CN1180115A - 离心脱液装置 - Google Patents
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Abstract
一种离心脱液装置,它能将洗涤物均匀地分散在滚筒内壁四周,防止脱水时发生异常振动。在滚筒以使作用于洗涤物上的离心力大于重力的转速旋转期间,偏负荷判断部16判断偏负荷的大小。当偏负荷比规定值大时,旋转速度控制部14进行平衡的调整运转,即当偏负荷就要到达滚筒的最高位置时从减速位置指示部162输入脉冲信号,根据该信号瞬间进行快速减速。这时离心力比重力小,堆积的洗涤物下落。从而洗涤物大致均匀地分散在滚筒内。
Description
本发明涉及将洗涤物收容在笼状滚筒中，使该滚筒以水平轴为中心高速旋转，进行水或溶剂的脱液(这里包含脱水及溶剂的脱液，称＂脱液＂)的离心脱液装置。
滚筒式离心脱液装置采用这样的结构，即将洗涤后的洗涤物收容在笼状滚筒中，使该滚筒以水平轴为中心高速旋转。这种离心脱液装置的一个很大的问题是洗涤物在滚筒的内壁四周分散不均匀，在这种状态下高速旋转时，由于转轴的旋转质量分布不平衡而产生异常振动和异常噪音。
迄今已设计出了以解决这个问题为目的的离心脱液装置。例如特开平6-254294号公报中记载的离心脱液装置所公开的平衡调整方法是：在滚筒高速旋转进行脱液运转之前，使滚筒低速旋转，以将滚筒内的洗涤物均匀地分散配置。更详细地说，就是首先在短时间内使滚筒以低速旋转(例如在滚筒外周的离心力加速度比为1.2～1.5G的状态下持续5秒左右)，然后以比该转速快一些但比脱液运转时的转速慢很多的转速使滚筒旋转(例如在2.3～2.6G的状态下持续20秒左右)，通过这样两个阶段的旋转控制，使洗涤物均匀地分散开。
在上述现有的技术中，作为检测由滚筒内的洗涤物的不平衡引起的偏负荷的方法，是在装置的底座上设置振动监视传感器，当使滚筒的转速上升到进行脱液运转用的高转速时，如果该振动监视传感器检测到异常振动，就使转速下降。
可是在上述现有的装置中，使洗涤物分散用的平衡调整运转时的转速和偏负荷检测时的转速相差很大。通常，并非使滚筒以低速旋转一次就能可靠地使洗涤物均匀分散，所以要多次反复进行平衡调整运转和偏负荷检测，结果产生需要长时间的脱液过程的问题。
另外，检测偏负荷时由于使滚筒的转速上升到接近进行脱液运转用的转速，所以在偏载相当大的情况下，加在电动机上的负载很大，成为产生故障的原因。
本申请人在特愿平7-96282号中设计出了解决上述问题用的离心脱液装置。在该新的离心脱液装置中，根据流过旋转驱动滚筒用的电动机的电流变化分量来判断滚筒内的洗涤物的分布不均匀状态。而且当断定偏负荷大时，便进行平衡调整运转，当断定偏负荷小时，便进行高速脱液旋转。
本发明是对上述申请的离心脱液装置进行了进一步改进后而成的，其目的在于在短时间内使滚筒内的洗涤物大体上均匀分散后进行脱液，因此能避免脱液运转时产生异常振动和异常噪音，同时提供一种能有效地进行脱液的离心脱液装置。
为了解决上述课题而研制的本发明的第1种离心脱液装置是将洗涤物收容在笼状滚筒中，使该滚筒以水平轴为中心旋转，进行洗涤物脱液的离心脱液装置，其特征在于备有：
a)旋转驱动上述滚筒的电动机；
b)利用离心力将洗涤物压在滚筒内壁四周旋转时检测由该洗涤物分布不均匀引起的偏负荷的大小的检测装置；
c)判断由该检测装置检测到的偏负荷的大小是否在规定值以下的判断装置；
d)检测上述偏负荷所在部分到达了规定的旋转位置附近的位置检测装置；以及
e)运转控制装置，用来控制电动机，以便使上述滚筒以作用于洗涤物上的离心力大于重力的转速旋转，当由上述判断装置判断出偏负荷的大小比规定值大时，控制上述电动机，以便根据上述位置检测装置的输出时间，在短时间内使该滚筒减速到使该离心力小于重力的转速，当该判断装置断定偏负荷的大小达到规定值以下时，使该滚筒以高转速旋转。
本发明的第2种离心脱液装置的特征在于：在上述第1种离心脱液装置中，上述运转控制装置这样进行控制，也就是使偏负荷的所在部分伴随滚筒的旋转，在向上通过正侧面的旋转位置后开始，经过最高位置，然后向下直至通过另一侧的滚筒的正侧面的旋转位置为止的半旋转周期的范围内进行减速。
