JP2011139813A - 衣類乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱手段への入力電圧が変化しても、精度のよいフィルタ目詰まり検知を実施することができる衣類乾燥機を実現すること。
【解決手段】回転ドラム１を駆動するモータ５と、水受け槽３内に循環風を送風する送風ファン１６と、循環送風径路に設けたＰＴＣヒータ２３と、リントを回収するフィルタ１９と、循環風の温度を検知する吸気サーミスタ６０と、ＰＴＣヒータ２３の電流を検知する電流検知手段２４と入力電圧を検出する入力電圧検知手段２８と、制御手段２６とを備え、制御手段２６は、吸気サーミスタ６０、電流検知手段２４および入力電圧検知手段２８の各検知値によりフィルタ１９の目詰まり判定を行うようにしたものであり、ＰＴＣヒータ２３への入力電圧が変化しても、精度のよいフィルタ１９の目詰まり検知を実施することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は回転ドラム内の衣類を乾燥させ、フィルタ目詰まりを検知する衣類乾燥機に関するものである。

衣類乾燥機は、衣類を乾燥させる回転ドラム内の糸くずなどのリントが送風経路や送風ファン等に堆積することを防止するため、リントを回収するフィルタが送風経路に設けられ、このフィルタが目詰まりした場合には、表示灯などによりフィルタ目詰まりを報知し、このフィルタに集められたリントを随時除去し、清掃することを促している。これにより送風効果が低下して、衣類が乾かなくならないようにしている。また、このフィルタを清掃除去しやすくするため、着脱可能なように装着されている。以上のような、衣類乾燥機が提案されている。

従来、この種の衣類乾燥機はフィルタ目詰まりの検知方法として、カレントトランスにより正特性感温抵抗ヒータ（以下、ＰＴＣヒータと称す）の電流を検出し、この電流がＰＴＣヒータの吸気温度により設定される電流設定値より小さい場合、フィルタ目詰まりしていると検知をしていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３２８２９１号公報

しかしながら、このような従来の衣類乾燥機では、家庭用の商用電源を使用する場合、入力電圧が必ずしも一定ではなく、その影響によるＰＴＣヒータの入力電圧の変化により、電流が変化するため、フィルタが目詰まりしていなくてもＰＴＣヒータの電流が低くなることがあり、吸気温度から目詰まり検知電流レベルを設定することは困難であり、目詰まり検知精度にばらつきが発生するという問題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、従来のようにＰＴＣヒータの入力電流のみによるフィルタ目詰まり判定ではなく、入力電流に加えて入力電圧も判定の基礎として、両者を掛け合わせた入力電力によるフィルタ目詰まり判定をし、入力電圧が変化した場合も、精度よい目詰まり検知を可能にした衣類乾燥機を提供することを目的としている。

前記従来の問題を解決するために、本発明の衣類乾燥機は、衣類を収納し水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを内包し前面もしくは上面に開口部を有し衣類乾燥機本体に弾性的に支持する衣類収容槽と、前記衣類収容槽の開口部を覆うふたと、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記衣類収容槽内に循環送風経路を通じて循環風を送風する送風手段と、前記回転ドラム内への前記循環送風径路に設けた加熱手段と、前記送風手段による送風中のほこりや糸くずなどを回収する脱着可能なフィルタと、前記循環送風経路に設けられ循環風の温度を検知する温度測定手段と、前記加熱手段の電流を検知する電流検知手段と、前記加熱手段への入力電圧を検出する入力電圧検知手段と、前記加熱手段、前記送風手段、前記モータ等を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度測定手段の検知値、前記電流検知手段の検知値および前記入力電圧検知手段の検知値により前記フィルタの目詰まり判定を行うようにしたものである。

これにより、加熱手段への入力電圧が変化しても、精度のよいフィルタ目詰まり検知を実施することを可能にしている。

本発明の衣類乾燥機は、加熱手段の入力電流、入力電圧および吸気温度から、フィルタ目詰まり判定を行うことで、加熱手段への入力電圧が変化しても、精度のよいフィルタ目詰まり検知を実施することができる衣類乾燥機を実現することができる。

