(57)【要約】【課題】ＤＣブラシレスモータの極数が増加しても、容易に製造でき、製造コストを抑制した洗濯機、洗濯乾燥機およびＤＣブラシレスモータ駆動回路を提供する。【解決手段】ドラム式洗濯機１００は、洗濯物９を収納して回転し、洗濯物９の洗い、すすぎおよび脱水を行う回転ドラム１１と、回転ドラム１１をダイレクト駆動するＤＣブラシレスモータ１９と、ＤＣブラシレスモータ１９の回転子の位置を検出する回転子位置センサ４５と、を備えている。設定のとき、ＤＣブラシレスモータ１９を定速回転させて電源を遮断し、ＤＣブラシレスモータ１９の各相の誘起電圧の位相と各相の回転子位置センサ４５の位相との誤差を実測し、誤差を電気角度に換算して記憶し、回転子位置センサ４５の位相をこの誤差をもとに補正し、補正された回転子位置センサ４５の位相をもとにＤＣブラシレスモータ１９を駆動するインバータ回路を備えている。【選択図】図３
2008312387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収納して回転し当該洗濯物の洗い、すすぎおよび脱水を行う回転ドラムと、前記回転ドラムをダイレクト駆動するＤＣブラシレスモータと、前記ＤＣブラシレスモータの回転子の位置を検出する回転子位置センサと、を備えた洗濯機であって、
前記ＤＣブラシレスモータを定速回転させて電源を遮断し、当該ＤＣブラシレスモータの各相の誘起電圧の位相と各相の回転子位置センサの位相との誤差を実測し、前記誤差を電気角度に換算して記憶し、前記回転子位置センサの位相を前記誤差をもとに補正し、補正された前記回転子位置センサの位相をもとに前記ＤＣブラシレスモータを駆動する駆動回路を備えたことを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
誘起電圧の位相を相電圧と同相にした誘起電圧検知回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の洗濯機と、
前記回転ドラムに収納した前記洗濯物を温風乾燥させる乾燥機構と、
からなることを特徴とする洗濯乾燥機。
【請求項４】
回転子位置センサを備えたＤＣブラシレスモータを駆動するＤＣブラシレスモータ駆動回路であって、
前記ＤＣブラシレスモータを無負荷で定速回転させて電源を遮断し、各相の誘起電圧の位相を基準に各相の前記回転子位置センサの位相との誤差を実測し、前記誤差を電気角度に換算して記憶し、前記回転子位置センサの位相を前記誤差をもとに補正し、補正された回転子位置センサの位相をもとに前記ＤＣブラシレスモータを駆動することを特徴とするＤＣブラシレスモータ駆動回路。
【請求項５】
誘起電圧の位相を相電圧と同相にした誘起電圧検知回路を備えたことを特徴とする請求項４に記載のＤＣブラシレスモータ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣブラシレスモータの極数が増加しても、容易に製造でき、製造コストを抑制した洗濯機、洗濯乾燥機およびＤＣブラシレスモータ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイレクト駆動方式のドラム式洗濯機は、減速ギアおよびクラッチなどを用いた機械的変速機構を省略し、モータの駆動軸が洗濯ドラムに直接的に連結されているため、モータの駆動軸の回転速度およびトルクが、すなわち洗濯ドラムの回転速度およびトルクとなる。一連の洗濯工程では、「洗い」や「すすぎ」のとき、洗濯ドラムを低い回転速度・高トルクで回転させ、「脱水」のとき、洗濯ドラムを低トルク・高い回転速度で回転させる必要がある。
【０００３】
洗濯機にＤＣブラシレスモータを備えて洗濯ドラムをダイレクト駆動する場合、電気的な振動による騒音が大きくなる問題点があった。すなわち、モータの極数が少ないと電気的な振動のもとになる脈動トルクが大きくなり、電磁振動が大きくなる。このため、電磁振動を低減するために、ロータの極数を増加させることが考えられた。
【０００４】
しかし、モータの極数を増加すると回転子の位置検出精度を上げる必要があり、使用する回転子位置センサの精度を上げると、製造コストが上昇する問題点があった。ＤＣブラシレスモータに使用するロータ位置検出用の回転子位置センサの精度は、電気角度で所定の範囲内に収める必要がある。
【０００５】
