JPH09248397A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

ドラム式洗濯機

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Publication number
JPH09248397A
JPH09248397A JP8059776A JP5977696A JPH09248397A JP H09248397 A JPH09248397 A JP H09248397A JP 8059776 A JP8059776 A JP 8059776A JP 5977696 A JP5977696 A JP 5977696A JP H09248397 A JPH09248397 A JP H09248397A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drum
peripheral surface
washing machine
rotating drum
type washing
Prior art date
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Pending
Application number
JP8059776A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Kume
正夫 久米
Hideaki Aoki
英明 青木
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗濯物が収容されるべき回転ドラム1を、水
平軸回りに回転可能に支持してなるドラム式洗濯機にお
いて、ドラムの振動を効果的に抑制する。 【解決手段】 回転ドラム1の外周面には、回転ドラム
1の回転に伴ってドラム回転軸から離れる方向の揚力を
発生すべき複数の羽根2が、周方向に一定ピッチで配列
されると共に、夫々仰角の変更が可能に取り付けられ、
各羽根2には、熱を受けて変形し羽根2の仰角を揚力増
大方向に変化させる形状記憶合金支持体3が連結され、
該回転ドラム1の外周面との対向位置には、回転ドラム
1に収容された洗濯物の偏心位置とは反対側の周面領域
に向けて熱を発する加熱器4が配備されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水平の回転軸を具
えたドラムの内部に洗濯物を収容して洗濯を施すドラム
式洗濯機に関し、特にドラムの回転に伴う振動を効果的
に抑制したドラム式洗濯機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ドラム式洗濯機においては、水平の回転
軸を有するドラムに洗濯物、洗剤及び洗濯水を入れて、
該ドラムを回転させることにより、洗濯物に洗濯を施
し、次にドラム内の洗濯水を排出した後、ドラムを高速
回転させて、ドラム内の洗濯物に脱水を施す。そして、
最後に乾燥運転が行なわれる。特に脱水運転時には、ド
ラム内周壁に洗濯物が押し付けられた状態でドラムが高
速回転するため、洗濯物が偏心荷重となって、ドラムが
激しく振動し、大きな騒音を生じる。
【0003】そこで、従来のドラム式洗濯機において
は、ドラムに対して振動軽減用の錘を付加すると共に、
該ドラムをバネやダンパーによって抑制することが行な
われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
振動抑制方式は、ドラムに発生した振動をあくまでも受
動的に抑制せんとするものであるため、充分な振動抑制
効果が得られない問題があった。本発明の目的は、ドラ
ムの振動を効果的に抑制することの出来るドラム式洗濯
機を提供することである。
【0005】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る第1のドラム
式洗濯機においては、回転ドラム(1)の外周面に、回転
ドラム(1)の回転に伴ってドラム回転軸から離れる方向
の揚力を発生すべき複数の羽根(2)が、周方向に一定ピ
ッチで配列されると共に、夫々仰角の変更が可能に取り
付けられ、各羽根(2)には、熱を受けて変形し羽根(2)
の仰角を変化させる形状記憶合金支持体(3)が連結さ
れ、該回転ドラム(1)の外周面との対向位置には、回転
ドラム(1)に収容された洗濯物の偏心位置とはドラム回
