(57)【要約】【課題】高い脱水性能を確保するドラム式洗濯機を提供すること。【解決手段】制御手段８２は、脱水行程において、所定の脱水回転数域にて、振動検知手段７８により検知した水槽ユニット４９の３次元方向の振動値を比較演算して、回転ドラム４３内における前後方向の洗濯物の片寄り位置を複数段階に判定し、この判定した複数段階別に、所定の複数脱水回転数域における水槽ユニット４９の振動値に対する閾値を設定するとともに、所定の複数脱水回転数域において、振動検知手段７８により検知した水槽ユニット４９の３次元方向の振動値が閾値より小さい場合は、次の回転数域まで回転上昇させ、閾値より大きい場合は、その回転数域を行程終了まで継続することにより、最高回転数まで到達できないアンバランス状態であっても、最高回転数に近い、より高い回転数で脱水することができ、高い脱水性能を確保することができる。【選択図】図３
2012170685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包する水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記回転ドラム、水槽、モータ等から成る振動系の水槽ユニットを揺動自在に弾性支持した洗濯機筺体と、前記水槽に設けた３次元方向の振動成分を検知できる振動検知手段と、前記モータの回転数を検知し、前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータ等を制御して、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、脱水行程において、所定の脱水回転数域にて、前記振動検知手段により検知した前記水槽ユニットの３次元方向の振動値を比較演算して、前記回転ドラム内における前後方向の洗濯物の片寄り位置を複数段階に判定し、この判定した複数段階別に、所定の複数脱水回転数域における前記水槽ユニットの振動値に対する閾値を設定するとともに、前記所定の複数脱水回転数域において、前記振動検知手段により検知した前記水槽ユニットの３次元方向の振動値が前記閾値より小さい場合は、次の回転数域まで回転上昇させ、前記閾値より大きい場合は、その回転数域を行程終了まで継続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、回転ドラム内に収容した洗濯物を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、この種のドラム式洗濯機は、脱水中、振動系の振動を検知することにより、アンバランス異常の有無を把握して以降の行程を制御する制御方式が提案されてきた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来のドラム式洗濯機の、アンバランス異常時の判定、対応のフローチャートを示すものである。
【０００４】
図４において、ステップ１００にて脱水行程がスタートすると、ステップ１０１にて排水動作を行なう。その後、ステップ１０２にて、片寄った衣類などの洗濯物をほぐすために回転ドラムを所定回転速度（例えば、約４０ｒｐｍ）で、正転、反転動作（ほぐし行程）を行なう。次に、ステップ１０３にて洗濯物が回転ドラムの内面に貼り付く程度の所定回転速度（約７０ｒｐｍ）まで緩やかに上昇させる。この後、ステップ１０４にて１次共振回転速度より低い所定回転速度（例えば、約８０ｒｐｍ）にて所定時間維持する制御を行なう。
【０００５】
この時、回転むら、つまりアンバランスの有無を検出するが、所定以上のアンバランスがあると、回転むらが大きくバランス状態が悪いと判定し、ステップ１０５でＮ＝４になったかどうか判定する。Ｎ＝４でなければ、次のステップ１０６で回転ドラムを一旦停止した後、ステップ１０７にて現時点のＮに１を加算しステップ１０２に戻る。このステップ１０２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＝４になると、ステップ１０２のほぐし行程では洗濯物の偏りが解消されなかったものと見做してステップ１０８に移行する。ステップ１０８では、Ｎが１０未満であればステップ１１０に移行し、回転ドラム内に給水し洗濯物の偏りを修正する行程を行ない、ステップ１０１に戻る。この動作はＮが１０であれば、洗濯物の偏りが解消できなかったものと見做し、ステップ１０９に移行し、アンバランス異常を表示し、運転を停止する。
【０００６】
