JP2012217457A

JP2012217457A - 洗濯機

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Publication number: JP2012217457A
Application number: JP2011082484A
Authority: JP
Inventors: Tomotaka Yagi; 知隆八木; Seiichi Ueno; 聖一上野; Katsuaki Sumita; 勝章住田; Naoto Yoshida; 直人吉田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2012-11-12
Anticipated expiration: 2031-04-04
Also published as: CN102733144A; JP5678275B2

Abstract

【課題】流体バランサの無いドラム式洗濯機において、輸送用固定ボルトの取り外し忘れを検知し、不具合を未然に防止すること。
【解決手段】洗濯物を収容するドラム１７８を回転自在に内包し洗濯機本体１８３内に揺動自在に弾性的に支持された水槽１８２内に給水を行った後、モータ１８１によってドラムを１７８回転した際に発生する水槽１８２内の水の動きによる水槽１８２の加速度変化を加速度センサー１８８によって検知し、輸送用固定ボルト１８５の有無を検知することで、輸送時の固定ボルトの取り忘れを精度良く検知し、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。
【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ている（例えば、特許文献１参照）。

図９は特許文献１に記載された洗濯機の内部構造を示す図であり、洗濯機本体８３の中には、下方よりダンパー７０により振動減衰するように支えられ、かつ、上方より防振構造を有するサスペンション７１によって水槽８２が宙づり状態に防振支持されている。

水槽８２内には、有底円筒形に形成されたドラム７８が、回転自在に支持され、水槽８２の裏面部に固設したモータ８１の回転が、ドラム７８に洗濯、すすぎ、脱水等の回転駆動するように伝達される。

さらにドラム７８の前側中心軸方向の端部周縁には、脱水時の高速回転時のバランス向上のために、流体バランサ９００が取り付けられている。流体バランサ９００内部には流体が納められている。脱水のための高速回転を行う際に衣類が片寄っている場合、その片寄りによる偏心荷重のためドラム７８が大きく振動するおそれがあるが、ドラムの回転数が振動系の共振周波数を超えると、流体バランサ９００内部の流体が偏心荷重と逆方向に集まることにより、ドラムのバランスを取る。

上記構成では、水槽８２が洗濯機本体８３内部で揺動自在に構成されているので、洗濯機の運搬移送時に水槽８２が異常に大きく揺動すると、水槽８２自体や水槽８２に取り付けられている部材が洗濯機本体８３内壁面や、洗濯機本体８３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ため、洗濯機本体８３と水槽８２との間に移送金具８４を固定ボルト８５で装着し、水槽８２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８５を取り外して水槽２の固定保持を解除するような構造が採用されている。

一方、洗濯機の移送後、前記固定ボルト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。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、異常報知を使用者に迅速に実施できない。

そこで、前記固定ボルトの外し忘れを防ぐために、洗濯運転の開始時に後述する方式にて固定ボルトにより水槽が固定保持されているか否かの検知を行い、固定保持されてい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、上記の異常振動を未然に防ぐ方式が採用されている。

従来例での水槽の固定保持の検知方式とは、モータに所定の加速トルクを発生させてドラムの回転を加速させ、水槽に取り付けた加速度センサーからの信号を検出し、前記水槽の最大加速度または上下方向の最大加速度を加速度検知部で検知し、予め設定した基準値と比較して小さい場合、固定保持状態と検知するものである。

この方式では、水槽が固定保持されていない場合には、ドラム内部に衣類などの負荷が入っていない空の状態であっても、ドラムの回転に伴って水槽が揺動することが必要である。

これは、流体バランサ９００によって実現されている。すなわち、衣類などの負荷が無い状態で、ドラムの回転を起動加速している間は、流体バランサ９００中の流体がドラムのバランスを取ることができず、過渡的に揺れを生じさせることによるものである。

特開２０１０−５７８４８号公報

しかしながら、流体バランサの搭載により、コストの上昇及び製品重量の増加という課題がある。

流体バランサを非搭載とした場合、単にドラムを回転させても、水槽内でドラムは回転自在の状態なので、水槽が固定保持されていなくとも、水槽の揺動は大きくなく、結果として水槽が固定保持されているか否かの検知は非常に困難である。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ドラム式の洗濯機において、流体バランサを搭載することなく、水槽の固定保持状態を検知し、固定ボルト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するドラムと、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支持された水槽と、前記水槽と前記洗濯機本体とを固定する固定ボルトと、前記水槽の揺れを検知する水槽揺動検知部と、前記水槽内に給水するための給水弁と、前記水槽内の水位を検知するための水位センサーと、前記水位センサーの水位出力を検知する水位検知部と、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部と、前記回転速度検知部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を備え、前記制御部は、前記水槽内に所定水位まで給水した後、前記ドラムを回転させ、前記水槽揺動検知部の検知結果をもとに、前記固定ボルトが取り外されているか否かを判定するものである。

