JP2895949B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は外槽内に配された洗濯槽を回転させて洗い工
程，すすぎ工程及び脱水工程を実行する洗濯機に関す
る。

〔従来技術〕

洗濯機で洗濯を行う場合、洗濯物量、即ち洗濯の負荷
量を検出し、この負荷量に基づいて洗い工程、すすぎ工
程及び脱水工程等の工程での、種々の動作の動作量及び
動作時間を調節すると、洗濯物の量に適した洗い、すす
ぎ及び脱水が行え、洗濯物の良好な仕上がりが得られ
る。

従来の洗濯機において、前記負荷量を検出する方法と
しては、次に説明するような検出方法がある。

例えば、パルセータの回転によって発生させられる水
流によって洗い工程及びすすぎ工程を実行する洗濯機で
は、洗い工程を行う前に槽内に少量の給水を行い、低水
位でパルセータを所定時間回転させた後、パルセータを
停止させ、この停止後のパルセータの回転回数の多少に
よって前記負荷量を検出する方法がある。この場合、負
荷量が多いほど、前記停止後の回転回数が多くなる。

また、所定の支持部材によって該外槽内に横軸型の洗
濯槽であるドラムを回動又は回転自在に支持してあり、
前記ドラムを低速で往復回動させて洗い工程及び中間的
な脱水動作を含むすすぎ工程を実行し、前記ドラムを高
速で回転させて脱水工程を実行するドラム式の洗濯機で
は、前記支持部材に重量検出器を取付け、この重量検出
器によって前記負荷量を検出する方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、前述の如き、パルセータの停止後の回転回
数の多少によって前記負荷量を検出する方法では、洗濯
物の量が多い場合は洗濯物とパルセータとの摩擦力が大
となって洗濯物が傷む問題があった。また、前述の如き
重量検出器によって前記負荷量を検出する方法では、支
持部材に重量検出器を取付けることにより洗濯機の内部
構造が複雑になるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の内部構造を複雑化させることなく、負荷量を精度良く
検出することを可能とする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］ 本願の第１発明に係る洗濯機は、外槽と、その内部に
て回転する洗濯槽と、該洗濯槽を回転駆動させるインバ
ータ駆動のモータとを備え、洗い工程と、脱水動作，す
すぎ動作を順次行うすすぎ工程と、脱水動作を行う脱水
工程とを順次実行させる洗濯機において、前記脱水動作
での前記洗濯槽の加速時の回転数を検出する手段と、特
定の駆動周波数で駆動された前記洗濯槽の回転数の検出
結果と、その駆動周波数に対応する洗濯槽の基準回転数
とに基づいて前記洗濯槽の負荷量を算出する手段と、該
負荷量算出手段によって前記洗濯槽の加速時における複
数時点の負荷量を算出すると共に、これら複数時点の負
荷量の平均値を算出する手段とを有し、算出された負荷
量にてその後に行われる動作を制御することを特徴とす
る。

本願の第２発明に係る洗濯機は、外槽と、その内部に
て回転する洗濯槽と、該洗濯槽を回転駆動させるモータ
とを備え、洗い工程と、脱水動作，すすぎ動作を順次行
うすすぎ工程と、脱水動作を行う脱水工程とを順次実行
させる洗濯機において、前記すすぎ工程における脱水動
作での前記洗濯槽の減速時における前記モータの発電電
圧を検出し、この発電電圧の検出結果に基づいて負荷量
を求める手段を有し、この求められた負荷量によりその
後に行われる動作を制御することを特徴とする。

本願の第３発明に係る洗濯機は、外槽と、その内部に
て回転する洗濯槽と、該洗濯槽を回転駆動させるインバ
ータ駆動のモータとを備え、洗い工程と、脱水動作，す
すぎ動作を順次行うすすぎ工程と、脱水動作を行う脱水
工程と、乾燥工程とを順次実行させる洗濯機において、
前記脱水工程における脱水動作での前記洗濯槽の加速時
の回転数を検出する手段と、特定の駆動周波数で駆動さ
れた前記洗濯槽の回転数の検出結果と、その駆動周波数
に対応する洗濯槽の基準回転数とに基づいて前記洗濯槽
の負荷量を算出する手段と、該負荷量算出手段によって
前記洗濯槽の加速時における複数時点の負荷量を算出す
ると共に、これら複数時点の負荷量の平均値を算出する
手段とを有し、算出された負荷量にてその後に行われる
動作を制御することを特徴とする。

本願の第４発明に係る洗濯機は、外槽と、その内部に
て回転する洗濯槽と、該洗濯槽を回転駆動させるモータ
とを備え、洗い工程と、脱水動作，すすぎ動作を順次行
うすすぎ工程と、脱水動作を行う脱水工程と、乾燥工程
とを順次実行させる洗濯機において、前記脱水工程にお
ける脱水動作での前記洗濯槽の減速時における前記モー
タの発電電圧を検出し、この発電電圧の検出結果に基づ
いて負荷量を求める手段を有し、この求められた負荷量
によりその後に行われる動作を制御することを特徴とす
る。

