JP2022044870A - washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗濯物を洗濯する洗濯機に関する。 The present invention relates to a washing machine for washing laundry.
従来の洗濯機では防振用として洗濯槽周辺にサスペンションが使用され、洗濯槽の振動を抑制してきた。ここで使用されるサスペンションの多くは油圧式や摩擦式といったパッシブサスペンションが使用されている。この場合、洗濯機に電源が接続されていてもいなくてもパッシブサスペンションは常に物理的に動作し、防振効果を発揮している。 In conventional washing machines, suspensions are used around the washing tub for vibration isolation to suppress the vibration of the washing tub. Most of the suspensions used here are passive suspensions such as hydraulic type and friction type. In this case, the passive suspension always physically operates regardless of whether or not the power supply is connected to the washing machine, and exhibits an anti-vibration effect.
近年、洗濯槽の振動に伴ってアクティブに電磁サスペンションを制御し、低振動、低騒音を実現するものが特許文献1に開示されている。 In recent years, Patent Document 1 discloses a suspension that actively controls an electromagnetic suspension with vibration of a washing tub to realize low vibration and low noise.
上記特許文献1のようなサスペンションで電磁性を有する場合、電磁サスペンションの制御部が運転していない場合に、内槽が振動すると、電磁サスペンションから回生電圧が発生する。電磁サスペンションから制御部に回生電圧が印加されることによって、制御部の故障や漏電発生の恐れがあり、信頼性が低下する。 When the suspension as in Patent Document 1 has electromagnetic compatibility, when the inner tank vibrates when the control unit of the electromagnetic suspension is not operating, a regenerative voltage is generated from the electromagnetic suspension. When a regenerative voltage is applied from the electromagnetic suspension to the control unit, there is a risk of failure of the control unit or leakage of electricity, and reliability is reduced.
本発明の目的は、回生電圧が生じた際であっても電磁サスペンションの信頼性の低下を抑止可能な洗濯機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a washing machine capable of suppressing a decrease in reliability of an electromagnetic suspension even when a regenerative voltage is generated.
上記目的を達成するために、本発明の洗濯機は、筐体内に設けられた外槽と、洗濯物が収容される内槽と、外槽の振動に応じて動作する電磁サスペンションと、洗濯運転を制御する第1制御部と、電磁サスペンションを制御する第2制御部と、第1制御部又は第2制御部に電力を供給する第1電源部と、電磁サスペンション及び第2制御部に接続された第2電源部と、を有し、第1電源部がON時は、第1電源部から第2制御部へ電力が供給され、第1電源部がOFF時は、電磁サスペンションからの回生電圧を第2電源部に充電させる構成とする。 In order to achieve the above object, the washing machine of the present invention includes an outer tub provided in the housing, an inner tub in which the laundry is housed, an electromagnetic suspension that operates in response to vibration of the outer tub, and a washing operation. The first control unit that controls the electromagnetic suspension, the second control unit that controls the electromagnetic suspension, the first power supply unit that supplies electric power to the first control unit or the second control unit, and the electromagnetic suspension and the second control unit are connected to each other. When the first power supply unit is ON, power is supplied from the first power supply unit to the second control unit, and when the first power supply unit is OFF, the regenerative voltage from the electromagnetic suspension is provided. Is configured to charge the second power supply unit.
本発明によれば、回生電圧が生じた際であっても電磁サスペンションの信頼性の低下を抑止可能な洗濯機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a washing machine capable of suppressing a decrease in reliability of an electromagnetic suspension even when a regenerative voltage is generated.
