JPH10146491A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外槽内に、洗濯物を収容すべきドラムが水平
軸回りに回転駆動可能に収容され、該ドラムには、洗濯
物による偏心荷重に釣り合う大きさのカウンタバランサ
を釣り合い位置に設置するためのバランサ機構が装備さ
れ、該バランサ機構には制御装置が接続されているドラ
ム式洗濯機において、短時間で振動を抑制する。 【解決手段】 制御装置は、ドラムの回転角速度の時間
変化に応じた信号と、ドラム上に設定された基準位置が
所定の回転角度位置を通過するタイミングとを検出する
エンコーダ８と、該検出信号に基づいて偏心荷重の大き
さ及び位置を導出し、該導出結果に基づいてカウンタバ
ランサの大きさ及び位置を規定するための制御信号を作
成して、バランサ機構へ供給する制御回路90とを具えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水平の回転軸を具
えたドラムの内部に洗濯物を収容して、ドラムの回転駆
動によって洗濯を施すドラム式洗濯機に関し、特に、ド
ラムの外周部にカウンタバランサを設置することによっ
て脱水運転時の振動を抑制することが可能なドラム式洗
濯機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ドラム式洗濯機においては、水平の回転
軸を有するドラム内に洗濯物を収容して、ドラムの低速
回転によって洗濯物に洗濯を施した後、ドラムを高速回
転させて洗濯物に脱水を施す。しかし、脱水運転時に
は、ドラムの内周壁に洗濯物が押し付けられた状態でド
ラムが高速回転するため、洗濯物が偏心荷重となってド
ラムが激しく振動する。特に、上下方向の振動成分は、
床面に激しい振動を与え、大きな騒音を生じることとな
る。

【０００３】そこで、偏心荷重による振動を抑制するべ
く、ドラムの振動の大きさを検出する振動センサを設置
すると共にドラムの外周壁に複数のバランサ容器を配設
したドラム式洗濯機が提案されている(特許出願公表平
成２年第５０４４８３号)。該ドラム式洗濯機において
は、先ず、振動センサによってドラムの振動の大きさを
検出する。そして、予め設定されている所定量の水を任
意の１つのバランサ容器へ供給して、その状態における
ドラムの振動の大きさを振動センサによって再び検出
し、前回検出した振動の大きさと新たに検出した振動の
大きさを比較する。比較の結果、新たに検出した振動の
大きさが前回検出した振動の大きさよりも小さい場合に
は、前記所定量とは異なる量の水を前記バランサ容器へ
供給して、その状態におけるドラムの振動の大きさを振
動センサによって検出する。

【０００４】これに対し、新たに検出した振動の大きさ
が前回検出した振動よりも大きい場合には、前記所定量
の水を前記バランサ容器とは異なるバランサ容器へ供給
して、その状態におけるドラムの振動の大きさを振動セ
ンサによって検出する。この様にして、ドラムの振動の
大きさの検出、バランサ容器への水の供給及び検出結果
の比較を繰り返し、最終的にドラムの振動の大きさを所
定の許容範囲内に収める。ここで、水が供給されたバラ
ンサ容器は、偏心荷重に対するカウンタバランサの役割
を果たすこととなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、該ドラ
ム式洗濯機においては、上述の如く、バランサ容器への
水の供給と振動の大きさの検出を繰り返して、カウンタ
バランサを構成すべきバランサ容器と該バランサ容器に
対する水の最適な供給量を逐次的に決定するので、脱水
運転の開始から最終的に振動が抑制されるまでに長い時
間がかかる問題がある。本発明の目的は、短時間で振動
を抑制することが出来るドラム式洗濯機を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明に係るドラム式洗濯
機は、外槽内に、洗濯物を収容すべきドラムが水平軸回
りに回転駆動可能に収容され、該ドラムには、洗濯物に
よる偏心荷重に釣り合う大きさのカウンタバランサを釣
り合い位置に設置するためのバランサ機構が装備され、
該バランサ機構には制御装置が接続されている。該制御
装置は、ドラムの回転角速度の時間変化に応じた信号
と、ドラム上に設定された基準位置が所定の回転角度位
置を通過するタイミングとを検出する手段と、該検出信
号に基づいて偏心荷重の大きさ及び位置を導出する手段
と、該偏心荷重の大きさ及び位置に基づいてカウンタバ
ランサの大きさ及び位置を規定するための制御信号を作
成し、バランサ機構へ供給する手段とを具えている。

