JPH09140986A - 遠心脱水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱水運転時の洗濯物のアンバランスによる異
常振動を防止する。 【解決手段】 ドラム５４は、重錘６０が付加されるこ
とにより偏荷重を有する。板状部材５９により、重錘６
０近傍ではドラム５４内周壁から水平回転軸までの距離
が実質的に短くなっている。洗濯物は脱水により重量が
減少するが重錘６０の重量は変化しないから、脱水前
に、重錘６０に１８０°対向する位置近辺に多くの洗濯
物を分散配置することにより脱水後にバランスがとれる
ようにする。ドラム５４を低速度で回転するとき、洗濯
物に作用する遠心力が小さい、板状部材５９の内側には
洗濯物が配置されず、逆に１８０°対向する位置付近に
洗濯物が集まり易い。この結果、偏荷重が所望の状態に
なるように洗濯物を配置することが容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、籠状のドラム内部
に衣類等の洗濯物を収容し、そのドラムを水平軸を中心
に高速で回転させることによって洗濯物の脱水又は洗浄
用溶剤の脱液を行なう遠心脱水装置に関する。

【０００２】ドラム式遠心脱水装置は、洗浄後の衣類等
の洗濯物を籠状のドラムの内部に収容し、そのドラムを
水平軸を中心に高速で回転させる構造となっている。こ
の種の遠心脱水装置における大きな問題点の一つは、洗
濯物がドラムの内周壁面に均等に分散していない状態で
ドラムを高速回転させると、回転軸回りの質量分布のア
ンバランスによって異常振動や異常騒音が発生すること
である。

【０００３】このような問題点を解決することを目的と
した遠心脱水装置が従来から提案されている。例えば、
特開平６−２５４２９４号公報に記載の遠心脱水装置で
は、ドラム高速回転による脱水運転を行なう前にドラム
低速回転によってドラム内部の洗濯物を均等に分散配置
させる方法が開示されている。より詳しくは、まず極く
短時間ドラムを低速で回転させ、次いでその回転速度よ
りは若干速いが脱水運転時の回転速度よりは充分に遅い
回転速度でドラムを回転させるという２段階の回転制御
を組み合わせることにより洗濯物の分散化を行なう。

【０００４】また、この従来技術では、洗濯物のアンバ
ランスを検出する手段として装置の台座の部分に振動監
視センサを設置し、ドラムの回転速度を脱水運転を行な
うための高速回転速度にまで上昇させたときに振動監視
センサが異常振動を検知すると、その回転速度を下げる
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のようなドラムの回転制御方法を用いても、１回
のドラム低速回転によって確実に洗濯物が均等に分散配
置されるとは限らない。ドラム低速回転による洗濯物の
分散化を試みた後にドラムを高速で回転させ、異常振動
が発生する場合には、再び低速回転による分散化を実行
しなければならない。このようにドラム低速回転による
洗濯物の分散化とドラム高速回転によるアンバランスの
検出とを複数回繰り返した場合、結果的に脱水行程に長
時間要してしまうという問題が生じる。

【０００６】更には、上記従来技術の如く洗濯物が均等
に分散するようにドラムを回転させると、特に長尺物の
衣類がドラムの中心部に位置したまま絡みが進み、いわ
ゆる引き裂き現象を生じさせる場合がある。そして、こ
の状態で脱水運転を続行すると、洗濯物の破れ事故を引
き起こす可能性もある。

【０００７】本出願人は、上記問題を解決するための遠
心脱水装置を特願平７−１１３６２８号において提案し
ている。この新しい遠心脱水装置では、予めドラム自体
が偏荷重を有するべく内周壁面の一部に重錘が付加さ
れ、そのドラム自体の偏荷重を含めた偏荷重の大きさと
位置とが所定の如くなるように洗濯物が再配置される。
詳しくは後述するが、この装置によれば、洗濯物の分散
配置に際し偏荷重の許容範囲が広がるため、分散配置が
容易になるという大きな効果を奏する。

【０００８】本発明は上記出願に係る遠心脱水装置を更
に改良したものであり、その目的とするところは、脱水
運転前に、脱水運転時に異常振動を発生しないような状
態に洗濯物の分散配置を迅速に行なうことにより、効率
的な脱水を行なうと共に、引き裂き現象による洗濯物の
破れを防止できる遠心脱水装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された第１の発明に係る遠心脱水装置は、籠状のド
ラム内部に衣類等の洗濯物を収容し、該ドラムを水平軸
を中心に回転させることによって該洗濯物の脱水又は洗
浄用溶剤の脱液を行なう遠心脱水装置において、 a)内周壁の一部に偏荷重を有すると共に、該偏荷重の位
置の周辺が内側に膨出した円筒形状のドラムと、 b)該ドラムを回転駆動するモータと、 c)前記ドラムに収容された洗濯物及び該ドラム自体が有
する偏荷重を合わせた偏荷重の大きさ及び位置を検出
し、該偏荷重の大きさが所定の範囲以内であり且つ該位
置がドラム自体が有する偏荷重に略１８０°対向する位
置の近傍であるか否かを判定する判定手段と、 d)ドラム自体が有する偏荷重が洗濯物に相対向する状態
から、該洗濯物に作用する遠心力が重力に勝るような回
転速度にまで該ドラムの回転速度を上昇させ、該回転速
度において偏荷重の大きさ及び位置が前記所望のとおり
であると判定された場合に、脱水又は脱液運転を行なう
ための回転速度で該ドラムを回転させるべく前記モータ
を制御する回転速度制御手段と、を備えることを特徴と
している。

