JP5645499B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、洗濯機に関するもので、特に脱水制御に関する。

洗濯乾燥機は、筐体内に洗濯水を溜める円筒体の外槽と、その外槽の内側で回転可能に設けられた円筒体でその円筒部に多数の孔が設けられた洗濯兼脱水槽（以下、洗濯槽と言う）と、この洗濯槽の底部で回転自在に設置し、衣類および水を撹拌する回転翼とこの洗濯槽および回転翼を回転させるモータ、および乾燥装置で構成されている。

このような洗濯乾燥機において洗濯後に衣類から水分を取り除くために脱水する。この脱水は洗濯槽を高速に回転させて遠心脱水を行っている。このように脱水時には洗濯槽が回転しているため、洗濯槽内の衣類に片寄りがある場合、遠心力が発生し、洗濯槽を振動させる。この振動が過大になると、外槽が筺体に接触して異常な音を発したり、接触時の衝撃で筺体が設置位置から移動したりする場合がある。このような現象を防止するために、外槽の振動を監視する振動検出装置が提案されている。

そのなかでも、外槽の加速度もしくは加速度に近い値を検出するものが提案されている。加速度は周期的な変位量に対して、その周波数の２乗に比例する。そのため、変位量が同じでも周波数（回転速度）が低ければ加速度は小さく、周波数（回転速度）が高ければ加速度は大きくなる。振動の計測精度を良くするために、回転速度によって振動検出装置の感度もしくは検出範囲を変化させることが提案されている（下記特許文献１，２）。

例えば、特許文献１には、低速時では振動検出装置の出力レベルを上げるために増幅率（感度）を高くし、高速時では出力レベルを下げるために増幅率（感度）を低くすることが記載されている。また、特許文献２には、低速時では検出範囲を狭くし、高速時では検出範囲を広げることが記載されている。

特開２００５−２９６４３１号公報 特開２０１０−７５６６９号公報

上記特許文献１，２では、振動検出装置の感度を切り替えた直後は、振動検出装置の出力が不安定であり、その不安定な出力の下で振動の大きさを判定するため、誤検出が行われる恐れがある。

本発明の目的は、脱水時に誤った制御が行われるのを防止できる洗濯機を提供することにある。

本発明は、このような課題を解決するために、衣類を収容する洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動する駆動装置と、前記外槽を覆う筺体と、前記外槽の振動量を検知する振動検知装置を有し、前記振動検出装置により脱水運転を制御する洗濯機において、前記振動検知装置は振動量の検知感度を切り替えることが可能であり、前記振動検出装置の検知感度を切り替えた後の所定時間，前記振動検出装置による脱水制御を行わないようにした。

本発明によれば、脱水時に誤った制御が行われるのを防止する洗濯機を提供できる。

第１実施形態に係る洗濯乾燥機内部の右側面図である。 第１実施形態に係る洗濯乾燥機の外装を示した図である。 第１実施形態に係る洗濯乾燥機の制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 加速度センサの感度を切り替えた時の電圧変化を示す図である。 第１実施形態に係る脱水運転制御フローを示す図である。 第１実施形態に係る脱水時の回転速度の変化を示す図である。 第２実施形態に係る脱水運転制御フローを示す図である。 第２実施形態に係る脱水時の回転速度の変化を示す図である。 第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の外装を示した斜視図である。 第３実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機内部の右側面図である。 第３実施形態に係る脱水運転制御フローを示す図である。 第３実施形態に係る脱水時の回転速度の変化を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、縦型の洗濯乾燥機について説明する。

図１は、第１実施形態に係る洗濯機内部を、図２は洗濯機外装を示している。この洗濯機の外装は、鋼板製の筐体１とその上部に取り付けたトップカバー２および操作・表示パネル３により構成する。この操作・表示パネル３は、電源スイッチ３ａ，操作ボタン３ｂ，表示器３ｃを備える。トップカバー２は、蓋２ａと主に給水に関連する部品を収納する後部収納部２ｂとで構成する。

洗濯機の内部において、有底で円筒形状の水を貯める外槽４は、筐体上部の４隅より４本の吊り棒５により弾性的に支持されている（図では１本のみ示す）。この外槽４内には、円筒形状の洗濯槽６を回転自在に設ける。洗濯槽６の側面には多数の脱水穴６ａを設け、上縁部には流体バランサ６ｂを設ける。また、洗濯槽６の底部には、回転翼７を回転可能に設ける。外槽４の底面外側には、支持板８を取り付け、この支持板８に駆動装置９を固定する。この駆動装置９により、脱水時には回転翼７を洗濯槽６に固定し、洗濯槽６を一方向に回転駆動させる。また洗濯時には、回転翼７は洗濯槽６から切り離され、洗濯槽６内で正転・逆転し、水および衣類を搖動させる。

トップカバー２の後部には給水口１０を設け、後部収納部２ｂ内には給水弁１１，冷却水給水弁１２を設け、これらを接続し、給水ユニットを構成する。この給水弁１１により、外槽４に洗濯用水が供給される。洗濯機上部に設けた水位センサ１３により水位を検知することにより、供給される水量は制御される。水位センサ１３は、外槽４の下部で外槽４とつながった空気室１４とチューブ１５で繋がっており、空気室１４内の圧力を検出している。