本発明を実施するための実施形態について、適宣図面を参照しながら詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係るドラム式洗濯機100を示す外観斜視図であり、図2は、内部の構造を示すために筐体の一部を切断して示した右側面断面図である。外郭を構成する筐体1は、ベース1aの上に取り付けられており、左右の側板1b、前面カバー1c、背面カバー、上面カバー1d、下部前面カバー1fで構成されている。左右の側板1bは、コの字型の上補強材、前補強材、後補強材に結合されており、ベース1aを含めて箱状の筐体1を形成し、十分な強度を有している。ドア2は前面カバー1cの略中央に設けた衣類を出し入れするための投入口1gを塞ぐためのもので、前補強材に設けたヒンジで開閉可能に支持されている。筐体1の上部中央に設けた操作・表示パネル3は、電源スイッチ4、操作スイッチ5、表示器6を備える。操作・表示パネル3は筐体1下部に設けた制御装置7に電気的に接続している。制御装置7には冷却ファン7aが取り付けられている。
An embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is an external perspective view showing the drum-
図2に示すように、内槽である洗濯槽8は外槽9に回転可能に支持されており、その外周壁および底壁に通水および通風のための多数の貫通孔を有し、前側端面に衣類を出し入れするための開口部8aを設けている。開口部8aの外側には洗濯槽8と一体の流体バランサ8bを備えている。外周壁の内側には軸方向に延びるリフタ8cが複数個設けてあり、洗濯、乾燥時に洗濯槽8を回転すると、衣類はリフタ8cと遠心力で外周壁に沿って持ち上がり、重力で落下する動きを繰り返す。洗濯槽8の回転軸は、水平(図2z軸方向)または開口部8a側が水平より高くなるように傾斜している。
円筒状の外槽9は洗濯槽8を同軸上に内包し、後側端面の外側中央に駆動機構10(モータ)を設けている。駆動機構10のシャフトは外槽9を貫通し、洗濯槽8と結合している。なお、外槽9は前側中央に衣類を出し入れするための開口部9cを有している。また、駆動機構10には回転角度を検出する回転角度検出装置10aが設けられている。
外槽9の開口部9cと前補強材に設けた開口部は、ゴム製のベローズ11で接続しており、ドア2を閉じることで外槽9を水封する。排水口9dは外槽9の底面最下部に設けられており、排水ホース12と接続している。排水ホース12には排水弁が設けてあり、排水弁を閉じて給水することで外槽9に水を溜め、排水弁を開いて外槽9内の水を機外へ排出する。外槽9の下部には外槽振動検出装置9eを設けており、外槽9の振幅を測定している。前記振幅とあらかじめ設定しているしきい値を比較し、振幅が大きい場合には洗濯槽8の回転を停止させて、振動がしきい値以下となった場合のみ回転速度を上昇させることで、過大な振動の発生を抑制している。また、外槽9の前方にはカウンタウェイト9fが設置されており、外槽9の重量や慣性モーメントを増加させることで、衣類の偏りが発生した時の振動を低減している。
外槽9は、下側をベース1aに固定された左右一対の弾性支持機構15(サスペンション)によって防振支持されている。弾性支持機構15はバネ定数Kであるバネ16とアクチュエータ30で構成されている。
アクチュエータ30を制御する制御部40は、制御装置7と通信し、アクチュエータ30への指令値を受信することができる。なお、制御装置7内に制御部40を設けてもよい。乾燥ダクト13は筐体1の背面内側に縦方向に設置され、前記乾燥ダクト13の下部は外槽9の背面下方に設けた吸気口(図示せず)にゴム製の蛇腹13aで接続される。乾燥ダクト13の上部は送風ユニット14に接続されている。送風ユニット14は筐体1の上部に前後方向に設置されており、送風用の乾燥ファン14aや乾燥ヒータ14bが組み込まれている。送風ユニット14の前方はゴム製の蛇腹14cで外槽9の温風吹き出し口9gに接続されている。乾燥ファン14aにより乾燥ヒータ14bに風を送り、温風吹き出し口9gから洗濯槽8内に温風を吹き付けることで衣類の乾燥を行う。
As shown in FIG. 2, the
The cylindrical
The opening 9c of the
The
The
図3から図5を用いて、アクチュエータ30の構造について説明する。
The structure of the
図3は、第1実施形態に係るアクチュエータ30の内部構造を示す縦断面図である。なお、図3に示すように、xyz軸を定める。また、図3では、z方向においてアクチュエータ30の半分を図示しているが、アクチュエータ30の構成は、xy平面を基準として対称になっている。アクチュエータ30は固定子31と可動子32とを備えており、固定子31と、y方向に延びる板状の可動子32との間のy軸方向への磁気的な吸引力・反発力によって、固定子31と可動子32との相対位置をy方向で直線的に変化させるモータである。固定子31は電磁鋼板が積層して構成されるコア31aとこのコア31aの磁極歯Tに巻回される巻線31bを備えている。また、可動子32はy方向に延びる複数の金属板32aと、y方向で所定の間隔を設けて金属板32aに設置される永久磁石32b1,32b2,32b3とを備えている。
