特許 7518653 洗濯機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-09

(45)【発行日】2024-07-18

(54)【発明の名称】洗濯機

(51)【国際特許分類】

   D06F 37/28 20060101AFI20240710BHJP

【ＦＩ】

D06F37/28

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020068868

(22)【出願日】2020-04-07

(65)【公開番号】P2021164558

(43)【公開日】2021-10-14

【審査請求日】2023-01-11

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立グローバルライフソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】松本 久功

(72)【発明者】

【氏名】林 正二

(72)【発明者】

【氏名】原 和規

(72)【発明者】

【氏名】梅澤 功一

(72)【発明者】

【氏名】金子 智則

【審査官】石井 茂

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２６１７１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第０２３０２１２２（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０６Ｆ １／００－５１／０２

Ｄ０６Ｆ ５８／００－６０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体内に設置され水を溜める外槽と、
前記外槽内に設置されモータにより回転駆動される内槽と、
前記内槽内に衣類を出し入れする際に開閉される蓋体と、
を備えた縦型の洗濯機において、
衣類に付されたＲＦＩＤタグと無線通信するアンテナが、前記蓋体であって、前記内槽の回転軸から径方向距離の異なる位置に、複数設けられたことを特徴とする洗濯機。

【請求項2】

筐体内に設置され水を溜める外槽と、
前記外槽内に設置されモータにより回転駆動される内槽と、
前記内槽内に衣類を出し入れする際に開閉される蓋体と、
を備えた縦型の洗濯機において、
衣類に付されたＲＦＩＤタグと無線通信するアンテナが、前記内槽の開口部の投影内であって、前記内槽の回転軸から径方向距離の異なる位置に、複数設けられたことを特徴とする洗濯機。

【請求項3】

請求項１または２に記載の洗濯機において、
前記アンテナは、前記蓋体の内側に設けられた放射素子と、前記蓋体の外側に設けられたグランド電極と、を有するマイクロストリップアンテナであることを特徴とする洗濯機。

【請求項4】

請求項１または２に記載の洗濯機において、
前記アンテナは、前記内槽が回転しているときに、前記ＲＦＩＤタグと無線通信することを特徴とする洗濯機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、洗濯機に関する。

【背景技術】

【0002】

洗濯機にＲＦＩＤアンテナを配置し、衣類に設けられたＲＦＩＤタグを読み取ることで、衣類を識別する技術が知られている。例えば、特許文献１には、「ユーザーが衣類を洗濯機に投入している間に、ＲＦＩＤアンテナは信号を送信」（段落００３４）すること、「ＲＦＩＤアンテナが洗濯機のドアパッキンまたはドアの下に設置され、且つ、ＲＦＩＤアンテナが洗濯機のドアに向かう方向に指向され」（段落００５０、図４）ること、「パルセータ洗濯機であり、ＲＦＩＤアンテナが表示パネルの下に設置され」（段落００５８、図５）ること、などが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１９－５１９２８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された洗濯機では、通常ステンレスなどの金属で成形された内槽に電波が遮断され、ＲＦＩＤの読み取り効率が低下する可能性がある。

【0005】

本発明の目的は、内槽の中の衣類に電波が届き易くし、ＲＦＩＤの読み取り効率を向上させた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】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、筐体内に設置され水を溜める外槽と、前記外槽内に設置されモータにより回転駆動される内槽と、前記内槽内に衣類を出し入れする際に開閉される蓋体と、を備えた洗濯機において、衣類に付されたＲＦＩＤタグと無線通信するアンテナが、前記蓋体に設けられたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、内槽の中の衣類に電波が届き易くし、ＲＦＩＤの読み取り効率を向上させた洗濯機を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１に係るドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示すために筐体の一部を切断して示した斜視図である。

【図2】実施例１に係るドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示す側面断面図である。

【図3】実施例１のドラム式洗濯乾燥機１の電気的な構成を示すブロック図である。

【図4】ＲＦＩＤタグの読み取りを、ドラムの回転中に行った場合と静止中に行った場合とで、実験を行った結果を示す表である。

【図5】実施例２に係る縦型洗濯機を示す外観斜視図である。

【図6】アンテナを蓋体うちの４つの場所に設置した場合について、それぞれＲＦＩＤタグの読取率の測定を行った、実験結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

