滚筒式洗衣机 【技术领域】
本发明涉及一种滚筒式洗衣机，其将形成为有底圆筒形的旋转滚筒设置在水槽内，通过旋转驱动旋转滚筒来洗涤收容在旋转滚筒内的洗涤物。
背景技术
以往，具有烘干功能的该种滚筒式洗衣机(以下称作滚筒式洗涤烘干机)在脱水步骤中使旋转滚筒高速旋转而利用离心力脱去洗涤物的水分。因此，形成洗涤物贴附在旋转滚筒侧面的状态。在洗涤物贴附于旋转滚筒侧面的状态下进入烘干步骤时，由于烘干用空气与洗涤物的接触面积受限制，因此会导致在未烘干的状态下烘干步骤结束。
因此，为了解除洗涤物贴附于旋转滚筒侧面，例如在日本特开2000-254385号公报(专利文献1)中提出了一种滚筒驱动方式，其中作为剥布步骤，以微小角度使旋转滚筒正反向旋转而剥下或解开洗涤物等。
图6是表示专利文献1所述的以往的滚筒式洗涤烘干机的构造的纵剖视图。如图6所示，在被悬吊构造22支承的水槽20内配设有旋转滚筒26，通过电动机24旋转驱动旋转滚筒26。
图7A是表示以往的滚筒式洗涤烘干机从最终漂洗运转直到最终脱水运转的步骤的图表。图7B是表示该滚筒式洗涤烘干机的烘干运转的步骤的图表，是续接图7A的图表。在图7A中，最终漂洗运转70主要进行将旋转滚筒26内的洗涤物脱水的脱水步骤71、之后向旋转滚筒26内供水的供水步骤72、和之后漂洗旋转滚筒26内的洗涤物的漂洗步骤73。最终脱水运转74在进行所谓的脱水的最终脱水步骤75之后，进行剥下旋转滚筒26内侧面的布的剥布步骤76。在图7B中，在之后续接的烘干运转77进行所谓的脱水后进行烘干的烘干步骤78、和将烘干后的洗涤物冷却的冷却步骤79。在图7A所示的最终脱水运转步骤74的最终步骤的剥布步骤76中，将电动机转速设为50rpm的微小旋转，使电动机向正反向方向旋转。通过这样地放缓转速来进行剥布。
即，通过在剥布步骤、即微小旋转过程中利用电动机24使旋转滚筒26进行微小角度的正反向旋转，将通过电动机24高速旋转而因离心力贴附在旋转滚筒26内侧面的洗涤物自旋转滚筒26剥下或解开之后，进入烘干步骤。
但是，在以往的构造中，为了使洗涤物的紧密地贴附在滚筒内侧面的状态下的布的剥下作用、解开作用良好，只能延长剥布步骤的时间。因而，相对于通过提高高速脱水旋转的脱水性能而缩短洗涤时间、通过强力烘干缩短烘干时间等来提高使用性能的洗衣机所对应的要求，在剥布步骤的情况下，为了提高性能只能延长时间。即，在剥布步骤中提高性能与缩短时间这样的要求相悖。另外，即使延长剥布时间，是否能够确实地将布剥下也未可知。
【发明内容】
本发明解决上述的以往问题，提供一种这样的滚筒式洗涤烘干机，即，判定旋转滚筒内的洗涤物的剥下状态，由此进行最佳的剥布步骤，在剥布步骤中不花费时间就能够可靠地剥布。
本发明包括供洗涤物投入的旋转滚筒、收容旋转滚筒且自壳体被弹性支承机构支承的水槽、驱动旋转滚筒的电动机、在旋转滚筒内搅拌投入地洗涤物的搅拌突起、向水槽内供给水的供水部、检测水槽振动的振动检测部、和由控制电动机旋转的旋转控制部及控制对洗涤物进行洗涤的洗涤步骤的程序控制部构成的控制部。洗涤步骤包括自旋转滚筒剥下洗涤物的剥布步骤。振动检测部检测剥布步骤中在旋转滚筒的旋转过程中水槽的振动。控制部具有这样的构造，即，在剥布步骤中，将与旋转滚筒的旋转周期相对应的、基于振动检测部的检测结果的输出和与旋转滚筒的旋转周期不同的旋转周期相对应的、基于振动检测部的检测结果的输出进行比较，从而判定旋转滚筒内的洗涤物的剥布状态。
