JP2024123713A

JP2024123713A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2024123713A
Application number: JP2023031345A
Authority: JP
Inventors: 徳洋大島; Norihiro Oshima; 正巳服部; Masami Hattori; 剛志賀; Takeshi Shiga
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2023-03-01
Filing date: 2023-03-01
Publication date: 2024-09-12

Abstract

【課題】回転負荷に応じたトルクでパルセータを回転させることができる技術を提供する。
【解決手段】洗濯機は、洗濯物を収容する回転槽と、回転槽内に配置されたパルセータと、パルセータを回転させるモータと、制御部と、を備えている。パルセータは、モータのトルクにより第１回転方向と、第１回転方向と逆方向の第２回転方向とに回転可能であり、パルセータが第１回転方向に回転する際の回転負荷が、パルセータが第２回転方向に回転する際の回転負荷よりも大きい。制御部は、パルセータを第１回転方向に回転させる際の回転トルクを、パルセータを第２回転方向に回転させる際の回転トルクよりも大きくする。
【選択図】図１

Description

本明細書に開示する技術は、洗濯機に関する。

特許文献１に洗濯機が開示されている。特許文献１の洗濯機は、洗濯物を収容する回転槽と、回転槽内に配置されているパルセータと、パルセータを回転させるモータとを備えている。パルセータは、第１回転方向と、第１回転方向と逆方向の第２回転方向とに回転可能である。

特表２００６－５１７１２５号公報

パルセータを備える洗濯機では、パルセータの形態に起因して、パルセータが第１回転方向の回転する際の回転負荷が、パルセータが第２回転方向の回転する際の回転負荷よりも大きくなることがある。この場合、第１回転方向と第２回転方向で回転負荷が異なるにもかかわらず、パルセータを第１回転方向と第２回転方向で同様に回転させると問題が生じることがある。例えば、洗濯物をしっかり洗濯することができないことや、電力を無駄に消費することがある。そこで本明細書は、回転負荷に応じたトルクでパルセータを回転させることができる技術を提供する。

本明細書に開示する洗濯機は、洗濯物を収容する回転槽と、前記回転槽内に配置されたパルセータと、前記パルセータを回転させるモータと、制御部と、を備えている。前記パルセータは、前記モータのトルクにより第１回転方向と、前記第１回転方向と逆方向の第２回転方向とに回転可能であり、前記パルセータが前記第１回転方向に回転する際の回転負荷が、前記パルセータが前記第２回転方向に回転する際の回転負荷よりも大きい。前記制御部は、前記パルセータを前記第１回転方向に回転させる際の回転トルクを、前記パルセータを前記第２回転方向に回転させる際の回転トルクよりも大きくする。

実施例の洗濯機を模式的に示す図。実施例のモータの回路図。実施例のパルセータを模式的に示す図。実施例のモータの通電時間を示す図。

実施例の洗濯機２について図面を参照して説明する。図１に示すように、洗濯機２は、筐体４と、筐体４内に配置されている水槽１０と、水槽１０内に配置されている回転槽１２と、回転槽１２内に配置されているパルセータ３０とを備えている。また、洗濯機２は、水槽１０に接続されている給水経路６０及び排水経路６４を備えている。また、洗濯機２は、筐体４内に配置されている制御部５０を備えている。

筐体４は、開閉可能な扉６を備えている。扉６が開閉することにより、水槽１０の開口部１０２及び回転槽１２の開口部１２２が開閉する。筐体４の上部には操作パネル８０が設けられている。操作パネル８０は、例えば、タッチパネルから構成されている。操作パネル８０は、洗濯機２に関する様々な情報を表示可能である。また、操作パネル８０は、洗濯機２に関する様々なユーザ操作を受け付け可能である。

筐体４内に配置されている水槽１０は、水を貯留可能である。水槽１０内に配置されている回転槽１２は、洗濯物を収容可能である。回転槽１２は、回転可能な状態で水槽１０内に配置されており、モータ２０により回転駆動される。回転槽１２が回転することにより回転槽１２内の洗濯物が洗濯される。

