JP4162580B2 - 乾燥機能付き洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＴＣヒータを備えた乾燥機能付き洗濯機に関する。

乾燥機能付き洗濯機においては、例えば、縦型の脱水兼用洗濯機に乾燥機能を付加したものがある。このものでは、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータからなるヒータを備えると共に、風を生成する手段とを備えていて、これらにより温風を生成し、槽内の衣類を乾燥させるようにしている。風を生成する手段としては、ファンを備えたタイプもあるし、最近では、脱水槽を高速回転させることで風を生成するタイプもある。なおＰＴＣヒータを用いる理由は、自己温度制御性があり、温度制御を必要とせず、定温度制御が図れるところにあり、構成が簡単で、しかも過度に温度が高くならないから遮熱対策も軽くできる利点がある。このＰＴＣヒータでは、電源が与えられると、低い温度で（風が通過すると）、ジュール熱により自己発熱し、その発熱により抵抗が大きくなって、電流が流れにくくなり、温度が下がる。温度が下がると抵抗が小さくなり、電流が流れて発熱することで、自己温度制御特性が得られる。なお、ＰＴＣヒータではなく、ニクロム線ヒータを用いた洗濯乾燥機として特許文献１がある。
特開平４−８２５８９号公報

ところで、乾燥機能付き洗濯機においてＰＴＣヒータを通断電するリレーなどのヒータ通断電制御部の異常（接点溶着異常など）を検知することが要望されている。この場合、ＰＴＣヒータに流れる電流を電流検出器にて検出し、その検出電流値にて前記ヒータ通断電制御部の異常を検知する構成とすることが一般的である。しかし、ＰＴＣヒータはこれを通過する風量によって電流値が大きく変化するため、上述の異常を検知するのは困難であった。しかも電流検出器を備えた構成ではコストも高くなる。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒータとしてＰＴＣヒータを用いたものにおいて、ヒータ通断電制御部の異常を、簡単な構成で検知でき、しかもコストの低廉化も図ることができる乾燥機能付き洗濯機を提供するにある。

本発明は、次の点に着目してなされている。ＰＴＣヒータからなるヒータの通断電制御部が異常（例えばリレースイッチの接点溶着など）を来たした場合には、ヒータが断電されるべきときでもヒータが通電されたままとなる。ヒータ制御停止時（ヒータが断電されるべきとき）にヒータが発熱すると、ヒータ近傍の温度例えばヒータを通った風の温度が上昇する。これをもってヒータ通断電制御部の異常発生と判定できる。

この点に着目した請求項１の発明は、ＰＴＣヒータからなるヒータと、このヒータを通断電制御するヒータ通断電制御部と、風を生成する手段とを備え、前記ヒータに風を通過させて温風を生成する乾燥機能付き洗濯機において、
前記ヒータの風下側に設けられて空気の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサに基づいて前記ヒータの制御停止時における温度上昇度合いを検出しその検出結果が異常判定値より大であることをもって前記ヒータ通断電制御部の異常を検知する構成とし、
温度上昇度合いは、風呂水給水以外の場合には運転開始時点で検知した初期温度とこの検知から所定時間後に検知した温度との差であり、風呂水給水の場合には風呂水給水完了時点で検知した初期温度とこの検知から所定時間後に検知した温度との差であるところに特徴を有する。
また、請求項２の発明は、ＰＴＣヒータからなるヒータと、このヒータを通断電制御するヒータ通断電制御部と、風を生成する手段とを備え、前記ヒータに風を通過させて温風を生成する乾燥機能付き洗濯機において、
前記ヒータの風下側に設けられて空気の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサに基づいて前記ヒータの制御停止時における温度上昇度合いを検出しその検出結果が異常判定値より大であることをもって前記ヒータ通断電制御部の異常を検知する構成とし、
風を生成する手段として脱水槽を利用するように構成され、
ヒータ通断電部の異常が検知されたときには、脱水時における脱水槽の回転速度をヒータの発熱が高くならない回転速度に設定したところに特徴を有する。

