JP3068070B2 - 複合センサーを備えた洗濯機及びその制御方法 - Google Patents

複合センサーを備えた洗濯機及びその制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複合センサーを備え
た洗濯機及びその制御方法に係り、特に洗濯槽内の布量
（即ち、洗濯物の重さ）、給水量（即ち、水位）及びア
ンバランスを全て感知できる複合センサーを備えた洗濯
機及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、洗濯機はモータを動力として回
転翼を回転させて水流を形成し、この水流が洗濯物に衝
撃を加えて洗濯物を洗濯する装置である。かかる洗濯機
では給水、洗濯、濯ぎ、そして脱水などの行程が予めプ
ログラムで入力されて、使用者の望みの洗濯モードを選
択すれば設定されたプログラムにより自動に洗濯機が動
作するようになる。即ち、洗濯機が洗濯槽内に収容され
た洗濯物の重さである布量を感知し、感知された布量に
より適切な水位を設定し、設定された水位まで給水した
後洗濯行程及び濯ぎ行程を遂行し、濯ぎ行程が完了すれ
ば脱水行程を遂行して洗濯を完了する。したがって、こ
のような全自動洗濯を遂行するために、従来の洗濯機に
は布量を感知するセンサー、給水量を感知するセンサー
及びアンバランスを感知するセンサーが別々に要求され
た。
【０００３】図１は上記のようなセンサーを備えた従来
の洗濯機の断面図である。図１に示した通り、従来の洗
濯機は布量を感知する布量感知センサー１０と、感知さ
れた布量により予め設定された水位まで洗濯水が給水さ
れたかを感知する水位センサー２０と、そして脱水動作
時洗濯槽内で洗濯物の偏心により発生される洗濯槽３の
アンバランスを感知するアンバランス感知センサー３０
とを備える。
【０００４】前記布量感知センサー１０は、洗濯モータ
５のフリー６に固着されて前記洗濯モータ５と連動して
回転する永久磁石１１と、前記永久磁石１１の接近にと
もなって可変される電気的信号を発生させるコイル１２
でなされる。この感知センサー１０は前記洗濯モータ５
が停止した後、慣性力により回転される時洗濯槽３内に
収容された布量にともなってその回転数が変化すること
を利用して布量を感知する。即ち、使用者が洗濯物を洗
濯機に入れて電源をオンさせれば、洗濯機の制御部（図
示せず）が洗濯モータ５を一定時間回転させた後電源を
遮断して洗濯モータ５が慣性で回転するようになる。こ
のような慣性回転の間に永久磁石１１により磁化された
コイル１２から発生された信号のパルスを計数すれば、
布量が分かる。布量が決定されれば、制御部はこの布量
にともなって適切な水位を決定する。
【０００５】前記水位センサー２０は水槽２の底面に備
えられ、水位にともなって内部の空気が圧縮されるエア
タラップ（air trap）２１と、前記エアタラップ２１で
圧縮された空気圧により２６kHz〜２２kHzの範囲の可変
周波数を出力するダイアフラムを利用した機械式圧力感
知部２２でなされる。前記水位センサー２０の動作は、
洗濯機の水槽２に水が供給されて水位が高まることにと
もなって、前記エアタラップ２１内の空気が圧縮されて
ダイアフラムに圧力を加えることにより２６kHz〜２２k
Hzの範囲の可変周波数が出力される。このような水位に
ともなう可変周波数は制御部に入力され、これにともな
って現在の水位を認識する。以後、前記制御部は現在の
水位が前記布量感知センサー１０により感知された布量
にともなって予め設定された水位に到達すれば、給水を
中断し洗濯行程及び濯ぎ行程を順次的に遂行させた後、
最後に脱水行程が遂行される。
【０００６】前記アンバランス感知センサー３０の構成
は水槽２の上端外周面と所定間隔で離隔され設けられ
て、洗濯槽３のアンバランス回転に起因した水槽２の非
正常的な動きを感知するレバー３１と、前記レバー３１
の一端部と連結されてレバー３１の作動または洗濯機ド
アの開きによってオン信号を出力するスイッチ部３２で
なされる。洗濯槽３のアンバランス回転時その振動が水
槽２に伝達されて左右に揺れながら、前記レバー３１が
作動すると、前記スイッチ部３２がこれにともなうオン
信号を出力するようになり、制御部はこの信号を分析し
てアンバランスを認識することである。一方、未説明符
号１は本体、４はパルセータ、８は水槽２を懸架する懸
架棒である。
【０００７】しかし、このような従来の洗濯機は布量、
水位及びアンバランスを感知するセンサーを各々備える
べきなので、製品の生産費が上昇されるだけでなく、そ
れぞれのセンサーを洗濯機内の該当部位に取付けるため
の構造も別途に備えられるべきなので、洗濯機の内部構
