(57)【要約】【課題】脱水行程において、泡の発生に伴う回転数の異常状態が発生したことを精度良く検知し、モータの損傷を防止する。【解決手段】外槽３と、外槽３に回転自在に内包された洗濯兼脱水槽４と、洗濯兼脱水槽４を回転駆動するモータ１０と、洗濯兼脱水槽４の回転数を検知する回転数検知手段１２と、モータ１０の回転を制御する制御手段１１とを備え、制御手段１１は、脱水行程において、洗濯兼脱水槽４の回転数を上昇させ、洗濯兼脱水槽４の回転数が所定値に達した後、洗濯兼脱水槽４の回転数が所定値より設定時間連続して低い場合に、泡の発生に伴う回転数の異常状態と判定することにより、泡の発生に伴う回転数の異常状態が発生したことを精度良く検知し、モータの損傷を防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外槽と、前記外槽に回転自在に内包された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記洗濯兼脱水槽の回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータの回転を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、脱水行程において、前記洗濯兼脱水槽の回転数を上昇させ、前記洗濯兼脱水槽の回転数が所定値に達した後、前記洗濯兼脱水槽の回転数が前記所定値より設定時間連続して低い場合に、泡の発生に伴う回転数の異常状態と判定することを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記制御手段は、
泡の発生に伴う回転数の異常状態と判定した場合に、
前記モータを停止するようにした請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
前記制御手段は、
泡の発生に伴う回転数の異常状態と判定した場合に、
前記異常状態を報知するようにした請求項１または２に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱水工程において、泡の発生に伴う回転数の異常状態を検知する洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下に従来の洗濯機の構成について、図４を参照して説明する。図４は、従来例における洗濯機の側断面図を示す。
【０００３】
洗濯機の筐体１は、防振装置を有するサスペンション機構２により外槽３をその内部に支持している。洗濯兼脱水槽４は側壁に脱水孔５と内周の上部に流体バランサ６を有し、中央底部にパルセータ７を配設しており、洗濯脱水軸８と減速機構９を介しモータ１０を制御手段１１により通電制御することにより洗濯兼脱水槽４とパルセータ７を駆動している。
【０００４】
以上のように構成された洗濯機について、その脱水行程の制御方法の特徴を以下に説明する。
【０００５】
図５（ａ）は、脱水行程において洗濯兼脱水槽を駆動するモータの駆動を開始してからの経過時間ｔ（横軸）と洗濯兼脱水槽の回転数（縦軸）の関係を示し、図５（ｂ）は、洗濯兼脱水槽４を駆動するモータ１０の駆動を開始してからの経過時間ｔ（横軸）と、電流検知手段により検知される洗濯兼脱水槽４を回転駆動するモータ１０をインバータ制御するインバータ回路の出力電流、即ちモータへ通電される電流値（縦軸）の関係を示す。
【０００６】
図５の破線で示すグラフは、脱水行程において洗濯兼脱水槽４の回転数の上昇につれて、洗濯兼脱水槽４と外槽３との間に泡が発生した場合の特性を示している。
【０００７】
脱水行程を行う前に、外槽３内の洗濯水は一旦全て排水されるが、脱水を開始することで、洗濯物に含まれる洗濯水が遠心分離されて激しく外槽３の内壁に衝突する。洗濯行程にて多量の洗剤が使用されていた場合には、規定のすすぎ行程だけでは洗剤が完全に落ちていないケースがあり、脱水時の洗濯物に洗剤が含まれていると、脱水行程が行われる際に、洗濯兼脱水槽４と外槽３との間で泡が多量に発生する。
【０００８】
また、脱水行程を行う前に、外槽３内の洗濯水は一旦排水されるが、洗濯行程にて多量の洗剤が使用されたりすることで、最終すすぎ行程で多量に発生した泡が外槽３内に残っている場合には、脱水を開始することで、洗濯兼脱水槽４の回転に伴って外槽３内に残っている泡がさらに撹拌され、洗濯兼脱水槽４と外槽３との間で泡が多量に発生する。
【０００９】
脱水行程中にも排水は継続して行うが、泡の生成量が泡の排出量を上回る場合には、この泡は排出しきれなくなり、さらには洗濯兼脱水槽４の回転に伴って累積的に増加し、洗濯兼脱水槽４の回転を阻害するよう作用する。このため、脱水行程中に泡が大量に発生すると、泡が洗濯兼脱水槽４の回転の抵抗となり、洗濯兼脱水槽４の回転数が目標値に到達せずに停滞したり、回転数が減少したりする。
【００１０】
このように泡が異常発生すると、図５の破線に示すように、洗濯兼脱水槽４の回転が設定通りに上昇せず、モータ負荷が増加し、電流値も大きくなる。
【００１１】
