WO2016163081A1 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

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WO2016163081A1
WO2016163081A1 PCT/JP2016/001580 JP2016001580W WO2016163081A1 WO 2016163081 A1 WO2016163081 A1 WO 2016163081A1 JP 2016001580 W JP2016001580 W JP 2016001580W WO 2016163081 A1 WO2016163081 A1 WO 2016163081A1
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WO
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drum
rotational speed
rolling element
washing machine
type washing
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PCT/JP2016/001580
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English (en)
French (fr)
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友弘 藤井
明宏 細川
松本　俊成
萩原　久
中尾　浩
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • D06F37/20—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations
    • D06F37/22—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations in machines with a receptacle rotating or oscillating about a horizontal axis
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    • D06F37/04—Rotary receptacles, e.g. drums adapted for rotation or oscillation about a horizontal or inclined axis

Definitions

  • the present invention relates to a drum-type washing machine that includes a drum having a horizontal or inclined rotating shaft and performs washing, rinsing, and dewatering of laundry in the drum.
  • the laundry may become uneven in the drum, that is, unbalanced in the dehydration process.
  • a biased force is applied to the rotating shaft of the drum, and vibration may occur.
  • the amplitude of vibration increases in proportion to the square of the rotational speed of the drum.
  • a conventional drum type washing machine is provided with a balancer device that automatically cancels the unbalance.
  • a balancer device a fluid balancer device using a viscous fluid (generally oil or calcium chloride aqueous solution) as a moving body, or a rolling element (generally a metal ball, hereinafter also referred to as a ball) as a moving body.
  • a ball balancer device using the.
  • the fluid balancer device includes an annular container that stores viscous fluid separated into a plurality of layers in the radial direction along the circumference of the drum.
  • a plurality of partition walls are formed from the outer peripheral surface toward the inner peripheral surface side, and a viscous fluid passage is formed between the partition walls and the inner peripheral surface.
  • the fluid balancer device uses a dynamic phenomenon in which a viscous fluid automatically moves to a position where the unbalance is canceled against an unbalanced body that generates an eccentric load. The lower the viscosity of the viscous fluid, the higher the speed at which the viscous fluid moves to a position where the unbalance is canceled, and the unbalance can be eliminated in a short time.
  • the ball balancer device accommodates a plurality of balls having degrees of freedom in the circumferential direction in an annular container attached along the circumference of the drum.
  • the ball balancer device uses a dynamic phenomenon in which a ball automatically moves to a position where the unbalance is canceled against an unbalanced body that generates an eccentric load. Since the ball itself is heavier than the viscous fluid, the ball balancer device has an advantage that the imbalance can be reduced even when a large imbalance occurs.
  • a configuration in which a moving body of both a ball and a viscous fluid is enclosed in a balancer device is also known. With this configuration, it is possible to realize a configuration that combines the advantages of the fluid balancer device and the advantages of the ball balancer device.
  • FIG. 9 is a velocity profile diagram of a conventional rotating device having a ball balancer.
  • the ball of the ball balancer device tries to move to a position opposite to the unbalanced body when the drum starts to rotate and passes the resonance rotational speed. At this time, depending on the position of the ball before the movement, the ball may move up to 360 degrees, and the movement further increases the vibration.
  • Patent Document 1 proposes to use the characteristic that the moving body of the balancer device is arranged at the in-phase position with respect to the unbalance by maintaining the rotation speed below the resonance rotation speed.
  • the drum rotation speed is increased to a first rotation speed that is slightly lower than the resonance rotation speed, and the first rotation speed is maintained for a certain period of time.
  • the number of revolutions is controlled so that the ball and the unbalanced body are opposed to each other by increasing the rotational speed higher than the resonance rotational speed.
  • the moving body of the balancer device has the same phase as the unbalance position, so that there is a problem that the largest unbalance state is obtained. Thereby, a big vibration may generate
  • the drum-type washing machine solves the above-described conventional problems, and uses a low-viscosity fluid and a ball having a viscosity lower than that of a general viscous fluid as a moving body, so Use sliding due to gravity of moving objects. Thereby, while suppressing the vibration at the time of passing through the resonant rotation speed, the rotation speed of the drum can be increased in a short time.
  • a drum-type washing machine includes a drum rotatably supported by a horizontal or inclined rotating shaft, a motor that rotationally drives the drum, a water tank that accommodates the drum, and a moving body that is accommodated in an annular container. And a balancer disposed on at least one of the front end portion and the rear end portion of the drum, and a control device that controls the drive of the motor to execute the washing operation.
  • the balancer has a rolling element and a low viscosity fluid as moving bodies.
  • the control device includes a position detection unit that detects a relative position between the position of the eccentric load of the laundry accommodated in the drum and the position of the rolling element.
  • the control device determines that the relative position is the same phase by the detection of the position detection unit.
  • the drum rotation speed is increased from a low rotation speed to a rotation speed exceeding the resonance rotation speed.
  • the control device increases the rotational speed and passes the resonant rotational speed at the timing when the position detection unit detects that the relative position between the eccentric load and the rolling element is in phase.
  • the rolling element quickly moves in a direction to cancel the imbalance while the resistance of the low viscosity fluid is small. That is, the rolling element quickly moves from the same phase to the opposite phase that cancels the imbalance, so that the vibration at the same phase is not increased and the vibration is suppressed when passing through the resonance rotational speed.
  • the rotational speed of the drum can be increased in a short time.
  • the rolling elements of the balancer quickly move from the same phase to the opposite phase position to cancel the imbalance in the low-viscosity fluid, so that vibration is suppressed when passing through the resonance rotational speed. . Furthermore, the rotational speed of the drum can be increased in a short time.
  • FIG. 1 is a diagram showing a side cross-section of a drum-type washing machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the drum of the drum type washing machine in the present embodiment.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of a balancer provided on the drum of the drum type washing machine in the present embodiment.
  • 3B is a diametrical cross-sectional view of the balancer shown in FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the rolling elements of the balancer and the low-viscosity fluid of the drum type washing machine in the present embodiment.
  • FIG. 5A is a diagram showing a state in which the relative positions of the rolling elements of the balancer and the eccentric load in the drum type washing machine in the present embodiment are in opposite phases.
  • FIG. 5B is a diagram showing a state where the relative positions of the rolling elements of the balancer and the eccentric load of the drum type washing machine in the present embodiment are in a phase of 90 degrees.
  • FIG. 5C is a diagram showing a state where the relative positions of the rolling elements of the balancer and the eccentric load in the drum type washing machine in the present embodiment are in phase.
  • FIG. 6 is a flowchart at the time of rotation start of the dehydration process of the drum type washing machine in the present embodiment.
  • FIG. 7A is a diagram showing time characteristics of the number of rotations and the vibration value of the washing tub at the start of rotation in the dewatering process of the drum type washing machine in the present embodiment.
  • FIG. 7B is a detailed diagram showing time characteristics at the resonance rotational speed or lower of FIG. 7A.
  • FIG. 8 is a diagram showing a time characteristic of the vibration value of the washing tub when the rotational speed of the drum is increased when the relative position between the eccentric load and the rolling element is in an opposite phase as a comparative example of the present embodiment. It is.
  • FIG. 9 is a velocity profile diagram of a conventional rotating device having a ball balancer.
  • a drum type washing machine is a drum that is rotatably supported by a horizontal or inclined rotating shaft, a motor that rotationally drives the drum, a water tank that accommodates the drum, and a moving body that is accommodated in an annular container.
  • the balancer arrange
  • the balancer has a rolling element and a low viscosity fluid as moving bodies.
  • the control device includes a position detection unit that detects a relative position between the position of the eccentric load of the laundry accommodated in the drum and the position of the rolling element.
  • the control device rotates at a speed lower than the resonant rotational speed when the relative position is determined to be in phase by detection of the position detection unit
  • the number of revolutions of the drum is increased from the number to the number of revolutions exceeding the resonance speed.
  • the control device increases the rotational speed at the timing when the position detection unit detects that the relative position between the eccentric load and the rolling element is in the same phase, and passes the resonant rotational speed.
  • the rolling element quickly moves in a direction to cancel the imbalance in a state where the resistance of the low-viscosity fluid is small. That is, the rolling element quickly moves from the same phase to the opposite phase that cancels the imbalance, so that the vibration at the same phase is not increased and the vibration is suppressed when passing through the resonance rotational speed.
  • the rotational speed of the drum can be increased in a short time.
  • the balancer includes a resistor for generating a drag force caused by the flow velocity of the low-viscosity fluid inside the annular container, and the rotation speed is lower than the resonance rotation speed.
  • the position of the eccentric load and the position of the rolling element are configured to have a periodic relative motion while having a relative deviation.
  • the rolling element quickly moves in a direction to cancel the imbalance while the resistance of the low viscosity fluid is small. That is, the rolling element quickly moves from the same phase to the opposite phase that cancels the imbalance, thereby suppressing vibration when passing through the resonance rotational speed. Furthermore, the rotational speed of the drum can be increased in a short time. Furthermore, since a rolling element having a large specific gravity can be used, unbalance can be canceled even with a larger eccentric load.
  • the low viscosity fluid has a viscosity of 1 cSt to 10 cSt.
  • the rolling element can easily move in a low viscosity fluid because it is slippery and has low resistance.
  • the balancer rotates more than the frictional force due to the centrifugal force acting on the rolling element when the drum rotates at a rotational speed lower than the resonant rotational speed.
  • the drum speed increases to a predetermined speed, only the drag force due to the flow velocity of the low-viscosity fluid, or the combined force of the drag force and friction force Is configured so that the rolling element rotates by overcoming gravity.
  • the position detection unit includes a vibration detection unit. Due to this configuration, the eccentric load due to the laundry and the rolling element are relatively shifted periodically, so that the vibration value shows a maximum value when the phase becomes the same, and the vibration value becomes the minimum value when the phase becomes the opposite phase. As shown, it is possible to easily determine the timing of the same phase by detecting the maximum value of the vibration value.
  • the position detection unit includes a current detection unit that detects a current of the motor.
