JP2012143428A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水起動時のアンバランス状態を解消し、脱水移行時間を短縮する。
【解決手段】ドラム３を回転駆動するモータ６の電流を検出する電流検出部２５と、ドラム３の回転位置を検出する位置検出部１８と、ドラム３のアンバランス位置を電流検出部２５と位置検出部１８とから判定する判定部１３２と、ドラム３の円周方向から洗濯物に水を噴射する噴射部１６と、判定部１３２の判定値がアンバランス解消状態と判定するまで噴射部１６の水噴射量を調整する調整部１３１とを備え、脱水起動時にドラム３内の洗濯物に作用する遠心力が重力と釣り合うような均衡回転速度の運転状態で、判定部１３２がドラム３の回転円周方向のアンバランス位置を判定し、そのアンバランス位置と反対となるドラム３位置が噴射部１６の噴射位置に位置した際に水を噴射するようにしたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、衣類等の洗濯物を洗うドラム式洗濯機に関するものである。

従来、この種のドラム式洗濯機は、濡れた衣類をドラム内に収容した状態では、ドラム内の衣類が不均一に分布しているため、水平軸を中心に高速回転した際、アンバランス状態となり、起動から約４００ｒｐｍぐらいまでに最大の共振点を有し、振動や騒音および振動による消費電力損失を発生させることとなり、容易に高速回転をおこなうことができないという問題があった。

そのために、不均一な衣類を均一化するためにドラムをゆっくり回転させ、衣類を解すなどの方法もこれまで用いられていたが、アンバランス状態の解消は簡単にはできないため、高速起動、停止を繰り返しおこなった後に高速回転を維持するなど、本来の工程以外に余分な時間がかかっていた（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機の制御ブロック図を示すものである。図６に示すように、ドラム２０１を駆動するモータ２０２と、そのモータ電流を検出するモータ電流検出部２０３と、そのモータ電流によりドラム２０１内の衣類の偏りを検知する偏心荷重判定部２０４と、モータ２０２へ回転速度の指令をおこなう回転速度制御部２０５と、ドラム２０１内の衣類の分散のために回転速度制御部２０５へ減速位置を指示する減速位置指示部２０６が設けられている。

ドラム２０１内の衣類の偏り位置を偏心荷重判定部２０４により判定し、その偏りを解消するために、偏心荷重がドラム２０１の最上部位置にきた際に、回転速度制御部２０５へモータ２０２の減速指令をおこなうために、減速位置指示部２０６が回転速度制御部２０５へ指示することで、ドラム２０１内の壁面に押し付けられた状態で回転する衣類に作用している遠心力を一時的に重力よりも小さくすることで衣類を分散させ、衣類の偏りを解消するようにしたものである。

特開２００１−３４７０９７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ドラム内の偏心荷重となっている衣類がドラムの回転を減速することにより、衣類が最上部から落下することで衣類を分散させるようにしているが、ドラムの回転を減速することで必ずしも衣類が落下するとは限らず、確率を高めるために、これらの動作回数を増やす必要がある。

また、例え衣類が落下したとしても衣類が分散するとは限らず、偏心荷重が解消されるかどうかは不確実である。したがって、上記の偏心荷重を解消するためにドラムの偏心荷重位置を検出し、最上部に位置した際に、モータを減速指令することでドラム内の衣類を分散させることは、あくまで分散する確率を高めるだけであって、即座に偏心荷重状態が解消されるかどうかは不確実で、即座に高速回転の脱水状態へ移行できるとは限らず、確実な偏心荷重の解消方法とはならないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、偏心荷重位置とは反対側にドラムを回転させながら噴射部から水を偏心荷重解消位置へ噴射することで、強制的にバランスを取り、そのバランスが正確にとれているかどうかをモータ電流検出とドラム位置検出部から判定する判定部と、その判定部の判定値を基に噴射部の噴射量を調整部で調整することにより、確実な偏心荷重の解消をおこない、即座に高速回転での脱水を確実におこなうことができるドラム式洗濯機を提供することを目的とする。

