JP4737242B2 - ドラム式洗濯乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、有底円筒形に形成された回転ドラムを、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乾燥機に関するものである。

従来、この種のドラム式洗濯乾燥機は、脱水工程において回転ドラムを高速回転させて遠心力により洗濯物の水分の脱水を行うため、回転ドラム側面に洗濯物がはりつく状態になる。前記の回転ドラム側面に洗濯物が張り付いた状態で乾燥工程に移行した場合、乾燥用空気と洗濯物の接触面積が限られるため、未乾燥のまま乾燥工程が終了してしまう。

そこで、回転ドラム側面への洗濯物の張り付きを解消する為、布はがし工程として回転ドラムを微小角度で正逆回転させて洗濯物をはがしたり、ほぐしたりする等のドラム駆動方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来のドラム式洗濯乾燥機の構成を示す縦断面図である。図６に示すように、サスペンション構造４によって支持された水槽３内に、回転ドラム１０が配設され、回転ドラム１０はモータ１７によって回転駆動できるように構成されている。

図７（ａ）は、前記従来のドラム式洗濯乾燥機の最終すすぎ工程から最終脱水工程までの工程チャートであり、図７（ｂ）は、同ドラム式洗濯乾燥機の乾燥工程の工程チャートである、前記（ａ）の続きである。図７（ａ）の最終脱水工程の最終ステップに、モータ回転数５０ｒｐｍで微小回転と表現されている矢印Ｃで示した行程部分が、従来から提案されてきた布はがし工程である。

即ち、モータ１７により高速回転されて、回転ドラム側面に遠心力により張り付いた洗濯物は、前記布はがし工程である微小回転行程においてモータ４によって回転ドラムを微小角度の正逆回転することで、回転ドラムからはがされたりほぐされたりした後、乾燥工程に移行するという構成である。
特開２０００−２５４３８５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、高速脱水回転による脱水性能の向上や、乾燥時間
を短縮して使い勝手を向上する、という要求に対し、洗濯物がドラム側面への強く張り付いた状態の布はがしやほぐし作用を良くするには、布はがし工程の時間を延長するしかなく、時間短縮という要求と相反する課題や、また時間を延ばしても確実に布がはがれるかどうかは分からないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、回転ドラム内の洗濯物はがれ状態の判定し、最適な布はがし工程を実現したドラム式洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のドラム式洗濯乾燥機は、洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容し、かつ筐体から弾性支持機構により支持された水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、投入された洗濯物を引っ掛け持ち上げる攪拌突起と、前記水槽内に水を流し込む給水手段と、前記水槽の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段で検出した振動に対して周波数成分を計算する周波数成分計算手段および、モータの回転数や時間を制御する回転時間制御手段および、洗浄、すすぎ、脱水、布はがし、布はがし延長、乾燥等の一連の工程を制御するシーケンス制御手段で構成した制御手段とを備え、前記制御手段は、前記回転ドラムを所定の回転速度で回転させる布はがし工程あるいは布はがし延長工程で、前記振動検出手段あるいは前記周波数成分計算手段の出力から、前記回転ドラムの回転速度の周期に相当する振動出力と、前記回転ドラムの回転速度の周期と異なる周期に相当する振動出力とを比較して、前記回転ドラムの回転周期よりも短い周期で所定時間振動出力の変化量が大きい場合、洗濯物が布はがれ状態であると判定するようにしたものである。

これによって、振動検出手段で得た振動成分が、回転ドラムの回転速度の周期よりも短い周期で急激な出力変化である場合、それは回転ドラム側面に洗濯物がはりついたことによる回転ドラムの回転中心が偏心してドラムが振動しているものではなく、洗濯物が攪拌突起に持ち上げられ、自由落下により回転ドラム内に衝突し回転ドラムが振動することより、水槽の振動に伝えられ、洗濯物が回転ドラム側面からはがれた事を検知することができるので、回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を正しく判定できる。

本発明のドラム式洗濯乾燥機は、回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を正しく判定することができる。