【０００７】本発明に係るドラム式洗濯機において、ド
ラムを回転駆動すると、制御装置は、ドラムの回転角速
度の時間変化に応じた信号と、ドラム上に設定された基
準位置が所定の回転角度位置を通過するタイミングとを
検出する。そして、制御装置は、該検出信号に基づいて
偏心荷重の大きさ及び位置を検出した後、該検出結果に
基づいて制御信号を作成し、バランサ機構へ供給する。
これに応じてバランサ機構は、該制御信号に応じた大き
さのカウンタバランサを、該制御信号に応じた位置に設
置する。これによって、振動が効果的に抑制されること
になる。

【０００８】又、本発明に係るドラム式洗濯機は、外槽
内に、洗濯物を収容すべきドラムが水平軸回りに回転駆
動可能に収容され、該ドラムには、洗濯物による偏心荷
重に釣り合う大きさのカウンタバランサを釣り合い位置
に設置するためのバランサ機構が装備され、該バランサ
機構には制御装置が接続されている。該制御装置は、ド
ラムの回転角速度の時間変化に応じた信号を検出する第
１検出手段と、ドラム上に設定された基準位置が所定の
回転角度位置を通過するタイミングを検出する第２検出
手段と、第１検出手段からの検出信号の波形に基づいて
偏心荷重の大きさを導出する第１データ処理手段と、第
１検出手段からの検出信号の波形及び第２検出手段によ
って検出されたタイミングに基づいて、前記タイミング
を時間軸基準とする前記検出信号の位相を導出し、導出
された位相に基づいて偏心荷重の位置を算出する第２デ
ータ処理手段と、第１データ処理手段及び第２データ処
理手段から得られる偏心荷重の大きさ及び位置に基づい
て、カウンタバランサの大きさ及び位置を決定する第３
データ処理手段と、第３データ処理手段によって決定さ
れたカウンタバランサの大きさ及び位置に基づいてバラ
ンサ制御信号を作成し、バランサ機構へ供給する制御手
段とを具えている。

【０００９】本発明に係るドラム式洗濯機において、ド
ラムを回転駆動すると、第１検出手段は、ドラムの回転
角速度の時間変化に応じた信号を検出して、検出結果を
第１データ処理手段及び第２データ処理手段へ供給す
る。又、第２検出手段は、ドラム上に設定された基準位
置が所定の回転角度位置を通過するタイミングを検出し
て、検出結果を第２データ処理手段へ供給する。

【００１０】第１データ処理手段は、第１検出手段から
の検出信号の波形に基づいて、偏心荷重の大きさを導出
し、第３データ処理手段へ供給する。ここで、偏心荷重
の大きさは、例えば、検出信号の振幅に基づいて導出さ
れる。一方、第２データ処理手段は、第１検出手段から
の検出信号の波形及び第２検出手段によって検出された
タイミングに基づいて、前記タイミングを時間軸基準と
する前記検出信号の位相を導出する。ここで、検出信号
の位相としては、例えば、検出信号が最大となる時点に
おける位相が導出される。そして、導出された位相に基
づいて偏心荷重の位置を算出し、第３データ処理手段へ
供給する。具体的には、第２データ処理手段は、前記導
出された位相から所定の角度を減算することによって偏
心荷重の位置を算出する。

【００１１】第３データ処理手段は、第１データ処理手
段から得られる偏心荷重の大きさに基づいて、例えば該
大きさに一致する重さを、ドラム上に設置すべきカウン
タバランサの大きさとして決定すると共に、第２データ
処理手段から得られる偏心荷重の位置に基づいて、例え
ば該位置とは１８０度対向する位置或いはその近傍位置
を、ドラム上に設置すべきカウンタバランサの位置とし
て決定し、制御手段へ供給する。制御手段は、決定され
たカウンタバランサの大きさ及び位置に基づいてバラン
サ制御信号を作成し、バランサ機構へ供給する。これに
応じてバランサ機構は、前記決定された大きさのカウン
タバランサを、前記決定された位置に設置する。これに
よって、振動が効果的に抑制されることになる。

【００１２】具体的には、制御装置は、ドラムの回転角
速度の時間変化に応じた信号、及びドラム上に設定され
た基準位置が所定の回転角度位置を通過するタイミング
の検出に際し、脱水運転時よりも低く、且つ遠心力によ
り洗濯物をドラムの内周壁に押し付けて保持することが
可能なドラム回転数を設定する手段を具えている。