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機は、ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記ドラムの回転位置を検出する位置検出部と、洗濯物を収容した前記ドラムのアンバランス位置を前記電流検出部と前記位置検出部とから判定する判定部と、前記ドラムの円周方向から洗濯物に水を噴射する噴射部と、前記判定部の判定値がアンバランス解消状態と判定するまで前記噴射部の水噴射量を調整する調整部とを備え、脱水起動時に前記ドラム内の洗濯物に作用する遠心力が重力と釣り合うような均衡回転速度の運転状態で、前記判定部が前記ドラムの回転円周方向のアンバランス位置を判定し、そのアンバランス位置と反対となるドラム位置が前記噴射部の噴射位置に位置した際に水を噴射し、前記判定部がアンバランス状態を解消状態と判定する水量調整を前記調整部でおこない、急加速して共振回転数を通過するようにしたものである。

これによって、確実にアンバランスを解消でき、安定した高速回転の脱水を即座におこなうことができ、一旦、起動から約４００ｒｐｍまでの共振点の存在する間でバランスが取れた状態で高速回転に移行した場合に、高速回転状態では水分も分散しているため振動や騒音が大きくなることはなく、高速回転を継続できる。したがって、確実なアンバランス状態の解消と高速脱水移行時間の短縮をすることで、振動騒音の解消および無駄な消費電力の損失を防止することができる。

本発明のドラム式洗濯機は、脱水起動時におけるドラム内のアンバランスを解消し、共振点回転数を迅速に通過して定常回転数まで上昇させ、振動、騒音、故障の発生を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構成図 同ドラム式洗濯機の制御ブロック図 同ドラム式洗濯機のモータの電流特性図とドラム内の洗濯物のアンバランス位置図 本発明の実施の形態２におけるドラム式洗濯機の制御ブロック図 同ドラム式洗濯機のモータの電流特性図とドラム内の洗濯物のアンバランス位置に対する複数噴射部の位置図 従来のドラム式洗濯機の制御ブロック図

第１の発明は、内部に洗濯物を収容するドラムと、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記ドラムの回転位置を検出する位置検出部と、洗濯物を収容した前記ドラムのアンバランス位置を前記電流検出部と前記位置検出部とから判定する判定部と、前記ドラムの円周方向から洗濯物に水を噴射する噴射部と、前記判定部の判定値がアンバランス解消状態と判定するまで前記噴射部の水噴射量を調整する調整部とを備え、脱水起動時に前記ドラム内の洗濯物に作用する遠心力が重力と釣り合うような均衡回転速度の運転状態で、前記判定部が前記ドラムの回転円周方向のアンバ
ランス位置を判定し、そのアンバランス位置と反対となるドラム位置が前記噴射部の噴射位置に位置した際に水を噴射し、前記判定部がアンバランス状態を解消状態と判定する水量調整を前記調整部でおこない、急加速して共振回転数を通過するようにしたことにより、ドラムの脱水起動における振動を抑制しながら回転数を急加速して共振回転数を迅速に通過することができ、振動、騒音、故障を防止することができる。また、一旦、定常回転数までドラム回転数が上昇すると多少のアンバランスがあった場合でも、共振点のような大きな揺れを発生せずに回転することができ、脱水起動時に何度もアンバランス解消のためにバランスコントロールや起動および停止を繰り返す必要が無く、省エネ、時間短縮をおこなうことができる。また、共振点を迅速に通過すれば高速回転ではアンバランスが多少ある場合でも共振点のような大きな騒音、振動を発生することなく安定した動作で脱水をおこなうことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の判定部は、ドラムの一回転時の電流検出部の最大電流値と最小電流値の差が一定値以上で、かつ最大電流値または最小電流値の周期が一定周期となっている場合に、最大電流値が現れる位置にアンバランスが前記ドラムの最上点にあると判定する差分判定手段を備え、前記差分判定手段は、最大電流値と最小電流値の差が一定値以下で、かつ最大電流値の周期が不定の場合にアンバランス解消と判定し、アンバランス解消と判定するまで噴射部の噴射量を調整部で調整をおこなうようにしたことにより、アンバランス解消の判定の精度を向上でき、さらにアンバランス解消をおこなう調整の容易性、迅速性が向上できる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の判定部は、制御部がドラムに回転を加えた後に前記ドラムを自由な状態とした際に、前記ドラムが停止した位置の最下点がアンバランス位置であると判定するようにしたことにより、ドラムのアンバランス位置を検出するために一定回転数に上昇するまでに回転起動時からアンバランス位置に噴射部が洗濯水を噴射し、迅速にアンバランス解消をおこなうことができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の調整部は、噴射部から噴射する洗濯水を噴射量と流速およびドラム回転速度に応じて時間調整する時間調整部を備え、アンバランス位置の反対となるドラム位置が前記噴射部の噴射位置にくるよりも先に洗濯水を噴射するように時間調整部が時間差を算出するようにしたことにより、噴射する洗濯水の水量や流速およびドラムの回転数に応じて正確にアンバランス位置の反対とするドラム位置に洗濯水を届けることができ、アンバランス解消の正確性、速度向上をおこなうことができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、ドラムの軸方向のモータ軸側と反モータ軸側の水槽上部２ヶ所に第一振動検出部と第二振動検出部を備え、周回方向のアンバランス位置が最上部から最下部へ回転する際の前記第一および第二振動検出部の振動振幅差から周回方向とドラム軸方向のアンバランス位置の検出を判定部でおこなうようにしたことにより、ドラムのアンバランス位置をさらに明確にすることができ、噴射部によるアンバランス解消の確度を向上することができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、ドラムとモータ間にベルトを介した減速機構と、前記ドラムの回転位置を前記モータのロータ位置検出部と減速比から換算する位置換算部を備え、前記位置換算部が算出したドラム回転位置換算のアンバランス位置に噴射部から水を噴射するようにしたことにより、ドラム内のアンバランス位置をモータのロータ位置検出部から換算して検知することで、ドラムの位置検出部を不要とすることができ、ベルトを介した減速機構を有するドラム式洗濯機でもドラムに余分な位置検出部を設ける必要が無く、経済性に優れたものにできる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明の噴射部をドラムの開口部下部に配設したことにより、アンバランス位置の反対側に噴射部が水を噴射する際に、開口部下部にあることで水の噴射エネルギーを最小にするうえ、噴射水が下部方向に落下するため無駄なく開口部下部にある洗濯物に吸収されることとなり、アンバランス解消のための噴射部の水噴射精度および効率の向上、噴射量の調整を容易におこなうことができる。

