JP2022142936A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】減磁しない最大の電流値で高速風を出力し、乾燥仕上がりを向上させる乾燥運転が可能な洗濯乾燥機を提供することである。【解決手段】衣類が収容される回転槽３と、回転槽３内に乾燥空気を送る送風ファンと、送風ファンを駆動する送風用ファンモータ１１と、送風用ファンモータ１１に流れる電流を検知する電流検知部と、送風用ファンモータ１１を制御する制御装置１００を有し、制御装置１００は、電流検知部で検知した電流が予め定めた電流閾値以上の場合、送風用ファンモータ１１に流れる電流を電流閾値で固定させ、送風用ファンモータ１１を予め定めた上限回転数値で回転させる。【選択図】図４

Description

本発明は攪拌翼を回転させて衣類の洗浄やすすぎを行い、更に洗濯槽（内槽）を回転して衣類の脱水を行い、その後に洗濯槽に温風、或いは乾燥風を吹き込んで衣類を乾燥する機能を備えた縦型洗濯乾燥機に関するものである。

一般的な縦型洗濯乾燥機は、衣類を収容する洗濯槽の底部に攪拌翼を設け、洗濯槽、及び攪拌翼を回転支持する外槽に水を溜めた状態で、攪拌翼を正逆回転させて、洗い工程、及びすすぎ工程を行い、その後に洗濯槽を高速回転させて脱水工程を実行する。

そして、脱水工程を終了した後の乾燥工程では、ヒータで加熱された温風を送風ファンにより衣類に吹付け、温風により衣類に含まれた水分が蒸発され、水分を含んだ空気は循環経路に導かれ、循環経路に設けられた除湿機構により水分が取り除かれる構成となっている。

このような構成の洗濯乾燥機として、例えば特開２０２０－１０８６３号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。

この特許文献１に記載の洗濯乾燥機は、送風ファンを運転し、ヒータによって加熱された空気が、温風吹出し口から洗濯槽内に温風として吹き込まれ、衣類を温めて水分を蒸発させ、高温高湿となった空気は乾燥ダクトに吸い込まれ、除湿機構を流下する冷却水で冷却除湿されて乾いた低温空気となり、ヒータで再度加熱され、洗濯槽内に吹き込まれるように循環することにより乾燥が行われている。

特開２０２０－１０８６３号公報

特許文献１においては、高速の温風を洗濯層内の衣類に吹き付ける際に、送風用ファンモータの回転数を徐々に高くするために、送風用ファンモータに流れる電流を徐々に上昇させている。ところで、このような乾燥工程において、例えば、電源電圧の変動や内槽内の温度によって、送風用ファンモータの電流値が、予め定めた上限電流値まで達成しないことがあり、乾燥の仕上がりが期待値に達しない恐れがある。

本発明の目的は、減磁しない送風用ファンモータの電流値が、予め定めた上限電流値で高速風を出力し、乾燥仕上がりを向上させる乾燥運転が可能な洗濯乾燥機を提供することにある。

本発明の第１の特徴は、衣類が収容される内槽と、内槽内に乾燥空気を送る送風ファンと、送風ファンを駆動する送風用ファンモータと、送風用ファンモータに流れる電流を検知する電流検知部と、送風ファンモータを制御する制御部を有し、制御部は、電流検知部で検知した電流が予め定められた電流閾値より大きい場合、送風用ファンモータに流れる電流を電流閾値に固定して、送風用ファンモータの回転数を予め定めた上限回転数値で回転させる、ところにある。

また、本発明の第２の特徴は、衣類が収容される内槽と、内槽内に乾燥空気を送る送風ファンと、送風ファンを駆動する送風用ファンモータと、送風用ファンモータに流れる電流を検知する電流検知部と、送風用ファンモータを制御する制御部を有し、制御部は、電流検知部で検知した電流が予め定めた電流閾値より小さい場合、送風用ファンモータの回転数を予め定めた上限回転数値まで上昇させ、送風用ファンモータの回転数が上限回転数値に到達すると、送風用ファンモータを上限回転数値で固定して回転させる、ところにある。

本発明によれば、減磁しない送風用ファンモータの予め定めた上限電流値で高速風を出力し、乾燥仕上がりを向上させる乾燥運転が可能な洗濯乾燥機を提供することができる。

本発明が適用される縦型洗濯乾燥機の構成を示す構成図である。 縦型洗濯乾燥機に使用される制御装置のモータ駆動系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態になる制御装置による乾燥運転の制御フローを示すフローチャートである。 乾燥運転時の送風用ファンモータの回転数と電流値の関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、縦型洗濯乾燥機Ｓを例に挙げて説明するが、これとは別に、前面側に衣類の出し入れ口が形成され、ほぼ水平軸周りにドラムが回転するドラム式洗濯乾燥機や、その他の機器の送風機にも適用できる。

