| 【発明の名称】 |
電気洗濯機 |
| 【発明者】 |
【氏名】服部 直幾
【氏名】相馬 倫弘
【氏名】細川 敦志
【氏名】小倉 健
【氏名】伊東 正一
【氏名】塙 信幸
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| 【要約】 |
【課題】電気洗濯機の噛み合いクラッチ機構の動作音を低減する。
【解決手段】噛み合いクラッチ機構４７における電磁コイル４７ａに供給する駆動電流をＰＷＭ制御することにより駆動電流の立上りを緩やかにして摺動子４７ｃの移動速度を緩和する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽の底の内側に回転自在に設けた撹拌翼と、前記外槽の底の外側に設置されて前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を駆動する駆動装置と、制御装置を備え、前記駆動装置は、洗濯兼脱水槽および撹拌翼を選択的に駆動する電磁操作式のクラッチ機構と電動機を備えた電気洗濯機において、前記制御装置は、前記クラッチ機構の電磁コイルに供給する駆動電流をＰＷＭ制御することにより該駆動電流を徐々に大きくするようにして摺動子の移動速度を緩和するようにしたことを特徴とする電気洗濯機。
【請求項２】請求項１において、前記制御装置は、電磁コイルに供給する駆動電流を供給開始から所定時間後に小さくするようにしたことを特徴とする電気洗濯機。
【請求項３】請求項１において、前記制御装置は、電磁コイルに供給する駆動電流を供給開始から所定時間後に小さくすると共に電動機を運転することにより摺動子の吸着子の係止突条を電磁鉄心の係止溝に嵌合させて洗濯兼脱水槽を回り止めするようにしたことを特徴とする電気洗濯機。
【請求項４】外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽の底の内側に回転自在に設けた撹拌翼と、前記外槽の底の外側に設置されて前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を駆動する駆動装置と、制御装置を備え、前記駆動装置は、洗濯兼脱水槽および撹拌翼を選択的に駆動する電磁操作式のクラッチ機構と電動機を備えた電気洗濯機において、前記制御装置は、前記クラッチ機構の電磁コイルに供給する駆動電流をＰＷＭ制御すると共に前記電磁コイルに流れる駆動電流の立上り時間に基づいて摺動子の動作状態を検出するようにしたことを特徴とする電気洗濯機。
【請求項５】請求項４において、前記制御装置は、電磁コイルに供給する駆動電流を小さくした保持状態における駆動電流の立上り時間に基づいて摺動子の動作状態を検出するようにしたことを特徴とする電気洗濯機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】全自動電気洗濯機は、外枠内に防振支持装置によって懸垂支持した外槽内に洗濯兼脱水槽を回転自在に設置し、更にこの洗濯兼脱水槽内の底部に撹拌翼を回転自在に設置し、外槽の底の外側に取り付けた駆動装置によって前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を回転駆動する構成である。
【０００３】駆動装置は、電動機の回転を減速歯車機構を介して撹拌翼に伝達して該撹拌翼を低速で正逆回転させて洗いおよび濯ぎ工程を実施し、また、クラッチ機構を介して洗濯兼脱水槽に伝達して該洗濯兼脱水槽を一方向に高速回転させて脱水工程を実施する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような全自動電気洗濯機において、駆動装置におけるクラッチ機構は、電磁操作式の噛み合い係合機構を採用しており、電磁コイルに駆動電流を供給して噛み合い係合機構の摺動子を電磁操作したときに当り音（動作音）を発生する。また、摺動子を確実に電磁操作することができないときには駆動力の伝達を確実に断続制御することができず、洗濯および脱水運転を確実に実行することができなくなる。
