JP2001137594A

JP2001137594A - 電気洗濯機

Info

Publication number: JP2001137594A
Application number: JP32334499A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Ishikawa; 俊一石川; Yasushi Shinko; 靖信耕; Masao Watanabe; 雅生渡辺; Yuichiro Takamune; 裕一郎高宗; Hisamitsu Gomita; 寿光五味田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】電気洗濯機の噛み合いクラッチ機構における回
転力伝達面が離接を繰り返すことによって発生する騒音
を低減する。【解決手段】誘導電動機の回転速度を所定の回転速度に
維持するために該誘導電動機への給電の断続制御におい
て、給電開始初期には、電圧波形を位相制御することに
より、電動機の回転を洗濯兼脱水槽２に伝達する噛み合
いクラッチ機構４７の回転力伝達面の当り音を低減す
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】所謂全自動電気洗濯機は、外枠内に防振
支持装置によって懸垂支持した外槽内に洗濯兼脱水槽を
回転自在に設置し、更にこの洗濯兼脱水槽内の底部に撹
拌翼を回転自在に設置し、外槽の底の外側に取り付けた
駆動装置によって前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を回転
駆動する構成である。

【０００３】駆動装置は、電動機の回転を減速歯車機構
を介して撹拌翼に伝達して該撹拌翼を低速で正逆回転さ
せて洗いおよび濯ぎ工程を実施し、また、クラッチ機構
を介して洗濯兼脱水槽に伝達して該洗濯兼脱水槽を一方
向に高速回転させて脱水工程を実施する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような全自動電気
洗濯機において、駆動装置におけるクラッチ機構は、噛
み合い係合式のクラッチ機構を採用しているために、電
動機の回転速度と洗濯兼脱水槽の回転速度が拮抗した状
態になると、噛み合い係合している回転力伝達面が電動
機の脈動トルクによって離接を繰り返して当り音（騒
音）を発生する。特に、この当り音は、電動機として誘
導電動機を使用し、この誘導電動機への給電電圧の波形
を位相制御することにより回転速度を所定の回転速度に
維持するような制御を行う全自動電気洗濯機において顕
著である。

【０００５】本発明の目的は、駆動装置の誘導電動機へ
の給電制御を行うことにより脱水工程における回転速度
を所定の回転速度に維持するような制御を行う電気洗濯
機において、駆動装置のクラッチ機構において噛み合い
係合している回転力伝達面が離接を繰り返すことによっ
て発生する騒音を低減することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、外槽内に回転
自在に設けた洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽の底の
内側に回転自在に設けた撹拌翼と、前記外槽の底の外側
に設置されて前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を駆動する
誘導電動機を有する駆動装置と、制御装置を備え、前記
制御装置は、脱水工程において、誘導電動機への給電を
断続制御することにより回転速度を所定の回転速度に維
持するようにした電気洗濯機において、前記制御装置
は、誘導電動機の回転速度を所定の回転速度に維持する
ために該誘導電動機への給電の断続制御において、給電
開始初期には、電圧波形を位相制御するようにした。

【０００７】そして、前記位相制御における位相制御角
は、負荷量が多いときには大きく設定する。

【０００８】また、前記位相制御における位相制御角
は、回転速度が高いときには小さくするように設定す
る。

【０００９】また、前記位相制御における位相制御角
は、時間経過に伴って次第に小さくするようにした。

【００１０】また、本発明は、外槽内に回転自在に設け
た洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽の底の内側に回転
自在に設けた撹拌翼と、前記外槽の底の外側に設置され
て前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を駆動する誘導電動機
を有する駆動装置と、制御装置を備え、前記制御装置
は、脱水工程において、誘導電動機への給電を断続制御
することにより回転速度を所定の回転速度に維持するよ
うにした電気洗濯機において、前記制御装置は、誘導電
動機の回転速度を所定の回転速度に維持するために該誘
導電動機への給電の断続制御において、給電停止初期に
は、電圧波形を位相制御して給電するようにした。

【００１１】そして、前記位相制御における位相制御角
は、時間経過に伴って次第に小さくするようにした。

【００１２】また、本発明は、外槽内に回転自在に設け
た洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽の底の内側に回転
自在に設けた撹拌翼と、前記外槽の底の外側に設置され
て前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を駆動する誘導電動機
を有する駆動装置と、制御装置を備え、前記制御装置
は、脱水工程において、誘導電動機への給電を制御する
ことにより回転速度を所定の回転速度に維持するように
した電気洗濯機において、前記誘導電動機は、コンデン
サ分相型の誘導電動機とし、前記制御装置は、誘導電動
機の回転速度を所定の回転速度に維持するために該誘導
電動機への給電制御において、分相コンデンサ回路を断
続するようにした。

