JP3188230B2 - 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、籠状のドラムの内
部に洗濯物を収容し、該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
脱液を実行する遠心脱水装置（ここでは、溶剤の遠心脱
液装置も含めて「遠心脱水装置」と呼ぶこととする）に
関する。なお当然のことながら、本発明は、洗濯から脱
水迄、更には乾燥迄を連続的に行なう洗濯機又は洗濯乾
燥機に利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】ドラム式遠心脱水装置は、洗浄後の洗濯
物を籠状のドラム内部に収容し該ドラムを水平軸を中心
に高速で回転す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、洗濯物がドラム内
周壁面上で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。このよ
うな遠心脱水装置を搭載した市販のドラム式洗濯乾燥機
では、上記異常振動を抑制するためにドラムを内装する
外槽の周囲に重錘を取り付けるようにしている。このた
め、従来のこの種の洗濯乾燥機は重量が非常に重くな
り、設置場所が限られると共に移動や運搬も困難であっ
た。

【０００３】上記異常振動の問題を解決することを目的
としたドラム式遠心脱水装置は、従来より幾つか提案さ
れている。例えば特開平６−２５４２９４号公報記載の
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、ドラム低速回転によって洗濯物をドラム内周
壁上で均等に分散配置す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
いで該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
う二段階の回転制御の組合せにより洗濯物の分散を図っ
ている。

【０００４】また上記従来技術では、ドラム内部の洗濯
物の偏在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迄上昇させたときに該振動監視
センサが異常振動を検知すると回転速度を落とすように
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、一回
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。従って、ドラム低速回転により洗濯
物の分散を試みた後にドラムを高速回転させ、異常振動
が発生する場合には再びドラムの回転速度を落として洗
濯物の分散をやり直さなければならない。このようにし
てドラム低速回転による洗濯物の分散化とドラム高速回
転による偏心荷重の検出とを複数回繰り返すことになる
と、脱水時間が長引いてしまう。

【０００６】更には、上述のようにドラム内周壁上で洗
濯物の均等分散を図るという方法では、ドラムに比較的
重量の重い（例えばジーンズ等）衣類が一枚のみ収容さ
れた場合に、均等分散が行なえず異常振動の抑制が不可
能になってしまう。

【０００７】そこで、例えば特公平７−１０００９５号
公報には、ドラムの内周壁の一部に重錘を付加してバラ
ンス調整を行なう遠心脱水装置が開示されている。この
従来の遠心脱水装置では、重錘がドラムの最高位置に到
達したときに洗濯物は重力によりドラム回転軸に対して
重錘に対向する位置にあって両者がバランスしていると
判断し、ドラムを低速回転から高速脱水回転に移行する
ようにしている。しかしながら、このような方法によっ
ても重錘と洗濯物とが確実にバランスした状態で高速脱
水回転に移行できるとは限らず、脱水運転時に完全に異
常振動を防止することはできない。勿論、重錘の重量に
応じた所定重量の洗濯物をドラム内に収容する等の厳密
な条件を課せばバランスさせることも可能であろうが、
このようなことは実際の遠心脱水装置において現実的で
はない。

【０００８】上記問題に鑑み、本願出願人は、特願平９
−２４９９１７号等において、ドラムのバッフルの一部
に水を一時的に保持可能なポケット状のバランサを形成
し、洗濯物の偏在による偏心荷重がドラム内周壁上で該
バランサに対向する位置の近傍に存在する場合には、そ
の偏心量に見合った適宜の量の水をバランサに注入する
ことによりドラム全体のバランス調整を行なう新規な構
成の遠心脱水装置を提案している。この遠心脱水装置で
は、洗濯物の偏在による偏心荷重がバランサの対向位置
近傍に存在しさえすれば、その偏心量に拘らず（但し所
定の範囲内で）バランス調整が可能である。従って、短
時間でバランス調整を終了して脱水運転に移行するため
には、洗濯物の偏在に起因する偏心荷重をドラム内周壁
上のバランサに対向する位置に迅速に移動させることが
必要である。

【０００９】本発明はこのような課題を解決するために
上記新規な遠心脱水装置を更に改良したものであって、
その目的とするところは、脱水運転開始前のバランス調
整に要する時間を極力短く抑え、迅速に高速の脱水回転
に移行するようにしたことにより、脱水所要時間ひいて
は洗濯所要時間を短縮することができる遠心脱水装置を
提供することにある。

【００１０】

【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第１の遠心脱水装置は、籠状の
ドラム内に洗濯物を収容し、該ドラムを水平軸を中心に
回転させることにより該洗濯物の脱水を行なう遠心脱水
装置において、 a)ドラム自体が偏心荷重を有するべく該ドラム壁面の一
部に設けた重錘部と、 b)洗濯物が収容された状態のドラムの偏心荷重の大きさ
及び位置を検知する偏心荷重検知手段と、 c)該偏心荷重検知手段により検知された偏心荷重と前記
重錘部との位置関係を調べる位置判別手段と、 d)前記偏心荷重検知手段により検知された偏心荷重の位
置がドラム内周壁上で前記重錘部に対向する箇所の近傍
でないとき、ドラム内の洗濯物の移動を促進するための
ドラムの回転制御方法を前記位置判別手段の結果に応じ
て決定する運転制御手段と、 e)運転該制御手段により決められた回転制御方法でドラ
ムが回転するように、該ドラムを回転駆動するモータを
制御する回転制御手段と、を備えることを特徴としてい
る。

