(57)【要約】【課題】脱水運転時において、低回転時における水槽の共振回転時の振幅を低減することを目的とする。【解決手段】洗濯物を収容する回転ドラム２と、回転ドラム２を回転自在に内包し洗濯機本体１内に揺動自在に弾性支持した水槽３と、回転ドラム２の中心軸方向の端部に配設され、流体を内包した円環状の流体バランサ９と、回転ドラム２を回転駆動するモータ６と、モータ６の回転を制御し、洗い、すすぎ、脱水、等の一連の工程を制御する制御手段２０とを有し、制御手段２０は、脱水運転時において回転ドラム２の回転数が、水槽３の共振する回転数より約４０〜１０回転低い回転数のときに、回転ドラム２の回転数を一定時間定常回転させる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に揺動自在に弾性支持した水槽と、前記回転ドラムの中心軸方向の端部に配設され、流体を内包した円環状の流体バランサと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転を制御し、洗い、すすぎ、脱水、等の一連の工程を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、脱水運転時において前記回転ドラムの回転数が、前記水槽の共振する回転数より約４０〜１０回転低い回転数のときに、前記回転ドラムの回転数を一定時間定常回転させることを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
洗濯物を収容する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に揺動自在に弾性支持した水槽と、前記回転ドラムの中心軸方向の端部に配設され、流体を内包した円環状の流体バランサと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転を制御し、洗い、すすぎ、脱水、等の一連の工程を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、脱水運転時において前記回転ドラムの回転数が、前記水槽の共振する回転数より約１０回転以上低い回転数から共振回転数より約１０回転以上を高い回転数まで前記回転ドラムの回転加速度を第一の所定回転加速度より低い第二の所定回転加速度で上昇させ、その後第二の所定回転加速度より高い第三の所定回転加速度となるよう、前記回転ドラムの回転加速度を制御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、脱水運転時の水槽の振動を低減するために、回転ドラムに流体バランサを配設した洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯機は、脱水運転時に、回転ドラム内に入れられた洗濯物が片寄っている場合、洗濯物の片寄りによる偏荷重を吸収して脱水回転を行えるように、水槽に防振用のダンパーを設けると共に、回転ドラムの中心軸上の端部に流体を内包した流体バランサを配設している。
【０００３】
一般的に、流体バランサは、水槽直径と同等な直径の円環状であり、流体バランサ内部に流体を内包しており、回転ドラムの回転数が上昇するに伴い、内部の流体が洗濯物の片寄りと反対側に集中し、洗濯物の片寄りによる偏荷重を緩和することで、水槽の振動を低減するものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２４０４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の流体バランサは、水槽の共振回転を通過した後の定常回転域では、安定した振動抑制の効果を発揮できるが、脱水起動時から水槽の共振回転付近である低回転時には、円環内の流体が洗濯物の片寄りと反対側に集中することはなく、洗濯物の片寄りと同様な位置となり、水槽の振動を増幅させてしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、脱水運転時において、低回転時における水槽の共振回転時の振幅を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するため、本発明の洗濯機は、洗濯物を収容する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に揺動自在に弾性支持した水槽と、前記回転ドラムの中心軸方向の端部に配設され、流体を内包した円環状の流体バランサと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転を制御し、洗い、すすぎ、脱水、等の一連の工程を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、脱水運転時において前記回転ドラムの回転数が、前記水槽の共振する回転数より約４０〜１０回転低い回転数のときに、前記回転ドラムの回転数を一定時間定常回転させるものである。
