專利名稱：洗衣機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明，涉及具有用無刷電動機直接對攪拌體和旋轉(zhuǎn)桶進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的結(jié)構(gòu)的洗衣機。
背景技術：
以往，作為在各家庭中將附著于衣類的污垢進行洗掉的裝置使用全自動洗衣機。該全自動洗衣機，具有在同一個桶內(nèi)全自動地進行“洗滌”、“漂洗”、“脫水”的一連串的工序的機構(gòu)。
在該全自動洗衣機中，在“洗滌”和“漂洗”工序中，攪拌體被正反地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，在“脫水”工序中，攪拌體與作為洗滌桶兼脫水桶的旋轉(zhuǎn)桶向同一方向高速地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。從應對這樣2種驅(qū)動方法的必要性來看，最近的全自動洗衣機不設置減速機，而較多地采用僅通過離合器機構(gòu)直接將在電動機的轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩傳遞至攪拌體及旋轉(zhuǎn)桶的直接驅(qū)動方式。在該直接驅(qū)動方式中，由于在電動機與攪拌體、電動機與旋轉(zhuǎn)桶之間不存在減速機構(gòu)，故對電動機要求在“洗滌”工序中、具有對攪拌體與電動機的轉(zhuǎn)子以低速、大轉(zhuǎn)矩進行驅(qū)動的性能。另外，在“脫水”工序中，也對電動機要求具有比具有減速機構(gòu)的驅(qū)動方式的場合更能發(fā)生低速、大轉(zhuǎn)矩的性能。對于旋轉(zhuǎn)速度，在“洗滌”、“漂洗”、“脫水”的各工序中分別要求不同的旋轉(zhuǎn)速度。
為了滿足在這樣的直接驅(qū)動方式的洗衣機的電動機中所要求的低速、大轉(zhuǎn)矩、可變速的條件，而在最近采用大型的直流無刷電動機，較多地采用通過利用對其發(fā)生轉(zhuǎn)矩進行矢量控制方式等的變換器控制來進行控制的方式。
但是，在采用以往那樣的直接驅(qū)動方式的洗衣機中的“洗滌”工序中，未充分考慮洗衣機各機構(gòu)的振動特性，僅對電動機的最大轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時間根據(jù)衣類進行控制的情況較多。因此，電動機中發(fā)生的轉(zhuǎn)矩不能高效地傳遞至電動機的轉(zhuǎn)子、攪拌體、洗滌水及衣類等的旋轉(zhuǎn)部分，不能有效地應用向電動機所輸入的電能的例子較多。另外，即使在希望振動小的靜音的動作的場合，例如，產(chǎn)生盛水桶發(fā)生共振而發(fā)生噪音等的噪音方面的問題的例子也多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的情況而作出的，其目的在于，提供下述的一種洗衣機在希望高效地進行洗滌動作的場合，能進行將電動機發(fā)生的轉(zhuǎn)矩高效地傳遞至洗滌水及衣類的運轉(zhuǎn)，另一方面，在夜間等希望振動小的靜音的洗滌動作的場合，能低振動、低噪音地進行運轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的洗衣機，具有彈性地吊持在外箱上的盛水桶；配設在該盛水桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)桶；設置在該旋轉(zhuǎn)桶內(nèi)的攪拌體；配設在所述盛水桶的外底部上、并對所述攪拌體直接地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機；控制該電動機和洗衣機整體的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間，控制成所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動成為最大的狀態(tài)。由此，在洗滌動作中，能將向電動機輸入的電能高效地變換成洗滌水及衣類的機械能。
