JP2017080055A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯脱水槽を備えた洗濯機において、振動に対して速やかに且つ、精度良く対応する。【解決手段】筐体１１内に配置された、回転自在な洗濯脱水槽２と、前記洗濯脱水槽２を回転駆動するモータ７と、前記モータ７の回転周波数Ｈを検出するホールＩＣセンサ８と、前記ホールＩＣセンサ８による検出結果に基づいて、前記モータ７を制御する制御装置１００とを備え、前記制御装置１００は、前記回転周波数Ｈのロータ１回転あたりの変化量である同位相差分ΔＨと、該同位相差分ΔＨの積算平均値Ｃとを算出すると共に、該積算平均値Ｃが所定の第１閾値Ｔ１を超えたとき、前記モータ７を停止させる。【選択図】図５

Description

ここに開示する技術は、洗濯脱水槽を備えた洗濯機に関する。

一般的な全自動洗濯機では、洗濯物が収容された洗濯脱水槽を高速で回転させることにより、脱水を行うようになっている。しかして、洗濯脱水槽内に洗濯物が片寄って収容されていると、その片寄りに起因して、洗濯脱水槽や外槽が大きく振動（所謂、異常振動）したり、その振動に伴って大きな騒音が発生したりするという問題がある。

そこで、洗濯機における振動を精度良く検知するために、例えば特許文献１には、洗濯槽を回転させるモータより検出されるｑ軸電流について所定期間にわたって集めたデータの平均値を求め、その平均値と前回平均値との差に基づいて、外槽（水槽）の振動（偏心量）を検知する構成が開示されている。この場合、例えば１秒間あたりの平均値を求めるならば、１秒前から現在にわたって集めたデータの平均値と、２秒前から１秒前にわたって集めたデータの平均値との差が求められることとなり、外槽の振動は、１秒おきに検知されることになる。

また、特許文献２には、そうした振動を検知する技術の別例として、脱水槽を駆動するモータの回転数の一定時間あたりの変化量を算出すると共に、その変化量が所定値以下であるか否かに基づいて、異常振動を検知する構成が開示されている。

特開２００７−５０１１４号公報 特開平５−２９３２８８号公報

しかしながら、前記特許文献１の構成は、複数のデータを集めるたびに得られる平均値に基づいた検知であるため、平均値を得るのに必要なデータを集め終わるまで、振動の検知を行うことはできない。そのため、急速に大となるような振動に対し、早めに対応することはできない。

一方、前記特許文献２の構成においては、回転数の検出間隔を短く設定することにより、振動を速やかに検知することが考えられるものの、単に回転数同士の差を取るだけでは、各検出結果に含まれるノイズにより計算結果がばらついてしまい、振動を誤検知してしまう虞がある。

またそもそも、回転数を検出するセンサの取付位置や、ロータに固定される磁石の取付位置の公差により、回転数の検出結果には、検出した時点におけるロータの角度位置に応じて、固有の誤差が含まれる。前記特許文献２のように、一定時間あたりの回転数の変化量を算出するという構成では、そうした角度位置の影響が考慮されないため、その変化量が、前記のような誤差に起因して一層ばらついてしまうという別の不都合もある。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、洗濯脱水槽を備えた洗濯機において、振動に対して速やかに且つ、精度良く対応することにある。

ここに開示する技術は、洗濯機に係る。この洗濯機は、筐体内に配置された、回転自在な洗濯脱水槽と、前記洗濯脱水槽を回転駆動するモータと、前記モータを構成するロータの回転数を検出する回転センサと、前記回転センサによる検出結果に基づいて、前記モータを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記回転数のロータ１回転又は複数回転あたりの変化量である同位相差分と、該同位相差分の積算平均値とを算出すると共に、該積算平均値が所定の閾値を超えたとき、前記回転数を低下させる。

ここで、「回転数」は、ロータ１回転あたり、複数回検出されてもよい。

また、「同位相差分の積算平均値」は、同位相差分を算出順に積算した上で、積算した個数で除算することにより得られる平均値を意味する。

また、「回転数」には、回毎分（ｒｐｍ）のように、回転数を直接的に示す物理量と、回転周波数のように、回転数を間接的に示す物理量とが含まれる。

前記の構成によると、前記制御装置は、振動に対し、同位相差分の積算平均値に基づいた対応を行う。具体的には、積算平均値が所定の閾値を超えたとき、ロータの回転数を低下させる。同位相差分及び積算平均値は、双方とも、回転数の変動が無い場合にはゼロになる一方、回転数の変動が大きくなるにつれて、徐々に大きくなる量である。

詳しくは、前記の構成によると、前記制御装置は、前記回転数のロータ１回転又は複数回転あたりの変化量である同位相差分を算出する。同位相差分は、ロータの角度位置が同じ回転数同士の差分に相当するため、ロータの角度位置に応じた固有の誤差は、互いに差し引かれることとなり、その影響が低減される。これにより、振動を精度良く検知することが可能になる。

