JP3958697B2 - 衣類乾燥機における回転ドラムの回転制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衣類を回転ドラムに収納させた状態で乾燥運転を行う衣類乾燥機における回転ドラムの回転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の衣類乾燥機として、回転ドラムの回転速度を検出する速度検出手段と、回転ドラムを駆動するモータへの供給電流値を導通角を変化させることで可変する電流可変手段とを備え、回転ドラムの検出回転速度が設定回転速度になるように、電流可変手段によりモータへの供給電流値をフィードバッグ制御するものは知られている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１６４８８４号公報(第３頁、図１)
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転ドラムに収納した衣類の量が多い場合は、ドラム内壁面のリフタ(衣類引掛け用の翼片)から衣類を順に落下させるのに時間がかかるため、衣類の量が少ない場合に比し、回転ドラムの回転速度を遅くすることが望まれる。一方、衣類の量が少ない場合は、単位時間当たりの衣類の落下回数を多くして、乾燥時間を短縮するために、衣類の量が多い場合に比し、回転ドラムの回転速度を速くすることが望まれる。
【０００５】
然し、上記従来例のものでは、回転ドラムへの衣類の収納量に関係なく回転ドラムを一定の速度(設定回転速度)で回転させるようにしている。そして、設定回転速度を衣類の収納量が少ない場合に合わせて比較的速くすると、衣類の収納量が多い場合、リフタから衣類が纏って落下し、乾きむらが発生する可能性が高くなる。逆に、設定回転速度を衣類の収納量が多い場合に合わせて比較的遅くすると、衣類の収納量が少ない場合、単位時間当たりの衣類の落下回数が少なくなり、乾燥時間が長引いてしまう。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、回転ドラムの回転速度を衣類の収納量に応じて変化させることにより、衣類が多量の場合における乾燥むらの発生を防止すると共に、衣類が少量の場合における乾燥時間の短縮を図れるようにした衣類乾燥機における回転ドラムの回転制御装置を提供することをその課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、衣類乾燥機に設ける、衣類を収納する回転ドラムの回転制御装置であって、回転ドラムの回転速度を検出する速度検出手段と、回転ドラムを駆動するモータへの供給電流値を可変する電流可変手段とを備えるものにおいて、回転ドラムの回転速度とモータへの供給電流値との関係を定めた所定の電流変更パターンに基づき、速度検出手段で逐次検出される回転ドラムの検出回転速度に対応する電流値を逐次求める電流算定手段と、モータへの供給電流値が電流算定手段で求めた電流値になるように電流可変手段を制御する制御手段とを備えている。
【０００８】
そして、回転ドラムへの衣類の収納量を所定の標準量にした状態で回転ドラムを所定の標準速度で回転させるのに必要なモータへの供給電流値を標準電流値として、前記電流変更パターンは、回転ドラムの回転速度の上昇に伴い電流値が減少すると共に、標準速度に対応する電流値が標準電流値に等しくなるように設定される。
【０００９】
ここで、衣類の収納量が標準量より少ないと、回転ドラムの回転負荷も減少するため、モータへの供給電流値を標準電流値にした状態ではモータ出力が回転負荷を上回り、回転ドラムの回転速度は標準速度を超えて上昇する。すると、モータへの供給電流値が電流変更パターンに従って標準電流値より減少し、速度上昇が次第に抑えられる。そして、標準速度より高い速度で回転負荷とモータ出力とがバランスし、回転ドラムの回転が安定する。
【００１０】
逆に、衣類の収納量が標準量より多いと、回転ドラムの回転負荷も増加するため、モータへの供給電流値が標準電流値よりも大きくなる速度、即ち、標準速度より低い速度で回転ドラムの回転が安定する。
