(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外郭を形成する筐体と、水槽及びこの水槽内に回転可能に配置された回転槽からなる横軸状の槽体とを有し、前記筐体の内部に、前記槽体がその中心軸線を前上がりの傾斜状態となるように配置され、前記回転槽内に収容された洗濯物に対する洗い、すすぎ及び脱水の洗濯運転を行うドラム式洗濯機において、
１方向への加速度に応じた信号を出力することにより、前記水槽に発生する振動を検知する加速度検出手段と、
この加速度検出手段の出力に基づいて、前記洗濯運転を制御する制御手段とを備え、
前記加速度検出手段は、前記水槽の外周部において、当該水槽の正面視にて前記中心軸線と直交する水平線に対し４５度上方の位置で、当該水槽の前部と後部の２箇所に、相互に異なる方向の加速度を検出するように設けられていて、一方の加速度検出手段が槽体の中心軸線に対する放射方向への加速度に応じた信号を出力し、他方の加速度検出手段が前記放射方向と直交する方向への加速度に応じた信号を出力するように、前記水槽に取り付けられていることを特徴とするドラム式洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水槽及びこの水槽内に回転可能に配置された回転槽からなる横軸状の槽体を有し、回転槽内に収容された洗濯物に対する洗い、すすぎ及び脱水の洗濯運転を行うドラム式洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のドラム式洗濯機にあっては、前記回転槽を高速回転させることにより、回転槽内に収容された洗濯物に対する脱水が行われる。この脱水の際、回転槽内の洗濯物の偏りによる偏荷重（つまりアンバランス状態）が生じると、回転槽の回転に伴って水槽が振れ回り、振動、騒音を発生する問題がある。
【０００３】
そこで、水槽の振動を検知する加速度センサからなる振動検知装置と、この振動検知装置の出力に応じて脱水回転制御を行う制御装置とを備えたものが開示されている（例えば特許文献１参照）。このドラム式洗濯機では、振動検知装置が、水槽の前部と後部の２箇所に同一方向の振動を検出するように配置されており、脱水時に制御装置による脱水回転制御が行われることで、振動を抑制するようになっている。
【特許文献１】特許第３８６５７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の振動検知装置では、水槽の振動（方向）如何によっては、これを検出できない場合が考えられる。即ち、水槽の前記偏荷重による振動は、基本的には、静止状態の水槽の中心軸線を中心とする水槽全体の振れ回り振動であるが、実際には、洗濯物は回転槽の前後方向にも偏るため、例えば、回転槽の前方が、後方より大きく振れ回る所謂みそすり運動が生じ上下方向や左右方向（つまり放射方向）へ振動する場合がある。このように水槽の振動方向は、偏荷重などにより変化するため、一方向の振動を検出する前記の振動検知装置では、振動を検知できない事態が生じうるのである。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、水槽の振動をより正確に検出することができる安価な構成のドラム式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】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明は、外郭を形成する筐体と、水槽及びこの水槽内に回転可能に配置された回転槽からなる横軸状の槽体とを有し、前記筐体の内部に、前記槽体がその中心軸線を前上がりの傾斜状態となるように配置され、前記回転槽内に収容された洗濯物に対する洗い、すすぎ及び脱水の洗濯運転を行うドラム式洗濯機において、１方向への加速度に応じた信号を出力することにより、前記水槽に発生する振動を検知する加速度検出手段と、この加速度検出手段の出力に基づいて、前記洗濯運転を制御する制御手段とを備え、前記加速度検出手段は、前記水槽の外周部において、当該水槽の正面視にて前記中心軸線と直交する水平線に対し４５度上方の位置で、当該水槽の前部と後部の２箇所に、相互に異なる方向の加速度を検出するように設けられていて、一方の加速度検出手段が槽体の中心軸線に対する放射方向への加速度に応じた信号を出力し、他方の加速度検出手段が前記放射方向と直交する方向への加速度に応じた信号を出力するように、前記水槽に取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、加速度検出手段により、水槽の前部と後部において相互に異なる方向の加速度を検出することができるので、水槽全体が振れ回る場合の振動や前記みそすり運動など異なる振動方向に対応する加速度を検出することが可能となり、より正確な検出を行うことができる。また、夫々の加速度検出手段は、１方向への加速度に応じた信号を出力する構成であり、その出力に対する処理も極力簡単に済ませることができ、安価なドラム式洗濯機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
