(57)【要約】  本発明のドラム式洗濯機は、有底円筒形に形成された回転ドラム（４）と、回転ドラム（４）を内包する水槽（３）と、水槽（３）内の洗濯水を水槽（３）に接続した循環経路（３１）を介して循環ポンプ（２０）により循環させる水循環系（１６）と、回転ドラム（４）を駆動するモータ（６）と、循環ポンプ（２０）の負荷を検知する負荷検知部（３０）と、洗いステップ、すすぎステップの少なくとも１つを制御する制御部（２２）と、を備えている。そして、制御部（２２）は、モータ（６）および循環ポンプ（２０）の駆動時に、負荷検知部（３０）によって循環ポンプ（２０）の所定の負荷変動を検知した場合、モータ（６）の駆動を停止するとともに、循環ポンプ（２０）の機能を停止する。これにより、循環ポンプ（２０）に泡や空気が入ることを防止し、過剰な泡立ちや騒音の発生を抑制できる。
2013073140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを内包する水槽と、前記水槽内の洗濯水を前記水槽に接続した循環経路を介して循環ポンプにより循環させる水循環系と、前記回転ドラムまたは前記水槽内に給水する給水部と、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記循環ポンプの負荷を検知する負荷検知部と、洗いステップ、すすぎステップの少なくとも１つを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モータおよび前記循環ポンプの駆動時に、前記負荷検知部が前記循環ポンプの所定の負荷変動を検知した場合、前記モータの駆動を停止するとともに、前記循環ポンプの機能を停止するドラム式洗濯機。
【請求項２】
前記洗濯水の水位を検知する水位検知部を、さらに備え、前記制御部は、前記モータの駆動および前記循環ポンプの機能を停止し、所定の時間が経過した後、前記水位検知部により検知した前記水位が所定の水位以下の場合、前記給水部により給水を行った後に、前記循環ポンプを駆動する請求項１に記載のドラム式洗濯機。
【請求項３】
前記負荷検知部は、前記循環ポンプの循環モータの駆動電流値を検知する請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
【請求項４】
前記負荷検知部は、前記循環ポンプの循環モータの駆動電力量を検知する請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、洗濯水を循環させる手段を備えたドラム式洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、洗浄力を向上させるために、水槽内の洗濯水を循環ポンプで循環させる循環機能を有するドラム式洗濯機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】  すなわち、上記ドラム式洗濯機は、水槽内の衣類に洗濯水を噴射する駆動源として循環ポンプを備えている。循環ポンプは、洗濯水が循環する循環経路内に配置され、水位検知部で所定の水位を維持しながら循環ポンプの運転を行っている。これにより、被処理物（洗濯物）と洗濯水との接触を増やして、被処理物を効率よく洗浄できるとしている。【０００４】  しかしながら、回転ドラム内に投入された洗濯物の多くが吸水性の高い衣類の場合、衣類の吸水により回転ドラム内の洗濯水の水位が低下する。このとき、洗濯水の水位の低下が、循環ポンプの駆動による水位変動であると判断される場合がある。そのため、循環ポンプの運転が継続して続けられ、循環ポンプに泡や空気が入る。その結果、循環ポンプに泡や空気が入ることにより過剰な泡立ちや騒音が発生するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３６０１６号公報
【発明の概要】
【０００６】  上記課題を解決するために、本発明のドラム式洗濯機は、有底円筒形に形成された回転ドラムと、回転ドラムを内包する水槽と、水槽内の洗濯水を水槽に接続した循環経路を介して循環ポンプにより循環させる水循環系と、回転ドラムまたは水槽内に給水する給水部と、回転ドラムを駆動するモータと、循環ポンプの負荷を検知する負荷検知部と、洗いステップ、すすぎステップの少なくとも１つを制御する制御部と、を備えている。そして、制御部は、モータおよび循環ポンプの駆動時に、負荷検知部が循環ポンプの所定の負荷変動を検知した場合、モータの駆動を停止するとともに、循環ポンプの機能を停止する構成を有する。
【０００７】  この構成により、回転ドラムの回転や循環ポンプの駆動動作により水位が低下した場合に、循環経路を介して泡や空気が循環ポンプ内に混入しても、循環ポンプの出力が低下したことを検知できる。
【０００８】  また、負荷検知部が循環ポンプの所定の負荷変動を検知した場合、循環ポンプの停止およびモータの駆動を停止する。これにより、回転ドラムの回転や循環ポンプの駆動による水位変動への影響をなくして水位を回復させ、循環経路を介して循環ポンプ内への泡や空気の混入を抑えることができる。その結果、混入した泡や空気により発生する循環ポンプにおける過剰な泡立ちや騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、同実施の形態におけるドラム式洗濯機の循環ポンプの断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、同実施の形態におけるドラム式洗濯機の循環ポンプの側面図である。
【図３】図３は、同実施の形態におけるドラム式洗濯機の負荷検知部の回路図である。
【図４】図４は、同実施の形態におけるドラム式洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  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。また、以下の実施の形態において、洗濯水とは、洗いステップにおける洗濯水と、すすぎステップにおけるすすぎ水とを含む。
【００１１】  （実施の形態１）  図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図である。
【００１２】  図１に示すように、本実施の形態のドラム式洗濯機は、少なくとも洗濯機本体２の内部に揺動自在に配設された水槽３と、水槽３内に回転自在に配設された回転ドラム４と、水槽３の背面の外側に取り付けられたモータ６と、給水系７と、排水系８と、乾燥系９と、水循環系１６などから構成されている。回転ドラム４は、モータ６により回転駆動される。なお、本実施の形態のドラム式洗濯機は、少なくとも洗いステップ、すすぎステップと、脱水ステップと、乾燥ステップとを、モード設定や制御プログラムに従って自動制御により実行する機能を有する、いわゆるドラム式洗濯機を構成している。このとき、乾燥系９は省略してもよい。
【００１３】  また、給水系７は、電磁弁などで構成される給水弁（図示せず）の開閉によって実線矢印Ａで示すように適時、水槽３内に給水する。このとき、給水を利用して洗剤収容部７ａの洗剤を水槽３内に適時に投入されるように構成されている。
【００１４】  また、排水系８は、洗いステップ終了時やすすぎステップ終了時などの必要なときに一点鎖線矢印Ｂで示す経路に沿って排水弁１９の開閉によって、洗濯水を排水する。このとき、洗濯水は、水槽３の下部に接続された排水管８ａを介して、排水フィルタ８ｂを通過する経路に沿って、ドラム式洗濯機の機外に排水される。なお、排水フィルタ８ｂは、糸屑類を捕集するとともに、外部から取り外し可能に構成されている。
【００１５】  また、水循環系１６は、必要に応じて、洗い準備ステップ、洗いステップ、すすぎステップなどにおいて、循環ポンプ２０を駆動させて水槽３内の洗濯水を、以下に示す経路を介して水槽３に戻すことを繰り返して循環させる。このとき、水循環系１６の経路は、水槽３の下部に接続された排水管８ａから、排水フィルタ８ｂ、循環経路３１の循環ポンプ２０への流入側経路３１ａ、循環ポンプ２０、循環経路３１の循環ポンプ２０からの吐出側経路３１ｂから構成されている。これにより、水槽３に投入された洗剤の早期溶け込みや衣類の偏りを防止して、洗いステップやすすぎステップの機能の向上を図っている。