【００１１】
このように、衣類の収納量が少ない場合には、回転ドラムの定常回転速度が速くなり、そのため、単位時間当たりの衣類の落下回数が増え、乾燥時間が短縮される。一方、衣類の収納量が多い場合には、回転ドラムの定常回転速度が遅くなり、そのため、リフタから衣類を順に落下させるための時間を確保できるようになって、乾燥むらが発生し難くなる。
【００１２】
ここで、標準速度を含む所定の速度範囲内では、衣類の収納量の変化に合わせて回転ドラムの回転速度をきめ細かく変化させるために、電流変更パターンにおける回転ドラムの回転速度変化に対する電流値の変化率を小さく設定することが望ましい。一方、回転ドラムの回転速度変化に対する電流値の変化率を広範な速度範囲に亘って小さく設定すると、モータへの供給電流値を最大電流値から安定回転状態での電流値に減少させるのに必要な速度差が大きくなる。そのため、回転ドラムの起動後、その回転速度が十分に上昇しないうちにモータへの供給電流値を最大電流値から低下させざるを得なくなり、回転ドラムの回転速度の立ち上げに時間がかかる。また、回転ドラムの回転速度のオーバーシュートを生じた場合も、回転速度の低下が遅れて、回転が安定するまでに時間がかかる。
【００１３】
これに対し、電流変更パターンにおける回転ドラムの回転速度変化に対する電流値の変化率を、上記所定の速度範囲から外れた範囲では、該速度範囲内での変化率より大きく設定しておけば、回転ドラムの回転速度が上記速度範囲の近傍に上昇するまで、モータへの供給電流値を最大電流値にして、回転ドラムの回転速度の立ち上げを早くすることが可能になり、また、回転ドラムの回転速度のオーバーシュートを生じたときにも、早く回転速度を低下させて、回転を安定させることができる。
【００１４】
尚、後記する実施形態において、上記電流算定手段に相当するのは図３のＳ５のステップであり、上記制御手段に相当するのは図３のＳ６のステップである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は衣類乾燥機の機体であり、機体１内には、衣類Ｍが投入される回転ドラム２が設けられている。機体１の下面にはフィルタ３ａ付きの給気口３が開設されている。また、回転ドラム２の背面には、フィルタ４ａ付きの排気口４が開設されており、この排気口４に連通する排気ダクト５が機体１内の後部に設けられている。そして、排気ダクト５内に、回転ドラム２内の空気を排気口４を介して排気しつつ、給気口３からの空気を回転ドラム２内に供給する給排気ファン６を配置している。回転ドラム２と給排気ファン６とは、共通の駆動モータ７により、夫々、ベルト２ａ，６ａを介して回転駆動される。
【００１６】
また、機体１内には、回転ドラム２に対する給気口３からの空気の給気通路に位置させて、加熱手段たるバーナ８と、バーナ８の燃焼排ガスを空気と共に温風として回転ドラム２内に導く燃焼筐９とが配置されている。バーナ８に対するガス供給路８ａには、第１と第２の一対の電磁弁１０，１１と、比例弁１２とが介設されている。また、燃焼筐９には、バーナ８に点火する点火電極１３と、失火検知のための第１サーモカップル１４と、過熱検知のための第２サーモカップル１５と、バイメタルスイッチから成る第１オーバーヒートスイッチ１６(作動温度１５０℃)と、回転ドラム２に供給される温風の温度を検出する吹出温センサ１７とが設けられている。
【００１７】
センサ類としては、更に、回転ドラム２のドア１８の開閉を検出するドアスイッチ１９と、回転ドラム２内の衣類Ｍの温度を検出する衣類温センサ２０と、回転ドラム２内の衣類Ｍに接触する一対の電極２１ａ，２１ｂ間の抵抗変化から衣類Ｍの乾燥度合いを検出する電極センサ２１と、排気ダクト５内に配置した排気温センサ２２およびバイメタルスイッチから成る第２オーバーヒートスイッチ２３(作動温度８５℃)と、回転ドラム２に取り付けた磁石２４ａと協働して回転ドラム２の回転を検出するドラム用回転検出器２４と、給排気ファン６に取り付けた磁石２５ａと協働して給排気ファン６の回転を検出するファン用回転検出器２５とが設けられている。
【００１８】