【０００５】本発明の１つの目的は、電磁操作式のクラッチ機構の動作音を低減することにある。
【０００６】本発明の他の目的は、電磁操作式のクラッチ機構の動作状態を検出することができるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽の底の内側に回転自在に設けた撹拌翼と、前記外槽の底の外側に設置されて前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を駆動する駆動装置と、制御装置を備え、前記駆動装置は、洗濯兼脱水槽および撹拌翼を選択的に駆動する電磁操作式のクラッチ機構と電動機を備えた電気洗濯機において、前記制御装置は、前記クラッチ機構の電磁コイルに供給する駆動電流をＰＷＭ制御することにより該駆動電流を徐々に大きくするようにして摺動子の移動速度を緩和するようにしたことを特徴とする。
【０００８】また、前記制御装置は、電磁コイルに供給する駆動電流を供給開始から所定時間後に小さくするようにしたことを特徴とする。
【０００９】また、前記制御装置は、電磁コイルに供給する駆動電流を供給開始から所定時間後に小さくすると共に電動機を運転することにより摺動子の吸着子の係止突条を電磁鉄心の係止溝に嵌合させて洗濯兼脱水槽を回り止めするようにしたことを特徴とする。
【００１０】また、本発明は、外槽内に回転自在に設けた洗濯兼脱水槽と、この洗濯兼脱水槽の底の内側に回転自在に設けた撹拌翼と、前記外槽の底の外側に設置されて前記洗濯兼脱水槽および撹拌翼を駆動する駆動装置と、制御装置を備え、前記駆動装置は、洗濯兼脱水槽および撹拌翼を選択的に駆動する電磁操作式のクラッチ機構と電動機を備えた電気洗濯機において、前記制御装置は、前記クラッチ機構の電磁コイルに供給する駆動電流をＰＷＭ制御すると共に前記電磁コイルに流れる駆動電流の立上り時間に基づいて摺動子の動作状態を検出するようにしたことを特徴とする。
【００１１】また、前記制御装置は、電磁コイルに供給する駆動電流を小さくした保持状態における駆動電流の立上り時間に基づいて摺動子の動作状態を検出するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の全自動洗濯機の基本構成の概略を示す縦断側面図である。１は、内部機構を内包する枠体である。２は、洗濯兼脱水槽であり、その上縁部に流体バランサー３を備え、底部の内側には回転自在に撹拌翼４を備える。５は、前記洗濯兼脱水槽２を回転自在に内包する外槽であり、底部の外側には駆動装置６を鋼板製の取り付けベース７を介して取り付け、外枠１の上端四隅から防振支持装置８によって懸垂支持する。駆動装置６の内部構成については後述する。
【００１３】衣類投入開口９ａを設けた上面カバー９は、枠体１の上部開口を覆うように該開口端縁に嵌め込み、フロントパネル１０およびバックパネル１１と共に取り付けねじ（図示省略）によって枠体１に取り付ける。
【００１４】上面カバー９とフロントパネル１０の間に形成されるフロントパネルボックス１２には、電源スイッチ１３と入力スイッチ群１４と表示素子群１５と外槽５内の水位に応じた水位信号を発生する水位センサー１６と制御装置であるコントロールユニット１７を内蔵する。
【００１５】上面カバー９とバックパネル１１の間に形成されるバックパネルボックス１８には、入水側を水栓１９に接続し、出水側を注水口２０に接続した給水電磁弁２１を内蔵する。注水口２０は、洗濯兼脱水槽２の開口に向けて放水するように形成する。
【００１６】上面カバー９に形成した衣類投入開口９ａは、蓋２２によって開閉自在に覆うようにする。
