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公開番号2021019916
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210218
出願番号2019138760
出願日20190729
発明の名称洗濯機
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人,個人
主分類D06F 33/30 20200101AFI20210122BHJP(繊維または類似のものの処理;洗濯;他に分類されない可とう性材料)
要約【課題】本開示は、安価な構成によりモータの安全性を向上させる洗濯機を提供する。
【解決手段】本実施の形態におけるドラム式洗濯機は、ドラム3と、ドラム3を回転駆動させるモータ7と、直流電流を交流電流に変換し、モータ7を駆動するインバータ回路24と、モータ7に流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部により検出された電流をローパスフィルタ処理し、ローパスフィルタ処理された値を処理後の電流値として出力するローパスフィルタ処理部33と、モータ7の過負荷状態を検知する過負荷検知部34と、インバータ回路24にモータ駆動指令を送信し、インバータ回路24を通じてモータ7を制御する制御部31と、を備える。過負荷検知部34は、ローパスフィルタ処理部33により出力された処理後の電流値に基づいて、モータ7が過負荷状態であると判定し、制御部31は、過負荷検知部34の判定結果に基づいて、モータ7の回転駆動を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
回転槽と、
前記回転槽を回転駆動させるモータと、
直流電流を交流電流に変換し、前記モータを駆動するインバータ回路と、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された電流をローパスフィルタ処理し、ローパスフィルタ処理された値を処理後の電流値として出力するローパスフィルタ部と、
前記モータの過負荷状態を検知する過負荷検知部と、
前記インバータ回路にモータ駆動指令を送信し、前インバータ回路を通じて前記モータを制御する制御部と、
を備え、
前記過負荷検知部は、前記ローパスフィルタ部により出力された前記処理後の電流値に基づいて、前記モータが過負荷状態であると判定し、
前記制御部は、前記過負荷検知部の判定結果に基づいて、前記モータの回転駆動を制御する、
洗濯機。
続きを表示(約 220 文字)【請求項2】
前記過負荷検知部は、前記処理後の電流値が第1の値以上である状態において所定時間が経過した場合に、前記モータが過負荷状態であると判定し、
前記処理後の電流値が前記第1の値よりも小さい第2の値である場合に、前記過負荷状態を解除する、
請求項1に記載の洗濯機。
【請求項3】
前記制御部は、脱水動作において過負荷状態である場合、前記モータの回転数を低下させる、
請求項1又は2に記載の洗濯機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、洗濯機に関する。
続きを表示(約 4,600 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1は、サーミスタによりステータの巻線の温度を検知する洗濯機を開示する。
【0003】
特許文献1における洗濯機は、水槽と、水槽の内部に回転自在に配設されたドラムと、ドラムを回転駆動させるモータと、モータ等を制御する制御回路と、を備える。モータは、リング状の永久磁石を有するロータと、3相巻線を有するステータと、により構成されており、ステータの巻線の近傍には、温度検知手段であるサーミスタが配設されている。制御回路は、サーミスタの電圧により、ステータの巻線の温度を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開平11−239688号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、サーミスタ等の部品は高価であり、製造原価が高くなるという課題があった。
【0006】
