(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を入れる洗濯槽と、前記洗濯槽の内側に設けられた攪拌翼と、前記攪拌翼あるいは前記洗濯槽を回転させるためのモータと、入力として操作スイッチからの信号を受け第１の制御信号と第２の制御信号とを出力する制御装置とを備え、
前記制御装置は、交流電圧を整流し前記第１の制御信号に基づいて昇圧して直流電圧を供給する直流電圧供給回路と、この直流電圧供給回路からの直流電圧を入力して前記第２の制御信号に基づき前記モータに給電するインバータ回路を備え、
洗濯工程において前記第２の制御信号により前記モータは正転と逆転を繰り返すように制御され、
前記直流電圧供給回路は洗濯工程において、汚れの少ない洗濯物の場合に、前記直流電圧供給回路は前記正転と逆転の始めに高くその後低くなる直流電圧を供給することを特徴とする電気洗濯機。
【請求項２】
洗濯槽と、前記洗濯槽の内側に設けられた攪拌翼と、前記攪拌翼あるいは前記洗濯槽を回転させるモータと、前記モータを制御する制御装置とを備え、前記洗濯槽はその内側に洗濯物と水が入れられる構造をなし、前記洗濯物の状態を検知する運転を行い、前記検知結果に基づき前記制御装置は前記モータの回転を制御して前記攪拌翼を回転させて洗濯運転を行い、次に前記制御装置は前記モータの回転を制御して前記洗濯槽を回転させて脱水運転を行う電気洗濯機であって、
前記制御装置は、整流回路と昇圧形コンバータを有し洗濯機に供給される交流電圧を整流すると共に昇圧して直流電圧を発生する直流電圧発生回路と、前記直流電圧発生回路の直流電圧を受けて前記モータを回転させる電圧または電流を発生するインバータ回路と、前記直流電圧発生回路を制御することにより前記直流電圧発生回路における昇圧量を変化させる直流電圧制御回路及び前記インバータ回路を制御することにより電圧または電流の前記モータへの供給時間を制御するインバータ駆動回路を有する運転制御回路とを備え、
前記運転制御回路は、前記直流電圧制御回路を制御することにより前記直流電圧発生回路における昇圧量を変化させて、インバータ回路への供給電圧を、洗濯物の状態を検知する運転での供給電圧よりも前記洗濯運転での供給電圧を高くし、前記脱水運転での供給電圧をさらに高くしたことを特徴とする電気洗濯機。
【請求項３】
請求項２に記載の洗濯機において、前記洗濯物の状態を検知する運転と前記洗濯運転との間および前記洗濯運転と前記脱水運転との間は、前記直流電圧発生回路の供給電圧は前記洗濯運転および前記脱水運転での供給電圧より低い電圧とすることを特徴とする電気洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気洗濯機は、一般的には、外槽内に回転可能に設置した洗濯槽兼脱水槽と、この洗濯槽兼脱水槽の底部に回転可能に設置した撹拌翼と、洗濯槽兼脱水槽および撹拌翼を回転駆動する電動駆動装置を備え、この電動駆動装置によって前記洗濯槽兼脱水槽および撹拌翼を選択的に回転駆動することにより洗濯槽兼脱水槽内の洗濯物を撹拌して洗い工程と濯ぎ工程を行い、その後、洗濯槽兼脱水槽を高速回転させ、洗濯物を遠心脱水する構成である。
【０００３】
電動駆動装置は、動力源として一般的には誘導電動機を使用しているが、最近はインバータ回路により電動機に給電する構成のものが提案させている。また電動機としてブラシレス電動機を使用して多様な洗濯および脱水運転を実現することができるようにした電気洗濯機が提案されている。インバータ制御の洗濯機は例えば特開平９−１２１５８４号公報に開示されている。
【０００４】
なお洗濯機と全く異なる技術であるが、例えば空気調和機の技術分野で、インバータ制御で電動機に給電する技術が提案させている。この技術は例えば特開平１０−１１１０２８号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
インバータ制御の洗濯機ではモータの制御性が向上するが、洗濯機において効率を向上させることが必要である。
【０００６】
本発明の１つの目的は、効率良い電気洗濯機を提案することにある。
【０００７】
他の目的は以下の実施の形態で説明する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明ではインバータに供給する電圧を洗濯機の工程あるいは運転に基づいて制御し、適切な電圧をインバータに供給するようにしたことである。具体的な解決手段は、以下の実施の形態で説明する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
図１は本発明の一形態を示す洗濯機の縦断側面図であり、この実施の形態では洗濯機の一例として全自動洗濯機の基本構成を示す。
【００１１】
１は洗濯機の外枠で、内部機構の周囲を内包する洗濯機の枠体である。２は、洗濯機の外枠の内部に設けられた洗濯槽であり、具体的に述べると洗濯槽兼脱水槽である。洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）の上部の縁部に流体バランサー３を備えている。洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２の底部の内側には回転自在に撹拌翼４を備える。５は外槽であり、その内部に洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２を回転自在に備えている。外槽５の底部の外側にはモータ（電動機）を有する電動駆動装置６を鋼板製の取り付けベース７によって取り付け、外枠１の上端四隅から防振支持装置８によって懸垂支持される。電動駆動装置６の内部構成については後述する。
【００１２】
衣類投入開口９ａを設けた上カバー９は洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２の上に設けられている。上記上カバー９は枠体１の上部開口を覆うように該開口端縁に嵌め込み、フロントパネル１０およびバックパネル１１と共に取り付けねじ（図示省略）によって枠体１に取り付ける。
【００１３】
上カバー９の前方で、フロントパネル１０の下方に形成されるフロントパネルボックス１２は、電源スイッチ１３と操作スイッチである入力スイッチ群１４と表示素子群１５と外槽５内の水位に応じた水位信号を発生する水位センサー１６と主制御装置である第１の制御装置１７を内蔵する。入力スイッチ群１４は、図示説明は省略するが、洗濯物の汚れの程度（汚れ多め，標準汚れ，汚れ少なめ）を設定するスイッチと、ドライマーク衣料洗濯を設定するスイッチと、布団洗濯を設定するスイッチと、スタートスイッチを備える。その他洗濯あるいはすすぎの水流の強さを選択するスイッチを設けており、また布質を表わすスイッチを設けている。
【００１４】
上カバー９の後方で、バックパネル１１の下に形成されるバックパネルボックス１８が設けられる。このバックパネルボックス１８には、入水側を水栓１９に接続し、出水側を注水口２０に接続する給水電磁弁２１を内蔵する。注水口２０は、洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２の開口に向けて放水するように形成されている。バックパネルボックス１８には更に風呂水などの水をポンプを介して洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２に供給するためのポンプが設けられている。また前記給水電磁弁２１からの水は金属イオンを取り除くフィルターを介して注水口２０に導かれる。
【００１５】
上カバー９に形成した衣類投入開口９ａは、蓋２２によって開閉自在に覆う構造となっている。
【００１６】
外槽５の底部に形成した排水口５ａは、排水電磁弁２３を介して排水ホース２４に接続されている。また、外槽５の下方にはエアートラップ５ｂが設けられ、このエアートラップ５ｂはエアーチューブ２５を介して前記水位センサー１６に接続されている。水位センサー１６は上記構成により水位を検出し、水位を表わす信号を第１の制御装置１７に入力する。
