(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱水工程を含む洗濯から乾燥までを行う機能を有する洗濯乾燥機であって、
洗濯物を収容する回転ドラムおよび外槽と、
前記回転ドラムを駆動する回転ドラム駆動用モータと、
前記回転ドラム駆動用モータに電力を供給するインバータ回路と、
前記回転ドラムおよび前記外槽内を加熱する乾燥用ヒータと、
前記回転ドラム駆動用モータと前記インバータ回路とが接続された状態と、前記回転ドラム駆動モータと前記乾燥用ヒータとが接続された状態とを、切り換えるリレーと、
を備え、
脱水工程を含む洗濯から乾燥までを行う洗濯乾燥コースの運転工程において、前記脱水工程の終了直後に、前記リレーを動作させることで、前記インバータ回路から前記回転ドラム駆動用モータへの電力供給を遮断されて、前記回転ドラムが惰性回転する際に前記回転ドラム駆動用モータが発生する回生電力を前記インバータ回路を介さずに直接前記乾燥用ヒータに供給することを特徴とする洗濯乾燥機。
【請求項２】
請求項１において、
さらに、送風ファンを備え、
前記乾燥用ヒータで発生した温風を前記回転ドラムおよび前記外槽内に送風することを特徴とする洗濯乾燥機。
【請求項３】
請求項２において、
前記送風ファンは前記回転ドラム駆動用モータが発生する回生電力によって駆動されることを特徴とする洗濯乾燥機。
【請求項４】
請求項１において、
前記脱水工程は、すすぎ工程の前に行われる１回目の脱水工程と、前記すすぎ工程の途中で行われる２回目の脱水工程と、前記すすぎ工程の後に行われる最終脱水工程とを有し、
前記最終脱水工程だけでなく、前記１回目の脱水工程および前記２回目の脱水工程においても、前記回転ドラム駆動用モータが発生する回生電力を直接前記乾燥用ヒータに供給することを特徴とする洗濯乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯から乾燥までを行う洗濯乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題に関心が集まっている。また、原油などの化石燃料の高騰により、重油を利用する火力発電の発電コストが上昇し、一般家庭での電気料金も、上昇する傾向にある。さらに、洗濯乾燥機などの家電製品を選択する際にも、その製品の消費電力量は、消費者にとって重要な選択要素であり、エコ製品としての省エネ化のニーズが高まりつつある。
特許文献１には、洗濯機モータの運転停止直後の惰性回転による電力を蓄電手段に充電し、運転時に放電するなどし、モータの起動をよりスムーズに行い、モータの発電電力を無駄なく使用する技術が開示されている。
また、特許文献２には、洗濯機モータの運転停止直後の惰性回転による電力を予備乾燥運転として使用するコンプレッサーの電源に供給する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７６７８１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、発電電力を蓄電手段に充電するために、整流用のダイオードや、蓄電手段としてコンデンサが必要となり、それらの占有スペースの確保と、コストが上昇するという課題がある。
また発電電力を一旦、コンデンサに蓄電するので、蓄電する際の蓄電損失と、蓄電した電力を放電して利用する際の放電損失が生じるため、もともとの発電電力が目減りするという課題がある。
また、特許文献２に開示された技術においては、発電電力をコンプレッサーの電源に供給するため、電力の変換が繰り返されて、変換の際の損失が生じるため、もともとの発電電力が目減りするという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、その目的とするところは、洗濯機モータの運転停止直後の惰性回転による回生電力の利用効率のよい洗濯乾燥機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決して、本発明の目的を達成するために、以下のように構成した。
すなわち、脱水工程を含む洗濯から乾燥までを行う機能を有する洗濯乾燥機であって、洗濯物を収容する回転ドラムおよび外槽と、前記回転ドラムを駆動する回転ドラム駆動用モータと、前記回転ドラム駆動用モータに電力を供給するインバータ回路と、前記回転ドラムおよび前記外槽内を加熱する乾燥用ヒータと、前記回転ドラム駆動用モータと前記インバータ回路とが接続された状態と、前記回転ドラム駆動モータと前記乾燥用ヒータとが接続された状態とを、切り換えるリレーと、を備え、脱水工程を含む洗濯から乾燥までを行う洗濯乾燥コースの運転工程において、前記脱水工程の終了直後に、前記リレーを動作させることで、前記インバータ回路から前記回転ドラム駆動用モータへの電力供給を遮断されて、前記回転ドラムが惰性回転する際に前記回転ドラム駆動用モータが発生する回生電力を前記インバータ回路を介さずに直接前記乾燥用ヒータに供給する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、洗濯機モータの運転停止直後の惰性回転による回生電力の利用効率のよい洗濯乾燥機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る洗濯乾燥機の縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る洗濯乾燥機の外観斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るもので蓋体を開放した洗濯乾燥機の外観斜視図であり、筐体本体部の外観用の前側板を外して内部が見える状態を示している。
【図４】本発明の実施形態に係るもので洗濯乾燥機を駆動する回路の一部を示した回路図である。
【図５】本発明の実施形態に係る洗濯乾燥機の運転工程を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る洗濯乾燥機の乾燥工程前の槽内温度とヒータの消費電力量の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係る洗濯乾燥機の脱水工程終了後にモータ回生電力をヒータに給電した場合の槽内温度と時間の関係を示すグラフである。