ステップ１０４を通過すると、ステップ１１１にて、アンバランス異常を振動検知手段からの出力信号にて判定し、アンバランス異常の場合は、ステップ１０５に進んで、上記と同じ処理を行なう。ステップ１１１を通過すると、ステップ１１２にて、アンバランス異常を振動検知手段からの出力信号にて判定し、アンバランス異常の場合は、ステップ１０５に進んで、上記と同じ処理を行なう。ステップ１１２を通過し、ステップ１１３へ進んだ後も同様の処理を行なう。
【０００７】
ステップ１１３を通過すると、ステップ１１４にて、アンバランス異常を振動検知手段からの出力信号にて判定し、アンバランス異常が発生せず正常の場合は、ステップ１１５で、回転ドラムを最高回転数に向け回転上昇させ、ステップ１１４に戻し判定する。それで正常の場合は、ステップ１１５に移行し、最高回転数まで到達させる。一方、ステップ１１４において、振動出力値が閾値より大きくなった場合、すなわちＮＧとなった場合は、ステップ１１６に移行し、その場の回転数を維持し、所定時間運転後、ステップ１１７で運転を停止し、ステップ１１８の次行程に進むという制御構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２１３８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ドラム式洗濯機は、回転ドラムが片持ち構造にて支持されているために、洗濯物が回転ドラム内のどの位置に片寄っているかによって、振動形態が大きく変わってくる。
【００１０】
しかしながら、前記従来の構成では、回転ドラム内での洗濯物の片寄り位置（アンバランス位置）が把握できずに、特に、９００ｒ／ｍｉｎ以上の高速回転域において把握できないために、アンバランス位置に関係なく一律に決めたその回転数域における閾値と、振動出力値とを比較、判定して、到達脱水回転数を決めていた。このために、最高回転数まで到達できないアンバランス状態の場合は、比較的低い回転数を維持して脱水してしまい、脱水性能が十分に確保できないというという課題があった。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、回転ドラム内における洗濯物のアンバランス位置を把握して制御することにより、最高回転数まで到達できないアンバランス状態であっても、最高回転数に近い、より高い回転数で脱水し、高い脱水性能を確保するというドラム式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】
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、有底円筒状に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包する水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記回転ドラム、水槽、モータ等から成る振動系の水槽ユニットを揺動自在に弾性支持した洗濯機筺体と、前記水槽に設けた３次元方向の振動成分を検知できる振動検知手段と、前記モータの回転数を検知し、前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータ等を制御して、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、脱水行程において、所定の脱水回転数域にて、前記振動検知手段により検知した前記水槽ユニットの３次元方向の振動値を比較演算して、前記回転ドラム内における前後方向の洗濯物の片寄り位置を複数段階に判定し、この判定した複数段階別に、所定の複数脱水回転数域における前記水槽ユニットの振動値に対する閾値を設定するとともに、前記所定の複数脱水回転数域において、前記振動検知手段により検知した前記水槽ユニットの３次元方向の振動値が前記閾値より小さい場合は、次の回転数域まで回転上昇させ、前記閾値より大きい場合は、その回転数域を行程終了まで継続する構成としたものである。
【００１３】
これによって、回転ドラム内における洗濯物のアンバランス状態が、最高回転数まで到達できないアンバランス状態であっても、最高回転数に近い、より高い回転数で脱水することができ、高い脱水性能を確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のドラム式洗濯機は、回転ドラム内における洗濯物のアンバランス位置を把握して制御することにより、高い脱水性能を確保することができる。
【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】同ドラム式洗濯機の脱水行程の制御フローチャート
