JP2000051564A - 洗濯機の水位/振動感知方法及び装置 - Google Patents

洗濯機の水位/振動感知方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、洗濯行程時の洗濯水位と、脱水行
程時の振動をLC共振周波数の変化値をもって正確に感
知して洗濯運転を最適化させる洗濯機の水位/振動感知
方法および装置を実現することを目的とする。 【解決手段】 洗濯槽の水位による水圧の変化を共振周
波数変化に変換して洗濯水位を感知する水位センサにお
いて、前記洗濯槽の水位が空水位であり洗濯物量がない
時、前記の共振周波数を測定する段階と、前記の共振周
波数を基準共振周波数に設定する段階と、洗濯運転制御
の中の脱水行程時、前記水位センサからの共振周波数を
測定して、前記の基準共振周波数との偏差を求める段階
と、前記共振周波数の偏差と設定された基準偏差との比
較により、前記脱水行程の進行可否を決定する段階を含
んで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、布量によって洗濯
運転制御を行う洗濯機において、洗濯槽の水位と振動感
知を同時に満足する方法に関するもので、具体的には洗
濯運転制御の中で特に、脱水行程時に洗濯物の偏りによ
る振動をLC共振周波数の変化値で感知して洗濯運転制
御を最適化させ、水位及び振動感知の正確性を両立させ
る洗濯機の水位/振動感知方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、洗濯機は一般的に、洗濯槽に投
入された衣類等の布量を感知して布量を判定すると、そ
の布量によって水位と洗剤及び全体の洗濯時間を設定す
る。そして、全体の洗濯時間に伴ってパルセータの反転
回転を通して水を渦流させて、洗濯物との摩擦により洗
濯物に付いている汚れを分離する洗濯行程を行う。
【0003】洗濯行程が完了されると、洗濯槽内の混濁
した水を排出し、洗濯槽に新しい水を供給して、設定し
た回数の間に洗い落とす濯ぎ行程を行う。濯ぎ行程が完
了されると、洗濯槽内の水を排出し、誘導電動機を定め
られた速度で回転させて、洗濯物の水分を遠心分離式に
より除去する脱水行程の手順で洗濯運転を制御すること
になる。
【0004】このような洗濯機の洗濯運転制御の中で特
に、洗濯行程の初期に最適の水位を維持するために、洗
濯槽内の布量によって給水バルブを開けて設定水位に達
するまで給水を進行させるが、この時、洗濯槽内の水位
を感知する1つの方法として、洗濯槽に供給される水の
圧力によって変化するLC共振周波数を以て水位を感知
する方法が主に用いられている。例えば、洗濯槽に供給
される水の圧力が変化すると、それに相応してLC共振
周波数が変化するようになり、その変化された共振周波
数を測定して、前記の布量に合わせた最適の水位が維持
される。
【0005】そして、脱水行程において、脱水槽の回転
は通常、回転上昇直後から約1700回転/分の高速運
転に達するように設定されているので、脱水槽内の洗濯
物に急に大きい遠心力が作用して、洗濯物が脱水槽内で
一方に偏り、その結果、大きい振動や騒音が発生するこ
とが多かった。そしてこのような振動は、洗濯槽の上端
の開口部に設けられるスナババーのような均衡装置でも
全てを吸収することができない。
【0006】また、単に誘導電動機の通電時間の長さを
制御して、脱水槽の回転を断続させることも考えられる
が、慣性による回転力は洗濯物量により異なり、その結
果誘導電動機を停止させた時、一時的に回転数は下降す
るが、それ以降の運転により次第に回転数が上昇してし
まい、前記の欠陥を解消する回転数の制御はできなかっ
た。ところが、最近は洗濯運転時に洗濯槽の水位と振動
を感知して前記問題を解決する洗濯機が案出されてい
る。
【0007】このような洗濯機は、それぞれ独立した水
位センサと振動センサとを有するもので、例えば、洗濯
行程及び濯ぎ行程時に、水位センサを通して最適の水位
を供給・感知し、脱水行程時には別途の振動センサを通
して洗濯機の振動を感知することである。図11乃至図
16は、水位センサと振動センサとがそれぞれ備えられ
た洗濯機の1つを表示したものである。
【0008】前記の水位センサと振動センサとが備えら
れた洗濯機は、図11及び図16に示すように、上部が
開口され底が閉鎖された状態でケース102内に設けら
れるタンク100と、ケース102の上部及びタンク1
00の下部に結合されたダンパ108に介在されて、タ
ンク100の衝撃を緩衝させるスナババー107と、タ
ンク100の内部に設けられてそのタンク100と同軸
関係で受容されて洗濯及び脱水を行う円錐形の孔が開い
た洗濯兼脱水槽(以下、“洗濯槽”とも称する)101
と、タンク100の外側の下部に設けられて交番的に反
転回転する誘導電動機103と、誘導電動機103のプ
ーリにベルト105で結合されて回転力を伝達・減速さ
せるクラッチ104と、洗濯槽101の内側の底に回転
可能に設けられ且つクラッチ104を介して洗濯槽10
1の水を渦流させるパルセータ106と、タンク100
の上部に設けられた給水ラインを介して洗濯槽101に
水を供給する給水バルブ109と、タンク100の底に
設けられて洗濯槽101の混濁した水を外部に排出する
排水バルブ110と、ケース102の上部の大略一側の
内面に設けられて、洗濯物の偏りによる洗濯槽101の
偏心回転によりタンク100との接触及び被接触により
振動を感知する振動センサ112と、一端部がタンク1
00の下部面に連結され他端部がタンク100の上部ま
で垂直に位置して、洗濯槽101内の水位の変化によっ
て発生される水圧を伝達する水圧伝達路113と、この
水圧伝達路の他端部に設けられ前記伝達された水圧によ
って固有のインダクタンスを変化させて出力する水位セ
ンサ111と、前記固有インダクタンスの変化値に固定
された静電容量を付加して共振周波数を発生し、前記発
生された共振周波数を電圧波形に安定化して増幅・出力
する波形定形部116と、振動センサ112で感知した
振動と波形定形部116から入力される電圧波形とを以
て、洗濯機の振動と洗濯水位を判定し、その判定した振
動または洗濯水位によって、モータ駆動部115を通し
て誘導電動機103の駆動可否及びバルブ駆動部117
を通して給水/排水バルブ109,110の開閉を制御
するマイクロプロセッサ114とから構成される。
【0009】図12及び図13に水位センサ111を示
している。前記の水位センサは、一側が通孔されてタン
ク100と水圧伝達路113を通して連結され、他側が
開口された大略円筒形状を有するハウジング10と、ハ
ウジング10内に設けられ且つ水圧伝達路113に連結
されて洗濯槽101内の水の圧力によって伸縮運動する
ベローズ11と、このベローズの上端部に密封されて水
圧を遮蔽するフック形状を有する遮蔽部材12と、固有
のインダクタンス値を以てハウジング10の内壁のほぼ
中央に設けられ遮蔽部材12と垂直方向に所定の距離を
離して設けられる円筒形状を有するコイル14と、遮蔽
部材12の上部面にフック結合されて、ベローズ11の
伸縮によってコイル14の内部空間を垂直運動しながら
前記固有のインダクタンス値を変化させる円筒形状を有
するコア13と、コイル14の上端部に結合されてその
コイル14をハウジング10に支持する円筒形状の支持
部材16と、該支持部材の上端の開口部を閉鎖するキャ
ップ17と、コア13の上部面とキャップ17の底面間
に介在させて、コア13を元の位置に復元させるコイル
形状のスプリング15とから構成される。
【0010】そして、波形定形部116は図16のとお
り、入力電圧を十分な大きさで増幅してマイクロプロセ
ッサ114に提供する増幅素子116aと、該増幅素子
の入出力端にそれぞれの抵抗R1,R2と直列接続され
て、増幅素子116aの出力電圧をその増幅素子の入力
に帰還させるコンデンサC1,C2から構成され、且つ
コンデンサC1,C2にコイル14の両端子a,bを並
列に接続させて、コア13がコイル14の内部空間を垂
直運動する時に、波形定形部116がLC共振回路に動
作するように構成する。
【0011】また、安全スイッチまたはリミットスイッ
チのような振動センサ112は図15に図示のとおり、
ケース102の上部面に設けられて、電気的に短絡また
は開放される電圧断続部材22,23と、タンク100
と一定距離を置いて電圧断続部材22にヒンジ結合され
洗濯槽101の回転半径によるタンク100の打撃によ
り回動して、両電圧断続部材22,23を電気的に短絡
させるスイッチレグ20と、スイッチレグ20を元の位
置に復元させて、両電圧断続部材22,23を電気的に
開放させるスプリング21とから構成される。
【0012】このような従来技術による水位センサと振
動センサとをそれぞれ適用した洗濯機を、図11乃至図
16を参照して更に具体化する。まず、図面に図示され
ていない操作パネルを通して洗濯行程を設定した後で運
転を開始すると、マイクロプロセッサ114はバルブ駆
動部117及びモーター駆動部115を通して給水バル
ブ109と、排水バルブ110及び誘導電動機103を
制御して、予定された手順で洗濯行程と濯ぎ行程及び脱
水行程を行う。
