(57)【要約】【課題】回転検知手段の１出力毎のバラツキをモータ１回転当たりの移動平均回転速度で補正して布のバランス状態の判定をより正確にすることにより、騒音および振動の抑えた脱水ができ製品の安全性の向上を目的とする。【解決手段】水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラム１と、回転ドラム１を駆動するモータ５と、モータ５のシャフトに取り付けた１回転で複数個の信号を取り出せる回転速度検知手段２９と、モータ５の駆動を制御する制御手段２１とを備え、制御手段２１は、所定回転速度に立ち上げて洗濯物を回転ドラム１内に張り付かせる布バランス行程と、所定回転速度に制御する導通角を検知し、この導通角で駆動したときの回転速度変動幅を回転検知手段２９でモータ５の１回転当たりの移動平均回転速度で補正し布アンバランスを判定するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、洗濯機本体に弾性的に支持し前記回転ドラムを内包する水受け槽と、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記モータのシャフトに取り付けた１回転で複数個の信号を取り出せる回転検知手段と前記モータの駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、所定回転速度に立ち上げて洗濯物を回転ドラム内に張り付かせる布バランス行程と、所定回転速度に制御する導通角を検知し、この導通角で駆動したときの回転速度変動幅を回転検知手段でモータ１回転当たりの移動平均回転速度で補正した布アンバランスを判定する洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムを駆動することにより、洗濯、すすぎ、脱水をする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と、この回転ドラムを内包する水受け槽を有し、回転ドラム内に洗濯物を投入し、洗剤を投入して運転を開始すると、水受け槽内に所定水位まで給水した後、回転ドラムを駆動する。回転ドラムの回転により回転ドラム内に収容された洗濯物は、回転ドラムの内周面に設けた攪拌突起に引っ掛けられて回転方向に持ち上げられ、適当な高さから落下するので、洗濯物には叩き洗いの作用が加えられて洗濯がなされる。
【０００３】
この洗濯行程の後、洗濯水を排水し、新たに給水してすすぎ行程を実行し、すすぎ行程が終了すると回転ドラムを高速回転させる脱水行程を実行する。これらの各行程は所定の制御手順に基づいて実行される。
【０００４】
上記構成は、回転軸を中心に回転可能な回転ドラムを有する洗濯機の一般的な構成であって、上記構成に加えて脱水行程での振動や騒音の発生を抑制するために、布のバランス状態を判定し、アンバランスと判定した場合、ドラム内の洗濯物のアンバランス状態を修正する洗濯機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２０１９８５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、このような従来の構成では、回転精度を上げるためにモータ１回転当たりの出力の数を上げるとなると回転検知手段の出力ばらつきが発生する。そのため布アンバラ判定のバラツキが大きくなるために、振動や騒音を抑えるには布アンバランス判定値を小さくする必要があり、そのためアンバランスの修正を繰り返し、洗濯時間が長くなったり、異常報知となり脱水が終了しない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、回転検知手段の１出力毎のバラツキを補正しながらモータ１回転当たりの移動平均回転速度を求めて布のバランス状態の判定を行うことにより、布バランス状態の判定をより正確に行うことができ、脱水行程において騒音および振動の抑え、製品の安全性を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、洗濯機本体に弾性的に支持し前記回転ドラムを内包する水受け槽と、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記モータのシャフトに取り付けた１回転で複数個の信号を取り出せる回転検知手段と、前記モータの駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、所定回転速度に立ち上げて洗濯物を回転ドラム内に張り付かせる布バランス行程と所定回転速度に制御する導通角検知しその同通角で駆動したときの回転速度変動幅を回転検知手段でモータ１回転当たりの移動平均回転速度で補正するようにした洗濯機である。
【０００８】
これにより、回転検知手段の１出力毎のバラツキを補正しながらモータ１回転当たりの移動平均回転速度を求めて布のバランス状態の判定を行うことにより、布バランス状態の判定をより正確に行うことができ、脱水行程において騒音および振動の抑え、製品の安全性を向上させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の洗濯機は、回転検知手段の１出力毎のバラツキを補正しながらモータ１回転当たりの移動平均回転速度を求めて布のバランス状態の判定を行うことにより、布バランス状態の判定をより正確に行うことができ、脱水行程において騒音および振動の抑え、製品の安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、洗濯機本体に弾性的に支持し前記回転ドラムを内包する水受け槽と、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記モータのシャフトに取り付けた１回転で複数個の信号を取り出せる回転検知手段と、前記モータの駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、所定回転速度に立ち上げて洗濯物を回転ドラム内に張り付かせる布バランス行程と、所定回転速度に制御する導通角を検知しこの導通角で駆動したときの回転速度変動幅を回転検知手段でモータ１回転当たりの移動平均回転速度で補正するようにした洗濯機である。
