(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外槽内に籠状の脱水槽を水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設した構成を有し、該脱水槽を高速で回転させることによって該脱水槽内に収容されている洗濯物の遠心脱水を実行する洗濯機において、
a)脱水槽の回転軸の周囲に複数設けられ、遠心力によって内部に水を貯留可能に構成された同一容積の貯水槽と、
b)該複数の貯水槽に非接触で水を供給する注水手段と、
c)前記脱水槽を回転駆動するモータを制御する回転制御手段と、
d)脱水槽内での洗濯物の偏在による偏心荷重を検知する偏心荷重検知手段と、
e)前記注水手段及び前記回転制御手段を制御する運転制御手段であって、前記貯水槽内の水が遠心力により各貯水槽の外周側側壁面に張り付くような回転速度で脱水槽を回転している状態でその複数の貯水槽に水を満たしたあと、前記偏心荷重検知手段により検知される偏心荷重の位置に応じたタイミングで回転速度を一時的に低下させて、脱水槽の内周壁上で偏心荷重が存在する位置又はその近接位置にある貯水槽内の水に作用している遠心力を減じてその貯水槽内の水を減らすことにより、洗濯物の偏在に起因する偏心荷重を小さくするように複数の貯水槽全体による回転軸周りの重量バランスを変化させる運転制御手段と、
を備えることを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
請求項１に記載の洗濯機において、前記脱水槽は、水平軸を中心に回転自在のドラムであることを特徴とする洗濯機。
【請求項３】
請求項２に記載の洗濯機において、前記貯水槽は、回転軸を取り囲んで設けられた、内周側に開口を有する箱状体とし、前記注水手段は、回転下方に位置する貯水槽の開口に向けて水を放出する構成であることを特徴とする洗濯機。
【請求項４】
請求項１に記載の洗濯機において、前記脱水槽は、傾斜軸を中心に回転自在であって、該傾斜軸と同軸のパルセータを底部に備えた洗濯脱水槽であることを特徴とする洗濯機。
【請求項５】
請求項４に記載の洗濯機において、前記貯水槽は、前記洗濯脱水槽の上端部に取り付けられた環状中空体の内部で複数に区画され、内周側の上面に注水開口、下面に排水開口を有して成る構造体であって、前記注水手段は、その注水開口に向けて水を放出する構成であることを特徴とする洗濯機。
【請求項６】
外槽内に籠状の脱水槽を水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設した構成を有し、該脱水槽を高速で回転させることによって該脱水槽内に収容されている洗濯物の遠心脱水を実行する洗濯機において、
a)脱水槽の回転軸を取り囲んで設けられた、内部に液体が封入された環状中空体であって、その内部の外周側に放射状に設けられた内周側が連通開口部で連通する隔壁によって複数の部屋に区画されて成るバランサと、
b)前記脱水槽を回転駆動するモータを制御する回転制御手段と、
c)脱水槽内での洗濯物の偏在による偏心荷重を検知する偏心荷重検知手段と、
d)前記回転制御手段を制御する運転制御手段であって、所定の回転速度で脱水槽を回転させた状態で前記バランサ内部の各部屋内の液体の略均等化を図ったあと、該バランサ内の液体が遠心力により各部屋の外周側側壁面に張り付くような回転速度で脱水槽を回転している状態から前記偏心荷重検知手段により検知される偏心荷重の位置に応じたタイミングで回転速度を一時的に低下させて、回転上方に位置している部屋内の液体に作用している遠心力を減じて前記連通開口部を通して他の部屋への液体の移動を促すことにより、洗濯物の偏在に起因する偏心荷重を小さくするように前記バランサ自体の回転軸周りの重量バランスを変化させる運転制御手段と、
を備えることを特徴とする洗濯機。
【請求項７】
請求項６に記載の洗濯機において、前記脱水槽は、水平軸を中心に回転自在のドラムであることを特徴とする洗濯機。
【請求項８】
請求項６に記載の洗濯機において、前記脱水槽は、傾斜軸を中心に回転自在であって、該傾斜軸と同軸のパルセータを底部に備えた洗濯脱水槽であることを特徴とする洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心脱水機能を備えた洗濯機に関し、更に詳しくは、水平軸を中心に回転するドラムを有するドラム式洗濯機や、傾斜軸を中心に回転する洗濯脱水槽を有する渦巻式洗濯機に関する。なお、ここで「脱水」とは、石油系溶剤等を用いた洗濯における「脱液」も含めることとする。
【０００２】
【従来の技術】
ドラム式洗濯機は、濡れた洗濯物が収容された円筒籠状のドラムを水平軸を中心に高速回転させて、洗濯物に含まれる水を周囲に飛散して除去する構成を有している。このような遠心脱水の際の大きな問題点の１つは、洗濯物がドラム内周壁に不均等に分散している状態でドラムを高速回転させると、回転軸周りの質量分布のアンバランスによって異常振動や異常騒音が発生することである。
【０００３】
