JP2947655B2

JP2947655B2 - 洗濯機の異常振動検出装置

Info

Publication number: JP2947655B2
Application number: JP3314337A
Authority: JP
Inventors: 潔岡崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-11-28
Filing date: 1991-11-28
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JPH05146580A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱水槽の異常な縦振動
成分も検出し得るようにした洗濯機の異常振動検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図７に示すように、例えば脱
水兼用洗濯機では、洗いモータを兼用する脱水モータ１
によって、洗い槽と脱水槽とを兼用する回転槽２を回転
駆動するようにしている。そして、脱水時に回転槽２が
アンバランス回転した場合には脱水運転を停止すべく、
このアンバランス回転すなわち異常揺動を検出するよう
にしている。

【０００３】すなわち、回転槽２がアンバランス回転を
来すと、この回転槽２と共に水受槽３が異常揺動するこ
とから、この水受槽３の異常揺動を検知レバー４にて検
出し、この検知レバー４に応動する検出スイッチ５によ
って脱水運転を停止するようにしている。上記検知レバ
ー４は水受槽３が異常に揺動したときに相対的にこの水
受槽３と当接して動作する構成であり、いわば機械的に
水受槽３従って回転槽２の異常揺動を検出するようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、回転槽２が
回転される脱水時においては、回転槽２が異常揺動つま
り横方向へ振動するばかりでなく、回転槽２が上下方向
つまり縦方向へ振動することも多い。この結果、回転槽
２は横方向の振動成分と縦方向の振動成分が合成された
モードで異常振動することが多い。

【０００５】しかして、上記縦方向を中心とした振動が
発生した場合、回転槽２の回転速度がなかなか上がら
ず、脱水がすすまないまま運転が継続されてしまうおそ
れがある。この場合、従来の洗濯機が備えている異常揺
動検出手段（検知レバー４および検出スイッチ５）は、
主に横振動成分のうちの異常横振動成分を検出するため
のものであり、上述した縦振動は検出しにくいというの
が実情であった。

【０００６】また、回転槽２の縦方向の動きを専用に検
出する手段を設けることも考えられるが、縦振動の大き
さが軽微で、つまり上下微動の縦振動であるため、回転
槽２の実際の上下動には顕著にあらわれることは少な
く、従って、回転槽２の実際の動きをもって異常縦振動
を検出することは困難である。

【０００７】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、従ってその目的は、脱水槽の異常な縦振動が発
生してもこれを確実に検出でき、もって脱水効率の向上
に寄与でき、さらには、異常振動の有無を早い時期に検
出することが可能となる洗濯機の異常振動検出装置を提
供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の洗濯機の異常振
動検出装置は、脱水モータによって駆動される脱水槽の
動きを検出して異常振動を検出する第１の異常振動検出
手段と、前記脱水モータの回転速度を検出する回転速度
検出手段と、前記脱水槽の異常振動のうちの軽微異常振
動発生状況に示される回転速度変化特性を判定基準線と
しこの判定基準線上に求められる回転速度上昇率基準値
に基づいて異常振動を検出する第２の異常振動検出手段
とを備え、前記両異常振動検出手段のいずれかにより前
記脱水槽の異常振動が検出されたときに異常振動発生と
判定するようにしたものである。

【０００９】

【作用】第１の異常振動検出手段は、脱水槽の動きを検
出して異常振動を検出するから、従前通り、脱水槽の異
常揺動を検出できる。そして、この第１の異常振動検出
手段で検出ができなかった場合にも、第２の異常振動検
出手段により、脱水モータの回転速度の上昇率に基づい
て検出できるから、従来のように検知レバーのみによる
ものの場合とは異なり異常振動発生を確実に判定でき
る。

【００１０】しかも、第２の異常振動検出手段において
異常振動を検出するについての回転速度判定基準は、脱
水槽の軽微異常振動発生状況に示される回転速度変化特
性を判定基準線としこの判定基準線上に求められる回転
速度上昇基準値をもって、該判定基準とされるから、通
常の振動の異常検出レベルと同レベルで、適正な異常振
動検出を行なうことができる。

