JP2017093535A - Washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗い、すすぎ、脱水工程を行なう洗濯機に関するものである。 The present invention relates to a washing machine that performs washing, rinsing, and dewatering processes.
従来、この種の洗濯機として、モータの位置検知手段によりモータロータの位置を検出して、モータの回転制御をする構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of washing machine, a configuration has been proposed in which the position of a motor rotor is detected by a motor position detection means to control the rotation of the motor (see, for example, Patent Document 1).
図6は、特許文献1に記載された従来の洗濯機の縦断面図、図7は、同洗濯機のブロック回路図である。 FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a conventional washing machine described in Patent Document 1, and FIG. 7 is a block circuit diagram of the washing machine.
図6、図7において、筺体62内には、水受け槽64が吊り棒63により垂下防振支持されており、水受け槽64内に洗濯槽65を回転自在に内包している。また、洗濯槽65の内底部には、衣類攪拌用の攪拌翼66が回転自在に配されており、攪拌翼66、および洗濯槽65は、水受け槽64の外底部に固定したモータ58により選択的に回転駆動される。
6 and 7, a
モータ58のモータ出力軸69には、クラッチ機構67が接続され、クラッチ機構67は、モータ58のモータ出力軸69の出力を、減速機構68を介して、攪拌工程で攪拌翼66を回転させるか、脱水工程で洗濯槽65を回転させるかを選択的に切り換えるものである。
A
モータ58は、直流ブラシレスモータを用いており、リング状の極性の異なる一対以上の永久磁石81aを有するロータ81と、3相巻線を有するステータ82により構成されている。
The
また、インバータ回路54は、入力コンデンサ40とパワースイッチング手段41と電流検知抵抗42とにより構成している。パワースイッチング手段41は、3相交流電力をモータ58に加えている。
The
位置検知手段60は、電気角で120度の間隔でロータ81の永久磁石81aに対向するように配設したホールIC57a〜57cにより永久磁石81aの位置を検知する。
The position detection means 60 detects the position of the
制御回路59は、マイクロコンピュータで構成し、モータ58の回転により、ホールIC57a〜57cの出力信号に対応したスイッチング素子のオン、オフを行なって、モータ58を制御し、モータ58の正逆転や回転数制御は、回転制御回路90で行なう。
The
以上のように構成され、攪拌工程から脱水工程へ移行する場合など、クラッチ機構67の切り換えを行う時、モータ58の動作OFF後に、位置検知手段60からの信号を制御回路59へ入力し、ロータ81が停止していると判断した場合のみ、クラッチ機構67の切り換えが可能であると判断し、クラッチ機構67を動作させて、脱水工程へ移行する。
When the
しかしながら、前記従来の構成では、非常に高価なホールICや磁石が複数個必要であり、材料費や組立工数が上がり、製造原価が増加する課題があった。 However, the conventional configuration requires a plurality of very expensive Hall ICs and magnets, which increases the material cost and the number of assembly steps, and increases the manufacturing cost.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ホールICや磁石を使用することなく、製造原価を低減し得る洗濯機を提供することを目的としている。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a washing machine that can reduce the manufacturing cost without using a Hall IC or a magnet.