本開示は、安価な構成によりモータの安全性を向上させる洗濯機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示における洗濯機は、回転槽と、前記回転槽を回転駆動させるモータと、直流電流を交流電流に変換し、前記モータを駆動するインバータ回路と、前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部により検出された電流をローパスフィルタ処理し、ローパスフィルタ処理された値を処理後の電流値として出力するローパスフィルタ部と、前記モータの過負荷状態を検知する過負荷検知部と、前記インバータ回路にモータ駆動指令を送信し、前インバータ回路を通じて前記モータを制御する制御部と、を備える。前記過負荷検知部は、前記ローパスフィルタ部により出力された前記処理後の電流値に基づいて、前記モータが過負荷状態であると判定し、前記制御部は、前記過負荷検知部の判定結果に基づいて、前記モータの回転駆動を制御する。
【発明の効果】
【0008】
本開示における洗濯機は、安価な構成によりモータの安全性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
実施の形態1における洗濯機の概略構成を示す縦断面図
同洗濯機の回路構成を示すブロック図
同洗濯機のモータの各電流値におけるモータ巻線温度の特性図
同洗濯機のモータの過負荷状態検知処理のフローチャート
同洗濯機のモータのインバータ制御処理のフローチャート
同洗濯機のモータ電流(ローパスフィルタ処理後)とモータ駆動指令の関係図
実施の形態2における洗濯機のモータのインバータ制御処理のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。なお、添付図面及び以下の説明によって本発明が限定されるものではない。
【0011】
(実施の形態1)
以下、図1〜図6を用いて、実施の形態1を説明する。
【0012】
(洗濯機の基本構成)
図1は、実施の形態1における洗濯機の概略構成を示す縦断面図である。
【0013】
図1に示すように、洗濯機本体1の内部には、有底円筒形に形成された水槽2がサスペンション構造(図示せず)により弾性支持されている。水槽2は、そ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支持されている。水槽2の内部には、有底円筒形に形成されたドラム3が回転自在に配設されている。ドラム3の内壁面には、洗濯水をドラム3の内外に通過させる通水孔6と、衣類撹拌用の攪拌突起(図示せず)と、が複数形成されている。
【0014】
ドラム3の正面側には、ドーナツ状の流体バランサ15が配設されている。流体バランサ15は、周方向に複数設けられた仕切り板により複数の貯留室(図示せず)に区切られており、それぞれの仕切り板には連通孔が形成されている。流体バランサ15の内部には、例えば塩化カルシウム等の、比重の大きな液体が貯留されている。液体は、連通孔を通じて、ある貯留室から隣の貯留室へと移動できる。洗濯運転時においてドラム3の内部の洗濯物に偏りが生じると、ドラム3に偏心荷重が生じる。液体は、偏心荷重の反対側に移動することで重心の偏りを補正し、ドラム3の振動騒音を低減させる。
【0015】
洗濯機本体1の正面側には、ドラム3の開口端に通じる衣類出入口4が形成されており、衣類出入口4は、扉5により開閉自在に覆われている。使用者は、扉5を開けた状態で、衣類出入口4を通じてドラム3内に洗濯物を出し入れできる。洗濯機本体1の前面上部には、衣類出入口4の上方に入力設定部25(図2参照)である操作表示パネル10が設けられている。使用者は、操作表示パネル10を操作することにより、所望の運転コースを設定できる。
【0016】
モータ7は、水槽2の下部に配設されている。モータ7は、プーリ14及びベルト16を介して、ドラム3の下底部に設けられた回転中心軸17と連結されている。モータ7の回転駆動力は、プーリ14及びベルト16を介してドラム3に伝達され、ドラム3を正転又は逆転方向に回転させる。
【0017】
注水管路8は、水槽2の上部に配管接続され、排水管路9は、水槽2の下部に配管接続されている。注水管路8及び排水管路9には、給水弁27及び排水弁28が開閉可能に設けられている。給水弁27及び排水弁28をそれぞれ開放することで、水槽2内への注水及び排水が実行される。
【0018】
(モータ駆動装置の構成)
図2は、実施の形態1における洗濯機の回路構成を示すブロック図である。
【0019】
図2に示すように、モータ7を駆動する回路には、整流器21と、チョークコイル22と、平滑コンデンサ23と、が設けられている。商用電源20の交流電圧は、整流器21より整流される。整流された交流電力は、チョークコイル22及び平滑コンデンサ23からなる平滑回路により直流電圧に変換される。従って、インバータ回路24には、変換さ
