JP2001190887A - 電気洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ装置により駆動される電動機を備
えた洗濯機において、前記電動機に位置検知手段を配設
せず、長い信号線や電磁ノイズに係わる課題を解決して
安定に動作する洗濯機を提供する。 【解決手段】 インバータ回路３に接続された電動機４
は、永久磁石４ｄを備えた回転子と電機子巻線４ａ〜４
ｃを備えた固定子とで構成され、電圧検知手段１６は、
前記回転子の回転により各電機子巻線に発生する逆起電
力を検知することにより前記回転子と前記固定子との相
対的な位置を検知して制御手段６に出力する。制御手段
６は、電圧検知手段１６の情報に基づきスイッチング手
段３ａ〜３ｆをオンオフ制御して回転速度が所定の回転
速度設定値になるように制御し、起動制御においては、
前記回転速度設定値を徐々に増加するように設定して制
御することにより、同期はずれの発生や過大な電流を防
止しながら起動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ装置の
出力に接続した電動機により駆動される電気洗濯機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の電気洗濯機について図面を
参照しながら説明する。図１４は、従来の電気洗濯機が
備えるインバータ装置の構成を示すブロック図である。
図１４において、交流電源１は整流回路２に接続し、整
流回路２はインバータ回路３に直流電源を供給し、イン
バータ回路３の出力端子は電動機４に接続している。整
流回路２は、ダイオードブリッジ２ａと平滑用の二つの
コンデンサ２ｂおよびコンデンサ２ｃの直列回路とによ
る倍電圧整流回路の構成となっている。インバータ回路
３は、高電位側のスイッチング手段３ａ〜スイッチング
手段３ｃと、低電位側のスイッチング手段３ｄ〜スイッ
チング手段３ｆとにより３相６石の構成としている。ス
イッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆは、高周波
スイッチングと大電流容量とに対応可能なＩＧＢＴと逆
接続ダイオードとの並列回路で構成されている。

【０００３】電動機４は、永久磁石４ｄを備えた回転子
と、３個の電機子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃにより構成
される３相巻線を備えた固定子とにより構成されてい
る。位置検知手段５は、永久磁石４ｄと前記固定子との
相対的な位置を検知するものであり、３個のホールＩＣ
５ａ、ホールＩＣ５ｂ、およびホールＩＣ５ｃで構成さ
れている。ホールＩＣ５ａ〜ホールＩＣ５ｃは永久磁石
４ｄの界磁方向を検知して制御手段６にハイまたはロー
の信号を出力する。

【０００４】制御手段６は、マイクロコンピュータや論
理回路で構成されており、位置検知手段５の出力信号の
論理の組み合わせと回転方向とに応じてスイッチング手
段を３ａ〜スイッチング手段３ｆのオンオフを制御し、
３相電力を電動機４に供給するように駆動回路７にオン
オフ信号を出力し、駆動回路７がスイッチング手段３ａ
〜スイッチング手段３ｆを構成するＩＧＢＴをオンオフ
する。

【０００５】駆動回路７は、たとえばＮＰＮトランジス
タとＰＮＰトランジスタとによるプッシュプル回路の構
成になっており、オンの場合は前記ＩＧＢＴのゲート端
子に１５Ｖの電源を供給し、オフの場合は前記ゲート端
子の電圧を０Ｖにする。

【０００６】図１５は、図１４に示したインバータ装置
を備えた電気洗濯機の構成を示す側断面図である。図１
５において、水受け槽８は、内底部に撹拌翼９を回転自
在に備えた洗濯兼脱水槽１０を回転自在に設け、サスペ
ンション１１により洗濯機本体１２に吊り下げている。
減速機構１３は、水受け槽８の底部に設けられ、撹拌翼
９および洗濯兼脱水槽１０に動力を伝達するもので、減
速機構１３の下部に電動機４を設けている。電動機４に
は３個のホールＩＣ５ａ〜ホールＩＣ５ｃで構成された
位置検知手段５がその上部に配設されている。給水弁１
４は、洗濯兼脱水槽１０内に給水し、排水弁１５は、洗
濯兼脱水槽１０内の洗濯水などを排水する。

【０００７】制御手段６は、図１４に示した構成を備え
ており、その出力に電動機４を接続している。制御手段
６は、位置検知手段５の出力論理に応じてスイッチング
手段３ａ〜スイッチング手段３ｆをオンオフ制御し、電
動機４を回転駆動する。なお、制御手段６は給水弁１
４、および排水弁１５も制御している。

【０００８】ここで、減速機構１３は遊星ギアを備え、
撹拌翼９を回転駆動するときには、太陽歯車を電動機４
の軸によって駆動し、遊星ギアの回転を撹拌翼９に伝達
する構成により、１／６に減速するとともに電動機４の
出力トルクを６倍に変換する。脱水などで洗濯兼脱水槽
１０を回転駆動する行程においては、とくに図示してい
ないが、クラッチ機構により減速機構１３を電動機４の
出力軸から切り離し、洗濯兼脱水槽１０を減速なしで電
動機４で直接駆動する。

【０００９】以上のように、回転子に永久磁石４ｄを備
えた電動機４をインバータ装置で駆動する電気洗濯機で
は、前記回転子に設けた永久磁石４ｄの磁極を検知する
ホール素子またはホールＩＣで構成された位置検知手段
５を設け、位置検知手段５の出力信号により回転子と固
定子との相対的な位置を検知し、インバータ装置を構成
するスイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆをオ
ンオフ制御し、電動機４を回転駆動して洗濯脱水を行う
ものであった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電気
洗濯機では、複数個のホールＩＣまたはホール素子で構
成された位置検知手段を電動機に配設しているので、前
記位置検知手段を駆動するための電源を必要とするとと
もに、前記位置検知手段の出力信号を制御手段に通信す
るための配線を必要とし、前記電動機が電気洗濯機の下
部に設けられているために配線が長くなると言う問題が
あった。

【００１１】また、前記電動機には前記位置検知手段を
配設するためのある程度の空間を必要とするので、その
分、前記電動機の高さが高くなり、とくに前記電動機を
薄型にしたときの影響が大きいと言う問題があった。

【００１２】また、前記位置検知手段が前記制御手段に
出力信号を送信する配線に前記電動機からの電磁ノイズ
が乗り、インバータ装置の誤動作などが発生する事態を
防止するためにノイズ対策が必要であると言う問題があ
った。

【００１３】また、水はねなどにより、前記位置検知手
段および配線を接続するコネクタに水が入らないように
防水処理をすることによりコストが大きくなると言う問
題があった。

【００１４】本発明は上記の課題を解決するものであ
り、ホールＩＣなどで構成された位置検知手段を電動機
に配設することなく、かつ安定な動作で駆動される前記
電動機を備えた電気洗濯機を提供すること目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は、回転子に永久磁石、固定子に電機子巻線を備えた電
動機と、前記電動機に接続したインバータ回路と、前記
回転子の回転駆動中に前記電機子巻線に発生する逆起電
力を検知する電圧検知手段と、前記電動機の回転速度を
検知する速度検知手段と、前記インバータ回路を構成す
る複数のスイッチング手段のオン期間における通電比を
制御する通電比制御手段と、前記スイッチング手段のオ
ンオフおよび全体の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記電圧検知手段の出力に基づき前記
電動機を回転方向に応じて回転速度が所定の回転速度設
定値になるように前記スイッチング手段をオンオフ制御
して駆動し、前記電動機の起動時には、前記回転速度設
定値を徐々に増加させて起動するようにした電気洗濯機
である。

【００１６】本発明により、前記電動機にホールＩＣな
どで構成された位置検知手段を備えることなく、前記電
動機の回転子と固定子との相対的な位置を検知できると
ともに、前記電動機の起動時において、前記電圧検知手
段より信号が出力されていなくても前記電動機を駆動す
ることができる。また、前記電動機の起動時の同期はず
れを起こし難くすることができるので、性能の安定した
電気洗濯機を実現することができる。

【００１７】請求項２に係わる本発明は、通電比制御手
段は、電動機の起動時には、徐々に増加して設定される
回転速度設定値に対応して通電比設定値を設定するよう
にした請求項１に係わる電気洗濯機である。