FIG. 3 is a vertical sectional view showing the internal structure of the
図4は、図3のII-II線矢視端面図である。なお、図4ではz方向におけるアクチュエータ30の半分(図3参照)ではなく、アクチュエータ30の全体を図示している。図4に示すように、固定子31のコア31aは、環状部Sと磁極歯T(T1、T2)とを備えており、この環状部Sによって磁気回路が構成されている。一対の磁極歯T1、T2は、環状部Sからx方向内側に延びており、互いに対向している。なお、磁極歯T1、T2の間の距離は、板状の可動子32の厚さよりも若干大きくなっている。磁極歯T1、T2には、それぞれ、巻線31b(31b1、31b2)が巻回されている。この巻線31bに通電することによって、固定子31が電磁石として機能するようになっている。
FIG. 4 is an end view taken along the line II-II of FIG. Note that FIG. 4 shows the
図3に示すように、y方向(可動子32の移動方向)において、2対の磁極歯Tが設けられている。また、2対の磁極歯Tのそれぞれに巻回されている巻線31bは、一本の巻線をなしており、その両端が制御部40に接続されている。
As shown in FIG. 3, two pairs of magnetic pole teeth T are provided in the y direction (moving direction of the mover 32). Further, the winding 31b wound around each of the two pairs of magnetic pole teeth T forms one winding, and both ends thereof are connected to the
図3に示す永久磁石32b1、32b2、32b3は、y方向に磁化されている。より詳しく説明すると、y方向正側の向きに磁化された永久磁石(例えば、永久磁石32b1、32b3)と、y方向負側の向きに磁化された永久磁石(例えば、永久磁石32b2)とがy方向において交互に配置されている。そして、可動子32と、電磁石として機能する固定子31との吸引力・反発力によって、可動子32にy方向の推力が作用するようになっている。なお、「推力」とは、可動子32と固定子31との相対位置を変化させる力である。
The permanent magnets 32b1, 32b2, 32b3 shown in FIG. 3 are magnetized in the y direction. More specifically, a permanent magnet magnetized in the positive direction of the y direction (for example, permanent magnets 32b1 and 32b3) and a permanent magnet magnetized in the negative direction of the y direction (for example, the permanent magnet 32b2) are y. They are arranged alternately in the direction. Then, a thrust in the y direction acts on the
図5は、第1実施形態に係る弾性支持機構15(サスペンション)の構造を示す模式図である。前述のように弾性支持機構15はバネ16とアクチュエータ30からなり、外槽や内槽や筺体の振動に応じて動作する電磁サスペンションである。可動子32の上端は外槽側サスペンションベース33、ゴム製のブッシュ35a,35b及び金属板37a,37bを貫通し、ナット38aで固定されている。一方、固定子31は筐体側サスペンションベース34、ゴム製のブッシュ36a,36b及び金属板37c,37dを貫通し、ナット38bで固定されている。外槽側サスペンションベース33は外槽9に接続されており、筐体側サスペンションベース34は筐体1に固定されている。バネ16は固定子31と金属板37aの間に配置されている。また、固定子31には変位センサ17が設けられており、固定子31と可動子32のy軸方向の距離を測定可能としている。
FIG. 5 is a schematic view showing the structure of the elastic support mechanism 15 (suspension) according to the first embodiment. As described above, the
図3に示すように、固定子31は巻線31bを有しており、巻線31bの両端を制御装置7に接続する必要があるため、固定子31を筐体1側に接続することで、巻線31bの両端と制御部40を接続するハーネスが外槽9が振動することによる断線のリスクを低減することができる。ただし、必ずしも図5の構成とする必要はなく、図6に示すように、固定子31を外槽9、可動子32を筐体1に接続しても構わない。
図6は洗濯機における制御回路構成の一例である。