外槽４の底面には、洗濯用水の排水を行う排水弁１６を設け、この排水弁１６に接続した排水ホース１７を介して洗濯用水を洗濯機外に排出する。

また、外槽４の後ろには乾燥時に冷却除湿を行うダクト１８を設ける。このダクト１８と外槽４はゴム質のジャバラ管１９で接続されている。ダクト１８のジャバラ管１９とは反対側にファン２０が設けられ、乾燥時にはファン２０を動作させ、ダクト１８内の空気がファン２０に吸い込まれる。ファン２０の吐出側にヒータ２１が設けられ、その先は外槽４に繋がっている。外槽４の上面には、外槽４の空気を逃がさないように、内蓋２２が設けられている。

乾燥時ではファン２０を動作させ、空気を循環させながら乾燥する。ファン２０から吐出された空気をヒータ２１で温め、洗濯槽６に吹き込む。洗濯槽６内の湿った衣類を温めて水分を蒸発させる。蒸発した水分を含んだ空気はダクト１８内に送り込まれる。このとき冷却水給水弁１２を開き、ダクト１８内に給水し、ダクト１８内で湿った空気と接触することで水冷除湿し、乾いた空気に戻す。この空気がファン２０に吸い込まれ、またヒータ２１に向けて吐出される。このように空気を循環させながら、衣類の水分を蒸発させて乾燥を行う。

ダクト１８のファン２０の吸い込み側に温度センサＡ２３ａが、ヒータ２０の下流に温度センサＢ２３ｂが設けられる。これら温度センサ２３ａ，２３ｂにより乾燥運転が制御される。

また、モータ９にはその回転を検出するホール素子あるいはフォトインタラプタなどで構成される回転検出器２４を設ける。

また、外槽４の動きを検出する加速度センサ２５を外槽４の胴部外周に固定する。この加速度センサ２５はＭＥＭＳ技術で作られたチップ状のセンサであり、外槽４の上下方向，径方向，周方向の３方向の振動量を検知できる振動検出装置である。この加速度センサ２５は抵抗等の電子部品とともに電子基板に実装され、プラスチック製のケース内に収められている。このケースの中には樹脂が流し込まれ、基板に水がかからないようにコーティングされている。また、加速度センサ２５は外槽４の吊り棒５で支えられた部分の略鉛直上に設ける。吊り棒５により外槽４，洗濯槽６，衣類等の重量を支えるため、この付近は強固に作られている必要があり、外側に向かってリブが立てられている。このように強固に作られた部分に加速度センサ２５を固定する。やわらかい部分に取り付けると、外槽４の動き以外に、外槽４自体の変形も検出してしまうため、望ましくない。

この加速度センサ２５のほかに異常振動のみを検知するために、筺体１と外槽４の隙間に細い板状のレバー２７とそのレバー２７の付け根に取り付けたマイクロスイッチ２８により構成された異常振動検出器２９を設ける。マイクロスイッチ２８はトップカバー２内に固定され、レバー２７はマイクロスイッチ２８のスイッチ部に回転可能に吊り下げられるように取り付けられる。レバー２７は長さ１０cm程度の樹脂部材で作られ、外槽４胴部の上方と接触するように配される。外槽４がこのレバー２７に接触したら、レバー２７が回転し、その回転を受けて、マイクロスイッチ２８のスイッチ部が動作し、異常振動を検知する。

また、外槽４を覆う筐体１の下部にはモータ９，ファン２０，ヒータ２１などを制御する制御装置２６を設ける。図３にこの制御装置２６のブロック図を示す。制御装置２６はマイクロコンピュータ（マイコン）３１を中心に構成されている。使用者により操作ボタン３ｂから運転コースが入力され、その運転コースに合った運転パターンを運転パターンデータベース３２から呼び出し、そのデータに沿って運転する。その運転は基本的にはモータ９の制御であり、モータ制御部３３により制御される。モータ制御部３３は、回転検出器２４からの信号をもとに回転速度算出部３４で回転速度を求めた結果を用いてモータ９を制御する。また、洗濯するための水量を制御するために水位制御部３５は水位センサ１３の出力を監視し、給水弁１１，排水弁１６の開閉を制御する。また、乾燥時においては温度センサ２３ａ，２３ｂの結果にもとづきヒータ制御部３６，ファン制御部３７によりヒータ２１，ファン２０を制御する。また、脱水時の運転制御もこの制御装置２６のマイコン３１で行われる。加速度センサ２５ならびに異常振動検出器２９の出力をマイコン３１に取り込み、振動判定部３８にて振動の大きさ並びに異常振動かどうかを判定し、モータ制御部３３を通して、モータ９を制御する。

このような洗濯乾燥機において、回転翼を正転・逆転し、水および衣類を搖動させながら、洗い，すすぎを行った後、脱水を行う。先述したように、脱水時では衣類の片寄りが原因で振動が発生する。洗濯槽６は衣類の片寄り方や回転速度により左右，前後，上下に複雑に振動する。この振動が大きすぎると外槽４が筺体１に接触してしまう、さらには筺体１までも移動させてしまうことがある。このような振動を未然に防ぐために、加速度センサ２５および異常振動検出器２９を設けている。異常振動検出器２９は外槽４の振動の仕方によってはレバー２７に接触しにくい場合があり、そのときには振動の検知が遅れ、対処が遅れてしまう。そのため、複数方向を検知できる加速度センサ２５を主に考えて脱水制御する。具体的には、加速度センサ２５による異常振動検知レベルは異常振動検出器２９による異常振動検知レベルと同じもしくは低く設定する。このようにすることで異常振動検出器２９が振動を検出するより先に、加速度センサ２５が振動を検出し、脱水制御できるようになる。

