JP4816718B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、振動検知手段にて水槽の振動を検知し、衣類のアンバランス分布状態の検知を行うドラム式洗濯機に関するものである。

従来、この種のドラム式洗濯機は、水槽に固定した振動検知手段にて検知した２軸以上の出力信号より回転ドラム内の前後方向の洗濯物のアンバランス位置を検知する提案がなされている（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機の要部構成を示す断面図でありは、図７は、同ドラム式洗濯機のアンバランスと振動成分の位相差との関連を示すグラフである。

筐体１０６内にサスペンション構造としての防振ダンパ１０５によって弾性支持された水槽１０３内に、多数の孔１０２が形成された回転ドラム１０１が開口する正面側の蓋体１０８から底部となる背面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配設される。

回転ドラム１０１は、水槽１０３の背部に固定したモータ１０９によって回転駆動するようにした水槽ユニット１１０をなし、筐体１０６の正面側出し入れ口に開閉自在に設けられた蓋体１０８を開くことにより水槽１０３の正面開口部及び回転ドラム１０１の正面開口部を通して洗濯物を出し入れできるように構成されている。

水槽１０３の開口部と、水槽ユニット１１０を収容した筐体１０６の出し入れ口に設けた蓋体１０８との間に、双方間をシールするゴムなどの弾性シール部材１１１を介した圧接部がある。よって、水槽ユニット１１０は、防振ダンパ１０５にて筐体１０６底部から防振支持された揺動自在の振動体の構成である。

このようなドラム式洗濯機は、回転ドラムが前記のように水平または傾斜しているため、回転ドラム内に洗濯物を収納して回転させると、洗濯物や水が下方に偏りがちになるため振動が発生しやすくなる。特に、回転ドラムを高速回転させて洗濯物の脱水を行う脱水工程を実施するとき、洗いまたはすすぎ行程の終了後は、水を含んだ洗濯物が回転ドラム内に収納されており、洗濯物の種類や生地あるいは形状によっては脱水工程の回転時に回転ドラムの偏った位置に集まりやすい状態がある。洗濯物に偏りが生じると回転ドラムを収容する水槽に大きな振動が生じ、洗濯機に異常振動や異常騒音を発生させる。

筐体１０６上方前方には、操作部１１２とその内方に洗い、すすぎ、脱水等の各工程を制御する制御手段１１３を配置する。

この種のドラム式洗濯機においては、脱水工程で回転ドラムの回転数が低速から高速までの広い回転数の範囲にわたって運転させ、その際に回転軸に沿った前後方向に洗濯物のアンバランスが生じると、回転数によっては回転ドラムに大きな振れ回りが生じて、水槽に衝突して騒音を発生するなどの不具合が生じることがあり、特に、回転軸に沿って前側である蓋体１０８側に大きなアンバランスが分布すると、後側にアンバランスがある場合よりも振れ回りが生じやすい傾向にある。これは、後方にはモータ１０９などの重量のある慣性の高い構成物が配置されている為である。

これに対応する技術として従来例の特許文献１は、水槽１０３の上部外壁に固定した水槽の複数方向の振動成分を検知可能な振動検知手段１０４が出力する複数方向の振動成分の出力信号に基づいて、洗濯物のアンバランス位置を検知し前側のアンバランス異常による振幅異常に対応できるようにしている。

図７は、その関連を示す一例で、振動検知手段１０４が検知した水槽ユニット１１０の、互いに直交する平面のＸ方向における振動と、Ｙ方向における振動との位相角の差（度）とアンバランスの発生位置との関連を示し、位相角の差が大きければ、アンバランスの発生位置は前方になると判定し、制御手段１１３の制御にて、衣類ほぐし工程や、脱水回転数の低減により異常振動による機器への損傷防止や、騒音対応を行っていた。
特開２００６−３１１８８４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、開示しているような回転ドラムの振動源に対し、水槽ユニットは共振対象となるので、回転ドラムの後部に発生した小さなアンバランスでも、水槽ユニットが第１、第２共振点で共振すると、水槽ユニット全体の異常振動となり、異常騒音を発生したり、弾性シール部材１１１を介して蓋体１０８から筐体１０６の異常振動を生じることがある。これには、特許文献１に記載の技術のように、回転ドラムの前部に発生したアンバランスを優先判定して、対応するだけでは問題が残り、後部に発生するアンバランスにも対応することが重要となる。

