JP2750126B2

JP2750126B2 - 脱水洗濯機

Info

Publication number: JP2750126B2
Application number: JP63177998A
Authority: JP
Inventors: 伸一吉川
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1998-05-13
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JPH0229291A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は脱水洗濯機に関する。更に詳述すると、本発
明はモータアチクェータによってクラッチの断続、排水
弁の開閉及びブレーキ装置の作動を行なう脱水洗濯機の
改良に関する。

（従来の技術）従来のこの種の脱水洗濯機は、脱水ブレーキの作動及
び解除、洗濯と脱水の切替を行うクラッチの動作並びに
排水弁の開閉動作等をソレノイドによって行っていた
が、アマチュアとコアとの間に極めて大きな衝突音が発
する等の問題が生じたことから、近年ソレノイドに代わ
る駆動源として小型モータを採用する傾向にある。即
ち、従来の脱水洗濯機は、脱水兼洗濯槽内に配設された
回転槽若しくはその内底部に設けられている撹拌翼のい
ずれかに主モータを連結させるクラッチ機構と、回転槽
の回転を制動し停止状態に保持するブレーキ装置と脱水
兼選択槽の排水を行う排水弁とを小型モータを駆動源と
するモータアクチェータによって連動させて駆動するよ
うに設けられている（実公昭55−23510号）。

ところが小型モータを駆動源とする場合、減速機構を
介して出力を得なければならないことからクラッチ機構
やブレーキ装置等を制御する際の応答速度が遅く脱水回
転開始時に撹拌翼が先行して回転し、洗濯物を損傷させ
る虞がある。

そこで、モータアクチェータの動作開始より脱水駆動
用の主モータの通電を遅延させることが必要である。こ
のため従来はモータアクチェータ及び脱水駆動用の主モ
ータの駆動制御を、マイクロコンピュータ等の制御手段
あるいはタイマーによって、時間制御によって遅延させ
て操作するようにしている（特公昭63−7799号）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、モータアクチェータと主モータとを制
御手段の洗濯スケジュールに基づく時間制御指令によっ
て駆動するため、モータアクチェータが動作しないよう
な場合、例えば冬季に排水弁が凍結して動作しないよう
な場合あるいは他の原因で動作しない場合でも、一定時
間経過後には制御手段からの指令により、次の動作例え
ば脱水に移るという欠点がある。

この欠点を解決するための対策として、本発明者は第
10図に示すようなシステムを考えた。これはアクチェー
タ101の動作状態を洗濯脱水用の主モータ103の負荷の変
動から求め、それに基づいてアクチェータ101の動作の
終了を確認して次の動作に制御手段107が制御を進める
ようにしたものである。モータアクチェータ101の作動
により洗濯と脱水の切替が行われると主モータ103の負
荷が変化する。そして、主モータ103は一般に誘導モー
タが使用されているため、負荷の変動により電流値及び
回転数が変化する。そこで、これを検出するモータアク
チェータ101が所定の動作を完了し、クラッチが駆動さ
れて主モータの接続が切替えられたかどうか判別でき
る。また、判別のつど回転方向を切替えることにより撹
拌翼の回転による布絡みも防止できる。しかしながら、
主モータ103の負荷変動を検出するように構成すること
は脱水以外の他のモードでのモータ駆動に影響が出るた
め好ましくない。尚、図中符号102はモータアクチェー
タの電源、104は主モータの電源、105は電流検出器、10
6はパルスジェネレータである。

本発明は一連の洗濯スケジュールの実行にあたって確
実に前の動作が完了してから次の動作に移る脱水洗濯機
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）かかる目的を達成するため、本発明に係る脱水洗濯機
は、内底部に撹拌翼が設けられた回転槽を脱水兼洗濯槽
内に配設し、前記撹拌翼若しくは回転槽に主モータを連
結するクラッチ機構と前記回転槽の回転を制動し停止状
態に保持するブレーキ装置及び排水弁とを連動作動させ
るモータ駆動のモータアクチュエータを備える脱水洗濯
機において、前記モータアクチュエータのモータと該モ
ータの回転によってON・OFFされるスイッチとを前記モ
ータアクチュエータを駆動する電気回路に直列に接続す
ると共に、前記スイッチのON・OFFの変化を前記電気回
路を流れる電流変化として検出するモータ停止検出回路
を設け、該モータ停止検出回路の出力を前記主モータ及
びモータアクチュエータのモータの制御を行う制御手段
に入力し、前記制御手段は前記信号入力の後次の動作を
実行するようにしている。

