JP5573596B2 - ドラム式洗濯機 - Google Patents

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Description

本発明は、回転ドラムを回転駆動することにより回転ドラム内に収容した洗濯物を洗濯するドラム式洗濯機に関するものである。
従来、この種のドラム式洗濯機は、モータの回転はベルトを介してドラムプーリーにつたえられ、回転ドラムを正転、または反転させ回転駆動される構成であった。
また、衣類乾燥機では、ベルトが切れたり外れたりした場合、ドラム内の一部の衣類に集中的に熱風が当たり、熱に弱い衣類は変色や焦げが発生し、最悪の場合は発火することがあった。
このような問題を解決するため、モータが一定回転数に達した際にモータをOFFし、惰性で停止するまでのパルス数と、停止までの時間とのどちらかが設定値を越える場合には異常があるとして報知するものが提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
さらに、モータの所定回転数での制御で、これを超える異常な回転数でモータが回転したことを検知した場合に、所定時間経過後に、所定回転数に戻った場合はベルト切れと判定して異常報知を行い、所定回転数に戻らない場合はモータ制御異常と判定して異常報知を行っていた(例えば、特許文献3参照)。
特開平8−215493号公報 特開平11−179099号公報 特開平11−114294号公報
しかしながら、前記従来の構成では、乾燥機の乾燥動作に比べて高速回転させる洗濯機の脱水動作において惰性動作させると、停止までに時間がかかってしまうという課題を有していた。
また前記従来の構成では、異常な回転数で所定時間経過させるため、乾燥機の乾燥動作に比べ高速回転させる洗濯機の脱水動作で同様の検知方法を行うと、モータの回転音が騒音となり、使用者が不安に感じたり、さらには、異常な回転数で所定時間経過させることを連続させるような場合、モータを故障させてしまうといった課題を有していた。
また、ベルトが切れたり外れた状態のときは、ブレーキ時にモータを停止させると、実際には回転ドラムが回転していても、回転ドラムが停止したと判定して蓋ロック状態を解除し、回転ドラムが回転中に蓋が開く状態になるという課題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ベルトが切れていること、またはベルトがドラムプーリーから外れていることを検知することにより、上記のような危険な状態を未然に防ぐようにしたドラム式洗濯機を提供することを目的としている。
従来の課題を解決するために、本発明のドラム式洗濯機は、有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを正面側から背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内包する水槽と、前記回転ドラムの回転軸に固設したドラムプーリーと、前記水槽の外底部に固着したモータと、前記モータの回転を前記ドラムプーリーに伝達するベルトと、前記モータの回転数から前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転ドラムの開口部を開閉する蓋と、前記蓋を閉状態にロックする蓋ロック装置と、前記モータおよび回転数検知手段を制御して洗濯、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータをブレーキ動作したときの停止時間が第1の所定時間より短いときに、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定することを特徴としたものである。これにより、危険な状態を未然に防ぐことができる。
本発明のドラム式洗濯機は、ベルトが切れていること、またはベルトがドラムプーリーから外れていることを正確に検知することにより、危険な状態を未然に防ぐことができる。
本実施の形態におけるドラム式洗濯機の要部断面図 同ドラム式洗濯機の本体を背面から見たときの水受け槽、ドラムプーリー、モータ、ベルトの位置関係を示す図 本実施の形態におけるドラム式洗濯機の制御装置のブロック図 本実施の形態におけるドラム式洗濯機の操作表示部の概略図 本実施の形態におけるドラム式洗濯機の制御を示す第1のフローチャート 本実施の形態におけるドラム式洗濯機の制御を示す第2のフローチャート 本実施の形態におけるドラム式洗濯機の制御を示す第3のフローチャート 本実施の形態におけるドラム式洗濯機の制御を示す第4のフローチャート 本実施の形態におけるドラム式洗濯機の制御を示す第5のフローチャート
