(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ相巻線を有する第１の物体と、前記ｎ相巻線に流れる電流により、前記第１の物体と相互に電磁力を発生する第２の物体を有し、前記ｎ相巻線を構成するｎ本の巻線の内の（ｎ−１）本に、所定温度以下で導通状態となり、所定温度を超えると非導通状態となる電流開閉手段を有する電動機と、前記ｎ相巻線に電力を供給するインバータと、前記第１の物体に対する前記第２の物体の相対的な位置を検知する位置検知手段と、前記位置検知手段からの信号が変化した瞬間に、割り込み信号を発生する割り込み信号発生手段と、前記割り込み信号発生手段が出力した割り込み信号に同期して、前記インバータに流れる電流値を検知する電流検知手段と、記憶部を有する制御手段を有し、前記記憶部は割り込み信号発生手段が出力した割り込み信号に同期して電流検知手段からのインバータ入力電流値を複数回前から記憶し、この複数個のインバータ電流入力値のうちの最大値と最小値に所定値以上の差が生じると、前記インバータの動作を停止する動力発生装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力発生装置を備えた電気洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、民生用または産業用の機器に利用される動力発生装置と、一般家庭で使用される電気洗濯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動力発生装置について、図１１を用いて説明する。図１１は従来の動力発生装置の構成の一例で、電動機１と、電動機１に３相電流を供給するインバータ３と、直流電源変換装置を介してインバータ３に電力を供給する商用電源１７で構成される。
【０００３】
電動機１は、図１１には特に図示していないが、第１の物体と第２の物体から構成されており、第１の物体は３相巻線２を有し、３相巻線２はＵ、Ｖ、Ｗなる端子を有し、また、前記第２の物体はリング状からなる２極の永久磁石で構成され、界磁を与えている。インバータ３は、第１のスイッチング素子４と第２のスイッチング素子５の直列回路と、第３のスイッチング素子６と第４のスイッチング素子７の直列回路と、第５のスイッチング素子８と第６のスイッチング素子９の直列回路で構成され、前記スイッチング素子はＩＧＢＴと逆導通ダイオードを並列接続して構成されている。
【０００４】
３相巻線２のＵ、Ｖ、Ｗ端子は前記スイッチング素子の直列回路の二つのスイッチング素子の接続点に接続され、二つの素子のオン・オフの組み合わせにより、３相巻線２のＵ、Ｖ、Ｗ端子を正電圧、零電圧、開放の３状態にする。前記スイッチング素子のオン・オフはマイコン等の制御手段９１によって行われている。
【０００５】
位置検知手段は例えば第１のホールＩＣ１１、第２のホールＩＣ１２、第３のホールＩＣ１３で構成され、この３つのホールＩＣの信号のハイ、ローによって前記第２の物体の前記第１の物体に対する相対的な位置を検知するものである。前記直流電源変換装置は、ここではダイオードブリッジ１８とチョークコイル１９と平滑用コンデンサ２０で構成される。
【０００６】
ここで、動作について説明する。前記３つのホールＩＣは電気角で１２０度離れて配置されており、右回転の場合、３つのホールＩＣは図１２のようにハイ、ローを出力する。制御手段９１は前記３つのホールＩＣの信号を入力して、あらかじめ設定されたテーブルを元に所定のスイッチング素子をオン・オフする。こうすることで、Ｕ−Ｖ端子間、Ｕ−Ｗ端子間、Ｖ−Ｗ端子間、Ｖ−Ｕ端子間、Ｗ−Ｕ端子間、Ｗ−Ｖ端子間、Ｕ−Ｖ端子間に電圧が順次入力され、３相巻線２に電流を供給する。
【０００７】
ここで、前記第２の物体は永久磁石により界磁を与えているので、フレミング左手の法則により、電動機１は動力を発生し続ける。ここで、インバータ２が３相巻線２に供給する電流は図１２の様になる。
【０００８】
ちなみに、３相巻線２の一つの導体に流れる電流をｉ、前記第２の物体の永久磁石が発生している磁束密度をｂ、前記永久磁石に対向している３相巻線２の巻線導体の長さをｌ、発生する力をｆとすると、ｆ＝ｂｉｌとなり、発生するトルクは、ｆに導体数と半径を乗じた値となる。
【０００９】
