JP3134848B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯兼脱水槽を回
転数駆動し、洗濯水を循環させることにより衣類の汚れ
を落とす洗濯機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、洗濯機は図１０および図１１に示
すように構成していた。以下、その構成について説明す
る。

【０００３】図１０に示すように、外槽８０は、底部に
撹拌翼８１を回転自在に配設した洗濯兼脱水槽８２を内
包し、吊り棒８３により洗濯機外枠８４に吊り下げられ
ている。モータ８５は、Ｖベルト８６および減速機構兼
クラッチ８７を介して、撹拌翼８１または洗濯兼脱水槽
８２を駆動する。排水弁８８は洗濯兼脱水槽８２内の洗
濯水を排水し、給水弁８９は洗濯兼脱水槽８２に給水す
るものである。

【０００４】洗濯兼脱水槽８２には脱水時の振動を低減
させるための流体バランサー８９を設け、洗濯兼脱水槽
８２の上部には蓋９０を配設している。

【０００５】水位検知手段９１は外槽８０の下部にある
接続部(トリップ点)９２の水圧を電気的な周波数に変換
することにより、水位を検知している。回転速度検知手
段９３はモータ８５に取り付けており、モータ８５の回
転数に応じたパルスを出力し、そのパルスを制御装置９
４に入力するように構成している。

【０００６】制御装置９４は、モータ８５、排水弁８８
などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程
を逐次制御するもので、図１１に示すように構成してお
り、マイクロコンピュータからなる制御手段９５と、制
御手段９５からの信号によりモータ８５、排水弁８８、
給水弁８９等を制御するパワースイッチング手段９６
と、操作パネル９７内に配設したキースイッチからなる
操作手段９８と、発光ダイオードなどの表示装置からな
る表示手段９９とを備えている。１００は交流電源、１
０１はモータ８５の進相コンデンサである。

【０００７】上記構成において動作を説明すると、洗濯
兼脱水槽８２に洗濯物と洗剤を投入した後、給水弁８９
を作動して洗濯兼脱水槽８２内に設定水位まで給水し、
その後、撹拌翼８１を回転駆動することにより、衣類に
機械力を加えて、汚れを落とし、また、すすぎ時におい
ても、洗濯機兼脱水槽８２内に設定水位まで給水し、撹
拌翼８１を回転駆動することにより、衣類をすすぐ。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、撹拌翼８１を左右に反転駆動させ、衣類に機械力
を加えて汚れを落とすため、衣類が損傷しかつ絡むとい
う問題を有していた。

【０００９】一方、洗濯兼脱水槽８２をモータ８５によ
り回転駆動し、洗濯兼脱水槽８２内の水を洗濯兼脱水槽
８２と外槽８０との間との間を上昇させ、洗濯兼脱水槽
８２の上端部を越えて、洗濯兼脱水槽８２の内部へ散水
させた場合、衣類の損傷が少なくかつ絡まなく洗濯でき
るが、この制御をインダクションモータで行おうとした
場合、モータ８５のトルクが不足して、実際には制御不
可能であるという問題も有していた。

【００１０】また、モータ８５に直流ブラシレスモータ
を用い、直流ブラシレスモータに供給電力にはインバー
タを用いて、洗濯兼脱水槽８２を一定回転数に制御し、
洗濯水を循環させようとしただけでは、衣類の量が多す
ぎる場合など、モータ電流が流れすぎ、モータ８５を構
成するロータに設けた永久磁石が減磁してしまうという
問題も有していた。

【００１１】さらに、一定回数数の制御だけでは、洗濯
水の量によって、洗濯兼脱水槽８２内に散水する量にば
らつきが出て、充分に衣類の汚れを落とすことができな
かったり、あるいは、洗剤による泡の発生が多量になっ
てしまう場合があるなどの問題も有していた。

【００１２】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、モータ（駆動手段）に流れる電流を監視しながら洗
濯兼脱水槽を回転制御をし、モータのトルクを一定にし
て洗濯兼脱水槽に一定のトルクを与えるようにし、洗濯
兼脱水槽内の衣類の量や洗濯水の量に違いがあっても、
洗濯兼脱水槽内にほぼ同一量の散水ができるようにする
ことを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽を
駆動手段により駆動し、洗濯兼脱水槽の回転により外槽
と洗濯兼脱水槽との間から洗濯兼脱水槽内へ洗濯水を散
水する洗浄行程を有し、前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆
動手段と、前記駆動手段の電力を供給するスイッチング
素子からなるインバータと、前記駆動手段に対応した電
流値を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段の出
力値と電流設定値を比較し前記スイッチング素子の導通
比を制御し前記駆動手段回転数を制御する制御する制御
手段とを備え、前記電流設定値は、衣類の量に関わらず
循環水量が一定範囲となるようにするため、予め設定し
た複数の設定値を有し、前記制御手段は、循環水量が一
定範囲になるように洗濯水量に応じて前記電流設定値を
変化させるよう構成したものである。

