JP2018183478A

JP2018183478A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2018183478A
Application number: JP2017088026A
Authority: JP
Inventors: 高木　政志; Masashi Takagi; 政志高木
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2018-11-22

Abstract

【課題】瞬時停電時にマイコンを停止させない耐性のある制御装置の洗濯機とすること。【解決手段】運転中において、停電検知回路５３により、商用電源周波数におけるパルス時間を常時監視し、検知したパルス時間が所定値以下となった場合に、電圧低下したと判断した時は、商用電源５１の瞬時停電を検知し、これを検知した場合には、モータ４などの負荷、および、操作表示手段２６の動作を停止するとともに、運転シーケンス、及び、マイクロコンピュータ１のリセット回避動作を行うように構成することにより、マイコン１を停止させずに負荷のみを停止して、瞬時停電に対する耐性を向上させることができるとともに、制御用の基板の省スペース及び部品の小型化、低価格化を実現することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、洗い、すすぎ、脱水行程を自動制御して行う洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）による制御回路が採用され、交流電源が停電した時に、一定時間その停電に耐え、シーケンスが途切れないように制御する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、従来の洗濯機などに採用されている停電検知装置の回路図である。

図６において、交流電源７１の両端には、ダイオード７２とコンデンサ７３が直列接続されており、コンデンサ７３の両端から直流電圧を得ている。

コンデンサ７３の両端の直流電圧を入力としてスイッチング電源７４が接続されており、スイッチング電源７４は、出力コンデンサ７４ａを有している。

交流監視装置７５は、交流電源７１の両端にダイオード７５ａ、抵抗７５ｂ、抵抗７５ｃが順に直列接続され、抵抗７５ｃにはコンデンサ７５ｄが並列に接続された回路により構成されている。抵抗７５ｂと抵抗７５ｃの接続点から交流電源の電圧の情報を出力している。

交流監視装置７５の出力には、定電圧ダイオード７６ａのアノードが接続されており、また、定電圧ダイオード７６ａのカソードには、トランジスタ７６ｂのベースが接続されている。

また、トランジスタ７６ｂのコレクタには、抵抗７６ｃとトランジスタ７６ｄのベースが接続されている。抵抗７６ｃの他端は、スイッチング電源７４の出力コンデンサ７４ａの出力に接続されており、トランジスタ７６ｂおよびトランジスタ７６ｄのエミッタは、スイッチング電源７４のマイナス端子に接続されている。上記の定電圧ダイオード７６ａ、トランジスタ７６ｂ、抵抗７６ｃおよびトランジスタ７６ｄにて、ゼロボルト消去回路７６を構成している。

ゼロボルト回路７７は、交流電源７１の両端にダイオード７７ａ、抵抗７７ｂ、抵抗７７ｃが順に直列接続され、抵抗７７ｂと抵抗７７ｃの接続点にトランジスタ７６ｄのコレクタとトランジスタ７７ｄのベースとが接続されており、トランジスタ７７ｄのコレクタは、抵抗７７ｅに接続され、抵抗７７ｅの他端は、スイッチング電源７４の出力に接続され、トランジスタ７７ｄのエミッタはマイナス端子に接続されて構成されている。

マイコン７８は、スイッチング電源７４の出力コンデンサ７４ａの出力を電源として動作し、ゼロボルト回路７７のトランジスタ７７ｄのコレクタが入力端子Ａに接続されている。マイコン７８の出力端子Ｂは、負荷群７９に接続されたリレー（図示せず）に接続され、負荷群７９は、スイッチング電源７４あるいは交流電源７１により駆動され、マイコン７８によりリレーがオン−オフ制御されることにより駆動制御されている。

特開２００６−２９６１５３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ゼロボルトを検知する回路のほかに、降圧させた直流の電源回路及びその検知回路や、ゼロボルトを消去する回路が必要となり、また、停電時のマイコン用電源の低下を防ぐために、コンデンサ容量を大きくする方法が必要となり、そのために回路が多くなり、基板スペース、回路部品が多くなり、製造コストが高くなってしまうという課題があった。

