(57)【要約】【課題】脱水工程における衣類の偏りによるアンバランス振動を低減する。【解決手段】流体バランサ２０に、環状に設けた中空の容器２１と、前記容器内に収容した流体２２と、前記流体を貯留する複数の貯液室２３と、前記流体が前記貯液室間を移動する連通路２４と、前記連通路を開閉する開閉手段２５を設け、受け筒１３の振動を検知する振動検知手段４０の出力と、モータ１２の回転数に応じて前記開閉手段２５により前記連通路２４を開閉し、前記振動検知手段４０で検知した振動が閾値以下のときは、前記モータ１２を所定の回転数まで上昇させた後、前記開閉手段２５により前記連通路２４を開成するようにしたものである。【選択図】図１
2010046319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に弾性支持した受け筒と、前記受け筒内に回転自在に収容した洗濯槽と、前記洗濯槽を回転駆動するモータと、前記洗濯槽の衣類を投入する開口部側に設けた流体バランサと、前記受け筒の振動を検知する振動検知手段と、前記モータの駆動を制御する制御手段とを備え、前記流体バランサは、環状に設けた中空の容器と、前記容器内に収容した流体と、前記流体を貯留する複数の貯液室と、前記流体が前記貯液室間を移動する連通路と、前記連通路を開閉する開閉手段を有し、前記制御手段は、前記振動検知手段の出力と前記モータの回転数に応じて前記開閉手段により前記連通路を開閉し、前記振動検知手段で検知した振動が閾値以下のときは、前記モータを所定の回転数まで上昇させた後、前記開閉手段により前記連通路を開成するようにした洗濯機。
【請求項２】
振動検知手段は、３軸加速度センサで構成した請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
開閉手段によりせき止められた流体が位置している貯液室を記憶する流体位置記憶手段を設け、制御手段は、脱水起動時に、衣類が洗濯槽内で移動する回転数で前記洗濯槽を回転させるとともに、前記開閉手段により連通路を閉成して前記流体の位置を記憶した後、衣類が洗濯槽に張り付く回転数で前記洗濯槽を回転させて衣類のアンバランスを検知するようにした請求項１または２記載の洗濯機。
【請求項４】
開閉手段を加熱する加熱手段を設け、前記開閉手段は、所定の温度で連通路を開閉する形状記憶合金で構成され、制御手段は、前記加熱手段により前記開閉手段を所定の温度に制御して開閉するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項５】
加熱手段は、加熱された温風で開閉手段を加熱するようにした請求項４記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗い、濯ぎ、脱水、乾燥等をおこなう洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、洗濯機は衣類と洗濯水を攪拌して衣類を洗濯するパルセータ式と、衣類を落下させて衣類を洗濯（たたき洗い）するドラム式に大別される。パルセータ式は、洗濯する衣類の出し入れは上側から行い、洗濯槽の向きが縦で縦型と呼ばれる。それに対してドラム式は、洗濯槽の向きが横で横型と呼ばれる。また、一般に乾燥機も横型である。
【０００３】
このようなドラム式洗濯機は、回転槽内における洗濯物の分布状態に偏りがあると、脱水運転を行う場合に大きな振動が発生しやすくなる。そのような大きな振動に対して、中空容器に比重の大きな液体の入っている流体バランサによってアンバランス量を補正している。
【０００４】
