JP2004248732A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムの重量バランスを向上できて、ドラム回転時の振動や騒音を低減できるようにする。
【解決手段】水受槽３内に配設されたドラム５の軸方向両側の軸６，７に、当該ドラム５を回転させる第１，第２のモータ１０，１１を直結した。モータ１０，１１の重量がドラム５の軸方向両側にほぼ均等にかかるようになるため、ドラム５の重量バランスを向上でき、ドラム回転時の振動や騒音を低減できるようになる。しかもこの場合、ドラム５を回転させるためのモータ１０，１１を利用してバランスをとるようにしているので、重量が増加しても、そのモータ１０，１１を有効に利用できる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水受槽内に軸がほぼ水平方向に指向するように配設されたドラムを、前記軸に直結したモータにより回転させる構成としたドラム式洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のドラム式洗濯機においては、ドラムを収容する水受槽の片側において、ドラムの軸方向の片側の端面に設けられた軸にモータを直結し、このモータにより、洗い運転時にはドラムを低速で回転させ、脱水運転時にはドラムを高速で回転させる構成としたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２８２９８号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来構成のものでは、ドラムの軸方向の片側の軸にモータを直結した構成であるため、水受槽の片側に大きな重量がかかり、バランスが悪く、ドラム回転時の振動や騒音が大きくなる。これに対応するために、例えば水受槽を支持する弾性支持機構で対応しようとすると、設定が複雑になる。また、カウンタウエイトを設けてバランスをとるようにした場合、バランスを取るためだけに重くなってしまう。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドラムの重量バランスを向上できて、ドラム回転時の振動や騒音を低減でき、また、これをドラムを回転させるためのモータを利用して達成することができるドラム式洗濯機を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、水受槽内に軸がほぼ水平方向に指向するように配設されたドラムを、前記軸に直結したモータにより回転させる構成としたドラム式洗濯機において、前記ドラムの軸方向両側の軸に、それぞれモータを直結したことを特徴とする。
このような手段によれば、モータの重量がドラムの軸方向両側にほぼ均等にかかるようになるため、ドラムの重量バランスを向上でき、ドラム回転時の振動や騒音を低減できるようになる。しかもこの場合、ドラムを回転させるためのモータを利用してバランスをとるようにしているので、重量が増加しても、そのモータを有効に利用できる。
【０００７】
この場合、ドラムの両側に配置された両モータ間で、回転方向の機械角をずらすことが好ましい（請求項２の発明）。
両モータを同時に駆動してドラムを回転させた際に、各々のモータで発生するトルクリップルが重なると、ドラムの振動が大きくなる。そこで、両モータ間で回転方向の機械角をずらし、各々のモータで発生するトルクリップルを分散させ、かつ打ち消すようにすることで、合成時のトルクリップルが大きくならないようにすることが可能となる。これにより、ドラムの振動が大きくなることを抑えることが可能となる。また、２個のモータを用いてドラムを回転させることで、各モータとしては小型化が可能となる。
【０００８】
また、同様な目的で、ドラムの両側に配置された両モータのうち一方のモータの通電角と他方のモータの通電角とをずらすようにすることが好ましい（請求項３の発明）。
一方のモータの通電角と他方のモータの通電角とをずらし、一方のモータに発生するトルクリップルに対して、他方のモータに発生するトルクリップルが逆位相となるように制御することで、合成時のトルクリップルをなくすることが可能となり、ドラムの振動を一層抑えることが可能となる。
【０００９】
一方、ドラムの両側に配置された両モータのうち一方のモータを低速仕様、他方のモータを高速仕様とし、運転に応じて両モータを使い分けるようにしても良い（請求項４の発明）。
低速仕様のモータは、低速回転で効率のよいモータとし、洗い運転時の低速回転用に使用する。高速仕様のモータは、高速回転で効率のよいモータとし、脱水運転時の高速回転用に使用する。このように使い分けることで、それぞれのモータを高効率ポイントで運転することが可能となり、消費電力を低減できると共に、騒音や振動の低減化も可能となる。
ちなみに、従来では、１個のモータで低速から高速まで対応するために、高効率ポイントを、それら低速度と高速度との中間に設定する必要がある。このため、洗い運転時も脱水運転時も効率のよいところで使用することはできなかった。
【００１０】