本発明は、ゼロクロス回路で発生させたパルス幅を判断して電圧降下を検知することにより、マイコンを停止させずに負荷のみを停止して、瞬時停電に対する耐性を向上させた洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、本体と、前記本体内に揺動自在に弾性支持された外槽と、前記外槽に回転自在に内包された内槽と、前記内槽を回転駆動するモータと、前記本体の上部に配設され、運転コース等のモードや各種機能の選択ができ、その選択情報を基に表示を行う操作表示手段と、前記本体内部に配設された制御装置と、前記制御装置内に設けられ各種の設定内容や検知、測定結果などを記憶するメモリと、前記制御装置に設けられた停電検知回路と、前記停電検知回路に設けられ、商用電源に同期した信号を発生するゼロクロス回路及び前記ゼロクロス回路でパルス信号を発生させるパルス発生回路と、前記制御装置に設けられ、前記モータなどを制御し、洗い、すすぎ、脱水などの各行程を逐次制御するマイクロコンピュータと、を備え、前記制御装置は、運転中において、前記停電検知回路により、商用電源周波数におけるパルス時間を常時監視し、検知したパルス時間が所定値以下となった場合に、電圧低下したと判断した時は、商用電源の瞬時停電を検知し、これを検知した場合には、前記モータなどの負荷、および、前記操作表示手段の動作を停止するとともに、運転シーケンス、及び、前記マイクロコンピュータのリセット回避動作を行うようにしたものである。

これにより、マイコンを停止させずに負荷のみを停止して、瞬時停電に対する耐性を向上させることができるとともに、制御用の基板の省スペース及び部品の小型化、低価格化を実現することができる。

本発明にかかる洗濯機は、ゼロクロス回路で発生させたパルス幅を判断して電圧降下を検知することにより、マイコンを停止させずに負荷のみを停止して、瞬時停電に対する耐性を向上させることができる。

本発明の実施の形態における洗濯機の縦断面図同洗濯機のブロック回路図同洗濯機の図２における停電検知回路図同洗濯機のパルス発生回路の検知状態を示す図同洗濯機の停電検知回路動作を示すフローチャート従来の洗濯機の停電検知装置の回路図

第１の発明は、本体と、前記本体内に揺動自在に弾性支持された外槽と、前記外槽に回転自在に内包された内槽と、前記内槽を回転駆動するモータと、前記本体の上部に配設さ
れ、運転コース等のモードや各種機能の選択ができ、その選択情報を基に表示を行う操作表示手段と、前記本体内部に配設された制御装置と、前記制御装置内に設けられ各種の設定内容や検知、測定結果などを記憶するメモリと、前記制御装置に設けられた停電検知回路と、前記停電検知回路に設けられ、商用電源に同期した信号を発生するゼロクロス回路及び前記ゼロクロス回路でパルス信号を発生させるパルス発生回路と、前記制御装置に設けられ、前記モータなどを制御し、洗い、すすぎ、脱水などの各行程を逐次制御するマイクロコンピュータと、を備え、前記制御装置は、運転中において、前記停電検知回路により、商用電源周波数におけるパルス時間を常時監視し、検知したパルス時間が所定値以下となった場合に、電圧低下したと判断した時は、商用電源の瞬時停電を検知し、これを検知した場合には、前記モータなどの負荷、および、前記操作表示手段の動作を停止するとともに、運転シーケンス、及び、前記マイクロコンピュータのリセット回避動作を行うようにした洗濯機とすることにより、マイコンを停止させずに負荷のみを停止して、瞬時停電に対する耐性を向上させることができるとともに、制御用の基板の省スペース及び部品の小型化、低価格化を実現することができる。第２の発明は、特に、第１の発明の制御装置は、運転中において、前記商用電源周波数におけるパルス時間を検知し、所定値以上に電圧低下、もしくは、電圧上昇が発生したと判断した場合に、前記メモリに記憶するとともに、さらに、機器が正常に動作しないと判断した場合には、前記操作表示手段にて異常報知を行う構成することにより、洗濯機の安全性を向上することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の制御装置は、直流電圧検知回路を備えて、交流電源、及び、直流電源両方の状態を検知する構成することにより、洗濯機の電源環境を常に監視して、洗濯機の安全性を向上することができる。