従来のドラム式洗濯乾燥機においては、脱水時のアンバランスによる振動騒音を低減するために流体バランサを設けるのが一般的である、その一例として、流体バランサの内部に径方向に複数設けた仕切板の外周側に面積の異なる連通孔を形成し、流体の流通抵抗が異なるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、バランサの内部に形成した環状流路を周方向に区画する仕切壁の間隔を３０度以下にし、環状流路の内周側壁面と仕切壁の間に形成される内周側連通開口部のドラム径方向のサイズを小さくし、外周側連通開口部の面積を小さくしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、流体バランサの貯液室内の流体が移動するために連通路に開閉手段を設け、衣類の偏心荷重が脱水槽の上にあるときは開閉手段を開いて流体の自重で偏心荷重の反対側に移動させ、偏心荷重が脱水槽の下にあるとき開閉手段を閉じて、流体の移動をなくすようにしている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平４−２４０４８８号公報
【特許文献２】特開２００７−２０９５０２号公報
【特許文献３】特開２００７−３２５８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の前記特許文献１に記載の構成では、脱水起動時の共振の回転数では、流体がアンバランスの反対側へ移動できていないという課題がある。また、前記特許文献２に記載の構成では、脱水定常時に第２の共振回転数接近で流体がアンバランス側へ移動、あるいは振動によって流体が移動してしまうという課題がある。さらに、前記特許文献３に記載の構成では、起動時は遠心力と自重の関係と速度変動を利用しているが、摩擦など非線形要素もあり、動作を安定に行なうことが難しく、かつ、構造面で実用化が困難であるという課題がある。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、脱水工程における衣類の偏りによるアンバランス振動を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯槽の衣類を投入する開口部
側に設けた流体バランサと、受け筒の振動を検知する振動検知手段と、モータの駆動を制御する制御手段とを備え、前記流体バランサは、環状に設けた中空の容器と、前記容器内に収容した流体と、前記流体を貯留する複数の貯液室と、前記流体が前記貯液室間を移動する連通路と、前記連通路を開閉する開閉手段を有し、前記制御手段は、前記振動検知手段の出力と前記モータの回転数に応じて前記開閉手段により前記連通路を開閉し、前記振動検知手段で検知した振動が閾値以下のときは、前記モータを所定の回転数まで上昇させた後、前記開閉手段により前記連通路を開成するようにしたものである。
【００１０】
これによって、受け筒の振動とモータの回転数に応じて流体が貯液室間を移動する連通路を開閉することができ、共振回転数以下の脱水起動時に、流体が衣類の偏った方向と反対方向に移動させて、脱水工程における衣類の偏りによるアンバランス振動を低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の洗濯機は、共振回転数以下の脱水起動時に、流体が衣類の偏った方向と反対方向に移動させて、脱水工程における衣類の偏りによるアンバランス振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、筐体内に弾性支持した受け筒と、前記受け筒内に回転自在に収容した洗濯槽と、前記洗濯槽を回転駆動するモータと、前記洗濯槽の衣類を投入する開口部側に設けた流体バランサと、前記受け筒の振動を検知する振動検知手段と、前記モータの駆動を制御する制御手段とを備え、前記流体バランサは、環状に設けた中空の容器と、前記容器内に収容した流体と、前記流体を貯留する複数の貯液室と、前記流体が前記貯液室間を移動する連通路と、前記連通路を開閉する開閉手段を有し、前記制御手段は、前記振動検知手段の出力と前記モータの回転数に応じて前記開閉手段により前記連通路を開閉し、前記振動検知手段で検知した振動が閾値以下のときは、前記モータを所定の回転数まで上昇させた後、前記開閉手段により前記連通路を開成するようにしたことにより、受け筒の振動とモータの回転数に応じて流体が貯液室間を移動する連通路を開閉することができ、共振回転数以下の脱水起動時に、流体が衣類の偏った方向と反対方向に移動させて、脱水工程における衣類の偏りによるアンバランス振動を低減することができる。