CN101195954A

CN101195954A - 洗衣机

Info

Publication number: CN101195954A
Application number: CNA2007101865526A
Authority: CN
Inventors: 高祖洋; 松本俊成; 姜雅人; 蒲生健
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: KR100905832B1; CN201195795Y; JP4867631B2; KR20080053225A; CN101195954B; JP2008142231A

Abstract

本发明的目的在于减轻洗衣机脱水时的振动和随其产生的噪声。本发明的洗衣机包括：支承在机体(17)内的盛水桶(13)；设置在所述盛水桶(13)内且可以自由旋转的旋转滚筒(11)；驱动所述旋转滚筒(11)旋转的电机(12)；控制所述电机(12)的驱动的控制装置(21)；支承所述盛水桶(13)的支承装置(15)；检测振动的振动传感器(20)；将所述振动传感器(20)检测到的振动输出信号作为电机控制信号输入到所述控制装置(21)中的振动控制装置(22)。

Description

洗衣机

技术领域

本发明涉及一种设有能产生使洗涤桶旋转的旋转驱动力的电机，从而进行洗涤、漂洗、脱水及干燥等操作的洗衣机。

背景技术

一般来说，洗衣机大致分为利用回流的水流来清洗衣物的波轮式、和利用衣物的落下来清洗衣物(拍打式洗涤)的滚筒式等形式。

波轮式洗衣机从上方投入和取出洗涤衣物，洗涤桶的方向呈纵向，所以也被称为立式洗衣机。与之相对，滚筒式洗衣机中的洗涤桶的方向呈横向，被称为卧式洗衣机。此外，干衣机一般也是呈卧式。

最近，有的滚筒式洗衣机中引入了“通用设计”(亦即所有的用户都能方便地使用)的观念，将滚筒亦即洗涤桶以前部上翘的形式倾斜设置，使洗涤衣物更容易取出，拍打洗涤的清洗性能得到提高，干衣时间与立式洗衣机相比也能缩短。

同时，由于滚筒式洗衣机在脱水步骤中容易因洗涤物的失衡产生振动及噪声，故也有的洗衣机在探求用阻尼器等减轻振动(其中的一例可参考日本专利公开公报特开2006-136602)。

图8为洗涤桶前翘地倾斜设置的滚筒式洗衣机的结构图，其中洗涤桶101由弹簧阻尼器102加以支承，并由弹簧103和弹簧104来规定其姿势。另外，通过弹簧阻尼器102还可望减轻洗涤桶101的振动。

图9中示出了另一种洗衣机的结构图。在这种洗衣机中，利用安装在洗涤桶105上部的振动传感器106检测出洗涤桶105的振动，再由脱水步骤控制单元根据其检测信号对电机107的转速进行控制(其中的一例可参考日本专利公开公报特开平5-154275)。

但是，现有的立式波轮洗衣机由于是从上方投入和取出洗涤物，故需要进行将被水浸湿后变得很重的洗涤物提起或者拉出等麻烦的操作。另外，在如图8所示的那种滚筒倾斜设置的洗衣机中，脱水时洗涤物容易失衡，存在洗涤桶101会发生很大振动的问题。

另外，在图9中，虽然也通过安装在105上部的振动传感器106检测出洗涤桶的振动，并由脱水步骤控制单元根据其检测信号控制电机的转速，但这仅仅是在检测到振动后再根据其程度对电机的转速进行控制，并不能积极地通过控制电机来减轻振动；而且，减轻振动仅依靠设置在洗涤桶105下方的阻尼器108来进行，存在不能稳定地减轻洗衣机振动的问题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中提到的上述问题，其目的在于检测出包括洗涤桶在内的盛水桶的振动状态，通过控制减小其振动，从而减轻脱水时的振动、噪声。

为了解决上述问题，本发明的洗衣机包括：控制驱动滚筒旋转的电机的驱动的控制装置；支承盛水桶的支承装置；检测振动的振动传感器；把所述振动传感器检测到的振动输出信号作为电机控制信号输入到所述控制装置中的振动控制装置。

