JPH05277290A - 洗濯機の異常振動検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の洗濯機の異常振動検出装置は、いわ
ゆる脱水の早切れを防止し、また、脱水槽の横振動およ
び縦振動による異常振動を確実に検出するようにしてい
る。 【構成】 振動センサ３４からの出力が、第１の検出回
路３６の第１の基準電圧Ｖ_１以上となると、コンパレー
タ３９から第１のパルスＰ_１が出力される。また、振動
センサ３４からの出力が、第１の基準電圧Ｖ_１より低く
設定されたところの第２の検出回路３７の第２の基準電
圧Ｖ_２以上となると、コンパレータ３９から第２のパル
スＰ_２が出力される。制御回路２６は、第１のパルスＰ
_１が出力されたこと、もしくは、第２のパルスＰ_２が出
力され且つ該第２のパルスＰ_２の出力周期または出力継
続時間が所定値以上となったことをもって異常振動発生
と判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱水槽の異常な縦振動
成分も検出し得るようにした洗濯機の異常振動検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図１６に示すように、例えば
脱水兼用洗濯機では、洗いモータを兼用する脱水モータ
１によって、洗い槽と脱水槽とを兼用する回転槽２を回
転駆動するようにしている。そして、脱水時に回転槽２
がアンバランス回転した場合には脱水運転を停止すべ
く、このアンバランス回転すなわち異常揺動を検出する
ようにしている。

【０００３】すなわち、回転槽２がアンバランス回転を
来すと、この回転槽２と共に水受槽３が異常揺動するこ
とから、この水受槽３の異常揺動を検知レバー４にて検
出し、この検知レバー４に応動する検出スイッチ５によ
って脱水運転を停止するようにしている。上記検知レバ
ー４は水受槽３が異常に揺動したときに相対的にこの水
受槽３と当接して動作する構成であり、いわば機械的に
水受槽３従って回転槽２の異常揺動を検出するようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、回転槽２が
回転される脱水時においては、回転槽２が異常揺動つま
り横方向へ振動するばかりでなく、回転槽２が上下方向
つまり縦方向へ振動することも多い。この結果、回転槽
２は横方向の振動成分と縦方向の振動成分が合成された
モードで異常振動することが多い。

【０００５】しかして、上記縦方向を中心とした振動が
発生した場合、回転槽２の回転速度がなかなか上がら
ず、脱水がすすまないまま運転が継続されてしまうおそ
れがある。この場合、従来の洗濯機が備えている機械的
異常揺動検出手段（検知レバー４および検出スイッチ
５）は、主に横振動成分のうちの異常横振動成分を検出
するためのものであり、上述の縦振動は検出しにくいと
いうのが実情であった。

【０００６】しかも、この機械的異常揺動検出手段の場
合には、少しのアンバランスで回転槽２が一時的に大き
く揺動したとき、その後直ちにその揺動が治まることが
予測されるにもかかわらず、これを異常揺動と検出し
て、いわゆる脱水の早切れが発生する問題もあった。

【０００７】また、回転槽２の縦方向の動きを専用に検
出する手段を設けることも考えられるが、縦振動の大き
さが回転槽２の実際の上下動には顕著にあらわれること
は少なく、従って、回転槽２の実際の動きをもって異常
縦振動を検出することは困難である。

【０００８】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、従ってその目的は、いわゆる脱水の早切れを防
止できると共に、脱水槽の横振動および縦振動による異
常振動を確実に検出でき、もって脱水効率の向上に寄与
できる洗濯機の異常振動検出装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の点に着目
してなされたものである。すなわち、脱水槽の回転状況
を考察すると、次の５つのパターンに大別される。

【００１０】（ａ）脱水槽の回転が正常に立ち上がる。 （ｂ）脱水初期において脱水槽が一時的に大きく振動す
るがその後直ちに振動が小さくなって回転速度が正常に
上昇する。 （ｃ）脱水初期において脱水槽が大きく振動するがその
後やや時間はかかるものの順次振動が小さくなって回転
速度が正常に上昇する。 （ｄ）脱水初期において脱水槽が大きく振動し、その状
態が続き回転速度が上昇しない。 （ｅ）脱水初期から脱水槽がかなり大きく振動し、その
状態が続き回転速度が上昇しない。