【００１０】上記課題を解決するために成された第２の
発明に係る遠心脱水装置は、籠状のドラム内部に衣類等
の洗濯物を収容し、該ドラムを水平軸を中心に回転させ
ることによって該洗濯物の脱水又は洗浄用溶剤の脱液を
行なう遠心脱水装置において、 a)内周壁の一部に偏荷重を有すると共に、該偏荷重の位
置方向に回転軸がずれて設けられた円筒形状のドラム
と、 b)該ドラムを回転駆動させるモータと、 c)前記ドラムに収容された洗濯物及び該ドラム自体が有
する偏荷重を合わせた偏荷重の大きさ及び位置を検出
し、該偏荷重の大きさが所定の範囲以内であり且つ該位
置がドラム自体の偏荷重に略１８０°対向する位置の近
傍であるか否かを判定する判定手段と、 d)ドラム自体が有する偏荷重が洗濯物に相対向する状態
から、該洗濯物に作用する遠心力が重力に勝るような回
転速度にまで該ドラムの回転速度を上昇させ、該回転速
度において偏荷重の大きさ及び位置が前記所望のとおり
であると判定された場合に、脱水又は脱液運転を行なう
ための回転速度で該ドラムを回転させるべく前記モータ
を制御する回転速度制御手段と、を備えることを特徴と
している。

【００１１】更に、上記第１又は第２の発明に係る遠心
脱水装置において、前記回転速度制御手段は、偏荷重の
大きさ又は位置のいずれかが前記所望のとおりでないと
判定された場合には、前記ドラムを一旦停止するか又は
停止に近い回転速度まで低下させた後に、再び偏荷重の
判定を行なうための回転速度にまで該ドラムの回転速度
を上昇させるように前記モータを制御することを特徴と
している。

【００１２】なお、前記判定手段により偏荷重を判定す
るための回転速度は、前記ドラム内部の洗濯物に作用す
る遠心力と重力とが均衡する回転速度よりも若干速い回
転速度であることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】第１の発明に係る遠心脱水装置に
おけるドラムは、例えば、ドラムの内周壁の一部分に重
錘が付加されることにより偏荷重が与えられている。ド
ラムを高速で回転させる脱水運転により、洗濯物の重量
は減少するが重錘の重量は変化しない。そこで、脱水運
転後に重錘とバランスするように、脱水運転前には重錘
の位置に１８０°対向する位置を中心に洗濯物を分散配
置させる。従って、判定手段において偏荷重の大きさを
判定する基準である所定の範囲は、重錘の重量及び、脱
水運転による洗濯物の重量の減少度合いを勘案した上
で、脱水運転後に許容される偏荷重の大きさ、すなわち
異常振動を生じさせない許容範囲に基づいて予め設定さ
れている。

【００１４】判定手段は、例えば、モータを回転駆動す
るに際し流れるモータ電流の変動に基づいて偏荷重の大
きさ及びドラム内周壁上での位置を検出し、それらが上
述のように決められている所望の状態になっているか否
かを判定する。この偏荷重の検出及び判定は、ドラム内
部の全ての洗濯物が遠心力によりドラム内周壁面に押し
付けられた状態で回転しているときに行ない得る。

【００１５】初めドラムが停止している状態では、洗濯
物は重力によってドラムの底部に固まって積み重なって
いる。モータが起動されてドラムの回転が徐々に速くな
ると、各洗濯物に遠心力が作用し始める。このため、回
転の初期にはドラムの回転に伴って上方に持ち上げられ
た洗濯物は回転途中で下方に落下するが、回転速度が上
昇すると、ドラム内周壁面に張り付いている洗濯物に作
用する遠心力は重力に打ち勝ち、回転途中で落下せずに
ドラムと共に回転する。ところが、同一回転速度及び同
一重量を有する洗濯物に対してはドラムの回転軸に近い
位置にある方が作用する遠心力が小さいため、ドラムが
内側に膨出した部分に位置する洗濯物に作用する遠心力
は、その他のドラム内周壁面に位置する洗濯物に作用す
る遠心力よりも小さくなっている。

【００１６】従って、この膨出した部分に位置する洗濯
物は回転途中で落下し、それ以外のドラム内周壁面に位
置する洗濯物は落下せずに張り付いて回転するような回
転速度が存在する。この結果、重錘に１８０°対向する
ドラム内周壁付近には洗濯物が集中し易くなり、偏荷重
を上述したような所望の範囲に収めることが容易とな
る。

