JP2001276468A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠心脱水時のドラムや外槽の異常振動の発生
を確実に防止する。 【解決手段】 ドラムの周方向に適当に洗濯物を分散さ
せ、その洗濯物に作用する遠心力と重力とが均衡する回
転速度よりもやや高い回転速度（１００ｒｐｍ）でドラ
ムを回転させ、その状態でモータ電流のトルク電流成分
に基づいて偏心量を検知し、この偏心量が所定の許容値
以下である場合（判定２、３又は４）に、ドラムの回転
速度を２００ｒｐｍまで上昇させる。この回転速度で再
びトルク電流成分に基づいて偏心量を検知し、この偏心
量が所定の許容値以下である場合（判定５）には更に回
転速度を上げる。判定２、３又は４で同一の偏心量であ
ると判定された場合であっても、判定５ではドラム５の
前部に偏心荷重が在るほうが後部に在るよりも偏心量が
大きく現れるので、振動が大きくなる最悪のケースを想
定して脱水を立ち上げるか否かを決めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、略水平な軸を中心
に回転駆動されるドラムを有するドラム式洗濯機に関
し、更に詳しくは、該ドラムを内装する外槽が弾性体に
より揺動可能に保持された構造を有するドラム式洗濯機
に関する。なお、ここで「脱水」とは、石油系溶剤等を
用いた洗濯における「脱液」も含めることとする。

【０００２】

【従来の技術】ドラム式洗濯機は、濡れた洗濯物が収容
された円筒籠状のドラムを水平軸を中心に高速回転させ
て、洗濯物に含まれる水を周囲に飛散して除去する構成
を有している。このような遠心脱水の際の大きな問題点
の１つは、洗濯物がドラム内周壁に不均等に分散してい
る状態でドラムを高速回転させると、回転軸周りの質量
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】上述したような問題に対し、ドラムの周方
向にバランスよく洗濯物を分散させることにより偏心荷
重を軽減する方法や、ドラムの一部に重量固定又は重量
可変式の重錘を設け、その重錘と洗濯物との釣合によっ
て偏心荷重を軽減する方法など、脱水立ち上げ時のバラ
ンス調整に関する種々の提案がなされている。これら従
来のドラム式洗濯機によれば、洗濯物をドラム周方向に
適度に分散又は集中させて、ドラム全体の偏心荷重が所
定範囲内に収まるようにした上でドラムの回転速度を遠
心脱水を行うための速度まで上昇させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これら従来
のバランス調整方法のいずれにおいても、ドラムの周方
向つまり回転軸周りのバランスは考慮されているもの
の、回転軸の延伸方向つまり円筒形状のドラムの奥行方
向のバランスは考慮されていない。ドラム式洗濯機で
は、ドラムはその後部端面に固定された回転軸によって
略水平に片持支持されており、その回転軸はベアリング
等から成る軸受により回転自在に支持されている。その
ため、周方向にみれば同一の偏心荷重であっても、軸方
向にみてドラム前部に偏心荷重が存在する場合には、ド
ラム後部に偏心荷重が存在する場合に比べて軸受から偏
心荷重までの距離が長くなり、ドラムを高速回転させた
ときに軸受に掛かる負荷がそれだけ大きくなる。また、
ドラムを内装した外槽をバネ等の弾性体で懸垂して振動
吸収を図った構造である場合には、偏心荷重が軸受から
離れた位置に存在するほど外槽の揺動も大きくなること
がわかった。

【０００５】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、ドラム
の周方向でみた偏心荷重の大きさのみならず、ドラムの
軸方向（上記奥行方向）の偏心荷重の位置をも考慮し
て、ドラムを高速で回転させる際の振動や騒音の発生を
軽減することができる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第１の
ドラム式洗濯機は、機枠と、該機枠内部に弾性体を介し
て揺動自在に設けられた外槽と、該外槽内部に略水平な
軸により回転自在に軸支されたドラムとを具備し、該ド
ラムを高速で回転させることによって該ドラム内に収容
されている洗濯物を遠心脱水するドラム式洗濯機におい
て、 ａ）前記ドラム内での軸周りの洗濯物の偏在に起因する
とともに該軸の延伸方向における洗濯物の分布をも反映
した偏心量又はそれに対応した指標値を求める偏心荷重
検知手段と、 ｂ）該偏心量又は指標値が所定値以下であるか否かを判
定し、所定値以下である場合に前記ドラムの回転速度を
上げて遠心脱水を行う運転制御手段と、を備えることを
特徴としている。

【０００７】従来のドラム式洗濯機では、軸周りの洗濯
物の偏在に起因する偏心荷重の大きさ（つまり偏心量）
又はそれに応じた指標値を検知し、この偏心量又は指標
値が或る許容値以下である場合に、脱水運転を立ち上げ
るようにしている。これに対し本発明に係る第１のドラ
ム式洗濯機では、偏心荷重検知手段は、ドラムを片持支
持している軸の延伸方向における洗濯物の分布をも反映
した偏心量又は指標値を検知する。軸周りの洗濯物の偏
在に起因する偏心荷重がドラムの軸取着部（通常はドラ
ムの後端面）から離れた位置にあるほど、ドラム回転時
に、軸を支承している軸受に掛かる負荷は大きくなる。
つまり、実質的な偏心量は大きいものと考えることがで
きる。運転制御手段は、このようなことを考慮して設定
された所定値と上記偏心量又は指標値とを比較し、所定
値以下である場合には、ドラムの回転速度を上昇させて
もドラムや外槽の振動は許容範囲内に収まるものと判断
を下し、遠心脱水を行う。

