CN102144061B - 洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种洗衣机，在该洗衣机中，从壳体(5)上部悬挂收纳筒(2)的弹性悬挂部(3)从相对于滚筒(1)的旋转轴线对称的位置悬挂收纳筒(2)，检测收纳筒(2)的振动的振动检测部(11)检测收纳筒(2)前后方向的振动，转速控制部(13)使电动机(6)的转速随着由频率成分计算部(12)所算出的前后方向的振动的频率成分的大小而变化，由此能够高精度地检测衣物的状态地控制滚筒(1)的转速，从而能提高洗衣机的清洗性能。

Description

洗衣机

技术领域

本发明涉及一种在被弹性支承的收纳筒内具有能旋转的滚筒、在该滚筒内进行被洗涤物的清洗、漂洗和脱水或干燥的滚筒式洗衣机。

背景技术

以往，在这样的滚筒式的洗衣机中，利用脱水时的失衡检测控制、清洗时的被洗涤物移动量检测控制等测量、推断洗涤运转时的滚筒的状态、被洗涤物在滚筒内的状态。通过利用其结果使滚筒的转速变化，来控制脱水时的失衡或控制清洗时的被洗涤物的移动量等，适当地改善洗涤状况。

例如在专利文献1中，在滚筒的收纳筒上安装有半导体加速度传感器，如图6所示，根据加速度传感器输出的变化量61和电动机的转矩电流成分的变化量62推断洗涤衣物(被洗涤物)的状态。根据所推断的洗涤衣物的状态，利用控制部63改变用于使滚筒旋转的电动机的转速。

可是，在这样的以往的洗衣机的结构中，为了把握洗涤衣物的状态、实施清洗特性优异的洗涤而适当地控制滚筒的转速是困难的。即，施加于收纳筒的振动有各种振动成分，仅利用加速度传感器的输出值的变化量难以准确地把握衣物的状态。例如除了衣物的状态以外，还想像到由电动机本身引起的振动、壳体的振动施加于收纳筒的情况。而且，由于衣物的数量、重量、材质不同而收纳筒的振动也不同，仅利用加速度传感器的输出值的大小变化难以高精度地把握洗涤衣物的状态。

此外，利用显示电动机的转矩成分的电流值把握洗涤衣物的状态也同样。例如，在洗涤时水量多、衣物为化纤等分量轻的情况下，也存在以下的情况，即，无法判断设于滚筒内的突起体的衣物上推移动量和电动机转矩之间的相互关系。因此，有时难以根据电动机的转矩电流成分准确地推断洗涤衣物的状态。

专利文献1：日本特开2006-346270号公报

发明内容

本发明提供一种通过高精度地把握洗涤状况、以最适合洗涤的转速使滚筒旋转而清洗性能优异的洗衣机。

本发明的洗衣机包括：滚筒，其收容被洗涤物地进行旋转；收纳筒，其用于收容滚筒；弹性悬挂部，其用于从壳体上部悬挂收纳筒；隔振减震器，其用于从壳体下部支承收纳筒；电动机，其用于使滚筒旋转。本发明的洗衣机还包括：振动检测部，其用于检测收纳筒的振动；频率成分计算部，其用于计算由振动检测部检测到的振动的频率成分；转速控制部，其用于使电动机的转速随着由频率成分计算部计算出的频率成分的大小而变化。而且，弹性悬挂部从相对于滚筒的旋转轴线对称的位置悬挂收纳筒，振动检测部检测收纳筒的前后方向的振动。而且，转速控制部使电动机的转速随着计算出的前后方向的振动的频率成分的大小而变化。

此外，本发明的洗衣机包括：滚筒，其收容被洗涤物地进行旋转；收纳筒，其用于收容滚筒；弹性悬挂部，其用于从壳体上部悬挂收纳筒；隔振减震器，其用于从壳体下部支承收纳筒；电动机，其用于使滚筒旋转。本发明的洗衣机还包括：振动检测部，其用于检测收纳筒的振动；频率成分计算部，其用于计算由振动检测部检测到的振动的频率成分；转速控制部，其用于使电动机的转速随着由频率成分计算部计算出的频率成分的大小而变化。而且，弹性悬挂部从滚筒的旋转轴线上的位置悬挂收纳筒，振动检测部检测收纳筒的左右方向的振动。而且，转速控制部使电动机的转速随着计算出的左右方向的振动的上述频率成分的大小而变化。