【００１１】また、本発明に係る第２の遠心脱水装置
は、上記第１の遠心脱水装置において、前記重錘部は、
ドラム壁面の一部に形成した中空体の水保持部と該水保
持部に水を注入する注水手段とから成り、前記位置判別
手段は、該水保持部に水が注入されていない状態で前記
偏心荷重検知手段により検知された偏心荷重と該水保持
部との位置関係を調べる構成とすることを特徴としてい
る。

【００１２】また、本発明に係る第３の遠心脱水装置
は、上記第２の遠心脱水装置において、前記注水手段
は、前記水保持部に水が注入されていない状態で検知さ
れた偏心荷重の位置がドラム内周壁上で該水保持部に対
向する箇所の近傍であるとき、該水保持部に該偏心荷重
の大きさに応じた量の水を注入してドラムのバランス調
整を行なうことを特徴としている。

【００１３】また、本発明に係る第４の遠心脱水装置
は、上記第１乃至第３のいずれかの遠心脱水装置におい
て、前記運転制御手段は、洗濯物に作用する遠心力が重
力に勝る略一定の回転速度でドラムを回転しているとき
に該遠心力が重力よりも小さくなるように短時間該ドラ
ムの回転速度を減速し、前記位置判別手段の結果に応じ
てその減速度合を変えることを特徴としている。

【００１４】また、本発明に係る第５の遠心脱水装置
は、上記第４の遠心脱水装置において、前記運転制御手
段は、前記位置判別手段の結果に応じて最低回転速度を
決定し、偏心荷重がドラムの最低位置を通過した付近か
ら減速が始まって該最低回転速度に達する迄減速した後
に減速前の回転速度に戻るようにすることを特徴として
いる。

【００１５】また、本発明に係る第６の遠心脱水装置
は、上記第４の遠心脱水装置において、前記運転制御手
段は、前記位置判別手段の結果に応じて決定した時間の
期間中、ドラムの回転速度を所定の減速回転速度に維持
することを特徴としている。

【００１６】更に、本発明に係る第７の遠心脱水装置
は、上記第４乃至第６の遠心脱水装置において、前記運
転制御手段は、前記位置判別手段により得られる偏心荷
重と重錘部又は水保持部との距離よりも移動量が小さく
なる減速方法を選択し、複数回のドラム減速制御により
少しずつ洗濯物を回転後方に移動して所望位置に近付け
ることを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係る第１の遠心脱水装置
では、ドラム自体が偏心荷重を有するようにドラム壁面
の一部に重錘部が設けられる。従って、ドラムに洗濯物
が収容された状態では、ドラム内周壁上で該重錘部に対
向する位置に洗濯物が集まり、該洗濯物による偏心荷重
と重錘部との釣合によりドラム全体のバランスが良好で
あると、高速ドラム回転による脱水時にもドラムの首振
りが小さく、振動や騒音が抑えられる。

【００１８】そこで、偏心荷重検知手段は、洗濯物が収
容されてドラムが適度な回転速度で回転されているとき
に該ドラムの偏心荷重の大きさと位置とを検知する。該
偏心荷重検知手段は、例えば、洗濯物に作用する遠心力
と重力とがほぼ釣り合うような回転速度（以下「均衡回
転速度」という）よりも高い回転速度でもってドラムが
回転されているときに、該ドラムを回転駆動するモータ
の駆動電流の変動を基に偏心荷重を検知する構成とする
ことができる。

【００１９】位置判別手段は、その偏心荷重がドラム内
周壁上で重錘部に対してどのような位置に在るのかを調
べ、例えば、偏心荷重と重錘部との距離を回転角度とし
て求める。偏心荷重が重錘部に対向する位置近傍でない
場合には、洗濯物を該位置迄移動させる必要があるが、
偏心荷重の位置により移動すべき量（角度）が相違す
る。そこで運転制御手段は、位置判別手段の結果に応じ
てドラムの回転制御方法を変えることにより、ドラム内
部での洗濯物の移動量を変えて速やかに所望の位置迄洗
濯物を移すようにする。これにより、偏心荷重を重錘部
に対向する位置近傍迄移動するのに最も短時間で行ない
得る方法が選択されるので、洗濯物に起因する偏心荷重
と重錘部とによるバランス調整を迅速に終了して高速脱
水運転に移行することができる。

【００２０】また第２及び第３の遠心脱水装置では、水
保持部に水が注入されていない状態ではドラム自体は偏
心荷重を有しておらず、注水手段により水保持部に水が
注入されると該水量に応じた偏心荷重をドラム自体が有
する。従って、洗濯物による偏心荷重がドラム内周壁上
で水保持部に対向する位置近傍に在りさえすれば、その
偏心荷重の大きさに応じた量の水を水保持部に注入する
ことによりドラム全体のバランスをとることが可能とな
る。

【００２１】そこで、まず偏心荷重検知手段は、水保持
部に水が注入されていない状態つまり偏心荷重が収容さ
れた洗濯物の偏在のみに起因する状態のときに該偏心荷
重の大きさと位置とを検知する。そして、位置判別手段
は、偏心荷重がドラム内周壁上で水保持部に対してどの
ような位置に在るのかを調べ、偏心荷重が水保持部に対
向する位置近傍でない場合には、運転制御手段は、ドラ
ム内部での洗濯物の移動量が変わるように位置判別手段
の結果に応じてドラム回転制御方法を変える。