〔作用〕

脱水動作において洗濯槽を加速させる場合、洗濯槽の
実際の回転数の増加は、洗濯槽の負荷量が多くなるに従
ってその負荷量の影響で、モータの駆動周波数に対応す
る基準回転数の増加よりも遅れる特性があり、洗濯槽の
加速中は前記負荷量が大きくなるに従って洗濯槽の実際
の回転数と前記基準回転数との差が大きくなる。本願の
第１発明及び第３発明に係る洗濯機では、洗濯槽の加速
時に洗濯槽の回転数を検出するので、特定の駆動周波数
で検出された回転数とそのときの駆動周波数に対応する
洗濯槽の基準回転数との偏差と、負荷量との関係に基づ
いて負荷量が算出できる。そして、複数の駆動周波数に
おいて負荷量を算出し、その平均値を算出することによ
り、負荷量の検出精度を向上させることができる。

具体的には、脱水による洗濯物重量の減少度合いが異
なる衣類が入り交じって存在する洗濯物の場合、水分が
効果的に減少する洗濯槽の回転数が異なるので脱水回転
の上昇中の特定箇所だけを捕らえて負荷量を検出しても
不正確となる問題があるが、負荷量を算出する回転数を
脱水加速時の複数時点で行い、その平均を算出すること
で、より精度を向上させることが可能となる。

また、本願の第２発明及び第４発明に係る洗濯機で
は、洗濯槽の減速時のモータの発電電圧を検出し、この
発電電圧の検出結果に基づいて負荷量が求められる。即
ち、脱水動作において洗濯槽を減速させる場合、洗濯槽
の慣性力によってモータが発電するが、洗濯槽の負荷量
が多くなるに従って前記慣性力は大となり、モータの発
電電圧は大なる特性がある。この特性を利用して負荷量
を求めることができる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的
に説明する。

第１図は本発明に係る洗濯機の模式的斜視図である。
図中１は有底角柱状の板金製のフレームである。フレー
ム１の上面の前縁部には、電子部品等の機器を収容する
と共にその上面に、後述する各種の操作キーを配設して
なるキーボード11を備えた合成樹脂製の上面板である操
作部9aが、フレーム１の上面の後縁部には、給水装置等
の機器を収容する合成樹脂製の上面板である収容部9bが
夫々膨張形成されている。またフレーム１の上面におけ
る操作部9aと収容部9bとの間には矩形状の上部衣類投入
口10aが開設されており、また上部衣類投入口10aを図中
白抜矢符にて示す方向に開閉する合成樹脂製の上蓋14が
設けられている。フレーム１の内部には横軸ドラム形状
に形成された合成樹脂製の水槽である外槽２が配設さ
れ、この外槽２内には、洗濯槽である合成樹脂製の横軸
型のドラム３が、外槽２と同軸的に回動及び回転自在に
配設されている。

第２図は本発明に係る洗濯機の外槽２の外側を正面視
した縦断面図である。外槽２はその底部2cが平坦な形状
であり、その側部2bが外側に湾曲し、その上部2aが上方
に角筒状に突出した横軸ドラム形状をなしており、その
上部2aには中間衣類投入口10bが開設されている。そし
て、前記上部衣類投入口10aと中間衣類投入口10bとはゴ
ムパッキン12によって水密的に接続されている。また、
外槽２の側部2a,2bの下部にはその底面が平坦である水
平支持部20,20が突出形成されており、この水平支持部2
0,20の底面には鉄製の取付け板29,29が固定されてい
る。フレーム１内において、外槽２の側部2b,2bの上部
には弾性部材よりなる上部支持体5,5…によってフレー
ム１の上部四隅から弾性的に吊り下げ支持されている。
一方、外槽２の下部は前記取付け板29,29とフレーム１
の底部との間に配設された弾性部材よりなる下部支持体
6,6…によって支持されている。また、前記上部支持体
5,5…の一方の近傍には、該上部支持体５の振動に連動
し、上部支持体５の大なる振動をドラム３の振動として
捉え、この振動によってオン，オフするマイクロスイッ
チよりなる異常振動スイッチ102が配設されている。こ
の異常振動スイッチ102のオン，オフ信号は、後述する
第１マイクロコンピュータ100に与えられるようになっ
ており、その第１マイクロコンピュータ100では前記信
号のオフ時間の間隔が所定時間よりも長い場合にドラム
３の振動を異常振動とみなす処理を行うようになってい
る。

前記外槽２の前面壁の中心部には正面視略涙滴状のヒ
ータケーシング40が配設されている。ヒータケーシング
40には、その外側からヒータケーシング40内部に３つの
取付金具41,41,41が装入されており、ヒータケーシング
40の側壁に沿って発熱体を馬蹄形状に形成した乾燥用ヒ
ータ４がこれらの取付金具41,41,41にてヒータケーシン
グ40内に固定されている。ヒータケーシング40の正面視
左側方には、外槽２の前面壁に開口する循環口（図示せ
ず）を介して外槽２内部と連通し、上方に延びる循環ダ
クト21が一体形成されている。この循環ダクト21の上部
には送風ファン22が配設されており、この循環ダクト21
の上部とヒータケーシング40の間には接続管42が設けら
れており、該接続管42を介して循環ダクト21内部とヒー
タケーシング40内部とが連通されている。

