JP4501980B2 - Washing machine - Google Patents

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Description

本発明は、本発明は、水槽内に配設した回転ドラムを回転駆動することにより、回転ドラム内に収容した洗濯物を洗浄する洗濯機に関するものである。   The present invention relates to a washing machine that cleans laundry stored in a rotating drum by rotationally driving a rotating drum disposed in a water tub.

従来のこの種のドラム式洗濯機について図5の縦断面図を用いて説明する。洗濯機本体1内には、サスペンション構造(図示せず)によって水槽2が宙吊り状態に支持されている。前記水槽2内には、有底円筒形に形成されたドラム3が、その軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて回転自在に支持されている。水槽2の正面側にはドラム3の開口端に通じる衣類出入口4が形成され、洗濯機本体1の正面側の上向き傾斜面に設けられた開口部を開閉可能に閉じる扉5を開閉することにより、衣類出入口4を介して
ドラム3内に対して洗濯物を出し入れすることができる。
A conventional drum type washing machine of this type will be described with reference to the longitudinal sectional view of FIG. In the washing machine body 1, a water tank 2 is supported in a suspended state by a suspension structure (not shown). In the water tank 2, a drum 3 formed in a bottomed cylindrical shape is rotatably supported with its axial direction inclined downward from the front side to the back side. On the front side of the aquarium 2 is formed a clothing doorway 4 leading to the opening end of the drum 3, and by opening and closing a door 5 that opens and closes an opening provided on the upward inclined surface of the front side of the washing machine body 1. The laundry can be taken in and out of the drum 3 through the clothing entrance 4.

ドラム3には、その周面に水槽2内に通じる多数の透孔6が形成され、内周面の複数位置に衣類攪拌用の攪拌突起15が設けられている。このドラム3は、水槽2の背面側に取り付けられたモータ7によって正転及び逆転方向に回転駆動される。また、水槽2には、注水管路8及び排水管路9が配管接続され、図示しない注水弁及び排水弁の制御によって水槽2内への注水及び排水がなされる。   The drum 3 has a large number of through holes 6 formed in the peripheral surface thereof that communicate with the water tank 2, and is provided with stirring protrusions 15 for stirring clothes at a plurality of positions on the inner peripheral surface. The drum 3 is rotationally driven in the forward and reverse directions by a motor 7 attached to the back side of the water tank 2. In addition, a water injection pipe 8 and a drain pipe 9 are connected to the water tank 2 to perform water injection and drainage into the water tank 2 by controlling a water injection valve and a water discharge valve (not shown).

扉5を開きドラム3内に洗濯物及び洗剤を投入して、洗濯機本体1の例えば前面上部に設けられた操作パネル10での操作により運転を開始させると、水槽2内には注水管路8から所定量の注水がなされ、モータ7によりドラム3が回転駆動されて洗濯工程が開始される。ドラム3の回転により、ドラム3内に収容された洗濯物はドラム3の内周壁に設けられた攪拌突起15によって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた適当な高さ位置から落下する攪拌動作が繰り返されるので、洗濯物には叩き洗いの作用により洗濯がなされる。所要の洗濯時間の後、汚れた洗濯液は排水管路9から排出され、ドラム3を高速回転させる脱水工程に移行する。この脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水し、その後、水槽2内に注水管路8から注水してすすぎ工程が実施される。このすすぎ工程においてもドラム3内に収容された洗濯物はドラム3の回転により攪拌突起15により持ち上げられて落下する攪拌動作が繰り返されてすすぎ洗いが実施される。所定のすすぎ工程の後、同様にすすぎ駅は排水管路9より排出され、ドラム3を高速回転させる脱水工程に移行し、一定時間の脱水運転の後、すべての工程を終了する。   When the door 5 is opened, laundry and detergent are put into the drum 3, and the operation is started by an operation on the operation panel 10 provided on the front surface of the washing machine body 1, for example, a water injection conduit is provided in the water tank 2. A predetermined amount of water is injected from 8 and the drum 3 is rotationally driven by the motor 7 to start the washing process. By the rotation of the drum 3, the laundry accommodated in the drum 3 is lifted in the rotation direction by the stirring protrusion 15 provided on the inner peripheral wall of the drum 3, and the stirring operation of dropping from the lifted appropriate height position is repeated. Therefore, the laundry is washed by the action of tapping. After the required washing time, the dirty washing liquid is discharged from the drain pipe 9, and the process proceeds to a dehydration process in which the drum 3 is rotated at high speed. The washing liquid contained in the laundry is dehydrated by this dehydrating operation, and then a water rinsing process is performed by pouring water into the water tank 2 from the water pouring line 8. Also in this rinsing step, the laundry stored in the drum 3 is rinsed by repeating a stirring operation in which the laundry is lifted and dropped by the stirring protrusion 15 by the rotation of the drum 3. After the predetermined rinsing process, the rinsing station is similarly discharged from the drain pipe 9, and the process proceeds to a dehydration process in which the drum 3 is rotated at a high speed. After a dehydration operation for a predetermined time, all processes are completed.

