JPS61238291A - 洗濯機 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、モータを駆動することにより、洗いやすすぎ
等の行程をｆｃ濯物量に応じて実行するようにした洗濯
機に関する。

（ロ）従来の技術 この種の洗濯機は洗濯物量を的確に検知することが重要
であり、従来は洗濯機の回転翼を駆動させるモータの電
流変化に基づいて検知する方法や、回転翼或いはモータ
の回転数の変化に基づいて検知する方法が提案されてい
た。これらの方法は、洗濯物量が多くなると回転翼に加
わる負荷、即ちモータ負荷が大きくなり、モータ′Ｗｔ
、流が増加したり、回転数が減少したりすることを利用
している。

例えば、特開昭５４−１３２３６６号公報に依れば、洗
いの行程でモータが始動されてから一定時間後の電流値
を測定し、洗濯物量が多い時は電流値が犬で、少い時は
その値がノ」１であるとの関係により、測定したＴＬ電
流値予め時間設定装置に記憶されている値とを比較し、
この比較結果に基づいて洗いの行程の実行時間を決める
方法が採られている。

また、特開昭５９−１２５り９８号公報に依れば、モー
タ電流の瞬時的変動が洗濯物量の大小に比例するとの関
係により、その瞬時的な電流変化を検知して比較等によ
って洗濯物量を割出し、洗濯時の水量、洗濯の時間、洗
剤の量等を決める方法が採られている。

然しなから、前者の場合はモータ電流の変化幅が全電流
からみれば非常にノ」１さく、使用するモータやコンデ
ンサ容量のばらつき、回転翼に接する洗濯物の動き具合
等により測定電流値のみでｆｃ濯物量を判断するのは難
しかった。また、後者の場合は、回転翼に接する洗濯物
の瞬時的変動のみでは水位によって測定値にばらつきが
生じ、時によっては洗濯物量の大小に対して測定値が逆
の結果をもたらすことがあった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は、洗濯物量及び種類等に対応する明確な電流測
定値を得て、当該洗濯物に見合う適正な行程制御を実行
せんとするものである。

く二）問題点を解決するための手段 本発明による解決手段は、モータ駆動時に於ける所定の
電流を検知する手段と、検知電流を電気量に変換すべく
積算する手段と、この積算手段を所定時間内に複数回駆
動させる手段と、複数の積算出力の平均値に基づいて洗
濯物量を判定し、複数の積算出力のばらつきに基づいて
洗濯物の種類等を判定する手段と、判定結果に基ついで
前記モータを駆動する手段とから成る。

（ホ）作用 即ち、複数の積算出力を抽出し、その平均値で洗濯物の
量を判定すると共に、積算出力の最大と最小のばらつき
で洗濯物の種類を判定する０例えば木綿と化学ａ＃に於
ける出力特性は第４図で示されているが、木綿は吸水し
、重くなって沈み易く、回転翼との接触も強いが、化繊
はこの逆と成るので、木綿１ｋｇと化繊２ｋｇで同一出
力となっても、出力のばらつきの巾は相違する。即ち、
出力のばらつきの巾は出力特性上は木綿で大きく、化繊
で小さくなっている。

（へ）実施例 第１図の制御回路図及び第２図の断面図には、洗い、す
すぎ、脱水の各行程をマイクロコンピュータ（以下マイ
コン）（１）の制御出力によって順に実行する全自動洗
濯機（２）が示されている。１４源スイツチ（３〉を閉
じ、スタートスイッチを操作することにより、マイコン
（１）は給水路中に介在する給水用電磁弁（４）を開放
し、外槽（５）或いは脱水兼洗濯機（６）に給水せしめ
、洗い行程から始動させる。外槽（５）にはエアートラ
ップ（７）が設けてあり、給水水位が所定値まで上ると
、その時の圧力によってダイヤフラム型の水位スイッチ
（８）をトリップ（ＯＮ）Ｌ、その水位信号をマイコン
く１）に入力する。尚、この水位スイッチ（８）はトリ
ップ水位とリセット水位に所定の差を有する型式のもの
であり、また数段階に水位を設定できるものである。

