单缸式洗衣机的离合器控制方法 【技术领域】
本发明涉及一种单缸式的全自动洗衣机的离合器控制方法。
背景技术
现有的单缸式的全自动洗衣机例如图3所示，众所周知地在外箱20中可自由摆动地设置有水槽21，在该水槽21内可自由回转地设置有洗涤兼脱水槽18，在该洗涤兼脱水槽18的底部设置有回转叶片3。
并且，通过减速机构将连接在回转叶片3上的作为洗涤轴的驱动轴与电动机1连接，连接于洗涤兼脱水槽18上的脱水轴通过离合装置8与驱动轴连接，在洗涤及漂洗时仅回转叶片3低速地回转，使洗涤兼脱水槽18内发生涡流，进行洗涤、漂洗，在脱水运行时脱水轴与驱动轴连接，回转叶片3与洗涤兼脱水槽18同时高速回转，洗涤兼脱水槽18内的洗涤物的水分由于离心力而飞散。
前述离合装置8如图4、图5所示，由行星齿轮组合于减速机构22的下部，为通过电磁线圈和柱塞进行离合切换的销离合器构造，电动机1使用例如感应电动机，在作为其驱动轴2地洗涤轴的前端上通过螺钉固定有回转叶片3，在作为驱动轴2的基部的主轴下的基部上通过压入固定有离合器盘16。在该离合器盘16上设置有与离合器啮合用的嵌合凹部15。
通过轴承，脱水轴17可自由回转地设置于作为洗涤轴的驱动轴2的外侧并与之同轴，在该脱水轴17的前端固定有洗涤兼脱水槽18，在基部固定有作为离合器功能的圆筒状的在永久磁铁12周围同时成形的树脂制柱塞11。由于该柱塞11为通过在离合器盘16上方的压簧14而上下自由运动地组合的结构，因此位于与前述嵌合凹部15对应的位置上，作为离合器销的嵌合突起13向下方地突出设置。
在柱塞11的外侧与永久磁铁12相对的位置上设置安装有轭10的电磁线圈9，这些柱塞11、电磁线圈9的周围由离合器壳体8a覆盖。
以下对其动作进行说明。在进行洗涤及漂洗时，操作操作部以设定洗涤程序或漂洗程序的内容并开始后，通过控制装置的输出向电磁线圈9通电，柱塞11的永久磁铁12被电磁线圈19吸引，克服压簧14的弹力上移，嵌合突起13从离合器盘16的嵌合凹部15中拔出，解除脱水轴17与作为洗涤轴的的驱动轴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，仅驱动轴2即洗涤轴回转，回转叶片3低速回转，以进行洗涤运行。
在从洗涤程序向脱水程序转换时，排水阀打开，洗涤兼脱水槽18内的水从排水管排出后，在电磁线圈9中通过与洗涤程序时相反方向的电流，其结果，柱塞11向下方移动，嵌合突起13插入到设置于离合器盘16上的嵌合凹部15中，离合器啮合。
由此，固定有柱塞11的脱水轴17，与固定有离合器盘16的作为洗涤轴的驱动轴2连接。因此，电动机1的回转同时向作为驱动轴2的洗涤轴与脱水轴17传递，回转叶片3与洗涤兼脱水槽18同时高速回转，洗涤兼脱水槽18内的水分由于离心力而脱水。
在此，在从洗涤程序向脱水程序转移时，判断离合器是否完全切换上面，利用了回转叶片3与洗涤兼脱水槽18各自的回转惯性力矩。即在离合器为向脱水工序转移啮合时，首先，柱塞11向下，使电动机1短时通电后，嵌合突起13与设在离合器盘16上的嵌合凹部15嵌合，此后，进行离合器的位置检测。
在这种螺线管方式的销离合器构造中，作为使离合器的切换容易的方法，要确保嵌合突起13与嵌合凹部15的啮合部的回转方向的间隙较大，电动机1的回转速度通过转换开关或相位控制等低速度控制地连接。
