(57)【要約】  【課題】  洗濯物のアンバランスをその程度の大小に応じて最適に検知および修正できる洗濯機を提供する。  【解決手段】  脱水時の回転立ち上げシーケンスにおいて、低速領域での第１段階のアンバランス検知で、回転ドラム１を第１の回転数Ｎ１で第１の所定時間一定に回転制御している間に、回転制御手段３５に含まれる回転数検知手段により検知された回転数がＮ１よりも高い第２の回転数Ｎ２以上となった場合、修正シーケンスに移行し、また高速領域での第２段階のアンバランス検知で、第３の回転数Ｎ３から共振回転数領域を通って第４の回転数Ｎ４まで立ち上げる際に、電流検知手段２７により検知されたトルクに相当する電流値が第２の所定時間だけ第１の閾値以上となった場合、修正シーケンスに移行する。【選択図】  図２
2005131116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収納し水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを内包し洗濯機本体に弾性的に支持する水受け槽と、前記水受け槽内に給水を行う給水手段と、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記モータを駆動する際のトルクを検知するトルク検知手段と、前記モータまたは前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、洗濯動作の制御および前記モータの制御を行う制御手段とを備えた洗濯機であって、
前記制御手段は、脱水時の回転立ち上げシーケンスにおいて、前記回転ドラムを第１の所定時間の間第１の回転数で回転するよう制御している間に、前記回転数検知手段により検知された回転数が前記第１の回転数よりも高い第２の回転数以上となった場合、洗濯物のアンバランスが発生したと判断し、洗濯物のアンバランスを修正するために修正シーケンスに移行し、また前記第２の回転数よりも高く、かつ前記回転ドラムが接続された機構系の振動共振周波数に対応した共振回転数よりも低い第３の回転数から前記共振回転数よりも高い第４の回転数にまで立ち上げる際に、前記トルク検知手段により検知されたトルクが第２の所定時間の間第１の閾値以上となった場合、洗濯物のアンバランスが発生したと判断し、前記修正シーケンスに移行することを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記洗濯機はさらに、洗濯物の布量を検知する布量検知手段を備え、前記制御手段は、前記布量検知手段により検知された布量に応じて、前記第２の回転数を変化させる請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第３の回転数から前記第４の回転数にまで立ち上げる前に、前記第３の回転数を第３の所定時間維持するよう前記モータを制御する請求項１または２記載の洗濯機。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第３の回転数から前記第４の回転数にまで立ち上げる回転数上昇期間における回転数上昇の勾配を他の回転数上昇期間における回転数上昇の勾配よりも大きく設定する請求項１から３のいずれか一項記載の洗濯機。
【請求項５】
前記制御手段は、脱水時の回転立ち上げシーケンスにおいて、トルクが第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下になるように前記モータの回転数の上昇度合いを制御する請求項１から４のいずれか一項記載の洗濯機。
【請求項６】
前記制御手段は、洗剤を使用する洗濯行程後の給水前における脱水時の回転立ち上げシーケンスと、洗剤を使用しないすすぎ行程後における脱水時の回転立ち上げシーケンスとで、前記第２の所定時間および前記第１の閾値のうち少なくとも一方を異ならせるよう制御する請求項１から５のいずれか一項記載の洗濯機。
【請求項７】
前記制御手段は、前記修正シーケンスに移行した場合、最終脱水の目標回転数を低下させる請求項１記載の洗濯機。
【請求項８】
前記制御手段は、前記修正シーケンスに移行した場合、前記回転ドラムを正転方向と反転方向に複数回駆動するという第１の修正動作を行った後に、前記脱水時の回転立ち上げシーケンスに復帰させる請求項１または７記載の洗濯機。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第１の修正動作を第１の所定回数繰り返しても、前記修正シーケンスに移行した場合、前記水受け槽内に給水を行い、前記回転ドラムを正転方向と反転方向に複数回駆動し、前記水受け槽から排水を行うという第２の修正動作を行った後に、前記脱水時の回転立ち上げシーケンスに復帰させる請求項８記載の洗濯機。
【請求項１０】
