JP2009061058A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動負荷が大きくなる洗濯工程やすすぎ工程において駆動負荷の大きな正逆弧回転駆動モードを実行するのにモータを確実に駆動できるようにする。
【解決手段】開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜とした回転ドラム４の駆動に関し、９０度を超え２００度未満の急正弧回転と急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードを備え、この正逆弧回転駆動モードでの初期弧回転は、それとは逆方向に正逆弧回転駆動モードでの弧回転角度よりも小さい角度および正逆弧回転モードでの回転数よりも低い回転数で弧回転させる逆起動からの反転駆動にて開始するようにしたことによって上記の目的を達成する。
【選択図】図８

Description

本発明は、有底円筒形に形成された回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽内に設置し、回転ドラムを回転駆動することにより回転ドラム内に収容した洗濯物を洗濯するドラム式洗濯機に関するものである。

このようなドラム式洗濯機は本発明の実施の形態を示す図１を参照して、筐体１内にサスペンション構造によって支持された水槽２内に、多数の孔３が形成された回転ドラム４が配設され、回転ドラム４はモータ５によって回転駆動され、筐体１の正面側に開閉自在に設けられた扉６を開くことにより水槽２の正面開口部および回転ドラム４の正面開口部を通して洗濯物を回転ドラム４内から出し入れできるように構成されている。

従来の通常洗濯モードでは、扉６を開いて回転ドラム４内に洗濯物を投入し、洗剤の投入を伴い運転を開始させると、水槽２内には給水系７から給水がなされ、給水された水は孔３を通じて回転ドラム４内にも所要量の水が給水される。モータ５により回転ドラム４が例えば５０ｒｐｍ程度の回転速度で回転駆動されると、回転ドラム４内に収容された洗濯物は回転ドラム４の内周面に設けられた攪拌突起８に引っ掛けられて回転方向に持ち上げられ、適当な高さから落下することにより、洗濯物には叩き洗いの作用が加えられることにより洗濯がなされる。この洗濯工程の後、汚れた洗濯水は排水系１１により排水され、新たに給水された水を用いてすすぎ工程が実施され、すすぎ工程が終了すると回転ドラム４を例えば１０００ｒｐｍ程度に高速回転させて脱水工程が実施される。これらの工程は所定の制御手順に基づいて自動実行される。なお、図１に示すように送風機１２により水槽２および回転ドラム４内の空気を吸引して除湿および加熱を順次に行い乾いた高温空気として水槽２および回転ドラム４内に送風することを繰り返す乾燥系１３を装備したドラム式洗濯乾燥機といわれるドラム式洗濯機では、前記脱水工程後に乾燥工程も自動実行される。

ところで、洗濯物は洗濯工程やすすぎ工程の連続回転、特に脱水工程での回転ドラムの前記高速度での連続回転によって、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、絡んだり、貼り付いたりすることが既に技術課題とされ（例えば、特許文献１参照。）、特許文献１は回転ドラムのモータによる直結駆動での回転制御の自由度向上を利用して、脱水工程後に回転ドラムを９０度以下の微小回転角内で、特に１０度以上３０度未満の微小回転角で複数回正逆回転させることにより、回転ドラム内に貼り付いた洗濯物を剥がしたり、回転ドラム内の上部で固まった状態の洗濯物を解したりすることができ、さらに脱水時のアンバランスの解消を図ったり、乾燥後の洗濯物の取り出し勝手をよくしたりできる技術を開示している。
特開２０００−２５４３８５号公報

しかし、特許文献１に記載の技術が脱水工程後に行う正逆交互の微小角回転は、実施例に開示のあるような洗濯物を回転ドラム内面に十分に貼り付かせられる５５ｒｐｍ程度の速度で実行されるが、９０度以下の微小回転角内で、特に１０度以上３０度未満の微小回転角で複数回正逆回転させるだけであるので、実質的には、微小角回転開始から終了までを等速では行えず、途中の微小角未満域だけが所定速度となり、その前後は所定速度に向けた増速、あるいは所定速度からの減速となることから、洗濯物を微小角未満位置までし か持ち上げられない。この結果、微小角回転の終期での制動などによる急減速があって洗濯物の慣性によって回転ドラム内面からの強制剥がし力が働いたとしても、重力に逆う方向であるために洗濯物は回転ドラム内面から離れる方向に剥がれて落ちるというより下に滑り落ちる傾向が強くなる。従って、滑り落ちる洗濯物は回転ドラムの次の逆向きの微小角回転によって滑り落ち方向に移動される。以降これが繰り返されるが、洗濯物は回転ドラムの微小角回転の正逆繰り返しによって終期側での滑り落ちを伴い左右に揺動される程度で、洗濯物同士の位置の入れ替わりはあまりなく、回転ドラムの下部に集まり、回転ドラム内面との滑り時の摩擦により洗濯物の塊全体として正逆に幾分転がる挙動を示す程度で、回転ドラム内面への貼り付きは解消できても、脱水工程にて洗濯工程、すすぎ工程での絡み、捩れ、皺より状態で回転ドラム内面に強く押し付けられて貼り付き強く癖付けられた洗濯物に対する絡みや捩れの解し効果は十分でない。このため、絡みや捩れの解し効果が十分でない分洗濯物は取り出しにくいし、干すにも解しや広げる事後処理が必要で面倒である。特に、洗濯物には乾燥後も捩れ癖や皺が残ってそれを伸ばすのに手間が掛かる。

これに対し、本発明者は、回転ドラムの９０度を超え２００度未満での急正弧回転と急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードを開発し、水を含んで重い洗濯物を扱う洗濯、すすぎ工程ではもとより、脱水によって軽くなった洗濯物を取り扱う乾燥工程においても、洗濯物を少なくとも回転ドラムの最下位置から９０度を超え１８０度未満持ち上げ、洗濯物を左右一方へ持ち上げた後、他方へ落とすことを、左右交互に繰り返すことで、洗濯物の絡み、捩れ、皺より、に対する高い解し効果を発揮できるようにし、洗濯物の仕上がり状態を高められる技術をすでに提案している。そのような洗濯物の挙動を安定して得るための回転ドラムの回転速度は、凡そ洗濯、すすぎ工程で４０ｒｐｍ以上、脱水後は５０ｒｐｍ以上が必要である。

ところが、本発明者は、特に、水および洗濯物が共存して駆動負荷が大きくなる洗濯、すすぎ工程でのモータの駆動制御上、駆動負荷の大きな正逆弧回転駆動モードを実行しようとすると、駆動負荷に応じモータの駆動電流を設定して脱調を防止する制御によっても、時としてモータを起動し切れないことがあるのに遭遇した。これにつき、種々に実験と検討を重ねた結果、確実に起動できる技術を実現した。

本発明の目的は、このような新たな技術に基づき、駆動負荷が大きくなる洗濯工程やすすぎ工程において駆動負荷の大きな正逆弧回転駆動モードを実行するのにモータを確実に駆動できるドラム式洗濯機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係るドラム式洗濯機は、有底円筒形に形成された回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽内に設置し、回転ドラムをモータで駆動して少なくとも洗濯工程またはすすぎ工程を行うドラム式洗濯機において、前記回転ドラムの９０度を超え２００度未満での急正弧回転と急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードを備え、この正逆弧回転駆動モードでの初期弧回転は、それとは逆方向に正逆弧回転駆動モードでの弧回転角度よりも小さい角度および正逆弧回転モードでの回転数よりも低い回転数で弧回転させる逆起動からの反転駆動にて開始することを特徴としている。

このような特徴によれば、例えば、洗濯工程、または洗濯、すすぎ工程において、正逆弧回転駆動モードによって、回転ドラムの９０度を超え２００度未満の急正弧回転と急逆弧回転とにより洗濯物を回転ドラム内面に貼り付かせて回転ドラムの最下位置から最大限９０度を超えて少なくとも１８０度未満まで持ち上げられるし、この急正弧回転と急逆弧回転での洗濯物の持ち上げの最終段階に生じる回転の反転のための制動状態時に洗濯物をその慣性および自重により 回転ドラム内面から強制的に剥がして自重により回転ドラム内面から持ち上げ側と反対の側に向け落せるので、洗濯物の持ち上げ位置、落下位置を正逆切り替わる毎回の弧回転駆動において左右交互に入れ換えられ、洗濯工程、または洗濯、すすぎ工程における水を含んで十分に膨潤し、かつ緩み、滑りやすい状態にある洗濯物に対して特に高い解し作用を働かせられる。また、洗濯物に機械力を満遍なく及ぼすことができる。

特に、駆動負荷が大きくなる洗濯工程やすすぎ工程において駆動負荷の高い正逆弧回転駆動モードを実行するのに、初期弧回転は、それとは逆方向に正逆弧回転駆動モードでの弧回転角度よりも小さい角度および正逆弧回転モードでの回転数よりも低い回転数での駆動負荷の小さい条件で弧回転させる逆起動を行うことで、回転ドラムを確実に起動させて回転ドラムの静止慣性による起動負荷が低減すると共に逆起動による回転ドラムの回転慣性を抑えながら、回転ドラムの逆起動で持ち上がった洗濯物の重力による回転ドラム最下位置への回転力を得て、この逆起動後の回転ドラムの反転駆動にて正逆弧回転駆動モードでの弧回転を確実に開始し、正逆弧回転駆動モードを実行することができる。