図１は、本発明の実施形態になる洗濯乾燥機の構成例を示している。図１は、送風機２２が搭載される洗濯乾燥機Ｓを示す右側縦断面図である。洗濯乾燥機Ｓを使用側（前側）から向かって見て右と左とする。

図１に示すように、縦型洗濯乾燥機Ｓは、筐体の外枠１、洗濯水を貯留する外槽２、衣類が収容される回転槽（内槽、洗濯槽）３、回転槽３を駆動する主電動機である駆動モータ１０、及び送風機２２を備えている。本実施例の送風機２２は、洗濯乾燥機Ｓの乾燥工程において、温風を含む乾燥風を作る機能を備えている。外槽２は、例えば合成樹脂製のものであり、外枠１内の中央に防振支持され外枠１内に収容されている。

回転槽３の底部には、洗濯水を攪拌して洗い、すすぎを行う攪拌翼４が回動自在に設けられている。攪拌翼４は、洗濯運転時および乾燥運転時に、正転／逆転を繰り返す動作が行われる。また、攪拌翼４は、脱水運転時に、回転槽３と一緒に回転槽３内の衣類とともに高速回転し、衣類に含まれる水分を遠心力で脱水する。

駆動モータ１０は、外枠１内に設けられ、攪拌翼４、及び回転槽３を回転駆動する。駆動モータ１０は、例えばＤＣブラシレスモータが使用される。ＤＣブラシレスモータは、ベクトル制御によって制御が行われる。駆動モータ１０は、攪拌翼４、及び回転槽３をダイレクトドライブしているが、ベルトなどの減速機構を用いて駆動しても良いことはいうまでもない。

外枠１の上部には、開閉自在な外蓋５が設けられている。外蓋５は、外枠１の上部に設けられたトップカバー６に後側が軸支持されている。外槽２の上部の外蓋５下方には、内蓋３４が後側の軸周りに開閉自在に設けられている。回転槽３に対する衣類の出し入れは、外蓋５および内蓋３４を開くことで行われる。

外枠１内には、トップカバー６の外蓋５の後側に、給水ユニット７が設けられている。給水ユニット７は、内部に複数の水路を有する給水ボックス（図示せず）を有している。給水ユニット７は、トップカバー６から上方に突き出る給水ホース接続口８から供給される水道水や風呂水を外槽２の内部に注ぐものである。

また、トップカバー６の前側には、洗剤、仕上剤の投入装置３５が設けられている。洗剤、仕上剤は、投入ホース３６により、外槽２と回転槽３の間に注がれる。

また、洗濯乾燥機Ｓは、衣類を乾かす乾燥機構９を備えている。乾燥機構９は、回転槽３内の衣類を乾燥する乾燥用空気の循環送風や除湿を行う。乾燥機構９は、大部分が乾燥用空気循環路で占められている。乾燥用空気循環路は、外槽２の底部に連通する底部循環路２０と、底部循環路２０から上向きに延びる除湿用縦通路２１とを備える。

送風機２２の下部の吸込側は、除湿用縦通路２１の上端部に接続される。送風機２２と除湿用縦通路２１の間には乾燥フィルタ４５が配置され、送風機２２に異物が流入しないようになっている。

送風機２２の前部の排出側は、戻り接続循環路２５と接続され連通している。尚、送風機２２は、送風用のファン（送風ファン）とファンを駆動する送風用ファンモータ１１（送風送風用ファンモータ）を含んで構成されている。

戻り接続循環路２５は、その一部の上部蛇腹ホース２３を介して、外槽２の上部に連通する。底部循環路２０は、その一部の下部蛇腹ホース２６を介して、外槽２の底部に連通している。

下部蛇腹ホース２６は、外槽２の底落込部３１に接続されている。底落込部３１は、下部連通管４１を介して、排水用の洗濯水排水路４２と、循環用の洗濯水循環水路４３に連通する。洗濯水排水路４２には、排水時のみ開弁される常閉型の排水弁４４が設けられている。

排水弁４４は、洗濯運転時や乾燥運転時には閉じられている。また、排水弁４４は、洗濯水を排水する排水時に開いて、外槽２に溜まっている洗濯水やすすぎ水を、洗濯水排水路４２から洗濯乾燥機Ｓの外部（機外）に排出する。洗濯水循環水路４３には、糸くず等を除去するための異物除去トラップ３２が設けられている。

