JP2013052054A - ドラム式洗濯機およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】脱水動作の開始時に、洗濯物を洗濯兼脱水槽の内側壁面に均等に張りつけることで、脱水時の振動や騒音を抑え、脱水性能に優れた洗濯機を提供すること。
【解決手段】洗濯物を収容して水平軸を中心に回転自在で複数孔を有する洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽を収容する水槽と、洗濯物に直接水を与える水供給手段と、洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、駆動手段を少なくとも、洗濯物が洗濯兼脱水槽の内壁に張りつかない第１の回転数、および洗濯物が洗濯兼脱水槽の内壁に張りつく第２の回転数に制御する制御部を備え、制御部は、脱水起動時に、洗濯兼脱水槽水平軸の高さより上部の位置にある洗濯物に対して水供給手段を動作させながら、駆動手段を連続して第１の回転数から第２の回転数に変化するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性的に支持された水槽内に洗濯物を収容して回転可能な洗濯兼脱水槽を備え、その洗濯兼脱水槽内で洗濯物の洗い、すすぎ、脱水及び乾燥を行う洗濯機もしくは洗濯乾燥機に関する。

従来のドラム式洗濯機の洗いは、まず、洗濯物が洗濯兼脱水槽に投入された後、給水手段によって洗濯機外部より水道水が供給される。あらかじめ洗剤が投入されている洗剤入れを介して、洗濯兼脱水槽を収容する受筒または洗濯兼脱水槽に、洗剤成分を含んだ洗浄水が注水される。注水後は、洗濯物を十分に洗浄水で濡らした後、一定時間、洗濯物が洗濯兼脱水槽の壁面に張り付かない程度の低速で、洗濯兼脱水槽が回転する。これによって、濡れた洗濯物が回転に伴って洗濯兼脱水槽の上部より落下する際の衝撃によって汚れを落とすことで洗浄が行われている。このようにして一連の洗浄動作を終えたあとは、すすぎ、脱水が行われる。すすぎ工程における中間脱水と称する短時間の脱水動作や、脱水工程における本格的な脱水動作が行われる。脱水起動時には、振動や騒音を抑制するために、洗濯物を洗濯兼脱水槽の内側壁面に均等に張りつけ付ける必要がある。脱水動作の開始時には、洗濯兼脱水槽を停止させたまま排水弁を動作させて、水槽内の洗浄水を機外に排水する。その後、洗濯兼脱水槽を低速で回転させて洗濯物を宙に舞いあげることで洗濯兼脱水槽の内側へ可能な限り均等に洗濯物を張り付かせる。洗濯物が均等に張り付くと、本格的な脱水効果が得られる回転数、例えば８００ｒｐｍに洗濯兼脱水槽の回転数が上げられる（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３１２９２号公報

しかしながら上記のドラム式洗濯機において、脱水動作の開始時に洗濯兼脱水槽を単純に回転させるだけで、洗濯物が洗濯兼脱水槽の壁面に均等に張りつくケースは希である。これは、洗濯兼脱水槽に投入された洗濯物の布質が同じであることが少ないためである。ジーンズやジャージなどは化学繊維と綿というように、布質が異なるために、初期の脱水性、すなわち水の抜け易さが大きく異なる。よって、洗濯物が洗濯兼脱水槽の壁面に貼り付きかける８０〜１００ｒｐｍ程度の回転数で洗濯兼脱水槽を回転させ、洗濯兼脱水槽の水平軸の高さより上部の位置に洗濯物が持ち上がると、脱水性の良い化繊のジャージは水が抜け出して衣類が素早く張りつこうとする。一方、水の抜けにくい綿質のジーンズは、団子状の固まりになりやすい。このように、脱水性の異なる衣類が混在するほど、全体としては均質に張りつきにくく、結果的に洗濯兼脱水槽の壁面への布かたより（アンバランス）が発生して、脱水時の振動や騒音が発生するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、脱水動作の開始時に、洗濯物を洗濯兼脱水槽の壁面に均等に張りつけて、脱水時の振動や騒音を抑え、脱水性能に優れた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、洗濯物を収容して、水平な回転軸または前面側から背面側に向かって下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在
で複数孔を有する洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を収容する水槽と、前記洗濯物に直接水を与える水供給手段と、前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、記駆動手段を制御して脱水動作を行う制御部とを備え、前記制御部は、脱水起動時に、前記洗濯物が前記回転軸より上部に持ち上げられ、かつ洗濯兼脱水槽の壁面に張り付かない第１の回転数および前記洗濯物が前記洗濯兼脱水槽の内壁に張りつく第２の回転数になるよう前記駆動手段を駆動し、前記洗濯兼脱水槽を前記第１の回転数にて駆動中に、前記回転軸より上部の位置にある洗濯物に対して前記水供給手段により水を与えながら、前記第２の回転数に変化するようにしたものである。