請求項５の発明は、ドラムの両側に配置された両モータを同時に運転する場合に、これら両モータの出力を所定の割合で制御することを特徴とする。
例えば、一方のモータは低速に適したモータ、他方のモータは高速に適したモータとし、洗い運転時も脱水運転時も両方のモータを同時に使用するようにする。そして、洗い運転時にドラムを低速で回転させる場合には、低速に適したモータの出力割合を大きくし、高速に適したモータで出力を補助するようにすることで、１個のモータの場合よりも大きな出力を得ることが可能となる。また、脱水運転時にドラムを高速で回転させる場合には、高速に適したモータの出力割合を大きくし、低速に適したモータで出力を補助するようにすることで、１個のモータの場合よりも大きな出力を得ることが可能となる。
【００１１】
請求項６の発明は、ドラムの外周面に、洗濯物出し入れ用の出入口を有することを特徴とする。これによれば、ドラムを停止させる位置によって出入口の高さを変えることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例について図１ないし図４を参照して説明する。 まず、図１及び図２には、本発明のドラム式洗濯機１の概略構成が示されている。これら図１及び図２において、ドラム式洗濯機１の外箱２内に、水受槽３が複数の弾性支持機構４を介して配設されていると共に、この水受槽３内にドラム５が回転可能に収容されている。ドラム５は、ほぼ水平方向に指向する軸６，７を軸方向の両側の端面に有していて、これら各軸６，７が水受槽３の側壁３ａ，３ｂにそれぞれ軸受８を介して回転可能に支持されている。ドラム５の周壁部には、多数の脱水用の孔９が形成されている。
【００１３】
そして、上記ドラム５の一方の軸６に第１のモータ１０を直結して設けていると共に、他方の軸７にも第２のモータ１１を直結して設けている。これら第１及び第２のモータ１０，１１は、共にアウターロータ形のＤＣブラシレスモータであり、それぞれ水受槽３の側壁３ａ，３ｂに固定状態に設けられた固定子１２と、対応する軸６，７に連結された回転子１３とから構成されている。
【００１４】
外箱２の上面には、洗濯物出入口を開閉する蓋１５が設けられ、また、水受槽３の上面にも、その蓋１５と対応する部位に位置させて、開口部を開閉する蓋１６が設けられている。ドラム５の外周面には、洗濯物出し入れ用の出入口１７が形成されていると共に、これを開閉する蓋１８が設けられている。なお、ドラム５が停止する際には、その出入口１７が、外箱２及び水受槽３の洗濯物出入口に対応する位置で停止する構成となっている。水受槽３の外側には、洗濯物を乾燥させるための乾燥用ユニット２０が設けられ、また、外箱２には、制御回路ユニット２１や付属品２２などが設けられている。
【００１５】
図３には、上記第１及び第２のモータ１０，１１に関係した電気的構成のブロック図が示されている。この図３において、ＡＣ−ＤＣコンバータ２５は、ＡＣ電源２６を直流に変換するもので、制御マイコン（マイクロコンピュータ）２７はそれを電源としている。この制御マイコン２７は、ドラム式洗濯機１の全般の動作を制御するもので、上記制御回路ユニット２１に設けられている。この制御マイコン２７は、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とよばれる駆動マイコン２８と、各駆動回路２９を介して上記第１及び第２のモータ１０，１１を制御する機能を有している。ＤＳＰを用いた駆動マイコン２８は制御マイコン２７に比べて応答周波数が高く、この駆動マイコン２８を用いることにより、高速処理して波形を滑らかにして第１及び第２のモータ１０，１１を通電制御することが可能である。この場合、駆動マイコン２８は、第１及び第２のモータ１０，１１に対して共用している。また、第１のモータ１０と第２のモータ１１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、出力がほぼ同じとなるように設定されている。
【００１６】
さて、上記構成において、洗い運転を行う場合には、制御マイコン２７は、第１及び第２のモータ１０，１１を共に駆動させてドラム５を低速度で回転させる。このとき、図４（ｃ）に示すように、第１のモータ１０と第２モータ１１の両モータによりドラム５を回転させることにより、１個の場合よりも大きな出力（トルク）を得ることができる。
【００１７】
一方、脱水運転を行う場合には、制御マイコン２７は、第１及び第２のモータ１０，１１を共に駆動させてドラム５を高速度で回転させる。このときも、図４（ｃ）に示すように、第１のモータ１０と第２モータ１１の両モータによりドラム５を回転させることにより、１個の場合よりも大きな出力（トルク）を得ることができる。
【００１８】
上記した実施例においては、次のような効果を得ることができる。
まず、ドラム５の両側の軸６，７に、第１及び第２のモータ１０，１１を直結したので、第１及び第２のモータ１０，１１の重量がドラム５の軸方向両側にほぼ均等にかかるようになる。このため、ドラム５の重量バランスを向上でき、ドラム５回転時の振動や騒音を低減できるようになる。しかもこの場合、ドラム５を回転させるためのモータ１０，１１を利用してバランスをとるようにしているので、バランスウエイトでバランスを取る場合とは違い、重量が増加しても、そのモータ１０，１１を有効に利用できる。
