JP2020110369A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯物量の多少に関わらずに優れた洗浄効果を安定して発揮でき、消費電力も抑制できる、ドラム式洗濯機を実現する。【解決手段】ドラム３０の底部３２に回転可能に設置されて、その表面に突出部４１を有するパルセータ４０と、洗い工程で、所定のタイミングで反転しながらパルセータ４０およびドラム３０を相反回転させるコントローラ７０とを備える。突出部４１が、異なる角度で傾斜する緩傾斜側面部４２ａおよび急傾斜側面部４２ｂを有している。コントローラ７０が、相反回転を反転させるタイミングを変更する。【選択図】図６

Description

開示する技術は、洗濯物を収容するドラムが横軸回りに回転するドラム式洗濯機に関し、その中でも特に、各々が独立して回転制御可能なドラムとパルセータとが備えられているドラム式洗濯機に関する。

家庭向けの洗濯機には、大別すると、縦型洗濯機とドラム式洗濯機とがある。

一般に、縦型洗濯機では、縦置きされた水槽内のドラムに、洗濯物と十分量の洗浄水とを収容し、貯留された洗浄水をパルセータ（撹拌羽根）で撹拌することによって生じる水流で洗濯物を洗うように構成されている（所謂「もみ洗い」）。

近年では、縦型洗濯機でも洗浄水の量は少なくなってはきているが、その洗浄方式の違いから、節水の面では、ドラム式洗濯機の方が有利である。

すなわち、ドラム式洗濯機では、横置きされた水槽内のドラムに、洗濯物と小量の洗浄水とを収容し、ドラムが回転することによって洗濯物が持ち上げられて落ちる機械的作用で洗濯物を洗うように構成されている（所謂「たたき洗い」）。従って、ドラム式洗濯機では、縦型洗濯機に比べると洗浄水の量はさほど重要ではないため、洗浄水の量を容易に少なくできる。

少ない水量で洗濯物を洗う場合、洗濯物の流動性を高めて洗濯物の全体に洗浄水を均等に接触させることと、機械的作用を高めることが、洗浄力の向上や洗浄時間の短縮にとって重要である。特に、欧米のドラム式洗濯機では、日本のドラム式洗濯機よりも少ない水量（見た目には洗浄水に浸かる洗濯物は僅かな程度）で行われるのが一般的であるため、これら２つの点がより重要となっている。

それに対し、後者のたたき洗いの機械的作用の大きさは、洗濯物の落差に起因し、洗濯槽の内径（通常は洗濯機の仕様によって設定される）によってほぼ決まってしまうため、その強化は難しい。ドラムの回転数を増やして落下の頻度を高めることも考えられるが、その場合も、回転数が上がると洗濯物がドラムに張り付いて落下しなくなるため、限界がある。

しかも、近年は、洗濯機の大容量化に伴って、ドラム内に洗濯物が大量に入れられる傾向がある。そのため、洗濯物が落ち難くなって、洗濯物に機械力が十分に加わらなくなってしまい、その対応として洗浄水への浸漬時間を増やすことにより洗浄性能を確保する、言い換えると、洗濯時間を伸ばすということが行われている。

そこで本出願人は、新たな動作メカニズムを採用したドラム式洗濯機（高機能洗濯機ともいう）を先に提案している（特許文献１）。その高機能洗濯機には、各々が独立して回転制御可能なドラムとパルセータとが備えられている。その具体例を図１および図２に示す。

図１および図２に示すように、高機能洗濯機の場合、洗い工程や濯ぎ工程では、洗濯物Ｃが遠心力で張り付くように、ドラム３００が、比較的高い回転数で回転軸Ｊを中心に回転駆動される。そして、図２に細矢印で示すように、パルセータ４００は、ドラム３００の回転方向と反対の方向に回転駆動される（相反回転）。

この時、ドラム３００の内周面に張り付く洗濯物Ｃに、パルセータ４００の突出部４０１が衝突し、洗濯物Ｃは、その衝撃でドラム３００から引き剥がされる（例えば洗濯物Ｃ１）。洗濯物Ｃ１は、同時に、パルセータ４００によって前方へと押し出される（例えば洗濯物Ｃ２）ので、その周囲の洗濯物を巻き込みながら前方に移動する。

洗濯物Ｃ２がドラム３００の前方へと押し出されるため、ドラム３００の前方に有る洗濯物は、ドラム３００の後方へと移動する（例えば洗濯物Ｃ３から洗濯物Ｃ）。従って、ドラム３００の内部には、図１に細矢印で示すように、ドラム３００の内周面に沿って回転しながら前後方向に洗濯物が循環する流動が形成される。

このように、高機能洗濯機では、従来の「たたき洗い」と同様の作用を確保でき、洗濯物の移動によって洗濯物どうしが擦り合う作用も得ることができる。従って、高機能洗濯機によれば、節水しながら優れた洗濯性能を得ることができる。

ここで開示する技術に関して、縦型の洗濯機であるが、洗濯槽の底部に配置された撹拌翼（パルセータ）の羽根部の側面の傾きを緩急に異ならせることが開示されている（特許文献２）。

その洗濯機では、洗濯時に、撹拌翼の回転によって水流を発生させ、撹拌翼の正逆回転時に異なる洗い動作が作用するようにしている。また、洗濯物のダメージを抑制したり洗浄効果を高めたりするために、撹拌翼の回転時間を、正回転と逆回転とで長短に変更させることも開示されている。

