专利名称：洗衣机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种洗衣机，该洗衣机具有用于产生为了进行清洗、漂洗、脱水及干燥 而使洗涤槽旋转的旋转驱动力的电动机。
背景技术：
通常，洗衣机大致分为利用回流的水流来清洗被洗涤物的波轮式、利用被洗涤物 的下落来清洗(捶洗)被洗涤物的滚筒式。波轮式从上侧取出或放入被洗涤物，洗涤槽的朝向为纵向，被称作纵型。相对于 此，滚筒式的洗涤槽朝向为横向，被称作横型。另外，通常干燥机也是横型。相对于此，在最近的滚筒式洗衣机中，从通用设计的方面考虑，倾斜地配置作为滚 筒的洗涤槽。结果，使滚筒式洗衣机易于取出被洗涤物，实现了提高捶洗的清洗性能和与纵 型相比缩短干燥时间。但是，滚筒式洗衣机在脱水工序中容易产生由被洗涤物的失衡导致的振动噪音， 而利用减震器等谋求降低振动(例如参照专利文献1)。另外，作为其他的滚筒式洗衣机，利用安装在洗涤槽上部的振动传感器检测洗涤 槽的振动，根据该检测到的信号利用脱水工序控制部控制电动机的转速(例如参照专利文 献2)。但是，由于滚筒式洗衣机的滚筒倾斜，因此，在脱水时被洗涤物容易产生失衡，具 有洗涤槽较大地振动这样的问题。另外，在专利文献2的滚筒式洗衣机中，检测洗涤槽的振动，仅与振动程度相应地 控制转速，没有利用电动机控制积极地降低洗涤槽的振动。这样，专利文献2的滚筒式洗衣 机的洗涤槽的振动降低仅利用配置在收纳筒下侧的减震器来进行，存在无法稳定地降低洗 衣机的振动这样的问题。专利文献1 日本特开2006-136602号公报专利文献2 日本特开平5-154275号公报
发明内容
本发明的洗衣机包括壳体、用于收容被洗涤物并使其旋转的洗涤槽、用于驱动洗 涤槽使其旋转的电动机、用于控制电动机的电动机控制部、用于收容洗涤槽并被支承于壳 体内的收纳筒、用于支承收纳筒并保持该收纳筒的姿态的支承装置、用于检测在洗涤槽中 被洗涤物偏置而产生的失衡的失衡检测部、将用于对由被洗涤物的失衡导致电动机的转矩 变动进行校正的信号和电动机控制信号相加的失衡振动控制部。该洗衣机检测被洗涤物的失衡和由此导致的转矩变动，利用电动机控制来对转矩 变动进行校正。结果，能够实现降低脱水工序中由洗涤槽的失衡导致的振动、降低随之产生 的噪音、抑制提升脱水转速时的振动和缩短脱水时间。
图1是本发明的第1实施方式的洗衣机振动控制装置的框图。图2是本发明的实施方式2的洗衣机振动控制装置的框图。图3是本发明的实施方式3的洗衣机振动控制装置的框图。图4是在本发明的实施方式3的洗衣机的洗涤槽中被洗涤物产生失衡的情况下的 收纳筒振动系统的模型图。图5A是本发明的实施方式3的洗衣机的转矩变动为2. 7Nm的情况下的振动轨迹 的说明图。图5B是本发明的实施方式3的洗衣机的转矩变动为ONm的情况下的振动轨迹的 说明图。
具体实施例方式下面，参照
本发明的实施方式。另外，并不是利用本实施方式并来限定本 发明。实施方式1图1是本发明的第1实施方式的洗衣机振动控制装置的框图。在图1中，洗衣机 包括洗衣机机构部10、旋转滚筒11和电动机12。在此，旋转滚筒11是收容被洗涤物并使 其旋转的洗涤槽。电动机12是无刷电动机，该电动机12 —边控制旋转滚筒11的速度一边 驱动旋转滚筒11使其旋转。图1中的洗衣机还包括收纳筒13、密封件14、支承弹簧15、减震机构16、壳体17、 被洗涤物投入口 18、防振橡胶19和3轴加速度传感器20。