JP2010017323A - ドラム式洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】布はがし工程の効率化を図り、乾燥性能を低下することなく時間効率を図る。
【解決手段】洗濯物を投入する回転ドラム５３を収容した水槽５２と、前記水槽５２の振動を検出する振動検出手段５６と、周波数成分計算手段５９および、回転時間制御手段５９および、複数回の予備脱水、予備布はがしを含む一連の工程を制御するシーケンス制御手段６１で構成した制御手段５７とを備え、前記制御手段５７は、前記振動検出手段５６あるいは前記周波数成分計算手段５９により得た結果から、回転ドラム５３の回転周期に相当する振動出力と、異なる周期の振動出力とを比較して、洗濯物の布はがれ状態を判定し、予備布はがし工程で洗濯物が布はがれ状態と判定に要した時間に応じて、次工程の制御内容を設定したことによって、回転ドラム５３内の洗濯物の布はがれ状態を正しく判定し、乾燥能力を向上させることが、無駄な時間をかけないで可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、有底円筒形に形成された回転ドラムを、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乾燥機に関するものである。

従来、この種のドラム式洗濯乾燥機は、脱水工程において回転ドラムを高速回転させて遠心力により洗濯物の水分の脱水を行うため、回転ドラム側面に洗濯物がはりつく状態になる。前記の回転ドラム側面に洗濯物がはりついた状態で乾燥工程に移行した場合、乾燥用空気と洗濯物の接触面積が限られるため、未乾燥のまま乾燥工程が終了してしまう。
そこで、回転ドラム側面への洗濯物の張り付きを解消する為、布はがし工程として回転ドラムを微小角度で正逆回転させて洗濯物をはがしたり、ほぐしたりする等のドラム駆動方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来のドラム式洗濯乾燥機の構成を示す縦断面図である。図６に示すように、サスペンション構造４によって支持された水槽３内に、回転ドラム１０が配設され、回転ドラム１０はモータ１７によって回転駆動できるように構成されている。

図７（ａ）は、前記従来のドラム式洗濯乾燥機の最終すすぎ工程から最終脱水工程までの工程チャートであり、図７（ｂ）は、同ドラム式洗濯乾燥機の乾燥工程の工程チャートであり、前記（ａ）の続きである。図７（ａ）の最終脱水工程の最終ステップに、モータ回転数５０ｒｐｍで微小回転と表現されている行程部分（矢印Ｃで示す）が、従来から提案されてきた布はがし工程である。

即ち、モータ１７により高速回転されて、回転ドラム側面に遠心力により張り付いた洗濯物は、前記布はがし工程である微小回転行程においてモータ４によって回転ドラムを微小角度の正逆回転することで、回転ドラムからはがされたりほぐされたりし、その後乾燥工程に移行するという構成である。
特開２０００−２５４３８５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、どのような洗濯物に対しても同様の予備脱水回数・布はがし工程時間を行うように制御されているので、化繊系衣類などの回転ドラム側面からはがれやすい洗濯物に対しても、所定の予備脱水や布はがし工程の時間をかけるために、無駄な時間となるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、回転ドラム内の洗濯物はがれ状態の判定し、最適な布はがし工程を実現するドラム式洗濯乾燥機を提供することにある。

前記従来の課題を解決するために、本発明のドラム式洗濯乾燥機は、洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容した水槽と、前記回転ドラムの駆動モータと、前記水槽の振動を検出する振動検出手段と、および、モータの回転数や時間を制御する回転時間制御手段および、洗浄、すすぎ、複数回の予備脱水、複数回の予備布はがし、脱水、布はがし、布はがし延長、乾燥等の一連の工程を制御するシーケンス制御手段で構成した制
御手段とを備え、前記制御手段は、予備布はがし工程、あるいは布はがし工程、あるいは布はがし延長工程で回転ドラム駆動中の水槽の振動より、前記振動検出手段あるいは前記周波数成分計算手段により得た結果から、回転ドラムの回転速度の周期に相当する振動出力と、前記回転ドラムの回転速度の周期と異なる周期に相当する振動出力とを比較して、前記回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を判定し、かつ予備脱水工程後の予備布はがし工程で、洗濯物が布はがれ状態であると判定に要した時間に応じて、前記シーケンス制御手段により次工程の制御内容を設定したものである。

これによって、この回転ドラム内の布はがれ状態に応じて、回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を正しく判定し、乾燥能力を向上させ確実に乾燥することが、無駄な時間をかけないで可能となる。

本発明のドラム式洗濯乾燥機は、回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を正しく判定し、乾燥能力を向上させ確実に乾燥することが、無駄な時間をかけないで可能となる。

