JP2599849B2 - 洗濯機の負荷量判定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洗濯機の洗濯物の負荷
量を判定する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば全自動の一槽攪拌式洗濯機は周知
のごとく、外箱内に水受槽を吊支し、この水受槽内に、
中心に攪拌翼を立設し、かつ周囲の側壁に脱水孔を穿設
した洗濯兼脱水槽を配設する。そして、前記水受槽の下
方にモーターを配設し、該モーターの回転軸を攪拌翼の
回転軸と洗濯兼脱水槽の回動軸に連結し、モーターには
その回転数を検出するための速度発電機等を取付けてい
る。また、水受槽には導圧管が連結され、該導圧管の上
部に水位センサーを取付けている。

【０００３】図１２は、かかる洗濯機の従来の制御ブロ
ック図を示すもので、電源６０に接続され、マイクロコ
ンピュータなどを用いる制御装置６１の入力端子側に洗
濯内容等を設定する操作スイッチ部６２、洗濯兼脱水槽
内の洗濯物が脱水運転時に片寄った場合これを検知する
フタ・アンバランススイッチその他のセンサー部６３、
水位センサー６４からの検知信号が入力される分周器７
２、速度発電機６５を接続し、出力端子側に洗濯内容等
を表示するＬＥＤ（発光ダイオード）ランプによる表示
器６６、モーター６７と排水弁６８と給水弁６９とを制
御する増幅器７０、圧電ブザー７１を接続した。

【０００４】そして、洗濯物の負荷量を判定するには、
洗濯兼脱水槽内に洗濯物を投入した後、規定の低水位ま
で給水し、この状態でモーター６７に通電して攪拌翼を
回転し、所定時間後、モーター６７への通電を停止して
その後の慣性による攪拌翼の回転数、すなわちモーター
６７の慣性回転数を速度発電機６５から出力する慣性パ
ルス数によりカウントする。

【０００５】この場合、洗濯物の量が多いほど攪拌翼に
加わる負荷が大きいため、短時間で攪拌翼が停止するの
で、慣性パルス数が多いほど負荷は大きく、図１３に示
すように慣性パルス数が１００以上であれば負荷量２kg
以下の小負荷、慣性パルス数が５０〜１００であれば負
荷量２〜４kgの中負荷、慣性パルス数が５０以下であれ
ば負荷量４〜６kgの大負荷と判断され、以後この負荷量
に見合うスピードでモーター６７、攪拌翼を回転して洗
濯が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来は負荷
量を判定するとき、少量の水を入れた状態で攪拌翼によ
り洗濯物を攪拌しているため、布傷みが生じやすかっ
た。また、モーターにコンデンサラン形単相誘導電動機
を使用する場合は問題はないが、磁石を用いるＤＣブラ
シレスモーターを使用する場合は負荷量が小さいときの
判定精度が落ちる。

【０００７】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、布傷みを防止し、またモーターにＤＣブラシレスモ
ーターを使用しても判定精度が低下することのない洗濯
機の負荷量判定方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、攪拌翼を回転させるモーターにＤＣブラシレ
スモーターを使用し、該ＤＣブラシレスモーターにロー
ターの位置を検出するエンコーダを設けた洗濯機におい
て、洗濯兼脱水槽に洗濯物を投入し、水を入れない状態
で前記ＤＣブラシレスモーターを予め設定した回転数で
所定時間回転し洗濯兼脱水槽を脱水回転した後、ＤＣブ
ラシレスモーターにブレーキをかけ、その後の所定時間
内におけるエンコーダからのパルス数の積算値により負
荷量を判定することを要旨とするものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、洗濯兼脱水槽内に洗濯物を投
入し、水を入れない状態でＤＣブラシレスモーターに通
電して所定時間洗濯兼脱水槽を回転し、その後ＤＣブラ
シレスモーターに電気制動を加えてブレーキをかける。
その後のＤＣブラシレスモーターの回転数がエンコーダ
で検出され、エンコーダから出力されるパルス信号をカ
ウントすることで負荷量が判定される。この場合、パル
ス数の精算値が大きい程、負荷量も大きくなる。

【００１０】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の洗濯機の負荷量判定方法を示
すフローチャート、図２は本発明方法が実施される全自
動の一槽攪拌式洗濯機の斜視図、図３は同上説明図で、
洗濯機の全体構成から説明すると、外箱１内に防振バネ
２を備えた吊棒３等による防振手段を介して水受槽４を
吊支する。該水受槽４の内部に、中心に攪拌翼５を設
け、側壁に脱水孔７を有する洗濯兼脱水槽６を回転自在
に配設し、水受槽４の下方には、ローターに永久磁石を
配設したＵ相、Ｖ相、Ｗ相をもつ３相のＤＣブラシレス
モーター８を配設し、その回転軸を前記攪拌翼５の回転
軸及び洗濯兼脱水槽６の回動軸に連結する。

