JP2006068275A

JP2006068275A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2006068275A
Application number: JP2004255217A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ito; 豪伊藤; Kenjiro Tomita; 謙治郎富田; Hiroyuki Saito; 弘幸齊藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】洗濯槽内から洗濯水が飛び散ることのない洗濯機を提供する。
【解決手段】洗濯兼脱水槽（図示せず）に設けた撹拌翼（図示せず）を駆動するモータ５と、モータ５に電力を供給する第１〜６のスイッチング素子１６ａ〜１６ｆを制御する制御手段１３と、第１〜６のスイッチング素子１６ａ〜１６ｆへの入力電流値を検知する電流検知手段１４とを備え、洗濯兼脱水槽内に所定水位まで給水した後、制御手段１３により撹拌を行うようにし、撹拌開始初期の一定周期間の電流検知手段１４による計数値を基準値とし、その後の撹拌中の一定周期間の計数値が前記基準値よりも一定値以上少なくなった時に撹拌水流を弱めるもので、減速機構（図示せず）のばらつきや経年変化の影響を受けずに、撹拌中に洗濯物の量を精度よく検知し、洗濯物による負荷が軽減された時に水流を弱めることにより洗濯兼脱水槽２内からの洗濯水の飛び散りを防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、洗濯機に関するものである。

従来の一般的な洗濯機について、図６を用いて説明する。

図において、従来の洗濯機は、洗濯兼脱水槽２を回転自在に収納する水受槽１と、洗濯兼脱水槽２の底部に回転自在に取着された撹拌翼３と、減速機構４を介して洗濯兼脱水槽２及び撹拌翼３を回転駆動するモータ５と、水受槽１内の洗濯水を排水する排水弁６と、水受槽１内に水道水を給水する給水弁７と、水受槽１内の水位を検知する水位検知手段８と、排水弁６の動作を制御する排水弁制御手段１０と、給水弁７の動作を制御する給水弁制御手段１１と、洗濯、すすぎ、脱水の各行程を制御する行程制御手段１２と、モータ５を制御する制御手段１３と、モータ５の動作状態を検知するモータ状態検知手段２２と、計数手段２３と、基準値記憶手段２４と、洗濯兼脱水槽２内の洗濯物の量を判定する布量判定手段２５と、設定手段２６と、行程記憶手段２７とから構成されている。

上記構成により、洗濯兼脱水槽２内の撹拌翼３をモータ５により駆動し、このモータ５を制御手段１３により制御し、洗濯兼脱水槽２内への給水を給水弁制御手段１１により制御し、洗濯機の行程を行程制御手段１２により制御する。モータ５の回転数に相関した物理量をモータ状態検知手段２２により検知し、このモータ状態検知手段２２からの信号と布量判定基準値とを比較して、布量判定手段２５で布量を判定し、布量に合った所定水位まで給水した後、撹拌中のモータ５のオフ時間のモータ状態から予め定められた水飛び防止のための波形数の基準値とを比較して布の動きの状態を判定し、水流を制御していた（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−１５２９８０号公報

しかしながら、前記従来の洗濯機の構成では、予め定められた水飛び防止のための波形数の基準値と比較するため、モータ５の回転力を撹拌翼３に伝達する減速機構４、特にベルトの張力の影響を受けて、正確な布の負荷量を検出するには、このベルトの張力の程度により波形数の基準値を設定しなければならない。しかしながら、このベルト張力は製造時のばらつきや使用時の経年変化などにより変化するため、結果的には、洗濯物の量を精度よく検知できずに、水流が相対的に強くなり、洗濯兼脱水槽２内から周囲に洗濯水が飛び散り、洗濯機周辺を濡らしてしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、減速機構のばらつきや経年変化の影響を受けずに、撹拌中に洗濯物の量を精度よく検知し、洗濯物の量に応じた水流で洗濯を行うとともに、同じ洗濯物の量でも布がからみ合い一つの固まりになったときなどにはこの状態を検知し、洗濯槽内から洗濯水の飛び散るのを防止し、また、洗いの撹拌中に途中で洗濯物を追加されたときには、これを検知し洗濯物の量に適した水流で洗濯を行うことができる洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯兼脱水槽に回転自在に配設した撹拌翼と、前記撹拌翼を駆動するモータと、前記モータに電力を供給するスイッチング素子を制御する制御手段と、前記洗濯兼脱水槽内への給水を制御する給水弁制御手段と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記スイッチング素子への入力電流値を検知する電流検知手段と、洗濯機の行程を制御する行程制御手段とを備え、前記行程制御手段は、前記洗濯兼脱水槽内に前記給水弁制御手段と前記水位検知手段により所定水位まで給水した後、前記制御手段により撹拌を行うようにし、撹拌開始初期の一定周期間の前記電流検知手段による計数値を基準値とし、その後の撹拌中の一定周期間の計数値が前記基準値よりも一定値以上少なくなったときに、撹拌水流を弱めるようにしたものである。

