JP7178651B2

JP7178651B2 - ドラム式洗濯機

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Publication number: JP7178651B2
Application number: JP2017223504A
Authority: JP
Inventors: 智也川口; 弘樹佐藤; 宏之北川
Original assignee: Qingdao Haier Washing Machine Co Ltd
Current assignee: Qingdao Haier Washing Machine Co Ltd
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2022-11-28
Anticipated expiration: 2037-11-21
Also published as: CN111373087A; WO2019100695A1; JP2019092706A

Description

本発明は脱水機能を有するドラム式洗濯機に関する。

一般家庭あるいはコインランドリーなどに設置される洗濯機は、洗濯脱水機能、洗濯脱水乾燥機能を備えるものがある。

脱水機能を有する洗濯機は、ドラム内で洗濯物の偏りにより振動や騒音が発生する。また洗濯物の偏りが大きければ、回転時のドラムの偏心が大きくなり、回転に大きなトルクが必要となるので脱水運転を開始することができない。

これを解消するためには、使用者が洗濯機の運転を停止して手作業により洗濯物の偏りを解消していた。

かかる煩瑣な作業を解消するために、洗濯物の偏りであるアンバランスの大きさが所定値より大きいと判定した場合に、位置検出手段の出力タイミングに応じて遠心力が重力よりも小さくなる回転速度になるまでドラムを減速させて洗濯物の偏在を解消するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。

また、脱水時に洗濯物がドラムの前部に偏るアンバランスの発生を防止するため、ドラムの前部および後部に対して配設した加速度センサにより、検出された振動量の差を算出し、洗濯物がドラムの前部に偏るアンバランス状態を検知するようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。

特開平９－２９００８９号公報特開２００９－８２５５８号公報

上記特許文献１に開示された技術は、ドラムの回転を減速することにより遠心力を低下させ、重なり合っている洗濯物を重力により落下させるようにしたものである。しかしながら、この従来技術では互いに絡まりあって塊となっている洗濯物は、そのまま落下することになるので、塊を解きほぐすことはできない。このような状態でドラムを回転すると、アンバランスは解消されていないので、再度アンバランスが検出され、ドラムの減速が繰り返されることになる。

一方、上記特許文献２に開示された技術は、ドラムの回転時にあって、前部の振動検出手段によって検出された振動値と後部の検出手段によって検出された振動値との差を算出する。そして、この振動値の差が予め設定された閾値を超えた場合、ドラムの回転を減速または停止するようにしたものである。

しかしながら、この従来技術によっても互いに絡まりあって塊となっている洗濯物は、依然として解きほぐされずドラム内に残存することになり、アンバランスを解消する根本的な解決策とはならない。

そこで、上記特許文献３に記載の技術であれば、上記２つの特許文献では解決できなかった課題を解決することが期待される。そして現在、上述した課題を積極的に解決するための更なる具体的な制御手順や具体的な構成が提供されることが期待されている。

本発明はかかる従来の問題を解決するものである。本発明により、洗濯槽内に洗濯物の偏在があっても、脱水工程時において洗濯槽のアンバランスを確実に低減し、脱水工程を速やかに行うことによって洗濯時間を短縮することができるドラム式洗濯機を提供することができる。

本発明に係るドラム式洗濯機は、フレームと、フレームに固定される外槽と、外槽及びフレームを水封のために接続する投入口パッキンと、外槽内で回転自在に支持されるドラムと、前記ドラムの内周面に周方向に等間隔で配置される３つ以上のバッフルと、前記バッフルの各々に注水するための注水装置と、ドラムが一回転する毎に一回信号が発生するドラム位置検出装置と、外槽振動を検出するための単一の加速度センサと、前記加速度センサにおける加速度から検出した仮偏芯位置を補正して前記ドラム内の実際の偏芯位置である正式偏芯位置を検出する偏芯位置検出手段と、脱水工程において、前記ドラムの偏芯量が注水閾値以上になったときに前記正式偏芯位置に対向する前記バッフルへの注水を開始し、前記偏芯量が加速閾値以下になったときに当該バッフルへの注水を停止するように前記注水装置を制御する制御手段とを具備し、前記偏芯位置検出手段は、前記仮偏芯位置を補正して前記正式偏芯位置を導き出す際に、前記ドラムの前後方向についての偏芯負荷が前側にある場合と後側にある場合とで異なる補正を行うことを特徴とするドラム式洗濯機である。ここで、「前後方向」とは、洗濯機の開口部を正面視したときに水平方向に関して開口部から後壁に向かう方向であり、「上下方向」とは鉛直方向と同義であり、「左右方向」とは水平方向に関して前後方向に垂直な方向を指すものとする。

本発明に係るドラム式洗濯機において、前記偏芯位置検出手段は、ドラム定速回転中の加速度センサからの上下方向の振幅値と前後方向の振幅値との差、または、ドラム定速回転中の加速度センサからの左右方向の振幅値と前後方向の振幅値との差に基づいて、前記ドラムの前後方向についての偏芯負荷が前側及び後側の何れにあるかを検出することを特徴とする。

本発明に係るドラム式洗濯機において、前記偏芯位置検出手段は、回転数の上昇に伴うドラムの前後方向についての仮偏芯位置の変化率が予め設定された所定値を超えた場合に、前記ドラムの前後方向についての偏芯負荷が後側にあることを検出することを特徴とする。

