JP2011062334A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水工程の前、後のアンバランス位置を簡単かつ迅速に検知して、前、後のアンバランス位置の判定に応じてアンバランス量を補正すること。
【解決手段】水槽２に取り付けられ回転軸３ａを中心に円運動する水槽２の角速度を検知するジャイロ装置１４を設け、洗濯物のアンバランス量およびドラム３の回転軸３ａに沿った前、後方向のアンバランスの位置を判定するアンバランス判定手段２０は、洗い、すすぎ工程後の脱水動作におけるドラム３の回転の上昇過程において、ジャイロ装置１４の出力信号に基づいて、洗濯物のアンバランス量およびアンバランスの位置を判定し、判定したアンバランス量およびアンバランスの位置に応じて、ドラム３の回転上昇の継続可否を決定するようにしたことにより、洗濯物のアンバランス状態に応じた低振動な脱水運転を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯物を収容したドラムを回転駆動して洗い、すすぎ、脱水の各工程を行うドラム式洗濯機に関するものである。

従来のドラム式洗濯機は、図７に示す構成をしていた。図７において、筐体１内には、水槽２が、振動を低減して筐体１や床への振動伝達を小さくするための防振ダンパー６と、水槽２の姿勢を保持するための支持ばね１２によって支持され、この水槽２内に有底円筒形に形成され胴壁に多数の小孔３ｂを有するドラム３が配置されている。ドラム３の回転軸３ａは水槽２の背面に設けられた軸受７で支持すると共に回転軸３ａにドラム駆動用のモータ５を軸受７上で連結している。前記水槽２およびドラム３は、開口端側を筐体１の正面側に、底面側を筐体１の背面側にして、正面側から背面側に向けて水平方向から下向き傾斜となるように支持されている。ドラム３の開口端側に対向させて筐体１に扉体４を設けており、使用者は扉体４を開くことで、ドラム３に対して洗濯物を出し入れすることができる。

ドラム３の内周壁には、複数の突起体８が設けられており、ドラム３を低速で回転させることにより、洗濯物を突起体８で引っ掛けて上方に持ち上げた後、適当な高さで落下させるといった撹拌動作を与えることができる。

なお、水槽２の洗濯物出入口の周囲には、柔軟な弾性体によって形成されたベローズ９が配設され、扉体４を閉じると、その内面にベローズ９の一端が圧接し、ドラム３の回転に伴って飛散する水が水槽２内から機外へ飛び出すことを防止している。

水槽２の下方には、水槽２内の水を排水する排水経路１０が設けられており、排水経路１０の途中には、排水経路１０を閉じたり開いたりする排水弁１１が設けられている。洗濯物を収納するドラム３は、排水弁１１を閉じた状態で水槽２内に水や洗剤等を貯えると洗濯室となる。また、排水弁１１を開き、水槽２内に貯えられた水や洗剤等を排水経路１０から排水し、ドラム３を高速で回転させると、洗濯物はドラム３の側面に遠心力により押し付けられる。このとき、洗濯物に含まれる水分は、ドラム３の側面に設けられた複数の小穴３ｂから水槽２とドラム３の間に抜け、排水経路１０から排水される。

このようなドラム式洗濯機は、ドラムが水平または傾斜しているため、ドラム内に洗濯物を収納して回転させると、洗濯物が下方に偏り易くなるため振動が発生し易い。特に、ドラムを高速回転させて洗濯物の脱水を行う脱水工程を実施するとき、洗いまたはすすぎ工程の終了後は、水を含んだ洗濯物がドラム内に収納されており、洗濯物の種類や生地あるいは形状によっては脱水工程の回転時にドラムの偏った位置に集まりやすい状態がある。洗濯物に偏りが生じるとドラムを収容する水槽に大きな振動が生じ、洗濯機に異常振動や異常騒音を発生させるものであった。

