JP2006288706A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

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Abstract

【課題】
本発明は、洗浄力の低下を抑えつつ毛羽たちが生じ難い洗濯機を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明は、洗濯物を収納する洗濯ドラムの回転軸線方向が水平または傾斜するドラム式洗濯機において、正転・逆転を繰り返えす洗濯ドラムの回転角度が3回転以上、2回転以内、1回転以下と段階的に小さくしたり、洗い時およびすすぎ時にドラムの回転数とドラムを駆動する駆動時間を変化させてドラムの回動角度を大きくしたり小さくしたりして変化をもたせて行う制御とすることを特徴とするドラム式洗濯機。
【選択図】 図1

Description

本発明は、洗濯ドラムの回転軸線方向が水平または傾斜するドラム式洗濯機の改良に関する。
ドラム式洗濯機は、例えば、特許第3205000号特許公報(特許文献1)に示されている。
ドラム式洗濯機は、洗濯物を収納する洗濯ドラムの回転軸線方向が水平または傾斜している。洗濯ドラムの回転に伴い、洗濯物は洗濯ドラム内のリフターで持ち上げられて落とされ、洗濯ドラムの内底に叩きつけられる。この叩きによる洗いにより洗濯が行なわれるので、少ない水量で洗濯ができる。
また、ドラムの回転数は45rpmと一定な回転数で 休止をおいて左右に10〜15秒の回動運転を行い洗濯物をドラム内に配設された数本のリフターにより掻き揚げ、ドラム内径の最高高さから自然落下してたたき洗いによる機械力を与え洗濯するものである。
特開2002−360984公報
しかし、叩き洗いのために洗濯物の衣類の表面に毛羽たちが発生する。この毛羽たちは、洗濯物を自然乾燥させると、ごわごわ感になる。
ごわごわ感の元になる毛羽立ちを抑えるのに、ドラムの回転数を低速回転としたり、ドラムの運転時間を10秒以下の短い時間で休止をおいて左右回動させる手段が取られているが、いずれの場合においても叩き洗いの機械力低下により洗浄力が低下する不具合が生じる。
本発明は、上記の問題に鑑み、洗浄力の低下を抑えつつ毛羽たちが生じ難い洗濯機を提供することを目的とする。
本発明は、洗濯物を収納する洗濯ドラムの回転軸線方向が水平または傾斜するドラム式洗濯機において、正転・逆転を繰り返えす洗濯ドラムの回転角度が3回転以上、2回転以内、1回転以下と段階的に小さくしたり、洗い時およびすすぎ時にドラムの回転数とドラムを駆動する駆動時間を変化させてドラムの回動角度を大きくしたり小さくしたりして変化をもたせて行う制御とすることを特徴とするドラム式洗濯機。
本発明によれば、洗浄力の低下を抑えつつ毛羽たちが生じ難い洗濯機を提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係わる実施例を述べる前に本発明の概要について説明する。
洗濯物の表面の毛羽立ちを抑える毛羽立ち防止には、洗濯ドラムの回転角度を360度以下で、回転休止を介して正転、逆転の反転を繰り返す遊動洗いを行う。
この遊動洗いは、洗濯ドラムの回転角度を360度以下とするため、洗濯ドラムの回転数が50rpmの場合には、洗濯ドラムを一方向へ動かす時間を約1秒間とすれば300回転角度となる。
しかし、実際にはドラムを回転開始して50rpmの速度に到達するには約0.5〜1.0秒程度の加速時間を要するため、ドラムを1回転回動する駆動時間はインバータモータのトルクにもよるが1.5秒から2秒間程度の駆動時間が必要である。
