JPH0716390A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、脱水槽の強度を高くすることなく
脱水効率を向上させることができるようにしている。 【構成】 制御装置１２は、負荷トルク検出手段および
速度制御手段としての機能を有しており、モータ５の位
置検出素子５ａからの位置検出信号を受けてモータ５の
回転速度を検出し、この検出した回転速度と、目標とす
る回転速度との差に応じて電圧指令を変更して出力す
る。この場合、出力している電圧指令が負荷トルク検出
用の基準電圧以下となると、回転速度を上昇させる制御
を行なうようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱水制御に改良を施し
た洗濯機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、洗濯機においては、周知のよ
うに、脱水槽をモータにより高速回転させて脱水を行な
うようにしている。そして、脱水時には、短時間で脱水
効果をあげて脱水効率の向上を図ることが要望されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この場合、脱水初期か
らモータの回転速度を上げることが考えられるが、脱水
負荷が大きいときに脱水槽に大きな応力がかかる。この
ため、脱水槽の強度を高めることが必要で、例えば脱水
槽をプラスチックに代えてステンレスにて作製するよう
な対策が必要で、コスト高を来す問題があった。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、従って、その目的は、脱水槽の強度を高くするこ
となく脱水効率を向上させることができる洗濯機を提供
するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の洗濯機は、脱水
槽を回転させるモータと、このモータの負荷トルクを検
出する負荷トルク検出手段と、この負荷トルクが所定値
以下に減少したことを検出したときに脱水回転速度を上
昇させる速度制御手段とを含んで構成される（請求項１
の発明）。

【０００６】この場合、モータを直流ブラシレスモータ
から構成し、負荷トルク検出手段を、一定回転速度をキ
ープするように電圧制御するときにその印加電圧に基づ
いて負荷トルクを検出するように構成しても良い（請求
項２の発明）。

【０００７】また、モータを誘導モータから構成し、負
荷トルク検出手段を、一定回転速度をキープするように
周波数制御するときにその印加周波数に基づいて負荷ト
ルクを検出するように構成しても良い（請求項３の発
明）。

【０００８】さらにまた、モータを誘導モータから構成
し、負荷トルク検出手段を、一定回転速度をキープする
ように位相制御するときにその印加通電角に基づいて負
荷トルクを検出するように構成しても良い（請求項４の
発明）。

【０００９】

【作用】上記手段によれば、負荷トルク検出手段によ
り、モータの負荷トルクを検出し、速度制御手段によ
り、この負荷トルクが所定値以下に減少したことを検出
したときに脱水回転速度を上昇させるから、負荷トルク
が大きいうちは、さほど脱水回転速度が高くなくて、脱
水槽に大きな応力がかかることがなく、そして、負荷ト
ルクが所定値以下に減少すると脱水回転速度が高くな
り、もって、応力が限度以上に高くない状況で脱水回転
速度を高めることができ、よって、脱水槽の強度を高め
ずに脱水効率を高めることが可能となる。

【００１０】この場合、モータを直流ブラシレスモータ
から構成し、負荷トルク検出手段を、一定回転速度をキ
ープするように電圧制御するときにその印加電圧に基づ
いて負荷トルクを検出するように構成すれば、モータと
して直流ブラシレスモータを使用したときにおいて、負
荷トルクを良好に検出できる。

【００１１】また、モータを誘導モータから構成し、負
荷トルク検出手段を、一定回転速度をキープするように
周波数制御するときにその印加周波数に基づいて負荷ト
ルクを検出するように構成すれば、モータとして誘導モ
ータを使用したときにおいて、負荷トルクを良好に検出
できる。

【００１２】さらにまた、モータを誘導モータから構成
し、負荷トルク検出手段を、一定回転速度をキープする
ように位相制御するときにその印加通電角に基づいて負
荷トルクを検出するように構成すれば、モータとして誘
導モータを使用したときにおいて、負荷トルクを良好に
検出できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例につき図１ない
し図５を参照しながら説明する。まず、第２図におい
て、脱水兼用洗濯機の外箱１の内部には、水受槽２が設
けられ、この水受槽２の内部には、脱水槽と洗い槽とを
兼用する回転槽３が配設されている。回転槽３の内底部
には、径大な撹拌体４が設けられている。上記水受槽２
の外底部には、例えば３相の直流ブラシレスモータから
なる回転速度可変形のモータ５が配設されていると共
に、減速機構等を備えた機構部６が配設されている。

