JPH05137878A - 洗濯機の負荷量判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 洗濯物の負荷量を判定する場合、布傷みを防
ぎ、槽内に投入した洗濯物がアンバランス状態にあって
もアンバランスの多少により判定結果に差異が生じるこ
とを防ぐ。 【構成】 攪拌翼や洗濯兼脱水槽を回転させるモーター
にＤＣブラシレスモーター８を使用し、該ＤＣブラシレ
スモーター８にローターの位置を検出するエンコーダ２
８を設けた洗濯機において、洗濯兼脱水槽に洗濯物を投
入し、前記ＤＣブラシレスモーター８に予め設定した回
転数に達するまで通電して洗濯兼脱水槽を回転し、この
間のエンコーダ２８からのパルス数を積算し、次にＤＣ
ブラシレスモーター８にブレーキをかけ、その後の所定
時間内の慣性回転によるパルス数を積算し、設定回転数
に達するまでのパルス数の積算値とブレーキをかけた後
の所定時間内の慣性回転によるパルス数の積算値との比
をもとにして負荷量を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洗濯機の洗濯物の負荷
量を判定する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、全自動の一槽攪拌式洗濯機は周
知のごとく、外箱内に水受槽を吊支し、この水受槽内
に、中心に攪拌翼を立設し周囲の側壁に脱水孔を穿設し
た洗濯兼脱水槽を配設し、水受槽の下方にモーターを配
設し、該モーターの回転軸を攪拌翼の回転軸と洗濯兼脱
水槽の脱水軸に連結し、モーターにはその回転数を検出
するための速度発電機を取付けている。また、水受槽に
は導圧管が連結され、該導圧管の上部に水位センサーを
取付けている。

【０００３】図１２は、かかる洗濯機の従来の制御ブロ
ック図を示すもので、電源６０に接続され，マイクロコ
ンピュータなどを用いる制御装置６１の入力端子側に洗
濯内容を設定する操作スイッチ部６２、洗濯兼脱水槽内
の洗濯物が脱水運転時に片寄った場合これを検知するフ
タ・アンバランススイッチその他のセンサー部６３、水
位センサー６４からの検知信号が入力される分周器７
２、速度発電機６５を接続し、出力端子側に洗濯内容等
を表示するＬＥＤ（発光ダイオード）ランプによる表示
器６６、モーター６７と排水弁６８と給水弁６９とを制
御する増幅器７０、圧電ブザー７１を接続した。

【０００４】そして、洗濯物の負荷量を判定するには、
洗濯兼脱水槽内に洗濯物を投入した後、規定の低水位ま
で給水し、この状態でモーター６７に通電して攪拌翼を
回転し、所定時間後、モーター６７への通電を停止して
その後の慣性による攪拌翼の回転数、すなわちモーター
６７の慣性回転数を速度発電機６５から出力する慣性パ
ルス数によりカウントする。

【０００５】この場合、洗濯物の量が多いほど攪拌翼に
加わる負荷が大きいため、短時間で攪拌翼が停止するの
で、慣性パルス数が多いほど負荷は大きく、図１３に示
すように慣性パルス数が１００以上であれば負荷量２kg
以下の小負荷慣性パルス数が５０〜１００であれば負荷
量２〜４kgの中負荷、慣性パルス数が５０以下であれば
負荷量４〜６kgの大負荷と判断され、以後、この負荷量
に見合うスピードでモーター６７、攪拌翼を回転して洗
濯が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来は負荷
量を判定するとき、少量の水を入れた状態で攪拌翼によ
り洗濯物を攪拌しているため、布傷みが生じやすかっ
た。また、モーターにコンデンサラン形単相誘導発電機
を使用する場合は問題はないが、磁石を用いるＤＣブラ
シレスモーターを使用する場合は負荷量が小さいときの
判定精度が落ちる。

【０００７】さらに、同じ量の洗濯物を洗濯兼脱水槽内
に投入した場合でも、洗濯物の入れ方により、すなわち
洗濯物を槽内の各部に均等に入れたか、一個所にひとか
たまりにして片寄って入れたかにより、アンバランスの
度合いが異なるため、これが原因で攪拌翼停止までの時
間に差が生じ、負荷量の判定結果が異なり、アンバラン
スの大小により判定結果として出される負荷量に差異が
生じてしまい、正しい負荷量が判定できない。

【０００８】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、負荷量を判定する際の布傷みを防止し、またモータ
ーにＤＣブラシレスモーターを使用しても判定精度が低
下することがなく、さらに判定時にアンバランスが生じ
ていても正しい判定結果を得ることのできる洗濯機の負
荷量判定方法を提供することにある。