【００１６】  また、操作パネル２１は洗濯機本体２の前面上部側に設けられ、運転コースなどのモードや各種機能の選択が操作パネル２１の入力設定部の入力により行われる。このとき、制御部２２は、操作パネル２１の入力情報に基づいて、操作パネル２１上の表示部で入力情報を表示して使用者に知らせる。また、操作パネル２１の入力設定部の入力により運転開始が設定されると、制御部２２は、水槽３内の水位を検知する水位検知部４０などからのデータが入力され、ドラム式洗濯機の駆動を開始する。そして、制御部２２は、排水弁１９、給水弁などの動作を制御し、洗浄ステップ、脱水ステップ、乾燥ステップなどの運転により洗濯を実行する。
【００１７】  また、回転ドラム４は、水槽３とともに、開口する正面側（開閉扉５側）から底部となる背面側（モータ６側）に向けて回転軸方向を水平方向から、例えば傾斜角度θ＝２０±１０度に、回転軸４ａを下方に傾斜させて設置されている。このとき、回転ドラム４の回転軸４ａは、水槽３の背面に設けられたモータ６の軸に直結されている。これにより、回転ドラム４の回転軸４ａを水平方向に設置する場合と比べて、回転ドラム４を同じ高さに設置した場合でも、水槽３および回転ドラム４の開口が斜め上向きとなる。その結果、使用者が屈んだりするなどの無理な姿勢を取らずに洗濯物を容易に、回転ドラム４内に出し入れできる。また、本発明者の経験上、傾斜角度θを２０±１０度とすることにより、子供（幼児を除く）から大人までの身長差があっても、また車椅子利用者であっても、洗濯物の出し入れの作業が最も行いやすい状態が得られる。さらに、回転ドラム４の背面側に溜まる回転ドラム４内に給水された洗濯水が少ない場合でも、回転ドラム４を傾斜させることにより、深い貯水状態を実現できる利点もある。
【００１８】  また、水槽３は、給水を効率よく回転ドラム４内の洗濯物に作用させるために、回転ドラム４と同じ傾斜を持って、回転ドラム４の近くに沿うよう設けられている。
【００１９】  また、洗濯機本体２には開閉扉５が設けられ、水槽３の開口１３を開閉扉５の口縁に装着したシール材１４を介して密閉するとともに、また水槽３の開口１３を開くように設けられている。
【００２０】  以下に、本実施の形態のドラム式洗濯機における洗濯動作時の回転ドラムの挙動および効果について説明する。
【００２１】  まず、回転ドラム４は、洗濯動作時において、正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードとで駆動される。ここで、正逆弧回転駆動モードとは、回転ドラム４を９０度を超え１８０度未満で駆動する急正弧回転、急逆弧回転を交互に繰り返す駆動モードである。また、正逆連続回転駆動モードとは、回転ドラム４の回転によって持ち上げられた洗濯物が、自重が勝る高さから落下する挙動を示す回転速度での回転ドラム４の連続回転を正逆交互に繰り返す駆動モードである。
【００２２】  そして、洗浄ステップ、または洗浄ステップおよびすすぎステップにおいて、回転ドラム４の正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードとが、交互に実行される。これにより、洗濯物は、回転ドラム４の９０度を超え１８０度未満の急速度での弧回転および急激な制動により、最大限９０度を超えて１８０度未満まで持ち上げられる。また、洗濯物の持ち上げの最終段階の急激な制動により、洗濯物の慣性および自重で回転ドラム４の内面から剥がし、洗濯物の自重で持ち上げ側とは左右反対の側に洗濯物を確実に落すことができる。その結果、洗濯水を含んで十分に膨潤し、かつ緩み、滑りやすい状態にある洗濯物に対して、特に高い解し作用（ほぐし作用）を付与できる。
【００２３】  また、例えば落下などの機械的作用を洗濯物に及ぼして洗浄性能を高めることができる。
【００２４】  さらに、弧回転駆動の正方向の急正弧回転と逆方向の急逆弧回転とを交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードにより、正逆交互の急弧回転駆動によって洗濯物の持ち上げ位置や落下位置を、毎回の弧回転駆動において左右交互に入れ換えることができる。そのため、洗濯物が絡むことを、より効果的に防ぎながら解し作用をさらに高めることができる。また、例えば落下などの機械的作用を洗濯物に及ぼす回数を増やすことにより洗浄性能を高めることができる。
【００２５】  また、高い解し作用により、洗浄ステップ、すすぎステップの進行とともに発生する洗濯物同士の絡みを抑制できる。その結果、正逆弧回転モードにおける効果的な叩き洗いを持続的に実行して、洗浄効果およびすすぎ効果を高めることができる。
【００２６】  なお、正逆弧回転駆動モードのみでは、洗濯物の絡み、捩れ、皺よりなどが軽減できるが、洗濯物の上下方向の位置が入れ替わりにくく、回転ドラム４底部の洗濯物が動きにくいため、洗いむらが生じやすい。そこで、正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードを併用することによって、洗濯物の上下方向の位置の入れ替わりを実現する。これにより、正逆連続回転駆動モードにおける洗濯物の絡み、捩れ、皺よりを軽減するとともに、正逆弧回転駆動モードにおける洗濯物に対する機械的作用の付与の不均衡を軽減できる。その結果、正逆弧回転駆動モードによる洗濯物の絡み、捩れ、皺よりを軽減しつつ、しっかりした手もみ洗いの挙動を実現できる。さらに、正逆連続回転駆動モードによる洗濯物を大きく連続に動かして、洗いむらを軽減しながら洗う、均一で強い汚れに対する効果的な洗い挙動を実現できる。
【００２７】  以下に、本実施の形態のドラム式洗濯機における、水循環系１６について、図１を参照しながら、図２Ａと図２Ｂを用いて説明する。
【００２８】  図２Ａは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機の循環ポンプの断面図である。図２Ｂは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機の循環ポンプの側面図である。
【００２９】  まず、図１に示すように、循環ポンプ２０は、洗濯機本体２の底部である台板２ａ上に固定して配設されている。
【００３０】  そして、図２Ａと図２Ｂに示すように、循環ポンプ２０は、樹脂製の取り付け座３５に嵌め付けられたインペラ２０ａを収容した樹脂製のポンプケーシング２０ｂと、循環モータ２０ｃの金属製のモータケーシング２０ｄとから構成されている。このとき、ポンプケーシング２０ｂの開口側は、モータケーシング２０ｄの前端にある軸受隔壁２０ｄ１に当接し一体化するように取り付け座３５に嵌め付けられている。これにより、インペラ２０ａが循環モータ２０ｃのモータ軸２０ｅに直結される。そして、循環ポンプ２０は、取り付け座３５の取り付け片３５ａを介して、例えばボルトなどで洗濯機本体２の台板２ａに固定されている。
【００３１】  また、循環ポンプ２０の排水接続部２０ｇに接続された循環経路３１の吐出側経路３１ｂは、図１に示すように、水槽３の開口１３まわりの前端壁３ｈの最下部に設けた噴射口５１に外面側から接続されている。そして、図１の矢印ａで示すように、水槽３の前端壁３ｈの裏面と、前端壁３ｈに対応する回転ドラム４の前端壁４ｂの表面との間に吐出側経路３１ｂからの洗濯水を噴射する。これにより、水槽３の前端壁３ｈの裏面と、回転ドラム４の前端壁４ｂの表面との間で形成する流路５２を通じて回転ドラム４内に、循環ポンプ２０により洗濯水を吐出する。一方、循環ポンプ２０の流入接続部２０ｆは、循環経路３１の流入側経路３１ａに接続され、水槽３下部に設けられた排水管８ａを介して、水槽３内の洗濯水が、循環ポンプ２０の駆動により、循環ポンプ２０内に注入される。
【００３２】  上記のように構成された水循環系１６の循環ポンプ２０は、以下で説明する制御部２２により制御される。このとき、制御部２２は、以下、図３を用いて説明する、循環モータ２０ｃの負荷の変化を検知する負荷検知部である電流検出部３０により、循環ポンプ２０を制御する。
【００３３】  以下に、循環ポンプ２０の循環モータ２０ｃの制御方法について、図３と図４を用いて説明する。
【００３４】  図３は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の負荷検知部を説明する回路図である。図４は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
