JP4373566B2 - 洗濯物の圧搾式脱水機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通水性を有するコンベアベルトやバスケットに置かれた洗濯物を上方から下降してくる押圧体で押圧して当該洗濯物に含まれている水分を排出する圧搾式の脱水機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
洗濯物の圧搾式脱水機は、洗濯物に含まれている水分を押圧体で押し絞って脱水する装置であり、主に連続水洗機などと組み合わせて、業務用のタオルやシーツなどを大量に洗濯する洗濯ラインに多く用いられている。この種の圧搾式脱水機は、遠心脱水機等に比べて処理速度が速く、コンベアベルトなどにより洗濯ロットごとの塊となって搬送される洗濯物の脱水に特に適している。
【０００３】
洗濯機から排出された直後の洗濯物は、洗濯物自身の重量の２．５倍程度の水を含有している。洗濯機が連続水洗機の場合には、洗濯物といっしょに水を排出してシュート上を滑り落す関係上、自重量の２〜３倍の水と共に排出されてくる。洗濯物を速やかに処理するためには、水分を多量に含んだ洗濯物を洗濯機から排出された直後に速やかに脱水する必要があり、また、脱水速度を高めるためには、押圧体を速い速度で動作させて、洗濯物を速く圧搾する必要がある。
【０００４】
しかし、多くの水を含有している洗濯物を急激に脱水すると、排出される水の勢いで洗濯物が破損するという問題が起る。そこで、洗濯物を破損しないで処理速度を上げるために、押圧体をどのような構造とし、脱水機をどのように動作させるかが問題となる。
【０００５】
従来の圧搾式脱水機は、押圧体を洗濯物に押し付けるための昇降駆動装置として油圧シリンダが用いられていたので、この油圧シリンダに供給する油圧力を３〜４段階に設定し、主にタイマで油圧力を順次小さい圧力から大きい圧力へと切換ながら押圧体を洗濯物に押し付けることによって、脱水を行っている。すなわち、多量の水分を含んでいる圧搾初期の段階で高い圧力で洗濯物を押圧すると、大量の水が洗濯物の間を通って流れようとするため、洗濯物を損傷する。そこでこれを避けるために、圧搾初期においては押圧力を小さくし、大部分の水が排出された後の圧搾後期に押圧力を大きくして、脱水後の洗濯物の含水率をできるだけ小さくする。
【０００６】
押圧体は、通常水などの流体が封入された流体室を備えており、この流体室の下面が可撓性を備えた弾性膜（メンブレン）で形成され、この弾性膜の膜面が洗濯物の上面の形状に応じて変形した状態で洗濯物を圧搾するようになっている。このメンブレンが下降途中に脱水しようとする洗濯物を囲っているバスケットや、洗濯物に混入していた異物に衝突して押圧体の下降が停止すると、単にタイマーで押圧力を制御する上記構造のものでは、メンブレンが引っかかった状態で押圧力が増大して、メンブレンを損傷する。そこで主としてこの問題を避けるために、圧搾途中における押圧体の高さを検出して、その位置信号により、押圧力の上昇を制限する制御も行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
洗濯機に投入される１ロット毎の洗濯物の品質と量とが一定していれば、上記の従来手段はそれなりに有効である。しかし、洗濯物の含水量は、洗濯物の品質によって変わるため、洗濯物の種類がたびたび変更になる洗濯ラインにおいては、洗濯物の種類が変わる毎に、前記タイマーの設定時間をいちいち調整し直さなければならないという問題がある。また、洗濯物の種類が同じであっても、１ロット毎の洗濯物の量にばらつきがあると、そのばらつきの程度を考慮して、前記タイマーの設定を安全側に行ってやる必要があり、処理速度が低下する。
【０００８】
この発明は、投入量にばらつきのある個々の洗濯物のロットに対して、個々のロット毎に最適な脱水動作を行わせることが可能で、更には洗濯物の種類に応じた脱水動作を行わせることも可能な圧搾式脱水機を得ることを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の洗濯物の圧搾式脱水機は、下面を弾性押圧面１１とした流体室１０を備えた押圧体９と、この押圧体を昇降させる昇降装置とを備え、洗濯物に向けて押圧体９を下降させて弾性押圧面１１で洗濯物を押圧することにより脱水する洗濯物の脱水機において、流体室１０の圧力または昇降装置に作用する負荷を検出する圧力検出器１２と、押圧体９の高さを検出する位置検出器２２と、昇降装置６を駆動する可変速駆動装置１４と、制御装置１８とを備え、制御装置１８は、前記圧力検出器１２の検出圧力と位置検出器２２で検出された押圧体の絶対高さまたは相対高さに基づいて昇降装置６の下降速度を制御する速度制御手段を備えているものである。