この発明によれば、ヒータ通断電制御部に異常があると、ヒータ制御停止時において温度センサで検出した温度上昇度合いが異常判定値より大きくなるから、これをもってヒータ通断電制御部の異常発生を検知できる。この場合、ヒータ電流を検出する方式と違い異常を確実に検知できる。しかも、温度センサを設ける程度の構成であるので、電流検出器を用いる構成に比して、構成の簡単化、及びコストの低廉化に寄与できる。

以下、本発明の第１の実施例を図１ないし図４を参照して説明する。図２に示すように、乾燥機能付き洗濯機１の外郭をなす外箱２は、底板２ａに開口部２ｂを有するもので、内部には、有底円筒状の水受槽３が配置されている。この水受槽３は前記外箱２の上部から吊下された複数本の吊り棒４にダンパスプリング４ａを介して揺動可能に弾性支持されている。この水受槽３の上端部には円環状の水槽カバー５が固定されている。

水受槽３内には、有底円筒状の洗濯槽及び脱水槽を兼用する回転槽６が配置されている。この回転槽６には、その内面の略全域に脱水孔６ａが形成されると共に、上端部には円環状のバランスリング６ｂが固定され、下端部（内底部）には撹拌体７が配置されている。そして、この回転槽６、及び撹拌体７は軸８ａ、８ｂ、及びクラッチ機構（図示せず）等を介して洗濯モータ９に連結されている。洗濯モータ９は、水受槽３の底板３ａに固定されている。この場合、洗濯モータ９は、インバータにより可変速駆動制御されるブラシレスモータにより構成されるもので、洗い、すすぎ時には撹拌体７を正逆方向へ低速回転させ、脱水、乾燥時には回転槽６と撹拌体７との双方を一方向へ同期高速回転（以下、単に高速回転と称する。）させる。なお、前記水受槽３の底板３ａには、前記洗濯モータ９の以外に、水受槽３内の洗濯水を排出する排水弁１０が設けられている。

外箱２の上端部にはトップカバー１１が固定されている。このトップカバー１１は外箱２の上端部を周回する矩形枠状をなすものであり、トップカバー１１の中央部には投入口１１ａが一体形成されると共に、当該トップカバー１１には前記投入口１１ａを開閉する蓋１２がヒンジ１２ａを介して回動可能に取付けられている。また、このトップカバー１１の後部には、回転槽６内へ給水するための給水弁１３（図１参照）、及び当該回転槽６内へ外気を取り入れるための空気流路１４が配設されている。

空気流路１４は、前記トップカバー１１の背面に位置させて吸入口１４ａを有し、且つ前記回転槽６の上方を臨むように位置させて吐出口１４ｂを有する全体としては前記回転槽６方向へ下降傾斜する長尺で屈曲した四角筒状をなすものである。そして、空気流路１４内には前記トップカバー１１の奥行き方向における背面から前面に向かう方向で、風を生成する手段としてのファン１５、及びＰＴＣヒータからなるヒータ１６が夫々配設されている。上記ファン１５はファンモータ１５ａにより駆動されるようになっている。なお、空気流路１４の吸入口１４ａには通気性あるカバー１７が設けられている。また、空気流路１４においてヒータ１６に対する風下側には、例えばサーミスタからなる温度センサ２９が配設されていて、空気温度を検出する。

図１には電気的構成を示している。制御回路１８は、マイクロコンピュータやＡ／Ｄコンバータを有して構成されている。例えば１００Ｖの交流電源１９には、直流電源回路２０が接続されており、この直流電源回路２０により、制御用の直流電源を形成して前記制御回路１８をはじめとした制御機器に与えるようになっている。また、上記交流電源１９は電源リレー回路２１を介して駆動回路２２〜２７に交流電源を与えるようになっている。電源リレー回路２１は、ユーザーにより電源スイッチ回路２８のスイッチ（図示せず）がオンオフ操作されると、制御回路１８によりオンオフされる構成となっている。