また、パルセータの無い一般的なドラム式洗濯機であるが、ドラムが正逆いずれの方向に回転する時でも、洗濯物がドラムの底側に移動し易くなるようにしたリフターが開示されている。

そのリフターは、略三角形状の断面を有し、ドラムの底側よりも開口側の方が周方向に大きく形成されている。

特開２０１８−８６２３２号公報 特開２０１５−２９８３０号公報 特開２０１７−１８９４８０号公報

洗濯物の量は、様々である。洗濯物が僅かな場合もあれば、ドラムが洗濯物で満杯になる場合もある。上述した高機能洗濯機では、洗濯物は、ドラムおよびパルセータから機械的作用を受ける。そのため、ドラムに多量の洗濯物が投入されると、ドラムおよびパルセータには、強いトルクでの出力が要求される。

その結果、ドラムおよびパルセータを駆動するモータは、適切なトルク範囲を逸脱してしまい、電力の消費量が増大するおそれがある。特に近年、洗濯機は、省エネルギーに対するニーズが高くなっていることから、このことは重要な問題である。

また、モータの最大出力で駆動してもドラムやパルセータが回転しなくなるおそれもある（いわゆるモータロック）。

一方、洗濯物量が僅かな場合、洗濯物どうしによる作用が減少するため、洗濯物をドラムの底方に押し付ける力が弱くなる。それに伴い、パルセータの機械的作用も減少するので、洗濯物の流動性が弱まる結果、高機能洗濯機特有の、効果的な洗浄効果が得られ難くなってしまう。

そこで開示する技術の主たる目的は、洗濯物量の多少に関わらずに優れた洗浄効果を安定して発揮でき、消費電力も抑制できる、ドラム式洗濯機を実現することにある。

開示する技術は、ドラム式洗濯機に関する。

前記ドラム式洗濯機は、洗濯物が出し入れされる投入口を前面に有する筐体と、前記筐体の内部に設置された固定槽と、前記投入口に開口部を向けた状態で、前記固定槽に回転可能に収容されたドラムと、前記ドラムの底部に回転可能に設置され、その表面に半径方向に延びる突出部を有するパルセータと、を備える。

前記突出部が、前記パルセータの回転軸に対して異なる角度で傾斜する、緩傾斜側面部および急傾斜側面部からなる一対の側面を有している。

詳細には、前記ドラムおよび前記パルセータを駆動する駆動装置と、洗い工程で、前記駆動装置を制御して、所定のタイミングで反転しながら前記パルセータおよび前記ドラムを相反回転させる制御装置と、を更に備え、前記制御装置が、前記ドラムおよび前記パルセータの相反回転を反転させるタイミングを変更する、とするとよい。

すなわち、このドラム式洗濯機によれば、ドラムとパルセータとが備えられていて、洗い工程で、これらドラムおよびパルセータが、所定のタイミングで反転しながら相反回転する。すなわち、上述した高機能洗濯機と同様の動作メカニズムを用いて洗濯が行われる。

そして、パルセータが、異なる角度で傾斜する緩傾斜側面部および急傾斜側面部からなる一対の側面を有している。従って、傾斜が緩やかな緩傾斜側面部の側にパルセータが回転すれば、洗濯物への機械的作用は弱まり、傾斜が急な急傾斜側面部の側にパルセータが回転すれば、洗濯物への機械的作用は強まる。

このドラム式洗濯機では、そのパルセータの回転が反転するタイミングが変更される。従って、緩傾斜側面部の側への回転が増加し、かつ、急傾斜側面部の側への回転が減少するように、反転のタイミングを変更すれば、洗濯物が多い場合に、洗濯物に適度な機械的作用を付与しつつ駆動装置の負荷を低減できる。

逆に、緩傾斜側面部の側への回転が減少し、かつ、急傾斜側面部の側への回転が増加するように、反転のタイミングを変更すれば、洗濯物が少ない場合に、洗濯物への機械的作用を高めることができる。従って、洗濯物に適度な機械的作用を付与して効果的な洗浄効果を得ることができる。すなわち、このドラム式洗濯機によれば、洗濯物量の多少に関わらずに優れた洗浄効果を安定して発揮でき、消費電力も抑制できる。

なお、前記緩傾斜側面部の傾斜角は２０°以上、かつ、前記急傾斜側面部の傾斜角は１５°以下にするのが好ましい。

そうすれば、上述した洗浄効果および省エネ効果を、安定して得ることができる。

前記ドラム式洗濯機はまた、前記制御装置が、前記洗濯物の量を判定し、その判定結果に基づいて前記タイミングを変更する、としてもよい。

そうすれば、ドラムに投入される洗濯物の多少に応じて、自動的に、パルセータを適切な駆動状態に変更できる。

前記ドラム式洗濯機はまた、洗濯物の量が少ない場合よりも多い場合に、前記急傾斜側面部よりも前記緩傾斜側面部が面する方向に、前記パルセータが多く回転するように前記タイミングが変更される、としてもよい。

そうすることで、上述した洗浄効果および省エネ効果を、自動的に、安定して得ることができる。

前記ドラム式洗濯機はまた、前記ドラムの内周面から内方に突出して前記ドラムの回転軸方向に延びるリフターを更に備え、前記リフターは、前記ドラムの両回転方向に面するとともに各回転方向に対して逆向きに傾斜する押出誘導面部および押入誘導面部からなる一対の誘導面を有し、前記押入誘導面部が、前記ドラムが一方に回転した時に、前記ドラムの開口部側の突端部位が前記ドラムの底部側の突端部位よりも先行し、記押出誘導面部が、前記ドラムが他方に回転した時に、前記ドラムの底部側の突端部位が前記ドラムの開口部側の突端部位よりも先行するように構成されている、としてもよい。