また、このアンバランス振動に伴う騒音を低減することができるとともに、定常脱水回転への移行を速めて脱水時間を短縮することができる。また、衣類の洗濯に引き続いて乾燥をおこなうとき際に、脱水率を高めるために数回の脱水工程を繰り返す場合は、振動が小さいときは定常回転でバランスがとれた状態で流体の位置を固定することが可能になる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の振動検知手段は、３軸加速度センサで構成したことにより、受け筒の全方向の振動を検知することができるため、全方向の振動を低減することが可能となり、定常脱水回転への移行を速めて脱水時間を短縮することができる。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１の発明または第２の発明において、開閉手段によりせき止められた流体が位置している貯液室を記憶する流体位置記憶手段を設け、制御手段は、脱水起動時に、衣類が洗濯槽内で移動する回転数で前記洗濯槽を回転させるとともに、前記開閉手段により連通路を閉成して前記流体の位置を記憶した後、衣類が洗濯槽に張り付く回転数で前記洗濯槽を回転させて衣類のアンバランスを検知するようにしたことにより、流体の影響によるアンバランスの位置と大きさがわかっているため、真の衣類によるアンバランスと、それによる振動を早期に推定することが可能となり、定常脱水回転への移行を速めて脱水時間を短縮することができる。
【００１５】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の開閉手段を加熱する加熱手段
を設け、前記開閉手段は、所定の温度で連通路を開閉する形状記憶合金で構成され、制御手段は、前記加熱手段により前記開閉手段を所定の温度に制御して開閉するようにしたことにより、開閉手段を温度の変化により熱的に駆動制御することが可能となり、小型で、かつシンプルな構造で動作を安定化することができる。
【００１６】
第５の発明は、特に、第４の発明の加熱手段は、加熱された温風で開閉手段を加熱するようにしたことにより、電気的配線が不要で非接触での制御駆動が可能となるとともに、脱水時に温風を用いることによって、乾燥時間を短縮することができる。
【００１７】
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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の制御装置のブロック図、図２、図３は、流体バランサの構成図、図４〜図６は、流体バランサの動作説明図である。図１〜図６において、１０は洗濯機の機構部、１１は洗濯物を収容し回転させる洗濯槽としての回転ドラム、１２は回転ドラム１１を速度制御しながら回転させるモータで、ブラシレスモータにより構成している。１３は回転ドラム１１を回転自在に内装した受け筒で洗濯水が溜められる。
【００１９】
１７は筐体で、前面側に洗濯物を出し入れする投入口を開閉する扉１８を設けている。１４は受け筒１３と筐体１７との隙間をなくして接続するためのシールパッキン、１５は受け筒１３を前上がりの姿勢に支持するための支持ばね、１６は洗濯時（モータ回転時）に発生する振動を低減して筐体１７や床への振動伝達を小さくするためのばね要素とダンパ要素で構成されるダンパ機構、１９は洗濯機を床に設置する防振ゴムである。
【００２０】
２０は回転ドラム１１の前面側に取り付けられた流体バランサで、環状に設けた中空でドーナツ状の密閉された容器２１と、容器２１内に収容した流体２２と、流体２２を貯留する容器２１の径方向に区分された複数の貯液室２３と、流体２２が貯液室２３の間を移動する連通路２４と、この連通路２４を開閉する開閉手段２５を有している。
【００２１】
流体２２は、容器２１内に容積の３０％から７０％注入されており、凍結防止と補正効果増大のために塩化ナトリウムや塩化カルシウムの水溶液が使用されている。各貯液室２３の境界に設けられた連通路２４は、容器２１の外周側に設けられている。
【００２２】