前記洗濯機はさらに、報知動作を行う報知手段を備え、前記制御手段は、前記第２の修正動作を第２の所定回数繰り返しても、前記修正シーケンスに移行した場合、前記報知手段により異常を報知させる請求項９記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラム内で洗濯物の洗濯、すすぎ、脱水を行う洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水平方向に回転中心軸を有する回転ドラム内で洗濯物の洗濯、すすぎ、脱水を行う回転ドラム式の洗濯機において、洗濯行程で回転ドラム内の洗濯物が絡み合った状態で脱水行程に入った場合に、回転ドラム内の洗濯物が均等に分布しないためアンバランスを生じ、アンバランス状態で脱水を開始すると、回転ドラムを内包する水受け槽などの振動共振点に対応する共振回転数で大きな振動が発生するのを回避するために、水受け槽の振動が大きくなることによる回転数上昇の低下に基づいて、アンバランスの発生を検知して、布ほぐし行程へと移行し、アンバランスを解消する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２６３２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来例では、水受け槽などの振動共振点に対応する共振回転数の領域においてアンバランスを検知し、これを解消することを目的としている。しかしながら、洗濯行程が終了した時点で、回転ドラム内の大量の洗濯物が一箇所に偏っている、すなわちアンバランスの程度が大きい場合、脱水行程で回転ドラムの回転数が高速領域である共振回転数の領域に入るまで、大きなアンバランスの発生が検知できないので、共振回転数の領域に入った瞬間に大きな振動が急に発生し、水受け槽が洗濯機本体に当たって大きな衝撃音を発生させるという問題がある。
【０００４】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、脱水行程において、アンバランスの程度が大きい場合、回転ドラムの回転数が高速領域である共振回転数の領域に入る前の低速領域にて大きなアンバランスを検知し、またアンバランスの程度が小さい場合、共振回転数の領域において小さなアンバランスを検知することで、アンバランスをその程度の大小に応じて最適に修正することができる優れた洗濯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するため、本発明に係る洗濯機は、洗濯物を収納し水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、回転ドラムを内包し洗濯機本体に弾性的に支持する水受け槽と、水受け槽内に給水を行う給水手段と、回転ドラムを駆動するモータと、モータを駆動する際のトルクを検知するトルク検知手段と、モータまたは回転ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、洗濯動作の制御およびモータの制御を行う制御手段とを備えた洗濯機であって、制御手段は、脱水時の回転立ち上げシーケンスにおいて、回転ドラムを第１の所定時間（ｔ１）の間第１の回転数（Ｎ１）で回転するよう制御している間に、回転数検知手段により検知された回転数が第１の回転数よりも高い第２の回転数（Ｎ２）以上となった場合、洗濯物のアンバランスが発生したと判断し、洗濯物のアンバランスを修正するために修正シーケンスに移行し、また第２の回転数よりも高く、かつ回転ドラムが接続された機構系の振動共振周波数に対応した共振回転数よりも低い第３の回転数（Ｎ３）から共振回転数よりも高い第４の回転数（Ｎ４）にまで立ち上げる際に、トルク検知手段により検知されたトルク（モータ電流に相当）が第２の所定時間（ｔ２）の間第１の閾値以上（電流相当値でＩ１）となった場合、洗濯物のアンバランスが発生したと判断し、修正シーケンスに移行する構成を有している。
【０００６】
この構成によれば、脱水行程において、回転ドラムの回転数を低速である第１の回転数Ｎ１（例えば、９０ｒ／ｍｉｎ）に制御している間（第１の所定時間ｔ１、例えば１５秒の間）に、回転ドラムの回転数が第１の回転数よりも高い第２の回転数Ｎ２（例えば、１００ｒ／ｍｉｎ）以上に一瞬でもなると、洗濯物の大きなアンバランスが発生していると判断して、修正シーケンスに移行し、また第２の回転数よりも高い第３の回転数Ｎ３（例えば、１６０ｒ／ｍｉｎ）から共振回転数の領域を通って第４の回転数Ｎ４（例えば、３００ｒ／ｍｉｎ）にまで立ち上げる際に、モータの駆動トルクが第２の所定時間ｔ２（例えば、０．２秒）の間第１の閾値（例えば、トルクの電流相当値Ｉ１で１．５Ａ）以上となると、洗濯物の小さなアンバランスが発生していると判断して、やはり修正シーケンスに移行する。これにより、アンバランスをその程度の大小に応じて最適に修正することが可能になる。
【０００７】
本発明に係る洗濯機はさらに、洗濯物の布量を検知する布量検知手段を備え、制御手段は、布量検知手段により検知された布量に応じて、第２の回転数を変化させることが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、洗濯物の布量が多い（重たい）場合には、第２の回転数Ｎ２を高く設定し、一方、洗濯物の布量が少ない（軽い）場合には、第２の回転数Ｎ２を低く設定することで、洗濯物の布量に応じた最適なアンバランス検知を行うことができる。
【０００９】
本発明に係る洗濯機において、制御手段は、第３の回転数から第４の回転数にまで立ち上げる前に、第３の回転数を第３の所定時間（ｔ３）維持するようモータを制御することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、共振回転数を通過する前に、洗濯物内の水をなるべく抜くようにすることで、異常振動の発生を低減することができる。
【００１１】
