JP2000342882A

JP2000342882A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2000342882A
Application number: JP11162417A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Takamune; 裕一郎高宗; Atsushi Hosokawa; 敦志細川; Tomohiro Okawa; 友弘大川; Hiroyuki Koibuchi; 宏之鯉渕
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】洗濯、脱水時の運転条件に応じたモータへの通
電制御ができ、高洗浄、低消費電力、低騒音がそれぞれ
可能な洗濯機を提供する。【解決手段】洗濯コース設定手段３５１は洗濯コースを
設定し、工程管理手段３５２は設定した洗濯コース毎に
洗濯撹拌工程及び脱水撹拌工程を管理する。洗濯撹拌制
御手段３５３は洗濯撹拌工程での洗濯撹拌水流の強さに
応じたメインモータ７への通電要求を出力し、脱水撹拌
制御手段３５４は脱水撹拌工程での脱水回転の強さに応
じたメインモータ７への通電要求を出力する。通電判定
手段３５５は出力された通電要求に基づいて、正弦波通
電か、矩形波通電かを判定し、正弦波通電手段３５６は
判定が正弦波通電の場合、正弦波通電を行ない、矩形波
通電手段３５７は判定が矩形波通電の場合、矩形波通電
を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＣブラシレスモ
ータを電圧インバータ制御により駆動する洗濯機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＤＣブラシレスモータを電圧イン
バータ制御するものには、特開平10-146090号公報に記
載のように、低精度の位置センサを使用し、矩形波通電
で起動し、ある電圧に達した時に正弦波通電に切換え正
弦波駆動するものや、特開平10-15278号公報に記載のよ
うに、正弦波通電のみで洗濯撹拌、脱水回転を駆動する
ものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電圧型インバータ制御
によるＤＣブラシレスモータの駆動は矩形波通電型と正
弦波通電型のいずれかの方法により行なわれている。ま
た、低精度の位置センサを使用したＤＣブラシレスモー
タの駆動には、起動時のみ矩形波通電を行い、ある回転
数に達した時に正弦波通電切換えるといったものもあ
る。

【０００４】洗濯機において、洗濯撹拌時のようにＤＣ
ブラシレスモータの正転、逆転を頻繁に行うものについ
ては、短い通電時間の間に、大きなトルクを得るため
に、ＤＣブラシレスモータを急激に加速する必要があ
る。また、脱水回転のように、一定方向に長時間回転す
るものについては、ＤＣブラシレスモータを効率良く回
転させ消費電力を押さえる必要がある。

【０００５】洗濯撹拌と脱水回転を同一の通電型を使用
した場合、例えば矩形波通電型の際は、洗濯時の必要な
トルクは得られるが脱水時には騒音が大きく効率も悪
い。また、正弦波通電型の際は、脱水時は低騒音で回転
することが可能で効率も良くなるが、正転、逆転を繰り
返し、急加速が要求される洗濯時は位置センサによる位
置推定が必要な正弦波通電は適用しにくいといった問題
があった。

【０００６】本発明の目的は、洗濯、脱水時の運転条件
に応じたモータへの通電制御ができ、高洗浄、低消費電
力、低騒音がそれぞれ可能な洗濯機を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における洗濯機の特徴とするところは、洗濯
コースの運転条件に応じて、ＤＣブラシレスモータへの
通電を正弦波通電或いは前記矩形波通電に切換えて運転
制御することにある。

【０００８】具体的には本発明は次に掲げる洗濯機を提
供する。

【０００９】本発明は、回転自在に構成された槽と、該
層の水を撹拌するための撹拌手段と、前記槽及び前記撹
拌手段を駆動するＤＣブラシレスモータと、該ＤＣブラ
シレスモータを電圧型インバータで制御する運転制御部
とを有する洗濯機において、前記運転制御部は、洗濯コ
ースの運転条件に応じて、前記ＤＣブラシレスモータへ
の通電を正弦波通電或いは矩形波通電に切換えて運転制
御することを特徴とする洗濯機を提供する。

