JP3229114B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洗濯運転のためのモー
タをスイッチング素子を含んでなる駆動回路により駆動
するように構成された洗濯機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の洗濯機として、例えば図５に示
すような脱水兼用洗濯機がある。このものは、外箱１内
に外槽２が弾性支持され、その外槽２の内側に内槽３が
回転可能に支持されている。外槽２の外底部中央にはＤ
Ｃブラシレス形のモータ４および機構部５が配設されて
おり、モータ４の回転によりベルト機構６を介して機構
部５のシャフト７が回転駆動される。内槽３の内底部に
は撹拌体８が配設されており、機構部５のシャフト７の
先端部は、内槽３の内底部を貫通して撹拌体８に固定さ
れている。機構部５には、ブレーキ機構およびクラッチ
機構が設けられ、洗濯時には撹拌体８を正逆回転させ、
脱水時には内槽３および撹拌体８を高速で一方向に回転
させるようになっている。

【０００３】外箱１の上面手前側には操作パネル９が配
設され、各種の操作スイッチが配設されており、その内
部にはマイクロコンピュータなどからなる制御回路１０
が配設されている。駆動回路であるインバータ回路１１
は、パワートランジスタなどのスイッチング素子をブリ
ッジ接続してなるもので、モータ４に交流出力を供給す
る。このインバータ回路１１は、制御回路１０からベー
ス駆動回路を介して制御信号が与えられるようになって
おり、スイッチング素子がオンオフ制御されてモータ４
に交流通電するものである。そして、インバータ回路９
のスイッチング素子はモータ４への給電時に発生する熱
を外部に放出するために所定面積を有する放熱板に取り
付けられた状態とされ、ベース駆動回路と共に駆動回路
ユニット１２として外箱１の背面部に配設されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来構成のものでは、駆動回路ユニット１２を外
箱１の背面部に突出した状態にて設けて放熱効果を得る
構成としているため、洗濯機の設置スペースが狭い場合
などにおいては、駆動回路ユニット１２の配設部分が邪
魔になって配設しにくくなる不具合がある。また、この
ようにモータ４と駆動回路ユニット１２とが離れた位置
に配設される関係から、これらの間を接続する給電用の
ケーブル配線が長くなると共に、その給電用ケーブルか
ら制御用の信号線にノイズが重畳して誤動作が発生しや
すくなる不具合がある。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、駆動回路ユニットの配設による本体背
面部の突出をなくして省スペース化を図ると共に、モー
タと駆動回路との間の給電用ケーブルの配線を簡単に
し、さらに信号線にノイズが重畳されにくくすることが
できる洗濯機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、洗濯運転のた
めの回転対象負荷を駆動するモータを備え、スイッチン
グ素子を含んでなる駆動回路により前記モータを駆動す
るように構成された洗濯機を対象とするものであり、前
記モータを、アウタロータ形のロータを有する構成と
し、前記モータのステータに、前記駆動回路が配設され
る回路配設部を設け、前記モータのロータに、回転駆動
時に前記ステータの回路配設部に設けられた駆動回路を
通る風を発生する羽根と、その羽根の近傍に設けられた
通風孔とを設けたところに特徴を有する。

【０００７】また、本発明は、洗濯運転のための回転対
象負荷を駆動するモータを備え、スイッチング素子を含
んでなる駆動回路により前記モータを駆動するように構
成された洗濯機を対象とし、前記モータを、アウタロー
タ形のロータを有する構成とし、前記モータのロータ
に、回転駆動時に前記ステータの回路配設部に設けられ
た駆動回路を通る風を発生する羽根を有する構成とし、
前記モータのステータに、前記駆動回路が配設される回
路配設部を設けると共に、その近傍に回転軸方向に貫通
する通風孔を形成し、前記アウタロータの回転時にその
通風孔を介して空気が循環するように構成したところに
特徴を有する。

【０００８】

【０００９】そして、モータを、アウタロータの回転速
度を洗濯運転に対応して変更可能に構成し、その回転軸
に回転対象負荷を直結して直接回転駆動することにより
洗濯運転を実行するように構成することができる。