そうすれば、詳細は後述するが、パルセータとリフターとの組み合わせにより、よりいっそう、上述した洗浄効果および省エネ効果を安定して得られるようになる。

その場合、前記緩傾斜側面部が面する方向に前記パルセータが回転する時に、前記押出誘導面部が面する方向に前記ドラムが回転する、としてもよい。

そうすることにより、洗濯物への機械的作用を低減することが可能になり、洗濯物が多量の場合に、洗浄効果および省エネ効果を、よりいっそう安定して得ることができる。

前記ドラム式洗濯機はまた、前記駆動装置に作用する負荷量を検知して前記制御装置に出力する負荷検知手段を更に備え、前記制御装置が、前記負荷量に応じて前記タイミングを変更する、としてもよい。

そうすれば、駆動装置に過度な負荷が加わる前に、パルセータを適切な駆動状態に変更できる。従って、よりいっそう、上述した洗浄効果および省エネ効果を安定して得ることができる。

前記ドラム式洗濯機はまた、前記駆動装置の所定出力を検知して前記制御装置に出力するロック検知手段を更に備え、前記所定出力が検知された場合、前記制御装置が、所定期間、前記相反回転に代えて、前記ドラムおよび前記パルセータを同方向に回転させる同期運転を実行する、としてもよい。

ドラムおよびパルセータが相反回転している状態で、ドラムの底部の縁に洗濯物が押し付けられると、洗濯物が詰まってしまい、駆動装置が最大出力で駆動してもドラムやパルセータが相反回転しなくなるおそれがある。そうした場合、洗いが行えなくなり、消費電力は一気に増加する。

それに対し、このドラム式洗濯機では、所定出力が検知された場合に、所定期間、ドラムおよびパルセータを同方向に回転させる同期運転が実行される。同じ方向に回転するので、洗濯物が詰まっていてもドラムおよびパルセータを回転させることができる。ドラムおよびパルセータが回転すれば、洗濯物の位置が上下に変化するので、洗濯物の詰まりを解消できる。

その場合、同一の洗い工程で、前記所定出力が所定回数検知された場合に、前記急傾斜側面部よりも前記緩傾斜側面部が面する方向に、前記パルセータがより多く回転するように前記タイミングが変更される、としてもよい。

すなわち、このドラム式洗濯機では、同一の洗い工程で、繰り返しモータロックが発生する場合、現状の駆動条件を緩和する。それにより、ドラムおよびパルセータの機械的負荷が低減され、モータロックが発生し難くでき、洗浄力の低下も抑制することができる。

開示する技術によれば、洗濯物量の多少に関わらずに優れた洗浄効果を安定して発揮でき、消費電力も抑制できる。従って、高性能なドラム式洗濯機を実現できる。

開示する技術の前提となるドラム式洗濯機のメカニズムを説明するための図である。 開示する技術の前提となるドラム式洗濯機のメカニズムを説明するための図である。 本実施形態のドラム式洗濯機の主な構造を示す概略断面図である。矢印は、説明で用いる前後および上下の方向を示している。 コントローラおよびその主な関連装置の関係を示すブロック図である。 パルセータの構造を示す概略図である。 ドラムおよびパルセータの相反回転を説明するための図である。（ａ）および（ｂ）は、逆方向の相反回転を表している。 ドラム式洗濯機の運転制御の一例を示すフローチャートである。 洗濯物の量が多い場合の、ドラムおよびパルセータの回転制御のタイムチャートである。 洗濯物の量が少ない場合の、ドラムおよびパルセータの回転制御のタイムチャートである。 洗い工程での制御例を示すフローチャートである。 ロック抑制制御のタイムチャートの一例である。 洗浄効果を比較したグラフである。

以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

＜ドラム式洗濯機＞
図３に、本実施形態のドラム式洗濯機（以下、洗濯機１ともいう）を示す。洗濯機１は、筐体１０、タブ２０（固定槽）、ドラム３０、パルセータ４０、リフター５０、モータ６０（駆動装置）、コントローラ７０（制御装置）などで構成されている。この洗濯機１では、洗い工程、濯ぎ工程、および脱水工程の各行程が、設定されたプログラムに従って自動的に行えるように構成されている（全自動式）。

筐体１０は、フレームやパネルで構成されていて、箱形状に形成されている。筐体１０の前面の略中央には、扉１１で開閉される円形の投入口１２が形成されている。洗濯物は、この投入口１２を通じて出し入れされる。筐体１０の前面上部には、スイッチ等が配置された操作部１３が設置されている。操作部１３の後方に、コントローラ７０が内蔵されている。

タブ２０は、貯水可能な有底円筒状の容器からなる。タブ２０は、その開口を投入口１２に向けて横置きにした状態で、筐体１０の内部に設置されている。洗い工程や濯ぎ工程では、タブ２０の下部に洗浄水や濯ぎ水が貯留される。

タブ２０の上方には、外部の給水源から配管を介してタブ２０に水を供給する給水装置２１が設置されている。また、タブ２０の下方には、不要になった水を排水する排水装置２２が設置されている。

ドラム３０は、一端に開口部３１を有し、他端に底部３２を有する有底円筒状の容器からなる。ドラム３０は、その開口部３１を投入口１２に向け、底部３２を後方に向けた状態でタブ２０に収容されている。ドラム３０は、後述するように、前後方向に延びる回転軸Ｊを中心に回転可能となっている。