以下、発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。また、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における洗濯機の縦断面図、図２は、同洗濯機のブロック回路図、図３は、同洗濯機の図２における停電検知回路図、図４は、同洗濯機のパルス発生回路の検知状態を示す図である。

図１において、本体１１内に、水槽（外槽）１２が揺動自在に弾性支持され、水槽１２内に有底円筒形に形成された回転ドラム（内槽）１３が、その軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて、かつ回転自在に配設されている。

水槽１２の正面側には回転ドラム１３の開口端に通じる衣類出入口１４が形成され、本体１１の前面側を構成する前部枠体１５の前面に形成された上向き傾斜面に設けられた開口部１６を開閉する扉１９を開くことにより、衣類出入口１４を通じて回転ドラム１３内の洗濯物を出し入れすることができる。また、扉１９は、運転中は、フタロック装置８（図２参照）によりロックされて開かないようになっており、一時停止時や運転終了時にはロックが解除されるようになっている。

回転ドラム１３の周面には水槽１２内に通じる多数の透孔２０が形成され、水槽１２の背面側に取り付けられたモータ４によって、正転及び逆転方向に回転駆動される。また、水槽１２には、注水管路２２及び排水管路２３が配管接続され、給水弁６および排水弁７の制御によって水槽１２内への注水及び排水がなされる。

前部枠体１５の前上部には、使用者が指で触れることによって運転コース等のモードや各種機能の選択ができ、その選択情報を基に表示を行う操作表示手段２６が配置されている。また、操作表示手段２６の内方には、入力設定用のスイッチや表示用のＬＥＤなどが
設けられた表示基板１０が配設されている。

また、本体１１の下方には、制御手段としてのマイコン１（図２参照）を有する制御装置３０が配設されており、モータ４、給水弁６、排水弁７、フタロック装置８などを制御し、洗い、すすぎ、脱水の各行程を逐次制御する。

衣類の洗濯を行う場合は、まず扉１９を開いて回転ドラム１３内に洗濯物を投入して運転を開始させると、給水弁６が開き、洗剤投入ケース（図示せず）内に水が給水され、その中に投入されていた洗剤を流しながら、注水管路２２を介して水槽１２内に所定量の注水がなされ、モータ４により回転ドラム１３が回転駆動されて洗い行程が開始される。洗い行程の洗濯物は、回転ドラム１３の回転により回転方向に持ち上げられ落下する撹拌動作が繰り返され、洗いがなされる。

そして、所要の洗い時間の後、排水弁７が開き、汚れた洗濯液は排水管路２３から排出され、回転ドラム１３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１２内に注水管路２２から注水され、すすぎ行程が実施される。このすすぎ行程においても、洗濯物には回転ドラム１３の回転により撹拌動作が繰り返されてすすぎが実施され、脱水行程へと移行していく。

図２において、商用電源５１が正常で供給されている時は、通常シーケンス動作として、負荷３に接続している駆動回路２を動作させて、洗濯機の洗い、すすぎ、脱水などの通常動作をおこなうように、マイコン１にて制御されている。

商用電源５１の両端には、整流ダイオード５６が接続されており、その前段に電源リレー５２が接続されており、回路全体への接続を制御している。

整流ダイオード５６にて整流された交流電源は、平滑コンデンサ５７にて直流電圧となり、スイッチング電源５８および負荷３などの動作用電源として使用されている。

また、直流電圧検知回路５９を設けることにより、交流電源、及び、また、整流ダイオード５６、平滑コンデンサ５７で生成された直流電源の両方を検知することができるようになっている。

そして、スイッチング電源５８は、マイコン１の電源としており、マイコン１には、各種の設定内容や検知、測定結果などを記憶するメモリ９と、前述の表示基板１０が接続されている。

また、商用電源５１は、ゼロクロス検知回路５４、パルス発生回路５５を有する停電検知回路５３に接続されている。ゼロクロス検知回路５４は、商用電源５１のオン・オフの切り替えの際に交流電圧の
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地点（ゼロクロス点）の通過を検出する回路で、パルス発生回路５５は、パルス時間幅を常時、マイコン１にて監視し、電源周波数周期毎にパルス時間を測定する。停電検知回路５３は、図３にて詳述する。

