JP3108348B2 - 遠心脱水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、籠状のドラム内部
に衣類等の洗濯物を収容し、そのドラムを水平軸を中心
に高速で回転させることによって洗濯物の脱水又は洗浄
用溶剤の脱液を行なう遠心脱水装置に関する。

【０００２】ドラム式遠心脱水装置は、洗浄後の衣類等
の洗濯物を籠状のドラムの内部に収容し、そのドラムを
水平軸を中心に高速で回転させる構造となっている。こ
の種の遠心脱水装置における大きな問題点の一つは、洗
濯物がドラムの内周壁面に均等に分散していない状態で
ドラムを高速回転させると、回転軸回りの質量分布のア
ンバランスによって異常振動や異常騒音が発生すること
である。

【０００３】このような問題点を解決することを目的と
した遠心脱水装置が従来から提案されている。例えば、
特開平６−２５４２９４号公報に記載の遠心脱水装置で
は、ドラム高速回転による脱水運転を行なう前に低速回
転によってドラム内部の洗濯物を均等に分散配置させる
方法が開示されている。より詳しくは、まず極く短時間
ドラムを低速で回転させ、次いでその回転速度よりは若
干速いが脱水運転時の回転速度よりは充分に遅い回転速
度でドラムを回転させるという２段階の回転制御を組み
合わせることにより洗濯物の分散化を行なう。

【０００４】また、この従来技術では、洗濯物のアンバ
ランスを検出する手段として装置の台座の部分に振動監
視センサを設置し、ドラムの回転速度を脱水運転を行な
うための高速回転速度にまで上昇させたときに振動監視
センサが異常振動を検知すると、その回転速度を下げる
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のようなドラムの回転制御方法を用いても、１回
のドラム低速回転によって確実に洗濯物が均等に分散さ
れるとは限らない。ドラム低速回転による洗濯物の分散
化を試みた後にドラムを高速で回転させ、異常振動が発
生する場合には、再び低速回転による洗濯物の分散化を
実行しなければならない。このようにドラム低速回転に
よる分散化とドラム高速回転によるアンバランスの検出
とを複数回繰り返した場合、結果的に脱水行程に長時間
要してしまうという問題が生じる。

【０００６】更には、上記従来技術の如く洗濯物が均等
に分散するようにドラムを回転させると、特に長尺物の
衣類がドラムの中心部に位置したまま絡みが進み、いわ
ゆる引き裂き現象を生じさせる場合がある。そして、こ
の状態で脱水運転を続行すると、洗濯物の破れ事故を引
き起こす可能性もある。

【０００７】本出願人は、上記問題を解決するための遠
心脱水装置を特願平７−１１３６２８号において提案し
ている。この新しい遠心脱水装置では、予めドラム自体
が偏荷重を有するべく内周壁面の一部に重錘が付加さ
れ、そのドラム自体の偏荷重を含めた偏荷重の大きさと
位置とが所定の如くなるように洗濯物が再配置される。
詳しくは後述するが、この装置によれば、洗濯物の分散
配置に際し偏荷重の許容範囲が広がるため、再配置が容
易になるという大きな効果を奏する。

【０００８】本発明は上記出願に係る遠心脱水装置を更
に改良したものであり、その目的とするところは、脱水
運転前に、脱水運転時に異常振動を発生しないような状
態に洗濯物の分散配置を迅速に行なうことにより、効率
的な脱水を行なうと共に、引き裂き現象による洗濯物の
破れを防止できる遠心脱水装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る遠心脱水装置は、籠状のドラム
内部に衣類等の洗濯物を収容し、該ドラムを水平軸を中
心に回転させることによって該洗濯物の脱水又は洗浄用
溶剤の脱液を行なう遠心脱水装置において、 a)それ自体が偏荷重を有する円筒形状のドラムと、 b)該ドラムを回転駆動するモータと、 c)該ドラムに収容された洗濯物及び該ドラム自体が有す
る偏荷重を合わせた偏荷重の大きさ及び位置を検出し、
該偏荷重の大きさが所定の範囲以内であり且つ該位置が
ドラム自体の偏荷重に略１８０°対向する位置の近傍で
あるか否かを判定する判定手段と、 d)前記ドラム内部の洗濯物に作用する遠心力よりも重力
が勝る回転速度の範囲で所定時間、該ドラムを回転さ
せ、その後、一旦、該ドラムが停止するか又はほぼ停止
する程度に回転速度を落とし、更に、ドラム自体の偏荷
重が洗濯物と相対向する状態から、該洗濯物に作用する
遠心力が重力に勝る回転速度まで該ドラムの回転速度を
上昇させ、該回転速度において偏荷重の大きさ及び位置
が前記所望のとおりであると判定された場合、脱水又は
脱液運転を行なうための回転速度で前記ドラムを回転さ
せるべく前記モータを制御する回転速度制御手段と、を
備えることを特徴としている。

