JP2003154190A

JP2003154190A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2003154190A
Application number: JP2001358795A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Fukushima; 嘉夫福嶋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2003-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】洗濯槽内の水位を検知する水位センサを備え
た洗濯機において、電極間容量変化を利用して水位セン
サを構成して強電界の影響を少なくし、また耐ノイズ性
を強くし、センサ自体の構成を１素子として構成を簡単
にすることにより安価にし、信頼性を向上する。【解決手段】２個の電極１０ｆ、１０ｇ間に誘電体１
０ｈを配置し、空気圧が加わると誘電体１０ｈが電極１
０ｆ、１０ｇ間を移動するよう水位センサ１０を構成す
る。洗濯槽２内の水位に応じた空気圧をホース３を通し
て水位センサ１０に伝達し、水位センサ１０の電極１０
ｆ、１０ｇ間から得られる容量値を変換装置１１により
電気信号に変換する。洗濯槽２の水位の変化に応じて変
化する容量値を変換装置１１の出力により読み取って水
位を検知するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯槽内の水位を
検知する水位センサを備えた洗濯機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の洗濯機は図８に示すよう
に構成していた。以下、その構成について説明する。

【０００３】図８に示すように、水位センサ１は、ゴム
などで形成したダイヤフラム１ｂに磁性体１ｋを固定
し、洗濯槽２内の水位により発生する空気圧が洗濯槽２
に接続したホース３を通して水位センサ１を構成する密
閉室１ｃに加わり、これにより空気圧がダイヤフラム１
ｂに加わり、ダイヤフラム１ｂに固定した磁性体１ｋが
円筒状のコイル１ｉの中心線上を移動することによりイ
ンダクタンスが変化するよう構成している。

【０００４】このコイル１ｉに並列にコンデンサ１ｊを
接続し、図９に示すように、リード線５とコネクタ６を
介して変換装置４に接続している。変換装置４は、コイ
ル１ｉのインダクタンスおよびコンデンサ１ｊにより、
これらの共振周波数で発振する発振回路である。ここ
で、変換回路４は、磁性体１ｋが円筒状のコイル１ｉの
中心線上を移動することによるインダクタンスの変化に
より、発振周波数を変化させ、変化する周波数を読み取
って水位検知するよう構成している。

【０００５】この場合、コンデンサ１ｊはコイル１ｉに
並列に接続しているため、コンデンサ１ｊの容量のばら
つき、または水位センサ１の構造およびダイヤフラム１
ｂなどの材料等のばらつきによる共振周波数のばらつき
をなくすため、磁性体１ｋを固定しているダイヤフラム
１ｂの反対側にスプリング１ｅを配置し、調整ねじ１ｄ
により、磁性体１ｋとコイル１ｉの中心線上の相対位置
を初期調整してインダクタンスを調整し、共振周波数の
一定化を図っている。

【０００６】ＬＣ発振回路を構成するコンデンサ１ｊ
は、水位センサ１または変換装置４のいずれに配置して
も動作上は可能であるが、コンデンサ１ｊは元来抵抗な
どと比べると高価であり、さらに、コンデンサ１ｊの容
量値偏差を小さくしようとするとコストが高くかかるた
め、５％程度のコンデンサを使用し、水位センサ１に配
置して、上記インダクタンスの調整時にコンデンサ１ｊ
も含め、水位センサ１単体で共振周波数を一定値に調整
して使用するという方法が一般的である。

【０００７】上記構成において動作を説明する。洗濯物
の量を判定する布量判定装置（図示せず）により得られ
た布量に応じて、予め給水量を設定したプログラムによ
り布量が検出されると、プログラムから給水量を指定す
るとともに、給水弁８がオンとなって給水を開始し、同
時にその布量に対応した水位に相当する設定値を判定装
置７に送る。

【０００８】そして、洗濯槽２内の水位が上昇して、そ
の水圧により発生する空気圧により磁性体１ｋがコイル
１ｉに近づくと、発振周波数が変動し、判定装置７は変
換装置４からの値が設定値に到達すると、水位が所定の
値に到達したものと判定して、給水弁８に給水停止指令
を送り、給水弁８がオフとなり給水を停止する。これに
より布量に応じた水量を給水することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、水位センサ１と発振回路を構成する変換
装置４の間はリード線により接続しているが、水位セン
サ１がインダクタンスにより構成されており、これを発
振回路と接続するのにリード線５を長く引き伸ばしてい
るため、外来ノイズの影響を受けやすく、また、強電界
等に対しても誤動作を起こしやすいという問題を有して
いた。

