(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルセータ又は洗濯脱水槽を短時間回転駆動し、その後の惰性回転に応じて洗濯脱水槽に収容されている洗濯物の量を検知する負荷量検知手段を備えた洗濯機において、
前記負荷量検知手段は、
a)パルセータ又は洗濯脱水槽を回転駆動するモータと、
b)該モータの回転に同期したパルス信号を発生する信号発生手段と、
c)モータがオンされて回転速度が所定回転速度まで上昇した後にオフされた際の惰性回転の継続時間に応じた前記パルス信号の数を計数する計数手段と、
d)前記所定回転速度を第１の回転速度として、前記モータを第１の回転速度まで上昇させてからオフしたときの惰性回転において前記計数手段による計数値を取得し、この計数値が所定値以下である場合、前記所定回転速度を第１の回転速度よりも大きな第２の回転速度として、前記モータを第２の回転速度まで上昇させてからオフしたときの惰性回転において再び該計数手段による計数値を取得する制御手段と、
e)前記第１の回転速度に対する計数値が前記所定値より大きいときは、前記第１の回転速度に対する計数値に基づいて負荷量を判定し、前記第１の回転速度に対する計数値が前記所定値以下であるときは、前記第２の回転速度に対する計数値に基づいて負荷量を判定する負荷量判定手段と、
を含むことを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記制御手段は、或る駆動回転速度に対する惰性回転の際の計数値を取得するために、前記モータのオンとオフとを複数回繰り返して行うことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記モータをオンする際に、少なくとも１回ずつ回転方向を反転することを特徴とする請求項２に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は洗濯機に関し、更に詳しくは、洗濯機において洗濯物の量を検知する負荷量検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
全自動洗濯機では、一連の洗濯行程を開始する前に、洗濯脱水槽に投入された洗濯物の重量（つまり負荷量）を自動的に検知し、その量に適した洗濯水位や洗濯時間等を設定することにより、水や時間を節約しつつ十分な洗濯性能が発揮できるようにしている。
【０００３】
洗濯機の負荷量検知方法としては、従来より種々の方法が知られている。例えば、特開昭６３−２０６２８３号公報に記載の負荷量検知方法では、パルセータを回転駆動するモータを所定時間オンした後にオフし、そのオフ直後からモータの回転に同期したパルス信号を計数し、モータが惰性による回転を停止するまでのパルス信号の計数値に基づいて負荷量を判定している。図９は、このような負荷量検知方法におけるパルス計数値と負荷量との関係の一例を示すグラフである。負荷量が大きいほどパルセータは早く停止するから、計数値が小さいほど負荷量が大きいと判断することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図９で明らかなように、上記負荷量検知方法では、負荷が大きくなるほど負荷量に対する計数値の変化量が小さくなる（図９中で曲線の接線の傾きが緩くなる）ため、負荷が大きいときには負荷が小さいときよりも相対的に検知精度が劣化する。負荷が大きい場合の検知精度を向上させるには、モータをオフする直前のパルセータの回転速度を高くするか、或いはモータのオン／オフを多数回繰り返し、その惰性回転時の計数値を積算するかして、パルス計数値が多くなるようにする必要がある。しかしながら、パルセータの回転速度を上げるほど洗濯物とパルセータ及び洗濯脱水槽内壁との摩擦などによって発生する騒音が大きくなり、また洗濯物の布傷みが酷くなる恐れがある。一方、モータのオン／オフの繰り返し回数を増すと負荷量検知処理に時間を要することになり、洗濯所要時間が延びて使用者に不快感を与えることになる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、負荷が大きい場合にも高い精度で負荷量検知が行えると共に、負荷が小さい場合には過剰な騒音を生じることがなく負荷量検知処理の所要時間も短くて済む負荷量検知装置を備えた洗濯機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明は、パルセータ又は洗濯脱水槽を短時間回転駆動し、その後の惰性回転に応じて洗濯脱水槽に収容されている洗濯物の量を検知する負荷量検知手段を備えた洗濯機において、