【００１７】また、第２の発明に係る遠心脱水装置で
は、円筒形状のドラムの回転軸自体が円中心からずれて
形成される。これによって、水平な回転軸からドラム内
周壁面までの距離は不均一になっており、最短位置に重
錘が付加されている。従って、第１の発明に係る遠心脱
水装置と同様に、重錘の周辺には洗濯物が分散されにく
く、逆に重錘に１８０°対向するドラム内周壁付近に洗
濯物が集中し易くなる。

【００１８】上記の如き洗濯物の分散配置は、一部の洗
濯物に作用する遠心力よりも重力が勝るような回転速度
で行なわなければならず、一方、偏荷重の検出及び判定
は、いずれの洗濯物に作用する遠心力も重力に勝るよう
な回転速度で行なわなければならない。このため、偏荷
重判定において、その大きさ及び位置が所望のとおりで
ない場合には、一旦、ドラムの回転速度を落とし、全て
の洗濯物が移動し易い状態にする。その後に、再び回転
速度を上昇させて洗濯物の分散配置を行なう。このよう
に、洗濯物の分散配置を再実行する際に要する時間を短
くするためには、偏荷重の検出及び判定を極力遅い回転
速度で行なうことが好ましく、そのために、洗濯物に作
用する遠心力と重力とが均衡する回転速度よりも若干速
い程度の回転速度において偏荷重の検出及び判定を実行
する。

【００１９】

【実施例】

〔実施例１〕以下、第１の発明に係る遠心脱水装置の実
施例（以下「実施例１」という）を図面を参照しつつ説
明する。図１は第１の発明による遠心脱水装置を搭載し
たドラム式洗濯機の構成を示す図であり（ａ）は全体の
横断面図、（ｂ）はドラム部分の平面図、図２は図１の
ドラム式洗濯機の電気系ブロック構成図、図３はモータ
電流の変動成分の一例を示す図、図４は偏荷重の大きさ
とモータ電流の変動振幅との関係の一例を示す図、図５
はドラムへの重錘の付加の有無による偏荷重許容範囲の
相違を説明するための模式図、図６は脱水行程の手順を
説明するためのフローチャート、図７は図１のドラム式
洗濯機におけるドラム内部の洗濯物の移動状況を示す模
式図である。

【００２０】まず、図１に基づきドラム式洗濯機の全体
構成を説明する。ドラム式洗濯機のフレーム５０の内部
には外槽５２が配置され、外槽５２の内部には洗濯物を
収容するためのドラム５４が主軸６４に支持され設置さ
れている。ドラム５４の周壁には通水孔５６が形成され
ており、外槽５２内に供給された洗浄水がこの通水孔５
６を通してドラム５４内へ流入し、またドラム５４内で
洗濯物から脱水された水は外槽５２へ排出される。ドラ
ム５４内周壁には、回転に伴って洗濯物をかき上げるた
めのバッフル５８が回転角１２０°の間隔をもって２箇
所に設置されている。また、そのバッフル５８から回転
角１２０°離れた位置には重錘６０が取り付けられ、重
錘６０の近辺にはドラム５４の内周側に板状部材５９が
設けられる。この重錘６０によってドラム５４自体が偏
荷重を有するようにされている。また、洗濯物は洗濯物
投入口６２からドラム５４内へ収容される。

【００２１】主軸６４は外槽５２に装着された軸受６６
によって保持され、その先端には主プーリ６８が取り付
けられている。外槽５２の下側にはドラム５４を回転駆
動するためのモータ２２が配置され、そのモータ２２の
回転軸にはモータプーリ７２が取り付けられている。モ
ータプーリ７２の回転はＶベルト７０を通して主プーリ
６８に伝達される。洗浄水及びすすぎ水は給水口７４を
介して外部から外槽５２へ供給され、給水バルブ７６に
より水量が調節される。洗浄及びすすぎ後の水は、排水
バルブ８０により開閉される排水口７８を通して排出さ
れる。モータ２２には、回路部８２から駆動電圧が印加
される。回路部８２は、後述する制御部１０やインバー
タ制御回路２０等から構成されている。回転センサは、
主プーリ６８を挟んで外槽５２の外壁に設置された発光
部２４ａとフレーム５０の内壁に設置された受光部２４
ｂとから構成される。発光部２４ａと受光部２４ｂとの
間に位置する主プーリ６８のリング状部分には開口部６
９が設けられており、ドラム５４の１回転期間に１回の
み、発光部２４ａからの光が開口部６９を通過して受光
部２４ｂに到達する。これにより、回転センサの受光部
２４ｂは、ドラム５４の回転に同期した検出信号すなわ
ち回転マーカを生成する。

