JP3332860B2 - 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】本発明は洗濯機に関し、更に
詳しくは、洗濯槽に投入された洗濯物の量を検知する負
荷量検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】全自動洗濯機では、一連の洗濯行程を開
始する前に、洗濯槽に投入された洗濯物の量を自動的に
検知し、その量に適した洗濯水位や洗濯時間等を設定す
ることにより、水や時間を節約しつつ十分な洗濯性能が
発揮できるようにしている。

【０００３】洗濯機の負荷量検知方法としては、従来よ
り種々の方法が知られている。例えば、特開昭６３−２
０６２８３号公報に記載の負荷量検知方法では、パルセ
ータ（又は洗濯脱水槽）を回転駆動するモータを所定時
間オンした後にオフさせ、そのオフ直後からモータの回
転に同期したパルス信号を計数し、モータが惰性による
回転を停止する迄のそのパルス信号の計数値に基づいて
負荷量を判定している。負荷量が大きいほどパルセータ
は早く停止するから、計数値が小さいほど負荷量が大き
いと判断することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法には次のような問題がある。一般的な洗濯機の構成で
は、モータ軸に取着されたモータプーリ、洗濯脱水槽及
びパルセータの主軸に取着された主プーリ、両プーリの
間に掛け渡されたＶベルトなどから成る巻掛け伝動機構
によりモータの回転駆動力が洗濯脱水槽及びパルセータ
に伝達されるようになっている。Ｖベルトはプーリとの
密着面での滑りが生じないように適度な張りをもって巻
き掛けられる必要があるが、この張りが強すぎるとモー
タ軸及び主軸がそれぞれ近接する方向に傾き、軸受との
間の摩擦が増加してそれ自身が回転負荷となる。このよ
うな負荷が増加するとモータが回転しにくくなるため、
上述のような惰性回転も長く続かなくなる。

【０００５】このようなことから、複数の洗濯機におい
てＶベルトの張りの強さがばらつくと、同一の負荷量に
対して上記の如きパルス信号の計数値は同程度になら
ず、負荷量の検知結果にばらつきが生じてしまう。ま
た、たとえ初期的なＶベルトの張りの強さが予め定めた
規定値近傍に調整されていたとしても、経時劣化により
張りは次第に低下するから、それに伴って負荷量検知の
精度が悪化するということも起こり得る。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであり、その目的とするところは、Ｖベルトの張りの
強さのばらつきや経時変化の影響を受けることなく、精
度よく負荷量を検知することができる負荷量検知装置を
備えた洗濯機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明は、巻掛け伝動機構によりモータの回転駆動力を洗
濯脱水槽又は該洗濯脱水槽底部に配設したパルセータに
伝達する洗濯機において、 a）モータの回転に同期したパルス信号を発生する信号
発生手段と、 b）モータを短時間オンした後にオフする回転制御手段
と、 c）モータのオン時点以降オフ時点迄の期間中の所定時
点から前記パルス信号の計数を開始し、モータが惰性で
回転している期間中の所定時点でその計数を停止する計
数手段と、 d）該計数手段による計数値に基づいて洗濯脱水槽内に
収容されている洗濯物の量を判定する負荷量判定手段
と、を備え、 前記計数手段が計数を停止するための所定
時点は、該計数手段による計数値に巻掛け伝動機構の巻
掛け部材の張りの強さの相違の影響が現われないよう
に、予め定められたものであることを特徴としている。

【０００８】ここで、巻掛け伝動機構とは、例えば、モ
ータ軸と洗濯脱水槽及びパルセータとにそれぞれ取り付
けたプーリにベルト、紐又は鎖のような撓み性を有する
帯状の巻掛け部材を巻き掛けて回転動力を伝達するもの
をいう。

【０００９】巻掛け伝動機構を用いた洗濯機では、モー
タをオンして例えばパルセータを短時間回転させた後に
モータをオフすると、その直後の速度低下は巻掛け部材
の張りの強さの相違による差が殆どみられないのに対
し、回転速度が下がるほどその差が顕著になるというこ
とを、本願発明者らは実験の結果見い出した。これは、
巻掛け部材の張りが強いとモータ軸やパルセータを取り
付けた主軸とそれぞれの軸受との摩擦が大きくなり、特
に回転速度が低下したときにその負荷が無視できなくな
るからであると考えられる。