従来、回転位置センサによってロータの回転位置を検出し、そのセンサ値を補正したセンサ補正値を用いて同期モータを駆動する「モータ駆動装置」が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４２３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の「モータ駆動装置」では、回転位置センサの精度が充分であることを前提として、モータ電流の補正を行っているため、モータの極数が増加した場合には、回転位置センサの検出精度が不充分になる問題点があった。また、充分な精度の回転位置センサを備えることとすると、非常に高精度の回転位置センサを高い取り付け精度で取り付ける必要があるため、製造が困難であり、コストが上昇する問題点があった。
【０００７】
本発明は、前記した問題点に鑑み、ＤＣブラシレスモータの極数が増加しても、容易に製造でき、製造コストを抑制した洗濯機、洗濯乾燥機およびＤＣブラシレスモータ駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による洗濯機は、洗濯物を収納して回転し洗濯物の洗い、すすぎおよび脱水を行う回転ドラムと、回転ドラムをダイレクト駆動するＤＣブラシレスモータと、ＤＣブラシレスモータの回転子の位置を検出する回転子位置センサと、を備えた洗濯機であって、ＤＣブラシレスモータを定速回転させて電源を遮断し、ＤＣブラシレスモータの各相の誘起電圧の位相と各相の回転子位置センサの位相との誤差を実測し、誤差を電気角度に換算して記憶し、回転子位置センサの位相を誤差をもとに補正し、補正された回転子位置センサの位相をもとにＤＣブラシレスモータを駆動する駆動回路を備えたことを特徴とする。
本発明の具体的手段については、発明を実施するための最良の形態において、その技術思想を詳細に表現するものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＤＣブラシレスモータの極数が増加しても、容易に製造でき、製造コストを抑制した洗濯機、洗濯乾燥機およびＤＣブラシレスモータ駆動回路を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、添付した図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明による一実施形態のドラム式洗濯機１００の構造を示す縦断面図である。
このドラム式洗濯機１００は、外枠１の内側に外槽２を備えている。外槽２は、下方から複数本のサスペンション３によって押し上げ支持され、上方から引きバネ４によって引っ張り支持されている。サスペンション３は外槽２のほぼ全荷重を支持するものであり、運転時の荷重や振動に耐えるように強固に製造および取り付けがなされている。また、サスペンション３は、脱水運転時に生じる外槽２の各方向の振動を吸収し、脱水運転時の外槽２の異常振動を防止するための減衰機構を有している。引きバネ４は外槽２を上方または側面から支持し、外槽２の転倒を防止し、また、脱水時に生じる前後左右の振動を低減する。
【００１１】
給水ホース５は上水道（図示せず）に接続され、上水道を通じて圧送されている清水を注水ホース７へ導いている。注水ホース７の途中には、給水電磁弁６が挿入され、「洗い」や「すすぎ」に応じて開閉し、必要に応じて清水を供給する。供給された清水は注水ホース７と連通する洗剤投入ケース８へ流入し、さらにフレキシブルホース１０を通じて外槽２へ流入する。外槽２へ流入した水は「洗い」時は洗濯水（洗い水）１５として、「すすぎ」時は洗濯水（すすぎ水）１５として外槽２に貯留される。洗剤投入ケース８内は複数の区画に区分されている。洗濯に際して、あらかじめ洗剤および柔軟仕上げ剤を指定の区画に投入しておく。「洗い」開始時は、洗剤を投入した区画が開放し、洗剤が溶解された洗濯水（洗い水）１５が生成される。その後の最終の「すすぎ」開始時は、柔軟仕上げ剤を投入した区画が開放し、柔軟仕上げ剤が溶解された洗濯水（すすぎ水）１５が生成される。
【００１２】
