JPH0647192A - 脱水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】実際に検出された回転数と基準回転数とが比較
され（ステップＳ１５、Ｓ２１）、その比較結果に基づ
いて導通角が位相制御される（ステップＳ１７、Ｓ２
３）。そして、導通角の安定状態が６０秒間継続した後
に（ステップＳ１３）、脱水が終了される（ステップＳ
２４）。 【効果】導通角の安定状態が６０秒間継続した後に脱水
が終了されるので、衣類の脱水状態に応じて脱水が終了
される。このため、衣類の量のみならず種類等に対応し
た適切な脱水が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば全自動洗濯機
に適用される脱水装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、洗い工程、すすぎ工程および
脱水工程を含む一連の洗濯動作を自動で行わせることが
できるようにした全自動洗濯機が用いられている。この
ような洗濯機では、洗い工程前に洗濯物の量を予め検出
し、その量に対応して洗い時間、すすぎ時間および脱水
時間が自動的に設定される。上記一連の洗濯動作はこの
自動的に設定された各時間に従って進行する。すなわ
ち、脱水時間は洗濯物の量のみに応じて設定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の洗濯機では、脱
水時間は、洗濯物の量が多いときには長く設定され、洗
濯物の量が少ないときには短く設定される。すなわち、
脱水時間は洗濯物の量のみに依存している。しかしなが
ら、洗濯物の種類によっては、量が多くても水切れが良
かったり、量が少なくても水切れが悪かったりするもの
がある。つまり、洗濯物の量のみに応じて脱水時間を設
定する上述の従来技術では、洗濯物の種類によっては、
脱水時間が長すぎて洗濯物にしわがきつく生じたり、短
すぎて脱水不足になったりというように、脱水が適切に
行われないことがある。

【０００４】したがって、本発明の目的は、被脱水物の
種類等に応じた適切な脱水を行うことができる脱水装置
を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の脱水装置は、被脱水物を収容するための脱
水槽と、上記脱水槽を回転させるモータと、上記モータ
に電力を供給する交流電源と、上記交流電源とモータと
の間に介挿され、導電位相角を制御することができるス
イッチング素子と、上記モータの回転数を検出する回転
数検出手段と、上記回転数検出手段が検出した回転数と
所定の基準回転数とを比較する比較手段と、上記比較手
段の比較結果に基づいて上記モータの回転数を上記基準
回転数に近づけるべく、上記スイッチング素子の導通位
相角を制御する位相制御手段と、上記導通位相角を監視
してこの導通位相角が所定の安定状態に維持されたこと
に基づいて、上記モータへの通電を停止させる手段とを
含むことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、モータの回転数が回転数
検出手段によって検出されて、この検出された回転数と
所定の基準回転数とが比較手段によって比較される。そ
して、この比較結果に基づき、位相制御手段によってス
イッチング素子への導通位相角が制御される。脱水末期
では、脱水槽の定速回転を維持するためにモータに与え
るべきトルクが一定になる。モータのトルクと導通位相
角とは１対１に対応するから、導通位相角が安定してい
れば、脱水末期であることになる。そこで、導通位相角
が監視され、導通位相角が所定の安定状態に維持された
ときに、これに基づき、モータへの通電を停止させて脱
水を終了させている。

【０００７】このように、脱水末期であることが導通位
相角が所定の安定状態になったことに基づいて自動的に
判断されるので、被脱水物の種類や量にかかわらず脱水
の過不足をなくすことができる。すなわち、被脱水物の
種類等に応じた適切な脱水を行うことができる。

【０００８】

【実施例】以下では、本発明の実施例を、添付図面を参
照して詳細に説明する。図３は、本発明の一実施例の脱
水装置を適用した全自動洗濯機の概略構成を示す簡略化
した断面図である。この洗濯機は、洗濯機本体１内に吊
り棒（図示せず）を介して弾性的に吊支された外槽３
と、この外槽３に回転軸４を介して回転自在に内装され
た内槽５とを備えている。この内槽５が脱水槽に対応し
ている。洗濯物は内槽５に収容され、外槽３には洗濯水
が貯水される。

【０００９】洗濯機本体１は、上面に開口を有する箱型
に形成されている。その上面前部には操作部６が設けら
れている。また、外槽３の底部には排水口７が形成され
ている。この排水口７は排水弁８を介して排水路９に接
続されており、この排水路９は洗濯機本体１外に延びる
排水ホース１０に接続されている。排水弁８は、トルク
モータ１１により駆動される。

