JPH05137877A - 洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＤＣブラシレスモーターのローターと同期し
て回転し、通電位置を検出するためのスリットを設けた
反射板と、該反射板のスリットを検出するための複数の
センサーを前記反射板に対向する取付板に配設した洗濯
機の駆動モーター用エンコーダ装置において、モーター
が高速回転しても磁極位置を常に必ず正確に検出でき、
センサーが経年変化により発光能力が低下しても初期の
検知能力を確保できる。 【構成】 センサー３１ａ〜３１ｃの発光部である発光
ダイオードにトランジスタ６９などを接続して発光の量
を可変とし、また、比較器６５を設け、この比較器６５
でトランジスタ６９を制御して、受光部であるホトトラ
ンジスタが受光していないときは光量を多くし、受光す
ると光量を少なくするよう発光量を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洗濯機に使用するＤＣ
ブラシレスモーターのエンコーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３，図４は攪拌式の全自動一槽式洗濯
機の一例を示すもので、外箱１内に防振バネ２を備えた
吊棒３等による防振手段を介して水受槽４を吊支する。
この該水受槽４の内部に、側壁に脱水孔７を設けた洗濯
兼脱水槽６と、攪拌翼５とを回転自在に配設した。前記
水受槽４の下方には、ローターに永久磁石を配設したＵ
相、Ｖ相、Ｗ相をもつ３相のＤＣブラシレスモーター８
を配設し、ローター軸を前記攪拌翼５の回転軸及び洗濯
兼脱水槽６の回動軸に連結する。

【０００３】水受槽４の底部に開口する排水管９に排水
バルブ１０を介して排水ホース１１を連結するととも
に、循環ポンプ１２を介して循環ホース１３を連結し、
この循環ホース１３を外箱１内で立上げ、先端を洗濯兼
脱水槽６の上方に開口する。図中１４は、この循環ホー
ス１３の開口端の下方に配設したリントフィルター、１
5 は電源コード、１６はアース線を示す。外箱１の上面
には上面パネル１７と蓋４１を設け、上面パネル１７に
操作パネル１８と表示部１９とを設ける。

【０００４】また、前記ＤＣブラシレスモーター８に、
該モーター８への通電位置を検出するため、モーター８
の永久磁石の磁石位置を検出するためのローター位置検
出器（エンコーダ）２８を取付ける。このエンコーダ２
８は図５〜図７に示すように、モーター８のローター軸
と同期して回転し通電位置を検出するためのスリット２
９を設けた反射板３０と、該反射板３０のスリット２９
を検出するためのセンサーを前記反射板３０に対向する
取付板３２に配設するもので、この取付板３２はモータ
ー枠８ａに取付けたエンコーダケース２８ａ内にボス立
てにより固定される。

【０００５】そして、前記スリット２９はローターに取
付けてある永久磁石のＮ極、Ｓ極のいずれか一方に対応
する３０度分の円弧状に形成し、磁極位置検出用として
相互に３０度分の幅を存して合計６個設けた。また、前
記反射板３０の外周に周方向に速度検出用のスリットと
して均等面分割したスリット３３ａと非スリット３３ｂ
を交互に形成した。

【０００６】取付板３２に設けるセンサーは、前記スリ
ット２９と同じ半径の同一円周上に５０度の等間隔で３
個のセンサー３１ａ，３１ｂ，３１ｃを配設するものと
し、さらに取付板３２の外周近くに前記スリット３３ａ
の検出用のセンサー３１ｄを配設する。

【０００７】前記センサー３１ａ〜３１ｄは、図８に示
すように発光部としての発光ダイオードと受光部として
のホトトランジスタとからなり、該ホトトランジスタの
通電検出回路３４ａ〜３４ｄを、ツェナーダイオードと
これによりベース駆動でオンオフするトランジスタで構
成した反射形センサーである。

【０００８】図９は運転制御のブロック図を示し、マイ
クロコンピュータなどを用いる制御装置５９の入力ポー
トに前記センサー３１ａ〜３１ｄからの出力と、洗濯内
容を設定するスイッチ３７などからの出力を導入するよ
うに接続し、制御装置５９の出力ポートに駆動回路６０
と６１を接続し、駆動回路６０を給水弁４８、ＤＣブラ
シレスモーター８、排水バルブ１０を制御するトルクモ
ーター５２に接続し、駆動回路６１を表示ランプ２０ａ
〜２０ｆに接続する。図中６２は制御装置５９に接続す
る電源回路を示す。

