JP4872776B2 - 洗濯機 - Google Patents
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Description
。所要の洗濯時間の後、汚れた洗濯液は排水管路9から排出され、ドラム3を高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水し、その後、水槽2内に注水管路8から注水してすすぎ工程が実施される。このすすぎ工程においてもドラム3内に収容された洗濯物はドラム3の回転により攪拌突起により持ち上げられて落下する攪拌動作が繰り返されてすすぎ洗いが実施される。
また、モータ7の発生トルクをT、ドラム回転軸などが有する摩擦トルクをTb、ドラム3の角加速度をαとおくと、これらの関係は式(2)で表される。
角加速度αは角速度ωと時間tの関数として式(3)で表されるから、式(4)のよう
に、布の平均半径rが一定であれば、布の重量mに応じて、回転数すなわち角速度ωが変化する。
dω/dt=(T−Tb)/(Jd+mr2) (4)
つまり、モータ7の通電を停止ししてドラム3を惰性回転させ、ドラム3が停止するまでのある時間区間における回転数の変化を測定することによって、布量を知ることができる。
槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転数検知部と、前記回転数検知部の検知出力に基づき前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、少なくとも前記モータに所定の加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速し、所定の回転数N1からN2まで回転数が上昇する間の加速時角加速度α1を測定する第1の検知工程と、第1の検知工程の後に、前記モータに所定の減速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を減速し、所定の回転数N3からN4まで回転数が低下する間の減速時角加速度α2を計測する第2の検知工程と、前記第1の検知工程を終了して前記第2の検知工程に切り替える切り替え工程を有し、前記加速時角加速度α1と前記減速時角加速度α2に基づき、前記布量を検知するとともに、前記切り替え工程中において、前記ドラムを惰性回転させ、前記所定の回転数N3に達した時に前記第2の検知工程に移行することにより、ドラムの回転の上昇および降下の速度の双方を用いて布量を測定するため、ドラム回転軸の摩擦トルクのバラツキが相殺され、そのバラツキの影響を抑制することが可能であるとともに、第1の検知工程と第2の検知工程の間に惰性回転を行う切り替え工程を有することにより、第1の検知工程と第2の検知工程の切り替えを円滑に行うことができるため、簡単な構成で精度よく布量を検知することができる。
本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の概略構造は、図7に示した従来例のものと同様である。本実施の形態におけるドラム式洗濯機の動作を制御する制御装置は、図1に示すような概略構成を有する。
横軸は布量検知開始からの経過時間、縦軸は回転数である。布量検知を開始すると、所定の時間経過あるいは回転数到達後に、モータ7によって加速トルクT1を発生させ、時間t1の間にΔN1だけ回転数を上昇させる第1の検知工程が行われる。この第1の検知工程が終了した後に、ドラム3の回転数を加速から減速に転じさせた上で、モータ7によって減速トルクT2を発生させ、時間t2の間にΔN2だけ回転数を降下させる第2の検知工程が行われる。第1の検知工程と第2の検知工程の間には切り替え工程を有し、第1の検知工程終了後に惰性回転を開始し、所定の時間経過あるいは回転数到達後に第2の検知工程に移行する。
また、式(3)より、式(6)が成立する。
同様に、第2の検知工程について考察すると、第2の検知工程における角加速度をα2と置いた場合に、式(7)、式(8)となる。
T2=α2(Jd+mr2)+Tb (8)
式(6)および式(8)から、摩擦トルクTbの成分を消去すると、式(9)となる。
式(9)は、布のドラム内周における平均半径r、加速トルクT1、減速トルクT2がある一定の値である場合に、図3に示すように、布の重量mに応じて(α1−α2)が変化することを示している。
なお、Pはモータ7の極対数、ψaは磁石による鎖交磁束、Ldはd軸インダクタンス、Lqはq軸インダクタンスを示す。
本発明の実施の形態2における洗濯機について、図6を参照して説明する。本実施の形態における洗濯機の構成、制御装置の構成、布量検知方法は、基本的には、実施の形態1に記載のものと同様である。本実施の形態における相違点は、布量を検知するためにドラム3の回転数を上昇させる際に、回転数の上昇に伴う回転数の変化に応じて、ドラム3の回転を駆動を停止させる制御を設けた点である。
