JP4308089B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Description

本発明はドラム式洗濯機に関し、更に詳しくは、遠心脱水の際に発生する振動を抑制又は低減する技術に関する。

ドラム式洗濯機では、周囲に多数の通水穴を有する周面略円筒形状のドラムを水平又は傾斜した軸を中心に高速で回転させ、それによってそのドラム内に収容されている濡れた洗濯物に含まれる水を絞り出し飛散させることで脱水を行う。こうした遠心脱水の際に、洗濯物がドラムの内周面上で周方向に片寄って配置され、それによって回転軸周りに質量のアンバランス（つまり偏心荷重）があると、ドラムの回転速度を上げたときにドラムが大きく振動し、それに伴ってドラムを内装する外槽が振動して外箱の内面に接触したり外箱自体が振動したりして、異常な騒音の発生の原因となる。そのため、こうした遠心脱水時の振動や騒音を軽減することは、ドラム式洗濯機における大きな課題となっている。

こうしたドラム式洗濯機では、或る程度の量の洗濯物がドラム内に収容されている場合、それら洗濯物をドラム内周面の周方向に適度に分散させることによってドラムの偏心荷重を小さくできることが多い。しかしながら、洗いやすすぎ終了後の洗濯物は互いに絡み合っているため、こうした絡みをほぐしてから洗濯物を分散させることが必要となる。そのため、従来のドラム式洗濯機では、４０〜６０ｒｐｍ程度の低い回転速度でドラムを回転させることで洗濯物を撹拌しながらほぐしを促進し（このような運転をタンブリング運転という）、このタンブリング運転を所定時間だけ行った後にドラムの回転速度を上げ、遠心力によって洗濯物がドラム内周面に張り付くようにドラムモータの回転制御を行っている。

ところが、こうした従来の制御方法では、必ずしも洗濯物の絡みが十分にほぐれ、適度に分散し易い状態であるときに回転速度が上昇するとは限らないため、洗濯物が所望の状態に分散して結果的に偏心荷重が小さくなる確率はあまり高いとは言えない。ドラムの回転速度を上げたときに偏心荷重が大きければ、回転速度を落として再びタンブリング運転及び回転速度の立ち上げを行う必要があり、こうしたことを繰り返すことで実際に脱水運転が立ち上がるまでの時間が非常に長引いてしまうという問題がある。

洗濯物をほぐすようなドラム低速回転から適切なタイミングで高速回転に立ち上げる技術の一つとして、従来、特許文献１に記載のものが知られている。この文献に記載のドラム式洗濯機では、外槽の振動振幅を検知する振動検知装置を設け、洗濯物をほぐすためにドラムを低速で回転させているときに振動検知装置により外槽の異常な振動の有無をチェックし、異常な振動がない場合に高速回転への立ち上げを行い、他方、異常な振動が検知される場合にはさらにほぐし運転を継続するという制御を行っている。この制御方法によれば、洗濯物がかたまっていて分散しにくい場合に無駄にドラムの回転速度を立ち上げることを回避することができる。しかしながら、通常、ドラムの低速回転時に洗濯物の片寄りによって外槽が一旦大きく振動すると、洗濯物のかたまりが解消されてもすぐには振動は収まらないため、再び振動を検知する時点までに或る程度の時間をとらなければならない。そのため、ドラムを低速で回転させながらほぼ連続的にドラム内の洗濯物のかまたり状況や集まり状況を判断することは実質的には不可能である。

洗濯物がひどく絡み合ってしまった場合を除いて、ドラム低速回転時にドラム内の洗濯物の撹拌状況は時々刻々と変化する。すなわち、或る時点では、洗濯物があまりかたまっておらずドラム回転に伴って洗濯物１枚１枚がばらけた状態でタンブリングされている状況であっても、少し後には、複数枚の洗濯物が集まって重なり合い、ひとかたまりの状態で転がったり落下したりするように変化し得る。そのため、ほぼ連続的にドラム内の洗濯物の撹拌状況を判断しないと、洗濯物が適当にばらけた、回転速度の上昇に最適なタイミングを逃してしまうことが多い。その結果、上記従来技術では、ドラムを高速回転に上げる機会を的確に掴むことができずに、ほぐし運転が長引いてしまう。

また、洗濯物がひどく絡み合っていわゆるダンゴ状にかたまった場合には、そのままほぐし運転を継続しても洗濯物がほぐれる可能性は低いが、上記従来技術では、こうしたダンゴ状の極端な洗濯物のかたまり状況と絡みの殆どない単に洗濯物が集まった状態である洗濯物のかたまり状況とを区別できない。そのため、実際にはほぐし効果が殆ど期待できないにも拘わらずほぐし運転を継続することで、脱水運転の立ち上げまでの時間を長引かせてしまうこともある。

