JP3906520B2 - 脱水兼用洗濯機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯物にパルセーターの機械力を直接与えずに洗浄する洗濯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ドライマーク表示の衣類を洗濯する色々な方式の洗濯機が市場に出てきている。その中に、パルセーターの上部に洗濯物載置用ネットを設置して、その上に洗濯物を載せ、パルセーターの裏羽根のポンプ作用で洗浄液をポンプアップし、洗濯物の上部から洗浄液をかけて洗浄する通過洗浄方式がある。この方式は、衣類に直接パルセーターの機械力が加わらないので、デリケートな衣類を洗浄するのに、極めて優れた方式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成では、上部から洗浄液を滝状にかけるので、泡が立ち易く、水位によって、滝状洗浄液の量が変動し、滝状洗浄液の量が多過ぎると、泡が立ちすぎたり、少ないと洗浄不足になるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、水位によって、各水位に最適な滝状洗浄液の量を吐出口から吐出することを目的としている。
【０００５】
【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、水受け槽内に配設した洗濯兼脱水槽の底面にパルセーターを回転自在に配設し、モータにより駆動する。パルセーターの裏面の下側羽根の外周に形成したポンプ室から洗濯兼脱水槽の側壁に循環水路を形成し、循環水路の吐出口を洗濯兼脱水槽の中心方向に向けて配設し、パルセーターの上方に洗濯物載置用ネットを着脱自在に取着する。パルセーターの回転数を回転数検知手段により検知し、各種機能を制御する制御手段は、モータを位相制御することによりパルセーターの回転数を制御し、吐出口から洗濯物載置用ネット上に載せた洗濯物に洗浄液をかけて洗浄するようにし、水位検知手段により検知した水位が高いほどモータに印加する電圧の位相カット角を大きくすることでパルセーターの回転数を下げて、吐出口から吐出される洗浄液の量が水位の高低にかかわらずほぼ一定になるように構成したものである。
【０００６】
これにより、水位によって、パルセーターの回転数が所定値になるように制御し、各水位に最適な滝状洗浄液の量を吐出口から吐出することがことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、水受け槽と、前記水受け槽内に配設した洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽の底面に回転自在に配設したパルセーターと、パルセーターを駆動するモータと、前記パルセーターの裏面の下側羽根の外周に形成したポンプ室から洗濯兼脱水槽の側壁に形成した循環水路と、前記循環水路の開口部を洗濯兼脱水槽の中心方向に向けて配設した吐出口と、前記パルセーターの上方に着脱自在に取着した洗濯物載置用ネットと、パルセーターの回転数を検知する回転数検知手段と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、各種機能を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータを位相制御することにより前記パルセーターの回転数を制御し、前記吐出口から前記洗濯物載置用ネット上に載せた洗濯物に洗浄液をかけて洗浄するようにし、前記水位検知手段により検知した水位が高いほど前記モータに印加する電圧の位相カット角を大きくすることで前記パルセーターの回転数を下げて、前記吐出口から吐出される洗浄液の量が水位の高低にかかわらずほぼ一定になるように構成したものであり、各水位に対応した最適な滝状洗浄液の量を吐出口から吐出することができるので、泡の立ち過ぎもなく、洗浄性能不足を起こすこともなくなる。
【０００８】
【実施例】
本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
（実施例１）
