JP2000157788A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗濯物の偏在による偏心荷重をバランサの対
向位置まで迅速に移動させ、バランサへの注水によりバ
ランス調整を終了する。 【解決手段】 洗濯物が遠心力によってドラム５内周壁
に張り付いて回転しているとき、偏心荷重がドラム５の
側部を通過して最高点に達する迄の間で急激に回転速度
を低下させ、偏心荷重を回転後方へ滑り又は転がり落と
すことにより移動させる。その減速時の最低回転速度は
負荷量に応じて変更し、少量負荷（ａ）の場合には大き
な減速を行い、それによりドラム５内周壁面に張り付い
ている洗濯物を移動させる。一方、多量負荷（ｂ）の場
合には小さな減速とし、ドラム５内周壁側の洗濯物は移
動させずに、その内側に位置している洗濯物のかたまり
のみを移動させる。このようにして負荷量に拘わらず、
偏心荷重を迅速にバランサ１０の対向位置迄移動させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はドラム式洗濯機に関
し、更に詳しくは、ドラム式洗濯機における遠心脱水運
転時のバランス調整に関する。なお、本発明に係る洗濯
機は、水を利用した洗濯機のみならず、洗濯用溶剤を利
用したドライクリーニングのための洗濯機も含むことと
する。

【０００２】

【従来の技術】ドラム式洗濯機では、脱水運転時に洗濯
物が回転軸回りにアンバランスに分散していると、ドラ
ムや外槽が大きく振動し異常騒音が発生してしまう。そ
こで、一般的なドラム式洗濯機では、異常振動を抑制す
るためにドラムを内装する外槽周囲に重錘を取り付けて
いる。このため、ドラム式洗濯機は非常に重く、設置場
所が限られると共に移動や運搬も困難であった。

【０００３】このような問題に対し、脱水を立ち上げる
前に（つまり、実質上脱水が行われるような回転速度ま
でドラムの回転速度を上昇させる前に）、ドラムの内周
上に洗濯物を適切に分散させて偏心荷重を減らすような
バランス調整方法が幾つか提案されている。例えば本出
願人は、特願平９−２４９９１７号等において、ドラム
内周壁に複数設けたバッフルの内の一個に水を一時的に
保持可能なポケット状のバランサを形成し、洗濯物の偏
在による偏心荷重がドラム内周上で該バランサに対向す
る位置の近傍に存在する場合には、その偏心荷重の大き
さ（偏心量）に見合った適宜の量の水をバランサに注入
することによりドラム全体のバランスを調整する、とい
う新規な構成の遠心脱水装置を備えた洗濯機を提案して
いる。このような遠心脱水装置では、洗濯物の偏在によ
る偏心荷重がバランサの対向位置に存在しさえすれば、
その偏心量に拘らず（但し所定の範囲内で）バランス調
整が可能となる。

【０００４】

【発明の解決しようとする課題】このようなことから、
上記遠心脱水装置において短時間でバランス調整を終了
して高速脱水運転に移行するには、洗濯物の偏在に起因
する偏心荷重をドラム内周上でバランサの対向位置近傍
に迅速に移動させることが必要になる。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであって、その目的とするところは、偏在した洗濯物
を所望の位置に迅速に移動させることにより、脱水運転
開始前のバランス調整に要する時間を極力短く抑えて高
速の脱水回転に移行することができる遠心脱水装置を備
えたドラム式洗濯機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するために成された本発明に係るドラム式
洗濯機は、籠状のドラム内に洗濯物を収容し、該ドラム
を水平軸を中心に回転させることにより該洗濯物の遠心
脱水を行なうドラム式洗濯機において、 a)ドラム自体が偏心荷重を有するべく該ドラム壁面の一
部に設けた重錘部と、 b)ドラム内での洗濯物の偏在に起因する偏心荷重を検知
する偏心荷重検知手段と、 c)ドラム内に収容されている洗濯物の重量を検知する負
荷量検知手段と、 d)ドラムを回転駆動するモータを制御する回転制御手段
であって、前記偏心荷重検知手段により検知された偏心
荷重の位置がドラム内周上で前記重錘部の対向位置近傍
でない場合、洗濯物に作用する遠心力が重力に勝る略一
定の回転速度でドラムを回転しているときに該遠心力が
重力よりも小さくなるように短時間ドラムの回転速度を
減速することにより洗濯物の移動を促す偏心荷重移動運
転を行なう回転制御手段と、 e)該回転制御手段に対し、前記負荷量検知手段により検
知された負荷量に応じて偏心荷重移動運転時の減速度合
を指示する運転制御手段と、を備えることを特徴として
いる。

【０００７】本発明に係るドラム式洗濯機では、ドラム
自体が偏心荷重を有するようにドラム壁面の一部に重錘
部が設けられる。従って、ドラムに洗濯物が収容された
状態では、ドラム内周上で該重錘部の対向位置に洗濯物
が集まり、該洗濯物による偏心荷重と重錘部との釣合に
よりドラム全体のバランスが良好であると、高速ドラム
回転による脱水時にもドラムの首振りが小さく、振動や
騒音が抑えられる。

【０００８】偏心荷重検知手段により検知された偏心荷
重が重錘部の対向位置近傍でない場合には、洗濯物を該
位置近傍まで移動させるために、運転制御手段は回転制
御手段により偏心荷重移動運転を実行する。すなわち、
洗濯物に作用する遠心力が重力と釣り合うような回転速
度（以下「均衡回転速度」という）以上の回転速度でも
ってドラムを略一定速度で回転させることにより、洗濯
物をドラム内周壁面に張り付かせる。そして、偏心荷重
の原因となっている洗濯物のかたまりがドラム最低位置
を通過して上方に持ち上げられるときに、回転速度を均
衡回転速度以下に減速する。これにより、洗濯物に作用
している遠心力が失われるので、該洗濯物はドラム内周
壁面から離れて回転後方に滑り又は転がり落ちる。その
直後にドラムの回転速度を均衡回転速度以上に戻すと、
洗濯物は回転後方に移動した位置において再びドラム内
周壁面に張り付いて回転する。

