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公開番号2021045352
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210325
出願番号2019169960
出願日20190919
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 20200101AFI20210226BHJP(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】電動機のブレーキに要する時間を短縮させ、使い勝手のよい洗濯機を提供する。
【解決手段】洗濯物を収納する洗濯兼脱水槽23と、洗濯兼脱水槽23内に設けた攪拌翼24と、洗濯機を制御する制御部31と、電動機30から洗濯兼脱水槽23と攪拌翼24とに動力を伝達する伝達手段35とを有する。伝達手段35は、洗濯兼脱水槽23と攪拌翼24の間に設けた減速手段36と、減速手段36を無効にするクラッチスプリング37と、を有する。制御部31は、洗濯兼脱水槽23のブレーキ期間中に、クラッチスプリング37の伝達可能なトルクの上限よりも小となる負の出力トルクを電動機30に発生させ、洗濯兼脱水槽23内の負荷に応じて異なるブレーキ期間を経過した後に次の工程に移る。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
洗濯物を収納する洗濯兼脱水槽と、
前記洗濯兼脱水槽内に設けた攪拌翼と、
洗濯機を制御する制御部と、
電動機から前記洗濯兼脱水槽と前記攪拌翼とに動力を伝達する伝達手段とを有し、
前記伝達手段は、
前記洗濯兼脱水槽と前記攪拌翼の間に設けた減速手段と、
前記減速手段を無効にするクラッチスプリングと、を有し、
前記制御部は、
前記洗濯兼脱水槽のブレーキ期間中に、前記クラッチスプリングの伝達可能なトルクの上限よりも小となる負の出力トルクを前記電動機に発生させ、
前記洗濯兼脱水槽内の負荷に応じて異なる前記ブレーキ期間を経過した後に次の工程に移る、洗濯機。
続きを表示(約 870 文字)【請求項2】
前記電動機の電源である電源回路は、複数のスイッチング素子と、前記電動機への供給電流を検知する電流検知回路と、を有し、
前記制御部は、前記ブレーキ期間中に、前記電動機への供給電流をほぼ零とするように、前記複数のスイッチング素子をオンオフ制御し、前記電動機の電圧周波数が略零となった後に前記ブレーキ期間を終了する請求項1記載の洗濯機。
【請求項3】
前記電動機の電源である電源回路は、複数のスイッチング素子と、前記電動機への供給電流を検知する電流検知回路と、を有し、
前記制御部は、前記ブレーキ期間中に、少なくとも2個のスイッチング素子を同時にオンさせ、前記電動機への供給電流によって、前記ブレーキ期間を異ならせる請求項1記載の洗濯機。
【請求項4】
前記洗濯機は、電磁ブレーキを有し、
前記制御部は、前記洗濯兼脱水槽のブレーキ期間中に、前記電磁ブレーキによって、前記電動機の出力トルクが負となる電流を供給する電磁ブレーキ期間を有し、前記出力トルクは、前記クラッチスプリングの伝達可能トルクの上限よりも小とする請求項1記載の洗濯機。
【請求項5】
前記洗濯兼脱水槽内の負荷に関する、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段または、前記洗濯兼脱水槽内の布量を検知する布量検知手段、の少なくとも1つを前記洗濯機は有し、
前記制御部は、前記水位または前記布量の少なくとも1つの値に応じて、前記ブレーキ期間の終了タイミングを可変する請求項1〜4のいずれか1項に記載の洗濯機。
【請求項6】
前記洗濯兼脱水槽内の負荷に関する、前記洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段または、前記洗濯兼脱水槽内の布量を検知する布量検知手段の少なくとも1つを前記洗濯機は有し、
前記制御部は、前記水位または前記布量の少なくとも1つの値に応じて、前記ブレーキ期間中に電動機へ供給する電流または電圧の1つ以上を可変する請求項4記載の洗濯機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電動機を用いて衣類等の洗濯を行う洗濯機に関するものである。
続きを表示(約 4,700 文字)【背景技術】
【0002】
従来、この種の洗濯機はモータ駆動制御装置を用いて、例えば、脱水動作において洗濯兼脱水槽の回転速度を低下させる場合、モータ(電動機)への通電を切って停止させる(例えば、特許文献1参照)。図17に、特許文献1に記載された従来の洗濯機を示す。
【0003】
図17に示すように、洗濯機は、水受け槽1と、水受け槽1内に設けた脱水回転可能な洗濯兼脱水槽2と、洗濯兼脱水槽2底部に回転自在に設けたパルセータ3と、モータ4とを有している。モータ4の軸に取り付けたプーリ5とプーリ6は、ベルト7で結ばれている。上軸受8と下軸受9の間には減速ギア10などが設けられている。
