(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容して水平方向又は傾斜方向を回転軸心として回転駆動される回転ドラムと、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記モータに加える電圧の導通角を変化させて前記モータの回転を制御するパワースイッチング手段と、前記回転ドラムの回転を検知する回転数検知手段と、洗い、すすぎ、脱水の各行程の少なくとも１つ以上の行程を実行し、前記回転ドラムの回転数を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は洗濯物の脱水時、洗濯物が前記回転ドラムの内壁に張り付く第１の回転数で回転させて布の偏りを判定する第１のアンバランス判定行程と、第２の回転数まで上げ、その後前記モータをオフする予備脱水行程と、前記回転ドラムの回転数が第１の回転数まで下がったとき前記モータをオンし再び第１の回転数に制御する第２のアンバランス判定行程と、第３の回転数まで上げる脱水行程を順次行い、第２のアンバランス判定行程において前記モータを再度オンするとき、第１のアンバランス判定行程中の所定時間における前記モータに印加される電圧の平均導通角にもとづいて前記モータをオンして前記回転ドラムの回転数を再度第１の回転数に制御するようにしたドラム式洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯物を収容したドラムを回転駆動して洗濯、すすぎ、脱水の各行程を行うドラム式洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯機は、洗濯物を収納し水平軸を中心に回転可能な回転ドラムをモータにより駆動し、このモータの回転数を制御手段により制御するように構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、従来のドラム式洗濯機の脱水行程における要部動作タイムチャートである。制御手段は、脱水行程において、洗濯物が回転ドラムの内壁に張り付く程度の回転数である第４’の回転数Ｎ４’（たとえば１００ｒ／ｍｉｎ）で回転させて布の偏りを判定する第１のアンバランス判定行程を行い、洗濯物の偏りが少ないと判断したとき、第５’の回転数Ｎ５’（たとえば５００ｒ／ｍｉｎ）まで回転ドラムの回転数を上げて布量を測定する予備脱水行程を行い、次にモータをオフして惰性回転させる惰性回転行程を行う。そして所定の時間経過すると再びモータをオンして回転ドラムを第４’の回転数Ｎ４’で回転させ布の偏りを判定する第２のアンバランス判定行程を行い、脱水行程を行っていた。
【０００４】
ここで惰性回転行程において、モータをオフしてから第２のアンバランス判定行程を行うために回転ドラムの回転数を第４’の回転数Ｎ４に制御するとき、ドラムを失速させずに安定して回転を制御するため、第５’の回転数Ｎ５’より高い第７の回転数Ｎ７（たとえば１２０ｒ／ｍｉｎ）まで下がったところでモータを所定の導通角でオンし、徐々に設定回転数を下げて第４’の回転数Ｎ４’になるよう制御していた。
【特許文献１】特開平９−１０８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の構成では、第７の回転数Ｎ７になったところでモータを所定の導通角でオンし、徐々に設定回転数を下げて第４’の回転数Ｎ４’に制御したのちアンバランス判定を行っていたため、第４’の回転数Ｎ４’になるまでに図６で示す時間（ｔ６’〜ｔ６’’）がかかるという問題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、モータの惰性回転により回転数をアンバランス判定行程を行う回転数まで下げるときに、安定して所定の回転数に制御し、時間短縮することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明に係るドラム式洗濯機は、洗濯物を収容して水平方向又は傾斜方向を回転軸心として回転駆動される回転ドラムと、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記モータに加える電圧の導通角を変化させて前記モータの回転を制御するパワースイッチング手段と、前記回転ドラムの回転を検知する回転数検知手段と、洗い、すすぎ、脱水の各行程の少なくとも１つ以上の行程を実行し、前記回転ドラムの回転数を