【図８Ａ】本発明の実施形態に係る洗濯乾燥機の脱水回転時（脱水工程、最終脱水工程）における切換リレーとコモンリレーの接続状態を示す回路図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態に係る洗濯乾燥機のモータ回生電力のヒータ給電時（回生制動工程）における切換リレーとコモンリレーの接続状態を示す回路図である。
【図８Ｃ】本発明の実施形態に係る洗濯乾燥機の乾燥工程における切換リレーとコモンリレーの接続状態を示す回路である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
【００１０】
（実施形態）
本実施形態の特徴は、乾燥工程における省電力に係る構造、構成にあるが、まず洗濯から乾燥までを一貫して行う機能を有する洗濯乾燥機の全体の構造、構成について先に説明し、その後に、乾燥工程における省電力に係る電気回路、構造、構成について述べる。
なお、実際の洗濯乾燥の工程は、図５に示すように給水、洗い、すすぎ、排水、脱水、乾燥、冷却の各工程があるが、これらのすべての工程を適宜、「洗濯から乾燥まで」、あるいは「脱水工程を含む洗濯から乾燥まで」と簡略化して表記する。
【００１１】
＜洗濯乾燥機の外観と内部構造＞
まず、図１、図２、図３を基づいて、ドラム式の洗濯乾燥機１００（適宜、簡略化して「洗濯乾燥機」と表記する）の外観と内部構造に関する概要を述べる。
図１は、本実施形態の洗濯乾燥機１００の内部の構造を示す縦断面図である。
また、図２は、本実施形態の洗濯乾燥機１００の形態を示す外観斜視図である。
また、図３は、本実施形態の洗濯乾燥機１００の蓋体３を開放したときの形態を示す外観斜視図であり、筐体本体部２１の外観用の前側板を外して、内部が見える状態を示している。
以下に述べる洗濯乾燥機１００の構成要素で番号を付されたものは、図１、図２、図３のいずれかにおいて、図示されている。
【００１２】
外枠筐体は、筐体本体部２１と、この筐体本体部２１とを載置するように支持するベース部１を有する。また、ベース部がなく、筐体本体部だけで外枠筐体を構成するものもある。
筐体本体部２１は、ほぼ平坦の両側面部４と、後面部９と、ほぼ平坦で矩形状の前面部（前面板）２と、前記前面部２と両側面部４との間に位置する湾曲コーナ面部５と、前記前面部２の中央に設けられた開閉自在なる洗濯物の蓋体３を有する。
蓋体３で、回転ドラム３０の前側に設けた洗濯物（３１）の出入がされる開口部、外槽の前側に設けた洗濯物（３１）の出入がされる開口部、および筐体本体部の前側に設けた洗濯物（３１）の出入がされる開口部を開け閉めする。
更に、筐体本体部２１は、湾曲上面部６、下側湾曲コーナ面部７、凹状の天井面部８、前面部２の一部である下側前面部２Ｂを有する。
【００１３】
天井面部８は凹状になっているので、洗剤等の小物を一時的に置くことができる。湾曲上面部６には洗剤トレー１０、乾燥フィルタ１１が両側に配置されている。
また、洗濯乾燥機１００を制御するための操作部１２と表示部１３が、湾曲上面部６のほぼ中央部付近に配置されている。
両側面部４には本体を持ち運びするため、下部に下側取っ手１４が複数個設けられ、上側に上側取っ手１５が設けられている。特に上側の取っ手１５は、蓋体３が前面側にあるフロントオープン式の洗濯乾燥機１００において、重量のある駆動部が後側なるので後方に位置させている。
【００１４】
ベース部１には、洗濯水を排水するための排水ホース１６が取付けられており、その排水ホース１６を固定するためのホース取付け穴１７が設けられている。また、ベース部１の四隅には、取付け脚１８が設けられている。この取付け脚１８は、ゴムで形成され、ドラム式の洗濯乾燥機１００の運転時の振動を減衰させている。
前面部２の右上部には、蓋体３を開くための押しボタンスイッチ１９が設けられ、下側前面部２Ｂには、洗濯物のリント（糸くず、綿ぼこり類）を捕集するためのリントフィルタ２０が設けられている。
なお、上記の外枠筐体は、筐体本体部２１とベース部１を有するが、ベース部１を設けず、筐体本体部２１に取付け脚１８を設けるようにすることも可能である。この場合は、筐体本体部が外枠筐体になる。
【００１５】
全体の外郭部を構成している筐体本体部２１の内側には、外槽２２が備えられる。外槽２２の下部には、複数個のサスペンション２３が備えられ、外槽２２を下から支持している。
また、外槽２２の上部は、前後に配置された二個の引きバネ２４、２５により支持されている。
サスペンション２３は、外槽２２および付属する全重量を支持するものであり、強固な構成にできている。また、脱水運転時に生じる外槽２２の共振による異常振動を防止するための減衰機構などが、サスペンション２３には設けられている。
また、外槽２２の上部から支持している引きバネ２４、２５は、外槽２２の前後方向の倒れ防止を兼ねた支持の機能や、脱水時の前後、上下及び左右方向の振動を低減する機能のために設けられている。
【００１６】
洗濯やすすぎ時には、その際に必要な水が、水道の蛇口などに接続された給水ホース２６、給水電磁弁２７に接続された注水ホース２８、洗剤トレー１０を経由して、供給される。
供給された水は、外槽２２の底部に、洗濯水として、また、すすぎ時にはすすぎ水として溜められている。
洗剤トレー１０には、洗濯時に必要な洗剤を投入し、すすぎ時には仕上がりをよくするために柔軟仕上げ剤を投入する。
洗濯時には、注水ホース２８から供給された水が、洗剤トレー１０の洗剤を溶かしながらフレキシブルホース２９を介して、外槽２２の上部から回転ドラム３０へ注入される。
【００１７】
外槽２２の内側にある回転軸心線（回転軸Ａ）を横に傾けた回転ドラム３０には、蓋体３を開けて投入されて洗濯物３１が内置される。
回転ドラム３０の開口部（出入開口部）の外周には、脱水時の洗濯物３１によるアンバランス振動を低減するための流体バランサー３２が設けられている。
回転ドラム３０の内側には、脱水時に高速回転で洗濯物３１に含まれている水分を脱水するための脱水穴３３が、全周に複数個設けられている。
また、回転ドラム３０の内側には、洗濯時に洗濯物を掻き揚げられるようにするために、複数個のリフター３４が設けられている。