【００１０】外槽３の底部付近には、エアートラップ１
２が設けられている。エアートラップ１２は、水位セン
サ１３に圧力ホース１４を介して接続されている。水位
センサ１３は、外槽３内の水位変化を圧力ホース１４内
の空気圧の変化として検出するものである。内槽５には
多数の微細な脱水孔１５が形成されており、内槽５に
は、洗濯水および洗濯物を攪拌する回転翼１６が正逆回
転自在に内装支持されている。

【００１１】洗濯機本体１の底部にはモータ１７からの
駆動力を回転翼１６および内槽５に伝達するための機構
部１８が設けられている。この機構部１８からの回転力
は、回転軸４を介して内槽５に伝達され、また、回転軸
４に内装された内軸（図示せず）により回転翼１６に伝
達される。機構部１８には、モータ１７の駆動力が小プ
ーリ２０からＶベルト２１および大プーリ２２を介して
伝達され、洗い工程およびすすぎ工程の際には内軸に回
転力が与えられて回転翼１６が回転し、脱水工程の際に
は回転軸４に回転力が与えられて内槽５が回転する。ま
た、小プーリ２０にはマグネット２３が固定され、その
マグネット２３の下側近傍には回転数検出手段であるリ
ードスイッチ２４がスイッチ取付金具２５によって取り
付けられている。

【００１２】図４は上記洗濯機の電気的構成を示すブロ
ック図である。上記全自動洗濯機の各部の動作を制御す
るためのマイクロコンピュータ５０には、入力キー回路
６０、ドアの開閉を検知するドアスイッチ６１、水位セ
ンサ１３および電源投入時にマイクロコンピュータ５０
にリセット信号を与えるリセット回路６３が接続されて
いる。さらに、図外のサーミスタの出力信号を処理する
サーミスタ回路６４、マイクロコンピュータ５０に動作
クロックを与えるクロック発振回路６５およびリードス
イッチ２４からの信号を処理する回転数検知回路６６が
接続されている。

【００１３】マイクロコンピュータ５０は、上述の入力
キー回路６０、ドアスイッチ６１、水位センサ１３、リ
セット回路６３、サーミスタ回路６４、クロック発振回
路６５および回転数検知回路６６などからの信号に基づ
いて、所定のプログラムに従い負荷駆動回路６７に制御
信号を与える。これにより、これにより、動作終了後所
定時間経過後、電源を遮断するための電源スイッチ切用
ＡＣソレノイド６８、モータ１７、給水弁６９および排
水弁８が制御され、さらに、動作状態などを示すＬＥＤ
点灯回路７０および動作の終了などを知らせるブザー回
路７１が制御される。

【００１４】また、マイクロコンピュータ５０には、動
作時間をカウントするタイマ７２、モータ１７の回転数
を記憶するための回転数メモリ７３および後述する導通
角メモリ７４が内蔵されている。本実施例では、マイク
ロコンピュータ５０が比較手段および位相制御手段など
として機能する。図５は、モータ１７の制御に関連する
構成を示すブロック図である。

【００１５】商用交流電源８０からの交流電圧は、スイ
ッチング素子としてのトライアック８１を介してモータ
１７に与えられている。図３に示されているように、こ
のモータ１７の駆動力を伝達するための小プーリ２０に
は、マグネット２３が固定されており、このマグネット
２３の近傍にはリードスイッチ２４が配設されている。

【００１６】リードスイッチ２４の出力は、トライアッ
ク８１の導通位相角を制御することによって、モータ１
７への供給電力を調整するマイクロコンピュータ５０に
与えられる。このマイクロコンピュータ５０にはまた、
交流電源８０の出力電圧のゼロクロス点を検出するゼロ
クロス検出回路８２からの検出信号が与えられる。マイ
クロコンピュータ５０は、上記ゼロクロス点検出信号が
与えられた後、導通角に対応したタイミングでトライア
ック８１を導通させるための信号を導出する。

【００１７】この構成により、マイクロコンピュータ５
０によってトライアック８１の導通角を変化させると、
モータ１７への供給電力を変化させることができ、これ
によりモータ１７の回転数を変化させることができる。
したがって、マイクロコンピュータ５０において、予め
基準回転数を設定しておき、この基準回転数と上記リー
ドスイッチ２４から得られる実際のモータ１７の回転数
とを比較させ、この比較結果に基づいてトライアック８
１の導通角を制御すれば、モータ１７を上記基準回転数
で定速回転させることができる。