这样，在漂洗脱水步骤中，由于可以检测出包含洗涤桶在内的盛水桶的振动状态，进而计算出使振动量变小的控制量，并通过控制量对电机控制电流进行反馈控制，因此，对脱水时盛水桶和机体的振动可以进行控制，实现减轻振动的效果。

本发明产生的技术效果如下。本发明能通过电机控制对脱水时的振动进行控制，减轻脱水步骤中的共振、失衡振动和随之产生的噪声，提高脱水转速，缩短脱水时间。

本发明具体实施方式概述如下。

本发明第1方案的洗衣机包括：支承在机体内中的盛水桶；设置在所述盛水桶内可自由旋转的旋转滚筒；驱动所述旋转滚筒旋转的电机；控制所述电机的驱动的控制装置；支承所述盛水桶的支承装置；检测振动的振动传感器；和将所述振动传感器检测到的振动输出信号作为电机控制信号输入到所述控制装置中的振动控制装置。这样，通过利用振动传感器检测出盛水桶或机体的振动状态，并依照检测到的振动结果对电机的电流进行控制，就可以对盛水桶和机体的振动进行控制，从而减轻脱水时的振动及随之产生的噪声，缩短脱水时间。

第2方案具体为，第1方案中的振动传感器对机体顶面的振动进行检测。这样，通过控制电机能减轻机体上表面的振动，从而可以减轻脱水时机体顶面的共振振动及失衡振动，并减轻随之产生的噪声。

第3方案具体为，第1方案中的振动传感器对机体侧面的振动进行检测。这样，通过控制电机能使机体侧面表面的振动得到减轻，从而能减轻脱水时机体侧面的共振振动及失衡振动，并减轻随之产生的噪声。

第4方案具体为，第1方案中的振动传感器对机体支脚部的振动进行检测。这样，通过控制电机能使机体脚部的振动得到减轻，从而能减轻脱水时机体支脚部的共振振动及失衡振动，并减轻随之产生的噪声。

第5方案具体为，第1方案中的振动传感器对盛水桶侧面的振动进行检测。这样，通过控制电机能使盛水桶侧面的振动得到减轻，从而能减轻脱水时盛水桶侧面的共振振动及失衡振动，并减轻随之产生的噪声。

第6方案具体为，第1方案中的振动传感器对盛水桶底面的振动进行检测。这样，通过控制电机能使盛水桶底面的振动得到减轻，从而能减轻脱水时盛水桶底面的共振振动及失衡振动，并减轻随之产生的噪声。

第7方案具体为，第1～第6任一方案的振动传感器对共振振动进行检测，振动控制装置把所述振动传感器检出的共振振动输入到控制装置中。这样，通过控制电机能使盛水桶或者机体的共振振动得到减轻，从而能减轻脱水时的共振振动，并减轻随之产生的噪声。

第8方案具体为，第1～第6任一方案的振动传感器对失衡振动进行检测，振动控制装置把所述振动传感器检出的失衡振动输入到控制装置中。这样，通过控制电机能使失衡引起的盛水桶或者机体的振动得到减轻，从而能减轻脱水时因失衡引起的振动，并减轻随之产生的噪声。

第9方案具体为，第1方案中的振动传感器对机体或者盛水桶的3个正交方向上的振动进行检测。这样，通过控制电机能使盛水桶或机体在3个正交方向上的振动得到减轻，从而能减轻脱水时在3个正交方向上的振动，并减轻随之产生的噪声。

第10方案具体为，第9方案的振动传感器对机体或盛水桶的加速度进行检测。这样，通过在在3个正交方向上对盛水桶或机体的加速度进行检测，可以通过控制电机使盛水桶或机体在3个正交方向上的振动得到减轻，从而能减轻脱水时在3个正交方向的振动，并减轻随之产生的噪声。