また、本発明に係る洗濯機において、制御手段は、第３の回転数から第４の回転数にまで立ち上げる回転数上昇期間における回転数上昇の勾配を他の回転数上昇期間における回転数上昇の勾配よりも大きく設定することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、回転数上昇の勾配を高く設定することで、トルクがかかるようになり、振動が大きい場合はアンバランスを検知し易く、またその検知精度も向上させることができる。そして、振動が小さい場合は共振回転数の領域を速く通過するので、振動を一層低減することができる。
【００１３】
また、本発明に係る洗濯機において、制御手段は、脱水時の回転立ち上げシーケンスにおいて、トルクが第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下になるようにモータの回転数の上昇度合いを制御することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、モータの駆動トルクを、アンバランスを検知するトルクである第１の閾値（例えば、トルクの電流相当値Ｉ１で１．５Ａ）よりも大きい、出力上限トルクである第２の閾値（例えば、トルクの電流相当値Ｉ２で３．０Ａ）以下になるように、モータの回転数の上昇度合いを制御することで、モータへの負担を軽減できるため、モータや回路等の耐久性、安全性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る洗濯機において、制御手段は、洗剤を使用する洗濯行程後の給水前における脱水時の回転立ち上げシーケンスと、洗剤を使用しないすすぎ行程後における脱水時の回転立ち上げシーケンスとで、第２の所定時間および第１の閾値のうち少なくとも一方を異ならせるよう制御することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、洗剤を使用する洗濯行程後のすすぎ行程（すすぎ１回目）における給水前の脱水立ち上げ時には、第２の所定時間ｔ２を長く、第１の閾値Ｉ１を大きく設定し、洗剤を使用しないすすぎ行程後の最終脱水行程における脱水立ち上げ時には、第２の所定時間ｔ２を短く、第１の閾値Ｉ１を小さく設定することで、洗剤の有無によって洗濯物の状態が変化した場合でも、最適なアンバランス検知を行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係る洗濯機において、制御手段は、修正シーケンスに移行した場合、最終脱水の目標回転数を低下させることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、最終脱水の目標回転数（Ｎｃ）を低下させることで、脱水時の回転立ち上げシーケンスに復帰した際に、高速回転領域にて回転ドラム内の洗濯物のアンバランスが再度発生するのを抑えることができる。
【００１９】
また、本発明に係る洗濯機において、制御手段は、修正シーケンスに移行した場合、回転ドラムを正転方向と反転方向に複数回駆動するという第１の修正動作を行った後に、脱水時の回転立ち上げシーケンスに復帰させることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、回転ドラムの回転方向が切り替わった際に洗濯物がほぐれ易くなり、洗濯物のアンバランスが解消し易くなる。
【００２１】
また、本発明に係る洗濯機において、制御手段は、第１の修正動作を第１の所定回数繰り返しても、修正シーケンスに移行した場合、水受け槽内に給水を行い、回転ドラムを正転方向と反転方向に複数回駆動し、水受け槽から排水を行うという第２の修正動作を行った後に、脱水時の回転立ち上げシーケンスに復帰させることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、第１の修正動作を第１の所定回数（例えば、６回）行ってもアンバランスが解消されない場合、給水を行うことで、布状態を均一化して、バランスをとってから排水をすることで、脱水時の振動を低減することができる。
【００２３】
また、本発明に係る洗濯機において、洗濯機はさらに、報知動作を行う報知手段を備え、制御手段は、第２の修正動作を第２の所定回数繰り返しても、修正シーケンスに移行した場合、報知手段により異常を報知させることが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、洗濯物に何らかの原因があって、アンバランスを修正することは困難であると判断し、異常報知（表示や音）により使用者に知らせることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、脱水行程において、アンバランスの程度が大きい場合、回転ドラムの回転数が高速領域である共振回転数の領域に入る前の低速領域にて大きなアンバランスを検知し、またアンバランスの程度が小さい場合、共振回転数の領域において小さなアンバランスを検知することで、アンバランスをその程度の大小に応じて最適に修正することができる、という格別な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る洗濯機の一構成例を示す断面図である。図１において、回転ドラム１は、有底円筒形に形成され、外周部に多数の通水孔２が全面に設けられて、水受け槽３内に回転自在に配設されている。回転ドラム１の回転中心に傾斜方向に回転軸（回転中心軸）４が設けられ、回転ドラム１の軸心方向は正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させている。この回転軸４に、水受け槽３の背面に取り付けたモータ５が連結され、モータ５により回転ドラム１が正転、逆転方向に回転駆動される。回転ドラム１の内壁面には数個の突起板６が設けられている。
