JP2020162818A

JP2020162818A - 洗濯機

Info

Publication number: JP2020162818A
Application number: JP2019065586A
Authority: JP
Inventors: 野口　直樹; Naoki Noguchi; 直樹野口
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-10-08

Abstract

【課題】洗濯機において、低コストで高精度な水位制御を実現させる洗濯機を提供する。【解決手段】外槽２側壁下部に構成したエアトラップ１２からの水圧にて洗濯兼脱水槽４内の複数段の水位を検知するダイアフラム式圧力センサの水位検知手段１７と、水位検知手段１７の情報に基づいて，出力パルスを水位周波数として換算し，行程を逐次制御する制御部８とを備え、外槽２は、上部に向かって変曲点にて内径が段階的に大きくなるよう形成され、制御部８は、給水行程において、少なくとも二つの変曲点における水位周波数を基準値として線形補間処理を行ない、水位検知手段１７の初期特性を補正して水位を検知する構成とすることにより、安価な方法で水位検知精度を向上させ、信頼性を高めることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、槽内の水位を検知して行程を制御する洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は，水槽の下部外周に設けたエアトラップ部に連接された水位検知手段にて洗濯水の水圧を検知することにより、洗濯兼脱水槽内の水位を検知し制御する構成が提案されてきた（例えば、特許文献１参照）。

図５は、特許文献１に記載された洗濯機の縦断面図、図６は、同洗濯機の圧力センサの特性図である。

図５、図６において、洗濯兼脱水槽４１を回転自在に内包する水槽４３は吊り棒４４により外箱４５に吊り下げられている。水槽４３の下部外周には、連通孔部５９を介して水槽４３内と連通する空気室５８を有するエアトラップ５０が形設され、上部の水位センサ４９とエアチューブ５７にて接続されている。

洗い行程、すすぎ行程において水槽４３に給水された時には、空気室５８には空気があるために、空気室５８内部では連通孔部５９の上端面までしか水は入ってこない。そして、空気室５８内の圧力を水位検知手段である圧力センサ４９が検知することにより、洗濯兼脱水槽４１の水位が検知され、その水位に対応して制御装置５１が給水弁５２をＯＮ、ＯＦＦして、洗濯兼脱水槽４１内の給水を制御するものである。

また、水位検知手段は、ダイアフラム式圧力センサを用いた水位検知方法であり、洗濯兼脱水槽４１内の水位変動に応じてエアトラップ５０およびエアチューブ５７内の圧力が変化し、その変化をダイアフラムの変化として検出することで、洗濯兼脱水槽４１内の水位が検知される。

特開平１０−１９２５８７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、図６に示すように、低水位、特に、大気開放時（水無し）近辺にて特性が線形性を失い、水位のバラつきが非常に大きくな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、特に、低水位領域において、安価な方法で水位検知精度を向上させ、信頼性を高めることができる洗濯機を提供することを目的としている。

上述の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯槽と、前記洗濯槽内に洗濯水を供給する給水手段と、前記洗濯槽内の水位を検出するための圧力センサと、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御部とを有し、前記洗濯槽は、内径が上下方向の少なくとも１カ所において変曲点を有し、前記制御部は、給水行程において、前記圧力センサの出力値を計測し、変曲点における圧力センサの出力値を基準値として取得するステッ
プと、前記基準値に基づいて前記圧力センサの出力値から前記洗濯槽の水位を算出するステップと、を有するものである。

これにより、安価な方法で水位検知精度を向上させ、信頼性を高めることができる。

本発明の洗濯機は、安価な方法で水位検知精度を向上させ、信頼性を高めることができる。

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水位検知方法のフローチャート同洗濯機の給水時間に対する水位周波数の変化を示す図同洗濯機の水位と水位周波数の関係を示す図従来の洗濯機の縦断面図同洗濯機の圧力センサの特性図

第１の発明は、洗濯槽と、前記洗濯槽内に洗濯水を供給する給水手段と、前記洗濯槽内の水位を検出するための圧力センサと、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御部とを有し、前記洗濯槽は、内径が上下方向の少なくとも１カ所において変曲点を有し、前記制御部は、給水行程において、前記圧力センサの出力値を計測し、変曲点における圧力センサの出力値を基準値として取得するステップと、前記基準値に基づいて前記圧力センサの出力値から前記洗濯槽の水位を算出するステップと、を有するものである。

