JPH0751489A - 洗濯機及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、洗い時、すすぎ時の水はね音を抑
制し、同時に布絡み、洗いむら、布傷みを減少させるこ
とを目的とする。 【構成】 衣類を撹拌する撹拌翼６を所要の回転速度で
回転させるモータ制御信号をモータ駆動回路８に与える
とともに洗い或いはすすぎ時に撹拌翼６の回転速度を最
大回転速度状態から停止状態に至るまでの間に徐々に減
速させるモータ回転速度制御回路１０，１１を有するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撹拌翼を回転させるこ
とにより、衣類の洗い、すすぎを行う洗濯機及びその制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】撹拌翼を回転させることによって洗い、
あるいはすすぎを行う従来の洗濯機において、撹拌翼を
回転させる動力源であるモータの回転速度の変化は、図
１３に示すように方形波状に制御されていた。したがっ
て、モータを停止させるとき、すなわちモータが回転状
態から静止状態に至ると、撹拌翼もそれに追随して急激
に回転状態から静止状態になる。しかしながら、洗濯水
とその中の布は撹拌翼の動きに追随できずに回転し続
け、停止している撹拌翼、あるいは次の逆方向に回転し
ている撹拌翼に衝突し、必要以上に激しい布の動きを生
じさせていた。これは、大きな水はね音の原因となって
いた。また、これは、布絡みの原因にもなっており、そ
の結果として洗いむらや布傷みも生じていた。一方、モ
ータ起動時の水はね音を抑制するために、このときのモ
ータの回転速度を、図１４に示すように徐々に大きくし
ていくという方法が従来からあった。しかしながら、モ
ータ停止時に関しては、何ら改善されていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】洗い、あるいはすすぎ
中に発生する水はね音を抑制することは、モータや給排
水弁の動作音が小さくなってきた現在、トータルとして
の洗濯機の静音化に欠かせないものである。しかしなが
ら、従来の洗濯機では、このような水はね音を十分に抑
制することができず、特にモータ停止時に関しては、何
ら考えられていなかった。また、布絡み、洗いむら、布
傷み等に対してもこれらを防止するのに十分なものでは
なかった。

【０００４】本発明は、これらのことに鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、洗い時、あるいはす
すぎ時の水はね音を抑制し、同時に布絡み、洗いむら、
布傷みの発生を減少させることができる洗濯機及びその
制御方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第１に、衣類を撹拌する撹拌翼と、該撹
拌翼を回転させるモータと、該モータを駆動するモータ
駆動回路と、前記撹拌翼を所要の回転速度で回転させる
モータ制御信号を前記モータ駆動回路に与えるとともに
洗い或いはすすぎ時に前記撹拌翼の回転速度を最大回転
速度状態から停止状態に至るまでの間に徐々に減速させ
るモータ回転速度制御回路とを有することを要旨とす
る。

【０００６】第２に、衣類を撹拌する撹拌翼と、定回転
モータと、該定回転モータの回転速度を可変して前記撹
拌翼に伝達する回転速度可変伝達手段と、前記撹拌翼を
所要の回転速度で回転させる撹拌翼回転速度指示信号を
前記回転速度可変伝達手段に与えるとともに洗い或いは
すすぎ時に前記撹拌翼の回転速度を最大回転速度状態か
ら停止状態に至るまでの間に徐々に減速させる撹拌翼回
転速度制御手段とを有することを要旨とする。

【０００７】第３に、上記第１又は第２の構成におい
て、衣類の布質を入力する布質入力手段及び衣類の布量
を入力する布量入力手段の少なくとも何れかを具備し、
前記布質入力手段からの布質データ及び前記布量入力手
段からの布量データの少なくとも何れかにより前記撹拌
翼の回転速度変化を変えるように構成してなることを要
旨とする。

【０００８】第４に、衣類を撹拌する撹拌翼の回転速度
を、回転開始時、回転停止時のうち少なくとも回転停止
時において時間とともに変化させることを要旨とする。

【０００９】

【作用】上記構成において、第１に、洗い或いはすすぎ
時に撹拌翼の回転速度が最大回転速度状態から停止状態
に至るまでの間に徐々に減速するようにモータ回転速度
制御回路によりモータの回転速度を制御することによ
り、撹拌翼停止時の洗濯水や衣類の急激すぎる動きの変
化が抑えられて水はね音が抑制される。また、過激な衣
類の動きが抑制され布絡みが抑えられる結果、洗いむら
や、布傷みが軽減される。