【実施例1】

【0010】

まず、ドラム式洗濯機に関する実施例１について説明する。図１および図２を用いてドラム式洗濯乾燥機１の全体構成について説明する。図１は、本実施例に係るドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示すために筐体３の一部を切断して示した斜視図である。図２は、本実施例に係るドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示す側面断面図である。

【0011】

蓋体２は、前面カバー３ａの略中央に設けた衣類を出し入れするための投入口を塞ぐためのものであり、ドラム式洗濯乾燥機１の前補強材（図示省略）に設けたヒンジ部（図示省略）で開閉可能に支持されている。なお、以下では、洗濯機能と乾燥機能の付いたドラム式洗濯乾燥機の例で説明するが、乾燥機能の付いていないドラム式洗濯機や、洗濯機能の付いていないドラム式乾燥機であっても良い。

【0012】

ドラム式洗濯乾燥機１のドラム８（内槽）は、有底円筒形状を呈している。このドラム８は、回転可能に外槽１０内に支持されており、その外周壁に通水および通風のための多数の貫通孔（図示省略）を有する。また、ドラム８は、前側端面に衣類を出し入れするための開口部８ａを有している。ドラム８の開口部８ａの外側には、ドラム８と一体の流体バランサ８ｃを備えている。ドラム８の内周壁には、軸方向に延びるリフタ８ｂが周方向に離散的に複数個設けられている。洗濯、乾燥時にドラム８が回転すると、衣類はリフタ８ｂと遠心力とでドラム８の内周壁に沿って持ち上がり、重力で落下するような動きを繰り返すタンブリング動作を行う。なお、ドラム８の回転中心軸は、水平又は開口部８ａ側が高くなるように、水平に対して０～３０°程度傾斜している。

【0013】

有底円筒形状の外槽１０は、ドラム８の同軸上に内包し、前面は開口している。つまり、外槽１０は、ドラム８の傾斜に合わせて傾斜している。また、外槽１０は、後側端面の外側中央にドラムモータ１５を備えている。ドラムモータ１５の回転軸１５ａは、外槽１０を貫通し、ドラム８と結合している。

【0014】

外槽１０の前面の開口部には、外槽カバー２０が設けられている。この外槽カバー２０が取付けられることで、外槽１０は、その内側への貯水を可能としている。外槽カバー２０の前側中央には、洗濯物を出し入れするための正面側開口部が設けられている。

【0015】

正面側開口部とドラム式洗濯乾燥機１の筐体３に設けられた開口部（図示省略）は、ゴム製のベローズ１１（環状のシール部材）で接続されている。つまり、ベローズ１１は、正面側開口部の周方向に沿って設けられる。このベローズ１１は、蓋体２を閉じることで蓋体２の内面と接触し、外槽１０を水密に封止するようになっている。

【0016】

送風ユニット２１は、駆動用のファンモータ１６などで構成されており、その吐出口が送風ダクト２４に接続されている。送風ダクト２４は、外槽カバー２０に設けた吹き出し口２５に接続されており、この吹き出し口２５からドラム８内へ温風が送風される。

【0017】

また、ドラム式洗濯乾燥機１の上部には、ドラムモータ１５やファンモータ１６などを制御する制御基板１２（図示省略）が設けられている。

【0018】

ここで、蓋体２には、衣類に付されたＲＦＩＤタグと無線通信するアンテナ５が設けられている。本実施例で用いられるアンテナ５は、指向性アンテナである。そして、電波の指向性がドラム８側を向いているため、ドラム８内の衣類のＲＦＩＤタグを効果的に読み取り、かつ、ドラム式洗濯乾燥機１の外部に置かれたＲＦＩＤタグを誤って読み取ってしまうのが防止されている。また、ドラム式洗濯乾燥機１の外部に置かれた電磁界的な障害物（例えば金属や水分）によるアンテナ性能への悪影響を取り除くことが可能となっている。