【図４】従来のドラム式洗濯機の制御フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、有底円筒状に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包する水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記回転ドラム、水槽、モータ等から成る振動系の水槽ユニットを揺動自在に弾性支持した洗濯機筺体と、前記水槽に設けた３次元方向の振動成分を検知できる振動検知手段と、前記モータの回転数を検知し、前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータ等を制御して、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、脱水行程において、所定の脱水回転数域にて、前記振動検知手段により検知した前記水槽ユニットの３次元方向の振動値を比較演算して、前記回転ドラム内における前後方向の洗濯物の片寄り位置を複数段階に判定し、この判定した複数段階別に、所定の複数脱水回転数域における前記水槽ユニットの振動値に対する閾値を設定するとともに、前記所定の複数脱水回転数域において、前記振動検知手段により検知した前記水槽ユニットの３次元方向の振動値が前記閾値より小さい場合は、次の回転数域まで回転上昇させ、前記閾値より大きい場合は、その回転数域を行程終了まで継続するという制御を行なうことにより、回転ドラム内における洗濯物のアンバランス状態が、最高回転数まで到達できないアンバランス状態であっても、最高回転数に近い、より高い回転数で脱水することができ、高い脱水性能を確保することができる。
【００１７】
以下、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。また、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を示すものである。
【００１９】
図１において、洗濯機筺体４１の内部に揺動自在に水槽４２が配設され、水槽４２内には、回転ドラム４３が回転自在に配設されている。回転ドラム４３の回転中心に水平方向に回転軸（回転中心軸）４４が設けられ、この回転軸４４に、水槽４２の背面側近傍に取り付けたモータ４５が、ベルト４６を介して連結され、モータ４５により回転ドラム４３が正転、逆転方向に回転駆動される。回転ドラム４３の内壁面には、洗濯物を撹拌するための数個の突起板４７が設けられている。また、回転ドラム４３の外周部には、多数の通水孔４８が全面に設けられている。
【００２０】
上記の、水槽４２、回転ドラム４３、モータ４５等により、振動系の水槽ユニット４９が構成されており、この水槽ユニット４９は、洗濯機筺体４１上部から複数のばね体５０により、また、洗濯機筺体４１下部から複数の防振ダンパー５１により防振支持されている。
【００２１】
また、水槽４２の正面側で洗濯機筺体４１に設けた開口部を、蓋体５２により開閉自在に覆い、この蓋体５２を開くことにより、衣類出入口５３を通して回転ドラム４３内に洗濯物を出し入れできるようにしている。
【００２２】
また、このドラム式洗濯機は、モード設定や制御プログラムに従い、モータ４５、給水系５４、排水系５５、水循環系５６を自動制御して、少なくとも洗い行程、すすぎ行程、脱水行程を行う機能を有している。
【００２３】
給水系５４は、第１の電磁弁５７（第１の給水手段）、あるいは第２の電磁弁５８（第２の給水手段）の開閉によって、第１の給水ホース５９、あるいは第２の給水ホース６０を通り、洗剤や柔軟仕上げ剤を収容し外部から引き出し自在の引き出し部（図示せず）を内部に収納する洗剤収容部６１を介して、給水経路６２から水槽４２内に適時に給水できる。
【００２４】
排水系５５は、排水ポンプ６３の駆動によって、洗い行程終了時、すすぎ行程終了時など必要なときに、水槽４２の底部に接続された排水管６４を介し、糸屑類を捕集し外部から取り外し可能の排水フィルタ６５を通過した後、排水ポンプ６３を通って、機内から機外の上方まで配設された排水ホース６６から排水できるようになっている。
【００２５】
水循環系５６は、予洗い行程時、洗い行程時、すすぎ行程時など必要に応じ、水槽４２内の水を循環させて、洗剤の早期溶け込みや偏りの防止、洗いやすすぎの機能向上を図る。
【００２６】
この水循環系５６は、循環ポンプ６７を駆動させることで、水槽４２内の洗濯水を、排水管６４を介し、排水フィルタ６５を通過させ、循環ポンプ６７への流入側経路６８、循環ポンプ６７および循環ポンプ６７からの吐出側経路６９を介して、水槽４２前面側内方の噴出口７０より実線矢印で示す循環水として回転ドラム４３内に吐出することを繰り返す。なお、噴出口７０は、円周方向に複数設けられ、循環水は円周の全方向から吐出されるようになっている。