【0013】この時のマイクロプロセッサ114は、洗
濯槽101の洗濯水位を感知する水位センサ111及び
洗濯槽101の偏りを感知する振動センサ112の動作
状態によって発生される入力信号を受けて、所定状態の
制御信号を出力するようになる。
【0014】ここにおいて、マイクロプロセッサ114
は、以降に詳細に説明する水位センサ111のコア13
がコイル14の内部空間に侵入しない状態を洗濯槽10
1に水のない状態、即ち空水位に認識し、コア13がコ
イル14の内部空間を垂直運動する時、その運動量によ
って洗濯槽101に水のある状態に認識するという条件
を有する。また、振動センサ112の電圧断続部材2
2,23から電気的な信号の入力がない時には振動発生
のないことに認識し、電圧断続部材22,23から電気
的な信号が入力される場合は振動状態に認識するという
条件を有する。
【0015】このような条件下で、初期の洗濯行程時に
マイクロプロセッサ114は、洗濯槽101に投入され
た布量によってバルブ駆動部117を通して電子式制御
バルブのような給水バルブ109を開けて洗濯槽101
内に水を供給する。
【0016】洗濯槽101に水が供給されると水圧が上
昇し、該水圧はタンク100と連結された水圧伝達路1
13を通して水位センサ111のハウジング10内のベ
ローズ11に伝達される。この時、ベローズ11の上部
に密封された遮蔽部材12により水圧がそれ以上に進行
できないので圧力膨張が発生され、これに伴ってベロー
ズ11が水圧に比例して伸長運動をするようになる。
【0017】ベローズ11が伸長すると、遮蔽部材12
に結合された円筒形状のコア13がこれより直径が大き
く固有のインダクタンスを有するコイル14の内部空間
を通して垂直方向に上向移動するようになり(段階;S
T10)、このコア13の上向移動量によってコイル1
4の固有インダクタンスが変化する(段階;ST2
0)。例えば、コア13がコイル14の内部空間を通し
て上側方向に移動するほどコイル14のインダクタンス
値が増加する。
【0018】このようなコイル14のインダクタンス変
化値は、以降に説明する図16に図示したような波形定
形部116のコンデンサC1,C2の静電容量値にかけ
られて所定の共振周波数に生成され、その共振周波数は
波形定形部116を通して電圧波形に定形化されてマイ
クロプロセッサ114に供給される。即ち、水位センサ
111のコイル14の両端子a,bを波形定形部116
のコンデンサC1,C2に並列接続することによってコ
イル14とコンデンサC1,C2により波形定形部11
6が1つのLC共振回路として動作して共振周波数を発
生するようになる(段階;ST30)。通常、LC共振
回路の共振周波数f0は、下記式により算出される。
【0019】
【数1】
【0020】このように発生された共振周波数f0は、
増幅素子116aで十分な大きさで増幅されて、電圧波
形でマイクロプロセッサ114に提供される。マイクロ
プロセッサ114は、水位センサ111のインダクタン
ス変化による波形定形部116の共振周波数f0を以て
洗濯槽101内の水位を測定し、その測定した水位が前
記検出した布量に合う最適の水位であるかを判定して、
最適な水位であればバルブ駆動部117を通して給水バ
ルブ109を閉めて給水を中断する。
【0021】以降、モーター駆動部115を通して誘導
電動機103を交番的に通電させて、パルセータ106
を交替に正、逆回転させる。パルセータ106の交番的
な正、逆回転によって、洗濯槽101内の水が渦流とな
り、これにより洗濯物との摩擦が発生して洗濯行程が行
われる。
【0022】洗濯行程が完了されると、バルブ駆動部1
17を通して排水バルブ110を開けて洗濯槽101内
の混濁した水を排出し、その排出完了の可否を上述した
水位センサ111を通して感知する。即ち、排水時には
洗濯槽101内の水位が低くなることによって水圧もま
た低くなり、水圧が次第に低くなると、水位センサ11
1のキャップ17とコア13と間に介在されているスプ
リング15の弾性力によりベローズ11が縮小され、併
せてコア13がコイル14の内部空間を通して次第に垂
直下降して初期の位置に復帰する。
【0023】コア13が初期位置に復帰すると、コイル
14のインダクタンスもまた減少し、その減少されたイ
ンダクタンスとコンデンサC1,C2の静電容量値によ
る共振周波数f0が初期値に変化されてマイクロプロセ
ッサ114に入力されることによって、排水の完了時点
が判断される。以降洗濯行程が完了されると、上述した
方法により洗濯槽101に水の供給と排水を経て濯ぎ行
程を行う。
【0024】このように洗濯と濯ぎ行程を行ってから、
マイクロプロセッサ114は脱水行程のために誘導電動
機103を定められた速度で回転させ、誘導電動機10
3の回転による洗濯槽101の振動を図15のような振
動センサ112を通して感知する。この時、脱水行程時
に洗濯槽101内の洗濯物の偏りの程度により、タンク
100の平衡または振動が発生するようになる。
【0025】前記において、洗濯物が洗濯槽101の壁
に均等に配置されると、洗濯槽101も若干の振動が発
生された後、回転速度により振動はそれ以上進行され
ず、同心軸を中心として同一な回転半径を有しながら正
常の脱水速度に達するようになる。これに伴って、タン
ク100の振動が発生されない平衡状態を成すようにな
り、結局、定められた時間の間正常的な脱水行程が進行
される。しかし、洗濯物が洗濯槽101の一側壁に偏る
と、洗濯槽101が速度上昇によって前後左右に偏心回
転し、その偏心回転程度が大きくなると、洗濯槽101
がタンク100を打撃するようになる。
【0026】タンク100の打撃程度によって振動幅が
増加して、図15の図示のとおり、安全スイッチまたは
リミットスイッチのような振動センサ112のスイッチ
レグ20を1回転ごとに打撃し、これによってスイッチ
レグ20が図15を基準として反時計方向またはスプリ
ング21により時計方向に回動しながら、両電圧断続部
材22,23を電気的に短絡または開放させるようにな
る。
【0027】このように、両電圧断続部材22,23の
中のいずれか1つの電圧断続部材から電気的な信号が入
力されると、マイクロプロセッサ114は給水バルブ1
09を通して洗濯槽101内に水を供給して一定時間の
間給水行程を進行することによって、結果的に洗濯物が
洗濯槽101の壁に均等に配置されて振動が減少される
ようになる。振動が減少されると、モーター駆動部11
5を通して誘導電動機103を高速回転させて洗濯物の
脱水を進行する。そして、前記において給水行程後にも
継続的に前記の電圧断続部材から電気的な信号が入力さ
れると、誘導電動機103を停止させて、過度な振動に
よる危険を防止する。
【0028】上述した従来技術による洗濯機の水位/振
動感知装置は、洗濯行程時に洗濯槽内の水位をコイルの
インダクタンス変化値によるLC共振回路を用いて感知
し、脱水行程時には別途のリミットスイッチのような器
具的な振動センサを用いて洗濯槽の振動を感知すること
が分かる。しかし、前記従来の洗濯機は、水位センサと
器具的な振動センサとを個別的に設置すべきであること
は勿論、それによる費用と製造工程が必要である。
【0029】また、振動センサは器具的な接点及びスプ
リングを用いるので、接点の経年変化及び接点の腐食等
の故障が発生するし、また器具的な接点による接点間隔
調整の必要性と、劣化によるスプリングの復元力の減少
及び複雑性のため、正確な振動感知が不可能である。
【0030】例えば、振動センサをタンクに近接して設
置すると、タンクの小さい振動も感知して不必要な動作
を遂行させるし、正常より遠く設置した場合は、振動が
非常に大きくなった場合に振動を感知するので、振動セ
ンサの初期位置が重要であるので、これを正確に設置し
ようとすれば、追加的な費用は勿論生産性が低下すると
いう問題点を内在している。従って、前記のような問題
点を解決しながらも費用面では廉価である水位/振動感
知装置を、そして信頼性面ではより効率的で安定した水
位/振動感知装置を提供することが好ましい。
【0031】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、1つに単一化したセンサを通して、洗濯水位量と振
動量とを正確に感知して洗濯運転を最適化させる洗濯機
の水位/振動感知方法及び装置を提供することにあり、
この方法は器具的な振動センサを使用せず、既存の水位
センサの出力のみで洗濯機の過度な振動を感知すること
を特徴とする。
【0032】本発明の他の目的は、洗濯行程/脱水行程
で洗濯槽の振動状態及び水位を感知、抑制する能動的な
制御を遂行することができるようにする洗濯機の水位/
振動感知方法及び装置を提供するものであり、この装置
はその大きさが小さく構造も非常に簡単な単一センサで
水位と振動とを同時に感知することを特徴とする。
【0033】本発明のまた他の目的は、洗濯槽の振動を
一方向に限定して測定せず、3次元的な方法を通して振
動を測定して振動エラー率を抑制させる洗濯機の水位/
振動感知方法及び装置を提供するものであり、この方法
及び装置は、既存の水位センサ機能をそのまま維持しな
がら振動量を3次元的に測定できる制御因子を複合的に
