JP5851111B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Description

本実施形態は、ドラム式洗濯機に関する。

例えばドラム式洗濯機において、外箱内に配設された水槽を、当該外箱と水槽との間で複数のサスペンションにより弾性的に支持することで、ドラムの回転に伴う水槽の振動を低減するようになっている。

この種のサスペンションとしては、近年、減衰力が可変のダンパを用いる考えがあり、ダンパ内に機能性流体として磁気粘性流体が充填される（例えば、特許文献１参照）。具体的には、例えばシリンダ内に、ロッドを往復動可能に設けると共に、そのロッド先端のピストンに、磁場を発生させるためのコイルを配設している。ストン外周とシリンダ内周との間に磁気粘性流体が移動する隙間が形成されている。そして、水槽が上下方向に振動すると、ピストンとシリンダが相対的に振動し、磁気粘性流体の粘性による抵抗で減衰力が与えられ、水槽の振動が減衰される。
ここで、コイルへ通電すると、磁場が発生して磁気粘性流体に磁界が与えられ、磁気粘性流体の粘度が高くなる。これにより、ピストンとシリンダとの間の抵抗が増大して、ピストンが相対的に移動し難くなるため、減衰力が大きくなる。

特開２００８−２９５９０６号公報

ドラム式洗濯機では複数の共振点（共振周波数）が存しており、ドラムの回転速度を上昇させていくと、水槽が主として上下方向に振動する共振や、左右方向に振動する共振等が発生する。
しかしながら、従来のドラム式洗濯機では、必ずしも水槽の振動の態様に対応しておらず、ダンパによる振動や騒音の抑制効果は充分なものではなかった。
そこで、ダンパを有する構成にあって、振動や騒音をより効果的に抑制することができるドラム式洗濯機を提供する。

本実施形態のドラム式洗濯機は、外箱と、前記外箱内に設けられた水槽と、前記水槽内に回転可能に設けられたドラムと、前記外箱と前記水槽との間に設けられ、前記水槽の振動を減衰させるダンパと、前記ダンパの減衰力を可変制御する制御手段とを備える。前記制御手段は、脱水工程において前記ドラムが１回転する間に前記ダンパの減衰力を変化させ、その可変制御について当該ドラムの回転に応じて周期的に繰り返す制御を実行する。

第１実施形態を示すものであり、ドラムの回転周期と左右のダンパの減衰力との関係を示す図 ドラム式洗濯機の縦断側面図 サスペンション全体の縦断面図 電気的構成を示すブロック図 アンバランス位置の位相とｑ軸電流との関係を示す図 （ａ）はドラムの回転数と水槽の左右方向の振幅との関係を説明するための図、（ｂ）は洗濯機における当該左右方向の振幅を示す模式図 （ａ）はドラムの回転数と水槽の上下方向の振幅との関係を説明するための図、（ｂ）は洗濯機における当該上下方向の振幅を示す模式図 水槽の左右方向及び上下方向の振幅と、制御パターンの切換えタイミングを説明するための図 制御パターン切換え後のダンパの減衰力を示す図１相当図 第２実施形態を示すものであり、アンバランス位置の位相と振動検出手段の出力との関係を示す模式図 アンバランス位置の位相とｑ軸電流及び振動検出手段の出力との関係を説明するためもので、（ａ）はドラムの回転が１００ｒｐｍの時、（ｂ）はドラムの回転が２００ｒｐｍの時の状態を示す図

＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態について、図１から図９を参照して説明する。図２は、ドラム式洗濯機（以下、単に洗濯機という）の全体構造を示している。同図に示すように、外箱１は洗濯機の外殻を形成する箱状をなし、その前面側（同図の右側）の中央部には、洗濯物出入口２が形成されると共に、当該出入口２を開閉する扉３が設けられている。また、外箱１の前面部の上部には操作パネル４が設けられており、その裏側に運転制御用の制御装置５が設けられている。

外箱１の内部には、軸線が前後方向を指向する横軸円筒状の水槽６が配設されている。水槽６は、複数（例えば左右一対）のサスペンション（図２では符号７ｂで一方のみ示す）によって、外箱１の底板１ａ上に前上がりの傾斜状態で弾性支持されている。尚、本実施形態のサスペンション７ａ，７ｂの具体的構成については後述する。
水槽６の後端側中心部には、例えばブラシレスＤＣモータからなるモータ８が配設されている。モータ８は、アウターロータ形のもので、そのロータ８ａ中心部に取付けた図示しない回転軸を、軸受ブラケット９を介して水槽６の内部に挿通し、ドラム１０の後端側中央部に連結している。

前記ドラム１０は、水槽６内部に配設されており、洗濯物を収容する洗濯槽として機能する。ドラム１０は、軸線が前後方向を指向する横軸円筒状をなし、モータ８の回転軸に連結されて水槽６と同軸状の前上がりの傾斜状態に支持されている。こうして、ドラム１０は、モータ８を駆動手段としてダイレクトに駆動される。ドラム１０は、その周側部（胴部）に通水及び通風を可能とする多数の小孔１１が全域にわたって形成される一方、水槽６は、略無孔状をなして貯水可能に構成されている。ドラム１０及び水槽６は、夫々の前面部に開口部１２及び１３を有している。水槽６の開口部１３と前記洗濯物出入口２との間に、環状のベローズ１４が装着されている。これにより、洗濯物出入口２は、ベローズ１４、水槽６の開口部１３、及びドラム１０の開口部１２を介して、ドラム１０の内部に連ねられている。尚、水槽６の最低部位には、排水弁１５ａを介して排水管１５が接続されている。

