特許 6550329 洗濯機の脱水時における振動低減方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6550329

(24)【登録日】2019年7月5日

(45)【発行日】2019年7月24日

(54)【発明の名称】洗濯機の脱水時における振動低減方法

(51)【国際特許分類】

   D06F 33/02 20060101AFI20190711BHJP

   D06F 37/22 20060101ALI20190711BHJP

【ＦＩ】

   D06F33/02 J

   D06F37/22

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-252455(P2015-252455)

(22)【出願日】2015年12月24日

(65)【公開番号】特開2016-123860(P2016-123860A)

(43)【公開日】2016年7月11日

【審査請求日】2018年5月30日

(31)【優先権主張番号】特願2014-265877(P2014-265877)

(32)【優先日】2014年12月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】船越 秀一

(72)【発明者】

【氏名】秋田 裕二

【審査官】 粟倉 裕二

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１９９６２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１２５０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１７２８０５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０６Ｆ ３３／００−３３／１０

Ｄ０６Ｆ ３７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

洗濯物を収容するスピンバスケットにボールバランサを備えた洗濯機の脱水時における振動低減方法であって、
前記スピンバスケットを、共振回転数よりも低くて前記ボールバランサのボールが周回する所定の計測回転数で回転させる試験回転ステップと、
前記試験回転ステップにおいて、前記洗濯物の偏心分布によって前記スピンバスケットで生じるアンバランスと前記ボールとの相対的な位置関係から生じる前記スピンバスケットの振動周期を計測する振動周期計測ステップと、
予め設定されている一定の加速度で前記計測回転数から加速した場合に、前記スピンバスケットの回転数が前記共振回転数を通過する時に前記ボールと前記アンバランスとが互いに対向する共振時逆位相配置となる加速開始タイミングを、前記振動周期に基づいて取得する加速開始タイミング取得ステップと、
を含む振動低減方法。

【請求項2】

請求項１に記載の振動低減方法において、
前記計測回転数は、回転が始まって前記洗濯物が前記スピンバスケットの内周面に張り付いて移動不能になった時の回転数である振動低減方法。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の振動低減方法において、
前記加速開始タイミング取得ステップが、運動方程式から得られる前記ボールの移動速度と、前記スピンバスケットの回転数が前記加速度で加速されて前記計測回転数から前記共振回転数に達するのに要する時間と、を用いて、前記共振時逆位相配置となる前記ボールの移動量を算出するボール移動量算出ステップを含む振動低減方法。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載の振動低減方法において、
前記加速開始タイミング取得ステップが、前記振動周期と前記共振回転数とが関連付けされたマップ情報を用いて、前記共振時逆位相配置となる前記ボールの移動量を算出するボール移動量算出ステップを含む振動低減方法。

【請求項5】

請求項１又は請求項２に記載の振動低減方法において、
前記加速開始タイミングで前記スピンバスケットの回転を加速させる加速ステップと、
前記加速ステップにおいて前記スピンバスケットの振動量を監視する振動量監視ステップと、
前記振動量が所定値を超えたときに、前記スピンバスケットの回転を前記計測回転数まで減速させる減速ステップと、
前記加速開始タイミングを補正するための補正量を設定する補正量設定ステップと、
前記補正量に基づいて前記加速開始タイミングを補正することで新たに前記加速開始タイミングを設定する再設定ステップと、
再設定された前記加速開始タイミングにより、前記スピンバスケットを停止させることなく再加速させる再加速ステップと、を含む振動低減方法。

【請求項6】

請求項５に記載の振動低減方法において、
前記補正量Ｔ３、前記計測回転数Ｎ１、前記振動量が所定量を超えたときの前記スピンバスケットの回転数Ｎ２、前記共振回転数より若干低い回転数Ｎ３、前記加速度αが、
Ｔ３＝（Ｎ３−Ｎ２）／α
という条件を満たすように設定されている振動低減方法。

【請求項7】

請求項５又は請求項６に記載の振動低減方法において、
前記補正量を記憶する記憶部を備え、
前記補正量設定ステップで、前記記憶部から読み出される前記補正量が用いられる振動低減方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、洗濯機の脱水時における振動低減方法に関する。

