JP2004275496A

JP2004275496A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2004275496A
Application number: JP2003071816A
Authority: JP
Inventors: Koji Kuno; 功二久野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】回転槽のアンバランスの判定を精度よく比較的短時間でしかも簡単に行うことができるようにする。
【解決手段】水槽２は弾性支持装置３により弾性的に支持され、その内部にはドラム１０が設けられていて、モータ９により回転駆動されるようになっている。変位量検出装置１６の一部を構成するコイル１７は弾性支持装置３のシリンダ４に取着されている。コイル１７の内部空間を上下動し得るように棒状の磁性体１８が配設され、この磁性体１８は水槽２の支持板２ａに丸棒１８ａにより一体に連結されている。この変位量検出装置１６は水槽２の変位量を検出する。このドラム式洗濯機においては、脱水起動時に変位量検出装置１６により水槽２の変位量を検出しこの変位量に応じて脱水時のドラム１０の回転を制御する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性支持された水槽の変位量を検出する変位量検出手段を備えた洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例えばドラム式洗濯機は、外箱内に水槽が弾性支持機構を介して弾性支持され、この水槽内に回転槽たるドラムを配設した構成である。このドラム式洗濯機においては、脱水時における洗濯物のアンバランスを判定することが行われている。この判定方式は、ドラムを回転駆動するモータを所定の通電モードで通電し、例えばドラムの１回転における回転速度のむらの度合いを検出して、むらが多いほどアンバランス回転の度合いが強いと判定する（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７８９９２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構成においては、ドラムの１回転内の回転速度のむらは、洗濯物の量や、ドラム自体の回転速度によって誤差も多い。そのため、ドラムの回転むらの検出を複数回行って補正したり、モータの回転制御を工夫したりしていた。しかし、これでは、ドラムのアンバランス回転の判定に時間がかかると共に、判定方式が複雑であった。このため、このようなアンバランス判定結果に基づいてドラムの脱水回転を制御しても、アンバランス発生状況に応じた回転制御とはならないおそれがある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転槽のアンバランスの判定を精度よく比較的短時間でしかも簡単に行うことができて、アンバランス発生状況に応じた回転槽の脱水回転制御を行うことが可能となる洗濯機を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、外箱内に弾性支持手段により弾性支持された水槽と、
この水槽内部に設けられてモータにより回転駆動される回転槽と、
前記水槽の変位量を検出する変位量検出手段と、
脱水起動時にこの変位量検出手段により水槽の変位量を検出しこの変位量に応じて脱水時の回転槽の回転を制御する脱水制御手段と
を備えてなるところに特徴を有する。
【０００７】
脱水起動時において、回転槽内の洗濯物がその内周面に均等に張り付く状況では、回転槽のアンバランス回転は発生しない。回転槽内の洗濯物がその内周面に不均一に張り付く状況でアンバランス回転（回転槽の振れ回り）が発生する。この場合、回転槽の振れ回りは水槽の揺れや振動（変位）となる。
【０００８】
しかるに請求項１の発明においては、上記回転槽の振れ回りに伴う水槽の変位が変位量検出手段により検出される。この検出結果によってアンバランス回転の有無や度合いの判定が可能となる。そして、検出された変位量に応じて脱水時の回転槽の回転を制御するから、アンバランス発生状況に応じた回転槽の脱水回転制御を行うことが可能となる。さらに、槽の変位量に基づいて回転槽のアンバランスを判定するから、回転槽のアンバランスの判定を精度よく比較的短時間でしかも簡単に行うことができる。
【０００９】
請求項２の発明においては、脱水制御手段が、脱水起動時の変位量検出手段による変位量検出結果が所定量未満のときには所定の回転速度上昇度にて回転槽の回転を上昇させ、変位量検出結果が所定量以上のときには脱水を停止して所定量未満のときよりも回転速度上昇度を低くするようになっているところに特徴を有する。