另外，本發(fā)明的洗衣機，其特征在于，所述控制裝置，在對洗滌動作之前所投入的衣類的重量進行檢測后，利用預先存儲了與衣類的重量對應的、與使所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動成為最大的加速時間的關系的圖表讀出與所述衣類的重量檢測值對應的加速時間，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間，控制成與該讀出時間一致的狀態(tài)。由此，在洗滌動作中，能將向電動機輸入的電能高效地變換成洗滌水及衣類的機械能。
另外，本發(fā)明的洗衣機，具有彈性地吊持在外箱上的盛水桶；配設在該盛水桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)桶；設置在該旋轉(zhuǎn)桶內(nèi)的攪拌體；對所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動進行檢測的振動傳感器；配設在所述盛水桶的外底部上、并對所述攪拌體直接地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機；控制該電動機和洗衣機整體的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間，控制成在洗滌動作時的所述振動傳感器的振動檢測值成為最大值的狀態(tài)。由此，在洗滌動作中，能將向電動機輸入的電能高效地變換成洗滌水及衣類的機械能。
另外，本發(fā)明的洗衣機，具有彈性地吊持在外箱上的盛水桶；配設在該盛水桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)桶；設置在該旋轉(zhuǎn)桶內(nèi)的攪拌體；配設在所述盛水桶的外底部上、并對所述攪拌體直接地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機；控制該電動機和洗衣機整體的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間，控制成所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動成為最小的狀態(tài)。由此，在洗滌動作中，能實現(xiàn)發(fā)生振動小的靜音的運轉(zhuǎn)。
另外，本發(fā)明的洗衣機，其特征在于，所述控制裝置，在對洗滌動作之前所投入的衣類的重量進行檢測后，利用預先存儲了與衣類的重量對應的、與使所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動成為最小的加速時間的關系的圖表讀出與所述衣類的重量檢測值對應的加速時間，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間，控制成與該讀出時間一致的狀態(tài)。由此，在洗滌動作中，能實現(xiàn)發(fā)生振動小的靜音的運轉(zhuǎn)。
另外，本發(fā)明的洗衣機，具有彈性地吊持在外箱上的盛水桶；配設在該盛水桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)桶；設置在該旋轉(zhuǎn)桶內(nèi)的攪拌體；對所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動進行檢測的振動傳感器；配設在所述盛水桶的外底部上、并對所述攪拌體直接地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機；控制所述電動機和洗衣機整體的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間，控制成在洗滌動作時的所述振動傳感器的振動檢測值成為最小值的狀態(tài)。由此，在洗滌動作中，能實現(xiàn)發(fā)生振動小的靜音的運轉(zhuǎn)。
附圖的簡單說明

圖1是本發(fā)明的洗衣機的縱剖視圖。
圖2是能應用于本發(fā)明中的不使用振動傳感器的方法的電路的結(jié)構(gòu)例。
