特開 2024-167582 ドラム式洗濯機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024167582

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】ドラム式洗濯機

(51)【国際特許分類】

   D06F 33/40 20200101AFI20241127BHJP

   D06F 33/60 20200101ALI20241127BHJP

   D06F 103/26 20200101ALN20241127BHJP

【ＦＩ】

D06F33/40

D06F33/60

D06F103:26

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083760

(22)【出願日】2023-05-22

(71)【出願人】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立グローバルライフソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】傅 瀛申

(72)【発明者】

【氏名】金内 優

(72)【発明者】

【氏名】井村 真

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 真理

(72)【発明者】

【氏名】松井 康博

(72)【発明者】

【氏名】坂東 昌

【テーマコード（参考）】

3B167

【Ｆターム（参考）】

3B167AA04

3B167AE04

3B167AE05

3B167AE12

3B167AE13

3B167BA24

3B167BA84

3B167HA11

3B167HA31

3B167JA01

3B167JA11

3B167JA32

3B167JA52

3B167JA53

3B167JB02

3B167JB03

3B167KA10

3B167KA18

3B167KA63

3B167KA71

3B167KA78

3B167LA23

3B167LA31

3B167LC02

3B167LC08

3B167LE02

3B167LF07

3B167LG05

(57)【要約】

【課題】
本発明の目的は、ドラム式洗濯機の大型化を抑制しつつ、外槽の重量を変化させて外槽の振動を抑制する。
【解決手段】
本発明のドラム式洗濯機１００は、外槽１１と、ドラム２１と、排水弁１５ａと、水位センサ２５と、排水弁１５ａの開閉を制御する制御部７と、外槽１１の内部空間を衣類から脱水された水の貯留部とする外槽水溜部１１ａと、を備える。制御部７は、外槽１１とドラム２１とが同位相で共振する外槽共振区間の通過後から中速脱水区間では、水量が所定値以下の場合に排水弁１５ａを閉じるように制御し、高速脱水区間及び高速脱水区間への加速区間では、排水弁１５ａを開くように制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水を溜める外槽と、前記外槽に内包されたドラムと、前記外槽に溜めた水を外部に排出する排水弁と、前記ドラムの回転速度を検知する回転数センサと、前記外槽に溜めた水量を検知する水位センサと、前記排水弁の開閉を制御する制御部と、備えたドラム式洗濯機において、
前記外槽の内部空間を衣類から脱水された水の貯留部とする外槽水溜部を備え、
前記制御部は、前記外槽と前記ドラムとが同位相で共振する外槽共振区間の通過後から中速脱水区間では、前記水位センサで検知される水量が所定値以下の場合に前記排水弁を閉じるように制御し、高速脱水区間及び高速脱水区間への加速区間では、前記排水弁を開くように制御することを特徴とするドラム式洗濯機。

【請求項2】

請求項１に記載のドラム式洗濯機において、
前記外槽の振動を検知する外槽振動検知部を備え、
前記制御部は、前記外槽振動検知部の出力に基づいて、高速脱水区間及び高速脱水区間への加速区間において、前記排水弁の開閉制御を行うことを特徴とするドラム式洗濯機。

【請求項3】

請求項１に記載のドラム式洗濯機において、
衣類量を検知する衣類量検知部を備え、
前記制御部は、前記衣類量検知部の結果に基づいて、高速脱水区間及び高速脱水区間への加速区間において、前記排水弁の開閉制御を行うことを特徴とするドラム式洗濯機。

【請求項4】

請求項１に記載のドラム式洗濯機において、
前記外槽水溜部は、水の貯留部を複数の区画に区分する仕切りを有することを特徴とするドラム式洗濯機。

【請求項5】

請求項４に記載のドラム式洗濯機において、
前記仕切りは、前記外槽水溜部を前方水溜部と後方水溜部とに分けるように設けられ、
前記前方水溜部は、当該前方水溜部に溜められた水を排水する前方排水弁を有し、
前記後方水溜部は、当該後方水溜部に溜められた水を排水する後方排水弁を有することを特徴とするドラム式洗濯機。

【請求項6】

請求項５に記載のドラム式洗濯機において、
前記外槽の振動を検知する外槽振動検知部を備え、
前記前方排水弁と前記後方排水弁とは、前記外槽振動検知部の出力値に基づいて、開閉制御されることを特徴とするドラム式洗濯機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドラム式洗濯機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、外槽とドラムが一体に振動する回転速度、すなわち、同相固有振動数に相当する回転速度、を超えるまでは、外槽を重くし、この回転速度を超えたら、最高脱水回転速度に達する前に、外槽を軽くして逆相固有振動数を高めるようにしたドラム式洗濯機が記載されている（段落００１８参照）。このために特許文献１のドラム式洗濯機は、液体を溜める貯水容器を外槽の前側に配置し、外槽から貯水容器へ水を供給するための給水バルブと、貯水容器から排水ホースへ水を排出するための排水バルブを設けている（段落００１９参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４―１８４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のドラム式洗濯機では、液体を溜める貯水容器のほか、貯水容器へ水を供給するための給水バルブが設けられており、同相固有振動数および逆相固有振動数を変更するための装置が大掛かりなものになる。その結果、特許文献１のドラム式洗濯機では、ドラム式洗濯機の大型化を招く虞があった。

