JPS59207198A - 洗濯機の洗濯物量検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、撹拌層等の撹拌部材に洗濯物が接離すること
によって発生づ−る撹拌部材の瞬時負荷変動にもとづき
、洗濯物量の検′知を行むう洗′ａ機の洗濯物検知装賀
に関づ−る。

〈従来例の構成とその問題点〉 従来、洗濯物量を検知するために、モータの電流、位相
差を検出する方法、若しくは撹拌体またはモータの回転
数を検出する方法が用いられてきた。これらの方法は、
負荷が大きくなることによって、モータ電流が増加する
こと、モータ巻線各部の電圧・電流の位相差が変化する
こと、モータの回転数が減少することなどを利用したも
のであった。これら従来の方法による問題点を添付の図
面第１図乃至第３図を参照して述べる。

第１図は洗濯物量とモータ電流との関係を示したグラフ
である。曲線ａは″し一夕渇度が２５℃、曲線１）はモ
ータ温度が７０℃の時のモータ電流値を示す。洗ｍ１物
量が増えることによってモータ電流が増加するかは、モ
ータ電流全体から見れば僅かであり、しかもモータの温
度、電源電圧、モータ間の特性のバラツキ等によっても
電流値は同じ程度変化する。従ってモータの電流４Ｍそ
のものを湿度補償等して用いても精度のよい洗濯動員検
知は不可ａれてあつＩＣｏこのことは位相差や回転数の
値を検知する方式でも同様である。そこで、洗濯物量を
正確に検知でき且つ安価な装置の開発が望まれていた。

上述した問題を解決づ−るために、モータの電流値の瞬
時変動を検出する方式と、モータあるいは撹拌部材の回
転数の瞬時変動を検出する方式とが提案された。

先ずモータに流れる電流値の瞬時変動によって洗）Ｗ物
量を検出する原理について述べる。第２図はモータ電流
値の時間変化を示したグラフである。

横軸は時間を、縦軸はモータ電流を示す。Ｃは洗濯槽内
に洗Ｗｒ物がなく、水のみを負荷としＩｃ場合の電流値
を示した曲線、（１は洗７Ｗ物員を１１四とした場合の
電流値を示した曲線、ｅは洗濯物量を２腕とし！、：場
合の電流値を示した曲線である。第２図より明らかなよ
うに、モータ電流の瞬時変動の振幅は、洗濯物量が増加
するに従って増大している。従って、この瞬時窓Ｏ）の
積分値、ピーク値、その他標準Ｂ差を求めるなどの統計
処理による値から洗）ｒ動用を判定することができる。

第３図は、洗濯機の通常の使用状態において交流誘導モ
ータに流れる電流が電源電圧の変動によってどのように
変動するかを示したグラフである。

横軸は電源電圧（Ｖ）、縦軸は、負荷トルクが増加した
ときにモータ電流が負荷トルク１ｋｇ−ｃｍ当りどのく
らい増加（Ａ／ｋｑ−ｃｍ）するかを示寸。

１ａは電源周波数が６０Ｈｚで負荷トルクが洗濯物単に
してＯ〜２１（９相当の場合、２ａ、　３ａは電源周波
数が５０Ｈｚで負荷トルクがそれぞれ洗濯物量にして１
．５ｋ（１，０１（ｑ相当の場合のときの電流増加率を
示した曲線である。電源周波数が６０１−１２の場合、
洗濯物量がＯ〜２１（ｇの範囲内では電流の増加率はほ
ぼ一定である。第３図より、電源周波数の違いによって
モータ電流の増加率に差があり、特に電源周波数が５０
Ｈ２の場合には電源電圧高くなるとモータ電流の増加率
が大幅に低下することが判る。

従って、モータ電流の変動量によって洗濯物単を判定す
るには、電源周波数及び電源電圧の情報を取り込んでこ
の情報に応じた補正が必要となり、回路が複４１化して
ロス１〜アツプが否めなかった。

またモータの回転数の瞬時変動を検出する方式では、モ
ータの通常の回転数の平均値に化べて１１荷トルクの増
加によるモータの回転数の減少が少（７いので、負荷ト
ルクの変動による回転数の減少率がモータ電流の増加率
に比べて小さい（後出の表参照）。したがって、モータ
の回転数によって洗ＩＷ物量を推定するには回転数の検
出精度を高くしなければならないので、コメ１−高にな
ってしまうという問題があった。