【００１４】これにより、駆動手段に流れる電流を監視
しながら洗濯兼脱水槽の回転制御をし、駆動手段のトル
クを一定にして洗濯兼脱水槽に一定のトルクを与えるこ
とができ、洗濯兼脱水槽内の衣類の量や洗濯水の量に違
いがあっても、洗濯兼脱水槽内にほぼ同一量の散水をす
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽と、前記洗
濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の電力
を供給するスイッチング素子からなるインバータと、前
記駆動手段に対応した電流値を検知する電流検知手段
と、前記電流検知手段の出力値と電流設定値を比較し前
記スイッチング素子の導通比を制御し前記駆動手段回転
数を制御する制御する制御手段とを備え、前記洗濯兼脱
水槽の回転により前記外槽と前記洗濯兼脱水槽との間か
ら前記洗濯兼脱水槽内へ洗濯水を循環及び散水する洗浄
行程を有すると共に、前記電流設定値は、衣類の量に関
わらず循環水量が一定範囲となるようにするため、予め
設定した複数の設定値を有し、前記制御手段は、循環水
量が一定範囲になるように洗濯水量に応じて前記電流設
定値を変化させるものであり、駆動手段に流れる電流を
監視しながら洗濯兼脱水槽を回転制御し、駆動手段のト
ルクを一定にして洗濯兼脱水槽に一定のトルクを与える
ようにし、洗濯兼脱水槽内の衣類の量に関わらず、洗濯
兼脱水槽内にほぼ同一量の散水をすることができる。ま
た、衣類の量が多すぎる場合などでも、駆動手段に一定
以上の電流が流れるのを防止できるので、駆動手段を構
成するモータ内のロータに設けた永久磁石が減磁してし
まうのを防ぐことができる。また、駆動手段に流れる電
流を監視しながら洗濯兼脱水槽を回転制御することがで
きるので、駆動手段のトルクを一定にして洗濯兼脱水槽
を一定のトルクを与えることができ、洗濯兼脱水槽内の
衣類の量や洗濯水の量に違いがあっても、洗濯兼脱水槽
内にほぼ同一量の散水をすることができる。これによ
り、洗剤による泡立ちの発生を抑えながら、衣類の汚れ
を落すことができる。

【００１６】請求項２に記載の発明は、上記請求項１記
載の発明において、電流検知手段の出力値の変化量を検
出し、この変化量と、前記電流検知手段の出力値と電流
設定値の比較結果により、スイッチング素子の導通比を
制御し駆動手段の回転数を制御するようにしたものであ
り、洗濯兼脱水槽内の衣類の変動等による駆動手段にか
かるトルク変動を素早く検知できるので、一定トルク制
御の安定性が増し、衣類の量等に関係なく衣類の汚れ落
としに必要な循環水量をより精度よく得ることができ
る。また、素早く電流値を減らすよう制御できるので、
より確実に、駆動手段に一定以上の電流値が流れるのを
防止でき、駆動手段を構成するモータ内のロータに設け
た永久磁石が減磁するのを防止することができる。

【００１７】請求項３に記載の発明は、上記請求項１〜
２に記載の発明において、駆動手段または洗濯兼脱水槽
の回転速度を検知する回転速度検知手段を備え、回転速
度検知手段の出力値と所定回転数を比較して、所定回転
数以上にならないようにスイッチング素子の導通比を制
御するようにしたものであり、洗濯兼脱水槽の回転数が
上昇しすぎて、洗濯水を多量に循環させ洗剤の泡が多量
に発生したり、あるいは、危険な状態になるのを回避す
ることができる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、上記請求項３に
記載の発明において、運転コース等を設定する入力設定
手段を備え、前記入力設定手段により設定された運転コ
ースにより、所定回転数を変更するようにしたものであ
り、運転するコースにより循環する洗濯水量を変更する
ことができるので、それぞれの用途に応じた洗いを実現
することができる。

【００１９】請求項５に記載の発明は、上記請求項３ま
たは４に記載の発明において、洗濯兼脱水槽内の水位を
検知する水位検知手段を備え、前記水位検知手段により
検知する出力信号により、所定回転数を変更するように
したものであり、洗濯水量にあった洗い方が実現でき、
かつ、洗濯水量が多い場合などは、回転数を下げて、洗
濯水が回転により溢れ出る等の異常状態を回避すること
ができる。

【００２０】請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜
５に記載の発明において、運転コース等を設定する入力
設定手段と、電流検知手段の出力値と比較する電流設定
値等を記憶する記憶手段とを備え、前記入力設定手段に
より電流設定値を変更可能とし、この電流設定値を前記
記憶手段により記憶するようにしたものであり、駆動手
段によるトルク量を変えることができるので、製品本体
のばらつき等により洗濯兼脱水槽内に散水する量が変動
するのを防止できる。

