JP2005006804A

JP2005006804A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2005006804A
Application number: JP2003173038A
Authority: JP
Inventors: Akihito Okazaki; 昭仁岡崎
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: JP4235494B2

Abstract

【課題】省エネルギの実用を容易にする。
【解決手段】商用電源を用いる洗濯機において、洗濯用回転体のモータ５を停止する過程の回生エネルギを蓄える電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２を設ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、商用電源を用いる洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インバータ制御方式の洗濯機において、撹拌体や回転槽等の洗濯用回転体を駆動するモータの停止時に回生を行ってエネルギ貯蔵手段に蓄え、その蓄電電力をモータの起動時ならびに逆転時に使用するものがある（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３６９９９４
【特許文献２】
特開２００１−２７６４６７
【特許文献３】
特開平１１−２７６７８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのエネルギ貯蔵手段は、一般に用いるコンデンサ（平滑用コンデンサ）であって、実用は容易ではない。すなわち、エネルギ密度が低く、回生エネルギを蓄電して、モータの起動に使えるように、適用しにくいのである。したがって、省エネルギ化は難しい。
【０００５】
この発明は、電気二重層キャパシタを用いて、このような問題点を解決することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、商用電源を用いる洗濯機において、洗濯用回転体のモータを停止する過程の回生エネルギを蓄える電気二重層キャパシタ型の蓄電装置を設ける。
【０００７】
第２の発明は、商用電源を整流する整流回路と、整流回路での整流後の電源を洗濯用回転体のモータに供給する駆動回路と、駆動回路を介して洗濯用回転体のモータの駆動を制御する制御装置とを備える洗濯機において、洗濯用回転体のモータを停止する過程の回生エネルギを蓄える電気二重層キャパシタ型の蓄電装置を設ける。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記電気二重層キャパシタ型の蓄電装置を前記駆動回路に並列に接続して、その蓄電電力を洗濯用回転体のモータの起動時ならびに逆転時の駆動用電源として用いる。
【０００９】
第４の発明は、第２、第３の発明において、前記電気二重層キャパシタ型の蓄電装置は、ユニット構造に形成して、前記駆動回路ならびに制御装置と別体に配置する。
【００１０】
【発明の効果】
第１、第２の発明では、電気二重層キャパシタ型の蓄電装置によって、回生エネルギを十分に蓄電できる。
【００１１】
第３の発明では、容易に実用でき、洗濯機の省エネルギ化を容易に図ることができる。
【００１２】
第４の発明では、洗濯機の任意のスペースに設置可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態の洗濯機の概略構成断面図である。
【００１５】
図１において、洗濯機はインバータ制御方式の一槽式の全自動洗濯機であり、洗濯機の本体１の内部に洗濯槽を兼ねた回転槽２および外槽３が配設されている。外槽３はサスペンション４によって本体１に吊り支持されており、回転槽２は外槽３の内側に回転可能に設置されている。
【００１６】
外槽３の下部にはモータ５（ＰＭモータ等）が配置され、モータ５の回転は回転槽２の中空の回転軸６にベルト７、伝達機構８を介して伝えられる。伝達機構８にはモータ５を制動（制止）する図示しないブレーキ装置が設けられる。
【００１７】
回転槽２の上方には給水バルブ１０が設けられ、回転槽２、外槽３の下方には排水バルブ１１が設けられる。
【００１８】
本体１の上部には、操作部１２、表示部１３、ブザー１４、蓋１５の開閉を検知する蓋センサ１６が備えられ、外槽３の側方には外槽３内の水位を検出する水位センサ１７が備えられる。
【００１９】
操作部１２の下部には、洗濯機の動作全体を制御するための主制御部２０が配置され、本体１の下部には、モータ５の駆動を制御するための副制御部２１ならびに電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２が配置される。
【００２０】
電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２は、ユニット構造とする蓄電ケース２３に収納されて、副制御部２１と別体に配置される。
【００２１】
図２は制御ブロック図で、主制御部２０は、洗い、すすぎ、脱水等の各処理ならびにコース別の各動作のプログラムを記憶しており、操作部１２の信号、プログラムおよび各センサの信号にしたがい、給水バルブ１０や排水バルブ１１の開閉、副制御部２１を介してモータ５の回転を制御する。
【００２２】
図３は副制御部２１の構成図で、副制御部２１は、整流回路２５と、インバータ回路（駆動回路）２６と、ゲートドライブ回路２７と、マイクロコンピュータ（制御装置）２８等から構成される。