【００１１】さらに、第２の異常振動検出手段において
は、脱水モータの回転速度の上昇率をもって異常振動を
検出するから、脱水モータの回転速度を基準速度で判断
して異常振動を検出する場合と違って、異常振動の有無
を早い時期に検出することが可能となる。すなわち、脱
水モータが脱水回転する場合、負荷との関係でその回転
速度上昇率が異なってくるが、その上昇率は脱水回転の
早い時期に知ることが可能である。しかしながら脱水モ
ータの回転速度を基準速度で判断する場合、負荷との関
係で基準速度までの時間に違いはあるとはいうものの、
回転速度がその基準速度に到達するにはやはりある程度
の時間を要する。

【００１２】しかるに本発明手段によれば、あるレベル
に定められる基準速度ではなく、回転速度の上昇率（変
化率）を異常振動検出判定要素としているから、脱水モ
ータの回転速度が基準速度に達する前にこの上昇率を知
ることは可能であり、もって、異常振動の有無を早い時
期に検出することが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１ないし図
６を参照しながら説明する。図６には脱水兼用洗濯機の
構成を示している。外箱１１には弾性吊持機構１２を介
して水受槽１３が弾性支持され、その内部に洗い槽兼脱
水槽である回転槽１４が配設されている。この回転槽１
４の内底部には撹拌体１５が配設されている。

【００１４】前記水受槽１３の外底部には、洗いモータ
と脱水モータとを兼用する洗濯機モータ１６が配設され
ていると共に、機構部１７が配設されている。上記洗濯
機モータ１６はコンデンサ誘導モータから構成されてい
る。また、水受槽１３の底部に形成された排水口１８に
は排水弁１９が設けられており、そして排水口１８に隣
接してエアトラップ２０が形成されている。

【００１５】このエアトラップ２０にはエアチューブ２
１を介して水位センサ２２が接続されている。この水位
センサ２２は外箱１１の上部カバー１１ａ内の後部に設
けられており、さらに、この上部カバー１１ａ内の後部
には給水弁２３および検出スイッチ２４が設けられてい
る。

【００１６】上記検出スイッチ２４は検知レバー２５と
共に第１の異常振動検出手段２６を構成している。すな
わち、検知レバー２５は、斜め形状をなしており、上部
が支点となるようにして横方向（矢印Ａ方向）に回動可
能に設けられている。この検知レバー２５は、通常は、
図６に示すように、垂下した状態にあって、脱水時に回
転槽１４ひいては水受槽１３が異常振動（同図に二点鎖
線で示す位置までの振動）したときに、水受槽１３に相
対的に衝当して矢印Ａ方向へ回動される。その回動に応
動して検出スイッチ２４が作動する。

【００１７】なお、前記機構部１７は、洗い時には洗濯
機モータ１６の回転を減速して撹拌体１５のみに伝達し
てこれを回転させ、また脱水時には洗濯機モータ１６の
回転を撹拌体１５と水受槽１４とに伝達して両者を一体
的に高速回転させるようになっている。

【００１８】次に、図１は電気回路構成を示している。
商用交流電源２７は、整流・平滑回路２８により整流・
平滑され、定電圧回路２９により電子回路用の例えば５
Ｖの直流低電圧電源として出力される。この出力は制御
回路３０等に与えられる。制御回路３０はマイクロコン
ピュータおよび各種Ａ／Ｄ変換器を含んで構成されてい
る。

【００１９】一方、前記商用交流電源２７の両端子間に
は、洗濯機モータ１６がトライアック３１および３２を
介して接続されていると共に、排水弁１９および給水弁
２３がトライアック３３および３４を介して接続されて
いる。そして、洗濯機モータ１６には、これにかかる電
圧とこれに流れる電流との位相差を検出する位相差検出
回路３５が設けられている。この位相差検出回路３５は
制御回路３０のマイクロコンピュータと共に回転速度検
出手段３６を構成している。

【００２０】この位相差検出回路３５について述べる。
変流器３７は洗濯機モータ１６に流れる電流Ｉｍを検出
するようになっており、その検出電流は電圧に変換され
て比較器３８の非反転入力端子（＋）に与えられるよう
になっている。なお、比較器３８の反転入力端子（−）
はアース電位になされている。また、電源電圧Ｖａｃは
分圧されて比較器３９の非反転入力端子（＋）に与えら
れるようになっており、その比較器３９の反転入力端子
（−）はアース電位になされている。

【００２１】比較器３８および３９の出力信号はイクス
クルーシブオア回路４０の入力端子に与えられ、そのイ
クスクルーシブオア回路４０の出力信号は積分回路４１
に与えられ、そして積分回路４１の出力信号は制御回路
３０が備えたＡ／Ｄ変換器（図示せず）の入力端子に与
えられるようになっている。なお、制御回路３０には、
コース選択スイッチおよびスタートスイッチ等を備えた
キー入力部４２からの入力が与えられるようになってお
り、また、表示部４３は制御回路３０からの制御信号に
より各種表示を行なうようになっている。

