(57)【要約】【課題】効率良い給水と洗浄性能向上を図ったドラム式洗濯機を提供する。【解決手段】給水行程において、給水弁１０を開いて外槽２への給水を行いつつ、ドラム３を一定速度での回転、一定加速度での減速、一定速度での回転、一定加速度での加速の一連動作を繰り返して動作させながら、所定水位になってから循環ポンプ１３を動作させるとともに、モータトルク検知手段２３で検知するモータ４の回転トルクが所定の第１の閾値以上になった場合、あるいは、一定加速度での加速および減速時の回転トルクの前回あるいは前々回からの変動量の変化が所定の第２の閾値以下になった場合に、給水弁１０による給水を終了する構成とすることにより、時間を節約して効率よく給水動作が行なえるとともに、給水後の洗濯物攪拌による水位低下を防止できるので、洗浄性能向上も図ることができる。【選択図】図１
2019058604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、前記洗濯槽を回転駆動するモータと、前記外槽へ給水する給水弁と、前記外槽内の洗濯水を前記洗濯槽内に循環する循環経路と、前記循環経路に洗濯液を循環する循環ポンプと、前記外槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記洗濯槽の回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータの回転トルクを検知するモータトルク検知手段と、任意の時点からの経過時間を計測する時間計測手段と、各種の設定内容や検知、測定結果を記憶する記憶手段と、前記モータ、給水弁、循環ポンプ等を制御して、洗い、すすぎ、脱水等の各行程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、給水行程において、前記給水弁を開いて前記外槽への給水を行いつつ、前記洗濯槽を一定速度での回転、一定加速度での減速、一定速度での回転、一定加速度での加速の一連動作を繰り返して動作させながら、所定水位になってから前記循環ポンプを動作させるとともに、前記モータトルク検知手段で検知する前記モータの回転トルクが第１の閾値以上になった場合、あるいは、前記一定加速度での加速および減速時の回転トルクの前回あるいは前々回からの変動量の変化が第２の閾値以下になった場合に、前記給水弁による給水を終了する洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯対象物を洗濯する洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のドラム式洗濯機では、給水時に循環ポンプを動作させて、ドラム上方より洗濯物に散水して洗濯物に吸水させる構成が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載された従来のドラム式洗濯機の縦断面図である。
【０００４】
図７において、ドラム１２１の前面開口部と対向して、ドラム１２１を内包する水受槽１２３前面にも開口部を設け、水受槽１２３の開口部には蓋１３１が開閉自在に設けてある。
【０００５】
そして、水受槽１２３の底部に設けた開口部から水を吸い込む循環ポンプ１３７と、この循環ポンプ１３７の吐出口側に連結された循環ホース１３８と、この循環ホース１３８の一端側が連結されドラム１２１内に臨む吐出口１３９とにより、循環手段が構成されている。この吐出口１３９は、ドラム１２１の前面開口部に臨む位置で、かつドラム１２１の上方に配設され、ドラム１２１の中心部に向けて、水を吐出するようになっている。
【０００６】
また、この吐出口１３９は、水道水をドラム１２１内に給水するための給水ホース１４１も接続されており、本体１３２の後方部に取り付けた給水弁１５３を開くことで水道水を吐出口１３９から吐出するようになっている。
【０００７】
以上のように構成され、ドラム１２１内に洗濯物と洗剤を投入して運転を開始すると、給水弁１５３が開き水道水を吐出口１３９からドラム１２１内に吐出する。そして、所定の水位Ｂになると、循環ポンプ１３７を動作させて、ドラム１２１内の水を吐出口１３９からドラム１２１内に吐出する。この時、循環ホース１３８内の水、ドラム１２１内に放出中の水、洗濯物に吸水された水の量だけ水位が低下するので、水位を確認し、水位が低下した分の給水弁１５３による給水動作を行う。
【０００８】
