JPS61238293A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、給水弁により給水し、モータを駆動すること
により、洗いやすすぎ等の行程を洗濯物量に応じて適正
に実行するようにした洗濯機ｔこ関する。

（ロ）従来の技術 この種の洗濯機は洗濯物量を的確に検知することが重要
であり、従来は洗濯機の回転翼を駆動させるモータの電
流変化に基づいて検知する方法や、回転翼或いはモ〜り
の回転数の変化に基づいて検知する方法が提案きれてい
た。これらの方法は、洗濯物量が多くなると回転翼に加
わる負荷、即ちモータ負荷が大きくなり、モータ電流が
増加したり、回転数が減少したりすることを利用してい
る。

例えば、特開昭５４−１３２３６６号公報に依れば、洗
いの行程でモータが始動されてから一定時間後の電流値
を測定し、洗濯物量が多い時は電流値が大で、少ない時
はその値が）ＪＳであるとの関係により、測定した電流
値と予め時間設定装置に記憶きれている値とを比較し、
この比較結果に基づいて洗いの行程の実行時間を決める
方法が採られている。

しかし、斯る従来例及び実開昭５７−５８３７６号公報
で示すものは、過負荷状態に際してはそれを検知して行
程の進行を停止したり、異常を報知できる程度であり、
モータロック状態と過負荷状態を同じ動作でしか制御す
ることができない。例えば、洗濯物の量に対して給水量
が少くて、モータに大きな負荷が加った場合には状態を
修正できるにも拘らず、ロックと同様の処置しかできな
い。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は、過負荷状態とモータロツタ状態を判別し、修
正可能な過負荷状態は修正して行程を進行させ、自動運
転率を向上せんとするものである。

（＝）問題点を解決するための手段 本発明による解決手段は、モータ駆動時に於ける所定の
電流を検知する手段と、検知電流を電気量に変換すべく
積算する手段と、積算出力に基づいて洗濯物量を判定す
る手段と、モータロツタ状態との判定結果或いは最上位
の水位に設定きれており且つ過負荷状態との判定結果の
場合に前記モータを停止して異常報知すると共に、最上
位以外の水位に設定きれており且つ過負荷状態との判定
結果の場合に前記給水弁を開いて上位の水位まで再給水
きせて前記モータを駆動する手段とから成るや （ホ）作用 即ち、最上位の水位に設定してなければ、モータの検知
電流で過負荷状態を判定した時には給水し、洗濯物量に
適切な給水量として過負荷状態を正常に戻す。つまり、
負荷検知精度が向上し、自動運転率が向上する。

（へ）実施例 第１図の制御回路図及び第２図の断面図には、洗い、す
すぎ、脱水の各行程をマイクロコンピュータく以下マイ
コン）（１）の制御出力によって頚に実行する全自動洗
濯機（２）が示されている。″を源スイッチ（３）を閉
じ、スタートスイ／チを操作することにより、マイコン
（１）は給水路中に介在する給水用電磁弁（４）を開放
し、外槽（５）或いは脱水兼洗濯槽（６）に給水せしめ
、洗い行程から始動きせる。外槽（５）にはエアートラ
ップ（７）が設けてあり、給水水位が所定値まで上ると
、その時の圧力によってダイヤフラム型の水位スイッチ
（８）をトリップ（ＯＮ）Ｌ、その水位信号をマイコン
（１）に入力する。尚、この水位スイッチ（８）はトリ
ップ水位とリセット水位に所定の差を有する型式のもの
であり、また数段階に水位を設定できるものである。

かくして、マイコン（１）はその制御出力によって給水
用電磁弁（４）を閉成し、一方ではコンデンサラン型の
単相誘導モータ（９）に対して一定な休と時間を置いて
右回転信号（第３図（ａ＞参照）と左回転信号（第３図
（ｂ）参照）を交互に出力する。この回転信号は０．７
秒程度から２秒程度までの非常い短い時間だけ出力され
、２３秒１周期中に左右各８回出力される。

前記モータ（９）の回転は大小のプーリ（ＩＯＸＩＯ）
及びベルト（１１）によって−次減速された後に、遊星
歯車機構を用いた減速手段（図示せず）によって二次減
速され、脱水兼洗濯槽（６）内に位置する大径山型の回
転！（１２）に伝達きれる。従って、回転翼（１２）は
低速で左右交互に回転して水流を作り、また洗濯物を攪
拌し、このことによって洗濯が実行されるのである。

