(57)【要約】【課題】洗濯運転中の振動検知精度向上を実現すること。【解決手段】ドラム１１と、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽１３と、ドラムを回転駆動するモータ１２と、水槽を収容する筐体１０と、水槽１３に設けた最小加速度分解能が異なる複数の加速度検出範囲を切り替えることが可能な加速度センサで構成された振動検知装置１７と、この振動検知装置１７の出力をもとに前記モータ及び振動検知装置を制御する制御手段２０とを備え、加速度検出範囲を、検出される加速度やドラム回転数に応じて切り替えることによって、より的確な状態で振動検知を行うようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、前記ドラムの回転数を検知する回転数検知装置と、前記水槽の振動を検出するとともに最小加速度分解能が異なる複数の加速度検出範囲を切り替えることが可能な加速度センサで構成された振動検知装置と、前記振動検知装置の出力をもとに前記モータ及び前記振動検知装置を制御する制御手段を備え、前記制御手段の取り付け位置は前記水槽の上部とし、前記制御手段は、ドラムの回転数に応じて加速度検出範囲を切り替えるようにした洗濯機。
【請求項２】
外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、前記水槽の振動を検出するとともに最小加速度分解能が異なる複数の加速度検出範囲を切り替えることが可能な加速度センサで構成された振動検知装置と、前記振動検知装置の出力をもとに前記モータ及び前記振動検知装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、検出される加速度に応じて方向毎に加速度検出範囲を切り替えるようにした洗濯機。
【請求項３】
制御手段は、振動検知装置が所定の大きさ以上の加速度を検出すると、前記振動検知装置の加速度検出範囲を広げて固定するようにした請求項２に記載の洗濯機。
【請求項４】
制御手段は、脱水共振域の前または／及び後で振動検知装置の加速度検出範囲を切り替えるようにした請求項１に記載の洗濯機。
【請求項５】
制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置のいずれかの方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲を上回った時点で、前記加速度検出範囲を上回った方向の加速度検出範囲を広げるようにした請求項２に記載の洗濯機。
【請求項６】
制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置のいずれかの方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲を上回った時点で、全ての方向の加速度検出範囲を広げるようにした請求項２に記載の洗濯機。
【請求項７】
制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置のいずれかの方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲内におさまった時点で、前記加速度検出範囲内におさまった方向の加速度検出範囲を狭くするようにした請求項２に記載の洗濯機。
【請求項８】
制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置の全ての方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲内におさまった時点で、全ての方向の加速度検出範囲を狭くするようにした請求項２に記載の洗濯機。
【請求項９】
制御手段は、ドラムの回転数が一定の状態で振動検知装置の加速度検出範囲を切り替えるようにした請求項１に記載の洗濯機。
【請求項１０】
制御手段は、ドラム回転開始時に振動検知装置の加速度検出範囲を最も狭くするようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項１１】
制御手段は、ドラム回転数上昇時に振動検知装置の検出加速度が最大加速度検出範囲を超えないようにドラムの回転数を制御するようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項１２】
加速度センサは、内部レジスタの設定値を切り替えるのみで加速度検出範囲を切り替えることが可能である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項１３】
加速度センサは、デジタル出力方式とした請求項１〜１２いずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項１４】
制御手段は、所定のドラム回転数以下においては、前記所定のドラム回転数を超える場合に比して振動検知装置の加速度検出範囲が狭くなるように設定し、検出した加速度が所定の加速度を超えた時点でドラムの回転を減速あるいは停止させるようにした請求項１記載の洗濯機。
【請求項１５】
制御手段は、ドラム回転数上昇の最中に振動検知装置が検出した加速度が、所定の加速度を超えた時点でドラム回転を減速あるいは停止させるようにした請求項１または１４に記載の洗濯機。
【請求項１６】
制御手段は、共振域以下で振動検知装置が検出した加速度が、所定の加速度を超えた時点でドラム回転を減速あるいは停止させるようにした請求項１または１４または１５に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水槽の振動を検知する振動検知装置を備えた洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機の低振動・低騒音運転実現には、精度の良い振動検知が必須であり、従来より様々な振動検知手段が考案されてきた。
【０００３】