【００１７】
枠体１の下方には、四隅に脚２６を取り付けた合成樹脂製のベース２７を装着する。
【００１８】
また、前記電動駆動装置６はカバー２８により覆って防水されている。この電動駆動装置６は駆動電動機すなわちモータを備えている。本実施の形態では制御性の優れたブラシレス電動機が設けられている。このモータへの給電はインバータ回路を内蔵する補助制御装置である第２の制御装置２９により行われる。前記第１の制御装置１７からの指示に従って後述する第２の制御装置２９は、内蔵するインバータ回路からモータに給電する構成をなす。第１の制御装置１７は洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２および電動駆動装置６の上に配置されている。
【００１９】
一方、第２の制御装置２９は、洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２の下に設けられている。このような構成にすることで水からの保護や高電圧からの安全が確保できる。つまり、第１の制御装置１７には制御を行うマイクロコンピュータが設けられており、水からの保護が容易な洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２の上に設けられている。また、第２の制御装置２９は、高電圧を供給する直流電圧発生回路を有するので人の位置から遠い洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２の下に配置されている。この実施例では合成樹脂製のベース２７上に設置されており、更に安全性が向上する。
【００２０】
図２は、この全自動洗濯機の具体的な構成を示す縦断側面図であり、その一部は展開して図示している。この全自動洗濯機は、基本的には、図１に示した全自動洗濯機と同一の構成であるので、図１に示した全自動洗濯機の構成部品に相応する構成部品に同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。電動駆動装置６は、駆動動力源としてブラシレス電動機５１を内蔵している。
【００２１】
図３は、図１と図２に示す電動駆動装置６の内部構成を示す縦断側面図である。図４および図５は図３の一部を拡大した側面図である。
【００２２】
この電動駆動装置６は、洗濯槽兼脱水槽２および撹拌翼４の駆動回転軸を軸心にして垂直方向に減速歯車機構と噛み合いクラッチ機構４７と可逆回転型のブラシレス電動機５１を同心的に直列に配列した構成である。
【００２３】
減速歯車機構は、結合フランジを合わせて取り付けねじ３１によって取り付けベース７に取り付けた２つ割りの減速機構外ケース３２ａ，３２ｂの内側にボールベアリング３３ａ，３３ｂによって内外２重構造の駆動回転軸系３４を支持する。
【００２４】
この駆動回転軸系３４は、中空の外側回転軸系とその中空内に配置した内側回転軸系を備える。
【００２５】
外側回転軸系は、電動機の回転を直に洗濯槽兼脱水槽２に伝達して該洗濯槽兼脱水槽２を駆動する回転軸系である。外側回転軸系は軸方向にボールベアリング３３ａの内側から外ケース３２ａの外に伸びて外槽５を貫通し、先端部である外側出力軸部３５ａが洗濯槽兼脱水槽２と結合してこれを回転させる。洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２が回転する状態では、環状歯車３５ｆおよび遊星歯車３６ｉ，キャリア３６ｈ，内側出力軸部３６ｃが同時に回転し、撹拌翼４が洗濯槽（あるいは洗濯槽兼脱水槽）２と同じ速度で回転する。外ケース３２ｂの外に下方軸方向に伸びた筒部に、噛み合いクラッチ機構４７に係合するセレーション３５ｂが形成されている。セレーション３５ｂの外ケース３２ｂの内側の端部にフランジ３５ｃを形成した外側入力軸部３５ｄは歯車ケース部３５ｅと機械的に結合している。また歯車ケース部３５ｅの内周には環状歯車３５ｆが固定されている。環状歯車３５ｆと太陽歯車３６ｆとの間に複数個の遊星歯車３６ｉが設けられている。なお、遊星歯車３６ｉは環状歯車３５ｆや太陽歯車３６ｆと共に減速して回転を伝える減速機構をなす。この減速機構は歯車ケース部３５ｅに収容されている。
【００２６】
この外側回転軸系の内側に設ける内側回転軸系は、電動機の回転を減速して撹拌翼４に伝達して該撹拌翼４を駆動する回転軸系であり、前記外側出力軸部35ａ内にシール３７とメタル軸受３８ａ，３８ｂとグリップ止め輪(プッシュナット)３９によって水密および抜け止め状態に設けられている。内側回転軸系は外側出力軸部３５ａの先端から洗濯槽兼脱水槽２内に突出して撹拌翼４が取り付けられる外端部分に取り付けねじ３６ａにより取り付けられる。内側回転軸系は内側出力軸部３６ｃと内側入力軸部３６ｇと遊星歯車３６ｉを備えている。内側出力軸部３６ｃは外側出力軸部３５ａの内側から歯車ケース部３５ｅ内に連通していて、上述の遊星歯車減速機構と結合する構造をなし、その内端部分にセレーション３６ｂが形成されている。内側入力軸部３６ｇは外側入力軸部３５ｄの内側にボールベアリング４０ａ，４０ｂによって支持されている。外側入力軸部３５ｄの外端から片持ち状態に伸び出た内側入力軸部３６ｇの外端部分にモータすなわち電動機の回転子が止めねじ３６ｅにより固定される嵌着部３６ｄが形成されている。歯車ケース部３５ｅ内に伸びた内側入力軸部３６ｇの内端側部分に太陽歯車３６ｆが形成されている。歯車ケース部３５ｅ内において遊星歯車３６ｉは前記内側出力軸部３６ｃのセレーション３６ｂに嵌合したキャリア３６ｈにその軸が軸支される構成をなす。遊星歯車３６ｉは前記歯車３５ｆと３６ｆに噛み合って回動し、遊星歯車３６ｉは前記キャリア３６ｈに回転力を伝える。歯車３６ｆの回転速度が減速した状態で遊星歯車３６ｉが回転するので、回転力が減速して伝達される。
【００２７】
ボールベアリング４０ａ，４０ｂは、モータすなわちブラシレス電動機５１の回転子の軸となる内側入力軸部３６ｇを高精度に支持するように外側入力軸部３５ｄ内に外輪圧入状態に取り付ける。内側入力軸部３６ｇは、後述するように、ブラシレス電動機５１の回転子を片持ち状態に支持するようになるので、この内側入力軸部３６ｇを支持する軸受は、損失が少なく且つ径方向の大きな荷重を支えるのに好適な転がり軸受の代表的なボールベアリング４０ａ，４０ｂを使用した。しかし、ローラベアリングに置き換えることもできる。
【００２８】
ブラシレス電動機５１は、外ケース３２ｂの下端面に絶縁部材４１を介在させて取り付けねじ４２によって絶縁状態に取り付けた電動機ハウジング４３を下向きに開口させ、開口端から固定子５２を嵌入して複数個の切り越し突起４３ａと折り曲げ爪４３ｂによって挟持するように固定した構成である。この固定子５２に組する回転子５４は、内側入力軸部３６ｇに形成した回転子嵌着部３６ｄに嵌着し、止めねじ３６ｅに螺着した止めナット４６によって固定する。
【００２９】
更に具体的には、この実施の形態におけるブラシレス電動機５１は、固定子鉄心５２ａに固定子巻線５２ｂを巻装して固定子５２を構成し、固定子鉄心５２ａを電動機ハウジング４３に嵌入して切り越し突起４３ａと折り曲げ爪４３ｂによって挟持するように固定する。間隔部材５３は、この固定子鉄心５２ａの軸方向の寸法と切り越し突起４３ａと折り曲げ爪４３ｂの間の寸法の差を補うものである。
【００３０】
回転子５４は、回転子鉄心（ヨーク）５４ａの外周に永久磁石磁極５４ｂを取り付け、これらと一体的に成形した絶縁樹脂製の取り付けボス５４ｃによって内側入力軸部３６ｇにおける電動機回転子嵌着部３６ｄに取り付ける。
【００３１】
噛み合いクラッチ機構４７の摺動子４７ｃに形成した噛み合い突起４７ｆを嵌入する噛み合い凹凸部５４ｄは、取り付けボス５４ｃの上面に該取り付けボス５４ｃと一体的に樹脂成形する。取り付けボス５４ｃは、電動機回転子嵌着部３６ｄに嵌着して取り付けることができるような寸法に形成し、内端側の締め付け端部には、回転子鉄心５４ａを露出させ、外端側の締め付け端部には、金属リング５４ｅを埋設する。