図１に示すように、水受け槽１は、底部にパルセーター２を回転自在に配設した洗濯兼脱水槽（以下、洗濯槽という）３を内包し、吊り棒４により洗濯機外枠５に吊り下げている。循環水路カバー６は、洗濯槽３の内面に複数個取着し、洗濯槽３との間に独立した複数の循環水路７を形成している。パルセーター２の裏面に下側羽根８を一体に設け、下側羽根８の外周に形成したポンプ室９を複数の循環水路７に連通している。複数の循環水路７の上部に洗濯槽３の内部に向けて開口した吐出口１０を設け、パルセーター２の上に多数の孔１１を有する洗濯物載置用ネット１２を着脱自在に取着している。
【００１０】
水位センサ（水位検知手段）１３は、洗濯槽３内の水位を検知する。モータ１４は、Ｖベルト１５および減速機構兼クラッチ１６を介して、パルセーター２または脱水槽３を駆動する。回転センサ（回転数検知手段）１７は、パルセーター２の回転数を減速機構兼クラッチ１６を介して検知する。１８は排水弁、１９は給水弁、２０は蓋、２１は制御装置である。
【００１１】
制御装置２１は、図２に示すように構成しており、制御手段２２は操作表示手段２３により入力された設定内容に基づいて洗い、すすぎ、脱水の各行程を逐次制御するもので、パワースイッチング手段２４を介してモータ１４、排水弁１８、給水弁１９などを逐次制御する。記憶手段２５は制御手段２２による逐次制御に必要なデータ等を記憶している。パルス数計数回路２６は回転センサ１７の出力を所定時間計数し、制御手段２２に入力している。周波数検知手段２７は、電源周波数を検知して制御手段２２に入力している。２８はモータ１４の進相用コンデンサ、２９は電源スイッチ、３０は商用電源である。
【００１２】
制御手段２２は、位相制御によりパルセーター２の回転数を制御し、洗浄行程の初期のパルセーター２の回転数に基づき、以降のモータ１４に印加する電圧の位相角を決めるように構成している。
【００１３】
上記構成において動作を説明する。パルセーター２の上方に洗濯物載置用ネット１２を着脱自在に取着し、その上に洗濯物を載せるので、パルセーター２には直接洗濯物は接しない。すなわちモータ１４の負荷としては、パルセーター２が水を撹拌する力が加わるだけで、洗濯物による負荷変動はなく、比較的安定している。
【００１４】
パルセーター２の回転数が変化する要因は、モータ１４をインダクションモータで構成している場合、電源周波数と電源電圧の変動の影響が最も大きく、ついで、洗濯槽３内の水位である。それ故に運転初期にパルセーター２の回転数を検知して、この回転数から電源状態や水位の影響を検知できれば、以降の運転は、それを補償する電力をモータ１４に入力することにより、パルセーター２の回転数をほぼ所定回転数に保つことができる。
【００１５】
この動作を図３を参照しながら説明する。図３のＡは、モータ１４のオン、オフ制御の状態を示しており、図３のＢは、その時のモータ１４に供給する電源の波形である。同図においてｔ１からｔ２の期間はモータ１４が正転、ｔ２からｔ３の期間は休止、ｔ３からｔ４の期間はモータ１４が逆転、ｔ４からは、休止、正転、休止、逆転、休止を繰り返して洗浄する。
【００１６】
こうした洗浄行程の中で、洗浄初期の回転数を回転センサ１７で検知し、パルス計数回路２６でｔ１からｔ２の期間の回転数を計数し、制御手段２２に入力する。制御手段２２は、記憶手段２５のデータと比較し、パルセーター２を所定回転数で回転させるためのモータ１４に印加する電圧の位相角θ１を決める。パワースイッチング手段２４は、制御手段２２の指令により、モータ１４に印加する電圧を、図３のｔ３以降は、位相角θ１で位相制御してモータ１４を駆動する。
【００１７】
これによりモータ１４のトルクは、パルセーター２を所定回転数で駆動する力と釣り合う。従って、これ以降電源電圧が変動しない限り、パルセーター２は、所定回転数で駆動され、滝状洗浄液の吐出量を、ほぼ一定に保つことができる。
【００１８】
また、最初の回転数検知で、所定回転数にするためのモータトルクを推測して、以降の運転をそのトルクになるように位相制御して運転するので、リアルタイムでのフィードバックがいらないので、制御回路は簡単で安価になり、またフィードバックループの発振等の問題も発生しない。
【００１９】
（実施例２）