本发明的第3种离心脱液装置的特征在于：在上述第2种离心脱液装置中，上述运转控制装置控制上述电动机，在使上述滚筒以作用于洗涤物上的离心力大于重力的转速旋转的状态下，在该滚筒多次旋转的每一次使滚筒在短时间内减速到使作用于洗涤物上的离心力小于重力的转速。
本发明的第4种离心脱液装置的特征在于：在上述第1至第3种中的任意一种离心脱液装置中，上述运转控制装置这样控制上述电动机，即当上述滚筒底部的洗涤物在与液体接触的状态下保持着该液体时，使该滚筒以使作用于洗涤物上的离心力大于重力的转速旋转，进行偏负荷的判断及滚筒的减速。
本发明的第5种离心脱液装置的特征在于：在上述第4种离心脱液装置继洗涤或涮洗后进行脱液的离心脱液装置中，上述运转控制装置只将规定量的洗涤或涮洗用的液体留在滚筒内，将多余的液体排出后，控制上述电动机进行偏负荷的判断。
本发明的第6种离心脱液装置的特征在于：在上述第5种离心脱液装置中，当上述判断装置断定偏负荷的大小达到规定值以下时，上述运转控制装置控制上述电动机，使滚筒以比高速脱液转速低的规定的脱液转速旋转进行预脱水，然后再次降低转速，进行偏负荷的判断，这时当由上述判断装置判断出偏负荷的大小比规定值大时，控制上述电动机，以便根据上述位置检测装置的输出时间，在短时间内使该滚筒减速到使该离心力小于重力的转速，当该判断装置断定偏负荷的大小达到规定值以下时，使该滚筒以高速脱液转速旋转。
另外，在上述第1至第6种中的任意一种离心脱液装置中，上述检测装置最好由检测流过上述电动机的电机电流的电流检测装置和求出该电机电流的变化振幅的计算装置构成，上述判断装置对该计算装置的输出与规定的值进行比较判断。
另外，在这种结构中，上述检测装置能根据由上述电流检测装置检测的电机电流的变化的峰值位置，输出检测信号。
另外，上述运转控制装置最好在进行偏负荷检测时控制上述电动机，使上述滚筒以接近使作用于洗涤物上的离心力和重力相平衡的转速旋转。
在本发明的第1种离心脱液装置中，运转控制装置控制电动机，使滚筒在将洗涤物压在滚筒内壁四周上的状态下旋转、即在作用于洗涤物上的离心力大于重力的状态下旋转，在该旋转过程中，检测装置检测由该洗涤物分布不均匀引起的偏负荷的大小。通过预先适当地设定判断装置中的规定值，当检测到的偏负荷的大小在该规定值以下时，能在该状态下直接进行脱液运转而不会产生异常振动。因此在这种情况下，运转控制装置控制电动机，使滚筒上升到高速脱液转速进行脱液。
另一方面，当偏负荷的大小比规定值大时，则断定需要进行消除洗涤物的分布不均匀用的平衡调整运转。这时如果由位置检测装置检测到偏负荷即洗涤物多的部分到达了滚筒的上方，则运转控制装置控制电动机在短时间内使滚筒减速。其结果是作用在洗涤物上的离心力减弱，堆在一起的洗涤物中靠近滚筒转轴一侧的洗涤物受重力作用而下落。此后，运转控制装置控制电动机使滚筒的转速恢复减速前的状态。
然后由检测装置检测由于洗涤物的移动产生的新的偏负荷状态，当偏负荷的大小达到规定值以下时，使滚筒的转速上升进行脱液。当偏负荷的大小比规定值大时，再次进行平衡调整运转。这样，由于运转控制装置控制滚筒的旋转，使聚积在一起的洗涤物分散在滚筒内壁四周的其它部分上，所以最后洗涤物几乎均匀地分散在滚筒内壁四周。
在第2种离心脱液装置中，如上所述，为了将造成偏负荷的洗涤物分散开，运转控制装置使偏负荷的所在部分伴随滚筒的旋转，在向上通过正侧面的旋转位置后开始，经过最高位置，然后向下直至通过另一侧的滚筒的正侧面的旋转位置为止的半旋转周期的范围内进行减速。即这样进行控制：在滚筒的1个旋转周期内，即使减速时间长，也只是在滚筒的半个旋转周期内，在除此以外的期间，恢复使离心力大于重力的转速。
为了使洗涤物更有效地分散，最好在偏负荷到达适当的旋转位置时使滚筒减速。由于惯性力和离心力同时作用于滚筒内的洗涤物上，所以当偏负荷通过滚筒的最高位置后即使减速，洗涤物也不易下落。因此，为了使洗涤物离开滚筒的内壁而适当地分散开，最好使偏负荷在从滚筒最高位置附近之前的90°的旋转位置的范围内时减速。
