JP2004321695A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】位置センサを用いることなく、回転槽の回転をより確実に位置決めして停止させることができる洗濯機を提供する。
【解決手段】洗濯機のドラム１０を回転駆動するアウタロータ型のモータ１１のロータ１８に、斜面５８，５９の間に凹部６０が形成されている係止部５５を設け、固定側に、挿入部材６２をモータ１１の径方向について変位可能に構成される固定装置５６を配置して、制御回路は、固定装置５６を駆動制御して挿入部材６２の先端を係止部５５の表面に接触させ、挿入部材６２を凹部６０に挿入して嵌合させることでロータ１８をロックする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯物を収容する回転槽を回転駆動するアウタロータ型のモータを備えてなる洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ドラム式洗濯機は、ドラムの回転軸が略水平方向に配置される構成であるため、ドラムに対して洗濯物を出し入れするための開口部も専ら筐体の側面側に設けられるものが主流であった。しかし、そのような構成では、ユーザが洗濯物の出し入れをかがみこんで行わねばならない。そこで、筐体の上面側に開口部を設けた洗濯機が市場に出てきている。
【０００３】
ところで、開口部をドラム式洗濯機の筐体上面側に設ける場合は、ドラムの側面に開口部を設けて、ドラムの回転を停止させる際に、その開口部を筐体側の開口部の位置に合わせるように位置決めした上で停止させる必要がある。例えば、特許文献１には、位置検出器によってドラムの回転位置を検出して扉開閉位置に達したと判断すると、モータの回転を停止させると共に機械的にブレーキを動作させて、位置決め停止させる構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−７２００号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の構成では位置検出器が必要であるため、その分コストが上昇する。また、機械的なブレーキを用いているため、使用を繰り返す内に構成部品に磨耗が生じたりすることで、ドラムの停止位置にずれが発生するおそれがある、という問題がある。
【０００６】
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、位置センサを用いることなく、回転槽の回転をより確実に位置決めして停止させることができる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、請求項１記載の洗濯機は、洗濯物を収容する回転槽と、
この回転槽を回転駆動するアウタロータ型のモータと、
前記ロータにおける外周側の一部に配置され、前記ロータの外周面から突出するようになだらかに立ち上がる斜面を両側に備え、それらの斜面の間に凹部が形成されている係止部と、
挿入部材を前記モータの径方向について変位可能に構成され、固定側に配置される固定装置と、
この固定装置を駆動制御して前記挿入部材の先端を前記係止部の表面に接触させ、前記挿入部材を前記係止部の凹部に挿入させることで、前記ロータを固定するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
即ち、係止部は、アウタロータ型モータのロータ外周面より突出するように形成されているので、その係止部の表面に挿入部材の先端が接触した状態になることで係止部の位置を検出することができる。そして、その状態に続いて、挿入部材を係止部の凹部に挿入させればロータが固定されるので、回転槽を確実に位置決めして停止させることができる。
【０００９】
この場合、請求項２に記載したように、係止部の凹部を、ロータに配置されているマグネットの位置に一致するように配置し、
固定装置を、挿入部材がステータの磁極位置に一致するように配置し、
制御手段を、ロータを固定する制御を行う場合は、その前段階において、前記ステータの磁極の極性が前記ロータのマグネットの極性と同じになるように、前記ステータのコイルに対する通電を行なうように構成すると良い。
【００１０】
即ち、たまたま係止部の凹部の位置が固定装置の挿入部材の位置に一致する状態において、ロータの固定制御を行うために挿入部材を変位させいきなり凹部に挿入させると、夫々に過剰な力が作用するおそれがある。従って、固定制御を開始する場合には、そのような位置関係にある状態を排除することが望ましい。そこで、上記構成において制御手段がステータのコイルに通電を行なえば、ステータの磁極極性がロータグネットの極性と同じになることで両者が反発するので、上記の位置関係にある状態は排除される。
【００１１】