【００１３】ドラム回転数が脱水運転時の如く高い場
合、ドラムの回転角速度の時間変化に応じた信号、及び
ドラム上に設定された基準位置が所定の回転角度位置を
通過するタイミングを精度良く検出することが困難であ
る。一方、ドラム回転数が低い場合、大きな遠心力が作
用せず、洗濯物の位置がドラムに対し変化するため、洗
濯物による偏心荷重の位置が一定しない。従って、ドラ
ム回転数を上記の値に設定することにより、ドラムの回
転角速度の時間変化に応じた信号及びタイミングを、精
度良く検出することが出来る。ドラム回転数は、例えば
９０ｒｐｍに設定される。

【００１４】

【発明の効果】本発明に係るドラム式洗濯機によれば、
振動を抑制するためにドラム上に設置すべきカウンタバ
ランサの位置及び大きさを一度に決定するので、バラン
サ容器への流体の供給を繰り返して、カウンタバランサ
を構成すべきバランサ容器と該バランサ容器に対する流
体の供給量を逐次的に決定していた従来のドラム式洗濯
機よりも、振動を抑制するのに要する時間が短縮され
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。先ず、本発明のド
ラム式洗濯機において、ドラム内の洗濯物により生じる
偏心荷重の大きさ及び位置の検出の原理について説明
し、その後、該原理に基づいて偏心荷重の大きさ及び位
置を検出するための具体的な装置構成及び手続きについ
て説明する。図１(ａ)及び(ｂ)は、ドラム(３)における
偏心荷重(35)の位置と、ドラム(３)の角速度信号の波形
との関係を表わしており、図中のωａは角速度信号の平
均レベルを示している。尚、偏心荷重(35)の位置は、ド
ラム(３)に対して変化しないものとする。ここで、角速
度信号の振幅ｍと偏心荷重(35)の大きさの間には相関関
係があると考えられるため、振幅ｍに基づき、偏心荷重
(35)の大きさを導出することが可能である。

【００１６】一方、偏心荷重(35)の位置に関しては、角
速度信号の大きさは、運動エネルギーと位置エネルギー
の関係から、偏心荷重(35)が同図(ａ)のＡの如く上死点
を通過するときに、同図(ｂ)のＡの如く最小となり、偏
心荷重(35)が同図(ａ)のＣの如く下死点を通過するとき
に、同図(ｂ)のＣの如く最大となり、ドラム(３)の回転
に同期して変動すると考えられる。そこで、図２の如く
ドラム(３)上に基準位置Ｐを設定し、該基準位置Ｐから
ドラム(３)の回転方向に対して角度φだけ遅れた位置に
偏心荷重(35)が存在するものとして、この角度φを図３
に示す角速度信号の変動波形から求める。図３に示す時
点ｔoは、基準位置Ｐが下死点を通過する時点に相当
し、時点ｔは、角速度信号が最大となる時点であって、
偏心荷重(35)が下死点を通過する時点に相当している。
従って、時点ｔｏから時点ｔまでのドラム(３)の回転角
度θを導出することによって、偏心荷重(35)の位置を表
わす角度φを得ることが出来る。

【００１７】そこで本発明者らは、上記考察を裏付ける
べく、以下の実験を行なった。図４に示す如く、ドラム
(３)上の基準位置Ｐに、偏心荷重として重さ５００ｇの
錘(36)を固定し、ドラム(３)を回転速度９０ｒｐｍで回
転駆動して、図３における位相θを導出した。又、基準
位置Ｐからドラム(３)の回転方向に対して９０度遅れた
位置Ａ、１８０度遅れた位置Ｂ、及び２７０度遅れた位
置Ｃに錘(36)を固定した場合についても夫々、同様に位
相θを導出した。

【００１８】前述の考察によると、位相θとしては、錘
(36)を基準位置Ｐに固定した場合に０度、位置Ａに固定
した場合に９０度、位置Ｂに固定した場合に１８０度、
位置Ｃに固定した場合に２７０度の値が得られるはずで
ある。しかしながら、図５に示す如く、位相θとして、
錘(36)を基準位置Ｐに固定した場合に約４０度、位置Ａ
に固定した場合に約１２０度、位置Ｂに固定した場合に
約２０５度、位置Ｃに固定した場合に約３０５度の値が
得られており、何れの場合においても、上記考察により
得られるべき値と約４０度のずれ角θｏが生じている。

【００１９】これは、ドラム(３)の角速度信号は、実際
には、錘(36)の位置、即ち偏心荷重(35)の位置が下死点
を通過するときに最大となるのではなく、図２に破線で
示す如く、偏心荷重(35)の位置が下死点から回転方向に
ずれ角θｏだけ進んだ位置Ｚを通過するときに最大とな
ることを表わしている。即ち、図３に示す波形から得ら
れる位相θは、偏心荷重(35)が前記位置Ｚを通過した時
点における位相(φ＋θｏ)である。従って、基準位置Ｐ
と偏心荷重(35)の存在する位置との間の角度φは、前記
位相(φ＋θｏ)から前記ずれ角θｏを減算することによ
って得られる。