【０００９】

【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、攪拌翼や洗濯兼脱水槽を回転させるモーター
にＤＣブラシレスモーターを使用し、該ＤＣブラシレス
モーターにローターの位置を検出するエンコーダを設け
た洗濯機において、洗濯兼脱水槽に洗濯物を投入し、前
記ＤＣブラシレスモーターに予め設定した回転数に達す
るまで通電し、この間のエンコーダからのパルス数を積
算し、次にＤＣブラシレスモーターにブレーキをかけ、
その後の所定時間内の慣性回転によるパルス数を積算
し、設定回転数に達するまでのパルス数の積算値とブレ
ーキをかけた後の所定時間内の慣性回転によるパルス数
の積算値との比をもとにして負荷量を判定することを要
旨とするものである。

【００１０】

【作用】洗濯兼脱水槽内に洗濯物を投入した後、予め設
定した回転数に達するまでＤＣブラシレスモーターに通
電され洗濯兼脱水槽が回転し、この間のエンコーダから
出力されるパルス数が積算される。この場合、アンバラ
ンスが大きい程短時間で所定回転数に達する。次に，Ｄ
Ｃブラシレスモーターにブレーキをかけた後、所定時間
内の慣性回転によるパルス数が積算されるが、この場合
はアンバランスが大きい程停止までの時間が長い。そし
て、所定回転数に達するまでとブレーキをかけた後のパ
ルス数の積算値の比で負荷量が判定されるので、アンバ
ランスに大小の差があっても同じ量の洗濯物であれば判
定結果として得られる負荷量は同じ値になり、正しい負
荷量の判定が行える。

【００１１】このように洗濯兼脱水槽を回転させて負荷
量を検知することにより、従来のごとく少量の水を入れ
た状態で攪拌翼により洗濯物を攪拌してて負荷量を判定
する方法に比べて布傷みが生じにくく、また、ＤＣブラ
シレスモーターを使用する場合でも負荷量が小さいとき
の判定精度が落ちることもない。

【００１２】

【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負荷量判定方法の実
施例の動作を示すフローチャート、図２は同上制御ブロ
ック図で、まず図３〜図８について本発明方法が実施さ
れる洗濯機の構成を説明する。

【００１３】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の回転軸に連結する。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】図２は運転制御のブロック図で、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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】次に動作を図１のフローチャートについて
説明する。洗濯兼脱水槽６内に給水しない状態で洗濯物
を投入し、次いでＤＣブラシレスモーター８に通電し
（ステップイ）、洗濯兼脱水槽６を回転して予め設定し
てある回転数、例えば２５０ｒ／ｍまで回転数を上げ
る。この場合、ＤＣブラシレスモーター８は印加電圧に
比例した回転数で回転する特性を有し、印加電圧はスイ
ッチング電源２７からの直流で通電率を加減することに
よって回転数の加減速が可能であるから、２５０ｒ／ｍ
まで回転数を上げることは容易に行える。

【００２４】ここで、モーター８の回転数を検出するに
は、エンコーダ２８を用いる。すなわち、モーター８が
回転するとセンサー３１ａ，３１ｂ，３１ｃはそれぞれ
５０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９に示したタイミングによ
り各センサー３１ａ，３１ｂ，３１ｃの通電検出回路３
４ａ，３４ｂ，３４ｃから出力して、エンコーダ信号変
換回路４４からデジタル化した磁極位置検出信号として
制御装置２１に出力される。制御装置２１ではこの信号
をもとにローターの磁極位置を判断し、モーター通電信
号変換回路５５を介してトランジスタモジュール駆動回
路３５に出力し、ここからの出力でトランジスタモジュ
ール２６によるモーター８の電圧制御器を制御する。

【００２５】また、センサー３１ｄではスリット３３ａ
と非スリット３３ｂとが１０度毎に交互に位置し、反射
状態と非反射状態とが交互に現われ、センサー３１ｄは
それぞれ反射状態で内部回路のトランジスタがオンし、
非反射状態でオフする。このオン、オフ信号が通電検出
回路３４ｄの入力端子に入力され、ここでのオン、オフ
信号が基準電圧と比較され、図９に示したセンサー３１
ｄによる矩形波の出力信号がエンコーダ信号変換回路４
４から制御装置２１に出力するので、制御装置２１では
この信号を取込んで回転速度を演算する。

【００２６】以上のようにして洗濯兼脱水槽６を回転し
てモーター８の回転数が設定値例えば２５０ｒ／ｍに達
するまでの間の所定時間ｔ、エンコーダ信号変換回路４
４から出力されるパルスの数を制御装置２１で積算して
積算値Ａを得る（ステップロ）。この場合、洗濯兼脱水
槽６内に投入された洗濯物が槽内で片寄った状態にあっ
てアンバランスが多いほど、図１０に示すように所定回
転数２５０ｒ／ｍに達するまでの時間は短かい。