また、前記の構成によると、前記制御装置は、前記同位相差分の積算平均値を算出すると共に、該積算平均値が所定の閾値を超えたとき、前記回転数を低下させる。同位相差分は、回転数を検出するたびに算出可能であり、積算平均値は、同位相差分を算出するたびに算出可能である。よって、回転数を検出するたびに、回転数を低下させる要否を判定することができるから、急速に大となるような振動に対しても、早めに対応することが可能になる。

また、同位相差分を積算することにより、回転数の各検出結果に含まれるノイズの影響を緩和することができる。そのことで、振動に対し精度良く対応することが可能になる。

また、積算平均値は、回転数の変動が無い場合には一定となるから、そうした積算平均値と比較される閾値は、一定の値に設定される。そうすると、回転数を低下させる要否の判定が、より明確なものとなるから、振動を精度良く検知することが可能になる。

かくして、前記の構成によると、同位相差分を用いることにより、振動を精度良く検知することが可能となる一方、同位相差分の積算平均値に基づいた制御を行うことにより、振動をより精度良く検知しつつ、急速に大となるような振動に対しても速やかに対応することが可能になる。

また、前記回転センサは、前記ロータを、該ロータの回転方向に沿って複数の区間に区分けしたときの各区間ごとに、前記回転数を検出し、前記制御装置は、前記各区間のうちの２以上において、前記同位相差分と、該同位相差分の積算平均値とを算出する、としてもよい。

この構成によると、区分けした数の分だけ、回転数の検出間隔が短くなるため、振動に対し速やかに対応する上で有利になる。

さらに、複数の区間のうちの２以上にわたって、同位相差分の積算を行うことにより、ロータの角度位置に応じた固有の誤差の影響が低減される。

よって、前記の構成によると、振動に対して速やかに且つ、精度良く対応する上で有利になる。

また、前記回転センサは、前記各区間ごとに配置された磁極を検出するホールＩＣセンサである、としてもよい。

この構成によると、ロータの回転数を検出する上で有効な回転センサが得られる。

また、前記制御装置は、前記回転数が所定の範囲内にあるときに、前記積算平均値を算出する、としてもよい。

この構成によると、積算平均値の算出を行う範囲を規定することにより、振動に対し、より適切な対応を行うことが可能になる。例えば、特定の共振周波数で生じる共振に対応するためには、その共振周波数を含むような範囲を設定すればよい。さらに、そうした範囲を複数設けることで、横振動を引き起こす１次共振や、縦振動を引き起こす２次共振に対し、個別に対応することが可能になる。

また、前記制御装置は、前記積算平均値が前記閾値を越えた回数を数え上げると共に、該回数が所定の第２の閾値を越えたときに、前記回転数を低下させる、としてもよい。

この構成によると、前記の閾値とは別に、第２の閾値を設けることで、振動の誤検知を抑制することができるようになる。例えば、単発的に生じたノイズの影響を抑制することができる。そのことで、振動に対し、精度良く対応する上で有利になる。

以上説明したように、前記の洗濯機によると、同位相差分を用いることにより、振動を精度良く検知することが可能となる一方、同位相差分の積算平均値に基づいた制御を行うことにより、振動をより精度良く検知しつつ、急速に大となるような振動に対しても速やかに対応することが可能になる。

洗濯機の縦断面図である。 モータ及び回転センサの構成を概略的に示すイメージ図である。 洗濯物の片寄りを概念的に示すイメージ図である。 時間と回毎分との関係を概略的に示すグラフである。 振動検知に係る処理を示すフローチャートである。 サンプリング数と回転周波数との間の関係を例示したプロットである。 図６の囲み部周辺を拡大して示す説明図である。 サンプリング数と同位相差分との間の関係を例示したプロットである。 サンプリング数と積算平均値又は回毎分との間の関係を例示したプロットである。 洗濯物の片寄りが小さい場合において、サンプリング数と積算平均値又は回毎分との間の関係を例示したプロットである。

以下、図面を参照しながら洗濯機を説明する。尚、以下の説明は例示である。

最初に、洗濯機の全体構成について説明する。

〈洗濯機の全体構成〉
図１は、実施形態に係る洗濯機１の概略構成を示す縦断面図である。図１に示すように、洗濯機１は、縦型の全自動洗濯機であり、筐体１１と、筐体１１内に配置された、回転自在な洗濯脱水槽２と、洗濯脱水槽２の動作を制御する制御装置１００とを備えている。詳しくは、筐体１１は、上下方向に縦長に延びる矩形箱状であり、筐体１１の上面には投入口（不図示）が開口している。この投入口は、該投入口周囲の筐体１１に対し揺動可能に取り付けた蓋１２により開閉される（図１の矢印Ａ１参照）ように構成されており、この蓋１２が開いたときには、洗濯脱水槽２内に洗濯物を投入することができるようになっている。

筐体１１の上面前側には、表示パネル（不図示）が設けられており、制御装置１００からの制御信号に基づいて、洗濯、すすぎ及び脱水といった、各運転工程の残り時間を表示したり、異常振動をはじめとした種々の異常状態をユーザへ報知したりする。

