(57)【要約】【課題】正確に洗濯槽の振動状態から噛み込みを検出し，噛み込みに伴う衣類の痛み，異常音を防止する洗濯機を提供する。【解決手段】洗濯機の筐体内で弾性支持される水槽と，前記水槽内に回転可能に設けられた衣類を収容する洗濯槽と，前記洗濯槽の振動状態に応じて第１振動信号を出力する振動検出手段と，前記第１の振動信号を平均化した第２振動信号を出力する振動平均化手段と，前記洗濯槽を回転させるモータと洗濯運転を制御する運転制御手段を具備し，前記運転制御手段は，脱水運転のとき，前記第１振動信号と第２振動信号の差分が所定閾値より大きい場合に，衣類の噛み込みを検出する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯機の筐体内で弾性支持される水槽と，
前記水槽内に回転可能に設けられた衣類を収容する洗濯槽と，
前記洗濯槽の振動状態に応じて第１振動信号を出力する振動検出手段と，
前記第１の振動信号を平均化した第２振動信号を出力する振動平均化手段と，
前記洗濯槽を回転させるモータと、
洗濯運転を制御する運転制御手段と、を具備し，
前記運転制御手段は，脱水運転のとき，前記第１振動信号と第２振動信号の差分が所定閾値より大きい場合に，衣類の噛み込みを検出することを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
請求項１に記載の洗濯機であって，
前記水槽の開口部に設けられた突起と，
前記モータの電流を検出し、モータ電流信号を出力する電流検出手段を具備し，
前記運転制御手段は，脱水運転のとき，前記第１振動信号と第２振動信号の差分が所定閾値より大きく，かつ前記モータ電流信号が所定閾値より大きい場合に，衣類の噛み込みを検出することを特徴とする洗濯機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の洗濯機であって，
前記運転制御手段は，脱水を中止した後，給水運転を実施することを特徴とする洗濯機。
【請求項４】
請求項１または２に記載の洗濯機であって，
脱水を中止した後，脱水を中止したことを報知する報知手段を具備することを特徴とする洗濯機。
【請求項５】
請求項１または２に記載の洗濯機であって，
前記運転制御手段は，衣類の噛み込みを検出した場合、脱水運転を中止することを特徴とする洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機は，脱水運転中において，回転体である洗濯槽と固定されている筺体の隙間に，衣類が挟まり噛み込みが発生する課題がある。従来の洗濯機においては，構造により噛み込みを回避する方法（特許文献１），モータの電流値から噛み込み状態を検出する方法（特許文献２）が採られてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６８８０３号
【特許文献２】特開２０１２−１７０６７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，洗濯槽と筺体の隙間を無くすことはできないため，特許文献１に従っても，衣類の種類，状態によっては噛み込みは発生してしまう。また，モータの電流値から噛み込み状態を検知する特許文献２の方法は，洗剤の投入量によっては脱水運転中に多量の泡が発生し，泡が負荷になった場合も電流値が大きくなるため，噛み込みと区別ができないという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は，上記課題を鑑みて，正確に洗濯槽の振動状態から噛み込みを検出し，噛み込みに伴う衣類の痛み，異常音を防止する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】
【０００６】
