JP5856577B2 - 回転ドラムの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、衣類乾燥機等に備えられる回転ドラムの作動を制御する制御装置に関する。

従来より、衣類乾燥機等に備えられて被収容物が収容されるドア付きの回転ドラムには、ドアの開閉状態を検出するドアスイッチ（ドアの開閉に応じて接点がＯＮ／ＯＦＦするスイッチ）が取り付けられている。また、回転ドラムを駆動するモータは、スイッチング素子を介して電源に接続されている。

そして、回転ドラムの作動を制御する制御装置は、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ（導通／遮断）により回転ドラムの作動と停止を切り替え、回転ドラムの作動中にドアスイッチにより回転ドラムが開けられたことを検知したときには、スイッチング素子をＯＦＦして回転ドラムを停止するようにしている。

しかし、スイッチング素子のＯＮ故障（スイッチング素子が導通状態に維持されて、遮断状態に切り替えることが不能になる故障）が生じたときには、スイッチング素子をＯＦＦして回転ドラムを停止することができなくなる。

そこで、回転ドラムを駆動するモータと電源間の接続をドアスイッチの接点を介して行うと共に、ドアスイッチの接点がＯＮしたことを、接点間の電流レベルを変換するレベル変換部を介して制御装置に入力するようにした構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された構成によれば、回転ドラムのドアが開けられたときに、ドアスイッチの接点がＯＦＦして電源からモータへの電力供給が停止するため、スイッチング素子がＯＮ故障した場合であっても、回転ドラムの作動を停止することができる。

特公平６−２８００１号公報

上記特許文献１に記載された構成においては、ドアスイッチの接点を介して電源からモータに電力が供給されるため、接点の電流容量が大きい大型のドアスイッチを用いなければならず、ドアスイッチの取り付けスペースが大きくなるという不都合がある。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、接点の電流容量が大きい大型のドアスイッチを用いることなく、スイッチング素子がＯＮ故障した場合であっても、回転ドラムのドアが開けられたときに回転ドラムを停止することができる回転ドラムの制御装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、正転と逆転の切り替えが可能なモータにより駆動される、ドア付きの回転ドラムの作動を制御する回転ドラムの制御装置に関する。

そして、本発明の回転ドラムの制御装置は、
単相交流電源の一方の出力部を前記モータの共通端子に接続し、該単相交流電源の他方の出力部を、正転用スイッチング素子を介して前記モータの正転用端子に接続すると共に、逆転用スイッチング素子を介して前記モータの逆転用端子に接続したモータ接続回路と、
前記ドアの開閉状態を検出するドア開閉検出部と、
前記回転ドラムの回転の有無を検知する回転検知部と、
前記ドア開閉検出部により前記ドアが閉まっていることが検出され、且つ、所定の作動条件が成立しているときに、前記正転用スイッチング素子と前記逆転用スイッチング素子のいずれか一方を導通状態に制御して、前記回転ドラムを前記モータにより駆動し、
前記回転ドラムを前記モータにより駆動しているときに、前記ドア開閉検出部により前記ドアが開いたことを検知したときには、先ず、前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子を共に遮断状態に制御し、この制御によって前記回転ドラムが停止したことが前記回転検知部により検知されなかったときに、前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子を共に導通状態に制御することにより、前記モータによる前記回転ドラムの駆動を停止するモータ制御回路とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記回転ドラムが前記モータにより駆動され、前記モータ制御回路は、前記正転用スイッチング素子と前記逆転用スイッチング素子のいずれかを導通状態に制御することによって、前記回転ドラムの回転方向を切り替える。そして、このように回転ドラムの回転方向を切り替える機能は、例えば衣類乾燥機において、回転ドラムに収容された衣類の絡まりを防止するために一般的に備えられている。

ここで、前記モータにおいては、前記単相交流電源の一方の出力部の接続先を正転用端子と逆転用端子とに切り替えて、回転方向を切り替えることができる。そして、前記単相交流電源の一方の出力部を前記モータの正転用端子及び反転用端子の双方に接続すると、前記モータの回転が停止する。

そこで、前記モータ制御回路は、前記回転ドラムを前記モータにより駆動しているときに、前記ドア開閉検出部により前記ドアが開いたことを検知したときには、前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子を共に導通状態に制御する。そして、これにより、前記正転用スイッチング素子又は前記逆転用スイッチング素子がＯＮ故障している場合であっても、前記モータの作動を停止して前記回転ドラムの回転を停止することができる。

この場合、前記ドア開閉検出部は、前記ドアの開閉状態を検出できるものであればよく、前記ドアが開けられたときに前記単相交流電源と前記モータ間の通電を直接的に遮断する機能を有する必要はない。そのため、接点の電流容量が大きい大型のドアスイッチを用いる必要がない。