【０００９】洗濯物に作用する遠心力はドラムの中心か
らの距離に比例すると共に、角速度の二乗に比例する。
そのため、均衡回転速度もドラムの中心からの距離によ
り変化し、距離が大きい（ドラム内周壁面側）ほど相対
的に低く、距離が小さい（ドラム中心側）ほど相対的に
高くなる。ドラム内に収容されている洗濯物の量が多い
場合、ドラムが充分に高い回転速度でもって回転してい
るときには、通常、洗濯物はドラム内周壁全体に分散し
て、いわば洗濯物による内周壁が形成されており、偏心
荷重の原因となっている洗濯物のかたまりはその内側
（つまりドラム中心側）に位置していることが多い。こ
の場合、このような洗濯物のかたまりに作用している遠
心力は相対的に小さく、この洗濯物のかたまりに対する
均衡回転速度は相対的に高い。一方、ドラム内に収容さ
れている洗濯物の量が少ない場合には、偏心荷重の原因
となっている洗濯物のかたまりはドラム内周壁面に密着
しているから、洗濯物のかたまりに作用している遠心力
は相対的に大きく、この洗濯物のかたまりに対する均衡
回転速度は相対的に低い。

【００１０】そこで、運転制御手段は、負荷量が多い場
合には負荷量が少ない場合よりも減速度合を小さくす
る。具体的には例えば減速時の最低回転速度を高く設定
する。これにより、ドラム内周壁面側に位置している洗
濯物は移動せずにそのままの位置に留まり、ドラム中心
側に位置している洗濯物のみが回転後方に移動する。従
って、洗濯物全体が大きく移動してしまうことがないの
で、偏心荷重移動運転により偏心荷重が一層増加してし
まうことを回避でき、偏心荷重の原因となっている洗濯
物を重錘部の対向位置まで迅速に移動させることができ
る。

【００１１】また、本発明のドラム式洗濯機では、前記
重錘部は、ドラム壁面の一部に形成した中空体の水保持
部と、該水保持部に水を注入する注水手段とから成り、
該水保持部に水が注入されていない状態で検知された偏
心荷重の位置がドラム内周上で該水保持部の対向位置近
傍であって、且つ偏心荷重の大きさが所定の許容値以下
であるとき、前記注水手段により偏心荷重の大きさに応
じた量の水を前記水保持部に注入してドラムのバランス
調整を行なう注水制御手段を備える構成とすることがで
きる。

【００１２】この構成では、水保持部に水が注入されて
いないときにはドラム自体は偏心荷重を有しておらず、
注水手段により水保持部に水が注入されると該水量に応
じた偏心荷重をドラム自体が有する。従って、洗濯物に
よる偏心荷重がドラム内周上で水保持部の対向位置近傍
に在るとき、その偏心荷重の大きさに応じた量の水を水
保持部に注入することによりドラム全体のバランスをと
ることが可能となる。そこで、偏心荷重検知手段は、水
保持部に水が注入されていない状態つまり偏心荷重が洗
濯物の偏在のみに起因する状態のときに偏心荷重を検知
する。そして、該偏心荷重が水保持部の対向位置近傍に
位置していない場合には、運転制御手段は回転制御手段
により上述のように偏心荷重移動運転を行なって、洗濯
物のかたまりが水保持部の対向位置まで移動するように
する。

【００１３】また、上述の偏心荷重移動運転では洗濯物
を回転後方の一方向にのみに移動させるので、洗濯物の
かたまりが移動目的位置よりも回転前方の直近にあり、
偏心荷重運転により洗濯物のかたまりが該移動目的位置
を通り過ぎて移動してしまうと、再度その洗濯物のかた
まりを該移動目的位置まで移動させるのに時間を要す
る。そこで本発明のドラム式洗濯機では、偏心荷重移動
運転の結果、移動した偏心荷重の移動量を算出する移動
量算出手段を更に備え、複数回の偏心荷重移動運転を実
行する場合に、前記運転制御手段は該移動量算出手段に
より得られた移動量に応じて次の偏心荷重移動運転時の
減速度合を修正する構成とするとよい。

【００１４】すなわち、偏心荷重移動運転の前後での偏
心荷重の位置の相違に基づき移動量を算出し、該移動量
が小さい又は殆ど移動していない場合には減速度合が不
足していると判断し、次の偏心荷重移動運転時にはより
大きな減速を指示する。減速度合を大きくすると、洗濯
物に対し回転後方に一層大きな力が作用する。これによ
り、移動しにくい状態にある洗濯物も移動し易くなり、
比較的少数回の偏心荷重移動運転により重錘部の対向位
置まで移動させることができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明に係るドラム式洗濯機によれば、
洗濯物の偏在による偏心荷重が重錘部の対向位置近傍か
ら外れた箇所に存在するとき、負荷量に応じた減速度合
でもって偏心荷重を回転後方に移動させるようなドラム
の回転制御が行なわれる。そのため、負荷量の多少に拘
わらず、偏心荷重の原因となっている洗濯物を重錘部の
対向位置近傍にまで迅速に移動させて、重錘部と洗濯物
との釣合によってドラムのバランスをとることができ
る。その結果、ドラムのバランス調整に要する時間が短
時間で済み、脱水所要時間ひいては洗濯所要時間が長引
くことを防止できる。