第1の発明は、有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを正面側から背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内包する水槽と、前記回転ドラムの回転軸に固設したドラムプーリーと、前記水槽の外底部に固着したモータと、前記モータの回転を前記ドラムプーリーに伝達するベルトと、前記モータの回転数から前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転ドラムの開口部を開閉する蓋と、前記蓋を閉状態にロックする蓋ロック装置と、前記モータおよび回転数検知手段を制御して洗濯、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータをブレーキ動作したときの停止時間が第1の所定時間より短いときに、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定するようにしたものであり、ベルト切れ・ベルト外れを検知するための特別な工程を追加したり、工程時間を長くすることなく、精度よくベルト外れやベルト切れの判定をすることができる。
第2の発明は、特に第1の発明において、第1の所定時間は、ブレーキ開始時の回転数が所定回転数より大きいときは、所定回転数より小さいときよりも長くすることにより、ベルト切れ・ベルト外れ検知の検知精度を向上させることができる。
の発明は、特に第1または第2の発明において、制御手段は、ベルト切れまたはベルト外れを検知したときに、第2の所定時間経過後まで蓋ロック装置でロック状態にするようにし、第2の所定時間経過後に前記蓋ロック装置のロック状態を解除するようにしたものであり、ベルト切れ・ベルト外れの場合に、運転動作を中断することにより、回転ドラムが回転中に蓋が開く危険な状態を未然に防ぐことができる。
の発明は、特に、第1〜第のいずれかの発明において、制御手段は、ベルト切れまたはベルト外れを検知したときに、前記制御手段により電源切りの設定を行っても、第3の所定時間経過まで電源入り状態を維持し、第3の所定時間経過後に電源を切るようにしたことにより、回転ドラムが回転中に蓋が開く危険な状態を未然に防ぐことができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1はドラム式洗濯機の要部断面図であり、回転ドラム1は、有底円筒形に形成し外周部に多数の通水孔2を側壁に設け、水受け槽(水槽)3内に回転自在に配設されている。回転ドラム1の回転中心に傾斜方向に設けた回転軸(回転中心軸)4の一端を固定し、回転軸4の他端にドラムプーリー6を固定している。なお、この回転軸4はドラム式洗濯機の正面側から底部となる背面側に向けて回転軸4の方向が水平方向から下向き傾斜となっている。
水受け槽3の背面に取り付けたモータ5は、ベルト7によりドラムプーリー6と連結し、モータ5により回転ドラム1が正転、または反転できるように構成され回転駆動される。また回転ドラム1の内壁面に数個の突起板8を設けており、この突起板8により洗濯物が回転時に引っ掛けられ適度な高さから落とされることによって、いわゆる叩き洗いの効果を発揮し洗浄される。
また、水受け槽3は洗濯機本体9の天板によりばね体10で揺動可能に吊り下げられ、回転ドラム1の正面側の開口部を蓋体(蓋)11により開閉自在に覆っている。図2に示される蓋ロック装置12は、蓋体11を閉状態にロックするもので、回転ドラム1が回転中は蓋体11が開かないようにロックし、回転ドラム1が回転しているときに、蓋体11を開けて洗濯物への手指等の捲き込みを防止している。
また、水受け槽3の下部に排水ホース13の一端を接続し、排水ホース13の他端を排水ポンプ14に接続して水受け槽3内の洗濯水を排水するようにしている。給水弁15は水受け槽3内に水を給水するものであり、水位検知手段30は水受け槽3内の水位を水圧により検知するものである。
なお、本実施の形態では、回転ドラム1の回転中心に略傾斜方向に回転軸4を設け、回転ドラム1の軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて配設しているが、回転ドラム1の回転中心に略水平方向に回転軸4を設け、回転ドラム1の軸心方向を略水平方向に配設してもよい。
図2は、洗濯機本体9を背面から見たときの水受け槽3、ドラムプーリー6、モータ5、ベルト7の位置関係示す図である。モータ5の回転軸とドラムプーリー6にベルト7が懸架され、モータ5の駆動させることにより回転ドラム1を回転できるように構成されている。
制御装置16は、図3に示すように、モータ5、排水ポンプ14、給水弁15などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水などの一連の行程を逐次制御するマイクロコンピュータからなる制御手段17等で構成している。制御手段17は、運転コース等を設定するための入力設定手段18からの情報を入力して、その情報を基に表示手段19で表示して使用者に知らせるとともに、入力設定手段18により運転開始が設定されると、水位検知手段、蓋開閉検知手段等からのデータを入力して、スイッチング駆動回路20およびスイッチング手段21を介して、蓋ロック装置12、排水ポンプ14、給水弁15の動作を制御して洗濯運転を行う。報知手段25は異常が発生した場合の報知動作を行うものである。