洗濯脱水槽２は、略有底円筒状の外形を有しており、その周壁部には、多数の脱水孔２１が形成されている。洗濯脱水槽２は、所謂“洗濯槽”と“脱水槽”とを兼ねており、その開口を上方に向けた姿勢で、筐体１１内に設けた外槽３内に配置されている。洗濯脱水槽２の開口縁には、塩水等が収容された液体バランサ２２が設けられている。液体バランサ２２は、洗濯脱水槽２のアンバランスを低減する。

外槽３は、洗濯脱水槽２よりも大径の略有底円筒状に形成されており、該外槽３内の空間が投入口に連通するように、その開口を上方に向けた姿勢で、吊持機構４により弾性的に吊持されている。外槽３の底部略中央部には、略上下方向に延伸する槽軸６が挿通されている。槽軸６は、上下方向に伸びる回転中心軸Ｘまわりに回転自在に構成されている（図１の矢印Ａ２参照）。

槽軸６の上端部には、洗濯脱水槽２の底部が、槽軸６を中心に回転自在に軸支されている。また、槽軸６の内部には、翼軸（不図示）が挿通されており、翼軸の上端部においては、撹拌体５が取り付けられている。撹拌体５は、翼軸が回転することにより、洗濯脱水槽２の内底面に沿って回転する。

槽軸６の下端部側には、モータ７が配設されている。この実施形態では、所謂ＤＤ（ダイレクトドライブ）方式が採用されており、槽軸６及び翼軸とモータ７の出力軸とが所定のクラッチ機構を介して直結されている。モータ７は、槽軸６を介して洗濯脱水槽２を回転駆動する一方、翼軸を介して撹拌体５を回転駆動する。

モータ７は、所謂アウターロータ型ブラシレスモータであって、図２の左側部分に示すように、槽軸６の下端部側に配置設されたロータ７１と、このロータ７１により取り囲まれるように、ロータ７１の内周側に配置されたステータ７２とを有している。

ロータ７１は、扁平な有底円筒形状を有しており、回転中心軸Ｘまわりに回転自在に構成されている。ロータ７１の内周壁には、ロータ７１の回転方向Ａ３に沿って、複数の磁石７３が配置されている。詳しくは、ロータ７１の内周壁は、ロータ７１の回転方向Ａ３に沿って２４の区間に区分けされており、各区間ごとに、磁石７３が固定されている。各磁石７３は、Ｎ極とＳ極とが交互になるように配置されており、ロータ７１と一体的に回転する。

一方で、ステータ７２は、放射状に配置された複数のポールピース（不図示）と、各ポールピースに巻かれたコイル７２ａとを有しており、ロータ７１に対して相対回転自在に構成されている。

また、モータ７には、該モータ７の回転数を検知するホールＩＣセンサ８が設けられている。このホールＩＣセンサ８は、ロータ７１の回転方向Ａ３に沿って配置された２つのホール素子から構成されている。各ホール素子は、ステータ７２に対し取付固定されており、ロータ７１の内周壁付近において、ロータ７１の角度位置に応じて、２４個の磁石のうちのいずれか１つと対向するように配置されている。なお、ホールＩＣセンサ８は、「回転センサ」の一例である。

ホールＩＣセンサ８は、所謂ロータリ・エンコーダであって、ロータ７１と一体的に回転する磁石７３の各極を検出するたびに、制御装置１００に向けてパルス信号を出力する。前述の如く、ロータ７１は、回転方向Ａ３に沿って２４個の磁石７３を有しているため、パルス信号は、１周期あたり２４電気角特性を有している。つまり、ホールＩＣセンサ８は、ロータ１回転あたり、２４個のパルス信号を出力する。

制御装置１００は、ＣＰＵと、ＣＰＵ上で実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）や各種のデータを格納するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリとを備えるコンピュータにより構成される。制御装置１００は、筐体１１内の上部後方位置（図１の鎖線部参照）に配置されており、各種センサから供給された検出信号に基づいて、種々の制御や処理を行う。

例えば、制御装置１００は、ホールＩＣセンサ８による検出結果に基づいて、モータ７を回転駆動すると共に、モータ７の作動を介して、撹拌体５及び洗濯脱水槽２の回転を制御する。具体的には、制御装置１００は、ホールＩＣセンサ８から出力されたパルス信号を受信すると、そのパルス信号に基づいて、ロータ７１の回転数を直接的に示すロータ回転数Ｓを求める。ロータ回転数Ｓは、この実施形態では、所謂「回毎分（ｒｐｍ）」であり、回転周波数Ｈと、１パルスあたりのロータ７１の回転角度θとに基づいて、以下の式（１）から求められる。