【００１０】また、上記記載の遠心脱水装置において、
前記ドラム内部の洗濯物に作用する遠心力よりも重力が
勝る回転速度の範囲で該ドラムを回転させるときと、該
遠心力が重力に勝る回転速度で該ドラムを回転させると
きとでは、回転方向を逆転することが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る遠心脱水装置におけ
るドラムは、例えば、ドラムの内周壁面の一部分に重錘
が付加されることにより偏荷重が与えられている。ドラ
ムを高速で回転させる脱水運転により、洗濯物の重量は
減少するが重錘の重量は変化しない。そこで、脱水運転
後に重錘とバランスするように、脱水運転前に重錘の位
置に１８０°対向するドラム内周壁の位置を中心に洗濯
物を分散配置させる。従って、判定手段において偏荷重
の大きさを判定する基準である所定の範囲は、重錘の重
量及び、脱水運転による洗濯物の重量の減少度合いを勘
案した上で、脱水運転後に許容される偏荷重の大きさ、
すなわち異常振動を生じさせない許容範囲に基づいて予
め設定されている。

【００１２】洗浄終了後のドラム内部の洗濯物は水を多
量に含んでドラム底部に沈んだ状態にあり、また、互い
に絡み合っているため、そのまま単にドラムを回転させ
ただけでは所望の状態に分散させることは難しい。そこ
で、回転速度制御手段は、まず、洗濯物に作用する遠心
力よりも重力が勝る回転速度でドラムを回転させる。こ
のとき、洗濯物は攪拌されるため、ほぐしが促進され
る。また同時に、洗濯物と他の洗濯物との間隙、及び洗
濯物の内側に空気が入り込み、洗濯物全体の嵩が増す。

【００１３】このため、ドラムの中心側に位置する洗濯
物とドラム内周壁側に位置する洗濯物とに対するドラム
回転軸からの距離の差が大きくなる。洗濯物に作用する
遠心力は、ドラムの回転速度及び洗濯物の重量が同一で
あるときには回転軸からの距離に比例するから、この距
離の差が増すことにより、ドラム内部で積み重なってい
る上側（ドラム中心に近い側）の洗濯物は分散され易
い。また、上述のように、洗濯物と他の洗濯物との間隙
に空気が入り込んでいるため、１枚１枚の洗濯物が互い
に離れ易くなっている。このような洗濯物の状態を形成
した後に、重錘が洗濯物と相対向する状態（例えば、重
錘が上方に位置する状態）からドラムを回転させ、洗濯
物を分散配置させる。

【００１４】また、上述のような洗濯物の嵩を増すよう
なドラム回転を行なった後に、重錘が洗濯物と相対向す
る状態（例えば、重錘が上方に位置する状態）で一時、
回転を停止させ、その後、速やかにそれまでと反対方向
にドラムを回転させるようにすれば、洗濯物は慣性によ
り後方に分散し易くなり、所望の状態に偏荷重を収める
ことが一層容易となる。

【００１５】上記の如き洗濯物の分散配置は、一部の洗
濯物に作用する遠心力よりも重力が勝るような回転速度
で行なわなければならず、一方、偏荷重の検出及び判定
は、いずれの洗濯物に作用する遠心力も重力に勝るよう
な回転速度で行なわなければならない。このため、偏荷
重判定において、その大きさ及び位置が所望のとおりで
ない場合には、一旦、ドラムの回転速度を落とし、洗濯
物の攪拌を再度行なった後に回転速度を上昇させる。こ
のように、洗濯物の分散化を再実行する際に要する時間
を短くするためには、偏荷重の検出及び判定を極力遅い
回転速度で行なう方が好ましく、そのために、洗濯物に
作用する遠心力と重力とが均衡する回転速度よりも若干
速い程度の回転速度において偏荷重の検出及び判定を実
行する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係る遠心脱水装置の実施例を
図面を参照しつつ説明する。図１は本発明による遠心脱
水装置を搭載したドラム式洗濯機の構成を示す図であり
（ａ）は全体断面図、（ｂ）はドラム回りの構成図、図
２は図１のドラム式洗濯機の電気系ブロック構成図、図
３はモータ電流の変動成分の一例を示す図、図４は偏荷
重の大きさとモータ電流の変動振幅との関係の一例を示
す図、図５はドラムへの重錘の付加の有無による偏荷重
許容範囲の相違を説明するための模式図、図６は脱水行
程の手順を説明するためのフローチャート、図７は図１
のドラム式洗濯機におけるドラム内部の洗濯物の移動状
況を示す模式図である。