【００２０】次に、ドラム(３)上の基準位置Ｐに、重さ
２５０ｇ、５００ｇ、７５０ｇ及び１０００ｇの錘(36)
を固定した場合について夫々、上記実験と同様の実験を
行ない、上記ずれ角θｏを導出した。図６に示す如く、
ずれ角θｏとして、錘(36)の重さが２５０ｇ、５００
ｇ、７５０ｇ及び１０００ｇの何れの場合においても約
４０度の値が得られた。これは、ドラム(３)の角速度信
号は、錘(36)の重さ、即ち偏心荷重(35)の大きさに拘わ
らず、常に、偏心荷重(35)の位置が下死点から回転方向
に一定のずれ角θｏだけ進んだ位置Ｚを通過するときに
最大となることを表わしている。従って、ずれ角θｏと
しては、予め、所定の一定値を設定しておくことが出来
る。

【００２１】図７及び図８は、本発明を実施すべきドラ
ム式洗濯機の機械的構成を表わしている。図７及び図８
に示す如く、フレーム(１)の内部には外槽(２)が設置さ
れ、懸架バネ(11)(11)及びダンパ(12)(12)からなる振動
抑制機構によって支持されている。該外槽(２)の内部に
は、ドラム(３)が水平軸回りに回転可能に収容されてい
る。ドラム(３)は、洗濯物を収容すべきドラム本体(30)
と、ドラム本体(30)の外周部に円陣に等間隔で配設され
た８個のバランサ容器(32)とから構成され、これらのバ
ランサ容器(32)には、夫々一定量の水を収容することが
可能である。外槽(２)の正面には、ドラム(３)内へ洗濯
物を投入するための蓋(21)が取り付けられている。

【００２２】外槽(２)の下面には、モータ(６)が取り付
けられ、その出力軸は、原動プーリ(60)、ベルト(62)及
び従動プーリ(61)からなる動力伝達機構を介して、ドラ
ム(３)の駆動軸(63)に連結されている。これによってド
ラム(３)が回転駆動される。

【００２３】外槽(２)内の奥部には、所定のバランサ容
器(32)へ所定量の水を供給するための流体制御機構(10)
が駆動軸(63)と同軸上に支持されている。流体制御機構
(10)は、ドラム(３)の背部に固定された円板(31)と、駆
動軸(63)に対して相対回転可能に嵌まったポート切換え
板(４)と、外槽(２)の内面に支持された槽本体(５)とか
ら構成される。槽本体(５)には給水用ホース(71)及び排
水用ホース(72)が接続され、これらのホース(71)(72)の
途中には夫々、給水バルブ(７)及び排水バルブ(70)が介
在している。給水バルブ(７)を開放することによって給
水用ホース(71)から流体制御機構(10)へ注入された所定
量の水は、流体制御機構(10)の動作によって特定のバラ
ンサ容器(32)へ供給され、脱水運転時のカウンタバラン
サの役割を果たす。その後、バランサ容器(32)内の水
は、排水バルブ(70)を開放することによって、流体制御
機構(10)を経て排水用ホース(72)から排出されることに
なる。

【００２４】又、駆動軸(63)の端部には、ドラム(３)の
回転角度及び回転角速度を検出する第１エンコーダ(８)
が取り付けられている。ここで、第１エンコーダ(８)と
しては、電磁式エンコーダ或いは光学式エンコーダ、そ
の他周知の方式のエンコーダを採用することが出来る。

【００２５】次に、ドラム(３)及び流体制御機構(10)の
構成について、図９乃至図１１に基づき、具体的に説明
する。図９及び図１１に示す如く、ドラム(３)の背部に
固定された円板(31)には、８個のバランサ容器(32)に対
応して、８個のポート(34)が円陣に等間隔で開設されて
おり、各ポート(34)は、対応するバランサ容器(32)の入
口に繋がっている。各バランサ容器(32)は、前記入口か
らドラム本体(30)の背面に沿って放射状に伸び、ドラム
本体(30)の外周縁にて屈曲して、ドラム本体(30)の外周
面に沿って伸びている。

【００２６】ドラム(３)の背部に設置された槽本体(５)
は、その正面に開設した開口の内周面が前記円板(31)の
外周面と液密に摺接して、バランサ容器(32)へ供給する
ための水を一旦収容すべき水槽を構成する。槽本体(５)
には、ポート切換え板(４)の外周部へ向けて、ソレノイ
ド(50)が取り付けられ、該ソレノイド(50)は、後述のマ
イクロコンピュータから供給されるオン／オフ信号に応
じて、ロッド(51)を進出、後退させる。