この種のドラム式洗濯機において、ドラムの回転軸方向の少なくとも水槽の前部と後部の２ヶ所に同一方向の振動を検知するように設けた振動検知装置の出力に応じて衣類の片寄り具合によって生じるアンバランス量と、ドラム内における衣類の前後方向の片寄り位置を特定し、その特定した結果に基づき脱水回転制御を行うことで、脱水工程時の共振振動あるいは床面に伝わる振動を最小限としている（例えば、特許文献１参照）。

また、この種のドラム式洗濯機において、脱水工程でドラムの回転速度が低速から高速
までの広い回転速度の範囲にわたって運転させ、その際に回転軸に沿った前後方向に洗濯物のアンバランスがあると、回転速度によってはドラムに大きな振れ回りが生じて、水槽に衝突して騒音を発生するなどの不具合が生じることがあるとし、特に、回転軸に沿って前側に大きなアンバランスがあると、後側にアンバランスがある場合よりも振れ回りが生じやすいとしている。これに対応する技術として、水槽の複数方向の振動成分を検知可能な振動検知手段が出力する複数方向の振動成分の出力信号に基づいて、洗濯物のアンバランス位置を検知し前側のアンバランス異常に対応できるようにしている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３８６５７９１号公報 特開２００６−３１１８８４号公報

しかしながら、特許文献１のような従来の構成では、ドラムの回転軸方向の少なくとも水槽の前部と後部の２ヶ所に振動検知装置が必要となり、複雑な構成になる課題を有していた。また、特許文献２のような従来の構成では、振動検知手段が出力する複数方向の振動成分の出力信号に基づいて、洗濯物のアンバランス位置を検知する必要があり、アンバランスの状態によっては、ある方向の振動成分が他方向の成分に影響を与えてしまい、精度の良い振動検知ができないこと、また複数個のセンサあるいは複数方向の信号が必要とされ、複数軸の信号を扱うために必要とされる信号処理能力が高くなってしまうこと、あるいは複数の信号間の位相を計算させるため、必然的に信号処理が複雑になってしまうことなど、多くの課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ジャイロ装置の出力信号に基づいて、洗濯物のアンバランス量および前、後方向のアンバランスの位置をより簡単かつ迅速に判定し、判定したアンバランス量とアンバランス位置に応じて、脱水回転上昇の継続可否を決定することにより、低振動な脱水を実行できるドラム式洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明のドラム式洗濯機は、略水平方向に回転軸を有し内部に洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記水槽を収容する筐体と、前記水槽と筐体間に取り付けられ前記水槽の振動を抑制する防振ダンパーと、前記水槽に取り付けられ前記回転軸を中心に円運動する前記水槽の角速度を検知するジャイロ装置と、前記モータを制御する制御手段と、前記洗濯物のアンバランス量および前記ドラムの回転軸に沿った前、後方向のアンバランスの位置を判定するアンバランス判定手段とを備え、前記アンバランス判定手段は、洗い、すすぎ工程後の脱水動作における前記ドラムの回転の上昇過程において、前記ジャイロ装置の出力信号に基づいて、前記洗濯物のアンバランス量およびアンバランスの位置を判定し、判定した前記アンバランス量および前記アンバランスの位置に応じて、前記ドラムの回転上昇の継続可否を決定するようにしたことを特徴とするものである。

これによって、ジャイロ装置の出力信号に基づいて、洗濯物のアンバランス量および前、後方向のアンバランスの位置をより簡単かつ迅速に判定し、判定したアンバランス量とアンバランス位置に応じて、脱水回転上昇の継続可否を決定することにより、低振動な脱水を実行できる。

本発明のドラム式洗濯機は、脱水工程において、ジャイロ装置の出力信号に基づいて、洗濯物のアンバランス量および前、後方向のアンバランスの位置をより簡単かつ迅速に判定し、判定したアンバランス量とアンバランス位置に応じて、脱水回転上昇の継続可否を決定することにより、低振動な脱水を実行でき、これによって低振動・低騒音運転、および効率の良い運転による運転時間短縮を実現することができ、製品の安全性向上と使用者の利便性向上を両立させることを実現することができる。