特開平８−８７６号公報

本発明は上記課題を解決するために成されたもので、その目的とするところは、脱水行程の初期において偏心荷重が小さくなるように洗濯物の分散を効率的に行うことによって、脱水運転を立ち上げるまでの時間を短縮し、ひいては運転所要時間の短縮を図ることができるドラム式洗濯機を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明は、洗濯物を収容したドラムを水平軸又は傾斜軸を中心に高速回転させることで該洗濯物の脱水を行うドラム式洗濯機において、
ドラムを回転駆動するモータと、
脱水運転の立ち上げに際しドラム内の洗濯物がタンブリングされる第１回転速度でドラムが回転するように前記モータの一定速度制御が行われている状況下で、その回転速度の変動を検出する速度変動検出手段と、
該速度変動検出手段により検出された速度変動が所定値よりも小さくなり、速度変動が所定値よりも小さい状態が所定の経過時間を超えたときに、洗濯物が遠心力によりドラム内周面に張り付くような回転速度までドラムの回転速度を上昇させるべく前記モータを制御する脱水立ち上げ制御手段と、
を備えることを特徴としている。

本発明に係るドラム式洗濯機では、ドラムの回転速度が第１回転速度に維持されるように一定速度制御されている状況下で、速度変動検出手段はその回転速度の変動をほぼ連続的に検出する。ドラム内に全く洗濯物が収容されていないとすれば、速度変動はほぼゼロとなる。ドラム内に収容された洗濯物がドラム回転に伴ってタンブリングされるとき、洗濯物は転がったり少し持ち上げられてから落下したりするため、その移動状態に応じてドラムを加速する方向又は減速する方向に力が作用する。上述したようにドラム内での洗濯物の撹拌状況は時々刻々と変化するが、洗濯物が適度にほぐれ、かたまらずに移動する状況になると、洗濯物の移動に起因する上記加速又は減速の力は小さくなるか、又は加速と減速とが相殺されて速度変動は小さくなる。

脱水立ち上げ制御手段はこの速度変動が所定値よりも小さくなり、速度変動が所定値よりも小さい状態が所定の経過時間を超えたタイミングを狙い、ドラムの回転速度を上昇させて洗濯物を遠心力によってドラム内周面に張り付かせる。ドラムを加速する直前には、洗濯物はばらけ易い状態になっており、しかも極端な重なりやかたまりになっていることも少ない。したがって、洗濯物は適度に分散されながらドラム内周面に張り付き、周方向に均一に近い状態で洗濯物が配置される確率が高くなる。その結果、高い確率で偏心荷重を小さくすることができる。

但し、上記のような制御によって回転速度を上昇させても、ドラム内周面の周方向に片寄って洗濯物が張り付いてしまう場合もあり、そのときにはドラムを高速で回転させると異常振動や異常騒音が発生するおそれがある。そこで、本発明に係るドラム式洗濯機において好ましくは、前記脱水立ち上げ制御手段によりドラムの回転速度が第２回転速度まで上昇された状況下で、ドラムの偏心荷重を検知して該偏心荷重が所定許容値以下であるか否かを判定する偏心荷重判定手段をさらに備え、前記脱水立ち上げ制御手段は、該偏心荷重判定手段により偏心荷重が所定値を超えていると判定されたときに洗濯物がタンブリングされる回転速度までドラムを減速させ、脱水運転の立ち上げを再試行する構成とするとよい。

ここで、第２回転速度は洗濯物に作用する遠心力と重力とが釣り合うような回転速度よりは高いものの、或る程度の偏心荷重があっても異常振動は生じない程度に低い回転速度としておくことが望ましい。偏心荷重判定手段により偏心荷重が所定値を超えていると判定された場合には、回転速度をさらに上昇させると異常振動が発生するおそれが高い、又は別途設けられたバランス調整手段を用いても十分なバランス調整ができないおそれが高いと判断できる。そこで、洗濯物がタンブリングされるような回転速度までドラム回転速度を落とし、上述したような制御によって脱水運転の立ち上げを再試行する。こうして、複数回の脱水運転の立ち上げを再試行する過程で、偏心荷重が所定許容値以下になったときに回転速度をさらに上昇させる等、次の制御に移行すればよい。したがって、この構成によれば、偏心荷重が異常に大きい状態でのドラム高速回転を確実に回避することができ、異常振動や異常騒音の発生を防止することができる。

また本発明に係るドラム式洗濯機では、前記脱水立ち上げ制御手段は、前記速度変動検出手段により短時間の間の回転速度の急激な変動が検出されたときに、ドラムの回転方向を反転させて洗濯物のタンブリングを行う構成とすることができる。

すなわち、短時間の間での回転速度の急激な変動が生じたときには、洗濯物が単に集まった状態になっているのではなく、洗濯物がひどく絡み合って殆どダンゴ状にかたまっている場合が多い。こうした状態では、同一回転方向にタンブリングを継続しても洗濯物の絡みが解消される可能性は小さい。こうした場合に、脱水立ち上げ制御手段はドラムの回転方向を反転させて洗濯物のタンブリングを実行する。回転方向を反転させると洗濯物の絡みがほぐれる可能性が高くなり、洗濯物が適度にばらけてドラムの回転速度を上昇させる機会が増す。これによって、洗濯物の絡みがほぐれる可能性が低い場合に無駄なタンブリング運転を継続することなく、速やかにドラムの回転方向を反転させて、より効果的なタンブリング運転を実行することができる。したがって、遠心脱水を行い得る回転速度にドラム回転速度を立ち上げるまでに要する時間を一層短縮化することができる。

また本発明に係るドラム式洗濯機において、前記脱水立ち上げ制御手段は、ドラムが半回転する程度の期間中に前記速度変動検出手段により検出された速度変動を判定することでドラムの加速のタイミングを決める構成とすることができる。