【００１６】また、特に、水保持部及び注水手段から重
錘部を構成し、該注水手段により偏心荷重の大きさに応
じた量の水を水保持部に注入してドラムのバランス調整
を行なう注水制御手段を備えた構成によれば、洗濯物に
起因する偏心荷重を水保持部の対向位置近傍にまで移動
しさえすれば、所定の許容値以下の範囲で偏心荷重の大
きさに拘らずドラムのバランスを調整することができ
る。このため、ドラムのバランス調整は一層容易にな
り、短時間でバランス調整を終了して高速脱水運転を立
ち上げることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係るドラム式洗濯機の一実施
例を図面を参照して説明する。図１はこのドラム式洗濯
機の側面断面図、図２はこのドラム式洗濯機の要部を示
す背面透視図である。

【００１８】外箱１の内部には外槽２がバネ３及びダン
パ４に吊支され、外槽２内部には洗濯物を収容するため
のドラム５が主軸８に軸支されている。外箱１の前面に
は外槽２の前面開口を開閉するドア７が設けられ、洗濯
物はこのドア７を開放してドラム５内部へと収容され
る。ドラム５の周壁には多数の通水孔６が設けられてお
り、外槽２内に給水された水は通水孔６を通してドラム
５内へ流入し、また逆にドラム５内で洗濯物から脱水さ
れた水は通水孔６を通して外槽２へと飛散される。ドラ
ム５の内周には、回転に伴って洗濯物をかき上げるため
のバッフル９が互いに回転角９０度を保って設けられて
いる。そのバッフル９の内の一個は、その内部に水を保
持するバランサ１０を兼ねている。ドラム５の背面に
は、主軸８を中心とした円周の内周側に大きな注水開口
１２を有する略円盤形状の水案内室１１が設けられてい
る。水案内室１１には、ドラム５側にバランサ１０と連
通する注水孔１３が形成され、主軸８に対し注水孔１３
と略１８０度対向する外槽２側に排水孔１４が形成され
ている。

【００１９】主軸８は外槽２に装着された軸受１５によ
り保持されており、その先端には主プーリ１６が取り付
けられている。外槽２の下面にはモータ１７が配置さ
れ、モータ１７の回転駆動力はモータプーリ１８、Ｖベ
ルト１９を介して主プーリ１６に伝達される。また、外
部の水道栓等から給水口２０に供給された水は、給水バ
ルブ２１を介して外槽２内へ注水されると共にバランス
用注水バルブ２２を介して外槽２に設けられた注水ノズ
ル２３から放出される。一方、外槽２底部に連結された
排水管２４には排水ポンプ２５が設けられ、外槽２内に
溜まった水は排水ポンプ２５が駆動されることにより外
部に排出される。

【００２０】主プーリ１６のリング体には開口が円周上
に一箇所設けられており、該リング体を挟んで両側に発
光部と受光部とから成る回転センサ２６が配置されてい
る。回転センサ２６は、発光部から発した光がドラム５
の一回転期間中に一回だけ上記開口を通過して受光部に
到達したことを検出することにより、ドラム５の回転に
同期した検出信号（回転マーカ）を出力する。なお、光
学式の回転センサ２６を用いる代わりに、ドラム５側に
磁石を取り付けると共に、外箱１又は外槽２側に磁力に
より開閉するリードスイッチを設け、ドラム５の一回転
期間に一回だけ導通するリードスイッチにより検出信号
を出力する構成としてもよい。

【００２１】次に、バランサ１０への注水及び排水につ
いて図３を用いて説明する。図３は、水案内室１１周囲
の水の移動状態を示す概略断面図である。ドラム５が所
定速度以上で回転しているときに注水ノズル２３から水
が放出されると、その水は注水開口１２を介して水案内
室１１に入り、ドラム５後壁面を伝わる等しつつ遠心力
により外周側へ移動する。そして、図３（ａ）に示すよ
うに、水は遠心力により水案内室１１外周壁内側に張り
付いて保持される。なお、注水開口１２は面積が広いた
め、水圧のばらつき等により注水ノズル２３から放出さ
れた水の落下方向がばらついても、その大部分は確実に
水案内室１１に飛び込む。

【００２２】バランサ１０は、水案内室１１よりも更に
外周側に広がる中空体となっている。このため、水案内
室１１に注水された水は遠心力により注水孔１３を通っ
てバランサ１０内に流れ込み、図３（ｂ）に示すように
バランサ１０の外周壁側つまりドラム５内周壁面に張り
付いて保持される。なお、水案内室１１の外周側には排
水孔１４も開口しており、この排水孔１４を通して水案
内室１１から水が逃げるが、その排水量は水案内室１１
に注水される水の量に比較して極めて少ない。

【００２３】このようにしてバランサ１０内に溜まった
水を排出する際には、バランサ１０を回転円周上の最高
位置で停止させる。すると、バランサ１０内の水に作用
する遠心力が失われるため、図３（ｃ）に示すように、
水は注水孔１３を通って水案内室１１へ流れ出て、水案
内室１１底部に溜まった水は回転円周上の最低位置にき
ている排水孔１４を通って外槽２へ流出する。注水孔１
３や排水孔１４の開口面積は小さいが、バランサ１０を
上記位置に保って暫時経過すれば、バランサ１０及び水
案内室１１内の水はほぼ完全に外槽２へ排出される。

