JP2008099983A - Washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗濯物が投入された回転ドラムを回転駆動して脱水工程を行う際の、洗濯物の偏りによる異常振動を回避して、安定した回転を行うことが可能な洗濯機に関する。 The present invention relates to a washing machine capable of performing stable rotation while avoiding abnormal vibration due to bias of laundry when a rotating drum loaded with laundry is rotationally driven to perform a dehydration process.
ドラム式洗濯機の構造の一例を図5に示す。洗濯機本体1内に、図示しないサスペンション構造によって水槽2が宙吊り状態に支持されている。水槽2内には、有底円筒形に形成された回転ドラム3が、その軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて支持されている。水槽2の正面側には回転ドラム3の開口端に通じる衣類出入口4が形成され、洗濯機本体1の正面側の上向き傾斜面に設けられた開口部を開閉可能に閉じる扉5を開くことにより、衣類出入口4を通じて回転ドラム3内に対して洗濯物を出し入れすることができる。
An example of the structure of the drum type washing machine is shown in FIG. In the
回転ドラム3には、その周面に水槽2内に通じる多数の透孔6が形成され、内周面の複数位置に攪拌突起(図示せず)が設けられている。この回転ドラム3は、水槽2の背面側に取り付けられたドラム駆動モータ7によって正転及び逆転方向に回転駆動される。また、水槽2には、注水管路8及び排水管路9が配管接続され、図示しない注水弁及び排水弁の制御によって水槽2内への注水及び排水がなされる。
The rotating
扉5を開き回転ドラム3内に洗濯物及び洗剤を投入して、洗濯乾本体1の例えば前面上部に設けられた操作パネル10での操作により運転を開始させると、水槽2内には注水管路8から所定量の注水がなされ、ドラム駆動モータ7により回転ドラム3が回転駆動されて洗濯工程が開始される。回転ドラム3の回転により、回転ドラム3内に収容された洗濯物は回転ドラム3の内周壁に設けられた攪拌突起によって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた適当な高さ位置から落下する攪拌動作が繰り返されるので、洗濯物には叩き洗いの作用が及んで洗濯がなされる。所要の洗濯時間の後、汚れた洗濯液は排水管路9から排出され、回転ドラム3を高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水し、その後、水槽2内に注水管路8から注水してすすぎ工程が実施される。このすすぎ工程においても、回転ドラム3内に収容された洗濯物は、回転ドラム3の回転により攪拌突起により持ち上げられて落下する攪拌動作が繰り返されてすすぎ洗いが実施される。
When the door 5 is opened, laundry and detergent are put into the rotating
このドラム式洗濯乾燥機には、回転ドラム3内に収容した洗濯物を乾燥する機能が設けられ、循環送風経路11により、水槽2内の空気を排気して除湿し、加熱して乾燥させた空気を再び水槽2内に送風する。この循環送風経路11の途中には蒸発器などの除湿手段、凝縮器などの加熱手段及び送風手段である送風ファン12が設けられている。この循環送風経路11を利用した乾燥工程では、循環送風経路11を循環される空気中に主として衣類などの洗濯物から発生する糸くずなどの異物が混じって循環し、蒸発器や凝縮器の目詰まり、送風ファン12の回転部への噛み込み、送風ファン12の内面への堆積といった乾燥工程を実施するのに支障を来し易いので、循環送風経路11の途中に、循環空気中の異物を除去するフィルタ13が設けられている。また、ドラム駆動モータ7の回転を検知するための回転検知部14が設けられている。
This drum type washing and drying machine is provided with a function of drying the laundry stored in the
以上のような構成のドラム式洗濯機においては、回転ドラム3は、その回転軸心を水平方向あるいは水平方向から前上がりさせた状態にして水槽内に配設されているため、回転ドラム3内に洗濯物を収納して回転させると、洗濯物や水が下方に偏りがちになる。そのため、回転ドラム3の回転に伴い振動が発生し易い。特に、回転ドラム3を高速回転させて洗濯物の脱水を行う脱水工程を実施するとき、洗濯またはすすぎ工程の終了後は水を含んだ洗濯物が回転ドラム3内に収納されており、回転時に回転ドラム3の偏った位置に集まり易い状態にある。洗濯物に偏りが生じると回転ドラム3を収容する水槽2に大きな振動が生じ、洗濯機に異常振動や異常騒音を発生させる。
In the drum type washing machine having the above-described configuration, the
大きな振動が生じた場合には、回転ドラム3の回転を一時停止させた後に再回転させる駆動制御や、回転ドラム3の回転数を減少させる駆動制御などにより洗濯物の偏りを解消させる制御動作が実施されている。
When a large vibration occurs, a control operation for eliminating the unevenness of the laundry by a drive control for temporarily stopping the rotation of the