ドラム３０の周面には、内外に貫通する多数の脱水孔３３が形成されている。ドラム３０の内部には、複数のリフター５０が設置されており、ドラム３０の底部３２には、１つのパルセータ４０が設置されている（リフター５０およびパルセータ４０の詳細は後述）。

（モータ６０）
タブ２０の底部３２には、互いに独立して回転するインナーシャフト６１およびアウターシャフト６２が設置されている（二重シャフト構造）。これらアウターシャフト６２およびインナーシャフト６１は、タブ２０の後側に配置されたモータ６０に連結されている。モータ６０は、アウターシャフト６２およびインナーシャフト６１の各々を独立して駆動する。

具体的には、モータ６０は、図示しないが、アウターロータ、インナーロータ、ステータなどで構成されている。アウターロータおよびインナーロータは、１つのステータを共用している。モータ６０は、インバータ（不図示）を有しており、２つのロータは、そのインバータによって駆動制御される。２つのロータは、同方向および逆方向の双方に回転させることができる。このモータ６０の場合、その回転方向の切り替えは、着磁によって行われる。

ドラム３０は、アウターシャフト６２の上端部に連結されている。パルセータ４０は、ドラム３０の底部３２を貫通したインナーシャフト６１の上端部に連結されている。すなわち、アウターロータおよびインナーロータは、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４０やドラム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（いわゆるダイレクトドライブ方式）。パルセータ４０およびドラム３０は、モータ６０の駆動により、互いに独立して回転軸Ｊを中心に回転する。

（コントローラ７０）
コントローラ７０は、ＣＰＵやメモリ等のハードウエアと、制御プログラム等のソフトウエアとで構成されている。コントローラ７０は、洗濯機１を総合的に制御し、操作部１３で入力される指示に従って、洗い工程、濯ぎ工程、脱水工程などからなる一連の行程を自動的に運転する。

図４に、コントローラ７０とその主な関連装置の関係を示す。コントローラ７０は、電流センサ６３、回転センサ６４、操作部１３、モータ６０、給水装置２１、排水装置２２などと電気的に接続されている。電流センサ６３は、モータ６０に付設されており、モータ６０に出力される電流量を検知してコントローラ７０に出力する。回転センサ６４も、モータ６０に付設されており、モータ６０の回転数を検知してコントローラ７０に出力する。

この実施形態では、電流センサ６３が、モータ６０に作用する負荷量を検知する負荷検知手段を構成し、回転センサ６４が、モータ６０の所定出力を検知するロック検知手段を構成している。なお、負荷検知手段およびロック検知手段は、これらに限らず、適宜仕様に応じて選択できる。例えば、モータ６０の出力に関連する電圧、トルク、温度、速度、加速度などを検知するセンサを利用してもよい。

コントローラ７０は、洗濯物量判定部７１、布種判定部７２、駆動制御部７３などを有している。

洗濯物量判定部７１は、ドラム３０の内部に投入される洗濯物量（洗濯物の重量）を判定する。例えば、洗濯物がドラム３０に投入された後、ドラム３０およびパルセータ４０を、同期した状態で正転および逆転させ、各々のモーメントを比較することなどにより、洗濯物量を演算によって判定する。

布種判定部７２は、タブ２０の内部に、所定量の水を導入し、ドラム３０に投入された洗濯物にその水を所定時間吸収させる。布種判定部７２は、布種別での吸水データを記憶しており、その時のタブ２０の内部の水位変化（導入時の水位と所定時間経過後の水位の差分）と吸水データとから、洗濯物の種類を判定する。

駆動制御部７３は、判定された洗濯物量および布種に基づいて、最適な洗濯条件を選択し、その洗濯条件に従って、給水装置２１、排水装置２２、ドラム３０、およびパルセータ４０を駆動制御する。例えば、洗い工程および濯ぎ工程では、駆動制御部７３は、給水装置２１でタブ２０に所定量の水を給水する。そして、駆動制御部７３は、モータ６０を制御して、所定のタイミングで、同期回転または、反転しながらパルセータ４０およびドラム３０を相反回転させる。その後、排水装置２２で不要になった水をタブ２０から排出する。脱水工程では、駆動制御部７３は、排水装置２２で水をタブ２０から排出しながら、モータ６０を制御して、パルセータ４０およびドラム３０を同期して同方向に高速で回転させる。

更には、駆動制御部７３は、モータ６０を制御して、洗濯物量の多少に応じて、あるいは、モータ６０の負荷量に応じて、ドラム３０およびパルセータ４０の相反回転を反転させるタイミングを変更する。これら制御の詳細については後述する。

（パルセータ４０）
図５に示すように、パルセータ４０は、頭頂の低い略円錐形をした円板状の部材からなる。パルセータ４０の表面には、半径方向に延びる突出部４１が複数（本実施形態では３つ）設けられている。

突出部４１の各々は、傾斜角が異なる一対の側面を有している。具体的には、突出部４１をその横断面方向から見た場合、パルセータ４０の両回転方向に面する一対の側面が、パルセータ４０の回転軸Ｊに対して異なる角度で傾斜している（非対称）。突出部４１は、相対的に傾斜角θ１が大きい緩傾斜側面部４２ａと、相対的に傾斜角θ２が小さい急傾斜側面部４２ｂとを有している。

