JP2009050350A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯物のアンバランスな状態を効率よく解消し、低振動な脱水ができるようにする。
【解決手段】水槽１３に設けた振動検知装置１７の出力に応じて洗濯物のアンバランス量を検知するアンバランス検知手段２０と、モータ１２を制御する制御手段２１を備え、制御手段２１は、ドラム１１を洗濯物が張り付きながらその一部が動く第１回転数と、第１回転数よりも動く量が多い第２回転数とを所定の間隔で交互に繰り返すように回転させた状態で、アンバランス検知手段２０の出力が所定の閾値以下の場合にドラム１１を高速回転に立ち上げることで、アンバランス量が少ない状態を効率よく検知し、低振動な脱水ができるようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、水槽の振動を検知する加速度検知手段を備えたドラム式洗濯機において、ドラム内の洗濯物のアンバランス量を削減する方法及び、アンバランス判定結果に基づいて、高速回転への移行可否を判定するドラム式洗濯乾燥機に関するものである。

ドラム式洗濯機の普及が進むにつれ、より一層の低振動、低騒音が求められている。ドラム式洗濯機の騒音、振動の主たる要因は、脱水時の洗濯物の偏りが原因で発生するものであり、従来より振動検知手段を備え、異常振動レベルになると脱水を停止し、脱水立ち上げをやり直したり、ほぐし工程へ移行したりするものが多数提案されている。

また、脱水開始初期の洗濯物をドラムに張り付かせる工程において、ドラムに張り付きながらその一部が少しずつ動く回転数時にアンバランス量を検知し、アンバランス量が少ない状態になったことを検知して高速脱水へ移行する洗濯機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３５２２４３５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、洗濯物の一部が少しずつ動く回転数を定速維持した状態でアンバランス量を検知しているが、洗濯物量の違いや様々な材質の組み合わせによって動く量は異なり、定速維持しているだけではアンバランス量が少ない状態がなかなか出現しない状態に陥る可能性もあり、安定したアンバランス検知ができないという課題を有していた。

また、洗濯物の一部が少しずつ動くような低速回転であってもドラムを回転させ続けるうちに、洗濯物に含まれる水分量が徐々に減り、ドラムの回転により洗濯物に対しドラムの中心から壁面方向に掛かる加速度が重力加速度より勝ってしまい、結果的に全ての洗濯物がドラムに張り付いたまま状態が変化しない状況に陥ってしまうという課題を有していた。

また、ドラムの内面に張り付きながらその一部が少しずつ動く回転数でドラムを回転し、この回転数を定速維持した場合、回転軸付近にある被処理物がわずかに動くだけで、アンバランスな状態を効果的に削減することができないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、一定周期で前記回転数を変動させながらアンバランスを検知することにより、洗濯物の量の違いがある場合や様々な衣類の材質の組み合わせがある場合、またドラムの回転途中に洗濯物の含水量に変化が生じた場合であっても、効率的にアンバランス量が少ない状態を作り、アンバランス量が少ない状態で低振動、低騒音のドラム式洗濯機を提供することを目的とする。

従来の課題を解決するために本発明は、外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、水槽と筐体間に取り付けて水槽の振動を抑制する防振ダンパーと、前記水槽に設けた振動を検知する振動検知装置と、この振動検知装置の出力に応じて洗濯物のアンバランス量を検知するアンバランス検知手段と、前記振動検知装置と前記アンバランス検知手段の出力をもとに前記モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ドラムを洗濯物がドラムの内面に張り付きながらその一部が動く第１回転数と、前記第１回転数よりも動く量がより多い第２回転数とを所定の間隔で交互に繰り返すように回転させた状態で、前記アンバランス検知手段の出力が所定の閾値以下の場合に前記ドラムを高速回転に立ち上げるようにしたものである。

本発明のドラム式洗濯機は、脱水の早い段階で洗濯物のアンバランス量が少ない状態を作り、かつ、洗濯物の量や材質に関係なくアンバランス量の少ない状態を作り出すことができる。また、ドラムの回転途中に洗濯物の含水量に変化が生じた場合でもアンバランス量の少ない状態を作り出すことができる。

