JP2001046777A - 電気洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＰＷＭ制御により、洗濯機の駆動用電動機（モ
ータ）に減速力を発生させ、しかも誘起電圧による電源
側の電圧上昇を押さえる信頼性の高い制御を行う。 【解決手段】モータ５１へ供給する電圧の位相角を制御
し、モータの誘起電圧を熱として消費する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気洗濯機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電気洗濯機は、一般的には、外槽内に回
転可能に設置した洗濯槽兼脱水槽と、この洗濯槽兼脱水
槽の底部に回転可能に設置した撹拌翼と、洗濯槽兼脱水
槽および撹拌翼を回転駆動する電動駆動装置を備え、こ
の電動駆動装置によって前記洗濯槽兼脱水槽および撹拌
翼を選択的に回転駆動することにより洗濯槽兼脱水槽内
の洗濯物を撹拌して洗い工程と濯ぎ工程を行い、その
後、洗濯槽兼脱水槽を高速回転させて洗濯物を遠心脱水
する構成である。

【０００３】電動駆動装置は、動力源として一般的には
誘導電動機を使用しているが、最近はインバータ回路に
より電動機に給電する構成のものが提案させている。ま
た電動機としてブラシレス電動機を使用して多様な洗濯
および脱水運転を実現することができるようにした電気
洗濯機が提案されている。インバータ制御の洗濯機は例
えば特開平9−121584号公報に開示されている。

【０００４】なお、洗濯機と全く異なる技術であるが、
例えば空気調和機の技術分野で、インバータ制御で電動
機に給電する技術が提案させている。この技術は例えば
特開平10−111028号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】インバータ制御の電気
洗濯機ではモータを制御して電気的にブレーキを掛ける
ことが考えられている。モータのブレーキ制御としては
例えば回生制動などがあるが、モータの回転エネルギー
を回生制動の如く全て外部抵抗で消費する場合は、洗濯
機において高価になるなどの問題がある。また電源側に
高電圧が生じるなどのため電気回路の耐圧を高めること
が必要となる。洗濯機は水を使用するので高電圧を発生
することは信頼性の点で問題である。また高耐圧が必要
となり、回路の価格が高くなる。

【０００６】本発明の１つの目的は、モータのブレーキ
制御において高い信頼性が得られる電気洗濯機を提案す
ることにある。

【０００７】他の目的は、以下の実施の形態で説明す
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明ではモータの電源
側の電圧を押さえたブレーキ制御を行うものである。具
体的な解決手段は、以下の実施の形態で説明する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一形態を示す洗濯機の縦断側面図であ
り、この実施の形態では洗濯機の一例として全自動洗濯
機の基本構成を示す。

【００１０】１は洗濯機の外枠で、内部機構の周囲を内
包する洗濯機の枠体である。２は、洗濯機の外枠の内部
に設けられた洗濯槽であり、具体的に述べると洗濯槽兼
脱水槽である。洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）の上
部の縁部に流体バランサー３を備えている。洗濯槽（あ
るいは洗濯槽兼脱水槽）２の底部の内側には回転自在に
撹拌翼４を備える。５は外槽であり、その内部に洗濯槽
（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２を回転自在に備えてい
る。外槽５の底部の外側にはモータ（電動機）を有する
電動駆動装置６を鋼板製の取り付けベース７によって取
り付け、外枠１の上端四隅から防振支持装置８によって
懸垂支持される。電動駆動装置６の内部構成については
後述する。

【００１１】衣類投入開口９ａを設けた上カバー９は洗
濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２の上に設けられてい
る。上記上カバー９は枠体１の上部開口を覆うように該
開口端縁に嵌め込み、フロントパネル１０およびバック
パネル１１と共に取り付けねじ（図示省略）によって枠
体１に取り付ける。

【００１２】上カバー９の前方で、フロントパネル１０
の下方に形成されるフロントパネルボックス１２は、電
源スイッチ１３と操作スイッチである入力スイッチ群１
４と表示素子群１５と外槽５内の水位に応じた水位信号
を発生する水位センサー１６と主制御装置である第１の
制御装置１７を内蔵する。入力スイッチ群１４は、図示
説明は省略するが、洗濯物の汚れの程度（汚れ多め，標
準汚れ，汚れ少なめ）を設定するスイッチと、ドライマ
ーク衣料洗濯を設定するスイッチと、布団洗濯を設定す
るスイッチと、スタートスイッチを備える。その他洗濯
あるいはすすぎの水流の強さを選択するスイッチを設け
ており、また布質を表わすスイッチを設けている。

【００１３】上カバー９の後方で、バックパネル１１の
下に形成されるバックパネルボックス１８が設けられ
る。このバックパネルボックス１８には、入水側を水栓
１９に接続し、出水側を注水口２０に接続する給水電磁
弁２１を内蔵する。注水口２０は、洗濯槽（あるいは洗
濯槽兼脱水槽）２の開口に向けて放水するように形成さ
れている。バックパネルボックス１８には更に風呂水な
どの水をポンプを介して洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水
槽）２に供給するためのポンプが設けられている。また
前記給水電磁弁２１からの水は金属イオンを取り除くフ
ィルターを介して注水口２０に導かれる。上カバー９に
形成した衣類投入開口９ａは、蓋２２によって開閉自在
に覆う構造となっている。

【００１４】外槽５の底部に形成した排水口５ａは、排
水電磁弁２３を介して排水ホース２４に接続されてい
る。また、外槽５の下方にはエアートラップ５ｂが設け
られ、このエアートラップ５ｂはエアーチューブ２５を
介して前記水位センサー１６に接続されている。水位セ
ンサー１６は上記構成により水位を検出し、水位を表わ
す信号を第１の制御装置１７に入力する。

【００１５】枠体１の下方には、四隅に脚２６を取り付
けた合成樹脂製のベース２７を装着する。また、前記電
動駆動装置６はカバー２８により覆って防水されてい
る。この電動駆動装置６は駆動電動機すなわちモータを
備えている。本実施の形態では制御性の優れたブラシレ
ス電動機が設けられている。このモータへの給電はイン
バータ回路を内蔵する補助制御装置である第２の制御装
置２９により行われる。前記第１の制御装置１７からの
指示に従って後述する第２の制御装置２９は、内蔵する
インバータ回路からモータに給電する構成をなす。第１
の制御装置１７は洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２
および電動駆動装置６の上に配置されている。

【００１６】一方、第２の制御装置２９は、洗濯槽（あ
るいは洗濯槽兼脱水槽）２の下に設けられている。この
ような構成にすることで水からの保護や高電圧からの安
全が確保できる。つまり、第１の制御装置１７には制御
を行うマイクロコンピュータが設けられており、水から
の保護が容易な洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２の
上に設けられている。また、第２の制御装置２９は、高
電圧を供給する直流電圧発生回路を有するので人の位置
から遠い洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２の下に配
置されている。この実施例では合成樹脂製のベース２７
上に設置されており、更に安全性が向上する。

【００１７】図２は、この全自動洗濯機の具体的な構成
を示す縦断側面図であり、その一部は展開して図示して
いる。この全自動洗濯機は、基本的には、図１に示した
全自動洗濯機と同一の構成であるので、図１に示した全
自動洗濯機の構成部品に相応する構成部品に同一の参照
符号を付して重複する説明を省略する。電動駆動装置６
は、駆動動力源としてブラシレス電動機５１を内蔵して
いる。

【００１８】図３は、図１と図２に示す電動駆動装置６
の内部構成を示す縦断側面図である。図４および図５は
図３の一部を拡大した側面図である。この電動駆動装置
６は、洗濯槽兼脱水槽２および撹拌翼４の駆動回転軸を
軸心にして垂直方向に減速歯車機構と噛み合いクラッチ
機構４７と可逆回転型のブラシレス電動機５１を同心的
に直列に配列した構成である。

【００１９】減速歯車機構は、結合フランジを合わせて
取り付けねじ３１によって取り付けベース７に取り付け
た２つ割りの減速機構外ケース３２ａ，３２ｂの内側に
ボールベアリング３３ａ，３３ｂによって内外２重構造
の駆動回転軸系３４を支持する。この駆動回転軸系３４
は、中空の外側回転軸系とその中空内に配置した内側回
転軸系を備える。

【００２０】外側回転軸系は、電動機の回転を直に洗濯
槽兼脱水槽２に伝達して該洗濯槽兼脱水槽２を駆動する
回転軸系である。外側回転軸系は軸方向にボールベアリ
ング３３ａの内側から外ケース３２ａの外に伸びて外槽
５を貫通し、先端部である外側出力軸部３５ａが洗濯槽
兼脱水槽２と結合してこれを回転させる。洗濯槽（ある
いは洗濯槽兼脱水槽）２が回転する状態では、環状歯車
３５ｆおよび遊星歯車３６ｉ，キャリア３６ｈ，内側出
力軸部３６ｃが同時に回転し、撹拌翼４が洗濯槽（ある
いは洗濯槽兼脱水槽）２と同じ速度で回転する。外ケー
ス３２ｂの外に下方軸方向に伸びた筒部に、噛み合いク
ラッチ機構４７に係合するセレーション３５ｂが形成さ
れている。セレーション３５ｂの外ケース３２ｂの内側
の端部にフランジ３５ｃを形成した外側入力軸部３５ｄ
は歯車ケース部３５ｅと機械的に結合している。また歯
車ケース部３５ｅの内周には環状歯車３５ｆが固定され
ている。環状歯車３５ｆと太陽歯車３６ｆとの間に複数
個の遊星歯車３６ｉが設けられている。なお、遊星歯車
３６ｉは環状歯車３５ｆや太陽歯車３６ｆと共に減速し
て回転を伝える減速機構をなす。この減速機構は歯車ケ
ース部３５ｅに収容されている。

【００２１】この外側回転軸系の内側に設ける内側回転
軸系は、電動機の回転を減速して撹拌翼４に伝達して該
撹拌翼４を駆動する回転軸系であり、前記外側出力軸部
35ａ内にシール３７とメタル軸受３８ａ，３８ｂとグリ
ップ止め輪(プッシュナット)３９によって水密および抜
け止め状態に設けられている。内側回転軸系は外側出力
軸部３５ａの先端から洗濯槽兼脱水槽２内に突出して撹
拌翼４が取り付けられる外端部分に取り付けねじ３６ａ
により取り付けられる。内側回転軸系は内側出力軸部３
６ｃと内側入力軸部３６ｇと遊星歯車３６ｉを備えてい
る。内側出力軸部３６ｃは外側出力軸部３５ａの内側か
ら歯車ケース部３５ｅ内に連通していて、上述の遊星歯
車減速機構と結合する構造をなし、その内端部分にセレ
ーション３６ｂが形成されている。内側入力軸部３６ｇ
は外側入力軸部３５ｄの内側にボールベアリング４０
ａ，４０ｂによって支持されている。外側入力軸部３５
ｄの外端から片持ち状態に伸び出た内側入力軸部３６ｇ
の外端部分にモータすなわち電動機の回転子が止めねじ
３６ｅにより固定される嵌着部３６ｄが形成されてい
る。歯車ケース部３５ｅ内に伸びた内側入力軸部３６ｇ
の内端側部分に太陽歯車３６ｆが形成されている。歯車
ケース部３５ｅ内において遊星歯車３６ｉは前記内側出
力軸部３６ｃのセレーション３６ｂに嵌合したキャリア
３６ｈにその軸が軸支される構成をなす。遊星歯車３６
ｉは前記歯車３５ｆと３６ｆに噛み合って回動し、遊星
歯車３６ｉは前記キャリア３６ｈに回転力を伝える。歯
車３６ｆの回転速度が減速した状態で遊星歯車３６ｉが
回転するので、回転力が減速して伝達される。

