JPH08280986A - 遠心脱水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドラム式の遠心脱水装置において、ドラム内
部の衣類のアンバランスがあっても異常振動が生じない
脱水を行なう。 【構成】 ドラム自体が偏荷重を有するように、その内
周壁面の一部分に重錘が付加される。ドラム自体の偏荷
重を含めた偏荷重の大きさと位置は、モータ電流検出回
路２６によって検出されるモータ電流の変動成分に基づ
いて検出され、偏荷重の大きさが所定の範囲以内でない
か又はその偏荷重の位置が重錘の取り付け位置と180°
対向するドラム内周壁面の近傍でない場合には、回転速
度制御部１４はドラム内部の洗濯物に作用する遠心力が
重力よりも小さい範囲の回転速度でドラムを回転させる
ことによって、偏荷重の大きさと位置とがその条件を満
たすようにドラム内部の衣類を再配置する。所定の範囲
は、重錘の重量及び脱水による重量の減少を勘案し、脱
水運転時に異常振動を生じないような脱水後の偏荷重の
許容範囲に基づいて予め設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、籠状のドラムの内部に
衣類等の洗濯物を収容し、そのドラムを水平軸を中心に
高速で回転させることによって洗濯物の脱水又は洗浄用
溶剤の脱液を行なう遠心脱水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドラム式の遠心脱水装置は、洗浄後の衣
類を籠状のドラムの内部に収容し、そのドラムを水平軸
を中心に高速で回転させる構造となっている。この種の
遠心脱水装置における大きな問題点の１つは、衣類がド
ラムの内周壁面に均等に分散していない状態でドラムを
高速回転させると、回転軸回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】このような問題点を解決することを目的と
した遠心脱水装置が、従来から提案されている。例え
ば、特開平６−２５４２９４号公報に記載された遠心脱
水方法においては、高速のドラム回転による脱水運転を
実行する前に、低速のドラム回転によってドラム内部の
衣類を均等に分散配置させる方法が開示されている。よ
り詳しくは、まず極く短時間ドラムを低速で回転させ、
次にその回転速度よりは若干速いが脱水運転時の回転速
度よりは充分に遅い回転速度でドラムを回転させるとい
う２段階のドラム回転制御を組み合わせることによっ
て、ドラム内部の衣類の分散化を行なうようにしてい
る。

【０００４】また、この従来技術においては、ドラム内
部の衣類のアンバランスを検出する手段として装置の台
座の部分に振動監視センサを設置し、脱水運転を行なう
ための高速の回転速度までドラムの回転速度を上昇をさ
せたときに振動監視センサが異常振動を検知すると、異
常振動を検知しない回転速度までドラムの回転速度を下
げるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のようなドラムの回転制御の方法によっても、１
回のドラム低速回転によって確実に衣類が均等に分散化
されるとは限らない。ドラムの低速回転を行なうことに
より衣類の分散化を試みた後にドラムを高速回転させ、
そのときに異常振動が発生する場合には、再度ドラムの
低速回転を行なって衣類の分散化をやり直す必要があ
る。このようにして、ドラムの低速回転による衣類の分
散化とドラムの高速回転によるアンバランスの検出とを
複数回繰り返したときには、結果的に脱水行程に長時間
要してしまうという問題が生じる。

【０００６】更には、上記従来技術の如くドラム内部で
衣類を均等に分散化するようにドラムを回転させると、
特に長尺物の衣類がドラムの中心部に位置したまま絡み
が進んで、いわゆる引き裂き現象を生じさせる場合があ
る。この状態で脱水運転を行なうと、洗濯物の破れ事故
を引き起こす可能性もある。

【０００７】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、その目的は、脱水又は脱液運転時の異
常振動の発生を確実に回避しつつ効率的な脱水又は脱液
を行ない、更には、引き裂き現象による洗濯物の破れを
防止できる遠心脱水装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る第
１の遠心脱水装置は、籠状のドラムの内部に衣類等の洗
濯物を収容し、該ドラムを水平軸を中心に回転させるこ
とによって該洗濯物の脱水又は洗浄用溶剤の脱液を行な
う遠心脱水装置において、 a)それ自体が偏荷重を有する前記ドラムと、 b)該ドラムを回転駆動させるモータと、 c)該ドラムの内部に洗濯物が収容されたときに該ドラム
自体が有する偏荷重を含めた偏荷重の大きさ及び該偏荷
重の位置を検出し、該偏荷重の大きさが所定の範囲以内
でありかつ該偏荷重の位置が所定箇所の近傍であるか否
かを判定する判定手段と、 d)前記判定手段によって前記偏荷重の大きさが所定の範
囲以内でありかつ該偏荷重の位置が所定箇所の近傍であ
ると判定された場合には、脱水又は脱液運転を行なう回
転速度で該ドラムを回転させる回転速度制御手段と、を
備えることを特徴としている。