  • the control device determines that the phase is the same when the change in the output of the position detection unit reaches a maximum value.
  • the resistor is constituted by a protrusion provided on one of the inner surfaces of the annular container so as not to contact the rolling element.
  • the low-viscosity fluid contains a thickener.
  • the low viscosity fluid is composed of a calcium chloride aqueous solution or a sodium chloride aqueous solution. Since these aqueous solutions are antifreeze liquids with a low freezing point, they do not freeze even in low temperature environments. Further, even when the temperature change of the usage environment is large, the width of the viscosity change is small, and the influence on the moving rotation speed of the rolling element can be minimized. Therefore, even if there is a temperature change in the usage environment, it is possible to set a stable rotation start rotational speed of the rolling element. Furthermore, it is inexpensive as an antifreeze and is excellent in economic efficiency.
  • the rolling element is configured as a ball in which a sphere is coated with a flexible material such as rubber.
  • FIG. 1 is a diagram showing a side cross-section inside a drum type washing machine in Embodiment 1 of the present invention.
  • a bottomed cylindrical water tank 2 is accommodated inside the main body 1.
  • the water tank 2 is elastically supported by a spring 24 and a damper 19.
  • a bottomed cylindrical drum 3 is accommodated in the water tank 2.
  • An opening 2 a of the water tank 2 and an opening 3 b of the drum 3 are provided on the front side of the main body 1.
  • a door 21 that closes the opening 2a of the water tank 2 so as to be openable and closable is provided on the front side of the main body 1.
  • the drum 3 is disposed so that the rotating shaft 3a that supports the drum 3 is substantially in the horizontal direction (including the horizontal direction).
  • the rotating shaft is arranged so that the drum 3 is inclined in consideration of easiness of taking out the laundry 18 such as clothes and water saving at the time of washing.
  • 3a may be configured to incline downward from the front side toward the bottom side.
  • baffle 7 that can lift and drop the laundry 18 as the drum 3 rotates. As the drum 3 rotates, the laundry lifted by the baffle 7 is struck against the water surface from the top of the drum 3 and is washed by mechanical force as tapping.
  • a large number of through holes 20 are provided on the entire circumference of the cylindrical surface of the drum 3. Water can be passed from the water tank 2 into the drum 3 through the through holes 20.
  • the opening 2a of the water tank 2 is provided with an annular sealing material (not shown) at its mouth edge.
  • the front side of the sealing material is in contact with the back side of the door 21. Even when the opening 2a of the water tank 2 that swings up and down, right and left, and back and forth moves, the sealing material is deformed and presses the back side of the door 21, so that the sealing performance is maintained.
  • a motor 12 for driving the drum 3 is provided below the water tank 2.
  • the motor 12 applies rotational power to the pulley 4 provided on the rotary shaft 3 a at the rear of the drum 3 via the pulley 5 and the belt 6.
  • the vibration detection unit 40 that measures the vibration value of the water tank 2 when the drum 3 rotates is provided in front of the upper part of the water tank 2.
  • the control device 13 is provided in the lower part in the main body 1.
  • the control device 13 includes a detection unit such as a vibration detection unit 40, and controls the drive of the motor 12 or controls a water supply / drainage device (not shown) based on inputs from these detection units.
  • the control device 13 performs a series of washing operations such as a washing step, a rinsing step, and a dehydrating step based on the user's operation setting.
  • FIG. 2 is a perspective view of the drum 3 of the drum type washing machine in the present embodiment.
  • the balancer 8 is composed of an annular container 11. Inside the annular container 11, a rolling element 9 and a low-viscosity fluid 10 that is a low-viscosity liquid are accommodated as moving bodies.
  • the rolling element 9 is composed of a ball in which the surface of a sphere such as metal is coated with a flexible material such as rubber.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the balancer 8 provided on the drum 3 of the drum type washing machine in the present embodiment.
  • FIG. 3A also shows an enlarged cross-sectional view of the main part of the protrusion 29 of the balancer 8.
  • FIG. 3B is a diametrical cross-sectional view of the balancer 8 shown in FIG. 3A.
  • the annular container 11 of the balancer 8 includes a rolling element 9 and a low-viscosity fluid 10 containing a thickener between an inner peripheral surface 25 and an outer peripheral surface 26.
  • a plurality of protrusions 29 are provided on the inner peripheral surface 25 side of the annular container 11 on one side in the direction of the rotary shaft 3a over the entire circumference.
  • These protrusions 29 are resistors that generate a drag force on the low viscosity fluid 10.
  • the flat surface on which the protrusion 29 of the inner peripheral surface 25 is not formed is formed higher than the radius of the rolling element 9.
  • the protrusion 29 is formed so as not to protrude from a flat surface on the inner peripheral surface 25 where the protrusion 29 is not formed. Thereby, it is comprised so that the rolling element 9 may not contact the protrusion 29.
  • the protrusion 29 is formed in a sawtooth shape.
  • One surface of the protrusion 29 is formed at an acute angle with respect to the normal line, and the other surface is formed at an obtuse angle with respect to the normal line, and is formed in a gentle curve such that the central portion is slightly higher.
  • the balancer 8 disposed at the front end of the drum 3 is located between the protrusions 29 at a position below the drum 3 where the low-viscosity fluid 10 is gathered when the drum 3 rotates in the forward rotation direction C1 of the drum 3 during the dehydration process. It rotates while scooping up the low-viscosity fluid 10 through the space.
  • the surface 29a on the rotation direction side of the protrusion 29 acts to push and move the low viscosity fluid 10.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining the operation of the rolling elements 9 and the low-viscosity fluid 10 in the balancer 8 of the drum type washing machine in the present embodiment.
  • the rolling element 9 is a ball in which a rubber ball of EPDM (Ethylene Proline Diene Monomer) is applied to an iron ball having a large specific gravity, and has a hardness of 70 degrees.
  • the low-viscosity fluid 10 is demonstrated using the case where the thickener (bentonite) for accelerating the movement of the rolling element 9 is added to the calcium chloride aqueous solution.
  • the viscosity of the aqueous calcium chloride solution is about 4 cSt
  • the viscosity of the low-viscosity fluid 10 containing the thickener is 5 cSt to 6 cSt.
  • the rotation speed at which the rolling element 9 starts to rotate in the annular container 11 means that the rolling element 9 accommodated in the balancer 8 rotates the rotation speed of the drum 3. Is the number of rotations that move to the upper part of the annular container 11 of the balancer 8 and start to rotate beyond the uppermost part of the annular container 11.
  • FIG. 4 shows the state of the drum 3 in the dehydration process as seen from the front.
  • (a) shows the state of the balancer 8 disposed at the front end of the stopped drum 3.
  • the rolling elements 9 and the low-viscosity fluid 10 are biased toward the bottom of the drum 3.
  • the laundry 18 which is an eccentric load is also biased to the bottom.
  • the center (b) shows a state where the drum 3 is rotating in the normal rotation direction C ⁇ b> 1, for example, at 120 rpm. At this time, the laundry 18 sticks to the inner surface of the drum 3 and rotates together with the drum 3.
  • the low-viscosity fluid 10 moves to the outer peripheral side of the annular container 11 by centrifugal force as the rotational speed of the drum 3 increases. This is because the low-viscosity fluid 10 in the annular container 11 of the balancer 8 has a low viscosity. Further, the low-viscosity fluid 10 moves toward the rotation direction side of the drum 3 due to the frictional resistance with the inner surface of the annular container 11 and the action of the projections 29, and becomes a biased state. When the rotational speed of the drum 3 is increased, the low-viscosity fluid 10 in the annular container 11 is pasted on the outer periphery of the annular container beyond the uppermost part of the annular container 11 by centrifugal force.
  • the rolling element 9 Since the rolling element 9 has a mass larger than that of the low-viscosity fluid 10, the rolling element 9 moves to the rotation direction side of the drum 3 due to the frictional resistance of the inner surface of the annular container 11 and the drag due to the flow velocity of the low-viscosity fluid 10. However, since the rolling element 9 has a mass larger than that of the low-viscosity fluid 10, the centrifugal force due to the rotation speed of the drum 3 of about 120 rpm does not move beyond the uppermost portion of the annular container 11, and the annular container 11 is in a state of slipping in the rotational direction side. That is, the gravity acting on the rolling element 9 is superior to the frictional force caused by the centrifugal force acting on the rolling element 9, and the rolling element 9 is not rotating.
  • FIG. 4C shows a state in which the number of rotations of the drum 3 is further increased and the drum 3 is rotating in the normal rotation direction C1, for example, at 140 rpm.
  • the low-viscosity fluid 10 in the annular container 11 increases in moving speed due to the frictional resistance due to centrifugal force and the action of the protrusions 29, and further spreads around the outer periphery of the annular container 11. Become.
  • the action of the protrusion 29 on the low-viscosity fluid 10 is further strengthened, the low-viscosity fluid 10 is in a state of sticking over substantially the entire outer periphery of the annular container 11.
  • the rolling element 9 is pushed up toward the top of the annular container 11 by the frictional resistance of the inner surface of the annular container 11 of the balancer 8 due to centrifugal force and the drag caused by the flow velocity of the low-viscosity fluid 10. Rotation starts beyond.
  • the rolling element 9 continuously rotates over the uppermost part of the annular container 11 and is in a state of co-rotation with the annular container 11.
  • the rolling element 9 is in a co-rotating state where it rotates at a slightly delayed rotational speed from the annular container 11.
  • the rolling element 9 of the balancer 8 is set so that rotation may be started in the state in which the rotation speed of the drum 3 is 140 rpm or more. That is, when the rotational speed is increased to a predetermined number of revolutions, the rolling element 9 is configured to rotate by overcoming the gravity only by the drag force caused by the flow velocity of the low-viscosity fluid 10 or the resultant force and the friction force.
  • FIGS. 5A to 5C show that the rolling element 9 of the balancer 8 rotates the drum 3 while the drum 3 is rotating at a rotational speed exceeding 140 rpm and not more than the resonant rotational speed (for example, 170 rpm). It shows a state in which the relative position with respect to the eccentric load of the laundry 18 is changed by turning later.
