JP2011167273A

JP2011167273A - ドラム式洗濯機

Info

Publication number: JP2011167273A
Application number: JP2010032203A
Authority: JP
Inventors: Taketo Takahashi; 武人高橋
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-09-01

Abstract

【課題】搬送時の移送金具の取り忘れを報知し、不具合を未然に防止する。
【解決手段】制御手段１６は、布量検知工程でモータ５に所定の加速トルクを発生させ、回転ドラムの回転を加速して水受け槽などの振動系の１次の共振周波数以下の所定回転数Ｎ２まで上昇させ、水受け槽に取り付けた加速度センサー３６からの信号を検出し、水受け槽の前後方向または上下方向、左右方向の最大加速度を加速度検知手段２５で検知し、予め設定した基準値と比較して小さい場合、移送金具ありと検知し、移送金具が解除されていないことを表示手段１８に表示するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有し、洗濯物を収容するドラムおよび水槽を、洗濯機本体内に揺動自在に弾性的に支持した洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、ドラムの回転に伴う振動が洗濯機本体に伝達するのを防止する防振構造を備え、また、脱水運転時にドラムを内設する水槽の振動を加速度センサーで検知して異常振動を検出するが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された洗濯機の内部機構を示す図であり、洗濯機本体９内には、上方より防振構造を有するサスペンション８によって水受け槽３が宙吊り状態に防振支持され、かつ、下方よりダンパー３２にて振動減衰するように支えられる。

水受け槽３内には、有底円筒形に形成された回転ドラム１が、回転自在に支持され、水受け槽３の外底部に固設したモータ５の回転が、モータプーリ３３、ベルト３４、駆動プーリ３５等を介して回転ドラム１に洗濯、すすぎ、脱水等の回転駆動するように伝達される。

水受け槽３には、加速度センサー３６を固定し、水受け槽３が振動して加速度センサー３６に加速度が加わると内部の振動子が揺れてその変位を電気信号に変換し制御装置（図示せず）に伝達され、振動制御に活用される。また、水受け槽３には、リードスイッチ１４を装着し、駆動プーリ３５に取り付けた磁石１５によりＯＮ−ＯＦＦ信号が制御部（図示せず）に伝達され、回転制御等に活用される。

洗濯機の脱水工程時に、回転ドラム１内に入れられた洗濯物が片寄っている場合、その片寄りを吸収して脱水回転を行えるように水受け槽３を揺動自在に防振支持し、洗濯機本体９に伝達するのを防止することができるが、異常に大きい片寄りを生じた場合には水受け槽３が異常振動を起こすことがある。

水受け槽３が異常振動すると洗濯機から大きな騒音が発生したり、洗濯機が損傷するおそれがあるので、その問題を解決するために、本従来例では加速度センサー３６にて検知した水受け槽３の振動に応じて、回転制御により回転数を低下させたり、脱水動作を中止して再び給水を行なって洗濯物の片寄りをなくす等の動作を、振動の判定結果に応じて行なうように制御されている。

一方、上記構成では、水受け槽３が洗濯機本体９内部で揺動自在に構成していると、洗濯機の運搬移送時に水受け槽３が異常に大きく揺動すると、水受け槽３自体や水受け槽３に取り付けられている部材が洗濯機本体９内壁面や、洗濯機本体９内部に取り付けられている他の部材に衝突し破損に至る恐れがある。

そこで、運搬移送時のこうした問題を解決するために、洗濯機本体９と水受け槽３との間に移送金具３８を固定ボルト３９で装着し、水受け槽３が揺動しないように固定保持し、洗濯機を使用者宅に据え付ける際に、固定ボルト３９および移送金具３８を取り外して水受け槽３の固定保持を解除するような構造が採用されている。

特開平３−２６４０８８号公報

しかしながら前記従来の構成では、洗濯機の移送後、前記移送金具を取り外すことを忘れ、洗濯脱水運転を行なった場合、ドラムが回転する際の振動軽減の目的で取り付けてあるサスペンションやダンパーによる防振効果は機能せず、洗濯機本体に異常音や異常振動さらに部材の破損等を生じるという課題があった。

また、前記異常は主に脱水運転時に発生するため、自動運転が通常の洗濯機においては、脱水工程時点では使用者は機器から離れているのが通常で、異常報知が使用者に迅速に報知できないという課題もあった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗濯工程の初期段階で移送金具の有無の検知を行い、移送金具の取り外し忘れがある場合には表示手段等にて使用者に報知することにより、洗濯、脱水時の異常振動等による不具合を未然に防止することを目的とする。