【0004】
洗濯兼脱水槽2内の洗濯物を撹拌する時は、プーリ6を介して、減速ギア10によって減速された回転が、パルセータ3に伝わり回転させる。一方、ブレーキシュー11が減速ギア10に接触される。同時に、クラッチバー12がクラッチ13に噛み込み、クラッチスプリング14は緩まった状態となる。これによって、プーリ6と洗濯兼脱水槽2へのトルクは断じられ、洗濯兼脱水槽2は回転せず、パルセータ3による撹拌動作が行われる。
【0005】
洗濯兼脱水槽2内の洗濯物を脱水する時は、クラッチバー12がクラッチ13から外れ、クラッチスプリング14が締め上がることによってプーリ6から洗濯兼脱水槽2へのトルク伝達がなされる。ブレーキシュー11に関しては、減速ギア10と接触しない状態となる。これによって、減速ギア10は減速作用がなくなり、プーリ6の軸が公転することで、プーリ6と洗濯兼脱水槽2とパルセータ3とのすべてが同速度で回転する状態となり、脱水運転が行われる。そして脱水運転を終了して減速するときは、モータ4への通電を切る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2007−117328号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、前記従来の構成では、特にモータ4(電動機)への通電を切って自然にブレーキがかかるのを待つような装置に用いる場合、モータ4への通電を切った状態で、洗濯兼脱水槽2の回転速度が所定値以下(ほぼ零)に低下して停止状態になるのに要する時間は、潤滑条件などで変化するためバラツキが大きい。
【0008】
洗濯機を簡素化かつ低コストにするため、モータ4や洗濯兼脱水槽2の回転速度を検知するための速度センサや位置センサを設けない構成とする場合、脱水運転の終了後にブレーキによって回転がほぼ零になったことを検知することが困難であるという課題を有する。すなわち、脱水運転の次の工程に入る最適なタイミングを設計することは容易ではない。また、洗濯兼脱水槽2の回転中に使用者が手などを入れないようにするためロックが可能な蓋を設けた洗濯機において、脱水運転の終了後にそのロックを解除する場合、そのロックを解除する最適なタイミングを決めることは容易ではない。
【0009】
例えば、洗濯兼脱水槽2の各種の負荷状態、速度状態、ブレーキの性能バラツキなどの
条件を考慮して、ブレーキに要する最大時間でブレーキ期間(一定値)を設計する方法がある。この方法では、ブレーキ期間の最大時間を設計したときの条件以外では、洗濯兼脱水槽23が停止している状態にもかかわらず、次の工程までの待ち時間が発生し、洗濯コースの時間(攪拌運転や脱水運転を含む)が長くなる場合が発生する。また、脱水運転後、蓋ロックを解除するまで使用者に待ち時間が発生する場合が発生する。
【0010】
また、ブレーキに要する時間を短縮するため、モータ4からブレーキトルクを作用させることによって、洗濯兼脱水槽23の回転速度を短時間でほぼ零(停止状態)まで下げる方法がある。しかしながら、ブレーキのトルクが過多である場合には、クラッチスプリング14のスリップが発生し、モータ4からのブレーキトルクが洗濯兼脱水槽2に有効に伝わらないだけでなく、クラッチスプリング14のスリップによって信頼性の低下が発生する場合がある。
【0011】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、モータ4(電動機)のブレーキに要する時間(ブレーキ期間)を短縮させ、使い勝手のよい洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯物を収納する洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽内に設けた攪拌翼と、洗濯機を制御する制御部と、電動機から洗濯兼脱水槽と攪拌翼とに動力を伝達する伝達手段とを有し、伝達手段は、洗濯兼脱水槽と攪拌翼の間に設けた減速手段と、減速手段を無効にするクラッチスプリングと、を有し、制御部は、洗濯兼脱水槽のブレーキ期間中に、クラッチスプリングの伝達可能なトルクの上限よりも小となる負の出力トルクを電動機に発生させ、洗濯兼脱水槽内の負荷に応じて異なるブレーキ期間を経過した後に次の工程に移るものである。
【0013】
これによって、ブレーキ期間(電動機のブレーキに要する時間)を短縮させ、使い勝手のよい洗濯機を実現することができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明の洗濯機は、ブレーキ期間を短縮させ、使い勝手のよい洗濯機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
本発明の実施の形態1における洗濯機のブロック図
本発明の実施の形態1における減速手段36の構成図
本発明の実施の形態1における電源回路32の詳細回路図