【背景技術】

【0002】

洗濯機では、脱水時に、洗濯物が偏って分布することでスピンバスケットがアンバランスになり、大きな振動や騒音を発生するという問題がある。この問題に対処するために、スピンバスケットにボールバランサを設置して、その振動を低減することなどが行われている。

【0003】

ボールバランサは、円環状の部材であり、その内部には、オイルとともに複数のボールが周回自在に収容されている。スピンバスケットを、共振（１次共振）が起きる共振回転数よりも高速で回転させると、ボールはアンバランスと対向する（逆位相となる）ように移動する。そのため、スピンバスケットにボールバランサを設置することで、アンバランスが相殺され、振動を低減することができる。

【0004】

ところが、そのような回転数までスピンバスケットの回転数を高める際には、スピンバスケットは共振回転数を通過しなければならない。その際、ボールがアンバランス側に位置していると、非常に大きな振動が発生する。そのため、スピンバスケットの回転数が共振回転数を通過する時にはアンバランスにボールを対向させるのが好ましく、そのようにボールを配置するために、様々な方法が提案されている。

【0005】

例えば、特許文献１には、共振回転数よりも低くてボールが周回する回転数でスピンバスケットを回転させ、その状態で、ボールがアンバランスと対向した時に、共振回転数を超える回転数まで一気に回転数を上昇させる方法が開示されている。

【0006】

また、特許文献２には、回転するスピンバスケットの加速度を調整してボールの配置を制御する方法が開示されている。具体的には、共振回転数よりも低くてボールが周回する回転数でスピンバスケットを回転させ、その状態で、アンバランスやボールの位置等の情報を把握する。その情報に基づいて加速中のアンバランスやボールの相対的な位置関係から加速度を調整し、スピンバスケットが共振回転数を通過する時に、アンバランスとボールとが対向するように制御している。

【0007】

また、特許文献３には、実験結果から得られた条件に基づいて、ボールが底部に偏っている状態の回転数から所定時間内で共振回転数まで上昇させる方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１３−３４６８６号公報

【特許文献2】特開２０１３−２２３６２１号公報

【特許文献3】特開２０１４−７９４８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

温度変化によるオイルの粘度の変化や洗濯機の機体差等により、ボールの移動量には、ばらつきが生じ得る。従って、ボールの回転を制御する際には、そのような外因を考慮しないと、スピンバスケットが共振回転数を通過する時のボールの位置がずれて振動が大きくなってしまう。

【0010】

しかも、ボールの最適な配置はピンポイントであるのに対し、スピンバスケットが共振回転数を通過する時のボールの周回速度は高速であるため、特許文献１〜３の方法では、アンバランスにボールを精度高く対向させるのは容易でない。

【0011】

そこで、本発明の目的は、スピンバスケットの回転が共振回転数を通過する時に、アンバランスとボールとを精度高く対向させることができ、脱水時の振動を効果的に低減できる洗濯機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、洗濯物を収容するスピンバスケットにボールバランサを備えた洗濯機の脱水時における振動低減方法であって、前記スピンバスケットを、共振回転数よりも低くて前記ボールバランサのボールが周回する所定の計測回転数で回転させる試験回転ステップと、前記試験回転ステップにおいて、前記洗濯物の偏心分布によって前記スピンバスケットで生じるアンバランスと前記ボールとの相対的な位置関係から生じる前記スピンバスケットの振動周期を計測する振動周期計測ステップと、予め設定されている一定の加速度で前記計測回転数から加速した場合に、前記スピンバスケットの回転数が前記共振回転数を通過する時に前記ボールと前記アンバランスとが互いに対向する共振時逆位相配置となる加速開始タイミングを、前記振動周期に基づいて取得する加速開始タイミング取得ステップと、を含む。

【0013】

この振動低減方法によれば、計測回転数でスピンバスケットを回転させて振動周期が計測されるが、振動周期は、温度変化によるオイルの粘度の変化や洗濯機の機体差等の影響を受けて変化する。従って、脱水処理ごとに、この振動周期を用いて加速開始タイミングを設定することで、加速開始タイミングの設定から外因を排除することができ、共振時逆位相配置を精度高く取得することができる。