上記従来の課題を解決するため、本発明の洗濯機は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有し洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に揺動自在に弾性的に支持された水槽と、前記洗濯機本体の輸送時に前記水槽と前記洗濯機本体間を固定する移送金具と、前記水槽に固着した複数方向の振動成分を検知できる加速度センサーと、前記加速度センサーの加速度出力を検知する加速度検知手段と、前記水槽の外底部に取り付けられ前記ドラムに直結した駆動プーリとベルトを介して前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転速度検知手段と、前記回転速度検知手段の検知出力に基づき前記モータの回転を制御し、洗濯、すすぎ、脱水、等の一連の工程を制御する制御部と、前記制御部と制御信号の送受信を行う入力設定手段および表示手段とを備え、前記制御部は、布量検知工程で前記モータに所定の加速トルクを発生させ、前記ドラムの回転を加速して前記水槽などの振動系の１次の共振周波数以下の回転数Ｎ２まで上昇させ、前記水槽に取り付けた前記加速度センサーからの信号を検出し、前記水槽の回転中心軸と略同一方向または回転中心軸と略同一方向と直交する上下方向、回転中心軸と略同一方向と直交する左右方向の最大加速度を前記加速度検知手段で検知し、この最大加速度が予め設定した基準値と比較して小さい場合、前記移送金具が前記水槽と前記洗濯機本体間を固定している状態と判断し、前記移送金具が解除されていないことを前記表示手段に表示するようにしたものである。

これによって、設置業者が使用者宅で輸送の梱包状態から開梱し、洗濯機を目的の場所へ設置した時に洗濯機の移送金具を取り忘れても、使用者は、洗濯機の運転初期の工程である布量検知工程で移送金具の有無を正確に認知できるので、すみやかに対応が可能となる。

本発明の洗濯機は、搬送時の移送金具の取り忘れを精度良く検知し報知することにより、洗濯、脱水時の異常振動等による不具合を未然に防止することができる。

本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の制御回路のブロック構成図同ドラム式洗濯機の構造を示す断面図同ドラム式洗濯機の布量検知の動作を示す図同ドラム式洗濯機の移送金具検知方法を示すフローチャート従来のドラム式洗濯機の概略構成を示す断面図

第１の発明は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有し洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に揺動自在に弾性的に支持された水槽と、前記洗濯機本体の輸送時に前記水槽と前記洗濯機本体間を固定する移送金具と、前記水槽に固着した複数方向の振動成分を検知できる加速度センサーと、前記加速度センサーの加速度出力を検知する加速度検知手段と、前記水槽の外底部に取り付けられ前記ドラムに直結した駆動プーリとベルトを介して前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転速度検知手段と、前記回転速度検知手段の検知出力に基づき前記モータの回転を制御し、洗濯、すすぎ、脱水、等の一連の工程を制御する制御部と、前記制御部と制御信号の送受信を行う入力設定手段および表示手段とを備え、前記制御部は、布量検知工程で前記モータに所定の加速トルクを発生させ、前記ドラムの回転を加速して前記水槽などの振動系の１次の共振周波数以下の回転数Ｎ２まで上昇させ、前記水槽に取り付けた前記加速度センサーからの信号を検出し、前記水槽の回転中心軸と略同一方向または回転中心軸と略同一方向と直交する上下方向、回転中心軸と略同一方向と直交する左右方向の最大加速度を前記加速度検知手段で検知し、この最大加速度が予め設定した基準値と比較して小さい場合、前記移送金具が前記水槽と前記洗濯機本体間を固定している状態と判断し、前記移送金具が解除されていないことを前記表示手段に表示するようにしたことにより、洗濯機の運転工程において初期の工程である布量検知を行う工程で移送金具の有無を判定し表示して使用者に知らしめることができるので、異常振動等の発生は回避され、かつ、従来から実用化されてきた振動センサーや布量検知の構成をも活用して行うことができるので、安価に実用化することができる。

また、上記検知の工程におけるドラムの最大回転数は、水槽の１次の共振周波数より低く設定しており、検知時に水槽は揺れても大きなエネルギーが発生しないため、移送金具が取外されていない状態であっても異常振動や騒音を発生することなく検知することができる。

