JP2004097837A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

　【課題】　簡単な構成で確実に、且つできるだけ迅速にドラムの回転位置を固定する。
　【解決手段】　ドラムロックを行う際にロックピン２１２やロータ２０ｂに機械的な負荷をできるだけ掛けないようにするため、ドラムモータ２０としては直流ブラシレスモータを使用し、これをインバータ駆動するようにしている。一般に、直流ブラシレスモータの回転制御は、磁石の吸引力と反発力とを利用することによりスムーズにロータを回転させるようにしているが、本ドラム式洗濯機では、実質的に磁石の反発力を用いず吸引力のみを利用することによって、間欠的にロータを回転する場合の一時的停止時の位置の保持性を高めている。
【選択図】　図１１

Description

　本発明は、水平軸又は傾斜軸を中心に回転するドラムを有するドラム式洗濯機に関する。なお、一般にドラム式洗濯機は洗濯から乾燥までを連続的に行うことができるものであることが多いが、ここで言うドラム式洗濯機は乾燥が行えないものであってもよい。

　ドラム式洗濯機は、水平軸又は傾斜軸を中心に円筒籠状のドラムを外槽内部に回転自在に配置した構成を備えており、このドラム内に洗濯物を収容して水を貯留した外槽内で回転させることによって洗濯物の叩き洗いを行う。こうした一般的なドラム式洗濯機では、略直方体形状の外箱の前面に衣類を投入するための扉体が横開きに設けられており、その扉体を開くと外槽に設けた開口を通して、ドラムの一端面に設けられた洗濯物投入口が覗くように構成されている。

　こうしたドラム式洗濯機に対する一般消費者の大きな不満の一つは、衣類の出し入れがしにくいことである。すなわち、上記構成を有するドラム式洗濯機では、洗濯物投入口が低い位置にあり、洗濯機を専用の置台上に載置した場合であっても、洗濯物投入のしにくさは完全には解消されない。このような不満に対応するため、従来、市販されているドラム式洗濯機では、傾斜軸を用いてドラムの洗濯物投入口をやや斜め上向きにしたものがある。また、洗濯物投入口をできるだけ大きくすることも試みられている。しかしながら、このような構成によっても、渦巻き式洗濯機の操作性に慣れた者にとってみれば、その使い勝手は必ずしも充分に良好であるとは言えない。

　ドラム式洗濯機における上記のような使い勝手の悪さを解消する一つの方法として考えられるのは、従来の一般の渦巻き式洗濯機と同じように、洗濯物投入口を外箱の前面ではなく上面に設けることである。外箱の上面に洗濯物投入口を設ける場合、その投入口と一致した位置に外槽の開口とドラムの開口とを設ける必要があるから、外槽及びドラムの端面ではなくそれぞれの周面に開口を設けることになる。但し、外槽は位置が固定されているのに対し、ドラムは外槽内で回転自在であるため、ドラムに設けた開口が確実に外槽開口と一致する位置でドラムが停止するようにする必要がある。
特開平４−１８９３９４号公報

　このようなドラム式洗濯機では、簡単な構成で確実に、且つできるだけ迅速にドラムの回転位置を固定することができるような機構が望まれる。

　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、目的は、そのドラムの回転位置の固定に際して、ドラムを始めとする各種部材の破損や損傷を生じることがない信頼性の高いドラム式洗濯機を提供することにある。更にまた本発明の他の目的は、そのドラムの回転位置の固定が確実に又は短時間で行えるドラム式洗濯機を提供することにある。

　上記課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、外箱内に配設した外槽の内部に、周面が略円筒形状のドラムを水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設したドラム式洗濯機において、
　a)前記ドラムを回転駆動するための直流モータと、
　b)前記ドラムを所定の回転位置に固定するために、前記ドラム又はドラムと一体に回転する部材を制止するドラムロック手段と、
　c)該ドラムロック手段によるドラムロックを行う際に前記ドラムが所定の回転位置近傍に来るように前記直流モータを制御する、インバータを用いた駆動制御手段と、
　を備えることを特徴としている。

　また上記課題を解決するために成された請求項３に係る発明は、外箱内に配設した外槽の内部に、周面が略円筒形状のドラムを水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設したドラム式洗濯機において、
　a)前記ドラムを回転駆動するモータと、
　b)前記ドラムを所定の回転位置に固定するために、所定の二つの位置の間を移動する作動体を有する可動係合手段と、
　c)前記ドラム又は該ドラムと一体に回転する部材にあって、前記作動体が第１位置にあるときに該作動体の一部と係合し、該作動体が第２位置にあるときにはその係合が解除されるような位置に設けられた凹状の固定係合手段と、
　d)前記作動体が前記固定係合手段に係合したか否かを検知する検知手段と、
　e)該検知手段による検知信号を受けつつ前記可動係合手段及び前記モータを制御する手段であって、前記モータの制御により前記ドラムが所定の回転位置に来るようにした後、前記作動体が第２位置から第１位置へ移動するように制御し、そのときに前記検知手段による検知信号が得られない場合、ドラムが所定角度ずつ正転及び逆転方向に交互に回転するようにモータを制御する制御手段と、
　を備えることを特徴としている。