【０００９】本発明におけるドラムは、それ自体が偏荷
重を有するように、例えばドラムの内周壁面の一部分に
重錘が付加されている。このドラムに洗濯物が収容され
たとき、判定手段は、ドラム自体が有する偏荷重を含め
た偏荷重の大きさとドラム内周壁上での偏荷重の位置を
検出し、検出された偏荷重の大きさが所定の範囲以内で
あるか否か及びその偏荷重の位置が所定箇所の近傍であ
るか否かを判定する。この所定の範囲は、ドラム自体が
有する偏荷重の大きさ及び脱水運転による洗濯物の重量
の減少を勘案し、脱水後に許容される偏荷重の大きさに
基づいて予め設定されている。また、所定箇所は、ドラ
ム自体が有する偏荷重の位置に基づいて予め設定されて
いる。すなわち、脱水運転前に偏荷重の大きさが所定の
範囲以内でありかつその偏荷重の位置が所定箇所の近傍
であるときには、脱水運転後の偏荷重が異常振動を生じ
させない範囲内に収まるようになされている。そして、
判定手段によって偏荷重の大きさが所定の範囲以内であ
りかつその偏荷重の位置が所定箇所の近傍であると判定
されたときに、回転速度制御手段がドラムを高速回転さ
せることによって脱水又は脱液運転は実行される。

【００１０】本発明に係る第２の遠心脱水装置は、上記
第１の遠心脱水装置において、前記ドラムの回転位置を
検出する位置検出手段を更に備え、前記回転速度制御手
段は、前記偏荷重の大きさが所定の範囲以内でないか又
は該偏荷重の位置が所定箇所の近傍でない場合には、前
記位置検出手段によって前記ドラムの回転位置を監視し
ながら回転のタイミングを決定し、該ドラムの内部の洗
濯物に作用する遠心力が重力よりも小さい範囲の回転速
度で該ドラムを回転させることによって、所定の範囲以
内の大きさの偏荷重を所定箇所の近傍に生じさせること
を特徴としている。

【００１１】第２の遠心脱水装置における回転速度制御
手段は、所定の範囲以内の大きさの偏荷重を所定箇所の
近傍に生じさせるように、ドラム内部の洗濯物の移動を
促す回転を行なわせる。すなわち、ドラム内部の洗濯物
に作用する遠心力が重力よりも小さい範囲の回転速度で
ドラムを回転させるが、そのとき、位置検出手段によっ
てドラムの回転位置を監視しながら回転開始、回転停止
あるいは反転等のタイミングを決定して回転を行なわせ
ることによってドラムの内周壁面の所定箇所を中心に洗
濯物を分散させるようにする。

【００１２】本発明に係る第３の遠心脱水装置は、上記
第１の遠心脱水装置において、前記回転速度制御手段
は、前記偏荷重の大きさが所定の範囲以内でないか又は
該偏荷重の位置が所定箇所の近傍でないと判定された場
合には、前記ドラムの内部の洗濯物に作用する遠心力が
重力よりも大きい回転速度の範囲内で、回転速度を変化
させることによって、所定の範囲以内の大きさの偏荷重
を所定箇所の近傍に生じさせることを特徴としている。

【００１３】第３の遠心脱水装置における回転速度制御
手段は、第２の遠心脱水装置における回転速度制御手段
とは相違する回転制御の方法によって、所定の範囲以内
の大きさの偏荷重を所定箇所の近傍に生じさせるように
ドラム内部の洗濯物の移動を行なわせる。すなわち、洗
濯物がドラムの内周壁面に押し付けられた状態で回転す
るように、ドラムの内部の洗濯物に作用する遠心力が重
力よりも大きい回転速度の範囲内でドラムを回転させ、
そのときに、ドラムの回転速度を変化させる。回転速度
を変化させると、ドラムの内周壁面に押し付けられた状
態で回転している洗濯物に作用する遠心力の大きさが変
化し、洗濯物の位置をずらす力が働く。これを利用し
て、ドラムの内周壁面の所定箇所を中心に洗濯物を分散
させるようにする。

【００１４】本発明に係る第４の遠心脱水装置では、上
記第１、第２又は第３の遠心脱水装置において、前記判
定手段は、前記モータに流れるモータ電流の変動成分の
振幅から前記偏荷重の大きさを、該電流の変動成分のピ
ーク位置から該偏荷重の位置を検出することを特徴とし
ている。

【００１５】偏荷重を有する回転体を一定の回転速度で
回転駆動するときには、回転に伴って負荷トルクが変動
するため、モータに流れるモータ電流は変動する。その
モータ電流の変動はドラムの回転周期に同期し、偏荷重
が大きければ変動振幅は大きくなる。このことから、第
４の遠心脱水装置における判定手段は、ドラムを回転駆
動するモータに流れるモータ電流の変動成分の振幅値に
基づいて偏荷重の大きさを算出し、その変動成分のピー
ク位置に基づいて偏荷重の回転上の位置を算出し、これ
らを判定する。

【００１６】本発明に係る第５の遠心脱水装置では、上
記第４の遠心脱水装置において、前記回転速度制御手段
は、前記モータ電流に基づいて前記偏荷重の検出及び判
定が行なわれるときには、前記ドラムの内部の洗濯物に
作用する遠心力と重力とが均衡する回転速度よりも若干
速い回転速度で該ドラムを回転させることを特徴として
いる。

