JPH11244593A - ドラム式遠心脱水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗濯物の偏在等による偏心荷重の大きさと位
置を、簡単な構成で正確に検知する。 【解決手段】 中央制御部３１は、ドラム５が一定の回
転速度で回転するようにＰＷＭ制御部３２に指示を与え
る。このとき、ドラム５に偏心荷重が存在すると、ＰＷ
Ｍ制御部３２は、ＰＷＭ制御パルス信号のパルス幅を調
整することにより、モータ１２の回転速度を一定に保
つ。偏心荷重検知部３３は、該パルス幅の変動を利用
し、その変動振幅から偏心量を求める。また、回転セン
サ１９によりドラム５の特定の回転位置に対応する回転
マーカを得て、該回転マーカと上記パルス信号の最小パ
ルス幅の出現位置との離間距離（角度）から偏心位置量
を求める。これにより、制御部３０内部において偏心荷
重の検知が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、略円筒籠状のドラ
ム内に洗濯物を収容し、該ドラムを水平軸を中心に高速
で回転させることによって洗濯物の脱水を実行するドラ
ム式遠心脱水装置に関し、更に詳しくは、ドラム内での
洗濯物の偏在等に起因する偏心荷重の検知方法に関す
る。なお当然のことながら、本発明に係る遠心脱水装置
は、洗濯から脱水まで、更には乾燥までを連続的に行な
う洗濯機又は洗濯乾燥機に利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】ドラム式遠心脱水装置は、洗浄後の洗濯
物を籠状のドラム内部に収容し該ドラムを水平軸を中心
に高速で回転する構造となっている。この種の遠心脱水
装置における大きな問題点の一つは、洗濯物がドラム内
周壁上で均等に分散していない状態でドラムを高速回転
させると、回転軸回りの質量分布のアンバランスによっ
て異常振動や異常騒音が発生することである。このよう
な遠心脱水装置を搭載した市販のドラム式洗濯乾燥機で
は、上記異常振動を抑制するためにドラムを内装する外
槽の周囲に重錘を取り付けるようにしている。このた
め、従来のこの種の洗濯乾燥機は重量が非常に重くな
り、設置場所が限られると共に移動や運搬も困難であっ
た。

【０００３】上記異常振動を解決することを目的とした
ドラム式遠心脱水装置は、従来より幾つか提案されてい
る。例えば本願出願人は、特願平９−２４９９１７号等
において、ドラム内周壁に設けたバッフルの一部に水を
一時的に保持可能なポケット状のバランサを形成し、洗
濯物の偏在による偏心荷重がドラム内周上で該バランサ
に対向する位置の近傍に存在する場合に、その偏心荷重
の大きさ（偏心量）に見合った適宜の量の水をバランサ
に注入することによりドラム全体のバランスを調整す
る、という新規な構成の遠心脱水装置を提案している。
この遠心脱水装置では、洗濯物の偏在による偏心荷重が
バランサの対向位置に存在しさえすれば、その偏心量に
拘らず（但し所定の範囲内で）バランス調整が可能とな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような遠心脱水装
置では、偏心荷重の大きさの検知が正確でないと、高速
脱水運転の立上げ前に偏心荷重の大きさが所定の許容値
以下に収まっていると判断したにも拘らず、高速脱水運
転時に振動が発生する恐れがある。また、偏心荷重の位
置の検知が正確でないと、バランサの対向位置に偏心荷
重があると判断したにも拘らず、バランサに注水を行な
ってもドラムのバランス調整が行なえないという恐れが
ある。それ故に、洗濯物の偏在に起因する偏心荷重の大
きさや位置、或いは上記バランサに注入された水の重量
を含むドラム全体の偏心荷重の大きさを正確に検知する
ことが重要である。

【０００５】従来、偏心荷重の検知方法としては、ドラ
ムを回転駆動するモータに流れる電流の変動に基づいて
検知する方法が知られている（特開平８−２８０９８６
号公報等参照）。すなわち、偏心荷重がドラム回転に伴
って回転するとモータの負荷トルクが変動するため、モ
ータ電流はドラム内周上での偏心荷重の位置及び大きさ
に応じた変動を生じる。これにより、偏心荷重の大きさ
と位置とをかなり正確に検知することができる。