また、ヒータケーシング40の正面視右側方には、前面
壁の1/2の高さ位置に開口された溢水口（図示せず）か
らの溢水を導出するための溢水室23が設けられており、
該溢水室23の底部には溢水室23内の溢水を排水する溢水
ホース230が接続されている。外槽２の前面壁の外側の
下部には外槽２内の水位を検出するためのエアトラップ
24が一体形成されている。このエアトラップ24は前記操
作部9a近傍に配設された水位検出器25に圧力ホース26を
介して接続されている。水位検出器25は、外槽２内の水
位の変化をエアトラップ24内部の圧力変化として検出
し、この圧力変化に応じて磁性体をコイル内で移動さ
せ、結果として水位変化を前記コイルのインダクタンス
変化として検出するものである。

外槽２の底部には、外槽２内の水を排水する排水口
（図示せず）を有する排水口部71が設けられており、該
排水口部71には排水口部71からの排水を機外に導出する
ための排水ホース72が接続されている。この排水ホース
72には前記溢水室23が溢水ホース230を介して接続され
ており、溢水室23内に流入した溢水はこの排水ホース72
によって機外に導出されるようになっている。前記排水
口部71と排水ホース72との間には排水口部71の前記排水
口を開閉する排水電動弁73が設けられており、これは周
知の如く、外槽２の下方に配設された排水モータ79の回
転力でワイヤを巻き取ることにより弁を開放し、一方、
前記回転力を断つことにより、弁が図示しないバネの付
勢力で閉塞状態に復帰するようになっている。

また、収容部9b（第１図参照）内には二連式の給水電
磁弁８が配設されている。この給水電磁弁８には、外槽
２の上部2aの側壁にその一端を接続した第１給水ホース
26及び外槽２の上部2aの前面壁にその一端を接続した第
２給水ホース（図示せず）が接続されている。給水電磁
弁８から吐出された給水は前記第１給水ホース26及び第
２給水ホースを介して外槽２内に供給され、外槽２の内
壁を伝って前記排水口部71に至る。

第３図は本発明に係る洗濯機のドラム３の内側を正面
視した縦断面図、第４図はそのドラム３の内側を側面視
した縦断面図である。

ドラム３は、横軸型の有底円筒状の胴部31と、該胴部
31の開口面側に装着された流体流体バランサ32と、該流
体バランサ32の外側に固定された前面板33とで構成され
ており、前面板33を洗濯機の前方に向けた態様で外槽２
内に配設される。前面板33の中心部には乾燥風を吸入す
るための、フィルターを兼用した軸流ファンを形成して
なる吸入口部34が突出形成されている。この吸入口部34
の中心部にはドラム３の前方側の回転軸となる支軸35の
一端部が固定されており、一方、前面板33が固定された
反対側の胴部31の端面の中心部には、支軸35と同一軸心
線上に設けられ、ドラム３の他方の回転軸となる支軸36
の一端部が固定されている。そして、支軸35の他端部は
ヒータケーシング40の中央部に配設された前部軸受350
によって支承されており、また、支軸36の他端部は外槽
２の後部壁の中央部に配設された後部軸受360によって
支承されており、ドラム３は支軸35及び支軸36の周りに
回動及び回転自在となっている。

ドラム３の胴部31の内周面には、胴部31の軸心に向か
って膨出形成された断面三角形状のバッフル31a,31b,31
cが３等配されており、このバッフル31a,31b,31cはドラ
ム３の回動及び回転時にドラム３内の衣類をかき上げる
ようになっている。また、ドラム３の胴部31の内周面及
び外周面には、ドラム３の軸長方向に延びる横リブ301,
301,…が多数突出形成されている。さらに、胴部31には
多数の透孔302,302…が穿設されており、この透孔302,3
02,…を介してドラム３内に対する水の給排が行われる
ようになっている。

また、胴部31の外周には胴部31における中心角120度
の円弧部分を縮径することにより形成された凹所31dが
設けられており、この凹所31dの底部には凹所31d底部の
略1/2の領域を占める平面視矩形状の下部衣類投入口10c
が開設されている。前記凹所31dの前縁及び後縁には、
下部衣類投入口10cの開閉を行う合成樹脂製の蓋体38を
摺動自在に取付けるスライド溝390,390が周方向に延設
されている。前記スライド溝390,390は胴部31の周方向
に設けられた突条391,391の夫々の上部に帯状のスライ
ドカバー392,392を取付けて形成される。前記蓋体38
は、スライド溝390,390内に支持され、スライド溝390,3
90内を摺動することにより下部衣類投入口10cの開閉を
行うようになっている。蓋体38の一側縁部と下部衣類投
入口10cの口縁との間には、蓋体38による下部衣類投入
口10cの閉止時の蓋体38の係止とその離脱を行う係脱機
構37が設けられている。また、この蓋体38の上面の中央
部には予め洗剤、漂白剤及び柔軟仕上げ剤等の洗濯処理
剤を貯留するための貯留部380が凹設されている。