上述したような問題に対し、これまで種々の提案がなされている。例えば、英国特許出願ＧＢ２２７１１７２号や英国特許出願ＧＢ２１３８０２９号には、ドラムの回転軸の周囲に、内部に水を貯留可能な貯水槽（例えばバッフルの内部を利用）を複数備え、洗濯物の偏在による偏心荷重に応じて、その偏心荷重の位置と対向する位置又はその近傍の貯水槽に所定量の水を導入することにより、ドラム全体のバランスを調整する洗濯機が開示されている。このような洗濯機によれば、ドラムの内周壁上の如何なる位置に洗濯物が偏在していても、ドラム全体の偏心荷重を小さくすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の洗濯機では、ドラムが回転しているときに、複数の貯水槽に選択的に水を導入しなければならない。そのため、例えば各貯水槽に連通する複数の給水管を回転軸内部に配設する等、貯水槽への注水のための構造が非常に複雑であって、コストが高いものとなり実用性に乏しいものであった。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、簡単な構造によって、洗濯物の偏在による偏心荷重がドラム内周壁上の何れの位置に存在していても、これと均衡するような重量を付加してドラム全体のアンバランスを解消することができる洗濯機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段、及び発明の実施の形態】
上記従来の洗濯機における主な困難さは、偏心荷重の位置に応じて選択的に１乃至複数の貯水槽に水を導入しなければならないという点にある。これに対し、本発明の一つの実施形態は、初めに全ての貯水槽にほぼ均等に水を満たしておき、偏心荷重に応じて選択的に１乃至複数の貯水槽の水を減らす、つまり廃棄する、という全く逆の発想に基づいている。回転しているドラムに複数の貯水槽が設けられていても、単にその全てに水を導入するのは比較的容易である。また、水が遠心力によって貯水槽内に保持される構成としておけば、その遠心力が小さくなるようにドラムの回転速度を制御することにより、特定の貯水槽に入っている水のみをこぼれさせて減らすことができる。
【０００７】
或いは、本発明の他の実施形態は、複数の貯水槽が内周側で連通して形成された環状中空体のバランサに所定量の水を封入した構成を有し、初めに全ての貯水槽にほぼ均等に水を満たしておき、偏心荷重に応じて選択的に１乃至複数の貯水槽の水を減らして他の貯水槽に移動させる、というものである。この構成では、貯水槽に外部から注水を行う必要がない。
【０００８】
即ち、本発明に係る第１の洗濯機は、外槽内に籠状の脱水槽を水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設した構成を有し、該脱水槽を高速で回転させることによって該脱水槽内に収容されている洗濯物の遠心脱水を実行する洗濯機において、
a)脱水槽の回転軸の周囲に複数設けられ、遠心力によって内部に水を貯留可能に構成された同一容積の貯水槽と、
b)該複数の貯水槽に非接触で水を供給する注水手段と、
c)前記脱水槽を回転駆動するモータを制御する回転制御手段と、
d)脱水槽内での洗濯物の偏在による偏心荷重を検知する偏心荷重検知手段と、
e)前記注水手段及び前記回転制御手段を制御する運転制御手段であって、前記貯水槽内の水が遠心力により各貯水槽の外周側側壁面に張り付くような回転速度で脱水槽を回転している状態でその複数の貯水槽に水を満たしたあと、前記偏心荷重検知手段により検知される偏心荷重の位置に応じたタイミングで回転速度を一時的に低下させて、脱水槽の内周壁上で偏心荷重が存在する位置又はその近接位置にある貯水槽内の水に作用している遠心力を減じてその貯水槽内の水を減らすことにより、洗濯物の偏在に起因する偏心荷重を小さくするように複数の貯水槽全体による回転軸周りの重量バランスを変化させる運転制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００９】
この構成では、例えば全ての貯水槽が空であるときに、洗濯物に作用する遠心力が重力に勝る回転速度でもって脱水槽を回転させ、偏心荷重検知手段は、洗濯物の偏在に起因する偏心荷重の大きさと位置とを検知する。偏心荷重が大きい場合、運転制御手段は、まず貯水槽に貯留される水に作用する遠心力が重力に勝るような回転速度でもって脱水槽を回転させ、その状態で注水手段により各貯水槽に十分な量の水を導入する。各貯水槽の容積を同一としておき、それぞれ満杯の水を入れるようにすれば、各貯水槽に略均等に水を満たすことができる。なお、このときには脱水槽は大きな偏心荷重を有している可能性があるので、大きな振動を防止するため、上記制限の範囲で回転速度は低いほうが好ましい。
【００１０】
全ての貯水槽に水が貯留されたあと、運転制御手段は、検知された偏心荷重の位置又はその近傍に設けられている貯水槽内の水がこぼれ出るように、一時的に回転速度を低下させるべく回転制御手段に指示を与える。具体的には、目的とする貯水槽が回転上方に達する時点で回転速度が低下するように制御する。その貯水槽内の水が減ることによってその位置の水の重量が減少するから、これにより脱水槽全体としての偏心荷重が減少する。
【００１１】
具体的な実施態様として、上記第１の洗濯機において、前記脱水槽は、水平軸を中心に回転自在のドラムである構成とすることができる。この場合、上記貯水槽は、回転軸を取り囲んで設けられた、内周側に開口を有する箱状体とすることができ、注水手段は、回転下方に位置する貯水槽の開口に向けて水を放出する手段とすることができる。
【００１２】
この構成では、貯水槽内の水に作用する遠心力が重力に勝るような回転速度でもってドラムを回転させている状態で注水手段から水を放出すると、回転下方を通過する貯水槽の中に水が導入される。ドラム回転に伴ってその貯水槽が上方に持ち上げられると、水は遠心力によって外周側に張り付き、逆さになっても水は落下せず貯水槽の中に保持される。また、減速制御時には、回転速度が落ちたときにちょうど回転上方に位置している貯水槽から水が落下する。これにより、上述したような特定位置の貯水槽内の水の減少を達成することができる。