本発明のドラム式洗濯機は、フレームと、フレームに固定される外槽と、外槽及びフレームを水封のために接続する投入口パッキンと、外槽内で回転自在に支持されるドラムとを具備するドラム式洗濯機であって、ドラムが一回転する毎に一回信号が発生するドラム位置検出装置と、外槽振動を検出するための単一の加速度センサと、ドラムの前後方向、上下方向及び左右方向の偏芯位置を検出する偏芯位置検出手段とを有し、ドラムの前後方向の偏芯位置を考慮し上下方向及び左右方向の偏芯位置を算出することを特徴とする。

これにより、加速度センサを複数個使用することなく、ドラムの前後方向に係る偏芯位置に関わらず、上下方向及び左右方向に係る偏芯位置を正しく測定することができる。

本発明のドラム式洗濯機は、偏芯位置検出手段は、ドラム定速回転中のモータ回転数の変化値、モータ電流変化値及び、加速度センサからの左右方向の振幅値及び上下方向の振幅値の差を利用して測定することを特徴とする。

これにより、より高い精度での左右方向の振幅値及び上下方向の振幅値の測定を行うことができる。

本発明のドラム式洗濯機は、ドラムの前後方向の偏芯位置検出手段は、ドラム定速回転中の加速度センサからの左右方向の振幅値及び上下方向の振幅値と前後方向の振幅値との差によって測定することを特徴とする。

これにより、より高い精度での前後方向の振幅値の測定を行うことができる。

本発明のドラム式洗濯機は、ドラムの前後方向の偏芯位置検出手段は、回転数の上昇に伴う位相の変化率の違いによって測定することを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る洗濯機１の断面を模式的に示す図である。同洗濯機１の電気系ブロック図である。同洗濯機１の脱水工程での制御の流れを説明するための図である。開口させる給水バルブ６２を示すパラメータ表である。ドラム２内の偏芯位置を示す模式的な図である。ドラム２内が対向負荷にある状態を示す模式的な図である。本実施形態の洗濯機１の脱水工程の概要を示すグラフである。同洗濯機１の脱水工程での制御の流れを示すフローチャートである。偏芯位置調整処理を示すフローチャートである。脱水本工程を示す模式的なフローチャートである。脱水本工程を示すフローチャートである。立上げ判定の処理を示す模式的なフローチャートである。注水工程の処理を示す模式的なフローチャートである。同上。同上。加速度と偏芯位置Ｎとの関係を示すグラフである。左右振幅及び前後振幅の差と偏芯量との関係を示すグラフである。仮偏芯位置θ１及び正式偏芯位置θ２と回転数との関係を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態を図に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施形態の洗濯機１の構成を示す模式的な断面図である。図２は、本実施形態の洗濯機１の電気的な構成を示した機能ブロック図である。

本実施形態の洗濯機１は、例えばコインランドリーや家庭にて好適に使用され得るものであり、フレームたる洗濯機本体１ａと、略水平に延出してなる軸線Ｓ１を有した外槽３及びドラム２からなる洗濯槽１ｂと、受水ユニット５及びノズルユニット６を有する注水装置１ｃと、駆動装置４０と、図２にのみ示される制御手段３０とを備えたものである。そして外槽３の前端は、水封するための投入口パッキン(以下、パッキンＰＫと記す)を介してフレームたる洗濯機本体１ａに間接的に支持されている。当該パッキンＰＫは、例えば弾性を有する合成樹脂を主体とするものであり、当該パッキンの材料、形状、硬度等によって決まる弾性係数が、予め中央制御部３１に記憶されてある。

図１に示す洗濯機本体１ａは、略直方体形状である。洗濯機本体１ａの前面１０ａには、ドラム２に対して洗濯物を出し入れするための開口１１が形成されるとともに、この開口１１を開閉可能な開閉蓋１１ａが取り付けられる。同図に示すように洗濯機本体１ａは、その前面１０ａが若干上方に向いて面することにより、ドラム２に対して洗濯物を出し入れするための開口１１が斜め上方を向いて形成され、この開口１１を開閉可能な開閉蓋１１ａを使用者が斜め上方から開閉する態様のものである。すなわち本実施形態に係る洗濯機１は、洗濯槽１ｂが斜め方向に取り付けられた、所謂斜めドラム式全自動洗濯機と称されるものである。

外槽３は、洗濯機本体１ａの内部に配置された有底筒状の部材であり、内部に洗濯水を貯留可能である。図１に示すように、外槽３の外周面３ａには、上下方向、左右方向及び前後方向の三方向の加速度を検出可能な加速度センサ１２が取り付けられる。

ドラム２は、外槽３内において外槽３と同軸に配置されるとともに、外槽３内で回転自在に支持される有底筒状の部材である。ドラム２は、内部に洗濯物を収容可能で、その壁面２ａに多数の通水孔２ｂ（図１参照）を有する。

駆動装置４０は、図１に示すように、モータ１０によりプーリー１５、１５およびベルト１５ｂを回転させるとともに、ドラム２の底部２ｃに向けて延出する駆動軸１７を回転させて、ドラム２に駆動力を与え、ドラム２を回転させる。また、一方のプーリー１５の近傍には、当該プーリー１５に形成されたマーク１５ａの通過を検出できる近接スイッチ１４が設けられる。そして本実施形態では、この近接スイッチ１４が、ドラム位置検出装置に相当する。

図１に示すように、ドラム２の内周面２ａ１には、周方向に等間隔（等角度）で中空バランサとしてのバッフル７が３つ設けられる。各バッフル７は、ドラム２の基端部２ｃから先端部に亘ってドラム２の軸線方向に延び、ドラム２の内周面２ａ１から軸線Ｓ１に向けて突出して形成される。また各バッフル７は中空状である。