前述した如く、ドラム３は支軸35及び支軸36でもっ
て、前部軸受350及び後部軸受360に支持されているが、
後部軸受360の軸端部は外槽２の後面壁より外側へ突出
しており、この軸端部には駆動プーリ74が取付られてい
る。また、外槽２の底面の外側には、ドラム３の動力源
である三相誘導電動機たるモータ75が配設されており、
このモータ75の駆動軸と前記駆動プーリ74とはベルト76
を介して連結されている。前記駆動プーリ74の外槽２側
には磁石77が取付けられており、外槽２の後面壁の外面
における磁石77と対向する位置にはリードスイッチ78が
配設されており、このリードスイッチ78は駆動プーリ74
の回転に伴い、磁石77が近接した場合に閉成し、離間し
た場合に開成するようになっている。即ち、リードスイ
ッチ78が１回開閉すれば、ドラム３が１回転したことに
なる。このリードスイッチ78の出力信号は後述する第１
マイクロコンピュータ100へ与えられるようになってお
り、その第１マイクロコンピュータ100では、リードス
イッチ78の出力信号に基づいて、ドラム３が１回転する
間の時間からドラム３の回転数（rpm）を検出できるよ
うになっている。

また、前記取付金具41,41,41の何れか一つには取付金
具41の温度を検出することによってドラム３の温度を検
出するサーミスタよりなるドラム温度検出器43が取付け
られている。さらに、外槽２内の底部には発熱体を底面
と平行に取付けた湯沸かし用ヒータ27が、湯沸かし用ヒ
ータ取付金具270によって外槽２内に固定されており、
該湯沸かし用ヒータ27は温水での洗濯を行う場合に使用
され、外槽２内の水を温めるようになっている。前記湯
沸かし用ヒータ取付金具270には、該湯沸かし用ヒータ
取付金具270の温度を検出することによって外槽２内の
水温を検出する水温検出器28が取付けられている。

第５図は操作部9aのキーボード11の平面図である。図
中117は予め定めた時間に運転を開始させるための運転
予約を行うべく操作される複数のキーよりなる予約キー
群であり、該予約キー群117の後方には、予約時間及び
キーボード11より入力された情報の誤りと運転中の制御
の不具合をエラーメッセージとして表示する表示画面11
8が設けられている。

また、予約キー群117の右側方には、外槽２内の水温
（水温値,35℃,45℃）を設定する水温設定キー111a,洗
い工程の時間（５分,10分,15分）を設定する洗い時間設
定キー111b,すすぎ回数（２回,3回,5回）を設定するす
すぎ回数設定キー111c,脱水力（強，中，弱）を設定す
る脱水力設定キー111d,及び乾燥用ヒータ４の出力
（強，中，弱）を設定するヒータ出力設定キー111eが列
設されている。このヒータ出力設定キー111eから右側方
に適長離隔した位置には、衣類の種類等に応じた洗濯コ
ース（標準，ウール，…）を設定する洗濯コース設定キ
ー113a及び乾燥の仕上がり状態を設定する乾燥コース設
定キー113bが列設されている。

また、前記水温設定キー111a,洗い時間設定キー111b,
すすぎ回数設定キー111c,脱水力設定キー111d,ヒータ出
力設定キー111e,洗濯コース設定キー113a及び乾燥コー
ス設定キー113bの夫々のキーの後方には、これらのキー
によって選択された情報を点灯表示する複数のLEDより
なる水温設定表示LED群112a,洗い時間設定表示LED群112
bすすぎ回数設定表示LED群112c,脱水力設定表示LED群11
2d,ヒータ出力設定表示LED群112e,洗濯コース設定表示L
ED群114a及び乾燥コース設定表示LED群114bが夫々設け
られている。

前記水温設定キー111a,洗い時間設定キー111b,すすぎ
回数設定キー111c,脱水力設定キー111d,ヒータ出力設定
キー111e,洗濯コース設定キー113a及び乾燥コース設定
キー113bの夫々のキーは１回操作する毎に夫々の設定が
変更できるようになっており、これに応じて各LED群の
点灯表示が変更される。特に、前記水温設定キー111a,
洗い時間設定キー111b,すすぎ回数設定キー111c,脱水力
設定キー111d,ヒータ出力設定キー111eは、所定回操作
すると、夫々の工程の実行が省略できるようになってい
る。

さらに、乾燥コース設定表示群LED114bの右側方には
使用者の好みに合わせた洗濯コースを開始させるキーで
あるお好みコーススタートキー115a,予め定められた標
準的な洗濯コースを開始させるキーである標準コースス
タートキー115b,洗濯機の動作を停止させるストップキ
ー115c,及び上蓋14を開かせるフタ開キー115dが列設さ
れている。そして、これらのキーの夫々の前方には、こ
れらのキーの操作の受付け可能状態を点灯表示するお好
みコーススタートキー受付可能表示LED116a,標準コース
スタートキー受付可能表示LED116b,ストップキー受付可
能表示LED116c及びフタ開キー受付可能表示LED116dが夫
々設けられている。

これらのお好みコーススタートキー115a,標準コース
スタートキー115b,ストップキー115c,及びフタ開キー11
5dは、夫々に対応する受付可能表示LEDが点灯している
場合にのみキー操作が有効となるようになっている。

使用者はこれらのキーを操作することによって好みに
合った運転を行わせることができるようになっている。
例えば予め定められた標準的な運転を行う場合は、標準
コーススタートキー115bを操作して運転を開始させ、そ
れ以外の運転を行う場合は前述の如き各種キーの操作に
よって所望の洗濯コースを設定し、お好みコーススター
トキー115aを操作して運転を開始させる。