本発明の衣類乾燥機としても使用することができるように構成した実施の形態１のドラム式洗濯乾燥機の一部ブロック化した回路図 同ドラム式洗濯乾燥機の側断面図 同ドラム式洗濯乾燥機の水受け槽内に送風する循環送風経路を示す側断面図 同ドラム式洗濯乾燥機のフィルタの装着状態を示す正面図 同ドラム式洗濯乾燥機の操作部の拡大正面図 同ドラム式洗濯乾燥機のＰＴＣヒータの入力電力と吸気温度の特性図 同ドラム式洗濯乾燥機の動作フローチャート

本発明は、衣類を収納し水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを内包し前面もしくは上面に開口部を有し衣類乾燥機本体に弾性的に支持する衣類収容槽と、前記衣類収容槽の開口部を覆うふたと、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記衣類収容槽内に循環送風経路を通じて循環風を送風する送風手段と、前記回転ドラム内への前記循環送風径路に設けた加熱手段と、前記送風手段による送風中のほこりや糸くずなどを回収する脱着可能なフィルタと、前記循環送風経路に設けられ循環風の温度を検知する温度測定手段と、前記加熱手段の電流を検知する電流検知手段と、前記加熱手段への入力電圧を検出する入力電圧検知手段と、前記加熱手段、前記送風手段、前記モータ等を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度測定手段の検知値、前記電流検知手段の検知値および前記入力電圧検知手段の検知値により前記フィルタの目詰まり判定を行うようにしたものである。

これにより、加熱手段への入力電圧が変化しても、精度のよいフィルタ目詰まり検知を実施することを可能にしている。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施形態１に係わるドラム式洗濯乾燥機の要部構成を示すもので、ドラム式洗濯機に乾燥機能を組み込んで衣類乾燥機としても使用することができるように構成されたものである。図３は、同ドラム式洗濯乾燥機の水受け槽内に送風する循環送風経路を示す側断面図である。

図２および図３に示すように、回転ドラム１は、有底円筒形に形成し外周部に多数の通水孔２を全面に設け、水受け槽３内に回転自在に配設している。回転ドラム１の回転中心に傾斜方向に回転軸４（回転中心軸）を設け、回転ドラム１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配設している。この回転軸４に、水受け槽３の背面に取り付けたモータ５を連結し、回転ドラム１を正転、逆転方向に回転駆動する。回転ドラム１の内壁面に数個の突起板６を設けている。

水受け槽３の正面側の上向き傾斜面に設けた開口部をふた７により開閉自在に覆い、このふた７を開くことにより衣類出入口８を通して回転ドラム１内に衣類を出し入れできるようにしている。ふた７を上向き傾斜面に設けているため、衣類を出し入れする際、腰を屈めることなく行うことができる。フタロック手段９を動作させることで、ふた７をロックすることができ、使用者が開けたくても開けさせなくすることが可能となる。

水受け槽３はドラム式洗濯乾燥機本体１０よりばね体１１で揺動可能に吊り下げており、水受け槽３の下部に排水経路１２の一端を接続し、排水経路１２の他端を排水弁１３に接続して水受け槽３内の洗濯水を排水するようにしている。給水弁１４は給水経路１５を通して水受け槽３内に水を給水するものである。そして、給水経路１５の一端は、水受け槽３の除湿経路１８に接続されている。

なお、本実施の形態では、回転ドラム１の回転中心に傾斜方向に回転軸４を設け、回転ドラム１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配設しているが、回転ドラム１の回転中心に水平方向に回転軸４を設け、回転ドラム１の軸心方向を水平方向に配設してもよい。

本実施の形態は、回転ドラム１内の衣類を乾燥する乾燥機能を有しており、図３に矢印で示すように、水受け槽３内の空気を排気して除湿し、加熱して乾燥した温風にして再び水受け槽３内に送風する循環送風経路を形成している。循環送風経路は、除湿経路１８、送風経路２０および加熱経路２１から成っている。

すなわち、図３に示すように、循環送風経路内に配設した送風ファン１６（送風手段）を回転駆動することにより、循環送風経路に空気の流れが発生し、回転ドラム１内の空気は通水孔２を通して水受け槽３の排気口１７から除湿経路１８に排出される。除湿経路１８は給水経路１５から供給される水の噴霧により冷却されており、水受け槽から廃棄された水分を含む空気を冷却し、水分を結露して除湿する。

除湿経路１８に接続した送風経路２０は、衣類出入口８の近傍に配設したフィルタ１９を通して水受け槽３の背面側に空気を導く経路を形成しており、水受け槽３の背面側に配設した加熱経路２１に接続している。