第２の発明は、第１の発明において、移送金具が解除されていないことを検知した場合、洗濯機の動作を停止するようにしたので、洗濯機の運転工程において初期の工程である布量検知を行う工程で移送金具の有無を判定し、移送金具が取り付けられている状態の場合には洗濯機の動作を停止するようにしたので、異常振動等の発生は回避され、かつ、従来から実用化されてきた振動センサーや布量検知の構成をも活用して行うことができるので、安価に実用化することができる。また、上記検知の工程におけるドラムの最大回転数は、水槽の１次の共振周波数より低く設定しており、検知時に水槽は揺れても大きなエネルギーが発生しないため、移送金具が取外されていない状態であっても異常振動や騒音を発生することなく検知することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯機の構造を示す断面図であり、図１は、同ドラム式洗濯機の制御回路のブロック構成図、図３は、同ドラム式洗濯機の布量検知の動作を示す図であり、図４は、同ドラム式洗濯機の移送金具検知方法を示すフローチャートである。

図２に示すように、回転ドラム（ドラム）１は、有底円筒形に形成し外周部に多数の通水孔２を全面に設け、水受け槽（水槽）３内に回転自在に配設している。回転ドラム１の回転中心に略傾斜方向に回転軸（回転中心軸）４を設け、回転ドラム１の軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて配設している。水受け槽３の外底部に固設したモータ５の回転が、モータプーリ３３、ベルト３４、駆動プーリ３５等を介して回転ドラム１に洗濯、すすぎ、脱水等の回転駆動するように伝達される。回転ドラム１の内壁面に回転ドラム１の回転時に衣類を持ち上げるための数個の突起板（図示せず）を設けている。

水受け槽３の正面側の上向き傾斜面に設けた開口部を蓋体７により開閉自在に覆い、この蓋体７を開くことにより衣類出入口を通して回転ドラム１内に洗濯物を出し入れできるようにしている。水受け槽３は、洗濯機本体９の基底部に取り付けられた減衰防振ダンパー３２と、洗濯機本体９よりばね体であるサスペンション８で揺動可能に防振支持して吊り下げられている。

また、水受け槽３の下部に排水経路１０の一端を接続し、排水経路１０の他端を排水ポンプ１１に接続して、水受け槽３内の洗濯水を排水するようにしている。給水弁１２は給水経路１３を通して水受け槽３内に水を給水するものである。図示しない排水ホースは、洗いおよびすすぎ時に排水しないように、水受け槽３の水位よりも高い位置に設置している。

制御手段（制御部）１６は、図１に示すように構成しており、モータ（誘導モータ）５、排水弁１１、給水弁１２などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御するマイクロコンピュータで構成されている。

制御手段１６は、運転コース等を設定するための入力設定手段１７からの情報を入力して、その情報を基に表示手段１８で表示して使用者に知らせるとともに、入力設定手段１７により運転開始が設定されると、水受け槽３内の水位を検知する水位検知手段（図示せず）等からのデータを入力して負荷駆動手段２０を介して、排水ポンプ１１、給水弁１２などの動作を制御し洗濯運転を行う。

洗濯機の洗濯、すすぎ、脱水等の一連の工程を制御するマイクロコンピュータ等で構成した制御部１６は、蓋体７の上方に配した入力設定手段１７および表示手段１８や、水受け槽３の上方外壁に固着した加速度センサー３６と信号伝達を行うと共に、モータ５等の回転制御を行って、洗濯、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する。

加速度センサー３６は、例えば半導体加速度センサーで構成し、１方向の加速度でなく前後左右上下等の多軸（２軸もしくは３軸）方向の加速度を検知できる加速度センサーで構成される。これは、実際の水受け槽３の振動は、必ずしも一方向に限定できないので、多軸方向の加速度を検知できる加速度センサーを用いて、精度の高い水受け槽３の動きを検知する為である。

また、水受け槽３の後上部に固定された支持金具４０と、洗濯機本体９の背面部とは、洗濯機輸送時の水受け槽３の揺動を防止する為の移送金具３８が固定ボルト３９で装着されている。これは輸送時のみに必要であり、洗濯機の据付設置時には固定ボルト３９と共に取外されるものである。

図２の制御回路のブロック構成図において、商用電源２８の交流電力をダイオードブリッジ２９により整流し、チョークコイル３０及び平滑コンデンサ３１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、駆動回路２２によりモータ５を回転駆動する。

また、制御手段１６は、入力設定手段１７から入力される運転指示、及び各検知手段（図示せず）により検知される運転状態の監視情報に基づいてモータ５の回転を制御し、負荷駆動手段２０により給水弁１２、排水ポンプ１１の動作を制御すると共に、表示手段１８により運転状態や制御状態を使用者に判るように表示信号を送信する。