　また請求項４に係る発明は、外箱内に配設した外槽の内部に、周面が略円筒形状のドラムを水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設したドラム式洗濯機において、
　a)前記ドラムを回転駆動するモータと、
　b)前記ドラムを所定の回転位置に固定するために、所定の二つの位置の間を移動する作動体を有する可動係合手段と、
　c)前記ドラム又は該ドラムと一体に回転する部材にあって、前記作動体が第１位置にあるときに該作動体の一部と係合し、該作動体が第２位置にあるときにはその係合が解除されるような位置に設けられた、凹状でその入口両側に所定長さの案内片を有する固定係合手段と、
　d)前記作動体が前記第１位置にあるか否かを検知する検知手段と、
　e)該検知手段による検知信号を受けつつ前記可動係合手段及び前記モータを制御する手段であって、前記モータの制御により前記ドラムが所定の回転位置に来るようにした後、前記作動体が第２位置から第１位置へ移動するように制御し、そのときに前記検知手段による検知信号が得られない場合、該検知信号が得られるまでドラムを所定方向に回転するべくモータを制御し、該検知信号が得られたならば一旦前記作動体が第１位置から第２位置へ移動するように制御し、再度、ドラムが所定の回転位置に来るようにしてドラムの位置固定を試みるようにする制御手段と、
　を備えることを特徴としている。

　更にまた請求項６に係る発明は、外箱内に配設した外槽の内部に、周面が略円筒形状のドラムを水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設したドラム式洗濯機において、
　a)前記ドラムを回転駆動するモータと、
　b)前記ドラムを所定の回転位置に固定するために、所定の二つの位置の間を移動する作動体を有する可動係合手段と、
　c)前記ドラム又は該ドラムと一体に回転する部材にあって、前記作動体が第１位置にあるときに該作動体の一部と係合し、該作動体が第２位置にあるときにはその係合が解除されるような位置に設けられた、凹状でその入口前方側に所定長さの案内片を有する固定係合手段と、
　d)前記作動体が前記第１位置にあるか否かを検知する検知手段と、
　e)前記ドラム又はモータの回転に応じてパルス信号を発生する回転パルス発生手段と、
　f)前記検知手段による検知信号及び前記回転パルス発生手段によるパルス信号を受けつつ前記可動係合手段及び前記モータを制御する手段であって、前記ドラムが所定方向に回転している状態で該ドラムが所定の回転位置を通過した時点から前記パルス信号を計数し、該計数値が所定値になったときに前記作動体が第２位置から第１位置へ移動するように制御し、前記検知手段による検知信号が得られた時点でドラムを停止するようにモータを制御する制御手段と、
　を備えることを特徴としている。

　請求項１に係るドラム式洗濯機では、直流モータを用いインバータ制御により細かな速度制御を行うことにより、例えば作動体がモータのロータに向かって進出してロータに形成されている凹部に係合するようなドラムロックを行う場合に、作動体が凹部に係合する際及び係合した直後に受ける衝撃を軽減することができる。したがって、作動体やモータのロータの一部が損傷することを防止することができる。また、細かな速度制御を行うことによって係合の確実性が増し、結果的に短時間でドラムロックを完了させることができる。

　更に、請求項１に係るドラム式洗濯機において前記駆動制御手段は、少なくともドラムロックを行う際に、前記直流モータのロータとステータとの吸引力を主として利用するように制御を行うことが好ましい。

　すなわち、一般に直流モータのロータを回転させる際には、ロータとステータとの間の吸引力と反発力とを利用することができるが、ここでは反発力を実質的に使用せず、主として吸引力のみを利用する。これにより、回転の円滑性は損なわれるものの、間欠的に回転させることが容易になり、しかも一時的に停止したときにその位置の保持の安定性が非常に高くなる。そのため、ドラム内での洗濯物の移動や洗濯物の片寄りがあった場合でも、ステータのスロットとロータの磁石との配置で決まる複数の回転位置のうちの任意の位置で安定的にドラムを停止させることができるとともに、ごく低速で回転させる場合にも高いトルクを得ることができる。したがって、上述したようなドラムロックを確実に行うことができるとともに、作動体やモータのロータの一部が損傷することを一層確実に防止することができる。

　請求項３に係るドラム式洗濯機では、可動係合手段の作動体が第２位置から第１位置へ移動しようとしたときに、作動体の前方に固定係合手段が位置していると作動体の先端部は固定係合手段に係合するが、固定係合手段の位置がずれていると作動体の先端は凹状部以外の部位に当接して第２位置と第１位置との途中に留まる。その状態でドラムが所定角度ずつ正転及び逆転方向に交互に回転駆動されると、作動体の先端部が上記凹状部以外の部位に当接したまま固定係合手段が回動するので、ちょうど作動体の先端部の位置に来たときに両者は係合し、ドラムの位置の固定が完了する。この係合は検知手段により検知されるから、制御手段は係合検知信号を受けて、それ以降のモータの駆動を停止すればよい。

　この構成によれば、初めに可動係合手段を駆動したときにうまくドラムロックが行えなかった場合でも、固定係合手段が第１位置近傍にありさえすれば、短時間でドラムロックを完了させることができる。したがって、ドラムロックの所要時間を短縮することができるとともに、モータなどの駆動に要する電力を節約することができる。