  • the same phase (0 degree phase), 90 degree phase, reverse phase (180 degree phase), and 270 degree phase are described.
  • each angular position is strictly set to the angle. It does not prescribe that there is. It shows that the center of gravity of the rolling element 9 is in the vicinity of each phase.
  • FIG. 5A shows that when the drum 3 rotates in the forward rotation direction C1, the eccentric load of the laundry 18 and the relative position of the rolling elements 9 are in opposite phase (180 degree phase).
  • FIG. 5B shows a state in which the relative position is shifted from the reverse phase of FIG. 5A to the phase of 90 degrees because the rolling element 9 is rotated behind the rotation of the drum 3.
  • FIG. 5C shows a state where the relative position is shifted from the 90-degree phase of FIG. 5A to the same phase (0-degree phase).
  • the phase is 270 degrees, which is the opposite of the 90 degrees phase in FIG. 5B.
  • the phase returns to the opposite phase of FIG. 5A, and such a change is repeated.
  • the state in which the phase change as described above is repeated indicates a state in which the relative position periodically changes because the rolling element 9 rotates with a delay with respect to the eccentric load of the laundry 18.
  • Centrifugal force is applied to the rolling element 9 by the rotation of the drum 3, and a frictional force is generated between the outer peripheral inner surface of the balancer 8 and the rolling element 9.
  • the rolling element 9 rotates in a state of being shifted in a direction delayed from the rotation of the drum 3 because the rolling element 9 slips because the gravity exceeds the frictional force.
  • the delay of the rolling element 9 is, for example, such that the rolling element 9 rotates four times while the drum 3 rotates five times. That is, the same state is repeated every time the drum 3 rotates five times.
  • FIG. 6 is a flowchart at the time of rotation start of the dewatering process of the drum type washing machine in the present embodiment.
  • the control device 13 starts the dehydration process (STEP 1) and increases the rotation speed of the drum 3 (STEP 2).
  • the control device 13 performs an unbalance detection process while maintaining a constant rotation speed (for example, 120 rpm) and the rolling element 9 does not rotate with the drum 3 and is biased toward the bottom of the balancer 8 (STEP 3). In this state, the rolling element 9 does not affect the vibration of the drum 3, and only the vibration due to the eccentric eccentric load of the laundry 18 is generated.
  • the control device 13 determines the position and amount of the eccentric load due to the laundry 18 in the drum 3 based on the input from the vibration detection unit 40.
  • the dehydration is started to increase the rotation speed (STEP 4). If the predetermined condition is not satisfied, an unbalance canceling operation is performed, and then the unbalance detection process is performed again. Moreover, the operation
  • the control device 13 always measures the vibration value with the vibration detection unit 40 and monitors that there is no abnormality.
  • the control device 13 includes a position detection unit (not shown) that detects the relative position between the eccentric load and the rolling element 9 based on a change in vibration measured by the vibration detection unit 40.
  • the control device 13 increases the rotational speed of the drum 3 to a rotational speed slightly lower than the resonant rotational speed (for example, 170 rpm) (STEP 4). Then, an in-phase determination process is performed at the rotation speed (STEP 5). In the same phase determination step, the relative position between the eccentric load due to the laundry 18 and the rolling element 9 is detected by the position detection unit, and the timing at which the same phase is reached is determined. The determination of the timing of the same phase uses an input from the vibration detection unit 40, and details will be described later. If it is determined that the phase is the same (YES in STEP 5), it is immediately increased to a rotational speed exceeding the resonant rotational speed (STEP 6).
  • the rolling element 9 moves to the opposite phase by rapidly increasing the rotational speed from the same phase state and passing through the resonant rotational speed.
  • the resistance to the rolling element 9 is small, and the rolling element 9 can move from the same phase state to the opposite phase in a short time.
  • the rolling element 9 quickly moves from the same phase to the opposite phase that cancels the imbalance, thereby suppressing vibrations when passing through the resonance rotational speed and increasing the rotational speed of the drum in a short time. it can.
  • the in-phase state cannot be detected if the rolling elements 9 are spread around the entire circumference and the center of gravity is dispersed. .
  • a predetermined timeout time is provided, the rotation speed is once decreased, and the rotation speed is increased again (No in STEP 5).
  • the resonance rotational speed is between 190 rpm and 250 rpm.
  • the operation of the rolling element 9 is theoretically in phase with an eccentric load position that causes unbalance at a rotational speed slightly lower than the resonant rotational speed (for example, 170 rpm), and at the initial stage of the resonant rotational speed.
  • the phase shifts to a phase of 180 degrees which is an opposite phase in the latter half of the resonance rotational speed.
  • the rolling elements 9 in the annular container 11 are not necessarily able to move reliably from the same phase to the 180 degree phase due to an increase in centrifugal force due to the increase in the rotational speed. Absent. For this reason, the rotational speed may be increased in a state where the phase is not completely 180 degrees after passing through the resonant rotational speed.
  • a balance improvement step is performed in which the rotational speed is maintained at a rotational speed slightly higher than the resonant rotational speed and the rolling elements 9 are moved.
  • the control device 13 maintains a rotational speed (for example, 300 rpm) slightly higher than the resonant rotational speed in the balance improvement process.
  • the vibration value is measured by the vibration detection unit 40 at regular intervals (STEP 7).
  • a vibration value change determination for measuring a change in vibration value is performed (STEP 8).
  • it is determined whether to stop the rotation speed and immediately increase the rotation speed, or to continue the rotation speed as it is.
  • the minimum value at 1 second intervals and the previous value that is 1 second before are always updated and held.
  • the determination of STEP8 when the minimum value is increased by a predetermined value or more, or when the previous value has been increased by a predetermined value or more (Yes in STEP8), the maintenance of the rotation speed is immediately stopped and the rotation speed is increased ( (Step 10).
  • FIG. 7A is a diagram showing time characteristics of the number of rotations and the vibration value of the washing tub at the start of rotation in the dewatering process of the drum type washing machine in the present embodiment.
  • FIG. 7B is a detailed diagram showing time characteristics at the resonance rotational speed or lower of FIG. 7A. 7A and 7B, the vibration change of the water tank is shown as a vibration value U1 (solid line), and the rotation speed change of the drum 3 is shown as a rotation value U2 (broken line).
  • the dehydration process is started, and the unbalance detection process is performed when the rotation speed of the drum 3 is 120 rpm.
  • an in-phase determination step is performed (time T1). Based on the determination, the rotational speed rises to 300 rpm, which is higher than the resonant rotational speed, but the vibration value is also suppressed when the resonant rotational speed (190 rpm to 250 rpm) is passed.
  • the balance improvement process is executed at 300 rpm for a predetermined time (time T2), and then increases to a steady rotation speed (for example, 900 rpm).
  • the vibration value U1 gradually decreases in the balance improvement step, and further decreases until the steady rotational speed is reached.
  • the control device 13 can determine that the phase is the same by measuring the change of the vibration value U1 by the vibration detection unit 40 and detecting the maximum value as the position detection unit in the same phase determination step.
  • the vibration value (S0) of the vibration detection unit 40 shows a maximum value. Thereafter, the vibration value (S01) shows a minimum value. Thereafter, the vibration value increases to the vibration value S1, and the vibration value decreases immediately after the vibration value S1.
  • the control device 13 determines that the vibration value S1 is the maximum value and the rolling element 9 is in phase with the eccentric position of the laundry 18. Then, the control device 13 immediately increases the rotational speed of the motor 12, that is, the rotational speed of the drum 3. Thereby, vibration can be suppressed in a short time when passing through the resonance rotational speed.
  • control device 13 increases the rotation speed and maintains the rotation speed at 300 rpm exceeding the resonance rotation speed, and performs a balance improvement process. Thereby, the rolling element 9 in the annular container 11 moves to the optimal position where the vibration value further decreases. Thereafter, after the time T2 has elapsed, the control device 13 can further suppress the vibration to the vibration value La even if the rotation speed is further increased and the rotation speed is increased to the steady rotation speed.
  • the drum type washing machine of the present embodiment accommodates the drum 3 rotatably supported by the horizontal or inclined rotating shaft 3a, the motor 12 that rotationally drives the drum 3, and the drum 3. And a balancer 8 disposed in the front end portion of the drum 3 and a control device 13 for controlling the drive of the motor 12 to execute the washing operation.
  • the balancer 8 includes a rolling element 9 and a low viscosity fluid 10 as moving bodies.
  • the control device 13 has a position detection unit that detects the relative position between the eccentric load position of the laundry 18 accommodated in the drum 3 and the rolling elements 9.
  • the control device determines that the relative position is the same phase by the detection of the position detection unit.
  • the drum rotation speed is increased from a low rotation speed to a rotation speed exceeding the resonance rotation speed.
  • the control device 13 increases the rotational speed at the timing when the position detection unit detects that the relative position between the eccentric load and the rolling element 9 has the same phase, and passes the resonant rotational speed.
  • the rolling element 9 quickly moves in the direction of canceling the imbalance while the resistance of the low viscosity fluid 10 is small. That is, the rolling element 9 quickly moves from the same phase to the opposite phase that cancels the imbalance, so that the vibration can be suppressed when passing through the resonance rotational speed without increasing the vibration at the same phase.
  • the rotational speed of the drum can be increased in a short time.
  • the balancer 8 rotates at a rotational speed of the drum 3 equal to or lower than the resonance rotational speed, and the rotating body 9 of the balancer 8 rotates together with the annular container 11.
  • the rolling elements 9 are small, and the relative position with the eccentric load of the laundry 18 is always shifted and moved. As a result, a change in the relative position of 90 ° phase, 90 ° phase, 270 ° phase, and again the same phase is repeatedly generated from the same phase.
  • the rolling element 9 can move to the reverse phase of 180 degrees in a short time.
  • the rotational speed is increased from a lower rotational speed to a rotational speed exceeding the resonant rotational speed.
  • the movement of the rolling element 9 to the opposite phase is minimized, and the rolling element 9 moves quickly in the direction of canceling the imbalance while the resistance of the low viscosity fluid 10 is small. That is, the rolling element 9 quickly moves from the same phase to the opposite phase that cancels the imbalance, so that vibration can be suppressed when passing through the resonance rotational speed, and the rotational speed of the drum can be increased in a short time.