【００１３】そして、前記制御装置は、給電を断続制御
する半導体交流スイッチング素子と、分相コンデンサ回
路を断続する電磁リレーを備え、前記給電制御は、半導
体交流スイッチング素子を遮断した状態で分相コンデン
サ回路に接続した電磁リレーを開閉するようにした。

【００１４】また、前記電磁リレーは、開閉タイミング
を電源電圧のゼロクロスタイミングから略９０度の位相
差とした。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、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。

【００１６】１は、内部機構を内包する枠体である。２
は、洗濯兼脱水槽であり、その上縁部に流体バランサー
３を備え、底部の内側には回転自在に撹拌翼４を備え
る。５は、前記洗濯兼脱水槽２を回転自在に内包する外
槽であり、底部の外側には駆動装置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。駆動装置６の内
部構成については後述する。

【００１７】衣類投入開口９ａを設けた上面カバー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。

【００１８】上面カバー９とフロントパネル１０の間に
形成されるフロントパネルボックス１２には、電源スイ
ッチ１３と入力スイッチ群１４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１
６とコントロールユニット１７を内蔵する。これらは制
御装置を構成する。

【００１９】上面カバー９とバックパネル１１の間に形
成される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、洗濯兼脱水槽２の開
口に向けて放水するように形成する。

【００２０】上面カバー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ようにする。

【００２１】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に接続し、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に接続する。

【００２２】枠体１の下端縁には、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。

【００２３】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。

【００２４】図３は、前記駆動装置６の内部構成を示す
縦断側面図である。

【００２５】この駆動装置６は、洗濯兼脱水槽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と可逆回転型誘導電動機を
同心的に直列に配列した構成である。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】外側回転軸系は、電動機の回転を直に洗濯
兼脱水槽２に伝達して該洗濯兼脱水槽２を駆動する回転
軸系であり、外ケース３２ａの外側に伸びて外槽５を貫
通した先端部に洗濯兼脱水槽２を結合する外側出力軸部
３５ａと、外ケース３２ｂの外側に伸びた筒部に噛み合
いクラッチ機構に係合するセレーション３５ｂを形成
し、内側端にフランジ３５ｃを形成した外側入力軸部３
５ｄと、その中間に位置して遊星歯車減速機構を収容す
る歯車ケース部３５ｅを備える。歯車ケース部３５ｅの
内周には遊星歯車減速機構の一部を構成する環状歯車３
５ｆを固着する。

【００２９】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、外側出力軸部３５ａの先端
から洗濯兼脱水槽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が形成され、内端か
ら歯車ケース部３５ｅ内に突出して遊星歯車減速機構と
結合する内端部分にセレーション３６ｂが形成された内
側出力軸部３６ｃと、外側入力軸部３５ｄの内側にボー
ルベアリング４０ａ，４０ｂによって支持され、この外
側入力軸部３５ｄの外端から片持ち状態に伸び出た外端
部分に電動機回転子嵌着部３６ｄと止めねじ３６ｅが形
成され、歯車ケース部３５ｅ内に伸びた内端側部分に太
陽歯車３６ｆが形成された内側入力軸部３６ｇと、歯車
ケース部３５ｅ内において前記内側出力軸部３６ｃのセ
レーション３６ｂに嵌合したキャリア３６ｈに軸支され
て前記歯車３５ｆ，３６ｆに噛み合って回動して前記キ
ャリア３６ｈに減速した回転力を伝達する遊星歯車３６
ｉを備える。

【００３０】ボールベアリング４０ａ，４０ｂは、電動
機の回転子軸となる内側入力軸部３６ｇを高精度に支持
するために、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、誘
導電動機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
用したが、ローラベアリングに置き換えることもでき
る。

【００３１】このような駆動回転軸系３４は、その外側
回転軸系の構成部品を亜鉛電気メッキした鋼板を冷間プ
レス加工して形成する。そして、先ず、外側出力軸部３
５ａ内に内側出力軸部３６ｃを嵌入してメタル軸受３８
ａ，３８ｂで支え、シール３７で水密状態にし、グリッ
プ止め輪３９により仮押えした出力軸部を構成する。次
に、外側出力軸部３５ａの内端部に歯車ケース部３５ｅ
を嵌着して仮組み立てする。