　請求項４に係るドラム式洗濯機では、可動係合手段の作動体が第２位置から第１位置へ移動しようとしたときに、作動体の前方に固定係合手段が位置していると作動体の先端部は固定係合手段に係合するが、固定係合手段の位置がずれていると作動体の先端は案内片に当接して第２位置と第１位置との途中に留まる。その状態でドラムが所定方向に回転駆動されると、作動体の先端部が上記案内片に当接したまま固定係合手段が回動するので、ちょうど作動体の先端部が凹状部に達したとき又は案内片を外れたときに、作動体は第１位置まで移動する。このときに係合が成功した可能性もあるが、反対に失敗した可能性もある。そこで、作動体が第１位置に達したことを検知手段により検知すると、一旦作動体を第２位置に戻すように制御を行い、その後に、再び初めからドラムロックを試行する。

　この構成によれば、ドラムロックに失敗した可能性がある場合に一旦作動体を第２位置に戻すようにしているので、作動体が第１位置にある状態でドラムが回転されることにより作動体と固定係合手段とが衝突するというおそれがなくなる。なお、この第６発明に係るドラム式洗濯機は、作動体が第２位置から第１位置に移動するように制御し始めたとき、該作動体が完全に第１位置に達した後でないと第２位置に戻すことができないような構成を有する可動係合手段を採用した場合に特に有用である。

　なお、請求項３及び請求項４に係るドラム式洗濯機においては、ドラムの回転位置固定の再試行を所定回数又は所定時間繰り返してもドラムの回転位置固定が完了しない場合に、使用者に対する異常報知を行う異常報知手段を備える構成とすることが好ましい。これにより、故障等の異常状態のまま無駄に運転を継続してしまうことがなく、報知を受けた使用者はサービス担当者に連絡をとる等の適切な処置を迅速に行うことができる。

　請求項６に係るドラム式洗濯機では、ドラムが所定方向に回転している状態で該ドラムが所定の回転位置を通過した時点から前記パルス信号を計数し始め、該計数値が所定値になったときに、固定係合手段が可動係合手段の作動体の手前側（回転前方）に来るような回転位置にドラムがあるようにしておく。そのため、可動係合手段の作動体が第２位置から第１位置へ移動しようとしたときに、作動体の前方には固定係合手段の案内片が位置しており、作動体の先端部は案内片に当接して第２位置と第１位置との途中に留まる。そして、その状態でドラムが回転すると、作動体の先端部が凹状部に達し、作動体は第１位置まで移動してドラムロックが完了する。

　この構成によれば、ドラムロックをほぼ失敗なく確実に行うことができる。また、ドラムがどの回転位置にあった場合でも、ドラムロックを行おうとしてからドラムをほぼ一回転以上させる必要があるが、ドラムロックの失敗がなくなることから平均すればかなり短時間でドラムロックを完了させることができる。

　なお、請求項３、請求項４及び請求項６に係るドラム式洗濯機においては、ドラムの位置固定の解除を行う制御を行った後に前記検知手段により該解除の検知ができない場合に、使用者に対する異常報知を行う異常報知手段を備える構成とすることが好ましい。

　更にまた、外箱に設けられた蓋体を閉鎖状態でロックする、又は、外槽に設けられた外槽扉を閉鎖状態でロックするドラム露出禁止手段を有し、ドラムの回転中には該ドラム露出禁止手段によりロックを行い、前記ドラムの回転位置固定が完了しない場合又はその位置固定の解除が検知できない場合には、前記ドラム露出禁止手段によるロックを解除する構成とすることが好ましい。 これにより、蓋体や外槽扉は使用者により自由に開放できる状態となるから、使用者は緊急的にドラム内の洗濯物を機外に取り出すことができ、修理を待つことなく洗濯物を確保することができる。

　以下、本発明の一実施例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。

　図１は本実施例のドラム式洗濯機の外観斜視図、図２は上部の側面縦断面図である。このドラム式洗濯機において、外箱は、上面部１ａと前面部１ｂとの間の角部がやや丸みをもちつつ前下がりになった傾斜状（以下「傾斜部１ｃ」という）である。この傾斜部１ｃからその後方の上面部１ａにかけて大きな洗濯物投入口３が開口し、この洗濯物投入口３を開閉するための上蓋２は、図２に示すように、横方向に水平に延伸する軸２ａ，２ｂにより、洗濯物投入口３の後方に二つ折り状態で起立可能である。

　上蓋２の左側には前方に引き出し自在の洗剤容器４が、右側には前後方向に延伸して操作パネル５が設けられている。操作パネル５には、運転コースや予約時間等を設定するためなどの各種の操作キーと、これら設定に応じて点灯したり、洗濯行程の進捗状況を報知したり、或いは予約や運転の残り時間などを表示するための各種の表示器が適宜に分散して配置されている。操作パネル５はそのほぼ全体が斜め上方を指向しているため、使用者が本洗濯乾燥機の前方に立った姿勢で斜め下方を見下ろしたとき、操作パネル５面はその視線に対して垂直に近い状態となり、表示が見易く且つ操作キーも押し易いという配慮がなされている。

　次に、図３〜図５に基づき、本ドラム式洗濯機の内部構成について概略的に説明する。図３は本ドラム式洗濯機内部の要部の正面縦断面図、図４は同じく内部の左側面図、図５は内部の右側面縦断面図である。

　外箱１の内部にあって台座部６の上には、周面が略円筒形状で両端面がほぼ閉塞された外槽１０が、外箱１の左右側面にそれぞれ端面が対向する状態で、左右両側上方から吊下げ支持する二本のばね１１と、前後方向に外槽１０の下部を支え受けるダンパ１２とにより適度に揺動自在に保持されている。この外槽１０の内部には、洗濯物を内部に収容するための内槽として、多数の通水穴が穿孔された略円筒形状の周面の両端面がほぼ閉塞されている横型のドラム１３が、左右方向に延伸する水平軸線Ｃを中心に回転自在に設けられている。