如上所述，由于使滚筒减速一次后，洗涤物的配置状态有很大变化，所以偏负荷的检测和减速运转交替进行，当偏负荷的大小达到规定值以下时即可停止减速运转。一旦使滚筒减速后难以立刻稳定地恢复到减速前的转速，另外，为了检测偏负荷的大小和位置，有必要使滚筒的转速保持在偏负荷检测时的转速至少达1圈以上。因此在第3种离心脱液装置中，当使滚筒以偏负荷检测时的转速旋转、且偏负荷的大小比规定值大时，只使滚筒在短时间内减速1次后就恢复原转速，在滚筒多次旋转期间再次检测偏负荷，另外，当偏负荷的大小还比规定值大时，再次使滚筒在短时间内减速，反复进行这样的控制。
因此，如上所述，为了通过平衡调整运转使洗涤物分散，有必要使洗涤物在滚筒内部能在某种程度上自由地移动。可是当将褥子之类的体积大的洗涤物收容在滚筒中时，使得滚筒内的空间变小，妨碍其它洗涤物的移动、分散。因此，第4种离心脱液装置是在滚筒内保留液体(水或溶剂)的状态下，进行偏负荷的检测及平衡调整运转。滚筒内的洗涤物贴着滚筒内壁四周表面旋转，但通过滚筒底部时重新与液体接触而吸收该液体。因此，洗涤物几乎经常呈充分地含有液体的状态。充分地吸收液体后，即使是褥子之类的体积大的洗涤物，其体积也能变得比较小，所以能确保以滚筒的转轴为中心的空间，进行平衡调整运转时洗涤物容易分散开。
另外，在继洗涤或涮洗后进行脱液的洗衣机中采用的离心脱液装置中，在洗涤或涮洗结束之前处于滚筒内留有液体的状态。因此在第5种离心脱液装置中，将该液体用于上述的脱液过程中进行的偏负荷检测及平衡调整运转。即在排放洗涤或涮洗用的液体时将适量的液体留下并保持在滚筒内，从该状态开始使滚筒旋转，进行偏负荷的检测。因此能省去供液时浪费的时间，且能有效地利用水或溶剂。
如果象上述那样在滚筒内的洗涤物充分含有液体的状态下进行平衡调整运转，则对于要求某种条件的洗涤物来说，适当的分散有困难。例如当各种洗涤物的吸液率相差很大时，如上所述，在进行过平衡调整之后进行高速脱液运转时，有可能失去平衡而产生异常振动。因此在第6种离心脱液装置中，在洗涤物充分含有液体的状态下进行平衡调整运转后将液体从滚筒内排出，然后以比高速脱液转速低的规定的脱液转速进行预脱水。这时规定的脱液转速被抑制在即使偏负荷有变化也不致产生异常振动程度的转速。因此预脱水后再次降低转速进行偏负荷的检测，当偏负荷的大小比规定值大时进行平衡调整运转。
在上述第1至第6种离心脱液装置中，为了检测偏负荷的大小或旋转位置都适合利用旋转驱动滚筒的电动机的电机电流。即由于电机电流检测装置检测的电机电流的变化反应了偏负荷的存在，所以计算装置求出滚筒转1圈时的变化振幅，通过判断装置对该变化振幅与规定值进行比较，能断定偏负荷的大小。
在这种电机电流的变化中，当成为偏负荷的起因的洗涤物到达滚筒上方的旋转位置时出现峰值，所以根据该峰值位置即根据滚筒的1个旋转周期中出现峰值的时间，能检测偏负荷到达滚筒上部的时间。
这种电机电流的变化在电动机的转速低时很显著，所以运转控制装置如果以比使作用于洗涤物上的离心力和重力相平衡的转速快一些的转速驱动滚筒，则能提高偏负荷的检测精度。
如上所述，如果采用本发明的离心脱液装置，则由于不进行滚筒的高速旋转就能可靠地检测偏负荷，所以能完全避免异常振动和异常噪音的发生。
现有的离心脱液装置由于连续进行较长时间的低速运转，而且完全不考虑偏负荷所在位置，错误地进行低速旋转，所以平衡调整花费较长的时间。与此不同，在本发明的离心脱液装置中，由于在滚筒的1个旋转周期内进行低速旋转，而且以洗涤物多的部分为目标使其分散，所以能更可靠地且在短时间内进行偏负荷的消除。另外，由于偏负荷判断时的转速和平衡调整时的转速之差小，所以即使例如通过1次平衡调整运转不能消除偏负荷，也能很快检测到这一结果，并再次进行平衡调整运转，能在短时间内将洗涤物适当地分散开。因此，脱液运转时间短，能有效地进行脱液。
图1中(a)是装有本发明的离心脱液装置的实施例1的离心脱水装置的滚筒式洗衣机的侧视断面图，(b)是表示滚筒周围的主要部分的结构的后视图。
图2是实施例1的离心脱水装置的电气系统的结构图。
图3是电机电流的变化分量之一例的图。
图4是偏负荷的大小和电机电流的变化振幅的关系之一例的图。
图5是实施例1的离心脱水装置在脱水过程中的控制顺序的流程图。