上記洗濯機には、水槽６の背面側から上方及び前方にわたって、乾燥手段として乾燥ユニット１６が配設されている。この乾燥ユニット１６は、送風装置１８と、加熱装置１９と、図示しない除湿手段等を備えた循環ダクト１７とから構成され、水槽６内から排出された空気中の水分を除湿し、次いで加熱して、水槽６内に戻す循環を行わせることにより、ドラム１０内の洗濯物を乾燥させるようになっている。

水槽６の上部の前部と後部には、それぞれ振動センサ２０ａ，２０ｂ（図２、図４参照）が配設されている。この振動センサ２０ａ，２０ｂは何れも例えば加速度センサからなり、前記ドラム１０が回転するときにアンバランスがあると、そのドラム１０の振動に起因する水槽６の振動を検知するようになっている。詳しくは後述するように、振動センサ２０ａ，２０ｂと制御装置５は、ドラム１０回転時の回転周期を検出すると共に、水槽６の振動を検出する手段として構成されている。

前記サスペンション７ａ，７ｂの構成について説明する。
サスペンション７ａ，７ｂは、図２に示すように、外箱１の底板１ａ側の取付板２１に取付けられたシリンダ装置３０、当該シリンダ装置３０内に上下動可能に挿通され上端部が前記水槽６側の取付板６ａに取付けられたシャフト２４、当該シャフト２４とシリンダ装置３０間に装着されたコイルばね２５を備える。シリンダ装置３０とシャフト２４は、本実施形態のダンパ２３を構成し、コイルばね２５と共に水槽６に対して左右に対称的に配設される（図６（ｂ）参照）。これにより、外箱１と水槽６との間を上下方向に連結する左右一対のサスペンション７ａ，７ｂが構成される。

詳細には、前記シリンダ装置３０は、図３に示すように円筒状をなす鉄製のシリンダ２２、このシリンダ２２の下端部に被着されたシリンダ連結部３０ａ、シリンダ２２内部に配設された後述の磁場発生装置４０等を備えている。連結部３０ａを、前記底板１ａの取付板２１（図２参照）にゴムなどの弾性座板２６等を介してナット２７で締結することで、シリンダ装置３０が、前記底板１ａの取付板２１に取付け固定されている。

一方、シャフト２４は、シリンダ装置３０の内部に挿入されるシャフト主部２４ａと、その上端部に一体的に連結されたシャフト連結部２４ｂとを備える。シャフト２４において、少なくともシャフト主部２４ａは鉄製の磁性体からなる。連結部２４ｂを、水槽６の取付板６ａにゴムなどの弾性座板２８等を介してナット２９で締結することで、シャフト２４が、水槽６の振動に追従して一体的に上下方向あるいは左右方向等に振動する連結構成としている。

図３に示すように、前記コイルばね２５は、その下端部がシリンダ装置３０の上端部に支持され、上端部がシャフト２４上部に配置された円板状のばね受け部４９に受け止められている。これにより、コイルばね２５は、シャフト２４をシリンダ装置３０から上方たる外方に引き出すように付勢した状態に張設されている。
前記シリンダ装置３０のシリンダ２２内には、シャフト２４を直線的に上下方向へ往復動可能に軸支する軸受手段３３，３９が、上，下部に離間して配置固定されている。この上下一対の軸受手段３３，３９に挟まれる中間部位に、前記磁場発生装置４０及び磁気粘性流体等が収容されている。

下側の軸受手段３３は、シリンダ２２内における上下方向の中間部に収容固定された軸受保持部材３１と、この軸受保持部材３１内に収容固定された軸受３３ａとを備える。軸受保持部材３１は、例えばアルミニウム製の非磁性体から中空筒状に形成され、その外周部に周方向へ延びる溝部３２を有する。シリンダ２２の周壁部は、前記溝部３２に対応する部分を内方へ突出するようにかしめることで、軸受保持部材３１がシリンダ２２内に固定されている。前記軸受３３ａは、銅系の非磁性体から環状に形成された焼結含油軸受である。軸受３３ａは、軸受保持部材３１の内周部に嵌合固定され、シャフト２４を軸方向たる上下方向へ往復動可能に支持する滑り軸受として構成されている。軸受保持部材３１における軸受３３ａの上面側には、１個の封止部材３８ｃが圧入保持されている。尚、シャフト２４の下端部にはストップリング３４が装着されている。ストップリング３４は、軸受保持部材３１の下面に当接することで、シャフト２４が上方へ移動して抜けることがないように規制している。

