JPH0321199B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は洗濯物量を自動的に検知する洗濯物量
検知装置に関し、例えば全自動洗濯機において洗
濯物量に応じた適切な給水量を自動設定するのに
有用である。

「従来の技術」 従来の洗濯物量検知装置の一例では、洗濯槽へ
の給水を所定の低水位までとして洗濯用モータを
運転し、洗濯用モータの入力電流の定常値を測定
し、その大きさにより洗濯物量を判定している。

洗濯用モータの入力電流は負荷量に応じて大き
くなる特性を持つことから、入力電流が大きけれ
ば負荷量すなわち洗濯物量が多いと判定するので
ある。

「発明の目的」 本発明は、上記従来装置と異なる観点から洗濯
物量を検知する装置を提供するもので、洗濯用モ
ータの入力電流を測定する代わりに、洗濯槽での
水位変化を測定して、それに基づいて洗濯物量を
判定する装置を提供するものである。

「発明の構成」 本発明の洗濯物量検知装置は、洗濯機の洗濯槽
内に洗濯物を入れ且つ所定水位まで給水した状態
で撹拌を行わせる撹拌制御手段、洗濯物が撹拌さ
れて含水した後の水位の前記所定水位からの変化
分と断続撹拌による水位の上下変動の振幅を検出
する検出手段、前記変化分と前記振幅の比を算出
する演算手段および前記比と洗濯物量との関係に
基づいて洗濯物の量を判定する判定手段を具備し
てなることを構成上の特徴とする。

「作用」 本発明の発明者らは、鋭意研究を進めた結果、
洗濯機の洗濯槽内に洗濯物を入れ、所定の低水位
まで給水し、水位を測定しつつ洗濯槽内を撹拌し
たところ、水位が最初の水位から洗濯物量に応じ
て低下することを見い出した。

これは、単に給水した状態では洗濯物が完全に
含水しないが、これを撹拌するとさらによく含水
するようになり、その含水された量だけ水位が下
がるものと推定される。また、洗濯物量が多いほ
ど撹拌により含水される量も多くなるから、その
結果、洗濯物量が多いほど水位の低下が大きくな
るものと考えられる。

一方、上記水位の低下とは別に、撹拌によつて
いわゆるポンプ効果を生じ、水位が小さく上下に
変動するが、その変動の振幅が洗濯物量が多くな
るほど小さくなることを見い出した。

これは、洗濯物量が多くなるほど抵抗が大にな
つてポンプ効果がそれだけ妨げられるからと考え
られる。

ところで、上記水位の低下は、洗濯物量が元の
水位に適正に対応する量よりかなり多い場合には
大きく現われるが、少し過不足する程度ではあま
り現われない。したがつて、洗濯物量が多い場合
は検出しやすいが、洗濯物量が元の水位に適正に
対応する量に近くなれば検出しにくくなる。

一方、上記振幅の変化は、洗濯物量が元の水位
に適正に対応する量に近い量であるときは大きく
現われるが、洗濯物量が多くなると現われ方が小
さくなつてしまう。つまり、上記水位の低下の現
われ方と逆になり、洗濯物が元の水位に適正に対
応する量に近いときは検出しやすいが、洗濯物量
が多くなると検出しにくくなる。

本発明の発明者らは、かかる点に着目して研究
を進め、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明では、上記水位の低下と上記
振幅の変化の比をとることで、洗濯物量が元の水
位に適正に対応した量である場合からかなり多い
場合まで平均して確実に検出可能としたものであ
る。

なお、かかる比をとることにより、水位センサ
や周辺回路のバラツキ等も打消され、より確実な
検出を行うことができるようになる。

「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいて本発明をさら
に詳しく説明する。ここに第１図は本発明の洗濯
物量検知装置を含む洗濯機の一例の模式的構成説
明図、第２図は第１図に示す洗濯機における洗濯
物量検知装置の機能に係る部分の要部ブロツク
図、第３図は洗濯物量検知装置としての機能に係
る部分の要部フローチヤート、第４図は撹拌時間
と水位の変化を示す特性図、第５図は洗濯物量に
対する水位変化分と変動振幅の比の関係図であ
る。なお、図に示す実施例により本発明が限定さ
れるものではない。

第１図に示す洗濯機１は給水弁２、水位センサ
３、洗濯兼脱水槽４、水槽５、パルセータ６、駆
動機構７、モータ８および制御回路１０を具備し
て基本的に構成されている。

ここで、制御回路１０を除く他の構成要素は、
従来公知の対応する構成要素と同様である。制御
回路１０は本発明による洗濯物量検知装置として
機能する点で従来と異なつている。

