JPH0817868B2

JPH0817868B2 - 洗濯機の水流制御装置

Info

Publication number: JPH0817868B2
Application number: JP62070746A
Authority: JP
Inventors: 悟松本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPS63238900A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、誘導電動機より成る洗い用モータによって
洗濯水流を生成するようにした洗濯機の水流制御装置に
関する。

（従来の技術）洗濯機においては、洗濯水流生成用の攪拌体の回転速
度に対応した所謂布回り速度（洗濯水流による洗濯物の
攪拌速度）を、負荷量の大小に拘らず略一定となるよう
に制御することが、洗い効率の向上及び布傷みの抑制を
図る上で望ましいとされている。この場合、上記のよう
な要望を満たすために、例えば負荷量の大小に応じて洗
い用モータの強弱運転を手動選択する構成としたので
は、その選択操作が非常に面倒になるものであり、近年
の操作自動化並びに高付加価値化等のニーズに応えられ
ないという問題点がある。このため、従来では、洗い用
モータに一般的に使用される誘導電動機の特性を利用し
て負荷量を検出する構成とし、その検出結果に基づい
て、洗い用モータの強弱運転を自動制御するようにした
洗濯機の水流制御装置が考えられている。

具体的には、上記水流制御装置は次に述べるように構
成される。即ち、誘導電動機にあっては、その回転速度
が最大トルク発生点を越えた状態では、入力電圧及び巻
線電流間の位相差と、負荷量（ひいては負荷量の大小に
応じて変化する回転速度）との間に一定の相関関係を有
するものであり、このような位相差に基づいて洗濯物の
負荷量を検出する手段を設ける。そして、上記のように
検出された負荷量の大小に応じて、洗い用モータの正逆
回転デューティ比を例えば３段階に切換えるモータ制御
手段を設ける。この場合、モータ制御手段は、一定時間
に設定された洗い用モータの正逆回転の各周期における
洗い用モータの正回転時間及び逆回転時間を、長短３段
階に切換える構成のものであり、このような切換に応じ
て洗い用モータの強弱運転が３段階に切換えられるよう
になっている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来構成では、洗い用モータの強
弱運転切換が段階的に行なわれるのに対して、負荷量は
連続的に変化するものであるため、負荷量の如何によっ
ては、布回り速度が必ずしも一定化するとは限らず、従
って、洗い効率の向上並びに布傷みの抑制効果が十分に
発揮されているとは言えないものであった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、洗い時における布回りの速度を負荷量の大小に
拘らずに常に一定に保持することができ、以て洗い効率
の向上を実現できると共に、布傷みの発生を効果的に抑
制し得る洗濯機の水流制御装置を提供するにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、誘導電動機より成る洗い用モータの駆動時
に、その入力電圧と巻線電流との位相差を検出する位相
差検出手段を設けると共に、上記位相差検出手段による
検出位相差と予め設定された基準位相差とを比較する位
相差比較手段、並びにこの位相差比較手段による比較出
力に基づいて前記検出位相差が前記基準位相差と等しく
なるように前記洗い用モータの入力電圧を制御する電圧
制御手段を設ける構成としたものである。

（作用）誘導電動機より成る洗い用モータにあっては、その回
転速度が最大トルク発生点を越えた状態では、入力電圧
及び巻線電流間の位相差と、負荷量（洗濯物の量）の大
小に応じて変化する回転速度との間に一定の相関関係が
ある。従って、位相差検出手段により検出される位相差
は、洗い用モータの回転速度ひいては布回り速度に対応
したものとなる。一方、位相差比較手段は、位相差検出
手段による検出位相差と予め設定された基準位相差とを
比較するようになり、また、電圧制御手段は、上記位相
差比較手段による比較出力に基づいて前記検出位相差が
前記基準位相差と等しくなるように洗い用モータの入力
電圧を制御するものであるが、このような電圧制御が行
なわれることにより、洗い用モータのトルクが変化し
て、その回転速度が負荷量の大小に応じた割合いで変化
するようになる。そして、洗い用モータは、最終的に前
記基準位相差に応じた一定の回転速度で回転されるよう
になり、これに応じて布回り速度も一定化される。