【００１０】すなわち、ＬＣ発振回路は、洗濯機の構造
上、プリント基板上に発振回路を構成し、水位センサ１
に存在するコイル１ｉとコンデンサ１ｊとはリード線５
およびコネクタ６により接続して発振回路として動作す
るが、最近一般的となってきたインバータモータを使用
した洗濯機などにおいては、そのモータの駆動をＰＷＭ
駆動等行うため、モータ駆動回路、モータ、モータ駆動
回路からモータに至るリード線などからノイズを発生
し、水位センサ１またはそのリード線５との磁気結合、
または容量結合等により発振回路にノイズが飛び込み、
発振周波数が乱され、水位を誤検知し布量に応じた給水
ができなくなり、最適な洗濯をすることができなくな
り、誤動作を起こしやすい。また、強電界試験などにお
いても比較的に低いレベルで誤動作が発生する。

【００１１】また、コイル１ｉと磁性体１ｋによるイン
ダクタンスを使用しているため、材料費およびコイル１
ｉを巻くなどの作業により組み立て時間がかかるため、
コストが高いという問題を有していた。

【００１２】また、ＬＣ発振回路はインダクタンスとコ
ンデンサが並列接続となるが、使用するコンデンサ自体
が高価である。

【００１３】さらに、コンデンサ１ｊは偏差５％限度品
が通常よく使用される品種であり、抵抗に比べ偏差が大
きい。１％偏差品もあるが、種類も限られ、さらに高価
となり、抵抗と比べ高価である。

【００１４】したがって、通常はコンデンサを５％品を
使用して、共振周波数のばらつきを抑えるために、コイ
ル１ｉが存在する水位センサ１にコンデンサ１ｊを配置
し、コイル１ｉとコンデンサ１ｊのペア状態で共振周波
数の初期調整を、磁性体１ｋとコイル１ｉとの距離調整
を行っており、このため、コンデンサ１ｊは、水位セン
サ１に配置することとなる。これにより、水位センサ１
にはコイル１ｉとコンデンサ１ｊの２素子が存在するこ
ととなり、構造的に複雑となり、また、製造工数も増加
しコストが高くなるという問題を有していた。

【００１５】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、電極間容量変化を利用して水位センサを構成して強
電界の影響を少なくし、また耐ノイズ性を強くし、セン
サ自体の構成を１素子として構成を簡単にすることによ
り安価にし、信頼性を向上することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、２個の電極間に誘電体を配置し、空気圧が
加わると誘電体が電極間を移動するよう水位センサを構
成し、洗濯槽内の水位に応じた空気圧をホースを通して
水位センサに伝達し、水位センサの電極間から得られる
容量値を変換装置により電気信号に変換するよう構成
し、洗濯槽の水位の変化に応じて変化する容量値を変換
装置の出力により読み取って水位を検知するよう構成し
たものである。

【００１７】これにより、電極間容量変化を利用して水
位センサを構成するため、水位センサと変換装置との間
をリード線で接続する構成としても、強電界の影響を少
なくできるとともに、耐ノイズ性を強くすることがで
き、センサ自体の構成を１素子として構成を簡単にする
ことにより安価にでき、信頼性を向上することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、２個の電極と、前記電極間に配置した誘電体と、空
気圧が加わると前記誘電体が前記電極間を移動するよう
構成した水位センサと、洗濯槽内の水位に応じた空気圧
を水位センサに伝達するホースと、前記水位センサの電
極間から得られる容量値を電気信号に変換する変換装置
とを備え、洗濯槽の水位の変化に応じて変化する容量値
を変換装置の出力により読み取って水位を検知するよう
構成したものであり、洗濯槽に給水されるとその水圧に
よりホースを通して空気圧が水位センサを構成するダイ
ヤフラムに印加され、これによりダイヤフラムが変形す
ることでダイヤフラムに固定された誘電体が電極間を移
動し、電極間容量が変化する。これを変換装置により電
気信号に変換してその値を水位として出力する。水位セ
ンサはコンデンサにより構成されるため、ノイズ等に強
い水位センサとすることができる。さらに、変換装置に
より得られる水位データを複数回検知してその平均値に
より水位を決定することにより、一層ノイズに対して強
い信頼性の高いデータとすることができる。