また、モータ7の背面には、その回転状態を検知するために、モータの回転子(ロータ)の位置を検出する位置検出素子等で構成された回転検知部14が設けられている。   In addition, on the back surface of the motor 7, a rotation detection unit 14 including a position detection element that detects the position of the rotor (rotor) of the motor is provided in order to detect the rotation state.

脱水運転時は、ドラム回転数が高速運転(例えば1000r/min)となるため、ドラム内の衣類の偏り(アンバランス分布)による水槽2の振動が大きくなり、結果として脱水工程時における機器の振動が大きくなり、使用者に不安を与えたり、また機器自体の破壊を及ぼす場合がある。   During the dehydration operation, the drum rotation speed is high-speed operation (for example, 1000 r / min), so that the vibration of the water tank 2 is increased due to clothing unevenness (unbalance distribution) in the drum. May increase the user's anxiety and may damage the device itself.

そのため、脱水運転時において、比較的低速回転(例えば100r/min)において、制御部によりモータに与えるトルクを一定とし、その場合のドラムの回転数の変動等を検出することにより、衣類のアンバランス分布を検出したのち、脱水工程への移行の可否判断を行い(図示せず)、高速運転中の水槽の振動を抑えるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−068813号公報
For this reason, during the dehydration operation, the torque applied to the motor by the control unit at a relatively low speed (for example, 100 r / min) is made constant, and fluctuations in the rotation speed of the drum in that case are detected, thereby unbalanced clothing. After detecting the distribution, it is determined whether or not it is possible to shift to the dehydration process (not shown), and vibration of the water tank during high-speed operation is suppressed (for example, see Patent Document 1).
JP 2007-068813 A

上記従来の脱水工程時の衣類のアンバランスの検出方法においては、低速回転において衣類のアンバランスの分布を検出するため、衣類に含まれる水分が十分抜けておらず、水を含み易いか、含みにくいかなど、繊維の質や衣類の種類や量の影響を受けやすくなり、高速脱水回転時の振動の予測精度が低いという課題があった。   In the above-described conventional method for detecting clothing imbalance during the dehydration process, since the clothing imbalance distribution is detected during low-speed rotation, moisture contained in the clothing is not sufficiently removed and water is easily contained or contained. There is a problem that the accuracy of vibration during high-speed dewatering rotation is low, which is easily affected by the quality of the fiber and the type and amount of clothing.

また、比較的低速での衣類のアンバランス検出方法では、静バランスの検出が主体となるため、例えば、衣類のアンバランスの分布が、ドラムの重心に対して回転運動を与えるような、動アンバランスの検出は困難であるため、脱水移行の判断基準を小さくして対応する等を行っているため、脱水運転への移行の可否判断が行いにくくなるという課題があった。   In addition, since the clothing imbalance detection method at a relatively low speed mainly detects the static balance, for example, the distribution of the clothing imbalance gives a rotational motion to the center of gravity of the drum. Since it is difficult to detect the balance, there is a problem that it is difficult to determine whether or not to shift to the dehydration operation because the determination criteria for the dehydration shift are reduced.

また、加速度センサー等の物理的アンバランス検出手段を水槽に取り付けることにより、脱水時における振動を検出する方法も存在するが、加速度センサー自体が高価であり、機器のコストUPにつながるという課題を有している。   There is also a method of detecting vibration during dehydration by attaching a physical imbalance detection means such as an acceleration sensor to the water tank, but there is a problem that the acceleration sensor itself is expensive and increases the cost of the equipment. is doing.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、脱水運転中の回転上昇区間におけるモータの加速トルクを測定することにより、ドラムの振動を検出し、低コストで、精度の高い振動検出手段を備えたドラム式洗濯機を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and detects vibration of the drum by measuring the acceleration torque of the motor in the rotation increasing section during the dehydration operation, and provides a low-cost and high-precision vibration detection means. An object of the present invention is to provide a drum-type washing machine provided.

