JP2532544B2 - 洗濯機の負荷量検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、洗濯槽あるいは洗濯兼脱水槽内に投入され
た衣類等の量を検知する洗濯機の負荷量検知装置に関す
るものである。

従来の技術 従来から負荷量を検知する洗濯機の負荷量検知装置は
数多く提供されている。例えば、特公昭61−22598号公
報に示される負荷量検知装置がある。この負荷量検知装
置は第９図に示すように、撹拌翼および洗濯機兼脱水槽
を選択的に駆動する洗濯モータ２をスイッチング手段4
a,4bを介して交流電源１に接続し、さらに洗濯モータ２
の巻線間にはコンデンサ３を接続している。スイッチン
グ手段4a,4bは制御回路からそのゲートG₁,G₂へ信号が送
られ、その信号に基づいてオン，オフする。またモータ
２にはカレントトランス６が接続されており、このカレ
ントトランス６の出力は制御回路５に入力されるように
なっている。そして制御回路５は、スイッチング手段4
a,4bを制御して洗濯モータ２を始動し、その後の一定時
間後の洗濯モータ２の電流値を検知して、その電流値に
より、負荷量を判定していた。

発明が解決しようとする課題 しかし従来の構成では、モータ２の電流値がモータの
特性ばらつき、交流電源の電圧変動、あるいは交流電源
の周波数差（50Hzと60Hzの差）により、負荷量検知の精
度が低くなるという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、負荷量を高精度に検知す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、撹拌翼を駆動す
るモータへの通電制御を行う制御手段と、この制御手段
によりモータに所定時間通電し、その後のオフ期間内に
おけるモータの回転数の減少率あるいはその減少率に相
関する値を検知し、その値にもとづいて負荷量を判定す
る負荷量検知手段を備え、前記制御手段は負荷量検知時
に前記モータを一方向回転のオン−オフサイクルを複数
回連続運転するように構成し、前記負荷量検知手段は複
数回検知した負荷量に基づいて負荷量を判定するもので
ある。

また、撹拌翼を駆動するモータへの通電制御を行う制
御手段と、この制御手段によりモータに所定時間通電
し、その後のオフ期間内におけるモータの回転数の減少
率あるいはその減少率に相関する値を検知し、その値と
負荷量の多少を決定するための複数の判定基準値とを比
較して負荷量を判定する負荷量検知手段を備え、前記負
荷量判定基準値を交流電源周波数別に各々有し、使用す
る交流電源周波数によって負荷量判定基準値を選択して
負荷量を判定するとともに、前記制御手段は負荷量検知
時に前記モータを一方向回転のオン−オフサイクルを複
数回連続運転するように構成し、前記負荷量検知手段は
複数回検知した負荷量に基づいて負荷量を判定するもの
である。

作用 上記第１の構成によれば、負荷量判定時における撹拌
翼の運転を一方向回転のオン−オフサイクルで複数回転
連続するようにしているため、布が回りやすくなり撹拌
翼との当りを均一として検知精度を高めている。また、
モータのオフ時に測定するためモータの特性ばらつき等
の影響を受けにくくなる。

また、第２の構成によれば、負荷量判定の基準値を電
源周波数別に有しているため、負荷量検知時の電源周波
数に応じて最適な負荷量検知が可能とし、検知精度を高
めることができる。

実 施 例 以下本発明の実施例について第１図〜第５図を参照し
て説明する。

本実施例における全自動洗濯機の構成は第３図に示す
ように、外槽11内に回転自在に配した洗濯兼脱水槽10
は、その内底部に撹拌翼12を回動自在に配している。こ
の撹拌翼12と洗濯兼脱水槽10とはメカケース13により選
択的に切換えられ、モータ２の回転力が伝達される。

次に上記全自動洗濯機の制御部を第１図により説明す
る。すなわち、交流電源１に接続されたモータ２の主コ
イルと捕助コイル間にコンデンサ３を接続し、このコン
デンサ３の端子と交流電源１間にスイッチング装置の１
つである双方向性３端子サイリスタ（以下サイリスタと
称す）4a,4bを接続している。サイリスタ4aが導通する
とモータ２は正回転し、サイリスタ4aをオフさせてサイ
リスタ4bをオンさせるとモータ２は逆回転する。制御回
路5Aは操作キーからの指示、蓋スイッチ50、水位検知装
置5B等からの信号により、モータ２を駆動するサイリス
タ4a,4b、および、排水弁用マグネット８、給水弁７を
駆動するサイリスタ4c,4dのスイッチングを制御する。
又、この制御回路5A内には前記交流電源１の周波数を検
知する周波数検知手段を有している。