この構成によれば、確実に洗濯物の移動に起因するドラムの速度変動が小さくなったことを検知できるとともに、洗濯物の適度にばらけた状況が変化してしまう以前にドラムの回転速度を上昇させることができる。したがって、ドラム内周面の周方向に洗濯物を適度に分散させて偏心荷重が小さくなる状況を、より高い確率で達成することができる。

また、タンブリング運転時のドラム内での洗濯物の移動状況は洗濯物の量（負荷量）や洗濯物の布質などにも依存するため、例えば或る回転速度で以てタンブリング運転を行ったときに洗濯物のほぐしがうまくいかない場合でも、その回転速度を少し変更すると適切なほぐしが可能となることもある。そこで、本発明に係るドラム式洗濯機の一態様として、前記脱水運転の再試行を複数回繰り返した後には、第１回転速度を変更して洗濯物をタンブリングさせる構成としてもよい。

また本発明に係るドラム式洗濯機の別の態様として、ドラム内に収容された洗濯物の脱水前の負荷量を検知する負荷量検知手段をさらに備え、検知された負荷量に応じて第１回転速度を設定する構成としてもよい。

具体的には、負荷量が多い場合には負荷量が少ない場合よりも第１回転速度を相対的に高く設定するとよい。負荷量が多い場合にタンブリング運転時の回転速度を高くすると、一部の洗濯物はドラム内周面に殆ど張り付き、その内側の空間内で残りの洗濯物がタンブリングされる。それによって、ドラム回転速度の上昇時に多量の洗濯物を適度に分散させながらドラム内周面に張り付かせる場合に比べて、より効率良く洗濯物の均一分散が行える。

本発明に係るドラム式洗濯機によれば、洗濯物をタンブリングしているときにドラムの回転速度上昇の適切なタイミングを逸することなく、且つできるだけ早いタイミングで以てドラムの回転速度を上昇させることができる。そして、洗濯物がドラム内周面に張り付く状態まで回転速度を上げたときに、周方向に適度に洗濯物が分散して偏心荷重が小さくなっている可能性が従来よりも高いので、偏心荷重が大きいために再びドラム回転速度を落として洗濯物のタングリングを行う必要性が小さくなる。それによって、遠心脱水を行い得る回転速度にドラム回転速度を立ち上げるまでに要する時間を短縮化することができ、脱水運転の所要時間、ひいては全体の運転所要時間を短くすることができる。

以下、本発明の一実施例であるドラム式洗濯機について図面を参照して説明する。

図１は本実施例のドラム式洗濯機の外観斜視図、図２は本ドラム式洗濯機の要部の右側面縦断面図、図３は本ドラム式洗濯機の要部の正面縦断面図である。

外形を成す外箱１は上面から前面に掛けて前下がり湾曲形状に形成されており、この部分に大きな洗濯物投入口２が形成されている。この洗濯物投入口２を開閉するための上蓋３は短冊状のスラットが複数連結された構成を有しており、前後方向にスライド移動自在であって、上蓋３が閉鎖した状態で右側方に設けられた蓋開ボタン９を使用者が押すと、上蓋３は図１中に矢印で示すように後方に自動的にスライドして洗濯物投入口２が開放する。開放した状態の上蓋３を閉める際には、使用者は上蓋３の上面手前側に設けられた把手４に指を掛けて手前に引く。上蓋３が洗濯物投入口２を完全に閉鎖する位置まで達すると、図示しないラッチ機構により上蓋３はラッチされて閉鎖状態を保つ。

上蓋３の右側には、前後方向に延伸して複数の操作キーや表示器が設けられた操作パネル５が配置されている。なお、比較的使用頻度の低い操作キーの一部は後方側に起立自在の蓋体で覆われている。また、上蓋３を挟んで操作パネル５と反対側の左方後方には、横開き式の蓋体で覆われた洗剤容器６が設けられている。さらに、洗剤容器６の後方に外部の給水栓等にホースを介して接続される水道水給水口７が設けられ、操作パネル５の後方には別のホースを介して風呂の浴槽内等に接続される風呂水給水口８が設けられている。

次に、本ドラム式洗濯機の内部構成について図２、図３により概略的に説明する。
台座部１０の上には、周面が略円筒形状で両端面がほぼ閉塞された外槽１１が、外箱１の左右側面にそれぞれ端面が対向する状態で、左右両側上方から吊下げ支持する図示しない二本のスプリングと、前後方向に外槽１１の下部を支え受ける二本のダンパ１３とにより適度に揺動自在に保持されている。外槽１１の内部には、多数の通水穴１４ａが穿孔された、周面が略円筒形状で両端面がほぼ閉塞されたドラム１４が、左右方向に延伸する水平軸線Ｃを中心に回転自在に設けられている。このドラム１４の内周面には、周方向に約１２０°間隔で３個のバッフル１４ｂが取り付けられている。

ドラム１４の左端面中央に固着された主軸１５は、外槽１１の左端面に固定された第１軸受ケース１７に保持される軸受１８により支承される。他方、ドラム１４の右端面中央に固着された補助軸１６は、外槽１１の右端面に固定された第２軸受ケース１９に保持される軸受２０により支承される。この主軸１５及び補助軸１６により、ドラム１４の回転軸である水平軸線Ｃが形成される。