前記目的を達成するため、一例として、本発明は、洗濯機の筐体内で弾性支持される水槽と，前記水槽内に回転可能に設けられた衣類を収容する洗濯槽と，前記洗濯槽の振動状態に応じて第１振動信号を出力する振動検出手段と，前記第１の振動信号を平均化した第２振動信号を出力する振動平均化手段と，前記洗濯槽を回転させるモータと洗濯運転を制御する運転制御手段を具備し，前記運転制御手段は，脱水運転のとき，前記第１振動信号と第２振動信号の差分が所定閾値より大きい場合に，衣類の噛み込みを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば，正確に洗濯槽の振動状態から衣類の噛み込みを検出し，噛み込みに伴う衣類の痛み，異常音を防止可能な洗濯機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る洗濯機（ドラム式）の内部構造を示す一部断面を有する概略側面図
【図２】本発明の実施形態に係る洗濯機（ドラム式）の内部構造を示す一部断面を有する概略正面図
【図３】本発明の実施形態に係る洗濯機を示すブロック図
【図４】本発明の実施形態に係る洗濯機の操作パネル
【図５】本発明の実施形態に係る洗濯機の全自動コース動作フロー
【図６】本発明の実施形態に係る洗濯機の脱水時における振動検出信号の波形（衣類噛み込みがない状態）
【図７】本発明の実施形態に係る洗濯機の脱水時における振動検出信号の波形（衣類噛み込みがある状態）
【図８】本発明の実施形態に係る洗濯機（縦型式）の内部構造を示す一部断面を有する概略側面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下，実施例を図面を用いて説明する。
【００１０】
図１および図２は，本実施例の洗濯機（ドラム式）の構造図である。
【００１１】
洗濯機Ａは，この洗濯機Ａの筐体１の前面に，衣類Ｗを出し入れする投入口１ａが設けられて，洗濯槽４が回転することによって，衣類Ｗを洗濯する装置である。洗濯機Ａには，それぞれ後記する筐体１と，扉２と，水槽３と，給水ユニット１１と，洗濯槽４と，モータ５と，回路基板２１と，操作パネル１１８と，が備えられている。
【００１２】
図１に示すように，筐体１は，洗濯機Ａの外観形状を形成すると共に，洗濯機Ａの構成部品を包み込んで保持するハウジングであり，略箱形形状に形成されている。この筐体１の前面は，上側略半分が，やや上側を向くように傾斜して形成されると共に，前記投入口１ａが形成され，下側略半分が，やや下側を向くように傾斜して形成されている。筐体１の内側には，投入口１ａの傾斜に合わせて，投入口１ａ側を上にして水平より０°〜３０°下がるように傾斜して，ベローズ６，水槽３，洗濯槽４，回転軸９およびモータ５が配置されている。筐体１内の上部には，それぞれ後記する給水ユニット１１および補助ばね１７，１８が設置されている。筐体１内の下部には，それぞれ後記する振動センサ２２，回路基板２１，ダンパ７，ばね１６，排水バルブ１９および排水ホース２０が設置されている。
【００１３】
扉２は，投入口１ａを開閉自在に閉塞する蓋部材であり，例えば，略円形に形成されている。その投入口１ａと水槽３の開口部とは，蛇腹状に形成されて伸縮性を有するゴム質の筒状のベローズ６によって繋がれており，投入口１ａから衣類Ｗの出し入れするときに，衣類Ｗが筐体１の内壁と，水槽３との間に落ちないようになっている。
【００１４】
水槽３は，洗いおよびすすぎの際に使用する水が一時的に貯留されるドラム形の外槽であり，投入口１ａ側に開口された有底円筒体からなる。水槽３の後部底面には，一端に洗濯槽４が固定され，他端にモータ５が設けられた回転軸９を軸支するフランジ８が固定されている。水槽３の内側には，前記回転軸９を後部底面に固定した洗濯槽４が，その回転軸９をフランジ８に軸支することで，回転可能な状態に収納されている。このようにして水槽３には，洗濯槽４と，モータ５とが取り付けられている。
【００１５】