転軸を挟んで反対側の周面領域に向けて熱を発する熱供
給装置が配備されている。
【0006】上記第1のドラム式洗濯機においては、例
えば脱水運転時に、回転ドラム(1)が高速回転すること
によって、回転ドラム(1)に収容された洗濯物がドラム
内周壁に押し付けられて、該洗濯物が偏心荷重となる
が、該偏心位置とは反対側の周面領域に向けて熱が発せ
られることによって、該周面領域に存在する形状記憶合
金支持体(3)が熱によって変形し、該形状記憶合金支持
体(3)に連結されている羽根(2)が仰角を変えて揚力を
増し、該揚力と前記偏心荷重とが釣り合うことになる。
従って、回転ドラム(1)全体として偏心荷重はなくな
り、振動が能動的に抑制される。
【0007】本発明に係る第2のドラム式洗濯機におい
ては、回転ドラム(1)の外周面に、複数の重錘(5)が周
方向に沿って往復移動可能に取り付けられると共に、こ
れらの重錘(5)は、熱を受けて周方向に収縮すべき形状
記憶合金連結体(6)によって互いに連結され、該回転ド
ラム(1)の外周面との対向位置には、回転ドラム(1)に
収容された洗濯物の偏心位置とはドラム回転軸を挟んで
反対側の周面領域に向けて熱を発する熱供給装置が配備
されている。
【0008】上記第2のドラム式洗濯機においては、回
転ドラム(1)の洗濯物の偏心位置とは反対側の周面領域
に向けて熱が発せられることによって、該周面領域に存
在する形状記憶合金連結体(6)が収縮し、該周面領域に
向けて両側の重錘(5)が引き寄せられて、これらの重錘
(5)に作用する遠心力と前記偏心荷重とが釣り合うこと
になる。従って、回転ドラム(1)全体として偏心荷重は
なくなり、振動が能動的に抑制される。
【0009】具体的には、上記第1或いは第2のドラム
式洗濯機において、熱供給装置は、回転ドラム(1)の外
周面に対向して設置された熱源と、回転ドラム(1)に収
容された洗濯物の偏心ベクトルを検出して、熱源による
加熱領域を決定する演算手段と、決定された加熱領域が
熱源に対向した時点で熱源を動作させる熱源制御手段と
を具えている。
【0010】本発明に係る第3のドラム式洗濯機におい
ては、回転ドラム(1)の外周面に、回転ドラム(1)の回
転に伴ってドラム回転軸から離れる方向の揚力を発生す
べき複数の羽根(2)が、周方向に一定ピッチで配列され
ると共に、夫々仰角の変更が可能に取り付けられ、各羽
根(2)には、熱を受けて変形し羽根(2)の仰角を変化さ
せる形状記憶合金支持体(3)が連結され、各形状記憶合
金支持体(3)には、回転ドラム(1)に収容された洗濯物
の偏心位置とはドラム回転軸を挟んで反対側を通過する
形状記憶合金支持体(3)を検知して通電するための通電
装置が接続されている。
【0011】更に本発明に係る第4のドラム式洗濯機に
おいては、回転ドラム(1)の外周面に、複数の重錘(5)
が周方向に沿って往復移動可能に取り付けられると共
に、これらの重錘(5)は、熱を受けて周方向に収縮すべ
き形状記憶合金連結体(6)によって互いに連結され、各
形状記憶合金連結体(6)には、回転ドラム(1)に収容さ
れた洗濯物の偏心位置とはドラム回転軸を挟んで反対側
を通過する形状記憶合金連結体(6)を検知して通電する
ための通電装置が接続されている。
【0012】上記第3及び第4のドラム式洗濯機におい
ては、上記第1及び第2のドラム式洗濯機の熱供給装置
に代えて、通電装置を装備したものであり、回転ドラム
(1)の洗濯物の偏心位置とは反対側に位置する形状記憶
合金支持体(3)や形状記憶合金連結体(6)に通電するこ
とにより、ジュール熱を発生させ、形状記憶合金支持体
(3)や形状記憶合金連結体(6)を変形させる。
【0013】
【発明の効果】本発明に係るドラム式洗濯機によれば、
回転ドラム内の洗濯物による偏心荷重自体を打ち消すの
で、ドラムの振動を効果的に抑制することが出来る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。第1実施例 図1及び図2に示す如く、洗濯機本体(10)を構成する回
転ドラム(1)の外周面には、ドラム軸方向に細長い複数
枚の羽根(2)が一定ピッチで配列されると共に、各羽根
(2)の両端部には夫々形状記憶合金支持体(3)が連結さ
れている。
【0015】具体的には図3に示す如く、羽根(2)は、
回転ドラム(図示省略)に固定された支持部材(31)上の枢
軸(21)によって枢支されている。又、支持部材(31)には