中でも振動検知精度の向上のため、加速度センサを搭載した振動検知装置が考案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の洗濯機の振動検出方法は、脱水回転数が所定以下の低速時における脱水槽の回転軸方向に直交する方向の振動に応答した加速度センサの出力の増幅率を、脱水回転数が所定以上の高速時における脱水槽の回転軸方向の振動に応答した出力の増幅率より大きくし、回転数によって異なる振動モードを示す脱水装置における振動を効果的に検出しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７４４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、振動検出機構の出力を増幅するための装置（信号処理装置）が別途増幅処理毎に必要となり、振動検出機構が複雑化する。また、振動検出機構の出力を増幅させることによって、出力成分に含まれるノイズまで増幅され、ノイズ対策を講じる必要も生じてくる。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、検出した加速度やドラム回転数に応じて、それぞれ感度の異なる加速度検出範囲を的確に切り替えることにより、精度の良い振動検知装置を安価に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】
前記従来の課題を解決するために本発明は、外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、前記ドラムの回転数を検知する回転数検知装置と、前記水槽の振動を検出するとともに最小加速度分解能が異なる複数の加速度検出範囲を切り替えることが可能な加速度センサで構成された振動検知装置と、前記振動検知装置の出力をもとに前記モータ及び前記振動検知装置を制御する制御手段を備え、前記制御手段の取り付け位置は前記水槽の上部とし、前記制御手段は、ドラムの回転数に応じて加速度検出範囲を切り替えることにより、振動検知の精度を向上させたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の洗濯機は、検出される加速度やドラム回転数に応じて、加速度検出範囲を切り替えることにより、最も感度の高い検出範囲で振動検知を行うことが可能になり、振動検知の精度向上による低振動・低騒音運転、及び効率の良い運転による運転時間短縮を実現することができ、製品の安全性向上と使用者の利便性向上の両方を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の制御装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における振動検知装置である３軸加速度センサの取り付け位置を示す構成図
【図３】ドラム式洗濯機の脱水工程における加速度の変化を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態１における加速度センサの加速度検出範囲の切り替えを行う一連の処理を表したフローチャート
【図５】脱水工程における複数方向の振動を検知することが可能な加速度センサの加速度検出範囲の切り替えを行う一連の処理を表したタイムチャート
【図６】本発明の実施の形態２における洗濯機の制御装置のブロック図
【図７】本発明の実施の形態２における加速度センサの加速度検出範囲の切り替えを行う一連の処理を表したフローチャート
【図８】脱水工程における複数方向の振動を検知することが可能な加速度センサの加速度検出範囲の切り替えを行う一連の処理を表したタイムチャート
【図９】脱水工程における加速度センサの加速度検出範囲の切り替えと脱水継続可否判断を行う一連の処理を表したフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態３におけるドラム式洗濯機の洗い工程における加速度センサの加速度検出範囲の切り替えを行う一連の処理を表したフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、前記ドラムの回転数を検知する回転数検知装置と、前記水槽の振動を検出するとともに最小加速度分解能が異なる複数の加速度検出範囲を切り替えることが可能な加速度センサで構成された振動検知装置と、前記振動検知装置の出力をもとに前記モータ及び前記振動検知装置を制御する制御手段を備え、前記制御手段の取り付け位置は前記水槽の上部とし、前記制御手段は、ドラムの回転数に応じて加速度検出範囲を切り替えることにより、回転数に応じて変動する水槽の振動レベル（加速度）に応じて適宜加速度検出範囲を設定することで、最も感度の高い検知範囲を用いることが可能となり、振動検知の精度向上を実現することができる。
【００１２】
第２の発明は、外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、前記水槽の振動を検出するとともに最小加速度分解能が異なる複数の加速度検出範囲を切り替えることが可能な加速度センサで構成された振動検知装置と、前記振動検知装置の出力をもとに前記モータ及び前記振動検知装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、検出される加速度に応じて方向毎に加速度検出範囲を切り替えることにより、最も感度の高い検知範囲を用いることが可能となり、振動検知の精度向上を実現することができる。
【００１３】
これによって、特に脱水工程における振動、騒音を低減することができるため、低振動、低騒音運転、及び効率の良い運転による運転時間短縮を実現することができる。
【００１４】
第３の発明は、制御手段は、振動検知装置が所定の大きさ以上の加速度を検出すると、振動検知装置の加速度検出範囲を広げて固定することにより、加速度のピーク値が加速度センサの加速度検出範囲を超えないように適宜感度の高い設定に制御することが可能となり、振動検知の精度向上を実現することができる。
【００１５】