【００１８】本発明により、インバータ回路の出力周波
数が低いときに電機子巻線に流れる電流を抑えることが
でき、スイッチング手段などのインバータ回路を構成す
る電子部品の定格を低くでき、また、前記電機子巻線の
発熱を防止することができる。また、起動時に前記電機
子巻線に流れる電流が大きくなることにより発生する騒
音を低減することもできる。

【００１９】請求項３に係わる本発明は、電機子巻線に
流れる電流に相当する電流を検知する電流検知手段を備
え、通電比制御手段は、電動機の起動時には、回転速度
設定値に対応して設定する通電比設定値を、前記電流検
知手段により検知した電流値と制御手段が設定している
電流設定値との偏差に対応する所定の変化量により加減
するようにした請求項２に係わる電気洗濯機である。

【００２０】本発明により、インバータ回路の出力周波
数に応じて、同期はずれしない程度の電流を常に流すこ
とで、同期はずれを防止することができる。また、たと
えば、洗濯物の量が多いために同期はずれが起こって
も、電機子巻線には回転子の永久磁石による逆起電力が
発生しないために前記電機子巻線に大電流が流れる事態
を防止することができる。

【００２１】請求項４に係わる本発明は、制御手段は、
電動機の起動時には、まず所定のスイッチング手段を所
定期間オンとし、前記所定期間を経過した後に回転速度
設定値を徐々に増加させて設定するようにした請求項１
ないし請求項３のいずれかに係わる電気洗濯機である。

【００２２】本発明により、起動時において回転子を構
成する永久磁石の位置を所定の位置に固定でき、その位
置を基準に回転磁界を発生させて起動するので、起動時
の同期はずれを防止できるとともに、前記電動機が逆方
向に回転することも防止することができる。

【００２３】請求項５に係わる本発明は、制御手段が電
動機の起動時にまず所定のスイッチング手段を所定期間
オンとするとき、通電比制御手段は、前記所定期間にお
ける通電比設定値を前記電動機の過電流および騒音を考
慮して設定するようにした請求項４に係わる電気洗濯機
である。

【００２４】本発明により、電機子巻線に流れる電流を
抑えることができ、前記電機子巻線に流れる電流が大き
くなることにより発生する騒音を低減することができ
る。

【００２５】請求項６に係わる本発明は、制御手段は、
電動機の起動時に徐々に増加して設定する回転速度設定
値を、経過時間に比例して増加する回転速度設定値とす
るようにした請求項１ないし請求項５のいずれかに係わ
る電気洗濯機である。

【００２６】本発明により、比較的簡単な制御で、かつ
同期はずれを起こして停止しないように起動することが
できる。

【００２７】請求項７に係わる本発明は、制御手段は、
電動機の起動時に徐々に増加して設定する回転速度設定
値を、経過時間の二乗に比例して増加する回転速度設定
値とするようにした請求項１ないし請求項５のいずれか
に係わる電気洗濯機である。

【００２８】本発明により、起動開始時の立ち上がり時
点ではさらに低速で回転させることにより、同期はずれ
を確実に防止して起動できるとともに、所定の回転速度
設定値に達するまでの時間を短くすることができる。

【００２９】請求項８に係わる本発明は、制御手段は、
電動機の起動時に徐々に増加して設定する回転速度設定
値を、所定期間は経過時間の二乗に比例して増加する回
転速度設定値とし、前記所定期間の経過後はその後の経
過時間に比例して増加する回転速度設定値とするように
した請求項１ないし請求項５のいずれかに係わる電気洗
濯機である。

【００３０】本発明により、簡単な制御により、起動開
始時の立ち上がり時点では非常に低速で回転駆動するこ
とにより同期はずれを防止するとともに、その後の速度
増加中は速やかに増速して同期はずれによる動作停止を
防止することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】請求項１に係わる本発明におい
て、電圧検知手段は、電機子巻線の各端子における電圧
を検知し、電動機が回転しているときは、回転子を構成
する永久磁石の回転により固定子の電機子巻線に発生す
る逆起電力に基づいて、前記回転子と固定子との相対的
な位置を検知する。この電圧検知手段は、インバータ装
置の中に配設することができ、従来例に説明したホール
ＩＣなどによる位置検知手段を電動機に配設する必要が
なく、したがって、位置検知の信号を制御手段に伝達す
るための長い配線や、それに乗る電磁ノイズに関する課
題を解決するとともに、電動機全体を小さくできるの
で、電気洗濯機を小さくすることも可能とする。

【００３２】実施例では、電機子巻線の端子電圧を入力
して積分する積分回路を電機子巻線ごとに設け、２個の
積分回路の合成電圧と残りの１個の積分回路の出力とを
コンパレータで比較する構成を３組設け、前記各コンパ
レータの出力の組み合せにより回転子と固定子との相対
的な位置を検知するとする。ただし、これに限定するも
のではない。

【００３３】また、制御手段は、インバータ装置におけ
るインバータ回路を構成する複数のスイッチング手段を
オンオフ制御することにより、電動機の回転速度が所定
の回転速度設定値になるように制御するが、起動時に
は、回転速度設定値が徐々に増加するように設定する。
これにより、起動の立ち上げ時の回転速度を小さくして
同期はずれを防止しながら所定の回転速度まで上げてい
くように作用する。

【００３４】請求項２に係わる本発明において、通電比
制御手段は、起動時に徐々に増加して設定される回転速
度設定値に対応して通電比設定値を設定する。すなわ
ち、小さい回転速度設定値には小さい導通比設定値、大
きい回転速度設定値には大きい導通比設定値を設定す
る。したがって、起動時における低回転のときの過大な
電流を抑制するように作用し、電機子巻線の発熱やイン
バータ回路の過負荷を軽減するとともに、起動時の騒音
も低減する。実施例では、回転速度設定値Ｎ1 に対して
は通電比設定値Ｄ1 、回転速度設定値Ｎ2 に対しては通
電比設定値Ｄ2 、・・とする。ただし、これに限定され
るものではない。

【００３５】請求項３に係わる本発明において、通電比
制御手段は、起動時に徐々に増加して設定される回転速
度設定値に対応して通電比設定値を設定するとき、制御
手段が設定している電流設定値と実際の電流値との偏差
に対応して通電比設定値を加減することにより電機子巻
線への電流の変動を抑圧する。実施例では、前記偏差に
段階的に対応させた通電比変化量設定値ｄ1、ｄ2、・・
を、そのときの通電比設定値に加減算するとするが、こ
れに限定されるものではない。

【００３６】請求項４に係わる本発明において、制御手
段は、起動時にまず所定のスイッチング手段を所定期間
オンとし、回転子の永久磁石が所定の位置に固定される
ようにする。その位置から所定の回転方向の回転磁界を
与えることにより同期はずれを生じることなく容易に起
動することができる。実施例では、時刻ｔ1 〜時刻ｔ2
の前記所定期間において、高電位側のスイッチング手段
３ａと低電位側のスイッチング手段３ｅとをオンとして
電機子巻線４ａと電機子巻線４ｂとに通電し、その磁界
により回転子の永久磁石４ｄが固定されるとする。な
お、前記所定期間に先立つ時刻ｔ0 〜時刻ｔ1 では低電
位側のスイッチング手段３ｅのみをオンとして、ブート
ストラップ方式による駆動回路の電源を確保するように
している。ただし、これに限定されるものではない。

【００３７】請求項５に係わる本発明において、通電比
制御手段は、制御手段により起動時にまず所定のスイッ
チング手段が所定期間オンとされる間の通電比を制御し
て、電動機の立ち上がり時における電流が過大にならな
いように通電比設定値を設定する。これにより、起動時
における電機子巻線やインバータ回路の過電流を防止す
るとともに、前記過電流に伴う騒音の発生を防止する。
実施例では、時刻ｔ1〜時刻ｔ2 の前記所定期間におい
て、高電位側のスイッチング手段３ａと低電位側のスイ
ッチング手段３ｅとをオンとして電機子巻線４ａと電機
子巻線４ｂとに通電し、その磁界により回転子の永久磁
石４ｄが固定される。この期間において、通電比制御手
段は、通電比設定値をゼロからＤ1 まで漸増し、前記Ｄ
1 を維持したのちゼロまで漸減させて設定するとする。
なお、前記所定期間に先立つ時刻ｔ0 〜時刻ｔ1 では低
電位側のスイッチング手段３ｅのみを大きい通電比設定
値でオンとして、ブートストラップ方式による駆動回路
の電源を安定に確保するようにしている。ただし、これ
に限定されるものではない。

