JP6999342B2 - 洗濯機 - Google Patents

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本発明の実施形態は、洗濯機に関する。
全自動洗濯機においては、洗い運転が終了したときに、中間脱水が実行され、また、すすぎ運転が終了したときに、最終脱水が実行される。中間脱水や最終脱水を行う際に、回転槽内の洗濯物が偏在した状態であると、回転槽の回転に伴なって大きく揺れるため、脱水を行えなくなることがある。このような場合、回転槽の回転を一旦停止させ、洗濯物の偏りを修正するための修正行程を行う。修正行程では、槽内に給水して貯留し、撹拌体を回転させて洗濯物の偏りを修正し、この後、排水し、再度脱水を行うようにしている。
これに対して、中間脱水や最終脱水の成功率を高めるために、洗い運転及びすすぎ運転の終盤において、排水撹拌を実行する洗濯機が知られている。この排水撹拌では、撹拌体による撹拌を一旦停止した後、所定の低水位となるまで排水して水量を少なくした後、撹拌体を回転させてほぐし撹拌を行うことにより、回転槽内において洗濯物ができるだけ偏らないようにしている。
しかし、上記排水撹拌を行なう構成の場合、回転槽内の負荷が大きいとき、例えば、洗濯物の重量が大きいときや、洗濯物同士の摩擦が大きいときや、パルセータへの洗濯物の引っかかりが大きいときなどには、水位が低いので、モータの回転不良が発生することがあり、洗濯物をほぐし撹拌できないことがあった。
特開2013-244031公報
そこで、排水撹拌を行なう構成において、モータの回転不良が発生することを防止できる洗濯機を提供する。
本実施形態の洗濯機は、洗濯・脱水兼用の回転槽を回転可能に収容した水槽と、記回転槽内に収容された洗濯物を撹拌する撹拌体と、記回転槽または前記撹拌体を回転させるモータと、前記モータを駆動して前記撹拌体を回転させて前記回転槽内に収容された前記洗濯物をほぐすためのほぐし撹拌を実行する制御装置と洗い運転時において前記モータの回転ロックが発生している状態の継続時間が長いあるいは前記モータの回転ロック発生回数が多いほど、前記モータのロック度合が大きいと判断するロック検出部と、を備え、前記制御装置は、前記モータの回転ロック度合が大きいほど、前記洗い運転後に前記ほぐし攪拌を行うときの水位を高くする
第1実施形態による縦断側面図 洗濯機の電気的構成を示すブロック図 洗濯運転制御のフローチャート 第2実施形態による洗濯運転制御のフローチャート 第3実施形態による洗濯運転制御のフローチャート 第4実施形態による洗濯運転制御のフローチャート 高負荷時のモータの回転ロックの度合と水位との関係を表にして示す図 中負荷時のモータの回転ロックの度合と水位との関係を表にして示す図 低負荷時のモータの回転ロックの度合と水位との関係を表にして示す図
以下、複数の実施形態による洗濯機を図面に基づいて説明する。各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
第1実施形態について図1~図3を参照して説明する。図1には、縦型の全自動洗濯機の概略構成が示されている。この図1において、洗濯機1の外殻は、外箱2と、この外箱2の上部に装着されたトップカバー3とにより構成されている。トップカバー3には、図示しない洗濯物出入口を開閉する洗濯蓋4が開閉可能に設けられている。外箱2内には、水槽5が配設されている。水槽5は、底部が閉塞されかつ上面が開口した円筒容器状をなしていて、外箱2の四隅に設けられた吊り棒6aと図示しないコイルばねを主体に構成された防振装置6を介して弾性的に吊り下げ支持されている。水槽5の中心軸線は上下方向に指向している。
水槽5の内部には、洗濯槽と脱水槽を兼ねた回転槽7が回転可能に収容配置されている。回転槽7も底部が閉塞され上面が開口した円筒容器状をなしている。この回転槽7は、中心軸線を上下方向に指向させた状態で、その中心軸線を中心に回転可能とされている。回転槽7は、周壁部に多数の脱水孔8を有するとともに、上端部にバランスリング9を備えている。各脱水孔8は、回転槽7の周壁部を厚さ方向に貫通していて、回転槽7の内外を連通させている。この回転槽7には、前記トップカバー3の洗濯物出入口を通して洗濯物が出し入れされる。回転槽7内の底部には、撹拌体10が回転可能に配設されている。