具体的に、緩傾斜側面部４２ａの傾斜角θ１は２０°以上とするのが好ましく、急傾斜側面部４２ｂの傾斜角θ２は１５°以下とするのが好ましい。

パルセータ４０の両側面の傾斜角が同じである場合、パルセータ４０がいずれの回転方向に回転しても、同じ機械的作用を洗濯物に与えることができる利点がある。ところが、そうした場合、洗濯物量が極端に多くなったり少なくなったりした場合に、支障が出ることが判明した。

すなわち、洗濯物が過度に多いと、ドラム３０およびパルセータ４０には、強いトルクでの出力が要求される。その結果、ドラム３０およびパルセータ４０を駆動するモータ６０は、適切な出力範囲を逸脱してしまい、電力の消費量が増大するおそれがある。

一方、洗濯物量が過度に少ないと、洗濯物どうしによる作用が減少するため、洗濯物をドラム３０の底方に押し付ける力が弱くなる。それに伴い、パルセータ４０の機械的作用も減少するので、洗濯物の流動性が弱まる結果、効果的な洗浄効果が得られ難くなる。

それに対し、緩傾斜側面部４２ａによれば、洗濯物への機械的作用が相対的に弱まるので、洗濯物量が過度に多い場合でも、洗濯物に適度な機械的作用を付与しつつモータ６０の負荷を低減できる。そして、急傾斜側面部４２ｂによれば、洗濯物への機械的作用が相対的に高まるので、洗濯物量が過度に少ない場合でも、洗濯物に適度な機械的作用を付与して効果的な洗浄効果を得ることができる。

傾斜角θ１が２０°以上の緩傾斜側面部４２ａ、および傾斜角θ２が１５°以下の急傾斜側面部４２ｂであれば、そのような作用効果を安定して発揮させることができる。

（リフター５０）
図３に示すように、各リフター５０は、同じ略柱状の部材からなる。リフター５０は、ドラム３０の内周面から内方に突出し、回転軸Ｊと平行な方向（回転軸方向）に延びるように設置されている。各リフター５０は、周方向には略等間隔で配置されている。

リフター５０は、略三角形状の横断面を有しており、ドラム３０の両回転方向に面するとともに、各回転方向に対して逆向きに湾曲した状態で傾斜する押出誘導面部５１ａおよび押入誘導面部５１ｂからなる一対の誘導面を有している。

具体的には、押入誘導面部５１ｂは、ドラム３０が一方に回転した時に、ドラム３０の開口部３１の側の突端部位５２（誘導面のうち、ドラム３０の内方に突き出た部位）がドラム３０の底部３２の側の突端部位５２よりも先行し、押出誘導面部５１ａは、ドラム３０が他方に回転した時に、ドラム３０の底部３２の側の突端部位５２がドラム３０の開口部３１の側の突端部位５２よりも先行するように構成されている。

例えば、この洗濯機１の場合、前方から見て、ドラム３０が時計回りに回転する時（図３の矢印の方向、ＣＷ方向）、ドラム３０の底部３２の側の突端部位５２がドラム３０の開口部３１の側の突端部位５２よりも先行するようになっている。従って、この洗濯機１の場合、ドラム３０のＣＷ方向に面する突出部４１の側面が、押出誘導面部５１ａに相当する。

逆に、ドラム３０が反時計回りに回転する時（図３の矢印の逆方向、ＣＣＷ方向）、ドラム３０の開口部３１の側の突端部位５２がドラム３０の底部３２の側の突端部位５２よりも先行するようになっている。従って、ドラム３０のＣＣＷ方向に面する突出部４１の側面が押入誘導面部５１ｂに相当する。

図６の（ａ）に示すように、ドラム３０がＣＷ方向に回転している時に洗濯物がリフター５０に接触すると、押出誘導面部５１ａによる機械的作用により、底部３２の側から開口部３１の側へと誘導される。つまり、洗濯物はリフター５０によってドラム３０の奥方から押し出される。一方、図６の（ｂ）に示すように、ドラム３０がＣＣＷ方向に回転している時に洗濯物がリフター５０に接触すると、押入誘導面部５１ｂによる機械的作用により、開口部３１の側から底部３２の側へと誘導される。つまり、洗濯物はリフター５０によってドラム３０の奥方に押し入れられる。

図６の（ａ）に示すように、ドラム３０がＣＷ方向に回転する時には、相反回転するパルセータ４０は、緩傾斜側面部４２ａが面する方向（前方から見てＣＣＷ方向）に回転するように構成されている。そして、図６の（ｂ）に示すように、ドラム３０がＣＣＷ方向に回転する時には、相反回転するパルセータ４０は、急傾斜側面部４２ｂが面する方向（前方から見てＣＷ方向）に回転するように構成されている。

すなわち、洗濯物がリフター５０によってドラム３０の奥方から押し出されるときには、パルセータ４０による洗濯物への機械的作用が弱くなる。そして、洗濯物がリフター５０によってドラム３０の奥方に押し込まれるときには、パルセータ４０による洗濯物への機械的作用が強くなる。

＜洗濯機１の運転制御＞
図７に、この洗濯機１の運転制御の一例を示す。洗濯が行われるとき、ユーザはドラム３０に洗濯物を投入する（ステップＳ１）。この洗濯機１では、洗濯物とともに洗剤も投入される。そして、ユーザが操作部１３を操作し、洗濯開始の指示を行う（ステップＳ２）。それにより、コントローラ７０は、その指示に応じた洗濯の一連の工程、すなわち、洗い工程、濯ぎ工程、および脱水工程を自動的に実行する。

