JP2016129532A

JP2016129532A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2016129532A
Application number: JP2015003839A
Authority: JP
Inventors: 卓也小林; Takuya Kobayashi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-07-21

Abstract

【課題】安価に水位検知精度を向上させた洗濯機を提供することを課題とする。
【解決手段】水位検知補正行程において、溢水口１３から水が溢れ出しその水位が略一定になるまで給水を行い、水位が略一定になった時の水位検知手段１０が検知した周波数を基に、基準となる水位の周波数との差分から水位検知手段１０の精度ばらつきを算出し、その精度ばらつきにより複数段の各水位の周波数をそれぞれの基準周波数より補正して記憶手段に補正水位データとして入力し、給水行程において、補正水位データにより水位を決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗い、すすぎ、脱水行程を行なう洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、水位を検知するために、水位に比例した圧力の変化を周波数の変化に変換することにより検知する水位検知手段が広く用いられており、水位検知手段の水位検知のばらつきを抑制して水位検知の精度を向上する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の水位検知手段における水位検知部の断面図、図６は、同洗濯機の水位と周波数の特性図、図７は、同洗濯機の制御を説明するフローチャートである。

図５において、水位に応じて変化する空気圧である圧力Ｐを、ゴム等で成形された薄膜のダイヤフラム２５が受けると、磁性体２７がバネ２８の作用を受けて上下方向に変化する。この時、コイル２６の中を磁性体２７が上下方向に変位するので、コイル２６のインダクタンスが変化する。水位検出部と接続された発振回路（図示せず）の出力周波数は、コイル２６のインダクタンスと回路にあるコンデンサ（図示せず）の容量によって決まるので、コイル２６のインダクタンスが変化すると、周波数が変化することになる。この周波数を検出することで水位の変動を知ることができる。また、調整ネジ２９を上下することで、圧力に対するコイル２６のインダクタンスを変化させることができる。

図６において、ａの破線は、水位検知手段がばらついた場合や周囲温度の影響を受けた場合の平均的なサンプルの特性を示し、ｂはその上限のサンプルの特性、ｃはその下限のサンプルの特性を示している。

例えば、水位検知手段としてｘの特性を持つサンプルが用いられており、ｈｅの水位まで給水するときは、図７のフローチャートに示すように、ステップ４００で水位検知手段により水位が０のときの初期周波数ｆ０ｘを測定する。次に、ステップ４０１で記憶している周波数ｆ０ｃと初期周波数ｆ０ｘを比較し、ｆ０ｘ≧ｆ０ｃであれば、ステップ４０２にて、ｆ０ｘ＜ｆ０ｃであれば、ステップ４０３にて判定周波数を算出する。ここで、ｆ０ｃは平均的なサンプルの水位が０の時の周波数である。

所望の水位をｈｅとし、ばらつきが上限のサンプルの水位が０の時の周波数をｆ０ｈとし、ばらつきが下限のサンプルの水位が０の時の周波数をｆ０ｌとし、（ｆ０ｈ−ｆ０ｃ）または（ｆ０ｃ−ｆ０ｌ）を１とすると、比例計算により（ｆｅｈ−ｆｅｃ）または（ｆｅｃ−ｆｅｌ）は、（ｈｈ−ｈｅ）／ｈｈ（＝Ａとする）となる。ここで、ｆｅｃ、ｆｅｈ、ｆｅｌはそれぞれ水位がｈｅのときの平均的なサンプル、ばらつきが上限のサンプル、ばらつきが下限のサンプルの周波数である。

ステップ４０２、またはステップ４０３にて上記のような比例計算を行ない、ｆ０ｘ≧ｆ０ｃのとき判定周波数ｆｅ‘＝ｆｅｃ＋（ｆ０ｘ−ｆ０ｃ）×Ａ、ｆ０ｘ＜ｆ０ｃのとき判定周波数ｆｌ’＝ｆｌｃ−（ｆ０ｃ−ｆ０ｘ）×Ａとする。続いて、ステップ４０４で給水弁（図示せず）をＯＮして給水を開始し、ステップ４０５で一定時間の遅延の後、ステップ４０６で水位検知手段により周波数ｆｘを測定する。ステップ４０７では、測定した周波数ｆｘと判定周波数ｆｌ‘とを比較し、ｆｘ＞ｆｅ’であれば、ステップ４０５にもどり、ｆｘ≦ｆｅ‘であれば、所望の水位に達したものとみなし、ステップ４０８に
て給水弁をＯＦＦして給水動作を終了する。

特開昭６３−２２２２２２号公報

前記従来の構成では、水位０の時の平均水位周波数と、同じく水位０の時に測定した実際の周波数との差を基にして、ばらつきの方向を判断し、所望の水位の周波数を調節する方法である。