造が複雑になってさらに多くの製造工程が要求される短
所がある。
【０００８】また、布量測定過程で前記布量感知センサ
ー１０が慣性力を利用して布量を測定するために、洗濯
物の偏心が発生する場合は正確な布量を測定しにくい。
このように布量が正しく測定されないと、最適の給水量
も設定されることができなくなって、洗濯物の洗濯効果
が低下される問題点が発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した問題
点を解決するために案出されたもので、その目的は布
量、水位及びアンバランスを全て感知できる単一の複合
センサーを備えることによって洗濯機の内部構造を単純
化させることができる洗濯機及びその制御方法を提供す
ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の目的を
達成するための本発明は、本体、前記本体の内部に備え
られる水槽、前記水槽の内部に回転自在に設けられる洗
濯槽、及び前記本体の内壁に一端が締結され他端が前記
水槽の外壁に締結されて前記水槽を懸架する懸架棒を備
えた洗濯機において、前記懸架棒の一端と連結されて前
記懸架棒が前記水槽の荷重変化により昇降すると、この
昇降変位にともなって布量、給水量及びアンバランスに
該当する電圧信号を出力する複合センサーを備えたこと
を特徴とする。
【００１１】前記複合センサーは、外観を形成するハウ
ジング；前記ハウジングの内部に備えられて水槽から伝
えられる荷重の変化により前記懸架棒と共に上下動する
永久磁石；前記ハウジングの底面と前記永久磁石との間
に備えられて前記水槽に加えられる荷重に比例して圧縮
される弾性部材；前記永久磁石の上側面と一定間隔離隔
されて前記永久磁石の動きにより変化する磁界の強さに
該当する電圧信号を出力するホール素子；前記ホール素
子から出力された電圧信号を信号処理に適当に所定大き
さに増幅する信号増幅器；前記信号増幅器により増幅さ
れた電圧信号の印加を受けて前記永久磁石と前記ホール
素子との距離に反比例する前記電圧信号を比例関係にな
るように逆変換処理する信号変換部；及び前記信号変換
部で処理された信号を外部に出力するための出力線を備
えたことを特徴とする。
【００１２】本体、前記本体の内部に備えられる水槽、
前記水槽の内部に回転自在に設けられる洗濯槽、前記水
槽を懸架する懸架棒及び前記懸架棒の一端と連結されて
前記懸架棒の昇降変位にともなう電圧信号を出力する複
合センサーを備えた洗濯機の制御方法において、電源印
加後洗濯物が初期投入されれば、前記複合センサーの出
力電圧を感知して布量を決定する布量感知段階；前記布
量にともなう最適給水量を設定する給水量設定段階；前
記水槽内に給水が開始されて前記複合センサーの出力電
圧が高まると、この高まった電圧程を現在の給水量と判
断して前記最適給水量に到達する時まで給水する給水段
階；給水段階完了後排水が開始されて前記複合センサー
の出力電圧が低まると、これを現在の排水量と判断して
排水完了と判断される時まで排水し続ける排水段階；及
び前記排水段階が完了した後脱水動作が開始されれば、
前記脱水動作中の複数の間歇脱水段階で発生された前記
懸架棒の変位による前記複合センサーの出力信号を感知
してアンバランスか否かを判断し、脱水動作を制御する
アンバランス感知段階で構成されたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の望ましい実施の形態を詳述する。図２は本発明によ
る複合センサーを備えた洗濯機の断面図であり、図３は
本発明による洗濯機の制御ブロック図である。
【００１４】図２を参照すれば、本発明による洗濯機
は、本体４１、前記本体４１の上部に位置するドア４
９、前記本体４１の内部に備えられる水槽４２、前記水
槽４２の内部に回転自在に設けられる洗濯槽４３、前記
洗濯槽４３の底面に正逆転自在に設けられて水流を発生
させるパルセータ４４、前記水槽４２の下側に設けられ
た洗濯モータ４５、及び前記水槽４２の外部の底中心部
に設けられ、洗濯時洗濯モータ４５から回転力を伝達さ
れて前記パルセータ４４を低速に正逆転させ、脱水時は
前記洗濯槽４３とパルセータ４４を一方向に高速回転さ
せる動力伝達機構４６を含む。
【００１５】また、前記洗濯機は、外部の給水源と連結
されて前記水槽４２内に洗濯水を給水する給水バルブ４
７、前記水槽４２内の水を外部に排水する排水バルブ４
８、前記本体４１の内壁に一端５０aが締結され、他端
５０bが前記水槽４２の外壁に締結されて前記水槽４２
を懸架する懸架棒５０、及び前記懸架棒５０の一端５０
aと連結されて前記水槽４２の荷重変化による前記懸架