【００１７】上述したようなモータ電流の変動は、モー
タの回転速度が低速であればあるほど顕著になるため検
出が容易になる。しかしながら、洗濯物を収容したドラ
ムの偏荷重は、該洗濯物がドラムの内周壁面に押し付け
られた状態で回転する状態、すなわち洗濯物に作用する
遠心力が重力に勝っている状態においてのみ検出するこ
とが可能である。そこで、第５の遠心脱水装置における
回転速度制御手段は、ドラム内部の洗濯物に作用する遠
心力と重力とが均衡する回転速度よりも若干速い回転速
度でドラムを回転させ、判定手段は、該回転時に検出し
たモータ電流の変動成分に基づいて偏荷重の算出及び判
定を行なう。

【００１８】本発明に係る第６の遠心脱水装置では、上
記第３の遠心脱水装置において、前記回転速度制御手段
は、回転速度を変化させるときには、前記ドラムの内部
の洗濯物に作用する遠心力と重力とが均衡する回転速度
よりも若干速い回転速度を維持することを特徴としてい
る。

【００１９】洗濯物がドラムの内周壁面に押し付けられ
た状態で、その回転速度が変化するようにドラムが回転
されるとき、洗濯物に作用する遠心力と重力とが均衡す
る回転速度に近いほど、洗濯物の位置をずらす力は効果
的に働く。そこで、第６の遠心脱水装置における回転速
度制御手段は、ドラムの内部の洗濯物に作用する遠心力
が重力よりも大きい回転速度の範囲内で、かつ該遠心力
と重力とが均衡する回転速度よりも若干速い回転速度に
てドラムの回転速度を変化させる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施例
について説明する。図１は本発明の実施例によるドラム
式洗濯機における遠心脱水装置の電気系ブロック構成
図、図２は本実施例による遠心脱水装置を備えるドラム
式洗濯機の縦断面図、図３はモータ電流の変動成分の一
例を示す図、図４は偏荷重の大きさとモータ電流の変動
振幅との関係の一例を示す図、図５はドラムへの重錘の
付加の有無による偏荷重許容範囲の相違を説明するため
の模式図、図６は本実施例におけるドラムの回転制御の
手順を説明するためのフローチャート、図７は本実施例
におけるドラム内部の衣類の移動状況を示す模式図であ
る。

【００２１】まず、図２に基づいて、ドラム式洗濯機の
全体構成を説明する。ドラム式洗濯機本体の外箱５０の
内部には外槽５２が配置され、外槽５２の内部には衣類
を収容するためのドラム５４が主軸６４に支持されて設
置されている。ドラム５４の周壁には通水孔５６が形成
されており、外槽５２に供給された洗浄水がこの通水孔
５６を通してドラム５４内へ流入し、またドラム５４内
で衣類から脱水された水は外槽５２へ排出される。ドラ
ム５４の内部には、回転に伴って衣類をかき上げるため
のバッフル５８がドラム５４の回転角120°毎の位置に
全部で３箇所設置されている。その３つのバッフル５８
の内の１つの内部には重錘６０が取り付けられており、
これによってドラム５４自体が偏荷重を有するようにさ
れている。衣類は、衣類投入口６２からドラム５４の内
部へ収容される。主軸６４は外槽５２に装着された軸受
６６によって保持されており、その先端には主プーリ６
８が取り付けられている。外槽５２の下側にはドラム５
４を回転駆動するためのモータ２２が配置され、そのモ
ータ２２の回転軸にはモータプーリ７２が取り付けられ
ている。モータプーリ７２の回転はＶベルト７０を通し
て主プーリ６８に伝達される。洗浄水は給水口７４を介
して外部から外槽５２へ供給され、給水バルブ７６によ
ってその水量が調節される。洗浄後の水は、排水バルブ
８０によって開閉される排水口７８を通して排出され
る。モータ２２には、回路部８２から駆動電圧が印加さ
れる。回路部８２は、後述する制御部１０やインバータ
制御回路２０等から構成されている。回転センサ２４
は、主プーリ６８を挟んで外槽５２の外側に設置された
発光部と外箱５０の内側に設置された受光部とから構成
される。回転センサ２４の発光部と受光部との間に位置
する主プーリ６８のリング状部分には開口が１箇所設け
られており、ドラム５４の１回転期間に１回だけ、この
開口を通して発光部からの光が受光部に到達する。これ
により、回転センサ２４はドラム５４の回転に同期した
検出信号すなわち回転マーカーを出力する。

【００２２】次に、図２中の回路部８２を中心とした電
気的構成と動作を図１に基づいて説明する。主としてマ
イクロコンピュータから成る制御部１０は、中央制御部
１２、回転速度制御部１４、偏荷重判定部１６及びメモ
リ１８から構成される。更に偏荷重判定部１６は、ピー
ク値検出部１６１、位置判定部１６２、振幅算出部１６
３、振幅判定部１６４及びＡＮＤゲート１６５から構成
される。また、制御部１０の他には、モータ２２に駆動
電圧を印加するインバータ制御回路２０、回転センサ２
４及びモータ電流検出回路２６が設けられている。

【００２３】以下、電気系の動作について説明する。メ
モリ１８には洗浄及び脱水の各行程を進めるための運転
プログラムが予め記憶されている。作業者が操作部（図
示せず）からキー操作を行なって脱水モード、例えば脱
水を行なう衣類の繊維の種類等を選択し脱水行程開始を
指示すると、中央制御部１２は、対応する運転プログラ
ムをメモリ１８から読み出して、この運転プログラムを
実行することによって脱水行程を進める。

