(57)【要約】  【課題】  脱水工程に入り特に高速回転中に脱水槽内で洗濯物の偏在があった場合でも、脱水槽のアンバランスを簡易な構造により解消する。  【解決手段】  脱水槽２の内周面２ａに軸線Ｓ１周りに角度位相を異ならせて３つ配設される中空のバランサ７と、脱水槽２の上部に配置され各バランサ７に流入可能な位置にそれぞれ連通口５ａを開口させたリング状をなす共通の導水部５と、導水部５に調整水を注水する共通の注水装置６と、脱水槽２内にアンバランスが生じた際に注水装置６を作動させる注水制御部３５と、を備えるものとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱水槽の内周面に軸線周りに角度位相を異ならせて３つ以上配設される中空のバランサと、
前記脱水槽の上部に配置され前記各バランサに流入可能な位置にそれぞれ連通口を開口させたリング状をなす共通の導水部と、
前記導水部に調整水を注水する共通の注水装置と、
前記脱水槽内にアンバランスが生じた際に前記注水装置を作動させる注水制御部と、
を備えてなることを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記脱水槽を回転制御する回速度転制御部と、
前記脱水槽内のアンバランス量を検知するアンバランス量検知部とを備え、
前記注水制御部は、前記回転速度制御部の制御による脱水槽の回転数が予め設定した設定回転数以上となり、且つ、前記アンバランス量検知部が検知するアンバランス量が予め設定した脱水閾値以上となったときに、前記注水装置を作動させて前記導水部に注水を行うことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
前記注水制御部は、脱水開始後、前記回転速度制御部によって制御される回転数が予め設定した設定回転数以上となるまでは、前記注水装置を作動させないことを特徴とする請求項２に記載の洗濯機。
【請求項４】
前記設定回転数は、共振回転数を超えた位置に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の洗濯機。
【請求項５】
前記注水制御部による注水が行われるときは、前記回転速度制御部は脱水槽の加速を停止することを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に高速回転時において、脱水工程における脱水槽のアンバランスを解消し、脱水時における脱水槽の偏心による振動や騒音を抑制可能な洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭あるいはコインランドリーなどに設置される一般的な洗濯機は、脱水時に脱水槽内で洗濯物が偏って振動や騒音が発生する。この振動や騒音は、洗濯機の設置場所や周辺環境によってはトラブルに発展することがある。また、そのときの洗濯物の偏りが大きい場合、回転時の脱水槽の偏心が大きくなり、回転に大きなトルクが必要となるので脱水運転を開始することができない。
【０００３】
そこで、特許文献１には、脱水時に脱水槽内の衣類のアンバランス量およびアンバランス位置を検出し、アンバランスがある場合には、脱水槽の回転にブレーキを掛けて遠心力を低下させ、アンバランスの原因となる衣類の塊を重力で落下させて分散させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９００８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の構成では、脱水工程における脱水槽の低速回転時にしかアンバランス検出と分散作業ができず、脱水槽の高速回転開始後に衣類の種類などの影響で再度アンバランスが発生するおそれがある。
【０００６】
また、この技術は脱水槽の回転軸が水平な洗濯機にしか用いることができない。
【０００７】
本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、脱水工程に入り特に高速回転中に脱水槽内で洗濯物の偏在があった場合でも、脱水槽のアンバランスを簡易な構造により解消することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以上のような問題点を鑑み、次のような手段を講じたものである。
【０００９】