コントローラ７０（洗濯物量判定部７１）は、洗い工程に先立って、適切な給水量を設定するために、投入された洗濯物の量を判定する（ステップＳ３）。コントローラ７０（駆動制御部７３）は、その判定結果、すなわち洗濯物の量の多少に応じて、駆動条件を設定する（ステップＳ４）。

具体的には、洗い工程では、立体的かつ効果的な洗濯物の流動を実現するため、所定のタイミングで周期的に反転しながら、ドラム３０およびパルセータ４０は相反回転される。その反転させるタイミングが、洗濯物の量に応じて調整される。

すなわち、洗濯物の量が少ない場合よりも多い場合に、急傾斜側面部４２ｂよりも緩傾斜側面部４２ａが面する方向に、パルセータ４０がより多く回転するように、そして、押入誘導面部５１ｂよりも押出誘導面部５１ａが面する方向に、ドラム３０がより多く回転するように、反転させるタイミングが設定される。

具体的には、洗濯物の量が多い場合、図６の（ａ）に示すように、ドラム３０がＣＷ方向に回転し、かつ、パルセータ４０がＣＣＷ方向に回転する期間（低負荷期間）が長くなるように設定される。それとともに、図６の（ｂ）に示すように、ドラム３０がＣＣＷ方向に回転し、かつ、パルセータ４０がＣＷ方向に回転する期間（高負荷期間）が短くなるように設定される。

図８に、その回転制御のタイムチャートを例示する。縦軸は、回転方向別の回転数を表しており、横軸は、時間経過を表している。実線がパルセータ４０の回転変化であり、破線がドラム３０の回転変化である。期間Ｒ１が低負荷期間に相当し、期間Ｒ２が高負荷期間に相当する。

低負荷期間Ｒ１では、リフター５０によってドラム３０の奥方から洗濯物が押し出され、かつ、パルセータ４０と洗濯物との間の機械的作用が弱まる。一方、高負荷期間Ｒ２では、リフター５０によってドラム３０の奥方へ洗濯物が押し込まれ、かつ、パルセータ４０と洗濯物との間の機械的作用が強まる。

すなわち、洗濯物の量が多い場合、低負荷期間Ｒ１および高負荷期間Ｒ２の比率の変更により、低負荷期間Ｒ１が長く、高負荷期間Ｒ２が短くなるように調整される。その結果、低負荷期間Ｒ１の作用が支配的となる。従って、洗濯物量が多量であっても、モータ６０は過剰なトルクを出力することなく、ドラム３０およびパルセータ４０を相反回転させることができる。その結果、消費電力を抑制しながら、効果的な洗濯物の流動性を確保できる。

一方、洗濯物の量が少ない場合、図６の（ｂ）に示すように、ドラム３０がＣＣＷ方向に回転し、かつ、パルセータ４０がＣＷ方向に回転する期間が長くなるように設定される。それとともに、図６の（ａ）に示すように、ドラム３０がＣＷ方向に回転し、かつ、パルセータ４０がＣＣＷ方向に回転する期間が短くなるように設定される。

図９に、図８と同様に、その回転制御のタイムチャートを例示する。洗濯物の量が少ない場合、低負荷期間Ｒ１が短く、高負荷期間Ｒ２が長くなるように調整される。その結果、高負荷期間Ｒ２の作用が支配的となる。従って、洗濯物は、リフター５０によってドラム３０の奥方に押し込まれ、かつ、パルセータ４０による洗濯物への機械的作用が強まるので、洗濯物量が少なくても、効果的な洗濯物の流動性を確保できる。

コントローラ７０（布種判定部７２）はまた、洗濯物の量を判定した後に洗濯物の種類を判定する。コントローラ７０は、その判定結果も考慮して、給水量等の洗濯条件を設定する。

洗濯条件や駆動条件が設定されると、コントローラ７０は、給水装置２１を制御し、洗濯物量に応じた水量をタブ２０に供給する。その後、洗い工程を開始する（ステップＳ５）。

（洗い工程）
図１０に、洗い工程での制御例を例示する。コントローラ７０は、洗い工程が開始されると、設定した駆動条件に従って、モータ６０を駆動し、所定の期間、ドラム３０およびパルセータ４０を定期的に反転しながら相反回転させる（ステップＳ５１）。上述したように、洗濯物量に応じて、ドラム３０およびパルセータ４０の回転が適切に設定されているので、効果的な洗いを安定して行うことができる。

コントローラ７０は、モータ６０の駆動中にモータロックが発生した場合、モータロックを解消する処理（ロック抑制処理）を実行する（ステップＳ５２〜Ｓ５６）。

この洗濯機１の場合、ドラム３０およびパルセータ４０が相反回転している状態で、ドラム３０の底部３２の縁に洗濯物が押し付けられる。それにより、洗濯物が詰まってしまい、モータ６０が最大出力で駆動してもドラム３０やパルセータ４０が相反回転しなくなるおそれがある（いわゆるモータロックの状態）。そうした場合、洗いが行えなくなり、消費電力は一気に増加するし、モータ６０が損傷するおそれもある。

そこで、コントローラ７０は、モータ６０の駆動中、回転センサ６４から入力されるドラム３０およびパルセータ４０の回転数に基づいて、モータロックが発生したか否かを判定する（ステップＳ５２）。

図１１に、ロック抑制処理でのタイムチャートの一例を示す。上側のタイムチャートがパルセータ４０の回転変化であり、下側のタイムチャートがドラム３０の回転変化である。縦軸は、回転方向別の回転数を表しており、横軸は、時間経過を表している。