前記従来の課題を解決するために、本発明のドラム式洗濯機は、脱水時のドラムの回転数を、所定の回転数N1からN2まで上昇する間の積算加速トルクを測定し、所定の回転数N1およびN2の値は、脱水起動中の回転数の変極点からずらした回転数の値、かつ回転数の上昇途中においてモータに与えるトルクが極小値をとる近傍での回転数の値とし、測定した積算加速トルクに応じて振動を検知して、検知した振動により脱水運転時のドラムの回転数を設定するようにしたものである。 In order to solve the above conventional problems, the drum type washing machine of the present invention, the rotational speed of the drum during dehydration, measuring the integrated acceleration torque during rising from the predetermined revolution N1 to N2, a predetermined rotational The values of the numbers N1 and N2 are the values of the rotational speed shifted from the inflection point of the rotational speed during the start of dehydration, and the rotational speed values in the vicinity where the torque applied to the motor takes the minimum value while the rotational speed is increasing, Vibration is detected according to the measured accumulated acceleration torque, and the number of rotations of the drum during the dehydration operation is set based on the detected vibration .

これによって、脱水運転時の水槽の振動を、加速度センサー等の物理的アンバランス検出手段を別に設けることなく、安価で精度よく検出することが可能となる。   This makes it possible to detect the vibration of the water tank during the dehydration operation with low cost and high accuracy without providing a separate physical imbalance detection means such as an acceleration sensor.

また、本発明のドラム式洗濯機は、その検出した振動に基づき脱水回転時の回転数の上昇の可否判断を行うことにより、低振動な脱水運転を行うことが可能となる。   Further, the drum type washing machine of the present invention can perform a low vibration dehydration operation by determining whether or not the rotation speed can be increased during the dehydration rotation based on the detected vibration.

本発明のドラム式洗濯機は、加速度センサーなどの物理的振動センサーを特別設けることなく、安価で精度の高い振動検出手段をもつドラム式洗濯機を提供することが可能となる。   The drum type washing machine of the present invention can provide a drum type washing machine having vibration detection means that is inexpensive and highly accurate without specially providing a physical vibration sensor such as an acceleration sensor.

第1の発明は、略水平方向に回転中心軸を有し、洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転数検知装置と、前記回転数検知装置の検知出力に基づき前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記モータに所定の加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速して、所定の回転数N1からN2まで回転数が上昇する間の積算加速トルクを測定し、所定の回転数N1およびN2の値は、脱水起動中の回転数の変極点からずらした回転数の値、かつ回転数の上昇途中において前記モータに与えるトルクが極小値をとる近傍での回転数の値とし、測定した積算加速トルクに応じて振動を検知して、検知した振動により脱水運転時の前記ドラムの回転数を設定するようにしたことにより、脱水運転中において、比較的高速運転時における水槽の振動を検出し、ドラム内の衣類のアンバランス分布により発生した動アンバランスを精度よく検出することが可能となる。 A first invention includes a drum having a rotation center axis in a substantially horizontal direction and accommodating a laundry to perform a rotational motion, and a water tub enclosing the drum rotatably and elastically supported in a washing machine body And a motor that rotationally drives the drum, a rotational speed detection device that detects the rotational speed of the motor, and a control unit that controls the rotation of the motor based on a detection output of the rotational speed detection device. The unit accelerates the rotation of the drum by generating a predetermined acceleration torque in the motor, measures the accumulated acceleration torque while the rotation speed increases from the predetermined rotation speed N1 to N2, and determines the predetermined rotation speed The values of N1 and N2 are the values of the rotational speed shifted from the inflection point of the rotational speed during dehydration start-up, and the rotational speed values in the vicinity where the torque applied to the motor takes the minimum value while the rotational speed is increasing, the measured integrated acceleration torque Depending detects vibrations, by which is adapted to set the rotational speed of the drum during the dewatering operation by the detected vibration, during dewatering operation, to detect the vibration of the water tub at relatively high speed during operation, the drum It is possible to accurately detect the dynamic imbalance generated by the clothing imbalance distribution.

また、回転数N1での加速トルクのオーバーシュートや、回転数N2での加速トルクのアンダーシュートが、回転数N1からN2までのモータ加速トルクの積算時に影響しないようにしたものである。これにより、積算加速トルクの数値の精度が上がり、精度よく振動が検出可能となる。 Further , the acceleration torque overshoot at the rotational speed N1 and the undershoot of the acceleration torque at the rotational speed N2 are not affected when integrating the motor acceleration torque from the rotational speed N1 to N2. Thereby, the accuracy of the numerical value of the integrated acceleration torque is improved, and vibration can be detected with high accuracy.

また、特に脱水起動当初に衣類に含まれる残水の影響を受けにくくし、精度よく振動レベルを検知することが可能となる。 In addition, particularly at the beginning of dehydration, it is less susceptible to the residual water contained in the clothing, and the vibration level can be detected with high accuracy.