采用这样的构造，准确地判定旋转滚筒内的洗涤物的剥布状态，在剥布步骤中不花费时间就能够可靠地进行剥布。结果，也能够实现提高之后的烘干能力。
【附图说明】
图1是表示本发明的一个实施方式的滚筒式洗涤烘干机的构造图。
图2A是表示该实施方式的滚筒式洗涤烘干机在剥布步骤时加速度传感器的输出的第1时间过程的图。
图2B是表示该实施方式的滚筒式洗涤烘干机在剥布步骤时加速度传感器的输出的第2时间过程的图。
图3A是表示该实施方式的滚筒式洗涤烘干机在剥布步骤时加速度传感器的输出的第1频率分量的图。
图3B是表示该实施方式的滚筒式洗涤烘干机在剥布步骤时加速度传感器的输出的第2频率分量的图。
图4是表示该实施方式的滚筒式洗涤烘干机的第1剥布步骤的流程图。
图5是表示该实施方式的滚筒式洗涤烘干机的第2剥布步骤的流程图。
图6是表示以往的滚筒式洗涤烘干机的构造的纵剖视图。
图7A是表示以往的滚筒式洗涤烘干机的剥布步骤的第1图表。
图7B是表示以往的滚筒式洗涤烘干机的剥布步骤的第2图表。
【具体实施方式】
下面，参照附图说明本发明的实施方式。另外，本发明并不限定于该实施方式。
实施方式
图1是表示本发明的一个实施方式的滚筒式洗涤烘干机的构造的纵剖视图。在图1中，旋转自由地配置有旋转滚筒53的水槽52被弹簧64、减震器58等弹性支承机构弹性防振支承于洗涤物主体、即壳体51内侧，其中，该旋转滚筒53作为收容衣物等洗涤物的洗涤槽。
旋转滚筒53与固定在水槽52右外壁面上的驱动部、即电动机54相结合而被旋转驱动。利用形成在旋转滚筒53内壁上的多个搅拌突起62挂住洗涤物而将其提起后、使其落下的捶洗，从而搅拌清洗洗涤物。用于旋转驱动旋转滚筒53的电动机54由无刷电动机等构成，其转速可变，在洗涤步骤中反复进行正转、反转。用于向旋转滚筒53及水槽52内供水的供水部63搭载在壳体51的上部后方。
作为检测水槽52的振动的振动检测部的、由半导体构成的加速度传感器56固定在水槽52的上部，检测水槽52在前后左右上下方向上的多轴振动(加速度)。多轴构造的理由在于，由于实际上水槽52的振动未必能限定在一个方向上，因此，采用3轴的加速度传感器56，并利用将3个轴线上的加速度分量相加而合计的结果，有效地提高检测水槽52运动的精度。在本实施方式中，有效利用由该多轴型的加速度传感器56获得的数据。
控制部57原本容纳在壳体51内部，但为了易于理解地说明其功能，如图1所示地将其取出到壳体51外部(右侧)来说明。控制部57由针对于由振动检测部检测出的振动计算频率分量的频率分量计算部59、控制电动机的转速和时间的旋转控制部60、和控制洗涤物的洗涤步骤的程序控制部61构成。洗涤步骤包括剥布、剥布延长等剥布步骤，是由清洗步骤、漂洗步骤、脱水步骤和烘干步骤等构成的一连串步骤。
频率分量计算部59具体由微型电子计算机构成，对由加速度传感器56获得的信号进行离散傅立叶变换(DFT)或者高速傅立叶变换(FFT)，计算频率分量的大小(频谱)。
控制部57根据由加速度传感器56获得的信号的振幅随时间推移产生的输出变化、或者由频率分量计算部59计算出的振动的频率分量的大小来判定旋转滚筒53内的洗涤物的剥下状态。并且，控制部57与洗涤物的剥下状态相对应地控制电动机的转速和时间，并对剥布步骤的延长、进入漂洗步骤、进入烘干步骤等进行程序控制。