【００１９】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、変換装置は、電極間容量により得
られる電気信号の電圧を出力として読むよう構成したも
のであり、変換装置と電極間容量により構成される電子
回路による動作により、電極間容量により得られる電気
信号の電圧を検知してこれを読む水位検知を行うことと
なり、水位を電圧に変換して判定することができる。こ
の場合において、電極間容量により、とは、電極間容量
の存在に依存して発生するの意味であり、したがって、
電極間容量により得られる電気信号の電圧、とは、電極
間容量に発生する電圧その他電極間容量の存在に依存し
て発生し、電極間容量の値に対応して変化する電子回路
中の電圧を含む。さらに、変換装置により得られる水位
データを複数回検知してその平均値により水位を決定す
ることにより、一層ノイズに対して強い信頼性の高いデ
ータとすることができる。

【００２０】請求項３に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、変換装置は、定電圧を抵抗を介し
て電極間容量に印加し、一定時間後の電極間容量電圧ま
たは前記抵抗電圧を検知するよう構成したものであり、
一定の時定数により電極間容量に充電される電圧を一定
時間後に読み、その値により水位を読むこととなり、水
位を電圧で判定することができる。さらに、変換装置に
より得られる水位データを複数回検知してその平均値に
より水位を決定することにより、一層ノイズに対して強
い信頼性の高いデータとすることができる。

【００２１】請求項４に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、変換装置は、定電流を電極間容量
に流し、一定時間後の電極間容量電圧を検知するよう構
成したものであり、一定電流値により電極間容量に充電
される電圧を一定時間後に読み、その値により水位を読
むこととなり、水位を電圧で判定することができるとと
もに、電圧変化が直線的に変化することにより、水位と
電圧が直線的に比例することとなり、水位による誤差の
変化の少ない水位判定をすることができる。さらに、変
換装置により得られる水位データを複数回検知してその
平均値により水位を決定することにより、一層ノイズに
対して強い信頼性の高いデータとすることができる。

【００２２】請求項５に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、変換装置は、電極間容量により得
られる電気信号変化の時間を出力として読むよう構成し
たものであり、変換装置と電極間容量により構成される
電子回路による動作により、電極間容量により得られる
電気信号の時間的変化を読んで、水位を判定することが
できる。この場合において、電極間容量によりとは、電
極間容量の存在に依存して発生するの意味であり、した
がって、電極間容量により得られる電気信号とは、電極
間容量により得られる電気信号その他電極間容量の存在
に依存して発生し、電極間容量の値に対応して変化する
電子回路中の電気信号を含む。さらに、変換装置により
得られる水位データを複数回検知してその平均値により
水位を決定することにより、一層ノイズに対して強い信
頼性の高いデータとすることができる。

【００２３】請求項６に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、変換装置は、定電圧を抵抗を介し
て電極間容量に印加し、電極間容量により発生する電圧
が所定値に到達する時間を検知するよう構成したもので
あり、一定の時定数により電極間容量を充電する電圧が
所定の電圧に到達するまでの時間を検知し、その時間の
長さにより水位を検知することとなり、水位を時間で判
定することができる。この場合において、電極間容量に
よりとは、電極間容量の存在に依存しての意味であり、
したがって、時間を検知する対象は、電極間容量及びそ
の他電極間容量の存在に依存して発生し、電極間容量の
値に対応して変化する電子回路中の電気信号電圧を含
む。さらに、変換装置により得られる水位データを複数
回検知してその平均値により水位を決定することによ
り、一層ノイズに対して強い信頼性の高いデータとする
ことができる。

【００２４】請求項７に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、変換装置は、定電流を電極間容量
に印加し、その電圧が所定値に到達するまでの時間を検
知するよう構成したものであり、定電流で充電する電極
間容量の電圧が所定値に到達するまでの時間を検知し
て、その時間の長さにより水位を検知することとなり、
水位を時間で判定することができる。さらに、電極間容
量に対する時間変化が、直線的に比例するため、水位の
高低にかかわらず測定精度を安定することができる。さ
らに、変換装置により得られる水位データを複数回検知
してその平均値により水位を決定することにより、一層
ノイズに対して強い信頼性の高いデータとすることがで
きる。

【００２５】請求項８に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、変換装置は、電極間容量により得
られる周波数を検知するよう構成したものであり、変換
装置と電極間容量により構成される電子回路による動作
により、電極間容量の値に応じた電気信号の周波数を読
んで、水位を判定することができることとなり、水位を
周波数に変化して判定することができる。さらに、変換
装置により得られる水位データを複数回検知してその平
均値により水位を決定することにより、一層ノイズに対
して強い信頼性の高いデータとすることができる。