加熱経路２１は、図３に示すように、水受け槽３の背面に取り付けたモータ５の上方に流路を形成し、その内部に、送風経路２０との接続位置に送風ファン１６を配設し、他端に水受け槽３に通じる送風口２２を形成し、円弧状の屈曲部にＰＴＣヒータ２３（加熱手段）を配設している。ＰＴＣヒータ２３に流れる電流はカレントトランスと電流−電圧変換回路を介して、ＤＣ電圧に変換され、電流検知手段２４によりＰＴＣヒータ２３に流れる電流を検知している。

この加熱経路２１を通過する空気はＰＴＣヒータ２３により所定温度に加熱され、乾燥した温風として送風口２２から水受け槽３内に送風され、通水孔２を通して回転ドラム１内に供給されるので、回転ドラム１の回転により攪拌される衣類は乾燥した温風に水分が奪われて乾燥が進行する。この空気の循環を所用時間繰り返すことにより衣類の乾燥がなされる。

また、加熱経路２１には、吸気温度Ｔを検知する吸気サーミスタ６０が設けられている。この吸気サーミスタ６０は、ＰＴＣヒータ２３を流れる循環風の吸気温度Ｔを正確に検知するため、ＰＴＣヒータ２３より循環風の下流側でＰＴＣヒータ２３の近傍に配置してある。

フィルタ１９は、図４に示すように、水受け槽３に形成された衣類出入口８の周縁部にフィルタ挿入部を設け、矢印で示すように衣類出入口８の開口部内から上向き傾斜方向にフィルタ１９が着脱できるように配置されている。フィルタ１９は除湿経路１８に接続して加熱経路２１に接続する送風経路２０の送風路に位置する部分に取り付けられる。

制御装置２５は、図１に示すように構成しており、モータ５、排水弁１３、給水弁１４、送風ファン１６、ＰＴＣヒータ２３、フタロック手段９などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の一連の行程を逐次制御するマイクロコンピュータからなる制御手段２６を有している。

商用電源はダイオードブリッジ、チョークコイル、平滑用コンデンサからなる直流電源変換回路２７を介して直流電圧に変換され、入力電圧検知手段２８により、商用電源の電圧を検知している。

制御手段２６は、運転コース等を設定するための入力設定手段２９からの情報を入力して、その情報を基に表示手段３０で表示して使用者に知らせるとともに、入力設定手段２９により運転開始が設定されると、水受け槽３内の水位を検知する水位検知手段３１やふた７の開閉を検知するふた開閉検知手段３２等からのデータを入力して負荷駆動手段３３を介して、排水弁１３、給水弁１４、送風ファン１６、ＰＴＣヒータ２３、フタロック手段９などの動作を制御し、洗濯・乾燥運転を行う。

また、水温サーミスタ３４によって、水受け槽３内の温度を計測し、高温状態かどうかを判断することができるように構成している。

洗濯・乾燥運転時には、制御手段２６は、モータ５のロータの位置を検出する位置検出手段３５からの情報に基づいて、駆動回路３６を介してインバータ３７を制御することによりモータ５を回転制御するようにしている。モータ５は直流ブラシレスモータで、図示していないが、３相巻線を有するステータと、リング上に２極の永久磁石を配設しているロータとで構成し、ステータは３相巻線を構成する第１の巻線５ａ、第２の巻線５ｂ、第３の巻線５ｃをスロットを設けた鉄心に巻き付けて構成している。

インバータ３７は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子で構成している。第１のスイッチング素子３７ａと第２のスイッチング素子３７ｂの直列回路と、第３のスイッチング素子３７ｃと第４のスイッチング素子３７ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子３７ｅと第６のスイッチング素子３７ｆの直列回路で構成し、各スイッチング素子の直列回路は並列接続している。

ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は入力端子で、直流電源を接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続点に、それぞれ出力端子を接続している。出力端子は、３相巻線のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子のオン・オフの組合せにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の３状態にする。

スイッチング素子のオン・オフは、ホールＩＣからなる３つの位置検出手段３５ａ、３５ｂ、３５ｃからの情報に基づいて制御手段２６により制御される。位置検出手段３５ａ、３５ｂ、３５ｃは電気角で１２０度の間隔でロータが有する永久磁石に対向するように、ステータに配設されている。

