JP2006081637A - Washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗濯した衣類等を脱水することができる脱水機能付き洗濯機において、特に脱水時における異常振動を検出する発明に関する。 The present invention relates to an invention for detecting abnormal vibration during dehydration, particularly in a washing machine with a dehydrating function that can dehydrate washed clothes and the like.
脱水槽の回転に従う遠心力によって洗濯物の脱水を行う脱水装置において、脱水槽内における洗濯物の偏在や脱水槽内における洗濯物の重量分布の偏りがある場合、脱水時に脱水槽に異常振動が発生する場合がある。 In a dehydrator that dehydrates laundry by centrifugal force following the rotation of the dehydration tank, if there is uneven distribution of the laundry in the dehydration tank or the weight distribution of the laundry in the dehydration tank, abnormal vibration will occur in the dehydration tank during dehydration. May occur.
この異常振動は、騒音の発生、洗濯機の移動、洗濯機の故障といった不都合の原因となるため、初期の段階でそれを検出し、脱水槽の回転数を下げる等の制御を行う構成が提案されている。これらの技術に関しては、例えば特許文献1〜3に記載されている。 This abnormal vibration causes inconveniences such as generation of noise, movement of the washing machine, and failure of the washing machine. Therefore, a configuration is proposed in which it is detected at an early stage and control is performed such as reducing the rotation speed of the dewatering tank. Has been. These techniques are described in Patent Documents 1 to 3, for example.
脱水槽の振動は、回転のし始めの低速回転時における振動と、回転開始からある程度の時間が経過した段階における振動とは、同じものではない。したがって、振動の状態に応じた最適な振動検出手段が必要とされる。つまり、脱水槽の回転速度によって振動モードが異なっているので、その振動モードの適した振動の検出技術が必要とされる。 The vibration of the dehydration tank is not the same as the vibration at the time of low-speed rotation at the start of rotation and the vibration at a stage when a certain amount of time has elapsed from the start of rotation. Therefore, an optimum vibration detecting means corresponding to the state of vibration is required. That is, since the vibration mode differs depending on the rotation speed of the dehydration tank, a vibration detection technique suitable for the vibration mode is required.
また、脱水槽の異常振動の検出が敏感すぎては、脱水動作が頻繁に停止するような洗濯機になってしまい、使い勝手が悪く好ましくない。他方で、異常振動を検出する能力が低いと、異常振動に起因する異常音や製品寿命の低下が発生し易くし、やはり好ましくない。この点、従来の技術においては、脱水槽の振動モードに対応した振動の検出を行っていないので、脱水槽の振動を効果的に検出することができなかった。 Moreover, if the detection of abnormal vibrations in the dewatering tank is too sensitive, it becomes a washing machine in which the dewatering operation is frequently stopped, which is not preferable because of poor usability. On the other hand, if the ability to detect abnormal vibration is low, abnormal noise and a decrease in product life due to abnormal vibration are likely to occur, which is also not preferable. In this regard, in the conventional technique, since vibration corresponding to the vibration mode of the dewatering tank is not detected, vibration of the dewatering tank cannot be detected effectively.
本発明は、回転数によって異なる振動モードを示す脱水装置における異常振動を効果的に検出する技術を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the technique which detects the abnormal vibration in a dehydration apparatus which shows the vibration mode which changes with rotation speed effectively.
本発明は、
加速度を検出するための加速度センサを備えた脱水機能付き洗濯機において、
少なくとも脱水を行うための脱水槽と、
脱水槽の回転軸に直交する方向の振動を検出する第1加速度検知手段と、
脱水槽の回転軸方向の振動を検出する第2加速度検知手段と、
上記第1加速度検知手段の検出する振動方向と直交し、かつ、上記第2加速度検知手段の検出する振動方向と直交する方向の振動を検出する第3加速度検知手段と、
を有し、
上記第3加速度検知手段の検知信号により、第1加速度検知手段からの信号と第2加速度検知手段からの信号を切替え、脱水槽の振動検知を行うことを特徴とする。
また、
上記第3加速度検知手段は、脱水槽の回転方向の振動を検出する加速度検知手段であって、上記第2加速度検知手段が検出する振動方向と直交する振動を検出することを特徴とする。
さらに、
上記第1加速度検知手段及び上記第2加速度検知手段及び上記第3加速度検知手段は、一体化された3軸加速度センサにより構成されることを特徴とする。
また、
上記第3加速度検知手段の検出経路には、ノイズフィルタが設けられていることを特徴とする。
The present invention
In a washing machine with a dehydrating function equipped with an acceleration sensor for detecting acceleration,
At least a dehydration tank for dehydration;
First acceleration detection means for detecting vibration in a direction perpendicular to the rotation axis of the dehydration tank;
Second acceleration detection means for detecting vibration in the direction of the rotation axis of the dehydration tank;
Third acceleration detection means for detecting vibration in a direction orthogonal to the vibration direction detected by the first acceleration detection means and orthogonal to the vibration direction detected by the second acceleration detection means;
Have
According to the detection signal of the third acceleration detection means, the signal from the first acceleration detection means and the signal from the second acceleration detection means are switched to detect the vibration of the dehydration tank.
