JP2010088476A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】最適な超音波素子の振動制御を実行してミストを生成することが可能な洗濯機を提供する。
【解決手段】微調整モードにおいて、ホーン電流を検出する（ステップＳ７９）。そして、次に、１２８ｍｓｅｃの時間が経過したかどうかを判断する（ステップＳ８０）。１２８ｍｓｅｃの時間が経過するまでステップＳ７９におけるホーン電流の検出を繰り返す。そして、次にホーン電流Ｉｈａの平均値を算出する（ステップＳ８１）。そして、算出したホーン電流Ｉｈａに基づいて、ターゲットの周波数範囲に含まれるように周波数を調整する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、洗濯機に関し、超音波素子の超音波振動に従ってミストを生成する装置を備えた洗濯機に関する。

従来より、超音波素子の超音波振動を利用して被洗浄物を洗浄する装置が種々提案されている。

特許文献１および２においては、洗濯機において、超音波素子の振動を最適に制御して、超音波振動により部分的に被洗浄物を洗浄する方式が示されている。

また、特許文献３においては、超音波振動により、ミストを生成して、ミストを被洗浄物に噴霧する方式が示されている。

しかしながら、上記特許文献３においては、超音波素子の超音波振動により、ミストを生成する方式が記載されているのみであり、ミストを生成するために超音波素子を最適に制御して駆動する構成については開示されていない。

特許文献１および２においては、超音波素子の超音波振動を制御するために、検出電圧を測定して、測定した検出電圧に基づいて、最適に超音波素子を制御する方式が記載されている。
特開２００３−５３０８５号公報 特開２００３−５３０８６号公報 特開２００５−１１８６４８号公報

しかしながら、超音波素子の超音波振動を制御する点で、外乱あるいは負荷変動等の影響により検出電圧も変動する。

変動した検出電圧を用いて超音波素子を制御すれば、不安定な値に基づく制御となり、超音波素子を最適に制御することができない。

特に、超音波素子の超音波振動により、ミストを生成する方式の場合には、素子に供給される水量等の負荷の影響により変動する可能性が高い。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、最適な超音波素子の振動制御を実行してミストを生成することが可能な洗濯機を提供することを目的とする。

本発明に係る洗濯機は、超音波振動するための超音波素子を含み、供給された液体を超音波素子の超音波振動に従って霧状に噴霧するミスト生成手段と、ミスト生成手段の超音波素子を駆動する駆動手段と、駆動手段に対して、超音波素子が超音波振動する周波数を調整するための周波数調整手段と、超音波素子に流れる電流を検知する電流検知手段とを備える。周波数調整手段は、超音波素子の周波数が所定の範囲内に含まれるように第１の期間における電流検知手段で検知する電流の平均値に基づいて調整し、超音波素子の周波数が所定の範囲内に含まれる場合には、第１の期間よりも長い第２の期間における電流検知手段で検知する電流の平均値に基づいて、超音波素子の周波数が所定の範囲内に維持されるように調整する。

好ましくは、周波数調整手段は、所定期間中の電流検知手段で検知した複数回の電流値の平均値を算出する算出手段と、算出手段で算出した複数回の電流値の平均値に基づいて、超音波素子の周波数を調整する調整手段とを有する。調整手段は、算出した複数回の電流値の平均値に基づいて、所定の範囲内に含まれるように大きなチューニング幅で調整し、所定の範囲内に維持されるように小さなチューニング幅で調整する。

好ましくは、周波数調整手段は、超音波素子のインピーダンスが低い共振周波数と、共振周波数よりも周波数が高く、かつ超音波素子のインピーダンスが高い反共振周波数との範囲内において、周波数を調整する。

特に、周波数調整手段は、反共振周波数の側から共振周波数の側に近づくように周波数を調整する。

本発明に係る洗濯機は、超音波素子の周波数が所定の範囲内に含まれるように第１の期間における電流検知手段で検知する電流の平均値に基づいて調整し、超音波素子の周波数が所定の範囲内に含まれる場合には、第１の期間よりも長い第２の期間における電流検知手段で検知する電流の平均値に基づいて、超音波素子の周波数が所定の範囲内に維持されるように調整する周波数調整手段を設ける。周波数調整手段は、周波数が所定範囲内に含まれる場合には、第１の期間よりも長い第２の期間における電流の平均値に基づいて周波数を調整するため、突発的な電流変動の結果に基づいて周波数を調整することが無く、平均化した安定した電流に基づいて周波数を調整することにより最適な超音波素子の振動制御を実行することができる。

以下に図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明においては同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一であるものとする。

図１は、本発明の実施の形態に従う洗濯機の前面側から見た概略構成を説明する図である。

図１を参照して、本発明の実施の形態に従う洗濯機２００は、後述するミストを生成して噴霧するミスト生成器１００以外の構成は従来のドラム式の洗濯機とほぼ同じ構成であり、概略の構成について説明する。

外箱２１６は直方体形状であり、金属または合成樹脂により形成され、その内部には、水槽２１４が設けられる。そして、水槽２１４内部に内ドア２３０を有する図示しない回転自在の回転ドラムが設けられる。水槽２１４と回転ドラムは前面側が開口された円筒形のカップの形状を呈しており、水槽２１４を外側、回転ドラムを内側とする形で同心的に配置される。また、水槽２１４および回転ドラムは前面部（内ドア側）よりも後面部が下がるように配置される。内ドア２３０が閉められることにより、水槽２１４は前面側の開口が水密に維持される。本実施の形態では、水槽２１４により、被洗浄物を入れる乾燥室が構成されている。

水槽２１４内の空間上部には、回転ドラム内に供給すべき温風が流れる送風ダクト２１２が配置されている。また、送風ダクト２１２は、水槽２１４内の空気を加熱するためのヒータ部２４２と連結されている。

