專利名稱：洗衣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出作為與洗滌相關(guān)的各工序的驅(qū)動(dòng)力 使用的洗衣機(jī)，特別是涉及將變頻驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的輸出作為用于脈動(dòng)器的 旋轉(zhuǎn)軸或洗滌兼脫水槽等的旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力使用的洗衣機(jī)。
背景技術(shù)：
為了減輕噪聲或振動(dòng)等，使輸出轉(zhuǎn)速的可變寬度變寬，提出了使用三 相電動(dòng)機(jī)的變頻控制方式的洗衣機(jī)。還有，三相電動(dòng)機(jī)是指感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或
者三相的直流(DC)無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)。為了驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)，需要在三相 電動(dòng)機(jī)上施加相位彼此偏移120。的三相交流。
本申請(qǐng)人已經(jīng)提出了變頻控制方式并且具有帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的洗衣機(jī)(參 照專利文獻(xiàn)l)。在圖5中，將與這樣的提案有關(guān)的洗衣機(jī)10的內(nèi)部的概 略結(jié)構(gòu)作為剖視圖表示。洗衣機(jī)IO是一槽式的全自動(dòng)洗衣機(jī)，在主體ll 的內(nèi)部具有兼為洗滌槽的脫水槽12和水槽13。水槽13由懸浮部14彈性 地懸吊在主體11中，脫水槽12能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在水槽13的內(nèi)側(cè)。在脫水 槽12的底部設(shè)有脈動(dòng)器15。主體ll具有用于洗滌物出入的蓋lla。洗衣 機(jī)10具有與自來(lái)水管或浴室泵連接，用于對(duì)水槽13供水的供水管16; 用于控制供水的供水閥17;用于從水槽13排水的排水管18;用于控制排 水的排水閥19;用于使水槽13的水循環(huán)的循環(huán)泵20。通過(guò)使循環(huán)泵20 工作，在水槽13的水中混入空氣，從而能促進(jìn)洗滌劑的溶解，提高洗滌 的效果。
在水槽13的下部固定有直流(DC)無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為"電 動(dòng)機(jī)")2K和具有旋轉(zhuǎn)軸22a的傳遞機(jī)構(gòu)22。電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)通過(guò)在設(shè) 置在該旋轉(zhuǎn)軸21a上的滑輪21b和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸22a上的滑輪22b之間張 掛的帶23，傳遞給傳遞機(jī)構(gòu)22。傳遞機(jī)構(gòu)22內(nèi)置有減速齒輪和離合器，
電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)被減速，將該減速的旋轉(zhuǎn)傳遞給脫水槽12和脈動(dòng)器15。 在處于通過(guò)離合器與旋轉(zhuǎn)軸22a連結(jié)的狀態(tài)時(shí)，脫水槽12或脈動(dòng)器15被 傳遞電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，在電動(dòng)機(jī)21停止時(shí)停止。此外，對(duì)旋轉(zhuǎn)中 的脫水槽12或脈動(dòng)器15作用的負(fù)荷成為電動(dòng)機(jī)21的負(fù)荷。
在清洗工序或沖洗工序中，傳遞了電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)的脈動(dòng)器15旋轉(zhuǎn)， 在水槽13內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)水流。在脫水工序中，傳遞了電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)的脫 水槽12以與脈動(dòng)器15相同的速度旋轉(zhuǎn)，用由此產(chǎn)生的離心力從脫水槽12 內(nèi)的洗滌物中除去水。還有，在脫水槽12上設(shè)置有多個(gè)用于將分離的水 排出的小孔，但是也可以是沒(méi)有孔的槽。
在主體ll的上部設(shè)置有操作部24、顯示部25、蜂鳴器26、及檢測(cè)蓋 11a開(kāi)閉的蓋傳感器27，在水槽13的側(cè)方設(shè)置有檢測(cè)水槽13內(nèi)的水位的 水位傳感器28。此外，在操作部24的下部設(shè)置有用于控制洗衣機(jī)10的動(dòng) 作整體的、由微機(jī)構(gòu)成的主控制部(控制機(jī)構(gòu))30a。在電動(dòng)機(jī)21附近設(shè) 置有用于對(duì)電動(dòng)機(jī)21供給旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)部41、及用于通過(guò)驅(qū)動(dòng)部41 控制電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)的由微機(jī)構(gòu)成的副控制部(控制機(jī)構(gòu))40。還有， 洗衣機(jī)也能采用不設(shè)置循環(huán)泵20等的形態(tài)。
圖6表示關(guān)于洗衣機(jī)10的動(dòng)作控制的控制塊的概略。主控制部30a 存儲(chǔ)有對(duì)清洗、沖洗、脫水等各工序的動(dòng)作內(nèi)容、工序的執(zhí)行順序即處理 過(guò)程進(jìn)行了記述的程序，按照該程序，控制供水閥17或排水閥19的開(kāi)閉、 循環(huán)泵20的運(yùn)轉(zhuǎn)、及傳遞機(jī)構(gòu)22的電動(dòng)機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)的傳遞目的地的切換， 通過(guò)副控制部40控制電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)。主控制部30a根據(jù)蓋傳感器27 的輸出，判斷蓋lla的狀態(tài)，在蓋lla打開(kāi)時(shí)，不開(kāi)始以高速使脫水槽12 旋轉(zhuǎn)的脫水工序。此外，在脫水工序的途中，在蓋lla打開(kāi)時(shí)，電動(dòng)機(jī)21 停止，脫水槽12的旋轉(zhuǎn)立刻停止。