れた直流電圧が加えられる。
【0020】
インバータ回路24は、6個のパワースイッチング半導体と逆並列ダイオードよりなる3相フルブリッジインバータ回路により構成されている。本実施の形態においては、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)と逆並列ダイオード及びその駆動回路と保護回路を内蔵したインテリジェントパワーモジュール(以下、IPMという)で構成している。インバータ回路24の出力端子には、モータ7が接続されている。また、インバータ回路24は、運転指示や監視情報に基づいて、負荷駆動部26により給水弁27、排水弁28、送風ファン12、ヒートポンプ29の動作を制御する。
【0021】
モータ7は、ブラシレスモータである。モータ7は、回転子を構成する永久磁石と、固定子と、ロータ位置検出部30と、を備えている。ロータ位置検出部30は、3つのホールIC、ホールIC30a、ホールIC30b、及びホールIC30cにより構成されている。ホールIC30a、ホールIC30b、及びホールIC30cは、永久磁石と固定子との相対位置(回転子位置)から、電気角60度ごとの位置出力基準信号を検出する。
【0022】
本実施の形態における電流検出手段は、シャント抵抗(図示せず)により構成されており、インバータ回路24に設けられている。電流検出手段は、モータ7のモータ電流Iu、Iv、Iwを検出する。
【0023】
制御部31は、マイクロコンピュータと、マイクロコンピュータに内蔵したインバータ制御タイマー(PWMタイマー)、高速A/D変換回路、メモリ回路(ROM、RAM)等より構成されている。制御部31は、ロータ位置検出部30の出力信号より電気角を検知し、磁束に対応した電流成分Idとトルクに対応した電流成分Iqに分解する3相/2相dq変換、磁束に対応した電圧成分Vdとトルクに対応した電圧成分Vqを3相モータ駆動制御電圧Vu、Vv、Vwに変換する2相/3相dq逆変換を行い、3相モータ駆動制御電圧Vu、Vv、Vwに応じて駆動回路32のIGBTのスイッチングをPWM制御する。これにより、制御部31は、ステータの3相巻線である巻線7a、巻線7b、巻線7cに対する通電を制御し、モータ7を所要回転数で回転させる。
【0024】
本実施の形態では、制御部31のマイクロコンピュータが、ローパスフィルタ処理部33、及び過負荷検知部34の役割を果たしている。ローパスフィルタ処理部33、及び過負荷検知部34の詳細な動作については、後述する。
【0025】
(洗濯運転の基本動作)
使用者は、扉5を開いてドラム3内に洗濯物及び洗剤を投入し、入力設定部25である操作表示パネル10を操作して運転を開始させる。運転が開始すると、制御部31は、給水弁27を開いて水槽2内に注水する。所定水位に達すると、制御部31は、給水弁27を閉じて洗い動作を開始する。
【0026】
洗い動作において、制御部31は、モータ7を回転駆動させることによりドラム3を回転させる。ドラム3内に収容された洗濯物は、ドラム3の回転に伴い、攪拌突起により回転方向に持ち上げられ、適当な高さ位置から落下して攪拌される。このように、洗い動作においては、洗濯物を持ち上げて落下させる叩き洗いにより汚れが取り除かれる。
【0027】
洗い動作において所定の時間が経過すると、制御部31は、排水弁28を開いて排水管路9から汚れた洗濯液を排出する。続いて、制御部31は、ドラム3を高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水する。
【0028】
(モータ電流値とモータ巻線温度の関係)
ドラム3に衣類を過剰に収容した場合、ドラム3の回転動作中において衣類がねじれ又はかみこみを起こし、モータ7に過剰な負荷がかかるという課題があった。モータ7に過剰な負荷がかかった状態、即ちモータ過負荷状態においては、モータ7に流れる電流値、即ちモータ電流値が、通常の洗濯運転時におけるモータ電流値よりも高くなる。
【0029】
図3は、実施の形態1における洗濯機のモータの各電流値におけるモータ巻線温度の特性図である。
【0030】
モータ巻線温度とは、3相巻線である巻線7a、巻線7b、巻線7cの温度である。図3において、横軸は運転時間、縦軸はモータ巻線温度を示しており、各電流値におけるモータ巻線温度の変化を示している。各電流値は、モータ電流A、モータ電流B、モータ電流C、モータ電流Dの順に小さくなるように所定の値に設定されている。
(【0031】以降は省略されています)

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