  • the centrifugal force applied to the rolling element 9 increases due to the increase in the rotational speed, so that the rolling element 9 becomes difficult to move and may not reach a completely opposite phase state.
  • the low-viscosity fluid 10 can gradually move the rolling element 9 by the excitation force generated by the vibration of the rotation of the drum 3.
  • the rolling element 9 can further reduce the vibration value by gradually moving to the opposite phase.
  • FIG. 8 shows, as a comparative example with the present embodiment, the vibration of the water tank 2 when the rotational speed of the drum 3 is increased when the relative position between the eccentric load and the rolling element 9 is in the opposite phase.
  • FIG. 8 shows the time characteristic of a value.
  • the position of the eccentric load of the laundry 18 and the relative position of the rolling elements 9 are in opposite phases, and the rotational speed increases from the vibration value S2 immediately after the vibration value S12 becomes the minimum value. ing.
  • the rolling element 9 moves to the opposite phase through the same phase where the vibration is increased. At this time, extremely large vibration is generated as the vibration value H2.
  • the control device 13 needs to start dehydration from the beginning, and the dehydration process is lengthened. Therefore, as in the present embodiment, by determining the same phase at a rotational speed lower than the resonant rotational speed and increasing the rotational speed, vibration can be suppressed when passing through the resonant rotational speed, and the dehydration time Can be prolonged.
  • the position detection unit shows an example in which a change in vibration value is detected and the in-phase determination is performed, but the present invention is not limited to this.
  • a current detection unit that detects a current value of a motor that drives the drum may be provided to detect a change in the current value.
  • the load torque increases due to an increase in vibration. Therefore, the same phase determination can be performed by detecting an increase in current.
  • an acceleration detection unit instead of the vibration detection unit provided in the water tank and detect a change in acceleration.
  • a method of detecting the position of the rolling element with a sensor for example, a photoelectric sensor or a metal sensor
  • the rotation speed lower than the resonance rotation speed is described by exemplifying 120 rpm, 140 rpm, 170 rpm, etc., it is not limited to this value. Further, since the resonance rotational speed varies depending on the configuration of the water tank, the drum, the washing machine main body, and the like, the relative position is determined at a rotational speed lower than the resonant rotational speed in accordance with the respective resonant rotational speed, and thus the present embodiment. The same effect can be obtained.
  • the calcium chloride aqueous solution is exemplified as the low-viscosity fluid of the balancer, it may be a sodium chloride aqueous solution (that is, salt water).
  • aqueous solutions are antifreezes having a low freezing point and do not freeze even in an environment where the temperature is low.
  • an antifreeze liquid is desirable, but it is not limited to this depending on the use conditions, and if it is a viscous fluid having a low viscosity, the same effect can be obtained for vibration suppression.
  • it is inexpensive as an antifreeze and is excellent in economic efficiency.
  • the thickener is not limited to bentonite.
  • the viscosity of the low-viscosity fluid has been described as 5 cSt to 6 cSt, the present invention is not limited to this.
  • a liquid of about 1 cSt to 10 cSt including water may be used as long as the rolling element can move quickly.
  • the rolling element can easily move in a low viscosity fluid because it is slippery and has low resistance.
  • the iron ball is exemplified as the sphere serving as the center of the rolling element, a glass ball, a rubber ball, or the like may be used. Specific gravity, weight, size and quantity can be selected as needed.
  • a coating material on the surface of the rolling element in addition to EPDM, a material that generates friction between the inner surface of the annular container of the balancer 8 and the surface of the rolling element, such as silicon rubber, nylon, urethane, polyethylene, etc. If there is no problem in chemical properties, any material may be used.
  • the balancer may be provided only at the rear end portion or at both the front end portion and the rear end portion.
  • the rolling element illustrated the spherical body as long as it is a shape which can move freely within the annular container of a balancer, other shapes, such as a cylindrical shape, may be sufficient.
  • the drum type washing machine according to the present invention is provided with a balancer in the drum, and can suppress an increase in vibration at the time of rotation start in the dehydration process, thereby preventing a prolonged dehydration time. Therefore, it is useful for home-use and business-use drum-type washing machines and drum-type washing and drying machines, as well as cleaning devices that rotate at high speed.

