JP3131457B2 - 洗濯機導電度センサ付洗濯機 - Google Patents

洗濯機導電度センサ付洗濯機

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JP3131457B2 JP03066013A JP6601391A JP3131457B2 JP 3131457 B2 JP3131457 B2 JP 3131457B2 JP 03066013 A JP03066013 A JP 03066013A JP 6601391 A JP6601391 A JP 6601391A JP 3131457 B2 JP3131457 B2 JP 3131457B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は洗濯機等の外槽内に組込
み、洗濯水の洗剤の濃度,洗濯槽内の水の有無を電極間
の抵抗の変化で検出する電導度(導電度とも称する)
ンサの形状及び構造に関する。
【0002】
【従来の技術】洗濯機も二槽式から全自動洗濯機に推移
する段階にあり、簡単な操作でだれでもがベテラン主婦
並の洗濯が出来ることを目標に開発が進められている。
これに欠かせないのが各種センサとソフトの開発であ
る。洗濯機に必要なセンサとして、布量センサ,布質セ
ンサ,汚れセンサ,すすぎセンサ,脱水センサ等ある
が、既にモーターの起動電圧の変化を利用した布量,布
質センサ,光の透過率の変化を利用した汚れ,すすぎセ
ンサ,水の衝撃の有無を利用した脱水センサ等は完成し
洗濯機に採用されている。
【0003】今回はこの中の汚れ,すすぎ、及び脱水セ
ンサについて詳細を述べる。従来技術として、光の透過
率を利用したものがある。発光素子と受光素子とで一対
となり、洗濯機の排水バルブの管の表面に対向させた形
で実装されている。発光及び受光素子間に滞留した水又
は流出する水の濁度による光の透過度を電気信号に置き
換えて検知するものである。
【0004】実際の制御は、洗濯中に水の汚れがひどい
時は洗い水流を強くし、洗い時間を長くしたり、すすぎ
時は水の透過度に近くなった時点ですすぎ完了と判断し
次工程に移したり、脱水時は水と空気の透過度の差で水
が抜け切った時点から脱水時間を設定したり等を行なっ
ている。
【0005】この方法によると発光素子と受光素子の感
度の良否、又は装着される排水バルブの管内の汚れ等で
検出精度が低下する可能性が大きい。特に水の有無,水
と汚れの少ない洗剤水等は光の透過率に差がなく区別す
るのは難かしく不可能に近い。このため、洗い,すす
ぎ,脱水の制御精度も低下することになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来品の不具
合点に鑑みなされたもので、外槽内に対向する一対の電
極板を露出させ、被測定物(水,洗剤液,空気 etc)
に直に接触させ、前記電極板間の被測定物の抵抗を測定
するもので、従来技術の排水バルブの管を介して行なう
間接測定に比べ高精度に検出できるものである。
【0007】検出体(電極板)は導電材であれば特性上
の精度はほとんど関係なく、各種溶剤,薬剤等でも錆難
いステンレス鋼板を使用することで十分である。又、使
用中の電極板の汚れは特性上は影響しないが、取付構造
上、特に脱水時の水の回遊で洗い流されるようにするこ
とで防止できる。これ以外の問題点として、 1.電極部が外槽内に露出することから、露出部に洗濯
物からほつれた糸層等がからみつき電極間に連かり、電
極間の抵抗値を変化させる可能性がある。
【0008】2.電導度センサが故障した時、容易に修
理できる構造が必要である。
【0009】3.電極板とケースの接合面に水が浸透
し、隙間腐食又は水もれの要因となる可能性がある。
【0010】4.直接、導電された電極部が洗濯液に浸
漬されることから感電等の危険性がある。
【0011】5.電極板と駆動用回路基板との接続方法
によっては外来ノイズに弱いものとなる。
【0012】6.電極板及び絶縁トランスを駆動用回路
基板に半田固定し、弾性力のある注型剤で封止するもの
は、注型剤の熱伸縮で半田付部が破損する可能性があ
る。
【0013】7.絶縁トランスを注型剤で封止するもの
は、絶縁トランスのコア部に応力が加わり、絶縁トラン
スの特性を大きく変化させる可能性がある。
【0014】9.温度に影響されない回路を構成する必
要がある。
【0015】10.電極板は取付け及び特性を考慮した
大きさ,形状が必要で、特に水中使用となるため耐腐食
に富んだものとする必要がある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、外槽の内側に臨ませる電極部を有す
る電導度センサを外槽に備える導電度センサ付洗濯機に
おいて、前記外槽の底部外周側と外槽の側壁下部側が合
わさる下側コーナ部に前記導電度センサを配置 し、前記
電極部は対向して配置される電極板で形成し、対向する
面を除いて電極板を被う合成樹脂製のセンサケースは電
極板の先端側にあたる上面を球状にしたことを特徴とす