【００２６】請求項９に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、変換装置は、電極間容量とコイル
との共振を利用した発振回路としたものであり、水位を
発振回路の共振周波数として読むことができることとな
り、電極と変換装置を接続するコネクタに接触抵抗が発
生しても、その影響を受けることなく水位を検知するこ
とができる。さらに、変換装置により得られる水位デー
タを複数回検知してその平均値により水位を決定するこ
とにより、一層ノイズに対して強い信頼性の高いデータ
とすることができる。

【００２７】請求項１０に記載の発明は、上記請求項１
に記載の発明において、変換装置は、電極間容量により
周波数が変化するＣＲ発振回路としたものであり、水位
に応じた電極間容量で決定される周波数で発振するＣＲ
発振回路の周波数で水位を検知することができる。さら
に、変換装置により得られる水位データを複数回検知し
てその平均値により水位を決定することにより、一層ノ
イズに対して強い信頼性の高いデータとすることができ
る。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同
一符号を付して説明を省略する。

【００２９】（実施例１）図１に示すように、水位セン
サ１０は、ゴムなどで形成したダイヤフラム１０ｂに誘
電体１０ｈを固定し、洗濯槽２内の水位により発生する
空気圧が洗濯槽２に接続したホース３を通して水位セン
サ１０を構成する密閉室１０ｃに加わり、これにより空
気圧がダイヤフラム１０ｂに加わり、ダイヤフラム１０
ｂに固定した誘電体１ｈが外郭１０ａに固定した電極１
０ｆ、１０ｇの間を移動することにより電極間容量が変
化するよう構成している。また、調整ねじ１０ｄを回す
ことによりスプリング１０ｅを介して誘電体１０ｈの位
置を電極１０ｆ、１０ｇと平行方向に移動ができるよう
構成している。

【００３０】変換装置１１は、電極間容量により電気信
号を作成する回路で、水位センサ１０の電極１０ｆ、１
０ｇにリード線５およびコネクタ６を介して接続してい
る。

【００３１】判定装置７および給水弁８は、布量判定装
置（図示せず）により洗濯槽２に投入した布量を判定す
ると、給水弁８に給水開始を指令し、同時にその布量に
対応した水位に相当する設定値を判定装置７に送る。判
定装置７は変換装置１１からの値が設定値に到達する
と、水位が所定の値に到達したものと判定して、給水弁
に給水を停止する指令を送る。これにより給水を停止す
るものである。

【００３２】上記構成において動作を説明する。給水弁
８により、洗濯槽２に給水が始まると、その水位に応じ
てホース３を通して空気圧が気密室１０ｃに加わり、こ
れによりダイヤフラム１０ｂがその空気圧に応じて変形
する。これにより、ダイヤフラム１０ｂに固定した誘電
体１０ｈは電極１０ｆ、１０ｇに近づく。

【００３３】水位が上昇すると気密室１０ｃの空気圧が
高くなるため、ダイヤフラム１０ｂはさらに変形して、
誘電体１０ｈは一層電極１０ｆ、１０ｇに近づく。これ
により、電極１０ｆ、１０ｇと誘電体１０ｈとで構成さ
れる電極間容量は水位の上昇とともに増加する。

【００３４】リード線５およびコネクタ６により、この
電極間容量は変換装置１１に接続されている。変換装置
１１は、この電極間容量を変換装置１１を構成する電子
回路の一部として、その出力に、電極間容量値の変化に
対応して変化する電気信号を出力する。判定回路７はこ
の電気信号値が、布量判定により予め設定された電気信
号値に到達すると、給水弁８に給水停止信号を送り、給
水を停止する。これにより、所定の水位とすることがで
きる。

【００３５】このように本実施例は、水位が変化する
と、これに応じて誘電体１０ｈが電極１０ｆ、１０ｇ間
を移動することにより、電極１０ｆ、１０ｇ間の誘電率
を変えることにより、その容量値を変化させ、これを検
出して水位を検知することができる。ここで、水位セン
サ１０はコンデンサにより構成されるため、ノイズ等に
強い水位センサとすることができる。

【００３６】（実施例２）図２に示すように、電極間容
量１２は、上記実施例１にて説明したように、電極１０
ｆ、１０ｇの間を誘電体１０ｈが移動することにより変
化するもので、この電極間容量１２に抵抗１３を直列に
接続している。

【００３７】マイクロコンピュータ１４は、定電圧電源
１５を有し、この定電圧電源１５はマイコン内部の基準
電圧またはマイコン用定電圧電源などの機能を有してい
る。スイッチ１６は、一端を定電圧電源１５に接続し、
他端をマイコン出力を介して抵抗１３に接続している。
スイッチ制御回路１７は出力をスイッチ１６の制御端子
に接続している。