本発明の洗濯機は、輸送時の固定ボルト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構造を示す断面図同洗濯機の制御回路のブロック構成図同洗濯機の輸送用の固定ボルト検知動作の概略を示すフローチャート同洗濯機の輸送用の固定ボルト検知動作を示すフローチャート同洗濯機の輸送用の固定ボルト有りの場合の加速度信号の時間変化のグラフ同洗濯機の輸送用の固定ボルト無しの場合の加速度信号の時間変化のグラフ同洗濯機の輸送用の固定ボルト検知動作時のドラムの動きを示す図同洗濯機の輸送用の固定ボルト無しの場合の加速度信号の時間変化の模式図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するドラムと、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支持された水槽と、前記水槽と前記洗濯機本体とを固定する固定ボルトと、前記水槽の揺れを検知する水槽揺動検知部と、前記水槽内に給水するための給水弁と、前記水槽内の水位を検知するための水位センサーと、前記水位センサーの水位出力を検知する水位検知部と、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部と、前記回転速度検知部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を備え、前記制御部は、前記水槽内に所定水位まで給水した後、前記ドラムを回転させ、前記水槽揺動検知部の検知結果をもとに、前記固定ボルトが取り外されているか否かを判定することにより、輸送時の固定ボルトの取り外し忘れを精度良く検知することができ、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。

第２の発明は、第１の発明において、水槽揺動検知部は、水槽に固着した加速度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部とによって構成され、制御部は、前記加速度出力が所定の値以上の場合に固定ボルトが外されていると判定することにより、水槽の揺れを簡便かつ精度良く検知することができ、輸送時の固定ボルトの取り外し忘れを精度良く検知することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、ドラム内周に沿って等角度に配置されている複数個のバッフルを備え、制御部は、回転開始から停止までのドラムの回転角度を前記バッフル間の角度の略整数倍に相当するように制御することで、水槽の揺れを再現性良く実現できるので、輸送時の固定ボルトの取り外し忘れを精度良く検知することができる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発明において、制御部は、ドラムを左右方向交互に複数回回転させ、このときの水槽揺動検知部での検知結果を積算もしくは平均処理して固定ボルトが取り外されているか否かを判定することで、固定ボルトが取り外されているか否かをより安定して判定することができるので、輸送時の固定ボルトの取り外し忘れを精度良く検知することができる。

第５の発明は、第１〜第４のいずれかの発明において、固定ボルトが取り外されていないと判定した場合に、固定ボルトが取り外されていないことを報知することにより、使用者に明確に輸送時の固定ボルトの取り外し忘れを報知して固定ボルトの取り外しを要求し、その結果として洗濯、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。

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は本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図であり、図２は制御回路のブロック構成図である。

図１において、水槽ユニット１７６は、水槽１８２内にドラム１７８を回転自在に収納している。水槽１８２の外底部に固定されたモータ１８１の回転は、モータプーリー１０
１、ベルト１０２、駆動プーリー１０３、回転軸１７９等を介してドラム１７８に洗濯、すすぎ脱水等の回転駆動するように伝達される。

水槽ユニット１７６は、軸心を洗濯機本体１８３内に傾斜して配設され、洗濯機本体１８３の上方より防振構造を有するサスペンション１７１によって宙づり状態に防振支持され、かつ下方には減衰防振ダンパー１７０にて洗濯機本体１８３の底部と接続されている。通常、水槽１８２は洗濯機本体１８３内部で揺動自在に構成されていることになる。

洗濯機本体１８３の左方傾斜面には扉１８７を開閉自在に軸支し、使用者は扉１８７部よりドラム１７８内方に洗濯衣類を投入する。

ドラム１７８内にはバッフル７０１が固定されており、洗い時にドラム１７８回転すると洗濯衣類を掻き上げる効果を果たす。バッフル７０１により掻き上げられた洗濯衣類は、その後重力によってドラム底部へ落ちる。ドラム式洗濯機では、その際に与えられるたたき力によって汚れが衣類から落ち、衣類の洗浄が行われる。

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１３１は、扉１８７の上方に配した入力設定手段１３５および表示手段１３６や、水槽１８２の上方外壁に固着した加速度センサー１８８と信号伝達を行うと共に、モータ１８１等の回転制御を行う。