また、振動が大きい(アンバランスが大きい)と判断されたときには、回転数を高める
ことなく、振動が小さい(アンバランスが小さい)と判断した場合には、所定の高速回転数まで上昇するようにし、機器自体の振動を抑えることが可能となる。
Further, when it is determined that the vibration is large (imbalance is large), without increasing the rotation speed, when it is determined that the small vibration is (unbalance is small) is to increase up to a predetermined high-speed rotation speed Thus, the vibration of the device itself can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるドラム式洗濯機の動作を制御する制御装置の概略構成を示すものである。また、同ドラム式洗濯機の概略構造は、図5に示した従来例のものと同様である。
(Embodiment 1)
Figure 1 is a shows the schematic configuration of a control device for controlling the operation of the drum type washing machine according to a first embodiment of the present invention. The schematic structure of the drum type washing machine is the same as that of the conventional example shown in FIG.

図1に示す制御装置においては、商用電源20の交流電力を整流器21より整流し、チョークコイル22及び平滑コンデンサ23からなる平滑回路により平滑化された直流電力を駆動電力として、インバータ回路24によりモータ7を回転駆動する。また、入力設定部25から入力される運転指示、及び各検知手段(図示せず)により検知される運転状態の監視情報に基づいてモータ7の回転を制御し、負荷駆動部26により給水弁27、排水弁28、送風ファン12、ヒータ29の動作を制御する。   In the control device shown in FIG. 1, AC power from a commercial power source 20 is rectified by a rectifier 21, and DC power smoothed by a smoothing circuit including a choke coil 22 and a smoothing capacitor 23 is used as drive power, and a motor is driven by an inverter circuit 24. 7 is driven to rotate. Further, the rotation of the motor 7 is controlled based on the driving instruction input from the input setting unit 25 and the monitoring information of the driving state detected by each detecting means (not shown), and the water supply valve 27 is controlled by the load driving unit 26. The operation of the drain valve 28, the blower fan 12, and the heater 29 is controlled.

モータ7は、3相巻線7a、7b、7cを有するステータと、2極の永久磁石を有するロータとを備え、3つの位置検出素子30a、30b、30cを設けた直流ブラシレスモータとして構成され、スイッチング素子24a〜24fにより構成されたPWM制御インバータ回路24により回転制御される。位置検出素子30a、30b、30cが検出するロータ位置検出信号は、マイコンにより構成された制御部31に入力される。このロータ位置検出信号に基づいて、駆動回路32によりスイッチング素子24a〜24fのオン/オフ状態をPWM制御、即ちパルス幅変調制御することにより、ステータの3相巻線7a、7b、7cに対する通電を制御してロータを所要回転数で回転させる。   The motor 7 includes a stator having three-phase windings 7a, 7b, and 7c and a rotor having a two-pole permanent magnet, and is configured as a DC brushless motor provided with three position detection elements 30a, 30b, and 30c. The rotation is controlled by a PWM control inverter circuit 24 configured by the switching elements 24a to 24f. The rotor position detection signals detected by the position detection elements 30a, 30b, and 30c are input to the control unit 31 configured by a microcomputer. Based on the rotor position detection signal, the drive circuit 32 performs PWM control, that is, pulse width modulation control, of the on / off states of the switching elements 24a to 24f, thereby energizing the three-phase windings 7a, 7b, and 7c of the stator. Control and rotate the rotor at the required number of revolutions.

制御部31は、3つの位置検出素子30a、30b、30cの検出出力が入力される回転数検知部33を有する。前記回転数検知部33は、3つの位置検出素子30a、30b、30cのいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータの回転数を算出する。なお、回転数検知部33の検知出力はドラム3の回転数に対応するので、以下の説明においてドラム3の回転数は、回転数検知部33の検知出力により得られるもので、得られた数値に対し、脱水起動中、及び脱水定常回転中のいずれも各目標回転数に対してフィードバックを行い回転数制御している。   The control unit 31 includes a rotation speed detection unit 33 to which detection outputs of the three position detection elements 30a, 30b, and 30c are input. The rotation speed detection unit 33 detects the cycle whenever the signal state of any of the three position detection elements 30a, 30b, and 30c changes, and calculates the rotation speed of the rotor from the cycle. Since the detection output of the rotation speed detector 33 corresponds to the rotation speed of the drum 3, in the following description, the rotation speed of the drum 3 is obtained by the detection output of the rotation speed detector 33, and the obtained numerical value. On the other hand, both during the dehydration start-up and during the dehydration steady rotation, the rotational speed is controlled by providing feedback to each target rotational speed.

本実施の形態における振動検出方法の特徴について、以下図2を参照して説明する。   The characteristics of the vibration detection method in the present embodiment will be described below with reference to FIG.

