JPH09140996A - 遠心脱水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱水運転時の洗濯物のアンバランスによる異
常振動を防止する。 【解決手段】 ドラム５４は重錘６０が付加されること
により偏荷重を有する。洗濯物は脱水により重量が減少
するが、重錘６０の重量は変化しないから、脱水前には
重錘６０と１８０°対向する位置の近辺に多くの洗濯物
を配置するようにして、脱水後にバランスをとる。脱水
前に、含水量の異なる洗濯物がドラム５４内部で不適当
に片寄って分散配置されると、脱水前と脱水後の偏荷重
の位置が変化してしまうため、脱水行程の始めに、含水
量の多い洗濯物が底部側に、含水量の少ない洗濯物が上
部側に移動するように揺動運転を行なう。この結果、洗
濯物の分散配置に際し、重錘６０に１８０°対向する位
置Ｌ2付近に重量減少の度合いの大きな洗濯物が集ま
る。このため脱水後にも偏荷重の位置が変化することを
回避でき、バランスがとり易くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、籠状のドラム内部
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】ドラム式遠心脱水装置は、洗浄後の衣類等
の洗濯物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一つは、洗
濯物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号公報に記載の遠心脱水装置で
は、ドラム高速回転による脱水運転を行なう前にドラム
低速回転によってドラム内部の洗濯物を均等に分散配置
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、次いでその回転速度よ
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段階の回転制御
を組み合わせることにより洗濯物の分散化を行なう。

【０００４】また、この従来技術では、洗濯物のアンバ
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、ドラムの回転速度を脱水運転を行な
うための高速回転速度にまで上昇させたときに振動監視
センサが異常振動を検知すると、そ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方法を用いても、１回
のドラム低速回転によって確実に洗濯物が均等に分散配
置されるとは限らない。ドラム低速回転による洗濯物の
分散化を試みた後にドラムを高速で回転させ、異常振動
が発生する場合には、再び低速回転による分散化を実行
しなければならない。このようにドラム低速回転による
洗濯物の分散化とドラム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場合、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洗濯物が均等
に分散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み、いわ
ゆる引き裂き現象を生じさせる場合がある。そして、こ
の状態で脱水運転を続行すると、洗濯物の破れ事故を引
き起こす可能性もある。

【０００７】本出願人は、上記問題を解決するための遠
心脱水装置を特願平７−１１３６２８号において提案し
ている。この新しい遠心脱水装置では、予めドラム自体
が偏荷重を有するべく内周壁面の一部に重錘が付加さ
れ、そのドラム自体の偏荷重を含めた偏荷重の大きさと
位置とが所定の如くなるように洗濯物が再配置される。
詳しくは後述するが、この装置によれば、洗濯物の分散
配置に際し偏荷重の許容範囲が広がるため、再配置が容
易になるという大きな効果を奏する。

【０００８】本発明は上記出願に係る遠心脱水装置を更
に改良したものであり、その目的とするところは、脱水
運転前に、脱水運転時に異常振動を発生しないような状
態に洗濯物の分散配置を迅速に行なうことにより、効率
的な脱水を行なうと共に、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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る遠心脱水装置は、籠状のドラム
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)該ドラムに収容された洗濯物及び該ドラム自体が有す
る偏荷重を合わせた偏荷重の大きさ及び位置を検出する
偏荷重検出手段と、 d)該偏荷重の大きさが所定の範囲以内であり且つ該位置
がドラム自体の偏荷重に略１８０°対向する位置の近傍
であるか否かを判定する偏荷重判定手段と、 e)脱水行程の初期段階において、ドラム自体の偏荷重が
上方に位置する状態で該ドラムを左右に所定時間、揺動
させ、次いで、該ドラム内部の洗濯物に作用する遠心力
が重力に若干勝る程度の回転速度で該ドラムを回転さ
せ、このとき前記偏荷重判定手段により偏荷重の大きさ
及び位置が前記所望のとおりであると判定された場合、
脱水又は脱液運転を行なうための回転速度で前記ドラム
を回転させるべく前記モータを制御する回転速度制御手
段と、を備えることを特徴としている。