この循環ポンプ１３７の動作と、水位確認、給水弁１５３の動作を繰り返しながら、布量に応じた設定水位まで給水していく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２１５８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような従来の洗濯機では、洗濯槽と循環ポンプの動作による洗濯対象物への吸水と水受槽への給水を交互に行っているので、効率的でない。
【００１１】
また、水受槽内の洗濯水を残らず循環ポンプでかきあげると、循環ポンプ内に水がない状態で動作させることになり、循環ポンプの動作音が大きくなる問題がある。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、効率よく給水動作が行なえるとともに、
給水後の洗濯物攪拌による水位低下を防止でき、洗浄性能の向上を図れ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】
【００１３】
本発明は、前期従来の課題を解決するために、洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、前記洗濯槽を回転駆動するモータと、前記外槽へ給水する給水弁と、前記外槽内の洗濯水を前記洗濯槽内に循環する循環経路と、前記循環経路に洗濯液を循環する循環ポンプと、前記外槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記洗濯槽の回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータの回転トルクを検知するモータトルク検知手段と、任意の時点からの経過時間を計測する時間計測手段と、各種の設定内容や検知、測定結果を記憶する記憶手段と、前記モータ、給水弁、循環ポンプ等を制御して、洗い、すすぎ、脱水等の各行程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、給水行程において、前記給水弁を開いて前記外槽への給水を行いつつ、前記洗濯槽を一定速度での回転、一定加速度での減速、一定速度での回転、一定加速度での加速の一連動作を繰り返して動作させながら、所定水位になってから前記循環ポンプを動作させるとともに、前記モータトルク検知手段で検知する前記モータの回転トルクが第１の閾値以上になった場合、あるいは、前記一定加速度での加速および減速時の回転トルクの前回あるいは前々回からの変動量の変化が第２の閾値以下になった場合に、前記給水弁による給水を終了することにより、効率よく給水動作が行なえるとともに、給水後の洗濯物攪拌による水位低下を防止できるので、洗浄性能向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の洗濯機は、効率よく給水動作が行なえるとともに、給水後の洗濯物攪拌による水位低下を防止できるので、洗浄性能向上も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の縦断面図
【図２】同ドラム式洗濯機のブロック回路図
【図３】同洗濯機の給水行程の制御を示したフローチャート
【図４】同洗濯機の給水行程中のドラム回転数制御を示したフローチャート
【図５】同洗濯機の給水行程中の循環ポンプ制御を示したフローチャート
【図６】同洗濯機のドラム回転と循環ポンプ動作とその際のモータトルクの変化を示した図
【図７】従来のドラム式洗濯機の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する外槽と、前記洗濯槽を回転駆動するモータと、前記外槽へ給水する給水弁と、前記外槽内の洗濯水を前記洗濯槽内に循環する循環経路と、前記循環経路に洗濯液を循環する循環ポンプと、前記外槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記洗濯槽の回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータの回転トルクを検知するモータトルク検知手段と、任意の時点からの経過時間を計測する時間計測手段と、各種の設定内容や検知、測定結果を記憶する記憶手段と、前記モータ、給水弁、循環ポンプ等を制御して、洗い、すすぎ、脱水等の各行程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、給水行程において、前記給水弁を開いて前記外槽への給水を行いつつ、前記洗濯槽を一定速度での回転、一定加速度での減速、一定速度での回転、一定加速度での加速の一連動作を繰り返して動作させながら、所定水位になってから前記循環ポンプを動作させるとともに、前記モータトルク検知手段で検知する前記モータの回転トルクが第１の閾値以上になった場合、あるいは、前記一定加速度での加速および減速時の回転トルクの前回あるいは前々回からの変動量の変化が第２の閾値以下になった場合に、前記給水弁による給水を終了することにより、効率よく給水動作が行なえるとと