このように加速度センサ２５による脱水制御と異常振動検出器２９による脱水制御の２つの方式より制御される脱水運転のフローを図４に示す。また、図５に脱水時の回転速度の変化を示す。

脱水を開始し（Ｓ１）、排水弁１６を開き（Ｓ２）、外槽４に溜まっている水を排水する。それと同時に、加速度センサ２５の感度を高感度側に設定する（Ｓ３）。本実施形態における加速度センサ２５は３方向の加速度を検知でき、各方向とも２段階に感度を切り替えて計測できるものであり、３方向とも同時に感度が切り替わるものである。高感度側の感度は０.６６Ｖ／Ｇであり、低感度側は０.２２Ｖ／Ｇに設定している。（単位のＧは重力加速度を示す。）本発明はこの感度でなくてもよく、また、２段階の感度ではなく、３段階以上でも構わない。また、３方向同時に切り替わらずに、個別に切り替えるものでもよい。また、感度の切り替えは、加速度センサ２５の端子に電圧を加えるか加えないかで切り替えることができる。

感度を設定したら、加速度センサ２５による脱水制御を開始する（Ｓ４）。続いて異常振動検出器２９による脱水制御を開始する（Ｓ５）。これらの脱水制御では、振動が過大である、もしくは異常振動であると判断したら、洗濯槽６の回転速度を減速し、停止させ、振動を抑制する。このときの減速率は５０rpm／ｓであり、脱水起動時の平均的な加速率より大きな変化率で減速させることで、短時間で停止させ、遠心力を急速に低下させて振動の増大を防ぐ。加速度センサ２５による制御では、加速度センサ２５の出力を計測し、その値があらかじめ設定した閾値より大きかったら振動が過大であると判断する。また、異常振動検出器２９による制御では、マイクロスイッチ２８が作動した回数を計測し、その値があらかじめ設定した回数より大きかったら異常振動であると判断する。このような制御の中、回転速度を上昇させる（Ｓ６）。加速率は２５rpm／ｓ（１秒間に２５rpmの速度変化）で加速し、１３０rpmまで上昇させる（Ｓ７）。７０〜９０rpmには１次共振があり、この区間で一定速にならないように一気に通過させる。１次共振は外槽４が水平に振れ回る振動であり、上下方向にはあまり振動しない。よって、加速度センサ２５の径方向および／もしくは周方向のセンサの出力により脱水制御を行う。また、異常振動検出器２９による脱水制御では、マイクロスイッチ２８が３回以上動作したら回転を停止する。

１３０rpmで１０秒間回転させることにより、衣類から抜け出た水を一旦外槽４の外に排水する。外槽４と洗濯槽６の隙間に水が多く残ったまま加速すると、回転速度の上昇とともにさらに衣類から水が抜け出し、外槽４と洗濯槽６の隙間により多く水が溜まり、回転負荷が大きくなりすぎて、モータ９がロックしてしまう恐れがある。そのために、一気に高速回転まで加速せずに、階段状に回転速度を上昇させている。

１３０rpmで１０秒間回転させた後、加速率２５rpm／ｓで加速し（Ｓ８）、２１０rpmまで上昇させる（Ｓ９）。２５０rpm付近に２次共振があり、２次共振の手前まで一旦回転速度を上昇させる。その段階で加速度センサ２５の感度を低感度側に切り替える（Ｓ１０）。これは、２次共振をしっかりと検知するために行う。加速度センサ２５による振動検出値は加速度に比例した電圧で出力される。（ここではアナログ値であるが、デジタル値でもよい。）先にも述べたが、加速度は回転速度の２乗に比例しており、低速回転では出力が小さい。この加速度をマイコン３１で読み込むが、マイコン３１内ではアナログ値をデジタル値に変換して処理している。そのため、電圧が小さすぎると、変換時の分解能によっては検出できない、もしくは非常に粗くしか振動量を把握することができない場合がある。逆に、高速回転では出力が大きく、マイコン３１に入力できる電圧を超えてしまい、振動値を計測できない場合がある。もしくは、加速度センサの計測範囲を上回ってしまい、正しい振動値が出力されない場合もある。

そこで、洗濯槽６の回転速度に合わせて、感度を調整、もしくは切り替えて計測する。回転速度の低い１次共振はマイコン３１の分解能で十分検知できるように高感度で振動を検知し、回転速度の高い２次共振はマイコン３１および加速度センサ２５の計測可能範囲を超えないように低感度で振動を計測する。

２次共振は１次共振とは異なり、外槽４の上部が振れ回る、もしくは、上部と下部が逆位相で振れ回るような振動をする。そのため径方向や周方向の加速度センサ以外にも上下方向の加速度センサ２５の出力をもとに脱水制御する必要がある。ただし、上記のように３方向による制御ではなく、上下方向と径方向、もしくは上下方向と周方向の２方向による制御でも構わない。