第４の発明は、制御手段は、脱水共振域の前または／及び後で、振動検知装置の加速度検出範囲を切り替えるようにすることにより、脱水工程において加速度の変動が多い共振域を避けて加速度検出範囲を切り替え、脱水共振域で安定した加速度検知をすることが可
能となる。
【００１６】
第５の発明は、制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置のいずれかの方向の検出加速度が加速度検出範囲を上回った時点で、前記加速度検出範囲を上回った方向の加速度検出範囲を広げるようにすることにより、振動検知方向毎に個別に加速度検出範囲を切り替えることにより、各振動検知方向毎に最良の感度で振動検知を行うことができる。
【００１７】
第６の発明は、制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置のいずれかの方向の検出加速度が加速度検出範囲を上回った時点で、全ての方向の加速度検出範囲を広げるようにすることにより、制御手段による加速度検出範囲切り替え処理を簡素化することができる。
【００１８】
第７の発明は、制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置のいずれかの方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲内におさまった時点で、前記加速度検出範囲内におさまった方向の加速度検出範囲を狭くすることにより、振動レベルに応じて最も感度の高い加速度検知範囲を選択することが可能となり、振動検知の精度向上を実現することができる。
【００１９】
第８の発明は、制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置の全ての方向の検出加速度が、所定の加速度検出範囲内におさまった時点で、全ての方向の加速度検出範囲を狭くすることにより、振動レベルに応じて感度の高い加速度検知範囲を選択することが可能となり、振動検知の精度向上を実現することができるだけでなく、制御手段による加速度検出範囲切り替え処理を簡素化することができる。
【００２０】
第９の発明は、制御手段は、ドラムの回転数が一定の状態で振動検知装置の加速度検出範囲を切り替えるようにすることにより、ドラムの回転数上昇時または下降時の加速度変動が多い回転領域での振動検知を的確に行うことができる。
【００２１】
第１０の発明は、制御手段は、ドラム回転開始時に振動検知装置の加速度検出範囲を最も狭くすることにより、加速度の小さい脱水開始時における振動検知を、常に感度の高い設定で行うことができる。
【００２２】
第１１の発明は、制御手段は、ドラム回転数上昇時に振動検知装置の検出加速度が最大加速度検出範囲を超えないようにドラムの回転数を制御することにより、特に脱水工程において異常振動を防止しながらできる限り高速回転で脱水することが可能となり、低振動と脱水性能向上の両立を実現することができる。
【００２３】
第１２の発明は、加速度センサは、内部レジスタの設定値を切り替えるのみで加速度検出範囲を切り替えることが可能であることにより、別途、加速度検出範囲を切り替えるためのスイッチが不必要となり、振動検知装置を簡略化することができる。
【００２４】
第１３の発明は、加速度センサは、デジタル出力方式とすることにより、特に洗濯機に搭載されているモータ等から発生するノイズの影響を受けにくく、精度の良い振動検知を行うことができるとともに、アナログ方式に比べて制御手段への配線を少なくできるため、システムの簡素化を実現しやすくなる。
【００２５】
第１４の発明は、制御手段は、所定のドラム回転数以下においては、前記所定のドラム回転数を超える場合に比して振動検知装置の加速度検出範囲が狭くなるように設定し、検出した加速度が所定の加速度を超えた時点でドラムの回転を減速あるいは停止させること
で、事前に振動が大きくなってしまうことを防ぐことができる。これによって、特に脱水工程における振動、騒音を低減することができるため、低振動、低騒音運転、及び効率の良い運転による運転時間短縮を実現することができる。
【００２６】
制御手段は、ドラム回転数上昇の最中に振動検知装置が検出した加速度が、所定の加速度を超えた時点でドラム回転を減速あるいは停止させることにより、ドラム回転数上昇とともに変化する水槽の加速度を常時監視しながら、振動レベルが大きな場合には、ドラム回転を減速あるいは停止し、事前に振動が大きくなってしまうことを防ぐことができ、これによって、特に脱水工程における振動、騒音を低減することができるため、低振動、低騒音運転、及び効率の良い運転による運転時間短縮を実現することができる。
【００２７】
第１６の発明は、制御手段は、共振域以下で振動検知装置が検出した加速度が、所定の加速度を超えた時点でドラム回転を減速あるいは停止させることにより、共振回転数以下の加速度が微小な領域で、水槽の加速度を検出し、振動レベルが大きい場合には、ドラム回転を減速あるいは停止させることで、事前に異常振動を防止することが可能となり、脱水工程の運転効率向上やと低振動脱水とを実現することができる。
【００２８】
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。
【００２９】
（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（ドラム式）の洗濯物のアンバランスによる振動を検知し抑制させる制御装置のブロック図である。図１において、１０は筐体、１１は洗濯物を収容し回転させるドラム、１２はドラム１１を速度制御しながら回転させるモータである。１３はドラム１１を内装し水が入る水槽、１８は洗濯物投入口を有するカバー、１４は水槽１３と洗濯物投入口のあるカバー１８との隙間をなくして接続するためのシールパッキン、１５は水槽１３の姿勢を保持するための支持ばね、１６はモータ回転時に発生する振動を低減して、筐体１０や床への振動伝達を小さくするための防振ダンパーである。
【００３０】
１７は水槽１３の振動を検知する振動検知装置である。振動検知装置の例として、本実施の形態では加速度の変化をデジタル出力できる加速度センサを用いているが、加速度の変化を電圧変化として出力できるアナログ出力方式の加速度センサを用いてもよい。