かくして、マイコン（１）はその制御出力によって給水
用電磁弁（４）を閉成し、一方ではコンデンサラン型の
単相誘導モータ（９）に対して一定な休止時間を置いて
右回転３号（第３図（ａ）参照）と左回転信号（第３図
（ｂ）参照）を交互に出力する。この回転信号は０．７
秒程度から２秒程度までの非常い短い時間だけ出力きれ
、２３秒１周期中に左右各８回出力きれる。

前記モータ（９）の回転は大小のプーリ（１０）（１０
）及びベルト（１１）によって−次減速された後に、遊
星歯車機構を用いた減速手段（図示せず）によって二次
減速され、脱水兼洗濯槽（６）内に位置する大径山型の
回転翼（１２〉に伝達される。従って、回転翼（１２）
は低速で左右交互に回転して水流を作り、また洗濯物を
攪拌し、このことによって洗濯が実行されるのである。

脱水兼洗１檀（６）の壁には多数の脱水孔（１３）・・
・が穿設芒れており、また上部周縁部には液体を封入し
た環状のバランサー（１４）が取付けである。外槽く５
）の底部には排水口が設けてあり、その排水路中にはマ
イコン（１）の制御出力によって適宜開閉される排水用
電磁弁（１５）が介在する。また、外槽（５）の外底部
には、脱水時に前記モータ（９）の−次減速回転を脱水
槽軸（１６）にも伝達するクラッチ機構及び脱水終了時
点で脱水槽軸（１６）にブレーキをかける機構を設けて
いる。これらを符号（１７）で示す。

洗い行程の回転翼（１２）を回転させている全時間は洗
濯機（６）内に投入されたその時々の洗濯物量（負荷量
）と洗濯物の種類に応じてその都度適正に決められる。

続くすすぎ行程は排水用ｘｉ弁（１５）を開放して排水
し、非常に低い水位まで排水して水位スイッチ（８）が
リセット（ＯＦＦ）した時にモ・−タ（９）を一方向に
連続回転させて脱水することで開始する。この脱水時に
はクラッチ機構によって脱水槽軸（１６）と共に脱水兼
洗濯槽（６）が回転し、更にこの回転に同期して回転翼
（１２）も同一方向に同一速度で回転する。この脱水が
終了すると、排水用電磁弁（１５）を閉成し、前述の洗
い行程と同様の行程作業が実行される。そして、このす
すぎ行程は通常の場合は２回実行され、必要に応じて１
回が省かれる。また、必要に応じて、給水完了後に回転
翼（１２）が”反転している中で継続的に或いは断続的
に給水することができる。

斯るすすぎ行程に於いても回転翼（１２）を回転跡せて
いる全時間と脱水槽軸（１６）及び洗濯槽（６）を回転
させている全時間は、同様に洗濯物量等に応じてその都
度決められる。続く脱水性ａ（ｆｉ終）は前述のすすぎ
行程に於ける排水−脱水の一連の作業を実行するもので
あり、脱水時間が長めにしである。そして、この長めの
脱水時間は洗濯物量等に応じてその都度決められる。尚
、脱水はブレーキをかけることによって終了するが、モ
ータ（９）のＸＳはブレーキをかげる前に切られ、ブレ
ーキ作動時のショックやそこで発生するブレーキｆ　ヲ
抑制している。このブレーキのきき等を洗濯物量等の変
化に拘らずほぼ一定にするために、モータの電源を切る
時点を洗濯物量等に応じて変える。

このように、行程の種々の時間は洗濯物量等に応じて決
められ、マイコン（１）の出力信号によってモータ（９
）、給水、排水の電磁弁（４）＜１５）、クラッチ・ブ
レーキの機構及びブザー等の他の駆動要素を制御し、極
めて適正な行程制御を実行していく。