なお、図１において、回転ドラム３０の直径（径）をＤ、長さをＬで表している。また、回転ドラム３０は、回転軸Ａを中心に回転する。
【００１８】
回転ドラム３０は、回転ドラム用金属製フランジ３５に連結された主軸３６を介して、回転ドラム駆動用モータ３７に直結されている。
回転ドラム駆動用モータ３７は、外槽２２に固定された回転ドラム用金属製フランジ３５に取付けられている。
外槽２２の開口部（出入開口部）には、弾性体からなるゴム系のベローズ３８が取付けられている。このベローズ３８は、出入扉である蓋体３を構成する耐熱ガラスと接するように構成されている。
洗濯、もしくは、すすぎが終了して不要になった水や、脱水時に洗濯物３１から脱水された水は、排水弁３９を開放して排水ホース１６から排水される。
【００１９】
乾燥時において、送風ファン４０により送風された温風は、洗濯物３１が入った回転ドラム３０の中、及び、外周を通ってくるため、リントが含まれるので、必ず乾燥フィルタ１１を通す必要がある。
このため、乾燥フィルタ１１を経由してＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータからなるヒータ（乾燥用ヒータ）４１に送風されて、加熱された温風は、外槽上部に設けられた噴出口部４２より、回転ドラム３０の中に送風される。
温風は、洗濯物３１を通って、回転ドラム３０の後部から外槽２２の底部に設けられた除湿装置４３の通風口４４を通り、除湿され、送風ファン４０により循環を繰り返して洗濯物３１を乾燥させる。
なお、以上の温風の循環する経路の概要が、図１において、複数の連続した矢印（→）で示されている。
【００２０】
＜洗濯乾燥機を駆動する電気回路＞
図４は、本発明の実施形態の洗濯乾燥機１００において、主として回転ドラム駆動用モータ３７に係る電気回路（洗濯乾燥機１００の電気回路の一部）の回路図である。
図４において、ＡＣ１００Ｖの商用電源６０は、電源コンセント６１を介して、電源スイッチ６２とヒューズ６３を通って、電気的ノイズや高調波成分を除去するフィルタ回路６４に入力する。フィルタ回路６４の出力側からは、各種電気部品、及び整流回路６５に、交流電力を供給している。
【００２１】
整流回路６５は交流電力を直流電力に変換する。整流回路６５からは洗濯乾燥機１００内の電気系統で使用される低電圧の直流電力を供給するためのスイッチング電源６６と、回転ドラム駆動用モータ３７に可変電圧・可変周波数の交流電力を供給するためのインバータ回路６７が接続されている。
また、整流回路６５とインバータ回路６７との間にヒューズ６９が接続されている。また、整流回路６５の直流出力端子間には、電圧検知回路６８が接続されている。
【００２２】
また、インバータ回路６７によって、整流回路６５から供給された直流電力は、可変電圧・可変周波数の３相交流電力に変換される。
インバータ回路６７からの出力は、切換リレーＡ７４を介して、回転ドラム駆動用モータ３７に入力されている。インバータ回路６７の出力である可変電圧・可変周波数の３相交流電力によって、回転ドラム駆動用モータ３７は動作する。
【００２３】
回転ドラム駆動用モータ３７は、前記したようにインバータ回路６７の出力から可変電圧・可変周波数の３相交流電力を入力端子に供給されているときには、モータとして動作する。しかし、インバータ回路６７から電気的に切り離され、回転ドラム３０の惰性回転によって、機械的に回転ドラム駆動用モータ３７が回転させられるときには、発電機として作用し、３相交流の回生電力を前記入力端子に発生する。また、回転ドラム３０に対しては回生制動の作用を及ぼす。
なお、本実施形態の場合、回転ドラム駆動用モータ３７は、磁石埋め込み形のインナーロータ（不図示）でステータ（不図示）は集中巻の巻線を有するＤＣブラシレスモータ（不図示）が用いられている。
【００２４】
モータ制御部７０は、回転ドラム駆動用モータ３７に付いている回転位置センサ７１の信号を参照して、インバータ回路６７を制御（可変電圧・可変周波数）することにより、回転ドラム駆動用モータ３７の回転を制御している。
回転ドラム駆動用モータ３７の３相の電源入力端子は、前記したように、それぞれ切換リレーＡ７４の可動接点の端子に接続されている。切換リレーＡ７４の切換え用の固定接点は３相毎に、２個ずつあり、一方はインバータ回路６７の３相の電源供給端子に接続され、もう一方は切換リレーＢ７５の固定接点に接続されている。
【００２５】
切換リレーＢ７５の可動接点は、複数個のヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１の入力端子に接続されている。また、切換リレーＢ７５の固定接点のもう一方はフィルタ回路６４の出力に接続されている。
ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１のもう一方のそれぞれの入力端子は、互いに共通接続され、その先は、コモンリレー７６の接点へ接続されている。コモンリレー７６のもう一方は、ヒューズ６３が接続されているフィルタ回路６４の入力側に接続されている。
また、前記した切換リレーＡ７４、切換リレーＢ７５、コモンリレー７６の切換えは、リレー切換制御部７３にて行っている。
【００２６】
洗濯乾燥機１００の洗濯・すすぎ・脱水・乾燥工程において、インバータ回路６７の３相交流電力によって、回転ドラム駆動用モータ３７を動作させる場合には、切換リレーＡ７４によって、インバータ回路６７の出力と回転ドラム駆動用モータ３７が接続される。
また、脱水が終了し、インバータ回路６７から回転ドラム駆動用モータ３７への３相交流電力の供給を停止（切換リレーＡ７４でオフ）した直後には、回転ドラム３０は惰性で回転をし続ける。
【００２７】
このとき、回転ドラム駆動用モータ３７は、回転エネルギーから電気エネルギーが発生する発電機の機能を示し、回転ドラム駆動用モータ３７の３相の電源入力端子には、３相の交流電力が発生する。
この３相の交流電力を、切換リレーＡ７４と切換リレーＢ７５とコモンリレー７６とを適切に切換えることによって、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１に、供給すれば、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１は発熱し、かつ回転ドラム駆動用モータ３７は制動がかかる。いわゆる回生制動が行われることになる。