【００２３】
商用電源（交流電源）３０は、リアクタ、ダイオード等からなる整流回路２５により脈流に変換される。
【００２４】
整流回路２５とインバータ回路２６との間には、インバータ回路２６に並列に電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２が接続される。
【００２５】
電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２は、要求電力に合わせて所定複数のキャパシタセル３１を蓄電ケース２３に配列したものが用いられる。キャパシタセル３１は、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して、電解液とともにセル容器に収容して、構成される。
【００２６】
インバータ回路２６は、スイッチング素子として６個の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）３２ａ〜３２ｆ（３２ａ〜３２ｃ：上アーム、３２ｄ〜３２ｆ：下アーム）が設けられ、これらがゲートドライブ回路２７からの信号により駆動される。
【００２７】
マイクロコンピュータ２８は、主制御部２０からの指令、モータ５のロータ位置を検出するロータ位置センサ３３からの信号、電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の電圧を検出する電圧センサ３４からの信号等にしたがい、ゲートドライブ回路２７を介してインバータ回路２６のトランジスタ３２ａ〜３２ｆの駆動を制御する。
【００２８】
整流回路２５により脈流に変換された電源は、電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２で平滑化され、インバータ回路２６で３相交流に変換され、３相交流の電流がモータ５に供給され、モータ５を駆動する。
【００２９】
回生は、モータ５を停止する過程でインバータ回路２６のトランジスタ３２ａ〜３２ｆの駆動タイミングが遅角され、モータ５によって発電され、この回生エネルギをそのインバータ回路２６の動作による電流制御によって電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２に蓄電する。
【００３０】
電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２に蓄電された電力は、整流回路２５よりの電源と共にインバータ回路２６からモータ５に供給され、モータ５を駆動する。
【００３１】
次に、洗い、すすぎ、脱水の各行程の処理内容を説明する。
【００３２】
図４は、洗いの行程の動作フローを示しており、Ｓ１にて洗いスイッチがオンすると、Ｓ２にて給水バルブ１０を開く。
【００３３】
Ｓ３にて所定水位になると、Ｓ４にて給水バルブ１０を閉じ、Ｓ５にて蓋１５が閉まっていれば、Ｓ６以降の処理に入る。
【００３４】
Ｓ６においては、モータ５を正転方向に駆動する。
【００３５】
Ｓ７にて所定時間経過すると、Ｓ８にてモータ５の正転状態における回生を行い、Ｓ９にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２への蓄電を行う。
【００３６】
Ｓ１０にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電圧が規定値以上になると、Ｓ１１にてモータ５の回生を停止し、Ｓ１２にてブレーキ装置によるモータ５の制動（制止）を行う。
【００３７】
Ｓ１３にてモータ５の回転が停止すると、Ｓ１４にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電圧が規定値以上あるかどうかをみて、ある場合、Ｓ１５、Ｓ１６にて商用電源の使用を制限すると共に、電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２に蓄電電力を用いて、モータ５を逆転方向に駆動する。
【００３８】
電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電圧が規定値以上ない場合は、Ｓ１６にて商用電源によってモータ５を逆転方向に駆動する。
【００３９】
Ｓ１７にて所定時間経過すると、Ｓ１８にてモータ５の逆転状態における回生を行い、Ｓ１９にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２への蓄電を行う。
【００４０】
Ｓ２０にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電圧が規定値以上になると、Ｓ２１にてモータ５の回生を停止し、Ｓ２２にてブレーキ装置によるモータ５の制動（制止）を行う。
【００４１】
Ｓ２３にてモータ５の回転が停止すると、Ｓ１４以降の処理を繰り返す。
【００４２】
なお、電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電力は、モータ５の起動時に供給するようにして良い。
【００４３】
図５は、すすぎの行程の動作フローを示しており、Ｓ１にてすすぎスイッチがオンすると、Ｓ２にて給水バルブ１０を開く。
【００４４】
Ｓ３にて所定水位になると、Ｓ４にて給水バルブ１０を閉じ、Ｓ５にて蓋１５が閉まっていれば、Ｓ６以降の処理に入る。
【００４５】
Ｓ６においては、モータ５を正転方向に駆動する。
【００４６】
Ｓ７にて所定時間経過すると、Ｓ８にてモータ５の正転状態における回生を行い、Ｓ９にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２への蓄電を行う。