それには、前記急正弧回転、急逆弧回転は、ほぼ１８０度、前記逆起動は、ほぼ９０度にて行うのが好適である。

また、前記急正弧回転、急逆弧回転は、ほぼ４５ｒｐｍ、前記逆起動は、ほぼ３０ｒｐｍで行うのが好適である。

すなわち、前記逆起動を、ほぼ３０ｒｐｍで行うので、モータにかかる負荷を小さく抑えながら、ほぼ９０度回転させているので、この逆起動後の回転ドラムの反転駆動を確実に実行することができる。

上記において、さらに、前記モータに電力を供給するスイッチング素子を有するインバータと、このインバータのスイッチング素子を制御して前記モータの駆動を制御すとともに、少なくとも前記洗濯工程またはおよびすすぎ工程の一連の動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とすることができる。

このような構成では、制御手段によるインバータのスイッチング素子の制御の基に、その時々に必要なモータの駆動条件をきめ細かく設定し、実行することができる。

上記において、さらに、前記制御手段は、洗濯工程またはおよびすすぎ工程における正逆弧回転駆動モードの実行中に、前記駆動電流が所定値を上回ったとき、回転ドラムの回転を通常よりも低速にすることを特徴とすることができる。

このような構成では、洗濯物の投入量や種類などによって標準の駆動負荷を万一にも超えたような場合でも、モータの駆動電流が所定値を超えることで検知でき、制御手段によって回転ドラムの回転を通常よりも低速にすることで、回転ドラムの回転角度が不足したり、正逆弧回転しなかったり、最悪停止するといったことを防止し、正逆弧回転駆動モードでの洗濯やすすぎが継続されるようにすることができ、併せ、時間延長などにより洗濯やすすぎの達成度を簡単に満足できる。

上記において、さらに、前記制御手段は、洗濯工程またはおよびすすぎ工程における正逆弧回転駆動モードの実行中に、回転ドラムが所定の回転数に達しない場合に、駆動負荷の低い他の駆動モードに移行することを特徴とすることができる。

このような構成では、洗濯物の投入量や種類などによって標準の駆動負荷を万一にも超えたような場合でも、モータの回転数が所定値に達しないことで検知でき、制御手段によって、正逆弧回転駆動モードより駆動負荷の低い他の駆動モード、例えば、連続回転を正逆交互に繰り返す正逆連続回転駆動モードなどに移行することで、回転ドラムの回転角度が不足したり、正逆弧回転しなかったり、最悪停止するといったことを防止し、洗濯やすすぎが継続されるようにすることができる。

上記において、さらに、前記制御手段は、洗濯工程またはおよびすすぎ工程における正逆弧回転駆動モードの実行中に、駆動電流が所定値を上回ったとき、または、回転ドラムが所定の回転数に達しないとき、洗濯物が過剰であることを外部に告知することを特徴とすることができる。

このような構成では、洗濯物の投入量や種類などによって標準の駆動負荷を万一にも超えたような場合でも、モータの駆動電流や回転数の変化から検知して、制御手段が外部に告知することでユーザに適正な使用を促せるし、正逆弧回転駆動モードが正常に行えないことや、回転速度を低下させること、あるいは他のモードに移行させることなどにつき、ユーザが不審を抱くのを回避することができる。

上記において、さらに、脱水工程および脱水工程後に行う乾燥工程を備え、乾燥工程での正逆弧回転駆動モードは、逆起動なしに開始することを特徴とすることができる。

このような構成では、乾燥工程にても正逆弧回転モードを実行して、回転ドラムの９０度を超え２００度未満での急正弧回転と急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードにより、脱水によって軽くなった洗濯物を取り扱う乾燥工程においても、洗濯物を少なくとも回転ドラムの最下位置から９０度を超え１８０度未満持ち上げ、洗濯物を左右一方へ持ち上げた後、他方へ落とすことを、左右交互に繰り返すことで、洗濯物の絡み、捩れ、皺より、に対する高い解し効果を発揮できるようにし、洗濯物の仕上がり状態を高められる上、洗濯工程やすすぎ工程のように水が共存する場合に比し駆動負荷が低いことに対応して、逆起動を行わないで正逆弧回転駆動モードを確実に実行することができ、逆起動による駆動および時間の無駄が省ける。

本発明によれば、正逆弧回転駆動モードによって、回転ドラムの９０度を超え２００度未満の急正弧回転と急逆弧回転とにより洗濯物を回転ドラム内面に貼り付かせて回転ドラムの最下位置から最大限９０度を超えて少なくとも１８０度未満まで持ち上げ、また、急正弧回転と急逆弧回転での洗濯物の持ち上げの最終段階に生じる制動状態時の洗濯物の慣性により回転ドラム内面から剥がして自重により回転ドラム内面から持ち上げ側と反対の側に落して、洗濯物の持ち上げ位置、落下位置を正逆切り替わる毎回の弧回転駆動において左右交互に入れ換えられるので、洗濯工程、または洗濯、すすぎ工程における水を含んで十分に膨潤し、かつ緩み、滑りやすい状態にある洗濯物に対して特に高い解し作用を働かせられる。また、洗濯物に機械力を満遍なく及ぼすことができ、脱水後の洗濯物対にしても、乾燥工程前に、またはおよび、乾燥工程を含むどの実行時点における洗濯物に対しても解し作用を働かせられ、洗濯物の取り出しを容易にしたり、仕上げ状態を高められる。

特に、駆動負荷が大きくなる洗濯工程やすすぎ工程において駆動負荷の高い正逆弧回転駆動モードを実行するのに、初期弧回転は、それとは逆方向に正逆弧回転駆動モードでの弧回転角度よりも駆動負荷の小さい条件で弧回転させる逆起動を確実に行って、回転ドラムの静止慣性による起動負荷の低減、回転ドラムの逆起動側への回転慣性の抑制に併せ、逆起動で持ち上がった洗濯物の自重による回転ドラム最下位置への回転力を得ることで、逆起動後の回転ドラムの反転駆動にて正逆弧回転駆動モードでの弧回転を確実に開始し、正逆弧回転駆動モードを実行することができ信頼性の高いものとしながら、洗濯物の最大処理量が制限されるのを防止することができる。

以下本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機につき図１〜図１２を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範 囲の記載の内容を限定するものではない。

本実施の形態のドラム式洗濯機は既述した基本構成と乾燥機能を有し、図１、図９に示すマイクロコンピュータを搭載した制御手段９などの制御装置によって、モード設定や制御プログラムに従い、モータ５、給水系７、排水系１１、乾燥系１３を自動制御して少なくとも洗濯工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程を行う機能を有している。なお、給水系７は電磁弁の開閉によって実線矢印で示すように適時に給水でき、また給水を利用して洗剤収容部の洗剤を水槽２内に適時に投入できるようになっている。排水系１１は電磁弁の開閉によって洗濯工程終了時、すすぎ工程終了時など必要なときに一点鎖線矢印で示すように排水できるようになっている。乾燥系１３は水槽２および回転ドラム４内の空気を送風機１２によって図１、図２に示す破線矢印で示すように循環させる循環経路において、水槽２および回転ドラム４からの導入空気中の糸くずなどを捕集し除塵するフィルタ１５、除塵後の導入空気を除湿する除湿部１６、除湿後の空気を加熱して渇いた高温空気とする加熱部１７を有し、送風機１２は加熱部１７の下流に配置し湿気の影響を受けにくくしている。図示例では除湿部１６、加熱部１７は圧縮機１８により冷媒を循環されて循環空気と熱交換を行う蒸発器および凝縮器であり、空気調和機１９を構成するものとしてある。しかし、これに限られることはない。

具体的には、制御手段９は図９に示すような制御系を有し、運転コース等を設定するための図１、図９に示す操作パネル１４からの情報を入力して、その情報を基に操作パネル１４上の表示手段で表示して使用者に知らせるとともに、操作パネル１４での入力設定手段により運転開始が設定されると、水槽２内の水位を検知する水位検知手段等からのデータを入力して駆動回路１１１を介して、排水弁、給水弁などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥などの運転を行う。

このとき、制御手段９は、モータ５のロータの位置を検出する位置検出手段１１２からの情報に基づいて、駆動回路１１１を介してインバータ１１３を制御することによりモータ５を回転制御するようにしている。モータ５は直流ブラシレスモータで、図１、図３に示すように３相巻線を有するステータ５aと、リング上に２極の永久磁石を配設してステータ５aのない外周に配置したロータ５ｂ１、５ｂ２とで構成し、ステータ５ａは３相巻線を構成する第１の巻線５ａ１、第２の巻線５ａ２、第３の巻線５ａ３をスロットを設けた鉄心に巻き付けて構成している。

