JP3573948B2

JP3573948B2 - ドラム式遠心脱水装置

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Publication number: JP3573948B2
Application number: JP06956098A
Authority: JP
Inventors: 智也川口; 聖行周防
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2018-03-03
Also published as: JPH11244594A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒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高速で回転させることによって洗濯物の脱水を実行するドラム式遠心脱水装置（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、洗濯から脱水まで、更には乾燥まで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周囲に重錘を取り付けている。このため、従来のドラム式洗濯乾燥機は非常に重く、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号公報に記載の遠心脱水装置では、脱水のためのドラム高速回転立上げ前に、比較的低い二段階の回転速度でドラム内の洗濯物を均等に分散する方法が提案されている。また、特公平７−１０００９５号公報には、ドラム内周壁の一部に重錘を付加し、該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、というバランス調整方法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、前者の方法では、例えば比較的重量の大きな洗濯物（例えジーンズ等）が１枚のみドラムに収容された場合にはバランスをとることが不可能である。一方、後者の方法では、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の下でないとバランスをとることが困難である。また、いずれのバランス調整方法においても、１回の試行により均衡状態になるという確率が低く、その結果、多数回の試行を繰り返すことになって脱水時間がかなり長くなるという問題がある。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】
上記問題に鑑み、本願出願人は、特願平９−２４９９１７号等において、ドラム内周壁に設けた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、その偏心荷重の大きさ（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を調整する、とい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となる。
【０００６】
上記バランサを用いてバランス調整を行なうには、偏心荷重がドラム内周上でバランサの対向位置、つまり回転角度１８０°離間した位置に在ることが最も好ましいが、洗濯物の偏在に起因する偏心荷重を正確にその位置にもってくることは容易ではない。従って、バランス調整をできる限り短時間で終了させて脱水運転を立ち上げるには、洗濯物による偏心荷重が上記対向位置から或る程度離れた位置に在ってもバランス調整が行なえるようにしておくことが望ましい。勿論、その場合でも、脱水運転移行後には異常振動が確実に生じないようにしておく必要がある。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであって、その目的とするところは、ドラム内周壁上の一部に上記バランサを備えたドラム式遠心脱水装置において、該バランサを用いたバランス調整に要する時間を極力短く抑えるとともに、高速脱水運転時の異常振動を確実に回避することができるドラム式遠心脱水装置を提供することにある。
【０００８】
【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成された本発明は、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ドラム式遠心脱水装置において、
a)ドラム壁面の一部に形成した中空体の水保持部と、
b)該水保持部に水を注入する注水手段と、
c)ドラムの偏心荷重の大きさ及びドラム内周上での位置を検知する偏心荷重検知手段と、
d)該偏心荷重検知手段により検知された偏心荷重の位置と前記水保持部の対向位置との離間角度に応じて、注水前の許容値を、離間角度が大きくなるほど許容値を小さくするように決定する許容値決定手段と、
e)前記偏心荷重検知手段により検知された偏心荷重の大きさが前記許容値決定手段にて決められた許容値以下であるか否かを判定する判定手段と、
f)偏心荷重の大きさが前記許容値以下であるとき、前記注水手段により偏心荷重の大きさに応じた量の水を前記水保持部に注入してドラムのバランス調整を行なう注水制御手段と、
g)ドラムを回転駆動するモータを制御する回転制御手段であって、ドラムのバランス調整がなされた後に脱水を行なうべくドラムの回転を立ち上げる回転制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明に係るドラム式遠心脱水装置では、偏心荷重がドラム内周上で水保持部の対向位置（回転角度１８０°の位置）近傍に存在する場合、水保持部に適宜量の水を注入することにより、洗濯物による偏心荷重と水保持部の重量との釣合によってドラム全体の偏心量を減少させることができる。注水前に偏心荷重が水保持部の対向位置に存在する場合に上記釣合は最も効果的であるが、その対向位置から偏心荷重が離間するに伴い該釣合の効果が薄れる。なぜなら、ドラム回転時に水保持部に作用する力のうち、偏心荷重に作用する力を相殺可能な成分が減少するからである。すなわち、洗濯物による偏心荷重が上記対向位置から離間するほど、水保持部を用いてバランス調整を行ない得る偏心荷重の大きさは減少する。