このように、図１１の動力発生装置は、電動機１がインバータ３より３相電力を給することで、前記第２の物体がトルクを受けながら回転することにより、動力を発生する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の動力発生装置では、例えば、３相巻線を構成する三つの巻線のうちの一つが断線し、非導通状態となった場合、制御手段により、インバータが残りの二つの巻線の端子間に交互に電力を供給することで、断線前と同じ回転数、またはトルクの状態にするものであった。
【００１１】
このため、前記制御手段により、正常状態時の動力性能を発生させようとして、残り二つの巻線に電力を過大に供給し、正常状態時よりも大きい電流で前記電動機を駆動し続け、前記インバータの構成部品に対し、定格を越えた電流が流れ、当該部品の誤動作、破壊、焼損などが発生するという課題や、前記電動機を過熱・焼損するという課題を有していた。
【００１２】
本発明は従来の課題を解決し、信頼性と安全性の高い動力発生装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、ｎ相巻線を構成するｎ本の巻線の内の（ｎ−１）本に、所定温度以下で導通状態となり、所定温度を超えると非導通状態となる電流開閉手段を有する電動機に電力を供給するインバータと、位置検知手段からの信号が変化した瞬間に、割り込み信号を発生する割り込み信号発生手段とを備え、前記割り込み信号発生手段が出力した割り込み信号に同期して、前記インバータに流れる電流値を検知する電流検知手段と、記憶部を有する制御手段を有し、前記記憶部は割り込み信号発生手段が出力した割り込み信号に同期して電流検知手段からのインバータ入力電流値を複数回前から記憶し、この複数個のインバータ電流入力値のうちの最大値と最小値に所定値以上の差が生じると、前記インバータの動作を停止する動力発生装置を提供するものである。
【００１４】
このように、前記割り込み信号発生手段と前記電流検知手段を有する前記制御手段を有することで、前記３相巻線を構成する三つの巻線のうちの一つの巻線のみが断線した場合、前記３相巻線の電流経路は完全に遮断されていないので、前記電動機は動作し続けるが、前記電流検知手段が前記割り込み信号発生手段が出力する割り込み信号に同期して前記インバータの入力電流値を検知し、電流が流れているかを確認する。これにより、前記一つの巻線が断線していることを検知し、前記制御手段が前記六つのスイッチング素子を全てオフにするので、前記インバータを停止し、前記３相巻線の断線していない二つの巻線に、前記インバータから電力は供給されなくなり、前記電動機は停止する。従って、前記３相巻線の内の断線していない二つの巻線で、正常状態時と同様の動力を発生させる為に、前記インバータの入力電流を大きくすることがなくなるので、前記巻線の断線による前記電動機の過熱を防止でき、かつインバータの構成部品までもが過電流により過熱・焼損を起こすこともなくなる。従って、前記電動機の断線という異常状態においては、すぐに動作を停止する安全性を有し、また、すぐに、前記電動機の断線を修理することにより復旧させることも可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載の発明は、ｎ相巻線を有する第１の物体と、前記ｎ相巻線に流れる電流により、前記第１の物体と相互に電磁力を発生する第２の物体を有し、前記ｎ相巻線を構成するｎ本の巻線の内の（ｎ−１）本に、所定温度以下で導通状態となり、所定温度を超えると非導通状態となる電流開閉手段を有する電動機と、前記ｎ相巻線に電力を供給するインバータと、前記第１の物体に対する前記第２の物体の相対的な位置を検知する位置検知手段と、前記位置検知手段からの信号が変化した瞬間に、割り込み信号を発生する割り込み信号発生手段と、前記割り込み信号発生手段が出力した割り込み信号に同期して、前記インバータに流れる電流値を検知する電流検知手段と、記憶部を有する制御手段を有し、前記記憶部は割り込み信号発生手段が出力した割り込み信号に同期して電流検知手段からのインバータ入力電流値を複数回前から記憶し、この複数個のインバータ電流入力値のうちの最大値と最小値に所定値以上の差が生じると、前記インバータの動作を停止するものである。
【００１６】
この構成により、前記ｎ相巻線を構成するｎ本の巻線のうちの一つの巻線のみが断線した場合、前記ｎ相巻線の電流経路は完全に遮断されていないので、前記電動機は動作し続けるが、前記電流検知手段が前記割り込み信号発生手段が出力する割り込み信号に同期して前記インバータの入力電流値を検知し、電流が流れているかを確認することで、前記一つの巻線が断線していることを検知し、前記制御手段が前記スイッチング素子を全てオフにする。
【００１７】