水槽３は，前面部が，ベローズ６によって筐体１の前側内壁に弾性的に支持され，下面部が，ダンパ７によって弾性的に支持され，さらに，上面部が，補助ばね１７，１８によって筐体１の天井面に弾性的に吊り下げられている。つまり，水槽３は，筐体１内に弾性的に防振支持されて，衝撃や振動を吸収するようになっている。
【００１６】
水槽３の開口部には洗濯槽４に向け，突出している突起３ａが設けられており，衣類Ｗが飛び出して噛み込みが発生した場合，衣類Ｗが突起３ａに当たるようになっている。
【００１７】
前記ダンパ７は，水槽３の下面部を筐体１の内底に弾性的に支持させるための緩衝部材であり，例えば，水槽３に２つ配置されている（図２参照）。このダンパ７の下側には，衝撃吸収用の圧縮コイルばねからなるばね１６が配置されている。２つのダンパ７は，正面視して，上端が，この水槽３の下部に，ほぼ左右対称の二箇所（図２参照）の位置にそれぞれ取り付けられ，下端が，筐体１の内底面の左右に取り付けられている。
【００１８】
図１に示すように，前記補助ばね１７，１８は，水槽３の上部を上側へ引っ張って筐体１の天井面に吊り下げた状態に設けるためのばね部材であり，２本の引っ張りコイルばねからなる。補助ばね１７は，上端部が筐体１の天井面の中央付近に係止され，下端部が水槽３の上面中央後端部に形成されている。補助ばね１８は，上端部が筐体１の天井面の中央付近に係止され，下端部が水槽３の上面中央前端部に係止されている。振動センサ２２は，水槽３の振動を検出するセンサであり，水槽３の下面の中央前端部に設置される（図２参照）。この振動センサ２２は，例えば，水槽３の加速度を検出するセンサからなる。振動センサ２２は，マイコン２８（図３参照）に接続されている。この振動センサ２２が検出した水槽３の振動の出力信号は，マイコン２８に入力されて，水槽３の振動の変動がマイコン２８で監視されている（図３参照）。なお，振動センサ２２は，水槽３の変位を計測するタイプでもよい。
【００１９】
図１に示すように，給水ユニット１１は，洗濯機Ａで洗い，および，すすぎをするときに，水を水槽３に供給するためのものである。給水ユニット１１は，水道水等が供給される給水口１２と，この給水口１２を開閉するための給水バルブ１３と，洗濯洗剤が投入される洗剤ケース１４と，一端が洗剤ケース１４を介して給水バルブ１３に接続され，他端が洗濯槽４の上端部に接続された給水ホース１５と，を備えて構成されている。このため，洗濯機Ａで洗い，および，すすぎをするときに使用する水は，筐体１の上部に設けた給水口１２，給水バルブ１３，洗剤ケース１４，蛇腹状の給水ホース１５を通過して水槽３の内部に注がれるようになっている。
【００２０】
前記水槽３の最下端部には，水槽３内の水を外部に排出するための排水口（図示省略）が形成されている。その排水口には，排水口を開閉するための排水バルブ１９を介在して排水ホース２０が筐体１の外部に連通するように設けられている。このため，洗濯機Ａで洗い・すすぎ後の水および脱水時の水は，水槽３の下端部の排水口から排水バルブ１９および排水ホース２０を通って筐体１の外部に排水されるようになっている。
【００２１】
図１に示すように，前記洗濯槽４は，洗濯する衣類Ｗが収容される内槽であり，一端に開口部４ａを有する有底円筒状のドラム形に形成されている。洗濯槽４には，洗濯槽４の内部および外部に水が流通する多数の孔４ｂが穿設されている。洗濯槽４の内部には，衣類Ｗを持ち上げるリフタ４ｃが設けられている。洗濯槽４の外周部は，水槽３との間に適宜な空間を介して回転可能に設けられている。洗濯槽４は，底面中心に回転軸９が締結されて，モータ５が回転することによって，この回転軸９上を中心として回転するようになっている。
【００２２】
前記モータ５は，洗濯槽４を回転させる駆動源であり，ブラケット（図示省略）によって洗濯槽４の背面のフランジ８に固定される。洗濯機Ａは，洗濯槽４が，このモータ５の正転および逆転によって，水槽３内を左方向および右方向どちら周りにも回転されることにより，洗い・すすぎ・脱水が行われるようになっている。モータ５は，モータ駆動回路２９を介して電源３０およびマイコン２８に接続されている（図３参照）。このモータ５の電流値は，モータ電流値計測手段２５（図３参照）によって計測される。そのモータ電流値計測手段２５の検出したモータ５の電流値の計測信号がマイコン２８に入力されて，モータ電流値の変動がマイコン２８で監視されている（図３参照）。