在嵌合突起13与啮合凹部15的啮合部的回转方向的间隙较大时，由于离合器啮合部分的回转方向的摇动而发生的扭矩变动时的冲击音也加大，不能适合近年来所要求的静音要求。
在消除前述问题上可减少啮合部的回转方向的摇动，但如果这样，在现在的通过转换开关或相位控制等控制电动机低速的方法中，速度增加，会发生啮合部不啮合的跃过现象，有可能使啮合部破损。此外，如果在电动机中使用脉动马达可以超低速回转，但会提高成本。
【发明内容】
本发明的目的是消除前述以往例中的问题，提供一种能够不使用脉动马达就可使离合切换时的电动机的回转速度为超低速，即使在减少离合器的啮合部的间隙时仍能可靠地连接，能够防止在切换时发生大的冲击音以达到静音化的单缸式洗衣机的离合控制方法。
本发明为了达到上述目的，第1，在连接于洗涤兼脱水槽上的脱水轴通过离合装置而与洗涤轴连接，前述离合器装置的结构为，设置于柱塞上的离合器销可自由连接、脱离地组合于固定在作为电动机的驱动轴的洗涤轴上的离合器盘，其中柱塞可通过固定在脱水轴上的电磁线圈被吸引或排斥，以切换洗涤模式和脱水模式的单缸式的全自动洗衣机的离合器控制方法中，其要点为，在切换洗涤模式与脱水模式时，在前述电动机起动后，切断电源，通过此后的惯性回转使驱动轴的回转数减速到预定值时，对电磁线圈通电，将离合器销连接到离合器盘上。
由此，不能低速控制的交流单相电动机可以有脉动马达的功能，即使离合器的啮合部的间隙减小，也能防止发生跃过现象，可以可靠地连接。因此，能够降低啮合时的冲击音，防止啮合部的破损。
第2，在将离合器销连接到离合器盘及解除后，向电动机通电一定时间，通过其间计量的脉冲数来判断离合装置切换到了洗涤模式与脱水模式的任一侧。即，离合器啮合，脱水轴连接在驱动轴上的脱水模式中，由于在驱动轴上施加了脱水轴的负荷，回转速度(加速度)降低，脉冲数减少，而在离合器分离，脱水轴没有连接于驱动轴上的洗涤模式中，由于在驱动轴上没有施加脱水轴的负荷，回转速度(加速度)加快，脉冲数增加。
因此，如果检测出这种加速度(脉冲数)的不同，就能够容易且可靠地判断脱水轴是否连接于驱动轴上，即离合器是否切换到洗涤模式或脱水模式的哪一侧。
附图简述
图1为示出本发明的单缸式洗衣机的离合控制方法中离合连接控制动作的程序图，
图2为本发明的单缸式洗衣机的离合控制方法中离合连接时的脉冲波形图，
图3为实施本发明的单缸式洗衣机的离合控制方法的洗衣机的说明图，
图4为实施本发明的单缸式洗衣机的离合控制方法的离合器装置的纵剖正视图，
图5为实施本发明的单缸式洗衣机的离合控制方法的离合器装置的要部的纵剖正视图，
图6为作为实施本发明的单缸式洗衣机的离合控制方法的离合器装置的要部的离合器盘部分的横剖俯视图。
发明的实施例
以下，根据附图对本发明的实施例进行说明。图1为示出本发明的单缸式洗衣机的离合控制方法的离合连接控制动作的程序图，实施本发明的离合器结构的单缸式洗衣机的结构为图5，由于离合器结构的全体的基本构造已根据图3进行了说明，在此省略对其详述。
本发明的离合器装置8如图4、图5所示，组合在行星齿轮的减速机构22的下部，为通过电磁线圈与柱塞进行切换的销离合器结构，但电动机1使用了例如感应电动机，在作为驱动轴2的洗涤轴的前端通过固定螺钉4固定有回转叶片3，作为驱动轴2的基部的主轴下的基部上通过压入固定着离合器盘16。该离合器盘16上如图6所示设置有与离合器啮合用的嵌合凹部15。