そのような制御動作を行うためには、大きな振動が発生した場合に、振動を速やかに検知する必要がある。例えば、特許文献1には、振動検知の手段として、回転ドラムを回転駆動する誘導モータをインバータ制御するインバータ回路の出力電流から振動発生を検知し、過振動警告を出力する洗濯機の異常振動検出方法が記載されている。
In order to perform such a control operation, when a large vibration occurs, it is necessary to quickly detect the vibration. For example, in
また、水槽の振れを検知するセンサを設け、このセンサによって検知される振動検知出
力に基づいて洗濯またはすすぎ工程から脱水工程への移行制御を行い、脱水工程中の異常
振動検知により脱水動作を停止する制御を行う洗濯機の運転方法が、例えば、特許文献2に記載されている。
インバータ回路の出力電流の変化から振動を検知する方法は、異常振動を間接的に推定する方法であり、洗濯物の偏りが誘導モータの電流実効値に現れ、そのアンバランス状態が異常振動につながるという推定でなりたっている。しかし、異常振動を検出して過振動警告を出力し、回転を停止させ、あるいは回転数を減少させるだけでは、洗濯物の偏りに起因する異常振動を防止し、あるいは軽減するためには十分に効果的であるとは言えない。 The method of detecting the vibration from the change in the output current of the inverter circuit is a method of indirectly estimating the abnormal vibration. The bias of the laundry appears in the effective current value of the induction motor, and the unbalanced state leads to the abnormal vibration. This is an estimate. However, detecting an abnormal vibration and outputting an over-vibration warning to stop rotation or reduce the rotation speed is sufficient to prevent or reduce abnormal vibration due to laundry bias. It's not effective.
また、センサによって水槽の振動を検知する運転方法では、低速回転によりバランス取り工程を行う場合に、洗濯物のドラム内面への張り付き方によって回転ドラムにアンバランスがあっても振動の振幅が小さいため異常振動が検知できず、回転ドラムを高速回転させたときに大きな振動となり、そこで初めて異常振動として検知することになるため、高速回転に至る以前に異常振動が発生するか否かを検知することができない。従って、異常振動が発生して停止するまでに洗濯物や洗濯機に損傷を与える恐れがあり、回転ドラムを停止させるまでに多くの無駄時間が生じる課題があった。また、センサが複雑で、コストを増大させる原因になりがちであった。 In the operation method in which the vibration of the water tank is detected by the sensor, the amplitude of vibration is small when the balancing process is performed by low-speed rotation even if the rotating drum is unbalanced due to the way the laundry is stuck to the drum inner surface. Abnormal vibration cannot be detected, and when the rotating drum is rotated at a high speed, it becomes a large vibration and is detected as an abnormal vibration for the first time. Therefore, detect whether abnormal vibration occurs before reaching high speed rotation. I can't. Therefore, there is a possibility that the laundry and the washing machine may be damaged before the abnormal vibration is generated and stopped, and there is a problem that a lot of wasted time is required until the rotating drum is stopped. Further, the sensor is complicated and tends to increase the cost.
本発明は、簡単な構成により、洗濯物が投入された回転ドラムを回転駆動して脱水工程を行う際の、洗濯物の偏りに起因する回転ドラムの異常振動を回避して、安定した回転を維持することが可能な洗濯機を提供することを目的とする。 The present invention avoids abnormal vibration of the rotating drum due to the unevenness of the laundry when rotating the rotating drum loaded with the laundry to perform the dehydration process with a simple configuration, and enables stable rotation. An object is to provide a washing machine that can be maintained.
