JPH10165687A - 全自動洗濯機の脱水制御方法 - Google Patents

全自動洗濯機の脱水制御方法

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JPH10165687A
JPH10165687A JP8329367A JP32936796A JPH10165687A JP H10165687 A JPH10165687 A JP H10165687A JP 8329367 A JP8329367 A JP 8329367A JP 32936796 A JP32936796 A JP 32936796A JP H10165687 A JPH10165687 A JP H10165687A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】モーターと洗濯兼脱水槽の伝達部品を変更せ
ず、また回転数を制御する部品の追加もなく従来の構造
で、電源周波数に関係なく洗濯兼脱水槽の回転数を制御
できることを目的とする。 【解決手段】脱水行程時の連続脱水時にモーターをＯＦ
Ｆさせ、コンデンサー端子間電圧の減衰波形幅を測定
し、その測定値から洗濯兼脱水槽の回転数を判定する。
減衰波形幅が規定の値よりも大きい場合は、モーターＯ
Ｎ時間を長くし、小さい場合はモーターＯＦＦ時間を長
くすることから回転数を一定の状態に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全自動洗濯機のコ
ンデンサー端子間電圧を基に、脱水行程時の洗濯兼脱水
槽の回転数を制御することに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の全自動洗濯機は、周波数による回
転数差をなくすため、モーターと洗濯兼脱水槽の伝達部
品（Ｍプーリー）を変更していた。また脱水行程時にモ
ーター回転数を制御する手段としては、インバーター制
御やエンコーダーを用いて回転数を制御する方法があ
る。しかしインバーター制御においては技術的・構造的
に難しく、またエンコーダーを使用すると部品件数が多
くなるためコストアップとなってしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】全自動洗濯機におい
て、脱水行程においては周波数によりモーターの回転数
差が生じ、洗濯機の性能的、また構造的に支障をきたし
てしまう。このため従来は前記Ｍプーリーにより洗濯兼
脱水槽の回転数を一定にしている。脱水行程時にモータ
ーの回転数を制御することが可能となれば、モーターと
洗濯兼脱水槽の伝達部品を変更する必要がなくなる。し
かし脱水行程時のモーター回転数を制御するための手段
であるインバーター制御やエンコーダーを用いた回転数
制御では、技術的・構造的に難しく、また部品件数が多
くなるためコストアップとなってしまう。
【０００４】本発明の目的は、モーターと洗濯兼脱水槽
の伝達部品を変更せず、また部品件数も従来のままで、
電源周波数に関係なくモーターの回転数を制御できる方
式を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、脱水行程の連続脱水時に一定時間ごとにモーターを
ＯＦＦさせ、その時のコンデンサー端子間電圧の逆起電
力を検知し、直流短形波パルスに変換した後パルス間の
幅（減衰波形幅）を測定する。減衰波形幅と回転数はほ
ぼ比例の関係にあるため、測定した減衰波形幅により洗
濯兼脱水槽の回転数を推測することが可能である。これ
らから検知した減衰波形幅が規定の値に達していない場
合はモーターＯＮ時間を長くＯＦＦ時間を短くし出来る
だけ連続運転と同様のものとする。また減衰波形幅が規
定の値に達した場合は、前記制御とは逆に、モーターＯ
Ｎ時間を短くＯＦＦ時間を長くし回転数を一定に保つよ
うに制御する。この時、モーターのＯＮ−ＯＦＦ制御を
くり返すことから、制御時にはクラッチ部より異常音を
発生する。この音を低減するため、モーターＯＮ時初期
に位相制御を入れクラッチ部に発生する音の低減化を同
時に図る。
【０００６】上記手段により、周波数によるモーターと
洗濯兼脱水槽の伝達部品（Ｍプーリー）の変更をなく
し、またコストも従来のままで、電源周波数に関係なく
モーターの回転数を制御できるようにした。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。本発明の一実施例を採用した全自動洗濯機図