【００１１】水受槽４の底部に開口する排水管９に排水
バルブ１０を介して排水ホース１１を連結するととも
に、循環ポンプ１２を介して循環ホース１３を連結し、
この循環ホース１３を外箱１内で立上げ、先端を洗濯兼
脱水槽６の上方に開口する。また、排水バルブ１０の流
入側で排水管９に導圧管２０を連結し、該導圧管２０の
先端に水位センサー６４を設ける。この水位センサー６
４は水の量で移動するコア（鉄芯）６４ａとこれに対応
するコイル６４ｂとの組合せからなり、該コイル６４ａ
にコンデンサ使用のＬＣ発振回路６４ｃを接続し、さら
に、このＬＣ発振回路６４ｃの出力を分周回路６４ｃを
介して後述のマイクロコンピュータなどを用いる制御装
置２１に導入するように接続したものである。

【００１２】図中１４は、前記循環ホース１３の開口端
の下方に配設したリントフィルター、１５は電源コー
ド、１６はアース線を示す。外箱１の上面には上面パネ
ル１７と蓋４１を設け、上面パネル１７に操作パネルと
表示部１９とを設ける。

【００１３】前記ＤＣブラシレスモーター８には該モー
ター８への通電位置を検出するため、モーターの永久磁
石の磁石位置を検出するローター位置検出器（エンコー
ダ）２８を取付ける。このエンコーダ２８は図４〜図７
に示すようにモーター８のローター軸と同期して回転し
通電位置を検出するためのスリット２９を設けた反射板
３０と、該反射板３０のスリット２９を検出するための
センサーを前記反射板３０に対向する取付板３２に配設
するもので、この取付板３２はモーター枠８ａに取付け
たエンコーダケース２８ａ内にボス立てにより固定され
る。

【００１４】前記スリット２９はローターに取付けてあ
る永久磁石のＮ極、Ｓ極のいずれか一方に対応する３０
度分の円弧状に形成し、磁極位置検出用として相互に３
０度分の巾を存して合計６個設けた。また、前記反射板
３０の外周に周方向に速度検出用のスリットとして１０
度で均等角分割したスリット３３ａと非スリット３３ｂ
を交互に形成した。

【００１５】取付板３２に設けるセンサーは、前記スリ
ット２９と同じ半径の同一円周上に５０度の等間隔で３
個のセンサー３１ａ，３１ｂ，３１ｃを配設するものと
し、さらに取付板３２の外周近くに前記スリット３３ａ
の検出用のセンサー３１ｄを配設する。図７に示すよう
に発光部としての発光ダイオードと受光部としてのホト
トランジスタとからなり、該ホトトランジスタの通電検
出回路３４ａ〜３４ｄを、ツェナーダイオードとこれに
よりベース駆動でオンオフするトランジスタで構成した
反射形センサーである。

【００１６】図８は運転制御のブロック図を示し、エン
コーダ２８が設けられるＤＣブラシレスモーター８の駆
動電源としてＡＣ電源２２が使用され、このＡＣ電源２
２はノイズフィルター２３、パワーリレー２４、倍電圧
回路２５、トランジスタモジュール２６を介してＤＣブ
ラシレスモーター８に接続される。また、倍電圧回路２
５はスイッチング電源２７を介して、トランジスタモジ
ュール駆動回路３５に接続される。図中３６はノイズフ
ィルター２３に接続する低圧定電圧電源を示す。

【００１７】図中２１はマイクロコンピュータなどを用
いる制御装置で、該制御装置２１の入力端子側に操作パ
ネル１８に設けた操作スイッチ３７、蓋４１の開閉を検
知するフタスイッチ３８、洗濯兼脱水槽６内の衣類の片
寄りを検知するアンバランススイッチ３９、水温検知サ
ーミスタ４０、モーター８の過温を検知するクリクソン
４２、停電検知回路４３、エンコーダ２８に接続される
エンコーダ信号変換回路４４、水位センサー６４が接続
される。