Also,
The third acceleration detection means is an acceleration detection means for detecting vibrations in the rotation direction of the dehydration tank, and detects vibrations orthogonal to the vibration direction detected by the second acceleration detection means.
further,
The first acceleration detection means, the second acceleration detection means, and the third acceleration detection means are constituted by an integrated three-axis acceleration sensor.
Also,
A noise filter is provided in the detection path of the third acceleration detecting means.
本発明は、例えば脱水槽の回転軸に直交する方向(水平方向)と脱水槽の回転軸方向(鉛直方向)における振動モードにおける振動モードとが異なるような異方性を有した振動をする脱水機能付き洗濯機の振動を検出する機構に適用される。本発明によれば、異なる振動モードに応じた最適な処理を、各振動モードを検出するための加速度センサの出力(加速度検出出力)に対して施すことができるので、振動を効果的に検出することができる。さらに、2つの方向の加速度センサの出力を切り換えるために、水平方向と直交しさらに鉛直方向とも直交する第3加速度検知手段により切替を行うため、異常振動の検出に必要な信号を加速度センサのみで出力することが可能となる。 The present invention provides, for example, dehydration that vibrates with anisotropy such that the vibration mode in the vibration mode in the direction orthogonal to the rotation axis of the dehydration tank (horizontal direction) and the vibration mode in the rotation axis direction of the dehydration tank (vertical direction) differ It is applied to a mechanism that detects the vibration of a washing machine with functions. According to the present invention, since optimum processing corresponding to different vibration modes can be performed on the output of the acceleration sensor (acceleration detection output) for detecting each vibration mode, vibration is effectively detected. be able to. Furthermore, in order to switch the output of the acceleration sensor in the two directions, the switching is performed by the third acceleration detecting means that is orthogonal to the horizontal direction and also orthogonal to the vertical direction. It becomes possible to output.
例えば、円筒形状のものを円筒の軸を中心として回転させる場合を考える。この場合、重量のアンバランスや軸受けのガタ等に起因して、回転中に円筒は振動する。この際、円筒の軸方向における振動モードとその軸に直交する方向における振動モードとは、異なるものとなる。ここで、振動モードとは、振動の状態あるいは振動の種類のことをいう。 For example, consider a case where a cylindrical object is rotated about the axis of the cylinder. In this case, the cylinder vibrates during rotation due to weight imbalance, bearing backlash, and the like. At this time, the vibration mode in the axial direction of the cylinder is different from the vibration mode in the direction orthogonal to the axis. Here, the vibration mode refers to the state of vibration or the type of vibration.
この円筒の振動を検出するには、例えば軸受けに加速度センサを固定し、軸方向における加速度の変化と軸方向に直交する方向における加速度の変化を検出すればよいが、上述したように、振動のモードが異なるので、2つの方向における加速度センサの出力は、異なった形態の信号になる。本発明では、この異なった振動モードに適した処理を異なるモードの振動を検出する加速度センサの出力に対して加えることで、振動の検出効率を高める。さらに、2つの方向の加速度センサの出力を切り換えるために、円筒の回転方向に起因する第3加速度検知手段の出力を利用することにより、エンコーダなどの回転数検知手段を別途もうける必要が無く、必要な検知を加速度センサのみで行うことが可能となる。 In order to detect the vibration of the cylinder, for example, an acceleration sensor may be fixed to the bearing, and the change in acceleration in the axial direction and the change in acceleration in the direction orthogonal to the axial direction may be detected. Since the modes are different, the output of the acceleration sensor in the two directions is a different form of signal. In the present invention, processing suitable for the different vibration modes is added to the output of the acceleration sensor that detects vibrations of different modes, thereby increasing the vibration detection efficiency. Furthermore, in order to switch the output of the acceleration sensor in the two directions, the output of the third acceleration detection means resulting from the rotation direction of the cylinder is used, so that it is not necessary to separately provide a rotational speed detection means such as an encoder. It is possible to perform accurate detection using only the acceleration sensor.
さらに、2つの方向の加速度センサである第1加速度検知手段と第2加速度検知手段および、それを切り換えるための第3加速度検知手段を一体化した加速度センサで形成することにより、部品点数の削減が可能となり、コストの削減が可能となる。 Further, by forming the first acceleration detecting means and the second acceleration detecting means, which are acceleration sensors in two directions, and the third acceleration detecting means for switching between them, the number of parts can be reduced. It becomes possible, and the cost can be reduced.
なお、脱水槽が回転すると、その回転軸方向における振動モードと回転軸に直交する方向における振動モードとが現れる。例えば、一般的な縦型に配置された脱水槽は、回転の開始時は、ゆっくりとした周期の比較的長い、脱水槽の上部が首を振るような運動を伴った回転をする。この首を振るような運動は周期的なものであり振動の一種である。この振動モードは、水平方向(つまり回転軸に直交する方向)における振幅によって特徴付けられる振動として検出される。便宜上この振動を横振動と称する。 When the dewatering tank rotates, a vibration mode in the rotation axis direction and a vibration mode in a direction orthogonal to the rotation axis appear. For example, a general dewatering tank arranged in a vertical shape rotates with a motion such that the upper part of the dewatering tank swings its head at the start of rotation with a relatively long slow cycle. This motion of shaking the head is periodic and a kind of vibration. This vibration mode is detected as vibration characterized by the amplitude in the horizontal direction (that is, the direction orthogonal to the rotation axis). For convenience, this vibration is referred to as lateral vibration.