【００１１】上記（ｄ）の現象は、脱水槽に縦成分の振
動が多く含まれているため、回転速度が上昇しないと考
えられる。しかして、上記（ｅ）の場合には、振動セン
サの出力をある判定レベルで判断することで、異常振動
として検出が可能である。しかしながら（ｄ）の場合、
振動センサの出力をあるレベルで判定すると、（ｃ）の
ように異常振動ではない場合も異常振動として検出する
ことになる。

【００１２】しかるに本発明者の実験によれば、上記
（ｄ）の場合には、振動センサの出力レベルは（ｃ）の
場合とほぼ同じであるが、振動センサの出力周期が
（ｄ）の場合が長いこと、および振動センサの出力継続
時間も長いことが判った。

【００１３】この点を考慮した本発明の洗濯機の異常振
動検出装置は、洗濯機本体に設けられて脱水時に振動に
応じた信号を出力する振動センサと、この振動センサの
出力が予め設定された第１の判定レベル以上であるとき
に第１の信号を出力する第１の検出回路と、前記振動セ
ンサの出力が前記第１の判定レベルより低いレベルに予
め設定された第２の判定レベル以上であるときに第２の
信号を出力する第２の検出回路と、前記第１の検出回路
から第１の信号が出力されたこと、もしくは、前記第２
の検出回路から第２の信号が出力され且つ該第２の信号
の出力周期または出力継続時間が所定値以上となったこ
とをもって異常振動発生と判定する判定手段とを含んで
構成される。

【００１４】

【作用】上記手段によれば、振動センサの出力が予め設
定された第１の判定レベル以上であるときに第１の信号
を出力する第１の検出回路と、前記振動センサの出力が
前記第１の判定レベルより低いレベルに予め設定された
第２の判定レベル以上であるときに第２の信号を出力す
る第２の検出回路とを有するから、第１の信号の出力に
より、脱水初期からかなり大きな振動が見られてそれが
回復しない状況（異常振動発生状況）を検出することが
可能で、第２の信号の出力により、脱水初期において大
きい振動が見られる状況を検出することが可能である。

【００１５】そして、第２の信号が出力された場合で
も、その後振動が小さくなって正常な回転状態となる正
常なケースと、大きい振動が継続するケース（異常振動
発生状況）とがあるが、第２の信号の出力周期または出
力継続時間が所定値以上であれば、異常振動発生と判定
するから、異常振動を間違いなく検出することが可能で
ある。また、上記（ｂ）および（ｃ）の場合は、異常振
動発生と判定しないから、いわゆる脱水の早切れはな
い。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１ないし図
１５を参照しながら説明する。図３には脱水兼用洗濯機
の構成を示している。洗濯機本体１０は、外箱１１内に
所要機器を配設して成るもので、以下、これについて述
べる。外箱１１には弾性吊持機構１２を介して水受槽１
３が弾性支持され、その内部に洗い槽兼脱水槽である回
転槽１４が配設されている。この回転槽１４の内底部に
は撹拌体１５が配設されている。

【００１７】前記水受槽１３の外底部には、洗いモータ
と脱水モータとを兼用する洗濯機モータ１６が配設され
ていると共に、機構部１７が配設されている。また、水
受槽１３の底部に形成された排水口１８には排水弁１９
が設けられている。さらに、外箱１１の上部カバー１１
ａ内の後部には水位センサ２０および給水弁２１が設け
られ、前部には制御ユニット２２が設けられている。

【００１８】なお、前記機構部１７は、洗い時には洗濯
機モータ１６の回転を減速して撹拌体１５のみに伝達し
てこれを回転させ、また脱水時には洗濯機モータ１６の
回転を撹拌体１５と回転槽１４とに伝達して両者を一体
的に高速回転させるようになっている。

