JP3254841B2 - 衣類乾燥機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータで回転駆動され
る回転ドラム内へ温風を循環して衣類を乾燥させる衣類
乾燥機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭用の衣類乾燥機は、回転ドラ
ムを回転駆動するモータを位相制御することによって、
電源周波数の５０Ｈｚ，６０Ｈｚ地域に共用できるサイ
クルフリー化が進んでいる。

【０００３】従来、この種の衣類乾燥機は、電源周波数
５０Ｈｚ、６０Ｈｚの異なる条件下で使用しても、回転
ドラムの回転数が同一になるように、回転ドラムの回転
駆動に用いるモータを位相制御している。すなわち、予
め電源周波数５０Ｈｚ，６０Ｈｚそれぞれにおいて、回
転ドラムの設定回転数ごとに位相を決めており、電源周
波数ごとに回転ドラムの設定回転数に応じた所定の位相
をモータに与えて、回転ドラムの回転数を制御するのが
一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の衣類
乾燥機では、通常の回転ドラム回転時において、回転ド
ラムの設定回転数を４０ｒｐｍから４５ｒｐｍに変更す
る場合、電源周波数と設定回転数で決められた所定の位
相をモータに与えていたので、回転ドラムの回転数が設
定の回転数に達するまでに、多くの時間を要するという
問題を有していた。また、電源電圧の変動や、回転ドラ
ム内の衣類の状態や量に対して、回転ドラムの回転数を
設定回転数に保つことは難しく、回転ドラムの回転が不
安定になってしまうという問題を有していた。

【０００５】本発明は上記従来課題を解決するもので、
回転ドラムの回転数を設定回転数にまではやく制御し、
しかも、設定回転数に達した後は外乱に対して影響を受
けずに、回転ドラムの回転数を安定化させることを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、衣類を乾燥させる回転ドラムと、前記回転
ドラム内へ温風を循環させる送風手段と、前記回転ドラ
ム内への送風経路に設けた加熱手段と、前記送風手段ま
たは前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モー
タに直列に接続したパワー半導体素子と、前記回転ドラ
ムまたは前記モータなどの回転数または回転周期を検知
する回転数検知手段と、前記回転ドラムまたはモータな
どの回転数または回転周期の変化量を検知する回転数変
化量検知手段と、前記回転ドラムまたはモータなどの回
転数または回転周期を設定する回転数設定手段と、前記
回転数検知手段の出力と前記回転数設定手段の出力とを
比較する回転数比較手段と、前記回転数比較手段の出力
と前記回転数変化量検知手段の出力により、前記パワー
半導体素子への導通時間の操作量を決める導通時間制御
手段とを備えたものとしている。

【０００７】そして、電源周波数を判定する電源周波数
判定手段を備え、導通時間制御手段は、前記電源周波数
判定手段で判定した電源周波数によりパワー半導体素子
への導通時間の操作量を変えるようにしたことを第１の
課題解決手段としている。

【０００８】また、導通時間制御手段により決まる導通
時間の操作量をモータの現在位相により補正する導通時
間補正手段を備え、導通時間制御手段は、前記導通時間
補正手段の出力により導通時間の操作量を補正するよう
にしたことを第２の課題解決手段としている。

【０００９】

【作用】本発明の第１の課題解決手段により、回転数検
知手段により検知した回転ドラムの回転数と回転数設定
手段からの設定回転数との偏差を回転数比較手段で演算
し、一方、回転数変化量検知手段により回転ドラムの回
転数変化量を演算し、そして偏差と変化量とによりパワ
ー半導体素子の導通時間を操作してモータの回転数を制
御するため、回転ドラムの回転数を目標回転数までオー
バーシュートが少なく制御でき、しかも、外乱に対して
も影響を受けずに制御することができる。

【００１０】また、電源周波数の違いによらず回転ドラ
ムを設定回転数に早く制御することができる。

【００１１】また、第２の課題解決手段により、回転ド
ラムを駆動するモータの現在位相によらず、回転ドラム
を設定回転数にはやく制御することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２を
参照しながら説明する。