Ｓ＝Ｈ×（θ／３６０°）×６０・・・（１）

式（１）において、回転周波数Ｈは、パルス信号の１秒間あたりの受信回数を示しており、例えば、パルス信号間の受信間隔等に基づいて求められる。１パルスあたりのロータ７１の回転角度θは、この実施形態では、（３６０°／２４）＝１５°である。式（１）から見て取れるように、回転周波数Ｈは、ロータ７１の回転数を間接的に示す指標であり、ロータ回転数Ｓとは、単位が異なるに過ぎない。また、制御装置１００は、検知されたロータ回転数Ｓに基づいてモータ７を制御する。モータ７は、制御装置１００からの制御信号を受けて、洗濯時やすすぎ時には、撹拌体５を正転又は反転運動させる。一方で、モータ７は、脱水時には、洗濯脱水槽２を撹拌体５と共に高速で回転させることにより、洗濯物から水分を分離させる。洗濯物から分離された水分は、前記の脱水孔２１を通じて、洗濯脱水槽２内から外槽３内に排出される。制御装置１００は、外槽３の内底部に接続された排水ポンプ９を作動させることにより、外槽３内に排出された水分を筐体１１外に排出する。

図３は、洗濯脱水槽２内に収容された洗濯物Ｃｌの片寄りを概念的に示すイメージ図である。図３に示す状態では、同重量の洗濯物Ｃｌが、洗濯脱水槽２内の上下に対向している。

制御装置１００は、脱水時には、モータ７を所定の回転数に向けて駆動する。ここで、洗濯脱水槽２内に洗濯物の片寄りが無い場合には、図４に示すように、ロータ回転数Ｓは、時間に対して略一定のペースで上昇する。一方、脱水時において、洗濯脱水槽２内に洗濯物が片寄って収容されていた場合、特に、図３に示すように、洗濯物が洗濯脱水槽の上下に対向していた場合には、その片寄りに起因して、洗濯脱水槽２、ひいては外槽３が縦方向に大きく振動してしまい、モータ７がスムースに駆動しなくなる。そうすると、ロータ回転数Ｓの加速度が低下したり、該加速度が急速に増大したりする。そうした縦振動は、ロータ回転数Ｓが所定の共振周波数Ｓｒに達したときに発生する２次共振により引き起こされる。共振周波数Ｓｒは、吊持機構４の弾性係数、並びに、洗濯脱水槽２及び外槽３等の重量等に基づいて定められる。２次共振に係る共振周波数（以下、単に「共振周波数」と称する）Ｓｒは、この実施形態では、概ね２００ｒｐｍ程度である。以下、共振周波数Ｓｒ付近の回転帯域を、「２次共振領域」と称する（図４参照）。

一般的には、ロータ回転数Ｓが共振周波数Ｓｒに近付くにつれて、洗濯脱水槽２及び外槽３の振動が大きくなる。そこで、制御装置１００は、ロータ回転数Ｓが共振周波数Ｓｒに達する前に、洗濯脱水槽２及び外槽３の振動を検知すると共に、その検知結果に基づいて、モータ７の駆動を停止する。

具体的には、制御装置１００は、回転周波数Ｈのロータ１回転又は複数回転あたりの変化量である同位相差分ΔＨと、該同位相差分ΔＨの積算平均値Ｃとを求め、この積算平均値Ｃが所定の第１閾値Ｔ１を超えたとき、ロータ回転数Ｓを低下させる。尚、所定の第１閾値Ｔ１は、「所定の閾値」の一例である。

〈制御の詳細〉
以下、振動の検知方法、及び、検知結果に基づいた制御について、図５のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。図５は、振動検知に係る処理のフローチャートである。以下のフローは、脱水時における処理の一例である。

まず、ステップＳ１０１において、制御装置１００は、振動検知に係る初期設定を行う。具体的には、後述のカウント数ｎ、及び、閾値超え回数ｍ等をゼロにする。

このステップＳ１０１の後には、ステップＳ１０２〜Ｓ１０５において、ロータ回転数Ｓが所定の範囲内にあるか否かが判定される。

具体的に、制御装置１００は、ステップＳ１０２において、ホールＩＣセンサ８から出力されたパルス信号を受信する。制御装置１００は、前述の如く、ロータ１回転あたり、２４個のパルス信号を受信する。

ステップＳ１０２から続くステップＳ１０３において、制御装置１００は、現在のロータ回転数Ｓを求める。ロータ回転数Ｓは、前述の如く、回転周波数Ｈ、及び、１パルス当たりのロータ７１の回転角度θから求められる。この実施形態では、回転周波数Ｈ及びロータ回転数Ｓは、パルス信号を受信するたびに求められる。したがって、回転周波数Ｈ及びロータ回転数Ｓは、ロータ１回転あたり、２４回求められる。

ステップＳ１０３から続くステップＳ１０４において、制御装置１００は、ロータ回転数Ｓが所定の開始回転数Ｓ１を上回っているか否かを判定する。開始回転数Ｓ１は、前記２次共振領域の下限値を下回るように設定されており、制御装置１００の内部メモリに予め記憶されている。ここで、ロータ回転数Ｓが開始回転数Ｓ１を上回っていた場合には、振動を検知する必要有と判定し、ステップＳ１０５へ進む一方、開始回転数Ｓ１以下であった場合には、振動を検知する必要無と判定し、ステップＳ１０２へ戻る。