【００３２】
なお、回転子の取り付けボス５４ｃは、電動機回転子嵌着部を短尺にした専用の内側入力軸部を使用することにより、短尺に形成することもできる。
【００３３】
また、永久磁石磁極５４ｂは、固定子巻線５２ｂよりも外側に突出するように構成し、この突出部の回転軌道に対向させて磁極検出素子５５を設置することにより、回転子５４の回転位置を検出するように構成する。この磁極検出素子５５は、カバー４８に取り付ける。
【００３４】
ブラシレス電動機５１は、固定子巻線５２ｂの各相に対する回転子５４の磁極５４ｂの相対位置を検出して該固定子巻線５２ｂの各相への給電を制御する構成であるので、詳細な説明は省略する。
【００３５】
噛み合いクラッチ機構４７は、外側回転軸系３５を電動機の回転子５４に噛み合い係合によって結合して該外側回転軸系３５に回転子５４の正回転および逆回転の回転力を伝達して回転させ、または噛み合い係合を解いて該外側回転軸系３５を回り止めするように係止する。
【００３６】
この噛み合いクラッチ機構４７は、電動駆動装置６の軸方向の全体寸法を小さくするために、環状の電磁コイル４７ａを内包する環状の電磁鉄心４７ｂを前記取り付けねじ４２によって電動機ハウジング４３の内側に共締めして取り付け、外側入力軸部３５ｄを取り巻くように設置する。外側入力軸部３５ｄに形成したセレーション３５ｂに軸方向に摺動可能に係合させた絶縁樹脂製の摺動子４７ｃは、コイルばね４７ｄによって前記回転子５４の噛み合い凹凸部５４ｄに係合するように押し下げ、前記電磁コイル４７ａの電磁力によってコイルばね４７ｄの押し下げ力に逆らって摺動子４７ｃを引き上げることにより噛み合いを解除して電磁鉄心４７ｂに吸着して回り止める。
【００３７】
摺動子４７ｃは、前記電磁鉄心４７ｂによって吸引する鉄製の吸着子４７ｅを一体的に樹脂成形して設け、前記噛み合い凹凸部５４ｄに嵌入して噛み合わせる噛み合い突起４７ｆを樹脂成形により一体的に形成する。
【００３８】
摺動子４７ｃの吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸着したときに該摺動子47ｃを係止して回り止めするために、電磁鉄心４７ｂの吸着面には複数本の放射状の係止溝４７ｂ１を形成し、吸着子４７ｅには前記係止溝４７ｂ１に嵌入する複数本の放射状の係止突条４７ｅ１を形成する。係止溝４７ｂ１は、係止突条４７ｅ１を係止する側壁面が奥方向に１〜２度の傾斜で広がるように形成し、係止突条４７ｅ１は、係止溝４７ｂ１の側壁面に当接する側面が先端方向に１〜２度の傾斜で広がるように形成することにより、噛み合い係合させたときに抜け止め方向の分力が発生するようにする。
【００３９】
電動機ハウジング４３の下端は、カバー４８を嵌着して覆う。そして、このカバー４８に回転検出センサーの回転検出素子（感磁素子）５５を取り付け、この回転検出素子５５を前記回転子５４の永久磁石５４ｂの回転軌道に対向させて設置する。
【００４０】
このような電動駆動装置６は、取り付けベース７を取り付けねじ５０によって外槽５の底の外側に取り付ける。また、この電動駆動装置６の外側は、前記取り付けねじ５０によってこの電動駆動装置６と一緒に取り付けた外カバー２８によって覆うようにする。
【００４１】
このブラシレス電動機５１への給電は、第１の制御装置１７からの指示に従って、第２の制御装置２９によってＰＷＭ（パルス幅変調）制御およびＰＡＭ（パルス電圧変調）制御する。ＰＡＭ（パルス電圧変調）制御については後で詳述する。
【００４２】
図６は、電気洗濯機の制御装置である。この制御装置は、第１の制御装置１７および第２の制御装置２９からなり、図６は、その具体的内部構成のブロック図である。
【００４３】
主マイクロコンピュータ１７ａおよび補助マイクロコンピュータ２９ｈは制御回路を構成し、後述する直流電圧発生回路２９ａからインバータ回路２９ｂへ供給する直流電圧の電圧値を制御する第１の制御信号を発生する。この第１の制御信号に基づいてコンデンサｃの端子電圧、つまり、インバータ回路２９ｂへの供給電圧が制御される。上記制御回路は、第２の制御信号を発生する。第２の制御信号は、インバータ回路２９ｂの動作を制御し、ブラシレス電動機５１へのパルス幅を制御する。第２の制御信号に基づきブラシレス電動機５１の回転方向（正転と逆転）も制御される。
【００４４】
なお、第１の制御装置１７および第２の制御装置２９におけるマイクロコンピュータやその他の回路を動作させるための低圧電源回路および電源スイッチについては、図示説明を省略する。
【００４５】
第１の制御装置１７は、主マイクロコンピュータ１７ａを中心にして構成し、給水電磁弁２１と排水電磁弁２３と噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル47ａへの給電を制御する半導体交流スイッチング素子（ＦＬＳ）で構成した駆動回路１７ｂ〜１７ｄと、高周波ノイズが商用電源回路に漏出するのを防止するラインフィルター１７ｅを備える。
【００４６】
そして、主マイクロコンピュータ１７ａは、予め組み込まれた制御処理プログラムに従って、入力スイッチ群１４，水位センサー１６からの入力信号を取り込み、第２の制御装置２９と通信し、表示素子群１５と駆動回路１７ｂ〜１７ｄおよびコンデンサへの充電すなわちコンデンサの端子電圧を制御する直流電圧制御回路２９ｃやブラシレス電動機５１の給電を行うインバータ回路２９ｂを制御する。
【００４７】
第２の制御装置２９は、直流電圧発生回路２９ａと３相インバータ回路２９ｂを備え、ブラシレス電動機５１への給電を制御する。すなわち、ブラシレス電動機５１へ供給するパルス電圧または電流の大きさと時間を制御する。上記大きさは電圧値または電流値である。この実施の形態では電圧が加えられ、これによりブラシレス電動機５１に電流が供給される。上記電圧はコンデンサｃからインバータ回路２９ｂに供給される電圧に基づきバルス幅つまり電圧が加えられる時間はインバータ駆動回路２９ｇを介してインバータ回路２９ｂに加えられる第２の信号によって制御される。インバータ回路２９ｂに供給される直流電圧は補助マイクロコンピュータ２９ｈからの第１の制御信号により制御される。第１の制御信号により直流電圧を制御する具体的回路は、直流電圧制御回路２９ｃと出力電圧フィードバック抵抗２９ｄと電圧制御抵抗２９ｅとを備えている。
【００４８】
直流電圧発生回路２９ａは、商用交流電源を整流して直流電圧を出力する整流回路である全波整流ダイオードブリッジＤＢを備える。この直流電圧発生回路２９ａは、コンデンサｃの充電回路として作用する、スイッチングレギュレータの一種である昇圧形コンバータ回路を内蔵し、スイッチング素子Ｓ１のオン期間にリアクトルＬに蓄えた電磁エネルギーを該スイッチング素子Ｓ１がオフすることによって電圧に変換されて入力電圧に重畳することによりコンデンサＣに昇圧した電圧供給し、電荷を蓄えてる構成である。なお、ダイオードＤ１は、コンデンサＣに蓄えた電荷の逆流を阻止して直流出力電圧を安定化する。昇圧量は、スイッチング素子Ｓ１のオン／オフ周期に対するオン時間比によって変化する。全波整流ダイオードブリッジＤＢによって全波整流して得られる直流電圧は、約１４０Ｖである。この直流電圧発生回路２９ａは、この全波整流電圧を約３００Ｖまでの出力電圧の範囲で可変制御して出力する。スイッチング素子Ｓ１としては、ＩＧＢＴやＧＴＯのように、自力でオフする機能を備えた半導体素子が好適である。
【００４９】
この直流電圧発生回路２９ａを制御する直流電圧制御回路２９ｃは、直流電圧発生回路２９ａの出力電圧を出力電圧フィードバック抵抗２９ｄと電圧制御抵抗２９ｅによって分圧して帰還する検出電圧を参照して、この検出電圧が所定値となるようにスイッチング素子Ｓ１のオン／オフ時間比を制御する。この実施の形態においては、前記検出電圧の所定値は、所定の出力電圧（この実施の形態では１５５Ｖ）のときに得られる検出電圧に相当する値とした。補助マイクロコンピュータ２９ｈからの第２の制御信号により制御される最も低いインバータ回路２９ｂへの供給電圧は、この実施の形態では、約１５５Ｖである。ソフト洗いなどを考えると、１４０Ｖ〜１７０Ｖくらいを最低供給電圧として供給できることが望ましい。