外槽１１の左端面から左方へと突出した主軸１５の先端には、アウタロータ型の直流モータであるドラムモータ２１の円盤状のロータ２１ｂが固定され、一方、モータ台を兼ねる第１軸受ケース１７にはドラムモータ２１のステータ２１ａが固定され、ステータ２１ａとロータ２１ｂの磁石とは対面している。図示しない制御回路からステータ２１ａに駆動電流が供給されるとそれに応じてロータ２１ｂが回転し、主軸１５を介してロータ２１ｂと同一の回転速度で以てドラム１４が回転駆動される。

外槽１１の周面の上部から斜め前方にかけて、外箱１の洗濯物投入口２と一致する位置に外槽開口１１ａが形成され、外槽開口１１ａを開閉するために、左右方向に水平に延在する内蓋軸２２を中心に後方に起立自在の内蓋２３が設けられている。また、ドラム１４の周面にもドラム開口１４ｃが形成され、このドラム開口１４ｃを開閉するために、前後に観音開き構造を有する二枚の蓋体２５ａ、２５ｂから成るドラム蓋２５が設けられている。ドラム１４は回転可能であるから、ドラム蓋２５の開閉動作時にはドラム開口１４ｃと外槽開口１１ａとが径方向に一致した位置でドラム１４を停止させ、その状態を維持する必要がある。そこで、ドラム１４の位置を固定するために、外槽１１左端面にあってステータ２１ａの下方にはドラムロック装置２６が設けられている。このドラムロック装置２６は、内蔵されたトルクモータ２６ａの動作によって係合ピン２６ｂが上下方向に進退する構成となっており、進出した係合ピン２６ｂがロータ２１ｂの所定回転位置に形成されている凹部２１ｃに噛み合うことによって、ドラム１４は回転しないようにロックされる。

さらにまた、ドラム１４の両端面の外周側には、脱水時にドラム１４を高速で回転させた際に洗濯物の片寄りに起因する偏心荷重によるドラム１４の振動を抑制するべく、円環状で中空体であるバランス室２７が取り付けられている。このバランス室２７を用いた振動抑制動作については後述する。なお、ここでは詳しく述べないが、外槽１１の右側面外側には、ファンモータ、乾燥用ヒータ、水冷除湿器等を含む加熱・送風装置が配設されており、補助軸１６の周囲からドラム１４内に高温の乾燥風を送り込み、ドラム１４内で湿った洗濯物との熱交換によって発生した湿気を含む空気を外槽１１から取り出して除湿・乾燥させて循環的に利用するようにしている。

図４は本実施例のドラム式洗濯機の要部の電気系構成図である。本発明における脱水立ち上げ制御手段である制御部３０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマなどを含むマイクロコンピュータを中心に構成されており、ＲＯＭに格納されている制御プログラムに基づいて、洗い、すすぎ、脱水及び乾燥の各行程の運転動作を行うための各種の制御を実行する。

制御部３０には、使用者が各種設定や指示を与えるために操作パネル５に設けられた操作部５ａからキー入力信号が与えられるとともに、外槽１１内に貯留された水の水位を検知する水位センサ３３、外槽１１内に貯留された水の温度を検知したり乾燥運転時に乾燥風の温度を検知したりするための温度センサ３４、上記ドラムロック装置２６に内蔵され、ドラムロック状態か解除状態かを検知するためのドラムロック検知部２６ｃなどから、それぞれ検出信号が入力される。

制御部３０にはインバータ駆動部３２が接続されており、ドラムモータ２１の回転に同期したパルス信号を発生する回転センサ２１ｄからの信号を受けつつ、インバータ駆動部３２を介してドラムモータ２１の回転を制御する。回転センサ２１ｄはホール素子を利用した位置センサであり、ここではドラムモータ２１の一回転当たり（つまりドラム１４の一回転当たり）７２個のパルス信号を等回転角度間隔で発生する。したがって、ドラムモータ２１が正確に一定速度で回転している場合にはパルス信号は等時間間隔で発生し、制御部３０は隣接するパルス信号の時間間隔によってドラムモータ２１の回転速度を検出することができる。すなわち、制御部３０及び回転センサ２１ｄが本発明における速度変動検出手段として機能する。

また制御部３０には負荷駆動部３１が接続されており、この負荷駆動部３１を介して加熱・送風装置に含まれるファンモータ３５及び乾燥用ヒータ３７、外槽１１内への給水を制御する給水バルブ３８、外槽１１内からの排水を制御する排水バルブ３９、ドラムロック装置２６に内蔵されたトルクモータ２６ａなどの動作をそれぞれ制御する。さらにまた、制御部３０は操作部５ａの操作に応じた表示や運転進行状況を知らせるための表示を行うべく表示部５ｂに表示信号を送る。

次に、バランス室２７の具体的な構成及びその振動抑制動作について、図５を参照して説明する。まず、構成について説明すると、バランス室２７は内部に所定量の液体（塩化カルシウム溶液など）が封入された円環状中空体であって、その内部には外周壁面２７１からＬ字形状に延出する隔壁２７２が所定角度間隔で放射状に設けられている。この隔壁２７２によって、内部に封入された液体の自由な移動が妨げられる。したがって、バランス室２７内に封入されている液体に作用する遠心力が重量に勝るような回転速度でドラム１４を回転させると、液体は各区画室２７４内で外周側に片寄り、各区画室２７４内に保持される。つまり、区画室２７４間での液体の移動は起こらないので、各区画室２７４はその内部に保持している液体の重量の分だけ、それぞれの位置に重錘を付加したものとみなすことができる。