【００１７】外槽５の底部に形成した排水口５ａは、排水電磁弁２３を介して排水ホース２４に接続し、エアートラップ５ｂは、エアーチューブ２５を介して前記水位センサー１６に接続する。
【００１８】枠体１の下端縁には、四隅に脚２６を取り付けた合成樹脂製のベース２７を装着する。
【００１９】図２は、この全自動洗濯機の具体的な構成を示す縦断側面図であり、その一部は展開して図示している。この全自動洗濯機は、基本的には、図１に示した全自動洗濯機と同一の構成であるので、図１に示した全自動洗濯機の構成部品に相応する構成部品に同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００２０】図３〜図６は、前記駆動装置６の内部構成を詳細に示している。図３は駆動装置の全体を示す縦断側面図である。図４は、噛み合いクラッチ機構の噛み合い結合を解いた状態を示す部分的な縦断側面図、図５は、噛み合い結合している状態を示す縦断側面図、図６は、外側回転軸系を係止するための摺動子と電磁鉄心の噛み合い係合部の断面図である。
【００２１】この駆動装置６は、洗濯兼脱水槽２および撹拌翼４の駆動回転軸を軸心にして垂直方向に減速歯車機構と噛み合いクラッチ機構と可逆回転電動機を同心的に直列に配列した構成である。
【００２２】減速歯車機構は、結合フランジを合わせて取り付けねじ３１によって取り付けベース７に取り付けた２つ割りの減速機構外ケース３２ａ，３２ｂの内側にボールベアリング３３ａ，３３ｂによって内外２重構造の駆動回転軸系３４を支持する。
【００２３】この駆動回転軸系３４は、中空の外側回転軸系３５とその中空内に配置した内側回転軸系３６を備える。
【００２４】外側回転軸系３５は、電動機の回転を直に洗濯兼脱水槽２に伝達して該洗濯兼脱水槽２を駆動する回転軸系であり、外ケース３２ａの外側に伸びて外槽５を貫通した先端部に洗濯兼脱水槽２を結合する外側出力軸部３５ａと、外ケース３２ｂの外側に伸びた筒部に噛み合いクラッチ機構に係合するセレーション３５ｂを形成し、内側端にフランジ３５ｃを形成した外側入力軸部３５ｄと、その中間に位置して遊星歯車減速機構を収容する歯車ケース部３５ｅを備える。歯車ケース部３５ｅの内周には遊星歯車減速機構の一部を構成する環状歯車３５ｆを固着する。
【００２５】この外側回転軸系３５の内側に設ける内側回転軸系３６は、電動機の回転を減速して撹拌翼４に伝達して該撹拌翼４を駆動する回転軸系であり、前記外側出力軸部３５ａ内にシール３７とメタル軸受３８ａ，３８ｂとグリップ止め輪（プッシュナット）３９によって水密および抜け止め状態に設けられ、外側出力軸部３５ａの先端から洗濯兼脱水槽２内に突出して撹拌翼４が取り付けられる外端部分に取り付けねじ３６ａが形成され、内端から歯車ケース部３５ｅ内に突出して遊星歯車減速機構と結合する内端部分にセレーション３６ｂが形成された内側出力軸部３６ｃと、外側入力軸部３５ｄの内側にボールベアリング４０ａ，４０ｂによって支持され、この外側入力軸部３５ｄの外端から片持ち状態に伸び出た外端部分に電動機回転子嵌着部３６ｄと止めねじ３６ｅが形成され、歯車ケース部３５ｅ内に伸びた内端側部分に太陽歯車３６ｆが形成された内側入力軸部３６ｇと、歯車ケース部３５ｅ内において前記内側出力軸部３６ｃのセレーション３６ｂに嵌合したキャリア３６ｈに軸支されて前記歯車３５ｆ，３６ｆに噛み合って回動して前記キャリア３６ｈに減速した回転力を伝達する遊星歯車３６ｉを備える。
【００２６】ボールベアリング４０ａ，４０ｂは、電動機の回転子軸となる内側入力軸部３６ｇを高精度に支持するために、外側入力軸部３５ｄ内に外輪圧入状態に取り付ける。内側入力軸部３６ｇは、後述するように、電動機の回転子を片持ち状態に支持するようになるので、この内側入力軸部３６ｇを支持する軸受は、損失が少なく且つ径方向の大きな荷重を支えるのに好適な転がり軸受の代表的なボールベアリング４０ａ，４０ｂを使用したが、ローラベアリングに置き換えることもできる。