図３において、停電検知回路５３のゼロクロス検知回路５４は、商用電源５１に接続された抵抗Ｒ１により電流制限され、フォトカプラ５３ｄに接続されてマイコン側にゼロクロス信号を伝達する。また、ゼロクロス検知回路５４には、フォトカプラ５３ｄへ逆電圧が掛からないようにするためのダイオード５３ｂ、整流用ダイオード５３ｃが接続されている。

フォトカプラ５３ｄによって伝達された信号は、マイコン電源５８ａより接続されたパルス発生回路５５のトランジスタ５３ｇを動作させて、マイコン１にパルス信号として検知される。また、パルス発生回路５５には、トランジスタ５３ｇのＯＮ閾値を決める分圧用抵抗５３ｅ、５３ｆが接続され、マイコン１入力用のプルダウン抵抗５３ｈも接続されている。

ここでパルス信号は、フォトカプラ５３ｄに通電される、交流電圧の正弦波の半サイクル時にマイコン１に伝達され、図４に示すように通常電圧供給時には、パルス幅ｔ１が検知され、０ボルト付近が検知された場合には、パルス検知は無となる。

ここでパルス幅が無と検知するのは商用電源が停電もしくは、瞬時停電が発生した場合となる。しかしながら瞬時停電においては、０ボルト付近に必ずなるとは限らず、例えば５０％電圧降下した場合や、８０％降下した場合などがあり、これを検知するために図４に示すように、異常電圧が発生した場合に置いては、パルス幅ｔ２を検知することになり、そのパルス幅は通常電圧を検知した場合より、短いパルス幅を検知することになる。

以上のように構成された洗濯機について、以下、その動作、作用を説明する。

図５は、本発明の実施の形態における洗濯機の停電検知回路動作を示すフローチャートである。

図５において、運転がスタートすると、停電検知回路５３にて電圧パルス幅を常時検知しており、正常電圧の比較パルス幅をｔ１とする（ステップＳ１）。

ステップＳ２にて、ゼロクロス検知信号の有無を確認し、ゼロクロス検知信号が無い場合は、瞬時停電したと判断して、瞬時停電検知動作を行う。ゼロクロス検知信号が有る場合は、ステップＳ３にてパルス幅を検知してｔ２とし、ステップＳ４にて、比較パルス幅ｔ１とｔ２の差分ｔ３を検出する。

そして、ステップＳ５にて、第１の所定のパルス幅差分ｔｈ以下であれば（ステップＳ５のＮｏ）、ゼロクロス検知信号が無い時（ステップＳ２のＮｏ）と同様に、メモリ９へ保存して（ステップＳ８）、瞬時停電検知動作のステップＳ９の動作を行う。瞬時停電検知動作は、マイコン１のみを生かして、消費電力を減少させて、運転状態のリセット回避動作を行うことを言う。

ステップＳ５にて、第１の所定のパルス幅差分ｔｈ以上であれば（ステップＳ５のＹｅｓ）、ステップＳ６にて、ｔ３が第２の所定パルス幅差分ｔｈｍより大きいかどうかを判定し、大きい場合（ステップＳ６のＹｅｓ）は、動作継続不可能と判断して、ステップＳ１１へ移行し、操作表示手段２６にて異常を報知する。ｔ３が第２の所定パルス幅差分ｔｈｍより小さい場合（ステップＳ６のＮｏ）は、停電検知回路は正常と判断して、通常のマイコンシーケンス動作を行った（ステップＳ７）後、次行程へと移行する。

また、ステップＳ９にて、瞬時停電検知動作を行ったとき、瞬時停電の発生回数が所定以上となった場合（ステップＳ１０のＹｅｓ）は、動作継続不可能と判断して、ステップＳ１１へ移行し、操作表示手段２６にて異常を報知する。

また、パルス幅が小さくなり、マイナス方向となった場合は、商用電源５１の過電圧異常と判断することも可能となり、上記停電検知時と同様に異常報知及び、部品破壊電圧等の危険電圧になる場合には、電源リレー５２をＯＦＦすることで安全確保することも可能
となる。