【００２７】
また、水槽４２の底部に形成した凹部７１には、洗濯水を加熱するシーズヒータ等からなる温水ヒータ（加熱手段）７２を水平方向に備えており、この温水ヒータ７２により加熱した水槽４２内の洗濯水を、前述のように、回転ドラム４３内に吐出することにより、洗濯水を洗濯物にふりかけて、この洗濯水を、また循環させる。これにより加熱された洗濯水が洗濯物にふりかけられる為、洗濯水の分子活動が高まり、また洗剤の活性化が高まるので、洗浄力を高め、かつ洗いムラを少なくする事ができる。また、温水ヒータ７２近傍には、水温を検知するサーミスタ等の温度検知手段７３が設けられている。
【００２８】
また、外槽４２の底部外周後方の側壁には、排水管６４と連通してエアートラップ７４を構成し、空気管７５にて、洗濯機筺体４１の上部内方に設けられ、圧力センサなどで構成された水位検知手段７６に連接しており、外槽４２内部に給水された洗濯水の水圧により複数段の水位を検知する事が出来る。
【００２９】
また、洗濯機筺体４１の上部内方に設けられた洗剤収納部６１の後面上部と水槽４２上部とを、連結ホース７７で連結しており、行程運転動作により加圧される水槽４２内の空気を抜く役目をしている。
【００３０】
また、水槽４２の上面後部には、水槽ユニット４９の振動を検知する加速度センサの振動検知手段７８が配設されており、１方向の加速度でなく前後（Ｘ軸方向）、左右（Ｙ軸方向）、上下（Ｚ軸方向）の３軸方向の振動を検出し、運転を制御する。これは、実際の水槽ユニット４９の振動は、必ずしも一方向に限定できないので、多軸の加速度センサを用いて、精度高く検知する為である。
【００３１】
運転コース等のモードや各種機能の選択は、洗濯機筺体４１の前面上部に設けられた操作表示手段７９から使用者が入力設定手段８０へ入力して行い、洗濯機筺体４１の上部内方に配設された制御装置８１が、その入力情報を基に操作パネル７９上の表示手段９６（図２参照）で表示して使用者に知らせる。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機のブロック回路図である。
【００３３】
図２において、制御装置８１の制御手段８２は、マイクロコンピュータなどで構成し、商用電源８３から、電源スイッチ８４のＯＮにより電力が供給されて動作を始め、水位検知手段７６、温度検知手段７３、布量検知手段８５、振動検知手段７８、および、モータ
４５の回転数を検知して、連結する回転ドラム４３の回転数を検知する回転数検知手段９０の出力を入力し、入力設定手段８０にて使用者の入力により設定された内容に基づいて、表示手段９６に設定内容を表示するとともに、双方向サイリスタ、リレーなどで構成した負荷駆動手段８６を介して、モータ４５、温水ヒータ７２、第１の電磁弁５７、第２の電磁弁５８、排水ポンプ６３、循環ポンプ６７などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の各行程を制御する。なお、動作になんらかの異常があった場合も、表示手段９６にて異常であることを表示し、報知手段８７により報知する。また、入力設定手段８０と表示手段９６とで、操作表示手段７９を構成している。
【００３４】
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、作用を説明する。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の脱水行程の制御フローチャートである。
【００３６】
図３において、脱水行程がスタートすると（ステップＳ１）、洗濯物に含まれた水分を徐々に除去するために、回転ドラム４３の左右回転により洗濯物の絡まりをほぐしてから、回転ドラム４３を段階的に３５０ｒ／ｍｉｎまで立上げる予備脱水１行程を行なう（ステップＳ２）。その後、一旦ブレーキを掛けて（ステップＳ３）から、ステップＳ４の布ほぐし１行程にて、さらに洗濯物の絡まりをほぐしてから、回転ドラム４３を段階的に６００ｒ／ｍｉｎまで立上げる予備脱水２行程を行なう（ステップＳ５）。その後、一旦ブレーキを掛けて（ステップＳ６）から、ステップＳ７の布ほぐし２行程にて、さらに洗濯物の絡まりをほぐしてから、段階的に１０００ｒ／ｍｉｎまで立上げる（ステップＳ８）。なお、図示していないが、ステップＳ２、ステップＳ５にて振動検知手段７８により検知した水槽ユニット４９の３次元方向の振動値が、所定の閾値より大きい場合はステップＳ２の始めに戻り、予備脱水１行程からやり直す。
【００３７】
