专利名称：单缸式洗衣机的离合器控制方法
技术领域：
本发明涉及单缸式全自动洗衣机的离合器的控制方法。
背景技术：
这种单缸式全自动洗衣机如众所周知的，如图3所示，将水槽21可自由摆动地设置在外箱20内，将洗涤兼脱水槽18可自由转动地配置在该水槽21内，在该洗涤兼脱水槽18的底部上设置旋转翼3。
同时，将连接到旋转翼3上的作为洗涤轴的驱动轴中间经过减速机构连接到电动机1上，将连接到洗涤兼脱水槽18上的脱水轴中间经由离合器装置8连接到驱动轴上，在洗涤和冲洗运转时，只有旋转翼3以低速旋转，使得在洗涤兼脱水槽18内产生涡流进行洗涤和清洗，在脱水运转时，将脱水轴连接到驱动轴上，使旋转翼3和洗涤兼脱水槽18同时高速旋转，利用离心力将洗涤兼脱水槽18内的洗涤物的水分甩掉。
前述离合器装置8，具有如图4，图5所示，组合到由行星齿轮构成的减速机构22的下部、利用电磁线圈及插棒式铁心进行离合器切换的销离合器结构，对于电动机1例如使用感应电动机，利用螺钉4将旋转翼3固定在作为其驱动轴2的洗涤轴的前端，通过压入将离合器盘16固定到作为驱动轴2的基部部分的主轴下的基部上。在该离合器盘16上设置使离合器啮合用的配合凹部15。
利用轴承将脱水轴17在作为洗涤轴的驱动轴2的外侧可自由旋转地设置在同一轴上，将洗涤兼脱水槽18固定到该脱水轴17的前端上，把起着离合器作用的、将圆筒状永磁铁12同时成形在其周围的树脂制的插棒式铁心11固定到基部上。该插棒式铁心11利用弹簧14可上下自由运动地组合到离合器16的上方，在与前述配合凹部15相对应的部位处向下方突出地设置作为离合器销的配合突起13。
在插棒式铁心11的外侧与永磁铁12对向的位置处配置安装到磁轭10上的电磁线圈9，用离合器箱8a覆盖在插棒式铁心11、电磁线圈9的周围。
下面，说明其动作。在进行洗涤和清洗时，对操作部进行操作，设定洗涤过程的内容并接通开关时，控制器单元的输出通过电磁线圈9，插棒式铁心11的永磁铁12被电磁线圈9吸引而克服弹簧14的弹性力向上方移动，配合突起13从离合器盘16的配合凹部15中脱出，解除脱水轴17与作为洗涤轴的驱动轴2的结合。
然后，给水阀动作，向洗涤兼脱水槽18内给水，电动机1通电时，只有驱动轴2、即洗涤轴旋转，旋转翼3低速旋转，进行洗涤运转。
当从洗涤行程向脱水行程转移时，排水阀打开，洗涤兼脱水槽18内的水从排水管排出，在电磁线圈9上流过与洗涤工序中方向相反的电流，结果是，插棒式铁心11向下方移动，配合突起13插入到设置在离合器盘16上的配合凹部15内，离合器啮合。
借此，被插棒式铁心11固定的脱水轴17与作为离合器盘16固定的洗涤轴的驱动轴2连接。从而，电动机1的旋转同时被传递给作为驱动轴2的洗涤轴与脱水轴17，旋转翼3与洗涤兼脱水槽18同时高速旋转，利用离心力将洗涤兼脱水槽18内的洗涤物的水分脱水。
在从洗涤行程向脱水行程转换时，为了判断离合器是否完全切换，利用了旋转翼3和洗涤兼脱水槽18各自的旋转的惯性矩。即为了转换到脱水步骤而使离合器啮合时，首先，插棒式铁心11下降将电动机1短时间通电之后，使配合突起13与设在离合器盘16上的配合凹部15配合，然后进行离合器位置的检测。
发明内容
这种电磁式的销离合器结构中，作为为了使离合器的切换容易进行的方法，要连接成确保配合突起13与配合凹部15的啮合部在旋转方向的大的间隙，利用反相器或位相控制等低速控制电动机1的旋转速度。
当配合突起13与配合凹部15的啮合部方向的间隙加大时，由离合器啮合部分沿旋转方向的晃动所产生的在转矩改变时的冲击音加大，不符合近年来对静音化的要求。
为了消除这一弊端，可以减少啮合部沿旋转方向的晃动，但这样的话，利用目前的反相器或位相控制等对电动机进行低速控制的方法中，会出现速度大，啮合部不能啮合而跳过，造成啮合部破损的危险。此外，当使用脉冲电动机时，虽能以超低速旋转，但其成本很高。