水槽２１４の下部には、排水ユニット２０６が設けられている。水槽２１４内には、洗濯水を排水するための排水口が設けられており、排水口は排水ダクト２３８を介して排水ユニット２０６と連結される。排水ユニット２０６には、図示しない電磁的に開閉する排水弁が設けられ、水槽２１４の水を排水ホース２０２に排水する。また、排水ユニット２０６には、循環ポンプ４６が設けられており、循環ポンプ４６は、排水ダクト２３８を介して排水ユニット２０６に流れ込む水を循環ホース２０４を介して再び水槽２１４内に供給する。

水槽２１４の底部は、３本のダンパ２３２により弾性支持されるとともに、水槽２１４の上部は支持バネ２３６により外箱２１６の上部と連結されて弾性支持される。

また、水槽２１４の上部には、水槽２１４内に給水する給水ユニット２２０が設けられ、給水ユニット２２０と給水ダクト２０８とが連結され、水槽２１４内に水が供給される。

また、水槽２１４の上部には、本発明の実施の形態に従うミスト生成器１００が設けられる。ミスト生成器１００は、ミスト給水ホース２１０を介して給水ユニット２２０と連結される。

また、洗濯機２００全体を制御するコントロール部２１８が外箱２１６の底部に設けられる。

図２は、本発明の実施の形態に従う洗濯機２００の側面側から見た概略構成を説明する図である。

図２を参照して、外箱２１６の上部前面側には洗濯機２００の各種操作ボタンが設けられた操作パネル３６が設けられる。また、外箱の前面側には外ドア２３４が設けられる。

また、外箱２１６の上面側には、洗剤ケース２２２を収納する給水ユニット２２０が設けられる。

また、給水ユニット２２０は、給水弁４２と連結される。給水ダクト２０８は給水ユニット２２０と連結される。

また、給水ユニット２２０と連結されたミスト用給水弁４４が設けられ、ミスト用給水弁４４が開くことによりミスト生成器１００に水等が供給される。

水槽２１４の底部には、排水口が設けられ、水槽２１４外に出た洗い水等は排水ダクト２３８を流れて排水ユニット２０６に流れ込む。この排水ダクト２３８を流れる水は、排水弁が開口することにより排水ホース２０２から排水される。あるいは、循環ポンプ４６により循環ホース２０４を介して循環ノズル２４０に供給され、水槽２１４の上部側の端部に設けられた循環ノズル２４０から水が再び水槽２１４内に供給される。

また、水槽２１４の底部外側には、駆動機構２２４が設けられる。駆動機構２２４には、ドラムモータが設けられており、ドラムモータが駆動することにより図示しない回転ドラムが回転駆動される。

図３は、本発明の実施の形態に従うコントロール部２１８および周辺装置を説明する概略図である。

図３を参照して、コントロール部２１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、振動ユニット制御部６２と、タイマ６４と、メモリ６６とを含む。

ＣＰＵ６０は、洗濯機２００内の各種の制御部位に対して必要な制御指示を出力する。
メモリ６６は、ＣＰＵ６０の演算を実行するために必要な情報を格納するとともに、各周辺装置を制御するための制御指示をＣＰＵから指示するために必要な制御プログラム等を格納する。

タイマ６４は、ＣＰＵ６０からの指示に従って、必要な時刻情報を出力する。
振動ユニット制御部６２は、ＣＰＵ６０からの指示に従って、超音波素子の超音波振動の周波数を調整する調整信号を振動ユニット７０に出力する。

周辺装置として、ここでは、一例として洗濯機２００内に設けられた、警報器４０と、給水弁４２と、ミスト用給水弁４４と、循環ポンプ４６と、サーミスタ４８と、ヒータ５０と、乾燥ファン５２と、ドラムモータ５４と、振動ユニット７０とが設けられ、各周辺装置がＣＰＵ６０により制御される構成が示されている。

また、ＣＰＵ６０は、操作パネル３６に設けられた各種操作ボタンの指示に従って所定の制御信号を各周辺装置に出力する。

ＣＰＵ６０は、各種周辺装置における異常を検知した場合には、操作パネル３６にエラー表示するとともに、警報器４０に対して警報音を出力するように指示する。

また、ＣＰＵ６０は、電磁的に開閉可能な給水弁４２に対して所定のタイミングにおいて指示し、給水弁４２を開くことにより給水ユニット２２０に対して水を供給する。そして、給水ユニット２２０から給水ダクト２０８を介して水槽２１４内に水等が供給される。

また、ＣＰＵ６０は、電磁的に開閉可能なミスト用給水弁４４に対して所定のタイミングにおいて指示し、ミスト用給水弁４４を開くことによりミスト生成器１００に対して給水ユニット２２０から水等を供給する。そして、振動ユニット７０に設けられた振動素子２０を駆動することによりミスト生成器１００からミストが生成され、生成されたミストが水槽２１４内に供給される。なお、給水ユニット２２０には、洗剤ケース２２２が設けられており、洗剤ケース２２２内を水が通過することにより洗剤が溶解した水をミスト用給水弁４４を介してミスト生成器１００に対して供給することも可能である。その場合には、洗剤が溶解した洗剤水のミストが被洗浄物に噴霧されるため、被洗浄物全体に満遍なく洗剤水が供給される。

また、ＣＰＵ６０は、排水ユニット２０６に設けられた循環ポンプ４６を制御し、循環ポンプ４６は循環ホース２０４を介して循環ノズル２４０から水等を水槽内２１４内に再び供給する。

また、ＣＰＵ６０は、サーミスタ４８と接続され、水槽２１４内の温度を検知する。
また、ＣＰＵ６０は、ヒータ部２４２に設けられた空気を加熱するヒータ５０を制御し、ヒータ５０の温度を調整する。

また、ＣＰＵ６０は、ヒータ部２４２に設けられた乾燥ファン５２を制御し、ヒータ５０により熱せられた空気を乾燥ファン５２の回転により送風ダクト２１２を介して水槽２１４内に供給する。