【００２７】電動機は、外ケース３２ｂの下端面に絶縁部材４１を介在させて取り付けねじ４２によって絶縁状態に取り付けた電動機ハウジング４３を下向きに開口させ、開口端から固定子４４を嵌入して複数個の切り越し突起４３ａと折り曲げ爪４３ｂによって挟持するように固定した構成である。具体的には、固定子４４は、可逆回転誘導電動機を構成するように、固定子鉄心４４ａに６極構成の固定子巻線４４ｂを巻装し、固定子鉄心４４ａの外周面を電動機ハウジング４３に嵌入して固定し、その後に、この電動機ハウジング４３を外ケース３２ｂの下端面に取り付ける。この固定子４４に組する回転子４５は、内側入力軸部３６ｇに形成した回転子嵌着部３６ｄに嵌着し、止めねじ３６ｅに螺着した止めナット４６によって固定する。
【００２８】回転子４５は、回転子鉄心として外側鉄心４５ａ1と内側鉄心４５ａ2を積層し、外側鉄心４５ａ1に対してアルミニウムダイカストにより籠型２次導体４５ｂ1と冷却羽根４５ｂ2，４５ｂ3を一体的に成形し、外側鉄心４５ａ1と内側鉄心４５ａ2の間の間隙に絶縁樹脂を注入して両者を結合する絶縁樹脂層４５ｃ1を形成すると共に下側の端面に伸ばして回転検出センサー用の回転磁石受け部４５ｃ2を形成し、この回転磁石受け部４５ｃ2に永久磁石４５ｄを嵌着する。また、この絶縁樹脂層４５ｃ1は、回転子鉄心の上側の端面に伸ばして該端面に後述する噛み合いクラッチ機構の摺動子を噛み合い／解除自在に係合させる噛み合い凹凸部４５ｃ3を形成する。
【００２９】このようにして構成した回転子４５は、内側入力軸部３６ｇに形成した電動機回転子嵌着部３６ｄに嵌着し、止めナット４６を締め付けて電動機回転子嵌着部３６ｄに固着する。
【００３０】噛み合いクラッチ機構４７は、その一部を図４〜図６に詳しく示すように、外側回転軸系３５を電動機の回転子４５に噛み合い係合によって結合して該外側回転軸系３５に回転子４５の回転力を伝達して回転させ、または噛み合い係合を解いて該外側回転軸系３５を回り止めするように係止する。
【００３１】この噛み合いクラッチ機構４７は、駆動装置６の軸方向の全体寸法を小さくするために、環状の電磁コイル４７ａを内包する環状の電磁鉄心４７ｂを前記取り付けねじ４２によって電動機ハウジング４３の内側に共締めして取り付け、固定子巻線４４ｂのエンドコイルによつて囲まれた内側空間に外側入力軸部３５ｄを取り巻くように設置する。外側入力軸部３５ｄに形成したセレーション３５ｂに軸方向に摺動可能に係合させた絶縁樹脂製の摺動子４７ｃは、コイルばね４７ｄによって前記回転子４５の噛み合い凹凸部４５ｃ3に係合するように押し下げ、前記電磁コイル４７ａの電磁力によってコイルばね４７ｄの押し下げ力に逆らって摺動子４７ｃを引き上げることにより噛み合いを解除して電磁鉄心４７ｂに吸着して回り止める。
【００３２】摺動子４７ｃは、前記電磁鉄心４７ｂによって吸引する鉄製の吸着子４７ｅを一体的に樹脂成形して設け、前記噛み合い凹凸部４５ｃ3に嵌入して噛み合わせる噛み合い突起４７ｆを樹脂成形により一体的に形成する。
【００３３】摺動子４７ｃの吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸着したときに該摺動子４７ｃを係止して回り止めするために、図６に詳しく示すように、電磁鉄心４７ｂの吸着面には複数本の放射状の係止溝４７ｂ1を形成し、吸着子４７ｅには前記係止溝４７ｂ1に嵌入する複数本の放射状の係止突条４７ｅ1を形成する。係止溝４７ｂ1は、係止突条４７ｅ1を係止する側壁面が奥方向に１〜２度の傾斜で広がるように形成し、係止突条４７ｅ1は、係止溝４７ｂ1の側壁面に当接する側面が先端方向に１〜２度の傾斜で広がるように形成することにより、噛み合い係合させたときに抜け止め方向の分力が発生するようにする。