このように２次共振に対しては上下方向を検知するが、この上下方向の加速センサ２５の感度を変化させた時の出力を図４に示す。センサの感度を切り替えた時に出力が大きく変化していることが分かる。これはセンサ自体に１Ｇの重力加速度が作用しているために起こる。加速度センサの出力は約１.６Ｖのバイアス電圧がかけられ、振動とともにバイアス電圧を中心に電圧が上下する。しかし、重力方向（上下方向）に設置されている加速度センサは静止状態でも重力加速度を受けているため、バイアス電圧から１Ｇ分の電圧が出力されている。感度が異なると１Ｇ分の電圧も異なり、その差が図４のように現れる。この電圧差を振動として判断し、誤判定を下さないようにする必要がる。そこで、加速度センサ２５の感度を切り替えた直後に、所定時間，加速度センサ２５による脱水制御を行わないようにする（Ｓ１１）。本実施形態における振動の判定は、１周期（１回転する時間）より長い、０.４秒間における全振幅（最大値−最小値）で評価している。このような計測方法のため、図４のような電圧差があると、その差も振動と判断してしまう。そこで、加速度センサの感度を切り替えた直後に加速度センサ２５による脱水制御を行わないようにすることで、振動の誤判定を防ぐ。また、切り替えた後の約１秒間、電圧が安定しないため、その間も加速度センサ２５による脱水制御を行わないようにする。

しかし、加速度センサ２５による制御を行わないと、この時間に異常振動が発生しても、振動を止めることができない。そこで、あらかじめ異常振動が発生したとき、もしくは過大な振動が発生したときを想定して、回転速度を減速させる。先述したが、異常振動等を検知したときには、回転速度を低下させて振動を抑える制御を行っているが、それとほぼ同じ動作を異常振動の発生の有無にかかわらず行うようにする。このようにすることで、異常振動が発生しても減速中のため、振動は収まる方向であり、その後脱水制御を再開させた段階で、過大な振動を検知しても、そのまま減速し続ける制御を行うため、通常の異常振動検知後の動作と変わりないようになる。

よって、加速度センサ２５による制御を中断したら、洗濯槽６の回転を減速させる（Ｓ１２）。減速率は１５rpm／ｓであり、異常振動時と同等もしくそれよりも緩やかに減速させる。また、この区間でも、加速度センサ２５とは別の振動検出装置である異常振動検出器２９による制御は有効であり、こちらで異常振動を検知することもでき、より安全である。このときにはマイクロスイッチ２８が１回以上動作したら回転を停止するようにし、脱水中における本検知手段の中でもっとも感度が高くなるようにすることが望ましい。

このように減速させ、１８０rpmに達したら（Ｓ１３）、加速度センサ２５による制御を再開させ（Ｓ１４）、減速をやめる。１８０rpmに達する時間は２秒であり、センサ出力も十分安定した状態となる。１８０rpmでは２０秒間一定速で回転させ（Ｓ１５）、１３０rpmと同様に衣類から水を抜く。１次共振通過後の１３０rpmより長い時間を設定し、２次共振通過前にできるだけ水分を取り除き、洗濯槽内の重量を軽くする。２次共振の振動は１次共振の振動と異なり、上部と下部が逆位相で振れ回るようなねじれ振動を伴っており、ジャイロ剛性の影響が出やすい。回転体の慣性モーメントが大きいとジャイロ剛性が強くなり、共振周波数が高くなり、振動が大きくなる。よって、振動を小さくして共振を通過させるためには、回転体の慣性モーメントを小さくする必要があり、できるだけ水分を取り除き、軽くすることが望ましい。また、２次共振の振動はねじれ振動であり、外槽４と洗濯槽６の隙間に溜まる水が上下に動き易く、水が排水されにくいため、隙間に水が溜まりやすい。そのためにも、共振通過前にできるだけ水を抜いておく方が望ましい。そのため、２次共振（ねじれ振動）の手前において略一定速で運転する時間は、他の脱水起動中における略一定速で運転する時間より長くする。

そのあと、再び加速させて３３０rpmまで上昇させる（Ｓ１６）。３３０rpmで５秒間回転させた後（Ｓ１７）、再び加速させ（Ｓ１８）、６００rpmで５秒間回転させ（Ｓ１９）、再び加速させ（Ｓ２０）、最高脱水回転速度となる９００rpmまで上昇させ、５分間回転させて脱水する（Ｓ２１）。その後、加速度センサ２５による脱水制御をオフし（Ｓ２２）、異常振動検知器２９による脱水制御もオフし（Ｓ２３）、減速し（Ｓ２４）、回転を停止させ（Ｓ２５）、脱水を終了させる（Ｓ２６）。このときの減速率は５０rpm／ｓであり、異常振動検知時と同じ程度で、素早く減速させる。このような運転制御により脱水の起動中にセンサ感度を切り替えても安全に脱水できるようになる。

本実施形態では感度を切り替えたとほぼ同時に回転速度を低下させているが、あらかじめ回転速度を低い状態にした後または減速中に、加速度センサ２５の感度を切り替えても構わない。また、先述したが異常振動検出器２９による脱水制御を併用することで、より安全になるが、なくても構わない。