【００２７】ポート切換え板(４)は、槽本体(５)の内部
に、円板(31)の背面に密着させて収容されている。該ポ
ート切換え板(４)は、図１０に示す如く、円板状のゲー
ト板(41)と、ゲート板(41)の外周部に形成されたリング
状のスリット板(42)と、スリット板(42)の所定位置に外
向きに突設された突片(43)とから構成される。ゲート板
(41)には、前記ポート(34)と同一半径位置に、１つの吸
水口(44)が開設されている。従って、ポート切換え板
(４)をドラム(３)に対し相対的に回転させて、吸水口(4
4)を１つのバランサ容器(32)の入口に一致させることに
よって、該バランサ容器(32)の入口を開放すると共に他
のバランサ容器(32)の入口を閉止することが可能であ
る。スリット板(42)には、１つの基準スリット(45a)及
び複数のスリット(45b)が一定のピッチで開設されてい
る。

【００２８】図１１に示す如く、槽本体(５)の内面に
は、ポート切換え板(４)のスリット(45a)(45b)を挟んで
両側に、発光器(81)及び受光器(82)が取り付けられてお
り、ポート切換え板(４)の回転角度を検出すべき光学式
の第２エンコーダ(80)を構成している。ここで、第２エ
ンコーダ(80)は、発光器(81)からの光が基準スリット(4
5a)を通過して受光器(82)に達したときのポート切換え
板(４)の位置を基準位置として検出する。尚、光学式の
第２エンコーダ(80)の代わりに、電磁式のエンコーダを
採用することも可能である。

【００２９】図１０に示す如く、ポート切換え板(４)に
は吸水口(44)の近傍に、円板(31)に向けて、係合子(46)
が進出、後退可能に突設されている。一方、円板(31)に
は各ポート(34)の近傍に、係合子(46)が係脱可能に嵌ま
る８個の係合凹部(33)が形成され、係合子(46)が何れか
１つの係合凹部(33)に嵌まり込むことによって、ポート
切換え板(４)と円板(31)が互いに軟係止される。ここ
で、係合子(46)が何れか１つの係合凹部(33)に嵌まり込
んだ軟係止状態で、吸水口(44)が何れか１つのポート(3
4)に一致して、該ポート(34)に繋がるバランサ容器(32)
の入口が開放されることになる。

【００３０】図１２は、上記ドラム式洗濯機において、
前述の原理に基づき、偏心荷重の大きさ及び位置を検出
するための装置構成を表わしている。第１エンコーダ
(８)には、動力伝達機構を介してモータ(６)の回転が伝
えられ、第１エンコーダ(８)は、ドラム(３)の回転角速
度に応じた電圧信号をマイクロコンピュータ(９)へ供給
すると共に、ドラム(３)の基準位置Ｐが下死点を通過し
たときに、第１トリガパルス信号をマイクロコンピュー
タ(９)へ発する。又、第２エンコーダ(80)は、ポート切
換え板(４)が基準位置に位置したときに、第２トリガパ
ルス信号をマイクロコンピュータ(９)へ発する。

【００３１】マイクロコンピュータ(９)は、ＣＰＵ等か
らなる制御回路(90)、Ａ／Ｄ変換器(91)、ＲＡＭ(92)及
びＲＯＭ(93)から構成されている。第１エンコーダ(８)
から出力された電圧信号は、Ａ／Ｄ変換器(91)によって
ディジタルの回転角速度データに変換され、制御回路(9
0)へ向けて送出される。一方、第１エンコーダ(８)から
出力された第１トリガパルス信号は、制御回路(90)に供
給され、制御回路(90)は、該第１トリガパルス信号に基
づいて、ＲＡＭ(92)に対する回転角速度データの書込み
動作を開始する。又、第２エンコーダ(80)から出力され
た第２トリガパルス信号は、制御回路(90)に供給され
る。

【００３２】ＲＯＭ(93)には予め、偏心荷重の大きさと
回転角速度信号の振幅ｍとの関係を表わす相関データが
格納されている。制御回路(90)は、ＲＡＭ(92)から回転
角速度データを読み出して、該回転角速度データに高速
フーリエ変換処理(ＦＦＴ処理)を施し、これによって得
られる波形の位相θ及び振幅ｍを導出する。又、制御回
路(90)は、ＲＯＭ(93)から相関データを読み出し、読み
出した相関データと前記振幅ｍに基づいて偏心荷重の大
きさを算出すると共に、位相θから所定のずれ角θｏを
減算して偏心荷重の位置を算出する。ここで、ずれ角θ
ｏは、予め設定されている値であり、偏心荷重の大きさ
及び位置を検出する際のドラム(３)の回転角速度、洗濯
物とドラム(３)との間に作用する摩擦抵抗及び粘性抵抗
によって異なる値である。本実施例においては、ずれ角
θｏとして、上記実験によって得られた４０度が設定さ
れている。

