JP5818493B2

JP5818493B2 - 洗濯機

Info

Publication number: JP5818493B2
Application number: JP2011092046A
Authority: JP
Inventors: 久野　功二; 功二久野
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2031-04-18
Also published as: JP2012223280A

Description

本発明の実施形態は縦軸形の洗濯機に関する。

従来より、洗濯機、中でも縦軸形の洗濯機においては、外箱の内部に水槽が縦軸状態で揺動可能に支持され、この水槽の内部に回転槽も縦軸状態に配設されて、該回転槽を回転駆動することにより洗濯物の脱水が行われるようになっている。

そして又、この縦軸形の洗濯機においては、水槽の上記脱水運転時における揺動を検知する第１の揺動検知手段として、水槽の上部近辺に検知レバーが垂下させて設けられ、水槽の揺動が大きくなったときに、その検知レバーに水槽が接触し、その接触回数が所定数に達したときに、例えば回転槽の回転を一旦停止させて回転槽内の洗濯物をほぐすほぐし行程を実行し、その後に回転槽の回転を再開させるなど、脱水運転を制御し、もって外箱への水槽の衝突を回避しつつ脱水運転を行うようになっている。

又、それとは異なる第２の揺動検知手段として、脱水運転の初期における回転槽の回転速度の立ち上がりに要した時間と、その後の立ち下がりに要した時間との差から水槽の揺動を検知する方法があり、更に、所定の指令回転速度と回転槽の実回転速度との差から水槽の揺動を検知する方法や、回転槽を所定の回転速度で回転させるのに必要となった電流値から水槽の揺動を検知する方法があって、それぞれその検知結果から、脱水運転を制御し、上述同様に外箱への水槽の衝突を回避しつつ脱水運転を行うようになっている。

加えて、第３の揺動検知手段として、水槽に加速度センサを取付け、この加速度センサによる水槽揺動の加速度の検知結果から、脱水運転を制御し、やはり上述同様に水槽の外箱への衝突を回避しつつ脱水運転を行う方法もある（例えば特許文献１参照）。

特許第３１３１５３６号公報

上記従来のもののうち、第１の揺動検知手段については、近年の洗濯機のコンパクト設計により、外箱と水槽との間隙が小さくなったことで、検知レバーに対する水槽の接触回数が所定数に達する前に水槽が外箱に衝突するケースが多くなり、水槽揺動の精確な検知が困難であるという事情を有している。
又、第２の揺動検知手段及び第３の揺動検知手段についても、脱水運転時における水槽の揺動には種々のモードがあり、それらに対して、水槽揺動の精確な検知ができないという事情を有している。

そこで、水槽の揺動の検知が精確にできる縦軸形の洗濯機を提供する。

本実施形態の洗濯機においては、外箱の内部に縦軸状態で揺動可能に支持された水槽と、この水槽の内部に縦軸状態に配設され、回転駆動されることによって洗濯物の脱水を行う回転槽と、前記水槽の少なくとも前記脱水運転時における揺動を検知する揺動検知手段と、この揺動検知手段の検知結果に基づいて前記脱水運転を制御する制御装置とを具備し、前記揺動検知手段が洗濯機設置面に対する前記水槽の平行方向と直角方向の揺動を検知する加速度センサから成っていて、前記制御装置は、前記加速度センサにより前記水槽の平行方向の揺動を検知し、その後、前記水槽の直角方向の揺動を検知し、その後、前記水槽の平行方向の揺動を検知するものであり、且つ、最初の前記水槽の平行方向の揺動を検知するときの前記回転槽の回転速度より、前記水槽の直角方向の揺動を検知するときの前記回転槽の回転速度を高く設定し、さらに、前記水槽の直角方向の揺動を検知するときの前記回転槽の回転速度より、２回目の前記水槽の平行方向の揺動を検知するときの前記回転槽の回転速度を高く設定して、それぞれ前記水槽の揺動を検知し、２回目の前記水槽の平行方向の揺動の検知結果が所定値を超えている場合には、脱水運転時における前記回転槽の最終到達回転速度を、２回目の前記水槽の平行方向の揺動の検知結果が前記所定値未満である場合よりも低くすることを特徴とする。

第１の実施形態を示す作用説明用のフローチャート洗濯機全体の、一部を破断して示す縦断側面図洗濯機全体の横断面図電気的構成のブロック図水槽の揺動モードを回転槽の回転速度別（ａ〜ｄ）に示す概略図第２の実施形態を示す図１相当図脱水運転時における水槽の加速度の変化を、揺動の方向別（ａ，ｂ）に、回転槽の回転速度の変化（ｃ）に沿って示す図脱水運転時における水槽の振幅の変化を、揺動の方向別（ａ，ｂ）に、回転槽の回転速度の変化（ｃ）に沿って示す図第３の実施形態を示す図１相当図第４の実施形態を示す図２相当図図３相当図