【００３２】このように外側出力軸部３５ａに歯車ケー
ス部３５ｅを嵌着した仮組み立て物をプレス加工機にセ
ットしたダイスによって包囲するように支持し、ポンチ
１０４によってグリップ止め輪３９を押し込むと共に外
側出力軸部３５ａの端部を押し広げるように加圧するこ
とによって該外側出力軸部３５ａと歯車ケース部３５ｅ
の嵌合部をメタルフロー結合する。

【００３３】一方、入力軸部は、外側入力軸部３５ｄ内
にボールベアリング４０ａ，４０ｂによって内側入力軸
部３６ｇを組み付けて構成する。

【００３４】そして、外側出力軸部３５ａと歯車ケース
部３５ｅの嵌合部をメタルフロー結合してプレス加工機
にセットしたによって包囲するように支持した部分組み
立て物の歯車ケース３５ｅ内に突出したセレーション３
６ｂにキャリア３６ｈを嵌着し、このキャリア３６ｈに
遊星歯車３６ｉを支持させ、環状歯車３５ｆを嵌入し、
その上から入力軸部を逆さにして歯車ケース部３５ｅの
開口縁をフランジ３５ｃで覆うように嵌着し、その上か
ら、歯車ケース部３５ｅの開口端を切り裂いて前記フラ
ンジ３５ｃの外周縁を抱き込むように内側に折り曲げる
環状の切り刃を有するポンチを押し込むことにより歯車
ケース部３５ｅに入力軸部を結合する。

【００３５】電動機は、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４４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。具体的には、固定子４４は、コン
デンサ分相型の可逆回転型誘導電動機を構成するよう
に、固定子鉄心４４ａに６極構成の固定子巻線４４ｂを
巻装し、固定子鉄心４４ａの外周面を電動機ハウジング
４３に嵌入して固定し、その後に、この電動機ハウジン
グ４３を外ケース３２ｂの下端面に取り付ける。この固
定子４４に組する回転子４５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。

【００３６】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４５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４５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。

【００３７】この噛み合いクラッチ機構４７は、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、固定子巻線４４ｂのエンドコイ
ルによつて囲まれた内側空間に外側入力軸部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４５の噛み合い凹凸板４５ｃ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４７
ｂに吸着して回り止める。

【００３８】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ＰＰＳ樹脂
によりアウトサート成形して設け、回転トルク伝達時に
は、回転子４５の噛み合い凹凸部の両側の当接面４５ｃ
₃に当接するように噛み合わせる噛み合い突起４７ｆを
成形樹脂により一体的に形成する。また、内側には、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るセレーションを形成する。

【００３９】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
射状の係止溝を形成し、吸着子４７ｅには前記係止溝に
嵌入する複数本の放射状の係止突条を形成する。

【００４０】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）４９を取り付け、
この回転検出素子４９を前記回転子４５の永久磁石４５
ｄの回転軌道に対向させて設置する。

【００４１】このような駆動装置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、この駆動装置６の外側は、前記取り付け
ねじ５０によってこの駆動装置６と一緒に取り付けた外
カバー５１によって覆うようにする。

【００４２】図４は、この全自動洗濯機の電気的構成を
示すブロック図である。

【００４３】コントロールユニット１７は、マイクロコ
ンピュータ１７ａを中心にして構成し、電源回路１７ｂ
と、ゼロクロス信号発生回路１７ｃと、リセット回路１
７ｄと、電源リレー１７ｅと、給水電磁弁２１と排水電
磁弁２３と噛み合いクラッチ機構の電磁コイル４７ａと
電動機の固定子巻線４４ｂ（４４ｂ₁，４４ｂ₂）への給
電を制御する半導体交流スイッチング素子（ＦＬＳ）群
やダイオード群で構成した駆動回路１７ｆと、クロック
信号を発生する発振回路１７ｇと、ブザー１７ｈとを備
える。

【００４４】電源回路１７ｂは、制御回路用の低圧直流
電圧を生成し、ゼロクロス信号発生回路１７ｃは、半導
体スイッチング素子を制御するための基準信号を生成
し、リセット回路１７ｄは、電源投入時にマイクロコン
ピュータ１７ａを所定の初期状態にリセットするリセッ
ト信号を生成し、発信回路１７ｇは、マイクロコンピュ
ータ１７ａを動作させるクロック信号を生成する。