【００５０】
３相インバータ回路２９ｂは、スイッチング素子Ｓ２と逆並列ダイオードＤ２によって構成した３相ブリッジ回路を備え、前記直流電圧発生回路２９ａの出力電圧を入力として、前記ブラシレス電動機５１における３相の固定子巻線５２ｂに給電する。スイッチング素子Ｓ２には、ＩＧＢＴやＧＴＯのように、自力でオフする機能を備えた半導体素子が好適である。この３相インバータ回路２９ｂによる給電は、補助マイクロコンピュータ２９ｈの制御の下に、インバータ駆動回路２９ｇによってスイッチング素子Ｓ２をオン／オフ制御することによって行う。ブラシレス電動機５１を静粛に効率良く運転するためには、正弦波給電が好適である。３相インバータ回路２９ｇは、正弦波ＰＷＭ制御によって正弦波給電を実現し、また、電圧抑制ＰＷＭ制御によって過負荷電流の発生を抑制する。
【００５１】
正弦波ＰＷＭ制御には、出力電圧Ｖの実効値を一定に保つＶ一定正弦波ＰＷＭ制御方式と出力電圧Ｖと周波数Ｆの関係を一定値に保つＶ／Ｆ一定正弦波ＰＷＭ制御方式がある。Ｖ一定正弦波ＰＷＭ制御方式は３相インバータ回路２９ｂの入力電圧を最大限に利用した給電を実現することができ、Ｖ／Ｆ一定正弦波ＰＷＭ制御方式によればブラシレス電動機５１に対して効率良い給電を実現することができる。
【００５２】
図７は、正弦波ＰＷＭ制御によるＶ／Ｆ一定制御の波形図を例示している。Ｖ／Ｆを一定にするために、（ａ）に示すように正弦波と三角波を対比させ、三角波を基準にして正弦波のピーク値を変化させたときに得られる（ｂ）に示すようなパルス波形列を３相インバータ回路２９ｇのスイッチング素子Ｓ２のオン／オフ制御に使用することにより、正弦波近似ＰＷＭ制御方式を実現することができる。
【００５３】
三角波を補助マイクロコンピュータ２９ｈのインテグレーテッド・タイマ・パルス・ユニット（ＩＴＵ）により生成し、正弦波を補助マイクロコンピュータ２９ｈの内部データとして作成する。周波数毎の正弦波の内部データは、三角波のキャリア周波数を高く（例えば１６ＫＨｚ）するために、その都度演算するのではなく、予め周波数毎に演算した結果をテーブルとして保持させておいて使用するようにする。
【００５４】
Ｖ一定正弦波ＰＷＭ制御は、三角波と対比させる正弦波の大きさを、入力電圧に対して最大の出力電圧が得られるような一定値に設定することにより、入力電圧を最大限に利用した正弦波給電を実現することができる。
【００５５】
図６で、補助マイクロコンピュータ２９ｈは、主マイクロコンピュータ１７ａからの指示に従って、磁極検出素子５５からの検出信号に基づいて位置検出回路２９ｆから出力される回転子５４の回転位置信号を参照して相応する固定子巻線５２ｂに給電するようにインバータ駆動回路２９ｇを制御し、また、電圧制御抵抗２９ｅを制御して直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を変える制御を実行する。
【００５６】
直流電圧制御回路２９ｃは、前述したように、検出電圧が所定値（出力電圧の１５５Ｖに相当）となるように直流電圧発生回路２９ａを制御する。そして、所定の出力電圧（１５５Ｖ）で電圧制御抵抗２９ｅの制御端子の総てを開放状態としたときの検出電圧が所定値となるように回路定数を設定しておく。従って、補助マイクロコンピュータ２９ｈが電圧制御抵抗２９ｅの総ての制御端子を開放状態にすることにより、直流電圧制御回路２９ｃは所定の出力電圧（１５５Ｖ）が得られるように直流電圧可変回路２９ｃを制御する。そして、出力電圧を上昇させるときには、補助マイクロコンピュータ２９ｈは、電圧制御抵抗２９ｇの任意の制御端子の短絡（接続）することにより、直流電圧制御回路２９ｃに帰還する検出電圧を低下させる。このようにすると、直流電圧制御回路２９ｃは、低下した検出電圧を所定の検出電圧まで上昇させるように直流電圧発生回路２９ａの出力電圧を上昇させる制御を実行する。この実施の形態においては、電圧制御抵抗２９ｅの制御端子を開閉制御することにより、直流電圧発生回路２９ａの出力電圧が多段階（例えば１５５Ｖ，１８５Ｖ，１９０Ｖ，２１０Ｖ,２３０Ｖ,２７０Ｖ）に変化するようにした。この実施の生態では、第１の制御信号は電圧制御抵抗２９ｅのどの抵抗を開放するかで表わされる。つまり、直流電圧制御回路29ｃのバイアス電圧として与えられる。この変わりにデジタル信号として第１の制御信号を発生させる方法でも良い。最終的に半導体スイッチＳ１のオンオフ時間（またはデューティでも良い）が制御され、希望の電圧がコンデンサＣの端子間に現れるようにすれば良い。
【００５７】
主マイクロコンピュータ１７ａは、入力スイッチ群１４から洗濯開始を指示されると、入力スイッチ群１４からの指示入力に基づいて手動または自動的に洗濯モードおよび脱水モードを設定し、設定した洗濯モードおよび脱水モードを行う。洗濯モードは、例えば図９に示すように、検出工程や洗い工程，濯ぎ工程である。脱水モードは脱水工程である。
【００５８】
図８は、基本的な洗濯脱水モードにおいて主マイクロコンピュータ１７ａが実行する制御処理を示している。
【００５９】
ステップ８０１（布量あるいは布質の検出）
布量あるいは布質の検出を行う。この検出結果は、洗濯水の給水量および洗濯モードおよび脱水モードでのいろいろな条件の設定に利用される。
【００６０】
先ず、洗濯槽兼脱水槽２に投入された洗濯物が給水前の乾いた状態にあるときに、ブラシレス電動機５１に給電して拌翼翼４を回転させ、そのときの負荷抵抗値に基づいて乾布布量を検出する（図９のｓ１）。負荷抵抗量の検出は、ブラシレス電動機５１の回転速度が安定した状態になったときの該回転速度を検出して行う。布量が多いときには負荷抵抗が大きくなって回転速度が低くなることから、予め回転速度と負荷抵抗（乾布布量）の関係を求めておくことにより、このときの回転速度から乾布布量を検出することができる。この乾布布量検出結果は、この実施の形態では、洗濯水供給量を決めるために使用する。
【００６１】
次に、電磁給水弁２１を開いて洗濯槽兼脱水槽２（外槽５）内に所定の水位まで給水する。この所定の水位は、洗濯物を湿潤させるための低水位である。そして、再びブラシレス電動機５１に給電して拌翼翼４を回転させ、そのときの負荷抵抗値に基づいて第１の湿潤布量を検出する（図９のｓ２）。その後、給水によって水位を上昇させて再びブラシレス電動機５１に給電して拌翼翼４を回転させ、そのときの負荷抵抗値に基づいて第２の湿潤布量を検出する（図９のｓ３）。このときの水位検出は、水位センサー１６から出力される水位検出信号を監視して行う。
【００６２】
第１の湿潤布量の検出結果と第２の湿潤布量検出結果の差に基づいて布質を検出し、洗濯および脱水モードでの条件を決めるために使用する。
【００６３】
この布量あるいは布質の検出において撹拌翼４を回転させるためにブラシレス電動機５１に給電するときの直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧は、この直流電圧発生回路２９ａの最低の出力電圧ｖ１（この実施の形態では１５５Ｖとした、図９のｔ１〜ｔ２）とした。このときのインバータ回路２９ｂへの直流出力電圧は、検出精度を高めるためには、低い方が有利である。
【００６４】
因に、これらの検出時の電動駆動装置６は、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを付勢して吸着子４７ｅを電磁吸引することにより、摺動子４７ｃをコイルばね４７ｄに逆らって引き上げて該摺動子４７ｃの噛み合い突起４７ｆを電動機の回転子４５の噛み合い凹凸部４５ｃ３から切り離し、吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸着し、係止突条４７ｅ１と係止溝４７ｂ１が係合するこにより外側回転軸系３５（洗濯槽兼脱水槽２）の回転を抑制するように係止する。この状態で、ブラシレス電動機５１の固定子コイル５２ｂに給電して回転子５４を回転させ、内側入力軸部３６ｇから遊星歯車３６ｉを介して減速した後に内側出力軸部３６ｃに伝達して撹拌翼４を回転させるようにする。