しかしながら、実際の周波数と水位の相関性は、様々なばらつき要素に影響されて必ずしも直線的に比例せず、また傾きも平均値と異なる場合がある。よって、ばらつき分布が大きい水位０近辺の周波数を基に補正を行う場合は、水位０に近接した低水位領域の補正に有用であるが、高水位になるにつれて極力補正量を小さく抑えなければならなくなっていた。このために、高水位付近の水位が、水位検出部（水位センサ）単体の調整だけでは高い精度を確保できない場合が発生するという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高精度な部品を使用することなく、高い精度の水位を得られる洗濯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する水槽と、前記水槽底部に設けられた排水弁により機外へ排水する排水ホースと、前記水槽に設けられ前記排水ホースを介して機外と連通する溢水口と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記水槽内へ給水する給水弁と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を複数段に検知して周波数に変換する水位検知手段と、前記水位検知手段の出力信号を受け、前記モータ、前記給水弁、前記排水弁などを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、水位検知補正行程において、前記溢水口から水が溢れ出して水位が略一定になるまで給水を行い、前記溢水口から水が溢れ出して略一定水位になった時の水位検知手段が検知した周波数を基に、基準となる水位の周波数との差分から水位検知手段の精度ばらつきを算出し、前記精度ばらつきに基づいて前記複数段の各水位の周波数をそれぞれの基準周波数より補正して記憶手段に補正水位データとして記憶させる構成としたものである。

これにより、高精度な部品を使用することなく、高い精度の水位を得ることができる。

本発明の洗濯機は、高精度な部品を使用することなく、高い精度の水位を得ることができる。

本発明の実施の形態における洗濯機の縦断面図同洗濯機の操作表示部の平面図同洗濯機の水槽の構成図同洗濯機の水位検知の補正フローチャート従来の洗濯機の水位検知手段の水位検知部の断面図同洗濯機の水位と周波数の特性図同洗濯機の制御を説明するフローチャート

第１の発明は、洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する水槽と、前記水槽底部に設けられた排水弁により機外へ排水する排水ホースと、前記水槽に設けられ前記排水ホースを介して機外と連通する溢水口と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記水槽内へ給水する給水弁と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を複数段に検知して周波数に変換する水位検知手段と、前記水位検知手段の出力信号を受け、前記モータ、前記給水弁、前記排水弁などを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、水位検知補正行程において、前記溢水口から水が溢れ出して水位が略一定になるまで給水を行い、前記溢水口から水が溢れ出して略一定水位になった時の水位検知手段が検知した周波数を基に、基準となる水位の周波数との差分から水位検知手段の精度ばらつきを算出し、前記精度ばらつきに基づいて前記複数段の各水位の周波数をそれぞれの基準周波数より補正して記憶手段に補正水位データとして記憶させる構成とすることにより、高精度な部品を使用することなく、高い精度の水位を得ることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、槽内の洗浄を行なう槽洗浄コース、または、製品の工場出荷時に行なう検査モード、または、製品設置時に行なう設置試運転モードにて、水位検知補正行程を動作して精度ばらつきを補正する構成とすることにより、高精度な部品を使用することなく、コース運転をすることなどにより自動的に高い精度の水位を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における洗濯機の縦断面図、図２は、同洗濯機の操作表示部を示す平面図である。

図１において、水槽１内部に洗濯兼脱水槽２が回転自在に設けられ、洗濯兼脱水槽２底部の略中央位置にはパルセータ３が回転自在に配設されている。洗濯兼脱水槽２とパルセータ３は、モータ４からクラッチ５を介して伝達される動力により回転し、クラッチ５は、モータ４からの動力を適切な回転数に減速調節し、また洗濯兼脱水槽２またはパルセータ３のいずれを選択的に回転させるように切り換える。

本体１９の上部には、洗濯機外部から水を供給する給水弁６が設けられ、給水弁６を介して水槽１内に給水される。水槽１の底部には、排水弁７が設けられており、水槽１内の水は、排水弁７の開閉操作により排水ホース２０を経て機外へ排水される。

水槽１の外周側壁下部には、水槽１内部と開口部１６を介して連通するエアートラップ１５が構成されており、エアートラップ１５にはエアーチューブ１８が接続され、エアーチューブ１８は圧力センサなどで構成される水位検知手段１０に連接している。

水位検知手段１０の基本構成は、図４に示す従来の洗濯機の水位検知手段と同じ構成であり、水位検知手段１０は、エアートラップ１５内の空気圧の変化を発振回路によって電気信号に変換することにより、水槽１内部に給水される洗濯水の複数段の水位を検知することができる。なお、開口部１６の上端縁部である開口部上端面１７が水位検知の基準面となる。