【００２２】次に、回路部８２を中心とした電気的構成
及びその動作を、図２に基づき説明する。主としてマイ
クロコンピュータから成る制御部１０は、中央制御部１
２、回転速度制御部１４、偏荷重判定部１６及びメモリ
１８から構成される。偏荷重判定部１６は、ピーク値検
出部１６１、位置判定部１６２、振幅算出部１６３、振
幅判定部１６４及びＡＮＤゲート１６５から構成され
る。また、制御部１０の他には、インバータ制御回路２
０、回転センサ２４及びモータ電流検出回路２６が設け
られる。

【００２３】メモリ１８には洗浄、すすぎ及び脱水の各
行程を進めるための運転プログラムが予め記憶されてい
る。作業者が操作部（図示せず）からキー操作を行なっ
て脱水モード、例えば脱水する衣類の繊維の種類等を選
択した上で脱水行程の開始を指示すると、中央制御部１
２は、対応する運転プログラムをメモリ１８から読み出
し、この運転プログラムを実行することにより脱水行程
の処理を進める。

【００２４】回転速度制御部１４は、運転プログラムに
基づいてドラム５４の回転方向の指示を含む回転速度指
定信号をインバータ制御回路２０に出力する。インバー
タ制御回路２０は、この回転速度指定信号をパルス幅変
調（ＰＷＭ）信号に変換し、ＰＷＭ信号に応じた駆動電
圧をモータ２２へ印加する。従って、回転速度制御部１
４とインバータ制御回路２０とが相まって回転速度制御
手段として機能する。

【００２５】モータ２２に流れる電流はモータ電流検出
回路２６によって検出され偏荷重判定部１６へ入力され
る。ドラム５４に偏荷重がある場合、モータ電流はその
偏荷重に対応した変動成分を有する。図３は、偏荷重が
ある場合のモータ実効値電流の波形の一例である。図
中、回転マーカはドラム５４の１回転の周期を示す信号
であって、上述したように回転センサ２４からの信号に
基づき得られる。図３の如く、偏荷重がある場合にモー
タ電流の変動はドラム５４の回転周期に同期する。すな
わち、モータ電流の変動の正及び負のピークは、それぞ
れ回転マーカに対しドラム１回転毎にほぼ同じ位置に現
われる。この正のピーク位置はドラム５４において偏荷
重が存在している位置を示す。また、モータ電流の変動
の振幅値は偏荷重の大きさに対応した値となる。図４は
偏荷重の大きさとモータ電流変動の振幅値との関係を測
定した結果の一例であり、このような関係に基づき変動
振幅から偏荷重の大きさを推定することができる。な
お、モータ電流の変動要因は必ずしも偏荷重だけではな
いため、偏荷重の影響に依る変動振幅を精度良く求める
ために、モータ電流の変動成分の中からドラム５４の回
転速度近傍の周波数成分のみを抜き出すフィルタ処理を
行なうことが望ましい。

【００２６】偏荷重判定部１６では、モータ電流検出回
路２６からの検出信号に基づいて、以下のように偏荷重
の検出及び判定が行なわれる。すなわち、ピーク値検出
部１６１では、回転センサ２４から入力される回転マー
カの間隔毎すなわちドラム５４の１回転期間毎に、モー
タ電流の変動の正及び負のピークが検出される。検出さ
れた正及び負のピークのそれぞれの位置情報は位置判定
部１６２に、ピーク値情報は振幅算出部１６３に入力さ
れる。

【００２７】正のピーク位置が偏荷重が存在する位置で
あるから、位置判定部１６２では、回転マーカから正の
ピーク位置までの遅れ時間を検知することによりドラム
５４内周壁上での偏荷重の位置を検知する。そして、こ
の位置が所望の位置の範囲内にあるか否かが判定され、
所望の位置の範囲内にある場合に正レベルの信号が出力
される。ここで、所望の位置とは、重錘６０の取り付け
位置に対して１８０°対向する位置であって、この近傍
に位置検出誤差や洗濯物の配置のばらつき等を考慮した
許容範囲が予め設定される。

【００２８】振幅算出部１６３では、正及び負のピーク
値からドラム５４の１回転期間毎にモータ電流の変動振
幅値が算出される。図４の如く、この振幅値は偏荷重の
大きさに対応した値であるから、振幅値を判定すること
は、すなわち偏荷重の大きさを判定することと同じ意味
をもつ。そこで、振幅判定部１６４において、振幅値が
所定の範囲以内にあるか否かが判定され、所定の範囲以
内にある場合に正レベルの信号が出力される。ここで、
所定の範囲とは、後述するように、脱水後に許容される
偏荷重の範囲や重錘６０の重量等に応じて予め設定され
る許容範囲である。

【００２９】ＡＮＤゲート１６５では偏荷重の大きさ及
び位置の判定結果の論理積が得られるから、偏荷重の大
きさが所定の範囲以内であり且つ重錘６０に略１８０°
対向する位置にある場合に、正レベルの信号が回転速度
制御部１４へ入力される。回転速度制御部１４は、ドラ
ム５４が後述する所定の回転速度で回転するべくモータ
２２を制御しているときに偏荷重の判定結果を受け、そ
の結果に応じて回転速度指定信号を切り替えて出力す
る。