【００３５】  すなわち、図３に示すように、制御部２２は、少なくとも洗浄ステップ中において、循環ポンプ２０の循環モータ２０ｃの負荷変動を、電流検出部３０で循環モータ２０ｃの駆動電流値や駆動電力量として測定する。このとき、電流検出部３０として、近年、一般的に利用されている循環モータ２０ｃのインバータ制御の制御方法を応用したものが用いられる。なお、以下では、循環モータ２０ｃの負荷変動として、循環モータ２０ｃの駆動電流値を例に説明する。
【００３６】  そして、図４を用いて以降で説明するように、電流検出部３０で測定した循環モータ２０ｃの負荷の値Ｗと、洗浄ステップの初期の循環モータ２０ｃの負荷の値Ｗ０とを比較することにより、循環モータ２０ｃの負荷変動を検知する。なお、循環モータ２０ｃの初期の負荷の値Ｗ０としては、循環モータ２０ｃの回転数が定常状態になったときの時間平均により求めた値を用いることが好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、負荷変動を検知できるものであればよい。
【００３７】  まず、循環ポンプ２０の循環モータ２０ｃの負荷変動を検知する負荷検知部について、図３を用いて説明する。
【００３８】  図３に示すように、循環モータ２０ｃは、交流電源２５、整流回路２６、インバータ回路２７、負荷検知部３０からの信号に基づいてインバータ回路２７を制御する制御部２２を介して駆動される。整流回路２６は、交流電源２５からの交流電力を直流電力に変換する。ここで、整流回路２６は、全波整流回路２８と、直流倍電圧回路とから構成されている。直流倍電圧回路は、全波整流回路２８の直流出力端子に直列に接続されたコンデンサ２９ａ、２９ｂと、コンデンサ２９ａ、２９ｂの接続点を交流電源の入力の一方の端子に接続することにより構成され、インバータ回路２７への印加電圧を高くしている。インバータ回路２７は、整流回路２６で変換された直流電力を、３相交流電力に変換して循環モータ２０ｃを駆動する。負荷検知部３０である電流検出部は、インバータ回路２７の負電圧側に接続され、インバータ回路２７のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の各下アームに流れる電流を、例えば抵抗の両端の電圧を測定することにより検知する。これにより、インバータ回路２７の出力電流、すなわち、循環モータ２０ｃのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に供給される相電流である駆動電流値を検出することができる。
【００３９】  そして、制御部２２は、電流検出部３０の出力信号に基づいて、インバータ回路２７の駆動電流値を演算し、設定回転数に応じた所定周波数、所定電圧を印加して循環モータ２０ｃの回転駆動を制御する。このとき、循環モータ２０ｃの負荷に応じて、インバータ回路２７の各相に出力される出力電圧に対する駆動電流位相、あるいは無効電流となるように循環モータ２０ｃを制御することにより、循環モータ２０ｃを設定同期速度（設定回転数）で回転駆動することができる。
【００４０】  つまり、上記電流検出部３０を用いることにより、常に循環モータ２０ｃの負荷状態を検知することが可能となる。
【００４１】  以下、回転ドラム４および循環ポンプ２０を駆動させて、洗いステップを実行する際の動作について、図１を参照しながら図４を用いて説明する。
【００４２】  まず、使用者が回転ドラム４内に洗濯物を投入し、操作パネル２１を操作して、運転を開始する。これにより、制御部２２は、給水系７の電磁弁を開き、水槽３内に洗濯水となる水が給水される。
【００４３】  つぎに、水槽３の背面の下方側に設けられた水位検知部４０により、所定の水位まで給水されたことを検知すると、制御部２２は、電磁弁を閉じて給水を停止し、回転ドラム４の回転を開始する。このとき、回転ドラム４を回転させながら、循環ポンプ２０を駆動する。これにより、洗濯物と洗濯水の接触時間が増え、洗浄性能を向上させることができる。
【００４４】  しかし、回転ドラム４の回転と、循環ポンプ２０の駆動により、水槽３内の水位は低下する。また、回転ドラム４内の洗濯物が綿など吸水性の高い繊維が多い場合にも、水槽３内の水位が低下する。さらに、洗濯物の衣類の吸水により、洗濯水の水位が低下しすぎると、洗濯物のたたき洗浄性能が低下する。
【００４５】  ところが、水位検知部４０による水槽３内の水位の検知では、回転ドラム４の回転と循環ポンプ２０の駆動により水位が変動しているのか、または洗濯物の衣類などの吸水により水位が低下しているか判断することが困難である。そのため、水槽３内の水位を正確に検知できない状態で、循環経路３１内に泡や空気が混入して循環ポンプ２０内に入ると、循環ポンプ２０の洗濯水を循環させる出力が低下する。さらに、泡や空気が循環ポンプ２０内に混入すると、循環ポンプ２０により過剰な泡立ちや騒音が発生する場合がある。
【００４６】  一方、水槽３内の水量が減少して水位が低下した状態で循環ポンプ２０を駆動すると、循環ポンプ２０は空気を混入しながら運転する、いわゆるエアがみ状態で駆動されることになる。
【００４７】  そして、循環ポンプ２０がエアがみ状態で駆動されると、図４に示すように循環ポンプ２０の負荷が軽くなるため、循環モータ２０ｃの負荷も軽くなる。つまり、循環モータ２０ｃの負荷の変動により、循環ポンプ２０の状態を検知することができる。
【００４８】  そこで、本実施の形態では、水槽内の水位が大きく低下し、空気の混入が多くなった場合、循環モータ２０ｃの負荷が変動することを利用して、循環ポンプ２０のエアがみを検知する。
【００４９】  具体的には、図４に示すように、負荷検知部により検出される循環モータ２０ｃの負荷に対して、所定の閾値Ｗｄを設ける。そして、所定の閾値Ｗｄより循環モータ２０ｃの負荷が小さくなり、定常状態における循環モータ２０ｃの負荷の値Ｗ０に対して、（Ｗ０−Ｗｄ）以上となる負荷変動Ａが生じた場合に、循環ポンプ２０がエアがみしていると判断する。
【００５０】  そして、循環ポンプ２０のエアがみなどを、電流検出部３０により循環モータ２０ｃの負荷変動として検知すると、制御部２２は循環ポンプ２０の機能を停止するように循環モータ２０ｃの回転数を制御する。具体的には、循環モータ２０ｃの回転を停止、もしくは循環ポンプ２０としての機能が得られない程度に回転数を低下させて駆動させる。そして、循環ポンプ２０の機能を停止させて、水槽３内の水位の低下や、循環経路３１内に泡や空気が混入して循環ポンプ２０内に入ること未然に防止する。これにより、循環ポンプ２０内に混入する泡や空気の破砕による過剰な泡立ちや、破砕時に発生する騒音を抑制することができる。
【００５１】  つぎに、制御部２２は、モータ６の駆動を停止して回転ドラム４の回転を停止させる。
【００５２】  つぎに、回転ドラム４の回転が停止中および循環ポンプ２０の駆動を停止させて水位を安定させた状態で、水位検知部４０により水槽３内の水位を検知する。そして、水位検知部４０が、所定の水位以上であることを検知した場合、再度、回転ドラム４および循環ポンプ２０の駆動を開始する。このとき、水槽３内の水位の低下が、回転ドラム４の回転や循環ポンプ２０の駆動に起因する場合、回転ドラム４の回転の停止および循環ポンプ２０の駆動停止中に、衣類や水槽３内の洗濯水が水位に反映され、水槽３内の水位は回復する。そのため、再度、循環ポンプ２０を駆動しても、水位が回復しているので、循環経路３１内に泡や空気の混入が抑制される。その結果、循環ポンプ２０の出力の低下や過剰な泡立ち、破砕時に発生する騒音を抑えることが可能となる。
【００５３】  一方、水位検知部４０が、所定の水位に満たないことを検知した場合、制御部２２は、洗濯物の吸水により、水槽３内の水位が低下したと判断する。そこで、制御部２２は、給水系７の電磁弁を開いて、再度、水槽３内に、所定の水位まで給水を行う。その後、制御部２２は、モータ６を駆動して回転ドラム４を回転させ、さらに循環ポンプ２０を駆動させる。その結果、循環ポンプ２０による過剰な泡立ちや騒音を抑制するとともに、洗浄性能を低下させず洗いステップを実行できる。
【００５４】  以上で説明したように、本実施の形態によれば、循環ポンプ２０の循環モータ２０ｃの所定の負荷変動を電流検出部３０で検知することにより、循環ポンプ２０の運転中は、常に、循環モータ２０ｃの負荷変動から循環ポンプ２０への泡や空気の混入を検知することが可能となる。その結果、循環ポンプ２０の駆動を停止して、循環ポンプ２０内に混入した泡や空気の破砕による過剰な泡立ちや、破砕時に発生する騒音を抑制することができる。