モータ５は、３相巻線５ａ、５ｂ、５ｃを有するステータと、ロータ（図示せず）とを備え、モータプーリ３３と駆動プーリ３５をベルトで介して、回転することで、パルスを誘電する回転検知手段（回転速度検知手段）２１からの信号で制御するモータ５として構成され、スイッチング素子２３ａ〜２３ｆにより構成されたＰＷＭ制御インバータ回路２３により回転制御される。

回転検知手段２１の信号は、マイクロコンピュータ等により構成された制御手段１６に入力される。この回路検知手段２１の信号に基づいて、駆動回路２２によりスイッチング素子２３ａ〜２３ｆ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モータ５を所要回転数で回転させる。

制御手段１６は、回転検知手段２１からの周期を検出し、その周期よりモータ５の回転数を算出する。

回転ドラム１内に投入された衣類の量に応じて、回転ドラム１即ちモータ５に加わる負荷が変動するので、回転検知手段２１の検知出力を布量検知手段２４に供給すれば、検出された回転数に基づき、回転ドラム１内に投入された布量が検知される。

なお、モータ５の回転検知手段２１の検知出力は、回転ドラム１の回転数に対応するので、以下の説明において回転ドラム１の回転数は、回転検知手段２１の検知出力により得られるものである。

水受け槽３に固着した加速度センサー３６は、少なくとも水槽の３軸（前後すなわち回転ドラム１の回転中心軸と略同一方向、上下、左右）の複数方向の加速度を検知し、制御手段１６内に構成した加速度検知部（加速度検知手段）２５は、加速度センサー３６からのデジタル信号もしくはアナログ信号を、布量検知工程の期間１６０Ｈｚで加速度をサンプリングした加速度データや、加速度データを変位演算手段２６で演算した水受け槽３の変位量データから異常振動の有無を検知して移送金具の有無を検知する。

本実施の形態における布量検知方法と、移送金具の有無の検知方法について、以下図３、図４を参照して説明する。

図３は、布量検知の動作を示す図であり、横軸は布量検知開始からの経過時間を、縦軸はモータ５即ち回転ドラム１の回転数を示す。

制御手段１６より洗濯運転開始前に布量検知行程の開始が指示されると、モータ５は、回転を開始し、所定の時間経過あるいは所定の回転数Ｎ１に到達の後に、モータ５によって加速トルクＴ１を発生させて、時間ｔ１の間にΔＮ１だけ回転数を上昇させ所定の回転数Ｎ２に到達する第１の検知工程が行われる。

ここで、所定の回転数Ｎ１とは、モータ５起動直後の低速回転数であり、また所定の回転数Ｎ２とは、図１における振動系である水受け槽３の１次の共振周波数以下の回転数である。

前記第１の検知工程が終了した後に、回転ドラム１の回転数を加速から減速に転じさせた上で、惰性回転したモータ５によって減速トルクＴ２を発生させ、時間ｔ２の間に所定の回転数Ｎ３からΔＮ２だけ回転数を降下させ、所定の回転数Ｎ４に至る第２の検知工程が行われる。

布量検知は、前記第１の検知工程での回転数上昇時のモータ５に生じる負荷と、第２の検知工程での慣性による回転数の低下速度とから、布量検知手段２４で予め決められたテーブルに基づいて設定される。

なお、通常は布量検知ののち、洗濯衣類量に応じた水位設定と給水工程ならびに洗剤の投入がなされ、洗濯工程が開始する。

この洗濯運転開始前の布量検知工程の当初段階において、水槽の揺動から加速度を検知し、以下に述べるステップで移送金具の検知を行う。

図４の、移送金具検知方法を示すフローチャートにおいて、入力設定手段１７にて洗濯運転スタートの信号が入力されると（ステップＳ１１）、モータ５が起動し加速度検知が開始される（ステップＳ１２）。

加速度センサー３６からの水受け槽３の、上下、前後、左右方向の加速度信号を、加速度検知部２５で検知し、加速度センサー３６からのデジタル信号もしくはアナログ信号を１６０Ｈｚでサンプリングを開始した後に、布量検知工程が開始すると共に（ステップＳ１３）、制御手段１６はモータ５を駆動して、所定の回転数Ｎ１から、所定のトルクにより回転ドラム１の回転数を上昇させて、回転数がΔＮ１だけ上昇した所定の回転数Ｎ２に到達させるように制御する（ステップＳ１４）。