設けることを特徴とする。
【0034】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するための本発明の一側面による洗濯機の水位/振動感
知方法は、 (1)洗濯槽の水位による水圧の変化を共振周波数変化
に変換して洗濯水位を感知する水位センサにおいて、前
記洗濯槽の水位が空水位であり洗濯物量がない時、前記
の共振周波数を測定する段階; (2)前記の共振周波数を基準共振周波数に設定する段
階; (3)洗濯運転制御の中の脱水行程時、前記水位センサ
からの共振周波数を測定して、前記設定した基準共振周
波数との偏差を求める段階;及び (4)前記共振周波数の偏差と設定された基準偏差との
比較により、前記の脱水行程の進行可否を決定する段階
を含む。
【0035】前記本発明による洗濯機の水位/振動感知
方法によると、 (1)洗濯行程時、洗濯槽の水位による水圧の変化によ
りコイルの内部空間を移動して、前記コイルの固有イン
ダクタンスを変化させる段階; (2)脱水行程時、前記洗濯槽の偏心回転による水平方
向及び垂直方向の振動により、前記コイルの内部空間を
移動しながら前記コイルの固有インダクタンスを変化さ
せる段階; (3)前記の行程によって得られたインダクタンスの変
化値に定められた静電容量値を付加して前記の共振周波
数を変化させる段階;及び (4)前記の行程によって得られた共振周波数の変化量
を以て、水位量及び振動量を判断して洗濯運転を制御す
る段階を含む。
【0036】選択的に、前記の洗濯行程時、前記コイル
の固有インダクタンスの変化量をΔL1、脱水行程時に
前記コイルのインダクタンス変化量をΔL2とする時、
前記インダクタンスの変化量はΔL1>ΔL2に規定し
たことを特徴とする。
【0037】前記本発明による洗濯機の水位/振動感知
方法によると、 (1)洗濯槽の水位による水圧の変化によって、少なく
とも2個以上のインダクタンスを有するコイル部の内部
空間を移動して、前記コイル部の中のいずれか1つの固
有インダクタンス値を変化させる段階; (2)前記洗濯槽の偏心回転によって振動領域と非振動
領域とに区分された支持物を中心としてローリング部材
が自由移動しながら、前記コイル部で前記垂直方向に対
する固有のインダクタンスを含む少なくとも1つ以上の
固有インダクタンス値を変化させる段階; (3)前記の変化された固有インダクタンス値等に定め
られた静電容量値を付加して固有の共振周波数変化に変
換させる段階;及び (4)洗濯運転行程によって、前記共振周波数の変化値
を以て水位量または振動量を判断して前記洗濯運転の行
程を制御する段階を含む。
【0038】選択的に、前記支持物の中心部に近い部分
を非振動領域に設定し、中心から遠くなるほど振動領域
に設定して、前記のローリング部材が振動領域に移動す
るほど、前記コイル部の固有インダクタンス値が次第に
増加することを特徴とする。好ましくは、前記洗濯槽の
同心軸に対して左右方向をX、前後方向をY、上下方向
をZにする時、前記のコイル部はX,Y,Z方向に対す
る固有インダクタンスを有することを特徴とする。選択
的に、前記コイル部のX,Y,Z方向の中のいずれか一
方向を水位感知方向に、残りの方向を振動感知方向に規
定することを特徴とする。選択的に、前記X,Y,Z方
向における振動をVx,Vy,Vzとし、この時の各方
向のインダクタンスをLx,Ly,Lzとする時、前記
各方向に対する振動は、 Vx=f1(Lx,Lz),Vy=f2(Ly,L
z),Vz=f3(Vz) に規定することを特徴とし、前記f1,f2,f3は任
意の関数であることを特徴とする。
【0039】前記のような目的は、 (1)タンクと水圧伝達路を通して連結されたハウジン
グ内に設けられて、洗濯槽内の水位による水圧の変化に
より垂直運動する気密維持手段; (2)固有のインダクタンスを以てハウジング内壁のほ
ぼ中央に設けられるほぼ円形形状のコイル; (3)前記気密維持手段の上部面に結合されて、前記の
水圧によって前記コイルの内部空間を垂直運動しながら
前記の固有インダクタンスを変化させる磁界媒体; (4)前記磁界媒体の上端部と一定距離を置いてコイル
の内部空間に位置して、前記の水圧による前記の磁界媒
体と共に垂直運動しながら、上部面が所定の角度で傾斜
した支持物; (5)所定の直径を有し、前記洗濯槽の偏心回転によっ
て前記支持物の傾斜面に沿って垂直移動しながら、前記
コイルの固有インダクタンスを変化させる所定材質のロ
ーリング部材;及び (6)前記コイルの固有インダクタンスの変化値によっ
て定められた静電容量を付加して共振周波数を発生し、
前記共振周波数を電圧波形に安定化して、水位量と偏心
量を選択的に測定するようにする波形定形手段を含んで
なる本発明の他の側面による洗濯機の水位/振動感知装
置によって達成される。
【0040】本発明による洗濯機の水位/振動感知装置
によると、 (1)タンクと水圧伝達路を通して連結されたハウジン
グ内に設置され、洗濯槽内の水位によって膨張して垂直
運動する気密維持手段; (2)少なくとも2個以上の固有インダクタンスを以て
前記ハウジングの内壁のほぼ中央に設けられるコイル
部; (3)前記気密維持手段の上部面にフック結合されて、
前記の水圧によって前記コイル部の内部空間を垂直運動
しながら、前記いずれか1つの固有インダクタンスを変
化させる磁界媒体; (4)前記磁界媒体の上端部と一定距離を置いて前記コ
イル部の内部空間に位置して、前記の水圧により前記の
磁界媒体と共に垂直運動しながら、上部面がその中心部
を基準として振動領域と非振動領域とに区分される支持
物; (5)所定の直径を有し、前記洗濯槽の偏心回転によっ
て、前記支持物の振動領域と非振動領域に自由移動しな
がら、前記コイル部でいずれか1つの固有インダクタン
スを変化させる所定材質のローリング部材;および (6)前記コイル部のインダクタンス変化に静電容量を
付加して共振周波数を発生し、前記の共振周波数を電圧
波形に安定化して、水位量と各方向の振動量とを選択的
に測定判断するようにする波形定形手段を含む。
【0041】選択的に、前記洗濯槽の同心軸に対して左
右方向をX、前後方向をY、上下方向をZにする時、前
記のコイル部はほぼ4角六面体形を有し、前記の4角六
面体にX,Y,Z方向に水平にそれぞれのコイルが所定
の巻線比で巻かれたことを特徴とする。選択的に、前記
のX,Y,Z方向のコイルの中いずれか1つのコイル
は、水位と振動によりインダクタンスを変化させ、残り
の二方向のコイルは、前記1つのコイルと共に洗濯槽の
偏心量による固有インダクタンスを変化させることを特
徴とする。
【0042】選択的に、前記支持物の上部面をその中央
から左側と右側方向に同一な角度で傾斜して形成して、
前記洗濯槽の±X方向の偏心量を感知するようにしたこ
とを特徴とし、前記の傾斜角を20度にすることを特徴
とする。選択的に、前記支持物の上部面をその中央から
放射方向に緩慢な傾斜を有して、前記ローリング部材が
放射方向に自由運動可能なように球面状の内曲面を形成
することを特徴とする。
【0043】選択的に、前記X,Y,Z方向における振
動をVx,Vy,Vzとし、この時の各方向のインダク
タンスをLx,Ly,Lzとする時、前記各方向に対す
る振動の測定は、 Vx=f1(Lx,Lz),Vy=f2(Ly,L
z),Vz=f3(Vz) に規定することを特徴とし、前記f1,f2,f3は任
意の関数であることを特徴とする。前記のようにする
と、洗濯運転制御の中で特に、洗濯行程と脱水行程時に
洗濯槽の水位と洗濯槽の偏心回転による振動程度を単一
化したセンサを通して同時に感知できるようになること
が分かる。その結果、洗濯水位と洗濯槽の偏心回転によ
る洗濯機の振動程度をより正確で精密に測定することが
できるし、振動感知のエラー確率及び脱水に要する時間
が短縮されることは勿論、不必要な機械的な振動センサ
が排除されるという利点がある。
【0044】
【発明の実施の形態】そして、本発明の実施の形態とし
ては多数個が存在することができるが、以下では最も好
ましい実施の形態に対して詳細に説明する。この好まし
い実施の形態を通して見た発明の目的、その他の目的、
特徴及び利点は、例示の目的で図示した添付図面と関連
して本発明による実施の形態を以て以下の説明によって
より明らかになる。
【0045】以下、添付図面を参照して本発明による洗
濯機の水位/振動感知方法及び装置の好ましい実施の形
態を詳細に説明する。また、説明に用いられる各図面に
おいて、同一構成部分に関しては同一符号を付与して表
示し、その重複する説明を省略したものもある。また、
以下の説明では、水位/振動感知方法及び装置として、
洗濯機に適用した例を考えている。
【0046】図1は本発明による単一化した水位/振動
センサを垂直方向に切開した第1の実施の形態を示す断
面図であり、図2は図1において洗濯機に左側方向から
の衝撃により第1ローリング部材が上下左右方向に移動
して振動を感知する第1支持物の拡大断面図である。
【0047】本発明の第1の実施の形態による単一化し
た水位/振動センサ200は、ケース102の大略上部
の一側外壁に立てられて結合され且つタンク100と水
圧伝達路113を通して連結された円筒形形状のハウジ