【００５５】  また、循環ポンプ２０の駆動の停止により、衣類や水槽内に洗濯水が戻って、水槽３内の水位に反映されて、水位が回復する。そのため、再度、循環ポンプ２０を起動した場合に、循環経路内に泡や空気の混入が抑制される。その結果、循環ポンプ２０の出力の低下や過剰な泡立ち、空気の破砕時に発生する騒音を抑えることができる。
【００５６】  （実施の形態２）  以下、本発明の実施の形態２のドラム式洗濯機について、図５を用いて説明する。
【００５７】  図５は、本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
【００５８】  そして、図５に示すように、本実施の形態のドラム式洗濯機は、モータの駆動および循環ポンプの機能を停止し、所定の時間が経過後、水位検知部により水位を検知して制御する点で、実施の形態１とは異なる。他の構成および動作などは、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１の構成や動作を援用して説明する。これにより、誤検知を防止することができる。
【００５９】  すなわち、図５に示すように、まず、本実施の形態のドラム式洗濯機は、回転ドラム４および循環ポンプ２０の駆動中に、負荷検知部３０により循環モータ２０ｃの負荷変動の値Ｗを駆動電流値で検出する。そして、所定の閾値Ｗｄより循環モータ２０ｃの負荷が小さくなり、定常状態における循環モータ２０ｃの負荷の値Ｗ０に対して、（Ｗ０−Ｗｄ）以上となる負荷変動Ａを負荷検知部３０が検知すると、循環ポンプ２０の機能の停止、すなわち循環ポンプ２０の回転数の低下あるいは停止を実行する。
【００６０】  つぎに、制御部２２は、モータ６の駆動を停止して回転ドラム４の回転を停止させる。
【００６１】  つぎに、負荷検知部３０の誤検知を避けるため、循環ポンプ２０の機能を停止して、所定の時間ｔ１が経過した後、制御部２２は水位検知部４０により水槽３内の水位を検知する。このとき、検知した水位が所定の水位以下の場合、素材などにより衣類の吸水量が多いために水位が低下して、循環経路３１内に泡や空気が混入したと判断する。その場合、制御部２２は、給水系７の電磁弁を開いて、所定の水位までの給水、あるいは所定の時間の給水を行った後、再び、洗いステップを実行する。これにより、循環ポンプ２０を停止してから所定の時間ｔ１が経過してから洗濯水の水位を検知するので、水槽３内の水位を正確に検知することができる。その結果、素材などにより異なる衣類の吸水量に合わせて適正な量の給水を行うことができるので、安定した高い洗浄力で洗濯物を洗浄できる。
【００６２】  なお、上記各実施の形態では、洗いステップにおいて、循環モータの負荷変動により、循環ポンプを制御する例で説明したが、これに限られない。例えば、すすぎステップで実行してもよい。これにより、すすぎ性能を、さらに高めることができる。
【００６３】  また、上記各実施の形態では、負荷検知部により循環モータの駆動電流値による負荷変動を検知する例で説明したが、これに限られない。例えば、インバータ制御で駆動される循環ポンプを用いて電力量一定制御などの駆動方式で駆動する場合、循環モータの駆動電力量や回転数などの負荷変動を負荷検知部で検知して制御してもよい。これにより、同様の効果が得られる。
【００６４】  また、上記各実施の形態では、循環モータの３相の駆動電流値を負荷検知部で検出する例で説明したが、これに限られない。例えば、循環モータの３相のうちの１相か２相の駆動電流値を負荷検知部で検出する構成でもよい。これにより、負荷検知部の構成を簡略化できる。
【００６５】  また、上記各実施の形態では、循環モータの駆動電流値を、抵抗の両端の電圧で検知する例で説明したが、これに限られない。例えば、インバータ駆動の際に必要となる電流センサーで検知する構成としてもよい。これにより、安価でコンパクトな負荷検知部を実現できる。
【００６６】  以上で説明したように、本発明のドラム式洗濯機は、有底円筒形に形成された回転ドラムと、回転ドラムを内包する水槽と、水槽内の洗濯水を水槽に接続した循環経路を介して循環ポンプにより循環させる水循環系と、回転ドラムまたは水槽内に給水する給水部と、回転ドラムを駆動するモータと、循環ポンプの負荷を検知する負荷検知部と、洗いステップ、すすぎステップの少なくとも１つを制御する制御部と、を備える。そして、制御部は、モータおよび循環ポンプの駆動時に、負荷検知部が循環ポンプの所定の負荷変動を検知した場合、モータの駆動を停止するとともに、循環ポンプの機能を停止する構成を有する。
【００６７】  この構成により、回転ドラムの回転、循環ポンプの駆動、洗濯物の吸水などの原因により水槽内の水位が低下して、循環経路内に泡や空気が混入し、循環ポンプ内に入ることを防止できる。その結果、混入した泡や空気により発生する循環ポンプにおける過剰な泡立ちや、空気の破砕時に発生する騒音を抑制することができる。また、水槽内の水位が低下した場合、回転ドラムの駆動および循環ポンプの機能の停止中に、衣類や水槽内の洗濯水が水位に反映されて回復する。そのため、再度、循環ポンプを起動しても、水位が回復しているので、循環経路内への泡や空気の混入が抑制される。これにより、エアかみなどに起因する循環ポンプの出力の低下を防止して、ドラム式洗濯機の洗浄力の低下を抑制できる。
【００６８】  また、本発明のドラム式洗濯機は、洗濯水の水位を検知する水位検知部を、さらに備え、制御部は、モータの駆動および循環ポンプの機能を停止した後、水位検知部により検知した水位が所定の水位以下の場合、給水部により給水を行った後に、循環ポンプを駆動する構成を有する。
【００６９】  この構成により、衣類の吸水量が多い場合に起因して水位が低下した場合でも、循環経路内に泡や空気が混入したことを負荷検知部と水位検知部により検知して、給水することができる。これにより、循環ポンプの出力が安定し、過剰な泡立ちや、破砕時に発生する騒音を抑制できる。さらに、循環ポンプの出力の安定により、洗濯水を安定して循環させて洗濯物にかけることができる。その結果、洗浄性能やすすぎ性能を、さらに向上できるドラム式洗濯機を実現できる。
【００７０】  また、本発明のドラム式洗濯機の負荷検知部は、循環ポンプの循環モータの駆動電流値を検知する構成を有する。この構成により、特にインバータ駆動の循環ポンプを使用する場合、インバータ駆動の際に必要となる電流センサーで負荷検知部を構成できる。そのため、安価な負荷検知部を実現できる。
【００７１】  また、本発明のドラム式洗濯機の負荷検知部は、循環ポンプの循環モータの駆動電力量を検知する構成を有する。この構成により、特に、インバータ制御で駆動される循環ポンプを用いて電力量一定制御などの駆動方式で駆動できる。その結果、負荷検知部による負荷変動の検知が容易で精度を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】  本発明のドラム式洗濯機によれば、循環ポンプの出力の低下を抑えて、回転ドラム内に収容した洗濯物を高い洗浄性能で洗濯するドラム式洗濯機などの技術分野に有用である。
【符号の説明】
【００７３】  ２    洗濯機本体  ２ａ    台板  ３    水槽  ３ｈ    前端壁  ４    回転ドラム  ４ａ    回転軸  ４ｂ    前端壁  ５    開閉扉  ６    モータ  ７    給水系  ７ａ    洗剤収容部  ８    排水系  ８ａ    排水管  ８ｂ    排水フィルタ  ９    乾燥系  １３    開口  １４    シール材  １６    水循環系  １９    排水弁  ２０    循環ポンプ  ２０ａ    インペラ  ２０ｂ    ポンプケーシング  ２０ｃ    循環モータ  ２０ｄ    モータケーシング  ２０ｄ１    軸受隔壁  ２０ｅ    モータ軸  ２０ｆ    流入接続部  ２０ｇ    排水接続部  ２１    操作パネル  ２２    制御部  ２５    交流電源  ２６    整流回路  ２７    インバータ回路  ２８    全波整流回路  ２９ａ    コンデンサ  ３０    電流検出部（負荷検知部）  ３１    循環経路  ３１ａ    流入側経路  ３１ｂ    吐出側経路  ３５    取り付け座  ３５ａ    取り付け片  ４０    水位検知部  ５１    噴射口  ５２    流路
【図１】
2013073140.tif 000003
【図２Ａ】