【００１７】まず、図１に基づきドラム式洗濯機の全体
構成を説明する。ドラム式洗濯機のフレーム５０の内部
には外槽５２が配置され、外槽５２の内部には洗濯物を
収容するためのドラム５４が主軸６４に支持され設置さ
れている。ドラム５４の周壁には通水孔５６が形成され
ており、外槽５２内に供給された洗浄水がこの通水孔５
６を通してドラム５４内へ流入し、またドラム５４内で
洗濯物から脱水された水は外槽５２へ排出される。ドラ
ム５４内周壁には、回転に伴って洗濯物をかき上げるた
めのバッフル５８が回転角１２０°の間隔をもって３箇
所に設置されている。そのバッフル５８の１箇所の内部
には重錘６０が取り付けられ、この重錘６０によってド
ラム５４自体が偏荷重を有するようにされている。ま
た、洗濯物は洗濯物投入口６２からドラム５４内へ収容
される。

【００１８】主軸６４は外槽５２に装着された軸受６６
によって保持され、その先端には主プーリ６８が取り付
けられている。外槽５２の下側にはドラム５４を回転駆
動するためのモータ２２が配置され、そのモータ２２の
回転軸にはモータプーリ７２が取り付けられている。モ
ータプーリ７２の回転はＶベルト７０を通して主プーリ
６８に伝達される。洗浄水及びすすぎ水は給水口７４を
介して外部から外槽５２へ供給され、給水バルブ７６に
より水量が調節される。洗浄及びすすぎ後の水は、排水
バルブ８０により開閉される排水口７８を通して排出さ
れる。モータ２２には、回路部８２から駆動電圧が印加
される。回路部８２は、後述する制御部１０やインバー
タ制御回路２０等から構成されている。回転センサは、
主プーリ６８を挟んで外槽５２の外壁に設置された発光
部２４ａとフレーム５０の内壁に設置された受光部２４
ｂとから構成される。発光部２４ａと受光部２４ｂとの
間に位置する主プーリ６８のリング状部分には開口部６
９が設けられており、ドラム５４の１回転期間に１回の
み、発光部２４ａからの光が開口部６９を通過して受光
部２４ｂに到達する。これにより、回転センサの受光部
２４ｂは、ドラム５４の回転に同期した検出信号すなわ
ち回転マーカを生成する。

【００１９】次に、回路部８２を中心とした電気的構成
及びその動作を、図２に基づき説明する。主としてマイ
クロコンピュータから成る制御部１０は、中央制御部１
２、回転速度制御部１４、偏荷重判定部１６及びメモリ
１８から構成される。偏荷重判定部１６は、ピーク値検
出部１６１、位置判定部１６２、振幅算出部１６３、振
幅判定部１６４及びＡＮＤゲート１６５から構成され
る。また、制御部１０の他には、インバータ制御回路２
０、回転センサ２４及びモータ電流検出回路２６が設け
られる。

【００２０】メモリ１８には洗浄、すすぎ及び脱水の各
行程を進めるための運転プログラムが予め記憶されてい
る。作業者が操作部（図示せず）からキー操作を行なっ
て脱水モード、例えば脱水する洗濯物の繊維の種類等を
選択した上で脱水行程の開始を指示すると、中央制御部
１２は、対応する運転プログラムをメモリ１８から読み
出し、この運転プログラムを実行することにより脱水行
程の処理を進める。