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Abstract

　本発明に係るドラム式洗濯機は、水平または傾斜した回転シャフトにより回転可能に支持されたドラムと、ドラムを回転駆動するモータと、ドラムを収容する水槽と、環状容器に転動体および低粘性流体からなる移動体を収容してドラムに配設されたバランサと、制御装置とを備えている。制御装置は、ドラム内の洗濯物の偏心荷重の位置と転動体との相対位置を検知する位置検知部を有する。制御装置は、脱水工程におけるドラムの回転起動時、共振回転数より低い回転数でドラムが回転する際、位置検知部の検知により相対位置を同位相と判定した場合に、共振回転数より低い回転数から共振回転数を超える回転数までドラムの回転数を上昇させる。

Description

ドラム式洗濯機
　本発明は、水平または傾斜した回転軸を有するドラムを備え、このドラム内で洗濯物の洗い、すすぎ、および脱水を行うドラム式洗濯機に関する。
　一般的に、水平または傾斜した回転軸を有するドラム式洗濯機は、脱水工程において、洗濯物がドラム内で不均一な状態、すなわちアンバランスな状態になることがある。アンバランスな状態で脱水工程が行われた場合、ドラムの回転軸に偏った力が加わり、振動が発生することがある。振動の振幅は、ドラムの回転速度の２乗に比例して増大する。ドラムが振動すると、洗濯機本体が移動したり、また、騒音が激しいために、所定の回転速度以上では運転できない、などの問題が発生することがある。
　洗濯物のアンバランスによる振動を低減するために、従来のドラム式洗濯機においては、自動的にアンバランスを解消するバランサ装置がドラムに設けられている。バランサ装置としては、移動体として粘性流体（一般的にはオイルまたは塩化カルシウム水溶液）を使用した流体バランサ装置や、移動体として転動体（一般的には金属球であり、以下、ボールとも称する）を使用したボールバランサ装置が知られている。
　流体バランサ装置は、ドラムの円周に沿って、径方向に複数の層に分離して粘性流体を収納した環状容器を備えている。環状容器の各層内には、外周面から内周面側に向かって複数の隔壁が形成され、隔壁と内周面との間に粘性流体の通路が形成されている。流体バランサ装置は、偏心荷重を生じさせるアンバランス体に対して、粘性流体が自動的にアンバランスを打ち消す位置に移動する力学現象を利用している。粘性流体の粘性が低いほど、アンバランスを打ち消す位置に粘性流体が移動する速度は速くなり、アンバランスを短時間に解消することができる利点を有している。
　ボールバランサ装置は、ドラムの円周に沿って取り付けられた環状容器内に、周方向に自由度をもつ複数のボールを収容している。ボールバランサ装置は、偏心荷重を生じさせるアンバランス体に対して、自動的にボールがアンバランスを打ち消す位置に移動する力学現象を利用している。ボールバランサ装置は、粘性流体と比較してボール自体が重いため、大きなアンバランスが発生した場合でも、アンバランスを軽減することができる利点を有している。
　また、バランサ装置において、ボールおよび粘性流体の両方の移動体が封入された構成も知られている。この構成により、流体バランサ装置の長所とボールバランサ装置の長所とを兼ね備えた構成を実現できる。
　さらに、水平または傾斜した回転軸を有するドラム式洗濯機においては、ドラムの前端側でアンバランスが生じる場合、および、ドラムの後端側でアンバランスが生じる場合がある。このため、ドラムの前端部および後端部のそれぞれにバランサ装置が配設されているドラム式洗濯機が知られている。
　そして、脱水工程において、振動を低減するためにドラムの回転数の上昇を制御することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。図９は、ボールバランサを有した従来の回転装置の速度プロファイル図である。ボールバランサ装置のボールは、ドラムが回転を開始して共振回転数を通過する際に、アンバランス体の対向位置に移動しようとする。このとき、移動前のボールの位置によっては、ボールが最大で３６０度移動することがあり、その移動により振動がさらに大きくなる。
　この振動の増大を防止するため、特許文献１では、共振回転数以下で回転数を維持することで、アンバランスに対してバランサ装置の移動体が同相位置に配置される特性を用いることが提案されている。具体的には、ドラムの回転速度を共振回転速度より若干低い回転速度である第１回転速度まで上昇させ、この第１回転速度を一定時間保つ。その後、共振回転速度より高い回転速度まで上昇させるようにしてボールとアンバランス体とが対向位置となるように回転数を制御する。これにより、共振回転数を通過する際に、アンバランス体の対向位置に移動しようとするボールの移動距離を１８０度より小さく抑えることができ、振動を低減することができる。
　しかしながら、ドラムの回転数を共振回転数より若干低い回転数で維持することで、バランサ装置の移動体がアンバランス位置と同位相となるため、最も大きなアンバランス状態となるという課題がある。これにより、大きな振動が発生する可能性がある。
　また、ボールとアンバランス体との位相を検知し、共振回転速度の手前でボールとアンバランス体とが同位相となるように制御する場合、共振回転速度以下の回転速度において、ボールに作用する遠心力による摩擦力が重力に打ち勝って滑りが発生しないようにするために、ボールを５００～１０００ｃＳｔ程度の粘度が高い粘性流体に浸す必要がある。このため、ボールは早い速度で移動できない。したがって、ボールとアンバランス体とが対向位置となるように制御するために、ドラムの回転数をゆっくり上昇させなければならず、脱水工程におけるドラムの回転上昇に時間がかかるという課題がある。
特開２０１０－１２５０８３号公報
　本発明に係るドラム式洗濯機は、上記従来の課題を解決するもので、一般的な粘性流体よりも粘度が低い低粘性流体およびボールを移動体として使用して、低粘性流体の中の転動体の重力による滑りを利用する。これにより、共振回転数を通過する時の振動を抑制するとともに、短時間でドラムの回転数を上昇させることができる。
　本発明に係るドラム式洗濯機は、水平または傾斜した回転シャフトにより回転可能に支持されたドラムと、ドラムを回転駆動するモータと、ドラムを収容する水槽と、環状容器に移動体を収容して、ドラムの前端部および後端部の少なくとも一方に配設されたバランサと、モータの駆動を制御して洗濯運転を実行する制御装置と、を備えている。バランサは、移動体として転動体および低粘性流体を有している。制御装置は、ドラムに収容される洗濯物の偏心荷重の位置と転動体の位置との相対位置を検知する位置検知部を有する。さらに、制御装置は、脱水工程におけるドラムの回転起動時、共振回転数より低い回転数でドラムが回転する際、位置検知部の検知により相対位置を同位相と判定した場合に、共振回転数より低い回転数から共振回転数を超える回転数までドラムの回転数を上昇させるように構成されている。
　この構成により、ドラムの回転数が共振回転数より低い回転数において、転動体が環状容器内を滑ることにより、洗濯物による偏心荷重の位置と転動体の位置とが周期的な相対運動となる。制御装置は、偏心荷重と転動体との相対位置が同位相となったことを位置検知部で検知したタイミングで、回転数を上昇させて共振回転数を通過させる。このとき、転動体は、低粘性流体の抵抗が小さい状態でアンバランスを打ち消す方向へ速やかに移動する。すなわち、同位相からアンバランスを打ち消す逆位相へ転動体がすばやく移動することで、同位相時の振動が大きくなることなく、共振回転数を通過するときに振動を抑制する。さらに、短時間でドラムの回転数を上昇させることができる。
　本発明に係るドラム式洗濯機は、バランサの転動体が低粘性流体の中で同位相からアンバランスを打ち消す逆位相の位置にすばやく移動するため、共振回転数を通過するときに振動を抑制する。さらに、短時間でドラムの回転数を上昇させることができる。
図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の側面断面を示す図である。 図２は、本実施の形態におけるドラム式洗濯機のドラムの透視図である。 図３Ａは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機のドラムに設けられたバランサの断面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示されたバランサの直径方向の断面図である。 図４は、本実施の形態におけるドラム式洗濯機のバランサの転動体および低粘性流体の動作を説明する概略図である。 図５Ａは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機のバランサの転動体と偏心荷重の相対位置が逆位相の状態を示す図である。 図５Ｂは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機のバランサの転動体と偏心荷重の相対位置が９０度位相の状態を示す図である。 図５Ｃは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機のバランサの転動体と偏心荷重の相対位置が同位相の状態を示す図である。 図６は、本実施の形態におけるドラム式洗濯機の脱水工程の回転起動時のフローチャートである。 図７Ａは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機の脱水工程の回転起動時の回転数と洗濯槽の振動値の時間特性を示す図である。 図７Ｂは、図７Ａの共振回転数以下における時間特性を示す詳細図である。 図８は、本実施の形態の比較例として、偏心荷重と転動体との相対位置が逆位相の状態のときにドラムの回転数が上昇した場合の洗濯槽の振動値の時間特性を示す図である。 図９は、ボールバランサを有した従来の回転装置の速度プロファイル図である。
　第１の発明に係るドラム式洗濯機は、水平または傾斜した回転シャフトにより回転可能に支持されたドラムと、ドラムを回転駆動するモータと、ドラムを収容する水槽と、環状容器に移動体を収容して、ドラムの前端部および後端部の少なくとも一方に配設されたバランサと、モータの駆動を制御して洗濯運転を実行する制御装置と、を備えている。バランサは、移動体として転動体および低粘性流体を有している。制御装置は、ドラムに収容される洗濯物の偏心荷重の位置と転動体の位置との相対位置を検知する位置検知部を有する。制御装置は、脱水工程におけるドラムの回転起動時、共振回転数より低い回転数でドラムが回転する際、位置検知部の検知により相対位置を同位相と判定した場合に、共振回転数より低い回転数から共振回転数を超える回転数までドラムの回転数を上昇させる。
　この構成により、ドラムの回転数が共振回転数より低い回転数において、転動体が環状容器内を滑ることにより、洗濯物による偏心荷重の位置と転動体の位置とが周期的な相対運動となる。制御装置は、偏心荷重と転動体との相対位置が同位相となったことを位置検知部で検知したタイミングで回転数を上昇させて共振回転数を通過させる。このとき、転動体は、低粘性流体の抵抗の小さい状態でアンバランスを打ち消す方向へ速やかに移動する。すなわち、同位相からアンバランスを打ち消す逆位相へ転動体がすばやく移動することで、同位相時の振動が大きくなることなく、共振回転数を通過するときに振動を抑制する。さらに、短時間でドラムの回転数を上昇させることができる。
　第２の発明に係るドラム式洗濯機は、特に第１の発明において、バランサは、環状容器の内部に、低粘性流体の流速による抗力を発生させる抵抗体を備え、共振回転数より低い回転数で、偏心荷重の位置と転動体の位置とが相対的にズレを持ちながら周期的な相対運動となるように構成されている。