本发明的目的是提供一种可以消除前述现有技术的例子中的不当之处，不必使用脉冲马达即可以使进行离合器切换时的电动机的旋转速度变为超低速度，即使在离合器啮合部的间隙小时也能够可靠地连接，防止切换时发生大的冲击噪音，达到静音化的单缸式洗衣机的离合器控制方法。
为了达到上述目的，本发明的重点是，第一、在其结构为将连接到洗涤兼脱水槽上的脱水轴中间经由离合器装置连接到洗涤轴上，前述离合器装置将设置于固定在脱水轴上、由电磁线圈吸引或排斥的插棒式铁心上的离合器销可自由卡脱地组合到固定在作为电动机的驱动轴的洗涤轴上的离合器盘上，并进行洗涤模式与脱水模式切换的单缸式洗衣机的离合器控制方法中，在进行洗涤模式或脱水模式切换时，向前述电动机上外加交流电源频率的一个周期或几个周期，驱动该电动机，使驱动轴旋转，进行离合器销向离合器盘上的连接与解除。
借此，可以使感应电动机具有脉冲式马达的功能，即使离合器啮合部的间隙小，也能够防止发生跳过，能可靠地进行连接。从而，可以降低啮合时的冲击噪音，防止啮合部的损坏。
第二，在进行离合器销向离合器盘上的连接及解除操作之后，向电动机进行一定时间的通电，通过在此期间测量的脉冲数判断离合器装置切换到了洗涤模式及脱水模式中的哪一种模式。即，在离合器啮合、脱水轴连接到驱动轴上到脱水模式，由于将脱水轴的负荷加到驱动轴上，所以旋转速度(加速度)降低，脉冲数少，在离合器断开、脱水轴不连接到驱动轴上到洗涤模式，由于脱水轴的负荷不加到驱动轴上，所以旋转速度(加速度)变快，脉冲数增多。
从而，如果检测出这种加速度(脉冲数)的不同，就可以容易而可靠地判断出脱水轴是否连接到驱动轴上，即，离合器切换到了洗涤模式和脱水模式中的哪一侧。
如上所述，本发明的单缸式洗衣机的离合器控制方法，第一，在其结构为将连接到洗涤兼脱水槽上的脱水轴中间经由离合器装置连接到洗涤轴上，前述离合器装置将设置于固定在脱水轴上、由电磁线圈吸引或排斥的插棒式铁心上的离合器销可自由卡脱地组合到固定在作为电动机的驱动轴的洗涤轴上的离合器盘上，并进行洗涤模式与脱水模式切换的单缸式洗衣机的离合器控制方法中，在进行洗涤模式或脱水模式切换时，向前述电动机上外加交流电源频率的一个周期或几个周期，驱动该电动机，使驱动轴旋转，进行离合器销向离合器盘上的连接与解除。
借此，可以使感应电动机具有脉冲式马达的功能，即使离合器啮合部的间隙小，也能够防止发生跳过，能可靠地进行连接。从而，可以降低啮合时的冲击噪音，防止啮合部的损坏。
第二，在进行离合器销向离合器盘上的连接及解除操作之后，向电动机进行一定时间的通电，通过在此期间测量的脉冲数判断离合器装置切换到了洗涤模式及脱水模式中的哪一种模式。即，在离合器啮合、脱水轴连接到驱动轴上到脱水模式，由于将脱水轴的负荷加到驱动轴上，所以旋转速度(加速度)降低，脉冲数少，在离合器断开、脱水轴不连接到驱动轴上到洗涤模式，由于脱水轴的负荷不加到驱动轴上，所以旋转速度(加速度)变快，脉冲数增多。
从而，如果检测出这种加速度(脉冲数)的不同，就可以容易而可靠地判断出脱水轴是否连接到驱动轴上，即，离合器切换到了洗涤模式和脱水模式中的哪一侧。
附图的简单说明
图1是表示本发明的单缸式洗衣机的离合器控制方法的离合器连接控制动作的的流程图。
图2是本发明的单缸式洗衣机的离合器控制方法的离合器连接时的脉冲数波形图。
图3是实施本发明的单缸式洗衣机的离合器控制方法的洗衣机的说明图。
图4是实施本发明的单缸式洗衣机的离合器控制方法的离合器装置的纵剖面正视图。
图5是实施本发明的单缸式洗衣机的离合器控制方法的离合器装置主要部分的纵剖面正视图。
图6是实施本发明的单缸式洗衣机的离合器控制方法的离合器装置主要部分的纵剖面正视图。