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、中央底部に攪拌翼を回転自在に配した洗濯兼脱水槽と、筺体内部に防振支持され、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記攪拌翼や前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記モータ駆動用のコンデンサと、前記コンデンサの端子電圧により前記モータの回転数を検知するモータ回転数検知手段と、前記モータの出力を前記攪拌翼あるいは前記洗濯兼脱水槽の回転に切り換えるクラッチ機構と、前記筺体上部前方に設けられた各種の入力設定を行ない、設定内容や進行状況などを表示する表示操作手段と、前記モータやクラッチ機構などを制御して、洗い、すすぎ、脱水などの各工程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、攪拌工程にて前記モータへの通電が停止した後の、前記モータの惰性回転中において、前記モータ回転数検知手段にて前記コンデンサ端子電圧のパルス周期を複数回検知して算出した前記モータの回転数より、前記モータの回転停止の時間を推測し、回転が停止したと判定した後に、前記クラッチ機構にて前記モータの出力を前記攪拌翼から前記洗濯兼脱水槽へ切り換える構成としたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the washing machine of the present invention includes a washing and dewatering tub having a stirring blade rotatably disposed at the center bottom, and a vibration isolating support within the housing, so that the washing and dewatering tub is rotatable. An outer tub contained in the motor, a motor for rotationally driving the stirring blade and the washing / dehydrating tub, a capacitor for driving the motor, and a motor rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the motor by a terminal voltage of the capacitor And a clutch mechanism for switching the output of the motor to the rotation of the stirring blade or the washing and dewatering tub, and various input settings provided in front of the upper part of the housing, and display operation for displaying setting contents and progress And control means for controlling the motor, the clutch mechanism, etc., and sequentially controlling each process such as washing, rinsing, and dehydration. The control means communicates with the motor in the stirring process. During the inertial rotation of the motor after the motor is stopped, the motor rotation speed detection means detects the pulse period of the capacitor terminal voltage a plurality of times and calculates the rotation stoppage of the motor. After estimating the time and determining that the rotation has stopped, the clutch mechanism is configured to switch the output of the motor from the stirring blade to the washing and dewatering tub.
これにより、ホールICや磁石を使用することなく、モータの回転停止を検知してクラッチ機構の動作を制御するので、製造原価を低減し、安全性を確保することができる。 Accordingly, since the rotation of the motor is detected and the operation of the clutch mechanism is controlled without using a Hall IC or a magnet, the manufacturing cost can be reduced and safety can be ensured.
本発明の洗濯機は、ホールICや磁石を使用することなく、モータの回転停止を検知して制御するので、製造原価を低減し、安全性を確保することができる。 Since the washing machine of the present invention detects and controls the rotation stop of the motor without using a Hall IC or a magnet, the manufacturing cost can be reduced and safety can be ensured.
第1の発明は、中央底部に攪拌翼を回転自在に配した洗濯兼脱水槽と、筺体内部に防振支持され、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記攪拌翼や前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記モータ駆動用のコンデンサと、前記コンデンサの端子電圧により前記モータの回転数を検知するモータ回転数検知手段と、前記モータの出力を前記攪拌翼あるいは前記洗濯兼脱水槽の回転に切り換えるクラッチ機構と、前記筺体上部前方に設けられた各種の入力設定を行ない、設定内容や進行状況などを表示する表示操作手段と、前記モータやクラッチ機構などを制御して、洗い、すすぎ、脱水などの各工程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、攪拌工程にて前記モータへの通電が停止した後の、前記モータの惰性回転中において、前記モータ回転数検知手段にて前記コンデンサ端子電圧のパルス周期を複数回検知して算出した前記モータの回転数より、前記モータの回転停止の時間を推測し、回転が停止したと判定した後に、前記クラッチ機構にて前記モータの出力を前記攪拌翼から前記洗濯兼脱水槽へ切り換える構成とすることにより、
ホールICや磁石を使用することなく、モータの回転停止を検知してクラッチ機構の動作を制御するので、製造原価を低減し、安全性を確保することができる。
A first invention includes a washing and dewatering tub having a stirring blade rotatably disposed at the center bottom, an outer tub that is supported in an anti-vibration manner inside the housing, and rotatably includes the washing and dewatering tub, the stirring wing, A motor for rotationally driving the washing and dewatering tub; a capacitor for driving the motor; motor rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the motor based on a terminal voltage of the capacitor; A clutch mechanism for switching to the rotation of the washing and dewatering tub, various input settings provided in front of the upper part of the housing, display operation means for displaying setting contents and progress, etc., and controlling the motor and the clutch mechanism And a control means for sequentially controlling each process such as washing, rinsing, dehydration, etc., and the control means performs inertial rotation of the motor after energization of the motor is stopped in the stirring process. In the motor rotation speed detection means, the rotation speed of the motor is estimated from the rotation speed of the motor calculated by detecting the pulse cycle of the capacitor terminal voltage a plurality of times, and it is determined that the rotation has stopped. After that, by configuring the clutch mechanism to switch the output of the motor from the stirring blade to the washing and dewatering tub,
Without using a Hall IC or magnet, the rotation of the motor is detected and the operation of the clutch mechanism is controlled, so that manufacturing costs can be reduced and safety can be ensured.