　この構成により、ドラムの回転数が共振回転数より低い回転数において、抵抗体によって低粘性流体の流速による抗力が発生し、比重が大きい転動体が滑りやすい低粘性流体の中にあっても、転動体は重力に勝って環状容器内を滑りながら回動し始める。そして、洗濯物による偏心荷重の位置に対して転動体の位置が遅れて相対的にズレを持ちながら周期的な相対運動となる。制御装置は、偏心荷重と転動体との相対位置が同位相となったことを位置検知部で検知したタイミングで、回転数を上昇させて共振回転数を通過させる。このとき、転動体は、低粘性流体の抵抗が小さい状態でアンバランスを打ち消す方向へ速やかに移動する。すなわち、同位相からアンバランスを打ち消す逆位相へ転動体がすばやく移動することで、共振回転数を通過するときに振動を抑制する。さらに、短時間でドラムの回転数を上昇させることができる。さらに、比重が大きい転動体を利用することができることで、より大きな偏心荷重に対してもアンバランスを打ち消すことができる。
　第３の発明は、特に第１または第２の発明において、低粘性流体は、粘度が１ｃＳｔ～１０ｃＳｔである。この構成により、転動体は、低粘性流体の中で滑りやすく抵抗が小さいため、すばやく移動することができる。
　第４の発明は、特に第１～第３のいずれかの発明において、バランサは、共振回転数より低い回転数でドラムが回転する際に、転動体に作用する遠心力による摩擦力よりも転動体に作用する重力が勝って転動体は回動せず、かつ、ドラムの回転数が所定の回転数まで上昇したときには、低粘性流体の流速による抗力だけ、または抗力と摩擦力との合成力が重力に勝って転動体が回動するように構成されている。この構成により、ドラムの回転数が共振回転数より低い回転数において、環状容器内の転動体が、滑りによってドラムの回転より遅く回動し、洗濯物による偏心荷重の位置と相対的にズレを持ちながら周期的な相対運動となる。
　第５の発明は、特に第１～第４のいずれかの発明において、位置検知部は、振動検知部を備えている。この構成により、周期的に洗濯物による偏心荷重と転動体とが相対的にずれることで、同位相となった時に振動値が極大値を示し、逆位相となった時に振動値が極小値を示すことから、振動値の極大値を検知することで同位相のタイミングを容易に判定することができる。
　第６の発明は、特に第１～第４のいずれかの発明において、位置検知部は、モータの電流を検知する電流検知部を備えている。この構成により、モータ駆動回路の電流を利用し、その電流の変化に応じて偏心荷重の位置と転動体の位置との相対位置を検知することで同位相のタイミングを容易に判定することが可能である。したがって、位置検知部を安価に構成することができる。
　第７の発明は、特に第１～第６のいずれかの発明において、制御装置は、位置検知部の出力の変化が極大値となった場合に同位相と判定する。この構成により、位置検知部の出力変化が極大値となった場合に、偏心荷重と転動体の相対位置が同位相位置にあると判定できることで、短時間かつ容易に振動を抑制することができる。
　第８の発明は、特に第２～第７のいずれかの発明において、抵抗体は、環状容器のいずれかの内面に、転動体に接触しないように設けられた突起体により構成されている。この構成により、粘性流体の流速による抗力を容易に発生させることができ、低粘性流体であっても転動体を回動させることができる。
　第９の発明は、特に第１～第８のいずれかの発明において、低粘性流体は、増粘剤を含んでいる。この構成により、低粘性流体の粘度を高めつつ、転動体の環状容器内での移動を促進することができる。その結果、共振回転数を通過するときに転動体の移動をよりすばやく行うことで、振動を抑制して短時間でドラムの回転数を上昇させることができる。
　第１０の発明は、特に第１～第９のいずれかの発明において、低粘性流体は、塩化カルシウム水溶液または塩化ナトリウム水溶液で構成されている。これらの水溶液は氷点が低い不凍液であるので、気温が低い環境でも凍ることはない。また、使用環境の温度変化が大きい場合でも粘性変化の幅が小さく、転動体の移動回転数に及ぼす影響を最小限にすることができる。したがって、使用環境に温度変化があっても、安定した転動体の回動開始回転数を設定することができる。さらに、不凍液としては安価であり経済性に優れている。
　第１１の発明は、特に第１～第１０のいずれかの発明において、転動体は、球体にゴムなどの柔軟性のある材料でコーティングされたボールとして構成されている。この構成により、環状容器と転動体とが接触したときの摩擦力を大きくすることができるとともに、アンバランスの補正量を大きくすることができる。これによって、低粘性流体においても共振回転数以下の回転数で転動体の回動開始回転数を設定することができ、共振回転数での振動拡大への影響を抑制できる。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本案が限定されるものではない。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の内部の側面断面を示す図である。本体１の内部には、有底円筒状の水槽２が収容されている。水槽２は、バネ２４とダンパ１９によって弾性的に支持されている。水槽２の内部には、有底円筒状のドラム３が収容されている。本体１の正面側に、水槽２の開口部２ａとドラム３の開口部３ｂが設けられている。さらに、本体１の正面側には、水槽２の開口部２ａを開閉自在に閉塞する扉２１が設けられている。ドラム３は、ドラム３を支持する回転シャフト３ａが実質的に水平方向（水平方向を含む）となるように配設されている。なお、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば、衣類等の洗濯物１８の取り出し易さ、および、洗浄時の節水性を考慮して、ドラム３が傾斜するように、回転シャフト３ａが正面側から底面側に向けて下向きに傾斜するように構成されてもよい。
　ドラム３の内部には、ドラム３の回転に伴って洗濯物１８を持ち上げて落とすことができるバッフル７が設けられている。ドラム３が回転することにより、バッフル７によって持ち上げられた洗濯物は、ドラム３の上部から水面に叩きつけられ、叩き洗いとしての機械力によって洗浄がなされる。ドラム３の円筒面には、全周に多数の透孔２０が設けられている。透孔２０を介して水槽２からドラム３内に通水および通気することができる。
　水槽２の開口部２ａは、その口縁に環状のシール材（図示せず）が装着されている。シール材の前面側は、扉２１の背面側に当接している。上下、左右、および前後方向に揺動する水槽２の開口部２ａが動いた場合でも、シール材が変形して扉２１の背面側を押圧するので、密閉性が維持される。
　また、ドラム３を駆動するモータ１２が水槽２の下側に設けられている。モータ１２は、プーリ５とベルト６を介してドラム３の後部の回転シャフト３ａに設けられたプーリ４に回転動力を加える。これにより、モータ１２は、ドラム３を水槽２内で回転させる。ドラム３の回転時における水槽２の振動値を計測する振動検知部４０は、水槽２の上部前方に設けられている。制御装置１３は、本体１内の下部に設けられている。制御装置１３は、振動検知部４０などの検知部を有し、これらの検知部からの入力に基づいてモータ１２の駆動を制御したり、給排水装置（図示せず）を制御したりする。このように、制御装置１３は、使用者の運転設定に基づいて洗い工程、すすぎ工程、脱水工程などの一連の洗濯運転を実行する。
　図２は、本実施の形態におけるドラム式洗濯機のドラム３の透視図である。ドラム３の開口部３ｂ側を前端部、開口部３ｂの反対側を後端部とすると、前端部にバランサ８が設けられている。バランサ８は、環状容器１１で構成されている。環状容器１１の内部には、転動体９および低粘度の液体である低粘性流体１０が移動体として収容されている。転動体９は、金属などの球体の表面にゴムなどの柔軟性のある材料でコーティングをされたボールで構成されている。この構成により、環状容器と転動体とが接触したときの摩擦力を大きくすることができるとともに、アンバランスの補正量を大きくすることができる。
　図３Ａは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機のドラム３に設けられたバランサ８の断面図である。図３Ａには、バランサ８の突起体２９の要部拡大断面図も示す。図３Ｂは、図３Ａに示されたバランサ８の直径方向の断面図である。
　図３Ａ、図３Ｂに示されるように、バランサ８の環状容器１１の内部には、内周面２５と外周面２６との間に、転動体９と、増粘剤を含む低粘性流体１０とが、移動体として全周を移動できるように収容されている。特に、図３Ｂに示されるように、環状容器１１の内周面２５側には、回転シャフト３ａ方向の片側に、複数の突起体２９が全周にわたって設けられている。これらの突起体２９は、低粘性流体１０に抗力を発生させる抵抗体である。内周面２５の突起体２９が形成されていない平坦面は、転動体９の半径よりも高く形成されている。また、突起体２９は、内周面２５の突起体２９が形成されていない平坦面から突出しないように形成されている。これにより、転動体９が突起体２９に接触しないように構成されている。
　突起体２９は、鋸歯状に形成されている。突起体２９の一方の面は、法線に対して鋭角に形成され、他方の面は、法線に対して鈍角に形成され、中央部分がやや高くなるような緩やかな曲線に形成されている。ドラム３の前端部に配設されたバランサ８は、ドラム３が脱水工程時のドラム３の正回転方向Ｃ１に回転すると、低粘性流体１０が集まっているドラム３の下方位置で突起体２９間の空間により低粘性流体１０を掬い上げながら回転する。このとき、突起体２９の回転方向側の面２９ａは、低粘性流体１０を押して移動させるように作用する。この構成により、低粘性流体１０の流速による抗力を容易に発生させることができ、比重が大きい転動体９が低粘性流体１０の中にあっても、重力に勝って転動体９を回動させることができる。
　図４は、本実施の形態におけるドラム式洗濯機のバランサ８における転動体９および低粘性流体１０の動作を説明する概略断面図である。ここでは、転動体９は、比重が大きい鉄球にＥＰＤＭ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　Ｄｉｅｎｅ　Ｍｏｎｏｍｅｒ）のゴムコーティングを施したボールであり、硬度は７０度である。また、低粘性流体１０は、塩化カルシウム水溶液に、転動体９の移動を促進するための増粘剤（ベントナイト）を添加して構成した場合を用いて説明する。なお、塩化カルシウム水溶液の粘度は約４ｃＳｔであり、増粘剤を含んだ低粘性流体１０の粘度は５ｃＳｔ～６ｃＳｔである。
　本実施の形態において、転動体９が環状容器１１内で回動を開始する回転数（回動開始回転数）とは、バランサ８の内部に収容された転動体９が、ドラム３の回転数の上昇に伴って、バランサ８の環状容器１１の上部に移動し、環状容器１１の最上部を越えて回動を開始する回転数をいう。
　図４は、正面から見た、脱水工程におけるドラム３の様子を示している。図４において、（ａ）には、停止しているドラム３の前端部に配設されたバランサ８の状態が示されている。ドラム３が停止している状態では、転動体９と低粘性流体１０は、ドラム３の底部に偏っている。このとき、偏心荷重である洗濯物１８も底部に偏った状態となっている。図４において、中央（ｂ）には、ドラム３が正回転方向Ｃ１に、例えば、１２０ｒｐｍで回転している状態が示されている。このとき、洗濯物１８は、ドラム３の内面に張り付いてドラム３と一緒に回転している。
　ドラム３が停止状態から回転を開始すると、ドラム３の回転数の上昇に伴って、低粘性流体１０は遠心力により環状容器１１の外周側に移動する。これは、バランサ８の環状容器１１内の低粘性流体１０が低粘性であるためである。また、低粘性流体１０は、環状容器１１の内面との摩擦抵抗および突起体２９の作用により、ドラム３の回転方向側に移動し、偏った状態となる。ドラム３の回転数が上昇すると、環状容器１１内の低粘性流体１０は、遠心力により環状容器１１の最上部を越えて環状容器外周に張り付いた状態となる。