上側の軸受手段３９は、シリンダ２２上端部の内部に収容固定された軸受保持部材３５と、この軸受保持部材３５内に収容固定された軸受３９ａとを備える。軸受保持部材３５は、例えば下側の軸受保持部材３１と同様にアルミニウム製の非磁性体から中空筒状に形成されている。軸受保持部材３５は、下半部が径大で上半部が径小な段付き形状をなし、その径大筒部３５ａの外側面に、全周にわたって形成された溝部３６を有する。シリンダ２２の周壁部は、前記溝部３６に対応する部分を例えばローリングかしめによって内方へ突出させることで、軸受保持部材３５をシリンダ２２の上端部に固定している。尚、溝部３６には弾性を有するＯリング３７が装着されている。Ｏリング３７は、溝部３６に対する前記のかしめにより密着状態に保持され、軸受保持部材３５を確実に固定すると共にシリンダ２２内への水の浸入を防ぐようになっている。

軸受保持部材３５の外周部において、径小筒部３５ｂと径大筒部３５ａとの境に形成された段差部３５ｃは、コイルばね２５の下端部を支持する。また、軸受保持部材３５は、径小筒部３５ｂの外側面がコイルばね２５の下端内径に対して側方から保持するばね保持部材としても機能する。軸受３９ａは、前記の軸受３３ａと同様、非磁性体から環状に形成された焼結含油軸受である。軸受保持部材３５の中空内部には、軸受３９ａの他、その下側に位置して例えば２個の封止部材３８ａ,３８ｂが圧入保持されている。封止部材３８ａ，３８ｂ及び前記の封止部材３８ｃは、何れもシール用のリップを有するゴム製の本体に金属環をインサート成形した、所謂ばねなしのオイルシールである。前記金属環は、一般的なオイルシールにおける鉄製のものとは異なり、例えばアルミニウム製の非磁性体からなる。また、軸受保持部材３５の内部形状も、径寸法が異なる段付きの中空形状をなし、前記径大筒部３５aに対応する位置の径大内部３５ｄに、前記封止部材３８ａ,３８ｂが上下に連なるよう圧入されている。軸受保持部材３５の中空内部には、径大内部３５ｄの上部に連続して、これより径小で前記軸受３９ａが圧入される径小内部３５ｅが形成されている。また、軸受保持部材３５には、軸受３９ａの上方への抜け止めを兼ねた段差部を形成するように更に径小とする挿通孔３５ｆが形成されており、この挿通孔３５ｆにシャフト２４が挿通されている。

前記磁場発生装置４０は、シャフト２４周りに上下２段に配置されたボビン４３Ｕ，４３Ｄと、これらボビン４３Ｕ，４３Ｄに巻装されたコイル４１Ｕ，４１Ｄと、３個のヨーク４２ａ〜４２ｃとを備える。ボビン４３Ｕ，４３Ｄは、その中心の中空部に挿通されたシャフト２４の外周面との間に、筒状の隙間を形成する。ボビン４３Ｕ上側及びボビン４３Ｄ下側に、ヨーク４２ａ及びヨーク４２ｃが配置され、これらボビン４３Ｕ，ボビン４３Ｄ間にヨーク４２ｂが配置される。ヨーク４２ａ〜４２ｃの中空部は、シャフト２４の外周面との間に狭小の隙間（例えば、０．４ｍｍ程度）を有し、前記ボビン４３Ｕ，４３Ｄにて形成された隙間と連通して上下方向に延びる円筒状の隙間を形成する。尚、上下のコイル４１Ｕ，４１Ｄは互いに直列に接続される。

磁場発生装置４０は、ボビン４３Ｕ，４３Ｄに対して、コイル４１Ｕ，４１Ｄを巻装すると共に、上記のようにヨーク４２ａ〜４２ｃを配置した状態で、例えば熱可塑性樹脂（ナイロン、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＰ等）により樹脂モールド（図中、樹脂モールド部４４参照）されている。これにより、磁場発生装置４０におけるボビン４３Ｕ，４３Ｄ、コイル４１Ｕ，４１Ｄ、ヨーク４２ａ〜４２ｃは一体化されている。従って、磁場発生装置４０は、シャフト２４周りに隙間を形成すると共に、上下の封止部材３８ｂ，３８ｃにより、当該隙間の上下端部が封鎖されて筒状の収容部５０を形成している。また、最上部の封止部材３８ａは、収容部５０の封鎖状態を２重にして確実に封鎖すると共に、上部側からの水の浸入を確実に防止する。

前記収容部５０に磁気粘性流体４５が収容されている。磁気粘性流体４５は、電気的エネルギーの印加により粘性が変化する流体で、磁界（磁場）の強度に応じて粘性特性が変化するもので、例えばポリアルファオレフィンオイルを主体とするベースオイルの中に鉄、カルボニル鉄などの強磁性粒子を分散させたものからなり、磁界が印加されると強磁性粒子が鎖状のクラスタを形成することで見かけ上の粘度が上昇する特性を有する。