【００１０】
脱水起動時の変位量検出手段による変位量検出結果が所定量未満のときにはアンバランス回転が発生していないものであり、このときには所定の回転速度上昇度にて回転槽の回転を上昇させることで、脱水運転を支障なく行うことができる。そして、変位量検出結果が所定量以上のときにはアンバランス回転が発生していると判断できるものであり、このときには、脱水を停止して、変位量が所定量未満のときよりも回転速度上昇度を低くするようになっているから、アンバランス回転の発生の確率が少なくなり、低振動、低騒音化に寄与できる。
【００１１】
また、請求項３の発明のように、脱水制御手段を、脱水起動時の変位量検出手段による検出変位量が大きいほど脱水の最終目標回転速度を低く設定するようにしても良い。このようにすると、アンバランス回転が発生したまま高い最終目標回転速度になることがないから、低振動、低騒音化に寄与できる。
【００１２】
さらに、請求項４の発明のように、弾性支持手段が水槽を重心位置で支え、変位量検出手段が弾性支持手段より離れた部位に設けられた構成としても良い。このようにすると、水槽において変位が大きい部分に変位量検出手段が位置することとなり、水槽の変位を良好に検出できる。
【００１３】
また、請求項５のように、回転槽を回転しない状態での変位量検出手段による変位量検出結果に基づき洗濯物の重さを判定する重量判定手段と、回転槽を回転させた状態での変位量検出手段による変位量検出結果に基づき洗濯物の布質を判定する布質判定手段とを備え、重量判定結果及び布質判定結果に応じて洗濯及び脱水を制御するようにしても良い。これによると、重量判定結果及び布質判定結果に応じて洗濯及び脱水を良好に制御できる。
【００１４】
請求項６の発明は、外箱内に弾性支持手段により弾性支持された水槽と、
この水槽内部に設けられてモータにより回転駆動される回転槽と、
この回転槽内の洗濯物を乾燥させるための乾燥手段と、
前記水槽の変位量を検出する変位量検出手段と、
脱水終了後の乾燥運転時に前記変位量検出手段により水槽の変位量を逐次検出しこの変位量検出結果が所定時間以上変化が無くなったときに乾燥運転を終了する乾燥終了制御手段と
を備えたところに特徴を有する。
【００１５】
脱水終了時には洗濯物に水分が含まれている。乾燥運転が進んでゆくと、その水分が除去（蒸発）されてゆき、蒸発水分がなくなってゆくと、洗濯物が乾燥状態となる。この乾燥状態を検出して乾燥運転を終了することが好ましい。
【００１６】
しかるに請求項６の発明においては、変位量検出手段により回転槽内の洗濯物重量も含めた水槽の重量を検出できるから、水分蒸発がなくなると検出重量の変化がなくなり、これをもって乾燥状態が検出される。従って、変位量件結果が所定時間以上変化しないときに乾燥運転を終了することにより、乾燥状態を確実に検出して乾燥運転を適正時期に終了できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をドラム式洗濯機に適用してその第１の実施例につき図１ないし図７を参照して説明する。外箱１の前部には開口１ａが形成されており、内部には、水槽２が水平軸形に、例えば４の弾性支持手段たる弾性支持装置３により弾性支持されている。この弾性支持装置３は、シリンダ４と、このシリンダ４内に一端が挿入されたロッド５と、このロッド５の前記一端に連結されたピストン６と、シリンダ４内に充填されたオイル７と、ピストン６を支持するばね８とから構成されており、ピストン６には図示しない孔が開いていてオイルがシリンダ４内を通過し得るようになっている。そして、この弾性支持装置３は、そのシリンダ４の下部が外箱１底部に取り付けられ、ロッド５の上部が水槽２の支持板２ａに取り付けられている。
【００１８】
前記水槽２の後板部外部にはＤＣブラシレス・アウターロータ形モータからなるモータ９が取り付けられていて、その回転軸９ａは水槽２内に突出していて、回転槽たるドラム１０の後板部が取り付けられている。すなわちドラム１０が水槽２内に設けられていて、モータ９によりダイレクトドライブされる構成となっている。このドラム１０の壁部には多数の孔１０ａが形成されている。
【００１９】
なお、前記水槽２の前板部は開口して前記外箱１の開口１ａと連通し、そして、前記ドラム１０の前板部も開口して水槽２の開口と連通している。上記開口１ａは扉１１により開閉される。また、水槽２の底部には排水弁１２及び排水ホース１３が設けられている。前記外箱１の前板部の上部には操作パネル１４が設けられていて、その裏面には制御部１５が配設されている。
【００２０】