また、請求項３に記載したように、固定装置を、挿入部材をロータ側に変位させた状態において、その変位方向にばね付勢力が作用するように構成すると良い。斯様に構成すれば、挿入部材を最大位置まで変位させた状態でその先端が係止部の表面に当接すると、係止部が有する厚みの分だけ挿入部材は押し戻されるが、そこからロータが凹部のある方向に回転すれば、挿入部材はばね付勢力によって当接状態を維持したままになる。そして、凹部が挿入部材の位置に達すれば両者は嵌合する。従って、ロータの固定制御を容易に行うことができる。
【００１２】
また、請求項４に記載したように、固定装置を、挿入部材を最大位置まで変位させた場合に、その先端が係止部を除くロータの外周面に接触しないように構成するのが好ましい。斯様に構成すれば、挿入部材とロータの外周面との不要な接触を極力回避することができる。
【００１３】
更に、請求項５に記載したように、制御手段を、ロータを固定する制御を行う場合に、モータをステップ駆動させるように構成すると良い。即ち、固定制御を行う場合は、ロータは極力低速で回転させることが好ましいので、ステータコイルに対する通電相の切替えによってモータをステッピングモータのように回転させれば、ロータを低速で回転させることができる。
【００１４】
また、請求項６に記載したように、挿入部材が最大位置まで変位したことを検出するための最大位置検出手段を備えると良い。斯様に構成すれば、制御手段は、最大位置検出手段の検出状態に基づいて係止部の位置を検出することができる。
【００１５】
この場合、請求項７に記載したように、制御手段を、固定装置の挿入部材を最大位置まで変位させ、最大位置検出手段によって最大位置が検出されなくなったことを以って、挿入部材の先端が係止部に接触したことを検出する構成とすれば良い。即ち、固定装置の挿入部材が最大位置まで変位した状態にあれば、挿入部材の先端は係止部に接触しておらず、その状態から最大位置検出手段が最大位置を検出しなくなれば、制御手段は、その時点で挿入部材の先端が係止部に接触したことを把握することができる。
【００１６】
そして、請求項８に記載したように、制御手段を、挿入部材の先端が係止部に接触したことを検出した時点からモータをステップ駆動させるように構成するのが好ましい。斯様に構成すれば、モータをステップ駆動させる期間を極力短くすることができるので、ロータの固定制御に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１７】
また、請求項９に記載したように、係止部を、ロータの周方向について、凹部を中心とする位置から両側に、ロータ磁極の１極以上２極未満に相当する幅を有して配置すると良い。斯様に構成すれば、挿入部材の先端が係止部に接触したことを検出した時点から、モータを、ロータ磁極の１極（１磁極ピッチ）程度に相当する範囲でステップ駆動させれば、係止部の凹部が固定装置の挿入部材に対応する位置に一致している可能性が極めて高いため、ロータを略確実に固定することができる。
【００１８】
更に、請求項１０に記載したように、制御手段を、挿入部材の先端が係止部に接触したことを検出した後に、最大位置検出手段によって最大位置が検出されると、モータに対して直流励磁を行うことでロータを制動するように構成すると良い。
【００１９】
即ち、先端が係止部に接触した後に挿入部材の最大変位位置が検出された場合は、挿入部材が凹部に嵌合したことを示している。そして、その場合に、モータに対して直流励磁を行うことでロータを制動させれば（即ち、ステータの磁極の極性と、ロータのマグネットの極性とが異なるように、ステータのコイルに対する通電を行なう）、ロータに対して電気的制動も作用させることでロータをより確実に固定することができる。
【００２０】
また、請求項１１に記載したように、制御手段を、ロータを固定させた後、ロータの正転と反転とを試みるように構成すると良い。即ち、挿入部材の最大変位位置が検出されたことで、挿入部材が凹部に嵌合したものと制御手段が認識した場合でも、各機構部分が有している遊びなどの影響によって、両者が僅かにずれて完全に嵌合していない場合も想定される。そのような状態においてロータの正転，反転を試みれば、その僅かなずれを修正して両者を完全に嵌合させることが可能となる。
【００２１】
この場合、請求項１２に記載したように、ロータ側に回転センサを備え、制御手段を、ロータを固定させた後ロータの正転と反転とを試みた場合に、前記回転センサによって出力されるセンサ信号を参照することで、ロータが固定されたことを確認するように構成すると良い。斯様に構成すれば、制御手段は、回転センサのセンサ信号によってロータが実際に固定されているか否かを確実に判定することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図１０を参照して説明する。まず、洗濯機の一部を縦断した側面を示す図２において、洗濯機の外箱１は全体として矩形箱状をなしており、その上面には洗濯物出入口２が設けられている。この洗濯物出入口２は、扉３により開閉されるようになっている。外箱１の内部には、軸方向が前後方向に指向する円筒状をなす水槽４が、サスペンション５により下方から弾性的に支持された状態で設けられている。
【００２３】