＜第１の実施例＞
以下、本発明をドラム式洗濯乾燥機に適用した第１の実施例について、図１乃至図６を参照して説明する。図１はドラム式洗濯乾燥機の縦断側面図を示している。このドラム式洗濯乾燥機の外郭を形成する筐体１の内部には、水槽２が配設されると共に、水槽２内に回転槽（ドラム）３が収納されている。水槽２及び回転槽３は、同心の円筒状をなし、本発明の槽体を構成する。当該槽体は、その中心軸線Ｃを、筐体１の前後方向に指向させた横軸状で且つ水平に対し所定角度傾けた前上がりの傾斜状態となるように配置されている。
【０００９】
図２は、ドラム式洗濯乾燥機の概略的な縦断正面図である。この図に示すように、水槽２は、一対の防振ダンパー４，４により筐体１の底部を構成する台板１ａ上に弾性的に支持されている。防振ダンパー４は、シリンダー内にピストンを摺動自在に配設した摩擦ダンパー機構４ａと、このダンパー機構４ａの同軸線上に設けたばね部材４ｂとを備えている。これら一対の防振ダンパー４，４は、正面視にて下側が拡開する「ハ」の字状となるよう鉛直に対し所定角度（例えば５度）傾斜しており、水槽２下部の左右両側において水槽２の振動を抑制するように構成されている。また、図１にも示すように、水槽２は、その上部において引張りばね５ａ及び５ｂを介して筐体１の天板１ｂ及び後板１ｃに補助的に弾性支持されている。
【００１０】
水槽２の前端部には、中央に開口６ａを有する環状の水槽カバー６が装着されている。これに対し、筐体１の前面部には、洗濯物出し入れ用の開口７が形成されていると共に、この開口７を開閉する扉９が設けられており、筐体１の開口７と水槽カバー６の開口６ａとの間は、ベローズ８によって連ねられている。
【００１１】
水槽２の後端部の中心部分には、回転槽３を回転可能に支持する軸受装置１０及びブラシレスＤＣモータからなる洗濯機モータ１１が配設されている。尚、回転槽３には、多数の小孔１２が形成されており、後述のように水槽２内に供給される水や温風が、この小孔１２を通じて回転槽３内に流入するようになっている。また、回転槽３の内周面には、複数個のバッフル（図示せず）が等間隔に形成されている。
【００１２】
筐体１内の上部には、ドラム式洗濯乾燥機の制御に必要な制御ユニット１３が配置されており、この制御ユニット１３に、後述する制御装置１４（制御手段に相当、図５参照）が設けられている。また、筐体１内の上部には、給水弁１５及び給水ケース１６を備えた給水装置１７が設けられている。図示は省略するが、給水装置１７は、水道の蛇口に接続されると共に、水槽２内に給水ホースを介して給水するように構成されている。また、水槽２の後端側の底部には排水口１８が設けられている。この排水口１８には、電動式の排水弁１９を有する排水管２０が接続されていて、排水弁１９を開くと水槽２内の水が機外に排出されるようになっている。
【００１３】
前記水槽カバー６には、水槽２の内部空間に連通する温風排気部６ｂが設けられると共に、水槽２の背面部には温風入口２ａが形成されている。そして、筐体１内には、温風循環路２１が設けられており、これの一端部は温風排気部６ｂ下部に連通し、途中部たる底部部分２１ａは筐体１底部を通り、他端部は温風入口２ａに連通している。この温風循環路２１は、途中２箇所にベローズ２１ｂ，２１ｃを備え、温風循環経路２１の底部部分２１ａと水槽２との間の振動伝播を少なくしている。この温風循環経路２１には、内部空気を矢印Ａ方向へ流通させるための送風機２２が設けられている。
【００１４】
筐体１の台板１ａには、圧縮機２３が配設されると共に、温風循環経路２１に蒸発器２４と凝縮器２５が組み込まれている。これら圧縮機２３、蒸発器２４及び凝縮器２５は図示しない冷媒循環パイプによって夫々サイクル接続されており、ヒートポンプ２６を構成する。ヒートポンプ２６は、圧縮機２３が作動することにより、サイクルに封入した冷媒が循環するようになっている。
【００１５】
