JP2679257B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は洗濯兼脱水槽内に投入された衣類の量（以
下、布量と称する）をマイクロコンピュータ等の電子制
御装置により演算処理して布量にあった最適な水位及び
水流の強さを設定する洗濯機の制御装置に関するもので
ある。

従来の技術 従来、布量を検知する洗濯機の布量検知装置は数多く
提案されている。例えばモータを一定時間駆動し、オン
からオフにした直後のモータの誘起電圧の変化に応じて
発生するパルス数を測定して布量を検知するものであ
る。

発明が解決しようとする課題 しかし従来の構成では、布量の変化に対してパルス数
の変化が小さく、データバラツキの影響も含めると正確
に布量を検知するのは困難であった。

本発明は上記課題を解決するもので、簡易な構成で精
度の高い布量検知を行なうと共にその布量にあった最適
な水位及び水流の強さを設定する洗濯機の制御装置を提
供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の洗濯機の制御装置
は、洗濯兼脱水槽及び撹拌翼を駆動するモータと、前記
洗濯兼脱水槽及び撹拌翼を駆動するモータと、前記洗濯
兼脱水槽内に給水を行う給水弁と、前記洗濯兼脱水槽内
の水位をエアトラップの圧力によるフェライトコアの移
動にともなうコイルのインダクタンスの変化により生ず
る発振周波数により検知する水位検知部と、前記モータ
のコンデンサ端子電圧の変化に応じたパルス数を計測す
るモータ特性検知部と、洗濯機の駆動を制御する制御装
置とを備え、前記制御装置は、所定水位まで給水した後
モータのオンオフを行い、モータオフ時に前記水位検知
部とモータ特性検知部からの出力を読み込み、水位検知
部からの出力値が、前記所定水位による適性布量範囲に
おける上限値に相当する第一のしきい値より大きい場合
は水位を所定量高め、前記布量適性範囲における下限値
に相当する第二のしきい値と前記第一のしきい値の間の
値である場合は前記モータ検知部に検知した値と基準値
との大小比較を行い、その値が基準値より大きい場合は
水流を所定水流より弱め、その値が基準値より小さい場
合及び水位検知部からの出力が第二のしきい値より小さ
い場合は所定水位及び所定水流で撹拌制御を行うもので
ある。

作用 本発明は上記した構成により、洗濯兼脱水槽内の水位
変化により布量を捉え、更に、モータの電圧または電流
変化との組合せにより精度の高い布量検知を行なうた
め、布量にあった最適な水位及び水流の強さを設定すこ
とが出来る訳である。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第７図に基づいて
詳細に説明する。第１図は、本発明の一実施例を示す洗
濯機の制御装置を示すブロック図で、１は交流電源、２
は撹拌翼及び洗濯兼脱水槽を選択的に切り換えて駆動す
るモータ、３はモータ２の主コイルと補助コイル間に設
けたコンデンサ、4a,4b,4cはスイッチング素子（以下、
トライアックと称する）で、スイッチング素子4a,4bは
コンデンサ３の端子と交流電源１との間に設け、スイッ
チング素子4cは給水弁５と交流電源１との間に設けてい
る。６は洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知部、
７はモータ２のオフ後に誘起される電圧変化を検知する
モータ特性検知部、８は水位検知部６及びモータ特性検
知部７からの出力によりモータ２の通電制御及び給水弁
５の開閉制御を行なう制御回路部である。

第２図は、本発明の水位検知部の一実施例を示す構成
図で、９は洗濯機の外槽、10は洗濯機の内槽、11は洗濯
機、12は洗濯物11を撹拌する撹拌翼、13は外槽９底部に
設けたエアトラップ、14はエアトラップ13内の圧力を伝
達するエアホース、15は圧力検知部、16は圧力検知部15
により検知した出力を周波数に変換する周波数変換部で
ある。

第３図は、モータ２のオン期間及びオフ期間と周波数
変換部16の発振周波数との相関を示す特性図である。

第４図は、本発明のモータ特性検知部７の一実施例を
示すブロック図で、17はモータ２に設けたコンデンサ３
の端子電圧を検知しこの電圧変化に応じたパルスを発生
するパルス発生手段、18はパルス数を係数するパルス係
数手段である。