【００２８】
また、洗濯乾燥機１００の洗濯から乾燥までの各工程を制御する工程制御部７２によって、モータ制御部７０とリレー切換制御部７３とが制御されている。
なお、図４に示した電気回路の詳細な動作については、洗濯から乾燥までの各工程において、必要がある際に後記する。
【００２９】
＜洗濯乾燥機の運転工程＞
本実施形態においては、洗濯乾燥機１００の脱水工程終了直後の回転ドラム３０が惰性で回転する際に、回転ドラム駆動用モータ３７を発電機として用い、回転ドラム３０を回生制動によって停止させる。
その際に回転ドラム駆動用モータ３７が発電機として発生した電気エネルギーを、ヒータ４１で熱エネルギーに変換し、外槽２２と回転ドラム３０の槽内の温度を上昇させることにより、乾燥工程におけるヒータ４１の消費電力を低減するものである。
この手法にしたがって、洗濯乾燥機１００の運転工程が組み立てられている。
【００３０】
図５は、本発明の実施形態における、洗濯乾燥機１００の運転工程を示すブロック図である。
この運転工程は、洗濯に必要な水を補給する「給水」や、洗濯物３１に付着した汚れを落とす「洗い」や、洗剤分を洗い流す「すすぎ」や、それらに使用した水を排出する「排水」や、洗濯物３１に含まれた水分を回転ドラム３０の高速回転による遠心力で飛ばし去る「脱水」や、さらに取り残された水分を高温にしてさらに取り除く「乾燥」や、高温の洗濯物３１を手で取り扱いができるまでの温度に低下させる「冷却」などの一連の工程を自動的に行う一般的な自動洗濯コースが、このブロック図に示されている。
【００３１】
以下、図５のブロック図をもとに、洗濯乾燥機の給水、洗い、すすぎ、排水、脱水、乾燥、冷却の各工程の説明を行う。なお、図５においては、例えば給水工程を「給水」というように「工程」という文字を省略して、簡略化して表記している。ただし、乾燥工程５６と冷却工程５７は、省略しないで、そのまま表記している。
【００３２】
≪給水工程５０１≫
給水工程５０１において、給水電磁弁２７（図１）の操作により、給水ホース２６から注水ホース２８を介して、外槽２２（図１）と回転ドラム３０（図１）の槽内へ給水が行われる。
【００３３】
≪洗い工程５１≫
洗い工程５１において、洗濯に必要な水が外槽２２（図１）と回転ドラム３０（図１）の槽内に供給されると、回転ドラム駆動用モータ３７（図１）が回転し、回転ドラム３０（図１）の回転が行われる。
このときの回転ドラム３０（図１）の回転速度は、毎分４０〜５０回転であり、休止をおいて右回転、左回転を数分ずつ交互に行われる。これによって、洗濯物３１（図１）が、回転ドラム３０（図１）内のリフター３４（図１）により、掻き揚げられながら、叩き洗いによって洗濯される。
【００３４】
≪排水工程５２１≫
排水工程５２１において、洗い工程５１が終了し、洗いにより洗濯物３１（図１）に付着した汚れが除去され、汚れた洗濯水が、洗濯機外に排出される。
【００３５】
≪脱水工程５３１≫
脱水工程５３１において、排水が終了した後、洗濯物３１に含まれている水分が脱水される。
脱水工程５３１では、回転ドラム３０（図１）を高速回転して、回転ドラム３０（図１）に収められている洗濯物３１（図１）とそれに含まれている水分に遠心力を及ぼし、回転ドラム３０（図１）の内壁に設けられた複数個の脱水穴３３（図１）から水分を除去する。このときの回転速度は毎分８００〜１５００回転としている。
【００３６】
≪回生制動工程５８１≫
回生制動工程５８１は、脱水工程５３１の終了直後に、インバータ回路６７（図４）から回転ドラム駆動用モータ３７（図４）への電力供給が遮断され、回転ドラム３０（図１）が惰性で回転し続けるとともに、回転ドラム駆動用モータ３７（図４）がフリーラン状態で、発電機として回生電力を発生しつつ、回転ドラム３０（図１）を回生制動する工程である。
従来は、脱水運転が終わると、ブレーキ制御を行って、回転ドラム駆動用モータ３７を停止させていた。
しかし、前記したように、本実施形態では、脱水終了後の高速回転状態において、回転ドラム駆動用モータ３７（図４）の入力端子とインバータ回路６７（図４）側の電源供給端子とが、切換リレーＡ７４（図４）によって切り離されることで、回転ドラム駆動用モータ３７（図４）はフリーラン状態となる。
【００３７】
このフリーラン状態において、回転ドラム駆動用モータ３７（図４）は発電機となるため、回生電力が発生する。
この回生電力は、切換リレーＡ７４（図４）と切換リレーＢ７５（図４）を用いてヒータ４１（図４）に給電され、ヒータ４１（図４）が加熱される。また、この給電に合わせて送風ファン４０（図４）も回転するので、発生する温風により外槽２２（図１）内が加熱できる。
なお、このときの送風ファン４０（図１）の回転速度は毎分４５００〜１３０００回転である。この回転速度は、総合的に省エネとなる回転速度で適切に運転する。
【００３８】
以上の回生制動工程５８１における、回転ドラム駆動用モータ３７（図４）の発電機としての運転により、各脱水工程の直後においては、脱水終了後の高速回転域からの回生電力によりヒータ４１（図１）を加熱し、送風ファン４０（図１）により温風を外槽２２（図１）内へ供給することで、加熱されるので、新たに電力を必要とせずに、外槽２２（図１）内を加熱することが出来る。
また、この回転ドラム駆動用モータ３７（図１）の回生電力をヒータ給電する動作においては、発電機となる回転ドラム駆動用モータ３７（図１）にも電流が流れるため、前記したように、ブレーキ制御を行わなくとも制動力（回生制動）が発生し、従来のブレーキ制御時と同等の時間内に回転ドラム駆動用モータ３７（図１）を制止することができる。
なお、従来のブレーキ制御と、前記回生制動を併用することも可能である。
【００３９】
≪２回目の給水工程５０２≫
脱水工程５３１と回生制動工程５８１が終了すると、洗濯物３１に含まれた洗剤分をすすぐ、すすぎ工程５４１へ移行するが、すすぎ工程５４１に入る前に、洗い工程５１と同じように、清水を供給する給水工程５０２にて、必要な清水が外槽２２（図１）内に供給される。
すすぎに必要な清水は、本実施形態においては、洗いと同じく２５〜３０リットルの給水がされる。