【００６５】
検出運転中および次の洗い工程まで（ｔ１〜ｔ２）図９（Ｍ）のように直流電圧発生回路２９ａの出力電圧は所定の電圧ｖ１に維持する。最低電圧ｖ１以上に維持することが良い。
【００６６】
ステップ８０２
検出した乾布布量に応じて洗濯水位を決定し、決定した洗濯水位まで給水を実行する。
【００６７】
ステップ８０３
布質および汚れの程度に応じた洗いモードを設定して洗い工程（図９のｔ２〜ｔ３）を実行する。洗いモードは、洗い強度（撹拌翼４や洗濯槽兼脱水槽２による撹拌強度であり、洗い水流の強さを意味する）と洗い時間を組み合わせて構成した多様な洗いモード制御プログラムとして用意しておき、前記布質検出結果と入力スイッチ群１４から入力される汚れの程度に基づいて自動的に、または入力スイッチ群１４からの指示入力に基づいて、その１つを選択して実行するようにする。このことは洗いの水流の強弱を入力することにもなる。
【００６８】
この実施の形態では、この洗い強度として、強洗い（大物洗い）Ａ，標準洗いＢ，中洗い（少負荷洗い）Ｃ，弱洗いＤに区分し、更に、この区分を汚れの程度に応じて汚れ多めおよび標準のための洗い強度（Ａ１〜Ｄ１）と汚れ少なめのための洗い強度（Ａ２〜Ｄ２）の２種類に分けた洗い強度（洗い水流）区分および更に微弱な微洗い強度（洗い水流）区分Ｅやドライマーク衣料や繊細な衣料を型崩れしないように洗うのに適した洗濯槽兼脱水槽２を正逆回転させる洗い強度（洗い水流）区分Ｆや布団のような大物を洗うのに適した洗濯槽兼脱水槽２を一方向に緩やかに回転させる洗い強度（洗い水流）区分Ｇを用意した。洗いの強弱により図９のコンデンサの電圧ｖ２を選択する。水流が強い場合は弱い場合に比べｖ２を高くする。また、破線で示すように、一旦ｖ１０と強くしその後ｖ１１と低くしても良い。このようにすれば水流の強さを弱めることができ、更に回転開始時のトルクを上げられる。
【００６９】
撹拌翼４を正逆回転させる洗い強度区分の運転では、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを付勢して摺動子４７ｃを引き上げて該摺動子４７ｃと回転子４５との噛み合いを解き、吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸着して係止突条４７ｅ１を係止溝４７ｂ１に係合させて外側入力軸部３５ｄを回り止めして洗濯槽兼脱水槽２を静止状態にし、回転子５４を正逆回転するように固定子コイル５２ｂに給電することにより、この回転を内側入力軸部３６ｇ，遊星歯車36ｉ，内側出力軸部３６ｃを介して撹拌翼４に伝達する。撹拌翼４の正転と逆転の間インバータからモータ５１への給電は一時的に停止するが、直流電圧発生回路２９ａの出力電圧はゼロに下げない。図９のｖ１以上に維持する。この実施例ではｔ２〜ｔ３はｔ１〜ｔ２の検出工程の結果に基づく設定値に維持する。こうすることで起動トルクを確保し易くなる。
【００７０】
洗濯槽兼脱水槽２を正逆回転させる洗い強度区分では、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを消勢して摺動子４７ｃをコイルばね４７ｄによって押し下げて該摺動子４７ｃの噛み合い突起４７ｆを回転子５４の噛み合い凹凸部５４ｄに嵌入して噛み合わせて該回転子５４と連結状態にし、回転子５４を正逆回転するように固定子コイル５２ｂに給電することにより、この回転を外側入力軸部３５ｄ，歯車ケース部３５ｅ，外側出力軸部３５ａを介して洗濯槽兼脱水槽２に伝達する。このときは、遊星歯車機構は減速機能を失うので、撹拌翼４は、洗濯槽兼脱水槽２と同期して一体的に回転する。この場合はコンデンサの電圧を、撹拌翼４を正逆回転させる洗い強度区分の運転より高くすることにより効率を向上できる。ブラシレス電動機５１への供給電圧を高くすることができ、ブラシレス電動機５１の回転速度が高くなっても電流を供給できる効果がある。洗濯槽兼脱水槽２の正転と逆転の間は３相インバータ回路２９ｂからブラシレス電動機５１への給電は一時的に停止するが、直流電圧発生回路２９ａの出力電圧はゼロに下げない。図９のｖ１以上に維持する。この実施例ではｔ２〜ｔ３はｔ１〜ｔ２の検出工程の結果に基づく設定値に維持する。こうすることで起動トルクを確保し易くなる。
【００７１】
そして、洗濯槽兼脱水槽２を一方向に連続回転させて行う洗い強度区分では、噛み合いクラッチ機構４７を噛み合わせた連結状態において、ブラシレス電動機５１を一方向に連続回転させるように固定子コイル５２ｂに給電する。この状態の直流電圧発生回路２９ａの出力電圧は、洗濯水の量に大きな違いがなければ、撹拌翼４の正逆転時より高くする。また洗濯槽兼脱水槽２を正逆回転させる洗い強度区分の運転時よりも高くする。
【００７２】
洗い強度（洗い水流）は、ブラシレス電動機５１の出力トルクと回転時限（給電のオン／オフ時間比）によって変化する。ブラシレス電動機５１の出力トルクの強弱（大小）は、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧の高低制御と３相インバータ回路２９ｂのＰＷＭ制御における正弦波電圧の電圧抑制（ピーク値）制御によって実現することができる。また、回転時限は、予め設定した制御プログラムによって制御することができる。
【００７３】
例えば、汚れ多めの強洗いＡ１では、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を２１０Ｖの一定値に設定し、３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給電（正弦波ＰＷＭ）および休止の正逆回転時限を１.４秒(正回転方向給電）／０.９秒（休止）／１.４秒（逆回転方向給電）／０.９秒(休止）…で繰り返すようにする。同様に、汚れ多めの標準洗いＢ１では、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を２３０Ｖの一定値に設定し、３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給電および休止を１.１秒（給電）／０.９秒（休止）で繰り返すようにする。また、汚れ多めの中洗いＣ１では、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を１９０Ｖの一定値に設定し、３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給電および休止を０.８秒(給電)／１.０秒（休止）で繰り返すようにする。また、汚れ多めの弱洗いＤ１では、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を１９０Ｖの一定値に設定し、３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給電および休止を０.５秒（給電）／０.７秒（休止）で繰り返すようにする。
【００７４】