インバータ１１３は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子で構成している。第１のスイッチング素子１１３ａと第２のスイッチング素子１１３ｂの直列回路と、第３のスイッチング素子１１３ｃと第４のスイッチング素子１１３ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子１１３ｅと第６のスイッチング素子１１３ｆの直列回路で構成し、各スイッチング素子の直列回路は並列接続している。

ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は入力端子で、直流電源を接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続点に、それぞれ出力端子を接続している。出力端子は、３相巻線のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子のオン・オフの組合せにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の３状態にする。

スイッチング素子のオン・オフは、ホールＩＣからなる３つの位置検出手段１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃからの情報に基づいて制御手段９により制御される。位置検出手段１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは電気角で１２０度の間隔でロータ５ｂ１、５ｂ２が有する永久磁石に対向するように、ステータに配設されている。

ロータ５ｂ１、５ｂ２が１回転する間に、３つの位置検出手段１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、それぞれ電気角で１２０度の間隔でパルスを出力する。制御手段９は、３つの位置検出手段１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのいずれかの信号の状態が変わったときを検知し、位置検出手段１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの信号を基に、スイッチング素子１１３ａ〜１１３ｆのオン・オフ状態を変えていくことで、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、解放の３状態にし、ステータ５ａの第１の巻線５ａ１、第２の巻線５ａ２、第３の巻線５ａ３に通電して磁界を作り、ロータ５ｂ１、５ｂ２を回転させるよう構成している。

また、スイッチング素子１１３ａ、１１３ｃ、１１３ｅはそれぞれパルス幅変調（ＰＷＭ）制御され、例えば、繰り返し周波数１０ｋＨｚでハイ、ローの通電比を制御することで、ロータ５ｂ１、５ｂ２の回転数を制御するようにしてあり、制御手段９は、３つの位置検出手段１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータ５ｂ１、５ｂ２の回転数を算出して、設定回転数になるようにスイッチング素子１１３ａ、１１３ｃ、１１３ｅをＰＷＭ制御する。

ここで、モータ５の回転速度は時間経過と回転位置の変化から演算できるが、図９に示すように速度検出手段１１４を設けて別途検出することができ、検出した速度データは制御手段９による制御に反映させられる。このような速度検出手段１１４としてはエンコーダなどがある。

回転ドラム４は回転軸４ａに水槽２上のモータ５が直結されて、水槽２と共に、開口側から底部側に向けて回転軸方向を水平方向から角度θ＝２０±１０度に傾斜させて設置し、水平方向での設置の場合に比べ、回転ドラム４を同じ高さに設置しても開口が斜め上向きとなることで屈んだりする無理な姿勢を取らずに洗濯物を容易に出し入れできる。特に、本発明者等の経験からは傾斜角度は２０±１０度とすることにより、子供（幼児を除く）から大人までの身長差があっても、車椅子利用者であっても、洗濯物の出し入れの作業が最も行い易い状態が得られる。また、回転ドラム４内に給水された水が背面側に溜まって少ない水量でも深い貯水状態が得られる利点もある。

しかし、既述したように脱水工程が例えば１０００ｒｐｍといった高速度での連続回転にて実行される関係から、洗濯物を洗濯工程、すすぎ工程での絡み、捩れ、皺より状態のまま回転ドラム４の内面に貼り付かせて癖付けしてしまうので、洗濯物を取り出し難いし、事後処理に手間が掛かる。また、洗濯物にきつい皺が残りやすく皺取りの手間が大きい。

このようなことに対応するのに本実施の形態では、前記回転ドラム４の９０度を超え２００度未満での急正弧回転と急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードを備えている。これにより、例えば、洗濯工程、または洗濯、すすぎ工程において、正逆弧回転駆動モードによって、回転ドラム４の９０度を超え２００度未満の急正弧回転と急逆弧回転とにより洗濯物を回転ドラム４内面に貼り付かせて回転ドラム４の最下位置から最大限９０度を超えて少なくとも１８０度未満まで持ち上げられるし、この急正弧回転と急逆弧回転での洗濯物の持ち上げの最終段階に生じる回転の反転のための制動状態時に洗濯物をその慣性および自重により回転ドラム４内面から強制的に剥がして自重により回転ドラム４内面から持ち上げ側と反対の側に向け落せるので、洗濯物の持ち上げ位置、落下位置を正逆切り替わる毎回の弧回転駆動において左右交互に入れ換えられ、洗濯工程、または洗濯、すすぎ工程における水を含んで十分に膨潤し、かつ緩み、滑りやすい状態にある洗濯物に対して特に高い解し作用を働かせられる。また、洗濯物に機械力を満遍なく及ぼすことができる。

このように、正逆弧回転駆動モードによって、回転ドラム４の９０度を超え２００度未満の急正弧回転と急逆弧回転とにより洗濯物を回転ドラム４内面に貼り付かせて回転ドラム４の最下位置から最大限９０度を超えて少なくとも１８０度未満まで持ち上げ、また、急正弧回転と急逆弧回転での洗濯物の持ち上げの最終段階に生じる制動状態時の洗濯物の慣性により回転ドラム４内面から剥がして自重により回転ドラム内面から持ち上げ側と反対の側に落して、洗濯物の持ち上げ位置、落下位置を正逆切り替わる毎回の弧回転駆動において左右交互に入れ換えられるので、洗濯工程、または洗濯、すすぎ工程における水を含んで十分に膨潤し、かつ緩み、滑りやすい状態にある洗濯物に対して特に高い解し作用を働かせられる。また、洗濯物に機械力を満遍なく及ぼすことができ、脱水工程後の回転ドラム４内壁に張り付いた洗濯物に対しても解し作用を働かせられ、洗濯物の取り出しを容易にしたり、乾燥工程前に、またはおよび、乾燥工程を含むどの実行時点における洗濯物に対しても解し作用を働かせられ、仕上げ状態を高められる。

ところが、本発明者は、特に、洗濯、すすぎ工程では、のモータ５の駆動制御上、回転不足側、回転角不足側への脱調が生じ、一方、乾燥工程では、回転過剰側、回転角過剰側への脱調が生じることを経験している。回転不測側、回転角不足側への脱調は逆弧回転駆動モードにより洗濯物に与える挙動が緩慢になり、上記の期待する効果が得られない結果を招き、回転過剰側、回転角過剰側への脱調は正逆弧回転駆動モードにより洗濯物が回転ドラム４内面に貼り付いて空転し、上記の期待する効果が得られない結果を招く。

そこで、本実施の形態における正逆弧回転駆動モードでは、特に、１つの例として、回転ドラム４の駆動開始から回転ドラム４が正逆反転位置に到達することのない所定の時間ｔ経過時点と、この所定の時間ｔ経過時点で回転ドラム４が到達すべき目標回転速度ｘとを設定して、前記制御手段９によるモータ５の駆動制御データに用い、モータ５を駆動し、前記所定の時間ｔ経過時点にて前記回転ドラム４の回転速度ｘ１を検知し、この検知回転速度ｘ１と前記目標回転速度ｘとの差に応じモータ５が発生するトルクを前記駆動回路１１１を介し変更することで所定の時間ｔ経過時点での回転速度ｘ１が前記目標回転速度ｘを満足するようにする。

これによれば、制御手段９による正逆弧回転駆動モードでのモータ５の駆動制御において、特に、正逆弧回転駆動モードでの回転ドラム４の挙動につき制御テーブルＴ（ｔ）に設定した、駆動開始から正逆反転位置に到達することのない所定の時間ｔ経過時点と、この所定の時間ｔ経過時点で回転ドラム４が到達すべき目標回転速度ｘとを、モータ５が発生するトルクの過不足に関係のない最適な駆動状態を得る条件値として、回転ドラム４の駆動状態の変動をその原因に関係なく、モータ５を駆動し、所定の時間ｔ経過時点で検知した回転ドラム４の途中回転速度ｘ１が目標回転速度ｘとなっているか否かに、つまり両者の差に反映させられる。従って、判定した差からその時々の駆動実態が最適な駆動状態にあるか否か、なければ過剰か、不足かを簡単かつ即時に判定することができ、前記判定した差に応じモータ５が発生するトルクを変更するだけで、前記所定の時間ｔ経過時点での回転速度ｘ１が前記目標回転速度ｘを満足するように、つまり最適な駆動状態に安定させられる。特に、この場合、ベクトル制御などによるモータ発生トルク一定制御を行えば、回転加速度をほぼ一定とすることが可能であるため、前記所定の時間経過時点で回転速度が目標速度を満足するということは、前記所定の時間経過時点における回転角がほぼ一定となるようにすることができる。すなわち、洗濯物の慣性による剥がしが所定の回転角時点で行われることを、より高い精度で行うことが可能となり好適である。

また、別の例として、回転ドラム４が駆動開始位置から正逆反転位置に達する回転角未満の所定の回転角θ１と、回転ドラム４が駆動開始から所定の回転角θ１時点で到達すべき目標回転速度ｘとを制御テーブルＴ（ｔ）に設定して、前記制御手段９によるモータ５の駆動制御データに用い、モータ５を駆動し、所定の回転角シータθ１時点にて回転ドラム４の回転速度ｘ１を検知し、この検知回転速度ｘ１と目標回転速度ｘとの差に応じモータ５が 発生するするトルクを前記駆動回路１１１を介し変更することで前記所定の回転角時点で是回転速度が前記目標回転速度を満足するようにする。