【００２４】次に、このドラム式洗濯機の要部の電気的
構成を図４を参照して説明する。制御部３０はＣＰＵ、
ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータを中心に
構成されており、中央制御部３１、ＰＷＭ制御部３２、
偏心荷重検知部３３、注水制御部３４及び負荷量検知部
３５等を機能的に含んでいる。中央制御部３１は脱水運
転を進めるための運転プログラムが予め記憶されたメモ
リを含み、この運転プログラムの遂行の過程において、
所望のドラム回転速度に対応したモータ１７の目標回転
速度をＰＷＭ制御部３２に指示する。

【００２５】モータ駆動部４０は直流電圧供給部４１と
インバータ回路４２とから構成されており、ＰＷＭ制御
部３２と共にモータ１７の回転制御手段として機能す
る。モータ１７には回転数検出器４３が付設され、実際
のモータ１７の回転速度に対応した検出信号が制御部３
０にフィードバックされる。具体的には、回転数検出器
４３はパルスエンコーダであって、モータ１７が所定角
度回転する毎に一個のパルス信号を発生する構成になっ
ており、ドラム５が一回転する期間に１２個のパルス信
号（このパルス信号を、以下「回転数パルス信号」とい
う）が出力されるようになっている。図６は、この回転
数パルス信号の一例を示す波形図である。モータ１７つ
まりドラム５の回転速度が高いときには回転数パルス信
号の立上り間隔Ｐは狭くなり、逆にドラム５の回転速度
が低いときには該間隔Ｐは広がる。このように、間隔
（以下「回転数パルス幅」という）Ｐはモータ１７及び
ドラム５の回転速度に対応したものとなる。

【００２６】図５は図４中のモータ駆動部４０の基本構
成図である。図５では、直流電圧供給部４１は一定の直
流電圧Ｖｄを発生する直流電源４１ａとして示してい
る。インバータ回路４２は、直流電圧Ｖｄを可変周波数
の交流電圧に変換するための複数のスイッチング素子を
含んでいる。直流ブラシレスモータ１７の各巻線はこれ
らスイッチング素子の各ブリッジにそれぞれ接続されて
おり、各スイッチング素子はＰＷＭ制御部３２からのＰ
ＷＭ制御信号によりオン／オフ駆動される。

【００２７】図７はこのＰＷＭ制御信号の一例を示す波
形図である。ＰＷＭ制御信号の一周期の長さＷ2（ここ
では６２パルスユニット）はスイッチング周波数によっ
て定まる固定値であって、ＰＷＭ制御部３２は、目標回
転速度と実際の回転速度との差に応じて「Ｈ」レベル時
間Ｗ1を１パルスユニット単位で変化させることにより
ＰＷＭ制御を実行する。すなわち、実際の回転速度が目
標回転速度よりも低く回転速度を上昇させる必要がある
場合には「Ｈ」レベル時間Ｗ1を広げ、逆に実際の回転
速度が目標回転速度よりも高く回転速度を下降させる必
要がある場合には「Ｈ」レベル時間Ｗ1を狭める。ＰＷ
Ｍ制御部３２では、回転数検出器４３から回転数パルス
信号を得る毎に実際の回転速度を算出し、必要に応じて
ＰＷＭ制御信号の時間幅Ｗ1を修正する。このような制
御によりモータ１７の各巻線にはそれぞれ方形波状の電
圧が印加される。なお、以下の説明ではＷ1／Ｗ2をＷ1
／６２で表し、ＰＷＭデューティ比と呼ぶこととする。

【００２８】偏心荷重検知部３３は、次のようにして偏
心荷重を検知している。均衡回転速度以上の回転速度で
もってドラム５が回転されていると、洗濯物はドラム５
の内周壁面に押し付けられ、ドラム５の回転に伴って回
る。いま、洗濯物が偏在して偏心荷重が生じている場
合、該偏心荷重が図８の位置Ａに示すようにドラム５最
低位置を通過して上方に持ち上げられようとしていると
きには、該偏心荷重に作用する重力は回転方向と反対向
きになる。このため、該重力はドラム５を減速させるよ
うに作用する。一方、偏心荷重が図８の位置Ｂに示すよ
うにドラム５最高位置を通過して下方に運ばれていると
きには、該偏心荷重に作用する重力は回転方向と同一向
きになる。このため、該重力はドラム５を加速させるよ
うに作用する。

【００２９】ドラム５の回転速度が一定に維持されるよ
うに一定の目標回転速度が指示されると、ＰＷＭ制御部
３２はＰＷＭ制御信号の時間幅Ｗ1（つまりＰＷＭデュ
ーティ比）を変化させてモータ１７の回転速度を一定に
維持するように機能する。一方、ＰＷＭ制御部３２がＰ
ＷＭ制御を行わずにＰＷＭデューティ比を一定に維持す
ると、モータ１７への印加電圧が一定となり上述のよう
な偏心荷重の影響を受けてドラム５の回転速度は変動す
る。実際には主軸８と軸受１５との間の摩擦力の影響な
どもあり、偏心荷重がドラム５最高位置の手前付近に達
したときに回転速度は最も低くなり、偏心荷重がドラム
５最低位置の手前付近に達したときに最も高くなる。回
転数パルス幅Ｐを縦軸にとって時間経過に従ってプロッ
トすると、図９に示すような関係を示す。図９におい
て、黒丸のプロット点は実際に得られた回転数パルス幅
Ｐのデータであって、Ｍは回転センサ２６により得られ
る、ドラム５内周上の特定位置に対応して発生する回転
マーカである。