【００２２】また、第４の遠心脱水装置では、均衡回転
速度よりも高い略一定の回転速度でドラムが回転されて
いるとき洗濯物はドラム内周壁面に張り付いてドラムと
共に回り、偏心荷重の原因となっている洗濯物の固まり
がドラムの上方に持ち上げられようとするときに遠心力
が重力よりも小さくなるように減速されると、その洗濯
物の固まりはドラム内周壁面から離れて回転後方に滑り
又は転がり落ちる。その直後にドラムの回転速度を即座
に戻すと、洗濯物は回転後方に移動した位置において再
びドラム内周壁面に張り付いて回転する。その減速速度
又は減速時間等の減速度合を変えることにより回転後方
への移動量を調整することができるので、偏心荷重と水
保持部との距離により適当に減速度合を変えれば、偏心
荷重を重錘部（又は水保持部）に対向する位置近傍迄移
動させることができる。

【００２３】また、第５の遠心脱水装置では、運転制御
手段は、ドラム内周壁上で重錘部（又は水保持部）に対
向する位置に対し偏心荷重が回転前方に離れた位置に在
るほど最低回転速度を相対的に低く設定する。偏心荷重
がドラムの最低位置を通過する前後にドラムの減速が開
始されて上記最低回転速度に達する迄減速するように回
転が制御されると、その最低回転速度が低いほど、偏心
荷重がより高い位置に持ち上げられる時点迄減速が継続
する。すなわち、重錘部の対向位置に対して偏心荷重が
回転前方に離れているほど実質的に減速時間が長くなる
ので、回転後方への洗濯物の移動量が大きくなる。

【００２４】また、第６の遠心脱水装置では、運転制御
手段は、減速後の回転速度である減速回転速度は偏心荷
重と重錘部（又は水保持部）との位置関係に拘らずに一
定とするが、その代わりに、減速後にその減速回転速度
を維持する時間をその偏心荷重と重錘部との位置関係に
応じて適宜に設定する。その維持時間が短いと回転後方
への洗濯物の移動量は小さく、維持時間を長くするほど
回転後方への洗濯物の移動量が大きくなる。なお、例え
ば洗濯物がドラムの最高位置を通過する手前でドラムが
減速されると、洗濯物がドラム内周壁面から離れて前下
方に投げ出されるように移動してしまう。このため、洗
濯物を確実に回転後方に移動させるには、偏心荷重がド
ラム一回転期間中の適正な範囲に存在するときにドラム
の減速が始まるようにすることが望ましい。

【００２５】なお、ドラム内周壁上で重錘部又は水保持
部に対向する位置に対し偏心荷重が回転後方に近い位置
に在るときには、一回のドラム減速制御により洗濯物を
所望の位置迄移動させることは難しい。そこで、第７の
遠心脱水装置では、ドラム減速制御により洗濯物の固ま
りを少しずつ後方にずらしてゆき、複数回のドラム減速
制御をもってその洗濯物の固まりを所望の位置迄移動さ
せる。これにより、より確実に所望の移動が行なえる。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係る遠心脱水装置によれば、洗
濯物の偏在による偏心荷重が重錘部（又は水保持部）に
対向する位置近傍から外れた箇所に存在するとき、該偏
心荷重の位置に応じて洗濯物の移動量が相違するような
ドラム回転制御が行なわれる。これにより、洗濯物に起
因する偏心荷重が重錘部に対向する位置近傍に迅速に移
動されるため、該重錘部と洗濯物との釣合によってドラ
ムのバランスをとることができる。このため、ドラムの
バランス調整に要する時間が短時間で済み、脱水所要時
間ひいては洗濯所要時間が長引くことを防止できる。ま
た、高速ドラム回転による脱水運転時の振動や騒音を確
実に抑制することができる。

【００２７】また、特に本発明に係る第２及び第３の遠
心脱水装置によれば、洗濯物に起因する偏心荷重を水保
持部に対向する位置に移動しさえすれば、偏心荷重の大
きさに拘らず水保持部に適当な量の水を注入してドラム
のバランスを調整することができる。このため、ドラム
のバランス調整は一層容易になり、短時間でバランス調
整を終了して高速脱水運転を立ち上げることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明に係る遠心脱水装置の一実施例
を図面を参照して説明する。まず、図１及び図２に基づ
いて本実施例の遠心脱水装置を備えたドラム式洗濯機の
構成を説明する。図１はこのドラム式洗濯機の側面断面
図、図２はこのドラム式洗濯機の要部を示す背面透視図
である。

【００２９】外箱１の内部には外槽２がバネ３及びダン
パ４に吊支され、外槽２内部には洗濯物を収容するため
のドラム５が主軸８に軸支されている。外箱１の前面に
は外槽２の前面開口を開閉するドア７が設けられ、洗濯
物はこのドア７を開放してドラム５内部へと収容され
る。ドラム５の周壁には多数の通水孔６が設けられてお
り、外槽２内に給水された水は通水孔６を通してドラム
５内へ流入し、また逆にドラム５内で洗濯物から脱水さ
れた水は通水孔６を通して外槽２へと飛散される。ドラ
ム５の内周には、回転に伴って洗濯物をかき上げるため
のバッフル９が回転角９０°毎の位置に四個設けられて
いる。そのバッフル９の内の一個は、その内部に水を保
持するバランサ１０を兼ねている。ドラム５の背面に
は、主軸８を中心とした円周の内周側に大きな注水開口
１２を有する略円盤形状の水案内室１１が設けられてい
る。水案内室１１には、ドラム５側にバランサ１０と連
通する注水孔１３が形成され、主軸８に対し注水孔１３
と略１８０°対向する外槽２側に排水孔１４が形成され
ている。