このような脱水行程における泡の発生に伴う回転数の異常を検知するために、従来、洗
濯機において脱水を行う際、回転する洗濯兼脱水槽の回転数を、予め設定された複数の各設定回転数ごとに目標値とする制御を行うとともに、制御手段は、各段階の設定回転数に到達するごとに、電流検知手段の検知電流値を、各設定回転数に対して予め設定された電流上限値と比較することで、泡による負荷で高くなったモータの出力電流値を検知し、脱水行程を停止することで、過剰な泡立ちやモータの異常温度上昇を防止している。（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
また、他の方法として、所定時間内に洗濯兼脱水槽の回転数が設定回転数に到達していないことを検知し、同様に過剰な泡立ちやモータの異常温度上昇を防止している検知方法も提案している。（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−２４３７３号公報
【特許文献２】特開平７−２８９７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１の方法では、脱水行程においてモータの出力電流値が増加する要因は泡の異常発生によるものだけではなく、例えば、洗濯兼脱水槽の異常振動が原因でモータの出力電流値が高い場合もあり、使用者のもとで泡の発生に伴う回転数の異常を示す異常状態表示が出た時に、必ずしも洗濯機の異常状態と一致しない場合があった。
【００１５】
また、特許文献２の方法も同様に、洗濯兼脱水槽の異常振動が原因で洗濯兼脱水槽の回転数が設定回転数に到達していない場合があり、同様に異常状態表示と洗濯機の異常状態が一致しない場合があった。
【００１６】
そのため、使用者が異常状態表示をもとに適切な異常防止対策を講じることが難しかった。
【００１７】
本発明は、洗濯機の脱水行程において洗濯兼脱水槽の回転数を上昇させる際、泡の発生に伴う回転数の異常状態が発生した場合に、泡の異常発生に伴う負荷による洗濯兼脱水槽の回転数の特性を利用し、誤検知することなく従来よりも高精度に泡の発生に伴う回転数の異常状態を検知することを目的としている。これにより、モータの損傷を防止すると共に、使用者に適切な異常状態表示を報知することが可能となり、使用者が適切な異常防止対策を講じることができるようになる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、外槽と、前記外槽に回転自在に内包された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記洗濯兼脱水槽の回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータの回転を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、脱水行程において、前記洗濯兼脱水槽の回転数を上昇させ、前記洗濯兼脱水槽の回転数が所定値に達した後、前記洗濯兼脱水槽の回転数が前記所定値より設定時間連続して低い場合に、泡の発生に伴う回転数の異常状態と判定することを特徴とするものである。
【００１９】
これによって、洗濯機の脱水行程において洗濯兼脱水槽の回転数を上昇させる際、泡の発生に伴う回転数の異常状態が発生した場合に、誤検知することなく従来よりも精度良く泡の発生に伴う回転数の異常状態を検知することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の洗濯機は、洗濯機の脱水行程において洗濯兼脱水槽の回転数を上昇させる際、泡の発生に伴う回転数の異常状態が発生したことを精度良く検知し、モータの損傷を防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態における洗濯機の制御ブロック図
【図２】同、脱水行程における制御のフローチャート
【図３】同、脱水行程における洗濯兼脱水槽の回転数と経過時間との関係を示す図
【図４】従来および本発明の実施の形態における洗濯機の側断面図
【図５】（ａ）同、脱水行程における洗濯兼脱水槽の回転数と経過時間との関係を示す図  （ｂ）同、脱水行程におけるモータの検知電流値と経過時間との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１の発明は、外槽と、前記外槽に回転自在に内包された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記洗濯兼脱水槽の回転数を検知する回転数検知手段と、前記モータの回転を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、脱水行程において、前記洗濯兼脱水槽の回転数を上昇させ、前記洗濯兼脱水槽の回転数が所定値に達した後、前記洗濯兼脱水槽の回転数が前記所定値より設定時間連続して低い場合に、泡の発生に伴う回転数の異常状態と判定することにより、洗濯機の脱水行程において洗濯兼脱水槽の回転数を上昇させる際、泡の発生に伴う回転数の異常状態が発生した場合に、誤検知することなく従来よりも精度良く泡の発生に伴う回転数の異常状態を検知することができる。