ング10と、ハウジング10の内に設置されて水圧伝達
路113に連結されて、洗濯槽101内の水位による水
圧の変化により伸縮運動するベローズ11と、ベローズ
11の上端部に密封されて水圧の伝達を遮蔽するフック
形状を有する遮蔽部材12と、固有のインダクタンスを
以てハウジング10の内壁のほぼ中央に設けられる円形
形状のコイル14と、遮蔽部材12の上部面にフック結
合されてベローズ11の伸縮によってコイル14の内部
空間を垂直運動しながら、そのコイル14の固有インダ
クタンスを変化させる円筒形のコア13と、コイル14
の上端部に結合されてそのコイル14をハウジング10
に支持する円筒形状の支持部材16と、該支持部材16
の上端開口部を閉鎖するキャップ17と、コア13の上
部面とキャップ17の底面に垂直方向に介在されてコア
13を元の位置に復帰させるコイル形状を有するスプリ
ング15と、コア13の上端部と一定距離を置いてコイ
ル14の内部空間に位置して、ベローズ11の伸縮によ
ってコア13と共に垂直運動し、上部面が所定の角度で
傾斜した傾斜面201aを有する第1支持物201と、
概ね3mm乃至5mmの直径を有し、洗濯槽101の偏心回
転により第1支持物201の傾斜面201aに沿って水
平方向に垂直移動しながら、コイル14の固有インダク
タンスを変化させる所定材質の第1ローリング部材20
2から構成され、且つ、また図16のコンデンサC1,
C2間にコイル14の両側端子a,bを並列接続させ
て、コア13及び第1ローリング部材202がコイル1
4の内部空間及び第1支持物201の傾斜面201aに
沿って垂直方向に移動する時、波形定形部116がLC
共振回路に動作するようにする。
【0048】このように構成された本発明の第1の実施
の形態による洗濯機の水位/振動感知装置は、洗濯運転
制御中で特に洗濯行程と脱水行程時にセンシングのエラ
ー率なく、洗濯水位量及び洗濯物の偏重による振動量感
知に対して下記のような動作を行う。本発明の第1の実
施の形態を図1,2及び図16を参照して具体的に説明
する。
【0049】まず、図面に図示されていない操作パネル
を通して洗濯行程、濯ぎ行程及び脱水行程とを設定した
後で運転を開始すると、マイクロプロセッサ114はバ
ルブ駆動部117及びモーター駆動部115とを通して
給水バルブ109、排水バルブ110及び誘導電動機1
03を制御して、予定された手順に洗濯行程と濯ぎ行程
及び脱水行程を進行するようになるが、この時、初期の
前記洗濯行程時にマイクロプロセッサ114は、洗濯槽
101に投入された布量によってバルブ駆動部117を
通して給水バルブ109を開けて洗濯槽101内に給水
を行う。
【0050】洗濯槽101に給水が進行されると、その
水位による水圧がタンク100と連結された水圧伝達路
113を通してハウジング10内のベローズ11のよう
な気密維持手段に伝達される。この時、ベローズ11の
上部を密封した遮蔽部材12によって水圧がこれ以上進
行されないようにし、これによりベローズ11が水圧に
比例して伸長運動するようになる。
【0051】ベローズ11が伸長、即ち上向運動すると
所定の長さと所定の面積を以て遮蔽部材12にフック結
合された円筒形形状のコア13のような磁界媒体及び第
1支持物201が、コイル14の内部空間を通して垂直
に上向移動するようになるが、この時磁性材質の第1ロ
ーリング部材202は、第1支持物201の傾斜面20
1aに沿って左右方向に垂直移動せず、図2を基準とし
て第1支持物201の右側端に位置した状態で垂直移動
することによって、第1支持物201の垂直移動による
コイル14のインダクタンス変化はほぼ無視されて、結
局コア13の垂直上向の移動量によってコイル14の固
有インダクタンスが変化される。例えば、コア13がコ
イル14の内部空間を通して上側方向に移動するほどコ
イル14のインダクタンス値が増加される。
【0052】このようなコイル14のインダクタンス変
化値は、図16の図示のような波形定形部116のコン
デンサC1,C2の静電容量C値にかけられて所定の共
振周波数に生成され、且つその変化された共振周波数は
波形定形部116の増幅素子116aを通して十分な大
きさに増幅されてマイクロプロセッサ114に提供され
る。即ち、上述のとおり、コイル14の両端子a,bを
波形定形部116のコンデンサC1,C2間に並列接続
することによって、その結果、コイル14とコンデンサ
C1,C2により波形定形部116が1つのLC共振回
路により動作して、上述した共振周波数を発生する。
【0053】マイクロプロセッサ114は、LC共振回
路から入力される共振周波数の変化値と設定された水位
基準変化量とを比較して、洗濯槽101内の水位を判定
し、その判定された水位が前記検出した布量に合う最適
な水位であれば、バルブ駆動部117を通し給水バルブ
109を閉めて給水を中断して洗濯行程を行う。以降洗
濯行程が完了されると、バルブ駆動部117を通して排
水バルブ110を開けて洗濯槽101内の混濁した水を
排出する。
【0054】排水時には洗濯槽101内の水位が低くな
ることによって水圧もまた低くなり、水圧が次第に低く
なると、キャップ17及びコア13のような磁界媒体間
に介在されているコイル形状のスプリング15の弾性力
によりベローズ11が縮小し、併せてコア13及び第1
支持物201がコイル14の内部空間を通して次第に垂
直下降して初期の位置に復帰する。
【0055】コア13及び第1支持物201が初期位置
に復帰すると、コイル14の固有インダクタンスもまた
減少し、その減少されたインダクタンスとコンデンサC
1,C2の静電容量値による共振周波数が初期値に変化
されてマイクロプロセッサ114に入力されることによ
って、排水の完了時点を判断するようになる。そして、
洗濯行程が完了されると、上述したような水位感知方法
により洗濯槽101に水の供給と排水を経て濯ぎ行程を
行ってから完了する。
【0056】洗濯と濯ぎ行程とを行ってから、マイクロ
プロセッサ114は誘導電動機103を高速で回転させ
て脱水行程を進行する。一方、脱水行程時の洗濯槽10
1内の水位はゼロ状態であるので、水位センサに掛かる
水圧は空水位時と同様となる。そして、脱水行程時に洗
濯物が洗濯槽101の壁に均等に配置されると、洗濯槽
101が同心軸を中心として同一な回転半径で回転し、
これに伴ってタンク100は振動が発生されない平衡状
態となる。
【0057】タンク100が振動しない平衡状態であれ
ば図2の図示のとおり、磁性材質のボールのような第1
ローリング部材202は第1支持物201の傾斜面20
1aに沿って左、右方向に移動せず、傾斜面201aの
右側端に継続して維持される。磁性材質である第1ロー
リング部材202が第1支持物201の右側端に位置す
ると、上述したコイル14の固有インダクタンスも変化
しないし、これによりLC共振回路から持続的に同一な
共振周波数が発生されてマイクロプロセッサ114に提
供される。
【0058】マイクロプロセッサ114は持続的に入力
される同一な共振周波数に対する電圧波形を以てタンク
100の平衡状態を認識して、定められた脱水時間の
間、モーター駆動部115を通して誘導電動機103を
加速回転させて、洗濯槽101内の洗濯物を脱水進行す
るようになる。しかし、洗濯物が均一に分散されず洗濯
槽101の一側壁に偏重されると、洗濯槽101が速度
の上昇によって偏心回転し、その偏心回転の程度によっ
てタンク100を酷く打撃して結局、タンクが前後左右
に振動するようになる。
【0059】タンク100が振動すると、少なくとも3
mm乃至5mmの直径を有する磁性材質の第1ローリング部
材202が、その振動の程度によって第1支持物201
の上部面が少なくとも0度乃至40度の範囲に傾斜した
傾斜面201aを通して、左右方向、いわゆる±X方向
に移動しながら垂直方向(Z)に移動するようになる。
【0060】例えば、図2を基準として左側から力(振
動)が加えられると、反作用により第1ローリング部材
202が第1支持物201の傾斜面201aを通して左
側方向−Xに移動しながら垂直方向+Zに移動する。即
ち、第1支持物201の傾斜角によって第1ローリング
部材202が垂直方向+Zに移動する結果となる。ここ
において、最も好ましい第1ローリング部材202の直
径は大略4mmであり、第1支持物201の傾斜角は20
度であることを特徴とし、また第1支持物201の底面
から傾斜角の初期時点までの高さDは大略0mmであるこ
とを特徴とする。
【0061】続いて、このようにタンク100の振動程
度によって第1ローリング部材202が第1支持物20
1の傾斜面201aを通して水平方向に移動すると共に
垂直方向に移動することによって、その結果コイル14
の固有インダクタンスも徐々に変化するようになる。
【0062】また、タンク100が過度に振動するよう
になると第1ローリング部材202は、傾斜面201a
に沿って水平方向に垂直移動せず、急激に垂直方向に弾
んでから重力により落下するようになる。この過度な振
動によって上述のとおり、コイル14の固有インダクタ
ンスが急激に変化するようになり、その結果LC共振回
路の共振周波数が変化されてマイクロプロセッサ114
に入力される。