ステップＳ１０５において、制御装置１００は、ロータ回転数Ｓが所定の終了回転数Ｓ２を下回っているか否かを判定する。終了回転数Ｓ２は、前記２次共振領域の上限値を上回るように設定されており、制御装置１００の内部メモリに予め記憶されている。よって、前述の２次共振領域は、開始回転数Ｓ１と終了回転数Ｓ２との間の範囲内に含まれている。ここで、ロータ回転数Ｓが終了回転数Ｓ２を下回っていた場合には、ロータ回転数Ｓが２次共振領域内にあるため、振動を検知する必要有と判定し、ステップＳ１０６へ進む。一方で、ロータ回転数Ｓが終了回転数Ｓ２を上回っていた場合には、ロータ回転数Ｓが２次共振領域外にあるため、振動を検知する必要無と判定し、ステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３においては、制御装置１００は、振動検知に係る計算を終了し、脱水工程を継続する。

ステップＳ１０５において、ロータ回転数Ｓが開始回転数Ｓ１と終了回転数Ｓ２との間の範囲内にあると判定されたときには、ステップＳ１０６〜Ｓ１１２において、同位相差分ΔＨの算出（ステップＳ１０６〜Ｓ１０７）と、同位相差分ΔＨに基づいた積算平均値Ｃの算出（ステップＳ１０８）と、積算平均値Ｃに基づいたモータ７の制御（ステップＳ１０９〜Ｓ１１２）とが順次行われる。

まず、制御装置１００は、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０２において受信したパルス信号をサンプリングする。以下のステップでは、ここでサンプリングされたパルス信号に対し、同位相差分ΔＨの算出と、積算平均値Ｃの算出とが行われる。制御装置１００は、パルス信号をサンプリングした回数（この実施形態では、パルス信号の受信回数と同じ）をカウント数ｎとしてカウントすると共に、各パルス信号に基づいて算出された回転周波数Ｈを、カウント数ｎと紐付けて記憶する。以下、カウント数ｎと紐付けられた値に対しては、下付の「ｎ」を付す。例えば、カウント数ｎにおける回転周波数Ｈは、回転周波数「Ｈ_ｎ」と称される。尚、この実施形態では、制御装置１００は、ステップＳ１０２においてパルス信号を受信するたびに、そのパルス信号のサンプリングを行うように構成されているが、この構成には限られない。例えば、パルス信号を１つおきにサンプリングしたり、２つおきにサンプリングしたりしてもよい。ロータ１回転あたりＮ個のパルス信号を受信している場合、サンプリングを行う回数は、ロータ１回転あたりＮ回以下に変更可能である。

図６は、洗濯物の片寄りが大きい場合において、特に２次共振領域付近におけるカウント数ｎと回転周波数Ｈ_ｎとの間の関係を例示したプロットである。図中では、カウント数を「サンプリング数」と称している（図７〜図１０も同様）。図６より、カウント数ｎが０付近から５００付近までの範囲、及び、１２００付近以降の範囲においては、回転周波数Ｈ_ｎが、カウント数ｎに対して略一定の傾きで増加していることが見て取れる。こうした振る舞いは、ロータ７１の回転が安定しており、回転周波数Ｈ_ｎが時間に対して略一定の加速度で上昇していることを意味している。それに対し、カウント数ｎが５００付近から１２００付近までの範囲においては、回転周波数Ｈ_ｎのカウント数ｎに対する傾きは、一旦緩やかになった後に、急峻になることが見て取れる。こうした振る舞いは、ロータ回転数Ｓ_ｎが共振周波数Ｓｒ付近まで上昇したことで、ロータ７１の回転が不安定になり、それに伴い回転周波数Ｈ_ｎが不安定な加速度で上昇していることを意味している。

図７は、図６の囲み部Ｇ付近のプロットを拡大して示している。図７より、回転周波数Ｈ_ｎは、２４カウントを１周期とした周期的な振る舞いを示していることが見て取れる。こうした振る舞いは、ロータ７１の角度位置に応じた固有の誤差の影響を反映している。詳しくは、回転周波数Ｈ_ｎやロータ回転数Ｓ_ｎの検出結果には、ホールＩＣセンサ８の取付位置や、ロータ７１の磁石７３の取付位置の交差に起因して、検出した時点におけるロータ７１の角度位置に応じて、固有の誤差が含まれる。そのため、回転周波数Ｈ_ｎの中央値は、図７の鎖線に示すように、カウント数ｎに対して概ね単調に増加するものの、回転周波数Ｈ_ｎのそれぞれの値は、図７の各プロットに示すように、カウント数ｎに対し、その中央値付近を振動することになる。また、前述の如く、ロータ１回転あたり、ロータ７１の周方向に沿って並べた磁石７３より、２４個のパルス信号が受信される。各磁石７３は、ロータ７１と一体的に回転するように構成されているため、回転周波数Ｈ_ｎは、図２の右側部分、及び、図７に示すように、２４カウントを１周期とすることになる。