これにより、前記インバータを停止し、前記ｎ相巻線の断線していない巻線に、前記インバータから電力は供給されなくなり、前記電動機は停止する。従って、前記ｎ相巻線の内の断線していない巻線で、正常状態時と同様の動力を発生させる為に、前記インバータの入力電流を大きくすることがなくなるので、前記巻線の断線による前記電動機の過熱を防止でき、かつインバータの構成部品までもが過電流により過熱等を起こすこともなくなる。従って、前記電動機の断線という異常状態においては、すぐに動作を停止する安全性を有し、また、すぐに、前記電動機の断線を修理することにより復旧させることも可能となる。
【００１８】
また、前記ｎ相巻線を構成するｎ本の巻線のうちの一つの巻線のみが断線した場合、前記ｎ相巻線の電流経路は完全に遮断されていないので、残りの巻線に電流を流すことで、前記電動機は動作し続けるが、前記インバータの入力電流は流れたり、流れなくなったりする。前記電流検知手段が前記割り込み信号発生手段が出力する割り込み信号に同期して前記インバータの入力電流値を検知し、前記記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶した最近複数回の前記インバータの入力電流値を比較し、その内の最大値と最小値の差が所定値以上あると検知したときは、前記一つの巻線が断線していることを検知し、前記制御手段が前記スイッチング素子を全てオフにする。
【００１９】
これにより、前記インバータを停止し、前記ｎ相巻線の断線していない巻線に、前記インバータから電力は供給されなくなり、前記電動機は停止する。従って、前記ｎ相巻線の内の断線していない巻線で、正常状態時と同様の動力を発生させる為に、前記インバータの入力電流を大きくすることがなくなるので、前記巻線の断線による前記電動機の過熱を防止でき、かつインバータの構成部品までもが過電流により過熱・焼損を起こすこともなくなる。従って、前記電動機の断線という異常状態においては、すぐに動作を停止する安全性を有し、また、すぐに、前記電動機の断線を修理することにより復旧させることも可能となる。また、常に前記ｎ相巻線を構成するｎの巻線に流れる電流値を比較しているので、ノイズによる誤動作も防止できる。
【００２０】
また、前記ｎ相巻線のうちの導通している（ｎ−１）本の巻線で、正常状態時と同様の動力を発生させるために、前記インバータの入力電流を大きくすることがなくなるので、前記電動機を所定温度以上に過熱することを防止でき、かつ前記インバータの構成部品にも過電流を流さないようにできる。
【００２１】
また、例えばノイズ等により、前記インバータが故障して、前記電動機に過電流が流れ過熱した場合においても、所定温度を超えた段階で、前記（ｎ−１）の電流開閉手段が順次非導通となるので、前記ｎ相巻線の電流経路は完全に遮断され、前記電動機は停止する。従って、どんな異常状態においても、前記電動機を停止することができる安全な動力発生装置を実現できる。
【００２２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の動力発生装置を備えた電気洗濯機としたことにより、衣類の入れ過ぎや、稼動部分へのボタンがらみなどによる過負荷状態時に、前記電動機が過熱され、所定温度を超えると前記電流開閉手段が非導通となる。ここで、前記導通非導通検知手段が上記の状態を検知し、前記インバータ停止手段により前記インバータを停止するので、前記電動機の過熱を防止し、かつ前記インバータの構成部品に過電流を流さないようにするので、異常状態に対して安全な電気洗濯機を提供できる。
【００２３】
【実施例】
（実施例１）
図１は第１の実施例における動力発生装置の構成を示したものである。
【００２４】
図１において、電動機１は図には特に示していないが３相巻線２を有する第１の物体と、リング上の２極の永久磁石を配設してなる第２の物体から構成され、前記第１の物体は３相巻線２を構成する第１の巻線、第２の巻線、第３の巻線を、図には特に示していないが、スロットを設けた鉄心に巻き付けることで構成されている。インバータ３は、本実施例では、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されている。第１のスイッチング素子４と第２のスイッチング素子５の直列回路と、第３のスイッチング素子６と第４のスイッチング素子７の直列回路と、第５のスイッチング素子８と第６のスイッチング素子９の直列回路で構成され、前記スイッチング素子の直列回路は並列接続されている。ここで、前記スイッチング素子の直列回路の両端は、入力端子で、直流電源が接続され、前記スイッチング素子の直列回路を構成する二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。