由以上构造构成的本实施方式的滚筒式洗涤烘干机的通常动作如下进行。在使用者开启电源开关(未图示)时，自供水部63经由水槽52向旋转滚筒53供给洗涤水。之后，通过控制部57的程序控制部61及旋转控制部60进行控制，例如按顺序自动地执行洗涤步骤、漂洗步骤、脱水步骤、剥布步骤、剥布延长步骤和烘干步骤。下面，说明剥布步骤。
首先，使用图2A、图2B，对基于由加速度传感器56获得的信号的大小来检测剥布状态的动作进行说明。图2A、图2B是表示剥布步骤时加速度传感器56的输出的时间过程的图。图2A表示洗涤物贴附于旋转滚筒53的状态，图2B表示洗涤物自旋转滚筒剥下的状态。在图2A、图2B中，纵轴表示由水槽52的振动获得的加速度传感器56的输出，横轴表示旋转滚筒的运转经过时间。即，在本实施方式中，基于振动检测部的检测结果的输出是加速度传感器56的输出大小。
图2A、图2B中表示的滚筒式洗涤烘干机在剥布步骤时旋转滚筒的转速为低角速度的15rpm，换算成频率则为0.25Hz，周期为4sec(秒)。
在图2A中，洗涤物贴附的状态下的点a1、a2表示加速度传感器56的输出产生变化的波峰的经过时间，其间隔约为4sec(秒)。即，可知在洗涤物未剥下的情况下，自检测水槽52振动的加速度传感器56获得的信号是与旋转滚筒的转速相同的频率0.25Hz，即检测每个与旋转滚筒相同的周期约为4sec(秒)的振动。
在图2B中，洗涤物被剥下的状态下的点b1～b7表示加速度传感器56的输出产生变化的波峰的经过时间，其间隔均约为4sec(秒)以下。例如，点b1、b2之间约为1sec，点b2、b3之间约为2.5sec，点b4、b5之间约为1.5sec等。即，可知在洗涤物被剥下的情况下，自检测水槽52振动的加速度传感器56获得的信号以比旋转滚筒的转速的频率0.25Hz更短的频率、比旋转滚筒的转速的周期4sec(秒)更短的周期产生剧烈的输出变化。其原因在于，利用搅拌突起62将洗涤物提起、并使其自由落下，洗涤物与旋转滚筒53冲撞，从而水槽52的振动频率升高。
这样，能够根据自加速度传感器56等振动检测部获得的信号差异来检测旋转滚筒53内的洗涤物的剥下状态。即，在剥布步骤中，在由加速度传感器56获得的振动输出的大小(基于振动检测部的检测结果的输出)是以比旋转滚筒53的转速的周期更小的周期产生剧烈的输出变化的情况下，该振动输出并不是因洗涤物贴附在旋转滚筒53的侧面导致旋转滚筒53的旋转中心偏心而旋转滚筒53振动所获得的。该振动输出通过洗涤物被搅拌突起62提起、自由落下而冲撞于旋转滚筒53内，旋转滚筒53振动，从而该振动被传递到水槽52而获得。因而，通过检测此时的振动，能够检测洗涤物自旋转滚筒53侧面被剥下的情况。因而，在剥布步骤中不花费时间就能正确地判定旋转滚筒53内的洗涤物的剥布状态，可靠地检测剥布，能够谋求提高之后的烘干能力。
如上所述，在本实施方式的剥布步骤中，将与旋转滚筒53的转速的周期相对应的、基于振动检测部(加速度传感器56)的检测结果的输出(振动输出的大小)和与旋转滚筒53的转速的周期不同的周期相对应的、基于振动检测部(加速度传感器56)的检测结果的输出(振动输出的大小)进行比较。并且，在与比旋转滚筒53的转速的周期更小的周期相对应的、基于振动检测部的检测结果的输出较大的情况下，判定为剥布状态。