変位量検出手段たる変位量検出装置１６の一部を構成するコイル１７は前記弾性支持装置３のシリンダ４に取着されている。そしてこのコイル１７の内部空間を上下動し得るように棒状の磁性体１８が配設されており、この磁性体１８は前記水槽２の支持板２ａに丸棒１８ａにより一体に連結されている。従って、水槽２が上下に変位すると磁性体１８も移動し、これによってコイル１７のインダクタンスが変化するものである。
【００２１】
前記コイル１７は、図４に示すように、発振回路１９に接続されており、これは前記コイル１７のインダクタンスに応じた周波数を出力するものである。これら、コイル１７、磁性体１８及び発振回路１９により変位量検出装置１６が構成されている。
【００２２】
次に図５において電気的構成を説明する。交流電源２０には、ダイオードブリッジ２１及びコンデンサ２３、２３からなる倍電圧電源回路２４が接続され、この出力側には、インバータ回路２５が接続されている。このインバータ回路２５はＩＧＢＴ２６ａ〜２６ｆを三相ブリッジ接続すると共に、各ＩＧＢＴ２６ａ〜２６ｆにフリーホイールダイオード２７ａ〜２７ｆを並列に接続して構成されている。このインバータ回路２５の出力端子には前記モータ９のＵＶＷ各相の巻線９ｕ、９ｖ、９ｗが接続されている。このモータ９にはロータの位置を検出する位置検出素子９ｈ、９ｉが設けられていて、これに基づいて制御回路２８がモータ９の巻線９ｕ、９ｖ、９ｗへの転流タイミングを決定したり回転速度を検出したりする。
【００２３】
制御回路２８は前記制御部１５（図２参照）内に設けられており、マイクロコンピュータを含んで構成されている。この制御回路２８は、洗いや脱水の制御全般を行う洗濯制御手段として機能すると共に、モータ９の回転速度を検出する回転速度検出手段、脱水時のモータ９の回転速度ひいてはドラム１０の回転も制御する脱水制御手段として機能する。この制御回路２８はドライブ回路２９を介して前記インバータ回路２５を制御することでモータ９を制御するようになっている。また、この制御回路２８は、水槽２内に給水する給水弁３０や前記排水弁１２を制御すると共に、操作パネル１４に設けられた表示部３１を制御する。さらにこの制御回路２８には前記変位量検出装置１６からの出力信号が与えられると共に、操作パネル１４に設けられたスタートスイッチやコース設定スイッチ等のスイッチ群３２からスイッチ信号が与えられるようになっている。
【００２４】
さて、制御回路２８の制御内容を図６のフローチャートに基づいて説明する。例えば、全自動コースにおいて脱水行程が開始されると、モータ９を所定の回転速度上昇度にて立ち上げるように制御する（ステップＳ１）。この場合の所定の回転速度上昇度を図７の線Ａで示す。この上昇度は時間ｔ１後に例えば１００ｒｐｍに到達する直線的な上昇度である。
【００２５】
そしてモータ９の回転速度が変位量検出用回転速度たる例えば１００ｒｐｍに達したとき（ステップＳ２で判断）、変位量検出装置１６により水槽２の変位量を検出する（ステップＳ３）。この場合の変位量は水槽２の振動振幅の最大値である。なお、平均値でも良い。この検出変位量が所定量例えば２０ｍｍ以下（ステップＳ４で判断）のとき（これをもってアンバランス回転ではないことが判断される）、モータ９の回転速度が６００ｒｐｍまで上昇するのを待って（ステップＳ５）、再度、変位量を検出し（ステップＳ６）、この検出結果に応じて脱水の最終目標回転速度（最終的に一定とする最高速度）を設定する（ステップＳ７）。
【００２６】
この場合、変位量（振動振幅）が２０ｍｍ未満〜８ｍｍ以上のとき、最終目標回転速度は８００ｒｐｍ、８ｍｍ以下のとき９００ｒｐｍ、８ｍｍ未満〜５ｍｍ以下のとき１２００ｒｐｍ、５ｍｍ〜２ｍｍ以上のとき１３００ｒｐｍ、２ｍｍ未満のとき１４００ｒｐｍに設定する。
【００２７】
この後、設定された最終目標回転速度となるようにモータ制御し（ステップ８）、そして、脱水行程の終了条件が満たされると（例えば脱水設定時間が満了すると）、モータ９を断電して（ステップＳ１０）この脱水行程を終了する。
【００２８】
ここで、前記ステップＳ４において、検出変位量が２０ｍｍを超えていると（「ＮＯ」）、検出変位量がほぐし判定用基準値たとえば３０ｍｍ以上でなければ（ステップＳ１１で判断）、モータ９を停止して、再度、回転速度上昇度を下げて（ステップＳ１での回転速度上昇度より低くして）、すなわち、図７の線Ｂで示す上昇度でモータ９を立ち上げる。そして再度ステップＳ２に移行する。
【００２９】
また、ステップＳ１１において、検出変位量が３０ｍｍ以上であると判断されると（「ＹＥＳ」）、モータ９を停止し（ステップＳ１４）、ほぐし処理を行う（ステップＳ１５）。このほぐし処理は、水槽２内（ドラム１０内）に給水し、そして、ドラム１０を正逆回転させ、排水することを行う。この後ステップＳ１に戻る。
【００３０】
