JP2016002092A

JP2016002092A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2016002092A
Application number: JP2014121973A
Authority: JP
Inventors: 俊祐沖原; Shunsuke Okihara; 平野　幸利; Yukitoshi Hirano; 幸利平野; 相馬　倫弘; Tsunehiro Soma; 倫弘相馬
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2016-01-12

Abstract

【課題】冷却ファンの運転音を低減して静音化を図るだけでなく、制御装置の冷却機能の信頼性を高めた洗濯機を提供する。
【解決手段】外槽と、この外槽に回転自在に支持された内槽と、この内槽を回転させるモータと、このモータの駆動を制御する制御装置と、を備えた洗濯機において、前記制御装置は、本体と、この本体を収容する収容部と、この収容部内の空気を循環させる冷却ファンと、を有し、１０００ｒｐｍ以上で回転している前記モータを３０秒以内に停止させるモータブレーキ時に、そうでない時と比べて高い回転数で前記冷却ファンを運転するようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、洗濯機の制御装置の温度上昇対策に関するものである。

従来から、機器のインバータ制御等を行う半導体部品には、半導体内部の素子の温度を下げるために放熱板（ヒートシンク）が取り付けられ、更に冷却効果を高めるために、空気循環を強制的に行う冷却ファンを取り付け、この冷却ファンを効率よく制御することが行われてきた。

例えば、下記特許文献１には、制御装置本体を内装する保護ケースおよび保護カバーと、この保護ケースもしくは保護カバーに空気循環を行いかつその回転数の切り替えが可能な冷却ファンとで構成される、洗濯機の制御装置が開示されている。そして、この特許文献１には、給水行程、洗濯やすすぎの攪拌行程、排水行程時に、冷却ファンの回転数を低速に切り替えることで、運転音を低減させ、洗濯機の静音化を図るとともに省エネを実現することも記載されている。

特開２０１２−８５８３５号公報

しかしながら、このような従来の構成では、冷却ファンの回転数を行程毎に切り替えており、給水行程時、洗濯中やすすぎ中の攪拌行程時、排水行程時にはその回転数が低速であるため、このような行程中に制御装置が何らかの原因で温度が上昇した場合、冷却が不十分となってモータ駆動用半導体素子が破壊される可能性があった。

本発明は、上記課題を解決するものであり、冷却ファンの運転音を低減して静音化を図るだけでなく、制御装置の冷却機能の信頼性を高めた洗濯機を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、外槽と、この外槽に回転自在に支持された内槽と、この内槽を回転させるモータと、このモータの駆動を制御する制御装置と、を備えた洗濯機において、前記制御装置は、本体と、この本体を収容する収容部と、この収容部内の空気を循環させる冷却ファンと、を有し、１０００ｒｐｍ以上で回転している前記モータを３０秒以内に停止させるモータブレーキ時に、そうでない時と比べて高い回転数で前記冷却ファンを運転するようにしたものである。

これによって、洗濯機の制御装置に搭載されているモータ駆動用半導体素子の温度が低い場合には、静音化だけでなく省エネの効果も得るとともに、モータ駆動用半導体素子の温度が高い場合には、制御装置の冷却性能が向上し、半導体素子の破壊を防ぐことが可能となる。

本実施例における洗濯機の本体斜視図である。同洗濯機の内部構造を示す斜視図である。同洗濯機の制御装置の構成図である。本発明の実施例における制御ブロック図である。

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら説明する。なお、以下では、洗濯から乾燥までの工程を行うドラム式洗濯機（以下、洗濯機と表記する）を例に挙げて説明するが、洗濯から脱水までを行う縦型洗濯機など、本実施形態に限定されるものではない。

図１は本実施例の本体前面斜視図、図２は本実施例の本体内部構造を示す斜視図、図３は本実施例の制御装置の構成図、図４は本実施例の制御ブロック図である。

図１において、回転中心が水平又は開口部側が高くなるように傾斜された回転ドラム（内槽）のドア部１より、衣類を収容させ、洗濯機上部に設置された操作パネル２からの指示に基づき、外槽９（図２参照）の背面中央に取り付けられた、モータ（図示せず）を駆動させ、ドラムを回転させることで洗濯や乾燥を行う。

図２において、洗濯機は乾燥のために温風を生成するためのヒータ（図示せず）と温風を送る送風ファンユニット３を設置しており、送風ファンユニット３の吐出口（図示せず）に、温風ダクト４、ベローズ５、温風吹出しノズル６が順に接続され、生成した温風を送風ファンユニット３から外槽９に送る構造となっている。