【００３１】
本実施の形態における加速度センサは、静電容量の変化を電圧に変換する静電容量型加速度センサを用いている。他にもピエゾ抵抗型加速度センサなどを用いることも可能である。これらのいわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）センサは半導体集積回路作製技術を用いて作製された微小なセンサであり、近年、低コストで量産されるようになってきたこともあって、様々な民生用機器で利用されている。ＭＥＭＳ型センサの利点として、小型・軽量で、それ自身が振動に与える影響が少なく、振動検知装置として適しているといえる。なお、本実施の形態における加速度センサは１チップで３軸の検知が可能なものを採用しており、複数方向の振動を検知し、脱水時の回転速度上昇に伴って複雑に変化する振動モードを的確にとらえ、様々なアンバランス状態を判定することを可能にしている。ただし、加速度センサは２軸のものであってもよい。
【００３２】
本実施の形態における振動検知装置１７の取り付け位置は、水槽の上部前側としている。ドラム内の洗濯物のアンバランスが前部に存在する状態で高速回転へ加速したときの振動は後部に存在する場合と比較して大きくなるため、前部に大きなアンバランスがある状態で高速回転へ加速することを極力避ける必要がある。前部にアンバランスがある場合に
は水槽の揺れも前部側が顕著に現れやすいことから、振動検知装置の取り付け位置も前部とすることが望ましい。
【００３３】
１９は筐体１０を床に設置する防振ゴムで、支持ばね１５と防振ダンパー１６で支持手段を構成している。さらに、２０はモータ１２の回転ならびに振動検知装置１７を制御する制御手段である。
【００３４】
図２は、振動検知装置である３軸加速度センサの取り付け位置を示す構成図である。３軸加速度センサの検知軸のうち、Ｘ軸を本体正面から見て左右水平方向に、Ｙ軸を略前後（回転軸）方向に、Ｚ軸を略上下方向に取り付けて、水槽の動きを立体的にモニタリングすることを可能にしている。
【００３５】
取り付け位置は、防振ダンパー１６から最も遠い位置に取り付けることにより、特に低速脱水回転時の大きな変位の揺れ時にも感度が良いことから、本体前側で上部に取り付けた。
【００３６】
表１は、本実施の形態における加速度センサの主な仕様を表した図である。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
出力タイプはデジタルＳＰＩ（シリアル・ペリフェラル・インタフェース）で、直交する３つの軸（Ｘ，Ｙ及びＺ）の加速度を検出することが可能な多軸検出型センサである。加速度検出範囲は、第１検出範囲（−２ｇ〜＋２ｇ）及び第２検出範囲（−６ｇ〜＋６ｇ）の２種類が設定可能で、センサの内部レジスタ設定によって前記検出範囲を切り替えることが可能である。また、各検出範囲の感度は第１検出範囲が約１０２４［ＬＳｂ／ｇ］、第２検出範囲が約３４０［ＬＳｂ／ｇ］であり、第２検出範囲に比べ第１検出範囲の方が高感度である一方で、加速度検出範囲は狭くなるものである。
【００３９】
なお、３つ以上の加速度検出範囲（たとえば、±２ｇ、±６ｇ、±８ｇ）を切り替えることが可能な加速度センサでもよく、洗濯機の振動許容範囲や、脱水工程の最高ドラム回転数などの仕様に応じて、最適なセンサを選定することが望ましい。
【００４０】
加速度センサからの出力はデジタル式であるため、アナログ式に比べ容易に直接マイクロコントローラへ取り込むことが可能となる他、モータを駆動するインバータ回路等から発生するノイズに対して強く、ノイズ除去装置が不要になるなどコスト増加要因を抑えることができる。
【００４１】
図３は、ドラム式洗濯機の脱水工程における加速度センサ出力の一例として、検出した加速度をドラム回転数とともに記録したグラフである。
【００４２】
脱水を開始すると、ドラム回転数の上昇とともに加速度も上昇していき、検知軸ごとに振幅のレベルが異なることが分かる。また、Ｘ、Ｙ軸は、ほぼ９００ｒｐｍ付近で第１検出範囲である±２ｇを超えているのに対し、Ｚ軸では低速の６００ｒｐｍ付近で既に超え
ていることが分かる。これは、本実施の形態における加速度センサは、動的な加速度に加え、重力加速度の検出も可能なタイプであり、Ｚ軸には重力加速度（≒＋１ｇ）が常にかかっている影響で、＋２ｇまでの裕度が他２軸に比べて少ないためである。振幅（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ値）自体は他２軸と同等レベルであるが、早いタイミングで検出範囲を広げる必要がある。
【００４３】
このように、検出範囲の切り替えに当たっては、軸毎に異なる加速度の変動状態を常に観察しながら適宜切り替えていく必要があることが分かる。
【００４４】
図４は、本発明の第１の実施の形態における、脱水工程での加速度検出範囲の切り替え処理を表したフローチャートで、検出される加速度に応じて加速度検出範囲を切り替えようとするものである。以下、ステップ毎に順に説明する。
【００４５】
（ステップ１）脱水工程スタート後、制御手段（例えばマイクロコントローラ）によって、加速度検出範囲を第１加速度検出範囲（±２ｇ）に設定する。脱水工程スタート直後の低速時は、水槽の揺れが微小なため、感度の高い設定で加速度を検出することが望ましい。
【００４６】
（ステップ２）のドラム回転開始後、加速度を常時監視し、検出した加速度が第１加速度検出範囲を超えているかどうか判断する。範囲内であれば検出範囲を変えずに回転を継続、超えた場合には、（ステップ５）にて、第２加速度検出範囲（±６ｇ）に切り替えた上で回転を継続する。
【００４７】
（ステップ４）及び（ステップ６）設定した脱水時間を経過したらドラム回転を終了する。
【００４８】
図５は、複数方向の振動を検知することが可能な加速度センサを搭載した場合の、脱水工程における加速度検出範囲の切り替え処理を表したタイムチャートである。図５では、各軸の加速度検出範囲を個別に切り替える処理の一例を示しているが、一律に切り替える処理であってもよい。
【００４９】