【００２１】請求項７に記載の発明は、上記請求項１〜
６に記載の発明において、運転コース等を設定する入力
設定手段を備え、前記入力設定手段の設定状態に応じ
て、特別な運転動作を行う行程を設け、スイッチング素
子の通電比率を一定状態で駆動手段を制御する特別な運
転動作を行い、この時の電流検知手段の出力値により、
電流検知手段の出力値と比較する電流設定値を変更し、
かつ記憶手段に記憶するようにしたものであり、駆動手
段の電流値とトルクの関係の特性のばらつき、あるいは
変化を、製品の製造段階、あるいは、出荷後の修理検査
で確認することができ、この内容を制御手段が補正する
ことができるので、簡単にかつ確実に駆動手段を構成す
るモータ特性のばらつきを抑えることができる。このに
より、モータの特性に関係せず、常に同一量の洗濯水を
洗濯兼脱水槽内に散水できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００２３】(実施例１) 図１に示すように、外槽１は、回転自在に配設した洗濯
兼脱水槽２を内包し、吊り棒３により洗濯機外枠４を吊
り下げている。モータ（駆動手段）５は、直流ブラシレ
スモータで構成し、クラッチ兼減速機構６を介して洗濯
兼脱水槽２および洗濯兼脱水槽２の内底部に回転自在に
配設した撹拌翼７を回転駆動する。カバー８は、外槽１
の上部に設けた散水用の吐出部を形成している。

【００２４】給水弁（給水手段）９は、洗濯兼脱水槽２
内に水を給水するものであり、水位検知手段１０は、外
槽１内の水位を検知するもので、排水弁１２は外槽１内
の洗濯水を排水する。モータ５は、図２に示すように、
３相巻線１３を有するステータ（図示せず）と、リング
上の２極の永久磁石を配設しているロータ（図示せず）
とで構成し、ステータに３相巻線１３を構成する第１の
巻線１３ａ、第２の巻線１３ｂ、第３の巻線１３ｃを巻
回している。

【００２５】インバータ１４は、パワートランジスタ
（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードの並列回路からなるス
イッチング素子で構成している。第１のスイッチング素
子１４ａと第２のスイッチング素子１４ｂの直列回路
と、第３のスイッチング素子１４ｃと第４のスイッチン
グ素子１４ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子１
４ｅと第６のスイッチング素子１４ｆの直列回路とで構
成し、スイッチング素子の直列回路は並列接続してい
る。

【００２６】ここで、スイッチング素子の直列回路の両
端は入力端子で、直流電源が接続され、スイッチング素
子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続
点にそれぞれ出力端子を接続している。出力端子は、３
相巻線１３の３つの端子、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接
続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのス
イッチング素子のオン・オフの組合せにより、Ｕ端子、
Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、解放の３状態にす
る。

【００２７】スイッチング素子のオン・オフは、駆動回
路１５を介して、制御手段１６と、第１の回転速度検知
手段１７ａ、第２の回転速度検知手段１７ｂ、第３の回
転速度検知手段１７ｃで構成した回転速度検知手段１７
により制御されている。第１の回転速度検知手段１７
ａ、第２の回転速度検知手段１７ｂ、第３の回転速度検
知手段１７ｃは、電気角で１２０度の間隔でモータ５の
ロータに設けた永久磁石に対向するように、ステータに
配設している。

【００２８】図３に示すように、モータ５が１回転する
間に、第１の回転速度検知手段１７ａ、第２の回転速度
検知手段１７ｂ、第３の回転速度検知手段１７ｃはそれ
ぞれ、図に示したタイミングで、ハイ−ローの信号を１
パルス出力する。制御手段１６は、図に示した矢印のタ
イミング、すなわち３つの回転速度検知手段のいずれか
が、ハイからロー、ローからハイに信号を変えたときを
検知する。以下、回転速度検知手段１７からパルス信号
の出力が行われたとは、このタイミングのことをいう。

【００２９】回転速度検知手段１７は、ホールＩＣ等の
磁界の状態を検知する素子で構成し、ロータに設けた永
久磁石のＮ極面と対向しているときは、ハイ信号を出力
し、Ｓ極面と対向しているときは、ロー信号を出力する
（逆でもよい）。また、図３には、モータ５を回転させ
るためのスイッチング素子１４ａ〜１４ｆのオン−オフ
タイミングの一例を示している。

【００３０】スイッチング素子１４ａ〜１４ｆは、回転
速度検知手段１７の信号を基に、オン−オフ状況を変え
ていくことで、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電
圧、解放の３状態にし、第１の巻線１３ａ、第２の巻線
１３ｂ、第３の巻線１３ｃに電流を流して磁界を作り、
ロータを回転させる。

【００３１】制御手段１６は、マイクロコンピュータで
構成し、洗濯兼脱水槽２の回転向きに応じて第１の回転
速度検知１７ａ、第２の回転速度検知手段１７ｂ、第３
の回転速度検知手段１７ｃの出力信号に対応したスイッ
チング素子１４ａ〜１４ｆのオン・オフを行い、モータ
５を制御している。また、回転数制御については、回転
速度検知手段１７のパルス周期により、モータ５または
洗濯兼脱水槽２の回転数を検知し、この回転数データを
フィードバックし、スイッチング素子１４ａ〜１４ｆの
通電比を調整することで、設定回転数になるよう制御し
ている。