【００２２】ボールベアリング４０ａ，４０ｂは、モー
タすなわちブラシレス電動機５１の回転子の軸となる内
側入力軸部３６ｇを高精度に支持するように外側入力軸
部３５ｄ内に外輪圧入状態に取り付ける。内側入力軸部
３６ｇは、後述するように、ブラシレス電動機５１の回
転子を片持ち状態に支持するようになるので、この内側
入力軸部３６ｇを支持する軸受は、損失が少なく且つ径
方向の大きな荷重を支えるのに好適な転がり軸受の代表
的なボールベアリング４０ａ，４０ｂを使用した。しか
し、ローラベアリングに置き換えることもできる。

【００２３】ブラシレス電動機５１は、外ケース３２ｂ
の下端面に絶縁部材４１を介在させて取り付けねじ４２
によって絶縁状態に取り付けた電動機ハウジング４３を
下向きに開口させ、開口端から固定子５２を嵌入して複
数個の切り越し突起４３ａと折り曲げ爪４３ｂによって
挟持するように固定した構成である。この固定子５２に
組する回転子５４は、内側入力軸部３６ｇに形成した回
転子嵌着部３６ｄに嵌着し、止めねじ３６ｅに螺着した
止めナット４６によって固定する。

【００２４】更に具体的には、この実施の形態における
ブラシレス電動機５１は、固定子鉄心５２ａに固定子巻
線５２ｂを巻装して固定子５２を構成し、固定子鉄心５
２ａを電動機ハウジング４３に嵌入して切り越し突起４
３ａと折り曲げ爪４３ｂによって挟持するように固定す
る。間隔部材５３は、この固定子鉄心５２ａの軸方向の
寸法と切り越し突起４３ａと折り曲げ爪４３ｂの間の寸
法の差を補うものである。

【００２５】回転子５４は、回転子鉄心（ヨーク）５４
ａの外周に永久磁石磁極５４ｂを取り付け、これらと一
体的に成形した絶縁樹脂製の取り付けボス５４ｃによっ
て内側入力軸部３６ｇにおける電動機回転子嵌着部３６
ｄに取り付ける。

【００２６】噛み合いクラッチ機構４７の摺動子４７ｃ
に形成した噛み合い突起４７ｆを嵌入する噛み合い凹凸
部５４ｄは、取り付けボス５４ｃの上面に該取り付けボ
ス５４ｃと一体的に樹脂成形する。取り付けボス５４ｃ
は、電動機回転子嵌着部３６ｄに嵌着して取り付けるこ
とができるような寸法に形成し、内端側の締め付け端部
には、回転子鉄心５４ａを露出させ、外端側の締め付け
端部には、金属リング５４ｅを埋設する。

【００２７】なお、回転子の取り付けボス５４ｃは、電
動機回転子嵌着部を短尺にした専用の内側入力軸部を使
用することにより、短尺に形成することもできる。ま
た、永久磁石磁極５４ｂは、固定子巻線５２ｂよりも外
側に突出するように構成し、この突出部の回転軌道に対
向させて磁極検出素子５５を設置することにより、回転
子５４の回転位置を検出するように構成する。この磁極
検出素子５５は、カバー４８に取り付ける。

【００２８】ブラシレス電動機５１は、固定子巻線５２
ｂの各相に対する回転子５４の磁極５４ｂの相対位置を
検出して該固定子巻線５２ｂの各相への給電を制御する
構成であるので、詳細な説明は省略する。噛み合いクラ
ッチ機構４７は、外側回転軸系３５を電動機の回転子５
４に噛み合い係合によって結合して該外側回転軸系３５
に回転子５４の正回転および逆回転の回転力を伝達して
回転させ、または噛み合い係合を解いて該外側回転軸系
３５を回り止めするように係止する。

【００２９】この噛み合いクラッチ機構４７は、電動駆
動装置６の軸方向の全体寸法を小さくするために、環状
の電磁コイル４７ａを内包する環状の電磁鉄心４７ｂを
前記取り付けねじ４２によって電動機ハウジング４３の
内側に共締めして取り付け、外側入力軸部３５ｄを取り
巻くように設置する。外側入力軸部３５ｄに形成したセ
レーション３５ｂに軸方向に摺動可能に係合させた絶縁
樹脂製の摺動子４７ｃは、コイルばね４７ｄによって前
記回転子５４の噛み合い凹凸部５４ｄに係合するように
押し下げ、前記電磁コイル４７ａの電磁力によってコイ
ルばね４７ｄの押し下げ力に逆らって摺動子４７ｃを引
き上げることにより噛み合いを解除して電磁鉄心４７ｂ
に吸着して回り止める。

【００３０】摺動子４７ｃは、前記電磁鉄心４７ｂによ
って吸引する鉄製の吸着子４７ｅを一体的に樹脂成形し
て設け、前記噛み合い凹凸部５４ｄに嵌入して噛み合わ
せる噛み合い突起４７ｆを樹脂成形により一体的に形成
する。

【００３１】摺動子４７ｃの吸着子４７ｅを電磁鉄心４
７ｂに吸着したときに該摺動子47ｃを係止して回り止め
するために、電磁鉄心４７ｂの吸着面には複数本の放射
状の係止溝４７ｂ１を形成し、吸着子４７ｅには前記係
止溝４７ｂ１に嵌入する複数本の放射状の係止突条４７
ｅ１を形成する。係止溝４７ｂ１は、係止突条４７ｅ１
を係止する側壁面が奥方向に１〜２度の傾斜で広がるよ
うに形成し、係止突条４７ｅ１は、係止溝４７ｂ１の側
壁面に当接する側面が先端方向に１〜２度の傾斜で広が
るように形成することにより、噛み合い係合させたとき
に抜け止め方向の分力が発生するようにする。

【００３２】電動機ハウジング４３の下端は、カバー４
８を嵌着して覆う。そして、このカバー４８に回転検出
センサーの回転検出素子（感磁素子）５５を取り付け、
この回転検出素子５５を前記回転子５４の永久磁石５４
ｂの回転軌道に対向させて設置する。

【００３３】このような電動駆動装置６は、取り付けベ
ース７を取り付けねじ５０によって外槽５の底の外側に
取り付ける。また、この電動駆動装置６の外側は、前記
取り付けねじ５０によってこの電動駆動装置６と一緒に
取り付けた外カバー２８によって覆うようにする。

【００３４】このブラシレス電動機５１への給電は、第
１の制御装置１７からの指示に従って、第２の制御装置
２９によってＰＷＭ（パルス幅変調）制御およびＰＡＭ
（パルス電圧変調）制御する。ＰＡＭ（パルス電圧変
調）制御については後で詳述する。

【００３５】図６は、電気洗濯機の制御装置である。こ
の制御装置は、第１の制御装置１７および第２の制御装
置２９からなり、図６は、その具体的内部構成のブロッ
ク図である。この図では全体の制御に関係する制御関係
の構成をせつめいするため、後述の図１５で詳述する電
源スイッチ（操作スイッチ）１３や第１のリレーや第２
のリレーを省略する。また図１６で説明する電源回路を
省略する。

【００３６】第１のマイクロコンピュータ(以下主マイ
クロコンピュータと記す)１７ａおよび第２のマイクロ
コンピュータ(以下補助マイクロコンピュータと記す)２
９ｈは制御回路を構成し、後述する直流電圧発生回路２
９ａからインバータ回路２９ｂへ供給する直流電圧の電
圧値を制御する第１の制御信号を発生する。この第１の
制御信号に基づいてコンデンサｃの端子電圧、つまり、
インバータ回路２９ｂへの供給電圧が制御される。上記
制御回路は、第２の制御信号を発生する。第２の制御信
号は、インバータ回路２９ｂの動作を制御し、ブラシレ
ス電動機５１へのパルス幅を制御する。第２の制御信号
に基づきブラシレス電動機５１の回転方向（正転と逆
転）も制御される。

【００３７】なお、第１の制御装置１７および第２の制
御装置２９におけるマイクロコンピュータやその他の回
路を動作させるための低圧電源回路および電源スイッチ
１３については、図示説明を省略する。

【００３８】第１の制御装置１７は、主マイクロコンピ
ュータ１７ａを中心にして構成し、給水電磁弁２１と排
水電磁弁２３と噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル
47ａへの給電を制御する半導体交流スイッチング素子
（ＦＬＳ）で構成した駆動回路１７ｂ〜１７ｄと、高周
波ノイズが商用電源回路に漏出するのを防止するライン
フィルタ１７ｅを備える。

【００３９】そして、主マイクロコンピュータ１７ａ
は、予め組み込まれた制御処理プログラムに従って、入
力スイッチ群１４，水位センサー１６からの入力信号を
取り込み、第２の制御装置２９と通信し、表示素子群１
５と駆動回路１７ｂ〜１７ｄおよびコンデンサへの充電
すなわちコンデンサの端子電圧をを制御する直流電圧制
御回路２９ｃやブラシレス電動機５１の給電を行うイン
バータ回路２９ｂを制御する。

【００４０】第２の制御装置２９は、直流電圧発生回路
２９ａと３相インバータ回路２９ｂを備え、ブラシレス
電動機５１への給電を制御する。すなわち、ブラシレス
電動機５１へ供給するパルス電圧または電流の大きさと
時間を制御する。上記大きさは電圧値または電流値であ
る。この実施の形態では電圧が加えられ、これによりブ
ラシレス電動機５１に電流が供給される。上記電圧はコ
ンデンサｃからインバータ回路２９ｂに供給される電圧
に基づきバルス幅つまり電圧が加えられる時間はインバ
ータ駆動回路２９ｇを介してインバータ回路２９ｂに加
えられる第２の信号によって制御される。インバータ回
路２９ｂに供給される直流電圧は補助マイクロコンピュ
ータ２９ｈからの第１の制御信号により制御される。第
１の制御信号により直流電圧を制御する具体的回路は、
直流電圧制御回路２９ｃと出力電圧フィードバック抵抗
２９ｄと電圧制御抵抗２９ｅとを備えている。

【００４１】直流電圧発生回路２９ａは、コンセント１
５０２からの商用交流電源を整流して直流電圧を出力す
る整流回路である全波整流ダイオードブリッジＤＢを備
える。この直流電圧発生回路２９ａは、コンデンサｃの
充電回路として作用する、スイッチングレギュレータの
一種である昇圧形コンバータ回路を内蔵し、スイッチン
グ素子Ｓ１のオン期間にリアクトルＬに蓄えた電磁エネ
ルギーを該スイッチング素子Ｓ１がオフすることによっ
て電圧に変換されて入力電圧に重畳することによりコン
デンサＣに昇圧した電圧供給し、電荷を蓄えてる構成で
ある。なお、ダイオードＤ１は、コンデンサＣに蓄えた
電荷の逆流を阻止して直流出力電圧を安定化する。昇圧
量は、スイッチング素子Ｓ１のオン／オフ周期に対する
オン時間比によって変化する。全波整流ダイオードブリ
ッジＤＢによって全波整流して得られる直流電圧は、約
１４０Ｖである。この直流電圧発生回路２９ａは、この
全波整流電圧を約３００Ｖまでの出力電圧の範囲で可変
制御して出力する。スイッチング素子Ｓ１としては、Ｉ
ＧＢＴやＧＴＯのように、自力でオフする機能を備えた
半導体素子が好適である。

【００４２】この直流電圧発生回路２９ａを制御する直
流電圧制御回路２９ｃは、直流電圧発生回路２９ａの出
力電圧を出力電圧フィードバック抵抗２９ｄと電圧制御
抵抗２９ｅによって分圧して帰還する検出電圧を参照し
て、この検出電圧が所定値となるようにスイッチング素
子Ｓ１のオン／オフ時間比を制御する。この実施の形態
においては、前記検出電圧の所定値は、所定の出力電圧
（この実施の形態では１５５Ｖ）のときに得られる検出
電圧に相当する値とした。補助マイクロコンピュータ２
９ｈからの第２の制御信号により制御される最も低いイ
ンバータ回路２９ｂへの供給電圧は、この実施の形態で
は、約１５５Ｖである。ソフト洗いなどを考えると、１
４０Ｖ〜１７０Ｖくらいを最低供給電圧として供給でき
ることが望ましい。