【００３０】図９に示すように、回転数パルス幅Ｐはド
ラム５の回転に同期して変動する。ここで、ドラム５の
一回転期間内で最大の回転数パルス幅Ｐmaxと最小の回
転数パルス幅Ｐminとの差αは偏心量を反映している。
或いは、差をとる代わりにＰmaxとＰminとの比でも同様
である。そこで、予め多数の実験を行なって偏心量と差
α（又は比）との対応関係を調べ、それにより例えばテ
ーブルを作成して偏心荷重検知部３３内のＲＯＭに格納
しておく。偏心荷重の検知処理時に偏心荷重検知部３３
は、回転数検出器４３より与えられる回転数パルス幅Ｐ
のデータを順次ＲＡＭに格納し、少なくともドラム５が
一回転する期間のデータが収集された時点で最大回転数
パルス幅Ｐmax及び最小回転数パルス幅Ｐminを見つけ
る。そして差αを算出し、上記テーブルを参照して偏心
量を取得する。

【００３１】上述のように最小回転数パルス幅Ｐminが
出現するときのドラム５内周上での偏心荷重の位置はほ
ぼ決まっており（具体的にはドラム５最低位置の手前付
近）、回転マーカＭが発生するときのドラム５の回転位
置も定まっているから、偏心荷重検知部３３は差αに加
えて、回転マーカＭが発生したときの回転数パルス幅Ｐ
zと最小回転数パルス幅Ｐminとの差β、及び回転マーカ
Ｍの発生前後での回転数パルス幅Ｐの大小関係を調べ、
次式により偏心位置量ＺLを算出する。 ＺL〔％〕＝（β／α）×１００ 回転マーカＭ直前の回転数パルス幅をＰx、回転マーカ
Ｍ直後の回転数パルス幅をＰyとしたとき、Ｐy＜Ｐxの
場合には偏心位置量ＺLの極性をプラス、Ｐy＞Ｐxの場
合にはマイナスに定める。

【００３２】このようにして偏心位置量ＺLを求める
と、回転マーカＭの発生位置と最小回転数パルス幅Ｐmi
nの出現位置とが一致している場合にＺLは０％となり、
最小回転数パルス幅Ｐminの出現位置がドラム５内周上
で回転後方にずれる（図９にて最小回転数パルス幅Ｐmi
nの位置が右にずれる）に従いＺLはプラス方向に増加
し、回転マーカＭの発生位置と最大回転数パルス幅Ｐma
xの出現位置とが一致するとＺLは１００％となる。一
方、上述のようにＺLが０％の状態から最小回転数パル
ス幅Ｐminが回転前方にずれる（図９にて最小回転数パ
ルス幅Ｐminの位置が左にずれる）に従いＺLはマイナス
方向に増加し、回転マーカＭの出現位置と最大回転数パ
ルス幅Ｐmaxの出現位置とが一致する直前でマイナス９
９％となる。すなわち、ドラム５一回転期間内の任意の
位置が、−９９％〜＋１００％の範囲の偏心位置量ＺL
でもって表される。従って、バランサ１０がドラム５の
最高位置手前に達したときに回転マーカＭが発生するよ
うに回転センサ２６の取付位置を定めておけば、偏心荷
重がバランサ１０の対向位置にあるときにＺLは０％と
なる。

【００３３】負荷量検知部３５はドラム５内に収容され
た洗濯物の重量、つまり負荷量を検知する。負荷量検知
は様々な方法を採ることができる。例えば、洗い運転や
すすぎ運転の給水時に、洗濯物が吸収する水の量を水位
として測定し、その水位から負荷量を算出するものとす
ることができる。このような負荷量検知によって、負荷
量は少量、中量又は多量のいずれかに区分される。

【００３４】次に、上記構成のドラム式洗濯機における
脱水行程時の制御の手順を、図１０〜図１２のフローチ
ャートに沿って説明する。以下の説明では、ドラム５の
径を４６０ｍｍとしたときの数値を例に挙げているが、
ドラム径が相違する場合には各回転速度等の数値を適宜
変更することにより対応可能であることは明白である。

【００３５】洗い行程が終了し脱水行程が開始されると
き、洗濯物はドラム５底部に重積した状態にある。この
ときバランサ１０には全く水が入っておらず、ドラム５
自体は偏心荷重を有していない。脱水行程の開始が指示
されると、まず中央制御部３１は脱水行程に関する初期
設定を実行し、後記偏心荷重移動運転の繰り返し回数を
示す変数ＣＮＴやタイマ値ｔ1、ｔ2を０にリセットする
（ステップＳ１）。ＰＷＭ制御部３２は、モータ１７を
起動してドラム５の回転速度が９０ｒｐｍにまで上昇す
るようにモータ駆動部４０を制御する（ステップＳ
２）。このときのドラム５の回転速度は均衡回転速度
（約６０〜６５ｒｐｍ）よりも高いので、ドラム５内の
洗濯物は遠心力によってドラム５の内周壁面に押し付け
られて回転する。

【００３６】次に、中央制御部３１は回転数検出器４３
から得られる回転数パルス信号によりドラム５の一回転
期間中の最高回転速度Ｓmaxを１回だけ測定する（ステ
ップＳ３）。そして、その最高回転速度Ｓmaxが９８ｒ
ｐｍ以上であるか否かを判定し（ステップＳ４）、９８
ｒｐｍ以上である場合には、ＰＷＭ制御部３２によりＰ
ＷＭデューティ比を減少（例えば１／６２だけ）し、こ
れに対応した電圧がモータ１７に印加されるようにモー
タ駆動部４０を制御する（ステップＳ５）。一方、最高
回転速度Ｓmaxが９８ｒｐｍ未満である場合には、次に
最高回転速度Ｓmaxが９１ｒｐｍ未満であるか否かを判
定し（ステップＳ６）、９１ｒｐｍ未満である場合に
は、ＰＷＭ制御部３２によりＰＷＭデューティ比を増加
（例えば１／６２だけ）して、これに対応した電圧がモ
ータ１７に印加されるようにモータ駆動部４０を制御す
る（ステップＳ７）。そしてステップＳ５又はＳ７にて
ＰＷＭデューティ比を変更した後２秒が経過するまで待
機し（ステップＳ８）、回転速度が安定したならばステ
ップＳ３へ戻る。すなわち、ステップＳ３〜Ｓ８の処理
により、ドラム５の最高回転速度Ｓmaxが９１ｒｐｍ以
上９８ｒｐｍ未満の範囲に収束するようにする。