【００２３】
前記回転軸９は，モータ５の回転を洗濯槽４に伝達するための駆動軸であり，後端部がモータ５のロータ軸（図示省略）に連結され，前端部が洗濯槽４の後端面中央に締結されている。回転軸９は，水槽３の底面の中心を，水密にシールした状態で，回転可能に貫通している。
【００２４】
また，筐体１の上部前面に，全自動コース設定や洗い行程，すすぎ行程などの運転動作設定をしたり，運転状況をユーザに知らせるための操作パネル１１８が設置されている。
【００２５】
図３は，本実施例の洗濯機のブロック図である。
【００２６】
回路基板２１は，洗濯機Ａを動作を駆動制御するマイコン２８等が載設される基板であり，筐体１の内底面の前端部に設置される。図３に示すように，この回路基板２１には，マイコン２８と，モータ５の駆動制御するモータ駆動回路２９と，モータ５の回転速度を検出する回転速度検知手段３１と，モータ５の電流を検出するモータ電流値計測手段２５と，クロック３２と，が搭載されている。
【００２７】
回転速度検知手段３１は，モータ５に設けたホール素子（図示省略）からのパルス信号を読み取り，パルスとパルスの時間間隔を測ることで，モータ５の回転速度を求めるものである。この回転速度検知手段３１は，マイコン２８（図３参照）に接続されている。この回転速度検知手段３１の検出したモータ５の回転速度の出力信号は，マイコン２８に入力されて，モータ５の回転速度の変動がマイコン２８で監視されている（図３参照）。
【００２８】
マイコン２８には，回転速度検知手段３１からのモータ５の回転速度の出力信号と，振動センサ２２からの水槽３の振動の検出信号と，モータ電流値計測手段２５からのモータ５の回転速度の出力信号，時間を刻むクロック３２からの出力信号と，が入力されている。マイコン２８は，これらの情報を基に，これらの情報を監視しながらモータ駆動回路２９に指示し，モータ５を駆動させるようになっている。マイコン２８は，操作パネル１１８からの各設定情報が入力され，運転状態を操作パネル１１８に出力する。
【００２９】
図４は本実施例の洗濯機の操作パネルの一例である。
【００３０】
操作パネル１１８には，ユーザに運転状態や動作内容を知らせる表示装置と，動作内容を設定するための設定装置がある。例では洗い時間設定表示手段１６２，すすぎ回数設定表示手段１６３，脱水時間設定表示手段１６４，全自動コースの設定表示手段１５９がある。また，ユーザが洗い時間を選択するための洗い時間設定入力手段１５２，すすぎ回数を選択するためのすすぎ回数設定入力手段１５３，脱水時間を選択するための脱水時間設定入力手段１５４，現在の運転状態を表示する動作状態表示手段１６５，全自動コースを選択するためのコース設定入力手段１５８，設定した運転内容で運転を開始，中断するためのスタート／一時停止入力手段１５７がある。
【００３１】
図５は本実施例の洗濯機の全自動コース動作フローを示したものである。
【００３２】
運転動作を開始したとき，Ｓ２００で規定水位まで洗いのための給水を行う。Ｓ２０１では洗濯槽４を回転させて洗い攪拌を行う。
【００３３】
次にＳ２０２で洗濯水を排水するために排水を行う。排水が終了したら，Ｓ２０３で洗濯槽４を高速回転させてすすぎ脱水動作を行う。脱水動作が終了したらＳ２０４で規定水位まですすぎのための給水を行う。給水が完了したらＳ２０５で洗濯槽４を回転させてすすぎ攪拌を行う。
【００３４】
すすぎ攪拌が終了したら，Ｓ２０６ですすぎ水を排水するために排水を行う。排水が終了したら，Ｓ２０７で洗濯槽４を高速回転させてすすぎ脱水動作を行う。脱水動作が終了したらＳ２０８で規定水位まですすぎのための給水を行う。給水が完了したらＳ２０９で洗濯槽４を回転させてすすぎ攪拌を行う。
