JP2018149409A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】異常振動の予兆の有無を適切に判定するとともに、脱水行程において異常振動が発生しないように適切に制御する。
【解決手段】制御部５０は、演算部５１と、判定部５２と、モータ回転制御部５３とを備える。演算部５１は、給水行程における水位センサ２８の検出結果に基づいて、所定時間当たりの水位の変化量を示す水位変化率を演算する。判定部５２は、演算部５１で演算された給水行程中の水位変化率に基づいて、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されているかを判定する。モータ回転制御部５３は、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていると判定された場合に、脱水行程において内槽３０を所定の回転数以下で回転させるように駆動モータ４１の動作を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、洗濯機に関するものである。

従来より、洗濯、すすぎ及び脱水の各行程を自動で行う全自動洗濯機が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。この洗濯機では、脱水行程時に洗濯兼脱水槽が縦軸周りに高速で回転すると、遠心力によって洗濯物が洗濯兼脱水槽の内周面に押しつけられ、洗濯兼脱水槽内の水や洗濯物に含まれる水が水抜孔を通じて洗濯兼脱水槽から放出されるようになっている。

ところで、洗濯物の中に、防水性寝具やナイロンカバー、レインコート等、防水性を有する衣類等が含まれている場合には、洗い行程やすすぎ行程時に防水性衣類の中に水が残ったり、防水性衣類が洗濯兼脱水槽の内周面に張り付いて水抜孔が塞がれることで、排水行程時に水が抜けきらない状態になることがある。

このような状態で脱水を開始して、例えば、洗濯兼脱水槽の回転速度が１０００ｒｐｍ等の高回転域に至ると、防水性衣類の中に残っていた水が突然移動して異常振動が発生し、外槽が大きく振れ動いてしまうという問題がある。

そこで、特許文献１，２の発明では、排水行程において排水に要した時間を計測し、この計測時間が所定の時間よりも短い場合には、防水性を有する洗濯物が収容されているために水が抜けきっていないと判定して、洗濯兼脱水槽の内周面に張り付いた洗濯物を剥離する動作を行ったり、異常が回避できない場合には、洗濯機の運転を停止するようにしている。

特開平６−９８９８９号公報 特開２００１−１０４６８０号公報

しかしながら、特許文献１，２の発明のように、排水時間を計測しただけでは、防水性衣類の有無を正確に判定することができないという問題があった。

具体的に、洗濯兼脱水槽内における防水性衣類の片寄り具合や姿勢などによって、排水に要する時間がそれぞれ変動することとなる。例えば、防水性衣類が水を溜め込んでいる場合には、その溜め込んでいる水の分だけ排水時間が短くなる。一方、防水性衣類が水抜孔を部分的に塞いでいる場合には、スムーズに排水が行われないため、その分だけ排水時間が長くなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、異常振動の予兆の有無を適切に判定するとともに、脱水行程において異常振動が発生しないように適切に制御することにある。

本発明は、外槽と、該外槽内に回転可能に配設された内槽と、該外槽内に水を供給する給水部と、該内槽を回転駆動させる駆動部と、給水行程、排水行程及び脱水行程を少なくとも含む洗濯動作を行うように該給水部及び該駆動部を制御する制御部とを備えた洗濯機を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記外槽内の水位を検出する水位検出部と、
前記給水行程又は前記排水行程における前記水位検出部の検出結果に基づいて、所定時間当たりの水位の変化量を示す水位変化率を演算する演算部と、
前記演算部で演算された前記給水行程中又は前記排水行程中の水位変化率に基づいて、異常振動の予兆の有無を判定する判定部とを備え、
前記制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記駆動部の動作を制御することを特徴とするものである。

第１の発明では、給水行程又は排水行程における所定時間当たりの水位の変化量、つまり、水位変化率に基づいて、異常振動の予兆の有無（具体的には、防水性を有する洗濯物の有無）を判定している。以下、給水行程について説明する。

具体的に、洗濯物の中に防水性衣類が含まれておらず、一般衣類のみであった場合には、一定の流量で給水を開始してから略一定の速度で水位が上昇して所定の設定水位に達するため、水位変化率は略一定となる。

一方、洗濯物の中に防水性衣類が含まれている場合には、内槽の空間容積が防水性衣類によって仕切られることで減少した状態となるため、一定の流量で給水を開始してから略一定の速度で水位が上昇した後、内槽の空間容積が減少している位置まで水が達すると、水位変化率が急激に大きくなる。つまり、洗濯物の中に防水性衣類が含まれていると、水位変化率が急激に大きくなる変曲点が存在する。

そこで、本発明では、この変曲点の存在を考慮して、変曲点よりも前の略一定の速度で水位が上昇するときの第１の水位変化率と、変曲点よりも後の急激に水位が大きくなる第２の水位変化率との比率が、所定の閾値よりも大きくなった場合に、異常振動の予兆有り、つまり、洗濯物の中に防水性衣類が含まれていると判定するようにしている。

そして、判定部の判定結果に基づいて、駆動部の動作を適切に制御することで、防水性衣類が水を溜め込んでいたことに起因する脱水行程時の異常振動の発生を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、
前記制御部は、異常振動の予兆有りと前記判定部で判定された場合に、前記脱水行程において該内槽を所定の回転数以下で回転させるように前記駆動部の動作を制御することを特徴とするものである。

第２の発明では、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されており、異常振動の予兆有りと判定された場合には、脱水行程において内槽を所定の回転数以下で回転させるようにしている。具体的に、通常の脱水行程における内槽の最高回転数が１０００ｒｐｍ程度に設定されている場合、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されていると判定されたときに、脱水行程における内槽の最高回転数を、例えば、３００ｒｐｍ程度に設定すればよい。

これにより、防水性衣類が水を溜め込んでいたことに起因する脱水行程時の異常振動の発生を防止しながら、洗濯機の運転を停止させることなく、脱水行程を完了させることができる。

第３の発明は、第１の発明において、
前記制御部は、異常振動の予兆有りと前記判定部で判定された場合に、前記駆動部の動作を停止させるように制御することを特徴とするものである。

第３の発明では、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されており、異常振動の予兆有りと判定された場合には、それ以降の洗濯行程を停止するようにしている。これにより、防水性衣類が水を溜め込んでいたことに起因する脱水行程時の異常振動の発生を防止することができる。

第４の発明は、第１乃至３の発明のうち何れか１つにおいて、
前記演算部は、前記水位変化率の演算を、前記給水行程中又は前記排水行程中に異なるタイミングで少なくとも２回以上実施することを特徴とするものである。

第４の発明では、給水行程中又は排水行程中に異なるタイミングで少なくとも２回以上、水位変化率を演算するようにしている。

第５の発明は、第４の発明において、
前記判定部は、前記演算部において異なるタイミングで演算された２つの前記水位変化率の比率に基づいて、異常振動の予兆の有無を判定することを特徴とするものである。

第５の発明では、異なるタイミングで演算された２つの水位変化率の比率に基づいて、異常振動の予兆の有無（具体的には、防水性を有する洗濯物の有無）を判定するようにしている。

第６の発明は、第４又は第５の発明において、
前記演算部は、前記水位変化率の演算を、少なくとも１回は、水位が前記外槽の底部から前記内槽の底部の間、又はその隣接する領域にあるときに実施することを特徴とするものである。

第６の発明では、水位が外槽の底部から内槽の底部の間、又はその隣接する領域にあるときに少なくとも１回、水位変化率を演算するようにしている。これにより、変曲点よりも前の水位変化率と、変曲点よりも後の水位変化率とが得られるようにしている。

第７の発明は、第１乃至６の発明のうち何れか１つにおいて、
異常振動の予兆有りと前記判定部で判定された場合に、所定の報知動作を行う報知部を備えたことを特徴とするものである。

第７の発明では、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されており、異常振動の予兆有りと判定されると、報知部によって、その旨を示す所定の報知動作が行われる。例えば、表示パネルにエラーメッセージを表示したり、ＬＥＤを点灯させる等して、視覚的に外部に報知すればよい。また、報知ブザーを鳴らすことで、聴覚的に外部に報知してもよい。これにより、ユーザーに注意喚起をするとともに、安全に対する信頼性の高い洗濯機を提供することができる。

第８の発明は、第７の発明において、
前記報知部は、通信機能を有する外部の端末装置に対して、前記判定部の判定結果を送信するように構成されていることを特徴とするものである。

第８の発明では、判定部の判定結果が外部の端末装置に対して送信される。例えば、スマートフォンやタブレット等の端末装置に対して、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されていることを示すメッセージを送信するようにすれば、ユーザーに注意喚起をすることができる。

第９の発明は、第１乃至第８の発明のうち何れか１つにおいて、
前記外槽の振動を検出する振動センサを備え、
前記制御部は、
前記給水行程から前記脱水行程までを連続して行う場合に、前記判定部の判定結果に基づいて、前記駆動部の動作を制御する一方、
前記給水行程から前記脱水行程までの間に洗濯動作を一時停止させた場合に、該洗濯動作を再開させた後の該脱水行程において、前記振動センサに基づいて異常振動の予兆を検知して、前記駆動部の動作を制御することを特徴とするものである。

第９の発明では、給水行程から脱水行程までの間に洗濯動作が一時停止したか否かによって、判定部の判定結果又は振動センサの検出結果のどちらに基づいて駆動部の動作を制御するかを決定するようにしている。

具体的に、給水行程から脱水行程までを連続して行う場合には、判定部の判定結果に基づいて駆動部の動作を制御すればよい。しかしながら、例えば、給水行程の途中で一時停止した場合には、水位変化率を正確に演算することができなくなる。そこで、洗濯動作を一時停止させた場合には、振動センサの検出結果に基づいて駆動部の動作を制御すればよい。

第１０の発明は、第３の発明において、
洗濯物を出し入れする投入口を開閉可能に塞ぐ蓋と、
前記蓋の開閉状態を検知する開閉検知部と、
前記洗濯動作の停止中にユーザーが操作することで該洗濯動作を再開させる再開スイッチとを備え、
前記制御部は、前記洗濯動作の停止中に、前記蓋が開かれた後で再び閉じられたことが前記開閉検知部で検知された後で、前記再開スイッチが操作された場合に、前記脱水行程において前記内槽を通常の回転数で回転させるように前記駆動部の動作を制御することを特徴とするものである。

第１０の発明では、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されていると判定された場合には、洗濯動作が停止する。そして、洗濯動作の停止中に、ユーザーが蓋を開いた後で再び蓋を閉じ、再開スイッチを操作した場合には、ユーザーが防水性衣類に溜まっている水を取り除いたものと判断して、脱水行程において内槽を通常の回転数で回転させるようにしている。これにより、脱水行程時の内槽を通常の回転数で回転させても、異常振動の発生を防止することができる。

第１１の発明は、第１の発明において、
前記駆動部に連結されて洗濯物を撹拌するパルセータを備え、
前記制御部は、異常振動の予兆有りと前記判定部で判定された場合に、前記給水行程の後で行われる洗濯行程又はすすぎ行程において、前記パルセータを所定の回転数以上で回転させるように前記駆動部の動作を制御することを特徴とするものである。