上記水槽４は胴部６と後板部７と前板部８とを有して構成され、それらは例えば金属板により形成されている。水槽４の内部には、洗濯物が収容されるドラム１０が回転自在に設けられている。このドラム（回転槽）１０は、胴部１１と後面部材１２と、前板部１３とを接合して構成されている。胴部１１の周壁部には多数の孔部１１ａが形成されている。また、後面部材１２は、複数の通気口を有するフレーム部材１２ａに多孔状の板部材１２ｂを取着して構成されている。
【００２４】
また、ドラム１０の後面部材１２の中心部分には、ドラム軸１４が後方に突出するように取り付けられており、当該ドラム軸１４は、前記水槽４の後板部７を貫通して取り付けられた鋳造成形品からなる軸受ハウジング１５に軸受１６を介して回転自在に支承されている。これにより、ドラム１０が回転自在に設けられている。
【００２５】
上記ドラム１０は、アウタロータ形の直流ブラシレスモータからなるモータ１７によりダイレクトに回転駆動されるようになっている。すなわち、モータ１７の回転軸を構成する前記ドラム軸１４の後端部には、永久磁石（ロータマグネット）１８ａを備えたロータ１８が一体回転し得るように取り付けられ、前記軸受ハウジング１５に、ステータコア及びコイルを備えたステータ１９が、ロータ１８の内方に位置するように設けられている。従って、ロータ１８が回転されると、ドラム軸１４を介してドラム１０がダイレクトに回転駆動される。
【００２６】
上記水槽４の底部には、排水弁モータ２０（図５参照）によって開閉される排水弁２１及び排水ホース２２が設けられており、排水弁２１が開放状態にされると、水槽４内の水が排水ホース２２を通じて外部に排出される。また、外箱１の上部には、水槽４内に給水する給水弁２３（図５参照）が設けられている。
【００２７】
外箱１の前面上部には、前面部に操作パネル２４を備えた電子ユニット２５が設けられている。操作パネル２４には、操作スイッチ２６及び表示部２７（図５参照）が設けられている。この場合、操作スイッチ２６としては、スタートボタン、洗濯条件を設定するための洗濯条件設定ボタン、洗い行程、すすぎ行程、脱水行程及び乾燥行程を個別に設定するための行程別設定ボタンがあり、また、表示部２７としては、使用洗剤量及び洗濯時間などの洗濯情報を表示する表示パネル部、設定された洗濯条件などを表示する洗濯条件表示部、洗い行程時の使用水量を表示する水量表示部がある。
【００２８】
そして、水槽４の上方には、外箱１の洗濯物出入口２の位置に合わせて水槽側出入口５１が形成されており、その水槽側出入口５１を開閉するための水槽側扉５２が設けられている。更に、図４に示すように、ドラム１０にも、ドラム側出入口５３が形成されており、そのドラム側出入口５３を開閉するためのドラム側扉５４が設けられている。
【００２９】
従って、洗濯機の運転が停止される場合、ドラム１０は、ドラム側扉５４の位置が水槽側出入口５１の位置に一致するように位置決めされた上で回転が停止されるように構成されている。そのために、モータ１１のロータ１８には係止部５５が形成されており、また、水槽４のモータ１１が配置されている側の外部には、固定装置５６が配置されている。
尚、図４には、洗濯機の外観を概略的に示す。尚、この図では、水槽４の図示は省略している。
【００３０】
図１は、モータ１１のロータ１８部分と、固定装置５６とを中心として示す斜視図である。係止部５５は、ロータ１８を覆う樹脂モールド５７の一部として形成されている。即ち、係止部５５は、ロータ１８の外周面から突出するようになだらかに立ち上がる斜面５８，５９を両側に備え、それらの斜面５８，５９の間に凹部６０が形成されることで構成されている。
【００３１】
一方、固定装置５６は、本体６１と、その本体６１よりロータ１８側に突出する棒状の挿入部材６２とを備えており、本体６１内部の機構によって挿入部材６２をモータ１１の径方向に対して変位可能に構成されている。
【００３２】
図３は、固定装置５６の内部構成を示すものであり、（ａ）は内部を透視して示す正面図、（ｂ）は縦断側面図、（ｃ）は挿入部材６２部分を取り出して示す図である。本体６１にはロックモータ６３が内蔵されており、ロックモータ６３の回転軸６４には、外周側に突起部６５ａを有する円板６５が固定されている。従って、ロックモータ６３が回転すると円板６５の突起部６５ａが円運動することで突起部６５ａは上下方向に変位する。
【００３３】
挿入部材６２は、先端部６２ａが係止部５５の凹部６０に対して緩く嵌合するような形状を成している。また、挿入部材６２は、一端が本体６１側に固定されたばね６６によって、常には上方に対する付勢力が作用するようになっている。そして、挿入部材６２の本体６１側には矩形状の凹部をなす駆動用係止部６２ｂが形成されており、その駆動用係止部６２ｂの内底側が円板６５の突起部６５ａによって係止されている。
【００３４】