ステップＳ１０６から続くステップＳ１０７において、回転周波数Ｈの同位相差分ΔＨが求められる。この実施形態では、同位相差分ΔＨは、回転周波数Ｈのロータ１回転あたりの変化量であり、ロータ１回転あたり、サンプリングされた２４個のパルス信号のそれぞれについて、同位相差分ΔＨが取得される（つまり、同位相差分ΔＨは、ロータ１回転あたり、２４個取得される。）カウント数ｎにおける同位相差分ΔＨ_ｎは、カウント数ｎ＋２４における回転周波数Ｈ_ｎ＋２４と、それよりも１周期前の、カウント数ｎにおける回転周波数Ｈ_ｎとに基づいて、以下の式（２）から求められる。

ΔＨ_ｎ＝Ｈ_ｎ＋２４−Ｈ_ｎ ・・・（２）

図８は、洗濯物の片寄りが大きい場合において、特に２次共振領域付近におけるカウント数ｎと同位相差分ΔＨ_ｎとの間の関係を例示したプロットである。同位相差分ΔＨ_ｎは、前述の如く、回転周波数Ｈ_ｎの変動の大きさを示しており、図８より、カウント数ｎが６００〜９００付近のときに、回転周波数Ｈ_ｎが大きく変動していることが見て取れる。こうした振る舞いは、ロータ回転数Ｓ_ｎが共振周波数Ｓｒに到達したことを意味している。

ステップＳ１０７から続くステップＳ１０８において、同位相差分ΔＨの積算平均値Ｃが求められる。カウント数ｎにおける積算平均値Ｃ_ｎは、現在のカウント数ｎと、カウント数１からカウント数ｎにおける同位相差分ΔＨ_１〜ΔＨ_ｎとに基づいて、以下の式（３）から求められる。

Ｃ_ｎ＝（ΔＨ_１＋ΔＨ_２＋…ΔＨ_ｎ）／ｎ・・・（３）

図９は、洗濯物の片寄りが大きい場合において、特に２次共振領域付近におけるカウント数ｎと、積算平均値Ｃ_ｎ又はロータ回転数Ｓ_ｎとの間の関係を例示したプロットである。図９の囲み部Ｐ１に示すように、積算平均値Ｃ_ｎは、カウント数ｎが８００〜９００程度のときに、ピークを迎えている。また、図８と図９とを比較すると、積算平均を行うことで、同位相差分ΔＨ_１〜ΔＨ_ｎの各々に含まれるノイズが緩和されていることが見て取れる。また、図９において、積算平均値Ｃ_ｎとロータ回転数Ｓ_ｎとを比較すると、積算平均値Ｃ_ｎは、ロータ回転数Ｓ_ｎよりも、共振周波数Ｓｒ付近の変動を、より明確に示していることも見て取れる。

図１０は、洗濯物の片寄りが小さい場合において、特に２次共振領域付近におけるカウント数ｎと、積算平均値Ｃ_ｎ又はロータ回転数Ｓ_ｎとの間の関係を例示したプロットである。図９と図１０とを比較すると、図９のようなピークは見られない。これは、洗濯物の片寄りが小さいがために、２次共振が発生していなかったり、発生していたとしても、その規模が小さかったためと考えられる。

次に、制御装置１００は、ステップＳ１０８から続くステップＳ１０９において、カウント数ｎにおける積算平均値Ｃ_ｎと所定の第１閾値Ｔ１とを比較すると共に、積算平均値Ｃ_ｎが第１閾値Ｔ１を越えたとき、モータ７の動作を停止させる要否を判定するべく、ステップＳ１１０、Ｓ１１１へ進む。一方で、積算平均値Ｃ_ｎが第１閾値Ｔ１以下であったときには、ステップＳ１０２へ戻る。第１閾値Ｔ１は、外槽３の振動の大きさ（具体的には、外槽３底部の上下振幅）が所定値以上になると考えられるときの積算平均値Ｃである。第１閾値Ｔ１は、計算機によるシミュレーションや実験データなどから規定されており、制御装置１００の内部メモリに記憶されている。図９に示す例では、積算平均値Ｃ_ｎは、同図の囲み部Ｐ２に示すように、カウント数ｎが３００〜４００程度のときに、所定の第１閾値Ｔ１を超えている。

制御装置１００は、ステップＳ１１０において、積算平均値Ｃが第１閾値Ｔ１を越えた回数ｍを数え上げると共に、該回数ｍが所定の第２閾値Ｔ２を越えたときには、ステップＳ１１２へ進み、モータ７のロータ回転数Ｓ（回転周波数Ｈ）を低下させる一方、第２閾値Ｔ２以下であったときには、ステップＳ１０２へ戻る。第２閾値Ｔ２は、計算機によるシミュレーションや実験データなどから規定されており、制御装置１００の内部メモリに記憶されている。尚、所定の第２閾値Ｔ２は、「所定の第２の閾値」の一例である。