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は洗濯物の脱水時、洗濯物が前記回転ドラムの内壁に張り付く第１の回転数で回転させて布の偏りを判定する第１のアンバランス判定行程と、第２の回転数まで上げ、その後前記モータをオフする予備脱水行程と、前記回転ドラムの回転数が第１の回転数まで下がったとき前記モータをオンし再び第１の回転数に制御する第２のアンバランス判定行程と、第３の回転数まで上げる脱水行程を順次行い、第２のアンバランス判定行程において前記モータを再度オンするとき、第１のアンバランス判定行程中の所定時間における前記モータに印加される電圧の平均導通角にもとづいて前記モータをオンして前記回転ドラムの回転数を再度第１の回転数に制御するようにしたものである。
【０００８】
これによって、脱水時において、モータの惰性回転により回転数をアンバランス判定行程を行う回転数まで下げるときに、安定して所定の回転数に制御し、時間短縮することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のドラム式洗濯機は、脱水時において、モータの惰性回転により回転数をアンバ
ランス判定行程を行う回転数まで下げるときに、ドラムを安定して所定の回転数に制御し、時間短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、洗濯物を収容して水平方向又は傾斜方向を回転軸心として回転駆動される回転ドラムと、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記モータに加える電圧の導通角を変化させて前記モータの回転を制御するパワースイッチング手段と、前記回転ドラムの回転を検知する回転数検知手段と、洗い、すすぎ、脱水の各行程の少なくとも１つ以上の行程を実行し、前記回転ドラムの回転数を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は洗濯物の脱水時、洗濯物が前記回転ドラムの内壁に張り付く第１の回転数で回転させて布の偏りを判定する第１のアンバランス判定行程と、第２の回転数まで上げ、その後前記モータをオフする予備脱水行程と、前記回転ドラムの回転数が第１の回転数まで下がったとき前記モータをオンし再び第１の回転数に制御する第２のアンバランス判定行程と、第３の回転数まで上げる脱水行程を順次行い、第２のアンバランス判定行程において前記モータを再度オンするとき、第１のアンバランス判定行程中の所定時間における前記モータに印加される電圧の平均導通角にもとづいて前記モータをオンして前記回転ドラムの回転数を再度第１の回転数に制御するようにしたものであり、脱水時において、モータの惰性回転により回転数をアンバランス判定行程を行う回転数まで下げるときに、安定して所定の回転数に制御し、時間短縮することができる。
【００１１】
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、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。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるドラム式洗濯機の要部構成を示す縦断面図である。ドラム１は、外周部に多数の通水孔２を全面に設け、水受け槽３内に回転自在に配設している。ドラム１の回転中心に略傾斜方向の回転軸４の一端を固定し、回転軸４の他端にドラムプーリー５を固定している。モータ６は、ベルト７によりドラムプーリー５と連結し、ドラム１を回転駆動する。ドラム１の開口部に蓋８を開閉自在に設けている。水受け槽３は、洗濯機本体９よりばね体（図示せず）により脱水時の振動が洗濯機本体９に伝達されないように防振支持されるとともに、脱水時の振動を低減する重り（図示せず）が設けられている。ヒータ１０は水受け槽３内の洗濯水を加熱するものである。
【００１３】
制御装置１１は、モータ６、ヒータ１０などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水などの一連の行程を逐次制御する。
【００１４】