ちなみに、動作可能範囲の目安としては、スイッチング電源５８が動作可能な範囲内、すなわちマイコン動作が保証される範囲内となるので、正常電圧パルス幅ｔ１より、５０〜６０％が低下した電圧パルス幅が目安となる。過電圧異常の検知電圧の目安は、正常パルス幅電圧ｔ１より２０〜３０％上昇した電圧パルス幅が目安となる。

以上のように、本実施に形態においては、運転中において、停電検知回路５３により、商用電源周波数におけるパルス時間を常時監視し、検知したパルス時間が所定値以下となった場合に、電圧低下したと判断した時は、商用電源５１の瞬時停電を検知し、これを検知した場合には、モータ４などの負荷、および、操作表示手段２６の動作を停止するとともに、運転シーケンス、及び、マイクロコンピュータ１のリセット回避動作を行うように構成することにより、マイコン１を停止させずに負荷のみを停止して、瞬時停電に対する耐性を向上させることができるとともに、制御用の基板の省スペース及び部品の小型化、低価格化を実現することができる。

また、商用電源周波数におけるパルス時間を検知し、所定値以上に電圧低下、もしくは、電圧上昇が発生したと判断した場合に、メモリ９に記憶するとともに、さらに、機器が正常に動作しないと判断した場合には、操作表示手段２６にて異常報知を行う構成することにより、洗濯機の安全性を向上することができる。

また、直流電圧検知回路５９を備えて、交流電源、及び、直流電源両方の状態を検知する構成することにより、洗濯機の電源環境を常に監視して、洗濯機の安全性を向上することができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、商用電源の瞬時停電を検知した場合に、モータなどの負荷動作を停止するとともに、運転シーケンス、及び、マイコンのリセット回避動作を行うように構成することにより、瞬時停電に対する耐性を向上させることができるので、縦型式の洗濯機を始めとする他の各種電気機器の用途に適用できる。

１マイコン（マイクロコンピュータ）
４モータ
９メモリ
１１本体
１２水槽（外槽）
１３回転ドラム（内槽）
２６操作表示手段
３０制御装置
５１商用電源
５３停電検知回路
５４ゼロクロス検知回路
５５パルス発生回路
５９直流電圧検知回路

Claims

本体と、前記本体内に揺動自在に弾性支持された外槽と、前記外槽に回転自在に内包された内槽と、前記内槽を回転駆動するモータと、前記本体の上部に配設され、運転コース等のモードや各種機能の選択ができ、その選択情報を基に表示を行う操作表示手段と、前記本体内部に配設された制御装置と、前記制御装置内に設けられ各種の設定内容や検知、測定結果などを記憶するメモリと、前記制御装置に設けられた停電検知回路と、前記停電検知回路に設けられ、商用電源に同期した信号を発生するゼロクロス回路及び前記ゼロクロス回路でパルス信号を発生させるパルス発生回路と、前記制御装置に設けられ、前記モータなどを制御し、洗い、すすぎ、脱水などの各行程を逐次制御するマイクロコンピュータと、を備え、前記制御装置は、運転中において、前記停電検知回路により、商用電源周波数におけるパルス時間を常時監視し、検知したパルス時間が所定値以下となった場合に、電圧低下したと判断した時は、商用電源の瞬時停電を検知し、これを検知した場合には、前記モータなどの負荷、および、前記操作表示手段の動作を停止するとともに、運転シーケンス、及び、前記マイクロコンピュータのリセット回避動作を行うようにした洗濯機。
前記制御装置は、運転中において、前記商用電源周波数におけるパルス時間を検知し、所定値以上に電圧低下、もしくは、電圧上昇が発生したと判断した場合に、前記メモリに記憶するとともに、さらに、機器が正常に動作しないと判断した場合には、前記操作表示手段にて異常報知を行う請求項１に記載の洗濯機。
前記制御装置は、直流電圧検知回路を備え、交流電源、および、直流電源両方の状態を検知する請求項１または２に記載の洗濯機。