【００３０】次に、本発明のようにドラム自体に偏荷重
を持たせたドラムを使用する場合と、従来の偏荷重を有
しないドラムを使用する場合とで生じる偏荷重の許容範
囲の相違について説明する。いま、脱水後の偏荷重が１
００[g]以内であれば、脱水運転時に異常振動が発生し
ないものとする。また、脱水運転によって脱水後の洗濯
物重量は脱水前の１／２になるものと仮定する。

【００３１】(i) 重錘がない（ドラム自体には偏荷重
がない）場合の偏荷重許容範囲 図５（ａ）の如く、ドラム中心軸に対して互いに対向す
る脱水前重量ｍ1及びｍ2を有する洗濯物のアンバランス
によって偏荷重が生じている場合、脱水運転時に異常振
動が発生しない条件は次の(1)式で示される。 ｜ｍ1―ｍ2｜／２≦１００ …(1) 従って(1)式から、 ｜ｍ1―ｍ2｜≦２００ …(2) (2)式は、脱水前の偏荷重が２００[g]以内に収まるよう
に洗濯物の配置を行なえば脱水運転時の異常振動を回避
できることを表わしている。

【００３２】(ii) Ｍ[g]の重錘を付加した場合の偏荷
重許容範囲 図５（ｂ）の如く、ドラム中心軸に対して互いに対向す
る脱水前重量ｍ1、ｍ2を有する洗濯物及び重量Ｍの重錘
６０のアンバランスによって偏荷重が生じている場合、
脱水運転時に異常振動が発生しない条件は次の(3)、(4)
式で示される。 (ｍ2／２)−[(ｍ1／２)＋Ｍ]≦１００ …(3) [(ｍ1／２)＋Ｍ]−(ｍ2／２)≦１００ …(4) いま、例えばＭ＝３００[g]とすると、(3)、(4)式は次
の(5)式に纏められる。 ４００≦ｍ2−ｍ1≦８００ …(5) (5)式から脱水前の偏荷重許容範囲は次の(6)式となる。 １００≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦５００ …(6)

【００３３】(iii) (i)の場合と(ii)の場合との許容範
囲の相違 (6)式を(2)式と比較すると、重錘６０を付加することに
より脱水前の偏荷重許容範囲が２倍に広がることがわか
る。従って、洗濯物の分散配置運転に際し偏荷重を許容
範囲内に収めることが容易になる。

【００３４】(iv) 偏荷重の検出精度に関する(i)と(i
i)の相違 上述のようなモータ電流の変動に基づく偏荷重検出で
は、偏荷重が小さいと検出精度は低下し、或る偏荷重以
下では外乱等の影響で検出が殆ど不可能となる。例えば
図４に示した例では、偏荷重が２００[g]以下の範囲で
は検出が不可能であり、偏荷重が２００〜３００[g]の
範囲（図４において破線で示した範囲）では検出精度が
悪く信頼性が乏しい。このため、実際上(2)式を満たす
ように洗濯物を配置し直すことは極めて困難であると言
える。

【００３５】偏荷重が３００[g]以上であるならば確実
に検出できるとすると、(ii)において脱水前に偏荷重を
検出することが可能である条件は、次の(7)式で示され
る。 ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≧３００ …(7) Ｍ＝３００[g]であるとき、(6)、(7)式から、偏荷重を
検出することが可能であって且つ異常振動を発生しない
脱水前の偏荷重許容範囲は次の(8)式となる。 ３００≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦５００ …(8) すなわち、重錘６０を付加することによって、脱水前の
偏荷重許容範囲を偏荷重を容易に検出可能な又はより精
度良く検出可能な領域に移動することができる。

【００３６】以上の説明のように、重錘６０を付加しド
ラム５４自体に予め偏荷重をもたせることにより次の２
つの効果を奏する。 1）洗濯物の分散配置運転を行なうとき、偏荷重許容範
囲が広いため、その許容範囲に収まる確率が高い。すな
わち、洗濯物の分散配置運転が容易になる。 2）脱水前の偏荷重許容範囲が偏荷重を確実に検出でき
る領域に設定されるため、検出見逃しに起因する脱水運
転時の異常振動の発生を回避できる。

【００３７】なお、上記説明では重錘の重量を３００
[g]としたが、これを適当に選択することにより脱水前
の偏荷重許容範囲を変えることができる。一般に、脱水
後の偏荷重をＰ[g]以下にする場合、脱水前の偏荷重許
容範囲は次の(9)式となる。 Ｍ−２Ｐ≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦Ｍ＋２Ｐ …(9) 偏荷重がＱ[g]以上であるとき確実にその大きさが検出
できるとすると、偏荷重を検出することが可能であって
且つ異常振動を発生しない脱水前の偏荷重許容範囲は、
Ｑ≧Ｍ−２Ｐの条件の下に次の(10)式となる。 Ｑ≦ｍ2−(ｍ1＋Ｍ)≦Ｍ＋２Ｐ …(10) 但し、(Ｍ＋Ｑ)[g]よりも軽い重量の洗濯物をドラム内
に収容したときには(10)式は満たされない。従って、
(Ｍ＋Ｑ)[g]が洗濯物投入重量の最小条件となる。