このとき、制御手段17は、モータ5のロータの位置を検出する位置検出手段(回転数検知手段)22からの情報に基づいて、インバータ駆動回路23を介してインバータ24を制御することによりモータ5を回転制御するようにしている。モータ5は直流ブラシレスモータで、図示していないが、3相巻線を有するステータと、リング上に2極の永久磁石を配設しているロータとで構成し、ステータは3相巻線を構成する第1の巻線6a、第2の巻線6b、第3の巻線6cのスロットを設けた鉄心に巻き付けて構成している。
インバータ24は、パワートランジスタ(IGBT)と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子(スイッチング手段)で構成している。第1のスイッチング素子24aと第2のスイッチング素子24bの直列回路と、第3のスイッチング素子24cと第4のスイッチング素子24dの直列回路と、第5のスイッチング素子24eと第6のスイッチング素子24fの直列回路で構成し、各スイッチング素子の直列回路は並列接続している。
ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は入力端子で、直流電源を接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する2つのスイッチング素子の接続点に、それぞれ出力端子を接続している。出力端子は、3相巻線のU端子、V端子、W端子に接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する2つのスイッチング素子のオン・オフの組合せにより、U端子、V端子、W端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の3状態にする。
スイッチング素子のオン・オフは、ホールICからなる3つの位置検出手段22a、22b、22cからの情報に基づいて制御手段17により制御される。位置検出手段22a、22b、22cは電気角で120度の間隔でロータが有する永久磁石に対向するように、ステータに配設されている。
ロータが1回転する間に、3つの位置検出手段22a、22b、22cは、それぞれ電気角で120度の間隔でパルスを出力する。制御手段17は、3つの位置検出手段22a、22b、22cのいずれかの信号の状態が変わったときを検知し、位置検出手段22a、22b、22cの信号を基に、スイッチング素子24a〜24fのオン・オフ状態を変えていくことで、U端子、V端子、W端子を正電圧、零電圧、解放の3状態にし、ステータの第1の巻線5a、第2の巻線5b、第3の巻線5cに通電して磁界を作り、ロータを回転させるよう構成している。
また、スイッチング素子24a、24c、24eはそれぞれパルス幅変調(PWM)制御され、例えば、繰り返し周波数10kHzでハイ、ローの通電比を制御することで、ロータの回転数を制御するようにしてあり、制御手段17は、3つの位置検出手段22a、22b、22cのいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータの回転数を算出して、設定回転数になるようにスイッチング素子24a、24c、24eをPWM制御する。
加速時は回転方向にトルクを持つように、ブレーキ時は回転方向と逆の方向にトルクを持つように、スイッチング素子24a〜24fをPWM制御している。これにより、加速とブレーキを自在に制御できるようにしている。
商用電源26は、ダイオードブリッジ27a、平滑用コンデンサ27b、27cからなる直流電源変換装置27を介して、インバータ24に接続している。ただし、これは一例であり、直流ブラシレスモータ5の構成、インバータ24の構成等は、これに限定されるものではない。なお図1および図2には図示していないが、回転ドラム1内に温風を送風する送風ファンと温風を加熱するヒータとを備え、回転ドラム1内の洗濯物を乾燥する乾燥機能を有している。
入力設定手段18および表示手段19は、図4に示すように、洗い時間を設定する洗い時間設定スイッチ18a、すすぎ回数を設定するすすぎ回数設定スイッチ18b、脱水時間を設定する脱水時間設定スイッチ18c、乾燥時間を設定する乾燥時間設定スイッチボタン18d、コース設定スイッチ18e、スタート・一時停止スイッチ18f、電源入りスイッチ18g、電源切りスイッチ18hなどを有し、表示手段19は、洗い時間表示部19a、すすぎ回数表示部19b、脱水時間表示部19c、乾燥時間表示部19d、コース設定表示部19eなどを有している。
ここで、制御手段17は、入力設定手段18の設定状態(例えば、洗い時間設定スイッチ18aをオンした状態で電源入りスイッチ18gをオンする)に応じて、蓋ロック装置12により蓋体11を閉状態にロックまたはロック解除し、かつ蓋体11をロックした場合、ロックした状態で運転可能としている。