図2は、振動検出の動作を示す図であり、横軸に脱水運転の起動時における時間経過を、縦軸にドラム3の脱水回転数の上昇テーブルと、モータにかかるトルクTを示したものであり、この実施の形態においては、回転数加速度は、毎秒10r/minとしている。   FIG. 2 is a diagram showing the operation of vibration detection, in which the horizontal axis shows the time elapsed at the start of the dehydration operation, and the vertical axis shows the increase table of the dehydration speed of the drum 3 and the torque T applied to the motor. In this embodiment, the rotational speed acceleration is 10 r / min per second.

図2に示すように、時間経過と共にドラム回転数は曲線Sのように高速回転に移行してゆくが、一方、モータかかるトルクは、曲線Tに示すように徐々に減少傾向をしめす。   As shown in FIG. 2, the drum rotation speed shifts to high speed rotation as indicated by the curve S as time passes, while the torque applied to the motor gradually decreases as indicated by the curve T.

これは、起動当初は衣類に含まれる多量の水分が大きい慣性モーメントとして作用するが、徐々に水分は遠心力にて除去されて、その数値が減少してゆくので、モータにかかるトルクも減少してくることを示す。   This is because a large amount of moisture contained in clothing acts as a large moment of inertia at the beginning of startup, but since the moisture is gradually removed by centrifugal force and its value decreases, the torque applied to the motor also decreases. Show you coming.

また、低速回転から高速回転に移行させる回転数の変化の大きい第1の変極点(K)の回転数N3は約400r/minであり、一方所定の脱水回転数N4の約700r/mi
nに到達する直前には、第2の変極点(P)が存在し、いずれの変極点もモータのトルクが大きく変化する。
Further, the rotation speed N3 of the first inflection point (K) having a large change in the rotation speed shifted from the low speed rotation to the high speed rotation is about 400 r / min, while the predetermined dehydration rotation speed N4 is about 700 r / mi.
Immediately before reaching n, there is a second inflection point (P), and the motor torque changes greatly at any inflection point.

図2において、積算加速トルクを測定する所定の回転数N1は、600r/min、また所定の回転数N2は620r/minに設定し、前記第1の変極点(K)のN3=400r/min、および第2の変極点(P)のN4=700r/minから、ずらた回転数に設定している。 In FIG. 2, the predetermined rotational speed N1 for measuring the integrated acceleration torque is set to 600 r / min, the predetermined rotational speed N2 is set to 620 r / min, and N3 = 400 r / min of the first inflection point (K). , and N4 = 700r / min of the second inflection point (P), is set to the rotational speed of the Shifts.

これは、モータ回転制御により、回転数の変化の大きい低速時での約400r/min極点(K)点で、モータへの印加トルクをオーバーシュートさせることより必要以上にモータの入力が上昇するおそれがあり、トルク検知を正常な数値を得られなくなることを防止する為である。 This is because the motor rotation control causes the motor input to increase more than necessary by overshooting the applied torque to the motor at the inflection point (K) of about 400 r / min at low speed when the rotational speed greatly changes. This is to prevent the possibility of obtaining a normal numerical value for torque detection.

また、第2の変極点(P)では定常回転に移行する際のモータへの印加トルクをアンダーシュートさせる事により必要以上にトルクを低下させてしまい、トルク検知を正常な数値を得られなくなることを防止する為である。   In addition, at the second inflection point (P), the torque applied to the motor at the time of shifting to steady rotation is undershooted, causing the torque to be reduced more than necessary, and normal detection of torque cannot be obtained. This is to prevent this.

また、同回転数N1とN2の設定は、脱水起動当初衣類に含まれる多量の水分の慣性モーメントが大きく影響してトルク増大する区間(A)ではなく、脱水起動運転中トルクが略極小値になる区間(B)近傍に設定して、検出数値の安定を図っている。   In addition, the setting of the rotation speeds N1 and N2 is not the section (A) in which the torque increases due to the large moment of inertia of a large amount of moisture contained in the clothes at the start of the dehydration start, but the torque during the dehydration start operation is set to a substantially minimum value. In the vicinity of the section (B), the detected numerical value is stabilized.

衣類のアンバランスにより発生する仕事量の検出は以下の記述により行う。   The amount of work generated by clothing imbalance is detected as follows.

所定の回転数N1(600r/min)と所定の回転数N2(620r/min)との区間においてモータに与えられる加速トルクTは、以下の式で与えられる。   The acceleration torque T applied to the motor in a section between the predetermined rotation speed N1 (600 r / min) and the predetermined rotation speed N2 (620 r / min) is given by the following expression.

T=J×△ω+T‘ (1)式
この(1)式において、Jは、ドラムと衣類を含めた回転軸周りの慣性モーメントであり、△ω(rad/s)は、現時点の回転数Nと目標回転数Nとの差をフィードバックまでの離散時間△tで除したものであり、次式で表せる。
T = J × Δω + T ′ (1) In this equation (1), J is the moment of inertia around the rotation axis including the drum and clothing, and Δω (rad / s 2 ) is the current rotational speed. The difference between N 0 and the target rotational speed NT is divided by the discrete time Δt until feedback, and can be expressed by the following equation.