【0019】

このため、本実施例では、指向性を有するアンテナ５として、マイクロストリップアンテナが蓋体２に実装されている。本実施例のマイクロストリップアンテナは、誘電体材料からなるアンテナ基板と、アンテナ基板の第１の面に設けられた放射素子５ａと、アンテナ基板の第２の面に設けられたグランド電極５ｂと、を有する。ここで、蓋体２は、例えばソーダライムガラスやホウケイ酸ガラス等の誘電体材料からなるガラス部材と、例えばＡＢＳ等の誘電体材料からなるカバー部材と、で構成されている。したがって、本実施例では、蓋体２自体がアンテナ基板となる。そして、放射素子５ａが蓋体２の内側に設けられ、グランド電極５ｂが蓋体２の外側に設けられる。

【0020】

放射素子５ａの寸法は、アンテナ基板の材料定数、厚さ等を考慮して、ＲＦＩＤシステムに用いる周波数帯（例えば９２０ＭＨｚ帯、２．４５ＧＨｚ帯等）に動作周波数が一致するように設計される。例えば、蓋体２のホウケイ酸ガラスのガラス部材をアンテナ基板として場合、例えば比誘電率が４．６、厚さが２０ｍｍであった場合、放射素子５ａの寸法は概ね一辺が７６ｍｍの正方形となる。ただし、これは一例であり、様々な設計上の理由から、別の寸法であっても良いし、正方形でなく、その他の多角形や円であっても良い。また、アンテナ基板として、別の誘電材料からなるガラス部材と用いても良いし、ＡＢＳからなるカバー部材を用いても良い。さらに、これら多層構造の蓋体２をアンテナ基板に用いても良い。

【0021】

放射素子５ａやグランド電極５ｂの材料は、工業製品で一般的に使われる電極材料が用いられ、例えば、アルミニウム、銅、金などである。また、透明電極材料として、例えば、ＩＴＯやＺｎＯ系の透明導電膜などを利用すれば、アンテナ５が視認できなくなるため、意匠面が向上する。透明でない電極材料であっても、細いワイヤメッシュ状に加工することで、実質的に透明としても良い。

【0022】

ここで、放射素子５ａやグランド電極５ｂの表面には、酸化を防ぐために、コーティングで保護するのが望ましい。また、放射素子５ａやグランド電極５ｂは、蓋体２の内部に埋め込まれても良い。さらに、放射素子５ａやグランド電極５ｂは、基本的には平面構造であるが、蓋体２の形状に沿って湾曲構造であっても良い。

【0023】

また、アンテナ５の給電線６は、蓋体２のヒンジ部を通して、ドラム式洗濯乾燥機１の上部後方の制御基板１２内にあるＲＦＩＤリーダ１８へ接続されている。このため、蓋体２の開閉を妨げることなく、アンテナ５の配線が可能である。

【0024】

なお、本実施例では、アンテナ５が蓋体２の略中央に設けられているが、これに限定されない。アンテナ５が透明でない場合には、アンテナ５を蓋体２の端部に設けることで、目立たなくさせても良い。例えば、アンテナ５をヒンジ部に近い側に設けると、配線が短くなるため、抵抗ロスが減り、意匠面も向上する。また、アンテナ５を蓋体２の上部に設けると、ドラム８の回転により持ち上がった衣類にアンテナ５が近くなり、ＲＦＩＤタグを読取易くなる。さらに、アンテナ５を蓋体２の下部に設けると、アンテナ５が透明でなくても、意匠的に目立たなくなる利点がある。

【0025】

図３は、本実施例のドラム式洗濯乾燥機１の電気的な構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御基板１２には、ドラム式洗濯乾燥機１全体の制御を行う主制御部（マイクロコントローラ）１３と、ＲＦＩＤタグの読み取りを行うＲＦＩＤリーダ１８と、が設けられている。