【0063】従って、マイクロプロセッサ114は洗濯
槽101の偏心回転によるタンクの振動をLC共振回路
から、即ち単一化された水位/振動センサ200を通し
て感知した後、上述した方向により布解け行程を行って
脱水を進行して完了する。
【0064】前記本発明の第1の実施の形態で上述した
洗濯行程時に、洗濯槽101の水位の変化によるコイル
14の固有インダクタンスの変化量をΔL1とし、脱水
行程時に洗濯槽101の振動によるコイル14のインダ
クタンス変化量をΔ2とする時、前記インダクタンスの
変化量はΔL1>ΔL2に規定したことを特徴とする。
【0065】これは洗濯行程時に、洗濯槽101内の布
量により供給される水による水圧によって、コア13が
コイル14の内部空間を垂直移動する距離が大きいの
で、コイル14のインダクタンスが大きく変化し、脱水
行程時には振動が最も大きく発生されるとしても、第1
支持物201の傾斜面201aの長さほど第1ローリン
グ部材202が移動する結果となることによって、コイ
ル14のインダクタンス変化量が水位によるコア13の
動きより小さく表れる。
【0066】次に、本発明の第2の実施の形態を、図
3、図4及び図8に示す。本発明の第2の実施の形態に
よる水位/振動センサ300は、ケース102のほぼ上
部の一側外壁に立てられて結合され、且つ、タンク10
0と水圧伝達路113を通して連結された円筒形形状の
ハウジング10と、このハウジング10内に設置されて
水圧伝達路113に連結されて、洗濯槽101内の水位
による水圧によって伸縮運動をするベローズ11と、こ
のベローズ11の上端部に密封されて水圧の伝達を遮蔽
するフック形状を有する遮蔽部材12と、少なくとも3
個以上の固有インダクタンスを以てハウジング10の内
壁のほぼ中央に設けられる4角六面体形状を有するコイ
ル部303と、遮蔽部材12の上部面にフック結合され
てベローズ11の伸縮によってコイル部303の内部空
間を垂直運動しながら、そのコイル部303でいずれか
1つの固有インダクタンスを変化させる円筒形のコア1
3と、コイル部303の上端部に結合されて、そのコイ
ル部303を支持する円筒形状の支持部材16と、該支
持部材の上端開口部を閉鎖するキャップ17と、コア1
3の上部面とキャップ17の底面に垂直方向に介在され
てコア13を元の位置に復帰させるコイル形状を有する
スプリング15と、コア13の上端部と一定距離を置い
てコイル部303の内部空間に位置して、ベローズ11
の伸縮によってコア13と共に垂直運動し、上部面がそ
の中央から両方向に向けて同一角度で傾斜した傾斜面3
01a,301bを有する第2支持物301と、大略3
mm乃至5mmの直径を有し、洗濯槽101の偏心回転によ
り第2支持物301の上部面の中心部から二傾斜面30
1a,301bに沿って水平方向に向けて垂直移動しな
がら、コイル部303のいずれか1つの固有インダクタ
ンスを変化させる磁性材質の第2ローリング部材302
と、コア13の垂直移動及び第2ローリング部材302
の移動によるコイル部303の固有インダクタンスに固
定された静電容量を付加して共振周波数を発生し、前記
発生された共振周波数を電圧波形に安定化して増幅出力
する波形定形部304とから構成される。
【0067】そして、図8に本発明の第2の実施の形態
によるコイル部303の形状を示す。コイル部303は
ほぼ4角六面体形を有し、前記の4角六面体にX,Y,
Z方向に水平にコイル303a乃至303cが巻かれた
構成を有する。
【0068】即ち、4角六面体内にX,Y方向に水平に
コイル303a,303bを巻いて、そのコイル303
a,303bの内部または外部にZ方向に水平にコイル
303cを巻いて構成する。前記においてZ方向のコイ
ル303cは、水位によるコア13の垂直移動を感知
し、X,Y方向のコイル303a,303bは、第2ロ
ーリング部材302の現在位置を2次元で測定する。
【0069】また、本発明の第2の実施の形態による波
形定形部304は図9の図示のとおり、入力電圧を増幅
してマイクロプロセッサ114に提供する増幅素子30
4aと、該増幅素子の入、出力端にそれぞれの抵抗R
1,R2と直列接続されて、増幅素子304aの出力電
圧を入力に帰還させるコンデンサC1,C2から構成さ
れ、且つコンデンサC1,C2にコイル部303の両側
端子(a,b)(c,d)(e,f)を並列に接続させ
て、コア13及び第2ローリング部材がコイル部303
の内部空間及び第2支持物301の上部面を垂直方向及
び水平方向に運動する時に、波形定形部116がLC共
振回路に動作するようにする。
【0070】このように構成された本発明の第2の実施
の形態による洗濯機の水位/振動感知装置は以下を通し
て説明する。洗濯槽101に給水が進行されると、その
水位による水圧がタンク100と連結された水圧伝達路
113を通して水位/振動センサ300のハウジング2
00内のベローズ11に伝達される。
【0071】水圧が上昇すると、ベローズ11が圧力膨
張されて伸長する。ベローズ11が伸長、即ち上向運動
すると、円筒形形状のコア13と第2支持物301、こ
の支持物の中央に位置した磁性材質の第2ローリング部
材302が4角六面体形を有して、前記4角六面体内に
X,Y,Z方向に水平にコイル303a乃至303cが
巻かれたコイル部303の内部空間を通して垂直方向に
上向移動するようになる。
【0072】コア13、第2支持物301及び第2ロー
リング部材302の垂直上向移動量によって、コイル部
303でZ方向コイル303cの固有インダクタンスが
変化され、残りのX,Y方向コイル303a,303b
の固有インダクタンスは変化しない。
【0073】即ち、これは図8のとおり、X,Y方向コ
イル303a,303bを4角六面体を基準として垂直
方向に配列した状態となるので、コア13、第2支持物
301、第2ローリング部材302が垂直方向に移動す
るとしても、X,Y方向コイル303a,303bには
何らの影響を与えないようになり、これにより二コイル
303a,303bの固有インダクタンスは変化しな
い。
【0074】しかし、Z方向コイル303cは、4角六
面体内に水平に配列されており、且つコア13及び第2
支持物301、第2ローリング部材302が水平配列さ
れたZ方向コイル303cの内部空間を垂直方向に移動
することによって、結果的にZ方向コイル303cの固
有インダクタンスのみが変化することになる。
【0075】コア13及び第2支持物301、第2ロー
リング部材302がZ方向コイル303cの内部空間を
通して上側方向に移動するほど、Z方向コイル303c
の固有インダクタンス値は増加するようになる。
【0076】このようなZ方向コイル303cのインダ
クタンス変化値は、図9に図示のような波形定形部30
4のコンデンサC1,C2の静電容量C値に掛けられて
所定の共振周波数に変化し、その変化された共振周波数
は波形定形部304の増幅素子304aで十分な大きさ
に増幅されてマイクロプロセッサ114に提供される。
【0077】即ち、上述のとおり、Z方向コイル303
cの両端子a,bを波形定形部304のコンデンサC
1,C2間に並列に接続することによって、その結果Z
方向コイル303cとコンデンサC1,C2により波形
定形部304が1つのLC共振回路で動作して、上述し
た共振周波数を発生し、この変化された共振周波数を以
て上述した第1の実施の形態でのように洗濯行程と濯ぎ
行程時に水位を測定することができる。
【0078】そして洗濯行程と濯ぎ行程を遂行した後の
マイクロプロセッサ114は、誘導電動機103を高速
で回転させて脱水行程を進行する。この時、洗濯物が洗
濯槽101の壁に均等に配置されると、洗濯槽101が
同心軸を中心として同一な回転半径を以て回転し、これ
に伴ってタンク100は振動が発生されず平衡状態を成
すようになる。
【0079】タンク100が振動しない平衡状態であれ
ば図4の図示のとおり、第2ローリング部材302は、
第2支持物301の二傾斜面301a,301bに沿っ
て左、右方向、いわゆる−X方向と+X方向に移動せ
ず、その中心部いわゆる非振動領域に位置する。磁性材
質である第2ローリング部材302が第2支持物301
の非振動領域に位置し、また脱水時の洗濯槽内の空水位
によりコア13が垂直移動しないことによって、上述し
たX方向コイル303aの固有インダクタンスも変化し
ない。
【0080】洗濯物の均等配置により均衡が取られて、
第2ローリング部材302が第2支持物301の非振動
領域に持続的に位置すると、上述したLC共振回路から
持続的に同一な共振周波数が発生される。マイクロプロ
セッサ114は、同一な共振周波数に対する電圧波形を
以てタンク100のバランス状態を認識して、定められ
た脱水時間の間のモーター駆動部115を通して誘導電
動機103を加速回転させて、洗濯槽101内の洗濯物
の脱水を進行させる。
【0081】しかし、洗濯物が洗濯槽101の一側壁に
偏重されると、洗濯槽101が偏心回転し、その偏心回
転の程度によってタンク100が酷く振動するか、洗濯
物が偏られた側に偏るようになる。タンク100が振動
すると、少なくとも3mm乃至5mmの直径を有する磁性材
質の第2ローリング部材302が、その振動程度によっ