本発明の実施の形態1における洗濯機のフローチャート
本発明の実施の形態1における水位検知手段88の構成図
本発明の実施の形態1におけるブレーキの特性図
本発明の実施の形態2における洗濯機の制御部31および電動機30のブロック図
本発明の実施の形態2における電流ベクトル設定器115のブロック図
本発明の実施の形態3におけるブレーキ時のトルクを説明する図
本発明の実施の形態3におけるブレーキトルクの特性図
本発明の実施の形態4における電源回路124のブロック図
本発明の実施の形態4における同時オン期間発生器138のc信号の波形図
本発明の実施の形態5における電磁ブレーキ手段141のブロック図
本発明の実施の形態5における布量検知手段145の動作波形図
本発明の実施の形態5における布量検知手段145の特性図
本発明の実施の形態5における電磁ブレーキ141の特性図
従来の洗濯機のブロック図
【発明を実施するための形態】
【0016】
第1の発明は、洗濯物を収納する洗濯兼脱水槽と、洗濯兼脱水槽内に設けた攪拌翼と、洗濯機を制御する制御部と、電動機から洗濯兼脱水槽と攪拌翼とに動力を伝達する伝達手段とを有し、伝達手段は、洗濯兼脱水槽と攪拌翼の間に設けた減速手段と、減速手段を無効にするクラッチスプリングと、を有し、制御部は、洗濯兼脱水槽のブレーキ期間中に、クラッチスプリングの伝達可能なトルクの上限よりも小となる負の出力トルクを電動機に発生させ、洗濯兼脱水槽内の負荷に応じて異なるブレーキ期間を経過した後に次の工程に移る洗濯機である。
【0017】
これによって、ブレーキ期間を短縮させ、使い勝手のよい洗濯機を実現することができる。例えば、脱水から次の工程に進むまでの時間短縮をすることができる。
【0018】
第2の発明は、特に第1の発明において、電動機の電源である電源回路は、複数のスイッチング素子と、電動機への供給電流を検知する電流検知回路と、を有し、制御部は、ブレーキ期間中に、電動機への供給電流をほぼ零とするように、複数のスイッチング素子をオンオフ制御し、電動機の電圧周波数が略零となった後にブレーキ期間を終了する洗濯機である。
【0019】
これによって、連続的な速度推定を用い減速中の速度に応じて、ブレーキ期間を短縮させ、使い勝手のよい洗濯機を実現することができる。
【0020】
第3の発明は、特に第1の発明において、電動機の電源である電源回路は、複数のスイッチング素子と、電動機への供給電流を検知する電流検知回路と、を有し、制御部は、ブレーキ期間中に、少なくとも2個のスイッチング素子を同時にオンさせ、電動機への供給電流によって、ブレーキ期間を異ならせる洗濯機である。
【0021】
これによって、間欠的な速度推定を用い減速中の速度に応じて、ブレーキ期間を短縮させ、使い勝手のよい洗濯機を実現することができる。
【0022】
第4の発明は、特に第1の発明において、洗濯機は電磁ブレーキを有し、制御部は、洗濯兼脱水槽のブレーキ期間中に、電磁ブレーキによって、電動機の出力トルクが負となる電流を供給する電磁ブレーキ期間を有し、出力トルクは、クラッチスプリングの伝達可能トルクの上限よりも小とする洗濯機である。
【0023】
これによって、ブレーキ期間中に電磁プレーキによるブレーキを作用させることで、ブレーキ期間を短縮させ、使い勝手のよい洗濯機を実現することができる。
【0024】
第5の発明は、特に第1〜4のいずれか1つの発明において、洗濯兼脱水槽内の負荷に関する、洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段または、洗濯兼脱水槽内の布量を検知する布量検知手段、の少なくとも1つを洗濯機は有し、制御部は、水位または布量の少なくとも1つの値に応じて、ブレーキ期間の終了タイミングを可変する洗濯機である。
【0025】
これによって、水位または布量の少なくとも1つの情報を活用することで、ブレーキ期間を短縮させ、使い勝手のよい洗濯機を実現することができる。
【0026】
第6の発明は、特に第4の発明において、洗濯兼脱水槽内の負荷に関する、洗濯兼脱水槽内の水位を検知する水位検知手段または、洗濯兼脱水槽内の布量を検知する布量検知手
段、の少なくとも1つを洗濯機は有し、制御部は、水位または布量の少なくとも1つの値に応じて、ブレーキ期間中に電動機へ供給する電流または電圧の1つ以上を可変するものである。
【0027】
これによって、水位または布量の少なくとも1つの情報を活用することで、ブレーキ期間を短縮させ、使い勝手のよい洗濯機を実現することができる。
【0028】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【0029】
(実施の形態1)
まず、図1に本発明の実施の形態1における洗濯機のブロック図を示す。
【0030】
図1において、洗濯機は、洗濯兼脱水槽23、攪拌翼24、受筒25、給水弁27、排水弁28を含む。
(【0031】以降は省略されています)

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