【００１３】図に示すように、回転ドラム１は被乾燥物
（衣類）を収容して乾燥させるもので、熱交換型両翼フ
ァン（送風手段）２により回転ドラム１内に熱風を循環
させる。熱交換型両翼ファン２は、回転ドラム１内に熱
風を循環させると同時に外部からの空気を取り入れてフ
ァンを冷却し、回転ドラム１の循環空気を除湿する。Ｐ
ＴＣヒータ（加熱手段）３は、回転ドラム１への送風経
路、すなわち循環空気取り入れ口に配設して循環空気を
加熱する。フィルター４は熱交換型両翼ファン２の送風
経路、すなわち回転ドラム１内の空気の排気口に設けて
いる。糸屑などによりフィルター４が目詰まりすると、
送風量が減ってＰＴＣヒータ３の加熱電力が減少し、乾
燥時間が長くなり乾燥効率も低下する。

【００１４】モータ５は、回転ドラム１と熱交換型両翼
ファン２を回転駆動するもので、モータ５の回転数を制
御することにより回転ドラム１と熱交換型両翼ファン２
の回転数を制御でき、ＰＴＣヒータ３の発熱量を制御で
き電流制御が可能となる。温度検知手段６は、ＰＴＣヒ
ータ３の吸い込み空気温度を検出するものである。回転
検知手段７は、回転ドラム１の回転状態を検知するもの
で、回転ドラム１に磁石８を３〜６個取り付け、磁気セ
ンサ（図示せず）を本体部に固定して回転ドラム１の回
転状態を検知する。

【００１５】回転制御部９はモータ５の回転数を制御す
るもので、モータ５に直列に接続した双方向性サイリス
タなどのパワー半導体素子９０と、回転検知手段７の出
力により回転ドラム１の回転数を検知する回転数検知手
段９１と、回転数検知手段９１で回転ドラム１の回転数
を検知するたびにその変化量を検知する回転数変化量検
知手段９２と、回転ドラム１の回転数を設定する回転数
設定手段９３と、回転数検知手段９１の出力と回転数設
定手段９３の出力とを比較する回転数比較手段９４と、
回転数変化量検知手段９２の出力と回転数比較手段９４
の出力によりパワー半導体素子９０の導通時間の操作量
を決める導通時間制御手段９５と、電源周波数を判定す
る電源周波数判定手段９６と、導通時間制御手段９５に
より決まる導通時間の操作量をモータ５の現在位相によ
り補正する導通時間補正手段９７とで構成している。

【００１６】回転制御部９では、回転数検知手段９１に
より検知した回転ドラム１の回転数と回転数設定手段９
３からの設定回転数との偏差を回転数比較手段９４で演
算し、一方、回転数変化量検知手段９２により回転ドラ
ム１の回転数変化量を演算し、そして偏差と変化量とに
よりパワー半導体素子９０の導通時間を操作量θだけ操
作してモータ５の回転数を制御する。モータ５の回転数
を制御する方法としては位相制御が考えられる。

【００１７】図３(a)〜(d)は、モータ５の回転数を制御
する位相制御を示すタイミングチャートである。図３
(a)に示すような交流波形に対して、ゼロクロス信号発
生手段８０により図３(b)に示すようなゼロクロス信号
を発生し、このゼロクロス信号を基準にして、図３(c)
に示すように、時間Ｔaだけ遅れた駆動信号によりワー
半導体素子９０をオンさせることにより、モータ５に
は、図３(d)に示すように、（Ｔb＋Ｔc）の期間だけ電
圧が印加される。すなわち、パワー半導体素子９０への
導通時間をθだけ操作して時間Ｔaを変えることによ
り、モータ５の回転数を制御するものである。

【００１８】ここで、つぎのゼロクロス信号が入力され
るまでパワー半導体素子９０をオンさせると、ゼロクロ
ス信号がずれた場合のつぎの半波が全部オンして位相制
御できなくなるという不具合を避けるために、つぎのゼ
ロクロス信号より時間Ｔｃだけ前でオフするようにして
いる。時間Ｔcは、電源周波数判定手段９６により判定
された結果により、電源周波数ごとに決められた固定し
た時間である。ここで、偏差と変化量により、パワー半
導体素子９０への導通時間の操作量を決めるルールテー
ブルの一例を（表１）に示している。ただし、（表１）
において、導通時間の操作量の単位はマイクロ秒であ
る。

【００１９】

【表１】

【００２０】設定回転数と現在回転数の偏差と回転数の
変化量で直接パワー半導体素子９０への導通時間を操作
するので、設定回転数に対して回転ドラム１を素早く制
御することができる。たとえば、回転ドラム１の現在回
転数が設定回転数より高く、変化量が増加しているとき
は、パワー半導体素子９０への導通時間を短くし、現在
回転数が設定回転数より低く、変化量が減少していると
きは、パワー半導体素子９０への導通時間を長くする。
また、現在回転数が設定回転数より高く、変化量が減少
しているときや、現在回転数が設定回転数より低く、変
化量が増加しているときは、偏差と変化量に応じてパワ
ー半導体素子９０への導通時間を操作する。