【００３７】このようにして最高回転速度Ｓmaxが９１
〜９８ｒｐｍの範囲に収まったならば、ＰＷＭデューテ
ィ比を固定し（ステップＳ９）、このときのＰＷＭデュ
ーティ比の値を変数Ａとしてメモリに記憶する（ステッ
プＳ１０）。その後、偏心荷重検知部３３は前述のよう
にして偏心量を検知する（ステップＳ１１）。そして、
中央制御部３１は、検知された偏心量が１３００ｇ以下
であるか否かを判定し（ステップＳ１２）、偏心量が１
３００ｇを越えている場合にはドラム５の回転を停止さ
せて（ステップＳ１３）ステップＳ１に戻る。

【００３８】ステップＳ１２にて偏心量が１３００ｇ以
下であると判定された場合には、ＰＷＭ制御部３２によ
りドラム５の回転速度を１３０ｒｐｍに上昇させ（ステ
ップＳ１４）、偏心荷重検知部３３はその回転速度近傍
でもって偏心量と偏心位置（偏心位置量ＺL）とを検知
する（ステップＳ１５）。そして、中央制御部３１はこ
のときの偏心量が３５０ｇ以下であるか否かを判定する
（ステップＳ１６）。偏心量が３５０ｇ以下である場合
には、その状態のまま高速脱水運転を実行しても振動や
騒音が小さいと判断できる。そこで、ステップＳ５１の
高速脱水運転に進み、ＰＷＭ制御部３２によりドラム５
の回転速度を例えば１０００ｒｐｍまで上昇するように
制御する。これにより、洗濯物に浸透していた水は遠心
力により飛散して脱水される。

【００３９】ステップＳ１７にて偏心量が３５０ｇを越
えていると判定されると、中央制御部３１は先に検知さ
れた偏心位置がバランサ１０の取付位置に対向する位置
（１８０度離間した位置）に対してその前後に所定角度
幅をもって設定された角度範囲内に存在するか否かを判
定する（ステップＳ１７）。具体的には偏心位置量ＺL
が±６％以内であるか否かを判定する。この角度範囲内
に偏心荷重が在る場合には、バランサ１０に適宜の量の
水を注入することにより、そのバランサ１０の重量と洗
濯物の偏在による偏心荷重との釣合によりドラム５全体
の偏心量を小さくすることができると判断できる。そこ
で、ステップＳ５０へ進み前述のようにバランサ１０内
への注水を行ってバランス調整を行った後に、高速脱水
運転を立ち上げる（ステップＳ５１）。

【００４０】ステップＳ１７にて偏心位置が所定角度範
囲内でないと判定されると、以降の偏心荷重移動処理を
実行する。すなわち、まずＰＷＭ制御部３２は先に記憶
したＡをＰＷＭデューティ比として（ステップＳ１
８）、その後３秒間待機する（ステップＳ１９）。これ
により、ドラム５の最高回転速度は９１〜９８ｒｐｍ程
度に落ち着く。その後、上記ステップＳ３と同様にドラ
ム５の一回転期間中の最高回転速度Ｓmax’を１回だけ
測定する（ステップＳ２０）と共に、タイマｔ1の計時
を開始する（ステップＳ２１）。そして、回転数パルス
信号によりドラム５の回転速度を監視し、先に測定され
た最高回転速度Ｓmax’に到達したか否かを判定する
（ステップＳ２２）。最高回転速度Ｓmax’に到達して
いない場合には、タイマｔ1が１秒を経過したか否かを
判定し（ステップＳ２３）、タイマｔ1が１秒を経過す
るまでステップＳ２２、Ｓ２３の処理を繰り返す。

【００４１】ドラム５が９１〜９８ｒｐｍ程度の回転速
度で回転するとき、一回転の所要時間は０．７〜０．８
秒程度である。従って、タイマｔ1が１秒を越えるの
は、ドラム５が一回転する期間中に最高回転速度Ｓma
x’が出現しなかったときである。このような場合、ド
ラム５の実際の最高回転速度はこのＳmax’よりも低く
なっているものと推察できる。そこで、Ｓmax’から１
を減じて新たなＳmax’を設定し（ステップＳ２４）ス
テップＳ２１へと戻る。

【００４２】ステップＳ２２にてドラム５の回転速度が
Ｓmax’に到達したとき、その時点が回転が最も速くな
る時点、つまり偏心荷重がドラム５の最低位置の手前に
達した時点であると判断することができる。そこで、そ
の時点でタイマｔ2の計時を開始し（ステップＳ２
５）、ｔ2が０．３秒を経過したならば（ステップＳ２
６で「Ｙ」）、モータ１７の電磁ブレーキを作動させる
（ステップＳ２７）。０．３秒は０．４〜０．４５回転
に相当するので、ちょうど偏心荷重がドラム５の側部を
通過して最高点に達するまでの間に在るときにドラム５
の回転は急速に低下し始める（図１３参照）。

