JP4402122B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、有底円筒形に形成された回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽内に設置し、回転ドラムを回転駆動することにより回転ドラム内に収容した洗濯物を洗濯するドラム式洗濯機に関するものである。

このようなドラム式洗濯機は本発明の実施の形態を示す図１を参照して、筐体１内にサスペンション構造によって支持された水槽２内に、多数の孔３が形成された回転ドラム４が配設され、回転ドラム４はモータ５によって回転駆動され、筐体１の正面側に開閉自在に設けられた扉６を開くことにより水槽２の正面開口部および回転ドラム４の正面開口部を通して洗濯物を回転ドラム４内から出し入れできるように構成されている。

従来の通常洗濯モードでは、扉６を開いて回転ドラム４内に洗濯物を投入し、洗剤の投入を伴い運転を開始させると、水槽２内には給水系７から給水がなされ、給水された水は孔３を通じて回転ドラム４内にも所要量の水が給水される。モータ５により回転ドラム４が例えば５０ｒｐｍ程度の回転速度で回転駆動されると、回転ドラム４内に収容された洗濯物は回転ドラム４の内周面に設けられた攪拌突起８に引っ掛けられて回転方向に持ち上げられ、適当な高さから落下することにより、洗濯物には叩き洗いの作用が加えられることにより洗濯がなされる。この洗濯工程の後、汚れた洗濯水は排水系１１により排水され、新たに給水された水を用いてすすぎ工程が実施され、すすぎ工程が終了すると回転ドラム４を例えば１０００ｒｐｍ程度に高速回転させて脱水工程が実施される。これらの工程は所定の制御手順に基づいて自動実行される。なお、図１に示すように送風機１２により水槽２および回転ドラム４内の空気を吸引して除湿および加熱を順次に行い乾いた高温空気として水槽２および回転ドラム４内に送風することを繰り返す乾燥系１３を装備したドラム式洗濯乾燥機といわれるドラム式洗濯機では、前記脱水工程後に乾燥工程も自動実行される。

ところで、洗濯物は洗濯工程やすすぎ工程の連続回転、特に脱水工程での回転ドラムの前記高速度での連続回転によって、図９（ａ）に示すように、絡んだり、貼り付いたりすることが既に技術課題とされ（例えば、特許文献１参照。）、特許文献１は回転ドラムのモータによる直結駆動での回転制御の自由度向上を利用して、脱水工程後に回転ドラムを９０度以下の微小回転角内で、特に１０度以上３０度未満の微小回転角で複数回正逆回転させることにより、図９（ｂ）に示すように、回転ドラム内に貼り付いた洗濯物を剥がしたり、回転ドラム内の上部で固まった状態の洗濯物を解したりすることができ、さらに脱水時のアンバランスの解消を図ったり、乾燥後の洗濯物の取り出し勝手をよくしたりできる技術を開示している。
特開２０００−２５４３８５号公報

しかし、特許文献１に記載の技術が脱水工程後に行う正逆交互の微小角回転は、実施例に開示のあるような洗濯物を回転ドラム内面に十分に貼り付かせられる５５ｒｐｍ程度の速度で実行されるが、９０度以下の微小回転角内で、特に１０度以上３０度未満の微小回転角で複数回正逆回転させるだけであるので、実質的には、微小角回転開始から終了までを等速では行えず、途中の微小角未満域だけが所定速度となり、その前後は所定速度に向けた増速、あるいは所定速度からの減速となることから、洗濯物を微小角未満位置までしか持ち上げられない。この結果、微小角回転の終期での制動などによる急減速があって洗濯物の慣性によって回転ドラム内面からの強制剥がし力が働いたとしても、重力に逆う
方向であるために洗濯物は回転ドラム内面から離れる方向に剥がれて落ちるというより下に滑り落ちる傾向が強くなる。従って、滑り落ちる洗濯物は回転ドラムの次の逆向きの微小角回転によって滑り落ち方向に移動される。以降これが繰り返されるが、洗濯物は回転ドラムの微小角回転の正逆繰り返しによって終期側での滑り落ちを伴い左右に揺動される程度で、洗濯物同士の位置の入れ替わりはあまりなく、回転ドラムの下部に集まり、回転ドラム内面との滑り時の摩擦により洗濯物の塊全体として正逆に幾分転がる挙動を示す程度で、回転ドラム内面への貼り付きは解消できても、脱水工程にて洗濯工程、すすぎ工程での絡み、捩れ、皺より状態で回転ドラム内面に強く押し付けられて貼り付き強く癖付けられた洗濯物に対する絡みや捩れの解し効果は十分でない。このため、絡みや捩れの解し効果が十分でない分洗濯物は取り出しにくいし、干すにも解しや広げる事後処理が必要で面倒である。特に、洗濯物には乾燥後も捩れ癖や皺が残ってそれを伸ばすのに手間が掛かる。