上記各構成の洗濯行程、すすぎ行程、脱水行程における動作を説明する。蓋８を開いてドラム１内に洗濯物を投入し、運転を開始すると、洗濯行程では、ドラム１はモータ６によって低速で回転駆動され、ドラム１内の洗濯物は持ち上げられて水面上に落下し、落下したときの衝撃力で洗浄される。次にすすぎ行程においても洗濯行程と同様の動作を行う。次に脱水行程では、ドラム１は高速で回転駆動され、洗濯物は遠心力により脱水される。このとき、ドラム１内の洗濯物の偏り、すなわちアンバランスが生じると、ドラム１および水受け槽３に大きな振動が生じるが、防振ダンバー（図示せず）が振動を減衰させるため、振動は洗濯機本体９に伝達されないようになっている。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１における制御装置１１の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図２に示すように、モータ６はインダクションモータで構成し、かつ２極の極数を有する。洗濯やすすぎ時はドラム１を第１の回転数Ｎ１（たとえば、４５ｒ／ｍｉｎ）で回転させるため、１６極を使用する。すなわち、パワースイッチング手段１２を介して、ａの
経路を通してモータ６に通電されることにより、ドラム１は正方向（洗濯機本体９の正面から向かって右回り）に回転する。モータ６の回転数は、回転数検知手段２０により検出され、制御手段２４はパワースイッチング手段１２により、モータ６に加える電圧の導通角を変化させて、モータ６の回転数を制御する。モータ６はモータプーリー１３とベルト７を介してドラム１と連結されており、ドラム１を４５〜１００ｒ／ｍｉｎの回転数でドラム１を回転させることができる。また、パワースイッチング手段１２を介して、ｂの経路を通してモータ６に通電することによりドラム１を、４５〜１００ｒ／ｍｉｎの回転数で逆方向（洗濯機本体９の正面から向かって左回り）に回転させることができる。
【００１７】
次に、脱水時では、１６極を使って、ドラム１を、第２の回転数Ｎ２（たとえば、１００ｒ／ｍｉｎ）まで上げて、その後、極数を２極に切り換えて第３の回転数Ｎ３（たとえば、９００ｒ／ｍｉｎ）で回転させる。すなわち、パワースイッチング手段１２を介して、ｃの経路を通してモータ６に通電することにより、ドラム１を逆方向（洗濯機本体９の正面から向かって左回り）に回転させる。このとき、ドラム１の回転数は１００〜９００ｒ／ｍｉｎの間で制御することができる。
【００１８】
洗濯やすすぎ時は低速（たとえば、４５ｒ／ｍｉｎ）でモータ６の回転トルクが必要のため、モータ極数を大きくして低速回転でトルクが出るようにするが、脱水では高速（たとえば、９００ｒ／ｍｉｎ）で遠心脱水するためモータ極数を小さくして高い回転数で回転させることができる。
【００１９】
制御手段２４は、マイクロコンピュータ等で構成し、双方向性サイリスタなどで構成したパワースイッチング手段１２を介して、ヒータ１０、給水弁１４、排水弁１５などを制御し、洗濯、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する。ヒータ１０は水受け槽３内の洗濯水を加熱し、給水弁１４は水受け槽３内に給水し、排水弁１５は水受け槽３内の洗濯水を排水するものである。
【００２０】
入力設定手段１６は、使用者が必要な設定コース、動作のスタートなどを入力するもので、入力された情報を制御手段２４に出力している。表示手段１７は、入力設定手段１６により入力された設定内容、動作状態などを表示する。水位検知手段１８は、水受け槽３内の水位を検知し、水温検知手段１８は水受け槽３内の水温を検知して、それぞれ制御手段２４へ検知結果を出力する。回転数検知手段２０はモータ６の回転数を検知することでドラム１の回転数を検知し、検知結果を制御手段２４へ出力する。記憶手段２１は、一連の制御に必要なデータなどを記憶している。なお、２２は商用電源、２３は電源スイッチである。
【００２１】
制御手段２４は、ドラム１を第３の回転数Ｎ３（たとえば、９００ｒ／ｍｉｎ）で駆動する脱水行程の前に、図３に示すように、ドラム１を第１の回転数Ｎ１で駆動する布ほぐし行程と、第１の回転数Ｎ１から第４の回転数Ｎ４（たとえば、８５ｒ／ｍｉｎ）に徐々に回転数を上昇させる布バランス行程と、その後、第４の回転数Ｎ４で駆動し、洗濯物の偏り（アンバランス）を検知し判定する第１のアンバランス判定行程と、モータ６の極数を１６極から２極に切り換えるモータ極数切り換え行程と、脱水可能な第５の回転数Ｎ５（たとえば、４００ｒ／ｍｉｎ）で駆動する予備脱水行程と、モータ６への通電をオフする惰性回転行程と、モータ極数を再び１６極にして、第４の回転数Ｎ４で駆動し、再度、洗濯物の偏りを検知し判定する第２のアンバランス判定行程と、モータ６の極数を１６極から２極に切り換えるモータ極数切り換え行程とを経て、脱水行程に入るようにしている。