在此，收纳筒13收容洗涤槽并被 支承于壳体17内。支承弹簧15支承洗涤槽的姿态。壳体17具有被洗涤物投入口 18。密 封件14将收纳筒13和壳体17无间隙地连接。减震机构16由弹簧要件和减震要件构成。 该弹簧要件和减震要件降低在洗涤时(电动机旋转时)产生的振动，减小向壳体17和地面 传递振动。支承弹簧15、减震机构16是支承收纳筒13并保持该收纳筒13的姿态的支承装 置。3轴加速度传感器20是振动传感器，3轴加速度传感器20配置在收纳筒13的侧面上 方前侧，用于检测收纳筒13的振动状态。而且，洗衣机利用防振橡胶19与地面接触。图1中的洗衣机还包括电动机控制部21、霍尔IC速度检测部M、控制微型计算机 控制量计算部25和倒相电路驱动部沈。在此，霍尔IC速度检测部M用于检测电动机12 的转速。控制微型计算机控制量计算部25根据作为霍尔IC速度检测部M的输出的电动 机转速，计算与目标转速的误差而计算控制量，输出电动机控制信号31。倒相电路驱动部 26用于对电动机12施加驱动电流。图1中的洗衣机还包括失衡检测部22、失衡振动控制部23和求和计算部27。在 此，失衡检测部22由3轴加速度传感器20的输出计算振动量(位移)和在洗涤槽中被洗 涤物偏置而产生的失衡。失衡振动控制部23根据失衡检测部22的输出推断转矩变动，输出用于对由失衡 导致的电动机12的转矩变动进行校正的信号。另外，自控制微型计算机控制量计算部25 输出电动机控制信号31。求和计算部27将控制微型计算机控制量计算部25的输出和失衡振动控制部23的输出相加，并输出到倒相电路驱动部沈。首先，说明电动机控制。电动机控制部21自未图示的洗衣机控制器收到洗涤模式 的信号。然后，电动机控制部21检测洗涤、脱水、干燥的动作模式，以与动作模式相应的电 动机转速为目标转速。在此，电动机12是内置霍尔元件的8极12槽的DC无刷电动机。霍 尔IC速度检测部M根据霍尔IC的信号检测电动机12的转速。然后，控制微型计算机控 制量计算部25计算目标转速和检测出的电动机转速的误差，以使该误差为零的方式计算 控制量。在振动控制系统中，根据3轴加速度传感器20的加速度信号，由失衡检测部22检 测收纳筒13的振动，并推断被洗涤物的失衡。即，失衡检测部22利用振动传感器通过收纳 筒13的振动来检测被洗涤物的失衡。这样，通过廉价、小型、高精度地检测收纳筒13的振 动，能够廉价地实现降低脱水时收纳筒13的振动和降低随之产生的噪音。失衡振动控制部23检测由失衡振动导致的转矩变动，计算控制量来进行控制，使 得转矩变动为零。特别是在本发明的实施方式1中，在求和计算部27中用转矩变动矫正的 控制量加上电动机转速控制系统的控制量，从而控制驱动电动机12。S卩，通过将振动量这样的电动机振动系统的状态量作为电动机控制量的转矩变动 地与电动机12的速度控制量相加，来控制驱动电动机12，从而降低引起转矩变动的振动。
如上所述，本发明的实施方式1的洗衣机安装有3轴加速度传感器20，感测收纳筒 13的振动，来进行控制由振动导致的转矩变动的振动控制和电动机的速度控制。结果，能够 实现利用电动机12控制收纳筒13的振动。而且，能够降低、防止洗衣机在洗涤、脱水、干燥 工序中起动时支承机构的共振振动、由定常旋转时收纳筒13的共振振动导致的支承机构 振动、由支承机构振动产生的噪音。