上記課題を解決するために、本発明の洗濯機は、水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有し、洗濯物を収容する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するドラム駆動モータと、前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知装置と、前記ドラム駆動モータの通電電流を検知する電流検知部と、前記回転数検知装置の検知回転数および前記電流検知部の検知電流値に基づき前記ドラム駆動モータへの通電電流を制御する制御部とを備え、前記制御部は、脱水工程において前記回転ドラムの回転数を停止から最高回転に向かって上昇させて行く際に、低い回転数から順番に予め設定された複数の設定回転数ごとに、当該設定回転数を目標値とする制御を行い、前記設定回転数ごとに、前記電流検知部の検知電流値と前記各設定回転数に対して予め設定された電流上限値とを比較して、前記電流検知部の検知電流値が前記電流上限値を超えない場合に、次に高い前記設定回転数を目標値とする制御に移行する。 In order to solve the above-described problems, a washing machine of the present invention has a rotation center shaft in a horizontal direction or an inclination direction, and includes a rotation drum that accommodates laundry, and the rotation drum that rotatably includes the rotation drum. A water tank elastically supported on the drum, a drum drive motor that rotationally drives the rotary drum, a rotation speed detection device that detects the rotation speed of the rotary drum, and a current detection unit that detects an energization current of the drum drive motor And a control unit that controls an energization current to the drum drive motor based on a detected rotation number of the rotation number detection device and a detected current value of the current detection unit, and the control unit is configured to remove the rotating drum in a dehydration process. When the number of rotations is increased from the stop to the maximum rotation, for each of a plurality of preset rotation speeds set in order from the low rotation speed, the control is performed with the set rotation speed as a target value. The detected current value of the current detection unit is compared with the current upper limit value set in advance for each set rotation number, and the detected current value of the current detection unit is set to the current upper limit value. If it does not exceed, control proceeds to the control with the next highest set rotational speed as the target value.
本発明によれば、脱水工程で回転ドラムの回転数を段階的に上昇させる際に、各段階の設定回転数で回転ドラムの振動状態に応じたドラム駆動モータの回転制御を行うことにより、洗濯物の偏りに起因する回転ドラムの異常振動を回避して、安定した回転を維持することが可能である。 According to the present invention, when the rotational speed of the rotating drum is increased stepwise in the dehydration process, the rotation of the drum driving motor is controlled according to the vibration state of the rotating drum at the set rotational speed of each step, thereby It is possible to avoid abnormal vibration of the rotating drum due to unevenness of objects and maintain stable rotation.
上記構成の本発明の洗濯機において、前記電流上限値が、前記各設定回転数における前記ドラムの振動に起因する前記ドラム駆動モータの通電電流の許容上限値に基づいて設定することができる。 In the washing machine of the present invention having the above-described configuration, the current upper limit value can be set based on an allowable upper limit value of the energization current of the drum drive motor caused by vibration of the drum at each set rotation speed.
また、前記各設定回転数において前記電流上限値と比較する前記電流検知部による検知電流値として、前記ドラム駆動モータの回転数が前記各設定回転数に安定した後の検知出力を用いることが好ましい。 Moreover, it is preferable to use the detection output after the rotation speed of the drum drive motor is stabilized at each set rotation speed, as the detected current value by the current detection unit that compares the current upper limit value at each set rotation speed. .