【0005】

本発明の目的は、大型化を抑制しつつ、外槽の重量を変化させて外槽の振動を抑制することができるドラム式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】

【0006】

上記目的を達成する本発明のドラム式洗濯機は、
水を溜める外槽と、前記外槽に内包されたドラムと、前記外槽に溜めた水を外部に排出する排水弁と、前記ドラムの回転速度を検知する回転数センサと、前記外槽に溜めた水量を検知する水位センサと、前記排水弁の開閉を制御する制御部と、備えたドラム式洗濯機において、
前記外槽の内部空間を衣類から脱水された水の貯留部とする外槽水溜部を備え、
前記制御部は、前記外槽と前記ドラムとが同位相で共振する外槽共振区間の通過後から中速脱水区間では、前記水位センサで検知される水量が所定値以下の場合に前記排水弁を閉じるように制御し、高速脱水区間及び高速脱水区間への加速区間では、前記排水弁を開くように制御する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ドラム式洗濯機の大型化を抑制しつつ、外槽の重量を変化させて外槽の振動を抑制することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施例に係るドラム式洗濯機の斜視図である。

【図2】図１のドラム式洗濯機の内側構造を右側面側から見た断面図である。

【図3】本発明のドラム式洗濯機における脱水工程時のドラム回転数制御の一実施例に係るタイムチャートである。

【図4】本発明のドラム式洗濯機における脱水工程時の回転数と外槽振動変位との関係を、外槽重量をパラメーターとして描いた模式図である。

【図5】本発明の実施例１に係る脱水工程時における排水弁の制御フローである。

【図6】本発明の実施例１に係る脱水工程時の外槽水溜部の水量変化のタイムチャートである。

【図7】本発明の実施例２に係る脱水工程時における排水弁の制御フローである。

【図8】本発明の実施例２に係る脱水工程時における排水弁の制御フローである。

【図9】本発明の実施例３に係るドラム式洗濯機の内側構造を右側面側から見た断面図である。

【図10】本発明の実施例３に係るドラム式洗濯機の脱水工程時における前方排水弁および後方排水弁の制御フローである。

【図11】本発明に係るドラム式洗濯機の制御部の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

ドラム式洗濯機は、水を溜める外槽と、外槽に内包され回転可能なドラム（内槽または洗濯兼脱水槽）と、外槽とドラムとを内包する筐体とを備えており、外槽と筐体とはダンパやコイルばねで弾性支持されている。衣類の脱水運転時には、ドラムを高速回転させ、遠心力により脱水を行うため、ドラム内の衣類の分布に偏りが生じると外槽に振動が発生する。ドラムの回転数は、外槽とドラムとが一体となって共振する外槽共振を通過した後、衣類分布の偏り量を小さくするために中速脱水区間（例えば９００ｒ／ｍｉｎ）で一定時間脱水する中速脱水区間に向かって加速させる。十分に衣類の水分を脱水した後、さらに高速脱水区間（例えば１２００ｒ／ｍｉｎ）までドラムを加速させ、一定時間脱水した後にドラムを減速させ、脱水工程が終了する。

【0010】

中速脱水区間以下の回転数では外槽とドラムとが一体となって振動するため、外槽の重量を増加させることで振動を抑制できる。一般的には、ウエイトを外槽に設け、外槽の質量を大きくする方法が用いられている。しかし、高速脱水区間よりもさらに高い回転数では、外槽とドラムとが逆位相で共振する回転数（逆相固有振動数）が存在するため、外槽の重量が大きいほど、ドラムと外槽とが逆位相で共振する回転数が低下し、高速脱水区間が共振の裾野と重なり、振動が増加する可能性が生じる。特にドラム内の衣類が多い場合は外槽の重量が想定よりも大きくなるため、高速脱水区間での振動が顕著となる。

【0011】

本発明に係る実施例では、大型化を抑制しつつ、外槽の重量を変化させて外槽の振動を抑制することができる。さらに、使用水量を増加させることなく、外槽共振後から中速脱水区間以下の回転数では外槽の質量を増加させ、高速脱水区間では外槽の質量を減少させるよう排水弁を制御することで、中速脱水区間の回転数と高速脱水区間の両方で振動を抑制することができる。

【0012】

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
［実施例１］
図１は本発明におけるドラム式洗濯機１００の斜視図、図２はドラム式洗濯機１００の内部構造を示す側面図をそれぞれ示す。図１および図２を用いて、ドラム式洗濯機１００の構成および動作を説明する。

【0013】

図１に示すドラム式洗濯機１００の外郭を構成する筐体１は、ベース１ａの上に取付けられており、左右の側板１ｂ（図１では右の側板のみを図示）、前面カバー１ｃ、背面カバー１ｄ（図２参照）、上面カバー１ｅ、および下部前面カバー１ｆで構成されている。上面カバー１ｅには、水道栓からのドラム式洗濯機１００に給水するための給水ホース接続口３０が設けられている。筐体１は、ベース１ａを含めて箱状の外枠を形成し、外枠として十分な強度を有している。