特に、アンバランス時の回転ドラムの振動挙動は、アンバランスの発生場所が前部、後部の別に関係なく、従来例が開示しているように背部（後部）よりは前部が、より大きく振れ回るいわゆる擂粉木運動になる場合や、回転ドラムの背部（後部）側の振れは小さくとも、水槽ユニットが共振を生じた場合に水槽の前部側を大きく振動させるのはもとより、水槽と回転ドラム、モータ等の構造物との結合部でのダメージとなったりすることがある。

また、衣類のアンバランス発生は、回転ドラムの前、中、後方といった場所が確定されるようには分布せず、例えば、前方に７０％で後方に３０％というような前方に大きな比重のアンバランスがドラム全体に偏った状態、特に前方、後方で対角状態に分布しているような状況にも対応しなければならない。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、振動検知手段から出力する水槽の前部における３つの方向の振動成分から、少なくとも水槽の前部での３方向のうち複数の振動を検知し、水槽の後部での少なくとも１方向の振幅を推定し、その前部、後部の振幅から衣類のアンバランス状態を簡単かつ迅速に検知して、前部、後部の振幅の異常の判定に供せ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、回転ドラム、水槽、モータ等の振動系の水槽ユニットを防振ダンパにて洗濯機筐体内に揺動自在に弾性支持し、モータの回転や、洗い、すすぎ、脱水等の各工程を制御する制御手段と、水槽の上面前部に３次元方向の振動成分を検知する振動検知手段とを備え、制御手段は、洗い、すすぎ工程後の脱水動作における所定の回転数時点または所定の回転数域で、振動検知手段から出力される水槽の前部での３方向のうち複数方向の振動成分と、振動検知手段が出力する信号から推定した水槽の後部での左右および上下２方向の少なくとも１方向の振動成分との相関性から、水槽ユニットの前部および後部の振幅の異常の有無を判定したものである。

これによって、振動検知手段は水槽の前部にあって水槽の前部左右方向、前後方向、上下方向の３次元方向に係る振動に対応した信号を出力するが、これら検出される３方向の振動成分は、水槽ユニットの所定の防振構成により後部左右方向、前後方向、上下方向の振動成分の影響を受け、後部前後方向と前部前後方向とは等価であるが、後部左右方向、後部上下方向の振動成分と種々な関係で相関性を有しているので、水槽の前後振幅の判定に必要な少なくとも前部３方向の直接検知できる振動成分に加え、これら前部３方向の振動成分との後部１方向の振動成分の相関性から前部、後部の振幅を判定し、あらゆる場所に発生する衣類のアンバランスによる異常振動に対応することができる。

また、前部および後部の振幅異常は、それぞれに直接または間接に対応した方向での出力信号の振幅につき判定すればよいが、その判定をそれぞれに対応した所定の許容値以上かどうかで行うことにより、前部および後部の振幅異常の特性の違い、例えば、後部振幅は前部振幅よりも許容度を高められるといった違いにも応じた適正な判定ができる。

本発明によれば、振動検知手段が水槽の前部で検出する３方向に係る振動に対応した信号は、後部での振動成分との相関性から、後部１方向の振動成分を簡単かつ迅速に推定して、前部、後部の振幅異常の判定を行い、異常振動を回避することができる。