支軸(32)が突設され、該支軸(32)には、トーションバネ
状に成形された形状記憶合金支持体(3)が取り付けら
れ、該支持体(3)の基端部は固定部材(33)へ、先端部は
羽根(2)の裏面へ連結されている。形状記憶合金支持体
(3)は、熱を受けることによって変形し、羽根(2)の仰
角を揚力増大方向に変化させる特性を有するものであ
る。
【0016】即ち、図4(a)に示す如く、回転ドラム
(1)の外周面に向けて加熱器(4)を設置し、回転ドラム
(1)外周面の特定の形状記憶合金支持体(3a)を加熱す
ると、これらの支持体(3a)によって支持されている羽
根(2a)が、図4(b)の如く揚力増大方向に向き(仰角)
を変え、これによって揚力Fが発生することになる。従
って、この揚力Fの大きさ及び向きを、回転ドラム(1)
内の洗濯物による偏心荷重Gによる力ベクトル(偏心ベ
クトルρ)と釣り合う様に設定すれば、偏心荷重を完全
に打ち消すことが出来る。ここで、偏心ベクトルは、後
述するドラムの運動解析に基づいて決定することが出来
る。
【0017】尚、脱水運転初期等において、偏心荷重と
なる洗濯物が回転ドラム(1)内周壁の一定位置に固着し
て回転する場合には、該一定位置とは反対側の周面領域
を回転ドラム(1)の回転と同期させて加熱することによ
って、揚力の向きを常に偏心ベクトルとは反対の向きに
設定することが出来る。
【0018】第2実施例 図5及び図6に示す如く、洗濯機本体(10)を構成する回
転ドラム(1)の外周面には、ドラム軸方向に細長い帯板
状の複数の重錘(5)が一定ピッチで配列され、両端部が
回転ドラム(1)上のガイドレール(51)(51)に係合して、
周方向の移動が案内されている。又、これらの重錘(5)
は隣り合うどうしが、コイル状に成形された複数本の形
状記憶合金連結体(6)によって互いに連結されている。
該形状記憶合金連結体(6)は、熱を受けることによって
収縮する特性を有し、収縮によって両側の重錘(5)(5)
を引き寄せるものである。
【0019】即ち、図7(a)に示す如く、回転ドラム
(1)の外周面に向けて加熱器(4)を設置し、回転ドラム
(1)外周面の特定の形状記憶合金連結体(6a)を加熱す
ると、該形状記憶合金連結体(6a)の収縮によって、図
7(b)の如く両側の重錘(5b)(5b)が引き寄せられ、
加熱領域の重錘(5a)(5b)(5b)の間隔が縮まる。こ
の結果、これらの重錘(5a)(5b)(5b)には局所的に
増大した遠心力Fが作用することになる。従って、この
遠心力の大きさ及び向きを、回転ドラム(1)内の洗濯物
による偏心荷重Gによる力ベクトル(偏心ベクトルρ)と
釣り合う様に設定すれば、偏心荷重を完全に打ち消すこ
とが出来る。ここで、偏心ベクトルは、第1実施例と同
様、後述するドラムの運動解析に基づいて決定すること
が出来る。
【0020】加熱器(4)の構成例 加熱器(4)としては、図10に示す如くヒータ(41)から
放射される熱風をシャッター(42)の開閉によって一定期
間だけ通過させ、ドラム周面を加熱する方式が採用出来
る。この場合、回転ドラム(1)の回転をドラム回転検出
器(43)によって検出し、該検出信号をシャッター制御器
(44)へ供給する。シャッター制御器(44)は、回転ドラム
(1)の回転と同期させて、或いは非同期でシャッター(4
2)を開閉せしめるシャッター制御信号を作成し、シャッ
タードライバ(45)へ供給する。これによって、シャッタ
ー(42)が開閉駆動される。
【0021】又、加熱器(4)としては、図11に示す如
く投光器(46)をスイッチ(47)のON−OFFによって点
滅させる方式が採用出来る。この場合、ドラム回転検出
器(43)の検出信号をON−OFF制御器(48)へ供給し
て、スイッチ(47)に対するON−OFF制御信号を作成
する。この結果、投光器(46)が点滅し、ドラム周面が輻
射熱によって加熱される。
【0022】ドラムの運動解析 図8は、ドラムの運動解析の前提となるドラム支持機構
を表わしており、回転ドラム(1)は、4本のドラム支持
アーム(7)によって弾性支持された静止ドラム(11)の内
部に回転可能に収容されている。静止ドラム(11)には、
回転ドラム(1)の外周面へ向けて、加熱器(4)及び温度
センサ(74)が取り付けられると共に、静止ドラム(11)の
加速度を検出するための加速度センサ(75)が取り付けら
れている。
【0023】ドラム支持アーム(7)は、図9に示す如く