１に示すように、鋼板性の外枠１内には吊り棒２および
コイルバネや弾性ゴムからなる防振装置３によって合成
樹脂製の外槽４を吊架する構成となっている吊り棒２お
よび防振装置３は４個設ける。
【０００８】洗濯するための水を溜める外槽４内には、
金属製若しくは合成樹脂製の洗濯兼脱水槽５を回転自在
に設ける。洗濯兼脱水槽５には多数の脱水孔５ａを設
け、中央底部にはパルセータ若しくはアジテータからな
る撹拌翼６を回転可能に設ける。洗い行程、およびすす
ぎ行程時には洗濯兼脱水槽５を静止させ撹拌翼６を時計
方向および反時計方向に回転させる。また、脱水回転時
は洗濯兼脱水槽５を一方向に回転させる。撹拌翼６およ
び、洗濯兼脱水槽５の回転は、駆動装置７により行われ
る。
【０００９】駆動装置７はモーター８と、このモーター
８の回転を撹拌翼６、若しくは洗濯兼脱水槽５に伝達す
るためのプーリー９ａ，９ｂやベルト９ｃからなる伝達
手段９と洗いおよびすすぎ時に撹拌翼６のみを回転させ
たりあるいは、脱水時に洗濯兼脱水槽５を回転させたり
するクラッチ装置１０とその切換を行うソレノイド１
１，排水を司る排水装置１５からなる。
【００１０】駆動装置７は外槽４の底面に鋼板製の支持
板１２を用いて固定する。外槽４には外槽４内の水の圧
力を水位センサー１３に伝達するＰ．Ｓチューブ１４を
接続する導入口４ａが設けてある。
【００１１】外枠１の上部には洗濯物を投入する投入口
１７ａとコントローラ等の電気部品を収納する操作箱１
７ｂとを形成した合成樹脂製のトップカバー１７が設け
られてある。投入口１７ａには合成樹脂製のフタ１８を
設ける。
【００１２】操作箱１７ｂの上面には操作パネル２１が
取付けてあり、操作箱１７ｂ内には給水電磁弁２４を設
ける。
【００１３】操作箱１７ｂ内に配置した水位センサー１
３は外槽４内の水の圧力を検出することにより、規定水
位まで水が溜ったかどうか判定する。水位センサー１３
にはコア，コイル，ばねなどから構成される。
【００１４】洗濯，すすぎ，脱水等を制御するコントロ
ーラ部は収納箱３１内に配置する。操作パネル２１に
は、電源スイッチボタン２９および外部操作スイッチ３
０が配置されている。
【００１５】図２は洗濯機全体の回路を簡略して示して
いる。中央処理回路３２，駆動回路３３は、コントロー
ラ部としてまとめられて洗濯機本体の収納部３１に配置
されている。駆動回路３３にはモーター８，ソレノイド
１１，給水装置２４としての給水弁，排水装置１５とし
ての排水弁が接続されており、中央処理装置３２にはス
タート・ストップスイッチ３５，水位センサー１３，布
量判定のための布量センサー３６が接続されている。
【００１６】図３は布量判定を行うための布量センサー
３６の回路を示している。洗濯兼脱水槽５内に適当な衣
類を投入し、電源スイッチボタン２９を押し、スタート
・ストップスイッチ３５を押すことによりモーター８が
運転する。モーター８の運転は中央処理回路３２の指令
によりトライアック３７ａと３７ｂのゲートに、必要に
応じ交互に信号を送ることによりモーター８が正逆回転
を行う。モーター８の正逆回転から、図１に示す回転伝
達方式で撹拌翼６を正逆転回させ衣類を動かす。この
時、モーター８のＯＦＦ時に発生する逆起電力の駆動用
コンデンサー８ａの端子間電圧をホト・トライアックカ
プラ３８により直流短形波パルスに変換し、インバータ
ー３９で直流短形波を反転させ、その信号を中央処理回
路３２に送る。これらの制御により、衣類の量の大小か
ら撹拌翼６に加わる抵抗が変化し、この変化の度合いを
検知し布量判定を行うものである。
【００１７】図４は全自動洗濯機の一連の洗濯行程を示
している。電源スイッチボタン２９を押しスタート・ス
トップスイッチ３４を押すことにより給水電磁弁２４に
通電され給水行程４１が開始される。給水行程４１とは
予め規定された水位になるまで洗濯兼脱水槽５に洗濯水
として水が供給され、規定水位になったことが水位セン
サー１３から中央処理回路３２に伝わると給水を停止す
る行程である。給水行程４１後、洗い行程４２を開始す
る。洗い行程４２を一定時間行った後、排水装置１５に
通電し排水行程４３を行う。洗濯水の状況を水位センサ
ー１３により検知し、洗濯水が完全に排水されると、ソ
レノイド１１とモーター８に通電され、脱水行程４４を
開始する。脱水行程４４の中にはモーター８のＯＮ−Ｏ