棒の昇降変位にともなって布量、給水量、アンバランス
に該当する信号を出力する複合センサー１００をさらに
含む。
【００１６】図３に示した通り、前記洗濯機は上述した
構成要素に付加して、使用者から洗濯機の機能を入力さ
れる機能選択部２０１、前記機能選択部２０１により選
択された機能及び現在遂行中の動作を表示する表示部２
０２、洗濯機の動作中異常状態を警報する警告部２０
３、前記複合センサー１００の出力信号を入力されて布
量、給水量及びアンバランスを判断して制御信号を出力
する制御部２００、前記制御部２００の出力信号に基づ
き水流の形成及び脱水動作を遂行するように洗濯モータ
４５を制御する洗濯モータ駆動部４５a、前記制御部２
００の出力信号に基づき給水がなされるように給水バル
ブ４７を制御する給水バルブ駆動部４７a、及び前記制
御部２００の出力信号に基づき洗濯水を排水するように
排水バルブ４８を制御する排水バルブ駆動部４８aをさ
らに備える。
【００１７】その他、前記懸架棒５０で前記水槽４２を
支持するための構成として、前記懸架棒５０の一端５０
aを通過させるように貫通溝を形成して前記懸架棒５０
を本体４１の内壁に固定させる固定部材５１、前記固定
部材５１に対向して前記水槽４２の下端外壁に懸架棒の
他端５０bを結束するように貫通溝を持つ係止爪５２が
備えられる。未説明符号５３は振動吸収装置であるダン
パー装置５３である。
【００１８】前記懸架棒５０に作用する水槽の荷重は、
水槽４２に収容される洗濯物と洗濯水の重さ、そして脱
水動作時洗濯槽４３の回転により発生される水槽４２の
揺れによって変わり、このように変わる荷重は前記懸架
棒５０に連結された複合センサー１００に伝えられる。
【００１９】前記複合センサー１００は懸架棒５０に伝
えられる荷重変化に基づき、洗濯槽４３に収容される洗
濯物の重さで布量を感知し、水槽４２に収容される洗濯
水の重さで水位を感知し、脱水時洗濯槽４３の回転にと
もなう水槽４２の揺れによる荷重変化を感知してアンバ
ランスを感知する。
【００２０】図４はこのような複合センサー１００の内
部構造を示したものであり、図５は複合センサー１００
の動作原理を表すための概略的な回路図である。図４及
び図５を参照すれば、前記複合センサー１００の内部構
成は、外観を形成するハウジング１１０、前記ハウジン
グ１１０の内部に備えられて水槽４２から伝えられる荷
重の変化によって前記懸架棒５０と共に上下動する永久
磁石１１５、前記ハウジング１１０の底面１１１aと前
記永久磁石１１５との間に備えられて前記水槽４２に加
えられる荷重に比例して圧縮される弾性部材１３０、前
記永久磁石１１５の上側面と一定間隔離隔されて前記永
久磁石１１５の動きによって変化する磁界の強さに該当
する電圧信号を出力するホール素子１４０を含む。
【００２１】また、前記ホール素子１４０から出力され
た電圧信号を信号処理に適当に所定大きさに増幅する信
号増幅器１４４、前記ホール素子１４０で増幅された電
圧信号の印加を受けて前記永久磁石１１５と前記ホール
素子１４０との距離に反比例する前記電圧信号を比例関
係になるように逆変換処理する信号変換部１４１、前記
ホール素子１４０、前記信号増幅器１４４及び前記信号
変換部１４１を取付けて前記ハウジング１１０の内部に
固設されるプリント回路基板１４２、前記ハウジング１
１０の上端に備えられて前記ハウジングの内部を密閉す
るカバー１５０、及び前記信号変換部１４１で処理され
た信号を外部の制御部２００に出力するために前記カバ
ー１５０を貫通して制御部２００に連結される出力線１
５１をさらに含む。
【００２２】前記ハウジング１１０の上部の内側には前
記プリント回路基板１４２を位置決め設置させるための
第１係止爪１１２と、前記第１係止爪１１２の上側に前
記カバー１５０を位置決め設置させるための第２係止爪
１１３が階段状に形成される。前記第１係止爪１１２は
前記永久磁石１１５の動き範囲の最上点から前記ホール
素子１４０が所定間隔で離隔されるように適当な位置に
形成され、前記第２係止爪１１３は前記プリント回路基
板１４２の上側に信号変換部１４１が備えられるように
前記第１係止爪１１２と所定間隔で離隔されて形成され
る。
【００２３】前記永久磁石１１５と前記懸架棒５０の一
端５０aは収容部材１２０により締結されるが、前記収
容部材１２０は永久磁石１１５が位置決め設置される受
け部１２１と、前記受け部１２１の下端から前記ハウジ
ング１１０の下部に形成されたホール１１４を通してハ
ウジング１１０の外部に延長されて前記懸架棒５０の一
端５０aがその内部に挿入される中空の結合棒１２２で
構成される。そして、前記結合棒１２２の下部と懸架棒