【００１０】そこで、この発明に係る洗濯機では、計数
手段は、モータオン時点以降オフ時点迄の期間中の所定
時点からパルス信号の計数を開始した後、モータが惰性
で回転し続けている間の所定時点で計数を停止する。こ
の計数停止の所定時点は、計数手段による計数値が巻掛
け伝動機構の巻掛け部材の張りの強さに依存しないよう
に予め定められる。従って、計数手段による計数値には
巻掛け部材の張りの強さの相違の影響が現われない。こ
のような計数値を基に、負荷量判定手段は計数値が少な
いほど負荷量が多いと判断する。これにより、精度よく
負荷量を判定することができる。

【００１１】なお、計数手段がパルス信号の計数を開始
するのは、モータオン時点からモータオフ時点迄の適宜
の時点で選ぶことができるが、制御の容易性から、モー
タのオン時点又はオフ時点から計数を開始するとよい。
また、洗濯物の量が多い場合にはモータの回転速度が上
昇しにくいので、モータオン期間中に発生するパルス信
号の数も少なくなる。従って、モータオン時点から計数
を開始することにより、負荷量の差に対する計数値の差
が大きくなり、負荷量の判定がより正確に行える。

【００１２】また、より正確に負荷量を判定するには一
回の計数のみでなく複数回計数を行うことが好ましいか
ら、本発明に係る洗濯機では、回転制御手段はモータの
オンとオフとを複数回繰り返して行い、計数手段はその
期間中に前記パルス信号を間欠的に積算する構成とする
とよい。

【００１３】更に、洗濯脱水槽内の洗濯物の配置状況に
よっては、左右の回転方向によってパルセータ又は洗濯
脱水槽にかかる負荷が相違することがあり得るから、一
層正確に負荷量を判定するには、モータのオンとオフと
を複数回繰り返す際に、モータをオンする毎に回転方向
を反転することが好ましい。

【００１４】

【発明の効果】本発明に係る洗濯機では、Ｖベルトなど
の巻掛け部材の張りの強さの影響を受けることなく、精
度よく負荷量を検知することができる。従って、複数台
の洗濯機のＶベルトの張りの強さにばらつきがあって
も、同一の負荷量検知基準でもって正確に負荷量を判定
できる。また、同一の洗濯機において経時劣化により巻
掛け部材の張りの強さが変化しても、精度の劣化のない
負荷量検知が行える。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る洗濯機の一実施例を図面
を参照して説明する。図１は本実施例の洗濯機の全体構
成を示す側面断面図である。洗濯機の外箱１の内部には
外槽２が４本の吊棒（図示しない）により釣支されてお
り、外槽２の内部には周壁に多数の脱水孔を有する洗濯
脱水槽３がその底壁に設けられた主軸４を中心に回転自
在に軸支されている。洗濯脱水槽３の底部には洗濯物を
撹拌するためのパルセータ５が配置されており、外槽２
の下面に取り付けられたモータ６の回転動力がモータプ
ーリ７、Ｖベルト８、主プーリ９及び動力切換機構１０
を介して洗濯脱水槽３及びパルセータ５へ伝達される。

【００１６】外槽２の底部後方にはエアートラップ１１
が形成され、エアートラップ１１に接続された圧力ホー
ス１２の先端に、圧力により外槽２内の水位を検知する
水位センサ１３が設けられている。外箱１の上部後方に
は、給水機構として、その途中に給水バルブ１４が設け
られた給水管１５が配設され、給水管１５を通して外部
から供給された水道水は洗剤容器及び柔軟仕上剤容器を
備える注水口１６から洗濯脱水槽３内へ注水される。給
水管１５は図示しない外部の水道蛇口等の水道栓に連結
されている。