第１の発明は、洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容し、かつ筐体から弾性支持機構により支持された水槽と、前記回転ドラムを回転駆動させるモータと、投入された洗濯物を引っ掛け持ち上げる攪拌突起と、前記水槽内に水を流し込む給水手段と、前記水槽の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段で検出した振動に対して周波数成分を計算する周波数成分計算手段および、モータの回転数や時間を制御する回転時間制御手段および、洗浄、すすぎ、複数回の予備脱水、複数回の予備布はがし、脱水、布はがし、布はがし延長、乾燥等の一連の工程を制御するシーケンス制御手段で構成した制御手段とを備え、前記制御手段は、予備布はがし工程、あるいは布はがし工程、あるいは布はがし延長工程で回転ドラム駆動中の水槽の振動より、前記振動検出手段あるいは前記周波数成分計算手段により得た結果から、回転ドラムの回転速度の周期に相当する振動出力と、前記回転ドラムの回転速度の周期と異なる周期に相当する振動出力とを比較して、前記回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を判定し、かつ予備脱水工程後の予備布はがし工程で、洗濯物が布はがれ状態であると判定に要した時間に応じて、前記シーケンス制御手段により次工程の制御内容を設定したことにより、洗濯物がはがれている状態で布はがし工程を行うという無駄な時間をなくすことにより、効率的に時間短縮ができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段を、予備脱水後の予備布はがし工程にて、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定されるまでに要した時間に対応して、前記シーケンス制御手段により予備脱水回転数の脱水回転数を基本仕様から増加するように制御したことにより、化繊系衣類などの回転ドラム側面からはがれやすい衣類は高い回転数で予備脱水を行い、脱水効率を向上し、乾燥時間の短縮をはかることができる。

第３の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の制御手段を、予備脱水後の予備布はがし工程にて、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定されるまでに要した時間に対応して、前記シーケンス制御手段により予備脱水工程の回数を基本仕様から減少するように制御したことにより、化繊系衣類などの回転ドラム側面からはがれやすい衣類は予備脱水の回数を減らし、洗濯時間の短縮をはかることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の制御手段を、予備脱水後の予備布はがし工程にて、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定されるまでに要した時間に対応して、前記シーケンス制御手段により脱水工程時の脱水回転数の上限を基本仕様から増加するように制御したことにより、化繊系衣類などの回転ドラム側面からはがれやすい衣類は高い回転数で脱水を行い、脱水効率を向上させて、乾燥時間の短縮をはか
ることができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の制御手段を、予備脱水後の予備布はがし工程にて、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定されるまでに要した時間に対応して、前記シーケンス制御手段により予備脱水後の布はがし工程を行う時間を基本仕様から短縮するように制御したことにより、化繊系衣類などの回転ドラム側面からはがれやすい衣類は、脱水後の布はがし工程の時間を短縮することで洗濯時間の短縮をはかることができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯乾燥機の構成を示す縦断面図であり、図２は、同洗濯乾燥機の布はがし工程における水槽の振動から得た加速度出力の時間変化を示し、図３は、同洗濯乾燥機の加速度センサ出力をフーリエ変換（ＦＦＴ）した時のスペクトルの各周波数成分の値を示す図であり、図４は、同ドラム式洗濯乾燥機の最終すすぎから乾燥までの工程とドラム回転数を示す図であり、図５は、同ドラム式洗濯乾燥機の布はがし所要時間による工程パラメータ制御を示す図である。

図１において、洗濯機本体である筐体５１内方に衣類などの洗濯物を収容した洗濯槽としての回転ドラム５３を回転自在に配した水槽５２は、ばね６４やダンパー５８等の弾性支持機構にて弾性防振支持される。

前記回転ドラム５３は、モータ５４と結合し回転駆動して、回転ドラム５３の内壁に形成した複数個の攪拌突起６２にて洗濯物を引っ掛け持ち上げ、落下させるたたき洗いにて洗濯物を洗浄する。

前記回転ドラム５３を回転駆動させるためのモータ５４はブラシレスモータ等で構成し、回転速度は可変であり、洗濯工程では正転・反転を繰り返す。

前記回転ドラム５３および水槽５２内に給水するための給水手段６３が筐体５１の上部後方に搭載されている。

水槽５２の振動を検出する振動検出手段となる半導体加速度センサ５６は、水槽５２の上部に固着され水槽５２の前後左右上下方向の多軸の振動（加速度）を検出する。多軸構成の理由は、実際の水槽５２の振動は、必ずしも一方向に限定できないので、３軸の加速度センサを用いて、３軸の加速度成分を加算して合計したものを利用するのが水槽の動きを検知する精度が高まり効果的であり、本案はこの多軸タイプのセンサで得たデータを活用している。