圖3是表示本發(fā)明的洗滌動作時的電動機旋轉(zhuǎn)速度的時間變化的圖。
圖4是表示為了分析旋轉(zhuǎn)振動而簡化后的洗衣機模式圖。
圖5是表示用于建立旋轉(zhuǎn)振動的運動方程式的振動系統(tǒng)的模式圖。
圖6是表示將洗衣機分成3個部分后的旋轉(zhuǎn)振動的運動方程式的圖。
圖7是表示盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動的振幅的頻率特性的例子的圖。
圖8是表示在洗滌動作時電動機發(fā)生的轉(zhuǎn)矩的波形的圖。
圖9是表示與在加速時的轉(zhuǎn)矩波形中所包含的頻率成分對應的振幅的大小的圖。
圖10是本發(fā)明中的將振動傳感器安裝在盛水桶上的方式的洗衣機的縱剖視圖。
圖11是本發(fā)明中的將振動傳感器安裝在盛水桶上的方式的電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖12是表示選擇“強勁洗滌模式”時的、與投入衣類重量對應的最佳加速時間t1的例子的圖表。
圖13是表示選擇“靜音洗滌模式”時的、與投入衣類重量對應的最佳加速時間t1的例子的圖表。
具體實施例方式
參照附圖對本發(fā)明進行詳細的說明。
圖1是表示具有作為本發(fā)明的洗滌桶兼脫水桶的旋轉(zhuǎn)桶、并利用反轉(zhuǎn)控制的無刷電動機進行直接驅(qū)動的洗衣機的整體結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。圖1中的洗衣機本體1，大致分成由矩形箱狀的外箱2和設在其上方的頂蓋3構(gòu)成。在外箱2的內(nèi)部，利用彈性吊持機構(gòu)5對作為接受被脫水的水的外桶的盛水桶4進行彈性支承。在該盛水桶4的內(nèi)部，可旋轉(zhuǎn)地配設有兼作洗滌桶和脫水桶用的旋轉(zhuǎn)桶6。在旋轉(zhuǎn)桶6的周壁部上，形成有許多脫水孔6a，在脫水時從衣類脫出的水通過脫水孔6a向盛水桶4內(nèi)放出。另外，在旋轉(zhuǎn)桶6的上端部，設有使脫水時的旋轉(zhuǎn)桶6的旋轉(zhuǎn)取得平衡用的平衡環(huán)7。并在旋轉(zhuǎn)桶6的內(nèi)底部，可旋轉(zhuǎn)地配設有攪拌體8。
在盛水桶4的外底部，配設有驅(qū)動機構(gòu)部9。該驅(qū)動機構(gòu)部9，利用外轉(zhuǎn)子型無刷結(jié)構(gòu)的電動機10和離合器機構(gòu)(未圖示)來構(gòu)成。電動機10的定子10a，通過驅(qū)動機構(gòu)部基座9a被固定在盛水桶4上，轉(zhuǎn)子10b與攪拌體8直接連接。在“洗滌”和“漂洗”的工序時，利用電動機10僅使攪拌體8向正反方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在“脫水”工序時，旋轉(zhuǎn)桶6利用離合器與轉(zhuǎn)子10b進行連接、與攪拌體8成為一體地向1個方向進行高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
另外，在盛水桶4的底部，形成有排水口11。在該排水口11上安裝著排水閥12，在其出口處連接有排水軟管13。在排水口12上，還設有空氣收集器14。空氣收集器14的壓力，通過氣管15被引導至水位傳感器16(示于圖2)。水位傳感器16，是用于對盛水桶4內(nèi)的水位進行檢測的構(gòu)件，并被安裝在頂蓋3的內(nèi)側(cè)。
另外，在頂蓋3上，在上面設有蓋17、在前部上面設有操作面板18，并在內(nèi)面安裝著控制裝置19。另外，在頂蓋3的后部內(nèi)面，還安裝著對向旋轉(zhuǎn)桶6內(nèi)的供水進行控制的供水閥22(示于圖2)。