【００２２】上記位相差検出回路３５における比較器３
８および３９は、図３に示すように、電流Ｉｍおよび電
源電圧Ｖａｃに基づいてパルスＶｖおよびＶｉをそれぞ
れ出力し、これにおいて、イクスクルーシブオア回路４
０は位相差パルスＶθを出力する。そして、積分回路４
１により位相差パルスＶθの平均電圧Ｖθａが出力さ
れ、この平均化された位相差検出電圧Ｖθａは制御回路
３０のＡ／Ｄ変換器でデジタル位相差検出信号とされて
マイクロコンピュータに与えられる。

【００２３】マイクロコンピュータはこの位相差検出信
号に基づいて洗濯機モータ１６の回転速度を検出するよ
うになっている。すなわち、一般的なモータにおける位
相差と回転速度との関係について図２に基づいて述べ
る。モータの位相差θと回転速度との関係は、図２のＮ
−θ曲線に示されている。モータの回転速度が「０」か
ら「Ｎ_２」（トルク最大点）まで変化する間において位
相差θはほとんど変化しないが、この回転速度「Ｎ_２」
を超えると、位相差θの上昇度合いに変化がみられる。

【００２４】従って、この回転速度「Ｎ_２」に対応する
位相差θ_２より大きくてモータが定常回転する回転速度
「Ｎ_３」に対応する位相差θ_３までの間の位相差θをも
ってモータの回転速度を検出することが可能である。な
お、この位相差θの増加度合いは回転速度「Ｎ_１」まで
は比較的緩やかであるが、この回転速度「Ｎ_１」を超え
て上昇すると、比較的急勾配となる。

【００２５】また、図４には、回転槽１４の各回転状況
における回転速度変化特性を示している。特性線Ｑａ
は、回転槽１４がアンバランス回転を来すことなく正常
に回転起動し定常回転までにいたる回転状況における回
転速度変化特性を示し、特性線Ｑｂは、回転槽１４が異
常振動を起こした場合であって（検知レバー２５によっ
て検出し得る異常振動であって）しかもその異常振動の
うちの軽微な異常振動発生状況において示される回転速
度変化特性を示している。

【００２６】また、特性線Ｑｃは回転槽１４がかなりひ
どい異常振動を起こしたときの回転速度変化特性を示し
ている。しかして、上記特性線Ｑｂは、正常状態とひど
い異常振動発生状態との中間的な特性といえる。

【００２７】前記マイクロコンピュータは、第２の異常
振動検出手段として機能するようになっている。すなわ
ち、このマイクロコンピュータは、上述したところの、
軽微な異常振動発生状況において示される回転速度変化
特性線Ｑｂを、異常振動判定のための判定基準線として
利用している。この特性線Ｑｂは、軽微な異常振動発生
状況において示される回転速度変化特性であるから、こ
の特性線Ｑｂよりも上側の領域の回転速度は振動異常で
はなく、下側の領域の回転速度は振動異常である。な
お、この場合、検知レバー２５が動作する回転速度はＮ
_０付近（時間ｔ_０付近）である。そしてこの特性線Ｑｂ
上の比較的早い時期に求められる回転速度上昇率を、第
２の異常振動検出手段による異常振動検出のための回転
速度上昇率基準値β_０として定めている。

【００２８】しかして、マイクロコンピュータは、脱水
モータ１６の回転速度の上昇率が基準時間ｔｋを超えて
この回転速度上昇率基準値β_０に達しないときには異常
振動発生を検出するようになっている。この基準時間ｔ
ｋはほぼ１分に設定されており、前記回転速度Ｎ_１に対
応する時間ｔ_１（これは１分３０秒程度）より短い。ま
た、このマイクロコンピュータは、前記第１の異常振動
検出手段２６が異常振動を検出するか、もしくは、この
マイクロコンピュータ自身の第２の異常振動検出手段が
異常振動を検出したときに、異常振動発生を判定し、そ
してアンバランス修正処理も行なうようになっている。