【００１０】特に、洗濯物の分散配置を効果的に行なう
ために、前記回転速度制御手段は、洗濯物を揺動させる
に際し、左右に略９０°以上の回転角度をもって揺動さ
せる大きな揺動運転と、左右に略９０°以下の回転角度
をもって揺動させる小さな揺動運転との２段階にて前記
モータを制御することが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る遠心脱水装置におけ
るドラムは、例えば、ドラムの内周壁面の一部分に重錘
が付加されることにより偏荷重が与えられている。ドラ
ムを高速で回転させる脱水運転により、洗濯物の重量は
減少するが重錘の重量は変化しない。そこで、脱水運転
後に重錘とバランスするように、脱水運転前には重錘の
位置に１８０°対向する位置を中心に洗濯物を分散配置
させる。従って、偏荷重判定手段において偏荷重の大き
さを判定する基準である所定の範囲は、重錘の重量及
び、脱水運転による洗濯物の重量の減少度合いを勘案し
た上で、脱水運転後に許容される偏荷重の大きさ、すな
わち異常振動を生じさせない許容範囲に基づいて予め設
定されている。

【００１２】しかしながら、洗濯物は繊維の種類や編み
方等により吸水量が相違するため、種々の洗濯物が入り
交じった状態で脱水を行なうと、各洗濯物の重量減少の
相違により脱水前と脱水後ではバランスが変化する。特
に、含水量の大きく異なる洗濯物がドラム内周壁面の異
なる位置に分散配置された状態で脱水が実行されると、
偏荷重の位置が変化し、脱水前に想定したような重錘と
のバランスがとれないことが起こり得る。

【００１３】そこで、本発明に係る遠心脱水装置では、
脱水運転前に、含水量の多い洗濯物、すなわち重量減少
の度合いの大きな洗濯物を重錘に１８０°対向する位置
の近傍に集中させ、逆に、含水量の少ない洗濯物、すな
わち重量減少の度合いの小さな洗濯物をそれ以外の位置
に分散させて偏荷重のバランスをとる。このような洗濯
物の分散配置を行なうために、回転速度制御手段は、ま
ず、重錘が上方にある状態でドラムを左右に揺動する揺
動運転を行なわせる。初め、種々の洗濯物がドラム底部
に固まって積み重なっているが、揺動運転により、比重
の大きな洗濯物すなわち含水量の多い洗濯物は底部に沈
み、比重の小さな洗濯物が浮かび上がる。

【００１４】このように含水量の相違により洗濯物の分
別を行なった後に、偏荷重を判定するための回転速度に
までドラムの回転速度を上昇させる。偏荷重検出手段
は、例えば、モータを回転駆動するに際し流れるモータ
電流の変動に基づいて偏荷重の大きさ及び位置を検出
し、偏荷重判定手段はそれらが上述のように決められて
いる所望の状態になっているか否かを判定する。この偏
荷重の検出及び判定は、ドラム内部の全ての洗濯物が遠
心力によりドラム内周壁に押し付けられた状態で回転し
ているときに行ない得る。

【００１５】ドラム中心に近い位置にある洗濯物に作用
する遠心力はドラム内周壁側に位置する洗濯物に作用す
る遠心力よりも小さいから、ドラムが上記のような回転
速度に到達するまでの間に、ドラム中心に近い側にある
洗濯物が回転途中で落下し分散する。この結果、重錘に
１８０°対向する位置付近には含水量の多い洗濯物が集
中し、それ以外のドラム内周壁面には含水量の少ない洗
濯物が分散配置されることになる。すなわち、脱水前に
偏荷重を所望の範囲に収めることが容易であるばかりで
なく、洗濯物が含水量に応じて分散された状態で偏荷重
を所望の範囲に収めることができる。

【００１６】このため、高速でドラムを回転させて脱水
を行なう際に、偏荷重の位置が変化することがなくな
り、しかも、洗濯物の重量の減少度合いを事前に想定し
易くなるため、偏荷重の大きさを判定するための所定の
範囲も決め易くなる。

【００１７】上記の如き洗濯物の分散配置は、一部の洗
濯物に作用する遠心力よりも重力が勝るような回転速度
で行なわなければならず、一方、偏荷重の検出及び判定
は、いずれの洗濯物に作用する遠心力も重力に勝るよう
な回転速度で行なわなければならない。このため、偏荷
重判定において、その大きさ及び位置が所望のとおりで
ない場合には、一旦、ドラムの回転速度を落とし、再
度、揺動運転を行なった後に回転速度を上昇させる。こ
のように、洗濯物の分散化を再実行する際に要する時間
を短くするためには、偏荷重の検出及び判定を極力遅い
回転速度で行なう方が好ましく、そのために、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
速い程度の回転速度において偏荷重の検出及び判定を実
行する。