このような構成によって、洗濯兼脱水槽の壁面に洗濯物を張りつける低速回転時に、洗濯兼脱水槽の回転軸より上部の位置にある洗濯物に対して、水を供給しながら回転数を変化することで、洗濯物の含水率を一定に保つことができる。この状態で一気に洗濯兼脱水槽の回転数を増加させることで、個々の洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を洗濯兼脱水槽の壁面に均等に張りつかせることができる。このため、洗濯物のアンバランスが生じることがなく、脱水時の振動や騒音を抑えることができる。

本発明のドラム式洗濯機は、脱水起動時に洗濯兼脱水槽の壁面に洗濯物を簡単に均等に張り付かせることができ、振動や騒音を抑えた脱水動作ができる。

本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図 同ドラム式洗濯機の制御装置の構成を示すブロック図 （ａ）同ドラム式洗濯機の回転時における水の流れを示す図（ｂ）同ドラム式洗濯機の循環シャワーの一例を示す図 同ドラム式洗濯機の脱水時のタイムチャート （ａ）従来のドラム式洗濯機の脱水開始時の洗濯物の挙動を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の脱水開始時の洗濯物の挙動を示す図 本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の回転数を増加させたときの洗濯物の挙動を示す図

第１の発明のドラム式洗濯機は、洗濯物を収容して、水平な回転軸または前面側から背面側に向かって下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数孔を有する洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を収容する水槽と、前記洗濯物に直接水を与える水供給手段と、前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、記駆動手段を制御して脱水動作を行う制御部とを備え、前記制御部は、脱水起動時に、前記洗濯物が前記回転軸より上部に持ち上げられ、かつ洗濯兼脱水槽の壁面に張り付かない第１の回転数および前記洗濯物が前記洗濯兼脱水槽の内壁に張りつく第２の回転数になるよう前記駆動手段を駆動し、前記洗濯兼脱水槽を前記第１の回転数にて駆動中に、前記回転軸より上部の位置にある洗濯物に対して前記水供給手段により水を与えながら、前記第２の回転数に変化するようにしたものである。

このような構成によって、洗濯兼脱水槽水平軸の高さより上部の位置にある洗濯物に対して水供給手段により常に洗濯物へ水を供給するので、水の抜けやすさによらずに洗濯物の含水率を一定に保ったまま、一気に洗濯兼脱水槽の回転数をアップすることができる。このため、洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を洗濯兼脱水槽の壁面に均等に張りつけることが可能となり、脱水時の振動や騒音を抑えることができる。また、アンバランスを解消するために洗濯兼脱水槽を止めたり反転させたりなど、脱水時間を短くすることができる。よって、省エネルギー性の高い脱水運転が可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明のドラム式洗濯機の前記制御部は、前記水槽内に水がある状態で前記脱水動作を開始し、前記水供給手段は、前記水槽の底部に溜まる水を吸引して、前記洗濯兼脱水槽内の前記洗濯物に吐出するものである。

このような構成によって、水供給手段は新たな水を用いることなく、水槽底部に溜まった水を再利用することで節水を図ることが可能となる。また、脱水動作の開始時にも洗濯物に水を繰り返しかけるので、すすぎ性能を向上することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の前記洗濯物の量を検知する布量検知手段を備え、前記制御部は、前記布量検知手段により検知した前記洗濯物の量が多いほど、前記第２の回転数を低くするようにしたものである。

このような構成によって、布量が多い場合には第２の回転数を低くするので、洗濯物が洗濯兼脱水槽の内壁に早くに張り付き、脱水回転数に早くに到達するので、脱水時間を短縮することができる。また、脱水時間を短くすることができるので、省エネルギー性を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の前記洗濯物の量を検知する布量検知手段を備え、前記制御部は、前記布量検知手段により検知した前記洗濯物の量が多いほど、前記第１の回転数を高くするようにしたものである。

このような構成によって、布量が少ない場合にも、洗濯物を洗濯兼脱水槽の内壁に正確に張り付けることができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つのドラム式洗濯機にて、少なくとも１つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

このような構成によって、プログラムであるのでマイコンなどを用いて本発明の洗濯機の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布が容易にできる。

以下、本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯機について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の概略構造を示す断面図である。図１を用いて構成を以下に説明する。

洗濯機本体１の内部には揺動自在に水槽３が収納され、水槽３内には洗濯槽である回転ドラム４が回転軸４ａを中心に回転自在に配設されている。回転ドラム４の回転軸４ａは水槽３の背面外側に取り付けた駆動手段であるモータ６に直結されており、このモータ６により回転ドラム４が回転駆動される。