また、ＣＰＵ６０は、ドラムモータ５４を制御して、回転ドラムを回転させる。
また、ＣＰＵ６０は、振動ユニット制御部６２を制御し、振動ユニット制御部６２は、ＣＰＵ６０からの指示に従って、振動ユニット７０を制御する。

振動ユニット７０は、Ａ／Ｄコンバータ１４と、Ｄ／Ａコンバータ１６と、Ｖ／ｆコンバータ１８と、振動子２０と、検出回路２２と、ドライバ２６と、第１トランジスタ２８と、第２トランジスタ３０と、変圧トランス３２と、コイル３４とを含む。

振動子２０は、第１トランジスタ２８および第２トランジスタ３０が生成する電力の供給を受けて超音波振動（周波数が２００００Ｈｚ以上となる振動のこと）する素子である。本実施の形態に係る振動子２０は圧電セラミック振動子とする。

検出回路２２は、検出トランス５１と、変換回路５３とを含む。検出トランス５１は、振動子２０に流れる電流（ホーン電流とも称する）値を検出する素子である。変換回路５３は、検出トランス５１がホーン電流として検出した振動子２０に流れる電流値を増幅する。

Ｄ／Ａコンバータ１６は、振動ユニット制御部６２からの周波数設定指示であるデジタル信号をアナログ信号に変換し、Ｖ／ｆコンバータ１８に出力する。

Ｖ／ｆコンバータ１８は、Ｄ／Ａコンバータ１６によりアナログ信号に変換された電圧信号を周波数信号に変換する。

ドライバ２６は、Ｖ／ｆコンバータ１８からの周波数信号に基づいてＰＷＭ信号を第１トランジスタ２８および第２トランジスタ３０に出力する。

第１トランジスタ２８および第２トランジスタ３０は、ドライバ２６が出力したＰＷＭ信号を増幅する素子（本実施の形態の場合ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）とする）である。

変圧トランス３２は、第１トランジスタ２８および第２トランジスタ３０が増幅したＰＷＭ信号の電圧を変圧する素子である。コイル３４は、振動子２０とコイル３４とからなる回路の共振周波数を振動子２０の共振周波数に比べ小さくする素子である。

本実施の形態において、振動ユニットの電源電圧（＋Ｖ）、変圧トランス３２の昇圧比、コイル３４のインダクタンスは、振動子２０が良好に動作するように設計の際、予め実験を行って決定する。

Ａ／Ｄコンバータ１４は、検出回路２２が出力したアナログ信号をデジタル信号に変換し、その結果を振動ユニット制御部６２に出力する。なお、本例においては、一例として振動ユニット７０はミスト生成器１００内に設けられているものとするが、特に振動ユニット７０を構成する部品の一部あるいは全部について、ミスト生成器１００内に設ける必要は無く、その外側近傍に設けることも可能であるし、別の箇所に配置することも可能であるし、その配置については、特に限定されない。

図４は、本発明の実施の形態に従うミスト生成器１００の外観構成を説明する図である。

図４を参照して、本発明の実施の形態に従うミスト生成器１００は、２つの圧電体１３１および圧電体１３２を接合させてなる振動子２０と、その後端面に接合された後部超音波ホーン１３３と、振動子２０の前端面に接合された前部超音波ホーン１３４とからなっている。

圧電体１３１および圧電体１３２には、それぞれ電極１３５，１３６が接続され、電極１３５，１３６は、振動ユニット７０内の端子（＋および−）とそれぞれ接続される。

後部超音波ホーン１３３及び前部超音波ホーン１３４は、振動子２０の振動を増幅して効率よく前部超音波ホーン１３４の先端部に伝搬させるために設けられており、これら双方を備えることにより超音波ホーンとして作用する。これらは、圧電体１３１，１３２をボルト１３７により所定の締め付けトルクで挟んでいる。

前部超音波ホーン１３４及び後部超音波ホーン１３３の形成素材としては、アルミニウム、チタン、ステンレス等の合金を使用することが可能である。

そして、前部超音波ホーン１３４の先端部に給水されて先端部が超音波振動することによりミストが生成される。そして、生成されたミストはミスト生成器１００外の水槽２１４内に噴霧される。

なお、振動子２０以外の振動ユニット７０の各構成部品についても図示されていないが、本例においては、一例としてミスト生成器１００に設けられているものとする。

図５は、本実施の形態に係る振動子２０（圧電セラミック振動子）の周波数特性を説明する図である。

図５を参照して、縦軸はインピーダンスを表わし、横軸は振動子２０の周波数を表わす。

振動子２０（圧電セラミック振動子）の周波数特性は、圧電セラミック振動子に与える周波数が共振周波数ｆ（１）の場合（本実施の形態の場合、共振周波数の値を３９．５０ｋＨｚとする）、圧電セラミック振動子のインピーダンスは最小となる。

また、振動子２０（圧電セラミック振動子）に与える周波数が反共振周波数ｆ（２）の場合（本実施の形態の場合、反共振周波数の値を４０．１０ｋＨｚとする）、圧電セラミック振動子のインピーダンスが最大となる。

振動子２０（圧電セラミック振動子）を用いる場合において、上述したように、同一仕様の圧電セラミック振動子であっても周波数特性（共振周波数ｆ（１）、反共振周波数ｆ（２）、インピーダンスなど）が振動子ごとにばらついているとともに、圧電セラミック振動子の周波数特性が経年変化する。

したがって、振動子毎に最適な振動制御を実行する必要がある。
図６は、本発明の実施の形態に従うミスト制御を実行するための振動子の制御を説明するフロー図である。

図６を参照して、まず、超音波ホーンへ給水する（ステップＳ１）。具体的には、ＣＰＵ６０は、ミスト用給水弁４４を制御して、ミスト用給水弁４４を開いてミスト給水ホース２１０から前部超音波ホーン１３４の先端部に給水する。