【００２７】モーター８の回転数が設定値に達したなら
ば（ステップハ）、この通電率でしばらく通電して安定
させた後、制御装置２１からブレーキ回路５８に出力し
てＤＣブラシレスモーター８に電気的に制動を加えてブ
レーキをかける（ステップニ）。これによりＤＣブラシ
レスモーター８、洗濯兼脱水槽６の回転数が下がり、回
転数が所定値例えば２００ｒ／ｍまで下がって（ステッ
プホ）、その後０．５秒経過してから（ステップヘ）、
エンコーダ信号変換回路４４から出力されるパルス信号
の数を所定時間、例えば３．５秒間積算し、積算値Ｂを
得る（ステップト、チ）。この場合は、アンバランスが
多いほど慣性により回転している時間が長くなる。

【００２８】以上のようにして取得した積算値Ａと積算
値Ｂとの比を算出して積算値Ｃを得（ステップリ）、こ
の積算値Ｃから負荷量の大小を判定する（ステップ
ヌ）。この積算値Ｃは、所定回転数に達するまでのパル
ス数の積算値Ａと、所定回転数に達した後、ブレーキを
かけた後の慣性回転中の積算値Ｂとの両方をもとにして
演算されるものであり、よって図１１に示すように負荷
量に比例するパルス数をもとに負荷量を判定するに際
し、アンバランスに多少があっても同じ量の洗濯物に対
しては同じ負荷量が算出される。

【００２９】なお、本発明は前記のごとく洗濯兼脱水槽
６内に給水しない状態で洗濯物を投入してこの洗濯兼脱
水槽６を回転するものであり、これは洗濯兼脱水槽６内
に給水があると、これが抵抗となって正確な負荷量検知
ができないからである。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明の洗濯機の負荷
量判定方法は、洗濯兼脱水槽内に投入した洗濯物が片寄
ってアンバランスな状態にあってモーター停止までの時
間などに差が生じても正しい判定結果が得られ、また、
布傷みもないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗濯機の負荷量判定方法の実施例の動
作を示すフローチャートである。

【図２】本発明の洗濯機の負荷量判定方法の実施例の制
御ブロック図である。

【図３】本発明方法が実施される全自動一槽攪拌式洗濯
機の斜視図である。

【図４】本発明方法が実施される全自動一槽攪拌式洗濯
機の説明図である。

【図５】本発明方法が実施される全自動一槽攪拌式洗濯
機のエンコーダ装置の一部切欠いた正面図である。

【図６】本発明方法が実施される全自動一槽攪拌式洗濯
機のエンコーダ装置の反射板の平面図である。

【図７】本発明方法が実施される全自動一槽攪拌式洗濯
機のエンコーダ装置の取付板の斜視図である。

【図８】センサーの構成回路図である。

【図９】センサーの通電検出回路の出力信号のタイミン
グ図である。

【図１０】負荷量判定時の回転数の変化を示すグラフで
ある。

【図１１】パルス数と負荷量の関係を示す特性曲線図で
ある。

【図１２】従来の洗濯機の制御ブロック図である。

【図１３】従来の方法による慣性パルス数と負荷量の関
係を示す特性曲線図である。

【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ブラシレスモーター 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 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 ６０…電源 ６１…制御装置 ６２…操作スイッチ部 ６３…センサー部 ６４…水位センサー ６５…速度発電機 ６６…表示器 ６７…モーター ６８…排水弁 ６９…給水弁 ７０…増幅器 ７１…圧電ブザー ７２…分周器

───────────────────────────────────────────────────── 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】 攪拌翼や洗濯兼脱水槽を回転させるモー
   ターにＤＣブラシレスモーターを使用し、該ＤＣブラシ
   レスモーターにローターの位置を検出するエンコーダを
   設けた洗濯機において、洗濯兼脱水槽に洗濯物を投入
   し、前記ＤＣブラシレスモーターに予め設定した回転数
   に達するまで通電して洗濯兼脱水槽を回転し、この間の
   エンコーダからのパルス数を積算し、次にＤＣブラシレ
   スモーターにブレーキをかけ、その後の所定時間内の慣
   性回転によるパルス数を積算し、設定回転数に達するま
   でのパルス数の積算値とブレーキをかけた後の所定時間
   内の慣性回転によるパルス数の積算値との比をもとにし
   て負荷量を判定することを特徴とする洗濯機の負荷量判
   定方法。