【００１７】外槽２底部には排水口１７が設けられ、排
水バルブ１８、排水路２０を介して起立自在な排水ホー
ス２１に連なっている。排水バルブ１８にはソレノイド
１９が付設されており、該ソレノイド１９は励磁される
と排水バルブ１８を開放し、更に動力切換機構１０内の
クラッチ（図示せず）を駆動して洗濯脱水槽３とパルセ
ータ５とを連結するとともにブレーキ（図示せず）を解
除する。これにより、排水バルブ１８の閉鎖時には、動
力切換機構１０はパルセータ５のみを回転させ、排水バ
ルブ１８の開放時には、洗濯脱水槽３とパルセータ５と
を一体として回転させる。

【００１８】図２はこの洗濯機の電気系構成図である。
制御部３０は周知のマイクロコンピュータを中心にメモ
リ３１、タイマ３２、パルスカウンタ３３などを含んで
構成されており、メモリ３１に予め格納されている運転
プログラムを実行することにより洗濯に関する各動作処
理を進める。制御部３０にはモータ駆動部３４、バルブ
駆動部３５、操作部３６、表示部３７が接続されてお
り、インバータ回路等を含むモータ駆動部３４を介して
モータ６の動作を、ソレノイド１９等を含むバルブ駆動
部３５を介して給水バルブ１４及び排水バルブ１８の開
閉を制御している。モータ６には例えばホール素子等を
含んで構成されるパルス発生器３８が付設されており、
パルス発生器３８はモータ６の一回転毎に一個のパルス
信号を発生して制御部３０へ送り、パルスカウンタ３３
はこのパルス信号を計数する。

【００１９】次に、本実施例の洗濯機の特徴である負荷
量検知の概要を説明する。いま、洗濯脱水槽３内に洗濯
物が収容されていない状態で、モータ６を短時間（０．
３秒程度）オンしてパルセータ５を所定方向に回転さ
せ、その後モータ６をオフして、そのモータオフと同時
にパルスカウンタ３３でパルス発生器３８からのパルス
信号を計数するものとする。その場合のモータオフ後の
経過時間とパルス計数値との関係の実測結果を図６に示
している。図６中、実線の曲線がＶベルト８の張りが相
対的に弱い場合（具体的には１０mm/２kgの弛み）、一
点鎖線の曲線がＶベルト８の張りが相対的に強い場合
（同じく６mm/２kg）である。モータオフ直後、つまり
惰性回転による速度が大きいときには、Ｖベルト８の張
りの相違による両曲線の差は生じない。しかしながら、
時間が経過して惰性回転による速度が落ちるに従い、Ｖ
ベルト８の張りの相違による両曲線の差が大きく広がっ
ている。すなわち、Ｖベルト８の張りの影響はモータオ
フ直後の所定期間には殆ど現れないことがわかる。

【００２０】図７は、モータオフ時点から１．１秒が経
過する迄の期間中のパルス計数値と負荷量との関係の実
測結果を示すグラフである。いずれの負荷量においても
１．１秒経過後には殆どモータ６の回転は停止している
ので、モータオフ時点からモータ６が実際に停止する迄
の期間中のパルス計数値であると看做せる。この図７よ
り、負荷量が小さいほどＶベルト８の張りの相違による
計数値差ΔＡが大きくなることがわかる。従って、Ｖベ
ルト８の張りがばらつくと、特に小負荷量での検知誤差
が大きくなる。

【００２１】Ｖベルト８の張りが強いと、モータプーリ
７と主プーリ９とが互いに近接する方向に強い力が作用
し、モータ６の軸と主軸４とがそれぞれ傾く。すると、
それぞれの軸受との間の摩擦力が大きくなって、これが
一種の回転負荷となる。この摩擦力による影響はモータ
６の回転速度が高いときにはあまり顕著に現れないが、
モータ６が回転速度が低くなると顕著になりいわばブレ
ーキとして作用する。このようなことから、上述の図６
に示すような結果になると考えられる。また、洗濯物の
量つまり負荷量が少ない場合には、相対的に上記摩擦の
割合が相対的に大きく影響する。このため、図７に示す
ように小負荷量において計数値差ΔＡが大きくなるもの
と考えられる。