このように、洗濯ドラムで1秒間という時間は、洗濯ドラムの回転の50rpm一定となった条件による時間であるため駆動用のモータのトルクに大きく左右される。
このため、洗浄ドラムの回転数を検知して回転数を制御するICホール素子の信号から洗濯ドラムの回転角度を検知して制御すれば、適正な回転角度の制御が得られる。すなわち、遊動の基準は任意の位置で回転角度をICホール素子からの信号でカウントして制御することができる。なお、位置センサレスDCブラシレスモータの場合は磁極検出用のICホール素子はついていないので直流側の電流値から磁極の位置を推定して制御している。
洗い中もしくはすすぎ中、洗濯ドラムの回転角度を360度以内に制御して行えば、当然、洗濯物を洗う洗浄機械力の低下につながる。そこで、洗い中もしくはすすぎ中に洗濯ドラムの回転角度を360度以上の大きな回転角度と、360度以下の小さな回転角度を組み合わせた運転制御を行うことにより、洗浄力を低下させずに洗濯物の毛羽立ち防止を図ることができる。
次に本発明の実施例について、図を引用して説明する。
まず、図1に沿って、ドラム式洗濯機の概要から説明する。
図1に示すように、ドラム式洗濯機の本体外枠1は、内部に外槽2を有する。外槽2はサスペンション3で下側より支持され、引きばね4により吊られるように支持される。
サスペンション3は、外槽2を含む全重量を支持するものであり、強固な機械構造を有する。また、脱水運転時に外槽2の上下運動を吸収したり、脱水起動時に外槽2の異常振動を防止するための振動減衰機構などが設けられている。
また、外槽2の上部から支持している引きばね4は、外槽2の倒れ防止を兼ねた支持や脱水時の上下・左右振動を低減するために設けられている。
本体外枠1の上側内部には、給水電磁弁6が備わる。この給水電磁弁6には、水道の蛇口から延びる給水ホース5が接続される。洗剤投入ケース8は、注水ホース7を介して給水電磁弁6に連通する。洗濯やすすぎ時には、給水ホース5、給水電磁弁6、注水ホース7を介して洗剤投入ケース8に注水され、洗剤投入ケース8から外槽2内に洗濯やすすぎの水が注がれる。
洗剤投入ケース8には、洗濯に必要な洗剤を投入したり、すすぎ時に洗濯物の仕上がりを良くするために柔軟仕上げ剤等が投入される部屋が設けられている。
洗剤投入ケース8に入れられた洗剤は、注水ホース7から注水される水で溶かされてフレキシブルホース10を流れて外槽2内に流入する。
外槽2に内置される洗濯ドラム11には、蓋12を開けて投入される洗濯物9が置かれる。洗濯ドラム11の開口部側の外周にはバランサー13が設けられる。このバランサー13で脱水時の振動が低減される。
また、洗濯ドラム11の内周には、脱水時に洗濯物に含まれる水分を洗濯ドラム11の
回転遠心力で外槽2内に脱水するための脱水穴14が複数個設けられている。
また、洗濯ドラム11内には、複数のリフター16が設けられ、洗濯ドラム11の回転により洗濯物9がかき上げられドラム11の内径の最高位置から自然落下させてたたき洗いによる機械力で洗濯物9に付着した汚れを落すものである。
洗濯ドラム11の回転軸線方向や外槽2の中心を通る中心線は、水平線に対しθの傾きで傾斜している。リフター16は内周側の端部になる稜線が水平になるように洗濯ドラム11の回転軸線に対してθの傾きを有する。
洗濯ドラム11は、開口部側の反対側に後端側にフランジ17が設けられる。このフランジ17を介して洗濯ドラム11は、駆動用のDCブラシレスモータ19の主軸18に接続支持される。
主軸18には、洗濯時やすすぎ時に水漏れを防止するためのシール20が設けられる。
また、同じよう水漏れを防止するために外槽2の開口部と外枠1の開口部はベローズ21により接続されている。
このベローズ21は、耐熱性の強化ガラスなどにより構成された蓋12の外周面と接して水密性を維持し、洗濯やすすぎ時での水漏れの防止が図られている。