【００１０】好ましくは、前記運転制御部は、前記洗濯
コースでの洗濯撹拌時の水流の強さに応じて、前記通電
を前記正弦波通電或いは前記矩形波通電に切換える。

【００１１】好ましくは、前記運転制御部は、前記洗濯
コースでの脱水回転の強さに応じて、前記通電を前記正
弦波通電或いは前記矩形波通電に切換える。

【００１２】また、本発明は、回転自在に構成された槽
と、該層の水を撹拌するための撹拌手段と、前記槽及び
前記撹拌手段を駆動するＤＣブラシレスモータと、該Ｄ
Ｃブラシレスモータを電圧型インバータで運転制御する
運転制御部とを有する洗濯機において、前記運転制御部
は、洗濯コースを設定する洗濯コース設定手段と、前記
設定した洗濯コース毎に洗濯撹拌工程及び脱水撹拌工程
を管理する工程管理手段と、前記洗濯撹拌工程での洗濯
撹拌水流の強さに応じた前記ＤＣブラシレスモータへの
通電要求を出力する洗濯撹拌制御手段と、脱水撹拌工程
での脱水回転の強さに応じた前記ＤＣブラシレスモータ
への通電要求を出力する脱水撹拌制御手段と、前記出力
された通電要求に基づいて、正弦波通電か、矩形波通電
かを判定する通電判定手段と、前記判定が前記正弦波通
電の場合、前記正弦波通電を行なう正弦波通電部と、前
記判定が前記矩形波通電の場合、前記矩形波通電を行な
う矩形波通電手段とを有することを特徴とする洗濯機を
提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る洗
濯機を、図を用いて説明する。

【００１４】図２は、本発明の一実施例に係る全自動洗
濯機の概観図であり、図３は、図２の全自動洗濯機の縦
断面図である。全自動洗濯機は、鋼板製の外枠１内に吊
り棒２およびコイルばねや弾性ゴムからなる防振装置３
によって合成樹脂製の外槽４を吊架する構成となってい
る。

【００１５】外槽４は、４組の吊り棒および防振装置で
外枠１の上部四隅から吊り下げ支持されている。洗濯に
使用する水を溜める外槽４内には、ステンレス製の洗濯
兼脱水槽５を回転自在に設ける。

【００１６】洗濯兼脱水槽５には多数の脱水孔５ａを設
け、中央底部には回転翼６を回転可能に設ける。洗いお
よびすすぎ工程時には洗濯兼脱水槽５を静止させ、回転
翼６を時計方向および反時計方向に回転させる。また脱
水工程時には洗濯兼脱水槽５を一方向に回転させる。回
転翼６および洗濯兼脱水槽５の回転は駆動装置により行
われる。

【００１７】駆動装置は、メインモータ７と、メインモ
ータ７の回転を回転翼６あるいは洗濯兼脱水槽５に伝達
するためのプーリ８ａやベルト８ｂからなる伝達手段８
と、洗いおよびすすぎ工程時に回転翼６のみを回転させ
たり、あるいは脱水工程時に洗濯兼脱水槽（以降、洗濯
槽と称す）５を回転させたりするクラッチ装置９と、そ
の切り替えを行うクラッチソレノイド９ａとから構成さ
れている。

【００１８】これら駆動装置は、外槽４の底面に鋼板製
の支持板１０を用いて固定される。また、外槽４には外
槽内の水圧を水位センサ１１に伝達する水位センサチュ
ーブ１２と外槽４内の洗濯用水の排水を行う排水装置１
３が設けてある。

【００１９】排水装置１３内には排水弁１３ａが外槽４
底面の排水孔１４の直後に設けられ出口は排水装置１３
内に開口する。また、外槽４の側面には上端が開口する
異常溢水パイプ１５が設けられ、この下端は排水装置１
３内に開口する。

【００２０】異常溢水パイプ１５は、給水に異常をきた
し外槽４から洗濯用水が溢れ出る場合や、洗濯中の洗濯
物の動きで外槽から洗濯用水が飛び出る場合に備えて設
けられている。溢れ出た洗濯用水は異常溢水パイプ１５
から排水装置１３内に流れ込み、排水ホース１６で洗濯
機外に排出される。

