JP2012170681A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】製品底部に設けた溢水検知回路を基礎絶縁のみで安全な洗濯機とすること。
【解決手段】回転軸を有する回転ドラム１と、回転ドラム１を内包する水槽３と、水槽３の背部に固定され回転ドラム１を回転駆動するモータ５と、給水手段１２と、排水手段１０と、アース接続部５８を有する洗濯機筐体９と、モータ５の回転や、洗い、すすぎ、脱水等の各工程を制御する制御手段１６と、漏れた水を検知する電極５４と、電極５４と絶縁機能を有する漏水検知回路６０と、底部に設置した溢れた水を溜める漏水槽１５と、漏水の有無を検知する電極５４と、洗濯機筐体９と接続した金属製の台枠７０と、電極５４を取り付ける金属性のセンサー取付板３７を備え、センサー取付板３７は、電極５４よりも下方位置に設けたことにより、基礎絶縁のみで廉価で安全な洗濯機を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯液の状態に応じて洗濯運転を制御する洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、洗濯液状態検出手段として、水槽内に導電率センサー等の洗濯液の状態を検知する汚れセンサーを設置し、洗濯液の汚れ等の状態を検知することで洗濯工程の制御を行うことが考えられている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の縦断面構成図を示すものである。

図４において、内底部に攪拌翼６７を配される洗濯槽６１を収納する受け筒６２の排水口に、洗濯液の透過度を検知する検知手段６３が設けられている。この検知手段６３は、入力部、出力部、演算制御部よりなる第１の制御手段６３’により、検知した透過度を電圧変換される。第１の制御手段６３’は、この電圧値により、攪拌翼６７を駆動するモータ６６を、モータ駆動手段６５を介して駆動させる。

洗濯槽６１と、受け筒６２の間の洗濯液の導電率検知手段６４は、洗剤のタイプを判別し、入力部、出力部、演算制御部よりなる第２の制御手段６４’により、モータ駆動手段６５を介して、モータ６６を駆動させる。

第２の制御手段６４’により、検知した導電率から洗剤のタイプを判断し、タイプにより洗濯時間の延長を行うようになっている。

特開昭６３−１５４１９６号公報

しかしながら、上記従来の構成では、水槽の継ぎ目の劣化や給水経路や排水経路の破損から水が漏れるのを検知するために、製品の底部に電極を設けるが、漏れた水が多量の場合、その漏れた水に触れることで、感電する可能性があり、漏水検知手段の絶縁を強化絶縁にしなければならず高価になるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、強化絶縁構成を必要とせず、基礎絶縁のみで、安全で廉価な洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明に係る洗濯機は、有底円筒形に形成され回転軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包する水槽と、前記水槽の背部に固定され前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽内に給水する給水手段と、前記水槽から排水する排水手段と、アース接続部を有する洗濯機筐体と、前記洗濯機筐体の底部に設置した漏水を溜める樹脂製の漏水槽と、前記漏水槽内の漏水の有無を検知する電極と、絶縁機能を有する漏水検知回路と、前記電極を取り付ける金属性のセンサー取付板とを備え、前記センサー取付板は前記洗濯機筐体と接続するとともに、前記センサー取付板の先端を漏水槽内に伸張し、前記電極の先端よりも下方に前記センサー取付板の先端を設けたものである。

これにより、強化絶縁構成を必要とせず、基礎絶縁のみで、廉価で安全な洗濯機を実現することができる。

本発明の洗濯機は、強化絶縁構成を必要とせず、簡単な構成で廉価で安全な洗濯機を実現することができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の縦断面図 同洗濯機の一部をブロック化した回路図 同洗濯機の洗剤検知回路図 従来の洗濯機の縦断面構成図

第１の発明は、有底円筒形に形成され回転軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包する水槽と、前記水槽の背部に固定され前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽内に給水する給水手段と、前記水槽から排水する排水手段と、アース接続部を有する洗濯機筐体と、前記洗濯機筐体の底部に設置した漏水を溜める樹脂製の漏水槽と、前記漏水槽内の漏水の有無を検知する電極と、絶縁機能を有する漏水検知回路と、前記電極を取り付ける金属性のセンサー取付板とを備え、前記センサー取付板は前記洗濯機筐体と接続するとともに、前記センサー取付板の先端を漏水槽内に伸張し、前記電極の先端よりも下方に前記センサー取付板の先端を設けたことで、強化絶縁構成を必要とせず基礎絶縁のみで、廉価で安全な洗濯機を実現することができる。