即ち、ロックモータ６３が回転して突起部６５ａが上方に変位する場合、挿入部材６２はばね６６の付勢力によって上方に変位し、突起部６５ａが下方に変位する場合、挿入部材６２はばね６６の付勢力に抗して下方に変位する。尚、挿入部材６２が最大位置まで変位した場合でも、その先端は係止部５５を除くロータ１８の表面に接することは無く、両者間には例えば１ｍｍ程度の空隙が生じるように調整されている。
【００３５】
挿入部材６２の先端部６２ａと駆動用係止部６２ｂとの間には、最大変位位置検出用の凹部６２ｃが形成されている。本体６１の上方には、マイクロスイッチ６７（ＳＷ２，最大変位位置検出手段）が配置されている。そして、図３（ｂ）に示すように、円板６５の突起部６５ａが最上点に位置することで挿入部材６２の変位位置が最大になると、操作子６７ａが凹部６２ｃに落ち込むことでマイクロスイッチ６７はＯＦＦするようになっている。
【００３６】
また、図３（ｃ）に示すように、挿入部材６２の図３中右側面側で且つ下方側にも、マイクロスイッチ６８（ＳＷ１，最小変位位置検出手段）が配置されている。挿入部材６２右側面下方には、緩斜面で繋がる段部６２ｄが形成されており、マイクロスイッチ６８は、図３（ｃ）に示すように、円板６５の突起部６５ａが最下点に位置することで挿入部材６２の変位位置が最小になると、操作子６８ａが挿入部材６２の右側面に押されてＯＦＦするようになっている。
【００３７】
再び、図１を参照する。ロータ１８の内周部には、２４個の永久磁石１８ａが配置されており、係止部５５は、それらの永久磁石１８ａの内の１つに位置が合うように形成されている。即ち、係止部５５（凹部６０）の中心は、永久磁石１８ａの中心に一致しており、その中心から斜面５８，５９の端までは、夫々永久磁石１８ａの幅１個（即ち、１磁極ピッチ）強の長さとなっている。尚、前記永久磁石１８ａの極性はＮであるとする。
また、図９に示すように、固定装置５６の挿入部材６２は、モータ１１のステータ１９をなす複数のティースの内何れか１つ（例えば、Ｕ相をなす極の１つ）に位置が合うように配置されている。
【００３８】
次に、図５を参照して電気的構成について説明する。直流電源回路部２９は、整流回路３０及び平滑コンデンサ３１ａ，３１ｂからなる倍電圧回路と定電圧回路３２とから構成される。整流回路３０の入力端子には、リアクトル３３を直列に介して交流電源３４が接続される。
【００３９】
整流回路３０の出力端子には２本の直流電源線３５ａ，３５ｂが接続され、これらの間には平滑コンデンサ３１ａ，３１ｂが直列に接続されている。これら平滑コンデンサ３１ａ，３１ｂの共通接続点が、整流回路３０の入力端子の一方に接続されている。定電圧回路３２は、整流回路３０の出力端子間に接続され、後述する制御回路（制御手段）３６などの制御用の各回路に所定の直流電圧を生成して与える。
【００４０】
２本の直流電源線３５ａ，３５ｂ間には、インバータ主回路３７が接続されている。インバータ主回路３７は、三相ブリッジ接続された６個のＩＧＢＴ３８ａ〜３８ｆと、それぞれに並列に接続されたフリーホイールダイオード３９とから構成される。インバータ主回路３７の３つの出力端子４０ａ〜４０ｃは、前記モータ１７のステータ１９における三相のコイル４１ａ〜４１ｃの各端子に接続されている。
【００４１】
ＩＧＢＴ３８ａ〜３８ｆの各ゲートは、フォトカプラを介して駆動信号を与える駆動回路４２に接続されている。駆動回路４２は、前記制御回路３６が有するＰＷＭ回路３６ａに接続され、そのＰＷＭ回路３６ａからＰＷＭ信号が与えられる。制御回路３６は、マイクロコンピュータを主体として構成されるもので、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えている。
【００４２】
インバータ主回路３７における下アーム側のＩＧＢＴ３８ｂ，３８ｄ，３８ｆのエミッタと直流電源線３５ｂとの間には、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ検出用の抵抗４３ｕ，４３ｖ，４３ｗが配置されている。そして、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは電圧信号として制御回路３６に与えられ、制御回路３６は、その電圧信号をＡ／Ｄ変換して読み込むことで、センサレス方式でモータ１１をベクトル制御により駆動する。
【００４３】
また、上記直流電源線３５ａ，３５ｂ間には、線間電圧をモニタする分圧回路４４が接続されている。分圧回路４４は、２個の抵抗４４ａ，４４ｂを直列に接続した構成で、それらの共通接続点が出力端子として制御回路３６に接続されている。制御回路３６には、この他に、前述の操作スイッチ２６、表示部２７、排水弁モータ２０、給水弁２３が接続されていると共に、温風生成用のヒータ４５、停電検出回路４６、水位センサ４７、蓋スイッチ４８などが接続されている。
【００４４】
更に、制御回路３６には、固定装置５６に配置されているマイクロスイッチ６７，６８によって出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号が与えられており、制御回路３６は、そのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて固定装置５６のロックモータ６３を制御するようになっている。