【０００９】次に動作について説明する。洗濯を開始す
るには、予め設定してある全自動コースのうちから希望
のものを選択して設定し、あるいはマニュアルにより洗
い、すすぎ、脱水の内容を設定した後、洗濯兼脱水槽６
内に衣類を投入し、蓋４１を閉じてスタートスイッチを
オンすれば、制御装置５９から給水弁４８に出力されて
設定水位まで自動的に給水され、その後、制御装置５９
からＤＣブラシレスモーター８へ出力され、これが回転
し、攪拌翼５が左右に反転する。

【００１０】この場合、ＤＣブラシレスモーター８を回
転させるためには、ローターの回転位置に対応する通電
を行う必要があり、エンコーダ２８でローターの回転位
置を検出する。すなわち、モーター８が回転するとロー
ターと同期して反射板３０が回転する。この間、センサ
ー３１ａ〜３１ｃの発光部である発光ダイオードからは
反射板３０に向けて光を発しているので、反射板３０が
回転することにより、発光部から発した光は反射板３０
のスリット２９の個所ではここを通過し受光部側へ反射
しないが、スリット２９以外の個所では反射板３０で反
射されてセンサー３１ａ〜３１ｃの受光部であるホトト
ランジスタで受光される。そして、この受光によりスリ
ット２９の位置を検知する。

【００１１】このセンサー３１ａ〜３１ｃはそれぞれ５
０度ずつずれた位置にあるので、５０度ずつずれてスリ
ット２９の位置を検出し、図１０に示した出力パターン
により各センサー３１ａ〜３１ｃの通電検出回路３４
ａ，３４ｂ，３４ｃから制御装置５９に出力する。これ
によりローターの磁極位置、すなわちモーター８への通
電位置が検出され、エンコーダ２８からの出力パターン
に基く通電モードでＤＣブラシレスモーター８に通電す
るよう制御装置５９から出力される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】センサーの発光部に使
用されている発光ダイオードは、経時とともに発光能力
が劣化したり、初期の発光能力にはバラツキがある。ま
た、反射板３０によごれが生じたり、センサー３１ａ〜
３１ｃにほこりが付着したりすることもある。これらの
誤差や、精度低下を見込んで初期には大きな光量が得ら
れるよう光量設定を行っている。しかし、受光側のホト
トランジスタでは、発光量が多くなるほど、受光を検知
してから信号を出力するまでのタイミングは早くなる
が、受光が検知されなくなってから受光がなくなった信
号を出力するまでのタイミングが遅くなる。

【００１３】このため、モーターが特に高速で回転する
と前記のように発光量が多いと光がこなくなった信号の
出力が遅れてしまう。これを解消するには光量を少なく
すればよいが、発光量を少なくすると受光を検知してか
らの信号を出力するタイミングが遅くなってしまい、モ
ーターの磁極位置検出の信頼性が低下する。

【００１４】その結果、特にモーターが高速回転してい
る場合に、スリットの検知位置がずれてしまい、正確な
位置検出ができず、モーターを高速で回転させることが
できなくなる。

【００１５】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、モーターが高速で回転する場合でも磁極位置を正確
に検出でき、また、発光部の発光ダイオードに経時変化
が生じて発光能力が低下しても検知能力が低下すること
を防止できる洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装置を
提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、ＤＣブラシレスモーターのローターと同期し
て回転し、通電位置を検出するためのスリットを設けた
反射板と、該反射板のスリットを検出するための複数の
センサーを前記反射板に対向する取付板に配設し、前記
センサーを発光部と受光部とにより構成される光センサ
ーとした洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装置におい
て、前記センサーの発光部から発する光の量を可変と
し、受光部が受光していないときは光量を多くし、受光
すると光量を少なくするよう発光量を設定する手段を設
けたことを要旨とするものである。

【００１７】

【作用】本発明によれば、センサーの受光部が受光して
いないときの発光量を多く設定したので、受光部で受光
を検知してから信号を出力するまでのタイミングが早く
なる。また、受光部で受光すると光量を少なくしたの
で、受光が検知されなくなってから受光がなくなった信
号を出力するまでのタイミングが早くなる。さらに、経
年変化により発光部の発光能力が低下してきたならば、
光量を増加すればよい。これによりモーターの回転が高
速になっても磁極位置を常に正確に検知できる。

【００１８】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の洗濯機の駆動モーター用エン
コーダ装置の実施例を示すセンサーの構成回路図、図２
は同上洗濯機の制御ブロック図で、本発明で前提となる
洗濯機及びモーター用エンコーダ装置の全体構成は図３
〜図７について既に説明した通りであるのでここでの詳
細な説明は省略する。