【0014】

ドア２は、前面カバー１ｃの略中央に設けた、衣類を出し入れするための投入口（図示せず）を塞ぐためのもので、前面カバー１ｃに設けたヒンジで開閉可能に支持されている。ドア２は、ドア開放取手２ａを引くことでロック機構（図示せず）が外れて開き、ドア２を前面カバー１ｃに押し付けることでロックされて閉じる。前面カバー１ｃは、後述する外槽１１の開口部と略同心に、衣類を出し入れするための円形の開口部を有している。

【0015】

筐体１の上部に設けた操作・表示パネル３は、電源スイッチ４、操作スイッチ５、表示器６を備える。操作・表示パネル３は筐体１の上部に設けた上補強部材１３（図２参照）に取り付けられている制御部７（図２参照）に電気的に接続されている。制御部７には冷却ファン（図示せず）が取付けられている。また、制御部７は、洗濯機の運転を記録可能なメモリ７ｂ（図１１参照）を備えている。ベース１ａの近傍には、排水を行うための排水ホース１４が取付けられている。

【0016】

図２に示すドラム式洗濯機１００の筐体１の内部には、水を溜める外槽１１が設けられる。外槽１１の上部には、外槽１１の姿勢を保持するために、コイルばねで構成された二組の懸架装置８で、筐体１に接続されている。外槽１１の下部は、筐体１に取り付けられた複数本の防振ダンパ２４で、筐体１に接続されている。防振ダンパ２４と外槽１１及び筐体１との接続部は、回転可能な状態で取り付けられる。防振ダンパ２４の本数は、２本以上あればよく、その構成は図２の構成に限定されない。

【0017】

外槽１１は、衣類を収納するためのドラム２１を内包する。外槽１１は、その後側（背面側）に、ドラム２１を回転させるためのモータ２２を備える。モータ２２は、回転軸となるシャフト２２ａが外槽１１を貫通してドラム２１と結合されるように、構成されている。モータ２２が駆動すると、ドラム２１は、正転（ドラム式洗濯機１００を正面から見て左回り）、逆転（ドラム式洗濯機１００を正面から見て右回り）の両方向に回転駆動される。図２に示すドラム２１の回転軸Ａｚは、ドラム式洗濯機１００の前方から後方に向けて水平または、奥側が下になるように傾斜している。なお、図２は奥側が下になるように傾斜した例を示している。モータ２１には回転速度を検知する回転数センサ１０が設けられている。

【0018】

ドラム２１の内周面には、ドラム２１内の洗濯水を外槽１１に排水するための複数個の脱水孔２１ｂや、ドラム２１の周方向に間隔をおいて、ドラム２１内に投入された衣類を持ち上げるための複数個（図２では１個のみを図示）のバッフル２３が設けられている。バッフル２３は、ドラム２１の前後方向に延在している。

【0019】

ドラム２１の前端には、円筒状の流体バランサ２１ｃが設けられている。外槽１１は、前方を開口として、後方を閉じた有底の略円筒を形成している。この外槽１１の開口部と筺体１の投入口とは、前後方向に伸縮しやすいベローズ１６により接続される。ベローズ１６は、環状のパッキンであり、ドア２を閉めることで外槽１１を水封する。また、筐体１の投入口、外槽１１の開口部及びドラム２１の開口部は連通しており、ドア２を開くことでドラム２１内への衣類の出し入れが可能となる。なお、外槽１１は、開口部を含む側と、モータ２２の取り付けられる側とに分割することができる。

【0020】

外槽１１の下部には、洗濯水や衣類から脱水された水を貯蓄する外槽水溜部１１ａが備えられている。外槽水溜部１１ａは、外槽１１の内部空間を利用して構成され、外槽１１の内部空間との間を仕切る仕切り等は設けられていない。また、外槽１１の下部の内部空間に外槽水溜部１１ａを設けるために、外槽１１の周壁１１ｃとドラム２１の周壁２１ｄとの間の隙間ｄは、ドラム２１下方の外槽水溜部１１ａの部位における隙間の方がドラム２１の上方における隙間よりも大きい。

【0021】

外槽水溜部１１ａに備えられた排水口１９は、内部排水ホース１４と接続されている。糸くず捕集ボックス１７には、洗濯水を循環させるための循環ポンプ２０が設けられており、循環経路２０ａを介して水をドラム２１内に散布する。外部排水ホース１５には排水弁１５ａが設けられ、排水弁１５ａを閉じて給水することで外槽１１に水を溜め、排水弁１５ａを開いて外槽１１内の水を機外へ排出する。外槽１１内に溜められた水の水位は水位センサ２５によって検知される。制御部７は、水位センサ２５によって検知される水位に基づいて、給水量を制御する。本実施例及び後述する実施例２における水位センサ２５は、外槽１１内にかかる圧力が液面の高さに比例することを利用した差圧式のものであるが、その構成は差圧式のものに限定されない。

【0022】

さらに外槽１１の下部には、外槽１１の振動を検知する外槽振動検知部１８が設けられており、外槽１１の振動変位が予め設定したしきい値を超えると、ドラム２１の回転を一時停止させ、衣類アンバランスを修正して脱水工程のやり直しを行う。振動変位がしきい値以下の場合のみ回転速度を上昇させ、過大な振動の発生を抑制している。