水槽１上部には溢水口１３が設けられており、水槽１内の水位が高くなり、水槽１内の水位が所定の水位に達すると、洗濯水は溢水口１３から水槽１の側壁部に設けた溢水排水
経路１２へ流れ出るようになっている。溢水排水経路１２へ流れた洗濯水は、排水弁７を介さず排水ホース２０から機外へ排水される。

本体１９上面前方位置には、操作表示部２１が配設されている。操作表示部２１には、スイッチなどからなる操作手段９が設けられ、操作手段９の操作により運転コース等のモードや各種機能の洗濯を行う。また、操作表示部２１には、液晶やＬＥＤなどからなる表示手段８が設けられている。本体１９の上方内部に制御手段１１が配設されており、制御手段１１が、操作手段９の操作による入力情報を基に表示手段８により報知する。

制御手段１１は、各手段を制御するマイコンと、各設定水位の水位周波数補正結果を記憶する不揮発性メモリなどから構成され、水位検知手段１０の出力信号を受け、モータ４、給水弁６、排水弁７などを制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する。

図２において、操作表示部２１の操作手段９は、行程を選択する行程設定スイッチ９ａ、水位を設定する水量設定スイッチ９ｂ、おまかせコース、お急ぎコース、あるいは防カビのために槽内を洗浄する槽洗浄コースなど好みの洗濯コースを選択するコース設定スイッチ９ｃ、スタート／一時停止スイッチ９ｄ、電源入スイッチ９ｅ、電源切スイッチ９ｆ等を有している。

操作表示部２１の表示手段８は、設定した行程の表示と進行度合いを行程ＬＥＤ８ａで表示し、水量や残り時間（時間または分単位）を７セグメントＬＥＤ８ｂで表示し、設定されたコースをコースＬＥＤ８ｃで表示する。

図３は、本発明の実施の形態における洗濯機の水槽の構成図、図４は、同洗濯機の水位検知の補正を説明するフローチャートである。

図３には、洗濯兼脱水槽２は省略している。図３において、水位ｈ１は、水位検知手段１０が検知する基準面であるエアートラップ１５の開口部上端面１７から溢水口１３下端までの高さで、これ以上の水が入ると、水が溢水口１３から溢水排水経路１２を経て機外へ排出される。また、水位ｈ０は、給水弁６からの給水能力と溢水口１３からの排水能力が釣り合った状態の水位である。

図４において、水位検知補正行程の動作が始まると、ステップＳ１において、制御手段１１は給水弁６を開いて水槽１内に給水を行う。

使用者が設定した水位や、別途用意した手段で布量を検知し設定した水位まで給水する場合、すなわち水槽１に設けられた溢水口１３付近まで給水しない場合は、設定された水位まで給水し、以下の水位の水位検知補正の動作は行わない（ステップＳ２）。

ステップＳ３において、水位ｈ０まで給水を継続し、溢水口１３まで水位が上昇すると溢水排水経路１２への水の流出が始まり、水位の上昇が緩やかになる。溢水口１３から出る流水量はやがて給水弁６から供給される給水量と釣り合い、水位の上昇が止まり、水位ｈ０で安定する。制御手段１１は、水位検知手段１０からの水位周波数の変化量が一定時間Δｈ未満になるまで給水を継続する（ステップＳ４）。

水槽１内の水位が安定して水位検知手段１０が検出する水位変化量がΔｈより小さくなると（ステップＳ４のＹＥＳ）、水位検知手段１０が検出した水位が想定する水位ｈ０に対してばらつきを考慮した水位に達しているか否かを判定する（ステップＳ７）。水位が不足している場合（ステップＳ７のＮＯ）は、給水経路からの水の供給が急激に減少したために水位の上昇が止まったと考えられるので、再び給水を行う（ステップＳ５のＮＯ）
。

排水ホース２０の倒し忘れなどで排水が正常になされない場合は、溢水口１３から水を逃しても機外に排出されないため、水位が上昇しつづける。この場合は、給水を継続すると、水槽１から水が溢れてしまうため、水槽１内の水位が予め所定の限界水位ｈｏｖｅｒに達した場合は（ステップＳ５のＹＥＳ）、排水系が異常な状態にあると判断して給水動作および以降の水位の補正動作を中止する（ステップＳ６）。

水槽１内の水位が水位ｈ０近辺に達し（ステップＳ７のＹＥＳ）、水槽１内の水位が一定時間安定した後に給水を止めると（ステップＳ８）、溢水口１３からの排水が止まるまで水の排出が続き、溢水口１３の下端部の水位ｈ１で水位が安定する。この状態で、水位検知手段１０の検知する水位周波数の変化量が一定時間Δｈ未満になるまで待ち（ステップＳ９のＹＥＳ）、水位ｈ１で安定した状態の水位周波数ｆ１を計測する（ステップＳ１０）。