【００２３】
第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、泡の発生に伴う回転数の異常状態と判定した場合に、前記モータを停止するようにしたことにより、精度良く泡の発生に伴う回転数の異常状態を検知し、モータの損傷を防止することができる。
【００２４】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の制御手段は、泡の発生に伴う回転数の異常状態と判定した場合に、前記異常状態を報知するようにしたことにより、使用者に適切な異常状態表示を提示することが可能となり、使用者が適切な異常防止対策を講じることができるようになる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。また、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２６】
（実施の形態）
本発明の実施の形態における洗濯機の概略構造は、図４に示したものと同様である。また、図１は、本実施の形態における洗濯機の制御ブロック図を示す。
【００２７】
モータ１０は３相誘導モータで、図示していないが、３相巻線を有するステータと、ロータとで構成し、ステータは３相巻線を構成する第１の巻線１０ａ、第２の巻線１０ｂ、第３の巻線１０ｃなど、スロットを設けた鉄心に巻き付けて構成している。
【００２８】
回転数検知手段１２は、モータ１０のロータの位置を検出する位置検出素子のいずれかの信号が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりモータ１０の回転数を算出する。このようにして検知される回転数は、洗濯兼脱水槽４の回転数に対応し、回転数検知手段１２によって洗濯兼脱水槽４の回転数を検知することができる。
【００２９】
電流検知手段１３は、電流回路と直列に接続された抵抗器の両端電圧から、電流検知回
路により電流量を検知することで、モータ１０に通電される電流値を検知する。
【００３０】
回転数検知手段１２からの出力と、電流検知手段１３からの出力は、制御手段１１に入力され、モータ１０の回転数と電流値に基づいて、制御手段１１はモータ１０の駆動を制御する。
【００３１】
次に本実施の形態における脱水工程の制御について説明する。
【００３２】
図５（ａ）は、脱水行程において洗濯兼脱水槽を駆動するモータの駆動を開始してからの経過時間ｔ（横軸）と洗濯兼脱水槽の回転数（縦軸）の関係を示し、図５（ｂ）は、洗濯兼脱水槽４を駆動するモータ１０の駆動を開始してからの経過時間ｔ（横軸）とモータ１０に通電される電流値（縦軸）の関係を示す。ここでは、図１、図４、図５（ａ）および図５（ｂ）の実線で示すグラフを用いて、動作を説明する。
【００３３】
制御手段１１は、運転が開始されると、回転数検知手段１２等からのデータを入力してパワースイッチング駆動手段１４を介して、排水弁１５、給水弁１６を駆動し、インバータ１７を介してモータ１０の動作を制御し、運転を行う。
【００３４】
モータ１０の駆動は、モータ１０の回転数を検出する回転数検知手段１２からの情報に基づいて、インバータ１７を制御することによりモータ１０を回転制御するようにしている。
【００３５】
インバータ１７は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子で構成している。第１のスイッチング素子１７ａと第２のスイッチング素子１７ｂの直列回路と、第３のスイッチング素子１７ｃと第４のスイッチング素子１７ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子１７ｅと第６のスイッチング素子１７ｆの直列回路で構成し、各スイッチング素子の直列回路は並列接続している。
【００３６】
ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は入力端子で、直流電源を接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続点に、それぞれ出力端子を接続している。出力端子は、３相巻線のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子をオン・オフの組合せにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の３状態にする。
【００３７】
制御手段１１は、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、解放の３状態にし、電気角で１２０度毎にずらした位相で、ステータの第１の巻線１０ａ、第２の巻線１０ｂ、第３の巻線１０ｃに通電して回転磁界を作り、ロータを回転させるよう構成している。
【００３８】
また、スイッチング素子１７ａ、１７ｃ、１７ｅはそれぞれパルス幅変調（ＰＷＭ）制御され、例えば、繰り返し周波数１０ｋＨｚでハイ、ローの通電比を制御することで、ロータの回転数を制御するようにしている。