水槽5の下方には、洗濯・脱水用のモータ11およびクラッチ機構12が設けられている。モータ11は、例えばアウタロータ形のDC三相ブラシレスモータからなる。モータ11の回転数は、回転数センサ31(図2参照)により検出され、モータ11のロータの回転位置は、回転位置センサ32(図2参照)により検出される。回転数センサ31は回転数検出部としての機能を有し、回転位置センサ32は回転位置検出部としての機能を有する。
クラッチ機構12は、モータ11により撹拌体10のみを回転させる場合と、撹拌体10と回転槽7を一体的に回転させる場合とを切り替えるためのものである。水槽5の底部に形成された排水口13には、排水弁14を介して排水ホース15が接続されている。排水弁14が開放されると、回転槽7内および水槽5内の水が排水ホース15を通して機外へ排出されるようになっている。
この場合、前記クラッチ機構12と排水弁14は、水槽5の底部下面に設けられた切替用モータ16により連動して切り替え操作されるようになっている。具体的には、切替用モータ16により排水弁14を開放動作させた場合には、クラッチ機構12は、前記モータ11により撹拌体10と回転槽7を一体的に回転させるように切り替えられる。また、排水弁14を閉鎖動作させた場合には、クラッチ機構12は、モータ11により撹拌体10のみを独立させて回転させるように切り替えられる。尚、切替用モータ16の代わりに、電磁ソレノイドを用いるように構成しても良い。
外箱2内の下部には、運転制御部を構成する制御装置18が設けられている。また、トップカバー3の内部には、安全レバー19によって操作される安全スイッチ20が設けられている。安全レバー19は、トップカバー3の下部から水槽5の外周面と外箱2の内面との間に位置するように垂下する状態に設けられている。安全スイッチ20は、水槽5が揺れて当該水槽5の外面が安全レバー19に当接することに伴い操作されることで、水槽5の揺れが大きいことを検出する。
トップカバー3の上面における前部(図1の左側)には、操作パネル21が設けられている。操作パネル21には、表示部22(図2参照)や操作入力部23(図2参照)が設けられている。トップカバー3内には、回転槽7内および水槽5内へ給水するための給水弁24(図2参照)や、水槽5内の水位を検出するための水位センサ25(図2参照)が設けられている。給水弁24には、図示はしないが水道の蛇口に接続された給水ホースが接続されていて、給水弁24が開放されると、水道水が、図示しない注水口を通して回転槽7内ひいては水槽5内に供給されるようになっている。
図2は、洗濯機1の電気的構成を、制御装置18を中心として概略的に示したブロック図である。制御装置18は、例えばマイクロコンピュータを主体に構成されたもので、洗濯機の動作全般を制御する機能を備えている。この制御装置18には、前記操作入力部23、水位センサ25、安全スイッチ20、回転数センサ31、回転位置センサ32などから信号が入力される。制御装置18は、これらの入力信号と、予め備えた制御プログラムに基づき、給水弁24、モータ11、切替用モータ16などを制御する。制御装置18は、ロック検出部としての機能を備えている。また、回転数センサ31は、例えばホールセンサで構成されており、モータ11の回転数を検出し、回転数検出信号を制御装置18に出力する。回転位置センサ32は、例えばホールセンサで構成されており、モータ11のロータの回転位置を検出し、回転位置検出信号を制御装置18に出力する。
次に、上記構成の作用を説明する。使用者が洗濯をする場合、洗濯機1の電源をオンし、回転槽7内に洗濯物を収容するとともに、洗剤を投入した状態で、操作入力部23を操作して運転をスタートさせる。すると、制御装置18は、図3のフローチャートで示す運転を実行する。
まず、図3のステップS10においては、回転槽7内の洗濯物の重量を検出し、検出された洗濯物重量に対応する水位まで回転槽7内に給水し、撹拌体10を正逆回転させて、洗い運転、即ち、洗い動作を開始する。続いて、ステップS20へ進み、排水撹拌を実行する前であるか否か、即ち、洗い運転を続けるか否かを判断する。
ここで、排水撹拌を実行する前であるとき、即ち、洗い運転を続けるときには(YES)、ステップS30へ進み、例えば1ms毎に、指令回転数から検出回転数、即ち、実回転数を減算した値が第1設定値例えば30rpm以上であるか否かを判断する。このステップS30において、上記減算した値が30rpm未満であるときには(NO)、ステップS35へ進み、第1のカウンタ例えばLock_counter1に0をセットする。そして、洗い運転を続け、ステップS20へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
