JP3611532B2

JP3611532B2 - 振動検出装置

Info

Publication number: JP3611532B2
Application number: JP2001080614A
Authority: JP
Inventors: 吉秋武田; 真一中里; 茂柴田; 富義佐藤; 賢治古川; 俊行坂本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: JP2002277320A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は振動検出装置に係り、特に脱水槽に遍在する布のアンバランスにより脱水時に発生する脱水異常振動（外槽が外枠に衝突する大きな振幅振動）を検知する振動検出装置に関するものである。この振動検出装置で異常振動を検出することにより、洗濯機の運転を安全に制御できるのである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の振動検出装置は特開２０００−２４５９９０号公報に示される。この他には、検知スイッチをレバーで機械的に操作し検出するものがある。
【０００３】
また特開２０００−２４５９９０号公報に示す振動検出装置は、水位検知装置を兼ねたものである。このものは、コアの上部に傾斜体を設け振動等により傾斜部を球状体が転がるところにあり、球状体が斜面を転がることでコイルのリアクタンスが変り、結果的にはＬＣ発振回路に取込み周波数変化として検出するものである。
【０００４】
この方式のものにあっては、球状体の大きさ及び傾斜の大きさ等で出力の大きさが決まる。部品の構成及び、全体の大きさで球状体の大きさは制限され重量が少なくなる。このため傾斜は大きくとれず結果的にコイルのリアクタンス変化は微少となり出力が小さくマイコンでの判定が難しくなる。また、水位検出も兼ねているため検出中の球状体の動きが検出精度に影響する可能性もある。
【０００５】
一方、メカ式スイッチをレバーで操作する方式のものにあっては、布のアンバランス時の外槽が動く軌道を想定して取り付け位置を決める必要があり、取り付け位置が限定されてしまう。また、レバーは一方向の動きしか検出できず槽の動きによって検出精度が悪くなる場合がある。
【０００６】
布のアンバランスによる異常振動の検出精度不良は重大事故につながる可能性があり、精度良く確実に検知して運転制御することが必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は脱水時に布のアンバランスが発生した時、検出精度に難点があり正しく制御できないほど脱水時の異常振動の要因となっていた。
【０００８】
本発明は従来品の問題に鑑みなされたもので、その目的は脱水時の振動及び衝撃で振動検出装置のコイルにいかに効率よく電気的な変化を生じさせるかにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コイルと、可撓性を有するダイヤフラムと、該ダイアフラムに支持され、かつ前記コイルとの相対的な移動でコイルに起電力を誘起させるマグネットを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明について更に具体的に述べる。
【００１１】
本発明の振動検出装置は、コイル，コア，コンデンサー，ダイヤフラムを有する水位検出装置を基本とし、次の構成を備えることにより達成できる。
（１）．コイルの起電力を大きくするために、マグネットはコイルの上部又は下部のなるべく近くに設ける。
（２）．マグネットの動きを大きくするため、マグネットは取付け部に遊びを設け、更にダイヤフラムの動きもプラスされるようにダイヤフラムベースの平面部に設ける。また、マグネットが取付け部の遊び分で不規則に動くのを防止するためダイヤフラムベースにインサートモールドする。
（３）．マグネットを搭載したダイヤフラム部が動き易いようにダイヤフラムの下面部に球状体を設け、滑りをよくする。
（４）．コイルに発生する起電力を増幅回路とコンパレータ回路を介してマイコンに入力する。
【００１２】
脱水時に布のアンバランス等により異常振動や衝撃が発生した時、ダイヤフラムベースに搭載されたマグネットはダイヤフラムの下面中央部に設けられた球状体を接触点として任意の径方向に動く。動くことによりマグネットの磁束をコイルで切ることになりコイルに起電力が発生する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を示す実施例を図１〜図８により説明する。
【００１４】
図１，図２，図３は本発明の振動検出装置を組込んだ洗濯機の概要を示す。
【００１５】