洗濯機本体１８３には水槽１８２上方に給水弁２７があり、制御部１３１の制御によって開状態の時には水槽１８２内への給水を実施し、閉状態では給水を停止する。水槽１８２下部には排水弁２８があり、制御部１３１の制御によって開状態の時には水槽１８２内から排水を実施し、閉状態では排水を実施する。制御部１３１は、給水弁２７と排水弁２８に対する制御指令により、洗いやすすぎ時には水槽１８２に水をため、脱水時には水槽１８２から水の排水を制御する。

加速度センサー１８８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）方向の加速度センサーで構成される。これは、実際の水槽ユニット１７６の振動は、必ずしも一方向に限定できないので、多軸の加速度センサーを用いて、精度の高い水槽１８２の動きを検知する為である。

また、水槽１８２の背面部に固定された固定金具１７５と、洗濯機本体１８３の背面部１８６とは、洗濯機輸送時は水槽ユニット１７６の揺動を防止する為の固定ボルト１８５で装着されている。固定ボルト１８５は、輸送時のみに必要であり、洗濯機の据付設置時には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２０の交流電力を整流器２１により整流し、チョークコイル２２及び平滑コンデンサ２３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２４によりモータ１８１を回転駆動する。

また、制御部１３１は、入力設定手段１３５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１８１の回転を制御し、負荷駆動部２６により給水弁２７、排水弁２８、送風ファン１２、ヒータ２９の動作を制御すると共に、表示手段１３６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１８１は、３相巻線７ａ、７ｂ、７ｃを有するステータと、２極の永久磁石を有
するロータ（図示せず）とを備え、３つの位置検出素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ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２４ａ〜２４ｆにより構成されたＰＷＭ制御インバータ回路２４により回転制御される。

位置検出素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃが検出するロータ位置検出信号は、マイクロコンピュータ等により構成された制御部１３１に入力される。このロータ位置検出信号に基づいて、駆動回路３２によりスイッチング素子２４ａ〜２４ｆ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７ａ、７ｂ、７ｃに対する通電を制御してモータ１８１を所要回転数で回転させる。

制御部１３１は、３つの位置検出素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃの検出出力が入力される回転速度検知部３３を有し、回転速度検知部３３は、３つの位置検出素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃのいずれかの信号の状態が変わることに応じてその周期を検出し、その周期よりモータ１８１の回転数を算出する。

なお、モータ１８１の回転速度検知部３３の検知出力はドラム１７８の回転数に対応するので、以下の説明においてドラム１７８の回転数は、回転速度検知部３３の検知出力により得られるものである。

水槽１８２に固着した加速度センサー１８８は、少なくとも水槽の左右の方向の加速度を検知し、制御部１３１内に構成した加速度検知部３９は、加速度センサー１８８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、加速度データを検知用演算部４０で演算したデータから固定ボルトの有無を検知する。

制御部１３１には、水圧を検知する水位センサー４１からの信号が入力されており、制御部１３１内の水位検知部４２にて水槽内の水位を算出する。

図３は本実施の形態における、固定ボルトの有無を検知するために制御部１３１が実施する基本の制御シーケンスである。

ステップ３００にて固定ボルトの有無の検知が開始されると、まずステップ３０１にて給水弁２７から水槽１８２内への給水が開始される。

給水はステップ３０２での所定の水位に達するまで継続される。ステップ３０２にて水位検知部４２により所定水位以上に達したことを検知すると、ステップ３０３にて固定ボルト検知動作を実施する。固定ボルト検知動作の詳細は後述する。

固定ボルト検知動作の実施が終了すると、ステップ３０４にて固定ボルトの有無を判定し、固定ボルト無しと判定された場合はステップ３０５へ進んで排水弁２８から水槽内の水の排水を実施し、排水終了と共に一連の検知を終了する。ステップ３０４にて固定ボルト有りと判定された場合には、ステップ３０６へすすみ、使用者に固定ボルトの外し忘れを示す異常報知を行う。

異常報知の内容は、通常の洗濯動作と異なるものとして、使用者に異常が判断できるようにする。表示手段１３６もしくは制御部１３１など洗濯機１８３内にブザーを取り付け、警告音を発生させ、さらに表示手段１３６にて異常を示す特定の表示パターンを表示させることで実現できる。警告音は単純なブザー鳴動パターンとしても良いが、警告メロディーや音声出力などで使用者によりわかりやすく報知しても良い。表示手段１３６での以上を示す表示パターンは、複数のＬＥＤで構成される表示手段の場合には、点灯するＬＥ
Ｄを通常の動作時にはあり得ないパターンとしても良いし、文字や数字を表示する表示手段の場合は、警告文や異常番号を表示しても良いし、表示内容の点滅パターンなどとしても実現できる。