回転ドラム４には、その壁面４ｃ全体に渡って複数の透孔４ｅが設けられ、水槽３内と回転ドラム４内とは通水および通気ができるようになっている。回転ドラム４の背面壁４ｄには円周方向に沿った複数の背面開口４ｆが形成されており、これら背面開口４ｆは水槽３の背面側上部に形成された導風口（図示せず）に対向するように配置されている。また、回転ドラム４の壁面４ｃ内面には複数の撹拌突起４ｂが設けられており、回転ドラム
４の回転により回転ドラム４内の洗濯物を持ち上げる。なお、透孔４ｅは回転ドラム４の壁面４ｃ全体に渡り設けたが、回転ドラム４の壁面４ｃに部分的に形成してもよく、要は、水槽３内と回転ドラム４内との通気性および通水性を確保でき、洗濯から乾燥に支障が出ないように設定すればよい。

また、回転ドラム４の回転軸４ａは、前面側から背面側に向かって下向きになるように傾斜している。具体的には水平方向Ｘから例えば角度θ＝２０±１０度下向き傾斜させて配置されている。このように回転軸４ａを傾斜させることで、水槽３前面側の開口１３を上側に配置することができるようになり、使用者は、大きく屈む姿勢をとることなく水槽３の開口１３を介して回転ドラム４内の洗濯物が取り出せるようになる。また、回転軸４ａを水平方向とした場合に比べ、水槽３内に給水された水が背面側に溜まって少ない水量でも深い貯水状態が得られる。すなわち、少ない給水量でも水槽３内に溜まった水が回転ドラム４の透孔４ｅから入り込み、洗濯物を濡らし吸水速度を検知することができる。水槽３は回転ドラム４内の洗濯物に効率よく給水を行うために、回転ドラム４と同じ傾斜を持ってその近くに沿うように設けられている。なお、給水量を考慮しなければ、回転ドラム４は水平であってもよいし、傾斜角度θが１０度未満であってもよい。

また、洗濯機本体１の前面側の開口部には扉５が開閉自在に設けられている。水槽３の開口１３はその口縁に環状のシール材１４を装着し、シール材１４の前面側が扉５の背面側に当接して密閉し、上下左右、前後に揺動する水槽３の開口が動いてもシール材１４が変形し扉５背面側へ押圧する形で密閉性を維持している。

水槽３の上部には、洗剤収容部７ａと給水弁７ｂが設けられている。給水弁７ｂの開閉によって洗濯機の外部から水が供給される。供給された水は、給水経路７ｃを介して洗剤収容部７ａ内の洗剤とともに水槽３内面と回転ドラム４外面との間に形成された空間Ｙに供給される。

水槽３の下部には、水槽３の最底部に一端を接続した排水管８ａと、排水弁８ｂが設けられている。排水弁８ｂの開閉によって洗い工程終了時、すすぎ工程終了時など、必要なときに水槽３内の水が排水管８ａを介して排水される。さらに、排水管８ａの下流側には洗濯機本体１の外部から取り外し可能な排水フィルタ１５が配置されており、排水に含まれる糸屑類を捕集する。

乾燥手段９は、水槽３および回転ドラム４から空気を出す導出口９ｆと、導出口９ｆから空気を吸引する送風機９ｃと、導出口９ｆからの空気に含まれる糸屑類を捕集し除塵するフィルタ（図示せず）と、水槽３の背面側に設けられ、回転ドラム４内に送風機９ｃから吹き出される空気を入れる導入口９ｅと、送風機９ｃと導入口９ｅとを接続する送風経路９ｄと、送風経路９ｄ内に配され、導出口９ｆからの高湿空気を除湿する除湿部９ｇと、送風経路９ｄ内で、除湿部９ｇより下流側に配され、除湿後の空気を加熱して高温空気とする加熱部９ｈとから構成されている。

なお、除湿部９ｇおよび加熱部９ｈをヒートポンプユニットで構成してもよいし、加熱部９ｈをヒータで構成し、除湿部９ｇを水冷方式もしくは空冷方式としてもよい。

また、上記に併せ、洗い工程時、すすぎ工程、脱水工程時など必要に応じ、水槽３内の水を循環ポンプ３０により循環させて洗剤の早期溶け込みや偏りの防止、洗浄やすすぎの機能向上を図る機能も有している。

洗濯物に直接水を与える水供給手段としての循環ポンプ３０は、図１に示すように洗濯機本体１の底部である台板２ａ上に固定されており、洗浄水やすすぎ水を吸引して循環水
路３１に送水する。また、送水された洗浄水またはすすぎ水は、循環水路３１を通って回転ドラム４の開口１３から回転ドラム４内に吐出する。このようにして、水槽３内の水を利用して、洗濯物に水をかける循環シャワーが行われる。詳細には、循環水路３１の吐出側経路３１ｂが、水槽３の開口１３まわりにある前端壁３ｆに設けた吐出口５１に外面から接続している。水槽３の前端壁３ｆの内側の面とこれに対応する回転ドラム４の前端壁４ｇの外側の面との間に洗浄水またはすすぎ水が噴射され、それらの間で形成する流路を通じて回転ドラム４内に吐出する。これにより、吐出口５１が回転ドラム４内の洗濯物と接触しない位置にあるので洗濯物が引っ掛かって洗い、すすぎ、脱水、乾燥などに必要な挙動を乱すことがない。あるいは洗濯物を傷めたり、破れたりするようなことを防止することができる。さらに、見栄えのよい外観が損なわれない。このときの循環ポンプ３０のモータ回転速度は、例えば３５００ｒｐｍ程度に設定している。