【００２１】回転速度制御部１４は、運転プログラムに
基づいてドラム５４の回転方向の指示を含む回転速度指
定信号をインバータ制御回路２０に出力する。インバー
タ制御回路２０は、この回転速度指定信号をパルス幅変
調（ＰＷＭ）信号に変換し、ＰＷＭ信号に応じた駆動電
圧をモータ２２へ印加する。従って、回転速度制御部１
４とインバータ制御回路２０とが相まって回転速度制御
手段として機能する。

【００２２】モータ２２に流れる電流はモータ電流検出
回路２６によって検出され偏荷重判定部１６へ入力され
る。ドラム５４に偏荷重がある場合、モータ電流はその
偏荷重に対応した変動成分を有する。図３は、偏荷重が
ある場合のモータ実効値電流の波形の一例である。図
中、回転マーカはドラム５４の１回転の周期を示す信号
であって、上述したように回転センサ２４からの信号に
基づき得られる。図３の如く、偏荷重がある場合にモー
タ電流の変動はドラム５４の回転周期に同期する。すな
わち、モータ電流の変動の正及び負のピークは、それぞ
れ回転マーカに対しドラム１回転毎にほぼ同じ位置に現
われる。この正のピーク位置はドラム５４において偏荷
重が存在している位置を示す。また、モータ電流の変動
の振幅値は偏荷重の大きさに対応した値となる。図４は
偏荷重の大きさとモータ電流変動の振幅値との関係を測
定した結果の一例であり、このような関係に基づき変動
振幅から偏荷重の大きさを推定することができる。な
お、モータ電流の変動要因は必ずしも偏荷重だけではな
いため、偏荷重の影響に依る変動振幅を精度良く求める
ために、モータ電流の変動成分の中からドラム５４の回
転速度近傍の周波数成分のみを抜き出すフィルタ処理を
行なうことが望ましい。

【００２３】偏荷重判定部１６では、モータ電流検出回
路２６からの検出信号に基づいて、以下のように偏荷重
の検出及び判定が行なわれる。すなわち、ピーク値検出
部１６１では、回転センサ２４から入力される回転マー
カの間隔毎すなわちドラム５４の１回転期間毎に、モー
タ電流の変動の正及び負のピークが検出される。検出さ
れた正及び負のピークのそれぞれの位置情報は位置判定
部１６２に、ピーク値情報は振幅算出部１６３に入力さ
れる。

【００２４】正のピーク位置が偏荷重が存在する位置で
あるから、位置判定部１６２では、回転マーカから正の
ピーク位置までの遅れ時間を検知することによりドラム
５４内周壁上での偏荷重の位置を検知する。そして、こ
の位置が所望の位置の範囲内にあるか否かが判定され、
所望の位置の範囲内にある場合に正レベルの信号が出力
される。ここで、所望の位置とは、重錘６０の取り付け
位置に対して１８０°対向する位置であって、この近傍
に位置検出誤差や洗濯物の配置のばらつき等を考慮した
許容範囲が予め設定される。

【００２５】振幅算出部１６３では、正及び負のピーク
値からドラム５４の１回転期間毎にモータ電流の変動振
幅値が算出される。図４の如く、この振幅値は偏荷重の
大きさに対応した値であるから、振幅値を判定すること
は、すなわち偏荷重の大きさを判定することと同じ意味
をもつ。そこで、振幅判定部１６４において、振幅値が
所定の範囲以内にあるか否かが判定され、所定の範囲以
内にある場合に正レベルの信号が出力される。ここで、
所定の範囲とは、後述するように、脱水後に許容される
偏荷重の範囲や重錘６０の重量等に応じて予め設定され
る許容範囲である。

【００２６】ＡＮＤゲート１６５で偏荷重の位置及び大
きさの判定結果の論理積が得られるから、偏荷重の大き
さが所定の範囲以内であり且つ重錘６０に略１８０°対
向する位置にある場合に、正レベルの信号が回転速度制
御部１４へ入力される。回転速度制御部１４は、ドラム
５４が後述する所定の回転速度で回転するべくモータ２
２を制御しているときに偏荷重の判定結果を受け、その
結果に応じて回転速度指定信号を切り替えて出力する。

【００２７】次に、本発明のようにドラム自体に偏荷重
を持たせたドラムを使用する場合と、従来の偏荷重を有
しないドラムを使用する場合とで生じる偏荷重の許容範
囲の相違について説明する。いま、脱水後の偏荷重が１
００[g]以内であれば、脱水運転時に異常振動が発生し
ないものとする。また、脱水運転によって脱水後の洗濯
物重量は脱水前の１／２になるものと仮定する。