モータ２０は、例えば、コンデンサラン型の単相誘導モータである。単相誘導モータは、主コイルと、主コイルと並列接続された補助コイル（始動コイルともいう）と、補助コイルと直列接続されたコンデンサとを備えている。単相誘導モータは、主コイルの電流の位相と補助コイルの電流の位相とがコンデンサによってずらされることにより回転子が回転するモータである。

図２に示すように、実施例のモータ２０は、第１コイル２２と、第２コイル２４と、コンデンサ２６とを備えている。モータ２０は、第１リレー４２と第２リレー４４を介して電源４０に接続されている。電源４０は、例えば、家庭用の交流電源である。

第１コイル２２と第２コイル２４は、並列接続されている。コンデンサ２６は、第１コイル２２と第２コイル２４に接続されている。このモータ２０では、第１リレー４２がオンであり、第２リレー４４がオフである場合、第１リレー４２を通じてモータ２０に電流が流れる。この場合、コンデンサ２６は、第１コイル２２と並列接続され、第２コイル２４と直列接続される。この状態では、第１コイル２２が単相誘導モータの主コイルとなり、第２コイル２４が単相誘導モータの補助コイルとなる。一方、第１リレー４２がオフであり、第２リレー４４がオンである場合、第２リレー４４を通じてモータ２０に電流が流れる。この場合、コンデンサ２６は、第１コイル２２と直列接続され、第２コイル２４と並列接続される。この状態では、第１コイル２２が単相誘導モータの補助コイルとなり、第２コイル２４が単相誘導モータの主コイルとなる。

実施例のモータ２０では、第１リレー４２がオンであり、第２リレー４４がオフである場合、第１コイル２２が主コイルとなり、第２コイル２４が補助コイルとなり、モータ２０の回転子が正転方向（第１回転方向）に回転する。一方、第１リレー４２がオフであり、第２リレー４４がオンである場合、第１コイル２２が補助コイルとなり、第２コイル２４が主コイルとなり、モータ２０の回転子が逆転方向（第２回転方向）に回転する。

実施例のモータ２０では、第１コイル２２を構成する巻き線の巻き数が、第２コイル２４を構成する巻き線の巻き数よりも多い。また、第１コイル２２を構成する巻き線の線径が、第２コイル２４を構成する巻き線の線径よりも大きい。即ち、第１コイル２２の巻き線が、第２コイル２４の巻き線よりも太い。これにより、第１コイル２２が主コイルとなるとき（即ち、モータ２０が第１回転方向に回転するとき）のトルクが、第２コイル２４が主コイルとなるとき（即ち、モータ２０が第２回転方向に回転するとき）のトルクよりも大きくなる。

次に、パルセータ３０について説明する。図１及び図３に示すように、パルセータ３０は、本体３２と、本体３２に固定された複数のフィン３４とを備えている。本体３２と複数のフィン３４は一体的に形成されている。パルセータ３０は、回転槽１２の底部に固定されており、モータ２０の駆動力により回転槽１２と共に回転する。パルセータ３０が回転することにより回転槽１２内の水が撹拌される。パルセータ３０は、第１回転方向（例えば、平面視において右回り）と、第１回転方向と逆方向の第２回転方向（例えば、平面視において左回り）とに回転可能である。モータ２０が正転方向（第１回転方向）に回転するとパルセータ３０が第１回転方向に回転し、モータ２０が逆転方向（第２回転方向）に回転するとパルセータ３０が第２回転方向に回転する。

パルセータ３０の本体３２は、略円盤状に構成されている。複数のフィン３４は、本体３２の上面部から上方に突出している。複数のフィン３４は、本体３２の周方向（回転方向）に間隔をあけて並んで配置されている。各フィン３４は、平面視において略弧状に構成されており、第１回転方向を向く凹面３６と、第２回転方向を向く凸面３８とを備えている。凹面３６は、パルセータ３０が第１回転方向に回転する際に回転槽１２内の水の抵抗を受ける。凸面３８は、パルセータ３０が第２回転方向に回転する際に回転槽１２内の水の抵抗を受ける。これにより、パルセータ３０が回転するときに回転負荷が生じる。凹面３６に作用する水の抵抗は、凸面３８に作用する水の抵抗よりも大きくなる。そのため、パルセータ３０が第１回転方向の回転する際の回転負荷が、パルセータ３０が第２回転方向の回転する際の回転負荷よりも大きくなる。