【００４３】３相インバータ回路２９ｂは、スイッチン
グ素子Ｓ２と逆並列ダイオードＤ２によって構成した３
相ブリッジ回路を備え、前記直流電圧発生回路２９ａの
出力電圧を入力として、前記ブラシレス電動機５１にお
ける３相の固定子巻線５２ｂに給電する。スイッチング
素子Ｓ２には、ＩＧＢＴやＧＴＯのように、自力でオフ
する機能を備えた半導体素子が好適である。この３相イ
ンバータ回路２９ｂによる給電は、補助マイクロコンピ
ュータ２９ｈの制御の下に、インバータ駆動回路２９ｇ
によってスイッチング素子Ｓ２をオン／オフ制御するこ
とによって行う。ブラシレス電動機５１を静粛に効率良
く運転するためには、正弦波給電が好適である。３相イ
ンバータ回路２９ｇは、正弦波ＰＷＭ制御によって正弦
波給電を実現し、また、電圧抑制ＰＷＭ制御によって過
負荷電流の発生を抑制する。

【００４４】正弦波ＰＷＭ制御には、出力電圧Ｖの実効
値を一定に保つＶ一定正弦波ＰＷＭ制御方式と出力電圧
Ｖと周波数Ｆの関係を一定値に保つＶ／Ｆ一定正弦波Ｐ
ＷＭ制御方式がある。Ｖ一定正弦波ＰＷＭ制御方式は３
相インバータ回路２９ｂの入力電圧を最大限に利用した
給電を実現することができ、Ｖ／Ｆ一定正弦波ＰＷＭ制
御方式によればブラシレス電動機５１に対して効率良い
給電を実現することができる。

【００４５】図７は、正弦波ＰＷＭ制御によるＶ／Ｆ一
定制御の波形図を例示している。Ｖ／Ｆを一定にするた
めに、（ａ）に示すように正弦波と三角波を対比させ、
三角波を基準にして正弦波のピーク値を変化させたとき
に得られる（ｂ）に示すようなパルス波形列を３相イン
バータ回路２９ｇのスイッチング素子Ｓ２のオン／オフ
制御に使用することにより、正弦波近似ＰＷＭ制御方式
を実現することができる。

【００４６】三角波を補助マイクロコンピュータ２９ｈ
のインテグレーテッド・タイマ・パルス・ユニット（Ｉ
ＴＵ）により生成し、正弦波を補助マイクロコンピュー
タ２９ｈの内部データとして作成する。周波数毎の正弦
波の内部データは、三角波のキャリア周波数を高く（例
えば１６ＫＨｚ）するために、その都度演算するのでは
なく、予め周波数毎に演算した結果をテーブルとして保
持させておいて使用するようにする。

【００４７】Ｖ一定正弦波ＰＷＭ制御は、三角波と対比
させる正弦波の大きさを、入力電圧に対して最大の出力
電圧が得られるような一定値に設定することにより、入
力電圧を最大限に利用した正弦波給電を実現することが
できる。

【００４８】図６で、補助マイクロコンピュータ２９ｈ
は、主マイクロコンピュータ１７ａからの指示に従っ
て、磁極検出素子５５からの検出信号に基づいて位置検
出回路２９ｆから出力される回転子５４の回転位置信号
を参照して相応する固定子巻線５２ｂに給電するように
インバータ駆動回路２９ｇを制御し、また、電圧制御抵
抗２９ｅを制御して直流電圧発生回路２９ａの直流出力
電圧を変える制御を実行する。またモータ５１の巻線に
流れる電流は電流検出回路２０５により検出される。

【００４９】直流電圧制御回路２９ｃは、前述したよう
に、検出電圧が所定値（出力電圧の１５５Ｖに相当）と
なるように直流電圧発生回路２９ａを制御する。そし
て、所定の出力電圧（１５５Ｖ）で電圧制御抵抗２９ｅ
の制御端子の総てを開放状態としたときの検出電圧が所
定値となるように回路定数を設定しておく。従って、補
助マイクロコンピュータ２９ｈが電圧制御抵抗２９ｅの
総ての制御端子を開放状態にすることにより、直流電圧
制御回路２９ｃは所定の出力電圧（１５５Ｖ）が得られ
るように直流電圧可変回路２９ｃを制御する。そして、
出力電圧を上昇させるときには、補助マイクロコンピュ
ータ２９ｈは、電圧制御抵抗２９ｇの任意の制御端子の
短絡（接続）することにより、直流電圧制御回路２９ｃ
に帰還する検出電圧を低下させる。このようにすると、
直流電圧制御回路２９ｃは、低下した検出電圧を所定の
検出電圧まで上昇させるように直流電圧発生回路２９ａ
の出力電圧を上昇させる制御を実行する。この実施の形
態においては、電圧制御抵抗２９ｅの制御端子を開閉制
御することにより、直流電圧発生回路２９ａの出力電圧
が多段階（例えば１５５Ｖ,１８５Ｖ,１９０Ｖ,２１０
Ｖ,２３０Ｖ,２７０Ｖ)に変化するようにした。この実
施の生態では、第１の制御信号は電圧制御抵抗２９ｅの
どの抵抗を開放するかで表わされる。つまり、直流電圧
制御回路２９ｃのバイアス電圧として与えられる。この
変わりにデジタル信号として第１の制御信号を発生させ
る方法でも良い。最終的に半導体スイッチＳ１のオンオ
フ時間（またはデューティでも良い）が制御され、希望
の電圧がコンデンサＣの端子間に現れるようにすれば良
い。

【００５０】主マイクロコンピュータ１７ａは、入力ス
イッチ群１４から洗濯開始を指示されると、入力スイッ
チ群１４からの指示入力に基づいて手動または自動的に
洗濯モードおよび脱水モードを設定し、設定した洗濯モ
ードおよび脱水モードを行う。洗濯モードは、例えば図
９に示すように、検出工程や洗い工程，濯ぎ工程であ
る。脱水モードは脱水工程である。

【００５１】図８は、基本的な洗濯脱水モードにおいて
主マイクロコンピュータ１７ａが実行する制御処理を示
している。

【００５２】ステップ８０１（布量あるいは布質の検
出）布量あるいは布質の検出を行う。この検出結果は、
洗濯水の給水量および洗濯モードおよび脱水モードでの
いろいろな条件の設定に利用される。先ず、洗濯槽兼脱
水槽２に投入された洗濯物が給水前の乾いた状態にある
ときに、ブラシレス電動機５１に給電して拌翼翼４を回
転させ、そのときの負荷抵抗値に基づいて乾布布量を検
出する（図９のｓ１）。負荷抵抗量の検出は、ブラシレ
ス電動機５１の回転速度が安定した状態になったときの
該回転速度を検出して行う。布量が多いときには負荷抵
抗が大きくなって回転速度が低くなることから、予め回
転速度と負荷抵抗（乾布布量）の関係を求めておくこと
により、このときの回転速度から乾布布量を検出するこ
とができる。この乾布布量検出結果は、この実施の形態
では、洗濯水供給量を決めるために使用する。

【００５３】次に、電磁給水弁２１を開いて洗濯槽兼脱
水槽２（外槽５）内に所定の水位まで給水する。この所
定の水位は、洗濯物を湿潤させるための低水位である。
そして、再びブラシレス電動機５１に給電して拌翼翼４
を回転させ、そのときの負荷抵抗値に基づいて第１の湿
潤布量を検出する（図９のｓ２）。その後、給水によっ
て水位を上昇させて再びブラシレス電動機５１に給電し
て拌翼翼４を回転させ、そのときの負荷抵抗値に基づい
て第２の湿潤布量を検出する（図９のｓ３）。このとき
の水位検出は、水位センサー１６から出力される水位検
出信号を監視して行う。

【００５４】第１の湿潤布量の検出結果と第２の湿潤布
量検出結果の差に基づいて布質を検出し、洗濯および脱
水モードでの条件を決めるために使用する。この布量あ
るいは布質の検出において撹拌翼４を回転させるために
ブラシレス電動機５１に給電するときの直流電圧発生回
路２９ａの直流出力電圧は、この直流電圧発生回路２９
ａの最低の出力電圧ｖ１（この実施の形態では１５５Ｖ
とした、図９のｔ１〜ｔ２）とした。このときのインバ
ータ回路２９ｂへの直流出力電圧は、検出精度を高める
ためには、低い方が有利である。

【００５５】原因に、これらの検出時の電動駆動装置６
は、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを付
勢して吸着子４７ｅを電磁吸引することにより、摺動子
47ｃをコイルばね４７ｄに逆らって引き上げて該摺動子
４７ｃの噛み合い突起４７ｆを電動機の回転子４５の噛
み合い凹凸部４５ｃ３から切り離し、吸着子４７ｅを電
磁鉄心４７ｂに吸着し、係止突条４７ｅ１と係止溝４７
ｂ１が係合するこにより外側回転軸系３５（洗濯槽兼脱
水槽２）の回転を抑制するように係止する。この状態
で、ブラシレス電動機５１の固定子コイル５２ｂに給電
して回転子５４を回転させ、内側入力軸部３６ｇから遊
星歯車３６ｉを介して減速した後に内側出力軸部３６ｃ
に伝達して撹拌翼４を回転させるようにする。

【００５６】検出運転中および次の洗い工程まで（ｔ１
〜ｔ２）図９（Ｍ）のように直流電圧発生回路２９ａの
出力電圧は所定の電圧ｖ１に維持する。最低電圧ｖ１以
上に維持することが良い。

【００５７】ステップ８０２、検出した乾布布量に応じ
て洗濯水位を決定し、決定した洗濯水位まで給水を実行
する。ステップ８０３、布質および汚れの程度に応じた
洗いモードを設定して洗い工程（図９のｔ２〜ｔ３）を
実行する。洗いモードは、洗い強度（撹拌翼４や洗濯槽
兼脱水槽２による撹拌強度であり、洗い水流の強さを意
味する）と洗い時間を組み合わせて構成した多様な洗い
モード制御プログラムとして用意しておき、前記布質検
出結果と入力スイッチ群１４から入力される汚れの程度
に基づいて自動的に、または入力スイッチ群１４からの
指示入力に基づいて、その１つを選択して実行するよう
にする。このことは洗いの水流の強弱を入力することに
もなる。

【００５８】この実施の形態では、この洗い強度とし
て、強洗い（大物洗い）Ａ，標準洗いＢ，中洗い（少負
荷洗い）Ｃ，弱洗いＤに区分し、更に、この区分を汚れ
の程度に応じて汚れ多めおよび標準のための洗い強度
（Ａ１〜Ｄ１）と汚れ少なめのための洗い強度（Ａ２〜
Ｄ２）の２種類に分けた洗い強度（洗い水流）区分およ
び更に微弱な微洗い強度（洗い水流）区分Ｅやドライマ
ーク衣料や繊細な衣料を型崩れしないように洗うのに適
した洗濯槽兼脱水槽２を正逆回転させる洗い強度（洗い
水流）区分Ｆや布団のような大物を洗うのに適した洗濯
槽兼脱水槽２を一方向に緩やかに回転させる洗い強度
（洗い水流）区分Ｇを用意した。洗いの強弱により図９
のコンデンサの電圧ｖ２を選択する。水流が強い場合は
弱い場合に比べｖ２を高くする。また、破線で示すよう
に、一旦ｖ１０と強くしその後ｖ１１と低くしても良
い。このようにすれば水流の強さを弱めることができ、
更に回転開始時のトルクを上げられる。