開閉手段２５は、連通路２４の開閉動作を行なうアクチュエータ部２５ａと、貯液室２３間の流体の移動を連通路２４で遮断する仕切部２５ｂで構成されている。アクチュエータ部２５ａは、コイルばね状に形成した形状記憶合金で構成してあり、設定された温度に上昇すると伸長し、連通路２４側に設けたゴム等で形成した弾性体２５ｃが変位して連通路２４を閉じ、設定された温度に低下すると元の形状に戻って連通路２４を開放する。つまり、アクチュエータ部２５ａの形状記憶合金の伸縮動作で連通路２４の開閉を行なう。
【００２３】
２６は開閉手段２５を加熱する加熱手段としてのヒートポンプ装置であり、送風路２７によってヒートポンプ装置２６で加熱された温風を送風手段（図示せず）によって受け筒１３内へ供給し、回転ドラム１１に取り付けられた流体バランサ２０の開閉手段２５を加熱する。ヒートポンプ装置２６は、開閉手段２５を設定された所定の温度に制御して開閉するようにしてあり、一般的な周知のヒートポンプ装置を利用することができ、その詳細の構成の記載は省略する。なお、加熱手段２６は、ヒータを用いてもよい。
【００２４】
３０はモータ１２の回転を制御する制御手段、３１はモータ１２の回転速度を検出する
ホールＩＣの速度検出手段、３２は速度検出手段３１の出力であるモータ１２の回転速度をもとに目標回転速度との誤差を演算して制御量を演算する制御マイコンと、モータ１２へ駆動電流を印加するインバータ回路で構成されるモータ１２の制御駆動手段である。
【００２５】
４０は回転ドラム１１（洗濯槽）内の衣類の偏りによって発生するアンバランス振動を推定検知して、モータ１２の回転数を制御する振動検知手段としてのアンバランス振動検出手段で、受け筒１３の上方前部に設けた３軸加速度センサで構成している。５０は流体バランサ２０の貯液室２３間にある連通路２４を開閉する開閉手段２５の動作をモータ１２の回転数およびアンバランス振動に応じて制御する開閉制御手段である。なお、アンバランス振動は、モータ制御電流もしくはモータ回転数をもとに推定してもよい。
【００２６】
以上のように構成された洗濯機において、以下に脱水工程におけるその動作と作用を説明する。図２は、起動前の流体バランサ２０の状態であり、開閉手段２５により連通路２４は開いている。また、流体２２は重力で下側にある。脱水起動時、受け筒１３内の水を排水した後、回転ドラム１１は６０ｒ／ｍｉｎで回転数制御される。６０ｒ／ｍｉｎでは衣類や流体バランサ２０内の流体２２にかかる重力の方が遠心力より大きいため、衣類は回転ドラム１１の内周壁に張り付かず、回転ドラム１１内を移動する。また、ドラム式洗濯機の場合、流体２２は下側に存在する。
【００２７】
この状態で、開閉制御手段５０は、ヒートポンプ装置２６で加熱した温風を送風手段により送風路２７を通して受け筒１３内へ供給し、流体バランサ２０の開閉手段２５を所定の温度（例えば６０℃）に加熱して開閉手段２５である形状記憶合金で構成したアクチュエータ部２５ａを動作させて、連通路２４を閉じて流体２２の移動を止めた後、制御手段３０はモータ１２の回転数を１２０ｒ／ｍｉｎまで上昇させる。
【００２８】
図４は、回転ドラム１１の回転数が１２０ｒ／ｍｉｎのときの流体バランサ２０の状態である。起動しながら開閉手段２５を動作させて連通路２４を閉じている。（ａ）が衣類Ａのアンバランスと流体２２とが反対（逆相）側にある場合、（ｂ）が衣類Ａのアンバランスと流体２２とが同相側にある場合である。（ａ）の場合、制御手段３０は回転ドラム１１の回転数を上昇させ、（ｂ）の場合、制御手段３０は一旦回転ドラム１１の回転を停止して、再度起動を行なう。
【００２９】
１２０ｒ／ｍｉｎで、アンバランス振動検出手段（振動検知手段）４０は、衣類のアンバランスによる振動を測定するとともに、アンバランスの位置と大きさを推定する。制御手段３０は、アンバランス振動検出手段４０の出力をもとに開閉判定手段３３により、振動値が閾値以上の場合、すなわち、流体２２と衣類のアンバランスが同方向にあると判定した場合、制御手段３０はモータ１２の回転を停止して、再起動を行なう。
【００３０】