符号说明1...电动机，2...驱动轴，3...旋转翼，4...固定螺钉，5...永磁铁，6...固定螺钉，7...霍耳器件，8...离合器装置，8a...离合器箱，9...电磁线圈，10...磁轭，11...插棒式铁心，12...永磁铁，13...配合突起，14...压簧，15...配合凹部，16...离合器盘，17...脱水轴，18...洗涤兼脱水槽，19...固定螺母，20...外箱，21...水槽，22...减速机构具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明到实施方式。图1是表示本发明的单缸式洗衣机的离合器控制方法的实施方式的离合器连接控制动作的流程图，对于用来实施本发明的离合器的结构的单缸式洗衣机的结构在图5中已经加以说明，对于离合器构造的总体结构在图3中已经加以说明，所以，这里省略了对它们的详细说明。
如图4，图5所示，本发明到离合器装置8被组合到由行星齿轮构成到减速机构22的下部，它是一种利用电磁线圈及插棒式铁心进行离合器切换的销离合器结构，对于电动机1，例如可使用感应电动机，将旋转翼3用螺钉4固定到作为其驱动轴2到洗涤轴到前端上，将离合器盘16通过压入固定到作为驱动轴2到基部部分的主轴下面的基部上。在该离合器盘16上，如图6所示，设置用于使离合器啮合的配合凹部15。
利用轴承将脱水轴17可自由旋转地同轴设置在作为洗涤轴的驱动轴2的外侧，用固定螺母19将洗涤兼脱水槽18固定到该脱水轴17的前端上，将起着离合器作用的、圆筒状永磁铁12同时成形在其周围的用树脂制造的插棒式铁心11进行细齿加工配合到脱水轴17的基部上。
该插棒式铁心11可自由上下运动(沿箭头方向)地组合到离合器盘16到上方，在对应于前述配合凹部15的部位处向下方突出地设置作为离合器销的配合突起13。在这种情况下，配合凹部15与配合突起13的配合间隙小，不会产生晃动。
在插棒式铁心11的外侧，在和永磁铁12对向的位置处配置安装到磁轭10上的电磁线圈9，用离合器箱8a覆盖插棒式或铁心11及电磁线圈9的周围。借此，通过改变电磁线圈9的激磁方向，永磁铁12与磁轭10之间相互吸引、排斥，插棒式铁心11上下(箭头方向)移动。图中的标号14表示压簧，当切断对电磁线圈9的通电之后，可以起到把插棒式铁心11连接到离合器盘16上的作用。
此外，用固定螺钉6将检测电动机1的速度用的圆盘状永磁铁5固定到驱动轴2的下端上。图中的标号7是检测速度用的霍耳器件，安装在电动机1的托架上，电动机1每旋转一圈产生18个脉冲。
其次，根据图1的流程图说明离合器的连接控制动作。在洗涤行程结束后，转移到脱水行程时，利用控制部装置在初始设定部将交流电源的周期计数器N1，连接失误计数器N2，脉冲计数器P，脱水定时器T1，计测用定时器T2分别初始化为零[步骤(132)]。
然后，将检测离合器的连接状态的连接失误计数器N2置位[步骤(100)]，将电动机1和电磁线圈9通电[步骤(101)]。借此，在与插棒式铁心11成一整体地形成的圆筒状永磁铁12以及磁轭10的两端上产生的磁场是排斥磁场，插棒式铁心11克服压簧14的弹性力向下方移动。
从这时起，给周期计数器N1置位[步骤(102)]，对交流电流的周期数开始计数，每一个周期在N1上累加1[步骤(103)]。其结果是，当在通电周期判断部判断交流电源的周期数为N1＝2时[步骤(104)]，将周期计数器N1复位[步骤(105)]，切断对电动机1的供电[步骤(106)]。
其次，将计测用定时器T2置位[步骤(107)]，每一秒钟在T2上累加1[步骤(108)]，当在时间计测判断部判断为T2＝2时[步骤(109)]，将计测用定时器T2复位[步骤(110)]，切断向电磁线圈9的供电，离合器断开[步骤(111)]。
借助这种只将交流电源通电两个周期的动作，固定在电动机1的驱动轴2上的离合器盘16旋转，配合凹部15与插棒式铁心11的配合突起13相互配合，脱水轴17连接到驱动轴2上。从而变成脱水模式。