そして回転数が上がってゆくと、回転モーメントが大きくなるので、上述の首を振るような運動は小さくなり、代わって脱水槽全体が小刻みに振動するような振動モードが現れる。この振動モードは、脱水槽の回転軸方向における振幅によって特徴付けられる振動として検出される。便宜上この振動を縦振動と称する。 As the rotational speed increases, the rotational moment increases, so that the movement of shaking the head is reduced, and instead, a vibration mode in which the entire dehydration tank vibrates in small increments appears. This vibration mode is detected as vibration characterized by the amplitude in the direction of the rotation axis of the dehydration tank. For convenience, this vibration is referred to as longitudinal vibration.
横振動は、脱水槽が低速で回転している際に現れる振動であるが、周期が長いので加速度はそれ程大きくなく、それ故横振動を検出する加速度センサの出力は比較的小さな値となる。これに対して、縦振動は、脱水槽が高速で回転している際に現れる振動であるので、振幅は比較的小さいが振動に伴う加速度は大きく、加速度センサからの出力が比較的な大きな値となる。 Lateral vibration is vibration that appears when the dewatering tank is rotating at a low speed. However, since the cycle is long, the acceleration is not so large, and therefore the output of the acceleration sensor that detects the lateral vibration has a relatively small value. On the other hand, the longitudinal vibration is a vibration that appears when the dehydration tank is rotating at high speed, so the amplitude is relatively small but the acceleration accompanying the vibration is large, and the output from the acceleration sensor is a relatively large value. It becomes.
このように洗濯機の脱水槽に本発明を適用した態様においては、横振動と縦振動の振動メカニズムが異なるので、脱水槽の振動を正確に検出するには、横振動を検出する加速度センサの出力の扱いと、縦振動を検出する加速度センサの出力の扱いとを別にすることが重要となる。 As described above, in the aspect in which the present invention is applied to the dewatering tub of the washing machine, the vibration mechanism of the lateral vibration and the vertical vibration is different. Therefore, in order to accurately detect the vibration of the dewatering tub, an acceleration sensor that detects the lateral vibration is used. It is important to separate the handling of the output from the handling of the output of the acceleration sensor that detects longitudinal vibration.
上述の態様では、横振動を検出する第1加速度検知手段の出力に対する処理と、縦振動を検出する第2加速度検知手段の出力に対する処理とを、それぞれの信号の形態に適したものとできる。このため、脱水槽の振動を正確に検出でき、脱水槽の異常振動の検出による安全装置の制御等を効果的に行うことができる。 In the above-described aspect, the process for the output of the first acceleration detecting means for detecting the lateral vibration and the process for the output of the second acceleration detecting means for detecting the longitudinal vibration can be made suitable for the form of each signal. For this reason, the vibration of the dewatering tank can be accurately detected, and the safety device can be effectively controlled by detecting the abnormal vibration of the dewatering tank.
また、第3加速度検知手段の検出経路には、ノイズフィルタが設けられているため脱水槽を回転させるためのモータの商用電源周波数がセンサ出力に混在してしまうことを防止でき、確実に脱水槽の回転に伴う振動を検出することが可能となる。 In addition, since a noise filter is provided in the detection path of the third acceleration detection means, it is possible to prevent the commercial power supply frequency of the motor for rotating the dehydration tank from being mixed in the sensor output, and to ensure the dehydration tank It becomes possible to detect the vibration accompanying the rotation of.
なお、上記第2加速度検知手段が検知する上記脱水槽の回転軸方向とは、脱水槽の回転軸方向の振動が検出できる程度に軸方向が一致していればよい。 It should be noted that the axial direction of the dehydrating tank detected by the second acceleration detecting means only needs to coincide with the axial direction to the extent that vibration in the rotating axis direction of the dehydrating tank can be detected.
本発明によれば、回転数によって異なる振動モードを示す脱水装置における異常振動を効果的に検出する技術が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which detects the abnormal vibration in the dehydration apparatus which shows the vibration mode which changes with rotation speed effectively is provided.
以下、本発明の振動検出機構を1槽型の洗濯機に適用した場合の例を説明する。 Hereinafter, the example at the time of applying the vibration detection mechanism of this invention to the 1 tank type washing machine is demonstrated.