すなわち、本発明の洗濯機は、脱水槽の内周面に軸線周りに角度位相を異ならせて３つ以上配設される中空のバランサと、前記脱水槽の上部に配置され前記各バランサに流入可能な位置にそれぞれ連通口を開口させたリング状をなす共通の導水部と、前記導水部に調整水を注水する共通の注水装置と、前記脱水槽内にアンバランスが生じた際に前記注水装置を作動させる注水制御部と、を備えてなることを特徴とする。
【００１０】
また本発明の洗濯機は、前記脱水槽を回転制御する回速度転制御部と、前記脱水槽内のアンバランス量を検知するアンバランス量検知部とを備え、前記注水制御部は、前記回転速度制御部の制御による脱水槽の回転数が予め設定した設定回転数以上となり、且つ、前記アンバランス量検知部が検知するアンバランス量が予め設定した脱水閾値以上となったときに、前記注水装置を作動させて前記導水部に注水を行うことを特徴とする。
【００１１】
また本発明の洗濯機は、前記注水制御部が、脱水回転を開始後、前記回転速度制御部によって制御される回転数が予め設定した設定回転数以上となるまでは、前記注水装置を作動させないことを特徴とする。
【００１２】
また本発明の洗濯機は、設定回転数が、共振回転数を超えた位置に設定されていることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の洗濯機は、注水制御部による注水が行われるときは、前記回転速度制御部は脱水槽の加速を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、偏芯しながら回転している脱水槽に対して導水部に導水を行うことで、液体バランサの原理により偏芯した側とは反対側に調整水が集まり、その位置にある連通口を通じて偏芯荷重の対向位置にあるバランサに流入される。その結果、アンバランス状態は解消される。そして、かかる構成によれば、高速回転にも対応できるとともに、複数のバランサに注水を行う機能を有しつつ、導水部や注水装置を共通化することができるので、構造の簡素化を図ることができる。
【００１５】
また本発明によれば、脱水回転数が設定回転数以上となり、且つアンバランス量が脱水閾値以上となったときに注水が実行される。このため、複雑な制御を行わずとも、液体バランサの原理が有効に働く回転領域においてアンバランスが生じた場合に迅速に対応することができる。
【００１６】
また本発明によれば、脱水を開始しても設定回転数以上となるまでは注水を行わないので、液体バランサの機能が低回転域において逆に振動発生要因となることを防止することができる。
【００１７】
また本発明によれば、設定回転数が共振回転数を超えた回転域に設定されているため、不安定な回転数域で制御が不安定となることを回避しつつ、特に高速回転域での回転を安定させることができる。
【００１８】
また本発明によれば、注水時に脱水槽を停止させるようにしているので、脱水槽をいちはやくアンバランス解消に向かわせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る洗濯機の外観を示す斜視図。
【図２】同洗濯機の構成を示す模式図な断面図。
【図３】図２の斜視図。
【図４】図３の部分拡大図。
【図５】同洗濯機の作用説明図。
【図６】同洗濯機の制御系の概略構成を示す機能ブロック図。
【図７】同洗濯機の脱水工程での制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る縦型の洗濯機（以下、「洗濯機」と称す。）１の外観を示す斜視図である。図２は、本実施形態の洗濯機１の構成を示す模式的な断面図である。図３は、図２の斜視図である。図４は、図３の部分拡大図である。図５は、洗濯機１の作用説明図である。図６は洗濯機１の制御系の概略構成を示す機能ブロック図である。図４は、洗濯機１の脱水工程での制御の流れを示すフローチャートである。
【００２２】
本実施形態の洗濯機１は、洗濯機本体１ａと、洗濯槽１ｂを構成する外槽３並びに脱水槽２と、リング状の導水部５と、注水装置６と、駆動部４０および制御部３０（図６参照）とを備え、脱水槽２は内周面２ａ１の複数個所すなわち本実施形態では３箇所に水を貯留するバッフル７を有している。本実施形態は、これらのバッフル７を共通の導水部５の樋５ａに連通させて、アンバランス量が大きくなったタイミングで注入装置６から導水部５に注水を行うことで、液体バランサの原理で偏芯した側と反対側に位置するバッフル７に調整水Ｗを流入させる構成である。以下、各部の構成および機能について、具体的に説明する。
【００２３】