次に、ステップＳ９にて、一定時間１０００ｒ／ｍｉｎで回転しながら、振動検知手段７８により水槽ユニット４９の３次元方向の振動値を検知する。検知した振動値は、制御手段８２に記憶し、演算される（ステップＳ１０）。そして、前後（Ｘ軸方向）、左右（Ｙ軸方向）、上下（Ｚ軸方向）の振動値結果より、回転ドラム４３内において、洗濯物が片寄っている位置（アンバラ位置）が、前、中、後のどこにあるかを判定する（ステップＳ１１）。
【００３８】
つまり、Ｚ／Ｙ≧１．１、あるいは、Ｘ／Ｙ≧２ならば、アンバラ位置は前部であり、Ｘ／Ｙ≦０．３ならば、アンバラ位置は中部であり、それ以外ならば、アンバラ位置は後部と判定される。この判定基準は、実験的に得ることができる。そして、この得られたアンバラ位置別に、各回転数域での水槽ユニット４９の振動値に対する閾値を設定する（ステップＳ１２）。
【００３９】
次に、１０００ｒ／ｍｉｎから１１６０ｒ／ｍｉｎまで立ち上げ、その間の水槽ユニット４９の３次元方向の振動値を振動検知手段７８により検知し、アンバラ位置別に設定した閾値と比較する（ステップＳ１３）。比較して、閾値より大きければ（ステップＳ１４のＮＯ）、アンバランス状態により、それ以上の回転数上昇は不具合と判定して、そのまま１１６０ｒ／ｍｉｎの回転数で、回転を継続し（ステップＳ１５）、所定時間の脱水を行なって（ステップＳ２５）、脱水行程が終了する。
【００４０】
水槽ユニット４９の振動値が閾値より小さい場合は（ステップＳ１４のＹＥＳ）、ステップＳ１６にて１３５０ｒ／ｍｉｎまで立ち上げる。
【００４１】
次に、ステップＳ１７にて、一定時間１３５０ｒ／ｍｉｎで回転しながら、振動検知手
段７８により水槽ユニット４９の３次元方向の振動値を検知する。検知した振動値は、上記と同様に、制御手段８２に記憶し、演算される（ステップＳ１０）。そして、前後（Ｘ軸方向）、左右（Ｙ軸方向）、上下（Ｚ軸方向）の振動値結果より、１０００ｒ／ｍｉｎ時にて判定した、洗濯物が片寄っている位置（アンバラ位置）が、回転ドラム４３内において、変化していないか、アンバラ位置がどこにあるかを再度判定する（ステップＳ１１）。
【００４２】
そして、ステップＳ１８にて、１３５０ｒ／ｍｉｎでの振動値と、判定したアンバラ位置別の閾値と比較して、閾値より大きければ（ステップＳ１９のＮＯ）、アンバランス状態により、それ以上の回転数上昇は不具合と判定して、そのまま１３５０ｒ／ｍｉｎの回転数で、回転を継続し（ステップＳ２０）、所定時間の脱水を行なって（ステップＳ２５）、脱水行程が終了する。
【００４３】
水槽ユニット４９の振動値が閾値より小さい場合は（ステップＳ１９のＹＥＳ）、１３５０ｒ／ｍｉｎから１４６０ｒ／ｍｉｎまで立ち上げ、その間の水槽ユニット４９の３次元方向の振動値を振動検知手段７８により検知し、アンバラ位置別に設定した閾値と比較する（ステップＳ２１）。比較して、閾値より大きければ（ステップＳ２２のＮＯ）、アンバランス状態により、それ以上の回転数上昇は不具合と判定して、そのまま１４６０ｒ／ｍｉｎの回転数で、回転を継続（ステップＳ２３）し、所定時間の脱水を行なって（ステップＳ２５）、脱水行程が終了する。
【００４４】
水槽ユニット４９の振動値が閾値より小さい場合は（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ステップＳ２４にて最高回転数の１５３０ｒ／ｍｉｎまで立ち上げる。そして、所定時間の脱水を行なって（ステップＳ２５）、脱水行程が終了する。
【００４５】
以上のように、本実施の形態においては、振動検知手段により検知した前記水槽ユニットの３次元方向の振動値を比較演算して、回転ドラム内における前後方向の洗濯物の片寄り位置を判定して、以降の脱水行程を制御することにより、回転ドラム内における洗濯物のアンバランス状態が、最高回転数まで到達できないアンバランス状態であっても、最高回転数に近い、より高い回転数で脱水することができ、高い脱水性能を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、回転ドラム内における洗濯物の片寄り位置を判定することにより、高い脱水性能を確保することが可能となるので、脱水機能を有する他の洗濯機等の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００４７】
４１  洗濯機筺体
４２  水槽
４３  回転ドラム
４５  モータ
４９  水槽ユニット
７８  振動検知手段
８２  制御手段
９０  回転数検知手段
【図２】
2012170685.tif 000003
【図３】
2012170685.tif 000004
【図４】
2012170685.tif 000005
【図１】
2012170685.tif 000006