加速度のグラフを見て分かるとおり、Ｘ軸とＺ軸の加速度振幅はほぼ同等で、Ｙ軸が他２軸に対し比較的小さい振動であることが分かる。Ｚ軸は上下方向の重力加速度を含んでいるため、脱水スタート段階ですでに１ｇの出力を示し、２ｇに到達するタイミングもＸ軸に比べ早いことが分かる。一方、Ｙ軸は脱水工程を通じて±２Ｇ以内に収まる加速度であり、初期設定の加速度検出範囲１のままで検知をすることができる。このように検出方向によって振幅が異なる振動は、ドラム内に張り付いた洗濯物の偏り具合によって運転の都度ランダムに変化するため、本図の加速度波形とは傾向が異なる振動になることもある。このように加速度の変化に応じて方向毎に加速度検出範囲を切り替えることによって、常に感度の良好な設定で振動検知することができる。
【００５０】
（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機（ドラム式）の洗濯物のアンバランスによる振動を検知し抑制させる制御装置のブロック図である。図６の構成では、ドラムの回転数を検知する回転数検知装置２０を備え、検知した回転数に応じて加速度検出範囲の切り替えを行うことができる。
【００５１】
図７は、本発明の第２の実施の形態における、脱水工程での加速度検出範囲の切り替え処理を表したフローチャートであり、ドラムの回転数に応じて加速度検出範囲を切り替えるようにしたものである。以下、ステップ毎に順に説明する。
【００５２】
（ステップ１）脱水工程スタート後、制御手段によって、加速度検出範囲を第１加速度検出範囲（±２ｇ）に設定する。
【００５３】
（ステップ２）のドラム回転開始後、加速度検出範囲切り替え回転数に到達するまで回転数を上昇させる。この間にも加速度を常時監視し、異常な振動につながる所定の加速度以上を検出したら回転を停止させる。
【００５４】
（ステップ３及び４）加速度検出範囲切り替え回転数（本実施の形態では３３０ｒｐｍとした）に到達したら、ドラム回転を一定に維持し、第２加速度検出範囲に切り替える。
【００５５】
加速度検出範囲の切り替え回転数は加速度の変動が激しい共振域（１２０〜３００ｒｐｍ）を避け、また、一定速度でドラムを回転させながら、加速度検出範囲の切り替えを行うことにした。これによって、共振域で急な加速度上昇により検出範囲を超えてしまい、検出不能に陥ることを防止することができる。
【００５６】
さらに、第２加速度検出範囲への切り替えが完了したら、ドラム回転の加速を再開する。
【００５７】
（ステップ５及び６）設定した脱水時間を経過したらドラム回転を終了する。
【００５８】
図８は、複数方向の振動を検知することが可能な加速度センサを搭載した場合の、脱水工程での加速度検出範囲の切り替え処理を表したタイムチャートである。本処理では、各軸の加速度検出範囲を一律に切り替える場合であり、個別に切り替えることも可能である。
【００５９】
脱水スタート時、第１加速度検出範囲に設定後ドラム回転速度を上昇させ、共振域を通過した後の３３０ｒｐｍで一定速度を保ち、所定時間が経過したら第２加速度検出範囲に切り替えている。本実施の形態における共振域の振幅は、第１加速度検出範囲（±２ｇ）に対し余裕があるため、共振域通過後に切り替えでも問題ない。
【００６０】
図９は、脱水工程での加速度検出範囲の切り替え処理を表したフローチャートであり、ドラムの回転数に応じて加速度検出範囲を切り替え、脱水の継続可否を判断するものである。以下、ステップ毎に順に説明する。
【００６１】
（ステップａ）脱水工程スタート後、制御手段によって、加速度検出範囲を最も検出分解能が細かい第１加速度検出範囲（±２ｇ）に設定する。
【００６２】
（ステップｂ）ドラム回転開始後、（ステップｃ）にて衣類の絡みや偏りを解消するためのほぐし工程を実施し、その後、（ステップｄ）にて加速を開始する。
【００６３】
（ステップｅ）加速中に検出加速度が閾値１を超えた場合、異常振動となる状態とみなし、（ステップｆ）にてドラム回転を減速あるいは停止させる。（ステップｇ）にて、振動レベル大によるドラム回転停止回数が所定値に到達していなければ、再度（ステップａ）から脱水の立ち上げをやり直す。
【００６４】
一方、（ステップｇ）にて所定値に到達したら、これ以上脱水の立ち上げを継続してもアンバランス状態が解消されないものとみなし、（ステップｈ）にてユーザーへのエラー報知を行う。
【００６５】
（ステップｅ）にて検出加速度が閾値１を超えることなく、（ステップｉ）にて脱水回転数が加速度検出範囲切替回転数に到達したら、（ステップｊ）にて加速度検出範囲を第１加速度検出範囲よりも検出範囲が広い（検出分解能は粗い）第２加速度検出範囲（±６Ｇ）に設定する。
【００６６】
以降の工程においても加速度を監視し続け、（ステップｋ）にて検出加速度が閾値２を超えた場合異常振動とみなし、（ステップｆ）へ移行する。
【００６７】
一方、（ステップｋ）にて検出加速度が閾値２を超えることなく、（ステップｌ）にて設定された脱水時間を経過したら、（ステップｍ）にて脱水を終了し次工程へと移行する。
【００６８】
このように、脱水工程での低速回転域では加速度センサの検出分解能を細かくすることで、微小な振動レベルでも精度良く振動検知し、ドラムが所定回転数以下では加速度検出範囲を狭く設定し、所定回転数以上では所定回転数以下の場合よりも加速度検出範囲を広げ、ドラムの回転が高速になるに従って増大する加速度レベルにも対応できるようすることで、ドラム回転速度の上昇とともに大きく変動する振動レベルに対応し、異常振動になることを効率的に回避することが可能となる。
【００６９】
また、ドラムの回転数が共振域（１２０〜３００ｒｐｍ）以下で振動検知装置が検出した加速度が、所定の加速度を超えた時点でドラム回転を減速させてもよく、共振域以下の加速度が微小な領域で、水槽の加速度を検出し、振動レベルが大きい場合には、ドラム回転を減速あるいは停止させることで、事前に異常振動を防止することが可能となり、脱水工程の運転効率向上やと低振動脱水とを実現することができる。
【００７０】
（実施の形態３）
さらに、本発明はドラム式洗濯機の洗い工程においても適用することができる。
【００７１】