また、加速度センサ２５を切り替えた後、所定時間，加速度センサ２５による脱水制御を中断せずに、異常振動と判定する閾値を、切り替え前と比べて高くする、もしくはフィルタ処理等により、感度を切り替える際の異常振動の誤判定を回避してもよく、その場合でも、減速することで、異常振動の発生を抑制し、より安全に感度を切り替えることができる。

続いて、第２の実施形態を説明する。本実施形態は第１の実施形態と洗濯乾燥機の構成は同じであり、脱水の加速パターンが異なる。基本的には第１の実施形態と同じであり、感度を切り替えた後の動作が異なる。脱水運転のフローを図７に示す。また、図８に回転速度の変化を示す。

脱水を開始し（Ｓ３１）、排水弁を開き（Ｓ３２）、水槽に溜まっている水を排水する。それと同時に、加速度センサ２５の感度を高感度側に設定する（Ｓ３３）。感度を設定したら、加速度センサ２５による脱水制御を開始する（Ｓ３４）。続いて異常振動検出器２９による脱水制御を開始する（Ｓ３５）。このような制御の中、回転速度を上昇させる（Ｓ３６）。加速率は２５rpm／ｓで加速し、１３０rpmまで上昇させる（Ｓ３７）。１３０rpmの一定速で１０秒間回転させ、衣類から抜け出した水を一旦外槽４の外に排水する。１３０rpmで１０秒回転させた後、加速率２５rpm／ｓで加速し（Ｓ３８）、１８０rpmまで上昇させ（Ｓ３９）、加速度センサ２５の感度を低感度側に設定し（Ｓ４０）、加速度センサ２５による制御を中断する（Ｓ４１）。その後加速率を低くし、１０rpm／ｓの加速率でゆっくりと加速させる（Ｓ４２）。

第１の実施形態と同様に加速度センサ２５の感度を切り替えた後の２秒程度、加速度センサ２５による脱水制御を中断させる。この間に衣類が遠心力を受けて、急に移動して、振動が急激に大きくならないように、加速率を低くする。加速率を低くすることで、回転速度の上昇を抑え、遠心力の急な増加を抑え、衣類が急に移動しないようにする。よって、加速度センサによる脱水制御を中断している最中では異常振動が発生しにくくなり、安全に感度を切り替えることができる。また、速度を減速もしくは一定速にしないことで、脱水起動時間を短縮することができる。また、第１の実施形態と同様に異常振動検出器２９による脱水制御を行うことで、より安全に切り替えることができる。

緩やかに加速させ、２００rpmに達したら（Ｓ４３）、加速度センサ２５による脱水制御を再開させる（Ｓ４４）。加速度センサ２５による脱水制御を中断している区間は、２次共振の手前であり、共振通過中には制御を再開させる。その後、加速率を２５rpm／ｓの高い加速率に変えて（Ｓ４５）、３３０rpmまで上昇させ（Ｓ４６）、２次共振をすばやく通過させる。３３０rpmで５秒間、一定の回転速度で回転させ、外槽４と洗濯槽６の隙間に溜まった水を排水する。そのあと、再び加速させ（Ｓ４７）、６００rpmで５秒間回転させ（Ｓ４８）、再び加速させ（Ｓ４９）、最高脱水回転速度となる９００rpmまで上昇させ、５分間回転させて脱水する（Ｓ５０）。その後、加速度センサによる脱水制御をオフし（Ｓ５１）、異常振動検知による脱水制御もオフし（Ｓ５２）、減速し（Ｓ５３）、回転を停止させ（Ｓ５４）、脱水を終了させる（Ｓ５５）。このときの減速率は５０rpm／ｓであり、異常振動検知時と同じ程度で、素早く減速する。このような脱水制御により脱水起動中にセンサ感度を切り替えても安全に脱水できるようになる。また、加速度センサ２５による脱水制御をしない区間において、減速および一定速にしないことで、時間を短縮することができる。

本実施形態では時間短縮も考え、感度を切り替えたとほぼ同時に加速率を、切り替え前と比べて低くしているが、洗濯槽６の回転速度をあらかじめ高い加速率から低い加速率に低下させて、ゆっくりと加速している状態にした後、加速度センサ２５の感度を切り替えても、異常振動が発生しにくく、安全である。

また、先述したが異常振動検出器による制御を併用することで、より安全になるが、なくてもかまわない。

続いて、第３の実施形態について図９〜図１２を用いて説明する。本実施形態はドラム式洗濯乾燥機の例である。図９はドラム式洗濯乾燥機の外観図であり、図１０は内部の構造を示すために筐体の一部を切断して示した側面図である。

外郭を構成する筐体６１は、ベース６１ｈの上に取り付けられており、左右の側板６１ａ，６１ｂ，前面カバー６１ｃ，背面カバー６１ｄ，上面カバー６１ｅ，下部前面カバー６１ｆで構成されている。左右の側板６１ａ，６１ｂは、コの字型の上補強材（図示せず）、前補強材（図示せず）、後補強材（図示せず）で結合されており、ベース６１ｈを含めて箱状の筐体６１を形成し、筐体として十分な強度を有している。また、ベース６１ｈの四隅には洗濯機全体を支持する脚７４が設けられている。