第１１の発明では、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されており、異常振動の予兆有りと判定された場合には、洗濯行程又はすすぎ行程において、パルセータを所定の回転数以上で回転させるようにしている。これにより、防水性衣類に溜まっている水が、パルセータの高速回転によって取り除かれることとなり、脱水行程時の内槽を通常の回転数で回転させても、異常振動の発生を防止することができる。

第１２の発明は、第１１の発明において、
前記駆動部は、環状のステータと、該ステータに対してそれぞれ独立に回転可能な第１ロータ及び第２ロータとを備え、
前記第１ロータ又は前記第２ロータの一方は、前記内槽に連結され、
前記第１ロータ又は前記第２ロータの他方は、前記パルセータに連結されていることを特徴とするものである。

第１２の発明では、ステータに対してそれぞれ独立に回転可能な第１ロータ及び第２ロータを備えた、いわゆるデュアルロータモータで駆動部を構成している。これにより、内槽とパルセータとを独立に回転駆動させ、防水性衣類に溜まっている水を、より取り除きやすくすることが可能となる。

第１３の発明は、第１１又は第１２の発明において、
前記外槽の振動を検出する振動センサを備え、
前記制御部は、前記脱水行程において、前記振動センサに基づいて異常振動の予兆を検知して、前記駆動部の動作を制御することを特徴とするものである。

第１３の発明では、洗濯行程又はすすぎ行程において、パルセータを所定の回転数以上で回転させた後、脱水行程において振動センサに基づいて異常振動の予兆を検知するようにしている。これにより、パルセータを高速回転させただけでは、防水性衣類に溜まっている水を取り除ききれなかった場合でも、振動センサの検出結果に基づいて駆動部の動作を適切に制御することで、異常振動の発生を防止することができる。

本発明によれば、給水行程中又は排水行程中の水位変化率に基づいて、異常振動の予兆の有無を適切に判定することができる。また、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されており、異常振動の予兆有りと判定された場合に、駆動部の動作を適切に制御することで、防水性衣類が水を溜め込んでいたことに起因する脱水行程時の異常振動の発生を防止することができる。

本実施形態１に係る洗濯機の全体構成を示す斜視図である。 洗濯機の全体構成を示す縦断面図である。 洗濯機の制御動作を説明するブロック図である。 給水行程において変曲点水位を越える前の水位の変化を示す概略断面図である。 給水行程において変曲点水位を越えた後の水位の変化を示す概略断面図である。 一般衣類の水位変化率と防水性衣類の水位変化率とを示すグラフ図である。 防水性衣類の有無を判定するためのフローチャート図である。 本実施形態２に係る洗濯機の制御動作を説明するブロック図である。 脱水行程における異常振動の予兆を検知するためのフローチャート図である。 脱水行程における異常振動の予兆を検知するためのフローチャート図である。 本実施形態３に係る洗濯機に搭載する駆動モータの構成を示す側面断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

《実施形態１》
図１及び図２に示すように、洗濯機１０は、矩形箱形の筐体１１を備えている。筐体１１の上部には、ユーザーが操作を行うための操作部１２が設けられている。操作部１２は、操作スイッチ１３、表示パネル１４、ＬＥＤ１５等を有する（図３参照）。洗濯機１０では、操作スイッチ１３を操作することにより、「給水」、「洗い」、「すすぎ」、「脱水」の各処理を連続して自動的に行うことができる。

筐体１１の内部には、外槽２０や内槽３０、駆動装置４０、パルセータ４５、バランサ３５等が設置されている。

外槽２０は、上方に開口する有底円筒状の容器で構成され、筐体１１の中央部に配置されている。外槽２０は、筐体１１の内部を自在に振れ回ることができるように、複数のサスペンション２１を介して筐体１１に吊り下げ支持されている。

内槽３０は、上方に開口する有底円筒状の容器で構成され、上方の投入口１１ａから洗濯物Ｃを出し入れ可能となっている。投入口１１ａは、蓋１１ｂによって開閉可能に塞がれている。内槽３０は、外槽２０よりも一回り小さな容器で構成され、外槽２０内に回転可能に配設されている。具体的に、内槽３０は、外槽２０の内側に双方の中心を縦軸Ｊに一致させた状態で外槽２０に収容されており、駆動装置４０の駆動により、略鉛直方向に延びる縦軸Ｊまわりに回転する。

内槽３０の周壁部には、内外に貫通する複数の水抜孔３１が全周にわたって形成されている。

駆動装置４０は、外槽２０の下部に設置されている。駆動装置４０は、駆動モータ４１と、動力伝達装置４２とを備えている。動力伝達装置４２は、外槽２０の中心に位置する第１回転軸４３及び第２回転軸４４を有している。第１回転軸４３は、外槽２０の底部を貫通して内槽３０に取り付けられている。第２回転軸４４は、外槽２０の底部及び内槽３０の底部を貫通して内槽３０の内部に突出し、パルセータ４５に取り付けられている。

動力伝達装置４２は、駆動モータ４１の駆動により、各処理に応じて切り替えながら第１回転軸４３及び第２回転軸４４を独立又は一体に正逆反転可能に回転させる。例えば、洗い行程やすすぎ行程では、第２回転軸４４が駆動され、パルセータ４５が一定の周期で正逆反転しながら回転する。脱水行程では、第１回転軸４３が駆動され、内槽３０が高速で回転する。

外槽２０の底部には、排水ホース２２が接続されている。排水ホース２２には、排水ポンプ２３が接続されている。排水ポンプ２３には、筐体１１の外部に配索された機外ホース２４が接続されている。排水ポンプ２３は、各行程に対応して排水動作を行う。外槽２０の上方位置には、各行程に対応して外槽２０に水を供給する給水装置２５が設けられている。

また、外槽２０には、気密室２６が一体に設けられている。気密室２６は、外槽２０の外周壁の下側位置に設けられており、連通孔２６ａを介して外槽２０の内部に連通している。気密室２６の上部には、サブホース２７が接続されている。サブホース２７には、外槽２０内の水位を検出する水位センサ２８（水位検出部）が接続されている。水位センサ２８は、筐体１１の上部に設けられている。

そして、給水装置２５から外槽２０内に水が供給されると、その一部が連通孔２６ａを介して気密室２６にも流入する。外槽２０内の水位が徐々に上昇することにより、外槽２０に連通している気密室２６内の空気圧も徐々に上昇する。気密室２６と水位センサ２８とは、サブホース２７を介して気密に接続されているので、水位センサ２８は、この空気圧の変化に応じた発振周波数を出力する。

ここで、例えば、洗い行程やすすぎ行程の際には、排水ポンプ２３が停止した状態で、給水装置２５から内槽３０に水が供給され、外槽２０及び内槽３０に水が貯留される。その状態でパルセータ４５が回転することにより、洗濯物Ｃが水とともに攪拌され、洗い行程やすすぎ行程が行われる。

また、中間脱水行程や脱水行程の際には、排水ポンプ２３を動作させながら、内槽３０を高速で回転させる。その結果、洗濯物Ｃに含まれている水は、遠心力の作用によって水抜孔３１を通じて内槽３０から放出される。内槽３０から放出された水は、排水ホース２２及び機外ホース２４を通じて洗濯機１０の外槽２０及び内槽３０の外に排水される。

バランサ３５は、内槽３０の上方の開口部に設置されている。バランサ３５は、円環状の部材であり、その内部に塩水等の高比重の液体が封入されている。バランサ３５は、内槽３０の回転時に洗濯物Ｃの偏りによって生じる重量バランスの不均衡を調整し、振動を抑制するために設置されている。なお、バランサ３５は流体バランサに限らず、ボールバランサであってもよい。

駆動装置４０は、筐体１１の上部に設けられた制御部５０によって制御される。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）等を備え、ＣＰＵは、ＲＯＭに予め記憶されている制御プログラムを読み取って実行することにより、給水、洗い、中間脱水、すすぎ、排水、及び脱水の各行程を順次実行する。

ところで、通常、内槽３０に溜まる水の大部分は、水抜孔３１等を通じて排水されるため、脱水行程時に内槽３０に多量の水が残ることはない。しかしながら、防水性寝具やナイロンカバー、レインコート等の水を通さない衣類等が洗濯される場合、希に、防水性を有する洗濯物Ｃが広がり、すすぎ行程の終了後に内槽３０内において、多量の水を抱え込んだ状態となる場合がある。

このような状態が発生すると、脱水行程において、防水性の洗濯物Ｃが抱え込んだ水が瞬間的に移動したときに、バランサ３５の流体がアンバランス負荷に追従できず、洗濯機１０が異常振動を起こす場合がある。

そこで、本実施形態では、防水性寝具等の防水性を有する洗濯物Ｃに起因して発生する異常振動を防止できるようにしている。

具体的に、図３に示すように、制御部５０には、駆動モータ４１、水位センサ２８、操作部１２等が接続されている。制御部５０は、操作部１２によって入力された各処理に対応して、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現するソフトウェア上の種々の手段を有している。

すなわち、制御部５０は、給水行程における水位センサ２８の検出結果に基づいて、所定時間当たりの水位の変化量を示す水位変化率を演算する演算部５１と、演算部５１で演算された給水行程中の水位変化率に基づいて、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されているかを判定する判定部５２と、駆動モータ４１の回転を制御するモータ回転制御部５３とを有している。また、制御部５０は、各行程に対応して、排水ポンプ２３や給水装置２５等の動作を制御する。

以下、給水行程中の水位変化率に基づいて、異常振動の予兆の有無、つまり、防水性を有する洗濯物Ｃの有無をどのように判定するのかについて説明する。なお、以下の説明では、防水性を有しない洗濯物を一般衣類Ｃ１、防水性を有する洗濯物を防水性衣類Ｃ２と呼ぶ。

図４に示すように、給水装置２５から内槽３０に向かって水が供給されると、内槽３０の水抜孔３１等を通って外槽２０にも水が貯留される。図４では、防水性衣類Ｃ２が上方に開口する袋状となっており、その内部に一般衣類Ｃ１が収容された状態を示している。このとき、給水装置２５から供給された水は、防水性衣類Ｃ２の上縁部に当たってそのまま外槽２０に向かって流れるとともに、その一部が防水性衣類Ｃ２の内部に溜まることとなる。

そして、図５に示すように、内槽３０の空間容積が防水性衣類Ｃ２によって仕切られることで減少している位置まで水が達すると、その後は、外槽２０内の水位が急激に上昇することとなる。つまり、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれていると、水位変化率が急激に大きくなる変曲点が存在する。

以下、変曲点水位について説明する。図６に示すように、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれておらず、一般衣類Ｃ１のみであった場合には、一定の流量で給水を開始してから略一定の速度で水位が上昇して所定の設定水位に達するため、水位変化率は略一定となる。

なお、水位変化率が略一定であるかは、給水行程において、給水開始から所定時間後に演算した第１の水位変化率Δ１と、第１の水位変化率Δ１よりも後で演算した第２の水位変化率Δ２との比率が、所定の閾値よりも大きいか否かで判定することができる。

