JP2009213803A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】振動検知手段から出力する水槽の前部における３つの方向の振動成分から、少なくとも前２方向、後１方向の振幅を検知し、前、後のアンバランスをより簡単かつ迅速に検知して、前、後のアンバランス異常の判定に供せるようにする。
【解決手段】回転ドラム２を水平または背部に向け下向き傾斜で、弾性支持した水槽３内に設置しモータ５で駆動し、水槽中央位置に対し水槽ユニット７の重心Ｇ、水槽支持位置Ｑが回転軸の直交方向の部側、支持位置Ｑが前後方向で重心Ｇの前方近傍の条件で、振動検知手段４０から出力する水槽３の前３方向のうち複数方向の振動成分と、これらの後３方向の少なくとも１方向の振動成分との相関性から、前、後アンバランスの判定、前、後アンバランス異常の判定に供することにより上記の目的を達成する。
【選択図】図３

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、弾性支持した水槽内に設置し、水槽の背部に固定したモータで駆動するようにした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６内にサスペンション構造としての防振ダンパ７０によって弾性支持された水槽３内に、多数の孔が形成された回転ドラム２が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配設され、回転ドラム２は水槽３の背部に固定したモータ５によって回転駆動するようにした水槽ユニット７をなし、筐体１の正面側出し入れ口に開閉自在に設けられた扉９を開くことにより水槽３の正面開口部及び回転ドラム２の正面開口部を通して洗濯物を回転ドラム２内から出し入れできるように構成されている。水槽３の開口部と、水槽ユニット７を収容した筐体６の出し入れ口に設けた扉９との間に、双方間をシールするゴムなどの弾性シール部材４１を介した圧接部がある。

このようなドラム式洗濯機は、回転ドラムが前記のように水平または傾斜しているため、回転ドラム内に洗濯物を収納して回転させると、洗濯物や水が下方に偏りがちになるため振動が発生しやすくなる。特に、回転ドラムを高速回転させて洗濯物の脱水を行う脱水工程を実施するとき、洗濯またはすすぎ行程の終了後は、水を含んだ洗濯物が回転ドラム内に収納されており、洗濯物の種類や生地あるいは形状によっては脱水工程の回転時に回転ドラムの偏った位置に集まりやすい状態がある。洗濯物に偏りが生じると回転ドラムを収容する水槽に大きな振動が生じ、洗濯機に異常振動や異常騒音を発生させる。

特許文献１は、この種のドラム式洗濯機において、脱水工程で回転ドラムの回転数が低速から高速までの広い回転数の範囲にわたって運転さ、その際に回転軸に沿った前後方向に洗濯物のアンバランスがあると、回転数によっては回転ドラムに大きな振れ回りが生じて、水槽に衝突して騒音を発生するなどの不具合が生じることがあるとし、特に、回転軸に沿って前側に大きなアンバランスがあると、後側にアンバランスがある場合よりも振れ回りが生じやすいとしている。これに対応する技術として特許文献１は、水槽の複数方向の振動成分を検知可能な振動検知手段が出力する複数方向の振動成分の出力信号に基づいて、洗濯物のアンバランス位置を検知し前側のアンバランス異常に対応できるようにしている。
特開２００６−３１１８８４号公報

ところで、特許文献１が開示しているような回転ドラムの振動源に対し、水槽は共振対象となる。このため、水槽が第１、第２共振点で共振すると、既述した水槽ユニット全体の異常振動の原因となり、異常騒音を発生する。これには、特許文献１に記載の技術のように前アンバランスを優先判定して、対応するだけでは問題が残り、後アンバランスにも限界があるので対応することが重要となる。また、筐体６と水槽ユニット７との弾性シール部材４１による圧接部は、洗濯、すすぎ、脱水中の水や飛沫を通さないだけの十分なシール圧を確保するため、比較的硬目の弾性シール部材４１を用いるので、防振ダンパ７０による弾性支持構造に比して高い振動伝達部ともなるので、水槽３の振動は筐体６にも伝
達されやすく筐体６が共振対象にもなる。

特に、アンバランス時の回転ドラムの振動挙動は、アンバランスの前後の別に関係なく、特許文献１が開示しているように背部よりは前部が振れ回るいわゆる擂粉木運動になり、特許文献１に開示の技術視点から見ると、回転ドラムの背部側の振れは小さく、水槽と接触するような心配はないが、モータを固定した重量側の振動源であり、水槽の前部側を大きく振動させるのはもとより、水槽との前アンバランスとは異なる共振原因になったり、水槽との振動挙動や振動負荷の違いに因る相互の結合部でのダメージとなったりすることがある。

そこで、本出願人は、水槽ユニット７の後部での振動を好適に抑制すべく、水槽３の回転軸と直交方向の中央位置に対し、水槽ユニット７の重Ｇ心および水３の支持位置が前記回転軸と直交方向で見て背部側に位置し、かつ、前後方向で見て前記防振ダンパ７０による支持位置Ｑが前記重心Ｇの前方近傍に位置する条件を満足するドラム式洗濯機を開発し先に提案している。