【００４３】その後、中央制御部３１は変数ＣＮＴをイ
ンクリメントして（ステップＳ２８）、その変数ＣＮＴ
が２以上であるか否かを判定する（ステップＳ２９）。
変数ＣＮＴが１である場合、つまり初めてこの偏心荷重
移動運転を実行する場合にはステップＳ３０へ進み、負
荷量検知部３５により検知された負荷量が少量であるか
否かを判定し、少量負荷である場合には減速回転速度Ｓ
Lを５０ｒｐｍに設定する（ステップＳ３１）。負荷量
が少量でない場合には、次に負荷量が中量であるか否か
を判定し（ステップＳ３２）、中量負荷である場合には
減速回転速度ＳLを５５ｒｐｍに設定する（ステップＳ
３３）。少量負荷、中量負荷のいずれでもない場合には
多量負荷であるので、減速回転速度ＳLを６０ｒｐｍに
設定する（ステップＳ３４）。

【００４４】一方、ステップＳ２９にて変数ＣＮＴが２
以上であると判定されたときには、その前回の偏心位置
量と先に検知された偏心位置量との差を計算することに
より、前回の偏心荷重移動運転による偏心位置の移動量
Ｍを算出する（ステップＳ３５）。そして、その移動量
Ｍが±５％以内であるか否かを判定する（ステップＳ３
６）。移動量Ｍが±５％以内である場合、前回の偏心荷
重移動運転により偏心荷重は全く又は殆ど移動しなかっ
た、つまり減速の度合が不足であったと判断できる。そ
こで、移動量Ｍが±５％以内であった場合には、減速の
度合をより大きくするために減速回転速度ＳLから２を
減じて新たなＳLとする（ステップＳ３７）。移動量Ｍ
が±５％を越えていた場合には減速回転速度ＳLを初期
化するためにステップＳ３０へと進む。

【００４５】減速回転速度ＳLが決定されたならば、実
際の回転速度がこのＳLまで下降したか否かを判定し
（ステップＳ３８）、回転速度がＳLに達したならば急
峻に回転速度を上昇させ（ステップＳ３９）、８０ｒｐ
ｍとなるように速度制御を行う（ステップＳ４０）。そ
して、上記ステップＳ２へと戻り、偏心量の検知を実行
する。なお、ステップＳ２８〜Ｓ３７の処理は、上記ス
テップＳ２７にて電磁ブレーキを作動させる以前に行っ
ておくこともできる。

【００４６】このような回転制御により、ドラム５の回
転速度は図１４に示す減速パターンのように変化する。
例えば、少量負荷である場合には、電磁ブレーキが作動
した後、回転速度が急速に低下し、回転速度が５０ｒｐ
ｍに達すると急速に上昇して８０ｒｐｍまで戻る。回転
速度が均衡回転速度よりも低下すると、洗濯物に作用す
る遠心力よりも重力のほうが大きくなるため、偏心荷重
の原因となっている洗濯物のかたまりは回転後方へ滑り
又は転がり落ちる。その後に回転速度は急速に８０ｒｐ
ｍまで上昇されると、洗濯物は回転後方に移動した位置
で再びドラム５内周壁面に張り付いて回転する。従っ
て、偏心荷重の位置をずらすことができる。負荷量が少
ない場合、図１５（ａ）に示すように偏心荷重の原因と
なっている洗濯物のかたまりはドラム５の内周壁に密着
している。そのため、回転中心からその偏心位置までの
距離Ｌは相対的に大きく、偏心荷重に作用している遠心
力は大きいから減速時にも落下しにくいので、より低い
速度まで減速を行うようにしている。

【００４７】それに対し、負荷量が多い場合には、図１
５（ｂ）に示すように洗濯物はドラム５内周壁全体を覆
うように張り付いており、偏心荷重の原因となっている
洗濯物のかたまりはその張り付いた洗濯物よりもドラム
５中心に近い側に位置している。そのため、回転中心か
ら偏心荷重の重心までの距離Ｌは相対的に小さく、偏心
荷重に作用している遠心力は小さいから減速時に落下し
易い。このため、少量負荷時と同じように減速してしま
うと、偏心荷重の原因となっている洗濯物のかたまりの
みならず、ドラム５内周壁に張り付いている洗濯物まで
が落下してしまい、偏心量が却って増加してしまう恐れ
がある。そこで、図１４に示すように負荷量が多いほど
減速時の回転速度を高くすることにより減速度合を弱
め、ドラム５の中心側に位置している洗濯物のかたまり
のみを移動させるようにしている。

【００４８】例えば図１５（ａ）、（ｂ）に示すように
洗濯物が比較的かたまって偏心荷重が生じている場合に
は、上記のような減速回転により偏心荷重は回転後方に
移動し易い。ところが、例えば図１５（ｃ）に示すよう
に洗濯物が比較的広がってドラム５の内周壁に広い面積
で密着して偏心荷重が存在している場合には、回転後方
へ移動しにくい。そこで、このような状態では、図１４
に示す減速パターンに従って何回減速回転を繰り返して
も、洗濯物が所望位置まで移動しないことがあり得る。

【００４９】ここでステップＳ３５〜Ｓ３７の処理が有
効になる。すなわち、上述のような１回目の偏心荷重移
動運転が実行された後に、２回目の偏心荷重移動運転に
おいてステップＳ３６の処理にてＭ＜±５％であると判
定されると、ステップＳ３７にて減速回転速度は下げら
れる。具体的には、少量負荷である場合には、５０→４
８ｒｐｍになる。従って、より大きな減速が行われるた
め、偏心荷重が移動し易くなる。

【００５０】このように本実施例のドラム式洗濯機で
は、負荷量に応じて適当な減速が行われるので、偏心荷
重の原因となっている洗濯物のかたまりのみをバランサ
１０の対向位置近傍まで移動させ、バランサ１０へ適宜
の量の水を注入してドラム５全体のバランスをとること
ができる。また、始めに設定した減速状態で洗濯物のか
たまりが移動しなかった場合には、次の偏心荷重移動運
転においてより大きな減速が実行されるので、移動しに
くい状態になっている洗濯物も確実に移動させることが
できる。