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、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。また、ドラム洗濯機にて実施例を説明するが、縦型洗濯機でも同様の効果が得られるものであり、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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の縦断面図を示すものである。

図１において、回転ドラム１は、有底円筒形に形成し外周部に多数の通水孔２を複数設け、水槽３内に回転自在に配設している。回転ドラム１の回転中心に略傾斜方向に回転軸（回転中心軸）４を設け、回転ドラム１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配設している。この回転軸４に、水槽３の背部に取り付けたモータ５を連結し、回転ドラム１を正転、逆転方向に回転駆動する。回転ドラム１の内壁面に数個の突起板６を設けている。

水槽３の正面側の上向き傾斜面に設けた開口部を蓋体７により開閉自在に覆い、この蓋体７を開くことにより衣類出入口８を通して回転ドラム１内に洗濯物を出し入れできるようにしている。

水槽３は洗濯機筺体９より防振ダンパ（図示せず）で揺動自在に弾性支持されており、水槽３の下部に排水手段１０の一端を接続し、排水手段１０の他端を排水弁１１に接続して水槽３内の洗濯水を排水するようにしている。給水弁１２は、給水経路１３と連結して給水手段となり、水槽３内に給水するようになっている。

水槽３や給水経路１３や排水弁１１の破損で洗濯液や水がもれた場合、製品の底部に樹脂製の漏水槽１５を設けている。

アース接続部５８を有する洗濯機筐体９の背面は金属製であり、さらには洗濯機筐体９の台枠７０も金属性であり、金属製のセンサー取付板３７と台枠７０とが接触している。さらに台枠７０と洗濯機筐体の背面も接触している。

電極（電極センサー）５４は、樹脂で絶縁されたセンサー保持板７１により保持されており、樹脂製のセンサー保持板７１はセンサー取付板３７にネジ止めされて取り付けられ、前記漏水槽１５内に溜まった水が漏水槽１５内で上昇し電極５４に抵触することで漏水を検知するようにしている。

センサー取付板３７は、電極５４の最先端下部より下方位置に伸ばして設けられているために、漏水が漏水槽１５内で上昇しても、電極５４よりも先にセンサー取付板３７の金属部に水が接触し、センサー取付板３７がアースされている洗濯機筐体９に接続されていることとなるので、漏水槽１５から水が溢れて流出しても使用者が感電することもなく、使用者の安全が確保されている。

なお、本実施の形態では、回転ドラム１の回転中心に略傾斜方向に回転軸４を設け、回転ドラム１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配設しているが、回転ドラム１の回転中心に略水平方向に回転軸４を設け、回転ドラム１の軸心方向を略水平方向に配設しても垂直方向に配設しても良い。

図２は、本発明の実施の形態１における洗濯機の一部をブロック化した回路図を示すものである。

図２において、制御手段１６は、交流電力２８を整流器２９により整流し、チョークコイル３０及び平滑コンデンサ３１からなる平滑回路により平滑された直流電力を駆動電力として、インバータ回路２３によりモータ５を駆動するとともに、給水弁１２、排水弁１１などの動作を制御し、洗濯、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する。

また、制御手段１６は、運転コース等を設定するための入力設定手段１７からの情報を入力して、その情報を基に表示手段１８で表示して使用者に知らせるとともに、入力設定手段１７により運転開始が設定されると、水槽３内の水位を検知する水位検知手段１９からのデータや、電極５４から出力される洗濯水の導電率データから漏水検知手段２７が検知して得るデータ等を入力して負荷駆動手段２０を介して、排水弁１１、給水弁１２などの動作を制御し、洗濯運転を行ったり異常停止や異常報知を行う。

このとき、制御手段１６は、モータ５のロータの位置を検出する位置検出手段２１からの情報に基づいて、駆動回路２２を介してインバータ２３を制御することにより、モータ５を回転制御するようにしている。

モータ５は直流ブラシレスモータで、図示していないが、３相巻線を有するステータと、リング上に２極の永久磁石を配設しているロータとで構成し、ステータは３相巻線を構成する第１の巻線５ａ、第２の巻線５ｂ、第３の巻線５ｃなどに、スロットを設けた鉄心に巻き付けて構成している。

