JP2011045618A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】振動を検知する加速度センサの出力をノイズフィルタなどの回路を必要とせず、低いコストで水槽の振動を正確に検出すること。
【解決手段】水受け槽３に取り付けられた加速度検知手段１５を備え、加速度検知手段１５により水受け槽３の振動を検出し、検出する検出値が第１の所定範囲外の場合には、回転ドラム１の運転を一時中断するように制御し、この時、加速度検知手段１５の出力の前後の差分の値が第２の所定範囲外の場合には、所定範囲外を出力した時の検出値は除外したうえで、水受け槽３の振動を検出するように制御することで、水受け槽３の振動を効果的に検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯物を収容した回転ドラムにおいて、特に脱水時における異常振動を検出する洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、洗濯機本体内に、サスペンション構造によって水槽が宙吊り状態に支持されている。水槽内には、回転ドラムがその水平方向または傾斜方向に傾斜させて支持されている。この回転ドラムは、水槽の背面側に取り付けられたドラムモータによって正転及び逆転方向に回転駆動される。所要の洗濯時間の後、汚れた洗濯液は排水管路から排出され、回転ドラムを高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水する。脱水槽内における洗濯物の偏在や脱水槽内における洗濯物の重量分布の偏りがある場合、脱水時に脱水槽に異常振動が発生する場合がある。

そこで、脱水槽の振動を検知する加速度センサからなる振動検知装置と、この振動検知装置の出力に応じて脱水回転制御を行うことで、脱水槽の振動を抑制するようになっている。

特開２００９−２８４２１号公報

しかしながら、振動を検知する加速度センサはノイズの発生により出力が乱れやすく、正確な振動の検出が困難で、水槽の振動が所定範囲内であったとしても、ノイズにより所定範囲外の値を出力し、その結果、実際にはそれほど大きな振動ではないにもかかわらず、脱水回転を途中で停止させてしまうなど、水槽の振動を正確に検出することができなかった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、ノイズフィルタなどの回路を必要とせず、低いコストで水槽の振動を正確に検出することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、本発明のドラム式洗濯機は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転可能に洗濯機本体内で保持している水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽の前後方向、左右方向、上下方向のうち少なくとも１軸の加速度を検出でき前記水槽に取り付けられた加速度検知手段と、この加速度検知手段の検出値に基づいて、洗い、すすぎ、脱水、または乾燥の運転を制御する制御手段とを備え、前記加速度検知手段は、前記水槽の振動を検出して出力するとともに、検出する出力値が第１の所定範囲外の場合には前記回転ドラムの運転を一時中断するように制御する洗濯機において、前記加速度検知手段の出力値の前後の差分の絶対値が第２の所定範囲外の場合はその出力値を除外するものである。

これにより、ノイズフィルタなどの回路を必要とせず、低いコストで水槽の振動を効果的に検出することができる。

本発明のドラム式洗濯機は、加速度検知手段が有するノイズによる外乱を有効に除去できると共に、ノイズフィルタなどの回路を必要とせず、低いコストで水槽の振動を効果的に検出することができるので、実際にはそれほど大きな振動が発生していない場合に回転ドラムを途中で停止させてしまうことを防止でき、何度も脱水をやり直す等による洗濯時間が長期化することを防止することができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図 同洗濯機の制御回路の一部をブロック化した回路図 同洗濯機の通常脱水回転時の加速度検知手段の出力変化の図 同洗濯機のノイズ印加時の脱水回転時の加速度検知手段の出力変化の図 同洗濯機の回転ドラムの回転数に応じた加速度差分の閾値設定の図

第１の発明は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転可能に洗濯機本体内で保持している水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽の前後方向、左右方向、上下方向のうち少なくとも１軸の加速度を検出でき前記水槽に取り付けられた加速度検知手段と、この加速度検知手段の検出値に基づいて、洗い、すすぎ、脱水、または乾燥の運転を制御する制御手段とを備え、前記加速度検知手段は、前記水槽の振動を検出して出力するとともに、検出する出力値が第１の所定範囲外の場合には前記回転ドラムの運転を一時中断するように制御する洗濯機において、前記加速度検知手段の出力値の前後の差分の絶対値が第２の所定範囲外の場合はその出力値を除外することにより、加速度検知手段が有するノイズによる外乱を有効に除去できると共に、ノイズフィルタなどの回路を必要とせず、低いコストで水槽の振動を効果的に検出することができるので、実際にはそれほど大きな振動が発生していない場合に回転ドラムを途中で停止させてしまうことを防止でき、何度も脱水をやり直す等による洗濯時間が長期化することを防止することができる。