【０００６】しかしながらこのような方法では、モータ
電流を検出するための回路をインバータ回路等のモータ
駆動部に付設する必要があり、偏心荷重の検知処理を実
行するマイクロコンピュータ等に対しモータ電流検出信
号を入力するための配線も必要であった。また、特に、
直流ブラシレスモータを用いた場合には、モータの巻線
を通って帰還してくる電流の乱れが大きいため、ドラム
回転に同期したモータ電流の変動を捉えることは困難で
あって、上記方法は適用しにくいという問題もあった。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
ので、その目的とするところは、簡単な構成によって偏
心荷重を正確に検知することができる偏心荷重検知手段
を備えたドラム式遠心脱水装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するために成された本発明は、籠状のドラ
ム内に洗濯物を収容し、該ドラムを水平軸を中心に回転
させることにより該洗濯物の脱水を行なうドラム式遠心
脱水装置において、 a)ドラムを回転駆動するモータと、 b)ＰＷＭ制御又は位相制御により前記モータの回転速度
を制御する回転制御手段と、 c)該回転制御手段によりドラムが一定回転速度で回転す
るように制御されているとき、ＰＷＭ制御信号の可変パ
ルス幅又は該パルス幅に関連した信号、或いは位相制御
角又は該制御角に関連した信号の変動に基づいてドラム
に生じている偏心荷重を検知する偏心荷重検知手段と、
を備えることを特徴としている。

【０００９】なお、ドラム内に収容された洗濯物の偏在
に起因する偏心荷重を検知する際には、前記一定回転速
度は該洗濯物に作用する遠心力が重力に勝るような回転
速度とする。

【００１０】例えばＰＷＭ制御によりモータの回転制御
を行なう構成では、偏心荷重を検知する際に、回転制御
手段はドラムの回転速度が略一定となるようにＰＷＭ制
御信号のパルス幅を調整しつつモータを駆動する。ドラ
ム内周上で例えば洗濯物の偏在によって偏心荷重が存在
すると、該偏心荷重がドラム最低位置を通過して最高位
置に達するまでの間には、偏心荷重はドラムを減速させ
るように作用する。一方、該偏心荷重がドラム最高位置
を通過して最低位置に達するまでの間には、偏心荷重は
ドラムを加速させるように作用する。このため、ＰＷＭ
制御信号のパルス幅は偏心荷重に応じてドラム回転に同
期して変動する。偏心荷重検知手段は、このパルス幅の
変動を利用して偏心荷重を検知する。位相制御によりモ
ータの回転制御を行なう構成においても、上記ＰＷＭ制
御信号のパルス幅の代わりに位相制御角を用いて同様の
偏心荷重の検知が行なえる。

【００１１】偏心荷重が大きいきいほど上記減速及び加
速の作用は強まるから、前記偏心荷重検知手段は、ＰＷ
Ｍ制御信号の可変パルス幅又は該パルス幅に関連した信
号、或いは位相制御角又は該制御角に関連した信号の変
動振幅から偏心荷重の大きさを判断する構成とすること
ができる。

【００１２】また、偏心荷重がドラム内周上の特定位置
近傍に達したときに加速又は減速の作用は最大又は最小
になるから、ドラム内周上の所定位置を基準とすると該
特定位置までの距離や角度等は偏心荷重の位置を示す指
標となる。そこで、本発明のドラム式遠心脱水装置で
は、ドラムの回転位置を検知する位置検出手段を更に備
え、ＰＷＭ制御信号の可変パルス幅又は該パルス幅に関
連した信号、或いは位相制御角又は該制御角に関連した
信号のドラム一回転期間における変動と前記位置検出手
段の検出信号とによりドラム内周上での偏心荷重の位置
を検知する構成とすることができる。前記位置検出手段
としては、回転するドラム周上の或る部位が回転に伴っ
て或る特定位置を通過したことを、光学的又は磁気的手
段を用いて非接触状態で検出するものが有用である。