もに、給水後の洗濯物攪拌による水位低下を防止できるので、洗浄性能向上を図ることができる。
【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、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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の縦断面図、図２は、同ドラム式洗濯機のブロック回路図である。
【００１９】
図１および図２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水受槽としての外槽２が配設されている。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。
【００２０】
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（図示せず）が設けられており、通水孔に洗濯液や空気を通過させる。
【００２１】
外槽２の上方には、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、運転行程に応じて外槽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内へ流し込まれる。
【００２２】
外槽２の下部の最低部には、排水用の取水管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（図示せず）につながっており、排水弁６を開くことで外槽２内の水が機外に排水される。
【００２３】
なお、本実施の形態において、外槽２からの排水は、排水弁６を開くことで行っているが、これに限定されるものではない。例えば、排水弁６の位置に排水ポンプを配置し、排水ポンプを駆動することにより、外槽２内の水を排水するように構成しても良い。この構成では、排水先を高い位置にある排水口にすることができる。
【００２４】
取水管５には、外槽２に給水された洗濯水の水位を検知する水位検知手段として水位センサ８が接続されている。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、例えば、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としては、静電容量の変化の検出やひずみゲージが用いられる。
【００２５】
循環経路１２の一端は、取水管５と排水弁６の間に連通されており、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ている。循環経路１２には、循環ポンプ１３が設けられている。
【００２６】
外槽２やドラム３を満たしている洗濯水は、循環ポンプ１３により取水管５から取り込まれ、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。
【００２７】
外槽２の底部には、シーズヒータ等からなる加熱部１４が備えられている。加熱部１４により洗濯水を加熱して、ドラム３内部の洗濯物を温水で洗浄することができる。水温を検知するための水温センサ１８が備えられている。
【００２８】
取水管５の下流側近傍には、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や排水弁６が詰まる虞があるため、フィルタ１５により、洗濯物の繊維や髪の毛などの異物を取り除く。
【００２９】
外箱１の上部前方には、操作表示部２０が設けられており、操作表示部２０を操作することにより運転コース等のモードや各種機能が選択され、選択された入力情報を操作表示部２０に表示して使用者に報知する。
【００３０】
図２に示すブロック回路図において、回転数検知手段２４は、モータ４の回転数を検知することにより、ドラム３の回転数を検知する。
【００３１】
モータトルク検知手段２３は、モータ４の回転トルクを検知し、布量検知手段２５は、洗濯物の量を検知する。