【００２２】図８は、モータオフ時点から０．４秒が経
過する迄の期間中のパルス計数値と負荷量との関係の実
測結果を示すグラフである。いずれの負荷量においても
０．４秒経過した時点では未だモータ６は惰性で回転し
ている。この図８より、Ｖベルト８の張りの相違による
計数値差ΔＡは負荷量によって殆ど変わらず、しかも小
さな値であることがわかる。

【００２３】こうしたことから、モータ６をオフした後
の適宜の時点迄の期間中のパルス数のみを利用すれば、
Ｖベルト８の張りの相違による影響を受けることなく、
負荷量を精度よく検知できることがわかる。これによ
り、本実施例の洗濯機では具体的に次のように負荷量検
知を行っている。図３は負荷量検知処理を示すフローチ
ャート、図４はこの負荷量検知処理時の要部の動作状況
を示す模式図である。

【００２４】使用者により洗濯脱水槽３に洗濯物が投入
され、操作部３６を介して洗濯開始の指示が与えられる
と、制御部３０は負荷量検知処理を開始する。まず制御
部３０は、パルスカウンタ３３を初期化し（ステップＳ
１）、モータ駆動部３４を介してモータ６をオンする
（ステップＳ２）。それと同時に、パルスカウンタ３３
によりパルス発生器３８から入力されるパルス信号の計
数を開始する（ステップＳ３）。

【００２５】モータ６がオンすると図４（ｃ）に示すよ
うに回転速度が上昇し、それに応じてパルセータ５も回
転し始める。モータ６が一回転する毎に一個のパルス信
号がパルスカウンタ３３に供給されるから、パルスカウ
ンタ３３の積算値は徐々に増加してゆく。負荷量が大き
いほどパルセータ５は回りにくいため、その速度の上昇
も遅く、パルスカウンタ３３の積算値の増加度合も小さ
い。

【００２６】制御部３０はタイマ３２によりモータオン
後の経過時間を計測し、０．３秒が経過したならば（ス
テップＳ４で「Ｙ」）、モータ駆動部３４を介してモー
タ６をオフする（ステップＳ５）。すると、パルセータ
５及びモータ６はそのモータオフ直前の回転駆動力の惰
性でもって徐々に速度が下がりながら回り続ける。一般
に、負荷量が大きいほどモータ６オフ時点での回転速度
は低く、しかも惰性による回転の速度低下は著しい。

【００２７】制御部３０はタイマ３２によりモータオフ
後の経過時間を計測し、０．４秒が経過したならば（ス
テップＳ６で「Ｙ」）、パルスカウンタ３３によるパル
ス積算を一時停止する（ステップＳ７）。この時点では
モータ６は未だ惰性で回っているから、図４（ｃ）に示
すように、パルス積算が一時停止された後も速度は低下
してゆく。制御部３０は、上記モータオフ後の経過時間
が１．１秒を経過したならば（ステップＳ８で
「Ｙ」）、次いでモータ６のオン／オフ動作が８回行わ
れたか否かを判定する（ステップＳ９）。始めは当然８
回に達していないので、上記ステップＳ２に戻ることに
なる。

【００２８】モータオフ後に１．１秒が経過した時点で
は、殆どの場合モータ６は既に停止している。ステップ
Ｓ２へ戻ると、制御部３０は、今度は先の回転方向とは
反対方向にモータ６が回転するようにモータ駆動部３４
を制御し、上記ステップＳ３〜Ｓ９の処理を再び実行す
る。このようにしてステップＳ２〜Ｓ９の処理が８回繰
り返し行われると、ステップＳ９からＳ１０へと進み、
制御部３０はパルスカウンタ３３による積算を終了す
る。

【００２９】上記一連の処理の中で、図４（ａ）、
（ｂ）に示すように、モータ６は０．３秒間のオン期間
と１．１秒間のオフ期間とを交互に繰り返す一方、パル
スカウンタ３３は、モータオン期間中の０．３秒とモー
タオフ直後の０．４秒とを加えた０．７秒間の積算実行
期間と、０．７秒間の積算一時停止期間とを交互に繰り
返す。パルスカウンタ３３は、上記ステップＳ１０にて
積算が終了された時点で、上述の間欠的な計数の積算値
を保持している。