ステップ３０２での所定水位については、以下のように決める。バッフルはドラム１７８の内周に対して１２０度ずつ等間隔に３個固定されている。このバッフルの一個がちょうど頂上となるようにドラム１７８の回転位置を決めた時、残り二個のバッフルは下側の左右に配置される状態となる。前記給水時の所定水位は、この下側の二個のバッフルが完全に水没するよりは低い水位で、かつドラム１７８が回転してバッフルがもっとも低い位置となったときには水槽１８２にたまった水に対して作用反作用の力が働く程度には高い水位とする。ドラム１７８の内径が８０ｃｍとした場合、水位はドラムの最も低い位置から水面までが９０ｍｍの水位を所定水位とすればよい。

図４にて図３のステップ３０３の固定ボルト検知動作の詳細を説明する。ステップ４００にて固定ボルト検知動作が開始された後、ステップ４１０にてモータ制御のためのパラメータの初期化を行う。モータ制御のためのパラメータとしては、モータの回転方向がある。モータ回転制御の二回目以降では、直前の回転方向と逆方向の回転とする。

次に、ステップ４０１にてモータ起動制御を実施する。モータ起動時はモータの回転が安定していないため、モータの位置検出素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃの信号による回転数検知部３３でのモータ回転速度が安定して得られない。そのため制御部１３１は駆動回路３２によって時間とともにモータ１８１に印可する電圧を上昇させるいわゆる電圧制御を実施する。

ステップ４０１による起動制御により、モータが起動して回転を始めると、位置検出素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃからの信号が変化する。この変化により、モータの回転角度が所定の角度以上となったことをステップ４０２で検知すると、モータの起動制御を終了し、ステップ４０３のモータ回転数制御に移行する。ステップ４０３へ移行する所定モータの回転角度は、モータ回転によるドラムの回転が開始されたと判断できる程度に大きく、かつ出来るだけ早く回転数制御へ移行できるように小さくする必要があり、ドラムの回転角度にして、１０°〜４５°程度とすると良い。

次にステップ４０３では回転速度検知部３３の値を目標とする回転数となるようにモータの回転数制御を実施する。回転速度検知部３３で検知される回転数が目標よりも低ければ駆動回路３２からのモータ１８１への印可電圧を上昇させ、逆に高ければ印可電圧を下降させる。ここではモータ１８１への印可電圧を現在の回転数によって制御する単純な回転数制御方式としたが、これに限定されるものではない。たとえば、現在の回転数と、目標回転数とからいわゆるＰＩ制御を実施して印可電圧を制御すればさらに回転数制御の精度が向上する。さらにモータに流れる電流の検知回路を追加し、いわゆるベクトル制御を実施してさらに回転数制御の精度を向上させても良い。

次にステップ４０４でモータを起動開始してからの時間を判定し、所定の時間が経過してない場合は、ステップ４０３に戻って所定の目標回転数でのモータ１８１の回転を継続させる。ステップ４０４でモータ１８１を動作させる時間が経過している場合は、ステップ４０５へ移行する。

ステップ４０５では、モータ１８１の回転をとめるためのブレーキ制御を実施する。ステップ４０３までで回転させていたのと逆方向のトルクを発生させるように、駆動回路３２を制御する。

このブレーキ制御の前までは、モータ１８１の回転により回転していたドラム１７８が回転しており、ドラム１７８と、ドラム１７８の内部に固定されたバッフルにより水槽１８２内の水が回転方向の向きに掻き上げられている。ステップ４０５でドラム１７８及びドラム１７８内部のバッフルの動作が水槽１８２内で止まろうとする方向で制動をかけられることになるが、前記の水槽１８２内の水の掻き上げられる動きは継続しているため、水の動きに対してバッフルが抵抗となって作用・反作用の関係が生じ、結果としてバッフルが固定されたドラム１７８が回転方向に対して揺れることとなる。

前記のドラム１７８の揺れはモータ１８１のブレーキ制御によってモータ１８１を介して水槽１８２に伝わり、水槽１８２も回転方向に対して揺れることとなる。ここで、固定ボルト１８５により、水槽１８２が背面部１８６で洗濯機本体１８３と固定されている場合には、水槽１８２の揺れは小さなものとなる。逆に固定ボルト１８５が無い場合には、水槽１８２は洗濯機本体１８３内部で揺動自在に構成されていることになるので、水槽１８２の揺れは固定ボルトが有る場合と比較して大きいものとなる。