【００３４】電動機ハウジング４３の下端は、カバー４８を嵌着して覆う。そして、このカバー４８に回転検出センサーの回転検出素子（感磁素子）４９を取り付け、この回転検出素子４９を前記回転子４５の永久磁石４５ｄの回転軌道に対向させて設置する。
【００３５】このような駆動装置６は、取り付けベース７を取り付けねじ５０によって外槽５の底の外側に取り付ける。また、この駆動装置６の外側は、前記取り付けねじ５０によってこの駆動装置６と一緒に取り付けた外カバー５１によって覆うようにする。
【００３６】図７は、この全自動洗濯機の電気的構成を示すブロック図である。
【００３７】コントロールユニット１７は、マイクロコンピュータ１７ａを中心にして構成し、電源回路１７ｂと、電源リレー１７ｃと、給水電磁弁２１と排水電磁弁２３と噛み合いクラッチ機構の電磁コイル４７ａと電動機の固定子巻線４４ｂへの給電を制御する半導体スイッチング素子群や補助電源回路等で構成した駆動回路１７ｄを備える。
【００３８】電源回路１７ｂは、制御回路用の低圧直流電圧を生成する。
【００３９】駆動回路１７ｄは、電動機の固定子巻線４４ｂへの給電制御に関しては、可逆回転制御用の２つの半導体交流スイッチング素子（ＦＬＳ）１７ｄ1，１７ｄ2を備える。ＦＬＳ１７ｄ1は、正回転給電制御用の半導体交流スイッチング素子、ＦＬＳ１７ｄ2は逆回転給電制御用の半導体交流スイッチング素子である。また、電磁コイル４７ａへの給電制御に関しては、吸着子４７ｅを吸引する初期段階では大きな電磁力を必要とするために大きな電流とし、吸着後は電流を小さくして発熱を軽減するように制御する。詳細は後述する。
【００４０】また、マイクロコンピュータ１７ａは、予め組み込まれた制御処理プログラムに従って、電源スイッチ１３，入力スイッチ群１４，水位センサー１６および回転検出素子４９からの入力信号を取り込み、表示素子群１５と電源リレー１７ｃと駆動回路１７ｄを制御する。
【００４１】コントロールユニット１７のマイクロコンピュータ１７ａは、電源スイッチ１３が投入されると、電源リレー１７ｃをオンして待機状態となる。
【００４２】そして、入力スイッチ群１４から洗濯開始を指示されると、入力スイッチ群１４によって設定された洗濯脱水モードを確認し、設定された洗濯脱水モードの洗濯脱水工程に入る。
【００４３】図８は、基本的な洗濯脱水モードにおいてマイクロコンピュータ１７ａが実行する制御処理を示している。
【００４４】ステップ１７０１電磁給水弁２１を開いて外槽５内に所定の水位まで給水する。この所定の水位は、次のステップでの布量検出に適した水位であり、その水位検出は、水位センサー１６から出力される水位検出信号を監視して行う。
【００４５】ステップ１７０２布量の検出を行う。この布量検出は、従来と同様に、撹拌翼４を回転させたときの洗濯物の抵抗力の大きさに基づいて行う。そのために、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを付勢して吸着子４７ｅを電磁吸引することにより、摺動子４７ｃをコイルばね４７ｄに逆らって引き上げて該摺動子４７ｃの噛み合い突起４７ｆを電動機の回転子４５の噛み合い凹凸部４５ｃ3から切り離し、吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸着し、吸着子４７ｅの係止突条４７ｅ1を電磁鉄心４７ｂの係止溝４７ｂ1に係合することにより外側回転軸系３５（洗濯兼脱水槽２）の回転を抑制するように係止する。この状態で、電動機の固定子コイル４４ｂを付勢して回転子４５を回転させ、内側入力軸部３６ｇから遊星歯車３６ｉを介して減速した後に内側出力軸部３６ｃに伝達して撹拌翼４を回転させるようにする。そして、駆動を停止したときの惰性回転速度を回転検出素子４９からの信号に基づいて検出し、その減衰特性に基づいて布量を検出する。この検出処理は、水位を変えながら行うことにより、布質の検出も可能となる。