【０００８】したがって、この発明に係る第１のドラム
式洗濯機では、軸周りの質量のバランスが同程度であっ
ても、偏心荷重がドラムの軸取着部からどの程度離れた
位置に存在するかによって（換言すれば、上記実質的な
偏心量によって）、ドラムの回転速度が上昇されて遠心
脱水が実行されたり、或いはされなかったりする。

【０００９】一実施形態として、本発明に係る第２のド
ラム式洗濯機では、上記第１のドラム式洗濯機におい
て、前記偏心荷重検知手段は、前記ドラムが所定の回転
速度で回転している状態で、該ドラムを回転駆動するモ
ータに流れる電流のトルク電流成分を基に前記偏心量又
は指標値を取得する構成とすることができる。すなわ
ち、ドラムの軸周りにアンバランスがあると、ドラムが
１回転する期間に負荷トルクが変動するから、これに伴
いトルク電流成分が変動する。しかも、ドラムの回転速
度を或る程度以上大きくすると、上述のようにドラムの
軸取着部と偏心荷重との離間距離に応じて相違する実質
的な偏心量の影響がトルク電流成分に現れる。したがっ
て、上記構成によれば、トルク電流成分を基に、具体的
にはドラムが１回転する期間のトルク電流成分の変動振
幅を基に偏心量（つまり上記実質的な偏心量）又は指標
値を求め、これを所定値と比較することにより遠心脱水
の可否を決定することができる。

【００１０】一般にドラム式洗濯機では、遠心脱水を行
うための回転速度よりも低い速度領域に上記共振回転速
度が存在する。この共振回転速度では外槽やドラムの振
動は非常に大きくなるから、この共振回転速度までドラ
ムの回転速度を上げる以前に偏心量をできるだけ小さく
しておくことが望ましい。そこで、本発明に係る第３の
ドラム式洗濯機では、上記第２のドラム式洗濯機におい
て、前記所定の回転速度は、前記ドラム内の洗濯物に作
用する遠心力が重力と釣り合うような均衡回転速度より
も大きく、且つ前記共振回転速度よりも小さいような範
囲内であることが好ましい。また更に好ましくは、共振
回転速度に近いほうがよい。但し、共振回転速度は洗濯
物の量などにも依存するため、或る程度の幅を見込ん
で、外槽やドラムの振動があまり大きくなり過ぎない状
態で偏心量又は指標値を判定する必要がある。

【００１１】また、上述したように通常はドラムの後端
面が軸取着部であることから、ドラムの前部に偏心荷重
が存在する場合が、軸受に対する負荷や振動にとって最
も悪い条件である。そこで、本発明に係る第４のドラム
式洗濯機では、上記第１〜第３のいずれかのドラム式洗
濯機において、前記所定値は、前記ドラムの前部に偏心
荷重が存在することを想定した許容値を基に定められる
構成としている。この構成によれば、異常振動や異常騒
音が発生する可能性が高い場合、或いは軸受に対して掛
かる負荷が異常に大きくなるような場合に、ドラムを高
速回転させることを確実に回避することができる。

【００１２】また、上述したように偏心量の判定を行う
にはドラムの回転速度は共振回転速度に近いことが好ま
しいが、偏心量が大きいとその判定のための回転速度ま
で上昇させる際にも大きな振動が生じてしまう恐れがあ
る。そこで、本発明に係る第５の洗濯機では、上記第１
〜第４のいずれかのドラム式洗濯機において、前記ドラ
ム内の洗濯物に作用する遠心力が重力と釣り合うような
均衡回転速度よりも大きく、且つ前記外槽が有する共振
周波数に相当する共振回転速度よりも小さいような範囲
内で、第１の回転速度と該第１の回転速度よりも大きな
第２の回転速度とを設定し、前記運転制御手段は、まず
第１の回転速度でもってドラムが回転している状態で前
記偏心荷重検知手段により検知された偏心量又は指標値
が所定値以下である場合に、該ドラムの回転速度を第２
の回転速度まで上昇させ、更に第２の回転速度でドラム
が回転している状態で前記偏心荷重検知手段により検知
された偏心量又は指標値を判定して、該ドラムの回転速
度を更に上げて遠心脱水を行うか否かを決定する構成と
している。

【００１３】この構成によれば、まず、比較的低い第１
の回転速度でもってドラムが回転しているときに予備的
に偏心量の判定が行われる。このときの偏心量には、ド
ラムの軸方向における洗濯物の分布は反映されていない
ものの、ドラムの軸周りでのアンバランスが異常に大き
いような場合を除外することができる。したがって、ド
ラムの回転速度を第２の回転速度まで上昇させる際の外
槽やドラムの振動が確実に抑制される。また、第２の回
転速度でドラムを回転させている際の判定で偏心量又は
指標値が所定値以下と判定される確率が高くなるので、
無駄な判定を行うことが少なくなり、ひいては脱水所要
時間の短縮化が図れる。

【００１４】また、本発明に係る第６のドラム式洗濯機
は、上記第１〜第５のいずれかのドラム式洗濯機におい
て、前記運転制御手段は、前記偏心量又は指標値が所定
値を越えている場合には、洗濯物の分散配置を再度行う
べく、ドラムの回転速度を少なくとも前記均衡回転速度
を下回るまで落とすことを特徴としている。この構成に
よれば、洗濯物の偏在が甚だしくて遠心脱水を立ち上げ
ることができない場合には、洗濯物の分散配置が積極的
に行われるので、洗濯物の分布状況を変えて再度偏心量
の判定を試みることができる。