【0014】

そして、予め設定されている一定の加速度で計測回転数から加速するため、加速開始から共振回転数を通過するまでの時間（加速開始時間）が特定される。その加速開始時間と、振動周期とから加速開始タイミングを取得するので、ボールの周回速度が高速であっても、精度の高い加速開始タイミングが取得でき、スピンバスケットの回転が共振回転数を通過する時に、アンバランスとボールとを精度高く対向させることができる。

【0015】

具体的には、前記計測回転数は、回転が始まって前記洗濯物が前記スピンバスケットの内周面に張り付いて移動不能になった時の回転数とするのが好ましい。

【0016】

そうすれば、計測回転数が最小になって振動周期が大きくなるので、振動周期が安定し、高精度な振動周期が取得できる。

【0017】

より具体的には、前記加速開始タイミング取得ステップが、運動方程式から得られる前記ボールの移動速度と、前記スピンバスケットの回転数が前記加速度で加速されて前記計測回転数から前記共振回転数に達するのに要する時間と、を用いて、前記共振時逆位相配置となる前記ボールの移動量を算出するボール移動量算出ステップを含むようにするとよい。

【0018】

そうすれば、ボールの移動量が力学的な関数に基づいて算出されるので、ボールの周回速度が高速であっても、ボールの移動量を精度高く推定できる。

【0019】

また、前記加速開始タイミング取得ステップが、前記振動周期と前記共振回転数とが関連付けされたマップ情報を用いて、前記共振時逆位相配置となる前記ボールの移動量を算出するボール移動量算出ステップを含むようにしてもよい。

【0020】

そうすれば、演算処理量を削減できるため、高度な処理速度や処理能力が無くても容易に実現できる。

【0021】

更には、前記加速開始タイミングで前記スピンバスケットの回転を加速させる加速ステップと、前記加速ステップにおいて前記スピンバスケットの振動量を監視する振動量監視ステップと、前記振動量が所定値を超えたときに、前記スピンバスケットの回転を前記計測回転数まで減速させる減速ステップと、前記加速開始タイミングを補正するための補正量を設定する補正量設定ステップと、前記補正量に基づいて前記加速開始タイミングを補正することで新たに前記加速開始タイミングを設定する再設定ステップと、再設定された前記加速開始タイミングにより、前記スピンバスケットを停止させることなく再加速させる再加速ステップとを含むようにしてもよい。

【0022】

この回転制御の場合には、スピンバスケットを加速させるときにその振動量を監視し、振動量が所定量を超えたときに、スピンバスケットを計測回転数まで減速させ、補正量に基づいて再設定された新たな加速開始タイミングで、スピンバスケットを停止させることなく再加速させるようにしている。

【0023】

このように、スピンバスケットの振動量が大きくなった場合に、一度、スピンバスケットの回転数を減速させてから、振動量を低減させるために再設定された新たな加速開始タイミングに基づいてスピンバスケットを再加速すれば、精度を高めることができるので、共振回転数を通過する際の振動をよりいっそう低減できる。

【0024】

また、このような再加速動作は、スピンバスケットを停止させることなく行われるため、スピンバスケットの振動量が大きくなったときにスピンバスケットを停止させる動作を行った場合に比べて、脱水時間が短縮できる。

【0025】

またこの場合、前記補正量Ｔ３、前記計測回転数Ｎ１、前記振動量が所定量を超えたときの前記スピンバスケットの回転数Ｎ２、前記共振回転数より若干低い回転数Ｎ３（Ｎ１＜Ｎ３＜共振回転数を満たし、共振回転数-１０ｒｐｍ程度で設定）、前記加速度αが、
Ｔ３＝（Ｎ３−Ｎ２）／α
という条件を満たすように設定するとよい。

【0026】

補正量Ｔ３を、上述した条件式を満たすように設定することで、振動量が所定量を超えたときのスピンバスケットの回転数Ｎ２を特に考慮した最適な条件で補正量Ｔ３を設定することができる。