この収容部５０への磁気粘性流体４５の供給は、シャフト２４に上記した磁場発生装置４０や軸受手段３３，３９等が挿入されて収容部５０が形成された状態で、図示しない注入口から注入することにより行われる。詳しい図示は省略するが、磁気粘性流体４５は、例えば収容部５０全体の容積の７，８割ほどで、残りの２，３割は空気４８（図中、白抜きで示す）が占めるように封入されている。収容部５０において空気４８が占める軸方向長さＬは、脱水運転の初期（後述の共振領域Ｒ１）の振動に基づき上下動するシャフト２４のストロークより小さくなるように設定されている。

即ち、磁気粘性流体４５による減衰作用を可及的に引き出すため、脱水起動時の振動によるシャフト２４のストロークが仮に１０ｍｍであれば、前記軸方向長さＬは１０ｍｍ以下に設定している。こうして、収容部５０は本来的に狭小な隙間であるが、その上層部を空気４８が占めるため、磁気粘性流体４５の使用量を極力少なくできる。また、水槽６の振動に伴い、シャフト２４は空気４８が接触していた範囲を超えて上下動するため、下層側の磁気粘性流体４５と接触することが可能となり、磁気粘性流体４５が減量されても上記した減衰作用を促進できる。

上記のようにシャフト２４に対し磁場発生装置４０等を組み付けた状態で、これらの部材をシャフト２４ごとシリンダ２２の所定位置まで挿入する。この状態で、シリンダ２２における、各軸受保持部材３１，３５の溝部３２，３６に対応する部位のかしめ加工を行なう。これにより、シリンダ２２内の部材を一体的に固定し、以ってシリンダ装置３０が構成される。尚、シリンダ装置３０の下部には、連結部３０ａで閉鎖された空洞部３０ｂが形成され、シャフト２４の下方への移動を許容するスペースを確保している。また、このシリンダ装置３０に、コイルばね２５を組み込んでサスペンション７ａ，７ｂとして組立てる。この場合、コイルばね２５は、軸受保持部材３５の段差部３５ｃと、前記ばね受け部４９との間に、圧縮されるようにして弾発力が蓄積した状態で装着される。

こうして、サスペンション７ａ，７ｂは、前記した如く外箱１の底板１ａと水槽６との間の上下方向において、外箱１側にシリンダ装置３０が位置した状態で、水槽６の左右両側に配置される。このサスペンション７ａ，７ｂは、何れも略上下方向に延びるように配置されるが、厳密には、誇張して説明すると正面視にて（図６（ｂ）参照）「ハ」字状をなすように互いの離間距離が下側ほど大きくなるように傾いている。上記シャフト２４、シリンダ２２、磁場発生装置４０、磁気粘性流体４５等は、ダンパ２３を構成する。

尚、コイル４１Ｕ，４１Ｄから夫々引出された２本のリード線４６は、シリンダ２２に被着したブッシュ４７を介して外部に導出されている。このリード線４６は、図示しない駆動回路を介して制御装置５に接続され、磁場発生装置４０のコイル４１への通断電制御を可能としている。図３中に示す破線矢印Ａ１，Ａ２は、コイル４１Ｕ，４１Ｄへの通電に伴い該コイル４１Ｕ，４１Ｄ周りに発生する磁気回路を示すと共に、その磁界の方向を示している。また、磁気回路Ａ１，Ａ２を構成するシャフト２４、ヨーク４２ａ〜４２ｃ、シリンダ２２の各部材は、いずれも鉄製の磁性体にて形成されている。

図４には、電気的構成を示すブロック図である。制御装置５は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、ドラム１０内の洗濯物の洗濯、脱水、乾燥を行う洗濯行程〜乾燥行程を含む洗濯機の動作全般を制御する制御手段である。制御装置５は、記憶手段として、例えばＲＯＭ５１ａ、ＲＡＭ５１ｂ及びＥＥＰＲＯＭ５１ｃを有する。ＲＯＭ５１ａには、洗濯機における洗濯運転等の運転全般を制御する制御プログラムや各種データが記憶されている。

制御装置５には、前記操作パネル４が有する各種の操作スイッチから成る操作部５２からの各種操作信号、モータ８の回転を検知するように設けた回転センサ５３からの回転検知信号、水槽６の振動を検出するように設けた振動センサ２０ａ，２０ｂからの振動検知信号、モータ８に流れる電流を検知するように設けた電流センサ５４から電流検知信号等が入力される。制御装置５は、回転センサ５３からの検知信号に基づき、モータ８（ドラム１０）の回転数を検知所要時間で除する演算を行い、その演算に基づきドラム１０の回転速度を検知する。また、制御装置５は、振動センサ２０ａ，２０ｂの検出値に基づき振幅（振動値）を算出し、或は電流センサ５４から電流検知信号に基づき後述のｑ軸電流を算出する。