この駆動回路２２〜２７は、リレースイッチなどを有して構成されており、特に駆動回路２２はヒータ１６を、また、駆動回路２３はファンモータ１５ａをオンオフするものである。制御回路１８はこれら駆動回路２２〜２７にオン指令あるいはオフ指令を与えることにより前記ヒータ１６及びファンモータ１５ａ、給水弁１３、排水弁１０、洗濯機モータ９、風呂水ポンプ３０を通断電制御する。ここで、前記ヒータ１６オンオフ用のリレースイッチを含む駆動回路２２、前記電源リレー回路２１からこの駆動回路２２までの通電路、駆動回路２２にオンオフ指令を出力する制御回路１８などの、ヒータ１６の通断電を制御する部分を、ヒータ通断電制御部１６Ａという。また、前記ファンモータ１５ａオンオフ用のリレースイッチを含む駆動回路２３、前記電源リレー回路２１からこの駆動回路２３までの通電路、駆動回路２３にオンオフ指令を出力する制御回路１８などの、ファンモータ１５ａの通断電を制御する部分を、ファン通断電制御部１５Ａという。

スイッチ入力部３１は、図示しない操作パネルに設けられた一時停止兼用スタートスイッチや、コース選択スイッチなどの各種スイッチを備えており、各スイッチに対応したスイッチ信号を出力して制御回路１８に与える。表示部３２は例えばＬＥＤやＬＯＤディスプレーを備えてなるものであり、制御回路１８によって制御される。またブザー３３も制御回路１８によって制御される。さらに、不揮発性メモリ３４はＥＥＰＲＯＭなどからなるもので、制御回路１８により書き込み及び読み出しがなされる。回転センサ３５は洗濯機モータ９の回転速度を検出するもので、従って脱水時に該洗濯機モータ９と同期回転する回転槽６の回転速度も検出し、その検出結果を制御回路１８に与える。水位センサ３６は回転槽６内の水位を検出するもので、その検出結果を制御回路１８に与える。

さて、上述したように構成された乾燥機能付き洗濯機１において、制御回路１８は、洗濯運転においては、回転槽６の停止状態で撹拌体７を正逆方向への低速回転（例えば４０ｒｐｍ）させる洗濯行程、及びすすぎ行程等が終了すると、次に脱水行程へと移行する。脱水行程は、前述の通り、前記回転槽６と撹拌体７との一方向への高速回転（例えば９００ｒｐｍ）がなされるものである。このとき、ファンモータ１５ａも通電されて、水受槽３及び外箱２の結露を防止するようになっている。

これらの洗濯運転が終了後、ユーザーが乾燥運転の使用を選択すると、この選択された乾燥運転を開始する。この場合の乾燥運転においては、ヒータ１６及びファンモータ１５ａが通電されることにより、ファン１５により風が生成されて、外気が空気流路１４を介して取り入れられる。そして、ヒータ１６によりその風が温風化されて、図２に矢印で示すように、回転槽６内に流入し、そして、回転槽６内を循環した後、脱水孔６ａから水受槽３内に出て、上昇し、水槽カバー５を経て水受槽３と外箱１との間を下降し、開口部２ｂを経て外部へと流出する。なお、回転槽６の高速回転とは回転槽６及び撹拌体７の同期高速回転を、回転槽６の低速回転とは回転槽６及び撹拌体７の同期低速回転を、撹拌体７の撹拌回転とは回転槽６の停止状態での撹拌体７の単独回転を夫々いうものである。

さて、ヒータ１６のヒータ通断電制御部１６Ａの異常検知に関連する制御を図３及び図４のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１において洗濯運転が開始された（スタートスイッチが押された）ことが判断されると、温度センサ２９により検出した初期温度を取得すると共に検知タイマ（ソフトタイマ）をカウント開始し（ステップＳ２）、そしてヒータオフ指令中か（制御回路１８自身が駆動回路２２に対してオフ指令を出力しているか）を判断する。ヒータオフ指令中であれば、この洗濯機１がファン１５を備えたタイプであるか否かを判断する（ステップＳ４）。この判断の主旨は、この異常検知に関連する制御プログラムを、回転槽６回転を風生成手段に利用するタイプの洗濯機にも共通に使用できるようにするためである。