【００５９】撹拌翼４を正逆回転させる洗い強度区分の
運転では、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７
ａを付勢して摺動子４７ｃを引き上げて該摺動子４７ｃ
と回転子４５との噛み合いを解き、吸着子４７ｅを電磁
鉄心４７ｂに吸着して係止突条４７ｅ１を係止溝４７ｂ
１に係合させて外側入力軸部３５ｄを回り止めして洗濯
槽兼脱水槽２を静止状態にし、回転子５４を正逆回転す
るように固定子コイル５２ｂに給電することにより、こ
の回転を内側入力軸部３６ｇ，遊星歯車36ｉ，内側出力
軸部３６ｃを介して撹拌翼４に伝達する。撹拌翼４の正
転と逆転の間インバータからモータ５１への給電は一時
的に停止するが、直流電圧発生回路２９ａの出力電圧は
ゼロに下げない。９図のｖ１以上に維持する。この実施
例ではｔ２〜ｔ３はｔ１〜ｔ２の検出工程の結果に基づ
く設定値に維持する。こうすることで起動トルクを確保
し易くなる。

【００６０】洗濯槽兼脱水槽２を正逆回転させる洗い強
度区分では、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４
７ａを消勢して摺動子４７ｃをコイルばね４７ｄによっ
て押し下げて該摺動子４７ｃの噛み合い突起４７ｆを回
転子５４の噛み合い凹凸部５４ｄに嵌入して噛み合わせ
て該回転子５４と連結状態にし、回転子５４を正逆回転
するように固定子コイル５２ｂに給電することにより、
この回転を外側入力軸部３５ｄ，歯車ケース部３５ｅ，
外側出力軸部３５ａを介して洗濯槽兼脱水槽２に伝達す
る。このときは、遊星歯車機構は減速機能を失うので、
撹拌翼４は、洗濯槽兼脱水槽２と同期して一体的に回転
する。この場合はコンデンサの電圧を、撹拌翼４を正逆
回転させる洗い強度区分の運転より高くすることにより
効率を向上できる。ブラシレス電動機５１への供給電圧
を高くすることができ、ブラシレス電動機５１の回転速
度が高くなっても電流を供給できる効果がある。洗濯槽
兼脱水槽２の正転と逆転の間は３相インバータ回路２９
ｂからブラシレス電動機５１への給電は一時的に停止す
るが、直流電圧発生回路２９ａの出力電圧はゼロに下げ
ない。９図のｖ１以上に維持する。この実施例ではｔ２
〜ｔ３はｔ１〜ｔ２の検出工程の結果に基づく設定値に
維持する。こうすることで起動トルクを確保し易くな
る。

【００６１】そして、洗濯槽兼脱水槽２を一方向に連続
回転させて行う洗い強度区分では、噛み合いクラッチ機
構４７を噛み合わせた連結状態において、ブラシレス電
動機５１を一方向に連続回転させるように固定子コイル
５２ｂに給電する。この状態の直流電圧発生回路２９ａ
の出力電圧は、洗濯水の量に大きな違いがなければ、撹
拌翼４の正逆転時より高くする。また洗濯槽兼脱水槽２
を正逆回転させる洗い強度区分の運転時よりも高くす
る。

【００６２】洗い強度（洗い水流）は、ブラシレス電動
機５１の出力トルクと回転時限（給電のオン／オフ時間
比）によって変化する。ブラシレス電動機５１の出力ト
ルクの強弱（大小）は、直流電圧発生回路２９ａの直流
出力電圧の高低制御と３相インバータ回路２９ｂのＰＷ
Ｍ制御における正弦波電圧の電圧抑制（ピーク値）制御
によって実現することができる。また、回転時限は、予
め設定した制御プログラムによって制御することができ
る。

【００６３】例えば、汚れ多めの強洗いＡ１では、直流
電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を２１０Ｖの一定値
に設定し、３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス
電動機５１への給電（正弦波ＰＷＭ）および休止の正逆
回転時限を１.４秒(正回転方向給電）／０.９秒（休
止）／１.４秒（逆回転方向給電）／０.９秒(休止）…
で繰り返すようにする。同様に、汚れ多めの標準洗いＢ
１では、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を２３
０Ｖの一定値に設定し、３相インバータ回路２９ｂによ
るブラシレス電動機５１への給電および休止を１.１秒
（給電）／０.９秒（休止）で繰り返すようにする。ま
た、汚れ多めの中洗いＣ１では、直流電圧発生回路２９
ａの直流出力電圧を１９０Ｖの一定値に設定し、３相イ
ンバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給
電および休止を０.８秒(給電)／１.０秒（休止）で繰り
返すようにする。また、汚れ多めの弱洗いＤ１では、直
流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を１９０Ｖの一定
値に設定し、３相インバータ回路２９ｂによるブラシレ
ス電動機５１への給電および休止を０.５秒（給電）／
０.７秒（休止）で繰り返すようにする。

【００６４】これに対して、汚れ少なめの強洗いＡ２で
は、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を２１０Ｖ
に設定して３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス
電動機５１への給電を０.３ 秒間実行して大きな出力ト
ルクで起動し、引き続いて直流電圧発生回路２９ａの直
流出力電圧を１８５Ｖに下げて１.１ 秒間の給電を実行
して小さい出力トルクで回転を継続し、その後、１秒間
休止する制御を正逆回転方向に繰り返すようにする。ま
た、汚れ少なめの標準洗いＢ２では、直流電圧発生回路
２９ａの直流出力電圧を２１０Ｖに設定して３相インバ
ータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給電を
０.３ 秒実行して大きな出力トルクで起動し、引き続い
て３相インバータ回路２９ｂの正弦波ＰＷＭ制御に電圧
制限PWM制御を付加することにより、ブラシレス電動機
５１に供給する正弦波電圧のピーク値が１４０Ｖとなる
ようにした給電を１.５秒実行して小さい出力トルクで
の回転を継続し、その後、１.０ 秒間休止する制御を正
逆回転方向に繰り返すようにする。また、汚れ少なめ中
洗いＣ２では、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧
を２１０Ｖに設定して３相インバータ回路２９ｂによる
ブラシレス電動機５１への給電を０.３ 秒実行して大き
な出力トルクで起動し、引き続いて３相インバータ回路
２９ｂの正弦波ＰＷＭ制御に電圧制限ＰＷＭ制御を付加
することにより、ブラシレス電動機５１に供給する正弦
波電圧のピーク値が１１５Ｖとなるようにした給電を
１.５ 秒実行して小さい出力トルクでの回転を継続し、
その後、１.０ 秒間休止する制御を正逆回転方向に繰り
返すようにする。そして、汚れ少なめ弱洗いＤ２では、
直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を２１０Ｖに設
定して３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動
機５１への給電を０.３秒実行して大きな出力トルクで
起動し、引き続いて３相インバータ回路２９ｂの正弦波
ＰＷＭ制御に電圧制限ＰＷＭ制御を付加することによ
り、ブラシレス電動機５１に供給する正弦波電圧のピー
ク値が９０Ｖとなるようにした給電を１.５秒実行して
小さい出力トルクでの回転を継続し、その後、１.０ 秒
間休止する制御を正逆回転方向に繰り返すようにする。

【００６５】このようにブラシレス電動機５１への給電
の途中で電圧を低下させる制御によれば、撹拌翼４を大
きなトルクで確実に回転するように起動し、その後は洗
濯物に作用する撹拌力を小さくして布傷みを軽減する効
果が得られる。

【００６６】また、微洗いＥでは、直流電圧発生回路２
９ａの直流出力電圧を１９０Ｖの一定値に設定し、３相
インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への
給電および休止を０.５秒（給電）／１.０秒（休止）で
繰り返すようにする。

【００６７】また、洗濯槽兼脱水槽２を正逆回転させる
洗い強度区分Ｆでは、例えば、直流電圧発生回路２９ａ
の直流出力電圧を１５５Ｖに設定して３相インバータ回
路２９ｂによる正弦波ＰＷＭ制御に電圧制限ＰＷＭ制御
を付加することにより、ブラシレス電動機５１に供給す
る正弦波電圧のピーク値が８０Ｖとなるようにした給電
を６秒実行して小さい出力トルクで緩やかな回転を継続
し、その後、３.０秒休止する制御を正逆回転方向に繰
り返す槽回転洗いＦ１と、４秒給電して３秒休止する槽
回転洗いＦ２と、３秒給電して２秒休止する槽回転洗い
Ｆ３を行うようにした。

【００６８】また、洗濯槽兼脱水槽２を一方向に連続回
転させて行う洗い強度区分Ｇでは、例えば、直流電圧発
生回路２９ａの直流出力電圧を１５５Ｖに設定して３相
インバータ回路２９ｂによる正弦波ＰＷＭ制御に電圧制
限ＰＷＭ制御を付加することにより、ブラシレス電動機
５１に供給する正弦波電圧のピーク値が３５Ｖとなるよ
うにした給電を６秒実行して小さい出力トルクで緩やか
な回転を継続し、その後、６.０秒休止する制御を一方
向に繰り返す槽回転洗いを用意した。

【００６９】そして、洗いモードは、汚れの程度と前述
した洗い強度と洗い時間の組み合わせて各汚れの程度に
対して各７段階に設定し、その１つを選択して実行する
ようにした。入力スイッチ群１４によって自動選択が指
示入力されているときには、入力スイッチ群１４からの
指示入力に従った設定または汚れ検出に基づいて設定さ
れた汚れの程度（汚れ多め，標準，少なめ）と布質検出
結果に基づいて自動的に選択し、入力スイッチ群１４か
ら手動選択が指示入力されているときには、その指示入
力に基づいて手動選択するようにする。

【００７０】第１の洗いモード群Ｍ１は、汚れ多めの洗
濯物の洗いモード群であって、例えば、強洗いＡ１で１
５分間洗う洗いモードＭ１１と、強洗いＡ１で１２分間
洗う洗いモードＭ１２と、標準洗いＢ１で１２分間洗う
洗いモードＭ１３と、標準洗いＢ１で１０分間洗う洗い
モードＭ１４と、中洗いＣ１で８分間洗う洗いモードＭ
１５と、弱洗いＤ１で６分間洗う洗いモードＭ１６と、
微洗いＥで６分間洗う洗いモードＭ１７の７段階を用意
した。

【００７１】第２の洗いモード群Ｍ２は、標準汚れの洗
濯物の洗いモード群であって、例えば、強洗いＡ１で１
０分間洗う洗いモードＭ２１と、強洗いＡ１で６分間洗
う洗いモードＭ２２と、標準洗いＢ１で６分間洗う洗い
モードＭ２３と、標準洗いＢ１で５分間洗う洗いモード
Ｍ２４と、中洗いＣ１で５分間洗う洗いモードＭ25と、
弱洗いＤ１で４分間洗う洗いモードＭ２６と、微洗いＥ
で３分間洗う洗いモードＭ２７の７段階を用意した。

【００７２】第３の洗いモード群Ｍ３は、複数の洗い強
度を組み合わせて各洗いモードを構成した汚れ少なめの
洗濯物の洗いモード群であって、例えば、強洗いＡ２で
５分間洗い、その後、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗
い、更に、標準洗いＢ２で４分間洗い、そして、槽回転
洗いＦ２で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３１と、強洗
いＡ２で４分間洗い、その後、槽回転洗いＦ２で１分３
０秒間洗い、更に、標準洗いＢ２で３分間洗い、そし
て、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３
２と、標準洗いＢ２で４分間洗い、その後、槽回転洗い
Ｆ２で１分３０秒間洗い、更に、標準洗いＢ２で３分間
洗い、そして、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗う洗い
モードＭ３３と、中洗いＣ２で４分間洗い、その後、槽
回転洗いＦ２で１分３０秒間洗い、更に、標準洗いＢ２
で３分間洗い、そして、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間
洗う洗いモードＭ３４と、中洗いＣ２で４分間洗い、そ
の後、槽回転洗いＦ１で１分３０秒間洗い、更に、標準
洗いＢ２で２分間洗い、そして、槽回転洗いＦ１で１分
３０秒間洗う洗いモードＭ３５と、弱洗いＤ２で４分間
洗い、その後、槽回転洗いＦ１で１分３０秒間洗い、更
に、弱洗いＤ２で２分間洗い、そして、槽回転洗いＦ１
で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３６と、弱洗いＤ２で
２分間洗い、その後、槽回転洗いＦ１で１分３０秒間洗
い、更に、弱洗いＤ２で１分間洗い、そして、槽回転洗
いＦ１で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３６の７段階を
用意した。