図２における制御手段２２は、パルセーター２の回転数検知時に、電源周波数とパルセーターの所定回転数から予測される位相角でモータ１４を駆動するように構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００２０】
上記構成において図４を参照しながら動作を説明する。ｔ１からｔ２の期間が回転数検知期間、ｔ３以降が決められた位相角で運転される期間である。ｔ１からｔ２の回転数検知期間のモータ１４に印加する電圧は、電源が標準状態と仮定して、パルセーター２を所定回転数で回転させるのに相当する位相角θ２で位相制御している。位相角θ２は、経験則に基づいて決めている。
【００２１】
この位相角θ２で位相制御してモータ１４を駆動し、回転センサ１７でパルセーター２の回転数を検知し、パルス計数回路２６でｔ１からｔ２の期間の回転数を計数し、制御手段２２は、記憶手段２５のデータと比較し、パルセーター２を所定回転数で回転させるためのモータ１４に印加する電圧の位相角θ１を決める。パワースイッチング手段２４は、制御手段２２の指令により、図４のｔ３以降は、モータ１４に印加する電圧を位相角θ１で位相制御してモータ１４を駆動する。
【００２２】
このように、パルセーター２の回転数検知時に所定回転数に近い回転数で回転数検知することにより、位相角θ２とθ１との差が小さくなるので、より高い精度で回転数を補正することができる。
【００２３】
（実施例３）
図２における制御手段２２は、洗浄およびすすぎ行程中にパルセーター２の回転数を複数回検知し、回転数検知結果に基づいて、以降のモータ１４に印加する電圧の位相角を決めるように構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００２４】
上記構成において図５を参照しながら動作を説明する。図５はモータ１４のオン、オフ制御状態を示しており、上側が正回転、中央が休止、下側が逆回転を示している。本実施例では、ｔ１からｔ２の期間で洗浄行程初期のパルセーター２の回転数を検知し、それに基づいてｔ３以降の位相角θ１を決めて、モータ１４を駆動する。また、ｔ４に達した時点で、ｔ４からｔ５の期間で再度パルセーター２の回転数を検知し、その結果に基づいてｔ６以降の位相角を決めてモータ１４を駆動する。
【００２５】
このことにより、運転中に電源電圧が変動しても、電源電圧に追随して、パルセーター２の回転数をほぼ一定に保つことがことができる。回転数検知回数を増せば増すほど、その追随性はよくなる。
【００２６】
（実施例４）
図２における制御手段２２は、パルセーター２の回転数検知時に、モータ１４の回転数が完全に立ち上がらない程度の短い反転時限でモータ１４を駆動し、複数回のオン時の回転数の和を検知するように構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００２７】
上記構成において図６および図７を参照しながら動作を説明する。図６はモータ１４のオン、オフ制御状態を示しており、上側が正回転、中央が休止、下側が逆回転を示している。図７は、電源電圧差によるモータ１４の立ち上がり特性を示す。
【００２８】
図６に示すように、ｔ１１からｔ１２の短い時限でパルセーター２の回転数を検知し、かつ、ｔ１３からｔ１４、ｔ１５からｔ１６、ｔ１７からｔ１８の４期間検知し、その和によりｔ９以降の位相角を決めている。また回転数検知期間は、図７に示すｔ１からｔ２の期間に相当するように決めている。
【００２９】
まず、回転数検知期間をｔ１１からｔ１２の短い時間にしているのは、モータ１４の立ち上がり期間の回転数を検知することにより、電源電圧の変化情報を分解能よく検知できるからである。図７の曲線ａは電源電圧が１１０Ｖ、曲線ｂは１００Ｖ、曲線ｃは９０Ｖの場合を示している。ｔ１からスタートしてｔ２迄は３つの曲線は離れているが、ｔ２以降は３曲線は接近する。すなわちｔ２以降に回転数を検知すると回転数から得られる電源電圧情報が薄められることになる。
【００３０】
また、図６で４期間回転数を検知するのは、１回だけだと計数した回転数データが少なく、検知分解能が落ちるのを防ぐためである。以上のようにすることにより、電源電圧条件を精度よく検知することができる。
【００３１】
（実施例５）