（作用）したがって、モータアクチェータは、制御手段の指令
により駆動用モータに通電されると、動作を開始し、ク
ラッチ機構、ブレーキ装置および排水弁を駆動する。モ
ータアクチェータが所定の動作状態に達すると、即ち所
定回転を完了すると、そのことがスイッチ手段で検出さ
れ、駆動用モータへの通電が切られる。このときクラッ
チ機構、ブレーキ装置および排水弁も所定の動作状態に
ある。スイッチ手段が作動して駆動用モータが停止する
と、電気回路を流れる電流が変化するため、そのことが
モータ停止検出回路で検出され、検出信号として制御手
段に入力される。これにより、制御手段はつぎの動作に
移る。

（実施例）以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

まず、本発明を応用する脱水洗濯機の概略構造を第６
図に基づいて簡単に説明する。

脱水洗濯機は、外箱２内に吊り棒３を介して弾性支持
されている脱水兼洗濯槽１内に回転槽４を設けると共に
その回転槽４の内底部に撹拌翼５を設け、主モータ10に
よって回転槽４が撹拌翼５のいずれかを回転させること
によって、洗濯、すすぎ、脱水を１つの槽内で実施する
ように設けられている。回転槽４と撹拌翼５とは図示し
ていないクラッチ機構を介して主モータ10と選択的に接
続し得るように設けられている。また、回転槽４にはそ
の回転を制動し、停止状態に保持するブレーキ装置（図
示省略）が設けられ、洗濯槽１内に連通する排水路13に
は排水弁14が設けられて任意に洗濯槽１内の水を排出し
得る構造とされている。これら排水弁14、ブレーキ装置
及びクラッチ機構はモータアクチェータ15によって連動
駆動され、その動きが第１図の制御手段41によって制御
される。尚、図中符号６は透孔、７は脱水孔、８は排水
空間、９は有底環状体、12はベルト、16は排水路、17は
排水ホースである。

前記モータアクチェータ15は、例えば第７図に示すよ
うに、排水弁14等に連結されているワイヤ29を巻き取る
プーリ28とこれを歯車列21,22,23,24,25,26によって構
成される減速機構を介して回転させる駆動用モータ20
と、該モータ20と歯車列とを適宜接続ないし遮断するク
ラッチ機構及び該クラッチ機構を駆動させるソレノイド
32とから構成され、プーリを減速機構を介してモータ20
で回転させることによって排水弁14、クラッチ及びブレ
ーキを同時に駆動し、その駆動状態をモータ20の停止後
にもソレノイド32の働きによって維持するように設けら
れている。クラッチ機構は駆動モータ20のピニオン21と
常時噛合する固定ギヤ22と該ギヤと同軸上を摺動可能な
シフトギヤ23及び固定ギヤ22とシフトギヤ23との間に介
在されてシフトギヤ23を固定ギヤ22から切離す弾発力を
常時付勢しているコイルスプリング33によって構成され
ており、ソレノイド32を作動させたときにシフトギヤ23
を固定ギヤ22側へ移動させてシフトギヤ23と固定ギヤ22
とを係合させ、一体的に回転させるように設けられてい
る。固定ギヤ22には凹部30が形成され、該凹部30に嵌ま
り込む凸部31がシフトギヤ23側に設けられている。ま
た、プーリ28を支持する出力軸27にはスイッチカム34が
固着され、プーリ28と一体的に回転するように設けられ
ている。このスイッチカム34の回転即ちモータの回転に
よってスイッチ手段・スイッチ接片35を開閉させ、モー
タ20を停止させるように設けられている。

例えば、第１図の電気回路に示すように、商用電源38
に対し、モータクアチェータ15とモータ停止検出回路50
及び制御手段40からの指令によりオンオフするスイッチ
素子36を直列に接続してモータアクチェータの電気回路
が構成されている。モータアクチェータ15の駆動用モー
タ20とソレノイド32は電源38に対し並列に接続され、ソ
レノイド32にはダイオード37が、モータ20にはスイッチ
35がそれぞれ直列に接続され、制御手段40の指令により
スイッチ素子36が閉じられるときにモータ20に通電され
て動作を開始し、モータ20と連動回転するスイッチカム
34によって開閉するスイッチ・接点35が所定の駆動状態
（ブレーキ解除、弁開放、クラッチ切替）に達すること
によって開かれたとき駆動用モータ20の通電が切られる
が、制御手段40からの指令によりスイッチ素子36が開け
られ電源がOFFとされるまでソレノイド32は作動し駆動
状態を維持し続ける回路構成とされている。尚、ソレノ
イド32の両端には平滑コンデンサ39が接続されている。