【００２５】
前記出力端子は、３相巻線２の３つの端子、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続し、前記スイッチング素子の直列回路を構成する二つのスイッチング素子のオン・オフの組み合わせにより、前記Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、開放の３状態にする。前記スイッチング素子のオン・オフは、制御手段１０と、第１のホールＩＣ１１、第２のホールＩＣ１２、第３のホールＩＣ１３からなる位置検知手段により制御されている。ホールＩＣ１１、１２、１３は電気角で１２０度の間隔で前記第２の物体が有する永久磁石に対向するように前記第１の物体に配設されているものとする。
【００２６】
１４は操作部で制御手段１０に電動機１の運転のオン・オフ、運転の向き、速度の指令を送信する。制御手段１０は、処理部１５と電流検知手段１６で構成され、処理部１５には、あらかじめ運転の向きごとにホールＩＣ１１、１２、１３の出力信号に対応して、前記スイッチング素子のオン・オフを決定する図３のようなデータテーブルが用意されており、操作部１４からの電動機１の運転・停止指令が停止となっている間に、運転向きの指令に対応した前記データテーブルを設定しておき、運転時はこの設定されたデータテーブルを元に前記スイッチング素子のオン・オフを行う。
【００２７】
また、速度制御については、所定期間の間、ホールＩＣ１１のパルス数をカウントすることでフィードバックを行い、前記スイッチング素子の導通比を調整することで速度を操作部１４からの指令値に安定させている。電流検知手段１６については、本実施例では抵抗を使用するものとし、前記抵抗の両端電圧でインバータ３の入力電流値を検知するものとする。
【００２８】
１７は商用電源で、ダイオードブリッジ１８、チョークコイル１９、平滑用コンデンサ２０からなる直流電源変換装置を介して、インバータ３に接続している。ただし、これは一例であり、電動機１の構成、インバータ３の構成等は、これに限定しない。
【００２９】
本実施例の割り込み信号発生手段２１は、ホールＩＣ１１、１２、１３が出力する信号のどれかが変化するごとに、ハイからローに変化するパルスを処理部１５に出力する。本実施例においては処理部１５は、ハイからローへの変化のみしか前記割り込み信号を検知できない低コストのマイクロコンピュータを使用するものである。ある程度、パルス幅を有しているのは、前記割り込み信号とノイズを見間違えないようにするためである。
【００３０】
本実施例では図２のような回路を用いることとするが、割り込み信号発生手段２０はこれに限定するものではないし、処理部１５についても、ハイからローの変化だけでなく、ローからハイの変化も検知できるものにしてもよい。
【００３１】
ここで、動作について説明する。例えば、操作部１４から電動機１の運転指令、運転向き指令として右回転指令、速度指令を受け、所定時間後、操作部１４から割り込み信号を受けると、処理部１５は割り込み信号を検知し、ホールＩＣ１１、１２、１３の出力信号を確認する。前記右回転指令により右回転用データテーブルで、ホールＩＣ１１、１２、１３の出力信号に対応した前記スイッチング素子のオン・オフを設定する。ここで、処理部１５は次の割り込み信号が入力されるまで、設定した前記スイッチング素子のオン・オフを固定したままにする。
【００３２】
前記スイッチング素子のオン・オフを設定すると、３相巻線２に電流が流れ、前記第２の物体の有する永久磁石が界磁を与えているので、フレミング左手の法則により電動機１は運転を開始する。前記第２の物体がフレミング左手の法則により、前記第１の物体に対し徐々に位置を変えていくと、前記第２の物体が有する永久磁石の位置も変化していき、ホールＩＣ１１、１２、１３のどれか１つの地点の磁極が変化する。
【００３３】
すると、図２に示したような割り込み信号発生手段２１により、割り込み信号が出力され、処理部１５はこれを検知し、改めて、ホールＩＣ１１、１２、１３の出力信号を確認し、前記右回転用データテーブルでホールＩＣ１１、１２、１３の出力信号に対応した前記スイッチング素子のオン・オフを設定する。こうすることで、３相巻線２の電流経路が前記第２の物体の有する永久磁石の磁極に対応したものになり、電動機１は回転を続けるものである。