受水ユニット５は、導水樋５ａが例えばドラム２の軸線Ｓ１に沿って径方向に三層重層されて構成されるもので、図３に示すようにドラム２の内周面２ａ１に固定される。導水樋５ａは、バッフル７と同数だけ設けられ、単独で何れかのバッフル７に調整水Wを流せる通水経路が内部に形成される。そしてバッフル７の内部には、図１に示すように連通部材５ａ１が接続され、受水ユニット５から調整水Wが供給される。

このような受水ユニット５とバッフル７とは、連通部材５ａ１でそれぞれ接続される。

ノズルユニット６は、このような導水樋５ａに個別に調整水Wを注水するものである。ノズルユニット６は、３本の注水ノズル６ａと、これらの注水ノズル６ａにそれぞれ接続される給水バルブ６２ａ、６２ｂ、６２ｃとを有する。注水ノズル６ａは、導水樋５ａと同数だけ設けられ、それぞれ別々の導水樋５ａに注水可能な位置に配置される。なお、本実施形態では調整水Wとして水道水が用いられる。また、給水バルブ６２ａ、６２ｂ、６２ｃとしては、方向切換給水バルブを採用することも可能である。

このような構成であると、排水バルブ５０ａが開かれて外槽３内の洗濯水が排水口５０より排出される脱水工程では、ノズルユニット６の何れかの注水ノズル６ａから受水ユニット５の導水樋５ａ内に注水された調整水Wは、連通部材５ａ１を介してバッフル７内に流れ込む。例えば、何れかの注水ノズル６ａから調整水Wが注水される場合には、図１に矢印で示すように、導水樋５ａから連通部材５ａ１を介してバッフル７に調整水Wが流れ込む。

バッフル７は、注水装置１ｃにより洗濯槽１ｂの先端１ｄ側から注水された調整水Wが脱水工程時の遠心力により滞留する滞留部７１と、注水された調整水Wを洗濯槽１ｂの基端１ｅ側から排出させ得る出口部７２とを有する。バッフル７内に流れ込んだ調整水Wは、ドラム２が高速回転状態にあると、遠心力によりドラム２の内周面２ａ１にはりついて滞留する。これにより当該バッフル７の重量が増加し、ドラム２の偏芯量（Ｍ）が変化する。このようにバッフル７は、遠心力により調整水Ｗを貯めることが可能なポケットバッフル構造である。そして、脱水工程が終了に近づいてドラム２の回転速度が低下すると、バッフル７内の遠心力が次第に減衰し、調整水Wが重力によって出口部７２から流れ出て、外槽３外へ排水される。このとき、調整水Wは出口部７２を介してドラム２外の下外方に流れ込む。そのため、調整水Wは、ドラム２内の衣類を濡らすことなく排水される。

図２は、本実施形態の洗濯機１の電気的構成を示すブロック図である。洗濯機１の動作は、マイクロコンピュータを含む制御手段３０によって制御される。制御手段３０は、システム全体の制御を司る中央制御部（ＣＰＵ）３１を備え、この制御手段３０に、それぞれ以下に詳述する値である、ドラム２の共振点ＣＰよりも低い所定の回転数である第一の回転数（Ｎ１）、第一の偏芯量閾値（ｍａ）、注水用偏芯量閾値、回転数上昇用閾値、偏芯量許容閾値や脱水定常回転数が格納されるメモリ３２を接続する。また、制御手段３０により、メモリ３２に格納されたプログラムをマイクロコンピュータが実行することにより、予め定められた運転動作が行われるとともに、メモリ３２には、上記プログラムを実行する際に用いられるデータ等が一時的に記憶される。

中央制御部３１は回転速度制御部３３へ制御信号を出力し、さらにその制御信号をモータ制御部（モータ制御回路）３４へ出力してモータ１０の回転制御を行う。なお、回転速度制御部３３はモータ制御部３４からモータ１０の回転速度を示す信号を実時間で入力し、制御要素となるようにしている。

アンバランス量検出部３５には加速度センサ１２が接続される。アンバランス位置検出部３６には加速度センサ１２および近接スイッチ１４が接続される。アンバランス量検出部３５とアンバランス位置検出部３６とによって偏芯検出手段を構成する。

これにより、近接スイッチ１４がマーカー１５ａ（図１参照）を検知すると、加速度センサ１２から得られた上下方向、左右方向及び前後方向の加速度の大きさから、アンバランス量検出部３５においてドラム２の偏芯量（Ｍ）が算出され、この偏芯量（Ｍ）がアンバランス量判定部３７へ出力される。

アンバランス位置検出部３６は、近接スイッチ１４から入力されたマーカー１５ａの位置を示す信号からアンバランス方向の角度を算出し、偏芯位置（Ｎ）であるアンバランス位置信号を注水制御部３８へ出力する。ここで、アンバランス方向の角度とは、軸線Ｓ１の周方向におけるバッフル７に対する相対角度である。本実施形態では図５に示すようにその一例として、軸線Ｓ１を中心として等角度間隔で配される３つのバッフル７（Ａ）、７（Ｂ）、７（Ｃ）と偏芯位置との相対角度を示すべくバッフル７（Ｂ）、７（Ｃ）との中間位置を０°に設定している。