このような電気回路によると、ソレノイド32の枝路を
流れる枝路電流I₁とモータ20の枝路を流れる枝路電流I₂
及び回路全体に流れる負荷電流I₃は第２図に示すような
関係となる。即ち、電流I₁はダイオード37によって半波
整流され、半波分の電流波形となる［第２図（ａ）」。
一方、電流I₂は正弦波となる［第２図（ｂ）］。そこ
で、モータ20が駆動されている状態での負荷電流I₃は、
I₁＋I₂となり、波高値の不均一な波形となる［第２図
（ｃ）］。そして、接点35の開成によりモータ20が停止
されると電流I₃はI₁成分だけとなる［第２図（ｄ）］。
これより、電流I₃は波高値あるいは下半分の波形の有無
によりモータ20が駆動しているか否かを検出できる。

モータ停止検出回路50としては、第３図（Ａ）に示す
ように、モータアクチェータ15の外部のスイッチ素子36
との間の電気回路に電流検出素子としてのコイル51を巻
回し、このコイル51の一方の端子をアースさせる一方、
他方の端子に反転増幅回路52、半波整流回路53、ヒステ
リシスコンパレータ54を順次接続し、電気回路内を流れ
る電流I₃の変動を電圧で検出してこれが基準電圧U_DDと
一致したとき即ちモータアクチェータのモータ20が停止
したときに出力を得るように構成されている。また、第
３図（Ｂ）に示すように、モータアクチェータの電気回
路に電流検出素子51′としての抵抗R₁,R₂を直列に設
け、R₁の一方の端子にアースを取る一方、他方の端子に
反転増幅回路52、半波整流回路53、ヒステリシスコンパ
レータ54を順次接続し、抵抗R₁の端子間電圧を入力して
基準電圧U_DDと比較し、モータ20が停止したときにのみ
出力するように設けられている。これら電流検出回路の
出力を制御手段にモータアクチェータ15の動作完了信号
として入力される。

前記制御手段40は、第１図及び第５図に示すように、
洗濯槽１の蓋の開閉を検出する蓋開閉スイッチ42からの
信号及びモータ停止検出回路50からの信号を取込み、あ
らかじめプログラムされた一連の洗濯スケジュールをモ
ータ停止検出回路50からのアクチェータの動作終了を知
らせる信号によって次の動作に進む構成とされ、モータ
アクチェータ15及び主モータ10を駆動制御する。該制御
手段40は、少なくとも１つ以上のCPUないしMPU、ROM、R
AM、入出力インターフェース等を備えた公知のコンピュ
ータで構成されており、ROMに書き込まれたプログラム
に従って一連の洗濯スケジュールを実行するようにモー
タアクチェータ15と主モータ10に制御信号を出力する。

斯様に構成された脱水洗濯機は、制御手段40からの制
御により、給水→洗濯→排水→脱水→給水→すすぎ→排
水→脱水と自動的に進められて一サイクルを完了する。
給水、洗濯、すすぎの状態ではモータアクチェータ15は
作動せず排水弁14を閉じ、ブレーキ装置44がかかって回
転槽４の回転が制動される一方、撹拌翼５に主モータ10
を接続するようにクラッチ43を切替えている。また、排
水及び脱水時には、モータアクチェータ15が駆動され、
排水弁14が開かれて洗濯槽１内の水が排出される一方、
ブレーキが解除されて回転槽４が回転自由とされかつ回
転槽４に主モータ10が接続される。このとき、モータア
クチェータ15のモータ20は排水弁14等を所定の状態に駆
動した後スイッチ35を切って停止し、ソレノイド32だけ
が動作状態に保たれる。