【0023】

上記構成を備えたドラム式洗濯機１００の動作を説明する。
上記のように構成されたドラム式洗濯機１００は、まず利用者が電源スイッチ４を押すことで起動する。そして、利用者は、ドア開放取手２ａを引き、ドア２を開いてドラム２１内に衣類を投入する。そして、利用者はドア２を閉じた後、操作スイッチ５を操作することでドラム式洗濯機１００の運転を開始する。

【0024】

運転が開始されると、ドラム２１が回転して注水前の衣類容量を算出する。衣類容量は、モータ２２の回転数と電流値とに基づいて算出される。このとき、衣類容量が多い程、モータ２２に加わる負荷が大きくなり、電流値が大きくなる。衣類容量は、この電流値に基づいて判定される。そして、衣類容量に基づいて、投入する洗剤量が表示器６に表示される。このとき、算出した衣類容量が多い程、投入する洗剤量も多くなる。利用者は、表示器６の表示を確認して、洗剤容器１２内に所定量の洗剤量を投入して、洗い工程を開始する。

【0025】

洗い工程では、給水弁３２を開いて給水ホース接続口３０から供給した水を、内部給水ホース３１および洗剤容器１２を介して、洗剤と共に外槽１１内に供給する。このとき、算出した衣類容量が多い程、洗い工程での給水量が多くなる。このとき、循環ポンプ２０内で未溶解の洗剤と水とが撹拌される。これにより、効率よく洗剤が溶かされ、高濃度の洗剤液が生成される。この動作が所定時間実行された後、ドラム２１は正転、停止、逆転、停止を繰り返す洗い動作を所定時間行う。このとき、衣類がバッフル２３によって持ち上げられて落下する動作が繰り返されることで、衣類の洗浄が行われる。洗い工程の後、脱水工程が実行される。本実施例における脱水工程の動作は、別途下記で説明する。

【0026】

脱水工程の後、すすぎ工程が実行される。このすすぎ工程では、給水弁３２を開いて給水ホース接続口３０から供給した水を、給水ホース３１および洗剤容器１２を介して、外槽１１内に供給する。また、洗い工程と同様に、算出した衣類容量が多い程、給水量が多くなる。このすすぎ工程では、洗い工程と同様に、ドラム２１の正転、停止、逆転、停止の動作が繰り返される。このとき、バッフル２３によって持ち上げられた衣類を落下させる攪拌動作が所定時間実行される。その後、脱水工程およびすすぎ工程を所定回数繰り返し、最終脱水工程に移行する。

【0027】

本実施例の脱水動作を図３乃至図５を用いて説明する。
図３は脱水工程におけるドラム２１の回転数のタイムチャートを示す。
脱水工程では、ドラム２１の回転数を、ドラム２１の内周面に衣類を広げながら張り付ける低速回転区間（ｔ１～ｔ２）と、外槽共振区間（ｔ２～ｔ３）と、筐体共振区間（ｔ３～ｔ４）と、筐体共振後区間（ｔ４～ｔ５）とを通過させながら、中速脱水区間（ｔ５～ｔ６）まで上昇させる。このとき、衣類に含まれる水が遠心脱水される。中速脱水区間で衣類に含まれる水を十分に脱水した後、ドラム２１の回転数は高速脱水区間まで高められ（ｔ６～ｔ７）、さらに衣類に含まれる水が脱水される。

【0028】

低速回転区間では、ドラム２１の回転数をω_０（例えば５０ｒ／ｍｉｎ）まで上昇させる。このとき、洗い工程で水を含んだ衣類がドラム２１の回転時にバッフル２３によって持ち上げられ、衣類が落下する際にドラム２１の内周面に広げられる。ドラム２１の回転数がω_０に到達したら、ω_０におけるアンバランスを検知するため、ドラム２１をω_０でＴ１（例えば１０秒）時間運転する。

【0029】

低速回転区間のアンバランス検知は、回転変動の大きさによって判定する。なお、回転変動は、例えば、ドラム２１が１回転する際、衣類をドラム２１の下方から上方に持ち上げる速度（最低速度）と、衣類をドラム２１の上方から下方に下げる速度（最高速度）との差分から求められる。回転変動が小さければ小さいほど、バランスがとれていることが確認できる。ω_０のアンバランス検知において、回転変動が予め設定した閾値以下であると判定された場合には、ドラム２１の回転数がω_０からω_１（例えば８０ｒ／ｍｉｎ）に高められる。

【0030】

ドラム２１の回転数がω_１に到達したら、アンバランス検知を行うため、ω_１でＴ２（例えば５秒）時間運転する。なお、ω_０とω_１とは、衣類の張り付き具合を検知する回転数であり、ω_０は衣類がドラム２１の内周面に張り付き始める回転数、ω_１は衣類がドラム２１の内周面に完全に張り付く回転数である。

【0031】

ω_１で所定時間運転した後、ω_１のアンバランス検知において、回転変動が予め設定した閾値以下であると判定した場合には、ドラム２１の回転数がω_２（例えば４００ｒ／ｍｉｎ）まで高められる。このとき、ドラム２１の回転数は外槽１１の共振区間を通過する。外槽１１の共振区間を通過する際、外槽１１の振動変位が所定値よりも小さい場合は、ドラム２１の回数数はω_３（例えば６００ｒ／ｍｉｎ）まで高められる。このとき、ドラム２１の回転数は筐体１の共振区間を通過する。