注水制御部３８は、アンバランス量判定部３７およびアンバランス位置検出部３６からの偏芯量（Ｍ）と偏芯位置（Ｎ）を示す信号が入力されると、予め格納される制御プログラムに基づいて給水すべきバッフル７およびその給水量を判断する。そして注水制御部３８は、選定した給水バルブ６２ａ、６２ｂ、６２ｃを開き、調整水Ｗの注入を開始する。注水制御部３８は、ドラム２に予め定める基準以上の偏芯量（Ｍ）が生じたときは、偏芯量（Ｍ）の算出に基づいて選定された注水ノズル６ａから受水ユニット５の導水樋５ａに調整水Ｗの注入を開始し、偏芯量（Ｍ）が予め定める基準以下となったとき、調整水Ｗの注入を停止する。

なお、注水制御部３８は、例えば図３に示すように、偏芯の要因となっている洗濯物の塊ＬＤ（Ｘ）がドラム２のバッフル７（Ｂ）とバッフル７（Ｃ）の間にある場合は、バッフル７（Ａ）に調整水Ｗを供給するよう制御する。また、洗濯物の塊ＬＤ（Ｙ）がバッフル７（Ａ）の近傍にある場合は、バッフル７（Ｂ）とバッフル７（Ｃ）の両方に調整水Ｗを供給するよう制御する。

本実施形態では、洗濯物の塊ＬＤ（Ｙ）が何れかのバッフル７近傍にある場合のように、偏芯量（Ｍ）を低減するために複数のバッフル７への注水を要するケースにおける具体的な制御について特に詳述する。

中央制御部３１は、図４のパラメータ表に記載された通り、給水バルブＸ、給水バルブＺを開口させている。本実施形態では、偏芯位置（Ｎ）の特定を、図５に示すように、ドラム２を周方向に関して６等分することにより、注水すべきバッフル７を一つに特定する偏芯位置（Ｎ）と、注水すべきバッフル７を二つに特定する偏芯位置（Ｎ）とに場合分けされる。ここで本実施形態における「偏芯位置（Ｎ）」という記載は、仮に算出される仮偏芯位置（θ１）と、正式に決定される正式偏芯位置（θ２）の何れか或いは両方を示す概念である。仮偏芯位置（θ１）、正式偏芯位置（θ２）については後に詳述する。

注水すべきバッフル７を一つに特定する偏芯位置（Ｎ）の領域Ｙとは、領域（Ｐ（Ａ））、（Ｐ（Ｂ））及び（Ｐ（Ｃ））である。また、偏芯の解消に要する偏芯位置（Ｎ）の領域Ｙとは、領域（Ｐ（ＡＢ））、（Ｐ（ＢＣ））及び（Ｐ（ＣＡ））である。また領域（Ｐ（Ａ））、（Ｐ（Ｂ））及び（Ｐ（Ｃ））の軸心Ｓ１を中心とした角度は２０°、領域（Ｐ（ＡＢ））、（Ｐ（ＢＣ））及び（Ｐ（ＣＡ））の軸心Ｓ１を中心とした角度は１００°に設定されている。

加えてＡＢＣのうち記載されていない文字に相当するバッフル７は、本実施形態では偏芯位置（Ｎ）に最も近接したバッフル７である。

また本実施形態では、加速度センサ１２が、上下方向、左右方向及び前後方向の加速度を検出し得る、三軸のセンサとなっている。

これにより、図６に示すような洗濯物がドラム２の基端側と先端側とに相対するように位置づけられる状態（対向負荷の状態）であっても、正確に偏芯位置（Ｎ）及び偏芯量（Ｍ）を検出することができる。

図７は、本実施形態の洗濯機１の脱水工程の概要を示すグラフである。図７において縦軸はドラム２の回転数を示し、横軸は時間を示す。図８、図１０及び図１１は、脱水工程の主たる概要を示すフローチャートである。図８は、脱水工程のうちの前半部分に係る脱水前工程を示し、図１０及び図１１は、脱水前工程を経た後の工程である脱水本工程を示す。

本実施形態では、中央制御部３１が、図示しない脱水ボタンからの入力信号あるいは洗濯コース運転中に脱水工程を開始すべき旨の信号を受信すると、ステップＳＰ１に進み、脱水前工程を開始する。

＜ステップＳＰ１＞
ステップＳＰ１では、中央制御部３１は、ドラム２をほぐし反転させた後、ドラム２の回転をドラム２の共振点ＣＰよりも低い第一の回転数（Ｎ１）まで上昇させる。ドラム２の回転数が第一の回転数（Ｎ１）にまで到達したときステップＳＰ２に移行する。なお本実施形態では第一の回転数（Ｎ１）を、ドラム２の共振点ＣＰである約３００ｒｐｍよりも低い１８０ｒｐｍに設定している。

＜ステップＳＰ２＞
ステップＳＰ２では、中央制御部３１は、加速度センサ１２から与えられた加速度信号に基づいて、偏芯検出手段に偏芯量（Ｍ）および偏芯量・仮偏芯位置測定の制御を実行する。このとき中央制御部３１は、例えば加速度センサ１２から得られた上下方向、左右方向及び前後方向に係る加速度信号を基に、各方向についてそれぞれ偏芯量（Ｍ）を算出させる。本制御に採用される値は算出された３つの方向の値のうち、前後方向に係る偏芯量（Ｍ）と、上下方向または左右方向のうち何れか一の方向に係る加速度信号とを基に算出された偏芯量（Ｍ）である。