第２の発明は、第１の発明において、加速度検知手段の出力値の前後の差分の絶対値の第２の所定範囲は、回転ドラムの回転数に応じて変化させることにより、回転ドラムの回転数が上昇していくと加速度の変化量も大きくなるため、ノイズによる出力値も大きな値を示すこととなり、加速度検知手段の出力値の前後の差分の絶対値の所定範囲を、回転数が大きくなるにつれて所定範囲を大きく設定し、回転数が小さくなるにつれて所定範囲を小さく設定することで、回転ドラムの回転数が変化してもノイズによる外乱を有効に除去できると共に、ノイズフィルタなどの回路を必要とせず、低いコストで水槽の振動を効果的に検出することができる
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発明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における洗濯機の断面図である。

図１に示すように、回転ドラム１は、有底円筒形に形成し、外周部に多数の通水孔２を全面に設け、水受け槽３内に回転自在に設置している。回転ドラム１の回転中心に略傾斜方向に回転軸４を設け、回転ドラム１の軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させ、前方の蓋体７からの衣類の出し入れをしやすい、回転ドラムの構成としているが、回転ドラム１の回転軸４を水平にしてもよいこととする。

回転軸４に、水受け槽３の背面に取り付けたモータ５を連結し、回転ドラム１を正転あるいは逆転方向に回転駆動する。水受け槽３の正面側の上向き傾斜面に設けた開口部を蓋
体７により開閉自在に覆い、この蓋体７を開いて、衣類出入口８より回転ドラム１内に洗濯物を出し入れする。

水受け槽３は、洗濯機本体９よりバネ体（図示せず）で揺動可能に垂下防振支持し、水受け槽３の下部に排水経路１０の一端を接続し、排水経路１０の他端を排水弁１１に接続して水受け槽３内の洗濯水を排水するようにしている。洗濯機本体９上方の給水弁１２は給水経路１３を通して水受け槽３内に水を給水する。

制御装置１６は、モータ５、給水弁１２、排水弁１１等を駆動し、洗濯、すすぎ、脱水等の一連の洗濯行程を制御する制御手段１７（図２参照）を有し、制御手段１７は、洗濯機本体９の上部に配設した運転コース等を設定する入力手段１８および運転状況の報知を行う表示手段１９と情報の信号伝達を行う。

高さ調節機能１４は、略四角体形状の洗濯機本体９の前方下部両端に２つ取り付けられており、その軸部にねじ１４ａを構成し、回転することで洗濯機本体９を上下動させて高さの調節ができる構成である。

制御装置１６等は、図２の制御回路の一部をブロック化した回路図に示すように、マイクロコンピュータからなる制御手段１７を有し、制御手段１７は、スイッチング手段駆動回路２０を介してスイッチング手段２１を制御し、排水弁１１、給水弁１２などの動作を制御し、洗濯運転などを制御する。

このとき、制御手段１７は、モータ５のロータの位置を検出する位置検出手段２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、からの情報に基づいて、インバータ駆動回路２３を介してモータ５の回転数を可変制御する。

加速度検知手段１５は、水受け槽３の前後方向（Ｘ軸）、左右方向（Ｙ軸）、垂直（上下）方向（Ｚ軸）の３軸方向のうち少なくとも１軸方向の加速度を検知できる構成とし、水受け槽３の上部前方に固着し、主に、脱水工程時の水受け槽３ないしは洗濯機本体９の振動を検知するようにしている。

洗濯運転の脱水行程において、モータ５により回転ドラム１を高速回転させるため、回転ドラム１内の洗濯物の偏りにより、洗濯物がアンバランス状態になると、水受け槽３ないしは洗濯機本体９の振動が大きくなる。この振動を加速度検知手段１５の加速度を検知し出力する。この出力の値が第１の許容範囲（第１の所定範囲）外になると激しい振動や騒音が発生するため、制御手段１７は回転ドラム１の高速回転を停止させるようにしている。この第１の許容範囲に定義される出力の値とは、加速度検知手段１５から出力される振幅値（加速度の値）の範囲のこととする。