この状態では、全ての区画室２７４に同量の液体が保持されている場合、バランス室２７による偏心荷重は殆どゼロであるとみなすことができる。一方、液体が特定の１乃至複数の区画室２７４内に片寄って保持されている場合には、バランス室２７によって回転軸周りにアンバランスが生じ偏心荷重が存在することになる。ドラム１４の内周面に張り付いた状態で回転している洗濯物の片寄りによって偏心荷重が生じている場合、その洗濯物に起因する偏心荷重と釣り合うような位置にバランス室２７の偏心荷重を意図的に生じさせれば、ドラム１４全体の偏心荷重は減少する。バランス室２７で生じる偏心荷重の位置と偏心量とを適切に制御すれば、ドラム１４全体の偏心量を振動の観点から問題のない程度にまで小さくすることができる。

バランス室２７を用いたバランス調整の実行手順は次の通りである。まず、バランス調整動作の開始時には、バランス室２７内の液体に作用する遠心力が重力とほぼ均衡する程度の回転速度（本ドラム式洗濯機の場合には６５〜７５ｒｐｍ程度）でドラム１４を回転させる。このとき、バランス室２７の各区画室２７４において外周側に存在する液体は遠心力によって張り付き、各区画室２７４の内周側に存在する液体は重力によって落下して他の区画室２７４へと移動する。このため、ドラム１４を上記回転速度で暫時回転させると、全ての区画室２７４内に存在する液体の量をほぼ同程度にすることができる。このように液量が平均化された状態では、バランス室２７による偏心荷重はほぼゼロとなり、洗濯物の片寄りによる偏心荷重Ｗのみがドラム１４全体の偏心荷重となる（図５（ａ））。

次いでドラム１４の回転速度を少し上昇させる（通常１００ｒｐｍ程度）ことにより、各区画室２７４に保持されている液体に加わる遠心力を増加させ、液体の保持状態を安定させる。そして、一定速度制御の状態で、ドラム１４（又はロータ２１ｂ）の回転速度の変動に基づいてドラム１４全体の偏心荷重を検知し、検知した偏心荷重の位置に応じた所定のタイミングで以てドラム１４の回転速度を短時間だけ減速させる。すると、液体に作用する遠心力が減少するから、図５（ｂ）に示すように、ドラム１４の上方に持ち上げられつつある区画室２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃから液体がこぼれ落ちて下方を通過している他の区画室に入る。

なお、上記減速直前には、図５（ａ）に示すように、回転上方に位置している区画室からは液体が比較的こぼれ落ち易い状態になっているのに対し、回転上方を通り過ぎて回転下方に進みつつある区画室では、隔壁２７２の突片部２７３が液体のこぼれを堰き止める役割を果たすので、液体はこぼれにくい状態である。そのため、上記のように一時的に減速したときに、回転上方に持ち上げられつつある区画室及び既に上方に位置している区画室からは液体がこぼれ落ちるものの、回転下方に向かって進んでいる区画室内の液体はこぼれ落ちずに保持される。すなわち、所望の区画室内に収容されている液体のみが高い確度で落下するから、減速のタイミングを適切に決めることによって洗濯物の片寄りに起因する偏心荷重Ｗが存在する位置近傍の区画室内の液量を減少させて、それに対向する位置近傍の区画室内の液量を増加させることができる。

上記のような減速動作を１乃至複数回繰り返すことにより、最終的には図５（ｃ）に示すように、偏心荷重Ｗが存在する位置近傍の区画室２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃ内の液体は殆どなくなり、それに対向している区画室近傍では液量が増加する。これにより、バランス室２７による偏心荷重と洗濯物の片寄りに起因する偏心荷重とがうまくバランスし、ドラム１４全体の偏心荷重は小さくなる。

本実施例のドラム式洗濯機では、上述したようにバランス室２７を利用した積極的なバランス調整によって、洗濯物の片寄りに起因する偏心荷重を小さくすることが可能である。しかしながら、バランス室２７による偏心量の調整可能範囲は液量が最大に移動した状態で決まり、バランス室２７や各区画室２７４のサイズ或いは液体の総量などの制約から、調整可能範囲を広くとることは難しい。したがって、バランス室２７によるバランス調整以前にも、ドラム１４内周面の周方向に適度に洗濯物を分散させることにより洗濯物の片寄りをできるだけ無くして偏心荷重Ｗを小さくしておくことが望ましい。特に、洗い運転やすすぎ運転後の洗濯物は互いに絡み合っていることが多く、この絡みを適度にほぐしてやらないと洗濯物の分散自体が困難である。

そこで、本実施例に係るドラム式洗濯機では、その特徴的な動作として、脱水運転の立ち上げ時に以下に説明するような制御を行っている。この脱水行程の初期の制御動作について、図６及び図７により説明する。図６は本実施例のドラム式洗濯機における脱水立ち上げ時のフローチャート、図７はドラム内の洗濯物の状況を示す模式図である。なお、このドラム式洗濯機では、洗い運転や最終すすぎを除くすすぎ運転の後に中間脱水を行い、最終すすぎの後には最終脱水を行うが、ここでいう脱水行程とはその中間脱水と最終脱水との両方を含むものである。