【００１５】更にまた、本発明に係る第７のドラム式洗
濯機は、上記第６のドラム式洗濯機において、前記偏心
量又は指標値が所定値を越えている場合、再び偏心量又
は指標値の判定を行う際の判定基準である所定値を大き
くするように修正することを特徴としている。この構成
によれば、所定値を修正することにより偏心量の許容範
囲が広がるので、振動や騒音は若干大きくなる可能性が
あるものの、遠心脱水が終了しないという不具合を少な
くすることができる。

【００１６】

【発明の効果】上述したように本発明に係るドラム式洗
濯機によれば、ドラムの回転速度が高速脱水回転速度ま
で上昇される前に、単にドラムの軸周りのみならず、軸
方向の洗濯物の分布をも考慮して最悪又はそれに近い状
態を想定した偏心量の判定処理が実行され、その判定処
理において許容範囲内に収まっている場合にのみドラム
の回転速度が上昇される。したがって、脱水を行う際に
確実にドラムや外槽の振動を抑制することができる。ま
た、ドラムが大きな首振り振動を生じることを抑制でき
るので、軸を支承する軸受に過大な負荷が掛かることを
回避でき、軸受の破損や劣化を防止することができる。

【００１７】

【実施例】〔実施例１〕以下、本発明の一実施例（以下
「実施例１」という）であるドラム式洗濯機について図
面を参照して説明する。

【００１８】図１は本実施例１のドラム式洗濯機の全体
構成を示す側面縦断面図、図２はこのドラム式洗濯機の
正面透視図である。機枠１の内部には 周面略円筒形状
の外槽２が４本のバネ３及び４本のダンパ４により揺動
自在に保持されている。この外槽２の内部には、洗濯物
を収容するための円筒形状のドラム５が主軸８により軸
支されている。機枠１の前面には、ドラム５の前面開口
を開閉するためのドア７が設けられており、このドア７
を開いて洗濯物をドラム５内に投入するようになってい
る。ドラム５の周壁には多数の通水孔６が穿孔されてお
り、洗浄や濯ぎ時に外槽２内に供給された水はこの通水
孔６を通してドラム５内へと流入し、遠心脱水時にドラ
ム５内で洗濯物から吐き出された水はこの通水孔６を通
して外槽２側へ飛散する。また、ドラム５の内周壁面に
は洗濯物を掻き上げるためのバッフル９が適宜の位置
（この例では、周方向に約１２０°角度間隔を保った位
置）に取り付けられている。

【００１９】主軸８は外槽２に装着された軸受１０によ
って回転自在に保持され、主軸８の後方先端には大径の
主プーリ１１が取り付けられている。外槽２の底面には
モータ１２が取り付けられ、このモータ１２の回転軸に
はモータプーリ１３が取着されており、このモータプー
リ１３の回転動力はＶベルト１４を介して主プーリ１１
に伝達される。機枠１の背面に設けられた給水管接続部
１５には外部の給水栓に至る給水管（図示しない）が連
結され、該給水管を介して供給される水は、給水バルブ
１６を通って、外槽２の背面に設けられた注水口から外
槽２内へと放出される。また、外槽２の底部には排水管
１７が接続されており、排水管１７の途中に設けられた
排水ポンプ１８が作動すると、外槽２内に貯留されてい
る水は排水管１７を通して外部へと排出される。

【００２０】回転センサ１９は、主プーリ１１を挟んで
外槽２側に設置された発光部と機枠１側に設置された受
光部とから構成される。発光部と受光部との間に位置す
る主プーリ１１のリング体には円周上に１箇所の開口が
設けられており、発光部から放出された光はドラム５が
１回転する間に１回だけ上記開口を通過して受光部に到
達する。受光部は、この受光信号を基にしてドラム５の
回転に同期した回転パルス信号を生成する。なお、回転
センサ１９の構成はドラム５の回転位置を検知できさえ
すればこれに限るものではなく、例えば磁気センサを用
いてドラム５の回転位置を検知するものであってもよ
い。

【００２１】図３はこのドラム式洗濯機の電気系構成を
示すブロック図である。全体の制御を司る制御部２０
は、洗浄、濯ぎ、脱水といった各洗濯行程を遂行するた
めの運転プログラムが予め格納されたメモリを備える。
この制御部２０には、操作部３１、表示部３２、負荷駆
動部３３、インバータ制御部３４、モータ電流検出部３
５が接続されている。操作部３１は機枠１の前面に設け
られた操作パネルを含み、使用者による操作に応じた入
力信号を制御部２０へ与える。表示部３２は同様に機枠
１の前面に設けられた表示パネルを含み、操作に対応し
た情報や運転状況などに関連する情報を制御部２０から
受け取って表示する。

【００２２】制御部２０は、機能的に回転速度制御部２
１、偏心荷重判定部２２を含んでいる。回転速度制御部
２１は回転速度指示信号をインバータ制御部３４に送出
し、インバータ制御部３４はこの指示信号をＰＷＭ信号
に変換して、このＰＷＭ信号に応じた駆動電圧をモータ
１２に印加する。これによりモータ１２は所望の回転速
度で且つ所望の方向（右又は左）に回転し、ドラム５は
予め定められた減速比で減速されて回転する。モータ電
流検出部３５は、インバータ制御部３４からモータ１２
に供給される駆動電流のうちのトルク電流成分を検出す
る。洗濯物が遠心力によってドラム５の内周壁面に張り
付くような回転速度でもってドラム５を回転駆動してい
るときに、ドラム５の周方向に洗濯物が偏在している
と、ドラム５が１回転する間に負荷トルクが変動する。
したがって、モータ電流のトルク電流成分は洗濯物の偏
在に起因する偏心荷重に応じて変動する。

