JP7377184B2

JP7377184B2 - 洗濯乾燥機

Info

Publication number: JP7377184B2
Application number: JP2020177789A
Authority: JP
Inventors: 知也吉野; 光渡辺; 慎勇希北; 丈曽我; 達成飛田; 健太郎高田; 炳林
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2040-10-23
Also published as: CN116324079A; WO2022085266A1; JP2022068944A

Description

本発明は、洗濯物を洗濯する洗濯乾燥機に関する。

乾燥工程において、洗濯槽内に空気を送風する送風ファンと、その送風ファンを駆動する送風送風用ファンモータと、その送風送風用ファンモータを制御する制御装置を備える洗濯乾燥機がある。

係る制御装置を設けた洗濯乾燥機として特許文献１が知られている。特許文献１は、「送風ファンを運転し、ヒータによって加熱された空気が、温風吹出し口から洗濯槽内に温風が吹き込み、衣類を温め水分を蒸発させ高温高湿となった空気は、乾燥ダクトに吸い込まれ、除湿機構を流下する冷却水で冷却除湿されて乾いた低温空気となり、ヒータで再度加熱され、洗濯槽内に吹き込むように循環することにより乾燥が行われる。」「洗濯槽の上面に設けた乾燥機構より温風を吹出す温風吹出し口を設け、風量と風速の積が１．６（Ｎ）以上となる高速の温風を洗濯槽内の衣類に吹き付け、衣類のしわを伸ばすようにした」構成のものである。

特開２０２０－１０８６３号公報

特許文献１のように高速の温風を洗濯槽内の衣類に吹き付ける際に、送風用ファンモータの回転数は徐々に高くなり、送風用ファンモータに流れる電流も上昇する。

このように乾燥工程において、回転数を徐々に高くしていくと、洗濯槽内の温度特性が変化し、乾燥が不十分になったり、過乾燥となって運転終了することがある。

本発明の目的は、減磁しない最大の電流値で高速風を出力し、乾燥不十分や過乾燥となることを抑止する乾燥運転が可能な洗濯乾燥機を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の洗濯乾燥機は、洗濯物が収容される内槽と、前記内槽内に乾燥空気を送る送風ファンと、前記送風ファンを駆動する送風用ファンモータと、前記送風用ファンモータに流れる電流を検知する電流検知部と、前記送風用ファンモータを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記送風用ファンモータの回転数が乾燥仕上がりに応じて予め定めた回転数以上であり、且つ前記電流検知部で検知した電流が予め定めた閾値以上の場合、前記閾値を超えた時点の回転数で固定して前記送風用ファンモータを回転させ、前記送風用ファンモータの回転数が乾燥仕上がりに応じて予め定めた回転数以上であり、且つ前記電流検知部で検知した電流が予め定めた前記閾値より小さい場合、前記送風用ファンモータの回転数は乾燥仕上がりに応じて予め定めた上限値まで上昇させ、前記上限値に到達した場合、前記上限値で固定して前記送風用ファンモータを回転させる、構成とする。

本発明によれば、減磁しない最大の電流値で高速風を出力し、乾燥不十分や過乾燥となることを抑止する乾燥運転が可能な洗濯乾燥機を提供できる。

本発明の実施例に係る洗濯乾燥機の構成例を示す図である。洗濯乾燥機内の制御装置の構成例を示す図である。制御装置の乾燥運転の制御フローを示す図である。乾燥運転時の送風用ファンモータの回転数と電流値の関係を示す図である。

以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、縦型洗濯乾燥機である洗濯乾燥機Ｓを例に挙げて説明するが、前面側に洗濯物の出し入れ口が形成されほぼ水平軸周りにドラムが回転するドラム式洗濯乾燥機やその他の機器に送風機２２を適用できる。

図１は、本発明の実施例に係る洗濯乾燥機の構成例を示している。図１は、送風機２２が搭載される洗濯乾燥機Ｓを示す右側縦断面図である。洗濯乾燥機Ｓを使用側（前側）から向かって見て右と左とする。