図１に示すように、洗濯機２の給水経路６０は、上流端が給水源（例えば、水道）に接続されており、下流端が水槽１０に接続されている。給水経路６０は、給水源から供給される水を水槽１０内に供給する。給水経路６０には、給水経路６０を開閉する給水弁６２が設けられている。給水弁６２が開弁すると水槽１０内に水が供給される。

排水経路６４は、上流端が水槽１０に接続されており、下流端が排水先（例えば、排水パン）に接続されている。排水経路６４は、水槽１０から排出される水を排水先へ排出する。排水経路６４には、排水経路６４を開閉する排水弁６６が設けられている。排水弁６６が開弁すると水槽１０内の水が排水先に排出される。

制御部５０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えており、所定のプログラムに基づいて洗濯機２に関する様々な制御や処理を実行する。

上記の洗濯機２は、回転槽１２に収容されている洗濯物を洗濯する洗濯運転を実行可能である。洗濯運転では、例えば、洗い行程と、洗い行程の後の脱水行程とが実行される。洗い行程は、回転槽１２に収容されている洗濯物を洗う行程であり、脱水行程は、回転槽１２に収容されている洗濯物を脱水する行程である。なお、洗濯運転では、洗い行程と脱水行程以外の行程が適宜実行されてもよい。

洗濯運転の洗い行程では、制御部５０が、モータ２０に接続されている第１リレー４２と第２リレー４４のオンとオフを所定の時間間隔で切り替えることにより、モータ２０の回転方向を切り替える。これにより、回転槽１２とパルセータ３０の回転方向を切り替える。制御部５０は、回転槽１２とパルセータ３０を第１回転方向及び第２回転方向に回転させて洗い行程を実行する。

具体的には、制御部５０が、第１リレー４２をオンにし、第２リレー４４をオフにすることにより、モータ２０を第１回転方向に回転させる。これにより、回転槽１２とパルセータ３０を第１回転方向に回転させる。図４に示すように、制御部５０は、所定の第１通電期間Ｔ１（例えば１０秒）にわたり第１リレー４２をオンにして回転槽１２とパルセータ３０を第１回転方向に回転させる。

また、制御部５０は、第１リレー４２をオフにし、第２リレー４４をオンにすることにより、モータ２０を第２回転方向に回転させる。これにより、回転槽１２とパルセータ３０を第２回転方向に回転させる。図４に示すように、制御部５０は、所定の第２通電期間Ｔ２（例えば５秒）にわたり第２リレー４４をオンにして回転槽１２とパルセータ３０を第２回転方向に回転させる。

制御部５０は、洗い行程において、第１通電期間Ｔ１（第１リレー４２を通じてモータ２０に通電する期間）を、第２通電期間Ｔ２（第２リレー４４を通じてモータ２０に通電する期間）よりも長くしてもよい。変形例では、制御部５０は、第１通電期間Ｔ１と第２通電期間Ｔ２を同じ長さにしてもよい。また、制御部５０は、第２通電期間Ｔ２を第１通電期間Ｔ１よりも長くしてもよい。

また、制御部５０は、第１通電期間Ｔ１と第２通電期間Ｔ２の間に、第１リレー４２と第２リレー４４の両方をオフにすることによりモータ２０に通電しない非通電期間をもうけてもよい。具体的には、図４に示すように、制御部５０は、モータ２０の回転方向（即ち、回転槽１２とパルセータ３０の回転方向）を第１回転方向から第２回転方向に切り替える際に、所定の第１非通電期間Ｔ３（例えば６秒）にわたり第１リレー４２と第２リレー４４の両方をオフにする。また、制御部５０は、モータ２０の回転方向（即ち、回転槽１２とパルセータ３０の回転方向）を第１回転方向から第２回転方向に切り替える際に、所定の第２非通電期間Ｔ４（例えば３秒）にわたり第１リレー４２と第２リレー４４の両方をオフにする。

制御部５０は、回転方向を第１回転方向から第２回転方向に切り替える際の第１非通電期間Ｔ３を、回転方向を第２回転方向から第１回転方向に切り替える際の第２非通電期間Ｔ４よりも長くしてもよい。変形例では、制御部５０は、第１非通電期間Ｔ３と第２非通電期間Ｔ４を同じ長さにしてもよい。また、制御部５０は、第２非通電期間Ｔ４を第１非通電期間Ｔ３よりも長くしてもよい。