また、機体１の前面の操作パネル２６には、図２に示す如く、電源スイッチ２７、乾燥運転の開始や一時停止を指示するスタートスイッチ２８、衣類の乾燥運転のコース(標準、厚物、デリケート等)を選択するコース選択スイッチ２９および表示ユニット３０が設けられている。機体１内には、操作パネル２６に接続されるマイクロコンピュータから成るコントローラ３１が設けられており、上記各種センサ類からの信号がコントローラ３１に入力されている。
【００１９】
コントローラ３１は、電源スイッチ２７がオンされた状態でスタートスイッチ２８がオンされると、先ず、モータドライバ３２を介して駆動モータ７を起動し、次に、点火電極１３に高電圧を印加して火花放電を生じさせ、この状態で第１と第２の両電磁弁１０，１１を開弁してバーナ８にガスを供給し、バーナ８に点火して乾燥運転を行う。乾燥運転中は、比例弁１２の開度を調節してバーナ８の燃焼量を制御し、回転ドラム２に供給する温風の熱量を運転状態に応じて変化させる。
【００２０】
モータドライバ３２は、双方向性サイリスタ等のパワースイッチング素子を備えており、パワースイッチング素子を用いた導通角制御による導通時間比(電源波形の半周期当たりの導通時間の比)の変化で駆動モータ７への供給電流値を可変するように構成されており、電流可変手段として機能する。
【００２１】
ここで、乾燥運転を適切に行うには、回転ドラム２の回転速度を、回転ドラム２への衣類Ｍの収納量に応じた適切な速度にする必要がある。衣類収納量が標準量(例えば、５ｋｇ)であるときの適切な回転速度を標準速度(例えば、４８ｒｐｍ)とすると、衣類収納量が標準量より少ないときは、回転ドラム２の回転速度を標準速度より速くした方が、単位時間当たりのリフタによる衣類Ｍの落下回数が増して、乾燥時間が短くなる。但し、回転速度を速くすれば良いといっても限度があり、ある程度の回転速度になれば、それ以上速度アップしても乾燥時間は左程短くならず、エネルギーの無駄になる。
【００２２】
また、衣類収納量が標準量より多いときは、回転ドラム２の回転速度を標準速度より遅くした方が、リフタから衣類Ｍを順に落下させるための時間を確保でき、乾燥むらの発生を抑制できる。但し、回転速度を遅くし過ぎたのでは、衣類Ｍが十分に持ち上げられる前にリフタから落下していまい、乾燥時間が長引くことになる。
【００２３】
そこで、本実施形態では、回転ドラム２を衣類Ｍの収納量に応じた所要の回転速度で回転できるように、駆動モータ７への供給電流値をコントローラ３１によりモータドライバ３２を介して制御している。
【００２４】
コントローラ３１による電流制御の詳細は、図３に示す通りであり、電源スイッチ２７がオンされている状態でスタートスイッチ２８がオンされたとき(Ｓ１，Ｓ２)、モータドライバ３２に対し駆動モータ７の起動指令信号を出力する(Ｓ３)。モータドライバ３２は、起動指令信号を受けて、駆動モータ７に導通時間比を１００％にした状態で通電する。これにより、供給電流値を最大電流値にした状態で駆動モータ７が起動されることになる。
【００２５】
駆動モータ７の起動後は、回転ドラム２の回転速度を逐次検出し(Ｓ４)、回転ドラム２の回転速度と導通時間比との関係を定めた所定の導通時間変更パターンに基づき、Ｓ４のステップで検出された回転ドラム２の検出回転速度に対応する導通時間比を算定する(Ｓ５)。そして、モータドライバ３２に対し導通時間比の算定値に対応する導通角の指令信号を出力し(Ｓ６)、モータドライバ３２により導通時間比が算定値になるように導通角を制御する。
【００２６】
上記導通時間変更パターンは、図４(ａ)に示すように、回転ドラム２の回転速度が上昇するのに伴い導通時間比が減少するように設定されている。そして、上記した標準速度ＮＭに対応する導通時間比は、衣類収納量が標準量であるときに回転ドラム２を標準速度ＮＭで回転させるのに必要な標準時間比ＤＭ(例えば、５０％)に設定されている。更に、標準速度ＮＭより速い所定の高速度Ｎａ(例えば、５２ｒｐｍ)に対応する導通時間比が、衣類の収納量を標準量より少ない所定量(例えば、２ｋｇ)にした状態で回転ドラム２を前記高速度Ｎａで回転させるのに必要な導通時間比Ｄａ(例えば、４０％)に等しく、標準速度ＮＭより遅い所定の低速度Ｎｂ(例えば、４６ｒｐｍ)に対応する導通時間比が、衣類の収納量を標準量より多い所定量(例えば、６ｋｇ)にした状態で回転ドラム２を前記低速度Ｎｂで回転させるのに必要な導通時間比Ｄｂ(例えば、５２％)に等しくなるように設定されている。尚、ハンチングを抑制するため、導通時間比は回転速度の所定の変化幅内では一定とし、回転速度がこの変化幅を超えて変化する度に導通時間比が段階的に変化するように設定されている。
