JP3607117B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱水運転時にドラム内の洗濯物のアンバランス状態を検出する機能を備えたドラム式洗濯機に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のドラム式洗濯機においては、水槽内にドラムが横軸状態で回転可能に配設されていて、モータの回転をベルトを介してドラムに伝達する構造となっているのが一般的である。このものにおいて、脱水運転時にドラムを高速回転させる場合には、低速回転域においてドラム内の洗濯物がアンバランス状態であるか否かを検出する。この場合、アンバランス状態か否かは、モータの回転むらを検出することに基づき判定する。
【０００３】
そして、アンバランス状態であると判定した場合には、ドラムの回転速度を低下させるなどしてアンバランスを修正する修正運転を行い、アンバランス状態でないと判定した場合には、ドラムを定常回転速度（トップ回転速度）まで上昇させ、その定常回転速度を一定時間維持するようにしている。
【０００４】
このような従来構成のものの場合、低速回転域において回転むらによりアンバランス状態を検出するので、大きなアンバランス状態については検出できる。しかしながら、比較的小さなアンバランス状態の場合には、回転むらが、アンバランス状態で生じたものであるのか、洗濯物が動いて生じたものであるのかが判り難いため、比較的小さなアンバランス状態については検出することはできない。このため、比較的小さなアンバランス状態のまま定常回転速度まで上昇させ、その定常回転速度で脱水運転が行われる場合がある。この場合、アンバランス状態のまま高速回転されることになるため、高速回転域での騒音や振動が大きくなる場合があった。
【０００５】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、脱水運転時において、高速回転域での騒音及び振動を低下させることができるドラム式洗濯機を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、外箱内に配設された水槽と、この水槽内に横軸状態で回転可能に配設され、内部に洗濯物が収容されるドラムと、このドラムを回転駆動するモータと、前記ドラムの回転速度を検出する回転速度検出手段と、制御回路内に設けられ、前記ドラムの回転時に当該ドラム内の洗濯物のアンバランス状態を検出するアンバランス検出手段と、前記ドラムを回転させて行う脱水運転時に、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で前記アンバランス検出手段によりアンバランス状態か否かを検出し、その検出結果に応じて制御を行うことを特徴としている。
【０００７】
このものによれば、脱水運転時において、ドラムが定常回転速度に到達した時点でアンバランス状態か否かを検出し、その検出結果に応じて制御を行うようにしている。このため、ドラムが定常回転速度に到達した時点でドラムがアンバランス状態である場合には、例えばドラムの回転速度を低下させるなどの制御を行うようにすることにより、ドラムがアンバランス状態であってもドラムを定常回転速度のまま運転する場合に比べて、脱水運転時における高速回転域での騒音及び振動を低減できるようになる。
【０００８】
請求項２の発明は、ドラムはモータにより直接回転駆動する構成とすると共に、前記モータはインバータ制御する構成とし、アンバランス検出手段は、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で、前記モータへの通電タイミングを早くなるように変化させて前記ドラムの回転速度の変化を検出し、その変化に基づきアンバランス状態を検出することを特徴としている。
【０００９】
脱水運転時において、ドラムが定常回転速度に到達した時点でモータへの通電タイミングを早くなるように変化させると、ドラム内の洗濯物がアンバランス状態でない場合或いはごく小さなアンバランス状態の場合には、ドラムの回転速度は上昇するか、或いはほとんど変化しないが、モータのトルクとしては低下するため、アンバランス状態の場合には、ドラムの回転速度は低下するようになる。この回転速度の変化を検出することに基づき、アンバランス状態を検出することができる。
【００１０】
また、請求項３の発明は、ドラムはモータにより直接回転駆動する構成とすると共に、前記モータはインバータ制御で、かつ前記ドラムが予め決められた回転速度に達するようにフィードバック制御する構成とし、アンバランス検出手段は、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点の制御デューティ値に基づきアンバランス状態を検出することを特徴としている。
【００１１】
脱水運転時において、ドラム内の洗濯物がアンバランス状態の場合、ドラムが定常回転速度に到達した時点の制御デューティ値は、アンバランス状態でない場合に比べて高くなる。従って、この制御デューティ値に基づいてアンバランス状態を検出することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、ドラムはモータにより直接回転駆動する構成とすると共に、前記モータはインバータ制御で、かつ前記ドラムが予め決められた回転速度に達するようにフィードバック制御する構成とし、アンバランス検出手段は、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で、前記モータをフリーラン状態またはフィードバックによる回転速度低下制御を行った際の前記ドラムの到達最高回転速度に基づきアンバランス状態を検出することを特徴としている。
【００１３】
脱水運転時において、ドラムが定常回転速度に到達した時点で、モータをフリーラン状態またはフィードバックによる回転速度低下制御を行った場合、ドラムの回転速度は一旦定常回転速度より高くなって到達最高回転速度に達した後、低下する。このとき、ドラム内の洗濯物がアンバランス状態の場合には、アンバランス状態でない場合に比べて、到達最高回転速度が低くなる。従って、この到達最高回転速度を検出することに基づきアンバランス状態を検出することができる。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１と同様な目的を達成するために、外箱内に配設された水槽と、この水槽内に横軸状態で回転可能に配設され、内部に洗濯物が収容されるドラムと、このドラムを回転駆動するモータと、前記ドラムの回転速度を検出する回転速度検出手段と、制御回路内に設けられ、前記ドラムの回転時に当該ドラムのアンバランス状態を検出するアンバランス検出手段と、前記ドラムを回転させて行う脱水運転時に、前記ドラムが所定の低回転速度にある時点で前記アンバランス検出手段により低回転域でのアンバランス検出を行うと共に、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で前記アンバランス検出手段により定常回転域でのアンバランス検出を行い、その検出結果に応じて制御を行う制御手段とを具備したことを特徴としている。
【００１５】
このものによれば、脱水運転時において、低速回転域と定常回転域との双方でアンバランス検出を行い、その検出結果に応じた制御を行うので、脱水運転を一層良好に行うことができると共に、低速回転域と高速回転域との双方での騒音及び振動を低下させることが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例につき図１ないし図５を参照しながら説明する。まず、ドラム式洗濯機の概略構成を示す図２において、ドラム式洗濯機の外箱１は全体として矩形箱状をなし、その前板部２に円形の洗濯物出入口２ａが形成されている。この外箱１の内部には、軸方向が前後方向を指向する円筒状をなす水槽３が、振動減衰機構を構成する例えば４組（２組のみ図示）のサスペンション４により弾性的に支持されて設けられている。