【0026】

主制御部１３は、通信モジュール１４、ドラムモータ１５、ファンモータ１６および操作パネル１７等と電気的に接続され、これらを制御するものである。ここで、通信モジュール１４は、ドラム式洗濯乾燥機１の設置される住居内のルータなどを介して、ネットワークに接続されている。そして、通信モジュール１４は、自身の識別情報、ＲＦＩＤリーダ１８で読み取った衣類の情報、運転状況などの情報を、ネットワークを介してスマートフォン等の携帯端末に送信する。一方、携帯端末は、通信モジュール１４と通信することにより、ドラム式洗濯乾燥機１に対して、運転の内容を設定することも可能である。なお、通信端末は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等によって、通信モジュール１４と直接接続しても良い。また、通信モジュール１４の設置位置は、筐体３の上部などが考えられるが、他の場所であっても良い。さらに、ＲＦＩＤリーダ１８は、制御基板１２内ではなく、制御基板１２とは別体として設けられても構わない。

【0027】

ＲＦＩＤタグの読み取りは、蓋体２のロック状態を検知した後、ドラム８が回転している間、例えば、衣類の量のセンシングする際に行うのが望ましい。蓋体２がロック状態のときに、ＲＦＩＤタグを読み取るため、ドラム式洗濯乾燥機１の外のＲＦＩＤタグを誤検知することを防止できる。また、ドラム８の回転により衣類が撹拌されるので、ＲＦＩＤタグも撹拌され、読取率が向上する。特に、ドラム式の洗濯機の場合、遠心力で持ち上げられた衣類が重力によって落下するため、撹拌効率が良く、高い読取率が期待できる。ドラム８の回転と停止を複数回繰り返せば、読取率をさらに向上させることも可能である。また、ドラム８の回転中にＲＦＩＤタグとの無線通信を行えば、流体バランサ８ｃの中の流体によって電波が遮られ続けて読取できない事態が回避できる。

【0028】

図４は、ＲＦＩＤタグの読み取りを、ドラム８の回転中に行った場合と静止中に行った場合とで、実験を行った結果を示す表である。この実験では、アンテナ５を蓋体２の中央、上部、左部、右部および下部の５つの場所に設置した場合について、それぞれＲＦＩＤタグの読取率の測定を行った。図４に示すように、アンテナ５の設置場所を問わず、ドラム８の回転中にＲＦＩＤタグを読み取ると、読取率が１００％であるのに対し、ドラム８の静止中にＲＦＩＤタグを読み取ると、読取率が１００％未満であることが分かる。

【0029】

ドラム式洗濯乾燥機１は、衣類のＲＦＩＤタグを読み取ると、衣類の種類や量に応じて最適な運転コースを自動で設定し、すすぎの時間、脱水の回転数などを調整する。また、特定の衣類を何度洗濯または乾燥運転させたかの履歴を記録しておき、ユーザが携帯端末を介して確認できるようにすることで、衣類の買い替えのタイミングなどを把握するのに役立てても良い。また、どのような衣類について、どのような洗い方がされているのか、通信モジュール１４を介してサーバが情報を収集することで、データの分析に用いることも可能である。

【0030】

なお、本実施例では、蓋体２にアンテナ５を実装したが、ベローズ１１にアンテナ５を実装しても良い。このときのアンテナ５の種類としては、ベローズ１１に沿って電極を這わせ易い、ループアンテナを用いるのが好適である。なお、ベローズ１１の材料は、例えばエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の誘電体である。

【0031】

さらには、外槽１０または外槽カバー２０にアンテナ５を設けることも可能である。このような場所にアンテナ５を設けると、配線がし易く組立性を向上できる。

【実施例2】

【0032】

次に、縦型洗濯機に関する実施例２について説明する。図５を用いて縦型洗濯機１００の全体構成について説明する。図５は、本実施例に係る縦型洗濯機１００を示す外観斜視図である。図５に示すように、縦型洗濯機１００は、筐体１１０と、この筐体１１０内に設置され水を溜める外槽（図示省略）と、この外槽内に設置されモータ（図示省略）により回転駆動される内槽１２０（洗濯兼脱水槽）と、この内槽１２０の底部に設けられた回転翼（図示省略）と、内槽１２０内に衣類を出し入れする際に開閉される蓋体１３０と、を備えている。