モータロックを判定する回転数として、コントローラ７０には、予めパルセータ４０およびドラム３０の各々の所定の回転数ｒ１およびｒ２が設定されている。設定された回転数ｒ１，ｒ２は、変更可能である。

モータロックが発生すると、ドラム３０およびパルセータ４０は、ほとんど回転しなくなるので、容易に検知できる。パルセータ４０およびドラム３０の少なくともいずれか一方の回転数がこれら回転数ｒ１，ｒ２以下になることが、ＣＷ方向またはＣＣＷ方向に発生したとする。

その場合、電力消費を抑制するため、駆動時間が残っていても、逆方向の回転駆動に移行させる。そして、所定の回転数ｒ１，ｒ２以下になることがＣＷ方向およびＣＣＷ方向の双方に連続して発生すると、コントローラ７０は、モータロックが発生したと判定する（図１１に示す期間Ｒ３）。

モータロックが発生したと判定した場合（ステップＳ５２でＹｅｓ）、コントローラ７０は、所定のロック解消処理を実行する（ステップＳ５３）。本実施形態では、コントローラ７０は、所定期間、相反回転に代えて、ドラム３０およびパルセータ４０を同方向に回転させる同期運転を実行する。図１１に示す期間Ｒ４が、ロック解消処理の期間に相当する。

ドラム３０およびパルセータ４０が同じ方向に同期して回転するので、洗濯物が詰まっていてもこれらを回転させることができる。ドラム３０およびパルセータ４０が回転すれば、洗濯物の位置が上下に変化するので、洗濯物の詰まりを解消できる。

ロック解消処理の期間Ｒ４は、予め設定されている。この例では、ドラム３０およびパルセータ４０が、ＣＷ方向およびＣＣＷ方向の双方に連続して1周期ずつ回転する期間とされている。そして、コントローラ７０は、モータロックが解消されたか否かを判定する（ステップＳ５４）。モータロックが解消されない場合（ステップＳ５４でＮｏ）、モータロックが解消されるまで、ロック解消処理が繰り返し実行される。

モータロックが解消された場合（ステップＳ５４でＹｅｓ）、コントローラ７０は、通常の駆動状態に戻し（図１１に示す期間Ｒ５）、モータロックの発生回数が所定の回数Ｎ以上か否かを判定する（ステップＳ５５）。所定の回数Ｎは、予めコントローラ７０に設定されている。同一の洗い工程で、繰り返しモータロックが発生する場合は（ステップＳ５５でＹｅｓ）、モータ６０の駆動条件を変更する（ステップＳ５６）。

具体的には、低負荷期間の作用が、より支配的となるように、ドラム３０およびパルセータ４０を反転するタイミングを変更する。それにより、ドラム３０およびパルセータ４０の機械的負荷が低減され、モータロックが発生し難くできる。

更に、この洗濯機１では、モータ６０の負荷量に応じて、駆動条件が変更されるように構成されている。

すなわち、コントローラ７０は、モータ６０の駆動中、電流センサ６３から入力される電流値に基づいて、モータ６０の負荷量が所定の基準値Ｔ１以上か否かを判定する（ステップＳ５７）。基準値Ｔ１は、コントローラ７０に予め設定された値であり、必要に応じて変更できる。例えば、基準値Ｔ１は、モータ６０が適正な出力範囲を超える直前の負荷量とすることができる。

そして、コントローラ７０は、モータ６０の負荷量が所定の基準値Ｔ１以上と判定した場合（ステップＳ５７でＹｅｓ）、モータ６０の駆動条件を変更する（ステップＳ５８）。具体的には、低負荷期間の作用が、よりいっそう支配的となるように、ドラム３０およびパルセータ４０の相反回転が反転するタイミングを変更する。

それにより、モータ６０の負荷量が低下するので、電力消費をよりいっそう抑制できる。

モータ６０の負荷量が所定の基準値Ｔ１未満であれば（ステップＳ５７でＮｏ）、コントローラ７０は、当初の駆動条件に従ってモータ６０を駆動する。

そうして、洗い工程が終了すると（ステップＳ５９でＹｅｓ）、コントローラ７０は、リターンする。それにより、濯ぎ工程が開始される（ステップＳ６）。

濯ぎ工程が開始されると、コントローラ７０は、排水装置２２を制御し、タブ２０の水を排水する。排水が終了すると、コントローラ７０は、給水装置２１を制御してタブ２０に給水した後、モータ６０を駆動して、ドラム３０およびパルセータ４０を回転させる。濯ぎ工程は、複数回実行してもよい。また、排水と給水の間に脱水工程を入れてもよい。

濯ぎ工程が終了すると、脱水工程が開始される（ステップＳ７）。コントローラ７０は、排水装置２２を制御し、タブ２０の水を排水する。そして、ドラム３０およびパルセータ４０を同期した状態で高速回転させる。それにより、ドラム３０の内部から遠心力の作用で脱水する。脱水工程が終了すると、コントローラ７０は、ブザーを鳴らすなどしてユーザに洗濯の終了を報知し、一連の運転を終了する。

＜洗浄効果の比較＞
図１２に、基準となる条件（洗濯物量は所定の適量）の下で、洗浄効果を比較したグラフを示す。ラインＬ１は、この洗濯機１で、上述した洗い工程を行った場合の経時的な洗浄力の変化を示している。ラインＬ２は、改良前の洗濯機１（特許文献１の洗濯機１）で、ドラムおよびパルセータの相反回転を反転しながら洗い工程を行った場合の経時的な洗浄力の変化を示している。ラインＬ３は、この洗濯機１で、ドラムおよびパルセータの同期回転を反転しながら洗い工程を行った場合の経時的な洗浄力の変化を示している。