接著，參照圖2對上述洗衣機的電氣的結(jié)構(gòu)進行說明。擔負控制的核心是用微機構(gòu)成的控制裝置19。在其存儲器中，存儲有用于控制洗衣機整體的動作所需的控制程序。另外，該控制裝置19，還起到為了對電動機10進行反轉(zhuǎn)控制而進行所需的控制運算的控制裝置的作用。用于控制電動機10發(fā)生的轉(zhuǎn)矩或旋轉(zhuǎn)速度的控制運算結(jié)果，被輸送至使用PWM發(fā)生電路及PWM反轉(zhuǎn)電路所構(gòu)成的電動機驅(qū)動電路23中，用該PWM反轉(zhuǎn)電路輸出來驅(qū)動電動機10。對于電動機10，使用無刷電動機，其轉(zhuǎn)子10b的旋轉(zhuǎn)位置，用霍爾IC10c進行檢測。用霍爾IC10c檢測到的脈沖信號，輸入控制裝置19和電動機驅(qū)動電路23。另外，取代使用霍爾IC10c對轉(zhuǎn)子10b的旋轉(zhuǎn)位置進行檢測的方式，最好是利用所謂的無傳感器的矢量控制方式在對電動機10的轉(zhuǎn)子19b的旋轉(zhuǎn)位置進行檢測的同時對電動機10進行控制的方式，最近，采用該無傳感器矢量控制方式的洗衣機正成為主流。
在控制裝置19中，還輸入來自安裝在操作面板18上的開關組20的ON/OFF信號、來自水位傳感器16的水位檢測信號、來自霍爾IC10c的轉(zhuǎn)子10b的旋轉(zhuǎn)位置信號脈沖。另外，作為輸出信號，除了向所述電動機驅(qū)動電路23輸出控制信號以外，還將開閉排水閥12和供水閥22的信號向閥驅(qū)動電路21輸出、將顯示信號向安裝在操作面板24上的顯示器組24輸出。
接著，對在上述那樣的電氣、機械的結(jié)構(gòu)下的“洗滌”工序中的控制動作進行說明。另外，在未盛滿水的空的旋轉(zhuǎn)桶6內(nèi)投入洗滌對象的衣類、并將蓋17關閉后，當按壓開關組20中的洗滌開始開關時、“洗滌”工序開始。
在洗衣機1為全自動洗衣機的場合，通常，首先對衣類的重量進行檢測。控制裝置19將規(guī)定的速度指令信號向電動機驅(qū)動電路23輸出，在旋轉(zhuǎn)桶6和攪拌體8的轉(zhuǎn)速上升至規(guī)定值后，停止向電動機10的供電等，使電動機10的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩成為零的狀態(tài)，即、成為自由運轉(zhuǎn)的狀態(tài)。于是，電動機10因機械的摩擦及空氣阻力而開始減速、趨向停止，其減速比率受到投入的衣類的重量的影響。因此，從根據(jù)安裝在電動機10上的霍爾IC10c對該減速比率進行檢測后的旋轉(zhuǎn)位置脈沖的頻率變化、或利用無傳感器矢量控制的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置檢測結(jié)果的轉(zhuǎn)子10b的旋轉(zhuǎn)速度變化，通過規(guī)定的計算算出衣類的重量。
一旦衣類的重量檢測結(jié)束，將“開”信號輸送至供水閥22，開始進行供水。供水量，通常，以與衣類的重量對應所決定的一定量向兼作洗滌桶的旋轉(zhuǎn)桶6進行供水。
當供水結(jié)束后，終于轉(zhuǎn)移至洗滌動作。在洗滌動作中，旋轉(zhuǎn)桶6在作為靜止部分的驅(qū)動機構(gòu)部基座9a上、因離合器的動作而被固定成不旋轉(zhuǎn)。而且，與轉(zhuǎn)子10b直接連接的攪拌體8被電動機10正反旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，由此，旋轉(zhuǎn)桶6內(nèi)的洗滌水和衣類通過進行正反旋轉(zhuǎn)動作而進行洗滌動作。
在該洗滌動作中的攪拌體8的旋轉(zhuǎn)動作，根據(jù)圖3所示的速度曲線來進行。也就是說，在進行正轉(zhuǎn)動作的場合，從電動機10將一定的轉(zhuǎn)矩僅在加速時間t1之間施加于轉(zhuǎn)子10b上。由此，轉(zhuǎn)子10b和攪拌體8，以大致一定的加速度使速度上升而達到規(guī)定的轉(zhuǎn)速N。當達到規(guī)定轉(zhuǎn)速N后，對電動機發(fā)生轉(zhuǎn)矩進行調(diào)整使其轉(zhuǎn)速保持原狀。
為了縮短“洗滌”工序所需時間，通常，將加速時間t1設定成非常短的時間。在該短的加速時間t1內(nèi)，為了使轉(zhuǎn)子10b和攪拌體8的轉(zhuǎn)速上升至規(guī)定轉(zhuǎn)速N，需要使電動機10發(fā)生非常大的轉(zhuǎn)矩。另一方面，為了使轉(zhuǎn)速保持于規(guī)定值N所需的轉(zhuǎn)矩，如果與在加速時間t1中所需的轉(zhuǎn)矩相比，是非常小的值。另外，保持于規(guī)定轉(zhuǎn)速N的時間，與加速時間t1相比是非常長的時間。攪拌體8通過這樣地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，對旋轉(zhuǎn)桶6內(nèi)的洗滌水和衣類產(chǎn)生復雜的旋轉(zhuǎn)運動，由此，可將衣類的污垢洗掉。
