JP2010263998A - 洗濯機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ドラムモータが、ロータに着磁量を容易に変更可能なレベルの保磁力を有するアルニコ磁石を備えて構成される場合、ドラム内に投入された洗濯物につき、最初の給水が行われる以前に検知された乾布重量に応じてアルニコ磁石の着磁量を設定し、最初の給水が行われた以降に検知された吸水布重量により推定された洗濯物重量(ステップS13〜S15)と、乾布重量とに差がある場合は、その差に応じてアルニコ磁石の着磁量を変化させる(ステップS16〜S19)。
【選択図】図1
Description
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、洗濯物の重量検知をより確実にして、モータの特性を実際の負荷量に適合できる洗濯機を提供することにある。
前記永久磁石の着磁量を変化させるように励磁電流を発生させる着磁量制御手段と、
回転槽内に投入された洗濯物の重量を検知する重量検知手段とを備え、
前記着磁量制御手段は、
前記重量検知手段により前記回転槽内に最初の給水が行われる以前に検知された乾布重量に応じて前記永久磁石の着磁量を設定し、
前記最初の給水が行われた以降に検知された吸水状態の布重量(吸水布重量)より推定される洗濯物重量と、前記乾布重量とに差がある場合は、その差に応じて前記永久磁石の着磁量を変化させることを特徴とする。
斯様に構成すれば、永久磁石の着磁量が、洗濯物の実際の重量により対応するようになるので、モータの特性を負荷量に応じて最適化できる。
以下、ヒートポンプ式洗濯乾燥機(ランドリー機器)に適用した第1実施例について、図1乃至図8を参照して説明する。洗濯乾燥機の縦断側面を示す図6において、外箱1の内部には、水槽2が複数の支持装置3により弾性支持されて水平状態に配設されている。この水槽2の内部には、これと同軸状態で回転ドラム(以下、単にドラムと称す)4が回転可能に配設されている。このドラム4は、周側壁及び後壁に通風孔を兼ねる脱水孔4a(一部のみ図示)を多数有していて、洗濯槽、脱水槽及び乾燥室としても機能する。なお、ドラム4の内周面には、複数のバッフル4b(1個のみ図示)が設けられている。
水槽2の底部の後方部位には、排水口2bが形成されており、この排水口2bは、排水弁27aを介して排水ホース27に接続されている。なお、排水ホース27の一部は伸縮自在になっている。そして、ケーシング13の水受け部13cは、排水ホース28及び逆止弁28aを介して排水ホース27の途中部位に接続されている。
下アーム側のIGBT33d、33e、33fのエミッタは、シャント抵抗(電流検出手段)35u、35v、35wを介してグランドに接続されている。また、IGBT33d、33e、33fのエミッタとシャント抵抗35u、35v、35wとの共通接続点は、夫々レベルシフト回路36を介して制御回路30に接続されている。尚、モータ11の巻線11u〜11wには最大で15A程度流れるので、シャント抵抗35u〜35wの抵抗値は、例えば0.1Ωに設定されている。
インバータ回路32の入力側には駆動用電源回路39が接続されている。駆動用電源回路39は、100Vの交流電源40を、ダイオードブリッジで構成される全波整流回路41及び直列接続された2個のコンデンサ42a、42bにより倍電圧全波整流し、約280Vの直流電圧をインバータ回路32に供給する。インバータ回路32の各相出力端子は、モータ11の各相巻線11u、11v、11wに接続されている。
そして、制御回路30は外部より速度指令が与えられると、推定した位相θ及び回転角速度ω並びに電流成分Id、Iqに基づいて電流指令Idref 、Iqref を生成し、それを電圧指令Vd、Vqに変換すると直交座標変換及び三相座標変換を行なう。最終的には、駆動信号がPWM信号として生成され、インバータ回路32を介してモータ11の巻線11u〜11wに出力される。
また、電源回路39の出力端子とグランドとの間には、抵抗素子79a,79bの直列回路が接続されており、それらの共通接続点は、制御回路30の入力端子に接続されている。制御回路30は、抵抗素子79a,79bにより分圧されたインバータ回路32の入力電圧を読み込み、PWM信号デューティを決定するための基準とする。
その他、制御回路30は、例えばドアロック制御回路や乾燥用ファンモータ等の各種電装品83を制御したり、前述した表示・操作用基板84との間で操作信号や制御信号等の入出力を行うようになっている。
A/D変換部74は、IGBT33d〜33fのエミッタに現れる電圧信号をA/D変換した電流データIau、Iav、IawをUVW/αβ変換部75に出力する。UVW/αβ変換部75は、三相の電流データIau、Iav、Iawを所定の演算式に従って直交座標系の2軸電流データIα、Iβに変換する。そして、2軸電流データIα、Iβをαβ/dq変換部67に出力する。
ロータ92は、フレーム94とロータコア95と複数の永久磁石96,97とを図示しないモールド樹脂により一体化した構成となっている。フレーム94は、磁性体である例えば鉄板をプレス加工することで扁平な有底円筒状に形成されている。そして、永久磁石96,97は、ロータマグネット98を構成している。
尚、洗濯乾燥機が、ドラム4内の洗濯物に熱を加えながら脱水を行う「プリヒート脱水」運転の場合は、(E),(J)のすすぎ脱水工程と同様なパターンとなる。
また、図2(b)は、洗い・すすぎ運転から脱水運転に移行する場合に、アルニコ磁石97を、増磁されている状態から減磁させる場合の処理を示すフローチャートである。基本的な手順は、図2(a)のケースと同じであり、ステップS3,S5に対応するステップS8,S10が「減磁電流出力」となっているだけである。