【００３２】
記憶手段２７は、各種の設定内容や検知、測定結果を記憶する。
【００３３】
制御手段１６は、水位検知手段８、温度センサ１８、回転数検知手段２４、モータトルク検知手段２３、布量検知手段２５などからの信号を入力し、モータ４、給水弁１０、排水弁６、循環ポンプ１３、加熱手段１４などを制御し、洗い、すすぎ、脱水などの各行程を逐次制御する。
【００３４】
また、制御手段１６は、時間計測手段２６を制御することによって、任意の時点からの経過時間を計測する。
【００３５】
次に、本実施の形態の洗濯機の動作について、図３から図６を参照しながら説明する。
【００３６】
図３は、本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の給水行程の制御を示したフローチャート、図４は、同洗濯機の給水行程中のドラム回転数制御を示したフローチャート、図５は、同洗濯機の給水行程中の循環ポンプ制御を示したフローチャート、図６は、同洗濯機のドラム回転と循環ポンプ動作とその際のモータトルクの変化を示した図である。
【００３７】
図３において、ドラム３内に洗濯物と洗剤が投入されて洗い行程が始まると、まず給水行程が始まる（ステップＳ３００）。
【００３８】
制御手段１６は、最初にステップＳ３０１にて、布量検知手段２５により洗濯物の量を検知して判定する布量検知を行い、検知した布量に応じた水位の設定を行なう。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を回転させる時の、モータ４の電流の大きさや電流変化量、回転角の変化などの少なくとも一つのモータ４の動作に関する情報を検出することによって行う。
【００３９】
制御手段１６は、ステップＳ３０１にて布量検知手段２５により検知した洗濯物の量に基づいて、洗濯動作の際の各種制御パラメータを決定する。制御パラメータの一例としては、洗濯の際の目標水位レベルがある。洗濯物が多い場合には、水位を高めに設定し、洗濯物が少ない場合には、水位を低めに設定する。
【００４０】
布量検知（ステップＳ３０１）の後、給水弁１０が動作して給水が始まり（ステップＳ３０２）、水位検知手段８が布量に応じた設定水位よりも低い所定水位、本実施の形態では、例えば、ドラム３の最下部の水位に達したか否かを検知する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３において、水位検知手段８がドラム３の最下部の水位に達したことを検
知する（ステップＳ３０３のＹＥＳ）と、給水弁１０が動作を継続して給水しながら、ステップＳ３０４にてドラム回転数制御を実施する。
【００４１】
ドラム回転数制御は、図４、図６に基づいて説明する。
【００４２】
図４、図６において、ドラム回転数制御は、ドラム３の回転数を周期的に変動させる制御であり、図６の下から二番目に記載されているグラフがドラム３の回転数が変動している様子を表している。
【００４３】
回転数の変動は、図６において、一番左の、一定回転数での回転している状態から、一定の加速度で減速する期間の後、最初の回転数よりは低い回転数での一定回転数を維持している状態へと移行し、その後、一定の加速度で加速する期間の後、最初の回転数で一定回転する状態へと移行する。
【００４４】
以降、減速と加速の間に一定回転数で回転するという動作を繰り返す。低い方の回転数で一定回転数を維持している期間の時間をＴ１、高い方の回転数で一定回転数を維持している期間の時間をＴ２、減速している期間の時間をＴ３、加速している期間の時間をＴ４として、各期間が全て固定の時間とすれば、時間計測手段２６によって時間経過とともに各期間を遷移していくようにしてドラム３の回転数の制御を行なう。
【００４５】
図４は、図３におけるドラム３の回転数の制御を行なうためのフローチャートである。
【００４６】
ステップＳ４００でドラム回転数制御が開始されると、ステップＳ４０１にてドラム３の回転を一定に維持する期間か否かを時間計測手段２６によって判定し、一定に維持する期間（ステップＳ４０１のＹＥＳ）であれば、ステップＳ４０２へと進み、ドラム３の回転の目標回転数を維持するように制御する、
なお、明記していないが、所定水位到達（ステップＳ３０３）の後、給水を行いつつドラム３を回転させるにあたっては、ドラム３の回転が停止しているところから開始されるので、モータ４の回転起動処理による、所定の回転数までの制御は行なわれる。
【００４７】