图6是实施例1的离心脱水装置的滚筒内的洗涤物的移动状态的模式图。
图7是实施例2的离心脱水装置在脱水过程中的控制顺序的流程图。
图8是实施例2的离心脱水装置的滚筒内的洗涤物的移动状态的模式图。
图9是实施例2的离心脱水装置的滚筒内的洗涤物的移动状态的模式图。
以下参照附图说明本发明的离心脱液装置的第1实施例(以下称＂实施例1＂)。图1是装有本发明的离心脱液装置的实施例1的离心脱水装置的滚筒式洗衣机的结构图，(a)是侧视断面图，(b)是表示滚筒周围的主要部分的结构的后视图。图2是该洗衣机的电气系统的结构图。
首先根据图1说明该滚筒式洗衣机的总体结构。外槽52配置在框架50内部，收容洗涤物用的滚筒54由主轴64支承在外槽52内部。在滚筒54的周壁上形成通水孔56，供给外槽52内的水通过该通水孔56流入滚筒54内，从滚筒54内的洗涤物脱水后的水也通过通水孔56排出到外槽52。在滚筒54的内壁上在相隔120°的3个地方设有伴随旋转将洗涤物往上拢用的挡板58。洗涤物从洗涤物投入口62投入而被收容在滚筒54内。
主轴64由安装在外槽52上的轴承66支撑，主皮带轮68安装在主轴64的前端。在外槽52的下侧设有旋转驱动滚筒54用的电动机22，电动机皮带轮72安装在该电动机22的转轴上。电动机皮带轮72的旋转通过V形皮带70传递到主皮带轮68上。洗涤或涮洗用的水利用给水阀76进行流量调节、通过给水口74供给到外槽52。洗涤或涮洗结束后的水通过由排水阀80进行开闭的排水口78排出。电路部82由后文所述的控制部10和变速控制电路20等构成，对电动机22施加驱动电压。
旋转传感器由将主皮带轮68夹在中间设置在外槽52的外壁上的发光部241和设置在框架50的内壁上的受光部242构成。在位于发光部241和受光部242之间的主皮带轮68的环状构件上设有开口部69，在滚筒54旋转1圈期间来自发光部241的光只1次通过开口部69到达受光部242。受光部242根据该接收到的光信号，生成与滚筒54的旋转同步的检测信号(旋转标识)。
其次，根据图2说明以电路部82为中心的电气结构及动作。主要以微计算机为中心构成的控制部10由中央控制部12、旋转速度控制部14、偏负荷判断部16及存储器18等构成。偏负荷判断部16由峰值检测部161、减速位置指示部162、振幅计算部163及振幅判断部164等构成。在存储器18中预先存储着进行洗涤、涮洗及脱水等各种洗涤过程用的运转程序。使用者在操作部28上进行键操作，选择脱水模式(例如进行脱水的洗涤物的纤维种类等)后，指示＂脱水开始＂，中央控制部12从存储器18读出对应的运转程序，通过执行该运转程序，进行脱水过程中的各种处理。
旋转速度控制部14将包含滚筒54的旋转方向的旋转速度指示信号输出给变速控制电路20。变速控制电路20将旋转速度指示信号变换成脉宽调制(PWM)信号，将以该PWM信号为依据的驱动电压加到电动机22上。由电机电流检测电路26检测流过电动机22的电流，并输入偏负荷判断部16。
如果洗涤物在滚筒54内分布不均匀，则电机电流便包含与由该分布不均匀引起的偏负荷对应的变化分量。图3是有偏负荷时的电机电流有效值的波形之一例。旋转标识是表示由旋转传感器24获得的滚筒54旋转1圈的周期的信号。电机电流的变化是由电动机22的负载转矩的变化产生的，所以电机电流的正的峰值在滚筒54旋转1圈的期间内负载转矩达到最大时发生。当反抗重力将引起偏负荷的洗涤物举到滚筒54的上部时负载转矩达到最大。因此，通常当偏负荷位于从滚筒54内的最高位置之前的90°的旋转位置的范围内时出现电机电流的正的峰值。
另一方面，电机电流的变化的振幅值反映偏负荷的大小。图4是偏负荷的大小和电机电流的变化振幅的关系之一例。通过预先调整该关系，根据变化振幅能获得偏负荷的大小。电机电流变化的主要原因未必只是偏负荷，所以为了精确地求出以偏负荷为依据的变化振幅，进行从电机电流的变化分量中只抽出滚筒54的转速附近的频率分量的滤波处理即可。
