(57)【要約】【課題】脱水槽の振動を検出する加速度センサを用いて安価に脱水槽の回転数の制御を行なうこと。【解決手段】上方に開口した脱水槽５と、脱水槽５を囲むように立設された側壁部を含む筐体１と、脱水槽５を回転駆動するモータ９と、脱水槽５の振動に関する情報を含む検出信号を出力する加速度センサ１０と、脱水槽５を制御する制御装置とを備え、制御装置は、加速度センサ１０から得た脱水槽５の振動に関する情報を元に脱水槽５の回転状況を判断させることで、モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出手段の出力信号により前記モータの回転数を検知する回転数検知手段とを使用せずに脱水槽５の回転数を算出することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に開口した脱水槽と、前記脱水槽を内包する外槽と、前記脱水槽を囲むように立設された側壁部を含む筐体と、前記脱水槽を回転駆動するモータと、前記脱水槽の振動に関する検出信号を出力する加速度センサユニットと、前記脱水槽の回転制御を行う制御装置とを備え、前記加速度センサユニットは前記外槽の上部に取り付けられ、前記制御装置は、前記加速度センサユニットから得た前記脱水槽の振動に関する検出信号を元に前記脱水槽の回転数を算出することを特徴とする洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱水槽を回転駆動する手段を有する洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、脱水槽の回転駆動は、脱水槽を回転駆動するモータと、脱水槽を制御する制御装置とを備え、モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出手段の出力信号により前記モータまたは前記攪拌翼の回転数を検知する回転数検知手段により、前記モータまたは前記攪拌翼の回転数が所定の回転数になるように制御されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された洗濯機の回転数検知手法の実施例のブロック回路図である。
【０００４】
図５に示すように洗濯兼脱水槽に回転自在に配設した攪拌翼と、前記攪拌翼を駆動するモータと、前記モータに電力を供給するスイッチング素子からなるインバータと、前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出手段の出力信号により前記モータまたは前記攪拌翼の回転数を検知する回転数検知手段と、前記スイッチング素子の入力電流値を検知する電流検知手段と、前記インバータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータを略正弦波で駆動するとともに、前記回転数検知手段からの出力信号により、前記モータまたは前記攪拌翼の回転数が所定回転数になるように前記インバータのスイッチング素子の通電比、すなわち前記モータの印加電圧の制御を行い、脱水槽の回転数を所定の回転数で動作させることを可能としている。
【０００５】
また、脱水槽は、一般的に、衣類を脱水するために回転する内槽と、内槽を収容する外槽を備える。内槽の周壁には、多数の透孔が形成される。衣類から脱水された水は、透孔を通じて、内槽から排出される。外槽は、内槽から出た水を受け止める。
【０００６】
脱水処理を受ける衣類は、水を含んでいるので、比較的重い。内槽の回転によって、衣類は、内槽の周壁に衝突する。この結果、脱水が促される。その一方で、衣類と内槽の周壁との衝突は、脱水槽の振動を引き起こす。
【０００７】
特許文献２及び３は、加速度センサを用いて、脱水槽の振動を検出する洗濯機を開示する。特許文献２及び３の開示によれば、加速度センサは、スイッチ素子では検出が困難な高速回転時における脱水槽の振動も検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−９８６号公報
【特許文献２】特開平５−２３７２９０号公報
【特許文献３】特開平１０−４３４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成では、構成部品が増加し、洗濯機の構成が複雑かつ高価となっている。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、脱水槽の振動に関する情報を含む検出信号を出力するセンサ要素を用いて、（加速度センサを用いて、）脱水槽の回転数を検知することで、前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出手段の出力信号により前記モータの回転数を検知する回転数検知手段を取り除くことにより、構成部品の減少及び原価を抑えることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の洗濯機は、上方に開口した脱水槽と、前記脱水槽を内包する外槽と、前記脱水槽を囲むように立設された側壁部を含む筐体と、前記脱水槽を回転駆動するモータと、前記脱水槽の振動に関する検出信号を出力する加速度センサユニットと、前記脱水槽の回転制御を行う制御装置とを備え、前記加速度センサユニットは前記外槽の上部に取り付けられ、前記制御装置は、前記加速度センサユニットから得た前記脱水槽の振動に関する検出信号を元に前記脱水槽の回転数を算出することを特徴とする。
【００１２】
これにより、従来から構成されていた前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出手段の出力信号により前記モータの回転数を検知する回転数検知手段を使用せずに前記脱水槽の回転数を制御することが可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の洗濯機は、少数かつ安価な構成で脱水槽の回転数の制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の概略的な断面図