洗濯水循環水路４３は、洗濯水循環水縦水路４６に接続されている。洗濯水循環水縦水路４６は、外槽２の外側面に沿って上昇して回転槽３の上側まで延び、回転槽３の上側に設けられている洗濯糸屑除去装置３３に連通している。

外槽２に溜まる洗濯水やすすぎ水は、洗濯水循環水縦水路４６を流れて洗濯糸屑除去装置３３から回転槽３内に散布して注がれる。このような散布注水を継続しつつ、洗濯やすすぎが行われるので、少ない水量で洗濯、すすぎが行われる。

洗濯乾燥機Ｓは、外槽２に溜まる洗濯水やすすぎ水の水位を検知する水位センサ４７を備えている。外槽２の底部近傍にはエアートラップ５０が設けられている。エアートラップ５０に連通してエアーチューブ４９が接続されている。このエアーチューブ４９の上端には水位センサ４７が連通して接続される。

更に、図１の縦型洗濯乾燥機Ｓには、筐体1の下部側に、制御部である制御装置１００が備えられており、制御装置１００は、洗濯工程、すすぎ固定、脱水固定、及び乾燥工程をシーケンシャルに実行する機能を備えている。

図２は、制御装置１００のモータ駆動系を大まかに示している。図２において、制御装置１００のモータ駆動系は、マイクロコンピュータＣＰＵ、パワーモジュールＰＭ１、ＰＭ２、パワーモジュール冷却ファン１０３を主たる構成要素として構成されており、パワーモジュールＰＭ１、ＰＭ２は、電源を適宜の値の直流に変換して、それぞれ駆動モータ（メインモータ）１０、送風用ファンモータ（ブロワモータ）１１に電力を供給している。また電源は、パワーモジュール冷却用ファン１０３のモータにも供給されている。

マイクロコンピュータＣＰＵは、縦型洗濯乾燥機Ｓにおける洗濯、すすぎ、脱水、乾燥等のシーケンシャル処理工程を適切に制御すべく、種々の検出信号を取り込み、種々の制御要素に制御信号を与えている。図２には、このうちパワーモジュールＰＭ１、ＰＭ２と、パワーモジュール冷却用ファン１０３との信号授受の関係を記載している。

図２においては、マイクロコンピュータＣＰＵは、内部の演算機能によって回転数指令値等の指令を生成し、生成された回転数指令値を電流指令値に変換して、パワーモジュールＰＭ１に対して制御信号Ｓｇ１（指令値）を与え、また、パワーモジュールＰＭ２に対して制御信号Ｓｇ３（指令値）を与え、更にパワーモジュール冷却用ファン１０３に対して制御信号Ｓｇ２（指令値）を与えている。

また、マイクロコンピュータＣＰＵは、パワーモジュールＰＭ１、ＰＭ２の内部に設置したサーミスタ１１１、１１２によって検知された、温度信号Ｓｇ４、Ｓｇ５を取り込んでいる。

次に、図３に制御装置１００における乾燥工程時の送風用ファンモータ１１の制御フローの一例を示している。尚、この図３の「STＡRT」から「END」までの制御ステップからなるフローを、電流値/回転数更新フローといい、以下、制御ステップ毎に説明を行う。尚、電流値/回転数更新フローは、周知の通りマイクロコンピュータＣＰＵで、所定時間毎に実行されるものである。

≪ステップＳ１≫
ステップＳ１においては、送風用ファンモータ１１に流れる電流（以下、ファン電流とする）を、予め定めた期間に亘って電流検知部（シャント抵抗など）により検知し、ファン電流が、予め定めた電流閾値（例えば６［Ａ］とする）未満かどうかを判断する。

また、これと共に、送風用ファンモータ１１に流れる電流を電流検知部（シャント抵抗など）で検知し、検知された電流値に基づいて回転数を推定する回転数推定部により推定されたファン回転数（送風用ファンモータ１１の回転数）が、予め定めた回転数閾値（例えば２６０００[ｒｐｍ] とする）未満かどうかを判定する。ここで、ファン電流とファン回転数の判断は、「and条件」で判断されている。

ここで、ファン電流の電流閾値は、減磁しない送風用ファンモータ１１の最大の電流値を考慮して予め設けた値である。また、回転数推定部は、回転数を直接検知するセンサによって検知しても良いことはいうまでもない。更に、ファン回転数の回転数閾値は、満足する乾燥仕上がりのための最大限の回転数を予め決めて設定されている。