次に本発明に係る洗濯機の制御系の構成について説明
する。第６図は洗濯機の制御系の構成を示す模式的ブロ
ック図である。

図中100は洗濯機の主たる制御を行う第１マイクロコ
ンピュータ、200は主として前記モータ75のインバータ
制御を行う第２マイクロコンピュータである。これらの
第１マイクロコンピュータ100と第２マイクロコンピュ
ータ200とは通信回線によって接続されており、この通
信回線を介して相互間で情報通信を行えるようになって
いる。

第１マイクロコンピュータ100には、前述の如き各種
操作キーから構成される入力キー回路101,前記水位検出
器25,前記ドラム温度検出器43,前記水温検出器28,前記
異常振動スイッチ102及び前記上蓋14の開閉に連動して
開閉する上蓋スイッチ103からの信号が入力される。第
１マイクロコンピュータ100には、夫々複数の機器を駆
動する回路である第１駆動回路105及び第２駆動回路107
が接続されており、これらに対して前述の如く入力され
た信号に基づいて前記機器の駆動のための制御信号が与
えられる。また、第１マイクロコンピュータ100には、
前述した如き各LEDよりなるLED表示回路104が接続され
ており、第１マイクロコンピュータ100からLED表示回路
104に洗濯コースの設定情報及び洗濯機の動作状況の情
報等、LED表示のための情報が与えられる。前記第１駆
動回路105には電源オフ用ACソレノイド106,排水モータ7
9及び送風ファン22が接続されており、これらに対して
第１駆動回路105から夫々の駆動信号が与えられる。前
記第２駆動回路107には給水電磁弁8,外槽２内にソフナ
ー等の助剤を投入する助剤投入弁108,上蓋14のロックを
解除する上蓋ロック解除ソレノイド109,湯沸かし用ヒー
タ27及び乾燥用ヒータ４が接続されており、これらに対
して第２駆動回路107から夫々の駆動信号が与えられ
る。

第２マイクロコンピュータ200には、モータ75をイン
バータ駆動すると共にモータ75が発電した場合の発電電
圧を検出するインバータ駆動回路110及びリードスイッ
チ78が接続されている。第２マイクロコンピュータ200
にはリードスイッチ78からドラム３の回転に関する信号
が与えられる。そして、第２マイクロコンピュータ200
からインバータ駆動回路110へはモータ75の回転制御の
ための制御信号が与えられる。また、インバータ駆動回
路110は、第２マイクロコンピュータ200から与えられた
前記制御信号に基づいてこれに接続されたモータ75に正
逆回転制御及び回転数制御のための駆動信号が与えられ
る。

第１マイクロコンピュータ100には第１電源回路111か
らその動作のための電力が供給されており、また前記電
力の供給ラインとは別に第１電源回路111と第１マイク
ロコンピュータ100との間には、電源投入時の第１マイ
クロコンピュータ100の初期化を行うリセット回路113
と、第１電源回路111から供給される電力の周波数の50H
Z,60HZの判別を行い、その判別結果の周波数に同期した
動作を第１マイクロコンピュータ100に行わせるための
周波数同期回路115が並列接続されている。また、第２
マイクロコンピュータ200には第２電源回路112からその
動作のための電力が供給されており、また前記電力の供
給ラインとは別に第２電源回路112と第２マイクロコン
ピュータ200との間には、電源投入時の第２マイクロコ
ンピュータ200の初期化を行うリセット回路114が接続さ
れている。

前述の第１駆動回路105及びこれによって駆動される
機器，第２駆動回路107及びこれによって駆動される機
器，インバータ駆動回路110,第１電源回路111,第２電源
回路112には交流電源300から電力が供給される。この交
流電源300からの電力の供給経路には電源スイッチ116が
設けられており、この電源スイッチ116がオンとなった
場合に前述した如き制御系に電力が供給され、洗濯機が
作動可能となるようになっている。

以上の如く構成された洗濯機では、第１マイクロコン
ピュータ100及び第２マイクロコンピュータ200の制御に
よって、標準的には、洗い工程→すすぎ工程→脱水工程
→乾燥工程からからなる洗濯コースが逐次実行される一
方、各工程を選択的に行うことも可能となっている。前
記すすぎ工程では、例えば、第１の脱水動作→第１のす
すぎ動作→第２の脱水動作→第２のすすぎ動作…の如く
構成され、脱水動作及びすすぎ動作を複数回繰り返すよ
うになっている。前記脱水工程では前述の如き脱水動作
を行うようになっている。また、前記すすぎ工程又は脱
水工程での脱水動作中には、後述する如き方法によって
ドラム３の負荷量を検出するようになっている。

このような洗濯機は次に説明する如き操作を行うこと
によって運転される。

電源の投入後、前記キーボード111において、標準コ
ーススタートキー115bを操作する（押す）と、各LED
に、標準洗濯コースの情報（各工程の設定時間及び動作
回数等の標準設定情報）を表す表示がなされ、標準洗濯
コースの運転が開始される。また、標準洗濯コース以外
の運転を行う場合は、まず、前記水温設定キー111a,洗
い時間設定キー111b,すすぎ回数設定キー111c,脱水力設
定キー111d,ヒータ出力設定キー111e,洗濯コース設定キ
ー113a及び乾燥コース設定キー113bを操作して実行させ
るべき工程を選択し、選択した工程の設定時間及び動作
回数等の設定を行う。そして、お好みコーススタートキ
ー115aを押すと、選択された工程のみが順次実行され
る。