これによって、撹拌翼とモータ間に介在する減速機構のばらつきや経年変化の影響を受けずに、撹拌中に洗濯物の量を精度よく検知し、洗濯物の量に応じた水流で洗濯を行うとともに、同じ洗濯物の量でも布がからみ合い一つの固まりになって、布の負荷量が軽減された時に、この状態を検知し、水流を弱めることにより洗濯槽内から洗濯水の飛び散るのを防止することができる。

本発明の洗濯機は、減速機構のばらつきや経年変化の影響を受けずに、撹拌中に洗濯物の量を精度よく検知し、洗濯物の量に応じた水流で洗濯を行うとともに、同じ洗濯物の量でも布がからみ合い一つの固まりになって、布の負荷量が軽減された時に、この状態を検知し、水流を弱めることにより洗濯槽内から洗濯水の飛び散るのを防止することができる。

第１の発明は、洗濯兼脱水槽に回転自在に配設した撹拌翼と、前記撹拌翼を駆動するモータと、前記モータに電力を供給するスイッチング素子を制御する制御手段と、前記洗濯槽兼脱水槽内への給水を制御する給水弁制御手段と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記スイッチング素子への入力電流値を検知する電流検知手段と、洗濯機の行程を制御する行程制御手段とを備え、前記行程制御手段は、前記洗濯兼脱水槽内に前記給水弁制御手段と前記水位検知手段により所定水位まで給水した後、前記制御手段により撹拌を行うようにし、撹拌開始初期の一定周期間の前記電流検知手段による計数値を基準値とし、その後の撹拌中の一定周期間の計数値が前記基準値よりも一定値以上少なくなったときに、撹拌水流を弱めるようにしたもので、撹拌翼とモータ間に介在する減速機構のばらつきや経年変化の影響を受けずに、撹拌中に洗濯物の量を精度よく検知し、洗濯物の量に応じた水流で洗濯を行うとともに、同じ洗濯物の量でも布がからみ合い一つの固まりになって、布の負荷量が軽減された時に、この状態を検知し、水流を弱めることにより洗濯槽内から洗濯水の飛び散るのを防止することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の行程制御手段は、撹拌開始初期の一定周期間の電流検知手段による計数値を基準値とし、その後の撹拌中の一定周期間の電流検知手段による計数値が前記基準値よりも一定値以上多くなったときに、撹拌水流を強めるようにしたもので、洗いの撹拌中に洗濯物が追加されたときには、これを検知し増加した洗濯物の量に適した強い水流で洗濯を行うことができるので、洗浄性能が低下することがない。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態における洗濯機について、図１〜図５を用いて説明する。なお、上記従来例と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の構成図、図２は、同洗濯機の一部ブロック化した回路図、図３は、同洗濯機のインバータ制御時の動作タイミングチャートである。図１において、洗濯機は、水受槽１と、洗濯兼脱水槽２と、撹拌翼３と、減速機構４と、モータ５と、排水弁６と、給水弁７と、水位検知手段８と、水受槽１と水位検知手段８とを接続する接続部９を設けている。

洗濯兼脱水槽２は、水受槽１に内装されており、洗濯兼脱水槽２の内底部には撹拌翼３を回転自在に配設している。この撹拌翼３は減速機構４を介してモータ５により駆動される。また、水受槽１の底部には排水弁６を配設し、水受槽１の上方には給水弁７を配設している。

モータ５、排水弁６および給水弁７は、行程制御手段１２により制御される制御手段１３、排水弁制御手段１０および給水弁制御手段１１を介してそれぞれ駆動される。行程制御手段１２は、設定された内容に基づいて洗い、すすぎ、脱水行程を水位検知手段８、排水弁制御手段１０、給水弁制御手段１１および制御手段１３の制御により実行する。水位検知手段８は水受槽１の下部にある接続部９の水圧を電気的な周波数に変換することにより、水位を検知している。水流は、制御手段１３を介して制御している。

そして、行程制御手段１２は、洗濯兼脱水槽２内に水位検知手段８と給水弁制御手段１１により所定水位まで給水した後、制御手段１３により撹拌を行うようにし、撹拌開始初期の一定周期間の電流検知手段１４によって検知した電流の計数値を基準値とし、その後の撹拌中の一定周期間の計数値が基準値よりも一定値以上少なくなったときには、水流を弱めるようにしている。