【0027】

更には、前記補正量を記憶する記憶部を備え、補正量設定ステップで、前記記憶部から読み出される前記補正量を用いるようにするとよい。

【0028】

補正量を記憶部に記憶させ、次回以降の脱水処理において、その補正量を読み出して再設定した加速開始タイミングを使用できるので、再加速工程を省くことができ、脱水時間を短縮できる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の振動低減方法によれば、スピンバスケットの回転が共振回転数を通過する時に、アンバランスとボールとを精度高く対向させることができるようになるので、脱水時の振動を効果的に低減できる洗濯機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本実施形態での洗濯機の構成を示す側面断面図である。

【図2】バランサの正面断面図である。

【図3】バランサの側面断面図である。

【図4】洗濯機の主な構成を示すブロック図である。

【図5】演算部の主な構成を示すブロック図である。

【図6】スピンバスケットとボールバランサの動作を説明する図である。

【図7】第１の回転制御を説明するフローチャートである。

【図8】第１の回転動作を説明するタイムチャートである。

【図9】振動周期を説明する図である。

【図10】第２の回転制御を説明するフローチャートである。

【図11】第２の回転動作を説明するタイムチャートである。

【図12A】アンバランスとボールとの相対位置と、そのときの補正量の符号との関係を示す概略図である（Ｔ３＞０となる場合）。

【図12B】アンバランスとボールとの相対位置と、そのときの補正量の符号との関係を示す概略図である（Ｔ３＜０となる場合）。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

【0032】

＜洗濯機の構成＞
図１に、本実施形態の洗濯機を示す。洗濯機１０は、洗い処理、濯ぎ処理、及び脱水処理の一連の過程を自動で行うことが可能な全自動型のドラム式洗濯機である。この洗濯機１０は、床面等に設置され、横方（図１において右側）に向いた前面に投入口を有する筐体１１と、筐体１１の内部に配置されたタブ１２と、タブ１２の内部に回転自在に設けられたスピンバスケット２０と、スピンバスケット２０を回転軸Ｌを中心に回転させるモータ３０とを備えている。

【0033】

タブ１２は、前面側に開口が形成された有底円筒状をなしており、その中心軸が床面等と略平行になるように配置されている。このタブ１２は、筐体１１の内部において複数のバネ１３やダンパ１４によって支持されている。タブ１２の底面には軸受１５が設けられている。

【0034】

スピンバスケット２０は、多数の排水孔が形成されている円筒状の側面板２１と、側面板２１の前後面にそれぞれ結合される前面板２２及び後面板２３とを有している。前面板２２には開口部が形成されており、この開口部を通じてスピンバスケット２０の内部に洗濯物Ｗを出し入れできるように構成されている。

【0035】

また、後面板２３の後方側（図１において左側）には、スピンバスケット２０を回転軸Ｌを中心に回転可能とする主軸２４が設けられている。この主軸２４が軸受１５に軸支され、回転軸Ｌとタブ１２の中心軸とが一致するように配置されている。スピンバスケット２０の前面板２２には、ボールバランサ４０が設置されている。

【0036】

図２及び図３に示すように、ボールバランサ４０は、中空円環状のレース４１を有し、そのレース４１の内部に、粘性流体としてのオイル４３と、複数のボール４２（図２では８つ）とが収容されている。ボールバランサ４０は、回転軸Ｌを中心にしてスピンバスケット２０に同心状に設置されており、スピンバスケット２０の回転に伴って複数のボール４２が周回し得るように構成されている。

【0037】

モータ３０は、例えばＤＣモータであって、主軸２４を回転させる。モータ３０には、その回転数を計測する回転数センサ３１や、その駆動電流を計測する電流センサ３２、スピンバスケットの重量変化を計測する重量センサ３３などが取り付けられている。脱水処理前の洗濯物Ｗの重量は、重量センサ３３を用いることで計測できる。

【0038】

これらセンサで計測される計測値は、筐体１１に設置された制御装置５０に出力される。制御装置５０は、これら計測値を用いることにより、洗いや濯ぎ、脱水の各処理でのモータ３０の回転を制御している。

【0039】

図４に、制御装置５０に関連した主な構成を示す。制御装置５０には、回転制御部５１、振動量監視部５２、演算部５３、記憶部５４などが備えられている。回転制御部５１は、回転数センサ３１から入力される計測値等を用いてモータ３０の回転動作を制御する。振動量監視部５２は、電流センサ３２から入力される計測値等を用いてスピンバスケット２０の振動量を監視する。