ステップＳ４０１にてドラム回転を加速もしくは減速する期間であった場合（ステップＳ４０１のＮＯ）には、Ｓ４０３へ進み加速期間か減速期間かを判定する。
【００４８】
ステップＳ４０３で加速期間と判定された場合（ステップＳ４０３のＹＥＳ）には、ステップＳ４０４へ進み、単位時間当たりのドラム３の回転数の上昇率を一定に保つようにしつつ上昇させる。ステップＳ４０３で減速期間と判定された場合（ステップＳ４０３のＮＯ）には、ステップＳ４０５へ進み、単位時間当たりのドラム３の回転数の下降率を一定に保つようにしつつ下降させる。
【００４９】
制御手段１６は、ステップＳ４０２、ステップＳ４０４、ステップＳ４０５の目標回転数の決定後、現在のドラム３の回転数からの変化を実現するために、モータ４を駆動するためのトルクを調整する（ステップＳ４０６）。すなわち、目標回転数に対して現在の回転数が下回る場合には、トルクを上げるようにモータ４を駆動するための電流量を上げ、逆であればトルクを下げるために電流量を下げるようにフィードバック制御を行う。
【００５０】
そして、それぞれのステップにおいて、それぞれの所定時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４が経過し（ステップＳ４０７のＹＥＳ）、給水行程が終了する（ステップＳ４０８のＹＥＳ）と、ドラムの回転数制御がステップＳ４０９にて終了する。
【００５１】
図３において、ドラム回転数制御を行うステップＳ３０４の後、循環ポンプ制御を行う
ステップＳ３０５へと移行する。実際の動きとしては、ドラム回転数制御と循環ポンプ制御は並行して行われている。循環ポンプ制御は、図５、図６にて説明する。
【００５２】
図５、図６において、循環ポンプ制御は、循環ポンプ１３を断続的に駆動させて、外槽２内の洗濯水を上方の吐出口１１からドラム３内の洗濯物に向かって吐出させる制御であり、図６の一番下に記されているグラフが循環ポンプ１３動作のチャートである。
【００５３】
図６のチャート上で周期的に矩形波的に高いレベルとなっている位置で、循環ポンプ１３が駆動され、循環経路１２を経由して洗濯液がドラム３内部へと流れ込む。
【００５４】
ここで、循環ポンプ１３が駆動される時間は、Ｔ５であるが、これはドラム３最下部から下の外槽２内にたまる水量を循環ポンプ１３の流量で除した時間としている。これにより、循環ポンプ１３の駆動によって、ドラム３最下部から下の外槽２内に溜まる水量分ずつをドラム３内部の洗濯物にかけていくという動作とすることができる。
【００５５】
循環ポンプ１３が駆動される時間Ｔ５が、上述の設定時間よりも長くなると、外槽２内に溜まった水が残らず循環経路１２から吐出口１１へ送られ、循環ポンプ１３内に水がない状態でカラ回りすることになる。この場合、空気を巻き込んでエア噛み状態での動作となり、流量の低下や、動作音が大きくなる。上記よりも短い場合は、衣類への吸水の為の循環ポンプの駆動時間が短くなり、結果として、給水工程にかかる時間が延びることになる。
【００５６】
図６に示すように、循環ポンプ１３の駆動タイミングは、ドラム３の回転数制御に対して同期しており、循環ポンプ１３は、ドラム３の回転数が一定の区間でのみ駆動するものとなっている。これは、ドラム３の回転数制御がＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の固定時間によって決まる周期的な制御となっていることと、制御手段１６のタイマ機能などを組み合わせることで容易に実現することができる。
【００５７】
図５に示すフローチャートに基づいて循環ポンプ１３の制御を説明する。
【００５８】
ステップＳ５００で循環ポンプ１３の制御が開始すると、ステップＳ５０１にて、循環ポンプ１３のＯＮ期間か否かを判定する。この判定は、既に説明した様に、時間計測手段２６と、ドラム回転数制御の制御期間を決めるＴ１からＴ４の値、及び循環ポンプ駆動時間のＴ５によって判定される。
【００５９】
ステップＳ５０１にて、循環ポンプ１３のＯＮ期間であると判定された場合（ステップＳ５０１のＹＥＳ）には、循環ポンプ１３をＯＮし（ステップＳ５０２）、循環ポンプ１３のＯＮ期間でなければ（ステップＳ５０１のＮＯ）、循環ポンプ１３をＯＦＦ（Ｓ５０３）する。
【００６０】
所定時間Ｔ５が経過し（ステップＳ５０４のＹＥＳ）、給水行程が終了しない場合（ステップＳ５０５のＮＯ）には、循環ポンプ１３は、上記の制御で断続的に駆動する。給水行程が終了する（ステップＳ５０５のＹＥＳ）と、ステップＳ５０６にて循環ポンプ制御が終了する。