制御手段５７は、本来は筐体５１内部に収納するが、機能をわかり易く説明する為に、図１の様に右方に取り出した図としている。

前記制御手段５７は、前記振動検出手段で検出した振動に対して周波数成分を計算する周波数成分計算手段５９と、モータの回転数や時間を制御する回転時間制御手段６０と、洗浄、すすぎ、脱水、布はがし、布はがし延長、乾燥の一連の工程を制御するシーケンス制御手段６１とで構成される。

前記周波数成分計算手段５９は、具体的にはマイコンで構成されており、振動検出手段５６で得た信号から離散フーリエ変換（ＤＦＴ）もしくは高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、各周波数成分の大きさを計算する。

制御手段５７は、前記振動検知手段５６で得た信号の振幅の時間推移による出力変化、または周波数成分計算手段５９で計算した振動の周波数成分の大小、に応じて回転ドラム５３内の洗濯物のはがれ状態を判定し、洗濯物のはがれ状態に対応して、モータの回転や時間の制御や、布はがし工程の延長や、すすぎ工程への移行、乾燥工程への移行などのシーケンス制御を行う。

以下、図２の振動検知手段により得た信号の時間推移に加速度出力の時間変化図および、図３の振動スペクトルの各周波数成分の値の図に従って、布はがし検知内容を説明する。

図２は、布はがし工程時において、縦軸は水槽の振動から得た加速度センサ出力を示し、横軸は回転ドラムの運転経過時間をしめし、図２（ａ）は、洗濯物が回転ドラムにはりついた状態を、図２（ｂ）は、洗濯物が回転ドラムからはがれた状態を示す。

図３は、布はがし工程時において、縦軸は水槽の振動のフーリエ振幅スペクトル値を、横軸は周波数（Ｈｚ）を示し、図３（ａ）は、洗濯物が回転ドラムにはりついた状態を、図３（ｂ）は、洗濯物が回転ドラムからはがれた状態を示す。

図２、図３で示したドラム式洗濯乾燥機は、布はがし工程時の回転ドラムの回転速度は低角速度の１５ｒｐｍであり、周波数に直すと０．２５Ｈｚである。搭載された攪拌突起６２の個数は３個であり、ドラムの回転速度に搭載された攪拌突起６２の個数をかけたものの周波数は０．７５Ｈｚとなる。

図２（ａ）洗濯物がはりついている状態図でのａ_１とａ_２のポイントは、加速度センサ出力に変化を生じたピークの時間を表していて、その間隔は約４ｓｅｃ（秒）である。つまり洗濯物がはがれていない場合、水槽５２の振動を検知する振動検知手段５６から得た信号は、回転ドラムの回転速度と同じ周波数である０．２５Ｈｚつまり約４ｓｅｃ（秒）おきの振動を検知していることが分かる。

図２（ｂ）洗濯物がはがれた状態図でのｂ_１〜ｂ_７のポイントは、加速度センサ出力に変化を生じたピークの時間を表していて、その間隔はどれも約４ｓｅｃ（秒）以下であり、ドラムの回転速度の周波数０．２５Ｈｚよりも短い周波数で急激な出力変化がおきていることが分かる。これは攪拌突起６２により洗濯物が持ち上げられ、自由落下しドラムと洗濯物が衝突することにより、水槽５２の振動周波数が高くなるからである。

この振動検知手段５６から得た信号の違いによって、回転ドラム５３内の洗濯物のはがれ状態を検知するものである。

これによって、振動検出手段で得た振動成分が、回転ドラムの回転速度の周期よりも短い周期で急激な出力変化である場合、それは回転ドラム側面に洗濯物がはりついたことによる回転ドラムの回転中心が偏心してドラムが振動しているものではなく、洗濯物が攪拌突起に持ち上げられ、自由落下により回転ドラム内に衝突し回転ドラムが振動することより、水槽の振動に伝えられ、洗濯物が回転ドラム側面からはがれた事を検知することができるので、回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を正しく判定し、乾燥能力の向上が図れる。

図３（ａ）洗濯物がはりついている状態図でのＡ_１のポイントは、周波数スペクトルのピークを表していて、その周波数はドラムの回転速度と同じ周波数の０．２５Ｈｚである。

図３（ｂ）洗濯物がはがれた状態図でのＢ_１のポイントは、周波数スペクトルのピークの周波数を表していて、その周波数はドラムの回転速度に、搭載された攪拌突起６２の個数分かけたものに対応する周波数である０．７５Ｈｚである。