【００２９】さて、上記構成の作用について、マイクロ
コンピュータの制御内容と共に説明する。

【００３０】図５にはマイクロコンピュータの制御内容
についてのフローチャートを示している。この図５は、
自動運転コースが設定されたときには、洗い行程あるい
はすすぎ行程が終了した後に開始されるものであり、脱
水単独コースが設定されたときには、スタートスイッチ
の操作に基づいて開始されるものである。

【００３１】しかして、まず排水弁１９を開放し（ステ
ップＰ１）、次に、フラグＦを「０」に初期化する（ス
テップＰ２）。このフラグＦは第２の異常振動検出手段
により異常振動検出結果が出たか否か判定するためのも
のであり、「０」は異常振動検出結果がまだ出ていない
ことを示し、「１」は異常振動検出結果が出てその結果
が正常であったことを示す。

【００３２】そして洗濯機モータ１６に通電して回転槽
１４を回転させる（ステップＰ３）。これと同時にタイ
ムカウントを開始する（ステップＰ４）。次いで、検出
スイッチ２４が動作したか否かを判断し（ステップＰ
５）、そして動作しなければ、フラグＦが「０」である
か否かを判断する（ステップＰ６）。この時点ではフラ
グＦが「０」であるので、ステップＰ７に移行する。

【００３３】このステップＰ７では、位相差検出回路３
５ひいては図示しないＡ／Ｄ変換器から与えられる位相
差検出信号に基づいて回転速度（これをＶａとする）を
検出する。そして、Δｔ秒間待機し（ステップＰ８）、
再度、位相差検出信号に基づいて回転速度（これをＶｂ
とする）を検出する（ステップＰ９）。そして、回転速
度上昇率βを算出する（ステップＰ１０）。このβは、
β＝（Ｖｂ−Ｖａ）／Δｔにて求められる。

【００３４】次にこの回転速度上昇率βが回転速度上昇
率基準値β_０以下であるか否かを判断する（ステップＰ
１１）。以下であれば、つまり、回転速度上昇率βがま
だ回転速度上昇率基準値β_０よりも低い場合には、基準
時間ｔｋが経過したか否かを判断する（ステップＰ１
２）。

【００３５】そして、ステップＰ１１において、基準時
間ｔｋが経過する前に回転速度上昇率βが前記回転速度
上昇率基準値β_０を超えると、つまり、脱水回転が異常
振動を来たすことなく正常に立ち上がったことが判断さ
れると、フラグＦを「１」に設定する（ステップＰ１
３）。

【００３６】この後、設定された脱水時間に達するまで
（ステップＰ１４で判断）この脱水運転を実行した後、
洗濯機モータ１６を断電して回転槽１４の回転を停止し
脱水運転を終了する（ステップＰ１５）。

【００３７】ここで、検出スイッチ２４が動作したとき
（ステップ５にて判断）、および上記基準時間ｔｋに達
しても回転速度上昇率βが回転速度上昇率基準値β_０以
下であるとき（ステップＰ１２の「ＹＥＳ」）には、こ
れをもって異常振動発生と判定して、アンバランス修正
処理（ステップＰ１６ないしステップＰ２０）を実行す
る。

【００３８】すなわち、まず、洗濯機モータ１６を断電
して回転槽１４を停止する（ステップＰ１６）と共に、
排水弁１９を閉鎖し（ステップＰ１７）、そして給水弁
２３を開放して設定水位まで給水する（ステップＰ１
８）。次に洗濯機モータ１６に通電して撹拌体１５を一
定時間駆動する（ステップＰ１９）。この撹拌体１５の
駆動により洗濯物が撹拌されてアンバランス状態が解消
される。しかる後、排水弁１９を開放して排水を行ない
（ステップＰ２０）、その後ステップＰ３に移行する。

【００３９】ところで、回転槽１４内に収容された洗濯
物のアンバランスな配置状況によっては、回転槽１４の
横振動成分が大きい場合、あるいは縦振動成分が大きい
場合が考えられる。今、横振動成分が大きい場合、これ
は主として検知レバー２５および検出スイッチ２４によ
って検知される。

【００４０】一方、回転槽１４の縦振動成分が比較的大
きいような場合には、その異常状況は検知レバー２５に
よってはなかなか検知されないことがある。しかしなが
ら、本実施例によれば、第２の異常振動検出手段によっ
て、基準時間ｔｋを経過しても回転速度上昇率βが回転
速度上昇率基準値β_０を超えないときに、これをもって
異常振動として検出するから、異常振動を確実に検出す
ることできる。