外槽２の内空間には、有底円筒形の回転ドラム１１が、開口部（投入口１１ａ）がやや上向きになるように、回転軸心線Ａｘを水平面に対して傾斜角θで傾斜させて配設されている。これは、洗濯物９の出し入れを容易にするためである。回転ドラム１１の開口部の外周には、洗濯物９が回転軸心線Ａｘ周りに偏在することによる「脱水」時のアンバランスを相殺し、振動を低減するバランサ１３が設けられている。外蓋１２は回転ドラム１１の投入口１１ａと連通する外枠１の投入口１１ｃを開閉可能に配設されている。外蓋１２を閉じると、外槽２の開口部が閉鎖される。外蓋１２を開けて、洗濯物９の投入および取り出しをする。回転ドラム１１には、脱水穴１４が多数設けられている。「脱水」時、洗濯物９に含まれている水分は、回転ドラム１１の高速回転による遠心力（慣性力）によって分離され、脱水穴１４を通じて外槽２へ脱水される。また、「洗い」時および「すすぎ」時、脱水穴１４を通じて洗濯水１５が回転ドラム１１から流入出する。さらに、回転ドラム１１の内面には「洗い」および「すすぎ」時に回転ドラム１１の回転に伴って洗濯物９を掻き上げる複数個（本例では３個）のリフタ１６が設けられている。リフタ１６の幅は洗濯物９の偏りを考慮して、背面側（ＤＣブラシレスモータ１９に近い側）が広くなっている。
【００１３】
外槽２の底面（投入口１１ａの反対面）には、ＤＣブラシレスモータ１９（筐体部分）が強固に取り付けられている。ＤＣブラシレスモータ１９の回転軸１８は外槽２の底面を連通し、回転ドラム１１の底面に取り付けられたフランジ１７によって、強固に連結されている。回転軸１８と外槽２との間には、「洗い」および「すすぎ」時に水漏れを防止するためのシール（図示せず）が設けられている。
【００１４】
同様に、水漏れを防止するため外槽２の投入口１１ｂと外枠１の投入口１１ｃとの間はベローズ２１によって封止されている。ベローズ２１は耐水性、可撓性、耐摩耗性および弾力性のある材料で作られている。
【００１５】
外槽２の最も高さが低くなる部位近傍に、外槽２と連通する排水ホース２３が取り付けられ、外枠１へ延設されている。排水ホース２３の中途には洗濯の各段階に応じて開閉する排水電磁弁２２が挿入されている。「洗い」および「すすぎ」に使われ不要になった洗濯水１５や、「脱水」時に洗濯物９から脱水された洗濯水１５は、排水電磁弁２２を開放すると排水ホース２３を通じて外部へ排出される。
【００１６】
図２は、本発明による一実施形態のドラム式洗濯機１００の自動運転の典型例を示す作動工程図である（適宜、図１参照）。
この自動運転は、洗濯物９に付着した汚れを溶かし出す「洗い」と、洗剤分とともに汚れを洗い流す「すすぎ」と、回転ドラム１１を高速回転させて洗濯物９に含まれている水分を遠心力で飛ばし去る「脱水」と、不要となった水分を排水することなど一連の工程を自動的に行う一般的な自動洗濯コースである。
【００１７】
あらかじめ、ドラム式洗濯機１００に電源（商用電源）を接続し、外蓋１２を開閉して洗濯物９を回転ドラム１１内に収納し、洗剤投入ケース８に洗剤および柔軟仕上げ剤を投入して、洗濯の準備を整えておく。準備が整ったら、自動洗濯コーススイッチ（図示せず）を押下すると、ドラム式洗濯機１００は、洗濯運転を開始する。
【００１８】
まず、給水工程Ｓ１０１が行われ、排水電磁弁２２が閉じ、給水電磁弁６が開き、供給されている清水が洗剤投入ケース８内の洗剤を溶解しながら洗濯水（洗い水）１５となって外槽２内に流入する。外槽２内に所定水量が貯留されると、給水電磁弁６が閉じ、洗い工程Ｓ１０２へ移る。
【００１９】
洗い工程Ｓ１０２では、ＤＣブラシレスモータ１９が回転し、回転ドラム１１が回転される。このとき、回転ドラム１１の回転速度は４０〜５０[回転／分]で、休止をおいて右回転、左回転を数分ずつ行う。この回転ドラム１１の回転によって、洗濯物９が回転ドラム１１内のリフタ１６により掻き上げられ落下する叩き洗いが繰り返され、洗濯物９に付着していた汚れが洗濯水（洗い水）１５へ溶出する。
所定時間、洗い工程Ｓ１０２を行うと、洗濯物９に付着していた汚れが大部分、洗濯水１５（洗い水）へ溶出する。
そこで、排水工程Ｓ１０３へ移り、回転ドラム１１を停止し、排水電磁弁２２を開き、汚れた洗濯水（洗い水）１５をドラム式洗濯機１００の外部へ排出する。
【００２０】
所定時間経過し、汚れた洗濯水１５（洗い水）が大部分、外部に排出されると、１回目の脱水工程Ｓ１０４へ移り、洗濯物９に含まれている洗濯水１５（洗い水）を脱水する。脱水工程Ｓ１０４では回転ドラム１１を高速回転して洗濯物９に遠心力（慣性力）をかけ、回転ドラム１１に設けられた多数の脱水穴１４から洗濯水１５（洗い水）を飛ばし去る。このときの回転ドラム１１の回転速度は、例えば８００〜１５００[回転／分]である。