【0032】

ドラム２１の内周面に張り付いた衣類のアンバランスが大きい場合、ドラム２１の回転変動や、外槽１１の振動変位は予め設定された閾値よりも大きくなる。この場合、ドラム２１の回転数を低下、またはドラム２１の回転を停止して、ドラム２１の正転と逆転とを繰り返すほぐし動作や、注水が行われ、衣類のアンバランスを修正する動作が行われる。

【0033】

ドラム２１の回転数が筐体１の共振区間を通過する際、外槽１１の振動振変位が所定値よりも小さい場合は、ドラム２１は中速脱水区間の回転数ω_４（例えば９００ｒ／ｍｉｎ）まで加速される（筐体共振後区間）。中速脱水区間では、ドラム２１はＴ３（例えば１８０秒）で所定時間運転される。

【0034】

中速脱水区間で衣類の水分を十分に脱水することで衣類のアンバランスは小さくなる。この状態で、ドラム２１は高速脱水区間の回転数ω_５（例えば１２００ｒ／ｍｉｎ）まで加速される。

【0035】

高速回転区間では、ドラム２１はＴ４（例えば２００秒）で所定時間運転される。その後、ドラム２１の回転数は０ｒ/ｍｉｎまで下げられ（ｔ８以降）、脱水工程は終了する。

【0036】

上記の脱水工程における外槽１１の重量と振動変位の関係を図４に示す。
外槽１１の重量が高いほど、中速脱水区間では外槽１１の振動変位は小さくなるが、高速脱水区間では外槽１１とドラム２１が逆位相で共振する回転数が低下し、共振の裾野と重なることで外槽１１の振動変位は増加する特性を持つようになる。そのため、中速脱水区間では外槽１１の重量を大きくし、高速脱水区間では重量を小さくすることが望ましい。脱水工程において、排水弁１５ａを閉じることで、衣類から脱水された水を外槽水溜部１１ａに貯留して外槽１１の重量を増加させることができ、排水弁１５ａを開いて外槽水溜部１１ａに貯留した水を排水することで、外槽水溜部１１ａに水を貯留した状態よりも外槽１１の重量を低減することができる。

【0037】

以上のことから、ドラム２１の回転数に応じて排水弁１５ａを開閉することで、外槽１１内の残留水量を制御し、外槽１１の重量を可変することが外槽１１の振動抑制に有効となる。

【0038】

脱水工程における排水弁１５aの制御による外槽水溜部１１aの水量変化を図５及び図６を用いて説明する。図５では脱水工程における排水弁１５ａの制御フローを示し、外槽水溜部１１ａの水量変化の模式図を図６に示す。なお、図５の制御フローは制御部７において実行される。

【0039】

脱水工程が開始されると、制御部７は、ドラム２１の回転数を上昇させ（Ｓ１０１）、外槽１１の共振区間を通過させる（Ｓ１０２）。脱水工程開始から外槽１１の共振区間通過までの間は、衣類の含水量が多いことや、ドラム加速中は一定回転時に比べて脱水量が増える観点から、外槽水溜部１１ａの水量が急増し、回転しているドラム２１と水面とが触れることでモータ２２の負荷が増加する恐れがあるため、外槽１１の共振区間通過前では排水弁１５ａを開いておく方が望ましい。

【0040】

制御部７は、外槽１１の共振区間を通過後、排水弁１５ａを閉じることで、衣類から脱水された水分を外槽１１内に貯留して外槽１１の重量を増加させるように、排水弁１５ａを制御する。この時、水位センサ２５で検知した外槽水溜部１１ａの残留水量が所定値Ａ（例えば、２Ｌ）より大きいと判定（Ｓ１０５）された場合には、排水弁１５ａを開き（Ｓ１０６）、外槽１１内の水を外部に排出する。水位が所定値Ａよりも小さい場合には排水弁１５ａを閉じる（Ｓ１０７）ため、外槽１１内の水位が所定値Ａに収束する制御となる。

【0041】

しかし、衣類から脱水される水量が排水弁１５ａを開くことによって排出される水量を上回る場合では、排水弁１５ａを開いても外槽１１内の水位が減少しないため、所定値Ａに収束せず、回転するドラム２１と水面とが触れる恐れがある。そのため、所定値Ａは、ドラム２１と水面とが触れる水位である限界水量（例えば、３Ｌ）よりも小さい値を設定することが望ましい。外槽水溜部１１ａの残留水量の質量で外槽１１の重量を増加させ、外槽１１の振動変位を抑制することができる。中速脱水区間に到達するまで（Ｓ１０８）、ドラム２１の回転数を上昇させ（Ｓ１０４）、Ｓ１０５～Ｓ１０７を繰り返す。