前記の水槽１８２の回転方向に対する揺れは、加速度センサー１８８に対して左右方向の加速度の変化として捉えられるので、ステップ４０６にて加速度センサー１８８からの水槽１８２の左右方向の加速度データを収集する。加速度データの収集は、符号つき加速度の最大値と最小値を収集時の加速度の値で更新することで実施される。

その後、ステップ４０７にてモータへのブレーキ制御を実施する時間が経過していない場合には、ステップ４０５に戻ってブレーキ制御を継続する。ブレーキ制御を実施する時間が経過した場合には、ブレーキ制御を終了してステップ４１１へと移行する。

ステップ４１１では、前記ステップ４０６と同様に加速度センサー１８８からの水槽１８２の左右方向の加速度データを収集し、その後ステップ４０８へと移行する。

ステップ４０８ではモータを動作させない時間を判定して、所定の時間が経過すればステップ４０９へと移行して、一回のモータ動作の制御を終了する。所定の時間が経過していない場合には、ステップ４１１へ戻って加速度データの収集を繰り返す。

図５と図６は、前記のように固定ボルト検知動作を実施した際の、加速度センサー１８８での左右方向の加速度の時間変化を示したものである。図５は固定ボルト有りの場合であり、図６は固定ボルト無しの場合である。いずれも、縦軸の加速度の単位は重力加速度の１Ｇである。横軸は４回分のモータ駆動分の動作に相当する時間を表示している。

図５と図６から、固定ボルトの有無による加速度データの時間変化の差異を説明する。まず、一回のモータ動作の制御において、加速度の絶対値の最大の値を比較すると、図５のデータよりも図６の固定ボルトなしの方が大きいことがわかる。これは前述の通り、固定ボルトによって水槽１８２が洗濯機本体１８３に固定されている場合は、固定ボルトが無く洗濯機本体１８３内部で水槽１８２が揺動自在の場合と比較して揺れが小さいことによるものである。なお、一回のモータ動作の制御において、加速度の絶対値が最大の値を示すのは、ブレーキ制御をした直後である。

次に、加速度の絶対値が最大の値を示した後の加速度の変化であるが、図５の固定ボルト有りの場合を見ると時間と共に次第に減衰していく揺れを示しており、図６の固定ボルト無しの場合はそれと比較して急激に減衰することがわかる。

図５の固定ボルト有りの場合は、水槽１８２が洗濯機本体１８３に固定されているため、防振機構であるサスペンション１７１や減衰防振ダンパー１７０はその効果を発揮せず
、微少な洗濯機全体として揺れが継続しているものと考えられる。そのため、加速度の絶対値が最大の値を示した後の、逆方向への加速度の値の絶対値は最大の値と比較してもあまり変化は少ない。

図６の逆に固定ボルト無しの場合は、水槽１８２が揺動自在であり最初の揺れは大きいが、サスペンション１７１、減衰防振ダンパー１７０によって振動を減衰する効果によって急速に揺れが減衰するものと考えられる。そのため、加速度の絶対値が最大の値を示した後の、逆方向への加速度の値の絶対値は最大の値と比較すると急激に小さいものとなる。また、加速度の絶対値が最大になるタイミングでの加速度の方向は、モータ制御を繰り返すたびに反対方向となっている。これは、モータ制御のたびに、ステップ４１０にてモータの回転方向を逆方向としているためである。

図４の説明に戻る。ステップ４０９でモータ回転制御が所定の回数を超えていない場合、ステップ４１０へ戻って、モータ回転制御を繰り返す。ステップ４１０でのモータ制御初期化では、直前の回転方向とは逆方向への回転となるようにモータ制御パラメータを設定する。ステップ４０９で所定の回数を超えていた場合は、ステップ４１２へ進んで、固定ボルト有無の判定用データ演算を実行する。

ステップ４０９により、所定の回数未満でのモータ制御時に収集した加速度データは利用しないこととなる。これは、固定ボルト検知動作開始の初期段階では、いくつかのばらつき要因が存在するために、安定した判定が困難であるからである。ばらつき要因としては、まず水槽１８２内の水位がある。モータ制御を開始すると、水槽１８２内の水は掻きあげられ、水槽１８２内の内壁に水がつくことにより、開始直後よりもじょじょに水位が低下する。

次に、水槽１８２内のバッフルの位置が変化する可能性がある。ドラムが回転している状態からブレーキをかけた時の水流に対するバッフルの作用反作用により揺れが発生することを検知するため、ブレーキをかける際のバッフルの位置が変化すると、揺れの度合いもばらつくこととなる。