インバータ２３は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子で構成している。第１のスイッチング素子２３ａと第２のスイッチング素子２３ｂの直列回路と、第３のスイッチング素子２３ｃと第４のスイッチング素子２３ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子２３ｅと第６のスイッチング素子２３ｆの直列回路で構成し、各スイッチング素子の直列回路は並列接続している。

ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は入力端子で、直流電源を接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続点に、それぞれ出力端子を接続している。出力端子は、３相巻線のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子をオン・オフの組合せにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の３状態にする。

スイッチング素子のオン・オフは、ホールＩＣからなる３つの位置検出手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃからの情報に基づいて制御手段１６により制御される。位置検出手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃは電気角で１２０度の間隔でロータが有する永久磁石に対向するように、ステータに配設されている。

ロータが１回転する間に、３つの位置検出手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、それぞれ電気角で１２０度の間隔でパルスを出力する。制御手段１６は、３つの位置検出手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃのいずれかの信号の状態が変わったときを検知し、位置検出手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃの信号を基に、スイッチング素子２３ａ〜２３ｆのオン・オフ状態を変えていくことで、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、解放の３状態にし、ステータの第１の巻線５ａ、第２の巻線５ｂ、第３の巻線５ｃに通電して磁界を作り、ロータを回転させるよう構成している。

また、スイッチング素子２３ａ、２３ｃ、２３ｅはそれぞれパルス幅変調（ＰＷＭ）制御され、例えば、繰り返し周波数１０ｋＨｚでハイ、ローの通電比を制御することで、ロータの回転数を制御するようにしてあり、制御手段１６は、３つの位置検出手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃのいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータの回転数を算出して、設定回転数になるようにスイッチング素子２３ａ、２３ｃ、２３ｅをＰＷＭ制御する。

トルク検出手段２４は、インバータ２３の一方の入力端子に接続した抵抗２５と、この抵抗２５に接続した電流検知回路２６とで構成し、インバータ２３の入力電流値を検知して電圧信号に変換し、その電圧信号を制御手段１６に入力している。また、制御手段１６は入力した電圧信号をＡ／Ｄ変換してデジタルデータとして演算処理している。モータ５が直流ブラシレスモータの場合は、トルクは入力電流にほぼ比例するので、抵抗２５に接続した電流検知回路２６により、インバータ２３の入力電流値を検知することで、モータ５のトルクを検知することができる。

図３は、漏水検知手段２７内の漏水検知回路６０を示すものである。

図３において、漏水検知回路６０は、電極５４とトランス５７で分離された基礎絶縁機能を有し、トランス５７とインバータ５６とコンデンサ３２、３３からなる並列共振回路を構成している。

またダイオード３４とコンデンサ３５と抵抗３６は、前記並列共振回路で共振した出力を平滑させる構成として、電極５４の両端の抵抗値により、溢れた水の有無を検知している。

以上の構成により、溢水検知手段２７は、強化絶縁構成を必要とせず、基礎絶縁のみで感電することが無く安全を確保している。

なお、強化絶縁構成や基礎絶縁構成については、電気用品安全法やＩＥＣ（国際電気標準会議）といった法規のなかで一般的に定義されている。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、強化絶縁構成を必要とせず、基礎絶縁のみで、廉価で安全な洗濯機を実現することが可能になるので、各種の洗濯機に適用できる。

１ 回転ドラム
３ 水槽
５ モータ
９ 洗濯機筺体
１４ 底板
１５ 漏水槽
１６ 制御手段
２７ 漏水検知手段
３７ センサー取付板
５４ 電極（電極センサー）
６０ 漏水検知回路
７０ 台枠
７１ センサー保持板

Claims (1)

1. 有底円筒形に形成され回転軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムを回転自在に内包する水槽と、前記水槽の背部に固定され前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽内に給水する給水手段と、前記水槽から排水する排水手段と、アース接続部を有する洗濯機筐体と、前記洗濯機筐体の底部に設置した漏水を溜める樹脂製の漏水槽と、前記漏水槽内の漏水の有無を検知する電極と、絶縁機能を有する漏水検知回路と、前記電極を取り付ける金属性のセンサー取付板とを備え、前記センサー取付板は前記洗濯機筐体と接続するとともに、前記センサー取付板の先端を漏水槽内に伸張し、前記電極の先端よりも下方に前記センサー取付板の先端を設けたことを特徴とする洗濯機。

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