JPH05154285A - 自動給水装置付洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設定された洗いあるいはすすぎのための水位
設定値まで給水が完了した後で受水槽内の水位を安定に
保ち、以って布傷みを軽減できる自動給水装置付洗濯機
を提供すること。 【構成】 洗濯機の自動給水装置において、給水弁１３
と、受水槽内の水位に応じた水位信号を発生する水位セ
ンサー２３と、洗いあるいはすすぎに必要な水位を設定
する水位設定手段３０と、洗いあるいはすすぎ時に水位
信号を水位設定値と比較して給水弁１３を制御する補給
制御回路２５とを設け、設定された洗いあるいはすすぎ
のための水位設定値まで給水が完了した後で受水槽内の
水位が水位設定値より低下したきは給水弁１３を開いた
水を水位設定値まで補給するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動給水装置付の洗濯機
に係り、特に受水槽内の水位制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】全自動洗濯機は、給水、洗い、すすぎ、
脱水を自動的に実行する。給水量の制御は圧力スイッチ
機構によって行なわれる。この圧力スイッチ機構は、槽
内の水圧（水位）を空気圧に変換し、この空気圧を細い
ビニールチューブでダイヤフラム室に伝達してダイヤフ
ラムを変位させ、このダイヤフラムの変位でスイッチを
オン、オフする方式である。水位の設定および変更は、
ダイヤフラムを押えているばねの押圧力を調節して行な
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなダイヤフラム式の圧力スイッチの場合には検出動作
のヒステリシス特性が大きく、設定水位を検出して動作
した後は、多少水位が低下してもこれを検出することが
できない。従って、設定された洗いあるいはすすぎのた
めの水位設定値まで給水が完了した後で、洗いあるいは
すすぎの動作に入って運転している時、吸水性の強い木
綿系の洗濯物を多く洗った場合における水位の低下や水
漏れあるいは水を含んだ洗濯物の一部を取り出すことに
より水位が低下してもこれを検出することができず、こ
のために低水位で撹拌が行なわれて布傷みを増加させる
問題があった。この現象は洗いあるいはすすぎの動作に
入って初期（例えば１〜２分以内）に対応する必要があ
った。

【０００４】従って本発明の目的は、設定された洗いあ
るいはすすぎのための水位設定値まで給水が完了した後
で受水槽内の水位を安定に保ち、以って布傷みを軽減で
きる自動給水装置付の洗濯機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、洗濯機の自動給水装置に、給水弁と、受
水槽内の水位に応じた水位信号を発生する水位センサー
と、洗いあるいはすすぎに必要な水位を設定する水位設
定手段と、洗いあるいはすすぎ時に前記水位信号を水位
設定値と比較して前記給水弁を制御する補給制御回路と
を設け、設定された洗いあるいはすすぎのための水位設
定値まで給水が完了した後で受水槽内の水位が前記水位
設定値より低下したときは給水弁を開いて水を前記水位
設定値まで補給するようにしたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明による自動給水装置付洗濯機は、上記の
如く構成したので、洗いあるいはすすぎ時にも受水槽内
の水位を安定に保ち、布傷みを低減することができる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の一実施例を電子制御による全自
動洗濯機を例にとって説明する。図９はその一実施例に
係る全自動洗濯機の縦断側面図、図１は図９の洗濯機の
電気回路図である。

【０００８】図９において、１は外枠、２は外枠１の上
面を覆うトップカバー、３はコーナプレートで外枠１の
上部四隅に固定され受水槽４を四隅の四個所で吊り棒５
により支持している。６は防振ばねで、吊り棒５に取り
付けられて、脱水時に受水槽４の振動を吸収するように
構成されている。７はバスケットで、脱水時に高速回転
して洗濯物を遠心力脱水するようになっている。８はモ
ータで、モータ８の動力は、ベルト９、ブーリ１０を介
しクラッチ減速部１１に伝達されて減速され、回転翼１
２を低速回転駆動するようになっている。１４は注水ホ
ース、１５は水栓からの水を受水槽４内に給水する注水
口、１６は図１に詳述した電子制御回路で、モータ８、
給水弁１３などの電気部品の運転を指示制御するように
なっている。また、モータ８は正逆の両方向に回転し、
回転翼１２を正逆の繰り返し回転駆動ができるようにな
っている。