【００２８】(i) 重錘がない（ドラム自体には偏荷重
がない）場合の偏荷重許容範囲 図５（ａ）の如く、ドラム中心軸に対して互いに対向す
る脱水前重量ｍ1及びｍ2を有する洗濯物のアンバランス
によって偏荷重が生じている場合、脱水運転時に異常振
動が発生しない条件は次の(1)式で示される。 ｜ｍ1―ｍ2｜／２≦１００ …(1) 従って(1)式から、 ｜ｍ1―ｍ2｜≦２００ …(2) (2)式は、脱水前の偏荷重が２００[g]以内に収まるよう
に洗濯物の配置を行なえば脱水運転時の異常振動を回避
できることを表わしている。

【００２９】(ii) Ｍ[g]の重錘を付加した場合の偏荷
重許容範囲 図５（ｂ）の如く、ドラム中心軸に対して互いに対向す
る脱水前重量ｍ1、ｍ2を有する洗濯物及び重量Ｍの重錘
６０のアンバランスによって偏荷重が生じている場合、
脱水運転時に異常振動が発生しない条件は次の(3)、(4)
式で示される。 (ｍ2／２)−[(ｍ1／２)＋Ｍ]≦１００ …(3) [(ｍ1／２)＋Ｍ]−(ｍ2／２)≦１００ …(4) いま、例えばＭ＝３００[g]とすると、(3)、(4)式は次
の(5)式に纏められる。 ４００≦ｍ2−ｍ1≦８００ …(5) (5)式から脱水前の偏荷重許容範囲は次の(6)式となる。 １００≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦５００ …(6)

【００３０】(iii) (i)の場合と(ii)の場合との許容範
囲の相違 (6)式を(2)式と比較すると、重錘を付加することにより
脱水前の偏荷重許容範囲が２倍に広がることがわかる。
従って、洗濯物の分散配置運転によって偏荷重を許容範
囲内に収めることが容易になる。

【００３１】(iv) 偏荷重の検出精度に関する(i)と(i
i)の相違 上述のようなモータ電流の変動に基づく偏荷重検出で
は、偏荷重が小さいと検出精度は低下し、或る偏荷重以
下では外乱等の影響で検出が殆ど不可能となる。例えば
図４に示した例では、偏荷重が２００[g]以下の範囲で
は検出が不可能であり、偏荷重が２００〜３００[g]の
範囲（図４において破線で示した範囲）では検出精度が
悪く信頼性が乏しい。このため、実際上(2)式を満たす
ように洗濯物を配置し直すことは極めて困難であると言
える。

【００３２】偏荷重が３００[g]以上であるならば確実
に検出できるとすると、(ii)において脱水前に偏荷重を
検出することが可能である条件は、次の(7)式で示され
る。 ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≧３００ …(7) Ｍ＝３００[g]であるとき、(6)、(7)式から、偏荷重を
検出することが可能であって且つ異常振動を発生させな
い脱水前の偏荷重許容範囲は次の(8)式となる。 ３００≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦５００ …(8) すなわち、重錘を付加することによって、脱水前の偏荷
重許容範囲を偏荷重を容易に検出可能な又はより精度良
く検出可能な領域に移動することができる。

【００３３】以上の説明のように、重錘６０を付加しド
ラム５４自体に予め偏荷重をもたせることにより次の２
つの効果を奏する。 1）洗濯物の分散配置運転を行なうとき、偏荷重許容範
囲が広いため、その許容範囲に収まる確率が高い。すな
わち、洗濯物の分散配置運転が容易になる。 2）脱水前の偏荷重許容範囲が偏荷重を確実に検出でき
る領域に設定されるため、検出見逃しに起因する脱水運
転時の異常振動の発生を回避できる。