【００１３】また、ＰＷＭ制御信号の可変パルス幅又は
該パルス幅に関連した信号、或いは位相制御角又は該制
御角に関連した信号は時間軸方向に離散的に取得される
信号であるから、上述のような偏心荷重、特に位置の検
知をより正確に行なうには、例えば上記信号から成る離
散的な信号列を擬似的に略連続な信号列に変換し、該信
列を利用して偏心荷重の検知を行なう構成とするとよ
い。また、上記離散的な信号から前記位置検出手段の検
出信号の得られるタイミングに対応した仮想的な信号を
計算により取得し、これを偏心荷重の位置の検知に利用
する構成としてもよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明のドラム式遠心脱水装置によれ
ば、ドラムが一定回転速度で回転するように制御されて
いるとき、その制御信号として出力されるＰＷＭ制御信
号のパルス幅や位相制御角の変動に基づいて偏心荷重の
大きさや位置が検知される。従って、偏心荷重の検知を
目的として特別なハードウエアを付加することなく、例
えばマイクロコンピュータ等の内部の演算処理によって
のみ偏心荷重を検知することができる。このため、コス
ト削減が可能であり、故障の発生も少ない等、信頼性も
高まる。また、誘導モータ、直流ブラシレスモータ等、
モータの種類を問わず、偏心荷重の大きさ及び位置を正
確に検知することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係るドラム式遠心脱水装置の
第一の実施例（以下「実施例１」という）を図１〜図７
を参照して説明する。まず、図１の側面断面図に基づい
て、実施例１による遠心脱水装置を備えたドラム式洗濯
機の構成を説明する。

【００１６】図１に示すように、外箱１の内部には外槽
２がバネ３及びダンパ４に吊支され、外槽２内部には洗
濯物を収容するためのドラム５が主軸８に軸支されてい
る。外箱１の前面には外槽２の前面開口を開閉するドア
７が設けられ、洗濯物はこのドア７を開放してドラム５
内部へと収容される。ドラム５の周壁には多数の通水孔
６が設けられており、外槽２内に給水された水は通水孔
６を通してドラム５内へ流入し、また逆にドラム５内で
洗濯物から脱水された水は通水孔６を通して外槽２へと
飛散される。ドラム５の内周には、回転に伴って洗濯物
をかき上げるためのバッフル９が互いに１２０°の回転
角度を保って配設されている。

【００１７】主軸８は外槽２に装着された軸受１０によ
り保持されており、その先端には主プーリ１１が取り付
けられている。外槽２の下面にはモータ１２が配置さ
れ、モータ１２の回転駆動力はモータプーリ１３、Ｖベ
ルト１４を介して主プーリ１１に伝達される。本実施例
では、モータ１２として直流ブラシレスモータが用いら
れる。

【００１８】主プーリ１１のリング体には開口が円周上
に一箇所設けられており、該リング体を挟んで両側に発
光部と受光部とから成る回転センサ１９が配置されてい
る。ドラム５が一回転する期間に一回だけ該発光部から
発した光が開口を通過して受光部に到達し、該受光信号
に基づいてドラム５の回転に同期した検出信号（回転マ
ーカ）を出力する。なお、光学式の回転センサ１９を用
いる代わりに、ドラム５側に磁石を取り付けるととも
に、外箱１又は外槽２側に磁力により開閉するリードス
イッチを設け、ドラム一回転期間に一回だけ導通するリ
ードスイッチにより検出信号を出力する構成としてもよ
い。

【００１９】外部の水道栓に接続された給水管１５は、
給水バルブ１６を介して外槽２に接続されている。給水
バルブ１６を開放すると、給水管１５を通して外槽２に
水が供給される。一方、外槽２底部に連結された排水管
１７には排水ポンプ１８が設けられ、外槽２内に溜まっ
た水は排水ポンプ１８が駆動されることにより外部に排
出される。

【００２０】次に、上記洗濯機における遠心脱水関連部
の電気的構成を図２を参照して説明する。制御部３０は
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータ
を中心に構成されており、機能的に、中央制御部３１、
ＰＷＭ制御部３２、偏心荷重検知部３３等を含んでい
る。中央制御部３１は脱水行程を進めるための運転プロ
グラムが予め記憶されたＲＯＭを含み、この運転プログ
ラムの遂行の過程において、所望のドラム回転速度に対
応したモータ１２の目標回転速度ＮpをＰＷＭ制御部３
２に指示する。

【００２１】モータ駆動部４０は直流電圧供給部４１と
インバータ回路４２とから構成され、ＰＷＭ制御部３２
とともにモータ１２の回転制御手段として機能する。モ
ータ１２には回転数検出器４３が付設され、実際のモー
タ１２の回転速度Ｎr（以下「実回転速度」という）に
対応した検出信号がＰＷＭ制御部３２にフィードバック
される。具体的には、回転数検出器４３はパルスエンコ
ーダであって、モータ１２が所定角度回転する毎にパル
スを発生する構成になっており、ここではドラム５が一
回転する期間に１２個のパルス信号が出力されるように
なっている。従って、該信号のパルス幅がモータ１２及
びドラム５の回転速度に対応したものとなる。