これによれば、制御手段９による正逆弧回転駆動モードでのモータ５の駆動制御において、特に、正逆弧回転駆動モードでの回転ドラム４の挙動につき設定した、回転ドラム４が駆動開始位置から正逆反転位置に達する回転角未満の所定の回転角θ１と、モータ５が発生するトルクの過不足に関係のない最適な駆動状態を得る条件値として、回転ドラム４の駆動状態の変動をその原因に関係なく、モータ５を駆動し、所定の回転角θ１時点で検知した回転ドラム４の途中の回転速度ｘ１が目標回転速度ｘとなっているか否かに、つまり両者の差に反映させられる。従って、判定した差からその時々の駆動実態が最適な駆動状態にあるか否か、なければ過剰か、不足かを簡単かつ即時に判定することができ、前記判定した差に応じモータ５が発生するトルクを変更するだけで、所定の回転角θ１時点での回転速度ｘ１が目標回転速度ｘを満足するように、つまり最適な駆動状態に安定させられる。

これらの結果、正逆弧回転駆動モードでの回転ドラム４の挙動につき設定した、モータ５が発生するトルクの過不足に関係のない、最適な駆動状態を得る駆動途中での所定の時間ｔ経過時点ないしは回転角θ１と、そのときに到達しておくべき目標回転速度ｘと、の２つの条件値を利用して、回転ドラム４の駆動状態の変動をその原因に関係なく、所定の時間ｔ経過時点ないしは回転角θ１にて検知した回転ドラム４の途中の回転速度ｘ１と目標回転速度ｘとの差に反映させて、その差からその時々の駆動実態の正確な判定ができ、その判定した差に応じモータ５が発生するトルクを変更するだけで、最適な駆動状態に安定させられる。

上記１つの例において、さらに、回転ドラム４の弧回転方向の正逆切り換えは、回転ドラム４の弧回転が９０度を超え２００度未満で急激な制動動作を挟んで行い、回転ドラム４の回転速度ｘ１の検知時点は、モータ５の正逆弧回転駆動電力の印加終了時点に対応するのが好適である。このように、正逆の弧回転の切り換えに急激な制動動作を挟むことで、正逆弧回転により回転ドラム４内面に貼り付け左右方向の一方側に持ち上げた洗濯物の慣性による剥がしが所定の回転角θ１時点で確実になされ、左右方向の他方側所定位置に確実に落とすことができ、洗濯物に対する解し効果、機械力を高められる。また、モータ５の正逆弧回転駆動電力の印加終了時点は、モータ５の駆動時間が長いほど印加電力が高く回転速度ｘ１が最も高くなる時点であるので、この時点を回転ドラム４の回転速度ｘ１の検知時点とすることにより、モータ５のトルクの過不足を高精度に判定することができる。

ここで、このような１つの例での正逆弧回転駆動モードでの駆動制御例につき、図１０を参照して説明する。正逆弧回転駆動がスタートすると、まず、制御手段９において検知する回転速度ｘ１の最大値が０に初期設定され、その後モータ５のオンを待ち、オンされるとテーブルＴ（ｔ）に従いモータ５に駆動電流を流す。これにより回転ドラム４は回転を開始する。以降制御手段９はモータ５のフィードバック制御移行を判定するまで、テーブルＴ（ｔ）に従いモータ５に駆動電流を流し続ける。所定の時間ｔが経過し、モータ５のオフを判定したとき制御手段９は、そのとき検知された回転速度ｘ１が目標回転速度ｘよりも大きければ、その度合いに応じモータ５の駆動電流を小さく変更し、回転速度ｘ１が目標速度ｘよりも小さければ、その度合いに応じモータ５の駆動電流を大きく変更する。これによって、回転ドラム４は常に最適な駆動状態に安定する。なお、モータ５の駆動電流の変更は、モータ５を起動した直後のテーブルＴ（ｔ）における駆動電流などの設定値および、フィードバック制御移行後におけるフィードバックゲインなどの制御設定値のいずれか、あるいは双方に対して行うことができる。

また、別の例での正逆弧回転駆動モードでの駆動制御例につき、図１１を参照して説明する。正逆弧回転駆動がスタートすると、まず、制御手段９において検知する回転速度ｘ１が０に初期設定され、その後モータ５のオンを待ち、オンされるとテーブルＴ（θ１）に従いモータ５に駆動電流を流す。これにより回転ドラム４は回転を開始する。以降制御手段９はモータ５のフィードバック制御移行を判定するまで、テーブルＴ（θ１）に従いモータ５に駆動電流を流し続ける。所定の回転角θ１となりモータ５のオフを判定したとき制御手段９は、そのとき検知された回転速度ｘ１が目標回転速度ｘよりも大きければ、その度合いに応じモータ５の駆動電流を小さく変更し、回転速度ｘ１が目標回転速度ｘよりも小さければ、その度合いに応じモータ５の駆動電流を大きく変更する。これによって、回転ドラム４は常に最適な駆動状態に安定する。この場合においても、モータ５の駆動電流の変更は、モータ５を起動した直後のテーブルＴ（θ１）における駆動電流などの設定値および、フィードバック制御移行後におけるフィードバックゲインなどの制御設定値のいずれか、あるいは双方に対して行うことができる。

なお、回転ドラム４の回転速度ｘ１の検知は、正弧回転時および逆弧回転時の双方または一方で行えるが、双方で行うと検知機会が一方で行う場合に比べ倍増し、より木目細かな対応ができる。また、一方で行うと検知回数を半減でき木目細かな対応をしなくてよい場合に有利である。

また、回転ドラム４の回転速度ｘ１の検知は、毎回、所定回数ごと、所定時間ごと、のいずれかで行うことができ、検知回数は木目の細かな対応が必要な度合いに応じ選択すればよい。

さらに、モータ５が発生するトルクの変更は、回転ドラム４の毎回の検知データの基に毎回、あるいは複数回蓄積した検知データの基に行うことができ、モータ５が発生するトルクの変更を、毎回の検知データの基に毎回行うと、検知時点ごとに即時の対応ができ、複数回蓄積した検知データの基に行うと、即時の対応はできないが検知データの平均値によって無理のない対応をしたり、イレギュラーな検知データを除去して不自然な対応を避けたりでき、木目細かな対応をしなくてよい場合特に有利である。

以下に、洗濯、すすぎ工程と、脱水工程後、乾燥工程とで、正逆弧回転駆動モードを、回転ドラム４の回転によって持ち上げられた洗濯物がその自重が勝る高さから落下する挙動を示す回転速度ｘ１での前記回転ドラム４の連続回転を正逆交互に繰り返す正逆連続回転駆動モードと併用することにより、消費電力の高い正逆弧回転駆動モードを無駄なく有効に実行して省エネを図り、かつ、正逆弧回転駆動モードで達成されにくい洗濯物の上下の入れ換えと、洗濯物のそのような挙動による叩き作用とによる強い汚れに対する高い洗濯効果が得られるようにした場合の具体例について説明する。

（洗濯工程およびすすぎ工程）
まず洗濯工程およびすすぎ工程の動作について、説明する。洗濯工程または、洗濯工程およびすすぎ工程において、絡み、捩れの発生を大きく改善し機械力の働きを高めながら皺も生じ難くすることを意図して、本実施の形態では、開口側から底部側に向けて回転軸方向が水平方向から下向き傾斜となるようにして設置した有底円筒形の回転ドラム４に対する制御基板９による駆動制御に関し、回転ドラム４の９０度を超え２００度未満の急正弧回転、急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードと、前記回転ドラム４の回転によって持ち上げられた洗濯物がその自重が勝る高さから落下する挙動を示す回転速度での前記回転ドラム４の連続回転を正逆交互に繰り返す正逆連続回転駆動モードと、を備え、洗濯工程または、洗濯工程およびすすぎ工程において、前記正逆弧回転駆動モードと前記正逆連続回転駆動モードとを、図８に正逆弧回転駆動モードをＤ、正逆連続回転駆動モードをＴで示すように交互に実行し、前記正逆弧回転駆動モードの実行割合を前記正逆連 続回転駆動モードの実行割合よりも低くするようにしている。