第１の発明は、有底円筒形に形成された衣類撹拌用の回転ドラムと、前記回転ドラムを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回転自在に収容した水槽と、前記水槽の背部に固定され前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記回転ドラム、水槽、モータ等の振動系の水槽ユニットを防振ダンパにて揺動自在に弾性支持した洗濯機筐体と、前記モータの回転や、洗い、すすぎ、脱水等の各工程を制御する制御手段と、前記水槽の上面前部に３次元方向の振動成分を検知する振動検知手段とを備え、前記制御手段は、洗い、すすぎ工程後の脱水動作における所定の回転数時点または所定の回転数域で、前記振動検知手段から出力される前記水槽の前部での３次元方向のうち複数方向の振動成分と、前記振動検知手段が出力する信号から推定した前記水槽の後部での左右および上下２方向の少なくとも１方向の振動成分との相関性から、前記水槽ユニットの前部および後部の振幅の異常の有無を判定したことにより、水槽の前部および後部の振幅の判定に必要な少なくとも前部３方向の直接検知できる振動成分に加え、これら前部３方向の振動成分と後部１方向の振動成分の相関性から前部、後部の振幅を判定し、あらゆる場所に発生する衣類のアンバランスによる異常振動に対応することができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、水槽の前部で検知する振動成分の３次元方向は、前部左右方向と、前部前後方向と、前部上下方向とであり、前記水槽の後部での振動成分の２方向は、後部左右方向と、後部上下方向としたことにより、水槽の前部での前後方向と等価である後部前後方向の振動成分を除外して判定したので、的確な検知が可能となる。

第３の発明は、特に第１の発明または第２の発明において、水槽の前部および前記水槽の後部での振幅の異常の判定は、前記水槽の前部の前後方向および前記水槽の前部の左右方向または前記水槽の前部の上下方向の出力信号の振幅またはそれと相関する信号値に応じ、水槽ユニットの左右方向振幅、または、上下方向振幅の前位置と後位置との差分値と前記水槽ユニットの各方向の所定の回転数時点または所定の回転数域における前後の許容振幅値とで判定したことにより、前部および後部の振幅異常の特性の違い、例えば、後部の振幅は前部の振幅よりも許容度を高められるといった違いにも応じた適正な判定ができる。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しながら説明する。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。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の要部構成を示す断面図を示し、図２は、同ドラム式洗濯機の制御回路のブロック図であり、図３は、同ドラム式洗濯機の水槽の前後方向振幅に対する、前部の左右方向振幅から後部の左右方向振幅を減じた値（差分値）との相互関係を示し、図４は、同ドラム式洗濯機の水槽前部の左右方向振幅に対する水槽前部の前後方向振幅に対応する値との相互関係を示すグラフであり、図５は、水槽の振幅と水槽前部、後部における振幅異常の判定を行なう手順を示す説明図である。

図１において、ドラム式洗濯機１は、洗濯機筐体６内に水槽ユニット７を揺動自在に収容し、水槽ユニット７は水槽３内に回転ドラム２を収容し、回転ドラム２の回転軸２ａは水槽３の背面に設けられた軸受６８で支持すると共に回転軸２ａにドラム駆動用のモータ５を軸受６８上で連結している。

回転ドラム２は水槽３と共に、開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸２ａの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配置している。水槽ユニット７はその背面側に軸受６８やモータ５などの重量の大きな構成要素が取り付けられているため、重心Ｇの位置は背面寄り（モータ５側）になる。

そこで、水槽ユニット７は防振ダンパ７０により重心Ｇの位置より正面側寄りの下方で支持した上で、水槽３の上部に固定された上部支持金具７５と洗濯機筐体６の上面との間に架設した第１のコイルバネ７１により水槽ユニット７を正面側に向けて付勢し、更に防振ダンパ７０による支持高さ位置より下方の背面と、洗濯機筐体６の背面との間に第２のコイルバネ７２を架設することにより、重心Ｇの位置より正面側寄りで防振ダンパ７０により支持された水槽ユニット７が図で反時計回りに付勢されるので、背面側に倒れる状態になることを補正し、制振効果の高い支持構造に構成されている。