而且，在进行脱水工序时，能够降低由被洗涤物的失衡、 电动机的转矩变动导致的振动，而能够减少在提升脱水转速的过程中因振动变大而停止脱 水等的机会，从而能够在早期提升脱水转速，因此，能够谋求缩短脱水时间。实施方式2图2是本发明的实施方式2的洗衣机振动控制装置的框图。振动控制装置的基本 构造与本发明的第1实施方式相同，因此省略其说明。另外，对与本发明的第1实施方式相 同的构成要件标注与图1相同的附图标记。与图1的不同点在于，失衡振动控制部23具有转矩变动校正部28。用于检测电动 机12的转矩变动的失衡振动控制部23根据失衡检测部22的输出和倒相电路驱动部沈的 输出，推断转矩变动而对转矩变动进行校正。因此，为了使电动机12的转矩变动为零，转矩 变动校正部观生成与电动机12的转矩变动相位相反且振幅相同的信号，将其输出到电动 机控制部21。结果，能够高精度地校正由被洗涤物的失衡导致的转矩变动，从而能够实现降 低脱水时的失衡振动和降低随之产生的噪音。转矩变动校正部观对3轴加速度传感器20检测出的收纳筒13的振动和电动机 控制信号31的转矩变动进行比较。抽出转矩变动中的与收纳筒13的同步于转速的振动的 频率相同的频率成分。然后，转矩变动校正部观生成与该频率成分振幅相同、与转矩变动 反相的信号，并将其输出到电动机控制部21，在求和计算部27中加法计算到电动机控制部 21中来进行电动机控制。如上所述，本发明的实施方式2的洗衣机安装有3轴加速度传感器20，感测收纳筒13的振动，来进行控制由振动导致的转矩变动的振动控制和电动机12的速度控制。结果， 能够实现利用电动机12控制收纳筒13的振动。而且，能够降低、防止洗衣机的洗涤、脱水、 干燥工序中的起动时支承机构的共振振动、由定常旋转时收纳筒的共振振动导致的支承机 构振动、由支承机构振动产生的噪音。实施方式3图3是本发明的实施方式3的洗衣机振动控制装置的框图。振动控制装置的基本 构造与本发明的第1实施方式相同，因此省略其说明。另外，对与本发明的第1实施方式相 同的构成要件标注与图1相同的附图标记。与图1的不同点在于，失衡检测部22具有振动轨迹检测部30和失衡振动控制部 23具有信号相位调整部四。在此，振动轨迹检测部30用于检测收纳筒13的振摆回转轨迹。 这样，利用失衡振动控制部23以减小收纳筒13的振摆回转的方式控制电动机12，能够实 现降低脱水时收纳筒13的振动和降低随之产生的噪音。信号相位调整部四用于调整与自 倒相电路驱动部26输出的电动机12的转矩变动振幅相同的信号的相位，使振动轨迹检测 部30的输出的椭圆形的状态接近圆形。结果，能够实现降低脱水时收纳筒13的振动和降 低随之产生的噪音。另外，3轴加速度传感器20检测正交的3方向的振动。因此，能够检测收纳筒13 的振摆回转轨迹，利用失衡振动控制部23以减小收纳筒13的振摆回转的方式控制电动机 12。结果，能够实现降低脱水时收纳筒的振动和降低随之产生的噪音。另外，失衡检测部22利用能够检测正交的3方向的振动的3轴加速度传感器20 通过收纳筒13的振动来检测被洗涤物的失衡。而且，振动轨迹检测部30利用3轴加速度 传感器20的3个信号中的至少两个信号检测收纳筒13的振摆回转轨迹。图4是在本发明的第3实施方式的洗衣机的洗涤槽中产生被洗涤物的失衡的情况 下的收纳筒振动系统的模型图。振动的主要原因为离心力F数学式1F = mr ω2还有转矩变动Tpul (t)数学式2Tpul (t)另外，转矩变动如数学式3Tpul (t) =mg*rx(t)+Tloss (t)那样，包括由被洗涤物的失衡的重力产生的转矩变动成分和由振动导致轴承摩擦 等变动而产生的转矩变动成分。在此，m是产生失衡的被洗涤物的质量，rx(t)是距产生失衡的被洗涤物的距离的 X轴成分，A是收纳筒半径，g是重力加速度，ω是滚筒角速度，Tloss (t)是由振动导致轴 承摩擦等变动而产生的转矩变动量。另外，由电动机使洗涤槽产生的旋转运动如数学式4ω = Const.那样，假定为等角速度运动。