【００４６】ステップ１７０３布量および布質に応じて洗濯水位を決定し、この洗濯水位まで給水を実行する。
ステップ１７０４布量および布質に応じた洗い工程を実行する。この洗い工程は、撹拌翼４を正逆回転させて行う洗い方と洗濯兼脱水槽２を正逆回転させて行う洗い方と洗濯兼脱水槽２を一方向に連続的に回転させて行う洗い方を選択的に実行することができる。
【００４７】撹拌翼４を正逆回転させて行う洗い方は、例えば、木綿の下着や靴下などの洗濯物を強く撹拌して洗濯するのに適している。また、洗濯兼脱水槽２を正逆回転させて行う洗い方は、例えば、シーツやバスタオルなどの大きい洗濯物を撹拌して絡み合いおよび洗濯むらを軽減するように洗濯するのに適している。そして、洗濯兼脱水槽２を一方向に連続的に回転させて行う洗い方は、例えば、ドライマーク衣料などの洗濯物を型崩れしないように洗濯するのに適している。
【００４８】撹拌翼４を正逆回転させる洗い方は、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを付勢して摺動子４７ｃを引き上げて該摺動子４７ｃと回転子４５との噛み合いを解き、吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸着して係止突条４７ｅ1を係止溝４７ｂ1に係合させて外側入力軸部３５ｄを回り止めして洗濯兼脱水槽２を静止状態にし、回転子４５を正逆回転するように固定子コイル４４を付勢することにより、この回転を内側入力軸部３６ｇ，遊星歯車３６ｉ，内側出力軸部３６ｃを介して撹拌翼４に伝達して行う。
【００４９】洗濯兼脱水槽２を正逆回転させる洗い方は、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを消勢して摺動子４７ｃをコイルばね４７ｄによって押し下げて該摺動子４７ｃの噛み合い突起４７ｆを回転子４５の噛み合い凹凸部４５ｃ3嵌入して噛み合わせて該回転子４５と連結状態にし、電動機の回転子４５を正逆回転するように固定子コイル４４ｂを付勢することにより、この回転を外側入力軸部３５ｄ，歯車ケース部３５ｅ，外側出力軸部３５ａを介して洗濯兼脱水槽２に伝達して行う。このときは、遊星歯車機構は減速機能を失うので、撹拌翼４は、洗濯兼脱水槽２と同期して一体的に回転する。
【００５０】そして、洗濯兼脱水槽２を一方向に連続回転させて行う洗い方は、水位を低めに設定し、噛み合いクラッチ機構４７を噛み合わせた連結状態において、電動機を一方向に連続回転させるように固定子コイル４４ｂを付勢することによって実現する。
【００５１】このような３種類の洗い方の選択は、マイクロコンピュータ１７ａが布量や布質あるいは入力スイッチ群１４によって設定された洗濯モードに応じて決定し、噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａを制御して該噛み合いクラッチ機構４７の断続状態を制御することによって行う。また、必要に応じて、これらを組み合わせた洗い方にすることもできる。
【００５２】ステップ１７０５濯ぎ工程を実行する。この濯ぎ工程は、シャワー脱水濯ぎと溜め濯ぎを組み合わせて実行するようにすると良い。組み合わせ方は、先ず、シャワー脱水濯ぎを行い、その後に溜め濯ぎを行うようにすると良い。
【００５３】シャワー脱水濯ぎは、排水電磁弁２３を開いて排水状態とし、撹拌翼４および洗濯兼脱水槽２を高速回転させて脱水運転にした状態で給水電磁弁２１を開いて該洗濯兼脱水槽２内に注水するようにして行う。
【００５４】このときの洗濯兼脱水槽２の高速回転させる脱水では、噛み合いクラッチ機構４７は、前述した洗濯兼脱水槽２を回転させる洗い方のときと同様に、電磁コイル４７ａを消勢して摺動子４７ｄを電動機の回転子４５に連結状態にして該電動機を所定の方向に高速回転させることにより実現する。