第５図A,Bは、モータ２を駆動するトライアック4aま
たは4bをオフせしめたときのコンデンサ３の端子電圧の
変化を示す波形図である。

第６図は、特性水位における洗濯物の布量と水位検知
部６の検知出力である発振周波数との相関及びモータ２
のオフ後に誘起される電圧変化に応じて発生するパルス
数との相関を示す特性図である。

第７図は圧力検知部15及び周波数変換部16の具体構成
例を示す構成図で、19は圧力検知部15の外装ケース、20
は気密室、21は気密室20内の圧力を機械的変位に変換す
るダイアフラム、22は気密室20の圧力に抗してダイアフ
ラム21の変位を適宜な大きさに抑制するバネ、23はダイ
アフラム21の中心に配置されダイアフラム21の動きと共
に変位する円筒形のフェライトコア、４はフェライトコ
ア23の変位の方向を取り囲むようにしてリンク状に巻か
れた円環形のコイル、25はこのコイル24のインダクタン
スを共振回路の一素子とするLC形の自励発振回路、26は
整形された方形波を出力する出力端子である。

上記構成における動作を詳細に説明する。まず、水位
検知部６の動作について説明する。第２図に示すよう
に、撹拌翼12が回転しない間は洗濯機の内槽10内の水面
は破線Ｘのように水平であるが、回転すると一点鎖線Ｙ
のように内槽10内部ではすり鉢状になる。この時、太矢
印で流れを示すようなポンプ作用が生じ、外槽９と内槽
10間の水位は一点鎖線Ygで示すように低下する。エアト
ラップ13内の圧力はこの外槽９と内槽10間の圧力を示す
ため、エアトラップ13内の水位も波線Xtから一点鎖線Yt
へと低下する。即ち撹拌翼12が回転するときはエアトラ
ップ13内の圧力は低下し、回転が停止すると再び水面は
破線Ｘのような水平面に戻ろうとするため圧力は増加す
る。この圧力変化を周波数変換部16を介して周波数に変
換し、制御回路部８に出力する。第７図はその周波数変
換部16の一実施例を示すものである。外槽９内の水位が
上昇しエアトラップ13内の圧力が上昇するとダイアフラ
ム21が押されてフェライトコア23がコイル24の方向に変
位する。このためコイル24のインダクタンスが増加し自
励発振回路25の発振周波数は低下する訳である。また逆
に、水位が下降すると発振周波数は上昇することにな
る。モータ２のオン、オフと発振周波数の関係は第３図
に示すようになり、オン、オフ期間中に変化する発振周
波数の最大値をｆ−max、最小値をｆ−minとすると、こ
のｆ−minの値と布量との間には第６図のような相関が
得られる。図中の曲線が２本あるのは、ｆ−min値は、
布の状態によりばらつきが生じこのばらつきの最大値と
最小値を各々結んだため生じたものである。また、図中
の斜線部は、ある一定水位における適正布量範囲であ
る。この適正布量範囲の布量の最大値ａと水位検知部６
の検知出力である周波数情報の最小値ｆ−min値を示す
２本の曲線の上側曲線との交わる点Ａを通る発振周波数
のｆ−min値を第一のしきい値とし、上記適正布量範囲
の布量の最小値ｂと前記上側曲線との交わる点Ｂを通る
発振周波数ｆ−min値を第二のしきい値とする。従っ
て、この適正布量範囲をはずれた領域の特性が得られた
場合は水位または水流の強さを加減して最適な制御を制
御回路部８で行うことにより、布量にあった最適な水位
及び水流の強さを設定することができるものである。即
ち、このｆ−min値が第一のしきい値より大きい場合は
布量が多すぎると判定して水位を所定量高める制御を
し、この第一のしきい値以下でかつ適正布量範囲の下限
値に相当する第二のしきい値より大きい場合はモータ特
性検知部７（この動作については後述する）により検知
した値と基準値との大小比較を行ない、その値が基準値
より大きければ布量が少なすぎると判定して水流を弱め
る制御をし、基準値より小さい場合及び検知水位が第二
のしきい値以下の場合は布量が適正であると判定して水
位及び水流の強さはそのままで、再度水位検知部６の検
知出力を読み込み、この動作を撹拌行程が終了するまで
続ける。

