JP2914095B2

JP2914095B2 - 全自動洗濯機の脱水制御装置

Info

Publication number: JP2914095B2
Application number: JP5143282A
Authority: JP
Inventors: 裕之山本; 功桧山; 俊一石川; 恭一菅野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1999-06-28
Anticipated expiration: 2014-06-28
Also published as: JPH07679A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全自動洗濯機の脱水起
動の状況を検知し、それ以降の脱水運転を制御するもの
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、脱水により衣類内の水分を脱水し
た時、水分に含まれる洗剤分により、洗濯槽と外槽間の
発泡という泡立ち現象の発生や、洗濯時の衣類の片寄り
により、脱水時の振動が増大し、正常な脱水が出来ない
場合にも、脱水は通常どうり強制的に行われるため、モ
ータが過熱し発煙するという欠点があった。

【０００３】また、この発泡現象や振動の増大により、
モータに過大な負荷が加わり、通常の脱水定常回転に達
せず、衣類内の水分を完全に脱水出来ないという欠点が
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明に課せられた課
題は、脱水の状況を把握し、異常状態の脱水を検知する
手法が必要となる。

【０００５】この異常な脱水を、センサで検知し、脱水
制御をすることにより、モータの過負荷を防止でき、
又、良好な脱水性能が得られる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、外枠に内置さ
れる外槽と、この外槽内に回転自在に置かれる洗濯兼脱
水槽と、この洗濯兼脱水槽の内底に回転自在に置かれる
撹拌翼と、この撹拌翼および洗濯兼脱水槽を回転駆動す
るモータと、このモータのコイル両端子間に接続される
コンデンサーと、モータの通電を止めた後のモータが慣
性回転している際に前記コンデンサーの両端間に生じる
逆起電圧を検知して回転数を検知する回転数検知手段
と、前記洗濯兼脱水槽に水を供給する給水弁と、洗濯兼
脱水槽内の水を排水する排水弁と、洗濯兼脱水槽内に溜
る洗濯水の水位を検知する水位センサーと、前記モータ
の運転，給水弁の（開・閉）ないし排水弁の（開・閉）
を制御する制御部とを備える全自動洗濯機の制御装置に
おいて、脱水運転に際して前記回転数検知手段で、逆起
電圧のセンシングパルス間隔（Δｔ）を計測して脱水回
転速度を検知し、計測した脱水回転速度が規定値以下の
ときはモータの回転を止め、給水弁を開いて水位センサ
ーで上昇水位を見ながら規定の低水位まで給水し、洗濯
・すすぎの正逆転する反転時限より短い反転時限で撹拌
翼を回転駆動した後に排水弁を開いて排水してから再度
脱水運転を再開することを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】脱水運転オフ時のコンデンサ端子間電圧の変化
による、モータの回転数検知により、脱水状態の監視を
行うことは、発泡によるモータの過熱・発煙，すすぎ・
脱水不足，布の片寄りによる振動・騒音の増加などの顧
客クレームの防止が図れる。

【０００８】

【実施例】本発明を実施例図に基づいて説明する。図１
は、本発明を採用する全自動洗濯機の縦断面図であり、
以下、動作を、順次、説明する。全自動洗濯機は、外枠
１の内側に４本の吊り棒５により、外槽２が、外枠１の
上部の４隅にあるコーナプレート２１より支持されてい
る。吊り棒５には、洗濯及び脱水時、振動を吸収する押
しばね４を介在してある。洗濯する場合、蓋１８を開
け、衣類を洗濯槽３内へ投入し、制御部１９の指令によ
り、給水後、モータ２０を正逆回転させる。モータ２０
の回転は、Ｖベルト１６を介在し、モータプーリ１７よ
り、クラッチ１４にあるクラッチプーリ１５へ回転を伝
達する。伝達された回転は、クラッチ１４の操作によ
り、洗濯時は、洗濯槽３の中央部に位置している衣類を
動かす撹拌翼７を回転させ洗濯する。

【０００９】排水時は、制御部１９の指令によりモータ
２０を休止させ、排水弁１２を開けて、洗濯槽３内の洗
濯又はすすぎ液を排水ホース１３より機外へ排出するも
のである。排水後、脱水行程へ自動進行するが、脱水は
衣類の状態により、外槽２が大きく振れるため、外槽２
の振れを防止するために、洗濯槽３の上部に、バランサ
６を設け、脱水による外槽２の振れを防止する。