接着，使用图3A、图3B，对根据由旋转滚筒53的旋转产生的振动的频率分量的大小来检测剥布状态的动作进行说明。图3A、图3B是利用频率分量计算部59计算剥布步骤时加速度传感器56的输出，并将该结果表示为频谱值(频率分量的大小)的图。图3A表示洗涤物贴附于旋转滚筒的状态，图3B表示洗涤物自旋转滚筒被剥下的状态。在图3A、图3B中，纵轴表示水槽52的振动在傅立叶变换后的频谱值，横轴表示旋转滚筒53的振动频率。即，在本实施方式中，基于振动检测部的检测结果的输出是利用频率分量计算部59计算加速度传感器56的输出而获得的频谱值(频率分量的大小)。
在图3A、图3B中，利用频率分量计算部59抽取与用旋转滚筒53的转速乘以搅拌突起62的个数得到的转速相对应的频率分量、和与旋转滚筒53的转速相对应的频率分量，根据频率分量的值的大小判定旋转滚筒内的剥布状态。
与图2A、图2B同样，图3A、图3B中表示的滚筒式洗涤烘干机在剥布步骤时旋转滚筒53的转速为低角速度的15rpm，换算成频率则为0.25Hz，周期为4sec(秒)。搭载于旋转滚筒53的搅拌突起62的个数为3个，用旋转滚筒53的转速乘以搅拌突起62的个数得到的旋转速度为45rpm。因而，该频率为0.75Hz，周期为4/3sec(秒)。
在图3A中，洗涤物贴附的状态下的点A1表示旋转滚筒53的旋转的频谱的波峰，其频率是与旋转滚筒53的转速相同的频率0.25Hz，周期为4sec。
在图3B中，洗涤物剥下的状态下的点B1表示旋转滚筒53的旋转的频谱的波峰频率。其频率是与用旋转滚筒53的转速乘以搅拌突起62的个数得到的转速(45rpm)相对应的频率、即0.75Hz，周期为4/3sec。
即，利用频率分量计算部59抽取与用旋转滚筒53的转速乘以搅拌突起62的个数后的转速相对应的频率分量、和与旋转滚筒53的转速相对应的频率分量，根据频率分量的值(频谱值)的大小能够判定旋转滚筒内的剥布状态。
这样，计算基于来自加速度传感器56等振动检测部输出的信号的频率分量，并根据计算出的结果的差异，能够检测旋转滚筒53内的洗涤物的剥下状态。即，在与旋转滚筒53的转速相对应的频带中的频率分量较大的情况下，可以判定为洗涤物贴附的状态。另一方面，与用旋转滚筒53的转速乘以搅拌突起62的个数得到的结果相对应的频带中的频率分量较大的情况下，可以判定为洗涤物被剥下的状态。因而，通过检测此时的振动分量，可以检测洗涤物自旋转滚筒53侧面被剥下。因而，通过检测此时的振动分量，能够检测洗涤物自旋转滚筒53侧面被剥下。因此，在剥布步骤中不花费时间就能正确且可靠地判定旋转滚筒53内的洗涤物的剥布状态，能够谋求提高之后的烘干能力。
如上所述，在本实施方式的剥布步骤中，将与旋转滚筒53的转速的周期(频率)相对应的、基于振动检测部(加速度传感器56)的检测结果的输出(频率分量的大小)和与旋转滚筒53的转速的周期(频率)不同的周期(频率)相对应的、基于振动检测部(加速度传感器56)的检测结果的输出(频率分量的大小)进行比较。并且，与比旋转滚筒53的转速的周期更小的周期(比旋转滚筒53的转速的频率更大的频率)相对应的、基于振动检测部的检测结果的输出(频率分量的大小)较大的情况下，判定为剥布状态。
下面，根据图4及图5的流程图对如以上说明那样地检测洗涤物是否自旋转滚筒53的侧壁被剥下的运转控制进行说明。
图4是表示本实施方式的滚筒式洗涤烘干机的第1剥布步骤的流程图。在图4中，在漂洗步骤(S100)结束之后，经过脱水步骤(S101)而开始剥布步骤(S102)。在剥布步骤(S102)中，进行剥布检测(S103)，像利用图2A、图2B或者图3A、图3B说明的那样，判定洗涤物是否自旋转滚筒53的侧面被剥下。在利用剥布检测(S103)来检测洗涤物被剥下时(S103的Y)，进入烘干步骤(S106)。