本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の断面図 同ドラム式洗濯機の回路構成図 同ドラム式洗濯機の脱水工程におけるドラムの回転数とジャイロ装置の出力を示す図 同ドラム式洗濯機の脱水工程におけるドラムの回転数とジャイロ装置の出力を示す図 （ａ）同ドラム式洗濯機の擬似アンバランスの前方向の取り付け位置を示す断面図（ｂ）同ドラム式洗濯機の擬似アンバランスの後方向の取り付け位置を示す断面図 同ドラム式洗濯機の脱水工程のフローチャート 従来のドラム式洗濯機の断面図

第１の発明は、略水平方向に回転軸を有し内部に洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記水槽を収容する筐体と、前記水槽と筐体間に取り付けられ前記水槽の振動を抑制する防振ダンパーと、前記水槽に取り付けられ前記回転軸を中心に円運動する前記水槽の角速度を検知するジャイロ装置と、前記モータを制御する制御手段と、前記洗濯物のアンバランス量および前記ドラムの回転軸に沿った前、後方向のアンバランスの位置を判定するアンバランス判定手段とを備え、前記アンバランス判定手段は、洗い、すすぎ工程後の脱水動作における前記ドラムの回転の上昇過程において、前記ジャイロ装置の出力信号に基づいて、前記洗濯物のアンバランス量およびアンバランスの位置を判定し、判定した前記アンバランス量および前記アンバランスの位置に応じて、前記ドラムの回転上昇の継続可否を決定するようにしたことを特徴とするドラム式洗濯機とすることにより、筐体や床へ伝わる振動レベルが異なる洗濯物の前、後方向のアンバランス位置に応じて脱水の立ち上げ判定閾値を補正させることが可能となり、低振動、低騒音運転と、効率の良い運転による運転時間短縮の両立を図ることが可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、アンバランス判定手段は、所定の回転数領域におけるジャイロ装置出力信号の振幅の極大値の有無によって、前、後方向のアンバランスの位置を判定するようにしたことを特徴とするドラム式洗濯機としたことにより、アンバランス位置判定を１軸の角速度信号のみで判定することが可能になり、他の方向の振動成分の影響を受けることなく、かつ、低廉な構成で精度のよいアンバランスの位置判定を行うことができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、アンバランス判定手段は、アンバランス位置の判定を、脱水における回転開始から振動共振回転数を通過する前の回転数にて行うようにしたことを特徴とするドラム式洗濯機としたことにより、脱水工程において水槽の振動が大きくなる振動共振点に到達する前の段階でアンバランス位置を判定することができるため、共振点における異常振動を事前に回避することが可能となり、低振動
な脱水を実現することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、アンバランス判定手段は、ジャイロ装置の出力信号の大きさから洗濯物のアンバンランス量を判定するようにしたことを特徴とするドラム式洗濯機としたことにより、複数のセンサを用いることなく１つのセンサ信号からアンバランス量とアンバランス位置の両方を特定することが可能となり、精度の高いアンバランス検知を行うことができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、制御手段を含んだ制御ユニットを備え、ジャイロ装置は、制御ユニットに最も近い水槽上に取り付けるようにしたことを特徴とするドラム式洗濯機としたことにより、ジャイロ装置と制御ユニットとをつなぐリード線を極力短くすることができ、低廉化および低ノイズ化を実現することができる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明において、ジャイロ装置は、マイクロエレクトロメカニカルシステムズ技術を利用した角速度センサであることを特徴とするドラム式洗濯機としたことにより、小型・軽量なセンサで、それ自身が振動に与える影響が少なく、低振動化を実現した振動検知を実現することができる。