次に上述の洗濯スケジュールのうちの脱水作業を第４
図のフローチャートに基づいて説明する。

まず、洗濯が完了したか否かを判断し（ステップ10
0）、完了している場合には制御手段40によってスイッ
チ素子36を閉じ、モータアクチェータ15の駆動用のモー
タ20およびソレノイド32に通電してモータアクチェータ
15をスタートさせる（ステップ101）。すると、ソレノ
イド32の働きによって、スプリング33に抗してシフトギ
ヤ23が固定ギヤ22内に嵌まり込むのでモータ20の回転が
歯車21,22,23,24,25,26を介して巻取プーリ28に伝達さ
れ、クラッチ機構42、ブレーキ装置43および排水弁14を
駆動すると共にスイッチカム34を回転させる。そして、
一定量回転すると、クラッチ機構42、ブレーキ装置43お
よび排水弁14が各所定の動作を完了しスイッチ35を切
る。これにより、モータ停止検出回路50は、モータアク
チュエータ15を駆動する電気回路を流れる電流I₃が第２
図（ｃ）から第２図（ｄ）の状態へ変化するので、これ
を検出して制御手段40にアクチェータ動作完了信号を入
力し、モータアクチェータSTOPを検出し（ステップ10
2）、排水タイマーをスタートさせる（ステップ103）。
このとき、モータアクチェータの動作は完了しているの
で、確実に回転槽４のブレーキは解除されていると共に
主モータ10が回転槽４に連結されかつ排水弁14は開かれ
ている。

尚、ステップ103の排水タイマースタートはモータア
クチェータSTART（ステップ101）と同時でも良い。排水
が完了したか否かを判断し（ステップ104）、完了した
場合に主モータ10に通電し脱水モータをスタートさせ
（ステップ105）、脱水を始める。同時に、脱水タイマ
ーをスタートさせる（ステップ106）。

脱水動作中に蓋が開かれたことを蓋開閉検知スイッチ
42で検出すると（ステップ107）、主モータ10を停止す
る（ステップ108）。ついで、制御手段40によりスイッ
チ素子36を開きアクチェータ電源をOFFとする（ステッ
プ109）。これによりソレノイド32への通電が無くな
り、シフトギヤ23はスプリング33の力で固定ギヤ22から
外れて巻取プーリ28の回転を自由とするので、排水弁14
に内蔵されているスプリングの弾発力などによってワイ
ヤ29が元の状態戻り、排水弁14を閉じ回転槽にブレーキ
を掛け、かつクラッチ43を切替えて主モータ10を撹拌翼
５に接続する。

ここで、洗濯槽の蓋が閉められたか否かを判断し（ス
テップ110）、閉じられた場合には再び制御手段40が、
スイッチ素子46を閉じてモータアクチェータ15のソレノ
イド32と駆動用モータ20に通電してモータアクチェータ
をスタートさせる（ステップ111）。これによって、再
び排水弁14が開き、回転槽４のブレーキ46が解除され、
かつ主モータ10が回転槽４に接続され、脱水状態とな
る。そして、クラッチ等の駆動が完了するに十分な所定
量だけモータ20の回転が完了すると、スイッチカム34の
働きによってスイッチ35が切られる。これにより回路を
流れる電流I₃が変わるので、それをモータ停止検出回路
50で検出してモータアクチェータの動作完了即ち停止を
検出して制御手段40に入力する（ステップ112）。制御
手段40はモータ停止検出回路50からのアクチェータ動作
終了信号の入力によって次の動作を実行する。即ち主モ
ータ10を回転させ脱水をスタートさせる（ステップ11
3）。

ステップ107あるいはステップ113を終了すると、脱水
終了か否かを判定し（ステップ115）、完了ならば主モ
ータ10を停止し（ステップ116）、モータアクチェータ
電源を切る（ステップ117）、ついで、つぎの洗濯スケ
ジュールを実行する。

また、第８図に本発明の他の実施例を示す。

この実施例は制御手段40によって開閉されるスイッチ
素子36の端子間電圧を測定することによって回路に流れ
る電流I₃の変化即ちモータ20の停止を検出するものであ
る。即ち、第８図（Ｂ）の波形図に示すように、モータ
の駆動状態と各素子を流れる電流との関係は、第８図
（Ｂ）に示すように、モータのON時とOFF時では異なる
波形の電圧を出力する。即ち回路のＡ−Ｂ間の電圧はス
イッチ素子36の内部抵抗Rsに電流I₃をかけたもので、第
８図（Ｂ）のの状態に変化する。そこで、下半分の波
形の有無あるいは波高値によってモータ20のON・OFFを
検出することができる。尚、スイッチ素子36としてはト
ライアック、双方向サイリスタ、リレー、MOSトランジ
スタ等が採用される。

更に第９図に本発明の更に他の実施例を示す。

この実施例は、モータ20、ソレノイド32と共に抵抗R₂
を電源38に対し並列接続し、かつスイッチ素子36と抵抗
R₁を電源38に対し並列接続し、スイッチ素子36の端子電
圧を検出することによって回路内を流れる電流I₃の変動
を検出するものである。この場合、抵抗R₁の端子間電圧
は第９図（Ｂ）のの状態に示すように、モータ20を停
止したときに出力が得られる。

