JP5541230B2 - 洗濯機 - Google Patents
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Description
ともに外槽の振動を低減し、洗濯乾燥機等の洗濯機のエネルギー効率の改善および低振動化を図るものである。
具体的には、衣類を収容するドラムと、前記ドラムを内包する外槽と、前記ドラムを回転駆動する駆動機構と、前記外槽を覆う筺体を有し、前記外槽を前記筺体に弾性支持する弾性支持部を有する洗濯乾燥機において、前記弾性支持部は、円筒状のシリンダと、前記シリンダ内を摺動するロッドと、前記シリンダの外周に配置されたコイルと、ロッドの先端に接続された磁性体、前記コイルの両端に接続する負荷の量を調整する負荷量調節部と、発電部からなり、外槽が振動するとシリンダ内をロッドが摺動する構成となっている。
弾性支持部は、負荷量調節部によってコイル両端の負荷を大きくすることで発電部による発電を行い、コイル両端の負荷を小さくすることで外槽の振動を低減することが可能である。このように負荷量調節部によって任意に発電と振動減衰を切替える構成とする。
それにより、商用電源の使用量を低減するとともに外槽の振動を低減し、洗濯乾燥機等の洗濯機のエネルギー効率の改善および低振動化が図られる。
以下、本開示の実施形態の例(以下、「実施形態例」ともいう。)について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態例に関わる洗濯乾燥機の外観図である。図2は、内部の構造を示すために筐体の一部を切断して示した側面図である。
ドラム式洗濯乾燥機の外郭を構成する筐体1は、ベース1aの上に取り付けられており、左右の側板1b、前面カバー1c、背面カバー(図示せず)、上面カバー1d、下部前面カバー1fで構成されている。左右の側板1bは、コの字型の上補強材(図示せず)、前補強材(図示せず)、後補強材(図示せず)で結合されており、ベース1aを含めて箱状の筐体1を形成し、筐体として十分な強度を有している。
発電・振動減衰装置17はシリンダ18と、ロッド19(軸)と、シリンダ18の外周に設置されたコイル20と、ロッド19の先端に設置された磁性体21と、コイル20に接続する発電回路17A(発電部の一例)によって構成される。シリンダ18の内部にはオイル22が封入されている。磁性体21には流路23が設けられており、シリンダ18とロッド19が相対運動した時に、オイル22が流路23を通過する構造となっている。オイル22が流路23を通過するときに生じる抵抗によって、シリンダ18は相対速度と逆向きの力を受けることになり、振動が減衰する。
洗濯時の衣類の落下や脱水時の衣類の偏りによって発生する遠心力によって外槽9が振動すると、外槽9に接続されているシリンダ18と筐体1に接続されている磁性体21が相対運動を行う。相対速度が生じた際にシリンダ18内のオイル22が磁性体21の流路23を通過する。この時に発生する流路抵抗によりシリンダ18は速度ベクトルと逆方向に力を受ける。これにより振動が減衰する。
制御装置30は、制御部の一例であり、マイクロコンピュータ31を主体に構成され、運転制御を行う。制御装置30には、操作・表示パネル3、モータ10の回転速度を検出する回転速度検出部32、外槽9の振動を検出する振動検出装置9eなどが接続されている。振動検出装置9eの出力は振動量算出部33であらかじめ設定した、しきい値と比較される。また、回転速度検出部32の出力を回転速度算出部34で回転速度に変換する。制御装置30は各検出部から入力された出力やあらかじめ記録されている洗濯乾燥機の運転パターンに基づき、モータ10や切替えスイッチ24などの制御を行う。マイクロコンピュータ31が備えるメモリ36は、しきい値や設定値といった各種パラメータや制御プログラムを記憶している。
本開示の発電・振動減衰装置17は外槽9の振動によって発電するため、振動が発生する全ての運転工程で発電をすることが可能である。特に、脱水運転では振動の振幅が大きく、かつ回転数も高いため、発電効率が高い。
制御装置30の制御の下、脱水を開始し、ステップS101で切替えスイッチ24によりコイル20を整流回路25を介して蓄電池26に接続し、発電する状態とする。ステップS102でドラム8の回転速度を上昇させる。ステップS103でドラム8の回転速度ωが所定の回転速度ω1と比較し、到達していなければ再度ドラム8の回転速度を上昇させる。ここで所定の回転速度ω1は共振回転速度よりも低い値とする。ドラム式洗濯乾燥機の場合は例えば80r/min〜150r/min程度となる。所定の回転速度ω1に到達した場合はステップS104に移行し、切替えスイッチ24を切替え、コイル20の両端を短絡もしくは接続する負荷を小さくし、発生する減衰力を大きくする。
切り替え動作を行う際にコイル20と磁性体21の相対速度が大きいと、減衰力が切り替わった際に衝撃が発生してしまう。この衝撃は外槽9などに伝わり騒音の原因となる。そこで、外槽9の振動を測定する振動検出装置9eの出力からコイル20と磁性体21の相対速度を推定し、相対速度が所定の値以下となる場合に切り替えを行う。このようにすることで減衰力が切り替わる際の衝撃を低減することができる。
これにより、例えば、洗い工程およびすすぎ工程中は、制御装置の冷却ファンや操作・表示パネル、循環ポンプなどの電力として使用することができる。脱水運転中においても制御装置の冷却ファンや操作・表示パネルの他に振動検出装置の電力などとしても利用することができる。また、乾燥工程では消費電力の大きい乾燥ファンや乾燥ヒータの電力として利用することができる。
それゆえ、商用電源からの電力の使用量を低減することができる。また、発電・振動減衰装置の負荷を変化させることで発電から減衰装置に切替えることができ、外槽の振動を抑制することが可能である。
