JP2008099799A - Driving device for laundry - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドラム式洗濯機などドラム式ランドリー機器のドラムを回転駆動するランドリー用駆動装置に関する。 The present invention relates to a laundry driving device that rotationally drives a drum of a drum type laundry machine such as a drum type washing machine.
ドラム式洗濯機においては、ドラムをDCブラシレスモータによりダイレクトに回転駆動する構成としたものがある(例えば特許文献1)。このものでは、洗い時にDCブラシレスモータによりドラムを低速回転させ、脱水時に高速回転させるようにしている。
ところが、上記従来のものでは、DCブラシレスモータにより、洗いの低速回転域と脱水の高速回転域との両方をカバーする必要がある(図7参照)。しかし、この場合、図7から分かるように、高効率ポイントが低速回転域と脱水の高速回転域との中間速度回転域にくるように、DCブラシレスモータの特性を定めなければならず、そして、低速回転域と脱水の高速回転域との両方で、必要なモータトルクを得ようとすると、かなり大きなモータトルクを発揮できるモータ仕様としなければならず、大型で強力で、精度の高いDCブラシレスモータが必要となる。この場合、中間速度回転域での高トルク域を負荷駆動に利用できないため、モータ効率も悪いという問題がある。 However, in the above-described conventional one, it is necessary to cover both the low-speed rotation region for washing and the high-speed rotation region for dehydration by the DC brushless motor (see FIG. 7). However, in this case, as can be seen from FIG. 7, the characteristics of the DC brushless motor must be determined such that the high efficiency point is in the intermediate speed rotation range between the low speed rotation range and the dehydration high speed rotation range, and To obtain the necessary motor torque in both the low-speed rotation range and the high-speed rotation range of dehydration, the motor must be able to exhibit a considerably large motor torque, and is a large, powerful, high-precision DC brushless motor. Is required. In this case, since the high torque region in the intermediate speed rotation region cannot be used for load driving, there is a problem that the motor efficiency is poor.
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータ効率が良く、適正な大きさのDCブラシレスモータを使用することが可能となり、モータ仕様選定や設計が容易となるランドリー用駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its purpose is to have a high motor efficiency and to use a DC brushless motor of an appropriate size, and to facilitate motor specification selection and design. The object is to provide a laundry drive.
請求項1の発明は、槽内部のドラムをダイレクトに回転駆動させるDCブラシレスモータからなる第1のモータと、前記ドラムを減速機構を介して回転駆動させるDCブラシレスモータからなる第2のモータとを備え、前記ドラムを高速回転させるときには前記第1のモータを駆動し、前記ドラムを低速回転させるときには前記第2のモータを駆動する構成としたところに特徴を有する。 The first aspect of the invention includes a first motor composed of a DC brushless motor that directly rotates the drum inside the tank, and a second motor composed of a DC brushless motor that rotationally drives the drum via a reduction mechanism. And the first motor is driven when the drum is rotated at a high speed, and the second motor is driven when the drum is rotated at a low speed.
この請求項1の発明によれば、ドラムを高速回転させるときに第1のモータを駆動し、ドラムを低速回転させるときに第2のモータを駆動するから、第1のモータとして、高速回転域といった一部分で高効率のモータを使用すればよくモータ選定及び設計が容易で、また第2のモータとしては、減速機構により減速した上で低速回転を付与できればいいから、高速低トルクのモータを使用することが可能となり、モータ選定及び設計が容易となり、しかもドラムを減速機構により高トルクにて駆動することができる。 According to the first aspect of the present invention, the first motor is driven when the drum is rotated at a high speed, and the second motor is driven when the drum is rotated at a low speed. It is only necessary to use a high-efficiency motor for a part of the motor, and it is easy to select and design the motor. For the second motor, it is only necessary to apply a low-speed rotation after decelerating by the speed reduction mechanism, so use a high-speed and low-torque motor. This makes it easy to select and design the motor, and to drive the drum with high torque by the speed reduction mechanism.