次に、斯る洗濯物の量と１１類の検知及びその後の制御
について説明すると、第１図に示すように、モータ（９
）の線電流（駆動電流）（Ａ２）を検知する手段として
カレントトランス（以下ＣＴ　２　）（１８）が設けら
れ、巻線（１９）（１９）間に接続されたコンデンサ（
２０）の電流（Ａ１）を検知する手段とじてカレントト
ランス（以下Ｃｒ　ｔ　）（２１）が設けである。この
ＣＴＩ（２１）及びＣＴ　２　（１８）には夫々負荷抵
抗（２２）（２２）が接続されており、ここで検知され
た電流はダイオード（２３）＜２３）によってＩ！流さ
れ且つ抵抗（２４）（２４）及びコンデンサ（２５）＜
２５＞によって平滑され、第３図（ｄ）で示す出力信号
と成る。そして、モータ起動時にはＣＴＩ（２１）に充
電電流が流れ、ＣＴ　２　（１８）に起動電流が流れる
ので、マイコンく１）からモータの左右回転信号に同期
して起動カットオフ信号（第３図（ｃ）参照）を出力す
る。

この起動カットオフ信号によってトランジスタ（２６）
（２６）は出力信号中の定常電流を検出する。この結果
の出力信号波形は第３図（ｅ）に示きれている。この出
力信号を差動増幅器（２７）に入力して差を求めた結果
、第３図（ｆ’）で示す電流差に基づく差信号が得られ
る。この差信号は洗濯物量に比例するものであり、加算
器（２８）に入力される。

ここで、コンデンサ電流（Ａ１）は電源電圧の変動に大
きく依存するので、変動に対する補償が必要となる。ま
ず、電源電圧をトランス（２９）によって降圧し、整流
、平滑して、電ｉｔ圧に比例する直流電圧（Ｖｒｅｆ）
を作り、この直流電圧（Ｖｒｅｆ）をモータ（９）の左
右回転信号に同期して、また、起動カットオフ信号を受
けるトランジスタ（３ｏ）によって制御して反転増幅器
（３１）に入力する。反転増幅器（３１）は電源電圧に
比例した直流電圧（Ｖｒｅｆ）を入力すると、その電圧
に見合う適正な電圧に修正された補償イｇ号を出力し、
前記カ目算器（２８）に入力する。

これ等の補償きれた差信号は左右の回転信号が出力され
る度に出力されるが、回転信号の出力時間が極めて短い
ことから、また回転信号の出力時間が左右で異なり且つ
１回毎に変ることから、１回の信号の実効電圧値（波高
値）だけでは誤差が大きい。そこで、第３図（ａ）（ｂ
）で示すように１周期で左右各８回の計１６回の信号が
出る場合は、加算器（２８）のこの１周期１６回分の加
算出力は積算回路（３２）によって積算される。積算回
路（３２）は積算用の増幅器（３３）、コンデンサ（３
４）、抵抗（３５）笈びフォトカブラ（３６）から成る
。尚、フォト力ブラ（３６）はアナログスイッチ、リレ
ー等に代えても良い。ここでは、マイコン（１）がフォ
トカプラ（３６）をモータ回転開始時にセット信号によ
ってＯＦＦし、コンデンサ（３４）を充電していく。そ
して、１周期の運転が終了すると、マイコン（１）はリ
セット３号によってフォトカプラ（３６）をＯＮｌ、、
て抵抗（３５）に放電させる。即ち、積算回路（３２）
によって１周期分の出力信号を１波高値×回転時間」即
ち電気量に変換している。この積算出力（第３図（ｇ）
参照）はレベルシフクーとしての差動増幅器（３７）に
入力される。