【００１８】なお、揺動運転としては、例えば、次のよ
うにすることが効果的である。まず、重錘が上方に位置
する状態から、左右方向にそれぞれ９０°乃至１２０°
程度、大きく揺動を繰り返す。このとき、揺動回数は数
回程度とし、１回の揺動に要する時間は１乃至２秒程度
の速度とする。次に、重錘が上方に位置する状態から、
左右方向にそれぞれ３０°乃至４５°程度、小さく揺動
を繰り返す。このとき、揺動回数は１０回程度とし、１
回の揺動に要する時間は０．５秒乃至それ以下の速度と
する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る遠心脱水装置の実施例を
図面を参照しつつ説明する。図１は本発明による遠心脱
水装置を搭載したドラム式洗濯機の構成を示す図であり
（ａ）は全体断面図、（ｂ）はドラム回りの構成図、図
２は図１のドラム式洗濯機の電気系ブロック構成図、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は洗濯物
の重量減少の度合いの相違によって生じる現象を説明す
るための模式図、図７は脱水行程の手順を説明するため
のフローチャート、図８は脱水行程時のドラム内部の洗
濯物の移動状況を示す模式図である。

【００２０】まず、図１に基づきドラム式洗濯機の全体
構成を説明する。ドラム式洗濯機のフレーム５０の内部
には外槽５２が配置され、外槽５２の内部には洗濯物を
収容するためのドラム５４が主軸６４に支持され設置さ
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内に供給された洗浄水がこの通水孔５
６を通してドラム５４内へ流入し、またドラム５４内で
洗濯物から脱水された水は外槽５２へ排出される。ドラ
ム５４内周壁には、回転に伴って洗濯物をかき上げるた
めのバッフル５８が互いに１２０°の間隔をもって３箇
所に設置されている。また、そのバッフル５８の内の１
箇所の内部には重錘６０が取り付けられ、この重錘６０
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。また、洗濯物は洗濯物投入口６２からドラム５４
内へ収容される。

【００２１】主軸６４は外槽５２に装着された軸受６６
によって保持され、その先端には主プーリ６８が取り付
けられている。外槽５２の下側にはドラム５４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。洗浄水及びすすぎ水は給水口７４を
介して外部から外槽５２へ供給され、給水バルブ７６に
より水量が調節される。洗浄及びすすぎ後の水は、排水
バルブ８０により開閉される排水口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。回転センサは、
主プーリ６８を挟んで外槽５２の外壁に設置された発光
部２４ａとフレーム５０の内壁に設置された受光部２４
ｂとから構成される。発光部２４ａと受光部２４ｂとの
間に位置する主プーリ６８のリング状部分には開口部６
９が設けられており、ドラム５４の１回転期間に１回の
み、発光部２４ａからの光が開口部６９を通過して受光
部２４ｂに到達する。これにより、回転センサの受光部
２４ｂは、ドラム５４の回転に同期した検出信号すなわ
ち回転マーカを生成する。

【００２２】次に、回路部８２を中心とした電気的構成
及びその動作を、図２に基づき説明する。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１
２、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。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１６３、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、インバータ制御回路２
０、回転センサ２４及びモータ電流検出回路２６が設け
られる。

【００２３】メモリ１８には洗浄、すすぎ及び脱水の各
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、例えば脱水する洗濯物の繊維の種類等を
選択した上で脱水行程の開始を指示すると、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、この運転プログラムを実行することにより脱水行
程の処理を進める。

【００２４】回転速度制御部１４は、運転プログラムに
基づいてドラム５４の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２０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、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１
４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。ドラム５４に偏荷重がある場合、モータ電流はその
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一例である。図
中、回転マーカはドラム５４の１回転の周期を示す信号
であって、上述したように回転センサ２４からの信号に
基づき得られる。図３の如く、偏荷重がある場合にモー
タ電流の変動はドラム５４の回転周期に同期する。すな
わち、モータ電流の変動の正及び負のピークは、それぞ
れ回転マーカに対しドラム１回転毎にほぼ同じ位置に現
われる。この正のピーク位置はドラム５４において偏荷
重が存在している位置を示す。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る。図４は
偏荷重の大きさとモータ電流変動の振幅値との関係を測
定した結果の一例であり、このような関係に基づき変動
振幅から偏荷重の大きさを推定することができる。な
お、モータ電流の変動要因は必ずしも偏荷重だけではな
いため、偏荷重の影響に依る変動振幅を精度良く求める
ために、モータ電流の変動成分の中からドラム５４の回
転速度近傍の周波数成分のみを抜き出すフィルタ処理を
行なうことが望ましい。