在處理過(guò)程中，除了按順序進(jìn)行清洗、中間脫水、沖洗、脫水各工序 的全自動(dòng)過(guò)程之外，還具有在途中的工序中止處理、從途中的工序開(kāi)始處 理等幾個(gè)過(guò)程。使用者通過(guò)對(duì)操作部24進(jìn)行操作，能選擇所需的過(guò)程。 此外，也能提供只進(jìn)行任意一個(gè)工序的指示。在全自動(dòng)過(guò)程中，在清洗工 序之前，進(jìn)行布量檢測(cè)。這是用于算出水位或電動(dòng)機(jī)21的轉(zhuǎn)速的適當(dāng)值 的處理，主控制部30a在洗滌物放入洗滌槽12中的狀態(tài)下，在對(duì)水槽13
供水之前使脈動(dòng)器15旋轉(zhuǎn)一會(huì)，根據(jù)這時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)21上的負(fù)荷判斷 布量。主控制部30a在后續(xù)的清洗工序或沖洗工序中，按照這樣檢測(cè)出的 布量，監(jiān)視水位傳感器28的輸出，同時(shí)控制供水量。
此外，使電動(dòng)機(jī)21旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)出的布量，確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
使用者通過(guò)對(duì)操作部24進(jìn)行操作，能指定所需的水位，或者指定清 洗、沖洗及脫水的強(qiáng)度和時(shí)間。基于這些手動(dòng)操作的指定在進(jìn)行全自動(dòng)過(guò) 程以外的過(guò)程時(shí)是有用的。指定了清洗等的強(qiáng)度時(shí)，主控制部30a根據(jù)該 指定，設(shè)定電動(dòng)機(jī)21的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。顯示部25用于顯示用于幫助使用者操 作的信息、進(jìn)行中的工序、到全部工序結(jié)束的剩余時(shí)間等。主控制部30a 在脫水工序開(kāi)始時(shí)蓋lla打開(kāi)的情況下，或產(chǎn)生了任意異常的情況下，在 顯示部25上顯示該意思，并且通過(guò)蜂鳴器26發(fā)出警報(bào)音。
在洗衣機(jī)10中，作為電動(dòng)機(jī)21，使用了三相直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)，從 將6個(gè)開(kāi)關(guān)元件形成為三相全波橋結(jié)構(gòu)的倒相電路43對(duì)電動(dòng)機(jī)21供給驅(qū) 動(dòng)電力。驅(qū)動(dòng)部41具有該倒相電路43、根據(jù)從副控制部40提供的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)(倒相信號(hào)IS)來(lái)驅(qū)動(dòng)倒相電路43的開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路42。
主控制部30a為了控制電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)而將控制數(shù)據(jù)Sl與表示其定 時(shí)的時(shí)鐘CL一起向副控制部40發(fā)送。雖然未特別限制時(shí)鐘CL，但是例 如為250Hz。這是因?yàn)?，倒相信?hào)IS是3 5kHz左右的高頻，另一方面， 是商用電源的50Hz或60Hz，如果是與它們較大不同的頻率，則噪聲等的 影響少。
副控制部40與時(shí)鐘CL同步地讀入信號(hào)Sl 。此外，副控制部40與時(shí) 鐘CL同步地發(fā)送信號(hào)S2。如洗衣機(jī)10那樣，為了防水等，在配線上限 制多，與并行通信相比，串行通信的信號(hào)線數(shù)少，所以是有效的。
在主控制部30a，使用定時(shí)器等延遲機(jī)構(gòu)，使倒相信號(hào)IS和時(shí)鐘CL 為非同步。由此，不存在由副控制部40取入由于倒相信號(hào)IS而在時(shí)鐘CL 或信號(hào)S1、 S2的線上誘發(fā)的噪聲的情況，所以具有防止誤動(dòng)作的效果。 此外，在脫水中蓋lla打開(kāi)的情況下，主控制部30a停止時(shí)鐘CL的供給， 如果副控制部40檢測(cè)到該事件，則立刻停止倒相信號(hào)IS的輸出，緊急停 止電動(dòng)機(jī)21。由此，防止了使用者將手放入高速旋轉(zhuǎn)的脫水槽中等危險(xiǎn)。
圖7表示洗衣機(jī)中內(nèi)置的變頻裝置的電路結(jié)構(gòu)。商用電源54由整流
部53變換為脈動(dòng)電流狀的直流。整流部53例如使用二極管橋。而且，由 整流部53整流后的直流電壓由平滑用電容器52平滑化。該直流電壓供給 于倒相電路43，由倒相電路43變換為三相交流。將該三相交流的驅(qū)動(dòng)電 流供給于電動(dòng)機(jī)21，由此電動(dòng)機(jī)21旋轉(zhuǎn)。
為了驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)，需要對(duì)該三相電動(dòng)機(jī)施加相位彼此偏移120° 的三相交流。因此，在驅(qū)動(dòng)部41，作為倒相電路43 (參照?qǐng)D6、圖7)， 形成有與三相對(duì)應(yīng)的三對(duì)臂，作為IGBT (Insulated Gate Bipoar Transistor) 等開(kāi)關(guān)元件，設(shè)置有6個(gè)晶體管35a、 35b、 35c、 35d、 35e、 35f。如上所 述，將連接在平滑用電容器52的(+)側(cè)的3個(gè)晶體管35a 35c稱作上臂， 將連接在(一)側(cè)的3個(gè)晶體管35d 35f稱作下臂。在6個(gè)晶體管35a 35f 上分別并聯(lián)有續(xù)流二極管34a 34f。上臂的晶體管35a 35c和下臂的晶體 管35d 35f的各連接點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)21的電樞繞組的各相(U相、V相、W 相)分別連接，成為三相全波橋結(jié)構(gòu)。在晶體管35a 35f的基極分別連接 有驅(qū)動(dòng)電路36a 36f(總稱相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)電路42)，通過(guò)副控制部40的控制， 驅(qū)動(dòng)晶體管35a 35f。