【００３９】
インバータ１７の一方の入力端子に接続した抵抗からなる電流検知手段１３は、インバータ１７の入力電流値を検知して電圧信号に変換し、その電圧信号を制御手段１１に入力している。
【００４０】
商用電源１８は、ダイオードブリッジ１９ａ、チョークコイル１９ｂ、平滑用コンデンサ１９ｃからなる直流電源変換装置１９を介して、インバータ１７に接続している。
尚、電源ｓｗ２０は商用電源１８を供給、遮断するものである。
【００４１】
次に、洗濯機の脱水行程において洗濯兼脱水槽の回転数を上昇させる際、泡の発生に伴う回転数の異常状態が発生した場合に、泡の異常発生に伴う負荷による洗濯兼脱水槽の回転数の特性を利用し、高精度に泡の発生に伴う回転数の異常状態を検知する動作について説明する。
【００４２】
図２は、本発明の実施の形態における洗濯機の脱水行程における制御のフローチャートを示す。図３は、本発明の実施の形態における洗濯機の脱水行程における洗濯兼脱水槽の回転数と経過時間との関係を示す。図２および図３を用いて、動作を説明する。
【００４３】
制御手段１１は、脱水工程を開始するとステップ２１でモータの駆動を開始する。次に、ステップ２２において、制御手段１１によってモータ１０の回転数は目標値に対して制御され、モータ１０の回転数は目標回転数Ｐ２に到達するよう上昇する。
【００４４】
ステップ２２によってモータ１０の回転数が上昇中に、ステップ２３において、予め設定された所定の回転数Ｐに到達したかどうかを判定し、モータ１０の回転数が所定の回転数Ｐに到達するまで、モータ１０の回転数を上昇させる。モータ１０の回転数が、所定の回転数Ｐに到達すると、ステップ２４に移行する。図３中の点Ａは、モータ１０の回転数が所定の回転数Ｐに到達した状態を示す。
【００４５】
モータ１０の回転数は、目標回転数Ｐ２に向けてさらに上昇するよう継続的に制御されるが、ステップ２４において、泡の発生に伴う回転数の異常状態を検知する。
【００４６】
ここで、ステップ２４における泡の発生に伴う回転数の異常状態の検知を詳細に説明する。ただし、脱水行程における泡の異常発生のメカニズムは従来と同様である。
【００４７】
図３の破線のグラフが示すように、洗濯兼脱水槽４の回転数の上昇につれて、洗濯兼脱水槽４と外槽３との間に泡が累積的に発生し、このため洗濯兼脱水槽４の回転に伴う負荷は次第に大きくなり、モータ１０の入力を増加しても負荷の増大による回転抵抗の方が大きくなるので、洗濯兼脱水槽４の回転数は点Ｂを頂点にして下降に転じる。
【００４８】
下降に転じた洗濯兼脱水槽４の回転数は、点Ｃにて所定の回転数Ｐより低くなり、所定の回転数Ｐより低い状態が継続する。所定の回転数Ｐより低い状態が、所定の時間、継続すると、泡の発生に伴う回転数の異常状態であると判定する。
【００４９】
所定の回転数Ｐは、回転数が上昇した後、泡の発生に伴って回転数が低下することが検知できる回転数に予め設定する。また、所定の回転数Ｐより低い状態が継続する時間も、泡以外の諸事情による誤検知を回避するよう適宜設定する。例えば、この所定の時間を１０秒間に設定することで、誤検知を防止すると共に、モータの過負荷状態での運転時間を最小限にし、モータ１０の損傷を防止することができる。
【００５０】
このように、ステップ２４において、回転数検知手段１２によって洗濯兼脱水槽４の回転数が１０秒連続で回転数Ｐ未満となった場合に、泡の発生に伴う回転数の異常状態であると判定し、ステップ２５へ移行する。
【００５１】
ステップ２５において、モータ駆動を停止し、使用者に対して異常報知を行う。異常報知の手段は図示しないが、例えば、筐体１の上面に設けた表示部への表示や、ブザー等による音声報知で適宜行う。
【００５２】
また、ステップ２４において、泡の発生に伴う回転数の異常状態がないと判定された場合には、ステップ２６に移行する。ステップ２６においては、予め設定された脱水時間を
経過するとステップ２７に移行し、モータの駆動を停止させ、脱水行程を終了し、次行程へ移行する。
【００５３】
このように、ある時点を機に泡発生に伴う洗濯兼脱水槽４の回転に対する抵抗の増大によって、洗濯兼脱水槽４の回転数が減少し、回転数が所定の回転数を継続的に下回る状態を、ステップ２４にて泡の発生に伴う回転数の異常状態と判定することで、従来の検知方法よりも高精度な検知を可能にし、モータ１０の損傷を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、泡の発生に伴う回転数の異常状態を精度良く検知するので、洗剤を使用する他の機器の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５５】
３  外槽
４  洗濯兼脱水槽
１０  モータ
１１  制御手段
１２  回転数検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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