【００２３】図４は、回転センサ１９により得られる回
転パルス信号（図４中の回転マーカ）と偏心荷重による
トルク電流成分の変動との一例を示す波形図である。ト
ルク電流成分の最大ピークＶｍａｘは、ドラム５の１回
転期間内において負荷トルクが最大になるときに出現す
る。通常、負荷トルクは偏心荷重の原因である洗濯物を
重力に抗してドラム５の上方に持ち上げようとするとき
に最大となるから、偏心荷重がドラム５の最低位置を通
過して略真横に達するまでの回転位置範囲内で最大ピー
クＶｍａｘが出現する。このトルク電流成分の変動振
幅、つまり最大ピーク値と最小ピーク値の差α（＝Ｖｍ
ａｘ−Ｖｍｉｎ）は、偏心荷重の大きさ（つまり偏心
量）を反映している。そこで、偏心量とトルク電流成分
の変動振幅αとの関係を予め調べておき、それに基づい
て判定基準を定めておけば、後述のように偏心量の大小
関係の判定を変動振幅の判定をもって行うことができ
る。

【００２４】図３において、偏心荷重判定部２２は、モ
ータ電流検出部３５から図４に示すような波形を受け取
るとともに回転センサ１９から回転パルス信号を受け取
り、上述したような処理を行うことによって偏心量が所
定値以下であるか否かを判定する。

【００２５】この実施例１のドラム式洗濯機では、洗浄
運転や濯ぎ運転のあとに実行される脱水行程時（いわゆ
る中間脱水及び最終脱水を含む）の動作、具体的には、
実質的に脱水運転を行うような高速回転速度までドラム
５の回転速度を立ち上げる際の制御に特徴がある。更に
詳しく言えば、従来のドラム式洗濯機でも考慮されてい
たドラム５の周方向における洗濯物のバランスのみなら
ず、従来は何ら考慮されていなかったドラム５の軸方向
の洗濯物のバランスに関しても考慮して脱水立ち上げを
行う点に特徴がある。

【００２６】図５は、ドラム５内で洗濯物の偏在により
偏心荷重が生じている状態を示す模式図である。従来、
ドラム５における洗濯物のバランス調整というのは、図
５（ａ）又は（ｂ）において左方向から見た状態での主
軸８の周りの洗濯物の分布、つまり図５（ｃ）に示すよ
うな洗濯物の分布に起因する偏心量Ｗを小さくすること
が主眼であった。しかしながら、同じ偏心量Ｗという偏
心荷重があるとしても、軸方向にみてドラム５のいずれ
の位置に洗濯物が分布しているかによって、ドラム５の
前部に偏心荷重が存在する場合（図５（ａ）のケース）
と、ドラム５の後部に偏心荷重が存在する場合（図５
（ｂ）のケース）とがあり得る。勿論、その中間に偏心
荷重が存在する場合もあり得るが、ここでは両極端のみ
を想定する。

【００２７】このドラム式洗濯機のようにドラム５が主
軸８を受ける軸受１０で支持されている場合、軸受１０
を挟んでドラム５側にはより大きな荷重が掛かる。ドラ
ム５に偏心荷重が存在する場合、軸受１０からの離間距
離Ｌが大きくなるほど、ドラム５を首振り振動させる力
は大きくなる。この力は主軸８を屈曲させようとする力
となって軸受１０に掛かるから、図５（ａ）のケースで
は図５（ｂ）のケースよりも軸受１０に大きな力が作用
する。軸受１０はベアリング等を含んで構成されている
が、このような大きな力を受けると破損し易くなり、破
損しないまでも寿命が短くなる等の問題が生じる。更に
また、外槽２はバネ３やダンパ４等の弾性体で揺動自在
に保持されているため、軸受１０を介して受ける力が大
きいとそれだけ外槽２の揺動も大きくなり、振動や騒音
の原因となる。このようなことから、従来行われていた
ように単に偏心量Ｗを小さくするのみならず、同一偏心
量であるならば極力、図５（ｂ）に示すようにドラム５
の後部に偏心荷重が生じるようにする。或いは、図５
（ａ）に示すようにドラム５の前部に偏心荷重が生じて
いるならば、それを考慮して偏心量Ｗ自体をより小さく
することが必要となってくる。

【００２８】本発明者らの実験によれば、ドラム５が均
衡回転速度よりも高い回転速度でもって回転していると
きであっても、それが比較的低い場合、より正確に言え
ば、均衡回転速度に近い場合には、ドラム５の軸方向に
おける偏心荷重の位置の相違の影響はトルク電流の変動
に明確には現れない。ところが、ドラム５の回転速度を
上げていって共振回転速度に近くなるほど、ドラム５の
軸方向における偏心荷重の位置の相違の影響はトルク電
流の変動に顕著に現れるようになる。これは、同一偏心
量であっても、その偏心荷重がドラム５の前部に在るほ
ど、回転速度を上げたときのドラム５の首振りが大きく
なって、軸受１０に掛かる力が増大し、軸受１０と主軸
８との摩擦の増加等の要因でトルク電流の変動が大きく
なるものと考えられる。そこで、本実施例１のドラム式
洗濯機では、このような現象を利用して、周方向にみれ
ば同一の偏心量である偏心荷重が軸方向のいずれの位置
に在るのか、を推定している。