ここで、第１の水位変化率Δ１は、給水開始から水位Ｓ１に達するまでの時間ｔ１と、水位Ｓ２に達するまでの時間ｔ２とによって演算することができる。つまり、Δ１＝（Ｓ２−Ｓ１）／（ｔ２−ｔ１）となる。

また、第２の水位変化率Δ２も同様に、水位Ｓ３に達するまでの時間ｔ３と、水位Ｓ４に達するまでの時間ｔ４とによって演算することができる。つまり、Δ２＝（Ｓ４−Ｓ３）／（ｔ４−ｔ３）となる。

そして、図６のグラフ図を見ても分かるように、一般衣類Ｃ１の場合には、第１の水位変化率Δ１と、第２の水位変化率Δ２とは、給水開始から設定水位に達するまでのどの区間を比較しても、略同じ傾きを示している。そのため、第１の水位変化率Δ１に対する第２の水位変化率Δ２の比率Δ２／Δ１は、ほぼ１となり、所定の閾値（例えば、３〜６）よりも小さいために、判定部５２において防水性衣類Ｃ２が含まれていないと判定される。

一方、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれている場合には、一定の流量で給水を開始してから略一定の速度で水位が上昇した後、変曲点水位を超えたところで、水位変化率が急激に大きくなる。

そこで、第１の水位変化率Δ１は、給水開始から変曲点水位よりも低い水位Ｓ１に達するまでの時間Ｔ１と、水位Ｓ２に達するまでの時間Ｔ２とによって演算すればよい。つまり、Δ１＝（Ｓ２−Ｓ１）／（Ｔ２−Ｔ１）となる。

また、第２の水位変化率Δ２は、変曲点水位よりも高い水位Ｓ３に達するまでの時間Ｔ３と、水位Ｓ４に達するまでの時間Ｔ４とによって演算すればよい。つまり、Δ２＝（Ｓ４−Ｓ３）／（Ｔ４−Ｔ３）となる。

そして、図６のグラフ図を見ても分かるように、防水性衣類Ｃ２の場合には、変曲点水位の前後で、水位変化率が急激に変化している。そのため、第１の水位変化率Δ１に対する第２の水位変化率Δ２の比率Δ２／Δ１は、例えば、１０程度となり、所定の閾値（例えば、３〜６）よりも大きいために、判定部５２において防水性衣類Ｃ２が含まれていると判定される。

そして、防水性衣類Ｃ２が内槽３０に収容されていると判定された場合に、制御部５０は、中間脱水行程や最終の脱水行程において内槽３０を所定の回転数以下で回転させるように、駆動モータ４１の回転を制御する。

具体的に、通常の脱水行程における内槽３０の最高回転数が１０００ｒｐｍ程度に設定されている場合であれば、防水性衣類Ｃ２が内槽３０に収容されていると判定されたときに、脱水行程における内槽３０の最高回転数を、例えば、３００ｒｐｍ程度に設定すればよい。

これにより、防水性衣類Ｃ２が水を溜め込んでいたことに起因する脱水行程時の異常振動の発生を防止しながら、洗濯機１０の運転を停止させることなく、脱水行程を完了させることができる。

また、図３に示すように、制御部５０には、報知ブザー１６（報知部）が接続されている。防水性衣類Ｃ２が内槽３０に収容されていると判定部５２で判定された場合に、報知ブザー１６を鳴らすことで、聴覚的に外部に報知して、ユーザーに注意喚起をすることができる。また、表示パネル１４やＬＥＤ１５を報知部として利用して、表示パネル１４にエラーメッセージを表示したり、ＬＥＤ１５を点灯させることにより、視覚的に外部に報知してもよい。

図７は、防水性衣類の有無を判定するためのフローチャート図である。図７に示すように、まず、ステップＳ１０１では、洗濯行程を行うのにあたって、給水装置２５から外槽２０内に水を供給して、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、給水を開始してからの経過時間Ｔと、経過時間Ｔにおける外槽２０内の水位Ｓとを取得して、ステップＳ１０３に進む。なお、経過時間Ｔと水位Ｓとは、給水開始から設定水位に達するまでの間、逐次取得するものとする。

ステップＳ１０３では、給水開始から所定の水位Ｓ１に達するまでの時間Ｔ１と、水位Ｓ２に達するまでの時間Ｔ２とに基づいて、第１の水位変化率Δ１を演算し、ステップＳ１０４に進む。つまり、Δ１＝（Ｓ２−Ｓ１）／（Ｔ２−Ｔ１）となる。

ステップＳ１０４では、水位Ｓ２よりも高い水位Ｓ３に達するまでの時間Ｔ３と、水位Ｓ４に達するまでの時間Ｔ４とに基づいて、第２の水位変化率Δ２を演算し、ステップＳ１０５に進む。つまり、Δ２＝（Ｓ４−Ｓ３）／（Ｔ４−Ｔ３）となる。

ステップＳ１０５では、第１の水位変化率Δ１に対する第２の水位変化率Δ２の比率Δ２／Δ１が、所定の閾値よりも大きいかを判定する。ステップＳ１０５での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０９に分岐する。ステップＳ１０５での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０６に分岐する。

ステップＳ１０６では、外槽２０内の水位が設定水位に達したかを判定する。ステップＳ１０６での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０７に分岐する。ステップＳ１０６での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０４に分岐して、第２の水位変化率Δ２を再度演算する。なお、この再演算時には、水位Ｓ３，Ｓ４は、前回よりも高い水位に更新されて、第２の水位変化率Δ２が演算される。

ステップＳ１０７では、給水開始から設定水位に達するまでの間に、Δ２／Δ１が所定の閾値よりも大きくなることはなかったので、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれていなかったと判断し、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、中間脱水行程や最終の脱水行程において、内槽３０を通常の回転数（例えば、１０００ｒｐｍ）で回転させるように、駆動モータ４１の回転数を設定して、処理を終了する。

ステップＳ１０９では、給水開始から設定水位に達するまでの間に、Δ２／Δ１が所定の閾値よりも大きくなっているので、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれていると判断し、ステップＳ１１０に進む。

ステップ１１０では、中間脱水行程や最終の脱水行程において、内槽３０を所定の回転数以下（例えば、３００ｒｐｍ）で回転させるように、駆動モータ４１の回転数を設定して、処理を終了する。

なお、本実施形態では、給水行程中に水位変化率を演算するようにしているが、排水行程中に水位変化率を演算することも可能である。具体的に、排水行程では、図６のグラフ図を反転させたような、時間の経過とともに水位が下がるように変化するグラフ図となる。

ここで、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれておらず、一般衣類Ｃ１のみであった場合には、設定水位まで水が溜まっている状態で、一定の流量で排水を開始してから略一定の速度で水位が下降して排水が終了するため、水位変化率は略一定となる。

一方、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれている場合には、設定水位まで水が溜まっている状態で、一定の流量で排水を開始してから略一定の速度で水位が下降した後、変曲点水位を下回ったところで、水位変化率が急激に小さくなる。

このように、排水行程においても、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれている場合には、変曲点水位の前後で、水位変化率が急激に変化していることから、判定部５２において防水性衣類Ｃ２の有無を判定することが可能となる。

《実施形態２》
図８は、本実施形態２に係る洗濯機の制御動作を説明するブロック図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

図８に示すように、制御部５０には、駆動モータ４１、水位センサ２８、操作部１２、報知ブザー１６の他にも、振動センサ３６、開閉センサ３７（開閉検知部）、及び通信部３８（報知部）が接続されている。

振動センサ３６は、洗濯機１０の外槽２０に設けられ、外槽２０の振動を検出する。

開閉センサ３７は、蓋１１ｂの開閉状態を検知するものであり、近接センサや磁気センサで構成されている。開閉センサ３７は、筐体１１における投入口１１ａの周縁部に設けられている。蓋１１ｂには、開閉センサ３７に対応する位置に永久磁石（図示省略）が設けられており、蓋１１ｂが閉じられた状態では、開閉センサ３７と永久磁石とが対向する。一方、蓋１１ｂが開かれた状態では、開閉センサ３７から永久磁石が離れることとなる。これにより、蓋１１ｂの開閉状態を開閉センサ３７で検知することができる。

通信部３８は、通信機能を有する外部の端末装置６０に対して、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていることを示すメッセージを送信する。端末装置６０は、例えば、スマートフォンやタブレット等であり、端末装置６０の表示モニタにエラーメッセージが表示されることで、ユーザーに注意喚起をすることができる。

ここで、制御部５０は、給水行程から脱水行程までの間に洗濯動作が一時停止したか否かによって、駆動モータ４１の動作を変更するようにしている。具体的に、給水行程から脱水行程までが連続して行われる場合には、判定部５２により、水位変化率に基づいて、防水性衣類Ｃ２が内槽３０に収容されていると判定されたときに、制御部５０は、中間脱水行程や最終の脱水行程において内槽３０を所定の回転数以下で回転させるように、駆動モータ４１の回転を制御する。

しかしながら、例えば、給水行程の途中で一時停止した場合には、水位変化率を正確に演算することができなくなる。そこで、給水行程から脱水行程までの間に洗濯動作を一時停止させた場合には、洗濯動作を再開させた後の中間脱水行程や最終の脱水行程において、振動センサ３６に基づいて異常振動の予兆を検知するようにしている。そして、制御部５０は、振動センサ３６の検出結果に基づいて、駆動モータ４１の回転を停止するように制御する。

以下、異常振動の予兆検知について説明する。制御部５０は、演算部５１、判定部５２、モータ回転制御部５３の他にも、内槽３０の異常振動の予兆検知に用いられる律動検知部５５及び変化率検知部５６と、内槽３０内の洗濯物Ｃのアンバランス状態を検知するアンバランス検知部５７とを有している。

ここで、本願発明者らは、洗濯機１０の運転中に振動センサ３６の出力を解析し、異常振動発生直前に振動センサ３６の出力信号において特有の挙動を示すことを見出した。具体的には、異常振動発生前に、振動センサ３６の出力信号に内槽３０の回転周期よりも長い周期の律動成分に由来するパラメータが特に大となることを見出した。

律動検知部５５は、この知見に基づいて設けられたものであって、洗濯機１０の脱水行程中に振動センサ３６の出力信号を取得し、この出力信号から内槽３０の回転周期よりも長い周期の律動成分を抽出し、この律動成分に所定の信号処理を施して洗濯機１０の異常振動の予兆を検知するための律動に由来するパラメータＲを算出し、このパラメータＲ値が予め設定された第１の閾値Ｔｈ１を超えている場合に異常振動の予兆が有ると判定する。なお、第１の閾値Ｔｈ１は、固定値である。ここで、パラメータＲは例えば振動センサ３６で取得される振動成分をＦＦＴ等により分解し、所定の周波数の振動成分の強度を算出したものである。なお、強度以外の値であっても構わない。