【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。すなわち、ピーク値検出
部１６１では、回転センサ２４から入力される回転マー
カの間隔毎すなわちドラム５４の１回転期間毎に、モー
タ電流の変動の正及び負のピークが検出される。検出さ
れた正及び負のピークのそれぞれの位置情報は位置判定
部１６２に、ピーク値情報は振幅算出部１６３に入力さ
れる。

【００２７】正のピーク位置が偏荷重が存在する位置で
あるから、位置判定部１６２では、回転マーカから正の
ピーク位置までの遅れ時間を検知することによりドラム
５４内周壁上での偏荷重の位置を検知する。そして、こ
の位置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場合に正レベルの信号が出力
される。ここで、所望の位置とは、重錘６０の取り付け
位置に対して１８０°対向する位置であって、この近傍
に位置検出誤差や洗濯物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。

【００２８】振幅算出部１６３では、正及び負のピーク
値からドラム５４の１回転期間毎にモータ電流の変動振
幅値が算出される。図４の如く、この振幅値は偏荷重の
大きさに対応した値であるから、振幅値を判定すること
は、すなわち偏荷重の大きさを判定することと同じ意味
をもつ。そこで、振幅判定部１６４において、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
内にある場合に正レベルの信号が出力される。ここで、
所定の範囲とは、後述するように、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。

【００２９】ＡＮＤゲート１６５では偏荷重の位置及び
大きさの判定結果の論理積が得られるから、偏荷重の大
きさが所定の範囲以内であり且つ重錘６０に略１８０°
対向する位置にある場合に、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べくモータ
２２を制御しているときに偏荷重の判定結果を受け、そ
の結果に応じて回転速度指定信号を切り替えて出力す
る。

【００３０】次に、本発明のようにドラム自体に偏荷重
を持たせたドラムを使用する場合と、従来の偏荷重を有
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１
００[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洗濯
物重量は脱水前の１／２になるものと仮定する。

【００３１】(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、ドラム中心軸に対して互いに対向す
る脱水前重量ｍ1及びｍ2を有する洗濯物のアンバランス
によって偏荷重が生じている場合、脱水運転時に異常振
動が発生しない条件は次の(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
に洗濯物の配置を行なえば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。

【００３２】(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、ドラム中心軸に対して互いに対向す
る脱水前重量ｍ1、ｍ2を有する洗濯物及び重量Ｍの重錘
６０のアンバランスによって偏荷重が生じている場合、
脱水運転時に異常振動が発生しない条件は次の(3)、(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]とすると、(3)、(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許容範囲は次の(6)式となる。 １００≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦５００ …(6)

【００３３】(iii) (i)の場合と(ii)の場合との許容範
囲の相違 (6)式を(2)式と比較すると、重錘６０を付加することに
より脱水前の偏荷重許容範囲が２倍に広がることがわか
る。従って、洗濯物の分散配置運転に際し偏荷重を許容
範囲内に収めることが容易になる。

【００３４】(iv) 偏荷重の検出精度に関する(i)と(i
i)の相違 上述のようなモータ電流の変動に基づく偏荷重検出で
は、偏荷重が小さいと検出精度は低下し、或る偏荷重以
下で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
ように洗濯物を配置し直すことは極めて困難であると言
える。

【００３５】偏荷重が３００[g]以上であるならば確実
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) Ｍ＝３００[g]であるとき、(6)、(7)式から、偏荷重を
検出することが可能であって且つ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) すなわち、重錘６０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移動することができる。

【００３６】以上の説明のように、重錘６０を付加しド
ラム５４自体に予め偏荷重をもたせることにより次の２
つの効果を奏する。 1）洗濯物の分散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。すな
わち、洗濯物の分散配置運転が容易になる。 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、検出見逃しに起因する脱水運
転時の異常振動の発生を回避できる。