　ドラム１３の左端面中央に固着された主軸１４は、外槽１０の左端面に固定されているアルミダイカスト製の第１軸受ケース１６に保持された軸受１７により支承されている。他方、ドラム１３の右端面中央に固着された補助軸１５は、外槽１０の右端面に固定されている第２軸受ケース１８に保持された第２軸受１９により支承されている。この主軸１４及び補助軸１５により上記水平軸線Ｃが形成される。外槽１０の左端面から側方へと突出した主軸１４の先端には、アウタロータ型のモータ２０のロータ２０ｂが固定され、一方、モータ台を兼ねる第１軸受ケース１６にはモータ２０のステータ２０ａが固定されている。図示しない制御回路からステータ２０ａに駆動電流が供給されるとそれによってロータ２０ｂが回転し、主軸１４を介してロータ２０ｂと同一の回転速度でドラム１３が回転駆動される。

　外槽１０の周面の上部から斜め前方にかけて、外箱の洗濯物投入口３と一致する位置に、洗濯物を出し入れするための外槽開口１００が設けられ、外槽開口１００は外槽扉１０１により開閉自在となっている。また、ドラム１３の周面にも洗濯物を出し入れするためのドラム開口１３０が設けられ、ドラム開口１３０は前後に観音開き構造を有する二枚の扉体１３１ａ，１３１ｂから成るドラム扉１３１により開閉自在となっている。但し、ドラム１３は回転可能であるため、ドラム開口１３０が外槽開口１００と径方向に一致した位置でドラム１３が停止状態を維持するように、ステータ２０ａの下方には上記可動係合手段としてのドラムロック装置２１が設けられている。

　なお、ドラム１３が回転している状態で使用者が外槽扉１０１を開いてしまうと危険であるため、図示しないものの、外槽扉１０１の開放を禁止する扉ロック機構が上記ドラム露出禁止手段として設けられており、運転時には自動的にロックが掛かるようになっている。また、同様の目的のために、上蓋２の開放を禁止するロック機構を設けるようにしてもよい。

　外槽１０の底部には排水口２２が設けられ、排水口２２は排水バルブ２３を介し図示しない排水ホースを通して外部の排水溝へと接続されている。また、外槽１０の底部には窪んだ凹部が形成され、そこには貯留した水を加熱するための水加熱ヒータ２４が配設されている。

　なお、ここでは詳しく述べないが、外槽１０の右外側には、乾燥時に熱風をドラム１３内に供給し、洗濯物から奪った水蒸気を凝縮・液化して除去した後の空気を再び加熱するような循環空気流路が形成されている。

　図６は本実施例のドラム式洗濯機の要部の電気系構成図である。制御部５０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマなどを含むマイクロコンピュータを中心に構成されており、ＲＯＭに格納されている制御プログラムに基づいて、洗い、すすぎ、脱水及び乾燥の各行程の運転動作を行うための各種の制御を実行する。制御部５０には、使用者が各種設定や指示を与えるために操作パネル５に設けられた各種操作キー５２からキー入力信号が与えられるとともに、外槽１０内に貯留された水の水位を検知する水位センサ５４、洗いやすすぎ行程時には水温を、乾燥行程時にはドラム出口側の温度を検出するドラム出口温度センサ５５、乾燥行程時に冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ５６、ドラムモータ２０に付設され該モータ２０の回転位置を検出するためのホール素子等から成る回転センサ２０ｃからそれぞれ検出信号が入力される。

　また、制御部５０には負荷駆動部５１が接続されており、この負荷駆動部５１を介してドラムモータ２０、ファンモータ５７、水加熱ヒータ２４、乾燥用ヒータ５８、給水バルブ５９、排水バルブ２３等の動作を制御する。また、後述するようなドラム１３の回転を禁止するドラムロックを行うため、制御部５０は、ドラムロック装置２１に備えられているトルクモータ２１１に内蔵された回転位置検出器２１７からの検出信号を受けつつ、該トルクモータ２１１の動作を制御する。

　次に、本実施例のドラム式洗濯機における特徴的な構成要素について詳細に説明する。まず、本ドラム式洗濯機におけるドラムロック装置２１の構成について、上記図３、図４に加えて図７を参照しつつ説明する。図７はドラムロック装置２１の拡大図であり、（Ａ）はドラムロック解除時、（Ｂ）はロック作動時の状態を示している。

　ドラムロック装置２１は、駆動源であるトルクモータ２１１、ロックピン２１２を端部に有する作動体２１３、作動体２１３を付勢するばね２１４、トルクモータ２１１の回転軸に固定されたカム２１５等を含んで構成され、第１軸受ケース１６と外槽１０とに跨ってその両方に対して固定されている。外槽１０はプラスチック製であるが、第１軸受ケース１６はアルミダイカスト製であるため、ドラムロック装置２１を強固に保持することができる。作動体２１３はケースに設けられた案内溝に沿って上下方向にのみ移動が可能となっており、ばね２１４によって上方向に付勢されている。カム２１５に設けられた凸部２１６は、作動体２１３に設けられた開口２１３ａ内を移動可能である。