【００３８】プログラム１８は布量に応じてその水位を
予め設定するもので、その出力に、布量判定装置（図示
せず）で判定した布量に対応した水位設定値を出力して
いる。ＡＤ変換回路１９は、抵抗１３と電極間容量１２
の接続点のアナログ電圧を、マイコン端子を介して入力
し、その出力にディジタル変換値を出力するものであ
る。ここで、抵抗１３、定電圧電源１５、スイッチ１
６、スイッチ制御回路１７、ＡＤ変換回路１９などによ
り変換装置を構成している。

【００３９】判定回路２０は、タイマーと比較手段（い
ずれも図示せず）を備え、比較手段の入力には、ＡＤ変
換回路１９の出力と、プログラム１８からの水位設定値
を接続している。また、スイッチ制御回路１７からはス
イッチ制御端子にスイッチオン命令と同期した信号がタ
イマーに入力されている。タイマーはこの信号を受ける
と動作を開始し、一定時間が経過すると比較手段を動作
させ、ＡＤ変換回路１９の出力がプログラム１８の出力
の設定値に到達していると、給水停止の信号を出すよう
にしている。給水弁８は、判定回路２０の出力を受けて
給水のオンオフを制御するものである。他の構成は上記
実施例１と同じである。

【００４０】上記構成において動作を説明する。スイッ
チ制御回路１７からスイッチオン命令がスイッチ１６の
制御端子に加えられると、定電圧電源１５から電圧が抵
抗１３を介して電極間容量１２に印加される。これによ
り、ＡＤ変換回路１９の入力には、抵抗１３と電極間容
量１２の時定数でその値が上昇する電圧が印加される。

【００４１】判定回路２０の比較手段の一方には、この
ＡＤ変換回路１９のディジタル変換値が出力している。
判定回路２０はスイッチ制御回路１７によりスイッチオ
ン命令と同期して出力された信号によりタイマーが作動
を開始しており、タイマーにより設定された時間が経過
すると、比較手段により前述のディジタル変換値とプロ
グラム１８から得た設定値を比較し、ディジタル変換値
がプログラム設定値に到達していると、給水弁８からの
給水を停止する。

【００４２】なお、この比較動作は一定時間ごとに繰り
返し行われる。したがって、比較手段により比較が終わ
ると、電極間容量１２の電圧を一旦０にする必要があ
り、そのためにはスイッチ１６を開放して、その後、電
極間に充電された電荷を放電し、再び上記検知動作を実
施するが、この動作に関しては当然あるものとして言及
しない。

【００４３】なお、本実施例においては、電極間容量１
２の電圧を検知しているが、抵抗１３の電圧を検知する
ことも可能である。

【００４４】また、本実施例においては、マイクロコン
ピュータ１４により構成しているが、ハード回路で構成
できることは明白であり、マイクロコンピュータに限定
するものでない。

【００４５】（実施例３）図３に示すように、スイッチ
１６ａは、マイクロコンピュータ１４ａの外に配置し、
定電流回路２１はスイッチ１６ａを介して電極間容量１
２に接続している。スイッチ制御回路１７ａはマイコン
出力端子を介してスイッチ１６ａの制御端子に接続して
いる。他の構成は上記実施例１または２と同じである。

【００４６】上記構成において動作を説明する。なお、
上記実施例２と異なる電極間容量１２への充電動作につ
いて述べる。

【００４７】スイッチ１６ａがオンすると、定電流回路
２１からの電流により電極間容量１２の充電を始める。
このとき、充電電流は一定であるため、時間対充電電圧
は直線的に比例して上昇する。これにより、水位と充電
電圧が直線的に比例するため、どんな水位に対しても充
電電圧の変化率が一定であり、水位に依存せず、検出精
度が一定になるという効果を有する。

【００４８】（実施例４）図４に示すように、プログラ
ム１８ｂは、マイクロコンピュータ１４ｂに設け、設定
水位を時間値で出力するものである。判定回路２０ｂ
は、基準電圧をディジタル値で設定した基準値と、基準
値とＡＤ変換回路１９の出力ディジタル変換値を比較す
る第２の比較手段（図示せず）と、スイッチ制御回路１
７から得たスイッチ１６のオン命令と同期して出力する
同期信号より動作を開始し、時間をカウントするタイマ
ーカウンター（図示せず）の出力と、プログラム１８ｂ
の設定値を比較する第３の比較手段（図示せず）を有
し、ＡＤ変換回路１９の出力値が基準値に到達すると第
２の比較手段により第３の比較手段をオンし、第３の比
較手段においてタイマーカウンターの値がプログラム１
８ｂの設定値に到達すると、第３の比較手段の出力によ
り給水弁８を給水停止とするようにしている。他の構成
は上記実施例１または２と同じである。

