JP3316427B2 - 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
て脱水を行なう遠心脱水装置に関する。なお、ここで脱
水とは、石油系溶剤等を用いた洗濯における脱液も含め
ることとする。

【０００２】

【従来の技術】ドラム式の遠心脱水装置は、洗浄後の洗
濯物を籠状のドラムに収容し、そのドラムを水平軸を中
心にして高速回転させる構造となっている。このような
遠心脱水装置における大きな問題点の１つは、洗濯物が
ドラム内周壁に不均等に分散している状態でドラムを高
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ドラム内
の洗濯物を均等に分散配置させるバランス調整方法が開
示されている。より詳しくは、まず短時間ドラムを低速
で回転させ（例えばドラム外周の遠心力加速度比が１．
２〜１．５Ｇで５秒程度）、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低い回転
速度でドラムを回転させる（例えば２．３〜２．６Ｇで
２０秒程度）という２段階の回転制御により洗濯物の均
一分散化を図るものである。また、この従来技術では、
ドラム内の洗濯物のアンバランスに起因する偏荷重を検
出する手段として装置の台座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該振動監視センサが異常
振動を検知すると回転速度を下げるようにしている。

【０００４】しかしながら上記従来装置においては、洗
濯物の分散化を行なうためのバランス調整運転時の回転
速度と偏荷重検出時の回転速度とは大きな差がある。通
常、１回のドラム低速回転をもって確実に洗濯物が均一
に分散されるとは限らないから、バランス調整運転と偏
荷重検出とを繰り返し反復して行なうことになると、結
果的に脱水行程に長時間を要してしまうという問題が生
じる。

【０００５】更に、偏荷重を検出する際にはドラムの回
転速度を脱水運転を行なうための回転速度近傍にまで上
昇させるため、甚だしく大きな偏荷重がある場合にはモ
ータに大きな負荷がかかり故障の原因となるという問題
もある。

【０００６】本願発明者らは、上記問題を解決するため
の遠心脱水装置を特願平８−３３４９９９号等において
提案している。この新規な遠心脱水装置では、ドラム内
の洗濯物に作用する遠心力が重力よりも若干大きくなる
ような回転速度でドラムを回転させることにより、洗濯
物がドラム内周壁面に張り付いて回転するようにする。
そして、この状態で洗濯物の偏在に起因する偏荷重を検
出し、偏荷重が所定の許容値よりも大きい場合には、偏
荷重がドラム上部に達したことを検知したときにドラム
の回転を短時間だけ急速に落とし洗濯物に作用する遠心
力を弱めて洗濯物を落下させる。偏荷重は、ドラムを回
転駆動するモータに流れるモータ電流の変動成分に基づ
いて検出している。この遠心脱水装置によれば、ドラム
内の洗濯物を短時間の間にバランスよく分散配置した上
で高速脱水を行なうことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな遠心脱水装置においても、ドラムに収容される洗濯
物の条件によっては適正なバランスがとれない場合があ
る。すなわち、ドラム内に毛布等の水が抜けにくい（脱
水されにくい）洗濯物とワイシャツ等の水が抜け易い
（脱水され易い）洗濯物とが混合して収容されている
と、脱水前にバランスよく分散配置をしたとしても、高
速脱水が開始されて絞りが進行するに伴いアンバランス
になって振動が大きくなったり騒音が発生したりする恐
れがある。

【０００８】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的とするところは、様々な洗濯物
が混じっている場合でも脱水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及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するためになされた第１の発明に係る遠心
脱水装置は、籠状のドラムに洗濯物を収容し該ドラムを
水平軸を中心に回転させて洗濯物の脱水を行なう遠心脱
水装置において、 a)洗濯物が遠心力によりドラム内周壁面に押し付けられ
て回転しているときに該洗濯物の偏在に起因する偏荷重
を計測する偏荷重計測手段と、 b)洗濯物が水を充分に含んだ状態で前記偏荷重計測手段
により第１の偏荷重を計測し、該洗濯物が含む水の一部
が飛散するような回転速度でドラムを回転させた後に前
記偏荷重計測手段により第２の偏荷重を計測する運転制
御手段と、 c)第１及び第２の偏荷重の計測結果を比較することによ
り、ドラムに収容されている複数の洗濯物の同質性を判
断する判断手段と、を備えることを特徴としている。

【００１０】第１の発明に係る遠心脱水装置では、ドラ
ムを高速脱水回転させる前にドラムに収容されている複
数の洗濯物の同質性を判断する。ここでの同質性は「脱
水のされ易さ」に基づくものであって、繊維の種類、織
り方等が相違していても同程度の脱水され易さを有して
いる場合には同質であると判断される。