另一方面，在利用剥布检测(S103)检测洗涤物为未被剥下的情况下(S103的N)，进入剥布延长步骤(S104)，再次将转速设为低角速度的15rpm左右，使旋转滚筒53进行剥下及解开等的运转。在规定时间之后，利用剥布检测(S105)来判定洗涤物是否自旋转滚筒53侧面被剥下。检测是剥下(Y)还是未剥下(N)。
利用剥布检测(S105)，若检测为洗涤物被剥下(S105的Y)，则进入烘干步骤(S106)，若检测为未剥下(S105的N)，则返回到漂洗步骤(S100)。
图5是表示本实施方式的滚筒式洗涤烘干机的第2剥布步骤的流程图，表示在剥布步骤或者剥布延长步骤中洗涤物更易于自旋转滚筒53的侧壁被剥下的控制。
在图5中，在经过漂洗步骤(S200)并完成脱水步骤(S201)之后，开始剥布步骤(S202)。在剥布步骤(S202)中，进行剥布检测(S203)，判定洗涤物是否自旋转滚筒53的侧面被剥下。在剥布检测(S203)中检测为被剥下时(S203的Y)，进入烘干步骤(S208)。
另一方面，在利用剥布检测(S203)检测为未被剥下的情况下(S203的N)，进入剥布延长步骤(S205)，通过供水部63预先向旋转滚筒53内部供水(S206)。之后，将旋转滚筒53的转速设为低角速度的15rpm左右，进行剥下及解开等的剥布运转(S205)。或者一边供水(S206)，一边将转速设为低角速度的15rpm左右来使旋转滚筒进行剥下及解开等的运转(S205)。
然后，在规定时间之后，利用剥布检测(S207)来检测洗涤物是自旋转滚筒53侧面被剥下还是未被剥下。若检测为被剥下(S207的Y)，则进入脱水步骤(S201)，若检测为未剥下(S207的N)，则返回到漂洗步骤(S200)。
如上所述，如图4所示，根据洗涤物的剥下状态进行控制，从而利用程序控制部57进入剥布延长步骤，或者在未充分剥布的情况下再次返回进入漂洗步骤，从而可靠地进行剥布，能够进行最佳的烘干作业。
另外，如图5所示，在剥布步骤或者剥布延长步骤中，通过自供水部63供给洗涤水来浸湿旋转滚筒53内的洗涤物，控制为易于剥下的状态。由此，在剥布步骤时能够可靠地剥下水槽内的洗涤物，从而能够进行最佳的烘干作业。
如以上说明的那样，本发明包括供洗涤物投入的旋转滚筒、收容旋转滚筒且自壳体被弹性支承机构支承的水槽、驱动旋转滚筒的驱动部、在旋转滚筒内搅拌投入的洗涤物的搅拌突起、向水槽内供给水的供水部、检测水槽振动的振动检测部、和由控制驱动部旋转的旋转控制部及对洗涤洗涤物的洗涤步骤进行控制的程序控制部构成的控制部。洗涤步骤包括自旋转滚筒剥下洗涤物的剥布步骤。振动检测部检测剥布步骤中在旋转滚筒旋转过程中水槽的振动。控制部具有这样的构造，即，在剥布步骤中，将与旋转滚筒的旋转周期相对应的、基于振动检测部的检测结果的输出和与旋转滚筒的旋转周期不同的旋转周期相对应的、基于振动检测部的检测结果的输出进行比较，从而判定旋转滚筒内的洗涤物的剥布状态。
采用这样的构造，在振动检测部的检测结果是以与旋转滚筒的转速的周期不同的周期产生剧烈的输出变化的情况下，可以检测洗涤物自旋转滚筒侧面被剥下。即，以与旋转滚筒的转速的周期不同的周期产生剧烈的检测结果变化的原因，并不是因洗涤物贴附在旋转滚筒侧面导致旋转滚筒的偏心增大而使旋转滚筒振动，而是通过洗涤物被搅拌突起提起、自由落下而冲撞于旋转滚筒内使旋转滚筒振动，从而被传递至水槽振动。因而，不花费时间就能够正确且可靠地判定旋转滚筒内的洗涤物的剥布状态，从而能够谋求提高之后的烘干能力。