【００３０】主軸８は外槽２に装着された軸受１５によ
り保持されており、その先端には主プーリ１６が取り付
けられている。外槽２の下面にはモータ１７が配置さ
れ、モータ１７の回転駆動力はモータプーリ１８、Ｖベ
ルト１９を介して主プーリ１６に伝達される。また、外
部の水道栓等から給水口２０に供給された水は、給水バ
ルブ２１を介して外槽２内へ注水されると共にバランス
用注水バルブ２２を介して外槽２に設けられた注水ノズ
ル２３から放出される。一方、外槽２底部に連結された
排水管２４には排水ポンプ２５が設けられ、外槽２内に
溜まった水は排水ポンプ２５が駆動されることにより外
部に排出される。

【００３１】主プーリ１６のリング部には開口が円周上
に一箇所設けられており、該リング部を挟んで両側に発
光部２６１と受光部２６２とが配置されている。これに
より、ドラム５が一回転する期間に一回だけ発光部２６
１から発した光が開口を通過して受光部２６２に到達す
る。後述の回転センサ２６は、この受光信号に基づいて
ドラム５の回転に同期した検出信号（回転マーカ）を出
力する。

【００３２】次に、上記バランサ１０への注水及び排水
について図３を用いてより詳しく説明する。図３は、バ
ランサ１０及び水案内室１１の作動状態を示した概略断
面図である。ドラム５が所定の回転速度以上で回転して
いるときに注水ノズル２３から水が放出されると、放出
された水は注水開口１２を介して水案内室１１に入り、
ドラム５の後壁面を伝わる等しつつ遠心力により外周側
へ移動する。そして、図３（ａ）に示すように、水は遠
心力により水案内室１１外周壁内側に張り付いて保持さ
れる。なお、注水開口１２は面積が広いため、水圧のば
らつき等により注水ノズル２３から放出された水の落下
方向がばらついても、その大部分は確実に水案内室１１
に飛び込む。

【００３３】バランサ１０は、主軸８に対し水案内室１
１よりも更に外周側に広がる中空体となっている。この
ため、水案内室１１に注水された水は遠心力により注水
孔１３を通ってバランサ１０内部に入り込み、図３
（ｂ）に示すようにバランサ１０の外周壁側つまりドラ
ム５の内周壁面に張り付いて保持される。なお、水案内
室１１の外周側には排水孔１４も開口しており、この排
水孔１４を通して水案内室１１から水が逃げるが、その
排水量は水案内室１１に注水される水の量に比較して極
めて少ない。

【００３４】バランサ１０に溜まった水を排出する際に
は、バランサ１０を回転円周上の最高位置で停止させ保
持する。すると、バランサ１０内の水に作用する遠心力
が失われるため、図３（ｃ）に示すように、水は注水孔
１３を通って水案内室１１へ流れ出て、水案内室１１の
底部に溜まった水はちょうど回転円周上の最低位置にな
っている排水孔１４を通って外槽２へ流れ出る。注水孔
１３や排水孔１４の開口面積は小さいが、バランサ１０
を上記位置に保って暫時経過すれば、バランサ１０及び
水案内室１１内の水は完全に外槽２へ排出される。

【００３５】次に、上記洗濯機における遠心脱水の関連
部分の電気的構成及び動作を図４を参照して説明する。
マイクロコンピュータを中心に構成される制御部３０
は、機能的に、中央制御部３１、回転速度制御部３２、
偏心荷重検知部３３及び注水制御部３４等から成る。中
央制御部３１は脱水運転を進めるための運転プログラム
が予め記憶されたメモリを含み、偏心荷重検知部３３か
ら偏心荷重の大きさ及び位置に関する情報を受け取り、
後述のように処理して所望のドラム回転速度に対応した
モータの目標回転速度を回転速度制御部３２に指示す
る。

【００３６】回転速度制御部３２はモータ駆動部４１と
共に、指示された回転速度にモータ１７を保持するよう
に動作する。モータ１７に誘導機モータ、整流子モータ
等、位相制御により回転速度が制御される電動機を使用
する場合、回転速度制御部３２は指示された目標回転速
度とモータ１７に付設された回転数検出器４３から受け
取った現時点での回転速度の情報とに基づき位相制御角
を算出してモータ駆動部４１に与える。モータ駆動部４
１は例えばインバータ制御回路を含み、与えられた位相
制御角に応じてトライアック等の電力スイッチング素子
をオン／オフして得た駆動電流をモータ１７に供給す
る。

【００３７】モータ電流検出部４２は、モータ１７に流
れる駆動電流を検出し電圧値に変換して偏心荷重検知部
３３に与える。図５はモータ電流の時間変動の一例を示
す図である。図中、回転マーカＭは、前述のような回転
センサ２６により得られるドラム５の一回転周期を示す
信号に基づくマーカである。ドラム５に偏心荷重が存在
していると、図５に示すようにモータ電流はその偏心荷
重に応じた変動成分を有する。このモータ電流の変動は
モータ１７の負荷トルクの変動に対応したものであり、
モータ電流の最大ピークはドラム５の一回転期間内で負
荷トルクが最大になるときに現われる。また、モータ電
流の変動振幅Ｌは偏心荷重の大きさ（偏心量）に対応し
ている。

【００３８】図６は、変動振幅Ｌと偏心量との関係の一
例を示すグラフである。予めこのような関係を調べてメ
モリに記憶しておくことにより、変動振幅Ｌから偏心量
を取得することができる。なお、モータ電流の変動要因
は必ずしも偏心荷重だけではないため、偏心荷重に依る
変動成分を精度良く検知するためには、モータ電流の変
動成分からドラム５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とよい。