以下、第１の実施形態につき、図１ないし図５を参照して説明する。
まず、図２及び図３には、洗濯機（縦軸形脱水兼用洗濯機）の全体構成を示しており、ほゞ直方体状の外箱１を外殻とし、この外箱１の内部に水槽２を弾性支持機構３により縦軸状態で揺動可能に支持して配設している。水槽２は、詳細には図２に示すように、有底円筒状の水槽本体２ａと、この水槽本体２ａの上縁部に装着した環状の水槽カバー２ｂとから成っており、その水槽カバー２ｂには、内蓋４を取付けると共に、図３に示すように、後部に給水口５と供風口６とを形成し、そのほか、フィルタ７を設けている。

なお、内蓋４は、水槽カバー２ｂのカバー内開口部を開閉するもので、後縁部がヒンジ４ａとなっており、前部の中央部に取手４ｂを有している。又、給水口５は、図示しない給水装置から後述する回転槽１０内及び水槽２内に給水するためのもので、供風口６は、同じく図示しない温風供給装置から回転槽１０内及び水槽２内に温風を供給するためのものであり、フィルタ７は、水槽２内から排出される温風から糸屑等の異物を捕獲するためのものである。

弾性支持機構３も、詳細には、外箱１の最上部の各隅部(四隅)に配設した上受座８に載置した下面球状の上滑動体３ａと、この上滑動体３ａからそれぞれに垂下させた吊り棒３ｂ、この吊り棒３ｂの各下部に装着した上面球状の下滑動体３ｃ、及びこの下滑動体３ｃ下の吊り棒３ｂ下部に装着したスプリング３ｄを具備し、水槽２の下部から四方に突設した下受座９に下滑動体３ｃを下方より当接させて、水槽２を吊り下げ支持するようになっている。

水槽２の内部には回転槽１０を配設しており、この回転槽１０も、詳細には図２に示すように例えばプラスチックにより椀状に形成した底部１０ａと、ステンレス鋼板等の金属により円筒状に形成して底部１０ａに結合した胴部１０ｂ、及び胴部１０ｂの上縁部に装着した例えば液体封入形の回転バランサ１０ｃから成っており、そのうちの胴部１０ｂの全域に脱水兼通風孔１１を多数（部分的に図示）形成している。

一方、上記回転槽１０の底部１０ａには、内部に撹拌体１２を配設しており、水槽２の底部から下方には、モータ１３ａを主体とする駆動機構１３を配設している。駆動機構１３は、洗濯時に回転槽１０を制止して撹拌体１２を正逆両方向に交互に回転させ、脱水時に回転槽１０を撹拌体１２と共に一方向に回転させるようになっている。又、この場合、モータ１３ａはアウターロータ形であり、撹拌体１２及び回転槽１０を直に回転させるようになっている。
このほか、水槽２の底隅部には排水口１４を形成しており、この排水口１４には、水位検知用のエアトラップ１５を連通させるとともに、排水弁１６を介して排水管１７を連通させている。

ここで、前記水槽２の上部である水槽本体２ａの上部には、加速度センサ１８を装着している。この加速度センサ１８は、水槽２の揺動を検知する揺動検知手段として機能するもので、洗濯機の設置面Ｆに対する水槽２の、図２の矢印Ａで示す平行方向（水平方向であって、特にはこの場合、前後方向）と、同図の矢印Ｂで示す直角方向（垂直方向であって、上下方向）の揺動を加速度で検知するようになっている。なお、そのほか、加速度センサ１８は、洗濯機の設置面Ｆに対する水槽２の平行方向（水平方向）のうち、左右方向の揺動をも検知できるもので、上記前後方向に代えて、もしくはそれに加えて該左右方向の揺動を検知するようにしても良い。

なお、図２には、加速度センサ１８のリード線１８ａをも示しており、このリード線１８ａを水槽２（水槽本体２ａ）の外周面に添わせて配設し、前記駆動機構１３のリード線（図示省略）等と取りまとめて、外箱１の後下部に配設した制御装置１９に接続している。更に、図２には、外箱１上に被着したトップカバー２０を示しており、このトップカバー２０に洗濯物出入口を開閉する外蓋２１を設けると共に、洗濯機の操作をするための種々のスイッチと表示器を有する操作パネルを設けている（図示省略）。