図1は、洗濯機の断面構造の一例を示す断面図である。図1には、洗濯機101が脚部103を備え、適当な土台104上に配置された状態が示されている。なお、図1に示す洗濯機は、洗濯とそれにつづく脱水とを洗濯槽兼脱水槽108を用いて行う機能を有するものである。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a sectional structure of a washing machine. FIG. 1 shows a state in which the
図1に示す洗濯機101は、外側構造体102内に外槽105および洗濯物114が入れられる洗濯槽兼脱水槽108を備えている。外槽105は、吊り部材106によって外側構造体102内に外側構造体102に対して吊られた構造になっている。吊り部材106と外槽105との間には、スプリング107が配置され、外槽105が弾性的に外側構造体102内に吊られて支持された状態となっている。
A
外槽105には、モータ111が取り付けられ、モータ111の回転軸112は、軸受け113によって支持され、洗濯槽兼脱水槽108および攪拌翼109に回転駆動力を伝えられるようになっている。またモータ111は、通電が開始されると最高回転数まで回転数が上昇してゆく動作を行うモータである。
A
洗濯(例えば洗剤を用いた水洗い)時あるいはすすぎ時には、洗濯槽兼脱水槽108にはモータ111の駆動力は伝わらず、攪拌翼109に駆動力が伝わり、洗濯槽兼脱水槽108内に入れられた洗濯物と注水された水とが攪拌される。
At the time of washing (for example, washing with a detergent) or rinsing, the driving force of the
脱水時には、攪拌翼109は、洗濯槽兼脱水槽108に固定され、洗濯槽兼脱水槽108がモータ111で駆動され、外側構造体102に対して相対的に回転運動を行う。このモータ111からの駆動を切替える機構は、詳細は図示省略するが回転軸112に備えられている。
At the time of dehydration, the
また、外槽105には、排水バルブ115を介してフレキシブルホース116が接続され、さらに外槽105の振動を検出するための加速度センサ117が取り付けられている。
In addition, a
加速度センサ117は、後述するように一つの素子でありながら、三次元方向の加速度を個別に検出することができる機能を有している。ここでは、加速度センサ117から洗濯槽兼脱水槽108の回転軸方向(モータ111の回転軸112の軸方向、以下Z軸という)における加速度(Z軸方向の加速度)の検出信号と、それに直交する軸方向(水平方向、以下X軸という)における加速度(X軸方向の加速度)の検出信号と、X軸及びZ軸に直交する軸方向(回転方向、以下Y軸という)における加速度(Y軸方向の加速度)の検出信号を得る。
Although the
次に洗濯槽兼脱水槽108の振動を検出する振動検出機構の一例について説明する。図2は、洗濯機101の制御系の一例を示すブロック図である。図2に示す制御系は、加速度センサ117、第1の増幅装置201、第2の増幅装置202、切替えスイッチ205、A/Dコンバータ206、制御装置216、回転数検出装置217、各種操作スイッチ218、モータ制御装置219、モータ220、各種バルブ等221および表示装置222を備えている。
Next, an example of a vibration detection mechanism that detects the vibration of the washing tub /
加速度センサ117は、洗濯槽兼脱水槽108の回転軸方向の加速度の検出信号であるZ軸側出力と、洗濯槽兼脱水槽108の回転軸方向に直交する方向の加速度の検出信号であるX軸側出力と、洗濯槽兼脱水槽108の回転軸方向に直交しかつX軸とも直交する洗濯槽兼脱水槽108の回転方向成分を含む加速度の検出信号であるY軸側出力とを出力する。
The
加速度センサ117からのX軸側出力は、第1の増幅装置201において増幅され、Z軸側出力は、第2の増幅装置202において増幅される。またY軸側出力は、第3の増幅装置203において増幅される。ここで、第1の増幅装置201の増幅率(ゲイン)は、第2の増幅装置202の増幅率(ゲイン)に比較して、10倍大きくなるように設定されている。
The X-axis side output from the
第1の増幅装置201の出力と第2の増幅装置202の出力のいずれか一方は、切替えスイッチ205によって選択され、A/Dコンバータ206において所定のサンプリング間隔でサンプリングされる。A/Dコンバータ206の出力は、制御装置216に入力され、制御装置216において各軸方向における加速度が評価される。また、洗濯機101に対する各種操作を行うための各種操作スイッチ218からの制御信号が入力される。
One of the output of the
さらに、制御装置216には、第3の増幅装置203及びフィルタ回路207を経由したY軸側出力が入力される。このフィルタ回路207は、ノッチフィルタ回路を含むような急峻なカット効果を持つフィルタにより構成され、1Hz〜30Hzの信号を通過させるように設定されている。これにより、Y軸側出力から電源周波数によるノイズ波形を取り除くことが可能となる。
Further, the Y-axis side output via the
制御装置216は、モータ制御装置219に制御信号を出力し、モータ220の回転を制御する。例えば、制御装置216は、モータ220の回転数を制御することができる。また、制御装置216は、洗濯槽兼脱水槽108への注水を制御するバルブ(図示省略)や排水バルブ115の開閉や開閉状態を制御する。図2には、複数のバルブを総称して各種バルブ等221と表記している。表示装置222には、動作モードや操作内容に関する表示が行われる。表示装置222としては、ランプによる表示、LCD画面による表示等が利用される。
The
次に加速度センサ117の一例を説明する。図3は、加速度センサの一例を示す平面図および断面図である。図3(A)は平面図を示し、図3(B)は、図3(A)におけるB―Bで切った断面図である。
Next, an example of the
加速度センサ117は、XYZ軸方向の直交する3軸の加速度を検出可能な3軸加速度センサである。この加速度センサ117は、ケーシング1、加速度検出部2、回路基板3、カバー4および端子5を備えている。ケーシング1には、凹部11が形成されている。加速度検出部2には、矩形状の金属製薄板からなるダイヤフラム21が備えられている。ダイヤフラム21の一方の面には、その中央に錘22が固定され、錘22は凹部11内に収められている。ダイヤフラム21の他方の面には、薄膜状の圧電素子23が密着して固定されている。圧電素子23の表面には、電極24、26が形成され、この電極からは配線パターンが引き出され、この配線パターンは、取り出し電極25a〜25cに電気的に接続されている。なお、ダイヤフラム21は、長方形状や正方形状等の矩形状の金属製薄板の他に、円形状の金属製薄板等が用いられる。
The
取り出し電極25a〜25cは、図示省略したワイヤボンディングにより回路基板3上の増幅回路に接続され、回路基板3上の増幅回路からの出力が端子5に現れるようになっている。なお、回路基板3上には、増幅回路を構成するICチップ31が配置されている。
The
加速度センサ117が加速度運動をすると、錘22の慣性によりダイヤフラム21に歪みが生じる。この歪みが圧電素子23に作用して、ダイヤフラム21の歪み具合に応じた電圧が電極25a〜25cに現れ、それが回路基板3上の増幅回路で増幅され、端子5から出力される。この構成では、加速度センサ117に加わる加速度の方向が、ダイヤフラム21の歪み具合に反映されるので、3次元方向の加速度を個別に検出することができる。
When the