洗浄水またはすすぎ水を回転ドラム４内に単純に噴射するようにした場合、せっかくの循環水が回転ドラム４内の洗濯物の局部にしか噴射できず、循環効果を生かしきれない。一方、循環水を広域に噴射するのに特別な噴射ノズルを採用すると、必要ポンプ圧の上昇も併せ、コスト上昇の原因になるし限度がある。そこで、本実施の形態では、水槽３内の水を循環ポンプ３０により循環させるのに、例えば回転速度制御が可能であるＤＣブラシレスモータを用いて、吐出される循環水の流量、流速を調整することで、特別な噴射ノズルを採用することなく、吐出される循環水の上下方向の角度、左右方向の広がり度合いを変えることができる。この結果、循環ポンプ３０により回転ドラム４内の洗濯物に対し満遍なくかつ最適な位置に循環水を供給可能となり、洗い性能およびすすぎ性能を高めることができる。また、洗濯物が位置しない空間に無駄に循環水を供給することを避けられるので、無駄な電力の消費を抑えられ、洗剤水による異常な発泡を抑制することもできる。

循環ポンプ３０の回転速度は、通常の洗い運転時には、例えば、３５００ｒｐｍ程度とし、毎分２０Ｌ程度の循環水を回転ドラム４内の洗濯物に供給することで、洗い性能、すすぎ性能の向上を図る。一方、負荷量検知手段により洗濯物の量が所定値より少ないと判断された場合は、循環ポンプ３０の回転速度を、例えば２５００ｒｐｍ程度に落とし、供給する循環水を毎分１５Ｌ程度にするとともに、循環水の吐出される上下方向の角度を水平に近づけ、左右方向の広がり度合いを小さくする。これにより、洗濯物が少ない場合は、吐出された循環水が回転ドラム４内の下方に位置する洗濯物に当たらないという状態を避けることができ、効率的に循環水を供給することができる。

また、循環ポンプ３０の回転速度を３８００ｒｐｍ程度に上げると、循環水の吐出角度は上方向に最大となり回転ドラム内の手前側の最上部に、直接、循環水が到達する。このように、循環ポンプ３０の回転速度を制御することによって、回転ドラム４の上部に持ち上げられた洗濯物に対して、循環水をかけることができる。なお、吐出口５１は、その取り付け位置が下部に限られるものではなく、回転ドラム４内の洗濯物に接触しないような位置であれば、どのような配置であってもよい。よって、吐出口５１を回転ドラム４の上部に設けることとしても、回転ドラム４の上部に持ち上げられた洗濯物に対して循環水をかけることができる。

なお、本実施の形態では、循環ポンプ３０を洗濯機本体１の底部である台板２ａ上に設置する構成としたが、これに限定されるものではなく、水槽３内の水を循環させるのに循環ポンプ３０を水槽３の下部３ｂに設置する構成でもよい。

また、水供給手段の一例として、循環ポンプ３０を駆動して、洗浄水またはすすぎ水を水槽３の下部から吸引して循環水路３１を経由して洗濯物へ吐出する具体例を挙げたが、これに限られない。要するに、回転ドラム４の回転軸４ａより上部に持ち上げられた洗濯物に対して洗浄水またはすすぎ水を供給できればよい。以下、別の一例を示す。図３（ａ
）は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の回転時における水の流れを示す図、図３（ｂ）は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の循環シャワーの一例を示す図である。循環ポンプ３０の代わりに、水槽３の下部に洗浄水を留めたまま、回転ドラム４を８０ｒｐｍで回転させると、回転ドラム４と水槽３との間の洗浄水は、図３（ａ）における矢印Ａのように、水槽３に沿って上部に巻き上げられる。同時に、回転ドラム４と水槽３との間の摩擦圧力よりも空気の隙間があり圧力が逃げやすいため、矢印Ｂの方向である回転ドラム４と扉５との間に、すなわち正面方向に洗浄水またはすすぎ水が迫り上がってくる。この正面方向に迫り上がった洗浄水またはすすぎ水を、図３（ｂ）に示したように、仮に新たな循環経路となる循環部品５２を回転ドラム４と扉５との間に入れた場合、循環部品５２を経由して回転軸４ａより上部の洗濯物に洗浄水またはすすぎ水を吐出させることが可能となる。