さらに、本発明によれば、前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子のＯＮ故障が生じていなければ、前記モータ制御回路により、前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子を共に遮断状態に制御することによって、前記モータを停止することができる。そのため、前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子を共に導通状態とすることによって、前記モータに過電流が流れることを回避することができる。

また、本発明において、前記ドア開閉検出部と前記モータ制御回路とは、前記単相交流電源の出力電圧よりも低い電圧の電源からの供給電力により作動することが好ましい。

この構成によれば、前記ドア開閉検出部と前記モータ制御回路の作動時の消費電力を低減することができる。

また、本発明において、前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子が共に導通状態であって、前記モータの前記正転用端子及び前記逆転用端子と前記共通端子との間に過電流が流れたときに、前記モータの前記正転用端子及び前記逆転用端子と前記共通端子間の通電経路を遮断する通電遮断回路を備えることが好ましい。

この構成によれば、前記モータ制御回路が前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子を共に導通状態に制御することに伴って、前記モータに過電流が流れたときに、前記通電遮断回路によって前記モータへの通電を遮断することができる。そして、これにより、前記モータを保護すると共に、前記回転ドラムの回転駆動が停止された状態を維持することができる。

回転ドラムの制御装置の構成図。 モータ制御回路の作動フローチャート。

本発明の実施形態の一例について、図１〜図２を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の回転ドラムの制御装置１（以下、制御装置１という）は、回転ドラム４１（例えば、衣類乾燥機に使用されて衣類を収容する）の作動を制御するものである。

回転ドラム４１は円筒形状であってドラム筐体４０内に回転自在に配置され、ドラム筐体４０の前面にはドア４２が取り付けられている。回転ドラム４１の付近には、ドア４２の開閉状態に応じて接点のＯＮ（導通）／ＯＦＦ（遮断）が切り替わるドアスイッチ４３（本発明のドア開閉検出部に相当する）と、回転ドラム４１の運転と停止の指示等を行うための操作パネル４４が設けられている。なお、ドア開閉検知部として、磁気センサやフォトセンサ等を用いてもよい。

使用者は、ドア４２を開けて収容物を回転ドラム４１内に入れ、ドア４２を閉めてから操作パネル４４のスイッチを操作して、回転ドラム４１を作動させる。回転ドラム４１は、正転及び逆転の切り替えが可能な単相コンデンサモータ３０（以下、モータ３０という。本発明のモータに相当する）により駆動される。

モータ３０は、直交して配置された外側（主）コイル３１及び内側（補助）コイル３２を有し、正転用端子３５ｂと逆転用端子３５ｃ間に、外側コイル３１と内側コイル３２に印可される交流電力の位相差を生じさせるためのコンデンサ３３が接続されている。また、共通端子３５ａと外側コイル３１及び内側コイル３２間には、過電流により高温になったときに遮断状態となって、モータ３０を保護するサーマルプロテクタ３４（本発明の通電遮断回路に相当する）が設けられている。

モータ３０は、共通端子３５ａと正転用端子３５ｂ間に交流電圧が印可されたときに正転（シャフト側から見て右回転）し、共通端子３５ａと逆転用端子３５ｃ間に交流電圧が印可されたときに逆転（シャフト側から見て左回転）する。モータ３０には、モータ３０の回転速度を検出する回転速度センサ３６（エンコーダ、レゾルバ等）が設けられている。

制御装置１は、制御基板１０と、ドアスイッチ４３と、回転速度センサ３６（本発明の回転検知部に相当する）とにより構成されている。制御基板１０の電源接続端子１６ａは単相交流電源２０（例えば、ＡＣ１００Ｖの単相交流電源）のＮ（ニュートラル）側の出力部２１ａに接続され、電源接続端子１６ｂは単相交流電源２０のＬ（ライブ）側の出力部２１ｂに接続されている。

制御基板１０のモータ接続端子１７ａはモータ３０の共通端子３５ａに接続され、モータ接続端子１７ｂはモータ３０の正転用端子３５ｂに接続され、モータ接続端子１７ｃはモータ３０の逆転用端子３５ｃに接続されている。

制御基板１０のセンサ接続端子１７ｄには回転速度センサ３６が接続され、センサ接続端子１８ｂにはドアスイッチ４３が接続されている。また、制御基板１０の操作パネル接続端子１８ａには、操作パネル４４が接続されている。