制御装置１９は図４にも示している。この制御装置１９は、例えばマイクロコンピュータから成るもので、洗濯機の作動全般を制御する制御手段として機能するようになっている。しかして、この制御装置１９には、前記操作パネルが有する種々のスイッチから成る操作入力部２２から各種操作信号が入力され、前記エアトラップ１５と連通して水槽２内の水位を検知するように設けた水位センサ２３からは水位検知信号が、前記モータ１３ａの回転速度を検知することで回転槽１０の回転速度を検知するように設けた回転速度検知部２４からは回転速度検知信号が、そして、前記加速度センサ１８からは前記水槽２の水平及び垂直両方向の揺動検知信号が入力されるようになっている。

制御装置１９は、それらの入力信号並びにあらかじめ記憶された制御プログラムに基づいて、前記操作パネルが有する表示器２５と、前記給水装置の給水弁２６、前記モータ１３ａ、前記排水弁１６、前記温風供給装置のファン２７、同温風供給装置のヒータ２８、及び報知手段であるブザー２９を、駆動回路３０を介して制御するようになっている。

次に、上記構成の洗濯機の作用を述べる。
上記構成の洗濯機は、洗濯コースで、洗い、脱水、すすぎ、及び脱水の行程を実行し、洗濯〜乾燥コースで、洗い、脱水、すすぎ、脱水、及び乾燥の行程を実行し、乾燥コースで、乾燥のみの行程を実行する。

図１はそのうちの脱水行程における制御装置１９の制御内容を詳細に示しており、最初に、脱水運転を開始し回転槽１０を回転させる（ステップＳ１）。次いで、回転速度検知部２４による回転槽１０の回転速度の検知をし（ステップＳ２）、その後に、検知した回転速度が０〔ｒｐｍ〕超であるか否か、すなわち、回転槽１０が回転しているか否かの判断をする（ステップＳ３）。このステップＳ２で、０〔ｒｐｍ〕超ではない（ＮＯ：回転していない）と判断されれば、ステップＳ２に戻り、０〔ｒｐｍ〕超である（ＹＥＳ：回転している）と判断されれば、加速度センサ１８による水槽２の水平方向の加速度（揺動）の検知をする（ステップＳ４）。

次いで、検知した水平方向の加速度が所定値未満であるか否かの判断をし（ステップＳ５）、所定値未満ではない（ＮＯ：水槽２の水平方向の揺動が大きい）と判断されれば、回転槽１０の回転を停止して回転槽内の洗濯物をほぐすほぐし行程を実行し（ステップＳ６）、その後に、回転槽１０の回転を再開させて（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。

これに対して、上記ステップＳ５で、所定値未満である（ＹＥＳ：水槽２の水平方向の揺動が小さい）と判断されれば、前記ステップＳ２同様の回転速度の検知をし（ステップＳ８）、その後に、検知した回転速度が所定値である１３０〔ｒｐｍ〕以上であるか否かの判断をする（ステップＳ９）。このステップＳ９で、１３０〔ｒｐｍ〕以上ではない（ＮＯ）と判断されれば、ステップＳ４に戻り、１３０〔ｒｐｍ〕以上である（ＹＥＳ）と判断されれば、加速度センサ１８による水槽２の垂直方向の加速度（揺動）の検知をする（ステップＳ１０）。

次いで、検知した垂直方向の加速度が所定値未満であるか否かの判断をし（ステップＳ１１）、所定値未満ではない（ＮＯ：水槽２の垂直方向の揺動が大きい）と判断されれば、前記ステップＳ６に進み、その後に前記ステップＳ７を経て、前記ステップＳ２に戻る。

これに対して、上記ステップＳ１１で、所定値未満である（ＹＥＳ：水槽２の垂直方向の揺動が小さい）と判断されれば、回転槽１０の回転速度を最終到達回転速度まで上昇させ（ステップＳ１２）、その後に、脱水運転時間が終了時間に達したか否かの判断をし（ステップＳ１３）、達していない（ＮＯ）と判断されれば、ステップＳ１２に戻り、達した（ＹＥＳ）と判断されれば、脱水運転を終了する（ステップＳ１４）。