【００１０】
そこで、許容値決定手段は、偏心荷重検知手段により洗濯物の偏在に起因する偏心荷重の位置が与えられたとき、離間角度を算出し、該離間角度が大きいほど小さな許容値を設定する。離間角度が零であるとき該許容値は最大となる。判定手段により偏心荷重の大きさが該許容値以下であると判定されると、注水制御手段は注水手段により水保持部へ注水を行ない、ドラム全体の偏心荷重の大きさが所定値以下になるまで注水を継続する。これにより、ドラム全体のバランス調整が終了する。離間角度に応じて許容値が適切に設定されるので、水保持部への注水によって確実にバランス調整が可能である場合にのみ、注水動作が実行される。このため、無駄な注水動作を行なうことがなく、注水が実行される場合には確実にドラム全体のバランスがとれる。また、或る程度離間角度が大きくても偏心荷重の大きさが許容値以内に収まっている場合には、注水動作に移行することができる。
【００１１】
勿論、注水前に検知された偏心荷重が小さく、水保持部への注水が不要であると判断される場合には、上記処理を行なうことなしに脱水運転を立ち上げることができる。従って、本発明に係るドラム式遠心脱水装置では、前記判定手段は注水前に検知された偏心荷重の大きさが所定値以下であるか否かを判定し、前記回転制御手段は、該偏心荷重の大きさが所定値以下であるときには、該偏心荷重の位置に拘らず脱水を行なうべくドラムの回転速度を上昇させる構成とするとよい。
【００１２】
また、離間角度が９０°であると、偏心荷重に作用する力を相殺可能な水保持部に作用する力の成分は皆無になる。更に、離間角度が０°から離れるほど、水保持部に作用する力のうち、それ自体がドラムの偏心荷重となり得る成分が増加してゆく。従って、離間角度０〜９０°の間の所定角度以上で、水保持部によるバランス調整の効果は実質的に失われる。このようなことから、離間角度０〜９０°の間で適宜の値を設定しておき、前記判定手段は離間角度がその値以上であるか否かを判定し、前記回転制御手段は、離間角度が該値以上であるときには、水保持部によるバランス調整は不可能であると判断し、洗濯物を移動させるようにドラムの回転を制御する構成とするとよい。
【００１３】
また、回転制御手段は、前記判定手段により偏心荷重の大きさが許容値を越えていると判定されたときにも、同様に洗濯物を移動させるようにドラムの回転を制御する構成とするとよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明に係るドラム遠心脱水装置によれば、ドラム内周上での洗濯物の偏在による偏心荷重の位置と水保持部の対向位置との離間角度に応じて適宜の許容値が設定され、該偏心荷重の大きさがその許容値以下である場合に水保持部への注水が実行される。このため、注水により確実にバランスがとれる状態であるときに注水が実行されるので、注水によってバランスがとれない状態であるにも拘らず注水を行なうといった無駄な時間を費やすことがなくなる。一方、離間角度が或る程度大きくても、偏心荷重の大きさが該離間角度に対して設定された許容値以下である場合には注水によるバランス調整が行なわれるので、注水によるバランス調整の利用機会が増す。このようなことから、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。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明に係るドラム式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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
主プーリ１６のリング体には開口が円周上に一箇所設けられており、該リング体を挟んで両側に発光部と受光部とから成る回転センサ２６が配置されている。回転センサ２６は、発光部から発した光がドラム５の一回転期間中に一回だけ上記開口を通過して受光部に到達したことを検出することにより、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。
【００１９】
次に、上記バランサ１０への注水及び排水について図３を用いて説明する。図３は、水案内室１１周囲の水の移動状態を示す概略断面図である。ドラム５が所定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、その水は注水開口１２を介して水案内室１１に入り、ドラム５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。
【００２０】
バランサ１０は、水案内室１１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内に流れ込み、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。
【００２１】
このようにしてバランサ１０内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底部に溜まった水は回転円周上の最低位置にきている排水孔１４を通って外槽２へ流出する。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内の水はほぼ完全に外槽２へ排出される。
【００２２】
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１７の目標回転速度を回転速度制御部３２に指示する。