次にモータ特性検知部７の動作について説明する。モ
ータ特性検知部７は例えば第３図に示すようにパルス発
生手段17及ひパルス計数手段18により構成する。パルス
発生手段17はモータ２のコンデンサ３の端子電圧を検知
し、この電圧の変化に応じたパルスを発生するものであ
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、トライアック4aまたは4bを導通せしめその後回転を
逆転せしめる前の休止期間中、コンデンサ電圧は回転数
に応じて減衰する。第５図にモータ２を撹拌翼側に切り
換えている場合で、モータ２を駆動するトライアック4a
または4bをオフせしめたときのコンデンサ３の端子電圧
の変化を示す。Ａは布量が少なくモータ回転数の減衰率
が小さい場合であり、T1で示すように減衰時間が長くな
り、パルス数は多くなる。また逆にＢは布量が多くモー
タ回転数は急速に減衰する場合であり、T2で示すように
減衰時間は短くなり、パルス数は少なくなる。モータ２
の正転、逆転制御の休止期間においては、トライアック
4a、4bともオフ状態のため、コンデンサ３の端子電圧は
０となるべきところがモータ２の慣性による回転のた
め、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５図のように波形と
なる。第６図の下図は布量を横軸に、コンデンサ電圧の
減衰と相関のあるパルス数の縦軸にとった時の特性図で
あり、パルス数のバラツキを含めて表記すると図のよう
になだらかな傾きの特性となり、正確な布量判定は困難
である。しかし前述のように、水位検知部６と組み合わ
せて布量を判定することにより、水位検知部６を使った
布量検知方式の長所である過大布量領域での出力変化の
大きな特性と、モータ特性検知部７を使った布量検知方
式の長所である直線性を有する特性とにより、より高精
度な布量検知を行うことができ、その結果、布量にあっ
た最適な水位及び水流の強さを設定することが出来る訳
である。

ここで、モータ２はトライアック4aをオンさせると正
回転し、トライアック4aをオフさせてトライアック4bを
オンさせると逆転する。制御回路部８は操作キーからの
指示等によりモータ２を駆動するトライアック4a、4b及
び給水弁５を駆動するトライアック4cのスイッチングを
制御するものである。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、洗濯兼脱水
槽内の水位変化により布量を捉え、更に、布量と相関の
あるモータ特性との組合せにより精度の高い布量検知を
行なうため、布量にあった最適な水位及び水流の強さを
設定することが出来る訳であり、その工業的価値は大な
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す洗濯機の制御装置を示
すブロック図、第２図は本発明の水位検知部の一実施例
を示す構成図、第３図はモータのオン期間及びオフ期間
と周波数変換部の発振周波数との相関を示す特性図、第
４図は本発明のモータ特性検知部の一実施例を示すブロ
ック図、第５図A,Bはモータを駆動するトライアックを
オフせしめたときのコンデンサの端子電圧の変化を示す
波形図，第６図は特定水位における洗濯物の布量と水位
検知部の検知出力である発振周波数との相関及びモータ
のオフ後に誘起される電圧変化に応じて発生するパルス
数との相関を示す特性図、第７図は圧力検知部及び周波
数変換部の具体構成例を示す構成図である。 ２……モータ、５……給水弁、６……水位検知部、７…
…モータ特性検知部、８……制御回路部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】洗濯兼脱水槽及び撹拌翼を駆動するモータ
   と、前記洗濯兼脱水槽内に給水を行う給水弁と、前記洗
   濯兼脱水槽内の水位をエアトラップの圧力によるフェラ
   イトコアの移動にともなうコイルのインダクタンスの変
   化により生ずる発振周波数により検知する水位検知部
   と、前記モータのコンデンサ端子電圧の変化に応じたパ
   ルス数を計測するモータ特性検知部と、洗濯機の駆動を
   制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、所定水位
   まで給水した後モータのオンオフを行い、モータオフ時
   に前記水位検知部とモータ特性検知部からの出力を読み
   込み、水位検知部からの出力値が、前記所定水位による
   適性布量範囲における上限値に相当する第一のしきい値
   より大きい場合は水位を所定量高め、前記布量適性範囲
   における下限値に相当する第二のしきい値と前記第一の
   しきい値の間の値である場合は前記モータ検知部により
   検知した値と基準値との大小比較を行い、その値が基準
   値より大きい場合は水流を所定水流より弱め、その値が
   基準値より小さい場合及び水位検知部からの出力値が第
   二のしきい値より小さい場合は所定水位及び所定水流で
   撹拌制御を行う洗濯機。