また、洗濯機は循環ポンプＰと循環ホースＨ１、Ｈ２を備え、外槽９内の貯留水を循環させ、外槽カバー８の上部に設けた散水口（図示せず）から、洗濯物の上部に循環ポンプＰにより汲み上げた洗浄水を散水する構造となっている。これにより、外槽９内に水を溜め、循環ポンプＰを動作させることで、新たに水道水を給水することなく、洗浄水を洗濯物に散水することができる。

そして、ドラム駆動用モータの他、乾燥用の送風ファンユニット３及び循環ポンプＰは、洗濯機本体下部に設置された制御装置７によって制御されている。

このように構成された洗濯機における実施形態について、以下説明する。

図３に示すように、制御装置７は、制御装置本体１３と、この制御装置本体１３を収容する収容部と、この収容部内の空気を循環させる冷却ファン１６と、温度検出部（図示せず）を有している。ここで、制御装置本体１３には、ダイオード（図示せず）、スイッチング素子（図示せず）を収容したパワー回路ブロック１５、および放熱板１４等が積載されている。また、収容部は、保護ケース１２と、この保護ケース１２に取り付けられた金属ケース１１と、保護カバー１７とにより箱状に形成されており、制御装置本体１３を内部に覆い隠すように収められる。

保護カバー１７には、冷却ファン１６により空気を循環するための多数の長径穴１８と、冷却ファン１６に取り付けのための穴１９が設けられており、冷却ファン１６がブラケット（図示せず）とねじ（図示せず）により保護カバー１７の穴１９に固定される。冷却ファン１６の風向は、制御装置本体１３に装着した放熱板（ヒートシンク）１４にその風が当たるように指向している。なお、冷却ファン１６には、例えばＤＣ（直流）ブラシレスモータが使用される。

また、図４に示すように、制御装置本体１３（図３参照）に積載された制御ＩＣ２０（集積回路）は、信号線を介して冷却ファン１６に回転の指示を行う。ここで、スイッチング素子ａ２１及びスイッチング素子ｂ２２は、二つの値の異なるＤＣ電源と並列に接続されている。さらに、スイッチング素子ａ２１及びスイッチング素子ｂ２２は、ダイオード２３を介して冷却ファン１６と接続されており、いずれかのＤＣ電源にて駆動するかを制御装置本体１３が設定する。制御方法はこの他にも、パルス幅変調（ＰＷＭ）駆動により冷却ファン１６の回転数を切り替えることも可能である。

第１の実施形態では、洗濯機の脱水工程最終段階におけるモータブレーキ時において、モータ駆動用半導体素子の冷却性能向上のために、冷却ファン１６の回転数を高速に切り換える。具体的には、モータは脱水工程の最終段階において回転を停止させるために、回転している方向とは逆向きの回転力を発生させるため、逆向きに電流を流す。その際、１００００ｒｐｍ以上の回転数で回転しているモータを３０秒以内に停止させるために、モータに大きな電流を流す必要がある。その際のモータ駆動用半導体素子は大電流を流すことにより、発熱が大きくなる。発熱によるモータ駆動用半導体素子の破壊を防止するために、冷却ファン１６の回転数をモータブレーキ時でないときと比べて高速に切り換える。
これにより、モータブレーキ時においては制御装置の冷却性能を向上できる。さらに、モータブレーキ時以外の場合においては冷却ファン１６の動作音が低くなるため静音化を図れるとともに、冷却ファン１６の動作電流を低く抑えられるため省エネの効果も期待できる。

第２の実施形態では、洗濯機が循環ポンプを有しており、この循環ポンプの駆動時とそうでない時とで、冷却ファン１６の回転数を切り替える点が、第１の実施形態と異なる。
具体的には、循環ポンプが駆動時には、冷却性能を高めるために冷却ファン１６の入力電圧を２０Ｖ以上に設定し、循環ポンプ駆動時以外には、冷却ファン１６の入力電圧を１５Ｖ以下に設定する。これにより、循環ポンプ駆動時には制御装置の冷却性能を向上でき、循環ポンプ駆動時以外には冷却ファン１６の回転数が下がるため、静音化できるだけでなく冷却ファン１６の動作電流を低く抑えられるため、省エネの効果も期待できる。

第３の実施形態では、循環ポンプの回転数に応じて冷却ファン１６の回転数を切り替える点が第２の実施形態と異なる。具体的には、循環ポンプが２０００ｒｐｍ以上となった場合には、冷却性能を高めるために、冷却ファンの入力電圧を２０Ｖ以上に設定し、循環ポンプの回転数が２０００ｒｐｍ未満となった場合には、冷却ファンの入力電圧を１５Ｖ以下に設定する。これにより、循環ポンプの回転数が２０００ｒｐｍ以上の場合においては制御装置の冷却性能を向上できる。さらに、循環ポンプの回転数が所定の回転数未満の場合においては冷却ファン１６の動作音が低くなるため静音化できるだけでなく、冷却ファン１６の動作電流を低く抑えられるため省エネの効果も期待できる。例えば、洗浄力向上の目的で、循環ポンプの回転数を高くして循環流量を増加させる場合（ドラム式洗濯機では３６Ｌ／ｍｉｎ以上の循環流量、縦型洗濯機では３０Ｌ／ｍｉｎ以上）には、このような冷却性能の向上策は特に有効である。