【００１７】
この水槽３は、例えばいずれも金属板により形成された胴部５と、後板部６と、前板部７とを有して構成されており、その前板部７には円形の開口７ａが形成されている。そして、この開口７ａと前記洗濯物出入口２ａとは、全体としては筒状をなす弾性材例えばゴム製の接続部材８により連通するように接続されている。なお、前板部７には、洗濯物出入口２ａを開閉する扉９が回動可能に設けられている。
【００１８】
上記水槽３の内部には、ドラム１０が回転可能に設けられている。このドラム１０は、例えばいずれも金属板により形成された胴部１１と、後面部材１２と、前板部１３とを接合して構成されている。前記胴部１１の周壁部には多数の孔部１１ａが形成されており、また、前記前板部１３には円形の開口１３ａが形成されている。前記後面部材１２は、複数の通気口を有するフレーム部材１２ａに、多孔状の板部材１２ｂを取着して構成されている。
【００１９】
ドラム１０の後面部材１２の中心部分には、ドラム軸１４が後方に突出するように取り付けられており、このドラム軸１４が、前記水槽１３の後板部６を貫通して取り付けられた軸受ハウジング１５に軸受１６を介して回転自在に支承されており、もって、ドラム１０は、水槽３の内部に軸方向を前後方向とした横軸状態（ほぼ水平状態）で回転可能に設けられている。
【００２０】
上記ドラム１０は、アウタロータ形でブラシレスモータであるモータ１７により直接回転駆動されるようになっている。すなわち、前記ドラム軸１４の後端部には永久磁石１８ａを備えたロータ１８が一体回転し得るように取付けられ、また前記軸受ハウジング１５には、このロータ１８の内方に位置するようにステータコア１９ａ及びコイル１９ｂを備えたステータ１９が設けられている。従って、ロータ１８が回転されると、ドラム軸１４を介してドラム１０がダイレクトに回転駆動されるものである。
【００２１】
外箱１内の上部前側には給水器２０が設けられており、この給水器２０には通常給水用の電磁形の給水弁２１（図３参照）及びソフター投入のための電磁形の給水弁２２（図３参照）が設けられており、各給水弁２１及び２２から出た水はそれぞれ専用の給水管２１ａ及び２２ａを通して水槽３へ供給されるようになっている。水槽３の底部には、排水弁モータ２３（図３参照）によって開閉される排水弁２４が設けられており、この排水弁２４の開放により水槽３内の水が外部に排水されるようになっている。
【００２２】
水槽３の後部から上方及び前方にかけて、熱交換器付きの温風供給装置２５が設けられており、これについて述べる。すなわち、水槽３の後板部６には、温風戻し口２６が形成されている。この温風戻し口２６には、外気と温風とを熱交換する熱交換器２７の一端部が接続され、この熱交換器２７の他端部は蛇腹状の連結ダクト２８を介して、送風ケーシング２９の吸入側に接続されている。この送風ケーシング２９の吐出側には、ダクト３０、加熱装置３１、ダクト３２の一端部に順に接続されている。そして、このダクト３２の他端部は、前記接続部材８に形成した温風吐出口８ａに接続されて、水槽３内に連通している。
【００２３】
前記送風ケーシング２９の内部にはファン（図示せず）が設けられていて、このファンは乾燥ファンモータ３３（図３参照）により駆動されるようになっており、また、加熱装置３１内には乾燥ヒータ３４（図３参照）が設けられている。さらに、上記熱交換器２７内には湿気凝縮用の水が供給されて排水されるようになっており、その水は乾燥用の電磁形の給水弁３５（図３参照）により供給されるようになっている。
【００２４】
このような温風供給装置２５においては、乾燥運転時に、ドラム１０が回転されると共に、乾燥ファンモータ３３が回転駆動され、乾燥ヒータ３４が通電発熱される。乾燥ファンモータ３３によりファンが回転され、ドラム１０内の空気が、矢印Ａで示すように、温風戻し口２６から吸引され、熱交換器２７、連結ダクト２８、送風ケーシング２９、ダクト３０、加熱装置３１、ダクト３２を通り、そして温風吐出口８ａから水槽３内に戻される。この循環により上記空気が温風化されると共に熱交換（除湿）される。
なお、前記扉９は、ドアロック用のソレノイド３６（図３参照）が通電されることにより閉鎖状態にロックされ、断電によりロックが解除されるようになっている。
【００２５】
次に図３において電気的構成を説明する。
すなわち、交流電源３７の両端子には、倍電圧整流回路及び平滑コンデンサを有して構成された直流電源回路３８が接続されている。この直流電源回路３８の出力端子から直流母線３８ａ，３８ｂが導出されており、これら直流母線３８ａ、３８ｂには、インバータ主回路３９が接続されている。このインバータ主回路３９は、３相ブリッジ接続された例えばＩＧＢＴからなるスイッチング素子４０ａ〜４０ｆと、これらスイッチング素子４０ａ〜４０ｆにそれぞれ並列接続されたフリーホイールダイオード４１ａ〜４１ｆとから構成されている。
【００２６】
そして、このインバータ主回路３９の出力端子４２ｕ、４２ｖ、４２ｗは、モータ１７の３相の巻線１７ｕ、１７ｖ、１７ｗにそれぞれ接続されている。また、インバータ主回路３９の各スイッチング素子４０ａ〜４０ｆの制御端子（ゲート）は、例えばフォトカプラからなる駆動回路４３に接続されている。この駆動回路４３は、制御回路４４からの制御信号により制御されて各スイッチング素子４０ａ〜４０ｆをオンオフ制御するようになっている。
【００２７】
前記モータ１７の位置検出素子であるホールＩＣ４５ｕ、４５ｖ、４５ｗから出力された位置検出信号は、上記制御回路４４に与えられるように構成されている。この制御回路４４は、マイクロコンピュータ及びＰＷＭ回路４４ａを含んで構成されており、モータ１７回転駆動のためのプログラムを有しており、上記位置検出信号に基づいて、上述したスイッチング素子４０ａ〜４０ｆをオンオフ制御及びＰＷＭ制御して各巻線１７ｕ、１７ｖ、１７ｗに対する印加電圧のＰＷＭ制御及び通電タイミング制御を行ない、もって、モータ１７を回転駆動制御するようになっている。また、上記位置検出信号に基づいてモータ１７の回転速度も検出するようになっている。
【００２８】
また、上記制御回路４４は洗濯・脱水・乾燥運転のためのプログラムを有しており、外箱１の前面上部の操作パネル４６ａに設けられたスイッチ入力部４６、及び水槽３内の水位を検知する水位検知部４７の入力と、予め備えたプログラムに基づき、給水弁２１、２２、３５、排水弁モータ２３、乾燥ヒータ３４、乾燥ファンモータ３３、ドアロック用のソレノイド３６、モータ１７を駆動制御して洗濯・脱水・乾燥運転を制御するようになっている。この場合、この制御回路４４は、モータ１７の回転速度を検出する回転速度検出手段と、後述するように、脱水運転時にドラム１０のアンバランス状態を検出するアンバランス検出手段と、そのアンバランス検出手段の検出結果に応じた制御を行う制御手段としても機能するようになっている。
【００２９】
次に上記構成の作用を説明する。
最終の脱水運転時には、図１に示すように、まず、ドラム１０を回転駆動するモータ１７の回転速度（すなわちドラム１０の回転速度）が１００ｒｐｍとなるように、モータ１７への制御デューティ値及び通電タイミング（制御位相）を制御する。この図１では、制御デューティ値はパーセント（％）で示し、また、制御位相は電気角で示している。
【００３０】
そして、モータ１７の回転速度が１００ｒｐｍに到達した時点で、低速回転域でのアンバラ検知（アンバランス検出）１を行う。このアンバラ検知１は、制御回路４４により、モータ１７の回転むら（すなわちドラム１０の回転むら）を検出することによって行う。
【００３１】