洗濯やすすぎが終了して不要になった水や脱水時に洗濯物9から脱水された水は、排水電磁弁22を開放して排水ホース23から洗濯機の外に排水される。
次に図2に基づいてドラム式洗濯機の運転工程を説明する。
この運転工程は洗濯物9に付着した汚れを落したり、またすすぎによる洗剤分をすすいだり、また洗濯物9に含まれた水分をドラム11の一方向の高速回転により遠心力で脱水したり、それらの水分を排水することなどを自動的に行う一般的な自動洗濯コースを示すブロック図である。
先ず、給水電磁弁6の操作により給水24がされる。洗い25は洗濯に必要な水が外槽2内に給水されると、DCブラシレスモ一タ19が回動してドラム11が回転する。この時のドラム11の回転速度は40〜50rpm程度で、休止をおいて右回転、左回転を数秒間行い洗濯物9がドラム11内リフ夕一16によりかき上げられながら、たたき洗いにより洗濯される。
洗い25が終了すると、洗いにより洗濯物9に付着した汚れを除去いた、汚れた洗濯水を洗濯機外に排出する排水26工程へ移行する。
排水が終了した後、洗濯物9に含まれている洗剤分を脱水する脱水工程27へ移行する。脱水工程27では、洗濯ドラムl1を高速回転して洗濯物9を遠心力によりドラム11の内壁に複数個設けられた脱水穴14より遠心力により脱水される。脱水工程27が終了すると、洗濯物9に含まれた洗剤分をすすぐ、すすぎ工程28へ移行する。すすぎ工程28の運転に入る前に、洗い時25と同じように清水を給水する給水工程24にて必要な清水を外槽2内に給水する。一般的にすすぎに必要な清水は洗い時と同じく約3OL程度の給水がされる。
規定量の清水が給水されると、すすぎ工程28に自動的に進行し、洗い時25と同じように洗濯ドラム11が低速で反転しながら回転し、洗濯物9に含まれた洗剤分を除去する。
すすぎ終了後の排水⇒脱水⇒すすぎ⇒排水は前述した動作で行われ、最後に洗濯物9に含まれる水分を十分に脱水する最終脱水工程30へ移行する。
最終脱水工程30の脱水時間は、一般的に5分以上でドラム11を高速にて回転させ、遠心力により、洗濯物11の水分を除去するものであり、この時の脱水率は60〜65%に至る。
ドラム式洗濯機にヒータなどを設けて、洗いから乾燥まで自動的に進行するドラム式洗濯乾燥機の場合などは、最終脱水工程30が終了した後、自動的に乾燥工程31へ移行する。
乾燥工程31では、洗濯物9の水分が十分に除去された後、ヒータ等により温風を洗濯物9に吹き付けながら洗濯ドラム11を約50rpm程度の速度で反転もしくは一方向に回動させて洗濯物9の水分を除去し乾燥させるものである。
このとき、蒸発した湿度の高い熱風を水冷方式などにより凝縮して蒸気分の少ない温風とし、再度洗濯ドラム11内へ循環しながら乾燥を行う。
次に図3の回路ブロック図を基にドラム式洗濯機の駆動方法を説明する。
電源32はACIOOV50/60Hzに接続されており、先ず電源スイッチ33を投入する。
電源スイッチ33を投入したことにより通電された電源は、電源ラインノイズや空中電波ノイズをカットするフル夕一回路34を介在して、DCブラシレスモ一タ19の駆動電源である整流回路35で交流電源から高圧の直流電源に変換し、DCブラシレスモ一夕駆動回路36に供給する。
インバータ駆動同路36はDCブラシレスモ一タU相37、V相38、W相39の各相コイルにマイコン40の制御指令により電気角120度もしくは180度で電源を供給するIGPT素子回路から構成されており運転制御される。
DCブラシレスモ一タ19の回転制御は、複数個の磁石を有したロー夕(図省略)の回転により、DCブラシレスモ一タ19の外周部に固定して設置されているICホール秦子29からの信号をマイコン40に取り込み回転数を制御してドラム11の回転速度を調整している。