【００４０】
≪すすぎ工程５４１≫
規定量の清水が給水されると、すすぎ工程５４１に自動的に進行し、洗い工程と同じように、回転ドラム３０（図１）が低速回転(毎分４５回転前後)しながら洗濯物３１に含まれた洗剤分（汚れ分を含む）を除去する。
本実施形態では、すすぎ工程は２回（５４１、５４２）となっているが、すすぎ工程の回数は２〜３回となっているものもある。
【００４１】
≪排水工程５２２、脱水工程５３２、回生制動工程５８２、給水工程５０３、すすぎ工程５４２、排水工程５２３≫
すすぎ工程は、洗剤分の除去をより良好なものとするために、前記したように２回以上、実施される。したがって、それに付随する排水工程５２２、脱水工程５３２、回生制動工程５８２、給水工程５０３、すすぎ工程５４２、排水工程５２３が行われる。
ただし、排水工程５２２、脱水工程５３２、回生制動工程５８２、給水工程５０３、すすぎ工程５４２、排水工程５２３は、それぞれ排水工程５２１、脱水工程５３１、回生制動工程５８１、給水工程５０２、すすぎ工程５４１、排水工程５２２とほぼ同様であるので、それらについての繰り返しの説明は省略する。
【００４２】
≪最終脱水工程５５≫
最終脱水工程５５は最後の脱水工程である。
すすぎ工程５４２が終了後、排水工程５２３が行われ洗濯物３１（図１）に含まれる水分を充分に脱水するため、最終脱水工程５５に移行する。
最終脱水工程５５の脱水時間は、一般的に５分以上で、回転ドラム３０を高速回転させて、洗濯物３１の水分を遠心力で除去するものである。この時の脱水率は６０〜６５％となる。
なお、後記する乾燥工程５６における乾燥時間を短くするには、最終脱水工程５５における回転速度を更に高くして、脱水率を上げることがある。このときには、最高で毎分１５００回転とすることがあり、これにより、回転ドラム３０（図１）の径Ｌ（図１）にもよるが、脱水率は約７０％となる。
【００４３】
≪回生制動工程５８３≫
最終脱水工程５５の直後においても、前記脱水工程５３１、５３２の直後における回生制動工程５８１、５８２と同様に、回生制動工程５８３がある。
回生制動工程５８３では、回転ドラム駆動用モータ３７（図１、図４）を発電機として利用することにより、高速回転域からの回生電力をヒータ４１（図４）に給電し、送風ファン４０（図１）を回転することで、温風を発生させ外槽２２（図１）と回転ドラム３０（図１）の槽内を加熱している。
脱水工程は、この最終脱水工程５５を含めて３回（５３１、５３２、５５）あり、その都度、この回生電力による外槽２２（図１）と回転ドラム３０（図１）の槽内の加熱を行うので、乾燥工程５６前の槽内温度を段階的に上昇することができる。
なお、このように槽内温度を段階的に上昇することの効果については後述する。
【００４４】
≪乾燥工程５６≫
最終脱水工程５５における脱水率は、前記したように６０〜７０％であって、水分がまだ多く残されているので、乾燥工程５６が行われる。
ドラム式の洗濯乾燥機１００では、熱源としてヒータ４１（図４）により温風を槽内に循環させ、洗いから乾燥まで自動的に進行する。この場合は最終脱水工程５５が終了した後、自動的に乾燥工程５６へ移行する。
乾燥工程５６では、ヒータ４１（図４）により温風を洗濯物３１（図１）に吹き付けながら、回転ドラム３０を毎分４０〜５０回転で、反転、もしくは一方向に回転させて、洗濯物３１の水分を除去して乾燥させるものである。
乾燥時間を短くするには、前記したように最終脱水工程５５における回転速度を上げて、脱水率を上げる方法もある。
【００４５】
≪冷却工程５７≫
乾燥工程５６の終了後に冷却工程５７がある。この冷却工程５７において、回転ドラム３０（図１）内に冷却風を循環させて冷却を行うが、所定の温度まで低下すると、押しボタンスイッチ１９を押すことによってロックが解除され、蓋体３を開けて洗濯物３１を取り出すことができる。
また、乾燥途中で乾燥を止めたい時も同様に、回転ドラムの中の温度は８０〜１００℃程度になっているので、その温度では蓋体３はロックされている。しかし、冷却工程５７により冷却して、回転ドラム３０の中の温度が６０℃以下になってからは、ロックが解除され、蓋体３を開くことができるようになっている。
【００４６】
＜乾燥工程前の槽内温度と、乾燥工程終了後の消費電力量の関係＞
図６は、乾燥工程５６前の槽（外槽２２と回転ドラム３０）内温度と、乾燥工程５６終了後のヒータ４１の消費電力量との関係を表したグラフ（特性図）である。
図６において、横軸は外槽２２と回転ドラム３０による槽の槽内温度（℃）であり、縦軸は基準時の消費電力を１として、正規化した消費電力量を単位法（ｐ．ｕ）で表したものである。
なお、基準値は槽内温度が２０℃において、乾燥工程に必要な温度にするための消費電力を１としている。
【００４７】
この図６のグラフから、乾燥工程５６前の初期の槽内温度が１０℃高いと、乾燥工程５６におけるヒータ４１の消費電力を抑制できて、乾燥工程５６終了後の消費電力量は、約５％低くなることがわかる。
なお、図６のデータは、本実施形態の洗濯乾燥機１００を「念入り乾燥コース（熱量が必要な動作モード）」のモードで実施した場合のデータである。また、本実施形態の洗濯乾燥機１００の「低温乾燥コース（熱量があまり必要ない動作モード）」においても、図示はしていないが、相対的な比較としては、図６の特性に準ずる効果がある。
【００４８】
＜回生電力をヒータに給電した脱水工程の際の槽内温度と時間の関係＞
図７は、本発明の回転ドラム駆動用モータ３７の回生電力を、ヒータ４１に給電した回生制動工程５８１、５８２、５８３を脱水工程５３１、５３２、５５のそれぞれの後に、計３回実施したときの、外槽２２と回転ドラム３０の槽内温度と時間の関係を表したグラフ（特性図）である。
図７において、横軸は洗濯乾燥機１００の各工程における時間（単位は分）の経過を表し、縦軸は外槽２２と回転ドラム３０の槽内温度（℃）を表している。
【００４９】
この図７のグラフから、槽内温度は、脱水工程５３１、５３２、５５（図５）の直後にある回生制動工程５８１、５８２、５８３（図５）によって、ヒータ４１が作動するごとに段階的に上昇していることがわかる。
