JP7317672B2 - 洗濯機 - Google Patents
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Description
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係るドラム式洗濯機100を示す外観斜視図であり、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右側面断面図である。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、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、前補強材、後補強材に結合されており、ベース1aを含めて箱状の筐体1を形成し、十分な強度を有している。ドア2は前面カバー1cの略中央に設けた衣類を出し入れするための投入口1gを塞ぐためのもので、前補強材に設けたヒンジで開閉可能に支持されている。筐体1の上部中央に設けた操作・表示パネル3は、電源スイッチ4、操作スイッチ5、表示器6を備える。操作・表示パネル3は筐体1下部に設けた制御装置7に電気的に接続している。制御装置7には冷却ファン7aが取り付けられている。
図3は、第1実施形態に係るアクチュエータ30の内部構造を示す縦断面図である。なお、図3に示すように、xyz軸を定める。また、図3では、z方向においてアクチュエータ30の半分を図示しているが、アクチュエータ30の構成は、xy平面を基準として対称になっている。アクチュエータ30は固定子31と可動子32とを備えており、固定子31と、y方向に延びる板状の可動子32との間のy軸方向への磁気的な吸引力・反発力によって、固定子31と可動子32との相対位置をy方向で直線的に変化させるモータである。固定子31は電磁鋼板が積層して構成されるコア31aとこのコア31aの磁極歯Tに巻回される巻線31bを備えている。また、可動子32はy方向に延びる複数の金属板32aと、y方向で所定の間隔を設けて金属板32aに設置される永久磁石32b1,32b2,32b3とを備えている。
図7は、第1実施形態に係る制御部40を示す構成図である。制御部40は、アクチュエータ30へ印加する電圧指令を演算処理する計算部401(マイコン)とアクチュエータに電圧を印加する駆動回路402とを備えている。計算部401は、制御装置7より、各アクチュエータ駆動力指令を受け取る。駆動力指令とは、例えば、電流振幅指令Ixamp[A]、周波数指令Fx[Hz]、位相指令θx[rad]等である。計算部401は駆動力指令を受けアクチュエータへの電圧指令を決定する。図7に例として、駆動指令(電流指令)を正弦波関数で与える場合の電圧指令の計算方法を示す。
Ixref=Ixamp×sin(2π×Fx×t+θx) ・・・(1)
FL=I×Kt ・・・(2)
Ef=mc×g×h ・・・(3)
ここで、mc[kg]は落下時の含水した洗濯物Cの質量、hは洗濯槽8の直径により決まる洗濯物Cが落下した落下距離、g[m/s2]は、重力加速度である。
Ec=mC×Vd2/2 ・・・(4)
E =Ef+Ec ・・・(5)
また、本実施形態では電流指令を正弦波状に与える場合を説明したが、正弦波に限らず矩形波やのこぎり波等で与えても揺動の効果を得られる。
第1実施形態によれば、制御部40はアクチュエータ30を駆動し、外槽9を介して洗濯槽8に振動を与えることで、落下エネルギEfに加え、衝突エネルギEcを洗濯物Cに与えることができ、洗濯効果を向上することができる。また、「すすぎ工程」においても同様の動作を行うことで、短い時間で洗濯物Cをすすぐことができ、洗濯時間を短縮することができる。
図10は、第1実施形態の変形例に係る「揺動洗い」および「溜め洗い」を示す説明図である。第1実施形態においては、ドラム式洗濯機100での「たたき洗い」におけるアクチュエータ30の動作を説明したが、「揺動洗い」や「溜め洗い」においてもアクチュエータ30で振動を加えることで洗濯効果を向上することができる。
「揺動洗い」は、洗濯槽8を、洗濯物Cが持ち上がり、洗濯槽8に叩きつけられない程度の小さな角度(例えば±90度以下の範囲)で正逆回転させる。洗濯物C同士の摩擦力、及び、洗濯水Dの化学的な効果を用いて汚れを落とす動作である。
「溜め洗い」は、洗濯槽8を回転させず、洗濯水Dの化学的な効果を用いて汚れを落とす動作である。
アクチュエータ30を用いて外槽9および駆動機構10を介して洗濯槽8に振動を加えることで、洗濯水Dと洗濯物Cの攪拌が少ない「揺動洗い」及び「溜め洗い」においても洗剤の解け残りを防ぐことができる。さらに、洗濯水Dの濃度を均一に保つことができる。そのため、洗濯水Dによる化学的な効果を高めることができ、洗浄効果を高めることができる。
第1実施形態の変形例1では、ドラム式洗濯機100における「揺動洗い」や「溜め洗い」動作について説明したが、本変形例では、縦型洗濯機における動作について説明する。
「揉み洗い」動作中に、アクチュエータ30を用いて、外槽1110を介して洗濯槽119に振動を加えることで、摩擦力に加え、振動による衝撃力を洗濯物に与えることができ、洗濯効果を向上することができる。また、攪拌回数を少なくしても洗濯効果を保つことができるため、洗濯物同士の絡まりを低減することができ、洗濯物を取り出しやすくなる。
次に、第2実施形態について図13及び図14を用いて説明する。
