(57)【要約】【課題】回転ドラムの縦揺れ共振回転速度の異常振動と誤検知することなく、洗剤の投入過多や排水条件などによって生ずる泡水の残留による脱水泡起動不良が発生した場合に、泡溢れによる故障などを防止することができるドラム式洗濯機を提供する。【解決手段】水受け槽３内に配置され、回転軸を有する回転ドラム１と、回転ドラム１を回転駆動するモータ６と、洗い、すすぎ、脱水等の各行程を制御する制御手段２２とを備え、制御手段２２は、脱水行程の脱水起動時において、モータ６に印加する電圧の導通角を調整することでモータ６の回転速度が所定の傾きで上昇するとともに、電圧の導通角の上限値を設けることで、泡過剰発生時にモータ６の回転を抑制して泡漏れを防ぐ。【選択図】図３
2008054910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水受け槽内に配設され水平方向または傾斜方向に回転軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、モータの回転速度を検知する回転速度検知手段と、洗濯、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、前記すすぎ行程および脱水行程の脱水起動時において、前記モータに印加する電圧の導通角を調整することで前記モータの回転速度が所定の傾きで上昇するようにするとともに、前記電圧の導通角の上限値を設けるようにしたドラム式洗濯機。
【請求項２】
制御手段は、脱水行程中において、回転速度検知手段により検知したモータの回転速度が目標回転速度に対し、所定回転速度以上低い状態が所定時間続いた時、モータの回転を停止するようにした請求項１に記載のドラム式洗濯機。
【請求項３】
制御手段は、電源電圧値に応じて、前記電圧の導通角の上限値を設定するようにした請求項１または２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、回転ドラム内に洗濯物を投入し、洗い、すすぎ、脱水などの各行程を逐次制御して洗濯するドラム式洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のドラム式洗濯機について図６および図７を用いて説明する。図６は、従来のドラム式洗濯機の縦断面図、図７は、同ドラム式洗濯機の脱水行程における脱水回転速度の推移を示す図である。
【０００３】
図６に示すように、回転ドラム１は、外周部全面に多数の通水孔２を設け、水受け槽３内に回転自在に配設している。回転ドラム１の回転中心に水平軸４の一端を固定し、水平軸４の他端にドラムプーリー５を固定している。モータ６は、ベルト７によりドラムプーリー５と連結され、回転ドラム１を回転駆動する。回転ドラム１の開口部に蓋体８を開閉自在に設けている。水受け槽３は、洗濯機本体９よりばね体１０で吊り下げられ、防振ダンパー１１により脱水時の振動が洗濯機本体９に伝達されないように防振支持されるとともに、脱水時の振動を低減する重り１２を設けている。ヒータ１３は、水受け槽３内の洗濯水を加熱するものである。制御装置１４は、モータ６、ヒータ１３などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水などの一連の行程を逐次制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以上のように構成されたドラム式洗濯機の動作を図７に従い以下に説明する。
【０００５】
蓋体８を開いて回転ドラム１内に洗濯物を投入し、運転を開始すると、洗濯行程では、回転ドラム１はモータ６によって低速で回転駆動され、回転ドラム１内の洗濯物は持ち上げられて水面上に落下される。こうして洗濯行程が進行する。すすぎ行程では、まず中間脱水を行い、その後洗濯行程と同様の動作を行う。脱水行程では、回転ドラム１は高速で回転駆動され、洗濯物は遠心脱水される。
【０００６】
脱水行程は、回転ドラム１を所定回転速度Ｖ０１（例えば９０ｒ／ｍｉｎ）で回転させ洗濯物の片寄り具合を判断する布バランス判定行程（Ａ）と、回転ドラム１の縦揺れ共振回転速度Ｖ０２（例えば３００ｒ／ｍｉｎ）の異常振動を判断する異常振動判定行程（Ｂ）とを経て、回転ドラム１の回転速度Ｖ０３〜Ｖ０４が５００〜８００ｒ／ｍｉｎの間で、泡によって回転ドラム１の回転を阻害する脱水泡起動不良を判断する脱水泡起動判定行程（Ｃ）を行い、脱水泡起動不良でなければ、最高回転速度Ｖ０５（例えば９００ｒ／ｍｉｎ）（Ｄ）に達する。