前述のとおり、水槽１８２内に給水した水の水位は、バッフル二個を下側の左右均等の位置でドラム角度を固定した時に、バッフルが水没するよりは低く設定している。そのため、図４で説明しているモータ回転制御を実施して、モータブレーキの動作終了後のモータｏｆｆの期間では、ドラムにはバッフルの間に挟まれた水がモータ動作中に掻きあげられた結果としての左右へのゆれが継続することになる。この水面の動きによりバッフルは作用反作用により力を受けることになるが、モータはとまっているので、結果としてドラムはバッフルが水面に対して押し出されるように下側の左右均等の位置へと移動することとなる。図３のステップ３０３の固定ボルト検知動作実施を開始する時点ではバッフルの位置がどこになるかは不定だが、モータ動作を繰り返すと、前記の効果により少しずつバッフルの位置が水面に対して左右均等の位置へと移動していく。

なお、前述のようなモータｏｆｆ期間での水面によるバッフルへの作用反作用による位置の移動は、あまり大きな移動となることは期待できない。そのため、前提として一回のモータ制御によるドラムの回転角度をほぼ１２０度の整数倍となるようにして、回転前後でバッフルの位置が大きく移動しないようにする必要がある。これにより、モータ制御およびその後のモータｏｆｆ区間を繰り返すことによりバッフルの位置が移動していく。本実施例では、ドラムの回転角度をほぼ１２０度の整数倍とするために、モータのｏｎ時間、およびモータ回転数制御中の目標回転数を適切に設定することで、約２４０度の回転とするように制御する。具体的にはモータのｏｎ時間は０．８秒、モータ回転数制御中の目標回転数は１００ｒｐｍとする。また、モータｏｆｆ区間は、前回のモータ制御によって
かきあげられた水の動きに同期するタイミングで次回のモータ制御を開始するために、本実施例では０．９秒と設定する。

以上のようにばらつき要因を低減させるために、初期のモータ制御時の加速度データは利用しない。本実施例では、１８回分のデータを利用しないものとする。

ステップ４１２では固定ボルト有無の判定用データ演算を実行する。判定用データにはパラメータとして二つ用意する。一つはドラム右回転時の符号付最大加速度の絶対値、左回転時には符号付最小加速度の絶対値を足し合わせていくパラメータＡであり、もう一つは、逆に、ドラム右回転時の符号付最小加速度の絶対値、左回転時には符号付最大加速度の絶対値を足し合わせていくパラメータＢである。符号付最大加速度、最小加速度は前述のとおり、ステップ４０６、４１１にて収集した、一回のモータ制御でのブレーキ開始からモータｏｆｆ区間の間の加速度センサー１８８の左右方向の信号である。

前記パラメータＡは、図６での回転方向が変わる毎に現れる加速度の絶対値の最大値を足し合わせることとなり、パラメータＢはその逆方向の加速度の絶対値の最大値を足し合わせることとなる。パラメータＡとＢをモータ制御ごとに収集される加速度データで足し合わせていくという演算を実施していくことになるので、固定ボルトありの場合はパラメータＡがパラメータＢよりも有意に大きな値となり、固定ボルトなしの場合には固定ボルトありの場合と比較して小さな値となる。

ステップ４１２の後、ステップ４１３でモータ回転制御を実施した回数が所定の値以上の場合には固定ボルト検知動作を終了する。所定の値未満の場合には、ステップ４１０からのモータ制御初期化からモータ制御を繰り返し、固定ボルト検知用のパラメータＡとＢの演算を継続する。
ステップ４１３での所定回数と、ステップ４０９での所定回数の間に相当するモータ制御の回数分、パラメータＡとパラメータＢが足しあわされる演算が実施されることとなる。

図４で説明した固定ボルト検知動作が終了すると、図３のステップ３０４で固定ボルトの有無を判定する。これは前記パラメータＡとパラメータＢの差分の値を所定の閾値と比較することで判定することができる。すなわち、パラメータＡとパラメータＢの差分が閾値よりも大きければ固定ボルト有りと判定し、そうでなければ固定ボルト無しと判定することができる。

図７を使って、ドラム１７８の回転制御について補足説明する。図７はドラム１７８を洗濯機前面から見た図である。ドラム１７８の内周には、バッフル７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃが３つ１２０度間隔で固定されている。また、ドラム１７８を内包する水槽１８２にたまった水７０２の水面がドラム１７８内にある。加速度センサー１８８の左右方向とは、この図における左右方向と一致する。

図７の丸付き符号１から６で、ドラム１７８の右回転と左回転それぞれ一回ずつの回転制御を示した時間的変化を示している。

図７の丸付き符号１は、ドラム１７８を右回転する回転制御を開始した際の図である。バッフル７０１ａがドラム１７８の頂上にあって、ドラム１７８の内周時計回りにバッフル７０１ｂ、７０１ｃがある。