また、洗い時に洗濯物9に付着した汚れや洗剤分を除去するすすぎ時に必要な清水はマイコン40の指令により、駆動回路部41に接続された給水電磁弁6に通電されて給水され、また排水時においては、排水電磁弁22の操作を行い洗濯機外に汚れた水を排水する。
図4は、DCブラシレスモ一タ19の上面部から見た図である。
図4のDCブラシレスモ一夕はインナーロータタイプのものである。インナーロー夕(図省略)は、その外周に極数分の磁石が設けられ、ステータ42の中央部に配設されている。
図4に示すDCブラシレスモ一夕は、10極のものであり、このためインナーロータの外周には10個の磁石が取り付けられている。
ステータ42の内周には12ティ一スに分割されたブロックでコイル43が巻かれており、そのコイルはU相端子37a、V相端子38a、W相端子39aの各端子部に接続されている。
コイル43のU―V―Wの各相は12ティ一スに分割されて各ブロックにおいて絶縁体44を介在して順番にW―W―U―U―V―V―W―W―U―U―V―Vの順に巻き込まれている。
図5はDCブラシレスモ一夕の部分断面図である。
コイル43は絶縁材44を介在して前述したように12ティ一スに分割されて各相ごとに巻き込まれており、ステータ42に支持されている。
次に図6、図7によりDCブラシレスモ一タ19の通電状態を説明する。
図6のDCブラシレスモータ19は、U―V―Wに通電する場合、電気角で120度通電方式の電流が流れる状態を示している。
電気角120度通電方式は、DCブラシレスモ一夕のU端子37a、V端子38a、W端子39aそれぞれに矢印で示したような通電状態となる。すなわちa:U⇒V、b:U⇒W、c:V⇒W、d:V⇒U,e:W⇒U、f:W⇒Vの順序で通電される。
運転荷時にはaからfまで順番に通電されるので、どこのコイルでも同じ温度となる。
図7のDCブラシレスモ一タ19は、U―V―Wに通電する場合、電気角で180度通電方式の電流が流れる状態図を示している。
電気角180度通電方式は、DCブラシレスモ一夕のU相端子37a、V柏端子38a、W相端子39aそれぞれに矢印で示すような通電方式であり、U相端子部37aに接続されたU相コイルから(V相コイル、W相コイル)に通電され、次にW端子39aに接続されたV相コイルからU相コイル、W相コイルの方向へ通電する制御がされる。
次にW端子39aに接続されたW相コイルからはU相コイル、V相コイルの方向へ通電する制御がされる。
また電気角で180度通電の場合、U相コイルからV相コイル、W相コイルに通電される場合、電流の大きさはV相コイル、W相コイル共、U相コイルに流れる電流の半分となる。
また、W相コイルからU相コイル、V相コイルに通電される場合の電流の大きさはU相コイル、V相コイル共、W相コイルに流れる電流の半分となる。
同じように、V相コイルからU相コイル、W相コイルに通電される場合、電流の大きさはU相コイル、W相コイル共、V相コイルに流れる電流の半分となる。
このように一般的なDCブラシレスモ一タ19の通電方式による運転制御には、120度通電方式や180度通電方式があるが、まれに90度通電方式もある。
図8は、本発明の実施例に係わる洗濯コースの工程ブロック図である。洗い25での時間T1は、10分から20分、普通15分程度に設定されている。すすぎ28でのすすぎ時間T2は、3分から5分程度に設定されていることが、一般的な洗濯コースによる時間設定である。
洗い25の時間T1には、洗い時のドラム運転条件が分割されており、本発明の実施例ではt1分、t2分、t3分と3つに分割されている。
t1分、t2分、t3分でのドラム回動運転条件はそれぞれ洗濯ドラムの回転角度が異なっている。