例えば、図3に示すX軸方向およびY軸方向において、ダイヤフラム21の中心に対して対向配置された一組の電極(例えば電極24aと電極24b)の部分において、圧縮または引っ張りに応じて発生する電荷の極性が互いに逆になるように圧電素子23を設定しておく。また、略三角形状の4つの電極26の部分においては、圧縮または引っ張りに応じて発生する電荷の極性が全て同じ極性になるように圧電素子23を設定しておく。
For example, in the X-axis direction and the Y-axis direction shown in FIG. 3, the pair of electrodes (for example, the
この例によれば、加速度センサ117がX軸方向への加速度を受けた場合、錘22がX軸方向に傾き、取り出し電極25aに電圧が現れる。この電圧は、加速度の向きが180度異なると、正負が逆転する。また例えば、加速度センサ117がY軸方向への加速度を受けた場合、錘22がY軸方向に傾き、取り出し電極25bに電圧が現れる。この電圧も加速度の向きが180度異なると、正負が逆転する。また例えば、加速度センサ117がZ軸方向への加速度を受けた場合、錘22がZ軸方向に移動し、取り出し電極25cに電圧が現れる。この電圧も加速度の向きが180度異なると、正負が逆転する。こうして、XYZの3軸方向に加わる加速度が電気信号として出力される。
According to this example, when the
次に図1および図2に示す洗濯機の脱水動作の動作手順の一例について説明する。図4は、洗濯機101の脱水動作の動作手順の一例を示すフローチャートである。モータ111に通電が行われ、回転が開始され脱水が開始されると(ステップS400)、モータ111の回転数が増加してゆく。この際、まず図2の切替えスイッチ205によりX軸側出力が選択され(ステップS401)、さらにX軸側出力が第1の電圧以下か、が判断される(ステップS402)。この電圧は、制御装置216において検出される。
Next, an example of the operation procedure of the dehydrating operation of the washing machine shown in FIGS. 1 and 2 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation procedure of the dehydrating operation of the
ステップS402において、洗濯槽兼脱水槽108に許容できない大きさの横振動が発生しているか否かが判断される。第1の電圧の値は、洗濯機の実機に加速度センサを取り付け、実際に脱水動作時に異常振動が生じるような試験を行い、その際の試験結果に基づいて得ればよい。
In step S402, it is determined whether or not lateral vibration of an unacceptable magnitude has occurred in the washing tub /
ステップS402の判断がNOである場合、それは許容できない横振動(X軸方向の振動)が発生していると判断されるので、洗濯槽兼脱水槽108の回転を停止する処理を行う。つまり、制御装置216は、モータ制御装置219にモータ220を停止させる旨の信号を送り、モータ220を停止させる。この際、図示しない警報音発生装置を用いて警報アラームを報知してもよい。
If the determination in step S402 is NO, it is determined that an unacceptable lateral vibration (vibration in the X-axis direction) has occurred, and therefore processing for stopping the rotation of the washing tub /
ステップS402における判断がNOであるということは、脱水する洗濯物が洗濯槽兼脱水槽108内で偏っている等の状態にあり、著しく重量バランスが悪くなっており、これ以上の脱水処理が困難であることを意味する。したがって、ステップS403に示すように洗濯槽兼脱水槽108の回転を停止させる。
If the determination in step S402 is NO, the laundry to be dehydrated is in a state of being biased in the washing tub /
ステップS402の判断がYESである場合はステップS404に進み、Y軸側出力が第1の周波数値以上か、を判断し、Y軸側出力が第1の周波数値以上になっていれば、ステップS405に進み、そうでなければステップS402の前段階に戻る。つまりここでの判断がYESである場合は、洗濯槽兼脱水槽108の回転数が特定の回転数(第1の回転数)以上になっていることを示しており、脱水時初期の異常振動は起きなかったこととなり、次ステップへ移行することができる。
If the determination in step S402 is YES, the process proceeds to step S404 to determine whether the Y-axis side output is equal to or higher than the first frequency value. If the Y-axis side output is equal to or higher than the first frequency value, step S404 is performed. Proceed to S405, otherwise return to the previous stage of step S402. That is, if the determination here is YES, it indicates that the rotation speed of the washing tub /
Y軸側出力の第1の周波数値としては、例えば8〜10Hz程度が設定される。これにより第1の回転数としては、600回転(回転数/分)程度の回転となる。この回転数位から振動のモードが横振動(X軸方向の振動)の振動モードから縦振動(Z軸方向の振動)の振動モードへと徐々に切り替わることより設定されている。ステップS404がNOの判断である場合、それは、いまだ横振動の振動モードであり、振動の激化による回転を停止しなければならない事態の発生の可能性があるので、ステップS402を再度実行する。 For example, about 8 to 10 Hz is set as the first frequency value of the Y-axis side output. As a result, the first rotation speed is approximately 600 rotations (rotation speed / minute). From this rotational speed, the vibration mode is set by gradually switching from the vibration mode of transverse vibration (vibration in the X-axis direction) to the vibration mode of longitudinal vibration (vibration in the Z-axis direction). If step S404 is NO, it is still a vibration mode of transverse vibration, and there is a possibility that the rotation must be stopped due to intensification of vibration, so step S402 is executed again.