５０の一端５０aには水平にピンホール１２４が形成さ
れ、前記ピンホール１２４に固定ピン１２５が嵌め込ま
れることによって収容部材１２０と懸架棒の一端５０a
が締結されるので、前記永久磁石１１５が懸架棒５０の
動きによって連動されるようになる。
【００２４】また、結合棒１２２の直径がホール１１４
の内径より若干小さいので、結合棒１２２とホール１１
４との間に隙が発生するが、このような隙を密閉して水
分の侵入を防止するために密封部材１６０が備えられ
る。
【００２５】前記複合センサー１００の動作原理を図５
を参照して説明すれば、外部の定電流源１４３から前記
ホール素子１４０に一方向に定電流Iを印加し、印加さ
れた定電流Iに垂直に磁界Hを加えると、前記ホール素子
１４０の出力端子は印加された磁界Hの強さに対応する
電圧信号を線形的に出力する。
【００２６】即ち、前記永久磁石１１５がホール素子１
４０に近づくと、磁界Hの強さが強まってホール素子１
４０から出力される電圧信号は大きくなり、反対に、前
記永久磁石１１５がホール素子１４０から遠ざかると、
磁界Hの強さが弱まって前記ホール素子１４０から出力
される電圧信号は弱くなる。ここで、前記永久磁石１１
５とホール素子１４０との距離が近づくことは懸架棒５
０に加えられる荷重が減ることを意味するので、前記懸
架棒５０に加えられる荷重が減少するほど電圧信号が前
記ホール素子１４０から高く出力される。反対に、前記
永久磁石１１５とホール素子１４０との距離が遠ざかる
ことは懸架棒５０に加えられる荷重が増えることを意味
するので、前記懸架棒５０に加えられる荷重が増えるほ
ど電圧信号が前記ホール素子１４０から低く出力され
る。
【００２７】このように懸架棒５０に加えられる荷重に
反比例する電圧信号を出力する前記ホール素子１４０の
出力信号は、図６に示した通り、前記信号変換部１４１
での逆変換を通して荷重に比例する電圧信号として出力
されるようになる。
【００２８】制御部２００はこのような信号を入力され
て布量を感知し、感知された布量に基づき給水水位を決
定し、給水動作中に継続的に前記信号変換部１４１から
出力される信号を読み取って現在の給水量を感知する。
【００２９】制御部２００は脱水行程を遂行しながら脱
水過程時前記複合センサー１００から出力される電圧信
号を内部のA／D変換端子で読み取ってデジタル値に変換
してアンバランスを判断する。詳細に説明すれば、アン
バランス程度にともなって複合センサー１００の初期電
圧特性が変わることに基づき、間歇脱水毎に出力される
複合センサー１００の電圧値を実験を通して量的概念の
アンバランス量に数値化したことである。例えば、懸架
棒に加えられた荷重が０.１kgである時、複合センサー
１００の出力電圧が何ボルトであるかを測定すれば、間
歇脱水時出力される複合センサー１００の出力電圧値に
よりアンバランス量を算出できる。
【００３０】このような間歇脱水動作時前記信号変換部
１４１は図７に示したような電圧信号を出力するが、こ
れを詳細に説明すれば、間歇脱水動作中偏心された洗濯
物により洗濯槽４３のアンバランス回転が発生される
と、水槽４２も前後または左右に揺れ、このような水槽
４２の揺れにより懸架棒５０が上下に動いて複合センサ
ー１００内の永久磁石１１５の位置が変わると、前記ホ
ール素子１４０と前記永久磁石１１５との離隔距離も変
化し、この時ごとにホール素子１４０はパルス成分を持
つ電圧信号を図７のように出力する。
【００３１】このような電圧信号は前記信号変換部１４
１を経て制御部２００に印加され、制御部２００はアン
バランスを判断するために予め設定された基準値より大
きい電圧の信号が入力されれば、この電圧値に対して前
述した通りＡ／Ｄ変換後基準荷重当り出力される複合セ
ンサー１００の出力電圧値を適用してアンバランス量を
感知するようになる。
【００３２】以下、本発明による複合センサーを備えた
洗濯機の制御方法を図８乃至図９を参照して説明する。
図８は本発明による複合センサーを備えた洗濯機の電源
印加後給水過程までのフローチャートを図示したもので
ある。
【００３３】図８に示した通り、洗濯機に電源が印加さ
れると（Ｓ１０１）、制御部２００は洗濯槽４３に洗濯
物を投入する前の複合センサー１００の出力電圧値（Ｖ
out）を確認して記憶する（Ｓ１０２）。以後、使用者
が洗濯槽４３に洗濯物を投入すると（Ｓ１０３）、懸架
棒５０に作用する荷重が布量程大きくなるので、複合セ
ンサー１００の出力電圧が記憶された初期電圧値より増
加するようになる。このように複合センサー１００の出
力電圧（Ｖout）が変わると、制御部２００はこれらの
電圧間に発生された電圧差を通して布量を感知してこれ
を記憶する（Ｓ１０４）。