尚、抵抗R₁はソレノイド32、モータ20に影響を及ぼさ
ない程度の値即ちモータ20が動作しないような大きな値
に設定されている。また、R₂によって流れる電流はスイ
ッチ素子36のトリガを維持する値以下とする。この場合
のスイッチ素子はトライアック又は双方向サイリスタが
好ましい。また、このスイッチ素子は電源電圧の零点付
近のみトリガされるパルストリガ駆動とする。

上述の実施例は本発明の好適な実施の一例ではあるが
これに限定されるものではなく、本発明要旨を逸脱しな
い範囲において種々変形実施可能である。例えば、図示
していないが、制御手段40は、アクチェータ15の動作開
始後、一定時間経過した後にアクチェータ15の動作終了
を知らせる信号がモータ停止検出回路50からなかった場
合、制御手段40の動作を終了しこの状態を表示装置41等
を通じて利用者に知らせるようにしても良い。更に制御
手段40はアクチェータ15の動作開始後、一定時間経過し
た後にアクチェータ15の動作終了を知らせる信号がモー
タ停止検出回路50からなかった場合、アクチェータへの
通電を停止し始めから再度アクチェータ15の動作をやり
直すようにしても良い。

（発明の効果）以上の説明より明らかなように本発明の脱水洗濯機
は、モータアクチェータのモータと該モータの回転によ
って切替わるスイッチとを直列に接続し、アクチェータ
が所定の回転を完了したときにモータを停止させ、それ
を回路内を流れる電流の変化から検出して制御手段にフ
ィードバックし、該信号の入力後に次の動作即ち脱水モ
ータのスタートを実行するようにしているので、確実に
モータアクチェータが所定動作を完了した後即ち回転槽
に主モータを接続しかつブレーキを解除した状態にした
後でなければ脱水動作を実行しないことから安全性が高
くなる。しかも、モータアクチェータの動作状態の異常
を制御手段を通して使用者に知らせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図（ａ）
〜（ｄ）は同実施例において各枝路を流れる電流の波形
図、第３図（Ａ），（Ｂ）はモータ停止検出回路の一例
を示す回路図、第４図は同実施例の洗濯機による脱水動
作を説明するフローチャート、第５図は同実施例の制御
系を示す基本ブロック図、第６図は脱水洗濯機の一般的
な構造を示す概略図、第７図（Ａ）はモータアクチェー
タの一例を示す断面図、第７図（Ｂ）はスイッチとスイ
ッチカムを示すVII矢視図、第８図（Ａ）は本発明の他
の実施例を示す回路図、第８図（Ｂ）はその回路を流れ
る電流と電圧の関係を示す波形図、第９図（Ａ）は更に
他の実施例を示す回路図、第９図（Ｂ）はその回路を流
れる電流と電圧との関係を示す波形図である。第10図は
本発明の関連技術を示す回路図である。１……脱水兼洗濯槽、４……回転槽、５……撹拌翼、 14……排水弁、15……モータアクチェータ、 20……駆動用モータ、 35……スイッチ 40……制御手段、43……クラッチ機構、 44……ブレーキ装置、50……モータ停止検出回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内底部に撹拌翼（５）が設けられた回転槽
（４）を脱水兼洗濯槽（１）内に配設し、前記撹拌翼
（５）若しくは回転槽（４）に主モータ（10）を連結す
るクラッチ機構（43）と前記回転槽（４）の回転を制動
し停止状態に保持するブレーキ装置（44）及び排水弁
（14）とを連動作動させるモータ駆動のモータアクチュ
エータ（15）を備える脱水洗濯機において、前記モータ
アクチュエータ（15）のモータ（20）と該モータ（20）
の回転によってON・OFFされるスイッチ（35）とを前記
モータアクチュエータ（15）を駆動する電気回路に直列
に接続すると共に、前記スイッチ（35）のON・OFFの変
化を前記電気回路を流れる電流変化として検出するモー
タ停止検出回路（50）を設け、該モータ停止検出回路
（50）の出力を前記主モータ（10）及びモータアクチュ
エータ（15）のモータ（20）の制御を行う制御手段（4
0）に入力し、前記制御手段（40）は前記信号入力の後
に次の動作を実行することを特徴とする脱水洗濯機。