第２図に示すように、水位センサ３は、たとえ
ば半導体歪みゲージ型圧力センサであつて、水位
に応じて抵抗値を変化する。

その抵抗値の変化は、制御回路１０の増幅回路
１１により水位信号ｄとして出力される。

その水位信号ｄは、マイクロコンピユータ１３
に入力される。

マイクロコンピユータ１３は、操作部１４を介
して操作者の指示を読み取る。また、給水弁２や
モータ８の制御を行う。

次に、第３図を参照して、上記洗濯機１におけ
る洗濯物量検知および給水の処理について説明す
る。

操作者が洗濯兼脱水槽４内に洗濯物Ｑを入れ、
操作部１４から給水の指示を与えると、マイクロ
コンピユータ１３は、第３図ａに示す処理に入
る。

まず、マイクロコンピユータ１３は、給水弁２
を開き、給水を開始する（S1）。

増幅回路１１の出力する水位信号ｄを読み込
み、それにより所定の低水位が検出されるまで給
水を継続し（S2）、低水位になれば給水弁２をオ
フする（S3）。

次に、Ｃ／Ａ値検出処理（S4）を行う。その
Ｃ／Ａ値検出処理は、第３図ｂに示す一連の処理
である。

すなわち、Ｃ／Ａ値検出処理では、まず水位信
号ｄを読み込む（S21）。これにより読み込まれ
る値は低水位L₁を表しており、この値がメモリ
ーに記憶される（S21）。

制御回路１０は、モータ８を駆動し、パルセー
タ６により洗濯兼脱水槽４内の水を撹拌する。こ
の撹拌は、断続撹拌（例えば0.5秒間パルセータ
６を駆動し１秒間停止することを繰り返す）であ
り、その撹拌方向は一方向であつてもよいが、１
回の断続ごとに逆転させてもよい。ここでは前者
の断続撹拌を行うものとする。

モータ８を駆動し、パルセータ６が回転される
と、それにより水も回転し、遠心力によつて洗濯
脱水槽４内の水は周辺部が持ち上がるようにな
る。このような状態を第１図にＨで示している。

洗濯兼脱水槽４内の水の周辺部が持ち上がる
と、いわゆるポンプ効果によつて洗濯兼脱水槽４
と水槽５の間の水が洗濯兼脱水槽４内に引き込ま
れ、第１図にｈで示すように洗濯兼脱水槽４と水
槽５の間の水面が低下する。

パルセータ６が停止すると、盛り上がつた水面
Ｈが元に戻るため、低下した水面ｈがもとの高さ
に上昇する。また、慣性により元の水面よりも高
くなる。

この結果、水位センサ３で検出される水位は、
パルセータ６の断続運転とともに小さな上下変動
を繰り返す。

ところが、洗濯物Ｑはポンプ効果の抵抗とな
り、その抵抗となる程度は洗濯物量が多いほど大
きくなるから、前記上下変動の振幅は洗濯物量が
多いほど小さくなる。

一方、撹拌される結果、洗濯物Ｑが始めは水に
浮いたようになつていても、水中に引き込まれて
さらに含水するようになる。そこで、洗濯物Ｑに
含水される分だけ水位が元の水位より低下する。
その低下の大きさは、洗濯物Ｑに含水される量に
比例し、それはすなわち洗濯物Ｑの量に比例す
る。

かくして、第４図ａに示すごとき水位の変化特
性が得られる。

ここで、ｗは水のみの場合であり、上記ポンプ
効果によつて水位が上下変動しているが、平均的
水位は低水位L₁のままである。

ａは、洗濯物量が少量（たとえば500ｇ）の場
合であり、ポンプ効果による上下変動とともに、
含水されることによる水位の低下がある。ただ
し、洗濯物Ｑのため抵抗をうけてポンプ効果が少
し低下し、上下変動の振幅はｗに比べ小さくなつ
ている。また、洗濯物Ｑが少量のため、ほぼ完全
に水面下に没しており、十分含水されているか
ら、撹拌による水位低下はあまり見られず、その
変動の極大値は低水位L₁より上にある。

ｂは、洗濯物量が中量（たとえば１Kg）の場合
である。ポンプ効果による上下の変動の振幅はａ
に比べ小さくなる。一方、含水による水位の低下
は、水面上に突出していた部分が多いことから大
きく低下している。

ｃは、洗濯物量が多量（たとえば２Kg）の場合
で、ポンプ効果による上下の変動の振幅はさらに
小さくなり、一方、含水による水位の低下は水面
上の突出部分が多いことからｂの場合より大きく
なつている。

制御回路１０は、撹拌を開始してから所定時間
（例えば５秒あるいは５回の撹拌）後から水位信
号ｄの読み込みを開始し、短時間（例えば0.1秒）
ごとに読み込み、記憶し、所定個（例えば50個）
読み取れば、読み込みを終了し、撹拌も終了す
る。