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、以下の説明は本発明の具体例であって、本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、本発明の第１の実施の形態におけるドラム式洗濯乾燥機の断面図、図２は、同ドラム式洗濯機の回路構成図、図３は、同ドラム式洗濯機の脱水工程におけるドラムの回転数とジャイロ装置の出力を示す図、図４は、同ドラム式洗濯機の脱水工程におけるドラムの回転数とジャイロ装置の出力を示す図、図５（ａ）は、同ドラム式洗濯機の擬似アンバランスの前方向の取り付け位置を示す断面図、図５（ｂ）同ドラム式洗濯機の擬似アンバランスの後方向の取り付け位置を示す断面図、図６は、同ドラム式洗濯機の脱水工程のフローチャートである。なお、従来技術と同一構成については、同一符号を付す。

図１において、筐体１内には、水槽２が、振動を低減して筐体１や床への振動伝達を小さくするための防振ダンパー６と、水槽２の姿勢を保持するための支持ばね１２によって支持され、この水槽２内に有底円筒形に形成され胴壁に多数の小孔３ｂを有するドラム３が配置されている。ドラム３の回転軸３ａは水槽２の背面に設けられた軸受７で支持すると共に回転軸３ａにドラム駆動用のモータ５を軸受７上で連結している。前記水槽２およびドラム３は、開口端側を筐体１の正面側に、底面側を筐体１の背面側にして、正面側から背面側に向けて水平方向から下向き傾斜となるように支持されている。ドラム３の開口端側に対向させて筐体１に扉体４を設けており、使用者は扉体４を開くことで、ドラム３に対して洗濯物を出し入れすることができる。

ドラム３の内周壁には、複数の突起体８が設けられており、ドラム３を低速で回転させることにより、洗濯物を突起体８で引っ掛けて上方に持ち上げた後、適当な高さで落下させるといった撹拌動作を与えることができる。

なお、水槽２の洗濯物出入口の周囲には、柔軟な弾性体によって形成されたベローズ９が配設され、扉体４を閉じると、その内面にベローズ９の一端が圧接し、ドラム３の回転に伴って飛散する水が水槽２内から機外へ飛び出すことを防止している。

水槽２の下方には、水槽２内の水を排水する排水経路１０が設けられており、排水経路
１０の途中には、排水経路１０を閉じたり開いたりする排水弁１１が設けられている。洗濯物を収納するドラム３は、排水弁１１を閉じた状態で水槽２内に水や洗剤等を貯えると洗濯室となる。また、排水弁１１を開き、水槽２内に貯えられた水や洗剤等を排水経路１０から排水し、ドラム３を高速で回転させると、洗濯物はドラム３の側面に遠心力により押し付けられる。このとき、洗濯物に含まれる水分は、ドラム３の側面に設けられた複数の小穴３ｂから水槽２とドラム３の間に抜け、排水経路１０から排水される。このように、ドラム３は、脱水室にもなる。

本実施の形態１のドラム式洗濯機は、図２に示すような制御手段１５が設けられている。図２において、ドラム３内に温風を送風する送風ファン２６や温風を生成するヒータ２７などを設けた乾燥機能を備えたドラム式洗濯乾燥機をなし、洗い、すすぎ、脱水、乾燥にわたる一連の運転動作を使用者からの指示入力と各部の動作状態監視に基づいて制御することができる。

制御手段１５は、交流電力２３を整流器２８により整流し、チョークコイル２９および平滑コンデンサ３０からなる平滑回路により平滑化された直流電力を駆動電力として、インバータ回路２２によりモータ５を回転駆動すると共に、入力設定手段１７から入力される運転指示および各検知手段により検知される運転状態の監視情報に基づいてモータ５の回転を制御し、負荷駆動手段２４により給水弁２５、排水弁１１、送風ファン２６、ヒータ２７などの必要負荷の動作を制御する。