【００５５】溜め濯ぎは、撹拌翼４および洗濯兼脱水槽２を静止状態にして排水電磁弁２３を開いて外槽５内の洗い水を排水し、洗濯兼脱水槽２を高速回転させて脱水し、次いで、排水電磁弁２３を閉じて給水電磁弁２１を開くことによって洗濯兼脱水槽２に注水して外槽５内に濯ぎ水を溜め、撹拌翼４または洗濯兼脱水槽２を回転させて洗濯物を撹拌する動作を繰り返すように行う。
【００５６】ステップ１７０６脱水工程を実行する。この脱水工程は、前述した濯ぎ工程における脱水と同様にして行う。
【００５７】マイクロコンピュータ１７ａは、これらの各ステップにおいて、設定状態および工程進行状態を表示素子群１５を制御して表示し、異常が発生したときや洗濯終了時には、ブザー１７ｈを鳴動させて報知するようにする。
【００５８】このような電気洗濯機において、洗濯兼脱水槽２と撹拌翼４を回転させて脱水するときには、駆動装置６における噛み合いクラッチ機構４７の電磁コイル４７ａの駆動電流を遮断して摺動子４７ｃをばね４７ｄによって押し下げて電動機の回転子４５に噛み合わせ、撹拌翼４を回転させて洗濯するときには電磁コイル４７ａに駆動電流を供給して電磁力によって摺動子４７ｃを引き上げて回転子４５との噛み合いを解除して電磁鉄心４７ｂに吸着することにより洗濯兼脱水槽２を回り止めする引き上げ制御を実行する。この引き上げ制御では、電磁コイル４７ａに供給する駆動電流をＰＷＭ制御して該駆動電流の平均値（大きさ）を変えることによって摺動子４７ｃを駆動する電磁力を調整する。
【００５９】この電磁コイル４７ａの駆動電流の制御は、マイクロコンピュータ１７ａからの指令に基づいて駆動回路１７ｄｅによって実行する。
【００６０】図９は、マイクロコンピュータ１７ａからの指令に基づいて電磁コイル４７ａへ供給する駆動電流をＰＷＭ制御するための駆動回路１７ｄにおける部分的な構成を示し、図１０は動作特性を示している。
【００６１】電磁コイル４７ａに供給する駆動電流をＰＷＭ制御するために、駆動回路１７ｄは、補助電源回路１７ｄ3から電磁コイル４７ａに供給する駆動電流の大きさを供給電流検出抵抗１７ｄ4の電圧降下で検出し、この供給電流検出抵抗１７ｄ4の端子電圧をフィルター回路１７ｄ5を介してＰＷＭコントロール回路１７ｄ6の差動アンプ１７ｄ61に取り込み、マイクロコンピュータ１７ａから与えられる電流指令値との差分を増幅して制御信号を生成し、この制御信号と３角波生成器１７ｄ62から出力する３角波信号を比較器１７ｄ63によって比較してＰＷＭ信号を出力し、このＰＷＭ信号によつてスイッチング素子１７ｄ7を断続制御する。スイッチング素子１７ｄ7が遮断状態になると電磁コイル４７ａに流れていた駆動電流は還流ダイオード１７ｄ8を介して還流しながら減衰する。そして、電磁コイル４７ａに流れる駆動電流は脈動し、その平均値は、マイクロコンピュータ１７ａから与えられる電流指令値に追従する。
【００６２】摺動子４７ｃを吸引して引き上げるために電磁コイル４７ａに供給する駆動電流を最初から大きい値にすると摺動子４７ｃの吸着子４７ｅに作用する電磁力が過大になり、摺動子４７ｃの引き上げ速度が過大になって吸着子４７ｅが電磁鉄心４７ｂに吸着されるときに大きな当り音を発生する。
【００６３】この実施の形態においては、この当り音を小さくするために、マイクロコンピュータ１７ａは、電流指令値を徐々に大きく（ソフトスタート）して電磁コイル４７ａに供給する駆動電流の平均値を徐々に大きくすることにより、吸着子４７ｅに作用する電磁力を徐々に大きくして該摺動子４７ｃの引き上げ速度を緩慢にして当り音を緩和するようにしている。
【００６４】電磁鉄心４７ｂに吸着した吸着子４７ｅを保持するための電磁力は、小さい駆動電流（保持電流）により発生することができ、駆動電流を小さくすることにより電力消費と発熱量を軽減することができる。