本発明の目的は、脱水工程後の洗濯物の強く癖付けられる絡みや捩れの十分な解しを伴い皺も軽減し高い仕上がり状態が得られるドラム式洗濯機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係るドラム式洗濯機は、有底円筒形に形成されモータにより回転駆動される回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽内に設置し、前記モータ等を制御して洗濯、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御装置を有するドラム式洗濯機であって、前記制御装置は、脱水工程の終了後において、前記モータの急駆動、急制動を正逆交互に繰り返し行うことで、前記回転ドラムの急弧回転による遠心力にて前記洗濯物を前記回転ドラム内面に貼り付けるとともに前記洗濯物の上方部分を前記回転ドラムの最下位置から９０度を超え１８０度未満の位置まで持ち上げた後、前記洗濯物をその慣性および自重により前記回転ドラム内面から剥がすとともに前記回転ドラムの下部範囲の持ち上げ側と反対の側に落下させる動作を、正逆交互に繰り返し行うような前記回転ドラムの正逆弧回転制御を行うことを１つの特徴としている。

このような特徴によれば、回転ドラムの正逆弧回転制御を行うことで、洗濯物を回転ドラム内面に貼り付かせて最下位置から最大限９０度を超えて１８０度未満まで持ち上げ、洗濯物の持ち上げの最終段階の急制動により制動状態が生じて洗濯物がその慣性および自重により回転ドラム内面から強制的に剥がされるとともに回転ドラムの下部範囲の持ち上げ側と反対の側に落下する動作を確実に達成でき、正逆交互の急弧回転駆動によって洗濯物の持ち上げ位置、落下位置を毎回の弧回転駆動において左右交互に入れ換えられるので、洗濯物の解し作用を高められるし、機械力を洗濯物に及ぼすことができる。従って、このような回転ドラムの正逆弧回転制御を脱水工程の後に実行することにより、脱水工程で洗濯物が洗濯工程、すすぎ工程終了時の絡み、捩れ、皺より状態にて回転ドラム内面に強く押し付けられて貼り付き強く癖付けられる傾向にあるのを、洗濯物の持ち上げ位置および落し位置の左右交互の入れ換えと、それによる洗濯物同士の左右入れ換えを伴う高い解し作用、機械力の作用、洗濯物の落下時の叩き作用による皺伸ばしが十分にできる。

ここで、通常脱水工程終了時においては、洗濯物は回転ドラムの内面にほぼ全周にわたり強く押し付けられて貼り付いた状態となっているが、この状態にて回転ドラムの正逆弧回転制御を行うと、回転ドラムの上方部分に位置する貼り付いた洗濯物は回転ドラムの正逆弧回転制御を行うことにより、回転ドラムの内面から剥がされ、解されることとなるが、一方回転ドラムの下方部分に貼り付いた洗濯物は、回転ドラムの内面から剥がされることなく、貼り付いた状態のままとなる。そこで、前記発明において、さらに、モータの連続回転を正逆交互に繰り返し行うことで、前記回転ドラムの回転によって持ち上げられた洗濯物をその自重が勝る高さから落下させる動作を正逆交互に繰り返すような前記回転ドラムの正逆連続回転制御を行うようにし、この回転ドラムの正逆弧回転制御は、前記回転ドラムの正逆連続回転制御と交互、または前記回転ドラムの正逆連続回転制御での正逆切り換え間にて行うことで、一部剥がされた洗濯物が回転ドラム内を動き回ることとなり、貼り付いた状態のままの洗濯物を剥がす作用を及ぼすことができる。また、回転ドラムの正逆連続回転制御を行うことにより、回転ドラムの周方向の位置が変化することにより、回転ドラムの下方部分に貼り付いた洗濯物が回転ドラムの上方部分に位置する可能性もあり、次の回転ドラムの正逆弧回転制御を行うことにより、回転ドラムの内面に貼り付いた洗濯物を確実に剥がすことができ、これによって、回転ドラムの内面にほぼ全周にわたり強く押し付けられて貼り付いた状態となった洗濯物を満遍なく剥すことができるとともに、解すことができる。

さらに、制御装置は、回転ドラムの正逆弧回転制御での正逆弧回転時における前記回転ドラムの最大回転速度を、５０ｒｐｍ以上としたことを特徴とすることにより、洗濯物の自重により落下しやすくなる９０度付近までに脱水後の軽い洗濯物でも回転ドラム内面に貼り付かせる急加速度によって、洗濯物を弧回転位置まで滑り無く、従って、回転ドラムの回転速度に見合う慣性を付与して確実に持ち上げ、前記制動状態への変化時点での剥がし、従って洗濯物同士の左右位置が入れ換わる剥がしをより確実に達成できる。

また、制御装置は、第１のドラム駆動指示によるモータの駆動にて、前記モータの脱調
限界を超えるとき、上限負荷を超えない第２のドラム駆動指示により前記モータを駆動することを特徴とすることにより、その時々で駆動負荷に違いがあっても、洗濯物に対する持ち上げ、剥がしの挙動を設定通りに得られる。

また、制御装置は、回転ドラムの正逆連続回転制御と前記回転ドラムの正逆弧回転制御との間に、回転休止時間を設定することを特徴とすることにより、前後の異なった駆動モードでの回転ドラムや洗濯物の挙動を一旦落ち着かせ、先の駆動モードでの回転ドラムや洗濯物の挙動の影響なく次の駆動モードの挙動を無理なく早期に得られる。