【００１０】脱水は、モータ２０の回転を洗濯時と同様
にＶベルト１６を介して、クラッチ１４へ回転を伝達
し、クラッチ１４の制御により、洗濯槽３を高速で回転
させ、遠心力により衣類内の水分を洗濯槽３に設けてあ
る脱水孔３ａから外槽２へ脱水する。脱水された洗濯水
は、排水弁１２より、排水ホース１３から、機外へ排出
される。

【００１１】図２は、図１で説明した制御部１９の詳細
な説明図である。マイコン３４は、タイマ３３と中央処
理装置３２及び、メモリ３１，入力ポート２９，出力ポ
ート３０から構成されている。これらの、マイコン３４
の処理は、中央処理装置３２とタイマ３３、及びメモリ
３１をデータバスにより、やり取りをし、制御している
ものである。これらの動作制御は、基本的には、周知の
如く、タイマ３３，中央処理装置３２，メモリ３１，入
力ポート２９，出力ポート３０から成り立っており、洗
濯時の制御指令は、中央処理装置３２で行うが、中央処
理装置３２には、演算部や、制御部があり、システムの
中心と成るものである。中央処理装置３２は基本的に
は、命令の取り出しと解読，実行指令であるが、具体的
には算術及び論理演算，メモリ３１の指定アドレスの内
容の読み出しと書き込み制御，入出力装置への指定アド
レスへの入出力制御やプログラムの流れの制御を行う。

【００１２】メモリ３１は、プログラムとデータを記憶
するもので、読みだしと書き込みの両機能をもつＲＡＭ
と読みだし機能だけをもつＲＯＭの２種類をそなえてお
り、ＲＡＭは、データを記憶させたり、プログラムを組
むうえでの作業エリアとして用い、ＲＯＭは、決まった
プログラムや固定データを入れ、いつでも同じ処理をす
る場合に使用する。

【００１３】入力ポート２９と出力ポート３０は、中央
処理装置３２と入力装置，出力装置のあいだで、データ
の受け渡しを行う場合の仲介をする回路で、一般的に
は、Ｉ／Ｏポートと呼んでいる。

【００１４】Ｉ／Ｏポートの入力側には、全自動洗濯機
からの電気的指令が入力される。これは主に、電源スイ
ッチ２３，水位センサ２２，蓋スイッチ２４，プログラ
ム選択スイッチ２５，スタート・ストップスイッチ２６
が接続されている。又、出力側には、洗濯・脱水用モー
タ２０，給水弁１０，排水弁１２，クラッチソレノイド
２７，報知器２８等が接続されており、中央処理装置３
２の指令により、Ｉ／Ｏポートの介在で洗濯機が制御さ
れ、一連の洗濯動作をするものである。従って洗濯機
は、カムスイッチより成る機械的制御と同様に制御され
る。

【００１５】以上、図２を基に、マイコン制御による全
自動洗濯機の制御を記述したが、これらのマイコン制御
による動作を、図３の工程ブロック図を基に、さらに具
体的に説明する。

【００１６】洗濯機は、電源スイッチ２３を押し、プロ
グラム選択スイッチ２５で、例えば、標準的な洗濯コー
スを選択し、スタート・ストップスイッチ２６を押すこ
とにより、給水ホース１１から給水弁１０を介在し、洗
濯槽３の中に給水される。洗濯水が規定量、洗濯槽３内
に入ったことを、水位センサ２２からの情報により、中
央処理装置３２で判断し、規定の洗濯動作を開始する。
洗濯動作が規定時間終了した後、排水弁１２により、排
水ホース１３より機外へ排出する。その後、脱水を行
い衣類内の水分を遠心力により、脱水孔３ａから脱水し
た後、すすぎ用の給水をし、すすぎを行う。この様な
一連の洗濯作業を、マイコンにより行い洗濯する。

【００１７】次に洗濯する布の量を計測する布量センサ
の原理を、図４を基に説明する。

【００１８】布の量は、洗濯槽３の中に適当な洗濯衣類
を投入し、電源スイッチ２３を押し、スタート・ストッ
プスイッチ２６を押すことにより、モータ２０が運転す
る。モータ２０の運転は、マイコン３４の指令よりトラ
イアック３６ａと３６ｂのゲートに、必要に応じ交互に
信号を送ることにより、モータ２０が正逆回転する。モ
ータ２０の正逆回転から、図１に示す回転伝達方式で、
洗濯槽３の中の中央部に位置している撹拌翼７を正逆転
させ、洗濯衣類を撹拌翼７により動かす。洗濯衣類が多
い場合と少ない場合により、撹拌翼７に加わる抵抗が変
化し、この変化度合をコンデンサ３９の逆起電力により
検知する。