これに対して、汚れ少なめの強洗いＡ２では、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を２１０Ｖに設定して３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給電を０.３ 秒間実行して大きな出力トルクで起動し、引き続いて直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を１８５Ｖに下げて１.１ 秒間の給電を実行して小さい出力トルクで回転を継続し、その後、１秒間休止する制御を正逆回転方向に繰り返すようにする。また、汚れ少なめの標準洗いＢ２では、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を２１０Ｖに設定して３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給電を０.３ 秒実行して大きな出力トルクで起動し、引き続いて３相インバータ回路２９ｂの正弦波ＰＷＭ制御に電圧制限PWM制御を付加することにより、ブラシレス電動機５１に供給する正弦波電圧のピーク値が１４０Ｖとなるようにした給電を１.５ 秒実行して小さい出力トルクでの回転を継続し、その後、１.０ 秒間休止する制御を正逆回転方向に繰り返すようにする。また、汚れ少なめ中洗いＣ２では、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を２１０Ｖに設定して３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給電を０.３秒実行して大きな出力トルクで起動し、引き続いて３相インバータ回路２９ｂの正弦波ＰＷＭ制御に電圧制限ＰＷＭ制御を付加することにより、ブラシレス電動機５１に供給する正弦波電圧のピーク値が１１５Ｖとなるようにした給電を１.５ 秒実行して小さい出力トルクでの回転を継続し、その後、１.０秒間休止する制御を正逆回転方向に繰り返すようにする。そして、汚れ少なめ弱洗いＤ２では、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を２１０Ｖに設定して３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給電を０.３ 秒実行して大きな出力トルクで起動し、引き続いて３相インバータ回路２９ｂの正弦波ＰＷＭ制御に電圧制限ＰＷＭ制御を付加することにより、ブラシレス電動機５１に供給する正弦波電圧のピーク値が９０Ｖとなるようにした給電を１.５秒実行して小さい出力トルクでの回転を継続し、その後、１.０ 秒間休止する制御を正逆回転方向に繰り返すようにする。
【００７５】
このようにブラシレス電動機５１への給電の途中で電圧を低下させる制御によれば、撹拌翼４を大きなトルクで確実に回転するように起動し、その後は洗濯物に作用する撹拌力を小さくして布傷みを軽減する効果が得られる。
【００７６】
また、微洗いＥでは、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を１９０Ｖの一定値に設定し、３相インバータ回路２９ｂによるブラシレス電動機５１への給電および休止を０.５秒（給電）／１.０秒（休止）で繰り返すようにする。
【００７７】
また、洗濯槽兼脱水槽２を正逆回転させる洗い強度区分Ｆでは、例えば、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を１５５Ｖに設定して３相インバータ回路２９ｂによる正弦波ＰＷＭ制御に電圧制限ＰＷＭ制御を付加することにより、ブラシレス電動機５１に供給する正弦波電圧のピーク値が８０Ｖとなるようにした給電を６秒実行して小さい出力トルクで緩やかな回転を継続し、その後、３.０ 秒休止する制御を正逆回転方向に繰り返す槽回転洗いＦ１と、４秒給電して３秒休止する槽回転洗いＦ２と、３秒給電して２秒休止する槽回転洗いＦ３を行うようにした。
【００７８】
また、洗濯槽兼脱水槽２を一方向に連続回転させて行う洗い強度区分Ｇでは、例えば、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を１５５Ｖに設定して３相インバータ回路２９ｂによる正弦波ＰＷＭ制御に電圧制限ＰＷＭ制御を付加することにより、ブラシレス電動機５１に供給する正弦波電圧のピーク値が３５Ｖとなるようにした給電を６秒実行して小さい出力トルクで緩やかな回転を継続し、その後、６.０秒休止する制御を一方向に繰り返す槽回転洗いを用意した。
【００７９】
そして、洗いモードは、汚れの程度と前述した洗い強度と洗い時間の組み合わせて各汚れの程度に対して各７段階に設定し、その１つを選択して実行するようにした。入力スイッチ群１４によって自動選択が指示入力されているときには、入力スイッチ群１４からの指示入力に従った設定または汚れ検出に基づいて設定された汚れの程度（汚れ多め，標準，少なめ）と布質検出結果に基づいて自動的に選択し、入力スイッチ群１４から手動選択が指示入力されているときには、その指示入力に基づいて手動選択するようにする。
【００８０】
第１の洗いモード群Ｍ１は、汚れ多めの洗濯物の洗いモード群であって、例えば、強洗いＡ１で１５分間洗う洗いモードＭ１１と、強洗いＡ１で１２分間洗う洗いモードＭ１２と、標準洗いＢ１で１２分間洗う洗いモードＭ１３と、標準洗いＢ１で１０分間洗う洗いモードＭ１４と、中洗いＣ１で８分間洗う洗いモードＭ１５と、弱洗いＤ１で６分間洗う洗いモードＭ１６と、微洗いＥで６分間洗う洗いモードＭ１７の７段階を用意した。
【００８１】
第２の洗いモード群Ｍ２は、標準汚れの洗濯物の洗いモード群であって、例えば、強洗いＡ１で１０分間洗う洗いモードＭ２１と、強洗いＡ１で６分間洗う洗いモードＭ２２と、標準洗いＢ１で６分間洗う洗いモードＭ２３と、標準洗いＢ１で５分間洗う洗いモードＭ２４と、中洗いＣ１で５分間洗う洗いモードＭ25と、弱洗いＤ１で４分間洗う洗いモードＭ２６と、微洗いＥで３分間洗う洗いモードＭ２７の７段階を用意した。
【００８２】
第３の洗いモード群Ｍ３は、複数の洗い強度を組み合わせて各洗いモードを構成した汚れ少なめの洗濯物の洗いモード群であって、例えば、強洗いＡ２で５分間洗い、その後、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗い、更に、標準洗いＢ２で４分間洗い、そして、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３１と、強洗いＡ２で４分間洗い、その後、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗い、更に、標準洗いＢ２で３分間洗い、そして、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３２と、標準洗いＢ２で４分間洗い、その後、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗い、更に、標準洗いＢ２で３分間洗い、そして、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３３と、中洗いＣ２で４分間洗い、その後、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗い、更に、標準洗いＢ２で３分間洗い、そして、槽回転洗いＦ２で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３４と、中洗いＣ２で４分間洗い、その後、槽回転洗いＦ１で１分３０秒間洗い、更に、標準洗いＢ２で２分間洗い、そして、槽回転洗いＦ１で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３５と、弱洗いＤ２で４分間洗い、その後、槽回転洗いＦ１で１分３０秒間洗い、更に、弱洗いＤ２で２分間洗い、そして、槽回転洗いＦ１で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３６と、弱洗いＤ２で２分間洗い、その後、槽回転洗いＦ１で１分３０秒間洗い、更に、弱洗いＤ２で１分間洗い、そして、槽回転洗いＦ１で１分３０秒間洗う洗いモードＭ３６の７段階を用意した。
【００８３】
これらの各洗いモードは、水道水のような冷水を使用する洗い工程における制御仕様であるので、風呂残り水のような温水を使用する洗い工程においては、比較的弱い洗い強度と短い洗い時間に変更することができる。
【００８４】
このような洗い工程は、主マイクロコンピュータ１７ａが布質検出結果または入力スイッチ群１４によって設定された洗いモードに応じて選択的に決定し、そのモード制御プログラムに従って、直流電圧発生回路２９ａと３相インバータ回路２９ｂと噛み合いクラッチ機構４７を制御することによって実行する。洗い工程での直流電圧発生回路２９ａからインバータ回路２９ｂへの供給電圧の一例は図９（Ｍ）に示す通りである。