また、制御装置は、回転ドラムの正逆連続回転制御と前記回転ドラムの正逆弧回転制御とを行う割合を変更可能とし、さらに、制御装置は、回転ドラムの正逆連続回転制御と前記回転ドラムの正逆弧回転制御とを行う割合は、経過時間または洗濯物の量によって変更することを特徴とすることにより、例えば、初期においては、回転ドラムの内面のほぼ全周にわたり貼り付いた洗濯物を確実に総て剥がすために、回転ドラムの正逆連続回転制御を行う割合を多くし、その後、所定時間経過すると、洗濯物の絡みや捩れを解すために、回転ドラムの正逆弧回転制御を行う割合を多くするのが好適であり、また、洗濯物の量の多少に応じて回転ドラムの正逆弧回転制御の回転ドラムの正逆連続回転制御に対する割合を減少また増大することで、駆動負荷に過不足なく回転ドラムの正逆弧回転制御による洗濯特性を最大限活かせる。

本発明の１つの特徴によれば、脱水工程の終了後において、前記モータの急駆動、急制動を正逆交互に繰り返し行うことで、前記回転ドラムの急弧回転による遠心力にて前記洗濯物を前記回転ドラム内面に貼り付けるとともに前記洗濯物の上方部分を前記回転ドラムの最下位置から９０度を超え１８０度未満の位置まで持ち上げた後、前記洗濯物をその慣性および自重により前記回転ドラム内面から剥がすとともに前記回転ドラムの下部範囲の持ち上げ側と反対の側に落下させる動作を、正逆交互に繰り返し行うような前記回転ドラムの正逆弧回転制御を行うことにより、弧回転ごとに洗濯物の持ち上げ位置、落下位置を左右交互に入れ換えられる。従って、洗濯物の解し作用を高めて絡みはもとより捩れや回転ドラム内面への貼り付きを防止し、洗濯物の取り出しが容易で洗濯物に皺が付くのを大幅に緩和することができる。特に、別の特徴のように、モータを制御しての連続回転を正逆交互に繰り返し行うことで、回転ドラムの回転によって持ち上げられた洗濯物をその自重が勝る高さから落下させる動作を正逆交互に繰り返すような回転ドラムの正逆連続回転制御と、上記回転ドラムの正逆弧回転制御とを脱水工程の後に実行することにより、回転ドラムの内面にほぼ全周にわたり強く押し付けられて貼り付いた状態となった洗濯物を満遍なく剥すことができるとともに、洗濯物が脱水工程にて洗濯工程、すすぎ工程終了時の絡み、捩れ、皺より状態にて回転ドラム内面に強く押し付けられて貼り付き強く癖付けられる傾向にあるのを、前記のような高い解し作用、機械力の作用、洗濯物の落下時の叩き作用によって大きく解消され、洗濯物の取り出しが容易であるし、事後処理がしやすい。しかも、高い仕上がり状態が得られるので皺伸ばしの手間を大きく軽減することができる。

以下本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機につき図１〜図８を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載の内容を限定するものではない。

本実施の形態のドラム式洗濯機は既述した基本構成を有し、図１に示す操作パネル１４
からのモード設定や制御プログラムに従い、マイクロコンピュータを搭載した制御基板９などの制御装置によってモータ５、給水系７、排水系１１、乾燥系１３を自動制御して少なくとも洗浄工程、すすぎ工程、乾燥工程を行う機能を有している。なお、給水系７は電磁弁の開閉によって実線矢印で示すように適時に給水でき、また給水を利用して洗剤収容部の洗剤を水槽２内に適時に投入できるようになっている。排水系１１は電磁弁の開閉によって洗濯工程終了時、すすぎ工程終了時など必要なときに一点鎖線矢印で示すように排水できるようになっている。乾燥系１３は水槽２および回転ドラム４内の空気を送風機１２によって図１、図２に示す破線矢印で示すように循環させる循環経路において、水槽２および回転ドラム４からの導入空気中の糸くずなどを捕集し除塵するフィルタ１５、除塵後の導入空気を除湿する除湿部１６、除湿後の空気を加熱して渇いた高温空気とする加熱部１７を有し、送風機１２は加熱部１７の下流に配置し湿気の影響を受けにくくしている。図示例では除湿部１６、加熱部１７は圧縮機１８により冷媒を循環されて循環空気と熱交換を行う蒸発器および凝縮器であり、空気調和機１９を構成するものとしてある。しかし、これに限られることはない。

回転ドラム４は回転軸４ａに水槽２上のモータ５が直結されて、水槽２と共に、開口側から底部側に向けて回転軸方向を水平方向から角度θ＝２０±１０度に傾斜させて設置し、水平方向での設置の場合に比べ、回転ドラム４を同じ高さに設置しても開口が斜め上向きとなることで屈んだりする無理な姿勢を取らずに洗濯物を容易に出し入れできる。特に、本発明者等の経験からは傾斜角度θは２０±１０度とすることにより、子供（幼児を除く）から大人までの身長差があっても、車椅子利用者であっても、洗濯物の出し入れの作業が最も行い易い状態が得られる。また、回転ドラム４内に給水された水が背面側に溜まって少ない水量でも深い貯水状態が得られる利点もある。