【００２１】
所定時間、脱水工程Ｓ１０４を行うと、給水工程Ｓ１０５へ移り、前記した給水工程Ｓ１０１のときと同様に、所定水量の清水を洗濯水（すすぎ水）１５として外槽２内に貯留する。なお、「すすぎ」および「洗い」に必要な清水は、いずれも、例えば１５〜３０リットルである。
そして、１回目のすすぎ工程Ｓ１０６へ移行し、回転ドラム１１を低速回転（例えば、４５[回転／分]前後）させて、洗濯物９をすすぎ、含まれている洗剤分および汚れを洗濯水（すすぎ水）１５へ溶出させる。
所定時間、洗濯物９をすすいだら、排水工程Ｓ１０７へ移り、回転ドラム１１を停止し、排水電磁弁２２を開いて洗濯水（すすぎ水）１５を外部へ排水する。
【００２２】
そして、前記した脱水工程Ｓ１０４、給水工程Ｓ１０５およびすすぎ工程Ｓ１０６と同様に、脱水工程Ｓ１０８、給水工程Ｓ１０９およびすすぎ工程Ｓ１１０を行う。なお、この（つまり、最終の）給水工程Ｓ１０９では、清水が洗剤投入ケース８内の柔軟仕上げ剤を溶解しながら、洗濯水（すすぎ水）１５が生成される。
本実施形態では、１回の洗いにつき、２回のすすぎを行う例について説明したが、洗濯物９の量や布質、洗剤の種類、洗濯水１５の水温などを勘案し、１回または３回以上行うようにしてもよい。
【００２３】
２回目のすすぎ工程Ｓ１１０が行われたら、前記した排水工程Ｓ１０７と同様に排水工程Ｓ１１１を行う。
排水工程Ｓ１１１が行われたら、最終脱水工程Ｓ１１２へ移り、洗濯物９に含まれる水分を脱水する。最終脱水工程Ｓ１１２は、基本的に脱水工程Ｓ１０４と同様であるが、洗濯物９の洗濯後の乾燥を容易にする観点から、より長時間にわたってより高速で回転ドラム１１を回転させ、脱水率を高めることが好ましい。最終脱水工程Ｓ１１２では、例えば、５分以上にわたって回転ドラム１１を高速回転（例えば、８００〜１７００[回転／分]）し、洗濯物９の脱水率を６０〜７０％とする。
終了工程Ｓ１１３では、回転ドラム１１の完全停止を待って外蓋１２のロックを外し、ブザー音などで洗濯終了を告知してから、主電源を落とし、ドラム式洗濯機１００の動作を停止する。
【００２４】
図３は、本発明による一実施形態のＤＣブラシレスモータ１９を駆動するためのインバータ回路を示すブロック図である。
このインバータ回路は、［特許請求の範囲］では、「駆動回路」および「ＤＣブラシレスモータ駆動回路」に相当するものであって、ＡＣ１００Ｖの商用電源（図示せず）に接続されている。整流回路３０は、商用電源を倍電圧整流する直流電源回路である。コンデンサ３１およびコンデンサ３２は、典型的には電解コンデンサからなり、整流回路３０からの脈流を平滑するのに充分な静電容量および耐圧性を有する素子である。ＤＣブラシレスモータ１９を駆動するインバータ回路は、６個のパワーモジュール３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆ（パワーモジュール３６と総称する）を含んでいる。また、各々のパワーモジュール３６には並列にダイオードＤａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆが接続されている。
【００２５】
パワーモジュール３６は、典型的には、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ；Insulated Gate Bipolar Transistor）で構成され、マイコン４１によってゲート電圧が制御され、ＤＣブラシレスモータ１９へ印加される直流電圧をスイッチングする。ＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスタ；Gate Turn-Off thyristor）やパワーＭＯＳＦＥＴなど、他のスイッチング素子を用いることもできる。
【００２６】
ＤＣブラシレスモータ１９はＵ相巻線３７、Ｖ相巻線３８およびＷ相巻線３９の三相巻線が施されている。これらの巻線の誘起電圧を同相で検知するために誘起電圧検知回路４０が設けられている。誘起電圧検知回路４０は抵抗をＹ結線することによりＵ相巻線３７、Ｖ相巻線３８およびＷ相巻線３９の誘起電圧を同相で検知して、マイコン４１に取り込んでいる。誘起電圧検知回路４０は各相の誘起電圧を位相の遅れや進みをなくするため抵抗をＹに組み合わせて、中性点からの電圧をマイコン４１に取り込んでいるので位相のズレによる誤差を少なくすることができる。