図１０は、ドラム式洗濯機の洗い工程における加速度検出範囲の切り替え処理を表したフローチャートである。ドラム式洗濯機の洗いはドラムの内側側面に取り付けたバッフルによって洗濯物を上部に持ち上げ、持ち上げられた洗濯物を落下させることによって汚れを落とすタンブリング方式である。従って落下時の衝撃（加速度）が大きいほど、洗浄度合いも高くなる傾向になることから、加速度に応じて洗濯モータの回転数を制御し、洗浄度を高めることが可能である。ただし、洗い中の衣類の落下衝撃による水槽の加速度は、脱水工程（特に高速回転中）の加速度に比べて極めて微小である。従って、加速度に応じて洗い運転を制御する場合、感度を高める必要がある。
【００７２】
ドラム式洗濯機の洗い工程では、ドラムを所定時間、所定のＯＮ−ＯＦＦ時限で正逆反転を繰り返し動作させるシーケンスが主流である。同一方向にドラムを回転し続けると、衣類同士が絡み合い、洗いムラや洗浄力の低下を引き起こす要因となるが、定期的に反転させることによって衣類同士の絡みを防止することができる。従って、各反転毎に衣類の絡みも解消され、落下衝撃（すなわち水槽の振動）も変化する。この変動する振動（加速度）に応じて最も感度のよい加速度設定で振動検知することが望ましい。以下、ステップ毎に順に説明する。
【００７３】
（ステップ１）洗い工程スタート後、制御手段によって、加速度検出範囲を第１加速度検出範囲（±２ｇ）に設定する。
【００７４】
（ステップ２）のドラム回転開始後、加速度を常時監視しながらタンブリングを実施する。
【００７５】
（ステップ３）タンブリング中、加速度検出範囲を超えているかどうか常時判断する。範囲内であれば検出範囲を変えずに回転を継続、超えた場合には（ステップ５）にて、第２加速度検出範囲に切り替えた上で回転を継続する。
【００７６】
（ステップ４及びステップ６及びステップ７）所定の回転ＯＮ時間を経過したらドラム回転を所定時間停止し、ステップ１０にてドラム回転を反転させる。反転回転スタート時は、第１加速度検出範囲にリセットし、加速度検出を行う。以降、設定した洗い時間が終了するまで、上記ドラム反転および加速度検出範囲切り替え処理を行う。
【００７７】
（ステップ８）設定した洗い時間を経過したらドラム回転を終了し、次工程へ移行する。
【００７８】
以上のように、洗濯機の運転工程（洗い、脱水等）やドラム回転数あるいは機体の構成（防振ダンパーや支持ばねの特性やレイアウト、ドラムの大きさや傾斜角度、振動検知装置の設置場所等）に応じて、検出される加速度も幅広く変化するため、それぞれ最適な加速度検出範囲に切り替えることが重要である。よって、検出加速度やドラム回転数に応じて、加速度検出範囲を切り替えることにより、精度の高い振動検知を実現することが可能となる。
【００７９】
なお、実施の形態１のようにドラムの回転数を上昇させることによって振動検知装置が検出する加速度が大きくなる場合だけでなく、洗濯物の状態によりアンバランスが発生するなど何らかの理由でドラムの回転数を下降させることによって振動検知装置が検出する加速度が小さくなる場合についても、ある方向の加速度が所定の加速度検出範囲におさまった時点で、おさまった方向の加速度検出範囲を狭くすることによって、精度の高い振動検知を実現できる。
【００８０】
加えて、すべての方向の加速度が所定の加速度検出範囲におさまった時点で、すべての方向の加速度検出範囲を狭くすることによって、振動検知の精度向上とともに、加速度検出範囲の切り替えを簡素化できる。
【００８１】
また、ドラムの回転上昇時に、振動検知装置の検出加速度が最大加速度検出範囲（実施の形態では±６ｇ）を超えないように監視しながら、ドラムの回転数を制御すれば、異常振動の防止と可能な限りの高速回転を実現でき、低振動と脱水性能向上を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、検出した加速度やドラムの回転数に応じて、最も感度のよい加速度検出範囲を用いることが可能となり、振動検知精度を向上させ、脱水時や洗い時の振動を的確に抑えるのに有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  筐体
１１  ドラム
１２  モータ
１３  水槽
１４  シールパッキン
１５  支持ばね
１６  防振ダンパー
１７  振動検知装置
１８  カバー
１９  防振ゴム
２０  制御手段
【図１】
2014128705.tif 000004
【図２】
2014128705.tif 000005
【図３】
2014128705.tif 000006
【図４】
2014128705.tif 000007
【図５】
2014128705.tif 000008
【図６】
2014128705.tif 000009
【図７】
2014128705.tif 000010
【図８】
2014128705.tif 000011
【図９】
2014128705.tif 000012
【図１０】
2014128705.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月28日(2014.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2014128705.tif 000014
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機（ドラム式）の洗濯物のアンバランスによる振動を検知し抑制させる制御装置のブロック図である。図６の構成では、ドラムの回転数を検知する回転数検知装置２１を備え、検知した回転数に応じて加速度検出範囲の切り替えを行うことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、前記ドラムの回転数を検知する回転数検知装置と、前記水槽の振動を検出するとともに複数の加速度検出範囲を切り替えることが可能な加速度センサで構成された振動検知装置と、前記振動検知装置の出力をもとに前記モータ及び前記振動検知装置を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、脱水共振域の後で前記振動検知装置の加速度検出範囲を切り替えるタイミングを有する洗濯機。