【００１０】第２に、モータの回転速度は一定であって
も洗い或いはすすぎ時に撹拌翼の回転速度が最大回転速
度状態から停止状態に至るまでの間に徐々に減速するよ
うに撹拌翼回転速度制御手段で回転速度可変伝達手段を
制御することにより、上記と同様の作用が得られる。

【００１１】第３に、衣類の布質及び布量の少なくとも
何れかに応じて撹拌翼を停止させるときの回転速度変化
を変えることにより、撹拌翼停止時の減速状態が衣類の
布質や布量に対しさらに最適なものとなって一層適切に
水はね音の抑制及び布絡み、洗いむら、布傷みの発生を
減少させることが可能となる。

【００１２】第４に、撹拌翼の回転速度を回転開始時に
おいても時間とともに変化させることにより、水はね音
の一層の抑制及び布傷みの軽減が可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１乃至図４は、本発明の第１実施例を示す図であ
る。図１は洗濯機の内部構造を示す部分断面図、図２
は、その制御回路のブロックダイアグラムである。本実
施例に示す洗濯機は、誘導モータを使用し、これをイン
バータによって駆動することにより発生するトルクを変
化させ、洗濯水や衣類による負荷に無関係に撹拌翼の回
転速度を連続的に変えることができるようになってい
る。まず、図１、図２を用いて洗濯機の構成を説明す
る。誘導モータ１は、トルク伝達手段であるモータプー
リ２、ベルト３、機構部プーリ４、クラッチ２３、機構
部５を経て、撹拌翼であるパルセータ６へトルクを伝達
するようになっている。機構部５は、減速ギア、ブレー
キ、パルセータ回転軸９からなっている。クラッチ２３
は、誘導モータ１からのトルクを洗い、すすぎ時に回転
させるパルセータ６へ伝達するか、あるいは脱水時に回
転させる脱水槽７に伝達するかを切り替えるためのもの
である。ブレーキは、パルセータ６を回転させるとき
に、脱水槽７が一緒になって回転するのを抑えたり、脱
水槽７の回転にブレーキをかけるためのものである。パ
ルセータ回転軸９は、減速ギアからのトルクをパルセー
タ６へ伝達するためのものである。誘導モータ１は、モ
ータ駆動回路であるインバータ８によって駆動される。
回転速度を指示するモータ回転速度制御回路は、パルセ
ータ６の回転速度を検出するためにパルセータ回転軸９
に取り付けられたロータリエンコーダ１０と、ロータリ
エンコーダ１０からのパルセータ回転速度信号を入力
し、その値が設定値になるようにインバータ８をコント
ロールするマイクロプロセッサ１１とからなっている。
回転速度指示信号は０から５Ｖの範囲の電圧信号ｅで、
マイクロプロセッサ１１の電圧出力端子から出力され
る。誘導モータ１は０Ｖのときは停止状態で、５Ｖのと
き最大回転速度で回転する。図１において、２４はダン
パ、２５は外箱、２６は排水弁、２７は排水ホース、２
８は吊り棒、２９は液体バランサ、３０は脱水槽回転
軸、３１は洗濯槽である。

【００１４】次に、図３のフローチャート及び図４のパ
ルセータ回転速度特性を用いて、この洗濯機の動作を説
明する。洗濯槽３１の内部への注水終了後（ステップ４
１）、マイクロプロセッサ１１はインバータ８に誘導モ
ータ１を回転させるように指示する（ステップ４２）。
このときインバータ８に指示する回転速度指示信号ｅ
（ｔ）は、パルセータ６の回転速度がある設定値ωにな
るような値である。本実施例では、図４に示すようにω
（ｔ）＝Ａsin αｔ（ただしＡ、αはある正の定数、０
≦ｔ≦（π／α））となるようにする（ステップ４
３）。マイクロプロセッサ１１は、回転速度指示信号ｅ
（ｔ）を０Ｖから徐々に変化させる。すると誘導モータ
１は回転を始め、そのトルクはモータプーリ２、ベルト
３、機構部プーリ４、機構部５を経てパルセータ６へ伝
達され、その結果としてパルセータ６は回転を始める。
パルセータ６の回転速度ω’（ｔ）は、ロータリエンコ
ーダ１０により検出され、その検出値はマイクロプロセ
ッサ１１に送信される（ステップ４４）。マイクロプロ
セッサ１１は時刻ｔでの設定回転速度ω（ｔ）と実際の
回転速度ω’（ｔ）との差Δ（ｔ）＝ω（ｔ）−ω’
（ｔ）を計算する（ステップ４５）。もしΔ（ｔ）＞０
であるならば、制御電圧ｅ（ｔ）を小さくし、逆にΔ
（ｔ）＜０の場合はｅ（ｔ）を大きくする。すなわちマ
イクロプロセッサ１１は、時刻ｔのときの制御電圧ｅ
（ｔ）に対して、時刻ｔ＋δｔでの制御電圧ｅ（ｔ＋δ
ｔ）をｅ（ｔ＋δｔ）＝ｅ（ｔ）＋βΔ（ｔ）（βはあ
る正の定数）というように制御を行なうことで、パルセ
ータ６を設定回転速度で回転させる（ステップ４６，４
７）。時刻ｔ＝π／αとなったときω（π／α）＝０と
なり、パルセータ６は再び停止状態となる（ステップ４
８）。以上のような制御を繰り返して洗い、あるいはす
すぎを行なった場合、洗濯水や布は徐々に減速される。
したがって、パルセータ停止時の水や布の急激な動きが
なくなり、水はね音が低減される。また、必要以上に布
が捻られることがないため、布傷みや布絡みが減少し、
洗いむらも少なくなる。