【００２８】
水受け槽３の正面側の上向き傾斜面に設けた開口部を蓋体７により開閉自在に覆い、この蓋体７を開くことにより、衣類出入口８を通して回転ドラム１内に洗濯物を入れ、回転ドラム１内から洗濯物を取り出せるようにしている。蓋体７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。
【００２９】
水受け槽３は、洗濯機本体９からばね体１０とダンパー１１により揺動可能に吊り下げられており、水受け槽３の下部に排水経路１２の一端を接続し、排水経路１２の他端を排水弁１３に接続して、水受け槽３内の洗濯水を排水するようにしている。給水弁（給水手段）１４は、給水経路１５を通して水受け槽３内に水を給水するために、また、水位検知手段１６は、水受け槽３内の水位を検知するために設けられている。
【００３０】
なお、本実施の形態では、回転ドラム１の回転中心に傾斜方向に回転軸４を設け、回転ドラム１の軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させているが、回転ドラム１の回転中心に水平方向に回転軸４を設け、回転ドラム１の軸心方向を水平方向にしてもよい。
【００３１】
また、図１には例示していないが、回転ドラム１内に温風を送風する送風ファン１７と温風を加熱するヒータ１８（図２参照）とが設けられ、回転ドラム１内の洗濯物を乾燥する乾燥機能を有している。
【００３２】
制御装置１９は、図２に示すように構成されており、モータ５、排水弁（ＤＶ）１３、給水弁（ＦＶ）１４、送風ファン（Ｆ）１７、ヒータ（Ｈ）１８などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の一連の行程を逐次制御するマイクロコンピュータからなる制御手段２０を有している。
【００３３】
制御手段２０は、運転コース等を設定するための入力設定手段２１からの情報を入力して、その情報を基に表示手段２２で表示して使用者に知らせるとともに、入力設定手段２１により運転開始が設定されると、水受け槽３内の水位を検知する水位検知手段１６等からのデータを入力して負荷駆動手段２３を介して、排水弁１３、給水弁１４、送風ファン１７、ヒータ１８などの動作を制御し、洗濯・乾燥運転を行う。
【００３４】
このとき、制御手段２０に含まれる回転制御手段３５は、モータ５のロータの位置を検出する位置検出手段２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）からの情報に基づいて、駆動回路２５を介してインバータ２６を制御することによりモータ５を回転制御するようにしている。モータ５は直流ブラシレスモータで、図示していないが、３相巻線を有するステータと、リング上に２極の永久磁石を配設しているロータとで構成され、ステータは３相巻線を構成する第１の巻線５ａ、第２の巻線５ｂ、第３の巻線５ｃを、スロットを設けた鉄心に巻き付けて構成されている。
【００３５】
インバータ２６は、パワートランジスタ（例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ））と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子で構成されている。スイッチング素子は、第１のスイッチング素子２６ａと第２のスイッチング素子２６ｂの直列回路と、第３のスイッチング素子２６ｃと第４のスイッチング素子２６ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子２６ｅと第６のスイッチング素子２６ｆの直列回路とから構成され、各スイッチング素子の直列回路は並列接続されている。
【００３６】
ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は入力端子で、直流電源が接続され、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続点に、それぞれ出力端子が接続されている。出力端子は、３相巻線のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続され、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子のオン・オフの組み合せにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の３状態にする。
【００３７】
スイッチング素子のオン・オフは、ホールＩＣからなる３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃからの情報に基づいて制御手段２０により制御される。位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、電気角で１２０度の間隔でロータが有する永久磁石に対向するように、ステータに配設されている。
【００３８】