るものである。さらに具体的には次のとおりである。 1.電導度センサを外槽底部の外周側、すなわち水が激
しく動く所に設け、電極板自体も円の接線に対して垂直
にすることで脱水時の電極間の水の通りを良くし、さら
に電極部を外槽内面より沈めることで脱水時の水が電極
部に集中して落ちるようにし、常時電極部を洗浄する構
造とした。この構造は糸屑からみにも効果がある。糸屑
からみ防止の点では露出部のエッヂ部に大きなRを設け
表面を球状にすることが重要なポイントとなる。
【0017】2.隙間腐食,水もれ防止はケースと電極
板の線膨張係数の違いによる接合面の剥離が原因で、こ
れを緩和するため電極板をゴム等の弾性体でアウトサー
ト成形した後、ケースにインサート成形することで達成
される。
【0018】3.通電された電極板を人間が容易に触れ
る外槽内に露出させた形で設けることから感電等安全上
好ましくなく、絶縁トランスを設け一次側と二次側で電
気的に回路を分離することとした。また外来ノイズの影
響を少なくする手段として電極板に駆動用回路基板を接
続する構成としたが、洗濯機等は水,湿気の多い所で使
用されることから十分な防湿処理が必要である。今回は
絶縁トランスを含む基板全体を注型用ウレタン等で封止
する構造とした。又前記注型用ウレタンの熱収縮により
絶縁トランスのコア部にかかる応力緩和は弾性係数の少
ない発泡体を当接させることで行なった。
【0019】
【実施例】本発明の実施例を各図面に基づいて説明す
る。
【0020】本発明を採用した洗濯機は図1,図2に示
すように、鋼板製の外枠1に水と衣類を入れ洗濯又は脱
水する洗濯兼脱水槽3、及び外槽2を4本のバネ25で
吊下げている。
【0021】洗濯兼脱水槽3には水中で衣類を回動させ
る羽根5を設けた撹拌翼4が回動自在に設置されてい
る。
【0022】外槽2の外部底面には前記撹拌翼4を駆動
する電動6と洗濯,脱水を切換えるクラッチ部を有
し、又排水弁8は外部排水ホース9と接続され、必要に
応じて外槽内の水を排水できるようになっている。さら
に外槽底部外周面には貫通孔2aがあり洗濯液の電気抵
抗を検出する電導度センサ10が外部より挿入されネジ
24(3本)で締付固定されている。
【0023】電導度センサ10の取付位置は外枠1との
関係でみると、裏側の裏フタ23への取付としてあ
る。
【0024】図3により電導度センサ10の取付けを詳
細に説明すると貫通孔2aに電極板18を有する円筒部
が外槽内に侵入し露出する形で嵌合固定されている。こ
の時、対向する一対の電極板18は外槽の周面底部に円
周上接線と垂直方向に取り付けられ、電極部全体が外槽
底面より埋没した構成となっている。すなわち、電極部
は、対向して配置される電極板18で形成し、かつ両電
極板の対向する向きが前記外槽の外周に沿う円周上接線
に垂直な垂直線に対して交差するように配置されている
のである。
【0025】この取付け及び構成は脱水時の飛散水が電
極部に集中し、対向する電極板を常時流水で洗浄できる
もので、又衣類からはつれた糸屑等をからめて滞留させ
ないものである。もちろん、糸屑が引掛らないように電
極板の保持ケースの表面は球状となっている。すなわ
ち、電極板18は対向面を除いて合成樹脂樹脂製のセン
サケースで被われている。そして、そのセンサケース1
1は、電極板18の先端側にあたる上面40を球状にし
ているので、ここに糸屑が触れても引っかからずに流れ
去るのである。
【0026】次に本実施例で採用する電導度センサ10
の具体的構造を図4,図5,図6により説明する。
【0027】センサケース11は耐薬品性及び弾性体の
注型用ウレタン樹脂の接着性に優れたABS樹脂を使用
している。対向する一対の電極板18を備える円筒状室
13と絶縁トランス17と電子部品(IC15,フィル
ムコンデンサ16)等を備える箱状室12で成形されて
いる。円筒状室13の中心部には駆動用回路基板14の
位置決め用ボス11a,外周部には取付用ネジ座11b
を3ケ有する。
【0028】電極板18は耐腐食性のあるステンレス材
を使用し、表裏面を弾性を有するシリコンゴム等でアウ
トサート成形し、これを前記センサケースの円筒状室部
にインサート成形してある。前記アウトサート成形材1
9の外周面には微小の帯状突起19aを複数個設けてあ
る。この構成は温度差による電極板とセンサケースの接
合面の剥離を防止し、水浸入による隙間腐食及び水もれ
をなくすものである。電極板18の対向距離は8〜15
mmで、洗濯液中に露出する面積は50〜150mm2としてあ
る。これは電極部を極力小さくまとめる外に図8に示す
特性カーブに示す通り最大限の変化量を得るために必要
な条件である。
【0029】電導度センサ10の全体構造はセンサケー
ス11内に電極部と絶縁トランス収納部を2分割する形
とし、電極板18と絶縁トランス17は駆動用回路基板
14に半田固定され、これ全体を弾力性のある注型用ウ
レタン樹脂材21で封止されている。注型用ウレタン樹
脂材で封止する際、温度変化で封止剤が伸縮するため半
田固定部に応力が加わり最悪の場合は接合不良となる。
又、絶縁トランスはコア部に応力が加わると特性が大き