　転動体９は、低粘性流体１０よりも質量が大きいため、環状容器１１の内面の摩擦抵抗と、低粘性流体１０の流速による抗力とによって、ドラム３の回転方向側へ移動する。しかし、転動体９は、低粘性流体１０よりも質量が大きいため、ドラム３の１２０ｒｐｍ程度の回転数による遠心力では、環状容器１１の最上部を越えて移動する状態にはならず、環状容器１１内で回転方向側へ偏って滑っている状態となっている。すなわち、転動体９に作用する遠心力による摩擦力よりも転動体９に作用する重力が勝っており、転動体９は回動していない。
　図４（ｃ）には、ドラム３の回転数がさらに上昇し、ドラム３が正回転方向Ｃ１に、例えば、１４０ｒｐｍで回転している状態が示されている。ドラムの回転数の上昇に伴って、環状容器１１内の低粘性流体１０は、遠心力による摩擦抵抗および突起体２９の作用によって移動速度が増大し、環状容器１１の外周にさらに広がった状態となる。また、低粘性流体１０に対する突起体２９の作用がさらに強くなるため、低粘性流体１０は、環状容器１１の外周部のほぼ全周にわたって張り付いた状態となる。
　転動体９は、遠心力によるバランサ８の環状容器１１の内面の摩擦抵抗、および、低粘性流体１０の流速による抗力によって、環状容器１１の最上部に向かって押し上げられ、環状容器１１の最上部を越えて回動を開始する。本実施の形態では、１４０ｒｐｍの回転数以上では、転動体９が環状容器１１の最上部を連続的に越えて回動し、環状容器１１と共回りの状態となる。ただし、低粘性流体１０により滑りが発生するため、転動体９は環状容器１１からやや遅れた回転数で回動する共回りの状態となる。このように、本実施の形態では、バランサ８の転動体９は、ドラム３の回転数が１４０ｒｐｍ以上の状態で回動を開始するように設定されている。すなわち、所定の回転数まで上昇したときには、低粘性流体１０の流速による抗力だけ、またはその抗力と摩擦力との合成力が重力に勝って転動体９が回動するように構成されている。
　さらに、図５Ａ～Ｃは、ドラム３が１４０ｒｐｍの回転数を超えて、かつ共振回転数以下の回転数（例えば１７０ｒｐｍ）で回転している状態で、バランサ８の転動体９がドラム３の回転より遅れて回動し、洗濯物１８の偏心荷重との相対位置が変化している状態を示している。なお、本実施の形態では、同位相（０度位相）、９０度位相、逆位相（１８０度位相）および２７０度位相などと説明しているが、それぞれの角度位置について、厳密にその角度にあることを規定しているものではない。転動体９の重心が各位相の近傍にあることを示している。
　図５Ａは、ドラム３が正回転方向Ｃ１に回転している場合に、洗濯物１８の偏心荷重と転動体９の相対位置が逆位相（１８０度位相）にあることを示している。図５Ｂは、転動体９がドラム３の回転より遅れて回転しているために、図５Ａの逆位相から相対位置が９０度位相までズレている状態を示している。さらに図５Ｃは、図５Ａの９０度位相から相対位置が同位相（０度位相）までズレている状態を示している。さらに遅れている場合は、図５Ｂの９０度位相の逆の位置である２７０度位相となる。さらに遅れると、図５Ａの逆位相に戻り、このような変化が繰り返される。
　上述したような位相変化が繰り返される状態は、洗濯物１８の偏心荷重に対して、転動体９が遅れた状態で回転しているために周期的に相対位置が変化する状態を示している。このメカニズムについて説明する。ドラム３の回転により転動体９へ遠心力が加わり、バランサ８の外周内面と転動体９との間に摩擦力が発生している。持ち上げられる転動体９に重力が加わる位置において、重力が摩擦力より上回って転動体９が滑るために、ドラム３の回転より遅れる方向にズレた状態で転動体９が回転する。本実施の形態において、転動体９の遅れは、例えば、ドラム３が５回転する間に転動体９は４回転する程度である。すなわち、ドラム３が５回転するごとに同じ状態が繰り返される。
　図６は、本実施の形態におけるドラム式洗濯機の脱水工程の回転起動時のフローチャートである。制御装置１３は、脱水工程を開始し（ＳＴＥＰ１）、ドラム３の回転数を上昇させる（ＳＴＥＰ２）。制御装置１３は、一定回転数（例えば、１２０ｒｐｍ）を維持し、転動体９がドラム３と共回りせず、バランサ８の底部に偏った状態で、アンバランス検知工程を行う（ＳＴＥＰ３）。この状態では、転動体９はドラム３の振動に影響せず、洗濯物１８の偏った偏心荷重による振動のみが発生している。制御装置１３は、このアンバランス検知工程において、振動検知部４０からの入力に基づいて、ドラム３内の洗濯物１８による偏心荷重の位置および量を判定する。
　その結果、所定の条件が満たされた場合は脱水起動を進めて回転数を上昇させる（ＳＴＥＰ４）。もし、所定の条件が満たされない場合、アンバランス解消の動作を行ったあと、再度アンバランス検知工程を行う。また、脱水起動後のドラム３の回転数毎に設けられた振動検知部４０の振動値の閾値を、アンバランス検知工程の判定に応じて区分する動作を行う。
　なお、制御装置１３は、振動値を常に振動検知部４０で計測し、異常がないことを監視している。また、制御装置１３は、振動検知部４０により計測した振動の変化で偏心荷重と転動体９との相対位置を検知する位置検知部（図示せず）を備えている。
　アンバランス検知工程で所定の条件が満たされた場合、制御装置１３は、ドラム３の回転数を共振回転数より若干低い回転数（例えば、１７０ｒｐｍ）まで回転数を上昇させる（ＳＴＥＰ４）。そして、その回転数で同位相判定工程を行う（ＳＴＥＰ５）。同位相判定工程では、洗濯物１８による偏心荷重と転動体９との相対位置を位置検知部により検知し、同位相となるタイミングを判定する。同位相となるタイミングの判定は振動検知部４０からの入力を利用するが、詳細については後述する。そして、同位相と判定した場合（ＳＴＥＰ５のＹｅｓ）、即座に共振回転数を超える回転数まで上昇させる（ＳＴＥＰ６）。
　このように、同位相の状態からすばやく回転数を上昇させて共振回転数を通過することで、逆位相へ転動体９が移動する。このとき、環状容器１１に収容された低粘性流体１０の粘性が低いため、転動体９への抵抗が小さく、転動体９は同位相状態から逆位相へ短時間で移動することができる。このように、転動体９が同位相からアンバランスを打ち消す逆位相へすばやく移動することで、共振回転数を通過するときに振動を抑制するとともに、短時間でドラムの回転数を上昇させることができる。
　なお、転動体９が図５Ａ～Ｃのように環状容器１１の内部のどこかに偏った状態ではなく、全周に広がって重心が分散した状態になっていると、同位相状態を検知できない。本実施の形態では、しばらく回転数を維持しても、同位相が検知できない場合は、所定のタイムアウト時間を設け、一旦回転数を低下させ、あらためて回転数上昇をおこなう（ＳＴＥＰ５のＮｏ）。
　また、本実施の形態では、共振回転数を１９０ｒｐｍ～２５０ｒｐｍの間としている。転動体９の動作は、理論的には、アンバランスを引き起こす偏心荷重位置に対して、共振回転数より若干低い回転数（例えば、１７０ｒｐｍ）では同位相にあり、共振回転数初期では偏心荷重位置に対して９０度位相にあり、共振回転数後期では逆位相である１８０度位相に移動することが知られている。
　しかしながら、実際には、共振回転数を通過したあと、環状容器１１内の転動体９は、回転数の上昇による遠心力の増大により、必ずしも同位相から１８０度位相まで確実に移動できるとは限らない。このため、共振回転数を通過したあとも完全な１８０度位相とならない状態で回転数上昇をおこなうことがある。本実施の形態では、この状況を改善するために、共振回転数よりも若干高い回転数で回転数を維持し、転動体９を移動させるバランス改善工程を行う。
　以下、バランス改善工程における制御装置１３の制御について、図６を用いて説明する。制御装置１３は、バランス改善工程において、共振回転数より若干高い回転数（例えば、３００ｒｐｍ）を維持する。その間、振動検知部４０により振動値を一定周期毎に計測する（ＳＴＥＰ７）。次に、振動値の変化を測定する振動値変化判定を行う（ＳＴＥＰ８）。ここで、振動値の変化に応じて、回転数の維持を止めて即座に回転数を上昇させるか、または、そのまま回転数の維持を継続するか、を判定する。
　例えば、ＳＴＥＰ７において、１秒間隔で振動値を測定した場合、１秒間隔の最小値と１秒前の値である前回値とを常に更新し、保持する。ＳＴＥＰ８の判定において、最小値から所定値以上上昇した場合、または、前回値から所定値以上上昇した場合、には（ＳＴＥＰ８のＹｅｓ）、回転数の維持を即座に止め、回転数を上昇させる（ＳＴＥＰ１０）。
　また、ＳＴＥＰ８の判定において、振動値が最小値から所定値および前回値から所定値を超えないで、振動値が一定状態で維持もしくは低下した場合には（ＳＴＥＰ８のＮｏ）、そのまま回転数を維持する。その状態を所定時間だけ継続し（ＳＴＥＰ９のＮｏ）、振動を計測するＳＴＥＰ７と振動値変化判定工程（ＳＴＥＰ８）を繰返す。所定時間が経過した場合（ＳＴＥＰ９のＹｅｓ）、回転数を上昇させる（ＳＴＥＰ１０）。制御装置１３は、脱水工程におけるドラム３の定常回転数まで回転数を上昇させ（ＳＴＥＰ１０）、その後、所定の条件を満足すれば脱水工程を終了する（ＳＴＥＰ１１）。
　次に、図７Ａおよび図７Ｂを用いて、図６に示されたフローチャートに従って脱水工程が実行されたときの回転数と振動値を具体的に説明する。図７Ａは、本実施の形態におけるドラム式洗濯機の脱水工程の回転起動時の回転数と洗濯槽の振動値の時間特性を示す図である。図７Ｂは、図７Ａの共振回転数以下における時間特性を示す詳細図である。図７Ａ、図７Ｂにおいて、水槽の振動変化が振動値Ｕ１（実線）として示され、ドラム３の回転数変化が回転数値Ｕ２（破線）として示される。
　脱水工程が開始され、ドラム３の回転数が１２０ｒｐｍにおいて、アンバランス検知工程が行われる。回転数が、共振回転数より低い１７０ｒｐｍに上昇すると、同位相判定工程が行われる（時間Ｔ１）。そして、判定に基づいて回転数が共振回転数より高い３００ｒｐｍまで上昇するが、共振回転数（１９０ｒｐｍ～２５０ｒｐｍ）を通過した際にも振動値が抑制されている。３００ｒｐｍで所定時間だけバランス改善工程が実行され（時間Ｔ２）、その後、定常回転数（例えば、９００ｒｐｍ）まで上昇する。振動値Ｕ１は、バランス改善工程において徐々に低下し、定常回転数に達するまでに、さらに低下している。
　ここで、ドラム３が１２０ｒｐｍ～１７０ｒｐｍで回転している間、振動値Ｕ１は極大値と極小値を繰り返しながら徐々に大きくなっている。これは、洗濯物１８の偏心位置と転動体９との相対位置が変化しているためであり、同位相で極大値を示し、逆位相で極小値を示す。したがって、制御装置１３は、同位相判定工程で、振動検知部４０により振動値Ｕ１の変化を計測し、位置検知部として極大値を検知することで同位相であることを判定することができる。
　具体的には、ドラム３の回転数が１７０ｒｐｍに達すると、振動検知部４０の振動値（Ｓ０）は極大値を示す。その後、振動値（Ｓ０１）は極小値を示す。その後、振動値は振動値Ｓ１まで上昇し、振動値Ｓ１直後に振動値が低下している。この場合、制御装置１３は、振動値Ｓ１を極大値で転動体９が洗濯物１８の偏心位置と同位相であると判定する。そして、制御装置１３は、即座にモータ１２の回転数、すなわちドラム３の回転数を上昇させる。これにより、共振回転数を通過するときに短時間で振動を抑制することができる。
　さらに、制御装置１３は、回転数を上昇させて共振回転数を超えた３００ｒｐｍで回転数を維持し、バランス改善工程を行う。これにより、環状容器１１内の転動体９は、振動値がさらに減少する最適位置へ移動する。その後、時間Ｔ２が経過した後、制御装置１３は、回転数をさらに上昇させ、定常回転数まで上昇させても、振動は振動値Ｌａまで低下した状態に抑制することができる。