しかし、既述したように脱水工程は例えば１０００ｒｐｍといった高速度での連続回転にて実行される関係から、洗濯物を洗濯工程、すすぎ工程での絡み、捩れ、皺より状態のまま回転ドラム４の内面に貼り付かせて癖付けしてしまうので、洗濯物を取り出し難いし、洗濯物にきつい皺が残りやすく皺取りの手間が大きい。

これに対応するのに、本実施の形態では、開口側から底部側に向けて回転軸方向が水平方向から下向き傾斜となるようにして設置した有底円筒形の回転ドラム４に対する制御基板９による駆動制御に関し、回転ドラム４を９０度を超え２００度未満の急正弧回転と急逆弧回転を交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードを備え、この正逆弧回転駆動モードを脱水工程の後に実行する。

上記の正逆弧回転駆動モードについて、そのときの洗濯物２１の動きを図４を用いて説明する。なお、この図４は、実際の洗濯物２１の動きを説明するための模式図であり、特許請求の範囲の記載の内容を限定するものではない。このような正逆弧回転駆動モードでは、回転ドラム４の９０度を超え２００度未満の急正弧回転と急逆弧回転とにより図４に示す洗濯物２１を図４（ａ）の丸付き符号２、４、６に例示する破線位置から実線位置へと最大限９０度を超えて１８０度未満まで持ち上げられる。

まず、図４（ａ）の丸付き符号１後、開始時においては、図４（ａ）の丸付き符号２のように、正転方向の８５度近傍まで５０ｒｐｍ以上に急加速し、洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼り付かせて持ち上げる。その後、図４（ａ）の丸付き符号３のように、急制動をかけて正転方向の１６５度の位置まで急減速する。このとき、洗濯物２１は、回転ドラム４の回転速度が５０ｒｐｍ以下になったとき、すなわち正転方向の１３５度近傍で、その慣性および自重により、回転ドラム４の内面から剥がされ、洗濯物２１は持ち上げ側と反対の側に向け落下する。その後、回転ドラム４は、惰性により正転方向の１６５度近傍まで回転し、それによって、洗濯物２１は、正転方向の１５度近傍まで回転する。

次に、図４（ａ）の丸付き符号４のように、逆転方向の８５度近傍まで、即ち逆転方向１００度の回転で５０ｒｐｍ以上に急加速し、洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼り付かせて持ち上げる。その後、図４（ａ）の丸付き符号５のように、急制動をかけて逆転方向の１６５度の位置まで急減速する。このとき、洗濯物２１は、回転ドラム４の回転速度が５０ｒｐｍ以下になったとき、すなわち逆転方向の１３５度近傍で、その慣性および自重により、回転ドラム４の内面から剥がされ、洗濯物２１は持ち上げ側と反対の側に向け落下する。その後、回転ドラム４は、惰性により逆転方向の１６５度近傍まで回転し、それによって、洗濯物２１は、逆転方向の１５度近傍まで回転する。

さらに、図４（ａ）の丸付き符号６のように、正転方向の８５度近傍まで、即ち正転方向１００度の回転で５０ｒｐｍ以上に急加速し、洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼り付かせて持ち上げる。その後、図４（ａ）の丸付き符号３のように、急制動をかけて正転方向の１６５度の位置まで急減速する。このとき、洗濯物２１は、回転ドラム４の回転速度が５０ｒｐｍ以下になったとき、すなわち正転方向の１３５度近傍で、その慣性および自重により、回転ドラム４の内面から剥がされ、洗濯物２１は持ち上げ側と反対の側に向け落下する。その後、回転ドラム４は、惰性により正転方向の１６５度近傍まで回転し、それによって、洗濯物２１は、正転方向の１５度近傍まで回転する。

すなわち、この弧回転駆動を図４（ａ）に示す丸付き符号２、４、６、４、６・・の順に正逆交互に行うことで、図４（ａ）に示す丸付き符号３、５のように、急正弧回転と急逆弧回転での洗濯物２１の持ち上げの最終段階に生じる回転の反転のための制動状態時に洗濯物２１をその慣性および自重により回転ドラム４の内面から強制的に剥がして自重により回転ドラム４の内面から持ち上げ側と反対の側に向け落すことができる。しかも、正逆交互の弧回転駆動によって洗濯物２１の持ち上げ位置、落下位置を毎回の弧回転駆動において図４（ｂ）に示すように左右交互に入れ換えられるので、洗濯物２１の解し作用を高められるし、機械力を洗濯物２１に及ぼすことができる。

この結果、回転ドラム４の急正弧回転と急逆弧回転とにより洗濯物２１を回転ドラム４の左右片側上部まで持ち上げることを正逆交互に行い、洗濯物２１の持ち上げの最終段階での制動状態にて洗濯物２１をその慣性による強制剥がし力および自重によって回転ドラム４の内面から確実かつ瞬時に剥がして回転ドラム４の左右反対側に落すことの繰り返しにより、弧回転ごとに洗濯物２１の持ち上げ位置、落下位置を左右交互に入れ換え、洗濯物２１の解し作用を高めて絡みはもとより捩れや回転ドラム４の内面への貼り付きを防止し、洗濯物２１の取り出しが容易で洗濯物２１に皺が付くのを大幅に緩和することができる。また、洗濯物２１に機械力を満遍なく及ぼすことができるし叩き作用のある洗濯物２１の落下回数を大幅に増大するので洗い効果を始めとする洗濯機が行う各工程での機能を高められる。