　一方、ロックピン２１２を受け入れる側である、上記固定係合手段としての係合溝部２５はドラムモータ２０のロータ２０ｂ外周縁部に設けられており、ロックピン２１２がちょうど嵌合する係合溝の左右（ロータ２０ｂの回転方向で言えば前後）に案内片２５ａが設けられている。

　而して、図７（Ａ）に示すように凸部２１６が最低位置にあるときには、該凸部２１６はばね２１４の付勢力に抗して作動体２１３を下方に押圧しており、それによってロックピン２１２は下方に引かれている（つまり後退している）。この状態からトルクモータ２１１が反時計回り方向に回転されると、回転に伴って凸部２１６は上昇し、それに伴いばね２１４の付勢力により作動体２１３は徐々に上方に移動する。これにより、ロックピン２１２が上方に進出し始める。

　図７（Ｂ）に示すように、ちょうどカム２１５が半回転して凸部２１６が最高位置に達したとき、作動体２１３も最高位置に達し、ロックピン２１２は最も進出する。このとき、進出前方に上記係合溝部２５が存在していれば、ロックピン２１２は係合溝部２５の溝穴に嵌合し、それによってロータ２０ｂの回転を制止する。つまり、ドラム１３がロックされた状態となる。ロックピン２１２の先端は両角部を切り落とした台形状となっているため、ロックピン２１２と係合溝部２５の溝穴との位置が多少ずれていた場合でも、係合溝部２５の溝穴の入口両コーナ部にロックピン２１２の切り落とし部が当接すると、該切り落とし部の傾斜に沿って滑り込むように両者は嵌合する。

　更にトルクモータ２１１が反時計回り方向に回転されると、回転に伴って凸部２１６は下降し、それに伴い作動体２１３は徐々に下方に移動する。そして、ロックピン２１２は係合溝部２５の溝穴から離脱し、ロータ２０ｂは回転自在な状態となる。すなわち、上記ドラムロックが解除される。

　このように一方向にのみ回転するトルクモータ２１１の回転動作に従って、ドラムロックとロック解除とが達成される。なお、上述したようにトルクモータ２１１には軸の回転位置を検出する回転位置検出器２１７が内蔵されており、その検出信号により、ロックピン２１２が進出した状態であるか、或いは後退した状態であるかが判別できるようになっている。作動体２１３を往復動させる機構としてはソレノイドも考え得るが、トルクモータを使用することによって動作時の音を抑制することができ、また、ロックピンと係合溝との位置ずれによってロックピンが進出途中で制止されてしまったような場合でも異常電流が流れて破損するようなことがないという利点を有する。

　次に、ドラムロックを行う際の制御動作を図８のフローチャートに従って具体的に説明する。制御部５０では、ドラム位置修正動作回数Ｃを０にリセットする（ステップＳ１０）。そして、ドラムモータ２０を駆動して所定位置で回転を停止させた後、トルクモータ２１１を駆動し上述したようにロックピン２１２を進出させる（ステップＳ１１）。その直後、ドラムロックが完了したか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここでは、回転位置検出器２１７からの検出信号によりカム２１５が所定位置まで回転したことを検知したときにドラムロックが完了したと看做す。したがって、回転位置検出器２１７及び制御部５０の一部が相まって上記検知手段として機能する。ロックピン２１２が係合溝部２５の溝穴に嵌合するとドラムロック完了と判定されるから、ステップＳ２６へと進みドラムロック以外の運転動作を継続する。

　最初のドラムモータ２０の駆動による回転位置合わせには多少のずれが生じることがある。その結果、ロックピン２１２と係合溝部２５の溝穴との位置がずれていると、ロックピン２１２は係合溝部２５の側方に張り出した案内片２５ａに当接する。すると、トルクモータ２１１はそれ以上回転せず、ステップＳ１２ではドラムロックが完了したと判定できない。そこで、ドラム位置修正動作回数Ｃをインクリメントし（ステップＳ１３）、その値が３以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。３以下であれば、次にドラム１３を正転方向に少しずつ回転させるように制御する（ステップＳ１５）。このときロックピン２１２は係合溝部２５の案内片２５ａに当接した状態のままロータ２０ｂが回転する。そして、ドラムロックが完了したか否かを判定しつつ、回転角度が５°に達するまでドラム１３を回転させる（ステップＳ１６，Ｓ１７）。その間にロックピン２１２が溝穴に嵌合すればドラムロック完了と判定されるから、ステップＳ２５へと進み、ドラムモータ２０の回転を停止した後、運転を継続する。

　ドラムロック完了が検知できないまま回転角度が５°に達すると、一旦ドラムモータ２０を停止し（ステップＳ１８）、今度はドラムモータ２０を逆転方向に少しずつ回転させるように制御する（ステップＳ１９）。そして、ドラムロックが完了したか否かを判定しつつ、回転角度が１０°に達するまで（つまり正転開始前の状態からみると逆転方向に５°）ドラム１３を回転させる（ステップＳ２０，Ｓ２１）。その間にロックピン２１２が係合溝部２５の溝穴に嵌合すればドラムロック完了と判定されるから、ステップＳ２５へと進み、ドラムモータ２０の回転を停止した後、運転を継続する。