く変化する。これを防止するため、電極板の端子部18
cには応力緩和として略Cの形状部18bを設け、絶縁
トランスのコア部にはポリエチレン等の発泡材22を介
入させている。
【0030】図7は駆動回路を示し、基本的には電極間
11dに介在する液及び空気の抵抗と回路上のコンデン
サ16でRC発振回路を構成し、液及び空気の抵抗変化
をインバーターIC15で増幅,波形修正し周波数変化
として出力するものである。又、駆動回路部と電極部は
安全のため絶縁トランス18で電気的に完全に分離絶縁
するものである。
【0031】本電導度センサの出力特性は図8に示す通
り、変化量が大きく、微少の抵抗の変化でも検出できる
ものとなっている。洗濯,すすぎ,脱水を見分ける周波
数帯も、洗剤水で38KHZ,一般の水道水で10KH
Z,空気で4.5KHZ と明確に区分化できるもので
ある。
【0032】上記実施例の良さをまとめると次のとおり
である。 1.電導度センサを外槽底部の最大外径部に位置させる
ことは、脱水時の飛散する水の流速が大きく、電極板に
触れた時、電極板を洗浄する能力を最大限に有すること
から、電極板表面の洗剤汚れ等を常時取除くことが可能
になる。また電導度センサが位置する外槽底部の最大外
径部、すなわち、前記外槽の底部外周側と外槽の側壁下
部側が合わさる下側コーナ部は、脱水時の飛散する水の
流速が大きいことに加えて、洗濯兼脱水槽の周囲および
底部から脱水される洗濯水は大部分が下側コーナ部を通
過するようになるので、下側コーナ部に電導度センサを
配置することにより、脱水の開始から終わりまで通して
導電度センサによる洗濯水の検知が行われる。
【0033】2.電極板を外槽外周の接線と垂直に設け
ることは、脱水時に飛散する水の通りを良くし、衣類か
らしぼり出される最後の水まで電極間で検知することに
なり、衣類の布質による水の飛散の時間的な差を顕著に
とらえることができる。
【0034】3.電導度センサを外槽内面より沈めるこ
とは、衣類の糸屑がセンサ部に引掛り難くすると同時
に、脱水時の残水をセンサ部に集中させ、衣類の布質に
よる水の飛散の時間的な差を顕著にとらえることができ
る。
【0035】4.電導度センサを洗濯機の裏フタ側に設
けることで、センサ故障時の点検,修正が容易になる。
【0036】5.電極板を保持するケースの上面を球状
にすることで、衣類の糸屑の引掛りを防止すると同時
に、脱水時の水の回流を滑らかにし、洗剤の発泡を抑え
ることができる。
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電極
板を被う合成樹脂樹脂製のセンサケースが電極板の先端
側にあたる上面を球状にしているので、ここに糸屑が触
れても引っかからずに流れてしまうのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す洗濯機の平面図。
【図2】本発明の一実施例を示す洗濯機の斜視図。
【図3】本発明の一実施例を示す電導度センサ取付部の
詳細図。
【図4】図3に示す電導度センサの平面図。
【図5】図3に示す電導度センサの電極部の断面図。
【図6】図3に示す電導度センサの主要断面図。
【図7】本発明の一実施例を示す基本回路図。
【図8】図7に示す基本回路図の出力特性図。
【図9】図3に示す電導度センサの取付斜視図。
【符号の説明】
1…外枠、2…外槽、3…洗濯兼脱水槽、4…撹拌翼、
10…電導度センサ、11…センサケース、14…駆動
用回路基板、17…絶縁トランス、18…電極板、19
…アウトサート成形材、21…注型剤、22…発泡体、
23…裏フタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−22297(JP,A) 特開 平2−164398(JP,A) 特開 昭55−163082(JP,A) 実開 昭52−65073(JP,U) 特公 昭62−57360(JP,B2) 実公 昭55−7022(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D06F 33/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】洗濯兼脱水槽が内置される外槽の内側に臨
    ませる電極部を有する電導度センサを外槽に備える導電
    度センサ付洗濯機において、 前記外槽の底部外周側と外槽の側壁下部側が合わさる下
    側コーナ部に前記導電度センサを配置し、前記電極部は対向して配置される電極板で形成し、対向
    する面を除いて電極板を被う合成樹脂製のセンサケース
    は電極板の先端側にあたる上面を球状に したことを特徴
    とする導電度センサ付洗濯機。
  2. 【請求項2】請求項1に記載されたものにおいて、前記電極部は、両電極板の対向する向きが前記外槽の外
    周に沿う円周上接線に垂直な垂直線に対して交差するよ
    うに配置した ことを特徴とする導電度センサ付洗濯機。
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