【００４９】上記構成において動作を説明する。スイッ
チ制御回路１７によりスイッチ１６をオンすると、ＡＤ
変換回路１９には抵抗１３と電極間容量１２の時定数に
より充電電圧が上昇する電圧が入力される。これに応じ
たディジタル値が判定回路２０ｂの第２の比較手段に入
力し、この値が基準値に到達すると、第３の比較手段を
オンする。

【００５０】一方、スイッチ１６のオンと同期した信号
によりタイマーカウンターが動作を開始し、時間をカウ
ントしており、第２の比較手段の出力により第３の比較
手段がオンすると、プログラム１８ｂからの設定値と比
較する。タイマーカウント数が設定値に到達している
と、第３の比較手段は給水停止命令を給水弁８に出力
し、給水を停止する。

【００５１】タイマーカウント数が設定値に到達してい
ないときは、上記実施例２にも述べたように、本実施例
には図示していないが、スイッチ１６を開放して電極間
容量１２の電荷を放電し、再度上記検知動作を行う。

【００５２】（実施例５）図５に示すように、スイッチ
１６ｃは、マイクロコンピュータ１４ｃの外に配置し、
定電流回路２１ｃはスイッチ１６ｃを介して電極間容量
１２に接続し、定電流回路２１ｃと時間検知を組み合わ
せた例を示している。スイッチ制御回路１７ｃはマイコ
ン出力端子を介してスイッチ１６ｃの制御端子に接続し
ている。他の構成は上記実施例３または４と同じであ
る。

【００５３】上記構成において、その動作は上記実施例
３と上記実施例４の組み合わせにより実行される。

【００５４】本実施例においては、時間対充電電圧が直
線的に比例するため、水位は上記実施例３とは異なり時
間により検出されるが、実施例３と同様、水位によらず
検出精度が一定となり、安定した検知が可能となる。

【００５５】（実施例６）図６に示すように、コイル２
２は水位センサ１０の電極間容量１２に並列に接続し、
正帰還増幅回路２３は、電極間容量１２とコイル２２と
ともに発振回路（変換装置）を構成している。プログラ
ム２４は水位に応じた周波数設定値を出力するものであ
る。判定回路２５は、発振回路の出力周波数と、プログ
ラム２４の周波数設定値を入力端子に入力する比較手段
（図示せず）を有し、発振回路の周波数が設定値に到達
すると、比較手段の出力は給水弁８に給水停止命令を出
力するようにしている。他の構成は上記実施例１と同じ
である。

【００５６】上記構成において動作を説明する。正帰還
増幅回路２３の出力には、常時電極間容量１２とコイル
２２による共振周波数による交流発振信号を出力し、こ
の周波数信号は比較手段に入力されている。一方、プロ
グラム２４により設定された周波数値が比較手段のもう
一方の端子に入力されている。

【００５７】水位が上昇すると、電極間容量１２の値が
増加するため発振周波数は低下する。この周波数が設定
値に到達すると、給水弁８からの給水を停止する。これ
により所定の水位とすることができる。

【００５８】（実施例７）図７に示すように、無安定マ
ルチバイブレータ２６は、増幅器２６ａ、抵抗２６ｂ、
２６ｃ、２６ｄ、２６ｅおよび電極間容量１２で構成
し、増幅器２６ａの反転入力に抵抗２６ｂと電極間容量
１２を接続している。抵抗２６ｂの他端は増幅器２６ａ
の出力に接続している。非反転入力には抵抗２６ｃおよ
び２６ｄを接続している。抵抗２６ｃの他端は増幅器２
６ａの電源に接続している。

【００５９】また、電極間容量１２の他端と、抵抗２６
ｄの他端は増幅器２６ａの電源の基準電位に接続してい
る。また、増幅器２６ａの出力と抵抗２６ｃ、２６ｄの
接続点に抵抗２６ｅを接続している。増幅器２６ａの出
力は判定回路２５に接続し、判定回路２５の出力は給水
弁８に接続している。また、プログラム２４の周波数設
定出力は判定回路２５に接続している。他の構成は上記
実施例１または７と同じである。