て第2支持物301の上部面の中心から同一な角度例え
ば0度乃至40度の範囲で傾斜した二傾斜面301a,
301bを通して左、右方向、いわゆる振動領域(±X
方向)にローリングしながら垂直方向、いわゆる±Z方
向に移動するようになる。
【0082】例えば、図4を基準として右側から力(振
動)が加えられると第2ローリング部材302が第2支
持物301の中心部(非振動領域)から傾斜面301b
を通して右方向(+X)、即ち振動領域と垂直方向(±
Z)に移動し、その反対に左側から力が加えられると、
第2ローリング部材302が第2支持物301の中心部
から傾斜面301aを通して左側方向(−X)、即ち振
動領域と垂直方向(±Z)に移動する。
【0083】図8の図示のとおり、4角六面体内にX方
向のコイル303aが垂直方向に配列され、且つZ方向
のコイル303cが水平方向に配列された状態で上述し
た第2ローリング部材302が第2支持物301の二傾
斜面301a,301bを通して水平方向(振動領域)
に移動すると同時に垂直方向に移動することによって、
その結果、X方向のコイル303aとZ方向のコイル3
03cの固有インダクタンスが変化するようになる。
【0084】本発明の第2の実施の形態において、上述
した第2ローリング部材302の直径は大略4mmであ
り、第2支持物301の傾斜面301a,301bの傾
斜角は大略20度であることを特徴とする。このように
第2の実施の形態によるX方向のコイル303aとZ方
向のコイル303cのインダクタンス変化値は、図9の
コンデンサC1,C2による共振周波数に変化され、こ
のような変化値は、マイクロプロセッサ114でX方向
とZ方向のインダクタンス変化による任意関数により実
質的なX方向の振動が求められる。
【0085】即ちX,Y方向における振動をVx,Vy
とし、この方向のインダクタンスをLx,Lzとする
時、X方向の振動Vx=f1(Lx,Lz)により求め
られるし、f1は任意関数である。X方向で振動が発生
されると、上述した方法により布解け行程を遂行して脱
水を進行して完了する。
【0086】本発明の第2の実施の形態において、特に
前記第2支持物301の形状が上部面の中心部(非振動
領域)から±X方向に一定した角度を以て傾斜面301
a,301b(振動領域)が形成されているので、図8
のようなコイル部303のX方向コイル303aを使用
せず、水平方向に配列された図13のような独立した円
筒形のコイル14を適用して±X方向の振動を測定する
こともできる。
【0087】これは、図13のようなコイル14を適用
した時に、第2ローリング部材302が第2支持物30
1の傾斜面301a,301bの傾斜角により、水平配
列されたコイルを垂直に移動する結果となることによっ
て可能である。
【0088】次に、本発明の第3の実施の形態を図5乃
至図7に示す。図5は、本発明による単一化した水位/
振動感知装置を垂直方向に切開して見た第3の実施の形
態を示す断面図であり、図6は図5の第3支持物を拡大
して見た斜視図であって、タンクの前後左右及び上下の
衝撃により第3ローリング部材が第3支持物の内曲面に
沿って自由運動する状態を示したものであり、図7は図
6のI−I線に沿って見た断面図である。
【0089】本発明の第3の実施の形態による水位/振
動センサ400における第3支持物401は、その上部
面が中央から放射方向に緩慢な傾斜を有するように曲面
に形成され、第3ローリング部材402が放射方向に自
由運動するように、3次元の球面状の内曲面401aを
有することを特徴とし、上述した図8のコイル部303
と共にX,Y,Z方向、いわゆる前後左右及び上下方向
の振動を感知する形状からなっている。
【0090】この場合、コイル部303のZ方向コイル
303cは、洗濯行程時には洗濯槽101内の水位によ
るコア13の動きを、脱水行程時には第3ローリング部
材402の上下の動きを感知するので、水位と同時に上
下振動を測定することができる。前記において±Z方向
の移動は、タンク100の振動が酷く発生して、磁性材
質の第3ローリング部材402が第3支持物401から
上、下方向に弾む場合と、第3支持物401の内曲面4
01aから傾斜角を持って移動する場合である。
【0091】続いて、またX,Y方向コイル303a,
303bは、第3支持物401の内曲面401aから前
後左右に移動する第3ローリング部材402の現在位置
を2次元的に測定することができる。従って、X,Y方
向にどの程度の振動力が加えられるかを分離して、上述
した方法によりX,Y,Z方向の振動をそれぞれ測定す
ることができる。
【0092】この時、各方向別に振動を測定する方法
で、X,Y,Zにおける振動Vx,Vy,Vzは、各方
向コイル(303a乃至303c)のインダクタンスを
Lx,Ly,Lzとする時、Vx=f1(Lx,L
z),Vy=f2(Ly,Lz),Vz=f3(Vz)
に表現されるし、ここにおいてf1乃至f3は任意関数
である。
【0093】次に、本発明の第4の実施の形態を図10
に示した。本発明の第4の実施の形態では、第1乃至第
3の実施の形態でのような支持物201,301,40
1とローリング部材202,302,402を利用せ
ず、既存の水位センサ111のみで脱水時の洗濯機の振
動を感知するものである。
【0094】図10は、図12,13及び図16を適用
した本発明の水位/振動感知方法に対する第4の実施の
形態を示す説明図であって、図10の(a)は洗濯物の
偏心がない時、その脱水スタート時点における水位セン
サから測定した共振周波数の波形図であり、図10の
(b)は洗濯物の偏心が酷い状態である時、その脱水ス
タート時点における水位センサから測定した共振周波数
の波形図である。図10の(a)に示したとおり、洗濯
槽101内の洗濯物が偏心がない場合やまたは無負荷脱
水である場合、洗濯槽101内の水位が空水位である状
態で誘導電動機103が駆動され、且つ時間の経過によ
る誘導電動機104の速度が増加しても、洗濯槽101
が偏心回転をしないことによって、水位センサ111の
共振周波数も変化しないことが分かる。
【0095】しかし、図10の(b)に示したとおり、
洗濯物の偏心が大きい場合において、誘導電動機103
の速度上昇によって洗濯槽101の偏心回転が大きくな
り、これにより外部のケース102を打撃してその衝撃
力を水位センサ111に伝達する。外部ケース102の
打撃程度によって水位センサ111のコア13がコイル
14の内部を垂直移動しながら、上述のとおりコイル1
4の固有インダクタンスを変化させるようになる。その
変化されたインダクタンスをLC共振回路から共振周波
数変化に変換し、この変換された共振周波数の測定によ
り振動程度が分かる。即ち、図10の(b)に示したと
おり、洗濯物の偏心が大きい場合、水位センサ111の
共振周波数の変化量(ΔHz)も大きく表れることが分
かる。従って、前記共振周波数の変化量(ΔHz)を感
知すると現在の脱水振動状態が分かる。
【0096】これを具体的に説明すると、まず洗濯槽1
01の水位による水圧の変化を共振周波数変化に変換し
て、洗濯水位を感知する水位センサ111から洗濯槽1
01の水位が空水位であり脱水物量のない時、前記共振
周波数H1を測定して、既にマイクロプロセッサ114
に基準共振周波数に設定して置く。
【0097】以降、現在の洗濯運転が脱水行程であるか
を確認して、脱水行程であれば水位センサ111から水
位が空水位であり脱水物量がある時の共振周波数H2を
測定して、基準共振周波数H1との偏差H2−H1を求
める。このように求めた偏差と既に設定して置いた基準
変化量ΔHとを比較して、基準変化量ΔHより偏差が更
に小さい場合、誘導電動機103を定められた速度で高
速回転させて正常的な脱水を行う。しかし、前記におい
て求めた偏差が基準変化量ΔHより更に大きい場合は、
誘導電動機103の駆動を停止させて脱水行程を一応中
断することによって、洗濯槽101の過度な振動を前も
って防止することができる。
【0098】この時、前記の基準変化量ΔHは、洗濯機
の類型、容量、規格等の固有特性に合う値等を事前実験
により求めた値等を既に設定して置いた値であり、また
この値は、洗濯槽101が外部ケース102との衝突が
最小である振動状態である時の変化量を実験的に求めて
得られた値を用いる。
【0099】前記において説明した本発明の第4の実施
の形態では、脱水行程を行う時の振動を感知する場合を
説明したが、誘導電動機103がオン(ON)状態であ
る場合は、常に水位センサ111の周波数変化量を測定
して、全体の洗濯運転途中で過度な振動を感知して予防
することもできる。
【0100】以上の各実施の形態は、従来の技術、即ち
洗濯行程時に洗濯槽内の水位を水位センサ及びLC共振
回路を用いて感知し、脱水行程時には別途のリミットス
イッチのような器具的な振動センサを通して洗濯機の振
動を感知することとは異なって、洗濯行程と脱水行程時
に洗濯槽の水位と洗濯槽の回転による洗濯機の振動程度
を1つに単一化した水位/振動センサを通して感知する
ことが分かる。
【0101】この結果から、本発明によると洗濯槽の水
位と洗濯槽の偏心回転による洗濯機の振動程度をより正
確で精密に測定することによって、振動感知のエラー確