【００２１】電流検知手段１０は、カレントトランス１
１と電流−電圧変換回路１２とで構成し、ＰＴＣヒータ
３の入力電流を検知し、その出力を電流比較設定手段１
３に入力する。電流比較設定手段１３は、ＰＴＣヒータ
３の設定電流値と電流検知手段１０の出力とを比較し、
その出力を回転数設定手段９３に入力して設定回転数を
制御する。ここで、回転数設定手段９３により設定され
る設定回転数は、ＰＴＣヒータ３の電流が所定の電流値
以上または以下にならない風量になるように設定する。
なお、１５は交流電源であり、リレーの接点１６ａ、１
６ｂを介してＰＴＣヒータ３ａ、３ｂにそれぞれ直列に
接続している。

【００２２】上記構成において図４から図６を参照しな
がら動作を説明する。図４のステップ３０で初期設定し
た後、ステップ３１でモータ５をオンし、ステップ３２
で起動シーケンスを実行する。つぎに、ステップ３３で
ＰＴＣヒータ３をオンし、ＰＴＣヒータ３の入力電流が
安定するまで待つために、ステップ３４で定時間（たと
えば１分）遅延する。ステップ３５からステップ３８ま
では、ＰＴＣヒータ３の入力電流が設定電流値となるよ
うに設定回転数を制御する電流制御（ステップ３５）
と、回転検知手段７により回転検知信号が検知されるた
びに回転ドラム１が設定回転数になるように制御する回
転制御（ステップ３７）を運転終了まで行う。

【００２３】図５は、回転制御ルーチンの動作フロチャ
ートを表したものである。まず、ステップ７０で電源周
波数判定手段９６により電源周波数が５０Ｈｚか６０Ｈ
ｚかを判定する。ステップ７１で回転周期Ｔを検出し、
ステップ７２で回転周期の変化量ΔＴを検出する。ステ
ップ７３では回転数比較手段９４により設定回転周期Ｔ
Sと現在の回転周期Ｔとの偏差Ｔｅを演算する。ステッ
プ７４で、回転周期の偏差Ｔｅと変化量ΔＴとに基づ
き、導通時間制御手段９５によりパワー半導体素子９０
を導通するまでの時間Ｔaを決定する。

【００２４】また、ステップ７５で、ステップ７０で行
った電源周波数判定に基づき、パワー半導体素子９０を
導通するまでの時間ＴaをＴa'に補正する。この導通す
るまでの時間の補正は、たとえば、５０Ｈｚ時において
は、導通時間制御手段９５で決定したパワー半導体素子
９０への操作量を１.２倍し、６０Ｈｚ時においてはそ
のまま補正しない。

【００２５】さらに、ステップ７６で、導通時間補正手
段９７の出力により、モータ５の現在出力中の位相角に
応じて、パワー半導体素子９０を導通するまでの時間Ｔ
a'をＴa"に補正する。この導通するまでの時間は、位相
制御でのモータ位相角と回転ドラム１の回転数を示す特
性より補正する。すなわち、図６に示すように、位相角
によって同じだけの位相角を操作しても、回転ドラム１
の回転数は同じようには変化しなので、たとえば、位相
角３０〜６０度または１２０〜１５０度のときは、操作
量を２倍に補正し、位相角が６０〜１２０度のときは、
そのままの操作量でパワー半導体素子９０の導通時間を
操作する。

【００２６】なお、本実施例では、回転ドラム１と熱交
換型両翼ファン２を１個のモータ５で駆動する場合を示
したが、それそれを駆動するためのモータを設ける２モ
ータ方式でも同様の効果がある。

【００２７】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、衣類を乾燥させる回転ドラムと、前記回転ド
ラム内へ温風を循環させる送風手段と、前記回転ドラム
内への送風経路に設けた加熱手段と、前記送風手段また
は前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モータ
に直列に接続したパワー半導体素子と、前記回転ドラム
または前記モータなどの回転数または回転周期を検知す
る回転数検知手段と、前記回転ドラムまたはモータなど
の回転数または回転周期の変化量を検知する回転数変化
量検知手段と、前記回転ドラムまたはモータなどの回転
数または回転周期を設定する回転数設定手段と、前記回
転数検知手段の出力と前記回転数設定手段の出力とを比
較する回転数比較手段と、前記回転数比較手段の出力と
前記回転数変化量検知手段の出力により、前記パワー半
導体素子への導通時間の操作量を決める導通時間制御手
段とを備えたから、回転ドラムおよび送風手段の回転数
を設定回転数までオーバーシュートが少なく制御でき、
しかも、外乱に対しても影響を受けずに制御することが
できる。また同時に、衣類乾燥機の消費電流を一定値以
下に保つようにドラムおよび送風手段の回転数を設定す
ることができて、ブレーカが動作しないようにできる。