【００２７】
また、所定の下限速度ＮＬ(例えば、３８ｒｐｍ)以下では導通時間比が１００％で一定になり、所定の上限速度ＮＨ(例えば、５５ｒｐｍ)以上では導通時間比が所定の下限値(例えば、２０％)で一定になるようにしている。この導通時間変更パターンは、コントローラ３１にデータテーブルとして格納されている。そして、Ｓ５のステップにおいて、Ｓ４のステップで検出された回転ドラム２の回転速度に対応する導通時間比をテーブル検索で算定する。
【００２８】
上記の電流制御によれば、衣類収納量が標準量である場合、回転ドラム２の回転速度と導通時間比は、夫々図４(ｂ)のＭａ線とＭｂ線に示すように変化する。即ち、駆動モータ７の起動で回転ドラム２が回転され始めて、その回転速度が下限速度ＮＬ以上になると、以後回転速度の上昇に伴い導通時間比が段階的に減少される。そして、回転ドラム２の回転加速度が導通時間比の減少による駆動モータ７の出力低下で次第に小さくなり、回転速度が標準速度ＮＭに達して導通時間比が標準時間比ＤＭになったところで、回転負荷と駆動モータ７の出力とがバランスして、回転ドラム２の回転が安定する。
【００２９】
衣類収納量が標準量より少ない(例えば、２ｋｇ)場合は、回転ドラム２の回転速度と導通時間比は、夫々図４(ｂ)のＬａ線とＬｂ線に示すように変化する。即ち、回転ドラム２の回転速度が比較的早く下限速度ＮＬに上昇し、以後導通時間比が段階的に減少されるが、標準速度ＮＭに達して導通時間比が標準時間比ＤＭになっても、駆動モータ７の出力が回転負荷を上回るため、回転ドラム２の回転速度は更に上昇する。そして、回転速度が標準速度ＮＭより高い所定速度Ｎａに達して導通時間比が標準時間比ＤＭより小さな所定時間比Ｄａになったとき、回転負荷と駆動モータ７の出力とがバランスして、回転ドラム２の回転が安定する。
【００３０】
衣類収納量が標準量より多い(例えば、６ｋｇ)場合は、回転ドラム２の回転速度と導通時間比は、夫々図４(ｂ)のＨａ線とＨｂ線に示すように変化する。即ち、回転ドラム２の回転速度が下限速度ＮＬ以上になって、導通時間比が段階的に減少する過程において、回転速度が標準速度ＮＭより低い所定速度Ｎｂになって、導通時間比が標準時間比ＤＭまで減少しない所定時間比Ｄｂになったとき、回転負荷と駆動モータ７の出力とがバランスして、回転ドラム２の回転が安定する。
【００３１】
尚、導通時間比を標準時間比ＤＭに維持する場合も、衣類収納量が標準量より少なければ、回転ドラム２の回転速度は標準速度ＮＭより速くなり、衣類収納量が標準量より多ければ、回転ドラム２の回転速度は標準速度ＮＭより遅くなる。然し、この場合には、回転速度が速すぎたり(衣類収納量が少ないとき)、回転速度が遅すぎたりして(衣類収納量が多いとき)、良好な乾燥運転を行うことができない。これに対し、本実施形態によれば、導通時間変更パターンを適切に設定しておくことにより、回転ドラム２の定常回転速度(回転が安定したときの速度)を衣類収納量に適合した速度に制御できる。
【００３２】
また、衣類収納量の変化による回転ドラム２の定常回転速度の変化範囲にほぼ一致する、標準速度ＮＭを含む所定の速度範囲Ａ内では、衣類収納量の変化に合わせて回転ドラム２の定常回転速度をきめ細かく変化させるため、回転ドラム２の回転速度変化に対する導通時間比の変化率が比較的小さくなるように設定されている。
【００３３】
