JPH05115674A

JPH05115674A - 洗濯機の制動装置

Info

Publication number: JPH05115674A
Application number: JP3279646A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Urabe; 浩文浦辺; Masayuki Tokuchi; 政幸渡久地; Kazuhiko Yamagami; 和彦山上; Masami Yorita; 昌美頼田; Tatsuo Inada; 達夫稲田; Toyozo Kato; 豊蔵加藤
Original assignee: Nihon Kentetsu Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Nihon Kentetsu Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-10-25
Filing date: 1991-10-25
Publication date: 1993-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】ブレーキ印加時の騒音を無くし、シューの摩
耗などが原因での性能の低下を防ぐ。【構成】ＤＣブラシレスモーター8 を使用する洗濯機
において、前記ＤＣブラシレスモーター8 のコイルの短
絡回路５４を形成し、この短絡回路５４に制御装置２０
からのモーター８の停止指令時にオンし、電流が流れな
くなった時にオフする半導体スイッチ素子としてのトラ
イアック３６を設け、モーター８に制動を加えることが
必要な場合は前記トライアック３６またはサイリスタを
オンしモーターコイルを短絡させてモーターに電気的に
制動を加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＤＣブラシレスモータ
ーを使用する洗濯機の制動装置に関する設けるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、全自動の一槽攪拌式洗濯機は周
知のごとく、外箱内に水受槽を吊支し、この水受槽内
に、中心に攪拌翼を立設し周囲の側壁に脱水孔を穿設し
た洗濯兼脱水槽を配設し、水受槽の下方にモーターを配
設し、このモーターの回転軸をプーリー、Ｖベルトなど
を介して攪拌翼の洗濯軸と洗濯兼脱水槽の脱水軸とに連
結している。

【０００３】そして、脱水運転時には攪拌翼と洗濯兼脱
水槽とが一方向に高速で回転するが、かかる高速回転に
よる脱水時に例えば洗濯兼脱水槽内の洗濯物が片寄って
アンバランススイッチがこれを検知したり、蓋が開かれ
たり、停電が発生したような場合は、洗濯兼脱水槽及び
攪拌翼をこのまま回転させては危険である。そこで、こ
のような場合は、攪拌翼、洗濯兼脱水槽を回転させるモ
ーターに制動を加える必要がある。

【０００４】図１１〜図１３はかかる洗濯機におけるブ
レーキ機構の従来例の一例を示すもので、二重の同軸に
形成される洗濯軸４５と脱水軸４６の周りに、ブレーキ
ホイール４７、ブレーキバンド４８を配設し、該ブレー
キバンド４８にブレーキレバー４９を臨ませる。また、
洗いと脱水とを切換えるクラッチ機構ともなるクラッチ
ギヤ５０を洗濯軸４５の周囲に配設し、このクラッチギ
ヤ５０にラチェット爪５１を臨ませる。そして、ソレノ
イドにより作動するレバー５３にネジリバネ５２を介し
てブレーキレバー４９を取付けるとともに、該レバー５
３の先端にラチェット爪５１を取付ける。

【０００５】このようにして、脱水運転中はソレノイド
がオンし、図１２に示すようにレバー５３に取付けたラ
チェット爪５１は洗濯軸４５に設けたクラッチギヤ５０
から離れ、また、ブレーキレバー４９もブレーキバンド
４８から離れて、洗濯軸４５、脱水軸４６ともに高速で
回転している。いま、ソレノイドがオフしブレーキがか
けられると、レバー５３が移動しラチェット爪５１がク
ラッチギヤ５０に係合し、ブレーキレバー４９がブレー
キバンド４８に係止してそれぞれ洗濯軸４５と脱水軸４
６との回転に制動を加える。このように機械的にレバー
５３が作動することでモーターの回転に制動が加えられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】レバーの作動により機
械的に制動をかける方法は、ブレーキ印加時に騒音が発
生し、機械的なものであるという構造上、シューが摩耗
して制動力が低下しモーターが停止するまでの時間が次
第に長くなってしまう欠点がある。