従って、このような正逆弧回転駆動モードを脱水工程の後に実行することにより、脱水工程で洗濯物２１が洗濯工程、すすぎ工程終了時の絡み、捩れ、皺より状態にて回転ドラム４の内面に強く押し付けられて貼り付き強く癖付けられる傾向にあるのを、回転ドラム４の内面から剥がすとともに、洗濯物２１の持ち上げ位置および落し位置の左右交互の入れ換えと、それによる洗濯物２１同士の左右入れ換えを伴う高い解し作用、機械力の満遍ない作用、洗濯物２１の落下時の叩き作用による皺伸ばしが十分にできる。この結果、洗濯物２１の取り出しが容易であるし、事後処理が容易になる上、高い仕上がり状態を得て皺伸ばしの手間を大きく軽減することができる。

ここで、前記回転ドラム４の急正弧回転と急逆弧回転とは、９０度までに洗濯物２１が回転ドラム４の内面に貼り付く急加速度で駆動して実行することにより、洗濯物２１の自
重により落下しやすくなる９０度付近までに脱水後の軽い洗濯物２１でも回転ドラム４の内面に貼り付かせる急加速度によって、洗濯物２１を弧回転位置まで滑り無く、従って、回転ドラム４の回転速度に見合う慣性を付与して弧回転終了位置まで確実に持ち上げ、前記制動状態への変化時点での所定方向への強制的な剥がしをより確実に達成できるようになる。

また、前記回転ドラム４の弧回転方向の正逆切り換えは、回転ドラム４の弧回転が９０度を超え２００度未満で急激な制動動作を挟んで行うことにより、洗濯物２１の貼り付きを保証する急加速度を満足する条件においても弧回転方向を正逆に急反転させて、洗濯物２１の弧回転の最終段階にて急加速度での高い慣性および自重による剥がしを確実に達成し、かつ洗濯物２１に対する機械力付与の時間的ロスを抑制することができる。従って、より短時間に洗濯機の各工程効果が得ながら絡みや捩れを防止し、皺の付きを緩和することができる。

以上のような洗濯物２１の挙動から見ると、本実施の形態の上記正逆弧回転駆動モードは、また、回転ドラム４の急弧回転による遠心力にて洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼り付かせて上方に持ち上げた後、回転ドラム４の急制動により、この洗濯物２１をその慣性および自重により回転ドラム４の内面から剥がして落下させる駆動を、正逆交互に繰り返して実行するものとして捉えることができる。

また、よりよくは、回転ドラム４の急弧回転による遠心力にて洗濯物２１を回転ドラム４の内面に貼り付かせて回転ドラム４の上部範囲まで持ち上げた後、回転ドラム４の急制動により洗濯物２１をその慣性および自重により回転ドラム４の内面から剥がしてその慣性および自重により回転ドラム４の下部範囲の持ち上げ側と反対の側に落下させる駆動を、正逆交互に繰り返す正逆弧回転駆動モードを備え、脱水工程後に正逆弧回転駆動モードを実行するものともなる。

これらの場合も、既述した理由によって回転ドラム４の急正弧回転と急逆弧回転とは２００度未満で繰り返すのが好適であり、９０度を超えて行うのが最良となる。

ここで、直径が５００±５０ｍｍ程度の回転ドラム４での、重力をドラム中心方向と接線方向に分解したときの、中心方向の力と遠心力が釣り合うドラム回転速度につき、
ｍｒω²＝ｍｇｃｏｓθ
によって算出したところ、図５に示す「張付きレベル」と記載した太い実線の通りである。図５に示す丸付き符号は、図４（ａ）に示す丸付き符号と対応している。図５の丸付き符号１で示す停止時から丸付き符号２で示す付近の回転速度６０ｒｐｍ程度に至って洗濯物２１の貼り付きが確実に達成される。また、それに必要な回転ドラム４の回転角θは９０度弱であり、既述の条件を満足している。また、既述では、洗濯物２１の貼り付けによる持ち上げは回転ドラム４の９０度を超え１８０度未満としたが、ここでの例では、丸付き符号２で示す回転角１６５度付近としてあり、回転角８５度付近から丸付き符号３に達する回転角１６５度付近で停止させる制動により洗濯物２１に働く慣性および自重によって回転ドラム４の内面から剥がれる５０ｒｐｍ付近と少しの減速状態によっても剥がれることが分かる。

このような算出および経験から、正逆弧回転駆動モードでの弧回転の最大回転速度は、５０ｒｐｍ以上であり、洗濯物２１の剥がしないしは制動はその最大回転速度で行われることにより、正逆弧回転駆動モードによる実効が得られる。また、正逆弧回転駆動モードでの持ち上げた洗濯物２１の剥がしは、例えば図示例のように回転角８５度〜１６５度の範囲で行う制動を利用した５０ｒｐｍ未満の減速で行うことができる。具体的には、５０ｒｐｍ以上で行う弧回転からの減速状態により５０ｒｐｍ以上での回転を続けようとする
洗濯物２１の慣性によって５０ｒｐｍ未満への減速度に応じた強制剥がし力と重力を洗濯物２１に与え落下させられる。