この開発機種において、本発明者は、水槽３の背部、つまり後部の振動が水槽３の前部の振動に信頼性の高い相関性を有していることを知見した。

本発明の目的は、上記新たな知見に基づき、振動検知手段から出力する水槽の前部における３つの方向の振動成分から、少なくとも前２方向、後１方向の振幅を検知し、前、後のアンバランスをより簡単かつ迅速に検知して、前、後のアンバランス異常の判定に供せ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、弾性支持した水槽内に設置し、水槽の背部に固定したモータで駆動するようにした水槽ユニットを持ったドラム式洗濯機において、前記水槽の回転軸と直交方向の中央位置に対し、水槽ユニットの重心および水槽の支持位置が前記回転軸と直交方向で見て背部側に位置し、かつ、前記支持位置が前後方向で見て前記重心の前方近傍に位置する条件を持ち、モータの回転を制御する制御手段と、前記水槽の前部に複数方向の振動成分を検知する振動検知手段とを備え、前記制御手段は、洗濯、すすぎ工程後の脱水動作における必要回転数時点またはおよび必要回転数域で、前記振動検知手段から出力する水槽の前３方向のうち複数方向の振動成分と、これらの後３方向の少なくとも１方向の振動成分との相関性から、前、後アンバランスの判定、前、後アンバランス異常の判定に供することを特徴としている。

このような構成では、振動検知手段は水槽の前部にあって水槽の前左右方向、前前後方向、前上下方向の３方向に係る振動に対応した信号を出力するが、これら検出される３方向の振動成分は、水槽の前記条件設定での擂粉木運動が主因となった後左右方向、後前後方向、後上下方向の振動成分の影響を受けて、これら後左右方向、後前後方向、後上下方向の振動成分と種々な関係で相関性を有している。これによって、前後アンバランスの判定、前後アンバランス異常の判定に必要な少なくとも前２方向の直接検知できる振動成分に加え、これら前３方向の振動成分との後１方向の振動成分の相関性から前、後アンバランスの判定、前後アンバランス異常の判定に供し、前後アンバランス異常に対応できる。

ここに、前記前３方向は、前左右方向と、前前後方向と、前上下方向とであり、後２方向は後左右方向と、後前後方向または後上下方向とであることを特徴とすることができる。

また、前、後アンバランス異常は、それぞれに直接または間接に対応した方向での出力信号の振幅につき判定すればよいが、その判定をそれぞれに対応した所定の閾値以上かどうかで行うことにより、前、後バランス異常の特性の違い、例えば、前アンバランスは後アンバランスよりも許容度を高められるといった違いにも応じた適正な判定ができる。

さらに、前記水槽の開口部と、前記水槽ユニットを収容した洗濯機筐体の出し入れ口に設けた扉との間に、双方間をシールする弾性シール部材を介した圧接部がある条件では、水槽ユニットの振動は洗濯機筐体にも伝達されやすいが、洗濯機筐体の異常振動を前記前、後アンバランス異常の判定に対応した異常対応動作で確実に抑えられる。

本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発明の特徴はそれ単独で、あるいは可能な範囲で複合して採用することができる。

本発明によれば、振動検知手段が水槽の前部で検出する水槽の前左右方向、前前後方向、前上下方向の３方向に係る振動に対応した信号は、水槽ユニットの特定の構成条件での擂粉木運動が主因となった水槽高部での後左右方向、後前後方向、後上下方向の振動成分の影響を受けて、これら後左右方向、後前後方向、後上下方向の振動成分と種々な関係で相関しているのを利用して、前後アンバランスの判定、前後アンバランス異常の判定に必要な少なくとも前２方向の直接検知できる振動成分に加え、前３方向の振動成分との相関性から後１方向の振動成分を簡単かつ迅速に検知して、前、後アンバランスの判定、前後アンバランス異常の判定に供し、前後アンバランス異常に対応できる。

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７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。

図１に示す本実施の形態に係るドラム式洗濯機１は、洗濯機筐体６内に水槽ユニット７を収容している。水槽ユニット７は水槽３内に回転ドラム２を収容し、回転ドラム２の回転軸２ａは水槽３の背面に設けられた軸受６８で支持すると共に回転軸２ａにドラム駆動用のモータ５を軸受６８上で連結している。回転ドラム２は水槽３と共に、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸２ａの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配置している。水槽ユニット７はその背面側に軸受６８やモータ５などの重量の大きな構成要素が取り付けられているため、重心Ｇの位置は背面寄りになって不安定な状態になる。そこで、水槽ユニット７は防振ダンパ７０により重心Ｇの位置より正面側寄りの下方で支持した上で、槽３の上部に固定された上部支持金具７５と洗濯機筐体６の上面との間に架設した第１のコイルバネ７１により水槽ユニット７を正面側に向けて付勢し、更に防振ダンパ７０による支持高さ位置より下方の背面と、洗濯機筐体６の背面との間に第２のコイルバネ７２を架設することにより、重心Ｇの位置より正面側寄りで防振ダンパ７０により支持された水槽ユニット７が背面側に倒れる状態になることを補正し、制振効果の高い支持構造に構成されている。特に、水槽３の回転軸２ａと直交する方向の中央位置Ｓに対し、防振ダンパー７０による支持位置Ｑおよび重心Ｇ共に後部側にあり、しかも、中央位置Ｓと支持位置Ｑとの間の距離Ｌ１が中央位置Ｓと重心Ｇとの距離Ｌ２よりも大きく、重力方向で見て支持位置Ｑが重心Ｇの後方でないにしろ、前方近くに位置する条件を持って水槽ユニット７の背部側、後部側の振動を抑えやすくしている。