【００５１】次に、上記脱水行程時の制御フローチャー
トの一部を変更した、他の実施例によるドラム式洗濯機
について説明する。この実施例のドラム式洗濯機では、
２回目以降の偏心荷重移動運転を行う際の減速度合の変
更の方法が上記実施例のものとは相違している。すなわ
ち、図１６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ
３０にて少量負荷か否かの判定を行う前に減速時間変数
Ｔ1を０にリセットし（ステップＳ６０）、第２回目以
降の偏心荷重移動運転の際に偏心位置の移動量Ｍが±５
％以上であったならば減速時間変数Ｔ1に０．１秒を加
算して新たな減速時間変数Ｔ1としている（ステップＳ
６１）。そして、回転速度がＳLまで下降した後に電磁
ブレーキを解除して無通電状態とし（ステップＳ６
２）、減速時間変数Ｔ1が経過したならば（ステップＳ
６３で「Ｙ」）急峻に回転速度を上昇させる。

【００５２】すなわちこの実施例では、少量負荷の場
合、図１７に示す減速パターンになる。無通電状態は短
時間であるので、無通電状態の期間中、慣性によってド
ラム５の回転速度はほぼ一定に維持される。このように
低い回転速度が維持されることによって上記実施例と同
様の作用をもたらす。

【００５３】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行えることは明らかで
ある。

【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の側
面断面図。

【図２】 図１のドラム式洗濯機の要部の背面透視図。

【図３】 本実施例のドラム式洗濯機におけるバランサ
への水の注入及び排出の動作を示す概略断面図。

【図４】 本実施例のドラム式洗濯機の要部の電気系構
成図。

【図５】 モータ駆動部の基本構成図。

【図６】 回転数検出器から得られる回転数パルス信号
の一例を示す波形図。

【図７】 ＰＷＭ制御信号の一例を示す波形図。

【図８】 ドラム内にの偏心荷重に作用する力の関係を
示す模式図。

【図９】 偏心荷重が存在する場合の回転数パルス幅の
変動を示すグラフ。

【図１０】 本実施例における脱水行程時の制御動作を
示すフローチャート。

【図１１】 本実施例における脱水行程時の制御動作を
示すフローチャート。

【図１２】 本実施例における脱水行程時の制御動作を
示すフローチャート。

【図１３】 本実施例における減速回転制御時の動作説
明図。

【図１４】 本実施例における偏心荷重移動運転時の減
速パターンを示すグラフ。

【図１５】 ドラム内での洗濯物の偏在状態を示す模式
図。

【図１６】 他の実施例における脱水行程時の制御動作
を示すフローチャート。

【図１７】 他の実施例における偏心荷重移動運転時の
減速パターンを示すグラフ。

【符号の説明】

５…ドラム １０…バランサ １１…水案内室 １７…モータ ２２…バランス用注水バルブ ２３…注水ノズル ２６…回転センサ ３０…制御部 ３１…中央制御部 ３２…ＰＷＭ制御部 ３３…偏心荷重検知部 ３４…注水制御部 ３５…負荷量検知部 ４０…モータ駆動部 ４３…回転数検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B155 AA06 BB10 BB16 CA02 CB06 DC14 KA02 LA02 LA03 LB18 LB29 LB35 MA01 MA02 MA05 MA06 MA07 MA09

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 籠状のドラム内に洗濯物を収容し、該ド
   ラムを水平軸を中心に回転させることにより該洗濯物の
   遠心脱水を行なうドラム式洗濯機において、 a)ドラム自体が偏心荷重を有するべく該ドラム壁面の一
   部に設けた重錘部と、 b)ドラム内での洗濯物の偏在に起因する偏心荷重を検知
   する偏心荷重検知手段と、 c)ドラム内に収容されている洗濯物の重量を検知する負
   荷量検知手段と、 d)ドラムを回転駆動するモータを制御する回転制御手段
   であって、前記偏心荷重検知手段により検知された偏心
   荷重の位置がドラム内周上で前記重錘部の対向位置近傍
   でない場合、洗濯物に作用する遠心力が重力に勝る略一
   定の回転速度でドラムを回転しているときに該遠心力が
   重力よりも小さくなるように短時間ドラムの回転速度を
   減速することにより洗濯物の移動を促す偏心荷重移動運
   転を行なう回転制御手段と、 e)該回転制御手段に対し、前記負荷量検知手段により検
   知された負荷量に応じて偏心荷重移動運転時の減速度合
   を指示する運転制御手段と、 を備えることを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 【請求項２】 前記重錘部は、ドラム壁面の一部に形成
   した中空体の水保持部と、該水保持部に水を注入する注
   水手段とから成り、該水保持部に水が注入されていない
   状態で検知された偏心荷重の位置がドラム内周上で該水
   保持部の対向位置近傍であって、且つ偏心荷重の大きさ
   が所定の許容値以下であるとき、前記注水手段により偏
   心荷重の大きさに応じた量の水を前記水保持部に注入し
   てドラムのバランス調整を行なう注水制御手段を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 【請求項３】 偏心荷重移動運転の結果、移動した偏心
   荷重の移動量を算出する移動量算出手段を更に備え、複
   数回の偏心荷重移動運転を実行する場合に、前記運転制
   御手段は該移動量算出手段により得られた移動量に応じ
   て次の偏心荷重移動運転時の減速度合を修正することを
   特徴とする請求項１又は２に記載のドラム式洗濯機。