前記負荷量検知手段は、
a)パルセータ又は洗濯脱水槽を回転駆動するモータと、
b)該モータの回転に同期したパルス信号を発生する信号発生手段と、
c)モータがオンされて回転速度が所定回転速度まで上昇した後にオフされた際の惰性回転の継続時間に応じた前記パルス信号の数を計数する計数手段と、
d)前記所定回転速度を第１の回転速度として、前記モータを第１の回転速度まで上昇させてからオフしたときの惰性回転において前記計数手段による計数値を取得し、この計数値が所定値以下である場合、前記所定回転速度を第１の回転速度よりも大きな第２の回転速度として、前記モータを第２の回転速度まで上昇させてからオフしたときの惰性回転において再び該計数手段による計数値を取得する制御手段と、
e)前記第１の回転速度に対する計数値が前記所定値より大きいときは、前記第１の回転速度に対する計数値に基づいて負荷量を判定し、前記第１の回転速度に対する計数値が前記所定値以下であるときは、前記第２の回転速度に対する計数値に基づいて負荷量を判定する負荷量判定手段と、
を含むことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る洗濯機では、上記制御手段は、或る駆動回転速度に対する惰性回転の際の計数値を取得するために、モータのオンとオフとを複数回繰り返して行う構成とすることが好ましい。
【０００９】
更にその場合、上記制御手段は、モータをオンする際に、少なくとも１回ずつ回転方向を反転することが一層好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態、及び発明の効果】
洗濯脱水槽に収容されている洗濯物の量が多いほど、パルセータは回転しにくくなり、惰性回転によって回り続ける時間は短くなる。そこで、本発明に係る洗濯機では、制御手段は、まずモータをオンして、その回転速度を第１の回転速度まで上昇させてからモータをオフする。その後の惰性回転において計数手段により取得した計数値が所定値以下である場合には、その計数値でもって負荷量を判定するには負荷量が大き過ぎると判断する。その場合には、より高い回転速度である第２の回転速度までモータの回転速度が上昇するようにモータをオンした後にモータをオフし、その後の惰性回転に応じた計数値を取得する。パルセータが惰性回転に移行する時点での回転速度が高いほど惰性回転は長く続くから、第２の回転速度に対して取得した計数値は第１の回転速度に対して取得した計数値よりも大きくなる筈である。このようにして得られた計数値を基に、負荷量判定手段は計数値が小さいほど負荷量が大きいと判定する。上述の如く第２の回転速度に対して取得した計数値は相対的に大きいので、大きな負荷量に対しても精緻な判定が可能となる。
【００１１】
したがって、本発明に係る洗濯機によれば、負荷量が大きい場合でも高い精度でもって負荷量の検知が行える。また、負荷量が小さい場合にはパルセータの回転速度が相対的に低いので、騒音も抑制され、且つ洗濯物の布傷みも小さい。また、負荷量が小さい場合には、駆動回転速度を上げて再度負荷量判定を行う必要はないので、負荷量検知に要する時間も長くならない。
【００１２】
なお、或る駆動回転速度に対する惰性回転の際の計数値を取得するためにモータのオンとオフとを複数回繰り返す構成とすれば、洗濯物の配置状況の影響などが緩和されるので、負荷量検知が一層正確に行える。
【００１３】
また、洗濯脱水槽内の洗濯物の配置状況によっては、左右の回転方向によってパルセータに掛かる負荷が相違することがあり得るが、少なくとも１回ずつ回転方向を反転するようにすれば、このような影響も軽減することができ、負荷量検知が更に一層正確に行える。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明に係る洗濯機の一実施例を図面を参照して説明する。