【００７３】これらの各洗いモードは、水道水のような
冷水を使用する洗い工程における制御仕様であるので、
風呂残り水のような温水を使用する洗い工程において
は、比較的弱い洗い強度と短い洗い時間に変更すること
ができる。

【００７４】このような洗い工程は、主マイクロコンピ
ュータ１７ａが布質検出結果または入力スイッチ群１４
によって設定された洗いモードに応じて選択的に決定
し、そのモード制御プログラムに従って、直流電圧発生
回路２９ａと３相インバータ回路２９ｂと噛み合いクラ
ッチ機構４７を制御することによって実行する。洗い工
程での直流電圧発生回路２９ａからインバータ回路２９
ｂへの供給電圧の一例は図９（Ｍ）に示す通りである。

【００７５】ステップ８０４、濯ぎ工程を実行する（図
９のｔ３〜ｔ１３）。この濯ぎ工程は、注水濯ぎ運転と
溜め濯ぎ運転を組み合わせて実行するようにすると良
い。また、濯ぎ効率を高めるために、排水時には短時間
の弱い脱水（濯ぎ脱水）運転を組み合わせると良い。更
に、濯ぎ中に洗濯槽兼脱水槽２を緩速回転させながら注
水することにより、汚れた洗濯水の放出を促進させる注
水濯ぎ運転を併用することも有効である。

【００７６】この濯ぎ脱水運転は、布質と汚れの程度に
よって脱水力を変えるように制御する。例えば、汚れ多
めと標準の洗濯物に対しては、洗濯槽兼脱水槽２の回転
速度を９００rpm で脱水運転するようにするが、回転速
度の立ち上げ方と運転時間（起動からの合計時間）を布
質によって変えることができるようにする。具体的に
は、比較的緩やかに立ち上げるように４分間運転する第
１の濯ぎ脱水モードと、比較的急速に立ち上げるように
２分４０秒間運転する第２の濯ぎ脱水モードと、中速領
域（２００〜３３０rpm ）を更に急峻に立ち上げるよう
に２分３０秒間運転する第３の濯ぎ脱水モードと、中速
領域を更に急峻に立ち上げるように２分２０秒間運転す
る第４の濯ぎ脱水モードと、低速領域（０〜１３０rpm
）と中速領域を比較的緩やかに立ち上げるようにして
３分１０秒間運転する第５の濯ぎ脱水モードと、中速領
域を緩やかにしてその他の領域を比較的急峻に立ち上げ
るように２分３０秒間運転する第６の濯ぎ脱水を用意し
た。

【００７７】そして、汚れ少なめの洗濯物の濯ぎ脱水モ
ードは、前述した洗濯槽兼脱水槽２の回転速度をやや低
め（８００rpm 程度）に変更して構成するようにする。

【００７８】これらの各濯ぎ脱水モードは、前記洗い工
程における各洗いモードに連動させてその１つを選択し
て実行するようにする。

【００７９】このような回転速度の立ち上げ特性の制御
は、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧と３相イン
バータ回路２９ｂを主マイクロコンピュータ１７ａから
の指示に従って補助マイクロコンピュータ２９ｈによっ
て制御してブラシレス電動機５１の出力トルクを変える
ことによって実現する。補助マイクロコンピュータ２９
ｈは、ブラシレス電動機５６１の高トルク出力を可能に
するために比較的高めの一定電圧（２５０Ｖ以上、この
実施の形態では２７０Ｖにした）を出力するように直流
電圧発生回路２９ａを制御し、回転速度の立ち上がり特
性が前述したような特性となるように３相インバータ回
路２９ｂを回転速度フィートバック制御を行う。洗濯槽
兼脱水槽２は、ブラシレス電動機５１の回転速度と同一
回転速度となるように駆動されるので、ブラシレス電動
機５１の回転速度を位置検出回路２９ｆから出力される
回転位置信号に基づいて認識して該ブラシレス電動機５
１の速度制御を行うことにより、洗濯槽兼脱水槽２の回
転速度制御を実現することができる。脱水運転での直流
電圧発生回路２９ａからインバータ回路２９ｂへの供給
電圧は２００Ｖ以上の電圧を始めｔ４に与えることが望
ましい。あるいは脱水運転時においては、前記コンデン
サの電圧を電圧ｖ０より高い値に維持し、前記３相イン
バータ回路２９ｂの制御によってブラシレス電動機５１
の回転速度の上昇特性を制御することが望ましい。ここ
で前記電圧ｖ０は、前記直流電圧発生回路２９ａがすす
ぎ工程（図９ｔ３〜ｔ１３）で直流電圧を出力している
状態での最低のコンデンサ電圧をｖ１、前記すすぎ工程
での最高のコンデンサ電圧をｖ２としたとき、ｖ０＝ｖ
１＋（ｖ２−ｖ１）／２としてあらわされる。

【００８０】ステップ８０５，すすぎ工程の後の脱水工
程、すなわち最終脱水工程（ｔ１３〜ｔ１４）を実行す
る。この脱水工程は、前述した洗い工程および濯ぎ工程
と同様に、布質と汚れの程度に応じて脱水力を変えるよ
うに制御する。すすぎの後の脱水は、洗濯物の皺の発生
に大きく影響する。従って、皺の発生が可及的に少なく
なるように脱水制御することが望ましい。脱水力は、洗
濯槽兼脱水槽２の回転速度と運転時間によって決まる。
皺の発生が少ない脱水運転を可能にするために、この実
施の形態においては、布質に応じて選択的に実行可能な
複数の脱水モードを用意した。

【００８１】この実施の形態では、各脱水モードは、洗
濯槽兼脱水槽２の回転速度を９００rpm に設定し、立ち
上げ方と運転時間（起動からの合計時間）を変えて構成
した。

【００８２】この脱水モード（すすぎ工程の後の脱水モ
ード)は、低速領域(０〜１３０rpm)を緩やかに立ち上げ
てその後は比較的急峻に立ち上げて９分間運転する第１
の脱水モードと、同様に立ち上げて８分間運転する第２
の脱水モードと、同様に立ち上げて７分間運転する第３
の脱水モードと、低速領域（０〜１３０rpm ）を比較的
急峻に立ち上げて６分間運転する第４の脱水モードと、
同様に立ち上げて５分間運転する第５の脱水モードと、
同様に立ち上げて４分間運転する第６の脱水モードと、
同様に立ち上げて３分間運転する第７の脱水モードを用
意した。

【００８３】この脱水モードにおける回転速度制御も、
前述した濯ぎ脱水工程における回転速度制御と同様に、
ブラシレス電動機５６１の高トルク出力を可能にするた
めに比較的高めの一定電圧（２５０Ｖ以上、この実施の
形態では２７０Ｖにした）を出力するように直流電圧発
生回路２９ａを制御し、回転速度の立ち上がり特性が前
述したような特性となるように３相インバータ回路２９
ｂを回転速度フィートバック制御を行う。

【００８４】主マイクロコンピュータ１７ａは、これら
の各ステップにおいて、設定状態および工程進行状態を
表示素子群１５を制御して表示し、異常が発生したとき
や洗濯終了時には、ブザーを鳴動させて報知するように
する。

【００８５】比較的小型のブラシレス電動機５１によっ
て前述したような各種の最適な回転速度特性を得るため
に、比較的強い回転駆動力や高回転速度を必要とすると
きには、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧（コン
デンサＣの端子電圧）を上昇させて比較的高い電圧の一
定値に維持し、比較的弱い回転駆動力や低回転速度を必
要とするときには、直流電圧発生回路２９ａの直流出力
電圧を比較的低い一定値に維持した状態で３相インバー
タ回路２９ｂによって電圧抑制ＰＷＭ制御を実行するよ
うにした。脱水運転ではインバータ回路２９ｂへ直流電
圧発生回路29ａから供給する電圧つまり１９図（Ｍ）の
電圧Ｖ６を起動時に２００Ｖ以上にすることが望まし
い。あるいは脱水工程での脱水運転時においては、前記
コンデンサの電圧を電圧ｖ０より高い値に維持し、前記
インバータ回路の制御によってブラシレス電動機の回転
速度の上昇特性を制御することが望ましい。ここで前記
電圧ｖ０は、前記直流電圧発生回路がすすぎ工程あるい
は脱水工程(図９ｔ３〜ｔ14)で直流電圧を出力している
状態での最低のコンデンサ電圧をｖ１、前記すすぎ工程
での最高のコンデンサ電圧をｖ２としたとき、ｖ０＝ｖ
１＋（ｖ２−ｖ１）／２としてあらわされる。

【００８６】図９は、このような運転制御のために好都
合な直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧（コンデン
サｃの端子電圧）の制御特性の概略を示している。図で
ｔ１は洗濯機の電源スイッチの投入時である。この時点
から直流電圧発生回路２９ａは所定の直流電圧の供給を
開始する。またｔ１５で電源が切られるまで直流電圧発
生回路２９ａは所定の直流電圧の供給を維持する。この
ようにすることでそれぞれの運転での起動をスムーズに
できる。また直流電圧発生回路２９ａの出力を他の操作
機器や駆動機器への供給を可能にし、また制御装置への
供給を可能にする。

【００８７】布量あるいは布質を検出するために撹拌翼
４を回転駆動するとき(ｔ１〜ｔ２)のコンデンサ電圧
は、直流電圧発生回路２９ａの電圧制御範囲の最低電圧
ｖ１（この実施の形態では１５５Ｖに設定した）にして
一定値に維持する。そして、撹拌翼４を比較的低い回転
速度ｎ１での回転駆動を３回（乾布布量検出ｓ１，第１
の湿潤布量検出ｓ２，第２の湿潤布量検出）行う。

【００８８】洗い工程（ｔ２〜ｔ３）においては、コン
デンサ電圧を比較的高めの電圧ｖ２に昇圧して一定値に
維持する。この洗い工程での撹拌翼４の回転速度ｎ２
は、検出運転のときよりも高めとなる。そして、布質や
汚れの程度に応じて多様に変化させるために、必要に応
じて、ｖ１０，ｖ１１のように変化させる。この実施の
形態では、１８５Ｖ〜２３０Ｖに設定した。このように
高い電圧を使用することにより、多様な撹拌強度の駆動
制御が容易になる。

【００８９】濯ぎ工程においては、排水時（ｔ３〜ｔ
４）には、コンデンサ電圧を最低電圧ｖ１に戻し、洗濯
槽兼脱水槽２を回転駆動して洗濯水を脱水するとき（ｔ
４〜ｔ５）に、最高電圧ｖ３に昇圧して一定値に維持す
る。このときには、洗濯槽兼脱水槽２を高回転速度ｎ３
で駆動する。洗濯槽兼脱水槽２を円滑に加速制御するた
めに、必要に応じて、中電圧ｖ１２を経て段階的に昇圧
するようにしても良い。この実施の形態では、最高電圧
ｖ３を２７０Ｖに設定した。このような高電圧は、慣性
負荷の大きい洗濯槽兼脱水槽２を駆動制御するために好
適である。

【００９０】その後、洗濯槽兼脱水槽２を回転させなが
ら注水濯ぎを行うとき(ｔ６〜ｔ７)には、コンデンサ電
圧を最高値ｖ４の一定値に維持し、３相インバータ回路
29ｂによって洗濯槽兼脱水槽２と撹拌翼４を緩速回転
（ｎ４）させる制御を行う。