外槽１の下部には駆動部（クラッチ部を含む）４と駆動部と連結する撹拌翼３が備わる。外槽１の外周の一部には内部と連通するエアートラップ１ａを有し、内部には脱水槽２を有する。外槽１は外枠１０の４つの角から吊り棒５で吊下げられている。
【００１６】
本発明の振動検出装置７は水位検出装置も兼ねており、洗濯機外枠の上部に取り付けられ、連結チューブ８でエアートラップ等に接続されている。また、脱水時の振動や衝撃が効率よく伝えられるように、前記エアートラップの真上に直付けすることもあり得る。洗濯機の洗濯にかかわる全工程の運転は、制御部６でコントロールされる。
【００１７】
洗濯時は給水弁１０が作動し、外槽１に水が入り、振動検出装置（水位検出装置を兼ねる）で水位を検出し、所定の水位で給水はストップする。その後、駆動部で撹拌翼３を動かし、洗濯槽を兼ねた脱水槽内の衣類を撹拌することで汚れを落す。洗濯時には、振動検知装置は機能しないようにセットされている。
【００１８】
脱水時は外槽１下部の排水弁９が開放作動し、洗濯槽の水が排出される。脱水中の洗剤による発泡及び布のアンバランスによる回転異常等を防止するため、ある程度水が残っている時点で脱水槽２を回転させる。この時より、水位検出装置を兼ねた振動検出装置は、振動および衝撃を検出するように切換わり布のアンバランスによる異常振動及び衝撃の検出が行われるのである。
【００１９】
次に本発明の振動検出装置の概要を示す図４から図８に沿って述べる。
【００２０】
上ケース１１の下部に下ケース１２が超音波溶着等で接合され、円周溝１１ａ及び空気室１１ｂが備わる。
【００２１】
また、上部には外部のリード等に接続するための端子２１，コンデンサー２２，コイル２３が搭載され、コイル２３を含む充電部は外気と絶縁するため注型用ウレタン樹脂（図示せず）等で封止される。電線を巻装して形成したコイル２３の口出線２３ａは、コンデンサーのリード部２２ａにからげられ、端子２１の切欠部２１ａを経由して端子２１にハンダ付固定されている。中央部には空気室１１ｂと連通する円筒部１１ｃを有し、円筒部１１ｃの上側にはネジが形成され、調整ネジ１９が係合されている。
【００２２】
空気室１１及び円筒部１１ｃにはマグネット１６及び鉄の粉末等で焼結されたコア１７を取付けたダイヤフラムベース１５，加圧用バネ１８、前記調整ネジ１９と回転自在に係合するバネ受け２０がダイヤフラム１３上に搭載された形で設けられている。マグネット１６及びコア１７は取付時の遊びによる不規則な動きを規制するためダイヤフラムベース１５にインサートモールドしてもよい。
【００２３】
ダイヤフラム１３は外周ビード部１３ｂを上ケース１１の円周溝１１ａに挟持された形で取付けられ、中央部上面突起部１３ａはダイヤフラムベース１５の孔部１５ａに挿入嵌合され、ダイヤフラム１３とダイヤフラムベース１５が一体で動くように構成されている。
【００２４】
また中央下面の球状凹部１３ｃには球状体１４が挿入され、下ケース１２の内面１２ｂと点接触しダイヤフラム部全体を支えている。内面１２ｂは窪んだところの底が平坦状に形成され、この平坦部の範囲で球状体１４は摺動するのである。
【００２５】
外部から振動，衝撃を受けた時、ダイヤフラム部全体を動きやすくするため、前記加圧用バネ１８はダイヤフラム部に付与力を与えないように取付けられている。すなわち、振動検知装置として検知が行われるときには、球状体１４が下ケース１２の内面に当接した状態で摺動する際に加圧用バネ１８の押圧力がダイヤフラム１３に殆んど作用しないように備えられている。これにより、加圧用バネ１８によるバネ力の押圧力が球状体１４の摺動面に殆んど作用しないので、球状体１４が良く動き、洗濯機の振動，衝撃が良好に、精度良く検知されるのである。
【００２６】
次に動作及び機能を洗濯機の洗濯工程を例に挙げて説明する。
【００２７】
洗濯の場合は水位検出装置として機能する。給水されると外槽１内の水位が徐々に上昇する。外槽１のエアートラップ１ａと水位検出装置７は連結チューブ８で連通されており、エアートラップ内の空気圧を圧力導入口１２ａで受け、空気圧の上昇によってダイヤフラム部は加圧用バネ１８に抗して上昇し、コア１７とコイル２３の相間距離が変化し（コア１７がコイル２３に近づいたり、離れたりする）、結果的にコイルのリアクタンスを変化させることになる。
【００２８】
このリアクタンスの変化分を図６に示すＬＣ発振回路に取込み発振周波数の変化としてマイコンを含む検出回路に入力する。この時の発振周波数と水位の関係は図７に示す通りである。また、すすぎ前の排水時は排水弁９が開放作動し、水が排水されてエアートラップ部の空気圧が徐々に下がる。これに伴いダイヤフラム部が下がりコアも下がる。外槽内の水位が下がり規定の水位になった所でマイコンを含む検出器が出力する出力信号で脱水槽２は回転を始める。
