(57)【要約】【課題】運転途中にドラムが失速して停止しても、短時間で再起動するドラム式洗濯機を提供する。【解決手段】制御手段２４はモータ６が回転途中で失速して略停止したとき、再起動時において、ドラム１の再起動開始からの経過時間に応じて導通時間を増加させる割合を、通常の起動よりも高くするので、短時間で再起動することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ドラムと、このドラムを駆動するモータと、前記モータの回転数を制御するパワースイッチング手段と前記モータの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転数検知手段の出力を入力し、前記パワースイッチング手段の導通時間を制御して前記モータの回転を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記モータが回転途中で失速して停止したとき、再起動するために、ドラムの起動からの経過時間に応じて導通時間を増加させる割合を通常の起動よりも多く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な回転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、ドラムを回転駆動するモータへ電圧を印加する導通時間を制御することにより、ドラムの回転数を制御していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような構成において、洗い行程、すすぎ行程ではドラムを約４５ｒ／ｍｉｎで回転させて、洗い、すすぎを行っており、ドラムの回転起動時には、ドラムを回転駆動するモータへの印加電圧の導通時間を、起動開始からの経過時間とともに徐々に増加させて起動させている。これにより、洗濯物の量が少ないときは、ドラムは短い導通時間で起動されるため、起動開始から短時間でドラムを起動させることができ、洗濯物の量が多いときは、ドラムを起動するのに長い導通時間が必要となるため、ドラムを起動するまでに時間がかかる。ここで、モータの導通時間を、起動開始からの経過時間とともに増加させているのは、回転起動時のドラム回転のオーバーシュートを抑えるためである。すなわち、洗濯物の量が少ないにもかかわらず導通時間が長いと、ドラムはオーバーシュートして約１００ｒ／ｍｉｎに達してしまい、洗濯物がドラムの内壁に張り付いた状態になってしまうため十分な洗浄性能が得られない。そこで、導通時間を徐々に増加させ、洗濯物が少量の場合は導通時間が長くなる前に起動するようにしている。
【０００４】
次に起動開始からドラムが１／２回転以上回転すると、制御手段は、回転数検知手段によりドラムの回転数を検知し、検知結果に基づいて導通時間を制御しドラムを約４５ｒ／ｍｉｎになるようにしている。
【特許文献１】特開平１０−２７２２８２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、前記従来の構成では、例えば洗濯物の量が多く、厚手の綿シーツなど吸水性が良く重量のあるものを含んでいる場合、ドラムの回転時に洗濯物が窓やドラム前板などの固定部分（図示せず）に擦れたり、引っかかったりして、ドラムの回転が不安定になり、やがて失速してしまう場合があった。所定時間（たとえば、４秒間）以上、ドラムが停止状態にあると、モータをオフし、その後再起動を行うようにしているが、従来は前述した起動時と同じ方法でドラムを駆動していたので、起動に時間がかかるという問題を有していた。
【０００６】
すなわち、水分を多く含んだ大容量の洗濯物であるため、洗濯物が少量である場合に比べてオーバーシュートが生じにくいにも関わらず、はじめの起動時と同じ割合でモータへの導通時間を再起動開始からの経過時間とともに徐々に増加させるので、洗濯物に含まれた水分のためにはじめの起動時よりもさらに起動に時間がかかるという問題を有していた。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ドラムが失速して、再起動するとき、通常の起動よりも、経過時間に対してモータへの導通時間を増加させる割合を高くした起動方法を行うことにより、再起動開始から起動までの時間短縮を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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ドラムと、このドラムを駆動するモータと、前記モータの回転数を制御するパワースイッチング手段と前記モータの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転数検知手段の出力を入力し、前記パワースイッチング手段の導通時間を制御して前記モータの回転を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記モータが回転途中で失速して停止したとき、再起動するために、ドラムの起動からの経過時間に応じて導通時間を増加させる割合を通常の起動よりも高くするようにしたものである。
【０００９】
これによって、ドラムが失速し停止した後に再起動するとき、通常の起動よりも、経過時間に対してモータの導通時間を増加させる割合を高くして起動時間を短くすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のドラム式洗濯機は、ドラムの回転が不安定になり失速し停止し再起動するとき、通常の起動よりも経過時間に対してモータの導通時間を増加させる割合を高くして短時間で起動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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ドラムと、このドラムを駆動するモータと、前記モータの回転数を制御するパワースイッチング手段と前記モータの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転数検知手段の出力を入力し、前記パワースイッチング手段の導通時間を制御して前記モータの回転を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記モータが回転途中で失速して停止したとき、再起動するために、ドラムの起動からの経過時間に応じて導通時間を増加させる割合を通常の起動よりも多くすることにより、短時間で再起動させることができる。
【００１２】
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。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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している。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、逆方向（洗濯機本体９の正面から向かって左回り）に回転する。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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