図13は、第2実施形態に係るアクチュエータ30の制御方法を示す説明図である。図14は、第2実施形態に係るアクチュエータ30の制御方法に関する波形の説明図である。第2実施形態は、複数のアクチュエータ30の駆動力指令を独立に与える点が、第1実施形態と異なる。第1実施形態と同一部には同一野符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。
第2実施形態によれば、制御部40はアクチュエータ30L及び30Rを独立に駆動することで、外槽9が筐体1や筐体1内に取り付けられた装置等に接触することを防ぎつつ、洗濯物Cに大きな衝撃力を与えることができ、洗浄効果を高めることができる。
第3実施形態は、アクチュエータ30を洗濯物Cの落下により生じた変位に応じて制御する。この点が第1実施形態、第2実施形態と異なる。
図16、図17に示すように、バネ定数指令を正の値で与えることで、洗濯物Cとリフタ8Cがすぐに接触し、洗濯物に加わる力(衝撃力)を増加させることができる従って「叩き洗い」の洗濯効果を高めることができる。
次に、本発明の第4実施形態について図18を用いて説明する。第4実施形態は、制御部40が複数のアクチュエータのばね定数指令を独立に与える点が、第3実施形態と異なる。
第4実施形態によれば、制御部40はアクチュエータ30L及び30Rを独立に駆動することで、外槽9が筐体1や筐体1内に取り付けられた装置等に接触することを防ぎつつ、洗濯物Cの洗浄効果を高めることができる。
各実施形態では、リニアクチュエータを用いて説明したが、それに限らない。例えば、ボールネジと回転モータを用いた構成や、クランク機構と回転モータを用いた構成としてもよい。
2 ドア
3 操作・表示パネル
4 電源スイッチ
5 操作スイッチ
6 表示器
7 制御装置(制御部)
8 洗濯槽
8c リフタ
9 外槽
9c 開口部
9e 外槽振動検出装置
10 駆動機構(モータ)
10a 回転角度検出装置
15 弾性支持機構(サスペンション)
16 バネ
17 変位センサ
30,30L,30R アクチュエータ
31 固定子
32 可動子
31a コア
31b 巻線
32b1,32b2,32b3 永久磁石
33 外槽側サスペンションベース
40 制御部
401 計算部(マイコン)
402 駆動回路
100 ドラム式洗濯機
110 縦型洗濯機
111 筐体
121 吊り棒
119 洗濯槽
1110 外槽
1111 攪拌翼
1112 クラッチ機構
1113 駆動機構
1120 弾性支持機構(サスペンション)
C 洗濯物
D 洗濯水
E 総エネルギ
Ec 衝突エネルギ
Ef 落下エネルギ
FL 推力
Fx 周波数指令
g 重力加速度
h 落下距離
I 電流
Ixamp 電流振幅指令
Ixref 電流指令
K バネ定数
Kt 推力定数
Kref バネ定数指令
mc 落下時の含水した洗濯物Cの質量
vref 電圧指令
Vd 速度
X 変位
θx 位相指令
Claims (7)
- 筐体と、
前記筐体の内部に位置する外槽と、
前記外槽の内部に位置し回転する洗濯槽と、
前記外槽を前記筐体の内部で防振支持し、前記外槽の振動を制御するアクチュエータを有するサスペンションと、
前記アクチュエータを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、洗濯物の洗い工程またはすすぎ工程において、前記アクチュエータを制御し前記外槽を振動させ、洗濯物に衝突エネルギを与える
ことを特徴とする洗濯機。 - 筐体と、
前記筐体の内部に位置する外槽と、
前記外槽の内部に位置し回転する洗濯槽と、
前記外槽を前記筐体の内部で防振支持し、前記外槽の振動を制御するアクチュエータを有するサスペンションと、
前記アクチュエータを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、洗濯物の洗い工程またはすすぎ工程において、前記アクチュエータの推力を変位に比例して制御し、洗濯物に衝突エネルギを与える
ことを特徴とする洗濯機。 - 請求項1において、
前記洗濯機は、少なくとも2つ以上のアクチュエータを有しており、
前記制御部は、前記アクチュエータの振動周波数、振動振幅、振動の位相の少なくともいずれかを独立に制御する
ことを特徴とする洗濯機。 - 請求項2において、
前記洗濯機は、少なくとも2つ以上のアクチュエータを有しており、
前記制御部は、前記アクチュエータの推力を変位に比例して独立に制御する
ことを特徴とする洗濯機。 - 請求項1において、
前記洗濯槽は、停止または低速回転している
ことを特徴とする洗濯機。 - 請求項2において、
前記洗濯槽は、停止または低速回転している
ことを特徴とする洗濯機。 - 請求項1から6のいずれか1項において、
前記アクチュエータは、電気にて駆動するリニアアクチュエータである
ことを特徴とする洗濯機。
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KR20100024365A (ko) | 2008-08-25 | 2010-03-05 | 로베르트 소이퍼 게엠베하 운트 코 카게 | 서스펜션, 세탁장치 및 세탁장치 스티어링 프로세스 |
JP2018153053A (ja) | 2017-03-15 | 2018-09-27 | 日立アプライアンス株式会社 | 振動制御装置及び洗濯機 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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