【００６５】マイクロコンピュータ１７ａは、駆動電流供給開始から所定時間後に供給する駆動電流を減少するように電流指令値を小さくし、駆動電流を減少させた状態において、電動機を運転して撹拌翼４を回転させて該撹拌翼４の回転力を洗濯物を介して洗濯兼脱水槽２に作用させて該洗濯兼脱水槽２を緩やかに回転させ、従って、摺動子４７ｃも緩やかに回転することによって該摺動子４７ｃの吸着子４７ｅの係止突条４７ｅ1を電磁鉄心４７ｂの係止溝４７ｂ1に嵌合させて洗濯兼脱水槽２を回り止めする。このときの電磁力は、供給駆動電流を減少させているので、吸着子４７ｅと電磁鉄心４７ｂの接触面は比較的に滑り易い状態にあり、係止突条４７ｅ1と係止溝４７ｂ1が一致して嵌合するまで容易に摺動して嵌合する。そして、その後は、保持駆動電流で嵌合状態を保持する。
【００６６】電磁コイル４７ａは、摺動子４７ｃを完全に引き上げて吸着子４７ｅを電磁鉄心４７ｂに吸着すると該電磁鉄心４７ｂと吸着子４７ｅが接触して磁気回路の透磁率が大きくなるためにインダクタンスが大きくなり、供給する駆動電流の立上りが緩慢になる。しかし、摺動子４７ｃの引き上げが不十分で電磁鉄心４７ｂと吸着子４７ｅが離れた状態にあると磁気回路の透磁率が小さいまま（または大きくなりきれない）であるので電磁コイル４７ａのインダクタンスは小さいままであり、従って、供給する駆動電流が急峻に立ち上がる。図１１は、このような状態を示している。
【００６７】マイクロコンピュータ１７ａは、この供給駆動電流の立上り時間を観察して摺動子４７ｃが正常に動作したかどうかを判定する。すなわち、マイクロコンピュータ１７ａは、供給電流検出抵抗１７ｄ4の端子電圧を波形整形回路１７ｄ9を介して取り込み、その時間幅ｔを基準時間ｔ0と長短比較して摺動子４７ｃの動作状態を判定する。吸着子４７ｅの係止突条４７ｅ1が電磁鉄心４７ｂの係止溝４７ｂ1に嵌合した正常状態における供給駆動電流の立上り時間ｔをｔ1とし、嵌合しない異常状態における供給駆動電流の立上り時間ｔをｔ2とするとき、基準時間ｔ0をその間に設定することにより、この基準時間ｔ0と立上り時間ｔを長短比較することにより、摺動子４７が正常に動作したかどうかを判定する。
【００６８】そして、摺動子４７が正常に動作しなかったときには、引き上げ制御をやり直す。
【００６９】以上に述べた実施の形態におけるクラッチ機構は、電磁コイルに駆動電流を供給することにより電磁力を発生させて摺動子を直接的に操作するようにしたが、間接的に操作するようなクラッチ機構とすることもできる。
【００７０】
【発明の効果】本発明は、電磁操作式のクラッチ機構における電磁コイルに供給する駆動電流をＰＷＭ制御することによって徐々に大きくするようにしたので、摺動子の動作音を軽減することができる。また、ＰＷＭ制御される駆動電流の立上り時間を観察してクラッチ機構の動作状態を検出するようにしているので、動作不良による不具合を回避することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年４月１９日（２０００．４．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４６３１
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 幸彦 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３００１８７（Ｐ２００１−３００１８７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１０月３０日（２００１．１０．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１１８４４１（Ｐ２０００−１１８４４１） |
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