【００３９】偏心荷重検知部３３は、図５に示すような
モータ電流の変動成分の信号が入力されると、回転マー
カＭの間隔毎つまりドラム５の一回転期間毎に最大ピー
ク及び最小ピークを検出する。そして、その最大及び最
小ピークの差（変動振幅Ｌ）を算出し、メモリに記憶し
ている図６に示すような関係を参照して偏心量を得る。
また、最大ピークの出現するタイミング（例えば直前の
回転マーカＭからの遅延時間）によりドラム５内周壁上
での偏心荷重の位置を検知する。

【００４０】次に、上記構成のドラム式洗濯機における
脱水行程時の制御の手順を、図７〜図９のフローチャー
トに沿って説明する。以下の説明では、ドラム５の径を
４７０ｍｍとしたときの数値を例に挙げているが、ドラ
ム径が相違する場合には各回転速度等の数値を適宜変更
することにより対応可能であることは明白である。

【００４１】洗い行程が終了し脱水行程が開始されると
き、洗濯物はドラム５底部に重積した状態にある。この
ときバランサ１０には全く水が入っておらず、ドラム５
自体は偏心荷重を有していない。

【００４２】脱水行程の開始が指示されると、回転速度
制御部３２はモータ１７を起動してドラム５の回転速度
が８０ｒｐｍに迄上昇するようにモータ駆動部４１を制
御し（ステップＳ１）、中央制御部３１はドラム５の回
転速度が８０ｒｐｍに到達したか否かを繰り返し判定す
る（ステップＳ２）。このときのドラム５の回転速度
は、均衡回転速度（ここでは約６０ｒｐｍ）よりも高く
且つドラム５の共振点（ここでは約２００ｒｐｍ）より
も低い範囲で適宜に選ぶことができるが、後記の偏心荷
重の検知のためにはできるだけ低い方が好ましい。

【００４３】ドラム５が８０ｒｐｍで回転するとき、全
ての洗濯物は遠心力によりドラム５の内周壁面に押し付
けられた状態で回転する。このとき洗濯物がドラム５内
周壁上で偏在していると、図５に示したようなモータ電
流の変動が生じるので、偏心荷重検知部３３は上述のよ
うにこの変動成分に基づき偏心量及び偏心位置を検知す
る（ステップＳ３）。

【００４４】次いで、中央制御部３１は検知された偏心
量が所定値ａ（例えば３５０ｇ）以下であるか否かを判
定する（ステップＳ４）。ステップＳ４にて偏心量が所
定値ａ以下であると判定されたときには、その状態のま
ま高速脱水運転を実行しても振動や騒音が小さいと判断
できる。そこで、ステップＳ３０に進み、回転速度制御
部３２はドラム５の回転速度を１０００ｒｐｍ迄上昇す
るように制御する。これにより、洗濯物に浸透していた
水は遠心力により飛散して脱水される。この高速脱水運
転では、布傷みを生じ易い洗濯物を保護するために、ド
ラム５の回転速度を使用者によって指定された洗濯コー
ス（例えば毛布洗濯コース、ドライ専用衣類洗濯コース
等）に応じた１０００ｒｐｍ以下の上限値（例えば８０
０ｒｐｍ）に制限するようにしてもよい。

【００４５】上記ステップＳ４にて偏心量が所定値ａよ
り大きいと判定されると、中央制御部３１は先に検知さ
れた偏心位置とバランサ１０の取付位置とに基づき偏心
ずれ角度θを算出する（ステップＳ５）。この偏心ずれ
角度θは、図１０に示すように、ドラム５内周壁上でバ
ランサ１０に１８０°対向する位置を基準０°とし、ド
ラム５の回転方向に該基準０°からの偏心位置のずれ量
を回転角度として表わしたものである。

【００４６】その後、以下のステップＳ６〜Ｓ８の各判
定処理により、該偏心ずれ角度θを四つの角度範囲に分
別する。すなわち、まず偏心ずれ角度θが−２０°〜２
０°の角度範囲であるか否かを判定する（ステップＳ
６）。例えば、洗濯物が図１１（ａ）に示す位置に在る
とき、偏心ずれ角度θが−２０°〜２０°の角度範囲に
収まっていると判定される。この場合、バランサ１０に
適宜の量の水を注入することによりドラム５全体の偏心
量を減少させることができる。そこでステップＳ２０へ
進み、後述のようなバランス注水運転を実行してドラム
５のバランスをとった後に高速脱水運転に移行する。

【００４７】上記ステップＳ６にて偏心ずれ角度θが−
２０°〜２０°の角度範囲外であると判定されると、次
に偏心ずれ角度θが２０°以上６０°未満の角度範囲で
あるか否かを判定する（ステップＳ７）。偏心ずれ角度
θが２０°以上６０°未満の角度範囲であると判定され
ると、減速設定値ｎを５０ｒｐｍに設定する（ステップ
Ｓ９）。上記ステップＳ７にて偏心ずれ角度θが２０°
以上６０°未満の角度範囲外であると判定されると、次
に偏心ずれ角度θが６０°以上１２０°未満の角度範囲
であるか否かを判定する（ステップＳ８）。偏心ずれ角
度θが６０°以上１２０°未満の角度範囲であると判定
されると、減速設定値ｎを４５ｒｐｍに設定する（ステ
ップＳ１０）。上記ステップＳ８にて偏心ずれ角度θが
６０°以上１２０°未満の角度範囲外であると判定され
たときには、偏心ずれ角度θは１２０°以上３４０°
（−２０°）以下の角度範囲に在る筈であり、このとき
には減速設定値ｎを４０ｒｐｍに設定する（ステップＳ
１１）。