在電動(dòng)機(jī)21設(shè)置有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的霍爾元件44a 44c。根據(jù)來(lái)自 霍爾元件44a 44c的信號(hào)，用轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路45求出轉(zhuǎn)子位置，將該 轉(zhuǎn)子位置信息向副控制部40發(fā)送。設(shè)置有對(duì)副控制部40供給電源的電源 電路37b。而且，下臂側(cè)的驅(qū)動(dòng)電路36d 36f的電源由電源電路37a供給。 還有，從商用電源54向電源電路37a、 37b供給由變壓器等減壓的電壓。
關(guān)于上臂，通過(guò)自舉電路從電源電路37a分別通過(guò)二極管50a 50c對(duì) 電容器51a 51c進(jìn)行充電。
電容器51a 51c的兩端的電壓分別作為電源電壓施加在驅(qū)動(dòng)電路 36a 36c上。由此，用一個(gè)電源電路37a作為6個(gè)驅(qū)動(dòng)電路36a 36f的電 源工作。
如果簡(jiǎn)單說(shuō)明控制塊的動(dòng)作，則用整流電路53和平滑用電容器52將 商用電源54暫時(shí)變換為直流電壓。然后，將該直流電壓供給于所述各臂。 構(gòu)成各臂的晶體管35a 35f由驅(qū)動(dòng)電路36a 36f控制通斷。從副控制部40 分別對(duì)驅(qū)動(dòng)電路36a 36f輸送驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由此，由來(lái)自副控制部40的信號(hào)， 生成三相交流。然后，將該三相交流供給于三相的電動(dòng)機(jī)21，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)21。
作為電動(dòng)機(jī)21使用了三相的直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)，由此，與感應(yīng)電動(dòng) 機(jī)相比，能實(shí)現(xiàn)靜音化或低振動(dòng)化。通常，直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)由三相的電 樞繞組、由永磁鐵形成的轉(zhuǎn)子、和檢測(cè)該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的霍爾元件構(gòu)成。 直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)不同，根據(jù)與由霍爾元件檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位 置同步的信號(hào)，生成三相交流，將其供給于電樞繞組，從而旋轉(zhuǎn)。
圖8表示所述洗衣機(jī)中使用的變頻裝置的動(dòng)作說(shuō)明用的波形圖。如圖 8所示，在脈動(dòng)器以正轉(zhuǎn)、停止、反轉(zhuǎn)、停止H，斷續(xù)地旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)行， 且使用了直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)的洗衣機(jī)中，在停止期間中，為了完全使電動(dòng) 機(jī)停止，例如將上臂的晶體管35a 35c斷開(kāi)，將下臂的晶體管35d 35f導(dǎo) 通，進(jìn)行制動(dòng)。信號(hào)HU、 HV、 HW、 LU、 LV、 LW分別表示為了晶體管 35a、 35b、 35c、 35d、 35e、 35f的控制而從副控制部40輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
如圖8所示，從正轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ鼓Ｊ街?，完全斷開(kāi)晶體管 35a 35f，將該開(kāi)關(guān)模式繼續(xù)一定期間K1。在期間Kl (基于齒輪箱等，但 是為0.1 0.5秒左右)，電動(dòng)機(jī)21在因減速齒輪、滑輪等的機(jī)械摩擦引起 的損失作用下漸漸減速，轉(zhuǎn)速下降。接著，保持完全斷開(kāi)上臂的晶體管 35a 35c的狀態(tài)，下臂的晶體管35d 35f完全導(dǎo)通。由此，如后所述，進(jìn) 行電制動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)21完全停止。雖然該期間K2未特別限定，但是為 0.3~0.5秒左右。由于用電制動(dòng)強(qiáng)制地使電動(dòng)機(jī)21停止，所以在對(duì)電動(dòng)機(jī) 21的傳遞機(jī)構(gòu)22傳遞旋轉(zhuǎn)的帶23上產(chǎn)生過(guò)度的張力，產(chǎn)生撓曲。原封不 動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)模式時(shí)，在解除了制動(dòng)的瞬間，在因該張力引起的撓 曲的作用下，電動(dòng)機(jī)21的轉(zhuǎn)子移動(dòng)一些，轉(zhuǎn)子位置偏移。因此，使電動(dòng) 機(jī)21起動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生起動(dòng)不良或失調(diào)現(xiàn)象。因此，在制動(dòng)期間K2之后，設(shè) 有再次將晶體管35a 35f全部斷開(kāi)的期間K3。由此，電動(dòng)機(jī)變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)， 所以作用在帶23上的張力緩和，轉(zhuǎn)子位置不偏移。然后，在期間K3的最 后，如果檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，則轉(zhuǎn)子位置不偏移，所以能正常地起動(dòng)。還有， 從反轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ鼓Ｊ?，變?yōu)檎D(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)模式時(shí)，也設(shè)置期間 K1 K3，繼續(xù)相同的開(kāi)關(guān)模式。