【００１０】

【作用】請求項１記載の洗濯機によれば、モータを回転
駆動する駆動回路をモータのステータに形成した回路配
設部に設けることができるので、駆動回路を本体の背面
部に取り付けた場合に比べて省スペース化を図ることが
できると共に、駆動回路のスイッチング素子からモータ
のステータに接続される給電用のケーブル配線を短くし
て簡単な構成とすることができ、これにより信号線への
ノイズ等の悪影響を低減することができるようになり、
さらに、ステータの回路配設部を、アウタロータの回転
駆動時にそのアウタロータに形成された羽根により発生
される負圧で通風孔を介して駆動回路部分に送風される
ようにしているので、駆動回路部分の放熱効果を向上さ
せることができる。

【００１１】請求項２記載の洗濯機によれば、モータを
回転駆動する駆動回路をモータのステータに形成した回
路配設部に設けることができるので、駆動回路を本体の
背面部に取り付けた場合に比べて省スペース化を図るこ
とができると共に、駆動回路のスイッチング素子からモ
ータのステータに接続される給電用のケーブル配線を短
くして簡単な構成とすることができ、これにより信号線
へのノイズ等の悪影響を低減することができるようにな
り、さらに、ステータの回路配設部を、アウタロータの
回転駆動時に、そのステータに形成された通気孔を介し
て空気が循環させることにより冷却することができるの
で、駆動回路部分の放熱効果を向上させることができ
る。

【００１２】

【００１３】請求項３記載の洗濯機によれば、洗濯運転
に対応して回転数が変更可能なモータにより回転対象負
荷を直接回転駆動して各種の洗濯運転を実行する構成と
されるので、モータの構成としてトルクを確保するため
にアウタロータおよびステータの径が大となる点に着目
して、そのステータに回路配設部を十分に確保すること
ができるようになり、スペースを無駄なく利用して全体
としてコンパクトで省スペース化を図ることができる。

【００１４】以下、本発明を脱水兼用洗濯機に適用した
場合の一実施例について図１ないし図４を参照して説明
する。脱水兼用洗濯機の全体構成を示す図１において、
外箱２１の内部には外槽２２および回転槽である内槽２
３が配設されており、外槽２２の外底部中央には後述す
るアウタロータ形のモータ２４がブラケット２５を介し
て複数本のねじ２５ａ（図２参照）により取り付けられ
ている。モータ２４の回転軸部に連結されているシャフ
ト２６は、ブラケット２５に支持された中空軸２７の内
部に挿通された状態で支承されている。

【００１５】シャフト２６の上部は、図２にも示すよう
に、外槽２２底面および内槽２３の底面を貫通して内槽
２３底部に挿通されており、その先端部に撹拌体２８が
取り付けられている。シャフト２６の撹拌体２８が取り
付けられた部分の直下にはクラッチフロート２９が上下
動可能に挿通されている。このクラッチフロート２９
は、ポリプロピレンなどの比重が「１」より小さくて水
に浮く材質で形成されているもので、シャフト２６との
間をセレーション継手構造で係合されており、シャフト
２６の回転に伴って一体に回転するようになっている。
また、このクラッチフロート２９の下面部には、中空軸
２７の上端部に設けられた内歯２７ａと噛み合うように
外歯２９ａが形成されており、浮力で上方に移動したと
きにそれらの噛み合い状態が解除されるようになってい
る。

【００１６】そして、中空軸２７の上部には内槽２３が
取り付けられると共に、回り止めフロート３０が上下動
可能に挿通されている。この回り止めフロート３０は、
クラッチフロート２９と同様に水に浮く材質で形成され
ている。そして回り止めフロート３０の下部側には下歯
３０ａが形成されていて、上下動に無関係に外槽２２の
底部に設けられた歯２２ａと噛み合い状態となるように
構成されていると共に、回り止めフロート３０の上部側
には上歯３０ｂが形成されていて、浮力により上方に移
動したときに中空軸２７に設けられた歯２７ｂと噛み合
い状態となるように構成されている。

【００１７】内槽２３には脱水用開口部としての脱水孔
２３ａが上部にのみ形成され、内槽２３の内底面には、
その中心部（回転軸心部）周りから外槽２２の底部に設
けられた導水路３１を介して排水弁３２に至る排水流路
３３が設けられている。この場合、排水流路３３は、上
述したクラッチフロート２９および回り止めフロート３
０の部分を介して導水路３１に至る構成とされており、
内部に水が流通されている状態ではクラッチフロート２
９および回り止めフロート３０が共に水による浮力で上
方に移動されるようになっている。