【００３８】請求項６に係わる本発明において、起動時
に徐々に増加して設定される回転速度設定値は、経過時
間に比例して増加する回転速度設定値として設定され
る。実施例では、所定の回転加速度設定値Ａと経過時間
△ｔとの積をマイクロコンピュータにより演算するとす
る。ただし、これに限定されるものではない。上記演算
は簡単であり、低速なマイクロコンピュータでも負担に
ならない。また、演算テーブルを利用する場合でも小さ
い容量で済む。

【００３９】請求項７に係わる本発明において、起動時
に徐々に増加して設定される回転速度設定値は、経過時
間の二乗に比例して増加する回転加速度設定値として設
定される。この回転速度設定値を設定することにより、
起動時の最初の立ち上がりにおける回転速度設定値が小
さく、したがって、小さい回転速度で起動して同期はず
れの発生をしにくくする。また、経過時間とともに回転
速度設定値が急増し、したがって、その後の立ち上げを
速くする。実施例では、経過時間に比例する所定の回転
加速度設定値△Ａと経過時間△ｔとの積できまる回転加
速度Ａと前記経過時間△ｔとの積、すなわち△Ａを経過
時間△ｔにより２回積分する演算を行うとする。ただ
し、これに限定されるものではない。

【００４０】請求項８に係わる本発明において、起動時
に徐々に増加して設定される回転速度設定値は、最初の
所定期間では経過時間の二乗に比例し、続く期間では、
その後の経過時間に比例する回転速度設定値として決定
される。これらの演算は、請求項６ないし請求項７に係
わる演算と同様に、回転加速度設定値と経過時間とに基
づく演算となる。これによる回転速度設定値は、起動時
の最初の立ち上がりにおける回転速度設定値が小さく、
したがって、小さい回転速度で起動して同期はずれの発
生をしにくくする。また、それに続く立ち上げを速くは
するが急峻なものとせず、同期はずれの可能性も小さく
できる。

【００４１】以下、本発明の実施例について説明する。

【００４２】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の電気洗濯機の実
施例１について図面を参照しながら説明する。本実施例
は請求項１に係わる。

【００４３】図１は、本実施例の電気洗濯機における電
動機を駆動するインバータ装置の構成を示すブロック図
である。なお、従来例と同じ構成要素には同一番号を付
与している。本実施例が従来例と異なる点は、ホールＩ
Ｃなどで構成される位置検知手段を前記電動機に配設し
ない構成としたことにある。

【００４４】図１において、１は交流電源であり、整流
回路２が接続されている。整流回路２は、ダイオードブ
リッジ２ａと、平滑用のコンデンサ２ｂとコンデンサ２
ｃとの直列回路とにより構成されており、交流電源１の
倍電圧の直流電源をインバータ回路３に供給する。した
がって、交流電源１の実効電圧が１００Ｖのときは、約
２８０Ｖの直流電源を出力する。

【００４５】インバータ回路３は、３個の高電位側のス
イッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｃと、３個の
低電位側のスイッチング手段３ｄ〜スイッチング手段３
ｆとにより３相６石の構成になっており、電動機４に３
相全波の交流電源を供給する。スイッチング手段３ａ〜
３ｆは高周波スイッチングと大電流容量とに対応可能な
ＩＧＢＴと逆接続ダイオードとの並列回路で構成されて
いる。なお、スイッチング手段３ａ〜スイッチング手段
３ｆはＩＧＢＴなどに限定されるものではなく、たとえ
ばトライアックと逆接続ダイオードとの並列回路などで
あってもよい。

【００４６】電動機４は、永久磁石４ｄを備えた回転子
と電機子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃを備えた固定子とで
構成され、電機子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃは、３相の
スター結線の構成になっている。なお、電動機４は上記
構成に限定されるものではなく、アウターロータの構成
であってもよい。また、８極１２スロットの構成にして
いるが、これについてもとくに限定されるものではな
い。

【００４７】電圧検知手段１６は、電動機４の各端子電
圧を検知するものであり、本実施例では各端子ごとに設
けられた積分回路１６ａ、積分回路１６ｂ、および積分
回路１６ｃと、コンパレータ１６ｄ、コンパレータ１６
ｅ、およびコンパレータ１６ｆとで構成されている。積
分回路１６ａ〜積分回路１６ｃは、それぞれ少なくとも
２個の抵抗とコンデンサとで構成され、コンパレータ１
６ｄ〜コンパレータ１６ｆは、積分回路１６ａ〜積分回
路１６ｃの内の２個の出力電圧の合成電圧と残りの１個
の積分回路の出力電圧とを比較し、その結果に応じてハ
イまたはローの信号を出力する。なお、電圧検知手段１
６は上記構成に限定されるものではなく、たとえば、積
分回路１６ａ〜積分回路１６ｃの出力にＤＣカット用の
コンデンサを接続してもよい。また、電機子巻線４ａ〜
電機子巻線４ｃで構成された３相巻線の中性点の電圧を
検知し、この中性点の電圧と電動機４の端子電圧とを比
較する相電圧の零電圧検知などの方法を用いてもよい。

【００４８】要するに、前記回転子が回転することによ
り電機子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃに鎖交する磁束が変
化し、これにより電機子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃに逆
起電力が発生するが、電圧検知手段１６はこの逆起電力
を検知して、前記固定子と前記回転子の永久磁石４ｄと
の相対的な位置を示す信号を出力する構成であればよ
い。

【００４９】制御手段６は、マイクロコンピュータや複
数個の論理回路で構成され、電圧検知手段１６が出力す
る３個の論理信号の組み合わせに応じて、スイッチング
手段３ａ〜スイッチング手段３ｆのオンオフ信号を駆動
回路７に出力する。本実施例では、電圧検知手段１６の
出力信号の組み合わせと、スイッチング手段３ａ〜スイ
ッチング手段３ｆのオンオフ状態との関係があらかじめ
前記マイクロコンピュータ内のメモリにテーブルとして
記憶されており、電圧検知手段１６の出力信号が切り替
えられるごとに、それに対応したスイッチング手段３ａ
〜スイッチング手段３ｆのオンオフ信号を駆動回路７に
出力する。本実施例では、電動機４の回転方向に正逆が
あり、電圧検知手段１６においては回転方向ごとに出力
される論理の順番が変化する。したがって、回転方向ご
とに前記テーブルを設ける必要がある。なお、上記テー
ブルの構成は一例であり、これに限定されるものではな
い。

【００５０】速度検知手段１７は、電圧検知手段１６に
おけるコンパレータ１６ｆの出力信号の周期をマイクロ
コンピュータ内のカウンタにより測定して電動機４の回
転速度を検知している。コンパレータ１６ｆの出力信号
の周波数は電機子巻線４ａ〜４ｃに発生する逆起電力の
周波数と同じである。すなわち、電動機４の回転速度に
比例した周波数となる。

【００５１】通電比制御手段１８は、制御手段６を構成
しているマイクロコンピュータ内に設けらており、速度
検知手段１７が検知した電動機４の回転速度が回転速度
設定値になるようにスイッチング手段３ａ〜スイッチン
グ手段３ｆのオン期間における通電比を設定する。な
お、通電比の設定方法は、回転速度設定値と速度検知手
段１７により検知した回転速度との偏差と、前記偏差の
積分値との２値により設定されるＰＩ制御を行っている
が、とくにこれに限定されるものではない。

【００５２】制御手段６は、スイッチング手段３ａ〜ス
イッチング手段３ｆのオンオフ状態を設定するととも
に、通電比制御手段１８により設定される通電比により
オン期間において約１６ｋＨｚのオンオフ信号を駆動回
路７に出力する。なお、本実施例は一例であり、通電比
制御手段１８の代わりに整流回路２の出力に昇降圧回路
を接続して設け、前記昇降圧回路により電動機４への印
加電圧を制御して回転速度を制御するようにしてもよい
し、それ以外の方法であってもよい。