【００３３】そして、制御回路(90)は、第２トリガパル
ス信号に基づいて、モータ(６)へ駆動指令を発する。こ
れによって、後述の排水工程におけるモータ(６)の回転
が制御される。又、制御回路(90)は、第１及び第２トリ
ガパルス信号及び算出結果に基づいて、ソレノイド(50)
に対するオン／オフ信号、給水バルブ(７)及び排水バル
ブ(70)に対する開閉信号を作成し、これらの信号を夫
々、ソレノイド(50)及び各バルブ(７)(70)へ供給する。
これによって、ソレノイド(50)のロッド(51)の進出、後
退が制御されると共に、給水バルブ(７)及び排水バルブ
(70)の開閉が制御される。

【００３４】図１３は、上記ドラム式洗濯機における脱
水工程の具体的な手続きを示している。先ず、ステップ
Ｓ１にて、カウンタバランサを構成すべき１或いは複数
のバランサ容器(32)へ所定量の水を供給した後、ステッ
プＳ２では、ドラム(３)を例えば１０００ｒｐｍの回転
速度で回転駆動して、ドラム本体(30)内の洗濯物に脱水
を施す。そして、ステップＳ３ではバランサ容器(32)内
の水を排出して、脱水工程を終了する。

【００３５】図１４は、図１３に示すステップＳ１の給
水工程における具体的手続きを表わしている。給水工程
においては、先ず、ステップＳ１１にてモータ(６)を起
動し、ドラム(３)を例えば９０ｒｐｍ程度の低速で回転
駆動する。次に、ステップＳ１２では、ドラム本体(30)
内の洗濯物による偏心荷重の大きさ及び位置を検出す
る。偏心荷重の大きさ及び位置を検出する具体的な手続
きについては後述する。

【００３６】続いて、ステップＳ１３では、ステップＳ
１２にて検出された偏心荷重の大きさが許容範囲内であ
るか否を判断し、ＹＥＳ(イエス)の場合は給水工程を終
了して、図１３に示すステップＳ２の脱水運転工程へ移
行する。一方、ステップＳ１３にてＮＯ(ノー)と判断さ
れた場合は、ステップＳ１４へ移行して、水を供給すべ
きバランサ容器(32)を決定すると共に該バランサ容器(3
2)に対する水の供給量を算出し、該バランサ容器(32)と
現在入口が開放されているバランサ容器(32)とのずれを
導出する。

【００３７】次に、ステップＳ１５では、ドラム(３)の
回転速度を減速して、ポート切換え板(４)の吸水口(44)
を、水を供給すべきバランサ容器(32)の内、１つのバラ
ンサ容器(32)の入口に一致させ、該バランサ容器(32)の
入口を開放すると共に他のバランサ容器(32)の入口を閉
止する。そして、ステップＳ１６にて給水バルブ(７)を
開放し、ステップＳ１７では、その後所定時間Ｔ１が経
過したか否かを判断し、所定時間Ｔ１が経過するまで、
ステップＳ１７の判断を繰り返す。ここで、所定時間Ｔ
１は、前記算出された水の供給量に応じて設定される。
所定時間Ｔ１が経過してステップＳ１７にてＹＥＳと判
断されると、ステップＳ１８にて給水バルブ(７)を閉止
する。

【００３８】そして、ステップＳ１９では、他のバラン
サ容器(32)に水を供給すべきであるか否かを判断し、Ｙ
ＥＳの場合はステップＳ１５へ戻って、給水バルブ(７)
の開閉制御を行なう。一方、ステップＳ１９にてＮＯの
場合は、ステップＳ１２へ戻って、偏心荷重の大きさ及
び位置を検出する。上記手続きは、ステップＳ１３にて
ＹＥＳと判断されるまで繰り返され、ＹＥＳと判断され
たときに給水工程を終了して、図１３に示すステップＳ
２の脱水運転工程へ移行する。以上の手続きによって、
槽本体(５)には、給水用ホース(71)及び給水バルブ(７)
を経て特定の１つのバランサ容器(32)へ供給すべき所定
量の水(36)が供給される。