本実施の形態のドラム式洗濯機１は、図示を省略しているが回転ドラム２内に温風を送
風する送風ファンや温風を生成するヒータなどを設けた乾燥機能を備えたドラム式洗濯乾燥機をなし、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥にわたる一連の運転動作を使用者からの指示入力と各部の動作状態監視に基づいて制御するため、図２に示すような制御手段２０が設けられている。

制御手段２０は、交流電力３１を整流器３２により整流し、チョークコイル３３及び平滑コンデンサ３４からなる平滑回路により平滑化された直流電力を駆動電力として、インバータ回路２６によりモータ５を回転駆動すると共に、入力設定手段２１から入力される運転指示及び各検知手段により検知される運転状態の監視情報に基づいてドラム駆動モータ５の回転を制御し、負荷駆動手段３７により給水弁１４、排水弁１３、送風ファン１７、ヒータ１８、１９などの必要負荷の動作を制御する。

モータ５は、３相巻線５ａ、５ｂ、５ｃを有するステータと、２極の永久磁石を有するロータとを備え、３つの位置検出素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃを設けた直流ブラシレスモータとして構成され、スイッチング素子２６ａ〜２６ｆにより構成されたＰＷＭ制御インバータ回路２６により回転制御される。位置検出素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃが検出するロータ位置検出信号は制御手段２０に入力され、このロータ位置検出信号に基づいて駆動回路２５によりスイッチング素子２６ａ〜２６ｆのオン、オフ状態をＰＷＭ制御することにより、ステータの３相巻線５ａ、５ｂ、５ｃに対する通電を制御してロータを所要回転数で回転させる。なお、制御手段２０は、３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃ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の回転数を内部機能としての回転速度検知手段２４によって算出する。

ところで、上記のように弾性支持された水槽ユニット７の回転ドラム２は、既述したように、回転軸２ａの方向が水平か傾斜していて、洗濯物を収納して回転するとき洗濯物や水が下方に偏りがちになるため振動が発生しやすく、回転ドラム２を図３に示す目標回転数１０００〜１６００ｒｐｍといった高速で回転させて洗濯物の脱水を行う脱水工程では、特に、洗濯またはすすぎ行程の終了後で水を含んだ洗濯物が、その種類や生地あるいは形状によっては回転ドラム２の偏った位置に集まりやすい。洗濯物に偏りが生じると回転ドラムを収容する水槽３に大きな振動が生じ、洗濯機に異常振動や異常騒音を発生させる。また、筐体６と水槽ユニット７との弾性シール部材４１による圧接部は、洗濯、すすぎ、脱水中の水や飛沫を通さないだけの十分なシール圧を確保するため、比較的硬目の弾性シール部材４１を用いるので、防振ダンパ７０による弾性支持構造に比して高い振動伝達部ともなるので、水槽３の振動は筐体６にも伝達されやすく筐体６が共振対象にもなる。

これを、特許文献１が開示しているように回転ドラム２の前部の振れが特に大きく、水槽３の接触する不具合につき解消するだけでは、水槽３が回転ドラム２からの共振対象となって、１２０ｒｐｍ付近での第１共振点、２５０ｒｐ付近での第２共振点、さらに１０００ｒｐｍ以上での共振点などで共振すると、水槽ユニット７全体の異常振動の原因となり、異常騒音を発生することに対応できないし、異常騒音の面では、前アンバランスのほか、後アンバランスにも限界があって双方に対応する必要がある。また、アンバランス時の回転ドラム２の振動挙動は、アンバランスの前後の別に関係なく、水槽３との前アンバランスとは異なる共振原因になったり、水槽３との振動挙動や振動負荷の違いに因る相互の結合部でのダメージとなったりすることにも対応できない。

そこで、本実施の形態では、水槽３の回転軸２ａ方向の中央位置Ｓに対し、水槽ユニット７の重心Ｇおよび水槽３の支持位置Ｑが回転軸２ａと直交する方向で見てＬ２、Ｌ１分背部側に位置し、かつ、支持位置Ｑが前後方向で見て重心Ｇの前方近傍に位置する条件を満足して水槽ユニット７の背部側、後部側の振動を抑えやすくした上で、この条件下で、水槽３の背部、つまり後部の振動が水槽３の前部の振動に信頼性の高い相関性を有してい
るのを利用して、制御手段２０は、洗濯、すすぎ工程後の脱水動作における必要回転数時点またはおよび必要回転数域で、水槽３の前部に設けた３Ｄ加速度センサ等である振動検知手段４０から出力する水槽の前３方向の複数方向の振動成分と、これらと後３方向の少なくとも１方向の振動成分の相関性から、前、後アンバランスの判定、前、後アンバランス異常の判定に供する。

振動検知手段４０が出力する回転ドラム２の非異常回転時、つまり定常回転時の、前３方向の振動成分は、前左右方向の信号ＦＬＲと、前前後方向の信号ＦＦＲと、前上下方向ＦＵＤの信号とであり、実験例から、水槽３の前側に洗濯物のアンバランス（前５００ｇ）がある前アンバランスの場合図４（ａ）に示すような相互関係になり、水槽３の後部に洗濯物のアンバランス（後５００ｇ）がある後アンバランスの場合図４（ｂ）に示すような相互関係になり、水槽３の中央部に洗濯物のアンバランス（中５００ｇ）がある中アンバランスの場合図４（ｃ）に示すような相互関係になる。