【００３８】ドラム５４に偏荷重を持たせると以上のよ
うな効果があるが、脱水前の偏荷重許容範囲が緩和され
るにしても、脱水を効率的に行なうためには、この条件
を満たすように迅速に洗濯物を配置することが必要にな
る。このために、実施例１の遠心脱水装置では、重錘６
０が位置するドラム５４内周壁面に板状部材５９が取り
付けられることにより、実質的にその部分のドラム半径
が小さくなっている。

【００３９】すなわち、洗濯物がドラム５４の内周壁面
に張り付いたままドラム５４と共に回転するか、或いは
回転途中で落下するかは、主として各洗濯物に作用する
遠心力と重力との大小関係に依存する。遠心力は、同一
回転速度、同一重量であれば、ドラム５４の中心に近い
位置にある洗濯物の方が小さいから、板状部材５９の内
側に位置する洗濯物は回転途中で落下し、それ以外のド
ラム５４内周壁面に位置する洗濯物は落下しないような
回転速度が存在する。従って、洗濯物を分散配置するに
際し、このような回転速度でドラム５４を回転させるこ
とにより、重錘６０に１８０°対向する位置の付近に洗
濯物を集めることが容易になる。

【００４０】以下、図６のフローチャートに沿って脱水
行程の制御手順を具体的に説明する。なお、上記説明と
同様に、重錘の重量は３００[g]、脱水後に許容される
偏荷重は１００[g]以内であると仮定するが、この条件
を適当に変更できることは上記説明から明らかである。

【００４１】脱水行程が開始される直前、ドラム５４内
部の洗濯物は図７（ａ）に示すように底部に積み重なっ
た状態にある。まず、この洗濯物の分散配置を行なうた
めに、重錘６０がほぼ真上に位置した停止状態からドラ
ム５４の回転を開始させ、徐々に回転速度を速め、最終
的に偏荷重判定のための低速回転速度Ｎ1になるように
する（ステップＳ１０）。すなわち、回転速度制御部１
４は、回転速度指定信号の指定値を段階的に低速回転速
度Ｎ1に応じた値とするまで大きくしてゆき、インバー
タ制御回路２０はこれに応じた駆動電圧をモータ２２に
印加する。低速回転速度Ｎ1は、ドラム５４内部の洗濯
物に作用する遠心力が重力と均衡する回転速度よりも若
干速い回転速度、換言すれば、洗濯物がドラム５４内周
壁面に押し付けられた状態で回転し得る範囲において極
力遅い回転速度とされ、ドラム径等に応じて適当に決め
られている。例えば、ドラム径が７００[mm]のときに低
速回転速度Ｎ1は５０[rpm]程度、ドラム径が９１０[mm]
のときに低速回転速度Ｎ1は８６[rpm]程度とされる。

【００４２】ドラム５４が低速回転速度Ｎ1に達するま
での間、各洗濯物に対し作用する遠心力は徐々に大きく
なるが、上述のように、回転速度が低速回転速度Ｎ1よ
りも遅い範囲において、板状部材５９の内側に位置する
洗濯物に作用する遠心力よりは重力の方が勝り、その他
のドラム５４の内周壁に位置する洗濯物に作用する遠心
力は重力に勝るような回転速度が存在する。すなわち、
この回転速度では、板状部材５９の内側に位置する洗濯
物は回転途中でほぼ落下するから（図７（ｂ）参照）、
結局、洗濯物は板状部材５９以外の部分、特に重錘６０
に１８０°対向する位置Ｌ2周辺に多く集まる。

【００４３】低速回転速度Ｎ1までドラム５４の回転速
度を上昇させるに際し、具体的には例えば次のような条
件によれば洗濯物を適当に分散することができる。洗濯
物の総重量が６[kg]、ドラム径が９１０[mm]、低速回転
速度Ｎ1が８６[rpm]である場合、ドラム５４が停止した
状態から低速回転速度Ｎ1に達するに要する時間が１．
２〜２．４秒となるべく、加速度を１．２〜２．４[πr
ad/ｓ²]に設定する。加速度が大き過ぎる場合、洗濯物
は分散されずに位置Ｌ2近傍に固まったままとなり、し
かも、急な加速によって洗濯物全体が回転方向の後方
（図７（ｂ）における位置Ｌ4側）にずれ,適正なバラン
スがとれなくなる。一方、加速度が小さ過ぎる場合、洗
濯物は分散されるが、ドラム５４内周壁面に押し付けら
れた洗濯物に作用する遠心力と重力とが均衡する回転速
度よりも若干低い回転速度において、位置Ｌ2付近にあ
る洗濯物が重力の影響で前方（図７（ｂ）における位置
Ｌ3側）にずれてしまい、同様に適正なバランスがとれ
なくなる。