【００３４】以後、制御部２００は感知された布量に基
づき最適給水量を決定し（Ｓ１０５）、給水バルブ４７
が開くように給水バルブ駆動部４７aに制御信号を印加
して水槽４２内に給水動作を開始し、これと同時に給水
時間をカウントする（Ｓ１０６）。
【００３５】給水動作が開始されると、水槽４２に供給
された洗濯水の重さが懸架棒に伝えられて複合センサー
１００の出力電圧がより上昇されるが、制御部２００は
洗濯水供給により増加される前記複合センサー１００の
出力電圧を継続的に読み取って給水動作開始前に記憶さ
れた複合センサー１００の出力電圧値と比較することに
よって現在の給水量を感知する（Ｓ１０７）。
【００３６】また、制御部２００は前記段階（Ｓ１０
７）で感知された給水量が、全体給水時間を算出するた
めに予め設定された基準給水量である１０リットル（ l
）に到達されたかを判断する（Ｓ１０８）。前記段階
（Ｓ１０８）で現在の給水量が１０リットル（ l ）に
到達されたと判断されると、制御部２００は給水開始後
１０リットル（ l ）に到達することまでの時間を測定
し、これを基準として段階（Ｓ１０５）で設定された最
適の給水量に到達することまでの給水完了時間を計算す
る（Ｓ１０９）。
【００３７】しかし、前記段階（Ｓ１０８）で現在の給
水量が１０リットル（ l ）に到達されなかったと、段
階（Ｓ１０７）に戻って継続的に給水しながら給水量を
感知する。
【００３８】前記段階（Ｓ１０９）で給水完了時間を予
め演算した後には、複合センサー１００で感知された現
在の給水量が段階（Ｓ１０５）で設定された最適給水量
に到達されたかを判断する（Ｓ１１０）。前記段階（Ｓ
１１０）で現在給水量が最適給水量に到達されたと判断
されると、制御部２００は給水バルブ駆動部４７aに制
御信号を出力して給水バルブ４７を閉じて給水動作を終
了する（Ｓ１１２）。
【００３９】仮りに、前記段階（Ｓ１１０）で現在給水
量が最適給水量に到達されないことと判断されると、現
在までカウントされた給水時間が段階（Ｓ１０９）で予
め計算された給水完了時間を超過したかを判断して（Ｓ
１１１）、給水完了時間より超過されたとすれば、給水
バルブ駆動部４７aに制御信号を出力して給水バルブ４
７を閉じて給水動作を終了する（Ｓ１１２）。前記段階
（Ｓ１１１）は過度に給水されることを予め防止しよう
と備えられたことである。
【００４０】このように給水が完了された洗濯機は洗濯
行程を遂行し、この洗濯行程が終了されると、すぐに排
水動作が遂行されるが、図９はこのような排水過程にお
ける洗濯機のフローチャートを表す。
【００４１】図９に示した通り、排水過程が開始される
と（Ｓ２０１）、制御部２００は図８の段階（Ｓ１０
９）で決定された給水完了時間に基づき排水完了時間を
算出する（Ｓ２０２）。この時、排水完了時間は給水完
了時間より多少短く設定されるが、その理由は給水時に
相違して排水時には洗濯物に既に水がある程含まれてい
るので、初期給水された洗濯水が全て排水されないこと
を勘案したためである。
【００４２】続いて、排水バルブ駆動部４８aに制御信
号を出力して排水バルブ４８を開いて排水動作を遂行
し、これと同時に排水時間をカウントする（Ｓ２０
３）。
【００４３】水槽４２内の洗濯水が排水されると、水槽
４２の全体荷重が減少され、この減少された荷重が懸架
棒５０に作用すれば、弾性部材１３０の復元力により前
記懸架棒５０が上動し、これと同時に懸架棒５０の一端
５０aと締結された収容部材１２０の内部に設けられた
永久磁石１１５もやはり上動するようになって、ホール
素子１４０と永久磁石１１５との離隔距離が短くなる。
その結果、複合センサー１００の出力電圧値は排水が進
行されるほど低くなるが、このような出力電圧を持続的
に読み取って排水動作開始前に記憶された複合センサー
１００の出力電圧値と比較することによって現在の排水
量を感知する（Ｓ２０４）。
【００４４】以後、現在の排水量が排水完了を判断する
ために予め設定された基準値（即ち、排水完了判断基準
値）に到達されたかを判断する（Ｓ２０５）。この時、
前記排水完了判断基準値は洗濯物が水を吸収している状
態を勘案して決定される。
【００４５】仮りに、前記段階（Ｓ２０５）で現在の排
水量が前記排水完了判断基準値に到達されたと判断され
ると、制御部２００は排水バルブ駆動部４８aに制御信
号を出力して排水バルブ４８を閉じて排水動作を終了す
る（Ｓ２０６）。仮りに、前記段階（Ｓ２０５）で現在
の排水量が排水完了判断基準値に到達されなかったと判
断されると、制御部２００は現在までカウントされた排
水時間が段階（Ｓ２０２）で予め計算された排水完了時
間を超過したかを判断して（Ｓ２０７）、排水完了時間