【００２７】
また、ＤＣブラシレスモータ１９に印加する電圧を遮断するため、リレー接点４２が各巻線と直列に介挿されている。リレー接点４２は異常時、すなわち高速回転で回転時に急に電源が遮断された状態で誘起電圧がパワーモジュール３６の逆耐電圧を超えようとしたときは、誘起電圧検知回路４３がこれを検知し、リレー巻線４４を動作させ、リレー接点４２を開放する。このときの動作はマイコン４１を介せずに機械的に行われる。また、誘起電圧検知回路４３はマイコン４１の指令でリレー巻線４４を動作させリレー接点４２を開放することもできる。
【００２８】
ＤＣブラシレスモータ１９はホールＩＣ（図示せず）などの磁極検出素子を含む回転子位置センサ４５が搭載されている。回転子位置センサ４５はマグネットにより構成された回転子（図示せず）の位置を磁極で検出している。回転子位置センサ４５から出る位置信号であるＵ相用信号Ｈｕ４６、Ｖ相用信号Ｈｖ４７およびＷ相用信号Ｈｗ４８の位置信号によりパワーモジュール３６のＯＮ−ＯＦＦを制御してＤＣブラシレスモータ１９の制御を行っている。一般的に制御形態は回転子位置センサ４５の位置信号をもとにパワーモジュール３６を所定のアルゴリズムによりＯＮ−ＯＦＦし、ＤＣブラシレスモータ１９のＵ相巻線３７、Ｖ相巻線３８およびＷ相巻線３９に電流を流して制御している。
【００２９】
次に、ＤＣブラシレスモータ１９の極数Ｐと機械的な精度との関係について説明する。
図４は、ＤＣブラシレスモータ１９の構成を模式的に示す部分断面図である。
ＤＣブラシレスモータ１９では、回転子の外周に多数のマグネット５０がその磁極が交互になるように配置され、また、巻線（３７，３８，３９のいずれか）が巻かれたコイル６０が、所定の順序で、固定子の内周に配置されている。また、マグネット５０の磁極を検出するホールセンサ４５ｕ，４５ｖ，４５ｗが、固定子に取り付けられた支持板（図示せず）に所定間隔で配置され、回転子位置センサ４５が構成されている。
このように、本実施形態のＤＣブラシレスモータ１９はインナロータ形であり、固定子の内径よりも回転子の外径のほうが小さいため、その効果がより顕著に現れる。また、アウタロータ形のモータに対して、本実施形態による方法を準用しても、所定の効果を得ることができる。
【００３０】
ＤＣブラシレスモータ（１９など）では、電気角度１[度]当りの周長Ｌ[ｍｍ]は、回転子の外径（半径）Ｄ[ｍｍ]、および、極数Ｐから、次式で求めることができる。
Ｌ＝πＤ／１８０Ｐ        …（１）
【００３１】
比較例の仕様として、回転子の外径Ｄについて、Ｄ＝２２８[ｍｍ]であるとし、極数Ｐが、Ｐ＝２４であるとする。これらの値を式（１）に代入すると、電気角度１[度]当りの周長Ｌ[ｍｍ]は、Ｌ＝０．１６６[ｍｍ]と算出される。この仕様で、電気角度の制御誤差範囲を±５[度]に定めると、回転子の外周に沿った方向でのホールセンサ４５ｕ，４５ｖ，４５ｗの機械的誤差を、±０．８３[ｍｍ]まで許容できることになる。この精度ならば、一般的な機械加工の精度範囲内であり、充分低コストで回転子位置センサ４５を実現できる。
【００３２】
本実施形態の仕様は、比較例の仕様よりも、回転子の小径化と極数Ｐの多極化とを図ったものであり、例えば、回転子の外径Ｄについて、Ｄ＝２０８[ｍｍ]とし、極数Ｐについて、Ｐ＝５６としたものである。これらの値を式（１）に代入すると、電気角度１[度]当りの周長Ｌ[ｍｍ]は、Ｌ＝０．０６５[ｍｍ]となる。このため、電気角度の制御誤差範囲を±５[度]に定めると、回転子の外周に沿った方向でのホールセンサ４５ｕ，４５ｖ，４５ｗの機械的誤差を、±０．３２[ｍｍ]以内にする必要がある。仮に、電気角度の制御誤差範囲を±１０[度]に大きくしても、回転子の外周に沿った方向でのホールセンサ４５ｕ，４５ｖ，４５ｗの機械的誤差を、±０．６５[ｍｍ]以内にする必要がある。これに、取り付け誤差および部品精度を考慮すると、実際の取り付け精度は、±０．８〜±１．０[ｍｍ]であると見積もっておく必要がある。
【００３３】
このように、機械的精度の向上によって充分な多極化を図ることは困難であり、また、製造コストの上昇を招くことが分かる。