【００１８】制御装置２１の出力端子側にはＬＥＤ駆動
用ドライバー４５を介して操作パネル１８などに設けた
ＬＥＤ（発光ダイオード）ランプによるＬＥＤ表示器４
６が接続され、また、パワー素子駆動用ドライバー４７
を介して洗濯兼脱水槽６用の給水弁４８、仕上剤用給水
弁４９、フタロック用のソレノイド５０、クラッチ切換
用トルクモーター５１、排水用トルクモーター５２、循
環ポンプ１２のポンプモーター５３、ブザー５４、パワ
ーリレー２４が接続され、さらに、このパワー素子駆動
用ドライバー４７にはＤＣブラシレスモーター８のブレ
ーキ回路５８やトランジスタモジュール駆動回路３５に
出力するモーター通電信号変換回路５５が接続される。

【００１９】このトランジスタモジュール駆動回路３５
にはトランジスタモジュール２６が接続される。図中５
６はリセット回路、５７は発振回路を示す。

【００２０】次に動作を図１のフローチャートについて
説明する。洗濯物の負荷量を判定するには、洗濯兼脱水
槽６内に洗濯物のみを投入し、水は給水しない（スイッ
チイ）。この状態でＤＣブラシレスモーター８に通電し
（ステップロ）、予め設定してある回転数、例えば２５
０ｒ／ｍまで回転数を上げ（ステップハ）、この回転数
で所定時間、洗濯兼脱水槽６を回転する。

【００２１】ここで、モーター８の駆動を行い、かつ回
転数を検知するのにエンコーダ２８が用いられる。すな
わちモーター８が回転するとセンサー３１ａ，３１ｂ，
３１ｃはそれぞれ５０度ずつずれた位置にあるので５０
度ずつずれてスリット２９の位置を検出し、図９に示し
たタイミングにより各センサー３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
のコンパレータ３４ａ，３４ｂ，３４ｃから出力して、
エンコーダ信号変換回路４４からデジタル化した磁極位
置検出信号として制御装置２１に出力される。制御装置
２１ではこれにより、回転数を検知し、かつこの信号を
もとにローターの磁極位置を判断し、モーター通電信号
変換回路５５を介してトランジスタモジュール駆動回路
３５に出力し、ここからの出力でトランジスタモジュー
ル２６によるモーター８の電圧制御器を制御する。

【００２２】また、センサー３１ｄではスリット３３ａ
と非スリット３３ｂとが１０度毎に交互に位置し、反射
状態と非反射状態とが交互に表われ、センサー３１ｄは
それぞれ反射状態で内部回路のトランジスタがオンし、
非反射状態でオフする。このオン，オフ信号がコンパレ
ータ３４ｄの入力端子に入力され、ここでのオン，オフ
信号が基準電圧と比較され、図９に示したセンサー３１
ｄによる短形波の出力信号がエンコーダ信号変換回路４
４から制御装置２１に出力するので、制御装置２１では
この信号を取込んで回転速度を演算する。

【００２３】以上のようにしてモーター８が駆動され、
しかもその回転数が演算され、前記のように回転数２５
０ｒ／ｍで所定時間、洗濯兼脱水槽６を回転したなら
ば、次に、図１０に示すようにモーター８に電気的制動
を加えて洗濯兼脱水槽６にブレーキをかける（ステップ
ニ）。これにより回転数が所定回転数、例えば２００ｒ
／ｍまで下がり（ステップホ）、その後、０．５秒経過
してから（ステップヘ）、エンコーダ信号変換回路４４
から出力されるパルス数を制御装置２１で所定時間、例
えば３秒間積算する（ステップト，チ，リ）。そしてこ
のパルス数の積算値により負荷量の判定を行う（ステッ
プヌ）。

【００２４】この場合、図１１に示すように洗濯物の量
が多い程、洗濯兼脱水槽６に慣性による回転力が大きく
作用するので洗濯兼脱水槽６は停止しにくくなり、パル
ス数が多くなる。よって、パルス数の積算値が多いほ
ど、負荷量が大と判断され、以後、この負荷量をもとに
攪拌翼５のスピードが設定され、負荷量に見合う洗濯が
行われる。

【００２５】なお、負荷量を判定しようとした時に、洗
濯兼脱水槽６内に水が入っていると（ステップイ）、こ
の場合は負荷量の判定は行わずに高水位あるいはマニュ
アルにより希望水位を設定し、この設定水位まで給水し
て洗いに移行する（ステップル）。これは洗濯兼脱水槽
６内に水が入っていると、これが抵抗となり、正確な負
荷判定ができないからである。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明の洗濯機の負荷
量判定方法は、洗濯兼脱水槽内に水を入れず、洗濯兼脱
水槽を回転して行うので、攪拌翼が回転し、しかも少量
の水の中で洗濯物が攪拌される従来の方法に比べて布傷
みが生じない。また、モーターにＤＣブラシレスモータ
ーを使用しても判定精度が低下しないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗濯機の負荷量判定方法を示すフロー
チャートである。