【0040】

演算部５３は、振動量監視部５２や記憶部５４と協働して各種データ処理や演算などを実行し、回転制御部５１と協働してモータ３０の回転を制御する。記憶部５４は、例えば、ＥＥＰＲＯＭで構成され、後述する加速度やマップデータ、補正量など、各種データを記憶し、演算部５３との間で情報を入出力する。

【0041】

図５に示すように、演算部５３には、振動周期計測部５３ａ、共振回転数算出部５３ｂ、加速開始タイミング取得部５３ｃ、補正量設定部５３ｄなどが備えられている。振動周期計測部５３ａは、スピンバスケット２０が計測回転数Ｎ１で回転している時にアンバランスとボール４２との相対的な位置関係から生じるスピンバスケット２０の振動周期Ｔ１を計測する。

【0042】

共振回転数算出部５３ｂは、脱水処理の際に、洗濯物Ｗを含めたスピンバスケット２０の共振回転数Ｎｘを算出する。加速開始タイミング取得部５３ｃは、計測回転数Ｎ１から加速して、スピンバスケット２０の回転数が共振回転数Ｎｘを通過する時にボール４２とアンバランスとが互いに対向する逆位相配置（共振時逆位相配置）となる加速の開始タイミングを取得する。補正量設定部５３ｄは、加速開始タイミングの補正に用いられる補正量Ｔ３を設定する。

【0043】

（脱水時の立ち上げ）
洗いや濯ぎの処理が完了すると、タブ１２及びスピンバスケット２０の内部の水が外部に排水される状態となり、脱水処理が行われる。脱水処理では、スピンバスケット２０を、例えば１０００ＲＰＭ以上の高速な回転数（目標回転数）で一定時間回転させ、遠心力の作用で洗濯物Ｗを脱水する。

【0044】

脱水処理時の洗濯物Ｗは、スピンバスケット２０の回転数がある程度高くなると、スピンバスケット２０の内周面に張り付いて動かなくなる。その際、洗濯物Ｗが張り付く位置は不特定であり、通常、洗濯物Ｗは偏った状態で分布する。そのため、スピンバスケット２０にはアンバランスが発生する（各図では洗濯物Ｗでアンバランスの周方向の位置を表している）。そのアンバランスを打ち消すために、ボールバランサ４０が設置されている。

【0045】

スピンバスケット２０が回転していないときには、ボール４２は、重力の作用で鉛直方向下側に集まっており、スピンバスケット２０の回転が開始することで、上下動し始める。そして、スピンバスケット２０の回転数が高まるに連れてボール４２の移動量も大きくなり、その後、遠心力が重力に打ち勝つようになると、図６に示すように、ボール４２はスピンバスケット２０の回転方向（図６では時計回り）と逆向き（図６では反時計回り）に周回するようになる。

【0046】

共振回転数Ｎｘよりも低い回転数では、ボール４２の移動速度がアンバランスの移動速度（スピンバスケット２０の回転速度）よりも遅く、アンバランスとボール４２との周方向における相対位置は変動する。

【0047】

共振回転数Ｎｘより高い回転数では、ボール４２はアンバランスを打ち消すように自動的に移動する。そのため、スピンバスケット２０がそのような高速で回転している時には、振動や騒音が軽減される。

【0048】

ところが、スピンバスケット２０の回転数を目標回転数まで高める過程で、スピンバスケット２０は共振回転数Ｎｘを通過しなければならない。その際、ボール４２がアンバランス側に位置していると、非常に大きな振動が発生する。そのため、この洗濯機１０では、スピンバスケット２０の回転数が共振回転数Ｎｘを通過する時に、精度高く、ボール４２とアンバランスとが互いに対向するように、スピンバスケット２０の回転制御が行えるようになっている。

【0049】

＜第１の回転制御＞
図７に、スピンバスケット２０の回転制御（第１の回転制御）の流れを示し、図８に、その制御時におけるボール４２の回転動作のタイムチャートを示す。第１の制御は、試験回転ステップ、共振回転数計測ステップ、振動周期計測ステップ、加速開始タイミング取得ステップ、加速ステップなどで構成されている。