【００３５】
この例では排水−脱水−給水−撹拌の動作で構成されるすすぎ動作を２回行なっているが，１回や３回以上の場合もありうる。
【００３６】
最後のすすぎ撹拌が終了したら，Ｓ２１０ですすぎ水を排水するために排水を行う。排水が終了したら，Ｓ２１１で洗濯槽４を高速回転させて最終脱水動作を行い運転が終了する。
【００３７】
図６および図７は本実施例の洗濯機の脱水時における振動センサ２２の振動検出信号を示したものである。
【００３８】
図６の実線（Ａ）は移動平均をかける前の振動検出信号，破線（Ｂ）は移動平均をかけた後の振動検出信号を示している。一般的に脱水時は衣類Ｗが洗濯槽４に不均一に張り付くことから，洗濯槽１回転相当の周期で振動が発生する。この場合，図６に示すように，移動平均前後において差分（Ｃ）はあまり大きくならない。一方，衣類Ｗの噛み込みが発生した場合，図７に示すように，衣類Ｗと突起３ａが洗濯槽１回転毎に当たるため，（Ｄ）のような当たった衝撃に伴う振動が発生する。この場合，図７に示すように，移動平均により（Ｄ）の成分が減衰されるため，移動平均前後において差分（Ｃ）が大きくなる。このことから差分（Ｃ）が所定の閾値より小さい場合は噛み込み発生なし，大きい場合は噛み込み発生ありとみなすことができる。
【００３９】
また，噛み込み発生時は衣類Ｗがベローズ６と擦れることから摩擦が発生する。このため，モータ５の負荷が通常よりも増加するため，モータ電流値計測手段２５により得られる電流値が増加する。このことから，前記振動検出信号の移動平均前後の差分と合わせ，モータの電流値が所定の閾値より大きい場合に噛み込み発生ありとみなすことで噛み込みの判定精度を向上することができる。例えば、前記移動平均前後の差分が所定の閾値より大きく、且つ前記モータの電流値が所定の閾値より大きい場合に、衣類の噛み込み発生ありとみなしてもよい。
【００４０】
噛み込み発生ありと判定した場合の動作については，下記のような具体例をとることができる。
（例１）
図７に示すＳ２０３，Ｓ２０７のすすぎ脱水において，噛み込み発生ありと判定した場合は，脱水を中止し，それぞれ次行程のすすぎ給水Ｓ２０４，Ｓ２０８へ移行する。また，Ｓ２１１の最終脱水において，噛み込み発生ありと判定した場合は，脱水を中止し，前行程のすすぎ給水Ｓ２０８へ移行する。
（例２）
図７に示すＳ２０３，Ｓ２０７のすすぎ脱水もしくは，Ｓ２１１の最終脱水において，噛み込み発生ありと判定した場合は，脱水を中止し，動作状態表示手段１６５を用いて，脱水を中止したことを報知する。
【００４１】
以上の対応により，洗濯槽の振動状態から噛み込みを検出し，脱水運転を中止することで，噛み込みに伴う衣類の痛み，異常音を防止する洗濯機を実現することが可能となる。
【００４２】
以上の実施例は，ドラム式洗濯機を例としたが，図８に示すような縦型式洗濯機においても同様の効果が得られる。
【００４３】
図８は，本実施例の洗濯機（縦型式）の構造図である。
【００４４】
図８より，洗濯乾燥機３００は，外郭を構成する筺体３０１を備え，筺体３０１の上部にあるトップカバー３０２の前側には電源スイッチ３０５や洗剤・仕上げ剤容器３２８が設けてある。また筺体３０１には，衣類投入口３０２ａを覆うように外蓋３０３が設けられている。外蓋３０３の前側には，取っ手３０３ａと，操作スイッチ３０６や表示器３０７を備えた操作パネル３０８が設けられており，取っ手３０３ａを上方に引くと中央で折り曲がり開くようになっている。なお，操作パネル３０８は，筺体３０１の底部に設けた制御装置３１４に電気的に接続している。
【００４５】
筺体３０１の内部には，水を溜める外槽３１０が弾性支持されている。外槽３１０の側面外側には，洗濯時や脱水時の外槽３１０の振動を検出するための，振動センサ３２７を備えている。また，外槽３１０の底面には，エアトラップ３２１ａが設けてあり，その内部の圧力がチューブ３２１ｂを介して水位センサ３２１に伝えられ，外槽３１０内に溜められた水の水位を検知する。