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。また、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Further, the present invention is not limited by this embodiment.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態における洗濯機の縦断面図、図2は、同洗濯機のブロック図、図3は、同洗濯機のモータ回転数検知手段部の回路図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a washing machine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the washing machine, and FIG. 3 is a circuit diagram of a motor rotation number detecting means of the washing machine. is there.
図1、図2において、筐体14は,内部に複数のサスペンション19によって外槽18を懸垂防振支持している。洗濯兼脱水槽16は、外槽18に回転自在に内包され、洗濯兼脱水槽16の内底部には、衣類攪拌用の攪拌翼17が回転自在に配設されている。
In FIGS. 1 and 2, the
筺体14上部の略中央部には、開閉自在の蓋体15が配設され、蓋体15の開閉により洗濯兼脱水槽16内への洗濯物の投入、取出しを行う。
A
筐体14の上部には、蓋体15の前方位置に表示操作手段10が設けられており、表示操作手段10によって各種の入力設定を行ない、設定内容や進行状況などを表示する。
A
また、筐体14上部の後方位置には、外槽18に給水するための給水弁9が設けられ、外槽18底部には、外槽18内の洗濯水を排水するための排水弁11が設けられている。
Further, a
モータ22のモータ出力軸43には、クラッチ機構12が接続されており、クラッチ機構12は、モータ22のモータ出力軸43の出力を、減速機構20介して、攪拌翼17の駆動軸21に接続する、あるいは洗濯兼脱水槽16の駆動軸に直結するよう選択的に切り換えるもので、モータ22により洗濯兼脱水槽16あるいは攪拌翼17を駆動する。
The
また、モータ22は、直流ブラシレスモータにより構成しており、モータ出力軸43に接続されたロータ22aと、3相巻線は、コンデンサ27(図3参照)の端子電圧によりモータ22の回転数を検知するものである。モータ22の回転数検知については、図3を用いて後述する。
In addition, the
制御手段24は、モータ22、給水弁9、排水弁11、クラッチ機構12等を制御し、洗い,すすぎ,脱水の一連の工程を逐次制御するものである。
The control means 24 controls the
図3において、モータ22は、正転反転可能な交流誘導モータであり、コンデンサ27が正転反転側コイルに接続してある。
In FIG. 3, the
正転SW28aをオンすると、モータ22に交流100Vが印加され、モータ22は正転し、反転SW28bをオンにすると、モータ22は反転する。洗い、すすぎ時には、モータ22を正転、反転させ、脱水時には、モータ22を正転させる。
When the forward rotation SW 28a is turned on, AC 100V is applied to the
次に、モータ回転数検知手段25について説明する。 Next, the motor rotation speed detection means 25 will be described.
モータ22の正転、反転側コイルに、それぞれ抵抗25aを介してフォトカプラ25bの発光ダイオードが並列に接続している。コイル両端の電位差に応じて1方向のみに発光ダイオードに電流が流れる。フォトカプラ25bのトランジスタ側には、略パルス状の電流が流れ、トランジスタ回路25cにより波形整形され、DC5V電源により0−5Vのハイ、ロー信号が制御手段24に入力される。
A light emitting diode of a
正転SW28a、あるいは反転SW28bがオンしている時は、交流100Vの電源周波数60Hz、または50Hzのオン、オフ信号が制御手段24に入力される。
When the forward rotation SW 28 a or the
以上のように構成した洗濯機について、以下、その動作、作用を説明する。 About the washing machine comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
図4は、本発明の実施の形態における洗濯機のモータ回転数検知手段部の動作を示すタイミングチャート、図5は、同洗濯機のモータ回転数検知手段部の動作フローチャートである。 FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the motor rotation speed detection means of the washing machine in the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an operation flowchart of the motor rotation speed detection means of the washing machine.