【００３２】電流検知手段１８は、本実施例では抵抗を
使用し、抵抗の両端電圧でインバータ１４の入力電流値
を検知するものとする。１９は商用電源で、ダイオード
ブリッジ２０、チョークコイル２１、平滑用コンデンサ
２２からなる直流電源交換装置を介して、インバータ１
４に接続している。入力設定手段２３は、運転コース等
を設定するものである。

【００３３】制御手段１６は、負荷駆動手段２４を介し
て、クラッチ兼減速機構６、給水弁９、排水弁１２の動
作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制
御する。ただし、これは一例であり、モータ５の構成、
インバータ１４の構成等はこれに限定しない。

【００３４】モータ５を直流ブラシレスモータで構成し
た場合、モータ５に流れる電流値とモータ５のトルクと
は比例関係にある。モータ５に流れる電流値を大きくす
ればするほど、モータ５からは高トルクを得ることがで
きる。上記構造の洗濯機においては、モータ５からのト
ルクは洗濯兼脱水槽２に伝わり、このトルクと洗濯兼脱
水槽２内の洗濯水量と衣類の量の合計値により洗濯兼脱
水槽２の回転速度が決まってくる。

【００３５】モータ５に流れる電流値（モータトルク）
を変えた時の、洗濯水量毎における衣類の量と洗濯兼脱
水槽２内を循環する洗濯水量には図５に示す関係があ
る。図５(a)は、洗濯水量が多量のときの衣類の量と循
環水量との関係を示し、図５(b)は、洗濯水量が中量の
ときの衣類の量と循環水量との関係を示している。循環
水量がＪb以下では、循環水量が少ないため、洗い性能
が低く、循環水量がＪa以上では、循環水量が多いた
め、洗剤による泡立ちが多くなる。

【００３６】図５より明らかなように、モータ５に流れ
る電流値を程よく設定すれば、洗濯水量、衣類により循
環する水量は変わり、衣類の汚れを落とし（循環水量が
少ないと汚れが落ちにくい）、かつ、洗剤の泡立ちの発
生を抑える（循環水量が多すぎると発生）ことができ
る。そこで、モータ５の電流制御を行うことで、洗濯水
量、または、衣類の量に関係なく、衣類の汚れを落と
し、かつ、洗剤の泡立ちを抑えるという洗濯を実現でき
る。

【００３７】インバータ１４を用いて、制御手段１６の
制御命令により、モータ５の回転トルクを制御する一例
として、下記に示す方法がある。前述のように、モータ
５のトルクとモータ５に流れる電流値は比例関係にある
ので、モータ５に流れる電流値を制御することにより、
トルクを制御することになる。モータ５からのパルス信
号が入力するたびに、電流検知手段１８により電流値を
検出し、この電流値を基に、スイッチング素子１４ａ〜
１４ｆのオン−オフの比率を変えることにより実現でき
る。

【００３８】まず、モータ５に流れる電流値を検知する
ために、回転速度検知手段１７により、回転速度が決定
するたびに、電流検知手段１８により検知する出力信号
を制御手段１６に入力する。この信号より、モータ５に
流れる電流値（モータのトルク）を求める。

【００３９】この検知した電流値と、目標とする電流値
（設定電流値）を比較して、設定電流値より多く電流が
流れている場合は、インバータ１４のスイッチング素子
１４ａ〜１４ｆの通電比を小さくし、モータ５に流す電
流を少なくし、回転トルクを落とすようにする。設定電
流値より少なく電流が流れている場合は、インバータ１
４のスイッチング素子１４ａ〜１４ｆの通電比を大きく
し、モータ５に流す電流を多くし、回転トルクを上げる
ようにする。

【００４０】この制御方法よりも、制御の応答速度をよ
くするために、現在の電流値と設定電流値との差（偏差
量）のみでスイッチング素子１４ａ〜１４ｆの通電比を
操作するのではなく、前回測定した時点からの電流値の
変化量を考慮して、偏差量と変化量によりスイッチング
素子１４ａ〜１４ｆの通電比の操作量をファジー制御に
より決める制御方法が有効的である。

【００４１】上記構成において、図４を参照しながら動
作を説明する。まず、図４のステップ５１で入力設定手
段２３の電源スイッチ（図示せず）を入れ、次に、ステ
ップ５２で、洗濯の用途にあった運転コースを入力設定
手段２３で選択した後、スタートスイッチ（図示せず）
を押すと、ステップ５３において洗濯運転をスタート
し、洗濯兼脱水槽２内にどの程度衣類が入れられている
かを判定する。

【００４２】布量を判定する方法としては、モータ５を
駆動して撹拌翼７を左右に反転させて、モータ５をオフ
させた時の惰性回転スピードを回転速度検知手段１７に
より検知し、惰性回転スピードが小さい時は、布量が少
ないとし、逆に惰性回転スピードが大きい時は布量が多
いとする。