あるいは、給水弁７ｂから水槽３への給水は、本実施例では給水経路７ｃを経て給水する例をあげたが、給水経路の吐出口を扉５の上部と回転ドラム４との間に設けることにより給水により、洗浄水またはすすぎ水の吐出を行うこととしてもよい。

さらに、本実施の形態に係るドラム式洗濯機には、回転ドラム４内に給水された水量を検知する水位検知手段１０が設けられている。これは水槽３の最低部近傍の所定位置に配設されたエアトラップ部と圧力検知部をホースにより接続したものである。圧力検知部は、圧力によって移動するベローズ部分に一体化されたフェライトと、その外周上を囲む固定側のコイルとで構成され、そのインダクタンス変化を利用して移動ストローク距離をトラップ内圧力に変換する。この水位検知手段１０は、エアトラップ部に洗浄水がこないと大気開放状態となり、出力は一定となる。

このように、水位検知手段１０はエアトラップ機構によるエア内圧計測によるセンシングが一般的であり、エア内圧が安定的な大気開放圧力から変化するまでの時間を計測するのが水位センサのばらつきに影響を受けない適切な算出方法である。

また水位検知手段１０の出力は、回転ドラム４の回転ありなしやその回転数など、洗濯動作中の回転ドラム４の回転によって出力が変化するため、回転ドラム４の回転数に応じて周波数と水位のテーブルを複数持っている。つまり回転ドラム４が静止中でも回転中でも水位を認識することができる。

振動検知手段１６は、水槽３の振動を検出する機能を有し、加速度センサー（図示せず）から構成されている。本実施の形態では、例として回転ドラム４の正面に対して上下方向の振動（加速度）を検出している。なお、加速度センサとしては、半導体加速度センサ、圧電型加速度センサなどのいずれでも良く、さらに多軸（２軸もしくは３軸）方向の加速度センサでも良い。実際の水槽３の振動は、必ずしも一方向に限定できないので、３軸の加速度センサを用いて、３軸の加速度成分を加算して合計したものを利用するのが良い。

次に、制御装置１１の詳細を図２により説明する。図２は本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の制御装置１１の構成を示すブロック図である。制御装置１１は、マイクロコンピュータで構成されており、制御部１１ａと、布量を検知する布量検知手段１１ｂとを備えている。制御部１１ａは、モード設定や制御プログラムに従い、モータ６、給水弁７ｂ、排水弁８ｂ、循環ポンプ３０等を自動制御して少なくとも洗い工程、すすぎ工程、脱水工程を行う機能を有している。また、制御部１１ａは布量検知手段１１ｂにより検知した布量に応じて洗浄水位を決定し、給水弁７ｂを開ける。洗浄水位まで給水されたことを水位検知手段１０が確認すると、制御部１１ａは給水弁７ｂを閉じて給水を停止する。

回転ドラム４内に投入された洗濯物の量を検知する布量検知手段１１ｂは、回転ドラム４の回転数を検知する回転数検知手段１７を用いて検知している。以下に布量検知の一例について説明する。

まず、モータ６を回転駆動する。このとき、回転ドラム４の回転数を、洗濯物が回転ドラム４の壁面４ｃの内側に張り付く程度の回転速度、例えば１００〜１４０ｒｐｍ程度まで立ち上げる。所定時間、回転が維持された後、モータ６の通電をオフする。それにより、回転ドラム４の惰性回転が、逆にモータ６を回転させる状態になる。このとき、回転ドラム４の惰性回転力は、摩擦トルクによりしだいに低下して、やがて回転ドラム４は停止する。通電停止から回転ドラム４の停止までの時間は、洗濯物の量が多いときは長く、洗濯物の量が少ないときは短い。この停止に要する時間の違いが洗濯物の量に比例することを利用して洗濯物の量を検知する。

また、本実施の形態に係るドラム式洗濯機は、給排水や回転ドラム４の駆動の指示はもちろん、水位検知手段１０などの各種センサ出力を含め、すべての入出力制御をタイマで管理できるシステムを具備しており、各動作、タイミングにおける所要時間を知ることができる。

以上のように構成されたドラム式洗濯機について、以下、その動作を説明する。

図４は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の脱水時のタイムチャートである。回転ドラム４内に洗濯物が投入され、扉５が閉じられると、布量検知手段１１ｂによって、洗濯物の量が検知される。制御部１１ａは、給水弁７ｂを開けて、洗濯物の量に応じた水を水槽３内に給水する。この時、洗剤収容部７ａを介して給水がされ、洗剤もともに水槽３内に供給される。水位検知手段１０が、洗濯物の量に応じた水位まで給水されたことを検知すると、洗い工程が開始する。制御部１１ａは、振動検知手段１６からの出力により、所定方向、本実施の形態では上下方向に最大の加速度がつくように、モータ６の回転数をベクトル制御しながら可変させる。これにより、洗濯物の布量や布質に応じた最適なたたき洗いが行われる。このときの回転ドラム４の回転速度は、回転ドラム４の大きさや、洗濯物の布量および布質にもよるが、４０〜６０ｒｐｍ程度である。このとき、回転ドラムは正逆回転を繰り返す。回転ドラム４の回転によって、撹拌突起４ｂにより洗濯物が持ち上げられ、たたき洗いが行われる。また、循環ポンプ３０を駆動することにより、積極的に洗浄水の入れ替えが行われて、洗浄性能が増加する。