ドア６２は前面カバー６１ｃの略中央に設けた衣類を出し入れするための投入口を塞ぐためのもので、前補強材に設けたヒンジで開閉可能に支持されている。ドア開放ボタン６２ａを押すことでロック機構（図示せず）が外れてドアが開き、ドアを前面カバー６１ｃに押し付けることでロックされて閉じる。前補強材は、後述する外槽の開口部と同心に、衣類を出し入れするための円形の開口部を有している。

筐体６１の上部中央に設けた操作・表示パネル６３は、電源スイッチ６４，操作ボタン６５，表示器６６を備える。操作・表示パネル６３は筐体６１下部に設けたメイン制御装置６７に電気的に接続している。

図１０に示すドラム６８は回転可能に支持されており、その外周壁および底壁に通水および通風のための多数の貫通孔を有し、前側端面に衣類を出し入れするための開口部６８ａを設けてある。開口部６８ａの外側にはドラム６８と一体の流体バランサ６８ｃを備えている。外周壁の内側には軸方向に延びるリフタ６８ｂが複数個設けてあり、洗濯，乾燥時にドラム６８を回転すると、衣類はリフタ６８ｂと遠心力で内周壁に沿って持ち上がり、重力で落下するように動きを繰り返す。ドラム６８の回転中心軸は、水平または開口部６８ａ側が高くなるように傾斜している。

円筒状の外槽７０は、ドラム６８を略同軸上に内包し、前面は開口し、後側端面の外側中央にモータ６９を取り付ける。モータ６９の回転軸は、外槽７０を貫通し、ドラム６８と結合している。前面の開口部には外槽カバー７０ａを設け、外槽内への貯水を可能としている。外槽カバー７０ａの前側中央には、衣類を出し入れするための開口部７０ｂを有している。

開口部１０ｂと前補強材（図示せず）に設けた開口部は、ゴム製のベローズ７１で接続しており、ドア６２を閉じることで外槽７０を水封する。外槽７０の底面最下部には、排水口７０ｄが設けてあり、排水ホース７２が接続している。排水ホース７２の途中には排水弁（図示せず）が設けてあり、排水弁を閉じて給水することで外槽７０に水を溜め、排水弁を開いて外槽７０内の水を機外へ排出する。

外槽７０は、下側をベース６１ｈに固定されたサスペンション７３（コイルばねとダンパで構成）で防振支持されている。また、外槽７０の上側は上部補強部材に取り付けた補助ばね（図示せず）で支持されており、外槽７０の前後方向へ倒れを防ぐ。洗剤容器は筐体６１内の上部左側に設けており、その前部の開口から引き出し式の洗剤トレイ７５を装着する。洗剤容器の後ろ側には、給水弁（図示せず）や風呂水給水ポンプ，水位センサなど給水に関連する部品を設けてある。洗剤容器は、外槽７０に接続されている。給水弁は多連弁で、洗剤容器，水冷除湿機構を備えた乾燥ダクト７８へ給水する。カバー６１ｅには、水道栓からの給水ホース接続口７６，風呂の残り湯の吸水ホース接続口７７が設けてある。

乾燥ダクト７８は筐体６１の背面内側に縦方向に設置され、ダクト下部は外槽７０の背面下方に設けた吸気口７０ｃにゴム製の蛇腹管Ａ７８ａで接続される。乾燥ダクト７８内には、水冷除湿機構を内蔵しており、給水弁から水冷除湿機構へ冷却水を供給する。冷却水は乾燥ダクト７８の壁面を伝わって流下し吸気口７０ｃから外槽７０に入り排水口７０ｄから排出される。

乾燥ダクト７８の上部は、筐体１内の上部前方右側に設置した乾燥フィルタ８０に接続している。乾燥フィルタ８０はダクト７８内に挿入されており、引き出すことが可能である。乾燥フィルタ８０はメッシュ式のフィルタであり、このフィルタを通過することで糸くずが除去される。乾燥フィルタ８０の掃除は、乾燥フィルタ８０を引き出してメッシュ式のフィルタを取り出して行う。また、乾燥フィルタ８０の挿入部の下面には開口部が設けてあり、この開口部は送風ユニット８２の吸気口と繋がっており、送風ユニット８２に空気が吸い込まれる。

送風ユニット８２は、駆動用のモータ８２ａ，ファン（図示せず）、ファンケース８２ｂで構成されている。ファンケース８２ｂにはヒータ８３が内蔵されており、ファン羽根車から送られる空気を加熱する。送風ユニット８２の吐出口は温風ダクト８４に接続する。温風ダクト８４は、ゴム製の蛇腹管Ｂ８４ａを介して外槽カバー７０ａに設けた温風吹き出し口８５に接続している。本実施形態では、送風ユニット８２が筐体１内の上部右側に設けてあるので、温風吹き出し口８５は外槽カバー７０ａの右斜め上の位置に設け、温風吹き出し口８５までの距離を極力短くするようにしてある。