このように、この洗濯機１によれば、洗濯物が適量であっても、高度な洗浄力を得ることができ、洗浄時間を短縮することができる。更に、洗濯物量の多少に関わらずに優れた洗浄効果を安定して発揮でき、消費電力も抑制できる。従って、高性能なドラム式洗濯機を実現できる。

なお、開示する技術にかかるドラム式洗濯機は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、モータの構成は一例である。ダイレクトドライブ形式に限らない。ベルト駆動形式でもよい。２つのモータで個別にドラムおよびパルセータを駆動してもよい。ドラムおよびパルセータの回転方向は、任意に設定できる。例えば、定期的に双方を同じ方向に回転させてもよいし、それぞれの回転数を変更してもよい。

洗濯物の量のみに基づいて、ドラムおよびパルセータの回転を変更したが、更に、布種に基づいても、これらの回転を変更してもよい。

１ 洗濯機
２０ タブ（固定槽）
３０ ドラム
３１ 開口部
３２ 底部
４０ パルセータ
４１ 突出部
４２ａ 緩傾斜側面部
４２ｂ 急傾斜側面部
５０ リフター
５１ａ 押出誘導面部
５１ｂ 押入誘導面部
５２ 突端部位
６０ モータ（駆動装置）
７０ コントローラ（制御装置）
７１ 洗濯物量判定部
７２ 布種判定部
７３ 駆動制御部
Ｊ 回転軸

Claims (10)

1. ドラム式洗濯機であって、
   洗濯物が出し入れされる投入口を前面に有する筐体と、
   前記筐体の内部に設置された固定槽と、
   前記投入口に開口部を向けた状態で、前記固定槽に回転可能に収容されたドラムと、
   前記ドラムの底部に回転可能に設置され、その表面に半径方向に延びる突出部を有するパルセータと、
   を備え、
   前記突出部が、前記パルセータの回転軸に対して異なる角度で傾斜する、緩傾斜側面部および急傾斜側面部からなる一対の側面を有している、ドラム式洗濯機。
2. 請求項１に記載のドラム式洗濯機において、
   前記緩傾斜側面部の傾斜角が２０°以上、かつ、前記急傾斜側面部の傾斜角が１５°以下である、ドラム式洗濯機。
3. 請求項１または請求項２に記載のドラム式洗濯機において、
   前記ドラムおよび前記パルセータを駆動する駆動装置と、
   洗い工程で、前記駆動装置を制御して、所定のタイミングで反転しながら前記パルセータおよび前記ドラムを相反回転させる制御装置と、
   を更に備え、
   前記制御装置が、前記ドラムおよび前記パルセータの相反回転を反転させるタイミングを変更する、ドラム式洗濯機。
4. 請求項３に記載のドラム式洗濯機において、
   前記制御装置が、前記洗濯物の量を判定し、その判定結果に基づいて前記タイミングを変更する、ドラム式洗濯機。
5. 請求項４に記載のドラム式洗濯機において、
   洗濯物の量が少ない場合よりも多い場合に、前記急傾斜側面部よりも前記緩傾斜側面部が面する方向に、前記パルセータが多く回転するように前記タイミングが変更される、ドラム式洗濯機。
6. 請求項３〜請求項５のいずれか１つに記載のドラム式洗濯機において、
   前記ドラムの内周面から内方に突出して前記ドラムの回転軸方向に延びるリフターを更に備え、
   前記リフターは、前記ドラムの両回転方向に面するとともに各回転方向に対して逆向きに傾斜する押出誘導面部および押入誘導面部からなる一対の誘導面を有し、
   前記押入誘導面部が、前記ドラムが一方に回転した時に、前記ドラムの開口部側の突端部位が前記ドラムの底部側の突端部位よりも先行し、記押出誘導面部が、前記ドラムが他方に回転した時に、前記ドラムの底部側の突端部位が前記ドラムの開口部側の突端部位よりも先行するように構成されている、ドラム式洗濯機。
7. 請求項６に記載のドラム式洗濯機において、
   前記緩傾斜側面部が面する方向に前記パルセータが回転する時に、前記押出誘導面部が面する方向に前記ドラムが回転する、ドラム式洗濯機。
8. 請求項３〜請求項７のいずれか１つに記載のドラム式洗濯機において、
   前記駆動装置に作用する負荷量を検知して前記制御装置に出力する負荷検知手段を更に備え、
   前記制御装置が、前記負荷量に応じて前記タイミングを変更する、ドラム式洗濯機。
9. 請求項３〜請求項８のいずれか１つに記載のドラム式洗濯機において、
   前記駆動装置の所定出力を検知して前記制御装置に出力するロック検知手段を更に備え、
   前記所定出力が検知された場合、前記制御装置が、所定期間、前記相反回転に代えて、前記ドラムおよび前記パルセータを同方向に回転させる同期運転を実行する、ドラム式洗濯機。
10. 請求項９に記載のドラム式洗濯機において、
    同一の洗い工程で、前記所定出力が所定回数検知された場合に、前記急傾斜側面部よりも前記緩傾斜側面部が面する方向に、前記パルセータがより多く回転するように前記タイミングが変更される、ドラム式洗濯機。

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