また、回転数検知手段２０はモータ６が１回転するごとに３パルス出力するように構成され、モータ６とドラム１の減衰比は、３．３：１であるので、ドラム１が１回転すると、回転検知手段２０から１０パルス出力されることになる。制御手段２４は、パワースイッチング手段１２を介して、モータ６の導通時間を制御することによりドラム６の回転数を制御する。
【００２３】
図３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３に示すように、制御手段２４はモータ６に印加する電圧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。（ａ）に示すような交流波形に対して、（ｂ）に示す交流電圧が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を基準にして（ｄ）に示す時間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の時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を変えることにより、印加電圧を制御して回転数を制御するものである。ここで、駆動信号（ｂ）のオン時間は約３００μｓとしている。パワースイッチング手段１２の特性として、一度オンすると交流電圧が０になるまでオンし続けるので、時間Ｔｂの間オンしていることとなる。
【００２５】
図４は、回転数検知手段２０で検知されるパルス波形を示す図であり、起動開始から徐々にその周期は短くなる。また、パルスの３周期がモータ６の回転周期Ｔｍであり、パルスの１０周期がドラム１の回転周期Ｔｄである。よって、ドラム１が１回転する間にドラム１の回転数を１０回検知することが可能である。
【００２６】
図５は、本発明の実施の形態１における再起動時のドラム回転制御のフローチャートであり、図５を用いて、制御手段２４が回転数検知手段２０などの信号に基づいてモータ６の導通時間を制御しドラム１の回転数を制御する動作について説明する。
【００２７】
まず、ステップ１００で動作が開始され、ステップ１０１ではドラム１の回転数をたとえば４５ｒ／ｍｉｎに設定し、ステップ１０２でモータ６をオンする。そして、ステップ１０３で第１の起動制御を行う。
【００２８】
ここで、第１の起動制御は、表１に示すように、起動開始からの経過時間ごとに、あらかじめ決められた導通時間の間モータ６に電圧を印加するようにしている。なお、表１中の値は、ゼロクロス信号を基準にして、パワースイッチング手段１２をオンするまでの時間Ｔａ（単位はｍｓ）で表している。
【００２９】
そして、ステップ１０４で回転検知手段２０からの信号が５回入力されたかどうかを判定し、５回入力されるとドラム１が１／２回転したものとみなし、起動制御を終了してステップ１０９へ進む。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
また、ステップ１０４において回転信号が５回入力されていない場合、起動制御を継続してステップ１０５に進み、ステップ１０５において起動開始から１５秒経過していなければ、ステップ１０３の第１の起動制御に戻る。また、ステップ１０５において１５秒経過していれば、回転数検知手段２０、パワースイッチング手段１２またはモータ６の故障とみなして、ステップ１０６でモータ６をオフし、ステップ１０７で異常報知を行い、使用者に異常の旨を知らせ、ステップ１０８で動作を終了する。
【００３２】
ステップ１０９では、第１の起動制御からフィードバック制御に切り換わる過程で、フィードバック制御に入る前にドラム１の回転数のオーバーシュートを可能な限り小さくするために、時間Ｔｂの初期値（たとえば、ステップ１０４で回転信号が５回入ったときの導通時間×０．６）を与える。
【００３３】
ステップ１１０でドラム１の回転周期を検知し、ステップ１１１で回転周期が６秒未満（ドラム１の回転数が１０ｒ／ｍｉｎ以上）のときは回転のバラツキを考慮して正常にドラム１が回転していると判断して、ステップ１１２で回転周期データを回転数データに変換する。ステップ１１３では、制御手段２４は設定された回転数と現在の回転数検知手段２０による回転数の差が小さくなるようにフィードバック制御を行い、ドラム１の回転数が設定した回転数になるようにする。
【００３４】
そして、ステップ１１４で、起動開始から２０秒経過したかどうかを判定し、２０秒経過していなければ、ステップ１１０に戻りフィードバック制御を継続し、ステップ１１４で２０秒経過していれば、ステップ１１５でモータ６を１０秒間オフして洗濯またはすすぎ行程の攪拌動作の右回転を終了する。以降同様に左回転を行い、交互にドラム１を回転させて洗濯またはすすぎを行う。
【００３５】
ここで、ステップ１１１で回転周期が６秒以上（ドラム１の回転数が１０ｒ／ｍｉｎ以下）のとき、ドラム１が何らかの原因で失速して停止しかけていると判断し、ステップ１１７でモータ６をオフする。
【００３６】
ドラム１が回転途中で失速して略停止する原因として、上述したように、洗濯物の量が多く、洗濯物が窓８やドラム前板などの固定された部分（図示せず）にこすれたり、引っかかったりしたときや急激にモータに印加される電圧が低下したときなどに発生する。すなわち、ドラム１が回転途中で失速して略停止した場合、洗濯物の量が多いと判断することができる。
【００３７】
次に、ステップ１１８でモータ６をオンした後、ステップ１１９の第２の起動制御を行う。表１に示すように、通常の起動時における第１の起動制御での導通時間の増加の割合に比べ、第２の起動制御では導通時間の増加の割合を高くしている。導通時間の増加を早めることで、ドラム１をできるだけ早く設定回転数に近づけることができる。また、この場合洗濯物の量が多いことからオーバーシュートする可能性が低い。
【００３８】
このように、ドラム１の失速により洗濯物の量が多いと判断し、再起動時における導通時間の増加の割合を高くすることで、オーバーシュートなく、ドラム１をできるだけ早く設定回転数に近づけることができる。
【００３９】
また、第１の導通制御で起動するとドラム１が回転し出すまでに時間がかかるため、モータ６のうなり音も長く聞こえるという不都合が出てくるが、起動を短時間で行うことができるため、このような問題も解消することができる。以下同様にステップ１０４に戻る。
【００４０】
なお、本実施の形態では、モータ６をインダクションモータで構成しているが、整流しモータでも良く、また、モータの極数にもよらない。
【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、運転途中でドラムが失速後停止しても、うなり音も少なく、短時間で起動することができるので、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縦断面図
【図２】同ドラム式洗濯機の制御装置の構成を示す回路図
【図３】同ドラム式洗濯機のモータに印加される電圧波形を示す図
【図４】同ドラム式洗濯機の起動時の回転検知手段の入力信号を示す図
【図５】同ドラム式洗濯機の再起動時のドラム回転制御のフローチャート
【符号の説明】
【００４３】
１  ドラム
６  モータ
１２  パワースイッチング手段
２０  回転数検知手段
２４  制御手段
【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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