【図２】加速度センサで検知した時間変化による加速度値を示すグラフ
【図３】加速度センサユニットとマイクロコンピュータのブロック図
【図４】加速度センサユニットと洗濯機のシステムを示すブロック図
【図５】従来の回転数検知手法の実施例のブロック回路図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、上方に開口した脱水槽と、前記脱水槽を内包する外槽と、前記脱水槽を囲むように立設された側壁部を含む筐体と、前記脱水槽を回転駆動するモータと、前記脱水槽の振動に関する検出信号を出力する加速度センサユニットと、前記脱水槽の回転制御を行う制御装置とを備え、前記加速度センサユニットは前記外槽の上部に取り付けられ、前記制御装置は、前記加速度センサユニットから得た前記脱水槽の振動に関する検出信号を元に前記脱水槽の回転数を算出することにより、モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、ロータ位置検出手段の出力信号により前記モータの回転数を検知する回転数検知手段を使用せずに前記脱水槽の回転数を制御することが可能である。
【００１６】
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。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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の縦断面図、図２は、加速度センサで検知した時間変化による加速度値を示すグラフであり、図３は加速度センサユニットとマイクロコンピュータのブロック図である。図４は加速度センサユニットと洗濯機のシステムを示すブロック図である。
【００１８】
図１において、周囲を側壁部によって囲まれている筐体１は、内部に複数のサスペンション２によって弾性的に吊り下げた外槽３と制御手段（図示せず）を設ける構成としている。洗濯・脱水軸４は中空で２軸構造としている。外槽３の内方に設けた脱水槽５は側壁に多数の脱水孔（図示せず）を有するとともに内周の上部に流体バランサ６を有し、中央底部には外周を傾斜面としたナベ型の形状に形成したパルセータ７が配設されている。
【００１９】
伝達機構部８は内部に洗濯時の減速ギア（図示せず）を内蔵している。モータ９は外槽３の底部に取り付けられ、伝達機構部８を介し、パルセータ７、及び脱水槽５を回転させる。
【００２０】
外槽３の外側面上部には、回転軸方向、及び回転軸に垂直な方向、及びこれら２方向と垂直な方向の、直交３軸方向（ＸＹＺの３方向）の加速度を測定する加速度センサユニット１０（別名：３Ｄセンサユニット）が取り付けられている。
【００２１】
図４は加速度センサユニットと洗濯機のシステムを示すブロック構成である。外槽３の加速度により振動を検知する加速度センサユニット１０、外槽３の水位を検知する水位検知手段３４、使用者が洗濯のコースや時間を設定する入力設定手段３７、洗濯のコースや時間を確認できる表示手段３８、これらからの入力により負荷駆動手段３１を制御する制御手段３３で構成されている。電源スイッチ４１により電源４０がＯＮになると、使用者が入力設定手段３７でコースが設定され、スタート入力がされると洗濯、すすぎ、脱水の各工程が制御手段３３により制御される。
【００２２】
図３は加速度センサユニット１０とマイクロコンピュータのブロック構成である。加速度センサユニット１０上に、３軸の加速度センサ、Ａ／Ｄ変換器、シリアル通信機能を搭載している。制御装置内にあるマイクロコンピュータは内部のシリアル通信機能を用いて、加速度センサユニット１０と通信し、３軸の加速度データを一定の周期で収得することができる（図３参照）。
【００２３】
以上のように構成された洗濯機について、その動作、作用を説明する。
【００２４】
洗濯機における脱水時に発生する振動は、脱水槽５の回転数を上昇させていく過程において、脱水槽５内の衣類の偏りにより回転軸から外槽３の重心がずれることによって発生する。従って、何らかの共振現象が起こらない限り、振動による加速度変動は、脱水槽５の一回転に対して、一周期の正弦波として現れることとなる（図２参照）。
【００２５】
任意の時間内におけるこのような正弦波を加速度センサユニット１０で検知し、マイクロコンピュータに正弦波のデータをシリアル通信機能を用いて入力し、制御手段内部にあるマイクロコンピュータで算出することにより脱水槽５の回転数を検知することができる。
【００２６】
さらに制御手段は、脱水槽５の回転数と目標回転数を比較し、目標回転数に達していなければモータ９の回転数を増加させる方向に制御し、目標回転数以上の回転数の場合、モータ９の回転数を減少させる方向に制御することとなる。
【００２７】
これにより、モータ９のロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、このようなロータ位置検出手段の出力信号によりモータ９の回転数を検知する回転数検知手段を使用しないで済む回転数制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明は洗濯機だけでなく、乾燥機等、脱水槽を回転駆動する手段を有する機器の回転数制御を実現するのに有用である。
【符号の説明】
【００２９】
３  外槽
５  脱水槽
９  モータ
１０  加速度センサユニット（３Ｄセンサユニット）
【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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