【請求項２】
外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、前記水槽の複数方向の振動を検出するとともに複数の加速度検出範囲を切り替えることが可能な加速度センサで構成された振動検知装置と、前記振動検知装置の出力をもとに前記モータ及び前記振動検知装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、略上下方向で検出される加速度が所定の加速度検出範囲を上回った時点で、略上下方向または全ての方向の加速度検出範囲を切り替えるようにした洗濯機。
【請求項３】
制御手段は、振動検知装置が所定の大きさ以上の加速度を検出すると、前記振動検知装置の加速度検出範囲を広げて固定するようにした請求項２に記載の洗濯機。
【請求項４】
制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置の略上下方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲を上回った時点で、前記加速度検出範囲を略上下方向の加速度検出範囲を広げるようにした請求項２に記載の洗濯機。
【請求項５】
制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置の略上下方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲を上回った時点で、全ての方向の加速度検出範囲を広げるようにした請求項２に記載の洗濯機。
【請求項６】
制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置のいずれかの方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲内におさまった時点で、前記加速度検出範囲内におさまった方向の加速度検出範囲を狭くするようにした請求項２に記載の洗濯機。
【請求項７】
制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置の全ての方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲内におさまった時点で、全ての方向の加速度検出範囲を狭くするようにした請求項２に記載の洗濯機。
【請求項８】
制御手段は、ドラムの回転数が一定の状態で振動検知装置の加速度検出範囲を切り替えるようにした請求項１に記載の洗濯機。
【請求項９】
制御手段は、ドラム回転開始時に振動検知装置の加速度検出範囲を最も狭くするようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項１０】
制御手段は、ドラム回転数上昇時に振動検知装置の検出加速度が最大加速度検出範囲を超えないようにドラムの回転数を制御するようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項１１】
加速度センサは、内部レジスタの設定値を切り替えるのみで加速度検出範囲を切り替えることが可能である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項１２】
加速度センサは、デジタル出力方式とした請求項１〜１１いずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項１３】
制御手段は、所定のドラム回転数以下においては、前記所定のドラム回転数を超える場合に比して振動検知装置の加速度検出範囲が狭くなるように設定し、検出した加速度が所定の加速度を超えた時点でドラムの回転を減速あるいは停止させるようにした請求項１記載の洗濯機。
【請求項１４】
制御手段は、ドラム回転数上昇の最中に振動検知装置が検出した加速度が、所定の加速度を超えた時点でドラム回転を減速あるいは停止させるようにした請求項１または１３に記載の洗濯機。
【請求項１５】
制御手段は、共振域以下で振動検知装置が検出した加速度が、所定の加速度を超えた時点でドラム回転を減速あるいは停止させるようにした請求項１または１３または１４に記載の洗濯機。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第１の発明は、外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、前記ドラムの回転数を検知する回転数検知装置と、前記水槽の振動を検出するとともに複数の加速度検出範囲を切り替えることが可能な加速度センサで構成された振動検知装置と、前記振動検知装置の出力をもとに前記モータ及び前記振動検知装置を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、脱水共振域の後で前記振動検知装置の加速度検出範囲を切り替えるタイミングを有することにより、回転数に応じて変動する水槽の振動レベル（加速度）に応じて適宜加速度検出範囲を設定することで、最も感度の高い検知範囲を用いることが可能となり、また、脱水工程において加速度の変動が多い共振域を避けて加速度検出範囲を切り替え、脱水共振域で安定した加速度検知をすることが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