【００２２】図３は、図２中のモータ駆動部４０の基本
構成図である。図３では、直流電圧供給部４１は一定の
直流電圧Ｖｄを発生する直流電源４１ａとして示してい
る。インバータ回路４２は直流電圧Ｖｄを可変周波数の
交流電圧に変換するための複数のスイッチング素子を含
んでいる。直流ブラシレスモータ１２の各巻線はこれら
スイッチング素子の各ブリッジにそれぞれ接続されてお
り、各スイッチング素子はＰＷＭ制御部３２からの制御
パルス信号によりオン／オフ駆動される。

【００２３】図４はこの制御パルス信号の一例を示す波
形図である。制御パルス信号の一周期の長さＷb（ここ
では６４μ秒）はスイッチング周波数によって定まる固
定値であって、ＰＷＭ制御部３２は、目標回転速度Ｎp
と実回転速度Ｎrとの差に応じて「Ｈ」レベルの時間幅
Ｗaを変化させる。すなわち、実回転速度Ｎrが目標回転
速度Ｎpよりも低く回転速度を上昇させる必要がある場
合には、時間幅Ｗaを広げる。逆に、実回転速度Ｎrが目
標回転速度Ｎpよりも高く回転速度を下降させる必要が
ある場合には、時間幅Ｗaを狭める。ＰＷＭ制御部３２
では、回転数検出器４３からパルス信号を得る毎に実回
転速度Ｎrを算出し、必要に応じて制御パルス信号の時
間幅Ｗaを変更する。従って、ドラム５が一回転する間
に、時間幅Ｗaは１２回変更され得る。このようなＰＷ
Ｍ制御により、モータ１２の各巻線にはそれぞれ方形波
状の電圧が印加される。

【００２４】偏心荷重検知部３３は、次のようにして偏
心荷重を検知する。図５は、ドラム５内部を洗濯機の正
面又は背面方向から見た図である。ドラム５内に収容さ
れた洗濯物に作用する遠心力が重力に勝るような回転速
度でドラム５が回転されていると、洗濯物はドラム５の
内周壁面に押し付けられ、ドラム５の回転に伴って回
る。いま、ドラム５内周上で洗濯物が偏在して偏心荷重
が生じている場合、該偏心荷重が図５の位置Ａに示すよ
うにドラム５最低位置を通過して上方に持ち上げられて
いるときには、該偏心荷重に作用する重力は回転方向と
反対向きになる。このため、該重力はドラム５を減速さ
せるように作用する。この減速の作用は、偏心荷重がド
ラム５最高位置の手前付近に達したときに最大となる。
一方、偏心荷重が図５の位置Ｂに示すようにドラム５最
高位置を通過して下方に運ばれるときには、該偏心荷重
に作用する重力は回転方向と同一向きになる。このた
め、該重力はドラム５を加速させるように作用する。こ
の加速の作用は、偏心荷重がドラム５最低位置の手前付
近に達したときに最大となる。

【００２５】このような加速及び減速作用に対して、ド
ラム５の回転速度が例えば１３０ｒｐｍに維持されるよ
うに目標回転速度Ｎpを一定に保つと、ＰＷＭ制御部３
２は、制御パルス信号の時間幅Ｗaを変化させてモータ
１２の回転速度を一定に維持するように機能する。この
ため、該時間幅Ｗaを縦軸にとって時間経過に従ってプ
ロットすると、図６に示す関係となる。図６において、
黒丸のプロット点は実際に得られた時間幅Ｗaのデータ
であって、Ｍは回転センサ１９により得られる、ドラム
５内周上の特定位置に対応して発生する回転マーカであ
る。

【００２６】図６に示すように、時間幅Ｗaはドラム５
の回転に同期して変動する。ここで、最大時間幅Ｗmax
と最小時間幅Ｗminとの振幅差αは偏心量を反映してい
る。そこで、予め多数の実験を行なって偏心量と振幅差
αとの対応関係を調べ、それにより例えばテーブルを作
成し、偏心荷重検知部３３内のＲＯＭに格納しておく。
偏心荷重の検知処理時に偏心荷重検知部３３は、ＰＷＭ
制御部３２より与えられる時間幅Ｗaのデータを順次Ｒ
ＡＭに格納し、少なくともドラム５が一回転する期間の
データが収集された時点で最大時間幅Ｗmax及び最小時
間幅Ｗminを見つける。そして、その振幅差αを算出
し、上記テーブルを参照して偏心量を取得する。