率及び脱水に所要される時間が短縮され、また不必要な
機械的な要素等が排除されることが分かる。
【0102】
【発明の効果】以上のように、本実施の形態では洗濯水
位と脱水行程時の洗濯物の偏重による洗濯機の振動をよ
り精密に測定することによって、従来技術による振動感
知エラー、脱水時間の所要によるエネルギーが増加され
ないことを説明している。この適用例によると、洗濯物
の偏重程度によってローリング部材及びコイルが速く応
答して洗濯水位量と振動量とを正確に感知することによ
って、既存の洗濯機よりもずっと向上された洗濯と脱水
が行え、且つ製品信頼性の向上は勿論のこと、洗濯物対
比製品の性能安定化を実現することができる。
【0103】そして、前記において本発明の特定な実施
の形態が説明及び図示されたが、本発明が当業者により
多様に変形されて実施される可能性があることは明らか
なことである。このような変形された実施例等は、本発
明の技術的な思想や展望から個別的に理解されてはいけ
ないし、このような変形された実施例等は本発明の添付
された特許請求の範囲内に属すると言えるべきである。
【0104】上述した説明から明らかなことは、本発明
による洗濯機の水位/振動感知装置によると、洗濯水位
と洗濯機の振動を1つに単一化したセンサ、または水位
センサを通して感知することによって、機械的な振動感
知用リミットスイッチが不必要であり、原価節減及び構
造の複雑性が防止される。
【0105】また、3次元的な振動測定が可能になっ
て、より正確で精密な測定量が得られるので、洗濯機の
振動幅が大きければ、洗濯/脱水を中断する単純制御だ
けでなく、洗濯/脱水途中の振動状態を監視してこれを
抑制する能動的な制御を行うことが可能になるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の単一化した水位/
振動センサを垂直方向に切開して示した断面図である。
【図2】図1においてタンクの左側方向よりの衝撃によ
り第1ローリング部材が上下、左右方向に移動して振動
を感知する第1支持物の拡大断面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態の単一化した水位/
振動センサを垂直方向に切開して示した断面図である。
【図4】図3においてタンクの左側方向よりの衝撃によ
り第2ローリング部材が上下、左右方向に移動して振動
を感知する第2支持物の拡大断面図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態の単一化した水位/
振動センサを垂直方向に切開して示した断面図である。
【図6】図5の第3支持物の拡大斜視図で、タンクの前
後左右及び上下の衝撃により第3ローリング部材が第3
支持物の内曲面に沿って自由運動する状態を示した図で
ある。
【図7】図6のI−I線に沿った断面図である。
【図8】本発明の第2、第3の実施の形態に適用される
コイル部の拡大斜視図である。
【図9】本発明の第2、第3の実施の形態に適用される
コイル部のインダクタンス変化値により水位と振動を同
時に感知して洗濯運転制御を遂行するシステムブロック
図である。
【図10】本発明の第4の実施の形態を説明するための
図で、(a)は無負荷脱水時の共振周波数の測定結果を
示すグラフ、(b)は洗濯物量が多い場合の共振周波数
の測定結果を示すグラフである。
【図11】水位センサと振動センサとを備えた従来の洗
濯機を側面から見た概略的な構成図である。
【図12】従来の洗濯機に装着される水位センサを垂直
方向に切開した拡大断面図である。
【図13】従来の水位センサに備えられるコイルの形状
拡大図である。
【図14】従来の水位センサの周波数変化量を以て洗濯
槽内の水位を測定するための原理説明図である。
【図15】従来の洗濯機に装着される振動センサをより
詳細に示す構成図である。
【図16】従来の水位センサ及び振動センサの作用によ
って洗濯運転制御を遂行するシステムブロック図であ
る。
【符号の説明】
10…ハウジング 11…ベローズ 12…遮蔽部材 13…コア 14…コイル 15,21…スプリング 16…支持部材 17…キャップ 20…スイッチレグ 100…タンク 101…脱水槽 102…ケース 103…誘導電動機 104…クラッチ 105…ベルト 106…パルセータ 107…スナババー 108…ダンパ 109…給水バルブ 110…排水バルブ 111…水位センサ 112…振動センサ 113…水圧伝達路 114…マイクロプロセッサ 115…モーター駆動部 116…波形定形部 117…バルブ駆動部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セオ サン−ホー 大韓民国,ソウル,ヨンドゥンポー−グ, ヨイド−ドン ナンバー20 (72)発明者 クウォン オー−スン 大韓民国,ソウル,ヨンドゥンポー−グ, ヨイド−ドン ナンバー20

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)洗濯槽の水位による水圧の変化を
    共振周波数変化に変換して洗濯水位を感知する水位セン
    サにおいて、前記洗濯槽の水位が空水位であり洗濯物量
    がない時、前記の共振周波数を測定する段階; (2)前記の共振周波数を基準共振周波数に設定する段
    階; (3)洗濯運転制御の中の脱水行程時、前記水位センサ
    からの共振周波数を測定して、前記の基準共振周波数と
    の偏差を求める段階;及び (4)前記共振周波数の偏差と設定された基準偏差との
    比較により、前記の脱水行程の進行可否を決定する段階
    を含むことを特徴とする洗濯機の水位/振動感知方法。
  2. 【請求項2】 (1)洗濯槽の水位による水圧の変化を
    共振周波数変化に変換して洗濯水位を感知する水位セン
    サにおいて、前記洗濯槽の水位が空水位であり洗濯物量
    がない時、前記の共振周波数を測定する段階; (2)前記の共振周波数を基準共振周波数に設定する段
    階; (3)現在、洗濯槽を回転させるための誘導電動機の動
    作可否を確認する段階; (4)前記誘導電動機が動作状態であれば、前記水位セ
    ンサからの共振周波数を測定して、前記の基準共振周波
    数との偏差を求める段階;及び (5)前記で求めた偏差と設定された基準偏差との比較
    により、前記誘導電動機の継続的な動作進行可否を決定
    する段階を含むことを特徴とする洗濯機の水位/振動感
    知方法。
  3. 【請求項3】 (1)洗濯行程時、洗濯槽の水位による
    水圧の変化によりコイルの内部空間を移動して、前記コ
    イルの固有インダクタンスを変化させる段階; (2)脱水行程時、前記洗濯槽の偏心回転による水平方
    向及び垂直方向の振動により、前記コイルの内部空間を
    移動しながら前記コイルの固有インダクタンスを変化さ
    せる段階; (3)前記の行程によって得られたインダクタンスの変
    化値に定められた静電容量値を付加して共振周波数を変
    化させる段階;及び (4)前記の行程によって得られた共振周波数の変化量
    を以て水位量及び振動量を判断して洗濯運転を制御する
    段階を含むことを特徴とする洗濯機の水位/振動感知方
    法。
  4. 【請求項4】 前記の洗濯行程時、前記洗濯槽の水位に
    よるコイルのインダクタンス変化量をΔL1とし、脱水
    行程時に前記洗濯槽の振動によるコイルのインダクタン
    ス変化量をΔL2とする時、前記インダクタンスの変化
    量はΔL1>ΔL2に規定したことを特徴とする請求項
    3記載の洗濯機の水位/振動感知方法。
  5. 【請求項5】 (1)洗濯槽の水位による水圧の変化に
    より、少なくとも2個以上のインダクタンスを有するコ
    イル部の内部空間を移動して、前記いずれか1つの固有
    インダクタンス値を変化させる段階; (2)前記洗濯槽の偏心回転によって振動領域と非振動
    領域とが区分された支持物を中心としてローリング部材
    が自由移動しながら、前記コイル部で垂直方向に対する
    固有インダクタンスを含む少なくとも1つ以上の固有イ
    ンダクタンスを変化させる段階; (3)前記変化された固有インダクタンスに定められた
    静電容量を付加して固有の共振周波数変化に変換させる
    段階;及び (4)洗濯運転行程によって、前記共振周波数の変化値
    を以て水位量または振動量を判断して、前記洗濯運転の
    行程を制御する段階を含むことを特徴とする洗濯機の水
    位/振動感知方法。
  6. 【請求項6】 前記洗濯槽の同心軸に対して左右方向を
    X、前後方向をY、上下方向をZとする時、前記のコイ
    ル部はX,Y,Z方向に対する固有インダクタンスを有
    することを特徴とする請求項5記載の洗濯機の水位/振
    動感知方法。
  7. 【請求項7】 前記コイル部のX,Y,Zの中、前記い
    ずれか1つの方向を水位感知方向に、前記1つの方向と
    残りの二方向を振動感知方向とに規定することを特徴と