采用该结构，根据收纳筒的被支承于壳体上的支承位置的不同来决定收纳筒因被洗涤物的动作而产生的振动的振动成分的方向。即，决定频率成分计算部算出计算值所用的振动成分的方向。由此，能够高精度地把握被洗涤物在滚筒内的移动，进行适合于洗涤衣物的滚筒旋转控制，提高清洗性能。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的洗衣机的侧视概略结构图。

图2是表示本发明的实施方式1的洗衣机的支承构造的俯视概略图。

图3A是表示根据本发明的实施方式1的洗衣机的收纳筒的振动求出的前后方向成分解析结果的曲线图。

图3B是表示根据本发明的实施方式1的洗衣机的收纳筒的振动求出的左右方向成分解析结果的曲线图。

图3C是表示根据本发明的实施方式1的洗衣机的收纳筒的振动求出的上下方向成分解析结果的曲线图。

图4是本发明的实施方式1的洗衣机的滚筒内部的洗涤状态的说明图。

图5是表示本发明的实施方式2的洗衣机的支承构造的俯视概略图。

图6是说明以往的洗衣机的电动机转速的控制的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边说明本发明的实施方式，但是本发明不限定于这些实施方式。

实施方式1

基于图1说明本发明的实施方式1。图1是本实施方式1的洗衣机的侧视概略结构图。

如图1所示，本实施方式的洗衣机的内置有旋转自如的滚筒1的收纳筒2利用弹性悬挂部3和隔振减震器4支承在壳体5中。在收纳筒2的底部固定有电动机6，该电动机6借助带7使滚筒1以规定的转速旋转。

作为自设于洗衣机的正面的衣物投入/取出口8投入到滚筒1内的被洗涤物的洗涤衣物9与滚筒1一起旋转，被设于滚筒1内的突起体10举起，从上部朝向底部落下。利用该撞击底部时的动能提高清洗效果。利用振动检测部11检测收纳筒2的由于洗涤衣物9的动作而产生的振动，将检测结果传送到频率成分计算部12。之后，将由频率成分计算部12计算出的值向转速控制部13传送，利用转速控制部13修正控制电动机6，使电动机6的转速实现适当的捶洗。

在这里，优选隔振减震器4的支承位置安装在将滚筒1和收纳筒2合起来考虑的状态下的重心点的大致铅垂线或铅垂线上。这是因为，洗涤衣物9从滚筒1的上部落下时底部的振动大，并且连续地接受冲击，所以通过使收纳筒2的底部稳定，来使由振动检测部11检测的信号中不包含洗涤衣物9的动作以外的晃动成分。另外，本实施方式的振动检测部11由加速度传感器构成，作为加速度传感器，可以是半导体加速度传感器或压电型加速度传感器等任何一种。

图2表示本实施方式的支承构造的俯视概略图的一个例子。在图2中，重心点14表示将滚筒1和收纳筒2合起来考虑的状态下的重心。收纳筒2在两处支承点15由弹性悬挂部3支承。中心轴线16表示滚筒1的旋转轴线。

即，在本实施方式中，弹性悬挂部3从相对于滚筒1的中心轴线16对称的位置悬挂收纳筒2。更加详细而言，弹性悬挂部3自以下的位置悬挂收纳筒2，该位置是包括在将滚筒1和收纳筒2合起来考虑的状态下的重心点14在内的平面上的位置，且是相对于包括滚筒1的中心轴线16并沿铅垂方向延伸的平面对称的位置。

如本实施方式那样，在连接壳体5的上部和收纳筒2的弹性悬挂部3被支承在以中心轴线16上的重心点14为中心而大致对称位置或对称位置的情况下，成为取得平衡的悬挂状态。因此，与滚筒1内部的洗涤衣物9的动作相应地产生周期性的振动。利用振动检测部11检测该振动，并将其结果传送到图1所示的频率成分计算部12。在这里，振动检测部11检测收纳筒2的上下、左右、前后中的至少一个振动成分，所检测到的方向的加速度作为信号值被传送到频率成分计算部12，之后被用作朝向转速控制部13的输出。