【００４３】この布量検知の結果をふまえて、ステップ
５４で、布量に対応しただけの設定水位ＰS1までの給水
を開始する。給水弁９をオンさせて、洗濯兼脱水槽２内
に給水を行う。ステップ５５で、布量検知で決まった設
定水位ＰS1を水位検知手段１０が検知するまで給水を継
続する。水位検知手段１０が設定水位ＰS1を検知したら
ステップ５６に進み、給水弁９をオフし給水を終了す
る。給水が終了した後、ステップ５７以降において、洗
濯兼脱水槽２を回転駆動して洗い動作を開始する。

【００４４】洗い動作を開始する前に、ステップ５７
で、設定した運転コースと洗濯兼脱水槽２内に給水した
設定水位ＰS1で決まる設定回転数Ｔtを決定する。設定
回転数Ｔtは、洗濯水量（設定水位ＰS1）が多い場合に
は５０r/min程度、その他のときは１５０r/minなどの設
定を行う。洗濯水量が多い場合は、モータ５に流れる電
流値が設定電流値に達していなくても、外部に水が溢れ
出る等のことを避けるために、低めの回転数で回転させ
る。また、通常時の１５０r/min設定とは、上限値を示
す回転数である。

【００４５】モータ電流値が設定電流値Ｉtになるよう
な制御（一定トルク制御）をすることで、水位に関係な
く、洗濯兼脱水槽２内に程良く散水することができる。
設定電流値Ｉtの時の洗濯水量（衣類の量）と循環水量
とに図５に示すような特性があるためである。つまり、
通常コースにおける設定回転数１５０r/minとは、あく
までも上限の回転数であり、この回転数以上では、洗剤
の泡が発止しすぎる等の不具合点が発生するので、これ
を防止するために設定した値でる。

【００４６】しかし、毛布、おしゃれ着を洗濯する運転
コースにおいては、使用する洗剤等が異なる場合が多
く、通常の循環水量で運転させると洗剤の泡が立ちすぎ
る場合がある。そこで、設定回転数を１２０r/minまで
落として、循環水量を減らして泡立ちを抑えるようにす
る。以降、洗濯兼脱水槽２をモータ５による回転駆動す
る時、この設定電流値Ｉｔ、上限設定回転数Ｔｔを基に
制御を行う。

【００４７】ステップ５８では、トータルの洗い時間を
計時するタイマー１をクリアーし、ステップ５９では、
モータ５をオン−オフ駆動する時のオン、あるいはオフ
の時間を計時するタイマー２をクリアーする。そして、
ステップ６０以降で、実際の洗い動作を開始する。

【００４８】このとき、洗濯兼脱水槽２の回転数（モー
タ５に流れる電流値）と経過時間の関係を図６に示す。
すなわち、モータ５を周期的にオンさせ、洗濯兼脱水槽
２を回転させ、洗濯水を循環し衣類の汚れを落とす。モ
ータ５のオン時は、モータ電流値がＩtに収束するよう
制御し、このとき、回転数もある回転数（例えば１２０
r/min）に収束される。

【００４９】モータ電流値Ｉｔに達するまでは、モータ
電流を増やし、モータ５にトルクを発生させ、これによ
り、洗濯兼脱水槽２の回転数を上昇させる。モータ５を
時間ｔ1オンさせた後、モータ５をオフさせ、洗濯兼脱
水槽２を休止させる。そして、時間ｔ2経過後、再びモ
ータ５をオンさせ洗濯兼脱水槽２を回転させる。この動
作をトータル洗い時間ｔsenが経過するまで繰り返す。

【００５０】周期的にモータ５をオン−オフさせる理由
は、モータ５本体の温度上昇の問題と、連続的にオンを
継続させると、洗剤による泡立ちが大きくなるため等か
らである。

【００５１】ステップ６０で、モータ５を駆動させるた
めの起動制御を行う。起動制御の方法としては、モータ
５をオンさせてから、時間とともに徐々に、インバータ
１４のスイッチング素子１４の導通比を大きくし、モー
タ５のトルクを増加させていく。このようにすることに
より、洗濯兼脱水槽２内の衣類の量に関係せず、回転を
開始することができる。

【００５２】起動した後は、ステップ６１〜７０におい
て、電流検知手段１８が検知するモータ電流値と回転速
度検知手段１７が検知する回転数によりインバータ１４
のスイッチング素子１４の導通比を制御し、電流値によ
るフィードバック制御を行い、一定トルクの基、洗濯兼
脱水槽２が回転するよう制御する。そしてステップ６１
で、モータ５の周期的なオン時間ｔ1が経過するまでモ
ータ５をオンさせ、洗濯兼脱水槽を回転させる。時間ｔ
1経過時には、ステップ７１に進み、モータを休止させ
る。

【００５３】ステップ６１〜ステップ７０における具体
的な、電流値によるフィードバック制御は以下に示す通
りである。ステップ６２で、回転速度検知手段１７から
の信号が入力させたかを検知する。信号を検知したらス
テップ６３に進む。ステップ６３では、電流検知手段１
８によりこの時モータ５に流れている電流値Ｉmを検出
する。電流値とモータトルクの関係は比例関係にあるの
で、この時にモータ５にかかっているトルク値が推測で
きる。