【００２３】
回転速度制御部３２はモータ駆動部４１と共に、モータ１７の回転速度が指示された目標回転速度になるように制御動作を行なう。モータ１７に誘導機モータ、整流子モータ等、回転速度が位相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から受け取ったその時点での実回転速度との差に基づき、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４１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。また、モータ１７に直流無整流子モータ等、回転速度がＰＷＭ制御される電動機を使用する場合には、回転速度制御部３２は目標回転速度と実回転速度との差に基づき、制御パルス信号のパルス幅を変えてモータ駆動部４１に与える。
【００２４】
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、上記回転センサ２６により得られるドラム５の一回転周期を示す回転マーカである。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。通常、偏心荷重がドラムの最低位置を通過し上方に持ち上げられて最高位置に達する手前で負荷トルクは最大になり、そこから１８０°離れた位置で最小になる。回転マーカの現われる位置は既知であるから、回転マーカに対する最大ピーク又は最小ピークの出現位置により偏心荷重の位置がわかる。
【００２５】
一方、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。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、取得した変動振幅Ｌから偏心量を求めることができる。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。
【００２６】
而して、偏心荷重検知部３３は、図５に示すような検出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に示す関係を参照して偏心量を求める。また、最大ピーク又は最小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内周上での偏心荷重の位置を検知する。
【００２７】
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及び図８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４６０ｍｍ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。
【００２８】
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。脱水行程が開始されると、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１３０ｒｐｍにまで上昇するようにモータ駆動部４１を制御する（ステップＳ１）。このときのドラム５の回転速度は、ドラム５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（以下「均衡回転速度」といい、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。
【００２９】
ドラム５が１３０ｒｐｍで回転するとき、全ての洗濯物は遠心力によりドラム５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Ｓ２）。
【００３０】
次いで、中央制御部３１は検知された偏心量が所定値（例えば３５０ｇ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。偏心量が所定値以下であると判定されたときには、そ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ので、ステップＳ９に進み、回転速度制御部３２はドラム５の回転速度を１０００ｒｐｍまで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８００ｒｐｍ）に制限するようにしてもよい。
【００３１】
上記ステップＳ３にて偏心量が所定値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ズレ角度θを算出する（ステップＳ４）。偏心ズレ角度θは、図１０に示すように、ドラム５内周上でバランサ１０の対向位置を０°とし、偏心位置のズレ量を−１８０°〜１８０°の範囲の回転角度として表わしたものである。
【００３２】
次いで、該偏心ズレ角度θに基づいて、後記バランス注水運転へ進むための許容値ｘを決定する。該許容値の意味及びその算出方法を図１２により説明する。図１２（ａ）に示すように、バランサ１０に水が注入されたとき、遠心力によってバランサ１０に作用する力は図中にＷで示す通り角度±１８０°の方向を向く。これに対し、洗濯物の偏在による偏心位置が０°の位置、つまりバランサ１０に１８０°対向する位置に在るときには、該偏心荷重に作用する力はＷとちょうど反対向きになる。従ってその場合には、バランサ１０に作用する力の全てが偏心荷重に作用する力を相殺するように働く。その結果、バランサ１０は最も効果的に機能する。
【００３３】