ガイド筒(70)に摺動可能に嵌ったシャフト(71)に圧縮コ
イルバネ(72)を取り付けて構成され、ガイド筒(70)は洗
濯機のフレーム(図示省略)に連結され、シャフト(71)の
先端部は静止ドラム(11)に連結されている。又、シャフ
ト(71)の移動量がリニアポテンショメータ(73)によって
検出される。
【0024】 p=[px,py] :静止ドラム(11)の位置 r=[rx、ry] :洗濯物(9)の重心位置 θ :洗濯物(9)の重心位置の回転角 M :ドラムの全質量 m :洗濯物(9)の質量 とすると、ドラムの2次元運動方程式は下記数1によっ
て表わされる。
【0025】
【数1】(m+M)(d2p/dt2+g)+m(dθ/dt)
2r=f1+f2+f3+f4
【0026】ここで、振動は2次元平面内に限定し、ド
ラム質量Mは既知であると仮定する。リニアポテンショ
メータ(73)は圧縮コイルバネ(72)の変位量を検出してい
るが、停止した空のドラムの質量によってコイルバネ(7
2)が変位した状態を初期状態として、脱水運転時の変位
量をδlとする。このとき、各ドラム支持アーム(7)に
作用する反力の増分δfiは下記数2によって表わされ
る。
【0027】
【数2】 δfi=Ki・δl i=1,2,3,4 Kiはコイルバネ(72)のバネ定数である。上記数1は、
両辺に含まれるドラムの重力項がキャンセルされるの
で、下記数3の如く変形される。
【0028】
【数3】(m+M)(d2p/dt2)+m(dθ/dt)2
+mg=δfall 但し、δfall=δf1+δf2+δf3+δf4 ここで、振動成分を除いた反力の合力は洗濯物(9)の重
力となるので、質量mは計測によって求めることが出来
る。又、加速度センサ(75)によって、数3の左辺第1項
は既知となるから、偏心ベクトルρは下記数4によって
算出される。
【0029】
【数4】 ρ=δfall−(m+M)(d2p/dt2)−mg この計算値は計測ノイズを含むことになるので、実際の
制御系では、適当なフィルターを用いてノイズを除去す
ることが望ましい。
【0030】制御系の構成 図12は、上記回転ドラムの運動解析に基づいて、加熱
器(4)を制御するための制御系を表わしている。偏心ベ
クトル推定器(8)は、回転速度センサ(82)からのドラム
回転検出信号と、加速度センサ(75)からの加速度検出信
号と、前記コイルバネ(72)及びリニアポテンショメータ
(73)によって構成されるバネ式荷重センサ(83)からの荷
重検出信号f1、f2、f3、f4を取り込んで、上記数4
から偏心ベクトルρを算出するものである。
【0031】加熱器コントローラ(81)は、偏心ベクトル
推定器(8)から出力される偏心ベクトルρと、温度セン
サ(74)から得られる回転ドラム(1)外周面の温度に基づ
いて、加熱器(4)に対する制御信号を作成するものであ
る。
【0032】図13は、上記制御系による制御手続きを
表わしている。脱水運転モードが設定されて脱水回転が
開始されると(ステップS1)、回転速度センサによるド
ラム回転数の検出(ステップS2)、バネ式荷重センサに
よる荷重の検出(ステップS3)、加速度センサによる加
速度の検出(ステップS4)、温度センサによる温度の検
出(ステップS5)が実行された後、偏心ベクトル推定器
による偏心ベクトルρの計算が行なわれる。
【0033】次に偏心ベクトルの大きさが所定の閾値ρ
minよりも大きいか否かを判断し(ステップS7)、NO
のときはステップS2へ戻って偏心ベクトルの計算を繰
り返す。ステップS7にてYESと判断されたときは、
偏心ベクトルの大きさと向きに基づいて、加熱領域と加
熱強度を決定し(ステップS8)、その結果に基づいて加
熱器を動作させる(ステップS9)。
【0034】上記ドラム式洗濯機によれば、洗濯物によ
る偏心ベクトルを直接に打ち消して、ドラムの振動を抑
制するので、高い防振効果が得られる。
【0035】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例における洗濯機本体の主要部を示す
断面図である。
【図2】同上の洗濯機本体の側面図である。
【図3】羽根と形状記憶合金支持体の連結状態を示す拡
大正面図である。
【図4】加熱によって羽根に揚力を発生させる原理を説
明する図である。
【図5】第2実施例における洗濯機本体の主要部を示す
断面図である。
【図6】同上の洗濯機本体の側面図である。
【図7】加熱によって局所的に増大した遠心力を発生さ