制御装置５はモータ８をベクトル制御する。ベクトル制御では、電機子巻線に流れる電流を、界磁である永久磁石の磁束方向と、それに直交する方向とに分離してそれらを独立に調整し、磁束と発生トルクとを制御する。電流制御には、モータ８のロータ８ａと共に回転する座標系、いわゆるｄ−ｑ座標系で表わした電流値が用いられるが、ｄ軸はロータに取り付けた永久磁石の作る磁束方向であり、ｑ軸はｄ軸に直交する方向である。巻線に流れる電流のｑ軸成分であるｑ軸電流は回転トルクを発生させる成分であり（トルク成分電流）、同ｄ軸成分であるｄ軸電流は磁束を作る成分である（励磁または磁化成分電流）。従って、ドラム１０内の洗濯物の偏りによる偏荷重（つまりアンバランス状態）が生じ、その回転トルクが大きくなるとｑ軸電流も大きくなる。よって、ｑ軸電流の大きさに基づいてモータ８のトルク変動の大きさを検知することができる。

ここで、図５は、洗濯物Ｗがドラム１０内に偏在した位置を０度として、正面視にてドラム１０が例えば時計回り方向に回転する際のトルク変動を２回転分（３６０度×２）、示している。同図に曲線Ｔ_１００で示すトルクは、洗濯物Ｗに作用する重力との関係上、ドラム１０内の洗濯物Ｗが最上位置になる１８０度で最大となり、洗濯物Ｗが最下位置になる３６０度（０度）で最小となる。また、トルクは、同図に示すようにドラム１０の１回転毎に周期的な曲線を描くように変動することから、アンバランスの位相を検出することができる。こうして電流センサ５４と制御装置５は、モータ８のトルク変動を検出するトルク変動検出手段、及びドラム１０の回転周期を検出する回転周期検出手段として構成されている。

そして、制御装置５は、上記した入力信号や検出信号、並びに予めＲＯＭ５１ａやＥＥＰＲＯＭ５６ｃに記憶された制御プログラム及びデータに基づいて、設定内容などを表示する表示部５５、前記水槽６内に給水するように設けられた給水弁５６、前記モータ８、前記排水弁１５ａ、前記送風装置１８の送風羽根１８ａ（図１参照）を駆動するモータ１８ｂ（同図参照）、加熱装置１９のヒータ１９ａ（同図参照）、及びコイル４１Ｕ，４１Ｄを駆動する駆動回路５７に駆動制御信号を与えるようになっている。

さて、図１、図６に示すように、本実施形態の制御装置５は、左側のサスペンション７ａ及び右側のサスペンション７ｂに対して各別に可変制御を行うと共に、ドラム１０の１回転毎に前記減衰力を増減させる周期的な制御を実行する。

具体的には例えば、ドラム１０が時計回り方向に１回転する際、左側のサスペンション７ａにおいては、図１（ａ）に示すようにアンバランスの位相が０度〜９０度の範囲でコイル４１Ｕ，４１Ｄ（以下、単にコイル４１と記す）に通電し、１８０度〜２７０度の範囲でもコイル４１に通電する。右側のサスペンション７ｂにおいては、図１（ｂ）に示すように、アンバランスの位相が９０度〜１８０度の範囲でコイル４１に通電し、２７０度〜３６０度の範囲でもコイル４１に通電する。即ち、制御装置５は、電流センサ５４から電流検知信号に基づいて、左側のサスペンション７ａと右側のサスペンション７ｂとで交互に減衰力が高まるように、ドラム１０の１／４回転ずつのオン・オフ制御を繰り返し行う。以下の作用説明でも述べるように、この周期的な制御によって、低速度領域で振動の抑制効果を極力高めることができる。

次に、上記構成の作用を図７、図８も参照しながら説明する。
先ず、使用者が、洗濯機の操作部５２の電源スイッチ（図示せず）をオン操作し、洗濯運転の設定操作をすると、制御装置５は、例えば前記洗濯行程〜乾燥工程の順に洗濯運転を実行する。尚、本実施形態の洗濯運転とは、前記洗濯行程〜乾燥行程のうち何れかの行程を含む運転を総称するものであり、各種の洗濯運転を包含する。

サスペンション７ａ、７ｂのコイル４１への通電制御は、洗濯運転中に水槽６の振動が大きくなる期間に対応して設定される。以下では、脱水行程における加速時であって、例えばドラム１０の回転開始から定常回転速度に達するまで、つまりモータ８の回転速度上昇工程を例に説明する。

脱水行程では、モータ８（ドラム１０）の回転速度を段階的に上昇させて、洗濯物に残留する水を遠心力により振り切り排出する。この回転速度上昇工程では、特には図６（ａ）中、Ｒ１で示す領域において、水槽６が左右方向を主体に振動する一次共振が発生する。ここで、図６（ｂ）に模式的に示すように、水槽６の左右振動に応動して、サスペンション７ａ，７ｂは、水槽６に連結されたシャフト２４を介し、自身の下端部（前記底板１ａへの取付部分）を支点として左右に揺動する。この場合、ダンパ２３における磁気粘性流体４５の粘性によって、シャフト２４の往復動に対して摩擦抵抗を与え、水槽６の振動振幅を速やかに減衰する。

また、制御装置５は、当該脱水行程が開始されると、図１に示すように、左右のサスペンション７ａ、７ｂに対して、電流センサ５４から電流検知信号に基づきドラム１０の１／４回転毎に、コイル４１への通電が互い違いに切り替わるように、通電と断電を繰り返す制御を行う。前述のように、コイル４１に通電され磁場が発生すると、コイル４１の周りに磁気回路Ａ１，Ａ２が形成されて、磁気粘性流体４５の粘度が急速に高まり、シャフト２４に対する抵抗を増大させる。