【００４８】その後、回転速度制御部３２は、ドラム５
が一乃至複数回転する間にモータ電流の最小ピークの値
とドラム一回転期間中での該最小ピークの出現位置とを
概略的に把握し、次のドラム一回転期間中において最小
ピークが出現したならば（ステップＳ１２）、その直後
にドラム５の回転速度を８０ｒｐｍから先の減速設定値
ｎ迄低下させるように制御する（ステップＳ１３）。そ
して、ドラム５の回転速度がその減速設定値ｎ迄低下し
たならば（ステップＳ１４）、速やかに再び回転速度を
８０ｒｐｍ迄上昇させる（ステップＳ１５）。

【００４９】上記減速による洗濯物の移動について、図
１２、図１３を参照して詳しく説明する。図１２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ偏心ずれ角度θが相
違する洗濯物の配置状態を示しており、図１３（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図１２（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）の洗濯物の配置に対するドラム５の減速パターン
を示している。

【００５０】洗濯物が図１２（ａ）に示すような位置に
在ると、上記ステップＳ７にて偏心ずれ角度θは２０°
以上６０°未満の角度範囲であると判定され、減速設定
値ｎは５０ｒｐｍになる。減速前に８０ｒｐｍでドラム
５が回転されているとき、洗濯物の固まりはドラム５内
周壁面に押し付けられて回転しており、該洗濯物の固ま
りがドラム５の最低位置の近傍に達したときにモータ１
７の負荷は最小となってモータ電流は最小ピークを示
す。この直後にドラム５の回転速度を５０ｒｐｍ迄落と
すように制御すると、ドラム５は図１３（ａ）に示すよ
うに減速し、偏心位置がほぼ６０°の回転位置付近に達
した時点で回転速度は５０ｒｐｍとなる。これは均衡回
転速度よりも低く、洗濯物に作用する遠心力よりも重力
の方が大きいため、該洗濯物の固まりは６０°の回転位
置に達する迄に回転後方（回転方向と反対側）へ少し滑
り落ちる（又は、バッフル９によって持ち上げられた後
に該バッフル９を乗り越えて転がり落ちる）。その後に
回転速度は急速に元の回転速度８０ｒｐｍ迄上昇され
る。これにより、洗濯物は、図１２（ａ）に示す位置よ
りも回転後方に少し移動した位置で再びドラム５内周壁
面に張り付いて回転する。この結果、偏心位置が基準０
°近傍に移動するので、偏心ずれ角度θが−２０°〜２
０°の角度範囲に収まる可能性が高くなる。

【００５１】なお、この場合、減速終了位置が６０°と
相対的にドラム５内で低い位置にあり、濡れてドラム５
の内周壁面に張り付いている洗濯物は減速のみでは移動
し難いが、減速の後に急速に元の回転速度に戻るように
加速することにより、洗濯物は回転後方に移動し易くな
る。

【００５２】洗濯物が図１２（ｂ）に示すような位置に
在ると、上記ステップＳ９にて偏心ずれ角度θは６０°
以上１２０°未満の角度範囲であると判定され、減速設
定値ｎは４５ｒｐｍになる。上記と同様に洗濯物の固ま
りがドラム５の最低位置を通過した後に減速が開始さ
れ、図１３（ｂ）に示すように減速し、偏心位置が９０
°の位置付近に達したときに回転速度は４５ｒｐｍとな
る。すると、遠心力が弱まって洗濯物は回転後方へ滑り
又は転がり落ち、その後に回転速度は急速に元の回転速
度８０ｒｐｍ迄上昇される。これにより、洗濯物は、図
１２（ｂ）に示す位置よりも回転後方に９０°程度移動
した位置で再びドラム５内周壁面に張り付いて回転す
る。この結果、偏心位置が基準０°近傍に移動するの
で、偏心ずれ角度θが−２０°〜２０°の角度範囲に収
まる可能性が高くなる。

【００５３】洗濯物が図１２（ｃ）に示すような位置に
在ると、上記ステップＳ６、Ｓ７及びＳ８にて偏心ずれ
角度θは１２０°以上３４０°以下の角度範囲であると
判定され、減速設定値ｎは４０ｒｐｍになる。上記説明
と同様に、洗濯物の固まりがドラム５の最低位置を通過
した直後に減速が開始され、図１３（ｃ）に示すように
減速し、偏心位置が１２０°の位置付近に達したときに
回転速度は４０ｒｐｍとなる。すると、遠心力が弱まっ
て洗濯物は回転後方へ滑り又は転がり落ち、その後に回
転速度は急速に元の回転速度８０ｒｐｍ迄上昇される。
これにより、洗濯物は、図１２（ｃ）に示す位置よりも
回転後方に１２０°程度移動した位置で再びドラム５内
周壁面に張り付いて回転する。

【００５４】このように偏心位置が回転後方に大きく離
れている場合、一回の減速のみでは偏心位置を基準０°
近傍に迄移動させることはできない。しかしながら、上
記減速動作を複数回繰り返すことにより少しずつ洗濯物
をずらしてゆき、偏心位置を基準０°の近傍に収束させ
ることができる。

【００５５】上記の如き偏心荷重移動運転により洗濯物
をバランサ１０に１８０°対向する位置近傍迄移動した
ならば、ステップＳ２０のバランス注水運転によりドラ
ム５全体のバランスをとることが可能となる。