ここに、水槽３の前部で振動検知手段４０が検出する前左右方向の信号ＦＬＲ、前前後方向の信号ＦＦＲ、前上下方向ＦＵＤの信号の前前後方向の信号ＦＦＲ以外の振幅は、前アンバランス時よりも後アンバランス時が共に低く、中アンバランス時の振幅は、前アンバランス時と後バランス時との間の大きさとなっている。前前後方向の信号ＦＦＲの振幅は、前アンバランス時よりも後アンバランス時が共に低く、中アンバランス時の振幅は、前アンバランス時と後バランス時より小さい大きさとなっている。このことは、水槽３の前部で振動検知手段４０が検出する前左右方向の信号ＦＬＲ、前前後方向の信号ＦＦＲ、前上下方向ＦＵＤの信号が持つそれぞれの振幅は、前アンバランス状態はもとより、中アンバランス状態、後アンバランス状態とも相関性を持っていることを示している。この相関性は、図４（ａ）〜（ｃ）に見られるように、同じ振動成分どうしの振幅の大小、３方向の振動成分どうしの振幅の大きさ順位、振幅の上昇率ないしは傾斜角の大小、振幅の周期の大小、振幅の位相差の違いなどとして現れている。

このように、振動検知手段４０は水槽３の前部にあって水槽３の前左右方向、前前後方向、前上下方向の３方向に係る振動に対応した信号ＦＬＲ、ＦＦＲ、ＦＵＤを出力するが、こら検出される３方向の振動成分は、水槽３の前記条件設定での擂粉木運動が主因となった後左右方向（ＲＬＲ）、後前後方向（ＲＦＲ）、後上下方向（ＲＵＤ）の振動成分の影響を受けて、これら後左右方向、後前後方向、後上下方向の振動成分と種々な関係で相関性を有している。これによって、前後アンバランスの判定、前後アンバランス異常の判定に必要な少なくとも前２方向の直接検知できる振動成分に加え、前３方向の振動成分との相関性から後１方向の振動成分を検知して、前、後アンバランスの判定、前後アンバランス異常の判定に供し、前後アンバランス異常に対応できる。

前、後アンバランス異常は、それぞれに直接または間接に対応した方向での出力信号の振幅につき判定すればよいが、その判定をそれぞれに対応した所定の閾値以上かどうかで行うことにより、前、後バランス異常の特性の違い、例えば、前アンバランスは後アンバランスよりも許容度を高められるといった違いにも応じた適正な判定ができる。

以下に、前前後方向の振動成分の出力信号ＦＦＲと、前左右方向の振動成分の出力信号ＦＬＲとによる後アンバランスとの相関性を利用して前後アンバランスの判定、前後アンバランス異常の判定と対応を行なう場合の具体例につき説明する。水槽３の前部に複数方向の振動成分を検知する振動検知手段４０を備え、制御手段２０は、洗濯、すすぎ工程後の脱水動作における図３に示すような回転の上昇過程で、振動検知手段２０が出力する例えば、図４に示すような前前後方向（ＦＦＲ）、前左右方向（ＦＬＲ）、前上下方向（ＦＵＤ）に係る複数方向の振動成分の出力信号ＦＦＲ、ＦＬＲ、ＦＵＤに基づき、先行発生する前左右方向の振動成分に係る出力信号ＦＬＲの振幅が前アンバランス異常とする図５
に示すように第１の閾値Ａ１未満である所定の第１の基準値ｂ１以上となる時点Ｐから所定時間ｔの間の、当該出力信号ＦＬＲに後行して発生する前前後方向の振動成分に係る出力信号ＦＦＲの振幅Ｂ２の上昇幅ΔＢが図５（ａ）に示すように所定の第２の基準値Ｂ２以上であれば前アンバランスと判定し、図５（ｂ）に示すように所定の第２の基準値Ｂ２未満であれば後アンバランスと判定することを１回行い、前、後のアンバランス異常の１回または複数回の判定と前、後のアンバランス異常への対応に供するようにする。

このように、振動検知手段４０は水槽３上にあって水槽３の前左右方向、前前後方向を含む複数の方向に係る振動に対応した信号ＦＦＲ、ＦＬＲ、ＦＵＤを出力するが、前左右方向の振動成分に係る出力信号ＦＬＲが、前前後方向の振動成分に係る出力信号ＦＦＲよりも位相が先行するので、前左右方向の振動成分に係る出力信号ＦＬＲが第１の基準値Ｂ１以上かどうか他に先んじて検知できる。この第１の基準値以上が検知された時点Ｐから所定時間ｔの間の、後アンバランス方向の振動成分ＦＦＲに係る出力信号の上昇幅ΔＢないしは上昇率ΔＢ／ｔが第２の基準値以上かどうかが、後アンバランスかどうかに相関することを利用して後アンバランスか、あるいは前アンバランスかの判定ができる。

後アンバランスの判定以降は、検出される後アンバランス方向の振動成分の出力信号ＦＦＲの振幅が、後アンバランス異常かどうかに対応する図５に示すように、例えば、後アンバランス時の相関により設定されるＡ３を減じた第２の閾値Ａ２以上かどうかによる後アンバランス異常の１回または複数回の判定に供し、異常の場合の対応に供することができる。また、前アンバランス異常は、前アンバランスの判定なしにも他に先んじて検知される前左右方向の振動成分の出力信号ＦＬＲの振幅が、前アンバランス異常かどうかに相関する図５に示す第１の閾値Ａ１以上かどうかによる前アンバランス異常の１回または複数回の判定に供し、異常の場合の対応に供することができる。しかも、前、後アンバランス異常の判定は、少なくとも第１の基準値Ｂ１を超えるまでは省略することができるし、後アンバランス異常への対応を優先して後アンバランス判定後にも省略することができる。