ファン電流が電流閾値未満、且つ、ファン回転数が回転数閾値未満（Ｙｅｓ）の場合は、ステップＳ２に移行する。一方、ファン電流、または、ファン回転数のどちらか一方、もしくは両方が、閾値以上（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ４に移行する。

≪ステップＳ２≫
ステップＳ１でファン電流が電流閾値未満、且つ、ファン回転数が回転数閾値未満と判定されると、ステップＳ２に移行するが、最初のみは、ステップＳ２をスキップして、ステップＳ３へ移行する。尚、以下、回転数指令値が更新される２回目以降の制御フローについて説明する。ファン回転数指令値（電圧指令）は、マイクロコンピュータＣＰＵから逐次出力され、更新されていくものである。

ステップＳ２においては、１回目の電流値/回転数更新フローでのファン回転数指令値の更新から所定時間、例えば５秒経過しているかどうかを判断する。また、これと共に、回転数の更新が停止していない（更新終了前）かどうかを判断する。ここで、これらの判断は、「and条件」で判断されている。

ファン回転数指令値の更新から所定時間、例えば５秒経過し、且つ回転数の更新終了前（Ｙｅｓ）と判断された場合、ステップＳ３に移行する。一方、どちらか一方、もしくは両方を満足しない（Ｎｏ）場合は、エンドに抜けて次の起動タイミングに備える。

≪ステップＳ３≫
ステップＳ３においては、マイクロコンピュータＣＰＵによって、ファン回転数指令値に、予め定めた値、例えば２００[ｒｐｍ]を加算したファン回転数指令値を新たな回転数指令値として、新たに出力する。この新たな回転数指令値を出力すると、エンドに抜けて次の起動タイミングに備える。したがって、次の起動タイミングでは、この新たな回転数指令値が用いられることになる。

≪ステップＳ４≫
ステップＳ１に戻って、ファン電流、または、ファン回転数のどちらか一方、もしくは両方が、閾値以上（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ４に移行した場合は、送風用ファンモータ１１に流れる電流（以下、ファン電流とする）を予め定めた期間に亘って電流検知部により検知し、ファン電流が、予め定めた電流閾値（例えば６[Ａ]とする）以上かどうか判定する。尚、この電流閾値は、減磁しない送風用ファンモータ１１の最大の電流値を考慮して設けた値であり、ステップＳ１で使用した電流閾値と同じ値である。

ファン電流が電流閾値以上（Ｙｅｓ）と判断されるとステップＳ５に移行し、ファン電流が電流閾値未満（Ｎｏ）と判断されるとステップＳ７に移行する。

≪ステップＳ５≫
ステップＳ５においては、マイクロコンピュータＣＰＵにて、ファン電流の出力が上限電流値になるように制限する。本実施形態では、この上限電流値は、ステップＳ４で設定された電流閾値と同じ値である。ファン電流を上限電流値に制限するとステップＳ６に移行する。

≪ステップＳ６≫
ステップＳ６においては、ステップＳ５を実行した後に、ファン回転数指令値の更新を停止して、ステップＳ７に移行する。つまり、ファン回転数は、ファン電流が電流閾値以上になった時点のファン回転数に固定されて運転されることになる。

≪ステップＳ７≫
ステップＳ４でファン電流が電流閾値未満と判断され、また、ステップＳ６でファン回転数が固定されると、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ７では、ファン回転数の指令値が予め定めた回転数閾値（例えば２６０００[ｒｐｍ]とする）より大きいか否かを判定する。尚、この回転数閾値は、乾燥仕上がりのための最大限の回転数を考慮して設けた値であり、ステップＳ１で使用した回転数閾値と同じ値である。

ファン回転数が回転数閾値以上（Ｙｅｓ）と判断されると、ステップＳ８に移行し、ファン回転数が回転数閾値未満（Ｎｏ）と判断されると、エンドに抜けて次の起動タイミングに備える。

≪ステップＳ８≫
ステップＳ８においては、マイクロコンピュータＣＰＵにて、ファン回転数指令値を、上限回転数値になるように制限する。本実施形態では、この上限回転数値は、ステップＳ７で設定された回転数閾値と同じ値である。ファン回転数を上限回転数値に制限するとステップＳ９に移行する。

≪ステップＳ９≫
ステップＳ９においては、ステップＳ８を実行した後に、ファン回転数指令値の更新を停止して、エンドに抜けて次の起動タイミングに備える。つまり、ステップＳ９においては、ファン回転数は、ステップＳ８で制限された上限回転数値に固定されたファン回転数で運転されることになる。