しかしながら、ドラム式洗濯機１００には、低騒音化が強く求められているので、トルクを増加させて電磁振動を小さくするために極数Ｐを多くする必要がある。
そこで、本実施形態では、回転子位置センサ４５の取り付け精度は比較例の仕様と同等とし、電気的な補正を行うことによって、多極化を実現している。具体的には、巻線からの誘起電圧と、回転子位置センサ４５で検出した位相とのズレを記憶しておき、通常運転時の補正に用いている。
【００３４】
次に、補正の設定方法について説明する。
本実施形態のドラム式洗濯機１００では、慣性の大きい回転ドラム１１がＤＣブラシレスモータ１９の負荷となる。このため、回転速度を上げて電源を遮断しても、回転速度が低下しにくく、しばらくの間、実質的に同一の回転速度で回転を継続する。外槽２を支えているサスペンション３や引きバネ４などによる共振による減衰によって低い回転速度で生じる１次共振と、高い回転速度で生じる２次共振は、回転速度の減速の大きな要因となる。そこで、補正の設定のときは、１次共振および２次共振が生じる回転速度を避けて設定を行い、減衰に伴う誤差を避けて、ほぼ同一の回転速度のときに設定が行われるようにしている。
【００３５】
ここで、減衰による影響を受ける回転速度Ｎ[回転／分]、ＤＣブラシレスモータ１９の極数Ｐ、停止するまでの時間Ｔ[秒]から、毎秒当りの減速回転速度Ｎｄ[回転／秒]は、次式で求められる。
Ｎｄ＝（Ｎ／６０）／Ｔ  [回転／秒]      …（２）
【００３６】
測定値は、回転速度がＮ[回転／分]であるとき、電気角度で３６０度、すなわちマグネット５０が２個分通過する時間に相当する分あればよい。その通過時間Ｔｄは、次式で求められる。
Ｔｄ＝（１／（Ｎ／６０））×（２／Ｐ）  [秒]      …（３）
【００３７】
これを電気角度に換算した誤差θｄは、次式で求められる。
θｄ＝Ｔｄ×Ｎｄ×Ｐ×１８０      …（４）
【００３８】
例えば、回転速度Ｎについて、Ｎ＝９００[回転／分]、極数Ｐについて、Ｐ＝５６、停止するまでの時間Ｔについて、Ｔ＝１８０[秒]とすると、θｄ＝２[度]となるから、許容誤差±１０[度]に対して充分な余裕がある。このため、定速回転で電源を遮断（例えば、１秒間）を開始した直後、すぐ測定を行えば許容値に対して２０％程度の誤差で測定値が得られる。
【００３９】
回転子位置センサ４５は、ホールＩＣなどの磁極検出素子からなる３個のホールセンサ４５ｕ，４５ｖ，４５ｗを、電気角度で６０度または１２０度に相当する間隔で回転子の外周に沿って配置した構成を有する。同相における位相間隔はマグネット５０の機械的位置によってその精度が決まるので、同相における位相の間隔の位置ズレは、実質的に無視できる。これに対して、誘起電圧、すなわち固定子との回転方向に対するズレによる誤差は充分考慮すべきである。回転子の外径Ｄ[ｍｍ]、極数Ｐとすると電気角度１度当りの周長Ｌ[ｍｍ]は、次式の通りとなる。
Ｌ＝πＤ／１８０Ｐ
【００４０】
本実施形態では、回転子の外径ＤにつきＤ＝２０８、極数ＰにつきＰ＝５６であるから、電気角度１度当りの周長Ｌは、Ｌ＝０．０６５[ｍｍ]となり、相当に精度を高くする必要があるから、成型部品を組み合わせて充分な精度を得るのは、かなり困難となる。このように極数Ｐが多くなると、部品精度だけで対応することは、実質的にできなくなる。
【００４１】
図５，図６，図７に示すグラフでは、ＤＣブラシレスモータ１９の各巻線の誘起電圧である、Ｕ相巻線３７の誘起電圧Ｅｕ、Ｖ相巻線３８の誘起電圧ＥｖおよびＷ相巻線３９の誘起電圧Ｅｗと、回転子位置センサ４５から出力される位置信号であるＵ相用信号Ｈｕ４６、Ｖ相用信号Ｈｖ４７（図６，図７では省略）およびＷ相用信号Ｈｗ４８（図６，図７では省略）が示されている。
【００４２】
図５は、ＤＣブラシレスモータ１９の各巻線の誘起電圧と回転子位置センサ４５からの各位置信号との関係を、電気角度の誤差がない場合について示すグラフである。
このように、電気角度の誤差がない場合、Ｕ相巻線３７の誘起電圧Ｅｕに対して、Ｕ相用信号Ｈｕ４６が、零クロス点でタイミングが一致し、Ｖ相巻線３８の誘起電圧Ｅｖに対して、Ｖ相用信号Ｈｖ４７が、零クロス点でタイミングが一致し、Ｗ相巻線３９の誘起電圧Ｅｗに対して、Ｗ相用信号Ｈｗ４８が、零クロス点でタイミングが一致していることが分かる。このように、電気角度の誤差がなければ、後記する設定すべき補正値は０となる。
【００４３】