第８の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、ドラムの開口部の円周方向に複数個の噴射部を備える複数噴射部と、前記複数噴射部を任意の噴射部に切替えて噴射する噴射切替部とを備え、調整部がドラム回転時にアンバランス位置の反対とする位置へ噴射切替部を順次切替えて噴射するようにしたことにより、アンバランス位置の反対とする位置にドラムが１周する間に複数回の水噴射をおこなうことができ、早期にアンバランスの解消をおこなうことができ、アンバランス解消までの時間を短縮することができる。

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１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成図を示すものである。図１において、ドラム式洗濯機の筐体１内に、衣類等の洗濯物２を収容するドラム３と、そのドラム３を内部に回転可能に設けた水槽４と、その水槽４を下方から弾性支持するダンパ５が設けられている。水槽４の下部にドラム３を回転させるモータ６が取り付けてあり、ベルト７を介してドラム３の回転軸３ａと同軸に設けたドラムプーリ８にモータ６の駆動を伝達し、ドラム３を回転する構成としている。

ドラム３の回転軸３ａは水平方向に設定されている。ドラム３の前面側には洗濯物２を出し入れする投入口３ｂが設けられ、筐体１の前面に開閉自在に設けた扉３ｃによって開閉される。

モータ６は、ロータ位置を検出するロータ位置検出部１５を設け、制御部１３がロータ位置を検出して制御をおこない、ドラム３の回転位置は、ドラム３の回転軸３ａと同軸に位置検出部１８を設け、制御部１３がドラム３の回転位置を検出する構成としている。

また、水槽４内の洗濯水を噴射部１６に循環する循環ポンプ１４を設けている。噴射部１６は、水槽４内の洗濯水をドラム３内に向けて噴射するように設けてあり、制御部１３の指令に応じて循環ポンプ１４が駆動し、洗濯水を噴射部１６からドラム３内の洗濯物２に噴射する構成としている。

水槽４の上部には、モータ６の軸方向に第二振動検出部２４と、モータ６の反軸方向に第一振動検出部２３を設け、ドラム３の振動が水槽４に伝達した振動を検出する構成としている。水槽４の下方には、水槽４内の洗濯水を排水する排水管１７を設け、排水ポンプ２６により外部へ排水する。噴射部１６に通じる循環路１６ａと排水管１７は、切換弁２７によって切り換えられる。