また、本願発明者らは、異常振動発生前に、内槽３０の振動振幅が急激に変化していることを見出した。変化率検知部５６は、この知見に基づいて設けられたものであって、振動センサ３６の出力信号を取得し、この出力信号に所定の信号処理を施して振動振幅の変化率ＲＶを算出し、この変化率ＲＶが予め設定された第２の閾値Ｔｈ２を超えている場合に異常振動の予兆があると判定する。

アンバランス検知部５７は、振動センサ３６の他に、機械的スイッチまたは赤外線センサ等を用いて内槽３０内の洗濯物のアンバランス状態を検知するものである。

モータ回転制御部５３は、アンバランス検知部５７の検知結果、律動検知部５５の判定結果及び変化率検知部５６の判定結果に基づいて駆動モータ４１の回転を制御する。

−異常振動の予兆検知−
次に、制御部５０が実行する、脱水行程における異常振動の予兆を検知する異常振動予兆検知処理について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、律動成分に基づく異常振動の予兆検知を行うフローチャート図であり、図１０は、振動振幅に基づく異常振動の予兆検知を行うフローチャート図である。

《律動に基づく予兆検知》
律動成分に基づく異常振動の予兆検知について説明する。この異常振動の予兆検知は、洗濯行程及びすすぎ行程後の脱水行程中に実行するものである。

まず、ステップＳ２０１では、制御部５０は、振動センサ３６から送信される、外槽２０の振動状態を示す出力信号を取得し、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、取得した出力信号に所定の信号処理を施して、内槽３０の回転周期よりも長い周期の律動成分を抽出し、ステップＳ２０３に進む。ここで、制御部５０は、内槽３０の回転数に応じて抽出する律動成分を変更している。すなわち、内槽３０の内側にビニール袋を敷き詰めて大型防水布が存在するとともにアンバランスを付加した状態で異常振動を発生させる模擬実験を本願発明者らが行った結果、異常振動の発生前に検出された律動成分のうち最も強度が大きい周波数（ピーク周波数）は、内槽３０の回転数が大きくなるにつれて、その周波数も大きくなる傾向があった。つまり、内槽３０の回転数と異常振動発生直前に検出された律動成分のピーク周波数との間には概略一次関数で表すことができる関係が存在する。

ステップＳ２０３では、制御部５０は、抽出した律動成分から異常振動の予兆を検知するための律動に由来するパラメータＲを計算し、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では、このパラメータＲ値が、予め設定された第１の閾値Ｔｈ１よりも大きいかを判定する。ステップＳ２０４での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２０５に分岐する。ステップＳ２０４での判定が「ＮＯ」の場合には、制御部５０は、異常振動の予兆無しと判定し、処理をステップＳ２０１に戻す。

ステップＳ２０５では、制御部５０は、異常振動の予兆有りと判定して駆動モータ４１の回転を停止し、処理を終了する。ここで、制御部５０により検知される律動成分は、内槽３０の回転周期よりも長い周期のものを主に抽出している。

《振動振幅の変化率に基づく予兆検知》
次に、振動振幅の変化率に基づく異常振動の予兆検知について説明する。この異常振動の予兆検知も、洗濯行程及びすすぎ行程後の脱水行程中に実行するものである。

まず、ステップＳ３０１では、制御部５０は、振動センサ３６から送信され、外槽２０の振動状態を示す出力信号を取得し、ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、制御部５０は、取得した出力信号に所定の信号処理を施して、外槽２０の振動振幅の変化率ＲＶを算出し、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では、この算出した振動振幅の変化率ＲＶが、予め設定された第２の閾値Ｔｈ２よりも大きいかを判定する。ステップＳ３０３での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３０４に分岐する。ステップＳ３０３での判定が「ＮＯ」の場合には、制御部５０は、異常振動の予兆無しと判定し、処理をステップＳ３０１に戻す。

ステップＳ３０４では、制御部５０は、異常振動の予兆有りと判定して駆動モータ４１の回転を停止し、処理を終了する。

異常振動の予兆検知によれば、振動センサ３６の出力に基づいて内槽３０における異常振動の予兆の有無を判定するようにした。具体的には、振動センサ３６の出力信号に所定の信号処理を施して、内槽３０の回転周期の所定整数分の１周期の律動成分を抽出し、この律動成分から異常振動の予兆を検知するためのパラメータＲを求め、このパラメータＲに基づいて異常振動の予兆の有無を判定し、異常振動の予兆有りと判定した場合に内槽３０の回転を停止するようにした。これにより、異常振動を未然に防止することができる。

また、異常振動の予兆検知によれば、外槽２０の振動振幅の変化率ＲＶが第２の閾値Ｔｈ２を超えた場合に異常振動の予兆であると判定し、内槽３０の回転を停止するようにした。これにより、異常振動を未然に防止することができる。さらに、この振動振幅の急激な変化と律動成分とは別個に発生しているため、この律動成分の検知と合わせることにより、より確度高く異常振動の予兆を検知することができる。

ところで、本実施形態では、異常振動の予兆有りと判定した場合に内槽３０の回転を停止するようにしている。このとき、報知ブザー１６を鳴らしたり、端末装置６０に対してエラーメッセージが送信される等して、ユーザーに注意喚起が行われる。

そして、洗濯機１０において洗濯動作が停止したことに気付いたユーザーは、洗濯動作を再開させるために、まず、蓋１１ｂを開き、防水性衣類Ｃ２に溜まっている水を取り除いた後で、再び蓋１１ｂを閉じる。このような蓋１１ｂの開閉状態は、開閉センサ３７で検知される。そして、ユーザーは、再開スイッチ１７を操作することで、洗濯動作を再開させる。

制御部５０は、洗濯動作の停止中に、ユーザーが蓋１１ｂを開いた後で再び蓋１１ｂを閉じ、再開スイッチ１７を操作した場合には、ユーザーが防水性衣類Ｃ２に溜まっている水を取り除いたものと判断して、脱水行程において内槽３０を通常の回転数で回転させるように、駆動モータ４１の駆動を制御する。これにより、脱水行程時の内槽３０を通常の回転数で回転させても、異常振動の発生を防止することができる。

なお、本実施形態では、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていると判定部５２で判定された場合に、中間脱水行程や最終の脱水行程において内槽３０を所定の回転数以下で回転させるように駆動モータ４１の動作を制御するようにしたが、この形態に限定するものではない。

例えば、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていると判定部５２で判定された場合に、それ以降の洗濯行程を中止するために、駆動モータ４１の動作を停止するように制御してもよい。その後、ユーザーが洗濯動作を再開させる際には、上述した手順と同様に、蓋１１ｂの開閉状態や再開スイッチ１７の操作に基づいて、脱水行程において内槽３０を通常の回転数で回転させるようにすればよい。

《実施形態３》
本実施形態３に係る洗濯機１０では、内槽３０とパルセータ４５とを独立に回転駆動させることが可能なように、駆動モータ４１を、いわゆるデュアルロータモータで構成している。

図１１に示すように、駆動モータ４１は、アウターロータ４６（第２ロータ）、インナーロータ４７（第１ロータ）、インナーシャフト４３（第１回転軸）、アウターシャフト４４（第２回転軸）、環状のステータ４８などで構成されている。すなわち、この駆動モータ４１は、１つのステータ４８の径方向外方及び内方にアウターロータ４６及びインナーロータ４７を備えた、いわゆるデュアルロータモータである。

そして、アウターロータ４６及びインナーロータ４７が、クラッチや加減速機などを介在することなくパルセータ４５や内槽３０に連結されていて、これらを直接駆動するように構成されている。

アウターロータ４６及びインナーロータ４７は、ステータ４８のコイルを共用しており、コイルに電流を供給することにより、この駆動モータ４１は、アウターロータ４６及びインナーロータ４７の各々を独立して回転駆動できるようになっている。ステータ４８は、外槽２０の底面に設けられた軸受ブラケット７０に取り付けられている。

アウターロータ４６は、扁平な有底円筒状の部材であり、中心部分が開口した底壁部４６ａと、底壁部４６ａの周縁に立設されたロータヨーク４６ｂと、円弧形状の永久磁石からなる複数のアウターマグネット４６ｃとを有している。

インナーロータ４７は、アウターロータ４６よりも外径が小さい扁平な有底円筒状の部材であり、中心部分が開口した内側底壁部４７ａと、内側底壁部４７ａの周囲に立設された内側周壁部４７ｂと、矩形板状の永久磁石からなる複数のインナーマグネット４７ｃとを有している。

インナーシャフト４３は、円柱状の軸部材であり、インナー軸受７３、アウターシャフト４４、及びボールベアリング７１，７２を介して軸受ブラケット７０に回転自在に支持されている。インナーシャフト４３の下端部は、アウターロータ４６に連結されている。インナーシャフト４３の上端部は、パルセータ４５に連結されている。

アウターシャフト４４は、インナーシャフト４３よりも短く、インナーシャフト４３の外径よりも大きな内径を有する円筒状の軸部材であり、上下のインナー軸受７３，７３、インナーシャフト４３、及びボールベアリング７１，７２を介して軸受ブラケット７０に回転自在に支持されている。アウターシャフト４４の下端部は、インナーロータ４７に連結されている。アウターシャフト４４の上端部は、内槽３０に連結されている。

ステータ４８は、アウターロータ４６の内径よりも外径が小さくてインナーロータ４７の外径よりも内径が大きい円環状の部材で形成されている。ステータ４８は、複数のティース４８ａやコイルなどが、樹脂に埋設された状態で備えられている。

このように構成された駆動モータ４１では、内槽３０とパルセータ４５とを独立に回転駆動させることが可能となっている。そこで、本実施形態では、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていると判定された場合に、防水性衣類Ｃ２に溜まっている水を取り除くための制御を行うようにしている。

具体的に、制御部５０は、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていると判定部５２で判定された場合に、給水行程の後で行われる洗濯行程又はすすぎ行程において、パルセータ４５と内槽３０を所定の独立駆動（例えば、独立駆動による相反回転や同相速度違い回転等）させるように駆動モータ４１の動作を制御する。その後の脱水行程では、内槽３０を通常の回転数で回転させるように、駆動モータ４１の駆動を制御する。

これにより、防水性衣類Ｃ２に溜まっている水が、パルセータ４５と内槽３０の独立駆動によって取り除かれることとなり、脱水行程時の内槽３０を通常の回転数で回転させても、異常振動の発生を防止することができる。

ところで、パルセータ４５と内槽３０の独立駆動だけでは、防水性衣類Ｃ２に溜まっている水を取り除ききれない場合がある。この場合に、脱水行程において内槽３０を通常の回転数で回転させ続けると、異常振動が発生するおそれがある。

そこで、本実施形態では、脱水行程において振動センサ３６の検出結果に基づいて、駆動モータ４１の動作を適切に制御するようにしている。具体的に、制御部５０は、脱水行程において、振動センサ３６に基づいて異常振動の予兆を検知して、駆動モータ４１の動作を停止するように制御する。