【００４５】駆動回路１７ｆは、電動機の固定子巻線４
４ｂ₁，４４ｂ₂への給電制御に関しては、可逆回転制御
および逆転電磁制動用の２つの半導体交流スイッチング
素子（ＦＬＳ）１７ｆ₁，１７ｆ₂を備える。ＦＬＳ１７
ｆ₁は、正回転給電制御用の半導体交流スイッチング素
子、ＦＬＳ１７ｆ₂は逆回転給電制御用の半導体交流ス
イッチング素子である。なお、４４ｃは分相コンデンサ
である。また、給水電磁弁２１および排水電磁弁２３を
制御する弁制御用ＦＬＳ１７ｆ₃，１７ｆ₄を備える。ま
た、電磁コイル４７ａへの給電制御に関しては、大きな
電磁力を発生するのに適した直流駆動電流を流すための
ダイオードブリッジ１７ｆ₅と駆動電流の大きさを制御
するための位相制御用ＦＬＳ１７ｆ₆を備える。電磁コ
イル駆動電流は、吸着子４７ｅを吸引する初期段階では
大きな電磁力を必要とするために大きな電流とし、吸着
後は電流を小さくして発熱を軽減するように制御する。

【００４６】また、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、電源スイ
ッチ１３，入力スイッチ群１４，水位センサー１６およ
び回転検出素子４９からの入力信号を取り込み、表示素
子群１５と電源リレー１７ｅと駆動回路１７ｆとブザー
１７ｈを制御する。

【００４７】コントロールユニット１７のマイクロコン
ピュータ１７ａは、電源スイッチ１３が投入されると、
電源リレー１７ｅをオンして待機状態となる。

【００４８】そして、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によって設定され
た洗濯脱水モードを確認し、設定された洗濯脱水モード
の洗濯脱水工程に入る。

【００４９】図５は、基本的な洗濯脱水モードにおいて
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。

【００５０】ステップ１０１電磁給水弁２１を開いて外槽５内に所定の水位まで給水
する。この所定の水位は、次のステップでの布量検出に
適した水位であり、その水位検出は、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。

【００５１】ステップ１０２布量の検出を行う。この布量検出は、従来と同様に、撹
拌翼４を回転させたときの洗濯物の抵抗力の大きさに基
づいて行う。そのために、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の噛み合い凹凸部の当接面４５ｃ₃
から切り離し、吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸着
し、係止突条を係止溝に係合するこにより外側回転軸系
３５（洗濯兼脱水槽２）の回転を抑制するように係止す
る。この状態で、電動機の固定子コイル４４ｂを付勢し
て回転子４５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。そして、駆
動を停止したときの惰性回転速度を回転検出素子４９か
らの出力信号に基づいて検出し、その減衰特性に基づい
て布量を検出する。この検出処理は、水位を変えながら
行うことにより、布質の検出も可能となる。

【００５２】ステップ１０３布量および布質に応じて洗濯水位を決定し、この洗濯水
位まで給水を実行する。

【００５３】ステップ１０４布量および布質に応じた洗い工程を実行する。この洗い
工程は、撹拌翼４を正逆回転させて行う洗い方と洗濯兼
脱水槽２を正逆回転させて行う洗い方と洗濯兼脱水槽２
を一方向に連続的に回転させて行う洗い方を選択的に実
行することができる。

【００５４】撹拌翼４を正逆回転させて行う洗い方は、
例えば、木綿の下着や靴下などの洗濯物を強く撹拌して
洗濯するのに適している。また、洗濯兼脱水槽２を正逆
回転させて行う洗い方は、例えば、シーツやバスタオル
などの大きい洗濯物を撹拌して絡み合いおよび洗濯むら
を軽減するように洗濯するのに適している。そして、洗
濯兼脱水槽２を一方向に連続的に回転させて行う洗い方
は、例えば、ドライマーク衣料などの洗濯物を型崩れし
ないように洗濯するのに適している。

【００５５】撹拌翼４を正逆回転させる洗い方は、噛み
合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａ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の
噛み合い凹凸部の当接面４５ｃ₃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を係
止溝に係合させて外側入力軸部３５ｄを回り止めして洗
濯兼脱水槽２を静止状態にし、回転子４５を正逆回転す
るように固定子コイル４４を付勢することにより、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に伝達して行う。