脱水行程が開始されると、制御部３０はまずインバータ駆動部３２を介してドラムモータ２１を作動させ、ドラム１４の回転速度を洗濯物がタンブリングされるような回転速度（本発明における第１回転速度に相当）である５０ｒｐｍまで上昇させるべく制御する（ステップＳ１０）。回転センサ２１ｄにより得られるパルス信号に基づいて回転速度が５０ｒｐｍに到達したことが検知されると（ステップＳ１１でＹｅｓ）、目標回転速度を５０ｒｐｍに設定して一定速度回転となるように速度制御を行う（ステップＳ１２）。具体的には、回転センサ２１ｄにより得られるパルス信号から検出した現在の回転速度Ｖpstと目標回転速度との速度差を計算し、その速度差がゼロになるようにドラムモータ２１へ供給する電力を調整する。こうした回転速度でドラム１４が回転されると、ドラム１４内の洗濯物は一般に図７（ａ）に示すようにタンブリングされる。

その後に制御部３０は、現在の回転速度Ｖpstの値を最大回転速度Ｖmax及び最小回転速度Ｖminとして記憶し、それとともに経過時間ｔの計時を開始する（ステップＳ１３）。したがって、経過時間ｔ＝０での初期値としてＶmax＝Ｖmin＝Ｖpstに設定される。

次に、制御部３０は回転センサ２１ｄによる次のパルス信号が得られると、そのパルス信号に基づいて現在の回転速度Ｖpstを新たに計算し、この最新の回転速度Ｖpstと先に記憶しておいた最大回転速度Ｖmaxとの大小関係を判定し、Ｖmax＜Ｖpstである場合にはＶpstの値をＶmaxに上書きすることで最大回転速度Ｖmaxを更新する。Ｖmax＜Ｖpstでない場合には、その回転速度Ｖpstと先に記憶しておいた最小回転速度Ｖminとの大小関係を判定し、Ｖmin＞Ｖpstである場合にはＶpstの値をＶminに上書きすることで最小回転速度Ｖminを更新する（ステップＳ１４）。そして、最大回転速度Ｖmaxと最小回転速度Ｖminとの差ΔＶを計算し、速度差ΔＶが１．５ｒｐｍ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。速度差ΔＶが１．５ｒｐｍ以下である場合には経過時間ｔが０．５秒を超えたか否かを判定し（ステップＳ１６）、０．５秒以下である場合にはステップＳ１４へと戻る。

ステップＳ１５で速度差ΔＶが１．５ｒｐｍを超えている場合、ステップＳ２２へと進み、今度は経過時間ｔが３６ｍ秒以下であるか否かを判定する。ステップＳ１４→Ｓ１５→Ｓ２２と進み、ステップＳ２２でＹｅｓと判定された場合、３６ｍ秒以下のごく短い期間に１．５ｒｐｍを超える大きな回転速度変動が起きたことになる。こうした急激な速度変動の主な要因は、図７（ｃ）に示すように、ドラム１４内で洗濯物がひどく絡み合ってダンゴ状にかたまり、そのかたまりがドラム１４内で落下したり大きく移動したりすることである。洗濯物がこのように一旦ダンゴ状にかたまってしまうと、その後に同一回転方向にタンブリングを継続しても、洗濯物がほぐれて分散可能となる確率はかなり低い。そこで、このような場合には、ドラム１４の回転を一旦停止して回転方向を反転させ、逆回転方向のタンブリング運転に移行する（ステップＳ２３）。そして、回転方向を反転した状態で上記ステップＳ１０から同様の制御を実行する。

洗濯物が互いに絡み合ってダンゴ状になっている場合、同一回転方向にタンブリングを続行しても絡みがほぐれるどころか、逆に絡みが一層ひどくなってしまう場合さえある。こうしたときに、上述したようにドラム１４の回転方向を反転させてタンブリングを行うと、洗濯物の絡みが緩んで互いに剥離し易くなり、ダンゴ状態が解消され、洗濯物が分散し易くなることが多い。

一方、ステップＳ１４→Ｓ１５→Ｓ２２と進み、ステップＳ２２でＮｏと判定された場合には、回転速度変動は或る程度大きいが急激な変動ではないことから、洗濯物が絡み合ってダンゴ状にかたまっている状況ではなく、洗濯物は互いに剥がれ易い状態であるもののの複数の洗濯物が重なってひとかたまりになってタンブリングされているものと判断しステップＳ１３へと戻る。したがって、このときには、これまでに記憶した最大回転速度Ｖmax及び最小回転速度Ｖminを無視して、その時点での最新の回転速度Ｖpstを最大回転速度Ｖmax、最小回転速度Ｖminに記憶し直すとともに、経過時間ｔの計時もリセットしてゼロから計時を開始する。すなわち、ステップＳ２２からＳ１３へと戻るときには、回転速度の変動をチェックする動作自体をリセットして再開することになる。