モータ５は、３相巻線５ａ、５ｂ、５ｃを有するステータと、２極の永久磁石を有するロータとを備え、３つの位置検出素子１９ａ〜１９ｃを設けた直流ブラシレスモータとして構成され、スイッチング素子２２ａ〜２２ｆにより構成されたＰＷＭ制御インバータ回路２２により回転制御される。位置検出素子１９ａ〜１９ｃが検出するロータ位置検出信号は制御手段２０に入力され、このロータ位置検出信号に基づいて駆動回路２５によりスイッチング素子２２ａ〜２２ｆのオン、オフ状態をＰＷＭ制御することにより、ステータの３相巻線５ａ、５ｂ、５ｃに対する通電を制御してロータを所要回転速度で回転させる。なお、制御手段２０は、３つの位置検出手段１９ａ〜１９ｃのいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータの回転速度を内部機能としての回転数検知手段１９によって算出する。

ところで、上記のように弾性支持された水槽２に収容されたドラム３は、回転軸３ａが略水平方向にあり、洗濯物を収納して回転すると、洗濯物が重力の影響で下方に偏り易くなる。

特に、ドラム３を高速で回転する脱水工程においては、水を含んださまざまな材質、形状、大きさの洗濯物をドラム３の内周壁に張り付かせることで脱水させるが、張り付きに偏りが生じると水槽２に大きな振動が生じ、洗濯機に異常振動や異常騒音を発生させることとなる。

ドラム３が開口する正面側から底部となる背面側に向けて回転軸３ａが水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして配設され、ドラム３は水槽２の後部に固定したモータ５によって回転駆動するようにした場合、モータ５から遠ざかる位置（すなわち前側）に洗濯物が偏るような場合、より大きな振動を生じやすい。一方、ドラム３の底部となる背面側（すなわち後側）に洗濯物が偏るような場合、前記前側と比べ、大きな振動は発生しにくい。

そこで、本実施の形態１では、水槽３の角速度を検知するジャイロ装置１４を備え、制御手段１５は、ジャイロ装置１４が出力する、所定回転数におけるドラム３の回転軸３ａ
を中心に円運動する水槽２の角速度の極大値の有無に基づき、洗い、すすぎ工程後の脱水動作における前、後のアンバランス異常への対応に供するようにする。

ジャイロ装置１４は、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステムズ）技術を利用した角速度センサで構成される。この角速度センサは振動する物体を回転させると，物体の振動方向と回転軸のそれぞれに直交する方向に働くコリオリの力を利用して、角速度を検出するものである。ＭＥＭＳセンサの利点として、半導体集積回路作製技術を用いて作製された小型・軽量なセンサであり、それ自身が振動に与える影響が少なく、振動検知装置として適しているといえる。

この角速度センサは、静電容量の変化を電圧に変換する静電容量型加速度センサを用いている。角速度センサは、振動する物体が回転するときの角速度を検出するものであり、水槽２の回転角速度を監視するのであれば、原理的に水槽２のどの位置に取り付けても同じ出力が得られる特徴がある。この特徴を利用して、本実施の形態では、筐体１内の前方下部に設けられた制御手段１５を含む制御基板１３に最も近い水槽２の前方下部に、センサの検出軸とドラムの回転軸が同一方向となるように取り付け、ジャイロ装置１４と制御ユニット１３を結ぶ、通信や電源供給のためのリード線を極力短くすることで、外部ノイズの侵入を抑えている。

図３および図４は、本実施の形態１における、脱水工程においてドラム３の回転数上昇とともに変動する、ジャイロ装置１４の出力波形であり、ドラム３の回転軸３ａを中心に円運動する水槽２の角速度を示した波形である。アンバランスの位置による出力の差異を分かりやすく示すため、洗濯物に代わる擬似アンバランスとしてゴム負荷をドラム３の内周壁に貼り付けて測定を行った。なお、図３は、比較的少量の洗濯物量を想定し、擬似アンバランスの重量を、それぞれ５００ｇ、７００ｇのゴム負荷のみとした場合であり、一方、図４は、洗濯容量に近い大量の洗濯物に水を含んで重くなった脱水開始直後の状態を想定し、約１８ｋｇの胴巻状ゴム負荷をドラム３の内周壁に貼り付けた後、前記各重量の擬似アンバランスを貼り付けて、測定を行った波形を示している。