【００１３】
また、他の実施態様として、上記第１の洗濯機において、前記脱水槽は、傾斜軸を中心に回転自在であって、該傾斜軸と同軸のパルセータを底部に備えた洗濯脱水槽である構成とすることができる。この場合、上記貯水槽は、洗濯脱水槽の上端部に取り付けられた環状中空体の内部で複数に区画され、内周側の上面に注水開口、下面に排水開口を有して成る構造体であって、注水手段は、その注水開口に向けて水を放出する手段とすることができる。
【００１４】
この構成では、貯水槽内の水に作用する遠心力が重力に勝るような回転速度でもってドラムを回転させている状態で注水手段から水を放出すると、ちょうどその水放出位置を通過する貯水槽の注水開口を通して水が導入される。貯水槽に入ったあと、水は遠心力によって迅速に外周側に張り付くので、近傍に排水開口が在っても水は殆ど排出されず貯水槽の中に保持される。また、減速制御時には、回転速度が落ちたときに、回転上方に位置している貯水槽内の水は内周側へ拡がり、排水開口を通して落下する。これにより、上述したような特定位置の貯水槽内の水の減少を達成することができる。
【００１５】
上記課題を解決するために成された本発明に係る第２の洗濯機は、外槽内に籠状の脱水槽を水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設した構成を有し、該脱水槽を高速で回転させることによって該脱水槽内に収容されている洗濯物の遠心脱水を実行する洗濯機において、
a)脱水槽の回転軸を取り囲んで設けられた、内部に液体が封入された環状中空体であって、その内部の外周側に放射状に設けられた内周側が連通開口部で連通する隔壁によって複数の部屋に区画されて成るバランサと、
b)前記脱水槽を回転駆動するモータを制御する回転制御手段と、
c)脱水槽内での洗濯物の偏在による偏心荷重を検知する偏心荷重検知手段と、
d)前記回転制御手段を制御する運転制御手段であって、所定の回転速度で脱水槽を回転させた状態で前記バランサ内部の各部屋内の液体の略均等化を図ったあと、該バランサ内の液体が遠心力により各部屋の外周側側壁面に張り付くような回転速度で脱水槽を回転している状態から前記偏心荷重検知手段により検知される偏心荷重の位置に応じたタイミングで回転速度を一時的に低下させて、回転上方に位置している部屋内の液体に作用している遠心力を減じて前記連通開口部を通して他の部屋への液体の移動を促すことにより、洗濯物の偏在に起因する偏心荷重を小さくするように前記バランサ自体の回転軸周りの重量バランスを変化させる運転制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１６】
この構成では、運転制御手段は、バランサ内の水等の液体に作用する遠心力と重力とが略均衡する回転速度の近傍でもって脱水槽を回転させる。すると、或る部屋から溢れ出た水が、水の量の少ない他の部屋に入り、最終的に、複数に区画された各部屋には略同程度の水が保持される。この状態では、バランサによる偏心荷重は無視できるから、偏心荷重検知手段は、洗濯物の偏在に起因する偏心荷重の大きさと位置とを検知する。偏心荷重が大きい場合、運転制御手段は、検知された偏心荷重の位置又はその近傍に位置する部屋の中の水が流れ出て、対向する位置付近の部屋にその水が流れ込むように、一時的に回転速度を低下させるべく回転制御手段に指示を与える。具体的には、目的とする貯水槽が回転上方に達する時点で回転速度が低下するように制御する。その部屋の中の水が減って対向する位置の部屋の中に移動するよって水の重量バランスが変わるから、これにより脱水槽全体としての偏心荷重が減少する。
【００１７】
この第２の洗濯機においても、上記第１の洗濯機と同様に、具体的な実施態様としては、水平軸を中心に回転自在のドラムを有するドラム式洗濯機と、傾斜軸を中心に回転自在の洗濯脱水槽を有する渦巻式洗濯機の両方の構成をとることができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る洗濯機によれば、従来の洗濯機のように貯水槽内に選択的に所定量の水を導入するという複雑な注水機構が不要になるので、洗濯機の構造を簡単にすることができる。また、本発明に係る洗濯機では、ドラムの内周壁上の何れの位置に洗濯物が偏在していても、その偏心荷重の位置と同位置又は近接位置の水を減少させることによりバランス調整を達成することができる。従って、結果的に、より短い時間でもってバランス調整を達成することができる。
【００１９】
【実施例】
〔第１の実施例〕
以下、本発明の第１の実施例である洗濯機について図１〜図７を参照して説明する。この実施例の洗濯機は、本発明をドラム式洗濯機に適用したものである。
【００２０】
図１はこのドラム式洗濯機の全体構成を示す縦断面図である。筐体１の内部には円筒形状の外槽２が配置され、外槽２内部には洗濯物を収容するための円筒形状のドラム３が主軸７に軸支されている。ドラム３の前面開口には衣類投入用のドア６が開閉自在に設けられており、ドラム３の内周壁面には洗濯物を掻き上げるためのバッフル５が適宜の位置に取り付けられている。また、ドラム３の周壁には多数の通水孔４が穿孔されており、洗浄やすすぎ時に外槽２内に供給された水はこの通水孔４を通してドラム３内へ流入し、遠心脱水時にドラム３内で洗濯物から吐き出された水はこの通水孔４を通して外槽２側へ飛散する。
【００２１】