制御装置7に設け、洗濯運転(洗い、すすぎ、脱水などの洗濯運転)を制御する第1制御部の洗濯機制御基板50、制御部40に設け、電磁サスペンションを制御する第2制御部の電磁サスペンション制御基板52、洗濯機制御基板50及び電磁サスペンション制御基板52に電源を供給する第1電源部の電源51、電磁サスペンション及び電磁サスペンション制御基板52に接続された第2電源部のバッテリー53、電力消費部の抵抗Rの構成である。
電磁サスペンション制御基板52は洗濯機制御基板50から電圧を供給し、洗濯機制御基板50が起動するに伴い、電磁サスペンション制御基板52も起動する構成とする。電磁サスペンション制御基板52と弾性支持機構15である電磁サスペンション15a、15bの電流経路上にa接点リレー54を配置している。このa接点リレー54は電磁サス制御部60からの制御信号を受けると通電状態となり、電気信号がない場合には非通電状態となるスイッチング素子である。また、電磁サスペンション15a、15bとバッテリー53の間にはb接点リレー55を配置している。このb接点リレー55はa接点リレー54とは反対の動作をし、電磁サス制御部60からの制御信号を受信すると非通電状態となり、制御信号をしていな時は通電状態となるスイッチング素子である。さらに、バッテリー53と放電用の抵抗Rの間にもa接点リレー56が設置されている。
As shown in FIG. 3, the stator 31 has a winding 31b, and both ends of the winding 31b need to be connected to the
FIG. 6 is an example of a control circuit configuration in a washing machine.
Electromagnetic waves of the second control unit provided in the washing
The electromagnetic
洗濯機非運転時(電源OFF時)は洗濯機制御基板が起動しないため、電磁サスペンション制御基板50は起動することができない。このため、電磁サス制御部60からは各リレーに制御信号が発信されていないため、a接点リレー54、56は非通電状態、b接点リレー55は通電状態となり、図7のような回路構成となる。
Since the washing machine control board does not start when the washing machine is not in operation (when the power is turned off), the electromagnetic
洗濯機非運転時(電源OFF時)には図7のように電磁サスペンション15a、15bとバッテリー53が電気的に接続されているため、洗濯槽8が振動すると、電磁サスペンション15a、15bから回生電圧が発生する。発生した回生電圧は接続されているバッテリーに充電させることで電磁サス制御部と洗濯機制御基板に電流が流れることがなく、故障を防止することができる。
Since the
また、洗濯機非運転時に電源ボタンが押される、つまり洗濯機運転時(電源ON時)には、洗濯機制御基板50が起動し、電磁サスペンション制御基板52も起動する。電磁サスペンション制御基板52は起動後に制御部から各リレーに対してON制御信号を発信する。これによって、a接点リレー54、56は通電状態、b接点リレー55は非通電状態となり、図8のような回路構成となる。
Further, when the power button is pressed when the washing machine is not in operation, that is, when the washing machine is in operation (when the power is turned on), the washing
洗濯機起動中は洗濯機制御基板50と電磁サスペンション制御基板52が起動している。洗濯が開始され、洗濯槽8が振動を始めると、電磁サスペンション15a、15bと電磁サスペンション制御基板52が電気的に接続されているため、電磁サス制御部60から電磁サスペンション15a、15bを制御することができる。また、b接点リレー55は制御信号を受信すると非通電状態となるため、電磁サス制御部60からバッテリー53に電流が流れることはなく、電磁サスペンションの制御に悪影響を及ぼさないことはない。
さらにバッテリー53が充電されていた場合には、a接点リレー54、56が通電状態となり、放電抵抗で放電できるため、洗濯機が非運転時には、バッテリー53に回生電圧が充電された場合でも、洗濯機が運転状態になれば再び放電することができるため、バッテリー53に充電され続け、回生電圧が充電できない状態を回避できる。
以上のように、第1電源部である電源51がON時、洗濯機運転中は、電源51から電磁サスペンション制御基板52に電力が供給され、第1電源部である電源51がOFF時、洗濯機非運転中は、電磁サスペンション15a、15bからの回生電圧を第2電源部であるバッテリー53に充電させることにより、回生電圧が生じた際であっても電磁サスペンションの信頼性の低下を抑止可能な洗濯機を提供することができる。