【０００７】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、モーターにＤＣブラシレスモーターを使用する場合
はその特性を利用し、機械的な制動に代えて電気的制動
を与えることで制動時に騒音が発生することもなく、摩
耗により制動力が低下するおそれもなく、完全性、信頼
性の向上を図ることのできる洗濯機の制動装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、攪拌翼や洗濯兼脱水槽を回転させるモーター
に、ＤＣブラシレスモーターを使用する洗濯機におい
て、モーターのコイルの短絡回路を形成し、この短絡回
路に制御装置からのモーターの停止指令時にオンし、電
流が流れなくなった時にオフする半導体スイッチ素子を
設けたことを要旨とするものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、ＤＣブラシレスモーターへの
通電を遮断する制御装置からのモーターの停止指令時に
該制御装置からの出力でモーターのコイルの短絡回路に
設けた半導体スイッチ素子をオンさせる。このようにす
れば、ＤＣブラシレスモーターは慣性による回転で発電
を行うことになり、これにより電気的に制動がモーター
のロータに加わる。そして、慣性による回転がなくなり
モーターが完全に停止すると、発電もなくなるので短絡
回路に電流が流れなくなり、半導体スイッチ素子がオフ
して短絡回路が構成されなくなって通常の運転に備え
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の洗濯機の制動装置を設けた制
御ブロック回路図、図２は本発明の洗濯機の制動装置の
動作を示すフローチャートで、まず図４〜図９について
本発明装置が実施される洗濯機の構成を説明する。

【００１１】図４、図５は攪拌式の全自動一槽式洗濯機
の一例を示すもので、外箱１内に防振バネ２を備えた吊
棒３等による防振手段を介して水受槽４を吊支する。こ
の該水受槽４の内部に、側壁に脱水孔７を設けた洗濯兼
脱水槽６と、攪拌翼５とを回転自在に配設した。前記水
受槽４の下方には、ローターに永久磁石を配設したＵ
相、Ｖ相、Ｗ相をもつ３相のＤＣブラシレスモーター８
を配設し、ローター軸を前記攪拌翼５の回転軸及び洗濯
兼脱水槽６の回転軸に連結する。

【００１２】水受槽４の底部に開口する排水管９に排水
バルブ１０を介して排水ホース１１を連結するととも
に、循環ポンプ１２を介して循環ホース１３を連結し、
この循環ホース１３を外箱１内で立上げ、先端を洗濯兼
脱水槽６の上方に開口する。図中１４は、この循環ホー
ス１３の開口端の下方に配設したリントフィルター、１
５は電源コード、１６はアース線を示す。外箱１の上面
には上面パネル１７と蓋４１を設け、上面パネル１７に
図１０に示した操作パネル１８と図１１に示した表示部
１９とを設ける。

【００１３】また、前記ＤＣブラシレスモーター８に、
該モーター８への通電位置を検出するため、モーター８
の永久磁石の磁石位置を検出するためのローター位置検
出器（エンコーダ）２８を取付ける。このエンコーダ２
８は図２〜図４に示すように、モーター８のローター軸
と同期して回転し通電位置を検出するためのスリット２
９を設けた反射板３０と、該反射板３０のスリット２９
を検出するためのセンサーを前記反射板３０に対向する
取付板３２に配設するもので、この取付板３２はモータ
ー枠８ａに取付けたエンコーダケース２８ａ内にボス立
てにより固定される。

【００１４】そして、前記スリット２９はローターに取
付けてある永久磁石のＮ極、Ｓ極のいずれか一方に対応
する３０度分の円弧状に形成し、磁極位置検出用として
相互に３０度分の幅を存して合計６個設けた。また、前
記反射板３０の外周に周方向に速度検出用のスリットと
して均等面分割したスリット３３ａと非スリット３３ｂ
を交互に形成した。

【００１５】取付板３２に設けるセンサーは、前記スリ
ット２９と同じ半径の同一円周上に５０度の等間隔で３
個のセンサー３１ａ，３１ｂ，３１ｃを配設するものと
し、さらに取付板３２の外周近くに前記スリット３３ａ
の検出用のセンサー３１ｄを配設する。

【００１６】前記センサー３１ａ〜３１ｄは、図５に示
すように発光部としての発光ダイオードと受光部として
のホトトランジスタとからなり、該ホトトランジスタの
通電検出回路３４ａ〜３４ｄを、ツェナーダイオードと
これによりベース駆動でオンオフするトランジスタで構
成した反射形センサーである。

【００１７】図１は、かかる洗濯機における運転制御の
ブロック回路図で、図中２０はマイクロコンピュータな
どを用いる制御装置を示す。ＡＣ１００Ｖ電源２３に全
波整流回路２２が接続され、この全波整流回路２２に停
電検出回路を介してＤＣ定電圧回路２１が接続され、こ
のＤＣ定電圧回路２１にこれを電源とする制御装置２０
が接続される。