【００２４】回転速度制御部１４は、運転プログラムに
基づいて回転方向の指示を含む回転速度指定信号をイン
バータ制御回路２０に出力する。インバータ制御回路２
０は、この回転速度指定信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）
信号に変換して、ＰＷＭ信号に応じた駆動電圧をモータ
２２へ印加する。従って、回転速度制御部１４とインバ
ータ制御回路２０とが相まって回転速度制御手段として
機能する。

【００２５】モータ２２に流れるモータ電流はモータ電
流検出回路２６によって検出され、偏荷重判定部１６へ
入力される。このモータ電流は、ドラム５４に偏荷重が
ある場合には、その偏荷重に対応した変動成分を有す
る。図３は、偏荷重がある場合のモータ実効値電流の波
形の例である。図中、回転マーカーはドラム５４の１回
転の周期を示すマーカーであって、上述したように、回
転センサ２４からの信号に基づいて得られる。図３でわ
かるように、ドラム５４に偏荷重がある場合には、モー
タ電流の変動は回転周期に同期する。すなわち、モータ
電流の変動の正のピークと負のピークとは、ドラム５４
が１回転する毎にそれぞれ回転マーカーからほぼ等しい
位置に発生する。この正のピーク位置は偏荷重が存在し
ているドラム５４内周壁上での位置を示しており、一
方、負のピーク位置は偏荷重が存在する位置と180°対
向したドラム５４内周壁上での位置を示している。ま
た、モータ電流の変動の振幅値は、偏荷重の大きさに対
応した値となっている。図４は、偏荷重とモータ電流変
動の振幅の関係を測定した結果の一例である。以上のよ
うに、モータ電流の変動成分から偏荷重の位置と大きさ
を検出することができる。

【００２６】偏荷重判定部１６では、モータ電流検出回
路２６からの検出信号に基づいて、以下のように偏荷重
の検出及び判定が行なわれる。

【００２７】ピーク値検出部１６１では、回転センサ２
４から入力される回転マーカーの間隔毎、すなわちドラ
ム５４の１回転期間毎に、モータ電流の変動の正のピー
クと負のピークとが検出される。検出された正のピーク
及び負のピークのそれぞれの位置情報は位置判定部１６
２に、ピーク値情報は振幅算出部１６３に入力される。

【００２８】位置判定部１６２では、モータ電流の変動
の正のピーク位置に基づいてドラム回転上での偏荷重の
位置が検知され、それが所望の位置に有るか否かが判定
される。すなわち、正のピーク位置が偏荷重が存在する
位置であるから、まず、回転マーカーから正のピーク位
置までの遅れ時間を検知することによって、ドラム５４
の内周壁上での偏荷重の位置を検知する。そして、これ
が所望の位置の範囲内にあるか否かが判定され、所望の
位置の範囲内にあるときには正レベルの信号が出力され
る。ここで、所望の位置とは、後で詳述するように、ド
ラム５４の重錘６０の取り付け位置に対応して予め決め
られる位置であって、この所望の位置の近傍に位置の検
出誤差や衣類の配置のばらつき等を考慮した許容範囲が
予め設定される。

【００２９】振幅算出部１６３では、モータ電流の変動
の正のピーク値と負のピーク値とからドラム１回転毎の
モータ電流の変動の振幅値が算出される（図３参照）。
図４で示したように、この振幅値が偏荷重の大きさを示
す値であるから、振幅値を判定することにより偏荷重の
大きさを判定することができる。振幅判定部１６４で
は、この振幅値が所定の範囲以内にあるか否かが判定さ
れ、所定の範囲以内にあるときには正レベルの信号が出
力される。ここで、所定の範囲とは、後で詳述するよう
に、脱水後に許容される偏荷重の範囲や重錘６０の重量
等に応じて予め設定される許容範囲である。

【００３０】ＡＮＤゲート１６５では、偏荷重の位置の
判定結果と大きさの判定結果との論理積がとられる。従
って、モータ電流の変動に基づいて検出された偏荷重の
大きさが所定の範囲以内であってかつその位置が所望の
位置の近傍にあるときに、ＡＮＤゲート１６５から正レ
ベルの信号が回転速度制御部１４へ入力される。回転速
度制御部１４は、ドラム５４が後述する所定の回転速度
で回転するようにモータ２２を回転させているときに偏
荷重の判定結果を受けて、その結果に応じた回転速度指
定信号を出力する。

【００３１】次に、本発明の如く重錘を付加することに
よってドラム自体に偏荷重をもたせたドラムを使用する
場合と、従来使用されている偏荷重を有しないドラムを
使用する場合とで生じる偏荷重の許容範囲の相違につい
て説明する。いま、脱水後の偏荷重が100[g]以内であれ
ば、脱水運転時に異常振動が発生しないものとする。ま
た、脱水運転によって脱水後の衣類の重量は脱水前の１
／２になると仮定する。