【００１９】
また、洗い運転時にも脱水運転時にも、第１及び第２のモータ１０，１１を共に駆動してドラム５を回転させるので、大きな出力（トルク）を得ることができる。従って、洗い運転時も脱水運転時も同じ１個のモータでドラムを回転させていた場合に比べて、第１及び第２の各モータ１０，１１としては小型化が可能となり、各モータ１０，１１を薄型化することが可能となる。これに伴い、各モータ１０，１１の軸方向厚さとしては、水受槽３の外側や外箱２の内部に設けられる乾燥用ユニット２０、制御回路ユニット２１、付属品２２などの軸６，７方向の厚さ内にほぼ収めることが可能となり、ひいては製品（外箱１）の幅寸法（軸方向寸法）Ａが大きくなることを抑えることが可能となる。
【００２０】
さらに、第１及び第２のモータ１０，１１をそれぞれＤＣブラシレスモータにより構成しているので、それらモータ１０，１１を、低速（洗い運転）から高速（脱水運転）まで、設定された回転速度で容易に制御することができる。
【００２１】
また、ドラム５の外周面に洗濯物出し入れ用の出入口１７を形成しているので、そのドラム５の停止位置によって、出入口１７を、外箱２の上面や斜め上部、或いは正面というように高さを変えることが可能となる。なお、ドラム５の停止位置を変える場合には、当然ではあるが、外箱２の蓋１４、水受槽３の蓋１５の位置も変えることが必要である。
【００２２】
図５及び図６は本発明の第２実施例を示すものであり、この第２実施例は上記した第１実施例とは次の点が異なっている。
すなわち、図５の（ａ）は、第１のモータ１０の固定子１２における固定子鉄心３１を示し、（ｂ）は、第２のモータ１２の固定子１２における固定子鉄心３２を示している。ここで、第１のモータ１０の固定子鉄心３１のティース３１ａを基準とすると、第２のモータ１１の固定子鉄心３２のティース３２ａは、回転方向に機械角でθ１ずらしている。従って、第１のモータ１０と第２のモータ１１との間で、回転方向の機械角をθ１ずらしている。
【００２３】
第１のモータ１０の運転時におけるトルク波形が図６（ａ）に示す波形で、第２のモータ１１の運転時におけるトルク波形が図６（ｂ）に示す波形である場合、第１及び第２のモータ１０，１１を同時に運転した場合の合成波形は、図６（ｃ）に示すようになる。この場合、各々のモータ１０，１１で発生するトルクリップルＢ１，Ｂ２の一部を打ち消すようにすることで、合成時のトルクリップルＢ３が大きくならないようにすることが可能となる。
【００２４】
ここで、第１のモータ１０と第２のモータ１１との間で回転方向の機械角をずらす手段としては、上記した第２実施例に代えて、次のようにすることもできる。すなわち、第１のモータ１０の固定子鉄心３１と第２のモータ１１の固定子鉄心３２は機械角をずらさず、第１のモータ１０の回転子鉄心の磁極と、第２のモータ１１の回転子鉄心の磁極との間で、回転方向に機械角をずらすようにする。
このようにしても、上記した第２実施例と同様な作用効果を得ることができる。
【００２５】
図７は本発明の第３実施例を示すものであり、この第３実施例は上記した第２実施例とは次の点が異なっている。
すなわち、第１のモータ１０と第２のモータ１１を制御する際に、第１のモータ１０の通電角と第２のモータ１１の通電角とをずらし、第１のモータ１０に発生するトルクリップルＢ４（図７（ａ）参照）に対して、第２のモータ１１に発生するトルクリップルＢ５（図７（ｂ）参照）が逆位相となるようにする。このように電気的に制御することで、合成時のトルク波形としては、図７（ｃ）に示すようにトルクリップルをなくすることが可能となる。これにより、振動や騒音を一層抑えることが可能となる。
【００２６】
図８及び図９は本発明の第４実施例を示したものであり、この第４実施例は上記した第１実施例とは次の点が異なっている。
まず、図８（ａ）は、洗い運転も脱水運転も１個のモータで対応する従来の場合のモータ特性図である。従来では、１個のモータで低速から高速まで対応するために、高効率ポイントを、それら低速度と高速度との中間に設定する必要がある。このため、洗い運転時も脱水運転時も効率のよいところで使用することはできなかった。
【００２７】
これに対して、この第４実施例では、図８（ｂ）に示すように、第１のモータ１０は、低速回転で効率のよい低速仕様のモータとし、洗い運転時の低速回転用に使用する。そして、第２のモータ１１は、高速回転で効率のよい高速仕様のモータとし、脱水運転時の高速回転用に使用する。このように使い分けることで、それぞれのモータ１０，１１を高効率ポイントで運転することが可能となり、消費電力を低減できると共に、騒音や振動の一層の低減化も可能となる。
【００２８】
図９は、第１及び第２のモータ１０，１１に関係した電気的構成のブロック図である。この場合は、ＤＳＰからなる駆動マイコン２８を、第１及び第２のモータ１０，１１に対応してそれぞれ設けている。これにより、第１及び第２のモータ１０，１１を、これらに一層適した波形を形成して制御することが可能となる。