在偏负荷判断部16中根据电机电流检测电路26的输出如下进行偏负荷的检测及判断。在旋转标识的每一间隔，由峰值检测部161检测滚筒54每旋转一圈期间电机电流变化的正峰值及负峰值。检测到的正峰值的位置信息被输入减速位置指示部162，峰值信息被输入振幅计算部163。如上所述，发生正峰值时，偏负荷基本上到达规定的旋转位置(通常从滚筒54内的最高位置之前的90°的旋转位置的范围内)，所以在发生了正峰值时或在比正峰值出现时快或慢某一规定时间，在减速位置指示部162中生成脉冲信号，并输入旋转速度控制部14。
在振幅计算部163中根据正的及负的峰值算出滚筒54每转一圈期间电机电流变化的振幅值。如上所述，该振幅值与偏负荷的大小对应，所以在振幅判断部164中判断振幅值是否在规定值以下，当在规定值以下时，输出正电平信号。判断用的基准规定值预先根据高速脱水旋转时允许的偏负荷的大小来设定。
旋转速度控制部14在控制电动机22以规定的转速使滚筒54旋转的期间，接收指示偏负荷的判断结果及减速位置的脉冲信号，根据该信号修正旋转速度指示信号。
接着，根据图5中的流程图说明如上构成的洗衣机中的脱水过程的控制顺序。
脱水过程开始前，如图6(a)所示，滚筒54内的洗涤物呈堆积在底部的状态。使用者在操作部28上进行＂脱水开始＂的键操作，旋转速度控制部14收到该信号后起动电动机22，首先输出使滚筒54以使作用于洗涤物上的离心力比重力大若干的低转速N1旋转的转速指示信号，变速控制电路20将与该信号对应的驱动电压加到电动机22上(步骤S10)。低转速N1最好根据滚筒的直径决定，例如滚筒直径为700[mm]时以50～60[rpm]为宜，910[mm]时以80～90[rpm]为宜。
滚筒54以低转速N1旋转时，全部洗涤物在被离心力压在滚筒54的内壁上的状态下旋转(参照圈6(b))。这时，偏负荷判断部16根据由电机电流检测电路26检测到的电机电流的变化分量检测偏负荷的大小，并判断是否在500[g]以下，即判断电机电流的变化振幅是否在与偏负荷500[g]相当的振幅值以下(步骤S11)。
如果断定电机电流的变化振幅在规定的振幅值以下，便进入步骤S12，进行中速脱水旋转。即旋转速度控制部14从振幅判断部164收到正电平信号后，输出使滚筒54以中等转速N2旋转的转速指示信号，变速控制电路20将与该信号对应的驱动电压加到电动机22上。例如，中等转速N2以500[rpm]左右为宜。只在规定的时间内进行中速脱水旋转，洗涤物的粗挤干结束。
中速脱水旋转后，进入步骤S13，进行高速脱水旋转。即旋转速度控制部14输出使滚筒54以高转速N3旋转的转速指示信号，变速控制电路20将与该信号对应的驱动电压加到电动机22上。为了尽量抑制洗涤物的损伤，高转速N3最好是与纤维的种类等对应的值，因此最好是与由使用者指定的脱水模式对应的值或与自动检测的负荷量对应的值。标准值例如以700[rpm]左右为宜。只在规定的时间内进行高速脱水旋转后，洗涤物已被充分脱水。然后，经过规定时间后滚筒54停止旋转，脱水过程结束。
在步骤S11中，当断定偏负荷比规定值大时，进入步骤S14～S16，进行将洗涤物均匀地分散在滚筒54内壁上用的平衡调整运转。在该平衡调整运转中按如下顺序进行滚筒54的旋转控制。
首先，旋转速度控制部14控制滚筒54的转速，使其维持原先的低转速N1(步骤S14)。当由洗涤物的分布不均匀引起的偏负荷到达滚筒54的最高位置附近之前的旋转位置时，脉冲信号从减速位置指示部162被输入旋转速度控制部14(步骤S15)。输入该信号后，旋转速度控制部14只在规定的减速时间t期间输出使滚筒54以分散转速N4旋转的转速指示信号，使滚筒54的转速在极短的时间内下降(步骤S16)。
这样急剧地减速的目的在于使作用于以被压在滚筒54的内壁上的状态旋转的洗涤物上的离心力暂时小于重力。即，堆积的洗涤物到达滚筒54的上部时，由于脉冲信号的输入，这时使滚筒54减速，成为偏负荷的原因的洗涤物在重力作用下而分散(参照图6(c))。
通过适当设定分散转速N4及减速时间t，能只使堆积的洗涤物中位于滚筒转轴一侧的洗涤物落下。即因作用于滚筒54内的各洗涤物上的离心力的大小与到滚筒转轴的距离成正比，所以作用在距滚筒转轴越近的洗涤物上的离心力越小。因此，如果从作用于全部洗涤物上的离心力大于重力的状态下使滚筒54减速，则堆积的洗涤物中距滚筒转轴近的洗涤物先落下。因此，通过适当地减速，能使滚筒54的内壁表面一侧的洗涤物仍贴着该表面继续旋转，另一方面，只使位于滚筒54的转轴一侧的洗涤物落下分散。