【００４７】
Ｓ１０にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電圧が規定値以上になると、Ｓ１１にてモータ５の回生を停止し、Ｓ１２にてブレーキ装置によるモータ５の制動（制止）を行う。
【００４８】
Ｓ１３にてモータ５の回転が停止すると、Ｓ１４にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電圧が規定値以上あるかどうかをみて、ある場合、Ｓ１５、Ｓ１６にて商用電源の使用を制限すると共に、電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２に蓄電電力を用いて、モータ５を逆転方向に駆動する。
【００４９】
電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電圧が規定値以上ない場合は、Ｓ１６にて商用電源によってモータ５を逆転方向に駆動する。
【００５０】
Ｓ１７にて所定時間経過すると、Ｓ１８にてモータ５の逆転状態における回生を行い、Ｓ１９にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２への蓄電を行う。
【００５１】
Ｓ２０にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電圧が規定値以上になると、Ｓ２１にてモータ５の回生を停止し、Ｓ２２にてブレーキ装置によるモータ５の制動（制止）を行う。
【００５２】
Ｓ２３にてモータ５の回転が停止すると、Ｓ１４以降の処理を繰り返す。この場合、所定の処理サイクル毎に給排水を行う。
【００５３】
なお、電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電力は、モータ５の起動時に供給するようにして良い。
【００５４】
図６は、脱水の行程の動作フローを示しており、Ｓ１にて脱水スイッチがオンすると、Ｓ２にて水位を見る。水位が所定レベル以下になると、Ｓ３にて蓋１５が閉まっていれば、Ｓ４以降の処理に入る。
【００５５】
Ｓ４においては、モータ５を正転方向に駆動する。
【００５６】
Ｓ５にて所定時間経過すると、Ｓ６にてモータ５の正転状態における回生を行い、Ｓ７にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２への蓄電を行う。
【００５７】
Ｓ８にて電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電圧が規定値以上になると、Ｓ９にてモータ５の回生を停止し、Ｓ１０にてブレーキ装置によるモータ５の制動（制止）を行う。
【００５８】
Ｓ１１にてモータ５の回転が停止すると、処理を終了する。
【００５９】
なお、洗い、すすぎ、脱水の各行程を連続して行う場合、後の行程の処理の初めから、電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電力をモータ５の駆動に用いることができる。
【００６０】
このように、回生エネルギを蓄電して、モータ５の駆動電源に用いるので、商用電源の消費量を節約でき、省エネルギ化を図れる。
【００６１】
すなわち、電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２は、エネルギ密度が高く（例えば、６Ｗｈ／ｋｇ以上）、寿命も十分に長い。そのため、回生エネルギを十分に蓄電でき、容易に実用できる。また、コンパクトのため、洗濯機の限られたスペースに設置可能であり、したがって、省エネ効果を容易に得ることができる。
【００６２】
実施の形態は、回転槽２をモータ５で駆動するものを例に述べたが、撹拌体を用いる洗濯機（例えば、２槽式）にも適用可能である。
【００６３】
また、電気二重層キャパシタ型の蓄電装置２２の蓄電電力を洗濯機外に取り出せるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の洗濯機の概略構成断面図である。
【図２】制御ブロック図である。
【図３】副制御部の構成図である。
【図４】動作フローチャートである。
【図５】動作フローチャートである。
【図６】動作フローチャートである。
【符号の説明】
１本体
２回転槽
５モータ
８伝達機構
１２操作部
１７水位センサ
２０主制御部
２１副制御部
２２電気二重層キャパシタ型の蓄電装置
２５整流回路
２６インバータ回路
２８マイクロコンピュータ
３０商用電源
３３ロータ位置センサ
３４電圧センサ

Claims

商用電源を用いる洗濯機において、
洗濯用回転体のモータを停止する過程の回生エネルギを蓄える電気二重層キャパシタ型の蓄電装置を設けたことを特徴とする洗濯機。
商用電源を整流する整流回路と、整流回路での整流後の電源を洗濯用回転体のモータに供給する駆動回路と、駆動回路を介して洗濯用回転体のモータの駆動を制御する制御装置とを備える洗濯機において、
洗濯用回転体のモータを停止する過程の回生エネルギを蓄える電気二重層キャパシタ型の蓄電装置を設けたことを特徴とする洗濯機。
前記電気二重層キャパシタ型の蓄電装置を前記駆動回路に並列に接続して、その蓄電電力を洗濯用回転体のモータの起動時ならびに逆転時の駆動用電源として用いることを特徴とする請求項２に記載の洗濯機。
前記電気二重層キャパシタ型の蓄電装置は、ユニット構造に形成して、前記駆動回路ならびに制御装置と別体に配置したことを特徴とする請求項２または３に記載の洗濯機。