即ち、周波数成分計算手段により、ドラムの回転速度に搭載している攪拌突起の個数をかけたものに対応する周波数成分と、ドラムの回転速度に対応する周波数成分を抽出し、振動成分の値の大小により、回転ドラム内の布はがれ状態を判定する。

この違いにより、ドラムの回転速度に対応する周波数成分でのスペクトル値が大きい場合は洗濯物がはりついている状態、一方、ドラムの回転速度に、搭載された攪拌突起６２の個数分かけたものに対応する周波数成分でのスペクトル値が大きい場合は洗濯物がはがれている状態であると判定することができる。

以上のように、洗濯物が回転ドラム側壁からはがれたかどうかを検知する制御により、洗濯物が布はがれ状態であると判定に要した時間に応じて、シーケンス制御手段により次工程の制御を設定する内容を以下説明する。

図４は、最終すすぎ終了から乾燥工程開始までの時間経過とドラム回転数の関係を示す基本工程を示すもので、最終すすぎに引き続いて複数回の予備脱水工程と、予備布はがし工程（図４の例では、それぞれ４回であるが更に多回数もある）を経て高速回転の脱水工程、およびそれに引き続いての布はがし工程を経て乾燥工程に移行する。

ここで、予備脱水工程（１）の基本回転数は４００ｒｐｍ、予備脱水工程（２）の基本回転数は７００ｒｐｍ、予備脱水工程（３）の基本回転数は９００ｒｐｍ、予備脱水工程（４）の基本回転数は１１００ｒｐｍで、予備布はがし工程（１）、予備布はがし工程（２）、予備布はがし工程（３）、予備布はがし工程（４）、の運転基本時間は各２分である。

高速回転の脱水工程での基本回転数は、１，５００ｒｐｍで、脱水工程に引き続いての布はがし工程の基本運転時間は１０分である。

予備脱水工程並びに予備布はがし行程を複数回繰り返すのは、最終すすぎ後に高速回転の脱水工程に急激に移行すると、衣類の種類や量によっては、回転ドラム側壁に強固にはりつきを生じ、脱水工程に引き続いての布はがし工程で布はがしが十分になされない不具合が生じる場合があり、低速回転から順次高速回転の予備脱水と布はがしを繰り返して、衣類のはりつきを防止する為である。

しかし、前記制御をあらゆる衣類の洗濯行程から乾燥工程に適用したのでは、運転時間にいたずらに時間がかかるので、予備脱水工程（１）後の予備布はがし工程（１）において、工程の運転開始から、布はがれ状態と判定されるまでの所要時間によって、以降の工程の制御内容を設定し時間短縮を図るものである。

図５の布はがし所要時間とパラメータ制御図で、実際の制御をいかにしているかを説明する。

図５に示すように、工程記号（ａ）で示した予備脱水（１）で脱水回転数４００ｒｐｍの脱水制御の後、工程記号（ｂ）で示した予備布はがし（１）での布はがれの状態になるまでの所要時間を、０〜３０ｓｅｃ、３１〜６０ｓｅｃ、６１〜９０ｓｅｃ、９１ｓｅｃ以上、の４段階に区分け設定し、前記所要時間の長短に応じて以降の工程記号（ｃ）で示した予備脱水における予備脱水の回数、回転ドラムの回転数、布はがし工程の時間、最終
脱水工程の脱水回転数、を設定する。

即ち、判定に要した時間が、例えば０〜３０ｓｅｃ内であれば、それは洗濯物がはがれやすい化繊系の衣類であると判定し、予備脱水の回転数を基本仕様の４回から２回に削減し、以降は予備脱水（２）のみの運転とし、予備脱水（３）、（４）の工程を実行しないで、工程記号（ｄ）の最終脱水工程にジャンプする。更に、洗濯物がはがれやすい化繊系の衣類と判定しているので予備脱水（２）の回転数は、基本の回転数７００ｒｐｍより高めて９００ｒｐｍとし、更に最終脱水行程の回転数も基本仕様の１，５００ｒｐｍより高めて１，８００ｒｐｍと設定し、高遠心力脱水にて衣類への残留水分を削減しておき、乾燥効率の向上に寄与させる。

更に、工程記号（ｅ）で示した布はがし工程の時間も、基本仕様の１０ｍｉｎから２ｍｉｎと大きく削減し時間短縮図る。これは２ｍｉｎも観察すれば各周波数帯のスペクトルは十分把握できるからである。

一方、予備布はがし（１）での布はがれの状態になるまでに要した時間が、９１ｓｅｃ以上の場合は、洗濯物がはがれにくい綿系の衣類であると判定し、予備脱水の回数の基準一杯の４回とし、更に衣類のはり付きを防止する為、予備脱水の回転数、また最終脱水行程の回転数を基準の設定より低く、布はがし工程の時間も延長して確実に布はがしを行うようにする。