主軸７は外槽２に装着された軸受８によって回転自在に保持され、主軸７の後方先端には主プーリ９が取り付けられている。底部にはモータ１０が設置され、モータ１０の回転軸にはモータプーリ１１が取り付けられており、このモータプーリ１１の回転動力はＶベルト１２を介して主プーリ９に伝達されるようになっている。筐体１の背面に設けられた給水管接続部１３には外部の給水栓に至る給水管（図示しない）が接続され、該給水管を介して供給される水は、給水バルブ１４を通って、外槽２の背面に設けられた注水口１５から外槽２内へと放出される。また、外槽２内に貯留されている水は、排水バルブ１６により開閉される排水口１７を通して外部へ排出される。
【００２２】
回転センサ１８は、主プーリ９を挟んで外槽２後面に設置された発光部と筐体１の後壁内側に設置された受光部とから構成されている。発光部と受光部との間に位置する主プーリ９のリング状部材には円周上に１箇所の開口が設けられており、ドラム３が一回転する間に一回だけ発光部から放出された光がその開口を通過して受光部に到達する。受光部は、この受光信号を基にしてドラム３の回転に同期した後記回転パルス信号を生成する。なお、回転センサ１８の構成はこれに限らず、例えば磁気センサを用いてドラム３の回転位置を検知するものであってもよい。
【００２３】
図２は図１中のＡ−Ａ’切断線断面図である。ドラム３の背面側には、主軸７の周囲に、互いに約４５°離間して８個の貯水槽２０が放射状に設けられている。図３は貯水槽２０の外観斜視図である。貯水槽２０は同一容積を有する直方体形状の箱体であって、その一面の約半分が開口部２１となっており、他の半分は閉塞部２２となっている。図２に示すように、各貯水槽２０は脱水時の回転進行方向に閉塞部２２がくるように取り付けられている。これは後述のような理由による。
【００２４】
図４はこのドラム式洗濯機の電気系構成を示すブロック図である。全体の制御を司るマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）３０はＣＰＵ３４、Ａ／Ｄ変換器３５、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７等を含んで構成されており、ＲＯＭ３７には、各洗濯行程を進めるための運転プログラムが予め格納されている。マイコン３０には操作部４０、表示部４１、バルブ駆動部４２、インバータ制御部４３、モータ電流検出部４４等が接続されている。操作部４０は筐体１の前面に設けられた操作パネルを含み、使用者による操作に応じた入力信号をマイコン３０に与える。表示部４１は同様に筐体１の前面に設けられた表示パネルを含み、操作に対応した情報や運転状況などに関連する情報を表示する。
【００２５】
マイコン３０は、機能的に回転速度制御部３１及び偏心荷重測定部３２を含んでいる。回転速度制御部３１は回転速度指示信号をインバータ制御部４３に送出し、インバータ制御部４３はこの指示信号をＰＷＭ信号に変換して、このＰＷＭ信号に応じた駆動電圧をモータ１０に印加する。これによりモータ１０は所望の回転速度で回転し、ドラム３は予め定められた減速比で減速されて回転する。モータ電流検出部４４は、インバータ制御部４３からモータ１０に供給される駆動電流のうちのトルク電流成分を検出する。
【００２６】
一般に、ドラム３の内周壁上で洗濯物が偏在していると、ドラム３が一回転する間に負荷トルクが変動するため、トルク電流成分は洗濯物の偏在に起因する偏心荷重に応じて変動する。図５は、回転センサ１８により得られる回転パルス信号と偏心荷重によるトルク電流成分の変動との一例を示す波形図である。トルク電流成分の最大ピークＶmaxはドラム３の一回転期間内において負荷トルクが最大になるときに現われる。負荷トルクは偏心荷重の原因である洗濯物を重力に抗してドラム３の上方に持ち上げようとするときに最大となる。従って通常、偏心荷重がドラム３内の最高位置から手前側の約９０゜の角度範囲に存在するときに最大ピークＶmaxが出現する。ドラム３の内周壁上での偏心荷重の位置は、回転パルス信号の立上りを基準０°とした０〜３６０°の範囲内における最大ピークＶmax（又は最小ピークＶmin）の出現する位相角で表すことができる。
【００２７】
一方、トルク電流成分の変動振幅つまり最大ピーク値と最小ピーク値の差（Ｖmax−Ｖmin）は、偏心荷重の大きさ（偏心量）を反映している。そこで、偏心量とトルク電流成分の変動振幅との関係を予め調べておき、後述のような偏心量の大小関係の判定を変動振幅の判定によって行うことができるように、その判定基準を予め定めておく。具体的な動作としては、偏心荷重測定部３２はモータ電流検出部４４から図５（ｂ）に示すような波形を受け取ると、ドラム３の一回転期間中の最大ピークＶmax、最小ピークＶminをそれぞれ検出し、その両ピークの差から変動振幅を求め、その変動振幅を上記判定基準と比較することにより偏心量が許容値以下であるか否かを判定する。
【００２８】
本実施例のドラム式洗濯機の特徴は、洗浄運転やすすぎ運転のあとに実行される脱水行程時の動作、更に詳しくは、脱水立上げ時の洗濯物の偏在に起因するアンバランスの調整方法にある。続いて、この脱水行程時の動作に関して詳述する。図６は脱水行程時の制御動作を示すフローチャートである。
【００２９】
脱水行程が開始されると、まず、回転速度制御部３１はインバータ制御部４３を介して、約４０ｒｐｍの回転速度でドラム３を回転させるべくモータ１０の回転を制御する（ステップＳ１）。脱水行程開始時には、その直前の洗浄行程又はすすぎ行程の際に外槽２内に供給された水が貯水槽２０内に残っている可能性がある。上記回転速度は、貯水槽２０内の水に作用する遠心力が重力よりも小さくなるような回転速度である。そのため、貯水槽２０が回転上方にあるときに、水は重力によって開口部２１から流れ出る。従って、ドラム３を上記回転速度で暫時回転させると、全ての貯水槽２０は殆ど空になる。