また、振動値が閾値以下で、衣類のアンバランス位置と流体２２の位置が同方向にないと判定した場合、回転数を１５０ｒ／ｍｉｎまで上昇させた後、開閉制御手段５０は、受け筒１３内への温風の供給を停止し、流体バランサ２０の開閉手段２５を所定の温度（例えば５０℃）に低下させ、開閉手段２５である形状記憶合金で構成したアクチュエータ部２５ａを動作させて、連通路２４を開けて流体２２が移動できるようにする。
【００３１】
図５は、回転ドラム１１の回転数が１５０ｒ／ｍｉｎ〜９００ｒ／ｍｉｎまでの場合の流体バランサ２０の状態である。回転ドラム１１の回転数の上昇時、流体バランサ２０を衣類Ａの水分が出て行くことによるアンバランスの位置と大きさ変化に追従させるため、開閉手段２５で連通路２４を開けておく。（ａ）が回転数上昇前、（ｂ）が回転数上昇後である。
【００３２】
本実施の形態の共振回転数は１００ｒ／ｍｉｎであり、１５０ｒ／ｍｉｎで連通路２４を開けた場合、流体２２は１８０°以内のアンバランスと反対方向に移動するため、共振回転数で流体２２が同相から逆相に移動するときに生じる大きな振動は発生しない。
【００３３】
１５０ｒ／ｍｉｎ以上は、定常回転数までモータ１２の回転数を上昇させる間は、洗濯槽１１内を６０℃以下にして連通路２４を開け、流体２２が移動できるようにする。これは、衣類が脱水回転数の上昇に伴って、衣類に含まれる水が排出され、アンバランスの量と位置が変化する。流体バランサ２０をその変化に追従させるため、流体２２が移動できる構成としている。
【００３４】
次に、回転数を最終脱水回転数（例えば、１５００ｒ／ｍｉｎ）まで上昇させる場合、回転数が第２の共振回転数に近くなる。本実施の形態では、第２の共振回転数は１８００ｒ／ｍｉｎである。そのため、例えば、１２００ｒ／ｍｉｎで定常回転させて開閉制御手段５０で洗濯槽１１内を６０℃以上にして開閉手段２５である形状記憶合金のアクチュエータ部２５ａを動作させて、連通路２４を閉じ、流体２２の移動を止める。これにより、高速回転で流体２２がアンバランスの方向に移動して振動が大きくなる現象を防止することができる。
【００３５】
図６は、回転ドラム１１の回転数が９００ｒ／ｍｉｎ以上に上昇させる場合で、第２の共振回転数に近くなるため、流体２２がアンバランスと同相方向に移動しないように開閉手段２５で連通路２４を閉じている。
【００３６】
本実施の形態では、開閉手段２５を加熱して連通路２４を開閉する構成としているので、脱水工程で、受け筒１３、洗濯槽１１および洗濯槽１１内の衣類を加熱することができ、衣類および衣類に含まれる水の温度を上昇させて脱水率を高めることができるとともに、受け筒１３および洗濯槽１１内を脱水工程から乾燥を開始することができる。
【００３７】
また、開閉手段２５の加熱手段２６としてのヒートポンプ装置を利用しているので、開閉手段２５の温度低下時は、加熱を停止するだけではなく冷風を供給して冷却することができるため、連通路２４開閉を的確におこなうことができる。
【００３８】
以上のように、受け筒１３の振動とモータ１２の回転数に応じて流体２２が貯液室２３間を移動する連通路２４を開閉することができ、共振回転数以下の脱水起動時に、流体２２が衣類の偏った方向と反対方向に移動させて、脱水工程における衣類の偏りによるアンバランス振動を低減することができる。また、このアンバランス振動に伴う騒音を低減することができるとともに、定常脱水回転への移行を速めて脱水時間を短縮することができる。その結果、脱水起動時の共振回転数での流体バランサ２０による振動を補正することができるとともに、高速脱水回転数の第２の共振回転数による振動も抑制することが可能となり、脱水工程におけるアンバランス振動を低減することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態において、開閉手段２５の数を８個と設定しているが、同様の効果が得られる範囲であればこれに限られることはない。
【００４０】
（実施の形態２）
図７は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の制御装置のブロック図である。図７において、制御装置の基本的な構成については、第１の実施の形態と同様であり、同一の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明は第１の実施の形態のものを援用する。