【００４６】
外槽３１０の内部には，衣類を収納するための内槽３０９を備える。内槽３０９は，その外周壁に通水および通風のための多数の小さな貫通孔３０９ａと，その底壁に通水および通風のための複数の貫通孔３０９ｂを有し，その上縁部に流体バランサー３０９ｃを備え，底部の内側には回転翼３１１を回転自在に支持している。
【００４７】
外槽３１０の底部の外側にはモータ３１３が設けてあり，クラッチ機構３１２を制御することで，内槽３０９と回転翼３１１の回転を次のように動作させることが出来る。一つは，内槽３０９を静止させるように係止または自由に回転できるように解放した状態で回転翼３１１を繰り返し正逆回転させる動作で，主に衣類を撹拌させる場合に用いる。もう１つは，内槽３０９と回転翼３１１を一体的に同一方向に回転させる動作で，主に衣類の撹拌と遠心脱水する場合に用いる。
【００４８】
外槽３１０の上面には槽カバー３３１が設けてあり，槽カバー３３１は上面と下面を連通する衣類投入口３３１ａ，洗剤・柔軟仕上げ剤入口３２８ａ，循環水入口３３３を備える。また，槽カバー３３１には，衣類投入口３３１ａを覆うように内蓋３２３が設けてあり，ヒンジ３２３ｂにより開閉自在とする。内蓋３２３は，取っ手３２３ａを上方に持ち上げることでロックが解除されて開き，下方に押すことでロックされる。また，筺体３０１には給水電磁弁３０４が設けてあり，内槽３０９，そして洗剤・仕上げ剤容器３２８に給水可能となっている。
【００４９】
外槽３１０には，通水通気口３１０ｂと循環水入口３３３との間を接続する循環パイプ３１７を設けている。循環パイプ３１７の途中には，筺体３０１の底部に設けた循環ポンプ３１６，異物トラップ３１８があり，異物トラップ３１８には排水弁３１５を介して排水ホース３２４が接続している。循環ポンプ３１６を運転すると，外槽３１０内の水は，通水通気口３１０ｂから循環パイプ３１７を通り外槽３１０の上部に運ばれ，槽カバー３３１の循環水入口３３３から外槽３１０内に導かれ，糸屑を取り除いた後に内槽３０９内に散水される。外槽３１０には内槽３０９に向け，突出している突起３５０が設けられており，衣類が飛び出して噛み込みが発生した場合，衣類が突起３５０に当たるようになっている。
【００５０】
以上の構造においても，洗濯槽の振動状態から噛み込みを検出し，脱水運転を中止することで，噛み込みに伴う衣類の痛み，異常音を防止する洗濯機を実現することが可能となる。
【符号の説明】
【００５１】
１      筐体
２      扉
３      水槽
３ａ    突起
４      洗濯槽
５      モータ
６      ベローズ
７      ダンパ
８      フランジ
９      回転軸
１１    給水ユニット
１２    給水口
１３    給水バルブ
１４    洗剤ケース
１５    給水ホース
１６    ばね
１７    補助ばね
１８    補助ばね
１９    排水バルブ
２０    排水ホース
２１    回路基板
２２    振動センサ
２５    モータ電流値計測手段
２８    マイコン
２９    モータ駆動回路
３０    電源
３１    回転速度検知手段
３２    クロック
１１８  操作パネル
１５２  洗い時間設定入力手段
１５３  すすぎ回数設定入力手段
１５４  脱水時間設定入力手段
１５５  電源切手段
１５６  電源入手段
１５７  スタート/一時停止入力手段
１５８  コース設定入力手段
１５９  全自動コースの設定表示手段
１６２  洗い時間設定表示手段
１６３  すすぎ回数設定表示手段
１６４  脱水時間設定表示手段
１６５  動作状態表示手段
Ａ      洗濯機（ドラム式洗濯機）
Ｗ      衣類
【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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