2013073140.tif 000004
【図２Ｂ】
2013073140.tif 000005
【図３】
2013073140.tif 000006
【図４】
2013073140.tif 000007
【図５】
2013073140.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月10日(2014.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯水を循環させる手段を備えたドラム式洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗浄力を向上させるために、水槽内の洗濯水を循環ポンプで循環させる循環機能を有するドラム式洗濯機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、上記ドラム式洗濯機は、水槽内の衣類に洗濯水を噴射する駆動源として循環ポンプを備えている。循環ポンプは、洗濯水が循環する循環経路内に配置され、水位検知部で所定の水位を維持しながら循環ポンプの運転を行っている。これにより、被処理物（洗濯物）と洗濯水との接触を増やして、被処理物を効率よく洗浄できるとしている。
【０００４】
しかしながら、回転ドラム内に投入された洗濯物の多くが吸水性の高い衣類の場合、衣類の吸水により回転ドラム内の洗濯水の水位が低下する。このとき、洗濯水の水位の低下が、循環ポンプの駆動による水位変動であると判断される場合がある。そのため、循環ポンプの運転が継続して続けられ、循環ポンプに泡や空気が入る。その結果、循環ポンプに泡や空気が入ることにより過剰な泡立ちや騒音が発生するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３６０１６号公報
【発明の概要】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のドラム式洗濯機は、有底円筒形に形成された回転ドラムと、回転ドラムを内包する水槽と、水槽内の洗濯水を水槽に接続した循環経路を介して循環ポンプにより循環させる水循環系と、回転ドラムまたは水槽内に給水する給水部と、回転ドラムを駆動するモータと、循環ポンプの負荷を検知する負荷検知部と、洗いステップ、すすぎステップの少なくとも１つを制御する制御部と、を備えている。そして、制御部は、モータおよび循環ポンプの駆動時に、負荷検知部が循環ポンプの所定の負荷変動を検知した場合、モータの駆動を停止するとともに、循環ポンプの機能を停止する構成を有する。
【０００７】
この構成により、回転ドラムの回転や循環ポンプの駆動動作により水位が低下した場合に、循環経路を介して泡や空気が循環ポンプ内に混入しても、循環ポンプの出力が低下したことを検知できる。
【０００８】
また、負荷検知部が循環ポンプの所定の負荷変動を検知した場合、循環ポンプの停止およびモータの駆動を停止する。これにより、回転ドラムの回転や循環ポンプの駆動による水位変動への影響をなくして水位を回復させ、循環経路を介して循環ポンプ内への泡や空気の混入を抑えることができる。その結果、混入した泡や空気により発生する循環ポンプにおける過剰な泡立ちや騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、同実施の形態におけるドラム式洗濯機の循環ポンプの断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、同実施の形態におけるドラム式洗濯機の循環ポンプの側面図である。
【図３】図３は、同実施の形態におけるドラム式洗濯機の負荷検知部の回路図である。
【図４】図４は、同実施の形態におけるドラム式洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。また、以下の実施の形態において、洗濯水とは、洗いステップにおける洗濯水と、すすぎステップにおけるすすぎ水とを含む。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態のドラム式洗濯機は、少なくとも洗濯機本体２の内部に揺動自在に配設された水槽３と、水槽３内に回転自在に配設された回転ドラム４と、水槽３の背面の外側に取り付けられたモータ６と、給水系７と、排水系８と、乾燥系９と、水循環系１６などから構成されている。回転ドラム４は、モータ６により回転駆動される。なお、本実施の形態のドラム式洗濯機は、少なくとも洗いステップ、すすぎステップと、脱水ステップと、乾燥ステップとを、モード設定や制御プログラムに従って自動制御により実行する機能を有する、いわゆるドラム式洗濯機を構成している。このとき、乾燥系９は省略してもよい。
【００１３】
また、給水系７は、電磁弁などで構成される給水弁（図示せず）の開閉によって実線矢印Ａで示すように適時、水槽３内に給水する。このとき、給水を利用して洗剤収容部７ａの洗剤を水槽３内に適時に投入されるように構成されている。
【００１４】
また、排水系８は、洗いステップ終了時やすすぎステップ終了時などの必要なときに一点鎖線矢印Ｂで示す経路に沿って排水弁１９の開閉によって、洗濯水を排水する。このとき、洗濯水は、水槽３の下部に接続された排水管８ａを介して、排水フィルタ８ｂを通過する経路に沿って、ドラム式洗濯機の機外に排水される。なお、排水フィルタ８ｂは、糸屑類を捕集するとともに、外部から取り外し可能に構成されている。
【００１５】
また、水循環系１６は、必要に応じて、洗い準備ステップ、洗いステップ、すすぎステップなどにおいて、循環ポンプ２０を駆動させて水槽３内の洗濯水を、以下に示す経路を介して水槽３に戻すことを繰り返して循環させる。このとき、水循環系１６の経路は、水槽３の下部に接続された排水管８ａから、排水フィルタ８ｂ、循環経路３１の循環ポンプ２０への流入側経路３１ａ、循環ポンプ２０、循環経路３１の循環ポンプ２０からの吐出側経路３１ｂから構成されている。これにより、水槽３に投入された洗剤の早期溶け込みや衣類の偏りを防止して、洗いステップやすすぎステップの機能の向上を図っている。
【００１６】
また、操作パネル２１は洗濯機本体２の前面上部側に設けられ、運転コースなどのモードや各種機能の選択が操作パネル２１の入力設定部の入力により行われる。このとき、制御部２２は、操作パネル２１の入力情報に基づいて、操作パネル２１上の表示部で入力情報を表示して使用者に知らせる。また、操作パネル２１の入力設定部の入力により運転開始が設定されると、制御部２２は、水槽３内の水位を検知する水位検知部４０などからのデータが入力され、ドラム式洗濯機の駆動を開始する。そして、制御部２２は、排水弁１９、給水弁などの動作を制御し、洗浄ステップ、脱水ステップ、乾燥ステップなどの運転により洗濯を実行する。
【００１７】
また、回転ドラム４は、水槽３とともに、開口する正面側（開閉扉５側）から底部となる背面側（モータ６側）に向けて回転軸方向を水平方向から、例えば傾斜角度θ＝２０±１０度に、回転軸４ａを下方に傾斜させて設置されている。このとき、回転ドラム４の回転軸４ａは、水槽３の背面に設けられたモータ６の軸に直結されている。これにより、回転ドラム４の回転軸４ａを水平方向に設置する場合と比べて、回転ドラム４を同じ高さに設置した場合でも、水槽３および回転ドラム４の開口が斜め上向きとなる。その結果、使用者が屈んだりするなどの無理な姿勢を取らずに洗濯物を容易に、回転ドラム４内に出し入れできる。また、本発明者の経験上、傾斜角度θを２０±１０度とすることにより、子供（幼児を除く）から大人までの身長差があっても、また車椅子利用者であっても、洗濯物の出し入れの作業が最も行いやすい状態が得られる。さらに、回転ドラム４の背面側に溜まる回転ドラム４内に給水された洗濯水が少ない場合でも、回転ドラム４を傾斜させることにより、深い貯水状態を実現できる利点もある。
【００１８】
また、水槽３は、給水を効率よく回転ドラム４内の洗濯物に作用させるために、回転ドラム４と同じ傾斜を持って、回転ドラム４の近くに沿うよう設けられている。
【００１９】
また、洗濯機本体２には開閉扉５が設けられ、水槽３の開口１３を開閉扉５の口縁に装着したシール材１４を介して密閉するとともに、また水槽３の開口１３を開くように設けられている。
【００２０】
以下に、本実施の形態のドラム式洗濯機における洗濯動作時の回転ドラムの挙動および効果について説明する。
【００２１】