【００３４】
ここで、ホールＩＣ１１、１２、１３と前記割り込み信号、前記スイッチング素子のオン・オフ、インバータ３の入力電流の関係は図４のようになる。こうすることで、割り込み信号発生手段２１から割り込み信号が出力されたときのみ、インバータ３の入力電流値を検知すれば、前記入力電流の最大値の近傍を確実に検知することが出来る。
【００３５】
ここで、何らかの原因により、３相巻線２の内の一つが断線すると、その瞬間、３相巻線２に流れる電流が減少するので、電動機１の回転数及びトルクは低下する。
【００３６】
なお、処理部１５はマイコンにより回転数制御を行っており、電動機１の回転数、トルクを正常時と同じしようとするために、インバータ３の入力電流の平均値を断線前と同じにしようとして、３相巻線２の断線されてない二つの巻線に過電流を流し、インバータ３の入力電流波形は図４のように変化する。処理部１５は割り込み信号発生手段２１が割り込み信号を出力すると、電流検知手段１６が出力するインバータ３の入力電流値を検知するので、前記入力電流値が零になる時も検知することとなり、３相巻線２を構成する巻線の内のいずれかが断線したものと検知し、前記六つのスイッチング素子全てをオフにし、電動機１を停止する。
【００３７】
一般に平衡ｎ相の電動機において、その一相の巻線が断線すると、電流にアンバランスが生じるものであるが、本実施例では、３相の電動機を構成しているということから、その内の一相が断線したこと、上記のように電流値を検知して、その結果をもとにして検知することが出来るものである。
【００３８】
なお、本実施例においては、一旦インバータ停止手段が動作すると、ラッチされた状態となり、これを解除するには、一度商用電源１６を切り離す事が必要となるものである。
【００３９】
ただし、本発明は上記ラッチ動作を行う構成に限定するものでもなく、またその解除方法についても、例えば解除信号を装置に入力することによって実現するようにしてもよい。
【００４０】
以上のように、３相巻線２の内の一つの巻線のみが断線しても、確実に検知して、インバータ３を停止し、電動機１を停止することができ、断線状態のまま電動機１に電力を供給して、電動機１が過熱するのを防止し、また、インバータ３に過電流が流れるのを防止する、安全な動力発生装置を提供できるものである。
【００４１】
（実施例２）
図５は第２の実施例である動力発生装置の構成を示したものである。
【００４２】
制御手段３１は、処理部３２、電流検知手段１６、記憶部３３を有し、本実施例では記憶部３３は処理部３２を構成する低コストのマイコンのメモリの一部を利用するものとする。ここで、記憶部３３は抵抗で構成された電流検知手段１５が出力するインバータ３の入力電流値の最近３回の値を、割り込み信号発生手段２１が割り込み信号を出力するのに同期して、記憶するものである。また、処理部３３は、最近３回のインバータ３の入力電流値の内の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎを前記割り込み信号に同期して更新し、図６のグラフが示した範囲内に前記最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎが入ったときに、３相巻線２を構成する三つの巻線の内のいずれかが断線したと検知する。
【００４３】
ここで、動作について説明する。正常時、インバータ３の入力電流は図４のようになるので、前記最大値Ｉｍａｘと前記最小値Ｉｍｉｎは殆ど同じ値になる。従って図６で示した前記断線検知領域には入らない。ここで、何らかの原因によって、３相巻線２の内の一つが断線すると、その瞬間、３相巻線２に流れる電流が減少するので、電動機１の回転数及びトルクは低下する。
【００４４】
なお、処理部３２はマイコンにより回転数制御を行っており、電動機１の回転数、トルクを正常時と同じしようとするために、インバータ３の入力電流の平均値を断線前と同じにしようとして、３相巻線２の断線されてない二つの巻線に過電流を流し、インバータ３の入力電流波形は図４のように変化する。
【００４５】