図２は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の制御ブロック図を示すものである。図２において、ドラム式洗濯機の駆動制御をおこなう制御部１３と、ドラム３を回転させるモータ６と、モータ６のロータ位置を検出するロータ位置検出部１５と、モータ６の駆動をおこなう駆動部２２と、ロータ位置検出部１５の信号から駆動部２２に制御信号を送る回転制御部１３４と、モータ６に流れる電流を検出する電流検出部２５、その電流検出部２５の電流値とドラム３の回転位置を検出する位置検出部１８とからアンバラン
ス位置を判定する判定部１３２と、その判定部１３２において電流値の変化と周期が任意の条件かどうかでアンバランス位置を特定する差分判定手段１３３とを備えている。

さらに、差分判定手段１３３による判定部１３２のアンバランス位置判定により、アンバランス位置の反対側にノズル９を経由して洗濯水を噴射する噴射部１６と、その噴射部１６内の循環ポンプ１４の水量および流量、流速、噴射タイミングを調整する調整部１３１とを備えている。

さらに調整部１３１は、噴射部１６から噴射する洗濯水を、噴射量と流速およびドラム回転速度に応じて時間調整する時間調整部１３５を備えている。

また、制御部１３は、ドラム式洗濯機への給水を給水バルブ１０に指令し、排水を排水ポンプ２６に指令し、表示操作を筐体１に設けた表示操作部１１に指令をおこなう構成としている。制御部１３は、ドラム式洗濯機の運転を制御し、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御する。

図３は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機のモータ６の電流特性と、ドラム３内の洗濯物２のアンバランス位置を示すものである。図３（ａ）は、ドラム式洗濯機のドラム３内がアンバランス状態にある場合、ドラム３が回転している時のモータ電流値の変化を示している。電流値ａ点は最大電流値を示し、ｂ点は最小電流値を示しており、電流差分ｄは最大電流値と最小値電流の差分を示しており、周期ｃはドラム３の回転周期を示している。

図３（ｂ）は、ドラム式洗濯機の洗濯物２がアンバランス状態にあり、アンバランス位置Ｚがドラム３内の最上部に位置している場合を示している。図３（ｃ）は、ドラム式洗濯機の洗濯物２がアンバランス状態にあり、アンバランス位置Ｚがドラム３内の最下部に位置している場合を示している。

図３（ｄ）は、ドラム式洗濯機のドラム３内がアンバランス状態にある場合に、アンバランス位置Ｚがａ点からｂ点に右回転して移動する場合のモータ電流値の変化と、第一振動検出部２３と第二振動検出部２４の振動振幅差ｅを示しており、ａ点での振幅差ｆ、ｂ点での振幅差ｇを示している。振幅差ｇと振幅差ｆの差分値と、ａ点電流値とｂ点電流値差からドラム軸方向のアンバランス位置を判定するデータを示している。電流値差が同じ場合でも振幅差が大きい場合はドラム軸の反モータ軸方向にアンバランス位置があり、振幅差が小さい場合はモータ軸方向によっていると判断できる。

図３（ｂ）の状態の時（アンバランス位置Ｚがドラム３の最上部にある場合）のモータ６の電流値が図３（ａ）のａ点またはａ１点にあり、図３（ｃ）の状態の時（アンバランス位置Ｚがドラム３の最下部にある場合）のモータ６の電流値が図３（ａ）のｂ点にあり、電流値の変化ａ→ｂ→ａ１は、図３（ｂ）のドラム３のアンバランス位置Ｚから右回転で図３の（ｃ）のアンバランス位置Ｚまで回転し、さらに、図３（ｃ）のアンバランス位置Ｚから図３（ｂ）のアンバランス位置Ｚまで回転する場合を示している。

以上のように構成されたドラム式洗濯機について、以下にその動作、作用を説明する。まず、ドラム式洗濯機が排水後に脱水をおこなう場合、制御部１３の回転制御部１３４の指令により駆動部２２がモータ６に駆動電圧を印加させ、モータ６を徐々に低速回転から高速回転に動作させ、ドラム３の回転数を徐々に上昇させる。この時、モータ６が永久磁石同期モータであるため、モータ６のロータ位置をロータ位置検出部１５でおこない、回転制御部１３４に入力することでモータ６が脱調することなく回転する。

次に、図３（ｂ）に示すように、ドラム３内の洗濯物２がドラム３内の一方向に偏りがある状態で、脱水をおこなう場合、モータ６の電流値を電流検出部２５で測定し、判定部１３２に電流値を入力し、その電流値の変化と位置検出部１８のドラム回転周期とから、ドラム３内のアンバランス位置Ｚがドラム３内の円周上のどの位置にあるかを判断する。