【００５３】電流検知手段１９は、電流検知抵抗１９ａ
と、第１のピークホールド回路１９ｂと、増幅回路１９
ｃと、第２のピークホールド回路１９ｄとで構成されて
いる。電流検知抵抗１９ａはインバータ回路３の入力電
流のピーク値を検知する。インバータ回路３の入力電流
のピーク値を検知すると言うことは、電機子巻線４ａ〜
電機子巻線４ｃのすべてに流れる電流のピーク値を検知
することであり、したがって、たとえば３個のカレント
トランスを用いて電機子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃのそ
れぞれに流れる電流を検知するよりも簡単な構成で確実
に電機子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃに流れる電流を検知
することができる。第１のピークホールド回路１９ｂは
電流検知抵抗１９ａが出力する１６ｋＨｚの電圧波形を
ピークホールドして増幅回路１９ｃに出力する。

【００５４】このときの電圧波形は、電流検知抵抗１９
ａが出力する電圧波形の包絡線に近い波形となる。増幅
回路１９ｃは、オペアンプＯＰ１により第１のピークホ
ールド回路１９ｂの出力を反転増幅し、第２のピークホ
ールド回路１９ｄに出力する。第２のピークホールド回
路１９ｄは、増幅回路１９ｃのピーク値を保持し、直流
電圧に変換して通電比制御手段１８に出力する。通電比
制御手段１８は、電流検知手段１９の出力値を、あらか
じめ前記マイクロコンピュータ内に設けておいた電流設
定値と比較してスイッチング手段３ａ〜スイッチング手
段３ｆの通電比を設定する。電流検知手段１９の出力電
圧Ｖｉｎは電流検知抵抗１９ａに流れる電流の大きさに
ほぼ比例する。すなわち、電流が増えるほど出力電圧Ｖ
ｉｎは大きくなる。なお、電流検知手段１９の構成は上
記に限定されるものではなく、高速のオペアンプを用い
て、第１のピークホールド回路１９ｂを用いない構成に
してもよいし、直接、電流検知抵抗１９ａの出力を検知
してもよい。

【００５５】なお、本実施例においては、制御手段６や
通電比制御手段１８などを構成しているマイクロコンピ
ュータには８ビット並列処理ができるものを使用し、か
つ内部のＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）には、イ
ンバータ回路３の制御の他に、本実施例の電気洗濯機と
して動作するのに必要な洗濯や脱水などの動作に係わる
シーケンスがプログラムされている。

【００５６】また、駆動回路７は、本実施例では、ＮＰ
ＮトランジスタとＰＮＰトランジスタとによるプッシュ
プル回路で構成されており、オンの場合はスイッチング
手段３ａ〜スイッチング手段３ｆを構成するＩＧＢＴの
ゲート端子に１５Ｖの電源を供給し、オフの場合は前記
ゲート端子の電圧を０Ｖにする。なお、本実施例ではと
くに図示していないが、駆動回路７において、高電位側
の駆動回路の電源供給方式として、少なくともブートス
トラップコンデンサと高耐圧ダイオードとからなるブー
トストラップ方式を採用しているが、駆動回路７の構成
はこれに限定されるものではなく、専用のＩＣや電気的
に絶縁されたＩＣなどを用いたり、駆動回路専用の電源
を絶縁トランスなどで構成してもよい。

【００５７】また、インバータ回路３と駆動回路７とを
１個のモジュールにパッケージングしたインテリジェン
トパワーモジュールを採用して実装面積の小型化を実現
できるが、とくにインテリジェントパワーモジュールに
限定されるものではない。

【００５８】以上のように本実施例の構成によれば、電
圧検知手段１６を設けることにより、電動機４の回転子
と固定子との相対的な位置を検知することができ、電動
機４にホールＩＣやホール素子などで構成される位置検
知手段５を設ける必要がなくなる。

【００５９】図２は、本実施例の電気洗濯機のシステム
構成を示す側断面図である。なお、従来例と同じ構成要
素には同一番号を付与している。図２に示したように、
水受け槽８は、内底部に撹拌翼９を回転自在に設けた洗
濯兼脱水槽１０を回転自在に設け、サスペンション１１
により洗濯機本体１２に吊り下げている。減速機構１３
は、水受け槽８の底部に設け、撹拌翼９および洗濯兼脱
水槽１０に動力を伝達するもので、この減速機構１３の
下部に電動機４を設けている。

【００６０】給水弁１４は、洗濯兼脱水槽１０内に給水
するものであり、排水弁１５は洗濯兼脱水槽１０内の洗
濯水などを排水する。制御手段６は、図１に示したもの
と同様の構成のものを基板上に実装したものであり、図
１に示した回路構成の他に給水弁１４および排水弁１５
の駆動回路や、使用者が操作するための操作表示部など
で構成されている。

【００６１】減速機構１３は、遊星ギアを備え、撹拌翼
９を回転駆動するときには、太陽歯車を電動機４の出力
軸で駆動し、遊星ギアの回転を撹拌翼９に伝達する構成
により１／６に減速するとともに、電動機４の出力トル
クを６倍に変換する。また、脱水などで洗濯兼脱水槽１
０を回転駆動するときには、とくに、図示してないが、
クラッチ機構により減速機構１３を電動機４の出力軸か
ら切り離し、洗濯兼脱水槽１０を電動機４で直接に駆動
する。なお、とくに上記構成に限定されるものではな
く、たとえばベルトにより電動機４の動力を減速機構１
３に伝える構成や、減速機構１３を設けずに電動機４の
動力を直接、撹拌翼９に伝えるダイレクトドライブの構
成であってもよい。

【００６２】以上のように本実施例における電動機４
は、従来例に説明したようなホールＩＣまたはホール素
子などで構成された位置検知手段を備えず、したがっ
て、前記位置検知手段と制御手段６とを配線で接続する
必要がなくなるので、配線コストなどがなくなり、低コ
スト化することができる。また、前記配線に電動機４か
らの電磁ノイズなどが乗らなくなるので、耐ノイズ性が
高く、信頼性の高い電気洗濯機を実現することができ
る。また、位置検知手段のための設置個所を設ける必要
がなくなり、電動機４を薄型にできるので、電気洗濯機
の高さを低くすることができる。

【００６３】図３は、本実施例における電動機４の制御
動作の一例を示すフローチャートである。ステップ１
で、電動機４の運転開始がなされると、ステップ２で電
動機４の起動制御サブルーチンを実行する。その後、ス
テップ３で速度検知手段１７により電動機４の回転速度
が回転速度設定値Ｎs に達していることが確認される
と、ステップ４で電圧検知手段１６の出力論理に応じ
て、スイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆをオ
ンオフ制御する。また、速度検知手段１７により回転速
度が確認されない場合はステップ５で電動機４が同期は
ずれの状態になっていると判定し、インバータ回路３を
構成するスイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆ
をすべてオフにする。

【００６４】図４は、ステップ２の起動制御サブルーチ
ンにおいて、電動機４の回転速度が回転速度設定値Ｎs
のときのスイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆ
のオンオフ動作を示すタイミングチャートである。図３
において、（ａ）はスイッチング手段３ａのオンオフ動
作を示す。（ｂ）ないし（ｆ）についても同様である。
図３に示したように、制御手段６からの信号によってス
イッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆはそれぞれ
一周期の３分の１の期間にオンとなり、これによりスイ
ッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆのそれぞれに
対応する電機子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃに通電される
ので、スイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆの
周波数の回転磁界を発生する。

【００６５】なお、制御手段６にはあらかじめタイマが
設けられており、前記タイマにより所定時間経過ごとに
順次にスイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆを
時刻ｔ1 〜時刻ｔ6 のタイミングでオンオフ制御するよ
うにしている。ただし、これは一例であり、マイクロコ
ンピュータ内のタイマを用いずに、たとえば外部にＥＰ
ＲＯＭなどを設け、その論理出力を用いてスイッチング
手段３ａ〜スイッチング手段３ｆをオンオフ制御しても
よい。

【００６６】つぎに、前記起動制御サブルーチンにおけ
る電動機４の動作について図面を参照しながら説明す
る。図５は、前記起動制御サブルーチンにおける回転速
度設定値を示すタイムチャートである。なお、本実施例
においては、前記タイムチャートはマイクロコンピュー
タ内に記憶されており、電動機４の回転速度が前記タイ
ムチャートで与えられる回転速度設定値になるようにイ
ンバータ回路３を制御する。制御手段６は、制御のステ
ップが前記起動制御サブルーチンに移行すると、時刻ｔ
1 において回転速度設定値Ｎ1（ｒｐｍ）に対応する周
波数でスイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆの
オンオフ信号を出力し、駆動回路７によりスイッチング
手段３ａ〜スイッチング手段３ｆを駆動する。本実施例
においては、回転子の永久磁石４ｄを８極の構成にして
いるので、スイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３
ｆの周波数ｆ1 は次式で求められる。