【００１５】図５に示す第２実施例では、パルセータ６
の回転速度ω（ｔ）を、

【数１】（Ｃ／α）ｔ （０≦ｔ≦α） ω（ｔ）＝ Ｃ （α≦ｔ≦α＋γ） （−Ｃ／β）ｔ （α＋γ≦ｔ≦α＋γ＋β） のようにしている（ただしα、β、γ、Ｃは正の定
数）。これは、パルセータの回転速度が、図５に示すよ
うに、回転開始時、回転停止時において直線状に変化す
る台形状となり、水はね音が抑制されるとともに、パル
セータ停止時の水や布の急激な動きが減少して洗いむら
や布傷みが軽減される。また、図６に示す第３実施例で
は、ω（ｔ）を図示のようにステップ状にしている。本
実施例において上記と同様の作用効果が得られる。

【００１６】図７は、第４実施例に係る洗濯機の内部構
造を示している。前記第１実施例における誘導モータ１
をブラシレスＤＣモータ１２に置き換え、モータ軸とパ
ルセータ回転軸９を直結しダイレクトドライブとした洗
濯機である。制御は、第１実施例、第２実施例、第３実
施例と同様にでき、同様な作用効果が得られる。

【００１７】図８乃至図１１には、第５実施例を示す。
図８は洗濯機の内部構造を示す部分断面図、図９はその
制御回路のブロックダイアグラム、図１０は図８におけ
る回転速度可変伝達機構部の内部構成を示す図である。
本実施例の洗濯機は、永久磁石同期モータを使用してお
り、負荷状態にかかわらず一定の回転速度でしか回転さ
せることができない。このため、モータとパルセータの
間に、回転速度を可変する回転速度可変伝達機構部を持
ち、これによりパルセータの回転速度を変えることが可
能となっている。

【００１８】まず、図８、図９、図１０を用いて、この
洗濯機の構成を説明する。永久磁石同期モータ１３は、
トルク伝達手段であるモータプーリ２、ベルト３、回転
速度可変伝達機構部プーリ１４、及び回転速度可変伝達
手段である回転速度可変伝達機構部１５を経て、パルセ
ータ６へトルクを伝達するようになっている。回転速度
可変伝達機構部１５は、回転速度可変伝達部プーリ１４
からのトルクを回転速度可変機構部１５内に伝達するギ
ア３２、ギア３３、トゥースクラッチ（ａ）１７、トゥ
ースクラッチ（ｂ）３７、クラッチ軸３８、クラッチ制
御機構３４、クラッチ制御モータ３５、ブレーキ３６、
５段の減速ギアからなるギアボックス１６で構成されて
いる。トゥースクラッチ（ａ）１７は、永久磁石同期モ
ータ１３からのトルクをギアボックス１６に伝達するか
伝達しないかを切り替えるためのものである。これは、
クラッチ制御モータ３５の回転によりクラッチ制御機構
３４を上下させ、これに連動したクラッチ軸３８を動か
すことでトゥースクラッチ（ａ）１７とトゥースクラッ
チ（ｂ）３７を噛み合せたり外したりすることで行なわ
れる。ブレーキ３６は、脱水槽７の回転にブレーキをか
けるためのものである。パルセータ回転軸９は、ギアボ
ックス１６からのトルクをパルセータ６へ伝達するため
のものである。永久磁石同期モータ１３は、モータ駆動
回路であるリレー１８によって制御される。パルセータ
６の回転速度を指示する撹拌翼回転速度制御手段として
の撹拌翼回転速度制御回路は、制御モータ３５の回転を
制御するクラッチ制御回路１９と、ギアボックス１６の
中の複数の減速ギアを変えることによって、永久磁石同
期モータ１３の一定の回転速度を、パルセータ６に複数
の回転速度として伝達するためのギアボックス制御回路
２０と、クラッチ制御回路１９、ギアボックス制御回路
２０およびリレー１８に動作指示を与えるマイクロプロ
セッサ１１とからなっている。