図１に示す洗濯機本体１ａは、略直方体形状である。洗濯機本体１ａの上面１０ａには、脱水槽２に対して洗濯物を出し入れするための開口１１が形成されるとともに、この開口１１を開閉可能な開閉蓋１１ａが取り付けられる。
【００２４】
外槽３は、洗濯機本体１ａの内部に配置された洗濯槽１ｂの外形を構成する有底筒状の部材であり、内部に洗濯水を貯留可能である。
【００２５】
脱水槽２は、外槽３内において外槽３と同軸に配置されて外槽３とともに洗濯槽１ｂを構成するとともに、回転自在に支持される有底筒状の部材である。脱水槽２は、内部に洗濯物を収容可能で、その壁面２ａに多数の通水孔２ｂ（図３参照）を有する。
【００２６】
このような脱水槽２の底部２ｃ中央には、パルセータ（撹拌翼）４が回転自在に配置される。図３に示すように、パルセータ４は、略円盤形状のパルセータ本体４ｂと、パルセータ本体４ｂの上面に形成される複数の上羽根部４ｃと、パルセータ本体４ｂの下面に形成される複数の下羽根部４ａとを有する。このようなパルセータ４は、外槽３内に貯留された洗濯水を撹拌して水流を発生させる。
【００２７】
図６に示す回転速度制御部３２は、モータ制御回路３３を通じて図２に示す駆動部４０を駆動し、脱水槽２の底部２ｃに向けて延出する駆動軸１７を回転させて、脱水槽２やパルセータ４に駆動力を与え、脱水槽２やパルセータ４を回転させる。洗濯機１は、洗い工程では主としてパルセータ４のみを回転させ、脱水工程では脱水槽２とパルセータ４とを一体的に高速で回転させる。
【００２８】
図３、４に示すように、脱水槽２の内周面２ａ１には、周方向に等間隔（等角度）でバランサに相当するバッフル（注水管）７が３つ設けられる。各バッフル７は、脱水槽２の底部２ｃから上端部に亘って上下方向に延び、脱水槽２の内周面２ａ１から軸線Ｓ１に向けて突出して形成される。また各バッフル７は、中空状であり、横断面形状が円弧状に形成される。斯かる形状によりこのバランサとしてのバッフルは脱水工程において洗濯物を攪拌する作用をも奏する。このように、バッフル７の形状が、脱水槽２の軸線Ｓ１への突出が小さく、脱水槽２の周方向に沿って広がる形状であることで、脱水槽２の収容空間が狭くなることを抑制している。
【００２９】
図２，３に示すように、このようなバッフル７の下端部には、脱水槽２の底部２ｃ近傍、より具体的にはパルセータ本体４ｂよりも下方で開口する開口部７１が形成される。また、バッフル７の上端部には、横長の循環水口７０が形成される。そのため、排水バルブ５０ａが閉じられて外槽３内に洗濯水が貯められた状態にある洗い工程では、図３において矢印で示すように、パルセータ４の下羽根部４ａで撹拌された洗濯水が開口部７１より浸入してバッフル７内をかけあがり、循環水口７０より吐出され、衣類がシャワー洗いされる。またこの動作が繰り返されることで、洗濯水が脱水槽２内で循環する。すなわち、バッフル７は、洗濯水の循環機能を有する。なお、このように開口部７１および循環水口７０を有し、シャワー洗いを行える通水管部は、従来の洗濯機にも適用されるが、通常１つだけ設けられる。
【００３０】
さらに、図４に示すようにバッフル７の内部には、後述する連通部５ａ１が連通される位置と循環水口７０との間から脱水槽２の内周面２ａ１の近接位置まで延びる仕切片７ａが設けられる。仕切片７ａは、循環水口７０の上端縁から延びて、自由端７ａ１側が下方に湾曲する。このような仕切片７ａの自由端７ａ１と脱水槽２の内周面２ａ１との間には隙間７ｂが形成されており、導水部５の樋５ａから供給される後述する調整水Ｗは、この隙間７ｂを介して下方に流れ込む。
【００３１】
導水部５は、上方に向けて開放されたリング状の導水樋５ａが脱水槽２の軸線Ｓ１の回りに構成されるもので、脱水槽２の内周面２ａ１の上端部に固定される。導水樋５ａは、３つのバッフル７に対して共通のもので、脱水槽２が傾いた場合に対向位置にあるバッフル７に調整水Ｗを流すための連通部５ａ１が一部に形成される。このような導水部５は、従来の洗濯機に取り付けられる既知の液体バランサと大きさおよび形状がほぼ同一であり、本実施形態では、一般的な液体バランサの取付位置に液体バランサに代わって取り付けられる。液体バランサは、脱水時に脱水槽２のアンバランスを受動的に解消する働きをするが、後述するようにバッフル７と共働して脱水槽２のアンバランスを解消する本実施形態の導水部５と比べて、作動原理が異なり、その効果も小さい。
【００３２】