図４は、モータ１７の回転角３０度間ごとの回転速度Ｄ１〜Ｄ１２を説明するための図である。制御回路４４は、ドラム１０の回転角度３０度間の回転速度Ｄ１〜Ｄ１２を個々に測定し、各回転速度Ｄ１〜Ｄ１２と平均速度Ｄａｖとの差の絶対値の積算値Ｓを求め、この積算値Ｓの大きさにより回転むらが大きいか否かを判定するようになっている。上記回転角度３０度間の回転速度Ｄ１〜Ｄ１２は、モータ１７の機械角が初期角度０から３０度回転する都度そのタイムをカウントし、そのカウント値Ｔ１〜Ｔ１２から算出する。なお、平均速度Ｄａｖは、各３０度間の回転速度Ｄ１〜Ｄ１２の合計値を１２で除したものである。
【００３２】
ここで、制御回路４４は、上記積算値Ｓが予め設定された設定値より小さく、回転むらが小さい場合には、アンバランス状態でないと判定し、モータ１７の回転速度を１００ｒｐｍで６０秒間維持した後、中速回転域である６００ｒｐｍまで上昇させるように制御する。
【００３３】
アンバラ検知１において、積算値Ｓが前記設定値より大きく、回転むらが大きい場合には、制御回路４４は、アンバランス状態であると判定し、図５のアンバランスを修正する修正運転（アンバラ修正）を行う。このアンバラ修正では、モータ１７の回転速度を一旦８０ｒｐｍに低下させた状態で１５秒間維持する。この後、再び１００ｒｐｍに上昇させ、ここで再度、上記と同様なアンバラ検知１を行う。この動作をアンバランスが修正されるまで繰り返し行う。アンバランス状態が修正されたら、モータ１７の回転速度を中速回転域である６００ｒｐｍまで上昇させる。このとき、モータ１７の回転速度を最初に１００ｒｐｍにしてからの時間が６０秒以内であれば、６０秒経過してから６００ｒｐｍまで上昇させる。
【００３４】
そして、モータ１７を６００ｒｐｍでの終了後からの経過時間が６０秒経過したら、定常回転域（高速回転域）である１２００ｒｐｍまで上昇させるように制御する。制御回路４４は、モータ１７の回転速度が１２００ｒｐｍに到達した時点で、定常回転域でのアンバラ検知２を行う。このアンバラ検知２は、前記したアンバラ検知１と同様に、モータ１７の回転むら（すなわちドラム１０の回転むら）を検出することによって行う。
【００３５】
制御回路４４は、このアンバラ検知２において、回転むらが小さく、アンバランス状態でないと判定した場合には、定常回転域である１２００ｒｐｍでの脱水を約３分間行い、この後、ブレーキをかけてモータ１７を停止させ、脱水運転を終了する。
アンバラ検知２において、回転むらが大きく、アンバランス状態であると判定した場合には、モータ１７の回転速度を９００ｒｐｍに低下させて脱水運転を行う。この場合には、脱水時間を例えば１分間延長する。
【００３６】
このような第１実施例によれば、次のような作用効果を得ることができる。まず、脱水運転時において、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点でアンバランス状態か否かを検出し、その結果、アンバランス状態である場合には、モータ１７（ドラム１０）の回転速度を９００ｒｐｍに低下させるようにしている。これにより、ドラムがアンバランス状態であってもドラムを定常回転速度（例えば１２００ｒｐｍ）のまま運転する場合に比べて、高速回転域での騒音及び振動を低減できるようになる。
【００３７】
また、低速回転域である１００ｒｐｍでアンバラ検知１を行い、その結果、アンバランス状態であると判定された場合には、アンバラ修正運転を行うようにしているので、大きなアンバランス状態を早期に検出して修正できる。そして、このアンバラ検知１を通過した後、定常回転速度である１２００ｒｐｍでアンバラ検知２を行い、その結果、アンバランス状態であると判定された場合には、モータ１７（ドラム１０）の回転速度を９００ｒｐｍに低下させるようにしているので、脱水運転を一層良好に行うことができると共に、低速回転域と高速回転域との双方での騒音及び振動を低下させることが可能になる。
【００３８】
図６は本発明の第２実施例を示したものであり、この第２実施例は、脱水運転時において、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で、ドラム１０がアンバランス状態であるか否かを検出する場合（アンバラ検知２を行う場合）のアンバランス状態の検出の仕方が第１実施例とは異なっている。
【００３９】
すなわち、モータ１７が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で、ドラム１０がアンバランス状態であるか否かを検出する場合に、制御回路４４は、モータ１７への通電タイミングを少しずつ早くなるように、制御位相指令で１ビットずつ（電気角で約２°ずつ（正確には１．８７５°ずつ））進めるように制御する。具体的には、モータ１７への制御位相を、定常回転速度である１２００ｒｐｍで７１°であったものを、３秒ごとに７３°、７５°へと２段階変化させる。このとき、モータ１７への制御デューティ値はほぼ一定とする。
【００４０】
制御位相を進めると、モータ１７のトルクが減少する。ドラム１０内の洗濯物がアンバランス状態でない場合、或いはごく小さなアンバランス状態の場合には、図６に実線で示すようにドラム１７の回転速度は上昇するか、或いはほとんど変化しないが、アンバランス状態である場合には、図６に点線で示すように低下するようになる。そこで、制御回路４４は、回転速度が１０ｒｐｍ以上低下した場合にアンバランス状態であると判定し、モータ１７の回転速度を９００ｒｐｍに低下させて脱水運転を行い、それ以外（回転速度が上昇、或いは回転速度の低下が１０ｒｐｍ以内）の場合にはアンバランス状態でないと判定し、モータ１７の回転速度を１２００ｒｐｍに戻して脱水運転を行う。
【００４１】
このような第２実施例においては、脱水運転時において、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点でのアンバランス状態の検出を容易に行うことができる。
【００４２】
図７は本発明の第３実施例を示したものであり、この第３実施例は、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で、ドラム１０がアンバランス状態であるか否かを検出する場合（アンバラ検知２を行う場合）のアンバランス状態の検出の仕方が第１及び第２実施例とは異なっている。
【００４３】
すなわち、モータ１７が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達するまではモータ１７はＰＷＭ制御し、１２００ｒｐｍに到達した時点で、インバータ主回路３９の各スイッチング素子４０ａ〜４０ｆをオフさせて開放状態に切り替え、モータ１７をフリーラン状態とする。すると、モータ１７は、回転速度が一時的に上昇した後、駆動力がなくなるために次第に低下し、オーバーシュート状態を呈する。
【００４４】
このとき、モータ１７の回転速度は、ドラム１０内の洗濯物がアンバランス状態でない場合、或いはごく小さなアンバランス状態の場合には、図７に実線で示すように比較的高くまで上昇するが、アンバランス状態である場合には、図７に点線で示すように低いところまでしか上昇しない。そこで、制御回路４４は、到達最高回転速度Ｐと定常回転速度（１２００ｒｐｍ）との差Ｑが２０ｒｐｍ以下の場合にアンバランス状態であると判定し、その差Ｑが２０ｒｐｍより大の場合にはアンバランス状態でないと判定する。
【００４５】
そして、制御回路４４は、到達最高回転速度Ｐを検出してから２秒後にモータ１７の制御を再びＰＷＭ制御に切り替え、上記アンバラ検知の結果、アンバランス状態であると判定した場合には、モータ１７の回転速度を９００ｒｐｍに低下させて脱水運転を行い、アンバランス状態でないと判定した場合には、モータ１７の回転速度を１２００ｒｐｍに戻して脱水運転を行う。
【００４６】
このような第３実施例においても、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点でのアンバランス状態の検出を容易に行うことができる。
【００４７】