第１の発明は、洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容し、かつ筐体から弾性支持機構により支持された水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、投入された洗濯物を引っ掛け持ち上げる攪拌突起と、前記水槽内に水を流し込む給水手段と、前記水槽の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段で検出した振動に対して周波数成分を計算する周波数成分計算手段および、モータの回転数や時間を制御する回転時間制御手段および、洗浄、すすぎ、脱水、布はがし、布はがし延長、乾燥等の一連の工程を制御するシーケンス制御手段で構成した制御手段とを備え、前記制御手段は、前記回転ドラムを所定の回転速度で回転させる布はがし工程あるいは布はがし延長工程で、前記振動検出手段あるいは前記周波数成分計算手段の出力から、前記回転ドラムの回転速度の周期に相当する振動出力と、前記回転ドラムの回転速度の周期と異なる周期に相当する振動出力とを比較して、前記回転ドラムの回転周期よりも短い周期で所定時間振動出力の変化量が大きい場合、洗濯物が布はがれ状態であると判定するようにしたことにより、振動検出手段で得た振動成分が、回転ドラムの回転速度の周期よりも短い周期で急激な出力変化である場合、それは回転ドラム側面に洗濯物がはりついたことによる回転ドラムの偏心の増大からドラムが振動しているものではなく、洗濯物が攪拌突起に持ち上げられ、自由落
下により回転ドラム内に衝突し回転ドラムが振動することより、洗濯物が回転ドラム側面からはがれた事を検知することができるので、回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を正しく判定できる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段を、振動検出手段の少なくともひとつ以上の加速度センサで構成された振動検出手段から得た水槽の、上下、左右、前後等の方向の少なくともひとつ以上の振動成分を検出し、前記方向毎の振動成分、もしくは前記方向毎の振動成分の和からのを出力により洗濯物の布はがれ状態か否かを判定するようにしたことにより、精度よく水槽の振動を把握できるので、回転ドラム内の布はがれ状態をより正確に検知できる。

第３の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の制御手段を、周波数成分計算手段により、回転ドラムの回転速度に、搭載された攪拌突起の個数の倍数に対応する各周波数帯の振動のスペクトル値が回転ドラムの回転速度に対応する周波数帯の振動のスペクトル値よりも所定値以上大きい場合、洗濯物が布はがれ状態であると判定するようにしたことにより、洗濯物が攪拌突起に持ち上げられ、自由落下により回転ドラム内に衝突して回転ドラムに与えた振動を検知するので、正確な布はがれ判定が可能となる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の制御手段を、布はがし工程終了時に、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定されなかった場合、シーケンス制御手段により布はがしの延長工程に移行するようにしたことにより、布はがしがされない状態での乾燥工程への移行を防止し、不完全な乾燥仕上がりを防止する。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の制御手段を、布はがし延長工程終了時に、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定されなかった場合、シーケンス制御手段によりすすぎ工程に戻るようにしたことにより、再度のすすぎ工程より運転をすることで、洗濯物が強固に回転ドラムに張り付いた状態を一旦解消し、再度布はがし工程を行うことにより、確実な布はがしがなされる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の制御手段を、布はがし工程あるいは布はがし延長工程終了時に、給水手段により洗濯物に所定時間給水した後、あるいは洗濯物に給水しながら布はがし延長工程を行い、布はがれ状態であると判定された場合、シーケンス制御手段により脱水行程に戻るようにしたことにより、洗濯物に給水が含まれるので、その自重により回転ドラム側壁からの離脱がしやすくなり、確実な布はがしがなされる。その後すぐに脱水工程に戻るので第５の発明よりも時間短縮となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯乾燥機の構成を示す縦断面図であり、図２は、同洗濯乾燥機の布はがし工程における水槽の振動から得た加速度出力の時間変化を示し、図３は、同洗濯乾燥機の加速度センサ出力をフーリエ変換（ＦＦＴ）した時のスペクトルの各周波数成分の値を示す図であり、図４、図５は同洗濯乾燥機の布はがし行程の第１の第２のフローチャートである。

図１において、洗濯機本体である筐体５１内方に衣類などの洗濯物を収容した洗濯槽としての回転ドラム５３を回転自在に配した水槽５２は、ばね６４やダンパー５８等の弾性支持機構にて弾性防振支持される。

前記回転ドラム５３は、水槽５２の右外壁面に固着したモータ５４と結合し回転駆動して、回転ドラム５３の内壁に形成した複数個の攪拌突起６２にて洗濯物を引っ掛け持ち上げ、落下させるたたき洗いにて洗濯物を洗浄する。