本実施例では前記ステップＳ４にてファン１５を備えたタイプであると判断され、回転槽６が回転センサ３５に基づいて回転中であるか否かが判断される。なお、回転槽６は脱水時に回転される。前記ステップＳ２の初期温度取得から検知タイマが３分を経過すると（ステップＳ６の「ＹＥＳ」）、この現在温度（時点の温度）を取得し（ステップＳ７）、現在温度から初期温度を差し引いた温度差が５℃以上であるか否かを判断し（ステップＳ８）、５℃以上であると、ヒータ通断電制御部１６Ａの異常を検知し、その異常をブザー３３あるいは表示部３２又はその両方により報知する（ステップＳ９）。

このように異常を検知できる理由は、次にある。つまり、ヒータオフ指令中においては正常であればヒータ１６は通電されない。しかし、駆動回路２２のリレースイッチ溶着などの異常が発生していると、このヒータ１６が通電されてしまう。すると、温度センサ２９で検出する温度の上昇度合いが大となる。この上昇度合いに対する異常判定値は、例えば上述した「３分間で５℃以上温度上昇」であり、この条件に該当すれば、ヒータ通断電制御部１６Ａ異常であることが検知されるものである。

前記ステップＳ９の次に、ステップＳ１０で、「ファンありタイプにおいてヒータ通断電制御部異常あり」を不揮発性メモリ３４に記憶させ、その後、ステップＳ１１で運転を一時停止する。
ここで、ステップＳ５において、回転槽６が回転中でない（洗濯運転など）と判断されると（ステップＳ５の「ＮＯ」）、ファンモータ１５ａにも異常が発生したか否かを検知するルーチン（ステップＳ１２〜ステップＳ２０）に移行する。ステップＳ１２に移行して風呂水給水であるか否かを判断し、風呂水でないとすると、ステップＳ２の検知タイマ開始から１分経過したとき（ステップＳ１３で判断）、現在の温度を取得する（ステップＳ１４）。そして現在温度から初期温度を差し引き、その温度差が１０℃以上であれば、ヒータ１６の通断電制御部及びファンモータ１５ａの通断電制御部の異常を検知し、その異常をブザー３３あるいは表示部３２又はその両方により報知する（ステップＳ１６）。そして、「ヒータ１６の通断電制御部及びファンモータ１５ａの通断電制御部に異常有り」を不揮発性メモリ３４に記憶させ（ステップＳ１７）、電源リレー回路２１をオフする（ステップＳ１８）。上述の異常判定基準値は「１分間で１０℃以上の温度上昇」である。これは、ファンモータ１５ａが通電されたままにあるという異常の場合には、ファン１５による強い送風によってヒータ１６が多く発熱し、急激に温度上昇するものであり、これを見越して設定した異常判定基準値である。

上記ステップＳ１２で風呂水給水中であることが判断されると、風呂水給水の完了を待って（ステップＳ１９）、初期温度を取得し直し、且つ検知タイマをリセットする（ステップＳ２０）。この主旨は、風呂水が給水されると、これによって空気温度が温度上昇するから、風呂水給水完了してからの温度を初期温度とすることで、誤検知を防止するところにある。