図１は本実施例の洗濯機の構成を示す側面断面図である。洗濯機の機枠１の内部には外槽２が４本の吊棒３により吊支されており、外槽２の内部には周壁に多数の脱水孔を有する洗濯脱水槽４が主軸５を中心に回転自在に軸支されている。洗濯脱水槽４の底部には洗濯物を撹拌するためのパルセータ６が配置されており、外槽２の下面に取り付けられたモータ７の回転動力がモータプーリ８、Ｖベルト９、主プーリ１０及び動力切換機構１１を介して洗濯脱水槽４及びパルセータ６へと伝達される。
【００１５】
機枠１の上部後方には、給水機構として、その途中に給水バルブ１２を備えた給水管１３が配設され、給水管１３を通して外部から供給された水は洗剤容器及び柔軟仕上剤容器を備える注水口１４から洗濯脱水槽４内へと注水される。一方、外槽２の底部には排水口１５が開口しており、排水バルブ１６、排水路１７を介して起立自在な排水ホース１８に連なっている。排水バルブ１６にはトルクモータ１９が付設されており、該トルクモータ１９が駆動されるとワイヤを引張って排水バルブ１６を開放し、更に動力切換機構１１内のクラッチ（図示せず）を駆動して洗濯脱水槽４とパルセータ６とを連結すると共にブレーキ（図示せず）を解除する。これにより、排水バルブ１６の閉鎖時にはパルセータ６のみが回転し、排水バルブ１６の開放時には洗濯脱水槽４とパルセータ６とが一体となって回転するようになる。
【００１６】
なお、この洗濯機では、パルセータ６のみを回転駆動させる場合、モータ７とパルセータ６との回転速度の減速比はほぼ１０：１になっており、例えばモータ７が１２００ｒｐｍで回転するときパルセータ６は１２０ｒｐｍで回転する。
【００１７】
図２はこの洗濯機の要部の電気系構成図である。制御部２０は周知のマイクロコンピュータを中心にしてメモリ２１、タイマ２２、パルスカウンタ２３などを含んで構成されており、メモリ２１に予め格納されている運転プログラムを実行することにより洗濯に関する各動作処理を進める。制御部２０にはモータ駆動部２４、バルブ駆動部２５、操作部２６、表示部２７が接続されており、インバータ回路等を含むモータ駆動部２４を介してモータ７の動作を、トルクモータ１９等を含むバルブ駆動部２５を介して給水バルブ１２及び排水バルブ１６の開閉を制御している。モータ７にはその回転に伴ってパルス信号を発生するパルス発生器２８が付設されている。この実施例では、パルス発生器２８はモータ７が一回転する期間にほぼ等角度間隔で２０個のパルス信号を発生するようになっている。
【００１８】
本実施例の洗濯機は、通常、洗濯行程の最も始めに実行される負荷量検知処理に特徴を有している。図３〜図６は、本洗濯機における負荷量検知処理を示すフローチャートである。図３〜図６に沿って負荷量検知処理時の制御動作を説明する。
【００１９】
使用者により洗濯脱水槽４に洗濯物が投入され、操作部２６を介して洗濯開始の指示が与えられると、制御部２０は負荷量検知処理を開始する。まず制御部２０はパルスカウンタ２３を初期化し（ステップＳ１）、モータ駆動部２４を介してモータ７をオンし、その回転速度が６００ｒｐｍまで上昇するように制御する（ステップＳ２）。このとき排水バルブ１６は閉鎖されており、動力切換機構１１により、洗濯脱水槽４は停止したままパルセータ６のみが回転するようになっている。モータ７の回転速度が６００ｒｐｍに到達したならば（ステップＳ３で「Ｙ」）それをオフし（ステップＳ４）、ほぼ同時にパルスカウンタ２３によるパルス信号の計数を開始する（ステップＳ５）。
【００２０】
モータ７がオフされる直前、パルセータ６は約６０ｒｐｍで回転している。モータ７がオフされると、パルセータ６はそのモータオフ直前の回転駆動力の惰性でもって速度が下がりながら回り続ける。洗濯物の量が多いほどパルセータ６に掛かる回転負荷は大きいから、惰性回転の速度低下は著しくすぐに停止する。
【００２１】
制御部２０はタイマ２２によりモータオフ後の経過時間を計測し、所定時間Ｔ（例えば１．５秒程度）が経過したならば（ステップＳ６で「Ｙ」）、パルスカウンタ２３による計数を一時停止する（ステップＳ７）。上記所定時間Ｔは、洗濯物が洗濯脱水槽４に収容されていない状態であっても確実にパルセータ６が停止するような時間よりも長く設定される。したがって、上記ステップＳ６でＴ秒が経過した時点では、惰性によってパルセータ６が回転している期間中に得られたパルス信号の総数が計数値としてパルスカウンタ２３に保持されている。