第１の発明は、外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、水槽と筐体間に取り付けて水槽の振動を抑制する防振ダンパーと、前記水槽に設けた振動を検知する振動検知装置と、この振動検知装置の出力に応じて洗濯物のアンバランス量を検知するアンバランス検知手段と、前記振動検知装置と前記アンバランス検知手段の出力をもとに前記モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ドラムを洗濯物がドラムの内面に張り付きながらその一部が動く第１回転数と、前記第１回転数よりも動く量がより多い第２回転数とを所定の間隔で交互に繰り返すように回転させた状態で、前記アンバランス検知手段の出力が所定の閾値以下の場合に前記ドラムを高速回転に立ち上げるようにすることにより、洗濯物の量や質にかかわらず洗濯物の偏りにより発生するアンバランス量が少ない状態で高速脱水へ移行することができ、脱水工程の時間短縮とドラム及び水槽の異常振動を抑えて脱水を立ち上げることもできる。

したがって、脱水工程において洗濯物の偏りであるアンバランスを確実に解消することができ、且つアンバランスによって生じる振動、騒音を低減することができるため、低振動、低騒音の高速脱水を実現することができ、製品の安全性も向上することができる。

第２の発明は、第１の発明において、制御手段は、アンバランス検知手段の出力が所定の閾値以下とならずに所定時間継続する場合、回転数を交互に変動させるだけではドラム内の洗濯物の状態の変化が少ない、すなわち同一回転方向の回転パターンでドラム回転を継続しても洗濯物のアンバランスの少ない状態が出現する可能性が低いと判断した場合、ただちに反転させることにより、一旦洗濯物全体をほぐし、その後改めてバランス動作を行なった方が、アンバランス量の少ない状態が出現する可能性が高く、結果的に無駄な運転時間の短縮をはかることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、洗濯物の布量を検知する布量検知手段を設け、制御手段は前記布量検知手段の出力に基づいてアンバランス検知手段の閾値を切り替えることにより、洗濯物の量によって変わる振動検知装置の出力に応じたより精度の高いアンバランス検知を行なうことが可能となる。具体的には、洗濯物の量が多いときは、振動検知装置の出力が大きくなる傾向にあることから、アンバランス検知手段の閾値も所定より大きくし、逆に、洗濯物の量が少ないときは、振動検知装置の出力が小さくなる傾向にあることから、アンバランス検知手段の閾値も所定より小さくする。

第４の発明は、第３の発明において、布量検知手段の出力に基づき、布量が少ない場合は第１回転数の時間よりも第２回転数の時間を長くし、布量が多い場合は第１回転数の時間より第２回転数の時間を短くすることにより、洗濯物の量に応じてアンバランス量が少ない状態を短時間で確実に検知することができる。

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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の洗濯物のアンバランスによる振動を抑制させる制御装置のブロック図である。図１において、１０は筐体、１１は洗濯物を収容し回転させるドラム、１２は洗濯槽を速度制御しながら回転させるモータである。１３はドラム１１を内装し水が入る水槽、１８は洗濯物投入口を有するカバー、１４は水槽１３と洗濯物投入口のあるカバー１８との隙間をなくして接続するためのシールパッキン、１５は水槽１３の姿勢を保持するための支持ばね、１６はモータ回転時に発生する振動を低減して、筐体１０や床への振動伝達を小さくするための防振ダンパーである。

１７は水槽１３の振動を検知する振動検知装置である。

振動検知装置の例として、本実施の形態では加速度の変化を電圧変化として出力できる加速度センサを用いている。本実施の形態における加速度センサは比較的構造が単純なピエゾ抵抗型加速度センサを用いている。ちなみに、前記第１回転数や第２回転数でドラムを回転させているときの水槽の揺れ、すなわち加速度センサの出力は小さいため、低加速度での感度の良い低加速度対応型のセンサを用いることが望ましい。

また、本実施の形態における加速度センサは３軸の検知が可能なものを採用しており、複数方向の振動を検知し、洗濯物の落下衝撃により水槽が不規則に動く低回転数時においても振動を精度良く検知することを可能にしている。

本実施の形態における振動検知装置１７の取り付け位置は、水槽の上部前側としている。ドラム内の洗濯物のアンバランスが前部に存在する状態で高速回転へ加速したときの振動は、後部に存在する場合と比較して大きくなるため、前部に大きなアンバランスがある状態で高速回転へ加速することを極力避ける必要がある。前部にアンバランスがある場合には水槽の揺れも前部側が顕著に現れやすいことから、振動検知装置の取り付け位置も前部とすることが望ましい。

１９は筐体１０を床に設置する防振ゴムで、支持ばね１５と防振ダンパー１６で支持手段を構成している。さらに、２０は振動検知装置の出力に応じてアンバランス量を検知するアンバランス検知手段、２１はモータ１２の回転を制御する制御手段である。