【００４５】
次に、本実施例の作用について図６乃至図１０をも参照して説明する。図６は、制御回路３６がロータ１８を固定（ロック）してドラム１０の回転位置決めをする場合の処理内容を示すフローチャートである。尚、この制御は、モータ１１がセンサレス方式によって駆動されるため制御系に回転位置センサが無く、制御回路３６はロータ１８の回転位置を容易に知ることができない構成であることを前提に考案されたものである。
【００４６】
また、図９は、モータ１１の通常運転状態における係止部５５と挿入部材６２との部分を拡大して示すものである。挿入部材６２は、最小変位位置にあるため、ロータ１８が回転して係止部５５が位置した場合でも、その先端は、係止部５５に接触することはない。
【００４７】
▲１▼＜ロータ１８のロック解除＞
制御回路３６は、先ず、固定装置５６のスイッチ（ＳＷ１）６８のＯＮ／ＯＦＦを確認するが（ステップＳ１）、既に「ＯＦＦ」である場合はステップＳ４に移行してロータ１８のロック解除が確認される。また、ステップＳ１においてスイッチ６８が「ＯＮ」であった場合は、ロックモータ６３を駆動させ、挿入部材６２を変位させることでスイッチ６８がＯＦＦになったことを確認し（ステップＳ３）ステップＳ４に移行する。尚、これらステップＳ１〜Ｓ４の処理によって、図６の処理開始前に例えば停電などが発生し、挿入部材６２が途中位置に変位している場合でも確実にロックが解除される。
【００４８】
▲２▼＜ロック動作前処理＞
次に、制御回路３６は、ステータ１９のＵ相コイル４１ａがＮ極となるようにインバータ回路３７を制御して直流励磁を行う（ステップＳ５）。これは、図７（ａ）に示すように、たまたま係止部５５の凹部６０の位置が固定装置５６の挿入部材６２の位置に一致する状態において、挿入部材６２を変位させいきなり凹部６０に挿入させると、夫々に過剰な力が作用するおそれがある。従って、そのような位置関係にある状態を排除するためステータ１９の磁極極性とロータグネット６９の極性とを同じＮ極にすることで両者を反発させ、上記位置関係にある状態を排除する。
【００４９】
続いて、制御回路３６は、ロックモータ６３を駆動させ、挿入部材６２を最大位置まで変位させようとする（ステップＳ６）。そして、次のステップＳ７においてスイッチ６７のＯＦＦが確認されれば、図７（ｂ）に示す状態にあるので問題は無く、ステップＳ１３に移行する。
【００５０】
一方、ステップＳ７においてスイッチ６７がＯＮであった場合は、挿入部材６２が最大位置まで変位していないこと、つまり、図７（ｃ）に示すように、挿入部材６２の先端が係止部５５の斜面５８，５９の何れかに当接していることを示している。この状態から制御を開始しようとすると以降の制御に支障を来たすため、係止部５５の位置を排除する処理を行なう。
【００５１】
即ち、制御回路３６は、ロックモータ６３を再び駆動させ（ステップＳ８）、スイッチ６８のＯＦＦ（最小変位位置）を確認すると（ステップＳ９）、モータ１１をステップ駆動してロータ１８を機械角１８０度回転させる（ステップＳ１０。ここで、「ステップ駆動」とは、モータ１１をステッピングモータのように駆動することである。モータ１１は、２４極三相構成であるから、インバータ回路３７における１つの通電パターンを１パルスとして、そのパターンを１つ次の状態に変化させると機械角５度分だけステップ的に駆動される。従って、モータ１１を３６パルス分駆動すると、機械角１８０度分だけ駆動される。
【００５２】
その後、制御回路３６は、ロックモータ６３を駆動させ（ステップＳ１１）、スイッチ６７のＯＦＦ（最大変位位置）を確認すると（ステップＳ１２）ステップＳ１３に移行する。尚、ステップＳ９においてスイッチ６８がＯＮである場合、また、ステップＳ１２においてスイッチ６８がＯＮである場合は、何れもステップＳ５に戻る。
【００５３】
尚、図８には、挿入部材６２のストローク（変位位置，（ｃ））に対する、スイッチ６８（ＳＷ１，（ａ）），スイッチ６７（ＳＷ２，（ｂ））のＯＮ／ＯＦＦパターンの変化を示す。
【００５４】
▲３▼＜ロック動作＞
制御回路３６は、モータ１１を１０ｒｐｍで低速運転させる（ステップＳ１３）。この場合、ロータ１８は図７（ｃ）、図１０（ａ）に示す状態にある。それから、スイッチ６７がＯＮしたこと、つまり、挿入部材６２の先端が係止部５５に当接したことを確認すると（ステップＳ１４，図７（ｄ）図１０（ｂ））、モータ１１を３パルス分だけステップ駆動する（ステップＳ１５）。
【００５５】
即ち、係止部５５の斜面５８，５９の長さは、凹部６０の中心から１磁極ピッチ程度であるから、挿入部材６２の先端が係止部５５に当接したことが検出された時点から、１磁極ピッチに相当する３パルス分だけモータ１１をステップ駆動すれば、ロータ１８側の凹部６０の位置は、挿入部材６２の位置に一致している可能性が極めて高い。
【００５６】