【００１４】機構部６は、洗い、すすぎ運転時にはモー
タ５の回転を減速して撹拌体４に伝達してこれを回転さ
せ、脱水時にはモータ５の回転を回転槽３および撹拌体
４に伝達してこれらを一体に回転させる。また、水受槽
２からの排水路には、排水弁７が設けられている。水受
槽２の底部には、エアトラップ８が形成されており、こ
のエアトラップ８にはエアチューブ９を介して水位セン
サ１０（図１参照）が接続されている。また、外箱１の
上部には上カバー１１が設けられており、この上カバー
１１内の前部には、洗い、すすぎおよび脱水の各運転を
制御する制御装置１２が設けられている。一方、外箱１
の後部上部には、モータ５を駆動制御するモータ駆動制
御回路１３が配設されている。

【００１５】され、電気的構成を示す図１において、モ
ータ５についての給電回路を述べるに、交流電源１４に
は、ダイオードブリッジおよび平滑コンデンサを有して
なる直流電源回路１５が接続されている。この直流電源
回路１５からの直流出力は、モータ駆動制御回路１３の
一部を構成する駆動回路１６に与えられる。この駆動回
路１６は３対のスイッチング素子を有するスイッチング
回路から構成されている。そして、この駆動回路１６と
共にモータ駆動制御回路１３を構成する制御回路１７
は、モータ５に内蔵され該モータ５のロータの回転位置
を検出する例えばホール素子からなる位置検出素子５ａ
からの位置検出信号に基づいてモータ５の駆動コイルに
対して適切なタイミングで通電する。

【００１６】また、制御回路１７は、制御装置１２から
速度制御指令信号として電圧指令を受けてモータ５への
印加電圧をＰＷＭ制御により調整し、もって、モータ５
の回転速度を制御するようになっている。

【００１７】上述の制御装置１２は、マイクロコンピュ
ータ、Ａ／Ｄ変換器等を含んで構成されており、内部の
メモリに、洗い、すすぎおよび脱水の各運転を制御する
ためのプログラムを記憶している。この制御装置１２
は、負荷トルク検出手段および速度制御手段としての機
能を有しており、モータ５の位置検出素子５ａからの位
置検出信号を受けてモータ５の回転速度を検出し、この
検出した回転速度と、目標とする回転速度との差に応じ
て電圧指令を変更して出力する。この場合、後述する
が、いま出力している電圧指令が負荷トルク検出用の基
準電圧Ｖｓ以下となると、負荷トルクが減少したと判断
して回転速度を上昇させる制御を行なうようになってい
る。

【００１８】また制御装置１２は、図示しない操作パネ
ルに設けられた各種スイッチ１８からの入力信号、水位
センサ１０からの水位検出信号を受ける。そして、制御
装置１２は、操作パネルに設けられた表示部１９を駆動
し、排水弁７および給水弁２０を駆動するようになって
いる。

【００１９】上記構成の作用について制御装置１２の制
御内容と共に、図３ないし図５を参照して、説明する。
今、脱水運転が選択されると共に、脱水時間が設定され
たうえで、図示しないスタートスイッチが操作される
と、図３に示すように脱水運転が制御される。すなわ
ち、まず、ステップＳ１では、タイムカウントを開始
し、そして、モータ５の回転速度が第１の設定回転速度
３００r.p.m を超えたか否かを判断する（ステップＳ
２）。超えていなければ、印加電圧を増加するように電
圧指令を出力する（ステップＳ３）。この場合、最初の
時点ではモータ５は回転していないので、印加電圧は増
加されてゆく。そして、回転速度が上昇して第１の設定
回転速度３００r.p.m に達すると、印加電圧を減少する
ように電圧指令を出力する（ステップＳ４）。これによ
りモータ５に対する印加電圧が減少して回転速度が減少
する。このようにして回転速度を第１の設定回転速度３
００r.p.mにキープするように制御する。この定速制御
は時間ｔ１が経過するまで（ステップＳ５で判断）実行
される。