在频率成分计算部12中，由被传送来的加速度值进行离散傅立叶变换(DFT)或快速傅立叶变换(FFT)，计算频率成分的大小(傅立叶振幅谱、功率谱)。利用转速控制部13，能够根据由频率成分计算部12计算出的特定的频率成分的大小、频率成分之和的大小，使滚筒的转速增减，提高被洗涤物的清洗性能。

在这里，在如图2所示那样的支承构造的情况下，来自具有特定周期的收纳筒2的振动在左右方向上被弹性悬挂部3缓和，在上下方向上被隔振减震器4缓和，该特定周期是在洗涤衣物9的动作处于洗涤时具有去污效果的捶洗状态时产生的。因此，无法把握其准确的频率成分。因此，在该情况下，前后方向的振动最没有被缓和地反映出在滚筒1内部运动着的洗涤衣物9的动作。因此，在本实施方式中，振动检测部11的加速度传感器安装只能检测前后方向的加速度传感器就足够，但也可以是能检测3轴(前后、左右、上下)方向的振动，而仅采用3轴方向中的前后方向的振动的结构。

在图3A～图3C中表示将振动分解成各方向成分时的解析结果，该振动为如图2所示的本实施方式那样在连接壳体5上部和收纳筒2的弹性悬挂部3被支承在以中心轴线16上的重心点14为中心而对称的位置的状态下来自收纳筒2的振动。在图3A～图3C中，以滚筒1的转速为45rpm，洗涤衣物9的重量为2.0kg，进行了清洗评价。图3A是表示根据收纳筒2的振动求出的前后方向成分的解析结果的曲线图，图3B是表示根据收纳筒2的振动求出的左右方向成分的解析结果的曲线图，图3C是表示根据收纳筒2的振动求出的上下方向的解析成分的解析结果的曲线图。

此外，用图4说明用于为了提高清洗性能而控制转速的指标的频率峰值。图4中的圆表示滚筒1的开口部，底面以0°表示，上部以180°表示。关于90°和270°所示的位置，因为滚筒的旋转能够反转，所以理解为左右反转的位置都没有问题。现在，为了提高清洗性能，优选利用突起体10(参照图1)举起洗涤衣物9并使该洗涤衣物9从上部落下的捶洗(轨迹b)。洗涤衣物9贴附于滚筒1而动作的情况(轨迹c)、洗涤衣物9在滚筒1的底部滚动旋转的情况(轨迹a)不适合提高清洗性能。

在图4中的从90°到180°之间落下而碰撞下部的滚筒1的壁面最适合提高清洗性能。因此，在本实施方式中，检测与滚筒1的转速不同的转速所对应的频率成分，根据其大小控制滚筒1的转速。具体而言，在本实施方式的洗衣机中，检测以下范围内的转速的频率成分的较大变化，该范围为从由突起体10的数量加上1得到的数值乘以滚筒1的转速而得到的转速、到由突起体10的数量减去1得到的数值乘以滚筒1的转速而得到的转速的范围。在本实施方式中，滚筒1的转速设为45rpm，突起体10设为3个。因此，主要以频率为45×2/60＝1.5Hz到45×4/60＝3.0Hz之间的振幅成分(振幅谱)为控制转速所需的计算值。

由图3A～图3C的结果也可知，在前后方向(图3A)以外的左右方向(图3B)、上下方向(图3C)的结果中，从整体来看在上述频率范围(1.5Hz～3.0Hz)以外的区域也观测到很多个峰值。即，根据左右方向、上下方向的频率解析结果，因洗涤衣物9的有特征性的动作而引起的频率成分的变化混入多个峰值之间而无法观测。因此，难以根据上述那样的频率的图形把握衣物的状态，并控制基于其结果的滚筒1的转速。但是，根据前后方向的频率解析的结果，能观测到频率成分的较大变化。因此，能基于其结果容易地控制滚筒1的转速。

如上述说明那样，图3A～图3C所示的、在洗涤衣物9为92.0kg、滚筒转速为45rpm的洗涤条件下的能够捶洗衣物的条件是频率为1.5Hz～3.0Hz。频率小于1.5Hz时洗涤衣物9成为在底部滚动地旋转的状态，频率大于3.0Hz时洗涤衣物9成为贴附于滚筒1的状态。