【００１８】また、ＡＣ１００Ｖ電源２３に倍電圧整流
回路２４が接続され、この倍電圧整流回路２４に、スイ
ッチング電源回路２５、ＴＲＭ（トランジスタモジュー
ル）駆動回路２６が順次接続され、このＴＲＭ駆動回路
２６にＤＣブラシレスモーター８が接続される。図中２
７はＤＣブラシレスモーター８に制動を加えるためのブ
レーキ回路で、ＤＣブラシレスモーター８のコイルを短
絡する短絡回路５４からなる。

【００１９】この短絡回路５４には半導体スイッチとし
てのトライアック３６が設けられるが、このトライアッ
ク３６にはオン指令回路としてホトカプラ３５を介して
絶縁状態で制御装置２０が接続される。なお、トライア
ック３６に代えてサイリスタを用いることも可能であ
り、いずれも短絡回路５４に電流が流れなくなるとオフ
する半導体スイッチ素子である。

【００２０】そして、制御装置２０の入力ポートには、
操作パネル１８に設けた洗濯内容などを設定する設定ス
イッチなどのキー入力回路３７と、蓋４１の開閉を検知
するフタスイッチ３８と、洗濯物の片寄りを検出するア
ンバランススイッチ３９と、センサー３１ａ〜３１ｄが
その出力を導入するように接続される。

【００２１】また、制御装置２０の出力ポートにはリレ
ー４０、ＴＲＭ駆動回路２６、ブレーキ回路２７、表示
部１９に設けた洗濯内容などを表示する表示ランプの表
示回路４３が接続されるが、前記リレー４０の接点は倍
電圧整流回路２４に接続されるフタロック機構４２に組
込まれる。

【００２２】次に動作を図２のフローチャートについて
説明する。ＤＣブラシレスモーター８に通電され、ＤＣ
ブラシレスモーター８が回転するとこの回転力が攪拌翼
５と洗濯兼脱水槽６に伝わりこれらが回転して脱水運転
が行われる。この間、リレー４０に出力されてその接点
が閉じてフタロック機構４２が作動し、脱水運転中は蓋
が開かないようロックされる。

【００２３】そして、回転数はエンコーダ２８で検出さ
れるが、センサー３１ａ〜３１ｃはそれぞれ５０度ずつ
ずれた位置にあるので５０度ずつずれてスリット２９の
位置を検出し、図１０に示したタイミングにより各セン
サー３１ａ，３１ｂ，３１ｃの通電検出回路３４ａ，３
４ｂ，３４ｃから出力してデジタル化した磁極位置検出
信号が制御装置２０に入力される。制御装置２０ではこ
の信号をもとにローターの磁極位置と判断し、ＴＲＭ駆
動回路２６に出力し、ここからの出力でトランジスタモ
ジュールによるＤＣブラシレスモーター８の通電を制御
する。

【００２４】また、センサー３１ｄではスリット３３ａ
と非スリット３３ｂとが１０度毎に交互に位置し、反射
状態と非反射状態とが交互に表われ、センサー３１ｄは
それぞれ反射状態で内部回路のトランジスタがオンし、
非反射状態でオフする。このオン、オフ信号が通電検出
回路３４ｄの入力端子に入力され、ここでのオン、オフ
信号が基準電圧と比較され、図１０に示した矩形波の出
力信号が制御装置２０に出力するので制御装置２０では
この信号を取込んで回転速度を演算する。

【００２５】かかる脱水運転中に切スイッチが押されて
電源がオフしたり、一時停止スイッチが押されたり、洗
濯物の片寄りを検知してアンバランススイッチ３９がオ
ンしたり、蓋４１が開かれてフタスイッチ３８がオンし
たり、あるいは停電が発生すると、これらスイッチ等か
らの出力を受けて制御装置２０ではＤＣブラシレスモー
ター８に制動を加える必要ありと判断する。

【００２６】そして、制御装置２０からリレー４０に出
力しこれをオフして（ステップイ）フタロックを解除す
ると同時に、ＴＲＭ駆動回路２６にも出力し、トランジ
スタモジュール駆動信号をオフし（ステップロ）、スイ
ッチング電源回路２５からＤＣブラシレスモーター８へ
の電力供給を断つ。