＜ステップＳＰ３＞
中央制御部３１は、算出された偏芯量（Ｍ）と、メモリ３２に格納された第一の偏芯量閾値（ｍａ）とを比較し、Ｍ＜ｍａが成り立つか否か判断する、立上げ判定を行う。中央制御部３１は、Ｍ＜ｍａが成り立つと判断するとステップＳＰ４に進み、Ｍ＜ｍａが成り立たないと判断するとステップＳＰ５に進む。ここで、第一の偏芯量閾値（ｍａ）は、バッフル７に調整水Ｗを供給しても、脱水定常回転数までドラム２の回転数を上昇可能な程度まで偏芯量（Ｍ）を低減することが困難なほどに洗濯物の偏りが大きい場合を想定した閾値である。すなわち、ステップＳＰ５に進む場合、バッフル７に調整水Ｗを供給しても脱水工程を完遂することが難しい程度に偏芯量（Ｍ）が大きいことを意味する。

第一の偏芯量閾値（ｍａ）について更に説明する。本実施形態では加速度センサ１２は、上下方向、左右方向及び前後方向の加速度をそれぞれ検出し得るものが適用されている。

＜ステップＳＰ４＞
ステップＳＰ４では、中央制御部３１は、ステップＳＰ２において算出された偏芯量（Ｍ）が、偏芯位置毎に設定された第一の偏芯量閾値（ｍａ）よりも小さいとき、ドラム２の回転数を上昇させる。また中央制御部３１は、ドラム２の回転数を上昇させながら、継続的に本実施形態に係る偏芯量・仮偏芯位置測定の制御を実行している。ここで、「継続的に」とは、必ずしも絶え間なく連続的に行う態様に限られるものではない。脱水定常回転数に至るまでの任意の複数の回転数にまでドラム２の回転数が上昇したときに、間欠的に本実施形態に係る偏芯量・仮偏芯位置測定の制御を実行する態様としても良いことは勿論である。

ステップＳＰ５では、中央制御部３１は、ドラム２の回転を停止させるか、或いはドラム２の回転数を遠心力よりも重力が勝る回転数まで下げることにより、ドラム２内の洗濯物を上下方向に攪拌するという偏芯位置調整処理の制御を行う。その後、ステップＳＰ１に戻る。図７では、バッフル７へ注水することなくドラム２の回転数が脱水定常回転数にまで到達したときの回転数の挙動を実線にて示している。また図７では一度だけバッフル７へ注水した後、回転数が脱水定常回転数にまで到達したときの回転数の挙動を上側の想像線にて示し、ステップＳＰ５に係るドラム２の回転数の挙動を下側の想像線で示す。

偏芯位置調整処理の制御について、更に図９に示して説明する。まず、上記ステップＳＰ３により偏芯量（Ｍ）が、低減が難しい程度にまで大きいと判断されると、ドラム２の回転を停止する（ステップＳＰ５１）。その後、遠心力を下回る回転数にてドラム２を回転させ、ドラム２内の洗濯物を攪拌し、偏芯量（Ｍ）を変化させる（ステップＳＰ５２）。

以下、ステップＳＰ４以降の脱水本工程に係る制御について図１０に模式的に、図１１に具体的に示して説明する。

＜ステップＳＰ６＞
ステップＳＰ６では、中央制御部３１は、図８に示したステップＳＰ２にて算出された偏芯量（Ｍ）が、ドラム２の回転数毎に予め設定された注水用偏芯量閾値よりも大きいか否かの判定を行う。中央制御部３１は、偏芯量（Ｍ）が注水用偏芯量閾値よりも低いときはバッフル７への注水を行うことなくステップＳＰ７へ移行する。中央制御部３１は、偏芯量（Ｍ）が注水用偏芯量閾値よりも大きいときは、注水工程においてバッフル７への注水を行った後にＳＰ７へ移行する。

＜ステップＳＰ７＞
ステップＳＰ７では、中央制御部３１は、ドラム２の回転数を所定の加速度にて上昇させる。

＜ステップＳＰ８＞
ステップＳＰ８では、中央制御部３１は、ドラム２の回転数が脱水定常回転数に到達すると、そのまま脱水工程の終了までドラム２の回転数を維持する。本実施形態では脱水定常回転数は８００ｒｐｍに設定されている。

図１１は、本実施形態に係る脱水本工程の具体的な処理を示すフローチャートである。

＜ステップＳＰ７１＞
ステップＳＰ７１では、中央制御部３１は、ドラム２の回転数が４００ｒｐｍに至るまで回転数を毎秒２０ｒｐｍずつ上昇させる。中央制御部３１は、ステップＳＰ７１を行いながら平行してステップＳＰ６を実行する。

＜ステップＳＰ７２＞
ステップＳＰ７２では、中央制御部３１は、ドラム２の回転数が４００ｒｐｍにまで到達したか否かを判定する。中央制御部３１は、回転数が４００ｒｐｍに到達していなければステップＳＰ７１へ移行する。中央制御部３１は、回転数が４００ｒｐｍに到達していればステップＳＰ７３へ移行する。

＜ステップＳＰ７３＞
ステップＳＰ７３では、中央制御部３１は、ドラム２の回転数が６００ｒｐｍに至るまで回転数を毎秒５ｒｐｍずつ上昇させる。中央制御部３１は、ステップＳＰ７２を行いながら平行してステップＳＰ６を実行する。

＜ステップＳＰ７４＞
ステップＳＰ７４では、中央制御部３１は、ドラム２の回転数が６００ｒｐｍにまで到達したか否かを判定する。中央制御部３１は、回転数が６００ｒｐｍに到達していなければステップＳＰ７３へ移行する。中央制御部３１は、回転数が６００ｒｐｍに到達していればステップＳＰ７５へ移行する。ここで、ドラム２の回転数が４００～６００ｒｐｍまで上昇する際の加速度が他の回転域に比べ低いのは、洗濯物から脱水される水の量が当該回転域では他の回転域より多く、脱水される水による不要な騒音を低減させるためである。