さらに、正逆弧回転駆動モードでの図４（ａ）丸付き符号２で示す初期弧回転は図５に破線で示すように１６５度近傍で行い、図４（ａ）丸付き符号３〜６に示すそれ以降の弧回転は図５に実線で示すように１６５度近傍〜−１５度近傍の範囲で行うことにより、初期弧回転時に図４（ａ）丸付き符号１に実線で示し、丸付き符号２に破線で示すように回転ドラム４の下部範囲に静止している洗濯物２１を９０度を超え２００度未満、具体的には１６５度近傍の弧回転で左右の初期弧回転側の上部（１３５度近傍）まで持ち上げて回転ドラム４の左右の反対側、具体的には回転ドラム４のほぼ直径線上に落すことを確保し、それ以降の弧回転は１８０度近傍（１６５度近傍〜−１５度近傍の範囲）として回転ドラム４の左右一方側に寄って、具体的にはほぼ３０度よって落ちた洗濯物２１を惰性回転の−１５度近傍までの回転を挟み、回転ドラム４の同じ側の１６５度まで弧回転させる間において、具体的にはほぼ１３５度近傍位置に持ち上げ、回転ドラム４の左右反対の側に落す挙動をほぼ対称的に、かつ回転ドラム４の直径分となる最大の落下距離を得て確実に達成することができる。これにより洗濯物２１の解しと叩きの効果を高められる。

なお、発明者の確認によると、正逆弧回転駆動モードでの弧回転の最大回転速度が５０ｒｐｍ未満の場合、回転ドラム４の制動による洗濯物２１に働く回転慣性では洗濯物２１は回転ドラム４の内面から剥がれる挙動は発生せず、回転ドラム４の逆転時も洗濯物２１が回転ドラム４の内面に貼り付いたまま回転ドラム４と一緒に回転するという状態となってしまう。

さらに、回転ドラム４の回転角度が９０度以下の場合は、洗濯物２１を持ち上げることができず、また、回転ドラム４の回転角度が２００度以上の場合は、回転ドラム４の逆転時、洗濯物２１が１８０度の位置（最上部）を通り越してしまい、図４（ｂ）に示すような洗濯物２１が左右交互に入れ換えられるといった動作を行わないものとなってしまう。

ところで、以上のような回転ドラム４の正逆弧回転駆動モードを実現するにはモータ５に掛かる駆動負荷が非常に大きく、モータ５の極数を増大するなど大型化の原因になるが、本実施の形態は図１、図３に示すように水槽２の底部外面に固定したステータ５ａに対して回転軸４ａに直結したインナロータ５ｂ１、アウタロータ５ｂ２をステータ５ａの
内周側および外周側双方に配置してステータ５ａに対し内外周から作用し合うようにしてあり、モータ５の大型化の問題なく駆動パワーを倍増でき、小さなモータ５によって急反転を伴う正逆弧回転駆動モードを難なく実行できる。

これによって、図５に示すような左右バランスのよい回転速度特性を持った急反転を伴う正逆弧回転駆動モードを永続的にも実行できる技術が実現し、洗濯物２１の正転、逆転のいずれにおいても丸付き符号３、５で示す回転ドラム４のほぼ同じ位置に洗濯物２１を落下させ、その落下時点から惰性回転の−１５度近傍までの回転を挟み、ほぼ同じ回転角位置８５度（回転ドラム４の回転は、８５＋１５＝１００度）近傍で洗濯物２１の貼り付き域に達した後、ほぼ同じ回転角で丸付き符号４、６の位置に達した後の急制動による洗濯物２１の回転ドラム４からの剥がしを達成している。また、丸付き符号３で示す剥がれ位置から丸付き符号５で示す剥がれ位置までの所要時間は０．８秒程度であり、丸付き符号５で示す剥がれ位置から丸付き符号３で示す剥がれ位置までの所要時間は０．８秒程度であり、双方等しい。

このような正逆弧回転駆動モードを、回転ドラムの回転によって持ち上げられた洗濯物がその自重が勝る高さから落下する挙動を示す回転速度での回転ドラム４の連続回転を正逆交互に繰り返す正逆連続回転駆動モードと交互、または正逆連続回転駆動モードでの正
逆切り換え間にて実行するように構成している。通常脱水工程終了時においては、洗濯物２１は回転ドラム４の内面にほぼ全周にわたり強く押し付けられて貼り付いた状態となっているが、この状態にて９０度を超え２００度未満での回転を繰り返す正逆弧回転駆動モードを実行すると、回転ドラム４の上方部分に位置する貼り付いた洗濯物２１は正逆弧回転駆動モードにより、回転ドラム４の内面から剥がされ、解されることとなるが、一方回転ドラム４の下方部分に貼り付いた洗濯物２１は回転ドラム４が９０度を超え２００度未満での回転を繰り返すだけであるので、回転ドラム４の内面から剥がされることなく、貼り付いた状態のままとなる。そこで、正逆弧回転駆動モードの合間に、正逆連続回転駆動モードを実行することで、一部剥がされた洗濯物２１が回転ドラム４内を動き回ることとなり、貼り付いた状態のままの洗濯物２１を剥がす作用を及ぼすことができる。また、正逆連続回転駆動モードにより、回転ドラム４の周方向の位置が変化することにより、回転ドラム４の下方部分に貼り付いた洗濯物２１が回転ドラム４の上方部分に位置する可能性もあり、次の正逆弧回転駆動モードの実行により、回転ドラム４の内面に貼り付いた洗濯物２１を確実に剥がすことができ、これによって、回転ドラム４の内面にほぼ全周にわたり強く押し付けられて貼り付いた状態となった洗濯物を満遍なく剥すことができるとともに、解すことができ、図８（ａ）（ｂ）に示すような個々の洗濯物２１がふわっと拡がり、皺も極めて少ない高い仕上がり状態が得られる。また、引き続いて乾燥工程を実行するとき場合には、洗濯物２１の通気性もよくなりむら無く短時間に乾燥させられるし、乾燥工程において正逆弧回転駆動モードと正逆連続回転駆動モードとを組み合わせて実行すると叩き作用は皺伸ばしになりさらに皺の少ない仕上がり状態となり洗濯物２１は、さらにふわっとし、しかも、薄い布生地製品でも皺が従来に比べると極めて少ない非常に高い仕上がり状態となる。パイル製品ではパイルは寝ることなく立った状態となるし、不織布製品などはごわつかない。