さて、前記水槽２には、これに発生する振動を検知するための２つの加速度センサ（加速度検出手段）２７ａ，２７ｂが配置されている。加速度センサ２７ａ，２７ｂは、夫々１方向への加速度に応じた信号を出力するように構成されており、その加速度の検出方向（検出軸Ｘ、図３参照）を簡明にすべく、図１乃至図３では形状を誇張して示している。図示は省略するが、加速度センサ２７ａ，２７ｂは、重りを配した支持部とこの支持部の撓み変形の歪みを抵抗値変化によって検出するピエゾ抵抗とを備えており、検出軸Ｘ方向の加速度が加わることによる抵抗値の変化量に基づいてその方向の加速度の大きさを検出する。これら加速度センサ２７ａ，２７ｂは、夫々図示しないプリント基板上に、処理回路（例えば増幅回路やＡ／Ｄ変換処理回路、図示せず）と共に各別に搭載されている。
【００１６】
これらプリント基板上の加速度センサ２７ａ，２７ｂは、水槽２の外周部において、筐体１の隅部（図２中、筐体１上部の右側）に臨む部位に、相互に検出方向が直交するように設けられている。詳細には、加速度センサ２７ａ，２７ｂは水槽２の外周部において前記中心軸線Ｃと直交する水平線Ｈに対し所定角度θ（例えば４５度）上方の位置に、中心軸線Ｃ方向へ並べて設けられており、前方の加速度センサ２７ａの検出軸Ｘが中心軸線Ｃに対する放射方向と一致し、後方の加速度センサ２７ｂの検出軸Ｘが水槽２外周の接線方向と一致する状態で取付け固定されている。
【００１７】
図５は、洗濯乾燥機１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。制御装置１４は、マイクロコンピュータを主体として構成され、ドラム式洗濯乾燥機１の動作全般を制御する。制御装置１４には、図示しない操作パネルのキースイッチからの各種操作信号を入力するための操作入力部２８や、洗濯機モータ１１の回転速度を検出するための回転速度検出部２９が接続されると共に、前記処理回路を介して加速度センサ２７ａ，２７ｂが接続されている。制御装置１４は、加速度センサ２７ａ，２７ｂにより検出された加速度および回転速度検出部２９により検出された回転速度に基づいて水槽２の振幅量を算出する。また、制御装置１４は、入力された各種の信号や予め記憶した制御プログラムに基づいて、洗濯機モータ１１、給水弁１５、排水弁１９、送風機２２及び圧縮機２３を駆動回路３０を介して制御する。この場合、洗濯機モータ１１は、インバータによるパルス幅変調（ＰＷＭ）方式によって回転速度の制御がなされる。
【００１８】
次に、上記のように構成された本実施例の作用について説明する。
前記操作パネルのキースイッチの操作によって、標準的な運転コースが開始されると、回転槽３内に投入された洗濯物に対する洗い、すすぎ及び脱水を行う洗濯運転と、乾燥運転とが実行される。洗濯運転の洗い及びすすぎでは、水槽２内に水を貯めた状態で洗濯モータ１１により回転槽３を回転させる。
【００１９】
そして、水槽２内の水が排出された後、洗濯運転の脱水が行われる。この脱水では、洗濯モータ１１により回転槽３を高速回転させるため、回転槽３内の洗濯物の偏りによる偏荷重（つまりアンバランス状態）が生じると、水槽２の振動が大きくなる。この振動は、基本的には、静止状態の槽体の中心軸線Ｃを中心とする水槽２全体の振れ回り振動である。この場合、水槽２の前記接線方向の加速度が大きくなるため、これに応じて後側の加速度センサ２７ｂの出力が変化する。
【００２０】
一方、洗濯物が回転槽３の前後方向に偏り、例えば、回転槽３の前方が後方より振れ回り度が大きくなって（所謂みそすり運動が生じて）前記の放射方向へ振動する場合があり、これに応じて前側の加速度センサ２７ｂの出力が変化する。ここで、本実施例とは異なり、図４（ａ）に示すように、加速度センサ４０が、検出軸Ｘを鉛直方向Ｄｖと一致させた状態で水槽２の上部に設けられている場合、水平方向Ｄｈの振動を加速度センサ４０の加速度として検出することができない。また、図４（ｂ）に示すように、加速度センサ４０を水槽２の前述した４５度の位置に設けても、検出軸Ｘが鉛直方向Ｄｖと一致している場合、やはり水平方向Ｄｈの振動を検出することができない。これに対し、本実施例では図４（ｃ）に示すように、前側の加速度センサ２７ｂは、前述した４５度の位置に、検出軸Ｘが放射方向と一致するように設けられているので、水槽２の鉛直方向Ｄｖや水平方向Ｄｈの振動を、当該放射方向（検出軸Ｘ）への加速度に応じた信号として出力することができる。また、後側の加速度センサ２７ｂによって当該放射方向と直交する接線方向の加速度を検出することができるので、両加速度センサ２７ａ，２７ｂは、水槽２全体の加速度の検出につき相互に補完する関係にあるといえる。
【００２１】
以上のような加速度センサ２７ａ，２７ｂの出力に基づいて、制御装置１４は図６のフローチャートに示すような制御を実行する。