上記の差信号は洗濯物と水を入れた負荷時、水だけを入
れた水負荷時、無負荷時では異なる波高値を示す。ここ
で、負荷時に於ける差信号から水負荷時或いは無負荷時
に於ける差信号を差引き、槽内に入れられた洗濯物のみ
によって発生する出力分を抽出する。このために、差動
増幅器（３７）のバイアス電圧（Ｖｓ　）を可変抵抗器
（３８〉によって調整し、水負荷時或いは無負荷時の出
力分を零或いはそれに近くなるように設定する０例えば
第３図（ｇ＞で示す積分出力から同図（ｈ）で示す水負
荷時の積分出力を差引くように調整して設定する。この
結果、差動増幅器（３７）からは洗濯物のみによって増
加した出力（第３図（ｉ）参照）だけが適当に増幅して
抽出きれるので、回転翼（１２）の形状、プーリ（１０
）（１０）、ベルト（１１）等の電気機械系のばらつき
に起因する変動分はこの時点で除去される。

尚、これらの増加出力の抽出動作は、第３図（ｅ）で示
す起動カットオフ後の夫々の平滑出力信号に対して行な
うことも可能である。この場合は、第３図（ｊ）で示す
ように平滑出力が無負荷時でＶｌ、水負荷時でｖｔ、負
荷時でｖ３とすると、第３図（ｋ）で示すバイアス電圧
（７日）を無負荷時出力分或いは水魚荷時出力分に合せ
て設定し、第３図（１２）で示す増加出力分Δｖｘ（ｌ
ｖ３−ｖ２１〉、Δｖ２（Ｉｖ３−ｖｔ　ｌ）を抽出す
る。

かくして、第３図Ｎ）で示される差動増幅器（３７）か
らの積算出力はダイオード（３９）によって負の出力を
カットされ、第３図（ｍ）で示す出力として比較器（４
０）に入力きれ、またマイコン〈１）からは比較器（４
０）に比較信号を入力する。この比較信号はラダーネッ
トワークを含むＤ／Ａ変換器（４１）から入力バッファ
（４２）を介して入力きれ、マイコンく１）は比較器出
力を読み込んでいる。

マイコン（１）はフォトカプラ（３６）を各運転周期毎
にＯＮ−ＯＦＦさせ、その都度積算出力を比較して読み
込んでいるが、ここで、例えば始動から連続して６回の
出力を読み込む。そして、６回の出力を平均化して平均
値を算出し、最大の積算出力（ｖＭＡＸ＞と最小の積算
出力（”Ｍ工Ｎ）のばらつきの巾を算出する。マイコン
（１）は実験等で標準的に定められた、出力の平均値に
対する洗濯物量の関係、出力の最大、最小のばらつき巾
に対する洗濯物の種類（繊維の種類）の関係、洗濯物の
量と種類に対する各行程時間及び行程中の各作業時間の
関係を、予め記憶しており、算出された平均値及びばら
つき巾に基づく量と種類に対応して各駆動要素を時間ど
おり駆動させ、行程の進行を制御していく。

本実施例に於いて、モータ（９）のコンデンサ電流（Ａ
りと線電流（Ａ２）の差を制御値としたのは、第５図で
示すようにコンデンサ（２０）の容量変化に対してＭ、
流差がほとんど影響を受けず、このばらつきによる出力
変動を除去できるためである。しかし、コンデンサ（２
０）の精度が高くてほとんどばらつきが無いものであれ
ば、ＣＴＩ（２１）とそれに関連する回路構成は必要で
はない。この時には線を流（Ａ２）だけを整流、平滑し
、を源補償し、積算し、積算出力を６回に亘って比較す
る。