【００２１】外枠１の上部には、洗濯物を投入する投入
口１７ａと、水道栓口、給水弁などを収納する後部収納
箱１７ｂと、マイコンなどの電気部品を収納する前部操
作箱１７ｃとを形成したトップカバー１７が設けてあ
る。

【００２２】前部操作箱１７ｃの上面には操作パネル１
９が取り付けてあり、その下には制御部であるマイコン
などを内蔵したコントローラ２０が設けてある。また前
部操作箱１7ｃ内には、外槽４内の水圧を検出すること
により、規定水位まで水が溜まったかを判定する水位セ
ンサ１１が設けてある。

【００２３】操作パネル１９は、非保持型接点をから成
る電源投入スイッチ２１をはじめ、各種表示器２２およ
び各種操作ボタン２３等が配置されており、使用者が操
作ボタン２３で洗濯機を操作し、またその動作状態を表
示器２２やコントローラ２０に内蔵されたブザーなどで
確認できるようになっている。

【００２４】次に、図４に図２の全自動洗濯機の制御回
路の回路構成を示す。一般家庭用の交流電源３０にはノ
イズ吸収用のフィルタ回路３１を介して整流用のダイオ
ードブリッジ回路３２が接続され、さらに、このダイオ
ードブリッジ３２には、その出力を平滑するための平滑
コンデンサ３３ａ及び３３ｂが高圧側と低圧側にそれぞ
れ上下に対になるように接続され、これによって倍電圧
整流方式による直流電源回路を構成している。

【００２５】この直流電源回路には、６個のＩＧＢＴ３
４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆを中心
に構成されたインバータ回路部３４が接続され、その出
力である７ａ，７ｂ，７ｃには、ＤＣブラシレスモータ
からなる洗濯機のメインモータ７が接続されていて、メ
インモータ７には、磁極検知用の位置センサ４１ａ，４
１ｂ，４１ｃが設置される。位置センサ４１にはホール
ＩＣ等の素子を使用する。

【００２６】マイクロコンピュータや複数の電子部品等
によって構成される運転制御部３５は、位置センサ４１
からの信号により、運転制御部３５に接続されたメイン
モータ駆動回路３６への信号を可変し、可変した信号を
前記インバータ回路部３４へ伝え、メインモータ７の各
相に接続された７ａ，７ｂ，７ｃへの通断電を行うこと
によってメインモータ７の回転駆動を制御するようにな
っている。

【００２７】また、全自動洗濯機におけるその他の負荷
として給水弁２５，排水弁１３ａ，クラッチソレノイド
９ａは、各々トライアック等のスイッチング素子によっ
て構成される駆動回路３８，３９，４０を介し、運転制
御部３５に接続されている。これら駆動回路３８，３
９，４０はフォトトライアック等の光半導体素子を用い
て交流側と直流側を分離する方式としても良い。

【００２８】運転制御部３５には、洗濯コースや洗濯工
程を選択するためのスイッチや、運転をスタートするた
めのスイッチ等から構成される各種ボタン２３によって
入力信号が与えられる。これらの入力信号に従い、運転
制御部３５におけるマイクロコンピュータにあらかじめ
記憶させた運転プログラムを実行し、給水時には駆動回
路３８に動作命令信号を出力し、メインモータ７の回転
駆動を制御している。

【００２９】また、運転制御部３５には水位センサ１１
等からの検出信号が入力されるようになっていて、洗濯
槽に投入された布量や布質に合わせた適切な運転プログ
ラムに従い、各負荷の制御が行われる。また、これらの
運転動作状態をＬＥＤ等による表示器２２に出力するこ
とで使用者にも分かりやすくしている。