洗濯運転の脱水になると、制御装置１４は、洗濯モータ１１を起動させて回転槽３の回転を開始させ（ステップＳ１）、バランス運転を行う（ステップＳ２）。このバランス運転は、洗濯物が回転槽３の内周に均一に張り付くように洗濯モータ１１の回転速度を制御する運転であって、例えば、洗濯物が回転槽３の内周に張り付く前の低速回転領域（例えば５０ｒｐｍ〜７０ｒｐｍ）において、洗濯モータ１１の回転速度を、他の領域よりも緩やかとなるように上昇させる。その後、制御装置１４は、洗濯モータ１１を定常回転速度（例えば１４００ｒｐｍ）まで上昇させる（ステップＳ３）。
【００２２】
この洗濯モータ１１の回転速度上昇行程において、制御装置１４は、加速度センサ２７ａ，２７ｂにより検出された加速度および回転速度検出部２９により検出された回転速度に基づいて（ステップＳ４）、水槽２の振幅量を算出する（ステップＳ５）。当該振幅量は、水槽２の前部および後部における前記放射方向および接線方向への夫々の変位量（ｍｍ）である。そして、制御装置１４は、これら振幅量が予め定められた設定値より大きいか否かを判定し（ステップ６）、何れかの振動量が設定値より大きいと判定した場合には、ステップＳ２へ戻る。つまり、洗濯物の偏りによるアンバランス状態が生じ水槽２の振幅量が通常の振幅量（前記設定値）より大きい場合には、洗濯モータ１１を減速（或は停止）させてから再びバランス運転を行い、洗濯物をほぐし直すことによりアンバランス状態の是正を図るのである。
【００２３】
制御装置１４は、上述したアンバランス状態の是正を所定回数（例えば５回）行っても、そのアンバランスが修正されなかった場合には（ステップＳ７で「以上」）、エラー処理として例えば前記操作パネルの表示部にエラー表示させると共に（ステップＳ８）、洗濯モータ１１を停止させることにより（ステップＳ９）、脱水を終了させる。この場合、ユーザが洗濯物を入れ直して前記操作パネルを操作することにより脱水が再開される。
【００２４】
制御装置１４は、ステップＳ６で何れの振幅量も設定値より小さいと判定した場合でも、洗濯モータ１１が定常回転速度に到達しておらず（ステップ１０で「未到達」）且つ洗濯モータ１１を起動させてから予め定められた所定時間が経過していないときは（ステップＳ１１で「未経過」）、ステップＳ４へ戻る。この所定時間が経過しても（ステップＳ１１で「経過」）洗濯モータ１１が定常回転速度に到達しないときには、上記と同様のエラー処理（ステップ１２）と、洗濯モータ１１の停止（ステップＳ９）を行い、脱水を終了させる。
【００２５】
一方、制御装置１４は、ステップＳ１０で、回転速度検出部２９の出力に基づき洗濯モータ１１が定常回転速度に到達したと判断すると、この定常回転速度を所定時間維持し（ステップＳ１３）、この後、停止させる（ステップＳ９）。これにより脱水が終了する。
【００２６】
洗濯運転の脱水後は、圧縮機２３と送風機２２を作動させて水槽２内（及び回転槽３内）に温風を供給し、且つ洗濯モータ１１により回転槽３を回転させることによる乾燥運転が行われる。この乾燥運転につき、詳細な説明を省略するが、ヒートポンプユニット２６の蒸発器２４によって水槽２内の空気を冷却除湿し、且つ凝縮器２５によって温風化するので、エネルギを有効に利用して洗濯物の乾燥を行うことができる。
【００２７】
この乾燥運転、或は洗濯運転の洗い及びすすぎにおいても、加速度センサ２７ａ，２７ｂの出力に基づいて、適正な乾燥効果、或は洗濯効果が得られるよう洗濯モータ１１の回転速度を増減させる制御を行うように構成してもよい。
【００２８】
以上のように、本実施例のドラム式洗濯乾燥機では、２つの加速度センサ２７ａ，２７ｂを、水槽３の前部および後部に、相互に異なる方向の加速度を検出するように設けたので、加速度検出精度を向上させることができる。この場合、加速度センサ２７ａおよび２７ｂは、前記放射方向および接線方向への加速度に応じた信号を出力するように配置されているので、水槽３前部の放射方向の振動および水槽３全体が振れ回る振動を確実に検知することができる。また、水槽３の振動は、前述したみそすり運動や、水槽３の前部と後部とで加速度の方向に異同が生じる場合があるなど多様であるが、制御装置１４により水槽２の回転速度に基づいてその前部と後部の振幅量を算出するように構成したので、水槽２の振動を正確に検知することができる。
【００２９】
加速度センサ２７ａ，２７ｂを、水槽２の外周部において筐体１の隅部に臨む位置（水平線Ｈに対し４５度をなす位置）に中心軸線Ｃ方向に並べて配置した。これにより、前側の加速度センサ２７ａは、水槽２の鉛直方向Ｄｖや水平方向Ｄｈの振動を、水平線Ｈに対し４５度をなす放射方向への加速度に応じた信号として出力することができる。また、後側の加速度センサ２７ｂによって前記放射方向と直交する接線方向の加速度を検出することができるので、両加速度センサ２７ａ，２７ｂは、水槽２全体の加速度の検出につき相互に補完する関係にあり、総じて水槽３の多様な振動を正確に検出することができる。