　ドラムロック完了が検知できないまま回転角度が５°に達すると、一旦ドラムモータ２０を停止し（ステップＳ２２）、ステップＳ１３へと戻る。したがって、上記Ｓ１３〜Ｓ２２の処理を最大３回繰り返すことによってドラムロックを試みる。そして、ドラム位置修正動作回数Ｃが３を越えると、ステップＳ１４からＳ２３へと進み、ブザー音や表示によってドラムロック異常である旨を使用者に報知し、外槽扉１０１のロックを解除する（ステップＳ２４）。これによって、外槽扉１０１は自由に開くようになり、必要に応じて使用者は上蓋２、外槽扉１０１及びドラム扉１３１を開いて洗濯物を取り出すことができる。

　以上のように、本実施例のドラム式洗濯機では、ロックピン２１２と係合溝部２５の溝穴とが近接した位置においてドラム１３を正逆両方に少し回転させて両者が嵌合する位置を見つけるので、短時間でドラムロックを行うことができる。

　上述したようにドラムモータ２０の駆動による位置合わせは厳密ではないが、上記のように±５°だけドラム１３を回転させれば、殆どの場合ドラムロックする位置を見い出すことができる。しかしながら、初めの位置合わせ精度がもっと劣る場合には、ドラムを±５°回転させるときにロックピン２１２が案内片２５ａの外側に外れてしまうことが起こり得る。ロックピン２１２が案内片２５ａの外側に外れるとそのまま最大限進出するため、回転位置検出器２１７による検出信号ではドラムロック完了時と同じ状態となり、ドラムロックが完了したと誤判定をする。そこで、初めの位置合わせ精度が劣る場合には、次に説明するような他の制御によるドラムロック処理を実行するとよい。

　次に、ドラムロックの他の方法による制御を図９のフローチャートを参照しつつ説明する。制御部５０では、ドラム位置修正動作回数Ｃを０にリセットする（ステップＳ３０）。そして、ドラムモータ２０を駆動して所定位置で回転を停止させた後、トルクモータ２１１を駆動し上述したようにロックピン２１２を進出させる（ステップＳ３１）。その後、ドラムロックが完了したか否かを判定し（ステップＳ３２）、ドラムロック完了と判定された場合にはドラムロック以外の運転動作を継続する（ステップＳ４２）。

　ステップＳ３２でドラムロックが完了していないと判定されると、ドラム位置修正動作回数Ｃをインクリメントし（ステップＳ３３）、その値が３以下であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。３以下であれば、次にドラム１３を正転方向に少しずつ回転させるようにドラムモータ２０を制御する（ステップＳ３５）。このときロックピン２１２は係合溝部２５の案内片２５ａに当接した状態のままロータ２０ｂが回転する。ドラムロックが完了したと判定されるまでドラム１３を回転させ（ステップＳ３６）、ドラムロック完了と判定されると、ドラムモータ２０を一旦停止した後に、トルクモータ２１１を更に半回転させてドラムロック解除、つまりロックピン２１２を引き込む動作を行う（ステップＳ３８）。そして、回転位置検出器２１７からの検出信号によりドラムロックが解除された、つまりロックピン２１２が後退したと判定されると、ステップＳ３１へと戻りドラムロック動作を再試行する。

　ステップＳ３９でロック解除が検知されない場合には、ブザー音や表示によってドラムロック解除異常である旨を使用者に報知した（ステップＳ４０）後、外槽扉１０１のロックを解除する（ステップＳ４１）。この制御方法によれば、ドラムロックに失敗した場合には一旦ロックピン２１２を引き込むため、ロックピン２１２を進出させた状態でドラム１３が回転されしまってもロックピン２１２が係合溝部２５に衝突して破損等に至るおそれがなくなる。

　更に、ドラムロック動作の制御の更に他の方法としては図１０に示すフローチャートのようにしてもよい。この制御では、ドラムモータ２０が所定角度だけ回転する毎に発生するパルス信号、つまり図６における回転センサ２０ｃによる検出信号を利用する。なお、ここではドラム１３が一回転する期間に発生するパルス信号数は７２であるとする。

　ドラムロックを行う場合、まずドラムモータ２０を正転方向に所定速度で回転駆動し（ステップＳ５０）、ドラム１３が予め決めた回転位置を通過したことを検知すると（ステップＳ５１）、上記回転センサ２０ｃからのパルス信号のカウンタをリセットする（ステップＳ５２）。そしてカウント値Ｐが０である状態からカウントを開始し（ステップＳ５３）、カウント値Ｐが６５に達したことを検知したならば（ステップＳ５４で「Ｙ」）、つまりカウンタをリセットしてから約３２５°ドラム１３が回転した時点で、トルクモータ２１１の駆動を開始しロックピン２１２を進出させ始める（ステップＳ５５）。実際にロックピン２１２が係合溝部２５の溝穴に嵌合する又はその案内片２５ａに当接する程度まで進出するには少し時間遅延があるから、ちょうどロックピン２１２の進出位置に係合溝部２５の溝穴が来る直前位で、ロックピン２１２は案内片２５ａに当接し、その後、ロックピン２１２は案内片２５ａに当たったまま少しロータ２０ｂが回転して溝穴に嵌合する。すると、ドラムロックが完了したと判定されるから（ステップＳ５６で「Ｙ」）、ドラムモータ２０を停止させる（ステップＳ５７）。

　なお、ロックピン２１２の進出の指示を与えるまではドラムモータ２０の回転速度は或る程度速くてもよいが、それ以降は回転速度を落として、ロックピン２１２が係合溝部２５に接触する際の衝撃を弱めるようにするとよい。この制御によれば、ドラムロック動作が失敗する確率が非常に小さくなるので、平均的には最もドラムロックを短時間で行うことができる可能性がある。