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施の形態1におけるドラム式洗濯機の概略構造は、図5に示したものと同様である。本実施の形態におけるドラム式洗濯機の動作を制御する制御装置は、図1に示すような概略構成を有する。
The schematic structure of the drum type washing machine in
図1に示す制御装置においては、商用電源20の交流電力を整流器21より整流し、チョークコイル22及び平滑コンデンサ23からなる平滑回路により平滑化された直流電力を駆動電力として、インバータ回路24によりドラム駆動モータ7を回転駆動する。また、入力設定部25から入力される運転指示、及び各検知手段(図示せず)により検知される運転状態の監視情報に基づいてドラム駆動モータ7の回転を制御し、負荷駆動部26により給水弁27、排水弁28、送風ファン12、ヒータ29の動作を制御する。
In the control device shown in FIG. 1, the AC power of the
ドラム駆動モータ7は、3相巻線7a、7b、7cを有するステータと、2極の永久磁石を有するロータとを備える。そして、3つの位置検出素子30a、30b、30cを設けた直流ブラシレスモータとして構成され、スイッチング素子24a〜24fにより構成されたPWM制御インバータ回路24により回転制御される。位置検出素子30a、30b、30cが検出するロータ位置検出信号は、マイコンからなる制御部31に入力され、このロータ位置検出信号に基づいて駆動回路32によりスイッチング素子24a〜24fのオン/オフ状態をPWM制御することにより、ステータの3相巻線7a、7b、7cに対する通電を制御してロータを所要回転数で回転させる。
The
制御部31は、3つの位置検出素子30a、30b、30cの検出出力が入力される回転数検知部33を有する。回転数検知部33は、3つの位置検出素子30a、30b、30cのいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータの回転数を算出する。このようにして検知される回転数は、回転ドラム3の回転数に対応し、従って、回転数検知装置が構成される。また、電流回路と直列に接続された抵抗器34の両端電圧から、電流検知回路35により電流量を検知することにより、電流検知部36が構成されている。
The
次に本実施の形態における脱水工程の制御方法の特徴について、図2を参照して説明する。図2(a)は、ドラム駆動モータ7の駆動を開始してからの経過時間t(横軸)と、回転ドラム3の回転数(縦軸)の関係を示す。図2(b)は、ドラム駆動モータ7の駆動を開始してからの経過時間t(横軸)と、電流検知部36により検知されるドラム駆動モータ7の通電電流(縦軸)の関係を示す。
Next, characteristics of the control method of the dehydration process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows the relationship between the elapsed time t (horizontal axis) from the start of driving of the
脱水工程では、図2(a)に示すように、ドラム駆動モータ7を駆動して回転ドラム3の回転数を停止から最高回転に上昇させて行く際に、低い回転数から順番に、予め設定された複数の設定回転数ごとに段階的に、当該設定回転数を目標値とする制御を行う。各段階での回転数はそれぞれ、900、1000、1100、1200、1300、1400min-1に設定されている。
In the dehydration step, as shown in FIG. 2A, when the
このように回転ドラム3の回転数を段階的に上昇させるのは、一気に回転数を上昇させた場合、衣類が回転ドラム3内でアンバランスになり振動が大きくなるので、それを防止するためである。すなわち、各段階の設定回転数で振動が抑制された安定した回転状態が得られた後に、次の段階の設定回転数に上昇させることにより、大きなアンバランスの発生を抑制することができる。
The reason why the rotational speed of the
上述のように、回転ドラム3の回転数を、予め設定された複数の各設定回転数ごとに目標値とする制御を行うとともに、制御部31は、各段階の設定回転数に到達するごとに、電流検知部36の検知電流値を、各設定回転数に対して予め設定された電流上限値と比較する。電流上限値は、例えば図2(b)に示すように設定される。
As described above, the control is performed so that the rotation speed of the
例えば、始動から時間t1までは、回転数900min-1を目標値とする段階に対応し、電流上限値は、A1に設定されている。時間t2までは、回転数1000min-1を目標値とする段階に対応し、電流上限値は、A2に設定されている。×印は、各段階において、回転ドラム3の回転数が目標値に到達した状態における、ドラム駆動モータ7の通電電流を示す。制御部31は、各設定回転数に到達するごとに、電流検知部36の検知電流値を図2(b)に示す各設定回転数に対する電流上限値と比較し、検知電流値が電流上限値を超えない場合に、次に高い設定回転数を目標値とする制御に移行する。
For example, from the start to time t1, this corresponds to a stage where the rotational speed is 900 min −1 and the current upper limit value is set to A1. Until the time t2, the current upper limit value is set to A2 corresponding to the stage where the rotation speed is 1000 min −1 . A cross indicates the energization current of the
以上のように行われる、制御部31による脱水工程の制御手順を図3に示す。脱水工程がスタートする(ステップS1)と、回転ドラム3の設定回転数を、第1段階の目標値、すなわち図2(a)における回転数900min-1を目標値として制御を行う(ステップS2)。第1段階の目標値に到達すると(ステップS3)、電流検知部36の検知電流値を、第1段階の設定回転数に対する電流上限値、すなわち図2(b)における電流A1と比較する(ステップS4)。検知電流値が、電流上限値以下であれば、制御部31は、第2段階の設定回転数を目標値とする制御に移行する(ステップS5)。例えば、図2(b)において、t1前に示される検知電流値×は電流上限値A1以下であり、従って、図2(a)における回転数1000min-1を目標値とする制御に移行する。