脱水運転時および乾燥運転時の風の流れは次のようになる。ファンを回転させ、ヒータ８３に向けて空気を送りだす（矢印９１）。ヒータ８３に通電し、空気を温め温風にし、温風ダクト８４へ送る。温風吹き出し口８５からドラム６８内に高速の温風が吹き込み（矢印９２）、湿った衣類に当たり、衣類を温め、衣類から水分が蒸発する。高温高湿となった空気は、ドラム６８に設けた貫通孔から外槽７０に流れ、吸気口７０ｃから乾燥ダクト７８に吸い込まれ、乾燥ダクト７８を下から上へ流れる（矢印９３）。乾燥ダクト７８の壁面には、水冷除湿機構からの冷却水が流れ落ちており、高温高湿の空気は冷却水と接触することで冷却除湿され、乾いた低温空気となり、フィルタ８０を通り糸屑が取り除かれ、送風ユニット８２に吸い込まれる（矢印９４）。そして、ヒータ８３で再度加熱され、ドラム６８内に吹き込むように循環する。

ダクト７８のファン２０の吸い込み側に温度センサＡ９５が、ヒータ８３の下流に温度センサＢ９６が設けられる。これら温度センサ９５，９６により乾燥運転が制御される。

また、モータ６９にはその回転を検出するホール素子あるいはフォトインタラプタなどで構成される回転検出器９７を設ける。

また、外槽７０の動きを検出する加速度センサ９８を外槽７０の下部の胴部外周に固定する。この加速度センサ９８はＭＥＭＳ技術で作られたチップ状のセンサであり、上下方向，径方向，周方向の３方向を検出できるものである。この制御装置６７の内部の構成は第１の実施形態とほぼ同じであり、説明を省略する。

このようなドラム式洗濯乾燥機において、図１１，図１２のように脱水運転制御する。図１１は運転フローを示し、図１２はドラムの回転速度の変化を示す。ドラム式洗濯乾燥機は脱水の回転速度が高く、加速度センサの感度を３段階に切り替える。一番高い感度は０.６６Ｖ／Ｇ、中間の感度は０.２２Ｖ／Ｇ、一番低い感度は０.１７Ｖ／Ｇとする。また、第１の実施形態と異なる防振装置で外槽を支持しているため、振動の様子も異なり、加速パターンが異なる。また、レバーとマイクロスイッチで構成された異常振動検出器はなく、加速度センサ９８による脱水制御のみで振動を検知しながら脱水する。

脱水を開始し（Ｓ６１）、排水弁を開き（Ｓ６２）、水槽に溜まっている水を排水する。それと同時に、加速度センサ９８の感度を高感度の０.６６Ｖ／Ｇに設定する（Ｓ６３）。感度を設定したら、加速度センサ９８による脱水制御を開始する（Ｓ６４）。加速度センサ９８の出力を計測し、その値があらかじめ設定した閾値より大きかったら振動が過大であると判断し、減速して回転を停止させる。このような制御のもと、加速率１２rpm／ｓでゆっくりと加速させる（Ｓ６５）。ゆっくり加速させることで、ドラム６８内壁面に衣類を均一に分散させながら張り付かせる。衣類がドラム６８内壁面に張り付き始める５５rpmより少し高い、１００rpmまで上昇させ、５秒間一定速で運転する（Ｓ６６）。このときに、加速度センサ９８の出力の大きさにより、衣類の片寄りを判断し、運転制御する。衣類の片寄りが大きい場合には、共振通過時に異常振動を発生させる可能性が高いと判断し、一旦衣類がドラム６８内壁面からはがれる回転速度（約４０rpm）まで減速させ、そこから再度加速し、１００rpmまで上昇させる。ドラム式洗濯乾燥機の場合、１次共振は１４０rpm付近に現れるが、１次共振の前に衣類の片寄りを判断し、片寄りが少なくなるように修正する運転制御を行う。この１次共振は外槽７０が左右に振動する振動形態である。

１００rpm時に衣類の片寄りが少ないと判断したら、先ほどより高い加速率となる２５rpm／ｓで、１次共振をすばやく通過させ（Ｓ６７）、１７０rpmで５秒間運転する（Ｓ６８）。その後、２５rpm／ｓの加速率で２７０rpmまで上昇させる（Ｓ６９，Ｓ７０）。この区間の２１０rpm付近に２次共振があり、この回転速度をすばやく通過させる。２次共振は外槽７０が上下に振動する振動形態である。また、３００rpmには外槽７０が前後に振動する３次共振があり、この手前の２７０rpmまで一旦上昇させる。２７０rpmに達したら、加速度センサ９８の感度を中間の感度０.２２Ｖ／Ｇに切り替える（Ｓ７１）。その後、加速度センサ９８による脱水制御を２秒間中断する（Ｓ７２）。この２秒間において、回転速度を１５rpm／ｓの減速率で２４０rpmまで減速する（Ｓ７３，Ｓ７４）。加速度センサ９８による脱水制御を中断しても、減速することにより、異常振動の発生を防止するとともに、たとえ異常振動が発生したとしても、回転を停止する方向に向かわせており、異常振動を収束させることができ、安全である。

加速度センサによる脱水制御を２秒間中断した後、再開させる（Ｓ７５）。２４０rpmで１８秒間運転し（Ｓ７６）、その後加速率２５rpm／ｓで加速させ（Ｓ７７）、３次共振を通過させる。ひとつ前の一定速区間（１７０rpm）より長い時間一定速で回転させ、３次共振の前にできるだけ水を抜き、重量を軽くさせて、３次共振を通過させ易くする。