【００３７】なお、上記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り脱水前
の偏荷重許容範囲を変えることができる。一般に、脱水
後の偏荷重をＰ[g]以下にする場合、脱水前の偏荷重許
容範囲は次の(9)式となる。 Ｍ−２Ｐ≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦Ｍ＋２Ｐ …(9) 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
且つ異常振動を発生しない脱水前の偏荷重許容範囲は、
Ｑ≧Ｍ−２Ｐの条件の下に次の(10)式となる。 Ｑ≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦Ｍ＋２Ｐ …(10) 但し、(Ｍ＋Ｑ)[g]よりも軽い重量の洗濯物をドラム内
に収容したときには(10)式は満たされない。従って、
(Ｍ＋Ｑ)[g]が洗濯物投入重量の最小条件となる。

【００３８】ところで、上記説明では脱水により洗濯物
の重量が１／２になると仮定したが、洗濯物の吸水量は
その洗濯物の繊維の種類や編み方、織り方等によってか
なり相違するため、脱水による洗濯物重量の減少度合い
も大きく異なる。重量の減少度合いが異なる洗濯物が入
り交じって存在する場合、これらの洗濯物を分散配置す
る際に生じる現象を図６を用いて説明する。

【００３９】まず、重錘６０の重量が４００[g]であっ
て、水を含んだ重量１．４[kg]の洗濯物がドラム５４内
部に収容され、全ての洗濯物が脱水運転により重量が１
／２になる場合を想定する。脱水運転前に、ドラム５４
内周壁の位置Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3及びＬ4にそれぞれ０[g]、
８００[g]、３００[g]及び３００[g]の重量配分となる
ように洗濯物が分散配置されていれば、４００[g]の大
きさの偏荷重が位置Ｌ2の近傍にあることになる（図６
（ａ）参照）。この場合、脱水運転により各洗濯物の重
量は均等に１／２に減少し、位置Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3及びＬ4
にそれぞれ０[g]、４００[g]、１５０[g]及び１５０[g]
の重量の洗濯物が残ることになるから、重錘６０と完全
にバランスがとれて偏荷重は存在しない（図６（ｂ）参
照）。

【００４０】次に、同じく、水を含んだ重量１．４[kg]
の洗濯物がドラム５４内部に収容され、位置Ｌ1、Ｌ2、
Ｌ3及びＬ4にそれぞれ０[g]、８００[g]、３００[g]及
び３００[g]の重量配分となるように洗濯物が分散配置
されたものとする。しかしながら、各洗濯物の含水量の
相違により、脱水運転によって位置Ｌ2、Ｌ3及びＬ4の
洗濯物の重量はそれぞれ１／２、１／３及び２／３に減
少するものとする。この場合、脱水運転後に、位置Ｌ
1、Ｌ2、Ｌ3及びＬ4における洗濯物の重量はそれぞれ０
[g]、４００[g]、１００[g]及び２００[g]に変化するか
ら、１００[g]の偏荷重が位置Ｌ4に存在することにな
る。すなわち、偏荷重の判定時には同一の分散配置状態
であっても、脱水運転後には偏荷重の大きさのみならず
その位置も変化してしまうことが起こる。

【００４１】上記現象は重量の減少度合いの異なる洗濯
物が、ドラム５４内部で不定に分散配置されることに起
因している。そこで、例えば位置Ｌ2には重量減少の大
きな洗濯物が集中して配置され、位置Ｌ3及びＬ4には重
量減少の小さな洗濯物が分散配置されれば、偏荷重の位
置のずれを解消することができる。そのために、本発明
に係る遠心脱水装置では、洗濯物をドラム内部で分散配
置するに先立って含水量の違いにより分別し、含水量の
多い洗濯物を重錘に１８０°対向する位置に集中させた
状態で偏荷重のバランスがとれるように分散配置する。

【００４２】以下、図７のフローチャートに沿って脱水
行程の制御手順を具体的に説明する。なお、ここで、重
錘の重量は３００[g]、脱水後に許容される偏荷重は１
００[g]以内であると仮定するが、この条件を適当に変
更できることは上記説明から明らかである。

【００４３】脱水行程が開始される直前、ドラム５４内
部の洗濯物は図８（ａ）に示すように底部に積み重なっ
た状態にある。まず、この洗濯物を含水量に応じて分別
するために揺動運転を行なう（ステップＳ１０）。すな
わち、回転速度制御部１４は、以下のような揺動運転を
行なうべく回転速度指定信号を出力し、インバータ制御
回路２０はこれに応じた駆動電圧をモータ２２に印加す
る。