図５は、この擬似アンバランスのドラム３内周壁への貼り付け位置を示す断面図であり、（ａ）は洗濯物によるアンバランスがドラム前側になったことを想定して、擬似アンバンランスをドラム３の内周壁の最前部に取り付けたもの、一方の（ｂ）はドラム後側になったことを想定して、擬似アンバンランスをドラム３の内周壁の最も後側に取り付けたものである。

図３および図４の波形の特徴から分かることは、複数の所定回転数に角速度の極大値が現れていること、その頻度は「前アンバランス」と「後アンバランス」とでは異なっていることである。

具体的には、「後アンバランス」の場合には、１７０ｒｐｍ付近にのみ現れている角速度の極大値が、「前アンバランス」の場合には、２１０ｒｐｍ付近にも再び現れていることである。これらのことは、擬似アンバランスの重量を変えて測定した場合や、胴巻状ゴム負荷有無の場合にも同様の傾向があることが分かる。

以上のことから、所定の回転数領域におけるドラム３の回転軸３ａを中心に円運動する水槽２の角速度の極大値の有無で、洗濯物による前−後方向のアンバランス位置の判定ができるものである。

一方、擬似アンバンランスの重量を増すにつれて、角速度の振幅極大値もリニアに上昇していることが分かる。具体的には、「前アンバランス」の図３（ａ）に示す５００ｇの
場合と図３（ｃ）に示す７００ｇの場合とで比較すると、最初に現れる極大値が重量の増加とともに１１０ｄｅｇ／ｓｅｃから１７０ｄｅｇ／ｓｅｃに増加している。「後アンバランス」の図３（ｂ）に示す５００ｇの場合と図３（ｄ）に示す７００ｇの場合とで比較しても、１５０ｄｅｇ／ｓｅｃから２２０ｄｅｇ／ｓｅｃに増加している。

つまり、アンバランス位置を判定した上で、各極大値の振幅値を検出することで、アンバンランスの量まで推定することができる。よって、所定の回転数領域におけるドラム３の回転軸３ａを中心に円運動する水槽２の角速度の極大値有無と極大値を検出することで、アンバランスの位置と量を推定することができ、これらの推定結果を基に、脱水立ち上げ可否判断をより正確に行うことが可能となる。

ここで、洗い、すすぎ工程後の脱水動作におけるドラム２の回転の上昇過程において、ドラムの回転軸３ａを中心に円運動する水槽２の角速度を検知するジャイロ装置１４の出力信号に基づいて、洗濯物の前、後方向のアンバンランスの位置を判定し、前記アンバンランスの位置を基にアンバランス判定手段２０によるアンバランス量を補正しながら脱水制御を行う場合の一例を、図６に示すフローチャートを参照しながら具体的に説明する。

脱水工程は、スタート後、ステップ１にて水槽２内の水を排水経路１０を通じて槽外へ排出するための排水動作を行う。水位検知手段１６によって水槽２内の水が排出されたことを確認したら、ステップ２にて、撹拌によって絡んだ衣類同士を解きほぐすためのほぐし工程を行う。ほぐし工程は、ドラム３を約４０〜６０ｒ／ｍｉｎ程度の低速にて、２〜３回正−逆反転動作させるものである。

ほぐし工程終了後、ステップ３にて洗濯物がドラム３の内周壁に貼りつく程度の回転数まで加速し、この後さらに速度を上げ、ステップ４にてドラム３の回転速度を１次共振回転速度（この場合１４０ｒ／ｍｉｎ）より低い８０ｒｐｍまで加速、一定速度に保ちながら、回転ムラの大きさによるアンバランス量を検知する予備アンバランス検知を行う。なおこの回転ムラは、前記回転数検知手段１９（位置検出手段１９ａ〜１９ｃ）からの信号が所定間隔で出力されないことによって判定することできる。