【０００９】図１において、１７はモータ８の進相用コ
ンデンサ、１８は排水弁、１９は電源コンセント、２０
は電源スイッチ、２１はネオンランプ、２２ａ，２２
ｂ，２２ｃはコネクターである。２３は水位センサー、
２４は安全スイッチである。２５は図示の各部、各回路
を備えた指示制御部で、マイクロコンピュータなどのよ
うな計算機能を有するＬＳＩ素子で構成される。２６は
発光表示灯で構成された進行表示部である。２７は電源
回路部で、交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）に変換し、高電
圧（ＡＣ１００Ｖ）を低電圧（ＤＣ１０Ｖ）にして電子
制御回路１６の電源を作る部分である。

【００１０】２８は発振回路部で、指示制御回路２５へ
クロックを供給する一方、ブザー２９の動作電源を供給
するようになっている。３０は入力信号処理回路で、信
号バスライン３１ａを介して指示制御部２５と接続され
ている。３２は入力スイッチ部で、同様に信号バスラン
ス３１ｂを介して指示制御部２５とで接続されている。
３３ａ，３３ｂは出力信号バスラインで、指示制御部２
５からの信号を進行表示部２６、駆動回路３４にそれぞ
れ伝達するようになっている。また、給電ライン３５は
給水弁１３に、給電ライン３６はモータ８の正回転側
に、給電ライン３７は逆回転側に、給電ライン３８は排
水弁１８にそれぞれコネクター２２ｂ，２２ｃを介して
接続されている。

【００１１】上記の構成において、入力スイッチ部３２
が操作されて運転の指示入力があると、水位センサー２
３からの水位信号と設定値が入力信号処理回路３０で比
較され、その結果が指示制御部２５に入力される。設定
値以下のときは、指示制御部２５の出力回路から出力信
号バスライン３３ｂを経て駆動回路３４に給水指令信号
が与えられ、ここで増幅、スイッチング処理されて給電
ライン３５より給水弁１３を開放する信号が発せられ、
注水ホース１４を介して注水口１５より水が供給され
る。そして、水位が上昇すると、水位センサー２３から
の水位信号が大きくなり、設定水位に達すると信号が切
り換わり給水弁１３の通電が遮断され、次の洗いの工程
に入る。

【００１２】洗いは、通常、右回転０．８秒、休止０．
５秒、左回転０．３秒、休止０．５秒の短周期反転で行
われ、回転翼１２の作用により洗濯物に機械力が作用す
るものである。洗いの時間としては約１２分まで設定可
能で、汚れの程度に応じた時間を設定して運転できるよ
うになっている。

【００１３】図２はトップカバー２に設けられたパネル
操作部に装着される入出力ボードの正面図、図３は入出
力に係る詳細回路図である。

【００１４】すなわち、入出力ボード１００には、標準
サイクルの入力キー１０４ａをはじめとして８ケの入力
キー１０４ａ〜１０１ｈと、１８ケの発光表示灯１０２
ａ〜１０２ｒが実装されている。１０１ａ〜１０１ｈは
前記入力キー１０４ａ〜１０４ｈに対応して設けられた
入力スイッチ、１０５ａ〜１０５ｒは発光表示灯１０２
ａ〜１０２ｒにおける発光ダイオード、１０３はこれら
を指示制御部２５に接続するリード線である。入力キー
１０４ａ〜１０４ｈとこれに対応する入力スイッチ１０
１ａ〜１０１ｈは図１における入力スイッチ部３２を構
成し、発光表示灯１０２ａ〜１０２ｒおよび発光ダイオ
ード１０５ａ〜１０５ｒは図１における進行表示部２６
を構成し、リード線１０３は信号バスライン３１ｂ，３
３ａの一部を構成する。電流制限抵抗２３０ａ〜２３０
ｒは各発光ダイオード１０５ａ〜１０５ｒと直列に接続
されて駆動電流を制限する。モータ８、給水弁１３、コ
ンデンサ１７、排水弁１８、コネクター２２ｂ（２２
ｃ）、水位センサー２３、入力信号処理回路３０、駆動
部３４は図１に図示のものと同一である。

【００１５】指示制御部２５は記憶部に洗濯サイクル制
御データを記憶しており、オペレータの入力キー操作に
よってこの制御データが演算部に読み出されて洗濯サイ
クル制御に使用される。制御データは、受水槽内への給
水量（水位）が後述するように６段階に設定され、水流
は弱、中、強の３段階、洗い時間は１２分、６分、３分
の３段階、すすぎ回数は１回、２回の２段階、脱水時間
は５分、３分、１分の３段階であり、これらは対応する
入力キー１０４ｄ〜１０４ｈを操作することで選択され
る。標準洗濯サイクルの場合には、洗い時間が１２分、
すすぎ回数が２回、脱水時間が５分の組み合せデータと
して設定されており、入力キー１０４ａを操作すること
で選択される。