これにより、圧力センサからの出力値から水位を算出する前に、既知の水位に対する水位センサの出力値が基準値として予め取得されており、それらの基準値に基づいて水位が最終算出される。

したがって、ダイアフラム式圧力センサに個体差があったとしても製品ごとに基準値を取得するため誤差を補正することができ、誤差を最小限に抑制することができる。特に、洗濯槽の内径の変曲点の位置を低水位側に配置させることで排水後に基準値を取得する従来の方式に比べ低水位側の精度を格段に上げることができる。

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。また、この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１における洗濯機の縦断側面図である。

図１において、洗濯機の外郭を構成する外枠１の内部には、外枠１の上部角隅より、上面が開放した円筒状の外槽２が弾性吊持機構３によって弾性的に防振支持されており、その内部には、上面が開放した円筒状で周壁部に多数の脱水孔５を有する洗濯兼脱水槽４が回転自在に設けられている。

洗濯兼脱水槽４の上部には、振動低減用の液体が封入されたバランサ６が取り付けられており、底部には、衣類攪拌用のパルセータ７が回転自在に設けられている。

洗い、および、すすぎ行程時には、洗濯兼脱水槽４を静止させた状態で、外槽２の外底部に設けたモータ９により、パルセータ７を時計方向および反時計方向に繰り返し回転さ
せて攪拌行程を行い、脱水行程では、洗濯兼脱水槽４とパルセータ７を一方向に高速回転させる。攪拌行程では、時計方向もしくは反時計方向にそれぞれモータ９を回転させるための通電時間(ＯＮ時間)と、モータ９への通電を休止させるＯＦＦ時間を持たせながら駆動させることで衣類を攪拌させている。

また、外槽２の下部には、排水弁１１を設けた排水経路１０が設けられており、この排水弁１１が開放されることにより、外槽２内の水が機外に排出される。

また、外槽２の側壁下部には、水位検知用のエアトラップ１２が設けられている。このエアトラップ１２には、エアチューブ１３を介して水位検知手段１７が接続されており、この水位検知手段１７は、ダイアフラム式圧力センサとなっている。

外槽２に給水された時には、エアトラップ１２には空気があるために、エアトラップ１２内部では連通穴部１９の上端面部２０までしか水は入ってこない。そして、外槽２内に洗濯水が給水され水位が変化すると、エアトラップ１２、エアチューブ１３内の空気圧が変化し、水位検知手段１７のダイアフラムの変形量が変化することで水位に応じた周波数を出力する。

また、外槽２は、上部に向かって内径が段階的に大きくなるよう形成されており、エアトラップ１２の上端面部２０を基準として、１２０ｍｍの高さである変曲点Ａ、４００ｍｍの高さである変曲点Ｂで径が大きくなっている。

また、外槽２の外底部の中央部には、上述したモータ９、および、クラッチ機構部１５を備えた駆動機構部１４が設けられており、この駆動機構部１４は、図示しない減速装置、ブレーキ装置なども備えている。

洗い、または、すすぎ行程時においては、駆動機構部１４は、モータ９の回転力を、減速装置によって減速するとともに、クラッチ機構部１５によってパルセータ７に伝達する。脱水行程時においては、駆動機構部１４は、モータ９の回転力を、減速装置によって減速することなくクラッチ機構部１５によって洗濯兼脱水槽４に高速で伝達する。

外枠１の上部には、上部枠体１６が設けられており、この上部枠体１６の前部には制御部８が、後部には給水弁１８が設けられている。

制御部８は、水位検知手段１７などからのデータを入力して、モータ９、クラッチ機構部１５、給水弁１８、排水弁１１などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水などの各行程を制御する。

以上のように構成された洗濯機について、以下、その動作、作用を説明する。

図２は、本発明の実施の形態における洗濯機の水位検知方法のフローチャート、図３は、同洗濯機の給水時間に対する水位周波数の変化を示す図、図４は、同洗濯機の水位と水位周波数の関係を示す図である。

図２、図３、図４において、給水行程がスタートすると、まず、水位検知の基準値を更新するかどうかを判断する(ステップＳ１)。この基準値は、初期運転時に測定されて制御部８に記憶されている値であり、必要に応じて更新することができるようになっており、基準値が記憶されていない初期運転時や記憶されてから一定時間が経過していた場合に基準値の更新が行われる。