【００２９】続いて、本実施例１のドラム式洗濯機にお
ける脱水行程時の制御動作に関して詳述する。図６及び
図７は脱水行程の立ち上げ動作時の制御を示すフローチ
ャートである。また、図８はこの立ち上げ動作時のドラ
ム５の回転速度の変化の様子の一例を示す図である。

【００３０】脱水行程が開始されると、まず、排水ポン
プ１８を作動させ、排水を開始する（ステップＳ１
１）。そのあと、ドラム５を低速で回転させて洗濯物の
分散を促しつつ洗濯物が適度に分散している状態で更に
ドラム５の回転速度を上昇させるための低速バランス衣
類分散処理を実行する（ステップＳ１２）。ここで言う
「低速」とは均衡回転速度よりも低いという意味であ
る。すなわち、回転速度制御部２１はインバータ制御部
３４を介して、４０〜６０ｒｐｍ程度の範囲内の回転速
度でドラム５を回転させるべくモータ１２の回転を制御
する。ここでは一例として、この回転速度を５０ｒｐｍ
とする。ドラム５が停止した状態から約３０秒程度でこ
の目標回転速度に到達するように、比較的緩慢な加速で
もって回転を立ち上げる。

【００３１】上記回転速度は均衡回転速度よりも低い
が、ドラム５の内周壁面に密着している洗濯物（つまり
外周側に存在する洗濯物）にはより大きな遠心力が作用
するので、それら洗濯物はドラム５の内周壁面に張り付
いてドラム５の回転に伴って回転し、一方、内側に位置
する洗濯物は張り付くことなく、ドラム５の回転に伴っ
て途中まで持ち上げられそのあと落下する、という動作
を繰り返す。このように一部の洗濯物はドラム５の内周
壁面に張り付いて回転しているから、全ての洗濯物が張
り付いているわけではないものの、このときのトルク電
流成分の変動をみることによって、或る程度ドラム５内
部の偏心量を推定することができる。

【００３２】そこで、この状態で偏心量判定１を実行し
（ステップＳ１３）、例えば偏心量が２ｋｇ以下である
と判定されたならば（ステップＳ１４で「Ｙ」）、ステ
ップＳ１６の高速バランス衣類分散処理へと移行する。
一方、偏心量が２ｋｇを越えている場合には（ステップ
Ｓ１４で「Ｎ」）、次にこの偏心量判定１の処理の回数
が５回目であるか否かを判定し（ステップＳ１５）、判
定回数が５回に達していない場合にはステップＳ１２へ
と戻る。つまり、ドラム５を一旦停止させるか、或いは
それに近い程度までに回転速度を落とし、ドラム５の回
転の立ち上げを再試行する。ステップＳ１５で判定回数
が５回に達している場合には、低バランス衣類分散処理
において時間をこれ以上費やすことを避けるため、ステ
ップＳ１６の高速バランス衣類分散処理へと進む。つま
り、この場合には偏心量が２ｋｇを越えている状態でス
テップＳ１６へと進むことになる。

【００３３】ここで言う「高速」とは均衡回転速度より
も高いという意味である。すなわち、回転速度制御部２
１はインバータ制御部３４を介して、先の５０ｒｐｍか
ら回転速度を９０〜１００ｒｐｍの範囲の回転速度まで
上昇させる。ここでは一例として、この回転速度を１０
０ｒｐｍとする。この速度上昇に要する時間も約３０秒
程度とし、比較的緩慢な加速でもって回転を立ち上げ
る。

【００３４】このときの回転速度は均衡回転速度よりも
大きいので、ドラム５内の全ての洗濯物は遠心力により
ドラム５の内周壁面側に張り付き、ドラム５と一体に回
転する。この状態において、偏心荷重判定部２２は、前
述のようにモータ電流検出部３５にて検出されたトルク
電流成分に基づいて、そのときに生じている偏心荷重の
大きさつまり偏心量が所定値以下であるか否かを判定す
る。このときの判定は、その判定基準である所定値の大
きさをそれぞれ変えた３段階の判定、つまり偏心量判定
２、３及び４を実行する。

【００３５】まず、偏心量判定２として（ステップＳ１
７）、偏心量が２ｋｇ以下であるか否かを判定し（ステ
ップＳ１８）、２ｋｇ以下であればステップＳ２８へと
進む。２ｋｇを越えている場合には、次にこの偏心量判
定２の判定回数が５回目であるか否かを判定し（ステッ
プＳ１９）、５回に達していなければ上記ステップＳ１
２へと戻ってドラム５の回転の立ち上げをやり直す。５
回目である場合には、偏心量判定３（ステップＳ２０）
として、偏心量が３ｋｇ以下であるか否かを判定し（ス
テップＳ２１）、３ｋｇ以下であればステップＳ２８へ
と進む。３ｋｇを越えている場合には、次にこの偏心量
判定３の判定回数が５回目であるか否かを判定し（ステ
ップＳ２２）、５回に達していなければ上記ステップＳ
１２へと戻ってドラム５の回転の立ち上げをやり直す。
５回目である場合には、続いて偏心量判定４（ステップ
Ｓ２３）として、偏心量が４ｋｇ以下であるか否かを判
定し（ステップＳ２４）、４ｋｇ以下であればステップ
Ｓ２８へと進む。４ｋｇを越えている場合には、次にこ
の偏心量判定４の判定回数が５回目であるか否かを判定
し（ステップＳ２５）、５回に達していなければ上記ス
テップＳ１２へと戻ってドラム５の回転の立ち上げをや
り直す。