于是，將在轉(zhuǎn)子中具有永磁鐵的直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)作為基本，與DD 方式或DMM方式比較，能取得大的減速比，所以能夠得到下述等改善
通過(guò)提高轉(zhuǎn)速進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能提高電動(dòng)機(jī)的效率(節(jié)能)，此外，能提高轉(zhuǎn) 速進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所以即使是低扭矩也變得良好，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的小型化(省 資源)，進(jìn)而，只更換電動(dòng)機(jī)，就能實(shí)現(xiàn)與不倒相類型的水槽共用化。
可是，在以往的帶倒相方式的洗衣機(jī)中，接近洗衣機(jī)的上面的操作部
而設(shè)置的主控制部30a、配置在水槽13下部的副控制部40和驅(qū)動(dòng)部41、 和配置在洗衣機(jī)10下部的電動(dòng)機(jī)21遠(yuǎn)離，在兩者之間例如連接有3條電 力用和5條信號(hào)用合計(jì)共8條配線55、 56。特別是脈寬調(diào)制(PWM)控 制電流流到從連接在晶體管35a 35f的基極上的驅(qū)動(dòng)電路36a 36f到電動(dòng) 機(jī)21的配線56，所以配線56起到天線的作用，由于控制電流的流動(dòng)，產(chǎn) 生噪聲。這樣的噪聲有可能作為噪聲進(jìn)入其他家電制品，特別是對(duì)圖像或 聲音等所謂的視聽(tīng)(AV)儀器，表現(xiàn)為圖像的閃爍或聲音的雜音。
此外，如圖9所示，主控制部構(gòu)成在印刷電路板58上，在進(jìn)行發(fā)熱 的電動(dòng)機(jī)控制用IC上安裝有將多個(gè)散熱肋59a (只對(duì)一部分標(biāo)注符號(hào))設(shè) 置為并列起立的狀態(tài)的大型散熱板59。帶有這樣的散熱板59的印刷電路 板58嵌入盒57內(nèi)，通過(guò)澆注聚氨酯樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行防濕，但是由于散熱肋59a 的高度的尺寸，印刷電路板58變大。
作為實(shí)了高頻噪聲的放射減輕的其他以往技術(shù)，提出了將驅(qū)動(dòng)電動(dòng) 機(jī)或離合器機(jī)構(gòu)的輔助控制器用控制器蓋覆蓋，安裝在位于洗衣機(jī)的下側(cè) 空間的中心基座上的全自動(dòng)洗衣機(jī)(專利文獻(xiàn)2)。根據(jù)該全自動(dòng)洗衣機(jī)， 輔助控制器配置在電動(dòng)機(jī)和離合器機(jī)構(gòu)的附近，配線距離縮短，所以能減 輕進(jìn)行包含高頻成分的電流供給時(shí)的高頻噪聲的放射。特開(kāi)平11-27985號(hào)公報(bào)(段落
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，圖1~圖6、 圖8)特開(kāi)平7-672號(hào)公報(bào)(段落
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，圖1) 在洗衣機(jī)中，通常，控制部、驅(qū)動(dòng)部以及副控制部和直流無(wú)電刷電動(dòng) 機(jī)彼此遠(yuǎn)離，為了在控制部和直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)之間流過(guò)控制用電流，用 配線連接。在洗衣機(jī)中，電動(dòng)機(jī)為變頻驅(qū)動(dòng)型式的電動(dòng)機(jī)，所以每次為了 扭矩控制，使PWM (脈寬調(diào)制)等的電流可變斷路，按照洗滌的各工序， 頻繁重復(fù)直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和停止時(shí)，包含高頻成分的控制電流都 流到配線。因此，即使配線短，也難以避免噪聲的產(chǎn)生。可以說(shuō)產(chǎn)生這樣
的噪聲在搭載有變頻驅(qū)動(dòng)型式的電動(dòng)機(jī)的洗衣機(jī)中是特有的。因此，在不 通過(guò)成為噪聲原因的配線的情況下向直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)供給來(lái)自控制部 的控制電流這一點(diǎn)存在需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種洗衣機(jī)，其將直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸 出作為驅(qū)動(dòng)力而進(jìn)行伴隨著洗滌的各種工序，其中，在控制直流無(wú)電刷電 動(dòng)機(jī)時(shí)，不產(chǎn)生噪聲。
為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種洗衣機(jī)，其具有將變頻驅(qū)動(dòng)而取 得的旋轉(zhuǎn)輸出作為與洗滌相關(guān)的各工序的驅(qū)動(dòng)力使用的電動(dòng)機(jī)，其中在 所述電動(dòng)機(jī)中內(nèi)置有用于該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。
根據(jù)本發(fā)明的洗衣機(jī)，關(guān)于在電動(dòng)機(jī)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路中產(chǎn)生的控制用的 脈寬調(diào)制(PWM)，不像以往的洗衣機(jī)那樣，流過(guò)有可能天線化的配線， 所以能降低輻射噪聲的產(chǎn)生。此外，能簡(jiǎn)化為了使高頻電流不流向配線的 濾波電路，所以能期待洗衣機(jī)的成本下降和損失降低。此外，在電動(dòng)機(jī)內(nèi) 包含驅(qū)動(dòng)電路，所以電路的發(fā)熱通過(guò)電動(dòng)機(jī)的框體進(jìn)行散熱，熱逃逸到外 部，所以不需要大型散熱板。此外，能實(shí)現(xiàn)操作部電路的小型化，由于電 路的薄型化因而前面變低，衣物放入時(shí)的方便性提高。