洗濯運転の脱水行程では、制御部５０が、第１リレー４２をオフにし、第２リレー４４をオンにすることにより、モータ２０を第２回転方向に回転させる。これにより、回転槽１２とパルセータ３０を第２回転方向に回転させる。また、脱水行程では、制御部５０は、モータ２０に流す電流値を洗い行程のときよりも小さくする。これにより、脱水行程では、モータ２０のトルクを洗い行程のときよりも小さくする。制御部５０は、脱水行程において回転槽１２とパルセータ３０を第２回転方向に回転させる際のモータ２０のトルクを、洗い行程において回転槽１２とパルセータ３０を第２回転方向に回転させる際のモータ２０のトルクよりも小さくする。

（効果）
以上、実施例の洗濯機２について説明した。以上の説明から明らかなように、実施例の洗濯機２では、パルセータ３０が第１回転方向に回転する際の回転負荷が、パルセータ３０が第２回転方向に回転する際の回転負荷よりも大きい。制御部５０は、パルセータ３０を第１回転方向に回転させる際のモータ２０のトルクを、パルセータ３０を第２回転方向に回転させる際のモータ２０のトルクよりも大きくする。これにより、第１回転方向の回転トルクを、第２回転方向の回転トルクよりも大きくする。

この構成によれば、パルセータ３０が回転するときの回転負荷が大きいときにはモータ２０のトルクが大きくなり、パルセータ３０が回転するときの回転負荷が小さいときにはモータ２０のトルクが小さくなる。これにより、パルセータ３０が回転するときの回転負荷に応じたトルクでパルセータ３０を回転させることができる。その結果、洗濯物をしっかり洗濯することができると共に消費電力を抑制することができる。

実施例のモータ２０は、単相誘導モータであり、パルセータ３０が第１回転方向に回転する際に主コイルとなる第１コイル２２と、パルセータ３０が第２回転方向に回転する際に主コイルとなる第２コイル２４とを備えている。第１コイル２２の巻き線の巻き数は、第２コイル２４の巻き線の巻き数よりも多い。または、第１コイル２２の巻き線が第２コイル２４の巻き線よりも太い。これらの構成によれば、簡潔な構成により、パルセータ３０を第１回転方向に回転させる際のモータ２０のトルクを、パルセータ３０を第２回転方向に回転させる際のモータ２０のトルクよりも大きくすることができる。

また、制御部５０は、パルセータ３０の回転方向を第１回転方向から第２回転方向に切り替える際の第１非通電期間Ｔ３を、パルセータ３０の回転方向を第２回転方向から第１回転方向に切り替える際の第２非通電期間Ｔ４よりも長くする。この構成によれば、モータ２０のトルクが大きい第１回転方向にパルセータ３０を回転させた後に、その回転方向をモータ２０のトルクが小さい第２回転方向に切り替える際の第１非通電期間Ｔ３を長くすることにより、パルセータ３０がモータ２０のトルクが大きい第１回転方向に回転した後に、パルセータ３０の回転速度を遅くする期間を確保することができる。これにより、パルセータ３０の回転速度を十分に遅くしてからその回転方向を第２回転方向に切り替えることができる。その結果、モータ２０の負荷を軽減することができる。

また、制御部５０は、脱水行程においてパルセータ３０を第２回転方向に回転させる際のモータ２０のトルクを、洗い行程においてパルセータ３０を第２回転方向に回転させる際のモータ２０のトルクよりも小さくする。これにより、脱水行程における回転トルクを、洗い行程における回転トルクよりも小さくする。この構成によれば、脱水行程における消費電力を抑制することができる。

（変形例）
（１）変形例では、第１コイル２２の巻き線の巻き数と、第２コイル２４の巻き線の巻き数とが同じであり、第１コイル２２の巻き線の線径が、第２コイル２４の巻き線の線径よりも大きい構成であってもよい。また、第１コイル２２の巻き線の巻き数が、第２コイル２４の巻き線の巻き数よりも多く、第１コイル２２の巻き線の線径と、第２コイル２４の巻き線の線径とが同じであってもよい。