特に、回転ドラム２の回転軸２ａと直交する方向の中央位置Ｓに対し、防振ダンパ７０による支持位置Ｑおよび重心Ｇ共に後部側にあり、しかも、中央位置Ｓと支持位置Ｑとの間の距離Ｌ１が中央位置Ｓと重心Ｇとの距離Ｌ２よりも大きく（Ｌ１＞Ｌ２）、重力方向で見て支持位置Ｑが重心Ｇの後方でないにしろ、前部近くに位置する条件を持って水槽ユニット７の背部側、後部側の振動を抑えやすくしている。

水槽３の上面前部には３次元加速度センサ等である振動検知手段４０を取付け、脱水時などに水槽３の前部の振動挙動を加速度から振幅を検知する。

また、水槽３前方と洗濯機筐体６前面部との間には、洗い、すすぎ、脱水中の水や飛沫を通さないシール性を有し、かつ水槽３の揺動を防振吸収するゴムなどの材質の弾性シール部材４１を構成する。

本実施の形態のドラム式洗濯機１は、洗い、すすぎ、脱水、乾燥にわたる一連の運転動作を使用者からの指示入力と各部の動作状態監視に基づいて制御するため、図２に示すような制御手段２０が設けられている。

図２において、制御手段２０は、交流電力３１を整流器３２により整流し、チョークコイル３３及び平滑コンデンサ３４からなる平滑回路により平滑化された直流電力を駆動電力として、インバータ回路２６によりモータ５を回転駆動すると共に、入力設定手段２１から入力される運転指示及び各検知手段により検知される運転状態の監視情報に基づいて
ドラム駆動用のモータ５の回転を制御し、負荷駆動手段３７により給水弁１４、排水弁１３、などの必要負荷の動作を制御する。

モータ５は、３相巻線５ａ、５ｂ、５ｃを有するステータと、２極の永久磁石を有するロータとを備え、３つの位置検出素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃを設けた直流ブラシレスモータとして構成され、スイッチング素子２６ａ〜２６ｆにより構成されたＰＷＭ制御インバータ回路２６により回転制御される。

位置検出素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃが検出するロータ位置検出信号は制御手段２０に入力され、このロータ位置検出信号に基づいて駆動回路２５によりスイッチング素子２６ａ〜２６ｆのオン、オフ状態をＰＷＭ制御することにより、ステータの３相巻線５ａ、５ｂ、５ｃに対する通電を制御してロータを所要回転数で回転させる。

なお、制御手段２０は、３つの位置検出手段２４ａ、２４ｂ、２４ｃのいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータの回転数を内部機能としての回転速度検知手段２４によって算出する。

上記のように弾性支持された水槽ユニット７の回転ドラム２は、既述したように、回転軸２ａの方向が水平か傾斜していて、洗濯物を収納して回転するとき洗濯物や水が下方に偏りがちになるため振動が発生しやすく、回転ドラム２を目標回転数１０００〜１６００ｒｐｍといった高速で回転させて洗濯物の脱水を行う脱水工程では、特に、洗いまたはすすぎ行程の終了後で水を含んだ洗濯物が、その種類や生地あるいは形状によっては回転ドラム２の偏った位置に集まりやすい。

洗濯物に偏りが生じると回転ドラムを収容する水槽３に大きな振動が生じ、洗濯機に異常振動や異常騒音を発生させる。また、洗濯機筐体６と水槽ユニット７との弾性シール部材４１による圧接部は、洗い、すすぎ、脱水中の水や飛沫を通さないだけの十分なシール圧を確保するため、比較的硬目の弾性シール部材４１を用いるので、防振ダンパ７０による弾性支持構造に比して高い振動伝達部ともなるので、水槽３の振動は洗濯機筐体６にも伝達されやすく洗濯機筐体６が共振対象にもなる。