这时，由于配合凹部15与配合突起13之间的间隙小，没有晃动，可以缩小因配合连接时所产生的冲击噪音。此外，由于即使间隙小电动机1也以超低速旋转，可以起着脉冲马达的作用，可不会跳过地可靠配合。
其次，如前面所述，配合凹部15与配合突起13相互配合，离合器进行切换到脱水侧的检查。为此，首先，给电动机1供电[步骤(112)]，给计测用的计数器T2及脉冲计数器P置位[步骤(113)]，[步骤(114)]，对时间和脉冲数计数[步骤(115)]，[步骤(116)]，当在计测时间判断部判断为T2＝2时[步骤117)]，在切断向电动机1供电的同时[步骤9118)]，将计测用定时器T2复位[步骤(119)]。
然后，当在脉冲判断部判断出在T2＝2的时间内计数的脉冲数＜3[步骤(120)]，判断为离合器已被设定在脱水模式。这是由于，如图2所示，当离合器连接到脱水侧时，由于脱水轴17被连接到电动机1的驱动轴2上，将负荷加在电动机1上，旋转开始的加速度变小，所以和脱水轴17未连接到驱动轴2上时的洗涤模式相比，所检测出来的脉冲数少。
从而，脱水运转的准备完毕，脉冲计数器P复位[步骤(121)]，脱水定时器T1置位[步骤(122)]，电动机1通电[步骤(123)]，开始脱水运转。
脱水运转开始后，脱水定时器T1每一分钟累加1[步骤(124)]，进行脱水行程，当脱水时间判定部判断T1＝5，到达设定的脱水时间时[步骤(125)]时，切断向电动机1的通电，脱水行程结束[步骤(127)]。
在离合器不切换到脱水侧时，由于脱水轴17不连接到驱动轴2上不加负荷，加速度大，[步骤(120)]中计数的脉冲数P＞3，连接失误计数器N2进行累加1的运算[步骤(128)]，在连接失误次数判断部判断的连接失误次数未达到5次的期间[步骤(129)]，返回到[步骤(101)]，重复进行前述离合器连接动作。
但是，当连接不当，由连接失误次数部判断的连接次数成为5次[步骤(129)]，判断为装置存在某种故障时，连接失误计数器N2复位[步骤(130)]，显示连接失误[步骤(131)]，中止运转。
权利要求
1.单缸式洗衣机的离合器控制方法，其特征为，在其结构为将连接到洗涤兼脱水槽上的脱水轴中间经由离合器装置连接到洗涤轴上，前述离合器装置将设置于固定在脱水轴上、由电磁线圈吸引或排斥的插棒式铁心上的离合器销可自由卡脱地组合到固定在作为电动机的驱动轴的洗涤轴上的离合器盘上，并进行洗涤模式与脱水模式切换的单缸式洗衣机的离合器控制方法中，在进行洗涤模式或脱水模式切换时，向前述电动机上外加交流电源频率的一个周期或几个周期，驱动该电动机，使驱动轴旋转，进行离合器销向离合器盘上的连接与解除。
2.如权利要求1所述的单缸式洗衣机的离合器控制方法，其特征为，在进行离合器销向离合器盘上的连接及解除操作之后，向电动机进行一定时间的通电，通过在此期间测量的脉冲数判断离合器装置切换到了洗涤模式及脱水模式中的哪一种模式。
全文摘要
本发明提供一种不使用脉冲马达即可使离合器切换时的电动机的旋转速度成为超低速度，即使离合器啮合部的间隙小也能够可靠地连接、防止切换时产生大的冲击噪音，实现静音化的单缸式洗衣机的离合器控制方法。在连接到洗涤兼脱水槽上的脱水轴经由离合器装置连接到洗涤轴上，离合器装置将设置于固定在脱水轴上、由电磁线圈吸引或排斥的插棒式铁心上的离合器销可自由卡脱地组合到固定在作为电动机的驱动轴的洗涤轴上的离合器盘上，并进行洗涤模式与脱水模式切换的单缸式洗衣机的离合器控制方法中，进行洗涤模式或脱水模式切换时，向电动机上外加交流电源频率的一个或几个周期，驱动该电动机，使驱动轴旋转，进行离合器销向离合器盘上的连接与解除。
文档编号D06F37/40GK1439764SQ02122439
公开日2003年9月3日 申请日期2002年6月5日 优先权日2002年2月19日
发明者广冈博, 石川则彦, 赖田昌美 申请人:三菱电机株式会社, 日本建铁株式会社