在攪拌體8的旋轉(zhuǎn)以規(guī)定轉(zhuǎn)速N持續(xù)進行規(guī)定時間后，向減速階段移動、不久移至停止。該減速時間，與加速時間t1相同地對發(fā)生轉(zhuǎn)矩進行控制。在該減速階段中的電動機10的發(fā)生轉(zhuǎn)矩，與加速階段的轉(zhuǎn)矩是大小相同、而極性相反的波形。
攪拌體8在僅以規(guī)定時間保持停止狀態(tài)后，再向反轉(zhuǎn)動作轉(zhuǎn)移。反轉(zhuǎn)動作，被控制成僅與所述的正轉(zhuǎn)動作的速度曲線的旋轉(zhuǎn)方向相反的相同速度的曲線。
接著，對在進行這樣的加速、減速的階段中的洗衣機各部分的振動進行分析研究。為了簡化振動分析計算，考慮將洗衣機構(gòu)成為圖4所示的3個部分分開的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。第1部分是靜止部分，該部分由盛水桶4、旋轉(zhuǎn)桶6、電動機的定子10a構(gòu)成。第2部分是利用電動機10直接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的部分，由電動機10的轉(zhuǎn)子10b和攪拌體8構(gòu)成。第3部分是被攪拌體8的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的部分，洗滌水和衣類與此相當。電動機10發(fā)生的轉(zhuǎn)矩，作用于所述第1部分與第2部分之間。
現(xiàn)在，作為為了用運動方程式表示上述的3個部分的旋轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)的運動的準備，當用圖表示上述3個部分的旋轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)模式時就成為圖5所示的狀態(tài)。而且，其振動系統(tǒng)的運動方程式如圖6所示。在這些圖5、圖6中，m1是所述第1部分，即，盛水桶4、旋轉(zhuǎn)桶6、定子10a的合計慣性轉(zhuǎn)矩；m2是所述第2部分，即，轉(zhuǎn)子10b和攪拌體8的合計慣性轉(zhuǎn)矩；m3是所述第3部分，即，衣類和洗滌水的合計慣性轉(zhuǎn)矩。k1、k2是彈簧常數(shù)，c1～c4是衰減常數(shù)，x1～x3是所述第1、第2、第3部分的旋轉(zhuǎn)角，T是電動機發(fā)生的轉(zhuǎn)矩。作為電動機發(fā)生轉(zhuǎn)矩T，考慮以頻率f進行變化的正弦波轉(zhuǎn)矩，將圖6所示的運動方程式對x1進行求解，如將其旋轉(zhuǎn)角x1的大小(振幅)的頻率特性描繪成圖時就成為圖7所示的狀態(tài)。橫軸為頻率f，縱軸為將該頻率的旋轉(zhuǎn)角的振幅相對于基準振幅的比率以dB刻度進行表示。如圖所示，旋轉(zhuǎn)角x1，在頻率f1、f3具有共振頻率，在f2具有反共振頻率。作為所述縱軸刻度的基準振幅，采取最低次的共振頻率f1時的振幅。
另一方面，由于用圖3所示的速度曲線對攪拌體8進行驅(qū)動，故當僅對正轉(zhuǎn)部分進行表示時、電動機10發(fā)生的轉(zhuǎn)矩波形成為大致圖8的狀態(tài)。橫軸是時間，縱軸是發(fā)生轉(zhuǎn)矩。通常，電動機10保持一定旋轉(zhuǎn)速度N的時間，比加速、減速時間t1足夠長，且以一定旋轉(zhuǎn)速度N進行旋轉(zhuǎn)時的所需轉(zhuǎn)矩，與加速、減速時的轉(zhuǎn)矩相比足夠小。因此，當考慮將圖8所示的波形的轉(zhuǎn)矩作為圖6的式中的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T進行施加的場合，在加速時間t1中產(chǎn)生的各部分的較大的振動，可考慮成在以一定旋轉(zhuǎn)速度N的旋轉(zhuǎn)途中衰減而變小。