第11方案具体为，第9方案的振动传感器对角速度进行检测。这样，通过对盛水桶或机体在3个正交方向上的角速度进行检测，就可以控制电机使盛水桶或机体在3个正交方向上的倾斜、振动得到减轻，从而能减轻脱水时在3个正交方向上的振动，并减轻随之产生的噪声。

第12方案具体为，第1方案的振动传感器是微型机电系统装置。这样，传感器装置轻巧，在检测盛水桶或机体的振动时不会受到振动传感器的质量的影响，通过控制电机就能减轻振动，从而能减轻脱水时振动，并减轻随之产生的噪声。

第13方案具体为，第1方案的振动控制装置具有根据电机的转速选择用于进行振动控制的传感器信号的传感器选择装置。这样，通过根据电机转速来选择共振发生位置的传感器信号，再依据这样的信号进行振动控制，就可以通过控制电机来减轻共振振动，从而能减轻脱水时的振动，并减轻随之产生的噪声。

第14方案具体为，第1方案的振动控制装置具有根据电机的转速选择用于进行振动控制的传感器信号的方向的振动检测方向选择装置。这样，通过根据电机转速来选择共振发生位置的传感器信号的检出方向，再根据这样的信号进行振动控制，就可以通过控制电机来减轻共振振动，从而减轻脱水时的振动，并减轻随之产生的噪声。

附图说明

图1为本发明第1方案的洗衣机中的振动控制装置的方框图。

图2为该洗衣机中的振动控制装置的另一例子的方框图。

图3为该洗衣机中的振动控制装置的又一例子的方框图。

图4为该洗衣机中的振动控制装置的又一例子的方框图。

图5为该洗衣机中的振动控制装置的又一例子的方框图。

图6为本发明第2方案的洗衣机中的振动控制装置的方框图。

图7为本发明第3方案的洗衣机中的振动控制装置的方框图。

图8为现有的滚筒式洗衣机的结构图。

图9为另一种现有滚筒式洗衣机的结构图。

上述附图中，11为旋转滚筒，12为电机，13为盛水桶，15为支承弹簧(支承装置)，16为阻尼机构，17为机体，20为3轴加速度传感器(振动传感器)，21为控制装置，22为振动控制装置，23为速度检测装置，24为控制量计算装置，25为加法装置，26为驱动装置。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的一些实施方式进行详细说明。同时需要指出的是，本发明的这些实施方式不具有限定本发明范围的作用。

(实施方式1)

图1为本发明第1实施方式的洗衣机中的振动控制装置的方框图。图1中，10为洗衣机机构部分；11为旋转滚筒，起到用于容纳洗涤物的可旋转洗涤桶的作用；12为一边对旋转滚筒11进行速度控制一边使其旋转的电机，由无刷电机构成；13为内部设有用于投入洗涤物和水的旋转滚筒11的盛水桶；18为洗涤物投入口；17为设有盛水桶13和洗涤物投入口18的机体；14为用于消除盛水桶13和洗涤物投入口18所在的机体17之间间隙并实现联接的密封件；15为支承弹簧，用作支承盛水桶13、使之保持规定姿势的支承装置；16为由弹簧部件和阻尼部件构成的阻尼机构，用于减轻洗衣时(电机旋转时)发生的振动，减少传递到机体17及地面上的振动；19为洗衣机设置在地面上时的防振橡胶，20为检测盛水桶13的振动状态的振动传感器，由3轴加速度传感器构成。

21为电机12的控制装置。其中，23为检测电机的旋转速度的速度检测装置，可由霍尔集成电路构成；24为由微电脑构成的控制量计算装置，根据速度检测装置23输出的电机旋转速度计算出与目标旋转速度之间的误差，进而计算出控制量；26为给电机12施加驱动电流的变频器电路的驱动装置。

22为振动控制装置，作用是根据3轴加速度传感器20的输出计算出振动量(位移量)，再计算出使振动量变成零的控制量。25为将控制量计算装置24的输出和振动控制装置22的输出相加、并将结果向驱动装置26输出的加法装置。