第４の実施形態では、乾燥運転時に空気を内槽内へ送風する送風ファンユニット３を有した洗濯機において、乾燥ファンの駆動時とそうでない時とで、冷却ファン１６の回転数を切り替える点が、他の実施形態と異なる。具体的には、乾燥ファンが駆動時には、冷却性能を高めるために冷却ファン１６の入力電圧を２０Ｖ以上に設定し、乾燥ファン駆動時以外には、冷却ファン１６の入力電圧を１５Ｖ以下に設定する。これにより、乾燥ファン駆動時には制御装置の冷却性能を向上でき、乾燥ファン駆動時以外には冷却ファン１６の回転数が下がるため、静音化できるだけでなく冷却ファン１６の動作電流を低く抑えられるため、省エネの効果も期待できる。

第５の実施形態では、モータ駆動用半導体素子の温度が所定の温度以上となった場合、具体的には温度検出部が９０℃以上の温度を検出した場合、冷却性能を高めるために冷却ファン１６の入力電圧を２０Ｖ以上に設定し、半導体素子の温度が９０℃未満の場合は、冷却ファン１６の入力電圧を１５Ｖ以下に設定する。
これにより、モータ駆動用半導体素子の温度が上昇した場合には半導体素子の冷却を行うことができ、素子破壊を防ぐことができるメリットがある。さらに、モータ駆動用半導体素子の温度が低い場合には冷却ファンの回転数が下がるため、静音化できるとともに冷却ファン１６の動作電流を低く抑えられるため、省エネの効果も期待できる。

７制御装置
１３制御装置本体
１６冷却ファン
２０制御ＩＣ

Claims

外槽と、この外槽に回転自在に支持された内槽と、この内槽を回転させるモータと、このモータの駆動を制御する制御装置と、を備えた洗濯機において、
前記制御装置は、本体と、この本体を収容する収容部と、この収容部内の空気を循環させる冷却ファンと、を有し、
１０００ｒｐｍ以上で回転している前記モータを３０秒以内に停止させるモータブレーキ時に、そうでない時と比べて高い回転数で前記冷却ファンを運転することを特徴とする洗濯機。
外槽と、この外槽に回転自在に支持された内槽と、この内槽を回転させるモータと、このモータの駆動を制御する制御装置と、前記外槽の底部の洗濯水を汲み上げて循環させる循環ポンプと、を備えた洗濯機において、
前記制御装置は、本体と、この本体を収容する収容部と、この収容部内の空気を循環させる冷却ファンと、を有し、
前記循環ポンプの駆動時以外は前記冷却ファンの回転数を低速に設定し、前記循環ポンプの駆動時には前記冷却ファンの回転数を高速に設定したことを特徴とする洗濯機。
外槽と、この外槽に回転自在に支持された内槽と、この内槽を回転させるモータと、このモータの駆動を制御する制御装置と、前記外槽の底部の洗濯水を汲み上げて循環させる循環ポンプと、を備えた洗濯機において、
前記制御装置は、本体と、この本体を収容する収容部と、この収容部内の空気を循環させる冷却ファンと、を有し、
前記循環ポンプが所定の回転数以上となった場合に、所定回転数未満の場合と比べて高い回転数で前記冷却ファンを運転することを特徴とする洗濯機。
外槽と、この外槽に回転自在に支持された内槽と、この内槽を回転させるモータと、このモータの駆動を制御する制御装置と、乾燥運転時に空気を前記内槽内へ送風する乾燥ファンと、を備えた洗濯機において、
前記制御装置は、本体と、この本体を収容する収容部と、この収容部内の空気を循環させる冷却ファンと、を有し、
前記乾燥ファンの駆動時以外は前記冷却ファンの回転数を低速に設定し、前記乾燥ファン駆動時には前記冷却ファンの回転数を高速に設定したことを特徴とする洗濯機。
外槽と、この外槽に回転自在に支持された内槽と、この内槽を回転させるモータと、このモータの駆動を制御する制御装置と、を備えた洗濯機において、
前記制御装置は、本体と、この本体を収容する収容部と、この収容部内の空気を循環させる冷却ファンと、温度検出部と、を有し、
前記温度検出部が所定温度以上の温度を検出した場合に、検出しなかった場合と比べて高い回転数で前記冷却ファンを運転することを特徴とする洗濯機。