【００３６】ステップＳ２５にて判定が５回目である場
合には、脱水立ち上げに異常があると判断し、表示部３
２に対してエラー表示（必要に応じてブザー等の音によ
る注意喚起を行ってもよい）を行わせ（ステップＳ２
６）、そのあと運転停止の処理を行う（ステップＳ２
７）。上記ステップＳ１６〜Ｓ２５の処理により、偏心
量が４ｋｇ以下である場合にはいずれにしてもステップ
Ｓ２８へと進み、ドラム５の回転速度を２００ｒｐｍま
で上昇させる。このように偏心量の判定の基準値を段階
的に増加させることにより、偏心量を極力小さくした状
態でドラム５の回転速度を更に上昇させるとともに、偏
心量が或る程度大きい状態でも（但し、４ｋｇ以下の範
囲で）脱水立ち上げをあきらめることなくドラム５の回
転速度を更に上昇させるようにしている。

【００３７】ステップＳ２８においてドラム５の回転速
度を上昇させる際にも、３０秒間で２００ｒｐｍに到達
するように比較的緩慢な加速を行う。そして、約１０秒
経過するまで待機し（ステップＳ２９）、この状態で再
び偏心量の判定を行う。ステップＳ２８でのドラム５の
回転速度の上昇の間、一貫して均衡回転速度よりも高い
ので、ドラム５内で洗濯物の位置は殆ど移動しない。し
たがって、偏心荷重の状態（つまり偏心量と位置）も維
持される。回転速度が２００ｒｐｍまで上がると共振回
転速度である２５０ｒｐｍ（この共振回転速度は洗濯物
の重量にも依存する）に近いため、上述したようにドラ
ム５の軸方向での偏心荷重の位置に応じてトルク電流成
分の変動振幅は相違したものとなる。

【００３８】図９は１００ｒｐｍでドラム５を回転して
いる場合のトルク電流変動振幅と２００ｒｐｍでドラム
５を回転している場合のトルク電流変動振幅との対応関
係を概略的に示す図である。図９に明らかなように、偏
心荷重がドラム５の前部に在るか或いは後部に在るかに
よって対応関係は相違しており、例えば、１００ｒｐｍ
ドラム回転時のトルク電流振幅変動が同一であったとし
ても（つまり同一の偏心量を有すると判定される）、ド
ラム５の回転速度を２００ｒｐｍに上昇させると、ドラ
ム５の前部に偏心荷重が在る場合には後部に偏心荷重が
在る場合よりも遙かにトルク電流変動振幅が大きくなる
（つまり偏心量が大きいと判定される）。これは、後者
よりも前者で負荷が大きくなっていることを意味してい
るから、ドラム５や外槽２の振動を抑制するためには、
より厳しい条件である、ドラム５の前部に偏心荷重が在
ることを想定した許容値内に偏心量が収束した状態で、
ドラム５の回転速度を上昇させる必要がある。

【００３９】そこで、偏心量判定５（ステップＳ３０）
として、トルク電流変動振幅より求めた偏心量がドラム
５の前部に存在するものと想定した場合の２ｋｇ（図１
０中では「前２ｋｇ」と略している）以下であるか否か
を判定する（ステップＳ３１）。すなわち、図９で言え
ば、直線Ａ上の或る点を通る水平の点線を判定基準値と
している。したがって、もし偏心荷重がドラム５の後部
に存在するならば、実際の偏心量（或いは偏心量判定
２、３又は４で判定された偏心量）が２ｋｇを大きく越
えていたとしてもステップＳ３１では「Ｙ」と判断され
る可能性がある。つまり、ステップＳ３１の判定処理で
は、ドラム５の前部に偏心荷重が存在するときに許容値
は最も厳しく、ドラム５の後部に偏心荷重が在るほど実
質的な許容値は広くなる。

【００４０】ステップＳ３１にて偏心量が前２ｋｇ以下
である場合には、ドラム５の回転速度を３５０ｒｐｍま
で急加速する（ステップＳ３２）。これにより、共振回
転速度を迅速に通過するので、ドラム５や外槽２が共振
作用で大きく振動することを回避することができる。そ
のあと、５秒間経過するまで待機し（ステップＳ３
３）、更に脱水回転速度である８００ｒｐｍまで上昇さ
せる（ステップＳ３４）。このときには、６０秒程度で
８００ｒｐｍまで上昇するように比較的緩慢な加速を行
う。そして、その回転速度を維持して脱水を完了させ
る。

【００４１】一方、ステップＳ３１にて偏心量が前２ｋ
ｇを越えていると判定された場合には、このままドラム
５の回転速度を上昇させると異常な振動や騒音が発生す
る可能性が高いものと判断する。そして、偏心量判定５
の判定回数が３回目であるか否かを判定し（ステップＳ
３５）、３回に達していなければステップＳ１２へと戻
って脱水の立ち上げ処理をやり直す。また、判定回数が
３回目である場合には、脱水立ち上げに異常があると判
断し、表示部３２に対してエラー表示（必要に応じてブ
ザー等の音による注意喚起を行ってもよい）を行わせ
（ステップＳ３６）、そのあと運転停止の処理を行う
（ステップＳ３７）。