在这里，针对每个振动方向的成分，算出各频率区域中的每隔特定频率间隔(例如0.15Hz)的峰值的总计与在整个频率区域上的每隔特定频率间隔(例如同样为0.15Hz)的峰值的总计的比率。其结果，振动方向为前后方向的情况，捶洗状态为48％、滚动状态为16％、贴附状态为36％。振动方向为左右方向的情况，捶洗状态为35％、滚动状态为33％、贴附状态为32％。振动方向为上下方向的情况，捶洗状态为36％，滚动状态为39％，贴附状态为25％。

从该结果也能判断出前后方向的振动成分最大程度地反映捶洗状态的信号，明显地区别于其他区域的信号。因此，能够进一步判断出，即使在该值经时变动的情况下，前后方向的振动成分也与在滚筒内衣物动作的变动相对应。

在本实施方式的滚筒1的转速的控制中，进行控制使得像上述那样因捶洗而引起的频率成分的振幅谱变大。在大于因捶洗而引起的频率成分区域(例如滚筒转速为45rpm的情况下是1.5Hz～3.0Hz)的频率(即大于3.0Hz的频率区域)的成分多的情况下，滚筒的转速快，洗涤衣物9不会从滚筒1上部落下，而是贴附于滚筒1壁面地旋转。因此，预测施加于滚筒1的振动的频率变小。因此，进行控制使得滚筒1的转速变慢，使洗涤衣物9自滚筒1壁面落下。

相反地，在小于因捶洗而引起的频率成分区域的频率(即小于1.5Hz的频率区域)成分多的情况下，滚筒1的转速慢，无法利用突起体10克服湿润状态的洗涤衣物9的重量而充分地举起该湿润状态的洗涤衣物9，洗涤衣物9在滚筒1的底部与滚筒1的旋转相应地滚动地旋转。因此，预测在短时间内对滚筒1施加多次振动。因此，进行控制以提高滚筒1的转速，使洗涤衣物9能随着滚筒1的动作一起被突起体10充分地举起。

通过这样地控制滚筒1的转速，使洗涤衣物9从高的位置落下，能够实现提高清洗性能的捶洗。

如以上说明那样，本实施方式的洗衣机包括：滚筒1，其收容被洗涤物地进行旋转；收纳筒2，其用于收容滚筒1；弹性悬挂部3，其用于从壳体5上部悬挂收纳筒2；隔振减震器4，其用于从壳体5下部支承收纳筒2；电动机6，其用于使滚筒1旋转；振动检测部11，其用于检测收纳筒2的振动；频率成分计算部12，其用于计算由振动检测部11检测到的振动的频率成分；转速控制部13，其用于使电动机6的转速随着由频率成分计算部12计算出的频率成分的大小而变化，弹性悬挂部3从相对于滚筒1的旋转轴线16对称的位置悬挂收纳筒2，振动检测部11检测收纳筒2的前后方向的振动，转速控制部13具有使电动机6的转速随着计算出的前后方向的振动的频率成分的大小而变化的结构。

根据该结构，衣物随着滚筒1的旋转而旋转，在衣物被举起并从上方落下时碰撞下部的滚筒而产生振动。弹性悬挂部3从相对于收纳筒2的旋转轴线16对称的位置悬挂收纳筒2。因此，收纳筒的左右方向的动作被弹性悬挂部3的弹力缓和，成为与衣物的动作无关的振动。此外，收纳筒2的上下方向的动作也同样地被隔振减震器4的弹力、阻尼力缓和。但是，收纳筒2的前后方向的振动没有被弹性悬挂部3和隔振减震器4缓冲，被充分地检测出。

由此，能够高精度地把握与衣物的在滚筒1内的动作联动的收纳筒2的振动。因此，能得到如下的洗衣机：在洗涤时最佳的捶洗不充分的状态、衣物在贴附于滚筒的状态下旋转的情况下，通过控制转速，维持洗涤时最佳的捶洗状态，清洗性能优异。