より超過されたとすれば、排水が正しくなされないこと
なので警告部２０３を通して排水異常を警報し（Ｓ２０
８）、排水を強制完了する（Ｓ２０６）。一方、前記段
階（Ｓ２０７）で現在までカウントされた排水時間が排
水完了時間に到達しなかったとすれば、継続的に排水が
なされるように段階（Ｓ２０５）に進行される。このよ
うに洗濯行程後排水がなされると、引続き濯ぎ行程が遂
行され、濯ぎ行程後排水がなされると、最後に脱水行程
が遂行される。
【００４６】以下、脱水過程で本発明による複合センサ
ーを利用してアンバランス量を感知する方法を図１０と
図１１を参照して説明する。制御部２００は脱水行程中
３〜４回にかけてなされる間歇脱水段階で信号変換部１
４１を通してホール素子１４０から出力される信号を読
み取ってアンバランス量を感知する。前記脱水行程は３
〜４回の間歇脱水と本脱水でなされ、間歇脱水は過負荷
による洗濯モータ４５の無理を防止し、洗濯物が洗濯槽
４３内である程均等に分布されるようにして脱水動作時
アンバランスを事前に防止しようと遂行される。しか
し、このような間歇脱水動作にもかかわらず洗濯物の過
ぎた偏心により間歇脱水過程時洗濯槽４３がアンバラン
ス回転して水槽がひどく揺れる場合がある。このような
場合、脱水行程を再遂行するか否かを決定するためにア
ンバランス量を感知するが、これは間歇脱水の３回目ま
たは４回目で最も効果的に感知される。
【００４７】図１０と図１１に示した通り、脱水過程が
開始されると（Ｓ３０１）、制御部２００は複合センサ
ー１００を通して水槽４２の重量（ｘ）を感知した後
（Ｓ３０２）、前記感知された重量（ｘ）に基づき脱水
時間（Tb）を演算する（Ｓ３０３）。
【００４８】この時、前記脱水時間（Tb）を演算するた
めにＫ＝｛水槽に加えられる重量（ｘ）−布量（Al）｝
／布量（Al）の条件式が使われるが、前記布量（Al）は
図８の段階（Ｓ１０４）で求められた水を吸収する前の
布量であり、前記水槽の重量（ｘ）は排水を完了した後
の水を吸収した洗濯物の荷重が含まれたことであるの
で、Ｋは洗濯物がどの程水を吸収したかを表すようにな
る。したがって、Ｋの値が大きければ、洗濯物に吸収さ
れた水の量が多いことであるので脱水時間（Tb）が長く
設定され、反対に、Ｋの値が小さければ、洗濯物に吸収
された水の量が少ないことであるので脱水時間（Tb）が
短く設定される。
【００４９】以後、制御部２００は洗濯モータ駆動部４
５aに制御信号を出力して洗濯モータ４５を所定時間加
速させる１次加速段階を遂行し（Ｓ３０４）、加速後５
秒間複合センサー１００の第１出力電圧（Ｐ１）を感知
する（Ｓ３０５）。
【００５０】前記段階（Ｓ３０５）で第１出力電圧（Ｐ
１）が感知されれば、再び洗濯モータ４５を加速する２
次加速段階を遂行し（Ｓ３０６）、加速後５秒間複合セ
ンサー１００の第２出力電圧（Ｐ２）を感知する（Ｓ３
０７）。以後、もう一度前記洗濯モータ４５を加速する
３次加速段階を遂行し（Ｓ３０８）、加速後５秒間複合
センサーの第３出力電圧（Ｐ３）を感知する（Ｓ３０
９）。
【００５１】前記第１乃至第３出力電圧（Ｐ１、Ｐ２、
Ｐ３）が求められると、制御部２００はこれらの各々の
出力電圧を内部のＡ／Ｄ変換端子で読み取ってデジタル
値に変換して、この出力電圧がアンバランスを判断する
ために予め設定された基準電圧より大きいかを判断し、
この基準電圧より大きければ、これらの各々の出力電圧
（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を懸架棒５０に加えられる所定の
基準荷重（例えば、０.１Kg）当り出力される複合セン
サー１００の出力電圧を利用してKg単位の重量概念のア
ンバランス量に変換する（Ｓ３１０）。ここで、第１出
力電圧（Ｐ１）は第１アンバランス量（ｇ１）に、第２
出力電圧（Ｐ２）は第２アンバランス量（ｇ２）に、第
３出力電圧（Ｐ３）は第３アンバランス量（ｇ３）に各
々変換される。
【００５２】制御部２００は前記第１アンバランス量
（ｇ１）と前記第２アンバランス量（ｇ２）が誤差限界
範囲内に存在しているかを判断するために条件式ｇ１＝
ｇ２±５%を使用する（Ｓ３１１）。
【００５３】前記段階（Ｓ３１１）で前記条件式が満足
されると、制御部２００は条件式Ｇ＝（ｇ１+ｇ２）／
２を通して平均アンバランス量（Ｇ）を計算する（Ｓ３
１２）。
【００５４】前記平均アンバランス量（Ｇ）が算出され
ると、制御部２００は脱水を停止させる程度にアンバラ
ンスがひどいか、またはそのままずっと脱水を進行させ
ることができる程度にアンバランスが弱いかを判断する
ために予め設定した基準アンバランス量（例えば、０.