△ω=2π×(N−N)/△t (2)式
また、T‘は、衣類のアンバランスにより発生する遠心力や、水槽の重心周りに発生する回転モーメントによる加振力に抵抗し加速するためのトルクであり、余分にモータに必要となる加速トルクである。
Δω = 2π × (N T −N 0 ) / Δt (2) In addition, T ′ is a centrifugal force generated due to clothing imbalance or an excitation force due to a rotational moment generated around the center of gravity of the water tank. This is a torque for resisting and accelerating, and an extra acceleration torque required for the motor.

回転体の運動エネルギーは、(1/2)×(慣性モーメント)×(角速度)で表せるので、回転数N1からN2の区間における加速トルクTの運動エネルギーでもある積算値Eは、ドラムの持つ運動エネルギーと、衣類のアンバランスにより発生した振動により必要となる仕事量Wとの和となり、以下の式で示される。 Since the kinetic energy of the rotating body can be expressed by (1/2) × (moment of inertia) × (angular velocity) 2 , the integrated value E, which is also the kinetic energy of the acceleration torque T in the section from the rotational speed N1 to N2, has the drum. This is the sum of the kinetic energy and the work amount W required by the vibration generated by the imbalance of the clothes, and is expressed by the following equation.

E=(1/2)×J(N ―N )×(2π/60)+W (3)式
この(3)式において、回転数N1をN2に比較的近傍に設定すれば、(3)式における第1項の衣類の量などの影響は小さくなり、衣類のアンバランスにより発生する仕事量Wは、左辺の加速トルクTの積算値Eより、検出可能となる。
E = (1/2) × J (N 2 2 −N 1 2 ) × (2π / 60) + W (3) In this equation (3), if the rotational speed N1 is set relatively close to N2, The influence of the amount of clothing of the first term in the equation (3) is reduced, and the work amount W generated by the clothing imbalance can be detected from the integrated value E of the acceleration torque T on the left side.

さらに、振動を検出する回転数N1とN2は、モータにかかるトルクが極小値を取る区間(B)近傍に設定している。モータにかかるトルクが上昇中の区間(A)は、衣類に含まれている水分の影響が大きくなるため、この区間を避けることで精度よく振動を検知することが可能となる。   Furthermore, the rotation speeds N1 and N2 for detecting vibration are set in the vicinity of a section (B) where the torque applied to the motor takes a minimum value. In the section (A) in which the torque applied to the motor is increasing, the influence of moisture contained in the clothing becomes large. Therefore, it is possible to detect vibration with high accuracy by avoiding this section.

次に、実際の衣類の種類を変えて脱水起動運転し、所定回転数回転数N1とN2の間で測定した衣類のアンバランスによる運動エネルギーWと、水槽振幅値の相関を見てみる。   Next, a dehydration start-up operation is performed by changing the actual type of clothing, and the correlation between the kinetic energy W due to clothing imbalance measured between the predetermined rotational speeds N1 and N2 and the water tank amplitude value will be examined.

図3は、横軸に(2)式により検出した測定値Wと、縦軸に水槽の振動の振幅値を、衣類の種類を変化させながらプロットしたものであり、衣類の種類にかかわり無く、振幅値と仕事量の測定値Wとが略比例の関係にあることがしめされており、測定値Wが大きければ、振動が大きいことが判り、このことより精度よく脱水運転中の振動、即ち衣類のアンバランス状態を検出でることができる。   FIG. 3 is a plot of the measured value W detected by the equation (2) on the horizontal axis and the amplitude value of the vibration of the water tank on the vertical axis while changing the type of clothing, regardless of the type of clothing. It is shown that the amplitude value and the measured value W of the work amount are substantially proportional to each other. If the measured value W is large, it can be seen that the vibration is large. It is possible to detect an unbalanced state of clothing.

図4は、振動検出と脱水回転数の設定を表すフローチャート、表1は、ドラムの許容回転数と振動値のテーブルである。   FIG. 4 is a flowchart showing vibration detection and setting of the dewatering rotation speed, and Table 1 is a table of the allowable rotation speed and vibration value of the drum.

以下、図4および表1に基づき脱水回転数設定の制御を説明する。   Hereinafter, the control of the dehydration speed setting will be described with reference to FIG. 4 and Table 1.

図4に示すように、ステップ100{以下(S100)のように表示}で脱水運転が開始し、(S101)でドラム回転数が上昇し、(S102)の所定の回転数NIに到達すると、(S103)で仕事量Wの数値をリセットして、W(0)=0と設定する。   As shown in FIG. 4, when the dehydration operation is started in step 100 {displayed as (S100) below}, the drum rotation speed increases in (S101), and reaches the predetermined rotation speed NI in (S102), In (S103), the numerical value of the work amount W is reset, and W (0) = 0 is set.

