JP2014008313A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水工程時に脱水槽の衣類のアンバランスの修正を少量の水で精度良く行なう。
【解決手段】衣類を収容する脱水槽５と、脱水槽５を回転自在に内包する外槽３と、給水を行う給水手段１１と、外槽３の水を排水する排水手段１２と、脱水槽５の内底部に回転自在に設けたパルセータ７と、脱水槽５とパルセータ７を回転駆動するモータ９と、脱水槽５の振動状態を検知する振動検知手段とを備え、脱水槽５内の衣類のアンバランス状態を判定する制御手段を有し、制御手段は、脱水行程時に排水しながら脱水槽５を回転させ、アンバランス状態であると判定した時には、排水を停止し、脱水槽５あるいはパルセータ７を回転させて衣類の偏りを低減するようモータ９を制御するので、アンバランスの修正を、新たに水を補給することなく節水しながら精度良く行なうことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、脱水槽内の衣類のアンバランスを判定し、アンバランスの低減を行う手段を有する洗濯機に関するものである。

従来、脱水行程では、すすぎ行程で使用した水を全て排水した後に、脱水槽の回転数を上昇させ、その上昇過程あるいは所定の回転中に、脱水槽内の衣類のアンバランスを判定し、アンバランスの場合には脱水槽内の衣類の偏りを低減する動作を行うことで、大きな振動が発生するのを防止している。

そこで、従来のアンバランスの修正行程では、脱水槽の回転を一旦停止し、脱水槽内に水が無い状態のまま、脱水槽やパルセータを回転させて衣類の偏りを低減するようにしていたが、この場合にはなかなか衣類の偏りが低減しなかった。

また、他に、脱水槽内で衣類がある程度自由に動くことがきる程度に新たに水を給水した上で、パルセータや脱水槽を回転させて、衣類の偏りを低減するようにしていたが、この場合には、アンバランスが低減するまで、排水と給水を何度も繰り返す必要があった。

特開２０１０−１２５２５０号公報

しかしながら、従来のようなアンバランスを低減する動作では、アンバランスが低減するまで、排水と給水を何度も繰り返す必要があり、場合によっては非常に多くの水を消費することがあった。

本発明は、上記目的を達成するために、本発明の洗濯機は、衣類を収容する脱水槽と、前記脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記外槽へ給水を行う給水手段と、前記外槽の水を外部へ排水する排水手段と、前記脱水槽の内底部に回転自在に設けたパルセータと、前記脱水槽と前記パルセータを回転駆動するモータと、前記脱水槽の振動状態を検知する振動検知手段とを備え、前記給水手段、前記排水手段、前記モータを駆動するとともに、前記振動検知手段の出力に基づいて脱水槽内の衣類のアンバランス状態を判定する制御手段を有し、前記制御手段は、脱水行程時に排水しながら前記脱水槽を回転させ、アンバランス状態であると判定した時には、排水を停止し、前記脱水槽あるいは前記パルセータを回転させて衣類の偏りを低減するよう前記モータを制御するものである。

これにより、アンバランスを修正する手段として、最終すすぎの排水動作を停止し、その残水でアンバランスを修正することで、節水しながら、脱水工程の際に衣類が偏った状態を修正し、洗濯機に異常振動や異常騒音が発生するのを防止することができる。

本発明の洗濯機は、新たに水を補給することなく、節水しながらアンバランスの修正を精度良く行なうことができる。

本発明の実施の形態における洗濯機の概略的な断面図 同、加速度検知手段の構成を示すブロック図 同、洗濯機の洗い、すすぎ、脱水の各行程における動作を示すフローチャート

第１の発明は、衣類を収容する脱水槽と、前記脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記外槽へ給水を行う給水手段と、前記外槽の水を外部へ排水する排水手段と、前記脱水槽の内底部に回転自在に設けたパルセータと、前記脱水槽と前記パルセータを回転駆動するモータと、前記脱水槽の振動状態を検知する振動検知手段とを備え、前記給水手段、前記排水手段、前記モータを駆動するとともに、前記振動検知手段の出力に基づいて脱水槽内の衣類のアンバランス状態を判定する制御手段を有し、前記制御手段は、脱水行程時に排水しながら前記脱水槽を回転させ、アンバランス状態であると判定した時には、排水を停止し、前記脱水槽あるいは前記パルセータを回転させて衣類の偏りを低減するよう前記モータを制御するようにしたので、最終すすぎの排水動作を停止し、その残水でアンバランスを修正することで、新たに水を補給することなく、節水しながら、脱水工程の際に衣類が偏った状態を修正し、洗濯機に異常振動や異常騒音が発生するのを防止することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の振動検知手段は、加速度センサを有する構成としたので、高速回転時における脱水槽の振動検知も容易となり、精度良く振動検知が行え、洗濯機に異常振動や異常騒音が発生するのを防止することができるようになる。