【００６７】ｆ1＝４・Ｎ1／６０なお、一つのスイッチ
ング手段のオン期間は、図４に示したように、本実施例
ではインバータ回路３の出力周期の３分の１になるとと
もに、スイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆの
オンオフタイミングは、出力周期の６分の１ごとに高電
位側のスイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｃ
と、低電位側のスイッチング手段３ｄ〜スイッチング手
段３ｆとが交互に到来する。

【００６８】その後、時間が経過して時刻ｔ2 になると
制御手段６は、回転速度設定値Ｎ2（ｒｐｍ）に対応す
る周波数でスイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３
ｆをオンオフ制御する。さらに、時刻ｔs になると制御
手段６は、回転速度設定値Ｎs （ｒｐｍ）に対応する周
波数でスイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆを
オンオフ制御する。

【００６９】以上のように本実施例によれば、電動機４
にホールＩＣなどで構成される位置検知手段を設ける必
要がなくなるので、電気洗濯機の制御手段６と前記位置
検知手段とを接続する配線が不要になり、低コスト化、
耐ノイズ性の向上を実現することができる。また、不要
となった前記位置検知手段の高さ分だけ電動機４の高さ
を低くすることができ、電気洗濯機の小型化や大容量化
を実現することができる。また、制御手段６によりイン
バータ回路３の出力周波数、言い替えれば電動機４の回
転速度設定値を起動時から徐々に増加させることによ
り、電動機４の起動時に急峻な回転速度の変化がなく、
電動機４の立ち上げ時にトルクを必要とする場合におい
ても電機子巻線を通電する期間が長くなるので確実に起
動することができ、同期はずれを防止することができ
る。なお、定常運転に達した後は、電機子巻線に発生す
る逆起電力を電圧検知手段１６を用いて検知し、所定の
回転速度設定値、たとえば回転速度設定値Ｎs で運転す
ることになる。

【００７０】（実施例２）以下、本発明の電気洗濯機の
実施例２について図面を参照しながら説明する。本実施
例は請求項２に係わる。

【００７１】なお、本実施例の構成は図１〜図２に示し
た構成と同様である。本実施例が実施例１と異なる点
は、通電比制御手段１８は、各スイッチング手段のオン
期間における通電比設定値を回転速度設定値に対応して
設定するようにしたことにある。

【００７２】図６は、本実施例の起動制御サブルーチン
における回転速度設定値と通電比設定値とを示すタイム
チャートである。図６において、（ａ）は電動機４の回
転速度設定値を示し、図５に示したものと同様である。
（ｂ）は通電比制御手段１８が設定する通電比設定値を
示す。図６に示したように、電動機４の回転速度が回転
速度設定値Ｎ1（ｒｐｍ）のときに通電比制御手段１８
が設定する通電比設定値は通電比設定値Ｄ1（％）に、
回転速度設定値Ｎ2（ｒｐｍ）のときには通電比設定値
Ｄ2（％）に、回転速度設定値Ｎs（ｒｐｍ）のときには
通電比設定値Ｄs（％）になるようにしてあり、これら
の設定値は、あらかじめ通電比制御手段１８を構成する
マイクロコンピュータのメモリ内に記憶している。な
お、各回転速度に対応する通電比は、少なくとも、電機
子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃに印加される電圧が電機子
巻線４ａ〜電機子巻線４ｃに生じる逆起電力よりも大き
くなるように設定しておく必要がある。また、この通電
比の回転速度に対する割合を、電動機４の回転中に電機
子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃに発生する逆起電力の割合
とほぼ同等にすることで、常にほぼ一定の電流を電機子
巻線４ａ〜電機子巻線４ｃに供給することができる。

【００７３】以上のように本実施例によれば、通電比設
定値を回転速度設定値に対応して設定するようにしたこ
とにより、電動機４にはほぼ一定の電流を流すことがで
き、低速時に各電機子巻線に流れる電流が問題になるこ
とを防止でき、各電機子巻線の発熱やスイッチング手段
の故障を防止したり、騒音低減を実現することができ
る。

【００７４】（実施例３）以下、本発明の電気洗濯機の
実施例３について図面を参照しながら説明する。本実施
例は請求項３に係わる。

【００７５】本実施例の構成は図１および図２に示した
構成と同様である。本実施例が実施例２と異なる点は、
通電比制御手段１８は、回転速度設定値に対応して設定
する通電比設定値を、制御手段６による電流設定値と検
知した電流値との偏差に基づいて変えるようにしたこと
にある。

【００７６】図７は、本実施例の起動制御サブルーチン
において、電流検知手段１９が検知した電流値と制御手
段６が設定している電流設定値との偏差と、通電比制御
手段１８が設定する通電比変化量設定値との関係を示す
タイムチャートである。また、図８は、本実施例の起動
制御サブルーチンにおける回転速度設定値、通電比設定
値、および電流設定値を示すタイムチャートである。

【００７７】図８において、（ａ）は電動機４の回転速
度設定値、（ｂ）は通電比制御手段１８が設定する通電
比設定値、（ｃ）は制御手段６が設定する電流設定値を
示す。なお、（ａ）と（ｂ）に示したタイムチャートは
図６に示したものと同様である。

【００７８】上記構成における動作について説明する。
制御手段６は、起動制御サブルーチンが開始すると、時
刻ｔ1 において電動機４の回転速度が回転速度設定値Ｎ
1（ｒｐｍ）になるように図８（ｃ）に示した電流設定
値Ｉ1 を設定してインバータ回路３を制御する。また、
通電比制御手段１８は、スイッチング手段３ａ〜スイッ
チング手段３ｆの通電比設定値Ｄ1 を設定するとともに
図８（ｃ）に示した電流設定値Ｉ1 を入力する。制御手
段６は、まず、この通電比設定値Ｄ1 でオン期間中の高
電位側のスイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｃ
を約１６ｋＨｚでオンオフ制御する。

【００７９】なお、本実施例では高電位側のスイッチン
グ手段３ａ〜スイッチング手段３ｃの駆動回路７の電源
をブートストラップコンデンサと高耐圧ダイオードとで
構成されるブートストラップ方式により供給しているた
め、起動直後の低速時においても確実に駆動回路７の電
源を確保するために高電位側のスイッチング手段３ａ〜
スイッチング手段３ｃをオンオフ制御しているが、とく
にこれに限定されるものではなく、他の方式であれば低
電位側のスイッチング手段３ｄ〜スイッチング手段３ｆ
をオンオフ制御してもよいし、前記ブートストラップ方
式の場合でも前記ブートストラップコンデンサの容量を
十分に大きくすれば別に構わない。

【００８０】時刻ｔ1 においてスイッチング手段３ａ〜
スイッチング手段３ｆをオンオフし始めると、電機子巻
線４ａ〜電機子巻線４ｃに電流が流れ、電機子巻線４ａ
〜電機子巻線４ｃを備えた固定子に回転磁界が発生し、
永久磁石４ｄの界磁と作用して永久磁石４ｄを備えた回
転子が回転する。このとき、通電比制御手段１８はスイ
ッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆの切り替わり
ごとに電流検知手段１９が検知した電流値と前記電流設
定値Ｉ1 との偏差を計算し、前記偏差に対応した通電比
変化量設定値ｄ1 を通電比設定値Ｄ1 に加算する。な
お、図７に示したように、通電比変化量設定値には正負
があるので、時刻ｔ1 から時刻ｔ2 の期間におけるスイ
ッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｃの通電比は通
電比設定値Ｄ1 を基準にある範囲内で変化する。回転速
度が回転速度設定値Ｎ2 となる時刻ｔ2 以降についても
同様の制御を行う。