下面首先对电机控制进行描述。控制装置21从洗衣机控制器(图中未示出)接收到洗涤模式信号后，检测出洗涤、脱水、干衣等操作模式，将与不同的操作模式相对应的电机旋转速度作为目标旋转速度。这里的电机12为内藏有霍尔元件的8极12隙的直流无刷电机。速度检测装置23先根据来自霍尔集尘电路的信号检测出电机12的旋转速度。然后，由控制量计算装置24计算出目标转速与检测到的电机12的旋转速度之间的误差，再计算出使误差达到零的控制量。

然后，振动控制装置22接收到来自洗衣机控制器的洗涤模式信号，检测出洗涤、脱水、干衣等操作模式，再向振动控制装置22发出指令、亦即与操作模式相对应的频带的控制信号。在洗涤步骤(模式)的场合下，转速为40转/分～120转/分，控制频带设定为大于或等于2Hz。

另外，在脱水步骤的场合下，由于转速上升至1800转/分，所以控制频带设定为大于或等于30Hz。干衣步骤也一样，按照旋转滚筒11的转速来调整控制频带。

振动控制系统根据3轴加速度传感器20的加速度信号检测出振动，计算出使振动达到零的控制量，进行反馈控制。在本实施方式中，具体说来是先把反馈控制量通过加法装置25加到电机转速控制系统的控制量上，再对电机12进行控制、驱动。也就是说，通过将表示电机振动系统状态量的振动量反馈至电机控制量来控制电机12的驱动，使振动变为零。

这样，通过在洗衣机中安装上3轴加速度传感器、检测出盛水桶的振动、再进行振动控制和电机速度控制，可以通过电机对盛水桶进行振动控制，从而减轻和防止洗衣机的洗涤、脱水、干衣步骤中因起动产生的支承机构共振振动和正常旋转时的盛水桶共振振动引起的支承机构振动和因此产生的噪声。

另外，虽然本实施方式1中的振动传感器被设置在盛水桶的侧壁面的上侧，但如图2那样设置在机体的顶面上的话也可以产生同样的效果。

另外，虽然本实施方式1中的振动传感器被设置在盛水桶的侧壁面的上侧，但如图3那样设置在机体的侧壁面上的话也可以产生同样的效果。

另外，虽然本实施方式1中的振动传感器被设置在盛水桶的侧壁面的上侧，但如图4那样设置在机体的底面支脚部的话也可以产生同样的效果。

另外，虽然本实施方式1中的振动传感器被设置在盛水桶的侧壁面的上侧，但如图5那样设置在盛水桶底面上的话也可以产生同样的效果。

(实施方式2)

图6为本发明实施方式2中的洗衣机的振动控制装置的方框图。由于振动控制装置的基本构成和实施方式1一样，这里省略对基本构成的描述。另外，对于和实施方式1相同的构成要素，使用和图1相同的符号。

和图1不同的是，盛水桶13和机体17上设有多个3轴加速度传感器，以及还设有根据转速来选择振动控制中使用的振动传感器的传感器选择装置31。

在脱水步骤中，转速会从初始的80转/分上升到900转/分以上。在转速为200转/分～300转/分的范围内，支承弹簧15会发生共振，使盛水桶13发生振动。因此，传感器选择装置31选择振动传感器20a或者振动传感器20b的传感器信号来进行振动控制。

在转速为600转/分～700转/分的范围内，机体17会发生共振，所以传感器选择装置31选择振动传感器20d或者振动传感器20e的传感器信号来进行振动控制。

当转速达到大于或等于900转/分时，盛水桶13的底面会发生共振，所以传感器选择装置31选择振动传感器20c的传感器信号来进行振动控制。

这样，通过在洗衣机上安装上多个3轴加速度传感器检测出盛水桶以及机体的振动，再根据转速不同选择不同的振动传感器进行振动控制和电机速度控制，就可以通过电机对盛水桶以及机体的振动加以控制，减轻和防止洗衣机在洗涤、脱水、干衣等步骤中起动时的支承机构共振振动、和正常旋转时的盛水桶共振振动引起的支承机构振动及由此而产生的噪声。