【００３９】その後、ドラム(３)が高速回転する脱水運
転工程では、前述の如く水が供給されたバランサ容器(3
2)は、偏心荷重に対するカウンタバランサとしての役割
を果たし、これによって、偏心荷重による振動が効果的
に抑制されることになる。尚、バランサ容器(32)内の水
(36)は、内槽(３)の高速回転により生じる遠心力によっ
てバランサ容器(32)内に保持され、流出することはな
い。

【００４０】図１５は、図１４に示すステップＳ１２に
おいて、前述の原理に基づき、偏心荷重の大きさ及び位
置を検出するための具体的な手続きを表わしている。こ
こで、ドラム(３)は、上述の如く、図１４に示すステッ
プＳ１１にてモータ(６)が起動され、回転速度９０ｒｐ
ｍの低速度で回転している。先ず、ステップＳ２１に
て、第１エンコーダ(８)によって、ドラム(３)の基準位
置Ｐが下死点に位置するか否かを判断し、ＮＯの場合
は、基準位置Ｐが下死点に到達するまでステップＳ２１
の判断を繰り返す。

【００４１】ステップＳ２１にてＹＥＳと判断される
と、ステップＳ２２へ移行してドラム(３)の回転角速度
データの取込みを開始し、ステップＳ２３にて該回転角
速度データをＲＡＭ(92)に書き込む。次に、ステップＳ
２４では、回転角速度データが、所定個数取り込まれた
か否かを判断し、ＮＯの場合は、ステップＳ２２へ戻っ
て、所定個数の回転角速度データが取り込まれるまで、
データの取込み及び書込みを繰り返す。

【００４２】ステップＳ２４にてＹＥＳと判断される
と、ステップＳ２５へ移行してＲＡＭ(92)から回転角速
度データを読み出した後、ステップＳ２６にて、該回転
角速度データに高速フーリエ変換処理(ＦＦＴ処理)を施
して、図３に示す如き角速度信号の変動波形を検出す
る。

【００４３】そして、図１５のステップＳ２７にて、高
速フーリエ変換処理の結果から位相θ及び振幅ｍを導出
した後、ステップＳ２８では、ＲＯＭ(93)から相関デー
タを読み出し、ステップＳ２９へ移行する。ステップＳ
２９では、前記振幅ｍと相関データに基づいて、偏心荷
重の大きさを算出すると共に、前記位相θから所定のず
れ角θｏ(＝４０°)を減算して、偏心荷重の位置を算出
し、上記手続きを終了する。以上の手続きによって、偏
心荷重の大きさ及び位置が検出されることになる。

【００４４】図１６は、図１３に示すステップＳ３の排
水工程の具体的手続きを表わしており、脱水運転工程
後、ドラム(３)の回転速度を減速した上で、以下の手続
きが実行される。排水工程においては、先ず、ステップ
Ｓ３１にて排水バルブ(70)を開放した後、ステップＳ３
２では、第２エンコーダ(80)によって、水が供給され且
つ入口の開放されているバランサ容器(32)が上死点に位
置するか否かを判断し、ＮＯの場合は、該バランサ容器
(32)が上死点に到達するまでステップＳ３２の判断を繰
り返す。

【００４５】ステップＳ３２にてＹＥＳと判断される
と、ステップＳ３３へ移行してモータ(６)を停止させた
後、ステップＳ３４では、水の供給されているバランサ
容器(32)が他に存在するか否かを判断する。ステップＳ
３４にてＹＥＳと判断された場合は、ステップＳ３５に
てモータ(６)を起動し、ドラム(３)を低速回転させる。
次に、ステップＳ３６では、ポート切換え板(４)の吸水
口(44)を、前記他のバランサ容器(32)の入口に一致させ
た後、ステップＳ３２へ戻る。

【００４６】一方、ステップＳ３４にてＮＯと判断され
た場合は、ステップＳ３７にて排水バルブ(70)を閉止し
て、排水工程を終了する。これによって、入口の開放さ
れたバランサ容器(32)内の水(36)は、該バランサ容器(3
2)が上死点で停止した状態で、重力によって槽本体(５)
へ流出し、更に排水用ホース(72)及び排水バルブ(70)を
経て、外部へ排出される。

【００４７】上述のドラム式洗濯機によれば、予め、カ
ウンタバランサを構成すべきバランサ容器(32)と、該バ
ランサ容器(32)に対する水の最適な供給量を一度に決定
するので、バランサ容器(32)への水の供給は、１回或い
は、水を供給すべきバランサ容器(32)の個数に相当する
回数で済み、脱水運転の開始から振動が抑制されるまで
に要する時間が短縮されることになる。