ロータが１回転する間に、３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、それぞれ電気角で１２０度の間隔でパルスを出力する。回転制御手段３５は、３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃのいずれかの信号の状態が変わったときを検知し、位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃの信号を基に、スイッチング素子２６ａ〜２６ｆのオン・オフ状態を変えていくことで、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、解放の３状態にし、ステータの第１の巻線５ａ、第２の巻線５ｂ、第３の巻線５ｃに通電して磁界を作り、ロータを回転させるよう構成されている。
【００３９】
また、スイッチング素子２６ａ、２６ｃ、２６ｅはそれぞれパルス幅変調（ＰＷＭ）制御され、例えば、繰り返し周波数１０ｋＨｚでハイ、ローの通電比を制御することで、ロータの回転数を制御するようにしてあり、回転制御手段３５は、３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃのいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータの回転数を算出して、設定回転数になるようにスイッチング素子２６ａ、２６ｃ、２６ｅをＰＷＭ制御する。
【００４０】
図３は、回転制御手段３５の内部構成を示すブロック図である。図３において、回転制御手段３５は、位置検出手段２４からの信号を受けてモータ５の回転数を検知する回転数検知手段３５ａと、モータ５の回転数を設定する回転数設定手段３５ｂと、回転数設定手段３５ｂにより設定された回転数と回転数検知手段により検知された回転数とを比較する回転数比較手段３５ｃと、回転数の変化量を検知する回転数変化量検知手段３５ｄと、回転数比較手段３５ｃからの比較結果と回転数変化量検知手段３５ｄからの回転数の変化量に基づいて、モータ５の回転数を設定回転数に近づけるために、スイッチング素子２６ａ、２６ｃ、２６ｅのＰＷＭデューティの操作量を決定する操作量決定手段３５ｅと、操作量決定手段３５ｅにより操作された後のスイッチング素子２６ａ、２６ｃ、２６ｅのＰＷＭデューティを設定し駆動回路２５に出力する通電比設定手段３５ｆと、モータ５の起動からの経過時間に応じて徐々に増加したスイッチング素子２６ａ、２６ｃ、２６ｅのＰＷＭデューティを記憶し駆動回路２５に出力する通電比記憶手段３５ｇとから構成されている。
【００４１】
回転制御手段３５では、モータ５の起動時に、３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃのいずれかの信号の状態が変わる回数が３回まで、すなわちモータ５が１／２回転するまでは、通電比記憶手段３５ｇの出力信号で、それ以降は通電比設定手段３５ｆの出力信号で駆動回路２５を駆動することにより、スイッチング素子２６ａ、２６ｃ、２６ｅのＰＷＭデューティを制御するようにしている。
【００４２】
なお、本実施の形態では、回転数検知手段３５ａが、位置検出手段２４からの信号に基いて、モータ５の回転数を検知する構成としているが、回転ドラム１の回転数を検知する構成としてもよい。
【００４３】
図２に戻って、電流検知手段２７は、インバータ２６の一方の入力端子に接続された抵抗２８と、この抵抗２８に接続された電流検知回路２９とで構成され、インバータ２６の入力電流値を検知し、その出力電圧を制御手段２０に供給している。モータ５が直流ブラシレスモータの場合は、トルクは入力電流にほぼ比例するので、抵抗２８に接続された電流検知回路２９により、インバータ２６の入力電流値を検知することで、モータ５のトルクを検知することができる。よって、電流検知手段２７は、トルク検知手段と等価な動作を行う。
【００４４】
布量検知手段３０は、回転ドラム１内の洗濯物の量を検知するもので、回転ドラム１を所定回転数（例えば、２００ｒｐｍ）に立ち上げるときの電流検知手段２７からの信号により、回転ドラム１内の洗濯物の量を検知するように構成されている。
【００４５】
商用電源３１は、ダイオードブリッジ３２、チョークコイル３３、平滑用コンデンサ３４からなる直流電源変換装置を介して、インバータ２６に接続されている。ただし、これは一例であり、直流ブラシレスモータ５の構成、インバータ２６の構成等は、これに限定されるものではない。
【００４６】
入力設定手段２１は、図４に示すように、洗い時間を設定する洗い時間設定スイッチ２１ａ、すすぎ回数を設定するすすぎ回数設定スイッチ２１ｂ、脱水時間を設定する脱水時間設定スイッチ２１ｃ、乾燥時間を設定する乾燥時間設定スイッチ２１ｄ、スタート・一時停止スイッチ２１ｅ、電源入りスイッチ２１ｆ、電源切りスイッチ２１ｇなどを有している。また、入力設定手段２１には、第１のコース設定スイッチ２１ｈと第２のコース設定スイッチ２１ｉとを設けている。
【００４７】
第１のコース設定スイッチ２１ｈは、運転するコースを設定するもので、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の一連の行程を行うコースと、洗い、すすぎ、脱水の各行程を行うコースと、乾燥行程のみを行うコースとを、１回オンするごとに上記の順に切換設定できるようにしている。
【００４８】
第２のコース設定スイッチ２１ｉは、おまかせコース、お急ぎコース、わたし流コース、毛布コース、槽洗浄コースなどを切換設定するもので、１回オンするごとに上記の順に切り換えられるようにしている。
【００４９】