〈発明の目的〉 本発明は上述の欠点に鑑み、を−タの］ア及び巻線の温
度や電源電圧等の外乱の影響を受【プず、高１７Ｊ１度
で月つ安価な洗濯物ｈ１の検知装置を１１？供りること
を目的とづ゛る。

」ニ）ホの問題点を解決するために、本発明においては
、モータが消費する電力の瞬時変動を検知してこの瞬時
変動の大ぎさを統計処理覆ることにより洗濯物量を判定
づ゛る。

〈実施例の説明〉 以下本発明を、添付の図面に示した好ましい実施例に基
づいて詳述する。

第４図は、モータの負荷トルクの増加によってモータの
消費電力がどれだけ増加するかを増加率で示しにグラフ
である。横軸は電源電圧（Ｖ）、縦軸は負荷トルクが増
加したときのモータ消費電力の増加率（Ｗ／ｋｇ−ｃｍ
）である。

１Ｗは電源周波数がＧＯ）（ｚで負荷トルクが洗濯物単
にしてＯ〜２１（９相当の場合、２ｗ、　３ｗは電源周
波数が５０１−１ｚで、負荷トルクがそれぞれ洗濯物量
にして　１．５ｋ（１，０１（ｇ相当の場合のモータ消
￥！ｒ電力の負荷トルクに対する変動率を示した曲線で
ある。

第４図より、同一負荷トルクの下ではモータの消費電力
は電源電圧の影響をほとんど受けないことが判る。但し
、電源周波数が５０１−１ｚの場合には電源電圧による
影響が９０Ｖ近傍でいくらか生じているが、通常の使用
において問題となることはぽとんどない。また、第４図
に示したグラフはモータの渇１αが５（）℃の場合であ
るが、モータの温度変化による影響はあまり見られなか
った。

下掲の表は、電源周波数６０Ｈ７，電源電圧１００Ｖに
おいて、モータが洗濯槽内の水負荷を受けているときの
測定１１１■と、更に負荷１〜ルクを１ｋｇ−ＣＩＩｌ
（＝ｌ加したときの各測定値の変動（イ）及び変動率と
を示したものである。

表 前掲の表の右側縦欄から明らかなＪ：うに、回転数の変
動率に比べて電流の変動率と消費電力の変動率の方がは
るかに大きいので、回転数の変動率Ｊ：りも電流及び電
力の変動率の方がより高精度に検知できる。しかしなが
ら、モータ電流は、前述した通り電圧変動の影響を受は
易いので、電圧変動による誤差が問題となる。

そこで本発明は、負荷トルクに対する変動率が高くしか
も電圧変動による影響の小さいモータの消費電力の変動
を検知してこの変動値を基に洗濯物量を判定することに
した。以下、好ましい一実施例を示した添付の図面第５
図及び第６図に従って本発明を詳述りる。

第５図は本発明に係る検知装置のブロック図、第６図は
第５図の所定のブロックの出力波形を示したグラフであ
る。第５図中６はモータの消費電力を検出する回路で、
例えばモータ印加電圧検出回路及びモータ電流検出回路
と、これらの検出回路によって検出された電圧及び電流
値を掛は算する量線回路とから成る。第６図の曲線１３
はモータ消費電力検出回路６の出力信号であるモータの
瞬時電力の波形を現わす。７はモータ消費電力検出回路
６の出力信号を入力とし、この出力信号のうち商用電源
周波数以上の成分と直流成分とを除いて、モータ消費電
力の瞬時的な変動分だ＆づを通すバンドパスフィルタで
ある。第６図の曲線１４はバンドパスフィルタ７の出力
波形を現わす。８はバンドパスフィルタ７の出力信号を
入力とし、この信号を整流り”る整流回路である。本実
施例では増幅及び仝波整流機能を有する整流回路を使用
しであるが、増幅しなくてもにいし、Ｊ、たブロックの
どの段で増幅してもよい。整流も全波整流することが好
ましいが、半波整流でもよい。第６図の曲線１５は整流
回路８の出ツノ波形を現わす。９は電源周波数指示部材
で、これは前述の第４図に関連した説明で明らかにした
が、電源周波数の違いにＪ：る電力変動率の差を補正覆
るために、整流回路８における信号増幅率を自動的に切
り換えるためのものである。口本田内においでの商用電
力周波数は５０ＨＺ及び６０Ｈ７の二種類しかなく、ま
た経時的な周波数変動は僅かなので、周波数指示部刊９
は５０Ｈ２、６０１−１ｚのみを示す手動式であっても
操作性を何ら損うことはない、１０は整流回路８の出ノ
ｊ信号を積分する積分回路である。整流回路８から出力
された瞬時変動電力信号は、第６図の゛曲線１５からも
明らかな通りランダムに変動している。