また、ステップＳ１において運転開始前の状態であることが判断されると（ステップＳ１の「ＮＯ」）、電源リレー回路２１がオンであれば（ステップＳ２１の「ＹＥＳ」）、不揮発性メモリ３４の内容を読み出し（ステップＳ２２）、読み出し動作が正常であれば（ステップＳ２３で判断）、ステップＳ２４に移行する。このステップＳ２４では、ヒータ通断電制御部１６Ａの異常を検知した後であるか否かを判断し、検知した後であれば、ステップＳ２５に移行して脱水回転速度を最大で５００ｒｐｍに設定する。これの主旨は、ヒータ通断電制御部１６Ａが異常である（ヒータ１６が通電されたまま）から、回転槽６の脱水回転速度が５００ｒｐｍ以上であると風が生成されてヒータ１６が発熱してしまう。従って、異常状態のヒータ１６が発熱しない程度で、しかも脱水は可能な回転速度５００ｒｐｍに最大値として設定する。

ヒータ通断電制御部１６Ａ及びファン通断電制御部１５Ａに異常がない場合（ステップＳ２４の「ＮＯ」〜ステップＳ２６の「ＹＥＳ」）には、リターンする。ステップＳ２６にて、読み出し内容がヒータ通断電制御部１６Ａ及びファン通断電制御部１５Ａに異常がある場合には、ヒータ異常及びファン異常を報知し（ステップＳ２７）、電源リレー回路２１をオフする（ステップＳ２８）。つまり、ヒータ通断電制御部１６Ａ及びファン通断電制御部１５Ａに異常があると、発熱すべき以外のときに発熱するから、直ちに電源を切るものである。

ここで、ステップＳ４の「ＮＯ」に続くステップＳ２９、ステップＳ３０は、風を生成する手段としてファンを持たずに回転槽６の回転により風を生成するタイプの乾燥機能付き洗濯機において実行されるものである。これについては後述する第２の実施例において述べる。
このような第１の実施例によれば、ヒータ通断電制御部１６Ａに接点溶着や接点オンロックなど異常があると、ヒータ制御停止時において温度センサ２９で検出した温度上昇度合いが異常判定値より大きくなるから、これをもってヒータ通断電制御部１６Ａの異常発生を検知できる。この場合、ヒータ電流を検出する方式と違い異常を確実に検知できる。しかも、温度センサ２９を設ける程度の構成であるので、電流検出器を用いる構成に比して、構成の簡単化、及びコストの低廉化に寄与できる。

また、本実施例によれば、ヒータ１６の制御停止時において、回転槽６の回転時とそれ以外の時とで異常判定値を変更するようにしたから、ヒータ通断電制御部１６Ａ単独の異常と、それ以外の異常（ヒータ通断電制御部１６Ａ及びファン通断電制御部１５Ａの異常）とを区別して検知することができる。
さらに本実施例によれば、回転槽６の脱水回転時に該ファン１５も回転させるように構成し、ヒータ１６の制御停止時での回転槽６の回転時における温度上昇度合いが異常判定値より大であることをもってヒータ通断電制御部１６Ａの異常を検知し、ヒータ１６の制御停止時での回転槽６回転停止時における温度上昇度合いが異常判定値より大であることをもってヒータ通断電制御部１６Ａ及びファン通断電制御部１５Ａの異常を検知するようにしたから、ヒータ通断電制御部１６Ａのみならずファン通断電制御部１５Ａの異常も良好に検知できる。つまり、ファン１５が回転される行程はヒータ１６も通電されるところの乾燥行程であるが、本実施例のように回転槽６が回転されるときにもファン１５も回転されることを利用して、ファン通断電制御部１５Ａの異常も検知できるものである。詳述すれば、ヒータオフ指令中であって回転槽６も停止時（このときファンオフ指令中である）であるにもかかわらず異常な温度上昇度合いが示されれば、ヒータ１６が通電されたままであって且つファンモータ１５ａも通電されたままであると判断されるから、ヒータ通断電制御部１６Ａ及びファン通断電制御部１５Ａの異常であることが検知されるものである。

さらにまた、本実施例によれば、温度上昇度合いを、風呂水給水以外の場合には運転開始時点で検知した初期温度とこの検知から所定時間後に検知した温度との差とし、風呂水給水の場合には風呂水給水完了時点で検知した初期温度とこの検知から所定時間後に検知した温度との差としたから、風呂水による温度影響を受けずに、ヒータ通断電制御部１６Ａやファン通断電制御部１５Ａの異常を検知することができ、誤検知を防止できる。