なお、脱水工程５３１（図５）および回生制動工程５８１（図５）の後にある給水工程５０２（図５）やすすぎ工程５４１（図５）において、回生制動工程５８１（図５）によるヒータ４１が作動したとき時点よりも、槽内温度は低下するが、ヒータ４１が作動した分だけは、槽内温度は差として高くなっている。
また、同様に、脱水工程５３２（図５）および回生制動工程５８２（図５）の後に給水工程５０３（図５）やすすぎ工程５４２（図５）において、回生制動工程５８２（図５）によるヒータ４１が作動したとき時点よりも、槽内温度は低下するが、ヒータ４１が作動した分だけは、槽内温度は差として高くなっている。
【００５０】
また、最終脱水工程５５（図５）後の回生制動工程５８３（図５）によって、ヒータ４１が作動して槽内温度を上昇させた後に、乾燥工程５６（図５）に移行する。
乾燥工程５６（図５）においては、図４の回路図において、切換リレーＢ７５を切換え、フィルタ回路６４の出力の電力によって、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１を作動させ、槽内温度を乾燥工程５６（図５）に必要な８０〜１００℃とする。
【００５１】
このとき、切換リレーＢ７５を切換える直前の槽内温度が高いほど、フィルタ回路６４の出力からの電力、つまりは商用電源６０からの電力を節約できる。
図７においては、この槽内温度の乾燥工程５６直前の槽内温度Ｔ２と初期槽内温度Ｔ１との差であるΔＴが大きいほど、乾燥行程５６における、ヒータ４１の消費電力が抑制できる。したがって、温度差ΔＴが大きい程、乾燥工程５６終了後の消費電力量が低減することは、先に説明した図６の槽内温度と消費電力量との関係より明らかである。
【００５２】
＜実際の回路動作＞
つぎに実際の回路動作を、制御の観点から、より詳しく説明する。
図４において、通常のモータ運転時では、切換リレーＡ７４は、回転ドラム駆動用モータ３７の入力端子とインバータ回路６７の電源供給端子とを接続し、回転ドラム駆動用モータ３７を運転する。
コモンリレー７６は、導通状態でＡＣ１００Ｖの商用電源６０とヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１の共通接続側を接続している。また、切換リレーＢ７５は温風に必要な熱量に応じて、フィルタ回路６４を経由しながら、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１とＡＣ１００Ｖの商用電源６０側とを接続する。
【００５３】
たとえば、「低温乾燥コース」などの熱量があまり必要ない動作モードにおいては、ヒータ通電をヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１の中の１素子にし、また、「念入り乾燥コース」などの熱量が必要な動作モードにおいては、ヒータ通電をヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１の中の２素子あるいは３素子というように切り分けて制御している。
このときヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１のそれぞれのオフの固定接点は、切換リレーＢ７５において、切換リレーＡ７４側の各固定接点に導通される。
なお、通電されるヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１の素子数を変化させることができる具体的な回路は、図４には明記していない。
【００５４】
脱水工程５３１、５３２（図５）終了後の高速回転状態から、回転ドラム駆動用モータ３７を発電機として利用する回生制動工程５８１、５８２（図５）での回生電力回収時においては、まずコモンリレー７６をオフにして、ヒータ４１の共通端子とＡＣ１００Ｖの商用電源６０側とを切り離す。
次に、切換リレーＢ７５の可動接点は、全て切換リレーＡ７４側へ接続し、最後に切換リレーＡ７４の可動接点をインバータ回路６７側から切換リレーＢ７５側へ接続することより、回転ドラム駆動用モータ３７での発生電圧を直接、ヒータ４１に給電することができる。
このヒータ４１へ給電状態のときに、併せて送風ファン４０（図１）を運転することにより、外槽２２（図１）と回転ドラム３０（図１）の槽内に温風を送って、槽内温度を上昇することができる。
【００５５】
なお、この場合の送風ファン４０（図１）の運転時間の一例としては、ヒータ４１への給電開始の３０秒前から運転を開始し、ヒータ４１への給電中は回転し続ける。そして、回転ドラム駆動用モータ３７の停止とともに給電停止となり、これと同時に送風ファン４０（図１）も停止させる。
このように制御された短時間動作により、送風ファン４０（図１）の消費電力が最小限に抑えられるので、電力負担が小さい。
【００５６】
また、上述とは異なり、送風ファン４０（図１）を回さずに、前記した回生電力を乾燥工程５６（図５）に備えたヒータ４１の予熱用としてすべて利用することもある。
この場合はヒータ４１の加熱起動特性が改善され、規定温度に到達する時間が短縮できる。この方法でも消費電力の低減が見込める。
なおヒータ４１については、本実施形態では、安定した特性を確保するために、前記したようにＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータを利用しているが、省エネ効果が得られるのであれば特にヒータの種類を限定するものではない。
ヒータ４１への回生電力の電圧印加時の電流値は、投入直後で２〜３Ａであり、回転ドラム３０の回転速度の低下とともに減少する。
【００５７】
それぞれのリレー（コモンリレー７６、切換リレーＡ７４、切換リレーＢ７５）の切換えについては、工程制御部７２の指令に基づきリレー切換制御部７３により行う。
本実施形態の説明では、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１を３素子用い、３相の負荷としてＹ結線を形成している。回転ドラム駆動用モータ３７の３相の巻線は、Ｙ結線であるので、回生制動時にはＹ結線の３相の発電機として動作する。したがって、モータ回生電力供給時にはＹ−Ｙ結線となる構成としているが、ヒータ４１を２素子利用したＶ結線を形成して、Ｙ−Ｖ結線となる構成としてもよい。
このとき、ヒータ４１の素子（ヒータ）数が減るので、コストの低減となる。
【００５８】