（２）パルセータ３０の回転方向に応じて回転トルクの大きさを変える構成は上記の構成に限定されない。変形例では、モータ２０とパルセータ３０との間にギアが設けられており、モータ２０の正転方向（第１回転方向）と逆転方向（第２回転方向）でギア比が異なる構成であってもよい。また、モータ２０の正転方向（第１回転方向）と逆転方向（第２回転方向）でモータ２０に流れる電流値が異なる構成であってもよい。これにより、パルセータ３０を第１回転方向に回転させる際の回転トルクを、パルセータ３０を第２回転方向に回転させる際の回転トルクよりも大きくすることができる。

パルセータ３０のフィン３４の形態は特に限定されない。パルセータ３０が第１回転方向の回転する際の回転負荷が、パルセータ３０が第２回転方向の回転する際の回転負荷よりも大きくなる構成であれば、弧状の形態でなくてもよい。

変形例では、洗濯機２は、洗濯物を乾燥させる乾燥運転を実行可能な洗濯乾燥機であってもよい。また、モータ２０は、誘導モータ以外のモータであってもよい。また、変形例では、モータ２０とパルセータ３０が直結されておらず、ギア等の動力伝達機構を介してモータ２０の駆動力がパルセータ３０に伝達される構成であってもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：洗濯機、４：筐体、１０：水槽、１２：回転槽、２０：モータ、２２：第１コイル、２４：第２コイル、２６：コンデンサ、３０：パルセータ、３２：本体、３４：フィン、３６：凹面、３８：凸面、４０：電源、４２：第１リレー、４４：第２リレー、５０：制御部、６０：給水経路、６２：給水弁、６４：排水経路、６６：排水弁、８０：操作パネル

Claims

洗濯物を収容する回転槽と、
前記回転槽内に配置されたパルセータと、
前記パルセータを回転させるモータと、
制御部と、を備え、
前記パルセータは、前記モータのトルクにより第１回転方向と、前記第１回転方向と逆方向の第２回転方向とに回転可能であり、
前記パルセータが前記第１回転方向に回転する際の回転負荷が、前記パルセータが前記第２回転方向に回転する際の回転負荷よりも大きく、
前記制御部は、前記パルセータを前記第１回転方向に回転させる際の回転トルクを、前記パルセータを前記第２回転方向に回転させる際の回転トルクよりも大きくする、洗濯機。
前記モータは、単相誘導モータであり、前記パルセータが前記第１回転方向に回転する際に主コイルとなる第１コイルと、前記パルセータが前記第２回転方向に回転する際に主コイルとなる第２コイルと、を備え、
前記第１コイルの巻き線の巻き数が、前記第２コイルの巻き線の巻き数よりも多い、請求項１に記載の洗濯機。
前記モータは、単相誘導モータであり、前記パルセータが前記第１回転方向に回転する際に主コイルとなる第１コイルと、前記パルセータが前記第２回転方向に回転する際に主コイルとなる第２コイルと、を備え、
前記第１コイルの巻き線が、前記第２コイルの巻き線よりも太い、請求項１又は２に記載の洗濯機。
前記制御部は、前記パルセータの回転方向を前記第１回転方向から前記第２回転方向に切り替える際に所定の第１非通電期間にわたり前記モータに通電せず、前記パルセータの回転方向を前記第２回転方向から前記第１回転方向に切り替える際に所定の第２非通電期間にわたり前記モータに通電せず、前記第１非通電期間を前記第２非通電期間よりも長くする、請求項１に記載の洗濯機。
前記回転槽内に収容された洗濯物を洗う洗い行程と、前記洗い行程の後に、前記回転槽内に収容された洗濯物を脱水する脱水行程と、を実行可能な洗濯機であって、
前記制御部は、前記洗い行程では前記パルセータを前記第１回転方向及び前記第２回転方向に回転させ、前記脱水行程では前記パルセータを前記第２回転方向に回転させ、前記脱水行程において前記パルセータを前記第２回転方向に回転させる際の回転トルクを、前記洗い行程において前記パルセータを前記第２回転方向に回転させる際の回転トルクよりも小さくする、請求項１に記載の洗濯機。