運転が開始されると、洗い工程においては、まず、設
定水位まで外槽２内に給水を行うと同時に湯沸かし用ヒ
ータ27に通電し、水温設定キー111aの操作によって設定
された設定水温まで洗濯水を加熱する。次に、モータ75
を例えば９秒オン−３秒オフの動作周期で往復回動さ
せ、設定時間内これを繰り返す。これによりドラム３が
往復回動し、ドラム３内では衣類がバッフル31a,31b,31
cにかき上げられては落下する所謂たたき洗いが行われ
る。さらに前述の如きモータ75のオフと同時に例えば２
秒間、モータ75に直流制動を働かせる。これによりドラ
ム３が急激に停止するので、その反動で衣類がドラム３
内壁にたたきつけられて洗浄が行われる。

また、すすぎ工程中のすすぎ動作においては、洗い工
程と同様なモータ75の制御が行われ、すすぎが実行され
る。

前記すすぎ工程及び脱水工程では、脱水動作が行われ
るが、排水によって外槽２の水位が、予め定められた脱
水のためのドラム３の回転が可能となる低設定水位を表
すリセット水位となると、モータ75の回転数が後述する
如き制御によって上昇させられ、ドラム３が高速で一方
向回転させられる。これによりドラム３内の衣類が遠心
力で脱水される。

前記乾燥工程ではドラム３が例えば15秒オン−１秒オ
フの動作周期で規定時間内、往復回動させられると共
に、乾燥用ヒータ４に通電がなされ、送風ファン22及び
前記軸流ファンによる送風によって温風がドラム３内に
送給され、ドラム３内の衣類が乾燥させられる。

このように構成された洗濯機においては、前記すすぎ
工程又は脱水工程での脱水動作中にドラム３の負荷量が
検出される。

次に、前記ドラム３の負荷量の検出方法について説明
する。モータ75はインバータ駆動回路110の出力周波数
に応じてその回転数を増減させるが、以下に説明する負
荷量の検出方法ではこのようなインバータ駆動のモータ
75の特徴を活かしてすすぎ工程又は脱水工程における脱
水動作において負荷量を検出する。

第７図は本願の第１発明及び第３発明における負荷量
の検出手順を示すフローチャートである。

この場合の負荷量検出はすすぎ工程又は脱水工程での
脱水動作におけるドラム３の加速中に行われる。脱水動
作において洗濯槽を加速させる場合、洗濯槽の実際の回
転数の増加は、洗濯槽の負荷量が多くなるに従ってその
負荷量の影響で、モータの駆動周波数に対応する基準回
転数の増加よりも遅れる特性があり、洗濯槽の加速中は
前記負荷量が大きくなるに従って洗濯槽の実際の回転数
と前記基準回転数との差が大きくなる。このような特性
を利用して、負荷量を求める。

まず、脱水動作が開始されると、計時を開始し（ステ
ップ101）、１秒が経過したか否かを判別する（ステッ
プ102）。

ステップ102において１秒の経過が判別された場合に
はインバータ駆動回路110の出力周波数を5Hz上昇させる
（ステップ103）。即ちステップ102及びステップ103で
は、１秒毎に前記出力周波数を5Hz上昇させる制御を行
っている。

次に、出力周波数が50Hzであるか否かを判別する（ス
テップS104）。

ステップ104において出力周波数が50Hzであると判別
された場合は、リードスイッチ78の出力信号に基づいて
前述の如き方法で、その時点でのドラム３の回転数を検
出し、その検出結果を第１回転数メモリに記憶させ（ス
テップ105）、ステップ102に戻る。一方、ステップ104
において出力周波数が50Hzでないと判別された場合は、
出力周波数が100Hzであるか否かを判別する（ステップ1
06）。

ステップ106において出力周波数が100Hzであると判別
された場合は、リードスイッチ78の出力信号に基づいて
前述の如き方法で、その時点でのドラム３の回転数を検
出し、その検出結果を第２回転数メモリに記憶させ（ス
テップ107）、ステップ102に戻る。一方、ステップ106
において出力周波数が100Hzでないと判別された場合
は、出力周波数が150Hzであるか否かを判別する（ステ
ップ108）。

ステップ108において出力周波数が150Hzでないと判別
された場合は、ステップ102に戻る。一方、ステップ108
において出力周波数が150Hzであると判別された場合
は、リードスイッチ78の出力信号に基づいて前述の如き
方法で、その時点でのドラム３の回転数を検出し、その
検出結果を第３回転数メモリに記憶させる（ステップ10
9）。

第３回転数メモリにドラム３の回転数の検出結果が記
憶されると、第１回転数メモリ，第２回転数メモリ及び
第３回転数メモリに記憶されたドラム３の回転数の検出
結果に基づいて負荷量を求める（ステップ110）。

次に、ステップ110での負荷量の算出方法について説
明する。第８図は各出力周波数（50Hz,100Hz,150Hz）に
ドラム３の滑りと負荷量との関係を示すグラフであり、
縦軸に滑り、横軸に負荷量を夫々とり、これらの関係を
出力周波数が50Hzの場合は実線、出力周波数が100Hzの
場合は破線、出力周波数が150Hzの場合は一点鎖線にて
示してある。