これによれば、回転ドラム４の９０度を超え２００度未満の急速度での弧回転および急激な制動により洗濯物を回転ドラム４の最下位置から最大限９０度を超えて１８０度未満まで持ち上げられるし、洗濯物の持ち上げの最終段階の急激な制動により制動状態が生じて洗濯物をその慣性および自重により回転ドラム４内面から剥がしてその自重によって落すことが確実に達成できるので、水を含んで十分に膨潤し、かつ緩み、滑りやすい状態にある洗濯物に対して特に高い解し作用を与えられるし、機械力を洗濯物に及ぼすことができるので洗浄性能を高めることができる。なお、本発明者は、水槽２内に十分な水と洗濯物２１が入っている状態であれば、洗濯物２１が持ち上げられた後、回転ドラム４に落下したときに水による抵抗と洗濯物２１の重量により回転ドラム４は十分にブレーキがかかるので、回転ドラム４の９０度を超え１８０度未満の急回転および急な制動により洗濯物２１を回転ドラム４の最下位置から最大９０度を超えて１８０度未満まで持ち上げられるし、正逆交互の急弧回転駆動の周期も短くなり、機械力を洗濯物２１に及ぼす回数を増やすことができるので、洗浄性能を高めることができ、最適であることを確認している。さらに、弧回転駆動の正方向の急正弧回転と逆方向の急逆弧回転とを交互に繰り返すことで正逆弧回転駆動モードとし、これによって、正逆交互の急弧回転駆動によって洗濯物の持ち上げ位置、落下位置を毎回の弧回転駆動において左右交互に入れ換えられるので、洗濯物が絡むことをより防ぎながら解し作用をさらに高められるとともに、機械力を洗濯物に及ぼす回数を増やすことができるので洗浄性能を高めることができる。

また、正逆弧回転駆動モードのみでは、洗濯物の絡み、捩れ、皺より等が軽減される一方で、洗濯物の上下方向の位置が入れ換わりにくく、洗いむらが生じやすいが、正逆連続回転駆動モードを併用することによって、洗濯物の上下方向の位置の入れ換わりを実現することができ、すなわち、連続回転駆動モードにおける洗濯物の絡み、捩れ、皺よりを軽減するとともに、正逆弧回転駆動モードにおける洗濯物に対する機械力付与の不均衡を軽減することで、両モードによって洗濯やすすぎ中の洗濯物に異なった２通りの挙動、具体的には正逆弧回転駆動モードによっては洗濯物の絡み、捩れ、皺よりを軽減しつつしっかりした手もみ洗いの挙動を、正逆連続回転駆動モードによっては洗濯物を大きく連続に動かしむらを軽減しながら洗う、均一で強い汚れに対する効果的な洗い挙動を与えられる。

特に、これら正逆連続回転駆動モードおよび正逆弧回転駆動モードを洗濯工程、または洗濯、すすぎ工程において交互に繰り返すのに、正逆弧回転駆動モードはその高い解し効果に鑑み正逆連続回転駆動モードに対する実行割合を低くすることにより、正逆連続回転駆動モードでの洗濯物の絡み、捩れ、皺を十分に解しながら、正逆連続回転駆動モードに比べ消費電力の高い正逆弧回転駆動モードを無駄に実行せず、しかも、正逆連続回転駆動モードの正逆弧回転駆動モードに対する実行割合が高い分強い汚れに対する洗浄効果を低い消費電力で高められる。このように、消費電力の高い正逆弧回転駆動モードの正逆連続回転駆動モードに対する実行割合を低くして無駄に実行せず省エネを図りながら、絡みはもとより捩れや皺を効率よく解し脱水を行っても取り出しが容易となり皺も軽減することができる。しかも、正逆連続回転駆動モードの正逆弧回転駆動モードに対する実行割合を高くできる分だけ、洗濯物の強い汚れに対する洗浄効果も高められる。これらから、正逆弧回転駆動モードおよび正逆連続回転駆動モード双方の累計実行時間も短縮でき、この面での省エネ効果もある。

なお、前記正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードとは複数回切り換えて実行し、それらの前記実行割合は、累積実行割合、またはおよび、一方から他方への切り換え前後での実行割合とすることにより、洗濯工程、または洗濯、すすぎ工程での時間経過に伴うその時々での洗濯条件の変化に対応した実行割合を、その時々で異なり、また上記とは逆の関係となる実行割合をも含んで、上記の特徴を損なわずに自由に選択することがで きる。

また、正逆連続回転駆動モードの実行割合に対する正逆弧回転駆動モードの実行割合は最大限１５％程度まで低くして、必要な解し効果を得られて省エネ効果を格段に高められるし、正逆連続回転駆動モードの実行割合を最大限８５％程度と高められるので低い消費電力にて強い汚れに対する洗浄効果をさらに高められる。従って、高い洗い効果による全体の洗い時間短縮による省エネ効果も高められる。

さらに、正逆連続回転駆動モードと正逆弧回転駆動モードとの間に、図８に示すように回転休止時間Ｋを設定することにより、前後の異なった駆動モードでの回転ドラム４や洗濯物の挙動を一旦落ち着かせ、先の駆動モードでの回転ドラム４や洗濯物の挙動の影響なく次の駆動モードの挙動を無理なく早期に得られ、駆動負荷が軽減される。休止時間は１秒程度として十分である。

上記の洗濯工程、すすぎ工程での正逆弧回転駆動モードについて、そのときの洗濯物２１の動きを図４を用いて説明する。なお、この図４は、実際の洗濯物２１の動きを説明するための模式図であり、特許請求の範囲の記載の内容を限定するものではない。回転ドラム４の９０度を超え２０００度未満（なお、１８０度未満であれば、なお好適である）の急正弧回転、急逆弧回転により図４に示す水を含んで重い洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼りつかせて図４（ａ）の丸付き符号２、４、６に例示する破線位置から実線位置へと最大限９０度を超えて１８０度未満まで持ち上げられる。また、この弧回転駆動を図４（ａ）に示す丸付き符号２、４、６、４、６・・の順に正逆交互に行うことで、図４（ａ）に示す丸付き符号３、５のように、洗濯物２１の持ち上げの最終時点である実線位置ないしはその近傍で回転の反転のための急激な制動状態が生じて洗濯物２１に与えられていた慣性および自重により回転ドラム４の内面から剥がしその自重により破線位置から実線位置への矢印で示すような放物線を描いて回転ドラム４の左右方向の反対側に落下させることが確実にできる。しかも、正逆交互の弧回転駆動によって洗濯物２１の持ち上げ位置、落下位置を毎回の弧回転駆動において図４（ｂ）に示すように左右交互に入れ換えられるので、水を含んで十分に膨潤し、かつ緩み、滑りやすい状態にある洗濯物２１に対しては解し作用を特に高められるし、機械力を洗濯物２１に及ぼすことができる。

この結果、回転ドラム４の弧回転により洗濯物２１を回転ドラム４の左右片側上部まで持ち上げることを正逆交互に行い、洗濯物２１の持ち上げの最終時点ないしはその近傍での急激な制動状態にて洗濯物２１をその慣性および自重により回転ドラム４の内面から剥がしその自重によって回転ドラム４の左右反対側に落すことの繰り返しにより、急正弧回転、急逆弧回転ごとに洗濯物２１の持ち上げ位置、落下位置を左右交互に入れ換え、洗濯物２１の解し作用を高めて絡みはもとより捩れや回転ドラム４の内面への貼り付きを防止し、脱水を行う場合でも洗濯物２１の取り出しが容易で洗濯物２１に皺が付くのを大幅に緩和することができる。また、洗濯物２１に機械力を及ぼすことができるし叩き作用のある洗濯物２１の落下回数を大幅に増大するので洗い効果を始めとする洗濯機が行う各工程での機能を高められる。

また、前記回転ドラム４の弧回転は、洗濯物２１が回転ドラム４の最下位置から９０度付近に到達するまでに洗濯物２１が回転ドラム４の内面に貼り付く急加速度で駆動することにより、洗濯物２１が回転ドラム４の最下位置からの持ち上がりにより回転ドラム４の回転に追随できず自重により落下しやすくなる９０度付近までに洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼り付かせる急加速度によって、洗濯物２１を所定の持ち上げ位置まで滑り無く、従って、回転ドラム４の回転速度に見合う慣性を付与して確実に持ち上げ、前記急激な制動状態への変化時点での剥がし、洗濯物２１の持ち上げ側と反対の側への落下による洗濯物２１の持ち上げ位置、落下位置の左右入れ換えをより確実に達成できる。

また、前記回転ドラム４の弧回転方向の正逆切り換えは、前記回転ドラム４の弧回転が９０度を超え２００度未満（なお、１８０度未満であれば、なお好適である）で急激な制動動作を挟んで行うことを特徴とすることにより、洗濯物２１の貼り付きを保証する急加速度を満足する条件においても弧回転方向を正逆に急反転させて、洗濯物２１の弧回転最終段階にて急加速度時の慣性により確実に剥がして持ち上げ側とは反対の側に落下させられ、洗濯物２１に対する機械力付与のロスを抑制することができる。従って、より短時間に洗濯機の各工程効果を得ながら絡みや捩れを防止し、皺の付きを緩和することができる。

ここで、直径が５００±５０ｍｍ程度の回転ドラム４での、重力をドラム中心方向と接線方向に分解したときの、中心方向の力と遠心力が釣り合うドラム回転速度につき、
ｍｒω²＝ｍｇｃｏｓθ
によって算出したところ、図５に示す「張付きレベル」と記載した太い実線の通りである。図５に示す丸付き符号は、図４（ａ）に示す丸付き符号と対応している。図５の丸付き符号１で示す停止時から丸付き符号２で示す付近の回転速度５０ｒｐｍ程度に至って洗濯物２１の貼り付きが確実に達成される。また、それに必要な回転ドラム４の回転角は９０度弱であり、既述の条件を満足している。また、既述では、洗濯物２１の貼り付けによる持ち上げは回転ドラム４の９０度を超え２００度までとしたが、ここでの例では、丸付き符号２で示す回転角１２５度付近としてあり、この１２５度付近で「張付きレベル」と記載した太い実線と回転ドラム４の回転の実線とが交わり、それ以降、回転ドラム４の回転の実線が「張付きレベル」と記載した太い実線より下側にあるため、回転角１２５度付近から丸付き符号３に達する回転角１４０度付近で停止させる制動により洗濯物２１に働く慣性および自重によって回転ドラム４の内面から剥がれる最大回転速度４５ｒｐｍ付近と少しの減速状態によっても剥がれることが分かる。