【００１９】本発明のエンコーダ２８で用いるセンサー
３１ａ〜３１ｄも従来と同様、発光部としての発光ダイ
オードと受光部としてのホトトランジスタとからなるも
のであるが、本発明では発光ダイオードの発光量を増減
可能に構成した。図１はこのセンサー３１ａ〜３１ｄの
構成図で、前記図８に示す回路構成で、前記発光ダイオ
ードにトランジスタ６９を直列に接続して、このトラン
ジスタ６９で発光ダイオードへの通電量を調整できるよ
うにし、また該トランジスタ６９をベース駆動制御する
ものとして比較器６５を設け、さらに、この比較器６５
とトランジスタ６９の間に抵抗６６とコンデンサ６７と
からなるノイズ除去器６８を設けた。この比較器６５は
発光ダイオードの受光部としてのホトトランジスタ側の
電圧を監視し、受光部が受光していないときは光量を多
くし、受光すると光量を少なくするようにトランジスタ
６９を制御するためのものである。

【００２０】図２は洗濯機の制御ブロック図で、ＡＣ電
源２２に、ノイズフィルター２３、パワーリレー２４、
倍電圧回路２５を介してスイッチング電源２７が接続さ
れ、このスイッチング電源２７にこれをＤＣ電源とする
ＤＣブラシレスモーター８がトランジスタモジュール駆
動回路３５、トランジスタモジュール２６を介して接続
され、ＤＣブラシレスモーター８にエンコーダ２８とブ
レーキ回路５８とが接続される。

【００２１】図中２１はマイクロコンピュータなどを用
いる制御装置で、該制御装置２１の入力ポートに、操作
パネル１８に設けた操作スイッチ３７、蓋４１の開閉を
検知するフタスイッチ３８、洗濯兼脱水槽６内の衣類の
片寄りを検知するアンバランススイッチ３９、水温検知
サーミスタ４０、モーター８の過温を検知するクリクソ
ン４２、停電検知回路４３、エンコーダ２８に接続され
るエンコーダ信号変換回路４４、水位センサー６４が接
続される。

【００２２】制御装置２１の出力ポートにはＬＥＤ駆動
用ドライバー４５、パワー素子駆動用ドライバー４７、
モーター通電信号変換回路５５が接続され、ＬＥＤ駆動
用ドライバー４５に操作パネル１８などに設けたＬＥＤ
ランプによるＬＥＤ表示器４６が接続され、パワー素子
駆動用ドライバー４７に洗濯兼脱水槽６用の給水弁４
８、仕上剤用給水弁４９、フタロック用のソレノイド５
０、クラッチ切換用トルクモーター５１、排水用トルク
モーター５２、循環ポンプ１２のポンプモーター５３、
ブザー５４、パワーリレー２４、ブレーキ回路５８が接
続される。

【００２３】図中３６は制御装置２１の電源としての低
圧定電圧電源でノイズフィルター２３を介してＡＣ電源
２２に接続される。また、５６はリセット回路、５７は
発振回路を示す。

【００２４】次に動作について説明すると、例えば洗い
工程で、モーター８への通電位置を検出するため、エン
コーダ２８でローターの磁極位置を検出するには、反射
板３０のスリット２９の位置を検出する。この場合、モ
ーター８が回転するとローターと同期して反射板３０が
回転する。一方、反射板３０に対向する取付板３２に設
けたセンサー３１ａ，３１ｂ，３１ｃの発光部である発
光ダイオードからは反射板３０に向け光を発している。

【００２５】そして、発光ダイオードから発する光の量
は、光が反射板３０のスリット２９を通過して受光部で
あるホトトランジスタに受光されないときには光量が増
加されている。これにより、光がスリット２９を通過し
て受光されない状態から、反射板３０に当たり受光部で
受光されるよう切換わった時には、光量の多い反射光が
受光部で検知される。その結果、受光がす早く確実に行
われ、受光部で光を検知してから、光を検知したことの
Ｈ出力が出力されるまでのタイミングが早くなる。

【００２６】こうして光が反射板３０で反射されて受光
部で受光されてＨ出力がなされた後、受光されている間
は受光状態が維持できる程度の量に光量が減少する。そ
の結果、かかる受光状態から光がスリット２９を通過す
る受光しない状態へと切換わった時には、光量の少ない
光がスリット２９を通過して受光部に反射光がこなくな
るので、光が受光部に反射してこなくなったことが受光
部で検知されてから、光がこなくなったことの信号、Ｌ
出力信号が出力されのまでのタイミングが早くなる。