【００１９】これらの一連の変化度合を、図４と図５を
基に説明する。図４，図５において、モータ２０がマイ
コン３４の指令により、トライアック３６ａにオフ指令
の信号を出したとき、図４に示すトライアック３６ａ
は、図５のトライアックオフ信号４３の様になる。この
とき、コンデンサ３９の端子間電圧は、図５のトライア
ックオフ信号４３から減衰してくる。コンデンサ３９の
減衰電圧を、ホト・トライアックカプラ３７により矩形
波とし、インバータ４０で、矩形波を反転させ、その信
号をマイコン３４へ送る。これらの情報のマイコン３４
とのやり取りは、図２に示す布量センサ３５に示す状態
で行われる。

【００２０】図４のホト・トライアックカプラ３７及
び、インバータ４０で矩形波になった信号は、図５のセ
ンシングパルス４５の様な状態となり、マイコン３４の
入力ポートへ入り、マイコン３４の中央処理装置３２内
で処理される。ここで、布量が多いか、少ないかの判断
は、モータ２０の正逆回転により、撹拌翼７に加わる布
の抵抗から、図５に示すセンシングパルス４５のΔｔが
変化することにより計測する。この変化量の実験結果を
図６を基に説明する。負荷量に比例して、センシングパ
ルス４５のΔｔが長くなることが判る。この状態を利用
し、センシングパルス４５が、マイコン３４へ取り込ま
れたとき、マイコン３４は、センシングパルス４５のΔ
ｔを計測し、Δｔの長さに対応して、洗濯衣類の多い少
ないという判断をする。この判断に従い、マイコン３４
は、次に、洗濯水位を、少水位か又は中，高、等設定さ
れているいずれかの水位を選択し決定して、給水弁１０
より洗濯槽３内へ水を供給する。

【００２１】水の供給量は、あらかじめマイコン３４
で、布の量に対応した水位まで供給するが、マイコン３
４で設定した水位を検知するのが、水位センサ２２であ
る。

【００２２】マイコン３４は、図２に示す様に、給水弁
１０より水を供給させながら、水位センサ２２で、布量
で決定した水位になったかを常に監視続け、水位センサ
２２からの信号が、マイコン３４で決定した信号と同じ
となった場合、給水弁１０を停止し、洗濯行程へ移行し
て洗濯する。

【００２３】図７と図８は本発明のフローチャートであ
る。このフローチャートを基に説明する。脱水時のモー
タ２０をオフしたときのコンデンサ３９の逆起電力の計
算方法は、前述の布量センシングと同じ計測をする。こ
の計測手法を活用し、脱水時、脱水開始よりモータ２０
を間欠的にオン−オフする、間欠脱水起動を行う。

【００２４】ここで、モータ２０のオフ直後に、マイコ
ン３４内のタイマ３３の計測時間が、回転数検知時間と
等しくなった場合、コンデンサ３９の逆起電力の計測と
処理を行う、図８の脱水状態処理へ移行する。

【００２５】図８の脱水状態処理について説明する。タ
イマ３３の計測時間と回転数検知時間とが等しくなった
ことにより、中央処理装置３２はセンシングパルス４５
のΔｔとＲＯＭに書き込まれている規定値とを比較し、
Δｔが規定値以上であったならば、脱水状態は異常であ
ると判断し、それ以外の場合は、脱水状態は正常に行わ
れていると判断し、何もしないで、脱水状態処理を終了
し次の脱水運転を行う。脱水状態を異常と判断した場合
は、中央処理装置３２は排水弁１２を閉じ、給水弁１０
を開いて、規定水位まで水を供給し、その後、モータ２
０を正逆回転させ、規定時間に達するまで撹拌を行い、
洗濯槽３内の衣類の状態を整えた後、排水弁１２を開い
て水を機外へ排出し、再度、脱水運転の初めから行う。
脱水状態を正常と判断し、何もしないで脱水状態処理を
終了した場合、中央処理装置３２は、タイマ３３の計測
時間が、間欠脱水オフ時間と等しくなることを確認し、
連続脱水へと進む。