【００８５】
ステップ８０４
濯ぎ工程を実行する（図９のｔ３〜ｔ１３）。この濯ぎ工程は、注水濯ぎ運転と溜め濯ぎ運転を組み合わせて実行するようにすると良い。また、濯ぎ効率を高めるために、排水時には短時間の弱い脱水（濯ぎ脱水）運転を組み合わせると良い。更に、濯ぎ中に洗濯槽兼脱水槽２を緩速回転させながら注水することにより、汚れた洗濯水の放出を促進させる注水濯ぎ運転を併用することも有効である。
【００８６】
この濯ぎ脱水運転は、布質と汚れの程度によって脱水力を変えるように制御する。例えば、汚れ多めと標準の洗濯物に対しては、洗濯槽兼脱水槽２の回転速度を９００rpm で脱水運転するようにするが、回転速度の立ち上げ方と運転時間（起動からの合計時間）を布質によって変えることができるようにする。具体的には、比較的緩やかに立ち上げるように４分間運転する第１の濯ぎ脱水モードと、比較的急速に立ち上げるように２分４０秒間運転する第２の濯ぎ脱水モードと、中速領域（２００〜３３０rpm ）を更に急峻に立ち上げるように２分３０秒間運転する第３の濯ぎ脱水モードと、中速領域を更に急峻に立ち上げるように２分２０秒間運転する第４の濯ぎ脱水モードと、低速領域（０〜１３０rpm ）と中速領域を比較的緩やかに立ち上げるようにして３分１０秒間運転する第５の濯ぎ脱水モードと、中速領域を緩やかにしてその他の領域を比較的急峻に立ち上げるように２分３０秒間運転する第６の濯ぎ脱水を用意した。
【００８７】
そして、汚れ少なめの洗濯物の濯ぎ脱水モードは、前述した洗濯槽兼脱水槽２の回転速度をやや低め（８００rpm 程度）に変更して構成するようにする。
【００８８】
これらの各濯ぎ脱水モードは、前記洗い工程における各洗いモードに連動させてその１つを選択して実行するようにする。
【００８９】
このような回転速度の立ち上げ特性の制御は、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧と３相インバータ回路２９ｂを主マイクロコンピュータ１７ａからの指示に従って補助マイクロコンピュータ２９ｈによって制御してブラシレス電動機５１の出力トルクを変えることによって実現する。補助マイクロコンピュータ２９ｈは、ブラシレス電動機５６１の高トルク出力を可能にするために比較的高めの一定電圧（２５０Ｖ以上、この実施の形態では２７０Ｖにした）を出力するように直流電圧発生回路２９ａを制御し、回転速度の立ち上がり特性が前述したような特性となるように３相インバータ回路２９ｂを回転速度フィートバック制御を行う。洗濯槽兼脱水槽２は、ブラシレス電動機５１の回転速度と同一回転速度となるように駆動されるので、ブラシレス電動機５１の回転速度を位置検出回路２９ｆから出力される回転位置信号に基づいて認識して該ブラシレス電動機５１の速度制御を行うことにより、洗濯槽兼脱水槽２の回転速度制御を実現することができる。脱水運転での直流電圧発生回路２９ａからインバータ回路２９ｂへの供給電圧は２００Ｖ以上の電圧を始めｔ４に与えることが望ましい。あるいは脱水運転時においては、前記コンデンサの電圧を電圧ｖ０より高い値に維持し、前記３相インバータ回路２９ｂの制御によってブラシレス電動機５１の回転速度の上昇特性を制御することが望ましい。ここで前記電圧ｖ０は、前記直流電圧発生回路２９ａがすすぎ工程（図９ｔ３〜ｔ１３）で直流電圧を出力している状態での最低のコンデンサ電圧をｖ１、前記すすぎ工程での最高のコンデンサ電圧をｖ２としたとき、ｖ０＝ｖ１＋（ｖ２−ｖ１）／２としてあらわされる。
【００９０】
ステップ８０５
すすぎ工程の後の脱水工程、すなわち最終脱水工程（ｔ１３〜ｔ１４）を実行する。この脱水工程は、前述した洗い工程および濯ぎ工程と同様に、布質と汚れの程度に応じて脱水力を変えるように制御する。すすぎの後の脱水は、洗濯物の皺の発生に大きく影響する。従って、皺の発生が可及的に少なくなるように脱水制御することが望ましい。脱水力は、洗濯槽兼脱水槽２の回転速度と運転時間によって決まる。皺の発生が少ない脱水運転を可能にするために、この実施の形態においては、布質に応じて選択的に実行可能な複数の脱水モードを用意した。
【００９１】
この実施の形態では、各脱水モードは、洗濯槽兼脱水槽２の回転速度を９００rpm に設定し、立ち上げ方と運転時間（起動からの合計時間）を変えて構成した。
【００９２】
この脱水モード(すすぎ工程の後の脱水モード）は、低速領域(０〜１３０rpm)を緩やかに立ち上げてその後は比較的急峻に立ち上げて９分間運転する第１の脱水モードと、同様に立ち上げて８分間運転する第２の脱水モードと、同様に立ち上げて７分間運転する第３の脱水モードと、低速領域（０〜１３０rpm ）を比較的急峻に立ち上げて６分間運転する第４の脱水モードと、同様に立ち上げて５分間運転する第５の脱水モードと、同様に立ち上げて４分間運転する第６の脱水モードと、同様に立ち上げて３分間運転する第７の脱水モードを用意した。
【００９３】
この脱水モードにおける回転速度制御も、前述した濯ぎ脱水工程における回転速度制御と同様に、ブラシレス電動機５６１の高トルク出力を可能にするために比較的高めの一定電圧（２５０Ｖ以上、この実施の形態では２７０Ｖにした）を出力するように直流電圧発生回路２９ａを制御し、回転速度の立ち上がり特性が前述したような特性となるように３相インバータ回路２９ｂを回転速度フィートバック制御を行う。
【００９４】
主マイクロコンピュータ１７ａは、これらの各ステップにおいて、設定状態および工程進行状態を表示素子群１５を制御して表示し、異常が発生したときや洗濯終了時には、ブザーを鳴動させて報知するようにする。
【００９５】
比較的小型のブラシレス電動機５１によって前述したような各種の最適な回転速度特性を得るために、比較的強い回転駆動力や高回転速度を必要とするときには、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧（コンデンサＣの端子電圧）を上昇させて比較的高い電圧の一定値に維持し、比較的弱い回転駆動力や低回転速度を必要とするときには、直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧を比較的低い一定値に維持した状態で３相インバータ回路２９ｂによって電圧抑制ＰＷＭ制御を実行するようにした。脱水運転ではインバータ回路２９ｂへ直流電圧発生回路29ａから供給する電圧つまり図１９（Ｍ）の電圧Ｖ６を起動時に２００Ｖ以上にすることが望ましい。あるいは脱水工程での脱水運転時においては、前記コンデンサの電圧を電圧ｖ０より高い値に維持し、前記インバータ回路の制御によってブラシレス電動機の回転速度の上昇特性を制御することが望ましい。ここで前記電圧ｖ０は、前記直流電圧発生回路がすすぎ工程あるいは脱水工程(図９ｔ３〜ｔ14)で直流電圧を出力している状態での最低のコンデンサ電圧をｖ１、前記すすぎ工程での最高のコンデンサ電圧をｖ２としたとき、ｖ０＝ｖ１＋（ｖ２−ｖ１）／２としてあらわされる。
【００９６】
図９は、このような運転制御のために好都合な直流電圧発生回路２９ａの直流出力電圧（コンデンサｃの端子電圧）の制御特性の概略を示している。図でｔ１は洗濯機の電源スイッチの投入時である。この時点から直流電圧発生回路２９ａは所定の直流電圧の供給を開始する。またｔ１５で電源が切られるまで直流電圧発生回路２９ａは所定の直流電圧の供給を維持する。このようにすることでそれぞれの運転での起動をスムーズにできる。また直流電圧発生回路２９ａの出力を他の操作機器や駆動機器への供給を可能にし、また制御装置への供給を可能にする。
【００９７】
布量あるいは布質を検出するために撹拌翼４を回転駆動するとき(ｔ１〜ｔ２)のコンデンサ電圧は、直流電圧発生回路２９ａの電圧制御範囲の最低電圧ｖ１（この実施の形態では１５５Ｖに設定した）にして一定値に維持する。そして、撹拌翼４を比較的低い回転速度ｎ１での回転駆動を３回（乾布布量検出ｓ１，第１の湿潤布量検出ｓ２，第２の湿潤布量検出）行う。