【００２７】また、上述のように、最小時間幅Ｗminが
出現するときのドラム５内周上での偏心荷重の位置（具
体的にはドラム５最低位置の手前付近）はほぼ決まって
おり、回転マーカＭが発生するときのドラム５の回転位
置も定まっているから、偏心荷重検知部３３は、上記振
幅差αに加えて、回転マーカＭが発生したときの時間幅
Ｗzと最小時間幅Ｗminとの差β、及び回転マーカＭの発
生前後で時間幅Ｗaの大小関係を調べ、次の(1)式により
偏心位置量ＺLを算出する。 ＺL〔％〕＝（β／α）×１００ …(1) 但し、ＺLの極性は後述の方法により決めるものとす
る。

【００２８】図６に示すように、時間幅Ｗaは時間軸方
向に離散的なデータであって、その取得のタイミングと
回転マーカＭの発生タイミングとは同期している訳では
ない。このため、回転マーカＭが発生するタイミングに
おいて時間幅Ｗaのデータは存在していない。そこで、
次のような処理により上記Ｗzの値を求め、これにより
βを算出することができる。

【００２９】すなわち、図７に示すように、回転マーカ
Ｍ直前の時間幅Ｗ2データの取得時刻と回転マーカＭの
発生時刻との時間差ｔ1、及び、該時間幅Ｗ2データの取
得時刻と回転マーカＭ直後の時間幅Ｗ1データの取得時
刻との時間差ｔ2を計算する。そして、該ｔ1、ｔ2と時
間幅Ｗ2、Ｗ1とを用いて、次の(2)式によりＷzを算出
し、更に最小時間幅Ｗminを用いて(3)式によりβを算出
する。 Ｗz＝Ｗ2−（Ｗ2−Ｗ1）・（ｔ1／ｔ2） 〔Ｗ2＞Ｗ1の場合〕 Ｗz＝Ｗ2＋（Ｗ1−Ｗ2）・（ｔ1／ｔ2） 〔Ｗ2≦Ｗ1の場合〕 …(2) β＝Ｗz−Ｗmin …(3) また、Ｗ1とＷ2との大小を判断し、Ｗ1＜Ｗ2の場合には
上記偏心位置量ＺLの極性をプラス、Ｗ1≧Ｗ2の場合に
はマイナスに定める。

【００３０】このように偏心位置量ＺLを求めると、回
転マーカＭの発生位置と最小時間幅Ｗminの出現位置と
が一致している場合にＺLは０％となり、最小時間幅Ｗm
inの出現位置がドラム５内周上で回転後方にずれる（図
６にて最小時間幅Ｗminの位置が右にずれる）に従いＺL
はプラス方向に増加し、回転マーカＭの発生位置と最大
時間幅Ｗmaxの出現位置とが一致するときにＺLは１００
％となる。一方、上述のようにＺLが０％の状態から最
小時間幅Ｗminの出現位置が回転前方にずれる（図６に
て最小時間幅Ｗminの位置が左にずれる）に従いＺLはマ
イナス方向に増加し、回転マーカＭの出現位置と最大時
間幅Ｗmaxの出現位置とが一致する直前でマイナス９９
％となる。すなわち、ドラム５一回転期間内の任意の位
置が、−９９％〜＋１００％の範囲の偏心位置量ＺLで
もって表わされる。

【００３１】以上のようにして、偏心荷重検知部３３は
ドラム５の回転速度が一定に維持しされているときに、
偏心量及び偏心位置を検知する。従って例えば、中央制
御部３１はドラム５が共振点以下の適当な回転速度にな
るような目標回転速度ＮpをＰＷＭ制御部３２に指示
し、その回転速度でドラム５が回転しているときに、偏
心荷重検知部３３により検知された偏心量が所定の許容
値以下である場合には、ドラム５の回転速度を脱水回転
速度まで立ち上げても振動が少ないと判断し、目標回転
速度Ｎpを増加させて脱水を実行させる、という制御を
行なうことができる。また、それ以外にも偏心量や偏心
位置の検知結果は種々の制御に利用することができる
が、ここではその説明は省略する。