他方、ステップS404において、Y軸側出力が第1の周波数値以上であることが判断された場合、それは洗濯槽兼脱水槽108の振動モードが縦振動の振動モードになりつつあることを意味する。よって、ステップS404の判断がYESである場合、縦振動の検出を行う振動検出のモードに移行するためにステップS405に進む。
On the other hand, if it is determined in step S404 that the output on the Y-axis side is equal to or higher than the first frequency value, this means that the vibration mode of the washing tub /
ステップS405では、図2の切り替えスイッチ205においてZ軸側出力が選択され、Z軸側出力が第2の電圧以下か、が判断される(ステップS406)。第2の電圧は、洗濯槽兼脱水槽108に生じる縦振動が何らかの処置を施すべきレベル(許容はできるが、無視することができないレベル)の振動の検出値として設定される。
In step S405, the Z-axis side output is selected by the
ステップS406において、Z軸側出力が第2の電圧以下であれば、Y軸側出力が第2の周波数値以上か、が判断され(ステップS407)、そうでなければ、ステップS410に進む。 In step S406, if the Z-axis side output is equal to or lower than the second voltage, it is determined whether the Y-axis side output is equal to or higher than the second frequency value (step S407). Otherwise, the process proceeds to step S410.
ここでY軸側出力の第2の周波数値としては、洗濯槽兼脱水槽108がそのまま最高回転数に達しても問題がないと判断できるレベルの回転数となる振動数から設定される(この回転数を第2の回転数とする)。たとえば、設定された最高回転数が毎分1000回転である場合、この第2の回転数として、毎分800回転程度の回転数が第2の回転数として設定されるため、Y軸側出力の第2の周波数値としては、13〜14Hz程度が設定される。
Here, the second frequency value of the output on the Y-axis side is set from the frequency at which the rotation speed becomes a level at which it can be determined that there is no problem even if the washing tub /
例えば、最高到達回転数が1000回転程度である場合、800回転付近において異常振動が発生していなければ、そのまま回転を継続し、1000回転に到達させても、その間に異常振動が発生することはない。これは、800回転の状態において既に安定な回転状態に到達しているからである。このような技術的な背景から、Y軸側出力の第2の周波数値(第2の回転数)が設定される。 For example, when the maximum rotation speed is about 1000 rotations, if abnormal vibration does not occur in the vicinity of 800 rotations, the rotation continues as it is, and even if it reaches 1000 rotations, abnormal vibration will occur in the meantime. Absent. This is because a stable rotational state has already been reached in the state of 800 revolutions. From such a technical background, the second frequency value (second rotation speed) of the Y-axis side output is set.
ステップS407の判断がYESである場合、ステップS408に進み、予め決められた最高回転数まで回転数が高められる。そして、最高回転数での脱水処理の経過時間が所定の時間であるか、を判断し(ステップS409)、所定の時間が経過していれば、ステップS416に進み、洗濯槽兼脱水槽108の回転を停止する処理を行い、脱水を終了する(ステップS417)。他方で、所定の時間が経過していなければ、ステップS406の前段階に戻り、再度ステップS406以下が繰り返される。
If the determination in step S407 is yes, the process proceeds to step S408, and the rotational speed is increased to a predetermined maximum rotational speed. Then, it is determined whether or not the elapsed time of the dehydration process at the maximum number of revolutions is a predetermined time (step S409). If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S416, where the washing tank /
ステップS409の判断がNOであっても、最高回転数での脱水が何ら問題なく進行していれば、ステップS406の判断はYES、ステップS407の判断もYESとなり、ステップS406〜ステップS409の処理が、所定の時間が経過するまで繰り返される。 Even if the determination in step S409 is NO, if dehydration at the maximum rotational speed has progressed without any problem, the determination in step S406 is YES, the determination in step S407 is also YES, and the processing in steps S406 to S409 is performed. The process is repeated until a predetermined time elapses.
なお、最高回転数での脱水中において何らかの異常振動が発生した場合、ステップS406の判断がNOとなり、ステップS410以下の処理が実行される。 If any abnormal vibration occurs during dehydration at the maximum rotation speed, the determination in step S406 is NO, and the processing in step S410 and subsequent steps is executed.