以下、本発明をドラム式洗濯機に適用した一実施例につき図1ないし図6を参照して説明する。図1及び図2には、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、槽たる水槽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、この水槽3内にドラム5が回転可能に収容配設されている。このドラム5の周壁には、多数の孔が形成されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a drum type washing machine will be described with reference to FIGS. 1 and 2 show a schematic configuration of the drum
この水槽3及びドラム5は、後下がりのほぼ水平状態をなしており、ドラム5の後端から後方へ延びた軸5aが軸受6により回転可能に支持されている。この軸5aには、水槽3後面部に設けた第1のモータ7のロータ7aが一体回転するように取り付けられている。この第1のモータ7はDCブラシレスモータから構成されており、アウターロータ形であって、該ロータ7aはロータマグネットを備えている。また、この第1のモータ7の前記ロータ7a外周部には、プーリ8が取着されている。この第1のモータ7は高速回転域である脱水回転域で使用されるものであり、つまり、脱水モータとして使用される。
The
また、外箱2の下部には第2のモータ9が配設されている。この第2のモータ9もDCブラシレスモータから構成されている。この第2のモータ9の回転軸にはプーリ10が一体回転するように取着されている。このプーリ10と前記プーリ8との間に例えばV型のベルト11が掛け渡されている。これらプーリ8、10とベルト11とで、ベルト式の減速機構12が構成されている。この場合、プーリ8の直径に対してプーリ10の直径が小である。前記第2のモータ9は低速回転域である洗い回転域で使用されるものであり、つまり、洗いモータとして使用される。上記第1のモータ7及び第2のモータ9、減速機構12は、ランドリー用駆動装置13の主要部分を構成している。
A
図3には、ランドリー用駆動装置13の電気的構成を示している。商用交流電源のコンセントに接続されるプラグ13Pには、例えば倍電圧整流回路などを含む電源回路14が接続されている。この電源回路14には脱水モータ用の駆動回路15と、洗いモータ用の駆動回路16とが接続されている。これらの駆動回路15、16は、インバータ回路から構成されており、脱水モータ用の駆動回路15の出力端子は、第1のモータ用開閉器17を介して前記第1のモータ7の3相のステータコイルに接続され、洗いモータ用の駆動回路16の出力端子は第2のモータ用開閉器18を介して第2のモータ9の3相のステータコイルにそれぞれ接続されている。
FIG. 3 shows an electrical configuration of the
ここで、前記第1のモータ7は、図4に示すように高速回転域(例えば1000rpm程度)で最も高効率となるように予め選定されている。また第2のモータ9は、減速機構12による減速を考慮して、さらに高速回転域Nで最も高効率となるように予め選定されている。なお、この場合、減速機構12による減速によりドラム5は低速回転(例えば50rpm程度)される。
Here, the
また、第1のモータ7のステータコイルは第1の開閉器19を介して蓄電装置20に接続され、第2のモータ9のステータコイルは第2の開閉器21を介して前記蓄電装置19に接続されている。この蓄電装置19には、各モータ7、9から入力される3相交流電力を直流に変換する手段と、この直流電力を蓄電する蓄電器とを備えて構成されており、さらに、蓄電器の電力は電源回路14の直流出力側へ回生し得るようになっている。
Further, the stator coil of the
さらに、前記電源回路14には、制御電源回路22が接続されており、この制御電源回路22は、制御回路23などの制御電源を生成する。
前記制御回路23は、前記第1のモータ7及び第2のモータ9を前記駆動回路15、16を介して駆動制御するためのものであり、マイクロコンピュータを含んで構成されている。
Further, a control
The
このドラム式洗濯機1では、洗剤洗い運転や、すすぎ洗い運転などの洗い運転と脱水運転を行うようになっており、前記制御回路23は洗い運転時には、ドラム5を低速(例えば50rpm)で正回転、休止、逆回転、休止(図5参照)で回転させるものである。この場合、図6に示すように、第2のモータ用開閉器18のみ閉成(開閉器17、19、21は開放)して、第2のモータ9を正逆方向に駆動制御する。このとき第1のモータ7は空転する。
In the drum
また、この洗い運転時に蓄電装置20に蓄電するときには、さらに第1の開閉器19を閉成する。すると、第1のモータ7が発電機として機能し、蓄電装置20に蓄電する。この場合第2のモータ9に対して第1のモータ7がブレーキとしても作用する。
Further, when the
また、洗い運転時にドラム5の正回転及び逆回転をブレーキングするときには、駆動回路16におけるインバータ回路の動作を停止させると共に、第2のモータ用開閉器18を開放し、第1の開閉器19、21を閉成し、両モータ7、9を発電させてブレーキ機能を得る。
Further, when braking forward and reverse rotation of the drum 5 during the washing operation, the operation of the inverter circuit in the
さらに、脱水運転時には、図5に示すようドラム5を高速回転域(例えば1000rpm程度)で回転させるものである。この場合、図6に示すように、第1のモータ用開閉器17のみを閉成する。すると第1のモータ7が回転駆動されてドラム5がダイレクトに高速回転される。このとき、第2のモータ9は空転する。
Further, during the dehydration operation, the drum 5 is rotated in a high speed rotation range (for example, about 1000 rpm) as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 6, only the
また、この脱水運転時に蓄電装置20に逐電するときには、さらに第2の開閉器21を閉成する。すると、第2のモータ9が発電機として機能し、蓄電装置20に蓄電する。この場合、減速機構12は、第2のモータ9に対しては、増速機構として作用するから、第2のモータ9の回転速度が高く、発電効率が高く、蓄電装置20の蓄電器への蓄電効果が上がる。この場合も第2のモータ9がブレーキとしても作用する。
Further, the
また、この脱水運転時にドラム5の高速回転をブレーキングするときには、第1のモータ用開閉器17を開放し、第1の開閉器19、21を閉成し、両モータ7、9を発電させてブレーキ機能を得る。
When braking the high-speed rotation of the drum 5 during the dehydrating operation, the
このような本実施例によれば、ドラム5を高速回転させるときに第1のモータ7を駆動し、ドラム5を低速回転させるときに第2のモータ9を駆動するから、第1のモータ7として、高速回転域といった一部分で高効率のモータを使用すればよくモータ選定及び設計が容易で、また第2のモータ9としては、減速機構12により減速した上で低速回転を付与できればいいから、高速低トルクのモータを使用することが可能となり、モータ選定及び設計が容易となり、しかもドラム5を減速機構12により高トルクにて駆動することができる。