【００３４】なお、上記説明では重錘の重量を３００
[g]としたが、これを適当に選択することにより脱水前
の偏荷重許容範囲を変えることができる。一般に、脱水
後の偏荷重をＰ[g]以下にする場合、脱水前の偏荷重許
容範囲は次の(9)式となる。 Ｍ−２Ｐ≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦Ｍ＋２Ｐ …(9) 偏荷重がＱ[g]以上であるとき確実にその大きさが検出
できるとすると、偏荷重を検出することが可能であって
且つ異常振動が発生しない脱水前の偏荷重許容範囲は、
Ｑ≧Ｍ−２Ｐの条件の下に次の(10)式となる。 Ｑ≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦Ｍ＋２Ｐ …(10) 但し、(Ｍ＋Ｑ)[g]よりも軽い重量の洗濯物をドラム内
に収容したときには(10)式は満たされない。従って、
(Ｍ＋Ｑ)[g]が洗濯物投入重量の最小条件となる。

【００３５】ドラム５４に偏荷重を持たせると以上のよ
うな効果があるが、脱水前の偏荷重許容範囲が緩和され
るにしても、脱水を効率的に行なうためには、この条件
を満たすように迅速に洗濯物を配置することが必要にな
る。しかしながら、通常、洗浄終了後のドラム５４内の
洗濯物は水を多量に含み、底部に沈んだ状態になってい
る。しかも、通常、複数の洗濯物が互いに絡み合ってる
ため、そのままでは分散させることが難しい。そこで、
本発明に係る遠心脱水装置では、まず、洗濯物に作用す
る遠心力が重力よりも小さい範囲の回転速度でドラム５
４を所定時間、回転させることにより洗濯物を良くほぐ
した後に、重錘６０が上方に位置する状態から、洗濯物
に作用する遠心力が重力に若干勝る程度の回転速度にま
でドラム５４の回転速度を上昇させ、その回転速度にお
いて偏荷重を判定する。

【００３６】洗濯物が内周壁面に張り付いたままドラム
５４と共に回転するか、或いは回転途中で落下するか
は、主として各洗濯物に作用する遠心力と重力との大小
関係に依存する。同一回転速度で各洗濯物が同一重量で
あれば、ドラム５４の内周壁側に位置する洗濯物よりも
中心側に位置する洗濯物に作用する遠心力の方が小さ
い。このため、ほぐし運転の結果、ドラム５４の中心側
に位置した洗濯物は、ドラム５４が偏荷重検出の回転速
度に到達するまでに落下等により移動し分散する。この
とき、後述するように適当な加速度で回転を開始するこ
とにより、重錘６０に１８０°対向する位置付近に多く
の洗濯物を残し、それ以外の洗濯物を他のドラム５４内
周壁面に分散させ、偏荷重を所望の状態に収めることが
容易に行なえる。

【００３７】以下、図６のフローチャートに沿って脱水
行程の制御手順を具体的に説明する。なお、上記説明と
同様に、重錘の重量は３００[g]、脱水後に許容される
偏荷重は１００[g]以内であると仮定するが、この条件
を適当に変更できることは上記説明から明らかである。

【００３８】脱水行程が開始される直前、ドラム５４内
部の洗濯物は、図７（ａ）に示す如く底部に固まって積
み重なった状態にある。脱水行程が開始されると、ま
ず、洗濯物を攪拌する、ほぐし運転が行なわれる（ステ
ップＳ１０）。すなわち、回転速度制御部１４は、洗濯
物に作用する遠心力よりも重力が勝る範囲の低速回転速
度Ｎ1でドラム５４が回転するような回転速度指定信号
を出力し、インバータ制御回路２０はこれに応じた駆動
電圧をモータ２２に印加する。この低速回転速度Ｎ1
は、ドラム径が７００[mm]のときに例えば２０[rpm]程
度、ドラム径が９１０[mm]のときに例えば３０[rpm]程
度とされる。

【００３９】この回転速度では、図７（ｂ）に示す如
く、洗濯物はドラム５４の回転に伴い攪拌される。この
際、絡み合っていた洗濯物がほぐされ、洗濯物と他の洗
濯物との間隙や各洗濯物の内側に空気が入り込む。従っ
て、所定時間、ほぐし運転が行なわれた後に、ドラム５
４が一時的に停止されたとき（ステップＳ１１）、図７
（ｃ）に示す如く、積み重なった洗濯物の嵩が増した状
態となる。すなわち、絡みがほぐされ、洗濯物が１枚づ
つ離れ易い状態になっている。また、嵩が増したこと
は、各洗濯物毎の、ドラム５４の中心軸からの距離の相
違が大きくなったことを意味する。