【0042】

中速脱水区間到達（Ｓ１０８）後は、一定時間Ｔ３の間、中間脱水区間（Ｓ１０９）を継続する。

【0043】

高速脱水区間よりも高い回転数には、外槽１１とドラム２１とが逆位相で共振する回転数が存在する。外槽１１の重量が増加することによってこの共振回転数が低下し、高速脱水区間がこの共振の裾野と重なるようになる。このため、外槽１１の振動が増加することから、高速脱水区間では外槽１１の重量を小さくすることが望ましい。すなわち、高速脱水区間への加速区間では、排水弁１５ａを開き（Ｓ１１０）、外槽水溜部１１ａの残留水量を減少させることで、外槽１１の重量を小さくすることが有効となる。

【0044】

高速脱水区間到達（Ｓ１１３）後は、排水弁１５ａを開いた状態で一定時間Ｔ４の間、脱水を継続する（Ｓ１１４）。その後、ドラム２１を停止させ（Ｓ１１５）、脱水工程を終了する。

【0045】

上述した本実施例のドラム式洗濯機１００は、水を溜める外槽１１と、外槽１１に内包されたドラム２１と、外槽１１に溜めた水を外部に排出する排水弁１５ａと、ドラム２１の回転速度を検知する回転数センサ１０と、外槽１１に溜めた水量を検知する水位センサ２５と、排水弁１５ａの開閉を制御する制御部７と、外槽１１の内部空間を衣類から脱水された水の貯留部とする外槽水溜部１１ａと、を備える。制御部７は、外槽１１とドラム２１とが同位相で共振する外槽共振区間の通過後から中速脱水区間では、水位センサ２５で検知される水量が所定値以下の場合に排水弁１５ａを閉じるように制御し、高速脱水区間及び高速脱水区間への加速区間では、排水弁１５ａを開くように制御する。

【0046】

［実施例２］
実施例２は、実施例１と基本構成は同様であり、高速脱水区間への加速区間における排水弁１５ａの開閉の制御方法が異なる。

【0047】

高速脱水区間への加速区間における排水弁１５ａの開閉制御は、外槽振動検知部１８で検知した外槽１１の振動変位に基づいて行っても良い。中速脱水区間以降における、外槽１１の振動変位を用いた排水弁１５ａの制御フローを図７に示す。なお、図７の制御フローは制御部７において実行される。

【0048】

中速脱水区間到達後、一定時間Ｔ３の間、脱水を継続し（Ｓ１０９）、高速脱水区間までドラム２１を加速させる。この時、中速脱水区間における外槽１１の振動変位と高速脱水区間への加速区間中の外槽１１の振動変位との差分が、ある所定値Ｂを超える場合は、外槽１１とドラム２１とが逆位相で振動する共振の裾野であると判定する（Ｓ１１６）。共振の裾野と判定した場合は、排水弁１５ａを開き（Ｓ１１７）、外槽１１の重量を小さくすることで、逆位相で振動する共振回転数を高くし、外槽１１の振動を抑制する。また、実施例１と同様に外槽水溜部１１ａの水量が所定値Ａよりも小さいかを同時に判定し（Ｓ１１６）、水量が所定値Ａを超える場合は、排水弁１５ａを開くよう制御する（Ｓ１１７）。

【0049】

上記のように、高速脱水区間への加速区間で、外槽１１の振動変位に基づいて排水弁１５aを制御することで、排水弁１５ａを適切なタイミングで開くことができるため、外槽１１の重量が十分に小さく高速脱水区間でも共振の裾野とならない場合では、外槽１１の振動変位を抑制できる。高速脱水区間に到達（Ｓ１１３）後も、一定時間Ｔ４が経過するまで（Ｓ１１８）、Ｓ１１６の判定を繰り返す。一定時間Ｔ４が経過した後、排水弁１５ａを開き（Ｓ１１９）、ドラム２１を停止させ（Ｓ１１５）、脱水工程を終了する。

【0050】

上述した本実施例のドラム式洗濯機１００は、外槽１１の振動を検知する外槽振動検知部１８を備え、制御部７は、外槽振動検知部１８の出力に基づいて、高速脱水区間及び高速脱水区間への加速区間において、排水弁１５ａの開閉制御を行う。

【0051】

高速脱水区間への加速区間での排水弁１５ａの開閉制御は、外槽１１の振動変位の代わりに、運転開始時に検知した衣類容量に基づいて行っても良い。例えば、衣類容量が多い場合には、衣類容量が少ない場合と比較して、低い回転数で共振の裾野となる。ゆえに、衣類容量から共振の裾野となる回転数を推定でき、外槽１１の振動変位に基づいて排水弁１５ａの制御を行った場合と同様にして、排水弁１５ａを適切なタイミングで開くことができる。

【0052】

中速脱水区間以降における、衣類容量に基づく排水弁１５ａの制御フローを図８に示す。なお、図８の制御フローは制御部７において実行される。

【0053】

図８に示す制御フローでは、図７の制御フローと比較して、Ｓ１１７で排水弁１５ａを開くＳ１１６の条件が異なる。

【0054】

中速脱水区間に到達してから一定時間Ｔ３経過（Ｓ１０９）した後、運転開始時に検知した衣類容量が所定値Ｃよりも大きい場合に、制御部７は、衣類容量の重量によって逆位相で共振する回転数が低下しているものと判定し、排水弁１５ａを開くように制御する（Ｓ１１７）。排水弁１５ａを開くことで、外槽水溜部１１ａ内の水が排出され、外槽１１の重量が小さくなることで、逆位相で共振する回転数の低下が抑制される。このために衣類量検知部４１（図１１参照）が設けられる。