通过轴承脱水轴17可自由回转地设置于作为洗涤轴的驱动轴2的外侧并同轴，在该脱水轴17的前端上由固定螺母19固定有洗涤兼脱水槽18，在基部上通过锯齿形加工嵌合固定有作为离合器功能的在圆筒状的、永久磁铁12周围同时成形的树脂制柱塞11。
由于该柱塞11为通过压在离合器盘16上方的弹簧14而上下自由运动(箭头方向)地组合结构，因此位于与前述嵌合凹部15对应的位置上，作为离合器销的嵌合突起13向下方地突出设置。此时，嵌合凹部15与嵌合突起13嵌合的间隙变小，形成无摆动的结构。
在柱塞11的外侧与永久磁铁12相对的位置上设置安装在轭10上的电磁线圈9，这些柱塞11、电磁线圈9的周围由离合器壳体8a覆盖。由此，柱塞11的结构为，通过改变电磁线圈9的励磁方向而在永久磁铁12与轭10之间吸引、排斥，并在上下(箭头)方向上移动。图中14示出了压簧，在切断了向电磁线圈9的通电后，有将柱塞11连接于离合器盘16上的功能。
此外，在驱动轴2的下端通过固定螺钉6固定有检测电动机1的速度用的圆盘状的永久磁铁5。图中7为速度检测用的霍尔元件，安装于电动机1的托架上，电动机1转时发生18个脉冲地构成。并且通过计量该脉冲间的时间以检测出回转速度，通过计算脉冲数以检测出回转角度。
以下根据图1的程序图对离合器的连接控制动作进行说明。洗涤程序结束后，向脱水程序转移时，通过控制装置由初期设定部将连接错误计数器N、脉冲计数器P、速度检测器S、脱水计时器T1、计量用的计时器T2分别初使化为0[步骤(100)]。
此后设置检查离合器的连接状态的连接错误计数器N[步骤(101)]，向电动机1通电、起动(步骤102)。此后，设置计量用计时器T2[步骤(103)]，计量通电时间。
该计量每0.1秒向T2累加[步骤(104)]，在时间判定部中T2＝1(秒)[步骤(105)]，起动后，如果经过1秒，使计量用的计时器T2复位[步骤(106)]，切断向电动机1的通电[步骤(107)]。由此后，电动机1成为惯性回转。
接下来，通过由霍尔元件7构成的速度检测器检测出该惯性回转的回转数，但，首先，设置速度检测S[步骤(108)]，通过脉冲间的间隔检测出电动机1的回转速度[步骤(109)]，由速度判定部判定的回转速度例如为S＜150rpm，如判断达到预定的低速值[步骤(110)]，则使位速度检测器S[步骤(111)]复位，向离合器用的电磁线圈9通电。
由此，在与柱塞11形成为一体的圆筒形的永久磁铁12和轭10的两端发生的磁场成为排斥磁场，柱塞11克服压簧14的弹力下移，嵌合突起13与低速回转的离合器盘16的嵌合凹部15啮合，开始离合器的连接动作。
此后，设置计量用的计时器T2[步骤(113)]，每0.1秒向T2累加1[步骤(114)]，在由时间计量判定部判断T2＝1(秒)时[步骤(115)]，计量用的计时器2复住[步骤(116)]，切断向电磁线圈9的通电，离合器脱开[步骤(117)]。
由于这种离合器连接动作是如前所述在电动机1，即固定于驱动轴2上的离合器盘16以150rpm以下的超低速回转间进行的，嵌合凹部15与嵌合突起13可靠地嵌合，脱水轴17与驱动轴2连接。由此进行脱水模式。
并且，由于在嵌合凹部15与嵌合突起13之间间隙小而没有摇动，在通过嵌合连接时发生的冲击音能够减小。此外，即使间隙小但由于电动机以超低速回转，能够有象脉动马达那样的作用，可不跃过而可靠地嵌合。并且，由于这种超低速度是向电动机的通电切断后的回转数可靠地降低而由惯性回转得到的，可靠性较高。