【００４０】次いで、洗濯物の分散配置を行なうため
に、図７（ｃ）のように重錘６０が上方に位置した状態
から、ほぐし運転時とは逆方向へドラム５４を回転さ
せ、最終的には回転速度が偏荷重判定のための低速回転
速度Ｎ2になるようにする（ステップＳ１２）。すなわ
ち、回転速度制御部１４は、回転速度指定信号の指定値
を段階的に低速回転速度Ｎ2に応じた値とするまで大き
くしてゆき、インバータ制御回路２０はこれに応じた駆
動電圧をモータ２２に印加する。低速回転速度Ｎ2は、
ドラム５４内の洗濯物に作用する遠心力が重力と均衡す
る回転速度よりも若干速い回転速度、換言すれば、洗濯
物がドラム５４内周壁面に押し付けられた状態で回転し
得る範囲において極力遅い回転速度とされ、ドラム径等
に応じて適当に決められている。例えば、ドラム径が７
００[mm]のときには低速回転速度Ｎ2は５０[rpm]程度、
ドラム径が９１０[mm]のときには低速回転速度Ｎ2は８
６[rpm]程度とされる。

【００４１】低速回転速度Ｎ2までドラム５４の回転速
度を上昇させるに際し、具体的には例えば次のような条
件によれば洗濯物を適当に分散することができる。洗濯
物の総重量が６[kg]、ドラム径が９１０[mm]、低速回転
速度Ｎ2が８６[rpm]である場合、ドラム５４が停止した
状態から低速回転速度Ｎ2に達するに要する時間が１．
２〜２．４秒となるべく、加速度を１．２〜２．４[πr
ad/ｓ²]に設定する。加速度が大き過ぎる場合、洗濯物
が分散されずに位置Ｌ2近傍に固まったままとなり、し
かも、急な加速によって洗濯物全体が回転方向の後方
（図７（ｄ）における位置Ｌ3側）にずれて、適正なバ
ランスがとれなくなる。一方、加速度が小さ過ぎる場
合、洗濯物は分散されるが、ドラム５４内周壁に押し付
けられた洗濯物に作用する遠心力と重力とが均衡する回
転速度よりも若干低い回転速度において、位置Ｌ2付近
にある洗濯物が重力の影響で前方（図７（ｄ）における
位置Ｌ4側）にずれてしまい、同様に適正なバランスが
とれなくなる。

【００４２】ドラム５４の回転速度が低速回転速度Ｎ2
に達したとき、全ての洗濯物が遠心力によりドラム５４
内周壁面に押し付けられた状態で回転する（図７（ｄ）
参照）。このとき、前述の如く、偏荷重判定部１６で偏
荷重の大きさ及び位置が判定される。すなわち、モータ
電流検出回路２６で検出されたモータ電流の変動成分に
基づいて偏荷重の大きさ及び位置が検出され、偏荷重の
大きさが３００〜５００[g]の範囲内であり、且つ位置
がＬ2付近の所定の範囲内であるか否かが判定される
（ステップＳ１３）。

【００４３】いま、水を含んだ重量１[kg]の洗濯物がド
ラム５４内に収容されたとすると、位置Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3
及びＬ4に対し、例えば、それぞれ０[g]、８００[g]、
１００[g]及び１００[g]の重量配分となるように洗濯物
が分散化されていれば、５００[g]の大きさの偏荷重が
位置Ｌ2の近傍にあることになり、偏荷重判定部１６は
正レベルの信号を回転速度制御部１４へ出力する。この
場合ステップはＳ１４へ進み、中速脱水回転が実行され
る。すなわち、回転速度制御部１４は、ドラム５４の回
転速度が中速回転速度Ｎ3となるような回転速度指定信
号を出力し、インバータ制御回路２０はこれに応じた駆
動電圧をモータ２２に印加する。ここで、例えば中速回
転速度Ｎ3は５００[rpm]程度とされる。中速回転速度Ｎ
3で所定時間、ドラム５４が回転されることにより、粗
絞りが行なわれる。

【００４４】ステップＳ１３において、偏荷重の大きさ
が所定範囲以内でないか又は偏荷重の位置が位置Ｌ2の
近傍でないと判定されると、ステップＳ１０からＳ１３
までの処理が再度実行され、偏荷重が所望のようになっ
たか否かが再び判定される。