【００３０】
次いで、回転速度制御部３１は、３００〜４００ｒｐｍ程度の回転速度でドラム３を回転させるべくモータ１０の回転を制御する（ステップＳ２）。この回転速度はドラム３内の洗濯物に含まれる水が遠心力によって適度に飛散され、しかも洗濯物の偏在による偏心荷重が或る程度大きくても、ドラム３や外槽２の振動が許容できる程度に収まるような回転速度である。即ち、これにより洗濯物を予備的に脱水する。ここで或る程度の脱水を行っておくことにより、あとで高速遠心脱水を行う際に脱水率の相違による偏心荷重の増加や位置のずれなどを軽減することができる。
【００３１】
次に、回転速度制御部３１は、ドラム３の回転速度を約１００ｒｐｍにまで落とし、その回転速度を維持する（ステップＳ３）。この回転速度では洗濯物に作用する遠心力はまだ重力よりも大きいので、洗濯物はドラム３の内周壁に張り付いてドラム３と一体に回転する。この状態において、偏心荷重測定部３２は、前述のようにモータ電流検出部４４にて検出されたトルク電流成分に基づいて、そのときに生じている偏心荷重の大きさ、つまり偏心量とドラム３の内周壁上での偏心荷重の位置とを検知する（ステップＳ４）。そして、検知された偏心量が許容値以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。この許容値は後述の高速脱水回転時に許容し得る振動量（振幅）等に応じて予め設定される。
【００３２】
ステップＳ５にて偏心量が許容値以下である場合には、バランス調整を行う必要はないので、回転速度制御部３１は、ドラム３の回転速度を約７２０ｒｐｍまで上昇させ、その回転速度を維持して脱水を行う（ステップＳ１１）。
【００３３】
一方、ステップＳ５にて偏心量が許容値を越えている場合には、次のようなバランス調整を実行する。即ち、まず回転速度制御部３１は、ドラム３の回転速度を約１２０ｒｐｍまで上昇させ、バルブ駆動部４２を介して給水バルブ１４を開放する（ステップＳ６）。すると、給水管を通して導入された水が注水口１５から放出される。上述したように注水口１５の前方には貯水槽２０がドラム３と一体に回転しているので、注水口１５から放出された水は、ちょうど回転下方を通過する貯水槽２０の開口部２１を通してその貯水槽２０の中に少しずつ入ってゆく。貯水槽２０の内部の水に作用する遠心力は重力よりも大きいため、水は外周側に片寄り、開口部２１から溢れ出ることなく貯水槽２０内部に保持される。
【００３４】
この状態を所定時間継続すると、全ての貯水槽２０の中にほぼ満杯の水が貯留される。貯水槽２０は主軸７に対して放射状に配設されているので、全ての貯水槽２０がほぼ満水である状態では、この水による偏心荷重は殆どない。一方、洗濯物は遠心力によってドラム３の内周壁面に押し付けられているので、洗濯物の偏在による偏心荷重の状態も変化しない。従って、水が貯留される前後でドラム３それ自体の偏心荷重は変化しない。
【００３５】
そのあと、先に検知した偏心荷重の位置を利用して、その偏心荷重と径方向に同一位置にある又は最も近接した位置にある貯水槽２０内の水をこぼすようにドラム３の回転制御を行う。即ち、貯水槽２０の中の水に作用する遠心力が重力に勝るような回転速度でドラム３を回転している状態から、一時的に、遠心力が重力よりも小さくなるような回転速度に落とすと、そのときにドラム３の回転上方に位置している貯水槽２０から水が落下してその量が減少する。ここで、回転上方にある貯水槽２０から排出された水が他の貯水槽２０、特に近接する貯水槽２０に入ってしまうと、適正なバランス調整が困難になる。そこで、本実施例の洗濯機では、上述したように貯水槽２０に閉塞部２２を設け、その閉塞部２２が回転進行方向に位置するようにしている。
【００３６】
図７は、回転中の貯水槽２０内の水の状態を示す模式図である。回転している貯水槽２０内の水にも重力が作用しているため、ドラム３が１００ｒｐｍで回転されているときの水の状態は図７（ａ）に示すようになる。即ち、回転上方に持ち上げられつつある貯水槽（例えば２０ａ）からは水がこぼれ易い状態になっているのに対し、回転上方を通り過ぎて回転下方に進みつつある貯水槽（例えば２０ｄ）では、閉塞部２２が水のこぼれを堰き止めるので水はこぼれ難い状態になっている。そのため、上述したように一時的に回転速度が落とされると、図７（ｂ）に示すように、回転上方に持ち上げられつつある貯水槽２０ｂ、２０ｃ及び既に上方に位置している貯水槽２０ａからは水が落下するものの、回転下方に進もうとしている貯水槽（例えば２０ｄ）内の水は落ちずに保持される。
【００３７】
回転速度が急激に落ちた際に、回転上方に進みつつある貯水槽内の水には慣性力が作用し、回転前方に撒き散らされるように放出される。即ち、あまり収集することなく、ばらけて落下する。そのため、落下した水が下方を通過している貯水槽の中に入る確率が小さく、もし入ったとしてもその量は僅かですむ。
【００３８】
なお、このバランス調整においては貯水槽内の水のみを落下させ、ドラム３内の洗濯物はドラム３内で移動しないようにする必要がある。この実施例の洗濯機では貯水槽２０をドラム３の内周壁面よりも内側に設けることにより、或る回転速度でもってドラム３を回転させたときに、貯水槽２０内の水よりもドラム３の内周壁面に在る洗濯物に対してより大きな遠心力が作用するようにしている。また、一般に、水を含んでいる洗濯物は水によってドラム３の内周壁面との密着性が増すため、計算上、遠心力と重力との関係で想定される状態よりも落ち難いという性質がある。このようなことから、遠心力と重力とがバランスする程度の回転速度近傍で適宜に回転速度を設定することにより、洗濯物は落下させずに水のみを落下させることが可能である。