【００１６】選択された洗濯サイクル制御データによる
洗濯機サイクル制御のスタート、一時停止は入力キー１
０４ｂの操作で指令され、念入りすすぎは入力キー１０
４ｃの操作によって指令される。

【００１７】次に水位制御について説明する。

【００１８】図４は受水槽４に対する水位設定レベルと
水位センサー２３の一例を示す。Ｈ₀ は給水能力判定水
位、Ｈ₇ は異常給水水位で洗いあるいはすすぎのための
水位ではない。洗いあるいはすすぎのために設定される
水位はＨ₁〜Ｈ₆の６段階である。水位センサー２３は、
受水槽４の底部から引き出したビニールチューブ２３１
内の空気を受水槽４に供給された水で加圧し、この圧力
でダイヤフラム２３２を変位させ、このダイヤフラム２
３２の変位でポテンショメータ２３３の摺動子を摺動さ
せるもので、水位を抵抗値に変換するものである。

【００１９】なおこの水位センサー２３は上記構成に限
定されるものではなく、次のような変形が考えられる。
その１は、垂直に設けた金属の円筒電極の中心に表面を
絶縁処理した中心電極を張設すると共に、この円筒電極
内を受水槽４と連通させて受水槽内の水位に応じて両電
極間を上下動する水で両電極間の静電容量を変化させる
方式である。そしてこの静電容量を発振時定数とする発
振回路を構成すれば、水位が発振周波数に変換される。

【００２０】その２は、受水槽４に作用する重量に応動
させる方式である。受水槽４を吊り上げている吊り棒５
の荷重は受水槽内の水量に応じて大きくなる。従ってこ
の荷重を圧電素子で電気信号に変換し、あるいはこの荷
重に応じて下降する吊り棒５でコイル内のコアを変位さ
せてコイルのインダクタンスを変位させることにより、
水位を知ることができる。

【００２１】図５は入力信号処理回路３０における水位
検出信号処理部分の詳細図である。抵抗３０１は前記水
位センサー２３におけるポテンションメータ２３３と直
列に接続されて分圧回路を構成し、その接続点ｂに受水
槽４内の水位に応じた水位信号電圧を発生する。抵抗３
０２、抵抗群３０３は接続点ａに水位設定電圧を発生す
るための分圧回路を構成する。コンパレータ３０４は水
位信号電圧と水位設定電圧を比較する。抵抗群３０３は
設定水位に応じて指示制御部２５の３〜５番端子の電位
により制御され、コンパレータ３０４の出力は指示制御
部２５の２番端子に入力される。指示制御部２５による
抵抗群制御テーブルを図６に示す。設定水位がＨ₁ の場
合、指示制御部２５の３〜５番端子の信号電位はそれぞ
れＬ（ロウレベル），Ｌ，Ｈ（ハイレベル）となり接続
点ａの電圧はＶ₁ となる。この信号電圧は、水位設定入
力キー１０４ｄを操作して水位を設定することにより記
憶部に記憶された前記制御テーブルを読み出して設定さ
れる。

【００２２】洗濯サイクル制御実行中の、指示制御部２
５による給水制御フローを図７に示す。スタート入力キ
ー１０４ｂが操作されると、ステップ７０１で給水弁１
３を開放して給水を開始する。これにより受水槽４内の
水位は次第に上昇し、これに伴って接続点ｂに発生する
水位信号電圧が上昇する。ステップ７０２ではコンパレ
ータ３０４から出力される信号を監視して受水槽４内の
水位が設定水位に達したか否かを判断する。受水槽４内
の水位が設定水位以下の状態では、接続点ｂの水位信号
電圧は接続点ａの水位設定電圧より低いのでコンパレー
タ３０４の出力信号はロウレベルである。従ってこの状
態ではステップ７０１に戻る。ステップ７０２で受水槽
４の水位が設定水位に達したことを検出するとステップ
７０３に移って給水弁１３を閉じて洗い制御（撹拌開
始）に移る。このような給水制御はすすぎ時の給水制御
と同じである。