第1の実施形態例ではドラム8の回転速度に応じた発電・振動減衰装置17の制御を行ったが、ドラム8の回転速度に関わらず、振動の大きさが小さい場合には振動を抑制する必要が小さいと判断し、発電・振動減衰装置17の作用を発電に切替えることで発電量を増加する、すなわち消費電力量を低減することが可能である。そこで、第2の実施形態例では、発電装置制御部35が振動量算出部33の出力に応じて切替えスイッチ24を制御する構成を採る。振動量算出部33の出力があらかじめ設定したしきい値よりも小さいと判断した場合には、切替えスイッチ24の切り替えによりコイル20に整流回路25を介して蓄電池26を接続し、発電を行う。一方、振動量算出部33の出力があらかじめ設定したしきい値よりも大きい場合には、切替えスイッチ24を切替えることで発電・振動減衰装置17に減衰作用を持たせる。
制御装置30の制御の下、脱水を開始し、ステップS201で切替えスイッチ24を切替え、コイル20を整流回路25を介して蓄電池26に接続し、発電する状態とする。ステップS202で回転速度を上昇させる。ステップS203で振動検出装置9eの出力Vとあらかじめ設定したしきい値Sを比較し、出力Vがしきい値Sよりも大きい場合はステップS204に進む。しきい値Sを回転速度ごとに設定することで、より振動の小さい運転を行うことができる。ステップS204で切替えスイッチ24を切替え、コイル20の両端を短絡もしくは接続する負荷を小さくし、発生する減衰力を大きくする。
洗い運転やすすぎ運転において、外槽9の振動は主に衣類の落下によって生じる。制御装置30は、振動検出装置9eの出力とあらかじめ設定したしきい値を比較し、しきい値以下と判断した場合には、切替えスイッチ24を切替え発電・振動減衰装置17で発電する。一方、しきい値以上と判断した場合には、床に伝わる振動を低減するために、切替えスイッチ24を切替え、振動を減衰する。このように本開示の発電・振動減衰装置17は脱水時以外においても発電を行うことができる。
次に、本開示に係る第3の実施形態例を説明する。
図8に、弾性支持部15の他の構成を示す。弾性支持部15は、防振支持部40と発電・振動減衰装置41とで構成される。防振支持部40は既存のオイルダンパや摩擦ダンパであり、伸縮する際に減衰力を発生する機構となっている。その他の発電回路17Aなどの構成は第1の実施例の形態と同様の構成にしている。
次に、発電・振動減衰装置17を用いた振動検出について説明する。振動検出を行う場合の発電・振動減衰装置17の構成を、図9および図10に示す。
図9は、電流検出を行う場合の発電・振動減衰装置17の構成を示す。発電・振動減衰装置17の発電回路17Bに電流検出装置60を設ける。この電流検出装置60により外槽9の振動により発生した電流を測定する。発生する電流はコイル20と磁性体21の相対速度に比例する。従って、発生した電流を測定することで外槽9の振動を推定することができる。これにより、従来振動センサを設けて外槽9の振動を把握していたが、本実施形態例の構成とすることで振動センサを設置することなく外槽9の振動の把握が可能となる。
なお、上述した第1〜第4の実施形態例における一連の処理は、ハードウェアにより実行することができるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ(MPU等)、または、各種の機能を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータにより、実行可能である。
Claims (5)
- 筐体と、
前記筐体内において衣類を収容するドラムと、
前記ドラムを内包する外槽と、
前記ドラムを回転駆動する駆動機構と、
前記外槽を前記筐体に弾性支持する防振支持機構と、
前記外槽の振動を検出する振動検出装置と、
を有し、
前記防振支持機構は、弾性部と発電・振動減衰装置で構成され、
前記発電・振動減衰装置は、筒状をなすシリンダと、前記シリンダに相対的に直線往復動可能に支持されたロッドと、前記ロッドに設置された磁性体と、前記シリンダに設置されたコイルと、前記コイルの両端に接続する負荷の大きさを調節する負荷量調節部と、発電を行う発電部で構成され、
前記負荷量調節部により前記コイルの両端に接続する負荷を大きくすることで前記発電・振動減衰装置に発電作用を持たせ、また前記コイルの両端に掛かる負荷を小さくする、もしくは短絡することで前記発電・振動減衰装置に振動減衰作用を持たせ、前記発電作用と前記振動減衰作用を切替える際には、前記振動検出装置の出力から前記コイルと前記磁性体の相対速度を推定し、前記相対速度が所定の値以下となるときに前記切替えを行う
洗濯機。 - 前記ドラムの回転速度を検出する回転速度検出部を有し、前記ドラムの回転速度に応じて前記発電作用と前記振動減衰作用を切替える
請求項1に記載の洗濯機。 - 前記発電・振動減衰装置により発電された電力を蓄える蓄電装置を備える
請求項2に記載の洗濯機。 - 前記発電・振動減衰装置の発電部で発電した起電力を測定する電圧測定装置もしくは前記起電力に応じた電流を測定する電流測定装置を、さらに有し、
前記振動検出装置は、前記電圧測定装置もしくは電流測定装置の出力から前記外槽の振動の振幅を推定する
請求項1に記載の洗濯機。 - 前記発電・振動減衰装置の前記シリンダの内部にオイルが封入されているとともに、前記シリンダの内壁を摺動する磁性体に前記オイルの流路が形成されており、前記シリンダと前記ロッドが相対運動した時に、前記オイルが前記磁性体の前記流路を通過し、前記オイルが前記流路を通過するときに生じる抵抗によって、前記シリンダが相対速度の向きと逆向きの力を受ける
請求項1乃至4のいずれかに記載の洗濯機。
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