【００４５】中速脱水回転の後、更にステップはＳ１５
へ進み、高速脱水回転が実行される。すなわち、回転速
度制御部１４は、ドラム５４の回転速度が高速回転速度
Ｎ4となるような回転速度指定信号を出力し、インバー
タ制御回路２０はこれに応じた駆動電圧をモータ２２に
印加する。この高速回転速度Ｎ4は、洗濯物の繊維の種
類等に合わせた値であることが好ましいから、一般的に
は、作業者によって指定された脱水モードに応じた値と
される。標準的には、例えば７００[rpm]程度とされ
る。高速回転速度Ｎ4で所定時間、ドラム５４が回転さ
れることにより完全な脱水が行なわれ、脱水行程が終了
する。

【００４６】なお、上記実施例はドラム式洗濯機につい
て説明したが、本発明が石油系溶剤等を使用するドライ
クリーナに適用できることは明らかである。

【００４７】更に、ドラム内の洗濯物の偏在を検知する
方法として、モータ電流を検出する方法の他に、例えば
水銀スイッチや加速度センサを用いても良い。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明に係る遠心
脱水装置によれば、脱水又は脱液前の偏荷重の許容範囲
が広くなり、更に、その許容範囲の条件が容易に満たさ
れるように洗濯物が分散配置される。このため、脱水又
は脱液運転時の異常振動や異常騒音の発生を確実に回避
することができると共に、脱水又は脱液時間が長引くこ
とを防止し効率的な脱水又は脱液運転を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る遠心脱水装置を搭載するドラム
式洗濯機の構成を示す全体断面図（ａ）及びドラム回り
の構成図（ｂ）。

【図２】 図１のドラム式洗濯機の電気系ブロック構成
図。

【図３】 モータ電流の変動成分の一例を示す図。

【図４】 偏荷重の大きさとモータ電流の変動振幅との
関係の一例を示す図。

【図５】 ドラムへの重錘の付加の有無による偏荷重許
容範囲の相違を説明するための模式図。

【図６】 ドラムの回転制御の手順を説明するためのフ
ローチャート。

【図７】 ドラム内部の洗濯物の移動状況を示す模式
図。

【符号の説明】

１０…制御部 １２…中央制御部 １４…回転速度制御部 １６…偏荷重判定部 １６１…ピーク値検出部 １６２…位置判定部 １６３…振幅算出部 １６４…振幅判定部 １６５…ＡＮＤゲート ２０…インバータ制御回路 ２２…モータ ２４…回転センサ ２６…モータ電流検出回路 ５４…ドラム ５８…バッフル ６０…重錘

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−195988（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−166192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−90694（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−268597（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06F 33/02 D06F 23/02 D06F 49/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 籠状のドラム内部に衣類等の洗濯物を収
   容し、該ドラムを水平軸を中心に回転させることによっ
   て該洗濯物の脱水又は洗浄用溶剤の脱液を行なう遠心脱
   水装置において、 a)それ自体が偏荷重を有する円筒形状のドラムと、 b)該ドラムを回転駆動するモータと、 c)該ドラムに収容された洗濯物及び該ドラム自体が有す
   る偏荷重を合わせた偏荷重の大きさ及び位置を検出し、
   該偏荷重の大きさが所定の範囲以内であり且つ該位置が
   ドラム自体の偏荷重に略１８０°対向する位置の近傍で
   あるか否かを判定する判定手段と、 d)前記ドラム内部の洗濯物に作用する遠心力よりも重力
   が勝る回転速度の範囲で所定時間、該ドラムを回転さ
   せ、その後、一旦、該ドラムが停止するか又はほぼ停止
   する程度に回転速度を落とし、更に、ドラム自体の偏荷
   重が洗濯物と相対向する状態から、該洗濯物に作用する
   遠心力が重力に勝る回転速度まで該ドラムの回転速度を
   上昇させ、該回転速度において偏荷重の大きさ及び位置
   が前記所望のとおりであると判定された場合、脱水又は
   脱液運転を行なうための回転速度で前記ドラムを回転さ
   せるべく前記モータを制御する回転速度制御手段と、を
   備えることを特徴とする遠心脱水装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の遠心脱水装置におい
   て、前記ドラム内部の洗濯物に作用する遠心力よりも重
   力が勝る回転速度の範囲で該ドラムを回転させるとき
   と、該遠心力が重力に勝る回転速度で該ドラムを回転さ
   せるときとでは、回転方向を逆転することを特徴とする
   遠心脱水装置。