予備アンバランス検知では、そのまま脱水を継続したら明らかに振動が大きくなるレベルのアンバランス量を判定するのみであり、アンバンランス位置検知によるアンバンランス量の補正は行わない。

予備アンバランス検知の実施は、脱水工程１回あたりの上限回数を設け、延々とやり直し動作を行うことを防いでいる。

ステップ５にて、所定以上の回転ムラがあると、アンバランス量が多く、バランス状態が悪いと判定し、ステップ６でドラム回転停止し、ステップ７で予備アンバランス検知を所定の上限回数（本実施の形態では４回）行ったかどうか判定する。未だ上限回数に到達していなければ、ほぐし工程（ステップ２）に戻り、再度ステップ２以降の脱水立ち上げ処理を行う。

一方、ステップ７で通算４回行ったと判定したら、ほぐし工程をこのまま繰り返し行っても洗濯物の偏りが解消されないと判断できるので、脱水を諦めてステップ１８にて次工程に移行する。回転ムラがない正常の場合はそのまま次のステップ８に移行する。

ステップ８では、回転速度を上昇させながら、１８０〜２５０ｒ／ｍｉｎのアンバランス位置検知回転領域において、アンバランス位置の判定を行う。

脱水工程の中で水槽２の振動レベルが大きい振動共振域が２５０〜３００ｒ／ｍｉｎ付近にあるため、前記アンバランス位置検知回転領域で事前にアンバランス位置検知を行っておけば、振動共振域で検知したアンバランス量をそのアンバランス位置に応じて補正することが可能となり、使用者が体感的に異常な振動と感じる前アンバランスの場合は、より厳しくなる方向に補正し、比較的振動を感じない後アンバランスの場合は、より加速させる方向に補正することで、的確にアンバンランス判定を実施することが可能となり、安全性と効率性を伴った脱水運転を実現することができる。

アンバランス位置の判定は、前記アンバランス位置検知回転領域においてジャイロ装置の出力振幅（ピークトゥピーク値）の極大値有無によって行う。

極大値有無の判別方法としては、前記アンバランス位置検知回転領域におけるジャイロ装置の出力振幅の増減の変化の傾向から行う。前記アンバランス位置検知回転領域の前半は増加傾向にあったものが、ある回転数を境に減少傾向に転じた場合、「極大値有り」とみなす。一方、振幅の変動量が少ない場合（例えば前記回転領域を通じての振幅最大値と最小値との差が５ｄｅｇ／ｓｅｃ以下）や、振幅が減少し続けるなど、前記と異なる増減の変化を示した場合、「極大値無し」と判定する。

アンバランス位置の判定は、この極大値有／無の結果を基に、「極大値有り」の場合には「前アンバランス」、逆に「極大値無し」の場合には「後アンバランス」と判定する。

以降、さらに回転速度を上昇させていき、定常回転数に至るまでの間、振動を監視するため、所定の回転数においてアンバランス量判定を行う。

まずは、振動共振域である２５０〜３００ｒ／ｍｉｎでアンバランス検知を行う。

前記ステップ８にて決定したアンバランス位置を基に、アンバランス量を補正する補正処理を行いながら、補正後のアンバランス量が所定値を超えたらドラム３を一旦停止し、再度ステップ２のほぐし工程に戻る。アンバランス補正量は各回転数毎に異なるものとする。

ステップ９にて、極大値があった場合、ステップ１０にて「前アンバランス」に決定し、ステップ１１にて、検知したアンバランス量に補正係数の１．２を掛け、振動が大きくなりやすい「前アンバラス」では、回転速度上昇可否の判断が厳しくなるように補正する。

一方、ステップ９にて、極大値がなかった場合、ステップ１２にて「後アンバランス」に決定し、ステップ１３にて、検知したアンバランス量に補正係数の０．８を掛け、比較的振動が大きくなりにくい「後アンバランス」では、回転速度上昇可否判断が緩くなるように補正をかける。