ステップS410においては、現在のY軸側出力の値が特定の周波数値、例えば8〜10Hz程度であるかを判断し、特定の周波数値以下であればステップS415に進み、洗濯槽兼脱水槽108の回転を停止する。また現在のY軸側出力の値が、特定の周波数値以上であれば、ステップ411に進み、Y軸側出力の値が特定の周波数値になるように、洗濯槽兼脱水槽108の回転数を特定の回転数(例えば400回転)に落とす処理が行われる。そして、その落とした回転数を所定の時間維持し(ステップS412)、再度Z軸側出力が第2の電圧以下か、が判断される(ステップS413)。
In step S410, it is determined whether or not the current Y-axis side output value is a specific frequency value, for example, about 8 to 10 Hz. Stop rotating. If the current Y-axis side output value is equal to or higher than the specific frequency value, the process proceeds to step 411, and the rotation speed of the washing tub /
ここでZ軸側出力が第2の電圧以下になっていなければ、ステップS415を実行し、洗濯槽兼脱水槽108を停止する。そしてステップS413の判断がYESであれば、調整された回転数に応じた時間(脱水時間)が経過したか、が判断され(ステップS414)、所定の時間が経過していれば、ステップS416に進み、そうでなければステップS412の前段階に戻る。なお、ステップS414で判断される経過時間としては、ステップS409において判断される経過時間に比較して、1.5〜3倍程度の長さが設定される。
If the Z-axis side output is not equal to or lower than the second voltage, step S415 is executed, and the washing tub /
このように、振動が許容できるレベルにまで洗濯槽兼脱水槽108の回転を下げることで、脱水を中断させることなく最後まで脱水を自動的に行うことができる。
In this way, by lowering the rotation of the washing tub /
図4には記載が省略されているが、ステップS403において洗濯槽兼脱水槽108の回転を停止させる場合、以下に示す工程を実施してもよい。すなわち、ステップS403の後、注水を行い、洗濯槽兼脱水槽108を正方向および逆方向に複数回回転させる。こうすることで、洗濯物の偏りをなくさせる。この後、再度ステップS401以下の処理を実行する。こうすることで、自動的に脱水を再開させることができる。
Although not shown in FIG. 4, when the rotation of the washing tub /
以上説明した動作においては、回転初期にはステップS401においてX軸側出力が選択され、ある程度の回転数になった段階において、X軸側出力に代わってZ軸側出力が選択される。こうすることで、洗濯槽兼脱水槽108の回転初期における横振動(X軸方向の振動)は高ゲインの第1の増幅装置201を介して高感度に行い、ある程度回転数が上がり、縦振動が問題となる段階で低ゲインの第2の増幅装置202を介したZ軸方向の加速度の検出をより強入力に対応できる検出モードで行う。
In the operation described above, the output on the X-axis side is selected in step S401 at the initial stage of rotation, and the output on the Z-axis side is selected instead of the output on the X-axis side when the rotation speed reaches a certain level. By doing so, the lateral vibration (vibration in the X-axis direction) in the initial rotation of the washing tub /
このように、本実施形態においては、洗濯槽兼脱水槽の回転数よって変化する振動モードの変化に応じて、検出する加速度の軸を変更し、また振動モードに対応させて増幅率を切替える。これにより、加速度の小さい振動に対しては増幅装置のゲインを高め、それにより検出感度を高め、加速度の大きい振動に対しては増幅装置のゲインを弱め、それにより検出装置(例えばA/Dコンバータの入力部)が強入力により飽和することがないようにできる。こうして、振動モードにあわせた最適な振動の検出を広いダイナミックレンジを確保しながら実現することができる。 As described above, in this embodiment, the axis of acceleration to be detected is changed in accordance with the change in the vibration mode that changes depending on the number of rotations of the washing tub / dehydration tub, and the amplification factor is switched in accordance with the vibration mode. This increases the gain of the amplifying device for vibrations with small acceleration, thereby increasing the detection sensitivity, and weakens the gain of the amplifying device for vibrations with large acceleration, thereby detecting the device (for example, an A / D converter). Can be prevented from being saturated by strong input. In this way, optimal vibration detection according to the vibration mode can be realized while ensuring a wide dynamic range.