【００１１】上記運転制御手段は、まず、洗濯物が水を
充分に含んだ状態で該洗濯物がドラムの内周壁面に軽く
押し付けられて回転する（脱水は殆ど行なわれない）、
つまり洗濯物に作用する遠心力が重力に若干勝る状態で
ドラムが回転するように制御する。この回転の間に、偏
荷重計測手段は洗濯物の偏在に起因する偏荷重（第１の
偏荷重）を計測する。次いで、運転制御手段はドラムの
回転速度を上昇させて、洗濯物に含まれる水の一部が飛
散するように軽く脱水（絞り）を行ない、その後に再び
偏荷重（第２の偏荷重）を計測する。

【００１２】脱水され易い洗濯物は上記軽度の絞りによ
って水が抜けて重量が相対的に大きく減少するのに対
し、脱水されにくい洗濯物はその軽度の絞りによっては
殆ど水が抜けない。このため、脱水され易い洗濯物と脱
水されにくい洗濯物とが一緒にドラム内に収容されてい
ると、その重量の減少度合の相違に応じてドラム内周上
での偏荷重の位置が変化する。逆に、同程度の脱水され
易さを有する洗濯物のみがドラム内に収容されている場
合には、全体にほぼ均一の割合で重量が減少するので偏
荷重の位置は殆ど変化しない。そこで、第１及び第２の
偏荷重の位置の変化の程度に基づき、洗濯物の同質性を
推定することができる。

【００１３】このように高速脱水回転を開始する前に洗
濯物の同質性を判断することにより、例えば次のような
処理が行なえる。すなわち、同質性の高い洗濯物が収容
されている場合には高速脱水回転を行なっても全体にほ
ぼ均一に脱水が進むため、脱水回転中に偏荷重が増加す
る恐れは少ない。これに対し、同質性が低い洗濯物が収
容されている場合には高速脱水回転を行なっている途中
で偏荷重が増加する恐れがある。そこでこの場合には、
最高脱水回転の回転速度を同質性が高い場合よりも低く
制限する。このようにすると偏荷重の許容値（つまり所
定の振動量が発生するときの偏荷重の大きさ）が緩和さ
れるので、脱水回転中に偏荷重が増加しても大きな振動
が発生するのを回避することができる。

【００１４】このように上記第１の発明に係る遠心脱水
装置では、第１の偏荷重を計測する際には各洗濯物が充
分に水を含んでいる必要があるが、低回転速度であって
もドラム内周壁面に張り付いて回転する間に徐々に水が
抜けてしまう。そこで、前記運転制御手段は、ドラムの
底部に所定量の水が溜まっている状態で該ドラムを回転
させつつ第１の偏荷重を計測する構成とすることが好ま
しい。この構成によれば、ドラムの内周壁面に張り付い
て回転する洗濯物がドラム最低位置を通過するとき、溜
まっている水に接触して吸水する。このため、ドラム内
周上のいずれの位置に在る洗濯物も常に充分に水を含
む。

【００１５】また、洗濯物の洗浄又はすすぎに引き続い
て脱水を実行する遠心脱水装置では、洗浄又はすすぎの
終了時点でドラム内に水が溜まった状態にある筈なの
で、前記運転制御手段は、この洗浄又はすすぎに用いた
水を所定量だけドラム内に残して排出した後に第１の偏
荷重を計測する構成とすることができる。この構成によ
れば、無駄な給水の時間が省け、水を有効に利用でき
る。

【００１６】また、第１の発明に係る遠心脱水装置で
は、軽く絞りを行なうために高速脱水回転ほどではない
ものの或る程度高い回転速度でドラムを回転させる必要
がある。従って、異常に偏荷重が大きい状態であると振
動が発生する可能性がある。また、偏荷重を計測した後
にそのまま高速脱水回転までドラムを加速するには、予
めドラム内の洗濯物のバランスをとっておく必要があ
る。そこで、運転制御手段は、第１の偏荷重を計測する
以前にドラム内周上にほぼ均等に洗濯物を分散させるた
めのバランス調整運転を行なう構成とすることができ
る。

【００１７】このバランス調整運転は、例えば、洗濯物
の積層した部分がドラムの上方に到達したときに、ドラ
ムを短時間の間だけ減速する制御を行なうものとするこ
とができる。これにより、洗濯物に作用していた遠心力
が弱まり、積み重なっている洗濯物のうちのドラム回転
軸に近い側の洗濯物が重力により落下する。