第２の発明は、外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、前記水槽の複数方向の振動を検出するとともに複数の加速度検出範囲を切り替えることが可能な加速度センサで構成された振動検知装置と、前記振動検知装置の出力をもとに前記モータ及び前記振動検知装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、略上下方向で検出される加速度が所定の加速度検出範囲を上回った時点で、略上下方向または全ての方向の加速度検出範囲を切り替えることにより、最も感度の高い検知範囲を用いることが可能となり、振動検知の精度向上を実現することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第４の発明は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置の略上下方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲を上回った時点で、前記加速度検出範囲を略上下方向の加速度検出範囲を広げるようにすることにより、振動検知方向毎に個別に加速度検出範囲を切り替えることにより、各振動検知方向毎に最良の感度で振動検知を行うことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第５の発明は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置の略上下方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲を上回った時点で、全ての方向の加速度検出範囲を広げるようにすることにより、制御手段による加速度検出範囲切り替え処理を簡素化することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第６の発明は、制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置のいずれかの方向の検出加速度が所定の加速度検出範囲内におさまった時点で、前記加速度検出範囲内におさまった方向の加速度検出範囲を狭くすることにより、振動レベルに応じて最も感度の高い加速度検知範囲を選択することが可能となり、振動検知の精度向上を実現することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第７の発明は、制御手段は、複数方向の振動を検知することが可能な振動検知装置の全ての方向の検出加速度が、所定の加速度検出範囲内におさまった時点で、全ての方向の加速度検出範囲を狭くすることにより、振動レベルに応じて感度の高い加速度検知範囲を選
択することが可能となり、振動検知の精度向上を実現することができるだけでなく、制御手段による加速度検出範囲切り替え処理を簡素化することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第８の発明は、制御手段は、ドラムの回転数が一定の状態で振動検知装置の加速度検出範囲を切り替えるようにすることにより、ドラムの回転数上昇時または下降時の加速度変動が多い回転領域での振動検知を的確に行うことができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第９の発明は、制御手段は、ドラム回転開始時に振動検知装置の加速度検出範囲を最も狭くすることにより、加速度の小さい脱水開始時における振動検知を、常に感度の高い設定で行うことができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
第１０の発明は、制御手段は、ドラム回転数上昇時に振動検知装置の検出加速度が最大加速度検出範囲を超えないようにドラムの回転数を制御することにより、特に脱水工程において異常振動を防止しながらできる限り高速回転で脱水することが可能となり、低振動と脱水性能向上の両立を実現することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
第１１の発明は、加速度センサは、内部レジスタの設定値を切り替えるのみで加速度検出範囲を切り替えることが可能であることにより、別途、加速度検出範囲を切り替えるためのスイッチが不必要となり、振動検知装置を簡略化することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
第１２の発明は、加速度センサは、デジタル出力方式とすることにより、特に洗濯機に搭載されているモータ等から発生するノイズの影響を受けにくく、精度の良い振動検知を行うことができるとともに、アナログ方式に比べて制御手段への配線を少なくできるため、システムの簡素化を実現しやすくなる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
第１３の発明は、制御手段は、所定のドラム回転数以下においては、前記所定のドラム回転数を超える場合に比して振動検知装置の加速度検出範囲が狭くなるように設定し、検出した加速度が所定の加速度を超えた時点でドラムの回転を減速あるいは停止させることで、事前に振動が大きくなってしまうことを防ぐことができる。これによって、特に脱水工程における振動、騒音を低減することができるため、低振動、低騒音運転、及び効率の良い運転による運転時間短縮を実現することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
第１４の発明は、制御手段は、ドラム回転数上昇の最中に振動検知装置が検出した加速度が、所定の加速度を超えた時点でドラム回転を減速あるいは停止させることにより、ドラム回転数上昇とともに変化する水槽の加速度を常時監視しながら、振動レベルが大きな場合には、ドラム回転を減速あるいは停止し、事前に振動が大きくなってしまうことを防ぐことができ、これによって、特に脱水工程における振動、騒音を低減することができるため、低振動、低騒音運転、及び効率の良い運転による運転時間短縮を実現することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
第１５の発明は、制御手段は、共振域以下で振動検知装置が検出した加速度が、所定の加速度を超えた時点でドラム回転を減速あるいは停止させることにより、共振回転数以下の加速度が微小な領域で、水槽の加速度を検出し、振動レベルが大きい場合には、ドラム回転を減速あるいは停止させることで、事前に異常振動を防止することが可能となり、脱水工程の運転効率向上やと低振動脱水とを実現することができる。