図５は、以上の脱水運転における水槽２の揺動モードを発明者の実験結果で示している。そのうち、同図の（ａ）は、回転槽１０の回転速度が主として４０〜６０〔ｒｐｍ〕であるときの水槽２の揺動モード（１次モード）を矢印で示しており、水平揺動、すなわちパラレルモードである。同図の（ｂ）は、回転槽１０の回転速度が主として７０〜９０〔ｒｐｍ〕であるときの水槽２の揺動モード（２次モード）を矢印で示しており、回転揺動、すなわちツイストモードである。同図の（ｃ）は、回転槽１０の回転速度が主として１４０〜１９０〔ｒｐｍ〕であるときの水槽２の揺動モード（３次モード）を矢印で示しており、垂直揺動、すなわちロッキングモードである。同図の（ｄ）は、回転槽１０の回転速度が主として１８０〜２６０〔ｒｐｍ〕であるときの水槽２の揺動モード（４次モード）を矢印で示しており、腰振り揺動、すなわちコニカルモードである。

このように、水槽２の揺動モードは回転槽１０の回転速度で異なり、大別して回転速度の低い側では水平方向の揺動（パラレルモード、ツイストモード）が生じ、回転速度の高い側では垂直方向の揺動（ロッキングモード、コニカルモード、）が生じるもので、その境界は回転槽１０の回転速度で概ね１３０〔ｒｐｍ〕と考えられる。

如上の実験結果に基づき、この第１の実施形態においては、図１に示したように、回転槽１０の１３０〔ｒｐｍ〕の回転速度をしきい値（所定値）として、それに達するまでは、加速度センサ１８による水槽２の水平方向の揺動の検知をし、達してからは、加速度センサ１８による水槽２の垂直方向の揺動の検知をするようにしている。かくして、この第１の実施形態においては、回転槽１０の回転速度に合った水槽２の揺動（水平及び垂直のモード別）の検知ができるもので、水槽２の揺動の検知がより精確にできる。又、それにより、脱水運転の制御もより精確にできる。

以上に対して、図６ないし図１１は第２ないし第４の実施形態を示すもので、それぞれ、第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
［第２の実施形態］
図６ないし図８に示す第２の実施形態においては、図６に示すように、脱水行程における制御装置１９の制御内容について、先のステップＳ１〜Ｓ１０を経た後のステップＳ１１で、検知した水槽２の垂直方向の加速度が所定値未満である（ＹＥＳ）と判断されたところで、回転槽１０の回転速度を上昇させる（ステップＳ１０１）。

次いで、回転速度検知部２４による回転槽１０の回転速度の検知をし（ステップＳ１０２）、その後に、検知した回転速度が所定値である５００〔ｒｐｍ〕以上であるか否かの判断をする（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３で、５００〔ｒｐｍ〕以上ではない（ＮＯ）と判断されれば、ステップＳ１０１に戻り、５００〔ｒｐｍ〕以上である（ＹＥＳ）と判断されれば、加速度センサ１８の検知感度を高く（この場合、２倍に）する（ステップＳ１０４）。

次いで、加速度センサ１８による水槽２の水平方向の加速度（揺動）の検知をし（ステップＳ１０５）、その後に、検知した水平方向の加速度が所定値未満であるか否かの判断をする（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０６で、所定値未満である（ＹＥＳ：水槽２の水平方向の揺動が小さい）と判断されれば、回転槽１０の回転速度を所定値である９００〔ｒｐｍ〕の最終到達回転速度まで上昇させ（ステップＳ１０７）、その後に、脱水運転時間が終了時間に達したか否かの判断をし（ステップＳ１０８）、達していない（ＮＯ）と判断されれば、ステップＳ１０７に戻り、達した（ＹＥＳ）と判断されれば、先のステップＳ１４に進む。

これに対し、ステップＳ１０６で、所定値未満ではない（ＮＯ：水槽２の水平方向の揺動が大きい）と判断されれば、回転槽１０の回転速度を上記ステップＳ１０７における所定値より低い所定値である８００〔ｒｐｍ〕の最終到達回転速度まで上昇させ（ステップＳ１０９）、その後に、脱水運転時間が終了時間に達したか否かの判断をし（ステップＳ１１０）、達していない（ＮＯ）と判断されれば、ステップＳ１０９に戻り、達した（ＹＥＳ）と判断されれば、ステップＳ１４に進む。
このように第２の実施形態においては、加速度センサ１８の検知感度を、脱水運転時の回転槽１０の回転速度が所定値より高い（ステップＳ１０３でＹＥＳ）ときに高くするようにしている。