コンデンサ電圧検知回路5cはモータ２のコンデンサ３
の端子電圧を検知するものである。コンデンサ３の端子
電圧はモータ回転数と相関があり、サイリスタ4aまたは
4bにオフせしめたときのコンデンサ３の端子電圧の変化
を第２図に示す。図中Ａは負荷量が少なく、モータ回転
数の減少量が少ない場合であり、Ｂは逆に負荷量が多く
モータ回転数が急速に減少する場合である。

モータ２の正転，逆転の休止期間においては、サイリ
スタ4a,4bともオフ状態のためコンデンサ３の端子電圧
は０となるが、休止期間前にモータ２を回転させ撹拌翼
を駆動しているため、モータ２は慣性により回転し続
け、主コイル，補助コイルに誘起電圧が発生し、回転数
の減少とともに誘起電圧は減少し第２図のような波形と
なる。負荷量が大きい場合にはモータ回転数は急速に減
少し、コンデンサ電圧も減少するので布量等の負荷量を
検知することができる。回転数の減衰率、すなわち、コ
ンデンサ端子電圧の減衰時間（第２図中のT_1a,T_1b）あ
るいはコンデンサ端子電圧の変化率、あるいは同電圧波
形数等を測定して負荷量を判定している。

たとえば、コンデンサ端子電圧の波形数により負荷量
を判定する場合、あらかじめ負荷量に応じて数段階の判
定基準波形数を制御回路5A内に設定しておき、コンデン
サ電圧検知回路5cによって検知された電圧波形数を、前
記判定基準波形数と比較することにより負荷量を判定し
ている。

しかしながら、第４図のように撹拌翼12の回転サイク
ルによって各布負荷量の精度が異なる。すなわち、布負
荷量の前記コンデンサ電圧波形数の差ｘと、各布負荷量
におけるコンデンサ電圧波形数のばらつきなどの比率y/
xが、撹拌翼12の回転サイクルによって異なる。例え
ば、第４図ａのごとく撹拌翼12を一定の停止時間を間に
入れて左右交互に反転した場合は、第４図ｂに示すよう
に、布負荷量が多い時の分布が中量，小量、，極少量の
分布とまたがっているため検知精度が悪い。これは、左
右交互反転運転では布が廻りにくく撹拌翼12に布がまん
べんなく当らず、適正な負荷量の検知ができないためで
ある。そこで、本発明では第５図ａに示すように、撹拌
翼12を一方向回転のオン−オフサイクルを複数回行なっ
て反転させる運転を左右繰り返したものであるが、この
ような回転サイクルでは、布が良く廻り、かつ、布が撹
拌翼にまんべんなく当たるため、第５図ｂに示すように
各布量の分布が離れ負荷量の検知精度を高めることがで
きる。

この負荷量検知運転中のモータ２のオン時間は長く取
る必要はなく、最低モータ２が定常回転以上に起動する
までで良い。通常の洗濯機においては負荷により差は生
じるか、0.2〜１秒程度であり、最大負荷投入時の起動
時間の１〜２倍程度の時間を設定し、本実施例において
は、0.3秒としている。また、オフ時間については、モ
ータ２をオフしてからコンデンサーの電圧波形数が消滅
するまでの時間以上であれば良く、0.2〜１秒程度であ
り、無負荷時のコンデンサ電圧波形消滅までの時間の１
〜５倍程度の時間を設定し、本実施例においては0.3秒
としている。前記一方向の連続運転回数は３回としてお
り、すなわち第５図ａのごとく0.3秒オン−0.3秒オフを
右３回，左３回行ない、それらを４回繰り返して総計24
回のオン−オフを繰り返し、そのオフ時間毎にコンデン
サ電圧波形数を測定し、加算している。この繰り返し回
数は多い程、検知のバラツキは小さくなるが、逆に検知
時間が長くなってしまうため、実用上20回〜30回程度が
良い。

第６図に負荷量判定のフローチャートを示す。まず、
ステップ201で初期値設定の後、モータ２のオン−オフ
回数Ｎで布量判定のためのモータ２正反転が終了したか
どうかをステップ202にて判断する。ステップ203では、
モータの正転または反転回数をカウントし、正反転の制
御フラグを変える。ステップ205,206は、モータオン制
御であり、モータオン時限が経過するとステップ207で
モータをオフさせ、ステップ208で電圧波形数をカウン
トし、加算する。モータオフ期間T₂が経過するとモータ
正反転制御カウンタｎおよびＮをインクリメントし、初
期の状態（ステップ202）に戻る。モータオン−オフ回
数Ｎが24回になると、布量判定ループ211へ移る。T₁,T₂
は約0.2〜１秒程度である。モータ正反転が１回のみで
は負荷量判定誤差が大きく、右方向へ３回オン−オフ、
左方向へ３回オン−オフさせた１サイクルを４回繰り返
し、モータオフ時のコンデンサ電圧波形数を加算して負
荷量判定をする。仮に電圧波形数が多ければ、布の量は
少ないと判定し、洗濯槽兼脱水槽10の水位，洗剤量，洗
濯時間，脱水時間を少なく設定できる。