水槽ユニット７は、回転ドラム２からの振動の共振対象構造となるため、回転ドラム２の回転数が、１２０ｒｐｍ付近での第１共振点、２５０ｒｐｍ付近での第２共振点、さらに１０００ｒｐｍ以上での第３の共振点を有し、これらの各共振点による水槽ユニット７全体の異常振動を防止するため、回転ドラム２の内部に分布する衣類のアンバランスの発生位置が前部、後部の別に関係なく対応する必要がある。

そこで、本実施の形態では、水槽３の回転軸２ａ方向の中央位置Ｓに対し、揺動自在に防振支持された水槽ユニット７の重心Ｇおよび水槽３の支持位置Ｑが、回転軸２ａと直交する方向で見て寸法Ｌ２、Ｌ１だけ背部側に位置させる。

かつ、支持位置Ｑが前後方向で見て重心Ｇの前部近傍に位置する水槽ユニット７の背部、つまり後部の振動が水槽３の前部の振動に信頼性の高い相関性を有しているのを利用して、制御手段２０は、洗い、すすぎ工程後の脱水動作における所定の回転数時点または所定の回転数域で、水槽３の上面前部に設けた３次元加速度センサ等である振動検知手段４０から出力する水槽の前部の３方向の複数方向の振動成分と、これらと水槽の後部の３方向の少なくとも１方向の振動成分の相関性から、前部および後部の振幅異常の判定を行うものである。

振動検知手段４０が出力する回転ドラム２の回転時の、水槽３の前部の前後方向振幅（
図３横軸）に対する、前部の左右方向から後部の左右方向を減じた振幅に対応する値（差分値、図３縦軸）との相互関係は、実験例から、図３に示すような相互関係になる。

また、水槽前部の左右方向振幅（横軸）に対する前部の前後方向振幅（縦軸）に対応する値との相互関係は、図４に示すような相互関係になる。

水槽３の前部側に洗濯物のアンバランスが分布した「前アンバランス」の場合、図３のＡ、図４のＪに示すような相互関係になり、水槽３の後部に洗濯物のアンバランスが分布した「後アンバランス」の場合、図３のＥ、図４のＦに示すような相互関係になり、水槽３の中央部に洗濯物のアンバランスが分布した場合の「中アンバランス」の場合、図３のＣ、図４のＨに示すような相互関係になる。

また、洗濯物のアンバランス分布が、水槽３の前部側が大きく、かつ対角位置の後ろ側が小さい、いわゆる「前部が大きい対角アンバランス」の場合、図３のＢ、図４のＩに示すような相互関係になる。

また、洗濯物のアンバランス分布が、水槽３の前部側が小さく、かつ対角位置の後ろ側が大きい、いわゆる「後部が大きい対角アンバランス」の場合、図３のＤ、図４のＧに示すような相互関係になる。

ここで、水槽３の前部の前後方向の信号による振幅に対応する値が増大（図３で横軸右方向）すると、同様に増大する正の係数を持つ挙動を示すのは、図３のＡで示す「前アンバランス」時と、Ｂで示す「前部が大きい対角アンバランス」時があり、前者Ａが後者Ｂよりプラス側への勾配（即ち変化）が大きくなっている。

また、前部の前後方向の信号による振幅に対応する値が増大すると、逆に減少する負の係数を持つ挙動を示すのは、Ｅで示す「後アンバランス時」と、Ｄで示す「後が大きい対角アンバランス」時があり、前者Ｅが後者Ｄよりマイナス側への勾配（即ち変化）が大きくなっている。

Ｃで示す「中アンバランス」時の前部左右方向の信号から後部左右方向の信号を引いた振幅に対応する値（図３で縦軸）は、前部前後方向による振幅の大きさに関係なくほぼ一定で、且つ、０に近くなっている。これは、衣類の分布が中央になり、水槽３の振動が前部と後部で同じとなる円筒形状の振動軌跡を示すことを示唆している。

図３からわかるように、前部左右方向の振幅値から後部左右方向の振幅値を引いた値（差分値、図３で縦軸）の負の最大は、Ｅで示す「後アンバランス」時であり、前部前後方向の信号による振幅に対応する値がｃ１のとき、差分値はｂ１となっており、その関係式は数式１で表される。このとき、係数α１は所定の構成条件により定まる。