ここで、図７は、脱水運転時における水槽２の上部の加速度の変化を、発明者の実験結果で、水平及び垂直の揺動方向別（ａが水平方向、ｂが垂直方向）に、回転槽１０の回転速度の変化（ｃ）に沿って示しており、図８は、脱水運転時における水槽２の上部の振幅の変化を、同じく発明者の実験結果で、水平及び垂直の揺動方向別（ａが水平方向、ｂが垂直方向）に、回転槽１０の回転速度の変化（ｃ）に沿って示している。この図７及び図８で明らかなように、脱水運転時における水槽２の振幅は、回転槽１０の回転速度が増すと減少するが、水槽２の加速度は、回転槽１０の回転速度が増すに従って増加する。

加速度センサ１８による水槽２の加速度の検知は、実際に発生する加速度に合った検知感度で検知することが望ましいが、それを一つの検知感度で検知すると、検知する分解能が悪化してしまい、精確な検知ができない。そこで、この第２の実施形態では、加速度センサ１８の検知感度を、脱水運転時の水槽２の加速度の変化が増加する、回転槽１０の回転速度が所定値より高いときに高くするようにしているのであり、このようにすることによって、水槽２の揺動の検知がより精確にでき、又、それにより脱水運転の制御もより精確にできる。

加えて、この第２の実施形態においては、加速度センサ１８による水槽２の水平方向の揺動の検知結果に基づいて、脱水運転時の回転槽１０の最終到達回転速度を決定するようにしている（ステップＳ１０５〜Ｓ１０７，Ｓ１０９）。これにより、水槽２の水平方向の揺動の検知結果に合った最終到達回転速度の回転槽１０の回転で脱水運転が遂行できる。

すなわち、水槽２の水平方向の揺動が小さければ、回転槽１０の回転速度を通常どおりの所定値である９００〔ｒｐｍ〕の最終到達回転速度まで上昇させ、他方、水槽２の水平方向の揺動が大きければ、回転槽１０の回転速度を通常の所定値より低い所定値である８００〔ｒｐｍ〕の最終到達回転速度まで上昇させて、ともに外箱への水槽の衝突を回避しつつ脱水運転を遂行し得るものである。

［第３の実施形態］
図９に示す第３の実施形態においては、上記第２の実施形態におけるステップＳ１０５〜Ｓ１１０を、前記第１の実施形態におけるステップＳ１２，Ｓ１３に代えて行うようにしている。すなわち、加速度センサ１８による水槽２の水平方向の検知結果に基づいて、脱水運転時の回転槽１０の最終到達回転速度を決定するのを、第１の実施形態のそれ以前の制御内容に続いて実行するようにしている。このようにしても、第２の実施形態と同様に、水槽２の水平方向の揺動の検知結果に合った最終到達回転速度の回転槽１０の回転で脱水運転が遂行できる。

［第４の実施形態］
図１０及び図１１に示す第４の実施形態においては、加速度センサ１８を水槽２の上部である水槽カバー２ｂの上面に装着している。加速度センサ１８の装着位置はこのように変えても、上述同様の作用効果を得ることができる。

以上説明した洗濯機は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、特に加速度センサ１８は脱水運転時以外の水槽２の揺動の検知をするようにしても良いなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
そのほか、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は外箱、２は水槽、１０は回転槽、１８は加速度センサ（揺動検知手段）、１９は制御装置を示す。

Claims

外箱の内部に縦軸状態で揺動可能に支持された水槽と、
この水槽の内部に縦軸状態に配設され、回転駆動されることによって洗濯物の脱水を行う回転槽と、
前記水槽の少なくとも前記脱水運転時における揺動を検知する揺動検知手段と、
この揺動検知手段の検知結果に基づいて前記脱水運転を制御する制御装置とを具備し、
前記揺動検知手段が洗濯機設置面に対する前記水槽の平行方向と直角方向の揺動を検知する加速度センサから成っていて、
前記制御装置は、前記加速度センサにより前記水槽の平行方向の揺動を検知し、その後、前記水槽の直角方向の揺動を検知し、その後、前記水槽の平行方向の揺動を検知するものであり、且つ、最初の前記水槽の平行方向の揺動を検知するときの前記回転槽の回転速度より、前記水槽の直角方向の揺動を検知するときの前記回転槽の回転速度を高く設定し、さらに、前記水槽の直角方向の揺動を検知するときの前記回転槽の回転速度より、２回目の前記水槽の平行方向の揺動を検知するときの前記回転槽の回転速度を高く設定して、それぞれ前記水槽の揺動を検知し、２回目の前記水槽の平行方向の揺動の検知結果が所定値を超えている場合には、脱水運転時における前記回転槽の最終到達回転速度を、２回目の前記水槽の平行方向の揺動の検知結果が前記所定値未満である場合よりも低くする洗濯機。