【００１８】上記洗濯機の動作を図１および図２のフロ
ーチャートを参照して説明する。まず、脱水工程が開始
されると、ステップＳ１でリードスイッチ２４によって
検出されたモータの回転数が、本実施例での基準回転数
である８５０ｒｐｍ以上であるか否かが判断される。そ
の結果、回転数が８５０ｒｐｍ以上であると判断される
とステップＳ７に移行し、８５０ｒｐｍ未満であると判
断されるとステップＳ２に移行する。当初は、モータ２
１に電力が供給されていないので、回転数は零であり、
ステップＳ２に移行する。

【００１９】ステップＳ２では、制御スタートフラグが
セットされているか否かが判断される。この制御スター
トフラグは、位相制御が開始しているか否かを表すフラ
グであり、位相制御開始前にはリセットされており、位
相制御開始後にはセットされる。制御スタートフラグが
セットされているときにはステップＳ２１に移行し、セ
ットされていないときにはステップＳ３に移行する。当
初は制御スタートフラグはリセットされており、ステッ
プＳ３に移行することになる。

【００２０】ステップＳ３では、トライアック８１の導
通角が０°に設定される。すなわち、当初は、モータ１
７の回転数を基準回転数にまで増加させるために大きな
トルクが必要なため、導通角が０°に設定され、モータ
１７に大電力が供給される。これにより、脱水槽５は最
大トルクで加速される。次に、ステップＳ４では、検出
された回転数が逐次回転数メモリ７３に記憶される。当
初は、モータ１７に電圧が印加されていないので、記憶
される回転数は零である。

【００２１】処理は図２のステップＳ５に移り、マイク
ロコンピュータ５０で設定された導通角でトライアック
８１が制御され、この導通角に同期させた電圧がモータ
１７に印加されて、モータ１７が回転駆動される。ステ
ップＳ６では、制御スタートフラグがセットされ、セッ
トされていたらステップＳ１１に移行し、セットされて
いなかったらステップＳ１に戻る。モータ１７の回転が
開始された当初は、制御スタートフラグはリセット状態
なので、ステップＳ１に戻る。

【００２２】モータ１７の回転数が８５０ｒｐｍに達す
ると、処理はステップＳ１からステップＳ７に移る。ス
テップＳ７では、制御スタートフラグがセットされてい
るか否かが判断される。この結果、制御スタートフラグ
がセットされていればステップＳ１４に移行し、制御ス
タートフラグがセットされていなければステップＳ８に
移行する。回転数が８５０ｒｐｍに達してステップＳ７
での処理が始めて行われるときには、制御スタートフラ
グはセットされておらず、ステップＳ８に移行する。

【００２３】ステップＳ８では制御スタートフラグがセ
ットされ、位相制御が開始される。位相制御の開始に当
たっては、まず、ステップＳ９で、導通角が１３２°に
設定され、ステップＳ１０で、導通角メモリ７４に導通
角０°が記憶される。このステップＳ１０の処理は、後
述するタイマ７２のリセットを確実に行わせるための処
理である。

【００２４】次に、ステップＳ４では、検出された回転
数が回転数メモリ７３に記憶される。このとき、先に記
憶されていた回転数は消去される。すなわち、この回転
数メモリ７３には新たに検出された回転数だけが記憶さ
れる。そして、ステップＳ５でマイクロコンピュータ５
０はステップＳ９で設定された導通角１３２°でトライ
アック８１を制御する。ステップＳ６では、制御スター
トフラグがセットされているか否かが判断されるが、こ
のときは、制御スタートフラグはセットされているので
ステップＳ１１に移行する。

【００２５】ステップＳ１１では、ステップＳ１２にお
けるタイマ７２のカウント動作を行ってから、または脱
水工程が開始されてから１秒経過したか否かが判断され
る。この結果、１秒経過していたらステップＳ１２に移
行し、経過していなかったら再びステップＳ１に戻る。
ステップＳ１２では、タイマ７２の計数値がインクリメ
ントされ、さらに、ステップＳ１３では、タイマ７２の
計数値が６０以上かどうかが判断される。そして、計数
値が６０以上なら、ステップＳ２４に移り、モータ１７
への通電を停止する。当初の段階では、タイマ７２はリ
セットされているから、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１
３を経て、ステップＳ１に戻ることになる。