まず、回転ドラム４は、洗濯動作時において、正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードとで駆動される。ここで、正逆弧回転駆動モードとは、回転ドラム４を９０度を超え１８０度未満で駆動する急正弧回転、急逆弧回転を交互に繰り返す駆動モードである。また、正逆連続回転駆動モードとは、回転ドラム４の回転によって持ち上げられた洗濯物が、自重が勝る高さから落下する挙動を示す回転速度での回転ドラム４の連続回転を正逆交互に繰り返す駆動モードである。
【００２２】
そして、洗浄ステップ、または洗浄ステップおよびすすぎステップにおいて、回転ドラム４の正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードとが、交互に実行される。これにより、洗濯物は、回転ドラム４の９０度を超え１８０度未満の急速度での弧回転および急激な制動により、最大限９０度を超えて１８０度未満まで持ち上げられる。また、洗濯物の持ち上げの最終段階の急激な制動により、洗濯物の慣性および自重で回転ドラム４の内面から剥がし、洗濯物の自重で持ち上げ側とは左右反対の側に洗濯物を確実に落すことができる。その結果、洗濯水を含んで十分に膨潤し、かつ緩み、滑りやすい状態にある洗濯物に対して、特に高い解し作用（ほぐし作用）を付与できる。
【００２３】
また、例えば落下などの機械的作用を洗濯物に及ぼして洗浄性能を高めることができる。
【００２４】
さらに、弧回転駆動の正方向の急正弧回転と逆方向の急逆弧回転とを交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードにより、正逆交互の急弧回転駆動によって洗濯物の持ち上げ位置や落下位置を、毎回の弧回転駆動において左右交互に入れ換えることができる。そのため、洗濯物が絡むことを、より効果的に防ぎながら解し作用をさらに高めることができる。また、例えば落下などの機械的作用を洗濯物に及ぼす回数を増やすことにより洗浄性能を高めることができる。
【００２５】
また、高い解し作用により、洗浄ステップ、すすぎステップの進行とともに発生する洗濯物同士の絡みを抑制できる。その結果、正逆弧回転モードにおける効果的な叩き洗いを持続的に実行して、洗浄効果およびすすぎ効果を高めることができる。
【００２６】
なお、正逆弧回転駆動モードのみでは、洗濯物の絡み、捩れ、皺よりなどが軽減できるが、洗濯物の上下方向の位置が入れ替わりにくく、回転ドラム４底部の洗濯物が動きにくいため、洗いむらが生じやすい。そこで、正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードを併用することによって、洗濯物の上下方向の位置の入れ替わりを実現する。これにより、正逆連続回転駆動モードにおける洗濯物の絡み、捩れ、皺よりを軽減するとともに、正逆弧回転駆動モードにおける洗濯物に対する機械的作用の付与の不均衡を軽減できる。その結果、正逆弧回転駆動モードによる洗濯物の絡み、捩れ、皺よりを軽減しつつ、しっかりした手もみ洗いの挙動を実現できる。さらに、正逆連続回転駆動モードによる洗濯物を大きく連続に動かして、洗いむらを軽減しながら洗う、均一で強い汚れに対する効果的な洗い挙動を実現できる。
【００２７】
以下に、本実施の形態のドラム式洗濯機における、水循環系１６について、図１を参照しながら、図２Ａと図２Ｂを用いて説明する。
【００２８】
図２Ａは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機の循環ポンプの断面図である。図２Ｂは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機の循環ポンプの側面図である。
【００２９】
まず、図１に示すように、循環ポンプ２０は、洗濯機本体２の底部である台板２ａ上に固定して配設されている。
【００３０】
そして、図２Ａと図２Ｂに示すように、循環ポンプ２０は、樹脂製の取り付け座３５に嵌め付けられたインペラ２０ａを収容した樹脂製のポンプケーシング２０ｂと、循環モータ２０ｃの金属製のモータケーシング２０ｄとから構成されている。このとき、ポンプケーシング２０ｂの開口側は、モータケーシング２０ｄの前端にある軸受隔壁２０ｄ１に当接し一体化するように取り付け座３５に嵌め付けられている。これにより、インペラ２０ａが循環モータ２０ｃのモータ軸２０ｅに直結される。そして、循環ポンプ２０は、取り付け座３５の取り付け片３５ａを介して、例えばボルトなどで洗濯機本体２の台板２ａに固定されている。
【００３１】
また、循環ポンプ２０の排水接続部２０ｇに接続された循環経路３１の吐出側経路３１ｂは、図１に示すように、水槽３の開口１３まわりの前端壁３ｈの最下部に設けた噴射口５１に外面側から接続されている。そして、図１の矢印ａで示すように、水槽３の前端壁３ｈの裏面と、前端壁３ｈに対応する回転ドラム４の前端壁４ｂの表面との間に吐出側経路３１ｂからの洗濯水を噴射する。これにより、水槽３の前端壁３ｈの裏面と、回転ドラム４の前端壁４ｂの表面との間で形成する流路５２を通じて回転ドラム４内に、循環ポンプ２０により洗濯水を吐出する。一方、循環ポンプ２０の流入接続部２０ｆは、循環経路３１の流入側経路３１ａに接続され、水槽３下部に設けられた排水管８ａを介して、水槽３内の洗濯水が、循環ポンプ２０の駆動により、循環ポンプ２０内に注入される。
【００３２】
上記のように構成された水循環系１６の循環ポンプ２０は、以下で説明する制御部２２により制御される。このとき、制御部２２は、以下、図３を用いて説明する、循環モータ２０ｃの負荷の変化を検知する負荷検知部である電流検出部３０により、循環ポンプ２０を制御する。
【００３３】
以下に、循環ポンプ２０の循環モータ２０ｃの制御方法について、図３と図４を用いて説明する。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の負荷検知部を説明する回路図である。図４は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
【００３５】
すなわち、図３に示すように、制御部２２は、少なくとも洗浄ステップ中において、循環ポンプ２０の循環モータ２０ｃの負荷変動を、電流検出部３０で循環モータ２０ｃの駆動電流値や駆動電力量として測定する。このとき、電流検出部３０として、近年、一般的に利用されている循環モータ２０ｃのインバータ制御の制御方法を応用したものが用いられる。なお、以下では、循環モータ２０ｃの負荷変動として、循環モータ２０ｃの駆動電流値を例に説明する。
【００３６】
そして、図４を用いて以降で説明するように、電流検出部３０で測定した循環モータ２０ｃの負荷の値Ｗと、洗浄ステップの初期の循環モータ２０ｃの負荷の値Ｗ０とを比較することにより、循環モータ２０ｃの負荷変動を検知する。なお、循環モータ２０ｃの初期の負荷の値Ｗ０としては、循環モータ２０ｃの回転数が定常状態になったときの時間平均により求めた値を用いることが好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、負荷変動を検知できるものであればよい。
【００３７】
まず、循環ポンプ２０の循環モータ２０ｃの負荷変動を検知する負荷検知部について、図３を用いて説明する。
【００３８】
図３に示すように、循環モータ２０ｃは、交流電源２５、整流回路２６、インバータ回路２７、負荷検知部３０からの信号に基づいてインバータ回路２７を制御する制御部２２を介して駆動される。整流回路２６は、交流電源２５からの交流電力を直流電力に変換する。ここで、整流回路２６は、全波整流回路２８と、直流倍電圧回路とから構成されている。直流倍電圧回路は、全波整流回路２８の直流出力端子に直列に接続されたコンデンサ２９ａ、２９ｂと、コンデンサ２９ａ、２９ｂの接続点を交流電源の入力の一方の端子に接続することにより構成され、インバータ回路２７への印加電圧を高くしている。インバータ回路２７は、整流回路２６で変換された直流電力を、３相交流電力に変換して循環モータ２０ｃを駆動する。負荷検知部３０である電流検出部は、インバータ回路２７の負電圧側に接続され、インバータ回路２７のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の各下アームに流れる電流を、例えば抵抗の両端の電圧を測定することにより検知する。これにより、インバータ回路２７の出力電流、すなわち、循環モータ２０ｃのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に供給される相電流である駆動電流値を検出することができる。