また、脱水槽の回転軸に直交する方向(水平方向)の振動を検出する加速度センサ117のX軸側出力と、脱水槽の回転軸方向(垂直方向)の振動を検出する加速度センサ117のZ軸側出力を切り換えるために、水平方向と直交しさらに鉛直方向とも直交する加速度センサ117のY軸側出力をもとに切替を行うため、異常振動の検出に必要な信号を加速度センサ117のみで出力することが可能となる。
Further, an output on the X-axis side of the
さらに、加速度センサ117のY軸側出力を回転方向に起因する出力に設定することにより、エンコーダなどの回転数検知手段を別途もうける必要が無く、必要な検知を加速度センサ117のみで行うことが可能となる。
Furthermore, by setting the output on the Y-axis side of the
また、加速度センサ117を三次元方向の加速度を個別に検出することができる機能を有する加速度センサを用いることにより、回転数検知のためのエンコーダやその他センサを用いる必要が無く、部品点数の削減が可能となり、コストの削減が可能となる。
Further, by using an acceleration sensor having a function capable of individually detecting acceleration in the three-dimensional direction as the
さらに、Y軸側出力の検出経路には、フィルタ回路207が設けられているため、洗濯槽兼脱水槽108を回転させるためのモータ111の商用電源周波数が加速度センサ117出力に混在してしまうことを防止でき、確実に洗濯槽兼脱水槽108の回転に伴う振動を検出することが可能となる。
Furthermore, since the
実施例2として、以下の例を挙げることができる。図5は、洗濯機の振動検出機構の他の一例を示すブロック図である。図5に示す構成では、加速度センサ117の3軸の出力それぞれをA/Dコンバータを備えたDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)501および502および503に接続している。DSP501および502においては、X軸側出力とZ軸側出力のそれぞれに応じた信号処理が行われ、その出力は切替えスイッチ205によって切替えられる。この場合も振動モードの違いによる加速度の方向の違い、および加速度の強さの違いに応じて、効果的な振動の検出を行うことができる。
As Example 2, the following examples can be given. FIG. 5 is a block diagram illustrating another example of the vibration detection mechanism of the washing machine. In the configuration shown in FIG. 5, the three-axis outputs of the
また、DSP503においては、Y軸側出力に応じた信号処理が行われると同時に、高精度のフィルタ回路としての機能を果たすようにも構成されている。このようにY軸側出力は、このDSP503を介して制御装置216に入力される。
The
また、以下に示すような実施形態を挙げることもできる。図2に示す構成では、Z軸側出力とX軸側出力のそれぞれに増幅率の異なる増幅装置を配置している。この変形として、増幅装置は1つでその増幅率を切替えるようにしてもよい。この場合、X軸側出力が選択される場合は、低増幅率が選択され、Z軸側出力が選択される場合は、高増幅率が選択される。 In addition, the following embodiments can be given. In the configuration shown in FIG. 2, amplifying devices having different amplification factors are arranged for the Z-axis side output and the X-axis side output, respectively. As a modification, the amplification factor may be switched by a single amplification device. In this case, when the X-axis side output is selected, the low amplification factor is selected, and when the Z-axis side output is selected, the high amplification factor is selected.
また、本発明が適用可能な脱水槽は、回転軸が鉛直方向ではない所謂横型、あるいは斜め型(回転軸が鉛直方向に対して、45度等の斜めに向いている構造)のものであってもよい。 The dehydrating tank to which the present invention can be applied is of a so-called horizontal type or an oblique type whose rotation axis is not in the vertical direction (a structure in which the rotation axis is inclined at 45 degrees or the like with respect to the vertical direction). May be.
また、本発明において加速度センサ117は、XYZ軸方向の直交する3軸の加速度を検出可能な3軸加速度センサを使用したが、これに限定されるものではなく、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向にそれぞれ対応した加速度センサを3個使用してもよい。
In the present invention, the
1 ケーシング
2 加速度検出部
3 回路基板
4 カバー
5 端子
11 凹部
21 ダイヤフラム
22 錘
23 圧電素子
24 電極
25a〜25c 取り出し電極
26 電極
31 ICチップ
101 洗濯機
102 外側構造体
103 脚部
104 土台
105 外槽
106 吊り部材
107 スプリング
108 洗濯槽兼脱水槽
109 攪拌翼
111 モータ
112 回転軸
113 軸受け
114 洗濯物
115 排水バルブ
116 フレキシブルホース
117 加速度センサ
201 第1の増幅装置
202 第2の増幅装置
203 第3の増幅装置
205 切り替えスイッチ
206 A/Dコンバータ
207 フィルタ回路
208 A/Dコンバータ
216 制御装置
217 回転数検出装置
218 各種操作スイッチ
219 モータ制御回路
220 モータ
221 各種バルブ等
222 表示装置
501 DSP、502 DSP、503 DSP
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
少なくとも脱水を行うための脱水槽と、
脱水槽の回転軸に直交する方向の振動を検出する第1加速度検知手段と、
脱水槽の回転軸方向の振動を検出する第2加速度検知手段と、
上記第1加速度検知手段の検出する振動方向と直交し、かつ、上記第2加速度検知手段の検出する振動方向と直交する方向の振動を検出する第3加速度検知手段と、
を有し、
上記第3加速度検知手段の検知信号により、第1加速度検知手段からの信号と第2加速度検知手段からの信号を切替え、脱水槽の振動検知を行うことを特徴とする洗濯機。 In a washing machine with a dehydrating function equipped with an acceleration sensor for detecting acceleration,
At least a dehydration tank for dehydration;
First acceleration detection means for detecting vibration in a direction perpendicular to the rotation axis of the dehydration tank;
Second acceleration detection means for detecting vibration in the direction of the rotation axis of the dehydration tank;
Third acceleration detection means for detecting vibration in a direction orthogonal to the vibration direction detected by the first acceleration detection means and orthogonal to the vibration direction detected by the second acceleration detection means;
Have
A washing machine, wherein the signal from the first acceleration detection means and the signal from the second acceleration detection means are switched by the detection signal of the third acceleration detection means to detect the vibration of the dewatering tub.
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