【００４４】重錘６０がほぼ真上に位置した停止状態か
ら、左右方向にそれぞれ９０°〜１２０°程度大きく揺
動を繰り返す。揺動回数は数回程度とし、１回の揺動に
要する時間が１〜２秒程度となるような速度とする。こ
のとき、ドラム５４内部の洗濯物はバッフル５８を乗り
越えて左右に移動する（図８（ｂ）参照）。次いで、重
錘６０がほぼ真上に位置した状態から、左右方向にそれ
ぞれ３０°〜４５°程度小さく揺動を繰り返す。揺動回
数は１０回程度とし、１回の揺動に要する時間が０．５
秒乃至それ以下となるような速度とする。このとき、ド
ラム５４内部の洗濯物は、下方に位置する２個のバッフ
ル５８間で細かく移動する。この２段階の揺動運転によ
り、洗濯物の中で含水量が多く比重の重い物は底部に沈
み含水量が少なく比重の軽い物は上方に浮かび上がる。
すなわち、含水量の相違により、上下方向に洗濯物が分
別される。

【００４５】次に、洗濯物を分散させるために、重錘６
０がほぼ真上に位置する状態からドラム５４の回転を速
め、最終的に回転速度が偏荷重判定のための低速回転速
度Ｎ1になるようにする（ステップＳ１１）。すなわ
ち、回転速度制御部１４は、回転速度指定信号の指定値
を段階的に低速回転速度Ｎ1に応じた値とするまで大き
くしてゆき、インバータ制御回路２０はこれに応じた駆
動電圧をモータ２２に印加する。低速回転速度Ｎ1は、
ドラム５４内部の洗濯物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、換言すれば、洗
濯物がドラム５４内周壁面に押し付けられた状態で回転
し得る範囲において極力遅い回転速度とされ、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Ｎ1は５０[rpm]程
度、ドラム径が９１０[mm]のときには低速回転速度Ｎ1
は８６[rpm]程度とされる。

【００４６】各洗濯物に作用する遠心力はドラム５４の
中心軸からの距離が短いほど小さいから、回転速度が低
速回転速度Ｎ1よりも遅い範囲において、始めにドラム
５４の中心に近い側に位置していた比重の軽い洗濯物に
作用する遠心力よりは重力の方が勝り、ドラム５４内周
壁側に位置していた洗濯物に作用する遠心力は重力に勝
るような回転速度が存在する。すなわち、このような回
転速度では、比重の軽い洗濯物は回転途中で落下等によ
り移動するから（図８（ｃ）参照）、結局、重錘６０に
１８０°対向する位置Ｌ2周辺には比重の重い洗濯物が
残り、その他のドラム５４内周壁面には比重の軽い洗濯
物が分散する。

【００４７】低速回転速度Ｎ1までドラム５４の回転速
度を上昇させるに際し、具体的には例えば次のような条
件によれば洗濯物を適当に分散することができる。洗濯
物の総重量が６[kg]、ドラム径が９１０[mm]、低速回転
速度Ｎ1が８６[rpm]である場合、ドラム５４が停止した
状態から低速回転速度Ｎ1に達するに要する時間が１．
２〜２．４秒となるべく、加速度を１．２〜２．４[πr
ad/ｓ²]に設定する。加速度が大き過ぎる場合、洗濯物
は分散されずに位置Ｌ2近傍に固まったままとなり、し
かも、急な加速によって洗濯物全体が回転方向の後方
（図８（ｃ）における位置Ｌ4側）にずれ,適正なバラン
スがとれなくなる。一方、加速度が小さ過ぎる場合、洗
濯物は分散されるが、ドラム５４内周壁面に押し付けら
れた洗濯物に作用する遠心力と重力とが均衡する回転速
度よりも若干低い回転速度において、位置Ｌ2付近にあ
る洗濯物が重力の影響で前方（図８（ｃ）における位置
Ｌ3側）にずれてしまい、同様に適正なバランスがとれ
なくなる。

【００４８】ドラム５４の回転速度が低速回転速度Ｎ1
に達したとき、全ての洗濯物が遠心力によりドラム５４
内周壁面に押し付けられた状態で回転する（（図８
（ｄ）参照）。このとき、前述の如く、偏荷重判定部１
６で偏荷重の大きさ及び位置が判定される。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及び位置が検出され、偏
荷重の大きさが３００〜５００[g]の範囲内であり、且
つ位置が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Ｓ１２）。