【００４４】ドラム５４の回転速度が低速回転速度Ｎ1
に達したとき、全ての洗濯物が遠心力によりドラム５４
内周壁面に押し付けられた状態で回転する（（図７
（ｃ）参照）。このとき、前述の如く、偏荷重判定部１
６で偏荷重の大きさ及び位置が判定される。すなわち、
モータ電流検出回路２６で検出されたモータ電流の変動
成分に基づいて偏荷重の大きさ及び位置が検出され、偏
荷重の大きさが３００〜５００[g]の範囲内であり、且
つ位置がＬ2付近の所定の範囲内であるか否かが判定さ
れる（ステップＳ１１）。

【００４５】いま、水を含んだ重量１[kg]の洗濯物がド
ラム５４内に収容されたとすると、位置Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3
及びＬ4に対し、例えば、それぞれ０[g]、８００[g]、
１００[g]及び１００[g]の重量配分となるように洗濯物
が分散化されていれば、５００[g]の大きさの偏荷重が
位置Ｌ2の近傍にあることになる。この場合、偏荷重判
定部１６は正レベルの信号を回転速度制御部１４へ出力
する。これにより、ステップはＳ１１からＳ１３へ進
み、中速脱水回転が実行される。すなわち、回転速度制
御部１４は、偏荷重判定部１６から正レベルの信号を受
けると、ドラム５４の回転速度が中速回転速度Ｎ2とな
るような回転速度指定信号を出力し、インバータ制御回
路２０はこれに応じた駆動電圧をモータ２２に印加す
る。ここで、例えば中速回転速度Ｎ2は５００[rpm]程度
とされる。中速回転速度Ｎ2で所定時間、ドラム５４が
回転されることにより、粗絞りが行なわれる。

【００４６】ステップＳ１１において、偏荷重の大きさ
が所定範囲以内でないか、又は位置Ｌ2の近傍でないと
判定された場合、ステップＳ１２へ進み、ドラム５４が
停止する程度のゆっくりした回転速度にまで落とされた
後、再度、徐々に低速回転速度Ｎ1にまで上昇される
（ステップＳ１０）。この過程で、洗濯物は攪拌されて
再配置され、偏荷重が所望のとおりになったか否かが再
び判定される（ステップＳ１１）。

【００４７】中速脱水回転の後、ステップはＳ１４へ進
み、高速脱水回転が実行される。すなわち、回転速度制
御部１４は、ドラム５４の回転速度が高速回転速度Ｎ3
となるような回転速度信号を出力し、インバータ制御回
路２０はこれに応じた駆動電圧をモータ２２に印加す
る。この高速回転速度Ｎ3は、洗濯物の繊維の種類等に
合わせた値であることが好ましいから、一般的には、作
業者によって指定された脱水モードに応じた値とされ
る。標準的には、例えば７００[rpm]程度とされる。高
速回転速度Ｎ3で所定時間、ドラム５４が回転されるこ
とにより完全な脱水が行なわれ、脱水行程が終了する。

【００４８】〔実施例２〕次に、第２の発明に係る遠心
脱水装置の実施例（以下「実施例２」という）につい
て、図８の構成図を参照して説明する。実施例２では、
実施例１のようにドラム５４内に板状部材５９が設けら
れる代わりに、主軸６４自体がドラム５４の中心軸から
重錘６０の方向にずれた位置に取り付けられている。す
なわち、ドラム５４は偏心した回転軸を中心に回転され
る。このため、主軸６４すなわち回転軸からドラム５４
内周壁までの距離は位置により相違しており、重錘６０
が設置されたバッフル５８の位置が最短距離で、逆に重
錘６０に１８０°対向する位置が最長距離となってい
る。

【００４９】このような構成のドラム５４は回転軸がド
ラム５４の中心点からずれることで既に偏荷重を有して
いるため、重錘６０はその偏荷重を考慮した重量、すな
わち実施例１の場合よりは重い重量とされる。

【００５０】図６のフローチャートに沿って脱水行程が
実行されるとき、ステップＳ１０の低速回転速度Ｎ1よ
りも低い回転速度の範囲において、重錘６０近傍のドラ
ム５４内周壁面に位置する洗濯物に作用する遠心力より
も重力が勝り、重錘６０に１８０°対向する位置の近傍
にある洗濯物に作用する遠心力は重力に勝るような回転
速度が存在する。従って、実施例１と同様に、洗濯物は
重錘６０に１８０°対向する位置を中心として分散配置
されるため、偏荷重の大きさ及び位置が所望の範囲に収
まり易くなっている。