図２における制御手段２２は、パルセーター２の回転数検知後の位相制御において、駆動時間の初めの所定サイクルの位相角θ１をそれ以降の位相角θ２より大きく設定している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００３２】
上記構成において図８を参照しながら動作を説明する。図８は位相制御期間のモータ１４に供給する電源波形を示しており、初めの２サイクルは、位相１で位相制御し、３サイクル目から位相角θ２で位相制御している。ここで、θ１＞θ２としている。
【００３３】
このことにより、位相制御期間の初めのモータ１４のトルクを下げることができ、位相制御期間の初めに吐出口１０に勢いよく上がって来る洗浄液の勢いを下げることができ、吐出口１０からの水飛びを低減させることができる。
【００３４】
（実施例６）
図２における制御手段２２は、パルセーター２の回転数検知後のモータ１４に印加する電圧の位相角を水位検知センサ１３により検知した結果に基づいて変えるように構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００３５】
上記構成において図９を参照しながら動作を説明する。洗浄時の水位が変わると、モータ１４にかかる負荷も若干変わるが、それよりも水面から吐出口１０迄の高さが変わるため、吐出口１０からの洗浄液の吐出量が変化する。吐出量が変化すると、泡立ちや洗浄洗浄性能が変化するため、吐出量を一定にする必要がある。
【００３６】
そのため、図９に示すように、水位によって位相角をθ１からθ３に変えることにより、吐出量を合わせることができる。すなわち、少水位の時は中水位に比べ水面から吐出口１０迄の高さが大きくなるので、水位によって位相角を変えることにより、吐出口１０からの洗浄液の吐出量をほぼ一定にすることができる。なお、位相角は、θ３＞θ２＞θ１である。
【００３７】
（実施例７）
図２における制御手段２２は、パルセーター２の回転数検知後のモータ１４に印加する電圧の位相角を反転時限の長さに基づいて変えるように構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００３８】
上記構成において図１０を参照しながら動作を説明する。図１０のＡは反転時間の長さ、図１０のＢはその時のパルセーター２の回転数、図１０のＣは吐出口１０からの洗浄液の吐出量を示している。また、図中実線は反転時限が長い場合、点線は反転時限が短い場合を示す。
【００３９】
モータ１４を図１０のＡの実線のように、ｔ１１からｔ１３まで駆動すると、パルセーター２の回転数は、図１０のＢの実線のように変化し、そのとき、吐出口１０から洗浄液は、図１０のＣの実線のように吐出される。しかし、点線で示すように、モータ１４の駆動時間をｔ１１からｔ１２と短くすると、洗浄液はほとんど吐出されなくなる。これは水面から吐出口１０までの水頭に相当する揚力を得るためにパルセーター２をある回転数以上回転させる必要があるからである。
【００４０】
その回転数は、図１０のＶ１で表される。したがって、点線の駆動では、回転数がＶ１に達した後、ほとんど駆動時間が残っていないために洗浄液が吐出しないのである。それ故に、駆動時間の短い反転時限では、電源波形の位相角を小さくすることによって、早くパルセーター２の回転数をＶ１に上げ、吐出量を所定量確保することができる。
【００４１】
（実施例８）
図２における制御手段２２は、電源周波数が６０Ｈｚのとき、パルセーター２の回転数が電源周波数５０Ｈｚの位相制御なしの回転数とほぼ同じになるように位相角を決めるように構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００４２】