【００３０】図１は、図３の運転制御部の機能構成を示
す。運転制御部３５は、操作ボタン２３による入力信号
に基づいて、洗濯コースを設定する洗濯コース設定手段
３５１と、設定した洗濯コース毎に洗濯撹拌工程及び脱
水撹拌工程を管理する工程管理３５２と、洗濯撹拌工程
での洗濯撹拌水流の強さに応じたメインモータ７への通
電要求を出力する洗濯撹拌制御手段３５３と、脱水撹拌
工程での脱水回転の強さに応じたメインモータ７への通
電要求を出力する脱水撹拌制御手段３５４と、出力され
た通電要求に基づいて、正弦波通電か、矩形波通電かを
判定する通電判定手段３５５と、判定結果が正弦波通電
の場合、正弦波通電を行なう正弦波通電手段３５６と、
判定結果が矩形波通電の場合、矩形波通電を行なう矩形
波通電手段３５７とで構成されている。

【００３１】このように、正弦波通電或いは矩形波通電
を選択し、メインモータ駆動回路３６への信号を可変す
ることでメインモータ７を矩形波通電、或いは正弦波通
電を切換えで駆動することが可能となる。

【００３２】図５は、洗濯撹拌時の通電処理のフローチ
ャートを示す。始めにコース設定１０１で高洗浄コース
に設定された場合、洗濯撹拌時の洗浄力を向上させるた
めに布動きを良くする必要があり、正転、逆転を頻繁に
繰返す。そこで、短時間でメインモータ７のオン、オフ
を行う必要があり、短い通電時間の間に急激に加速可能
な矩形波通電を行うために矩形波通電要求１０２を通電
判定手段３５５に出力することで矩形波通電によりメイ
ンモータ７を駆動する。

【００３３】次に、コース設定１０１で低騒音コースに
設定された場合は、洗濯撹拌時の騒音を低減させるため
に、正転、逆転を長い時間をかけてゆっくり行う。そこ
でゆっくり加速し電磁音等の騒音が少ない正弦波通電を
行うために正弦波通電要求１０３を通電判定手段３５５
に出力することで正弦波通電によりメインモータ７を駆
動する。

【００３４】次に、コース設定１０１で時短コースに設
定された場合は、洗濯撹拌時間の短縮し、また汚れ落ち
も良くしないといけないので正転、逆転を頻繁に繰返
す。そこで、短時間でメインモータ７のオン、オフを行
う必要があり、短い通電時間の間に急激に加速可能な矩
形波通電を行うために矩形波通電要求１０２を通電判定
手段３５５に出力することで矩形波通電によりメインモ
ータ７を駆動する。

【００３５】図６は、脱水回転時の通電処理のフローチ
ャートを示す。始めにコース設定１０４で高洗浄コース
に設定された場合、ゆっくりと加速し、効率良く回転さ
せるために正弦波通電によりメインモータ７を駆動する
ため正弦波通電要求１０６を通電判定手段３５５に出力
することで正弦波通電によりメインモータ７を駆動す
る。

【００３６】次に、コース設定１０４で低騒音コースに
設定された場合は、騒音を低減するために正弦波通電よ
りメインモータ７を駆動させるよう、正弦波通電要求１
０６を通電判定手段３５５に出力することで正弦波通電
によりメインモータ７を駆動する。

【００３７】次に、コース設定１０４で時短コースに設
定された場合は、短時間で脱水を終了させるために、急
速に加速する。そこで急速に加速が可能な矩形波通電に
よりメインモータ７を駆動させるよう、矩形波通電要求
１０５を通電判定手段３５５に出力することで矩形波通
電によりメインモータ７を駆動する。

【００３８】また、図７に示すように、脱水回転時にお
いて、メインモータ７を急速に加速する時は、矩形波通
電により駆動し、一定回転でメインモータ７を駆動する
時は、正弦波通電により駆動することにより、消費電力
のみならず、かつ騒音も押さえることができる。

【００３９】以上説明したように、高洗浄コースでは、
洗濯は、矩形波通電を使用し、正転、逆転を短いサイク
ルで頻繁に行うことにより、洗浄力を高めることができ
る、低騒音コースでは、洗濯を正弦波通電で正転、逆転
を長いサイクルで実施することにより、騒音を低くする
ことができる。時短コースでは、洗濯、脱水両方を矩形
波通電を使用して急速に加速し、また短時間でオン、オ
フを行うことにより、時間を短縮することができる。