＜ステップＳＰ７５＞
ステップＳＰ７２では、中央制御部３１は、ドラム２の回転数が８００ｒｐｍに至るまで回転数を毎秒２０ｒｐｍずつ上昇させる。中央制御部３１は、ステップＳＰ７２を行いながら平行してステップＳＰ６を実行する。

＜ステップＳＰ７６＞
ステップＳＰ７６では、中央制御部３１は、ドラム２の回転数が８００ｒｐｍにまで到達したか否かを判定する。中央制御部３１は、回転数が８００ｒｐｍに到達していなければステップＳＰ７５へ移行する。中央制御部３１は、回転数が８００ｒｐｍに到達していればステップＳＰ８へ移行する。

＜ステップＳＰ８＞
ステップＳＰ８では、中央制御部３１は、ドラム２の回転数が脱水定常回転数であるに８００ｒｐｍまで到達すると、そのまま脱水工程を継続し、予め定められた時間が経過したことを確認した後に洗濯を終了する。換言すれば中央制御部３１は、通常の洗濯における脱水工程同様、ドラム２を脱水定常回転数で所定時間回転させ、脱水処理を行う。その後、脱水処理は終了される。そして、脱水が終了してドラム２の減速が始まり、遠心力が重力加速度を下回ると、バッフル７内の調整水Ｗが流れ出し、排水される。

本実施形態に係る制御方法では、第二の偏芯検出ステップであるステップＳＰ３以降は、注水ステップであるステップＳＰ６及び回転数上昇ステップであるステップＳＰ７は、ドラム２の回転数が脱水定常回転数に至るまで繰り返し行われる。

続いて、本実施形態に係る制御方法の具体的な態様についてさらに説明する。

図１２は立上げ判定の一実施例を示すフローチャートである。以下、立上げ判定について説明する。

＜ステップＳＰ３１＞
ステップＳＰ３１では、中央制御部３１は、ステップＳＰ２５により決定された左右方向の偏芯量Ｍｘと上下方向の偏芯量Ｍｚとのうち、大きい値を示す偏芯量（Ｍ）を選択する。本実施形態では説明の便宜上、選択された偏芯量（Ｍ）を偏芯量Ｍｘｚと記す。

＜ステップＳＰ３２＞
ステップＳＰ３２では、中央制御部３１は、偏芯量Ｍｘｚが第一の偏芯量閾値（ｍａ）である閾値Ｍ_ｘｚを上回っているか否かを判定する。中央制御部３１は、偏芯量Ｍｘｚが閾値Ｍ_ｘｚを下回っていればステップＳＰ３３へ移行する。中央制御部３１は、偏芯量Ｍｘｚが閾値Ｍ_ｘｚを上回っていれば、立上げ不可と判定しステップＳＰ５に移行して偏芯量調整処理を行う。

＜ステップＳＰ３３＞
ステップＳＰ３３では、中央制御部３１は、前後方向の偏芯量Ｍｙが第一の偏芯量閾値（ｍａ）である閾値Ｍ_ｙを上回っているか否かを判定する。中央制御部３１は、偏芯量Ｍｙが閾値Ｍ_ｙを下回っていれば立上げ可能と判定する。この場合ドラム２の回転数を上昇させる。中央制御部３１は、偏芯量Ｍｙが閾値Ｍ_ｙを上回っていれば、立上げ不可と判定しステップＳＰ５に移行して偏芯量調整処理を行う。

以上で、脱水工程のうち、脱水前工程に係る処理の説明を終了する。以降、上記ステップＳＰ６以降の脱水本工程に係る処理について説明する。ここでステップＳＰ７、ステップＳＰ８に係る処理は既に上述しているので、主にステップＳＰ６すなわち注水工程に係る具体的な処理について説明する。

ここで、本実施形態に係る洗濯機１は、外槽及びフレームたる洗濯機本体１ａを水封のために接続する投入口パッキンＰＫと、複数個の中空のバランサたるバッフル７、当該バッフル７に注水するための注水装置、ドラムが一回転する毎に一回信号が発生するドラム内の中空バランサ位置検出装置である近接スイッチ１４と、外槽振動を検出するための単一の加速度センサ１２と、ドラム２の前後方向並びに上下方向及び左右方向の偏芯位置Ｎを検出する偏芯位置検出手段たる中央制御部３１とを有し、ドラム２の前後方向の偏芯位置Ｎの差によって発生する位相差を考慮し上下方向及び左右方向の偏芯位置Ｎを算出することを特徴とする。

以下、上下方向及び左右方向の偏芯位置Ｎを算出するための各フローチャートについて説明する。まず、図１３に示すステップＳＰ６０１に係るフローチャートについて説明する。

＜ステップＳＰ６０２＞
ステップＳＰ６０２では、中央制御部３１は、加速度センサ１２からの信号から前後方向の振幅を測定する。当該前後方向の振幅を測定した後、ステップＳＰ６０３へ移行する。

＜ステップＳＰ６０３＞
ステップＳＰ６０３では、中央制御部３１は、加速度センサ１２からの信号から上下方向及び左右方向の振幅を測定する。当該上下方向及び左右方向の振幅を測定した後、ステップＳＰ６０４へ移行する。