そして、次にホーンへの給水が完了したかどうかを判断する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、ホーンへの給水が完了したと判断した場合には、次にステップＳ３に進む。具体的には、ミスト用給水弁４４が開いてからミスト給水ホース２１０を介して前部超音波ホーン１３４の先端部に給水されるまでの所定の時間が経過したか否かに基づいて判断することが可能である。以下の処理は、主に、振動ユニット制御部６２における処理である。

ステップＳ３において、初期設定処理を実行する。
図７は、初期設定処理を説明するフロー図である。

図７を参照して、まず、初期設定処理として、周波数を高周波側の上限値に設定する（ステップＳ２１）。

具体的には、振動ユニット制御部６２は、周波数を反共振周波数近傍に設定する。
次に、チューニング状態として、最初に低減モードに設定する（ステップＳ２２）。

次に、周波数出力処理を開始する（ステップＳ２３）。具体的には、振動ユニット制御部６２は、設定した高周波側の上限値の振動周波数で振動するように振動ユニット７０を制御する。

そして、初期設定処理を終了する（エンド）。
再び、図６を参照して、次に、微調整モードに設定されているかどうかを判断する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、微調整モードに設定されている場合には、次に、チューニング前確認処理を実行する（ステップＳ５）。

図８は、チューニング前確認処理を説明するフロー図である。
図８を参照して、まず、ホーン電流を検出する（ステップＳ３０）。具体的には、振動ユニット制御部６２は、検出回路２２で検出したホーン電流の入力を受ける。

そして、次に、３２ｍｓｅｃの時間が経過したかどうかを判断する（ステップＳ３１）。

３２ｍｓｅｃの時間が経過するまでステップＳ３０におけるホーン電流の検出を繰り返す。したがって、３２ｍｓｅｃの時間が経過するまで複数回のホーン電流値が振動ユニット制御部６２に入力される。なお、３２ｍｓｅｃの時間が経過したかどうかは、タイマ６４を用いて計測することとする。以下の時間の経過判断処理についても同様である。

そして、次にホーン電流Ｉｈの平均値を算出する（ステップＳ３２）。
ホーン電流の検出は１回当たり２ｍｓｅｃ必要であるとする。したがって、３２ｍｓｅｃの時間の間には、１６回のホーン電流の検出が可能である。

そして、１６回のホーン電流の平均値を算出してホーン電流Ｉｈとする。
そして、次に、今回の算出されたホーン電流Ｉｈと、前回に算出されたホーン電流Ｉｈ＃とを比較し、その差分の絶対値が所定のしきい値以下であるかどうかを判断する。

具体的には、−５０ｍＡ＜Ｉｈ−Ｉｈ＃≦５０ｍＡの条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ３４）。

すなわち、今回の算出されたホーン電流と前回の算出されたホーン電流との間の差が小さい、すなわち変動が殆どないと判断された場合には、チューニング前確認処理を終了して（ステップＳ３５）、次のステップに進む。なお、前回に算出されたホーン電流Ｉｈ＃が無い場合は、予め設定された初期値が設定されるものとする。

一方、ステップＳ３４において、−５０ｍＡ＜Ｉｈ−Ｉｈ＃≦５０ｍＡの条件を満たしていない、すなわち、今回の算出されたホーン電流と前回の算出されたホーン電流との間の差が大きい、言い換えれば変動が大きいと判断された場合には、ホーン電流Ｉｈを前回に算出されたホーン電流Ｉｈ＃に設定する（ステップＳ３６）。

そして、１ｓｅｃの時間が経過したかどうかを判断する（ステップＳ３７）。
１ｓｅｃの時間が経過していない場合には、再び、ステップＳ３０に戻って、上記の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ３７において、１ｓｅｃの時間が経過した場合であってもホーン電流の変動が大きいと判断される場合には、ホーン電流が安定しないため異常と判断し、エラー処理とする（ステップＳ３８）。そして、後述するステップＳ９に進む。

再び、図６を参照して、チューニング前確認処理が終了した後、次に、チューニング低減モードｏｒ上昇モード開始処理を実行する（ステップＳ６）。

具体的には、本例においては、一例として、検出されたホーン電流値に基づいて周波数を調整する低減モード、上昇モードのいずれかのチューニングモードを実行する。

低減モードは、前回のチューニングにより周波数を低くする方向にチューニングした場合のモードである。

上昇モードは、前回のチューニングにより周波数を高くする方向にチューニングした場合のモードである。

本例においては、周波数のターゲットの範囲としては、３００ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下のホーン電流が検出されるように周波数をチューニングする。

図９は、チューニングモードとして低減モードの処理を説明するフロー図である。
図１０は、チューニングモードとして上昇モードの処理を説明するフロー図である。
（低減モード）
図９を参照して、低減モードの処理においては、まず、今回の算出されたホーン電流Ｉｈと、前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃から５０ｍＡ減算した値とを比較し、今回、算出されたホーン電流Ｉｈが、前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃から５０ｍＡ減算した値以上であるかどうかを判断する。なお、ホーン電流Ｉａ＃の初期値は、一例として圧電セラミック振動子のインピーダンスが最大である反共振周波数に対応したホーン電流値に設定されるものとする。すなわち、電流値は最小値に設定されるものとする。

具体的には、Ｉｈ≧Ｉａ＃−５０ｍＡの条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ４０）。前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃から５０ｍＡ減算した値と比較することとしたは、電流値の変動としてオフセットを考慮したものである。

すなわち、今回の算出されたホーン電流が前回の算出されたホーン電流Ｉａ＃から５０ｍＡ減算した値以上であると判断された場合には、ステップＳ４１に進む。言い換えるならば、今回の算出されたホーン電流と、前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃とを比較して、周波数を低減させることにより今回の算出されたホーン電流値が上昇したかどうかを判断し、上昇したと判断した場合には、周波数は、共振周波数と反共振周波数の範囲内であると判断される。