前記回転ドラム５３を回転駆動させるためのモータ５４はブラシレスモータ等で構成し、回転速度は可変であり、洗濯工程では正転・反転を繰り返す。

前記回転ドラム５３および水槽５２内に給水するための給水手段６３が筐体５１の上部後方に搭載されている。

水槽５２の振動を検出する振動検出手段となる半導体加速度センサ５６は、水槽５２の上部に固着され水槽５２の前後左右上下方向の多軸の振動（加速度）を検出する。多軸構成の理由は、実際の水槽５２の振動は、必ずしも一方向に限定できないので、３軸の加速度センサを用いて、３軸の加速度成分を加算して合計したものを利用するのが水槽の動きを検知する精度が高まり効果的であり、本案はこの多軸タイプのセンサで得たデータを活用している。

制御手段５７は、本来は筐体５１内部に収納するが、機能をわかり易く説明する為に図１のように右側に取り出した図としている。

前記制御手段５７は、前記振動検出手段で検出した振動に対して周波数成分を計算する周波数成分計算手段５９と、モータの回転数や時間を制御する回転時間制御手段６０と、洗浄、すすぎ、脱水、布はがし、布はがし延長、乾燥の一連の工程を制御するシーケンス制御手段６１とで構成される。

前記周波数成分計算手段５９は、具体的にはマイコンで構成されており、振動検出手段５６で得た信号から離散フーリエ変換（ＤＦＴ）もしくは高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、各周波数成分の大きさを計算する。

制御手段５７は、前記振動検知手段５６で得た信号の振幅の時間推移による出力変化、または周波数成分計算手段５９で計算した振動の周波数成分の大小、に応じて回転ドラム５３内の洗濯物のはがれ状態を判定し、洗濯物のはがれ状態に対応して、モータの回転や時間の制御や、布はがし工程の延長や、すすぎ工程への移行、乾燥工程への移行などのシーケンス制御を行う。

以下、図２の振動検知手段により得た信号の時間推移に加速度出力の時間変化図および、図３の振動スペクトルの各周波数成分の値の図に従って、布はがし検知内容を説明する。

図２は、布はがし工程時において、縦軸は水槽の振動から得た加速度センサ出力を示し、横軸は回転ドラムの運転経過時間をしめし、図２（ａ）は、洗濯物が回転ドラムにはりついた状態を、図２（ｂ）は、洗濯物が回転ドラムからはがれた状態を示す。

図３は、布はがし工程時において、縦軸は水槽の振動のフーリエ振幅スペクトル値を、横軸は周波数（Ｈｚ）を示し、図３（ａ）は、洗濯物が回転ドラムにはりついた状態を、図３（ｂ）は、洗濯物が回転ドラムからはがれた状態を示す。

図２、図３で示したドラム式洗濯乾燥機は、布はがし工程時の回転ドラムの回転速度は低角速度の１５ｒｐｍであり、周波数に直すと０．２５Ｈｚである。搭載された攪拌突起６２の個数は３個であり、ドラムの回転速度に搭載された攪拌突起６２の個数をかけたも
のの周波数は０．７５Ｈｚとなる。

図２（ａ）洗濯物がはりついている状態図でのａ_１とａ_２のポイントは、加速度センサ出力に変化を生じたピークの時間を表していて、その間隔は約４ｓｅｃ（秒）である。つまり洗濯物がはがれていない場合、水槽５２の振動を検知する振動検知手段５６から得た信号は、回転ドラムの回転速度と同じ周波数である０．２５Ｈｚつまり約４ｓｅｃ（秒）おきの振動を検知していることが分かる。

図２（ｂ）洗濯物がはがれた状態図でのｂ_１〜ｂ_７のポイントは、加速度センサ出力に変化を生じたピークの時間を表していて、その間隔はどれも約４ｓｅｃ（秒）以下であり、ドラムの回転速度の周波数０．２５Ｈｚよりも短い周波数で急激な出力変化がおきていることが分かる。これは攪拌突起６２により洗濯物が持ち上げられ、自由落下しドラムと洗濯物が衝突することにより、水槽５２の振動周波数が高くなるからである。

この振動検知手段５６から得た信号の違いによって、回転ドラム５３内の洗濯物のはがれ状態を検知するものである。

これによって、振動検出手段で得た振動成分が、回転ドラムの回転速度の周期よりも短い周期で急激な出力変化である場合、それは回転ドラム側面に洗濯物がはりついたことによる回転ドラムの回転中心が偏心してドラムが振動しているものではなく、洗濯物が攪拌突起に持ち上げられ、自由落下により回転ドラム内に衝突し回転ドラムが振動することより、水槽の振動に伝えられ、洗濯物が回転ドラム側面からはがれた事を検知することができるので、回転ドラム内の洗濯物の布はがれ状態を正しく判定し、乾燥能力の向上が図れる。