また、この場合、図１に示すようにアンバランスの位相に対応させて、ドラム１０が１回転する間に、左側のサスペンション７ａのコイル４１に対するオン・オフ制御を２回行うと共に、当該通電と互い違いに通電されるように右側のサスペンション７ｂのコイル４１へのオン・オフ制御を２回行う。このような可変制御を、ドラム１０の回転に応じて周期的に繰り返す制御を実行することで、サスペンション７ａ、７ｂでは、各ダンパ２３の減衰力が交互に高まる。こうして、本実施形態では、正面視にてドラム１０が時計回り方向に回転する際、アンバランスの位相が０度〜９０度の範囲では左側のサスペンション７ａの減衰力を相対的に高め（図１（ａ）参照）、右側のサスペンション７ｂの減衰力を相対的に低くする（図１（ｂ）参照）というように、９０度毎に、両者７ａ、７ｂの各ダンパ２３の減衰力を交互に高める可変制御を実行する。

ここで、図６（ａ）中、下側の２点鎖線で示す曲線Ｓ１ｃは、上記した周期的な制御を実行した場合における水槽６の左右方向における振動振幅を示している。上側の実線で示す曲線Ｓ２は、モータ８の回転速度上昇工程において、双方のサスペンション７ａ、７ｂのコイル４１に対して通電を続けた場合（図９参照）の前記左右方向の振動振幅を示している。同図から明らかなように、水槽６の左右方向の振動に対しては、曲線Ｓ１ｃの周期的な制御をした方が、通電時間を半減させたにも関わらず、より高い減衰効果（低減効果）を得ている。これは、水槽６の左右方向の振動については、アンバランスの位相に対応させてドラム１０が１回転する間にダンパ２３の減衰力を変化させる可変制御を行うことで、その抑制効果が高まるものと解せられる。

一方、図７（ａ）中、上側の２点鎖線で示す曲線Ｓ３ｃは、周期的な制御を実行した場合における水槽６の上下方向の振動振幅を示している。下側の実線で示す曲線Ｓ４は、モータ８の回転速度上昇工程において、双方のサスペンション７ａ、７ｂのコイル４１Ｕ，４１Ｄに対して通電を続けた場合（図９参照）の前記上下方向の振動振幅を示している。同図から明らかなように、水槽６の上下方向の振動については、各ダンパ２３の減衰力を高く設定した状態を継続した方が、そのストローク方向たる上下方向の振動がより抑制されている。しかも、この傾向は、ドラム１０の回転速度が高まるにつれ顕著となる。また、上記の曲線Ｓ１ｃ〜Ｓ４を示す図８において、一次共振領域Ｒ１では、水槽６の左右方向の振幅は最も大きく、上下方向の振幅は比較的小さい。その後、ドラム１０の回転速度が高まるにつれ、左右方向の振幅は緩やかに低下する一方、上下方向の振幅は徐々に増加する。

そこで、水槽６の左右方向の振動と上下方向の振動とを効果的に抑制すべく、制御装置５は、図８中、Ｖｃで示す所定の回転速度でサスペンション７ａ、７ｂの制御パターンを切り換える。つまり、前記ＲＯＭ５１ａには、前記所定の回転速度Ｖｃが予め記憶されており、当該回転速度は、例えば水槽６の左右方向の共振が生じる回転速度（一次共振領域Ｒ１参照）と、上下方向の共振が生じる回転速度（二次共振領域Ｒ２参照）との間の値に設定されている。そして、制御装置５は、回転センサ５３からの検知信号に基づき、ドラム１０の回転速度がＶｃに到達したと判断すると、上記した図１に示す周期的な制御から、双方のサスペンション７ａ、７ｂのコイル４１に通電し、その通電状態を継続する制御（図９参照）に切り換える。

こうして、図８に破線で示すように、水槽６の共振が現れる脱水行程の一次共振領域Ｒ１では、制御装置５は、周期的な通断電制御を実行することで実質的な通電時間を半減させつつ、左右方向の振動を効果的に抑制することができる（曲線Ｓ１ｃ参照）。また、ドラム１０の回転速度がＶｃ以上になると、制御装置５は、図９に示すように双方のサスペンション７ａ、７ｂのコイル４１への通電を継続する。これにより、各サスペンション７ａ、７ｂのダンパ２３の減衰力を何れも高く設定して、水槽６の上下方向の振動を小さくすることができる（図８の曲線Ｓ４参照）。こうして、二次共振領域Ｒ２以降の高速度領域（Ｖｃ以上の速度領域）にあっても、水槽６の共振の発生を回避し、ドラム１０回転の立ち上がり性能を良くして、定常回転速度まで上昇させることができる。

尚、本実施形態の共振領域とは、共振点（共振周波数）を含む共振点近傍の領域であって、一次共振領域Ｒ１は、前記洗濯機に存する複数の共振点のうち比較的低い周波数領域に属する共振領域である。