なお、上記した第３実施例では、モータ１７が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で、モータ１７をフリーラン状態とすることに基づいてアンバランス状態を検出するようにしたが、これに変えて、次のようにしてアンバランス状態を検出することもできる。
【００４８】
すなわち、モータ１７が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で、モータ１７をフィードバックによる回転速度低下制御（制御位相は変えずに、制御デューティのみを変える制御）を行った場合、図示はしないが、モータ１７の回転速度は図７に示すような変化を示すようになる。従って、このときの到達最高回転速度Ｐと定常回転速度（１２００ｒｐｍ）との差Ｑを検出することにより、上記した第３実施例と同様にアンバランス状態を検出することができる。
【００４９】
図８は本発明の第４実施例を示したものであり、この第４実施例は上記した第１実施例とは次の点が異なっている。
すなわち、モータ１７が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で行うアンバラ検知２において、１回目のアンバラ検知の結果でアンバランス状態であると判定した場合には、モータ１７の回転速度を１００ｒｐｍ低下させて１１００ｒｐｍとし、約１０秒間の間に２回目のアンバラ検知を行う。２回目のアンバラ検知の結果でもアンバランス状態であると判定した場合には、モータ１７の回転速度をさらに１００ｒｐｍ低下させて１０００ｒｐｍとし、約１０秒間の間に３回目のアンバラ検知を行う。このようにして、アンバラ検知の結果、アンバランス状態であると判定した場合には、モータ１７の回転速度を１００ｒｐｍずつ段階的に低下させ、この制御を８００ｒｐｍまで繰り返して行う。アンバラ検知の結果、アンバランス状態でないと判定された場合には、モータ１７の回転速度は定常回転速度である１２００ｒｐｍに戻す。
なお、この場合のアンバラ検知の仕方としては、第１及び第２実施例のどちらの方法でも良い。
【００５０】
このような第４実施例によれば、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度に到達した時点でアンバランス状態であった場合に、モータ１７の回転速度を段階的に低下させるようにしているので、高速回転域での騒音及び振動を低下させながらも、脱水を極力良好に行うことができる。
【００５１】
本発明は、上記した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
アンバラ検知の仕方として、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点の制御デューティ値に基づきアンバランス状態を検出するようにしても良い。
【００５２】
モータ１７（ドラム１０）が予め決められた回転速度となるようにフィードバック制御する場合、ドラム１０内の洗濯物がアンバランス状態の場合には、モータ１７が定常回転速度（１２００ｒｐｍ）に到達した時点の制御デューティ値は、アンバランス状態でない場合（８１〜９３％）（図１参照）に比べて高くなる。そこで、この制御デューティ値が例えば９３％を越えた場合にはアンバランス状態であると判定し、それ以下の場合にはアンバランス状態でないと検出することができる。
【００５３】
モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点でのアンバラ検知２において、アンバランス状態であると判定した場合に、モータ１７（ドラム１０）を停止させると共に、ブザーなどで報知するようにしても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のような効果を得ることができる。
請求項１のドラム式洗濯機によれば、ドラムが定常回転速度に到達した時点でアンバランス状態か否かを検出し、その検出結果に応じて制御を行うようにしているため、ドラムがアンバランス状態であってもドラムを定常回転速度のまま運転する場合に比べて、高速回転域での騒音及び振動を低下できるようになる。
【００５５】
請求項２、３、４のドラム式洗濯機によれば、ドラムが定常回転速度に到達した時点でのアンバランス状態の検出を容易に行うことができる。
請求項５のドラム式洗濯機によれば、ドラムが定常回転速度に到達した時点でアンバランス状態であった場合に、ドラムの回転速度を低下させることにより、高速回転域での騒音及び振動を低下させながらも脱水を行うことができる。
請求項６のドラム式洗濯機によれば、ドラムが定常回転速度に到達した時点でアンバランス状態であった場合に、ドラムの回転速度を段階的に低下させることにより、高速回転域での騒音及び振動を低下させながらも、脱水を極力良好に行うことができる。
【００５６】
請求項７のドラム式洗濯機によれば、低速回転域と定常回転域との双方でアンバランス検出を行い、その検出結果に応じた制御を行うので、脱水運転を一層良好に行うことができると共に、低速回転域と高速回転域との双方での騒音及び振動を低下させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す脱水時の動作説明図
【図２】全体の破断側面図
【図３】電気的構成図
【図４】アンバランス状態を検出する場合に、モータの回転角３０度間ごとの回転速度を説明するための図
【図５】低速回転域でアンバラ修正運転を行った場合の動作説明図
【図６】本発明の第２実施例を示すもので、アンバランス状態を検出する場合の動作説明図
【図７】本発明の第３実施例を示すもので、アンバランス状態を検出する場合の動作説明図
【図８】本発明の第４実施例を示す脱水時の動作説明図
【符号の説明】
３は水槽、１０はドラム、１７はモータ、１８はロータ、３９はインバータ主回路、４０ａ〜４０ｆはスイッチング素子、４４は制御回路（回転速度検出手段、アンバランス検出手段、制御手段）を示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱水運転時にドラム内の洗濯物のアンバランス状態を検出する機能を備えたドラム式洗濯機に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のドラム式洗濯機においては、水槽内にドラムが横軸状態で回転可能に配設されていて、モータの回転をベルトを介してドラムに伝達する構造となっているのが一般的である。このものにおいて、脱水運転時にドラムを高速回転させる場合には、低速回転域においてドラム内の洗濯物がアンバランス状態であるか否かを検出する。この場合、アンバランス状態か否かは、モータの回転むらを検出することに基づき判定する。
【０００３】
そして、アンバランス状態であると判定した場合には、ドラムの回転速度を低下させるなどしてアンバランスを修正する修正運転を行い、アンバランス状態でないと判定した場合には、ドラムを定常回転速度（トップ回転速度）まで上昇させ、その定常回転速度を一定時間維持するようにしている。
【０００４】
このような従来構成のものの場合、低速回転域において回転むらによりアンバランス状態を検出するので、大きなアンバランス状態については検出できる。しかしながら、比較的小さなアンバランス状態の場合には、回転むらが、アンバランス状態で生じたものであるのか、洗濯物が動いて生じたものであるのかが判り難いため、比較的小さなアンバランス状態については検出することはできない。このため、比較的小さなアンバランス状態のまま定常回転速度まで上昇させ、その定常回転速度で脱水運転が行われる場合がある。この場合、アンバランス状態のまま高速回転されることになるため、高速回転域での騒音や振動が大きくなる場合があった。