回転ドラム１が回転数Ｎ２に到達したかどうかを検知し（ステップＳ１５）、到達していたらモータ５への通電を遮断し、モータ５の惰性回転で下降を開始させる（ステップＳ１６）。

回転ドラム１が所定の回転数Ｎ３からΔＮ２だけ回転数が降下した所定の回転数Ｎ４に到達したかどうかを検知し（ステップＳ１７）、到達していたら少なくとも前後方向（Ｘ軸）と上下方向（Ｚ軸）方向の加速度信号のサンプリングを行ない、その加速度の最大値を演算する（ステップＳ１８）。

ここで、水受け槽３の回転中心軸と略同一の方向である前後方向（Ｘ軸）、上下方向（Ｘ軸と直交するＺ軸）、左右方向（Ｘ軸、Ｚ軸と直交するＹ軸）の加速度の基準値（あらかじめ設定された移送金具が取り付けられていない状態でも基準値）と比較し（ステップＳ１９）基準値より小さい場合、水受け槽３が洗濯機本体９と固定されているので本来生じる振動が発生しないのは、移送金具あり（ステップＳ２０）と判定し、以降の運転を停止すると共に、表示手段１８に異常を表示する（ステップＳ２１）。

また、ステップＳ１９で基準値より大きい時は、水受け槽３が揺動自在に可動状態にあると判断し、移送金具はないと判定し、次工程の洗濯工程スタートに移行する（ステップＳ２２）。

以上のように、本実施の形態１においては、洗濯機運転の工程の中で洗濯機布量検知を行う初期の工程で移送金具の有無を判定し表示するので、使用者にいち早く告知できるので、異常振動等の発生は回避される。

また、この判定構成は、特別な構造を必要とせず、従来から実用化されてきた振動センサーや布量検知の構成を活用して行うので、安価に実用化できる。

また、検知工程におけるドラムの最大回転数は、水受け槽の１次の共振周波数より低く設定したので、検知時に水槽は揺れても大きなエネルギーが発生しないため、移送金具が取外されていない状態であっても異常振動や騒音を発生することなく検知することができる。

以上のように、本発明は、搬送時の移送金具の取り忘れを精度良く検知し、報知することにより、異常振動等による不具合を未然に防止することができる。

本発明によれば、洗濯機の搬送時の移送金具の取り忘れを精度良く検知し、取り忘れによる、洗濯、脱水時の異常振動等による不具合を未然に防止することが可能であり、家庭用、業務用の洗濯機に有用である。

１回転ドラム（ドラム）
３水受け槽（水槽）
５モータ
９洗濯機本体
１６制御手段（制御部）
１７入力設定手段
１８表示手段
２１回転検知手段（回転速度検知手段）
２４布量検知部（布量検知手段）
２５加速度検知部（加速度検知手段）
２６変位演算手段
３６加速度センサー
３８移送金具

Claims

水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有し洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に揺動自在に弾性的に支持された水槽と、前記洗濯機本体の輸送時に前記水槽と前記洗濯機本体間を固定する移送金具と、前記水槽に固着した複数方向の振動成分を検知できる加速度センサーと、前記加速度センサーの加速度出力を検知する加速度検知手段と、前記水槽の外底部に取り付けられ前記ドラムに直結した駆動プーリとベルトを介して前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転速度検知手段と、前記回転速度検知手段の検知出力に基づき前記モータの回転を制御し、洗濯、すすぎ、脱水、等の一連の工程を制御する制御部と、前記制御部と制御信号の送受信を行う入力設定手段および表示手段とを備え、前記制御部は、布量検知工程で前記モータに所定の加速トルクを発生させ、前記ドラムの回転を加速して前記水槽などの振動系の１次の共振周波数以下の回転数Ｎ２まで上昇させ、前記水槽に取り付けた前記加速度センサーからの信号を検出し、前記水槽の回転中心軸と略同一方向または回転中心軸と略同一方向と直交する上下方向、回転中心軸と略同一方向と直交する左右方向の最大加速度を前記加速度検知手段で検知し、この最大加速度が予め設定した基準値と比較して小さい場合、前記移送金具が前記水槽と前記洗濯機本体間を固定している状態と判断し、前記移送金具が解除されていないことを前記表示手段に表示するようにしたドラム式洗濯機。
移送金具が解除されていないことを検知した場合、洗濯機の動作を停止するようにした請求項１記載のドラム式洗濯機。