【特許文献１】特開平１０−２０１９８８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、このような従来のドラム式洗濯機は、洗剤の投入過多や、排水経路などの排水条件によっては、脱水行程において、洗濯物に含まれている泡および水が水受け槽の底部に残留し、回転ドラムの回転を妨げ、脱水泡起動不良を発生させ、この状態になると、ますます泡が増加していくため、ホースを通って洗剤ケースまで泡が逆流し、そこから外へ泡が溢れ出す原因になるという問題があった。
【０００８】
そこでその対策として、脱水泡起動不良状態を１００〜５００ｒ／ｍｉｎにおいて、例えば、モータの回転速度の変化を検知する方法などで検知し、消泡動作を行っていたが、例えばモータの種類によっては泡が多く発生してもモータのトルクが強すぎてモータの回転が抑制されないため、泡溢れが発生しているという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、回転ドラムの縦揺れ共振回転速度の異常振動と誤検知することなく、洗剤の投入過多や排水条件などによって生ずる泡水の残留による脱水泡起動不良が発生した場合にのみ効果的に検知が働き、泡溢れを防止するドラム式洗濯機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決する為に、本発明のドラム式洗濯機は、水受け槽内に配設され、水平方向または傾斜方向に回転軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、モータの回転速度を検知する回転速度検知手段と、洗濯、すすぎ、脱水等の各行程を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記すすぎ行程および脱水行程の脱水起動時において、前記モータに印加する電圧の導通角を調整することで前記モータの回転速度が所定の傾きで上昇するようにするとともに、前記電圧の導通角の上限値を設けるようにしたもので、回転ドラムの縦揺れ共振回転速度の異常振動と誤検知することなく、洗剤の投入過多や排水条件などによって生ずる泡水の残留による脱水泡起動不良が発生した場合にのみ効果的に検知が働き、泡溢れを防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のドラム式洗濯機は、回転ドラムの縦揺れ共振回転速度の異常振動と誤検知することなく、洗剤の投入過多や排水条件などによって生ずる泡水の残留による脱水泡起動不良が発生した場合にのみ効果的に検知が働き、泡溢れを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、水受け槽内に配設され、水平方向または傾斜方向に回転軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、モータの回転速度を検知する回転速度検知手段と、洗濯、すすぎ、脱水等の各行程を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記すすぎ行程および脱水行程の脱水起動時において、前記モータに印加する電圧の導通角を調整することで前記モータの回転速度が所定の傾きで上昇するようにするとともに、前記電圧の導通角の上限値を設けるようにしたので、洗剤の投入過多や排水条件などによって生ずる泡水の残留による脱水泡起動不良が発生した場合に、回転ドラムの縦揺れ共振回転速度の異常振動と誤検知することなく、泡溢れを防止することができる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段を、脱水行程中において、回転速度検知手段により検知したモータの回転速度が目標回転速度に対し、所定回転速度以上低い状態が所定時間続いた時、モータの回転を停止するようにしたので、泡検知用のハード構成が不要であり、安価に泡検知を実現することができる。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１の発明の制御手段を、電源電圧値に応じて、前記電圧の導通角の上限値を設定するようにしたので、電源電圧が変化しやすい地域においても通常の泡検知を確保することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