【００８１】以上のように本実施例によれば、通電比制
御手段１８は、電流検知手段１９が検知した電流値と制
御手段６が設定している電流設定値との偏差に対応して
通電比設定値を変えて設定することにより、交流電源１
の電圧のばらつきなどにより整流回路２が出力する直流
電圧が変動しても、電機子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃに
流れる電流をある程度一定に制御することが可能にな
り、電動機４の同期はずれを防止したり、電機子巻線４
ａ〜電機子巻線４ｃやインバータ回路３に過電流が流れ
る事態を防止することができるようになる。

【００８２】（実施例４）以下、本発明の電気洗濯機の
実施例４について図面を参照しながら説明する。本実施
例は請求項４に係わる。なお、本実施例の構成は図１お
よび図２に示した構成と同様である。本実施例が実施例
１ないし実施例３と異なる点は、電動機４の起動時にお
いて、まずスイッチング手段を所定期間通電したのち、
実施例１ないし実施例３に示したオンオフ制御に移行す
るようにしたことにある。

【００８３】図９は、本実施例における電動機４の起動
直後のスイッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆの
オンオフ動作を示すタイミングチャートである。図９に
おいて、（ａ）はスイッチング手段３ａのオンオフ動
作、（ｂ）はスイッチング手段３ｂのオンオフ動作、
（ｃ）はスイッチング手段３ｃのオンオフ動作、（ｄ）
はスイッチング手段３ｄのオンオフ動作、（ｅ）はスイ
ッチング手段３ｅのオンオフ動作、（ｆ）はスイッチン
グ手段３ｆのオンオフ動作を示している。

【００８４】図９において、起動制御サブルーチンが開
始すると、時刻ｔ1 からスイッチング手段３ａとスイッ
チング手段３ｅとを所定期間だけオンとし、電機子巻線
４ａと電機子巻線４ｂとを通電する。その後、前記所定
期間を経過すると、時刻ｔ2から図５に示したタイムチ
ャートに基づく回転速度設定値になるように、スイッチ
ング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆをオンオフ制御す
る。これにより、電動機４を構成する固定子に回転磁界
が発生し、永久磁石４ｄの界磁と作用して電動機４が回
転を開始する。

【００８５】以上のように本実施例によれば、電動機４
の起動時には所定のスイッチング手段を一定期間はオン
とすることで、所定の電機子巻線が通電され、この電機
子巻線が発生する磁界により回転子の永久磁石４ｄが吸
引され、永久磁石４ｄと固定子との相対的な位置を確実
に固定することができる。したがって、永久磁石４ｄの
位置がわかるので、その後は回転方向が反転しないよう
に通電する電機子巻線を決定することができ、電動機を
確実に立ち上げることができる。

【００８６】（実施例５）以下、本発明の電気洗濯機の
実施例５について図面を参照しながら説明する。本実施
例は請求項５に係わる。なお、本実施例の構成は図１お
よび図２に示した構成と同様である。本実施例が実施例
４と異なる点は、電動機４の起動時に、まず所定のスイ
ッチング手段を所定期間オンとするとき、通電比制御手
段１８は、前記所定期間では通電比設定値をゼロから所
定値まで漸増したのちゼロまで漸減して設定するように
したことにある。

【００８７】図１０は、本実施例における電動機４の起
動制御の動作、および通電比設定値を示すタイミングチ
ャートである。図１０において、（ａ）はスイッチング
手段３ａのオンオフ動作、（ｂ）はスイッチング手段３
ｂのオンオフ動作、（ｃ）はスイッチング手段３ｃのオ
ンオフ動作、（ｄ）はスイッチング手段３ｄのオンオフ
動作、（ｅ）はスイッチング手段３ｅのオンオフ動作、
（ｆ）はスイッチング手段３ｆのオンオフ動作を示す。
また、（ｇ）は通電比制御手段１８が設定するスイッチ
ング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆの通電比設定値を
示す。

【００８８】図１０において、起動制御サブルーチンが
開始すると、時刻ｔ0 において低電位側のスイッチング
手段３ｅを通電比設定値Ｄ3 でオンオフ制御する。これ
により、ブートストラップ方式の場合、高電位側のスイ
ッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｃの駆動回路７
の電源を確保することができる。つぎに、時刻ｔ1 にお
いて、スイッチング手段３ａもオンとし、電機子巻線４
ａおよび電機子巻線４ｂを通電する。このときの通電比
設定値は、図１０（ｇ）に示したように、徐々に通電比
設定値Ｄ1 まで上げ、一定期間は通電比設定値Ｄ1 を維
持した後、徐々に０になるように制御されている。その
後、時刻ｔ2 から所定の回転速度設定値になるようにス
イッチング手段３ａ〜スイッチング手段３ｆを順次に通
電比設定値Ｄ2 でオンオフ制御していく。

【００８９】以上のように本実施例によれば、所定のス
イッチング手段を所定期間オンとするときの通電比設定
値を漸増したのち漸減して設定することにより、起動制
御開始直後の最も低速時においても電機子巻線４ａ〜電
機子巻線４ｃ、またはインバータ回路３に過電流が流れ
る事態を防止できるとともに、所定のスイッチング手段
３ａとスイッチング手段３ｅの通電比を徐々にあげるこ
とにより、電機子巻線４ａと電機子巻線４ｂに流れる電
流の変化を滑らかにすることができるので、回転子と固
定子との間に瞬間的に吸引力が加わることを防止でき、
この瞬間的な吸引力により生じる減速機構などを含めた
機械音を低減することができる。

【００９０】（実施例６）以下、本発明の電気洗濯機の
実施例６について図面を参照しながら説明する。本実施
例は請求項６に係わる。なお、本実施例の構成は図１お
よび図２に示した構成と同様である。本実施例が実施例
１ないし実施例５と異なる点は、制御手段６は、電動機
４の起動時に徐々に増加して設定する回転速度設定値
を、一定の回転加速度設定値と経過時間とに基づいて設
定するようにしたことにある。

【００９１】図１１は、本実施例における起動制御サブ
ルーチンの回転速度設定値と回転加速度設定値とを示す
タイムチャートである。図１１において、（ａ）は電動
機４の回転速度設定値を示す。（ａ）に示したように、
時刻ｔ1 〜ｔ2 までは時間に比例して回転速度設定値が
回転速度設定値Ｎ1 まで上昇していくように設定され
る。また、（ｂ）は電動機４の回転加速度設定値を示
す。（ｂ）に示したように、時刻ｔ1 〜時刻ｔ2 の期間
は回転加速度設定値が一定の回転加速度設定値Ａ1にな
るように設定される。このとき、上記回転速度設定値は
この回転加速度設定値に基づいて設定される。

【００９２】上記構成における動作について説明する。
時刻ｔ1 において起動を開始すると、制御手段６は、時
刻ｔ1 からの経過時間△ｔと回転加速度設定値Ａ1 とに
より決まる回転速度設定値Ｎ＝Ａ1・△ｔによりインバ
ータ回路３の出力周波数を制御する。これにより、簡単
な一次関数の式で起動時からの電動機４の回転速度を徐
々に増加するように設定できるので、制御手段６を構成
するマイクロコンピュータの処理性能が悪くても、短時
間で回転速度を設定できる。したがって、余分なメモリ
を要することなく電動機４を確実に起動することができ
る。

【００９３】なお、これは一例であり、十分にメモリを
備えたマイクロコンピュータであれば、そのメモリ内に
時刻ｔ1 〜時刻ｔ2 の期間のスイッチング手段３ａ〜ス
イッチング手段３ｆのオンオフ動作のテーブルを記憶し
ておいてもよく、また、外部メモリを用いてもよい。こ
の場合、前記マイクロコンピュータはクロック入力ごと
に所定のアドレス内のデータを読み取ればよいだけなの
で、前述した一次関数を用いる場合よりも処理速度を遅
いマイクロコンピュータで電動機４の同期はずれを低減
することができる。

【００９４】以上のように本実施例によれば、起動時に
おける電動機４の回転速度設定値を一定の回転加速度設
定値と経過時間との積で演算して設定するようにしたこ
とにより、制御手段６における制御処理の負担を軽減す
ることができる。

【００９５】（実施例７）以下、本発明の電気洗濯機の
実施例７について図面を参照しながら説明する。本実施
例は請求項７に係わる。なお、本実施例の構成は図１お
よび図２に示した構成と同様である。本実施例が実施例
６と異なる点は、電動機４の起動時において、制御手段
６は、回転加速度設定値を経過時間に比例して設定し、
その回転加速度設定値と前記経過時間とに基づいて回転
速度設定値を設定するようにしたことにある。