また、上記ステップS30において、上記減算した値が30rpm以上であるときには(YES)、ステップS40へ進み、第1のカウンタであるLock_counter1をカウントアップする。続いて、ステップS50へ進み、Lock_counter1が第2設定値例えば300以上であるか否かを判断する。ここで、Lock_counter1が300未満であれば(NO)、洗い運転を続け、ステップS20へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
また、上記ステップS50において、Lock_counter1が300以上であるときには(YES)、ステップS60へ進み、第2のカウンタ例えばLock_counter2をカウントアップする。そして、洗い運転を続け、ステップS20へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。尚、Lock_counter1及びLock_counter2は、電源オン時の初期化処理において、0にクリアされている。
さて、上記ステップS20において、排水撹拌を実行する前でないとき、即ち、洗い運転を終了するときには(NO)、ステップS70へ進み、Lock_counter2が第3設定値例えば20未満であるか否かを判断する。ここで、Lock_counter2が20未満であるときには(YES)、ステップS80へ進み、排水撹拌を実行する。この場合、モータの回転不良が発生していないことから、通常の排水撹拌を実行する水位、即ち、低水位A1まで回転槽7内を排水して、洗濯物を均一にほぐすためのほぐし撹拌を実行する。この後は、ステップS90へ進み、回転槽7内を完全に排水する。そして、これ以降は、中間脱水運転、すすぎ運転等を逐次実行するように構成されている。
また、上記ステップS70において、Lock_counter2が20未満でないときには(NO)、ステップS100へ進み、Lock_counter2が第4設定値例えば40未満であるか否かを判断する。ここで、Lock_counter2が40未満であるときには(YES)、ステップS110へ進み、ほぐし撹拌を実行する。この場合、回転ロックの度合が小さいモータの回転不良が発生していることから、洗い運転を終了したときの水位、即ち、洗い水位のままで、即ち、排水を実行しないで、洗濯物を均一にほぐすためのほぐし撹拌を実行する。尚、この洗い水位のほぐし撹拌を、水位が高い排水撹拌と見なす。この後は、ステップS90へ進み、回転槽7内を完全に排水する。
また、上記ステップS100において、Lock_counter2が40未満でないときには(NO)、ステップS120へ進み、注水ほぐし撹拌を実行する。この場合、回転ロックの度合が大きいモータの回転不良が発生していることから、注水を実行して、洗い運転を終了したときの洗い水位よりも設定量高くした水位、即ち、注水水位で、洗濯物を均一にほぐすためのほぐし撹拌を実行する。尚、この注水水位のほぐし撹拌を、水位が更に高い排水撹拌と見なす。この後は、ステップS90へ進み、回転槽7内を完全に排水する。
このような構成の本実施形態においては、洗い運転時においてモータ11の回転ロックの度合を検出し、即ち、Lock_counter1及びLock_counter2をカウント動作させ、制御装置18は、モータ11の回転ロックの度合、即ち、Lock_counter2のカウント値に基づいて、排水撹拌を行なうときの水位、即ち、低水位、洗い水位、または、注水水位のいずれかの水位を決定するように構成されている。この構成によれば、排水撹拌を行なう洗濯機1において、回転槽7内の負荷が大きいとき、例えば、洗濯物の重量が大きいときや、洗濯物同士の摩擦が大きいときや、パルセータへの洗濯物の引っかかりが大きいときなどであっても、排水撹拌を実行する場合に、モータ11の回転不良が発生することを極力防止することができ、洗濯物を均一にほぐすことができる。
また、上記実施形態では、モータ11の回転ロックの度合として、モータ11の回転数が指令回転数よりも第1設定値以上小さい状態の継続時間、Lock_counter1及びLock_counter2のカウント値を算出するように構成した。この構成によれば、洗い運転時において、モータ11の回転ロックの度合を確実且つ正確に検出することができる。
(第2実施形態)