従って、次のステップＳ１６において、スイッチ６７がＯＦＦしたことが確認されれば、図７（ｅ），図１０（ｃ）に示すように、挿入部材６２は凹部６０に挿入され、ロータ１８はロックされた状態にあるはずである。尚、ステップＳ１４において、スイッチ６７のＯＦＦが１０秒以上確認された場合、また、ステップＳ１６において、スイッチ６７のＯＮが１０秒以上確認された場合は、ステップＳ１に戻る。
【００５７】
また、上述のように、ステップＳ１６においてＯＮが確認されればロータ１８はロックされた状態にあるはずだが、機構的な遊びの累積などによって、例えば挿入部材６２の先端部が凹部６０の端部などに引っかかり、完全にロックされていないことも想定される。従って、制御回路３６は、モータ１１を正反転方向に夫々１パルス分だけステップ駆動させる（ステップＳ１７）。すると、上記のように、挿入部材６２が凹部６０に完全に挿入されていない場合でも、ずれを修正して完全に挿入させることができる（ステップＳ１８）。
【００５８】
以上のように本実施例によれば、ドラム１０を回転駆動するアウタロータ型モータ１１のロータ１８に、斜面５８，５９の間に凹部６０が形成されている係止部５５を設け、固定側に、挿入部材６２をモータ１１の径方向について変位可能に構成される固定装置５６を配置した。
【００５９】
そして、制御回路３６は、固定装置５６を駆動制御して挿入部材６２の先端６２ａを係止部５５の表面に接触させ、挿入部材６２を凹部６０に挿入して嵌合させることでロータ１８を固定するようにした。従って、洗濯機の運転が停止される場合に、回転位置センサを用いることなく、ドラム１０を、ドラム側扉５４の位置が水槽側出入口５１の位置に一致するように確実に位置決めしてロックさせることができる。
【００６０】
そして、係止部５５の凹部６０を、ロータ１８に配置されている永久磁石１８ａの位置に一致するように配置し、固定装置５６を、挿入部材６２がステータ１９の磁極位置に一致するように配置して、制御回路３６は、ロータ１８を固定させる場合は、その前段階においてステータ１９の磁極の極性がロータ１８のマグネットの極性と同じＮ極になるように、コイル４１ａに対する通電を行なった。従って、ロータ１８が回転している場合に凹部６０の位置が挿入部材６２の位置に一致する状態で、挿入部材６２を変位させいきなり凹部６０に挿入させることが無く、夫々に過剰な力が作用することを回避することができる。
【００６１】
また、固定装置５６を、挿入部材６２をロータ１８側に変位させた状態において、その変位方向にばね付勢力が作用するように構成した。即ち、挿入部材６２を最大位置まで変位させた状態で先端が係止部５５の表面に当接すると、挿入部材６２は係止部５５の厚み分だけ押し戻されるが、そこからロータ１８が凹部６０のある方向に回転すれば、挿入部材６２はばね付勢力により当接状態を維持したままになる。そして、凹部が挿入部材６２の位置に達すればばね付勢力によって両者は嵌合するので、ロータ１８のロック制御を容易に行うことができる。
【００６２】
また、固定装置５６を、挿入部材６２を最大位置まで変位させた場合に、その先端が係止部５５を除くロータ１８の外周面に接触しないように構成したので、挿入部材６２とロータ１８の外周面との不要な接触を回避して、両者の損耗を防止することができる。
【００６３】
更に、制御回路３６は、ロータ１８をロック制御する場合にモータをステップ駆動させるので、ロータ１８を極低速で回転させることができ、ロック時の衝撃を緩和することができる。そして、固定装置５６にスイッチ６７を配置して、挿入部材６２が最大位置まで変位したことを検出するようにしたので、制御回路３６は、スイッチ６７による検出状態に基づいて係止部５５の位置を検出することができる。
【００６４】
加えて、制御回路３６は、固定装置５６の挿入部材６２を最大位置まで変位させた後、その最大位置が検出されなくなると挿入部材６２の先端が係止部５５に接触したことを検出するので、係止部５５の位置を確実に検出することができる。また、制御回路３６は、挿入部材６２の先端が係止部５５に接触したことを検出した時点からモータ１１をステップ駆動させるので、モータ１１をステップ駆動させる期間を極力短くすることができ、ロータ１８のロック制御に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００６５】
また、係止部５５を、ロータ１８の周方向について、凹部６０を中心とする位置から両側に、ロータ１８の１磁極ピッチを僅かに上回る幅を有して配置したので、係止部５５を検出した時点から、モータ１１を、１磁極ピッチ程度に相当する範囲でステップ駆動させれば、挿入部材６２が凹部６０に嵌合してロータ１８を略確実に固定することができる。
【００６６】
更に、制御回路３６は、ロータ１８をロックさせた後、ロータ１８の正反転を１ステップ駆動分行なうので、挿入部材６２と凹部６０との嵌合が僅かにずれている場合でも、その僅かなずれを修正して両者を完全に嵌合させることが可能となる。
【００６７】
（第２実施例）