【００１８】更に、このようなバランス調整運転をドラ
ム内に水が溜まっている状態で行なうと次のような利点
もある。すなわち、洗濯物が水を充分に含んだ状態であ
ると、布団等の嵩の大きな洗濯物も体積が比較的小さく
なっている。このため、多くの洗濯物がドラムに収容さ
れていてもドラム回転軸を中心とした中央部に適宜の空
間が確保されて、洗濯物が落下し易くなる。

【００１９】なお、上記第１の発明に係る遠心脱水装置
では、偏荷重計測手段は、ドラムを回転駆動するモータ
に流れるモータ電流中のトルク電流成分に基づいて偏荷
重の大きさと位置とを検出する構成とすることができ
る。すなわち、モータのトルク電流成分は、モータの回
転速度が比較的低い領域においては偏荷重に起因する負
荷トルクの変動を顕著に示す指標として利用できる。そ
こで、トルク電流成分の変動を基にドラム内周上での偏
荷重の位置を検知し、第２の偏荷重の位置が第１の偏荷
重の位置よりも所定以上のずれている場合に洗濯物の同
質性が低いと判断することができる。

【００２０】また、上記課題を解決するためになされた
第２の発明に係る遠心脱水装置は、籠状のドラムに洗濯
物を収容し該ドラムを水平軸を中心に回転させて洗濯物
の脱水を行なう遠心脱水装置において、 a)前記ドラムを回転駆動するモータと、 b)該モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段
と、 c)洗濯物の脱水を行なうべく、脱水回転を開始した後で
あってドラムを高速脱 水回転している間において、回転
速度が第１回転速度から該第１回転速度よ りも高い第２
回転速度まで上昇させるときの、前記電流検出手段にて
検出したモータ電流の増加分を判定することにより、脱
水途中での洗濯物の重量のアンバランスに起因する偏荷
重の増加を判断する偏荷重判断手段と、を備えることを
特徴としている。

【００２１】上記第１の発明に係る遠心脱水装置では、
高速脱水回転を開始する前に洗濯物の同質性を判断する
ことにより高速脱水回転時の偏荷重の増加を予測してい
たが、この第２の発明に係る遠心脱水装置では、高速脱
水回転を開始した後に偏荷重の増加を検出することによ
り異常振動の発生を回避する。ドラムの回転速度を高速
脱水回転速度まで上昇させると、上述のようなトルク電
流成分を利用した偏荷重の計測は極めて困難になる。そ
こで、モータに流れるモータ電流自体を利用して偏荷重
を検出する。

【００２２】すなわち、或る第１の回転速度から該第１
の回転速度よりも高い第２の回転速度にまでモータの回
転速度を上昇させるには、その回転速度の上昇分に対応
してモータ電流を増加させる必要がある。しかしなが
ら、その速度上昇の過程で偏荷重が増加すると、速度上
昇に対応する以上にモータ電流を増加させなければ所定
の速度上昇を行なうことができない。偏荷重判断手段は
このモータ電流の増加分を判定し、所定以上の増加が生
じる場合に脱水の過程で偏荷重が増加したと判断する。

【００２３】このように脱水の途中で偏荷重が増加する
と高速脱水回転前に想定した振動量よりも大きな振動が
発生する可能性があるから、偏荷重が増加したと推定さ
れる場合には適当な処理を行なうようにすることができ
る。

【００２４】例えば、上記第２の発明に係る遠心脱水装
置では、前記偏荷重判断手段により偏荷重が増加したと
判断されたとき、脱水の最高回転速度をより低い値に制
限する構成とすることができる。この構成では、第１の
回転速度から第２の回転速度にまで速度を上昇する途中
で偏荷重の増加が検出されたならば、加速を中止して、
最高脱水回転速度を例えば第１の回転速度に制限して脱
水を実行する。一方、偏荷重の増加が検出されなかった
ならば、最高脱水回転速度を第２の回転速度として脱水
を実行する。これにより、脱水途中で偏荷重が増加して
も、異常振動が生じることを回避できる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、第１の発明に係る遠心脱
水装置によれば、高速脱水回転に移行する以前にドラム
に収容されている洗濯物の同質性が判断され、これによ
り脱水回転時に偏荷重が増加する可能性が高いか低いか
が推定される。このため、脱水され易い洗濯物と脱水さ
れにくい洗濯物が混じってドラムに収容されている場合
には、例えば、振動が発生しにくい比較的低い回転速度
で脱水を行なうことができるので、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。一方、同程度の
脱水され易さを有する洗濯物のみがドラムに収容されて
いる場合には、高い回転速度で脱水が行なわれるので、
短い時間で効率的に脱水を終了することができる。