以上説明したように、外箱１と水槽６との間に設けられ水槽６の振動を減衰させるサスペンション７ａ、７ｂのダンパ２３と、当該ダンパ２３の減衰力を可変制御する制御装置５を備え、制御装置５は、ドラム１０が１回転する間にダンパ２３の減衰力を変化させ、その可変制御を当該ドラム１０の回転に応じて周期的に繰り返す制御の実行が可能に構成されている。

これによれば、洗濯機ではドラム１０内の洗濯物Ｗの重量に起因してドラム１０が１回転する間にトルク変動が生じることから、その周期に応じてダンパ２３の減衰力を可変させることで、水槽６の振動を効果的に抑制することができる。つまり、ドラム１０の回転に伴う周期的なトルク変動に対応するように、当該ドラム１０が１回転する間に減衰力を変化させるきめ細やかな制御を行うことで振動の抑制効果を高めることができる。

尚、一般的なサスペンションでは、水槽を支持するためにシャフトが上下方向となるように配置されることから、水槽の上下方向の振動に対しては、ダンパ本来の振動低減効果を期待できるが、それ以外の振動（左右方向の振動）に対する振動低減効果は充分ではなかった。この点、本実施形態の如く、水槽６をその正面（軸方向）から見て、左右一対のサスペンション７ａ，７ｂを備えた構成にあって、その左右のダンパ２３で周期的な制御を実行することで、当該水槽６の左右方向の振動をも効果的に抑制することができる。

前記ドラム１０の回転周期を検出する回転周期検出手段を備え、制御装置５は、回転周期検出手段で検出された回転周期に基づいて、ダンパ２３の周期的な制御を実行する。
これによれば、回転周期検出手段により、アンバランスの位相つまり実際のドラム１０の回転周期に適確にあわせて、ダンパ２３の減衰力を可変させることができる。従って、振動や騒音の抑制効果をより高めることができる。尚、回転周期検出手段は、電流センサ５４や制御装置５に限定するものではなく、第２実施形態で説明するように、振動センサ２０ａ，２０ｂを用いて構成してもよい。

前記ドラム１０を回転させるモータ８及び当該モータ８のトルク変動を検出するトルク変動検出手段を備え、制御装置５は、トルク変動検出手段で検出されたトルク変動の周期に基づいて、ダンパ２３の周期的な制御を実行する。
これによれば、アンバランスの位相を、トルク変動に基づき適確に把握することができ、実際のドラム１０の回転周期にあわせてダンパ２３の減衰力を可変させることができる。また、トルク変動検出手段を、モータ８に流れる電流を検知する電流センサ５４を用いて構成する等、比較的安価で簡単な構成とすることができる。

前記制御装置５は、水槽６に一次共振が発生する低速度領域、つまり水槽６が主として左右方向に振動する場合にはダンパ２３の周期的な制御を実行する。この低速度領域よりも高い高速度領域、つまり水槽６が主として上下方向に振動する場合にはダンパ２３の減衰力を相対的に高くする制御を実行する。これによれば、高速度領域では水槽６の上下方向の振動が大きくなるため、これにあわせてダンパ２３の減衰力を相対的に高め、振動の抑制効果を高めることができる。従って、水槽６の振動の検出に基づき振動が大きくなった時点で制御を変更する構成と異なり、低速度領域と高速度領域との双方で水槽６の振動の態様に応じた制御を行い、振動の発生を未然に抑制することができる。よって、水槽６と外箱１との間のギャップを、従前より小さく設定することができ、外箱１のコンパクト化を図り或はドラム１０の容量を増加させることが可能となる。

＜第２実施形態＞
図１０〜図１１（ｂ）は、第２実施形態を示すものであり、既述の部分と同一部分には同一符号を付す等して説明を省略し、以下異なる点につき説明する。

図１０は、洗濯物Ｗがドラム１０内に偏在した位置を０度として、前記ドラム１０が時計回り方向に回転する際の振動センサ２０ａ，２０ｂの出力を２回転分、示している。即ち、図１０に示す曲線Ｐ_１００は、前記１次共振時のドラム１０の回転速度に満たない回転速度（１００ｒｐｍ）における振動センサ２０ａ，２０ｂの出力を誇張して示しており、前述したトルク変動と同じ周期で出力Ｐ_１００が変化しているのが分かる。もっとも、図１１（ａ）に示すように、ドラム１０の回転速度が１００ｒｐｍの場合、振動センサ２０ａ，２０ｂの出力Ｐ_１００は、前述したトルク変動Ｔ_１００よりも、その変化が小さく緩やかな曲線を描く。このように、振動センサ２０ａ，２０ｂは、１次共振発生前の回転速度では、出力Ｐ_１００の変化も小さいことから、ドラム１０の回転周期の検出が困難となる虞がある。