【００３２】(i) 重錘がない（ドラム自体には偏荷重
がない）場合の偏荷重許容範囲 図５（ａ）の如く、ドラムの中心軸に対してそれぞれ対
向する脱水前重量ｍ1及びｍ2を有する衣類のアンバラン
スによって偏荷重が生じているとき、脱水運転時に異常
振動を発生させないための条件は次の(1)式で示され
る。 ｜ｍ1―ｍ2｜／2≦100 …(1) 従って(1)式から、 ｜ｍ1―ｍ2｜≦200 …(2) (2)式は、脱水前の偏荷重が200[g]以内に収まるように
衣類の配置を行なうことにより、脱水運転時の異常振動
を回避できることを表わしている。

【００３３】(ii) Ｍ[g]の重錘を付加した場合の偏荷
重許容範囲 図５（ｂ）の如く、ドラムの中心軸に対してそれぞれ対
向する脱水前重量ｍ1、ｍ2を有する衣類及び重量Ｍの重
錘のアンバランスによって偏荷重が生じているとき、脱
水運転時に異常振動を発生させないための条件は次の
(3)及び(4)式で示される。 (ｍ2／2)−[(ｍ1／2)＋Ｍ]≦100 …(3) [(ｍ1／2)＋Ｍ]−(ｍ2／2)≦100 …(4) いま、例えばＭ＝300[g]とすれば、(3)式及び(4)式は次
の(5)式に纏められる。 400≦ｍ2−ｍ1≦800 …(5) (5)式から、脱水前の偏荷重の許容範囲は次の(6)式とな
る。 100≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦500 …(6)

【００３４】(iii) (i)の場合と(ii)の場合との許容範
囲の相違 (2)式と(6)式との比較でわかるように、重錘を付加する
ことによって、重量ｍ2側の衣類が存在する位置に荷重
が偏るように衣類の再配置運転を行なうときの脱水前の
偏荷重許容範囲が２倍に広がる。従って、再配置運転に
よって偏荷重を許容範囲に収めることが容易になる。 (iv) 偏荷重の検出精度の観点からみた(i)と(ii)の相
違 上述のようなモータ電流の変動に基づく偏荷重の検出
は、偏荷重が小さいと検出精度が低下し、ある偏荷重以
下のときには外乱等の影響で検出が殆ど不可能となる。
例えば、図４に示した例では、偏荷重が200[g]以下の範
囲では検出が不可能であり、偏荷重が200〜300[g]の範
囲（図４において破線で示した範囲）では検出の精度が
悪く信頼性が乏しい。このため、実際上(2)式を満たす
ように衣類を配置し直すことは極めて困難である。

【００３５】一方、偏荷重が300[g]以上ならば確実に検
出できるとすると、(ii)において脱水前に偏荷重を検出
することが可能である条件は、次の(7)式で示される。 ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≧300 …(7) 例えばＭ＝300[g]のときには、(6)及び(7)式から、偏荷
重を検出することが可能であって異常振動を発生させな
い脱水前の偏荷重許容範囲は次の(8)式となる。 300≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦500 …(8) あるいは衣類の重量のみで示すと、次の(9)式となる。6
00≦ｍ2−ｍ1≦800 …(9) すなわち、重錘を付加することによって、脱水前の偏荷
重許容範囲を偏荷重を容易に検出可能な又はより精度良
く検出可能な領域にすることができる。

【００３６】以上の説明のように、重錘を付加しドラム
自体に予め偏荷重をもたせることによって次の２つの効
果を奏する。 1）衣類の再配置運転を行なうとき、偏荷重許容範囲が
広いため、その許容範囲に収まる確率が高い。 2）脱水前の偏荷重許容範囲が偏荷重を確実に検出でき
る領域に設定されるため、検出誤りに起因する脱水運転
時の異常振動の発生がない。

【００３７】なお、上記の説明では、重錘の重量を300
[g]としたが、これを適当に選択することによって脱水
前の偏荷重の許容範囲を変更することが可能である。一
般的に、脱水後の偏荷重をＰ[g]以下にするときの脱水
前の偏荷重の許容範囲の条件は次の(10)式となる。 Ｍ−２Ｐ≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦Ｍ＋２Ｐ …(10) 偏荷重がＱ[g]以上であるとき確実にその大きさが検出
できるとすると、偏荷重を検出することが可能であって
異常振動を発生させない脱水前の偏荷重許容範囲は、Ｑ
≧Ｍ−２Ｐのときには次の(11)式となる。 Ｑ≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦Ｍ＋２Ｐ …(11) 但し、(11)式から明かなように、(Ｍ＋Ｑ)[g]より少な
い重量の衣類をドラム内に収容したときには(11)式を満
たすことができない。従って、(Ｍ＋Ｑ)[g]が衣類投入
重量の最小条件となる。

【００３８】以下、図１乃至図５及び図７を参照しつつ
図６のフローチャートに沿って脱水行程の制御手順につ
いて説明する。なお、ここでは、重錘の重量は300[g]、
脱水後に許容される偏荷重は100[g]以内であるとする。