図4において、電源周波数が50Hzの場合について説明すると、通電指示がハイの時には、モータコイルに接続されたコンデンサ27の両端には、交流100V50Hzに同期した電圧が発生し、制御手段24に入力されるパルス信号の周期は20msとなる。
In FIG. 4, the case where the power supply frequency is 50 Hz will be described. When the energization instruction is high, a voltage synchronized with AC 100 V 50 Hz is generated at both ends of the
モータ22への通電指示がハイからローになった時、すなわち正転SW28aがオンからオフになった時は、モータ22のロータ22aの惰性回転によりモータ22は、発電モータとなり、極数に応じた交流電圧が誘起される。この時のパルス周期を測定することにより、ロータ22aの惰性時の回転数を測定することができる。
When the energization instruction to the
本実施の形態では、モータ22は、洗濯兼脱水槽16を800r/minで回転させる時、パルス周期を20msとした。
In the present embodiment, the
図5において、攪拌工程終了後にモータ22の通電がオフとなり(ステップS200)、ロータ22aが惰性回転をすると、図4に示すように、モータ22の通電オフからA秒後に、減衰するコンデンサ端子電圧のパルス周期の測定を開始する(ステップS201)。
In FIG. 5, when the energization of the
モータ22の惰性回転により誘起される交流電圧に基づいてモータ回転数検知手段25によって生成されたハイ、ロー信号が制御手段24に入力され、制御手段24を構成するマイコンの中では、入力されたハイ、ロー信号の周期の逆数をとって周波数(モータ22の回転数)を計算し、Hz1(=1/B)がメモリーされる(ステップS202)。
The high and low signals generated by the motor rotation number detection means 25 based on the alternating voltage induced by the inertial rotation of the
その後、モータ22の通電がオフとなってから所定時間のC秒後に、もう一度パルス周期を測定する(ステップS203)。マイコンには、Hz1と同様にして計算したHz2(=1/D)がメモリーされる(ステップS204)。
Thereafter, the pulse period is measured again C seconds after the energization of the
次に、Hz1とHz2からモータ22のロータ22aの回転が停止するまでの停止予測時間E秒を推測する(ステップS205)。
Next, the estimated stop time E seconds until the rotation of the
Hz1とHz2からの停止予測時間E秒の算出は、実験に基づいて決定され、計算式がマイコンのプログラムにメモリーされている。そして、モータ22のロータ22aの回転が停止したと判定したE秒後(ステップS206のYES)に、クラッチ機構12の攪拌動作から脱水動作への切り換え動作を行い(ステップS207)、脱水工程へ進む。
The calculation of the estimated stop time E seconds from Hz1 and Hz2 is determined based on experiments, and the calculation formula is stored in the program of the microcomputer. Then, after E seconds when it is determined that the rotation of the
以上のように、本実施の形態においては、攪拌工程にてモータ22への通電が停止した後の、モータ22の惰性回転中において、モータ回転数検知手段25にてコンデンサ27の端子電圧のパルス周期を複数回検知して算出したモータ22の回転数より、モータ22の回転停止の時間を推測し、回転が停止したと判定した後に、クラッチ機構12にてモータの出力を攪拌翼17から洗濯兼脱水槽16へ切り換える構成とすることにより、ホールICや磁石を使用することなく、モータ22の回転停止を検知してクラッチ機構12の動
作を制御するので、製造原価を低減し、安全性を確保することができる。
As described above, in the present embodiment, during the inertia rotation of the
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、ホールICや磁石を使用することなく、モータの回転停止を検知してクラッチ機構の動作を制御することにより、製造原価を低減し、安全性を確保することが可能となるので、回転数検知手段を必要とする他の洗濯機等の用途に適用できる。 As described above, the washing machine according to the present invention detects the motor rotation stop and controls the operation of the clutch mechanism without using a Hall IC or a magnet, thereby reducing the manufacturing cost and improving the safety. Since it can be ensured, the present invention can be applied to other uses such as a washing machine that requires a rotational speed detection means.
10 表示操作手段
12 クラッチ機構
14 筐体
16 洗濯兼脱水槽
17 攪拌翼
18 外槽
22 モータ
24 制御手段
25 モータ回転数検知手段
27 コンデンサ
DESCRIPTION OF
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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