すすぎ28の時間T2におけるt4分、t5分も同じく異なった時間等に区分されている。
図9は、図8の洗い25による時間T1内で区分されているt1分、t2分、t3分の詳細部分拡大ブロック図であり、このブロック図では洗濯ドラムの回転方向やドラムの回転速度、洗濯ドラムの反転時間を表している。
まず、ドラムの回転数は、斜線で表されブロックの高さ方向で示す。
また、洗濯ドラム11の回転方向は、傾斜部の上が右回転、下が左回転の方向を示している。洗い25が時間T1内でのt1分は、洗濯ドラムの回転方向が右回転方向で洗濯ドラム11を回転する駆動モータ部への通電時間がΔt1秒行い、休止をおいて洗濯ドラム11の左回転に同じくΔt1秒動作させる。この反転繰り返しをt1分行い、その後t2分間では休止をおいてΔt2秒の反転運転をし、t2分間が終了するとt3分の方ヘ移行し、同じくΔt3秒で反転運転を行なう。
このように、洗い25の時間T1時間内は、洗濯ドラム11の反転周期が異なったt1分、t2分、t3分の組み合わせにより、洗濯が行なわれるのである。
図9の説明では、Δt1秒>Δt2秒であり、Δt1<Δt3秒と、洗い26の時間T1の進行とともに洗濯ドラム11の駆動時間が長くなったり短くなったりしているが、Δt1秒>Δt2秒、Δt1<Δt3秒の組み合わせはt3分⇒t2分⇒t1分の組み合わせとし、洗い時間25の時間T1の時間経過と共に洗濯ドラム11の反転時限を変化している。
ここで洗濯ドラム11の回動角度は、Δt3は3回転以上、Δt2が1回転以下、Δt1が1回転で運転制御されている。
また、図9は洗濯ドラム11の回転数が一定の回転数である50rpmによる実施例で説明してあるが、図10に示すように洗濯ドラム11の回転数と、反転の時限を組み合わせれば、洗いもしくはすすぎ時の洗濯物の毛羽立ちを更に無くすることができる。
図10について説明する。
図10では洗いの時間T1を、図9と同じく3つの時限t1分、t2分、t3分と区分したものであるが、t1分、t2分、t3分の区分内における洗濯ドラムの反転回転時限Δt1秒、Δt2秒、Δt3秒の関係がΔt1秒>Δt2秒>Δt3秒となっているものである。
洗いの時間T1の区分t1によるドラムの反転時限Δt1秒は、洗濯ドラム11の回転数が低速につき洗濯ドラム11の回動角度は3回転以上に設定されており、Δt2秒やΔt3秒よりも長い時間が設定されている。また、t2分におけるΔt2秒は洗濯ドラム11の回動角度が1回転に設定されている。またΔt1秒より回転数が高く設定されている。
また、t3分におけるΔt3秒は、Δt2秒より更に反転時限が短なっているため、洗濯ドラム11の回転数が高くなっている。
また、洗濯ドラム11の回動角度は1回転以下となっている。
図11は、洗濯ドラム11の回転数による反転時限Δtと洗濯ドラム11の回転角度の関係を示した図である。
図11のΔt1秒による洗濯ドラム11の回転数が30rpmと設定すると、洗濯ドラム11の回転角度を360度以上とするには、Δt1秒は2秒以上に設定しておけば良く、Δt2が40RPMの回転数に設定するば、Δt2は1.0秒以下に設定すれば洗濯ドラム11の回転角度が240度以下にとる。
また、Δt3秒における洗濯ドラム11の回転数を50rpmと設定すれば、Δt3は0.5秒以下に設定すれば洗濯ドラム11の回転角度が150度以下で制御できる。
このように洗濯ドラム11の回転角度を洗濯物の表面の毛羽立ちを防止する制御として洗濯ドラム11の回転角度を変化させるには洗濯ドラム11の回転数と反転時限Δtで制御することができる。
また、インナーロータもしくはアウターロータのインバータモータのロータ側に位置決め用マグネットを設け、洗濯ドラム11の回転角度を制御する手段もある。