このような算出および経験から、正逆弧回転駆動モードでの弧回転の最大回転速度は４０ｒｐｍ以上であり、洗濯物２１の剥がしないしは制動はその最大回転速度で行われることにより、正逆弧回転駆動モードによる実効が得られる。また、正逆弧回転駆動モードでの洗濯物２１の剥がしは、例えば図示例のように回転角１２５度〜１４０度の範囲で行う制動で行うことができる。具体的には、４０ｒｐｍ以上で行う弧回転からの減速状態により４０ｒｐｍ以上での回転を続けようとする洗濯物２１の回転慣性によって４０ｒｐｍ未満への減速度に応じた強制剥がし力を洗濯物２１に与え落下させられる。

さらに、正逆弧回転駆動モードでの図４（ａ）丸付き符号２で示す初期弧回転は図５に破線で示すように１４０度近傍で行い、図４（ａ）丸付き符号３〜６に示すそれ以降の弧回転は図５に実線で示すように１４０度近傍〜３０度近傍の範囲で行うことにより、初期弧回転時に図４（ａ）丸付き符号１に実線で示し、丸付き符号２に破線で示すように回転ドラム４の下部範囲に静止している洗濯物２１を１２０度近傍の弧回転で左右の初期弧回転側の上部まで持ち上げて１２０度〜１４０度の間で制動し、回転ドラム４の左右の反対側、具体的には回転ドラム４のほぼ直径線上に落すことを確保し、それ以降の弧回転は１４０度近傍〜３０度近傍の１１０度として回転ドラム４の左右一方側に寄って、具体的にはほぼ３０度の位置に落ちた洗濯物２１を回転ドラム４の同じ側の上部、具体的にはほぼ１２０度位置に持ち上げ、回転ドラム４の左右反対の側に落す挙動をほぼ対称的に、かつ回転ドラム４の直径分となる最大の落下距離を得て確実に達成することができる。これによって、洗濯物２１の解しと叩きの効果を高められる。

なお、発明者の確認によると、洗濯工程、すすぎ工程において、正逆弧回転駆動モードでの弧回転の最大回転速度が４０ｒｐｍ未満の場合、回転ドラム４の急激な制動動作を行っても、回転ドラム４の制動による洗濯物２１に働く回転慣性では洗濯物２１は回転ドラ ム４の内面から剥がれる挙動は発生せず、回転ドラム４の逆転時も洗濯物２１が回転ドラム４の内面に貼り付いたまま回転ドラム４と一緒に回転するという状態となってしまう場合がある。

さらに、回転ドラム４の回転角度が９０度以下の場合は、洗濯物２１を持ち上げることができず、また、回転ドラム４の回転角度が２００度以上の場合は、回転ドラム４の逆転時、洗濯物２１が１８０度の位置（最上部）を通り越してしまい、図４（ｂ）に示すような洗濯物２１が左右交互に入れ換えられるといった動作を行わないものとなってしまう。

ところで、以上のような回転ドラム４の正逆弧回転駆動モードを実現するにはモータ５に掛かる駆動負荷が非常に大きく、モータ５の極数を増大するなど大型化の原因になるが、本実施の形態では図１、図３に示すように水槽２の底部外面に固定したステータ５ａに対して回転軸４ａに直結したインナロータ５ｂ１、アウタロータ５ｂ２をステータ５ａの内周側および外周側双方に配置してステータ５ａに対し内外周から作用し合うようにしてあり、モータ５の大型化の問題なく駆動パワーを倍増でき、小さなモータ５によって急反転を伴う正逆弧回転駆動モードを難なく実行できる。

これによって、図５に示すような左右バランスのよい回転速度特性を持った急反転を伴う正逆弧回転駆動モードを永続的にも実行できる技術が実現し、洗濯物２１の正転、逆転のいずれにおいても丸付き符号３、５で示す回転ドラム４の同じ位置に洗濯物２１を落下させ、その落下時点からほぼ同じ回転角９０度位置で洗濯物２１の貼り付き域に達した後、ほぼ同じ回転角で丸付き符号４、６の位置に達して急制動による洗濯物２１の回転ドラム４からの剥がしを達成している。また、丸付き符号４で示す剥がれ位置から丸付き符号６で示す剥がれ位置までの所要時間は０．８秒程度であり、丸付き符号６で示す剥がれ位置から丸付き符号４で示す剥がれ位置までの所要時間は０．８秒程度であり、双方等しい。

また、回転ドラム４の回転方向の正逆切り換えのための停止または反転は、回転ドラム４の内面に貼り付いた洗濯物２１が落下するまでに行う。これにより、洗濯物２１の落下位置が弧回転方向または連続回転方向の持ち上げ側から左右反対の側に移った落下位置を確保して反転した急弧回転または連続回転による持ち上げが行えるので、洗濯物２１の持ち上げ位置、落下位置の毎回の弧回転駆動または連続回転駆動における左右交互の入れ換えをより確実に達成して洗濯物２１の解し作用をさらに高め、機械力をさらに満遍なく及ぼすことができる。

（脱水工程後および乾燥工程）
また、脱水工程後および乾燥工程においても、回転ドラム４に対する制御基板９による駆動制御に関し、回転ドラム４の９０度を超え２００度未満の急正弧回転と急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードと、回転ドラム４の回転によって持ち上げられた洗濯物２１がその自重が勝る高さから落下する挙動を示す回転速度での回転ドラム４の連続回転を正逆交互に繰り返す正逆連続回転駆動モードとを併用し、正逆連続回転駆動モードの実行割合に見合った省エネおよび機械力の均等付与効果を図りながら、脱水後の回転ドラム４の内面に図１３（ａ）（ｂ）に示すように貼り付いた洗濯物２１の剥がしとなお残っている絡みを解し、捩れや皺よりの解しを正逆弧回転駆動モードの実行割合に見合って図ることができる。具体的には、特に、乾燥工程中の洗濯物２１に正逆弧回転駆動モードによっては洗濯物２１の絡み、捩れ、皺よりを取り除きつつふっくら仕上げるふっくら仕上げ挙動、正逆連続回転駆動モードによっては洗濯物２１を大きく広域に移動させて洗濯物２１の位置を入れ換えることで送り込まれる高温空気を洗濯物２１に均一に当て乾燥むらを軽減するように有効利用する乾燥促進挙動が与えられ、洗濯物２１の落下時の叩き作用による皺伸ばしを伴い個々の洗濯物２１の解れによる広がりと繊維の再生が図れるので高い乾燥性能の基に洗濯 物２１の仕上がり状態を大きく高められる。洗濯工程およびすすぎ工程と脱水工程後および乾燥工程とで正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードとを併用した場合、洗濯物２１は図１２（ａ）（ｂ）に示すように皺が少なく目立たないふっくらした仕上がりとなる。

この脱水工程後および乾燥工程での正逆弧回転駆動モードについて、そのときの洗濯物２１の動きを図６を用いて説明する。なお、この図６は、実際の洗濯物２１の動きを説明するための模式図である。このような正逆弧回転駆動モードでは、回転ドラム４の９０度を超え２００度未満の弧回転により図６に示す洗濯物２１をそれが脱水により軽量化していても図６（ａ）の丸付き符号２、４、６に例示する破線位置から実線位置へと回転ドラム４の最下位置から最大限９０度を超えて１８０度未満まで持ち上げられる。

具体的には、図６（ａ）の丸付き符号１後、開始時においては、図６（ａ）の丸付き符号２のように、正転方向の８５度近傍まで５０ｒｐｍ以上に急加速し、洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼り付かせて持ち上げる。その後、図６（ａ）の丸付き符号３のように、急制動をかけて正転方向の１６５度の位置まで急減速する。このとき、洗濯物２１は、回転ドラム４の回転速度が５０ｒｐｍ以下になったとき、すなわち正転方向の１３５度近傍で、その慣性および自重により、回転ドラム４の内面から剥がされ、洗濯物２１は持ち上げ側と反対の側に向け落下する。その後、回転ドラム４は、惰性により正転方向の１６５度近傍まで回転し、それによって、洗濯物２１は、正転方向の１５度近傍まで回転する。