図２において、モータ５は、直流ブラシレスモータで構成しており、３相巻線１５を有するステータ（図示せず）と、リング状の２ｎ極（ｎは自然数）の永久磁石を配設しているロータ（いずれも図示せず）とで構成している。３相巻線１５は、第１の巻線１５ａ、第２の巻線１５ｂおよび第３の巻線１５ｃで構成している。インバータ１６は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子で構成しており、第１のスイッチング素子１６ａと第２のスイッチング素子１６ｂの直列回路と、第３のスイッチング素子１６ｃと第４のスイッチング素子１６ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子１６ｅと第６のスイッチング素子１６ｆの直列回路で構成し、各スイッチング素子の直列回路を並列接続している。

ここで、スイッチング素子の各直列回路の両端は入力端子で、直流電源を接続し、スイッチング素子の各直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続点は、それぞれ出力端子で、３相巻線１５の３つの端子、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続し、スイッチング素子の各直列回路を構成する２つのスイッチング素子のオン・オフの組合せにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、開放の３状態にする。

各スイッチング素子のオン・オフは、制御手段１３と、第１のホールＩＣ１７ａ、第２のホールＩＣ１７ｂ、第３のホールＩＣ１７ｃからなるパルス発生手段１７により制御されている。第１のホールＩＣ１７ａ、第２のホールＩＣ１７ｂ、第３のホールＩＣ１７ｃは、電気角で１２０度の間隔でロータが有する永久磁石に対向するように、ステータに配設されている。

図３に示すように、ロータが１回転（モータの１回転とも対応する）する間に、第１のホールＩＣ１７ａ、第２のホールＩＣ１７ｂ、第３のホールＩＣ１７ｃは、それぞれ図に示すようなタイミングで、ハイ−ローの信号を１パルス出力する。制御手段１３は、図に示した矢印のタイミング（３つのホールＩＣのいずれかが、ハイからロー、あるいはローからハイに信号を変えたとき）を検知する。以下、パルス発生手段１７からパルス信号の出力が行われたとは、このタイミングのことをいうことにする。

パルス発生手段１７は、ホールＩＣ等の磁界の状態を検知する素子からなるものとし、ロータが有する永久磁石のＮ極面と対向しているときは、ハイ信号を出力し、Ｓ極面と対向しているときは、ロー信号を出力するものとする（逆でもよい）。また、図３には、モータ４を回転させるためのインバータ１６の各スイッチング素子のオン−オフタイミングの一例を示している。インバータ１６の各スイッチング素子は、パルス発生手段１７の信号を基に、オン−オフの状況を変えていくことで、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、開放の３状態にし、第１の巻線１５ａ、第２の巻線１５ｂおよび第３の巻線１５ｃに電流を流して磁界を作り、ロータを回転させる。

制御手段１３は、マイクロコンピュータで構成し、撹拌翼３の回転の向きごとに第１のホールＩＣ１７ａ、第２のホールＩＣ１７ｂ、第３のホールＩＣ１７ｃの出力信号に対応したスイッチング素子のオン、オフを行い、モータ４を制御している。電流検知手段１４は、本実施例では抵抗を使用するものとし、抵抗の両端電圧でインバータ１６の入力電流値を検知する。商用電源１８は、ダイオードブリッジ１９、チョークコイル２０、平滑用コンデンサ２１からなる直流電源変換装置を介してインバータ１６に接続している。ただし、これは一例であり、モータ４の構成、インバータ１６の構成等はこれに限定しない。

以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。

行程内容を設定し、運転を開始すると、設定した水位まで給水弁７と水位検知手段８を動作させて洗濯兼脱水槽２内に給水し、モータ５を設定した水流で反転動作させて、洗濯物を所定時間撹拌し洗濯を行う。このとき、洗濯物の撹拌状態を一定周期間で電流検知手段１４によって検知した電流を計数し判定する。そして、洗濯物の量および洗濯物の撹拌状態に応じて再度、水流を決定する動作を行う。電流の計数値は、布の量が多いときには多く、布の量が少ないときには少ない。