そして、ステップＳ４１において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが１００ｍＡ以下であるか否かを判断する。

ステップＳ４１において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが１００ｍＡ以下で有る場合には、周波数を３５０Ｈｚ減算する（ステップＳ４２）。ホーン電流の値Ｉｈが小さいと判断される場合には、現在の周波数が反共振周波数（ｆ（２））近傍であると考えられるため周波数を大きくチューニングする。

そして、チューニング状態を低減モードに設定する（ステップＳ４３）。
次に、今回の算出されたホーン電流Ｉｈを前回ホーン電流Ｉａ＃に設定する（ステップＳ４４）。

そして、処理を終了する（エンド）。当該処理により、反共振周波数側から共振周波数側へ、３００ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下のホーン電流に対応するターゲットの周波数に近づけることができる。

ステップＳ４１において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが１００ｍＡよりも大きい場合には、次に、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが１００ｍＡよりも大きく、３００ｍＡ以下であるか否かを判断する（ステップＳ４５）。

ステップＳ４５において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが１００ｍＡよりも大きく、３００ｍＡ以下である場合には、次に、周波数を７０Ｈｚ減算する（ステップＳ４６）。ホーン電流の値Ｉｈが少し小さい場合には、現在の周波数がターゲットの周波数よりも少し大きいと考えられるため周波数を小さくチューニングする。

そして、チューニング状態を低減モードに設定し（ステップＳ４３）、今回の算出されたホーン電流Ｉｈを前回ホーン電流Ｉａ＃に設定して（ステップＳ４４）、処理を終了する（エンド）。当該処理により、３００ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下のホーン電流に対応するターゲットの周波数に近づけることができる。

一方、ステップＳ４５において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが１００ｍＡよりも大きく、３００ｍＡ以下でない場合、すなわち、３００ｍＡよりも大きい場合には、次に、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが３００ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下であるか否かを判断する（ステップＳ４７）。

ステップＳ４７において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが３００ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下である場合には、チューニング状態を微調整モードに設定する（ステップＳ４８）。そして、今回の算出されたホーン電流Ｉｈを前回ホーン電流Ｉａ＃に設定して（ステップＳ４４）、処理を終了する（エンド）。当該処理により、現在の周波数がターゲットの周波数付近であると判断される場合には、後述する微調整モードにより周波数を微調整することにより、反共振周波数側から３００ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下のホーン電流に対応するターゲットの周波数により近づけることができる。

一方、ステップＳ４７において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが３００ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下でない場合、すなわち、４００ｍＡよりも大きい場合には、次に、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが４００ｍＡよりも大きく、４５０ｍＡ以下であるか否かを判断する（ステップＳ４９）。

ステップＳ４９において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが４００ｍＡよりも大きく、４５０ｍＡ以下である場合には、次に、周波数を７０Ｈｚ加算する（ステップＳ５０）。ホーン電流の値Ｉｈが狙い目の値よりも少し大きい場合には、現在の周波数がターゲットの周波数よりも少し小さいと考えられるため周波数を小さくチューニングする。

そして、チューニング状態を上昇モードに設定し（ステップＳ５１）、今回の算出されたホーン電流Ｉｈを前回ホーン電流Ｉａ＃に設定して（ステップＳ４４）、処理を終了する（エンド）。当該処理により、３００ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下のホーン電流に対応するターゲットの周波数に近づけることができる。

一方、ステップＳ４９において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが４００ｍＡよりも大きく、４５０ｍＡ以下でない場合、すなわち、４５０ｍＡよりも大きい場合には、エラー処理とする（ステップＳ５７）。そして、処理を終了する（エンド）。この場合は、ホーン電流として異常な電流が流れており、制御不能の電流が流れていると判断されるためエラー処理としている。

一方、ステップＳ４０において、今回の算出されたホーン電流の値が前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃から５０ｍＡ減算した値よりも小さいと判断された場合には、ステップＳ５２に進む。すなわち、今回の算出されたホーン電流と、前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃とを比較して、周波数を低減させることにより今回の算出されたホーン電流値が上昇したかどうかを判断し、ホーン電流値が下がったと判断される場合には、周波数が共振周波数よりも小さくなった場合であると考えられる。この場合には、ホーン電流値に従って周波数が共振周波数からどの程度小さくなったかを判断する。

ステップＳ５２において、今回の算出されたホーン電流の値が２５０ｍＡ以下であるか否かを判断する。

そして、ステップＳ５２において、今回の算出されたホーン電流の値が２５０ｍＡ以下であると判断された場合には、次に、周波数を３５０Ｈｚ加算する（ステップＳ５３）。

そして、チューニング状態を上昇モードに設定し（ステップＳ５６）、今回の算出されたホーン電流Ｉｈを前回ホーン電流Ｉａ＃に設定して（ステップＳ４４）、処理を終了する（エンド）。

一方、ステップＳ５２において、今回の算出されたホーン電流の値が２５０ｍＡよりも大きい場合には、次に、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが２５０ｍＡよりも大きく、４５０ｍＡ以下であるか否かを判断する（ステップＳ５４）。

ステップＳ４５において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが２５０ｍＡよりも大きく、４５０ｍＡ以下である場合には、次に、周波数を１００Ｈｚ加算する（ステップＳ５５）。

そして、チューニング状態を上昇モードに設定し（ステップＳ５６）、今回の算出されたホーン電流Ｉｈを前回ホーン電流Ｉａ＃に設定して（ステップＳ４４）、処理を終了する（エンド）。

上記のステップＳ５２およびＳ５４において、ホーン電流値に従って、ホーン電流の値が２５０ｍＡ以下である場合と、２５０ｍＡよりも大きく、４５０ｍＡ以下である場合とに分けている。図５に示されるように、共振周波数よりも小さい周波数の場合の振動子２０の周波数特性は、共振周波数に近い周波数の方がインピーダンスは小さく、共振周波数よりも遠い周波数の方がインピーダンスは大きい。したがって、ホーン電流の値が２５０ｍＡ以下である場合には、共振周波数から遠い周波数であると考えられるため、周波数を大きくチューニングし、ホーン電流の値が２５０ｍＡよりも大きく、４５０ｍＡ以下である場合には、共振周波数から近い周波数であると考えられるため、周波数を小さくチューニングしている。