【００１８】つまり、洗濯時には、排水弁３２が閉鎖さ
れた状態で内槽２３に給水されると、排水流路３３およ
び内槽２３内に貯水され、これによって、排水流路３３
内のクラッチフロート２９および回り止めフロート３０
が水の浮力により上方に移動され、クラッチフロート２
９はモータ２４のシャフト２６と内槽２３との係合状態
を解除するようになり、内槽２３はシャフト２６による
回転力が伝達されない状態となり、回り止めフロート３
０は内槽２３を外槽２２に回り止め状態に固定するよう
になる。これにより、モータ２４が洗濯運転に応じた低
速度で回転駆動されると、シャフト２６による回転力は
撹拌体２８のみに伝達されて洗濯運転が実施される。な
お、外槽２２と内槽２３との間の部分には貯水されない
節水タイプの構造となっている。

【００１９】一方、脱水時には、排水弁３２が開放され
ることにより、内槽２３内の水が排水流路３３を介して
排出され、これによって排水流路３３内の水もなくなる
ので、クラッチフロート２９および回り止めフロート３
０が共に浮力がなくなることにより下方に移動するよう
になる。そして、クラッチフロート２９は内槽２３と係
合するようになり、シャフト２６の回転力が内槽２３に
も伝達されるようになり、回り止めフロート３０は内槽
２３との係合状態を解除することにより、内槽２３は外
槽２２への回り止め状態が解除されて回転可能な状態と
される。したがって、モータ２４が脱水運転に対応して
高速度で回転駆動されると、シャフト２６による回転力
は撹拌体２８および内槽２３を一体に回転させるように
なり、脱水運転が実施される。

【００２０】図３はモータ２４の構成を分解状態で示す
もので、ステータ３４とこれを取り囲むように配置され
るアウタロータ３５とから構成されている。ステータ３
４は、偏平な円形容器状をなすプラスチック製のベース
３６の外周部に所定数のボビン部３７が放射状に突出さ
れた状態に形成されており、これらのボビン部３７には
それぞれコア３８が挿入されると共にコイル３９が巻装
されて電機子として構成されている。また、ベース３６
の下面側の凹部３６ａには、シャフト２６の周りに後述
するモータ駆動用の電子回路ユニット４０が扇形状をな
すプリント基板４１，４１に配設されており、これらの
プリント基板４１，４１間のスペースには上面側に貫通
する通風孔４２が多数形成されている。

【００２１】アウタロータ３５は、ステータ３４と対応
する円筒容器状をなすベース４３のロータ部４３ａの内
周面部に、ステータ３４のコイル３９と対向するように
多数の磁石４４が配設されている。そして、アウタロー
タ３５のベース４３は、中央部に形成された中空の軸部
４３ａにシャフト２６が挿通され、袋ナット４５により
抜け止め状態に取り付けられている。また、アウタロー
タ３５のベース４３の下面部には放射状に突出する断面
が山形状の４枚の羽根４６が形成されており、それらの
羽根４６の間にはステータ３４側まで貫通する通風孔４
７が多数形成されている。

【００２２】さて、外箱２１の上面前部には操作パネル
４８が配設され、操作スイッチ４９ａおよび表示部４９
ｂが設けられている（図４参照）。そして、この操作パ
ネル４８下部には洗濯運転を制御するための制御回路部
５０が配設されている。

【００２３】図４は電気的構成を示すもので、制御回路
部５０は、直流電源回路５１，定電圧回路５２および主
制御回路５３から構成される。直流電源回路５１は交流
電源ＶＡＣを整流・平滑した直流電圧を出力する。主制
御回路５３は、マイクロコンピュータ，Ａ／Ｄ変換器，
ＲＯＭ，ＲＡＭなどから構成されるもので、洗濯運転の
ための制御プログラムが記憶されており、直流電源回路
５１から定電圧回路５２を介して所定の駆動出力が与え
られる。

【００２４】モータ２４の駆動回路としての電子回路ユ
ニット４０は、インバータ回路５４，ベース駆動回路５
５およびモータ制御回路５６から構成される。インバー
タ回路５４は、スイッチング素子としての６個のパワー
トランジスタ５７をブリッジ接続してなるもので、直流
電源回路５１から直流電源ラインＬ１，Ｌ２を介して与
えられる直流出力を回転数に応じた周波数の三相の交流
出力に変換してモータ２４に与えるようになっている。
モータ制御回路５６は、主制御回路５３から与えられる
回転指令信号に基づいてベース駆動回路５５に駆動信号
を与えることによりモータ２４を駆動するもので、モー
タ２４の回転数を検出する回転検出器５８からの検出信
号に応じて回転数の制御を行うように駆動信号を出力す
るようになっている。