図１に示すように、洗濯乾燥機Ｓは、筐体の外枠１、洗濯水を貯留する外槽２、洗濯物が収容される回転槽（内槽、洗濯槽）３、回転槽を駆動する主電動機である駆動モータ１０、および送風機２２を備えている。本実施例の送風機２２は、洗濯乾燥機Ｓの乾燥工程において、乾燥風を作る役割をもつ。

外槽２は、例えば合成樹脂製のものであり、外枠１内の中央に防振支持され外枠１内に収容されている。

回転槽３は、洗濯、脱水、乾燥される洗濯物を収容する洗濯兼脱水槽である。回転槽３は、外槽２の内部中央に設けられる。また、回転槽３は、鉛直方向に回転軸を有し、外槽２内に回転自在に支持される。

回転槽３の底部には、洗濯水を攪拌して洗い、すすぎを行う攪拌翼４が回動自在に設けられている。攪拌翼４は、洗濯運転時および乾燥運転時に、正転／逆転を繰り返す動作が行われる。また、攪拌翼４は、脱水運転時に、回転槽３と一緒に回転槽３内の洗濯物とともに高速回転し、洗濯物に含まれる水分を遠心力で脱水する。

駆動モータ１０は、外枠１内に設けられ、攪拌翼４および回転槽３を回転駆動する。駆動モータ１０は、例えばＤＣブラシレスモータが使用される。ＤＣブラシレスモータは、ベクトル制御によって制御が行われる。駆動モータ１０は、攪拌翼４および回転槽３をダイレクトドライブしているが、ベルトなどの減速機構を用いて駆動してもよい。

外枠１の上部には、開閉自在な外蓋５が設けられている。外蓋５は、外枠１の上部に設けられたトップカバー６に後側が軸支持されている。外槽２の上部の外蓋５下方には、内蓋３４が後側の軸周りに開閉自在に設けられている。回転槽３に対する洗濯物の出し入れは、外蓋５および内蓋３４を開くことで行われる。

外枠１内には、トップカバー６の外蓋５の後側に、給水ユニット７が設けられている。給水ユニット７は、内部に複数の水路を有する給水ボックス（図示せず）を有している。給水ユニット７は、トップカバー６から上方に突き出る給水ホース接続口８から供給される水道水や風呂水を外槽２の内部に注ぐ。また、トップカバー６の前側には、洗剤、仕上剤の投入装置３５が設けられている。洗剤、仕上剤は、投入ホース３６により、外槽２と回転槽３の間に注がれる。

また、洗濯乾燥機Ｓは、洗濯物を乾かす乾燥機構９を備えている。乾燥機構９は、回転槽３内の洗濯物を乾燥する乾燥用空気の循環送風や除湿を行う。乾燥機構９は、大部分が乾燥用空気循環路で占められている。乾燥用空気循環路は、外槽２の底部に連通する底部循環路２０と、底部循環路２０から上向きに延びる除湿用縦通路２１とを備える。

送風機２２の下部の吸込側は、除湿用縦通路２１の上端部に接続される。送風機２２と除湿用縦通路２１の間には乾燥フィルタ４５が配置され、送風機２２に異物が流入しないようになっている。送風機２２の前部の排出側は、戻り接続循環路２５と接続され連通している。なお、送風機２２は、送風用のファン（送風ファン）とファンを駆動する送風用ファンモータ１１（送風送風用ファンモータ）を含んで構成されている。

戻り接続循環路２５は、その一部の上部蛇腹ホース２３を介して、外槽２の上部に連通する。底部循環路２０は、その一部の下部蛇腹ホース２６を介して、外槽２の底部に連通している。

下部蛇腹ホース２６は、外槽２の底落込部３１に接続されている。底落込部３１は、下部連通管４１を介して、排水用の洗濯水排水路４２と、循環用の洗濯水循環水路４３に連通する。洗濯水排水路４２には、排水時のみ開弁される常閉型の排水弁４４が設けられている。

排水弁４４は、洗濯運転時や乾燥運転時には閉じられている。排水弁４４は、洗濯水を排水する排水時に開いて、外槽２に溜まっている洗濯水やすすぎ水を、洗濯水排水路４２から洗濯乾燥機Ｓの外部（機外）に排出する。洗濯水循環水路４３には、糸くず等を除去するための異物除去トラップ３２が設けられている。