FIG. 3 shows a control procedure of the dehydration process performed by the
回転ドラム3の回転数が第2段階の目標値に到達すると(ステップS6)、電流検知部36の検知電流値を、第2段階の設定回転数に対する電流上限値、すなわち図2(b)における電流A2と比較する(ステップS7)。検知電流値が、図2(b)のt1〜t2の間に示される検知電流値×のように電流上限値A2未満であれば、制御部31は、第3段階の目標値、すなわち図2(a)における回転数1100min-1を目標値とする制御に移行する。例えばステップS6において、検知電流値が、電流上限値A2以上になっていれば、制御部31は、第3段階の設定回転数を目標値とする制御に移行することなく、第2段階の設定回転数を目標値とする制御を維持する(ステップS5)。
When the rotational speed of the
以下同様に制御を続行する。例えば図2(b)におけるt3とt4の間に示される検知電流値×は、対応する電流上限値A4を超えている。したがって、図2(a)に示されるように、時間t4になっても、t3からの目標回転数1200min-1を維持した制御が行われる。
Thereafter, control is continued in the same manner. For example, the detected current value x shown between t3 and t4 in FIG. 2B exceeds the corresponding current upper limit value A4. Therefore, as shown in FIG. 2A, control is performed while maintaining the target
以上の制御を行うことにより、回転ドラム3内での衣類のアンバランスに起因する異常振動の発生を抑制することができる。なお、各段階の設定回転数において、電流上限値と比較するための電流検知部36による検知電流値としては、ドラム駆動モータ7の回転数が各設定回転数で安定した後の検知出力を用いることが望ましい。
By performing the above control, it is possible to suppress the occurrence of abnormal vibration due to clothing imbalance in the
図2(b)に示したような、各設定回転数に対する電流検知部36の検知電流値の上限値を設定する方法の一例について、図4を参照して説明する。図中Pは、図2(b)に対応し、回転ドラム3の各段階における設定回転数と、ドラム駆動モータ7の電流上限値の関係を示す。例えば、900min-1では0.1A、1400min-1では0.16Aである。図4中Qは、回転ドラム3の各段階における設定回転数と、回転ドラム3の許容できる最大振動振幅である振動上限値の関係を示す。例えば、900min-1では15mm、1400min-1では4mmである。
An example of a method for setting the upper limit value of the detected current value of the
電流上限値Pは、ドラム回転数が900min-1から1400min-1までの100min-1ごとに設けられた閾値である。この電流上限値Pは、回転ドラム3が各段階の設定回転数で回転し、かつ振動振幅が振動上限値Qにあるときの電流検知部36の検知電流値として測定された値である。即ち、各段階の設定回転数ごとに設けられた電流上限値Pを越えないように回転ドラム3の回転数を制御することにより、洗濯槽が最大振幅を超えて振動することがない。
Current upper limit value P is the threshold drum rotation speed is provided for each 100 min -1 from 900 min -1 to 1400min -1. The current upper limit value P is a value measured as a detected current value of the
図4中、(a)、(b)は、ドラム回転数の上昇に伴うドラム駆動モータ電流の変化の例である。例えばモーター電流(a)では、1000min-1で電流上限値0.12Aに到達しているので、これ以上回転数を上げないように制御することにより、洗濯槽の最大振幅を15mm以下に抑えることができる。またモーター電流(b)の場合では、1200min-1で電流上限値0.14Aに到達しているので、これ以上回転数を上げないように制御することにより、洗濯槽の最大振幅を7mm以下に抑えることができる。回転数が高いほど最大振幅を小さく設定しているのは、振動騒音を一定レベル以下に抑えるためである。 In FIG. 4, (a) and (b) are examples of changes in the drum drive motor current as the drum rotation speed increases. For example, in the motor current (a), the current upper limit value of 0.12 A is reached at 1000 min −1 , so that the maximum amplitude of the washing tub is suppressed to 15 mm or less by controlling not to increase the rotational speed any more. Can do. In the case of the motor current (b), the current upper limit value of 0.14 A is reached at 1200 min −1 , so that the maximum amplitude of the washing tub is set to 7 mm or less by controlling so as not to increase the rotational speed any more. Can be suppressed. The reason why the maximum amplitude is set smaller as the rotational speed is higher is to suppress the vibration noise to a certain level or less.