このような導水部５とバッフル７の上端部とは、連通部５ａ１で連通される。連通部５ａ１は、循環水口７０よりも上方においてバッフル７の内部に連通するように導水部５の導水樋５ａの底部から立面部に亘って設けたスリット状の開口部によって構成されている。導水樋５ａの上部には、円環状の導水口５ａ２が設けられている。調整水Ｗは導水口５ａ２を通って導水桶５ａに入り、連通部５ａ１を通ってバッフル７に入ることが可能である。
【００３３】
注水装置６は、導水樋５ａに調整水Ｗを注水するものである。注水装置６は、導水樋５ａの上方に開口し導水口５ａ２に向かって先端６ａ１が配置された注水ノズル６ａと、この注水ノズル６ａに接続される給水バルブ６ｂ（図２参照）とを有する。バッフル７が３か所に設けられるのに対して、注水ノズル６ａは、導水樋５ａとともに共通のものとして設けられる。なお、本実施形態では調整水Ｗとして水道水が用いられる。
【００３４】
このような注水装置１ｃの構成において、導水部５は、アンバランスが無い状態で注水されたならば何れのバッフル７にも流入可能である。しかし、回転中にアンバランスが生じた際に導水部５の導水樋５ａ内に導水部５に貯水されると、液体バランサの作用が働く。すなわち、図５に示すようにアンバランス量Ｍによって軸線Ｓ１が矢印Ａ１の方向に傾くと、傾いた側とは反対側に向かって矢印Ａ２に示すように調整水Ｗが集まり、傾いた側と反対側に位置する連通部５ａ１を介して図３等に示すバッフル７内に流れ込む。バッフル７内に流れ込んだ調整水Ｗは、脱水槽２がある一定回転以上であると、遠心力により脱水槽２の内周面２ａ１にはりついて滞留する。これにより当該バッフル７の重量が増加し、脱水槽２のバランスが変化する。このようにバッフル７は、遠心力により調整水Ｗを貯めることが可能なポケットバッフル構造である。そして、脱水工程が終了に近づいて脱水槽２の回転速度が低下すると、バッフル７内の遠心力が次第に減衰し、調整水Ｗが重力によって開口部７１から流れ出て、排水管５０を介して外槽３外へ排水される。このとき、調整水Ｗの一部は開口部７１を介してパルセータ本体４ｂの下方に流れ込むが、パルセータ本体４ｂよりも上方にある衣類を濡らすことなく最終的に排水される。
【００３５】
ここで、洗濯機１は、導水部５に注水を行うタイミング制御のために、図６に示す制御部３０に回速度転制御部３２のほか、アンバランス量検出部３４、注水制御部３５を設けている。
【００３６】
アンバランス量検出部３４は、加速度センサ１２から入力される水平方向と垂直方向の加速度の振動値の大きさから、アンバランス量を算出する。このアンバランス量は、中央制御部３１を介して注水制御部３５に入力される。なお、この実施形態においては、アンバランス位置の検出を必要としない。
【００３７】
注水制御部３５は、前記回転速度制御部３２の制御による脱水槽２の回転数が共振回転数を超えた場合に予め設定した設定回転数Ｎ１以上となり、且つ、前記アンバランス量検知部３４が検知するアンバランス量が予め設定した脱水閾値α以上となったときに注水装置６を作動させて導水部５に注水を行う。
【００３８】
衣類が脱水槽２内に不均一に分散している場合は、そのアンバランス量により外槽３に円軌道の振動が発生する。このとき脱水槽２の導水部５に注水が行われると、前述した液体バランサの原理により、衣類アンバランスと対称な位置に水が集まり、複雑な制御を行わずともアンバランスが解消される。
【００３９】
図７は、回転速度制御部３２、注水制御部３５を含む制御部３０が実行する処理手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って、制御の概要を説明する。
【００４０】
＜ステップＳ１＞
先ず、制御部３０は脱水メインルーチンの開始に伴い、脱水槽２を最高脱水回転へ向けて加速を開始し、ステップＳ２に移る。
【００４１】
＜ステップＳ２＞
ステップＳ２では、制御部３０は加速度センサ１２の振動値が予め定めた低速回転時において許容される低速回転閾値β以下か否かを判断する。低速回転閾値βは、そのまま回転数を上昇させることが困難な振動レベルが生じていることに対応している。ＹＥＳの場合はステップＳ３へ、ＮＯの場合はステップＳ４へ進む。
【００４２】
＜ステップＳ３＞
ステップＳ３では、制御部３０は脱水回転数が所定回転数Ｎ１たとえば３００ｒｐｍを超えたか否かを判断する。ＮＯの場合はステップＳ１の手前に戻り、ＹＥＳの場合はステップＳ５に進む。この所定回転数である３００ｒｐｍは共振回転数を超えた位置に設定される回転数であり、この回転数を超えるまでは本発明の制御は行われない。液体バランサの作用が却って悪影響となるからである。