【００２０】この時間ｔ１が経過すると、次は、ステッ
プＳ６〜ステップＳ９から分かるように、第２の設定回
転速度４５０r.p.m をキープする定速制御を時間ｔ２に
て実行する。この後は、ステップＳ１０〜ステップＳ１
３から分かるように、第３の設定回転速度６００r.p.m
をキープする定速制御を時間ｔ３にて実行する。ここ
で、図４では回転速度の変化を示し、図５では印加電圧
の変化を示している。

【００２１】この後、ステップＳ１４〜ステップＳ１７
に示すように、負荷トルクの検出を実行する。すなわ
ち、まず、回転速度が第４の設定回転速度８００r.p.m
を超えたか否かを判断し（ステップＳ１４）、超えてい
なければ印加電圧を増加し（ステップＳ１５）、超えれ
ば印加電圧を減少する（ステップＳ１６）。この場合、
被脱水物に含まれる水が脱水されてゆくから、モータ５
の負荷トルクは減少してゆく。従って、この回転速度８
００r.p.m での定速制御においては、印加電圧も徐々に
減少してゆくことになる。つまり、印加電圧により負荷
トルクの検出が可能で、本実施例では、印加電圧が基準
電圧Ｖｓ以下となったか否かを判断し（ステップＳ１
７）、以下であることが判断（検出）されれば、ステッ
プＳ１８ないしステップＳ２１で示すように設定回転速
度を本実施例中最高の回転速度９００r.p.m に上昇さ
せ、この回転速度をキープし、そして、設定された脱水
時間が経過すると脱水運転を終了する。

【００２２】このように本実施例によれば、制御装置１
２により、８００r.p.m の定速制御時における印加電圧
を検出して、モータ５の負荷トルクを検出し、この負荷
トルクが所定値以下（電圧Ｖｓ以下）になったときに、
脱水回転速度をそれまでの８００r.p.m から９００r.p.
m に上昇させるから、負荷トルクが大きいうちは、脱水
回転速度を高くせず、そして、負荷トルクが減少したと
きに脱水回転速度を高することができ、すなわち、脱水
槽３に応力が限度以上に高く作用しない状況となったと
きに脱水回転速度を高めることができ、よって、脱水槽
３の強度を高めずに脱水効率を高めることができる。

【００２３】特に本実施例においては、モータ５を直流
ブラシレスモータから構成し、制御装置１２における負
荷トルク検出手段を、一定回転速度（８００r.p.m ）を
キープするように電圧制御するときにその印加電圧に基
づいて負荷トルクを検出するように構成したから、モー
タとして直流ブラシレスモータを使用したときにおい
て、負荷トルクを良好に検出できる。

【００２４】次に図６は本発明の第２の実施例を示して
おり、この実施例では、モータ２１を誘導モータから構
成しており、また、モータ駆動制御回路２２は、インバ
ータを構成しており、すなわち、３対のスイッチング素
子を有するスイッチング回路からなる駆動回路２３と、
周波数・電圧調整回路２４とから構成されている。

【００２５】制御装置２５は、モータ２１の回転速度検
出手段２１ａからの回転速度検出信号を受けてモータ２
１の回転速度を検出し、この検出した回転速度と、目標
とする回転速度との差に応じて周波数指令を変更して出
力する。上記周波数・電圧調整回路２４は制御装置２５
から速度制御指令信号として周波数指令を受けてモータ
２１への印加周波数を変更することによりモータ５の回
転速度を変える。なおこの場合、周波数・電圧調整回路
２４は、周波数に応じて電圧も調整する（いわゆるＦ／
Ｖ一定制御）。