    する請求項6記載の洗濯機の水位/振動感知方法。
  8. 【請求項8】 前記コイル部のX,Y,Z方向の振動を
    それぞれVx,Vy,Vzとし、この時の各方向のイン
    ダクタンスをLx,Ly,Lzとする時、前記の各方向
    に対する振動の測定は、 Vx=f1(Lx,Lz) Vy=f2(Ly,Lz) Vz=f3(Vz)に規定し、前記f1,f2,f3は
    任意の関数であることを特徴とする請求項5または7記
    載の洗濯機の水位/振動感知方法。
  9. 【請求項9】 (1)タンクと水圧伝達路を通して連結
    されたハウジング内に設けられて、洗濯槽内の水位によ
    る水圧の変化により垂直運動する気密維持手段; (2)1つの固有インダクタンスを以てハウジングの内
    壁のほぼ中央に設けられるコイル; (3)前記気密維持手段の上部面に結合されて、前記の
    水圧によって前記コイルの内部空間を垂直運動しなが
    ら、前記の固有インダクタンスを変化させる磁界媒体; (4)前記磁界媒体の上端部と一定距離を置いて前記コ
    イルの内部空間に位置して、前記の水圧により前記の磁
    界媒体と共に垂直運動しながら、上部面が所定の角度で
    傾斜した支持物; (5)所定の直径を有し、前記洗濯槽の偏心回転によっ
    て前記支持物の傾斜面に沿って垂直移動しながら、前記
    コイルの固有インダクタンスを変化させる所定材質のロ
    ーリング部材;及び (6)前記コイルの固有インダクタンスの変化値に定め
    られた静電容量を付加して共振周波数を発生し、前記の
    共振周波数を電圧波形に安定化して水位量と偏心量を選
    択的に測定するようにする波形定形手段を含んでなる洗
    濯機の水位/振動感知装置。
  10. 【請求項10】 前記支持物の傾斜面は、前記洗濯槽の
    同心軸に対して一方向に0度乃至40度の範囲を以て傾
    斜したことを特徴とする請求項9記載の洗濯機の水位/
    振動感知装置。
  11. 【請求項11】 前記支持物の傾斜角は大略20度に規
    定することを特徴とする請求項10記載の洗濯機の水位
    /振動感知装置。
  12. 【請求項12】 前記支持物の底面から前記傾斜角の初
    期時点までの高さを大略0mm乃至2mmの範囲に規定する
    ことを特徴とする請求項9記載の洗濯機の水位/振動感
    知装置。
  13. 【請求項13】 前記ローリング部材の直径は3mm乃至
    5mmの範囲に規定することを特徴とする請求項9記載の
    洗濯機の水位/振動感知装置。
  14. 【請求項14】 前記ローリング部材の直径は大略4mm
    に規定することを特徴とする請求項13記載の洗濯機の
    水位/振動感知装置。
  15. 【請求項15】 前記のローリング部材は磁性材質から
    構成されることを特徴とする請求項9記載の洗濯機の水
    位/振動感知装置。
  16. 【請求項16】 前記支持物の傾斜角が0度であり、ロ
    ーリング部材の直径が4mmである時、前記のローリング
    部材はステンレス材質から構成されることを特徴とする
    請求項9または10または12記載の洗濯機の水位/振
    動感知装置。
  17. 【請求項17】 前記の波形定形手段は、 (1)入力電圧を増幅して出力する増幅素子;及び (2)前記増幅素子の入、出力端子にそれぞれの抵抗と
    直列接続されて、前記増幅素子の出力電圧を入力端に帰
    還させるコンデンサからなり; 前記コンデンサに前記のコイルを並列接続して、前記ロ
    ーリング部材の垂直移動により前記の波形定形手段がL
    C共振回路により動作するようにしたことを特徴とする
    請求項9記載の洗濯機の水位/振動感知装置。
  18. 【請求項18】 (1)タンクと水圧伝達路を通して連
    結されたハウジング内に設置され、洗濯槽内の水位によ
    って膨張して垂直運動する気密維持手段; (2)少なくとも2個以上の固有インダクタンスを以て
    前記ハウジングの内壁のほぼ中央に設けられるコイル
    部; (3)前記気密維持手段の上部面に結合されて、前記の
    水圧によって前記コイル部の内部空間を垂直運動しなが
    ら、前記いずれか1つの固有インダクタンスを変化させ
    る磁界媒体; (4)前記磁界媒体の上端部と一定距離を置いて前記コ
    イル部の内部空間に位置して、前記の水圧により前記の
    磁界媒体と共に、前記コイル部の内部空間を垂直運動し
    ながら上部面が中心部を基準として傾斜して形成された
    支持物; (5)所定の直径を有し、前記洗濯槽の偏心回転によっ
    て、前記支持物の傾斜面に沿って自由移動しながら、前
    記コイル部でいずれか1つの固有インダクタンスを変化
    させる所定材質のローリング部材;および (6)前記コイル部のインダクタンス変化に固定された
    静電容量を付加して共振周波数を発生し、前記の共振周
    波数を電圧波形に安定化して、水位量と各方向の振動量
    とを選択的に測定するようにする波形定形手段を含むこ
    とを特徴とする洗濯機の水位/振動感知装置。
  19. 【請求項19】 前記洗濯槽の同心軸に対する振動方向
    で、左右方向をX、前後方向をY、上下方向をZにする
    時、前記のコイル部は大略4角六面体形を有し、前記の
    4角六面体にX,Y,Z方向に水平にそれぞれのコイル
    が所定の巻線比で巻かれたことを特徴とする請求項18
    記載の洗濯機の水位/振動感知装置。
  20. 【請求項20】 前記のX,Y,Z方向のコイルの中い
    ずれか1つのコイルは、水圧と振動によりインダクタン
    スを変化させ、残りの二方向のコイルは、前記1つのコ
    イルと共に前記洗濯槽の偏心回転による振動によりイン
    ダクタンスを変化させて、各方向別に振動を測定するよ
    うにしたことを特徴とする請求項19記載の洗濯機の水
    位/振動感知装置。
  21. 【請求項21】 前記支持物の上部面は、その中央から
    左側と右側方向に同一な角度を有して傾斜して形成さ
    れ、洗濯槽の偏心回転による±X方向の振動を感知する
    ように二傾斜面を有することを特徴とする請求項18記
    載の洗濯機の水位/振動感知装置。
  22. 【請求項22】 前記支持物の二傾斜面が、前記洗濯槽
    の同心軸に対して両方向に0度乃至40度の範囲を以て
    傾斜したことを特徴とする請求項21記載の洗濯機の水
    位/振動感知装置。
  23. 【請求項23】 前記支持物の二傾斜角は大略20度に
    規定することを特徴とする請求項22記載の洗濯機の水
    位/振動感知装置。
  24. 【請求項24】 前記支持物の上部面がその中央から両
    方向に同一な角度を以て傾斜した形状を有する時、前記
    のX方向コイルを円筒形形状の単一コイル部にして配置
    することを特徴とする請求項18または21記載の洗濯
    機の水位/振動感知装置。
  25. 【請求項25】 前記ローリング部材の直径は3mm乃至
    5mmの範囲に規定し、磁性材質から構成することを特徴
    とする請求項18記載の洗濯機の水位/振動感知装置。
  26. 【請求項26】 前記ローリング部材の直径は大略4mm
    に規定することを特徴とする請求項25記載の洗濯機の
    水位/振動感知装置。
  27. 【請求項27】 前記支持物の上部面をその中央から放
    射方向に緩慢な傾斜を有して、前記ローリング部材が放
    射方向に自由運動可能なように球面状の内曲面に形成す
    ることを特徴とする請求項18記載の洗濯機の水位/振
    動感知装置。
  28. 【請求項28】 前記支持物の内曲面がその中央を中心
    として、大略0度乃至4度の範囲で傾斜して曲面状に形
    成されることを特徴とする請求項27記載の洗濯機の水
    位/振動感知装置。
  29. 【請求項29】 前記支持物の内曲面の傾斜角は20度
    に規定したことを特徴とする請求項28記載の洗濯機の
    水位/振動感知装置。
  30. 【請求項30】 前記の波形定形手段は、 (1)入力電圧を増幅して出力する増幅素子;及び (2)前記増幅素子の入、出力端子にそれぞれの抵抗と
    直列接続されて、前記増幅素子の出力電圧を入力に帰還
    させるコンデンサからなり; 前記のコンデンサに前記のコイル部を並列に接続して、
    前記ローリング部材が前記支持物に従って移動する時、
    前記の波形定形手段がLC共振回路により動作するよう
    にしたことを特徴とする請求項18記載の洗濯機の水位
    /振動感知装置。
  31. 【請求項31】 前記の気密維持手段は、前記ハウジン
    グ内の水圧伝達路に結合されて、前記の水位による水圧
    により垂直方向に膨張するベローズから構成したことを
    特徴とする請求項18記載の洗濯機の水位/振動感知装
    置。
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