ロータが１回転する間に、３つの位置検出手段３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、それぞれ電
気角で１２０度の間隔でパルスを出力する。制御手段２６は、３つの位置検出手段３５ａ、３５ｂ、３５ｃのいずれかの信号の状態が変わったときを検知し、位置検出手段３５ａ、３５ｂ、３５ｃの信号を基に、スイッチング素子３７ａ〜３７ｆのオン・オフ状態を変えていくことで、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、解放の３状態にし、ステータの第１の巻線５ａ、第２の巻線５ｂ、第３の巻線５ｃに通電して磁界を作り、ロータを回転させるよう構成している。

また、スイッチング素子３７ａ、３７ｃ、３７ｅはそれぞれパルス幅変調（ＰＷＭ）制御され、例えば、繰り返し周波数１０ｋＨｚでハイ、ローの通電比を制御することで、ロータの回転数を制御するようにしてあり、制御手段２６は、３つの位置検出手段３５ａ、３５ｂ、３５ｃ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して、設定回転数になるようにスイッチング素子３７ａ、３７ｃ、３７ｅをＰＷＭ制御する。

商用電源は、直流電源変換回路２７を介してインバータ３７に接続している。ただし、これは一例であり、直流ブラシレスとしたモータ５の構成、インバータ３７の構成等は、これに限定されるものではない。

入力設定手段２９は、図５に示すように、洗い時間を設定する洗い時間設定スイッチ２９ａ、すすぎ回数を設定するすすぎ回数設定スイッチ２９ｂ、脱水時間を設定する脱水時間設定スイッチ２９ｃ、乾燥時間を設定する乾燥時間設定スイッチ２９ｄ、コース設定スイッチ２９ｅ、スタート・一時停止スイッチ２９ｆ、電源入りスイッチ２９ｇ、電源切りスイッチ２９ｈなどを有し、表示手段３０は、洗い時間表示部３０ａ、すすぎ回数表示部３０ｂ、脱水時間表示部３０ｃ、乾燥時間表示部３０ｄ、コース設定表示部３０ｅ、残時間や異常内容を表示する数字表示部３０ｆなどを有している。

上記構成において、以下にその動作、作用を説明するが、洗濯、すすぎ、脱水の各行程における動作、作用は、従来よく知られたドラム式洗濯乾燥機と同様であるので説明を省略する。

乾燥行程時の動作を説明すると、制御手段２６が送風ファン１６を、ＰＴＣヒータ２３の電流が所定の電流値以上または以下にならないように設定された所定の回転数で回転させ、ＰＴＣヒータ２３を通る風量を一定にする。このとき、電流検知手段２４で検知するＰＴＣヒータ２３に流れる電流Ｉ、入力電圧検知手段２８から検知するＰＴＣヒータ２３の両端電圧Ｖ（と等しい商用電源の電圧）から、ＰＴＣヒータ２３の入力電力Ｐを計算し、また吸気サーミスタ６０で吸気温度Ｔを検知する。

ここでフィルタ１９の目詰まり判定を行う。図６は本発明による目詰まり検知判定方法を示すためのＰＴＣヒータ２３の入力電力Ｐと吸気温度Ｔの特性図であり、ＰＴＣヒータ２３の入力電力Ｐは、キュリー温度Ｔｑと吸気温度Ｔの温度差ΔＴと放熱係数Ｈの積で表され、
Ｐ＝Ｈ（Ｔｑ−Ｔ）
となる。フィルタ１９が目詰まりすると、目詰まりによりＰＴＣヒータ２３を通過する風量が低下し、放熱係数Ｈが低下する。ここで、キュリー温度Ｔｑは一定であるから、入力電力Ｐと吸気温度Ｔより放熱係数Ｈを求めることができ、目詰まりを推定することができる。

図６におけるＡは洗濯物が少ない場合のＰＴＣヒータ２３の入力電力Ｐと吸気温度Ｔの関係を示しており、Ａ’は洗濯物が多い場合、Ｂはフィルタ１９の目詰まりの場合の特性を示している。Ｃは目詰まりを判定するための吸気温度Ｔに対するＰＴＣヒータ２３の入
力電力Ｐの目詰まり検知レベルを示している。検知レベルＰｓは吸気温度Ｔに対応して、Ｐｓ＝Ｋ−ｋＴ
のように、ほぼ直線的に設定できる。ここでＫとｋは定数である。