【００１９】次に、図１１のフローチャートを用いて、
この洗濯機の動作を説明する。洗濯槽３１の内部への注
水終了後（ステップ５１）、マイクロプロセッサ１１
は、クラッチ制御回路１９にトゥースクラッチ（ａ）１
７を外すよう指示し（ステップ５３）、トゥースクラッ
チ（ａ）１７が外れた後にリレー１８をオンさせて永久
磁石同期モータ１３を回転させる（ステップ５４）。そ
して、ギアボックス制御回路２０に最も減速比の大きい
ギア（第１ギア）を選択するように指示し、その後トゥ
ースクラッチ（ａ）１７を接続して、パルセータ６にト
ルクを伝達する（ステップ５５，５６）。パルセータ６
を一定時間ｔ₁ 回転させたら（ステップ５７）、マイク
ロプロセッサ１１は再びクラッチ制御回路１９にトゥー
スクラッチ（ａ）１７を外すよう指示し、トゥースクラ
ッチ（ａ）１７が外れた後ギアボックス制御回路２０に
２番目に減速比の大きい減速ギア（第２ギア）を選択す
るように指示する（ステップ５８）。再びトゥースクラ
ッチ（ａ）１７を接続して、パルセータ６を回転させ
る。そして、さらに時間ｔ₁ 後に３番目のギアに変更
し、このようにして５番目の最も小さい減速比のギア
（第５ギア）にと切り替えていく（ステップ５９）。マ
イクロプロセッサ１１は時間ｔ₂ の後（ステップ６
０）、今度は逆に減速比の小さいギアから大きいギアへ
と５つのギアを変えていった後、リレー１８をオフさせ
て永久磁石同期モータ１３を停止させる（ステップ６１
〜６９）、これによりパルセータ６の停止時の回転速度
は、ステップ状に変化する。この動作を繰り返すこと
で、本実施例においても、前記第１実施例等と同様の作
用効果が得られる。

【００２０】図１２には、第６実施例における制御回路
のブロックダイアグラムを示す。本実施例は、前記第１
実施例を改良したもので、マイクロプロセッサ１１にご
わごわ、標準、なめらかの３つの種類の洗濯物の質を入
力するための布質入力手段としての布質選択スイッチ２
１と、大、中、小の３つの種類の洗濯物の量を入力する
ための布量入力手段としての布量選択スイッチ２２とが
設けられている。この２つのスイッチの信号はマイクロ
プロセッサ１１に出力され、結果としてマイクロプロセ
ッサ１１は、洗濯物の質と量をそれぞれ３段階に知るこ
とができるようになっている。

【００２１】本実施例の洗濯機の動作は第１実施例と同
様であり、そのパルセータ６の動きは、第２実施例と同
様に台形状であるものとする。しかしながら、その形を
決める４つのパラメータα、β、γ、Ｃは一定ではな
く、マイクロプロセッサ１１が布質選択スイッチ２１と
布量選択スイッチ２２の出力する値によって変化させ
る。特に、パルセータ６の停止時の回転速度を決めるも
のはβとＣであり、布質情報と布量情報により、例えば
表１の例のように変化させることが考えられる。

【００２２】

【表１】 布量＼布質 なめらか 標 準 ごわごわ 小 β→大 β→中 β→中 Ｃ→小 Ｃ→中 Ｃ→中 中 β→中 β→中 β→小 Ｃ→中 Ｃ→中 Ｃ→大 大 β→中 β→小 β→小 Ｃ→中 Ｃ→大 Ｃ→大 このような設定により、第１実施例に示したような作用
効果を、さらに洗濯物の布質と布量に最適なものとする
ことが可能となる。なお、本実施例では、パルセータ６
の動きを台形状にしたが、正弦波状やステップ状にして
もよい。また洗濯物の布質や布量をスイッチにより入力
したが、これをセンサによって行なうようにしてもよ
い。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１に、洗い或いはすすぎ時に撹拌翼の回転速度が最大
回転速度状態から停止状態に至るまでの間に徐々に減速
させるようにモータ回転速度制御回路によりモータの回
転速度を制御するようにしたため、撹拌翼停止時の洗濯
水や衣類の急激すぎる動きの変化を抑えることができて
水はね音を抑制することができる。また、過激な衣類の
動きを抑制し布絡みを抑えることができる結果、洗いむ
らや、布傷みを軽減することができる。