【００２６】また、第２の発明に係る遠心脱水装置によ
れば、高速脱水回転に移行した後にも脱水中の偏荷重の
増加の有無を監視しているので、例えば、脱水され易い
洗濯物と脱水されにくい洗濯物が混じってドラムに収容
されているために脱水中にアンバランスが発生した場合
でも、脱水回転速度を落とす等の方法により異常振動の
発生を回避することができる。

【００２７】更には、第１及び第２の発明に係る遠心脱
水装置を併用する構成とすれば、より確実に異常振動や
異常騒音の発生を回避することができる。

【００２８】

【実施例】以下、第１及び第２の発明の一実施例である
遠心脱水装置を備えた洗濯機について図面を参照して説
明する。図１はこのドラム式洗濯機の構成を示す側面断
面図、図２はこの洗濯機の電気系構成図である。

【００２９】まず、図１に基づきこの洗濯機の全体構成
を説明する。外箱１０の内部には外槽１２が配置され、
外槽１２の内部には洗濯物を収容するためのドラム１４
が主軸２０に軸支されている。ドラム１４の前面開口に
は衣類投入用ドア１８が設けられており、該ドア１８を
開いて洗濯物がドラム１４内へ収容される。ドラム１４
の周壁には多数の通水孔１６が形成されており、外槽１
２内に供給された水がこの通水孔１６を通してドラム１
４内へ流入する一方、ドラム１６内で洗濯物から飛散さ
れた水は外槽１２へ排出される。

【００３０】主軸２０は外槽１２に装着された軸受２２
によって保持され、その先端には主プーリ２４が取り付
けられている。外槽１２の下方にはドラム１４を回転駆
動するためのモータ３０が設置され、そのモータ３０の
回転軸にはモータプーリ２８が取り付けられている。モ
ータプーリ２８の回転はＶベルト２６を介して主プーリ
２４に伝達される。洗浄やすすぎのための水は、給水バ
ルブ３４により開閉される給水口３２を介して外槽１２
へ供給される。一方、洗浄やすすぎ終了後の水は、排水
バルブ３６により開閉される排水口３８を通して外部へ
排出される。外箱１０内の上部には、後述する各種制御
を行なうための電気回路ボックス４２が設置されてい
る。

【００３１】回転センサは、主プーリ２４を挟んで外槽
１２の外壁に設置された発光部４０１と外箱１０の後面
内側に設置された受光部４０２とから構成される。発光
部４０１と受光部４０２との間に位置する主プーリ２４
のリング状部材には円周上に１箇所の開口が設けられて
おり、ドラム１４が１回転する間に１回だけ発光部４０
１からの光がその開口を通過して受光部４０２に到達す
る。受光部４０２は、この受光信号を基にしてドラム１
４の回転に同期した検出信号（回転マーカ）を生成す
る。

【００３２】次に、この洗濯機の電気系構成を図２によ
り説明する。全体の制御を司るマイクロコンピュータ
（以下「マイコン」という）５０はＣＰＵ５３、Ａ／Ｄ
変換器５４、ＲＡＭ５５、ＲＯＭ５６等を含んでおり、
ＲＯＭ５６には、洗浄、すすぎ及び脱水等の各洗濯行程
を進めるための運転プログラムが予め記憶されている。
マイコン５０には操作部６０、表示部６２、バルブ駆動
部６４、インバータ制御部６６、モータ電流検出部６８
等が接続されている。

【００３３】マイコン５０は機能的に回転速度制御部５
１及び偏荷重計測部５２を含んでおり、回転速度制御部
５１はインバータ制御部６６に速度指示信号を送ること
によりモータ３０を所望の回転速度に設定する。このと
き、ドラム１４は、予め定まっているモータ／ドラムの
回転数比に応じて減速されて回転する。モータ電流検出
部６８はモータ３０に供給される駆動電流を検出し、特
にトルク電流成分検出部６８１はそのモータ電流のうち
のトルク電流成分を分離して検出する。