【００２７】その後、５００ｍｓｅｃ経過したところで
（ステップハ）、制御装置２０からブレーキ回路２７の
短絡回路５４のトライアック３６に出力してこれをオン
し（ステップニ）、１１ｍｓｅｃの間だけブレーキ信号
を出力して（ステップホ）オフする（ステップヘ）。Ｄ
Ｃブラシレスモーター８では、電源が断たれてもロータ
ーは慣性で回転し続けるが、この回転により発電してい
るときにトライアック３６をオンすることによりモータ
ーコイルを短絡させると、モーター８に対して制動を加
える力が作用し、モーター８に電気的にブレーキがかか
る。

【００２８】この制動力はモーター８が回転し続け、発
電している間は加えられる。よって、回転数に比例する
制動力を得ることができ、また、停電時でもブレーキを
印加できる。この場合は、回転が停止して電流が０にな
ると短絡回路５４に電流が流れなくなるのでトライアッ
ク３６が自動的にオフして、制動を自動的に停止するこ
とができる。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように本発明の洗濯機の制動
装置は、ＤＣブラシレスモーターを使用する場合にその
特性を利用して電気的に制動を加えるようにしたので、
制動印加時の騒音が小さくなり、摩耗などによる性能低
下も生じず、安全性、信頼性を向上できる。また、回転
数に応じた制動力を与えることができるので性能も向上
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗濯機の制動装置の実施例を示す制御
ブロック回路図である。

【図２】本発明の洗濯機の制動装置の動作を示すフロー
チャートである。

【図３】本発明の洗濯機の制動装置の制動印加時の出力
信号のタイミング図である。

【図４】本発明装置が実施される洗濯機の斜視図であ
る。

【図５】本発明装置が実施される洗濯機の縦断側面図で
ある。

【図６】本発明装置が実施される洗濯機のエンコーダの
一部切欠いた正面図である。

【図７】本発明装置が実施される洗濯機のエンコーダの
反射板の平面図である。

【図８】本発明装置が実施される洗濯機のエンコーダの
取付板の斜視図である。

【図９】センサーの構成回路図である。

【図１０】センサーの通電検出回路の出力信号のタイミ
ング図である。

【図１１】従来のブレーキ機構の縦断側面図である。

【図１２】従来のブレーキ機構の非動作時の平面図であ
る。

【図１３】従来のブレーキ機構の動作時の平面図であ
る。

【符号の説明】

１…外箱２…防振バネ３…吊棒４…水受槽５…攪拌翼６…洗濯兼脱水槽７…脱水孔８…ＤＣブラシレスモーター８ａ…モーター枠９…排水管１０…排水バルブ１１…排水ホース１２…循環ポンプ１３…循環ホース１４…リントフィルター１５…電源コード１６…アース線１７…上面パネル１８…操作パネル１９…表示部２０…制御装置２１…ＤＣ定電圧回路２２…全波整流回路２３…ＡＣ１００Ｖ電源２４…倍電圧整流回路２５…スイッチング電源回路２６…ＴＲＭ駆動回路２７…ブレーキ回路２８…エンコーダ２８ａ…エンコーダケース２９…スリット３０…反射板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…センサー３２…取付板３３ａ…スリット３３ｂ…非スリット３４ａ〜３４ｄ…トランジスタの通電検出回路３５…ホトカプラ３６…トライアック３７…キー入力回路３８…フタスイッチ３９…アンバランススイッチ４０…リレー４１…蓋４２…フタロック機構４３…表示回路４５…洗濯軸４６…脱水軸４７…ブレーキホイール４８…ブレーキバンド４９…ブレーキレバー５０…クラッチギヤ５１…ラチェット爪５２…ネジリバネ５３…レバー５４…短絡回路

フロントページの続き (72)発明者山上和彦千葉県船橋市山手１丁目１番１号日本建鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者頼田昌美千葉県船橋市山手１丁目１番１号日本建鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者稲田達夫千葉県船橋市山手１丁目１番１号日本建鐵株式会社船橋製作所内 (72)発明者加藤豊蔵千葉県船橋市山手１丁目１番１号日本建鐵株式会社船橋製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】攪拌翼や洗濯兼脱水槽を回転させるモー
ターに、ＤＣブラシレスモーターを使用する洗濯機にお
いて、モーターのコイルの短絡回路を形成し、この短絡
回路に制御装置からのモーターの停止指令時にオンし、
電流が流れなくなった時にオフする半導体スイッチ素子
を設けたことを特徴とした洗濯機の制動装置。