【００３９】洗浄行程が終了し脱水行程が開始されると
き、ドラム５４の内部の衣類は図７（ａ）に示す状態に
ある。まず、脱水前の偏荷重の状態が先の(8)式を満た
す状態となるように、ドラム５４の揺動運転が行なわれ
る（ステップＳ１０）。すなわち、脱水前の偏荷重の大
きさが300[g]以上500[g]以下で、しかも偏荷重の位置が
重錘６０の位置Ｌ1からドラム中心軸に対し180°対向す
る位置Ｌ2付近となるように衣類を分散させる必要があ
る。このような分散を行なうための揺動運転では、重錘
６０がドラム５４の上半分に位置する回転角度180°の
範囲内で、極く低速度の超低速回転速度Ｎ1、例えば10
〜20[rpm]にてドラム５４の左回転及び右回転を交互に
行なわせる。このとき、ドラム５４の内部の衣類は、位
置Ｌ2を中心として位置Ｌ3から位置Ｌ4の間に分散化さ
れる。

【００４０】揺動運転を行なうとき、回転速度制御部１
４は、回転速度指定信号として超低速回転速度Ｎ1をイ
ンバータ制御回路２０に出力するとともに、回転センサ
２４から得られる信号によって重錘６０の回転位置を検
知し、重錘６０がドラム５４の上半分に位置する範囲で
180°回転する毎に回転方向を反転させるように回転方
向を指示する。インバータ制御回路２０は、指示された
回転速度及び回転方向に応じてドラム５４を超低速回転
速度Ｎ1にて回転させるべくモータ２２に駆動電圧を印
加する。

【００４１】回転速度制御部１４は、数回、回転方向を
反転させる揺動運転を行なわせた後、ドラム５４の回転
を次の低速回転に移行させる（ステップＳ１２）。すな
わち、回転速度制御部１４は、回転方向を脱水運転時と
同方向とし、回転速度指定信号として低速回転速度Ｎ2
をインバータ制御回路２０に出力する。これを受けて、
インバータ制御回路２０は、ドラム５４の回転速度が低
速回転速度Ｎ2となるようにモータ２２に駆動電圧を印
加する。この低速回転速度Ｎ2は、ドラム５４の内部の
衣類に作用する遠心力が重力と均衡する回転速度よりも
若干速い回転速度とされ、ドラム径等に応じて適当に決
められている。例えばドラム径が700[mm]のときには、
低速回転速度Ｎ2は50[rpm]程度とされる。

【００４２】ドラム５４の回転速度が低速回転速度Ｎ2
に達したとき、偏荷重判定部１６では、前述の如く、偏
荷重の大きさと位置とが判定される。すなわち、モータ
電流検出回路２６で検出されたモータ電流の変動成分に
基づいて偏荷重の大きさと位置とが検出され、偏荷重の
大きさが300[g]以上500[g]以下であり、しかも偏荷重の
位置がＬ2付近の所定の範囲内であるか否かが判定され
る（ステップＳ１４）。

【００４３】いま、水を含んだ重量１[kg]の衣類がドラ
ム５４の内部に収容されたとすると、ステップＳ１０の
揺動運転によって、例えばドラム５４の内周壁の位置Ｌ
1、Ｌ2、Ｌ3及びＬ4に対してそれぞれ０[g]、800[g]、1
00[g]及び100[g]の重量分配となるように衣類が分散化
されていれば、偏荷重の大きさは500[g]、偏荷重の位置
は位置Ｌ2の近傍となるため、偏荷重判定部１６は正レ
ベルの信号を回転速度制御部１４へ出力する。このとき
ステップはＳ１４からＳ１６へ進み、中速脱水回転が実
行される。すなわち、回転速度制御部１４は、偏荷重判
定部１６から正レベルの信号を受けると、回転速度指定
信号として中速回転速度Ｎ3を出力し、インバータ制御
回路２０はドラム５４の回転速度が中速回転速度Ｎ3と
なるようにモータ２２に駆動電圧を印加する。ここで、
例えば中速回転速度Ｎ3は500[rpm]程度とされる。中速
回転速度Ｎ3で所定時間ドラム５４が回転されることに
よって、ある程度の脱水が実行される。

【００４４】中速脱水回転の後、更に、ステップはＳ１
６からＳ１８へ進み、高速脱水回転が実行される。すな
わち、回転速度制御部１４は、回転速度指定信号として
高速回転速度Ｎ4を出力し、インバータ制御回路２０は
ドラム５４の回転速度が高速回転速度Ｎ4となるように
モータ２２に駆動電圧を印加する。ここで、例えば高速
回転速度Ｎ4は700[rpm]程度とされる。この高速回転速
度Ｎ4は、作業者によって指定された脱水モードに応じ
た値であり、衣類の繊維の種類等によって異なる値であ
る。高速回転速度Ｎ4で所定時間ドラム５４が回転され
ることによって、完全な脱水が実行される。

【００４５】ステップＳ１４において、偏荷重の大きさ
が所定範囲以内でないか又は偏荷重の位置が位置Ｌ2の
近傍でないと判定されると、上述した如きステップＳ１
０からステップＳ１４までの処理が再度実行され、揺動
運転によって偏荷重が所望の通りになったか否かが判定
される。