在該洗衣機(jī)中，所述電動(dòng)機(jī)的輸出通過(guò)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為所述各工序的 所述驅(qū)動(dòng)力傳遞。使電動(dòng)機(jī)的輸出通過(guò)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞，由此加上電動(dòng)機(jī) 直接連結(jié)的齒輪減速，乘以帶傳動(dòng)的減速比，能以高效的高速旋轉(zhuǎn)使用電 動(dòng)機(jī)。
在該洗衣機(jī)中，所述各工序的所述驅(qū)動(dòng)力是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，所述電動(dòng)機(jī) 的輸出作為該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力直接輸出。使電動(dòng)機(jī)的輸出不通過(guò)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而直接作為與洗滌相關(guān)的各工序的驅(qū)動(dòng)力輸出，從而能簡(jiǎn)化從 電動(dòng)機(jī)到水槽或脫水槽的驅(qū)動(dòng)力傳遞結(jié)構(gòu)。
在該洗衣機(jī)中，優(yōu)選，基于變頻驅(qū)動(dòng)的所述電動(dòng)機(jī)是直流無(wú)電刷電動(dòng) 機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)向所述洗衣機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)是用于安裝所述驅(qū)動(dòng)電路非內(nèi)置 型的單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等其他型式的電動(dòng)機(jī)的、具有通用性的安裝結(jié)構(gòu)。通 過(guò)使直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)向洗衣機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)與其他型式的電動(dòng)機(jī)的安裝
結(jié)構(gòu)相同，在從以往的單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)變更為采用直流無(wú)電刷電 動(dòng)機(jī)時(shí)，不需要在洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)安裝結(jié)構(gòu)上進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。在單相感應(yīng) 電動(dòng)機(jī)中，不是斷路的電流波形，所以噪聲少。
該洗衣機(jī)至少具有在內(nèi)部配置兼為脫水槽的洗滌槽且能確保其旋轉(zhuǎn) 的水槽和能旋轉(zhuǎn)地配置在所述洗滌槽內(nèi)的脈動(dòng)器，所述電動(dòng)機(jī)配置在所述 水槽的下部，作為與所述洗滌相關(guān)的各工序的所述驅(qū)動(dòng)力，輸出所述洗滌 槽和所述脈動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。即，該洗衣機(jī)作為基本的結(jié)構(gòu)，通過(guò)電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)洗滌槽和脈動(dòng)器，該電動(dòng)機(jī)設(shè)置在水槽的下部。
根據(jù)本發(fā)明，是直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出作為驅(qū)動(dòng)力使用，進(jìn)行 伴隨著洗滌的各種工序的洗衣機(jī)，在電動(dòng)機(jī)中內(nèi)置用于該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電 路，不以有可能天線化的配線連接電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路之間，所以能提供在 直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)的控制時(shí)降低輻射噪聲的產(chǎn)生的洗衣機(jī)。此外，近年， 提出了帶有干燥功能的洗衣機(jī)，但是在該形式的帶有干燥功能的洗衣機(jī) 中，為了干燥而設(shè)置將空氣加熱的發(fā)熱部分，所以具有上部的庫(kù)內(nèi)溫度變 高的傾向。這時(shí)，在上部設(shè)置散熱板的以往的洗衣機(jī)是不利的。在本發(fā)明 中，在溫度低的洗衣機(jī)下部設(shè)置的電動(dòng)機(jī)框體采用了使由控制基板產(chǎn)生的 熱逃逸的結(jié)構(gòu)，所以在熱措施上是極有利的。


圖1是表示本發(fā)明的洗衣機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式的縱剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明的洗衣機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)是直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī) 時(shí)的縱剖視概略圖。
圖3是表示圖2所示的直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)的要部的立體圖。
圖4是本發(fā)明的洗衣機(jī)的控制框圖。
圖5是表示以往的洗衣機(jī)的一個(gè)例子的縱剖視圖。
圖6是以往的洗衣機(jī)的控制框圖。
圖7是以往的洗衣機(jī)中使用的變頻裝置的電路圖。
圖8是以往的洗衣機(jī)中使用的變頻裝置的動(dòng)作說(shuō)明用的波形圖。
圖9是表示以往的驅(qū)動(dòng)電路配置在盒內(nèi)的狀態(tài)的控制基板的概略圖。
符號(hào)說(shuō)明