図4は、第2実施形態を示すものである。尚、第1実施形態と同一構成には同一符号を付している。この第2実施形態では、モータ11のロータの回転位置を検出し、モータ11の回転ロックの度合として、モータ11のロータの回転位置の変化が小さい状態の継続時間を算出するように構成した。
具体的には、図4のステップS10からステップS20までは、第1実施形態と同様に処理を実行する。そして、ステップS230に進むと、モータ11の回転中において、例えば1ms毎に、モータ11のロータの回転位置の検出信号に基づいて、現在の回転位置と前回の回転位置が同じであるか否か、即ち、モータ11が回転ロックしているか否かを判断する。このステップS230において、現在の回転位置と前回の回転位置が同じでないときには(NO)、ステップS35へ進み、第1のカウンタ例えばLock_counter1に0をセットする。そして、洗い運転を続け、ステップS20へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
また、上記ステップS230において、現在の回転位置と前回の回転位置が同じであるときには(YES)、ステップS40へ進み、第1のカウンタであるLock_counter1をカウントアップする。続いて、ステップS250へ進み、Lock_counter1が第5設定値例えば500以上であるか否かを判断する。ここで、Lock_counter1が500未満であれば(NO)、洗い運転を続け、ステップS20へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
また、上記ステップS250において、Lock_counter1が500以上であるときには(YES)、ステップS60へ進み、第2のカウンタ例えばLock_counter2をカウントアップする。そして、洗い運転を続け、ステップS20へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
さて、上記ステップS20において、排水撹拌を実行する前でないとき、即ち、洗い運転を終了するときには(NO)、ステップS70へ進み、Lock_counter2が例えば20以上であるか否かを判断する。このステップS70以降、即ち、ステップS70からステップS120までは、第1実施形態と同様に処理を実行する。
上述した以外の第2実施形態の構成は、第1実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第2実施形態においても、第1実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第2実施形態によれば、モータ11の回転ロックの度合として、モータ11のロータの回転位置の変化が小さい状態の継続時間、即ち、Lock_counter1及びLock_counter2のカウント値を算出するように構成したので、モータ11の回転ロックの度合をより正確に検出することができる。
(第3実施形態)
図5は、第3実施形態を示すものである。尚、第2実施形態と同一構成には同一符号を付している。この第3実施形態では、モータ11のロータの回転位置を検出し、モータ11の回転ロックの度合として、モータ11のロータの回転位置が異常である状態の継続時間を算出するように構成した。
具体的には、図5のステップS10からステップS20までは、第2実施形態と同様に処理を実行する。そして、ステップS330に進むと、モータ11の回転中において、例えば1ms毎に、モータ11のロータの回転位置の検出信号に基づいて、回転位置が異常であるか否か、即ち、回転位置の検出信号の変化時に期待値と異なる信号であるか否かを判断する。このステップS330において、回転位置の検出信号の変化時に検出信号が期待値と異なる信号でないとき、即ち、回転位置の検出信号の変化時に検出信号が期待値の信号であるときには(NO)、ステップS35へ進み、第1のカウンタ例えばLock_counter1に0をセットする。そして、洗い運転を続け、ステップS20へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
また、上記ステップS330において、回転位置の検出信号の変化時に検出信号が期待値と異なる信号であるときには(YES)、ステップS40へ進み、第1のカウンタであるLock_counter1をカウントアップする。続いて、ステップS350へ進み、Lock_counter1が第6設定値例えば5以上であるか否かを判断する。ここで、Lock_counter1が5未満であれば(NO)、洗い運転を続け、ステップS20へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
