JP2008043637A - 回転体制御装置及びこれを備える洗濯機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転軸を中心に回転自在に取り付けられた回転体の回転動作を制御する回転体制御装置において、前記回転体と一体にかつ当該回転体の回転軸と同心に設けられた環状形状でなるレースと、当該レースの内部で移動自在に収容された複数の転動体とを有するバランシング手段と、前記回転体の回転時に生じる当該回転体の偏心量と、前記レースの内部における各前記転動体の相対位置の変動量とに基づき発生するうなり信号を検知する検知手段31と、検知手段31により検知された前記うなり信号の振幅変動を解析する解析手段33と、解析手段33による解析結果に基づいて、前記回転体の回転動作を制御する制御手段32とを備える。
【選択図】図3
Description
この洗濯機においては、スピンバスケットが高速回転された際に、アンバランスを打ち消すように転動体がレース内を自動的に移動して、回転軸に偏った力が加わることを防止できる。
一方、スピンバスケットの回転数が前記固有振動数よりも低い場合には、転動体の移動速度とアンバランスの移動速度(すなわちスピンバスケットの回転速度)とにずれが生じて、アンバランスと転動体との相対位置が周期的に変化することになる。
ここで、前記回転体の回転時に生じる当該回転体の偏心量と、前記レースの内部における各前記転動体の相対位置の変動量とに基づき発生するうなり信号としては、例えば、回転体をモータで回転させた際のモータ回転速度、モータ電流及びモータの加速度などが挙げられる。
本実施形態における洗濯機10は、洗濯工程、脱水工程を行うことが可能なドラム式洗濯機である。この洗濯機10は、図1に示すように、筐体11と、筐体11の内部に配置されたタブ12と、タブ12の内部に回転自在に設けられたスピンバスケット20(回転体)と、このスピンバスケット20を回転軸L回りに回転させるモータ30と、スピンバスケット20に発生するアンバランスを打ち消すためのバランシング装置40(バランシング手段)とを備えている。
また、後面板23の後方側(図1において左側)には、スピンバスケット20を回転軸L回りに回転可能とする主軸24が設けられており、この主軸24がタブ12の軸受15に軸支されている。これにより、スピンバスケット20の回転軸Lとタブ12の中心軸とが一致するように配置される。
また、側面板21には、スピンバスケット20の内部とタブ12とを連通する多数の通水孔21Bが穿設されており、洗濯時にはタブ12に注水された水をこの通水孔21Bを通じてスピンバスケット20内に供給し、脱水時には洗濯物Wから脱水された水をタブ12へと排出する構成とされている。
そして、このモータ30には、モータ30の回転速度ωを測定するためのHall−ICセンサ31が備えられている。このモータ30の動作は、モータ回転制御部32によって制御されている。
そして、うなり信号Bの振幅が徐々に大きくなっていく状態ではアンバランスとボール42とが逆位相から同位相へと相対移動しており、うなり信号Bの振幅が徐々に小さくなっていく状態ではアンバランスとボール42とが同位相から逆位相へと相対移動していることになる。
同位相の場合、Δωmax=k2×(Munb+Mball) …(2)
逆位相の場合、Δωmin=k2×|Munb−Mball| …(3)
これら(2)式、(3)式から、アンバランス重量(Munb)は次のように表される。なお、k1=1/2k2である。
Munb>Mball の場合、Munb=k1×(Δωmax+Δωmin) …(4)
Munb<Mball の場合、Munb=k1×(Δωmax−Δωmin) …(5)
これら(4)式、(5)式によって、モータ30の回転速度ωの測定値からアンバランス重量を算出することができる。
なお、本実施形態においては、図7のフローチャートに示すように、うなり信号Bの振幅を順次測定して、これらの測定値Δω1、Δω2、Δω3を比較して、Δω1>Δω2、Δω2>Δω3となるように、つまり振幅Δωが減少傾向にある場合に、スピンバスケット20の回転数Nを上昇させるように構成されている。
この回転体制御装置を備える装置としては、洗濯機10に限定されることはなく、遠心分離機等の他の産業機器や民生品であっても良い。
20 スピンバスケット(回転体)
31 Hall−ICセンサ(検出手段)
32 モータ回転制御部(制御手段)
33 解析手段
34 アンバランス重量算出部(アンバランス重量算出手段)
35 アンバランス重量判定部(アンバランス重量判定手段)
36 相対位置算出部(相対位置算出手段)
37 加速タイミング判定部(加速タイミング判定手段)
40 バランシング装置(バランシング手段)
41 レース
42 ボール(転動体)
Claims (6)
- 回転軸を中心に回転自在に取り付けられた回転体の回転動作を制御する回転体制御装置において、
前記回転体と一体にかつ当該回転体の回転軸と同心に設けられた環状形状でなるレースと、当該レースの内部で移動自在に収容された複数の転動体とを有するバランシング手段と、
前記回転体の回転時に生じる当該回転体の偏心量と、前記レースの内部における各前記転動体の相対位置の変動量とに基づき発生するうなり信号を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された前記うなり信号の振幅変動を解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に基づいて、前記回転体の回転動作を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする回転体制御装置。 - 前記解析手段は、
前記検知手段により検知された前記うなり信号の振幅変動に基づいて、前記回転体に発生したアンバランス重量を算出した後、当該アンバランス重量と各前記転動体の総重量とを比較し、
前記制御手段は、
前記アンバランス重量が各前記転動体の総重量よりも大きくなった時点で、前記回転体の回転数を一時低下させるように制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の回転体制御装置。 - 前記解析手段は、
前記検知手段により検知された前記うなり信号の振幅変動に基づいて、偏心状態にある前記回転体と各前記転動体との相対位置を算出した後、前記回転体の回転数が当該回転体の固有振動数と一致する時点で、前記回転体と各前記転動体との相対位置が逆位相となるように前記回転体の加速タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転体制御装置。 - 請求項1に記載の回転体制御装置を備え、
前記回転体は、洗濯物を収容するための内部空間を有し、かつ前記回転軸を中心に回転自在に取り付けられたスピンバスケットである
ことを特徴とする洗濯機。 - 前記解析手段は、
前記検知手段により検知された前記うなり信号の振幅変動に基づいて、前記スピンバスケットに発生したアンバランス重量を算出した後、当該アンバランス重量と各前記転動体の総重量とを比較し、
前記制御手段は、
前記アンバランス重量が各前記転動体の総重量よりも大きくなった時点で、前記スピンバスケットの回転数を一時低下させるように制御する
ことを特徴とする請求項4に記載の洗濯機。 - 前記解析手段は、
前記検知手段により検知された前記うなり信号の振幅変動に基づいて、偏心状態にある前記スピンバスケットと各前記転動体との相対位置を算出した後、前記スピンバスケットの回転数が当該スピンバスケットの固有振動数と一致する時点で、前記スピンバスケットと各前記転動体との相対位置が逆位相となるように前記スピンバスケットの加速タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の洗濯機。
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