図６は、ＤＣブラシレスモータ１９の各巻線の誘起電圧と回転子位置センサ４５からの各位置信号との関係を、誘起電圧より位置信号が遅れ位相である場合について示すグラフである。
このように、位置信号が誘起電圧より−Δθ（ｕ）[度]遅れ位相のとき、Ｕ相巻線３７の誘起電圧Ｅｕの零クロス点に対して、Ｕ相用信号Ｈｕ４６が切り替わるタイミングに相当する位相が、Δθ（ｕ）だけ遅れている。図示しないが、同様に、Ｖ相巻線３８の誘起電圧Ｅｖの零クロス点に対して、Ｖ相用信号Ｈｖ４６が切り替わるタイミングに相当する位相が、Δθ（ｖ）だけ遅れ、Ｗ相巻線３９の誘起電圧Ｅｗの零クロス点に対して、Ｗ相用信号Ｈｗ４６が切り替わるタイミングに相当する位相が、Δθ（ｗ）だけ遅れている（あるいは、−Δθ（ｗ）だけ進んでいる）。このように、位置信号が誘起電圧より−Δθ（ｕ）度遅れ位相のとき、後記する設定すべき補正値は−Δθ（ｕ）をもとに算出される。
【００４４】
図７は、ＤＣブラシレスモータ１９の各巻線の誘起電圧と回転子位置センサ４５からの各位置信号との関係を、誘起電圧より位置信号が進み位相である場合について示すグラフである。
このように、位置信号が誘起電圧よりΔθ（ｕ）[度]進み位相のとき、Ｕ相巻線３７の誘起電圧Ｅｕの零クロス点に対して、Ｕ相用信号Ｈｕ４６が切り替わるタイミングに相当する位相が、Δθ（ｕ）だけ進んでいる。図示しないが、同様に、Ｖ相巻線３８の誘起電圧Ｅｖの零クロス点に対して、Ｖ相用信号Ｈｖ４６が切り替わるタイミングに相当する位相が、Δθ（ｖ）だけ進み、Ｗ相巻線３９の誘起電圧Ｅｗの零クロス点に対して、Ｗ相用信号Ｈｗ４６が切り替わるタイミングに相当する位相が、Δθ（ｗ）だけ進んでいる。このように、位置信号が誘起電圧よりΔθ（ｕ）度進み位相のとき、後記する設定すべき補正値はΔθ（ｕ）をもとに算出される。
【００４５】
回転子位置センサ４５から出る位置信号であるＵ相用信号Ｈｕ４６、Ｖ相用信号Ｈｖ４７およびＷ相用信号Ｈｗ４８の位置信号は、前記したように同相間における位相間隔は回転速度が一定であれば同じ間隔となり電気角度で１８０度間隔となる。誘起電圧に対する誤差は、遅れ位相および進み位相の２つの場合がある。誘起電圧の零クロス点を基準にすると、遅れ位相のときは誘起電圧が零クロス点になってからΔθを検知して基準位置信号の補正を行えばよい。しかし、進み位相のときは零クロス点より前に補正を行う必要があるので、１８０[度]前の誘起電圧の零クロス信号を使用し、電気角度で１８０−Δθ（ｕ）度を検知して基準位置信号の補正を行う。また、遅れ位相のときは１８０＋Δθ（ｕ）度を検知して基準位置信号の補正を行ってもよい。
【００４６】
次に、製品に補正を施す手順について説明する。
ドラム式洗濯機１００の場合、補正は製品ごとに、典型的には生産ライン上で行う。このため、設定を行うための操作キー（図示せず）２個を備え、これらの組み合わせによって設定を行う。
【００４７】
この設定により、ドラム式洗濯機１００は、主にマイコン４１の制御に従って、次のように動作する。
（１）回転ドラム１１が定速度で回転する。生産ラインでは無負荷状態で回転する。
（２）定速度になった時点でパワーモジュール３６を全部ＯＦＦとして、誘起電圧検知回路４３をマイコン４１によりＯＮし、リレー巻線４４に電流を流しリレー接点４２をＯＦＦする。パワーモジュール３６をＯＦＦしたとき誘起電圧の値が印加電圧より大きいと、ダイオードＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ，Ｄｆを通して電流が流れ、コンデンサ３１，３２を充電する回生が生じるので、マイコン４１によって誘起電圧が印加電圧を超えない回転速度に制御される。
（３）リレー接点４２がＯＦＦしてから、各相の誘起電圧である零クロス点の位置と、回転子位置センサ４５の位置信号であるＵ相用信号Ｈｕ４６、Ｖ相用信号Ｈｖ４７およびＷ相用信号Ｈｗ４８の基準位置信号と、の誤差を時間で測定する。この誤差（時間）は、電気角度に換算する。電気角度で１８０度進ませた位置信号に、誤差（電気角度）から得られた補正値を加えて基準位置信号を補正する。
【００４８】
電気角度を基準に補正すると、ＤＣブラシレスモータ１９の回転速度が変化しても、補正値が変わらないという利点がある。なお、マイコン４１は、電気角度で１８０度進ませた位置信号の時間を実測し、それをもとに電気角度に換算された誤差をそのときの回転速度に応じた時間に換算し、進み時は減算し、遅れ時は加算して、基準位置信号を補正している。