【００９６】図１２は、本実施例における電動機４の起
動制御サブルーチンの回転速度設定値と回転加速度設定
値とを示すタイムチャートである。図１２において、
（ａ）は電動機４の回転速度設定値を示し、（ｂ）は電
動機４の回転加速度設定値を示す。（ｂ）に示したよう
に、本実施例では起動開始からの経過時間に比例して回
転加速度設定値を増加させ、この回転加速度設定値に基
づいて回転速度設定値が設定される。したがって、電動
機４の回転速度設定値は経過時間の二乗に比例して増加
する。

【００９７】上記構成における動作について説明する。
時刻ｔ1 において起動を開始すると、時刻ｔ1 からの経
過時間△ｔと回転加速度の時間当りの変化量△Ａとによ
り回転加速度ＡがＡ＝△Ａ・△ｔで設定される。制御手
段６は、この回転加速度Ａと経過時間△ｔとによって求
められる回転速度設定値Ｎ＝Ａ・△ｔに応じてインバー
タ回路３の出力周波数を制御する。

【００９８】以上のように本実施例によれば、電動機４
の起動時には、起動開始からの経過時間の二乗に比例し
た回転速度設定値を設定して電動機４の回転速度を増加
させるようにインバータ回路３の出力周波数を制御する
ことにより、電動機４の起動直後はインバータ回路３の
出力周波数を低周波数にすることで確実に電動機４を起
動し、その後は短時間で回転速度設定値Ｎs まで回転速
度を増加させることができる。

【００９９】（実施例８）以下、本発明の電気洗濯機の
実施例８について図面を参照しながら説明する。本発明
は請求項８に係わる。なお、本実施例の構成は図１およ
び図２に示した構成と同様である。本実施例が実施例６
および実施例７と異なる点は、電動機４の起動時におい
て、制御手段６は、徐々に増加して設定する回転速度設
定値を、起動直後は経過時間の二乗に比例して増加さ
せ、その後、経過時間に比例して増加させて設定するよ
うにしたことにある。

【０１００】図１３は、本実施例における電動機４の起
動制御サブルーチンの回転速度設定値と回転加速度設定
値とを示すタイムチャートである。（ａ）は回転速度設
定値、（ｂ）は回転加速度設定値を示す。（ｂ）に示し
たように、起動開始からの所定時間は回転加速度設定値
を経過時間に比例して増加させて設定し、その後は回転
速度設定値Ｎs に達するまで回転加速度を一定の回転加
速度設定値Ａs に設定して電動機４の回転速度を設定す
る。

【０１０１】上記構成における動作について説明する。
時刻ｔ1 において起動を開始すると、制御手段６は、時
刻ｔ1 からの経過時間△ｔと回転加速度設定値の変化量
△Ａとにより回転加速度設定値ＡがＡ＝△Ａ・△ｔで設
定される。この回転加速度設定値Ａと経過時間△ｔとに
よって求められる回転速度設定値Ｎ＝Ａ・△ｔに応じて
インバータ回路３の出力周波数を制御する。その後、時
刻ｔ2 になると、制御手段６は、回転加速度設定値を回
転加速度設定値Ａ1 に設定し、この値とそれ以降の経過
時間とにより電動機４の回転速度設定値を設定し、この
回転速度設定値に応じてインバータ回路３の出力周波数
を制御する。

【０１０２】以上のように本実施例によれば、起動時か
ら所定時間の間は経過時間の二乗に比例した回転速度設
定値を設定して制御し、続いてその後の経過時間に比例
した回転速度設定値を設定して制御することにより、電
動機４の起動直後はインバータ回路３の出力周波数を低
周波数にして確実に電動機４を起動し、その後の電動機
４の回転速度の増加時も急峻な立ち上げを防止するの
で、回転速度が回転速度設定値Ｎ1 になるまでに電動機
４が同期はずれになることを防止できる。とくに、電機
子巻線４ａ〜電機子巻線４ｃのインダクタンスが大きい
ような場合は、電動機４の起動直後は加速するためにト
ルクを必要とすることから、わずかな加速で同期はずれ
を起こし易いが、本実施例においては、起動直後は回転
加速度を小さくしているので同期はずれを防止すること
ができる。

【０１０３】なお、実施例１ないし実施例８に示した電
動機４および電気洗濯機の構成はあくまで一例であり、
これに限定されるものではない。たとえば、本実施例に
おいては電動機４は８極１２スロットの集中巻の構成と
したが、４極６スロットにしてもよく、また、電機子巻
線は分布巻の構成にしてもよい。また、回路構成につい
ても３相６石の構成に限定する必要はなく、３相３石の
構成にして３相半波で電動機４を駆動してもよい。ま
た、制御手段６を構成する部品としてマイクロコンピュ
ータを用いたが、より高速な処理が可能なＤＳＰを用い
ることで、電動機４の同期はずれや騒音をさらに低減で
きる正弦波駆動で電動機４を制御してもよい。

【０１０４】

【発明の効果】請求項１に係わる本発明は、回転子に永
久磁石、固定子に電機子巻線を備えた電動機と、前記電
動機に接続したインバータ回路と、前記回転子の回転駆
動中に前記電機子巻線に発生する逆起電力を検知する電
圧検知手段と、前記電動機の回転速度を検知する速度検
知手段と、前記インバータ回路を構成する複数のスイッ
チング手段のオン期間における通電比を制御する通電比
制御手段と、前記スイッチング手段のオンオフおよび全
体の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段
は、前記電圧検知手段の出力に基づき前記電動機を回転
方向に応じて回転速度が所定の回転速度設定値になるよ
うに前記スイッチング手段をオンオフ制御して駆動し、
前記電動機の起動時には、前記回転速度設定値を徐々に
増加させて起動するようにした電気洗濯機とすることに
より、前記電動機にホールＩＣなどで構成された位置検
知手段を備えることなく、前記電動機の回転子と固定子
との相対的な位置を検知できるとともに、前記電動機の
起動時において、前記電圧検知手段より信号が出力され
ていなくても前記電動機を駆動することができる。ま
た、前記電動機の起動時の同期はずれを起こし難くする
ことができるので、性能の安定した電気洗濯機を実現す
ることができる。

【０１０５】請求項２に係わる本発明は、通電比制御手
段は、電動機の起動時には、徐々に増加して設定される
回転速度設定値に対応して通電比設定値を設定するよう
にした請求項１に係わる電気洗濯機とすることにより、
インバータ回路の出力周波数が低いときに電機子巻線に
流れる電流を抑えることができ、スイッチング手段など
のインバータ回路を構成する電子部品の定格を低くで
き、また、前記電機子巻線の発熱を防止することができ
る。また、起動時に前記電機子巻線に流れる電流が大き
くなることにより発生する騒音を低減することもでき
る。

【０１０６】請求項３に係わる本発明は、電機子巻線に
流れる電流に相当する電流を検知する電流検知手段を備
え、通電比制御手段は、電動機の起動時には、回転速度
設定値に対応して設定する通電比設定値を、前記電流検
知手段により検知した電流値と制御手段が設定している
電流設定値との偏差に対応する所定の変化量により加減
するようにした請求項２に係わる電気洗濯機とすること
により、インバータ回路の出力周波数に応じて、同期は
ずれしない程度の電流を常に流すことで、同期はずれを
防止することができる。また、たとえば、洗濯物の量が
多いために同期はずれが起こっても、電機子巻線には回
転子の永久磁石による逆起電力が発生しないために前記
電機子巻線に大電流が流れる事態を防止することができ
る。

【０１０７】請求項４に係わる本発明は、制御手段は、
電動機の起動時には、まず所定のスイッチング手段を所
定期間オンとし、前記所定期間を経過した後に回転速度
設定値を徐々に増加させて設定するようにした請求項１
ないし請求項３のいずれかに係わる電気洗濯機とするこ
とにより、起動時において回転子を構成する永久磁石の
位置を所定の位置に固定でき、その位置を基準に回転磁
界を発生させて起動するので、起動時の同期はずれを防
止できるとともに、前記電動機が逆方向に回転すること
も防止することができる。