基準値の更新が必要な場合(ステップＳ１のＹ)、第１の基準値を取得するために、排水弁１１を閉じ、給水弁１８を開放し、外槽２内に洗濯水を給水する(ステップＳ２)。この時、水位検知手段１７の出力値Ｆから単位時間当たりの出力値の変化量ΔＦがモニタリングされる（ステップＳ３）。

そして、外槽２内の水位が変曲点Ａを超える（ステップＳ４のＹ）と、単位時間当たりの水位変化量ΔＦも変化することになる。このΔＦが変化した際の水位周波数Ｆ１が変曲点Ａの水位に対応した水位周波数であり、第１の基準値として制御部８に記憶される(ステップＳ５)。

次に、外槽２内の水位が内径の変曲点Ｂを超える（ステップＳ６のＹ）と、単位時間当たりの水位変化量ΔＦも再度変化することになる。このΔＦが変化した際の水位周波数Ｆ２が変曲点Ｂの水位に対応した水位周波数であり、第２の基準値として制御部８に記憶される(ステップＳ７)。

ここで、変曲点Ａ、Ｂは外槽２の内径が変化している点であり、このために、図３で示すように、変曲点Ａ、Ｂの水位に到達した際に水位周波数の給水時間に対する傾きも変曲点を持つ。この変曲点の水位周波数を、上述のように、第１の基準値Ｆ１、第２の基準値Ｆ２として記憶する。

そして、第１の基準値Ｆ１、第２の基準値Ｆ２から線形補完を行い、図４に示すような水位と水位周波数の関係が得られ、任意の水位に対する補正した水位周波数を得ることができる(ステップＳ８)。

外槽２の変曲点Ｂ水位を超える所定の水位まで給水した後、給水弁１８を閉じ(ステップＳ９)、基準値の更新が終了する。

なお、ステップＳ１において２つの基準値の更新が必要ないと判断された場合は(ステップＳ１のＮ)、水位の検知には制御部８に記憶されている２つの基準値がそのまま使用される。

このように、水位検知手段１７の出力値から水位を算出する前に２つの異なる水位での水位検知手段１７の出力値を２つの基準値として予め取得し、その基準値に基づいて水位が補正、算出される。そのため、ダイアフラム式圧力センサに個体差バラつきがあったとしてもその個体差を補正することが出来、精度の高い水位制御を行うことが出来る。

以上のように、本実施の形態においては、外槽２側壁下部に構成したエアトラップ１２からの水圧にて洗濯兼脱水槽４内の複数段の水位を検知するダイアフラム式圧力センサの水位検知手段１７と、水位検知手段１７の情報に基づいて，出力パルスを水位周波数として換算し，行程を逐次制御する制御部８とを備え、外槽２は、上部に向かって変曲点にて内径が段階的に大きくなるよう形成され、制御部８は、給水行程において、少なくとも二つの変曲点における水位周波数を基準値として線形補間処理を行ない、水位検知手段１７の初期特性を補正して水位を検知する構成とすることにより、安価な方法で水位検知精度を向上させ、信頼性を高めることができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、ダイアフラム式圧力センサの個体差バラつきを補正して、高精度の水位が可能となるので、ドラム式など他の洗濯機の用途に適用できる。

１外枠
２外槽
３弾性吊持機構
４洗濯兼脱水槽
５脱水孔
６バランサ
７パルセータ
８制御部
９モータ
１０排水経路
１１排水弁
１２エアトラップ
１３エアチューブ
１７水位検知手段
１８給水弁

Claims

洗濯槽と、前記洗濯槽内に洗濯水を供給する給水手段と、前記洗濯槽内の水位を検出するための圧力センサと、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御部とを有し、前記洗濯槽は、内径が上下方向の少なくとも１カ所において変曲点を有し、前記制御部は、給水行程において、前記圧力センサの出力値を計測し、変曲点における圧力センサの出力値を基準値として取得するステップと、前記基準値に基づいて前記圧力センサの出力値から前記洗濯槽の水位を算出するステップと、を有することを特徴とする洗濯機。
前記洗濯槽の水位を算出するステップが前記基準値を用いた線形補間処理により水位を算出することを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。