処理部３２は割り込み信号発生手段２１が割り込み信号を出力すると、電流検知手段１５が出力するインバータ３の入力電流値を検知し、記憶部２２の最近３回のインバータ３の入力電流値を更新し、この更新したインバータ３の入力電流値の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎを更新する。このときＩｍｉｎ＝０となるので図６で示した断線検知領域に入り、処理部３２は３相巻線２を構成する巻線の内のいずれかが断線したものと検知し、前記六つのスイッチング素子全てをオフにし、電動機１を停止する。このように、インバータ３の最近３回の入力電流値を比較することで、電動機１が急に回転数を変化したり、トルクを上げたりしても断線と誤検知することなく、また、３相巻線２を構成する三つの内の一つの巻線が断線したときは確実に断線検知する安全な動力発生装置を提供することが出来る。
【００４６】
（実施例３）
図７は本発明の第３実施例である動力発生装置を示している。
【００４７】
制御手段４１は新たにメモリの一部にカウンタ４２を設け、カウンタ４２は起動後、割り込み信号発生手段２１が発生する割り込み信号の数を前記割り込み信号に同期して、１ずつ増やし記憶しておくものとする。処理部４３はカウンタ４２が数えた前記割り込み信号の数が所定数以上になるまで、記憶部３２のインバータ３の最近３回の入力電流値を比較しないものである。
【００４８】
ここで動作の説明をする。ここで、電動機１は正方向運転・逆方向運転を交互に繰り返すものとする。この場合、電動機１が反転する際に今までの運転方向とは逆になるため、運転を一旦、停止しようとするため、起動トルクが大となり、記憶部２２のインバータ３の最近３回の入力電流値を比較した場合、前記最大値Ｉｍａｘと前記最小値Ｉｍｉｎの差が大となり、図６で示したグラフの断線検知領域に入る場合がありうる。
【００４９】
そこで、カウンタ４２が数えた割り込み信号の数が所定数を超えるまで、処理部４３が記憶部２２のインバータ３の最近３回の入力電流値を比較しないでおけば、電動機１が反転の際の起動トルクが大である期間を無視するので、誤動作で停止せず、また、３相巻線２を構成する三つの内の一つの巻線が断線したときは確実に断線検知する安全な動力発生装置を提供することが出来る。
【００５０】
（実施例４）
図８は本発明の第４の実施例である動力発生装置を示している。
【００５１】
電動機５１は、図には特に示していないが、第１の物体とリング状の２極永久磁石からなる第２の物体で構成され、前記第１の物体は３相巻線を構成する第１の巻線５２と、第２の巻線５３と、第３の巻線５４を図には特に示していないが、スロットを設けた鉄心に巻き付け、第１の巻線５２を電流開閉手段５５の一端に接続し、電流開閉手段５５の他端を第１の巻線５２のＵ端子として、インバータ３に接続している。ここで、電流開閉手段５５は、所定温度により形状変化するバイメタルを用いたサーモスタットを用いている。所定温度以下では前記バイメタルは形状変化が殆どなく、前記サーモスタットは導通状態である。所定温度を超えると前記バイメタルは形状変化を起こし、前記サーモスタットは非導通状態になる。ただし、これは一例であり、電流開閉手段はこれに限定しないし、電動機５１の構成も、これに限定しない。
【００５２】
ここで、動作について説明する。正常状態時、インバータ３は、本発明の第２の実施例と同様に、電動機５１に電力を供給して、動力を発生させるものであるので、インバータ３の入力電流は、図４に示した波形になるが、例えば、前記第１の物体と前記第２の物体の間に、障害物が入ってロック状態になると、制御手段３１により、電動機３１の回転数を上げようとして、インバータ３の入力電流を大きくする。
【００５３】
従って、前記３相巻線を流れる電流が増加し、前記３相巻線の損失が増加して、発熱が大きくなる。
【００５４】
本実施例では、電流開閉手段５５を構成するサーモスタットが、前記サーモスタットが有するバイメタルにより所定温度を超えると、非導通となり（即ち、Ｕ端子が開放状態になる）、第２の巻線５３と第３の巻線５４のみが導通状態となる。ここで、制御手段３１は、本発明の第１の実施例と同様に、回転数を正常時と同じにしようとするので、インバータ３の入力電流は、図４に示した波形になる。制御手段３１は、本発明の第２の実施例の場合と同様に確実に断線を検知することが可能となり、インバータ３を停止する。
【００５５】
従って、電動機５１が所定温度以上に過熱することを防止し、また、前記３相巻線を構成する三つの巻線の内の一つのみが、断線した場合でも、確実にインバータ３を停止し、電動機５１を停止することができるので、電動機の過熱を防止し、かつインバータに過電流が流れることを防止した安全な動力発生装置を提供できる。本実施例は３つの巻線のものであるが、これは一例に過ぎず、ｎ相巻線の場合は、少なくとも１つの巻線が前記サーモスタットが有するバイメタルにより所定温度を超えると非導通となるものである。
【００５６】
（実施例５）