【００４１】
実施の形態１と異なるところは、制御手段３０に、アンバランス位置判定手段３４と流
体位置記憶手段３５を有するところである。
【００４２】
脱水起動時、排水後脱水槽は６０ｒ／ｍｉｎで回転数制御される。６０ｒ／ｍｉｎでは衣類や流体バランサ２０内の流体２２にかかる重力の方が遠心力より大きいため、衣類は洗濯槽１１に張り付かず、洗濯槽１１内を移動する。また、ドラム式洗濯機の場合、流体２２は下側に存在する。
【００４３】
この状態で、開閉制御手段５０は開閉手段２５である形状記憶合金のアクチュエータ部２５ａを動作させて、連通路２４を閉じて流体２２の移動を止める。ここで、流体位置記憶手段３５で、流体２２の固定されている位置を記憶しておく。流体２２の移動を止めた後、制御手段３０はモータ１２の回転数を１２０ｒ／ｍｉｎまで上昇させる。
【００４４】
１２０ｒ／ｍｉｎで、アンバラ振動検出手段４０は、衣類のアンバランスによる振動を測定するとともに、アンバランス位置判定手段３４がアンバランスの位置と大きさを推定する。ここで推定したアンバランス位置と、流体位置記憶手段３５に記憶された流体２２の位置とが１８０°内にある場合（同方向の場合）、制御手段３０はモータ１２の回転を停止して、再起動を行なう。
【００４５】
また、アンバランス位置と流体２２の位置が１８０°以上にある場合（反対方向の場合）、モータ１２の回転数を１５０ｒ／ｍｉｎまで上昇させた後、開閉制御手段５０は開閉手段２５である形状記憶合金のアクチュエータ部２５ａを動作させて、連通路２４を開けて流体２２が移動できるようにする。このあとの動作については実施の形態１と同様である。
【００４６】
以上のように、開閉制御手段５０が、モータ１２の回転数とアンバランス振動検出手段４０の出力に応じて形状記憶合金の開閉手段２５を、温風の熱で制御することにより、流体バランサ２０内の各貯液室２３の連通路２４を開閉制御することが可能となり、その結果、脱水起動時の共振回転数での流体バランサによる振動を補正することができるとともに、高速脱水回転数の第２の共振回転数による振動も抑制することができる。また、アンバランス振動に伴う騒音を低減することができるとともに、定常脱水回転への移行を速めて脱水時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、共振回転数以下の脱水起動時に、流体が衣類の偏った方向と反対方向に移動させて、脱水工程における衣類の偏りによるアンバランス振動を低減することができるので、洗濯機における脱水起動時の振動や騒音低減に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における洗濯機の制御装置のブロック図
【図２】同洗濯機の流体バランサの構成図
【図３】（ａ）（ｂ）同洗濯機の流体バランサの開閉手段の動作説明図
【図４】（ａ）（ｂ）同洗濯機の流体バランサの動作説明図
【図５】（ａ）（ｂ）同洗濯機の流体バランサの動作説明図
【図６】同洗濯機の流体バランサの動作説明図
【図７】本発明の第２の実施の形態における洗濯機の制御装置のブロック図
【符号の説明】
【００４９】
１１  回転ドラム（洗濯槽）
１２  モータ
１３  受け筒
１７  筐体
２０  流体バランサ
２１  容器
２２  流体
２３  貯液室
２４  連通路
２５  開閉手段
２６  ヒートポンプ装置（加熱手段）
３０  制御手段
３１  速度検出手段
３２  制御駆動手段
４０  アンバランス振動検出手段（振動検知手段）
５０  開閉制御手段
【図１】
2010046319.tif 000003
【図２】
2010046319.tif 000004
【図３】
2010046319.tif 000005
【図４】
2010046319.tif 000006
【図５】
2010046319.tif 000007
【図６】
2010046319.tif 000008
【図７】
2010046319.tif 000009