表示手段２２は、洗い時間表示部２２ａ、すすぎ回数表示部２２ｂ、脱水時間表示部２２ｃ、乾燥時間表示部２２ｄ、および第２のコース設定スイッチ２１ｉで設定されるコースを表示するコース設定表示部２２ｅなどを有している。また、表示手段２２は、数字表示部２２ｈを有しており、数字表示部２２ｈの表示が、洗剤量であることを示す洗剤量表示部２２ｆと、残り時間であることを示す残り時間表示部２２ｇを有している。さらに、表示手段２２は、乾燥運転後にふんわりキープを行うことを示すふんわりキープ表示部２２ｉを有している。
【００５０】
次に、以上のように構成された洗濯機において、脱水行程で、回転ドラム１の回転数を立ち上げながらアンバランス検知を行う脱水時の回転立ち上げシーケンスについて、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５１】
図５において、脱水行程が開始されると、回転制御手段３５は、図６に示すように、回転ドラム１の回転数が第１の回転数Ｎ１（例えば、９０ｒ／ｍｉｎ）になるまで上昇傾きＡにて回転数を上昇させる（ステップＳ５０１）。この第１の回転数Ｎ１まで立ち上げた後、回転数が第１の回転数Ｎ１で一定になるよう制御される（ステップＳ５０２）。この第１の回転数Ｎ１で回転ドラム１の回転数を一定に制御するのは、低速領域での第１段階のアンバランス検知のためである。
【００５２】
次に、回転制御手段３５は、現在の回転数ｎを回転数検知手段３５ａにより計測し（ステップＳ５０３）、布量検知手段３０により検知された布量から、図８に示す特性テーブルを参照して、布量に応じた第２の回転数Ｎ２を求める（ステップＳ５０４）。ここで、図８に示すように、洗濯物の布量が多い（重たい）場合には、第２の回転数Ｎ２を高く設定し、一方、洗濯物の布量が少ない（軽い）場合には、第２の回転数Ｎ２を低く設定することで、洗濯物の布量に応じた最適なアンバランス検知を行うことができる。
【００５３】
次に、現在の回転数ｎが第２の回転数Ｎ２以上であるか否かを判断し（ステップＳ５０５）、第２の回転数Ｎ２未満である場合（Ｎｏ）、大きなアンバランスは発生していないと判断し、第１の所定時間ｔ１（例えば、１５秒）が経過するまで（ステップＳ５０６での判断でＹｅｓ）、回転制御手段３５は、図６に符号６１で示す第１の回転数Ｎ１を維持するよう回転制御を行う。
【００５４】
一方、ステップＳ５０５での判断の結果、図６に符号６２で示すように、第１の回転数Ｎ１に達した際に回転数の変動があり、現在の回転数ｎが第２の回転数Ｎ２以上に一瞬でもなると、大きなアンバランスが発生していると判断し、このアンバランスを修正するための修正ルーチンへ移行する。この修正ルーチンに移行するとすぐ、回転停止ブレーキが作動して回転ドラム１の回転が停止するが、修正ルーチンについては、後ほど詳しく説明する。
【００５５】
ステップＳ５０５での判断の結果、アンバランスが検知されず、第１の所定時間ｔ１が経過すると、回転制御手段３５は、図７の脱水時間に対するモータ回転数ｎの特性で示すように、回転ドラム１の回転数を、回転ドラム１が接続された機構系の振動共振周波数に対応した共振回転数よりも低い第３の回転数Ｎ３（例えば、１６０ｒ／ｍｉｎ）まで上昇傾きＢにて上昇させる（ステップＳ５０７）。この第３の回転数Ｎ３まで立ち上げた後、回転数が第３の回転数Ｎ３で第３の所定期間ｔ３（例えば、２３秒）の間一定になるよう制御される（ステップＳ５０８）。この第３の回転数Ｎ３で回転ドラム１の回転数を一定に制御するのは、共振回転数の領域を通過する前に、洗濯物内の水をなるべく抜くようにすることで、異常振動の発生を低減するためである。
【００５６】
第３の所定期間ｔ３が経過すると、回転制御手段３５は、回転ドラム１の回転数を第３の回転数Ｎ３から上昇傾きＣにて上昇させながら（ステップＳ５０９）、現在の回転数ｎを回転数検知手段３５ａにより計測し（ステップＳ５１０）、現在の回転数ｎが最終脱水の目標回転数Ｎｃ以上であるか否かを判断する（ステップＳ５１１）。ステップＳ５１１での判断の結果、現在の回転数ｎが最終脱水の目標回転数Ｎｃ以上である場合（Ｙｅｓ）、次工程へと進んで、現在の回転数ｎが最終脱水の目標回転数Ｎｃで一定になるよう回転制御が行われることになる。
【００５７】
しかし、ステップＳ５１１での判断の結果、現在の回転数ｎは最終脱水の目標回転数Ｎｃ未満である場合（Ｎｏ）、現在の回転数ｎが共振回転数よりも高い第４の回転数Ｎ４（例えば、３００ｒ／ｍｉｎ）以上まで立ち上がったか否かを判断し（ステップＳ５１２）、現在の回転数ｎはまだ第４の回転数Ｎ４未満である場合（Ｎｏ）、ステップＳ５１３へと進み、電流検知手段２７によりモータ電流値ｉを計測する。
【００５８】
次に、制御手段２０は、モータ５の駆動トルクに相当するモータ電流値ｉが、第１の閾値Ｉ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ５１４）。モータ電流ｉが第１の閾値Ｉ１未満である場合（ステップＳ５１４での判断でＮｏ）、図７の脱水時間に対するモータ電流ｉの特性における符号７１で示すように、アンバランスは発生していないと判断し、ステップＳ５０９からＳ５１４を繰り返し、第４の回転数Ｎ４を超えて最終脱水の目標回転数Ｎｃにまで回転ドラム１の回転数が立ち上がる。
【００５９】
一方、ステップＳ５１４での判断の結果、モータ電流ｉが第１の閾値Ｉ１以上である場合（Ｙｅｓ）、この状態が第２の所定時間ｔ２だけ継続しているか否かを判断し（ステップＳ５１５）、継続していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ５０９からＳ５１５を繰り返し、図７の脱水時間に対するモータ電流ｉの特性における符号７２で示すように、継続している場合（Ｙｅｓ）、アンバランスが発生していると判断して、修正シーケンスに移行する。これが、高速領域での第２段階のアンバランス検知である。