次に、図３の制御フロー、特にステップＳ４～ステップＳ９を実行した際の乾燥運転時の送風用ファンモータ１１の回転数と電流値の関係を図４に基づいて説明する。尚、図４における破線は電流値の変化を示し、実線は回転数の変化を示している。

図４（ａ）に示すように、通常電圧で駆動され、常温状態の場合、つまり乾燥運転開始時から送風ファンの負荷が小さい場合、ファン電流は、予め定めた電流閾値を超えないため、ファン回転数は、予め定めた上限回転数値で固定され、固定された上限回転数値にて運転される。これは、ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９の実行によって得られる特性である。

また、図４（ｂ）のように、通常電圧で駆動され、低温状態の場合、或いは低電圧で駆動され、常温状態の場合、つまり乾燥運転開始時から送風ファンの負荷が大きい場合、ファン電流が予め定めた電流閾値を超えると、その電流閾値（上限電流値）でファン電流を固定し、固定されたファン電流で送風ファンが運転される。

そして、固定されたファン電流で運転する際に、暖機によって送風ファンの負荷が徐々に小さくなり、自然とファン回転数が上昇していくが、ファン回転数は、予め定めた回転数閾値（上限回転数値）で固定され、固定された上限回転数値で運転される。これは、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９の実行によって得られる特性である。

このように、送風用ファンモータ１１に流れる電流を直接検知するため、送風ファンの負荷や圧損などの本体のバラツキによらず制御でき、また、その検知されたファン電流が電流閾値を超えた場合、ファン電流を電流閾値で固定して送風用ファンモータ１１の制御を行うことで、電源電圧や内槽内の温度によらず最大の回転数で、送風用ファンモータ１１の運転可能となる。送風ファンが最大限の回転数で運転することによって、シワの少ない、乾燥仕上がりの高い乾燥運転を実行することができる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

３…回転槽、１０…駆動モータ、１１…送風用ファンモータ、１００…制御装置、Ｓ…洗濯乾燥機、ＣＰＵ…マイクロコンピュータ、ＰＭ１、ＰＭ２…パワーモジュール。

Claims (6)

1. 衣類が収容される内槽と、前記内槽の内部に乾燥空気を送る送風ファンと、前記送風ファンを駆動する送風用ファンモータと、前記送風用ファンモータに流れる電流を検知する電流検知部と、前記送風用ファンモータを制御する制御部を有し、
   前記制御部は、前記電流検知部で検知した電流が予め定められた電流閾値より大きい場合、前記送風用ファンモータに流れる電流を前記電流閾値に固定して、前記送風用ファンモータの回転数を予め定めた上限回転数値で回転させる
   ことを特徴とする洗濯乾燥機。
2. 衣類が収容される内槽と、前記内槽の内部に乾燥空気を送る送風ファンと、前記送風ファンを駆動する送風用ファンモータと、前記送風用ファンモータに流れる電流を検知する電流検知部と、前記送風用ファンモータを制御する制御部を有し、
   前記制御部は、前記電流検知部で検知した電流が予め定めた電流閾値より小さい場合、前記送風用ファンモータの回転数を予め定めた上限回転数値まで上昇させ、前記送風用ファンモータの回転数が前記上限回転数値に到達すると、前記送風用ファンモータを前記上限回転数値に固定して回転させる
   ことを特徴とする洗濯乾燥機。
3. 請求項２記載の洗濯乾燥機であって、
   前記制御部は、前記電流検知部で検知した電流が予め定めた電流閾値以上の場合、前記送風用ファンモータに流れる電流を前記電流閾値で固定させ、前記送風用ファンモータを予め定めた前記上限回転数値で回転させる
   ことを特徴とする洗濯乾燥機。
4. 請求項２記載の洗濯乾燥機であって、
   前記制御部は、前記電流検知部で検知した電流が予め定めた前記電流閾値より小さく、且つ、前記送風用ファンモータの回転数が予め定めた前記上限回転数値より小さい場合、前記送風用ファンモータの回転数指令値に所定値を加算して新たな前記回転数指令値とする
   ことを特徴とする洗濯乾燥機。
5. 請求項１、或いは請求項２に記載の洗濯乾燥機であって、
   前記送風用ファンモータは、減磁をしないモータが使用されている
   ことを特徴とする洗濯乾燥機。
6. 請求項１、或いは請求項２に記載の洗濯乾燥機であって、
   前記上限回転数値は、予め設定されている満足する乾燥仕上がりのための最大限の回転数である
   ことを特徴とする洗濯乾燥機。

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