【０００５】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、脱水運転時において、高速回転域での騒音及び振動を低下させることができるドラム式洗濯機を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、外箱内に配設された水槽と、この水槽内に横軸状態で回転可能に配設され、内部に洗濯物が収容されるドラムと、このドラムを回転駆動するモータと、前記ドラムの回転速度を検出する回転速度検出手段と、制御回路内に設けられ、前記ドラムの回転時に当該ドラム内の洗濯物のアンバランス状態を検出するアンバランス検出手段と、前記ドラムを回転させて行う脱水運転時に、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で前記アンバランス検出手段によりアンバランス状態か否かを検出し、その検出結果に応じて制御を行うことを特徴としている。
【０００７】
このものによれば、脱水運転時において、ドラムが定常回転速度に到達した時点でアンバランス状態か否かを検出し、その検出結果に応じて制御を行うようにしている。このため、ドラムが定常回転速度に到達した時点でドラムがアンバランス状態である場合には、例えばドラムの回転速度を低下させるなどの制御を行うようにすることにより、ドラムがアンバランス状態であってもドラムを定常回転速度のまま運転する場合に比べて、脱水運転時における高速回転域での騒音及び振動を低減できるようになる。
【０００８】
請求項２の発明は、ドラムはモータにより直接回転駆動する構成とすると共に、前記モータはインバータ制御する構成とし、アンバランス検出手段は、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で、前記モータへの通電タイミングを早くなるように変化させて前記ドラムの回転速度の変化を検出し、その変化に基づきアンバランス状態を検出することを特徴としている。
【０００９】
脱水運転時において、ドラムが定常回転速度に到達した時点でモータへの通電タイミングを早くなるように変化させると、ドラム内の洗濯物がアンバランス状態でない場合或いはごく小さなアンバランス状態の場合には、ドラムの回転速度は上昇するか、或いはほとんど変化しないが、モータのトルクとしては低下するため、アンバランス状態の場合には、ドラムの回転速度は低下するようになる。この回転速度の変化を検出することに基づき、アンバランス状態を検出することができる。
【００１０】
また、請求項３の発明は、ドラムはモータにより直接回転駆動する構成とすると共に、前記モータはインバータ制御で、かつ前記ドラムが予め決められた回転速度に達するようにフィードバック制御する構成とし、アンバランス検出手段は、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点の制御デューティ値に基づきアンバランス状態を検出することを特徴としている。
【００１１】
脱水運転時において、ドラム内の洗濯物がアンバランス状態の場合、ドラムが定常回転速度に到達した時点の制御デューティ値は、アンバランス状態でない場合に比べて高くなる。従って、この制御デューティ値に基づいてアンバランス状態を検出することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、ドラムはモータにより直接回転駆動する構成とすると共に、前記モータはインバータ制御で、かつ前記ドラムが予め決められた回転速度に達するようにフィードバック制御する構成とし、アンバランス検出手段は、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で、前記モータをフリーラン状態またはフィードバックによる回転速度低下制御を行った際の前記ドラムの到達最高回転速度に基づきアンバランス状態を検出することを特徴としている。
【００１３】
脱水運転時において、ドラムが定常回転速度に到達した時点で、モータをフリーラン状態またはフィードバックによる回転速度低下制御を行った場合、ドラムの回転速度は一旦定常回転速度より高くなって到達最高回転速度に達した後、低下する。このとき、ドラム内の洗濯物がアンバランス状態の場合には、アンバランス状態でない場合に比べて、到達最高回転速度が低くなる。従って、この到達最高回転速度を検出することに基づきアンバランス状態を検出することができる。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１と同様な目的を達成するために、外箱内に配設された水槽と、この水槽内に横軸状態で回転可能に配設され、内部に洗濯物が収容されるドラムと、このドラムを回転駆動するモータと、前記ドラムの回転速度を検出する回転速度検出手段と、制御回路内に設けられ、前記ドラムの回転時に当該ドラムのアンバランス状態を検出するアンバランス検出手段と、前記ドラムを回転させて行う脱水運転時に、前記ドラムが所定の低回転速度にある時点で前記アンバランス検出手段により低回転域でのアンバランス検出を行うと共に、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で前記アンバランス検出手段により定常回転域でのアンバランス検出を行い、その検出結果に応じて制御を行う制御手段とを具備したことを特徴としている。
【００１５】
このものによれば、脱水運転時において、低速回転域と定常回転域との双方でアンバランス検出を行い、その検出結果に応じた制御を行うので、脱水運転を一層良好に行うことができると共に、低速回転域と高速回転域との双方での騒音及び振動を低下させることが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例につき図１ないし図５を参照しながら説明する。まず、ドラム式洗濯機の概略構成を示す図２において、ドラム式洗濯機の外箱１は全体として矩形箱状をなし、その前板部２に円形の洗濯物出入口２ａが形成されている。この外箱１の内部には、軸方向が前後方向を指向する円筒状をなす水槽３が、振動減衰機構を構成する例えば４組（２組のみ図示）のサスペンション４により弾性的に支持されて設けられている。
【００１７】
この水槽３は、例えばいずれも金属板により形成された胴部５と、後板部６と、前板部７とを有して構成されており、その前板部７には円形の開口７ａが形成されている。そして、この開口７ａと前記洗濯物出入口２ａとは、全体としては筒状をなす弾性材例えばゴム製の接続部材８により連通するように接続されている。なお、前板部７には、洗濯物出入口２ａを開閉する扉９が回動可能に設けられている。
【００１８】
上記水槽３の内部には、ドラム１０が回転可能に設けられている。このドラム１０は、例えばいずれも金属板により形成された胴部１１と、後面部材１２と、前板部１３とを接合して構成されている。前記胴部１１の周壁部には多数の孔部１１ａが形成されており、また、前記前板部１３には円形の開口１３ａが形成されている。前記後面部材１２は、複数の通気口を有するフレーム部材１２ａに、多孔状の板部材１２ｂを取着して構成されている。
【００１９】
ドラム１０の後面部材１２の中心部分には、ドラム軸１４が後方に突出するように取り付けられており、このドラム軸１４が、前記水槽１３の後板部６を貫通して取り付けられた軸受ハウジング１５に軸受１６を介して回転自在に支承されており、もって、ドラム１０は、水槽３の内部に軸方向を前後方向とした横軸状態（ほぼ水平状態）で回転可能に設けられている。
【００２０】
上記ドラム１０は、アウタロータ形でブラシレスモータであるモータ１７により直接回転駆動されるようになっている。すなわち、前記ドラム軸１４の後端部には永久磁石１８ａを備えたロータ１８が一体回転し得るように取付けられ、また前記軸受ハウジング１５には、このロータ１８の内方に位置するようにステータコア１９ａ及びコイル１９ｂを備えたステータ１９が設けられている。従って、ロータ１８が回転されると、ドラム軸１４を介してドラム１０がダイレクトに回転駆動されるものである。
【００２１】