以下、本実施の形態における動作、作用を説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機のアンバランス判定の動作シーケンスを示すフローチャートである。ステップＳ１は脱水開始を示す。ステップＳ２にて、第１回転数で正転方向にドラムを回転させ、ステップＳ３にて、アンバランス検知手段が振動検知装置の出力に応じてアンバランス判定を行う。

アンバランス判定方法の一例として、振動検知装置の出力を１秒間の間で１０ｍｓｅｃのサンプリング時間でサンプリングし、サンプリングした値のＰｅａｋｔｏＰｅａｋ値をあらかじめ決めておいた所定値と比較し、所定値以下であったらステップＳ１０にてドラム回転の加速を行ない高速脱水へと移行させる。また、所定値を超えていたら次の１秒間再びサンプリングを実施し、同様にＰｅａｋｔｏＰｅａｋ値を所定値と比較する。

サンプリングした値のＰｅａｋｔｏＰｅａｋ値が所定値を越えている場合には、幾度かサンプリングしてＰｅａｋｔｏＰｅａｋ値と所定値の比較を繰り返した後、ステップＳ４にて、第１回転数の時間Ｔ１が経過したら、ステップＳ５にてドラム回転数を第２回転数に切り替える。第２回転数でも前記アンバランス判定方法と同様のアンバランス判定を実施し、ＰｅａｋｔｏＰｅａｋ値が所定値以下であったらドラム回転の加速を行い、所定値を超えていたら引き続き前記のようなアンバランス判定を実施する。第２回転数の時間Ｔ２が経過したら、再び第１回転数へと戻す。

図３は、本発明の第１の実施の形態におけるドラム回転制御パターンのチャート図である。本実施の形態では第１回転数を６３ｒｐｍ、第２回転数を５６ｒｐｍとし、さらに第１回転数でドラムを回転させる時間Ｔ１を１０ｓｅｃ、また、第２回転数でドラムを回転させる時間Ｔ２を１０ｓｅｃとし、第１回転数と第２回転数を交互に繰り返した後、５６ｒｐｍで回転させている途中でアンバランスが所定以下となり、高速脱水へ移行した例を示す。

図４は、前記動作シーケンス中の前記振動検知装置の出力を示したものである。回転数を周期的に変動させることにより出力の変動も大きくなっていることが分かる。また、出力値の振幅が小さいタイミングは第１回転数、及び第２回転数のどちらにも出現していることが分かる。この出力値の振幅が小さいときがアンバランス量の少ない状態であり、ＰｅａｋｔｏＰｅａｋの値があらかじめ決めておいた所定値と比較し、所定値以下であったらドラム回転の加速を行い高速脱水へと移行していく。

第１回転数と第２回転数を所定間隔で所定回数繰り返してもＰｅａｋｔｏＰｅａｋ値が所定値以下にならない場合は、ステップＳ９にてドラム回転を停止させる。

なお、長時間同一方向にドラムを回転し続けると洗濯物が絡み、かえってアンバランス状態を誘発する原因にもなるため、前記所定回数はスタートからの経過時間で１分程度になる回数に抑えることが望ましい。

ドラムの回転を一旦停止させた後、ドラムの回転を反転させ、一旦洗濯物全体をほぐし、その後、改めてステップＳ１から正転を開始しバランス動作を行なった方が、アンバランス量の少ない状態が出現する可能性が高くなる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態におけるドラム式洗濯機の洗濯物のアンバランスによる振動を抑制させる制御装置のブロック図である。図５において、２２は布量検知手段であり、その他の構成は実施の形態１と同様である。

以下、本実施の形態における動作、作用を説明する。水槽１３をある一定の回転数で回転させるまでの加速時間等よって布量を検知する布量検知手段２２が洗濯物の布量を検知すると、布量の情報が制御手段２１に伝わり、布量に応じてアンバランス検知手段２０にあらかじめ設定されている所定値を切り替えるよう制御する。一般に、布量が２ｋｇ程度の際には振動検知装置の出力の振幅は相対的に小さくなり、布量が６ｋｇほどある場合には布量２ｋｇの場合と比べてアンバランス量が大きくなるため振動検知装置の出力の振幅が相対的に大きくなる。

布量が２ｋｇ程度（布量少）の際には、アンバランス検知手段における出力値の所定値を例えば０．０１Ｖとする。実施の形態１の時と同様に１秒間でサンプリングを行い、サンプリングしたＰｅａｋｔｏＰｅａｋの値が０．０１Ｖ以下となれば、ドラム回転を加速し高速脱水へと移行する。