【００５４】次に、ステップ６４では、前回回転速度検
知手段１７から信号が入力した時に電流検知手段１８が
検知した電流値Ｉmn-1と今回検知した電流値Ｉmの変化
量ΔＩm（＝Ｉm−Ｉmn-1）を算出する。ステップ６５で
は、設定電流値Ｉtと電流値Ｉmの差（偏差Ｉe）を算出
する。ステップ６６では、偏差Ｉeと変化量ΔＩmによ
り、現在のスイッチング素子１４ａ〜１４ｆの通電比か
ら操作する操作量ΔＰＩを算出する。すなわち、電流値
によるフィードバック、モータトルクが一定になるよう
なフィードバック制御を行う。

【００５５】ステップ６７で、回転速度検知手段１７で
検知した信号より現在回転数Ｔpを求め、ステップ６８
で、現在回転数Ｔpが上限設定回転数Ｔt以上になってい
るかを判定する。上限設定回転数以下の場合は、そのま
まステップ７０に進み、ステップ６６で決定した操作量
ΔＰ１により、新しい導通比Ｐａをセットする。

【００５６】現在回転数Ｔpが上限回転数Ｔt以上になっ
ている場合は、回転数を落とす必要があるので、導通比
を操作して少なくする。この操作量を決める制御方法と
しては、上限回転数Ｔtと現在回転数Ｔpの差が大きい程
操作量を大きくする比例制御が有効的である。この制御
に基づき、操作量ΔＰ２を決め、ステップ７０にすす
み、操作量ΔＰ１と操作量Δ２により新しい導通比Ｐａ
をセットする。

【００５７】このような制御を時間ｔ1経過するまで繰
り返し、洗濯兼脱水槽２を一定トルクの基の回転制御を
行い、洗濯水を循環させ、衣類の汚れを落とす洗い動作
を行う。この動作を連続的に行うと、モータ５の巻き線
温度が上昇しすぎてため、一定時間モータオフの区間を
入れる必要がる。そこでステップ７１に進み、ステップ
７１〜７３において、時間ｔ2の期間だけモータ５をオ
フさせる。時間ｔ1モータ５をオン、時間ｔ2モータ５を
オフの周期的な間欠動作を、洗い時間ｔsen経過するま
で繰り返す。時間ｔsen経過した時点で洗い時間が経過
したとして、次の行程に移行する。

【００５８】（実施例２） 図７に示すように、入力設定手段２３は、使用者等が必
要な設定コース、動作のスタートなどを入力するもの
で、制御手段２５に入力している。表示手段２６は、入
力設定手段２３による設定内容、動作状態などを表示す
る。記憶手段２７は、一連の制御に必要なデータなどを
記憶している。

【００５９】入力設定手段２３は、図８に示すように、
水位設定スイッチ２３ａ、洗い時間設定スイッチ２３
ｂ、すすぎ回数設定スイッチ２３ｃ、脱水時間設定スイ
ッチ２３ｄ、脱水速度設定スイッチ２３ｅ、予約設定ス
イッチ２３ｆ、風呂水設定スイッチ２３ｇ、かくはん洗
いコース設定スイッチ２３ｈ、遠心力洗いコース設定ス
イッチ２３ｉ、スタート／一時停止スイッチ２３ｊ、電
源切りスイッチ２３ｋ、電源入りスイッチ２３ｌなどで
構成している。

【００６０】表示手段２６も、図８に示すように、水位
表示部２６ａや洗い、すすぎ、脱水の各設定表示部２６
ｂ、脱水速度表示部２６ｃ、残時間・予約表示部２６
ｄ、異常表示部２６ｅ、風呂水設定表示部２６ｆ、コー
ス表示部２６ｇなどで構成している。制御手段２５は、
入力設定手段２３により電流設定値を変更可能とし、こ
の電流設定値を記憶手段２７に記憶するようにしてい
る。他の構成は上記実施例１と同じである。

【００６１】上記構成において作用を説明する。工場に
おける生産段階の製品ばらつきや、販売後の商品の経時
変化等を補うために設けた内容である。製品ばらつきの
主の要因としては、モータ５自体の性能の違いが考えら
れる。モータ５に同じ電流を流しても、同じトルクを得
られない場合がある。そこで、下記に示すような特別な
入力操作をした場合、電流設定値Ｉｔの値を変更でき、
かつ、記憶手段２７に記憶し、以降の洗濯運転は、変更
された電流値設定Ｉｔ’をもとに行うようにする。

【００６２】特別な入力操作とは、すすぎ回数設定スイ
ッチ２３ｃと脱水時間設定スイッチ２３ｄを押した状態
で、電源入りスイッチ２３ｌを押して、特別な運転待機
状態にし、このとき、水位設定スイッチ２３ａを押すこ
とにより、電流設定値Ｉｔの値が変更でき、そして、脱
水速度設定スイッチ２３ｅを押すと、記憶手段２７に記
憶する操作である。