【００５６】洗濯兼脱水槽２を正逆回転させる洗い方
は、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａ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４５
の噛み合い凹凸部に嵌入して噛み合わせて該回転子４５
と連結状態にし、電動機の回転子４５を正逆回転するよ
うに固定子コイル４４ｂを付勢することにより、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を介して洗濯兼脱水槽２に伝達して行う。
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、洗濯兼脱水槽２と同期して一体的に回転する。

【００５７】そして、洗濯兼脱水槽２を一方向に連続回
転させて行う洗い方は、水位を低めに設定し、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、電
動機を一方向に連続回転させるように固定子コイル４４
ｂを付勢することによって実現する。

【００５８】このような３種類の洗い方の選択は、マイ
クロコンピュータ１７ａが布量や布質あるいは入力スイ
ッチ群１４によって設定された洗濯モードに応じて決定
し、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを制
御して該噛み合いクラッチ機構４７の断続状態を制御す
ることによって行う。また、必要に応じて、これらを組
み合わせた洗い方にすることもできる。

【００５９】ステップ１０５濯ぎ工程を実行する。この濯ぎ工程は、シャワー脱水濯
ぎと溜め濯ぎを組み合わせて実行するようにすると良
い。組み合わせ方は、先ず、シャワー脱水濯ぎを行い、
その後に溜め濯ぎを行うようにすると良い。

【００６０】シャワー脱水濯ぎは、排水電磁弁２３を開
いて排水状態とし、撹拌翼４および洗濯兼脱水槽２を高
速回転させて脱水運転にした状態で給水電磁弁２１を開
いて該洗濯兼脱水槽２内に注水するようにして行う。

【００６１】このときの洗濯兼脱水槽２の高速回転させ
る脱水では、噛み合いクラッチ機構４７は、前述した洗
濯兼脱水槽２を回転させる洗い方のときと同様に、電磁
コイル４７ａを消勢して摺動子４７ｄを電動機の回転子
４５に噛み合わせて連結状態にして該電動機を所定の方
向に高速回転させることにより実現する。

【００６２】溜め濯ぎは、撹拌翼４および洗濯兼脱水槽
２を静止状態にして排水電磁弁２３を開いて外槽５内の
洗い水を排水し、洗濯兼脱水槽２を高速回転させて脱水
し、次いで、排水電磁弁２３を閉じて給水電磁弁２１を
開くことによって洗濯兼脱水槽２に注水して外槽５内に
濯ぎ水を溜め、撹拌翼４または洗濯兼脱水槽２を回転さ
せて洗濯物を撹拌する動作を繰り返すように行う。

【００６３】ステップ１０６脱水工程を実行する。この脱水工程は、前述した濯ぎ工
程における脱水と同様にして行う。

【００６４】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１７ｈを鳴動させて報知するよ
うにする。

【００６５】濯ぎ工程における脱水および脱水工程にお
いては、洗濯兼脱水槽２を回転させるために、摺動子４
７ｄと電動機の回転子４５を連結状態にする噛み合いク
ラッチ機構４７は、摺動子４７ｄの噛み合い突起４７ｆ
を電動機の回転子４５の噛み合い凹凸部に嵌入して当接
面４５ｃ₃にに当接するように噛み合わせる。この噛み
合い状態で電動機を運転して回転トルクを洗濯兼脱水槽
２に伝達する回転状態において、回転速度が所定の回転
速度に到達して拮抗した状態になると、電動機の脈動ト
ルクによって噛み合いによる回転トルクの伝達が強弱ま
たは断続する。そして、当接面４５ｃ₃と噛み合い突起
４７ｆが離接すると当り音が発生する。

【００６６】脱水工程にけるこのような当り音の発生の
抑制は、脱水回転速度を所定の回転速度に維持するため
の定速度制御における電動機制御を工夫することによっ
て実現することができる。

【００６７】コントロールユニット１７におけるマイク
ロコンピュータ１７ａは、脱水工程における洗濯兼脱水
槽２の回転速度を所定の回転速度（例えば８５０ｒｐ
ｍ）に維持するために、コンデンサ分相型の可逆回転型
誘導電動機の回転子４５の回転速度（回転検出素子４９
の出力信号）を参照しながら固定子巻線４４ｂ₁，４４
ｂ₂への給電を断続（ＯＮ／ＯＦＦ）するように駆動回
路１７ｆのＦＬＳ１７ｆ₁を制御する。