【００４６】なお、ステップＳ１０における揺動運転
は、上記実施例にような回転制御の方法に限らない。例
えば、図７（ａ）の状態から、脱水運転時のドラムの回
転方向と逆方向に回転速度10〜20[rpm]にてドラム５４
を90°程度回転させ、そこから回転方向を反転させて低
速回転速度Ｎ2でドラム５４を回転させるようにしても
良い。この場合、ドラム５４の回転方向が反転され低速
回転速度Ｎ2で回転し始めるときに、その反動でドラム
内の衣類を移動させることが可能である。この揺動運転
の方法は、ドラム５４の径やバッフル５８の高さ、形状
及び数等に応じて適当に選択するのが望ましい。

【００４７】更に、上述のような揺動運転の代わりに、
他のドラム回転方法によっても、所定位置への衣類の移
動を行なうことができる。以下に、他の実施例による遠
心脱水装置について説明する。図８は、他の実施例にお
ける脱水行程の制御手順を説明するフローチャートであ
る。図６中のステップＳ１０が、低速回転速度Ｎ2の近
傍でドラム５４を回転させるステップＳ１１になってい
る以外は、図６のフローチャートと同一である。

【００４８】ステップＳ１１において、回転速度制御部
１４は、ドラム５４の回転速度をドラム５４の内部の衣
類に作用する遠心力が重力と均衡する回転速度よりも若
干速い回転速度とする。このときの回転速度は、例え
ば、偏荷重判定を行なうときの回転速度と同一の低速回
転速度Ｎ2とされる。この回転速度では、ドラム５４内
の衣類は遠心力によってドラム５４の内周壁面に張り付
いた状態で回転されるが、遠心力は重力にわずかに打ち
勝っている状態である。そして、この低速回転速度Ｎ2
の近傍で、ドラム５４が１回転する毎乃至は数回転する
毎に回転速度を変化させる。この回転速度の変化によ
り、ドラム５４の内周壁面に張り付いた状態にある衣類
の位置がずれて移動する。

【００４９】本実施例では、ステップＳ１１にて衣類の
再配置運転を行なうとき、偏荷重判定を行なうときの回
転速度の近傍にてドラム５４が回転されるため、容易に
ステップＳ１１とＳ１２との繰り返しを行なうことがで
きる。すなわち、ステップＳ１１にて短時間再配置運転
を行なってからステップＳ１４にて偏荷重判定を行な
い、偏荷重の状態を把握し必要に応じて再度ステップＳ
１１の再配置運転を行なう。これを繰り返して徐々に偏
荷重を所望の状態に近づけてゆき、偏荷重の大きさが所
定の範囲内に収まり、その位置が所定箇所になったとき
に、ステップはＳ１４からＳ１６へ進む。

【００５０】なお、上記実施例はドラム式洗濯機につい
て説明したが、本発明が石油系溶剤等を使用した洗濯機
すなわちドライクリーナーに適用できることは明らかで
ある。

【００５１】更に、ドラム内部の衣類の偏在を検知する
方法としては、モータ電流を検出する方法の他に、例え
ば、水銀スイッチや加速度センサを用いるようにしても
良い。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明に係る第１
の遠心脱水装置によれば、脱水又は脱液運転を行なう前
に偏荷重が検出され、その偏荷重が脱水又は脱液運転後
の偏荷重が所望の範囲内に収まるような許容範囲以内で
あるときにのみ高速のドラム回転による脱水又は脱液運
転が実行されるため、脱水又は脱液運転時の異常振動や
異常騒音の発生を確実に回避することができる。また、
特にドラム自体に偏荷重をもたせ、これを含めて偏荷重
のバランスをとるようにしたことにより、脱水又は脱液
前の偏荷重の許容範囲を広くすることができる。このた
め、脱水又は脱液運転時の異常振動が生じない状態に洗
濯物の再配置を行なうことが容易になり、効率的な脱水
又は脱液運転を行なうことができる。

【００５３】更に、洗濯物がドラム内部に偏在した状態
で脱水運転が行なわれるため、洗濯物がドラム中心部で
絡み合う可能性は小さくなり、洗濯物の引き裂き現象の
防止の効果も期待できる。

【００５４】本発明に係る第２の遠心脱水装置によれ
ば、判定手段によって偏荷重の大きさが所定の範囲以内
でないか又はその偏荷重の位置が所定箇所の近傍でない
と判定されたときには、位置検出手段によってドラムの
回転位置を監視しながら回転のタイミングを決定して洗
濯物を移動させるドラム回転が行なわれる。このため、
脱水又は脱液運転時の異常振動が生じないような偏荷重
の許容範囲に、容易に洗濯物を再配置することができ
る。従って、効率的な脱水又は脱液運転を行なうことが
できる。

【００５５】本発明に係る第３及び６の遠心脱水装置に
よれば、判定手段によって偏荷重の大きさが所定の範囲
以内でないか又はその偏荷重の位置が所定箇所の近傍で
ないと判定されたときには、ドラムの内部の洗濯物に作
用する遠心力が重力よりも大きい回転速度の範囲内で該
回転速度を変化させるドラム回転を行なうことによっ
て、洗濯物を移動させる。このため、脱水又は脱液運転
時の異常振動が生じないような偏荷重の許容範囲に、容
易に洗濯物を再配置することができる。従って、効率的
な脱水又は脱液運転を行なうことができる。