溢水口１３の下端部と、水位検知手段１０内に水を導いて水圧を測定するエアートラップ１５とは、どちらも水槽１に配設しているので、水位ｈ１は、水槽１以外の構成部品のばらつきに左右されない高さとなる。よって、ステップＳ１１にて、水位ｈ１に対する基準の水位周波数をｆ１ｓｔｄとしたとき、ｆ１−ｆ１ｓｔｄをばらつき補正係数として求め、各水位の設定周波数を以下のように補正する。

ある水位ｎの基準水位周波数をｆｓｔｄ（ｎ）とした場合、補正されて実際に水位の判定に用いる周波数ｆ（ｎ）は、以下のようにして求める。

ｆ（ｎ）＝ｆｓｔｄ（ｎ）−（ｆ１−ｆ１ｓｔｄ）＊ａ（ｎ）
ここで、定数ａ（ｎ）は、水位検知手段１０のセンサ特性のばらつき上限下限と、求める水位ｎに応じて予め定めて記憶手段である制御手段１１の不揮発性メモリに保持しておくものとする。

そして、ばらつき補正係数に基づいて得られた各水位の補正結果を制御手段１１の不揮発メモリに記憶（ステップＳ１２）し、以降の水位判定では補正された設定周波数ｆ（ｎ）を使用する。

なお、本実施の形態では、水位ｈ０まで給水する場合に補正を行うとしていたが、これをすすぎ行程に組み込むことで、特別な操作を必要とすることなく、水位を補正することができる。

また、槽内のカビ発生を防止するコースである槽洗浄コースを設ける場合には、槽洗浄コースでは、槽の洗浄効果を高めるために水槽１内に最大限に給水する必要があるため、槽洗浄コースの給水時に上述の補正動作を組み込むことで、使用者が槽洗浄コースを使用するたびに水位を補正することが可能となる。

また、工場用の検査モードに上述の補正動作を組み込むことにより、製品組立後の出荷時に水位を補正することができる。

さらに設置試運転モードに組み込む事により、使用者が使用開始する前に水位を補正することも可能となる。

本実施の形態における水位検知補正行程は、洗濯機動作の任意のコース、行程に組み込むことにより、水位を補正することが可能である。

以上のように、本実施の形態においては、水位検知補正行程において、溢水口１３から水が溢れ出して水位が略一定になるまで給水を行い、水位が安定した状態の水位検知手段１０が検知した周波数を基に、基準となる水位の周波数との差分から水位検知手段１０の精度ばらつきを算出し、算出した精度ばらつきにより複数段の各水位の周波数をそれぞれの基準周波数より補正して記憶手段に補正水位データとして入力し、給水行程において、補正水位データにより水位を決定することにより、高精度な部品を使用することなく、高い精度の水位を得ることができる。

また、槽内の洗浄を行なう槽洗浄コース、または、製品の工場出荷時に行なう検査モード、または、製品設置時に行なう設置試運転モードにて、水位検知補正行程を動作する構成とすることにより、高精度な部品を使用することなく、コース運転をすることなどにより自動的に高い精度の水位を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、水位検知補正行程を行なって、高精度な部品を使用することなく、高い精度の水位を得ることができるので、ドラム式洗濯機など他の洗濯機の用途に適用できる。

１水槽
２洗濯兼脱水槽
３パルセータ
４モータ
６給水弁
７排水弁
１０水位検知手段
１１制御手段
１３溢水口
１５エアートラップ
１９本体
２０排水ホース

Claims

洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する水槽と、前記水槽底部に設けられた排水弁により機外へ排水する排水ホースと、前記水槽に設けられ前記排水ホースを介して機外と連通する溢水口と、前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記水槽内へ給水する給水弁と、前記洗濯兼脱水槽内の水位を複数段に検知して周波数に変換する水位検知手段と、前記水位検知手段の出力信号を受け、前記モータ、前記給水弁、前記排水弁などを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、水位検知補正行程において、前記溢水口から水が溢れ出して水位が略一定になるまで給水を行い、前記溢水口から水が溢れ出して略一定水位になった時の水位検知手段が検知した周波数を基に、基準となる水位の周波数との差分から水位検知手段の精度ばらつきを算出し、前記精度ばらつきに基づいて前記複数段の各水位の周波数をそれぞれの基準周波数より補正して記憶手段に補正水位データとして記憶させることを特徴とする洗濯機。
制御手段は、槽内の洗浄を行なう槽洗浄コース、または、製品の工場出荷時に行なう検査モード、または、製品設置時に行なう設置試運転モードにて、水位検知補正行程を動作して精度ばらつきを補正する請求項１に記載の洗濯機。