図１１は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第２実施例の構成は、基本的に第１実施例と同様であり、制御回路３６による制御内容が僅かに異なっている。
【００６８】
図１１は、第１実施例の図６に示すフローチャートのステップＳ１３〜Ｓ１８部分即ち、▲３▼＜ロック動作＞の処理部分を示すものであるが、制御回路３６は、ステップＳ１７の実行後に、ステータ１９のＵ相コイル４１ａがＳ極となるようにインバータ回路３７を制御して直流励磁を行う（ステップＳ１９）。
【００６９】
これは、ステップＳ１７までの処理を行なった時点で、係止部５５の凹部６０の位置が固定装置５６の挿入部材６２の位置に一致してるはずであるから、ステータ１９の磁極極性を、ロータグネット６９の極性と逆のＳ極にすることで両者を吸引させて、上記位置関係がより強固に維持されるようにする。即ち、ステップＳ５のケースとは逆となる。
【００７０】
以上のように第２実施例によれば、制御回路３６は、固定装置５６によるロック制御を行った後、モータ１１に対して直流励磁を行うことでロータ１８を制動するようにしたので、ロータ１８に対して電気的制動も作用させて、ロータ１８をより確実に固定することができる。
【００７１】
（第３実施例）
図１２及び図１３は本発明の第３実施例を示すものである。第３実施例では、図１２に示すように、ロータ１８の内部にホールＩＣ（回転センサ）７０が配置されている。このホールＩＣ７０は、ロック制御の終了時に、ロータ１８が確実に固定されているか否かを確認するために使用されるもので、そのセンサ信号は、制御回路３６に与えられている。
【００７２】
次に、第３実施例の作用について説明する。図１３は、▲３▼＜ロック動作＞の処理部分を示すフローチャートであるが、制御回路３６は、ステップＳ１７の実行後に、ホールＩＣ７０のセンサ信号を参照して、ロータ１８の回転が検出されたか否かを判断する（ステップＳ２０）。
【００７３】
即ち、固定装置５６によってロータ１８が完全にロックされていれば、ステップＳ１７において正反転駆動を行なってもホールＩＣ７０のセンサ信号は変化しないはずである。従って、この場合は（「ＮＯ」）ステップＳ１８に移行する。一方、固定装置５６によるロータ１８のロックが不完全であれば、ステップＳ１７において正反転駆動を行なうと、ホールＩＣ７０がロータ永久磁石１８ａによる次回の変化を検出するので、センサ信号は変化する。従って、この場合は（ステップＳ２０，「ＹＥＳ」）ステップＳ１７に戻って正反転駆動を再度実行する。
【００７４】
以上のように第３実施例によれば、ロータ１８側にホールＩＣ７０を備え、制御回路３６は、ロータ１８をロックさせた後ロータ１８の正反転を試みた場合に、ホールＩＣ７０によって出力されるセンサ信号を参照してロータ１８がロックされたことを確認するので、ロータ１８が実際にロックされているか否かを確実に判定することができる。
【００７５】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
ステップＳ１７は、必要に応じて実行すれば良い。
挿入部材の先端は、ロータの外周に対して極めて弱い作用力で常時接していても良い。
ステップＳ５の処理は、必要に応じて行えば良く、ステップＳ５の処理を行わない場合、係止部の凹部は、必ずしもロータに配置されているマグネットの位置に一致するように配置する必要はない。
また、ステップＳ１７の処理も必要に応じて行えば良い。
また、例えばステップＳ１５において、モータ１１を必ずしもステップ駆動する必要はなく、低速で回転させれば良い。
係止部は、必ずしも凹部を中心とする位置から両側に、ロータ磁極の１極以上２極未満に相当する幅を有して配置する必要はなく、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
ドラム式洗濯機に限ることなく、縦型洗濯機においても、回転槽を所定位置で停止させる必要がある場合に適用することができる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明の洗濯機によれば、回転槽を回転駆動するアウタロータ型のモータのロータに、２つの斜面の間に凹部が形成されている係止部を設け、固定側に、挿入部材をモータの径方向について変位可能に構成される固定装置を配置して、制御手段は、固定装置を駆動制御して挿入部材の先端を係止部の表面に接触させ、挿入部材を凹部に挿入して嵌合させることでロータを固定するようにした。
【００７７】
従って、制御手段は、係止部の表面に挿入部材の先端が接触した状態になることで係止部の位置を検出することができ、その状態に続いて、挿入部材を係止部の凹部に挿入させればロータが固定されるので、位置センサを用いることなく回転槽を確実に位置決めして停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であり、モータのロータ部分と、固定装置とを中心として示す斜視図
【図２】洗濯機の一部を縦断して示す側面図
【図３】固定装置の内部構成を示すもので、（ａ）は内部を透視して示す正面図、（ｂ）は縦断側面図、（ｃ）は挿入部材部分を取り出して示す図