第８図から明らかな如く、出力周波数において滑りと
負荷量との関係は、負荷量が増加すると、滑りが一様に
増加するようになっている。このため、各出力周波数に
おける滑りと負荷量との関係の関数を予め記憶させてお
く。そして、出力周波数に対応するドラム３の基準回転
数n_Oと、第１回転数メモリ，第２回転数メモリ及び第３
回転数メモリに記憶されたドラム３の回転数n_Rとから下
記（１）式を用いて滑りを求める。

滑り（％）＝n_O−n_R／n_O×100 …（１） 求められた滑りから前記関数を用いて各出力周波数毎
に、負荷量を求める。そして、求められた負荷量の平均
値を算出し、この平均値をドラム３の負荷量として決定
し、決定された負荷量を記憶させる。

第９図は本願の第２発明及び第４発明における負荷量
の検出手順を示すフローチャートである。この場合の負
荷量検出はすすぎ工程又は脱水工程での脱水動作におけ
るドラム３を停止させるための減速中に行われる。脱水
動作において洗濯槽を減速させる場合、洗濯槽の慣性力
によってモータが発電するが、洗濯槽の負荷量が多くな
るに従って前記慣性力は大となり、モータの発電電圧は
大となる特性がある。このような特性を利用して、負荷
量を求める。なお、このフローチャートでは脱水動作に
おいて800rpmでドラム３を回転させている場合について
説明する。

まず、脱水設定時間が終了したか否かを判別する（ス
テップ201）。

脱水設定時間が終了したと判別された場合は、ドラム
３の回転数を５秒間で800rpmから600rpmに減速させ（ス
テップ202）、この減速中のドラム３の発電電圧をイン
バータ駆動回路110で検出してその検出結果を第１電圧
メモリに記憶させる（ステップ203）。

ドラム３の回転数が600rpmとなると、この600rpmを15
秒間保持させる（ステップ204）。

その後、ドラム３の回転数を５秒間で600rpmから400r
pmに減速させ（ステップ205）、この減速中のドラム３
の発電電圧をインバータ駆動回路110で検出してその検
出結果を第２電圧メモリに記憶させる（ステップ20
6）。

ドラム３の回転数が400rpmとなると、この400rpmを15
秒間保持させる（ステップ207）。

その後、ドラム３の回転数を５秒間で400rpmから200r
pmに減速させ（ステップ208）、この減速中のドラム３
の発電電圧をインバータ駆動回路110で検出してその検
出結果を第３電圧メモリに記憶させる（ステップ20
9）。

即ち、ドラム３の減速を３つの減速区間に分けて行
い、夫々の減速区間でドラム３の発電電圧を検出する。

そして、200rpmからドラム３の回転数を減速させてド
ラム３を停止させ（ステップ210）、第１電圧メモリ，
第２電圧メモリ及び第３電圧メモリに記憶された発電電
圧の検出結果に基づいて負荷量を求める（ステップ21
1）。

ステップ211での負荷量の算出方法について説明す
る。第10図は各減速区間における発電電圧と負荷量との
関係を示すグラフであり、縦軸に発電電圧、横軸に負荷
量を夫々とり、これらの関係を800rpmから600rpmに減速
させる場合は実線、600rpmから400rpmに減速させる場合
は破線、400rpmから200rpmに減速させる場合は一点鎖線
にて示してある。

第10図から明らかな如く、各減速区間において発電電
圧と負荷量とは比例関係にあり、負荷量が増加すると、
その慣性力が増加するので発電電圧が増加するようにな
っている。このため、各減速区間における発電電圧と負
荷量との関係の関数を予め記憶させておき、この関数を
用いて各減速区間毎に発電電圧から負荷量を求める。そ
して、求められた負荷量の平均値を算出し、この平均値
をドラム３の負荷量として決定し、決定された負荷量を
記憶させる。

前述の如く決定された負荷量はそれより後に行われる
制御において動作時間又は動作量の調節のためのパラメ
ータとして用いられる。例えば、すすぎ工程では負荷量
が増加するに従って脱水動作の脱水時間を規定時間より
も長くさせると共にすすぎ時間を規定時間よりも長くさ
せる制御を行う。また、脱水工程では負荷量が増加する
に従って脱水時間を規定時間よりも長くさせる制御を行
い、乾燥工程では負荷量が増加するに従って乾燥時間を
長くさせる制御を行う。

なお、本実施例では、本願の第１発明及び第３発明に
おける負荷量の検出において、インバータ駆動のモータ
75の特徴を利用してドラム３の回転数の検出は３つの出
力周波数において検出したが、これに限らず、３つ以外
の複数の出力周波数において、ドラム３の回転数の検出
を行っても良く、同様に、本願の第２発明における負荷
量の検出において、ドラム３の回転数を３段階で減速さ
せたが、これに限らず、３段階以外の複数段階の減速を
行っても良い。

また、本実施例では、本願の第１発明及び第３発明に
おける負荷量の検出において、各出力周波数で検出され
たドラム３の回転数に関連して得られる複数の負荷量及
び本願の第２発明及び第４発明における負荷量の検出に
おいて、各減速区間で検出された発電電圧に基づいて得
られる複数の負荷量は、これらの平均値を算出してこの
算出結果を最終的な負荷量として決定したが、これに限
らず、経験的に得られる各出力周波数での負荷量の検出
精度又は各減速区間での負荷量の検出精度に基づいて各
出力周波数又は各減速区間で得られる負荷量に夫々重み
付けを行う荷重平均法等、その他の数学的及び統計学的
な手法を用いて最終的な負荷量を決定しても良い。