【0050】

（試験回転ステップ）
試験回転ステップでは、スピンバスケット２０を、所定の計測回転数Ｎ１に保持しながら回転させる処理が行われる（ステップＳ１０）。計測回転数Ｎ１は、例えば１００ＲＰＭなど、共振回転数Ｎｘよりも低くてボール４２が周回する回転数である。

【0051】

回転数が低いほど、振動周期Ｔ１が大きくなって高精度な振動周期Ｔ１が取得できるので、計測回転数Ｎ１は、可能な限り低い方が好ましい。そのため、この洗濯機１０では、回転が始まって洗濯物Ｗがスピンバスケット２０の内周面に張り付いて移動不能になった時の回転数が、計測回転数Ｎ１として設定されている。

【0052】

この時のボール４２は、図６に示したように、スピンバスケット２０の回転方向と逆向きに一定の速度で周回している。

【0053】

（共振回転数計測ステップ）
共振回転数計測ステップでは、共振回転数算出部５３ｂにより、洗濯物Ｗを含むスピンバスケット２０の共振回転数Ｎｘが取得される（ステップＳ１１）。具体的には、ほとんどの水分が除去された洗濯物Ｗの重量Ｍ０が重量センサ３３で計測され、その重量Ｍ０と、スピンバスケット２０の重量Ｍ、バネ定数ｋ、及び次の式（１）を用いることにより、共振回転数Ｎｘが取得される。

【0054】

【数1】

【0055】

（振動周期計測ステップ）
振動周期計測ステップでは、振動周期計測部５３ａにより、試験回転ステップにおいて、アンバランスとボール４２との相対的な位置関係から生じるスピンバスケット２０の振動周期Ｔ１を計測する処理が行われる（ステップＳ１２）。振動周期計測部５３ａは、電流センサ３２より入力される駆動電流の変化からスピンバスケット２０の振動周期Ｔ１を計測する。

【0056】

図９に、その駆動電流の変化の一例を示す。試験回転ステップでは、アンバランスとボール４２の双方が一定の速度で周回しているため、相対位置が周期的に変化している。アンバランスとボール４２とが同じ側に位置した時（同位相）には、振動が最大になり、それに伴って駆動電流の振幅も最大になる。対して、アンバランスとボール４２とが対向した時（逆位相）には、振動が最小になり、それに伴って駆動電流の振幅も最小になる。このような変化が一定の周期で発生するため、振動周期計測部５３ａは、例えば、そのピークからピークまでの時間等、その振動周期Ｔ１を計測する。

【0057】

この振動周期Ｔ１は、温度変化によるオイル４３の粘度の変化や洗濯機１０の機体差等の影響を受けて変化する。従って、脱水処理ごとに、この振動周期Ｔ１を用いて加速開始タイミングを設定することで、加速開始タイミングの設定から外因を排除することができ、共振時逆位相配置を精度高く取得することができる。

【0058】

（加速開始タイミング取得ステップ）
加速開始タイミング取得ステップでは、加速開始タイミング取得部５３ｃにより、記憶部５４に予め設定されている一定の加速度で計測回転数Ｎ１から加速した場合に、共振時逆位相配置となる加速開始タイミングを、振動周期Ｔ１に基づいて取得する処理が行われる（ステップＳ１３）。

【0059】

具体的には、運動方程式から得られるボール４２の移動速度と、スピンバスケット２０の回転数が加速されて計測回転数Ｎ１から共振回転数Ｎｘに達するのに要する時間ΔＴと、を用いて、共振時逆位相配置となるボール４２の移動量を算出する処理が行われる（ボール移動量算出ステップ）。

【0060】

記憶部５４には、次の式（２）、（３）、（４）が記憶されている。

【0061】

【数2】

【0062】

【数3】

【0063】

【数4】

【0064】

式（２）は、レース４１を周回するボール４２の運動方程式である。μはレース４１の摩擦係数、Ｒはボール４２の回転半径（レース４１の半径）、ｍはボール４２の質量、Ａは加速度であり、ωＢａｌｌがボール４２の移動速度を表している。