【００５１】なお、上記実施例はドラム式洗濯機につい
て説明したが、本発明が石油系溶剤等を使用するドライ
クリーナに適用できることは明らかである。

【００５２】更に、ドラム内の洗濯物の偏在を検知する
方法として、モータ電流を検出する方法の他に、例えば
水銀スイッチや加速度センサを用いても良い。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明のように、第１及び第２の発
明に係る遠心脱水装置によれば、脱水又は脱液前の偏荷
重の許容範囲が広くなり、更に、その許容範囲の条件が
容易に満たされるように洗濯物が分散配置される。この
ため、脱水又は脱液運転時の異常振動や異常騒音の発生
を確実に回避することができると共に、脱水又は脱液時
間が長引くことを防止し効率的な脱水又は脱液運転を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の発明に係る遠心脱水装置を搭載するド
ラム式洗濯機の構成を示す全体断面図（ａ）及びドラム
回りの構成図（ｂ）。

【図２】 図１のドラム式洗濯機の電気系ブロック構成
図。

【図３】 モータ電流の変動成分の一例を示す図。

【図４】 偏荷重の大きさとモータ電流の変動振幅との
関係の一例を示す図。

【図５】 ドラムへの重錘の付加の有無による偏荷重許
容範囲の相違を説明するための模式図。

【図６】 ドラムの回転制御の手順を説明するためのフ
ローチャート。

【図７】 ドラム内部の洗濯物の移動状況を示す模式
図。

【図８】 第２の発明に係る遠心脱水装置を搭載するド
ラム式洗濯機の構成を示す全体断面図（ａ）及びドラム
回りの構成図（ｂ）。

【符号の説明】

１０…制御部 １２…中央制御
部 １４…回転速度制御部 １６…偏荷重判
定部 １６１…ピーク値検出部 １６２…位置判
定部 １６３…振幅算出部 １６４…振幅判
定部 １６５…ＡＮＤゲート ２０…インバー
タ制御回路 ２２…モータ ２４…回転セン
サ ２６…モータ電流検出回路 ５４…ドラム ５９…板状部材 ６０…重錘 ６４…主軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 籠状のドラム内部に衣類等の洗濯物を収
   容し、該ドラムを水平軸を中心に回転させることによっ
   て該洗濯物の脱水又は洗浄用溶剤の脱液を行なう遠心脱
   水装置において、 a)内周壁の一部に偏荷重を有すると共に、該偏荷重の位
   置の周辺が内側に膨出した円筒形状のドラムと、 b)該ドラムを回転駆動するモータと、 c)前記ドラムに収容された洗濯物及び該ドラム自体が有
   する偏荷重を合わせた偏荷重の大きさ及び位置を検出
   し、該偏荷重の大きさが所定の範囲以内であり且つ該位
   置がドラム自体が有する偏荷重に略１８０°対向する位
   置の近傍であるか否かを判定する判定手段と、 d)ドラム自体が有する偏荷重が洗濯物に相対向する状態
   から、該洗濯物に作用する遠心力が重力に勝るような回
   転速度にまで該ドラムの回転速度を上昇させ、該回転速
   度において偏荷重の大きさ及び位置が前記所望のとおり
   であると判定された場合に、脱水又は脱液運転を行なう
   ための回転速度で該ドラムを回転させるべく前記モータ
   を制御する回転速度制御手段と、 を備えることを特徴とする遠心脱水装置。
2. 【請求項２】 籠状のドラム内部に衣類等の洗濯物を収
   容し、該ドラムを水平軸を中心に回転させることによっ
   て該洗濯物の脱水又は洗浄用溶剤の脱液を行なう遠心脱
   水装置において、 a)内周壁の一部に偏荷重を有すると共に、該偏荷重の位
   置方向に回転軸がずれて設けられた円筒形状のドラム
   と、 b)該ドラムを回転駆動させるモータと、 c)前記ドラムに収容された洗濯物及び該ドラム自体が有
   する偏荷重を合わせた偏荷重の大きさ及び位置を検出
   し、該偏荷重の大きさが所定の範囲以内であり且つ該位
   置がドラム自体の偏荷重に略１８０°対向する位置の近
   傍であるか否かを判定する判定手段と、 d)ドラム自体が有する偏荷重が洗濯物に相対向する状態
   から、該洗濯物に作用する遠心力が重力に勝るような回
   転速度にまで該ドラムの回転速度を上昇させ、該回転速
   度において偏荷重の大きさ及び位置が前記所望のとおり
   であると判定された場合に、脱水又は脱液運転を行なう
   ための回転速度で該ドラムを回転させるべく前記モータ
   を制御する回転速度制御手段と、 を備えることを特徴とする遠心脱水装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の遠心脱水装置に
   おいて、前記回転速度制御手段は、偏荷重の大きさ又は
   位置のいずれかが前記所望のとおりでないと判定された
   場合には、前記ドラムを一旦停止するか又は停止に近い
   回転速度まで低下させた後に、再び偏荷重の判定を行な
   うための回転速度にまで該ドラムの回転速度を上昇させ
   るように前記モータを制御することを特徴とする遠心脱
   水装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載の遠心脱水装置に
   おいて、前記判定手段により偏荷重を判定するための回
   転速度は、前記ドラム内部の洗濯物に作用する遠心力と
   重力とが均衡する回転速度よりも若干速い回転速度であ
   ることを特徴とする遠心脱水装置。