上式は、水槽前部左右方向の振動と水槽後部左右方向の振動との差は、水槽前部での前後方向の振動に比例することを示す。

次に差分値、（図３で縦軸）の負に変化するのは、Ｄで示す「後が大きい対角アンバランス」時であり、前部前後方向の信号による振幅に対応する値ｃ２のとき差分値はｂ２となっており、その関係式は数式２で表される。このとき、係数α２は所定の構成条件によ
り定まる。

ここで、Ｅで示す「後アンバランス」と、Ｄで示す「後が大きい対角アンバランス」の場合は、差分値がマイナスを示すことは、即ち、ともに水槽前部の左右振動に較べ、水槽後方の左右振動が大きいことを示し、かつＥの「後アンバランス」が、Ｄで示す「後が大きい対角アンバランス」よりその影響は大きい。

図４は、水槽の前部前後方向の信号による振幅に対応する値（縦軸）と、前部左右方向の信号の振幅に対応する値（横軸）との関係を示しており、図４で明らかなように、すべての衣類のアンバランス状態において前部左右方向の信号による振幅に対応する値（横軸）が増大すると、水槽の前部前後方向の信号による振幅に対応する値（縦軸）も同様に増大する正の係数となる特性を示している。

これは、水槽３の前部での左右方向に振動が増大すれば、前後方向の振幅も増大することを示しているが、Ｊで示す「前アンバランス」時がその変化が最小で、Ｉで示す「前が大きい対角アンバランス」時、Ｈで示す「中アンバランス」時、Ｇで示す「後が大きい対角アンバランス」時、Ｆで示す「後アンバランス」時、の順で変化が大きくなっている。

すなわち、衣類のアンバランスがドラム後方に分布すると、水槽前部の左右方向の振動が前後方向の振動に与える影響が大きい相関関係にあることを示している。

図４で、水槽の前部左右方向の信号による振幅（横軸）に対応する値がａのとき、前部前後方向の信号による振幅に対応する値（縦軸）を、ｃとした場合、アンバランス状態に応じて幅を持っており、Ｆで示す「後アンバランス」時がｃ１とした時、Ｇで示す「後が大きい対角アンバランス」時をｃ２、とすれば、ｃ１−ｃ２＝Δｃとなり、図３で示したＥに示す「後アンバランス」差分値（縦軸）ｂ１のときの水槽前部の前後方向の振幅ｃ１と、Ｄに示した「後が大きい対角アンバランス」の差分値（縦軸）ｂ２のときの水槽前部の前後方向の振幅ｃ２との差Δｃに同じとなる。

つまり、水槽前部における左右方向の振幅は、水槽前部における前後方向の振幅に加え、衣類のアンバランスが「後アンバランス」あるいは「後部が大きい対角アンバランス」時にその値が増大することを示している。

これらの、水槽３の前部での左右方向に振動が増大すれば、前後方向の振幅が増大する相関関係にあることは、前部左右方向を前部上下方向に置き換えても、或いは、前部左右方向と前部上下方向の大きい方を選定しても、左右と上下振動の挙動は位相が９０度ずれる以外は、絶対値はほぼ同等であると考えられるので、水槽３の前部で振動検知手段４０が検出する３方向の前部左右方向の信号、前部前後方向の信号、前部上下方向の信号が持つそれぞれの振幅は、「前アンバランス」状態はもとより、「中アンバランス」状態、「後アンバランス」状態、「対角アンバランス」状態とも相関性を持っていることを示している。

このように、振動検知手段４０は水槽３の上方前部にあって水槽３の前部左右方向、前後方向、上下方向の３方向に係る振動に対応した信号を出力するが、これら検出される３方向の振動成分は、水槽３の所定の構成条件では、水槽３の後部左右方向、前後方向、上下方向の振動成分の影響を受け、後部前後方向と前部前後方向とは等価であるので、後部
左右方向、後部上下方向の振動成分と種々な関係で相関性を有しているといえる。