【００６０】
ここで、第２の所定時間ｔ２および第１の閾値Ｉ１は、図９の特性テーブルに示すように、洗剤を使用する洗濯行程後のすすぎ行程（図１０のすすぎ１回目）における給水前の脱水立ち上げ時には、第２の所定時間ｔ２を例えば０．５秒と長く、また第１の閾値Ｉ１を２．０Ａと大きく設定し、洗剤を使用しないすすぎ行程（図１０のすすぎ２回目）後の最終脱水行程における脱水立ち上げ時には、第２の所定時間ｔ２を例えば０．２秒と短く、また第１の閾値Ｉ１を１．５秒と小さく設定することで、洗剤の有無によって洗濯物の状態が変化した場合でも、最適なアンバランス検知を行うことができる。
【００６１】
また、回転制御手段３５は、第３の回転数Ｎ３から第４の回転数Ｎ４にまで立ち上げる回転数上昇期間における回転数上昇の勾配（上昇傾きＣ）を他の回転数上昇期間（０から第１の回転数Ｎ１までの回転数上昇期間、第１の回転数Ｎ１から第３の回転数までの回転数上昇期間）における回転数上昇の勾配（上昇傾きＡ、Ｂ）よりも大きく設定する。このように、第３の回転数Ｎ３から第４の回転数Ｎ４にまで立ち上げる回転数上昇期間における回転数上昇の勾配を高く設定することで、トルクがかかるようになり、振動が大きい場合はアンバランスを検知し易く、またその検知精度も向上させることができる。そして、振動が小さい場合は共振回転数の領域を速く通過するので、振動を一層低減することができる。
【００６２】
また、回転制御手段３５は、上記のような脱水時の回転立ち上げシーケンスにおいて、トルクが第１の閾値Ｉ１（例えば、１．５Ａ）よりも大きい第２の閾値Ｉ２（例えば、３．０Ａ）以下になるようにモータ５の回転数の上昇度合いを制御する。このように、モータ５の駆動トルクを、アンバランスを検知するトルクである第１の閾値Ｉ１よりも大きい、出力上限トルクである第２の閾値Ｉ２以下になるように、モータ５の回転数の上昇度合いを制御することで、モータ５への負担を軽減できるため、モータ５や回路等の耐久性、安全性を向上させることができる。
【００６３】
以上のようにして、回転ドラム１の回転数を立ち上げながらアンバランス検知を行う脱水時の回転立ち上げシーケンスが実行される。
【００６４】
以下では、アンバランスが検知された後の修正シーケンスについて、図１１のフローチャートを参照して説明する。
【００６５】
図５に示す脱水時の回転立ち上げシーケンスにおいて、低速領域での第１段階または高速領域での第２段階でアンバランスが検知された場合、図１１に示す修正シーケンスに移行して、モータ５の回転停止ブレーキが作動して（ステップＳ１１０１）、回転ドラム１の回転が停止する。
【００６６】
次に、これまでに何回修正シーケンスに入ったかを示す修正回数が判断され（ステップＳ１１０２）、まだ０回であるので、回転制御手段３５は、第１の修正動作を行う。この第１の修正動作において、回転制御手段３５は、図１２に示すように、例えば６０ｒ／ｍｉｎの回転数で正面から見て右回転（正転）を例えば１秒間行い（ステップＳ１１０３）、例えば１秒間回転を休止し（ステップＳ１１０４）、例えば６０ｒ／ｍｉｎの回転数で正面から見て左回転（反転）を例えば１秒間行い（ステップＳ１１０５）、例えば１秒間回転を休止する（ステップＳ１１０６）、という動作を２回繰り返す。これにより、回転ドラム１の回転方向が切り替わった際に洗濯物がほぐれ易くなり、洗濯物のアンバランスが解消し易くなる。
【００６７】
第１の修正動作が終了すると（ステップＳ１１０７の判断でＹｅｓ）、１回目の修正であるか否かを判断し（ステップＳ１１０８）、１回目の修正であるので（Ｙｅｓ）、回転制御手段３５は、最終脱水の目標回転数Ｎｃを例えば９００ｒ／ｍｉｎから１００ｒ／ｍｉｎだけ低下させてＮｃ＝８００ｒ／ｍｉｎに設定し（ステップＳ１１０９）、図５に示す脱水時の回転立ち上げシーケンスに復帰させる。なお、２回目以降の修正の場合は、ステップＳ１１０９の行程はスキップされる。このように、修正シーケンスに最初に移行した場合に１度だけ最終脱水の目標回転数Ｎｃを低下させることで、脱水時の回転立ち上げシーケンスに復帰した際に、高速回転領域にて回転ドラム１内の洗濯物のアンバランスが再度発生するのを抑えることができる。
【００６８】
このようにして、第１の修正動作による修正シーケンスが終了して、脱水時の回転立ち上げシーケンスに復帰した場合でも、５回まで修正シーケンスに移行すると第１の修正動作を行うが、６回目に修正シーケンスに移行した場合、ステップＳ１１０２での判断により分岐し、回転制御手段３５は、第２の修正動作を行う。この第２の修正動作において、制御手段２０は、給水弁１４を制御して、水位検出手段１６により検出された水位が洗濯物が浸る所定の設定水位（例えば、洗濯時の設定水位）になるまで、給水弁１４、給水経路１５を介して水受け槽３内へ給水を行う（ステップＳ１１１０）。
【００６９】
次に、第１の修正動作と同様に、回転制御手段３５は、図１２に示すように、例えば６０ｒ／ｍｉｎの回転数で正面から見て右回転（正転）を例えば１秒間行い（ステップＳ１１１１）、例えば１秒間回転を休止し（ステップＳ１１１２）、例えば６０ｒ／ｍｉｎの回転数で正面から見て左回転（反転）を例えば１秒間行い（ステップＳ１１１３）、例えば１秒間回転を休止する（ステップＳ１１１４）、という動作を２回繰り返す。第１の修正動作と同じ動作を２回繰り返すと（ステップＳ１１１５の判断でＹｅｓ）、制御手段２０は、排水弁１３を制御して、水受け槽３から排水経路１２、排水弁１３を介して排水を行い（ステップＳ１１１６）、図５に示す脱水時の回転立ち上げシーケンスに復帰させる。