図12は、インバータモータのアウターロータ側に位置決め用マグネットを設け、洗濯ドラム11の回転角度を制御する説明図である。
ドラム式洗濯機は、インバータモータのアウターロータと洗濯ドラム11がダイレクタに接続されているため、インバータモータのアウロータ位置検知制御により洗濯ドラムの回転角度を制御することができる。
インバータモータのアウターロータ19の外周に位置検知用マグネット19aを1個設け、固定側に位置検知センサー19bを設けておけば、まず、アウターロータを回転させて位置検知マグネット19aが位置検知センサー19bを通過した時点をマイコンで検知し、回転センサーがない場合には、インバータモータの磁極数に対応して洗濯ドラム11の回転角度を制御することができる。
例えば、10極のインバータモータの場合、位置検知用マグネット19aが位置検知センサー19bを通過してから、5極分進んだ位置で制御すれば、洗濯ドラム11の回転角度は180度で制御できる。
また、回転センサー29が設けられたアウターロータのインバータモータでは回転センサー29のICホール素子で洗濯ドラム11の回転角度を制御することが可能である。
インバータモータには、アウターロータ方式とインナーロータ方式があるが、いずれの場合においても、位置検知用マグネット19aと位置検知センサー19aやICホール素子を設ければ洗濯ドラム11の回転角度を容易に制御することが可能である。
本発明の実施例に係わるもので、ドラム式洗濯機の縦断面図。 本発明の実施例に係わるもので、洗い工程、すすぎ工程、最終脱水工程、乾燥工程を示す図。 本発明の実施例に係わるもので、ドラム式洗濯機の電気回路ブロック図。 本発明の実施例に係わるもので、DCブラシレスモ一タを上面部側から見た図。 本発明の実施例に係わるもので、DCブラシレスモ一夕の部分断面図。 本発明の実施例に係わるもので、DCブラシレスモ一タの通電状態を説明する図。 本発明の実施例に係わるもので、同じく、DCブラシレスモ一タの通電状態を説明する図。 本発明の実施例に係わるもので、洗濯コースの工程を示すブロック図。 本発明の実施例に係わるもので、洗いの時間T1内を部分拡大して示したブロック図。 本発明の実施例に係わるもので、洗いの時間T1内の反転回転をΔt1秒>Δt2秒>Δt3秒にした内容を示すブロック図。 本発明の実施例に係わるもので、洗濯ドラムの回転数による反転時限Δtと洗濯ドラム11の回転角度の関係を示した図。 本発明の実施例に係わるもので、洗濯ドラムの回転角度を制御する説明図。
符号の説明
1…外枠、2…外槽、9…洗濯物、11…洗濯ドラム、16…リフター、19…DCインバータモータ。

Claims (5)

  1. 洗濯物を収納する洗濯ドラムの回転軸線方向が水平または傾斜するドラム式洗濯機において、洗濯およびすすぎ時に正転・逆転を繰り返えす前記洗濯ドラムの回転角度を複数設け、洗いやすすぎ時洗濯ドラムの回転角度が大きい回転角度から小さい回転角度で段階的に回動することを特徴とするドラム式洗濯機。
  2. 洗濯およびすすぎ時の洗濯ドラム回転角度は、洗濯およびすすぎ時間内でランダムに組み合わせて運転することを特徴とするドラム式洗濯機。
  3. 請求項1において、ドラムの回転数を回転角度により30rpm〜50rpmと変化させて運転することを特徴とするドラム式洗濯機。
  4. 請求項1において、ドラムの回転角度はドラムの回転数に対応して、駆動している時間で調整することを特徴とするドラム式洗濯機。
  5. 請求項1から2において、ドラムの回転角度はインバータモータの位置検知センサーにより制御することを特徴とするドラム式洗濯機。
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