【００２２】
布ほぐし行程では、ドラム１を右回転１回と左回転１回行う。第４の回転数Ｎ４は、洗濯物がドラム１の内壁に張り付く程度の回転数とし、脱水可能な第５の回転数Ｎ５は水受
け槽３の共振点に対応した回転数より低い回転数としている。
【００２３】
図４は、本発明の実施の形態１におけるモータに印加される電圧波形を示す図であり、（ａ）は交流波形、（ｂ）は交流電圧が０となるタイミングでハイレベルとローレベルを繰り返すゼロクロス信号、（ｃ）は駆動信号、（ｄ）はモータに印加される電圧を示す図である。
【００２４】
図４に示すように、モータ６を位相制御することによりドラム１の回転数を制御している。図３に示すような交流波形（ａ）に対して、交流電圧が０となるタイミングでハイレベルとなるゼロクロス信号（ｂ）を基準にして、時間Ｔａだけ遅らせてパワースイッチング手段１２をオンさせることにより、モータ６は（Ｔｂ＋Ｔｃ）の期間だけオンすることになる。すなわち、Ｔａを可変としてモータ６のオン時間（Ｔｂ＋Ｔｃ）を変えることにより、その回転数を制御するものである。
【００２５】
ここで、次のゼロクロス信号が入力されるまでパワースイッチング手段１２をオンさせると、ゼロクロス信号がずれた場合に次の半波が全部オンして位相制御できなくなるという不具合を避けるために、次のゼロクロス信号より時間Ｔｃだけ前でオフする。Ｔｃは電源周波数毎に決められた固定した時間である。
【００２６】
アンバランス判定行程では、まず、回転数検知手段２０によりモータ６の回転数を検知し、この回転数検知出力が高いときは図３（ｄ）のモータ６のオン時間（Ｔｂ＋Ｔｃ）の期間を少なくして、回転数を下げる。逆にこの回転数検知手段２０の出力が低いときは図３（ｄ）のモータ６のオン時間（Ｔｂ＋Ｔｃ）の期間を多くし、回転数を上げる制御を行うことによりモータ６を第２の回転数Ｎ２に制御する。所定時間後（たとえば、約５秒）、パワースイッチング手段１２の導通角を固定してモータ６を駆動する。この固定導通角により駆動するときのモータ６の回転数変動幅でドラム１内の洗濯物の状態を判定し、回転数変動幅が大きい（たとえば、３ｒ／ｍｉｎ以上）ときは、ドラム１内の洗濯物がアンバランス状態であると判定するようにしている。
【００２７】
次に、洗濯行程またはすすぎ行程から脱水行程に入るまでの動作を図３および図５を参照しながら説明する。
【００２８】
図５は、本発明の実施の形態１における要部動作フローチャートである。
【００２９】
ステップ３０で、布ほぐし行程を開始する。洗濯行程またはすすぎ行程を終了して布ほぐし行程を開始すると、ステップ３１で制御手段２４に内蔵したタイマーをスタートし、ステップ３２で、モータ６の１６極側を使用し、正方向に回転させる。このとき、ドラム１の回転数を第１の回転数Ｎ１（たとえば、４５ｒ／ｍｉｎ）に設定して、回転数検知手段２０によりモータ６の回転数を検知し、この検知出力に基づいて、回転数がＮ１になるようモータ６をフィードバック制御する。ステップ３３で一度モータをオフし、回転を止め、ステップ３４で逆方向に回転させ、先ほどと同様に、ドラム１の回転数を第１の回転数Ｎ１に設定して、回転数検知手段２０によりモータ６の回転数を検知し、この検知出力に基づいてＮ１になるようモータ６をフィードバック制御する。
【００３０】
次に、ステップ３５で時間ｔ１が経過すると、布バランス行程に入る。ステップ３６でドラム１の回転数を第１の上昇速度（たとえば、１秒間に５ｒ／ｍｉｎ上昇）で上昇させる。ステップ３７で時間ｔ２が経過すると、このときのドラム１の回転数はドラム１内の洗濯物がドラム１の内壁に張り付く程度の回転数である第４の回転数Ｎ４（たとえば、８５ｒ／ｍｉｎ）に達している。
【００３１】
次に、第１のアンバランス判定行程を行う。ステップ３８で、制御手段２４はドラム１の回転数を第４の回転数Ｎ４に制御したときのパワースイッチング手段１２の導通角を検知し、この導通角でモータ６を回転駆動させる。そして、ステップ３９でこのときの回転数変動幅を回転数検知手段２０により検知する。
【００３２】
ステップ４０で検知した回転数変動幅と所定値（たとえば、３ｒ／ｍｉｎ）とを比較し、回転数変動幅が所定値以上のときは、予備脱水行程に入ると振動、騒音が大きくなると判断して、ステップ４１でタイマーをリセットし、ステップ３１に戻る。
【００３３】