以上が、ステツプS22である。

次いで、得られた所定個のデータのうちの最大
値Ｊと最小値Ｋを得る。これらは前記読み込みの
期間にある水位の極大値と極小値である（S23）。

次に、式により最大値Ｊと所定水位Ｌの差Ｃ
の算出を行い、また、式により水位変化の振幅
Ａを求める（S24）。

Ｃ＝｜Ｊ−Ｌ｜ … Ａ＝Ｊ−Ｋ … さらに、式により、比Ｃ／Ａを算出する
（S25）。

比＝Ｃ／Ａ … Ｃ／Ａ値は、第５図の「低水位」の曲線ｌから
理解されるように、洗濯物量にほぼ比例した値と
なるので、洗濯物量を判定する目安とすることが
できる。

Ｃ／Ａ値検出処理によつてＣ／Ａ値が得られる
と、そのＣ／Ａ値が所定の値より大であるか否か
が判定される（S5）。

もしも、Ｃ／Ａ値がεより小であれば、洗濯物
量は少量と推定され、低水位で給水量は十分であ
ると判断される。そこで給水を完了する。

一方、Ｃ／Ａ値がεと等しいか大であれば、給
水弁２がオンされ（S6）、中水位が検出されるま
で給水され（S7）、中水位で給水弁２がオフされ
る（S8）。すなわち、中水位まで給水が追加され
る。

中水位まで給水されると、再びＣ／Ａ値検出処
理が行われる（S9）。

このＣ／Ａ検出処理は、第３図ｂを参照して先
に説明した通りである。ただし、メモリーに記憶
される基準の水位は中水位L₂となる。

第４図ｂは、中水位における水位の変動を示し
たものである。ここでw′は水のみの場合、b′は洗
濯物量が中量の場合、c′は洗濯物量が多量の場合
を示している。

第５図の「中水位」の曲線ｍから理解されるよ
うに、Ｃ／Ａ値は洗濯物Ｑが中量の場合はεより
小さい値となり、洗濯物量が多量の場合はεより
大きい値となる。

かくして、洗濯物量が中量でＣ／Ａ値がεより
小であれば、中水位までで給水は完了される
（S10）。

一方、Ｃ／Ａ値がεと等しいか大きければ、給
水量に比べ洗濯物量が多いと考えられ、さらに給
水は追加される。すなわち、給水弁２がオンされ
る（S11）。

ただし、洗濯兼脱水槽４に貯留しうる水量には
上限があるので、高水位が検出されるまで給水さ
れると（S12）、給水弁２はオフとされ（S13）、
給水は完了される。

なお、第５図の「高水位」に示すように、高水
位では、Ｃ／Ａ値は洗濯物量が多量でもεより小
となる。

以上の説明から理解されるように、上記洗濯機
１によれば、洗濯物量が的確に検知され、その量
に応じて給水が行われる。

他の実施例としては、撹拌後の水位の値Ｌとし
て、上記のごとき極大値をとるかわりに、上下変
動の極小値や、上下変動の中間値をとるもの等が
挙げられる。

また、上記実施例のように低水位、中水位の２
段階の設定値のかわりに、１段階あるいは３段階
以上の設定水位を設けたものが挙げられる。

さらに他の実施例としては、給水弁２の自動開
閉を行わない洗濯機において、検知した洗濯物量
をブザーやLED等の表示手段で表示し、また、
給水の開始や停止の合図を発生するようにしたも
のが挙げられる。

「発明の効果」 本発明によれば、洗濯機の洗濯槽内に洗濯物を
入れ且つ所定水位まで給水した状態で撹拌を行わ
せる撹拌制御手段、洗濯物が撹拌されて含水した
後の水位の前記所定水位からの変化分と断続撹拌
による水位の上下変動の振幅を検出する検出手
段、前記変化分と前記振幅の比を算出する演算手
段および前記比と洗濯物量との関係に基づいて洗
濯物の量を判定する判定手段を具備してなること
を特徴とする洗濯物量検知装置が提供され、これ
により次のような効果が得られる。

水位の変化分と振幅の比に基づいて判定する
から、洗濯物量が少量から多量まで均等な精度
で検知を行うことができる。

水位センサー等のばらつきがあつても比をと
ることで消去されるから、高い検知精度を得ら
れる。

洗濯物量を正確に検知しうるから、それによ
り適正な給水量とすることができ、洗濯物の布
傷みや、水、電力の浪費を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の洗濯物量検知装置を含む洗濯
機の一例の模式的構成説明図、第２図は第１図に
示す洗濯機における洗濯物量検知装置の機能に係
る部分の要部ブロツク図、第３図は洗濯物量検知
装置としての機能に係る部分の要部フローチヤー
ト、第４図は撹拌時間と水位の変化を示す特性
図、第５図は洗濯物量に対する水位変化分と変動
振幅の比の関係図である。 （符号の説明）、１……洗濯機、２……給水弁、
３……水位センサ、４……洗濯兼脱水槽、５……
水槽、６……パルセータ、８……モータ、１０…
…制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 洗濯機の洗濯槽内に洗濯物を入れ且つ所定水
   位まで給水した状態で撹拌を行わせる撹拌制御手
   段、洗濯物が撹拌されて含水した後の水位の前記
   所定水位からの変化分と断続撹拌による水位の上
   下変動の振幅を検出する検出手段、前記変化分と
   前記振幅の比を算出する演算手段および前記比と
   洗濯物量との関係に基づいて洗濯物の量を判定す
   る判定手段を具備してなることを特徴とする洗濯
   物量検知装置。 ２ 検出手段が、半導体歪ゲージ型圧力センサを
   用いた水位センサを有してなる特許請求の範囲第
   １項記載の洗濯物量検知装置。