【００６１】
図３において、循環ポンプ制御の後、ステップＳ３０６にてモータ４駆動にかかる回転トルク検知を行い、以降、モータ駆動制御を行う。
【００６２】
モータ４のトルク検知は、モータトルク検知手段２３により、モータ４に流れる電流を検知して、トルクを発生している成分を算出することにより得られる。モータ４のトルク
は、瞬時に変動を繰り返しているが、移動平均の値を用いるなど平均化の手法によって、図６の下から３段目に、ドラム回転用モータのトルク量として図示している信号相当を得ることができる。さらに、後行程でモータのトルク量を利用するため、制御手段１６は、算出したトルク量を記憶手段２７に記憶する。
【００６３】
モータ４のトルクについて説明すると、本実施の形態では、図６に示すように、ドラム３の回転数を一定に保つ期間と、ドラム３の回転数を定期的に一定加速度で加減速する期間とを交互に持たせつつ、循環ポンプ１３を定期的に駆動して、洗濯水をドラム３の下から循環経路１２経由で掻き上げてドラム３内の洗濯物に振りかけている。
【００６４】
これにより、結果として、ドラム３内の洗濯物に洗濯水が浸透し、ドラム３を回転させるためにかかる負荷は、給水行程開始直前のドラム３自体と洗濯物だけの状態から、洗濯物が吸水した洗濯水の重量分ずつ増加していくこととなる。この負荷の増加は、ドラム３を回転させるためのモータ４駆動に必要なトルクの変化となって現れる。
【００６５】
回転体のトルクは、回転の加速度と回転体の慣性力（イナーシャ）の積によって得られる項と、回転にかかる摩擦に相当する項との合算によって得られる。
【００６６】
トルクの前者の項で、回転体の慣性力は、概ね回転体の重量の増加に伴って増加する。すなわち、ドラム３の回転の加減速を行っている場合には、ドラム３内の負荷の重量の変化がモータ４駆動に必要なトルクの変動となって現れる。ドラム３を加速する際には、トルクは、慣性力に応じて増加し、減速する際には、トルクは、慣性力に応じて減少する。
【００６７】
トルクの後者の項、すなわち、回転にかかる摩擦に相当する項は、給水が進んで外槽２内の洗濯液の水位が高くなると、増加する。
【００６８】
図６の下から３段目に示したグラフは、モータ４のトルクの変化をドラム回転用モータのトルク量として示している。
【００６９】
ドラム３の回転数が一定の期間では、回転にかかる摩擦に相当する項のトルクのみとなるので、行程の途中までほぼ一定であるが、図中の左から右へ向かって行程が進んで、洗濯物の吸水が終わると、外槽２内の洗濯液の水位が上昇することにより、少しずつトルクが上昇する。
【００７０】
この項相当を抜き出して図示したものが、図６中の上から二番目の△印でプロットした点である。また、ドラム３の回転数の減速期間では、その前後のドラム回転数一定の期間と比較してトルクが減少し、加速期間では、トルクが増加する。
【００７１】
このトルクの変化量の絶対値をプロットしたのが、図６の一番上の○印でプロットした点である。このトルクの変化量の絶対値は、ドラム３内の負荷の増加によって増加していき、洗濯物の吸水が終わると、その変化率は少なく、飽和していく。
【００７２】
なお、このように、ドラム３回転に必要なトルクがドラム３内の負荷の重量を反映することを利用するため、ドラム３の回転数は、吸水した洗濯物が遠心力によってドラム３の壁面にはりつく程度の高回転である必要がある。また、ドラム３の回転数は、あまりに高回転にすると、ドラム３内部の洗濯物のアンバランスによって、不要な振動が発生する虞があるので、ドラム３の回転数は、外槽２の共振周波数より低い回転数に設定する必要がある。ドラム３の回転数は、概ね８０ｒ／ｍｉｎ以上、１３０ｒ／ｍｉｎ以下に設定すればよく、この回転数の範囲内で、図４で実施するドラム回転数の上昇と下降を行う。
【００７３】
図３の給水行程のフローチャートにおいて、ステップＳ３０６にてトルク検知を行なった後、ドラム３の回転が一定回転数の期間か否かを判定（ステップＳ３０７）する。ドラム３の回転が一定回転数の期間であった場合（ステップＳ３０７のＹＥＳ）には、ステップＳ３０８にて、先に説明したステップＳ３０６のトルク検知で記憶手段２７に記憶したトルク量が、規定されている閾値以上であるか否かを判定する。このトルク量の値は、図６の上から二番目に△印でプロットした点の値である。
【００７４】
すなわち、図６の上から二番目に△印でプロットした点のトルク量は、洗濯物の吸水が終わって水位が上昇することにより上昇していく値であり、閾値は、この洗濯物の吸水が終わった際に到達する値に設定する。