例えば、図３（ｂ）のアンバランス位置Ｚがドラム３内の最上点にある場合は、図３（ａ）に示す電流値ａ点を電流検出部２５が検知し、図３（ｃ）のアンバランス位置Ｚがドラム３内の最下点にある場合は、電流値ｂ点を電流検出部２５が検知する。このａ点からｂ点の電流値変化はドラム３のアンバランス位置Ｚが回転することによって増減して変化している。

さらに、ドラム回転数を位置検出部１８で検出し、ドラム３の回転周期を判定部１３２に入力する。また、電流検出部２５が検出するモータ６の電流値の増加減の周期ｃを判定部１３２が計測することで、ドラム３の周期と電流値増加減の周期ｃが同一周期であり、かつ、ａ点電流とｂ点電流の電流値差があらかじめアンバランス量と電流値の関係を実験値から確認している値の一定値以上である場合には、アンバランス位置が円周状のどこにあるかを判定部１３２内の差分判定手段１３３が判定する。

次に、判定部１３２は、アンバランス位置Ｚがドラム３の回転とともに円周上のどこに位置するかを判定し、そのアンバランス位置Ｚが最上点（モータ電流値のａ点）の時に噴射部１６からアンバランス位置Ｚと反対に位置する洗濯物２に水を噴射するために、調整部１３１に判定部１３２が指令し、調整部１３１が噴射部１６の循環ポンプ１４を駆動させ、ノズル９から洗濯水を噴射する。

調整部１３１が洗濯水を噴射する際、洗濯水がノズル９から噴射し、ドラム３内の洗濯物２に洗濯水が到達するまでの時間差を、あらかじめ循環ポンプ１４の流量および流速とノズル９から洗濯物２までの距離から実験確定した値とドラム３の回転数とから、ノズル９からの噴射タイミングを時間調整部１３５で算出し、アンバランス位置の反対となるドラム３の位置が噴射部１６の噴射位置にくるよりもその算出時間だけ先に洗濯水を噴射する。これにより、確実に洗濯水を噴射したい洗濯物２の位置に含ませることができる。

例えば、ドラム３の回転数が６０ｒｐｍ、ノズル９の流速が２ｍ／ｓ、ノズル９から洗濯物２までの距離が０．２ｍ、ドラム３の直径が０．６ｍとした場合、ノズル９が噴射した洗濯水が洗濯物２に到達する時間が０．１秒であり、０．１秒間にドラム３内の洗濯物２が約０．２ｍ回転移動する。したがって、時間調整部１３５は、ドラム３の回転数が６０ｒｐｍの場合には、時間差０．１秒を算出し、０．１秒だけ早く、ノズル９から噴射をおこなうように調整する。

次に、その噴射部１６の洗濯水をアンバランス位置Ｚの反対位置にある洗濯物２に安定して必要水量を含ませるために、ドラム３の回転周期に合わせて調整部１３１が噴射部１６の循環ポンプ１４を周期的に駆動する。例えばドラム３が６０ｒｐｍで回転する場合には０．１秒間、噴射部１６が噴射し、０．９秒間、停止することを繰り返しおこない、ドラム３が１回転当たり０．１秒毎に洗濯水を加水する。加水している間の電流検出部２５の電流値の最大電流値ａと最小電流値ｂの電流値差ｄの大きさが一定値以下かつ電流増加減周期ｃがドラム３の回転周期から外れるまで噴射部１６が洗濯水を噴射する。

さらに、判定部１３２の差分判定手段１３３が噴射部１６の洗濯水の噴射により、電流値差ｄの大きさが一定値以下かつ電流増加減周期ｃがドラム３の回転周期から外れた場合に、制御部１３は、調整部１３１に噴射部１６の洗濯水噴射を停止すると同時に、迅速に回転制御部１３４にモータ６を急加速する指令を駆動部２２に指令し、ドラム３を迅速に
加速することで、ドラム３のアンバランスが解消している状態で共振点となる回転数を迅速に通過し、一気に脱水回転数まで加速することで、ドラム３の共振を抑制し、振動および騒音を防止することができる。

また、一旦脱水回転数まで上昇したドラム３内には洗濯物２の水分が無くなり、アンバランス状態となる可能性もあるが、その場合は、脱水起動時に比べ水分量が格段に少なくアンバランス量が減少している上に、共振点ではない脱水回転数では振動、騒音も起動時の振動、騒音よりも格段に小さいため、継続してドラム３の回転を継続できる。