According to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、蓄電装置20を備え、この蓄電装置20を第1のモータ7及び第2のモータ9に夫々第1の開閉器19及び第2の開閉器21を介して接続したから、これら開閉器19、21の開放及び閉成を適宜行うことにより、蓄電を図ることができると共に、蓄電エネルギーを電源側へ回生して使用することができ、また、第1のモータ7及び第2のモータ9に対して、適宜ブレーキ手段として作用させることもできる。
Moreover, according to the present Example, it has the
この場合、本実施例によれば、第1のモータ7及び第2のモータ9のいずれか一方のモータを駆動するときに、他方のモータにより蓄電装置20に蓄電するようにしたから、他方のモータの回転を蓄電に有効に利用できる。
In this case, according to the present embodiment, when one of the
さらに、本実施例によれば、ドラム5の回転に制動をかけるときには、第1のモータ7及び第2のモータ9の両方による電気ブレーキ(発電させて蓄電するところの一種の回生ブレーキ)を動作させるから、急速なブレーキ作用を得ることができ、また蓄電も促進できる。この場合両モータ7、9のいずれか一方により、電気ブレーキを動作させるようにしても良い。
Furthermore, according to this embodiment, when braking the rotation of the drum 5, the electric brake (a kind of regenerative brake that generates and stores electricity) by both the
また、本実施例によれば、第1のモータ7をアウターロータ形とし、減速機構12を、この第1のモータ7のロータ7a外周部に設けたプーリ8と、第2のモータ9の回転部であるプーリ10との間にベルト11を掛け渡した構成としたから、ドラム5と直結された形態の第1のモータ7のロータ7aを利用して減速機構12を構成することができ、構成が簡単となり、伝達効率も良い(伝達ロスが少ない)。
Further, according to the present embodiment, the
また、駆動回路15、16を、インバータ回路から構成したから、運転周波数を容易に変更することができ、運転可能な回転速度の幅が広がり、さらに効率向上を期待できる。
なお、上記実施例では、本発明をドラム式洗濯機に適用して実施したが、ドラム式洗濯乾燥機や、ドラム式乾燥機に適用して実施しても良い。また減速機構として、ベルト式の減速機構に限定されず、スプロケット及びチェーン式の減速機構などでも良い。
In addition, since the
In the above embodiment, the present invention is applied to a drum type washing machine, but may be applied to a drum type washing machine or a drum type drying machine. The speed reduction mechanism is not limited to a belt type speed reduction mechanism, and may be a sprocket, a chain type speed reduction mechanism, or the like.
図面中、1はドラム式洗濯機、3は水槽(槽)、5はドラム、7は第1のモータ、9は第2のモータ、12は減速機構、13はランドリー用駆動装置、17は第1のモータ用開閉器、18は第2のモータ用開閉器、19は第1の開閉器、20は蓄電装置、21は第2の開閉器、23は制御回路を示す。 In the drawings, 1 is a drum type washing machine, 3 is a water tub (tank), 5 is a drum, 7 is a first motor, 9 is a second motor, 12 is a speed reduction mechanism, 13 is a laundry drive, and 17 is a first drive. 1 is a motor switch, 18 is a second motor switch, 19 is a first switch, 20 is a power storage device, 21 is a second switch, and 23 is a control circuit.
Claims (5)
前記ドラムを減速機構を介して回転駆動させるDCブラシレスモータからなる第2のモータとを備え、
前記ドラムを高速回転させるときには前記第1のモータを駆動し、前記ドラムを低速回転させるときには前記第2のモータを駆動する構成としたことを特徴とするランドリー用駆動装置。 A first motor comprising a DC brushless motor that directly rotates and drives the drum inside the tank;
A second motor composed of a DC brushless motor that rotationally drives the drum via a reduction mechanism;
A laundry driving apparatus characterized in that the first motor is driven when the drum is rotated at a high speed, and the second motor is driven when the drum is rotated at a low speed.
この蓄電装置を第1のモータ及び第2のモータに夫々第1の開閉器及び第2の開閉器を介して接続したことを特徴とする請求項1に記載のランドリー用駆動装置。 A power storage device,
2. The laundry driving device according to claim 1, wherein the power storage device is connected to the first motor and the second motor via a first switch and a second switch, respectively.
減速機構は、この第1のモータのロータ外周部と、前記第2のモータの回転部との間にベルトを掛け渡した構成であることを特徴とする請求項1に記載のランドリー用駆動装置。
The first motor is an outer rotor type,
2. The laundry driving device according to claim 1, wherein the speed reduction mechanism has a configuration in which a belt is stretched between a rotor outer peripheral portion of the first motor and a rotating portion of the second motor. .
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