また、上記ステップS350において、Lock_counter1が5以上であるときには(YES)、ステップS60へ進み、第2のカウンタ例えばLock_counter2をカウントアップする。そして、洗い運転を続け、ステップS20へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
さて、上記ステップS20において、排水撹拌を実行する前でないとき、即ち、洗い運転を終了するときには(NO)、ステップS70へ進み、Lock_counter2が例えば20以上であるか否かを判断する。このステップS70以降、即ち、ステップS70からステップS120までは、第2実施形態と同様に処理を実行する。
上述した以外の第3実施形態の構成は、第2実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第3実施形態においても、第2実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第3実施形態によれば、モータ11の回転ロックの度合として、モータ11のロータの回転位置が異常である状態、即ち、ロータの回転位置の検出信号の変化時に期待値と異なる信号である状態の継続時間を算出するように構成したので、モータ11の回転ロックの度合をより正確に検出することができる。
(第4実施形態)
図6ないし図9は、第4実施形態を示すものである。尚、第1実施形態と同一構成には同一符号を付している。この第4実施形態では、制御装置18は、重量検出情報を加味して、排水撹拌を行なうときの水位を決定するように構成されている。
具体的には、図6のステップS10にて、洗い動作を開始し、ステップS415へ進み、回転槽7内の洗濯物の重量を検出し、即ち、重量センシングし、検出された洗濯物重量に対応する水位まで回転槽7内に給水し、撹拌体10を正逆回転させて、洗い運転を開始する。この場合、制御装置18は、重量検出部としての機能を有する。この後、ステップS20からステップS60までは、第1実施形態と同様に処理を実行する。
さて、上記ステップS20において、排水撹拌を実行する前でないとき、即ち、洗い運転を終了するときには(NO)、ステップS470へ進み、洗濯物重量の情報と、Lock_counter2のカウント値とに基づいて、排水撹拌の水位を決定する。この場合、例えば、洗濯物の重量が重いとき、即ち、高負荷のときには、図7に示すように、Lock_counter2のカウント値が20未満のとき、水位を中水位とし、Lock_counter2のカウント値が20以上40未満のとき、水位を高水位とし、Lock_counter2のカウント値が40以上のとき、水位を大高水位とする。尚、中水位は、回転槽7内の水量が50lに対応し、高水位は、回転槽7内の水量が65lに対応し、大高水位は、回転槽7内の水量が75lに対応する。また、洗濯物の重量が高負荷のときの洗い水位は、例えば高水位である。
また、洗濯物の重量が中ぐらいのとき、即ち、中負荷のときには、図8に示すように、Lock_counter2のカウント値が20未満のとき、水位を低水位とし、Lock_counter2のカウント値が20以上40未満のとき、水位を中水位とし、Lock_counter2のカウント値が40以上のとき、水位を高水位とする。尚、低水位は、回転槽7内の水量が35lに対応する。また、洗濯物の重量が中負荷のときの洗い水位は、例えば中水位である。
また、洗濯物の重量が軽いとき、即ち、低負荷のときには、図9に示すように、Lock_counter2のカウント値が20未満のとき、水位を極小水位とし、Lock_counter2のカウント値が20以上40未満のとき、水位を少水位とし、Lock_counter2のカウント値が40以上のとき、水位を低水位とする。尚、極小水位は、回転槽7内の水量が10lに対応し、少水位は、回転槽7内の水量が20lに対応する。また、洗濯物の重量が低負荷のときの洗い水位は、例えば少水位である。
続いて、ステップS475へ進み、上記設定された水位になるように、回転槽7内を排水する、または、回転槽7内に給水する、即ち、給排水を実行する。そして、ステップS480へ進み、上記設定された水位で洗濯物を均一にほぐすためのほぐし撹拌、即ち、排水撹拌を実行する。この後は、ステップS90へ進み、回転槽7内を完全に排水する。そして、これ以降は、中間脱水運転、すすぎ運転等を逐次実行するように構成されている。