制御基板１０は、単相交流電源２０から供給される交流電力から直流電力（例えば、電圧５Ｖの直流電力）を生成する直流電源１４と、直流電源１４から供給される電力により作動するモータ制御回路１１と、電源接続端子１６ｂとモータ接続端子１７ｂ間の接続回路の途中に設けられて、電源接続端子１６ｂとモータ接続端子１７ｂ間の導通と遮断を切り替える正転用トライアック１２（本発明の正転用スイッチング素子に相当する）と、電源接続端子１６ｂとモータ接続端子１７ｃ間の接続回路の途中に設けられて、電源接続端子１６ｂとモータ接続端子１７ｃ間の導通と遮断を切り替える逆転用トライアック１３（本発明の逆転用スイッチング素子に相当する）とが設けられている。

なお、電源接続端子１６ａとモータ接続端子１７ａ、電源接続端子１６ｂとモータ接続端子１７ｂ、及び電源接続端子１６ｂとモータ接続端子１７ｃを接続する回路により、モータ接続回路１５が構成されている。

モータ制御回路１１は、図示しないＣＰＵ、メモリ、インターフェース回路等により構成され、メモリに保持された回転ドラム４１の制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、回転ドラム４１の作動を制御する。モータ制御回路１１には、回転速度センサ３６の速度検出信号と、ドアスイッチ４３の開閉検出信号と、操作パネル４４のスイッチ操作信号とが入力される。

この場合、ドアスイッチ４３は、モータ制御回路１１にドア４２の開閉信号を入力すればよく、モータ３０への通電を遮断する必要はない。そのため、ドアスイッチ４３として、接点の電流容量が小さい小型のものを使用することができる。

また、モータ制御回路１１から出力される制御信号によって、正転用トライアック１２と、逆転用トライアック１３のＯＮ（導通）／ＯＦＦ（遮断）が切り替えられて、モータ３０による回転ドラム４１の駆動が制御される。

以下、図２に示したフローチャートに従って、モータ制御回路１１による回転ドラム４１の制御処理について説明する。

モータ制御回路１１は、ＳＴＥＰ１で、ドアスイッチ４３から入力されるドア開閉検出信号からドア４２が閉じているか否かを判断する。そして、ドア４２が閉じているときはＳＴＥＰ２に進み、ドア４２が開いているときにはＳＴＥＰ１の処理を繰り返す。

ＳＴＥＰ２で、モータ制御回路１１は、操作パネル４４から入力されるスイッチ操作信号から、操作パネル４４に設けられた運転スイッチがＯＮしたか否か（使用者により運転開始が指示されたか否か）を判断する。そして、運転スイッチがＯＮしたときはＳＴＥＰ３に進み、運転スイッチがＯＮしていないときにはＳＴＥＰ１に戻る。

なお、操作パネル４４に設けられた運転スイッチのＯＮ操作は、本発明の所定の作動条件の成立に相当する。

次のＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ５のループで、モータ制御回路１１は、ＳＴＥＰ４でドアスイッチ４３から入力されるドア開閉検出信号により、ドア４２が開けられたことを認識するか、又はＳＴＥＰ５で操作パネル４４から入力されるスイッチ操作信号から運転スイッチがＯＦＦした（使用者により運転停止が指示された）ことを認識するまで、ＳＴＥＰ３で回転ドラム４１を駆動する。

モータ制御回路１１は、所定時間が経過する毎に、モータ３０の正転／逆転を切り替えて、回転ドラム４１の回転方向を反転させる。モータ制御回路１１は、正転用トライアック１２をＯＮ（導通状態）に制御（正転用トライアック１２の制御入力端子への入力を５Ｖレベルにする）すると共に、逆転用トライアック１３をＯＦＦ（遮断状態）に制御（逆転用トライアック１３の制御入力端子への入力をＧＮＤレベルにする）して、モータ３０を正転させることによって、回転ドラム４１を正転方向に駆動する。

また、モータ制御回路１１は、逆転用トライアック１３をＯＮ制御すると共に、正転用トライアック１２をＯＦＦ制御して、モータ３０を逆転させることによって、回転ドラム４１を逆転方向に駆動する。

モータ制御回路１１は、ＳＴＥＰ４でドアスイッチ４３から入力されるドア開閉検出信号により、ドア４２が開けられたことを認識するか、又はＳＴＥＰ５で操作パネル４４から入力されるスイッチ操作信号から運転スイッチがＯＦＦしたことを認識したときに、ＳＴＥＰ６に進み、正転用トライアック１２と逆転用トライアック１３をＯＦＦ制御する。

次のＳＴＥＰ７で、モータ制御回路１１は、回転速度センサ３６から入力される速度検出信号により、モータ３０の回転が停止したか否かを判断する。ここで、正転用トライアック１２と逆転用トライアック１３のＯＮ故障（制御用端子への入力にかかわらず、導通状態に維持される故障）が生じていなければ、ＳＴＥＰ６で正転用トライアック１２と逆転用トライアック１３を共にＯＦＦ制御することにより、モータ３０への通電を停止してモータ３０の回転を停止することができる。