（実施例）第１図において、１は例えばコンデンサ形単相誘導電
動機より成る洗い用モータで、これは主巻線2,補助巻線
３及び進相用コンデンサ４を有し、その回転に応じて洗
濯水流生成用の攪拌体（図示せず）を回転させるように
構成されている。また、この洗い用モータ１は、交流電
源５（例えば出力電圧100V）からトライアック６を介し
て通電されたときに正回転され、且つトライアック７を
介して通電されたときに逆回転されるようになってい
る。８は位相差検出手段で、これは変流器9,位相比較回
路10及び平均値化回路11によって構成されている。上記
変流器９は補助巻線３に流れる電流を検出するように設
けられ、また、位相比較回路10は、洗い用モータ１の駆
動時において、その入力電圧（交流電源５の出力電圧）
と、変流器９が検出した巻線電流の各位相を比較し、そ
の位相差θｍを示す信号を出力する。また、平均値化回
路11は、上記位相比較回路10からの信号により示される
位相差θｍを平均化した信号を出力する。

さて、12は電圧制御手段で、これは位相差比較手段と
しての位相差比較回路13,基準値設定部14及び制御回路1
5より成る。上記位相差比較回路13は、位相差検出手段
８による検出位相差θｍと基準値設定部14に予め記憶さ
れた基準位相差θｏとを比較し、その比較出力を制御回
路15に与える。この制御回路15は、マイクロコンピュー
タを含んで構成されたもので、図示しない操作部からの
指令信号，前記位相差比較回路13の比較出力及び予め記
憶したプログラムに基づいてトライアック6,7のオンオ
フ制御を行ない、以て洗い用モータ１による洗濯運転を
実行するように構成されている。特に、上記制御回路15
は、トライアック6,7のオン時にその導通角制御を行な
うことにより、洗い用モータ１の入力電圧の制御も併せ
て実行するようになっている。

ここで、誘導電動機より成る洗い用モータ１のトルク
−回転速度特性は、第３図に示すように入力電圧Vinの
高低に応じて変化するものであり（図中に示した特性曲
線16a,16b,16cの各入力電圧Vin＝Va,Vb,VcはVa＞Vb＞Vc
の関係にある）、洗い用モータのトルクは、同一回転速
度であれば入力電圧Vinが低くなるほど小さくなる。ま
た、第４図には、洗い用モータ１の回転速度が第３図の
各特性曲線16a,16b,16cに示された最大トルク発生点Ta,
Tb,Tcを越えた領域での、回転速度−トルク特性曲線の
前記位相差θｍ特性曲線との関係が示されている。この
第４図から理解できるように、上記領域では位相差θｍ
と洗い用モータ１の回転速度との間に所定の相関関係が
存するものであり、従って、位相差検出手段８による検
出位相差θｍによって洗い用モータ１の回転速度（ひい
ては布回り速度）を知ることができる。尚、第４図にお
いて、17a,17bは洗い用モータ１の負荷曲線で、17aは定
格負荷時に対応し、17bは負荷が水だけの状態時に対応
する。

しかして、第２図には前記制御回路15による制御内容
の要部が示されており、以下これについて説明する。即
ち、図示しない操作部により洗い時間Twが設定されたと
きに、その設定洗い時間Twを読み込み（ステップａ）、
この状態で上記操作部から運転開始指令信号が与えられ
たときにトライアック６を導通角100％でオンさせ、以
て洗い用モータ１ひいては攪拌体を正回転させて洗濯運
転を開始する（ステップb,c）。従って、洗濯運転開始
時には洗い用モータ１の入力電圧Vinが100％電圧（100
V）となり、その洗い用モータ１のトルクが比較的大き
くなる。また、上記のように洗濯運転を開始させたとき
には、内部カウンタのカウント値Ｎを零にセットし（ス
テップｄ）、この後に上記カウント値Ｎを１カウント分
だけインクリメントする（ステップｅ）。次いで、位相
差検出回路13の出力を読み込むと共に、その読み込み結
果がθｍ＞θｏの状態を示していた場合、換言すれば、
位相差検出手段８が検出した位相差θｍにより示される
洗い用モータ１の回転速度が、基準設定部14に設定され
た基準位相差θｏにより示される基準回転速度より大き
い場合には、「電圧変更」ステップｈを実行する（ステ
ップf,g）。この「電圧変更」ステップｈでは、前記カ
ウント値Ｎに基づいて、洗い用モータ１の入力電圧Vin
が（100−Ｎ）Ｖとなるようにトライアック６の導通角
を制御するものであり、従って、このような入力電圧Vi
nの低下に伴って洗い用モータ１のトルクが低下するた
め、その回転速度が負荷量の大小に応じた割合いで低下
するようになる。