次に、図６（ａ）の丸付き符号４のように、逆転方向の８５度近傍まで、即ち逆転方向１００度の回転で５０ｒｐｍ以上に急加速し、洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼り付かせて持ち上げる。その後、図６（ａ）の丸付き符号５のように、急制動をかけて逆転方向の１６５度の位置まで急減速する。このとき、洗濯物２１は、回転ドラム４の回転速度が５０ｒｐｍ以下になったとき、すなわち逆転方向の１３５度近傍で、その慣性および自重により、回転ドラム４の内面から剥がされ、洗濯物２１は持ち上げ側と反対の側に向け落下する。その後、回転ドラム４は、惰性により逆転方向の１６５度近傍まで回転し、それによって、洗濯物２１は、逆転方向の１５度近傍まで回転する。

さらに、図６（ａ）の丸付き符号６のように、正転方向の８５度近傍まで、即ち正転方向１００度の回転で５０ｒｐｍ以上に急加速し、洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼り付かせて持ち上げる。その後、図６（ａ）の丸付き符号３のように、急制動をかけて正転方向の１６５度の位置まで急減速する。このとき、洗濯物２１は、回転ドラム４の回転速度が５０ｒｐｍ以下になったとき、すなわち正転方向の１３５度近傍で、その慣性および自重により、回転ドラム４の内面から剥がされ、洗濯物２１は持ち上げ側と反対の側に向け落下する。その後、回転ドラム４は、惰性により正転方向の１６５度近傍まで回転し、それによって、洗濯物２１は、正転方向の１５度近傍まで回転する。

また、この弧回転駆動を図６（ａ）に示す丸付き符号２、４、６、４、６・・の順に正逆交互に行うことで、図６（ａ）に示す丸付き符号３、５のように、洗濯物２１の持ち上げの最終時点である実線位置ないしはその近傍で回転の反転のための減速ないしは制動状態が生じて洗濯物２１に与えられていた慣性および自重による強制剥がし力および自重によって回転ドラム４の内面から破線位置から実線位置への矢印で示すような放物線を描いて確実かつ瞬時に剥がして落すことができる。しかも、正逆交互の弧回転駆動によって洗濯物２１の持ち上げ位置、落下位置を毎回の弧回転駆動において図６（ｂ）に示すように左右交互に入れ換えられるので、洗濯物２１の解し作用を高められるし、機械力を洗濯物２１に及ぼすことができる。

なお、乾燥工程でも、前記回転ドラム４の弧回転は、洗濯物２１が回転ドラム４の最下位置から９０度付近に到達するまでに洗濯物２１が回転ドラム４の内面に貼り付く急加速度で駆動する。これにより、洗濯物２１が回転ドラム４の最下位置からの持ち上がりにより回転ドラム４の回転に追随できず自重により落下しやすくなる９０度付近までに洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼り付かせる急加速度によって、洗濯物２１を所定の持ち上げ位置まで滑り無く、従って、回転ドラム４の回転速度に見合う慣性を付与して確実に持ち上げ、前記制動状態への変化時点での剥がし、洗濯物２１の持ち上げ側と反対の側への落下による洗濯物２１の持ち上げ位置、落下位置の左右入れ換えをより確実に達成できる。

ここで、直径が５００±５０ｍｍ程度の回転ドラム４での、重力をドラム中心方向と接線方向に分解したときの、中心方向の力と遠心力が釣り合うドラム回転速度につき、
ｍｒω²＝ｍｇｃｏｓθ
によって算出したところ、図７に示す「張付きレベル」と記載した太い実線の通りである。図７に示す丸付き符号は、図６（ａ）に示す丸付き符号と対応している。図７の丸付き符号１で示す停止時から丸付き符号２で示す付近の回転速度６０ｒｐｍ程度に至って洗濯物２１の貼り付きが確実に達成される。また、それに必要な回転ドラム４の回転角θは９０度弱であり、既述の条件を満足している。また、既述では、洗濯物２１の貼り付けによる持ち上げは回転ドラム４の９０度を超え２００度までとしたが、ここでの例では、丸付き符号２で示す回転角１６５度付近としてあり、回転角８５度付近から丸付き符号３に達する回転角１６５度付近で停止させる制動により洗濯物２１に働く慣性及び自重によって回転ドラム４の内面から剥がれる５０ｒｐｍ付近と少しの減速状態によっても剥がれることが分かる。

このような算出および経験から、正逆弧回転駆動モードでの弧回転の最大回転速度は５０ｒｐｍ以上であり、洗濯物２１の剥がしないしは制動は最大回転速度で行われることを特徴とすることにより、正逆弧回転駆動モードによる実効が得られる。

また、正逆弧回転駆動モードでの洗濯物２１の剥がしは、例えば図示例のように回転角８５度〜１６５度の範囲で行う制動を利用した５０ｒｐｍ未満の減速で行うことができる。具体的には、５０ｒｐｍ以上で行う弧回転からの減速状態により５０ｒｐｍ以上での回転を続けようとする洗濯物２１の慣性によって５０ｒｐｍ未満への減速度に応じた強制剥がし力と重力を洗濯物２１に与え落下させられる。

さらに、正逆弧回転駆動モードでの図６（ａ）丸付き符号２で示す初期弧回転は図７に破線で示すように１６５度近傍で行い、図６（ａ）丸付き符号３〜６に示すそれ以降の弧回転は図７に実線で示すように１６５度近傍〜−１５度近傍の範囲で行うことにより、初期弧回転時に図６（ａ）丸付き符号１に実線で示し、丸付き符号２に破線で示すように回転ドラム４の下部範囲に静止している洗濯物２１を９０度を超えて２００度未満、具体的には１６０度近傍の弧回転で左右の初期弧回転側の上部（１３５度近傍）まで持ち上げて回転ドラム４の左右の反対側、具体的には回転ドラム４のほぼ直径線上に落すことを確保し、それ以降の弧回転は２００度近傍（１６５度近傍〜−１５度近傍の範囲）として回転ドラム４の左右一方側に寄って、具体的にはほぼ３０度寄って落ちた洗濯物２１を惰性回転の−１５度近傍までの回転を挟み、回転ドラム４の同じ側の１６５度まで弧回転させる間において、具体的にはほぼ１３５度近傍位置に持ち上げ、回転ドラム４の左右反対の側に落す挙動をほぼ対称的に、かつ回転ドラム４の直径分となる最大の落下距離を得て確実に達成することができる。これにより洗濯物２１の解しと叩きの効果を高められる。

なお、発明者の確認によると、正逆弧回転駆動モードでの弧回転の最大回転速度が５０ｒｐｍ未満の場合、回転ドラム４の急激な制動動作を行っても、回転ドラム４の制動による洗濯物２１に働く回転慣性では洗濯物２１は回転ドラム４の内面から剥がれる挙動は発 生せず、回転ドラム４の逆転時も洗濯物２１が回転ドラム４の内面に貼り付いたまま回転ドラム４と一緒に回転するという状態となってしまう場合がある。

さらに、回転ドラム４の回転角度が９０度以下の場合は、洗濯物２１を持ち上げることができず、また、回転ドラム４の回転角度が２００度以上の場合は、回転ドラム４の逆転時、洗濯物２１が１８０度の位置（最上部）を通り越してしまい、図４（ｂ）に示すような洗濯物２１が左右交互に入れ換えられるといった動作を行わないものとなってしまう。

脱水工程後および乾燥工程における正逆弧回転駆動モードにおいても、既述したモータ５のパワーアップ改良によって、図７に示すような左右バランスのよい回転速度特性を持った急正弧回転と急逆弧回転との急反転を伴う正逆弧回転駆動モードを永続的にも実行できる技術が実現し、洗濯物２１の正転、逆転のいずれにおいても丸付き符号３、５で示す回転ドラム４のほぼ同じ位置に洗濯物２１を落下させ、その落下時点から惰性回転の−１５度近傍までの回転を挟み、ほぼ同じ回転角位置８５度（回転ドラム４の回転は、８５＋１５＝１００度）近傍で洗濯物２１の貼り付き域に達した後、ほぼ同じ回転角θで丸付き符号４、６の位置に達した後の急制動による洗濯物２１の回転ドラム４からの剥がしを達成している。また、丸付き符号３で示す剥がれ位置から丸付き符号５で示す剥がれ位置までの所要時間は０．８秒程度であり、丸付き符号５で示す剥がれ位置から丸付き符号３で示す剥がれ位置までの所要時間は０．８秒程度であり、双方等しい。

ところで、駆動負荷の大きい洗濯工程やすすぎ工程で駆動負荷の高い正逆弧回転駆動モードを実行する場合、上記のように駆動負荷に応じモータの駆動電流を設定して脱調を防止する制御によっても、時としてモータを起動し切れないことがあることにつき、本実施の形態では、特に、前記回転ドラムの９０度を超え２００度未満での急正弧回転と急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードでの初期弧回転は、つまり、回転ドラム４の静止状態からの正逆弧回転モードを開始するときの初期弧回転は、それとは逆方向に正逆弧回転駆動モードでの弧回転角度よりも小さい角度および正逆弧回転モードでの回転数よりも低い回転数で弧回転させる逆起動からの反転駆動にて開始する。これにより、駆動負荷が大きくなる洗濯工程やすすぎ工程において駆動負荷の高い正逆弧回転駆動モードを実行するのに、初期弧回転は、それとは逆方向に正逆弧回転駆動モードでの弧回転角度よりも小さい角度および正逆弧回転モードでの回転数よりも低い回転数での駆動負荷の小さい条件で弧回転させる図８にＳを付して模式的に示した逆起動を行うことで、回転ドラム４を確実に起動させて回転ドラム４の静止慣性による起動負荷が低減すると共に逆起動による回転ドラ４の回転慣性を抑えながら、回転ドラム４の逆起動で持ち上がった洗濯物の重力による回転ドラム４最下位置への回転力を得て、この逆起動後の回転ドラム４の反転駆動にて正逆弧回転駆動モードでの弧回転を確実に開始し、正逆弧回転駆動モードを実行することができ信頼性の高いものとしながら、洗濯物の最大処理量が大きく制限されるのを防止することができる。