上述した以外の第4実施形態の構成は、第1実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第4実施形態においても、第1実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第4実施形態によれば、モータ11の回転ロックの度合に、重量検出情報を加味して、排水撹拌を行なうときの水位を決定するように構成したので、排水撹拌を行なうときの水位をより一層細かく設定することができる。従って、排水撹拌を実行するときに、洗濯物の負荷が高負荷であっても、モータ11の回転不良が発生することを極力防止することができる。
(その他の実施形態)
以上説明した複数の実施形態に加えて以下のような構成を加えても良い。
上記した各実施形態においては、排水撹拌のための水位として、洗い水位よりも低い水位としては、1つの水位を設定するように構成したが、これに限られるものではなく、複数の水位を選択的に設定可能なように構成しても良い。また、各実施形態においては、Lock_counter1またはLock_counter2のカウント値を比較する各閾値は、一例であり、他の値を適宜使用するように構成しても良い。また、各実施形態においては、乾燥機能を備えない全自動洗濯機に適用したが、これに代えて、洗濯機能及び乾燥機能を備えた洗濯乾燥機に適用しても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
図面中、1は洗濯機、2は外箱、5は水槽、6は防振装置、7は回転槽、10は撹拌体、11はモータ、18は制御装置(ロック検出部、重量検出部)、21は操作パネル、24は給水弁、25は水位センサ、31は回転数センサ(回転数検出部)、32は回転位置センサ(回転位置検出部)である。

Claims (5)

  1. 洗濯・脱水兼用の回転槽を回転可能に収容した水槽と、
    記回転槽内に収容された洗濯物を撹拌する撹拌体と、
    記回転槽または前記撹拌体を回転させるモータと、
    前記モータを駆動して前記撹拌体を回転させて前記回転槽内に収容された前記洗濯物をほぐすためのほぐし撹拌を実行する制御装置と
    洗い運転時において前記モータの回転ロックが発生している状態の継続時間が長いあるいは前記モータの回転ロック発生回数が多いほど、前記モータのロック度合が大きいと判断するロック検出部と、を備え、
    前記制御装置は、前記モータの回転ロック度合が大きいほど、前記洗い運転後に前記ほぐし攪拌を行うときの水位を高くする洗濯機。
  2. 前記モータの回転数を検出する回転数検出部を備え、
    前記ロック検出部は、前記回転数検出部が検知した前記モータの回転数と前記モータに対する指令回転数との差が設定値以上の状態の継続時間を前記モータの回転ロックが発生している状態の継続時間として判断あるいは前記回転数検出部が検知した前記モータの回転数と前記モータに対する指令回転数との差が設定値以上となった場合に前記回転ロックが発生したと判断する請求項1記載の洗濯機。
  3. 前記モータのロータの回転位置を検出する回転位置検出部を備え、
    前記ロック検出部は、前記回転位置検出部が検知した前記モータの前記ロータの回転位置が変化していない状態の継続時間を前記モータの前記回転ロックが発生している状態の継続時間として判断あるいは前記回転位置検出部が検知した前記モータの前記ロータの回転位置が変化していない場合に前記回転ロックが発生したと判断する請求項1記載の洗濯機。
  4. 前記モータのロータの回転位置を検出する回転位置検出部を備え、
    前記ロック検出部は、前記回転位置検出部が検知した前記モータの前記ロータの回転位置の検出信号の変化時にその検出信号が期待値の信号と異なる状態の継続時間を前記モータの前記回転ロックが発生している状態の継続時間として判断あるいは前記回転位置検出部が検知した前記モータの前記ロータの回転位置の検出信号の変化時にその検出信号が期待値の信号と異なる場合に前記回転ロックが発生したと判断する請求項1記載の洗濯機。
  5. 洗濯物の重量を検出する重量検出部を備え、
    前記制御装置は、前記重量検出部が検出した前記洗濯物の重量が小さいほど、前記洗い運転後の前記ほぐし撹拌を行うときの水位を低くする請求項1記載の洗濯機。
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