図３に通常脱水回転時の加速度検知手段１５の出力変化を示している。図３のように回転ドラム１が回転すると、加速度検知手段１５の加速度出力も図３のように周期的に変化する。この変化量により、水受け槽３ないしは洗濯機本体９の振動を検知している。

図４に加速度検知手段１５にノイズが印加された時の脱水回転時の加速度検知手段１５の出力変化を示している。図４のようにノイズが印加されることにより、ノイズ印加時の加速度検知手段１５の出力が乱れて、通常時の出力値から外れてより大きくなる場合がある。このような場合、回転ドラム１回転における加速度検知手段１５の出力変化量が通常より大きくなったと判断し、出力の値が第１の許容範囲外になった場合は回転ドラム１の高速回転を停止させることとなる。また、ノイズが印加され続けると、回転ドラム１の停止動作を繰り返し、表示手段１９より異常表示を行うことにもなる。

そこで、加速度検知手段１５の出力の今回の加速度の値が、前回の加速度の値の差分の絶対値があらかじめ設定した第２の許容範囲（第２の所定範囲）を超えた場合は、今回の加速度の値を除外して、水受け槽３ないしは洗濯機本体９の振動を検知するようにしている。そうした場合、図４のノイズ印加時の加速度値は除外されて振動を検知するため、ノイズ印加による加速度値の乱れを除外することができるようになる。この第２の許容範囲に定義される出力の値は、加速度検知手段１５から出力される振幅値（加速度の値）の差分の範囲のこととする。

図５は、ドラムの回転数を変化させていった場合における通常の加速度の値の差分の絶対値と、第２の許容範囲の例を示す。図５では、脱水時にドラム回転数を変化させた場合において、洗濯物のアンバランス等が発生していない正常な状態では、加速度の値の差分の絶対値もドラムの回転数を上昇させるにつれて相対的に大きくなる。

したがって、加速度検知手段１５の出力の今回の加速度の値と前回の加速度の値の差分の絶対値の第２の許容範囲（第２の所定範囲）の値を、図５に示すように、回転ドラム１の回転数に応じて変化させることにより、より効果的にノイズ印加による加速度値の乱れを除外することができるようになる。図５では第２の許容範囲（第２の所定範囲）の値をドラムの回転数の２．５倍程度のところ（正常時の加速度の値の差分の絶対値の２．５倍程度のところ）に設定している。これは図５に示すように回転ドラムの回転数が上昇していくと、加速度の変化量も相対的に大きくなるためである。したがって、加速度の値の差分の絶対値が第２の許容範囲を超えるときは、通常のノイズが印加されたものとみなし、その出力値を除外すれば、不必要に脱水起動をやり直して脱水時間を長期化させることを防ぐことができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、加速度検知手段が有するノイズによる外乱を有効に除去でき、水槽の振動を効果的に検出することができるようになるので、脱水機や遠心分離機等の用途にも適用できる。

１ 回転ドラム
３ 水受け槽（水槽）
４ 回転軸
５ モータ
９ 洗濯機本体
１５ 加速度検知手段
１６ 制御装置
１７ 制御手段

Claims (2)

1. 水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転可能に洗濯機本体内で保持している水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽の前後方向、左右方向、上下方向のうち少なくとも１軸の加速度を検出でき前記水槽に取り付けられた加速度検知手段と、この加速度検知手段の検出値に基づいて、洗い、すすぎ、脱水、または乾燥の運転を制御する制御手段とを備え、前記加速度検知手段は、前記水槽の振動を検出して出力するとともに、検出する出力値が第１の所定範囲外の場合には前記回転ドラムの運転を一時中断するように制御する洗濯機において、前記加速度検知手段の出力値の前後の差分の絶対値が第２の所定範囲外の場合はその出力値を除外することを特徴とするドラム式洗濯機。
2. 加速度検知手段の出力値の前後の差分の絶対値の第２の所定範囲は、回転ドラムの回転数に応じて変化させることを特徴とする請求項１に記載のドラム式洗濯機。