それには、前記急正弧回転、急逆弧回転は、ほぼ１８０度、前記逆起動は、ほぼ９０度にて行うのが好適であり、前記急正弧回転、急逆弧回転は、ほぼ４５ｒｐｍ、前記逆起動は、ほぼ３０ｒｐｍで行うのが好適である。すなわち、前記逆起動を、ほぼ３０ｒｐｍで行うので、モータ５にかかる負荷を小さく抑えながら、ほぼ９０度回転させているので、この逆起動後の回転ドラム４の反転駆動を確実に実行することができる。

また、制御手段９によるインバータ１１３のスイッチング素子１１３ａ〜１１３ｆの制御の基に、その時々に必要なモータ５の駆動条件をきめ細かく設定できることに対応して、前記制御手段９は、洗濯工程またはおよびすすぎ工程における正逆弧回転駆動モードの実行中に、モータ５の駆動電流が所定値を上回ったとき、回転ドラム４の回転を通常よりも低速にする制御の採用により、洗濯物の投入量や種類などによって標準の駆動負荷を万一にも超えたような場合でも、モータ５の駆動電流が所定値を超えることで検知して、制御手段９によって回転ドラム４の回転を通常よりも低速にすることで、回転ドラム４の回転角度が不足したり、正逆弧回転しなかったり、最悪停止するといったことを防止し、正逆弧回転駆動モードでの洗濯やすすぎが継続されるようにすることができ、併せ、時間延長などにより洗濯やすすぎの達成度を簡単に満足できる。

また、これとは別に、制御手９は、洗濯工程またはおよびすすぎ工程における正逆弧回転駆動モードの実行中に、回転ドラム４が所定の回転数に達しない場合に、駆動負荷の低い他の駆動モードに移行するような制御を採用すると、洗濯物の投入量や種類などによって標準の駆動負荷を万一にも超えたような場合でも、モータ５の回転数が所定値に達しないことで検知して、制御手段９によって、正逆弧回転駆動モードより駆動負荷の低い他の駆動モード、例えば、連続回転を正逆交互に繰り返す正逆連続回転駆動モードなどに移行することで、回転ドラ４の回転角度が不足したり、正逆弧回転しなかったり、最悪停止するといったことを防止し、洗濯やすすぎが継続されるようにすることができる。

以上のような正逆弧回転駆動モードの実行中に、制御手段は、駆動電流が所定値を上回ったとき、または、回転ドラム４が所定の回転数に達しないとき、洗濯物が過剰であることを操作パネル１４などを利用して外部に告知する制御を採用すると、洗濯物の投入量や種類などによって標準の駆動負荷を万一にも超えたような場合でも、モータ５の駆動電流や回転数の変化から検知して、制御手段９が外部に告知することでユーザに適正な使用を促せるし、正逆弧回転駆動モードが正常に行えないことや、回転速度を低下させること、洗濯効果やすすぎ効果が低下するか、時間が長びくこと、あるいは他のモードに移行させることなどにつき、ユーザが不審を抱くのを回避することができる。

なお、本実施の形態においては、脱水工程および乾燥工程にても回転ドラムの９０度を超え２００度未満での急正弧回転と急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードを備えて、これを実行することで、水を含んで重い洗濯物を扱う洗濯、すすぎ工程ではもとより、脱水によって軽くなった洗濯物を取り扱う乾燥工程においても、洗濯物を少なくとも回転ドラムの最下位置から９０度を超え１８０度未満持ち上げ、洗濯物を左右一方へ持ち上げた後、他方へ落とすことを、左右交互に繰り返すことで、洗濯物の絡み、捩れ、皺より、に対する高い解し効果を発揮できるようにし、洗濯物の仕上がり状態を高められる上、洗濯工程やすすぎ工程のように水が共存する場合に比し駆動負荷が低いことに対応して、逆起動を行わないで正逆弧回転駆動モードを確実に実行することができ、逆起動による駆動および時間の無駄が省ける。

回転ドラムを水平方向または傾斜して設置したドラム式洗濯乾燥機に正逆弧回転駆動モードを実用して有効であり、工程および駆動モードの駆動負荷が大きくても、初期弧回転を確実に達成し、正逆弧回転駆動モードを安定に実行できる。

本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機の要部構成を示す断面図である。 図１のドラム式洗濯機の内部を見た背面図である。 図１のドラム式洗濯乾燥機のモータ取り付け部分のほぼ半部を示す断面図である。 （ａ）図１のドラム式洗濯機での洗濯工程およびすすぎ工程における正逆弧回転駆動モードの工程図、（ｂ）洗濯物の持ち上げ位置および落下位置の左右入れ換わりを示す説明図である。 図１のドラム式洗濯機での洗濯工程およびすすぎ工程における正逆弧回転駆動モードを理想的に実現するための、回転ドラム内面への洗濯物の貼り付きと剥がしに対する回転特性図である。 （ａ）図１のドラム式洗濯機での乾燥工程における正逆弧回転駆動モードの工程図、（ｂ）洗濯物の持ち上げ位置および落下位置の左右入れ換わりを示す説明図である。 図１のドラム式洗濯機での乾燥工程における正逆弧回転駆動モードを理想的に実現するための、回転ドラム内面への洗濯物の貼り付きと剥がしに対する回転特性図である。 図１のドラム式洗濯機での正逆連続回転駆動モードと正逆弧回転駆動モードとの組み合わせパターンの１つの例を示すグラフである。 モータの駆動制御回路図である。 図９の制御手段による回転ドラムの正逆弧回転駆動の１つの制御例を示すフローチャートである。 図９の制御手段による回転ドラムの正逆弧回転駆動の別の制御例を示すフローチャートである。 図５、７に示す実施例での正逆弧回転駆動モードおよび正逆連続回転駆動モードを洗濯工程、乾燥工程にて併用した場合の洗濯物の２つの状態例を示す模写図である。 従来技術に係るドラム式洗濯機での脱水工程後の洗濯物の２つの状態例を示す模写図である。

符号の説明

１ 筐体
２ 水槽
３ 孔
４ 回転ドラム
５ モータ
６ 扉
７ 給水系
９ 制御手段
１１ 排水系
１４ 操作パネル
１１３ インバータ
１１３ａ〜１１３ｆ スイッチング素子
Ｔ 正逆連続回転駆動モード
Ｄ 正逆弧回転駆動モード
Ｓ 逆起動

Claims (8)

1. 有底円筒形に形成された回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽内に設置し、回転ドラムをモータで駆動して少なくとも洗濯工程またはすすぎ工程を行うドラム式洗濯機において、
   前記回転ドラムの９０度を超え２００度未満での急正弧回転と急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードを備え、この正逆弧回転駆動モードでの初期弧回転は、それとは逆方向に正逆弧回転駆動モードでの弧回転角度よりも小さい角度および正逆弧回転モードでの回転数よりも低い回転数で弧回転させる逆起動からの反転駆動にて開始することを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 前記急正弧回転、急逆弧回転は、ほぼ１８０度、前記逆起動は、ほぼ９０度にて行う請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 前記急正弧回転、急逆弧回転は、ほぼ４５ｒｐｍ、前記逆起動は、ほぼ３０ｒｐｍで行う請求項３に記載のドラム式洗濯機。
4. 前記モータに電力を供給するスイッチング素子を有するインバータと、このインバータのスイッチング素子を制御して前記モータの駆動を制御すとともに、少なくとも前記洗濯工程またはおよびすすぎ工程の一連の動作を制御する制御手段を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
5. 前記制御手段は、洗濯工程またはおよびすすぎ工程における正逆弧回転駆動モードの実行中に、前記駆動電流が所定値を上回ったとき、回転ドラムの回転を通常よりも低速にする請求項４に記載のドラム式洗濯機。
6. 前記制御手段は、洗濯工程またはおよびすすぎ工程における正逆弧回転駆動モードの実行中に、回転ドラムが所定の回転数に達しない場合に、駆動負荷の低い他の駆動モードに移行する請求項４に記載のドラム式洗濯機。
7. 前記制御手段は、駆動電流が所定値を上回ったとき、または、回転ドラムが所定の回転数に達しないとき、洗濯物が過剰であることを外部に告知する請求項５、６のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
8. 脱水工程および脱水工程後に行う乾燥工程を備え、乾燥工程での正逆弧回転駆動モードは、逆起動なしに開始する請求項１に記載のドラム式洗濯機。

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