【００１１】
この構成により、回転検知手段の１出力毎のバラツキを補正しながらモータ１回転当たりの移動平均回転速度を求めて布のバランス状態の判定を行うことにより、布バランス状態の判定をより正確に行うことができ、脱水行程において騒音および振動の抑え、製品の安全性を向上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。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。
【００１３】
（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回路図、図２は同洗濯機の縦断面図、図３は同洗濯機の回転検知手段の断面図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、モータ１５は、回転ドラム１を第１の回転速度Ｎ１（例えば、４０ｒ／ｍｉｎ）で回転させて、洗濯またはすすぎを行い、回転ドラム１を第２の回転速度Ｎ２（例えば、９００ｒ／ｍｉｎ）で回転させて脱水するものであり、極数が１６極と２極のコイルを内蔵した構成をしている。モータ１５は、インダクションモータで構成し、ベルト１６を介して従属プーリー１７に接続している。
【００１５】
従動プーリー１７および駆動プーリー１８は、回転ドラム１の回転中心に一端を固定した略傾斜方向に設けた回転軸４の他端に固定している。
【００１６】
制御手段２１は、マイクロコンピュータで構成し、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２２を介して、ヒータ１３、モータ１５、給水弁２３、排水ギャードモータ２４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。給水弁２３は水受け槽３内に給水し、ヒータ１３は水受け槽３内の洗濯水を加熱し、排水ギャードモータ２４は水受け槽３内の洗濯水を排水するものである。
【００１７】
入力設定手段２５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、制御手段２１に入力している。
【００１８】
ここで、制御手段２１は、ドラム１を第１の回転速度Ｎ１（例えば、４０ｒ／ｍｉｎ）で正転・反転を繰り返して布をほぐしてから第１の回転速度Ｎ１から第３の回転速度Ｎ３（例えば、８５ｒ／ｍｉｎ）に立ち上げ、洗濯物を回転ドラム１内に張り付かせる布ほぐし行程と、第３の回転速度Ｎ３で電圧を一定にして回転ドラム１の回転ドラムの回転むらから布のバランス状態を判定する布バランス行程を設け、布のバランスの良い状態で脱水を行うようにしている。
【００１９】
また、制御手段２１は、布バランス判定行程で布のバランス状態が悪いと判定したときに、布ほぐし行程からやり直すようにし、アンバランスが少なくなるまで繰り返す構成にしている。
【００２０】
表示手段２６は、入力設定手段２５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２７は、水受け槽３内の水位を検知し、水温検知手段２８は、水受け槽３内の水温を検知して、それぞれ制御手段２１に入力している。
【００２１】
記憶手段３０は、一連の制御に必要なデータなどを記憶している。なお、３１は商用電源、３２は電源スイッチである。
【００２２】
図３で示すように、回転速度検知手段２９はホール素子３３とモータ１５の回転軸４に取り付けた複数個の極性を交互に持つ磁石１９からなり、モータ１５に取り付け、モータ１５の回転速度を検知することでドラム１の回転速度を検知し、制御手段２１に入力している。
【００２３】
上記構成において本発明の実施の形態１における動作を図４と図５で説明する。図４は本発明の実施の形態１における動作フローチャート、図５は本発明の実施の形態１におけるドラム１の回転速度の要部タイムチャートである。
【００２４】
ステップ４０で動作を開始し、まず布ほぐし行程を行う。ステップ４１で制御手段２１のタイマーをスタートさせる。ステップ４２から４４で所定時間（例えば、８秒オン、３秒オフ）でモータ１５をオン、オフし、ステップ４５で時間ｔ１が経過したかどうか判定し、経過すると、ステップ４５以降の布バランス行程に移る。このとき、ドラム１の回転方向は布ほぐし行程でのドラム１の回転方向と逆方向とする。
【００２５】
ステップ４６で、ドラム１の回転速度を第１の上昇速度（例えば、１秒間に３ｒ／ｍｉｎ上昇）で上昇させる。徐々に回転速度が上がっていくと、ドラム１内の洗濯物がドラム１の内壁に張り付く。
【００２６】