【００３９】
そして、制御部２２は、電流検出部３０の出力信号に基づいて、インバータ回路２７の駆動電流値を演算し、設定回転数に応じた所定周波数、所定電圧を印加して循環モータ２０ｃの回転駆動を制御する。このとき、循環モータ２０ｃの負荷に応じて、インバータ回路２７の各相に出力される出力電圧に対する駆動電流位相、あるいは無効電流となるように循環モータ２０ｃを制御することにより、循環モータ２０ｃを設定同期速度（設定回転数）で回転駆動することができる。
【００４０】
つまり、上記電流検出部３０を用いることにより、常に循環モータ２０ｃの負荷状態を検知することが可能となる。
【００４１】
以下、回転ドラム４および循環ポンプ２０を駆動させて、洗いステップを実行する際の動作について、図１を参照しながら図４を用いて説明する。
【００４２】
まず、使用者が回転ドラム４内に洗濯物を投入し、操作パネル２１を操作して、運転を開始する。これにより、制御部２２は、給水系７の電磁弁を開き、水槽３内に洗濯水となる水が給水される。
【００４３】
つぎに、水槽３の背面の下方側に設けられた水位検知部４０により、所定の水位まで給水されたことを検知すると、制御部２２は、電磁弁を閉じて給水を停止し、回転ドラム４の回転を開始する。このとき、回転ドラム４を回転させながら、循環ポンプ２０を駆動する。これにより、洗濯物と洗濯水の接触時間が増え、洗浄性能を向上させることができる。
【００４４】
しかし、回転ドラム４の回転と、循環ポンプ２０の駆動により、水槽３内の水位は低下する。また、回転ドラム４内の洗濯物が綿など吸水性の高い繊維が多い場合にも、水槽３内の水位が低下する。さらに、洗濯物の衣類の吸水により、洗濯水の水位が低下しすぎると、洗濯物のたたき洗浄性能が低下する。
【００４５】
ところが、水位検知部４０による水槽３内の水位の検知では、回転ドラム４の回転と循環ポンプ２０の駆動により水位が変動しているのか、または洗濯物の衣類などの吸水により水位が低下しているか判断することが困難である。そのため、水槽３内の水位を正確に検知できない状態で、循環経路３１内に泡や空気が混入して循環ポンプ２０内に入ると、循環ポンプ２０の洗濯水を循環させる出力が低下する。さらに、泡や空気が循環ポンプ２０内に混入すると、循環ポンプ２０により過剰な泡立ちや騒音が発生する場合がある。
【００４６】
一方、水槽３内の水量が減少して水位が低下した状態で循環ポンプ２０を駆動すると、循環ポンプ２０は空気を混入しながら運転する、いわゆるエアがみ状態で駆動されることになる。
【００４７】
そして、循環ポンプ２０がエアがみ状態で駆動されると、図４に示すように循環ポンプ２０の負荷が軽くなるため、循環モータ２０ｃの負荷も軽くなる。つまり、循環モータ２０ｃの負荷の変動により、循環ポンプ２０の状態を検知することができる。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、水槽内の水位が大きく低下し、空気の混入が多くなった場合、循環モータ２０ｃの負荷が変動することを利用して、循環ポンプ２０のエアがみを検知する。
【００４９】
具体的には、図４に示すように、負荷検知部により検出される循環モータ２０ｃの負荷に対して、所定の閾値Ｗｄを設ける。そして、所定の閾値Ｗｄより循環モータ２０ｃの負荷が小さくなり、定常状態における循環モータ２０ｃの負荷の値Ｗ０に対して、（Ｗ０−Ｗｄ）以上となる負荷変動Ａが生じた場合に、循環ポンプ２０がエアがみしていると判断する。
【００５０】
そして、循環ポンプ２０のエアがみなどを、電流検出部３０により循環モータ２０ｃの負荷変動として検知すると、制御部２２は循環ポンプ２０の機能を停止するように循環モータ２０ｃの回転数を制御する。具体的には、循環モータ２０ｃの回転を停止、もしくは循環ポンプ２０としての機能が得られない程度に回転数を低下させて駆動させる。そして、循環ポンプ２０の機能を停止させて、水槽３内の水位の低下や、循環経路３１内に泡や空気が混入して循環ポンプ２０内に入ること未然に防止する。これにより、循環ポンプ２０内に混入する泡や空気の破砕による過剰な泡立ちや、破砕時に発生する騒音を抑制することができる。
【００５１】
つぎに、制御部２２は、モータ６の駆動を停止して回転ドラム４の回転を停止させる。
【００５２】
つぎに、回転ドラム４の回転が停止中および循環ポンプ２０の駆動を停止させて水位を安定させた状態で、水位検知部４０により水槽３内の水位を検知する。そして、水位検知部４０が、所定の水位以上であることを検知した場合、再度、回転ドラム４および循環ポンプ２０の駆動を開始する。このとき、水槽３内の水位の低下が、回転ドラム４の回転や循環ポンプ２０の駆動に起因する場合、回転ドラム４の回転の停止および循環ポンプ２０の駆動停止中に、衣類や水槽３内の洗濯水が水位に反映され、水槽３内の水位は回復する。そのため、再度、循環ポンプ２０を駆動しても、水位が回復しているので、循環経路３１内に泡や空気の混入が抑制される。その結果、循環ポンプ２０の出力の低下や過剰な泡立ち、破砕時に発生する騒音を抑えることが可能となる。
【００５３】
一方、水位検知部４０が、所定の水位に満たないことを検知した場合、制御部２２は、洗濯物の吸水により、水槽３内の水位が低下したと判断する。そこで、制御部２２は、給水系７の電磁弁を開いて、再度、水槽３内に、所定の水位まで給水を行う。その後、制御部２２は、モータ６を駆動して回転ドラム４を回転させ、さらに循環ポンプ２０を駆動させる。その結果、循環ポンプ２０による過剰な泡立ちや騒音を抑制するとともに、洗浄性能を低下させず洗いステップを実行できる。
【００５４】
以上で説明したように、本実施の形態によれば、循環ポンプ２０の循環モータ２０ｃの所定の負荷変動を電流検出部３０で検知することにより、循環ポンプ２０の運転中は、常に、循環モータ２０ｃの負荷変動から循環ポンプ２０への泡や空気の混入を検知することが可能となる。その結果、循環ポンプ２０の駆動を停止して、循環ポンプ２０内に混入した泡や空気の破砕による過剰な泡立ちや、破砕時に発生する騒音を抑制することができる。
【００５５】
また、循環ポンプ２０の駆動の停止により、衣類や水槽内に洗濯水が戻って、水槽３内の水位に反映されて、水位が回復する。そのため、再度、循環ポンプ２０を起動した場合に、循環経路内に泡や空気の混入が抑制される。その結果、循環ポンプ２０の出力の低下や過剰な泡立ち、空気の破砕時に発生する騒音を抑えることができる。
【００５６】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２のドラム式洗濯機について、図５を用いて説明する。
【００５７】
図５は、本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の動作を示すタイムチャートである。
【００５８】
そして、図５に示すように、本実施の形態のドラム式洗濯機は、モータの駆動および循環ポンプの機能を停止し、所定の時間が経過後、水位検知部により水位を検知して制御する点で、実施の形態１とは異なる。他の構成および動作などは、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１の構成や動作を援用して説明する。これにより、誤検知を防止することができる。
【００５９】
すなわち、図５に示すように、まず、本実施の形態のドラム式洗濯機は、回転ドラム４および循環ポンプ２０の駆動中に、負荷検知部３０により循環モータ２０ｃの負荷変動の値Ｗを駆動電流値で検出する。そして、所定の閾値Ｗｄより循環モータ２０ｃの負荷が小さくなり、定常状態における循環モータ２０ｃの負荷の値Ｗ０に対して、（Ｗ０−Ｗｄ）以上となる負荷変動Ａを負荷検知部３０が検知すると、循環ポンプ２０の機能の停止、すなわち循環ポンプ２０の回転数の低下あるいは停止を実行する。
【００６０】
つぎに、制御部２２は、モータ６の駆動を停止して回転ドラム４の回転を停止させる。
【００６１】