洗い工程が終了すると、脱水動作を含むすすぎ工程を開始する。制御部１１ａは、排水弁８ｂを動作させて、水槽３内の洗浄水を機外に排出し始める。従来は、水槽３内の全ての洗浄水が機外に排出されるまで回転ドラム４を停止させていた。しかし、本実施の形態では、排水動作を行いながら、回転ドラム４を第１の回転数で回転させる。第１の回転数は、洗濯物が回転軸４ａより上部に持ち上げられ、かつ回転ドラム４の壁面に張り付かない程度の回転数である。すなわち、第１の回転数は、洗浄動作時のたたき洗いが行われる回転数である４０〜６０ｒｐｍと比較して、少々速めとなる。

第１の回転数は、洗濯物が回転軸４ａより上部に持ち上げられ、かつ回転ドラム４の壁面に張り付かない程度の回転数である。具体的には、第１の回転数は、洗浄動作時のたたき洗いが行われる回転数である４０〜６０ｒｐｍと比較して、少々速めとなる。例えば、布量検知手段１１ｂが、洗濯物の量が６〜９ｋｇであると検知すると、回転ドラム４の回転数を８０ｒｐｍとする。布量検知手段１１ｂが、洗濯物の量が３〜６ｋｇであると検知すると、回転ドラム４の回転数を７８ｒｐｍとする。布量検知手段１１ｂが、洗濯物の量が０〜３ｋｇであると検知すると、回転ドラム４の回転数を７６ｒｐｍとする。このよう
に、洗濯物の量が少ないほど、第１の回転数を低く抑えることで、洗濯物の量によらずに、均一な運転を行うことができる。

制御部１１ａは、回転ドラム４の回転を行いながら、循環ポンプ３０も同時に動作させている。回転ドラム４が回転しながら排水動作を行うと、回転ドラム４が洗浄水に積極的に空気を送り込み、洗浄水がかき混ぜられて波立つ。よって、水槽３内の洗浄水は、回転ドラム４を静止しながら排水するのに比べて、機外へ排出されにくくなる。脱水動作の開始から数分程度は、水槽３底部に洗浄水が十分に停留し続けるため、循環ポンプ３０を用いて、洗浄水が吐出口５１を経て、洗濯物に循環シャワーをかけることが可能となる。

また、循環シャワーを洗濯物にかける位置は回転ドラム４の水平軸の高さより上部の位置である。図５（ａ）は、従来のドラム式洗濯機の脱水開始時の洗濯物の挙動を示す図であり、図５（ｂ）は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の脱水開始時の洗濯物の挙動を示す図である。従来であれば、図５（ａ）に示すように、回転ドラム４を８０ｒｐｍ程度の一定速度を保持しながら回転させると、洗濯物内に保持されている水は、遠心力によって脱水される。遠心力による脱水効果は、洗濯物が、回転ドラム４の回転軸４ａの高さより上部の位置に持ち上げられた時から現れ出す。回転ドラム４の回転軸４ａの高さより上部の位置に洗濯物が持ち上げられると、脱水性の良い化学繊維からなるジャージは、洗浄水が一気に抜け出し、衣類が平板状へ素早く変形して素早く張りつこうとする。一方、水の抜けにくい綿質のジーンズは、団子状の固まりのまま、回転ドラム４の下部へ落下していく。

図５（ｂ）に示すように、本実施の形態のように回転ドラム４の回転軸４ａの高さより上部の位置に向かって、循環シャワーにより、洗濯物へ洗浄水の供給を絶えず行うことで、布質によらずに、洗濯物を回転ドラム４の壁面４ｃに、均一に張り付かせることができる。すなわち、脱水性の良い化学繊維のジャージは洗浄水が一気に抜け出しかけても、即座に循環シャワーによる含水がされるので、常に洗濯物の含む含水量は飽和状態（水リッチ状態）を保持し続けることができる。同様に、水の抜けにくい綿質の洗濯物の含水量は飽和状態であるので、洗濯物は布質に関係なく同程度の重さを維持し、よって同程度の遠心力がかけられる。図５（ｂ）に示したように、洗濯物が回転軸４ａの高さより上部の位置に持ち上げられてから、回転ドラム４の下部に落ちるまでの軌跡は、衣類の布質、すなわち脱水性の違いに関係なく、同じになる。よって、極めて安定した回転状態となり、これから行う、洗濯物を回転ドラム４の壁面４ｃに均等に貼り付ける動作の準備状態となる。