つぎに、図７を参照しながらフィルタ１９の目詰まり判定における制御手段２６の動作の詳細を説明すると、ステップ３８で開始し、ステップ３９で入力設定手段２９により初期設定した後、ステップ４０でスタートする。ステップ４１にてデータの初期化（Ｎ＝０、Ｍ＝０）を行った後、ステップ４２で負荷駆動手段３３を介して、送風ファン１６を所定の回転数（たとえば、４９００ｒｐｍ）で回転させて、ＰＴＣヒータ２３に通電する。

ステップ４３で一定時間（たとえば、２分間）遅延させた後、ステップ４４でフィルタ目詰まり検知を開始、ステップ４５で入力電圧検知手段２８および電流検知手段２４で、ＰＴＣヒータ２３の両端電圧ＶおよびＰＴＣヒータ２３に流れる電流Ｉを検知し、ステップ４６でＰＴＣヒータ２３の入力電力Ｐ（電流Ｉと電圧Ｖの積）を計算する。同時にステップ４７で吸気サーミスタ６０で吸気温度Ｔを検知し、ステップ４８で検知レベルＰｓを計算する。

ステップ４９で検知レベルＰｓと入力電力Ｐを比較し、Ｐ＜Ｐｓなら、ステップ５０でＭに１を加え、ステップ４９でＰ＞Ｐｓなら、ステップ５１に移る。ステップ５１で一定時間（たとえば、１０秒間）遅延させた後、ステップ５２でＮに１を加えて、ステップ５３でＮが所定回数（たとえば、８回）未満なら、ステップ４５に戻り、ステップ４５からステップ５２の動作を繰り返し、ステップ５３でＮが所定回数（Ｎ＝８）なら、ステップ５４でフィルタ目詰まり検知を終了し、ステップ５５でフィルタ目詰まり判定を行う。

ここで、Ｍが所定値（たとえば、６）以上なら、フィルタ目詰まりありと判定し、ステップ５６に移る。ステップ５５でＭが所定値未満（Ｍ＜６）なら、フィルタ目詰まりなしと判定し、ステップ５６’に移る。ステップ５６、５６’で一定時間（たとえば、１２０分）遅延させた後、ステップ５７、５７’で行程終了し、負荷駆動手段３３を介して、ＰＴＣヒータ２３と送風ファン１６の運転を停止する。ステップ５５でフィルタ目詰まりありと判定した場合は、ステップ５８でフィルタ目詰まりを報知し、ステップ５９で終了する。

以上のように本実施例によれば、従来のようにＰＴＣヒータの入力電流のみによるフィルタ目詰まり判定ではなく、入力電流に加えて入力電圧も判定の基礎として、入力電力によるフィルタ目詰まり判定としたことにより、ＰＴＣヒータの入力電圧が変化したとしても精度よくフィルタの目詰まりを検知することが可能となる。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥機は、ＰＴＣヒータの入力電圧が変化したとしても精度よくフィルタの目詰まりを検知することが可能となるので、リントを回収するフィルタを備えた衣類乾燥機や衣類乾燥機能を備えた洗濯乾燥機等として有用である。

１ 回転ドラム
３ 水受け槽（衣類収容槽）
５ モータ
７ ふた
１６ 送風ファン（送風手段）
１８ 除湿経路
１９ フィルタ
２０ 送風経路
２１ 加熱経路
２３ ＰＴＣヒータ（加熱手段）
２４ 電流検知手段
２６ 制御手段
２８ 入力電圧検知手段
６０ 吸気サーミスタ（温度測定手段）

Claims (1)

1. 衣類を収納し水平方向または傾斜方向に回転中心軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを内包し前面もしくは上面に開口部を有し衣類乾燥機本体に弾性的に支持する衣類収容槽と、前記衣類収容槽の開口部を覆うふたと、前記回転ドラムを駆動するモータと、前記衣類収容槽内に循環送風経路を通じて循環風を送風する送風手段と、前記回転ドラム内への前記循環送風径路に設けた加熱手段と、前記送風手段による送風中のほこりや糸くずなどを回収する脱着可能なフィルタと、前記循環送風経路に設けられ循環風の温度を検知する温度測定手段と、前記加熱手段の電流を検知する電流検知手段と、前記加熱手段への入力電圧を検出する入力電圧検知手段と、前記加熱手段、前記送風手段、前記モータ等を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度測定手段の検知値、前記電流検知手段の検知値および前記入力電圧検知手段の検知値により前記フィルタの目詰まり判定を行うようにした衣類乾燥機。