【００４３】
＜ステップＳ４＞
ステップＳ４では、制御部３０は前述したステップＳ２で加速度センサ１２の振動値が低速回転時に許容される低速回転閾値βを超えていることを受けて、脱水槽２の回転を停止させる。
【００４４】
＜ステップＳ５＞
ステップＳ５では、制御部３０は加速度センサ１２の振動値が脱水閾値α以下か否かを判断する。脱水閾値αはアンバランスが許容される最大の振動値に設定されている。ＹＥＳの場合はステップＳ６に進み、ＮＯの場合はステップＳ７に進む。
【００４５】
＜ステップＳ６＞
ステップＳ６では、制御部３０は脱水槽２を最高回転数に向けて加速を開始し、ステップＳ９へ進む。このとき後述するステップＳ８で注水バルブ６ｂを開く処理が行われているときは、これを閉じる。
【００４６】
＜ステップＳ７＞
ステップＳ７では、制御部３０はステップＳ５で加速度センサ１２の振動値が脱水閾値αを超えていると判断されたことを受けて、脱水槽２の加速を停止し、ステップＳ８へ進む。
【００４７】
＜ステップＳ８＞
ステップＳ８では、制御部３０は注水制御部３５を通じて注水バルブ６ｂを開き、連通樋５ａへの注水を行う。これにより、注水された調整水Ｗは液体バランサの原理で連通樋５ａ内を移動して脱水槽３が偏芯する方向と反対側に集まり、この付近に開口する連通口５ａを介して対応するバッフル７内に注入される。注入された水はバッフル７の内面にはりついて滞留するため、アンバランスが解消される。
【００４８】
＜ステップＳ９＞
ステップＳ９では、制御部３０は前述したステップＳ６で加速を開始したことを受けて、脱水回転数が最高回転数Ｎｍａｘに達したか否かを判断する。ＹＥＳであればステップＳ１０に進み、ＮＯであればステップＳ５の手前に戻る。
【００４９】
＜ステップＳ１０＞
ステップＳ１０では、制御部３０は脱水時間が経過したか否かを判断する。そして、ＹＥＳであれば脱水工程を終了し、ＮＯであればステップＳ５の手前に戻る。例えば、最大回転数に達した時点でタイマを作動させて脱水時間が経過したら終了する態様が挙げられる。
【００５０】
このように本実施形態の洗濯機は、脱水槽２の等角３箇所に中空のバランサ７を設けて、リング状をなす共通の導水部５ａら連通口５ａ１を介して各バランサ７に導水が行われるようにし、脱水槽２内にアンバランスが生じた際に注水装置６から注水を行うようにしたものである。これにより、偏芯しながら回転している脱水槽２に対して液体バランサの原理により偏芯した側とは反対側に調整水Ｗが集まり、その位置にある連通口５ａ１を通じて偏芯荷重の対向位置にあるバランサ７に流入される。この原理により、簡易な構成でありかつ高速回転時であってもアンバランス状態は確実に解消される。
【００５１】
特に、回転速度制御部３２の制御による脱水槽２の回転数が予め設定した設定回転数Ｎ１以上となり、且つ、アンバランス量検知部３４が検知するアンバランス量が予め設定した脱水閾値α以上となったときに、注水が実行されるようにしている。このため、複雑な制御を行わずとも、液体バランサの原理が有効に働く回転領域においてアンバランスが生じた場合に迅速に対応することができる。
【００５２】
また、脱水回転を開始しても脱水槽２が設定回転数Ｎ１以上となるまでは注水を行わないようにしているので、液体バランサの機能が働かないときに導水部５に水が存在して悪影響が生じることを回避することができる。
【００５３】
また、設定回転数Ｎ１は回転の不安定領域である共振回転数を超えた位置に設定されるため、本発明の効果を実効あらしめることができる。
【００５４】
また、注水制御部３５による注水が行われるときは脱水槽２の加速を停止するため、脱水槽２をいちはやくアンバランス解消に向かわせることができる。
【００５５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本実施形態の構成は上述したものに限定されず、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
２…脱水槽
２ａ…内周面
５…導水部
５ａ…連通口
６…注水装置
７…バランサ
３２…回転速度制御部
３４…アンバランス量検知部
３５…注水制御部
Ｎ１…設定回転数
Ｓ１…軸線
Ｗ…調整水
α…脱水閾値
【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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