【００５６】図９は上記ステップＳ２０のバランス注水
運転の制御の一例を示すフローチャートである。バラン
ス注水運転では、まず、ドラム５の回転速度を１３０ｒ
ｐｍ迄上昇させる（ステップＳ２１）。このときの回転
速度は、ドラム５の共振点よりも低く、且つ水案内室１
１に注水された水がバランサ１０内に移動するような適
度な遠心力を与えることが可能である範囲で適宜の回転
速度とすることができる。共振による振動を抑制するに
はこのとき回転速度はできるだけ低い方が好ましく、一
方注水を迅速に行なうには回転速度はできるだけ高い方
が好ましい。

【００５７】ドラム５の回転速度が１３０ｒｐｍに達し
たならば（ステップＳ２２）、注水制御部３４はバラン
ス用注水バルブ２２を開放する（ステップＳ２３）。こ
れにより、前述のように注水ノズル２３から水が放出さ
れてバランサ１０に水が徐々に入ってゆき、遠心力によ
ってドラム５の内周壁面に張り付いた状態でバランサ１
０内に保持される。偏心荷重検知部３３は、注水に伴い
徐々に変化する偏心量を連続的に検知し、中央制御部３
１はその検知された偏心量が所定値ｂ（例えば３５０
ｇ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。

【００５８】ドラム５内の洗濯物は遠心力により完全に
その内周壁面に押し付けられた状態で回転し、一方バラ
ンサ１０内部の水の量は徐々に増え重量が増加してゆく
から、図５に示したモータ電流の変動振幅Ｌは次第に小
さくなってゆく。上記ステップＳ２４にて偏心量が所定
値ｂ以下であると判定されると、注水制御部３４はバラ
ンス用注水バルブ２２を閉鎖する（ステップＳ２５）。
これにより、バランサ１０内部の水の増加は停止し、図
１１（ｂ）に示すように、洗濯物の偏在による偏心荷重
とバランサ１０内の水との釣合によりドラム５全体の偏
心荷重は小さくなる。

【００５９】以上のように、本実施例の洗濯機では、バ
ランサ１０と洗濯物の偏在に起因する偏心荷重との相対
位置関係に応じて、該偏心荷重をバランサ１０の対向位
置近傍に移動させるのに適当なドラムの減速制御が行な
われ、それにより、短時間のうちに注水によるバランス
調整に移行することができる。

【００６０】次に、本発明に係る遠心脱水装置の他の実
施例を説明する。この実施例の遠心脱水装置では、上記
実施例のステップＳ６〜Ｓ１５に関する洗濯物の移動の
ための制御が相違している。この制御の手順を、図１４
及び図１５のフローチャートに沿って説明する。

【００６１】中央制御部３１はステップＳ５にて偏心ず
れ角度θを算出した後、ステップＳ６〜Ｓ８にて偏心ず
れ角度θが−２０°〜２０°、２０°〜６０°、６０°
〜１２０°及び１２０°〜３４０（−２０）°のいずれ
の範囲に含まれるのか区分する。そして、減速時間ｔ
を、２０°≦θ＜６０°の場合に０秒、６０°≦θ＜１
２０°の場合に１秒、１２０°≦θ＜３４０°の場合に
３秒に設定する（ステップＳ４０〜Ｓ４２）。

【００６２】その後、回転速度制御部３２は、ドラム５
一回転期間中において最小ピークが出現したならば（ス
テップＳ４３）、その直後にドラム５の回転速度が８０
ｒｐｍから５０ｒｐｍ迄減速するように制御する（ステ
ップＳ４４）。そして、ドラム５の回転速度が５０ｒｐ
ｍに低下したならば（ステップＳ４５）、先に設定され
た減速時間ｔ秒間その回転速度を維持し（ステップＳ４
６）、その後に再びドラム５の回転速度を８０ｒｐｍ迄
急速に上昇させる（ステップＳ４７）。

【００６３】すなわち、この実施例では、減速時の最低
回転速度は５０ｒｐｍ一定であるが、偏心ずれ角度θに
よってその最低回転速度を維持する時間の長さが相違す
る。前述のように５０ｒｐｍでドラム５が回転されると
き、洗濯物はドラム５の回転後方にばらけたり転がった
りする。このため、減速時間ｔが長いほど回転後方への
移動距離が大きくなる。

【００６４】上記のように減速時間ｔを変えたときの、
洗濯物の固まりの回転後方への移動量の実測結果を表１
に示す。ここでは、負荷量を約１ｋｇとして、各減速時
間ｔに対しそれぞれ２０回の減速制御試験を行ない、そ
のときの移動量を角度として示している。

【表１】 洗濯物の移動の仕方は、例えば洗濯物の絡み具合等に大
きく依存するため、減速時間ｔと移動角度とは必ずしも
一義的に決まらないが、表１に示したように、減速時間
ｔを変えることによりかなり高い確率をもって所望の移
動量を得られることがわかる。従って、本実施例のよう
な回転制御方法によれば、偏心ずれ角度θが相違してい
てもバランサ１０の対向位置近傍に洗濯物の固まりを迅
速に移動させることができる。

【００６５】なお、上記図１５に示すフローチャートで
は、ステップ４５にてドラム５の回転速度が５０ｒｐｍ
に達した後にｔ秒間のカウントを開始するようにしてい
るが、回転速度が８０ｒｐｍから５０ｒｐｍに低下する
のに要する時間を予め考慮した減速時間ｔ’を得て、５
０ｒｐｍへの減速を開始した時点からその減速時間ｔ’
のカウントを開始するようにしてもよい。