以上のように、本実施の形態においては回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を判定し、洗濯物が布はがれ状態であると判定した時間に応じて、次工程の制御内容を設定したことにより、洗濯物がはがれている状態で布はがし工程を行うという無駄な時間を解消し、乾燥時間の短縮を図ることができ、はがれにくい衣類の場合は、運転時間が延びるとい事が生じるが、確実に布はがしを行うことにより乾燥不良という不具合を解消する。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機、シーケンス制御方法およびプログラムは、水槽振動やその周波数成分から布はがしシーケンスを制御することができ、それにより水槽内の洗濯物のはがれ状態を制御し、脱水工程の時間短縮と乾燥効率の向上を行うことができる。これは、家庭用の洗濯乾燥機だけでなく、業務用の洗濯乾燥機などに広く適用できる。

本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機の構成図 （ａ）同洗濯乾燥機の洗濯物はがれによる加速度センサ出力の時間変化を示す洗濯物がはりついた場合の図（ｂ）同洗濯乾燥機の洗濯物はがれによる加速度センサ出力の時間変化を示す洗濯物がはがれた場合の図 （ａ）同洗濯乾燥機の洗濯物はがれによる加速度センサ出力をＦＦＴした時のスペクトルを示す洗濯物がはりついた場合の図（ｂ）同洗濯乾燥機の洗濯物はがれによる加速度センサ出力をＦＦＴした時のスペクトルを示す洗濯物がはがれた場合の図 同ドラム式洗濯乾燥機の最終すすぎから乾燥までの工程とドラム回転数を示す図 同ドラム式洗濯乾燥機の布はがし所要時間による工程パラメータ制御を示す図 従来のドラム式洗濯乾燥機の構成を示す縦断面図 従来のドラム式洗濯乾燥機の工程チャート

符号の説明

５１ 筐体
５２ 水槽
５３ 回転ドラム
５４ モータ（駆動手段）
５６ 振動検出手段（半導体加速度センサ）
５７ 制御手段
５８ 弾性支持機構（ダンパー）
５９ 周波数成分計算手段
６０ 回転速度制御手段
６１ シーケンス制御手段
６２ 攪拌突起
６３ 給水手段
６４ 弾性支持機構（ばね）

Claims (5)

1. 洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容し、かつ筐体から弾性支持機構により支持された水槽と、前記回転ドラムを回転駆動させるモータと、投入された洗濯物を引っ掛け持ち上げる攪拌突起と、前記水槽内に水を流し込む給水手段と、前記水槽の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段で検出した振動に対して周波数成分を計算する周波数成分計算手段および、モータの回転数や時間を制御する回転時間制御手段および、洗浄、すすぎ、複数回の予備脱水、複数回の予備布はがし、脱水、布はがし、布はがし延長、乾燥等の一連の工程を制御するシーケンス制御手段で構成した制御手段とを備え、前記制御手段は、予備布はがし工程、あるいは布はがし工程、あるいは布はがし延長工程で回転ドラム駆動中の水槽の振動より、前記振動検出手段あるいは前記周波数成分計算手段により得た結果から、回転ドラムの回転速度の周期に相当する振動出力と、前記回転ドラムの回転速度の周期と異なる周期に相当する振動出力とを比較して、前記回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を判定し、かつ予備脱水工程後の予備布はがし工程で、洗濯物が布はがれ状態であると判定に要した時間に応じて、前記シーケンス制御手段により次工程の制御内容を設定したドラム式洗濯乾燥機。
2. 制御手段は、予備脱水後の予備布はがし工程にて、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定するまでに要した時間に対応して、シーケンス制御手段により予備脱水回転数の脱水回転数を基本仕様から増加するように制御した請求項１に記載のドラム式洗濯乾燥機。
3. 制御手段は、予備脱水後の予備布はがし工程にて、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定するまでに要した時間に対応して、シーケンス制御手段により予備脱水工程の回数を基本仕様から減少するように制御した請求項１または２に記載のドラム式洗濯乾燥機。
4. 制御手段は、予備脱水後の予備布はがし工程にて、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定するまでに要した時間に対応して、シーケンス制御手段により脱水工程時の脱水回転数の上限を基本仕様から増加するように制御した請求項１から３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機。
5. 制御手段は、予備脱水後の予備布はがし工程にて、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定するまでに要した時間に対応して、シーケンス制御手段により予備脱水後の布はがし工程を行う時間を基本仕様から短縮するように制御した請求項１から４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機。