【０００８】
また、本発明の洗濯機は、洗濯物を収容する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に揺動自在に弾性支持した水槽と、前記回転ドラムの中心軸方向の端部に配設され、流体を内包した円環状の流体バランサと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転を制御し、洗い、すすぎ、脱水、等の一連の工程を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、脱水運転時において前記回転ドラムの回転数が、前記水槽の共振する回転数より約１０回転以上低い回転数から共振回転数より約１０回転以上を高い回転数まで前記回転ドラムの回転加速度を第一の所定回転加速度より低い第二の所定回転加速度で上昇させ、その後第二の所定回転加速度より高い第三の所定回転加速度となるよう、前記回転ドラムの回転加速度を制御するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、脱水運転時において、回転ドラムの低回転時における振動を低減し得る洗濯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の構造を示す断面図
【図２】同ドラム式洗濯機の流体バランサの正面断面図
【図３】同ドラム式洗濯機の流体バランサの断面図
【図４】同ドラム式洗濯機の制御回路のブロック構成図
【図５】同流体バランサの脱水行程の動作説明図
【図６】本発明の実施の形態１における水槽の振動波形の比較図
【図７】本発明の実施の形態１における脱水行程の動作説明図
【図８】本発明の実施の形態２における水槽の振動波形の比較図
【図９】本発明の実施の形態２における脱水行程の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、洗濯物を収容する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に揺動自在に弾性支持した水槽と、前記回転ドラムの中心軸方向の端部に配設され、流体を内包した円環状の流体バランサと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転を制御し、洗い、すすぎ、脱水、等の一連の工程を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、脱水運転時において前記回転ドラムの回転数が、前記水槽の共振する回転数より約４０〜１０回転低い回転数のときに、前記回転ドラムの回転数を一定時間定常回転させるものである。
【００１２】
これにより、脱水運転時の振動が安定すると共に、水槽の振動が最も大きな共振回転（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られる。かつ、従来から実用化されてきたモータの回転数制御構成を活用して行うため、安価に実用化可能である。
【００１３】
第２の発明は、洗濯物を収容する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に揺動自在に弾性支持した水槽と、前記回転ドラムの中心軸方向の端部に配設され、流体を内包した円環状の流体バランサと、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転を制御し、洗い、すすぎ、脱水、等の一連の工程を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、脱水運転時において前記回転ドラムの回転数が、前記水槽の共振する回転数より約１０回転以上低い回転数から共振回転数より約１０回転以上を高い回転数まで前記回転ドラムの回転加速度を第一の所定回転加速度より低い第二の所定回転加速度で上昇させ、その後第二の所定回転加速度より高い第三の所定回転加速度となるよう、前記回転ドラムの回転加速度を制御するものである。
【００１４】
これにより、脱水運転時の振動が安定すると共に、水槽の振動が最も大きな共振回転（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られる。かつ、従来から実用化されてきたモータの回転数制御構成を活用して行うため、安価に実用化可能である。
【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、本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機の縦断面図、図２は、同ドラム式洗濯機の流体バランサの正面断面図、図３は、同流体バランサの断面図、図４は、制御回路のブロック図を示す。