制御装置１００は、ステップＳ１１０において、モータ７が動作を停止するまで、つまり、ロータ回転数Ｓ（回転周波数Ｈ）をゼロまで低下させると共に、表示パネルにエラー表示を行う。

なお、これらのステップの順番は一例であり、ステップの順番を可能な範囲で適宜入れ替えたり、複数のステップを並行して処理したりしてもよい。例えば、ステップＳ１０４とステップＳ１０５との順番を入れ替えたり、ステップＳ１０４とステップＳ１０５とを平行して処理したりしてもよい。

以上説明したように、前記の構成によると、制御装置１００は、回転周波数Ｈのロータ１回転又は複数回転あたりの変化量である同位相差分ΔＨを算出する。同位相差分ΔＨは、ロータ７１の角度位置が同じ回転周波数Ｈ同士の差分に相当するため、ロータ７１の角度位置に応じた固有の誤差は、互いに差し引かれることとなり、その影響が低減される。これにより、振動を精度良く検知することが可能になる。

また、制御装置１００は、同位相差分ΔＨの積算平均値Ｃを算出すると共に、該積算平均値Ｃが第１閾値Ｔ１を超えたとき、ロータ回転数Ｓを低下させる。同位相差分ΔＨは、回転周波数Ｈをサンプリングするたびに算出されると共に、積算平均値Ｃは、同位相差分ΔＨを算出するたびに算出される。よって、回転周波数Ｈをサンプリングするたびに、ロータ回転数Ｓを低下させる要否を判定することができるから、急速に大となるような振動に対しても、早めに対応することが可能になる。

また、同位相差分ΔＨを積算することにより、回転周波数Ｈの各検出結果に含まれるノイズの影響を緩和することができる。そのことで、振動に対し精度良く対応することが可能になる。

また、積算平均値Ｃは、回転周波数Ｈの変動が無い場合には一定となるから、そうした積算平均値Ｃと比較される第１閾値Ｔ１は、一定の値に設定される。そうすると、ロータ回転数Ｓを低下させる要否の判定が、より明確なものとなるから、振動を精度良く検知することが可能になる。

また、前記の構成によると、振動を精度良く且つ明確に検知することが可能になるから、積算平均値Ｃがピークに達する（図９の囲み部Ｐ１参照）よりも前に、洗濯脱水槽２や外槽３の振動を検知する（図９の囲み部Ｐ２参照）ことができる。そのことで、ユーザが異常振動を危惧するまえに、モータ７の駆動を停止することが可能になる。

かくして、前記の構成によると、同位相差分ΔＨを用いることにより、振動を精度良く検知することが可能となる一方、同位相差分ΔＨの積算平均値Ｃに基づいた制御を行うことにより、振動をより精度良く検知しつつ、急速に大となるような振動に対しても速やかに対応することが可能になる。

また、ロータ７１を、その回転方向Ａ３に沿って２４の区間に区分けすると共に、各区間に設けた磁石７３を検出することにより、回転周波数Ｈを取得するように構成したから、区分けした数の分だけ、回転周波数Ｈの取得間隔が短くなる。そのため、振動に対し速やかに対応する上で有利になる。

さらに、２４の区間にわたって、同位相差分ΔＨを積算するように構成したから、ロータ７１の角度位置に応じた固有の誤差の影響が緩和される。

よって、前記の構成によると、振動に対して速やかに且つ、精度良く対応する上で有利になる。

また、前記の構成によると、積算平均値Ｃの算出を行う範囲を、開始回転数Ｓ１と終了回転数Ｓ２とにより規定することにより、振動に対し、より適切な対応を行うことが可能になる。例えば、特定の共振周波数で生じる共振に対応するためには、その共振周波数を含むような範囲を規定すればよい。さらに、そうした範囲を複数設けることで、横振動を引き起こす１次共振や、縦振動を引き起こす２次共振に対し、個別に対応することが可能になる。

また、前記の構成によると、第２閾値Ｔ２を設けることで、振動の誤検知を抑制することができるようになる。例えば、単発的に生じたノイズの影響を抑制することができる。そのことで、振動に対し、精度良く対応する上で有利になる。

〈〈その他の実施形態〉〉
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

洗濯機１の構成は、一例であり、この構成に限られるものではない。

また、前記実施形態では、回転センサとして、ホールＩＣセンサ８が例示されているが、これに限られるものではない。例えば、ｑ軸電流に基づいて回転数を検出するセンサであってもよい。

また、制御装置１００は、図５に示す制御フローにおいて、回転周波数Ｈの同位相差分ΔＨを算出していたが、これに限られるものではない。例えば、回毎分としてのロータ回転数Ｓの同位相差分を算出してもよい。