ステップ１４にて、それぞれ補正後のアンバランス量が所定の閾値を上回ったら、ステップ１５にてドラム回転停止し、ステップ１６でアンバランス検知を所定の上限回数（本実施の形態では４回）行ったかどうか判定する。未だ上限回数に到達していなければ、ほぐし工程（ステップ２）に戻り、再度ステップ２以降の脱水立ち上げ処理を行う。一方、ステップ１６で通算４回行ったと判定したら、このまま繰り返し行っても洗濯物の偏りが解消されないと判断できるので、脱水を諦めてステップ１８にて次工程に移行する。アンバランス量が閾値以下であればステップ１７にて回転速度上昇させ、定常回転数による脱水を行う。

この後、定常回転数（例えば８８０ｒ／ｍｉｎ）に到達以降のアンバランス量判定においては、前記アンバランス位置に基づいて補正したアンバランス量が所定値を上回っても脱水を一旦停止させることはせず、それ以上の回転数への加速を停止させるのみとする。一旦停止し再度やり直すことにより、運転時間が増え、実用的でないこと、再度共振回転数を通過させる必要があることなど弊害が多いためである。

以上のように、本実施の形態１においては、ジャイロ装置１４が検出した所定の回転数領域におけるドラム３の回転軸３ａを中心に円運動する水槽２の角速度の極大値の有無で前−後方向のアンバランス位置の判定を行い、アンバランス量とアンバランス位置に応じてドラムの回転上昇の継続可否を決定するようにすることで、脱水工程の異常振動を防ぐことが可能となる。

以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、ドラムを水平方向または傾斜して設置したドラム式洗濯機での脱水に実用して、洗濯物の偏りによる前、後アンバランスの判定、前、後アンバランス異常の判定が、ドラムの回転速度上昇中に簡単かつ迅速に行い、異常に的確に対応できる。

１ 筐体
２ 水槽
３ ドラム
３ａ 回転軸
５ モータ
６ 防振ダンパー
１３ 制御ユニット
１４ ジャイロ装置
１５ 制御手段
１９ 回転数検知手段
２０ アンバランス判定手段

Claims (6)

1. 略水平方向に回転軸を有し内部に洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを内包し洗濯水を溜める水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記水槽を収容する筐体と、前記水槽と筐体間に取り付けられ前記水槽の振動を抑制する防振ダンパーと、前記水槽に取り付けられ前記回転軸を中心に円運動する前記水槽の角速度を検知するジャイロ装置と、前記モータを制御する制御手段と、前記洗濯物のアンバランス量および前記ドラムの回転軸に沿った前、後方向のアンバランスの位置を判定するアンバランス判定手段とを備え、前記アンバランス判定手段は、洗い、すすぎ工程後の脱水動作における前記ドラムの回転の上昇過程において、前記ジャイロ装置の出力信号に基づいて、前記洗濯物のアンバランス量およびアンバランスの位置を判定し、判定した前記アンバランス量および前記アンバランスの位置に応じて、前記ドラムの回転上昇の継続可否を決定するようにしたことを特徴とするドラム式洗濯機。
2. アンバランス判定手段は、所定の回転数領域におけるジャイロ装置出力信号の振幅の極大値の有無によって、前、後方向のアンバランスの位置を判定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. アンバランス判定手段は、アンバランス位置の判定を、脱水における回転開始から振動共振回転数を通過する前の回転数にて行うようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。
4. アンバランス判定手段は、ジャイロ装置の出力信号の大きさから洗濯物のアンバンランス量を判定するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
5. 制御手段を含んだ制御ユニットを備え、ジャイロ装置は、制御ユニットに最も近い水槽上に取り付けるようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
6. ジャイロ装置は、マイクロエレクトロメカニカルシステムズ技術を利用した角速度センサであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。