図３（ａ）洗濯物がはりついている状態図でのＡ_１のポイントは、周波数スペクトルのピークを表していて、その周波数はドラムの回転速度と同じ周波数の０．２５Ｈｚである。

図３（ｂ）洗濯物がはがれた状態図でのＢ_１のポイントは、周波数スペクトルのピークの周波数を表していて、その周波数はドラムの回転速度に、搭載された攪拌突起６２の個数分かけたものに対応する周波数である０．７５Ｈｚである。

即ち、周波数成分計算手段により、ドラムの回転速度に搭載している攪拌突起の個数をかけたものに対応する周波数成分と、ドラムの回転速度に対応する周波数成分を抽出し、振動成分の値の大小により、回転ドラム内の布はがれ状態を判定する。

この違いにより、ドラムの回転速度に対応する周波数成分でのスペクトル値が大きい場合は洗濯物がはりついている状態、一方、ドラムの回転速度に、搭載された攪拌突起６２の個数分かけたものに対応する周波数成分でのスペクトル値が大きい場合は洗濯物がはがれている状態であると判定することができる。

以上のように洗濯物が回転ドラム側壁から、はがれたかどうかを検知する制御を、図４の第１のフローチャート、図５の第２のフローチャートに基づき実際の運転制御をいかにしているかを以下説明する。

図４の第１のフローチャートにおいて、Ｓ１００のすすぎ工程終了後、Ｓ１０１の脱水工程を経てＳ１０２の布はがし工程にはいる。Ｓ１０２の布はがし工程において、Ｓ１０３のはがし検知にて、回転ドラム側面からはがれた事を検知する（Ｙ）と次工程のＳ１０６乾燥工程に移行する。

一方、Ｓ１０３のはがし検知にて、はがれていないと検知した場合（Ｎ）は、Ｓ１０４の布はがし延長工程に移行し、再度回転ドラムを回転速度は低角速度の１５ｒｐｍ前後で、はがし、およびほぐし等の運転をおこない、所定時間の後Ｓ１０５のはがし検知にて回転ドラム側面からはがれているか（Ｙ）、はがれていないか（Ｎ）を検知する。

洗濯物が、はがれていると検知すれば（Ｙ）、Ｓ１０６の乾燥工程に移行し、はがれていない（Ｎ）と検知すれば、Ｓ１００のすすぎ工程に戻る。

図５の第２のフローチャートは、布はがし工程あるいは布はがし延長工程において、洗濯物が回転ドラム側壁から、よりはがれやすくする構成を提案するものである。

図５の第２のフローチャートにおいて、Ｓ２００のすすぎ工程を経てＳ２０１の脱水工程を終了後、Ｓ２０２の布はがし工程において、Ｓ２０３のはがし検知にて、回転ドラム側面からはがれた事を検知する（Ｙ）と次工程のＳ２０８の乾燥工程に移行する。

一方、Ｓ２０３のはがし検知にて、はがれていないと検知した場合（Ｎ）は、Ｓ２０５の布はがし延長工程に移行し、かつ、Ｓ２０６にて給水手段６３により予め回転ドラム内部に給水しておく、あるいは給水しながら回転ドラムを回転速度を低角速度の１５ｒｐｍ前後で、はがし、およびほぐし等の運転をおこなう。

所定時間の後Ｓ２０７のはがし検知にて回転ドラム側面からはがれているか（Ｙ）、はがれていないか（Ｎ）を検知する。はがれていると検知すれば（Ｙ）、Ｓ２０８の乾燥工程に移行し、はがれていない（Ｎ）と検知すれば、Ｓ２００のすすぎ工程に戻る。

以上のように、第１のフローチャートのように、洗濯物のはがれ状態によって、シーケンス制御手段５７により布はがし延長工程に移行したり、布はがしが十分になされない場合には、再びすすぎ工程に戻し移行するように制御することにより、はがれを確実なものとする。

あるいは、第２のフローチャートのように、布はがし工程あるいは布はがし延長工程において、給水手段よって洗濯水を給水することで回転ドラム５３内の洗濯物を濡らし、はがれやすい状態にするよう制御する。