また、制御装置１００は、式（２）に示したように、あるカウント数ｎ＋２４における回転周波数Ｈ_ｎ＋２４から、それよりも１周期前のカウント数ｎにおける回転周波数Ｈ_ｎを減算することにより同位相差分ΔＨ_ｎを算出しているが、これに限られるものではない。同位相差分ΔＨとして、回転数Ｓのロータ複数回転あたりの変化量を使用してもよい。例えば、制御装置１００は、あるカウント数における回転周波数Ｈから、それよりも２周期前の回転周波数Ｈを減算することにより同位相差分ΔＨを算出してもよいし、あるカウント数における回転周波数Ｈから、それよりも３周期前の回転周波数Ｈを減算することにより同位相差分ΔＨを算出してもよい。

また、制御装置１００は、式（３）に示したように、カウント数１からカウント数ｎにおける同位相差分ΔＨ_１〜ΔＨ_ｎを積算することにより、積算平均値Ｃ_ｎを算出しているが、これに限られるものではない。例えば、制御装置１００は、同位相差分ΔＨを２周期おきに積算してもよいし、３周期おきに積算してもよい。また、例えば、ｌを自然数として、カウント数ｎ−ｌからカウント数ｎにおける同位相差分ΔＨ_ｎ−ｌ〜ΔＨ_ｎを積算し、積算した値をｌ＋１で除算することにより、積算平均値Ｃ_ｎを算出してもよい。

また、制御装置１００は、１周期あたり２４個のパルス信号を受信しており且つ、受信した全てのパルス信号をサンプリングしていることから、同位相差分ΔＨを算出する際には、２４カウント離れた回転周波数の差を取るように構成されているが、これに限られるものではない。例えば、２５〜２７カウント離れた回転周波数についても、ロータ７１が略同じ角度位置にあるときに出力されたパルス信号とみなし、同位相差分ΔＨの算出に使用することができる。

また、制御装置１００は、脱水時において、図５に係る制御フローを実行することにより、２次共振を検出するように構成されていたが、これに限られるものではない。例えば、開始回転数Ｓ１、終了回転数Ｓ２、第１閾値Ｔ１及び第閾値Ｔ２の値を変更することにより、横振動を引き起こす１次共振を検出したり、より高回転域における共振を検出したりすることが可能である。また、開始回転数Ｓ１、終了回転数Ｓ２、第１閾値Ｔ１及び第２閾値Ｔ２のセットを複数用意することにより、ロータ回転数Ｓが低回転域にあるときには１次共振を検出する一方、それよりも高回転域にあるときには２次以上の高次の共振を検出するように構成することも可能である。

また、制御装置１００は、ステップＳ１１０において、ロータ回転数Ｓをゼロまで低下させていたが、これに限られるものではない。縦振動が十分に小さくなるまで、ロータ回転数Ｓを低下させればよい。

また、前記実施形態では、槽軸とモータ７の出力軸とが直結された、所謂ＤＤ方式が採用されていたが、これに限られるものではない。例えば、モータ７の出力軸と槽軸とを駆動ベルトを介して連結してもよい。

１ 洗濯機
１１ 筐体
２ 洗濯脱水槽
７ モータ
７１ ロータ
７２ ステータ
７３ 磁石（磁極）
８ ホールＩＣセンサ（回転センサ）
１００ 制御装置
Ａ３ ロータの回転方向
Ｓ ロータ回転数（ロータの回転数）
Ｈ 回転周波数（ロータの回転数）
ΔＨ 同位相差分
Ｃ 積算平均値
Ｔ１ 第１閾値（閾値）
Ｔ２ 第２閾値（第２の閾値）
ｎ カウント数（サンプリング数）
ｍ 閾値越え回数（第１閾値を超えた回数）

Claims (5)

1. 筐体内に配置された、回転自在な洗濯脱水槽と、
   前記洗濯脱水槽を回転駆動するモータと、
   前記モータを構成するロータの回転数を検出する回転センサと、
   前記回転センサによる検出結果に基づいて、前記モータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記回転数のロータ１回転又は複数回転あたりの変化量である同位相差分と、該同位相差分の積算平均値とを算出すると共に、該積算平均値が所定の閾値を超えたとき、前記回転数を低下させる洗濯機。
2. 請求項１に記載の洗濯機において、
   前記回転センサは、前記ロータを、該ロータの回転方向に沿って複数の区間に区分けしたときの各区間ごとに、前記回転数を検出し、
   前記制御装置は、前記各区間のうちの２以上において、前記同位相差分と、該同位相差分の積算平均値とを算出する洗濯機。
3. 請求項２に記載の洗濯機において、
   前記回転センサは、前記各区間ごとに配置された磁極を検出するホールＩＣセンサである洗濯機。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の洗濯機において、
   前記制御装置は、前記回転数が所定の範囲内にあるときに、前記積算平均値を算出する洗濯機。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の洗濯機において、
   前記制御装置は、前記積算平均値が前記閾値を越えた回数を数え上げると共に、該回数が所定の第２の閾値を越えたときに、前記回転数を低下させる洗濯機。