【００４９】偏荷重がこの条件を満たしている場合、ス
テップはＳ１２からＳ１３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、ドラム５４の回
転速度が中速回転速度Ｎ2となるような回転速度指定信
号を出力し、インバータ制御回路２０はこれに応じた駆
動電圧をモータ２２に印加する。ここで、例えば中速回
転速度Ｎ2は５００[rpm]程度とされる。中速回転速度Ｎ
2で所定時間、ドラム５４が回転されることにより、粗
絞りが行なわれる。

【００５０】ステップＳ１２において、偏荷重の大きさ
が所定範囲以内でないか又は位置が位置Ｌ2の近傍でな
いと判定された場合、ステップＳ１０へ戻り、ドラム５
４はほぼ停止する回転速度にまで落とされた後、再度、
揺動運転が行なわれる。

【００５１】中速脱水回転の後、ステップはＳ１４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、ドラム５４の回転速度が高速回転速度Ｎ3
となるような回転速度信号を出力し、インバータ制御回
路２０はこれに応じた駆動電圧をモータ２２に印加す
る。この高速回転速度Ｎ3は、洗濯物の繊維の種類等に
合わせた値であることが好ましいから、一般的には、作
業者によって指定された脱水モードに応じた値とされ
る。標準的には、例えば７００[rpm]程度とされる。高
速回転速度Ｎ3で所定時間、ドラム５４が回転されるこ
とにより完全な脱水が行なわれ、脱水行程が終了する。

【００５２】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するドライ
クリーナに適用できることは明らかである。

【００５３】更に、ドラム内の洗濯物の偏在を検知する
方法として、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ても良い。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明に係る遠心
脱水装置によれば、脱水又は脱液前の偏荷重の許容範囲
が広くなり、更に、その許容範囲の条件が容易に満たさ
れるように洗濯物が分散配置される。このため、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
することができと共に、脱水又は脱液時間が長引くこと
を防止し効率的な脱水又は脱液運転を行なうことができ
る。また、特に本発明によれば、吸水又は吸液の度合い
の異なる様々な種類の洗濯物が混在していても、それら
を分別して分散配置することができるため、脱水又は脱
液後の偏荷重の位置がずれることを防止でき、脱水運転
時にバランスをとることが一層容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る遠心脱水装置を搭載するドラム
式洗濯機の構成を示す全体断面図（ａ）及びドラム回り
の構成図（ｂ）。

【図２】 図１のドラム式洗濯機の電気系ブロック構成
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】 洗濯物の重量減少の度合いの相違によって生
じる現象を説明するための模式図。

【図７】 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８】 ドラム内部の洗濯物の移動状況を示す模式
図。

【符号の説明】

１０…制御部 １２…中央制御部 １４…回転速度制御部 １６…偏荷重判定部 １６１…ピーク値検出部 １６２…位置判定部 １６３…振幅算出部 １６４…振幅判定部 １６５…ＡＮＤゲート ２０…インバータ制御回路 ２２…モータ ２４…回転センサ ２６…モータ電流検出回路 ５４…ドラム ５８…バッフル ６０…重錘

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 籠状のドラム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)該ドラムに収容された洗濯物及び該ドラム自体が有す
   る偏荷重を合わせた偏荷重の大きさ及び位置を検出する
   偏荷重検出手段と、 d)該偏荷重の大きさが所定の範囲以内であり且つ該位置
   がドラム自体の偏荷重に略１８０°対向する位置の近傍
   であるか否かを判定する偏荷重判定手段と、 e)脱水行程の初期段階において、ドラム自体の偏荷重が
   上方に位置する状態で該ドラムを左右に所定時間、揺動
   させ、次いで、該ドラム内部の洗濯物に作用する遠心力
   が重力に若干勝る程度の回転速度で該ドラムを回転さ
   せ、このとき前記偏荷重判定手段により偏荷重の大きさ
   及び位置が前記所望のとおりであると判定された場合、
   脱水又は脱液運転を行なうための回転速度で前記ドラム
   を回転させるべく前記モータを制御する回転速度制御手
   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】 前記回転速度制御手段は、洗濯物を揺動
   させるに際し、左右に略９０°以上の回転角度をもって
   揺動させる大きな揺動運転と、左右に略９０°以下の回
   転角度をもって揺動させる小さな揺動運転とを引き続き
   行なうべく前記モータを制御することを特徴とする請求
   項１に記載の遠心脱水装置。