なお、異常振動の予兆の検知については、前記実施形態２と同様であるため、説明を省略する。

また、本実施形態３のような、アウターロータ４６及びインナーロータ４７を有する駆動モータ４１は、前記実施形態１，２に対しても適用可能である。

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

本実施形態では、水位検出部２８として圧力センサを用いた構成について説明したが、この形態に限定するものではない。例えば、静電容量センサ、超音波センサ、画像センサ、光センサ、電波センサ、熱センサ等を水位検出部として用いてもよい。

また、本実施形態では、水位検出部２８としての圧力センサを、外槽２０の外側に配置しているが、外槽２０の内側に配置した構成でもよい。

以上説明したように、本発明は、異常振動の予兆の有無を適切に判定するとともに、脱水行程において異常振動が発生しないように適切に制御することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

１０ 洗濯機
１１ａ 投入口
１１ｂ 蓋
１４ 表示パネル（報知部）
１５ ＬＥＤ（報知部）
１６ 報知ブザー（報知部）
１７ 再開スイッチ
２０ 外槽
２５ 給水装置（給水部）
２８ 水位センサ（水位検知部）
３０ 内槽
３６ 振動センサ
３７ 開閉センサ（開閉検知部）
３８ 通信部（報知部）
４１ 駆動モータ（駆動部）
４５ パルセータ
４６ アウターロータ（第２ロータ）
４７ インナーロータ（第１ロータ）
４８ ステータ
５０ 制御部
５１ 演算部
５２ 判定部
６０ 端末装置
Ｃ 洗濯物

本発明は、洗濯機に関するものである。

従来より、洗濯、すすぎ及び脱水の各行程を自動で行う全自動洗濯機が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。この洗濯機では、脱水行程時に洗濯兼脱水槽が縦軸周りに高速で回転すると、遠心力によって洗濯物が洗濯兼脱水槽の内周面に押しつけられ、洗濯兼脱水槽内の水や洗濯物に含まれる水が水抜孔を通じて洗濯兼脱水槽から放出されるようになっている。

ところで、洗濯物の中に、防水性寝具やナイロンカバー、レインコート等、防水性を有する衣類等が含まれている場合には、洗い行程やすすぎ行程時に防水性衣類の中に水が残ったり、防水性衣類が洗濯兼脱水槽の内周面に張り付いて水抜孔が塞がれることで、排水行程時に水が抜けきらない状態になることがある。

このような状態で脱水を開始して、例えば、洗濯兼脱水槽の回転速度が１０００ｒｐｍ等の高回転域に至ると、防水性衣類の中に残っていた水が突然移動して異常振動が発生し、外槽が大きく振れ動いてしまうという問題がある。

そこで、特許文献１，２の発明では、排水行程において排水に要した時間を計測し、この計測時間が所定の時間よりも短い場合には、防水性を有する洗濯物が収容されているために水が抜けきっていないと判定して、洗濯兼脱水槽の内周面に張り付いた洗濯物を剥離する動作を行ったり、異常が回避できない場合には、洗濯機の運転を停止するようにしている。

特開平６−９８９８９号公報 特開２００１−１０４６８０号公報

しかしながら、特許文献１，２の発明のように、排水時間を計測しただけでは、防水性衣類の有無を正確に判定することができないという問題があった。

具体的に、洗濯兼脱水槽内における防水性衣類の片寄り具合や姿勢などによって、排水に要する時間がそれぞれ変動することとなる。例えば、防水性衣類が水を溜め込んでいる場合には、その溜め込んでいる水の分だけ排水時間が短くなる。一方、防水性衣類が水抜孔を部分的に塞いでいる場合には、スムーズに排水が行われないため、その分だけ排水時間が長くなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、異常振動の予兆の有無を適切に判定するとともに、脱水行程において異常振動が発生しないように適切に制御することにある。

本発明は、外槽と、該外槽内に回転可能に配設された内槽と、該外槽内に水を供給する給水部と、該内槽を回転駆動させる駆動部と、給水行程、排水行程及び脱水行程を少なくとも含む洗濯動作を行うように該給水部及び該駆動部を制御する制御部とを備えた洗濯機を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記外槽の振動を検出する振動センサを備え、
前記制御部は、前記脱水行程において、前記振動センサに基づいて異常振動の予兆を検知して、前記駆動部の動作を制御することを特徴とするものである。

第１の発明では、振動センサの検出結果に基づいて駆動部の動作を制御するようにしている。これにより、防水性衣類が水を溜め込んでいたことに起因する脱水行程時の異常振 動の発生を防止することができる。

具体的に、洗濯行程又はすすぎ行程において、パルセータを所定の回転数以上で回転さ せた後、脱水行程において振動センサに基づいて異常振動の予兆の有無（具体的には、防 水性を有する洗濯物の有無）を検知するようにしている。これにより、パルセータを高速 回転させただけでは、防水性衣類に溜まっている水を取り除ききれなかった場合でも、振 動センサの検出結果に基づいて駆動部の動作を適切に制御することで、異常振動の発生を 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、
洗濯物を出し入れする投入口を開閉可能に塞ぐ蓋と、
前記蓋の開閉状態を検知する開閉検知部と、
前記洗濯動作の停止中にユーザーが操作することで該洗濯動作を再開させる再開スイッチとを備え、
前記制御部は、前記洗濯動作の停止中に、前記蓋が開かれた後で再び閉じられたことが前記開閉検知部で検知された後で、前記再開スイッチが操作された場合に、前記脱水行程において前記内槽を通常の回転数で回転させるように前記駆動部の動作を制御することを特徴とするものである。

第２の発明では、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されていると判定された場合には、洗濯動作が停止する。そして、洗濯動作の停止中に、ユーザーが蓋を開いた後で再び蓋を閉じ、再開スイッチを操作した場合には、ユーザーが防水性衣類に溜まっている水を取り除いたものと判断して、脱水行程において内槽を通常の回転数で回転させるようにしている。これにより、脱水行程時の内槽を通常の回転数で回転させても、異常振動の発生を防止することができる。

第３の発明は、第１の発明において、
前記駆動部に連結されて洗濯物を撹拌するパルセータを備え、
前記制御部は、前記振動センサに基づいて異常振動の予兆が検知された場合に、前記給水行程の後で行われる洗濯行程又はすすぎ行程において、前記パルセータを所定の回転数以上で回転させるように前記駆動部の動作を制御することを特徴とするものである。

第３の発明では、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されており、異常振動の予兆有りと判定された場合には、洗濯行程又はすすぎ行程において、パルセータを所定の回転数以上で回転させるようにしている。これにより、防水性衣類に溜まっている水が、パルセータの高速回転によって取り除かれることとなり、脱水行程時の内槽を通常の回転数で回転させても、異常振動の発生を防止することができる。

第４の発明は、第３の発明において、
前記駆動部は、環状のステータと、該ステータに対してそれぞれ独立に回転可能な第１ロータ及び第２ロータとを備え、
前記第１ロータ又は前記第２ロータの一方は、前記内槽に連結され、
前記第１ロータ又は前記第２ロータの他方は、前記パルセータに連結されていることを特徴とするものである。

第４の発明では、ステータに対してそれぞれ独立に回転可能な第１ロータ及び第２ロータを備えた、いわゆるデュアルロータモータで駆動部を構成している。これにより、内槽とパルセータとを独立に回転駆動させ、防水性衣類に溜まっている水を、より取り除きやすくすることが可能となる。

本発明によれば、防水性を有する洗濯物が内槽に収容されており、異常振動の予兆有りと判定された場合に、駆動部の動作を適切に制御することで、防水性衣類が水を溜め込んでいたことに起因する脱水行程時の異常振動の発生を防止することができる。

本参考例に係る洗濯機の全体構成を示す斜視図である。 洗濯機の全体構成を示す縦断面図である。 洗濯機の制御動作を説明するブロック図である。 給水行程において変曲点水位を越える前の水位の変化を示す概略断面図である。 給水行程において変曲点水位を越えた後の水位の変化を示す概略断面図である。 一般衣類の水位変化率と防水性衣類の水位変化率とを示すグラフ図である。 防水性衣類の有無を判定するためのフローチャート図である。 本実施形態１に係る洗濯機の制御動作を説明するブロック図である。 脱水行程における異常振動の予兆を検知するためのフローチャート図である。 脱水行程における異常振動の予兆を検知するためのフローチャート図である。 本実施形態２に係る洗濯機に搭載する駆動モータの構成を示す側面断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

《参考例》
図１及び図２に示すように、洗濯機１０は、矩形箱形の筐体１１を備えている。筐体１１の上部には、ユーザーが操作を行うための操作部１２が設けられている。操作部１２は、操作スイッチ１３、表示パネル１４、ＬＥＤ１５等を有する（図３参照）。洗濯機１０では、操作スイッチ１３を操作することにより、「給水」、「洗い」、「すすぎ」、「脱水」の各処理を連続して自動的に行うことができる。

筐体１１の内部には、外槽２０や内槽３０、駆動装置４０、パルセータ４５、バランサ３５等が設置されている。

外槽２０は、上方に開口する有底円筒状の容器で構成され、筐体１１の中央部に配置されている。外槽２０は、筐体１１の内部を自在に振れ回ることができるように、複数のサスペンション２１を介して筐体１１に吊り下げ支持されている。

内槽３０は、上方に開口する有底円筒状の容器で構成され、上方の投入口１１ａから洗濯物Ｃを出し入れ可能となっている。投入口１１ａは、蓋１１ｂによって開閉可能に塞がれている。内槽３０は、外槽２０よりも一回り小さな容器で構成され、外槽２０内に回転可能に配設されている。具体的に、内槽３０は、外槽２０の内側に双方の中心を縦軸Ｊに一致させた状態で外槽２０に収容されており、駆動装置４０の駆動により、略鉛直方向に延びる縦軸Ｊまわりに回転する。

内槽３０の周壁部には、内外に貫通する複数の水抜孔３１が全周にわたって形成されている。

駆動装置４０は、外槽２０の下部に設置されている。駆動装置４０は、駆動モータ４１と、動力伝達装置４２とを備えている。動力伝達装置４２は、外槽２０の中心に位置する第１回転軸４３及び第２回転軸４４を有している。第１回転軸４３は、外槽２０の底部を貫通して内槽３０に取り付けられている。第２回転軸４４は、外槽２０の底部及び内槽３０の底部を貫通して内槽３０の内部に突出し、パルセータ４５に取り付けられている。

動力伝達装置４２は、駆動モータ４１の駆動により、各処理に応じて切り替えながら第１回転軸４３及び第２回転軸４４を独立又は一体に正逆反転可能に回転させる。例えば、洗い行程やすすぎ行程では、第２回転軸４４が駆動され、パルセータ４５が一定の周期で正逆反転しながら回転する。脱水行程では、第１回転軸４３が駆動され、内槽３０が高速で回転する。

外槽２０の底部には、排水ホース２２が接続されている。排水ホース２２には、排水ポンプ２３が接続されている。排水ポンプ２３には、筐体１１の外部に配索された機外ホース２４が接続されている。排水ポンプ２３は、各行程に対応して排水動作を行う。外槽２０の上方位置には、各行程に対応して外槽２０に水を供給する給水装置２５が設けられている。