【００３２】なお上記説明では計算により回転マーカＭ
の発生時刻に対応した時間幅Ｗzを得ていたが、他の方
法を用いることもできる。その一例を図８の構成図を参
照して以下に述べる。この例では、Ｄ／Ａ変換器４５、
フィルタ４６、Ａ／Ｄ変換器４７から構成される波形平
滑部４４を制御部３０に付設している。Ｄ／Ａ変換器４
５及びＡ／Ｄ変換器４７としては８ビット程度のものを
用いれば充分である。

【００３３】偏心荷重検知部３３より、図６に示したよ
うな時間幅Ｗaの離散的なデータがＤ／Ａ変換器４５に
入力され、ここでアナログ波形に変換される。フィルタ
４６はコンデンサ等から成るローパスフィルタであっ
て、アナログ信号の高周波成分を除去して図６中に破線
で示すような滑らかな曲線から成る信号を出力する。そ
の後、このアナログ信号をＡ／Ｄ変換器４７により再び
デジタル値に変換する。その際、サンプリング周期は元
の時間幅Ｗaデータの周期（例えばドラム５が１３０ｒ
ｐｍで回転しているときには約３８ｍ秒）よりも充分に
短くしておく。これにより、より細かい時間間隔で時間
幅データが取得され、回転マーカＭの発生時刻に極めて
近接したデータをＷzとして得ることができる。

【００３４】勿論、マイクロコンピュータに上述ような
Ｄ／Ａ変換器４５及びＡ／Ｄ変換器４７が組み込まれて
いる場合には、これらを用いることができることは当然
である。また、上記機能は実質的にサンプリングコンバ
ートと同等であるので、デジタルフィルタ等の適宜のデ
ジタル演算回路を用いて同様の処理が可能であることも
容易に推測できる。

【００３５】次に、本発明に係る遠心脱水装置の第二の
実施例（以下「実施例２」という）を図９及び図１０を
参照して説明する。上記実施例１では、モータ１２とし
て直流ブラシレスモータを用い、ＰＷＭ制御によりモー
タ１２の回転制御を行なっていた。これに対し、実施例
２では、モータ１２として誘導モータを用い、位相制御
により該モータ１２の回転制御を行なっている。位相制
御における位相制御角αは、ＰＷＭ制御における制御パ
ルス信号と同様にモータ１２への印加電圧を制御するた
めのパラメータである。従って、制御パルス信号の時間
幅Ｗaの変動の代わりに、位相制御角θの変動を利用し
て偏心荷重を検知することができる。

【００３６】図９に示すように、実施例２におけるモー
タ１２の回転制御手段は、制御部３０に含まれる位相制
御部３４と、交流電源４８及び交流スイッチ４９から構
成されるモータ駆動部４０とから成る。

【００３７】上記回転制御手段によるモータ１２の回転
制御の動作を図１０を参照して説明する。位相制御部３
４は、中央制御部３１から指示される目標回転速度Ｎp
と回転数検出器４３からのパルス信号により認識される
実回転速度Ｎrとの差に基づいて位相制御角θを算出
し、図１０（ｂ）に示すように、基準となる０°の位置
から該制御角θだけ遅延したタイミングで立ち上がり、
所定角度（例えば１４０°）で立ち下がるような方形波
信号を生成する。交流スイッチ４９は例えばトライアッ
ク等のゲート制御式半導体スイッチ等から成り、そのス
イッチの二つの主電極間には交流電源４８より図１０
（ａ）に示すような正弦波状の単相交流電流が供給され
ている。スイッチのゲート電極には位相制御部３４から
図１０（ｂ）に示す方形波信号がゲート信号として印加
され、スイッチはそのゲート信号の立ち上がりでオン
し、交流電流のゼロクロス点（つまり０°又は１８０
°）でオフする。従って、０°〜θの期間には電流は遮
断され、θ〜１８０°の期間には電流が流れる。すなわ
ち、図１０（ｃ）中に斜線で囲まれた範囲の断続的な交
流電流がモータ１２に供給される。この斜線の範囲の面
積が広いほどモータ１２に供給される電力は大きく、モ
ータ１２の回転トルクは増加する。従って、位相制御部
３４は、モータ１２を加速させるときには位相制御角θ
を小さくし、逆に減速させるときには位相制御角θを大
きくする。これにより、交流スイッチ４９に与えられる
ゲート信号の信号幅ｗは、加速時には広がり減速時には
狭まる。