このランダムに変動する曲線１５で現わされた瞬時変動
ミノ〕の所定時間当たりの総量をとるために、この曲線
１５を積分回路１０によって一定時間積分する。１１は
この積分回路１０を一定時間作動させるための時限回路
である。第６図の折曲線１６は、この時限回路１１の出
力信号であるリセット信号を現わす。モータ起動時には
突入電流が発生し、またこのモータ起動時にはまだ洗濯
物が洗濯槽内に平均的に振り分しプられていないので正
確な洗濯物■１を知ることができない。そこで突入電流
発生期間は時限回路１１にリセット信号を出力さじで積
分回路１０の作動を停止させておく。そして、突入電流
がなくなり且つ洗濯物が平均的に振り分けられてから時
限回路１１に一定時間ごとにリセット信号を発生さぽて
積分回路１０に一定時間の積分動作を行なわせる。第６
図の１７はこのときの積分回路１０の出力波形を現わし
た曲線である。積分回路１０の出ツノ波形の高さは、積
分時間が一定の場合には洗濯物ｆｌ）か多い稈高くなる
。１２はこの積分回路１０の出力波形の波高を統計処理
して洗濯物外を推定するだめの判定回路である。この判
定回路１２に電源周波数指示部材９の電源周波数情報を
与えて換算率を補止させてもよく、更に洗濯槽内の水量
の情報を与えて補正させれば、にり正確に洗濯物外を判
定できる。

なお、本実施例ｒはモータの瞬時変動電力を一定時間梢
分する方式を用いたが、平均値をとる方法で−１）同様
の結果が得られる。まＩＣ瞬時変動の振幅のピークを検
出する方式、一定時間に数回電力（１１°１をリンブリ
ングし、その標準偏差を求める方式等の統旧処理でも瞬
時変動の大きさを検出することができる１、 〈発明の効果〉 本発明によれば、−［−夕負荷トルクの変動量を大きな
変動率として検知することができ、しかも電源型１．′
［、モータ温度等の外乱の影＃ｌハが小さいので、これ
ら外乱の影響を補正することなく洗濯物１１ｉを安価で
畠精度に検知できる。そして、従来の洗ｉＭにｄ５いて
は一般に水量や洗剤量が過剰ぎみに使用されていたが、
本発明装置で得られる洗濯物量の情報により水量、洗剤
量、洗濯時間、ずづ′ぎ時間等を制御すれば、最適な水
量、洗剤量、時間で洗濯が行えるようになり、布の傷み
が少なく、また水、洗剤及び電力が節約できるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は洗濯物ｉ０どモータ電流との関係を示したグラ
フ、第２図はモータ電流の経時変化を示すグラフ、第３
図はモータの負荷１〜ルクの増加によるモータ電流の増
加率を示すグラフ、第４図はモ　　　−タの負荷１〜ル
クの増加によるモータ消費電力の増加率を示すグラフ、
第５図は本発明の一実施例の回路ブロック図、第６図は
第５図の所定のブロックの出力波形を示したグラフであ
る。 ６・・・モータ消費電力検出回路　７・・・バンドパス
フィルタ　８・・・整流回路　９・・・電源周波数指示
部材　１０・・・積分回路　１１・・・時限回路　１２
・・・判定回路第１図 ５七Ｔ吻量 第２図 す 第３図 第４１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　洗濯物の接離によって撹拌部材にかかる負荷
   変動の瞬時値をモータの消費電力の瞬時変動値どして検
   出する回路と、該瞬時変動値を統計処理して洗濯物量を
   判定する回路とからなることを特徴とする洗清：機の洗
   濯物Ｊｉ１検知装置。
2. （２）前記検出回路がモータの消費電力検出回路と、該
   検出回路の出力から前記瞬時変動値を取り出すバンドパ
   スフィルタとからなり、 前記判定回路が上記瞬時変動値を積分覆る積分回路と、
   該積分回路の作動時期を制御する時限回路と、該積分回
   路の出力偏部を洗濯物量に換算する判定回路とからなる
   特許請求の範囲第（１）項に記載の洗濯（没の洗ｄ１：
   物ｍ倹知装置。