以一定旋轉(zhuǎn)速度N旋轉(zhuǎn)時的狀態(tài)，是施加直流的一定的轉(zhuǎn)矩T的狀態(tài)。本發(fā)明在于提供如背景技術章節(jié)的結(jié)束部分中所述的那樣，在希望高效地進行洗滌動作的場合，能進行將電動機10發(fā)生的轉(zhuǎn)矩高效地向攪拌體及洗滌水、衣類進行傳遞的運轉(zhuǎn)，另一方面，在夜間等、希望振動小的靜音的動作的場合，能低振動、低噪音運轉(zhuǎn)的洗衣機。因此，保持一定的旋轉(zhuǎn)速度N且較長時間地旋轉(zhuǎn)時的狀態(tài)，與該轉(zhuǎn)矩傳遞效率及噪音發(fā)生的情況是否良好不大有關系。對本發(fā)明的目的最有影響的可認為是，在于加速時及減速時的振動系統(tǒng)的動作。由此，只要將施加圖8所示的加速時的轉(zhuǎn)矩時的振動系統(tǒng)的動作作為問題來解析即可。(減速時，僅旋轉(zhuǎn)方向成為相反，是相同的動作。)為了對該動作進行研究，考慮圖8所示的轉(zhuǎn)矩波形、即將振幅一定、持續(xù)時間t1的轉(zhuǎn)矩波形，僅1個單獨進行施加的情況。為了調(diào)查在這樣的單一脈沖中所包含的轉(zhuǎn)矩成分的頻率特性，將該單一波形進行傅里葉變換而描繪成曲線時就成為圖9所示的狀態(tài)。橫軸是在單一脈沖中所包含的頻率成分，縱軸是與該頻率對應的轉(zhuǎn)矩的大小(振幅)相對于頻率為零時的值的相對值用dB刻度進行表示。如圖9所示，在轉(zhuǎn)矩的頻率成分中，存在成為極小的頻率。當將成為極小的頻率的低的一方的2個頻率設為f4、f5時，在這些值與圖3或圖8中的加速(或減速)時間t1之間，已知有以下的關系。
f4＝1/t1f5＝2/t1根據(jù)發(fā)明者們的調(diào)查，已判明將加速時間t1控制成、使圖9中的轉(zhuǎn)矩成分成為極小的頻率f4與圖7中的反共振頻率f2一致的狀態(tài)時，向電動機10輸入的電能可高效地變換成洗滌水和衣類的動能。另外，還判明在控制成使f4與反共振頻率f2一致的狀態(tài)時，盛水桶4的旋轉(zhuǎn)方向振動作為整體變大?？烧J為這是由于發(fā)生轉(zhuǎn)矩的成分成為極小的頻率f4與圖7的反共振頻率f2、即與難以振動的頻率f2一致，故利用f4以外的頻率產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩成分，使振動系統(tǒng)產(chǎn)生較大的振動，電動機10發(fā)生的轉(zhuǎn)矩高效地變換成機械能、尤其成為洗滌水和衣類的機械能的緣故。
另一方面，已判明在希望洗衣機振動小且靜音地運轉(zhuǎn)的場合，當將加速時間t1控制成，圖9的發(fā)生轉(zhuǎn)矩成分成為極小的頻率f4與圖7的最低次的共振頻率f1一致的狀態(tài)時，即使電動機10發(fā)生的轉(zhuǎn)矩較大，也能進行靜音的運轉(zhuǎn)?？烧J為這是由于與共振產(chǎn)生的頻率f2對應的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩成分(頻率f4的轉(zhuǎn)矩成分)為極小值而難以產(chǎn)生共振的緣故。
這樣，判明了通過對加速和減速時間t1進行控制來達到以下目的在重視能量變換效率的場合使頻率f4與反共振頻率f2一致、在希望振動小且進行靜音的運轉(zhuǎn)的場合使頻率f4與最低次的共振頻率f1一致。
接著，對應使頻率f4(＝1/t1)與共振頻率f1或反共振頻率f2一致、而對加速時間和減速時間t1進行控制的方法進行說明。該加速時間、減速時間t1的變更，只要將從控制裝置19向電動機驅(qū)動電路23所賦予的轉(zhuǎn)矩指令值的波形中的一定轉(zhuǎn)矩發(fā)生時間t1作為目標值進行輸出就可以。但是，這里的問題是，如何找到能使頻率f4與f1或f2一致的加速時間t1。作為其方法，發(fā)明者們提出以下的2種方法。