また、外槽２０には、気密室２６が一体に設けられている。気密室２６は、外槽２０の外周壁の下側位置に設けられており、連通孔２６ａを介して外槽２０の内部に連通している。気密室２６の上部には、サブホース２７が接続されている。サブホース２７には、外槽２０内の水位を検出する水位センサ２８（水位検出部）が接続されている。水位センサ２８は、筐体１１の上部に設けられている。

そして、給水装置２５から外槽２０内に水が供給されると、その一部が連通孔２６ａを介して気密室２６にも流入する。外槽２０内の水位が徐々に上昇することにより、外槽２０に連通している気密室２６内の空気圧も徐々に上昇する。気密室２６と水位センサ２８とは、サブホース２７を介して気密に接続されているので、水位センサ２８は、この空気圧の変化に応じた発振周波数を出力する。

ここで、例えば、洗い行程やすすぎ行程の際には、排水ポンプ２３が停止した状態で、給水装置２５から内槽３０に水が供給され、外槽２０及び内槽３０に水が貯留される。その状態でパルセータ４５が回転することにより、洗濯物Ｃが水とともに攪拌され、洗い行程やすすぎ行程が行われる。

また、中間脱水行程や脱水行程の際には、排水ポンプ２３を動作させながら、内槽３０を高速で回転させる。その結果、洗濯物Ｃに含まれている水は、遠心力の作用によって水抜孔３１を通じて内槽３０から放出される。内槽３０から放出された水は、排水ホース２２及び機外ホース２４を通じて洗濯機１０の外槽２０及び内槽３０の外に排水される。

バランサ３５は、内槽３０の上方の開口部に設置されている。バランサ３５は、円環状の部材であり、その内部に塩水等の高比重の液体が封入されている。バランサ３５は、内槽３０の回転時に洗濯物Ｃの偏りによって生じる重量バランスの不均衡を調整し、振動を抑制するために設置されている。なお、バランサ３５は流体バランサに限らず、ボールバランサであってもよい。

駆動装置４０は、筐体１１の上部に設けられた制御部５０によって制御される。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）等を備え、ＣＰＵは、ＲＯＭに予め記憶されている制御プログラムを読み取って実行することにより、給水、洗い、中間脱水、すすぎ、排水、及び脱水の各行程を順次実行する。

ところで、通常、内槽３０に溜まる水の大部分は、水抜孔３１等を通じて排水されるため、脱水行程時に内槽３０に多量の水が残ることはない。しかしながら、防水性寝具やナイロンカバー、レインコート等の水を通さない衣類等が洗濯される場合、希に、防水性を有する洗濯物Ｃが広がり、すすぎ行程の終了後に内槽３０内において、多量の水を抱え込んだ状態となる場合がある。

このような状態が発生すると、脱水行程において、防水性の洗濯物Ｃが抱え込んだ水が瞬間的に移動したときに、バランサ３５の流体がアンバランス負荷に追従できず、洗濯機１０が異常振動を起こす場合がある。

そこで、本参考例では、防水性寝具等の防水性を有する洗濯物Ｃに起因して発生する異常振動を防止できるようにしている。

具体的に、図３に示すように、制御部５０には、駆動モータ４１、水位センサ２８、操作部１２等が接続されている。制御部５０は、操作部１２によって入力された各処理に対応して、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現するソフトウェア上の種々の手段を有している。

すなわち、制御部５０は、給水行程における水位センサ２８の検出結果に基づいて、所定時間当たりの水位の変化量を示す水位変化率を演算する演算部５１と、演算部５１で演算された給水行程中の水位変化率に基づいて、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されているかを判定する判定部５２と、駆動モータ４１の回転を制御するモータ回転制御部５３とを有している。また、制御部５０は、各行程に対応して、排水ポンプ２３や給水装置２５等の動作を制御する。

以下、給水行程中の水位変化率に基づいて、異常振動の予兆の有無、つまり、防水性を有する洗濯物Ｃの有無をどのように判定するのかについて説明する。なお、以下の説明では、防水性を有しない洗濯物を一般衣類Ｃ１、防水性を有する洗濯物を防水性衣類Ｃ２と呼ぶ。

図４に示すように、給水装置２５から内槽３０に向かって水が供給されると、内槽３０の水抜孔３１等を通って外槽２０にも水が貯留される。図４では、防水性衣類Ｃ２が上方に開口する袋状となっており、その内部に一般衣類Ｃ１が収容された状態を示している。このとき、給水装置２５から供給された水は、防水性衣類Ｃ２の上縁部に当たってそのまま外槽２０に向かって流れるとともに、その一部が防水性衣類Ｃ２の内部に溜まることとなる。

そして、図５に示すように、内槽３０の空間容積が防水性衣類Ｃ２によって仕切られることで減少している位置まで水が達すると、その後は、外槽２０内の水位が急激に上昇することとなる。つまり、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれていると、水位変化率が急激に大きくなる変曲点が存在する。

以下、変曲点水位について説明する。図６に示すように、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれておらず、一般衣類Ｃ１のみであった場合には、一定の流量で給水を開始してから略一定の速度で水位が上昇して所定の設定水位に達するため、水位変化率は略一定となる。

なお、水位変化率が略一定であるかは、給水行程において、給水開始から所定時間後に演算した第１の水位変化率Δ１と、第１の水位変化率Δ１よりも後で演算した第２の水位変化率Δ２との比率が、所定の閾値よりも大きいか否かで判定することができる。

ここで、第１の水位変化率Δ１は、給水開始から水位Ｓ１に達するまでの時間ｔ１と、水位Ｓ２に達するまでの時間ｔ２とによって演算することができる。つまり、Δ１＝（Ｓ２−Ｓ１）／（ｔ２−ｔ１）となる。

また、第２の水位変化率Δ２も同様に、水位Ｓ３に達するまでの時間ｔ３と、水位Ｓ４に達するまでの時間ｔ４とによって演算することができる。つまり、Δ２＝（Ｓ４−Ｓ３）／（ｔ４−ｔ３）となる。

そして、図６のグラフ図を見ても分かるように、一般衣類Ｃ１の場合には、第１の水位変化率Δ１と、第２の水位変化率Δ２とは、給水開始から設定水位に達するまでのどの区間を比較しても、略同じ傾きを示している。そのため、第１の水位変化率Δ１に対する第２の水位変化率Δ２の比率Δ２／Δ１は、ほぼ１となり、所定の閾値（例えば、３〜６）よりも小さいために、判定部５２において防水性衣類Ｃ２が含まれていないと判定される。

一方、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれている場合には、一定の流量で給水を開始してから略一定の速度で水位が上昇した後、変曲点水位を超えたところで、水位変化率が急激に大きくなる。

そこで、第１の水位変化率Δ１は、給水開始から変曲点水位よりも低い水位Ｓ１に達するまでの時間Ｔ１と、水位Ｓ２に達するまでの時間Ｔ２とによって演算すればよい。つまり、Δ１＝（Ｓ２−Ｓ１）／（Ｔ２−Ｔ１）となる。

また、第２の水位変化率Δ２は、変曲点水位よりも高い水位Ｓ３に達するまでの時間Ｔ３と、水位Ｓ４に達するまでの時間Ｔ４とによって演算すればよい。つまり、Δ２＝（Ｓ４−Ｓ３）／（Ｔ４−Ｔ３）となる。

そして、図６のグラフ図を見ても分かるように、防水性衣類Ｃ２の場合には、変曲点水位の前後で、水位変化率が急激に変化している。そのため、第１の水位変化率Δ１に対する第２の水位変化率Δ２の比率Δ２／Δ１は、例えば、１０程度となり、所定の閾値（例えば、３〜６）よりも大きいために、判定部５２において防水性衣類Ｃ２が含まれていると判定される。

そして、防水性衣類Ｃ２が内槽３０に収容されていると判定された場合に、制御部５０は、中間脱水行程や最終の脱水行程において内槽３０を所定の回転数以下で回転させるように、駆動モータ４１の回転を制御する。

具体的に、通常の脱水行程における内槽３０の最高回転数が１０００ｒｐｍ程度に設定されている場合であれば、防水性衣類Ｃ２が内槽３０に収容されていると判定されたときに、脱水行程における内槽３０の最高回転数を、例えば、３００ｒｐｍ程度に設定すればよい。

これにより、防水性衣類Ｃ２が水を溜め込んでいたことに起因する脱水行程時の異常振動の発生を防止しながら、洗濯機１０の運転を停止させることなく、脱水行程を完了させることができる。

また、図３に示すように、制御部５０には、報知ブザー１６（報知部）が接続されている。防水性衣類Ｃ２が内槽３０に収容されていると判定部５２で判定された場合に、報知ブザー１６を鳴らすことで、聴覚的に外部に報知して、ユーザーに注意喚起をすることができる。また、表示パネル１４やＬＥＤ１５を報知部として利用して、表示パネル１４にエラーメッセージを表示したり、ＬＥＤ１５を点灯させることにより、視覚的に外部に報知してもよい。

図７は、防水性衣類の有無を判定するためのフローチャート図である。図７に示すように、まず、ステップＳ１０１では、洗濯行程を行うのにあたって、給水装置２５から外槽２０内に水を供給して、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、給水を開始してからの経過時間Ｔと、経過時間Ｔにおける外槽２０内の水位Ｓとを取得して、ステップＳ１０３に進む。なお、経過時間Ｔと水位Ｓとは、給水開始から設定水位に達するまでの間、逐次取得するものとする。

ステップＳ１０３では、給水開始から所定の水位Ｓ１に達するまでの時間Ｔ１と、水位Ｓ２に達するまでの時間Ｔ２とに基づいて、第１の水位変化率Δ１を演算し、ステップＳ１０４に進む。つまり、Δ１＝（Ｓ２−Ｓ１）／（Ｔ２−Ｔ１）となる。

ステップＳ１０４では、水位Ｓ２よりも高い水位Ｓ３に達するまでの時間Ｔ３と、水位Ｓ４に達するまでの時間Ｔ４とに基づいて、第２の水位変化率Δ２を演算し、ステップＳ１０５に進む。つまり、Δ２＝（Ｓ４−Ｓ３）／（Ｔ４−Ｔ３）となる。

ステップＳ１０５では、第１の水位変化率Δ１に対する第２の水位変化率Δ２の比率Δ２／Δ１が、所定の閾値よりも大きいかを判定する。ステップＳ１０５での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０９に分岐する。ステップＳ１０５での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０６に分岐する。

ステップＳ１０６では、外槽２０内の水位が設定水位に達したかを判定する。ステップＳ１０６での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０７に分岐する。ステップＳ１０６での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０４に分岐して、第２の水位変化率Δ２を再度演算する。なお、この再演算時には、水位Ｓ３，Ｓ４は、前回よりも高い水位に更新されて、第２の水位変化率Δ２が演算される。

ステップＳ１０７では、給水開始から設定水位に達するまでの間に、Δ２／Δ１が所定の閾値よりも大きくなることはなかったので、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれていなかったと判断し、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、中間脱水行程や最終の脱水行程において、内槽３０を通常の回転数（例えば、１０００ｒｐｍ）で回転させるように、駆動モータ４１の回転数を設定して、処理を終了する。