【００７５】
ステップＳ３０８にてトルク量が第１の閾値を超えていない場合（ステップＳ３０８のＮＯ）には、ステップＳ３０２へ戻って、給水、ドラム回転数制御、循環ポンプ制御などの一連の給水行程を継続する。ステップＳ３０８にて第１の閾値を超えた場合（ステップＳ３０８のＹＥＳ）には、給水行程を終了（ステップＳ３１０）し、洗濯運転の次行程へ移行する。
【００７６】
ステップＳ３０８にてドラム３の回転が一定ではなく加減速している期間であると判定された場合（ステップＳ３０７のＮＯ）には、Ｓ３０９へと移行する。ステップＳ３０９では、先に説明したステップＳ３０６のトルク検知で記憶手段２７に記憶したトルク量に対して、ひとつ前のドラム３の回転が一定回転数の期間のトルク量と現在のドラム３の回転が加減速している期間のトルク量との変動量を算出し、さらにふたつ前のドラム３の回転が一定回転数の期間のトルク量と一つ前のドラム回転が加減速している期間のトルク量との変動量をさらに算出し、両者の変動量の変化が規定の閾値以下か否かを判定する。
【００７７】
この判定は、図６の一番上の○印でプロットした値を、一つ前の○印の値からどれだけ変化しているかを判定していることになる。すなわち、洗濯物が吸水した結果としてモータ４で駆動する慣性力が変化していく様子を確認し、この変化が少なくなることで洗濯物の吸水が終わったことを判定できる。
【００７８】
ステップＳ３０９で、トルク量の変化が大きく、第２の閾値を超えている場合に（ステップＳ３０９のＮＯ）には、ステップＳ３０２へ戻って、給水、ドラム回転数制御、循環ポンプ制御などの一連の給水行程を継続する。ステップＳ３０９にてトルク量の変化が小さく、第２の閾値以下の場合（ステップＳ３０９のＹＥＳ）には、給水行程を終了（ステップＳ３１０）し、洗濯運転の次行程へ移行する。
【００７９】
なお、本実施の形態では、図３に示すフローチャートにおいて、給水行程を終了する条件として、ドラム３を回転させるモータ４のトルク量から判定する構成としたが、これに限定されるものではない。
【００８０】
例えば、最大の給水量を規定して、給水工程開始からの給水量が規定した最大の給水量を上回った場合にも給水工程を終了するようにしても良い。
【００８１】
図３のフローチャートに示す本実施の形態の終了判定に、上記の構成を付加することにより、極端に吸水するような洗濯物に対して、異常に大量の給水を行うことを回避することができる。
【００８２】
給水開始からの給水量を計測する実施の形態は、例えば、給水弁１０を通る流量を給水口９から給水弁１０までの間に流量計を付加し、制御手段１６にて給水工程開始からの流量計の情報を累積することで得ることができる。最大の給水量は、ステップＳ３０１にて
検知した布量を基に設定することでより適切な設定にすることができる。
【００８３】
給水開始からの給水量を得る他の実施の形態としては、給水工程の初期には、循環ポンプ１３を駆動することなく給水弁１０を駆動して給水し、ドラム３最下部までの水位に相当する水圧を水位センサ８からの信号によって検知するまでの時間を測定し、既定のドラム３の最下部までの水位に相当するまで給水した場合の水量を測定した時間で除することで流量を推定した後、給水弁１０の駆動時間に上記の推定した流量を掛け合わせることでも実現できる。
【００８４】
なお、本実施の形態では、図３に示すフローチャートでは、ステップＳ３０１の布量検知実施後に、ドラム３の回転数制御及び循環ポンプ１３の制御を行う構成としたが、これに限定されるものではない。
【００８５】
例えば、ステップＳ３０１の布量検知の実施後、まず低い回転数、例えば４５ｒ／ｍｉｎなどの一定回転数でドラム３を回転させながら水位センサ８の水位情報から水位の変位を監視しつつ給水し、水位の変位がドラム３の最下部に相当する水位の前後で変化のスピードが変化する場合のみ、本実施の形態のステップＳ３０２以降の制御を行うように構成しても良い。
【００８６】
仮に、洗濯物が多く吸水する場合には、ドラム３の最下部よりも上の水位ではドラム３の回転に伴って洗濯物が吸水するため、それまでよりも水位の変化するスピードが遅くなる。このような場合には、本実施の形態での給水行程を追加で実施することになる。本実施の形態での給水行程を実施するためには、洗濯物がドラム３に張り付いてドラム３の回転と共に回る必要がある為、ドラム回転数は高めとする必要があるが、回転による圧力がかかるため水位センサ８の情報の精度が悪化する虞がある。
【００８７】