【００２３】洗いあるいはすすぎのため撹拌動作中の指
示制御部２５による水位制御フローを図８に示す。

【００２４】洗いあるいはすすぎ工程で水位が変動する
要因として吸水性の強い木綿系の洗濯物が吸水すること
で水位が低下するケースがある。特に洗濯容量の定格近
くの洗濯物が入っている場合に顕著に現われるもので、
撹拌動作スタート後１分位で判定できる。また排水弁１
８が故障した際にも水位は低下するがこのケースでは水
を補給しても救済できない。

【００２５】さらに顧客が撹拌動作中の洗濯物の動きを
見て動きが悪いとき洗濯物の一部を取り出すことがあ
る。当然洗濯物は水を吸っており取り出した分だけ受水
槽４内の水位が低下してしまう。

【００２６】洗濯物の汚れを傷まずに洗うにはバスケッ
ト７内で洗濯物と水の比率（浴比という）が一定値以上
必要であり、水位の低下は浴比を満足できなくなること
を意味する。

【００２７】そこで図８に示す水位制御フローによる水
位の監視が必要となる。ステップ８０１は撹拌制御で回
転翼１２を駆動するモータ８を正転→逆転→休止を繰り
返す撹拌制御である。ステップ８０２は設定された洗い
あるいはすすぎのための水位設定値まで給水が完了した
後でモータ８を回転し、回転翼１２で撹拌動作中の水位
監視タイミングを決定するもので、撹拌動作がスタート
してからの撹拌動作回数を計数して一定撹拌回数（具体
的にはスタートしてから１〜２分をいう）に達するとス
テップ８０３に移って撹拌動作を休止して受水槽４内の
水位を安定させる。これは撹拌動作中は回転翼１２の裏
羽根によって生じるポンプ作用により、受水槽４とバス
ケット７の間にある水はバスケット７の内部へ吸い出さ
れるため、バスケット７の内と外では水位に高低差がで
きて内側が外側より高くなり、一方水位センサー２３の
圧力取り出し口は、受水槽４の底部のしかも外側面にあ
るため、撹拌動作中に計測すると水位が低いと誤判断し
てしまうからである。そしてステップ８０４に移って前
述のコンパレータ３０４からの出力信号レベルを監視す
る。この出力信号がハイレベルのときは接続点ｂの水位
信号電圧が水位設定電圧より高く受水槽４内の水位が設
定水位に保たれていることを意味するので、ステップ８
０１の撹拌制御に戻る。コンパレータ３０４の水力信号
がローレベルのときは受水槽４内の水位が設定水位以下
となっているのでステップ８０５に移って給水弁１３を
開放して水を補給する。そしてステップ８０６に移って
コンパレータ３０４の出力信号レベルを監視する。水位
が設定水位に回復するとステップ８０７に移って給水弁
１３を閉じ、更にステップ８０１に戻って撹拌制御を再
開する。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明は、設定された洗い
あるいはすすぎのための水位設定値まで給水が完了した
後で受水槽内の水位が水位設定値より低下したときは給
水弁を水位設定値まで補給するようにしたので、洗いあ
るいはすすぎ時にも受水槽内の水位を安定に保つことが
でき、従って布傷みを軽減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る洗濯機の電気回路の全
体図である。

【図２】入出力ボードの正面図である。

【図３】入出力ボードの関連回路の詳細図である。

【図４】受水槽に対する水位設定および水位センサーの
説明図である。

【図５】入出力信号処理回路における水位検出処理部の
詳細図である。

【図６】水位設定のための制御テーブルの説明図であ
る。

【図７】指示制御部による水位制御のフローチャートで
ある。

【図８】指示制御部による水位制御のフローチャートで
ある。

【図９】洗濯機全体の縦断側面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿森 保 茨城県日立市東多賀町１丁目１番１号 株 式会社日立製作所多賀工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 自動給水装置を備えた洗濯機において、前記自動給
   水装置は、給水弁と、受水槽内の水位に応じた水位信号
   を発生する水位センサーと、洗いあるいはすすぎに必要
   な水位を設定する水位設定手段と、洗いあるいはすすぎ
   時に前記水位信号を水位設定値と比較して前記給水弁を
   制御する補給制御回路とを備え、設定された洗いあるい
   はすすぎのための水位設定値まで給水が完了した後で受
   水槽内の水位が前記水位設定値より低下したときは給水
   弁を開いて水を前記水位設定値まで補給するようにした
   ことを特徴とする自動給水装置付洗濯機。