实施方式2

接着，说明本发明的实施方式2。图5表示本发明的实施方式2的支承构造的俯视概略图。对于与实施方式1相同的结构用相同的附图标记，省略说明。

在本实施方式中，与实施方式1不同，如图5所示，连接壳体5的上部和收纳筒2的弹性悬挂部3被支承在包括重心点14在内的大致中心轴线16上或被支承在中心轴线16上的支承点15处。在该情况下，与支承收纳筒2的下部的隔振减震器4一起起作用而成为取得了平衡的悬挂状态。因此，与滚筒1的内部的洗涤衣物9的动作相应地产生周期性的振动。洗衣机的其他的结构与实施方式1相同。

利用振动检测部11检测该振动，并将其结果传送到图1所示的频率成分计算部12。在这里，振动检测部11检测收纳筒2的上下、左右、前后中的至少一个振动成分，所检测到的方向的加速度作为信号值被传送到频率成分计算部12，之后被用作朝向转速控制部13的输出。在频率成分计算部12中，由被传送来的加速度值进行离散傅立叶变换(DFT)或快速傅立叶变换(FFT)，计算频率成分的大小(傅立叶振幅谱、功率谱)。利用转速控制部13，能够根据所计算出的特定的频率成分的大小、频率成分之和的大小，使滚筒的转速增减，提高被洗涤衣物9的清洗性能。

在本实施方式中，如图5所示，弹性悬挂部3从滚筒1的旋转轴线16上的位置悬挂收纳筒2。更加详细而言，弹性悬挂部3从包括滚筒1的旋转轴线16且沿铅垂方向延伸的平面的位置悬挂收纳筒2。在这里，弹性悬挂部3的支承部位数既可以是如图5所示的1个，也可以是位于上述平面的前后方向的两个，对支承位置的数量没有特别限定。

在这里，在如图5所示那样的本实施方式的支承构造的情况下，来自具有特定周期的收纳筒2的振动在前后方向上被弹性悬挂部3缓和，在上下方向上被隔振减震器4缓和，该特定周期是在洗涤衣物9的动作处于具有去污效果的捶洗状态时产生的。因此，在该情况下，左右方向的振动未被缓和地反映出在滚筒1内部运动着的洗涤衣物9的动作。因此，在本实施方式中，振动检测部11的加速度传感器安装只能检测左右方向的加速度传感器就足够，但也可以是能检测3轴(前后、左右、上下)方向的振动，而仅采用3轴方向中的左右方向的振动的结构。

此外，在洗涤时，即使在洗涤衣物9随着滚筒1旋转，而从上部落下撞击滚筒或滚动地旋转那样的情况下，相对于滚筒1的中心轴线16而言，实际上铅垂方向和左右方向这两个方向上的振动也相对地比前后方向上的振动大。由此，在该情况下，检测左右方向的振动有利于把握洗涤衣物9在滚筒1内的动作。因此，在支承构造为如图5所示那样的方式的情况下，通过用收纳筒2的左右方向的振动成分与实施方式1相同地控制滚筒的转速，能提高清洗性能。

即，在大于因捶洗而引起的频率成分区域的频率成分多的情况下，进行控制使得滚筒1的转速变慢，使洗涤衣物9自滚筒1壁面落下。

相反地，在小于因捶洗而引起的频率成分区域的频率成分多的情况下，进行控制以提高滚筒1的转速，使洗涤衣物9能随着滚筒1的动作而被突起体10充分地举起。

通过这样地控制滚筒1的转速，使洗涤衣物9从较高的位置落下，能够实现清洗性能增强的捶洗。

如以上说明那样，本实施方式的洗衣机包括：滚筒1，其收容被洗涤物地进行旋转；收纳筒2，其用于收容滚筒1；弹性悬挂部3，其用于从壳体5上部悬挂收纳筒2；隔振减震器4，其用于从壳体5下部支承收纳筒2；电动机6，其用于使滚筒1旋转；振动检测部11，其用于检测收纳筒2的振动；频率成分计算部12，其用于计算由振动检测部11检测到的振动的频率成分；转速控制部13，其用于使电动机6的转速随着由频率成分计算部12计算出的频率成分的大小而变化，弹性悬挂部3从滚筒1的旋转轴线16上的位置悬挂收纳筒2，振动检测部11检测收纳筒2的左右方向的振动，转速控制部13具有使电动机6的转速随着计算出的左右方向的振动的频率成分的大小而变化的结构。