上記構成において動作を説明する。まず、周波数検知手段２７で電源周波数を検知し、電源周波数が５０Ｈｚなら、位相制御をせずにパワースイッチング手段２４を介してモータ１４を駆動する。電源周波数が６０Ｈｚなら、制御手段２２は記憶手段２５のデータに基づいて、パルセーター２の回転数が５０Ｈｚのときと同じ回転数になる位相角を決め、パワースイッチング手段２４を介して、モータ１４を駆動する。このように制御することにより、電源周波数が５０Ｈｚであっても、６０Ｈｚであってもパルセーター２の回転数を同じにすることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、水受け槽と、前記水受け槽内に配設した洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽の底面に回転自在に配設したパルセーターと、パルセーターを駆動するモータと、前記パルセーターの裏面の下側羽根の外周に形成したポンプ室から洗濯兼脱水槽の側壁に形成した循環水路と、前記循環水路の開口部を洗濯兼脱水槽の中心方向に向けて配設した吐出口と、前記パルセーターの上方に着脱自在に取着した洗濯物載置用ネットと、パルセーターの回転数を検知する回転数検知手段と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、各種機能を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータを位相制御することにより前記パルセーターの回転数を制御し、前記吐出口から前記洗濯物載置用ネット上に載せた洗濯物に洗浄液をかけて洗浄するようにし、前記水位検知手段により検知した水位が高いほど前記モータに印加する電圧の位相カット角を大きくすることで前記パルセーターの回転数を下げて、前記吐出口から吐出される洗浄液の量が水位の高低にかかわらずほぼ一定になるように構成したから、各水位に対応した最適な滝状洗浄液の量を吐出口から吐出することができるので、泡の立ち過ぎもなく、洗浄性能不足を起こすこともなくなる。
【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断面図
【図２】 同洗濯機のブロック回路図
【図３】 同洗濯機のモータに印加する電圧波形図
【図４】 本発明の第２の実施例の洗濯機のモータに印加する電圧波形図
【図５】 本発明の第３の実施例の洗濯機の動作タイムチャート
【図６】 本発明の第４の実施例の洗濯機の動作タイムチャート
【図７】 同洗濯機のモータの回転立ち上がり特性と回転数検知時間の関係を示す図
【図８】 本発明の第５の実施例の洗濯機のモータに印加する電圧波形図
【図９】 （ａ）本発明の第５の実施例の洗濯機の少水位のときのモータに印加する電圧波形図
（ｂ）同洗濯機の低水位のときのモータに印加する電圧波形図
（ｃ）同洗濯機の中水位のときのモータに印加する電圧波形図
【図１０】 本発明の第７の実施例の洗濯機の動作タイムチャート
【符号の説明】
１ 水受け槽
２ パルセーター
３ 洗濯兼脱水槽
７ 循環水路
８ 下側羽根
９ ポンプ室
１０ 吐出口
１２ 洗濯物載置用ネット
１３ 水位センサ（水位検知手段）
１４ モータ
１７ 回転センサ（回転数検知手段）
２２ 制御手段
２７ 周波数検知手段

Claims (1)

1. 水受け槽と、前記水受け槽内に配設した洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽の底面に回転自在に配設したパルセーターと、パルセーターを駆動するモータと、前記パルセーターの裏面の下側羽根の外周に形成したポンプ室から洗濯兼脱水槽の側壁に形成した循環水路と、前記循環水路の開口部を洗濯兼脱水槽の中心方向に向けて配設した吐出口と、前記パルセーターの上方に着脱自在に取着した洗濯物載置用ネットと、パルセーターの回転数を検知する回転数検知手段と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段と、各種機能を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータを位相制御することにより前記パルセーターの回転数を制御し、前記吐出口から前記洗濯物載置用ネット上に載せた洗濯物に洗浄液をかけて洗浄するようにし、前記水位検知手段により検知した水位が高いほど前記モータに印加する電圧の位相カット角を大きくすることで前記パルセーターの回転数を下げて、前記吐出口から吐出される洗浄液の量が水位の高低にかかわらずほぼ一定になるように構成した脱水兼用洗濯機。

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