８Kg）と前記平均アンバランス量（Ｇ）を比較して（Ｓ
３１３）、前記平均アンバランス量（Ｇ）が前記基準ア
ンバランス量（０.８Kg）以上ならば、制御部２００は
洗濯モータ駆動部４５aに制御信号を出力して洗濯モー
タ４５を停止させた後（Ｓ３１４）、アンバランスを解
消するためのアンバランス解除段階を遂行する（Ｓ３１
５）。このようなアンバランス解除段階（Ｓ３１５）で
は洗濯物の偏心を解除するために濯ぎ動作を再遂行し、
排水動作を経て正常に脱水動作が再遂行されるようにす
る。
【００５５】前記段階（Ｓ３１３）で前記平均アンバラ
ンス量（Ｇ）が前記基準アンバランス量（０.８Kg）以
下ならば、制御部２００は脱水動作を停止させる程度の
アンバランスではないことと判断して洗濯モータ４５を
加速させて脱水をずっと進行する（Ｓ３１６）。
【００５６】以後、制御部２００は現在までの脱水時間
が段階（Ｓ３０３）で予め設定された所定脱水時間（T
b）に到達されたかを判断して（Ｓ３１７）、現在の脱
水時間が前記所定脱水時間（Tb）に到達されたと判断さ
れれば、洗濯モータ駆動部４５aに制御信号を出力して
洗濯モータ４５を停止させて脱水を完了する（Ｓ３１
８）。
【００５７】一方、前記段階（Ｓ３１１）で条件式ｇ１
＝ｇ２±５%が満足されなかったとすれば、制御部２０
０は段階（Ｓ３１９）で条件式ｇ１＝ｇ３±５%とｇ２
＝ｇ３±５%を使用して第１アンバランス量（ｇ１）を
第３アンバランス量（ｇ３）と比較し、第２アンバラン
ス量（ｇ２）を第３アンバランス量（ｇ３）と比較し
て、各アンバランス量が誤差限界範囲内に存在するかを
判断する。
【００５８】前記段階（Ｓ３１９）で前記条件式が満足
されたことに判断されれば、制御部２００は式Ｇ＝（ｇ
１+ｇ２+ｇ３）／３により平均アンバランス量（Ｇ）を
計算する（Ｓ３２０）。以後、前述した判断段階（Ｓ３
１３）で前記平均アンバランス量（Ｇ）と基準アンバラ
ンス量を比較して脱水を続けるか止めるかを決定して、
その判断結果にともなって制御部２００は段階（Ｓ３１
４〜Ｓ３１５）を進行したり、段階（Ｓ３１６〜Ｓ３１
８）を進行したりする。
【００５９】しかし、仮りに前記判断段階（Ｓ３１９）
で前記条件式が満足されなければ、これは測定された３
個のアンバランス量（ｇ１、ｇ２、ｇ３）の全てが許容
された誤差範囲を大きく脱したことである。このような
場合はアンバランスを感知する装置に異常が生じたこと
であるので、制御部２００は洗濯モータ４５を停止させ
ると同時に、脱水がなされないことを警告部２０３を通
して警報した後（Ｓ３２１）、脱水過程をこれ以上進行
させないで終了させる（Ｓ３２２）。
【００６０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による複合セ
ンサーを備えた洗濯機は、布量、給水量及びアンバラン
ス量を一つの複合センサーで感知することによって従来
の複数のセンサーを使用する時より洗濯機の内部構造が
非常に簡単になり、信号処理過程も容易になる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 布量感知センサー、水位センサー及びアンバ
ランス感知センサーを各々備えた従来の洗濯機の断面図
である。
【図２】 本発明による複合センサーを備えた洗濯機の
断面図である。
【図３】 本発明による複合センサーを備えた洗濯機の
制御ブロック図である。
【図４】 本発明による複合センサーの内部構造を示し
た断面図である。
【図５】 本発明による複合センサーの動作原理を表す
ための概略的な回路図である。
【図６】 本発明による複合センサーの出力特性図であ
る。
【図７】 本発明によるホール素子の電圧信号を示す出
力特性図である。
【図８】 本発明による複合センサーを備えた洗濯機の
電源印加後給水過程までの流れ図である。
【図９】 本発明による複合センサーを備えた洗濯機の
排水過程での流れ図である。
【図１０】 本発明による複合センサーを備えた洗濯機
の脱水過程での流れ図である。
【図１１】 図１０に続く流れ図である。
【符号の説明】
４１ 本体 ４２ 水槽 ４３ 洗濯槽 ５０ 懸架棒 １００ 複合センサー １１０ ハウジング １１２ 第１係止爪 １１３ 第２係止爪 １１５ 永久磁石 １２０ 収容部材 １２１ 受け部 １２２ 結合棒 １２４ ピンホール １２５ 固定ピン １３０ 弾性部材 １４０ ホール素子 １４２ プリント回路基板 １４４ 信号増幅器 １５０ カバー １６０ 密封部材

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 本体、前記本体の内部に備えられる水
    槽、前記水槽の内部に回転自在に設けられる洗濯槽、及
    び前記本体の内壁に一端が締結され他端が前記水槽の外
    壁に締結されて前記水槽を懸架する懸架棒を備えた洗濯
    機において、 前記懸架棒の一端と連結され、前記懸架棒が前記水槽の
    荷重変化により昇降すると、この昇降変位にともなって
    布量、給水量及びアンバランスに該当する電圧信号を出
    力する複合センサーを備えて成り、 前記複合センサーは、 外観を形成するハウジング； 前記ハウジングの内部に備えられて水槽から伝えられる
    荷重の変化により前記懸架棒と共に上下動する永久磁
    石； 前記ハウジングの底面と前記永久磁石との間に備えられ
    て前記水槽に加えられる荷重に比例して圧縮される弾性
    部材； 前記永久磁石の上側面と一定間隔離隔されて前記永久磁
    石の動きにより変化する磁界の強さに該当する電圧信号
    を出力するホール素子； 前記ホール素子から出力された電圧信号を信号処理に適
    当に所定大きさに増幅する信号増幅器； 前記信号増幅器により増幅された電圧信号の印加を受け
    て前記永久磁石と前記ホール素子との距離に反比例する
    前記電圧信号を比例関係になるように逆変換処理する信
    号変換部；及び 前記信号変換部で処理された信号を外部
    に出力するための出力線を備え たことを特徴とする洗濯
    機。