図１２（ａ）に示すように偏心位置が０°から角度θ１だけずれている場合、該偏心荷重に作用する力と釣り合うのはバランサ１０に作用する力Ｗのうちのｍに平行な成分であるから、Ｗ・ｃｏｓ θ１という成分である。ｃｏｓ θ１＜１（０°＜θ１＜９０°）であり、しかも角度θ１が９０°に近付くほどｃｏｓ θ１は小さくなるので、角度θ１が９０°に近付くほどバランサ１０により相殺可能な偏心量は小さくなる。一方、角度θ１が大きくなるほど、偏心荷重に作用する力の相殺に寄与しないＷ・ｓｉｎ θ１という成分が増加する。図１２（ｂ）に示すようにθ１が９０°に近いと、たとえＷ・ｃｏｓ θ１なる成分でもって偏心荷重に作用する力を相殺することができたとしても、バランサ１０に作用するＷ・ｓｉｎ θ１なる成分が新たな偏心荷重となって高速脱水運転時に振動が生じる恐れがある。
【００３４】
これらのことを考慮すると、バランサ１０の最大重量（最大限に水を注入したときの重量）が１０００ｇであるとき、注水後のドラム５の偏心量を３５０ｇ以下に抑えることができるような、偏心ズレ角度θと偏心荷重として許容し得る偏心量との関係は次のようなベクトル計算により得られる。すなわち、図１１に示すように、バランサ１０の重量が１０００ｇであって、バランサ１０の対向位置から偏心ズレ角度θだけ離れた位置に洗濯物のかたまり（重量ｍ）があるとき、両者の釣合によって全体の偏心量が３５０ｇ（脱水立上げ時の許容偏心量）となるのは次の（１）式が満たされるときである。
（ｍ・ｃｏｓ θ−１０００）^２＋ｍ^２・ｓｉｎ^２ θ＝３５０^２ …（１）
一方、バランサ１０により相殺されない成分による偏心量が３５０ｇとなるのは次の（２）式の条件のときである。
ｍ・ｓｉｎ θ＝３５０ …（２）
【００３５】
偏心ズレ角度θが小さく偏心に対してｃｏｓ θ方向の成分が支配的である範囲では（具体的にはθが２０°程度まで）、上記（１）式を適用し得る。一方、偏心ズレ角度θが大きく偏心に対してｓｉｎ θ方向の成分が支配的である範囲では、上記（２）式を適用し得る。図９は、このような計算を基に算出した偏心ズレ角度θの範囲と許容値ｘとの関係を示すテーブルである。このようなテーブルが予め作成されて、中央制御部３１のメモリに格納される。なお、上記（１）、（２）式はバランサ１０と一点に集中していると看做した洗濯物のかたまりとに作用する遠心力の釣合のみを前提としたものであるが、実際には重力や慣性力等の他の種々の要因が関係している。そこで、上記のような計算を基に、更に多数回の予備実験を行なうことにより、最適な許容値ｘを算出することが望ましい。
【００３６】
図７のフローチャートに戻り説明を続ける。上記ステップＳ４にて偏心ズレ角度θが求まったならば、偏心ズレ角度θの絶対値が８０°以下であるか否かを判定し（ステップＳ５）、｜θ｜≦８０°である場合には、図９に示したテーブルを参照し、偏心ズレ角度θに応じて許容値ｘを取得する（ステップＳ６）。一方、｜θ｜＞８０°である場合には、バランサ１０への注水によるバランス調整は不可能であると判断し、後記の洗濯物移動運転を行なう（ステップＳ８）。
【００３７】
上記ステップＳ６にて許容値ｘが決まると、先に検知された偏心量Ａが該許容値ｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ７）。偏心量Ａが許容値ｘ以下である場合には、バランサ１０への注水によりバランス調整を行なうことができると判断できる。そこで、ステップＳ１０に進み後記のバランス注水運転を実行する。一方、偏心量が許容値ｘよりも大きい場合には、バランサ１０への注水によってもバランス調整を行なうことができない。そこでステップＳ８へ進み、洗濯物移動運転を行なう。
【００３８】
図８は、上記ステップＳ１０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１３０ｒｐｍに維持する（ステップＳ１１）。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１１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な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ほうが好ましく、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ほうが好ましい。
【００３９】
ドラム５の回転速度が１３０ｒｐｍであるとき、注水制御部３４は、先に検知された偏心量Ａ〔ｇ〕に２／３を乗じた重量に相当する水をバランサ１０に注入する（ステップＳ１２）。例えば、給水口２０に供給される水の流量に拘らずに注水ノズル２３からの放水流量を所定値に設定できるような構成では、該放水流量と上記注水量とから注水バルブ２２の開放時間を算出し、該時間だけ注水バルブ２２を開放する。また、給水口２０に供給される水の流量により注水ノズル２３からの放水流量が変化する構成においては、流量センサ等を付設し、必要な水量が注水ノズル２３から放出された時点で注水バルブ２２を閉鎖する構成とするとよい。これにより、前述のように注水ノズル２３から放出された水は水案内室１１を介してバランサ１０に流れ込み、バランサ１０内に保持される。
【００４０】
その後、偏心荷重検知部３３はバランサ１０と洗濯物の偏在とにより決まる偏心量Ｂを検知し（ステップＳ１３）、中央制御部３１は該偏心量Ｂが所定値（３５０ｇ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。偏心量Ｂが所定値以下である場合には上記ステップＳ９へ進み、高速脱水運転を立ち上げる。一方、偏心量Ｂが所定値を越えている場合には、バランサ１０への注水量が不足していると判断し、偏心量Ａ〔ｇ〕に１／９を乗じた重量に相当する水をバランサ１０に追加注入する（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ１３へ戻り再び偏心量Ｂを検知する。すなわち、ステップＳ１３→Ｓ１４→Ｓ１５→Ｓ１３の繰り返しにより少しずつ水を注入し、偏心量Ｂが所定値以下になった時点で高速脱水運転を立ち上げる。