＜ステップＳＰ６０４＞
ステップＳＰ６０４では、中央制御部３１は、前後方向の振幅並びに上下方向及び左右方向の振幅から、上下方向及び左右方向における実際の偏芯位置Ｎを確定する。このとき本実施形態では、ドラム２の前後方向の偏芯位置Ｎの差によって発生する位相差を考慮し上下方向及び左右方向の偏芯位置Ｎを算出する。本実施形態では、前後方向の偏芯位置Ｎの差と上下方向及び左右方向の偏芯位置Ｎとの関係を予め中央制御部３１が読み出せるようにメモリ３２にマップとして記憶させておく態様を挙げることができる。

続いて図１４では、偏芯位置検出手段たる中央制御部３１が、ドラム２定速回転中のモータ１０におけるモータ回転数の変化値、モータ電流変化値及び、加速度センサ１２からの上下方向の振幅値、左右方向の振幅値の差を利用して前後方向の振幅を測定するステップＳＰ６０２として、その態様を示している。

＜ステップＳＰ６０２ａ＞
ステップＳＰ６０２ａでは、中央制御部３１は、モータ回転数の変化を検出する。当該変化を検出すると、ステップＳＰ６０２ａへ移行する。

＜ステップＳＰ６０２ｂ＞
ステップＳＰ６０２ｂでは、中央制御部３１は、モータ電流の変化値と上下方向の振幅値と左右方向の振幅値との差を検出する。そして当該差より、前後方向の振幅を確定させる。

図１６は、加速度センサ１２から得られた加速度と、近接スイッチ１４から得られたパルス信号ｐｓとの関係を示したグラフである。同図では便宜上、加速度センサ１２から得られた左右方向の加速度の極大値（Ｙｍａｘ）とパルス信号ｐｓとの時間差ｔ１から、仮偏芯位置θ１を算出する。なお、図１２に示す本実施形態では一例として、加速度の極大値（Ｙｍａｘ）及び極小値（Ｙｍｉｎ）から仮偏芯位置θ１を算出する態様を示したが、本発明の他の実施例として加速度ゼロ点、加速度の極大値（Ｙｍａｘ）、極小値（Ｙｍｉｎ）何れか一又は複数から仮偏芯位置θ１を算出するようにしてもよい。また上下方向、前後方向の加速度から上述の通り仮偏芯位置θ１を算出してもよい。

一方、モータ電流の変化値においても、グラフに記するとすれば上記加速度の挙動を示した図に示すような振幅を有した曲線となる。また、偏芯量が大きいときの方が偏芯量が小さいときよりも振幅が大きく現れる。但しモータ電流の変化値は、偏芯位置が前側にあっても後側にあっても殆ど同じ振幅量である。

ここで、本実施形態においては加速度センサ１２はドラム２の前端近傍に設けられている。そのため、加速度センサ１２が検出する上下方向及び左右方向の振幅は加速度センサ１２近傍である前側に偏芯がある場合よりも、ドラム２の後側にある場合には、上下方向及び左右方向の振幅はより小さくなる。加えて偏芯がドラム２の後側にある場合は、偏芯がドラム２の前側にある場合に比べて前後方向の振幅が大きくなる傾向にある。これにより、偏芯が前後方向における何れの箇所にあるのかを決定し得る。

続いて図１５では、前後方向の振幅を測定するステップＳＰ６０２の変形的な態様として、中央制御部３１が、加速度センサ１２からの前後方向の振幅値並びに上下方向の振幅値・左右方向の振幅値の差を利用して前後方向の振幅すなわち前後方向の偏芯位置Ｎを測定する態様を示している。

＜ステップＳＰ６０２ｃ＞
ステップＳＰ６０２ｃでは、中央制御部３１は、加速度センサ１２より、上下方向の振幅値、左右方向の振幅値を検出する。当該上下方向の振幅値、左右方向の振幅値を検出した後、ステップＳＰ６０２ｄへ移行する。

＜ステップＳＰ６０２ｄ＞
ステップＳＰ６０２ｄでは、中央制御部３１は、加速度センサ１２より、前後方向の振幅値を検出する。

＜ステップＳＰ６０２ｅ＞
ステップＳＰ６０２ｅでは、中央制御部３１は、ドラム定速回転中の加速度センサ１２からの上下方向の振幅値及び左右方向の振幅値と前後方向の振幅値との差によって前後方向の偏芯位置Ｎを確定する。

図１７は、ドラム２の回転数が２２０ｒｐｍにあるときにおける、偏芯が前方（前）、中央、後方（奥）のそれぞれの位置に図示の重量の偏芯を設けた際の上下方向の振幅値及び左右方向の振幅値と前後方向の振幅値との差を示したグラフである。このように、前後方向の何れか並びに負荷の値により、上下方向の振幅値及び左右方向と前後方向の振幅値との差が異なってくる。とりわけ、偏芯が後方（奥）にある場合は前後方向の振幅値の方が大きい傾向にある。

すなわち、上下方向の振幅値及び左右方向の振幅値と前後方向の振幅値との差を検出することにより、偏芯の前後方向の位置並びに偏芯量を推定することができる。

加えて本実施形態では、中央制御部３１は、ドラム２の前後方向の偏芯位置検出手段は、回転数の上昇に伴う位相の変化率の違いによって前後方向の偏芯位置Ｎを測定することを特徴とする。

図１８は、加速度センサ１２における前後方向の加速度から検出した仮偏芯位置θ１と、実際の偏芯位置である正式偏芯位置θ２とを示したグラフである。縦軸は上下方向及び左右方向の偏芯位置（角度）を示し、横軸はドラム２の回転数を示している。また同図では、仮偏芯位置θ１は、前側に偏芯位置がある場合の仮偏芯位置θ１（前側）と、後側に偏芯位置がある場合の仮偏芯位置θ１（後側）とを併せて示している。