(实施方式3)

图7为本发明实施方式3的洗衣机中的振动控制装置方框图。由于振动控制装置的基本构成和实施方式1一样，这里省略对其基本构成的描述。另外，对于和实施方式1相同的构成要素，使用和图1相同的符号。

和图1不同的是，实施方式3的洗衣机中设有振动检测方向选择装置32，从3轴加速度传感器的3个方向的传感信号中选择用于进行振动控制的传感信号。

在脱水步骤中，当转速上升的时候，如果洗涤物的失衡于旋转滚筒11的下侧，在转速200转/分～300转/分的范围内支承弹簧15会发生共振，具体是首先在前后方向X上发生很大的振动，然后在左右方向Y上下方向Z上发生振动。

在这种情况下，振动检测方向选择装置32根据振动的大小首先选择传感器信号X，然后选择传感器信号Z进行振动控制。如果洗涤物的失衡于前侧，因为发生很大的共振的振动方向不同，故振动检测方向选择装置32会根据状况选择传感器信号。

这样，通过在洗衣机上安装上3轴加速度传感器检测出盛水桶以及机体的振动，再根据振动量和转速来选择不同的振动方向上的振动传感器来进行振动控制和电机速度控制，就可以通过电机对盛水桶以及机体进行振动控制，减轻和防止洗衣机在洗涤、脱水、干衣等步骤中因起动时支承机构的共振振动、和正常旋转时盛水桶的共振振动引起的支承机构振动和由此产生的噪声。

另外，本实施方式中虽然是将振动传感器检测到的加速度信号直接输入到控制装置中的，但是使用加速度信号和电机电流等构成观测电路、再将观测器的状态量加以输入的话，也能够进行振动控制。

另外，虽然本实施方式中使用的是加速度传感器作为振动传感器，但是使用角速度传感器如陀螺传感器的话也可以达到同样的效果。

综上所述，本发明中的洗衣机通过检测出盛水桶及机体的加速度来进行振动控制，可以通过电机控制来减轻盛水桶及机体的振动，减轻和防止起动时的支承机构共振振动和正常旋转时的盛水桶共振振动引起的支承机构振动以及因此产生的噪声，所以对减轻洗衣机在脱水启动时的振动和噪声是非常有用的。

Claims

1.一种洗衣机，其特征在于包括：

支承在机体内中的盛水桶；

设置在所述盛水桶内可自由旋转的旋转滚筒；

驱动所述旋转滚筒旋转的电机；

控制所述电机的驱动的控制装置；

支承所述盛水桶的支承装置；

检测振动的振动传感器；和

将所述振动传感器检测到的振动输出信号作为电机控制信号输入到所述控制装置中的振动控制装置。

2.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器对机体顶面的振动进行检测。

3.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器对机体侧壁面的振动加以检测。

4.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器对机体支脚部的振动加以检测。

5.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器对盛水桶侧壁面的振动加以检测。

6.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器对盛水桶底面的振动加以检测。

7.如权利要求1～6的任一项中所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器对共振振动进行检测，振动控制装置把所述振动传感器检出的共振振动输入到控制装置中。

8.如权利要求1～6的任一项中所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器对失衡振动进行检测，振动控制装置把所述振动传感器检出的失衡振动输入到控制装置中。

9.如权利要求1～8的任一项中所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器对机体或者盛水桶的3个正交方向上的振动进行检测。

10.如权利要求9所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器对机体或者盛水桶的加速度进行检测。

11.如权利要求9所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器对机体或者盛水桶的角速度进行检测。

12.如权利要求1～9的任一项中所述的洗衣机，其特征在于：所述振动传感器为微型机电系统元件。

13.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于：所述振动控制装置具有根据电机的转速选择用于进行振动控制的传感器信号的传感器选择装置。

14.如权利要求1所述的洗衣机，其特征在于：所述振动控制装置具有根据电机的转速选择用于进行振动控制的传感器信号的方向的振动检测方向选择装置。