ステップＳ１０９では、給水開始から設定水位に達するまでの間に、Δ２／Δ１が所定の閾値よりも大きくなっているので、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれていると判断し、ステップＳ１１０に進む。

ステップ１１０では、中間脱水行程や最終の脱水行程において、内槽３０を所定の回転数以下（例えば、３００ｒｐｍ）で回転させるように、駆動モータ４１の回転数を設定して、処理を終了する。

なお、本参考例では、給水行程中に水位変化率を演算するようにしているが、排水行程中に水位変化率を演算することも可能である。具体的に、排水行程では、図６のグラフ図を反転させたような、時間の経過とともに水位が下がるように変化するグラフ図となる。

ここで、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれておらず、一般衣類Ｃ１のみであった場合には、設定水位まで水が溜まっている状態で、一定の流量で排水を開始してから略一定の速度で水位が下降して排水が終了するため、水位変化率は略一定となる。

一方、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれている場合には、設定水位まで水が溜まっている状態で、一定の流量で排水を開始してから略一定の速度で水位が下降した後、変曲点水位を下回ったところで、水位変化率が急激に小さくなる。

このように、排水行程においても、洗濯物の中に防水性衣類Ｃ２が含まれている場合には、変曲点水位の前後で、水位変化率が急激に変化していることから、判定部５２において防水性衣類Ｃ２の有無を判定することが可能となる。

《実施形態１》
図８は、本実施形態１に係る洗濯機の制御動作を説明するブロック図である。以下、前記参考例と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

図８に示すように、制御部５０には、駆動モータ４１、水位センサ２８、操作部１２、報知ブザー１６の他にも、振動センサ３６、開閉センサ３７（開閉検知部）、及び通信部３８（報知部）が接続されている。

振動センサ３６は、洗濯機１０の外槽２０に設けられ、外槽２０の振動を検出する。

開閉センサ３７は、蓋１１ｂの開閉状態を検知するものであり、近接センサや磁気センサで構成されている。開閉センサ３７は、筐体１１における投入口１１ａの周縁部に設けられている。蓋１１ｂには、開閉センサ３７に対応する位置に永久磁石（図示省略）が設けられており、蓋１１ｂが閉じられた状態では、開閉センサ３７と永久磁石とが対向する。一方、蓋１１ｂが開かれた状態では、開閉センサ３７から永久磁石が離れることとなる。これにより、蓋１１ｂの開閉状態を開閉センサ３７で検知することができる。

通信部３８は、通信機能を有する外部の端末装置６０に対して、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていることを示すメッセージを送信する。端末装置６０は、例えば、スマートフォンやタブレット等であり、端末装置６０の表示モニタにエラーメッセージが表示されることで、ユーザーに注意喚起をすることができる。

ここで、制御部５０は、給水行程から脱水行程までの間に洗濯動作が一時停止したか否かによって、駆動モータ４１の動作を変更するようにしている。具体的に、給水行程から脱水行程までが連続して行われる場合には、判定部５２により、水位変化率に基づいて、防水性衣類Ｃ２が内槽３０に収容されていると判定されたときに、制御部５０は、中間脱水行程や最終の脱水行程において内槽３０を所定の回転数以下で回転させるように、駆動モータ４１の回転を制御する。

しかしながら、例えば、給水行程の途中で一時停止した場合には、水位変化率を正確に演算することができなくなる。そこで、給水行程から脱水行程までの間に洗濯動作を一時停止させた場合には、洗濯動作を再開させた後の中間脱水行程や最終の脱水行程において、振動センサ３６に基づいて異常振動の予兆を検知するようにしている。そして、制御部５０は、振動センサ３６の検出結果に基づいて、駆動モータ４１の回転を停止するように制御する。

以下、異常振動の予兆検知について説明する。制御部５０は、演算部５１、判定部５２、モータ回転制御部５３の他にも、内槽３０の異常振動の予兆検知に用いられる律動検知部５５及び変化率検知部５６と、内槽３０内の洗濯物Ｃのアンバランス状態を検知するアンバランス検知部５７とを有している。

ここで、本願発明者らは、洗濯機１０の運転中に振動センサ３６の出力を解析し、異常振動発生直前に振動センサ３６の出力信号において特有の挙動を示すことを見出した。具体的には、異常振動発生前に、振動センサ３６の出力信号に内槽３０の回転周期よりも長い周期の律動成分に由来するパラメータが特に大となることを見出した。

律動検知部５５は、この知見に基づいて設けられたものであって、洗濯機１０の脱水行程中に振動センサ３６の出力信号を取得し、この出力信号から内槽３０の回転周期よりも長い周期の律動成分を抽出し、この律動成分に所定の信号処理を施して洗濯機１０の異常振動の予兆を検知するための律動に由来するパラメータＲを算出し、このパラメータＲ値が予め設定された第１の閾値Ｔｈ１を超えている場合に異常振動の予兆が有ると判定する。なお、第１の閾値Ｔｈ１は、固定値である。ここで、パラメータＲは例えば振動センサ３６で取得される振動成分をＦＦＴ等により分解し、所定の周波数の振動成分の強度を算出したものである。なお、強度以外の値であっても構わない。

また、本願発明者らは、異常振動発生前に、内槽３０の振動振幅が急激に変化していることを見出した。変化率検知部５６は、この知見に基づいて設けられたものであって、振動センサ３６の出力信号を取得し、この出力信号に所定の信号処理を施して振動振幅の変化率ＲＶを算出し、この変化率ＲＶが予め設定された第２の閾値Ｔｈ２を超えている場合に異常振動の予兆があると判定する。

アンバランス検知部５７は、振動センサ３６の他に、機械的スイッチまたは赤外線センサ等を用いて内槽３０内の洗濯物のアンバランス状態を検知するものである。

モータ回転制御部５３は、アンバランス検知部５７の検知結果、律動検知部５５の判定結果及び変化率検知部５６の判定結果に基づいて駆動モータ４１の回転を制御する。

−異常振動の予兆検知−
次に、制御部５０が実行する、脱水行程における異常振動の予兆を検知する異常振動予兆検知処理について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、律動成分に基づく異常振動の予兆検知を行うフローチャート図であり、図１０は、振動振幅に基づく異常振動の予兆検知を行うフローチャート図である。

《律動に基づく予兆検知》
律動成分に基づく異常振動の予兆検知について説明する。この異常振動の予兆検知は、洗濯行程及びすすぎ行程後の脱水行程中に実行するものである。

まず、ステップＳ２０１では、制御部５０は、振動センサ３６から送信される、外槽２０の振動状態を示す出力信号を取得し、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、取得した出力信号に所定の信号処理を施して、内槽３０の回転周期よりも長い周期の律動成分を抽出し、ステップＳ２０３に進む。ここで、制御部５０は、内槽３０の回転数に応じて抽出する律動成分を変更している。すなわち、内槽３０の内側にビニール袋を敷き詰めて大型防水布が存在するとともにアンバランスを付加した状態で異常振動を発生させる模擬実験を本願発明者らが行った結果、異常振動の発生前に検出された律動成分のうち最も強度が大きい周波数（ピーク周波数）は、内槽３０の回転数が大きくなるにつれて、その周波数も大きくなる傾向があった。つまり、内槽３０の回転数と異常振動発生直前に検出された律動成分のピーク周波数との間には概略一次関数で表すことができる関係が存在する。

ステップＳ２０３では、制御部５０は、抽出した律動成分から異常振動の予兆を検知するための律動に由来するパラメータＲを計算し、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では、このパラメータＲ値が、予め設定された第１の閾値Ｔｈ１よりも大きいかを判定する。ステップＳ２０４での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２０５に分岐する。ステップＳ２０４での判定が「ＮＯ」の場合には、制御部５０は、異常振動の予兆無しと判定し、処理をステップＳ２０１に戻す。

ステップＳ２０５では、制御部５０は、異常振動の予兆有りと判定して駆動モータ４１の回転を停止し、処理を終了する。ここで、制御部５０により検知される律動成分は、内槽３０の回転周期よりも長い周期のものを主に抽出している。

《振動振幅の変化率に基づく予兆検知》
次に、振動振幅の変化率に基づく異常振動の予兆検知について説明する。この異常振動の予兆検知も、洗濯行程及びすすぎ行程後の脱水行程中に実行するものである。

まず、ステップＳ３０１では、制御部５０は、振動センサ３６から送信され、外槽２０の振動状態を示す出力信号を取得し、ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、制御部５０は、取得した出力信号に所定の信号処理を施して、外槽２０の振動振幅の変化率ＲＶを算出し、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では、この算出した振動振幅の変化率ＲＶが、予め設定された第２の閾値Ｔｈ２よりも大きいかを判定する。ステップＳ３０３での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３０４に分岐する。ステップＳ３０３での判定が「ＮＯ」の場合には、制御部５０は、異常振動の予兆無しと判定し、処理をステップＳ３０１に戻す。

ステップＳ３０４では、制御部５０は、異常振動の予兆有りと判定して駆動モータ４１の回転を停止し、処理を終了する。

異常振動の予兆検知によれば、振動センサ３６の出力に基づいて内槽３０における異常振動の予兆の有無を判定するようにした。具体的には、振動センサ３６の出力信号に所定の信号処理を施して、内槽３０の回転周期の所定整数分の１周期の律動成分を抽出し、この律動成分から異常振動の予兆を検知するためのパラメータＲを求め、このパラメータＲに基づいて異常振動の予兆の有無を判定し、異常振動の予兆有りと判定した場合に内槽３０の回転を停止するようにした。これにより、異常振動を未然に防止することができる。

また、異常振動の予兆検知によれば、外槽２０の振動振幅の変化率ＲＶが第２の閾値Ｔｈ２を超えた場合に異常振動の予兆であると判定し、内槽３０の回転を停止するようにした。これにより、異常振動を未然に防止することができる。さらに、この振動振幅の急激な変化と律動成分とは別個に発生しているため、この律動成分の検知と合わせることにより、より確度高く異常振動の予兆を検知することができる。

ところで、本実施形態では、異常振動の予兆有りと判定した場合に内槽３０の回転を停止するようにしている。このとき、報知ブザー１６を鳴らしたり、端末装置６０に対してエラーメッセージが送信される等して、ユーザーに注意喚起が行われる。

そして、洗濯機１０において洗濯動作が停止したことに気付いたユーザーは、洗濯動作を再開させるために、まず、蓋１１ｂを開き、防水性衣類Ｃ２に溜まっている水を取り除いた後で、再び蓋１１ｂを閉じる。このような蓋１１ｂの開閉状態は、開閉センサ３７で検知される。そして、ユーザーは、再開スイッチ１７を操作することで、洗濯動作を再開させる。

制御部５０は、洗濯動作の停止中に、ユーザーが蓋１１ｂを開いた後で再び蓋１１ｂを閉じ、再開スイッチ１７を操作した場合には、ユーザーが防水性衣類Ｃ２に溜まっている水を取り除いたものと判断して、脱水行程において内槽３０を通常の回転数で回転させるように、駆動モータ４１の駆動を制御する。これにより、脱水行程時の内槽３０を通常の回転数で回転させても、異常振動の発生を防止することができる。