また、布量が６ｋｇ程度（布量多）の際には、アンバランス検知手段における出力値の所定値を例えば０．０２Ｖとする。同様に１秒間でサンプリングを行い、サンプリングしたＰｅａｋｔｏＰｅａｋの値が０．０２Ｖ以下となれば、ドラム回転を加速し高速脱水へと移行する。

このように、洗濯物の量に応じてアンバランス検知手段における所定値を切り替えることによって、洗濯物の量によって変動する振動検知装置の出力に応じたより精度の高いアンバランス検知を行なうことが可能となる。

また、実施の形態１では第１回転数でドラム回転させる時間Ｔ１を１０ｓｅｃ、第２回転数でドラム回転させる時間Ｔ２を１０ｓｅｃとしているが、このＴ１とＴ２の時間配分を布量検知手段の出力に基づいて切り替えることにより、アンバランスの少ない状態が出現する確率を上げることも可能である。

具体的には、例えば布量検知手段の出力が「布量少」の場合、第１回転数でドラムの内面に張りつかずに動く洗濯物の量は、布量が多い場合と比較して少ないため、動く洗濯物の量がより多いＴ２の時間配分をＴ１よりも長くする（例えば、Ｔ１を１０秒、Ｔ２を１５秒に設定する）ことにより、第２回転数でドラムを回転させているときにアンバランスの少ない状態が出現する確率を高くすることが可能となるので、脱水開始から短時間で高速回転に移行することができる。

一方「布量多」の場合、第１回転数でドラムの内面に張りつかずに動く洗濯物の量は、布量が少ない場合と比較して多いため、動く洗濯物の量がより多いＴ２の時間配分をＴ１よりも短くすることができ、第１回転数でドラムを回転させているときにアンバランスの少ない状態が出現する確率が高いので、アンバランス量が少ない状態を効率よく検知することが可能であり、脱水開始から短時間で高速回転に移行することができる。

なお、これまで説明してきた「脱水」とは、洗濯機の洗濯工程における洗い・濯ぎ・脱水各工程のなかでの狭義の脱水だけでなく、洗いを終了して濯ぎに移行する前の脱水や、複数回実施する各回濯ぎの終了後に実施する濯ぎ脱水も含むものとする。

以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、脱水の早い段階で洗濯物のアンバランスが少ない状態を作ることができ、脱水時の振動を抑えることができるので、高効率運転可能なドラム式洗濯機及び、低振動低騒音型ドラム式洗濯機として有用である。

本発明の実施の形態１における洗濯機の制御装置のブロック図 本発明の実施の形態１におけるアンバランス検知手段の動作シーケンスのフローチャート 本発明の実施の形態１におけるアンバランス検知過程のドラム回転数を示すグラフ 本発明の実施の形態１におけるアンバランス検知過程の振動検知装置の出力を示すグラフ 本発明の実施の形態２における洗濯機の制御装置のブロック図

符号の説明

１０ 筐体
１１ ドラム
１２ モータ
１３ 水槽
１４ シールパッキン
１５ 支持ばね
１６ 防振ダンパー
１７ 振動検知装置
１８ カバー
１９ 防振ゴム
２０ アンバランス検知手段
２１ 制御手段
２２ 布量検知手段

Claims (4)

1. 外周に通水孔を設けたドラムと、ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽を収容する筐体と、水槽と筐体間に取り付けて水槽の振動を抑制する防振ダンパーと、前記水槽に設けた振動を検知する振動検知装置と、この振動検知装置の出力に応じて洗濯物のアンバランス量を検知するアンバランス検知手段と、前記アンバランス検知手段の出力をもとに前記モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ドラムを洗濯物がドラムの内面に張り付きながらその一部が動く第１回転数と、前記第１回転数よりも動く量がより多い第２回転数とを所定の間隔で交互に繰り返すように回転させた状態で、前記アンバランス検知手段の出力が所定の閾値以下の場合に前記ドラムを高速回転に立ち上げるようにしたドラム式洗濯機。
2. 制御手段は、アンバランス検知手段の出力が所定の閾値以下とならずに所定時間継続する場合、ドラムの回転を反転させるようにした請求項１記載のドラム式洗濯機。
3. 洗濯物の布量を検知する布量検知手段を設け、制御手段は前記布量検知手段の出力に基づいて前記アンバランス検知手段の閾値を切り替えるようにした請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。
4. 制御手段は、布量検知手段の出力に基づき、布量が少ない場合は第１回転数の時間よりも第２回転数の時間を長くし、布量が多い場合は第１回転数の時間より第２回転数の時間を短くするようにした請求項３記載のドラム式洗濯機。