【００６０】上記構成において動作を説明する。なお、
交流信号形成方法以外の動作は上記実施例６の動作と同
じであり、ここでは交流信号形成方法について説明す
る。

【００６１】電極間容量１２の電荷が０のときは、増幅
器２６ａの反転入力は電圧が０であり、一方、非反転入
力は増幅器２６ａの電源電圧を抵抗２６ｃと抵抗２６ｄ
で分割し、さらに抵抗２６ｅを出力と非反転入力に接続
しているため、０より高い電圧となっている。したがっ
て、反転入力のほうが低いため増幅器２６ａの出力はハ
イとなっている。

【００６２】増幅器２６ａの出力がハイであるため、反
転入力は抵抗２６ｂと電極間容量１２の時定数により電
圧が上昇していく。この電圧が非反転入力電圧を超える
と、増幅器２６ａの出力はローとなる。出力がローにな
ると非反転入力の電圧は、抵抗２６ｅが抵抗２６ｄとほ
ぼ並列に接続される構成となるため（増幅器２６ａの出
力はほぼ電圧０とみなす）瞬時に低下する。

【００６３】これにより、反転入力は電圧は、増幅器２
６ａの出力ローのときの非反転入力電圧から低下を始め
る。このとき、反転入力電圧は電極間容量１２と抵抗２
６ａを通して放電する時定数により低下する。この電圧
が非反転入力以下になると増幅器２６ａの出力はハイと
なる。以降は上記動作を繰り返す。

【００６４】なお、本実施例においては、マイコンによ
る実施例を記載しているが、ハード回路で実施できるこ
とは明白であり、本発明はマイコン制御のみを請求範囲
とするものではない。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載の
発明によれば、２個の電極と、前記電極間に配置した誘
電体と、空気圧が加わると前記誘電体が前記電極間を移
動するよう構成した水位センサと、洗濯槽内の水位に応
じた空気圧を水位センサに伝達するホースと、前記水位
センサの電極間から得られる容量値を電気信号に変換す
る変換装置とを備え、洗濯槽の水位の変化に応じて変化
する容量値を変換装置の出力により読み取って水位を検
知するよう構成したから、水位に応じて変化する電極間
容量により水位を検知することにより、ノイズや強電界
で誤動作を起こしにくくできて、信頼性を向上すること
ができ、また、簡単な構成とすることにより部品点数が
少なく、低コストにすることができる。

【００６６】また、請求項２に記載の発明によれば、変
換装置は、電極間容量により得られる電気信号の電圧を
出力として読むよう構成したから、電極間容量から電圧
を検知することにより、変換装置を簡単な構成とするこ
とができ、さらに、マイクロコンピュータなどにより殆
どハード回路の追加なしに構成することができ、安価な
変換装置により、一層安価にすることができる。

【００６７】また、請求項３に記載の発明によれば、変
換装置は、定電圧を抵抗を介して電極間容量に印加し、
一定時間後の電極間容量電圧または前記抵抗電圧を検知
するよう構成したから、変換装置はマイクロコンピュー
タを除いて抵抗のみで構成することができ、変換装置の
ハード回路部分をもっとも安価にすることができる。

【００６８】また、請求項４に記載の発明によれば、変
換装置は、定電流を電極間容量に流し、一定時間後の電
極間容量電圧を検知するよう構成したから、定電流回路
を使用することにより請求項２記載の発明の効果を得る
とともに、さらに水位検知の精度を水位の高低によらず
安定して検知することができる。

【００６９】また、請求項５に記載の発明によれば、変
換装置は、電極間容量により得られる電気信号変化の時
間を出力として読むよう構成したから、電極間容量を時
間により検知することにより、変換装置をマイクロコン
ピュータなどのソフト回路により検知しやすい形態と
し、請求項２記載の発明の効果と同様の効果を得ること
ができる。

【００７０】また、請求項６に記載の発明によれば、変
換装置は、定電圧を抵抗を介して電極間容量に印加し、
電極間容量により発生する電圧が所定値に到達する時間
を検知するよう構成したから、電極間容量を時間により
検知することにより、変換装置をマイクロコンピュータ
などのソフト回路により検知しやすい形態とし、請求項
２記載の発明の効果と同様の効果を得ることができる。

【００７１】また、請求項７に記載の発明によれば、変
換装置は、定電流を電極間容量に印加し、その電圧が所
定値に到達するまでの時間を検知するよう構成したか
ら、電極間容量を時間により検知することにより、変換
装置をマイクロコンピュータなどのソフト回路により検
知しやすい形態とし、請求項２記載の発明の効果と同様
の効果を得ることができ、さらに、水位の高低によらず
測定精度を一定とすることができる。