しかし、正転用トライアック１２と逆転用トライアック１３の一方にＯＮ故障が生じていると、ＳＴＥＰ６で正転用トライアック１２と逆転用トライアック１３をＯＦＦに制御しても、モータ３０への通電が停止せずにモータ３０が回転し続ける。

そこで、モータ制御回路１１は、ＳＴＥＰ７でモータ３０の回転が停止していないと判断したときにはＳＴＥＰ２０に分岐し、正転用トライアック１２と逆転用トライアック１３を共にＯＮに制御する。この制御により、正転用トライアック１２と逆転用トライアック１３が共にＯＮ状態（導通状態）になると、外側コイル３１と内側コイル３２の双方にコンデンサ３３を介さずに同相の交流電圧が印加されるため、回転磁界が生じなくなってモータ３０の回転が停止する。

そのため、モータ３０による回転ドラム４１の駆動を停止して、回転ドラム４１を停止することができる。そして、ＳＴＥＰ８に進み、モータ制御回路１１は処理を終了する。一方、ＳＴＥＰ７でモータ３０の回転が停止したと判断したときには、モータ制御回路１１は、ＳＴＥＰ２０の処理を行うことなくＳＴＥＰ８に進み、処理を終了する。

ここで、ＳＴＥＰ２０において正転用トライアック１２と逆転用トライアック１３の双方をＯＮ制御することによって、モータ３０に過電流が流れる場合があるが、この過電流により高温になったサーマルプロテクタ３４が遮断状態となる。そしてこれにより、モータ３０の通電経路が遮断されてモータ３０が保護されると共に、モータ３０が停止状態に維持される。なお、サーマルプロテクタとしては、溶断タイプ、自己復帰タイプ、手動復帰タイプ等の仕様のものを用いることができる。

また、サーマルプロテクタ３４を備えない場合であっても、本発明の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、本発明の正転用スイッチング素子及び逆転用スイッチング素子としてトライアックを用いたが、リレー等の他の種類のスイッチング素子を用いてもよい。

また、本実施形態では、本発明のモータとして単相コンデンサモータ３０を用いた例を示したが、共通端子と正転用端子及び逆転用端子とを有し、単相交流電源の一方の出力部に共通端子が接続され、単相交流電源の他方の出力部に正転用端子及び逆転用端子が共に接続されたときに、回転が停止した状態となるモータであれば本発明のモータとして用いることができる。

１…回転ドラムの制御装置、１０…制御基板、１１…モータ制御回路、１２…正転用トライアック、１３…逆転用トライアック、１４…直流電源、１５…モータ接続回路、２０…単相交流電源、３０…単相コンデンサモータ、３６…回転速度センサ、４１…回転ドラム、４２…ドア、４３…ドアスイッチ、４４…操作パネル。

Claims (3)

1. 正転と逆転の切り替えが可能なモータにより駆動される、ドア付きの回転ドラムの作動を制御する回転ドラムの制御装置であって、
   単相交流電源の一方の出力部を前記モータの共通端子に接続し、該単相交流電源の他方の出力部を、正転用スイッチング素子を介して前記モータの正転用端子に接続すると共に、逆転用スイッチング素子を介して前記モータの逆転用端子に接続したモータ接続回路と、
   前記ドアの開閉状態を検出するドア開閉検出部と、
   前記回転ドラムの回転の有無を検知する回転検知部と、
   前記ドア開閉検出部により前記ドアが閉まっていることが検出され、且つ、所定の作動条件が成立しているときに、前記正転用スイッチング素子と前記逆転用スイッチング素子のいずれか一方を導通状態に制御して、前記回転ドラムを前記モータにより駆動し、
   前記回転ドラムを前記モータにより駆動しているときに、前記ドア開閉検出部により前記ドアが開いたことを検知したときには、先ず、前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子を共に遮断状態に制御し、この制御によって前記回転ドラムが停止したことが前記回転検知部により検知されなかったときに、前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子を共に導通状態に制御することにより、前記モータによる前記回転ドラムの駆動を停止するモータ制御回路と
   を備えたことを特徴とする回転ドラム制御装置。
2. 請求項１に記載の回転ドラムの制御装置において、
   前記ドア開閉検出部と前記モータ制御回路とは、前記単相交流電源の出力電圧よりも低い電圧の電源からの供給電力により作動することを特徴とする回転ドラムの制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の回転ドラムの制御装置において、
   前記正転用スイッチング素子及び前記逆転用スイッチング素子が共に導通状態であって、前記モータの前記正転用端子及び前記逆転用端子と前記共通端子との間に過電流が流れたときに、前記モータの前記正転用端子及び前記逆転用端子と前記共通端子間の通電経路を遮断する通電遮断回路を備えたことを特徴とする回転ドラムの制御装置。

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