＜各工程時の切換リレーの接続状態＞
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、前記した動作において、回転ドラム駆動用モータ３７とヒータ４１間のリレーの接続動作に限定して各動作をまとめたものである。
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃの各回路図は、図４から部分的に抜粋している。
【００５９】
≪脱水回転時の接続状態≫
図８Ａは、本実施形態に係る洗濯乾燥機１００の脱水回転時（脱水工程５３１、５３２、最終脱水工程５５）における切換リレーＡ、Ｂとコモンリレー７６の接続状態を示す回路図である。
図８Ａにおいて、切換リレーＡ７４は、回転ドラム駆動用モータ３７とインバータ回路６７とが接続される状態となっている。
また、切換リレーＢ７５は、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１と切換リレーＡ７４の固定接続点とが接続され、商用電源６０とヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１とは、非接続状態となっている。
また、コモンリレー７６はオンしている。
つまり、図８Ａで表記した（モータ:力行運転、ヒータ：オフ）の状態である。
【００６０】
したがって、インバータ回路６７から出力される交流電力によって、回転ドラム駆動用モータ３７が駆動されている。
また、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１には、電力が供給されていない状態を示している。
以上は、脱水工程に適した状態となる。なお、図８Ａの接続状態は、洗い工程５１、すすぎ工程５４１、５４２の接続状態でもある。
【００６１】
≪モータ回生電力のヒータ給電時の接続状態≫
また、図８Ｂは、本実施形態に係る洗濯乾燥機１００のモータ回生電力のヒータ給電時（回生制動工程５８１、５８２、５８３）における切換リレーＡ、Ｂとコモンリレー７６の接続状態を示す回路図である。
図８Ｂにおいて、切換リレーＡ７４は、回転ドラム駆動用モータ３７と切換リレーＢ７５の固定接続点とが接続される状態となっている。
また、切換リレーＢ７５は、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１と切換リレーＡ７４の固定接続点とが接続される状態となっている。
また、コモンリレー７６はオフしている。
つまり、図８Ｂで表記した（モータ:回生運転、ヒータ：全素子オン（回生電力））の状態である。
【００６２】
したがって、回転ドラム駆動用モータ３７とヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１とが接続状態となっているので、回転ドラム駆動用モータ３７は回生制動時において、発電機となって動作し、発生したモータ回生電力をヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１に供給している状態であることを示している。
さらに、コモンリレー７６はオフしているために、発生したモータ回生電力は、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１のみで消費する。また、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１のみで消費させるために、ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３をＹ結線に接続して、回転ドラム駆動用モータ３７からの回生電力の電流が流れる経路を確保している。
なお、前記したヒータ４１を２素子利用したＶ結線を形成して、Ｙ−Ｖ結線となる構成の場合においても、２素子のヒータ４１によって電流が流れる経路が確保される。
【００６３】
なお、インバータ回路６７から出力される交流電力は、回転ドラム駆動用モータ３７に供給されていない。
また、商用電源６０からヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１には電力が供給されていない。
したがって、図８Ｂは、モータ回生電力によってヒータ４１が加熱される、回生制動工程５８１、５８２、５８３の接続状態に対応している。
【００６４】
≪乾燥工程時の接続状態≫
また、図８Ｃは、本実施形態に係る洗濯乾燥機１００の乾燥工程５６における切換リレーＡ、Ｂとコモンリレー７６の接続状態を示す回路である。
図８Ｃにおいて、切換リレーＡ７４は、回転ドラム駆動用モータ３７とインバータ回路６７とが接続される状態となっている。
また、切換リレーＢ７５は、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１と商用電源６０とが接続状態となっている。
また、コモンリレー７６はオンしている。
つまり、図８Ｃで表記した（モータ:力行運転、ヒータ：全素子オン）状態である。
したがって、商用電源６０からの充分な電力でヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１が加熱されて、外槽２２（図１）と回転ドラム３０（図１）の槽内温度が上昇する。それとともに、回転ドラム３０は回転ドラム駆動用モータ３７に駆動されて回転するので、乾燥工程５６に適した状態となる。
【００６５】
（その他の実施形態）
本発明は前記の実施形態に限定されるものではない。以下に例をあげる。
本実施形態において、図１、図２、図３によって、ドラム式の洗濯乾燥機１００の構造を説明したが、図１、図２、図３に示した構造、構成は一例にすぎない。
本発明の本質は、脱水工程後の回転ドラムの惰性回転によるエネルギーを回生電力に変換してヒータに給電し、槽内温度を上昇させることにより、乾燥工程における消費電力を低減することにあるので、図１、図２、図３の細部の構造、構成は他の場合においても、本発明は適用できる。
【００６６】