洗濯水循環水路４３は、洗濯水循環水縦水路４６に接続されている。洗濯水循環水縦水路４６は、外槽２の外側面に沿って上昇して回転槽３の上側まで延び、回転槽３の上側に設けられている洗濯糸屑除去装置３３に連通している。

外槽２に溜まる洗濯水やすすぎ水は、洗濯水循環水縦水路４６を流れて洗濯糸屑除去装置３３から回転槽３内に散布して注がれる。このような散布注水を継続しつつ洗濯やすすぎが行われるので、少ない水量で洗濯、すすぎが行われる。

洗濯乾燥機Ｓは、外槽２に溜まる洗濯水やすすぎ水の水位を検知する水位センサ４７を備えている。外槽２の底部近傍にはエアートラップ５０が設けられている。エアートラップ５０に連通してエアーチューブ４９が接続されている。このエアーチューブ４９の上端には水位センサ４７が連通して接続される。

図１の洗濯乾燥機Ｓには、制御部である制御装置１００が備えられており、この一例を図２に示している。制御装置１００は、マイクロコンピュータＣＰＵ、パワーモジュールＰＭ１、ＰＭ２、パワーモジュール冷却ファン１０３を主たる構成要素として構成されており、パワーモジュールＰＭ１、ＰＭ２は、電源を適宜の値の直流に変換して、それぞれ駆動モータ（メインモータ）１０、送風用ファンモータ（ブロワモータ）１１に電力を供給している。また電源は、パワーモジュール冷却用ファン１０３のモータに供給されている。

マイクロコンピュータＣＰＵは、洗濯乾燥機Ｓにおける作業処理工程を適切に制御すべく、各所の信号を取り込み、各所に制御信号を与えている。図２には、このうちパワーモジュールＰＭ１、ＰＭ２と、パワーモジュール冷却用ファン１０３との信号授受の関係を記述している。

図２によればマイクロコンピュータＣＰＵは、内部において、回転数指令値などの指令とを生成し、生成された回転数指令値を電流指令値に変換して、パワーモジュールＰＭ１に対して制御信号Ｓｇ１（指令値）を与え、パワーモジュールＰＭ２に対して制御信号Ｓｇ３（指令値）を与え、パワーモジュール冷却用ファン１０３に対して制御信号Ｓｇ２（指令値）を与える。またマイクロコンピュータＣＰＵは、パワーモジュールＰＭ１、ＰＭ２内に設置したサーミスタ１１１、１１２が検知した温度信号Ｓｇ４、Ｓｇ５を取り込んでいる。

図３に制御装置１００における乾燥工程時の送風用ファンモータ１１の制御フローの一例を示す。なお、この図３のSTＡRTからENDまでのフローを更新フローという。

この制御装置１００において、ステップS1では、送風用ファンモータ１１の回転数（以下、ファン回転数とする）を、送風用ファンモータ１１に流れる電流を電流検知部（シャント抵抗など）で検知し、検知された電流に基づいて回転数を推定する回転数推定部により推定されたファン回転数が、予め定めた閾値（例えば２３０００[rpm]とする）以上かどうかを判定する。ファン回転数が閾値以上の場合（Y）、ステップS2に移行する。なお、ファン回転数が閾値より小さい場合（N）、終了する。なお、回転数推定部は、回転数を検知するセンサにより検知しても良い。また、ここでは閾値は、満足する乾燥仕上がりとなる最低限の回転数を設定している。

次に、ステップS2に移行するが、最初のみは、ステップS2を飛ばして、ステップS3へ移行する。なお、以下、回転数の指令値が更新される２回目以降の制御フローについて説明する。

ファン回転数の指令値（電圧指令）は、マイクロコンピュータCPUから逐次出力され、更新される。

ステップS2では、１回目の更新フローでのファン回転数の指令値の更新から所定時間、例えば５秒経過している、且つ、回転数の更新停止していなければ（更新終了前）、（Y）、ステップS3へ移行する。この期間を満たさない場合（N）は、終了する。