经过上述短时间的减速后，滚筒54再次以低转速N1旋转(步骤S10)再判断偏负荷的大小(步骤S11)。当偏负荷未达到规定值以下时，再进行步骤S14～步骤S16的平衡调整运转，促使洗涤物分散。通常，反复进行数次平衡调整运转，就能使洗涤物大致均匀地分散在滚筒54的内壁四周表面上，偏负荷达到规定值以下。这样，即使反复进行多次平衡调整运转，但滚筒54的转速也只是在低转速N1附近变化，且在短时间内完成平衡调整。
在上述的平衡调整运转中，例如滚筒直径为910[mm]时，则当低转速N1为80[rpm]时，使分散转速N4为40[rpm]左右，减速时间t为0.15秒，就能很好地将洗涤物分散开。即用该低转速N1使滚筒54转1圈所需要的时间为0.75秒，减速时间t约为滚筒54转1圈期间的1/5。由于分散转速N4及减速时间t受到低转速N1、滚筒直径、洗涤物的量、以及电动机22的应答特性等各种参数的影响，所以最好预先选定适当的值。
洗涤物适当的分散与减速开始的时间即偏负荷所在的位置也有很大关系。由于惯性力和离心力同时作用于滚筒54内的洗涤物上，所以当偏负荷通过滚筒54的最高位置后，即使使离心力小于重力，洗涤物也难以离开滚筒54的内壁表面，不能进行适当分散。因此，为了使洗涤物有效地下落，最好使偏负荷在从滚筒最高位置附近之前的90°的旋转位置的范围内时减速。
在上述的滚筒54的转速等条件中，偏负荷到达滚筒最高位置之前的30°～45°左右的旋转位置的范围内时出现电机电流的正峰值。其出现时间随转速等而变化。另外，来自减速位置指示部162的脉冲信号被输入旋转速度控制部14后，实际上至滚筒54减速前的时间随旋转速度控制部14和变速控制电路20的结构的不同而不同。因此，如上所述，为了在偏负荷到达适当的旋转位置的时刻进行减速，在减速位置指示部162中从电机电流的正峰值位置算起以适当的规定时间(规定角度)超前或滞后产生脉冲信号即可。
其次，说明本发明的离心脱液装置的第2实施例(以下称＂实施例2＂)。安装了该实施例2的离心脱水装置的滚筒式洗衣机的总体结构及电气系统结构与实施例1中的图1及图2所示的相同。可是，在实施例2的洗衣机中，控制部10的存储器18中存储的运转程序与实施例1的不同，因此脱水过程中的控制动作不同。
在实施例1的离心脱水装置中，成为偏负荷的原因的洗涤物在平衡调整运转时从滚筒内壁上落下，洗涤物进行移动、分散。可是，当将褥子之类的体积极大的洗涤物收容在滚筒54中时会出现下述情况。即，褥子在充分地吸收了洗涤后或涮洗后的水之后的状态下，其体积变得比较小，但为了测定偏负荷而使滚筒54的转速上升到低转速N1时，旋转慢的洗涤物就会逐渐脱水，特别是在脱水程度大的滚筒转轴一侧，褥子恢复其弹性，体积膨涨。因此，滚筒54的中央部的空间变窄，即使进行平衡调整，也会阻碍其它洗涤物的自由移动，结果不能顺利地进行平衡调整(参照图8(a))。
实施例2的离心脱水装置即使在上述情况下也能进行洗涤物的平衡调整。图7是表示该洗衣机中的脱水过程的控制顺序的流程图。
在这种滚筒式洗衣机中，一般在外槽52内盛有其容积的1/4～1/2左右的水，在此状态下进行洗涤或涮洗。在现有的洗衣中，将该洗涤或涮洗后的水完全排出后开始脱水过程，但在该洗衣中，将洗涤或涮洗时用的水的一部分留在外槽52中，在此状态下开始脱水过程。例如涮洗过程结束后，将排水阀80打开，开始排放涮洗水(步骤S20)。由水位传感器(图中未示出)检测外槽52中的水位，当检测到降至规定的水位时(步骤S21)，将排水阀80关闭(步骤S22)。作为规定的水位最好是在滚筒54的底部能出现适当量的水，根据后文所述的理由，留有大量的水不好。例如最好是使水的深度(将从外槽52的底边至外槽52的中心的高度10等分，设中心的水深＝10，底边的水深＝0，这样表示的数值)＝1。
这时，滚筒54内的各洗涤物充分地含水，以较小的体积堆积在滚筒54的底部。其次，旋转速度控制部14起动电动机22，输出使滚筒54以使作用于洗涤物上的离心力比重力大若干的低转速N1旋转的转速指示信号，变速控制电路20将与该信号对应的驱动电压加到电动机22上(步骤S23)。