図５は本発明の第２の実施例を示すものであり、この乾燥機能付き洗濯機４１では、風を生成する手段としてファンではなく、回転槽６の回転により（回転槽６を利用して）風を生成する手段を構成している。ただし、この洗濯機４１においても、図３及び図４の検知制御を実行する構成としている。同一構成あるいは同一機能部分には図２と同じ符号を付している。

しかして、この図５の乾燥機能付き洗濯機４１では、前記図３及び図４において、ステップＳ４の「ＮＯ」に続くステップＳ２９、ステップＳ３０のルーチンが実行されることになる。つまり、ステップＳ４でファンを備えたタイプではないことが判断されるので、ステップＳ２９で回転槽６が回転中であるかを判断し、回転中であれば、その回転速度が５００ｒｐｍ以上か否かを判断する。この判断の主旨は、回転速度５００ｒｐｍ以上では槽内の衣類の量にあまり関係なく風が生成される回転速度である。つまり、ヒータオフ指令中（ステップＳ３）であって風が生成される状況となったところで、温度上昇度合いと「３分で５℃以上」の異常判定値とを比較し、その温度上昇度合いが異常判定値より大であれば（ステップＳ８の「ＹＥＳ」）、ファンなしタイプの乾燥機能付き洗濯機においてヒータ通断電制御部１６Ａの異常を検知できる。

なお、駆動回路２２、２３はリレースイッチを備えた構成でなく、トランジスタやトライアックなどの半導体スイッチを備えた構成でも良い。

本発明の第１の実施例を示す電気的構成のブロック図 洗濯機全体の縦断側面図 異常検知制御内容を示すフローチャート（その１） 異常検知制御内容を示すフローチャート（その２） 本発明の第２の実施例を示す洗濯機全体の縦断側面図

符号の説明

図面中、１は乾燥機能付き洗濯機、６は回転槽（脱水槽）、９は洗濯機モータ、１４は空気流路、１５はファン、１５ａはファンモータ、１５Ａはヒータ通断電制御部、１６はヒータ、１６Ａはファン通断電制御部、１８は制御回路、２１は電源リレー回路、２２〜２６は駆動回路、２９は温度センサ、３０は風呂水ポンプ、４１は乾燥機能付き洗濯機を示す。

Claims (2)

1. ＰＴＣヒータからなるヒータと、このヒータを通断電制御するヒータ通断電制御部と、風を生成する手段とを備え、前記ヒータに風を通過させて温風を生成する乾燥機能付き洗濯機において、
   前記ヒータの風下側に設けられて空気の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサに基づいて前記ヒータの制御停止時における温度上昇度合いを検出しその検出結果が異常判定値より大であることをもって前記ヒータ通断電制御部の異常を検知する構成とし、
   温度上昇度合いは、風呂水給水以外の場合には運転開始時点で検知した初期温度とこの検知から所定時間後に検知した温度との差であり、風呂水給水の場合には風呂水給水完了時点で検知した初期温度とこの検知から所定時間後に検知した温度との差であることを特徴とする乾燥機能付き洗濯機。
2. ＰＴＣヒータからなるヒータと、このヒータを通断電制御するヒータ通断電制御部と、風を生成する手段とを備え、前記ヒータに風を通過させて温風を生成する乾燥機能付き洗濯機において、
   前記ヒータの風下側に設けられて空気の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサに基づいて前記ヒータの制御停止時における温度上昇度合いを検出しその検出結果が異常判定値より大であることをもって前記ヒータ通断電制御部の異常を検知する構成とし、
   風を生成する手段として脱水槽を利用するように構成され、
   ヒータ通断電部の異常が検知されたときには、脱水時における脱水槽の回転速度をヒータの発熱が高くならない回転速度に設定したことを特徴とする乾燥機能付き洗濯機。

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