【００６８】図６は、この脱水工程における電動機の回
転速度特性を示している。この特性は、電動機の回転速
度が所定の回転速度（例えば８５０ｒｐｍ）に到達した
ときに給電を停止（ＯＦＦ）し、所定時間（例えば６秒
間）経過後に給電を開始（ＯＮ）することにより回転速
度を所定の回転速度に維持するように給電を断続制御し
たときのものである。

【００６９】このような電動機への給電の断続制御にお
いて、給電ＯＮ時に直ちに全電圧で給電し、給電ＯＦＦ
時に給電を直ちに完全に遮断すると、回転子４５に発生
する回転トルクの変動が急峻になり、クラッチ機構の回
転トルク伝達部における緩衝棒４５ｆの緩衝効果が減少
する。この緩衝効果の減少を軽減するために、この実施
の形態では、給電ＯＮ，ＯＦＦ期間の初期においては給
電電圧波形の位相制御を実施して電動機の回転トルクの
変動を緩和にするようにした。このような効果は、回転
トルク伝達部の緩衝棒４５ｆを省略したクラッチ機構で
も得ることができる。

【００７０】図７および図８は、給電ＯＮ期間の初期に
おける給電電圧の位相制御波形とその制御テーブルを示
している。

【００７１】図７に示した給電制御は、給電ＯＮ期間の
初期に給電電圧波形に対して一定の位相制御（Δｔ）を
行う電圧波形位相制御運転期間Ｔ１を設け、その後に正
弦波電圧運転期間Ｔ２を行うようにしたものである。

【００７２】電圧波形位相制御期間Ｔ１における位相制
御角Δｔは、負荷量（布量）や電源周波数や回転速度に
応じて設定するようにし、図８に示すように、負荷量が
多いときには大きくし、また、回転速度が高いときには
小さくするように設定する。負荷量情報は、布量検出に
おいて検出した値を使用し、回転速度情報は回転検出素
子４９からの出力信号に基づいて検出する。そして、位
相制御角Δｔは、図８に示したような制御テーブルを参
照して設定し、または、演算処理により求めて設定す
る。

【００７３】また、この位相制御は、図９に示すよう
に、位相制御角Δｔを電圧波形位相制御運転期間Ｔ１の
時間経過に伴って次第に小さくするように設定すること
により、回転トルクの急激な変動を一層緩和することが
できる。

【００７４】図１０および図１１は、給電ＯＦＦ期間の
初期における給電電圧の位相制御波形とその制御テーブ
ルを示している。ここで言う給電ＯＦＦ期間は、制御周
期としてのＯＦＦ期間を意味する。

【００７５】図１０に示した給電制御は、給電ＯＦＦ期
間の初期に給電電圧波形に対して一定の位相制御（Δｔ
₁〜Δｔ₃）を行う電圧波形位相制御運転期間Ｔ１〜Ｔ３
を設け、その後に給電を完全に遮断する期間Ｔ４を設け
るようにしたものである。

【００７６】電圧波形位相制御期間Ｔ１〜Ｔ３は、負荷
量（布量）や電源周波数や回転速度に関係なく一定値と
し、位相制御角Δｔ₁〜Δｔ₃は、図１１に示すように、
電圧波形位相制御期間Ｔ１〜Ｔ３の経過に伴って段階的
に大きく設定するようにした。この位相制御角Δｔ₁〜
Δｔ₃は、タイマーと図１１に示したような制御テーブ
ルを参照して設定し、または、演算処理により求めて設
定する。

【００７７】また、このような定速度制御における当り
音の軽減は、給電の断続回数を減少させることによって
も実現することができる。コンデンサ分相型の誘導電動
機は、分相コンデンサ４４ｃを切り離した状態で給電し
て運転すると回転トルクが減少して回転速度が低下す
る。しかしながら、その低下速度（低下率）は小さい。
従って、脱水工程におけるコンデンサ分相型の可逆回転
型誘導電動機の運転状態にける所定の回転速度付近にお
いて分相コンデンサ４４ｃを着脱（分相コンデンサ回路
の断続）制御することにより、回転速度を緩やかに昇降
させて所定の回転速度を維持することができる。