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。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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の縦断面図である。

図１において、筐体１は、内部に複数のサスペンション２によって弾性的に吊り下げた外槽３が設けられている。洗濯・脱水軸４は中空で２軸構造としている。

脱水槽５は側壁に多数の脱水孔（図示せず）を有するとともに内周の上部に流体バランサ６を有し、脱水行程の際には高速で回転することで衣類の水分を取り除く。また、洗い行程やすすぎ行程において、脱水槽５を低速回転することで、衣類のこすり洗いを行う。

脱水槽５の中央底部には外周を傾斜面としたパルセータ７が配設されている。洗い行程やすすぎ行程において、パルセータ７を正逆回転することで、衣類を撹拌し、衣類の汚れをおとす。

伝達機構部８は内部に減速ギア（図示せず）や高速ギア（図示せず）を内蔵しており、また、モータ９の回転を脱水槽５またはパルセータ７に選択的に切り換える機能を有する。

モータ９は外槽３の底部に取り付けられ、伝達機構部８を介し、パルセータ７、及び脱水槽５を回転させる。外槽３の外側面には、回転軸方向、及び回転軸に垂直な方向、及び外槽接線方向の、直交３軸の加速度を測定する加速度検知手段１０が取り付けられている。

また、筐体１内部には制御手段（図示せず）を設けている。制御手段は、外槽３に水を給水する給水手段１１、外槽３の水を外部に排水する排水手段１２、伝達機構部８、モータ９を制御し、加速度検知手段１０の出力に基づいて、脱水行程時に脱水槽５内部の衣類のアンバランス判定を行う。例えば、給水手段１１は給水弁で構成し、排水手段１２は排水弁で構成されている。

図２は加速度検知手段の構成を示すブロック図である。センサユニット上に、３軸加速度センサ、Ａ／Ｄ変換器、シリアル通信機能を搭載している。制御手段内にあるマイクロコンピュータは内部のシリアル通信機能を用いて、センサユニットと通信し、３軸の加速度データを一定の周期で収得し、振動検知することで、脱水槽５内の衣類のアンバランス判定を行う。衣類のアンバランス判定についての詳細は後述する。

以上のように構成された洗濯機について、その動作、作用を説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における洗濯機の洗い、すすぎ、脱水の各行程における動作を示すフローチャートである。

まず、使用者は洗濯機の電源を入れ、洗濯機に衣類と洗剤を入れた後、洗濯開始ボタン（図示せず）を押す。これにより洗い行程が開始される。

洗い行程において、まず、排水手段１２を閉じた後（Ｓ１）、給水手段１１を開き給水を開始する（Ｓ２）。次に、外槽３に給水した水量が所定水位に到達したかどうかを判定し（Ｓ３）、所定水位に到達すると給水手段１１を閉じて給水を完了する（Ｓ４）。

給水が完了すると、洗いを開始し（Ｓ５）、パルセータ７を正逆反転させながら回転を行ったり、脱水槽５を回転させ、水中で衣類を撹拌する。これにより衣類の汚れをおとす。所定時間が経過すると（Ｓ６）、パルセータ７や脱水槽５を停止し洗いを終了する（Ｓ７）。

次に、すすぎ行程に移る。すすぎ行程では、まず、排水手段１２を開き排水を開始する（Ｓ８）。排水が完了すると（Ｓ９）、排水手段１２を閉じ（Ｓ１０）、給水手段１１を開けて給水を開始する（Ｓ１１）。次に、外槽３に給水した水量が所定水位に到達したかどうかを判定し（Ｓ１２）、所定水位に到達すると給水手段１１を閉じて給水を完了する（Ｓ１３）。

給水が完了すると、すすぎを開始し（Ｓ１４）、パルセータ７を正逆反転させながら回転を行ったり、脱水槽５を回転させ、水中で衣類を撹拌する。これにより、すすぎを行う。所定時間が経過すると（Ｓ１５）、パルセータ７や脱水槽５を停止しすすぎを終了する（Ｓ１６）。すすぎについてはＳ８〜Ｓ１６の動作を所定回数行うようにすることで（Ｓ１７）、衣類から汚水や洗剤を確実に取り除くようにしている。

次に、脱水行程に移る。外槽３には、最終すすぎ行程の時に使用した水がそのまま残っている。そこで、まず、排水手段１２を開き排水を開始する（Ｓ１８）。ここで所定時間経過すると（Ｓ１９）、脱水槽５を所定の加速度で回転開始する（Ｓ２０）。Ｓ２０を開始するとき、外槽３内には、まだ、すすぎ行程の時に使用した水が残っている状態である。従って、最終すすぎ行程の時に使用した水が全て排水されないように、Ｓ１９の所定時間を設定している。