【００６６】また、本発明に係る遠心脱水装置における
洗濯物の移動方法では、ドラム５内に或る程度の空間が
存在し、洗濯物が比較的自由に移動可能な状態でないと
適正な移動は困難である。つまり、負荷量が比較的小さ
い場合に、このような移動方法が特に有効である。そこ
で、洗濯の開始時又は脱水行程の開始直前にドラム５内
に収容された洗濯物の負荷量を検出し、負荷量が所定値
以下である場合に上述のような減速による移動を実行
し、一方負荷量が所定値を越える場合には他の適当な方
法でバランス調整を試みる構成としてもよい。

【００６７】なお、上記実施例は水を用いるドラム式洗
濯機について説明したが、本発明が石油系溶剤等を使用
したドライクリーナに適用できることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による遠心脱水装置を備え
たドラム式洗濯機の側面断面図。

【図２】 図１のドラム式洗濯機の要部の背面透視図。

【図３】 本実施例の遠心脱水装置におけるバランサへ
の水の注入及び排出の動作を示す概略断面図。

【図４】 本実施例の遠心脱水装置の電気系ブロック構
成図。

【図５】 偏心荷重の影響によるモータ電流の変動の一
例を示す波形図。

【図６】 モータ電流の変動振幅と偏心量との関係の一
例を示すグラフ。

【図７】 本実施例における脱水運転時の制御動作を示
すフローチャート。

【図８】 本実施例における脱水運転時の制御動作を示
すフローチャート。

【図９】 本実施例における脱水運転時の制御動作を示
すフローチャート。

【図１０】 本実施例における偏心ずれ角度を説明する
ための模式図。

【図１１】 本実施例におけるバランス調整動作を説明
するための模式図。

【図１２】 本実施例におけるバランス調整動作を説明
するための模式図。

【図１３】 本実施例におけるドラムの減速パターンを
示すグラフ。

【図１４】 本発明の他の実施例における脱水運転時の
制御動作を示すフローチャート。

【図１５】 本発明の他の実施例における脱水運転時の
制御動作を示すフローチャート。

【符号の説明】

５…ドラム １０…バランサ １１…水案内室 １７…モータ ２２…バランス用注水バルブ ２３…注水ノズル ２６…回転センサ ３０…制御部 ３１…中央制御部 ３２…回転速度制御部 ３３…偏心荷重検知部 ３４…注水制御部 ４１…モータ駆動部 ４２…モータ電流検出
部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 哲夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 本田 国興 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−215470（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−10480（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−76341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−138523（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−35553（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06F 49/02 D06F 33/02 D06F 49/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 籠状のドラム内に洗濯物を収容し、該ド
   ラムを水平軸を中心に回転させることにより該洗濯物の
   脱水を行なう遠心脱水装置において、 a)ドラム自体が偏心荷重を有するべく該ドラム壁面の一
   部に設けた重錘部と、 b)洗濯物が収容された状態のドラムの偏心荷重の大きさ
   及び位置を検知する偏心荷重検知手段と、 c)該偏心荷重検知手段により検知された偏心荷重と前記
   重錘部との位置関係を調べる位置判別手段と、 d)前記偏心荷重検知手段により検知された偏心荷重の位
   置がドラム内周壁上で前記重錘部に対向する箇所の近傍
   でないとき、ドラム内の洗濯物の移動を促進するための
   ドラムの回転制御方法を前記位置判別手段の結果に応じ
   て決定する運転制御手段と、 e)該運転制御手段により決められた回転制御方法でドラ
   ムが回転するように、該ドラムを回転駆動するモータを
   制御する回転制御手段と、 を備えることを特徴とする遠心脱水装置。
2. 【請求項２】 前記重錘部は、ドラム壁面の一部に形成
   した中空体の水保持部と該水保持部に水を注入する注水
   手段とから成り、前記位置判別手段は、該水保持部に水
   が注入されていない状態で前記偏心荷重検知手段により
   検知された偏心荷重と該水保持部との位置関係を調べる
   ことを特徴とする請求項１に記載の遠心脱水装置。
3. 【請求項３】 前記注水手段は、前記水保持部に水が注
   入されていない状態で検知された偏心荷重の位置がドラ
   ム内周壁上で該水保持部に対向する箇所の近傍であると
   き、該水保持部に偏心荷重の大きさに応じた量の水を注
   入してドラムのバランス調整を行なうことを特徴とする
   請求項２に記載の遠心脱水装置。
4. 【請求項４】 前記運転制御手段は、洗濯物に作用する
   遠心力が重力に勝るような略一定の回転速度でドラムを
   回転しているときに該遠心力が重力よりも小さくなるよ
   うに短時間該ドラムの回転速度を減速し、前記位置判別
   手段の結果に応じてその減速度合を変えることを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれかに記載の遠心脱水装置。
5. 【請求項５】 前記運転制御手段は、前記位置判別手段
   の結果に応じて最低回転速度を決定し、偏心荷重がドラ
   ムの最低位置を通過した付近から減速が始まって該最低
   回転速度に達する迄減速した後に減速前の回転速度に戻
   るようにすることを特徴とする請求項４に記載の遠心脱
   水装置。
6. 【請求項６】 前記運転制御手段は、前記位置判別手段
   の結果に応じて決定した時間の期間中、ドラムの回転速
   度を所定の減速回転速度に維持することを特徴とする請
   求項４に記載の遠心脱水装置。
7. 【請求項７】 前記運転制御手段は、前記位置判別手段
   により得られる偏心荷重と重錘部又は水保持部との距離
   よりも移動量が小さくなる減速方法を選択し、複数回の
   ドラム減速制御により少しずつ洗濯物を回転後方に移動
   して所望位置に移動させることを特徴とする請求項４乃
   至６に記載の遠心脱水装置。