外箱１内の上部前側には給水器２０が設けられており、この給水器２０には通常給水用の電磁形の給水弁２１（図３参照）及びソフター投入のための電磁形の給水弁２２（図３参照）が設けられており、各給水弁２１及び２２から出た水はそれぞれ専用の給水管２１ａ及び２２ａを通して水槽３へ供給されるようになっている。水槽３の底部には、排水弁モータ２３（図３参照）によって開閉される排水弁２４が設けられており、この排水弁２４の開放により水槽３内の水が外部に排水されるようになっている。
【００２２】
水槽３の後部から上方及び前方にかけて、熱交換器付きの温風供給装置２５が設けられており、これについて述べる。すなわち、水槽３の後板部６には、温風戻し口２６が形成されている。この温風戻し口２６には、外気と温風とを熱交換する熱交換器２７の一端部が接続され、この熱交換器２７の他端部は蛇腹状の連結ダクト２８を介して、送風ケーシング２９の吸入側に接続されている。この送風ケーシング２９の吐出側には、ダクト３０、加熱装置３１、ダクト３２の一端部に順に接続されている。そして、このダクト３２の他端部は、前記接続部材８に形成した温風吐出口８ａに接続されて、水槽３内に連通している。
【００２３】
前記送風ケーシング２９の内部にはファン（図示せず）が設けられていて、このファンは乾燥ファンモータ３３（図３参照）により駆動されるようになっており、また、加熱装置３１内には乾燥ヒータ３４（図３参照）が設けられている。さらに、上記熱交換器２７内には湿気凝縮用の水が供給されて排水されるようになっており、その水は乾燥用の電磁形の給水弁３５（図３参照）により供給されるようになっている。
【００２４】
このような温風供給装置２５においては、乾燥運転時に、ドラム１０が回転されると共に、乾燥ファンモータ３３が回転駆動され、乾燥ヒータ３４が通電発熱される。乾燥ファンモータ３３によりファンが回転され、ドラム１０内の空気が、矢印Ａで示すように、温風戻し口２６から吸引され、熱交換器２７、連結ダクト２８、送風ケーシング２９、ダクト３０、加熱装置３１、ダクト３２を通り、そして温風吐出口８ａから水槽３内に戻される。この循環により上記空気が温風化されると共に熱交換（除湿）される。
なお、前記扉９は、ドアロック用のソレノイド３６（図３参照）が通電されることにより閉鎖状態にロックされ、断電によりロックが解除されるようになっている。
【００２５】
次に図３において電気的構成を説明する。
すなわち、交流電源３７の両端子には、倍電圧整流回路及び平滑コンデンサを有して構成された直流電源回路３８が接続されている。この直流電源回路３８の出力端子から直流母線３８ａ，３８ｂが導出されており、これら直流母線３８ａ、３８ｂには、インバータ主回路３９が接続されている。このインバータ主回路３９は、３相ブリッジ接続された例えばＩＧＢＴからなるスイッチング素子４０ａ〜４０ｆと、これらスイッチング素子４０ａ〜４０ｆにそれぞれ並列接続されたフリーホイールダイオード４１ａ〜４１ｆとから構成されている。
【００２６】
そして、このインバータ主回路３９の出力端子４２ｕ、４２ｖ、４２ｗは、モータ１７の３相の巻線１７ｕ、１７ｖ、１７ｗにそれぞれ接続されている。また、インバータ主回路３９の各スイッチング素子４０ａ〜４０ｆの制御端子（ゲート）は、例えばフォトカプラからなる駆動回路４３に接続されている。この駆動回路４３は、制御回路４４からの制御信号により制御されて各スイッチング素子４０ａ〜４０ｆをオンオフ制御するようになっている。
【００２７】
前記モータ１７の位置検出素子であるホールＩＣ４５ｕ、４５ｖ、４５ｗから出力された位置検出信号は、上記制御回路４４に与えられるように構成されている。この制御回路４４は、マイクロコンピュータ及びＰＷＭ回路４４ａを含んで構成されており、モータ１７回転駆動のためのプログラムを有しており、上記位置検出信号に基づいて、上述したスイッチング素子４０ａ〜４０ｆをオンオフ制御及びＰＷＭ制御して各巻線１７ｕ、１７ｖ、１７ｗに対する印加電圧のＰＷＭ制御及び通電タイミング制御を行ない、もって、モータ１７を回転駆動制御するようになっている。また、上記位置検出信号に基づいてモータ１７の回転速度も検出するようになっている。
【００２８】
また、上記制御回路４４は洗濯・脱水・乾燥運転のためのプログラムを有しており、外箱１の前面上部の操作パネル４６ａに設けられたスイッチ入力部４６、及び水槽３内の水位を検知する水位検知部４７の入力と、予め備えたプログラムに基づき、給水弁２１、２２、３５、排水弁モータ２３、乾燥ヒータ３４、乾燥ファンモータ３３、ドアロック用のソレノイド３６、モータ１７を駆動制御して洗濯・脱水・乾燥運転を制御するようになっている。この場合、この制御回路４４は、モータ１７の回転速度を検出する回転速度検出手段と、後述するように、脱水運転時にドラム１０のアンバランス状態を検出するアンバランス検出手段と、そのアンバランス検出手段の検出結果に応じた制御を行う制御手段としても機能するようになっている。
【００２９】
次に上記構成の作用を説明する。
最終の脱水運転時には、図１に示すように、まず、ドラム１０を回転駆動するモータ１７の回転速度（すなわちドラム１０の回転速度）が１００ｒｐｍとなるように、モータ１７への制御デューティ値及び通電タイミング（制御位相）を制御する。この図１では、制御デューティ値はパーセント（％）で示し、また、制御位相は電気角で示している。
【００３０】
そして、モータ１７の回転速度が１００ｒｐｍに到達した時点で、低速回転域でのアンバラ検知（アンバランス検出）１を行う。このアンバラ検知１は、制御回路４４により、モータ１７の回転むら（すなわちドラム１０の回転むら）を検出することによって行う。
【００３１】
図４は、モータ１７の回転角３０度間ごとの回転速度Ｄ１〜Ｄ１２を説明するための図である。制御回路４４は、ドラム１０の回転角度３０度間の回転速度Ｄ１〜Ｄ１２を個々に測定し、各回転速度Ｄ１〜Ｄ１２と平均速度Ｄａｖとの差の絶対値の積算値Ｓを求め、この積算値Ｓの大きさにより回転むらが大きいか否かを判定するようになっている。上記回転角度３０度間の回転速度Ｄ１〜Ｄ１２は、モータ１７の機械角が初期角度０から３０度回転する都度そのタイムをカウントし、そのカウント値Ｔ１〜Ｔ１２から算出する。なお、平均速度Ｄａｖは、各３０度間の回転速度Ｄ１〜Ｄ１２の合計値を１２で除したものである。
【００３２】
ここで、制御回路４４は、上記積算値Ｓが予め設定された設定値より小さく、回転むらが小さい場合には、アンバランス状態でないと判定し、モータ１７の回転速度を１００ｒｐｍで６０秒間維持した後、中速回転域である６００ｒｐｍまで上昇させるように制御する。
【００３３】
アンバラ検知１において、積算値Ｓが前記設定値より大きく、回転むらが大きい場合には、制御回路４４は、アンバランス状態であると判定し、図５のアンバランスを修正する修正運転（アンバラ修正）を行う。このアンバラ修正では、モータ１７の回転速度を一旦８０ｒｐｍに低下させた状態で１５秒間維持する。この後、再び１００ｒｐｍに上昇させ、ここで再度、上記と同様なアンバラ検知１を行う。この動作をアンバランスが修正されるまで繰り返し行う。アンバランス状態が修正されたら、モータ１７の回転速度を中速回転域である６００ｒｐｍまで上昇させる。このとき、モータ１７の回転速度を最初に１００ｒｐｍにしてからの時間が６０秒以内であれば、６０秒経過してから６００ｒｐｍまで上昇させる。
【００３４】
そして、モータ１７を６００ｒｐｍでの終了後からの経過時間が６０秒経過したら、定常回転域（高速回転域）である１２００ｒｐｍまで上昇させるように制御する。制御回路４４は、モータ１７の回転速度が１２００ｒｐｍに到達した時点で、定常回転域でのアンバラ検知２を行う。このアンバラ検知２は、前記したアンバラ検知１と同様に、モータ１７の回転むら（すなわちドラム１０の回転むら）を検出することによって行う。
【００３５】