この状態から、脱水回転数まで回転ドラム４の回転数を上げる動作について説明する。図６は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の回転数を増加させたときの洗濯物の挙動を示す図である。上述の通り、回転ドラム４が安定した回転状態で、回転している洗濯物群は、あたかも小さなドーナツ状の塊が安定して回転しているように見える。ここで、循環ポンプ３０を駆動することで循環シャワーＣを洗濯物にかけながら、回転ドラム４の回転数を第１の回転数、例えば８０ｒｐｍから、一気に第２の回転数、例えば１２０ｒｐｍへ加速させる。第２の回転数は、洗濯物が回転ドラム４の壁面４ｃに張り付く回転数である。これによって、ドーナツ形状の洗濯物群に素早く加速度がつき、外周方向に瞬時に拡散して回転ドラム４の壁面４ｃに均等に貼り付く。洗濯物が回転ドラム４の壁面４ｃに張り付くと、循環ポンプ３０の駆動を停止する。

なお、洗濯物が回転ドラム４の壁面４ｃに張り付く第２の回転数は、洗濯物の量によるので、布量検知手段１１ｂで検知した布量によって第２の回転数を変化させる。本実施例においては、循環シャワーをかけながら回転ドラム４を回転させているので、張り付く回転数は布質によって変化しない。よって、布量検知手段１１ｂにより検知した布量に応じ
て、第２の回転数を変化させる。所定のトルクを回転ドラム４にかけた場合、布量が多いときと少ないときでは、洗濯物にかかる遠心力の大きさが異なる。これは、質量が重いほど、遠心力がかかりやすいためである。よって、洗濯物の量が多いときには、洗濯物に遠心力がかかりやすいので、回転ドラム４の回転数は低く設定する。一方、洗濯物の量が少ないときには、洗濯物に遠心力がかかりにくいので、回転ドラム４の回転数を高く設定する。例えば、布量検知手段１１ｂが、洗濯物の量が０〜３ｋｇであると検知すると、第２の回転数を１２０ｒｐｍとする。布量検知手段１１ｂが、洗濯物の量が３〜６ｋｇであると検知すると、第２の回転数を１１０ｒｐｍとする。布量検知手段１１ｂが、洗濯物の量が６〜９ｋｇであると検知すると、第２の回転数を１００ｒｐｍとする。このように、洗濯物の量が多いほど、第２の回転数を低くすることで、洗濯物の量によらずに、洗濯物を確実に回転ドラム４の壁面４ｃに貼り付けることができる。

このように、回転数が脱水回転数に上昇する前に、洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を回転ドラム４の壁面４ｃに均等に張りつけるので、脱水時の振動や騒音を抑えることができる。また、アンバランスを解消するために回転ドラム４を止めたり反転させたりなど、脱水時間を短くすることができる。よって、省エネルギー性の高い脱水運転が可能となる。

その後、制御部１１ａは、回転ドラム４の回転を脱水回転数である８００ｒｐｍまで増加させる。このとき、すでに循環ポンプの駆動は停止しているので、循環シャワーによって回転ドラム４の回転数の増加が妨げられることはない。脱水回転数で数分間、脱水した後、制御部１１ａは回転ドラム４の回転を停止する。制御部１１ａは、給水弁７ｂを開いてすすぎ水を水槽３内に給水する。水位検知手段１０が、すすぎ水位になったことを検知すると、制御部１１ａは、回転ドラム４を４０〜６０ｒｐｍの回転数で正逆回転（タンブリング）させる。これにより、洗濯物が回転ドラム４の上部からたたきつけられ、洗剤成分が洗濯物から除かれる。このとき、循環ポンプ３０が駆動することにより、すすぎ水が洗濯物にかけられて、積極的にすすぎ水の入れ替わりが行われる。これにより、すすぎ性能が向上する。

すすぎ工程における撹拌動作が終了すると、脱水工程が行われる。制御部１１ａは、排水弁８ｂを開いて、排水を開始する。また、制御部１１ａは、回転ドラム４を第１の回転数まで上昇させる。このとき、循環ポンプ３０は駆動したままである。これによって、洗濯物は回転ドラム４の上部に持ち上げられ、洗濯物には遠心力が作用するが、循環シャワーで常に含水することによって、洗濯物の布質によらずに一定の遠心力を受けることができる。よって、極めて安定した回転状態となり、これから行う、洗濯物を回転ドラム４の壁面４ｃに均等に貼り付ける動作の準備状態となる。