【０１０８】請求項５に係わる本発明は、制御手段が電
動機の起動時にまず所定のスイッチング手段を所定期間
オンとするとき、通電比制御手段は、前記所定期間にお
ける通電比設定値を前記電動機の過電流および騒音を考
慮して設定するようにした請求項４に係わる電気洗濯機
とすることにより、電機子巻線に流れる電流を抑えるこ
とができ、前記電機子巻線に流れる電流が大きくなるこ
とにより発生する騒音を低減することができる。

【０１０９】請求項６に係わる本発明は、制御手段は、
電動機の起動時に徐々に増加して設定する回転速度設定
値を、経過時間に比例して増加する回転速度設定値とす
るようにした請求項１ないし請求項５のいずれかに係わ
る電気洗濯機とすることにより、比較的簡単な制御で、
かつ同期はずれを起こして停止しないように起動するこ
とができる。

【０１１０】請求項７に係わる本発明は、制御手段は、
電動機の起動時に徐々に増加して設定する回転速度設定
値を、経過時間の二乗に比例して増加する回転速度設定
値とするようにした請求項１ないし請求項５のいずれか
に係わる電気洗濯機とすることにより、起動開始時の立
ち上がり時点ではさらに低速で回転させることにより、
同期はずれを確実に防止して起動できるとともに、所定
の回転速度設定値に達するまでの時間を短くすることが
できる。

【０１１１】請求項８に係わる本発明は、制御手段は、
電動機の起動時に徐々に増加して設定する回転速度設定
値を、所定期間は経過時間の二乗に比例して増加する回
転速度設定値とし、前記所定期間の経過後はその後の経
過時間に比例して増加する回転速度設定値とするように
した請求項１ないし請求項５のいずれかに係わる電気洗
濯機とすることにより、簡単な制御により、起動開始時
の立ち上がり時点では非常に低速で回転駆動することに
より同期はずれを防止するとともに、その後の速度増加
中は速やかに増速して同期はずれによる動作停止を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気洗濯機の実施例１ないし実施例８
におけるインバータ装置の構成を示すブロック図

【図２】同実施例の構成を示す側断面図

【図３】同実施例における電動機の制御動作を示すフロ
ーチャート

【図４】本発明の電気洗濯機の実施例１におけるインバ
ータ回路の動作を示すタイミングチャート

【図５】同実施例の起動制御における回転速度設定値を
示すタイムチャート

【図６】本発明の電気洗濯機の実施例２の起動制御にお
ける回転速度設定値および通電比設定値を示すタイムチ
ャート

【図７】本発明の電気洗濯機の実施例３の起動制御にお
ける通電比変化量設定値を示すタイムチャート

【図８】同実施例の起動制御における回転速度設定値、
通電比設定値、および電流設定値を示すタイムチャート

【図９】本発明の電気洗濯機の実施例４の起動制御にお
けるインバータ回路の動作を示すタイミングチャート

【図１０】本発明の電気洗濯機の実施例５の起動制御に
おけるインバータ回路の動作、および通電比設定値を示
すタイミングチャート

【図１１】本発明の電気洗濯機の実施例６の起動制御に
おける回転速度設定値および回転加速度設定値を示すタ
イムチャート

【図１２】本発明の電気洗濯機の実施例７の起動制御に
おける回転速度設定値および回転加速度設定値を示すタ
イムチャート

【図１３】本発明の電気洗濯機の実施例８の起動制御に
おける回転速度設定値および回転加速度設定値を示すタ
イムチャート

【図１４】従来の電気洗濯機におけるインバータ装置の
構成を示すブロック図

【図１５】同電気洗濯機のシステム構成を示す側断面図

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ 整流回路 ２ａ ダイオードブリッジ ２ｂ、２ｃ コンデンサ ３ インバータ回路 ３ａ〜３ｆ スイッチング手段 ４ 電動機 ４ａ〜４ｃ 電機子巻線 ４ｄ 永久磁石 ５ 位置検知手段 ５ａ〜５ｃ ホールＩＣ ６ 制御手段 ７ 駆動回路 ８ 水受け槽 ９ 撹拌翼 １０ 洗濯兼脱水槽 １１ サスペンション １２ 洗濯機本体 １３ 減速機構 １４ 給水弁 １５ 排水弁 １６ 電圧検知手段 １６ａ〜１６ｃ 積分回路 １６ｄ〜１６ｆ コンパレータ １７ 速度検知手段 １８ 通電比制御手段 １９ 電流検知手段 １９ａ 電流検知抵抗 １９ｂ 第１のピークホールド回路 １９ｃ 増幅回路 １９ｄ 第２のピークホールド回路 Ａ1、Ａs 回転加速度設定値 Ｎ1、Ｎ2、Ｎs 回転速度設定値 Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄs 通電比設定値 Ｉ1、Ｉ2、Ｉs 電流設定値 ｄ1、ｄ2 通電比変化量設定値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤濤 知也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小林 保道 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3B155 AA10 BA03 BB02 BB19 CA06 CB06 KA33 KB08 LA02 LB18 LB23 LC02 LC15 MA01 MA07 MA08 MA09 5H007 AA01 AA06 BB06 CA01 CB05 CC23 DA03 DA05 DB07 DB12 DC02 DC05 DC07 EA02 FA03 GA01 GA02 5H576 AA12 BB04 CC05 DD07 EE10 EE11 FF01 FF02 GG04 GG05 HA04 HB02 JJ03 KK06 LL16 LL22 LL24 LL41

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子に永久磁石、固定子に電機子巻線
   を備えた電動機と、前記電動機に接続したインバータ回
   路と、前記回転子の回転駆動中に前記電機子巻線に発生
   する逆起電力を検知する電圧検知手段と、前記電動機の
   回転速度を検知する速度検知手段と、前記インバータ回
   路を構成する複数のスイッチング手段のオン期間におけ
   る通電比を制御する通電比制御手段と、前記スイッチン
   グ手段のオンオフおよび全体の動作を制御する制御手段
   とを備え、前記制御手段は、前記電圧検知手段の出力に
   基づき前記電動機を回転方向に応じて回転速度が所定の
   回転速度設定値になるように前記スイッチング手段をオ
   ンオフ制御して駆動し、前記電動機の起動時には、前記
   回転速度設定値を徐々に増加させて起動するようにした
   電気洗濯機。
2. 【請求項２】 通電比制御手段は、電動機の起動時に
   は、徐々に増加して設定される回転速度設定値に対応し
   て通電比設定値を設定するようにした請求項１記載の電
   気洗濯機。
3. 【請求項３】 電機子巻線に流れる電流に相当する電流
   を検知する電流検知手段を備え、通電比制御手段は、電
   動機の起動時には、回転速度設定値に対応して設定する
   通電比設定値を、前記電流検知手段により検知した電流
   値と制御手段が設定している電流設定値との偏差に対応
   する所定の変化量により加減するようにした請求項２記
   載の電気洗濯機。
4. 【請求項４】 制御手段は、電動機の起動時には、まず
   所定のスイッチング手段を所定期間オンとし、前記所定
   期間を経過した後に回転速度設定値を徐々に増加させて
   設定するようにした請求項１ないし請求項３のいずれか
   に記載の電気洗濯機。
5. 【請求項５】 制御手段が電動機の起動時にまず所定の
   スイッチング手段を所定期間オンとするとき、通電比制
   御手段は、前記所定期間における通電比設定値を前記電
   動機の過電流および騒音を考慮して設定するようにした
   請求項４記載の電気洗濯機。
6. 【請求項６】 制御手段は、電動機の起動時に徐々に増
   加して設定する回転速度設定値を、経過時間に比例して
   増加する回転速度設定値とするようにした請求項１ない
   し請求項５のいずれかに記載の電気洗濯機。
7. 【請求項７】 制御手段は、電動機の起動時に徐々に増
   加して設定する回転速度設定値を、経過時間の二乗に比
   例して増加する回転速度設定値とするようにした請求項
   １ないし請求項５のいずれかに記載の電気洗濯機。
8. 【請求項８】 制御手段は、電動機の起動時に徐々に増
   加して設定する回転速度設定値を、所定期間は経過時間
   の二乗に比例して増加する回転速度設定値とし、前記所
   定期間の経過後はその後の経過時間に比例して増加する
   回転速度設定値とするようにした請求項１ないし請求項
   ５のいずれかに記載の電気洗濯機。