図７の丸付き符号２は、図７の丸付き符号１からドラム１７８がちょうど１２０度右回転した後の図である。右回転への回転制御が継続している状態である。ドラム１７８が１２０度右回転した為、ドラム１７８の頂上にはバッフル７０１ｃがあり、ドラム１７８の
内周時計回りにバッフル７０１ａ、７０１ｂがある。ドラム１７８の回転とバッフル７０１ｂによって水７０２が掻き上げられている。

図７の丸付き符号３は、図７の丸付き符号２からドラム１７８がさらに１２０度右回転し、ブレーキ制御を経て回転が停止した際の図である。右回転への回転制御開始時の図７の丸付き符号１と比較して、２４０度右回転してドラム回転が停止していることとなる。

図７の丸付き符号２と比較して、さらに水７０２が掻き上げられており、この水の動きと、バッフル７０１ａとの作用反作用によりドラム回転方向の接線方向に対しての揺れが生じる。この揺れは、水槽１８２の上部に取り付けられた加速度センサー１８８の左右方向として検知されることとなる。水槽１８２の上部での右回転方向の接線方向とは右方向となる。そのため、加速度の方向を図中の右側を正とすると、右回転直後のブレーキで揺れる、最も絶対値として大きな加速度の方向は正方向となる。

図７の丸付き符号３の後、水７０２は主に重力によって引き戻され、左右への揺れを継続した後、元の水平な水面の状態へ移行しようとするが、その過程において、バッフル７０１ａと７０１ｃを水面に対して均等な位置へと調整する働きをする。これにより、一回の回転制御によりドラムの回転角度が厳密に２４０度でなくとも、次の回転制御の開始時に、ドラムの回転位置が補正される。さらに、図７の丸付き符号１ではバッフル７０１ａがちょうどドラムの頂上にある状態から動作開始することを前提として説明を行ったが、回転制御を繰り返すことにより、バッフルの位置が補正されて、前記前提が成立することとなる。

この後、図７の丸付き符号４、５にて逆方向である左回転へのドラム１７８の回転制御が実施された結果、図７の丸付き符号６の左回転への回転制御終了時のバッフル７０１ａから７０１ｃの位置は、図７の丸付き符号１の位置と同じ状態へ復帰する。以降、回転制御が継続される場合は、図７の丸付き符号１からの動作が繰り替えされることとなる。

以上、図７で説明したドラム回転制御によって、ドラムのバッフルの位置の初期状態によらず、回転制御ごとにばらつきを抑えた加速度センサー１８８での加速度の検知が行える。

図８を使って、固定ボルトの有無の判定用データ演算について補足する。
図８は、固定ボルトが無い場合を想定した、加速度センサー１８８で検知される加速度信号の模式図であり、図４でのモータ制御のｐ回目とｐ＋１回目相当の場合について記載している。なお、ｐ回目が右回転の制御としている。

図８で左右方向の加速度の値は、制御ｐ回目期間でのブレーキ直後に、符号付きで最大の加速度Ａｐに達し、その後、符号付きで最小の加速度Ｂｐとなっている。また、制御ｐ＋１回目期間でのブレーキ直後に、符号付きで最小の加速度Ａｐ＋１に達し、その後、符号付きで最大の加速度Ｂｐ＋１となっている。これらの加速度の値は、加速度センサー１８８の信号を加速度検知部で検知され、図４の固定ボルト検知動作の説明中のステップ４０６とステップ４１１で収集される。

図４のステップ４１２での判定用データ演算にて演算するパラメータＡとパラメータＢは、固定ボルト検知動作終了時点では、それぞれ数１、数２のように表される。

図７で説明したように、右回転でのモータ制御の期間に得られるブレーキ時に最も揺れる方向は、加速度の正方向となる。そのため、水槽が固定ボルトで固定されていない場合は、Ａｐの絶対値はＢｐの絶対値よりも大きな値となる。逆に、左回転でのモータ制御の期間に得られるブレーキ時に最も揺れる方向は、加速度の負方向となり、Ａｐ＋１の絶対値はＢｐ＋１の絶対値よりも大きな値となる。

上記のように、任意回のモータ制御時に、ＡｐとＢｐの絶対値は必ずＡｐが大きいこととなるので、それらを合算したパラメータＡとパラメータＢの関係としては、パラメータＡがパラメータＢよりも大きな値となる。