【００３９】
具体的には、回転速度制御部３１は、洗濯物が遠心力によりドラム３の内周壁面に軽く押し付けられて回転するような回転速度、ここでは約１００ｒｐｍでドラム３を回転させる。そして、図５（ｂ）に示したようなトルク電流成分の変動を監視し、その最大ピークＶmaxの発生時点でもって偏心荷重の位置を認識し、偏心荷重がドラム３の最低部を通過し、上方に持ち上げれられる途中の適宜の時点（例えば最高部の手前９０°から最高部までの範囲）で、回転速度を急峻に５６ｒｐｍ程度に落とし、即座に元の回転速度に戻す（ステップＳ７）。これにより、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、偏心荷重と同位置又は近傍に位置する貯水槽２０内の水が落下し、その分の重量が減少する。その重量減少分が洗濯物の偏在による偏心荷重に見合う程度であれば、ドラム３全体の偏心荷重は小さくなる。
【００４０】
上述したようなバランス調整を試みたあと、再び上記ステップＳ４、Ｓ５と同様に偏心荷重を検知し、その偏心量が許容値以下であるか否かを判定する（ステップＳ８、Ｓ９）。そして、バランス調整の結果、偏心量が許容値以下に収まっている場合には、回転速度制御部３１は、ドラム３の回転速度を約７２０ｒｐｍまで上昇させ、その回転速度を維持して脱水を行う（ステップＳ１１）。
【００４１】
ステップＳ９で偏心量が許容値を越えている場合には、上記バランス調整によっても偏心荷重が解消されていないから、偏心荷重が存在しても振動が異常に大きくならない程度の回転速度、ここでは約５００ｒｐｍまでドラム３の回転速度を上昇させて脱水を行う。ステップＳ１０又はＳ１１の何れにおいても、所定の脱水運転時間が経過したならば、ドラム３の回転を停止させ、脱水運転を終了する。
【００４２】
なお、上記実施例では、ステップＳ７のバランス調整を１回のみ試みているが、これを複数回繰り返して行うようにしてもよい。
【００４３】
〔第２の実施例〕
次に、本発明の第２の実施例である洗濯機について図８〜図１１を参照して説明する。この実施例の洗濯機も、第１の実施例による洗濯機と同様にドラム式洗濯機である。
【００４４】
図８は第２の実施例によるドラム式洗濯機の全体構成を示す縦断面図である。第１の実施例による洗濯機と同一構成である部分は同一符号を付して説明を省略する。この洗濯機では、ドラム３の背面に、内部に所定量の水（又は他の液体）が封入された環状中空体であるバランサ２３を備えている。図９は図８中のＢ−Ｂ’線断面図である。バランサ２３の内部には、外周側からＬ字形状に突出する隔壁２４が所定角度間隔で放射状に設けられており、この隔壁２４によって内部に封入された水が自由に移動するのを妨げている。即ち、ドラム３が十分に高い回転速度で回転されるとき、隣接する隔壁２４の間に形成される区画室２５内において水は外周側に張り付き、他の区画室２５へ移動することがない。なお、隔壁２４がＬ字形状となっているのは、第１の実施例において貯水槽２０に閉塞部２２が設けられているのと同じ理由である。
【００４５】
この第２の実施例の洗濯機では、バランサ２３内部の水の総量は増減しないから、バランサ２３内部の複数の区画室２５にそれぞれ保持する水の量を変えることによってバランス調整を行うようにしている。なお、この洗濯機の電気的構成は第１の実施例と同じであって、後述のように制御に関するプログラムのみが若干異なるだけである。
【００４６】
図１０は脱水行程時の制御動作を示すフローチャートである。このフローチャートに沿って第１の実施例の制御動作と異なる点について特に説明する。
まず、脱水行程が開始されると、回転速度制御部３１はインバータ制御部４３を介して、約６０ｒｐｍの回転速度でドラム３を回転させるべくモータ１０の回転を制御する（ステップＳ２１）。このときの回転速度は、バランサ２３内の水に作用する遠心力が重力と均衡する近傍の回転速度であって、このような回転速度でドラム３が回転されるとき、バランサ２３の各区画室２５において外周側に存在する水は遠心力によって張り付き、各区画室２５の内周側に存在する水は重力によって落下して他の区画室２５へと移動する。このため、ドラム３を上記回転速度で暫時回転させると、全ての区画室２５内に存在する水の量はほぼ同程度になるという平滑化を達成することができる。このように水が平滑化された状態ではバランサ２３による偏心荷重はほぼなくなり、洗濯物の偏在のみによる偏心荷重がドラム３の偏心荷重となる。
【００４７】
次いで、ステップＳ２〜Ｓ５と同様のステップＳ２２〜Ｓ２５の処理により、洗濯物の予備脱水、偏心荷重の検知、偏心量の判定を実行し、偏心量が許容値以下である場合には、ステップＳ３０へ進んで、回転速度制御部３１は、ドラム３の回転速度を約７２０ｒｐｍまで上昇させ、その回転速度を維持して脱水を行う。
【００４８】
一方、ステップＳ２５にて偏心量が許容値を越えている場合には、ステップＳ７と同様のステップＳ２６の制御によるバランス調整を実行する。即ち、ドラム３を約１００ｒｐｍで回転させ、偏心位置に応じたタイミングでもってドラム３の回転速度を短時間５６ｒｐｍまで減速する。すると、図１１（ｂ）に示すように、ドラム３の上方に持ち上げられつつある区画室２５ａ、２５ｂ、２５ｃから水が落下し、落下した水の多くは反対側に位置する区画室（例えば２５ｄ）に流れ込む。その結果、図１１（ｃ）に示すように、洗濯物の偏在による偏心荷重がある位置近傍の区画室２５ａ、２５ｂ、２５ｃ内の水は殆どなくなり、その反対側に位置する区画室２５ｄ及びその隣接の区画室内の水が増加する。これにより、ドラム３全体の偏心荷重は小さくなる。