次に本発明の他の実施例について説明する。本実施例
ではコンデンサ端子電圧の波形数により負荷量を判定す
る場合で説明していくが、制御部は第１図の実施例と同
様であり、その説明を省略する。まず、あらかじめ負荷
量に応じて数段階の判定基準波形数を制御回路5A内に設
定しておき、コンデンサ電圧検知回路5cによって検知さ
れた電圧波形数を前記判定基準波形数と比較することに
より負荷量を判定している。

しかしながら、第７図のように波形数は同負荷量であ
っても電源周波数によって変化する。これはモータ２が
電源周波数と同期して回転するためであり、定常の回転
数が、電源周波数によって違うためである。すなわち、
モータ２をオフした時に生じる誘起電圧波形数は、電源
周波数が高い時は多く、逆に低い時は少なくなる。した
がって、負荷量判定の基準となる判定基準波形数イは電
源周波数ごとに設定しており、たとえば、日本の商用電
源を使用する場合、60Hzと50Hzの各々の場合で第７図a,
bに各々ます判定基準波形数イを設定している。

次に布量判定の手順を第８図により説明する。まず、
ステップ301で電源周波数を検知し、その後ステップ302
で給水をスタートし、設定水位になるとステップ303給
水を止め、ステップ304で撹拌を開始する。そしてモー
タ２を20〜30回、正逆反転の撹拌を行ない、その間のモ
ータ出力オフ時のコンデンサ電圧波形数をステップ305
で測定，加算する。この後、電源周波数検知手段により
検知された電源周波数に従ってあらかじめ電源周波数ご
とに設定されている負荷量判定基準波形数をステップ30
6選択する。この選択された判定基準波形数イと、検知
波形数を比較することにより、布負荷量の判定をステッ
プ307で行なう。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明によればモ
ータオフ時の波形数を測定するために、モータの特性バ
ラツキ、交流電源の電圧バラツキによる影響が比較的少
なくすることができるとともに、撹拌翼の回転は、一方
向のオン−オフサイクルを連続して行なっているため、
布の撹拌翼への当り具合の差によるばらつきも小さくす
ることができ、短時間で検知精度を高めることができ
る。さらに、電源周波数ごとに負荷量判定基準値を設定
しているため、周波数差による検知精度の低下も防止す
ることできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例による全自動洗濯機の布量負
荷検知装置とその制御回路を示すブロック図、第２図は
モータを駆動してオフさせた直後のコンデンサ端子電圧
の波形図、第３図は同全自動洗濯機の縦断面図、第４図
ａは従来の撹拌翼の反転サイクル図、第４図ｂは同電圧
波形数と布量との関係を示すグラフ、第５図ａは本発明
の実施例の撹拌翼の反転サイクル図、第５図ｂは同電圧
波形数と布量との関係を示すグラフ、第６図は同布量検
知の制御を示すフローチャート、第７図a,bは周波数の
差による電圧波形数と布量との関係を示すグラフ、第８
図は本発明の他の実施例における布量検知の制御を示す
フローチャート、第９図は従来の布量負荷検知装置のブ
ロック図である。 １……交流電源、２……モータ、３……コンデンサ、4
a,4b……スイッチング装置、5A……制御回路、10……洗
濯兼脱水槽、11……外槽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−29196（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−176492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−224397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−125598（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撹拌翼を駆動するモータへの通電制御を行
   う制御手段と、この制御手段によりモータに所定時間通
   電し、その後のオフ期間内におけるモータの回転数の減
   少率あるいはその減少率に相関する値を検知し、その値
   にもとづいて負荷量を判定する負荷量検知手段を備え、
   前記制御手段は負荷量検知時に前記モータを一方向回転
   のオン−オフサイクルを複数回連続運転するように構成
   し、前記負荷量検知手段は複数回検知した負荷量に基づ
   いて負荷量を判定する洗濯機の負荷量検知装置。
2. 【請求項２】撹拌翼を駆動するモータへの通電制御を行
   う制御手段と、この制御手段によりモータに所定時間通
   電し、その後のオフ期間内におけるモータの回転数の減
   少率あるいはその減少率に相関する値を検知し、その値
   と負荷量の多少を決定するための複数の判定基準値とを
   比較して負荷量を判定する負荷量検知手段を備え、前記
   負荷量判定基準値を交流電源周波数別に各々有し、使用
   する交流電源周波数によって負荷量判定基準値をその中
   から選択して負荷量を判定するとともに、前記制御手段
   は負荷量検知時に前記モータを一方向回転のオン−オフ
   サイクルを複数回連続運転するように構成し、前記負荷
   量検知手段は複数回検知した負荷量に基づいて負荷量を
   判定する洗濯機の負荷量検知装置。