【００３４】一般に、ドラム１４内周上で洗濯物が偏在
しているとドラム１４が１回転する間に負荷トルクが変
動するから、トルク電流成分は洗濯物の偏在に起因する
偏荷重に応じて変動する。図３は、このようなトルク電
流成分の変動を電圧値に変換して計測した波形の一例で
ある。図中、回転マーカは上記回転センサ４０により得
られるドラム１４の１回転の周期を示す信号である。ト
ルク電流成分の正のピークＶmaxはドラム１４の１回転
期間内において負荷トルクが最大になるときに現われ
る。負荷トルクは偏荷重の原因である洗濯物を重力に抗
してドラム１４上部に持ち上げようとするときに最大と
なるから、偏荷重がドラム１４内の最高位置から手前側
約９０°の回転位置の範囲内に存在するときに正のピー
クＶmaxが出現する。ドラム１４内周上での偏荷重の位
置は、回転マーカを基準０°とした０〜３６０°の範囲
内におけるピークＶmaxの出現する位相角で表わすこと
ができる。

【００３５】また、トルク電流成分の変動振幅つまりＶ
max−Ｖminは偏荷重の大きさを反映している。そこで、
偏荷重の大きさとトルク電流成分の変動振幅との関係を
予め調べておき、その対応関係をＲＯＭ５６に記憶して
おく。そして、脱水行程時に、偏荷重計測部５２はトル
ク電流成分検出部６８１から図３に示すような波形を受
け取ると、ドラム１４の１回転期間中の正及び負のピー
クＶmax及びＶminを検出し、その両ピークの差から変動
振幅を得て、ＲＯＭ５６に記憶している対応関係を参照
して偏荷重の大きさを求める。

【００３６】続いて、上記構成の洗濯機における脱水行
程時のマイコン５０を中心とする処理動作を、図４及び
図５のフローチャートに沿って詳細に説明する。

【００３７】洗浄又はすすぎ行程に引き続いて脱水行程
が開始されると、回転速度制御部５１は、洗濯物に作用
する遠心力が重力に若干勝るような回転速度にてドラム
１４を一方向に回転させるべく速度指示信号をインバー
タ制御部６６に送る（ステップＳ１０）。このときの回
転速度はドラム径に応じて決められ、本実施例では６１
０ｍｍのドラム径に対して例えば１００ｒｐｍとしてい
る。このような制御によりモータ３０は起動され、ドラ
ム１４が所定の回転速度（１００ｒｐｍ）に到達する
と、全ての洗濯物は遠心力によりドラム１４内周壁面に
軽く押し付けられた状態で回転する。

【００３８】次に、外槽１２に付設された水位センサ１
２ａにより外槽１２内の水位を検知し、その検知水位が
所定の水中バランス水位以上であるか否かを判定する
（ステップＳ１１）。後記の理由により水中バランス水
位はドラム１４底部に適度な量の水が現われている状態
が好ましいので、例えば水深度（外槽１２の底辺から外
槽１２の中心までの高さを１０等分し、中心を水深度＝
１０、底辺を水深度＝０として表わした数値）＝１〜２
程度とするとよい。

【００３９】通常、洗浄やすすぎ行程では水深度３以上
の水が使用されるので、脱水行程開始時点では上記検知
水位は水中バランス水位以上となっている。そこで、こ
の場合には、バルブ駆動部６４に制御信号を送り、排水
バルブ３６を開放して排水を行なう（ステップＳ１
２）。そして、検知水位が水中バランス水位に到達した
ならば（ステップＳ１３）排水を停止する。一方、ステ
ップＳ１１にて検知水位が水中バランス水位未満である
と判定された場合には、給水バルブ３４を開放して給水
を開始する（ステップＳ１４）。そして、検知水位が水
中バランス水位に到達したならば（ステップＳ１５）給
水を停止する。このようにして検知水位が水中バランス
水位になると、ドラム１４の内周壁面に張り付いて回転
する洗濯物はドラム１４の最低位置を通過するときに底
部に溜まっている水に接触して吸水する。このため、ド
ラム１４の内周上のいずれに位置している洗濯物も充分
に水を含んだ状態となる。

【００４０】このように回転に伴って洗濯物が吸水する
ようにするためには、ドラム１４最底端部よりも上に水
が現われる状態にしておく必要がある。一方、水の量が
多すぎると、水がドラム回転に対する負荷となって正確
な偏荷重の計測に支障をきたす恐れがある。そこで、前
述のように水深度を適正に設定することにより、偏荷重
の計測には影響を与えず、洗濯物には水を充分に含ませ
ることができる。