脱水兼洗濯槽（６）の壁には多数の脱水孔（１３）・・
・が穿設されており、また上部周縁部には液体を封入し
た環状のバランサー（１４）が取付けである。外槽（５
）の底部には排水口が設けてあり、その排水路中にはマ
イコン（１〉の制御出力によって適宜開閉される排水用
電磁弁（１５）が介在する。また、外槽（５）の外底部
には、脱水時に前記モータ（９）の−次減速回転を脱水
槽軸（１６）にも伝達するクラッチ機構及び脱水終了時
点で脱水槽軸（１６）にブレーキをかける機構を設けて
いる。これらを符号（１７）で示す。

洗い行程の回転翼（１２）を回転させている全時間は洗
濯槽（６）内に投入されたその時々の洗濯物量（負荷量
）と洗濯物の種類に応してその都度適正に決められる。

続くすすぎ行程は排水用電磁弁（１５）を開放して排水
し、非常に低い水位まで排水して水位スイッチ（８）が
リセット（○ＦＦ）した時にモータ（９）を一方向に連
続回転させて脱水することで開始する。この脱水時には
クラッチｍ構によって脱水槽軸（１６ンと共に脱水兼洗
濯！（６）が回転し、更にこの回転に同期して回転翼（
１２）も同一方向に同一速度で回転する。この脱水が終
了すると、排水用電磁弁（１５）を閉成し、前述の洗い
行程と同様の行程作業が実行される。そして、このすす
ぎ行程は通常の場合は２回実行され、必要に応じて１回
が省かれる。また、必要に応じて、給水完了後に回転翼
（１２）が反転している中で継続的に或いは断続的に給
水することができる。

斯るすすぎ行程に於いても回転翼（１２）を回転させて
いる全時間と脱水槽軸（１６）及び洗濯槽（６）を回転
させている全時間は、同様に洗濯物量等に応じてその都
度決められる。続く脱水行程（最終）は前述のすすぎ行
程に於ける排水−脱水の一連の作業を実行するものであ
り、脱水時間が長めにしである。そして、この長めの脱
水時間は洗濯物量等に応じてその都度決められる。尚、
脱水はブレーキをかけることによって終了するが、モー
タ（９）の！ｍはブレーキをかける前に切られ、ブレー
キ作動時のシヨ・７りやそこで発生するブレーキ音を抑
制している。このブレーキのきき等を洗濯物量等の変化
に拘らずほぼ一定にするために、モータのｔ源を切る時
点を洗濯物量等に応じて変える。

このように、行程の種々の時間は洗濯物量等に応じて決
められ、マイコン（１）の出力信号によってモータ（９
）、給水、排水の電磁弁（４＞（１５）、クラッチ・ブ
レーキの機構及びブザー等の他の駆動要素を＃御し、極
めて適正な行程制御を実行していく。

次に、斯る洗濯物の量と種類の検知及びその後の制御に
ついて説明すると、第１図に示すように、モータく９）
の線電流〈駆動電流）（Ａ２）を検知する手段としてカ
レントトランス（以下ＣＴ２）（］８）が設けられ、巻
線（１９）（１９＞間に接続きれたコンデンサ（２０）
の電流（Ａ１）を検知する手段としてカレントトランス
（以下ＣＴ　ｓ　）（２１）が設けである。このＣＴ１
（２１）及びＣＴ２（１８）には夫々負荷抵抗（２２）
（２２）が接続きれており、ここで検知された電流はダ
イオード（２３）（２３）によって電流され且つ抵抗（
２４）（２４）及びコンデンサ（２５）（２５）によっ
て平滑され、第３図（ｄ）で示す出力信号と成る。そし
て、モータ起動時にはＣＴ１（２１）に充電電流が流れ
、ＣＴ２（１８）に起動電流が流れるので、マイコン（
１）からモ〜りの左右回転信号に同期して起動カットオ
フ３号く第３図（ｃ）参照）を出力する。

この起動カットオフ信号によってトランジスタ（２６）
＜２６）は出力信号中の定常電流を検出する。この結果
の出力信号波形は第３図（ｅ）に示されている。この出
力信号を差動増幅器（２７）に入力して差を求めた結果
、第３図（ｆ’）で示１″電流差に基つく差信号が得ら
れる。この差信号は洗濯物量に比例するものであり、加
算器（２８〉に入力される。

ここで、コンデンサ電流（Ａ１）は電源電圧の変動に大
きく依存するので、変動に対する補償が必要となる。ま
ず、電ｉｔ圧をトランス（２９）によって降圧し、整流
、平滑して、１！源電圧に比例する直流！圧（Ｖｒｅｆ
）を作り、この直流電圧（Ｖｒｅｆ）をモータ（９）の
左右回転信号に同期して、また、起動カットオフ信号を
受けるトランジスタ（３０）によって制御して反転増幅
器り３１）に入力する。反転増幅器（３１）は電Ｒ亙圧
に比例した直流電圧（Ｖｒｅｆ）を入力すると、その電
圧に見合う適正な電圧に修正された補償信号を出力し、
前記カロ算器（２８）に入力する。