経過時間ｔが０．５秒を超えるまで最大回転速度Ｖmaxと最小回転速度Ｖminとの速度差ΔＶが１．５ｒｐｍ以下を保つ場合には、ステップＳ１４→Ｓ１５→Ｓ１６→Ｓ１４→…という処理を繰り返す。回転速度が５０ｒｐｍである場合にドラム１４が一回転するのに要する時間は１．２秒であるから、０．５秒はドラム１４の約半回転程度（厳密には５／１２回転）の期間である。この期間中ずっと最大回転速度Ｖmaxと最小回転速度Ｖminとの速度差ΔＶが１．５ｒｐｍ以下であれば、ドラム１４の回転速度変動はかなり小さい状態であるとみなせる。

ドラム１４の回転速度は、集まってひとかたまりとなった洗濯物が移動する際に大きく変動するから、回転速度変動が小さいことは、洗濯物があまりかたまったり重なったりせずにばらけ易い状態でタンブリングしていることを意味している（例えば図７（ａ）に示した状態）。この状態でドラム１４の回転速度を上昇させると、ばらけた洗濯物がドラム１４の内周面の周方向に適度に分散しながら、遠心力によって順次ドラム１４の内周面に張り付いてゆき、結果的に、適度な分散が達成される可能性が高い。そこで、上記ステップＳ１６でＹｅｓと判定されると、制御部３０はドラム１４の回転速度をドラム１４内に収容されている洗濯物に作用する遠心力が重力を上回るような回転速度である８０ｒｐｍまで上昇させる（ステップＳ１７）。そして、回転速度が８０ｒｐｍに達したならば（ステップＳ１８でＹｅｓ）、その回転速度を保って洗濯物の片寄りに起因する偏心荷重を検知する（ステップＳ１９）。

ここで、上記ステップＳ１６にて速度差ΔＶを監視する時間を０．５秒に定めている理由は次の通りである。すなわち、タンブリングされている洗濯物の状況は時々刻々と変化する。そのため、速度差ΔＶを監視する時間を０．５秒よりも遙かに短い時間（例えば０．１秒）に設定すると、実際には洗濯物が集まった状態であって、ごく一瞬だけ速度差ΔＶが小さくなったときにドラム１４の回転速度を上げてしまうおそれがある。一方、時間を０．５秒よりも遙かに長い時間（例えば１秒）に設定すると、一旦適度にばらけた洗濯物が再び集まった状態となってしまう確率が高く、いつまでも回転速度の上昇に移行できないというおそれがある。こうしたことから、速度差ΔＶを監視する時間を０．５秒（ドラム１４の約半回転程度）に設定すると、確実に洗濯物が適度にばらけた状態を検知でき、且つそのタイミングを逃すことなくドラム１４の回転速度を上げることができる。

ドラム１４が８０ｒｐｍで回転されるとき、ドラム１４内の洗濯物は図７（ｂ）に示すようにドラム１４の内周面に張り付いてドラム１４と一体に回転する。したがって、洗濯物の分散状態（偏在状態）が偏心荷重に反映される。ここでは偏心荷重の検知にもドラム１４の回転速度の変動を利用している。すなわち、ドラム１４を８０ｒｐｍの一定速度制御している状況下で、偏心荷重が大きい場合には速度変動が大きくなるから、この速度変動の大きさから偏心荷重の量を検知することができる。そして、制御部３０はこのときに検知された偏心荷重の量が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。したがって、回転速度を反映したパルス信号を発生する回転センサ２１ｄ及び制御部３０が本発明における偏心荷重判定手段に相当する。ステップＳ２０で偏心荷重量が所定値を超えている場合には、たとえ上述したようなバランス室２７を用いたバランス調整を実行しても異常振動を抑えられる程度まで偏心荷重を小さくすることができないと判断する。そして、脱水の立ち上げを断念し、回転速度を５０ｒｐｍまで降下させて（ステップＳ２１）ステップＳ１１へと戻る。すなわち、再び洗濯物がドラム１４内でタンブリングするような回転速度に戻し、ステップＳ１１から上記処理を繰り返す。

一方、ステップＳ２０で偏心荷重の量が所定値以下であると判定されると、洗濯物の分散が成功したものと判断し、次の処理へと進む。具体的には、一旦ドラム１４の回転速度を１００ｒｐｍに上昇させ、その回転速度において偏心荷重をより正確に検知した上で、偏心荷重が小さくそのまま回転速度を上昇させても振動の発生が小さいと判断できる場合にはドラム１４の回転速度を高速回転速度（５００〜１０００ｒｐｍ程度）まで上昇させる。一方、回転速度が１００ｒｐｍであるときの偏心荷重が或る程度大きくバランス室２７によるバランス調整が必要であると判断できる場合には、ドラム１４の回転速度をそのままに維持した状態で、上述したようにバランス室２７内の液体を移動させる制御によってドラム１４全体の偏心荷重を小さくし、その後にドラム１４の回転速度を高速回転速度まで上昇させる。