なお、モータ５のパワーアップはできているが、過剰なパワーアップは不経済であるので、第１のドラム駆動指示によるモータ５の駆動にて、モータ５の脱調限界を超えるとき、上限負荷を超えない第２のドラム駆動指示によりモータ５を駆動することにより、その時々で駆動負荷に違いがあっても、洗濯物２１に対する持ち上げ、剥がしの挙動を設定通りに得られる回転ドラム４の回転特性を保証し、パワーアップの上限を抑えられる。それには、例えば、回転ドラム４の回転速度をモニタしてフィードバック制御すればよい。

また、経過時間または洗濯物２１の量により、回転ドラム４の駆動を変更可能とすることにより、例えば、初期においては、正逆連続回転駆動モードの割合を多くし、回転ドラム４の内面のほぼ全周にわたり貼り付いた洗濯物２１を確実に総て剥がし、その後、所定時間経過すると、正逆弧回転駆動モードを多くすることで、洗濯物２１の絡みや捩れを解すことができる。また、洗濯物２１の量による駆動負荷の違いに対応した洗濯物に最適な回転ドラム４の駆動することができるが、洗濯物２１の量や駆動負荷は既に知られた各種検知方法を採用すればよい。

一方、既述したように、正逆弧回転駆動モードでの駆動負荷が高く、また、回転ドラム４は所定の範囲内での正弧回転、逆弧回転を繰り返すため、回転軸４ａと軸受１０の周方向の位置が変化しにくく常に同一の下方に位置する部分に荷重がかかる傾向にあることにより、図３に示す回転軸４ａと軸受１０の間に片減りや早期ガタツキが生じる問題もある。しかし、正逆弧回転駆動モードでの駆動負荷が大きいことに対し、駆動負荷の小さい正逆連続回転駆動モードを適時に実行することによって洗濯全工程での負荷を軽減することができるとともに回転軸４ａの軸受部の位置を変化させることができて、回転軸４ａの軸受部１０に片減りや早期ガタツキが生じるようなことを防止して、しかも正逆連続回転駆動モードでの洗濯物２１の絡み、捩れ、皺よりを正逆弧回転駆動モードにて解すことができる。

正逆連続回転駆動モードは、従来、４０ｒｐｍ程度を正逆１分置き程度で繰り返しているが、これを変えないで、または種々に変えて正逆弧回転駆動モードと組み合わせ実行することができ、具体的には図６に示すように正逆弧回転駆動モードＤは、正逆連続回転駆動モードＴと交互に実行するαパターン、または図７に示すように正逆連続回転駆動モードＴでの正逆切り換え間にて実行し、正逆弧回転駆動モードＤでの正逆弧回転駆動モードＤの繰り返し回数を大小異ならせたβ、γパターンなどとして実施することができる。ことにより、駆動負荷の高い正逆弧回転駆動モードＤに駆動負荷の低い正逆連続回転駆動モードＴを併用する分だけ機械的負荷を軽減しながら、正逆連続回転駆動モードＴにおける洗濯物２１の絡み、捩れ、皺より、洗濯物２１に対する機械力付与の不均衡を正逆弧回転駆動モードの実行割合に応じて是正できる。特に、脱水工程後において、αパターン、βパターン、γパターンを順次に実行して乾燥工程に移行するのに、正逆弧回転駆動モードＤの正逆弧回転の繰り返し回数を順次に増大させることで、始めは回転ドラム４の内面のほぼ全周にわたり貼り付いた洗濯物２１を確実に総て剥がし、その後皺伸ばし作用を高めていき、より効果的に洗濯物を解して乾燥工程に移行し、既述したように効率よく乾燥工程を実施し皺の少ない洗濯物２１が得られるようになる。なお、正逆連続回転駆動モードＴと正逆弧回転駆動モードＤとの間に、回転休止時間（休止期間Ｋ）を設定することにより、前後の異なった駆動モードＴ、Ｄでの回転ドラム４や洗濯物２１の挙動を一旦落ち着かせ、先の駆動モードでの回転ドラム４や洗濯物２１の挙動の影響なく次の駆動モードの挙動を無理なく早期に得られ、駆動負荷が軽減される。休止時間は１秒程度として十分である。