また、制御手段17は、運転中に、入力設定手段の設定、例えば、スタート・一時停止スイッチ18fにより一時停止させて、運転状態を停止した場合に、蓋ロック装置12により蓋体11を閉状態にロックしつづけるようにし、運転終了後も、蓋ロック装置12により蓋体11を閉状態にロックしつづけるようにしている。
上記構成において、図5、図6、図7、図8、図9のフローチャートに従って、その動作を説明する。
図5のステップ100にて動作を開始し、ステップ101にて電源入りスイッチ18gをオンし、ステップ102にてスタート・一時停止スイッチ18fをオンして洗濯行程がスタートすると、ステップ103にて蓋体11を蓋ロック装置12によりロック制御し、蓋体11を閉状態にロックする。ステップ104にてモータ5が回転動作をスタートしたかどうかを判定し、モータ5が回転動作中にステップ105にてブレーキ動作がなされたた際、ステップ109にてブレーキ開始時の位置検出手段22a、22b、22cにより検知した回転数が第1の所定の回転数(例えば、750r/min(回転ドラム1の回転数))以上のときは、ステップ106にてブレーキ開始から停止するまでの停止時間が第1の所定時間(例えば、1秒)より短いとき、ステップ107にてベルト外れ・ベルト切れと検知・判定し、ブレーキ開始から停止するまでの停止時間が第1の所定時間より長いときは、ステップ108にてベルト外れ・ベルト切れと検知・判定せず、引続き行程を継続する。
またステップ106の第1の所定時間はブレーキ開始時の回転数により変化するようにしている。(例えば、ブレーキ開始時の回転数が1350r/min未満のときは1秒、ブレーキ開始時の回転数が1350r/min以上1650r/min未満のときは1.5秒、ブレーキ開始時の回転数が1650r/min以上のときは2秒)。
図6のステップ100〜104までは、図5と同様で、ステップ110にて回転数が第2の所定の回転数(例えば、2000r/min(回転ドラム1の回転数))以上のときは、ステップ111にてベルト外れ・ベルト切れを検知し、第2の所定の回転数未満のときはステップ112にてベルト外れ・ベルト切れを検知せず、引続き行程を継続する。
図7のステップ100〜104までは、図5と同様で、ステップ113にて回転数が第3の所定の回転数(例えば、30〜60r/min(回転ドラム1の回転数))で制御されているときに、ステップ114にて第4の所定の回転数(例えば、1000r/min(回転ドラム1の回転数))以上のときは、ステップ115にてベルト外れ・ベルト切れを検知し、第4の所定の回転数未満のときは、ステップ116にてベルト外れ・ベルト切れを検知せず、引続き行程を継続する。またステップ113〜114の第4の所定の回転数は第3の所定の回転数により変化する。(例えば、第3の所定の回転数が30〜60r/minのときは1000r/min、60〜150r/minのときは1200r/min、150〜750r/minのときは1500r/min、750r/min以上のときは2000r/min)。
図8のステップ200にて動作を開始し、ステップ201にてベルト外れまたはベルト切れを検知した場合、ステップ202にてベルト外れ・ベルト切れ検知異常を報知し、ステップ203にて第2の所定時間(例えば、5分)まで蓋体11を閉じた状態にロックし続けたのちに、ステップ204にて蓋ロック解除制御を行う。
図9のステップ200〜204までは、図8と同様で、ベルト外れ・ベルト切れ異常検知後のステップ205にて電源切りスイッチ18hをオンしたとしても、ステップ206にて電源を切らず、蓋ロック状態を維持し、ステップ207にて第3の所定時間(例えば、5分)まで蓋ロックをし続けたのちに、ステップ208にて蓋ロック解除制御を行った後に、ステップ209にて電源を切る。
以上のように、有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを正面側から背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内包する水槽と、前記回転ドラムの回転軸に固設したドラムプーリーと、前記水槽の外底部に固着したモータと、前記モータの回転を前記ドラムプーリーに伝達するベルトと、前記モータの回転数から前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転ドラムの開口部を開閉する蓋と、前記蓋が開閉したことを検知する蓋開閉検知手段と、前記蓋を閉状態にロックする蓋ロック装置と、前記モータおよび回転数検知手段を制御して洗濯、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータをブレーキ動作したときの停止時間が第1の所定時間より短いときに、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定するようにしたものであり、ベルト切れ・ベルト外れを検知するための特別な工程を追加したり、工程時間を長くすることなく、精度よくベルト外れやベルト切れの判定をすることができる。