このような手法によれば、振動検知手段４０が出力する２つの出力信号ＦＬＲ、ＦＦＲの関係を巧みに利用して、前前後方向の振動成分に係る出力信号ＦＦＲよりも先行する前左右方向の振動成分に係る出力信号ＦＬＲが、第１の基準値Ｂ１以上との検知時点Ｐから所定時間ｔの間の、前者の出力信号ＦＦＲの上昇幅ΔＢないしは上昇率ΔＢ／ｔが第２の基準値Ｂ２以上かどうかで、後アンバランスを判定することにより、以降、検出される後アンバランス方向の振動成分に係る出力信号ＦＦＲをその振幅が第２の閾値ＢＡ２以上かどうかによる後アンバランス異常の１回または複数回の判定に供し、また、他に先んじて検知される前左右方向の振動成分の出力信号ＦＬＲはその振幅が第１の閾値Ａ１以上かどうかのみによるさらに単純な前アンバランス異常の１回または複数回の判定に供することが、簡単かつ迅速に達成できるし、それらの異常の対応に供することができる。しかも、前、後アンバランス異常の判定は、少なくとも第１の基準値Ａ１を超えるまでは省略することができる。

なお、図６に、洗濯物の後アンバランスによる前左右振幅、前前後振幅、後左右振幅の時間的変化の違いと、ピーク値の違いを示しているが、前前後振幅と後左右振幅とが時間的にほぼ対応し合い、これらに対し前左右振幅は時間的に早くピーク値も各段に高く、擂粉木運動をよく表しているし、前左右振幅と前前後振幅との関係から後左右振幅について評価できることが分かる。

また、振動検知手段４０を水槽３の前部寄りに設けていることにより、水槽３の前左右方向の振動成分および前前後方向の振動成分が振動検知手段４０の出力信号に反映しやすいといえる。

ここで、１つの実施例を示すと、第１の基準値Ｂ１は１５ｍｍ以上、所定の時間ｔは２秒、第２の基準値Ｂ２は１ｍｍ以上として有効であり、第１の閾値Ａ１は２５ｍｍ、第２の閾値Ａ２は後アンバランス２０ｍｍとして有効である。しかし、これに限られることはない。ここに、Ａ１＞Ａ２の関係は、後アンバランス異常時の振動の影響が前アンバランス異常の場合に増して前アンバランス異常、水槽ユニット７自体や周りへの影響が大きく問題となることに対応して、前、後アンバランス異常の各判定値を異ならせたもので、後アンバアンス異常の判定閾値Ａ２を前アンバランス異常の判定閾値Ａ１よりも厳しくしてある。

具体的には、このような第１、第２の閾値Ａ１、Ａ２を用いるのに、前アンバランス異常は、対応する出力信号ＦＬＲの振幅が予め記憶した第１の閾値Ａ１以上であることにより判定し、後アンバランス異常は、対応する出力信号ＦＦＲの振幅が第１の閾値Ａ１よりも所定幅Ａ３だけ低い値Ａ１−Ａ３を第２の閾値Ａ２に代用してそれ以上であることにより判定する。このように、前アンバランス異常と判定すべき対応する出力信号ＦＬＲの最大振幅値は、後アンバランス異常と判定すべき対応する出力信号ＦＦＲの最大振幅値よりも許容できる関係を反映して、後アンバランス異常の判定の閾値を、前アンバランス異常を判定する対応する出力信号の最大振幅値である第１の閾値よりも所定幅低い値で代用することにより、第１の閾値Ａ１のみを予め記憶して用いるだけで第１の前、後のアンバランス異常をそれらの性質、影響の違いに対応して判定し、対応することができる。なお、後アンバランス異常は、対応する出力信号ＦＦＲの検出振幅値を、所定幅加算して、第１の閾値Ａ１以上であるかどうで判定しても、第１の閾値Ａ１よりも所定幅Ａ３だけ低い値Ａ１−Ａ３を第２の閾値Ａ２に代用するのと等価であり、おなじ効果が得られる。

ところで、上記とは別に、前アンバランスに係る出力信号ＦＬＲの振幅が第１の基準値Ｂ１未満の場合は、前アンバランスと判定することができる。これにより、前アンバランス異常に対応する出力信号ＦＬＲに先んじて検知されるのを利用して、前アンバランス異常に対応する出力信号ＦＬＲの振幅が第１の基準値Ｂ１未満の場合、前、後アンバランス異常の判定を省略し前アンバランス異常と判定することにより、前アンバランスとして対応する。このとき前アンバランスに係る出力信号の振幅が第１の基準値Ｂ１未満の場合は、例え後アンバランス異常の状態があっても、異常振動にはならない。