【００４０】このように、洗濯のコース設定に応じてメ
インモータ７への通電を切換えることにより、各々の洗
濯コースの性能を、より高いものにすることが可能とな
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、洗濯、脱水時の電圧イ
ンバータ制御を、矩形波通電型、または正弦波通電型に
切換えることによって、高洗浄、低消費電力、低騒音が
それぞれ可能な洗濯機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る全自動洗濯機の運転制
御部の機能構成ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例に係る全自動洗濯機の概観斜
視図である。

【図３】図２の全自動洗濯機の縦断面図である。

【図４】図２の全自動洗濯機の制御回路の回路構成図で
ある。

【図５】図２の全自動洗濯機の洗濯撹拌時の通電処理の
フローチャートである。

【図６】図２の全自動洗濯機の脱水回転時の通電処理の
フローチャートである。

【図７】図２の全自動洗濯機の脱水回転時の通電方法の
一例を示す図である。符号の説明１…外枠、４…外槽、５…洗濯兼脱水槽、６…回転翼、
７…メインモータ、１９…操作パネル、２０…コントロ
ーラ、２１…電源投入スイッチ、２２…表示器、２３…
操作ボタン、３４…インバータ回路部、３５…運転制御
部、３６…メインモータ駆動回路、３８〜４０…駆動回
路、３５１…洗濯コース設定手段、３５２…工程管理手
段、３５３…洗濯撹拌制御手段、３５４…脱水撹拌制御
手段、３５５…通電判定手段、３５６…正弦波通電手
段、３５７…矩形波通電手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大川友弘茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者鯉渕宏之茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部内Ｆターム(参考） 3B155 AA10 BA03 BB08 BB15 HB10 HC06 JC04 JC12 KA36 KB07 KB14 LA04 LA11 LB02 LB04 LB16 LB18 LC02 LC03 LC07 LC13 LC15 LC28 MA01 MA05 MA06 MA09 5H560 AA10 BB04 DA03 EB01 EC01 EC02 EC07 GG04 HA01 RR01 RR04 SS07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転自在に構成された槽と、該層の水を撹
拌するための撹拌手段と、前記槽及び前記撹拌手段を駆
動するＤＣブラシレスモータと、該ＤＣブラシレスモー
タを電圧型インバータで制御する運転制御部とを有する
洗濯機において、前記運転制御部は、洗濯コースの運転条件に応じて、前
記ＤＣブラシレスモータへの通電を正弦波通電或いは矩
形波通電に切換えて運転制御することを特徴とする洗濯
機。
【請求項２】請求項１において、前記運転制御部は、前
記洗濯コースでの洗濯撹拌時の水流の強さに応じて、前
記通電を前記正弦波通電或いは前記矩形波通電に切換え
ることを特徴とする洗濯機。
【請求項３】請求項１において、前記運転制御部は、前
記洗濯コースでの脱水回転の強さに応じて、前記通電を
前記正弦波通電或いは前記矩形波通電に切換えることを
特徴とする洗濯機。
【請求項４】回転自在に構成された槽と、該層の水を撹
拌するための撹拌手段と、前記槽及び前記撹拌手段を駆
動するＤＣブラシレスモータと、該ＤＣブラシレスモー
タを電圧型インバータで運転制御する運転制御部とを有
する洗濯機において、前記運転制御部は、洗濯コースを設定する洗濯コース設
定手段と、前記設定した洗濯コース毎に洗濯撹拌工程及
び脱水撹拌工程を管理する工程管理手段と、前記洗濯撹
拌工程での洗濯撹拌水流の強さに応じた前記ＤＣブラシ
レスモータへの通電要求を出力する洗濯撹拌制御手段
と、脱水撹拌工程での脱水回転の強さに応じた前記ＤＣ
ブラシレスモータへの通電要求を出力する脱水撹拌制御
手段と、前記出力された通電要求に基づいて、正弦波通
電か、矩形波通電かを判定する通電判定手段と、前記判
定が前記正弦波通電の場合、前記正弦波通電を行なう正
弦波通電手段と、前記判定が前記矩形波通電の場合、前
記矩形波通電を行なう矩形波通電手段とを有することを
特徴とする洗濯機。