脱水槽５が所定の加速度で回転すると、回転数は上昇し、衣類が偏っていたりすると大きな振動が発生する。そこで、脱水槽５内の衣類の偏りによって、大きな振動が発生しな
いように、振動検知を行うことでアンバランスの判定を行うが、ここでは、加速度検知手段１０を用いて衣類のアンバランス判定を行う。よって、以下の説明は、振動検知手段として加速度検知手段を利用した例である。

振動は、脱水槽５内の衣類の偏りによって、回転軸から脱水槽５の重心がずれることによって発生する。従って、何らかの共振現象が起こらない限り（アンバランスの状態が起こらない限り）、振動による加速度変動は、脱水槽一回転に対して、一周期の正弦波として現れる。

従って、振動による加速度変動は、脱水槽５が一回転するのに対して、一周期の正弦波として現れる。制御手段は、加速度の変動の検知を行い、加速度の変動が正弦波でない場合はアンバランスと判定する（Ｓ２１）。

脱水槽５内の衣類が正常なバランス状態にあると判定すると（Ｓ２２）、脱水を開始する（Ｓ２３）。排水手段１２が開いているかどうか確認し（Ｓ２４）、閉じている場合には排水手段１２を開け（Ｓ２５）、脱水槽５を所定の回転数まで上昇させ（Ｓ２６）、所定時間が経過すると（Ｓ２７）、脱水を終了する（Ｓ２８）。

Ｓ２１の衣類のアンバランス判定でアンバランスであると判定した場合には（Ｓ２９）、アンバランスの修正行程に入る。ここでは、まず、排水手段１２を閉じて排水を停止し（Ｓ３０）、外槽３内にまだ水が残っている状態に保つ。脱水槽５の回転を停止し（Ｓ３１）、パルセータ７の回転開始と（Ｓ３２）、パルセータの回転停止を行う（Ｓ３３）。また、脱水槽５についても回転開始と（Ｓ３４）、回転停止を行う（Ｓ３５）。このような動作を所定回数繰り返すことで（Ｓ３６）、脱水槽５内の偏った衣類をほぐすようにする。

Ｓ３６を終えると、再びＳ２０の動作に戻って脱水槽５を所定の加速度で回転開始し、Ｓ２１で衣類のアンバランス判定を行う。このときは、Ｓ３０の動作により排水手段は閉じた状態となっている。正常なバランスと判定されるまで（Ｓ２２）、アンバランスの修正行程Ｓ２９〜Ｓ３６を繰り返すが、外槽３内の水の給排水は行われず、すすぎ行程における残水を有効に利用しながら、確実に衣類のアンバランスの低減を行うことができる。

このように、制御手段は排水の際に脱水槽５を回転させ、加速度の変動の検知を行い、加速度の変動が正弦波でない場合は、アンバランスと判断し、排水動作を停止し、そのときに外槽３にある残水を利用して、脱水槽５とパルセータ７を回転させることにより、アンバランスの修正を行う。

これにより、最終のすすぎ水を有効に利用して、脱水工程の際の衣類のアンバランスを防止するので、異常振動や異常騒音を防止する上で、節水性能が大きく向上するようになる。

ここで、振動検知手段を加速度センサから構成したので、高速回転時における脱水槽の振動検知も容易となり、家庭への供給電圧が高い場合における脱水槽の高回転にも対応して精度良く振動検知が行え、洗濯機に異常振動や異常騒音が発生するのを防止することができるようになる。

なお、振動検知手段として、ここでは加速度センサを用いた例を示したが、スイッチ素子等を用いた振動検知手段であっても、同様の効果を得ることができる。

以上のように、本発明は、脱水槽が高速回転する前に、大きな振動が発生しないように衣類のアンバランスを適切に低減するので、家庭用の洗濯機だけでなく、業務用の洗濯機等においても有用である。

３ 外槽
５ 脱水槽
７ パルセータ
９ モータ
１０ 加速度検知手段（振動検知手段）
１１ 給水手段
１２ 排水手段

Claims (2)

1. 衣類を収容する脱水槽と、前記脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記外槽へ給水を行う給水手段と、前記外槽の水を外部へ排水する排水手段と、前記脱水槽の内底部に回転自在に設けたパルセータと、前記脱水槽と前記パルセータを回転駆動するモータと、前記脱水槽の振動状態を検知する振動検知手段とを備え、前記給水手段、前記排水手段、前記モータを駆動するとともに、前記振動検知手段の出力に基づいて脱水槽内の衣類のアンバランス状態を判定する制御手段を有し、前記制御手段は、脱水行程時に排水しながら前記脱水槽を回転させ、アンバランス状態であると判定した時には、排水を停止し、前記脱水槽あるいは前記パルセータを回転させて衣類の偏りを低減するよう前記モータを制御する洗濯機。
2. 前記振動検知手段は、加速度センサを有する構成の請求項１に記載の洗濯機。