また、上記とは別に、洗濯物が所定量以下で、前アンバランスに係る出力信号の振幅が第１の基準値Ｂ１以上の場合は、後アンバランスと判定することもできる。このように、洗濯物の量、つまり布量は、回転ドラム２の回転負荷に相関するので、回転ドラム２を所定回転数で立ち上げるときにモータ５が受ける負荷状態に応じて図２に示すインバータ回路２６に流れる電流が変化するのを、電流回路と直列に接続された抵抗器２８の両端電圧から電流検知回路２９により検知し、検出される電流量から制御手段２０の内部機能としての布量検知手段３０により検出することができる。しかし、これに限られることはない。そこで、洗濯物が所定量以下であると回転ドラム２の背部側に偏って集まる傾向があることと、後アンバランス異常に対応する出力信号ＦＦＲに先んじて検知されることとを利用して、洗濯物が所定量以下の場合前アンバランス異常に対応する出力信号ＦＬＲの振幅が第１の基準値以上の場合、前アンバランス異常の判定を省略し後アンバランス異常と判定することにより、洗濯物が回転ドラム２の背部側に偏って発生している後アンバランス異常を早期に判定して対応することができる。

また、アンバランス異常を複数回判定するのに、特に、前アンバランスに係る出力信号ＦＬＲの振幅が予め記憶した第１の閾値Ａ１以上になるか、後アンバランスと最初に判定したとき以降、後アンバランスに係る出力信号ＦＦＲの振幅が第１の閾値Ａ１より所定幅Ａ３低い値Ａ１−Ａ３以上となるまで、回転ドラム２の回転を目標回転数に向け上げてい
き、前アンバランス異常またはおよび後アンバランス異常のとき、回転ドラム２の回転が所定の回転数未満であれば、回転数を一旦下げ、あるいは停止し、または洗濯物を左右一方に持ち上げて他方に落とす弧回転を正逆繰り返す正逆弧回転駆動をするアンバランス解消動作の後、再度目標回転数に向け回転を上げていき、所定の回転数以上であれば、以降その回転数を維持する制御も行なえる。

このような制御手法では、アンバランス異常を複数回判定するのに、前アンバランスに係る出力信号ＦＬＲの振幅が予め記憶した第１の閾値Ａ１以上になるか、後アンバランスと最初に判定したとき以降、後アンバランスに係る出力信号ＦＦＲの振幅が第１の閾値Ａ１より所定幅Ａ３低い値Ａ１−Ａ３以上となるまで、回転ドラム２の回転を目標回転数に向け上げていくことで、前、後のアンバランス異常が判定されるまで目標回転速度に近づけることができる。前アンバランス異常またはおよび後アンバランス異常のとき、回転ドラム２の回転が洗濯物の貼り付きを解消できる所定の回転数未満であれば、回転数を一旦下げ、あるいは停止し、または洗濯物を左右一方に持ち上げて他方に落とす弧回転を正逆繰り返す正逆弧回転駆動をするアンバランス解消動作をして、アンバランス原因を解消してから再度目標回転数に向け回転を上げていって、前、後のアンバランス異常を招かずに目標回転速度にさらに近づけることができ、所定の回転数以上であれば、以降その回転数を維持することで、異常判定時を上回る前、後アンバランス異常を招かずに脱水動作を完了することができる。これには、前、後アンバランス異常の判定値を実害が出始める値未満に設定し、また、目標回転数に対し前記維持する回転数が低い程度に応じて脱水工程の時間を延長するのが好適である。また、１つの実施例を示すと、前記所定の回転数は、８８０〜９００ｒｐｍ程度として有効である。

したがって、前アンバランスに係る出力信号ＦＬＲの振幅が予め記憶した第１の閾値Ａ１以上になるか、後アンバランスと最初に判定したとき以降、後アンバランスに係る出力信号ＦＦＲの振幅が第１の閾値Ａ１より所定幅Ａ３低い値Ａ１−Ａ３以上となるまで、回転ドラム２の回転を目標回転数に向け上げることにより、第１の閾値Ａ１のみを記憶して用いるさらに単純な前、後のアンバランス異常の判定操作で問題なく目標回転速度に近づけられるし、前アンバランス異常またはおよび後アンバランス異常のとき、回転ドラム２が所定の回転数未満であればアンバランス解消の回転制御を経て再度目標回転数に向け回転を上げて前、後のアンバランス異常を招かずに目標回転速度にさらに近づけられる。

ここで、回転ドラム２の回転を挙げながら前、後方向アンバランスの判定、前、後アンバランス異常の判定を伴い、前後バランス異常があるとそれに対応しながら脱水制御を行う場合の一例を、図７に示すフローチャートを参照しながら具体的に説明する。

ステップ１００にて脱水行程がスタートすると、ステップ１０１にて水槽３内の洗濯水を排水する排水動作を行う。その後、ステップ１０２にてデータの初期化（Ｎ＝１）を行った後、偏った衣類などの洗濯物をほぐすために回転ドラム２を第３の所定回転速度（例えば約４０ｒｐｍ）で正転、反転動作（ほぐし工程）を行う。次に、ステップ１０３にて洗濯物が回転ドラム２の内面に貼り付く程度の第４の所定回転速度（約７０ｒｐｍ）まで緩やかに上昇させる。この後、回転ドラム２の回転速度をさらに上昇させ、ステップ１０４にて回転ドラム２を１次共振回転速度より低い第１の所定回転速度（例えば約８０ｒｐｍ）にて所定時間維持する制御を行う。このとき、回転むら、つまり初期アンバランスの有無を検出するが、以降の高速化でアンバランス異常の原因になる程度以上のアンバランスを検出して対応できればよく、アンバランス度が高く後アンバランスも反映している前左右アンバランスで代表してアンバランス状態を判定すれば十分である。また、その判定閾値Ａ１−Ｉは２次共振回転速度
近傍に設定する閾値Ａ１よりも大きくＡ１＋αと設定するのが一般的で４０ｍｍとしてある。なお、前記検出回転数検出手段（位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃ２４からの信
号（回転ムラ）が所定間隔で出力されないこと（回転ムラが大きい）によっても判定できる。