ステップS3では、送風用ファンモータ１１に流れる電流（以下、ファン電流とする）を予め定めた期間、電流検知部により検知し、ファン電流が、予め定めた閾値（例えば７[Ａ]とする）以上かどうか判定する。なお、この閾値は、減磁しない最大の電流値を考慮して設けた値である。この閾値以上の場合（Yの場合）、ファン回転数の更新を停止し、その値を固定し（ステップS4）、ステップS4へ移行する。また閾値より小さい場合（Nの場合）は、マイクロコンピュータCPUにて、ファン回転数の指令値に、予め定めた値、例えば２００[rpm]を加算した値を回転数の指令値として出力する（ステップS5）。

次に、ステップS6では、ファン回転数の指令値が予め定めた上限値（例えば２５８００[rpm]とする）より大きいか否かを判定する。なお、この上限値は、乾燥仕上がりが良くなる回転数の値を設けている。この上限値より大きい場合は、マイクロコンピュータCPUにて、ファン回転数の指令値を、この上限値となるように制限し（ステップS7）、その後、ファン回転数の更新を停止する（ステップS8）。つまり、ファン回転数は、上限値で固定された回転数で運転される。

ここで図４に、図３の制御フローを実施した際の乾燥運転時の送風用ファンモータ１１の回転数と電流値の関係を示す。

図４（ａ）のように、通常電圧で駆動され、常温状態の場合、つまり乾燥運転開始時から送風ファンの負荷が小さい場合、ファン電流は予め定めた閾値を超えないため、ファン回転数は、予め定めた上限値で固定され、固定された上限値にて運転される。また、図４（ｂ）のように、通常電圧で駆動され、低温状態の場合、つまり乾燥運転開始時、送風ファンの負荷が大きい場合、ファン電流が予め定めた閾値を超えたため、超えた時点のファン回転数で固定され、固定されたファン回転数にて運転される。これは低電圧で駆動され、常温状態の場合、つまり乾燥運転開始時からファン電流が大きい場合でも同様である。

このように、送風用ファンモータ１１に流れる電流を直接検知するため、送風ファンの負荷や圧損などの本体バラツキによらず制御でき、また、その検知されたファン電流が閾値を超えた時点で、超えた時点のファン回転数で固定して、制御を行うことで、電源電圧や内槽内の気温によらず最大の回転数で運転可能となる。回転数が常に一定なので、サーミスタ温度差（乾燥運転が開始された時点の内槽内の温度に対する上昇後の内槽内の温度との差）による乾燥検知が正しく動作でき、正しいタイミングで、乾燥運転を終了することができる。

３回転槽
１０駆動モータ
１１送風用ファンモータ
１００制御装置
Ｓ洗濯乾燥機
ＣＰＵマイクロコンピュータ
ＰＭ１、ＰＭ２パワーモジュール

Claims

洗濯物が収容される内槽と、
前記内槽内に乾燥空気を送る送風ファンと、
前記送風ファンを駆動する送風用ファンモータと、
前記送風用ファンモータに流れる電流を検知する電流検知部と、
前記送風用ファンモータを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記送風用ファンモータの回転数が乾燥仕上がりに応じて予め定めた回転数以上であり、且つ前記電流検知部で検知した電流が予め定めた閾値以上の場合、前記閾値を超えた時点の回転数で固定して前記送風用ファンモータを回転させ、
前記送風用ファンモータの回転数が乾燥仕上がりに応じて予め定めた回転数以上であり、且つ前記電流検知部で検知した電流が予め定めた前記閾値より小さい場合、前記送風用ファンモータの回転数は乾燥仕上がりに応じて予め定めた上限値まで上昇させ、前記上限値に到達した場合、前記上限値で固定して前記送風用ファンモータを回転させる、ことを特徴とする洗濯乾燥機。
請求項１記載の洗濯乾燥機であって、
前記制御部は、前記電流検知部で検知した電流が予め定めた前記閾値より小さい場合、回転数指令値に所定値加算することを特徴とする洗濯乾燥機。