滚筒54以低转速N1旋转时，全部洗涤物在被离心力压在滚筒54的内壁上的状态下旋转(参照图8(b))。这时的转速慢，但伴随旋转而从贴着滚筒54的内壁面旋转的洗涤物中挤出水来。可是，由于在滚筒54的底部有水，所以通过滚筒54的底部的洗涤物与这里的水接触而吸水，含有充分的水而不脱水。因此，如果是在现有的洗衣机中由于脱水致使体积增大的洗涤物这时一点也不膨涨而继续旋转。
这时留在外槽52底部的水成为滚筒54旋转的阻力。因此，如果滚筒54的底部剩下大量的水，则与偏负荷一样成为使电机电流变化的重要原因，从而妨碍偏负荷的检测。由于这个原因，上述规定的水位最好在伴随滚筒54的旋转洗涤物能充分吸水的范围内尽量地低些。
如上所述，滚筒54旋转时，偏负荷判断部16判断由电机电流检测电路26检测到的电机电流的变化振幅是否在规定的振幅值以下(步骤S24)。当断定电机电流的变化振幅在规定的振幅值以下时，打开排水阀80，将留在外槽52中的水全部排出(步骤S28，参照图9(a))。然后，旋转速度控制部14输出使滚筒54以预脱水转速N5旋转的转速指示信号，变速控制电路20将与该信号对应的驱动电压加到电动机22上(步骤S29，参照图9(b))。例如，预脱水转速N5以200～300[rpm]为宜，但一般脱水开始前的洗涤物所吸收的水的重量是最终脱水后的洗涤物的重量的4倍左右，进行上述预脱水约1分钟时能使其所含水的一半飞散。
预脱水后进入步骤S30，旋转速度控制部14再次输出使滚筒54以低转速N1旋转的转速指示信号，变速控制电路20将与该信号对应的驱动电压加到电动机22上。于是，通过预脱水后重量变轻了的洗涤物保持着贴着滚筒54的内壁旋转的状态，54的转速在此状态下下降。
滚筒54以低转速N1旋转时，偏负荷判断部16再次判断电机电流的变化振幅是否在规定的振幅值以下(步骤S31)，如果在规定的振幅值以下，则进入步骤S35，进行高速脱水旋转。即，旋转速度控制部14输出使滚筒54以高转速N3旋转的转速指示信号，变速控制电路20将与该信号对应的驱动电压加到电动机22上。于是，滚筒54的转速迅速上升。进行规定时间的高速脱水旋转，洗涤物充分脱水后，滚筒54停止旋转，脱水过程结束。
在步骤24中，当断定偏负荷比规定值大时，通过与实施例1中的步骤S14～S16同样的步骤S25～S27的处理动作进行平衡调整运转。这时的平衡调整运转是在滚筒54的底部有水的状态下进行的，因此各洗涤物能维持充分吸水的状态。因此，褥子等占有大体积的洗涤物也能以体积较小的状态存在，能确保其它洗涤物移动、分散用的空间(参照图8(c))。平衡调整运转后再次进行偏负荷的检测及判断(参照图8(d))，当偏负荷超过规定值时再次反复进行平衡调整运转。
在步骤24中，即使断定偏负荷在规定值以下时，但进行步骤29的预脱水的结果使得偏负荷变大，如果直接进行高速脱水旋转，有可能产生异常振动。例如，当滚筒中收容的各洗涤物的吸水虑相差很大时，即使干燥时的重量相同，在充分吸水后的状态下，吸水率大的洗涤物的重量远远大于吸水率小的洗涤物的重量，在此状态下取得平衡后，通过预脱水而使重量变化时，平衡就被破坏了。因此在步骤S31中，当断定偏负荷比规定值大时，也通过与实施例1中的步骤S14～S16同样的步骤S32～S34的处理动作进行平衡调整运转。这时由于各洗涤物的重量接近脱水后的状态，所以如果未收容褥子之类的体积大的洗涤物，能实现比步骤S25～S27的平衡调整运转时更好的平衡。另外，例如被单等薄而面积大的洗涤物在留有水的状态下进行平衡调整运转时也能变成小的块，但在预脱水后的平衡调整运转时容易展开。因此，当只收容1个这样的被单时，在留有水的状态下即使不能顺利地取得平衡，预脱水后则能顺利地取得平衡。
在这种情况下，在步骤24中反复进行平衡调整运转，直到偏负荷达到规定值以下为止，始终都连续进行平衡调整运转。因此，为了防止这种情况的发生，如下述进行步骤24中的偏负荷的判断即可。即，平衡调整运转后，每次进行偏负荷检测时都将该偏负荷与前一次平衡调整运转后的偏负荷的值进行比较，进行过规定次数的平衡调整运转后，求出到此为止的检测中的最小偏负荷值。然后在接下来的平衡调整运转后检测偏负荷时，在达到该最小偏负荷值以下或近似值的时刻结束平衡调整。当然，在该过程中当偏负荷达到规定值以下时，结束平衡调整。通过这样处理，即使偏负荷未达到规定值以下，但在该洗涤物的条件下，当偏负荷达到最小或接近规定值的平衡状态时，即可进入步骤S28。