【００５６】本発明に係る第４の遠心脱水装置によれ
ば、偏荷重の大きさと位置とが精度良く検出されるた
め、脱水又は脱液運転時に異常振動を発生させない偏荷
重の範囲内に偏荷重が収まっているか否かを確実に判定
することができる。更には、脱水又は脱液後の偏荷重を
より小さくすることができるため、より高速の回転速度
にて脱水又は脱液運転が行なえ、次の乾燥行程の時間短
縮の効果も期待できる。

【００５７】本発明に係る第５の遠心脱水装置では、低
速度のドラム回転の状態でモータ電流に基づく偏荷重の
検出が行なわれるため、偏荷重の検出が一層精度良く行
なえる。また、たとえ１回の再配置運転で偏荷重が所望
の通りにならない場合でも、その結果を検知して、速や
かに２回目の再配置運転を行なうことができる。従っ
て、脱水又は脱液運転に要する時間が長くなることを極
力抑止し、効率的に脱水又は脱液運転を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例によるドラム式洗濯機にお
ける遠心脱水装置の電気系ブロック構成図。

【図２】 本実施例による遠心脱水装置を備えるドラム
式洗濯機の縦断面図。

【図３】 モータ電流の変動成分の一例を示す図。

【図４】 偏荷重の大きさとモータ電流の変動振幅との
関係の一例を示す図。

【図５】 ドラムへの重錘の付加の有無による偏荷重許
容範囲の相違を説明するための模式図。

【図６】 本実施例におけるドラムの回転制御の手順を
説明するためのフローチャート。

【図７】 本実施例におけるドラム内部の衣類の移動状
況を示す模式図。

【図８】 他の実施例におけるドラムの回転制御の手順
を説明するためのフローチャート。

【符号の説明】

１０…制御部 １４…回転速度制御部（回転速度制御手段） １６…偏荷重判定部（判定手段） ２０…インバータ制御回路（回転速度制御手段） ２２…モータ ２４…回転センサ（位置検出手段） ２６…モータ電流検出回路（判定手段） ５４…ドラム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 籠状のドラムの内部に衣類等の洗濯物を
   収容し、該ドラムを水平軸を中心に回転させることによ
   って該洗濯物の脱水又は洗浄用溶剤の脱液を行なう遠心
   脱水装置において、 a)それ自体が偏荷重を有する前記ドラムと、 b)該ドラムを回転駆動させるモータと、 c)該ドラムの内部に洗濯物が収容されたときに該ドラム
   自体が有する偏荷重を含めた偏荷重の大きさ及び該偏荷
   重の位置を検出し、該偏荷重の大きさが所定の範囲以内
   でありかつ該偏荷重の位置が所定箇所の近傍であるか否
   かを判定する判定手段と、 d)前記判定手段によって前記偏荷重の大きさが所定の範
   囲以内でありかつ該偏荷重の位置が所定箇所の近傍であ
   ると判定された場合には、脱水又は脱液運転を行なう回
   転速度で前記ドラムを回転させる回転速度制御手段と、
   を備えることを特徴とする遠心脱水装置。
2. 【請求項２】 前記ドラムの回転位置を検出する位置検
   出手段を更に備え、 前記回転速度制御手段は、前記偏荷重の大きさが所定の
   範囲以内でないか又は該偏荷重の位置が所定箇所の近傍
   でないと判定された場合には、前記位置検出手段によっ
   て前記ドラムの回転位置を監視しながら回転のタイミン
   グを決定し、該ドラムの内部の洗濯物に作用する遠心力
   が重力よりも小さい範囲の回転速度で該ドラムを回転さ
   せることによって所定の範囲以内の大きさの偏荷重を所
   定箇所の近傍に生じさせることを特徴とする請求項１に
   記載の遠心脱水装置。
3. 【請求項３】 前記回転速度制御手段は、前記偏荷重の
   大きさが所定の範囲以内でないか又は該偏荷重の位置が
   所定箇所の近傍でないと判定された場合には、前記ドラ
   ムの内部の洗濯物に作用する遠心力が重力よりも大きい
   回転速度の範囲内で、回転速度を変化させることによっ
   て、所定の範囲以内の大きさの偏荷重を所定箇所の近傍
   に生じさせることを特徴とする請求項１に記載の遠心脱
   水装置。
4. 【請求項４】 前記判定手段は、前記モータに流れるモ
   ータ電流の変動成分の振幅から前記偏荷重の大きさを、
   該電流の変動成分のピーク位置から該偏荷重の位置を検
   出することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の遠
   心脱水装置。
5. 【請求項５】 前記回転速度制御手段は、前記判定手段
   によって前記偏荷重の検出及び判定が行なわれるときに
   は前記ドラムの内部の洗濯物に作用する遠心力と重力と
   が均衡する回転速度よりも若干速い回転速度で該ドラム
   を回転させることを特徴とする請求項４に記載の遠心脱
   水装置。
6. 【請求項６】 前記回転速度制御手段は、回転速度を変
   化させるときには、前記ドラムの内部の洗濯物に作用す
   る遠心力と重力とが均衡する回転速度よりも若干速い回
   転速度を維持することを特徴とする請求項３に記載の遠
   心脱水装置。