l一洗衣機(jī)；2—電動(dòng)機(jī)部；IO—洗衣機(jī)(以往)；ll一主體；lla—蓋； 12—脫水槽；13—水槽；14一懸浮部；15—脈動(dòng)器；16—供水管；17—供 水閥；18—排水管；19一排水閥；20—循環(huán)泵；21—直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)； 21a—旋轉(zhuǎn)軸；21b—滑輪；22—傳遞機(jī)構(gòu)；22a—旋轉(zhuǎn)軸；22b—滑輪；23
一帶；24—操作部；25—顯示部；26—蜂鳴器；27—蓋傳感器；28—水位 傳感器；30—主控制部(控制機(jī)構(gòu))；31—驅(qū)動(dòng)部；32—驅(qū)動(dòng)電路；33— 倒相電路；34—續(xù)流二極管；35—晶體管；36—驅(qū)動(dòng)電路；37a—電源電 路；37b—電源電路；40—副控制部(控制機(jī)構(gòu))；41一驅(qū)動(dòng)部；42—驅(qū)動(dòng) 電路；43—倒相電路；44a 44c一霍爾元件；45—轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路；50
一二極管；51—電容器；52—平滑用電容器；53—整流部；54—商用電源；
55、 56—配線；57—盒；58—印刷電路板；59—散熱板；59a—散熱肋；
60—盒；61—盒蓋；63—軸承；64—軸；65—轉(zhuǎn)子(永磁鐵)；66—定子 和繞組；67—印刷電路板；68—導(dǎo)線；69—連接器；70—驅(qū)動(dòng)器IC; 71 —霍爾元件；72—功率元件；73—絕緣板。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示本發(fā)明的洗衣機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖。圖1與圖5所
示的洗衣機(jī)除了洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)部和副控制部的配置以外沒(méi)有不同，所以對(duì) 于與以往的洗衣機(jī)中使用的部件或部位同等的部分標(biāo)注相同的符號(hào)，省略 再次的說(shuō)明。
如圖1所示，在洗衣機(jī)1中，將用于直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為
"電動(dòng)機(jī)")21的驅(qū)動(dòng)電路32和倒相電路33作為驅(qū)動(dòng)部31 (后述的圖4) 配置在驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)置型的變頻電動(dòng)機(jī)部(以下簡(jiǎn)稱為"電動(dòng)機(jī)部")2內(nèi)。 在洗衣機(jī)1中，圖7中表示的電路(驅(qū)動(dòng)電路42)直接嵌入電動(dòng)機(jī)部2 內(nèi)。電動(dòng)機(jī)部2所設(shè)置的配線數(shù)如圖4所示，減少為2條功率用配線
(DC280V和0V)和3條與主控制部30之間的信號(hào)用配線(5V、 0V)合 計(jì)共5條。其結(jié)果，能減少配線成為天線而振蕩產(chǎn)生的輻射噪聲量。作為 信號(hào)，減速指令可以是模擬電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)速信號(hào)可以是脈沖信號(hào)。在洗衣 機(jī)1中，殘留著5條配線天線化從而噪聲通過(guò)插座到達(dá)外部的可能性，因 此在電燈線上配置濾波器是有效的。 圖2中，在本發(fā)明的洗衣機(jī)中，將直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)21的要部即電
動(dòng)機(jī)部2的結(jié)構(gòu)作為縱剖視圖表示。電動(dòng)機(jī)部2通過(guò)分別設(shè)置在由樹(shù)脂或 鋼板構(gòu)成的有上底形的圓筒狀盒60和由鋼板構(gòu)成的圓板狀的盒蓋61的上 下軸承63、 63，支承軸(輸出軸)64并確保其可旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子(永磁鐵) 65安裝在軸64上，通過(guò)與安裝在盒63上的定子66以及繞組之間的電磁 作用而旋轉(zhuǎn)。在盒60內(nèi)部，在盒蓋61附近配置有安裝了控制電路的環(huán)型 印刷電路板67。印刷電路板67通過(guò)導(dǎo)線組品68與外部的連接器69連接。 在印刷電路板67的上側(cè)一部分配置有驅(qū)動(dòng)器IC70，在印刷電路板67的上 側(cè)，在其他部位設(shè)置有霍爾IC71，檢測(cè)轉(zhuǎn)子65的旋轉(zhuǎn)角度位置。印刷電 路板67的下側(cè)設(shè)置為與功率元件72相接的狀態(tài)。功率元件72在洗衣機(jī) 的運(yùn)轉(zhuǎn)中成為實(shí)際的發(fā)熱部。在功率元件72和盒蓋61之間夾有絕緣板73， 為了提高熱傳導(dǎo)性，而在絕緣板73上涂敷有傳熱潤(rùn)滑脂。
也具有通過(guò)電動(dòng)機(jī)部21來(lái)直接驅(qū)動(dòng)在外槽的內(nèi)部設(shè)置的旋轉(zhuǎn)槽和在 該旋轉(zhuǎn)槽的內(nèi)部設(shè)置的攪拌體的方式。該方式的洗衣機(jī)為具有檢測(cè)轉(zhuǎn)子65 的旋轉(zhuǎn)位置并且輸出轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的霍爾IC71、和根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)而形 成幾乎正弦波狀的通電信號(hào)的通電信號(hào)形成機(jī)構(gòu)，且根據(jù)該通電信號(hào)，倒 相電路33向電動(dòng)機(jī)21施加三相交流，從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)21的結(jié)構(gòu)，因此 能實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的靜音和低振動(dòng)化。
印刷電路板67通過(guò)功率元件72和絕緣板73支承在盒蓋61上，在發(fā) 熱部產(chǎn)生的發(fā)熱通過(guò)絕緣板73散放到盒蓋61。印刷電路板67不使用以往 技術(shù)那樣的形成有散熱肋的散熱板，所以體積不會(huì)變大，能實(shí)現(xiàn)省空間。 在圓筒狀的盒60中嵌入環(huán)型的印刷電路板67，并澆注聚氨酯樹(shù)脂，由此 實(shí)施了印刷電路板67的防水和防濕措施。