　ところで、上述したようにドラムロックを行う際にロックピン２１２やロータ２０ｂに機械的な負荷をできるだけ掛けないようにするには、ロータ２０ｂを微小角度回転させた後一時的に停止させ、そのときにロックしたか否かを検出し、必要があれば（例えばロックしていなければ）引き続きロータ２０ｂを微小角度回転させる、というように間欠的な回転駆動を行うことが望ましい。誘導モータを使用するとこのような細かな速度制御は困難であるため、ドラムモータ２０としては直流ブラシレスモータを使用し、これをインバータ駆動するようにしている。しかしながら、直流ブラシレスモータを使用しても、低速度でドラム１３を回転駆動しようとすると発生トルクが低くなり、ドラム１３内に洗濯物が収容されている状態では、ドラム１３を微小回転させた後の一時停止時に洗濯物が移動しその力によってドラム１３が回ってしまい易く、安定した一時停止状態を維持することが難しい。

　そこで、本実施例のドラム式洗濯機では、次に述べるような回転制御方法を採用することにより、低速の間欠回転時にも充分なトルクを発生させて安定性を得るようにしている。この回転制御方法について説明する。一般に、直流ブラシレスモータの回転制御は、磁石の吸引力と反発力とを利用することによりスムーズにロータを回転させるようにしているが、本ドラム式洗濯機では、実質的に磁石の反発力を用いず吸引力のみを利用することによって、間欠的にロータを回転する場合の一時的停止時の位置の保持性を高めている。

　図１１は本洗濯機でドラムロック動作の際に用いるドラム制御の動作原理図である。この図では簡単のために、中央にロータ、外周側にＵ，Ｖ，Ｗの３相から成るステータを配置しているが、実際のドラムモータ２０では、ロータ２０ｂの磁石は２４極、ステータ２０ａは３６スロットである。

　まず図１１（Ａ）に示すように、Ｕ相及びＶ相にそれぞれ電流を流しＵ相をＮ極、Ｖ相をＳ極とすると、ロータは図示する位置に保持される。次いで、図１１（Ｂ）に示すように、Ｗ相及びＶ相にそれぞれ電流を流しＷ相をＮ極、Ｖ相をＳ極とすると、ロータは約６０°反時計回り方向に回転し図示する位置に保持される。続いて、図１１（Ｃ）に示すように、Ｗ相及びＵ相にそれぞれ電流を流しＷ相をＮ極、Ｕ相をＳ極とすると、ロータは更に約６０°反時計回り方向に回転し図示する位置に保持される。このようにして、順次、電流を流す相を１個ずつ変えてゆくことにより、ロータを６０°ずつ間欠的に回転させることができる。そして、図１１に示すような各状態では、ロータは磁石の吸引力によってのみその回転位置を維持している。そのため、位置が安定しており、仮に外部からロータを回転させる力が作用しても、容易には回転しない。

　実際の制御では、例えばドラムモータ２０が通常の制御で回転駆動されている状態からドラム１３を停止するような命令が与えられると、上記のような制御に切り替えられ、上記制御の下に、ドラムモータ２０が一回転する期間で一回だけ出力されるＺ相信号が得られてから所定角度だけ回転したときにドラムモータ２０は停止される。このとき、上述したように磁石の吸引力によってのみロータ２０ｂの位置は固定されるから、ドラム１３内に負荷がどのような状態になっていてもロータ２０ｂをほぼ静止状態に保つことができる。例えば図９に示した制御例では、この状態でロックピン２１２を進出させるようにトルクモータ２１１を制御する。これにより、ロックピン２１２が係合溝部２５の溝穴に嵌挿される際にロータ２０ｂが動かず、ロックピン２１２に掛かる衝撃が殆ど生じない。

　なお、上記実施例は本発明の一例であって、本発明の趣旨の範囲で、適宜に変更や修正を行えることは明らかである。

本発明の一実施例によるドラム式洗濯機の外観斜視図。 本実施例のドラム式洗濯機の上部の側面縦断面図。 本実施例のドラム式洗濯機内部の要部の正面縦断面図。 本実施例のドラム式洗濯機内部の左側面図。 本実施例のドラム式洗濯機内部の右側面縦断面図。 本実施例のドラム式洗濯機の要部の電気系構成図。 ドラムロック装置の拡大図であり、（Ａ）はドラムロック解除時、（Ｂ）はロック作動時の状態。 ドラムロック動作の制御方法の一例を示すフローチャート。 ドラムロック動作の他の制御方法を示すフローチャート。 ドラムロック動作の更に他の制御方法を示すフローチャート。 本実施例のドラム式洗濯機においてドラムロック動作の際に用いるドラム制御の動作原理図。

符号の説明

１…外箱
２…上蓋
３…洗濯物投入口
１０…外槽
１００…外槽開口
１０１…外槽扉
１３…ドラム
１３０…ドラム開口
１３１…ドラム扉
１４…主軸
１６…第１軸受ケース
２０…ドラムモータ
２０ａ…ステータ
２０ｂ…ロータ
２０ｃ…回転センサ
２１…ドラムロック装置
２１１…トルクモータ
２１２…ロックピン
２１３…作動体
２１３ａ…開口
２１５…カム
２１６…凸部
２１７…回転位置検出器
２５…係合溝部
２５ａ…案内片
５０…制御部
５１…負荷駆動部