【００９８】
洗い工程（ｔ２〜ｔ３）においては、コンデンサ電圧を比較的高めの電圧ｖ２に昇圧して一定値に維持する。この洗い工程での撹拌翼４の回転速度ｎ２は、検出運転のときよりも高めとなる。そして、布質や汚れの程度に応じて多様に変化させるために、必要に応じて、ｖ１０，ｖ１１のように変化させる。この実施の形態では、１８５Ｖ〜２３０Ｖに設定した。このように高い電圧を使用することにより、多様な撹拌強度の駆動制御が容易になる。
【００９９】
濯ぎ工程においては、排水時（ｔ３〜ｔ４）には、コンデンサ電圧を最低電圧ｖ１に戻し、洗濯槽兼脱水槽２を回転駆動して洗濯水を脱水するとき（ｔ４〜ｔ５）に、最高電圧ｖ３に昇圧して一定値に維持する。このときには、洗濯槽兼脱水槽２を高回転速度ｎ３で駆動する。洗濯槽兼脱水槽２を円滑に加速制御するために、必要に応じて、中電圧ｖ１２を経て段階的に昇圧するようにしても良い。この実施の形態では、最高電圧ｖ３を２７０Ｖに設定した。このような高電圧は、慣性負荷の大きい洗濯槽兼脱水槽２を駆動制御するために好適である。
【０１００】
その後、洗濯槽兼脱水槽２を回転させながら注水濯ぎを行うとき(ｔ６〜ｔ７)には、コンデンサ電圧を最高値ｖ４の一定値に維持し、３相インバータ回路29ｂによって洗濯槽兼脱水槽２と撹拌翼４を緩速回転（ｎ４）させる制御を行う。
【０１０１】
撹拌翼４を緩速回転（ｎ５，ｎ６）させて濯ぎを行うとき（ｔ８〜ｔ１０）には、コンデンサ電圧を最低電圧ｖ１に戻し、必要に応じて、高めの電圧ｖ１３に昇圧する。
【０１０２】
次の脱水（ｔ１１〜ｔ１２）においては、撹拌翼４および洗濯槽兼脱水槽２を高速回転（ｎ７）させるために、電圧を最高値ｖ５まで昇圧する。
【０１０３】
ｔ１２〜ｔ１３の間では、前述したような制御をＮ回繰り返す。
【０１０４】
すすぎ工程の後の脱水工程すなわち最終脱水工程（ｔ１３〜ｔ１４）では、撹拌翼４および洗濯槽兼脱水槽２を高速回転（ｎ８）させるために、電圧を最高値ｖ６まで昇圧する。
【０１０５】
そして、最終脱水工程終了後（ｔ１５）に直流電圧発生回路２９ａは、直流電圧出力を停止する。
【０１０６】
上述した実施の形態では、駆動電動機としてブラシレス電動機を使用したがその他の方式の電動機を使用することも可能である。また、３相インバータ回路は、その他のインバータ回路に変更することも可能である。
【０１０７】
以上のようにこの実施の形態では、電動駆動装置におけるインバータ駆動の電動機に対して商用交流電圧を整流および昇圧して給電するようにしたので、電動機の出力特性を効果的に活用することにより小型の電動機によって効率良い洗濯あるいは脱水工程を実現することができる。
【０１０８】
従って、洗濯物の量，質，汚れの形態等に応じて木目細かな洗濯および脱水工程を実現することができ、多様な洗濯および脱水運転を可能にした電気洗濯機を提供することができる。
【０１０９】
第１の制御装置１７は、主マイクロコンピュータ１７ａを中心にして構成し、給水電磁弁２１と排水電磁弁２３と噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル47ａへの給電を制御する半導体交流スイッチング素子１７ｄと整流ブリッジ回路17ｅ及び直流電圧（又は電流、以下同様）変換回路１７ｆで構成した駆動回路１７ｂ〜１７ｆと、高周波ノイズが商用電源回路に漏出するのを防止するラインフィルター１７ｇを備える。又、噛み合いクラッチ機構４７は動作開始時、電磁コイル４７ａへの通電初期は大きな吸引の電磁力を必要とするため、大きな電圧（又は電流）を供給するが一定時間経過し、噛み合いクラッチ機構が固定保持状態になった後は、電磁コイル４７ａの消費電力及び温度上昇を押さえるため、必要最低な電圧（又は電流）を供給するように主マイクロコンピュータが１７ａが半導体交流スイッチング素子１７ｄと直流電圧（電流）変換回路１７ｆに指令を与える。
【０１１０】
即ち、初期通電時は主マイクロコンピュータ１７ａからポート１７ａ１，１７ａ２を通じて制御信号▲１▼を出力し、半導体交流スイッチング素子１７ｄを導通状態とし、直流電圧（電流）変換回路１７ｆは電磁コイル４７ａへ大きな電圧（又は電流）を供給する。次に一定時間経過後、噛み合いクラッチ機構４７が固定保持状態になると主マイクロコンピュータ１７ａはポート１７ａ１，１７ａ２を通じて制御信号▲２▼を出力し、半導体交流スイッチング素子１７ｄを導通状態、直流電圧（電流）変換回路１７ｆからクラッチ機構４７の状態の保持に必要最低限の小さな電圧（電流）を電磁コイル４７ａに供給し、クラッチ機構４７は状態を保持する。さらに洗濯機の運転工程が洗いやすすぎの攪拌翼４を回転させる攪拌工程から洗濯槽兼脱水槽２を回転させる脱水工程に移行する時は主マイクロコンピュータ１７ａからポート１７ａ２を通じて制御信号▲３▼を出力し、半導体交流スイッチング素子１７ｄを非導通状態とし、直流電圧（電流）変換回路電磁コイル４７ａに対し、電圧（電流）が供給されず、吸引の電磁力が発生しないため、コイルばね４７ｄの押し下げ弾性力により、噛み合いクラッチ機構４７は摺動子４７ｃが回転子５４の噛み合い凹凸部５４ｄに係合するように押し下げられる。
【０１１１】
この実施例では電磁コイル４７ａへ印加する電圧又は電流変換回路は直流電圧（電流）変換回路１７ｆにより説明したが、交流電圧（電流）変換回路にて代替してもよい。
【０１１２】
又、クラッチ機構４７の電磁コイル４７ａへの通電方法を通電初期に大きな電圧（又は電流）を供給し、一定時間後、クラッチ機構４７が摺動子４７ｃと電磁鉄心４７ｂとの吸着状態の保持に必要な最低限の小さな電圧（又は電流）を印加する方式としたことにより、省エネルギーを図ると共に電磁コイル４７ａへの余分な電力消費を省き、温度上昇を最低限に押え込めるため、信頼性の高いクラッチ機構とすることができる。
【０１１３】
【発明の効果】
本発明によれば、モータに対して商用交流電圧を整流および昇圧して給電するようにしたので、モータの出力特性を効果的に活用することにより小型の電動機によって効率の良い洗濯あるいは脱水工程を実現することができ、よって効率の良い電気洗濯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である全自動電気洗濯機の基本構成の概略を示す縦断側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態である全自動電気洗濯機の具体的な構成を示す縦断側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態である全自動電気洗濯機における電動駆動装置の内部構成を示す縦断側面図である。
【図４】図３に示した電動駆動装置における一部を拡大した側面図であり、洗濯槽兼脱水槽を静止させて撹拌翼を回転駆動する状態を示している。
【図５】図３に示した電動駆動装置における一部を拡大した側面図であり、洗濯槽兼脱水槽と撹拌翼を回転駆動する状態を示している。
【図６】本発明の一実施の形態である全自動電気洗濯機における電気回路ブロック図である。
【図７】正弦波ＰＷＭ制御によるＶ／Ｆ一定制御の波形図である。
【図８】全自動電気洗濯機の主マイクロコンピュータが実行するにおける洗い，濯ぎ，脱水工程の基本的な制御処理のフローチャートである。
【図９】本発明の一実施の形態の全自動電気洗濯機における運転制御のために好都合な直流電圧生成回路の直流出力電圧（コンデンサの端子電圧）の基本的な制御特性図である。
【符号の説明】
１４…入力スイッチ群、１７…第１の制御装置、１７ａ…主マイクロコンピュータ、２１…給水電磁弁、２３…排水電磁弁、２９…第２の制御装置、２９ａ…直流電圧発生回路、２９ｂ…３相インバータ回路、２９ｈ…補助マイクロコンピュータ、４７…噛み合いクラッチ機構、５１…ブラシレス電動機。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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