このような本実施例においては、ドラム１０の振れ回りに伴う水槽２の変位が変位量検出装置１６により検出される。この検出結果によってアンバランス回転の有無や度合いの判定ができる。そして、検出された変位量に応じて脱水時のドラム１０の回転を制御するから、アンバランス発生状況に応じたドラム１０の脱水回転制御を行うことができる。さらに、水槽２の変位量に基づいてドラム１０のアンバランスを判定するから、ドラム１０のアンバランスの判定を精度よく比較的短時間でしかも簡単に行うことができる。
【００３１】
特に本実施例によれば、脱水起動時の変位量検出装置１６による変位量検出結果（ステップＳ３）が所定量（２０ｍｍ）未満か否かによりドラム１０のアンバランス回転が発生しているか否かを判定でき、そして、２０ｍｍ未満のときつまりアンバランス回転がないと判断されたときには所定の回転速度上昇度にてドラム１０の回転を上昇させるから、通常に支障なく脱水運転を行うことができる。そして、変位量検出結果が２０ｍｍ以上のときつまりアンバランス回転が発生していると判断されたときには脱水を停止して上記２０ｍｍ未満のときよりも回転速度上昇度を低くするようになっている（ステップＳ１２、Ｓ１３）から、アンバランス回転の発生確率が少なくなり、低振動、低騒音化に寄与できる。
【００３２】
また、本実施例によれば、脱水起動時の変位量検出手段による検出変位量（ステップＳ６）が大きいほど脱水の最終目標回転速度を低く設定する（ステップＳ７）ようにしているから、アンバランス回転が発生したまま高い最終目標回転速度になることがなく、低振動、低騒音化に寄与できる。
【００３３】
図８ないし図１０は本発明の第２の実施例を示している。この実施例においては、制御回路２８に重量判定手段及び布質判定手段として機能を付与しており、以下、これに関連した制御について説明する。図９のフローチャートでは、例えば自動コースが洗濯されて開始された場合を示している。開始直後は、ドラム１０は停止しており、給水もなされていない。この状態で変位量検出装置１６により変位量（静止状態による変位量）を測定しその検出結果から洗濯物の重量を判定する（ステップＰ１）。この場合、制御回路２８は、変位量と洗濯物重量との関係をデータテーブルとして予め記憶しており、このデータテーブルから重量を判定する。
【００３４】
そしてドラム１０の回転速度を１００ｒｐｍまで上げ（ステップＰ２）、このときの変位量（振動振幅）が布質判定基準値である５ｍｍ以下であるかどうかを判断し（ステップＰ３）、５ｍｍ以下であると通常布質であると判定し（ステップＰ４）、５ｍｍを超えているとジーパン等のごわごわ材質であると判定する（ステップＰ５）。
【００３５】
判定された布質が通常布質である場合には、洗い行程（ステップＰ６）、脱水行程（ステップＰ７）を行うが、洗い行程でのドラム１０の正逆回転の実行サイクルを図９に示すように、所定回数例えばｎ回行い、脱水行程でのドラム１０の回転速度上昇度を例えば図１０の線Ｃで示すような上昇度とする。また判定された布質がごわごわ布質である場合には、洗い行程（ステップＰ８）、脱水行程（ステップＰ９）を行うが、洗い行程でのドラム１０の正逆回転の実行サイクルを所定回数例えばｎ回より多い回数行い、脱水行程でのドラム１０の回転速度上昇度を例えば図１０の線Ｄで示すように前記上昇度Ｃより低い上昇度とする。
この実施例によると、重量判定結果及び布質判定結果に応じて洗濯及び脱水を良好に制御できる。
【００３６】
図１１は本発明の第３の実施例を示しており、この実施例においては、左右に並ぶ一対の弾性支持装置３が水槽２を重心Ｇ位置で支え、変位量検出装置１６が弾性支持装置３より前方へ離れた部位に設けられた構成としている。
この実施例によれば、水槽２において変位が大きい部分に変位量検出装置１６が位置することとなり、水槽２の変位を良好に検出できる。
【００３７】
図１２ないし図１５は本発明の第４の実施例を示しており、この実施例では、弾性支持装置４０及び変位量検出装置４１の構成が第１の実施例と異なる。すなわち、弾性支持装置４０はシリンダ４２に対して下向きにロッド４３が突出しており、シリンダ４２内の構成は基本的に第１の実施例の弾性支持装置３と同様である。ロッド４３のやや下部には一方のばね受け４４が設けられ、シリンダ４２の下部には他方のばね受け４５が設けられ、これらの間にばね４６が設けられている。変位量検出装置４１は変位センサ４７とマグネット４８とから構成されている。変位センサ４７は下方のばね受け４４には取付片部４４ａを介して取り付けられ、マグネット４８は上方のばね受け４５には取付片部４５ａを介して変位センサ４７と対向する状態に取り付けられている。
【００３８】