【００９１】撹拌翼４を緩速回転（ｎ５，ｎ６）させて
濯ぎを行うとき（ｔ８〜ｔ１０）には、コンデンサ電圧
を最低電圧ｖ１に戻し、必要に応じて、高めの電圧ｖ１
３に昇圧する。

【００９２】次の脱水（ｔ１１〜ｔ１２）においては、
撹拌翼４および洗濯槽兼脱水槽２を高速回転（ｎ７）さ
せるために、電圧を最高値ｖ５まで昇圧する。

【００９３】ｔ１２〜ｔ１３の間では、前述したような
制御をＮ回繰り返す。

【００９４】すすぎ工程の後の脱水工程すなわち最終脱
水工程（ｔ１３〜ｔ１４）では、撹拌翼４および洗濯槽
兼脱水槽２を高速回転（ｎ８）させるために、電圧を最
高値ｖ６まで昇圧する。

【００９５】そして、最終脱水工程終了後（ｔ１５）に
直流電圧発生回路２９ａは、直流電圧出力を停止する。

【００９６】上述した実施の形態では、駆動電動機とし
てブラシレス電動機を使用したがその他の方式の電動機
を使用することも可能である。また、３相インバータ回
路は、その他のインバータ回路に変更することも可能で
ある。

【００９７】以上のようにこの実施の形態では、電動駆
動装置におけるインバータ駆動の電動機に対して商用交
流電圧を整流および昇圧して給電するようにしたので、
電動機の出力特性を効果的に活用することにより小型の
電動機によって効率良い洗濯あるいは脱水工程を実現す
ることができる。

【００９８】従って、洗濯物の量，質，汚れの形態等に
応じて木目細かな洗濯および脱水工程を実現することが
でき、多様な洗濯および脱水運転を可能にした電気洗濯
機を提供することができる。

【００９９】図１０は、例えば洗濯機の脱水運転時を例
としたモータ５１（この図ではブラシレスモータ）のベ
クトル制御の説明図である。図でモータ５１の等価回路
を考えた状態での複素数平面での実軸をｄ軸、虚軸をｑ
軸で示す。またＶｉはインバータ回路２９ｂからモータ
５１へ供給される電圧のベクトルを示し、その位相をδ
で示す。電圧Ｖｉは図７の（ａ）に示す交流電圧であ
る。電流Ｉｍ(ベクトル)はモータ５１に流れる電流を示
す。電流Ｉｍは例えば抵抗２０５で測定される。Ｅ０は
モータ５１の誘起電圧であり、電圧Ｖ１は図から分かる
通り、誘起電圧Ｅ０と、モータ電流Ｉｍによるモータの
抵抗成分ｒの電圧ベクトルｒ・Ｉｍと、モータのリアク
タンス成分による電圧ベクトルωｒ・Ｌ・Ｉｍとのベク
トル和の関係となる。

【０１００】モータ５１のトルクを効率的に発生するに
は電流Ｉｍのベクトルがｑ軸上に来ることが望ましい。
従って脱水運転で洗濯機の脱水槽２の回転速度を効率的
に上げるためには、モータ電流Ｉｍのベクトルをｑ軸上
に来るように電圧Ｖｉ及び電圧Ｖｉの位相δを制御す
る。脱水運転を例に説明したが、その他の運転での攪拌
翼４及び脱水槽２の回転駆動で効率良くトルクを発生す
るには同じ考え方で制御すれば良い。なお上記ωｒは回
転角速度であり、誘起電圧Ｅ０はモータの回転速度すな
わちωｒに比例して大きくなる。

【０１０１】次に、脱水運転で洗濯糟を高速回転させた
後のブレーキ制御を例として、減速運転の説明を行う。
図１１はモータ５１に減速力を発生する時の運転状態を
示すベクトル図である。減速状態としてここでは、例え
ば、脱水槽２が高速回転している状態を考える。洗濯物
を入れた状態の脱水槽２は大きな質量を持つので高速回
転している脱水槽は高い運動エネルギーを持っている。
この脱水槽を急速に減速するには上記運動エネルギーを
急速に消費することが必要である。図１１で説明する制
御方法ではモータの発熱として消費する。洗濯機はそも
そも水を使用するのでモータの熱を洗濯機本体などモー
タの周囲に逃せば上記熱エネルギーは容易に吸収でき、
異常を生じる高温状態を引き起こすことはない。すなわ
ち洗濯機では脱水槽の減速など一時的なエネルギーを熱
変換しても十分にその熱エネルギーは吸収できる。

【０１０２】本実施例の如くインバータへの供給電圧を
制御する方式では、脱水運転の如くモータが高速回転し
ている場合あるいはモータ負荷が大きい場合は、コンデ
ンサＣの端子電圧すなわちインバータ回路２９ｂへの供
給電圧は高く設定されていることが考えられる。この場
合モータ５１の誘起電圧Ｅ０を電源側に戻して誘起電圧
Ｅ０を消費させるとインバータ回路２９ｂの電圧あるい
はコンデンサＣの端子電圧が高くなり、これらの回路に
使用されている部品の耐電圧を高くすることが必要とな
る。またコンデンサＣの電圧を利用して他の装置の電源
電圧を発生している場合には、それらの装置への悪影響
が生じないための対策が必要となる。これらのことから
誘起電圧Ｅ０の電源側への戻りを少なくし、電圧の上昇
をできるだけ押さえることが望ましい。これらのことも
考慮し、この実施の形態では熱としてできるだけ消費
し、電源側であるインバータへの発電エネルギーの戻し
を押さえるようにしている。

【０１０３】図１１で、モータ５１を減速するには上述
の通り、誘起電圧Ｅ０に基づく電力を消費することが必
要である。このためインバータ回路２９ｂからモータ５
１に供給される電圧Ｖｉと位相δを制御し、電圧Ｖｉの
ｑ軸成分Ｖｑが誘起電圧Ｅ０に近い電圧で逆位相になる
状態にする。ここで電圧Ｖｉは、モータの回転速度ωｒ
（すなわちＮ）およびこれに基づく誘起電圧Ｅ０から推
定できるので、これらを基に予め電圧Ｖｉの値を定めて
おき、減速運転でこの予め定めた電圧Ｖｉを供給する。

【０１０４】上記電圧Ｖｉは先に延べた通り、インバー
タによるＰＷＭ制御に基づきモータ５１に供給される電
圧である。例えば脱水運転での減速では図９に示す如
く、コンデンサＣからインバータに供給する電圧は脱水
のためのモータを加速しているときの電圧（図９のＶ
６）より低い電圧値（図９のＶ１）に制御する。インバ
ータのＰＷＭ制御のため、次に電圧Ｖｉのｑ軸成分がマ
イナスＥ０（ベクトル）となるように位相δと電圧Ｖｉ
を定める。これに基づきインバータ回路が制御される。
すなわち図７の（Ｂ）の制御パルスを発生してインバー
タを制御し、上記位相δを有する電圧Ｖｉ（図７のａに
示す交流電圧波形）をモータに供給する。

【０１０５】但し電圧Ｖｉを一定に制御するとモータ電
流Ｉｍが異常に高くなる可能性がある。従って電圧Ｖｉ
は一定でないことが望ましい。例えばモータ電流Ｉｍを
測定し、直接測定できない場合測定された電流からＩｍ
を推定し、あるいは測定した電流値をＩｍとみなして、
電圧Ｖｉを制御する。すなわち予定値より上記測定Ｉｍ
が多い場合、電圧Ｖｉを減少させまた少ない場合電圧Ｖ
ｉを増やすように制御する。

【０１０６】図１３は位相δの予め定めた値を記憶する
メモリのデータの状態を示す。Ｎはモータ５１の回転速
度で、例えば１００rpm 刻みで１０００rpm までのテー
ブルとなっている。上記テーブルの刻みは制御精度で決
まる。刻みを粗くして制御精度が低下させると上記誘起
電圧Ｅ０と電圧Ｖｉのｑ軸成分Ｖｑとの違いが大きくな
り、モータの端子間電圧の上昇や減速制御がきき難いな
どの影響が出る。電圧Ｖｑを誘起電圧Ｅ０と同じ電圧に
する（ベクトルは逆方向）ことは理想であるが、現実に
は困難である。従って好ましくは誘起電圧Ｅ０に対し７
５％から１２５％の範囲に制御すれば良い。また厳密に
はモータの回転速度Ｎとωｒとは異なるかもしれない
が、Ｎはωｒと同じとみて制御しても問題はない。位相
δ１から位相δ１０はモータ５１の回転速度Ｎをパラメ
ータとした位相δの値を示す。モータ５１の回転速度Ｎ
が定まると誘起電圧Ｅ０が定まり、電圧Ｖｉおよび位相
δが定まるので位相δを予めデータとして記録しておけ
ばこのデータを読み出すことで減速制御を行うことがで
きる。すなわち記録しておいた位相δを使用してインバ
ータを制御すれば、電圧Ｖｉの成分Ｖｑが誘起電圧Ｅ０
の大きさと近い値になる。

【０１０７】図１２は、図１１の状態から更に減速した
状態でのベクトル図を示す。図１１との相違は誘起電圧
Ｅ０が小さくなっていることである。誘起電圧Ｅ０はモ
ータの回転速度に比例するのでモータの回転速度が減少
すると誘起電圧Ｅ０は当然小さくなる。モータ電流Ｉｍ
を小さくするとエネルギーの消費が少なくなり、ブレー
キがきかなくなる。従ってＩｍが流れるように電圧Ｖｉ
を決定する。

【０１０８】図１１と図１２で、位相δの制御により、
誘起電圧Ｅ０の電圧より電圧Ｖｑの電圧を小さくすると
ブレーキ力が大きくなり、早く減速できる。しかしモー
タから電源側への電力の戻し、つまりインバータ側の直
流供給端子の電圧（コンデンサＣ）の電圧は上昇する。
一方誘起電圧Ｅ０より電圧Ｖｑを大きくすると上記直流
電圧の上昇を押さえられるが、ブレーキ力が低下する。
従って位相δを制御し、誘起電圧Ｅ０と電圧Ｖｑの大き
さの関係を最適に選択し、ブレーキ力と発生電圧との関
係を最適に選択できる。

【０１０９】誘起電圧Ｅ０と電圧Ｖｑとの関係を、上
述の通り、誘起電圧Ｅ０と電圧Ｖｑとの大きさが等しく
なるように位相δを制御することで、ブレーキ力と直流
電圧との関係を制御できる。またたの方法として、モー
タの回転速度が低い状態では上記直流電圧が高電圧とな
る心配が少なくなるので、低速でのブレーキ力を大きく
するため、電圧Ｖｑを誘起電圧Ｅ０より小さ目で制御
するようにしても良い。例えば最高回転速度が１０００
rpm とすると、少なくとも最高回転速度の半分の５００
rpm 以下では、あるいは約３分の１の３００rpm 以下で
は誘起電圧Ｅ０が電圧Ｖｑより少し大きくなるように位
相δを制御する。例えば、比（誘起電圧Ｅ０／電圧Ｖ
ｑ）を１以上〜１.２５ の間に入れることでブレーキ力
を大きくできる。上記の制御を高速回転時にまた上記
の制御を低速回転時にというふうに、とを組み合
わせても良い。