【００１０】
押圧体の相対高さは、制御装置１８に、昇降装置６が下降動作を開始してから圧力検出器１２が最初に圧力上昇を検出したときの押圧体９の高さを初期嵩高として記憶する手段と、その後の押圧体の高さと初期嵩高とから押圧体の相対高さを演算する相対高さ演算手段とを設けて演算する。
【００１１】
昇降装置６として従来と同様に油圧シリンダを用いるときは、押圧速度の制御は流量制御弁、可変容量ポンプ、ポンプモータの速度制御等で行うことができる。押圧体の位置検出は、エンコーダを用いるのが好ましく、リニアエンコーダを用いるか、ラックピニオン装置で押圧体の直線移動を回転に変換して、回転エンコーダで検出する構造が可能である。この場合の押圧力の検出は、シリンダの油圧力で検出することもできるし、流体室１０の圧力検出で行うこともできる。
【００１２】
より正確な制御を行う場合には、昇降駆動装置としてサーボモータを用い、昇降装置としてボールねじを用いる構造が可能である。この場合の押圧力の検出は、流体室１０内の流体圧の検出により行うが、サーボモータの負荷検出やロードセルを用いて行うことも可能である。
【００１３】
押圧速度の制御は、圧力検出器の検出圧力が高いときは押圧速度を低くし、押圧体の高さが高いときは押圧速度を早くする制御が基本となる。これらの関係は単純な直線関係や比例関係とするのではなく、洗濯物の種類や投入量を種々変更したときの実績値に基づいて、最適な動作速度を演算式やテーブルを用いて演算するのが好ましい。この制御は連続的に行うこともできるし、圧搾動作を初期から終期まで何段階かに分けて、その段階毎に動作設定を行うようにすることもできる。
【００１４】
押圧体の下降動作を開始してから圧力検出器が最初に圧力上昇を検出した位置を初期嵩高として記憶し、その初期嵩高に関連づけて以後の押圧動作を制御する請求項２の装置は、ロット毎の洗濯物の投入量の変化により正確かつ速やかに脱水動作を対応させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の圧搾式脱水機の一実施例を示した図である。図中、１は図示しない洗濯機から排出される洗濯物のシュートで、そのシュート１から落下してくる洗濯物を受ける位置にコンベアベルト２とバスケット３が配置されている。コンベアベルト２は、多数の小孔や網目などの通水性を備えたベルトで、洗濯物を受け取って脱水操作を行うときは停止している。バスケット３は、洗濯物が落下してくる位置を囲うように設けられており、コンベアベルト２を駆動して洗濯物を移送するときは上動する。
【００１６】
コンベアベルト２やバスケット３を支えている基台４の四隅にポスト５が立設され、バスケット３の上方にポスト５に支えられた油圧シリンダ６が設けられている。油圧シリンダ６はロッド７を下方に向けて装着され、そのロッドの下端に下向きカップ状の押圧フレーム８が固定され、この押圧フレームに押圧体９が保持されている。押圧体９は周囲が肉厚で、下面が比較的薄いゴム質の弾性体で形成され、押圧フレームとの間で密閉された流体室１０を形成している。押圧体９の下面は平らな平面とされ、この平面部分は洗濯物の上面の形状に沿って屈曲可能な可撓性を備えた弾性押圧面１１となっている。押圧フレーム８には、流体室１０内の圧力を検出する圧力センサ１２が設けられており、また、必要に応じて流体室１０に圧力流体を供給排出する配管１３が連結されている。
【００１７】
油圧シリンダ６の作動油は、サーボモータ１４で駆動される容積型の油圧ポンプ１５で供給されている。油圧回路は図２単純化して示されており、圧力制御弁や逆止弁などは示されておらず、単に切換弁１６が示されているだけである。サーボモータ１４は、サーボドライバ１７を介して制御装置１８で速度制御される。サーボモータ１４はエンコーダ１９を内蔵しており、そのエンコーダの信号がサーボドライバ１７にフィードバック信号として与えられている。
【００１８】
押圧フレーム８の上面一箇所にラック２０が立設されており、このラックに定位置に軸支したピニオン２１が噛合し、このピニオンに押圧体９の高さを検出する回転エンコーダ２２が取付けられている。回転エンコーダ２２の信号及び圧力センサ１２の信号は、制御装置１８に与えられている。制御装置１８は、初期嵩高を記憶する記憶装置（メモリ）２３と、記憶された初期嵩高と回転エンコーダ２２の検出値とから相対高さを演算する相対高さ演算手段（プログラム）２４と、圧力センサ１２の検出値と、演算された相対高さとから押圧速度を演算する押圧速度演算手段（プログラム）２５とを備えている。
【００１９】