これによって、水槽３の前部及び後部の振幅異常の判定に必要な、少なくとも前部３方向の直接検知できる振動成分に加え、前部３方向の振動成分との相関性から後方で１方向の振動成分を推定して、前部、後部の振幅異常の判定に供し、振幅異常に対応するものである。

水槽３の前部、後部振幅異常は、それぞれに直接または間接に対応した方向での出力信号の振幅につき判定すればよいが、その判定をそれぞれに対応した所定の振幅許容値以上かどうかで行うことにより、前部、後部振幅異常の特性の違い、例えば、後部振幅は前部振幅よりも許容度を高められるといった違いにも応じた適正な判定ができる。

以下に、水槽の前部左右方向と前部前後方向の振動成分の出力信号の振幅に対応する値と、前部左右方向の振幅値から後部左右方向の振幅値を引いた値（差分値）とのそれぞれの相関性を利用して、水槽３の前部および後部の振幅許容値に対する判定を行なう場合の具体例につき説明する。

図５の、水槽の振幅と水槽３の前部および後部における振幅異常の判定を行なう手順を示す説明図において、水槽３の後方の振幅許容値は振幅許容値Ｘ、水槽３の前方の振幅許容値は第２の振幅許容値Ｙであり、これは水槽３とに回転ドラム２の隙間、水槽３と洗濯機筐体６との配置関係、回転軸２ａと回転ドラム２の片持ち支持構造強度等から設定されるものである。

図５に示すように、水槽３の前部左右方向の振動成分に係る出力信号の振幅ａが、図３のＥおよび図４のＦで示す「後アンバランス」状態と仮定して、水槽３の前部前後方向の振動成分の出力信号の振幅に対応する値ｃ１の時の、水槽３の前部左右方向の振幅値から後部左右方向の振幅値を引いた値（差分値）ｂ１を前左右方向の振動成分に係る出力信号の振幅ａに加算して、水槽３の後位置の第１の振幅許容値Ｘ以下かどうか判定する。

図５の判定パターン（Ｉ）の場合のように、振幅ａ＋ｂ１が第１の振幅許容値Ｘ以下であれば、異常振幅ではないと判定し運転を継続する。

図５の判定パターン（ＩＩ）の場合のように、振幅ａ＋ｂ１が第１の振幅許容値Ｘを超えた状態であれば、図４で示したように前左右方向の信号による振幅ａに対応する値と前前後方向の信号の振幅ｃはアンバランスの状態で幅を持っているため、アンバランスの状態を図３のＤおよび図４のＧで示す「後部が大きい対角アンバランス」と仮定して、前部前後方向の振動成分の出力信号の振幅に対応する値ｃ２の時の前部左右方向の振幅値から後部左右方向の振幅値を引いた値（差分値）ｂ２を、前部左右方向の振動成分に係る出力信号の振幅ａに加算して水槽３の後位置の第１の振幅許容値Ｘ以下かどうか判定する。

即ち、図５の判定パターン（ＩＩＩ）の場合のように、振幅ａ＋ｂ２が第１の振幅許容値Ｘ以下であれば、異常振幅ではないと判定し運転を継続する。

一方、図５の判定パターン（ＩＶ）の場合のように、振幅ａ＋ｂ２が第１の振幅許容値Ｘを超えた状態であれば、「後部が大きい対角アンバランス」状態ではなく、図３のＡおよび図４のＪで示す「前アンバランス」状態と仮定して、前部左右方向の振動成分に係る出力信号の振幅ａをそのまま水槽３の前方位置の第２の振幅許容値Ｙ以下かどうか判定する。