【0055】

また、実施例１と同様に、外槽水溜部１１aの水量が所定値Ａよりも小さいかを同時に判定する（Ｓ１１６）。水量が所定値Ａを超える場合に、制御部７は排水弁１５ａを開くよう制御する（Ｓ１１７）。

【0056】

上記の通り、脱水工程において、ドラム２１の回転数及び外槽水溜部１１aの水量に応じて排水弁１５ａの開閉を制御することで、外槽１１の重量を変化させ、中速脱水区間および高速脱水区間の両方で、外槽１１の振動を抑制することができる。

【0057】

上述した本実施例のドラム式洗濯機１００は、衣類量を検知する衣類量検知部４１を備え、制御部７は、衣類量検知部４１の結果に基づいて、高速脱水区間及び高速脱水区間への加速区間において、排水弁１５ａの開閉制御を行う。

【0058】

［実施例３］
実施例３では、実施例１と基本構成は同様であり、外槽１１で洗濯水を貯蓄する空間である水溜部に仕切り１１ｂが設けられている点と、脱水工程での排水弁１５ａの制御手法とが異なる。

【0059】

実施例３におけるドラム式洗濯機１００の内部構造の側面図を図９に示す。なお、外槽１１の下部に設けられる防振ダンパ２４は簡潔化のため、図示を省略している。

【0060】

仕切り１１ｂは、脱水工程中に脱水された水分を分割するように外槽１１の外槽水溜部１１aに設けられる。ここで仕切り１１ｂの形状は、外槽水溜部１１a内の水によるスロッシングの固有振動数を考慮すると良い。スロッシングの固有振動数は外槽水溜部１１aの形状と水深とによって決定され、開発段階で把握可能である。そのため、外槽１１の共振区間通過後にドラム２１の回転周波数とスロッシングの固有振動数とが一致しない形状となるように、仕切り１１ｂの形状や寸法、配置位置を決定することが望ましい。

【0061】

加えて、仕切り１１ｂは外槽水溜部１１aを前後方向に分割するように設けられており、分割された前方の空間（前方水溜部）１１a１には排水ホース（前方排水ホース）１４ｂと前方排水弁１５ｂとが設けられ、後方の空間（後方水溜部）１１a２には排水ホース（後方排水ホース）１４ｃと後方排水弁１５ｃとが設けられているため、前方の空間と後方の空間とで残留水量、すなわち重量が片寄るように水を貯留することができる。

【0062】

以下に、脱水工程における前方排水弁１５ｂと後方排水弁１５ｃとの開閉制御を説明する。外槽１１の共振区間通過後から中速脱水区間において、実施例１と同様に外槽水溜部１１ａの水量が所定値Ａより小さい条件では、前方排水弁１５ｂ及び後方排水弁１５ｃを閉じるよう制御する。この制御によって外槽水溜部１１a内に衣類から脱水された水を貯留し、外槽１１の重量を大きくすることで、外槽１１の振動変位を抑制できる。

【0063】

中速脱水区間到達以降における前方排水弁１５ｂと後方排水弁１５ｃとの開閉制御を、図１０を用いて説明する。図１０は、実施例３に係るドラム式洗濯機１００の脱水工程時における前方排水弁１５ｂおよび後方排水弁１５ｃの制御フローを示す。なお、図１０の制御フローは制御部７において実行される。

【0064】

ドラム２１は、外槽１１に固定されたモータ２２のシャフトを介して接続される片持ち構造となっており、外槽１１に同じ重量を増加させる際、外槽１１の前方を増加させた場合と後方を増加させた場合とでは、前方を増加させた方が逆位相の共振回転数の低下が大きく、後方を増加させた場合では低下が小さくなる。以上のことから、中速脱水区間よりも高い回転数領域では、外槽水溜部１１ａの前方よりも後方に水を溜める方が望ましい。

【0065】

そのため制御部７は、中速脱水区間で一定時間Ｔ３の間、脱水（Ｓ１０９）を行った後、前方排水弁１５ｂを開き（Ｓ１２０）、外槽水溜部１１ａの前方に貯蓄した水を減少させることで、外槽１１の前方の重量を小さくするように制御する。次に、外槽水溜部１１ａの水量が所定値Ａ’よりも小さい条件下（Ｓ１２１）では、後方排水弁１５ｃを閉じる（Ｓ１２２）ことで外槽１１の後方に水を貯留し、逆位相の共振回転数の低下を防止しながらも、高い回転数領域で貯留した水を用いて外槽１１の重量を増加させて振動を抑制することができる。所定値Ａ’よりも水量が大きいと判定された場合（Ｓ１２１）には、後方排水弁１５ｃを開くことで外槽水溜部１１ａの後方に貯蓄した水を機外に排水し、ドラム２１と水面とが接触することを防止する。なお、所定値Ａ’は所定値Ａと同様、水面とドラム２１とが接触する限界水量よりも小さい値に設定される。