【００４９】
〔第３の実施例〕
上記第１及び第２の実施例は、洗濯脱水籠、つまりドラムが水平軸を中心に回転する構成を有するものであるが、上記貯水槽やバランサ、又はそれに相当する構造体に貯留される水が重力によって移動する構成を有する洗濯機であれば、本発明を適用することができる。即ち、上面が開口した洗濯脱水槽を有する渦巻式洗濯機であっても、洗濯脱水槽が傾斜軸を中心に回転するように構成されている場合に適用が可能である。次に、このような構成を有する洗濯機に関する他の実施例を説明する。
【００５０】
図１２は、第３の実施例による渦巻式洗濯機の構成を示す縦断面図である。この洗濯機の筐体５１の内部には、有底円筒形状の外槽５２が前吊棒５３及び後吊棒５４（図では各１本ずつが見えているが実際には各２本ずつ存在する）により前方に向けて傾斜するように吊支されている。この外槽５２の上部前方への突出に対応して、筐体５１の前面上部も張り出している。外槽５２の内部には、周壁に多数の脱水孔を有する洗濯脱水槽５５が主軸５６を中心に回転自在に軸支されている。また、この洗濯脱水槽５５の底部には洗濯物を撹拌するためのパルセータ５７が配置されており、外槽５２の下面に取り付けられたモータ５８の回転動力は、モータプーリ、Ｖベルト、主プーリなどから成る伝達機構５９と動力切換機構６０とを介して洗濯脱水槽５５とパルセータ５７とに伝達される。動力切換機構６０はクラッチを含み、主として洗い運転や濯ぎ運転時にはパルセータ５７のみを一方向又は両方向に回転させ、脱水運転時には洗濯脱水槽５５とパルセータ５７とを一体に一方向に回転させるべく切り換えを行う。
【００５１】
外槽５２の上部後方には、内部に収容した洗剤等を投入するための洗剤容器を備えた注水口６１が設けられている。注水口６１には、途中に給水バルブ６３が設けられた給水管６２が接続されており、給水バルブ６３が開放されると、外部の給水栓等から給水管６２を通して注水口６１に水が流れ込み、下方の外槽５２内に向けて注水口６１から水が吐き出される。外槽５２の底部の前端部、つまり最低部には排水管６４の一端が接続されており、この排水管６４は排水バルブ６５により開閉されるようになっている。排水管６４の他端は、図示しないが、起立自在な排水ホースを介して外部の排水溝に連なっている。
【００５２】
この洗濯機では、外槽５２及び洗濯脱水槽５５を前方に傾斜させることによって、その上面開口が鉛直上方よりも前方を向いている。即ち、外槽５２の中心軸線ＣＬは鉛直線ＶＬに対して、予め定める傾斜角度αだけ傾くように配置されている。そのため、この洗濯機の前方に立った使用者が洗濯脱水槽５５の底部を視認し易く、また洗濯物を取り出し易くすることができる。ここで、傾斜角度αを５〜２０度程度の範囲とすれば、十分に洗濯物を取り出し易くできるとともに、筐体１の突出をあまり大きくせずにすむ。本実施例ではこの傾斜角度αを約１０度に設定している。
【００５３】
洗濯脱水槽５５の上端には、内部に所定量の水（又は他の液体）が封入された環状中空体であるバランサ６６を備えている。図１３は図１２中のＣ−Ｃ’線断面図である。バランサ６６の内部には、外周側から突出する隔壁６７が所定角度間隔で放射状に設けられており、この隔壁６７によって内部に封入された水Ｗが自由に移動するのを妨げている。即ち、洗濯脱水槽５５が十分に高い回転速度で回転されるとき、隣接する隔壁６７の間に形成される区画室６８内において水は外周側に張り付き、他の区画室６８へ移動することがない。なお、この構成では、バランサ６６の傾斜は緩やかであるから、回転上方の区画室に存在している水を回転下方の区画室に移動させるように作用する重力の成分はあまり大きくない。そのため、回転下方に進む区画室から流れ出る水が近接した区画室に集中的に入り込む恐れが小さい。そこで、第２の実施例のように隔壁をＬ字形状としていない。
【００５４】
この第３の実施例の洗濯機でも、第２の実施例と同様に、バランサ６６内部の水の総量は増減しないから、バランサ６６内部の複数の区画室６８にそれぞれ保持される水の量を変えることによってバランス調整を行うようにしている。即ち、この第３の実施例の洗濯機でも上記第２の実施例の洗濯機と同様のフローチャートに従って、まず、バランサ６６内部の水の平滑化を行い、そのあとに偏心荷重を検知し、偏心量が許容値を越えていた場合には、偏心位置に応じた減速制御を行うことによってバランサ６６内部の水を移動させて、偏心荷重を解消する。
【００５５】
〔第４の実施例〕
図１２に示した構成の渦巻式洗濯機において、第１の実施例で説明したような、外部からの水の注水、及び減速による水の廃棄を行う構成とすることもできる。図１４はこの第４の実施例による渦巻式洗濯機の縦断面図、図１５は図１４中のＤ−Ｄ’線断面図、図１６は図１５中のＥ−Ｅ’線断面図、図１７は図１５中のＦ−Ｆ’線断面図である。図１２に示した構成と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５６】
この洗濯機では、図１５〜図１７に示すように、洗濯脱水槽５５の上端に設けられた環状中空体のバランサ７３の内部に、上記バランサ６６と同様に隔壁７４が形成されており、更に、その内周側の上面に注水開口７５、内周側の下面に排水開口７６がそれぞれ周方向に交互に設けられている。また、注水開口７５を介してバランサ７３の内部に水を注入できるように、図１４に示すべく、途中に給水バルブ７２を備えたバランサ用給水管７１が配設されている。