また、図４に示した回路図は、一例に過ぎない。モータ制御部７０、工程制御部７２、リレー切換制御部７３は、ハードによる回路でもソフトによる制御でもよい。また、インバータ回路６７は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いた構成で示しているが、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＢＪＴ（Bipolar Junction Transistor）でもよい。
【００６７】
また、図４において、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１については、Ｙ結線あるいはＶ結線の接続で用いると説明したが、Δ結線で用いてもよい。Δ結線の場合には、線間電圧と相間電圧が等しいので、Ｙ結線の場合よりも高い電圧が各ヒータに直接加わる。したがって、回転ドラム駆動用モータ３７の回生電力の電圧が低い場合には、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１をΔ結線で用いた方が、ヒータの加熱特性がよくなる場合もある。なお、ヒータ（ヒータ１、ヒータ２、ヒータ３）４１をΔ結線で用いる場合には、商用電源６０からの電力で加熱する際にヒータ１、ヒータ２、ヒータ３が並列接続となるように、切換リレーＢ７５の構造と接続方法を変更する。
【００６８】
また、図５において、給水から乾燥までの工程において、すすぎ工程は２回であり、それにともなって、脱水工程は最終脱水工程を含めて計３回の例を示した。しかしこの回数は、本発明の本質とは直接には関係がないので、すすぎ工程は１回、あるいは３回以上あり、それにともない脱水工程が計３回以外の場合であっても、本発明は適用できる。
【００６９】
なお、以上における説明は、主として洗濯乾燥機の装置としての説明であったが、洗濯乾燥方法の説明も兼ねている。
【００７０】
（本発明、実施形態の補足）
本発明は、洗濯から乾燥までを一貫して行う機能を有するドラム式の洗濯乾燥機において、脱水工程終了直後の回転ドラムの回転エネルギーを、回転ドラム駆動用モータを発電機として用いて回生電力に変換し、その電力をヒータに給電し、槽（回転ドラムと外槽）内温度を上昇させることによって、乾燥工程における消費電力を低減するものである。
以上により、本発明によれば、脱水工程での、回生電力をコンデンサなどの蓄電装置に一旦蓄電することなく、直接乾燥用ヒータに供給できるため電力変換効率が高く、より消費電力の低減が図れる。また、新たに前記した蓄電装置などの追加部品、装置が不要であって、低コスト、省スペースである。
【００７１】
本実施形態の脱水工程終了直後の回転ドラム３０の回転エネルギーを、回転ドラム駆動用モータ３７を発電機として用いて回生電力に変換し、その電力をヒータ４１に給電する方法は、回転ドラム３０の回転エネルギーをヒータ４１で消費するために、回転ドラム駆動用モータ３７の巻線の温度上昇を防ぐという効果がある。
従来の脱水工程終了直後の回転ドラム３０をブレーキによって制動する方法は、回転ドラム３０の回転エネルギーにより回転ドラム駆動用モータ３７の巻線に発生する起電力が巻線において熱エネルギーに変換され、巻線が高温になるという現象があった。
したがって、本実施形態の前記の手法により、回転ドラム駆動用モータ３７の巻線が高温になるのを防ぎ、回転ドラム駆動用モータ３７の安全性、安定性、信頼性を高めるという効果がある。
【００７２】
また、図７に示すように、１回目の脱水工程５３１（図５）に続く回生制動工程５８１（図５）のヒータ４１（図４）による加熱によって、槽内の温度が上昇している。また、２回目の脱水工程５３２（図５）に続く回生制動工程５８２（図５）のヒータ４１（図４）による加熱によって、槽内の温度が更に上昇している。
これらの温度上昇は、乾燥工程５６（図５）において、ヒータ４１（図４）の消費電力の低減に繋がる効果があることは前記した通りであるが、それのみにとどまらない。それは、１回目のすすぎ工程５４１（図５）と２回目のすすぎ工程５４２（図５）においても、外槽２２（図１）と回転ドラム３０（図１）の槽内温度が上昇していることである。それは次のような効果をもたらす。
【００７３】
すすぎ工程５４１、５４２は、清水という水の分子の群の中に、洗剤や汚れという異なる分子が拡散されていく工程である。
一般的に温度が高い方が、物質内の分子間の動きや、相互作用が活発になる。したがって、前記した１回目のすすぎ工程５４１（図５）と２回目のすすぎ工程５４２（図５）においても、槽内の温度が高い方が、前記した「すすぎ」という洗剤や汚れ分を洗濯物から清水へ取り除く分子間の相互作用が効率よく行なわれる。これは「すすぎ」という工程の品質（洗剤や汚れ分の除去率）が向上するのみならず、すすぎ工程５４１、５４２に使用する水量の低減や、すすぎ工程５４１、５４２の時間短縮や、すすぎ工程の回数削減に反映できる可能性がある。
【符号の説明】
【００７４】
１００  洗濯乾燥機
２２  外槽
３０  回転ドラム
３７  回転ドラム駆動用モータ
４０  送風ファン
４１  ヒータ、乾燥用ヒータ
５０１、５０２、５０３  給水工程
５１  洗い工程
５２１、５２２、５２３  排水工程
５３１、５３２  脱水工程
５４１、５４２  すすぎ工程
５５  最終脱水工程
５６  乾燥工程
５７  冷却工程
５８１、５８２、５８３  回生制動工程
６０  商用電源
６１  電源コンセント
６２  電源スイッチ
６３、６９  ヒューズ
６４  フィルタ回路
６５  整流回路
６６  スイッチング電源
６７  インバータ回路
６８  電圧検知回路
７０  モータ制御部
７１  回転位置センサ
７２  工程制御部
７３  リレー切換制御部
７４  切換リレーＡ
７５  切換リレーＢ
７６  コモンリレー
【図１】
0005555187.tif 000002
【図２】
0005555187.tif 000003
【図３】
0005555187.tif 000004
【図４】
0005555187.tif 000005
【図５】
0005555187.tif 000006
【図６】
0005555187.tif 000007
【図７】
0005555187.tif 000008
【図８Ａ】
0005555187.tif 000009
【図８Ｂ】
0005555187.tif 000010
【図８Ｃ】
0005555187.tif 000011