根据该结构，衣物随着滚筒1的旋转而旋转，在衣物被举起并从上方落下时碰撞下部的滚筒1而产生振动。弹性悬挂部3从收纳筒2的旋转轴线16上的位置悬挂收纳筒2。因此，收纳筒2的前后方向的动作被弹性悬挂部3的弹力缓和，成为与衣物的动作无关的振动。此外，收纳筒2的上下方向的动作也同样地被隔振减震器4的弹力、阻尼力缓和。但是，收纳筒2的左右方向的振动没有被弹性悬挂部3和隔振减震器4缓冲，能被充分地检测出。

由此，能够高精度地把握与在滚筒1内的衣物的动作联动的收纳筒2的振动。因此，能得到如下的洗衣机：在洗涤时最佳的捶洗不充分的状态、衣物在贴附于滚筒1的状态下旋转的情况下，通过控制转速，维持洗涤时最佳的捶洗状态，清洗性能优异。

如上所述，本发明根据收纳筒的被支承于壳体上的支承位置的不同来决定因被洗涤物的动作而产生的收纳筒的振动的振动成分的方向。即，决定频率成分计算部算出计算值所用的振动成分的方向。由此，能够高精度地把握被洗涤物在滚筒内的移动，进行适合于洗涤衣物的滚筒旋转控制，提高清洗性能。

工业上的可利用性

如以上所述，本发明的洗衣机能进行与衣物的洗涤状况相应的最佳的滚筒转速控制，提高清洗性能。本发明不只能够应用于家庭用的洗衣机，还能够广泛地应用于洗涤干燥机、商业用的洗衣机等。

附图标记说明

1、滚筒；2、收纳筒；3、弹性悬挂部；4、隔振减震器；5、壳体；6、电动机；7、带；8、衣物投入/取出口；9、洗涤衣物(被洗涤物)；10、突起体；11、振动检测部；12、频率成分计算部；13、转速控制部；14、重心点；15、支承点；16、中心轴线(旋转轴线)。

Claims (4)

1.一种洗衣机，其特征在于，

包括：滚筒，其收容被洗涤物地进行旋转；

收纳筒，其用于收容上述滚筒；

弹性悬挂部，其用于从壳体上部悬挂上述收纳筒；

隔振减震器，其用于从上述壳体下部支承上述收纳筒；

电动机，其用于使上述滚筒旋转；

振动检测部，其用于检测上述收纳筒的振动；

转速控制部，其用于使上述电动机的转速变化，

上述弹性悬挂部从相对于上述滚筒的旋转轴线对称的位置悬挂上述收纳筒，

上述振动检测部检测上述收纳筒的前后方向的振动，上述转速控制部使上述电动机的转速随着上述前后方向的振动而变化，来进行捶洗。

2.根据权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，

上述弹性悬挂部自以下的位置悬挂上述收纳筒，该位置是包括在使上述滚筒和上述收纳筒合起来考虑的状态下的重心点在内的平面上的位置，且是相对于包括上述滚筒的旋转轴线并沿铅垂方向延伸的平面对称的位置。

3.一种洗衣机，其特征在于，

包括：滚筒，其收容被洗涤物地进行旋转；

收纳筒，其用于收容上述滚筒；

弹性悬挂部，其用于从壳体上部悬挂上述收纳筒；

隔振减震器，其用于从上述壳体下部支承上述收纳筒；

电动机，其用于使上述滚筒旋转；

振动检测部，其用于检测上述收纳筒的振动；

转速控制部，其用于使上述电动机的转速变化，

上述弹性悬挂部从上述滚筒的旋转轴线上的位置悬挂上述收纳筒，上述振动检测部检测上述收纳筒的左右方向的振动，上述转速控制部使上述电动机的转速随着上述左右方向的振动而变化，来进行捶洗。

4.根据权利要求3所述的洗衣机，其特征在于，

上述弹性悬挂部自包括上述滚筒的旋转轴线且沿铅垂方向延伸的平面的位置悬挂上述收纳筒。

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