変位センサ４７は、コイル及びコンデンサを備えたＬＣ内蔵発振回路４７ａとアンプ４７ｂとを備えて構成されており、この変位センサ４７はマグネット４８との距離に応じた周波数信号を出力するようになっている。これによれば、変位量検出装置４１の構成が簡単で、しかも取り付けも容易である。
【００３９】
本発明は上述した各実施例に限定されず、次のように変更してもよい。たとえば、回転槽内の洗濯物を乾燥させるための乾燥手段と、前記水槽の変位量を検出する変位量検出手段と、脱水終了後の乾燥運転時に前記変位量検出手段により水槽の変位量を逐次検出しこの変位量検出結果が所定時間以上変化が無くなったときに乾燥運転を終了する乾燥終了制御手段とを備えても良い。このようにすると、変位量検出手段により回転槽内の洗濯物重量も含めた水槽の重量を検出できるから、水分蒸発がなくなると検出重量の変化がなくなり、これをもって乾燥状態が検出される。従って、変位量件結果が所定時間以上変化しないときに乾燥運転を終了することにより、乾燥状態を確実に検出して乾燥運転を適正時期に終了できるようになる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、回転槽のアンバランスの判定を精度よく比較的短時間でしかも簡単に行うことができて、アンバランス発生状況に応じた回転槽の脱水回転制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示し、ドラム式洗濯機の背板を除いて示す背面図
【図２】縦断側面図
【図３】弾性支持装置及び変位量検出装置部分の背面図
【図４】変位量検出装置のブロック図
【図５】電気的構成を示すブロック図
【図６】制御回路の制御内容を示すフローチャート
【図７】回転速度の上昇度を示す図
【図８】本発明の第２の実施例を示す図６相当図
【図９】ドラムの正逆回転のタイムチャートを示す図
【図１０】回転速度の上昇度を示す図
【図１１】本発明の第３の実施例を示す図２相当図
【図１２】本発明の第４の実施例を示す図１相当図
【図１３】弾性支持装置及び変位量検出装置部分の背面図
【図１４】変位量検出装置部分の斜視図
【図１５】変位センサの電気的構成を示すブロック図
【符号の説明】
２は水槽、３は弾性支持装置（弾性支持手段）、９はモータ、１０はドラム（回転槽）、１６は変位量検出装置（変位量検出手段）、１７はコイル、１８は磁性体、１９は発振回路、２５はインバータ回路、２８は制御回路（脱水制御手段、重量判定手段、布質判定手段）、４０は弾性支持装置（弾性支持手段）、４１は変位量検出装置（変位量検出手段）、４７は変位センサ、４８はマグネットを示す。

Claims

外箱内に弾性支持手段により弾性支持された水槽と、
この水槽内部に設けられてモータにより回転駆動される回転槽と、
前記水槽の変位量を検出する変位量検出手段と、
脱水起動時にこの変位量検出手段により水槽の変位量を検出しこの変位量に応じて脱水時の回転槽の回転を制御する脱水制御手段と
を備えてなる洗濯機。
脱水制御手段は、脱水起動時の変位量検出手段による変位量検出結果が所定量未満のときには所定の回転速度上昇度にて回転槽の回転を上昇させ、変位量検出結果が所定量以上のときには脱水を停止して所定量未満のときよりも回転速度上昇度を低くするようになっていることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
脱水制御手段は、脱水起動時の変位量検出手段による検出変位量が大きいほど脱水の最終目標回転速度を低く設定するようになっていることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
弾性支持手段は水槽を重心位置で支え、
変位量検出手段は弾性支持手段より離れた部位に設けられていることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
回転槽を回転しない状態での変位量検出手段による変位量検出結果に基づき洗濯物の重さを判定する重量判定手段と、
回転槽を回転させた状態での変位量検出手段による変位量検出結果に基づき洗濯物の布質を判定する布質判定手段とを備え、
重量判定結果及び布質判定結果に応じて洗濯及び脱水を制御することを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
外箱内に弾性支持手段により弾性支持された水槽と、
この水槽内部に設けられてモータにより回転駆動される回転槽と、
この回転槽内の洗濯物を乾燥させるための乾燥手段と、
前記水槽の変位量を検出する変位量検出手段と、
脱水終了後の乾燥運転時に前記変位量検出手段により水槽の変位量を逐次検出しこの変位量検出結果が所定時間以上変化しないときに乾燥運転を終了する乾燥終了制御手段と
を備えてなる洗濯機。