Claims (8)

1. 外箱内に配設した外槽の内部に、周面が略円筒形状のドラムを水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設したドラム式洗濯機において、
   　a)前記ドラムを回転駆動するための直流モータと、
   　b)前記ドラムを所定の回転位置に固定するために、前記ドラム又はドラムと一体に回転する部材を制止するドラムロック手段と、
   　c)該ドラムロック手段によるドラムロックを行う際に前記ドラムが所定の回転位置近傍に来るように前記直流モータを制御する、インバータを用いた駆動制御手段と、
   　を備えることを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 前記駆動制御手段は、少なくともドラムロックを行う際に、前記直流モータのロータとステータとの吸引力を主として利用するように制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 外箱内に配設した外槽の内部に、周面が略円筒形状のドラムを水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設したドラム式洗濯機において、
   　a)前記ドラムを回転駆動するモータと、
   　b)前記ドラムを所定の回転位置に固定するために、所定の二つの位置の間を移動する作動体を有する可動係合手段と、
   　c)前記ドラム又は該ドラムと一体に回転する部材にあって、前記作動体が第１位置にあるときに該作動体の一部と係合し、該作動体が第２位置にあるときにはその係合が解除されるような位置に設けられた固定係合手段と、
   　d)前記作動体が前記固定係合手段に係合したか否かを検知する検知手段と、
   　e)該検知手段による検知信号を受けつつ前記可動係合手段及び前記モータを制御する手段であって、前記モータの制御により前記ドラムが所定の回転位置に来るようにした後、前記作動体が第２位置から第１位置へ移動するように制御し、そのときに前記検知手段による検知信号が得られない場合、ドラムが所定角度ずつ正転及び逆転方向に交互に回転するようにモータを制御する制御手段と、
   　を備えることを特徴とするドラム式洗濯機。
4. 外箱内に配設した外槽の内部に、周面が略円筒形状のドラムを水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設したドラム式洗濯機において、
   　a)前記ドラムを回転駆動するモータと、
   　b)前記ドラムを所定の回転位置に固定するために、所定の二つの位置の間を移動する作動体を有する可動係合手段と、
   　c)前記ドラム又は該ドラムと一体に回転する部材にあって、前記作動体が第１位置にあるときに該作動体の一部と係合し、該作動体が第２位置にあるときにはその係合が解除されるような位置に設けられた、凹状でその入口両側に所定長さの案内片を有する固定係合手段と、
   　d)前記作動体が前記第１位置にあるか否かを検知する検知手段と、
   　e)該検知手段による検知信号を受けつつ前記可動係合手段及び前記モータを制御する手段であって、前記モータの制御により前記ドラムが所定の回転位置に来るようにした後、前記作動体が第２位置から第１位置へ移動するように制御し、そのときに前記検知手段による検知信号が得られない場合、該検知信号が得られるまでドラムを所定方向に回転するべくモータを制御し、該検知信号が得られたならば一旦前記作動体が第１位置から第２位置へ移動するように制御し、再度、ドラムが所定の回転位置に来るようにしてドラムの位置固定を試みるようにする制御手段と、
   　を備えることを特徴とするドラム式洗濯機。
5. ドラムの位置固定の再試行を所定回数又は所定時間繰り返してもドラムの回転位置固定が完了しない場合に、使用者に対する異常報知を行う異常報知手段を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載のドラム式洗濯機。
6. 外箱内に配設した外槽の内部に、周面が略円筒形状のドラムを水平軸又は傾斜軸を中心に回転自在に配設したドラム式洗濯機において、
   　a)前記ドラムを回転駆動するモータと、
   　b)前記ドラムを所定の回転位置に固定するために、所定の二つの位置の間を移動する作動体を有する可動係合手段と、
   　c)前記ドラム又は該ドラムと一体に回転する部材にあって、前記作動体が第１位置にあるときに該作動体の一部と係合し、該作動体が第２位置にあるときにはその係合が解除されるような位置に設けられた、凹状でその入口前方側に所定長さの案内片を有する固定係合手段と、
   　d)前記作動体が前記第１位置にあるか否かを検知する検知手段と、
   　e)前記ドラム又はモータの回転に応じてパルス信号を発生する回転パルス発生手段と、
   　f)前記検知手段による検知信号及び前記回転パルス発生手段によるパルス信号を受けつつ前記可動係合手段及び前記モータを制御する手段であって、前記ドラムが所定方向に回転している状態で該ドラムが所定の回転位置を通過した時点から前記パルス信号を計数し、該計数値が所定値になったときに前記作動体が第２位置から第１位置へ移動するように制御し、前記検知手段による検知信号が得られた時点でドラムを停止するようにモータを制御する制御手段と、
   　を備えることを特徴とするドラム式洗濯機。
7. ドラムの位置固定の解除を行う制御を行った後に前記検知手段により該解除の検知ができない場合に、使用者に対する異常報知を行う異常報知手段を備えることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のドラム式洗濯機。
8. 外箱に設けられた蓋体を閉鎖状態でロックする、又は、外槽に設けられた外槽扉を閉鎖状態でロックするドラム露出禁止手段を有し、ドラムの回転中には該ドラム露出禁止手段によりロックを行い、前記ドラムの回転位置固定が完了しない場合又はその位置固定の解除が検知できない場合には、前記ドラム露出禁止手段によるロックを解除することを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のドラム式洗濯機。