ここで、所定以上のアンバランスがあると、回転ムラ２が大きくバランス状態が悪いと判定し、ステップ１０５でＮ＝４になったかどうか判定する。Ｎ＝４でなければ、次のステップ１０６で回転ドラム２を一旦停止した後、ステップ１０７にて現時点のＮに１を加算しステップ１０２に戻る。このステップ１０２から１０７の動作を所定回数繰り返すと、すなわち、ステップ１０５にてＮ＝４になると、ステップ１０２でのほぐし工程では洗濯物の偏りが解消されなかったものと見做しステップ１０８に移行する。ステップ１０８ではＮが１０未満であればステップ１１０に移行し、回転ドラム２内に注水し洗濯物の偏りを修正する工程をおこない、ステップ１０１に戻る。この動作はＮが１０であれば洗濯物の偏りが解消できなかったものと見做しステップ１０９に移行し、アンバランス異常を表示し、運転を停止する。

ステップ１０４を通過し、回転ドラム２がステップ１１１にて区間「１」：１２０〜１４０ｒｐｍ（１次共振回転速度近傍）での水槽ユニット７の前、後アンバランス、前、後アンバランス異常を振動検知手段４０からの出力信号にて判定し、前またはおよび後アンバランス異常の場合は、ステップ１０５に進んで布偏り修正動作、つまり、回転ドラム２の回転数を一旦下げ、あるいは停止し、または洗濯物を左右一方に持ち上げて他方に落とす弧回転を正逆繰り返す正逆弧回転駆動をするアンバランス解消の回転制御を行って後、前または後アンバランス異常が発生せず正常の場合は、ステップ１１２に移行する。なお、ここでの前、後アンバランスの判定は、前上下振幅／前前後振幅＜１のとき後アンバランス、前上下振幅／前前後振幅＞１のとき前アンバランスと、簡単かつ早期に判定することもできる。また、一般的に水槽ユニット７の１次共振回転速度近傍は２次共振回転速度近傍よりも前左右方向で大きいことから閾値Ａ１-ＩＩは、既述の２次共振回転速度近傍の閾値Ａ１の２５ｍｍより大き
い４０ｍｍを設定している。後アンバランス異常の閾値Ａ２-ＩＩは、水槽
３の回転軸２ａ方向の中央位置Ｓに対し、水槽ユニット７の重心Ｇおよび水槽３の支持位置Ｑが回転軸２ａと直行する方向で見てＬ２、Ｌ１分背部側に位置し、かつ、支持位置Ｑが前後方向で見て重心Ｇの前方近傍に位置にある為、２４０ｍｍより低くして有効である。

ステップ１１１を通過し、ステップ１１２では、区間「２」：１４１〜３３０ｒ／ｍｉｎ（２次共振回転速度近傍）における水槽ユニット７の前、後アンバランス、前、後アンバランス異常を振動検知手段４０からの出力信号にて判定し、前またはおよび後アンバランス異常の場合は、ステップ１０５に進んで布偏り修正動作、つまり、回転ドラム２の回転数を一旦下げ、あるいは停止し、または洗濯物を左右一方に持ち上げて他方に落とす弧回転を正逆繰り返す正逆弧回転駆動をするアンバランス解消の回転制御を行って後、前または後アンバランス異常が発生せず正常の場合は、ステップ１１３に移行する。なお、ここでの前後アンバランスの判定は既述の第１、第２基準値Ｂ１、Ｂ２により判定し、前またはおよび後アンバランス異常が発生せず正常の場合は、この回転域での前左右アンバランス異常の閾値Ａ１-ＩＩＩは２５ｍｍ程度と低く設定
して有効である。後アンバランス異常の閾値Ａ２-ＩＩＩは、水槽３の回転軸
２ａ方向の中央位置Ｓに対し、水槽ユニット７の重心Ｇおよび水槽３の支持位置Ｑが回転軸２ａと直行する方向で見てＬ２、Ｌ１分背部側に位置し、かつ、支持位置Ｑが前後方向で見て重心Ｇの前方近傍に位置にある為、２０ｍｍとして有効である。