【図４】洗濯機の外観を概略的に示す図
【図５】電気的構成を示す図
【図６】制御回路がロータを固定（ロック）してドラムの回転位置決めをする場合の処理内容を示すフローチャート
【図７】図６のフローチャートに基づく制御が行われる場合における、ロータと固定装置との状態変化を概略的に示す図
【図８】挿入部材のストローク（ｃ）に対する、スイッチＳＷ１（ａ），スイッチＳＷ２（ｂ）のＯＮ／ＯＦＦパターンの変化を示す図
【図９】モータの通常運転状態における係止部と挿入部材との部分を拡大して示す図
【図１０】ロック制御が実行される場合における係止部と挿入部材との部分を拡大して示す図
【図１１】本発明の第２実施例であり、図６の一部相当図
【図１２】本発明の第３実施例であり、図１０（ｃ）相当図
【図１３】図１１相当図
【符号の説明】
１０はドラム（回転槽）、１１はブラシレスモータ、１８はロータ、１８ａは永久磁石（ロータマグネット）、１９はステータ、３６は制御回路（制御手段）、５５は係止部、５６は固定装置、５８，５９は斜面、６０は凹部、６２は挿入部材、６６はばね、６７はマイクロスイッチ（最大変位位置検出手段）、６８はマイクロスイッチ（最小変位位置検出手段）、７０はホールＩＣ（回転センサ）を示す。

Claims (12)

1. 洗濯物を収容する回転槽と、
   この回転槽を回転駆動するアウタロータ型のモータと、
   前記ロータにおける外周側の一部に配置され、前記ロータの外周面から突出するようになだらかに立ち上がる斜面を両側に備え、それらの斜面の間に凹部が形成されている係止部と、
   挿入部材を前記モータの径方向について変位可能に構成され、固定側に配置される固定装置と、
   この固定装置を駆動制御して前記挿入部材の先端を前記係止部の表面に接触させ、前記挿入部材を前記係止部の凹部に挿入させることで前記ロータを固定するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする洗濯機。
2. 係止部の凹部は、ロータに配置されているマグネットの位置に一致するように配置され、
   固定装置は、挿入部材がステータの磁極位置に一致するように配置されており、
   制御手段は、ロータを固定する制御を行う場合は、その前段階において、前記ステータの磁極の極性が前記ロータのマグネットの極性と同じになるように、前記ステータのコイルに対する通電を行なうことを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
3. 固定装置は、挿入部材をロータ側に変位させた状態において、その変位方向にばね付勢力が作用するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の洗濯機。
4. 固定装置は、挿入部材を最大位置まで変位させた場合に、その先端が係止部を除くロータの外周面に接触しないように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の洗濯機。
5. 制御手段は、ロータを固定する制御を行う場合は、モータをステップ駆動させることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の洗濯機。
6. 挿入部材が最大位置まで変位したことを検出するための最大位置検出手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の洗濯機。
7. 制御手段は、固定装置の挿入部材を最大位置まで変位させ、最大位置検出手段によって最大位置が検出されなくなったことを以って、挿入部材の先端が係止部に接触したことを検出することを特徴とする請求項６記載の洗濯機。
8. 制御手段は、挿入部材の先端が係止部に接触したことを検出した時点からモータをステップ駆動させることを特徴とする請求項７記載の洗濯機。
9. 係止部は、ロータの周方向について、凹部を中心とする位置から両側に、ロータ磁極の１極以上２極未満に相当する幅を有して配置されていることを特徴とする請求項８記載の洗濯機。
10. 制御手段は、挿入部材の先端が係止部に接触したことを検出した後に、最大位置検出手段によって最大位置が検出されると、モータに対して直流励磁を行うことでロータを制動することを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の洗濯機。
11. 制御手段は、ロータを固定させた後、ロータの正転と反転とを試みることを特徴とする請求項７乃至１０の何れかに記載の洗濯機。
12. ロータ側に回転センサを備え、
    制御手段は、ロータを固定させた後、ロータの正転と反転とを試みた場合に、前記回転センサによって出力されるセンサ信号を参照することで、ロータが固定されたことを確認することを特徴とする請求項１１記載の洗濯機。

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