【００１７】
図１において、洗濯機本体１の内部には、水槽３が洗濯機本体１との間に設けられたサスペンション４により姿勢を保持され、防振ダンパー５により防振支持されている。水槽３内部には、洗濯物を収容する回転ドラム２が回転自在に配設している。水槽３の底部には、回転ドラム２を回転駆動させるモータ６が設けられ、モータ６は、制御手段２０により回転数や回転加速度等を制御している。回転ドラム２の中心軸上の端部には、流体８（図示せず）を内包した流体バランサ９を配設している。
【００１８】
図２、図３および図５に示すように、流体バランサ９は、径方向に複数層、本実施の形態では、３層の空間を形成し、各空間に流体８を封入して構成している（図２および図３には流体８を省略している）。流体バランサ９の各空間は、周方向に複数の仕切り板１０を設け、仕切り板１０には、流体に流動抵抗をもたせつつ流体を流すための連通孔１１を設けている。
【００１９】
図４に示すように、制御手段２０は、交流電力３１を整流器３２により整流し、チョークコイル３３及び平滑コンデンサ３４からなる平滑回路により平滑化された直流電力を駆動電力としてインバータ回路２６によりモータ６を回転駆動するとともに、入力設定手段から入力される運転指示及び各検知手段により検知される運転状態の監視情報に基づいてドラム駆動モータ６の回転を制御している。
【００２０】
モータ６は、３相巻線６ａ、６ｂ、６ｃを有するステータと、２極の永久磁石を有するロータとを備え、３つの位置検出素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃを設けた直流ブラシレスモータとして構成され、スイッチング素子２６ａ〜２６ｆにより構成されたＰＷＭ制御インバータ回路２６により回転制御されている。位置検出素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃが検出するロータ位置検出信号は制御手段２０に入力され、このロータ位置検出信号に基づいて駆動回路２５によりスイッチング素子２６ａ〜２６ｆのオンオフ状態をＰＷＭ制御することにより、ステータの３相巻線６ａ、６ｂ、６ｃに対する通電を制御してロータを所要回転速度で回転させる。
【００２１】
なお、制御手段２０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、その周期によりロータの回転速度を内部機能としての回転数検知手段２４によって算出する。
【００２２】
図５（ａ）は、一般的な流体バランサ９の脱水運転時の動作説明図である。図５（ａ）において、左側から、回転ドラム２の静止状態（回転ドラム２の回転数０ｒ／ｍｉｎの状態）、回転ドラム２の回転数１００ｒ／ｍｉｎの状態、回転ドラム２の回転数２００ｒ／ｍｉｎの状態、回転ドラム２の回転数５００ｒ／ｍｉｎの状態の流体バランサ９の流体の状態を示している。
【００２３】
洗い行程が終了して、洗濯水を排水すると、脱水行程に移行する。回転ドラム２が回転を始め、洗濯物が重力に逆らい、回転ドラム２の内壁に張り付く回転数（約６０ｒ／ｍｉｎ）になると、偏心荷重が発生し、水槽３の１次共振点（約１００ｒ／ｍｉｎ）を通過するまでは、流体バランサ９内の流体８は、偏心荷重と同位相に移動するため、水槽３の振動が増幅や、不安定にならないように、流体８は均等に分布していることが望ましい。
【００２４】
さらに回転数が上がり、水槽３の振動が最も大きくなる共振回転（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近では、流体バランサ９の流体８は、洗濯物の偏心荷重と逆位相側に（回転ドラムの回転に対して位相が遅れる方向に）移動をはじめている（図５（ａ）中矢印Ａにて示す）。さらに回転数が上がり、高回転数（約５００ｒ／ｍｉｎ）になると、流体は偏心荷重と逆位相に移動し、洗濯物の片寄りを低減できる。
【００２５】
以上のように構成されたドラム式洗濯機について、次に機能を説明する。
【００２６】
まず、回転ドラム２内に洗濯物の片寄りを想定して固形のアンバランスを設置する。脱水運転時において、一定回転加速度（約１ｒ／ｍｉｎ／ｓ）で起動回転数から脱水時の定常回転数までドラム回転数を徐々に上昇させる。この方法により、水槽の振動が最も大きくなる共振回転数を把握する。本実施の形態では、共振回転数は、１９０ｒ／ｍｉｎとしている。
【００２７】
ここで、図７に示すように、回転数検知手段２４が、水槽３の共振回転数より２０ｒ／ｍｉｎ低い回転数である１７０ｒ／ｍｉｎを検知した時に、制御手段２０により一定時間、本実施の形態では、７ｓの間、定常回転を行うように制御する。
【００２８】