なお、上記実施の形態においては、回転ドラム3の回転軸が水平に対して傾斜して設けられた構造の場合を示したが、傾斜した回転軸に限定されるものではない。例えば、回転軸が水平に設けられた構造においても、本発明を適用可能である。
In the above-described embodiment, the case where the rotary shaft of the
本発明の洗濯機は、脱水工程を行う際の洗濯物の偏りに起因する回転ドラムの異常振動を回避し、安定回転を維持することが可能であり、家庭用、および業務用のドラム式洗濯機、ドラム式洗濯乾燥機等に有用である。 The washing machine of the present invention can avoid abnormal vibration of the rotating drum due to the unevenness of the laundry during the dehydration process and can maintain stable rotation, and is a drum-type laundry for home use and business use. This is useful for a machine, a drum type washing machine and the like.
1 洗濯機本体
2 水槽
3 回転ドラム
4 衣類出入口
5 扉
6 透孔
7 ドラム駆動モータ
7a、7b、7c 3相巻線
8 注水管路
9 排水管路
10 操作パネル
11 循環送風経路
12 送風ファン
13 フィルタ
14 回転検知部
20 商用電源
21 整流器
22 チョークコイル
23 平滑コンデンサ
24 インバータ回路
24a〜24f スイッチング素子
25 入力設定部
26 負荷駆動部
27 給水弁
28 排水弁
29 ヒータ
30a、30b、30c 位置検出素子
31 制御部
32 駆動回路
33 回転数検知部
34 抵抗器
35 電流検知回路
36 電流検知部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記回転ドラムを回転自在に内包し洗濯機本体内に弾性的に支持された水槽と、
前記回転ドラムを回転駆動するドラム駆動モータと、
前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知装置と、
前記ドラム駆動モータの通電電流を検知する電流検知部と、
前記回転数検知装置の検知回転数および前記電流検知部の検知電流値に基づき前記ドラム駆動モータへの通電電流を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、脱水工程において前記回転ドラムの回転数を停止から最高回転に向かって上昇させて行く際に、低い回転数から順番に予め設定された複数の設定回転数ごとに、当該設定回転数を目標値とする制御を行い、
前記設定回転数ごとに、前記電流検知部の検知電流値と前記各設定回転数に対して予め設定された電流上限値とを比較して、前記電流検知部の検知電流値が前記電流上限値を超えない場合に、次に高い前記設定回転数を目標値とする制御に移行することを特徴とする洗濯機。 A rotating drum having a central axis of rotation in a horizontal direction or an inclined direction and accommodating laundry;
A water tub enclosing the rotating drum rotatably and elastically supported in the washing machine body;
A drum drive motor for rotating the rotary drum;
A rotational speed detection device for detecting the rotational speed of the rotating drum;
A current detection unit for detecting an energization current of the drum drive motor;
A control unit that controls an energization current to the drum drive motor based on a detected rotation number of the rotation number detection device and a detected current value of the current detection unit;
In the dehydration step, the control unit increases the rotation speed of the rotary drum from the stop to the maximum rotation for each of a plurality of set rotation speeds preset in order from a low rotation speed. Control with the number as the target value,
For each of the set rotational speeds, the detected current value of the current detecting unit is compared with a current upper limit value preset for each set rotational speed, and the detected current value of the current detecting unit is set to the current upper limit value. If it does not exceed, the washing machine is characterized in that it shifts to control with the next highest set rotational speed as a target value.
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