また、図３（ｄ）に示すように、水槽４の軸方向の前後に設けた第一振動検出部２３と第二振動検出部２４は、ドラム３内の洗濯物２がアンバランス状態にある際に、判定部１３２が、アンバランス状態を検出した際に、第一振動検出部２３の振動値と第二振動検出部２４の振動値との振動差を判定部１３２に伝える。

その際、電流検出部２５の電流値がａ点で第一振動検出部２３の振動値と第二振動検出部２４の振動値との振動差ｆ、ｂ点で振動値差ｇとなった場合に、アンバランス位置が最上点から最下点へ移動したときの振動値差の差ｇ−ｆがドラム３の軸方向のアンバランス位置の距離に相関があるため、実験値から振動値差の差ｇ−ｆが一定値以上の場合、ドラム３の窓方向にアンバランス位置があり、一定値以下の場合にドラム３の軸方向にアンバランス位置があると判定部１３２が判断する。

したがって、第一振動検出部２３と第二振動検出部２４の振動値を検出することで、円周上方向のアンバランス位置と、ドラム３の軸方向のアンバランス状態を判定部１３２で判断することができ、おおよそのドラム３内のアンバランス位置を特定することができる。その判定部１３２の判定により、正確に噴射部１６の噴射水を的確な位置に加えることができ、アンバランス解消を確実かつ迅速におこなうことができる。

このように、洗濯物２がドラム３内でアンバランスな配置の状態で、脱水をおこなう場合に、ドラム３のどの位置にアンバランスがあるかをモータ電流の電流値変化と回転数と同期している電流値変化から判断し、そのアンバランス位置に噴射部１６から洗濯水をアンバランス反対位置に噴射し、その位置する洗濯物２の重量を増加させることでアンバランスを解消するために、噴射部１６の噴射を電流検出部２５からのモータ電流を監視し、電流値変化や変化の周期性がなくなるまでおこなうことで、アンバランス解消の確実性と応答性が改善され、安全で確実に脱水起動をおこなうことができ、防振、低騒音のドラム式洗濯機を実現できる。

以上、本発明の実施の形態１について説明したが、本発明はこの実施の形態１に限定されるものではない。例えば、ここでは洗濯物２のアンバランスを解消するために噴射部１６が洗濯水を噴射させるとしているが、循環ポンプ１４からの噴射水を水道水からの給水でおこなうこととしてもアンバランス解消の作用、効果は同じである。

また、モータ６はここでは永久磁石同期モータを使用していることを説明したが、誘導機モータを用いてもその電流値変化は負荷トルクの変化であるため同様の作用を検出できるため、同じである。

また、ここでは、ドラム３内のアンバランス位置を検出するために一定回転数でモータ６を駆動し、その時のモータ６の電流値を検出しておこなうことを示したが、ドラム３内の洗濯物２がアンバランス状態にある場合において、モータ６を駆動しないフリーの状態とした場合、ドラム３は重力によりアンバランス位置が必ず最下点に来ることが考えられるため、起動時のドラム３の最下点位置がアンバランス位置であると位置検出部１８が記
録し、モータ６の駆動周波数からアンバランス位置を追従し、一定回転数に到達するまでのドラム３の回転状態でも、噴射部１６から洗濯水をアンバランス位置の反対位置に噴射することができる。そのことでより早くアンバランス解消が可能である。

また、衣類が少なく、ドラム３内の片側にしか洗濯物２が無い場合には、洗濯水を噴射部１６から噴射させた場合でも洗濯物２が無いため、ドラム３内のアンバランス位置と反対とする位置の重量を増加することが困難なため、アンバランス解消が難しいが、噴射水がドラム３内のアンバランス位置と反対位置に噴射しつつ回転数を上昇させることで、ドラム３内のアンバランス位置の反対側の負荷トルクを増加させることを利用して、脱水起動することで、振動を軽減できる。

ここでは、ドラム式洗濯機について説明したが、乾燥機能を備えたドラム式洗濯乾燥機であっても脱水起動時の条件は同じであるため、同様の作用、効果がある。ドラム式の洗濯機および洗濯乾燥機で、ドラム３の回転軸３ａを水平方向に設定した水平ドラム式のほか、ドラム３の回転軸３ａを前上がりに傾斜させた斜めドラム式であっても同じである。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるドラム式洗濯機の制御ブロック図を示すものである。図２の実施の形態１と同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