【０１１０】図１４はブレーキ制御の動作を示すフロー
である。ステップＳ１４２でモータ５１の回転子の位置
と回転速度Ｎをセンサ５５の出力に基づき検知する。ま
たステップＳ１４４でモータ５１の電流Ｉｍを検知す
る。この電流Ｉｍが以上に高くならないように電圧Ｖｉ
をステップＳ１４６で決める。上述の如く、Ｉｍが所定
値より大きいとき電圧Ｖｉを下げ、電流Ｉｍが所定値よ
り低い場合電圧Ｖｉを増やすようにして電圧Ｖｉをステ
ップＳ１４２で決定する。次に位相δをステップＳ１４
２で決める。例えば電圧Ｖｉのｑ軸成分が誘起電圧Ｅ０
と大きさが等しくなるような（ベクトルは逆向き）位相
δを演算する。電圧Ｖｑが誘起電圧Ｅ０に大きさが等し
いとするのは一つの制御条件で、他の条件も上述の如く
考えられる。演算を簡単にするため上記条件を予め考慮
した値を読み出して決定することができる。この時パラ
メータとして例えば回転速度Ｎが使用できる。ステップ
S150で電圧Ｖｉと位相δに基づき図７（ｂ）のパルスを
インバータに供給し、モータ５１を制御する。

【０１１１】上記実施例によれば、ブレーキ力を制御し
つつモータからの発生電圧を危険な値を超えないように
制御できる。結果としてインバータやその他の回路部品
の電圧耐圧を比較的低く押さえることができる。この結
果安価および信頼性の向上につながる。

【０１１２】モータは熱を発生するが洗濯機は熱を吸収
する環境がととのっており、熱を吸収できる。このため
高い直流電圧の発生を押さえられ信頼性の向上につなが
る。また水の使用を想定した洗濯機で電圧に対する信頼
性を高めることができる。

【０１１３】図１５は図６の電源部分の詳細回路を示
す。図１に示す操作パネルの電源スイッチ１３が操作さ
れると、電源コンセント１５０２からヒューズ１５０
４，抵抗１５０８，電源スイッチ１３のＮＯ端子とＣ端
子，ノイズカット用ラインフィルタ１７ｅ，直流電圧発
生回路１５１２の一方の入力端子，直流電圧発生回路15
12の他方の入力端子、上記ラインフィルタの他方の端
子，電源コンセント１５０２からなる閉回路ができ、直
流電圧発生回路１５１２に商用電源である交流電圧が供
給される。直流電圧発生回路１５１２はメインマイクロ
コンピュータ１７ａの電源電圧（この実施例では５ボル
ト）を出力する。直流電圧発生回路１５１２からの電源
電圧の供給でメインマイクロコンピュータ１７ａが立ち
上がり、メインマイクロコンピュータ１７ａが第１のリ
レー１５２０そして第２のリレー１５２２を動作させ、
それぞれ接続状態にする。第１のリレー１５２０は電源
スイッチ１３の端子ＮＯと端子Ｃの回路に対し並列回路
を構成する。また第１のリレー１５２０と第２のリレー
１５２２はラインフィルタ１７ｅに対し、電気的接続で
前段および後段の関係になっている。第２のリレー１５
２２がラインフィルタ１７ｅの後段にあるので、第２の
リレー１５２２の接続で色々の機器が一斉の立ち上がっ
てもノイズがラインフィルタ１７ｅの前段側に行くのを
押さえることができる。

【０１１４】電源スイッチ１３の操作により、端子ＮＯ
と端子Ｃの回路が接続するが、電源スイッチ１３の操作
が終わると端子Ｃと端子ＮＣが接続状態となり、メイン
マイクロコンピュータ１７ａの入力端子１５４８にハイ
レベルの信号が供給される。次に再び電源スイッチ１３
が操作されると端子ＮＣは開放状態となり、メインマイ
クロコンピュータ１７ａの入力端子１５４８はローレベ
ルとなる。このような入力端子１５４８の入力信号の状
態変化から洗濯機の電源が遮断されたとして第２のリレ
ー１５２２をまず遮断し、その後遅れて第１のリレー１
５２０を遮断し、洗濯機は運転を停止する。

【０１１５】この実施例では電源スイッチ１３の動作で
先ずメインマイクロコンピュータ１７ａを立ち上げ、そ
の後インバータ回路２９ｂや直流電圧発生回路２９ａ、
その他の操作機器や駆動機器（アクチェータ）に電源を
供給するようにしている。その理由はインバータ回路や
直流電圧発生回路２９ａ，アクチェータ２１や２３や４
７ａ，インバータ駆動回路２９ｇが制御用マイクロコン
ピュータと同時に動作を開始すると誤動作の危険があ
る。また洗濯機のモータを駆動するインバータ回路は直
流電圧で駆動される。この直流電圧はコンデンサ（この
実施例のＣに相当）に充電され、このコンデンサから供
給される。この直流電圧発生回路の入力インピーダンス
は電源立ち上げ時は低く、一時的に電源電圧を下げる可
能性がある。メインマイクロコンピュータ１７ａへ供給
される電源電圧が不安定となり、メインマイクロコンピ
ュータ１７ａの立ち上げを遅らせる可能性を持つ。第２
のリレー１５２２の接続を遅らせることでこれらを防止
できる。

【０１１６】本実施例で説明すると、ライン１５３２と
１５３４は内部電源ラインであり、図６の直流電圧発生
回路２９ａの入力端につながっている。従って内部電源
ライン１５３２と１５３４から直流電圧発生回路２９ａ
の整流回路ＤＢに交流電圧が供給される。電源スイッチ
１３の操作で内部電源ライン１５３２は電源コンセント
１５０２に接続するが、第２のリレー１５２２が動作す
るまで内部電源ライン１５３４は電源コンセント１５０
２に接続させない。マイコン出力１５４４により第２の
リレー１５２２が接続するように駆動されると始めて内
部電源ライン１５３４は電源コンセント１５０２に接続
され、直流電圧発生回路２９ａやインバータ回路２９
ｂ，補助マイコン２９ｈ，インバータ駆動回路２９ｇ，
位置検出回路２９ｆ，直流電圧制御回路２９ｃ、その他
給水電磁弁２１，排水電磁弁２３，クラッチの電磁弁４
７ａ，洗濯機の蓋のロック機構（図示省略）なども第２
のリレー１５２２が動作した後電源が供給される。イン
バータ回路２９ｂおよびインバータ駆動回路２９ｇは電
源投入時に回路のコンデンサなどへの充電電流が流れ
る。このため電源電圧が一時的に低下し不安定になる可
能性がある。インバータおよびそのインバータ駆動回路
２９ｇに電源が供給されて制御回路が不安定では危険で
ある。このため先ず主マイクロコンピュータ１７ａを正
常の立ち上げその上でインバータ回路２９ｂおよびイン
バータ駆動回路２９ｇその他の電磁弁に電源を供給する
ようにしている。

【０１１７】内部電源ライン１５３２と１５３４には直
流電圧発生回路２９ａが接続され、この直流電圧発生回
路２９ａにはコンデンサＣが接続されている。このため
上記Ｃの充電電流が多く、逆に抵抗値が一時的に低くな
ると考えても良い、電源電圧を一時的に下げる作用をす
る。この実施例ではコンデンサＣの端子電圧は洗濯機の
運転で変更されるが、変更しない単なるＰＷＭ制御であ
ってもコンデンサＣがインバータの入力側に必要であ
る。従って主マイクロコンピュータ１７ａを立ち上げて
からＣの充電を開始することが望ましい。またとくに水
道の水を制御する給水電磁弁２１は誤動作すると洗濯槽
に給水され、図９に示す布量や布質の検知ができなくな
る。このため、給水電磁弁２１は主マイクロコンピュー
タ１７ａを立ち上げた後電源を供給する方が良い。図６
あるいは図１５で１７ｂ，１７ｃ，１７ｄはトライアッ
クであり、主マイクロコンピュータ１７ａの出力１５４
６の信号で動作する。

【０１１８】なお直流電圧発生回路１５１２の直流電圧
（本ケースでは５ボルト）供給端子にはコンデンサ１５
１６が設けられており、主マイクロコンピュータ１７ａ
が立ち上がった後第２のリレー１５２２の動作で電源電
圧が上記理由により一時的に低下しても主マイクロコン
ピュータ１７ａの動作が乱れることがない。

【０１１９】主マイクロコンピュータ１７ａを動作させ
てから上記アクチェータ２１，２３，４７ｃや直流電圧
発生回路２９ａなどへの電源供給までの遅延は５０ミリ
セック（msec）以上、できたら１００ミリセック（mse
c）程度あるいはそれ以上の遅延が望ましい。

【０１２０】また電源スイッチ１３の操作で洗濯機が運
転を終了する場合、第２のリレー１５２２を遮断してか
ら第１のリレー１５２０を遮断する。この場合もコンデ
ンサＣの電圧が減少してから第１のリレー１５２０を遮
断することが望ましい。各アクチェータやインバータ駆
動回路の供給直流電圧は１５ボルトであり、この１５ボ
ルトを供給する直流電源回路は２５ボルト程度まで入力
電圧が低下しても動作する。従って例えばコンデンサＣ
の電圧が２５ボルトくらいに低下した後１５２０を切る
ようにするとさらに安全性が向上する。

【０１２１】直流電圧発生回路１５１２は主マイクロコ
ンピュータ１７ａの電源電圧を供給する第１の出力端子
の他にリレーの電源を供給する第２の出力端子１５１８
を有し、第１のリレー１５２０や第２のリレー１５２２
にこの端子から電源を供給している。

【０１２２】主マイクロコンピュータ１７ａには電源端
子１５２４が設けられたてる。この電源端子には図１６
に示す、第２の電源電圧発生回路１６０２と１６０４と
の内の電源電圧発生回路１６０４の５ボルト電源出力端
子１６２４から主マイクロコンピュータ１７ａのための
電源電圧が供給される。

【０１２３】図１６の回路は次のように動作する。直流
電圧発生回路２９ａの出力であるインバータ回路２９ｂ
への供給電圧がダイオード１６１２を介してコンデンサ
1614に供給される。コンデンサ１６１４の電圧は第２の
電源電圧発生回路１６０２と１６０４の電源として使用
される。この実施例では電源電圧発生回路１６０２と１
６０４とはコンデンサ１６１４に対し並列接続ではな
く、直列接続としている。並列接続でも良いが、直列接
続の方がインバータ回路２９ｂのスイッチング動作によ
るノイズの影響を受け難い。すなわち直列接続の第１段
である電源電圧発生回路１６０２はアクチェータを動作
するために使用する１５ボルト電圧を発生する。電源電
圧発生回路１６０４は、マイクロコンピュータ１７ａや
２９ｈなどのデジタル回路を動作させるための電源（５
ボルト電源）を出力する。

【０１２４】上記実施例では、洗濯物を洗うための洗濯
槽と、前記洗濯槽の内部に回転自在に設置された撹拌翼
と、前記撹拌翼を回転させるためのモータとを備え、洗
い工程，濯ぎ工程を行う電気洗濯機であって、交流電圧
を整流して直流電圧を発生する直流電圧発生回路と、前
記直流電圧発生回路からの直流電圧を受け前記モータへ
の給電を行うインバータ回路と、前記インバータ回路を
制御する制御回路とを備え、前記制御回路はマイクロコ
ンピュータを有しており、また洗濯機への電源を入り切
りするための操作スイッチを備え、前記操作スイッチの
操作により先ず前記マイクロコンピュータの動作を立ち
上げし、前記マイクロコンピュータの動作により前記直
流電圧発生回路および前記インバータ回路に電源を供給
するように、電気洗濯機が構成されているので信頼性が
向上する。前記電気洗濯機において、前記マイクロコン
ピュータへの電源電圧供給後５０msec以上遅らせて前記
直流電圧発生回路および前記インバータ回路に電源を供
給することにより、電気洗濯機の信頼性はさらに向上す
る。