図４および図５は、電流検知手段１４によって検知した電流の計数値を洗い時間の１分間隔で積算した積算値と洗い時間の関係を示した特性図である。

図４において、洗い開始１分後の電流積算値をＰ１、２分後をＰ２、３分後をＰ３、４分後をＰ４、・・・となる状態を示している。すなわち、洗い開始４分後の電流積算値Ｐ４が洗い開始直後のＰ１と比べて一定値以上の変化が発生している状態であり、このような電流積算値の変化が発生するのは、洗い中に洗濯物が一つのかたまりとなり、等価的に布の負荷量が軽減され、インバータ１６の入力電流が減少したためか、あるいは洗濯の途中で洗濯物を洗濯兼脱水槽２から取り出したためである。このような状態になると、等価的に負荷量が軽減されるため水流が強くなりすぎ、洗濯水が洗濯槽の外へ飛び散るようになる。

このような水の飛び散りを防止するために、洗い中に電流積算値の変化が洗い開始直後の電流積算値よりも一定値以上少なくなった場合は、水流を現在の水流よりも弱くするように制御する。

以上のような構成にすることにより、撹拌開始初期の一定周期間の電流検知手段１４によって検知した電流の計数値を基準値とし、撹拌中の一定周期間の計数値が基準値よりも一定値以上少なくなったとき、水流を弱めるようにしているので、減速機構のばらつきや経年変化の影響を受けずに撹拌中に洗濯物の量を精度よく検知することができ、洗濯物の量に応じた水流で洗濯を行うことができ、また、同じ洗濯物の量でも布がからみ合い一つの固まりになって、モータ４への負荷が減った時に、この状態を検知し水流を弱めることにより、洗濯兼脱水槽２内から洗濯水の飛び散るのを防止することができる。

図５において、洗い中に洗濯物が追加された場合などには、洗い開始直後の電流積算値に対して、洗い中に電流積算値が増加する。このような状態のまま、洗いを継続すると汚れ落ちが悪くなったり、すすぎが不十分になるといった問題が発生する。このため、洗い中に電流積算値の変化が洗い開始直後の電流積算値よりも一定値以上多くなったときには、水流を現在の水流よりも強くするように制御する。

以上のような構成にすることにより、撹拌中の一定周期間の電流検知手段１４によって検知した電流の計数値が基準値よりも一定値以上多くなったとき、水流を強めるようにしているので、洗いの撹拌中に途中で洗濯物を追加されたときには、これを検知し洗濯物の量に適した水流で洗濯を行うことができる。

なお、上記実施の形態では、基準となる電流積算値を洗い開始直後の電流積算値としているが、電流積算値の大きな変化がおこる直前の電流積算値と比較してもよい。すなわち、洗い開始３分でのＰ３と洗い開始４分でのＰ４を比較し、その差が一定値以上あれば水流を変化させる制御をおこなってもよい。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯物の量や状態に応じて最適な水流に設定することができるので、洗いまたはすすぎの行程途中での洗濯物や被洗浄物の状態や増減により、洗浄性能や洗濯槽内から周囲に洗濯水や洗浄水が飛び散る水飛びに影響を及ぼすような機器等にも適用できる。

本発明の第１の実施の形態における洗濯機の構成図同洗濯機の一部ブロック化した回路図同洗濯機のインバータ制御時の動作タイミングチャート同洗濯機の洗い時間と電流積算値の関係を示す特性図同洗濯機の洗い時間と電流積算値の関係を示す特性図従来の洗濯機の構成図

符号の説明

１水受槽
２洗濯兼脱水槽
３撹拌翼
４減速機構
５モータ
８水位検知手段
１０排水弁制御手段
１１給水弁制御手段
１２行程制御手段
１３制御手段
１４電流検知手段
１６ａ〜１６ｆ第１〜６のスイッチング素子

Claims

洗濯兼脱水槽に回転自在に配設した撹拌翼と、前記撹拌翼を駆動するモータと、前記モータに電力を供給するスイッチング素子を制御する制御手段と、前記洗濯兼脱水槽内への給水を制御する給水弁制御手段と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、前記スイッチング素子への入力電流値を検知する電流検知手段と、洗濯機の行程を制御する行程制御手段とを備え、前記行程制御手段は、前記洗濯兼脱水槽内に前記給水弁制御手段と前記水位検知手段により所定水位まで給水した後、前記制御手段により撹拌を行うようにし、撹拌開始初期の一定周期間の前記電流検知手段による計数値を基準値とし、その後の撹拌中の一定周期間の計数値が前記基準値よりも一定値以上少なくなったときに、撹拌水流を弱めるようにした洗濯機。
行程制御手段は、撹拌開始初期の一定周期間の電流検知手段による計数値を基準値とし、その後の撹拌中の一定周期間の電流検知手段による計数値が前記基準値よりも一定値以上多くなったときに、撹拌水流を強めるようにした請求項１に記載の洗濯機。