【００２２】
次いで、制御部２０は先の回転方向とは反対方向に、その回転速度が６００ｒｐｍまで上昇するようにモータ駆動部２４を制御する（ステップＳ８）。そして、回転速度が６００ｒｐｍに到達したならば（ステップＳ９で「Ｙ」）、モータ７をオフし（ステップＳ１０）、それとほぼ同時にパルスカウンタ２３によるパルス信号の計数を再開する（ステップＳ１１）。上記ステップＳ６と同様のステップＳ１２の処理により、制御部２０はタイマ２２によりモータオフ後の経過時間を計測し、所定時間Ｔ秒が経過したならば（ステップＳ１２で「Ｙ」）、パルスカウンタ２３による計数を終了する（ステップＳ１３）。これにより、パルスカウンタ２３には、２回の惰性回転期間中のパルス信号の計数値ｎ1が保持される。
【００２３】
制御部２０はその計数値ｎ1を基に第１回目の負荷量判定を実行する（ステップＳ２０）。図７はこのときの負荷量とパルス計数値との関係を示すグラフである。このような関係が予め実験的に求められ、これ基づいて以下のような負荷量判定の際の閾値が定められている。
【００２４】
すなわち、制御部２０は、計数値ｎ1が４０よりも大であるか否かを判定し（ステップＳ２１）、大である場合には計数値ｎ1が５０よりも大であるか否かを判定し（ステップＳ２２）、更に大である場合には計数値ｎ1が７０よりも大であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。上記ステップＳ２２にて計数値ｎ1が５０以下である場合には、負荷量は２〜３ｋｇであると判断する（ステップＳ２４）。また、上記ステップＳ２３にて計数値ｎ1が７０以下である場合には負荷量は１〜２ｋｇであると判断し（ステップＳ２５）、計数値ｎ1が７０よりも大である場合には負荷量は０〜１ｋｇであると判断する（ステップＳ２６）。負荷量が３ｋｇ以下である場合には、この時点で負荷量検知処理が終了するので、その処理の所要時間は短くて済む。また、上記ステップＳ３及びＳ９における回転速度は比較的低いので、洗濯物とパルセータ６及び洗濯脱水槽４内壁との摩擦による騒音は小さく、布傷みの恐れも殆どない。
【００２５】
上記ステップＳ２１にて計数値ｎ1が４０以下である場合には、図７から明らかな通り、負荷量が３ｋｇ以上であると判断はできるものの、この計数値ｎ1をもってはそれ以上の正確な判断はできない。そこで、制御部２０は、モータ７の回転速度を先の２．５倍の１５００ｒｐｍに設定し、ステップＳ１〜Ｓ１３と同様のステップＳ３１〜Ｓ４３なる処理により、２回の惰性回転によるパルス信号の計数値ｎ2を求める。このときにはモータ７がオフされる直前のパルセータ６の回転速度は約１５０ｒｐｍであるので、先の場合よりも同一の負荷量に対して惰性回転が長く継続する。したがって、計数値ｎ2は計数値ｎ1よりも大きな値となる。
【００２６】
制御部２０はその計数値ｎ2を基に第２回目の負荷量判定を実行する（ステップＳ５０）。図８はこのときの負荷量とパルス計数値との関係を示すグラフである。上述の如く計数値ｎ2は大きくなるので、３ｋｇ以上の負荷量の範囲でもその識別が容易になる。
【００２７】
すなわち、制御部２０は、計数値ｎ2が１００よりも小であるか否かを判定し（ステップＳ５１）、小である場合には計数値ｎ2が８０よりも小であるか否かを判定し（ステップＳ５２）、更に小である場合には計数値ｎ2が７０よりも小であるか否かを判定し（ステップＳ５３）、更に尚、小である場合には計数値ｎ2が６０よりも小であるか否かを判定する（ステップＳ５４）。上記ステップＳ５１にて計数値ｎ2が１００以上である場合には、負荷量は３〜４ｋｇであると判断し（ステップＳ５５）、上記ステップＳ５２にて計数値ｎ2が８０以上である場合には負荷量は４〜５ｋｇであると判断し（ステップＳ５６）、上記ステップＳ５３にて計数値ｎ2が７０以上である場合には負荷量は５〜６ｋｇであると判断し（ステップＳ５７）、上記ステップＳ５４にて計数値ｎ2が６０以上である場合には負荷量は６〜７ｋｇであると判断し（ステップＳ５８）、計数値ｎ2が６０よりも小である場合には負荷量は７ｋｇ以上であると判断する（ステップＳ５９）。