另外，在步骤S31中也一样，即使偏负荷未达到规定值以下，但在该洗涤物的条件下，当偏负荷达到最小或接近规定值的平衡状态时，即可移至高速脱水运转。但是，这时如果在偏负荷不太小的状态下就将滚筒54的转速上升到最高速度则不好，所以最好根据移至高速脱水运转时的偏负荷的大小，限制脱水旋转的转速。
上述实施例说明了使用水的离心脱水装置，但已经明确了本发明也适用于使用石油系列溶剂等的干洗机。另外，上述实施例只是一例，只要不超出本发明的技术范围，可以进行适当的变形和修改。
Claims (9)
1.一种离心脱波装置，它是将洗涤物收容在笼状滚筒中，使该滚筒以水平轴为中心旋转进行洗涤物的脱液，其特征在于备有：
a)旋转驱动上连滚筒的电动机；
b)利用离心力将洗涤物压在滚筒内壁四周旋转时检测由该洗涤物分布不均匀引起的偏负荷的大小的检测装置；
c)判断由该检测装置检测到的偏负荷的大小是否在规定值以下的判断装置；
d)检测上述偏负荷所在部分到达了规定的旋转位置附近的位置检测装置；以及
e)运转控制装置，用来控制上述电动机，以便使上述滚筒以作用于洗涤物上的离心力大于重力的转速旋转，当由上述判断装置判断出偏负荷的大小比规定值大时，控制上述电动机，以便根据上述位置检测装置的输出时间，在短时间内使该滚筒减速到使该离心力小于重力的转速，当该判断装置断定偏负荷的大小达到规定值以下时，使该滚筒以高转速旋转。
2.根据权利要求1所述的离心脱液装置，其特征在于：上述运转控制装置这样进行控制，也就是使偏负荷的所在部分伴随滚筒的旋转，在向上通过正侧面的旋转位置后开始，经过最高位置，然后向下直至通过另一侧的滚筒的正侧面的旋转位置为止的半旋转周期的范围内进行减速。
3.根据权利要求2所述的离心脱液装置，其特征在于：上述运转控制装置控制上述电动机，在使上述滚筒以作用于洗涤物上的离心力大于重力的转速旋转的状态下，在该滚筒多次旋转的每一次使滚筒在短时间内减速到使作用于洗涤物上的离心力小于重力的转速。
4.根据权利要求1至3所述的离心脱液装置，其特征在于：上述运转控制装置这样控制上述电动机，即当上述滚筒底部的洗涤物在与液体接触的状态下保持着该液体时，使该滚筒以使作用于洗涤物上的离心力大于重力的转速旋转，进行偏负荷的判断及滚筒的减速。
5.根据权利要求4所述的离心脱液装置，其特征在于：在继洗涤或涮洗后进行脱液的离心脱液装置中，上述运转控制装置只将规定量的洗涤或涮洗用的液体留在滚筒内，将多余的液体排出后，控制上述电动机进行偏负荷的判断。
6.根据权利要求5所述的离心脱液装置，其特征在于：当上述判断装置断定偏负荷的大小达到规定值以下时，上述运转控制装置控制上述电动机，使滚筒以比高速脱液转速低的规定的脱液转速旋转进行预脱水，然后再次降低转速，进行偏负荷的判断，这时当由上述判断装置判断出偏负荷的大小比规定值大时，控制上述电动机，根据上述位置检测装置的输出时间，在短时间内使该滚筒减速到使该离心力小于重力的转速，当该判断装置断定偏负荷的大小达到规定值以下时，使该滚筒以高速脱液转速旋转。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的离心脱液装置，其特征在于：上述检测装置由检测流过上述电动机的电机电流的电流检测装置和求出该电机电流的变化振幅的计算装置构成，上述判断装置对该计算装置的输出与规定的值进行比较判断。
8.根据权利要求7所述的离心脱液装置，其特征在于：上述检测装置根据由上述电流检测装置检测的电机电流的变化的峰值位置，输出检测信号。
9.根据权利要求8所述的离心脱液装置，其特征在于：上述运转控制装置在进行偏负荷检测时控制上述电动机，使上述滚筒以接近使作用于洗涤物上的离心力和重力相平衡的转速旋转。
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