【００４１】また、この異常振動は洗濯機モータ１６の
回転速度に基づいて検出するから、回転槽１４の実際の
動きを検出する場合とは異なり縦振動を主とした異常振
動を良好に検出できる。

【００４２】しかも、この場合の回転速度上昇率基準値
β_０は、回転槽１４の異常振動のうちの軽微異常振動発
生状況に示される回転速度変化特性線Ｑｂ上に求められ
ているから、通常の振動の異常検出レベルと同レベルで
回転速度検出方式による異常振動を検出できる。また、
この回転速度変化特性線Ｑｂは、これを上回ると脱水が
正常に行われることを示しているから、換言すれば、異
常振動状況のうちの軽微な場合からきわめてひどい場合
までの全般を検出できるところの回転速度変化特性線で
あるから、異常振動を十分良好に検出できる。ただし、
きわめてひどい異常振動は、通常、アンバランスによる
異常横振動であるので、これは主として検知レバー２５
および検出スイッチ２４によって迅速に検出される。

【００４３】さらに、第２の異常振動検出手段において
は、脱水モータ１６の回転速度の上昇率をもって異常振
動を検出するから、脱水モータの回転速度を基準速度で
判断して異常振動を検出する場合と違って、異常振動の
有無を早い時期に検出することが可能となる。すなわ
ち、脱水モータ１６が脱水回転する場合、負荷との関係
でその回転速度上昇率が異なってくるが、その上昇率は
脱水回転の早い時期に知ることが可能である。しかしな
がら脱水モータの回転速度を基準速度で判断する場合、
負荷との関係で基準速度までの時間に違いはあるとはい
うものの、回転速度がその基準速度に到達するにはやは
りある程度の時間を要する。

【００４４】しかるに本実施例によれば、あるレベルに
定められる基準速度ではなく、回転速度の上昇率（変化
率）を異常振動検出判定要素としているから、脱水モー
タの回転速度が基準速度に達する前にこの上昇率を知る
ことは可能であり、もって、異常振動の有無を早い時期
に検出することができる。

【００４５】なお、上記実施例では本発明を脱水兼用洗
濯機を適用して説明したが、本発明はこれに限られず、
二槽式洗濯機の脱水制御に適用しても良く、その他要旨
を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できるものであ
る。

【００４６】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、脱水モータによって駆動される脱水槽の動きを検出
して異常振動を検出する第１の異常振動検出手段と、前
記脱水モータの回転速度を検出する回転速度検出手段
と、前記脱水槽の異常振動のうちの軽微異常振動発生状
況に示される回転速度変化特性を判定基準線としこの判
定基準線上に求められる回転速度上昇率基準値に基づい
て異常振動を検出する第２の異常振動検出手段とを備
え、前記両異常振動検出手段のいずれかにより前記脱水
槽の異常振動が検出されたときに異常振動発生と判定す
るようにしたことを特徴とするものであり、これにて、
脱水槽の異常な横振動を迅速に検出できるのに加え、脱
水槽の異常な上下微動の縦振動が発生してもこれを確実
に検出でき、もって脱水効率の向上に寄与でき、しか
も、異常な縦振動の有無も早い時期に検出することがで
きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気的構成図

【図２】モータの各種特性を示す図

【図３】位相差検出回路の作用説明用の波形図

【図４】洗濯機モータの回転速度変化特性を示す図

【図５】制御内容を示すフローチャート

【図６】洗濯機の縦断側面図

【図７】従来例を示す洗濯機の縦断側面図

【符号の説明】

１４は回転槽（脱水槽）、１５は撹拌体、１６は洗濯機
モータ（脱水モータ）、２４は検知スイッチ、２５は検
知レバー、２６は第１の異常振動検出手段、３０は制御
回路（第２の異常振動検出手段）、３５は位相差検出回
路、３６は回転速度検出手段を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】脱水モータによって駆動される脱水槽の
動きを検出して異常振動を検出する第１の異常振動検出
手段と、前記脱水モータの回転速度を検出する回転速度
検出手段と、前記脱水槽の異常振動のうちの軽微異常振
動発生状況に示される回転速度変化特性を判定基準線と
しこの判定基準線上に求められる回転速度上昇率基準値
に基づいて異常振動を検出する第２の異常振動検出手段
とを備え、前記両異常振動検出手段のいずれかにより前
記脱水槽の異常振動が検出されたときに異常振動発生と
判定するようにしたことを特徴とする洗濯機の異常振動
検出装置。