一方、ステップＳ５４において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが２５０ｍＡよりも大きく、４５０ｍＡ以下でない場合，すなわち、４５０ｍＡよりも大きい場合には、エラー処理とする（ステップＳ５７）。そして、処理を終了する（エンド）。この場合は、ホーン電流として異常な電流が流れており、制御不能の電流が流れていると判断されるためエラー処理としている。

（上昇モード）
図１０を参照して、上昇モードの処理においては、まず、今回の算出されたホーン電流Ｉｈと、前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃から５０ｍＡ加算した値とを比較し、今回、算出されたホーン電流Ｉｈが、前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃から５０ｍＡ加算した値以下であるかどうかを判断する。

具体的には、Ｉｈ≦Ｉａ＃＋５０ｍＡの条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ６０）。前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃から５０ｍＡ加算した値と比較することとしたは、電流値の変動としてオフセットを考慮したものである。

すなわち、今回の算出されたホーン電流が前回の算出されたホーン電流から所定値加算した値未満であるか否かを判断し、今回の算出されたホーン電流の値が前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃から５０ｍＡ加算した値以下であると判断された場合には、ステップＳ６１に進む。言い換えるならば、今回の算出されたホーン電流と、前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃とを比較して、周波数を増加させることにより今回の算出されたホーン電流値が減少したかどうかを判断し、減少したと判断した場合には、周波数は、共振周波数と反共振周波数の範囲内であると判断される。

一方、ステップＳ６０において、今回の算出されたホーン電流の値が前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃から５０ｍＡ加算した値よりも大きいと判断された場合には、ステップＳ７２に進み、エラー処理とする。そして、処理を終了する（エンド）。すなわち、今回の算出されたホーン電流と、前回に算出されたホーン電流Ｉａ＃とを比較して、周波数を増加させることにより今回の算出されたホーン電流値が減少したかどうかを判断し、ホーン電流値が増加したと判断される場合には、周波数が反共振周波数よりも大きくなった場合であると考えられる。この場合には、周波数はターゲットの周波数範囲から大きくずれているためエラー処理とする。

ステップＳ６１〜ステップＳ７１の処理については、図９で説明したステップＳ４１〜Ｓ５１で説明した処理と同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。すなわち、ホーン電流値に基づいて周波数をチューニングする。

なお、ステップＳ６９において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈが４５０ｍＡよりも大きい場合には、エラー処理とする（ステップＳ７２）。そして、処理を終了する（エンド）。この場合は、ホーン電流として異常な電流が流れており、制御不能の電流が流れていると判断されるためエラー処理としている。

再び、図６を参照して、ステップＳ６において、チューニングモードである低減モードあるいは上昇モードのいずれかが実行された後、次に、エラー処理に設定されたかどうかを判断する（ステップＳ７）。

ステップＳ７において、エラー処理である場合には、次にステップＳ９に進む。
そして、所定回数エラー処理が実行されたかどうかを判断する（ステップＳ９）。

ステップＳ９において、所定回数エラー処理でない場合には、再び、ステップＳ３に進んで再度、上記のステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返し、エラー処理であるか否かを判断する。

ステップＳ９において、所定回数エラー処理が実行された場合には、エラーが継続しているため停止処理を実行する（ステップＳ１０）。すなわち、振動ユニット制御部６２は、振動ユニット７０に対して振動子２０の超音波振動を停止するように指示する。

ステップＳ７において、エラー処理でないと判断された場合には、次に、チューニング終了か否か判断する（ステップＳ８）。

そして、チューニング終了でない場合には、再び、ステップＳ４に戻る。
具体的には、振動ユニット制御部６２は、振動ユニット７０における振動子２０を制御している間は、チューニングを継続的に実行しており、ＣＰＵ６０から指示に従って、振動ユニット７０の制御を停止する指示が入力された場合には、チューニング終了であると判断して、処理を終了する（エンド）。

ステップＳ４において、微調整モードに設定されていると判断した場合には、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１において、チューニング微調整モード開始処理を実行する。
図１１は、チューニングモードとして微調整モードの処理を説明するフロー図である。

（微調整モード）
図１１を参照して、微調整モードの処理においては、まず、ホーン電流の検出を実行する（ステップＳ７９）。

そして、次に、１２８ｍｓｅｃの時間が経過したかどうかを判断する（ステップＳ８０）。

１２８ｍｓｅｃの時間が経過するまでステップＳ７９におけるホーン電流の検出を繰り返す。したがって、１２８ｍｓｅｃの時間が経過するまで複数回のホーン電流値が振動ユニット制御部６２に入力される。なお、１２８ｍｓｅｃの時間が経過したかどうかは、タイマ６４を用いて計測することとする。

そして、次にホーン電流Ｉｈａの平均値を算出する（ステップＳ３２）。
ホーン電流の検出は１回当たり２ｍｓｅｃ必要であるとする。したがって、１２８ｍｓｅｃの時間の間には、６４回のホーン電流の検出が可能である。

そして、６４回のホーン電流の平均値を算出してホーン電流Ｉｈａとする。
そして、次に、今回の算出されたホーン電流Ｉｈａが１００ｍＡ以下であるかどうかを判断する（ステップＳ８２）。

ステップＳ８２において、今回の算出されたホーン電流Ｉｈａが１００ｍＡ以下であると判断された場合には、エラー処理とする（ステップＳ８３）。そして、処理を終了する（エンド）。低減モード、上昇モード、微調整モードのいずれのモードにおいても、ホーン電流Ｉｈａが１００ｍＡよりも大きくなければ微調整モードに設定されないため、今回の算出されたホーン電流値が１００ｍＡ以下である場合には、障害が生じたと考えられ、エラー処理と判断する。