【００７０】
このように、第１の修正動作を第１の所定回数（例えば、６回）行ってもアンバランスが解消されない場合、第２の修正動作において、給水を行うことで、布状態を均一化して、バランスをとってから排水をすることで、脱水時の振動を低減することができる。
【００７１】
しかし、第２の修正動作を第２の所定回数（例えば、６回）繰り返しても、アンバランスが修正されず、脱水時の回転立ち上げシーケンスから修正シーケンスに移行した場合、ステップＳ１１０２での判断により分岐し、制御手段２０は、入力設定手段２１に設けられた報知手段により、異常内容を表示手段２２に表示させ（ステップＳ１１１７）、またブザーを吹鳴して（ステップＳ１１１８）、洗濯物のアンバランスを修正することが困難である旨を使用者に異常報知して、動作を停止させる。
【００７２】
以上のようにして、洗濯物のアンバランスを修正するための修正シーケンスが実行される。
【００７３】
なお、本実施の形態では、モータ５として直流ブラシレスモータを用いた場合について例示および説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば直流ブラシモータやインダクションモータを用いて、その駆動手段および方法を変更しても、本発明を適用することができ、また本発明と同じ効果が得られる。
【００７４】
また、本実施の形態で説明したその他の構成、脱水時の回転立ち上げシーケンスおよび修正シーケンスの各行程（設定回転数、設定時間、設定トルクに相当する設定電流値、修正動作の設定回数等を含めて）は単なる例示にすぎず、その修正例および変形例も、特許請求の範囲の技術思想に基づいて本発明に包含されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明に係る洗濯機は、脱水行程において、アンバランスの程度が大きい場合、回転ドラムの回転数が高速領域である共振回転数の領域に入る前の低速領域にて大きなアンバランスを検知し、またアンバランスの程度が小さい場合、共振回転数の領域において小さなアンバランスを検知することで、アンバランスをその程度の大小に応じて最適に修正することができるという利点を有し、回転ドラム式洗濯機等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る洗濯機の一構成例を示す断面図
【図２】図１の制御装置１９の一構成例を示す回路図
【図３】図２の制御手段２０に含まれる回転制御手段３５の内部構成を示すブロック図
【図４】図１の入力設定手段２１を含む操作パネルの上面図
【図５】本発明の一実施の形態に係る洗濯機の脱水時の回転立ち上げシーケンスにおける各行程を示すフローチャート
【図６】低速領域での第１段階のアンバランス検知を説明するための脱水時間に対するモータ回転数ｎの特性図
【図７】高速領域での第２段階のアンバランス検知を説明するための脱水時間に対するモータ回転数ｎおよびモータ電流ｉの特性図
【図８】布量に応じた第２の回転数Ｎ２の特性テーブル
【図９】脱水立ち上げ行程に応じた第２の所定時間ｔ２および第１の閾値Ｉ１の特性テーブル
【図１０】洗い、すすぎ１回目、すすぎ２回目、脱水（最終脱水）行程の内容を示すシーケンス図
【図１１】本発明の一実施の形態に係る洗濯機の修正シーケンスにおける各行程を示すフローチャート
【図１２】図１１の第１の修正動作におけるモータの右回転、休止、左回転、休止シーケンスを示すタイミングチャート
【符号の説明】
【００７７】
１  回転ドラム
２  通水孔
３  水受け槽
４  回転軸（回転中心軸）
５  モータ
６  突起板
７  蓋体
８  衣類出入口
９  洗濯機本体
１０  ばね体
１１  ダンパー
１２  排水経路
１３  排水弁
１４  給水弁（給水手段）
１５  給水経路（給水手段）
１６  水位検知手段
１７  送風ファン
１８  ヒータ
１９  制御装置
２０  制御手段
２１  入力設定手段
２２  表示手段（報知手段）
２３  負荷駆動手段
２４  位置検知手段
２５  駆動回路
２６  インバータ
２７  電流検知手段（トルク検知手段）
３０  布量検知手段
３１  商用電源
３２  ダイオードブリッジ
３３  チョークコイル
３４  平滑用コンデンサ
３５  回転制御手段
３５ａ  回転数検知手段
３５ｂ  回転数設定手段
３５ｃ  回転数比較手段
３５ｄ  回転数変化量検知手段
３５ｅ  操作量決定手段
３５ｆ  通電比設定手段
３５ｇ  通電比記憶手段
Ｓ１１０３〜Ｓ１１０７  第１の修正動作行程
Ｓ１１１０〜Ｓ１１１６  第２の修正動作行程
【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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【図８】
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【図９】
2005131116.tif 000011
【図１０】
2005131116.tif 000012
【図１１】
2005131116.tif 000013
【図１２】
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