回転数を更に上昇させ(S104)、モータの加速トルクTを検知しつつ(S105)、所定回転数N2に高まるまでのΔt時間における仕事量Wを検知する(S106)。   The rotational speed is further increased (S104), and while detecting the acceleration torque T of the motor (S105), the work amount W during the Δt time until the rotational speed increases to the predetermined rotational speed N2 is detected (S106).

所定回転数N2に到達すれば(S107)、検知した仕事量Wと予め設定した表1で示したテーブルで、しきい値の比較を行う(S108)。   If the predetermined rotational speed N2 is reached (S107), the threshold value is compared with the detected work amount W and the preset table shown in Table 1 (S108).

本実施の形態では表1のように、しきい値は4段階設け、それぞれの仕事量Wの範囲を設定し、例えば仕事量Wが1〜80の範囲であれば、しきい値1と設定しアンバランスは極めて少ないとして脱水回転数は高速の900r/min以上の脱水回転を行う(S109)。   In this embodiment, as shown in Table 1, the threshold value is provided in four stages, and the range of each work amount W is set. For example, if the work amount W is in the range of 1 to 80, the threshold value 1 is set. However, since the unbalance is very small, the dehydration rotation speed is high speed 900 r / min or more (S109).

一方、しきい値4、即ち仕事量Wが201以上で大きいと検知した場合は、アンバランスは非常に大きいとして、脱水運転は危険と判定し安全のため高速回転を省略して、脱水運転を終了する(S113)。   On the other hand, if it is detected that the threshold value 4, that is, the work amount W is greater than 201, the imbalance is very large, and the dehydration operation is determined to be dangerous. The process ends (S113).

なお、しきい値2の若干アンバランスの量が大きいと判定した場合は前記(S109)
より、やや回転数を低くして800r/minに(S110)、更にしきい値3のアンバランスが、やや大きい場合は更に低速の700r/minに(S111)設定して脱水運転を行う。
When it is determined that the amount of unbalance of the threshold value 2 is slightly large, the above (S109)
Further, the rotational speed is lowered slightly to 800 r / min (S110), and if the unbalance of the threshold value 3 is slightly larger, it is set to a lower speed of 700 r / min (S111) to perform the dehydration operation.

以上のように構成された洗濯機について以下その動作、作用を説明する。   The operation and action of the washing machine configured as described above will be described below.

脱水起動中の、所定の回転数NIからN2にいたる通過時の運動エネルギーWを測定して、水槽振幅値との相関関係から衣類のアンバランス状態を検知する制御であり、加速度センサーなどの物理的振動センサーを特別設けることなく、安価で精度の高い振動検出手段をもつドラム式洗濯機を提供することできる。   This is a control for measuring the kinetic energy W at the time of passage from the predetermined rotational speed NI to N2 during dehydration and detecting the unbalanced state of the clothing from the correlation with the water tank amplitude value. It is possible to provide a drum type washing machine having an inexpensive and highly accurate vibration detecting means without specially providing a mechanical vibration sensor.

また、脱水起動中の、回転数の変極点(K)、(P)を避けて、所定の回転数NIおよびN2の設定をしたので、モータからの印加トルクのオーバーシュートやアンダーシュートが生じた場合でも、その影響は受けずに積算加速トルクの数値の精度が上がり、精度よく振動検知できる。   In addition, overshoot and undershoot of the applied torque from the motor occurred because the predetermined rotation speeds NI and N2 were set while avoiding the rotation speed inflection points (K) and (P) during dehydration startup. Even in such a case, the accuracy of the numerical value of the integrated acceleration torque is increased without being affected by this, and vibration can be detected with high accuracy.

衣類内の残水の多い区間(A)を避けて、所定の回転数NIおよびN2の設定をしたので、脱水起動当初に衣類に含まれる残水の影響の無い区間で検知するので、精度よく振動レベルを検知できる。   Since the predetermined rotation speeds NI and N2 are set avoiding the section (A) where there is a lot of residual water in the clothes, it is detected accurately in the section where there is no influence of the residual water contained in the clothes at the start of dehydration. The vibration level can be detected.