図９は第５の実施例である動力発生装置の構成を示したものである。
【００５７】
電動機６１は、図には特に示していないが、第１の物体とリング状の２極の永久磁石からなる第２の物体で構成され、前記第１の物体は、３相巻線を構成する第１の巻線５２と、第２の巻線５３と、第３の巻線５４を、図には特に示していないが、スロットを設けた鉄心に巻き付け、第１の巻線５２を第１の電流開閉手段６２の一端に接続し、第１の電流開閉手段６２の他端をＵ端子として、インバータ３に接続し、第２の巻線５３を第２の電流開閉手段６３の一端に接続し、第２の電流開閉手段６３の他端をＷ端子として、インバータ３に接続している。
【００５８】
第１の電流開閉手段６２と第２の電流開閉手段６３は、等しい定格のバイメタルを使用しているが、バイメタル自身のばらつきや、巻線ばらつき等により、一般的にはまず一方が先に動作するものである。
【００５９】
ここで、動作について説明する。正常状態時、インバータ３は、本発明の請求項２の実施例と同様に、電動機６１に電力を供給して、動力を発生させるものであるので、インバータ３の入力電流は、図４に示した波形になるが、例えば、前記第１の物体と前記第２の物体の間に、障害物が入ってロック状態になると、制御手段３１により、電動機６１の回転数を上げようとして、インバータ３の入力電流を大きくする。従って、前記３相巻線を流れる電流が増加し、前記３相巻線の損失が増加して、発熱が大きくなる。
【００６０】
本実施例では、第１の電流開閉手段６２と第２の電流開閉手段６３を構成するサーモスタットが、前記サーモスタットが有するバイメタルにより所定温度を超えると、非導通となるものであるが、上で述べたように、色々な要因で、先に一方の電流開閉手段が動作する。ここでは、先に第１の電流開閉手段６２が非導通になったものとすると（即ち、Ｕ端子が開放状態になる）、第２の巻線５３と第３の巻線５４のみが導通状態となる。ここで、制御手段３１は、本発明の請求項２の実施例と同様に、回転数を正常時と同じにしようとするので、インバータ３の入力電流は、図４に示した波形になる。従って、制御手段３１は、確実に第１の電流開閉手段６２が非導通状態になったことを検知し、インバータ３を停止する。
【００６１】
加えて、本実施例においては、インバータ３が制御手段３１の誤動作等何らかの原因にて、破損し、電動機６１が回転し続けた場合においても、第２の巻線５３と第３の巻線５４に過電流が供給され、それによる温度上昇により、第２の電流開閉手段６３が所定温度を超えると非導通になるので、前記３相巻線の電流経路は完全に遮断され、電動機６１は停止する。
【００６２】
一般的に、ｎ相の電動機について、（ｎ−１）個の電流開閉手段を有する構成であれば、上記のようなインバータ故障に対する焼損保護は実現できるものとなるので、本発明においては、前記電動機は３相で構成していることから２個の電流開閉手段を用いて構成しているものである。
【００６３】
従って、どのような異常が生じた場合でも、最終的には電動機を所定温度以上に過熱することを防止し、また、３相巻線を構成する三つの巻線の一つが非導通の状態で、前記電動機が動作しない、非常に安全性の高い動力発生装置を提供できる。
【００６４】
（実施例６）
本発明の第６の実施例について、図１０を用いて説明する。
【００６５】
本発明の第６の実施例である電気洗濯機は、図１０のように構成されており、洗濯機外枠７１は４本の吊り棒７２により水受け槽７３を吊り下げており、洗濯兼脱水槽７４は、水受け槽７３内に回転自在に配設し、洗濯兼脱水槽７４の底部に攪拌翼７５を回転自在に配設している。インバータと電動機は上記請求項１、２、３、４、５の実施例と同様の動力発生装置７６を構成しており、動力発生装置７６は、Ｖベルト７７及び減速機構７８を介して攪拌翼７５及び洗濯兼脱水槽７４を駆動する。７９は排水弁、８０は給水弁である。制御装置８１は、例えば、入力手段より入力された情報により、洗い、すすぎ、脱水の各行程を制御し、動力発生装置７６を制御するものである。
【００６６】
なお、本実施例では、動力発生装置７６は、前記第１から第５までの実施例で説明した動力発生装置のいずれを用いてもかまわない。本実施例では、第５の実施例で説明した動力発生装置と同様のものとする。ただし、これは一例で、動力発生装置を有する電気洗濯機はこれに限定しない。
【００６７】