2 水槽
3 ドラム
4 衣類出入口
5 扉
6 透孔
7 モータ
7a、7b、7c 3相巻線
8 注水管路
9 排水管路
10 操作パネル
11 循環送風経路
12 送風ファン
13 フィルタ
14 回転検知部
20 商用電源
21 整流器
22 チョークコイル
23 平滑コンデンサ
24 インバータ回路
24a〜24f スイッチング素子
25 入力設定部
26 負荷駆動部
27 給水弁
28 排水弁
29 ヒータ
30a、30b、30c 位置検出素子
31 制御部
32 駆動回路
33 回転数検知部
34 布量検知部
Claims (6)
- 水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有し、洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転数検知部と、前記回転数検知部の検知出力に基づき前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、少なくとも前記モータに所定の加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速し、所定の回転数N1からN2まで回転数が上昇する間の加速時角加速度α1を測定する第1の検知工程と、第1の検知工程の後に、前記モータに所定の減速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を減速し、所定の回転数N3からN4まで回転数が低下する間の減速時角加速度α2を計測する第2の検知工程と、前記第1の検知工程を終了して前記第2の検知工程に切り替える切り替え工程を有し、前記加速時角加速度α1と前記減速時角加速度α2に基づき、布量を検知するとともに、前記切り替え工程中において、前記ドラムを惰性回転させ、前記所定の回転数N3に達した時点から前記第2の検知工程に移行することを特徴とする洗濯機。
- 水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有し、洗濯物を収容して回転運動を行うドラムと、前記ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検知する回転数検知部と、前記回転数検知部の検知出力に基づき前記モータの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、少なくとも前記モータに所定の加速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を加速し、所定の回転数N1からN2まで回転数が上昇する間の加速時角加速度α1を測定する第1の検知工程と、第1の検知工程の後に、前記モータに所定の減速トルクを発生させることで前記ドラムの回転を減速し、所定の回転数N3からN4まで回転数が低下する間の減速時角加速度α2を計測する第2の検知工程と、前記第1の検知工程を終了して前記第2の検知工程に切り替える切り替え工程を有し、前記加速時加速度α1と前記減速時角加速度α2に基づき、布量を検知するとともに、前記切り替え工程中において、前記ドラムを惰性回転させ、前記切り替え工程開始後、所定の時間経過後に前記第2の検知工程に移行することを特徴とする洗濯機。
- 制御部は、布量検知を開始してからの経過時間をtとした時に、第1の検知工程を行う前に、モータに加速トルクを発生させることで前記ドラムを静止状態から起動して所定の回転数Naまで起動時角加速度αa(t)で回転数を上昇させる起動工程を有し、前記起動工程中のある時間taにおいてαa(ta)>α1となる前記起動時角加速度αa(t)を設けた請求項1または2に記載の洗濯機。
- 少なくとも、第1の検知工程および第2の検知工程中においては、モータに通電されるq軸電流の増減によって前記モータの加速トルクおよび減速トルクを制御することを特徴とした請求項1〜3のいずれか1項に記載の洗濯機。
- 少なくとも、第1の検知工程および第2の検知工程中においては、モータに通電されるd軸電流がほぼゼロとなるようにした請求項1〜4のいずれか1項に記載の洗濯機。
- 制御部は、第1の検知工程における、所定回転角区間におけるドラムの最大回転数と最小回転数を計測し、最大回転数と最小回転数の差が所定値以上である場合は、前記ドラムの回転駆動を停止する請求項1〜5のいずれか1項に記載の洗濯機。
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