圖3是表示變頻驅(qū)動(dòng)式電動(dòng)機(jī)的要部概略的立體圖。在圖3中，將從 定子拔下的轉(zhuǎn)子與其上附設(shè)的控制基板(印刷電路板) 一起表示。圖3 (a) 是從斜上方向下觀察的圖，圖3 (b)是從側(cè)方觀察配置在底側(cè)的金屬制盒 蓋即托架、和配置在其上方的電動(dòng)機(jī)用控制基板的圖?？刂苹逵膳渲糜?控制用的各種元件的印刷電路板67構(gòu)成，作為整體，具有包圍轉(zhuǎn)子65的 環(huán)型的形狀。在托架61和印刷電路板67之間配置為功率元件72在一側(cè) 與托架61接觸(在圖3中省略了圖示)。功率元件72產(chǎn)生的熱量通過(guò)涂
敷有傳熱潤(rùn)滑脂的絕緣板73向托架61側(cè)散熱。
在電動(dòng)機(jī)部2內(nèi)配置安裝了驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體的印刷電路板6，所以能取 消未配置在電動(dòng)機(jī)部2內(nèi)的以往的驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體所需要的散熱板。因此， 電路的小型化成為可能，此外，能使制造(采購(gòu))成本便宜。
進(jìn)而，在洗衣機(jī)l的前面部配置的主控制部中，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的控制 部分轉(zhuǎn)移到電動(dòng)機(jī)部2內(nèi)，所以洗衣機(jī)l的前面部能構(gòu)成為省空間(薄) 的結(jié)構(gòu)，操作性提高，并且也有助于前面部的設(shè)計(jì)性提高。
進(jìn)而，在洗衣機(jī)1中，通過(guò)代替、更換感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就能安裝。即，電 動(dòng)機(jī)21的安裝結(jié)構(gòu)與安裝單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等其他型式的電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相 比是沒(méi)有變更的。因此，不需要為了電動(dòng)機(jī)21而設(shè)計(jì)、制造另外的新的 安裝結(jié)構(gòu)，能沿襲以往的洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、組裝，所以能有助于制造 成本的降低。
圖4表示包含本發(fā)明的洗衣機(jī)的變頻裝置的控制框圖。在圖4中，對(duì) 與圖6所示的要素同等的部分標(biāo)注相同的符號(hào)，省略再次的說(shuō)明。與圖6 所示的包含以往的變頻裝置的控制框圖相比，主要不同點(diǎn)在于由驅(qū)動(dòng)電路 32和倒相電路33構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)部31和電動(dòng)機(jī)21的關(guān)系、以及與主控制部 30之間的連接配線的方法。g卩，驅(qū)動(dòng)部31 (驅(qū)動(dòng)電路32)嵌入電動(dòng)機(jī)部 2中，構(gòu)成了驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)置變頻電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)21的轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)向驅(qū) 動(dòng)電路32輸入。向主控制部30和驅(qū)動(dòng)電路32連接的連接配線是DC電 源+、 DC電源一、速度指令、超前角指令和轉(zhuǎn)速信號(hào)共5條。
在變頻洗衣機(jī)中，電動(dòng)機(jī)21隨著轉(zhuǎn)速的變化，取得最大扭矩的相位 角或耗電變?yōu)樽钚〉南辔唤且沧兓?，所以按照轉(zhuǎn)速來(lái)控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)向電動(dòng) 機(jī)21的相位角，即，進(jìn)行超前角或滯后角控制。此外，已經(jīng)提出了能根 據(jù)負(fù)荷的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)南辔唤强刂频南匆聶C(jī)(參照特開(kāi)2000-324873 號(hào))。因此，能向驅(qū)動(dòng)電路32至少供給與DC電源和電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相 關(guān)的信號(hào)和與轉(zhuǎn)速相關(guān)的信號(hào)、或者與電動(dòng)機(jī)的超前角相關(guān)的信號(hào)。驅(qū)動(dòng) 電路32接收與電動(dòng)機(jī)21的實(shí)際轉(zhuǎn)速相關(guān)的信號(hào)，為了使轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速 一致，能進(jìn)行電動(dòng)機(jī)21的速度反饋控制。
在該洗衣機(jī)中，優(yōu)選對(duì)印刷電路板67 (包含驅(qū)動(dòng)電路32、倒相電路 33、霍爾IC等所有電子部件)實(shí)施防水措施。如果將驅(qū)動(dòng)電路32內(nèi)置在
電動(dòng)機(jī)部2中，則電子部件配置在洗衣機(jī)的下部，從而暴露在洗衣機(jī)中使 用的洗滌水或沖洗水等水分下的風(fēng)險(xiǎn)變高。因此，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路32實(shí) 施聚氨酯樹(shù)脂的澆注等防水和防濕措施，能將驅(qū)動(dòng)電路32浸在水中所引 起的誤動(dòng)作和故障等不良情況防止于未然。