制御回路４４は、このアンバラ検知２において、回転むらが小さく、アンバランス状態でないと判定した場合には、定常回転域である１２００ｒｐｍでの脱水を約３分間行い、この後、ブレーキをかけてモータ１７を停止させ、脱水運転を終了する。
アンバラ検知２において、回転むらが大きく、アンバランス状態であると判定した場合には、モータ１７の回転速度を９００ｒｐｍに低下させて脱水運転を行う。この場合には、脱水時間を例えば１分間延長する。
【００３６】
このような第１実施例によれば、次のような作用効果を得ることができる。まず、脱水運転時において、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点でアンバランス状態か否かを検出し、その結果、アンバランス状態である場合には、モータ１７（ドラム１０）の回転速度を９００ｒｐｍに低下させるようにしている。これにより、ドラムがアンバランス状態であってもドラムを定常回転速度（例えば１２００ｒｐｍ）のまま運転する場合に比べて、高速回転域での騒音及び振動を低減できるようになる。
【００３７】
また、低速回転域である１００ｒｐｍでアンバラ検知１を行い、その結果、アンバランス状態であると判定された場合には、アンバラ修正運転を行うようにしているので、大きなアンバランス状態を早期に検出して修正できる。そして、このアンバラ検知１を通過した後、定常回転速度である１２００ｒｐｍでアンバラ検知２を行い、その結果、アンバランス状態であると判定された場合には、モータ１７（ドラム１０）の回転速度を９００ｒｐｍに低下させるようにしているので、脱水運転を一層良好に行うことができると共に、低速回転域と高速回転域との双方での騒音及び振動を低下させることが可能になる。
【００３８】
図６は本発明の第２実施例を示したものであり、この第２実施例は、脱水運転時において、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で、ドラム１０がアンバランス状態であるか否かを検出する場合（アンバラ検知２を行う場合）のアンバランス状態の検出の仕方が第１実施例とは異なっている。
【００３９】
すなわち、モータ１７が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で、ドラム１０がアンバランス状態であるか否かを検出する場合に、制御回路４４は、モータ１７への通電タイミングを少しずつ早くなるように、制御位相指令で１ビットずつ（電気角で約２°ずつ（正確には１．８７５°ずつ））進めるように制御する。具体的には、モータ１７への制御位相を、定常回転速度である１２００ｒｐｍで７１°であったものを、３秒ごとに７３°、７５°へと２段階変化させる。このとき、モータ１７への制御デューティ値はほぼ一定とする。
【００４０】
制御位相を進めると、モータ１７のトルクが減少する。ドラム１０内の洗濯物がアンバランス状態でない場合、或いはごく小さなアンバランス状態の場合には、図６に実線で示すようにドラム１７の回転速度は上昇するか、或いはほとんど変化しないが、アンバランス状態である場合には、図６に点線で示すように低下するようになる。そこで、制御回路４４は、回転速度が１０ｒｐｍ以上低下した場合にアンバランス状態であると判定し、モータ１７の回転速度を９００ｒｐｍに低下させて脱水運転を行い、それ以外（回転速度が上昇、或いは回転速度の低下が１０ｒｐｍ以内）の場合にはアンバランス状態でないと判定し、モータ１７の回転速度を１２００ｒｐｍに戻して脱水運転を行う。
【００４１】
このような第２実施例においては、脱水運転時において、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点でのアンバランス状態の検出を容易に行うことができる。
【００４２】
図７は本発明の第３実施例を示したものであり、この第３実施例は、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で、ドラム１０がアンバランス状態であるか否かを検出する場合（アンバラ検知２を行う場合）のアンバランス状態の検出の仕方が第１及び第２実施例とは異なっている。
【００４３】
すなわち、モータ１７が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達するまではモータ１７はＰＷＭ制御し、１２００ｒｐｍに到達した時点で、インバータ主回路３９の各スイッチング素子４０ａ〜４０ｆをオフさせて開放状態に切り替え、モータ１７をフリーラン状態とする。すると、モータ１７は、回転速度が一時的に上昇した後、駆動力がなくなるために次第に低下し、オーバーシュート状態を呈する。
【００４４】
このとき、モータ１７の回転速度は、ドラム１０内の洗濯物がアンバランス状態でない場合、或いはごく小さなアンバランス状態の場合には、図７に実線で示すように比較的高くまで上昇するが、アンバランス状態である場合には、図７に点線で示すように低いところまでしか上昇しない。そこで、制御回路４４は、到達最高回転速度Ｐと定常回転速度（１２００ｒｐｍ）との差Ｑが２０ｒｐｍ以下の場合にアンバランス状態であると判定し、その差Ｑが２０ｒｐｍより大の場合にはアンバランス状態でないと判定する。
【００４５】
そして、制御回路４４は、到達最高回転速度Ｐを検出してから２秒後にモータ１７の制御を再びＰＷＭ制御に切り替え、上記アンバラ検知の結果、アンバランス状態であると判定した場合には、モータ１７の回転速度を９００ｒｐｍに低下させて脱水運転を行い、アンバランス状態でないと判定した場合には、モータ１７の回転速度を１２００ｒｐｍに戻して脱水運転を行う。
【００４６】
このような第３実施例においても、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点でのアンバランス状態の検出を容易に行うことができる。
【００４７】
なお、上記した第３実施例では、モータ１７が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で、モータ１７をフリーラン状態とすることに基づいてアンバランス状態を検出するようにしたが、これに変えて、次のようにしてアンバランス状態を検出することもできる。
【００４８】
すなわち、モータ１７が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で、モータ１７をフィードバックによる回転速度低下制御（制御位相は変えずに、制御デューティのみを変える制御）を行った場合、図示はしないが、モータ１７の回転速度は図７に示すような変化を示すようになる。従って、このときの到達最高回転速度Ｐと定常回転速度（１２００ｒｐｍ）との差Ｑを検出することにより、上記した第３実施例と同様にアンバランス状態を検出することができる。
【００４９】
図８は本発明の第４実施例を示したものであり、この第４実施例は上記した第１実施例とは次の点が異なっている。
すなわち、モータ１７が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点で行うアンバラ検知２において、１回目のアンバラ検知の結果でアンバランス状態であると判定した場合には、モータ１７の回転速度を１００ｒｐｍ低下させて１１００ｒｐｍとし、約１０秒間の間に２回目のアンバラ検知を行う。２回目のアンバラ検知の結果でもアンバランス状態であると判定した場合には、モータ１７の回転速度をさらに１００ｒｐｍ低下させて１０００ｒｐｍとし、約１０秒間の間に３回目のアンバラ検知を行う。このようにして、アンバラ検知の結果、アンバランス状態であると判定した場合には、モータ１７の回転速度を１００ｒｐｍずつ段階的に低下させ、この制御を８００ｒｐｍまで繰り返して行う。アンバラ検知の結果、アンバランス状態でないと判定された場合には、モータ１７の回転速度は定常回転速度である１２００ｒｐｍに戻す。
なお、この場合のアンバラ検知の仕方としては、第１及び第２実施例のどちらの方法でも良い。