図４において、位置換算部１３６は、ドラム３の回転位置を検出する場合に、ドラム３とモータ６は、ベルト２１を介した減速機構を有し、減速比を例えば１０としてモータ６がドラム３の１０倍の回転数で回転している。その時にモータ６は、永久磁石同期モータであるためにロータ位置検出部１５を有しており、ロータ位置検出部１５がモータ６のロータ１回転における検出数は、あらかじめ決まっており、ロータ位置検出部１５の検出値は回転制御部１３４に入力されているため、同時に位置換算部１３６に取込むことで、ロータ位置検出部１５の検出数と減速比１０からドラム３の回転位置、回転数を換算することができる。

その結果、位置換算部１３６が判定部１３２にドラム３の位置を知らせることで、ドラム３の位置検出部を設けることなく、同様の作用、効果をおこなうことができる。

また、噴射部１６を複数噴射部１６Ｂとし、複数のノズル９をドラム３の円周状に配置し、噴射切替部２０が調整部１３１の指令により、複数のノズル９のどの位置から洗濯水をドラム３内に噴射するかを切替えることで、アンバランス位置の反対側の洗濯物２に切替え噴射することで、連続で洗濯物２に洗濯水を加水することができる。

図５は、本発明の第２の実施の形態におけるドラム式洗濯機のモータの電流特性図とドラム内の洗濯物のアンバランス位置に対する複数噴射部の位置図を示すものである。図３と同じ構成要素においては、同じ符号を用い、詳細な説明は図３のものを援用する。

図５において、図５（ａ）は、ドラム式洗濯機のドラム３内がアンバランス状態にある場合、ドラム３が回転している時のモータ電流値の変化を示している。電流値ａ点は最大電流値を示し、ｂ点は最小電流値を示しており、電流差分ｄは最大電流値と最小値電流の差分を示しており、周期ｃはドラム３の回転周期を示し、電流値ｈはドラム３の回転中間値１を示し、電流値ｉはドラム３の回転中間値２を示している。

図５（ｂ）は、ドラム式洗濯機の洗濯物２がアンバランス状態にあり、アンバランス位置Ｚがドラム３内の最上部に位置している場合を示している。また、アンバランス解消を
おこなう複数噴射部１６Ｂにおいて、ドラム３の円周上方向に４ヶ所配置した場合に、ドラム３の最下部に位置する噴射部１６と、ドラム３の左中間部に位置する噴射部１６１と、ドラム３の最上部に位置する噴射部１６２と、ドラム３の右中間部に位置する噴射部１６３とを示している。

以上のように構成されたドラム式洗濯機について、以下にその動作、作用を説明する。まず、ドラム式洗濯機が排水後に脱水をおこなう場合、ドラム３の内部にある洗濯物２が一方に片寄る状態の場合、脱水起動は振動増大により正常におこなうことができない。そのため、ドラム３内のアンバランス位置をベルト２１を介したモータ６の電流を電流検出部２５で検出し、その電流値変化と周期性から判定部１３２内の差分判定手段１３３がアンバランス位置を検出し、ドラム３の位置を検出するためにモータ６のロータ位置を検出するロータ位置検出部１５と減速比から位置換算部１３６でドラム３のアンバランス位置を算出し、判定部１３２でアンバランス位置を判定する。

その判定したアンバランス位置の反対位置に判定部１３２が調整部１３１に指令し、複数噴射部１６Ｂから洗濯水を循環ポンプ１４を動作させて噴射する。複数噴射部１６Ｂはドラム３の円周上の四等分した４ヶ所にノズル９を配置し、ドラム３のアンバランス位置の反対位置の回転移動に合わせて噴射切替部２０が噴射するノズル９を選択して噴射する。

図５（ａ）および（ｂ）に示すように、アンバランス位置Ｚが最上点にある場合でモータ電流値がａ点にある場合、複数噴射部１６Ｂの内、噴射切替部２０により噴射部１６のみ洗濯水を噴射し、アンバランス位置Ｚが右に１／４回転した場合でモータ電流値がｈ点にある場合、噴射部１６１のみ洗濯水を噴射し、さらにアンバランス位置Ｚが右に１／４回転し最下点にある場合でモータ電流値がｂ点の場合、噴射部１６２のみ洗濯水を噴射し、アンバランス位置Ｚがさらに右に１／４回転した場合でモータ電流値がｉ点にある場合、噴射部１６３のみ洗濯水を噴射する。