これ等の補償された差信号は左右の回転信号が出力され
る度に出力されるが、回転信号の出力時間が極めて短い
ことから、また回転信号の出力時間が左右で異なり且つ
１回毎に変ることから、１回の信号の実効電圧値く波高
値）だけでは誤差が大きい。そこで、第３図（ａ）（ｂ
）で示すように１周期で左右各８回の計１６回の信号が
出る場合は、加算器（２８）のこの１周期１６回分の加
算出力は積算回路（３２）によって積算される。精算回
路（３２）は積算用の増幅器（３３）、コンデンサ（３
４）、抵抗（３５）及びフォトカブラ（３６）から成る
。尚、フォトカブラ（３６）はアナログスイッチ、リレ
ー等に代えても良い。ここでは、マイコン（１）がフォ
トカブラ（３６）をモータ回転開始時にセット３号によ
ってＯＦＦし、コンデンサ（３４）を充電していく。そ
して、１周期の運転が終了すると、マイコン（１）はリ
セット信号によってフォトカブラ（３６）をＯＮｕて抵
抗（３５）に放電させる。即ち、積算回路（３２）によ
って１周期分の出力信号を「波高値Ｘ回転時間」即ち電
気量に変換している。この積算出力（第３図（ｇ）参照
）はレベルシフターとしての差動増幅器（３７）に入力
される。

上記の差信号は洗濯物と水を入れた負荷時、水だけを入
れた水負荷時、無負荷時では異なる波高値を示す、ここ
で、負荷時に於ける差信号から水負荷時或いは無負荷時
に於ける差信号を差引き、槽内に入れられた洗濯物のみ
によって発生する出力分を抽出する。このために、差動
増幅器（３７）のバイアス電圧（Ｖａ　）を可変抵抗器
（３８）によって調整し、水負荷時或いは無負荷時の出
力分を零或いはそれに近くなるように設定する。例えば
第３図（ｇ）で示す積分出力から同図（ｈ）で示す水負
荷時の積分出力を差引くように調整して設定する。この
結果、差動増幅器＜３７）からは洗濯物のみによって増
加した出力（第３図（ｉ）参照）だけが適当に増幅して
抽出されるので、回転翼（１２）の形状、プーリ（１０
）（１０）、ベルト（１１）等の電気機械系のばらつき
に起因する変動分はこの時点で除去される。

尚、これらの増加出力の抽出動作は、第３図（ｅ）で示
す起動カットオフ後の夫々の平滑出力信号に対して行な
うことも可能である。この場合は、第３図（ｊ）で示す
ように平滑出力が無負荷時でｖｌ、水負荷時でｖ２、負
荷時でｖ３とすると、第３図（ｋ）で示すバイアス電圧
（Ｖａ）を無負荷時出力分或いは水魚荷時出力分に合せ
て設定し、第３図（ｊ２）で示す増加出力分Δｖ１（ｌ
ｖ３−ｖ２１）、△Ｖ２（ｌＶ３−Ｖｌ　　＋）を抽出
する。

かくして、第３図（ｉ）で示される差動増幅器（３７）
からの積算出力はダイオード（３９）によって負の出力
をカットされ、第３図（ｍ）で示す出力として比較器（
４０）に入力され、またマイコン（１）からは比較器（
４０）に比較信号を入力する。この比較信号はラダーネ
ットワークを含むＤ／Ａ変換器（４１）から大力バッフ
ァ（４２）を介して入力きれ、マイコン（１）は比較器
出力を読み込んでいる。

マイコン（１）はフォトカブラ（３６）を各運転周期毎
に０Ｎ−ＯＦＦさせ、その都度積算出力を比較して読み
込んでいるが、ここで、例えば始動から連続して６回の
出力を読み込む。そして、６回の出力を平均化して平均
値を算出し、最大の積算出力（■ＭＡＸ）と最小の積算
出力（Ｖユ、）のばらつきの巾を算出する。マイコン（
１）は実験等で標準的に定められた、出力の平均値に対
する洗濯物量の関係、出力の最大、最小のばらつき巾に
対する洗濯物の種類（繊維の種類）の関係、洗濯物の量
と種類に対する各行程時間及び行程中の各作業時間の関
係を、予め記憶しており、算出きれた平均値及びばらつ
き巾に基づく址と種類に対応して各駆動要素を時間どお
り駆動させ、行程の進行を制御していく。

本実施例に於いて、モータ（９）のコンデンサ電流（Ａ
１）と線電流（Ａ２）の差を制御値としたのは、第５図
で示すようにコンデンサ〈２ｏ）の容量変化に対して電
流差がほとんど影響を受けず、このばらつきによる出力
変動を除去できるためである。しかし、コンデンサ（２
０〉の精度が高くてほとんどばらつきが無いものであれ
ば、ＣＴ　１（２１）とそれに関連する回路構成は必要
ではない。この時には線電流（Ａ２）だけを整流、平滑
し、電源補償し、積算し、積算出力を６回に亘って比較
する。