【００２６】以上、脱水工程が開始してから、回転数が
基準回転数に達して、１回目の位相制御が行われるまで
の動作である。次に、１回目の位相制御が終了した後の
動作について説明する。その動作とは、回転数を基準回
転数に近づけるための動作であって、回転数が基準回転
数よりも大きくて、しかも増加傾向にある場合は回転数
を減少させ、基準回転数よりも小さくて、しかも減少傾
向にある場合は回転数を増加させる動作である。

【００２７】まず、回転数が８５０ｒｐｍ以上の場合の
位相制御について説明する。処理はステップＳ１からス
テップＳ７を経てステップＳ１４に移行する。ステップ
Ｓ１４では、回転数が８５０ｒｐｍに等しいか否かが判
断される。この結果、回転数が８５０ｒｐｍであればス
テップＳ１８に移行し、８５０ｒｐｍよりも大きければ
ステップＳ１５に移行する。

【００２８】ステップＳ１５では、回転数メモリ７３に
記憶されている回転数と最近に検出された回転数（以
下、「現在の回転数」という。）とが比較される。これ
は、すなわちステップＳ１５では回転数が増加傾向にあ
るのか否かが判断される。つまり、現在の回転数の方が
大きいときは増加傾向にあり、小さいときは減少傾向に
ある。回転数が増加傾向にあるときにはステップＳ１６
に移行し、減少傾向にあるときにはステップＳ４に移行
する。

【００２９】ステップＳ１６では、トライアック８１の
導通角が１４０°であるか否かが判断される。この判断
の結果、１４０°であればステップＳ４に移行し、１４
０°でなければステップＳ１７に移行する。ステップＳ
１７では、上記ステップＳ１６で検出された導通角が１
°増加させられて設定される。導通角を増加させるとモ
ータ１７に供給される電力は減少する。逆に、減少させ
るとモータ１７に供給される電力は増加する。この供給
電力の増減に伴って、モータ１７のトルクが増減し、そ
の結果、モータ１７の回転数も増減する。

【００３０】すなわち、ステップＳ１７での処理によ
り、回転数が８５０ｒｐｍ以上でしかも増加傾向にある
ときに、回転数を減少させるために導通角が１°増加さ
せられる。ステップＳ１８では、導通角メモリ７４に記
憶されている導通角と最近に設定された導通角（以下、
「現在の導通角」という。）とが比較される。この結
果、現在の導通角の方が大きければステップＳ１９に移
行し、小さければステップＳ４に移行する。

【００３１】ステップＳ１９では、現在の導通角が導通
角メモリ７４に記憶される。そして、ステップＳ２０で
タイマ７２がリセットされて、ステップＳ４に移行す
る。このステップＳ１８〜Ｓ２０までの処理は、回転数
が増加傾向にあるときに、タイマ７２をリセットする処
理である。ステップＳ１４で回転数がちょうど８５０ｒ
ｐｍのときはステップＳ１８の処理に移行するが、ステ
ップＳ１５〜Ｓ１７を経ていないので導通角メモリ７４
に記憶されている導通角と現在の導通角とは同じであ
り、ステップＳ１８からステップＳ４に移行する。導通
角メモリ７４の内容は、導通角が増加傾向にあるときに
更新されるのであるから、結局導通角メモリ７４には最
大の導通角が記憶されることになる。

【００３２】次に、回転数が８５０ｒｐｍ未満の場合の
位相制御について説明する。ステップＳ１で回転数が８
５０ｒｐｍ未満であると判断されると、ステップＳ２を
経てステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１では、
現在の回転数と回転数メモリ７３に記憶されている回転
数とが比較され、回転数が減少傾向にあるのか否かが判
断される。この結果、減少傾向にあると判断されればス
テップＳ２２に移行し、増加傾向にあると判断されれば
ステップＳ４に移行する。

【００３３】ステップＳ２２では、トライアック８１の
現在の導通角が調べられ、この導通角が１０°であるか
否かが判断される。この判断の結果、１０°であればス
テップＳ４に移行し、１０°でなければステップＳ２３
に移行する。ステップＳ２３では、導通角を１°減少さ
せる。これにより、回転数の増加が図られている。

【００３４】以上の位相制御が行われている時の波形を
図６および図７に示す。図６は、脱水開始直後にモータ
１７に印加される電流波形９１を示し、図７は、脱水が
進行したときにモータ１７に印加される電流波形９２を
示す。図６および図７においては、商用交流電源８０か
らの電圧波形９０が併せて示されている。図６では、脱
水開始直後なので、モータ１７を動作させるのに大きな
トルクが必要なため、導通角αは小さくなっている。し
かも、洗濯物内の水分が取り除かれていくに従ってモー
タ１７の負荷が劇的に変化するので、これに対応した定
速制御を実現すべく導通角αを中心に左右に大きな振れ
が生ずる。