其第1種方法，如圖10和圖11所示，是將對其旋轉(zhuǎn)方向的振動進行檢測的振動傳感器25安裝在盛水桶4中。在盛水桶4的振動中，包含有許多頻率成分的振動。因此，為了判定振動的大小，例如，對加速時間t1中的振動波形的電壓信號進行整流而變換成直流電壓，用其大小可以對振動的大小進行判定。在這樣的結(jié)構(gòu)中，在洗滌動作的初期，使加速時間t1、例如在0.2～1.0秒之間、例如以0.1秒間隔進行改變，對這時的振動的大小進行測定。而且，在進行使能量的傳遞效率優(yōu)先的洗滌動作的場合，將加速時間t1決定成測定后的振動成為最大的狀態(tài)。相反，在進行振動小的靜音的洗滌動作的場合，將加速時間t1決定成測定后的振動成為最小的狀態(tài)。如果這樣，就能進行與各個目的相一致的洗滌動作。
其第2種方法，根據(jù)投入的衣類重量、供水的水量，預先分別求出成為傳遞效率最大和振動最小的加速時間t1，預先將其對應表存儲在控制裝置19內(nèi)的存儲器中。并且，是對衣類重量進行測定并從其對應表讀出與其值對應的加速時間、減速時間t1而用于控制的方法。
如前面還說明的那樣，在全自動洗衣機中，在“洗滌”工序的開始時，對投入的衣類的重量進行計測。供水的水量，按測量到的衣類的重量，以及利用開關組20所選擇的洗滌模式、例如“強勁洗滌模式”、“靜音洗滌模式”等的組合每次地預先決定，可據(jù)此進行供水。也就是說，如果決定了衣類的重量和洗滌模式，就能使控制裝置19掌握衣類的重量與洗滌水量的合計重量。因此，根據(jù)該合計重量，就能對能量效率成為最大的加速時間t1和振動、噪音成為最低的加速時間t1預先進行計算、或通過實驗來掌握而作成對應表，并通過預先存儲在存儲器中而能進行與目的一致的洗滌動作。圖12和圖13是這樣的對應表的例子，圖12是表示選擇“強勁洗滌模式”(高效的洗滌方法)時的、與衣類重量對應的最適當?shù)募铀?、減速時間t1與該場合的反共振頻率f2的關系的圖表的例子。另外，圖13是表示選擇“靜音洗滌模式”(振動小的洗滌方法)時的、與衣類重量對應的最適當?shù)募铀佟p速時間t1與該場合的最低次的共振頻率f1的關系的圖表的例子。
在以上的說明中，對將加速時間與減速時間作成相同的時間作了說明，這是由于如果這樣做就能獲得與目的最一致的結(jié)果的緣故。如果可以對作為目的的效果多少作出犧牲，也可以用前述的方法只對加速時間或減速時間的任何一方進行控制，而另一方的時間可以作成與其不同的時間來進行運轉(zhuǎn)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明的洗衣機，適用于對于想實現(xiàn)將電能最高效地變換成洗滌水和衣類的機械能的洗滌動作的場合進行與其目的一致的洗滌動作。另外，適用于在希望振動小的靜音的洗滌動作的場合進行與其目的一致的洗滌動作。
權(quán)利要求
1.一種洗衣機，具有彈性地吊持在外箱上的盛水桶；配設在該盛水桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)桶；設置在該旋轉(zhuǎn)桶內(nèi)的攪拌體；配設在所述盛水桶的外底部上、并對所述攪拌體直接進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機；控制該電動機和洗衣機整體的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間，控制成所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動成為最大的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的洗衣機，其特征在于，所述控制裝置，在對洗滌動作之前所投入的衣類的重量進行檢測后，利用預先存儲有與衣類的重量對應的、與所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動成為最大的加速時間的關系的圖表，讀出與所述衣類的重量檢測值對應的加速時間，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間控制成與該讀出時間一致的狀態(tài)。