【００６３】これにより、たとえモータ５に性能上のば
らつきがあっても補うことができ、洗濯機としての性能
（汚れが落ちる、すすげる等）を確保できる。

【００６４】（実施例３） 図７に示す制御手段２５は、入力設定手段２３の設定状
態に応じて、特別な運転動作を行う行程を設け、スイッ
チング素子の通電比率を一定状態でモータ５を制御する
特別な運転動作を行い、この時の電流検知手段１８の出
力値により、電流検知手段１８の出力値と比較する電流
設定値を変更し、かつ記憶手段２７に記憶するようにし
ている。他の構成は上記実施例２と同じである。

【００６５】上記実施例２に記したように、製造段階に
おいて製品のばらつき（特にモータの特性ばらつき）が
生じる場合がある。そこで、本実施例では、製造段階の
出荷検査段階において、モータ５の特性を見極めて、モ
ータ５の特性にあった電流設定値Ｉtを設定するように
にしたものである。モータ５に性能上のばらつきがあっ
ても、洗濯機としての性能（汚れが落ちる、すすげる
等）を確保できるようにする。

【００６６】上記構成において図９を参照しながら動作
を説明する。ステップ８１で、水位設定スイッチ２３ａ
と洗い時間設定スイッチ２３ｂを押した状態で、電源入
りスイッチ２３ｌを押して、特別な運転動作を行う行程
に設定する。そしてステップ８２で、スタート／一時停
止スイッチ２３ｊを押して運転を開始させる。特別な運
転とは、スイッチング素子１４ａ〜１４ｆの導通比をあ
る一定比Ｐcにして、この導通比でモータ５を駆動さ
せ、洗濯兼脱水槽２を回転させるものである。

【００６７】そこで、ステップ８３で、この一定導通比
Ｐcをセットし、ステップ８４で運転時間等を計時する
タイマー１をクリアする。そして、ステップ８５におい
て、ステップ８３でセットした導通比Ｐcでモータ５を
動作させる。モータ５の動作方法は、上記実施例１で記
した方法と同一である。

【００６８】ステップ８６では、起動後、モータ５に流
れる電流値が安定するまでの時間ｔ3（ディレイ時間）
を設け、時間ｔ3経過後に、ステップ８７以降に進み、
モータ５に流れる電流値を検出する。回転パルスが入力
する毎に電流値を検出するようにし、ステップ８７で、
回転パルスの入力が検知できたら、ステップ８８に進
む。

【００６９】ステップ８８では、何回目の電流検知であ
るかをカウントする検知ＣＴをインクリメントし、ステ
ップ８９では、電流検知手段１８による検知した電流値
Ｉmを制御手段２５に入力する。ステップ９０では、検
知した電流値を積算しておく積算データＩtoに今回検知
した電流値をＩmを積算する。

【００７０】この検知を、時間ｔ4経過するまで繰り返
し、時間ｔ4経過したらステップ９２に進む。時間ｔ4経
過するまで繰り返す理由は、数多く電流データをとって
平均値を求めた方が、外乱の影響等を吸収でき、より精
度が上がると考えられるからである。

【００７１】ステップ９２では、積算データＩtoと検知
ＣＴより平均電流値Ｉavgを算出する。ステップ９３で
は、算出した平均電流値Ｉavgより電流設定値Ｉtを算出
する。正常仕様のモータ５を、一定導通比Ｐaで、かつ
ある同一トルク（洗濯兼脱水槽２内に何も入れないでな
ど）を必要とするする条件で駆動させた場合にモータ５
に流れる電流をあらかじめ測定しておき、この電流値Ｉ
rと平均電流値Ｉavgを比較し、電流設定値Ｉtを算出す
る。

【００７２】算出の方法としては、平均電流値Ｉavgが
電流値Ｉrに比べて小さい時は、このモータ５は少ない
電流で多くなトルクを発生することができると考えられ
るので、設定電流値Ｉtを正常仕様時よりも、小さめな
設定電流値Ｉt-にし、平均電流値Ｉavgが電流値Ｉrに比
べて大きい時は、このモータ５は多くの電流を流さない
と同等のトルクを得ることができないと考えられるの
で、設定電流値Ｉtを正常仕様時よりも、大きめな設定
電流値Ｉt+にする。

【００７３】この設定電流値Ｉt-、設定電流値Ｉt+の値
は、平均電流値Ｉavgと電流値Ｉrの違いの程度によって
比例的に定めればよい。そして、ステップ９４で、ステ
ップ９５で算出した設定電流値Ｉtを記憶手段に記憶
し、この特別の運転動作を終了する。以降行う通常の洗
濯運転は、この時定めた設定電流値Ｉtを基に制御を行
う。