これに対し、図１０に示す曲線Ｐｆは、１次共振時の振動センサ２０ａ，２０ｂの出力を示しており、曲線Ｐ_１００（或はトルク変動）よりも位相が９０度遅れる。更に曲線Ｐ_２００は、１次共振時のドラム１０の回転速度を超える回転速度（２００ｒｐｍ）における振動センサ２０ａ，２０ｂの出力を示しており、曲線Ｐ_１００（或はトルク変動）よりも位相が１８０度遅れる。この場合、図１１（ｂ）に示すように、ドラム１０の回転速度が相対的に高いことから、振動センサ２０ａ，２０ｂの出力Ｐ_２００の変化も顕在化する。また、同図に示すように、ドラム１０の回転速度が２００ｒｐｍの場合、トルク変動Ｐ_２００の変動が小さくなる。

図１０〜図１１（ｂ）を総合的に観察すると、ドラム１０の回転速度が１００ｒｐｍの場合、トルク変動Ｔ_１００を利用して電流センサ５４からの電流検知信号に基づきアンバランスの位相を確実に検知することができることがわかる。また、ドラム１０の回転速度が２００ｒｐｍの場合、振動センサ２０ａ，２０ｂの出力Ｐ_２００は、アンバランスの位相と１８０度のズレが生じるが、ドラム１０の回転周期を確実に検出することができる。

従って、前記ＲＯＭ５１ａに、回転周期を検出するための手段を切り換えるための指標となる回転速度（例えば振動センサ２０ａ，２０ｂの出力が前記位相に対して１８０度遅れた時点での回転速度）を記憶させておく。そして、制御装置５は、前記回転速度上昇工程において、回転センサ５３からの検知信号に基づき、ドラム１０の回転速度が前記１８０度の遅れが生じる回転速度に到達したと判断すると、回転周期検出手段を電流センサ５４から振動センサ２０ａ，２０ｂに切り換える制御を実行する。

尚、ドラム１０の回転速度が２００ｒｐｍの場合、振動センサ２０ａ，２０ｂの出力はアンバランスの位相から１８０度遅れるが、図１に示すように１８０度周期でダンパ２３の可変制御を行う場合には、当該出力に基づきアンバランスの位相を演算しなくても第１実施形態と同様の周期的な制御を行うことができる。

以上のように、制御装置５は、回転周期検出手段或はアンバランスの位相を検出する手段として、トルク変動検出手段たる電流センサ５４と振動検出手段たる振動センサ２０ａ，２０ｂとを備える。そして、ドラム１０の回転速度との関係において出力の変化が大きい方のセンサ５４、２０ａ，２０ｂを選択的に使用するように構成する。これにより、ドラム１０の回転速度の変化に係りなく、アンバランスの位相を正確に検出することが可能となる。

「周期的な可変制御」とは、前述のオン・オフ制御に限定するものではない。即ち、コイル４１に流す電流の大きさを大電流Ｉ_Ｌ及び小電流Ｉ_Ｓとした場合（Ｉ_Ｌ＞Ｉ_Ｓ）、低速度領域における通電状態及び断電状態を繰り返す制御（図１参照）に代えて、ドラム１０の１回転毎に大電流Ｉ_Ｌ及び小電流Ｉ_Ｓの通電状態を繰り返す周期的な制御を実行するようにしてもよい。

また、高速度領域では、低速度領域よりもダンパ２３の減衰力を相対的に高くする制御を実行すればよい。具体的には、低速度領域において小電流Ｉ_Ｓでの通電状態及び断電状態を繰り返す制御を実行し、高速度領域において大電流Ｉ_Ｌでの通電状態及び断電状態を繰り返す制御を実行することで、高速度領域Ｒ２での振動や騒音を抑制することができる。

その他、サスペンション７ａ、７ｂは、夫々のコイル４１を上下２段の配置としたが、例えば１個のコイル構成とする等、種々の変更が可能である。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略，置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は外箱、５は制御手段（回転周期検出手段）、６は水槽、７ａ，７ｂはサスペンション、１０はドラム、２３はダンパ、２０ａ，２０ｂは回転周期検出手段（振動検出手段）、５４は回転周期検出手段（トルク変動検出手段）を示す。

Claims (4)

1. 外箱と、
   前記外箱内に設けられた水槽と、
   前記水槽内に回転可能に設けられたドラムと、
   前記外箱と前記水槽との間に設けられ、前記水槽の振動を減衰させるダンパと、
   前記ダンパの減衰力を可変制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、脱水工程において前記ドラムが１回転する間に前記ダンパの減衰力を変化させ、その可変制御について当該ドラムの回転に応じて周期的に繰り返す制御を実行することを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 前記ドラムの回転周期を検出する回転周期検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記回転周期検出手段で検出された回転周期に基づいて、前記ダンパの周期的な制御を実行することを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
3. 前記回転周期検出手段は、前記ドラムを回転させるモータ及び当該モータのトルク変動を検出するトルク変動検出手段を有して構成され、
   前記制御手段は、前記トルク変動検出手段で検出されたトルク変動の周期に基づいて、前記ダンパの周期的な制御を実行することを特徴とする請求項２記載のドラム式洗濯機。
4. 前記制御手段は、前記水槽に一次共振が発生する低速度領域では前記ダンパに対する周期的な制御を実行し、前記低速度領域よりも高い高速度領域では、前記ダンパの減衰力を相対的に高くする制御を実行することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のドラム式洗濯機。

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