制御部１１ａは、回転ドラム４の回転数を第１の回転数から、一気に第２の回転数、例えば１２０ｒｐｍへ加速する。第２の回転数は、洗濯物が回転ドラム４の壁面４ｃに張り付く回転数である。これによって、ドーナツ形状の洗濯物群に素早く加速度がつき、外周方向に瞬時に拡散して回転ドラム４の壁面４ｃに均等に貼り付く。

このように、回転数が脱水回転数に上昇する前に、洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を回転ドラム４の壁面４ｃに均等に張りつけるので、脱水時の振動や騒音を抑えることができる。また、アンバランスを解消するために回転ドラム４を止めたり反転させたりすることがなくスムーズに回転数を上昇できるので、脱水時間を短くすることができる。よって、省エネルギー性の高い脱水運転が可能となる。

その後、制御部１１ａは、回転ドラム４の回転を脱水回転数である８００ｐｍまで増加させる。このとき、すでに循環ポンプ３０の駆動は停止しているので、循環シャワーによ
って回転ドラム４の回転数の増加が妨げられることはない。所定時間経過すると、制御部１１ａは、回転ドラム４の回転を停止し、洗濯運転は終了する。本実施の形態においてはすすぎを１回としたが、すすぎを複数回行うこととしてもよい。その場合においても、脱水回転数に回転ドラムを回転させる前に、第１の回転数にて循環シャワーをかけながら第２の回転数に上昇させることとすれば、脱水時間の短縮を図ることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、回転数が脱水回転数に上昇する前に、洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を回転ドラム４の壁面４ｃに均等に張りつけることが可能となり、脱水時の振動や騒音を抑えることができる。また、アンバランスを解消するために回転ドラム４を止めたり反転させたりなど、脱水時間を短くすることができる。よって、省エネルギー性の高い脱水運転が可能となる。

本発明にかかる洗濯機は、低速回転時における洗濯物個々の含水率を一定に保ったまま、一気に洗濯兼脱水槽の回転数をアップすることで、個々の洗濯物に均等な遠心力を瞬時にかけ、洗濯物を洗濯兼脱水槽の壁面に均等に張りつけることが可能となり、ひいては、脱水時の振動や騒音を抑え、脱水性能を向上させることが可能となる。また、省エネルギー性を向上させることができる。

同様にして、食器洗い乾燥機のノズル回転制御など洗浄水の粘性変化によって回転数を変更することで洗浄性能の向上を図るなどの用途にも適用できる。

１ 洗濯機本体
２ａ 台板
３ 水槽
３ｆ 前端壁
４ 回転ドラム（洗濯兼脱水槽）
４ａ 回転軸
４ｂ 撹拌突起
４ｃ 壁面
４ｅ 透孔
４ｇ 前端壁
５ 扉
６ モータ（駆動手段）
７ａ 洗剤収容部
７ｂ 給水弁
８ｂ 排水弁
１０ 水位検知手段
１１ 制御装置
１１ａ 制御部
１１ｂ 布量検知手段
１３ 開口
１５ 排水フィルタ
１６ 振動検知手段
１７ 回転数検知手段
３０ 循環ポンプ（水供給手段）
３１ 循環水路
５１ 吐出口

Claims (5)

1. 洗濯物を収容して、水平な回転軸または前面側から背面側に向かって下向きに傾斜した回転軸を中心に回転自在で複数孔を有する洗濯兼脱水槽と、
   前記洗濯兼脱水槽を収容する水槽と、
   前記洗濯物に直接水を与える水供給手段と、
   前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、
   記駆動手段を制御して脱水動作を行う制御部とを備え、
   前記制御部は、脱水起動時に、前記洗濯物が前記回転軸より上部に持ち上げられ、かつ洗濯兼脱水槽の壁面に張り付かない第１の回転数および前記洗濯物が前記洗濯兼脱水槽の内壁に張りつく第２の回転数になるよう前記駆動手段を駆動し、
   前記洗濯兼脱水槽を前記第１の回転数にて駆動中に、前記回転軸より上部の位置にある洗濯物に対して前記水供給手段により水を与えながら、前記第２の回転数に変化するようにしたドラム式洗濯機。
2. 前記制御部は、前記水槽内に水がある状態で前記脱水動作を開始し、
   前記水供給手段は、前記水槽の底部に溜まる水を吸引して、前記洗濯兼脱水槽内の前記洗濯物に吐出する請求項１に記載のドラム式洗濯機。
3. 前記洗濯物の量を検知する布量検知手段を備え、
   前記制御部は、前記布量検知手段により検知した前記洗濯物の量が多いほど、前記第２の回転数を低くするようにした請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。
4. 前記洗濯物の量を検知する布量検知手段を備え、
   前記制御部は、前記布量検知手段により検知した前記洗濯物の量が少ないほど、前記第１の回転数を低くするようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のドラム式洗濯機にて、少なくとも１つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。