【００１９】次に、図２は電気回路構成を示している。
商用交流電源２３は、整流・平滑回路２４により整流・
平滑され、定電圧回路２５により電子回路用の例えば５
Ｖの直流定電圧電源として出力される。この出力は制御
回路２６等に与えられる。制御回路２６はマイクロコン
ピュータおよび各種Ａ／Ｄ変換器を含んで構成されてい
る。

【００２０】一方、前記商用交流電源２３の両端子間に
は、洗濯機モータ１６がトライアック２７および２８を
介して接続されていると共に、排水弁１９および給水弁
２１がトライアック２９および３０を介して接続されて
いる。そして、この洗濯機モータ１６には、これにかか
る電圧とこれに流れる電流との位相差を検出する位相差
検出回路３１が設けられており、この位相差検出回路３
１の出力は制御回路２６に与えられ、制御回路２６は、
詳述しないがこれに基づいて洗濯物量を判断するように
なっている。

【００２１】さらに、この制御回路２６には、前記制御
ユニット２２に設けられたキー入力部３２からキー入力
が与えられ、また、同じく制御ユニット２２に設けられ
た表示部３３を制御するようになっている。

【００２２】さて、以上構成の洗濯機本体１０におい
て、その外箱１１の背面部には、振動センサ３４を取着
している。この振動センサ３４は、衝撃センサから成
り、これは、図４に示すように、衝撃力の大きさすなわ
ち加速度に従って出力電圧Ｖｓを変化させる特性をもつ
ものである。この場合、脱水時の回転槽１４の横振動成
分（揺動成分）および縦振動成分を含めた振動は弾性吊
持機構１２を介して外箱１１に伝播され、振動センサ３
４はこの伝播された振動を検出し、その大きさに応じた
レベルで電圧Ｖｓを出力する。

【００２３】この振動センサ３４は、図１に示す検出回
路３５に出力電圧Ｖｓを与えるようになっている。この
検出回路３５には、第１の検出回路３６と、第２の検出
回路３７とが含まれている。

【００２４】第１の検出回路３６は、第１の判定レベル
に相当する第１の基準電圧Ｖ_１を発生する分圧回路３８
と、この基準電圧Ｖ_１が反転入力端子（−）に与えられ
るコンパレータ３９とから構成されている。また、第２
の検出回路３６は、第２の判定レベルに相当する第２の
基準電圧Ｖ_２を発生する分圧回路４０と、この基準電圧
Ｖ_２が反転入力端子（−）に与えられるコンパレータ４
１とから構成されている。

【００２５】上記振動センサ３４の出力は、その交流成
分が抵抗４２およびコンデンサ４３により信号電圧Ｖｉ
として取り出され、この信号電圧Ｖｉは、第１の検出回
路３６のコンパレータ３９の非反転入力端子（＋）およ
び第２の検出回路３７のコンパレータ４１の非反転入力
端子（＋）に与えられるようになっている。なお、ダイ
オード４４ないし４９は、入力保護用である。

【００２６】上記第１の基準電圧Ｖ_１と第２の基準電圧
Ｖ_２とは、第１の基準電圧Ｖ_１に対して第２の基準電圧
Ｖ_２が低くなる関係に設定されており、そして、第１の
基準電圧Ｖ_１は、回転槽１４が脱水初期からかなり大き
な振動が見られその状態が続き回転速度が上昇しない場
合における、振動センサ２４の出力に対応するレベルに
予め設定されている。また、第２の基準電圧Ｖ_２は、回
転槽１４が脱水初期において大きい振動が見られるとこ
ろの、振動センサ２４の出力に対応するレベルに予め設
定されている。

【００２７】しかして、第１の検出回路３６は、出力電
圧Ｖｓが図１５に示すようになかり大きく、従って信号
電圧Ｖｉもかなり大きいときには、これが第１の基準電
圧Ｖ_１以上となることで、コンパレータ３９の出力は、
第１の信号としてのハイレベルで示される第１のパルス
Ｐ_１出力状態となる。

【００２８】また、第２の検出回路３７は、出力電圧Ｖ
ｓが図１１および図１３に示すように大きく、従って信
号電圧Ｖｉも大きいときには、これが第２の基準電圧Ｖ
_２以上となることで、コンパレータ４１の出力は、第２
の信号としてのハイレベルで示される第２のパルスＰ_２
出力状態となる。