  2. 【請求項２】 前記複合センサーは、 前記ホール素子、前記信号増幅器及び前記信号変換部を
    付着して前記ハウジングの内部に設けられるプリント回
    路基板；及び前記ハウジングの上端に備えられて前記ハ
    ウジングの内部を密閉するカバーをさらに備えたことを
    特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
  3. 【請求項３】 前記複合センサーは、 前記ハウジングの上部内側に前記プリント回路基板を位
    置決め設置させるように形成された第１係止爪；及び前
    記第１係止爪の上側に備えられて前記カバーを位置決め
    設置させる第２係止爪をさらに備えたことを特徴とする
    請求項２に記載の洗濯機。
  4. 【請求項４】 前記永久磁石と前記懸架棒の一端は収容
    部材により締結され、前記収容部材は前記永久磁石が位
    置決め設置される受け部及び前記受け部の下端から延び
    て前記懸架棒の一端と結合される中空の結合棒で構成さ
    れたことを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
  5. 【請求項５】 前記結合棒の下部中心と前記懸架棒の一
    端には水平にピンホールが備えられ、前記ピンホールに
    は固定ピンが嵌め込まれることを特徴とする請求項４に
    記載の洗濯機。
  6. 【請求項６】 前記結合棒の外周面とこの外周面に対向
    する前記ハウジングの内周面間には水分侵入を防止する
    密封部材が備えられることを特徴とする請求項４に記載
    の洗濯機。
  7. 【請求項７】 前記複合センサーは前記懸架棒に加えら
    れた荷重にともなって電圧信号を線形的に出力すること
    を特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
  8. 【請求項８】 本体、前記本体の内部に備えられる水
    槽、前記水槽の内部に回転自在に設けられる洗濯槽、前
    記水槽を懸架する懸架棒及び前記懸架棒の一端と連結さ
    れて前記懸架棒の昇降変位にともなう電圧信号を出力す
    る複合センサーを備えた洗濯機の制御方法において、 電源印加後洗濯物が初期投入されれば、前記複合センサ
    ーの出力電圧を感知して布量を決定する布量感知段階； 前記布量にともなう最適給水量を設定する給水量設定段
    階； 前記水槽内に給水が開始されて前記複合センサーの出力
    電圧が高まると、この高まった電圧程を現在の給水量と
    判断して前記最適給水量に到達する時まで給水する給水
    段階； 給水段階完了後排水が開始されて前記複合センサーの出
    力電圧が低まると、これを現在の排水量と判断して排水
    完了と判断される時まで排水し続ける排水段階；及び前
    記排水段階が完了した後脱水動作が開始されれば、前記
    脱水動作中の複数の間歇脱水段階で発生された前記懸架
    棒の変位による前記複合センサーの出力信号を感知して
    アンバランスか否かを判断し、脱水動作を制御するアン
    バランス感知段階を備えて成り、 前記給水段階は、 給水開始前の前記複合センサーの出力電圧を記憶し、給
    水開始と同時に給水時間カウントを開始する段階； 給水によって前記複合センサーの出力電圧が増加すれ
    ば、給水動作開始前に記憶された前記複合センサーの出
    力電圧と比較して現在の給水量を感知する段階； 現在の給水量が前記最適給水量に到達する時までの給水
    完了時間を算出するための基準給水量に到達したかを判
    断する段階； 前記現在の給水量が前記基準給水量に到達すれば、前記
    基準給水量に到達するまでに経過した給水時間に基づい
    て前記給水完了時間を決定する段階；及び 現在の給水量
    が前記最適給水量に到達したか、またはカウントされた
    給水時間が前記給水完了時間に到達すれば、給水動作を
    終了する段階 で構成されたことを特徴とする洗濯機の制
    御方法。
  9. 【請求項９】 前記排水段階は、 前記複合センサーの出力電圧を予め貯蔵し、排水完了時
    間を決定する段階； 排水開始と同時に排水時間カウントを開始する段階； 排水によって前記複合センサーの出力電圧が減少すれ
    ば、排水動作開始前に記憶された前記複合センサーの出
    力電圧と比較して現在の排水量を感知する段階； 現在の排水量が排水完了を判断するために予め設定され
    た排水完了判断基準値に到達したかを判断する段階；及
    び現在の排水量が前記排水完了判断基準値に到達した
    か、またはカウントされた排水時間が前記排水完了時間
    に到達すれば、排水動作を終了する段階で構成されたこ
    とを特徴とする請求項８に記載の洗濯機の制御方法。
  10. 【請求項１０】 前記アンバランス感知段階は、 前記複合センサーの出力信号を利用して水槽の重量を感
    知する段階； 前記水槽の重量に基づき脱水時間を算出する段階；第１乃至第３間歇脱水段階で、前記複合センサーの第１
    乃至第３出力電圧を感 知する段階； 前記第１乃至第３出力電圧がアンバランスを判断するた
    めに予め設定された基準電圧より大きいかを判断する段
    階；アンバランスと判断された場合には、前記第１乃至第３
    出力電圧を第１乃至第３アンバランス量に変換する段
    階； 前記第１乃至第３アンバランス量がお互いに誤差限界範
    囲内にあるかを判断し、平均アンバランス量を求めて、
    前記平均アンバランス量を脱水動作制御のために予め決
    定された基準アンバランス量と比較する段階；及び前記
    平均アンバランス量が基準アンバランス量より大きけれ
    ば、アンバランス解除段階を遂行し、前記平均アンバラ
    ンス量が基準アンバランス量より小さければ、脱水を継
    続させる段階で構成されたことを特徴とする請求項８に
    記載の洗濯機の制御方法。
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