【００２４】第２に、モータの回転速度は一定であって
も、洗い或いはすすぎ時に撹拌翼の回転速度が最大回転
速度状態から停止状態に至るまでの間に徐々に減速させ
るように撹拌翼回転速度制御手段で回転速度可変伝達手
段を制御するようにしたため、上記と同様の効果が得ら
れる。

【００２５】第３に、衣類の布質データ及び布量データ
の少なくとも何れかに応じて撹拌翼を停止させるときの
回転速度変化を変えるようにしたため、撹拌翼停止時の
減速状態が衣類の布質や布量に対し、さらに最適なもの
となって一層適切に水はね音の抑制及び洗いむら、布傷
みの発生を減少させることができる。

【００２６】第４に、撹拌翼の回転速度を回転開始時に
おいても時間とともに変化させた場合には、一層の水は
ね音の抑制とともに布傷みを軽減することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る洗濯機の第１実施例の内部構造を
一部断面で示す構成図である。

【図２】上記第１実施例における制御回路のブロックダ
イアグラムである。

【図３】上記第１実施例の制御方法を説明するためのフ
ローチャートである。

【図４】上記第１実施例におけるパルセータの回転速度
の変化を示す図である。

【図５】本発明の第２実施例におけるパルセータの回転
速度の変化を示す図である。

【図６】本発明の第３実施例におけるパルセータの回転
速度の変化を示す図である。

【図７】本発明の第４実施例の洗濯機の内部構造を一部
断面で示す構成図である。

【図８】本発明の第５実施例の洗濯機の内部構造を一部
断面で示す構成図である。

【図９】上記第５実施例における制御回路のブロックダ
イアグラムである。

【図１０】図８における回転速度可変伝達機構部の内部
構成を示す構成図である。

【図１１】上記第５実施例の制御方法を説明するための
フローチャートである。

【図１２】本発明の第６実施例における制御回路のブロ
ックダイアグラムである。

【図１３】従来の洗濯機における撹拌翼の回転速度の変
化を示す図である。

【図１４】他の従来例における撹拌翼の回転速度の変化
を示す図である。

【符号の説明】

１ 誘導モータ ６ パルセータ（撹拌翼） ８ インバータ（モータ駆動回路） １０ ロータリエンコーダ １１ ロータリエンコーダとともにモータ回転速度制御
回路を構成するマイクロプロセッサ １２ ブラシレスＤＣモータ １３ 永久磁石同期モータ（定回転モータ） １５ 回転速度可変伝達機構部（回転速度可変伝達手
段） １９ クラッチ制御回路 ２０ マイクロプロセッサ及びクラッチ制御回路ととも
に撹拌翼回転速度制御手段となるギアボックス制御回路 ２１ 布質選択スイッチ（布質入力手段） ２２ 布量選択スイッチ（布量入力手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衣類を撹拌する撹拌翼と、該撹拌翼を回
   転させるモータと、該モータを駆動するモータ駆動回路
   と、前記撹拌翼を所要の回転速度で回転させるモータ制
   御信号を前記モータ駆動回路に与えるとともに洗い或い
   はすすぎ時に前記撹拌翼の回転速度を最大回転速度状態
   から停止状態に至るまでの間に徐々に減速させるモータ
   回転速度制御回路とを有することを特徴とする洗濯機。
2. 【請求項２】 衣類を撹拌する撹拌翼と、定回転モータ
   と、該定回転モータの回転速度を可変して前記撹拌翼に
   伝達する回転速度可変伝達手段と、前記撹拌翼を所要の
   回転速度で回転させる撹拌翼回転速度指示信号を前記回
   転速度可変伝達手段に与えるとともに洗い或いはすすぎ
   時に前記撹拌翼の回転速度を最大回転速度状態から停止
   状態に至るまでの間に徐々に減速させる撹拌翼回転速度
   制御手段とを有することを特徴とする洗濯機。
3. 【請求項３】 衣類の布質を入力する布質入力手段及び
   衣類の布量を入力する布量入力手段の少なくとも何れか
   を具備し、前記布質入力手段からの布質データ及び前記
   布量入力手段からの布量データの少なくとも何れかによ
   り前記撹拌翼の回転速度変化を変えるように構成してな
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機。
4. 【請求項４】 衣類を撹拌する撹拌翼の回転速度を、回
   転開始時、回転停止時のうち少なくとも回転停止時にお
   いて時間とともに変化させることを特徴とする洗濯機の
   制御方法。