ドラム３が１回転する間に４回の洗濯水の噴射をおこなうことで、噴射部１６のみで行う場合の１回転で１回の噴射に比べ、１／４の時間でアンバランス解消の洗濯水の噴射をおこなうことができる。

このように、アンバランス位置を検出する際に、ドラム３の位置検出をモータ６が搭載する永久磁石同期モータのロータ位置検出部１５を利用し、減速比との算出を位置換算部１３６でおこなうことで、ドラム３の位置検出部を設ける必要が無く経済性に優れている。

また、このように複数噴射部１６Ｂをドラム３の円周上に設けることにより、ドラム３内のアンバランス位置Ｚの回転移動に合わせて複数噴射部１６Ｂの噴射位置を噴射切替部２０で切替えることで、より迅速にアンバランス解消をおこなうことができる。

以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、脱水起動時におけるドラム内のアンバランスを解消し、共振点回転数を迅速に通過して定常回転数まで上昇させ、振動、騒音、故障の発生を防止することができるので、ドラム式洗濯機として有用である。

３ ドラム
６ モータ
１６ 噴射部
１８ 位置検出部
２５ 電流検出部
１３１ 調整部
１３２ 判定部

Claims (8)

1. 内部に洗濯物を収容するドラムと、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記ドラムの回転位置を検出する位置検出部と、洗濯物を収容した前記ドラムのアンバランス位置を前記電流検出部と前記位置検出部とから判定する判定部と、前記ドラムの円周方向から洗濯物に水を噴射する噴射部と、前記判定部の判定値がアンバランス解消状態と判定するまで前記噴射部の水噴射量を調整する調整部とを備え、脱水起動時に前記ドラム内の洗濯物に作用する遠心力が重力と釣り合うような均衡回転速度の運転状態で、前記判定部が前記ドラムの回転円周方向のアンバランス位置を判定し、そのアンバランス位置と反対となるドラム位置が前記噴射部の噴射位置に位置した際に水を噴射し、前記判定部がアンバランス状態を解消状態と判定する水量調整を前記調整部でおこない、急加速して共振回転数を通過するようにしたドラム式洗濯機。
2. 判定部は、ドラムの一回転時の電流検出部の最大電流値と最小電流値の差が一定値以上で、かつ最大電流値または最小電流値の周期が一定周期となっている場合に、最大電流値が現れる位置にアンバランスが前記ドラムの最上点にあると判定する差分判定手段を備え、前記差分判定手段は、最大電流値と最小電流値の差が一定値以下で、かつ最大電流値の周期が不定の場合にアンバランス解消と判定し、アンバランス解消と判定するまで噴射部の噴射量を調整部で調整をおこなうようにした請求項１記載のドラム式洗濯機。
3. 判定部は、制御部がドラムに回転を加えた後に前記ドラムを自由な状態とした際に、前記ドラムが停止した位置の最下点がアンバランス位置であると判定するようにした請求項１または２記載のドラム式洗濯機。
4. 調整部は、噴射部から噴射する洗濯水を噴射量と流速およびドラム回転速度に応じて時間調整する時間調整部を備え、アンバランス位置の反対となるドラム位置が前記噴射部の噴射位置にくるよりも先に洗濯水を噴射するように時間調整部が時間差を算出するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
5. ドラムの軸方向のモータ軸側と反モータ軸側の水槽上部２ヶ所に第一振動検出部と第二振動検出部を備え、周回方向のアンバランス位置が最上部から最下部へ回転する際の前記第一および第二振動検出部の振動振幅差から、周回方向とドラム軸方向のアンバランス位置の検出を判定部でおこなうようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
6. ドラムとモータ間にベルトを介した減速機構と、前記ドラムの回転位置を前記モータのロータ位置検出部と減速比から換算する位置換算部を備え、前記位置換算部が算出したドラム回転位置換算のアンバランス位置に噴射部から水を噴射するようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
7. 噴射部をドラムの開口部下部に配設した請求項１〜６のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
8. ドラムの開口部の円周方向に複数個の噴射部を備える複数噴射部と、前記複数噴射部を任意の噴射部に切替えて噴射する噴射切替部とを備え、調整部がドラム回転時にアンバランス位置の反対とする位置へ噴射切替部を順次切替えて噴射するようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。

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