【００４１】このような状態において、偏荷重計測部５
２は、前述のようにトルク電流成分検出部６８１にて検
出されたトルク電流成分に基づいて偏荷重を計測する
（ステップＳ１６）。そして、このとき計測した偏荷重
ａの大きさを所定の偏荷重許容値ｐと比較し、偏荷重ａ
が許容値ｐ以下であると判定されるとステップＳ２１へ
進む。ここで、許容値ｐは後述の高速脱水回転時に許容
し得る振動量（振幅）等に応じて予め設定される。例え
ば、高速脱水回転の最高回転速度８００ｒｐｍに対し、
最大７００ｇの偏荷重があっても当該洗濯機の振動量が
所定の許容値以下に収まるとするとｐ＝７００ｇと決め
られる。

【００４２】ステップＳ１７にて偏荷重ａが許容値ｐを
越えていると判定されると、バランス調整運転を実行す
る（ステップＳ１８）。バランス調整運転では、次のよ
うな手順でドラム１４の回転制御が遂行される。

【００４３】まず、回転速度制御部５１は、洗濯物が遠
心力によりドラム１４内周壁面に軽く押し付けられて回
転するような回転速度が維持されるように制御する。そ
して、図３に示すようなトルク電流成分の変動を監視
し、ピークＶmaxの発生時点よりも所定の位相角だけ手
前で、ごく短時間ドラム１４を減速させる。減速後の回
転速度は、洗濯物に作用する遠心力よりも重力が若干勝
る回転速度とする。このように急激な減速を行なうと、
ちょうどドラム１４内壁面に重積している洗濯物がドラ
ム１４の上方に到達したときに重力が遠心力に勝るよう
になり、その洗濯物は放り出されるように落下する。こ
のとき外周側に位置している洗濯物にはより大きな遠心
力が作用しているから、適当な減速を行なうことによ
り、ドラム１４の内周壁面側の洗濯物をその面に張り付
いたまま回転させる一方、回転軸側にある洗濯物のみを
落下させることができる。このような落下のための適当
なパラメータ（減速前後の回転速度、減速時間等）は、
予め実験により定めておくことができる。

【００４４】このようなバランス調整運転により洗濯物
の均一分散化を図った後に、再びドラム１４の回転速度
を１００ｒｐｍに維持して偏荷重の計測を実行する（ス
テップＳ１９）。そして、計測した偏荷重ｂの大きさが
許容値ｐ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２
０）。ここで偏荷重ｂが許容値ｐを越えている場合に
は、上記バランス調整運転が５回目であるか否かを判定
し（ステップＳ２３）、５回に達するまではステップＳ
１８へ戻ってバランス調整運転を試みる。バランス調整
運転の繰り返しが５回に達した場合には、バランス調整
が困難であると判断しステップＳ３６へと進む。

【００４５】ステップＳ１７又はＳ２０にて偏荷重ａ又
はｂの大きさが許容値ｐ以下であると判定されると、排
水を行ないつつ中間脱水を実行する（ステップＳ２
１）。すなわち、バルブ駆動部６４に制御信号を送って
排水バルブ３６を開放して外槽１２内に保持していた水
を外部に排出すると共に、回転速度制御部５１は所定の
中速回転速度にてドラム１４が回転するような速度指示
信号をインバータ制御部６６へ送る。この中速回転速度
は、洗濯物に含まれる水の一部が飛散するような、つま
り軽く絞りが行なわれるような回転速度とされ、例えば
回転速度２００ｒｐｍで３０秒間の脱水を行なうものと
する。

【００４６】この中間脱水後には、再びドラム１４の回
転速度を１００ｒｐｍに落として偏荷重の計測を実行す
る（ステップＳ２２）。そして、このとき計測した偏荷
重ｃのドラム１４内周上での位置と先に計測した偏荷重
ａ又はｂのドラム１４内周上での位置とを比較し、所定
量以上の位置ずれが生じているか否かを判定する（ステ
ップＳ２４）。

【００４７】図６は、ドラム１４の１回転を１次元上に
展開して示す模式図である。図６（ａ）に示すようにド
ラム１４の内周上に同一種類の洗濯物８０が分散してい
るとき、矢印Ｍ1の位置に偏荷重が存在するものとす
る。この場合、上記ステップＳ２１の中間脱水によって
各洗濯物８０の重量はほぼ同じ度合で減少するから、中
間脱水後の偏荷重の大きさは変化しても、その位置は図
６（ｂ）に示す矢印Ｍ2のように殆ど変化しないものと
考えられる。