3.一種洗衣機，具有彈性地吊持在外箱上的盛水桶；配設在該盛水桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)桶；設置在該旋轉(zhuǎn)桶內(nèi)的攪拌體；對所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動進行檢測的振動傳感器；配設在所述盛水桶的外底部上、并對所述攪拌體直接進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機；控制該電動機和洗衣機整體的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間，控制成在洗滌動作時的所述振動傳感器的振動檢測值成為最大值的狀態(tài)。
4.一種洗衣機，具有彈性地吊持在外箱上的盛水桶；配設在該盛水桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)桶；設置在該旋轉(zhuǎn)桶內(nèi)的攪拌體；配設在所述盛水桶的外底部上、并對所述攪拌體直接進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機；控制該電動機和洗衣機整體的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間，控制成所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動成為最小的狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述的洗衣機，其特征在于，所述控制裝置，在對洗滌動作之前所投入的衣類的重量進行檢測后，利用預先存儲有與衣類的重量對應的、與所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動成為最小的加速時間的關系的圖表，讀出與所述衣類的重量檢測值對應的加速時間，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間控制成與該讀出時間一致的狀態(tài)。
6.一種洗衣機，具有彈性地吊持在外箱上的盛水桶；配設在該盛水桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)桶；設置在該旋轉(zhuǎn)桶內(nèi)的攪拌體；對所述盛水桶的旋轉(zhuǎn)振動進行檢測的振動傳感器；配設在所述盛水桶的外底部上、并對所述攪拌體直接進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機；控制所述電動機和洗衣機整體的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置，將洗滌動作時的所述電動機的加速時間和減速時間、或其任一方的時間，控制成在洗滌動作時的所述振動傳感器的振動檢測值成為最小值的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明是高效地將向電動機(10)輸入后的電能變換成水及衣類的機械能、或使振動減少而能靜音地進行洗滌動作的直接驅(qū)動式的洗衣機。在高效地進行能量變換而進行洗滌動作的場合，根據(jù)振動傳感器(25)的測定值或衣類的重量測定值、將利用電動機(10)進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的攪拌體(8)的加速時間和減速時間控制成使盛水桶(4)的旋轉(zhuǎn)振動成為最大的狀態(tài)。另一方面，在進行振動小的靜音的洗滌動作的場合，將利用電動機(10)進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的攪拌體(8)的加速時間和減速時間控制成使盛水桶(4)的旋轉(zhuǎn)振動成為最小的狀態(tài)。
文檔編號D06F37/20GK1551939SQ0281732
公開日2004年12月1日 申請日期2002年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月5日
發(fā)明者岡崎洋二, 川端真一郎, 細糸強志, 伊藤道明, 田中俊雅, 一郎, 志, 明, 雅 申請人:株式會社東芝, 東芝家電制造株式會社, 東芝電氣營銷株式會社