【0065】

式（３）は、スピンバスケット２０の回転数が加速されて計測回転数Ｎ１から共振回転数Ｎｘに達するのに要する時間（加速開始時間）ΔＴを算出する式である。加速度Ａが一定であるため、加速開始時間ΔＴは、計測回転数Ｎ１及び共振回転数Ｎｘで特定され、これらから容易に算出できる。

【0066】

式（４）は、式（３）によって算出される加速開始時間ΔＴを用いて、共振時逆位相配置となるボール４２の移動量Δθ、つまり、加速開始タイミングでボール４２が存在する位置から、スピンバスケット２０の回転数が共振回転数Ｎｘを通過する時にアンバランスとボール４２とが対向する（位相差がπとなる）位置までのボール４２の移動量Δθを算出する式である。

【0067】

加速開始タイミング取得部５３ｃは、これら式（２）〜（４）を用いて演算を行いてボール４２の移動量Δθを取得する。

【0068】

なお、ボール４２の移動量がπよりも大きい場合、共振回転数Ｎｘの近くでボール４２がアンバランスを通過して振動が大きくなるため、ボール４２の移動量Δθはπよりも小さくするのが好ましい。そのため、この洗濯機１０では、加速度Ａが所定の下限値より高く設定されている。

【0069】

具体的には、加速度Ａの下限値は、式（３）と、次の式（５）、（６）とを用いて取得されている。

【0070】

【数5】

【0071】

【数6】

【0072】

α・Ｎｘ（０＜α＜１）は、これ以上の回転数でアンバランスとボール４２とが同位相になると大きな振動が発生する共振回転数Ｎｘの近傍の回転数であり、試験等によって求められる。これら式を用いることで加速度Ａの下限値を算出することができる。

【0073】

この点、具体例を用いて詳しく説明する。なお、ボール４２の移動速度を運動方程式から算出すると複雑になるため、説明では、ボール４２の移動速度をω０（一定）として扱う。

【0074】

式（５）より、次の式（７）が得られる。

【0075】

【数7】

【0076】

これに、式（３）及び（６）を代入することで、次の式（８）が得られ、その解として不等式（９）が得られる。

【0077】

【数8】

【0078】

【数9】

【0079】

ここで、振動周期Ｔ１を４０秒と過程すると、ボールの移動速度は、次の式（１０）で表される。

【0080】

【数10】

【0081】

計測回転数Ｎ１を１００ＲＰＭ、共振回転数Ｎｘを１７０ＲＰＭ、αを０．３と仮定すると、加速度Ａの下限値は次の式（１１）によって求められる。

【0082】

【数11】

【0083】

（加速ステップ）
加速ステップでは、回転制御部５１により、ボール４２の移動量Δθに基づく特定の加速開始タイミングになったか否かが判断され（ステップＳ１４）、加速開始タイミングになった場合に、回転制御部５１は、一定の加速度Ａで、スピンバスケット２０の加速を開始する（ステップＳ１５）。

【0084】

そうすることで、スピンバスケット２０の回転数が共振回転数Ｎｘを通過する時には、精度高く、ボール４２とアンバランスとを互いに対向させることができるため、脱水時の振動を効果的に低減できる。

【0085】

＜第２の回転制御＞
更にこの洗濯機１０では、加速開始タイミングを補正して精度を高める回転制御（第２の回転制御）も行えるように構成されている。図１０、図１１を参照しながら、その回転制御について説明する。

【0086】

試験回転ステップにおいて、加速開始タイミングを補正するために、加速開始タイミング取得部５３ｃは、記憶部５４に記憶されている補正量Ｔ３を読み出し、補正量Ｔ３に基づいて加速開始時間Ｔ２を更新して、新たな加速開始時間Ｔ２’を設定する（ステップＳ１０４）。

【0087】

なお、最初の脱水処理では、補正量Ｔ３が記憶部５４に記憶されていないため、加速開始時間Ｔ２’＝Ｔ２となるが、その後は、補正量Ｔ３を考慮した加速開始時間Ｔ２’を最初から使用することができる。

【0088】

加速開始タイミングになった時（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、回転制御部５１がモータ３０を制御し、スピンバスケット２０を加速度Ａで加速する（ステップＳ１０６）。