同図に示すように、仮偏芯位置θ１（前側）及び仮偏芯位置θ１（後側）では異なる挙動を示すため、正式偏芯位置θ２を導き出すためには、それぞれ異なる補正を行う、換言すればそれぞれ異なる数式により算出する必要があることが明らかである。

さらに同図では、回転が上昇していく途上における例えば３５０ｒｐｍといった所定の回転数付近において仮偏芯位置θ１（後側）の値が急に変化する（グラフでは上昇する）という挙動を示す。当該挙動を検出することにより、偏芯位置が後側にあると推定することも可能である。

このように本実施形態では、前後方向における偏芯位置を複数の手法により推定することで、より正確な偏芯位置の特定に資する。

以上のように本実施形態のドラム式洗濯機１は、外槽３及びフレームたる洗濯機本体１ａを水封のために接続する投入口パッキンＰＫと、ドラム２が一回転する毎に一回信号が発生するドラム位置検出装置たる近接センサ１４と、外槽３の振動を検出するための単一の加速度センサ１２と、ドラム２の前後方向並びに上下方向及び左右方向の偏芯位置Ｎを検出する偏芯位置検出手段たる中央制御部３１とを有し、ドラム２の前後方向の偏芯位置Ｎを考慮し上下方向及び左右方向の偏芯位置Ｎを算出することを特徴とする。

これにより、加速度センサ１２を複数個使用することなく、ドラム２前後方向に係る偏芯位置Ｎに関わらず、上下方向及び左右方向に係る偏芯位置Ｎを正しく測定することができる。

本実施形態のドラム式洗濯機１は、偏芯位置検出手段たる中央制御部３１は、ドラム２定速回転中のモータ１０の回転数の変化値、モータ１０の電流変化値及び、加速度センサ１２からの左右上下振幅値の差を利用して測定するようにしている。

これにより本実施形態のドラム式洗濯機１は、より高い精度での左右上下振幅値の測定を行うことができる。

本実施形態のドラム式洗濯機１は、ドラム２の前後方向の偏芯位置検出手段たる中央制御部３１は、ドラム２定速回転中の加速度センサ１２からの上下方向の振幅値及び左右方向の振幅値と前後方向の振幅値の差によって測定するようにしている。

これにより本実施形態のドラム式洗濯機１は、より高い精度での前後方向の振幅値の測定を行うことができる。

本実施形態のドラム式洗濯機１は、ドラム２の前後方向の偏芯位置検出手段たる中央制御部３１は、モータ１０の回転数の上昇に伴う位相の変化率の違いによって測定することを特徴とする。

これにより、本実施形態のドラム式洗濯機１は、より高い精度での前後方向の振幅値の測定を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本実施形態の構成は上述したものに限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では洗濯機として、家庭用として好適に利用され得る所謂斜めドラム型全自動洗濯機に本発明を適用した一例を開示したが勿論、コインランドリー店舗にて広く好適に適用されている横型の洗濯乾燥機であっても、本発明に係る制御方法は好適に適用され得る。

また例えば、上記実施形態ではバッフル７を三つ設けた態様を開示したが勿論バッフル７を四つ以上備えた構成としてもよい。またバッフル７は必ずしもドラム２の周方向に関して等角度間隔で配置されることは要さず、またそれぞれ同じ形状であることも要さないことは勿論である。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１・・・洗濯機
１ａ・・・フレーム（洗濯機本体）
１２・・・加速度センサ
２・・・ドラム
３・・・外槽
７・・・バッフル
Ｍ・・・偏芯量
Ｎ・・・偏芯位置

Claims

フレームと、
フレームに固定される外槽と、
外槽及びフレームを水封のために接続する投入口パッキンと、
外槽内で回転自在に支持されるドラムと、
前記ドラムの内周面に周方向に等間隔で配置される３つ以上のバッフルと、
前記バッフルの各々に注水するための注水装置と、
ドラムが一回転する毎に一回信号が発生するドラム位置検出装置と、
外槽振動を検出するための単一の加速度センサと、
前記加速度センサにおける加速度から検出した仮偏芯位置を補正して前記ドラム内の実際の偏芯位置である正式偏芯位置を検出する偏芯位置検出手段と、
脱水工程において、前記ドラムの偏芯量が注水閾値以上になったときに前記正式偏芯位置に対向する前記バッフルへの注水を開始し、前記偏芯量が加速閾値以下になったときに当該バッフルへの注水を停止するように前記注水装置を制御する制御手段とを具備し、
前記偏芯位置検出手段は、前記仮偏芯位置を補正して前記正式偏芯位置を導き出す際に、前記ドラムの前後方向についての偏芯負荷が前側にある場合と後側にある場合とで異なる補正を行うことを特徴とするドラム式洗濯機。
前記偏芯位置検出手段は、ドラム定速回転中の加速度センサからの上下方向の振幅値と前後方向の振幅値との差、または、ドラム定速回転中の加速度センサからの左右方向の振幅値と前後方向の振幅値との差に基づいて、前記ドラムの前後方向についての偏芯負荷が前側及び後側の何れにあるかを検出することを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
前記偏芯位置検出手段は、回転数の上昇に伴うドラムの前後方向についての仮偏芯位置の変化率が予め設定された所定値を超えた場合に、前記ドラムの前後方向についての偏芯負荷が後側にあることを検出する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。