すなわち、直流励磁によりロータ92の位置決めを行なう初期パターン出力部73より出力される起動用の電圧指令によりモータ11を強制転流させる。モータ11の回転速度が30rpmに達するまでステップS3において強制転流動作を継続する。回転速度が30rpmに達するとベクトル制御側に切替え、速度PI制御により、モータ11の回転速度が約3秒間で目標回転数(例えば、270rpmとする)に達するように加速させる。
また、乾布重量を検知する場合と同じ検知方式を採用しないのは、誘起電圧を検知する方式が洗い運転を行っている途中でも実行が容易だからである。
図9及び図10は第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説明する。第2実施例では、洗い運転を行う場合に洗濯物の布質を判定する処理を行い、その判定結果に応じてアルニコ磁石97,ロータマグネット98の着磁量を変化させる。ここでの「布質判定」とは、ドラム4内に投入された洗濯物の全体の布質が、概ね純綿であるものが多いか(綿系)、綿に化繊が混紡されているものが多いか、或いはそれら以外であるかについて大まかに判定するものである。
以上のように第2実施例によれば、洗い運転中に洗濯物の布質判定を行い、その判定結果に応じてロータマグネット98の着磁量を変化させるので、モータ11の特性を洗濯物の布質(吸水率の高低)に応じて異なる負荷に対応させることができる。
図11は第3実施例であり、すすぎ運転中に行う処理内容を示す。設定された時間まですすぎ動作を行うと(ステップS41,S42:YES)、排水を行った後中間脱水を行う前に、第1実施例のステップS13〜S15と同様の処理を行う(ステップS43,S44)。尚、ステップS43の「誘起電圧測定」が、ステップS13,S14に対応している。
尚、ステップS46,S48,S50,S52における比較対象は、推定した乾布重量でなくても良く、推定前の吸水布重量同士を比較しても良い。ただしこの場合、ステップS50,S52については、自動的に設定される洗濯物重量が吸水布重量に対応している必要がある。
図12及び図13は第4実施例である。第4実施例は、乾燥運転について行う処理を示し、図12はフローチャート、図13は乾燥運転の進行状態の一例を示すタイムチャート等である。図12において、先ず室温検知用の温度センサ(図示せず)によって室温を検知すると(ステップS61)、乾布重量を検知する場合と同様に重量センシングを行う(ステップS62)。この場合は吸水布重量を検知することになる。
仕様A〜Dに移行する期間は、定常回転数が順次高くなる設定であるから、それに併せてロータマグネット98を減磁させる。最後の仕様DからEに移行する場合は、定常回転数が低くなる設定であるから、それに併せてロータマグネット98を増磁させるようにする。
誘起電圧を検出する場合におけるモータ回転数やサンプリング期間等の設定は、適宜変更して良い。
誘起電圧は、エスティメータ63の内部において、モータの電圧・電流方程式に基づき行う演算で得られるものを用いても良い。
重量検知の方式は、実施例に示したものに限ることなく、どのような方式で行っても良い。例えば、乾布重量の検知と吸水布重量の検知とを同じ方式で行っても良い。
第1実施例において、洗い運転の途中に負荷量を推定するタイミングは、運転開始から5分経過後に限ることなく、適宜変更して良い。
第2実施例における布質判定処理は、異なる方式を採用しても良い。
第2永久磁石の着磁変化量のみで全ての運転特性に対応させることができる場合、第1永久磁石は不要である。
ドラム4の回転軸は、水平に対して仰角方向に10度〜15度程度の傾きを持たせるようにしても良い。
乾燥機能を持たない洗濯機に適用しても良い。また、パルセータを用いて水流を撹拌させる縦型の洗濯機に適用しても良い。
Claims (6)
- ロータ側に着磁量を容易に変更可能なレベルの保磁力を有する永久磁石を備えて構成され、洗濯運転を行うための回転駆動力を発生させる永久磁石モータと、
前記永久磁石の着磁量を変化させるように励磁電流を発生させる着磁量制御手段と、
回転槽内に投入された洗濯物の重量を検知する重量検知手段とを備え、
前記着磁量制御手段は、
前記重量検知手段により前記回転槽内に最初の給水が行われる以前に検知された乾布重量に応じて前記永久磁石の着磁量を設定し、
前記最初の給水が行われた以降に検知された吸水状態の布重量(吸水布重量)より推定される洗濯物重量と、前記乾布重量とに差がある場合は、その差に応じて前記永久磁石の着磁量を変化させることを特徴とする洗濯機。 - 前記重量検知手段は、少なくとも前記吸水布重量を検知する場合には、前記モータを一定回転数で回転させてから空転状態にした場合に、前記モータの巻線に発生する誘起電圧の大きさに基づいて検知することを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
- 前記重量検知手段は、洗い運転においては、前記吸水布重量を、洗い運転の開始後所定時間が経過した時点で検知することを特徴とする請求項1又は2記載の洗濯機。
- 前記着磁量制御手段は、洗い運転中に洗濯物の布質判定が行われた場合は、判定された布質に応じて前記永久磁石の着磁量を変化させることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の洗濯機。
- 前記重量検知手段は、すすぎ運転において中間脱水が行われる前に前記吸水布重量を検知し、
前記着磁量制御手段は、前記吸水布重量と洗い運転で検知された吸水布重量とに差がある場合は、その差に応じて前記永久磁石の着磁量を変化させることを特徴とする請求項3記載の洗濯機。 - 乾燥運転を行う機能を備えている場合、
前記重量検知手段は、前記乾燥運転中に前記吸水布重量を間欠的に複数回検知し、
前記着磁量制御手段は、最新の吸水布重量と前回に検知した吸水布重量とに差がある場合は、その差に応じて前記永久磁石の着磁量を変化させることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の洗濯機。
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