【００３８】上記構成において一定回転速度の速度制御
を行なうと、既述のような偏心荷重による速度変動に対
し、位相制御部３４は位相制御角θを変化させてモータ
１２の回転速度を一定に維持する。従って、偏心量が大
きいほどドラム５が一回転する間のゲート信号幅の最大
値ｗmaxと最小値ｗminとの差（ｗmax−ｗmin）は大きく
なる。このように、ここでのゲート信号の信号幅ｗは実
施例１の時間幅Ｗaと同等に扱うことができるから、実
施例１の手法を利用して偏心量と偏心位置量とを得るこ
とができることは明らかである。

【００３９】なお、上記実施例はドラム式洗濯機につい
て説明したが、本発明が石油系溶剤等を使用したドライ
クリーナに適用できることは明白である。また、本発明
の趣旨の範囲で、適宜変形や修正を行なえることも当然
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１による遠心脱水装置を備え
たドラム式洗濯機の側面断面図。

【図２】 実施例１による遠心脱水装置の電気系構成
図。

【図３】 モータ駆動部の基本構成図。

【図４】 ＰＷＭ制御パルス信号の一例を示す波形図。

【図５】 ドラム内に偏心荷重が存在している状態を示
すドラムの模式図。

【図６】 偏心荷重が存在する場合の制御パルス信号の
時間幅Ｗaの変動を示す図。

【図７】 図６のＣ部の拡大図。

【図８】 実施例１による遠心脱水装置の変形例を示す
電気系構成図。

【図９】 実施例２による遠心脱水装置の電気系構成
図。

【図１０】 実施例２の遠心脱水装置におけるモータ回
転制御動作を説明するための波形図。

【符号の説明】

５…ドラム １９…回転センサ ３０…制御部 ３１…中央制御部 ３２…ＰＷＭ制御部 ３３…偏心荷重検知部 ３４…位相制御部 ４０…モータ駆動部 ４１…直流電圧供給部 ４２…インバータ回路 ４８…交流電源 ４９…交流スイッチ ４３…回転数検出器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 籠状のドラム内に洗濯物を収容し、該ド
   ラムを水平軸を中心に回転させることにより該洗濯物の
   脱水を行なうドラム式遠心脱水装置において、 a)ドラムを回転駆動するモータと、 b)ＰＷＭ制御又は位相制御により前記モータの回転速度
   を制御する回転制御手段と、 c)該回転制御手段によりドラムが一定回転速度で回転す
   るように制御されているとき、ＰＷＭ制御信号の可変パ
   ルス幅又は該パルス幅に関連した信号、或いは位相制御
   角又は該制御角に関連した信号の変動に基づいてドラム
   に生じている偏心荷重を検知する偏心荷重検知手段と、 を備えることを特徴とするドラム式遠心脱水装置。
2. 【請求項２】 前記偏心荷重検知手段は、ＰＷＭ制御信
   号の可変パルス幅又は該パルス幅に関連した信号、或い
   は位相制御角又は該制御角に関連した信号の変動振幅か
   ら偏心荷重の大きさを判断することを特徴とする請求項
   １に記載のドラム式遠心脱水装置。
3. 【請求項３】 ドラムの回転位置を検知する位置検出手
   段を更に備え、前記偏心荷重検知手段は、ＰＷＭ制御信
   号の可変パルス幅又は該パルス幅に関連した信号、或い
   は位相制御角又は該制御角に関連した信号のドラム一回
   転期間における変動と前記位置検出手段の検出信号とに
   よりドラム内周上での偏心荷重の位置を検知することを
   特徴とする請求項２に記載のドラム式遠心脱水装置。
4. 【請求項４】 前記偏心荷重検知手段は、ＰＷＭ制御信
   号の可変パルス幅又は該パルス幅に関連した信号、或い
   は位相制御角又は該制御角に関連した信号から成る離散
   的な信号列を擬似的に略連続な信号列に変換し、該信号
   列を用いて偏心荷重の検知を行なうことを特徴とする請
   求項３に記載のドラム式遠心脱水装置。
5. 【請求項５】 前記偏心荷重検知手段は、時間軸方向に
   離散的に取得される、ＰＷＭ制御信号の可変パルス幅又
   は該パルス幅に関連した信号、或いは位相制御角又は該
   制御角に関連した信号から、前記位置検出手段の検出信
   号の得られるタイミングに対応した仮想的な信号を算出
   し、該信号を偏心荷重の位置の検知に利用することを特
   徴とする請求項３に記載のドラム式遠心脱水装置。