【０１２５】上記実施例では、洗濯物を洗うための洗濯
槽と、前記洗濯槽の内部に回転自在に設置された撹拌翼
と、前記撹拌翼を回転させるためのモータとを備え、洗
い工程，濯ぎ工程を行う電気洗濯機であって、交流電圧
を整流して直流電圧を発生する直流電圧発生回路と、前
記直流電圧発生回路からの直流電圧を受け前記モータへ
の給電を行うインバータ回路と、洗濯機を制御する制御
回路と、前記インバータ回路を駆動するためのインバー
タ駆動回路とを備え、前記制御回路はマイクロコンピュ
ータおよびこのマイクロコンピュータへ電源を供給する
電源回路を有しており、また洗濯機への電源を入り切り
するための操作スイッチを備え、また前記洗濯機のコン
セントと、前記コンセントからの電源線の一方を入り切
りする第１のリレーと、前記コンセントからの電源線の
他方を入り切りする第２のリレーとを備え、前記第１と
第２のリレーの後段に前記直流電圧発生回路、および前
記インバータ駆動回路に電源を供給する電源回路を接続
し、前記操作スイッチの操作により先ず第１のリレーを
接続して前記マイクロコンピュータの電源回路を動作さ
せ、前記マイクロコンピュータの動作により前記第２の
リレーを接続し、前記直流電圧発生回路および前記イン
バータ回路に電源を供給する電源回路を動作させるよう
に構成しているので、電気洗濯機の信頼性が向上する。
前記洗濯機において、前記操作スイッチの操作に基づき
洗濯機の電源を遮断する場合、先ず前記マイクロコンピ
ュータの動作により前記第２のリレーを遮断状態にし、
その後第１のリレーを遮断状態にするように構成してい
るので、電気洗濯機の信頼性がさらに向上する。

【０１２６】図１６で、インバータ回路２９ｂへの供給
電圧であるコンデンサＣから電圧に基づいて電源電圧発
生回路１６０２と１６０４とを動作させている。このた
め動作中に商用電源の供給が切れた場合でもモータ５１
が回転している状態では、マイクロコンピュータ１７ａ
と２９ｈは正確に動作し、またインバータ駆動回路２９
ｇや位置検出回路２９ｆなどの検出回路（いろいろなセ
ンサを含む）が動作を持続し、安全性を確保できる。

【０１２７】商用電源の供給が切れた場合とは、例えば
選択中に子供がコンセントを抜いてしまった場合があ
る。洗濯機の洗濯中や脱水中にこのような電源の供給の
遮断により制御不能になると大変危険である。危険な例
として、脱水運転中に電源が遮断され制御不能になると
高速回転中の脱水槽がなかなか停止しない問題がある。
本実施例では、モータの回転による誘起電圧がインバー
タ回路２９ｂを介して電源側に戻されるのを利用し、こ
の電圧を電源電圧発生回路１６０２や１６０４に供給
し、これにより制御回路を含めた必要な回路に電源を供
給し、制御を維持することができる。ここの説明でモー
タの回転による誘起電圧がインバータ回路２９ｂを介し
て電源側に戻されるのを利用し、と説明したが、モータ
から電源側に戻されるのが望ましい。仮に戻されなくて
もコンデンサＣのエネルギーの消費が押さえられるの
で、このコンデンサＣの蓄積エネルギーを利用でき、商
用電源が遮断されてからも洗濯機は制御を維持でき、安
全性を高めることができる。また脱水機の蓋の開閉を制
御するようにすれば、モータ５１の回転が低くなるまで
洗濯機を制御状態に維持できるのに加え、脱水槽の蓋の
開閉を制御できすなわち閉状態に保つことができ、安全
性を維持できる。

【０１２８】本実施例では、例えば図９の脱水運転にお
いて、脱水槽の回転上昇をスムーズにでき、洗濯物のし
わを少なくできる効果がある。また選択時間を短くでき
効率的のみならず、洗い時間を短くでき、布傷みを押さ
えられる。

【０１２９】先に述べた通り上記実施例によれば、ブレ
ーキ力を制御しつつモータからの発生電圧を危険な値を
超えないように制御できる。結果としてインバータやそ
の他の回路部品の電圧耐圧を比較的低く押さえることが
できる。この結果安価および信頼性の向上につながる。

【０１３０】モータは熱を発生するが洗濯機は熱を吸収
する環境がととのっており、熱を吸収できる。このため
高い直流電圧の発生を押さえられ信頼性の向上につなが
る。また水の使用を想定した洗濯機で電圧に対する信頼
性を高めることができる。

【０１３１】

【発明の効果】本発明によれば、信頼性の高いブレーキ
制御を行える電気洗濯機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である全自動電気洗濯機
の基本構成の概略を示す縦断側面図である。

【図２】本発明の一実施の形態である全自動電気洗濯機
の具体的な構成を示す縦断側面図である。

【図３】本発明の一実施の形態である全自動電気洗濯機
における電動駆動装置の内部構成を示す縦断側面図であ
る。

【図４】図３に示した電動駆動装置における一部を拡大
した側面図であり、洗濯槽兼脱水槽を静止させて撹拌翼
を回転駆動する状態を示している。

【図５】図３に示した電動駆動装置における一部を拡大
した側面図であり、洗濯槽兼脱水槽と撹拌翼を回転駆動
する状態を示している。

【図６】本発明の一実施の形態である全自動電気洗濯機
における電気回路ブロック図である。

【図７】正弦波ＰＷＭ制御によるＶ／Ｆ一定制御の波形
図である。

【図８】全自動電気洗濯機の主マイクロコンピュータが
実行するにおける洗い，濯ぎ，脱水工程の基本的な制御
処理のフローチャートである。

【図９】本発明の一実施の形態の全自動電気洗濯機にお
ける運転制御のために好都合な直流電圧生成回路の直流
出力電圧（コンデンサの端子電圧）の基本的な制御特性
図である。

【図１０】本発明の一実施の形態である、洗濯機の脱水
運転時を例としたモータのベクトル制御の説明図であ
る。

【図１１】モータ５１に減速力を発生している運転状態
でのベクトル図である。

【図１２】モータ５１の回転速度が更に低くなった減速
運転状態のベクトル図である。

【図１３】位相δを記録している状態を示す図である。

【図１４】本発明の一実施の形態のブレーキ制御の動作
を示すフローである。

【図１５】本発明の一実施の形態の電源回路の詳細図で
ある。

【図１６】本発明の一実施の形態の制御装置の電源回路
の詳細図である。

【符号の説明】

１４…入力スイッチ群、１７…第１の制御装置、１７ａ
…主マイクロコンピュータ、２１…給水電磁弁、２３…
排水電磁弁、２９…第２の制御装置、２９ａ…直流電圧
発生回路、２９ｂ…３相インバータ回路、２９ｈ…補助
マイクロコンピュータ、４７…噛み合いクラッチ機構、
５１…ブラシレス電動機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 敦志 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 伊東 正一 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 日 立多賀テクノロジー株式会社内 Ｆターム(参考） 3B155 BB19 CA16 CB06 HB09 HB24 HB28 HB36 HC05 HC07 KA34 KA36 KB08 KB11 LB20 LC02 LC06 LC13 LC15 LC32 5H530 AA01 BB06 CC20 CD01 CD33 CD36 CE16 CF01 CF15 DD03 DD05 DD15 DD18 DD19 EE01 EE07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】洗濯機に回転自在に設置した洗濯槽兼脱水
   槽と、前記洗濯槽兼脱水槽の内部に回転自在に設置され
   た撹拌翼と、前記洗濯兼脱水槽および前記撹拌翼を回転
   するためのモータとを備え、洗い工程，濯ぎ工程，脱水
   工程を行う電気洗濯機であって、 交流電圧を整流して直流電圧を発生する直流電圧発生回
   路と、前記直流電圧発生回路からの直流電圧を受け前記
   モータへの給電を行うインバータ回路と、前記インバー
   タ回路を制御する制御回路とを備え、 前記制御回路は、前記モータのブレーキ運転において
   は、前記モータの回転に伴う運動エネルギーをモータの
   発熱として消費するよう前記インバータを制御すること
   を特徴とする電気洗濯機。
2. 【請求項２】洗濯機に回転自在に設置した洗濯槽兼脱水
   槽と、前記洗濯槽兼脱水槽の内部に回転自在に設置され
   た撹拌翼と、前記洗濯兼脱水槽および前記撹拌翼を回転
   するためのモータとを備え、洗い工程，濯ぎ工程，脱水
   工程を行う電気洗濯機であって、 交流電圧を整流して直流電圧を発生する直流電圧発生回
   路と、前記直流電圧発生回路からの直流電圧を受け前記
   モータへの給電を行うインバータ回路と、前記インバー
   タ回路を制御する制御回路とを備え、 前記制御回路は、前記モータのブレーキ運転において
   は、直流電圧の上昇を押さえるようにモータへの供給電
   圧の位相δを制御することを特徴とする電気洗濯機。
3. 【請求項３】洗濯機に回転自在に設置した洗濯槽兼脱水
   槽と、前記洗濯槽兼脱水槽の内部に回転自在に設置され
   た撹拌翼と、前記洗濯兼脱水槽および前記撹拌翼を回転
   するためのモータとを備え、洗い工程，濯ぎ工程，脱水
   工程を行う電気洗濯機であって、 交流電圧を整流して直流電圧を発生する直流電圧発生回
   路と、前記直流電圧発生回路からの直流電圧を受け前記
   モータへの給電を行うインバータ回路と、前記インバー
   タ回路を制御する制御回路とを備え、 前記制御回路は、前記モータのブレーキ運転において
   は、モータの誘起電圧Ｅ０と大きさが同じく逆方向の電
   圧ベクトルが生じるようにモータへの供給電圧Ｖｉと位
   相δを制御することを特徴とする電気洗濯機。
4. 【請求項４】洗濯機に回転自在に設置した洗濯槽兼脱水
   槽と、前記洗濯槽兼脱水槽の内部に回転自在に設置され
   た撹拌翼と、前記洗濯兼脱水槽および前記撹拌翼を回転
   するためのモータとを備え、洗い工程，濯ぎ工程，脱水
   工程を行う電気洗濯機であって、 交流電圧を整流して直流電圧を発生する直流電圧発生回
   路と、前記直流電圧発生回路からの直流電圧を受け前記
   モータへの給電を行うインバータ回路と、前記インバー
   タ回路を制御する制御回路とを備え、 前記制御回路は、前記モータのブレーキ運転において
   は、モータへの供給電圧Ｖｉの位相δをモータの回転速
   度に基づき決めることを特徴とする電気洗濯機。
5. 【請求項５】洗濯機に回転自在に設置した洗濯槽兼脱水
   槽と、前記洗濯槽兼脱水槽の内部に回転自在に設置され
   た撹拌翼と、前記洗濯兼脱水槽および前記撹拌翼を回転
   するためのモータとを備え、洗い工程，濯ぎ工程，脱水
   工程を行う電気洗濯機であって、 交流電圧を整流して直流電圧を発生する直流電圧発生回
   路と、前記直流電圧発生回路からの直流電圧を受け前記
   モータへの給電を行うインバータ回路と、前記インバー
   タ回路を制御する制御回路とを備え、 前記制御回路は、前記モータのブレーキ運転において
   は、モータの電流値に基づき供給電圧Ｖｉを制御し、モ
   ータの回転速度に基づき位相δを制御することを特徴と
   する電気掃除機。
6. 【請求項６】洗濯機の外枠内に置かれた洗濯槽と、前記
   洗濯槽内に回転自在に設置される攪拌翼と、前記攪拌翼
   を回転駆動するモ−タと、前記モ−タを制御する制御装
   置とを備え、洗い工程，濯ぎ工程，脱水工程を行う電気
   洗濯機であって、 前記制御装置は、第1の制御信号と第2の制御信号を発生
   する制御回路と、交流電流を整流しコンデンサーに充電
   する充電回路と、前記コンデンサーの電圧を受け前記モ
   ータに給電するインバータ回路とを有し、 モータのブレーキ制御において、前記第１の制御信号で
   前記コンデンサの充電を制御し、前記第２の制御信号で
   前記インバータを制御して前記モータへ供給する電圧Ｖ
   ｉと位相δを制御するようにした電気洗濯機。