【００２６】連続脱水とは、モータ２０をタイマ３３が
連続脱水時間に達するまで、連続的に通電を行うことで
ある。ここで、タイマ３３が回転数検知時間となった場
合、モータ２０をオフし、前述の脱水状態処理を行う。
脱水状態処理において、脱水を正常と判断し、何もせず
戻ってきた場合、直ちに、モータ２０をオンし、連続脱
水処理を規定時間まで繰り返す。この規定時間内で、タ
イマ３３の計算時間が、回転数検知時間と等しくなった
時は、その都度、脱水状態処理を繰り返す。

【００２７】図９に、モータ２０の回転数とコンデンサ
３９の逆起電力のセンシングパルス４５との関係を示
し、図１０に、脱水正常状態における回転数変化と、回
転検知タイミング、図１１に、脱水異常状態における回
転数変化と、回転検知タイミングを示す。

【００２８】以上、モータ２０のオフ時のセンシングパ
ルス４５による、脱水状態監視により、脱水状態の異常
は解消され、良好な脱水性能を得ることが可能となっ
た。

【００２９】今回記述した実施例は、脱水運転オフ時の
コンデンサ３９の端子間電圧の逆起電力の変化により、
モータ２０の回転数を間接的に求め、脱水運転状態を得
るものであるが、これ以外にも、電流により回転数を求
める方式や、エンコーダ等の回転数を直接的に取得する
方式でも、同様の効果が得られる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば脱水運転オフ時のコンデ
ンサ端子間電圧の変化による、モータの回転数検知によ
り、発泡によるモータの過熱・発煙，すすぎ・脱水不
足，布の片寄りによる振動・騒音の増加と言った顧客ク
レームの防止が図れ、良好な脱水性能を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による全自動洗濯機の縦断面
図。

【図２】全自動洗濯機のマイコン制御のブロック図。

【図３】全自動洗濯機の全自動標準コースのブロック
図。

【図４】布量センシング回路図。

【図５】布量センシングパルス図。

【図６】洗濯負荷量とセンシングパルスΔｔの実験結果
の説明図。

【図７】本発明の一実施例による脱水運転のフローチャ
ート。

【図８】本発明の一実施例による脱水状態のフローチャ
ート。

【図９】モータ回転数とセンシングパルスΔｔの実験結
果の説明図。

【図１０】正常脱水運転時の回転数変化と回転数検知の
タイミングチャート。

【図１１】異常脱水運転時の回転数変化と回転数検知の
タイミングチャート。

【符号の説明】

２…外槽、３…洗濯槽、１０…給水弁、１２…排水弁、
２０…モータ、３４…布量センサ、３９…コンデンサ、
４５…センシングパルス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川俊一茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所リビング機器事業部内 (72)発明者菅野恭一茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所リビング機器事業部内 (56)参考文献特開平５−103895（ＪＰ，Ａ) 特開平４−8395（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D06F 33/02 D06F 49/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外枠に内置される外槽と、この外槽内に回
転自在に置かれる洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽の
内底に回転自在に置かれる撹拌翼と、この撹拌翼および
洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、このモータのコ
イル両端子間に接続されるコンデンサーと、モータの通
電を止めた後のモータが慣性回転している際に前記コン
デンサーの両端間に生じる逆起電圧を検知して回転数を
検知する回転数検知手段と、前記洗濯兼脱水槽に水を供
給する給水弁と、洗濯兼脱水槽内の水を排水する排水弁
と、洗濯兼脱水槽内に溜る洗濯水の水位を検知する水位
センサーと、前記モータの運転，給水弁の（開・閉）な
いし排水弁の（開・閉）を制御する制御部とを備える全
自動洗濯機の脱水制御装置において、脱水運転に際して前記回転数検知手段で、逆起電圧のセ
ンシングパルス間隔（Δｔ）を計測して脱水回転速度を
検知し、計測した脱水回転速度が規定値以下のときはモ
ータの回転を止め、給水弁を開いて水位センサーで上昇
水位を見ながら規定の低水位まで給水し、洗濯・すすぎ
の正逆転する反転時限より短い反転時限で撹拌翼を回転
披動した後に排水弁を開いて排水してから再度脱水運転
を再開することを特徴とする全自動洗濯機の脱水制御装
置。
【請求項２】請求項１に記載しているものにおいて、計
測される脱水回転速度が所定規定値に達したら通常の連
続する脱水運転にすることを特徴とする全自動洗濯機の
脱水制御装置。