検出した仕事量Wに、しきい値を設定し、制御手段は、検出した振動(衣類のアンバランス分布状態)により、前記しきい値と比較し脱水運転時の回転数を上昇するかどうかの可否判断を行うようにしたものであり、これにより振動が大きい(アンバランスが大きい)と判断されたときには、回転数を高めることなく、また、振動が小さい(アンバランスが小さい)と判断した場合には、所定の高速回転数まで上昇するようにし、機器自体の振動を抑えることが可能となり、低振動なドラム式洗濯機を提供することができる。   A threshold value is set for the detected work amount W, and the control means determines whether or not to increase the rotational speed during the dehydrating operation by comparing with the threshold value by the detected vibration (clothing imbalance distribution state). If it is determined that the vibration is large (unbalance is large), it is determined that the vibration is small (unbalance is small) without increasing the rotational speed. In this case, it is possible to increase the rotational speed to a predetermined high speed, thereby suppressing the vibration of the device itself, and a low-vibration drum type washing machine can be provided.

以上のように本実施の形態によれば、加速度センサーなどの物理的振動検出手段を設けることなく、安価で精度のよい振動検出方式を備えたドラム式洗濯機を提供することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a drum type washing machine equipped with an inexpensive and accurate vibration detection method without providing physical vibration detection means such as an acceleration sensor.

以上説明した実施の形態の構成は、回転ドラム3を傾斜配置した斜めドラム形式のドラム式洗濯機に適用した例を示したが、回転ドラム3を水平方向に配置した一般的な構成においても同様に適用することができる。   Although the configuration of the embodiment described above is applied to an oblique drum type drum-type washing machine in which the rotary drum 3 is inclined, the same applies to a general configuration in which the rotary drum 3 is horizontally arranged. Can be applied to.

また、ドラム式洗濯機だけでなく、回転ドラムを有し、モータにかかるトルクを検出できる電気機器であれば、同等の構成とすることにより、同等の効果を得ることができることは言うまでもない。   Needless to say, the same effect can be obtained by using an equivalent configuration as long as the electrical device has a rotating drum and can detect the torque applied to the motor as well as the drum type washing machine.

本発明によれば、脱水運転時における水槽の振動を加速度センサーなどの物理的振動センサーを特別設けることなく、安価で精度の高い振動検出手段をもつドラム式洗濯機を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide a drum-type washing machine with a highly accurate vibration detection means without providing a physical vibration sensor such as an acceleration sensor for the vibration of the water tank during the dehydration operation. .

本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の制御装置を示す回路図The circuit diagram which shows the control apparatus of the drum type washing machine in Embodiment 1 of this invention 同ドラム式洗濯機に用いられる振動検出方式を示す図The figure which shows the vibration detection system used for the drum type washing machine 同ドラム式洗濯機の振動検出値と水槽の振動値のグラフ例を示す図The figure which shows the graph example of the vibration detection value of the drum type washing machine, and the vibration value of a water tank 同ドラム式洗濯機の振動検出と脱水回転数の設定を表すフローチャートFlow chart showing vibration detection and setting of dehydration speed of the drum type washing machine 従来のドラム式洗濯機の概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of the conventional drum type washing machine

1 洗濯機本体
2 水槽
3 ドラム
7 モータ
14 回転検知部(装置)
20 商用電源
30a、30b、30c 位置検出素子
31 制御部
32 駆動回路
33 回転数検知部(装置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Washing machine main body 2 Water tank 3 Drum 7 Motor 14 Rotation detection part (device)
20 commercial power supply 30a, 30b, 30c position detection element 31 control unit 32 drive circuit 33 rotation speed detection unit (device)

Claims (1)

略水平方向に回転中心軸を有し、洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転数検知装置と、前記回転数検知装置の検知出力に基づき前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記モータに所定の加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速して、所定の回転数N1からN2まで回転数が上昇する間の積算加速トルクを測定し、所定の回転数N1およびN2の値は、脱水起動中の回転数の変極点からずらした回転数の値、かつ回転数の上昇途中において前記モータに与えるトルクが極小値をとる近傍での回転数の値とし、測定した積算加速トルクに応じて振動を検知して、検知した振動により脱水運転時の前記ドラムの回転数を設定するようにした洗濯機。 A drum having a rotation axis in a substantially horizontal direction and containing a laundry to rotate, a water tank enclosing the drum rotatably and elastically supported in the washing machine body, and rotating the drum A motor for driving, a rotation speed detection device for detecting the rotation speed of the motor, and a control unit for controlling the rotation of the motor based on a detection output of the rotation speed detection device. The rotation of the drum is accelerated by generating a predetermined acceleration torque, and the integrated acceleration torque is measured while the rotation speed increases from the predetermined rotation speed N1 to N2. The values of the predetermined rotation speeds N1 and N2 are: The rotational speed value shifted from the inflection point of the rotational speed during dehydration start-up, and the rotational speed value in the vicinity where the torque applied to the motor takes a minimum value while the rotational speed is increasing , Depending on the vibration And knowledge, washing machine which is adapted to set the rotational speed of the drum during the dewatering operation by the detected vibration.
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