【００３０】制御部３０はその積算値を基に負荷量を判
定する（ステップＳ１１）。予め多数の実験により得ら
れた結果に基づいて負荷量と積算数との関係を示すテー
ブルが作成され、そのテーブルがメモリ３１に格納され
ている。図５はこのテーブルの一例を示す図である。制
御部３０は、このようなテーブルを参照して上記積算値
から負荷量（厳密には負荷量範囲）を決定する。

【００３１】上述のようにこの実施例では、Ｖベルト８
の張りの相違の影響が顕著に現れるモータオフ期間中の
後半部に発生するパルス信号を計数していない。また、
モータオフ期間中で且つその前半部のみでは計数すべき
パルス信号の数があまり多くないので、負荷量によって
パルス数に差が生じるモータオン期間中に発生するパル
ス信号も計数に加えている。更には、複数回（この例で
は８回）の計数の積算を行うとともに、モータ６の回転
方向も変えることにより洗濯物の収容状態による誤差も
軽減されるようにしている。このようなことから、負荷
量を精度よく検知することができる。

【００３２】なお、上記実施例はいずれも一例であっ
て、本発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行なえるこ
とは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る洗濯機の一実施例の全体構成を
示す側面断面図。

【図２】 本実施例の洗濯機の電気系構成図。

【図３】 本実施例の洗濯機における負荷量検知処理を
示すフローチャート。

【図４】 負荷量検知処理時の要部の動作状況を示す模
式図。

【図５】 負荷量とパルス積算数との関係の一例を示す
テーブル。

【図６】 モータオフ後の経過時間とパルス計数値との
関係の実測結果を示すグラフ。

【図７】 モータオフ時点から１．１秒が経過する迄の
期間中のパルス計数値と負荷量との関係の実測結果を示
すグラフ。

【図８】 モータオフ時点から０．４秒が経過する迄の
期間中のパルス計数値と負荷量との関係の実測結果を示
すグラフ。

【符号の説明】

２…外槽 ３…洗濯脱水槽 ５…パルセータ ６…モータ ７…モータプーリ ８…Ｖベルト ９…主プーリ ３０…制御部 ３１…メモリ ３２…タイマ ３３…パルスカウンタ ３４…モータ駆動部 ３８…パルス発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 鏡 宣宏 (56)参考文献 特開 平５−96079（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−115666（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−286197（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−299664（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06F 21/00 - 39/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻掛け伝動機構によりモータの回転駆動
   力を洗濯脱水槽又は該洗濯脱水槽底部に配設したパルセ
   ータに伝達する洗濯機において、 a）モータの回転に同期したパルス信号を発生する信号
   発生手段と、 b）モータを短時間オンした後にオフする回転制御手段
   と、 c）モータのオン時点以降オフ時点迄の期間中の所定時
   点から前記パルス信号の計数を開始し、モータが惰性で
   回転している期間中の所定時点でその計数を停止する計
   数手段と、 d）該計数手段による計数値に基づいて洗濯脱水槽内に
   収容されている洗濯物の量を判定する負荷量判定手段
   と、を備え、 前記計数手段が計数を停止するための所定時点は、該計
   数手段による計数値に巻掛け伝動機構の巻掛け部材の張
   りの強さの相違の影響が現われないように、予め定めら
   れたものである ことを特徴とする洗濯機。
2. 【請求項２】 前記計数手段は、モータのオン時点から
   計数を開始することを特徴とする請求項１に記載の洗濯
   機。
3. 【請求項３】 前記計数手段は、モータのオフ時点から
   計数を開始することを特徴とする請求項１に記載の洗濯
   機。
4. 【請求項４】 前記回転制御手段はモータのオンとオフ
   とを複数回繰り返して行い、前記計数手段はその期間中
   に前記パルス信号を間欠的に積算することを特徴とする
   請求項１に記載の洗濯機。
5. 【請求項５】 前記回転制御手段はモータをオンする毎
   に回転方向を反転することを特徴とする請求項４に記載
   の洗濯機。