　以上、説明したように、本実施の形態のドラム式洗濯機は、水平または傾斜した回転シャフト３ａにより回転可能に支持されたドラム３と、ドラム３を回転駆動するモータ１２と、ドラム３を収容する水槽２と、環状容器１１に移動体を収容し、ドラム３の前端部に配設されたバランサ８と、モータ１２の駆動を制御して洗濯運転を実行する制御装置１３と、を備えている。バランサ８は、移動体として転動体９および低粘性流体１０を有する。制御装置１３は、ドラム３に収容される洗濯物１８の偏心荷重位置と転動体９との相対位置を検知する位置検知部を有する。制御装置は、脱水工程におけるドラム３の回転起動時、共振回転数より低い回転数でドラム３が回転する際、位置検知部の検知により相対位置を同位相と判定した場合に、共振回転数より低い回転数から共振回転数を超える回転数までドラムの回転数を上昇させるように構成されている。
　この構成により、ドラム３の回転数が共振回転数より低い回転数において、転動体９が環状容器１１内を滑ることにより、洗濯物１８による偏心荷重の位置と転動体の位置とが周期的な相対運動となる。制御装置１３は、偏心荷重と転動体９との相対位置が同位相となったことを位置検知部で検知したタイミングで回転数を上昇させて、共振回転数を通過させる。このとき、転動体９は、低粘性流体１０の抵抗の小さい状態でアンバランスを打ち消す方向へ速やかに移動する。すなわち、同位相からアンバランスを打ち消す逆位相へ転動体９がすばやく移動することで、同位相時の振動が大きくなることなく、共振回転数を通過するときに振動を抑制することができる。さらに、短時間でドラムの回転数を上昇させることができる。
　そして、このバランサ８は、ドラム３の回転数が共振回転数以下で回転し、かつバランサ８の転動体９が環状容器１１とともに回動している状態において、回転数が低いために遠心力が小さく、転動体９が遅れて洗濯物１８の偏心荷重との相対位置が常にずれて移動している状態となっている。これにより、周期的に同位相から９０度位相、さらに逆位相、さらに２７０度位相、再び同位相という相対位置の変化が繰り返し発生している。また、環状容器１１内の低粘性流体１０が低粘度であることにより、転動体９が短時間に１８０度の逆位相へ移動することができる。そして、制御装置１３は、共振回転数より低い回転数において、位置検知部の検知により、洗濯物１８の偏心荷重位置と転動体９との相対位置を同位相と判定した場合に、共振回転数より低い回転数から共振回転数を超える回転数まで回転数を上昇させる。
　その結果、転動体９の逆位相への移動を最小限にし、転動体９は、低粘性流体１０の抵抗の小さい状態でアンバランスを打ち消す方向へ速やかに移動する。すなわち、同位相からアンバランスを打ち消す逆位相へ転動体９がすばやく移動することで、共振回転数を通過するときに振動を抑制するとともに、短時間でドラムの回転数を上昇させることができる。
　また、共振回転数を通過後、回転数上昇により転動体９にかかる遠心力が増大することで、転動体９は移動しにくくなり、完全に逆位相の状態まで到達しない場合がある。しかし、低粘性流体１０は、ドラム３の回転の振動による加振力により徐々に転動体９を移動することができる。転動体９は、徐々に逆位相まで移動することによって、さらに振動値を低下させることができる。
　さらに、その振動値が低下している状態で定常回転数まで回転数を上昇させることで、転動体９はさらにアンバランスを打ち消す位置に移動する距離が短くなる。このため、低振動となるとともに、さらに遠心力により転動体９が移動できない状態となって振動値Ｌａの状態で維持され、低振動を実現することができる。
　ここで、図８は、本実施の形態との比較例として、偏心荷重と転動体９との相対位置が逆位相の状態のときにドラム３の回転数を上昇させた場合の水槽２の振動値の時間特性を示す図である。図８に示されるように、洗濯物１８の偏心荷重の位置と転動体９との相対位置が逆位相となり、振動値Ｓ１２が極小値となる状態の直後の振動値Ｓ２から回転数が上昇している。この場合、転動体９は、振動が大きくなる同位相を通過して逆位相へ移動することとなる。このとき、振動値Ｈ２のように極端に大きな振動が発生する。このように振動が大きくなり、所定の上限振動値Ｌ１を超過した場合、制御装置１３は、脱水起動を最初から行う必要があり、脱水工程を長時間化させることとなる。したがって、本実施の形態のように、共振回転数より低い回転数で同位相を判定して回転数を上昇することで、共振回転数を通過するときに振動を抑制することができ、脱水時間の長時間化を抑制できる。
　なお、本実施の形態では、位置検知部は、振動値の変化を検知して同位相判定を行う例を示しているが、これに限られない。同位相を判定できる他の方法として、例えば、ドラムを駆動するモータの電流値を検知する電流検知部を設け、電流値の変化を検知して行うことも可能である。この場合、同位相時は振動が大きくなることで負荷トルクが大きくなるため、電流の増加を検知することで、同位相判定を行うことができる。また、水槽に設けられた振動検知部に替えて加速度検知部を設け、加速度の変化を検知しても可能である。さらに、転動体が鉄球である場合、水槽に設けられたセンサ（例えば、光電センサや金属センサなど）で転動体の位置を検知する方法であっても可能である。
　また、共振回転数より低い回転数について、１２０ｒｐｍ、１４０ｒｐｍ、１７０ｒｐｍなどを例示して説明しているが、この数値に限られない。さらに、水槽、ドラムおよび洗濯機本体などの構成によっても共振回転数は変化するため、それぞれの共振回転数に応じて、共振回転数より低い回転数で相対位置を判定することで本実施の形態と同様の効果が得られる。
　また、バランサの低粘性流体として塩化カルシウム水溶液を例示しているが、塩化ナトリウム水溶液（すなわち塩水）であってもよい。これらの水溶液は氷点が低い不凍液であり、気温が低い環境でも凍ることはない。実使用においては不凍液が望ましいが、使用条件によってはこれに限られず、粘度の低い粘性流体であれば、振動抑制については同様の効果を得ることができる。さらに、不凍液としては安価であり経済性に優れている。また、増粘剤についてもベントナイトに限られない。
　さらに、低粘性流体の粘度を５ｃＳｔ～６ｃＳｔとして説明したが、これに限られず、例えば、水を含む１ｃＳｔ～１０ｃＳｔ程度の液体でもよく、転動体が速やかに移動できる粘度であればよい。この構成により、転動体は、低粘性流体の中で滑りやすく抵抗が小さいため、すばやく移動することができる。なお、粘度が高いほど、共振回転数以下の回転数から共振回転数を通過するときに転動体が移動しにくいため、逆位相への移動に時間を要したり、移動のための加振力を必要としたりすることがある。その結果、振動の抑制が低下して時間がかかるようになる場合がある。
　また、転動体の中心となる球体として、鉄球を例示したが、ガラス球、ゴム球などを用いてもよい。比重や重量、大きさや数量など、必要に応じて選択できる。さらに、転動体表面のコーティング材として、ＥＰＤＭのほか、シリコンゴム、ナイロン、ウレタン、ポリエチレンなど、バランサ８の環状容器内面と転動体表面との間で摩擦を発生させる材料で、流体との接触における化学的性質などに問題がなければ、任意の材料を用いてもよい。
　また、ドラムの前端部にバランサを設けた場合を例示したが、バランサは、後端部のみや、前端部と後端部の両方に設けられてもよい。また、転動体は、球体を例示したが、バランサの環状容器内を自在に移動することが可能な形状であれば、円筒形など他の形状であってもよい。
　本発明にかかるドラム式洗濯機は、ドラムにバランサを備えて脱水工程における回転起動時の振動が大きくなることを抑制し、脱水時間の長時間化を防止することができる。したがって、家庭用、業務用のドラム式洗濯機やドラム式洗濯乾燥機のほか、高速に回転するクリーニング装置などに有用である。
　１　本体
　２　水槽
　３　ドラム
　３ａ　回転シャフト
　８　バランサ
　９　転動体（移動体）
　１０　低粘性流体（移動体）
　１１　環状容器
　１２　モータ
　１３　制御装置
　１８　洗濯物
　２９　突起体（抵抗体）

Claims (11)

  1. 水平または傾斜した回転シャフトにより回転可能に支持されたドラムと、
    前記ドラムを回転駆動するモータと、
    前記ドラムを収容する水槽と、
    環状容器に移動体を収容して、前記ドラムの前端部および後端部の少なくとも一方に配設されたバランサと、
    前記モータの駆動を制御して洗濯運転を実行する制御装置と、を備えたドラム式洗濯機であって、
    前記バランサは、前記移動体として転動体および低粘性流体を有し、
    前記制御装置は、
    前記ドラムに収容される洗濯物の偏心荷重の位置と前記転動体の位置との相対位置を検知する位置検知部を有するとともに、
    脱水工程における前記ドラムの回転起動時、共振回転数より低い回転数で前記ドラムが回転する際、前記位置検知部の検知により前記相対位置を同位相と判定した場合に、前記共振回転数より低い回転数から前記共振回転数を超える回転数まで前記ドラムの回転数を上昇させるように構成されているドラム式洗濯機。
  2. 前記バランサは、
    前記環状容器の内部に、前記低粘性流体の流速による抗力を発生させる抵抗体を備え、
    前記共振回転数より低い回転数で、前記偏心荷重の位置と前記転動体の位置とが相対的にズレを持ちながら周期的な相対運動となるように構成された請求項１に記載のドラム式洗濯機。
  3. 前記低粘性流体は、粘度が１ｃＳｔ～１０ｃＳｔである請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。
  4. 前記バランサは、前記共振回転数より低い回転数で前記ドラムが回転する際に、前記転動体に作用する遠心力による摩擦力よりも前記転動体に作用する重力が勝って前記転動体は回動せず、かつ、前記ドラムの回転数が所定の回転数まで上昇したときには、前記低粘性流体の流速による抗力だけ、または前記抗力と前記摩擦力との合成力が前記重力より勝って前記転動体が回動するように構成された請求項１～３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
  5. 前記位置検知部は、振動検知部を備えた請求項１～４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
  6. 前記位置検知部は、前記モータの電流を検知する電流検知部を備えた請求項１～４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
  7. 前記制御装置は、前記位置検知部の出力の変化が極大値となった場合に、前記同位相と判定する請求項１～６のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
  8. 前記抵抗体は、前記環状容器のいずれかの内面に、前記転動体に接触しないように設けられた突起体により構成された請求項２～７のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
  9. 前記低粘性流体は、増粘剤を含んでいる請求項１～８のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
  10. 前記低粘性流体は、塩化カルシウム水溶液または塩化ナトリウム水溶液で構成された請求項１～９のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
  11. 前記転動体は、球体にゴムなどの柔軟性のある材料でコーティングされたボールで構成された請求項１～１０のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
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