そして、図５の判定パターン（Ｖ）の場合のように、振幅ａが第２の振幅許容値Ｙ以下
であれば、異常振幅ではないと判定し運転を継続する。

また、図５の判定パターン（ＶＩ）の場合のように、振幅ａが第２の振幅許容値Ｙを超えていれば、異常振幅と判定し運転を中断したり、回転数を低下したり、衣類のアンバランスをほぐす工程などの防振対応制御に移行する。

上記振幅ａは、水槽３の前部左右方向として説明したが、上下方向、或いは、左右方向と上下方向の大きいほうとしても同様の結果が得られるのは、言うまでもない。

上記のように、本願によれば、振動検知手段４０は水槽３上にあって水槽３の前左右方向、前前後方向を含む複数の方向に係る振動に対応した信号を出力するが、水槽３の前部の左右方向あるいは、前部の上下方向の振動成分に係る出力信号と、前部の前後方向の振動成分に係る出力信号とが、後ろの振動成分の１方向と相関があるため、これによって、水槽３の前後振幅異常の判定に必要な少なくとも前部の３方向の直接検知できる振動成分に加え、前部の３方向の振動成分との相関性から後部１方向の振動成分を推定して、前部および、後部の振幅異常の判定に供するので、あらゆる位置に発生する衣類のアンバランスによる振動異常発生時に対応できるものである。

本発明のドラム式洗濯機は、振動検知手段にて水槽の振動を検知し、衣類のアンバランス分布状態の検知を行う洗濯機として有用である。

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 同ドラム式洗濯機の制御回路のブロック図 同ドラム式洗濯機の水槽の前後方向の振幅対する前部の左右方向の振動値から後部の左右方向の振動値を減じた値（差分値）との相互関係を示す図 同ドラム式洗濯機の水槽前部の左右方向振幅に対する水槽前部の前後方向振幅に対応する値との相関関係を示す図 同ドラム式洗濯機の水槽の前部および後部における振幅異常の判定を行なう手順を示す説明図 従来のドラム式洗濯機の要部構成を示す断面図 同ドラム式洗濯機のアンバランス状態と振動成分の位相差との関連を示すグラフ

符号の説明

１ ドラム式洗濯機
２ 回転ドラム
２ａ 回転軸
３ 水槽
５ モータ
６ 洗濯機筐体
７ 水槽ユニット
９ 扉
２０ 制御手段
２４ 回転数検知手段
３０ 布量検知手段
４０ 振動検知手段
７０ 防振ダンパ

Claims (3)

1. 有底円筒形に形成された衣類撹拌用の回転ドラムと、前記回転ドラムを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回転自在に収容した水槽と、前記水槽の背部に固定され前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記回転ドラム、水槽、モータ等の振動系の水槽ユニットを防振ダンパにて揺動自在に弾性支持した洗濯機筐体と、前記モータの回転や、洗い、すすぎ、脱水等の各工程を制御する制御手段と、前記水槽の上面前部に３次元方向の振動成分を検知する振動検知手段とを備え、前記制御手段は、洗い、すすぎ工程後の脱水動作における所定の回転数時点または所定の回転数域で、前記振動検知手段から出力される前記水槽の前部での３方向のうち複数方向の振動成分と、前記振動検知手段が出力する信号から推定した前記水槽の後部での左右および上下２方向の少なくとも１方向の振動成分との相関性から、前記水槽ユニットの前部および後部の振幅の異常の有無を判定したドラム式洗濯機。
2. 水槽の前部で検知する振動成分の３次元方向は、前部左右方向と、前部前後方向と、前部上下方向とであり、前記水槽の後部での振動成分の２方向は、後部左右方向と、後部上下方向とである請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 水槽の前部および前記水槽の後部での振幅の異常の判定は、前記水槽の前部の前後方向および前記水槽の前部の左右方向または前記水槽の前部の上下方向の出力信号の振幅またはそれと相関する信号値に応じ、水槽ユニットの左右方向振幅、または、上下方向振幅の前位置と後位置との差分値と前記水槽ユニットの各方向の所定の回転数時点または所定の回転数域における前後の許容振幅値とで判定した請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。