上述の構成であれば、洗濯物が少ない場合や、吸水量が少ない種類の洗濯物の場合には、より低い回転数でドラム３を回しつつ水位センサ８で水位を確認しながら給水した方が精度良く給水を制御できる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、ドラム３の回転数制御は、回転数の固定の期間を繰り返し、それに伴って循環ポンプ１３の制御も一定周期の繰り返す構成としたが、これに限定されるものではない。
【００８９】
本実施の形態では、例えば、ドラム３の回転数を一定に保つ期間は、Ｔ１及びＴ２という時間固定とし、循環ポンプ１３の動作は、ドラム回転数が一定に保たれている期間に同期させる為にＴ１からＴ４の値から得られる一定周期としていた。これは、ドラム３の回転数を一定に保つ期間の時間よりも循環ポンプ１３の駆動時間Ｔ５が短いこと、給水弁１０駆動による給水によって一定周期の循環ポンプ１３の駆動の間にドラム３の最下部よりも高い水位まで外槽２内部に水が溜まることを前提としているからである。
【００９０】
他の実施の形態として、ドラム３の回転数を一定に保つ期間を、通常は循環ポンプ駆動時間Ｔ５よりも短くしておき、循環ポンプ１３の駆動を行うか否かの判定（ステップＳ５０１）にて水位センサ８の水位がドラム３の最下部の位置の水位以上であるという条件を追加して、その場合はドラム３の回転数を一定に保つ期間を循環ポンプ駆動時間Ｔ５よりも長くなるように延長するようにしても良い。
【００９１】
この構成とすることにより、給水の流量に応じて、適切な循環ポンプ１３の駆動のタイミングにすることができ、さらに、ドラム３の回転数の制御に同期したトルク変動の監視をより細かい周期で実施することができるので、給水行程の終了判定をより精度よく実施
することができるようになる。
【００９２】
また、本実施の形態では、図３のフローチャートに示すステップＳ３０７からステップＳ３０９の判定において、ドラム３の回転が加減速している二つの区間におけるトルク変動量の変化によって洗濯物の吸水が終わったか否かを判定する構成にしているが、これに限定されるものではない。
【００９３】
洗濯物の吸水が終わったか否かの判定は、トルク変動量の変化が飽和したことを検知できれば良いので、例えば、複数の区間のトルク変動量に対して線形近似を行い、その傾きの変化が緩く、すなわち変化が飽和したことを検知する構成にしても良い。
【００９４】
さらに、本実施の形態では、図３のフローチャートに示すステップＳ３０２の給水弁制御において給水弁１０を開き続ける構成にしているが、これに限定されるものではない。
【００９５】
例えば、水位検知手段８によって水位の監視を継続し、洗濯物の吸水の確認が終わるまでの間に水位が高くなった場合には、給水弁１０を閉じて給水を一時停止する構成にしても良い。
【００９６】
本実施の形態では、ドラム式洗濯機を例にとり説明したが、ドラム式洗濯機に限定されるものではなく、縦型洗濯機に用いてもよい。
【００９７】
以上のように、本実施の形態によれば、ドラム３の回転を制御しつつ、ドラム３の回転に必要なトルク量を監視することで、洗濯物への吸水量の変動する様子を確認しつつ給水および循環ポンプによる洗濯物への吸水を同時に行うことができるので、洗濯に適切な給水を早期に行うことができる。また、ドラム３の最下部よりも上に洗濯液が存在する状態からドラム３の最下部よりも下に溜まった洗濯液の量のみを循環経路１２を経由して洗濯物にかけることで、循環ポンプ１３が洗濯液につからなくなった状態で動作することがないので、循環ポンプ１３の動作音が大きくなることを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、時間を節約して効率よく給水動作が行なえるとともに、給水後の洗濯物攪拌による水位低下を防止して、洗浄性能向上も図ることができるので、縦型を含めた他の洗濯機の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００９９】
２  外槽
３  ドラム
４  モータ
８  水位検知手段
９  給水口
１０  給水弁
１１  吐出口
１２  循環経路
１３  循環ポンプ
１６  制御手段
２３  モータトルク検知手段
２４  回転数検知手段
２６  時間計測手段
２７  記憶手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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