在該洗衣機(jī)中，向驅(qū)動(dòng)電路32，如參照?qǐng)D4所述，從主控制部30至 少能供給與DC電源(DC電源+、 DC電源一)和電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)方向相 關(guān)的信號(hào)和與轉(zhuǎn)速相關(guān)的信號(hào)(速度指令)。驅(qū)動(dòng)電路32包含在電動(dòng)機(jī)部 2內(nèi)，所以作為向驅(qū)動(dòng)電路32供給的信號(hào)，能減少為只有洗滌的各工序中 設(shè)定的目標(biāo)值之類的信號(hào)即指示電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)方向的信號(hào)、或指示電 動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)速度的信號(hào)等與轉(zhuǎn)速相關(guān)的信號(hào)。從設(shè)置在前面上部的主 控制部30供給的信號(hào)可以只是在各洗滌工序中設(shè)定的目標(biāo)值之類的旋轉(zhuǎn) 方向的指示信號(hào)和轉(zhuǎn)速指示信號(hào)，控制電路的微機(jī)控制負(fù)荷在主控制部30 和驅(qū)動(dòng)部31中分別減輕，用小規(guī)模的微機(jī)就能實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)控制。在電動(dòng) 機(jī)21和主控制部30之間，不用在洗滌的各工序中頻繁收發(fā)表示電動(dòng)機(jī)21 的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號(hào)或用于電動(dòng)機(jī)21的控制信號(hào)，能減輕向周圍泄漏的噪 聲。還有，從主控制部30向驅(qū)動(dòng)部31還供給與電動(dòng)機(jī)21的超前角相關(guān) 的信號(hào)(超前角指令)，由此能進(jìn)一步提高電動(dòng)機(jī)21的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。此外， 驅(qū)動(dòng)電路32接收來(lái)自電動(dòng)機(jī)21的與實(shí)際的轉(zhuǎn)速相關(guān)的信號(hào)(轉(zhuǎn)速信號(hào)) 時(shí)，不將該信號(hào)向主控制部30發(fā)送，而能自身進(jìn)行轉(zhuǎn)速的反饋控制?？?接收來(lái)自電動(dòng)機(jī)21的與實(shí)際的轉(zhuǎn)速相關(guān)的信號(hào)，由此求出與電動(dòng)機(jī)21的 目標(biāo)轉(zhuǎn)速的偏差，并進(jìn)行轉(zhuǎn)速的反饋控制以使該偏差變?yōu)镺。
權(quán)利要求
1.一種洗衣機(jī)，其具有將變頻驅(qū)動(dòng)而取得的旋轉(zhuǎn)輸出作為與洗滌相關(guān)的各工序的驅(qū)動(dòng)力使用的電動(dòng)機(jī)，其中在所述電動(dòng)機(jī)中內(nèi)置有用于該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗衣機(jī)，其中所述電動(dòng)機(jī)的輸出通過(guò)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為所述各工序的所述驅(qū)動(dòng)力傳遞。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗衣機(jī)，其中所述各工序的所述驅(qū)動(dòng)力是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，所述電動(dòng)機(jī)的輸出作為該旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力直接輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項(xiàng)所述的洗衣機(jī)，其中 所述電動(dòng)機(jī)是直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)向所述洗衣機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)是用于安裝所述驅(qū)動(dòng)電路非內(nèi)置型的單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等其他型式的電 動(dòng)機(jī)的、具有通用性的安裝結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任意一項(xiàng)所述的洗衣機(jī)，其中 所述洗衣機(jī)至少具有在內(nèi)部配置兼為脫水槽的洗滌槽且能確保其旋轉(zhuǎn)的水槽和能旋轉(zhuǎn)地配置在所述洗滌槽內(nèi)的脈動(dòng)器，所述電動(dòng)機(jī)配置在所 述水槽的下部，作為與所述洗滌相關(guān)的各工序的所述驅(qū)動(dòng)力，輸出所述洗 滌槽和所述脈動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。
全文摘要
一種洗衣機(jī)，其根據(jù)直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出進(jìn)行伴隨著洗滌的各種工序，在直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)的控制時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生噪聲。直流無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)那樣的驅(qū)動(dòng)用的電動(dòng)機(jī)部(2)自身搭載有驅(qū)動(dòng)電路(32)和倒相電路(33)。由驅(qū)動(dòng)電路(32)產(chǎn)生的控制用的脈寬調(diào)制(PWM)不像以往的洗衣機(jī)那樣流過(guò)配線，能減少配線天線化從而產(chǎn)生輻射噪聲的情況，并且能簡(jiǎn)化濾波電路，所以能期待洗衣機(jī)的成本降低和損失降低。此外，驅(qū)動(dòng)電路(32)包含在電動(dòng)機(jī)部(2)內(nèi)，所以通過(guò)電動(dòng)機(jī)的框體散熱，電路的發(fā)熱釋放到外部，所以不需要大型散熱板。進(jìn)而，能實(shí)現(xiàn)操作部電路的小型化，由于電路的薄型化因而前面變低，衣物放入時(shí)的使用性提高。
文檔編號(hào)D06F39/00GK101182675SQ20071016813
公開(kāi)日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者詠田浩明 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社