【００３５】一方、図７では、脱水が進行するにつれて
洗濯物に含まれていた水分は取り除かれ、重量が軽くな
る。すなわち、脱水開始直後に必要であった大きなトル
クは必要ではなくなる。また、洗濯物中の水分が概ね取
り除かれると、モータ１７のトルクの負荷も安定する。
したがって、導通角αは内槽５内の洗濯物の量などに対
応した或る最大値に達すると、以後は安定状態に移行す
る。したがって、脱水末期には、導通角αは比較的大き
な値で安定し、中心に対する振れもほとんどなくなる。

【００３６】したがって、逆に導通角αが最大になって
しばらく経過すれば脱水末期であることがわかる。そこ
で、上記フローチャートでは、導通角メモリ７４に記憶
される最大導通角が更新されている期間には、タイマ７
２をリセットして位相制御を行う一方、最大導通角が更
新されなくなると、ステップＳ１１〜Ｓ１３、Ｓ１４の
処理により、６０秒間の経過の後に、モータ１７への通
電を停止させることとしている。

【００３７】以上のように、本実施例では導通角の最大
値が６０秒間にわたって更新されないような安定状態が
検知されたときに脱水末期であると判断して、脱水を終
了させている。このため、衣類の脱水状態に応じて脱水
を終了させることができるので、衣類の種類や量によら
ずに脱水に過不足が生じることがない。すなわち、衣類
の種類等に対応して適切に脱水を行うことができる。

【００３８】また、回転数を８５０ｒｐｍに安定させる
ように位相制御しているので、回転数の変動が抑制され
る。このため、回転数の変動によって発生する騒音の変
化を低減することができる。なお、本発明は上述の実施
例に限定されることはない。たとえば、上記の実施例で
は、最大導通角が更新されない状態が６０秒継続したと
きに脱水を終了させているが、この時間は所望の脱水状
態に合わせて増減してもよい。また、基準回転数も８５
０ｒｐｍに限定されるものではない。

【００３９】また、上記の実施例では、スイッチング素
子にトライアックを用いたが、サイリスタなど、導通角
の制御が可能な他のスイッチング素子を用いてもよい。
さらに、本実施例では、回転数の検出にリードスイッチ
を用いたが、電磁式のセンサや光学式のセンサを用いて
もよい。また、上記の実施例では、全自動洗濯機に適用
される場合について説明したが、本発明の脱水装置はい
わゆる２槽式洗濯機にも容易に適用することができ、ま
た、脱水装置単独の構成としてもよいことは言うまでも
ない。

【００４０】その他本発明の要旨を変更しない範囲で種
々の設計変更を施すことが可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明の脱水装置によれ
ば、スイッチング素子の導通位相角が所定の安定状態に
維持されると、これに基づいてモータへの通電が停止さ
れ、脱水が終了する。このため、脱水過剰で被脱水物に
しわがきつく生じることがなく、また脱水不足になるこ
ともない。したがって、被脱水物の量のみならず種類等
にも対応した適切な脱水を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の脱水装置を利用した洗濯機
の動作を示すフローチャートである。

【図２】図１の続きのフローチャートである。

【図３】洗濯機の全体の概略構成を簡略化して示す断面
図である。

【図４】上記洗濯機の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図５】モータの回転制御に関連する構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】脱水開始初期の電流波形を示す図である。

【図７】脱水が進行したときの電流波形を示す図であ
る。

【符号の説明】

５ 内槽 １７ モータ ２４ リードスイッチ ５０ マイクロコンピュータ ８０ 商用交流電源 ８１ トライアック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被脱水物を収容するための脱水槽と、 上記脱水槽を回転させるモータと、 上記モータに電力を供給する交流電源と、 上記交流電源とモータとの間に介挿され、導電位相角を
   制御することができるスイッチング素子と、 上記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、 上記回転数検出手段が検出した回転数と所定の基準回転
   数とを比較する比較手段と、 上記比較手段の比較結果に基づいて上記モータの回転数
   を上記基準回転数に近づけるべく、上記スイッチング素
   子の導通位相角を制御する位相制御手段と、上記導通位
   相角を監視してこの導通位相角が所定の安定状態に維持
   されたことに基づいて、上記モータへの通電を停止させ
   る手段とを含むことを特徴とする脱水装置。