このとき、図５（ｂ）に示すように、流体バランサ９内の流体８が洗濯物の片寄りと反対側に徐々に移動し始める。これによって、水槽３の共振回転数（１９０ｒ／ｍｉｎ）の時には、流体バランサ９内の流体８は、洗濯物の片寄りと反対側に移動しているため、水槽３の振動を効果的に低減できる。
【００２９】
図６は、本発明のドラム回転数上昇手段を搭載した水槽３の振動抑制効果を示すグラフである。回転ドラム２の内部前方に固形アンバランス５５０ｇを配置している。脱水回転時の振動として、縦軸に水槽３の振幅、横軸に脱水回転数を示しており、従来の方法と比較して、特に水槽３の共振回転（１９０ｒ／ｍｉｎ）付近において大きく振動抑制効果が得られていることが分かる。
【００３０】
以上のように、本発明の実施の形態１では、水槽３の共振回転数から２０ｒ／ｍｉｎ低い回転ドラム２回転数の時において、一定時間（本実施の形態では、７ｓ）定常回転を行うことにより、水槽３の共振回転時の振幅を効果的に低減することができる。
【００３１】
なお、定常回転数が水槽３の共振回転数に近すぎる（例えば、回転数の差が約５ｒ／ｍｉｎ以内）と、上記の振動抑制効果が得られず、流体が急激に移動する場合があるため、定常回転数の設定は重要である。また、定常回転時の一定時間においても、時間が短すぎる場合（例えば、約１ｓ以下）は、同様に振動抑制効果が得られない場合があるため、定常回転時間においても設定が重要である。
【００３２】
以上説明した実施の形態は、回転ドラム２の中心軸方向の製品前方側の端部に流体バランサ９を配設した例を示したが、後方側のみ、或いは前後両端部に適用しても効果は同様である。また、流体バランサ９の流体８を内包する環状の層数についても３層に制約されるものではない。
【００３３】
（実施の形態２）
本実施の形態２のドラム式洗濯機は、実施の形態１のドラム式洗濯機と同様に構成されており、実施の形態１と同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
まず、実施の形態１と同様に水槽３の振動が最も大きくなる共振回転数を把握する。本実施の形態では、共振回転数は、１９０ｒ／ｍｉｎとしている。
【００３５】
ここで、図９に示すように、回転数検知手段２４が、水槽３の共振回転数より５０ｒ／ｍｉｎ低い回転数である１４０ｒ／ｍｉｎを検知した時に、１４０ｒ／ｍｉｎより低い回転ドラム２の回転時の第一の所定回転加速度（例えば、１０ｒ／ｍｉｎ／ｓ）より低い第二の所定回転加速度（例えば、１ｒ／ｍｉｎ／ｓ）で回転加速度を上昇するように制御す
る。そして、回転数検知手段が２００ｒ／ｍｉｎを検知した後、第二の所定回転加速度より高い第三の所定回転加速度（例えば、１０ｒ／ｍｉｎ／ｓ）となるよう、制御手段により回転ドラム２の回転加速度を制御する。
【００３６】
図８は、本発明の回転ドラム２回転数上昇手段を搭載した水槽３の振動抑制効果を示すグラフである。回転ドラム２の内部前方に固形アンバランス５５０ｇを配置している。脱水回転時の振動として、縦軸に水槽３の振幅、横軸に脱水回転数を示しており、従来の方法と比較して、特に水槽３の共振回転（１９０ｒ／ｍｉｎ）付近において大きく振動抑制効果が得られていることが分かる。
【００３７】
以上のように、本発明の実施の形態２では、水槽３の共振回転数から５０ｒ／ｍｉｎ低い回転ドラム２の回転数時から水槽３の共振回転数より１０ｒ／ｍｉｎ高い回転ドラム２の回転数時まで、回転加速度を１ｒ／ｍｉｎ／ｓと低回転加速度にすることにより、水槽３の共振回転時の振幅を効果的に低減することができる。
【００３８】
なお、回転加速度が高すぎる（例えば、５ｒ／ｍｉｎ／ｓ以上）と、上記の振動抑制効果が得られず、水槽３の共振回転数までに流体が円滑に移動しない場合があるため、回転加速度の設定は重要である。
【００３９】
以上説明した実施の形態は、回転ドラム２の中心軸方向の製品前方側の端部に配設した例を示したが、後方側のみ、或いは前後両端部に適用しても効果は同様である。また、流体バランサ９の流体８を内包する環状の層数についても３層に制約されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上の説明の通り本発明によれば、脱水の回転起動時の振動が安定すると共に、水槽の最も大きな共進回転（約２００ｒ／ｍｉｎ）付近で十分な振動抑制効果が得られ、静かで、脱水起動性のよい洗濯機を提供することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  洗濯機本体
２  回転ドラム
３  水槽
４  サスペンション
５  防振ダンパー
６  モータ
８  流体
９  流体バランサ
２０  制御手段
２４  回転数検知手段
【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】
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