【００５０】
このような第４実施例によれば、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度に到達した時点でアンバランス状態であった場合に、モータ１７の回転速度を段階的に低下させるようにしているので、高速回転域での騒音及び振動を低下させながらも、脱水を極力良好に行うことができる。
【００５１】
本発明は、上記した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
アンバラ検知の仕方として、モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点の制御デューティ値に基づきアンバランス状態を検出するようにしても良い。
【００５２】
モータ１７（ドラム１０）が予め決められた回転速度となるようにフィードバック制御する場合、ドラム１０内の洗濯物がアンバランス状態の場合には、モータ１７が定常回転速度（１２００ｒｐｍ）に到達した時点の制御デューティ値は、アンバランス状態でない場合（８１〜９３％）（図１参照）に比べて高くなる。そこで、この制御デューティ値が例えば９３％を越えた場合にはアンバランス状態であると判定し、それ以下の場合にはアンバランス状態でないと検出することができる。
【００５３】
モータ１７（ドラム１０）が定常回転速度である１２００ｒｐｍに到達した時点でのアンバラ検知２において、アンバランス状態であると判定した場合に、モータ１７（ドラム１０）を停止させると共に、ブザーなどで報知するようにしても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のような効果を得ることができる。
請求項１のドラム式洗濯機によれば、ドラムが定常回転速度に到達した時点でアンバランス状態か否かを検出し、その検出結果に応じて制御を行うようにしているため、ドラムがアンバランス状態であってもドラムを定常回転速度のまま運転する場合に比べて、高速回転域での騒音及び振動を低下できるようになる。
【００５５】
請求項２、３、４のドラム式洗濯機によれば、ドラムが定常回転速度に到達した時点でのアンバランス状態の検出を容易に行うことができる。
請求項５のドラム式洗濯機によれば、ドラムが定常回転速度に到達した時点でアンバランス状態であった場合に、ドラムの回転速度を低下させることにより、高速回転域での騒音及び振動を低下させながらも脱水を行うことができる。
請求項６のドラム式洗濯機によれば、ドラムが定常回転速度に到達した時点でアンバランス状態であった場合に、ドラムの回転速度を段階的に低下させることにより、高速回転域での騒音及び振動を低下させながらも、脱水を極力良好に行うことができる。
【００５６】
請求項７のドラム式洗濯機によれば、低速回転域と定常回転域との双方でアンバランス検出を行い、その検出結果に応じた制御を行うので、脱水運転を一層良好に行うことができると共に、低速回転域と高速回転域との双方での騒音及び振動を低下させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す脱水時の動作説明図
【図２】全体の破断側面図
【図３】電気的構成図
【図４】アンバランス状態を検出する場合に、モータの回転角３０度間ごとの回転速度を説明するための図
【図５】低速回転域でアンバラ修正運転を行った場合の動作説明図
【図６】本発明の第２実施例を示すもので、アンバランス状態を検出する場合の動作説明図
【図７】本発明の第３実施例を示すもので、アンバランス状態を検出する場合の動作説明図
【図８】本発明の第４実施例を示す脱水時の動作説明図
【符号の説明】
３は水槽、１０はドラム、１７はモータ、１８はロータ、３９はインバータ主回路、４０ａ〜４０ｆはスイッチング素子、４４は制御回路（回転速度検出手段、アンバランス検出手段、制御手段）を示す。
Claims (7)
- 外箱内に配設された水槽と、
この水槽内に横軸状態で回転可能に配設され、内部に洗濯物が収容されるドラムと、
このドラムを回転駆動するモータと、
前記ドラムの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
制御回路内に設けられ、前記ドラムの回転時に当該ドラム内の洗濯物のアンバランス状態を検出するアンバランス検出手段と、
前記ドラムを回転させて行う脱水運転時に、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で前記アンバランス検出手段によりアンバランス状態か否かを検出し、その検出結果に応じて制御を行う制御手段とを具備したことを特徴とするドラム式洗濯機。 - ドラムはモータにより直接回転駆動する構成とすると共に、前記モータはインバータ制御する構成とし、
アンバランス検出手段は、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で、前記モータへの通電タイミングを早くなるように変化させて前記ドラムの回転速度の変化を検出し、その変化に基づきアンバランス状態を検出することを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。 - ドラムはモータにより直接回転駆動する構成とすると共に、前記モータはインバータ制御で、かつ前記ドラムが予め決められた回転速度に達するようにフィードバック制御する構成とし、
アンバランス検出手段は、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点の制御デューティ値に基づきアンバランス状態を検出することを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。 - ドラムはモータにより直接回転駆動する構成とすると共に、前記モータはインバータ制御で、かつ前記ドラムが予め決められた回転速度に達するようにフィードバック制御する構成とし、
アンバランス検出手段は、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で、前記モータをフリーラン状態またはフィードバックによる回転速度低下制御を行った際の前記ドラムの到達最高回転速度に基づきアンバランス状態を検出することを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。 - 制御手段は、ドラムが定常回転速度に到達した時点でアンバランス検出手段がアンバランス状態であることを検出した場合に、ドラムの回転速度を所定値まで低下させることを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
- 制御手段は、ドラムが定常回転速度に到達した後の状態で、アンバランス状態に応じてドラムの回転速度を段階的に低下させることを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
- 外箱内に配設された水槽と、
この水槽内に横軸状態で回転可能に配設され、内部に洗濯物が収容されるドラムと、
このドラムを回転駆動するモータと、
前記ドラムの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
制御回路内に設けられ、前記ドラムの回転時に当該ドラム内の洗濯物のアンバランス状態を検出するアンバランス検出手段と、
前記ドラムを回転させて行う脱水運転時に、前記ドラムが所定の低回転速度にある時点で前記アンバランス検出手段により低速回転域でのアンバランス検出を行うと共に、前記ドラムが定常回転速度に到達した時点で前記アンバランス検出手段により定常回転域でのアンバランス検出を行い、その検出結果に応じて制御を行う制御手段とを具備したことを特徴とするドラム式洗濯機。
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