【００２８】
このようにして、第２回目の負荷量判定によって３ｋｇ以上の負荷量も精度よく検知される。上述の如く判断された各負荷量に対して適正な水位が予め定められているので、負荷量検知処理に引き続いては、給水バルブ１２を開放してその設定水位までの給水が行われて洗い運転が開始される。
【００２９】
上記のような負荷量検知処理は洗濯行程の開始直後、つまり洗濯物が乾いた状態にあるときのみならず、中間脱水の後など、洗濯物が水を含んでいるときにも適用が可能である。勿論、その場合には、負荷量は水を含んだ洗濯物の重量となる。
【００３０】
上記実施例の洗濯機は、負荷量検知処理の際にパルセータ６のみを回転駆動するものであったが、本発明による洗濯機は、負荷量検知処理の際に洗濯脱水槽４とパルセータ６とを一体に回転駆動するものにも適用することができる。
【００３１】
その場合には、洗濯脱水槽４に洗濯物が投入された後にモータ７により洗濯脱水槽４が短時間回転駆動されるとき、その後の惰性回転の継続時間は、上述の場合と逆に負荷量が大きいほど長くなる。これは負荷量が大きいほど大きな慣性力が作用するからである。したがって、負荷量が小さいほどパルス計数値は小さく、負荷量の検知精度は低下する。一方、その回転速度を高くするほど洗濯脱水槽４の振動が大きくなるという問題点があり、それを回避するために極力低い回転速度でもって負荷量を検知することが望ましい。
【００３２】
そこで、例えば図３に示したようなフローチャートに従って、相対的に低い回転速度でもって洗濯脱水槽４を回転駆動した際の惰性回転時のパルス計数値ｎ1を取得したならば、そのパルス計数値ｎ1を基に大きな負荷量を判定する。もし、その計数値ｎ1が所定値よりも小さかった場合、次に図５に示したようなフローチャートに従って、相対的に高い回転速度でもって洗濯脱水槽４を回転駆動し、その惰性回転時のパルス計数値ｎ2を取得する。そして、そのパルス計数値ｎ2を基に小さな負荷量を判定する。それにより、低負荷での検知精度が向上すると共に、不必要に回転速度が高くならないので、大きな振動が発生する恐れが少なくなる。
【００３３】
なお、上記実施例では負荷量検知処理時のモータ７の回転速度を２段階に変えるようにしていたが、更に多段階に変えるようにしてもよい。また、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行なえることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る洗濯機の一実施例の構成を示す側面断面図。
【図２】  本実施例の洗濯機の要部の電気系構成図。
【図３】  本実施例の洗濯機における負荷量検知処理を示すフローチャート。
【図４】  本実施例の洗濯機における負荷量検知処理を示すフローチャート。
【図５】  本実施例の洗濯機における負荷量検知処理を示すフローチャート。
【図６】  本実施例の洗濯機における負荷量検知処理を示すフローチャート。
【図７】  第１回目の負荷量判定時の負荷量とパルス計数値との関係を示すグラフ。
【図８】  第２回目の負荷量判定時の負荷量とパルス計数値との関係を示すグラフ。
【図９】  従来の洗濯機における負荷量検知処理の際のパルス計数値と負荷量との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
２…外槽
４…洗濯脱水槽
６…パルセータ
７…モータ
２０…制御部
２１…メモリ
２２…タイマ
２３…パルスカウンタ
２４…モータ駆動部
２８…パルス発生器
【図１】
0003691282.tif 000002
【図２】
0003691282.tif 000003
【図３】
0003691282.tif 000004
【図４】
0003691282.tif 000005
【図５】
0003691282.tif 000006
【図６】
0003691282.tif 000007
【図７】
0003691282.tif 000008
【図８】
0003691282.tif 000009
【図９】
0003691282.tif 000010