【００２８】そして、電源周波数を判定する電源周波数
判定手段を備え、導通時間制御手段は、前記電源周波数
判定手段で判定した電源周波数によりパワー半導体素子
への導通時間の操作量を変えるようにしたから、電源周
波数の違いに影響されることなく、回転ドラムおよび送
風手段の回転数を制御できる。

【００２９】また、導通時間制御手段により決まる導通
時間の操作量をモータの現在位相により補正する導通時
間補正手段を備え、導通時間制御手段は、前記導通時間
補正手段の出力により導通時間の操作量を補正するよう
にしたから、モータの現在位相に関係なく、すなわち、
電源電圧のばらつき、回転ドラムの重さのばらつき、回
転ドラム内の布量の違いなどに影響されることなく、回
転ドラムの回転数を設定回転数にはやく制御することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の衣類乾燥機のブロック図

【図２】同衣類乾燥機の断面図

【図３】(a)〜(d) 同衣類乾燥機の位相制御を示すタイ
ミングチャート

【図４】同衣類乾燥機の動作を説明するフローチャート

【図５】同衣類乾燥機の回転制御ルーチンの動作フロチ
ャート

【図６】同衣類乾燥機のモータの位相角とドラム回転数
の相関を示す図

【符号の説明】

１ 回転ドラム ２ 熱交換型両翼ファン（送風手段） ３ ＰＴＣヒータ（加熱手段） ５ モータ ９０ パワー半導体素子 ９１ 回転数検知手段 ９２ 回転数変化量検知手段 ９３ 回転数設定手段 ９４ 回転数比較手段 ９５ 導通時間制御手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−170094（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−240499（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−317588（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−86898（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−317592（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−317591（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−367700（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06F 58/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衣類を乾燥させる回転ドラムと、前記回
   転ドラム内へ温風を循環させる送風手段と、前記回転ド
   ラム内への送風経路に設けた加熱手段と、前記送風手段
   または前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モ
   ータに直列に接続したパワー半導体素子と、前記回転ド
   ラムまたは前記モータなどの回転数または回転周期を検
   知する回転数検知手段と、前記回転ドラムまたはモータ
   などの回転数または回転周期の変化量を検知する回転数
   変化量検知手段と、前記回転ドラムまたはモータなどの
   回転数または回転周期を設定する回転数設定手段と、前
   記回転数検知手段の出力と前記回転数設定手段の出力と
   を比較する回転数比較手段と、前記回転数比較手段の出
   力と前記回転数変化量検知手段の出力により、前記パワ
   ー半導体素子への導通時間の操作量を決める導通時間制
   御手段と、電源周波数を判定する電源周波数判定手段を
   備え、前記導通時間制御手段は、前記電源周波数判定手
   段で判定した電源周波数によりパワー半導体素子への導
   通時間の操作量を変えるようにした衣類乾燥機。
2. 【請求項２】 衣類を乾燥させる回転ドラムと、前記回
   転ドラム内へ温風を循環させる送風手段と、前記回転ド
   ラム内への送風経路に設けた加熱手段と、前記送風手段
   または前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記モ
   ータに直列に接続したパワー半導体素子と、前記回転ド
   ラムまたは前記モータなどの回転数または回転周期を検
   知する回転数検知手段と、前記回転ドラムまたはモータ
   などの回転数または回転周期の変化量を検知する回転数
   変化量検知手段と、前記回転ドラムまたはモータなどの
   回転数または回転周期を設定する回転数設定手段と、前
   記回転数検知手段の出力と前記回転数設定手段の出力と
   を比較する回転数比較手段と、前記回転数比較手段の出
   力と前記回転数変化量検知手段の出力により、前記パワ
   ー半導体素子への導通時間の操作量を決める導通時間制
   御手段と、前記導通時間制御手段により決まる導通時間
   の操作量をモータの現在位相により補正する導通時間補
   正手段を備え、前記導通時間制御手段は、前記導通時間
   補正手段の出力により導通時間の操作量を補正するよう
   にした衣類乾燥機。