【００７８】図１２は、このような運転制御を行うため
のコンデンサ分相型の可逆回転型誘導電動機と駆動回路
１７ｆの変形例を示している。分相コンデンサ４４ｃに
は、電磁リレー４４ｄの開閉接点４４ｄ₁を直列に接続
し、この電気リレー４４ｄの電磁コイル４４ｄ₂を駆動
回路１７ｆに設けたＦＬＳ１７ｆ₇で制御するようにし
ている。勿論、ＦＬＳ１７ｆ₇は、マイクロコンピュー
タ１７ａからの指示によって制御する。

【００７９】マイクロコンピュータ１７ａは、脱水工程
における電動機の運転制御に関して、所定の回転速度
（最高および最低回転速度、例えば、最高回転速度＝８
５０ｒｐｍ最低回転速度＝８００ｒｐｍ）を設定して
おき、この脱水工程においては、回転検出素子４９から
出力される出力信号に基づいて回転速度を検出し、この
回転速度が起動から最高回転速度に上昇するまでは電磁
リレー４４ｄの開閉接点４４ｄ₁を閉合してＦＬＳ１７
ｆ₁をＯＮに分相コンデンサ４４ｃを接続した形態で運
転し、最高回転速度に到達すると、先ず、ＦＬＳ１７ｆ
₁をＯＦＦした後に電磁リレー４４ｄの開閉接点４４ｄ₁
を開放し、再びＦＬＳ１７ｆ₁をＯＮして分相コンデン
サ４４ｃを切り離した形態での運転に入るように制御す
る。コンデンサ分相型の可逆回転型誘導電動機は、この
運転形態では、回転トルクで減少するので回転速度が低
下する。そして、回転速度が最低回転速度まで低下する
と、先ず、ＦＬＳ１７ｆ₁をＯＦＦした後に電磁リレー
４４ｄの開閉接点４４ｄ₁を閉合し、再びＦＬＳ１７ｆ₁
をＯＮして分相コンデンサ４４ｃを接続した形態での運
転に入るように制御する。この運転形態では、回転トル
クが増加するので、回転速度は上昇する。

【００８０】電磁リレー４４ｄの開閉接点４４ｄ₁の開
閉は、電源電圧波形のゼロクロスタイミングから９０度
ずれたタイミング（分相コンデンサに流れる電流がゼロ
になるタイミング）に行うようにすると良い。

【００８１】図１３は、このような運転制御における回
転速度特性を示している。

【００８２】このような脱水工程を終了するときに洗濯
兼脱水槽２の回転を減速する制動は、コンデンサ分相型
の可逆回転型誘導電動機を脱水回転方向に対して逆転方
向に給電することによる逆相電磁制動が有効である。こ
の逆相電磁制動は、洗濯工程において撹拌翼４を逆回転
させるために可逆回転型誘導電動機の固定子巻線４４ｂ
₁，４４ｂ₂へ給電制御する逆回転給電制御用のＦＬＳ１
７ｆ₂を使用して実現することができる。

【００８３】

【発明の効果】本発明は、洗濯兼脱水槽を駆動する誘導
電動機の回転速度を所定の回転速度に維持するために該
誘導電動機への給電の断続制御において、給電開始初期
には、電圧波形を位相制御してトルクの変動を緩和する
ようにしたことにより、噛み合いクラッチ機構において
噛み合い係合している回転力伝達面が離接を繰り返すこ
とによって発生する騒音を低減することができる。

【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】図１に示した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。