【００４２】このようにして本実施例１によるドラム式
洗濯機によれば、ドラム５の回転速度が共振回転速度に
達するまで上昇される前に、ドラム５の前部に偏心荷重
が在る場合を想定した偏心量の判定処理が実行され、そ
の判定処理において許容範囲内に収まっている場合にの
み実質的な脱水運転が実行される。したがって、脱水を
行う際に確実にドラム５や外槽２の振動を抑制すること
ができる。また換言すれば、ドラム５の後部に偏心荷重
が存在する場合には、偏心量が若干大きくても振動の恐
れが少ないので、従来であれば、脱水の再立ち上げを強
いられていたような場合でも、高速脱水運転に移行でき
る可能性がある。

【００４３】〔実施例２〕次に、本発明の他の実施例
（以下「実施例２」という）であるドラム式洗濯機を説
明する。この実施例２のドラム式洗濯機では、機械的な
構造や電気的構成は上記実施例１と同様であるので説明
を省略する。実施例１と相違する点は脱水立ち上げ時の
制御にある。詳しく言えば、実施例１では、ドラム５の
軸方向における偏心荷重の位置を判断し得る回転速度で
ある２００ｒｐｍまでドラム５の回転速度を上昇させる
以前に、予め偏心量判定１〜４によって偏心量が少なく
とも所定値以下であることを保証していたのに対し、こ
の実施例２によるドラム式洗濯機では、そのような予備
的な偏心量の判定処理を行わず、ドラム５の回転速度が
２００ｒｐｍにある状態で偏心量の判定処理を実行する
ようにしている。

【００４４】図１０は、実施例２のドラム式洗濯機にお
ける脱水立ち上げ時の制御のフローチャートである。実
施例１のドラム式洗濯機における制御（図６及び図７）
と同一の処理を行うステップに関しては同一のステップ
番号を付して説明を略す。

【００４５】排水開始後に、制御部２０はインバータ制
御部３４を介してモータ１２を駆動することによりドラ
ム５を回転し始める。そして、均衡回転速度よりも低い
６０ｒｐｍから均衡回転速度よりも高い２００ｒｐｍま
で回転速度を徐々に上昇させ、これによりドラム５内で
洗濯物を適度に分散させる（ステップＳ４１）。そし
て、偏心量判定１（ステップＳ４２）として、ドラム５
の回転速度が２００ｒｐｍである状態で偏心量を測定
し、この偏心量が許容値、例えば偏心荷重がドラム５の
前部に在ると想定した場合の偏心量許容値である前２ｋ
ｇ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。そ
して、偏心量がその許容値を越えている場合には、この
偏心量判定１の判定回数が３回目であるか否かを判定し
（ステップＳ４４）、３回に達するまではステップＳ４
１へと戻る。

【００４６】ステップＳ４４にて３回目である場合に
は、次にステップＳ４１と同様のステップＳ４５の処理
により一旦洗濯物を分散させ、偏心量判定２（ステップ
Ｓ４６）として、ドラム５の回転速度が２００ｒｐｍで
ある状態で偏心量を測定し、この偏心量が許容値、例え
ば偏心荷重がドラム５の前部に在ると想定した場合の偏
心量許容値である前３ｋｇ以下であるか否かを判定する
（ステップＳ４７）。そして、偏心量がその許容値を越
えている場合には、この偏心量判定２の判定回数が３回
目であるか否かを判定し（ステップＳ４８）、３回に達
するまではステップＳ４５へと戻る。つまり、偏心量判
定２では偏心量判定１よりも許容値を大きくしている。
ステップＳ４７で偏心量が許容値以下であると判定され
ると、ステップＳ４３で「Ｙ」と判定されたときと同様
にステップＳ３２以降へと進み、脱水の立ち上げを行
う。ステップＳ４７→Ｓ３２と進んだ場合には、ステッ
プＳ４３→Ｓ３２と進んだ場合よりも偏心量の最大値は
大きいので、その分だけ振動は大きくなる可能性があ
る。しかしながら、やや大きな振動を生じながらも脱水
を遂行することができる。

【００４７】ステップＳ４８で判定回数が３回目である
場合には、脱水立ち上げに異常があると判断し、表示部
３２に対してエラー表示（必要に応じてブザー等の音に
よる注意喚起を行ってもよい）を行わせ（ステップＳ３
６）、そのあと運転停止の処理を行う（ステップＳ３
７）。

【００４８】このようにして実施例２のドラム式洗濯機
によっても、ドラム５の回転速度を共振回転速度である
２５０ｒｐｍまで上昇させる前に、ドラム５の前部に偏
心荷重が在る場合を想定した偏心量の判定処理が実行さ
れ、その判定処理において許容範囲内に収まっている場
合にのみ実質的な脱水運転が実行される。したがって、
脱水を行う際に確実にドラム５や外槽２の振動を抑制す
ることができる。

【００４９】なお、上記実施例における各数値は一例で
あって、これに限定されるものではない。例えば、本発
明が対象とするドラム式洗濯機では、共振回転速度はそ
の構造に依存している。すなわち、例えば外槽２を懸垂
支持しているバネ３のバネ定数を小さくしたり、或いは
外槽２自体の重量を大きくしたりすると、共振回転速度
は下がる。したがって、このような構造の変形により共
振回転速度を例えば１５０ｒｐｍ程度まで低下させて、
上記実施例２のステップＳ４１、Ｓ４５の処理を６０ｒ
ｐｍ〜９０ｒｐｍとし、９０ｒｐｍで偏心量の判定処理
を行うようにしてもよい。このようにすれば、ドラム５
の回転速度の変化範囲が小さくなるので、脱水の立ち上
げをやり直す際の時間が短縮でき、ひいては脱水運転の
所要時間を短縮することができる。