しかし、このようなＴ、Ｄ両モードの組み合わせパターンに限られることはないし、洗濯物２１の量の多少に応じて正逆弧回転駆動モードの正逆連続回転駆動モードに対する実行割合を減少しまた増大することで、経過時間による選択条件の変化や駆動負荷に過不足なく正逆弧回転駆動モードによる洗濯物２１の解し特性を最大限活かせる。

回転ドラムを水平方向または傾斜して設置したドラム式洗濯機に実用して、脱水工程後の強く癖付けられる絡みや捩れ、皺の解消が図れる。

本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機の要部構成を示す断面図である。 図１のドラム式洗濯機の内部を見た背面図である。 図１のドラム式洗濯機のモータ取り付け部分のほぼ半部を示す断面図である。 （ａ）図１のドラム式洗濯機での正逆弧回転駆動モードの工程図、（ｂ）洗濯物の持ち上げ位置および落下位置の左右入れ替わりを示す説明図である。 図１のドラム式洗濯機での正逆弧回転駆動モードを理想的に実現するための、回転ドラム内面への洗濯物の貼り付きと剥がしに対する回転特性の解析図である。 図１のドラム式洗濯機での正逆連続回転駆動モードと正逆弧回転駆動モードとの組み合わせパターンの１つの例を示すグラフである。 図１のドラム式洗濯機での正逆連続回転駆動モードと正逆弧回転駆動モードとの組み合わせパターンの別の例を示すグラフである。 図４〜７に示す実施例での正逆弧回転駆動モードを脱水工程後に行った後の洗濯物の２つの状態例を示す模写図である。 従来技術に係るドラム式洗濯機での脱水工程後の洗濯物の２つの状態例を示す模写図である。

１ 筐体
２ 水槽
３ 孔
４ 回転ドラム
５ モータ
６ 扉
７ 給水系
９ 制御基板
１１ 排水系
１２ 送風機
１３ 乾燥系
１４ 操作パネル

Claims (7)

1. 有底円筒形に形成されモータにより回転駆動される回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽内に設置し、前記モータ等を制御して洗濯、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御装置を有するドラム式洗濯機であって、
   前記制御装置は、脱水工程の終了後において、前記モータの急駆動、急制動を正逆交互に繰り返し行うことで、前記回転ドラムの急弧回転による遠心力にて前記洗濯物を前記回転ドラム内面に貼り付けるとともに前記洗濯物の上方部分を前記回転ドラムの最下位置から９０度を超え１８０度未満の位置まで持ち上げた後、前記洗濯物をその慣性および自重により前記回転ドラム内面から剥がすとともに前記回転ドラムの下部範囲の持ち上げ側と反対の側に落下させる動作を、正逆交互に繰り返し行うような前記回転ドラムの正逆弧回転制御を行うことを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 有底円筒形に形成されモータにより回転駆動される回転ドラムを、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして水槽内に設置し、前記モータ等を制御して洗濯、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御装置を有するドラム式洗濯機であって、
   前記制御装置は、脱水工程の終了後において、前記モータの連続回転を正逆交互に繰り返し行うことで、前記回転ドラムの回転によって持ち上げられた洗濯物をその自重が勝る高さから連続して落下させる動作を正逆交互に繰り返すような前記回転ドラムの正逆連続回転制御と、前記モータの急駆動、急制動を正逆交互に繰り返し行うことで、前記回転ドラムの急弧回転による遠心力にて前記洗濯物を前記回転ドラム内面に貼り付けるとともに前記洗濯物の上方部分を前記回転ドラムの最下位置から９０度を超え１８０度未満の位置まで持ち上げた後、前記洗濯物をその慣性および自重により前記回転ドラム内面から剥がすとともに前記回転ドラムの下部範囲の持ち上げ側と反対の側に落下させる動作を、正逆交互に繰り返し行うような前記回転ドラムの正逆弧回転制御とを行うようにし、前記回転ドラムの正逆弧回転制御は、前記回転ドラムの正逆連続回転制御と交互、または前記回転ドラムの正逆連続回転制御での正逆切り換え間にて行うことを特徴とするドラム式洗濯機。
3. 制御装置は、回転ドラムの正逆弧回転制御での正逆弧回転時における前記回転ドラムの最大回転速度を、５０ｒｐｍ以上としたことを特徴とする請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。
4. 制御装置は、第１のドラム駆動指示によるモータの駆動にて、前記モータの脱調限界を超えるとき、上限負荷を超えない第２のドラム駆動指示により前記モータを駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
5. 制御装置は、回転ドラムの正逆連続回転制御と前記回転ドラムの正逆弧回転制御との間に、回転休止時間を設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
6. 制御装置は、回転ドラムの正逆連続回転制御と前記回転ドラムの正逆弧回転制御とを行う割合を変更可能とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
7. 制御装置は、回転ドラムの正逆連続回転制御と前記回転ドラムの正逆弧回転制御とを行う割合は、経過時間または洗濯物の量によって変更することを特徴とする請求項６に記載のドラム式洗濯機。

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