【００２５】操作パネル４８の操作スイッチ４９ａおよ
び表示部４９ｂは、入出力回路５９を介して主制御回路
５３に接続されている。そして、操作スイッチ４９ａの
操作に応じた信号が主制御回路５３に入力されると共
に、主制御回路５３からの表示信号に応じて表示部４９
ｂに表示動作を行なわせるようになっている。また、主
制御回路５３には、水位センサなどの各種センサ６０が
接続されていると共に、電磁弁あるいはブザーなどの各
種の負荷を駆動するための負荷駆動回路６１が接続され
ている。

【００２６】なお、インバータ回路５４からモータ２４
のコイル３９に至る給電用のケーブルＬａないしＬｃ
は、インバータ回路５４がステータ３４内の電子回路ユ
ニット４０に配設されている関係から極短い配線となっ
ている。また、制御回路部５０とステータ３４の電子回
路ユニット４０との間には制御用の信号線および直流電
源ラインＬ１，Ｌ２が配設されている。

【００２７】さて、上記構成において、操作スイッチ４
９ａの操作により運転が指示されると、主制御回路５３
は、プログラムを実行して洗濯運転あるいは脱水運転に
応じて各種の負荷を駆動すると共に、モータ制御回路５
６に運転に応じた回転数の指令信号を与えるようにな
る。モータ制御回路５６は、指令信号に基づいた回転数
となるようにベース駆動回路５５を介してインバータ回
路５４に駆動信号を与える。これにより、モータ２４
は、洗濯運転あるいは脱水運転に対応した回転数で回転
駆動されるようになる。

【００２８】そして、このとき、モータ２４のアウタロ
ータ３５が回転することにより、アウタロータ３５に設
けられた羽根４６の斜面に当った空気が下方に押し下げ
られて生ずる負圧に伴い通風孔４７および通風孔４２を
介して図２中矢印Ａで示すような下向きの空気の流れが
発生するようになるので、インバータ回路５４を含めた
電子回路ユニット４０が冷却されるようになり、パワー
トランジスタ５７などから発生する熱が十分放熱される
ようになり、安定した動作を行うことができるようにな
る。この時、羽根４６の断面が山形状であるため、左右
いずれの方向に回転する時も送風機能を発揮することが
できる。

【００２９】このような本実施例によれば、アウタロー
タ形のモータ２４のステータ３４にインバータ回路５４
を含んでなる電子回路ユニット４０を配設する構成とし
たので、外箱２１の背面部に取り付けた従来構成のもの
に比べて省スペース化を図ることができると共に、イン
バータ回路５４のパワートランジスタ５７からモータ２
４のステータ３４に接続される給電用のケーブルＬａな
いしＬｃを短くして配線インピーダンスを低下すると共
に、簡単な構成として給電線の本数を減らすことがで
き、これによって制御用の信号線にノイズなどの悪影響
を与えるのを低減することもできるようになって分離配
線などの複雑な構成が不要になる。

【００３０】また、本実施例によれば、モータ２４のア
ウタロータ３５に羽根４６を設けると共に通風孔４７を
設け、ステータ３４にも通風孔４２を設ける構成とした
ので、アウタロータ３５の回転により発生する送風で電
子回路ユニット４０を強制冷却することができ、放熱効
果を向上させることができるようになる。

【００３１】さらに、モータ２４によりシャフト２６を
直接回転させる所謂ダイレクトドライブ方式としている
ことから、大きいトルクを得るための構成にするために
ステータ３４およびアウタロータ３５の径が大となる構
造としているので、ステータ３４に電子回路ユニット４
０を配設するスペースを十分に確保することができ、イ
ンバータ回路５４のみならず、ベース駆動回路５５およ
びモータ制御回路５６も電子回路ユニット４０内に設け
ることができるようになり、より省スペース化が図れる
ようになる。