【００２９】さらにまた、出力電圧Ｖｓが図７および図
９に示すようになかり小さく、従って信号電圧Ｖｉもか
なり小さいときには、コンパレータ３９の出力およびコ
ンパレータ４１の出力はロウレベルであり、上述の第１
のパルスＰ_１および第２のパルスＰ_２は出力されない。

【００３０】上記制御回路２６は判定手段として機能す
るものであり、以下、上記構成の作用をこの機能と共に
説明する。図５には制御回路２６の制御内容を示してい
る。この制御は、制御回路２６の運転制御プログラムに
おける割り込みルーチンとしてなされるものである。

【００３１】ここで、脱水時における回転槽１４の回転
状況パターンについて予め述べると、次の５つのパター
ンに大別される。

【００３２】Ａ：［正常パターン］ 図６に示すよう
に、回転槽１４の回転が正常に立ち上がる。 Ｂ：［振動「小」パターン］ 図８に示すように、脱水
初期において回転槽１４が大きく振動するがその後直ち
に振動が小さくなって回転速度が正常に上昇する。 Ｃ：［振動「中その１」パターン］ 図１０に示すよう
に、脱水初期において回転槽１４が大きく振動するがそ
の後やや時間はかかるものの順次振動が小さくなって回
転速度が正常に上昇する。 Ｄ：［振動「中その２」パターン］ 図１２に示すよう
に、脱水初期において回転槽１４が大きく振動し、その
状態が続き回転速度が上昇しない。これは、回転槽１４
の振動に縦振動成分が多く含まれているためと思われ
る。 Ｅ：［振動「大」パターン］ 図１４に示すように、脱
水初期から回転槽１４がかなり大きく振動し、その状態
が続き回転速度が上昇しない。

【００３３】上述の［振動「中その２」パターン］およ
び［振動「大」パターン］の場合が、異常振動状態に相
当する。

【００３４】しかして、ステップＳ１では、脱水中であ
るか否かを判断する。脱水中でなければメインルーチン
に戻る。脱水中である場合には、第１の検出回路３６か
らの第１のパルスＰ_１が入力されているか否かを判断し
（ステップＳ２）、入力があれば、異常振動発生と判定
する（ステップＳ３）。

【００３５】この状況は上記［振動「大」パターン］の
場合（図１４）に相当し、この状況では、図１５に示し
たように、振動センサ３４の出力電圧Ｖｓがかなり大き
く、従って信号電圧Ｖｉも大きく第１の基準電圧Ｖ_１以
上となり、第１の検出回路３６から上述の第１のパルス
Ｐ_１が出力される。これをもって制御回路２６は異常振
動発生と判定するものである。

【００３６】上述のステップＳ２で、第１のパルスＰ_１
の入力がないと判断されると、第２の検出回路３７から
の第２のパルスＰ_２の入力があるか否かを判断する（ス
テップＳ４）。ここで、第２のパルスＰ_２の入力がある
状況は上述の［振動「中その１」パターン］の場合（図
１０）と［振動「中その２」パターン］の場合（図１
２）の場合とが相当する。これらの場合、それぞれ、図
１１の（ｄ）および図１３の（ｄ）で示すように、第２
のパルスＰ_２が発生し、これが制御回路２６に入力され
るものである。但し、［振動「中その２」パターン］の
場合には、［振動「中その１」パターン］の場合に比し
て、第２のパルスＰ_２の出力周期Ｔが長く、また第２の
パルスＰ_２の出力継続時間Ｈも長い。

【００３７】しかして、上記ステップＳ４で、第２のパ
ルスＰ_２の入力有りが判断されると、この第２のパルス
Ｐ_２の出力周期Ｔをカウント（ステップＳ５、ステップ
Ｓ６）し、この周期Ｔが所定値例えば１００ｍsec 以上
であるか否かを判定する（ステップＳ７）。１００ｍse
c 以上であれば、異常振動発生と判定する（ステップＳ
８）。