ステップ４７で、時間ｔ２経過後、アンバランス判定行程に移行する。ステップ４８で、モータ１５をオンし、ドラム１の回転速度を第３の回転速度Ｎ３に設定して、回転速度検知手段２９によりモータ１５の回転速度を検知しながらモータ１５を制御し、回転ドラム１の回転速度を第３の回転速度Ｎ３になるように制御する。回転ドラム１の回転速度を第３の回転速度Ｎ３になるよう制御したときのパワースイッチング手段２２の導通角を検知し、その検知した導通角の平均値を求め、求めた平均導通角に固定して第１のモータ１５を駆動する。
【００２７】
ステップ４９で、モータ１回転当たりの回転速度の平均ｎ１を求める。モータ１回転当たり、回転速度検知手段２９はパルス幅を３回検知して回転信号（Ｔ１〜Ｔ３）を出力するので、その出力よりそれぞれの回転速度ｒ１〜ｒ３を数１より算出する。次に、ｒ１〜ｒ３の平均ｎ１を数２より求める。
【００２８】
【数１】
2007075321.tif 000003
【００２９】
【数２】
2007075321.tif 000004
【００３０】
ステップ５０〜５２では、ステップ４９と同様の方法でｒ２〜ｒ４の平均ｎ２、ｒ３〜ｒ５の平均ｎ３、・・・ｒ１０〜ｒ１２の平均ｎ１０を求める。このように、回転速度検知手段２９の検知結果ｒ１〜ｒ１２において、連続する３つの検知結果毎の平均を１づつずらして求めることを移動平均と呼ぶ。
【００３１】
ここで、連続して得られる３つの回転速度について平均（ｎ１〜ｎ１０）をとるようにしているのは、回転速度検知手段２９における磁石１９の着磁のばらつきにより生じる、検知結果の誤差を小さくするためである。
【００３２】
図６（ａ）は、回転速度検知手段２９の出力波形と回転速度の関係図であり、（ｂ）は回転速度検知手段２９の磁石１９を示す図である。磁石１９の着磁がばらついていない場合、Ｔ１〜Ｔ３はそれぞれ等しい値になるが、図６（ｂ）に示すように着磁がばらついている場合、Ｔ１〜Ｔ３は異なった値になる。そのためｒ１〜ｒ３もそれぞれ異なる値となり、回転ドラム１の布のバランス状態が悪いと判定されてしまう。そこで、布のバランス状態の判定に、磁石１９の着磁のばらつきが影響しないよう、磁石１９の１回転当たりに得られる３つの回転速度（ｒ１〜ｒ３）について平均するようにしている。
【００３３】
また、ｒ１〜ｒ３、ｒ２〜ｒ４というように連続する３つの回転速度において１ずらして平均を取るようにしているのは、得られた回転速度検知手段２９の検知結果から多くの平均値を求め、より精度の高い平均値を求めるためである。
【００３４】
ステップ５３で、数３よりｎ１〜ｎ１０の平均である平均回転速度ａｖｇを求める。
【００３５】
【数３】
2007075321.tif 000005
【００３６】
ステップ５４で、数４よりｎ１〜ｎ１０のそれぞれと平均回転速度ａｖｇとの差を合計し、求めた値を回転速度変動幅ｈとする。
【００３７】
【数４】
2007075321.tif 000006
【００３８】
ステップ５５で、脱水行程を行っても振動、騒音が大きくならないかを判定するための所定値と、回転速度変動幅ｈとを比較し、回転速度変動幅ｈ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５６でモータ極数切替行程に移行してモータ１５の局数を１６極から２極に切り替え、ステップ５７で徐々に第２回転速度Ｎ２に上昇させ、ステップ５８で第２の回転速度Ｎ２として脱水行程に移行する。
【００３９】
また、回転速度変動幅ｈ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６０でタイマーをリセットし、ステップ４１に戻る。
【００４０】
このように本発明の実施の形態１によれば、回転速度検知手段２９により回転速度を求め、回転ドラム１の１回転で得られる移動平均から回転速度変動幅ｈを求め、その回転速度変動幅と所定値を比較することにより回転ドラム１内の布のバランス状態を判定するので、回転速度検知手段２９の磁石１９の着磁のバラツキによる誤差を低減するとともに、少ない検知結果を用いて、回転ドラム１内の洗濯物の状態をより精度よく判定することができる。
【００４１】
なお、モータ１５は、インダクションモータで構成しているが、整流子モータやインバータモータなどであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明にかかる洗濯機は、回転検知手段の固体ばらつきで出る布アンバランスの検知誤差を解消できスムーズな脱水を立ち上げることができ、異常振動を抑え、安全に動作することができるので、略水平方向または略傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラム内で、洗濯、すすぎ、脱水する洗濯機として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】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回路図
【図２】同洗濯機の縦断面図
【図３】同洗濯機の回転検知手段の断面図
【図４】同洗濯機の動作フローチャート
【図５】同洗濯機のドラム１の回転速度要部タイムチャート
【図６】（ａ）同洗濯機の回転検知手段の出力波形と回転速度の関係図（ｂ）同洗濯機の回転速度検知手段の磁石を示す図
【符号の説明】
【００４４】
１  回転ドラム
３  水受け槽
４  回転軸（回転中心軸）
５  モータ
９  洗濯機本体
２１  制御手段
２９  回転速度検知手段
【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】
2007075321.tif 000011
【図６】
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