【００２７】以上のようにして、反射光の有無に対する
受光部の応答速度が早くなり、スリットの位置を正確に
検知してＨ出力、Ｌ出力の信号が直ちに出力できる。な
お、発光ダイオードが経年変化により発光能力が低下し
た場合や、反射板３０の反射面が汚れたり、センサー３
１ａ〜３１ｃの受光部にホコリが付着するなどして受光
能力が低下した場合も、発光部の光量を増加すれば、所
期の検知能力を得ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように本発明の洗濯機の駆動
モーター用エンコーダ装置は、モーターが高速で回転す
る場合でも磁極位置を正確に検知でき、またセンサーの
発光部に経年変化による発光能力の低下が生じたり、反
射面が汚れたり、あるいは受光部にホコリが付着するな
どしても所期の検知能力を確保でき、信頼性の高い製品
を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装
置の実施例を示すセンサーの構成回路図である。

【図２】本発明の洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装
置が実施される洗濯機の制御ブロック図である。

【図３】本発明の洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装
置が実施される洗濯機の斜視図である。

【図４】本発明の洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装
置が実施される洗濯機の縦断側面図である。

【図５】本発明の洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装
置の一部切欠いた正面図である。

【図６】本発明の洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装
置の反射板の平面図である。

【図７】本発明の洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装
置の取付け板の斜視図である。

【図８】従来のセンサーの構成回路図である。

【図９】従来の洗濯機の制御ブロック図である。

【図１０】センサーの出力信号のタイミング図である。

【符号の説明】

１…外箱 ２…防振バネ ３…吊棒 ４…水受槽 ５…攪拌翼 ６…洗濯兼脱水槽 ７…脱水孔 ８…ＤＣブラシレスモータ ８ａ…モーター枠 ９…排水管 １０…排水バルブ １１…排水ホース １２…循環ポンプ １３…循環ホース １４…リントフィルター １５…電源コード １６…アース線 １７…上面パネル １８…操作パネル １９…表示部 ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ…表
示ランプ ２１…制御装置 ２２…ＡＣ電源 ２３…ノイズフィルター ２４…パワーリレー ２５…倍電圧回路 ２６…トランジスタモジュール ２７…スイッチング電源 ２８…エンコーダ ２８ａ…エンコーダケース ２９…スリット ３０…反射板 ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…センサー ３２…取付板 ３３ａ…スリット ３３ｂ…非スリット ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…通電検出回路 ３５…トランジスタモジュール駆動回路 ３６…低圧定電圧電源 ３７…操作スイッチ ３８…フタスイッチ ３９…アンバランススイッチ ４０…水温検知サーミスタ ４１…蓋 ４２…モーター過温検知クリクソン ４３…停電検知回路 ４４…エンコーダ信号変換回路 ４５…ＬＥＤ駆動用ドライバー ４６…ＬＥＤ表示器 ４７…パワー素子駆動用ドライバー ４８…洗濯兼脱水槽用の給水弁 ４９…仕上剤用給水弁 ５０…ソレノイド ５１…クラッチ切換用トルクモーター ５２…排水用トルクモーター ５３…ポンプモーター ５４…ブザー ５５…モーター通電信号変換回路 ５６…リセット回路 ５７…発振回路 ５８…ブレーキ回路 ５９…制御装置 ６０…駆動回路 ６１…駆動回路 ６２…電源回路 ６４…水位センサー ６５…比較器 ６６…抵抗 ６７…コンデンサ ６８…ノイズ除去器 ６９…トランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山上 和彦 千葉県船橋市山手１丁目１番１号 日本建 鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者 頼田 昌美 千葉県船橋市山手１丁目１番１号 日本建 鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者 稲田 達夫 千葉県船橋市山手１丁目１番１号 日本建 鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者 加藤 豊蔵 千葉県船橋市山手１丁目１番１号 日本建 鐵株式会社船橋製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＤＣブラシレスモーターのローターと同
   期して回転し、通電位置を検出するためのスリットを設
   けた反射板と、該反射板のスリットを検出するための複
   数のセンサーを前記反射板に対向する取付板に配設し、
   前記センサーを発光部と受光部とにより構成される光セ
   ンサーとした洗濯機の駆動モーター用エンコーダ装置に
   おいて、前記センサーの発光部から発する光の量を可変
   とし、受光部が受光していないときは光量を多くし、受
   光すると光量を少なくするよう発光量を設定する手段を
   設けたことを特徴とする洗濯機の駆動モーター用エンコ
   ーダ装置。