【００２６】制御装置２５における負荷トルク検出手段
は、一定回転速度（例えば８０r.p.m ０）をキープする
ように周波数制御するときにその印加周波数に基づいて
負荷トルクを検出するようになっている。この第２の実
施例においては、モータとして誘導モータを使用したと
きにおいて、負荷トルクを良好に検出できる。

【００２７】また、図７および図８は本発明の第３の実
施例を示しており、この第３の実施例においては、モー
タ３１を誘導モータから構成しており、また、モータ３
１には、交流電源１４を位相制御することにより速度制
御されるようになっている。従って、モータ３１の給電
回路にはトライアック３２を設けると共に、ゼロクロス
検出回路３３を設けている。このゼロクロス検出回路３
３は、図８に示すように、交流電圧のゼロクロスに同期
したゼロクロス検出信号を出力して制御装置３４に与え
るようになっている。この制御装置３４は、モータ３１
の回転速度検出手段３１ａからの回転速度検出信号を受
けてモータ３１の回転速度を検出し、この検出した回転
速度と、目標とする回転速度との差に応じて通電角指令
であるゲート信号（図３参照）を出力するようになって
いる。トライアック３２はこのゲート信号に応じてオン
されて交流電源１４を図３に示す位相制御し、もって回
転速度を変える。

【００２８】制御装置３４における負荷トルク検出手段
は、一定回転速度（例えば８００r.p.m ）をキープする
ように通電角制御するときにその印加通電角に基づいて
負荷トルクを検出するようになっている。この第３の実
施例においては、モータとして誘導モータを使用したと
きにおいて、第２の実施例と異なる構成で負荷トルクを
良好に検出できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、次の効果を得ることができる。請求項１の発明によ
れば、脱水槽の強度を高めずに脱水効率を高めることが
できる。請求項２の発明によれば、モータとして直流ブ
ラシレスモータを使用したときにおいて、負荷トルクを
良好に検出できる。請求項３の発明によれば、モータと
して誘導モータを使用したときにおいて、負荷トルクを
良好に検出できる。請求項４の発明においても、モータ
として誘導モータを使用したときにおいて、負荷トルク
を良好に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気的構成のブロ
ック図

【図２】脱水兼用洗濯機の縦断側面図

【図３】制御内容を示すフローチャート

【図４】回転速度の変化を示す図

【図５】印加電圧の変化を示す図

【図６】本発明の第２の実施例を示す電気的構成のブロ
ック図

【図７】本発明の第３の実施例を示す電気的構成のブロ
ック図

【図８】各部の波形を示す図

【符号の説明】

３は回転槽（脱水槽）、５はモータ、１２は制御装置
（負荷トルク検出手段、速度制御手段）、１３はモータ
駆動制御回路、２１はモータ、２２はモータ駆動制御回
路、２４は周波数・電圧調整回路、２５は制御装置（負
荷トルク検出手段、速度制御手段）、３１はモータ、３
２はトライアック、３４は制御装置（負荷トルク検出手
段、速度制御手段）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 7/622 ３０１ Ｃ 9178−5Ｈ 7/63 ３０２ Ｍ 9178−5Ｈ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱水槽を回転させるモータと、このモー
   タの負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、この
   負荷トルクが所定値以下に減少したことを検出したとき
   に脱水回転速度を上昇させる速度制御手段とを具備して
   成る洗濯機。
2. 【請求項２】 モータは直流ブラシレスモータから構成
   され、負荷トルク検出手段は、一定回転速度をキープす
   るように電圧制御するときにその印加電圧に基づいて負
   荷トルクを検出するようになっていることを特徴とする
   請求項１記載の洗濯機。
3. 【請求項３】 モータは、誘導モータから構成され、負
   荷トルク検出手段は、一定回転速度をキープするように
   周波数制御するときにその印加周波数に基づいて負荷ト
   ルクを検出するようになっていることを特徴とする請求
   項１記載の洗濯機。
4. 【請求項４】 モータは、誘導モータから構成され、負
   荷トルク検出手段は、一定回転速度をキープするように
   位相制御するときにその印加通電角に基づいて負荷トル
   クを検出するようになっていることを特徴とする請求項
   １記載の洗濯機。