【0089】

振動量監視部５２で、スピンバスケット２０の振動量Ｓが監視されており、スピンバスケット２０の回転数が共振回転数Ｎｘを通過する時に、振動量Ｓが所定量Ｘ１を超えるか否かが判断される（ステップＳ１０７）。振動量Ｓが所定量Ｘ１を超えない場合には、このときの補正量Ｔ３が記憶部５４に書き込まれ、処理を終了する（ステップＳ１１１）。

【0090】

振動量Ｓが所定量Ｘ１を超える場合には、回転制御部５１がモータ３０を制御して、スピンバスケット２０の回転数を計測回転数Ｎ１まで減速する（ステップＳ１０８）。図１１では、ボール４２がアンバランスとの逆位相位置を通過し、アンバランスとの同位相位置に向かっており、振動量が所定量Ｘ１より大きくなるため、減速される。

【0091】

そして、補正量Ｔ３が、振動量Ｓが所定量Ｘ１を超えたときのスピンバスケット２０の回転数Ｎ２を、つぎの条件式（１）に代入することで、算出される（ステップＳ１０９）。

【0092】

Ｔ３＝（Ｎ３−Ｎ２）／α ・・・（１）
ここで、Ｎ３は共振回転数Ｎｘより若干低い回転数であり、αはスピンバスケット２０を回転数Ｎ１から回転数Ｎ２まで加速させる加速度である。

【0093】

算出された補正量Ｔ３に基づいて、加速開始時間Ｔ２’が更新され、再設定される（ステップＳ１１０）。

【0094】

なお、本実施形態では、加速開始時間Ｔ２’でスピンバスケット２０を加速させたときには、ボール４２がアンバランスの対向位置を通過している。そのため、再加速のときには、スピンバスケット２０の加速タイミングよりも手前から加速が開始されるように、補正量Ｔ３の符号をマイナスとして、加速開始時間Ｔ２’を短くしている（図１２（Ｂ）参照）。

【0095】

対して、加速開始時間Ｔ２’でスピンバスケット２０を加速させたときに、ボール４２がアンバランスの対向位置を通過していない場合には、再加速のときには、スピンバスケット２０の加速タイミングよりも後から加速が開始されるように、補正量Ｔ３の符号をプラスとして、加速開始時間Ｔ２’を長くしている（図１２（Ａ）参照）。

【0096】

ステップＳ１１０で加速開始時間Ｔ２’が再設定された後は、新たな加速開始時間Ｔ２’を用いてスピンバスケット２０を再加速し、その後の処理を継続する。

【0097】

このように、第２の回転制御によれば、スピンバスケット２０の振動量Ｓが大きくなった場合に、一度、スピンバスケット２０の回転数を減速させてから、振動量Ｓを低減させるために再設定された新たな加速開始時間Ｔ２’に基づいてスピンバスケット２０を再加速するので、共振回転数Ｎｘを通過する際の振動を低減できる。

【0098】

また、このような再加速動作は、スピンバスケット２０を停止させることなく行われるため、スピンバスケット２０の振動量Ｓが大きくなったときにスピンバスケット２０を停止させる動作を行った場合に比べて、脱水処理の時間短縮を図ることができる。

【0099】

なお、本発明にかかる振動低減方法は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

【0100】

実施形態では、共振時逆位相配置となるボール４２の移動量Δθの算出に際し、運動方程式等を用いたが、それに限らない。例えば、記憶部５４に、振動周期Ｔ１と共振回転数Ｎｘとが関連付けされたマップ情報を記憶しておき、そのマップ情報を用いて、共振時逆位相配置となるボール４２の移動量Δθを算出してもよい。

【0101】

また、運動方程式を次の式（１２）で代用してもよい。

【0102】

【数12】

【0103】

αは調整係数
そうすれば、演算処理量を削減できるため、高度な処理速度や処理能力が無くても容易に実現できる。

【0104】

振動周期Ｔ１は、振動センサで計測してもよい。加速開始タイミングは、振動周期Ｔ１の時間ではなく、振動周期Ｔ１の振幅に基づいて取得することもできる。

【符号の説明】

【0105】

１０ 洗濯機
２０ スピンバスケット
３０ モータ
４０ ボールバランサ
４２ ボール
５０ 制御装置
Ｗ 洗濯物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】