（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ドラム式洗濯機の一構成例を示す断面図、図２は、同ドラム式洗濯機の回路図である。なお、従来例と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００１７】
図１において、回転ドラム１は、外周部に多数の通水孔２を全面に設け、水受け槽３内に回転中心軸が前方から後方に向かって下方向に傾斜した状態で回転自在に配設している。回転ドラム１の回転中心に回転軸４の一端を固定し、回転軸４の他端にドラムプーリー５を固定している。モータ６は、モータプーリー６ａを介し、ベルト７によりドラムプーリー５と連結し、回転ドラム１を正転、逆転方向に回転駆動する。回転ドラム１の開口部に蓋体８を開閉自在に設けている。水受け槽３は、洗濯機本体９よりばね体（図示せず）により脱水時の振動が洗濯機本体９に伝達されないように防振支持されるとともに、脱水時の振動を低減する重り（図示せず）が設けられている。ヒータ１３は水受け槽３内の洗濯水を加熱するものである。給水弁１４は水受け槽３内への水の給水を制御し、排水弁１５は水受け槽３内の水の排水を制御する。
【００１８】
制御装置１４は、モータ６、ヒータ１３などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水などの一連の行程を逐次制御する。
【００１９】
洗濯機本体９の正面側の上向き傾斜面９ａに設けた開口部９ｂを蓋体８により開閉自在に覆い、この蓋体８を開くことにより、水受け槽３に設けた第１の衣類出入口３および回転ドラム１に設けた第２の衣類投入口１ａを通して回転ドラム１内に洗濯物を入れたり、回転ドラム１内から洗濯物を取り出したりできるようにしている。蓋体８を上向き傾斜面に設けているため、使用者は洗濯物を出し入れする際に、腰を屈める具合を少なくして行うことができる。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態１におけるモータ制御に関する電気回路構成図である。
【００２１】
整流手段１７は商用電源１６を直流に整流する整流手段、チョッピング手段１８は整流手段１７の出力をキャリア周波数２０ｋＨｚの高周波ＰＷＭにより出力制御を行い、印加極性切り換え手段１９はこのチョッピング手段１８の出力の電気的極性を切り換える。モータ６は固定子巻線６ａおよび整流子巻線６ｃ、整流子６ｂ・６ｄ、によって構成される。回転方向切り替え手段２０はモータ６の回転方向を切り換えるために固定子巻線６ａ、整流子巻線６ｃの間の接続関係を変えるものであり、巻線切り換え手段２１はモータ６の速度を洗濯時と脱水時とで大まかに変えるためのものである。制御手段２２は、チョッピング手段１８、印加極性切り換え手段１９、回転方向切り換え手段２０、巻線切り換え手段２１の動作を制御している。速度制御に関しては、制御手段２２はモータ６の回転数を別途検知し、これが所定の回転数となるようにチョッピング手段１８のＰＷＭデューティをフィードバック制御している。また、制御手段２２には印加極性切り換え手段２３の切り換え内容を全行程にわたって記憶している印加極性履歴記憶手段２３を有している。印加極性切り換え手段１９、回転方向切り換え手段２０、巻線切り換え手段２１は、それぞれ図に示すようにリレー１９ａ・１９ｂ、２０ａ・２０ｂ、２１ａによって構成されている。以上がモータ６の制御に関する電気的構成である。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態１における制御装置１１の構成を示すブロック図である。
【００２３】
制御手段２２は、マイクロコンピュータ等で構成し、双方向性サイリスタなどで構成したパワースイッチング手段１２を介して、ヒータ１３、給水弁１４、排水弁１５などを制御し、洗濯、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する。
【００２４】
入力設定手段２４は、使用者が所望の設定コース、動作のスタートなどを入力するもので、入力された情報を制御手段２２に出力している。表示手段２５は、入力設定手段２４により入力された設定内容、動作状態などを表示する。水位検知手段２６は、水受け槽３内の水位を検知し、水温検知手段２７は水受け槽３内の水温を検知して、それぞれ制御手段２２へ検知結果を出力する。回転数検知手段２９はモータ６の回転数を検知することで回転ドラム１の回転数を検知し、検知結果を制御手段２２へ出力する。記憶手段２８は、一連の制御に必要なデータなどを記憶している。また、電源スイッチ３０は、商用電源１６からの電源入力を開閉する。