【００５０】また、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形や修正を行えることは明らかで
ある。例えば、上記実施例はいずれも水を使用したドラ
ム式洗濯機について述べたが、石油系溶剤等を使用する
ドライクリーナに本発明を適用できることは当業者であ
れば容易に想到する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である実施例１によるドラ
ム式洗濯機の縦断面図。

【図２】 実施例１のドラム式洗濯機の正面透視図。

【図３】 実施例１のドラム式洗濯機の電気系構成を示
すブロック図。

【図４】 実施例１のドラム式洗濯機において回転セン
サにより得られる回転パルス信号と偏心荷重によるトル
ク電流成分の変動との一例を示す波形図。

【図５】 実施例１のドラム式洗濯機において偏心荷重
が生じている状態の例を示す模式図。

【図６】 実施例１のドラム式洗濯機における脱水行程
の立ち上げ動作時の制御を示すフローチャート。

【図７】 実施例１のドラム式洗濯機における脱水行程
の立ち上げ動作時の制御を示すフローチャート。

【図８】 実施例１のドラム式洗濯機における脱水行程
の立ち上げ動作時のドラムの回転速度の変化の様子の一
例を示す図。

【図９】 実施例１のドラム式洗濯機において１００ｒ
ｐｍでドラムを回転している場合のトルク電流変動振幅
と２００ｒｐｍでドラムを回転している場合のトルク電
流変動振幅との対応関係を示す図。

【図１０】 実施例２のドラム式洗濯機における脱水行
程の立ち上げ動作時の制御を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…機枠 ２…外槽 ３…バネ ４…ダンパ ５…ドラム ７…ドア ８…主軸 １０…軸受 １１…主プーリ １２…モータ １３…モータプーリ １４…Ｖベルト １５…給水管接続部 １６…給水バルブ １７…排水管 １８…排水ポンプ １９…回転センサ ２０…制御部 ２１…回転速度制御部 ２２…偏心荷重判定部 ３３…負荷駆動部 ３４…インバータ制御部 ３５…モータ電流検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 正彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3B155 AA06 BA03 BA04 CA02 KA07 KB08 LA03 LB18 LC12 MA01 MA06 MA07 MA08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機枠と、該機枠内部に弾性体を介して揺
   動自在に設けられた外槽と、該外槽内部に略水平な軸に
   より回転自在に軸支されたドラムとを具備し、該ドラム
   を高速で回転させることによって該ドラム内に収容され
   ている洗濯物を遠心脱水するドラム式洗濯機において、 ａ）前記ドラム内での軸周りの洗濯物の偏在に起因する
   とともに該軸の延伸方向における洗濯物の分布をも反映
   した偏心量又はそれに対応した指標値を求める偏心荷重
   検知手段と、 ｂ）該偏心量又は指標値が所定値以下であるか否かを判
   定し、所定値以下である場合に前記ドラムの回転速度を
   上げて遠心脱水を行う運転制御手段と、 を備えることを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のドラム式洗濯機におい
   て、前記偏心荷重検知手段は、前記ドラムが所定の回転
   速度で回転している状態で、該ドラムを回転駆動するモ
   ータに流れる電流のトルク電流成分を基に前記偏心量又
   は指標値を取得することを特徴とするドラム式洗濯機。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のドラム式洗濯機におい
   て、前記所定の回転速度は、前記ドラム内の洗濯物に作
   用する遠心力が重力と釣り合うような均衡回転速度より
   も大きく、且つ前記外槽が有する共振周波数に相当する
   共振回転速度よりも小さいような範囲内であることを特
   徴とするドラム式洗濯機。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のドラム
   式洗濯機において、前記所定値は、前記ドラムの前部に
   偏心荷重が存在することを想定した許容値を基に定めら
   れることを特徴とするドラム式洗濯機。
5. 【請求項５】 請求項１〜４に記載のドラム式洗濯機に
   おいて、前記ドラム内の洗濯物に作用する遠心力が重力
   と釣り合うような均衡回転速度よりも大きく、且つ前記
   外槽が有する共振周波数に相当する共振回転速度よりも
   小さいような範囲内で、第１の回転速度と該第１の回転
   速度よりも大きな第２の回転速度とを設定し、前記運転
   制御手段は、まず第１の回転速度でもってドラムが回転
   している状態で前記偏心荷重検知手段により検知された
   偏心量又は指標値が所定値以下である場合に、該ドラム
   の回転速度を第２の回転速度まで上昇させ、更に第２の
   回転速度でドラムが回転している状態で前記偏心荷重検
   知手段により検知された偏心量又は指標値を判定して、
   該ドラムの回転速度を更に上げて遠心脱水を行うか否か
   を決定することを特徴とするドラム式洗濯機。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載のドラム
   式洗濯機において、前記運転制御手段は、前記偏心量又
   は指標値が所定値を越えている場合には、洗濯物の分散
   配置を再度行うべく、ドラムの回転速度を少なくとも前
   記均衡回転速度を下回るまで落とすことを特徴とするド
   ラム式洗濯機。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のドラム式洗濯機におい
   て、前記偏心量又は指標値が所定値を越えている場合、
   再び偏心量又は指標値の判定を行う際の判定基準である
   所定値を大きくするように修正することを特徴とするド
   ラム式洗濯機。