また、第1電源部である電源51がOFF時、洗濯機非運転中は、第2電源部であるバッテリー53から第2制御部の電磁サスペンション制御基板52へ電力が供給される。また、第1電源部である電源51がON時、洗濯機運転中は、第2電源部であるバッテリー53から電力消費部である抵抗Rへ電力が供給される。
なお、図6のa接点リレー54、56は整流素子に置き換えることもできる。図6の抵抗RはLED等の他の電子部品に置き換えることもできる。図6のバッテリー53はコンデンサ等の他の充電素子に置き換えることもできる。
While the washing machine is running, the washing
Further, when the
As described above, when the
Further, when the
The a-contact relays 54 and 56 in FIG. 6 can be replaced with rectifying elements. The resistance R in FIG. 6 can be replaced with another electronic component such as an LED. The
1 筐体
7 制御装置
8 洗濯槽
9 外槽
15 弾性支持機構
15a、15b 電磁サスペンション
16 バネ
30 アクチュエータ
50 洗濯機制御基板
51 電源
52 電磁サスペンション制御基板
53 バッテリー
54 a接点リレー
55 b接点リレー
56 a接点リレー
60 電磁サス制御部
1
Claims (3)
前記筐体内に設けられた外槽と、
洗濯物が収容される内槽と、
前記外槽の振動に応じて動作する電磁サスペンションと、
洗濯運転を制御する第1制御部と、
前記電磁サスペンションを制御する第2制御部と、
前記第1制御部又は前記第2制御部に電力を供給する第1電源部と、
前記電磁サスペンション及び前記第2制御部に接続された第2電源部と、を有し、
前記第1電源部がON時は、前記第1電源部から前記第2制御部へ電力が供給され、
前記第1電源部がOFF時は、前記電磁サスペンションからの回生電圧を前記第2電源部に充電させる、ことを特徴とする洗濯機。 With the housing
The outer tank provided in the housing and
The inner tub where the laundry is stored and
An electromagnetic suspension that operates in response to the vibration of the outer tank,
The first control unit that controls the washing operation and
The second control unit that controls the electromagnetic suspension and
A first power supply unit that supplies electric power to the first control unit or the second control unit,
It has the electromagnetic suspension and a second power supply unit connected to the second control unit.
When the first power supply unit is ON, power is supplied from the first power supply unit to the second control unit.
A washing machine characterized in that when the first power supply unit is turned off, the regenerative voltage from the electromagnetic suspension is charged to the second power supply unit.
前記第1電源部がOFF時は、前記第2電源部から前記第2制御部へ電力が供給される、洗濯機。 The washing machine according to claim 1.
A washing machine in which electric power is supplied from the second power supply unit to the second control unit when the first power supply unit is OFF.
前記第1電源部がON時は、前記第2電源部から電力消費部へ電力が供給される、洗濯機。 The washing machine according to claim 1.
A washing machine in which power is supplied from the second power supply unit to the power consumption unit when the first power supply unit is ON.
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