この場合の差動増幅器（３７）による増加出力分の抽出
動作は、平滑出力或いは積算出力に対して行なわれる。

反転増幅器＜３１〉及び差動増幅器（３７）には帰還抵
抗Ｒ１（４３）及びＲ２（４４＞が夫々切換可能に接続
してあり、抵抗Ｒ１（４３）の抵抗値を抵抗Ｒ２（４４
）のそれの５７６にしている。この帰還抵抗Ｒ１、Ｒ２
（４３）（４４）を切換えると、ゲイン定数が変化し、
Ｍ、′／Ｒ周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚに変った時に対
応できる。即ち、６０Ｈｚの場合に抵抗Ｒ１（４３）に
、５０Ｈｚの場合に抵抗Ｒ２（４４）に切換えると、同
一の洗濯物量に対する出力がいずれの周波数であっても
同一と成る。画壇幅器に於ける切換操作は一元的に行な
うことができ、抵抗Ｒ１、Ｒ２を１個の可変抵抗器に代
えることもできる。

次に、モータ（９）に対する過負荷状態と、モータ（９
）のロック状態での制御動作について説明する。通常の
積算出力は具体的には４ｖ程度であり、斯る出力と１０
ｖ以上の大きな所定値（ＶＵＬ）と５ｖ程度の過負荷用
の値（ＶＯＬ）とは予めマイコン（１）に記憶しである
。第６図で示すように、洗い行程が始動して負荷量等の
検知動作が開始すると、各運転周期毎の積算出力を（Ｖ
　ＩＪＬ　）と比較し、（Ｖ　ＬＩＬ　）以上であれば
モータ（９）を停止してブザー等でロック状態であるこ
とを報知、表示する。

（Ｖ　ｕＬ）を越えなければ、６回の積算出力の平均値
が算出され、これを（ｖＵＬ）（ｖＯＬ）と順次比較す
る。（ＶｕＬ）以上であれば上述のとおりモータ（９）
を停止してロックであることを示し、（ＶＵＬ）未満で
且つ（Ｖ　ＯＬ　）以上であればこの時の水位設定が高
水位であるかを判別し、高水位であればロックと同じ動
作を行なう。高水位でなければ、水位設定を高水位に自
動的に変更して給水用電磁弁（４）を開き、給水し、最
初の６回までの積算出力、及び平均値をクリアし、再度
上述の動作を繰返す。洗濯物の量に対して適切な水位設
定が行なわれていなかった場合は、このように給水（補
充）することによって過負荷状態から脱出させることが
できる。また、平均値が（ＶＯＬ）未満であれば、平均
値及び積算出力のばらつきの巾に基づいて各行程の時間
及び行程中の作業時間を決め、この時間に沿って洗濯物
を損傷することなく進行を制御していく。

（ト）発明の効果 本発明に依れば、設定水位によっては過負荷状態を修正
して自動運転を継続することができ、自動運転率を向上
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による洗濯機の制御回路図、第２図は断
面図、第３図（ａ　）〜（ｍ）は制御回路図の各部に於
ける出力波形図、第４図は洗濯物量及び種類に対する出
力特性図、第５図は洗濯物量に対する電流差特性図、第
６図は過負荷時或し）番よモータロック時に於ける制御
動作を説明するフローチャートである。 （１）・・・マイコン（積算手段を駆動させる手段、判
定する手段、モータ駆動手段）、（４）・・・給水用電
磁弁、（８）・・・水位スイ・ソチ、（９）・・・モー
タ、（１８）（２１）・・・カレントトランス（電流検
知手段）、（３２）・・積算回路（積算手段）、（３７
）・・・差動増幅器（出力増幅分を抽出する手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）洗濯槽に予め設定された水位まで給水弁によって
   給水し、水位スイッチによる水位信号を受けてモータを
   駆動し、所定の洗濯を実行するものに於いて、前記モー
   タの駆動時に於ける所定の電流を検知する手段と、検知
   電流を電気量に変換すべく積算する手段と、積算出力に
   基づいて洗濯物量を判定する手段と、モータロック状態
   との判定結果或いは最上位の水位に設定されており且つ
   過負荷状態との判定結果の場合に前記モータを停止して
   異常報知すると共に、最上位以外の水位に設定されてお
   り且つ過負荷状態との判定結果の場合に前記給水弁を開
   いて上位の水位まで再給水させて前記モータを駆動する
   手段とを備えたことを特徴とする洗濯機。