【0033】

筐体１１０は、外郭が鋼板と樹脂成型品とを組み合わせて構成されたものであり、全体を支持するベース１１１と、前板１１２と、後板１１３と、左右の側板１１４と、トップカバー１１５（上板）と、を有し、略四角箱状に構成されている。

【0034】

トップカバー１１５には、内槽１２０内に衣類を投入するための開口部１１５ａが形成されている。この開口部１１５ａは、上面視（平面視）において略半円状に形成され、直線部分が奥側に位置し、曲線部分が手前側に位置するように構成されている。また、トップカバー１１５の手前側には、洗剤や仕上剤などを投入するための洗剤投入ケース１１７が設けられている。

【0035】

さらに、トップカバー１１５には、開口部１１５ａを開閉する蓋体１３０と、左右方向を軸方向として後端を回転自在に支持するヒンジ部１３１と、が設けられている。蓋体１３０は、その表側面に、運転コースの設定や運転状態の表示などを行う操作パネル（図示省略）と、その裏面側に、複数のアンテナ１０１ａ，１０１ｂと、を有している。このように、アンテナ１０１ａ，１０１ｂの上側に操作パネルが位置するので、アンテナ１０１ａ、１０１ｂからの電波が、操作パネルに遮蔽されずに、下方の内槽１２０内の衣類へ効果的に放射される。なお、蓋体１３０の下方にさらに内蓋がある場合でも、制御基板への配線を考慮すると、外蓋である蓋体１３０にアンテナ１０１ａ，１０１ｂを設けるのが望ましい。また、蓋体１３０のうち、内槽１２０の開口部の上方投影内の領域に、アンテナ１０１ａ，１０１ｂを設けることで、ステンレス製の内槽１２０で電波が遮られることなく、内槽１２０の内の衣類に付されたＲＦＩＤタグと通信できる。

【0036】

図示しないが、本実施例の制御基板は、トップカバー１１５の背面下部に収納されており、縦型洗濯機１００全体の制御を行う主制御部（マイクロコントローラ）と、ＲＦＩＤタグの読み取りを行うＲＦＩＤリーダと、を有している。なお、主制御部は、通信モジュール、内槽１２０や回転翼を回転するモータ、および操作パネル等と電気的に接続され、これらを制御するものである。

【0037】

ＲＦＩＤタグの読み取りは、衣類の量をセンシングするため回転翼が回転している際に行うのが望ましい。回転翼の回転により衣類とともにＲＦＩＤタグが撹拌され、読取の精度が向上するためである。

【0038】

図６は、アンテナを蓋体１３０の手前１個、右奥１個、中央１個、手前と左奥の２個、の４つの場所に設置した場合について、それぞれＲＦＩＤタグの読取率の測定を行った、実験結果を示す表である。図６に示すように、手前と左奥の２か所にアンテナを配置すると、読取率が高いことが分かる。したがって、図５のように、内槽１２０の回転軸からの径方向距離の異なる位置に、複数のアンテナ１０１ａ，１０１ｂを設けることで、回転翼が回転したときに、衣類に付されたＲＦＩＤタグを満遍なく読取できる。

【0039】

上述の実施例１，２は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

【符号の説明】

【0040】

１ ドラム式洗濯乾燥機
２ 蓋体
３ 筐体
３ａ 前面カバー
５ アンテナ
５ａ 放射素子
５ｂ グランド電極
６ 給電線
８ ドラム
８ａ 開口部
８ｂ リフタ
８ｃ 流体バランサ
９ａ 回転軸
１０ 外槽
１１ ベローズ
１２ 制御基板
１３ 主制御部
１４ 通信モジュール
１５ ドラムモータ
１６ ファンモータ
１７ 操作パネル
１８ ＲＦＩＤリーダ
２０ 外槽カバー
２１ 送風ユニット
２４ 送風ダクト
２５ 吹き出し口
１００ 縦型洗濯機
１０１ａ，１０１ｂ アンテナ
１１０ 筐体
１１２ 前板
１１３ 後板
１１４ 側板
１１５ トップカバー
１１５ａ 開口部
１２０ 内槽
１３０ 蓋体
１３１ ヒンジ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】