なお、本実施形態では、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていると判定部５２で判定された場合に、中間脱水行程や最終の脱水行程において内槽３０を所定の回転数以下で回転させるように駆動モータ４１の動作を制御するようにしたが、この形態に限定するものではない。

例えば、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていると判定部５２で判定された場合に、それ以降の洗濯行程を中止するために、駆動モータ４１の動作を停止するように制御してもよい。その後、ユーザーが洗濯動作を再開させる際には、上述した手順と同様に、蓋１１ｂの開閉状態や再開スイッチ１７の操作に基づいて、脱水行程において内槽３０を通常の回転数で回転させるようにすればよい。

《実施形態２》
本実施形態２に係る洗濯機１０では、内槽３０とパルセータ４５とを独立に回転駆動させることが可能なように、駆動モータ４１を、いわゆるデュアルロータモータで構成している。

図１１に示すように、駆動モータ４１は、アウターロータ４６（第２ロータ）、インナーロータ４７（第１ロータ）、インナーシャフト４３（第１回転軸）、アウターシャフト４４（第２回転軸）、環状のステータ４８などで構成されている。すなわち、この駆動モータ４１は、１つのステータ４８の径方向外方及び内方にアウターロータ４６及びインナーロータ４７を備えた、いわゆるデュアルロータモータである。

そして、アウターロータ４６及びインナーロータ４７が、クラッチや加減速機などを介在することなくパルセータ４５や内槽３０に連結されていて、これらを直接駆動するように構成されている。

アウターロータ４６及びインナーロータ４７は、ステータ４８のコイルを共用しており、コイルに電流を供給することにより、この駆動モータ４１は、アウターロータ４６及びインナーロータ４７の各々を独立して回転駆動できるようになっている。ステータ４８は、外槽２０の底面に設けられた軸受ブラケット７０に取り付けられている。

アウターロータ４６は、扁平な有底円筒状の部材であり、中心部分が開口した底壁部４６ａと、底壁部４６ａの周縁に立設されたロータヨーク４６ｂと、円弧形状の永久磁石からなる複数のアウターマグネット４６ｃとを有している。

インナーロータ４７は、アウターロータ４６よりも外径が小さい扁平な有底円筒状の部材であり、中心部分が開口した内側底壁部４７ａと、内側底壁部４７ａの周囲に立設された内側周壁部４７ｂと、矩形板状の永久磁石からなる複数のインナーマグネット４７ｃとを有している。

インナーシャフト４３は、円柱状の軸部材であり、インナー軸受７３、アウターシャフト４４、及びボールベアリング７１，７２を介して軸受ブラケット７０に回転自在に支持されている。インナーシャフト４３の下端部は、アウターロータ４６に連結されている。インナーシャフト４３の上端部は、パルセータ４５に連結されている。

アウターシャフト４４は、インナーシャフト４３よりも短く、インナーシャフト４３の外径よりも大きな内径を有する円筒状の軸部材であり、上下のインナー軸受７３，７３、インナーシャフト４３、及びボールベアリング７１，７２を介して軸受ブラケット７０に回転自在に支持されている。アウターシャフト４４の下端部は、インナーロータ４７に連結されている。アウターシャフト４４の上端部は、内槽３０に連結されている。

ステータ４８は、アウターロータ４６の内径よりも外径が小さくてインナーロータ４７の外径よりも内径が大きい円環状の部材で形成されている。ステータ４８は、複数のティース４８ａやコイルなどが、樹脂に埋設された状態で備えられている。

このように構成された駆動モータ４１では、内槽３０とパルセータ４５とを独立に回転駆動させることが可能となっている。そこで、本実施形態では、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていると判定された場合に、防水性衣類Ｃ２に溜まっている水を取り除くための制御を行うようにしている。

具体的に、制御部５０は、防水性を有する洗濯物Ｃが内槽３０に収容されていると判定部５２で判定された場合に、給水行程の後で行われる洗濯行程又はすすぎ行程において、パルセータ４５と内槽３０を所定の独立駆動（例えば、独立駆動による相反回転や同相速度違い回転等）させるように駆動モータ４１の動作を制御する。その後の脱水行程では、内槽３０を通常の回転数で回転させるように、駆動モータ４１の駆動を制御する。

これにより、防水性衣類Ｃ２に溜まっている水が、パルセータ４５と内槽３０の独立駆動によって取り除かれることとなり、脱水行程時の内槽３０を通常の回転数で回転させても、異常振動の発生を防止することができる。

ところで、パルセータ４５と内槽３０の独立駆動だけでは、防水性衣類Ｃ２に溜まっている水を取り除ききれない場合がある。この場合に、脱水行程において内槽３０を通常の回転数で回転させ続けると、異常振動が発生するおそれがある。

そこで、本実施形態では、脱水行程において振動センサ３６の検出結果に基づいて、駆動モータ４１の動作を適切に制御するようにしている。具体的に、制御部５０は、脱水行程において、振動センサ３６に基づいて異常振動の予兆を検知して、駆動モータ４１の動作を停止するように制御する。

なお、異常振動の予兆の検知については、前記実施形態１と同様であるため、説明を省略する。

また、本実施形態２のような、アウターロータ４６及びインナーロータ４７を有する駆動モータ４１は、前記参考例及び実施形態１に対しても適用可能である。

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

本参考例及び実施形態では、水位検出部２８として圧力センサを用いた構成について説明したが、この形態に限定するものではない。例えば、静電容量センサ、超音波センサ、画像センサ、光センサ、電波センサ、熱センサ等を水位検出部として用いてもよい。

また、本参考例及び実施形態では、水位検出部２８としての圧力センサを、外槽２０の外側に配置しているが、外槽２０の内側に配置した構成でもよい。

以上説明したように、本発明は、異常振動の予兆の有無を適切に判定するとともに、脱水行程において異常振動が発生しないように適切に制御することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

１０ 洗濯機
１１ａ 投入口
１１ｂ 蓋
１４ 表示パネル（報知部）
１５ ＬＥＤ（報知部）
１６ 報知ブザー（報知部）
１７ 再開スイッチ
２０ 外槽
２５ 給水装置（給水部）
２８ 水位センサ（水位検知部）
３０ 内槽
３６ 振動センサ
３７ 開閉センサ（開閉検知部）
３８ 通信部（報知部）
４１ 駆動モータ（駆動部）
４５ パルセータ
４６ アウターロータ（第２ロータ）
４７ インナーロータ（第１ロータ）
４８ ステータ
５０ 制御部
５１ 演算部
５２ 判定部
６０ 端末装置
Ｃ 洗濯物

Claims (13)

1. 外槽と、該外槽内に回転可能に配設された内槽と、該外槽内に水を供給する給水部と、該内槽を回転駆動させる駆動部と、給水行程、排水行程及び脱水行程を少なくとも含む洗濯動作を行うように該給水部及び該駆動部を制御する制御部とを備えた洗濯機であって、
   前記外槽内の水位を検出する水位検出部と、
   前記給水行程又は前記排水行程における前記水位検出部の検出結果に基づいて、所定時間当たりの水位の変化量を示す水位変化率を演算する演算部と、
   前記演算部で演算された前記給水行程中又は前記排水行程中の水位変化率に基づいて、異常振動の予兆の有無を判定する判定部とを備え、
   前記制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記駆動部の動作を制御することを特徴とする洗濯機。
2. 請求項１において、
   前記制御部は、異常振動の予兆有りと前記判定部で判定された場合に、前記脱水行程において該内槽を所定の回転数以下で回転させるように前記駆動部の動作を制御することを特徴とする洗濯機。
3. 請求項１において、
   前記制御部は、異常振動の予兆有りと前記判定部で判定された場合に、前記駆動部の動作を停止させるように制御することを特徴とする洗濯機。
4. 請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
   前記演算部は、前記水位変化率の演算を、前記給水行程中又は前記排水行程中に異なるタイミングで少なくとも２回以上実施することを特徴とする洗濯機。
5. 請求項４において、
   前記判定部は、前記演算部において異なるタイミングで演算された２つの前記水位変化率の比率に基づいて、異常振動の予兆の有無を判定することを特徴とする洗濯機。
6. 請求項４又は５において、
   前記演算部は、前記水位変化率の演算を、少なくとも１回は、水位が前記外槽の底部から前記内槽の底部の間、又はその隣接する領域にあるときに実施することを特徴とする洗濯機。
7. 請求項１乃至６のうち何れか１つにおいて、
   異常振動の予兆有りと前記判定部で判定された場合に、所定の報知動作を行う報知部を備えたことを特徴とする洗濯機。
8. 請求項７において、
   前記報知部は、通信機能を有する外部の端末装置に対して、前記判定部の判定結果を送信するように構成されていることを特徴とする洗濯機。
9. 請求項１乃至８のうち何れか１つにおいて、
   前記外槽の振動を検出する振動センサを備え、
   前記制御部は、
   前記給水行程から前記脱水行程までを連続して行う場合に、前記判定部の判定結果に基づいて、前記駆動部の動作を制御する一方、
   前記給水行程から前記脱水行程までの間に洗濯動作を一時停止させた場合に、該洗濯動作を再開させた後の該脱水行程において、前記振動センサに基づいて異常振動の予兆を検知して、前記駆動部の動作を制御することを特徴とする洗濯機。
10. 請求項３において、
    洗濯物を出し入れする投入口を開閉可能に塞ぐ蓋と、
    前記蓋の開閉状態を検知する開閉検知部と、
    前記洗濯動作の停止中にユーザーが操作することで該洗濯動作を再開させる再開スイッチとを備え、
    前記制御部は、前記洗濯動作の停止中に、前記蓋が開かれた後で再び閉じられたことが前記開閉検知部で検知された後で、前記再開スイッチが操作された場合に、前記脱水行程において前記内槽を通常の回転数で回転させるように前記駆動部の動作を制御することを特徴とする洗濯機。
11. 請求項１において、
    前記駆動部に連結されて洗濯物を撹拌するパルセータを備え、
    前記制御部は、異常振動の予兆有りと前記判定部で判定された場合に、前記給水行程の後で行われる洗濯行程又はすすぎ行程において、前記パルセータを所定の回転数以上で回転させるように前記駆動部の動作を制御することを特徴とする洗濯機。
12. 請求項１１において、
    前記駆動部は、環状のステータと、該ステータに対してそれぞれ独立に回転可能な第１ロータ及び第２ロータとを備え、
    前記第１ロータ又は前記第２ロータの一方は、前記内槽に連結され、
    前記第１ロータ又は前記第２ロータの他方は、前記パルセータに連結されていることを特徴とする洗濯機。
13. 請求項１１又は１２において、
    前記外槽の振動を検出する振動センサを備え、
    前記制御部は、前記脱水行程において、前記振動センサに基づいて異常振動の予兆を検知して、前記駆動部の動作を制御することを特徴とする洗濯機。

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