステップS8)、粉末洗剤の閾値を設定して汚れ量の判定に用いる(ステップS9)。

0033

粉末洗剤は、水に溶けたときの濁度が液体洗剤の場合より非常に高いので、濁度により粉末洗剤と液体洗剤との判別を容易に行うことが可能である。特に、通常の洗濯時より水量が少ない給水中に判別を行うようにすれば、洗剤濃度が高いので粉末洗剤での濁度と液体洗剤での濁度の差をより大きくして判別をより容易にすることができる。さらに、給水時は外槽2の底部に接続された取水管5および循環経路12から水が満たされていくので、ドラム3の中の洗濯物と洗濯液があまり接触しないので洗濯液に汚れが溶け出しにくく、洗剤そのものの濁度を測定することができる。

0034

制御部16は、給水量が第1の水位に到達すると(ステップS10のYES)、給水弁10を閉じて(ステップS11)、給水工程を終了する。

0035

このようにして最初の給水が完了すると、洗濯液の濁度の初期値として濁度センサ17の出力を測定し、出力の初期値T1とする。この値は、まだ洗濯物の汚れが洗濯液に溶け出していない洗剤のみの溶けた洗濯液自体の値である。

0036

次に、制御部16は、洗い工程を行う。制御部16は、モータ4を制御してドラム3を低速で回転させながら洗濯物の撹拌を開始する。洗濯物がドラム3内で持ち上げられ、ドラム3の上部より重力によって落下し、落下時の運動エネルギーが効果的に加えられるようにドラム3を回転させる。このときのドラム3の回転速度は、ドラム3壁面に遠心力によって張り付かない程度の回転速度が好ましく、洗濯物の量にも依存するが60rpm以下が好ましい。ドラム3の回転方向は、連続的に同一方向でもよいし、定期的に方向を切り替えることとしてもよい。

0037

制御部16は、ドラム3の回転による攪拌中、循環ポンプ13の駆動を行い、洗濯液が循環経路12を循環する状態にする。このようにして、洗濯液を循環経路12を介して吐出口11よりドラム3内へ循環させ、洗濯物に洗剤が溶け込んだ洗濯液をかけて濡れ性を高める。循環ポンプ13の初期の回転数は、洗濯液が洗濯物にまんべんなくかかる循環流量とするために、吐出口11から十分な水量が吐出するように設定されている。

0038

制御部16は、循環ポンプ13の起動から、例えば1分間が経過すると、循環ポンプ13を停止して洗濯液の循環を停止する。また、循環ポンプ13の停止から、例えば1分間が経過すると、再び循環ポンプ13の駆動を1分間行う。

0039

上記のように循環ポンプ13の駆動と停止を繰り返してドラム3の回転による攪拌を行いながら、設定間隔の3分間が経過すると、洗濯物に洗濯液が十分に浸透し、洗濯物の汚れの洗濯液への溶け出しも始まる。そして、例えば所定時間ごとに、循環経路12内の濁度センサ17によって洗濯液の汚れ量を検知する。

0040

洗濯液の汚れ量の検知は、濁度センサ17の初期値T1との差を算出することで行う。この時点での濁度センサ17の出力を出力値T2として、出力値T2と初期値T1との差を濁度センサ17での汚れ量の検知値とする。制御部16は、この差に対して洗濯液の汚れの最大を考慮したスケール換算を行い、汚れ量の最大値を10として、検知値を0から10までの数値表現する。制御部16は、この汚れ量によって洗い時間の延長や短縮、すすぎ回数やすすぎ時間の設定を行う。これらは、洗剤種別により閾値が設定されているので、汚れ量を精度よく判定することができるとともに、洗浄性能を向上することができる。

0041

その後、さらにドラム3の回転による攪拌動作や循環ポンプ13の動作を繰り返して、洗い工程の設定時間が経過していれば、洗い工程を終了し、次のすすぎ工程、さらに脱水工程に進む。なお、洗い工程の設定時間は、洗剤種別により固定された時間でもよいし、洗濯物の量により何段階かに分けて設定された時間でもよい。

0042

以上のように、給水中における濁度センサ17の出力に基づく濁度の値をあらかじめ定められた値と比較し、その比較した結果によって濁度センサ17の感度を変更する。本実施の形態は、例えば、濁度が高くなると発光素子の発光量が大きくなるように変更する。これによって、発光量の制御のみで受光素子に届く光量を多くし、濁度センサ17の受光素子の分解能の良い範囲を用いて洗濯液の濁度をより正確に測定することができる。

0043

なお、本実施の形態では、比較する値を濁度としたが、これに限られるものではなく、例えば、濁度センサ17の出力値そのものでもよいし、この出力値に基づいて算出される
他の値でもよいことは言うまでもない。また、発光素子の発光量を大きくなるように変更したが、受光素子そのものの感度を大きくしてもよい。これにより、受光感度の制御のみで受光素子の感度を大きくして受光素子の分解能そのものを向上させ、洗濯液の濁度をより正確に測定することができる。

0044

また、本実施の形態では、第2の水位になった時点での濁度センサ17の出力に基づいて洗剤の判別を行っているが、これに限られるものではない。例えば、給水開始から所定時間が経過した時点における濁度センサ17の出力によって洗剤の判別を行うようにしてもよい。この場合、水位を検知するセンサを用いることなく行うことができるので、より簡易に洗剤種別の判定をすることができる。

0045

さらに他の方法として、給水中の濁度センサ17の出力を常時または間欠的にモニタして、給水中に濁度が所定値K0を超えるかどうかで洗剤の判別を行うようにしてもよい。この場合、洗剤の種類や給水速度によって洗剤の水への溶け込み具合が異なっても洗剤種別を確実に判定することができる。

0046

なお、給水中は、制御部16により循環ポンプ13を制御して、洗剤とともに給水された洗濯液を循環経路12を介して吐出口11より外槽2へ循環させるようにすれば、洗剤の水への溶け込みを促進することができる。この場合、吐出口11からドラム3の内部に洗濯液が吐出されると洗剤が水に溶ける前に衣類が水を吸ってしまうため、循環ポンプ13の循環流量は、ドラム3内に洗濯液が入らない程度に制御する必要がある。この制御は、吐出口11からドラム3内に洗濯液が吐出しない程度に循環ポンプ13を間欠駆動するようにしてもよいし、循環ポンプ13を低速で駆動するようにしてもよい。これにより、給水中に洗剤が水とよく混ざるため洗濯液の濁度の初期値をより正確に設定することができる。

0047

また、本実施の形態では、使用されている洗剤が粉末洗剤であると判定したときに、濁度センサの発光量を1.5倍にしているが、これに限定されるものではなく、濁度センサの発光量と受光感度の関係により随意に設定すればよい。

0048

さらに、ドラム式洗濯機で説明したが、洗濯液の状態を検知して洗濯運転を制御する洗濯機であればこれに限られるものではなく、例えば縦型洗濯機などでもよい。

0049

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、外槽に給水された洗濯液を循環させる循環経路を使って洗濯液の濁度を正確に検知し、洗浄性能を常に安定的に得られるので、繊維などの洗浄装置等の用途にも適用できる。

0050

1外箱
2外槽
3ドラム(洗濯槽)
4モータ
5取水管
6排水弁
7排水管
8水位センサ
9 給水口
10給水弁
11吐出口
12循環経路
13循環ポンプ
14 加熱部
15フィルタ
16 制御部
17濁度センサ(汚れセンサ)
18水温センサ
19洗剤受け

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