另外，本发明具有这样的构造，即，振动检测部具有检测水槽在至少1个方向上的振动的至少1个加速度传感器，控制部由至少1个方向上的振动的检测结果判定洗涤物的剥布状态。
采用这样的构造，检测水槽在上下、左右、前后等方向中的至少1个以上方向上的振动，能够根据基于各方向的振动输出来判定洗涤物的剥布状态，因此，能够高精度地把握水槽的振动，从而能够更准确地检测旋转滚筒内的剥布状态。
本发明还具有这样的构造，即，振动检测部具有检测各自不同方向上的振动的多个加速度传感器，控制部由不同方向上的振动的检测结果的和来判定洗涤物的剥布状态。
采用这样的构造，检测水槽在上下、左右、前后等方向中的多个振动，能够根据由每个方向的振动之和的输出来判定洗涤物的剥布状态，因此，能够高精度地把握水槽的振动，从而能够更准确地检测旋转滚筒内的剥布状态。
在本发明中，基于振动检测部的检测结果的输出是振动检测部检测出的振动的大小。本发明还具有这样的构造，即，控制部将与旋转滚筒的旋转周期相对应的振动的大小、和与比旋转滚筒的旋转周期更短的旋转周期相对应的振动的大小进行比较，在与比旋转滚筒的旋转周期更短的旋转周期相对应的振动的大小大于与旋转滚筒的旋转周期相对应的振动的大小的情况下，判定洗涤物为剥布状态。采用这样的构造，可以准确地判定剥布状态。
此外，本发明还包括对由振动检测部检测出的水槽的振动的频率分量进行计算的频率分量计算部。基于振动检测部的检测结果的输出是由频率分量计算部计算出的频率分量的大小。控制部将与旋转滚筒的转速所对应的周期相当的频带中的频率分量的大小、和与旋转滚筒转速的搅拌突起个数的倍数的转速所对应的周期相当的频带中的频率分量的大小进行比较。本发明还具有这样的构造，即，在与旋转滚筒转速的搅拌突起个数的倍数的转速所对应的周期相当的频带中的频率分量的大小大于与旋转滚筒的转速所对应的周期相当的频带中的频率分量的大小的情况下，判定洗涤物为剥布状态。采用这样的构造，可以准确地判定剥布状态。
本发明还具有这样的构造，即，控制部在剥布步骤结束时未判定为洗涤物为剥布状态的情况下，利用程序控制部进行控制，从而进入延长剥布步骤的剥布延长步骤。采用这样的构造，防止在未剥布的状态下进入烘干步骤，防止不完全的烘干作业。
本发明还具有这样的构造，即，控制部在剥布延长步骤结束时未判定为洗涤物为剥布状态的情况下，利用程序控制部进行控制，从而进入漂洗步骤。
采用这样的构造，通过再次从漂洗步骤进行运转，暂时解除洗涤物牢固地贴附于旋转滚筒的状态，通过再次进行剥布步骤，能够可靠地进行剥布。
本发明还具有这样的构造，即，控制部在剥布步骤结束时，利用供水部对洗涤物供水规定时间之后进行剥布延长步骤，在剥布延长步骤之后判定为洗涤物为剥布状态时，利用程序控制部进行控制，从而进入脱水步骤。
采用这样的构造，由于洗涤物中含有供给水，因此，利用其自重易于自旋转滚筒侧壁脱离，能够可靠地进行剥布。由于之后立即返回到脱水步骤，因此，剥布步骤的时间缩短。
本发明还具有这样的构造，即，控制部在剥布步骤结束时，一边自供水部对洗涤物供水、一边进行剥布延长步骤，在剥布延长步骤之后判定为洗涤物为剥布状态时，利用程序控制部进行控制，从而进入上述脱水步骤。
采用这样的构造，由于洗涤物中含有供给水，因此，利用其自重易于自旋转滚筒侧壁脱离，能够可靠地进行剥布。由于之后立即返回到脱水步骤，因此，剥布步骤的时间缩短。