【００７４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、外槽内に
回転自在に設けた洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を
駆動する駆動手段と、前記駆動手段の電力を供給するス
イッチング素子からなるインバータと、前記駆動手段に
対応した電流値を検知する電流検知手段と、前記電流検
知手段の出力値と電流設定値を比較し前記スイッチング
素子の導通比を制御し前記駆動手段回転数を制御する制
御する制御手段とを備え、前記洗濯兼脱水槽の回転によ
り前記外槽と前記洗濯兼脱水槽との間から前記洗濯兼脱
水槽内へ洗濯水を循環及び散水する洗浄行程を有すると
共に、前記電流設定値は、衣類の量に関わらず循環水量
が一定範囲となるようにするため、予め設定した複数の
設定値を有し、前記制御手段は、循環水量が一定範囲に
なるように洗濯水量に応じて前記電流設定値を変化さ
せ、洗濯兼脱水槽内の衣類の量や洗濯水の量に違いがあ
っても、前記洗濯槽内の散水量を一定に保つよう前記駆
動手段の電流値を略一定に制御して洗濯兼脱水槽に一定
のトルクを与えるものである。

【００７５】これにより、駆動手段に流れる電流を監視
しながら洗濯兼脱水槽を回転制御をし、駆動手段のトル
クを一定にして洗濯兼脱水槽に一定のトルクを与えるこ
とができ、洗濯兼脱水槽内の衣類の量や洗濯水の量に違
いがあっても、洗濯兼脱水槽内にほぼ同一量の散水をす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の洗濯機の縦断面図

【図２】同洗濯機の一部ブロック化した回路図

【図３】同洗濯機のインバータの動作タイミングチャー
ト

【図４】同洗濯機の要部動作フローチャート

【図５】（ａ）同洗濯機の洗濯水量が多量の時の衣類の
量と循環水量の関係特性図 （ｂ）同洗濯機の洗濯水量が中量の時の衣類の量と循環
水量の関係特性図

【図６】同洗濯機の要部動作タイミングチャート

【図７】本発明の第２の実施例の洗濯機の一部ブロック
化した回路図

【図８】同洗濯機の操作表示部の正面図

【図９】本発明の第３の実施例の洗濯機の要部動作フロ
ーチャート

【図１０】従来の洗濯機の縦断面図

【図１１】同洗濯機のブロック回路図

【符号の説明】

１ 外槽 ２ 洗濯兼脱水槽 ５ モータ（駆動手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉江 貞之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−261991（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−328475（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−681（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−137488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−89274（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−188196（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−49184（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−8093（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−29332（ＪＰ，Ｂ１) 実公 平４−4713（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06F 33/02 D06F 39/08 301 D06F 23/04 D06F 17/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽
   と、前記洗濯兼脱水槽を駆動する駆動手段と、前記駆動
   手段の電力を供給するスイッチング素子からなるインバ
   ータと、前記駆動手段に対応した電流値を検知する電流
   検知手段と、前記電流検知手段の出力値と電流設定値を
   比較し前記スイッチング素子の導通比を制御し前記駆動
   手段回転数を制御する制御する制御手段とを備え、前記
   洗濯兼脱水槽の回転により前記外槽と前記洗濯兼脱水槽
   との間から前記洗濯兼脱水槽内へ洗濯水を循環及び散水
   する洗浄行程を有すると共に、前記電流設定値は、衣類
   の量に関わらず循環水量が一定範囲となるようにするた
   め、予め設定した複数の設定値を有し、前記制御手段
   は、循環水量が一定範囲になるように洗濯水量に応じて
   前記電流設定値を変化させる洗濯機。
2. 【請求項２】 電流検知手段の出力値の変化量を検出
   し、この変化量と、前記電流検知手段の出力値と電流設
   定値の比較結果により、スイッチング素子の導通比を制
   御し駆動手段の回転数を制御するようにした請求項１記
   載の洗濯機。
3. 【請求項３】 駆動手段または洗濯兼脱水槽の回転速度
   を検知する回転速度検知手段を備え、回転速度検知手段
   の出力値と所定回転数を比較して、所定回転数以上にな
   らないようにスイッチング素子の導通比を制御するよう
   にした請求項１または２に記載の洗濯機。
4. 【請求項４】 運転コース等を設定する入力設定手段を
   備え、前記入力設定手段により設定された運転コースに
   より、所定回転数を変更するようにした請求項３記載の
   洗濯機。
5. 【請求項５】 洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検
   知手段を備え、前記水位検知手段により検知する出力信
   号により、所定回転数を変更するようにした請求項３ま
   たは４記載の洗濯機。
6. 【請求項６】 運転コース等を設定する入力設定手段
   と、電流検知手段の出力値と比較する電流設定値等を記
   憶する記憶手段とを備え、前記入力設定手段により電流
   設定値を変更可能とし、この電流設定値を前記記憶手段
   により記憶するようにした請求項１〜５のいずれか１項
   に記載の洗濯機。
7. 【請求項７】 運転コース等を設定する入力設定手段を
   備え、前記入力設定手段の設定状態に応じて、特別な運
   転動作を行う行程を設け、スイッチング素子の通電比率
   を一定状態で駆動手段を制御する特別な運転動作を行
   い、この時の電流検知手段の出力値により、電流検知手
   段の出力値と比較する電流設定値を変更し、かつ記憶手
   段に記憶するようにした請求項１〜６のいずれか１項に
   記載の洗濯機。