ステップ１１２を通過し、ステップ１１３では、回転ドラム２への洗濯物の貼り付きを解消しにくくなる回転域の手前、例えば８８０〜９００ｒｐｍにおいて、水槽ユニット７の前、後アンバランス、前、後アンバランス異常を振動検知手段４０からの出力信号にて
判定し、前またはおよび後アンバランス異常の場合は、ステップ１０５に進んで布偏り修正動作、つまり、回転ドラム２の回転数を一旦下げ、あるいは停止し、または洗濯物を左右一方に持ち上げて他方に落とす弧回転を正逆繰り返す正逆弧回転駆動をするアンバランス解消の回転制御を行って後、ステップ１１４に移行し、前または後アンバランス異常が発生せず正常の場合は、ステップ１１５で、回転ドラム２を最高回転数に向け回転上昇させ、ステップ１１４に戻し判定する。前または後アンバランス異常が発生せず正常の場合は、ステップ１１５に移行し、正常の場合、最高回転数まで到達し、所定時間運転した後、ステップ１１７で運転を停止し、ステップ１１８の次工程に進む。一方、ステップ１１５において振動信号値が各回転数における閾値より大きくなった場合、即ち、ＮＧとなった場合は、ステップ１１６に移行し、その場の回転数を維持し、所定時間運転後、ステップ１１７で運転を停止し、ステップ１１８の次工程に進む。なお、ここでは前前後振幅≦前左右振幅のとき前アンバランス、前前後振幅＞前左右振幅とのき後アンバランスと簡単かつ早期に判定でき、前またはおよび後アンバランス異常が発生せず正常の場合は、この回転域での前左右アンバランス異常の閾値Ａ１-ＩＶ
は高速回転領域となっている為、水槽ユニット７の強度から１２ｍｍ程度から回転数が上がるにつれ徐々に低く設定して有効である。後アンバランス異常の閾値Ａ２-ＩＶは、図４及び水槽３の回転軸２ａ方向の中央位置Ｓに対し、
水槽ユニット７の重心Ｇおよび水槽３の支持位置Ｑが回転軸２ａと直行する方向で見てＬ２、Ｌ１分背部側に位置し、かつ、支持位置Ｑが前後方向で見て重心Ｇの前方近傍に位置にある為、約２ｍｍ小さく設定し１０ｍｍより徐々に低くなる設定として有効である。

なお、ステップ１０５での布偏り修正動作を、回転ドラム２の正逆弧回転によって行う場合、回転ドラム２の回転数は４０ｒｐｍ以上とすることにより、正逆を反転させるための急制動時に回転ドラム２に貼り付いた洗濯物に強い慣性力を与えて、回転ドラム２から剥がし、洗濯物が持ち上がった側と左右反対方向に落下させられるので、洗濯物の貼り付きを効果的に剥がせる。また、剥がした洗濯物は以降の正逆弧回転によって左右に入れ替えながらほぐし、かつ回転ドラム２内に前後、左右に均等に分布させられる利点がある。このような洗濯物の左右入れ替わりは、洗濯物をより高く持ち上げる必要があることから、回転ドラム２の正逆弧回転を例えば９０°を超え１８０°未満の角度で実行するのが好適である。

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機での脱水に実用して、洗濯物の偏りによる前、後アンバランスの判定、前、後アンバランス異常の判定が、水槽の少なくとも前２方向の振動情報から簡単かつ迅速に行い、異常に的確に対応できる。

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。 図１のドラム式洗濯機の制御回路のブロック図。 脱水工程での回転ドラムの回転数変化を示すアンバランス判定、アンバランス異常判定の説明用グラフである。 図１のドラム式洗濯機の水槽の振動検知手段が検知する前左右、前前後、前上下各方向の振動成分に対応する出力信号の、定常な前アンバランス時、後アンバランス時、中アンバランス時の波形図である。 図４に示す前左右方向の振動成分と前前後方向の振動成分との関係から前、後アンバランスの判定、前、後アンバランス異常の判定を行なう手順を示す説明図である。 図４に示す３つの方向の振動成分での各振幅特性を比較して示すグラフである。 図３に示す脱水工程での回転ドラムの回転数の上昇にともなう前、後アンバランスの判定、前、後アンバランス異常の判定、異常時の対応を含む制御例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ドラム式洗濯機
２ 回転ドラム
２ａ 回転軸
３ 水槽
５ モータ
６ 洗濯機筐体
７ 水槽ユニット
９ 扉
２０ 制御手段
２４ 回転数検知手段
３０ 布量検知手段
４０ 振動検知手段
７０ 防振ダンパ

Claims (4)

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、弾性支持した水槽内に設置し、水槽の背部に固定したモータで駆動するようにした水槽ユニットを持ったドラム式洗濯機において、
   前記水槽の回転軸と直交方向の中央位置に対し、水槽ユニットの重心および水槽の支持位置が前記回転軸と直交方向で見て背部側に位置し、かつ、前記支持位置が前後方向で見て前記重心の前方近傍に位置する条件を持ち、
   モータの回転を制御する制御手段と、前記水槽の前部に複数方向の振動成分を検知する振動検知手段とを備え、前記制御手段は、洗濯、すすぎ工程後の脱水動作における必要回転数時点またはおよび必要回転数域で、前記振動検知手段から出力する水槽の前３方向のうち複数方向の振動成分と、これらの後３方向の少なくとも１方向の振動成分との相関性から、前、後アンバランスの判定、前、後アンバランス異常の判定に供することを特徴とするドラム式洗濯機の振動検知装置。
2. 前記前３方向は、前左右方向と、前前後方向と、前上下方向とであり、後２方向は後左右方向と、後前後方向または後上下方向とであ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. 前、後アンバランス異常は、それぞれに直接または間接に対応した方向での出力信号の振幅が、それぞれに対応した所定の閾値以上かどうかで判定することを特徴とする請求項２に記載のドラム式洗濯機。
4. 前記水槽の開口部と、前記水槽ユニットを収容した洗濯機筐体の出し入れ口に設けた扉との間に、双方間をシールする弾性シール部材を介した圧接部があることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。

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