【0066】

特に、ドラム２１の後方位置に衣類アンバランスが発生する条件では、外槽１１の後方に主に加振力が加わる。この場合、外槽水溜部１１ａの後方に貯留した水によって、高い回転数領域においても外槽１１の振動変位を抑制することが有効である。

【0067】

高速脱水区間に到達（Ｓ１１３）するまで、Ｓ１２１の判定と排水弁１５ｃの開閉制御とを繰り返しながらドラム２１を加速させる（Ｓ１１２）。高速脱水区間到達（Ｓ１１３）後は一定速度で時間Ｔ４の間、脱水（Ｓ１１８）し、その間もＳ１２１の判定と排水弁１５ｃの開閉制御とを繰り返す。

【0068】

高速脱水区間での脱水を終えた後は、後方排水弁１５ｃを開き（Ｓ１２４）、外槽水溜部１１ａ内の水を機外に排出しながら、ドラム２１の回転速度を停止するまで減少させ（Ｓ１１５）、脱水工程を終了する。

【0069】

上述した本実施例のドラム式洗濯機１００は、下記の特徴を有する。

【0070】

外槽水溜部１１ａは、水の貯留部を複数の区画に区分する仕切り１１ｂを有する。
仕切り１１ｂは、外槽水溜部１１ａを前方水溜部１１ａ１と後方水溜部１１ａ２とに分けるように設けられる。前方水溜部１１ａ１は、前方水溜部１１ａ１に溜められた水を排水する前方排水弁１５ｂを有する。後方水溜部１１ａ２は、後方水溜部１１ａ２に溜められた水を排水する後方排水弁１５ｃを有する。

【0071】

また、上記の前方排水弁１５ｂと後方排水弁１５ｃとの制御フローは一例であり、上記の制御フローに限定されない。例えば、上記の制御手法に加えて、図７の排水弁１５ａの制御フローと同様に、中速脱水区間で検知した振動変位と高速脱水区間への加速区間で検知した振動変位との差分を考慮して、前方排水弁１５ｂおよび後方排水弁１５ｃの開閉を制御しても良い。

【0072】

この場合、ドラム式洗濯機１００は外槽１１の振動を検知する外槽振動検知部１８を備え、前方排水弁１５ｂと後方排水弁１５ｃとは、外槽振動検知部１８の出力値に基づいて、開閉制御される。

【0073】

或いは、図８の排水弁１５ａの制御フローと同様に、衣類容量を考慮して、前方排水弁１５ｂおよび後方排水弁１５ｃの開閉を制御しても良い。

【0074】

例えば、衣類容量や含水量が大きく外槽１１の重量が大きくなるために、逆位相の共振回転数が低下することによって振動が増加する条件では、高速脱水区間への加速区間で後方排水弁１５ｃを開くことによって、さらに逆位相の共振回転数が低下することを防ぐことができる。また、衣類容量や含水量が小さく逆位相の共振回転数の低下が起こらない条件に対しては、高速脱水区間への加速区間および高速脱水区間で前方排水弁１５ｂを閉じたままとすることで外槽１１の重量を増加させ、さらに振動を抑制することができる。

【0075】

図１１に、上述した実施例で使用される制御部７の構成を示す。なお、図１１では、図５，７，８，１０の制御フローに関連する機器のみを図示する。
制御部７は、少なくともＣＰＵ１１ａとメモリ１１ｂとを有し、上述した各制御フローを実行する。メモリ１１ｂは制御プログラムや脱水運転における回転速度及び時間等を記憶する。

【0076】

制御部７には時間を計測するためのタイマー４０、回転センサ１０及び水位センサ２５等が接続される。制御部７は、タイマー４０、回転センサ１０、水位センサ２５、外槽振動検知部１８、及び衣類量検知部４１等から、上述した制御フローを実行するために必要な情報を得る。なお、外槽振動検知部１８は実施例２の図７で説明した制御フローに必要な構成であり、この制御フローを実施しない場合は不要である。また、衣類量検知部４１は実施例２の図８で説明した制御フローに必要な構成であり、この制御フローを実施しない場合は不要である。

【0077】

また制御部７には、制御対象として、モータ２２、排水弁１５ａ、前方排水弁１５ｂ、後方排水弁１５ｃ等が接続される。排水弁１５ａは実施例１及び実施例２で使用される排水弁であり、前方排水弁１５ｂおよび後方排水弁１５ｃは実施例３で使用される排水弁である。従って、実施例１及び実施例２のドラム式洗濯機１００は、前方排水弁１５ｂおよび後方排水弁１５ｃは必要なく、排水弁１５ａを制御対象として備えていればよい。実施例３のドラム式洗濯機１００は、排水弁１５ａは必要なく、前方排水弁１５ｂおよび後方排水弁１５ｃを制御対象として備える。

【0078】

なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0079】

７…制御部、１０…回転数センサ、１１…外槽、１１ａ…外槽水溜部、１１ａ１…前方水溜部、１１ａ２…後方水溜部、１１ｂ…仕切り、１５ａ…排水弁、１５ｂ…前方排水弁、１５ｃ…後方排水弁、１８…外槽振動検知部、２１…ドラム、２５…水位センサ、４１…衣類量検知部、１００…ドラム式洗濯機。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】