权利要求
1.一种洗衣机，其特征在于，包括壳体、用于收容被洗涤物并使其旋转的洗涤槽、用于驱动上述洗涤槽使其旋转的 电动机、用于控制上述电动机的电动机控制部、用于收容上述洗涤槽并被支承于上述壳体 内的收纳筒、用于支承上述收纳筒并保持该该收纳筒的姿态的支承装置、用于检测在上述 洗涤槽中上述被洗涤物偏置而产生的失衡的失衡检测部、将用于对由上述失衡导致上述电 动机的转矩变动进行校正的信号和电动机控制信号相加的失衡振动控制部。
2.根据权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，上述失衡振动控制部用于检测上述电动机的转矩变动。
3.根据权利要求2所述的洗衣机，其特征在于，上述失衡振动控制部还包括转矩变动校正部，该转矩变动校正部为了使上述电动机的 转矩变动为零而生成与上述电动机的转矩变动相位相反且振幅相同的信号。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的洗衣机，其特征在于，上述失衡检测部还包括用于检测上述收纳筒的振摆回转轨迹的振动轨迹检测部。
5.根据权利要求4所述的洗衣机，其特征在于，上述失衡振动控制部还包括信号相位调整部，该信号相位调整部用于调整与上述电动 机的转矩变动振幅相同的信号的相位，使上述振动轨迹检测部的输出的椭圆形的状态接近 圆形。
6.根据权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，上述失衡检测部利用振动传感器通过上述收纳筒的振动来检测上述被洗涤物的失衡。
7.根据权利要求6所述的洗衣机，其特征在于，上述振动传感器检测上述收纳筒的前侧振动。
8.根据权利要求6所述的洗衣机，其特征在于，上述振动传感器检测上述收纳筒的底侧振动。
9.根据权利要求6 8中任一项所述的洗衣机，其特征在于，上述振动传感器检测正交的3方向的振动。
10.根据权利要求4和5中任一项所述的洗衣机，其特征在于，上述失衡检测部利用能够检测正交的3方向振动的振动传感器通过上述收纳筒的振 动来检测上述被洗涤物的失衡，并且，上述振动轨迹检测部利用上述振动传感器的3个信 号中的至少两个信号检测上述收纳筒的振摆回转轨迹。
全文摘要
本发明提供一种洗衣机。该洗衣机包括壳体、用于收容被洗涤物并使其旋转的洗涤槽、用于驱动洗涤槽使其旋转的电动机、用于控制电动机的电动机控制部、用于收容洗涤槽并被支承于壳体内的收纳筒、用于支承收纳筒并保持该收纳筒的姿态的支承装置、用于检测在洗涤槽中被洗涤物偏置而产生的失衡的失衡检测部、将用于对由被洗涤物的失衡导致电动机的转矩变动进行校正的信号和电动机控制信号相加的失衡振动控制部。
文档编号D06F49/04GK102144060SQ20098013440
公开日2011年8月3日 申请日期2009年10月6日 优先权日2008年10月10日
发明者蒲生健, 高祖洋 申请人:松下电器产业株式会社