また、第1の所定時間は、ブレーキ開始時の回転数が所定回転数より大きいときは、所定回転数より小さいときよりも長くすることにより、ベルト切れ・ベルト外れ検知の検知精度を向上させることができる。
また、有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを正面側から背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内包する水槽と、前記回転ドラムの回転軸に固設したドラムプーリーと、前記水槽の外底部に固着したモータと、前記モータの回転を前記ドラムプーリーに伝達するベルトと、前記モータの回転数から前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転ドラムの開口部を開閉する蓋と、前記蓋が開閉したことを検知する蓋開閉検知手段と、前記蓋を閉状態にロックする蓋ロック装置と、前記モータおよび回転数検知手段を制御して洗濯、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータの回転数が、第2の所定回転数より大きいときに、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定するようにしたものであり、高速回転によるモータの故障や、ベルト切れやベルト外れが発生していない正常運転時のモータ回転数との誤検知を防ぐことができる。
また、第3の所定の回転数でモータを制御するとき、第4の所定の回転数より大きく回転していることを検知したら、ベルトが切れているまたは前記ベルトがドラムプーリーから外れていると判定するようにしたものであり、ベルト切れ・ベルト外れを検知する機会を増やすことができる。
また、第3の所定の回転数が所定の範囲を超えて大きくなるにつれ、第4の所定の回転数も大きく設定するようにしたものであり、あらゆる回転数において、ベルト切れ・ベルト外れを検知する機会を増やすことができる。
また、制御手段は、ベルト切れまたはベルト外れを検知したときに、第2の所定時間経過後まで蓋ロック装置でロック状態にするようにし、第2の所定時間経過後に前記蓋ロック装置のロック状態を解除するようにしたものであり、ベルト切れ・ベルト外れの場合に、運転動作を中断することにより、回転ドラムが回転中に蓋が開く危険な状態を未然に防ぐことができる。
また、制御手段は、ベルト切れまたはベルト外れを検知したときに、前記制御手段により電源切りの設定を行っても、第3の所定時間経過まで電源入り状態を維持し、第3の所定時間経過後に電源を切るようにしたことにより、回転ドラムが回転中に蓋が開く危険な状態を未然に防ぐことができる。
以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、ベルトが切れていること、またはベルトがドラムプーリーから外れていることを検知することにより、危険な状態を未然に防ぐことができるドラム式洗濯機や縦型洗濯機に有用である。
1 回転ドラム
3 水受け槽(水槽)
5 モータ
6 ドラムプーリー
7 ベルト
11 蓋体(蓋)
12 蓋ロック装置
17 制御手段
22 位置検出手段(回転数検知手段)

Claims (4)

  1. 有底円筒形に形成された回転ドラムと、前記回転ドラムを正面側から背面側に向けて回転軸方向が水平または水平方向から下向き傾斜となるようにして内包する水槽と、前記回転ドラムの回転軸に固設したドラムプーリーと、前記水槽の外底部に固着したモータと、前記モータの回転を前記ドラムプーリーに伝達するベルトと、前記モータの回転数から前記回転ドラムの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転ドラムの開口部を開閉する蓋と、前記蓋を閉状態にロックする蓋ロック装置と、前記モータおよび回転数検知手段を制御して洗濯、すすぎ、脱水等の各工程を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータをブレーキ動作したときの停止時間が第1の所定時間より短いときに、前記ベルトが切れているまたは前記ベルトが前記ドラムプーリーから外れていると判定することを特徴とするドラム式洗濯機。
  2. 第1の所定時間は、ブレーキ開始時の回転数が所定回転数より大きいときは、所定回転数より小さいときよりも長くする請求項1記載のドラム式洗濯機。
  3. 制御手段は、ベルト切れまたはベルト外れを検知したときに、第2の所定時間経過後まで蓋ロック装置でロック状態にするようにし、第2の所定時間経過後に前記蓋ロック装置のロック状態を解除するようにした請求項1または2に記載のドラム式洗濯機。
  4. 制御手段は、ベルト切れまたはベルト外れを検知したときに、前記制御手段により電源切りの設定を行っても、第3の所定時間経過まで電源入り状態を維持し、第3の所定時間経過後に電源を切るようにした請求項1〜のいずれか1項に記載のドラム式洗濯機。
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