ＦＦをくり返す間欠脱水行程４４ａと、モーター８を連
続にＯＮする連続脱水行程４４ｂがある。この脱水行程
４４により、洗濯兼脱水槽５内の衣類から洗剤分を含ん
だ洗濯水を遠心力により脱水する。これらと同様の方法
で以下給水，すすぎ，脱水行程を１回、若しくは数回行
う。
【００１８】図５は脱水行程４４の時間と洗濯兼脱水槽
５の回転数の関係を示したものである。洗濯兼脱水槽５
に伝達するためのプーリー９ｂを変更せずに脱水行程４
４を行うと、５０Ｈｚの加速特性４５に比べ６０Ｈｚの
加速特性４６の方が連続脱水行程４４ｂ時に洗濯兼脱水
槽５の回転数が高くなってしまう。このために洗濯機の
強度的な構造上による支障、また周波数の違いによる基
本性能の差が発生する。
【００１９】そこで今回、周波数により洗濯兼脱水槽５
に伝達するためのプーリー９ｂを変更せず、従来行って
いる布量判定を利用した方法で、モーター８のＯＮ−Ｏ
ＦＦを行う回転数制御を４７に示す。この時、連続脱水
行程４４ｂ時の加速特性を通常の連続脱水と同じにする
ため、設定回転数まではモーター８のＯＮ時間は長く
（Ｔ1 秒間）ＯＦＦ時間は短い（Ｔ2 秒間）とし、設定
回転数到達後は回転数を安定させるためモーター８のＯ
Ｎ−ＯＦＦ時間をＴ4 −Ｔ3 秒間に変え、これらＴ1 ，
Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 をくり返し行うように制御する。
【００２０】図６は脱水行程時、モーター８がＯＦＦし
たとき発生する逆起電力の駆動用コンデンサー８ａの端
子間電圧と、この端子間電圧を直流短形波パルスに変換
したものである。脱水行程中モーター８への通電を停止
させると駆動用コンデンサー８ａの端子間電圧は４８の
ように減衰される。
【００２１】これを直流短形波パルス４９に変換しパル
ス間の時間の計測を行う。パルス間の時間の計測は、モ
ーター８ＯＦＦ時から１発目のパルス（イ）と２発目の
パルス（ロ）の立ち下がり時間の幅ｔ（減衰波形幅ｔ）
を測定する。この時の減衰波形幅ｔと洗濯兼脱水槽５の
関係を図７に示す。この図から洗濯兼脱水槽５の回転数
と減衰波形幅ｔはほぼ比例の関係となることから、減衰
波形幅により洗濯兼脱水槽５の回転数を検知することが
できる。
【００２２】図８は位相制御のゼロクロス点からのタイ
ミング時間と電圧波形の関係を示している。モーター８
に通電する電圧波形を、モーター８ＯＦＦ状態からゼロ
クロス点を読み取りながらタイミングを図り、徐々に正
弦波形に戻しモーター８をＯＮさせる。これにより、モ
ーター８のＯＮ時の起動トルクを徐々に上げることが可
能となり、モーター８ＯＮ時に発生するクラッチ装置１
０からの異常音の発生を低減することが出来る。
【００２３】そこで、図６の減衰波形幅検知方法、及び
図８の位相制御方法を採用した本発明の回転数制御方法
について図９を基に説明すると、脱水行程４４はまず、
間欠脱水行程４４ａによりモーター８のＯＮ−ＯＦＦを
規定回数くり返し、その後位相制御（ステップ５０）を
行う。位相制御方法は図８に示した通り、ゼロクロス点
からのタイミングを図り徐々に正弦波形に戻すことを一
定時間行う。次にモーター８をＴ1 秒間ＯＮ（ステップ
５１）し、Ｔ2 秒間ＯＦＦ（ステップ５２）する。モー
ター８をＯＦＦした直後に減衰波形幅ｔを測定（ステッ
プ５３）し、ステップ５４にてあらかじめ設定してある
減衰波形幅ｘと比較する。この時、検知した減衰波形幅
ｔが減衰波形幅ｘよりも大きい場合は、洗濯兼脱水槽５
の回転数は設定回転数よりも低いと判断し、再びステッ
プ５０〜５３までの行程を行う。ステップ５４にて検知
した減衰波形幅ｔが減衰波形幅ｘよりも小さい場合は、
洗濯兼脱水槽５の回転数は設定回転数よりも高いと判断
し、洗濯兼脱水槽５の回転数を下げるためモーター８を
Ｔ3 秒間ＯＦＦ（ステップ５５）する。次に位相制御
（ステップ５６）を行い、モーター８をＴ4 秒間ＯＮ
（ステップ５７）した後、再びステップ５２に戻りモー
ター８をＯＦＦした直後に減衰波形幅ｔを測定（ステッ
プ５３）し、ステップ５４にてあらかじめ設定してある
減衰波形幅ｘと比較する。
【００２４】これら一連の動作を連続脱水行程４４ｂ時
に行い、ある一定時間行った後、次の行程に進む。この
時、Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 の時間の関係は、設定回転