【００４８】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ドラムにおける偏心荷重の位置とドラムの角速
度信号の波形との関係を表わす図である。

【図２】ドラム上の基準位置Ｐと偏心荷重の位置の相対
位置を説明する図である。

【図３】偏心荷重の位置を検出する原理を説明するため
の波形図である。

【図４】実験において、ドラム上に錘を固定した位置を
表わす図である。

【図５】錘の位置を変化させた場合の位相θの導出結果
を表わすグラフである。

【図６】錘の重さを変化させた場合のずれ角θｏの導出
結果を表わすグラフである。

【図７】本発明のドラム式洗濯機の側面に平行な断面図
である。

【図８】該ドラム式洗濯機の正面に平行な断面図であ
る。

【図９】該ドラム式洗濯機のドラム及び流体制御機構を
表わす分解斜視図である。

【図１０】該ドラム式洗濯機のポート切換え板を表わす
正面図である。

【図１１】該ドラム式洗濯機のドラム及び流体制御機構
を表わす断面図である。

【図１２】該ドラム式洗濯機の制御系の装置構成を表わ
すブロック図である。

【図１３】該ドラム式洗濯機における脱水工程を表わす
フローチャートである。

【図１４】該脱水工程における給水工程を表わすフロー
チャートである。

【図１５】偏心荷重の大きさ及び位置を検出するための
手続きを表わすフローチャートである。

【図１６】上記脱水工程における排水工程を表わすフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

(１) フレーム (10) 流体制御機構 (２) 外槽 (３) ドラム (32) バランサ容器 (６) モータ (８) 第１エンコーダ (80) 第２エンコーダ (９) マイクロコンピュータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外槽内に、洗濯物を収容すべきドラムが
   水平軸回りに回転駆動可能に収容され、該ドラムには、
   洗濯物による偏心荷重に釣り合う大きさのカウンタバラ
   ンサを釣り合い位置に設置するためのバランサ機構が装
   備され、該バランサ機構には制御装置が接続されている
   ドラム式洗濯機において、制御装置は、ドラムの回転角
   速度の時間変化に応じた信号と、ドラム上に設定された
   基準位置が所定の回転角度位置を通過するタイミングと
   を検出する手段と、該検出信号に基づいて偏心荷重の大
   きさ及び位置を導出する手段と、該偏心荷重の大きさ及
   び位置に基づいてカウンタバランサの大きさ及び位置を
   規定するための制御信号を作成し、バランサ機構へ供給
   する手段とを具えているドラム式洗濯機。
2. 【請求項２】 外槽内に、洗濯物を収容すべきドラムが
   水平軸回りに回転駆動可能に収容され、該ドラムには、
   洗濯物による偏心荷重に釣り合う大きさのカウンタバラ
   ンサを釣り合い位置に設置するためのバランサ機構が装
   備され、該バランサ機構には制御装置が接続されている
   ドラム式洗濯機において、制御装置は、 ドラムの回転角速度の時間変化に応じた信号を検出する
   第１検出手段と、 ドラム上に設定された基準位置が所定の回転角度位置を
   通過するタイミングを検出する第２検出手段と、 第１検出手段からの検出信号の波形に基づいて偏心荷重
   の大きさを導出する第１データ処理手段と、 第１検出手段からの検出信号の波形及び第２検出手段に
   よって検出されたタイミングに基づいて、前記タイミン
   グを時間軸基準とする前記検出信号の位相を導出し、導
   出された位相に基づいて偏心荷重の位置を算出する第２
   データ処理手段と、 第１データ処理手段及び第２データ処理手段から得られ
   る偏心荷重の大きさ及び位置に基づいて、カウンタバラ
   ンサの大きさ及び位置を決定する第３データ処理手段
   と、 第３データ処理手段によって決定されたカウンタバラン
   サの大きさ及び位置に基づいてバランサ制御信号を作成
   し、バランサ機構へ供給する制御手段とを具えているド
   ラム式洗濯機。
3. 【請求項３】 制御装置は、ドラムの回転角速度の時間
   変化に応じた信号、及びドラム上に設定された基準位置
   が所定の回転角度位置を通過するタイミングの検出に際
   し、脱水運転時よりも低く、且つ遠心力により洗濯物を
   ドラムの内周壁に押し付けて保持することが可能なドラ
   ム回転数を設定する手段を具えている請求項１又は請求
   項２に記載のドラム式洗濯機。
4. 【請求項４】 第２データ処理手段は、前記導出された
   位相から所定の角度を減算することによって偏心荷重の
   位置を算出する請求項２又は請求項３に記載のドラム式
   洗濯機。