以上のように本実施例のドラム式洗濯機では、ドラム１４内の洗濯物がタンブリングされているときに、その洗濯物の撹拌状況やかたまり状況を反映した回転速度の変動をほぼ連続的にモニタし、洗濯物がばらけていて適切に分散する可能性が高い状況になったタイミングを狙ってドラムの回転速度を上昇させている。したがって、偏心荷重を小さくできる確率が高くなり、それによって脱水運転の立ち上げに要する時間を従来に比べて短くすることができる。また、従来は、脱水運転の立ち上げがうまくいかない場合に定期的にドラム１４の回転方向を反転させたタンブリングを行っていたが、本実施例のドラム式洗濯機では、洗濯物が絡み合ったダンゴ状のかたまりがある場合にのみ、つまり反転方向のタンブリングの必要がある場合にのみそうしたドラム１４の反転動作を行うようにしているので、こうしたことに由来する時間の損失も少なくて済む。

なお、上記実施例のドラム式洗濯機では、洗濯物をタンブリングする際の回転速度を５０ｒｐｍに固定しているが、洗濯物の量や洗濯物の布質などによって洗濯物の移動状況は影響を受ける。したがって、洗濯物のほぐしを目的としたタンブリングにおいて５０ｒｐｍという回転速度が最適であるとは限らない。そこで、例えば５０ｒｐｍのタンブリングで所定回数（例えば３回）連続して脱水立ち上げを失敗した（図６ではステップＳ２０でＮｏ）場合には、次にタンブリングの回転速度を６５ｒｐｍに変更する、というようにタンブリング運転の回転速度を適当に変更するようにしてもよい。

また、上述したようにタンブリング時の洗濯物の移動状況は脱水前の洗濯物の量（負荷量）の影響を受けることから、この負荷量を検知して、負荷量に応じてタンブリング運転のドラム１４の回転速度を決めるようにしてもよい。具体的には、例えば負荷量が少ないときには回転速度を５０ｒｐｍ、負荷量が多いときには６５ｒｐｍとする。ドラム１４内に収容されている洗濯物に作用する遠心力はドラム回転軸から遠い位置にあるほど遠心力が大きくなる。そのため、回転速度が６５ｒｐｍのときには、ドラム１４の内周面側にある洗濯物は適度に分散した状態で殆どドラム１４の内周面に張り付いて回転し、ドラム１４の回転軸側にある洗濯物はその周りに張り付いた洗濯物の内側の空間内でタンブリングすることになる。その結果、ドラム１４の回転速度を８０ｒｐｍに上げたときに全体として異常な片寄りが生じにくく、偏心荷重を小さくできる確率が向上する。

また、それ以外の点においても、本発明の趣旨の範囲で、適宜に変更、修正又は追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。

本発明の一実施例によるドラム式洗濯機の外観斜視図。 本実施例によるドラム式洗濯機の要部の右側面縦断面図。 本実施例によるドラム式洗濯機の要部の正面縦断面図。 本実施例によるドラム式洗濯機の要部の電気系構成図。 本実施例によるドラム式洗濯機におけるバランス室を用いた振動抑制動作の概略説明図。 本実施例によるドラム式洗濯機における脱水立ち上げ時の制御動作を示すフローチャート。 本実施例によるドラム式洗濯機における脱水立ち上げ時のドラム内の洗濯物の状況を示す模式図。

符号の説明

１…外箱
１１…外槽
１４…ドラム
１５…主軸
１６…補助軸
２１…ドラムモータ
２１ｄ…回転センサ
３０…制御部
３２…インバータ駆動部

Claims (6)

1. 洗濯物を収容したドラムを水平軸又は傾斜軸を中心に高速回転させることで該洗濯物の脱水を行うドラム式洗濯機において、
   ドラムを回転駆動するモータと、
   脱水運転の立ち上げに際しドラム内の洗濯物がタンブリングされる第１回転速度でドラムが回転するように前記モータの一定速度制御が行われている状況下で、その回転速度の変動を検出する速度変動検出手段と、
   該速度変動検出手段により検出された速度変動が所定値よりも小さくなり、速度変動が所定値よりも小さい状態が所定の経過時間を超えたときに、洗濯物が遠心力によりドラム内周面に張り付くような回転速度までドラムの回転速度を上昇させるべく前記モータを制御する脱水立ち上げ制御手段と、
   を備えることを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 前記脱水立ち上げ制御手段によりドラムの回転速度が第２回転速度まで上昇された状況下で、ドラムの偏心荷重を検知して該偏心荷重が所定許容値以下であるか否かを判定する偏心荷重判定手段をさらに備え、
   前記脱水立ち上げ制御手段は、前記偏心荷重判定手段により偏心荷重が所定値を超えていると判定されたときに洗濯物がタンブリングされる回転速度までドラムを減速させ、脱水運転の立ち上げを再試行することを特徴とする請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 前記脱水立ち上げ制御手段は、前記速度変動検出手段により短時間の間の回転速度の急激な変動が検出されたときに、ドラムの回転方向を反転させて洗濯物のタンブリングを行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のドラム式洗濯機。
4. 前記脱水立ち上げ制御手段は、ドラムが半回転する程度の期間中に前記速度変動検出手段により検出された速度変動を判定することでドラムの加速のタイミングを決めることを特徴とする請求項１又は２に記載のドラム式洗濯機。
5. 前記脱水運転の再試行を複数回繰り返した後には、第１回転速度を変更して洗濯物をタンブリングさせることを特徴とする請求項２に記載のドラム式洗濯機。
6. ドラム内に収容された洗濯物の脱水前の負荷量を検知する負荷量検知手段をさらに備え、検知された負荷量に応じて第１回転速度を設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のドラム式洗濯機。

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