一方、上記速度範囲Ａから外れた範囲では、回転ドラム２の回転速度変化に対する導通時間比の変化率が比較的大きくなるように設定されている。これにより、導通時間比を１００％から定常状態の時間比に減少させるのに必要な回転ドラム２の回転速度の変化量が小さくなる。その結果、下限速度ＮＬを比較的高く設定して、回転ドラム２の回転速度の立ち上げを早くすることができる。また、衣類収納量が少ない場合、回転ドラム２の回転速度が所定速度Ｎａに対しオーバーシュートする可能性があるが、回転ドラム２の回転速度がオーバーシュートで上記速度範囲Ａを上回ると、導通時間比が大きく低下し、そのため、早く回転速度を低下させて、回転を安定させることができる。
【００３４】
また、回転ドラム２の回転速度の検出は、ドラム用回転検出器２４からの検出パルスの発生周期に基づいて行っても良いが、回転ドラム２の回転速度を高精度に検出するには、ファン用回転検出器２５からの検出パルスの発生周期に基づく検出を行うことが望ましい。即ち、給排気ファン６の回転速度は回転ドラム２より３０倍程度速く、回転ドラム２と給排気ファン６とに取り付ける被検出片２４ａ，２５ａの個数を各１個としても、ファン用回転検出器２５からの検出パルスの発生周期に基づく速度検出を行えば、回転ドラム２に３０個程度の被検出片を取り付けた場合と同様の精度で回転ドラム２の回転速度を検出できる。また、駆動モータ７用の回転検出器を設ける場合は、この回転検出器からの検出パルスの発生周期に基づいて回転ドラム２の回転速度を検出しても良い。
【００３５】
尚、導通時間変化特性における回転ドラム２の回転速度の代換パラメータとして検出パルスの発生周期を用い、検出パルスが発生される度に前回の検出パルスとの時間差、即ち、その時点での検出パルスの発生周期を求め、この周期に対応する導通時間比をテーブル検索するようにしても良い。
【００３６】
また、上記実施形態では、導通角制御による導通時間比の変化で駆動モータ７への供給電流値を変化させるようにしたが、インバータを用いて電流値を変化させるようにしても勿論良い。また、上記実施形態では、回転ドラム２と給排気ファン６とを共通の駆動モータ７で駆動するようにしたが、回転ドラム２と給排気ファン６とを各別のモータで駆動する場合にも同様に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明装置を具備する衣類乾燥機の全体構成図。
【図２】 衣類乾燥機の制御系のブロック図。
【図３】 モータの制御を示すフロー図。
【図４】 (ａ)回転ドラムの回転速度に対する導通時間比(モータ電流)の変更パターンを示すグラフ、(ｂ)回転ドラムの回転速度と導通時間比との変化を示すグラフ。
【符号の説明】
２…回転ドラム ７…駆動モータ ２４，２５…回転検出器(速度検出手段) ３１…コントローラ ３２…モータドライバ(電流可変手段)

Claims (2)

1. 衣類乾燥機に設ける、衣類を収納する回転ドラムの回転制御装置であって、
   回転ドラムの回転速度を検出する速度検出手段と、回転ドラムを駆動するモータへの供給電流値を可変する電流可変手段とを備えるものにおいて、
   回転ドラムの回転速度とモータへの供給電流値との関係を定めた所定の電流変更パターンに基づき、速度検出手段で逐次検出される回転ドラムの検出回転速度に対応する電流値を逐次求める電流算定手段と、
   モータへの供給電流値が電流算定手段で求めた電流値になるように電流可変手段を制御する制御手段とを備え、
   回転ドラムへの衣類の収納量を所定の標準量にした状態で回転ドラムを所定の標準速度で回転させるのに必要なモータへの供給電流値を標準電流値として、前記電流変更パターンは、回転ドラムの回転速度の上昇に伴い電流値が減少すると共に、標準速度に対応する電流値が標準電流値に等しくなるように設定されていることを特徴とする衣類乾燥機における回転ドラムの回転制御装置。
2. 前記電流変更パターンにおける回転ドラムの回転速度変化に対する電流値の変化率を、前記標準速度を含む所定の速度範囲から外れた範囲では、該速度範囲内での変化率より大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の衣類乾燥機における回転ドラムの回転制御装置。

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