この場合の差動増幅器（３７）による増加出力分の抽出
動作は、平滑出力或いは積算出力に対して行なわれる。

反転増幅器（３１）及び差動増幅器（３７）には帰還抵
抗Ｒ１（４３）及びＲ２（４４）が夫々切換可能に接続
してあり、抵抗Ｒ１（４３＞の抵抗値を抵抗Ｒ２（４４
）のそれの５７６にしている。この帰還抵抗Ｒ１、Ｒ２
（４３）（４４）を切換えると、ゲイン定数が変化し、
電源周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚに変った時に対応でき
る。即ち、６０Ｈｚの場合に抵抗Ｒ１（４３）に、５０
Ｈｚの場合に抵抗Ｒ２（４４）に切換えると、同一の洗
濯物量に対する出力がいずれの周波数であっても同一と
成る。画壇幅器に於ける切換操作は一元的に行なうこと
ができ、抵抗Ｒ１、Ｒ２を１個の可変抵抗器に代えるこ
ともできる。

次に、モータ（９）に対する過負荷状態と、モータ（９
）のロック状態での制御動作に・ついて説明する０通常
の積算出力は具体的には４■程度であり、斯る出力とＩ
ＯＶ以上の大きな所定値（Ｖ　ＵＬ　）と５Ｖ程度の過
負荷用の値（ＶＯＬ）とは予めマイコン（１）に記憶し
である。第６図で示すように、洗い行程が始動して負荷
量等の検知動作が開始すると、各運転周期毎の積算出力
を（Ｖ　ｕＬ）と比較し、（Ｖ　ＩＪＬ、　）以上であ
ればモータ（９）を停止してブザー等でロック状態であ
ることを報知、表示する。

（Ｖ　ＵＬ　）を越えなければ、６回の積算出力の平均
値が算出きれ、これを（ＶＬＩＬ）（ＶＯＬ）と順次比
較する。（ＶＬＪＬ）以上であれば上述のとおりモータ
（９）を停止してロックであることを示し、（Ｖ　ＵＬ
　）未満で且つ（Ｖ　ＯＬ　）以上であればこの時の水
位設定が高水位であるかを判別し、高水位であればロッ
クと同じ動作を行なう。高水位でなければ、水位設定を
高水位に自動的に変更して給水用を磁弁（４）を開き、
給水し、最初の６回までの積算出力、及び平均値をクリ
アし、再度上述の動作を繰返す。洗濯物の量に対して適
切な水位設定が行なわれていなかった場合は、このよう
に給水（補充）することによって過負荷状態から脱出さ
せることができる。才た、平均値が（Ｖ　ＯＬ　）未満
であれば、平均値及び積算出力のばらつきの巾に基づい
て各行程の時間及び行程中の作業時間を決め、この時間
に沿って洗濯物を損傷することなく進行を制御していく
。

（ト）　　発明の効果 本発明に依れば、洗濯物量等の検知の基準として複数の
積算出力（電気量）を利用し、この積算出力の平均値と
ばらつきによって量と種類を判定することができ、検知
性能の向上により極めて高精度の行程制御を実行できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による洗濯機の制御回路図、第２図は断
面図、第３図（ａ、）〜（ｍ）は制御回路図の各部に於
ける出力波形図、第４図は洗濯物量及び種類に対する出
力特性図、第５図は洗濯物量に対する電流差特性図、第
６図は過負荷時或いはモータロック時に於ける制御動作
を説明するフローチャートである。 （１）・・・マイコン（積算手段を駆動させる手段、。 判定する手段、モータ駆動手段）、（９）・・・モータ
、（１８）（２１）・・カレントトランス（電流検知手
段）、（３２）・・積算回路（積算手段）、（３７）・
・・差動増幅器（出力増加分を抽出する手段〉。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータを駆動して所定の洗濯を実行するものに於
   いて、前記モータの駆動時に於ける所定の電流を検知す
   る手段と、検知電流を電気量に変換すべく積算する手段
   と、この積算手段を所定時間内に複数回駆動させる手段
   と、複数の積算出力の平均値に基づいて洗濯物量を判定
   し、複数の積算出力のばらつきに基づいて洗濯物の種類
   等を判定する手段と、判定結果に基づいて前記モータを
   駆動する手段とを備えたことを特徴とする洗濯機。