〔効果〕

以上詳述した如く本願の第１発明及び第３発明に係る
洗濯機においては、脱水動作における洗濯槽の加速中に
検出された洗濯槽の回転数とそのときの駆動周波数とに
基づく複数時点の負荷量の平均値を算出するので、より
検出精度を向上させることができるようになる。

また、本願の第２発明及び第４発明に係る洗濯機にお
いては、脱水動作での洗濯槽の減速中におけるモータの
発電電圧を検出し、この発電電圧の検出結果に基づいて
負荷量が求められるので、負荷量を正確に検出すること
ができる。即ち、脱水動作の減速中は洗濯物に加わる遠
心力が減少していくので、遠心力によって洗濯物から排
出される水分も少なく、水分が減少することによる負荷
量の変動が少なくなる。従って、この負荷量変動が少な
くなる脱水の減速中に負荷量を検出することで検出中に
重量の変化が起こりにくく、検出精度が不正確になるこ
とを防ぐことができる。

更に、脱水動作の減速中は、洗濯物が洗濯槽の内壁に
均一に張り付いているので、洗濯槽の回転ぶれが少なく
なり、このことからも負荷量の検出精度を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る洗濯機の模式的斜視図、 第２図はその外槽の外側を正面視した縦断面図、 第３図はそのドラムの内側を正面視した縦断面図、 第４図はそのドラムの内側を側面視した縦断面図、 第５図は操作部のキーボードの平面図、第６図は洗濯機
の制御系の構成を示す模式的ブロック図、 第７図は本願の第１発明における負荷量の検出手順を示
すフローチャート、第８図は各出力周波数におけるドラ
ムの滑りと負荷量との関係を示すグラフ、第９図は本願
の第２発明における負荷量の検出手順を示すフローチャ
ート、第10図は各減速区間における発電電圧と負荷量と
の関係を示すグラフである。 ２……外槽、３……ドラム、78……リードスイッチ、10
0……第１マイクロコンピュータ、110……インバータ駆
動回路、200……第２マイクロコンピュータ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外槽と、その内部にて回転する洗濯槽と、
   該洗濯槽を回転駆動させるインバータ駆動のモータとを
   備え、洗い工程と、脱水動作，すすぎ動作を順次行うす
   すぎ工程と、脱水動作を行う脱水工程とを順次実行させ
   る洗濯機において、 前記すすぎ工程における脱水動作での前記洗濯槽の加速
   時の回転数を検出する手段と、 特定の駆動周波数で駆動された前記洗濯槽の回転数の検
   出結果と、その駆動周波数に対応する洗濯槽の基準回転
   数とに基づいて前記洗濯槽の負荷量を算出する手段と、 該負荷量算出手段によって前記洗濯槽の加速時における
   複数時点の負荷量を算出すると共に、これら複数時点の
   負荷量の平均値を算出する手段とを有し、 算出された負荷量にてその後に行われる動作を制御する
   ことを特徴とする洗濯機。
2. 【請求項２】外槽と、その内部にて回転する洗濯槽と、
   該洗濯槽を回転駆動させるモータとを備え、洗い工程
   と、脱水動作，すすぎ動作を順次行うすすぎ工程と、脱
   水動作を行う脱水工程とを順次実行させる洗濯機におい
   て、 前記すすぎ工程における脱水動作での前記洗濯槽の減速
   時における前記モータの発電電圧を検出し、この発電電
   圧の検出結果に基づいて負荷量を求める手段を有し、 求められた負荷量によりその後に行われる動作を制御す
   ることを特徴とする洗濯機。
3. 【請求項３】外槽と、その内部にて回転する洗濯槽と、
   該洗濯槽を回転駆動させるインバータ駆動のモータとを
   備え、洗い工程と、脱水動作，すすぎ動作を順次行うす
   すぎ工程と、脱水動作を行う脱水工程と、乾燥工程とを
   順次実行させる洗濯機において、 前記脱水工程における脱水動作での前記洗濯槽の加速時
   の回転数を検出する手段と、 特定の駆動周波数で駆動された前記洗濯槽の回転数の検
   出結果と、その駆動周波数に対応する洗濯槽の基準回転
   数とに基づいて前記洗濯槽の負荷量を算出する手段と、 該負荷量算出手段によって前記洗濯槽の加速時における
   複数時点の負荷量を算出すると共に、これら複数時点の
   負荷量の平均値を算出する手段とを有し、 算出された負荷量にてその後に行われる動作を制御する
   ことを特徴とする洗濯機。
4. 【請求項４】外槽と、その内部にて回転する洗濯槽と、
   該洗濯槽を回転駆動させるモータとを備え、洗い工程
   と、脱水動作，すすぎ動作を順次行うすすぎ工程と、脱
   水動作を行う脱水工程と、乾燥工程とを順次実行させる
   洗濯機において、 前記脱水工程における脱水動作での前記洗濯槽の減速時
   における前記モータの発電電圧を検出し、この発電電圧
   の検出結果に基づいて負荷量を求める手段を有し、 求められた負荷量によりその後に行われる動作を制御す
   ることを特徴とする洗濯機。