一方、ステップＳ８２において、今回の算出されたホーン電流Ｉｈａが１００ｍＡ以下でないと判断された場合、すなわち、ステップＳ８２において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが１００ｍＡよりも大きい場合には、次に、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが１００ｍＡよりも大きく、２８０ｍＡ以下であるか否かを判断する（ステップＳ８４）。

ステップＳ８４において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが１００ｍＡよりも大きく、２８０ｍＡ以下である場合には、次に、周波数を−１７０Ｈｚ減算する（ステップＳ８５）。ホーン電流の値Ｉｈａが狙い目の値よりも少し小さい場合には、現在の周波数がターゲットの周波数よりも少し大きいと考えられるため周波数を小さくチューニングする。

そして、チューニング状態を低減モードに設定し（ステップＳ８６）、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａを前回ホーン電流Ｉａ＃に設定して（ステップＳ８７）、処理を終了する（エンド）。

一方、ステップＳ８４において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが１００ｍＡよりも大きく、２８０ｍＡ以下でない場合、すなわち、２８０ｍＡよりも大きい場合には、次に、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが２８０ｍＡよりも大きく、３４０ｍＡ以下であるか否かを判断する（ステップＳ８８）。

ステップＳ８８において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが２８０ｍＡよりも大きく、３４０ｍＡ以下である場合には、次に、周波数を−１７Ｈｚ減算する（ステップＳ８９）。ホーン電流の値Ｉｈａに対応する周波数が、ターゲットの周波数範囲に含まれるあるいはその近傍の周波数であると判断される場合であり、ターゲットの周波数範囲において安定的に振動制御するために、周波数を中央の周波数近傍に近づける。具体的には、ターゲットの周波数範囲の中央の周波数近傍に対応するホーン電流値よりもほんの少し小さい場合には、現在の周波数がターゲットの周波数よりもほんの少し大きいと考えられるため周波数を微小にチューニングする。

そして、チューニング状態を微調整モードに設定する（ステップＳ９０）。そして、処理を終了する（エンド）。当該処理により、３４０ｍＡよりも大きく、３６０ｍＡ以下のホーン電流に対応するターゲットの周波数範囲の中央の周波数近傍に周波数を徐々に近づけることができる。

一方、ステップＳ８８において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが２８０ｍＡよりも大きく、３４０ｍＡ以下でない場合、すなわち、３４０ｍＡよりも大きい場合には、次に、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが３４０ｍＡよりも大きく、３６０ｍＡ以下であるか否かを判断する（ステップＳ９１）。

ステップＳ９１において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが３４０ｍＡよりも大きく、３６０ｍＡ以下である場合には、周波数を加算も減算もすることなく、チューニング状態を微調整モードに設定する（ステップＳ９０）。そして、処理を終了する（エンド）。現在の周波数がターゲットの周波数範囲の中央の周波数近傍に含まれており、当該周波数範囲に周波数が維持されるようにチューニングする。

一方、ステップＳ９１において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが３４０ｍＡよりも大きく、３６０ｍＡ以下でない場合、すなわち、３６０ｍＡよりも大きい場合には、次に、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが３６０ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下であるか否かを判断する（ステップＳ９２）。

ステップＳ９２において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが３６０ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下である場合には、周波数を１７Ｈｚ加算する（ステップＳ９３）。ホーン電流の値Ｉｈａに対応する周波数が、ターゲットの周波数範囲に含まれるあるいはその近傍の周波数であると判断される場合であり、ターゲットの周波数範囲において安定的に振動制御するために、周波数を中央の周波数近傍に近づける。具体的には、ターゲットの周波数範囲の中央の周波数近傍に対応するホーン電流値よりもほんの少し大きい場合には、現在の周波数がターゲットの周波数よりもほんの少し小さいと考えられるため周波数を微小にチューニングする。

そして、チューニング状態を微調整モードに設定する（ステップＳ９０）。そして、処理を終了する（エンド）。当該処理により、３４０ｍＡよりも大きく、３６０ｍＡ以下のホーン電流に対応するターゲットの周波数範囲の中央の周波数近傍に周波数を徐々に近づけることができる。

一方、ステップＳ９２において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが３６０ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下でない場合、すなわち、４００ｍＡよりも大きい場合には、次に、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが４００ｍＡよりも大きく、４６０ｍＡ以下であるか否かを判断する（ステップＳ９４）。

ステップＳ９４において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが４００ｍＡよりも大きく、４６０ｍＡ以下である場合には、周波数を５０Ｈｚ加算する（ステップＳ９５）。今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが狙い目の値よりも少し大きいと考えられるため周波数を小さくチューニングする。ホーン電流の値Ｉｈａが狙い目の値よりも少し大きい場合には、現在の周波数がターゲットの周波数範囲よりも少し小さいと考えられるため周波数を小さくチューニングする。

そして、チューニング状態を上昇モードに設定し（ステップＳ９６）、今回の算出されたホーン電流Ｉｈａを前回ホーン電流Ｉａ＃に設定して（ステップＳ８７）、処理を終了する（エンド）。

一方、ステップＳ９４において、今回の算出されたホーン電流の値Ｉｈａが４００ｍＡよりも大きく、４６０ｍＡ以下でない場合、すなわち、４６０ｍＡよりも大きい場合には、エラー処理とする（ステップＳ９７）。そして、処理を終了する（エンド）。この場合は、ホーン電流として異常な電流が流れており、制御不能の電流が流れていると判断されるためエラー処理としている。

具体的には、振動ユニット制御部６２は、振動ユニット７０における振動子２０を制御している間は、チューニングを継続的に実行しており、ＣＰＵ６０から指示に従って、振動ユニット７０の制御を停止する指示が入力された場合には、チューニング終了であると判断して、処理を終了する（エンド）。