此后，如前所述，嵌合凹部15与嵌合突起13嵌合，进行离合器向脱水侧切换的检查。为此，首先，向电动机1通电[步骤(118)]，设置脉冲计数器P和计量用的计时器T2[步骤(119)]、[步骤(120)]，计算时间与脉冲数[步骤(121)(122)]。
在计量用的计时器T2中，每0.1秒在T2中累加，在计量时间判定部中判断为T2＝2(秒)时[步骤(123)]，使计时器T2复位[步骤(124)]的同时，切断向电动机1的通电[步骤(125)]。
于是，当脉冲判定部判定在这2秒的时间内计算的脉冲数＜3时[步骤(126)]，判断为离合器设定于脱水模式。这是由于如图2所示，在离合器连接于脱水侧时，脱水轴17与电动机1的驱动轴2连接，向电动机1施加了负荷，减慢了回转开始的加速度，因此与脱水轴17没有与驱动轴2连接的洗涤模式的场合相比较，检测出的脉冲数减少。
由此，脱水运行的准备结束，使脉冲计数器P复位[步骤(127)]，设置脱水计时器T1(1分)[步骤(128)]，向电动机1通电[步骤(129)]，开始脱水运行。
脱水运行开始后，脱水计时器T1每一分钟累加[步骤(130)]，进行脱水程序，由脱水时间判定部判断为T1＝5(分)，达到设定的脱水时间时[步骤(131)]，切断向电动机1的通电，结束脱水程序[步骤(132)(133)]。
然而，在离合器没有向脱水侧切换的场合，由于脱水轴17没有与驱动轴2连接，就没有施加负荷，加速度变大，在[步骤(126)]中计算的脉冲数P＞3，从而向连接错误计数器N加1[步骤(134)]，在由连接错误次数判定部判定的连接错误次数没有达到5次期间[步骤(135)]、返回[步骤(102)]，重复进行前述的离合器连接动作。
然而，在连接不良等由连接错误次数判定部判定的连接错误次数为5次时[步骤(135)]，判断为装置产生了某些故障，使连接错误计数器N复位[步骤(136)]，显示连接错误[步骤(137)]并停止运行。
以上所述的本发明的单缸式的全自动洗衣机的离合器控制方法为，第1，在连接于洗涤兼脱水槽上的脱水轴通过离合装置与洗涤轴连接，前述离合器装置的结构为，设置于柱塞上的离合器销可自由连接、脱离地组合于固定在作为电动机的驱动轴的洗涤轴上，其中柱塞可通过固定在脱水轴上的电磁线圈被吸引或排斥，以切换洗涤模式和脱水模式的单缸式的全自动洗衣机的离合器控制方法中，其要点为，在切换洗涤模式与脱水模式时，在前述电动机起动后，切断电源，通过此后的惯性回转，驱动轴的回转数减速到预定值时，向电磁线圈通电，将离合器销连接到离合器盘。
由此，不能低速控制的交流单相电动机可以有脉动马达的功能，即使离合器的啮合部的间隙减小，也能防止发生跃过，可以可靠地连接。因此，能够降低啮合时的冲击音，防止啮合部的破损。
第2，在将离合器销连接到离合器盘及解除后，向电动机通电一定时间，通过其间计量的脉冲数来判断离合装置切换到了洗涤模式与脱水模式的哪一侧。即，离合器啮合，脱水轴连接在驱动轴上的脱水模式中，由于在驱动轴上施加了脱水轴的负荷，回转速度(加速度)变慢，脉冲数减少，而在离合器分离，脱水轴没有与驱动轴连接的洗涤模式中，由于在驱动轴上没有施加脱水轴的负荷，回转速度(加速度)加快，脉冲数增加。
因此，如果检测出这种加速度(脉冲数)的不同，就能够容易地判断脱水轴是否连接于驱动轴上，即离合器切换到洗涤模式或脱水模式的哪一侧。