【００３２】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形または拡張できる。電子回
路ユニット４０には、ステータ３４の配設スペースに応
じて他の電気部品を配置することができる。脱水と洗濯
を別々に行う二槽洗濯機にも適用できる。撹拌体を伝達
機構を介してモータにより駆動する洗濯機にも適用でき
る。インバータ回路５４は、パワートランジスタ５７以
外にもサイリスタ，トライアック，ＦＥＴ，ＩＧＢＴな
どのスイッチング素子を用いた構成とすることもでき
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の洗濯機に
よれば、次のような効果を得ることができる。すなわ
ち、請求項１記載の洗濯機によれば、モータを回転駆動
するための駆動回路をモータのステータに形成した回路
配設部に配設する構成としたので、駆動回路を本体の背
面部に取り付けた場合に比べて省スペース化を図ること
ができると共に、駆動回路のスイッチング素子からモー
タのステータに接続される給電用のケーブル配線を短く
して給電用ケーブルの配線本数を減らすことができ、ま
た、これによって制御用の信号線がノイズによる悪影響
を受けにくい構成とすることができるので、ノイズ対策
のために分離配線をすることなく、簡単な構成とするこ
とができ、さらに、アウタロータに羽根と通風孔とを形
成したので、アウタロータの回転駆動時にステータの回
路配設部に送風して冷却することができるようになり、
駆動回路部分の放熱効果を向上させることができるとい
う優れた効果を奏する。

【００３４】請求項２記載の洗濯機によれば、ステータ
に通気孔を形成したので、アウタロータの回転駆動時
に、ステータの回路配設部に通気孔を介して空気が循環
させて冷却することができるようになり、駆動回路部分
の放熱効果を向上させることができるという優れた効果
を奏する。

【００３５】

【００３６】請求項３記載の洗濯機によれば、洗濯運転
に対応して回転数が変更可能なモータにより回転対象負
荷を直接回転駆動して各種の洗濯運転を実行する構成と
したので、モータの構成としてトルクを確保するために
アウタロータおよびステータの径が大となる点に着目し
て、そのステータに回路配設部を十分に確保することが
できるようになり、スペースを無駄なく利用して全体と
してコンパクトで省スペース化を図ることができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成の縦断側面図

【図２】要部の縦断側面図

【図３】モータのステータおよびアウタロータを斜め下
方から見た分解斜視図

【図４】電気的構成図

【図５】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

２２は外槽、２３は内槽、２４はモータ、２６はシャフ
ト、２７は中空軸、２８は撹拌体、２９はクラッチフロ
ート、３０は回り止めフロート、３１は導水路、３２は
排水弁、３３は排水流路、３４はステータ、３５はアウ
タロータ、４０は電子回路ユニット（駆動回路）、４１
はプリント基板、４２は通風孔、４４は磁石、４６は羽
根、４７は通風孔、４８は操作パネル、５０は制御回路
部、５１は直流電源回路、５３は主制御回路、５４はイ
ンバータ回路、５５はベース駆動回路、５６はモータ制
御回路、５７はパワートランジスタ（スイッチング素
子）、５８は回転検出器である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 和利 愛知県瀬戸市穴田町991番地 株式会社 東芝 愛知工場内 (56)参考文献 特開 平７−255988（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06F 37/30 D06F 37/40 D06F 39/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗濯運転のための回転対象負荷を駆動す
   るモータを備え、スイッチング素子を含んでなる駆動回
   路により前記モータを駆動するように構成された洗濯機
   において、 前記モータは、アウタロータ形のロータを有する構成と
   され、 前記モータのステータは、前記駆動回路が配設される回
   路配設部を有する構成とされ、 前記モータのロータは、回転駆動時に前記ステータの回
   路配設部に設けられた駆動回路を通る風を発生する羽根
   と、その羽根の近傍に設けられた通風孔とを有すること
   を特徴とする洗濯機。
2. 【請求項２】 洗濯運転のための回転対象負荷を駆動す
   るモータを備え、スイッチング素子を含んでなる駆動回
   路により前記モータを駆動するように構成された洗濯機
   において、 前記モータは、アウタロータ形のロータを有する構成と
   され、 前記モータのロータは、回転駆動時に前記ステータの回
   路配設部に設けられた駆動回路を通る風を発生する羽根
   を有する構成とされ、 前記モータのステータは、前記駆動回路が配設される回
   路配設部を有すると共に、その近傍に回転軸方向に貫通
   する通風孔が形成され、前記アウタロータの回転時にそ
   の通風孔を介して空気が循環するように構成されている
   ことを特徴とする洗濯機。
3. 【請求項３】 モータは、アウタロータの回転速度を洗
   濯運転に対応して変更可能に構成され、その回転軸に直
   結された回転対象負荷を直接回転駆動することにより洗
   濯運転を実行するように構成されていることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の洗濯機。