せる原理を説明する図である。
【図8】ドラム支持機構を示す正面図である。
【図9】ドラム支持アームの一部破断正面図である。
【図10】加熱器の構成例を示す図である。
【図11】加熱器の他の構成例を示す図である。
【図12】制御系を示すブロック図である。
【図13】制御系による制御手続きを表わすフローチャ
ートである。
【符号の説明】
(10) 洗濯機本体 (11) 静止ドラム (1) 回転ドラム (2) 羽根 (3) 形状記憶合金支持体 (4) 加熱器 (5) 重錘 (6) 形状記憶合金連結体 (7) ドラム支持アーム

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 洗濯物が収容されるべき回転ドラム(1)
    を、水平軸回りに回転可能に支持してなるドラム式洗濯
    機において、回転ドラム(1)の外周面には、回転ドラム
    (1)の回転に伴ってドラム回転軸から離れる方向の揚力
    を発生すべき複数の羽根(2)が、周方向に一定ピッチで
    配列されると共に、夫々仰角の変更が可能に取り付けら
    れ、各羽根(2)には、熱を受けて変形し羽根(2)の仰角
    を変化させる形状記憶合金支持体(3)が連結され、該回
    転ドラム(1)の外周面との対向位置には、回転ドラム
    (1)に収容された洗濯物の偏心位置とはドラム回転軸を
    挟んで反対側の周面領域に向けて熱を発する熱供給装置
    が配備されているドラム式洗濯機。
  2. 【請求項2】 洗濯物が収容されるべき回転ドラム(1)
    を、水平軸回りに回転可能に支持してなるドラム式洗濯
    機において、回転ドラム(1)の外周面には、複数の重錘
    (5)が周方向に沿って往復移動可能に取り付けられると
    共に、これらの重錘(5)は、熱を受けて周方向に収縮す
    べき形状記憶合金連結体(6)によって互いに連結され、
    該回転ドラム(1)の外周面との対向位置には、回転ドラ
    ム(1)に収容された洗濯物の偏心位置とはドラム回転軸
    を挟んで反対側の周面領域に向けて熱を発する熱供給装
    置が配備されているドラム式洗濯機。
  3. 【請求項3】 熱供給装置は、回転ドラム(1)の外周面
    に対向して設置された熱源と、回転ドラム(1)に収容さ
    れた洗濯物の偏心ベクトルを検出して、熱源による加熱
    領域を決定する演算手段と、決定された加熱領域が熱源
    に対向した時点で熱源を動作させる熱源制御手段とを具
    えている請求項1又は請求項2に記載のドラム式洗濯
    機。
  4. 【請求項4】 洗濯物が収容されるべき回転ドラム(1)
    を、水平軸回りに回転可能に支持してなるドラム式洗濯
    機において、回転ドラム(1)の外周面には、回転ドラム
    (1)の回転に伴ってドラム回転軸から離れる方向の揚力
    を発生すべき複数の羽根(2)が、周方向に一定ピッチで
    配列されると共に、夫々仰角の変更が可能に取り付けら
    れ、各羽根(2)には、熱を受けて変形し羽根(2)の仰角
    を変化させる形状記憶合金支持体(3)が連結され、各形
    状記憶合金支持体(3)には、回転ドラム(1)に収容され
    た洗濯物の偏心位置とはドラム回転軸を挟んで反対側を
    通過する形状記憶合金支持体(3)を検知して通電するた
    めの通電装置が接続されているドラム式洗濯機。
  5. 【請求項5】 洗濯物が収容されるべき回転ドラム(1)
    を、水平軸回りに回転可能に支持してなるドラム式洗濯
    機において、回転ドラム(1)の外周面には、複数の重錘
    (5)が周方向に沿って往復移動可能に取り付けられると
    共に、これらの重錘(5)は、熱を受けて周方向に収縮す
    べき形状記憶合金連結体(6)によって互いに連結され、
    各形状記憶合金連結体(6)には、回転ドラム(1)に収容
    された洗濯物の偏心位置とはドラム回転軸を挟んで反対
    側を通過する形状記憶合金連結体(6)を検知して通電す
    るための通電装置が接続されているドラム式洗濯機。
JP8059776A 1996-03-15 1996-03-15 ドラム式洗濯機 Pending JPH09248397A (ja)

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