数に達するまでは従来の連続脱水行程と同様の加速を行
い、また回転数制御時は一定の回転数を保たせるため、
Ｔ1 ＞Ｔ3 ＞Ｔ2 ＞Ｔ4 とする。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、周波数に
よるモーターと洗濯兼脱水槽の伝達部品（Ｍプーリー）
の変更をなくし、また脱水行程時にモーター回転数を制
御する手段であるインバーター制御やエンコーダーを用
いて回転数を制御する方法を使用しないため、コストも
従来のままで、電源周波数に関係なくモーターの回転数
を制御することを可能にした。またモーターＯＮ初期に
位相制御を採用したことから、モーターＯＮ時に発生す
る異常音の低減も同時に図ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す全自動洗濯機の断面
図。
【図２】洗濯機全体の概略回路図。
【図３】布量検知の一実施例の回路図。
【図４】全自動コースの行程ブロック図。
【図５】脱水行程時の時間と洗濯兼脱水槽の回転数の関
係を示す図。
【図６】本発明の減衰波形幅と測定位置を示す図。
【図７】洗濯兼脱水槽の回転数と減衰波形幅の関係を示
す図。
【図８】位相制御の電圧波形とタイミング時間を示す
図。
【図９】本発明の一実施例を示すフローチャート図。
【符号の説明】
５…洗濯兼脱水槽、８…モーター、８ａ…駆動用コンデ
ンサー、９ｂ…プーリー、１１…ソレノイド、３６…布
量センサー。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１２月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】そこで今回、周波数により洗濯兼脱水槽５
に伝達するためのプーリー９ｂを変更せず、従来行って
いる布量判定を利用した方法で、モーター８のＯＮ−Ｏ
ＦＦを行う回転数制御を４７に示す。この時、連続脱水
行程４４ｂ時の加速特性を通常の連続脱水と同じにする
ため、洗濯兼脱水槽５の回転数が設定回転数に達するま
ではモーター８のＯＮ時間は長く（Ｔ1 秒間）ＯＦＦ時
間は短い（Ｔ2 秒間）間欠脱水を繰返し設定回数到達後
は回転数を安定させるためモーター８のＯＮ−ＯＦＦ時
間をＴ4−Ｔ3秒間に変え、これらＴ1，Ｔ2，Ｔ3，Ｔ4を
洗濯兼脱水槽５の回転数の変動により制御する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桧山 功 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 渡辺 雅生 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】洗濯兼脱水槽あるいは撹拌翼を駆動するモ
    ーターと、洗い，すすぎ，脱水行程を自動で行う制御装
    置と、前記洗濯兼脱水槽と撹拌翼を切り替えるクラッチ
    装置と、前記モーターのＯＦＦ時にコンデンサー端子間
    電圧の逆起電力を検出できる機能を備え、脱水行程時の
    モーターＯＦＦ時に検出したコンデンサー端子間電圧の
    逆起電力の減衰波形幅にてモーターのＯＮ−ＯＦＦ時間
    を制御することを特徴とする全自動洗濯機の制御方法。
  2. 【請求項２】請求項第１項において、前記モーターＯＦ
    Ｆ時に検出した減衰波形幅が任意に定めた幅よりも大き
    い場合は、モーターのＯＮ時間を長く、ＯＦＦ時間を短
    くし、小さい場合はモーターのＯＮ時間を短く、ＯＦＦ
    時間を長くすることを特徴とする全自動洗濯機の制御方
    法。
  3. 【請求項３】請求項第１，２項において、前記モーター
    ＯＮの初期時には位相制御を入れることを特徴とする全
    自動洗濯機の制御方法。
  4. 【請求項４】請求項第１項において、モーターをＯＮさ
    せるために使用されるトライアックが故障した場合、洗
    濯行程初期時に前記制御装置にてトライアックの故障を
    判定することを特徴とする全自動洗濯機の制御方法。
  5. 【請求項５】請求項第４項において、トライアックの故
    障を判定した場合、洗濯行程初期時にエラー表示を出力
    することを特徴とする全自動洗濯機の制御方法。
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