そして、この後には、θｍ＝θｏの関係となるまでの
間（判断ステップｇで「NO」と判断されるまでの間）ス
テップｅ〜ｈを実行するループを形成し、θｍ＝θｏと
なったときに洗濯制御ルーチンｉへ移行する。要する
に、洗い用モータ１の入力電圧Vinは、その洗い用モー
タ１の回転速度が基準位相差θｏに対応した基準回転速
度（第４図にυｏで示した）と等しくなるまでの間徐々
に低下されるものであり、最終的に例えば第３図に示す
トルク特性曲線16bに対応した電圧Vbとなる。そして、
上記洗濯制御ルーチンｉでは、トライアック6,7の制御
により洗い用モータを所定周期で正逆回転させるという
洗濯運転を実行するものであり、このときにおける洗い
用モータ１の入力電圧Vinは、前記トルク特性曲線16bに
対応した電圧Vbとなるように制御される。そして、この
ルーチンｉは、次の判断ステップｊで「YES」と判断さ
れるまでの間、つまり前記ステップａで読込んだ洗い時
間Twが経過するまでの間続行されるものであり、その洗
い時間Twが経過したときには洗濯運転を終了する。尚、
第３図にはθｍ＝θｏ時の負荷曲線16cを示した。

この結果、洗濯運転時には、布回り速度に対応した洗
い用モータ１の回転速度が、負荷量の如何に拘らず基準
位相差θｏに対応した基準回転速度に保持されるように
なり、以て洗い効率が向上するようになると共に、布傷
みの発生が抑制されるようになる。

特に、本実施例によれば、上述のような制御のために
必要となる攪拌体の回転速度ひいては布回りの速度の検
出を、洗い用モータ１の入力電圧と巻線電流との位相差
θｍに基づいて行う構成であるから、その布回り速度の
検出のために、洗濯水貯留用の洗濯槽に対し特別な加工
を施してセンサ類を設けるなどの構成が不要となり、従
って、洗濯機の機械的構造が複雑化する虞がないという
利点が得られる。

尚、第２図では、洗い用モータ１の入力電圧Vinが決
定されるまでの間は、その洗い用モータ１が正回転され
る制御内容となっているが、洗い用モータ１を正逆回転
させる洗濯運転を行ないながら上記入力電圧Vinの決定
動作を実行するようにしても良い。

また、上記実施例において、基準値設定部14に設定さ
れる基準位相差θｏは、例えば標準的な洗濯水流に合わ
せた固定的な値が採用されるものであるが、ウール製の
衣類等のように比較的弱い洗濯水流での洗濯が好ましい
ものが存在することを考慮して、上記基準位相差θｏひ
いては目標となる洗いモータ１の回転速度を調節できる
構成としても良い。

［発明の効果］本発明によれば以上の説明によって明らかなように、
誘導電動機より成る洗い用モータによって洗濯水流生成
用の攪拌体を回転させるようにした洗濯機の水流制御装
置において、洗い時における攪拌体の回転速度、ひいて
は布回り速度を、負荷量の大小に拘らずに常に一定に保
持することができ、以て洗い効率の向上並びに洗い時に
おける布傷みの抑制を確実に図り得ると共に、機械的構
造の複雑化を来たす虞がなくなるという優れた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を説明するためのもので、第１
図は結線図、第２図は電圧制御手段の制御内容を示すフ
ローチャート、第３図は洗い用モータのトルクと回転速
度との関係を示す特性図、第４図は洗い用モータの回転
速度とトルク及び位相差との各関係を示す特性図であ
る。図中、１は洗い用モータ、５は交流電源、6,7はトライ
アック、８は位相差検出手段、12は電圧制御手段、13は
位相差比較回路（位相差比較手段）、14は基準値設定
部、15は制御回路を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘導電動機より成る洗い用モータによって
洗濯水流生成用の攪拌体を回転させるようにした洗濯機
において、前記洗い用モータの駆動時にその入力電圧と巻線電流と
の位相差を検出する位相差検出手段と、この位相差検出手段による検出位相差と予め設定された
基準位相差とを比較する位相差比較手段と、この位相差比較手段による比較出力に基づいて前記検出
位相差が前記基準位相差と等しくなるように前記洗い用
モータの入力電圧を制御する電圧制御手段とを備えたこ
とを特徴とする洗濯機の水流制御装置。