つぎに、負荷検知部３０の誤検知を避けるため、循環ポンプ２０の機能を停止して、所定の時間ｔ１が経過した後、制御部２２は水位検知部４０により水槽３内の水位を検知する。このとき、検知した水位が所定の水位以下の場合、素材などにより衣類の吸水量が多いために水位が低下して、循環経路３１内に泡や空気が混入したと判断する。その場合、制御部２２は、給水系７の電磁弁を開いて、所定の水位までの給水、あるいは所定の時間の給水を行った後、再び、洗いステップを実行する。これにより、循環ポンプ２０を停止してから所定の時間ｔ１が経過してから洗濯水の水位を検知するので、水槽３内の水位を正確に検知することができる。その結果、素材などにより異なる衣類の吸水量に合わせて適正な量の給水を行うことができるので、安定した高い洗浄力で洗濯物を洗浄できる。
【００６２】
なお、上記各実施の形態では、洗いステップにおいて、循環モータの負荷変動により、循環ポンプを制御する例で説明したが、これに限られない。例えば、すすぎステップで実行してもよい。これにより、すすぎ性能を、さらに高めることができる。
【００６３】
また、上記各実施の形態では、負荷検知部により循環モータの駆動電流値による負荷変動を検知する例で説明したが、これに限られない。例えば、インバータ制御で駆動される循環ポンプを用いて電力量一定制御などの駆動方式で駆動する場合、循環モータの駆動電力量や回転数などの負荷変動を負荷検知部で検知して制御してもよい。これにより、同様の効果が得られる。
【００６４】
また、上記各実施の形態では、循環モータの３相の駆動電流値を負荷検知部で検出する例で説明したが、これに限られない。例えば、循環モータの３相のうちの１相か２相の駆動電流値を負荷検知部で検出する構成でもよい。これにより、負荷検知部の構成を簡略化できる。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、循環モータの駆動電流値を、抵抗の両端の電圧で検知する例で説明したが、これに限られない。例えば、インバータ駆動の際に必要となる電流センサーで検知する構成としてもよい。これにより、安価でコンパクトな負荷検知部を実現できる。
【００６６】
以上で説明したように、本発明のドラム式洗濯機は、有底円筒形に形成された回転ドラムと、回転ドラムを内包する水槽と、水槽内の洗濯水を水槽に接続した循環経路を介して循環ポンプにより循環させる水循環系と、回転ドラムまたは水槽内に給水する給水部と、回転ドラムを駆動するモータと、循環ポンプの負荷を検知する負荷検知部と、洗いステップ、すすぎステップの少なくとも１つを制御する制御部と、を備える。そして、制御部は、モータおよび循環ポンプの駆動時に、負荷検知部が循環ポンプの所定の負荷変動を検知した場合、モータの駆動を停止するとともに、循環ポンプの機能を停止する構成を有する。
【００６７】
この構成により、回転ドラムの回転、循環ポンプの駆動、洗濯物の吸水などの原因により水槽内の水位が低下して、循環経路内に泡や空気が混入し、循環ポンプ内に入ることを防止できる。その結果、混入した泡や空気により発生する循環ポンプにおける過剰な泡立ちや、空気の破砕時に発生する騒音を抑制することができる。また、水槽内の水位が低下した場合、回転ドラムの駆動および循環ポンプの機能の停止中に、衣類や水槽内の洗濯水が水位に反映されて回復する。そのため、再度、循環ポンプを起動しても、水位が回復しているので、循環経路内への泡や空気の混入が抑制される。これにより、エアかみなどに起因する循環ポンプの出力の低下を防止して、ドラム式洗濯機の洗浄力の低下を抑制できる。
【００６８】
また、本発明のドラム式洗濯機は、洗濯水の水位を検知する水位検知部を、さらに備え、制御部は、モータの駆動および循環ポンプの機能を停止した後、水位検知部により検知した水位が所定の水位以下の場合、給水部により給水を行った後に、循環ポンプを駆動する構成を有する。
【００６９】
この構成により、衣類の吸水量が多い場合に起因して水位が低下した場合でも、循環経路内に泡や空気が混入したことを負荷検知部と水位検知部により検知して、給水することができる。これにより、循環ポンプの出力が安定し、過剰な泡立ちや、破砕時に発生する騒音を抑制できる。さらに、循環ポンプの出力の安定により、洗濯水を安定して循環させて洗濯物にかけることができる。その結果、洗浄性能やすすぎ性能を、さらに向上できるドラム式洗濯機を実現できる。
【００７０】
また、本発明のドラム式洗濯機の負荷検知部は、循環ポンプの循環モータの駆動電流値を検知する構成を有する。この構成により、特にインバータ駆動の循環ポンプを使用する場合、インバータ駆動の際に必要となる電流センサーで負荷検知部を構成できる。そのため、安価な負荷検知部を実現できる。
【００７１】
また、本発明のドラム式洗濯機の負荷検知部は、循環ポンプの循環モータの駆動電力量を検知する構成を有する。この構成により、特に、インバータ制御で駆動される循環ポンプを用いて電力量一定制御などの駆動方式で駆動できる。その結果、負荷検知部による負荷変動の検知が容易で精度を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明のドラム式洗濯機によれば、循環ポンプの出力の低下を抑えて、回転ドラム内に収容した洗濯物を高い洗浄性能で洗濯するドラム式洗濯機などの技術分野に有用である。
【符号の説明】
【００７３】
２    洗濯機本体
２ａ    台板
３    水槽
３ｈ    前端壁
４    回転ドラム
４ａ    回転軸
４ｂ    前端壁
５    開閉扉
６    モータ
７    給水系
７ａ    洗剤収容部
８    排水系
８ａ    排水管
８ｂ    排水フィルタ
９    乾燥系
１３    開口
１４    シール材
１６    水循環系
１９    排水弁
２０    循環ポンプ
２０ａ    インペラ
２０ｂ    ポンプケーシング
２０ｃ    循環モータ
２０ｄ    モータケーシング
２０ｄ１    軸受隔壁
２０ｅ    モータ軸
２０ｆ    流入接続部
２０ｇ    排水接続部
２１    操作パネル
２２    制御部
２５    交流電源
２６    整流回路
２７    インバータ回路
２８    全波整流回路
２９ａ    コンデンサ
３０    電流検出部（負荷検知部）
３１    循環経路
３１ａ    流入側経路
３１ｂ    吐出側経路
３５    取り付け座
３５ａ    取り付け片
４０    水位検知部
５１    噴射口
５２    流路
【手続補正２】
【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】
有底円筒形に形成された回転ドラムと、
前記回転ドラムを内包する水槽と、
前記水槽内の洗濯水を前記水槽に接続した循環経路を介して循環ポンプにより循環させる水循環系と、
前記回転ドラムまたは前記水槽内に給水する給水部と、
前記回転ドラムを駆動するモータと、
前記循環ポンプの負荷を検知する負荷検知部と、
前記洗濯水の水位を検知する水位検知部と、
洗いステップ、すすぎステップの少なくとも１つを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記モータおよび前記循環ポンプの駆動時に、前記負荷検知部が前記循環ポンプの所定の負荷変動を検知した場合、前記モータの駆動を停止するとともに、前記循環ポンプの機能を停止し、所定の時間が経過した後、前記水位検知部により検知した前記水位が所定の水位以下の場合、前記給水部により給水を行った後に、前記循環ポンプを駆動するドラム式洗濯機。
【請求項２】
前記水位検知部により検知した前記水位が所定の水位以上の場合、前記循環ポンプを駆動する請求項１に記載のドラム式洗濯機。
【請求項３】
前記負荷検知部は、前記循環ポンプの循環モータの駆動電流値を検知する請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
【請求項４】
前記負荷検知部は、前記循環ポンプの循環モータの駆動電力量を検知する請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013073140.tif 000009
【図２Ａ】
2013073140.tif 000010
【図２Ｂ】
2013073140.tif 000011
【図３】
2013073140.tif 000012
【図４】
2013073140.tif 000013
【図５】
2013073140.tif 000014
【国際調査報告】
2013073140.tif 000015
2013073140.tif 000016
2013073140.tif 000017
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