【図３】図１に示した全自動電気洗濯機における駆動装
置の内部構成を示す縦断側面図である。

【図４】図１に示した全自動洗濯機の電気的構成の一実
施の形態を示すブロック図である。

【図５】図４に示した全自動洗濯機におけるマイクロコ
ンピュータが実行する制御処理を示している。

【図６】脱水工程における電動機の回転速度特性図であ
る。

【図７】脱水工程の定速度制御における給電ＯＮ期間の
初期における給電電圧の位相制御波形図である。

【図８】脱水工程の定速度制御における給電ＯＮ期間の
初期の給電電圧の位相制御テーブルである。

【図９】脱水工程の定速度制御における給電ＯＮ期間の
初期における給電電圧の位相制御波形図である。

【図１０】脱水工程の定速度制御における給電ＯＦＦ期
間の初期における給電電圧の位相制御波形図である。

【図１１】脱水工程の定速度制御における給電ＯＦＦ期
間の初期における給電電圧の位相制御テーブルである。

【図１２】図１に示した全自動洗濯機の駆動装置におけ
るコンデンサ分相型の可逆回転型誘導電動機と駆動回路
の変形例を示すブロック図である。

【図１３】図１２に示した駆動装置による脱水工程の速
度制御特性図である。

【符号の説明】

２…洗濯兼脱水槽、４…撹拌翼、５…外槽、６…駆動装
置、１７…コントロールユニット４５…回転子、４５
ｃ₃…当接面、４７…噛み合いクラッチ機構、４７ｃ…
摺動子、４７ｆ…噛み合い突起。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺雅生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)発明者高宗裕一郎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)発明者五味田寿光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Ｆターム(参考） 3B155 AA06 BA03 CB06 HB10 HB19 KB08 KB11 KB27 LA02 LB18 LC02 LC13 LC15 LC28 MA02 MA05 MA07 MA08 MA09 5H575 AA09 BB04 DD02 DD05 EE01 EE03 GG02 HA14 HB01 JJ03 KK09 LL05 LL41 LL50 MM11 PP01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽
と、この洗濯兼脱水槽の底の内側に回転自在に設けた撹
拌翼と、前記外槽の底の外側に設置されて前記洗濯兼脱
水槽および撹拌翼を駆動する誘導電動機を有する駆動装
置と、制御装置を備え、前記制御装置は、脱水工程にお
いて、誘導電動機への給電を断続制御することにより回
転速度を所定の回転速度に維持するようにした電気洗濯
機において、前記制御装置は、誘導電動機の回転速度を所定の回転速
度に維持するために該誘導電動機への給電の断続制御に
おいて、給電開始初期には、電圧波形を位相制御するよ
うにしたことを特徴とする電気洗濯機。
【請求項２】請求項１において、前記位相制御における
位相制御角は、負荷量が多いときには大きく設定するこ
とを特徴とする電気洗濯機。
【請求項３】請求項１において、前記位相制御における
位相制御角は、回転速度が高いときには小さくするよう
に設定することを特徴とする電気洗濯機。
【請求項４】請求項１において、前記位相制御における
位相制御角は、時間経過に伴って次第に小さくするよう
にしたことを特徴とする電気洗濯機。
【請求項５】外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽
と、この洗濯兼脱水槽の底の内側に回転自在に設けた撹
拌翼と、前記外槽の底の外側に設置されて前記洗濯兼脱
水槽および撹拌翼を駆動する誘導電動機を有する駆動装
置と、制御装置を備え、前記制御装置は、脱水工程にお
いて、誘導電動機への給電を断続制御することにより回
転速度を所定の回転速度に維持するようにした電気洗濯
機において、前記制御装置は、誘導電動機の回転速度を所定の回転速
度に維持するために該誘導電動機への給電の断続制御に
おいて、給電停止初期には、電圧波形を位相制御して給
電するようにしたことを特徴とする電気洗濯機。
【請求項６】請求項５において、前記位相制御における
位相制御角は、時間経過に伴って次第に小さくするよう
にしたことを特徴とする電気洗濯機。
【請求項７】外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽
と、この洗濯兼脱水槽の底の内側に回転自在に設けた撹
拌翼と、前記外槽の底の外側に設置されて前記洗濯兼脱
水槽および撹拌翼を駆動する誘導電動機を有する駆動装
置と、制御装置を備え、前記制御装置は、脱水工程にお
いて、誘導電動機への給電を制御することにより回転速
度を所定の回転速度に維持するようにした電気洗濯機に
おいて、前記誘導電動機は、コンデンサ分相型の誘導電動機と
し、前記制御装置は、誘導電動機の回転速度を所定の回転速
度に維持するために該誘導電動機への給電制御におい
て、分相コンデンサ回路を断続するようにしたことを特
徴とする電気洗濯機。
【請求項８】請求項７において、前記制御装置は、給電
を断続制御する半導体交流スイッチング素子と、分相コ
ンデンサ回路を断続する電磁リレーを備え、前記給電制
御は、半導体交流スイッチング素子を遮断した状態で分
相コンデンサ回路に接続した電磁リレーを開閉するよう
にしたことを特徴とする電気洗濯機。
【請求項９】請求項８において、前記電磁リレーは、開
閉タイミングを電源電圧のゼロクロスタイミングから略
９０度の位相差としたことを特徴とする電気洗濯機。