【００３０】
水槽２の外周部において筐体１の四隅に臨む部位は、水槽２と筐体１との間の空間が比較的広いため、この空間を有効に利用して加速度センサ２７ａ，２７ｂを配置することができる。他方、水槽２の外周部における上部あるいは左右の側部は、水槽２と筐体１との間の空間が比較的狭いため、水槽２が上下・左右方向に振動すると筐体１に接触する惧れがある。この点、前述のように、前側の加速度センサ２７ａによって水槽２の鉛直方向Ｄｖや水平方向Ｄｈの振動を正確に検知することができるので、水槽２の振動による筐体１との接触や騒音を防止することができる。
【００３１】
防振ダンパー４，４は水槽２下部において左右両側を弾性的に支持しているため、水槽２の防振ダンパー４，４近傍部は振幅量が小さくなる。本実施例では、加速度センサ２７ａ，２７ｂは、防振ダンパー４に対し、前後方向に離間し且つ正面視（図２参照）にて水槽２外周部に略対向するように配置されるため、水槽２の振動を正確に検知することができる。
夫々の加速度センサ２７ａ，２７ｂは、単に１方向への加速度に応じた信号を出力するものであり、その出力に対する増幅やＡ／Ｄ変換等の処理も極力簡単に済ませることができるので、安価なドラム式洗濯乾燥機を提供できる。
【００３２】
＜第２の実施例＞
図７は本発明の第２の実施例を示すものであり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、第１の実施例と同一部分には同一符号を付している。
加速度センサ（加速度検出手段）３１ａ，３１ｂは、相互に直交する３軸の検出軸Ｘ，Ｙ，Ｚを有し、検出軸Ｘが水平線Ｈに対し４５度をなす前記放射方向に、検出軸Ｙが前記接線方向に、検出軸Ｚが水槽２の前後方向に、夫々一致するように水槽２に配置されている。本実施例では、制御装置１４には、前側の加速度センサ３１ａの検出軸Ｘの出力、及び後側の加速度センサ３１ｂの検出軸Ｙからの出力のみ入力される。つまり、加速度センサ３１ａ，３１ｂは、検出軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の加速度が加わることによる抵抗値の変化量に基づいて夫々の方向の加速度の大きさを検出するものであるが、本実施例では、その出力が加速度センサ２７ａ，２７ｂの出力と一致するように用いられている。
【００３３】
従って、上記構成によれば、３軸の加速度センサ３１ａ，３１ｂの夫々について、単に１方向への加速度に応じた信号を処理すれば足りるので、処理回路の構成を極力簡単に済ませることができる。この他、水槽２の振動を正確に検知することができる等、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
尚、本発明は、上記し、且つ図面に示す実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形、拡張が可能である。
本発明は、ドラム式洗濯乾燥機に限らず、ヒートポンプ等の乾燥手段を備えていないドラム式洗濯機にも適用できるものである。
３軸の加速度センサ３１ａ，３１ｂに代えて、２軸の加速度センサを水槽２の前部と後部の２箇所に設けるようにしてもよい。この場合、２軸の加速度センサを、夫々１方向への加速度に応じた信号のみを処理するように用いることで、第２の実施例と同様の効果を得ることができる。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施例を示すドラム式洗濯乾燥機の縦断側面図
【図２】ドラム式洗濯乾燥機の概略的な縦断正面図
【図３】加速度センサと共に示す水槽の概略的斜視図
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、加速度センサと共に示す水槽の概略的正面図であって、加速度を検出する方向を説明するための図
【図５】電気的構成を示すブロック図
【図６】脱水時の動作を説明するためのフローチャート
【図７】本発明の第２の実施例を示す図３相当図
【符号の説明】
【００３６】
図面中、２は水槽（槽体）、３は回転槽（槽体）、２７ａ，２７ｂは加速度センサ（加速度検出手段）、３１ａ，３１ｂは加速度センサ（加速度検出手段）、４２は制御装置（制御手段）である。
【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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