これらにより、布はがし工程時に水槽内の洗濯物のはがれを確実なものとし、最適な乾燥を提供するものである。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機、シーケンス制御方法およびプログラムは、水槽振動やその周波数成分から布はがしシーケンスや給水を制御することができ、それにより水槽内の洗濯物のはがれ状態を制御し、洗濯乾燥機の乾燥能力を向上し、未乾燥を防止することができる。これは、家庭用の洗濯乾燥機だけでなく、業務用の洗濯乾燥機などに広く適用できる。

本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機の構成図 （ａ）同洗濯乾燥機の洗濯物はがれによる加速度センサ出力の時間変化を示す洗濯物がはりついた場合の図（ｂ）同洗濯乾燥機の洗濯物はがれによる加速度センサ出力の時間変化を示す洗濯物がはがれた場合の図 （ａ）同洗濯乾燥機の洗濯物はがれによる加速度センサ出力をＦＦＴした時のスペクトルを示す洗濯物がはりついた場合の図（ｂ）同洗濯乾燥機の洗濯物はがれによる加速度センサ出力をＦＦＴした時のスペクトルを示す洗濯物がはがれた場合の図 同洗濯乾燥機の布はがし工程の第１のフローチャート 同洗濯乾燥機の布はがし工程の第２のフローチャート 従来のドラム式洗濯乾燥機の構成を示す縦断面図 従来のドラム式洗濯乾燥機の工程チャート

５１ 筐体
５２ 水槽
５３ 回転ドラム
５４ モータ（駆動手段）
５６ 振動検出手段（半導体加速度センサ）
５７ 制御手段
５８ 弾性支持機構（ダンパー）
５９ 周波数成分計算手段
６０ 回転速度制御手段
６１ シーケンス制御手段
６２ 攪拌突起
６３ 給水手段
６４ 弾性支持機構（ばね）

Claims (6)

1. 洗濯物を投入する回転ドラムと、前記回転ドラムを収容し、かつ筐体から弾性支持機構により支持された水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、投入された洗濯物を引っ掛け持ち上げる攪拌突起と、前記水槽内に水を流し込む給水手段と、前記水槽の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段で検出した振動に対して周波数成分を計算する周波数成分計算手段および、モータの回転数や時間を制御する回転時間制御手段および、洗浄、すすぎ、脱水、布はがし、布はがし延長、乾燥等の一連の工程を制御するシーケンス制御手段で構成した制御手段とを備え、前記制御手段は、前記回転ドラムを所定の回転速度で回転させる布はがし工程あるいは布はがし延長工程で、前記振動検出手段あるいは前記周波数成分計算手段の出力から、前記回転ドラムの回転速度の周期に相当する振動出力と、前記回転ドラムの回転速度の周期と異なる周期に相当する振動出力とを比較して、前記回転ドラムの回転周期よりも短い周期で所定時間振動出力の変化量が大きい場合、洗濯物が布はがれ状態であると判定するようにしたドラム式洗濯乾燥機。
2. 制御手段は、振動検出手段の少なくともひとつ以上の加速度センサで構成された振動検出手段から得た水槽の、上下、左右、前後等の方向の少なくともひとつ以上の振動成分を検出し、前記方向毎の振動成分、もしくは前記方向毎の振動成分の和からの出力により洗濯物の布はがれ状態か否かを判定するようにした請求項１に記載のドラム式洗濯乾燥機。
3. 制御手段は、周波数成分計算手段により、回転ドラムの回転速度に、搭載された攪拌突起の個数の倍数に対応する各周波数帯の振動のスペクトル値が回転ドラムの回転速度に対応する周波数帯の振動のスペクトル値よりも所定値以上大きい場合、洗濯物が布はがれ状態であると判定するようにした請求項１または２に記載のドラム式洗濯乾燥機。
4. 制御手段は、布はがし工程終了時に、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定されなかった場合、シーケンス制御手段により布はがし延長工程に移行するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機。
5. 制御手段は、布はがし延長工程終了時に、制御手段により洗濯物が布はがれ状態であると判定されなかった場合、シーケンス制御手段によりすすぎ工程に戻るようにした請求項１
   〜４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機。
6. 制御手段は、布はがし工程あるいは布はがし延長工程終了時に、給水手段により洗濯物に所定時間給水した後、あるいは洗濯物に給水しながら布はがし延長工程を行い、布はがれ状態であると判定された場合、シーケンス制御手段により脱水行程に戻るようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載のドラム式洗濯乾燥機。