３次共振を通過させ、３８０rpmで５秒間運転し（Ｓ７８）、その後２５rpm／ｓの加速率で６００rpmまで上昇させ（Ｓ７９，Ｓ８０）、さらに２５rpm／ｓの加速率で一旦９３０rpmまで上昇させる（Ｓ８１，Ｓ８２）。９３０rpmに達したら、加速度センサ９８の感度を低感度である０.１７Ｖ／Ｇに切り替え（Ｓ８３）、加速度センサ９８による脱水制御を２秒間中断する（Ｓ８４）。感度を切り替えたら、回転速度を１５rpm／ｓの減速率で９００rpmまで減速し（Ｓ８５，Ｓ８６）、加速度センサによる脱水制御を再開させる（Ｓ８７）。

ドラム式洗濯乾燥機の場合、脱水回転速度は高く、１２００rpmまで上昇させる。同じ変位量でも１２００rpmにおける加速度センサの出力は９００rpmにおける出力に比べて１.７８倍であり、センサの計測範囲、もしくはマイコンへの入力範囲を超える可能性がある。１２００rpmの振動を計測するために、感度を低下させる。ここでも同様に、感度を切り替えると同時に加速度センサによる脱水制御を中断し、回転速度を減速させる。このようにすることで、感度を切り替えるときに加速度センサによる脱水制御を中断しても、異常振動の発生時に対して安全に対処できる。

９００rpmを長めに運転して、衣類から水分を抜き、片寄った衣類の重量を低減させる。具体的には６００rpmの時間は５秒であるのに対して、９００rpmの時間は１分とする（Ｓ８８）。その後、２５rpm／ｓの加速率で１２００rpmまで上昇させ（Ｓ８９，Ｓ９０）、５分間脱水する。

高速回転させるためには衣類の片寄りを少なくする必要があり、１２００rpm／ｓの手前でできるだけ水を抜くことで、それに比例して片寄った衣類の重量も低減し、１２００rpmの高速回転を実現させる。ただし、このように９００rpmでの時間を長くしても片寄った衣類の重量が所定の値より下がらない場合には、１２００rpmに上げずに９００rpmで運転させ続け、脱水を終了させる。この判定にも加速度センサ９８を利用し、所定の片寄った衣類の重量に相当する振動が検出されたときには、脱水回転速度を上昇させないようにする。

１２００rpm（もしくは９００rpm）での脱水運転を所定の時間行った後、加速度センサによる制御をやめ（Ｓ９１）、５０rpm／ｓの高い減速率で減速させ（Ｓ９２）、ドラムの回転が停止したら（Ｓ９３）、脱水を終了する（Ｓ９４）。

このようにドラム式洗濯乾燥機においても、回転速度に適した感度で計測するために、加速度センサの感度を切り替える必要があり、センサの感度を切り替えるとほぼ同時に減速することで、安全に感度を切り替えることができる。

以上のように、加速度センサの感度を切り替えることで、センサ出力が不安定になり、振動を誤検知し易くなる状況に対して、切り替えた直後はこの加速度センサによる脱水制御を行わなくするとともに、洗濯槽の回転速度を減速することで、異常振動の発生を防止するとともに、たとえ発生しても、あらかじめ振動を収束させるように対処しており、安全に感度を切り替えることができる。なお、本発明は乾燥機能を有さない洗濯機に対しても適用可能である。

１ 筺体
４ 外槽
６ 洗濯兼脱水槽
７ 回転翼
９ モータ（駆動装置）
２５ 加速度センサ
２６ 制御装置
２９ 異常振動検出器
３１ マイコン
３８ 振動判定部

Claims (5)

1. 衣類を収容する洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記外槽を覆う筺体と、前記モータの回転を検出する回転検出器と、前記外槽の振動量を検知する振動検知装置を有し、前記回転検出器および前記振動検知装置により前記モータを制御する洗濯機において、脱水時に、前記振動検知装置は振動量の検知感度を切り替えることが可能であり、前記振動検知装置の検知感度を切り替えた後の所定時間，前記振動検知装置による前記モータの制御を行わずに、前記回転検出器による前記モータの制御を行い、前記モータの回転速度を低下させて、振動を抑える制御を行うことを特徴とする洗濯機。
2. 衣類を収容する洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を内包する外槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動する駆動装置と、前記外槽を覆う筺体と、前記外槽の振動量を検知する振動検知装置を有し、前記振動検知装置の出力があらかじめ設定した閾値より大きかったら異常振動と判定して脱水運転を制御する洗濯機において、前記振動検知装置は振動量の検知感度を切り替えることが可能であり、前記振動検知装置の検知感度を切り替えた後の所定時間，異常振動と判定する閾値を、切り替え前と比べて高くすることを特徴とする洗濯機。
3. 請求項１又は２において、前記振動検知装置の感度を切り替えた後の所定時間，前記洗濯兼脱水槽の回転速度の加速率を、切り替え前と比べて低くすることを特徴とする洗濯機。
4. 請求項１又は２において、前記洗濯兼脱水槽の回転速度を高い加速率から低い加速率に変化させた後に、前記振動検知装置の検知感度を切り替えることを特徴とする洗濯機。
5. 請求項１又は２において、前記洗濯兼脱水槽の回転速度が減速中に前記振動検知装置の検知感度を切り替えることを特徴とする洗濯機。

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