【００２５】
また、回転数検知手段２９はモータ６が１回転するごとに８パルス出力するように構成され、例えば、モータ６と回転ドラム１の減速比を１０．７８：１とすると、回転ドラム１が１回転すると、回転検知手段２０から８８パルス出力されることになる。制御手段２２は、パワースイッチング手段１２を介して、モータ６の導通時間を制御することにより回転ドラム１の回転数を制御する。
【００２６】
洗濯やすすぎ時は回転ドラム１を第１の回転数Ｎ１（例えば、４５ｒ／ｍｉｎ）で回転させるため、巻線切り換え手段２１のリレー２１ａは図２に示すＹ側に接続され、低速領域の回転制御が行われる。モータ６の回転数は、図３に示す回転数検知手段２９により検出され、制御手段２２はパワースイッチング手段１２により、モータ６に加える電圧の導通角を変化させて、モータ６の回転数を制御する。モータ６はモータプーリー６ａとベルト７、ドラムプーリー５を介してドラム１と連結されており、ドラム１を４５〜１００ｒ／ｍｉｎの回転数で回転ドラム１を回転させることができる。また、回転方向切り換え手段２０およびチョッピング手段１８によって、例えば、回転方向切り換え手段２０のリレー２０ａおよび２０ｂをＸ側へ接続することにより回転ドラム１を、正方向（洗濯機本体９の正面から向かって右回り）に、また、回転方向切り換え手段２０のリレー２０ａおよび２０ｂをＹ側へ接続することにより逆方向（洗濯機本体９の正面から向かって左回り）に回転させることができる。
【００２７】
次に、脱水時では、制御手段２２は、まず巻線切り換え手段２１のリレー２１ａを図２に示すＹ側に接続し、低速領域の回転制御を行うことで、回転ドラム１を、第２の回転数Ｎ２（例えば、４００ｒ／ｍｉｎ）まで上げ、その後、巻線切り換え手段２１のリレー２１ａを図２に示すＸ側に接続し、高速領域の回転制御を行うことで第３の回転数Ｎ３（例えば、９００ｒ／ｍｉｎ）まで回転させる。
【００２８】
洗濯やすすぎ時は、低速（例えば、４５ｒ／ｍｉｎ）でモータ６の回転トルクが必要のため、低速回転域で低速回転でトルクが出るようにするが、脱水では高速（例えば、９００ｒ／ｍｉｎ）で遠心脱水するため高速回転域にして高い回転数で回転させることができる。
【００２９】
ヒータ１０は水受け槽３内の洗濯水を加熱し、給水弁１４は水受け槽３内に給水し、排水弁１５は水受け槽３内の洗濯水を排水するものである。
【００３０】
以上のように構成されたドラム式洗濯機について、以下その動作を説明する。
【００３１】
まず、蓋体８を開いて回転ドラム１内に洗濯物を投入し、電源入りスイッチ３０をオンした後、入力設定手段２４のスタート・一時停止スイッチ（図示せず）を操作して運転を開始すると、給水弁１４が動作して給水し、水位検知手段２６により所定の水位を検知すると給水を停止し、モータ６を駆動する。洗濯行程では、洗濯物に水が含まれるため補給水しながら、回転ドラム１はモータ６によって回転駆動され、回転ドラム１内の洗濯物は持ち上げられて水面上に落下される。洗濯行程が終了すると、排水弁１５が動作して水受け槽３内の洗濯水を排水する。その後、すすぎ行程を経て脱水行程では、回転ドラム１はモータ６によって高速回転駆動され、洗濯物は遠心脱水される。
【００３２】
ここで、脱水動作について、図５、６を参照しながら説明する。図５は、脱水時における脱水回転速度の推移を示す図、図６は、脱水時におけるフローチャートである。
【００３３】
ステップ１００にて脱水行程が始まると、ステップ１０１にて排水を開始し、ステップ１０２で所定水位（リセット水位）を検地するまで排水する。つぎに、ステップ１０３にて、回転ドラム１を正転、反転させて洗濯物をほぐした後、ステップ１０４にて、回転ドラムを第１の所定回転速度Ｖ１で回転させる布バランス判定行程（Ａ’）（例えば、Ｖ１：９０ｒ／ｍｉｎ）にて洗濯物のバランス状態を判定する。ここで、バランス状態が悪いと判定すると、ステップ１０５を経てステップ１０６にて回転ドラム１を停止し、ステップ１０７でＮに１を加えてステップ１０３に戻る。このステップ１０３から１０７の動作を所定回数繰り返すと、すなわち、ステップ１０５にてＮ＝２になると、ステップ１０８に進み、再度、給水して洗濯物の片寄り修正動作を行い、ステップ１１８の次行程へと進む。
【００３４】