【００４１】
偏心ズレ角度θが−８０°〜８０°の範囲外であるか、或いは、偏心ズレ角度θが該範囲内に在っても偏心量が注水時許容値ｘを越えているか、のいずれかである場合には、洗濯物の偏在がそのままの状態ではバランスがとれないので洗濯物を移動させなければならない。そのための洗濯物移動運転としては種々の方法を用いることができるが、例えば本願出願人が先に出願した特願平９−３２６９２２号に記載の偏心荷重移動運転によることができる。
【００４２】
すなわち、この偏心荷重移動運転は、偏心荷重の原因となっている洗濯物のかたまりをあまり崩すことなく、主としてドラム５内周壁面に沿ってずらす又は転がすことにより移動させるものである。そのためには、均衡回転速度以上の適宜の回転速度（８０ｒｐｍ程度が好ましい）でドラム５を回転させ、偏心荷重がドラム５の最低位置を通過して上方に持ち上げられようとするときに、短時間だけ均衡回転速度以下の回転速度に落とす。すると、洗濯物のかたまりに作用する遠心力が弱まり、ドラム５内周壁面から離れて回転後方にずり落ちる。ドラム５の回転速度を落とす時間の長さや回転速度を変えることにより移動量（角度）を変えることができるから、上記偏心ズレ角度θに応じて適当な制御を行なうことにより洗濯物のかたまりを角度０°近傍にまで移動させることができる。
【００４３】
また、上述の偏心荷重移動運転は洗濯物の量が比較的少ない場合には特に有効であるが、洗濯物の量が多い場合にはドラム５内周壁に多くの洗濯物が分散した状態にあって、ドラム５内周壁面に沿って洗濯物のかたまりを移動させることが困難であることが多い。そこで、偏心荷重移動運転の代わりに、洗濯物のほぐし運転を行なった後に洗濯物全体を略均等に分散配置させるようにドラム５の回転制御を行なってもよい。すなわち、ドラム５の回転速度を一旦落とし、例えば５０〜５５ｒｐｍ程度の回転速度で所定時間毎に左右反転を繰り返す。これにより、ドラム５内の洗濯物が攪拌され、絡み合っていた洗濯物がほぐれるとともに、各洗濯物の隙間に空気が入り込んで互いに離れ易くなる。このような状態にした後に、均衡回転速度以上の回転速度まで急速に回転速度を立ち上げると、各洗濯物がばらけ易くなり、ドラム５内周上に均等に分散し易くなる。
【００４４】
以上説明したように、本実施例の洗濯機では、脱水行程時に偏心ズレ角度θに応じて適切な注水時許容値ｘを選択し、偏心量が該許容値ｘ以下である場合にのみバランス注水運転が実行される。従って、バランス注水運転の実行に際しては、偏心量が所定値以下になるまで確実に減少する。
【００４５】
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。また、本発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行なえることも当然である。
【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】本実施例における水案内室周辺の水の移動状態を示す概略断面図。
【図４】本実施例による遠心脱水装置の電気系構成図。
【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行程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行程時の制御動作を示すフローチャート。
【図９】偏心ズレ角度θの範囲と許容値ｘとの関係を示すテーブル。
【図１０】偏心ズレ角度を説明するための模式図。
【図１１】偏心ズレ角度に対する許容値の算出方法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の原理を説明するための模式図。
【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
４３…回転数検出器

Claims

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ドラム式遠心脱水装置において、
a)ドラム壁面の一部に形成した中空体の水保持部と、
b)該水保持部に水を注入する注水手段と、
c)ドラムの偏心荷重の大きさ及びドラム内周上での位置を検知する偏心荷重検知手段と、
d)該偏心荷重検知手段により検知された偏心荷重の位置と前記水保持部の対向位置との離間角度に応じて、注水前の許容値を、離間角度が大きくなるほど許容値を小さくするように決定する許容値決定手段と、
e)前記偏心荷重検知手段により検知された偏心荷重の大きさが前記許容値決定手段にて決められた許容値以下であるか否かを判定する判定手段と、
f)偏心荷重の大きさが前記許容値以下であるとき、前記注水手段により偏心荷重の大きさに応じた量の水を前記水保持部に注入してドラムのバランス調整を行なう注水制御手段と、
g)ドラムを回転駆動するモータを制御する回転制御手段であって、ドラムのバランス調整がなされた後に脱水を行なうべくドラムの回転を立ち上げる回転制御手段と、
を備えることを特徴とするドラム式遠心脱水装置。
前記判定手段は注水前に検知された偏心荷重の大きさが所定値以下であるか否かを判定し、前記回転制御手段は、該偏心荷重の大きさが所定値以下であるときには、該偏心荷重の位置に拘らず脱水を行なうべくドラムの回転速度を上昇させることを特徴とする請求項１に記載のドラム式遠心脱水装置。
前記判定手段は、離間角度が所定値以上であるか否かを判定し、前記回転制御手段は、離間角度が該所定値以上であるときには、洗濯物を移動させるようにドラムの回転を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のドラム式遠心脱水装置。
前記回転制御手段は、前記判定手段により偏心荷重の大きさが許容値を越えていると判定されたとき、洗濯物を移動させるようにドラムの回転を制御することを特徴とする請求項１に記載のドラム式遠心脱水装置。