【００２９】
この脱水開始により、水位検出装置は振動検知装置として機能に切り替わる。
【００３０】
脱水開始時には、ほとんどの水が排水され、ダイヤフラム部は球状体が下ケース１２の内面部に接触した状態となる。この点では加圧用バネ１８の付与力もなくダイヤフラム部は微小の振動，衝撃でも容易に径方向に動ける。
【００３１】
マグネット１６は可撓性を有するゴムのダイヤフラム１３に支持されているので、振動検知装置に振動，衝撃が加わると、ダイヤフラム１３の伸縮や撓みでマグネット１６がコイル２３に対して相対的に移動する動きをする。この動きはコイル２３の軸方向に対して垂直方向である。この動きにより、コイル２３に起電力が誘起される。起電力の大きさは外部から受ける振動，衝撃の大きさに比例して大きくなる。
【００３２】
またマグネット１６がダイヤフラムベース１５に動き得るように取付けると、遊び分で任意に動くことができマグネット自体の全体の動きは大きくなる。起電力の発生が、より大きくなる。
【００３３】
起電力の大きさはコイルの巻数，マグネットの表面磁束密度，マグネットの動く速さ等で決まる。振動検知装置の全体の大きさ及び価格等から巻数，表面磁束密度が制限されるため、図６に示す回路のとおり起電力の信号を増幅回路３１で増幅し、コンパレータ回路で判別してマイコンを含む検出回路に入力させることになる。検出回路に入力される入力信号の入力波形は図８に示す通り振動，衝撃のサイクルに見合った断続的な波形となる。
【００３４】
このように布の遍在による脱水時のアンバランスによる振動，衝撃には振動検知装置に設けたマグネット１６を径方向に動かすことにより、コイルに起電力を発生させ、回路的に増幅回路及びコンパレータ回路を介して検出回路に取込むことにより、脱水時のアンバランスによる外槽の回転軌道に関係なく振動，衝撃の大きさを含めて安定した形で検出できる。
【００３５】
マグネット１６は可撓性を有するダイヤフラム１３に支持されているので、コイル２３に対するマグネット１６の相対的な移動動作は、振動検知装置に加わる振動，衝撃の大きさ及び速さに応じて効率よく行われるので、検出精度の良い検知が行われる。
【００３６】
また、現用のアンバランス検出用のレバー付のスイッチは不要になり価格的にも有利である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば検出精度の良い振動検知装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかるもので、洗濯機の平面図である。
【図２】本発明の実施例にかかるもので、洗濯機の縦断面図である。
【図３】図１の主要拡大図である。
【図４】本発明の実施例にかかるもので、振動検知装置の平面図である。
【図５】本発明の実施例にかかるもので、振動検知装置の縦断面図である。
【図６】本発明の実施例にかかるもので、制御回路図である。
【図７】本発明の実施例にかかるもので、水位検出時の水位と周波数との関係を示す図である。
【図８】本発明の実施例にかかるもので、検出回路に入る信号を示す図である。
【符号の説明】
１…外槽、２…脱水槽、３…撹拌翼、４…駆動部、５…吊り棒、６…制御部、７…振動，衝撃検出装置（水位検出装置を兼ねる）、８…連結チューブ、９…排水弁、１０…給水弁、１１…上ケース、１１ａ…円周溝、１１ｂ…空気室、１１ｃ…円筒部、１２…下ケース、１２ａ…圧力導入口、１２ｂ…内面、１３…ダイヤフラム、１３ａ…突起部、１３ｂ…外周ビード部、１３ｃ…球状凹部、１４…球状体、１５…ダイヤフラムベース、１５ａ…孔部、１６…マグネット、１７…コア、１８…加圧用バネ、１９…調整ネジ、２０…バネ受け、２１…端子、２１ａ…切欠部、２２…コンデンサー、２２ａ…リード部、２３…コイル、２３ａ…口出し線。

Claims

電線が巻装されたコイルと、可撓性を有するダイヤフラムと、該ダイアフラムに支持され、かつ前記コイルとの相対的な移動でコイルに起電力を誘起させるマグネットを備え、前記コイルに誘起する起電力を増幅回路とコンパレータ回路を通して検出回路に入力させることを特徴とする振動検知装置。
電線が巻装されたコイルと、可撓性を有するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの前記コイルとの対向面側に支持されるダイヤフラムベースと、前記ダイヤフラムベースにインサートモールドされ、前記コイルとの相対的な移動でコイルに起電力を誘起させるマグネットとを備えたことを特徴とする振動検出装置。
請求項２に記載されたものにおいて、
前記ダイヤフラムには、前記ダイヤフラムベースが備わる側の反対側中央部に球状体を設け、該球状体を摺動自在に受けるようにしたことを特徴とする振動検出装置。