【００４９】
この補正により、回転子位置センサ４５の回転方向の取り付け位置による誤差を吸収できるので、回転子位置センサ４５の部品精度や取り付け精度を上げなくて済み、部品の流用や共用化を図ることができる。
【００５０】
また、補正時に誤差を少なくするためには、できるだけ誘起電圧の零クロス点に近い位置で補正するのがよい。このため、遅れ位相のみ１８０[度]の電気角度分を０[度]としてもよい。また、同相の位置信号を使用しないでＵ相のときはＷ相、Ｖ相のときはＵ相、Ｗ相のときはＶ相を使用することにより誘起電圧の零クロス点との位置を１８０[度]から１２０[度]に低減できる。
【００５１】
なお、本実施形態と同様の方式は、回転子位置センサ４５を備えたＤＣブラシレスモータ１９とそれを駆動する制御回路を備え、慣性運転したとき減速による回転変動が少ない装置に対して、好適に応用できる。
【００５２】
また、ドラム式洗濯機１００について説明したが、ドラム式洗濯機１００に、機外から空気を吸入する吸気装置、吸気装置からの空気を暖める暖気発生装置、暖気発生装置からの暖気を回転ドラム１１へ送風する暖気送風装置、および、回転ドラム１１からの排気から水分を除去する除湿装置などを備えた洗濯乾燥機（いずれも図示せず）も、同様に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による一実施形態のドラム式洗濯機の構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明による一実施形態のドラム式洗濯機の自動運転の典型例を示す作動工程図である。
【図３】本発明による一実施形態のＤＣブラシレスモータを駆動するためのインバータ回路を示すブロック図である。
【図４】ＤＣブラシレスモータの構成を模式的に示す部分断面図である。
【図５】ＤＣブラシレスモータの各巻線の誘起電圧と回転子位置センサからの各位置信号との関係を、電気角度の誤差がない場合について示すグラフである。
【図６】ＤＣブラシレスモータの各巻線の誘起電圧と回転子位置センサからの各位置信号との関係を、誘起電圧より位置信号が遅れ位相である場合について示すグラフである。
【図７】ＤＣブラシレスモータの各巻線の誘起電圧と回転子位置センサからの各位置信号との関係を、誘起電圧より位置信号が進み位相である場合について示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１      外枠
２      外槽
３      サスペンション
４      引きバネ
５      給水ホース
６      給水電磁弁
７      注水ホース
８      洗剤投入ケース
９      洗濯物
１０    フレキシブルホース
１１    回転ドラム
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  投入口
１２    外蓋
１３    バランサ
１４    脱水穴
１５    洗濯水
１６    リフタ
１７    フランジ
１８    回転軸
１９    ＤＣブラシレスモータ
２１    ベローズ
２２    排水電磁弁
２３    排水ホース
３０    整流回路
３１    コンデンサ
３２    コンデンサ
３６（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆ）    パワーモジュール
３７    Ｕ相巻線
３８    Ｖ相巻線
３９    Ｗ相巻線
４０    誘起電圧検知回路
４１    マイコン
４２    リレー接点
４３    誘起電圧検知回路
４４    リレー巻線
４５    回転子位置センサ
４５ｕ  ホールセンサ
５０    マグネット
６０    コイル
１００  ドラム式洗濯機
Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｅ，Ｄｅ，Ｄｆ    ダイオード
【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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