【００３８】なお、上記［正常パターン］および［振動
「小」パターン］の場合には、それぞれ図７および図９
に示すように、第２のパルスＰ_２は発生せず、異常振動
とは判断されない。

【００３９】このように本実施例によれば、［振動
「大」パターン］の場合を異常振動発生と判定できる他
に、［振動「中その１」パターン］および［振動「中そ
の２」パターン］のうち、回転速度上昇しない［振動
「中その２」パターン］を異常振動と判定でき、総じ
て、回転槽１４の横振動および縦振動による異常振動を
確実に検出できる。また、［振動「小」パターン］およ
び［振動「中その１」パターン］の場合は、異常振動発
生と判定しないから、いわゆる脱水の早切れはない。

【００４０】上記実施例では、第２のパルスＰ_２の出力
周期Ｔと所定値（１００ｍsec ）とを比較して、［振動
「中その１」パターン］と［振動「中その２」パター
ン］とを判別するようにしたが、これに代えて、第２の
パルスＰ_２の出力継続時間Ｈと所定値とを比較して、
［振動「中その１」パターン］と［振動「中その２」パ
ターン］とを判別するようにしても良い。

【００４１】また、本発明は、上記実施例に限定され
ず、例えば、振動センサ３４の取り付け位置、使用個数
については適宜変更しても良い。また、振動センサとし
ては、歪みセンサを用いることも可能である。さらにま
た、従来の機械的異常振動検出手段を併用しても良い。
その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で種々変更し
て実施できるものである。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、洗濯機本体に設けられて脱水時に振動に応じた信号
を出力する振動センサと、この振動センサの出力が予め
設定された第１の判定レベル以上であるときに第１の信
号を出力する第１の検出回路と、前記振動センサの出力
が前記第１の判定レベルより低いレベルに予め設定され
た第２の判定レベル以上であるときに第２の信号を出力
する第２の検出回路と、前記第１の検出回路から第１の
信号が出力されたこと、もしくは、前記第２の検出回路
から第２の信号が出力され且つ該第２の信号の出力周期
または出力継続時間が所定値以上となったことをもって
異常振動発生と判定する判定手段とを備えて成るもので
あり、これにて、いわゆる脱水の早切れを防止できると
共に、脱水槽の横振動および縦振動による異常振動を確
実に検出でき、もって脱水効率の向上に寄与できるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の回路図

【図２】全体の電気的構成を示す回路図

【図３】洗濯機の縦断側面図

【図４】振動センサの出力特性を示す図

【図５】制御内容を示すフローチャート

【図６】回転槽の回転状況の一例を示す概略的平面図

【図７】各部信号の発生状況を示す図

【図８】回転槽の回転状況の一例を示す概略的平面図

【図９】各部信号の発生状況を示す図

【図１０】回転槽の回転状況の一例を示す概略的平面図

【図１１】各部信号の発生状況を示す図

【図１２】回転槽の回転状況の一例を示す概略的平面図

【図１３】各部信号の発生状況を示す図

【図１４】回転槽の回転状況の一例を示す概略的平面図

【図１５】各部信号の発生状況を示す図

【図１６】従来例を示す洗濯機の縦断側面図

【符号の説明】

１０は洗濯機本体、１１は外箱、１４は回転槽（脱水
槽）、２６は制御回路（判定手段）、３４は振動セン
サ、３６は第１の検出回路、３７は第２の検出回路を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 博志 名古屋市西区葭原町４丁目21番地 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社名古屋事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗濯機本体に設けられて脱水時に振動に
   応じた信号を出力する振動センサと、この振動センサの
   出力が予め設定された第１の判定レベル以上であるとき
   に第１の信号を出力する第１の検出回路と、前記振動セ
   ンサの出力が前記第１の判定レベルより低いレベルに予
   め設定された第２の判定レベル以上であるときに第２の
   信号を出力する第２の検出回路と、前記第１の検出回路
   から第１の信号が出力されたこと、もしくは、前記第２
   の検出回路から第２の信号が出力され且つ該第２の信号
   の出力周期または出力継続時間が所定値以上となったこ
   とをもって異常振動発生と判定する判定手段とを備えて
   成る洗濯機の異常振動検出装置。