図８の説明は固定ボルトが無い場合であったが、図５と図６のデータを見れば明確なように、固定ボルト有りの場合には、数１と数２で得られるパラメータＡとパラメータＢとの差は固定ボルト無しの場合と比較して小さいものとなる。

以上から、パラメータＡとパラメータＢとの差分を演算して、所定の閾値と比較し、大きければ固定ボルト無し、小さければ固定ボルト有りと判定することができることがわかる。

なお、本実施例では、ばらつき要因をさけるために動作開始から所定の回数まで判定用データを演算しないこととしたが、それに限定されるものではない。例えば、所定の時間を決め、その時間までは判定用データを演算しないようにしても同様の効果が得られる。

また、判定用データの演算は所定の回数としたが、これに限定されるものではない。例えば、判定用データを加算したモータ制御の回数を記憶しておき、判定用パラメータＡとＢをそれで除算することにより、モータ制御一回分の平均値を算出して判定しても良い。

さらに、判定用データの演算の為の所定の回数終了時はモータ制御を行わないこととしたが、固定ボルト無しと判定した場合は、さらにモータ制御を繰り返しても良い。これにより、水槽１８２にためた水の水モレがないかの確認などが実施可能な時間が延びることとなる。

なお、本実施例では、動作開始時のバッフルの位置によるばらつきを抑制するために、モータ制御を繰り返して水面とバッフルの間の作用反作用によってバッフルの位置を所望の位置にするとしたが、これに限定されるものではない。例えば、モータに取り付けられた位置検出素子によってモータの回転位置を検出し、それに対応したドラムの回転位置を検出し、それに対応したバッフルの位置を推定し、動作開始時にまずバッフルの位置を所望の位置とするようにモータを回転させてもよい。もしくは、ドラムに回転センサーをとりつけ、直接ドラム位置を検出してバッフルの位置を特定して同様に動作開始時にバッフルの位置合わせを実施しても良い。

なお、本実施の形態では、固定ボルトの有無の判定について、加速度センサーによる最大加速度と最小加速度をドラム回転方向に対応して演算した結果を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、単純に加速度センサーによる加速度の絶対値の最大値を検知し、これが所定の値よりも小さい場合には水槽が揺れていないと判定し、固定ボルト有りと判定しても良い。もしくは、水槽に変位量センサーを取り付けて、より直接的に水槽の揺れを判定しても良い。もしくは、集音装置を洗濯機に取り付け、ドラム回転制御及びブレーキ時の音量を測定し、音量が所定の値よりも小さい場合には水槽が揺れていないと判定し、固定ボルト有りと判定しても良い。

なお、本実施の形態では、洗濯機として説明を行ったが、乾燥機能を併せ持った洗濯乾燥機についても本発明が適応できるのは当然である。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、ドラム式洗濯機において、流体バランサが存在しない場合でも、輸送時に利用する固定用ボルトの有無を検知して、その取り外し忘れを検知する機能を実現できる。

２７給水弁
３９加速度検知部
４０検知用演算部
４１水位センサー
４２水位検知部
１３１制御部
１３３回転速度検知部
１３６表示手段
１７８ドラム
１８１モータ
１８２水槽
１８３洗濯機本体
１８５固定ボルト
１８８加速度センサー
７０１バッフル
固定ボルトが取り外されていないと判定した場合に、固定ボルトが取り外されていないことを報知する請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。

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するドラムと、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支持された水槽と、前記水槽と前記洗濯機本体とを固定する固定ボルトと、前記水槽の揺れを検知する水槽揺動検知部と、前記水槽内に給水するための給水弁と、前記水槽内の水位を検知するための水位センサーと、前記水位センサーの水位出力を検知する水位検知部と、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部と、前記回転速度検知部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を備え、前記制御部は、前記水槽内に所定水位まで給水した後、前記ドラムを回転させ、前記水槽揺動検知部の検知結果をもとに、前記固定ボルトが取り外されているか否かを判定する洗濯機。
水槽揺動検知部は、水槽に固着した加速度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部とによって構成され、制御部は、前記加速度出力が所定の値以上の場合に固定ボルトが外されていると判定する請求項１記載の洗濯機。
ドラム内周に沿って等角度に配置されている複数個のバッフルを備え、制御部は、回転開始から停止までのドラムの回転角度を前記バッフル間の角度の略整数倍に相当するように制御する請求項１または２に記載の洗濯機。
制御部は、ドラムを左右方向交互に複数回回転させ、このときの水槽揺動検知部での検知結果を積算もしくは平均処理して固定ボルトが取り外されているか否かを判定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
固定ボルトが取り外されていないと判定した場合に、固定ボルトが取り外されていないことを報知する請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。