【００５７】
即ち、所定の回転速度で洗濯脱水槽５５が回転しているときに給水バルブ７２を開放すると、バランサ用給水管７１を通して水が放出され、バランサ７３の注水開口７５がちょうど下方を通過した際に、バランサ７３の内部へ水が入る。バランサ７３内部へ入った水Ｗは、図１５に示すように、遠心力によって外周側に片寄るので、排水開口７６を通して下方に排出される量はごく僅かである。また、洗濯脱水槽５５の回転速度を落とすと、バランサ７３内部の水Ｗに作用する遠心力が弱まり、水は下方に流れようとする。その際に、排水開口７６を通して水は下方に排出される。
【００５８】
而して、この第４の実施例による渦巻式洗濯機では、第１の実施例によるドラム式洗濯機と同様に、初めに洗濯脱水槽５５をゆっくりと回転させることによってバランサ７３内部に貯留されている水を排出したあと予備脱水を実行し、洗濯物の偏在による偏心量が許容値を越えている場合には、バランサ７３の内部に十分に水を導入し、偏心位置に応じたタイミングでもって洗濯脱水槽５５の減速制御を行うことにより、バランサ７３内部の水の一部を排水開口７６を通して廃棄する。これによって、洗濯脱水槽５５の回転軸周りのアンバランスを解消し、より高い脱水回転速度でもって脱水を実行することができる。
【００５９】
なお、上記実施例における各数値は一例であって、これに限定されるものではない。また、上記実施例は何れも水を使用した洗濯機について述べたが、石油系溶剤等を使用するドライクリーナに本発明を適用できることは明らかである。また、第１及び第４の実施例の如く外部より貯水槽又はバランサの内部に液体を導入する構成では、その液体は洗濯に利用される液体を用いるのが一般的であるが、第２及び第３の実施例の如くバランサ内部に液体を封入した構成では、上記目的に対して好適な粘性をもった液体を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例によるドラム式洗濯機の縦断面図。
【図２】  図１中のＡ−Ａ’線断面図。
【図３】  第１の実施例によるドラム式洗濯機における貯水槽の外観斜視図。
【図４】  第１の実施例によるドラム式洗濯機の電気系構成図。
【図５】  偏心荷重の検知動作を説明するための波形図。
【図６】  第１の実施例によるドラム式洗濯機における、脱水行程時の制御動作を示すフローチャート。
【図７】  第１の実施例によるドラム式洗濯機における、バランス調整動作時の貯水槽内の水の状態を示す模式図。
【図８】  本発明の第２の実施例によるドラム式洗濯機の縦断面図。
【図９】  図８中のＢ−Ｂ’線断面図。
【図１０】  第２の実施例によるドラム式洗濯機における、脱水行程時の制御動作を示すフローチャート。
【図１１】  第２の実施例によるドラム式洗濯機における、バランス調整動作時の貯水槽内の水の状態を示す模式図。
【図１２】  本発明の第３の実施例による渦巻式洗濯機の縦断面図。
【図１３】  図１２中のＣ−Ｃ’線断面図。
【図１４】  本発明の第４の実施例による渦巻式洗濯機の縦断面図。
【図１５】  図１４中のＤ−Ｄ’線断面図。
【図１６】  図１５中のＥ−Ｅ’線断面図。
【図１７】  図１５中のＦ−Ｆ’線断面図。
【符号の説明】
１、５１…筐体                      ２、５２…外槽
３…ドラム                          ７、５６…主軸
１０、５８…モータ                  １３…給水管接続部
１４、６３…給水バルブ              １５…注水口
１６、６５…排水バルブ              １７…排水口
１８…回転センサ                    ２０…貯水槽
２１…開口部                        ２２…閉塞部
２３、６６、７３…バランサ          ２４、６７、７４…隔壁
２５、６８…区画室                  ３０…マイコン
３１…回転速度制御部                ３２…偏心荷重測定部
４２…バルブ駆動部                  ４３…インバータ制御部
４４…モータ電流検出部              ５３、５４…吊棒
５５…洗濯脱水槽                    ６１…注水口
６２…給水管                        ６４…排水管
７１…バランサ用給水管              ７２…給水バルブ
７５…注水開口                      ７６…排水開口
Ｗ…水
【図１】
0004306880.tif 000002
【図２】
0004306880.tif 000003
【図３】
0004306880.tif 000004
【図４】
0004306880.tif 000005
【図５】
0004306880.tif 000006
【図６】
0004306880.tif 000007
【図７】
0004306880.tif 000008
【図８】
0004306880.tif 000009
【図９】
0004306880.tif 000010
【図１０】
0004306880.tif 000011
【図１１】
0004306880.tif 000012
【図１２】
0004306880.tif 000013
【図１３】
0004306880.tif 000014
【図１４】
0004306880.tif 000015
【図１５】
0004306880.tif 000016
【図１６】
0004306880.tif 000017
【図１７】
0004306880.tif 000018