本発明の実施の形態に従う方式においては、低減モード、上昇モード、微調整モードの３つのモードを選択的に実行して、一例として、３４０ｍＡよりも大きく、３６０ｍＡ以下のホーン電流が検出されるターゲット範囲の周波数にチューニングする。

上述したようにチューニング状態が低減モード、あるいは上昇モードの場合、すなわち、周波数がターゲット範囲に含まれていない場合には、チューニング前確認処理において、３２ｍｓｅｃの時間の間において、１６回のホーン電流の平均値を算出して、算出された平均値のホーン電流に基づくチューニング処理が実行される。

一方、チューニング状態が微調整モードの場合、すなわち、周波数がターゲット範囲に含まれるあるいは、ターゲット範囲近傍である場合には、１２８ｍｓｅｃの時間の間において、６４回のホーン電流の平均値を算出して、算出された平均値のホーン電流に基づくチューニング処理が実行される。

したがって、チューニング状態が微調整モードの場合には、低減モード、あるいは上昇モードの場合と比べて、長い期間のサンプリングを実行し、当該期間の平均値のホーン電流に基づくチューニング処理が実行されるため、突発的な電流変動の結果に基づいてチューニング処理を実行することが無く、安定したホーン電流に基づくチューニング処理が可能となり、精度の高いチューニング処理を実行することが可能となる。

また、振動子２０の周波数特性に基づいてチューニング処理を実行するため精度の高いチューニング処理を実行することが可能となる。

なお、低減モードおよび上昇モードにおけるチューニング前確認処理において、３２ｍｓｅｃの時間に１６回の検出結果のホーン電流の平均を算出する場合について説明するとともに、、微調整モードにおいては、１２８ｍｓｅｃの時間に６４回の検出結果のホーン電流の平均を算出する場合について説明したが、微調整モードにおける検出時間が長ければ、特にこの時間に限られず、自由に設計することが可能である。また、回数も特に限定されない。

また、しきい値を５０ｍＡに設定したが、特にこの値に限られず、最適な値に設定することが可能である。

また、本実施の形態においては、振動子として、圧電セラミック振動子を例に挙げて説明したがこれに限られず、他の方式の振動子を用いることも可能である。

なお、上記においては、ターゲットの周波数範囲に対応するホーン電流として３００ｍＡよりも大きく、４００ｍＡ以下のホーン電流が検出される周波数として説明したが、特に当該範囲に限られず、周波数特性を考慮して適宜に設定することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に従う洗濯機の前面側から見た概略構成を説明する図である。 本発明の実施の形態に従う洗濯機２００の側面側から見た概略構成を説明する図である。 本発明の実施の形態に従うコントロール部２１８および周辺装置を説明する概略図である。 本発明の実施の形態に従うミスト生成器１００の外観構成を説明する図である。 本実施の形態に係る振動子２０（圧電セラミック振動子）の周波数特性を説明する図である。 本発明の実施の形態に従うミスト制御を実行するための振動子の制御を説明するフロー図である。 初期設定処理を説明するフロー図である。 チューニング前確認処理を説明するフロー図である。 チューニングモードとして低減モードの処理を説明するフロー図である。 チューニングモードとして上昇モードの処理を説明するフロー図である。 チューニングモードとして微調整モードの処理を説明するフロー図である。

符号の説明

２０ 振動子、３６ 操作パネル、４０ 警報器、４２ 給水弁、４４ ミスト用給水弁、４６ 循環ポンプ、４８ サーミスタ、５０ ヒータ、５２ 乾燥ファン、５４ ドラムモータ、７０ 振動ユニット、１００ ミスト生成器、２００ 洗濯器、２０２ 排水ホース、２０４ 循環ポンプ、２０６ 排水ユニット、２０８ 給水ダクト、２１０ ミスト給水ホース、２１２ 送風ダクト、２１４ 水槽、２１６ 外箱、２１８ コントロール部、２２０ 給水ユニット、２３０ 内ドア、２３２ ダンパ、２３６ 支持バネ、２３８ 排水ダクト、２４０ 循環ノズル、２４２ ヒータ部。

Claims (4)

1. 超音波振動するための超音波素子を含み、供給された液体を前記超音波素子の超音波振動に従って霧状に噴霧するミスト生成手段と、
   前記ミスト生成手段の前記超音波素子を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段に対して、前記超音波素子が超音波振動する周波数を調整するための周波数調整手段と、
   前記超音波素子に流れる電流を検知する電流検知手段とを備え、
   前記周波数調整手段は、前記超音波素子の周波数が所定の範囲内に含まれるように第１の期間における前記電流検知手段で検知する電流の平均値に基づいて調整し、前記超音波素子の周波数が前記所定の範囲内に含まれる場合には、前記第１の期間よりも長い第２の期間における前記電流検知手段で検知する電流の平均値に基づいて、前記超音波素子の周波数が前記所定の範囲内に維持されるように調整する、洗濯機。
2. 前記周波数調整手段は、
   所定期間中の前記電流検知手段で検知した複数回の電流値の平均値を算出する算出手段と、
   前記算出手段で算出した複数回の電流値の平均値に基づいて、前記超音波素子の周波数を調整する調整手段とを有し、
   前記調整手段は、前記算出した複数回の電流値の平均値に基づいて、前記所定の範囲内に含まれるように大きなチューニング幅で調整し、前記所定の範囲内に維持されるように小さなチューニング幅で調整する、請求項１記載の洗濯機。
3. 前記周波数調整手段は、前記超音波素子のインピーダンスが低い共振周波数と、前記共振周波数よりも周波数が高く、かつ前記超音波素子のインピーダンスが高い反共振周波数との範囲内において、周波数を調整する、請求項１記載の洗濯機。
4. 前記周波数調整手段は、前記反共振周波数の側から前記共振周波数の側に近づくように周波数を調整する、請求項３記載の洗濯機。

Images