【００４８】一方、図６（ｃ）に示すようにドラム１４
内周上にワイシャツ等の脱水され易い洗濯物８０と毛布
等の脱水されにくい洗濯物８１とが混在している場合に
は、中間脱水を行なうと、脱水され易い洗濯物８０の重
量の減少は大きく、脱水されにくい洗濯物８１の重量の
減少は小さい。このため、ドラム１４内周上で重量の減
少度合が不均一となり、その結果、図６（ｄ）に示すよ
うに偏荷重の位置は中間脱水前と異なる位置Ｍ2に移動
する。従って、この位置ずれが大きい場合には脱水度合
の大きく相違する洗濯物が混在した状態であり、逆に位
置ずれが小さい場合には同一種類（又は脱水度合がほぼ
揃った）洗濯物がドラム１４に収容されていると推定す
ることができる。

【００４９】そこで、例えば、図６（ｃ）に示すよう
に、偏荷重ａ又はｂを計測した際のトルク電流成分のピ
ークＶmaxの位相角（回転マーカを基準０°としたと
き）を基準としてその前後４８°の範囲に位置ずれ許容
範囲を設定し、偏荷重ｃを計測した際のトルク電流成分
のピークＶmaxの位相角がその位置ずれ許容範囲に入っ
ているか否かを判定することにより位置ずれを判断す
る。

【００５０】偏荷重の位置ずれが許容範囲に収まってい
る場合には、次に偏荷重ｃの大きさが許容値ｐ以下であ
るか否かを判定する（ステップＳ２５）。偏荷重ｃが許
容値ｐ以下であるときには、回転速度制御部５１はドラ
ム回転速度を５００ｒｐｍまで上昇させるように加速す
る（ステップＳ２６）。そしてドラム回転速度が５００
ｒｐｍに到達したならば（ステップＳ２７）、モータ電
流検出部６８にてモータ電流ｄを計測し、これを一時的
に記憶しておく（ステップＳ２８）。その後に、回転速
度制御部５１はドラム回転速度を８００ｒｐｍまで上昇
させるように加速する（ステップＳ２９）。その後の３
０秒の間にモータ電流検出部６８にて連続的にモータ電
流を計測し、最大の値をモータ電流ｅとする（ステップ
Ｓ３０）。そして、このモータ電流ｅが先に記憶してお
いたモータ電流ｄよりも４０％以上増加したか否かを判
定する（ステップＳ３１）。

【００５１】このように速い回転速度では、もはやトル
ク電流成分は偏荷重に起因する負荷トルクの変動に追従
できないため、偏荷重の判断にトルク電流成分を利用す
ることはできなくなる。その一方、モータ電流は、回転
速度制御部５１がインバータ制御部６６に対し所定の速
度指示信号を送ったときにその回転速度に応じて増減す
るが、高速回転速度の領域では偏荷重に応じてより大き
な値となることが実験の結果わかった。そこで、ドラム
回転速度を５００ｒｐｍから８００ｒｐｍまで上昇させ
る間に、偏荷重の増加を考慮しない場合に増加すると予
想されるモータ電流を越えた増加があるときには、脱水
中に偏荷重が増加したと推定することができる。

【００５２】ここでは、ドラム回転速度を５００ｒｐｍ
から８００ｒｐｍまで上昇させる間に、偏荷重の増加を
考慮しないと、モータ電流の増加は４０％より若干少な
いことが実験により予めわかっているとする。従って、
モータ電流が４０％以上増加する場合には脱水途中で偏
荷重が増加したものと推定することができる。そこで、
ステップＳ３１にてモータ電流ｅがモータ電流ｄを１．
４倍した値以上である場合には、５００ｒｐｍよりも大
きな回転速度で脱水を継続すると偏荷重が更に増加して
異常振動が発生する可能性があると判断し、ドラム回転
速度を５００ｒｐｍに落とし（ステップＳ３２）、その
回転速度を維持して所定の脱水時間が終了したときに
（ステップＳ３３）脱水を終了する。

【００５３】ステップＳ３１にてモータ電流ｅがモータ
電流ｄを１．４倍した値未満である場合には、振動検知
用のリミットスイッチが作動したか否かを判定し（ステ
ップＳ３４）、作動していない場合には所定の脱水時間
が経過したか否かを判定する（ステップＳ３５）。脱水
時間が経過していなければステップＳ２９へと戻りドラ
ム１４の加速を継続する。リミットスイッチはこの洗濯
機自体の機械的な振動振幅が所定の許容値に到達すると
作動するように構成されている。従って、ドラム１４の
加速の途中でリミットスイッチが作動した場合には、振
動がそれ以上大きくならないようにするため、ドラム回
転速度を５００ｒｐｍに落とし（ステップＳ３２）、そ
の回転速度を維持して所定の脱水時間が終了したときに
（ステップＳ３３）脱水を終了する。