【００２９】
図１０は本発明の第５実施例を示したものであり、この第５実施例は上記した第４実施例とは次の点が異なっている。
まず、図１０（ａ）には、第１のモータ１０と第２のモータ１１のモータ特性を示している。第１のモータ１０は、低速回転で効率のよい低速仕様のモータとし、第２のモータ１１は、高速回転で効率のよい高速仕様のモータとする。そして、図１０（ｂ）に示すように、洗い運転でも脱水運転でも、第１及び第２のモータ１０，１１を使用し、これら両モータ１０，１１の出力を所定の割合で制御してドラム５を回転させるようにする。
【００３０】
具体的には、洗い運転の際には、低速仕様の第１のモータ１０の出力割合を高くし、高速仕様の第２のモータ１１で出力を補助するようにすることで、１個のモータで駆動する場合よりも出力を増加（Ｃ参照）させることが可能となる。また、脱水運転時にドラムを高速で回転させる場合には、高速に適した第２のモータ１１の出力割合を大きくし、低速に適した第１のモータ１０で出力を補助するようにすることで、１個のモータの場合よりも出力を増加（Ｃ参照）させることが可能となる。
また、このような使い方をすることで、第１、第２のモータ１０，１１としては、第４実施例の場合に比べて小型化が可能となり、各モータ１０，１１を薄型化することが可能となる。
【００３１】
本発明は、上記した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
ドラム式洗濯機としては、乾燥機能は必ずしも必要なものではない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、ドラムの軸方向両側の軸にそれぞれモータを直結した構成としたので、モータの重量がドラムの軸方向両側にほぼ均等にかかるようになる。
このため、ドラムの重量バランスを向上でき、ドラム回転時の振動や騒音を低減できるようになる。しかもこの場合、ドラムを回転させるためのモータを利用してバランスをとるようにしているので、重量が増加しても、そのモータを有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すドラム式洗濯機の縦断側面図
【図２】縦断正面図
【図３】電気的構成図
【図４】（ａ）は第１のモータの特性図、（ｂ）は第２のモータの特性図、（ｃ）は第１及び第２のモータを合成した場合の特性図
【図５】本発明の第２実施例を示すもので、（ａ）は第１のモータの固定子鉄心の平面図、（ｂ）は第２のモータの固定子鉄心の平面図
【図６】（ａ）は第１のモータのトルク波形、（ｂ）は第２のモータのトルク波形、（ｃ）は第１及び第２のモータを合成した場合のトルク波形
【図７】本発明の第３実施例を示すもので、（ａ）は第１のモータのトルク波形、（ｂ）は第２のモータのトルク波形、（ｃ）は第１及び第２のモータを合成した場合のトルク波形
【図８】本発明の第４実施例を示すもので、（ａ）は従来のモータの特性図、（ｂ）は本発明の第１及び第２のモータの特性図
【図９】電気的構成図
【図１０】本発明の第５実施例を示すもので、（ａ）は第１及び第２のモータの特性図、（ｂ）は第１及び第２のモータの出力割合を示す特性図
【符号の説明】
１はドラム式洗濯機、２は外箱、３は水受槽、４は弾性支持機構、５はドラム、６，７は軸、１０は第１のモータ、１１は第２のモータ、１７は出入口、３１は固定子鉄心、３２は固定子鉄心を示す。

Claims (6)

1. 水受槽内に軸がほぼ水平方向に指向するように配設されたドラムを、前記軸に直結したモータにより回転させる構成としたドラム式洗濯機において、前記ドラムの軸方向両側の軸に、それぞれモータを直結したことを特徴とするドラム式洗濯機。
2. ドラムの両側に配置された両モータ間で、回転方向の機械角をずらしたことを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
3. ドラムの両側に配置された両モータのうち一方のモータの通電角と他方のモータの通電角とをずらすようにしたことを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
4. ドラムの両側に配置された両モータのうち一方のモータを低速仕様、他方のモータを高速仕様とし、運転に応じて両モータを使い分けることを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
5. ドラムの両側に配置された両モータを同時に運転する場合に、これら両モータの出力を所定の割合で制御することを特徴とする請求項１記載のドラム式洗濯機。
6. ドラムの外周面に、洗濯物出し入れ用の出入口を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のドラム式洗濯機。

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