ステップ４０で検知した回転数変動幅が所定値以下のときは、モータ極数切換行程を行う。脱水行程に入っても振動、騒音が大きくならないと判断し、ステップ４２で時間ｔ３が経過した後、ステップ４３でドラム１の回転数を第２の上昇速度（たとえば、１秒間に５ｒ／ｍｉｎ上昇）で上昇させ、ドラム１の回転数が第２の回転数Ｎ２になると、ステップ４４でモータ６の極数を１６極から２極に切り換える。ステップ４５で時間ｔ４が経過した後、予備脱水行程に入り、ステップ４６でドラム１の回転数を第１の上昇速度より高い第３の上昇速度（たとえば、１秒間に３０ｒ／ｍｉｎ上昇）で上昇させる。このとき、ドラム１内の洗濯物は脱水され、ドラム１の内壁に張り付かせることができる。ステップ４７でドラム１の回転数が第５の回転数Ｎ５（たとえば、４００ｒ／ｍｉｎ）に達すると、ステップ４８でモータ６をオフし、惰性回転行程に移る。
【００３４】
ステップ４９でドラム１の回転数が第４の回転数Ｎ４まで下がったとき、ステップ３８からステップ４０までの第１のアンバランス判定行程におけるモータ６に印加した電圧の固定導通角、つまり第１のアンバランス判定行程の所定時間での平均導通角で電圧を印加し、ステップ５０でドラム１の回転数が第４の回転数Ｎ４になるよう制御を行う。この平均導通角は、第４の回転数Ｎ４にフィードバック制御した時の導通角であるため、再び第４の回転数Ｎ４で制御する場合に、失速することなく、短時間で安定させることが可能である。次に第２のバランス行程に移る。
【００３５】
ステップ５１で、ドラム１の回転数を第４の回転数Ｎ４に制御したときのパワースイッチング手段１２の導通角を検知し、この検知した導通角に固定してモータ６を駆動する。そして、ステップ５２でこのときの回転数変動幅を回転数検知手段２０により検知する。
【００３６】
ステップ５３で検知した回転数変動幅と所定値（たとえば、３ｒ／ｍｉｎ）とを比較し、回転数変動幅が所定値以上のときは、脱水行程に入ると振動、騒音が大きくなると判断して、ステップ５４でタイマーをリセットし、ステップ３１に戻る。
【００３７】
ステップ５３で検知した回転数変動幅が所定値以下のときは、脱水行程に入っても振動、騒音が大きくならないと判断して、ステップ５５で時間ｔ７が経過した後、ステップ５６でドラム１の回転数を第２の上昇速度（たとえば、１秒間に５ｒ／ｍｉｎ上昇）で上昇させる。このモータ極数切換行程において、ドラム１の回転数が第２の回転数Ｎ２になると、ステップ５７でモータ６の極数を１６極から２極に切り換える。
【００３８】
ステップ５８で時間ｔ８が経過した後、ステップ５９で設定回転数を第２の回転数Ｎ２から、第５の回転数Ｎ５、第６の回転数Ｎ６（たとえば、４２０ｒ／ｍｉｎ）、第３の回転数Ｎ３（たとえば、９００ｒ／ｍｉｎ）と徐々に上げて、ステップ６０で脱水行程に移行する。
【００３９】
以上のように、本実施の形態においては、モータ６をオフする惰性回転行程から第２のアンバランス行程に移行するとき、第１のアンバランス判定行程におけるモータ６に印加された電圧の平均導通角を用いてモータ６に電圧を印加し、ドラム１の回転数が第４の回
転数Ｎ４になるよう制御を行うことにより、第４の回転数Ｎ４へ安定して制御することができ、時間短縮することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態では、モータ６は、インダクションモータで構成しているが、整流子モータなどであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、１度回転数制御を行った所定の回転数で、モータがオフしている状態から再度回転数制御するとき、安定して制御し、かつ時間短縮することができるため、洗濯、すすぎ、脱水の各行程を行うドラム式洗濯機として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るドラム式洗濯機の要部構成を示す断面図
【図２】同ドラム式洗濯機のブロック回路図
【図３】同ドラム式洗濯機のタイミングチャート
【図４】同ドラム式洗濯機の要部動作タイムチャート
【図５】同ドラム式洗濯機の要部動作フローチャート
【図６】従来の同ドラム式洗濯機の要部動作タイムチャート
【符号の説明】
【００４３】
１  ドラム
６  モータ
２０  回転数検知手段
２４  制御手段
【図１】
0004661466.tif 000002
【図２】
0004661466.tif 000003
【図３】
0004661466.tif 000004
【図４】
0004661466.tif 000005
【図５】
0004661466.tif 000006
【図６】
0004661466.tif 000007