【図２】本発明方法が実施される全自動一槽攪拌式洗濯
機の斜視図である。

【図３】本発明方法が実施される全自動一槽攪拌式洗濯
機の説明図である。

【図４】本発明方法が実施される全自動一槽攪拌式洗濯
機のエンコーダ装置の一部切欠いた正面図である。

【図５】本発明方法が実施される全自動一槽攪拌式洗濯
機のエンコーダ装置の反射板の平面図である。

【図６】本発明方法が実施される全自動一槽攪拌式洗濯
機のエンコーダ装置の取付板の斜視図である。

【図７】センサーの構成回路図である。

【図８】洗濯機の制御ブロック図である。

【図９】センサーのコンパレータの出力信号のタイミン
グ図である。

【図１０】負荷量判定時のパルス数の変化を示すグラフ
である。

【図１１】パルス数と負荷量の関係を示す特性曲線図で
ある。

【図１２】従来の洗濯機の制御ブロック図である。

【図１３】従来の方法による慣性パルス数と負荷量の関
係を示す特性曲線図である。

【符号の説明】

１…外箱 ２…防振バネ ３…吊棒 ４…水受槽 ５…攪拌翼 ６…洗濯兼脱水槽 ７…脱水孔 ８…ＤＣブラシレスモータ ８ａ…モーター枠 ９…排水管 １０…排水バルブ １１…排水ホース １２…循環ポンプ １３…循環ホース １４…リントフィルター １５…電源コード １６…アース線 １７…上面パネル １８…操作パネル １９…表示部 ２０…導圧管 ２１…制御装置 ２２…ＡＣ電源 ２３…ノイズフィルター ２４…パワーリレー ２５…倍電圧回路 ２６…トランジスタモジュール ２７…スイッチング電源 ２８…エンコーダ ２８ａ…エンコーダケース ２９…スリット ３０…反射板 ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…センサー ３２…取付板 ３３ａ…スリット ３３ｂ…非スリット ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…通電検出回路 ３５…トランジスタモンジュール駆動回路 ３６…低圧定電圧電源 ３７…操作スイッチ ３８…フタスイッチ ３９…アンバランススイッチ ４０…水温検知サーミスタ ４１…蓋 ４２…モーター過温検知クリクソン ４３…停電検知回路 ４４…エンコーダ信号変換回路 ４５…ＬＥＤ駆動用ドライバー ４６…ＬＥＤ表示器 ４７…パワー素子駆動用ドライバー ４８…洗濯兼脱水槽用の給水弁 ４９…仕上剤用給水弁 ５０…ソレノイド ５１…クラッチ切換用トルクモーター ５２…排水用トルクモーター ５３…ポンプモーター ５４…ブザー ５５…モーター通電信号変換回路 ５６…リセット回路 ５７…発振回路 ５８…ブレーキ回路 ６０…電源 ６１…制御装置 ６２…操作スイッチ部 ６３…センサー部 ６４…水位センサー ６４ａ…コア ６４ｂ…コイル ６４ｃ…ＬＣ発振回路 ６４ｄ…分周回路 ６５…速度発電機 ６６…表示器 ６７…モーター ６８…排水弁 ６９…給水弁 ７０…増幅器 ７１…圧電ブザー ７２…分周器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山上 和彦 千葉県船橋市山手１丁目１番１号 日本 建鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者 頼田 昌美 千葉県船橋市山手１丁目１番１号 日本 建鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者 稲田 達夫 千葉県船橋市山手１丁目１番１号 日本 建鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者 加藤 豊蔵 千葉県船橋市山手１丁目１番１号 日本 建鐵株式会社船橋製作所内 (56)参考文献 特開 平４−30897（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−131792（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−122697（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−241493（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−45433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−80794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−139598（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−135196（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−15095（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−23477（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−317489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−154598（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−179253（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 攪拌翼を回転させるモーターにＤＣブラ
   シレスモーターを使用し、該ＤＣブラシレスモーターに
   ローターの位置を検出するエンコーダを設けた洗濯機に
   おいて、洗濯兼脱水槽に洗濯物を投入し、水を入れない
   状態で前記ＤＣブラシレスモーターを予め設定した回転
   数で所定時間回転し洗濯兼脱水槽を脱水回転した後、Ｄ
   Ｃブラシレスモーターにブレーキをかけ、その後の所定
   時間内におけるエンコーダからのパルス数の積算値によ
   り負荷量を判定することを特徴とした洗濯機の負荷量判
   定方法。