ここで、動作について説明する。洗濯兼脱水槽７４に衣類を入れすぎた状態で、動力発生装置７６を駆動させると、動力発生装置７６を構成する電動機６１は過負荷状態となり、温度上昇するが、電動機６１を構成する電流開閉手段は所定温度で非導通状態となり、動力発生装置７６の制御手段３１が、インバータ３を停止し、電動機６１を停止するので、過熱は防止され、電動機およびその周囲の構成物の特性劣下や、発煙・発火などを防ぐことができる。また、動力発生装置７６の制御手段６１が故障した場合においても、所定温度を超えた段階で、電流開閉手段が順次非導通となり、最終的に電動機６１を停止する。
【００６８】
これにより、衣類の入れ過ぎ、電源異常などの異常状態においても、前記電動機の過熱を防止し、電気洗濯機を構成する部品の熱による劣化等を防止する安全性の高い電気洗濯兼脱水機を実現できる。
【００６９】
なお、図１〜図９に示した電動機、および図１０に示した動力発生装置の電動機の部分は、いずれも回転運動を行いつつ負荷に動力を供給する例を示しているが、各請求項は特に回転運動に限定するものではなく、例えば直線運動を行う一般にリニアモータと呼ばれる構造のものなどであってもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の動力発生装置は、ｎ相巻線を有する第１の物体と、前記ｎ相巻線に流れる電流により、前記第１の物体と相互に電磁力を発生する第２の物体を有し、前記ｎ相巻線を構成するｎ本の巻線の内の（ｎ−１）本に、所定温度以下で導通状態となり、所定温度を超えると非導通状態となる電流開閉手段を有する電動機と、前記ｎ相巻線に電力を供給するインバータと、前記第１の物体に対する前記第２の物体の相対的な位置を検知する位置検知手段と、前記位置検知手段からの信号が変化した瞬間に、割り込み信号を発生する割り込み信号発生手段と、前記割り込み信号発生手段が出力した割り込み信号に同期して、前記インバータに流れる電流値を検知する電流検知手段と、記憶部を有する制御手段を有し、前記記憶部は割り込み信号発生手段が出力した割り込み信号に同期して電流検知手段からのインバータ入力電流値を複数回前から記憶し、この複数個のインバータ電流入力値のうちの最大値と最小値に所定値以上の差が生じると、前記インバータの動作を停止するから、巻線の断線による電動機の過熱を防止できるとともに、電動機の動作を停止する安全性を有するものである。
【００７１】
本発明の請求項２記載の電気洗濯機は、請求項１記載の動力発生装置を備えたから、衣類の入れ過ぎや、稼動部分へのボタンがらみなどの異常状態に対して安全な電気洗濯機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例である動力発生装置の構成図
【図２】  同動力発生装置の割り込み信号発生手段の回路図
【図３】  同動力発生装置のホールＩＣとスイッチング素子のデータを示す図
【図４】  同動力発生装置の動作波形図
【図５】  本発明の第２の実施例である動力発生装置の構成図
【図６】  同動力発生装置の断線検知の判定を示す図
【図７】  本発明の第３の実施例である動力発生装置の構成図
【図８】  本発明の第４の実施例である動力発生装置の構成図
【図９】  本発明の第５の実施例である動力発生装置の構成図
【図１０】  本発明の第６の実施例である電気洗濯機の構成図
【図１１】  従来の動力発生装置の構成図
【図１２】  従来の動力発生装置の動作波形図
【符号の説明】
１、５１、６１  電動機
２  ３相巻線
３  インバータ
４  第１のスイッチング素子
５  第２のスイッチング素子
６  第３のスイッチング素子
７  第４のスイッチング素子
８  第５のスイッチング素子
９  第６のスイッチング素子
１０、３１、４１、９１  制御手段
１１  第１のホールＩＣ
１２  第２のホールＩＣ
１３  第３のホールＩＣ
１４  操作部
１５、３２、４３  処理部
１６  電流検知手段
１７  商用電源
１８  ダイオードブリッジ
１９  チョークコイル
２０  平滑コンデンサ
２１  割り込み信号発生手段
３３  記憶部
４２  カウンタ
５２  第１の巻線
５３  第２の巻線
５４  第３の巻線
５５  電流検知手段
６２  第１の電流検知手段
６３  第２の電流検知手段
７１  洗濯機外枠
７２  吊り棒
７３  水受け槽
７４  洗濯兼脱水槽
７５  攪拌翼
７６  動力発生装置
７７  Ｖベルト
７８  減速機構
７９  排水弁
８０  給水弁
８１  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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