次に上記実施例装置の動作について説明する。コンベアベルト２が停止し、バスケット３が下降した状態で、１ロットの洗濯物がシュート１からバスケット３内に排出される。洗濯物の排出が図示しないセンサで検出されると、ただちに切換弁１６が切換えられて、押圧体９は下降を開始する。そして弾性押圧面１１が洗濯物の頂部に当接して、流体室１０内の圧力が上昇を開始したときの押圧体の高さが回転エンコーダ２２で検出されて初期嵩高メモリ２３に記録される。
【００２０】
その後の押圧体９の下降速度は、圧力センサ１２の検出値と回転エンコーダ２２の検出値により、制御装置１８で演算された速度に従って行われる。例えば押圧体９のある高さにおける圧力センサ１２の検出値が、その洗濯物の脱水に適した圧力よりも高すぎるときは、制御装置１８は押圧体９の下降速度を低下させるようにサーボモータ１４の速度を制御する。
【００２１】
このようにして、圧力センサ１２の圧力値が脱水終了時の圧力に達したら、切換弁１６を切換えて、押圧体９を上昇させ、同時にバスケット３を上昇させた後、ベルトコンベア２を回転して、脱水済の洗濯物を搬送する。
【００２２】
１ロットの洗濯物に対する脱水操作は、上記のように開始から終了まで連続的な制御で行うこともできるが、タイマを用いた従来の脱水機で行われていたように、脱水開始から脱水終了までの動作を数段階に分けて脱水動作を制御することもできる。例として３段階に分けて制御を行うときは、例えば以下のように行なう。
【００２３】
まず第１ステップでは、押圧体９を一定の速度で降下させ、弾性押圧膜面１１が洗濯物に当接すると流体室１０内の圧力が上昇する。そこでこの位置を洗濯物の初期嵩高として記憶するとともに洗濯物の重量を推定演算し、その重量に応じた押圧体９の下降速度と流体室内圧力の関係を制御装置で演算する。
【００２４】
第２ステップでは、第１ステップで演算された下降速度と流体室内圧力で押圧体９を第２ステップ終了位置（高さ）まで下降させて洗濯物を押圧する。そして第２ステップ終了時点の押圧体９の位置より洗濯物重量と水の量を推定演算し、制御装置で第３ステップの押圧パターンを演算する。
【００２５】
最後の第３ステップでは、第２ステップ終了後に演算された押圧パターンで最終位置まで押圧し、目的の脱水を終了する。
【００２６】
図１の第１実施例の構造は、押圧体９をその上方に設けた油圧シリンダ６で昇降させる構造となっている。この構造の場合、油圧シリンダ６のロッド７の周面からの油漏れが生じたとき、漏れだ油を除去する手段が必要であるが、図３の第２実施例の構造は、油圧シリンダ６を機外の両側下方に設置し、押圧体９を両シリンダを結ぶアーチ２６の中央に取り付けたもので、前記油漏れによる油の洗濯物への付着を完全に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の側面図
【図２】単純化して示す制御ブロック図
【図３】第２実施例の側面図
【符号の説明】
６ 油圧シリンダ
９ 押圧体
10 流体室
11 メンブレン
12 圧力センサ
14 サーボモータ
18 制御装置
22 回転エンコーダ

Claims (2)

1. 下面を弾性押圧面(11)とした流体室(10)を備えた押圧体(9)と、この押圧体を昇降させる昇降装置とを備え、洗濯物に向けて押圧体(9)を下降させて弾性押圧面(11)で洗濯物を押圧することにより脱水する洗濯物の圧搾式脱水機において、流体室(10)の圧力または昇降装置に作用する負荷を検出する圧力検出器(12)と、押圧体(9)の高さを検出する位置検出器(22)と、昇降装置(6)を駆動する可変速駆動装置(14)と、制御装置(18)とを備え、制御装置(18)は、前記圧力検出器(12)の検出圧力と位置検出器(22)で検出された押圧体の絶対高さに基づいて昇降装置(6)の下降速度を制御する速度制御手段を備えていることを特徴とする、洗濯物の圧搾式脱水機。
2. 下面を弾性押圧面(11)とした流体室(10)を備えた押圧体(9)と、この押圧体を昇降させる昇降装置とを備え、洗濯物に向けて押圧体(9)を下降させて弾性押圧面(11)で洗濯物を押圧することにより脱水する洗濯物の圧搾式脱水機において、流体室(10)の圧力または昇降装置に作用する負荷を検出する圧力検出器(12)と、押圧体(9)の高さを検出する位置検出器(22)と、昇降装置(6)を駆動する可変速駆動装置(14)と、制御装置(18)とを備え、制御装置(18)は、昇降装置(6)が下降動作を開始してから圧力検出器(12)が最初に圧力上昇を検出したときの押圧体(9)の高さを初期嵩高として記憶する手段と、その後の押圧体の高さと初期嵩高とから押圧体の相対高さを演算する相対高さ演算手段と、前記圧力検出器(12)の検出圧力と前記演算した押圧体の相対高さに基づいて昇降装置(6)の下降速度を制御する速度制御手段とを備えていることを特徴とする、洗濯物の圧搾式脱水機。

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