【００５４】上記ステップＳ２３にてバランス調整運転
が５回目であると判定されたとき、又は上記ステップＳ
２４にて偏荷重ｃと偏荷重ｂとの位置ずれが大きかった
ときには、偏荷重ｂが許容値ｑ以下であるか否かを判定
する（ステップＳ３６）。また、上記ステップＳ２５に
て偏荷重ｃが許容値ｐを越えていたときには、偏荷重ｃ
が許容値ｑ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３
７）。許容値ｑは、許容値ｐを設定したときに想定した
ドラム回転速度（この例では８００ｒｐｍ）よりも低い
回転速度において同等の振動量が発生する偏荷重とす
る。従って、許容値ｑは許容値ｐよりも緩い条件とな
り、例えば許容値ｑはドラム回転速度を５００ｒｐｍに
対応する１５００ｇとする。偏荷重ａ、ｂ又はｃがその
許容値ｑ以下である場合には、ドラム回転速度を５００
ｒｐｍに上昇させるように加速し（ステップＳ３８）、
所定の脱水時間が経過するまでドラム回転速度を５００
ｒｐｍに維持して脱水を行なう（ステップＳ３９）。

【００５５】偏荷重ａ、ｂ又はｃが許容値ｑを越えてい
る場合には、ドラム回転速度を５００ｒｐｍに上昇させ
たとき、許容された振動量を越える可能性が高いので、
脱水を継続することができない。そこで、そのまま脱水
を終了する。

【００５６】なお、上記実施例における各数値は一例で
あって、これに限定されるものではない。また、上記実
施例は水を使用した遠心脱水装置について述べたが、石
油系溶剤等を使用するドライクリーナに本発明を適用で
きることは明らかである。更には、上記実施例は一例で
あって、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正を行なえ
ることは明白である。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】 本実施例の遠心脱水装置を備える洗濯機の電
気系構成図。

【図３】 モータ電流のトルク電流成分の一例を示す波
形図。

【図４】 本実施例の遠心脱水装置における脱水行程時
の制御手順を示すフローチャート。

【図５】 本実施例の遠心脱水装置における脱水行程時
の制御手順を示すフローチャート。

【図６】 脱水行程時の洗濯物の状態を示す模式図。

【符号の説明】

１２…外槽 １４…ドラム ３０…モータ ３６…排水バルブ ４０…回転センサ ５０…マイコン ５１…回転速度制御部 ５２…偏荷重計測部 ５３…ＣＰＵ ５４…Ａ／Ｄ変換器 ５５…ＲＡＭ ５６…ＲＯＭ ６６…インバータ制御部 ６８…モータ電流検出部 ６８１…トルク電流成分検出部

フロントページの続き (72)発明者 田村 清則 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２−144096（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−31294（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−10482（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−266788（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06F 1/00 - 51/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】籠状のドラムに洗濯物を収容し該ドラムを
   水平軸を中心に回転させて洗濯物の脱水を行なう遠心脱
   水装置において、 a)洗濯物が遠心力によりドラム内周壁面に押し付けられ
   て回転しているときに該洗濯物の偏在に起因する偏荷重
   を計測する偏荷重測定手段と、 b)洗濯物が水を充分に含んだ状態で前記偏荷重計測手段
   により第１の偏荷重を計測し、該洗濯物が含む水の一部
   が飛散するような回転速度でドラムを回転させた後に前
   記偏荷重計測手段により第２の偏荷重を計測する運転制
   御手段と、 c)第１及び第２の偏荷重の計測結果を比較することによ
   り、ドラムに収容されている複数の洗濯物の同質性を判
   断する判断手段と、 を備えることを特徴とする遠心脱水装置。
2. 【請求項２】籠状のドラムに洗濯物を収容し該ドラムを
   水平軸を中心に回転させて洗濯物の脱水を行なう遠心脱
   水装置において、 a)前記ドラムを回転駆動するモータと、 b)該モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段
   と、 c)洗濯物の脱水を行なうべく、脱水回転を開始した後で
   あってドラムを高速脱 水回転している間において、回転
   速度が第１回転速度から該第１回転速度よ りも高い第２
   回転速度まで上昇させるときの、前記電流検出手段にて
   検出したモータ電流の増加分を判定することにより、脱
   水途中での洗濯物の重量のアンバランスに起因する偏荷
   重の増加を判断する偏荷重判断手段と、 を備えることを特徴とする遠心脱水装置。