【００７２】また、請求項８に記載の発明によれば、変
換装置は、電極間容量により得られる周波数を検知する
よう構成したから、電極間容量により変換装置で交流周
波数を作成する構成とし、ノイズや強電界で誤動作を起
こしにくくできて、信頼性を向上することができ、ま
た、簡単な構成とすることにより部品点数が少なく、低
コストにすることができるとともに、コネクタなどが異
常により接触抵抗を持った場合にもその影響を受けず、
正しい水位を検知することができる。

【００７３】また、請求項９に記載の発明によれば、変
換装置は、電極間容量とコイルとの共振を利用した発振
回路としたから、コイルを回路側に配置することで、ノ
イズや強電界で誤動作を一層起こしにくくできて、信頼
性を向上することができ、また、簡単な構成とすること
により部品点数が少なく、低コストにすることができる
とともに、コネクタなどが異常により接触抵抗を持った
場合にもその影響を受けず、正しい水位を検知すること
ができる。

【００７４】また、請求項１０に記載の発明によれば、
変換装置は、電極間容量により周波数が変化するＣＲ発
振回路としたから、ノイズや強電界で誤動作を起こしに
くくできて、信頼性を向上することができ、また、簡単
な構成とすることにより部品点数が少なく、低コストに
することができるとともに、交流周波数を形成する回路
をコイルを使用せず抵抗を使用することにより安価にで
き、また、抵抗であるため、部品偏差を小さくすること
ができることにより安価で精度のよい水位検知とするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１の実施例の洗濯機のシステ
ム構成図（ｂ）同洗濯機の水位センサの断面図

【図２】本発明の第２の実施例の洗濯機の一部ブロック
化した要部回路図

【図３】本発明の第３の実施例の洗濯機の一部ブロック
化した要部回路図

【図４】本発明の第４の実施例の洗濯機の一部ブロック
化した要部回路図

【図５】本発明の第５の実施例の洗濯機の一部ブロック
化した要部回路図

【図６】本発明の第６の実施例の洗濯機の一部ブロック
化した要部回路図

【図７】本発明の第７の実施例の洗濯機の一部ブロック
化した要部回路図

【図８】（ａ）従来の洗濯機のシステム構成図（ｂ）同洗濯機の水位センサの断面図

【図９】同洗濯機の一部ブロック化した要部回路図

【符号の説明】

２洗濯槽３ホース１０水位センサ１０ｆ電極１０ｇ電極１０ｈ誘電体１１変換装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２個の電極と、前記電極間に配置した誘
電体と、空気圧が加わると前記誘電体が前記電極間を移
動するよう構成した水位センサと、洗濯槽内の水位に応
じた空気圧を水位センサに伝達するホースと、前記水位
センサの電極間から得られる容量値を電気信号に変換す
る変換装置とを備え、洗濯槽の水位の変化に応じて変化
する容量値を変換装置の出力により読み取って水位を検
知するよう構成した洗濯機。
【請求項２】変換装置は、電極間容量により得られる
電気信号の電圧を出力として読むよう構成した請求項１
記載の洗濯機。
【請求項３】変換装置は、定電圧を抵抗を介して電極
間容量に印加し、一定時間後の電極間容量電圧または前
記抵抗電圧を検知するよう構成した請求項１記載の洗濯
機。
【請求項４】変換装置は、定電流を電極間容量に流
し、一定時間後の電極間容量電圧を検知するよう構成し
た請求項１記載の洗濯機。
【請求項５】変換装置は、電極間容量により得られる
電気信号変化の時間を出力として読むよう構成した請求
項１記載の洗濯機。
【請求項６】変換装置は、定電圧を抵抗を介して電極
間容量に印加し、電極間容量により発生する電圧が所定
値に到達する時間を検知するよう構成した請求項１記載
の洗濯機。
【請求項７】変換装置は、定電流を電極間容量に印加
し、その電圧が所定値に到達するまでの時間を検知する
よう構成した請求項１記載の洗濯機。
【請求項８】変換装置は、電極間容量により得られる
周波数を検知するよう構成した請求項１記載の洗濯機。
【請求項９】変換装置は、電極間容量とコイルとの共
振を利用した発振回路とした請求項１記載の洗濯機。
【請求項１０】変換装置は、電極間容量により周波数
が変化するＣＲ発振回路とした請求項１記載の洗濯機。