一方、ステップ１０４にて、バランス状態が良好であると判定すると、ステップ１０９にて、回転ドラム１の回転速度を第２の所定回転速度Ｖ２（例えば、Ｖ２：１００ｒ／ｍｉｎ）に立ち上げると同時にモータ６に印加する電圧の導通角に上限値を設ける制御を開始し（ステップ１１０）、所定回転速度Ｖ３（例えば、Ｖ３：４００ｒ／ｍｉｎ）付近までの間でステップ１１１の脱水泡起動不良の判定（Ｂ’）を行う。その後、第２の所定回転速度Ｖ４付近において、泡による脱水起動不良を含め、その他の原因（例えば、水受け槽３内への異物混入）による異常振動が起こっているかどうかの判定（Ｃ’）を行う。
【００３５】
ここで、脱水泡起動不良の判定（Ｂ’）の方法について説明する。回転ドラム１の回転速度が上がるにつれて、洗濯物より泡水が排出される。このとき、排水液の洗剤濃度が高すぎたり、排水条件が悪い場合に、水受け槽３の底部に残留した排水液が、回転ドラム１によってかき混ぜられて泡立ち、その泡が水受け槽３と回転ドラム１の間に充満し、回転ドラム１の回転を妨げ始める。この状態が、脱水泡起動不良状態である。そこで、回転ドラム１の回転速度を第２の所定回転速度Ｖ２から第３の所定回転速度Ｖ３の間で目標回転速度に維持させるために、モータ６に印加する電圧の導通角を調整する。このとき、脱水泡起動不良の状態でなければ、泡による抵抗がないため、前記電圧の導通角が上限値を迎えることはない。一方、脱水泡起動不良の状態であれば、泡の異常発生により、回転ドラム１の回転に抵抗が発生し、回転ドラム１の回転速度を第２の所定回転速度Ｖ２に維持させるためには、必要以上の導通角が必要となり、やがて上限値を迎える。そこで、モータ６の回転速度が増加しなくなるため、目標回転速度よりも低い状態が続く。目標回転速度との差が所定回転速度（例えば、５０ｒ／ｍｉｎ）以上開いた状態が所定時間（例えば、５秒）以上続いた場合、脱水泡起動不良と判定し、それ以外の場合は、脱水泡起動不良と判定しない。
【００３６】
上記のように、ステップ１１１にて、脱水泡起動不良状態でないと判定すると、ステップ１１２で回転ドラム１の回転速度をさらに上昇し、ステップ１１３にて、その他の原因（例えば、水受け槽３内への異物混入）による異常振動が起こっているかどうかの判定（Ｃ’）を行う。異常振動判定方法は前記脱水泡起動不良と同様である。
【００３７】
ステップ１１３にて、異常振動ではないと判定すると、モータ６に印加する電圧の導通角に上限値を設ける制御を終了し（ステップ１１５）、回転ドラム１の回転速度をさらに上昇させて、ステップ１１６の脱水最高回転速度Ｖ４（例えばＶ４：９００ｒ／ｍｉｎ）（Ｄ’）にて所定時間運転後、ステップ１１７で回転ドラム１を停止し、脱水行程を終了し、ステップ１１８の次行程へと進む。
【００３８】
一方、ステップ１１１またはステップ１１３にて、脱水泡起動不良状態または異常振動状態であると判定すると、ステップ１１４の消泡動作を行い、その後、脱水動作を行わず、ステップ１１８の次行程へと進む。
【００３９】
なお、本第１の実施の形態では、モータ６の回転速度が目標回転速度に対し、所定回転速度以上低い状態が所定時間続いたとき、脱水泡起動不良と判定したが、モータ６の回転速度が所定回転速度まで所定時間で到達しない場合、脱水泡起動不良と判定したとしても同等の効果を得ることができる。
【００４０】
また、本第１の実施の形態では、回転ドラム１の回転中心軸が前方から後方に向かって下方向に傾斜している構成において説明したが、回転中心軸が略水平状態であっても同等の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、回転ドラムの縦揺れ共振回転速度の異常振動と誤検知することなく、洗剤の投入過多や排水条件などによって生ずる泡水の残留による脱水泡起動不良が発生した場合にのみ効果的に検知が働き、泡溢れを防止することができるので、脱水行程を有する各種洗濯機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の断面図
【図２】同ドラム式洗濯機のモータの電気回路構成図
【図３】同ドラム式洗濯機の制御装置の構成を示す回路図
【図４】同ドラム式洗濯機の脱水時における脱水回転速度の推移を示す図
【図５】脱水時におけるフローチャート
【図６】従来のドラム式洗濯機の縦断面図
【図７】同ドラム式洗濯機の脱水行程における脱水回転速度の推移を示す図
【符号の説明】
【００４３】
１  回転ドラム
３  水受け槽
６  モータ
２２  制御手段
【図１】
2008054910.tif 000003
【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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