JPH0543398B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、洗濯機に用いる水位検出装置に係
り、特に経年による検出精度の低下が少ない水位
検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、洗濯機の水位検出装置としては、水位の
変化に基づく圧力変化をダイヤフラムの変位とし
てとらえ、その変位によつて機械式の接点を入り
切りしていた。この機械式の接点では、多段階に
水位を検出することが困難であり、かつ、可動部
が多いため、経年により、可動部の摩擦が変化す
ると検出精度に大きく影響するといつた問題があ
つた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来技術の欠点に対処し、その目的
とするところは、多段階に水位を検出することが
可能で、かつ可動部を極力少なくして、経年によ
る検出精度の低下が少ない洗濯機の水位検出装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、コイル
と、このコイルに対し相対移動する磁性体とこの
磁性体に連結され水位の変化に伴う空気圧の変化
により変位するダイヤフラムとこのダイヤフラム
の変位を元に戻すような力を付与するばねと前記
コイルに接続されLC共振回路を構成するコンデ
ンサーと、このLC共振回路の発振周波数を検出
する手段を備えたものである。

〔作用〕

上記した構成によれば、水位が変化するとダイ
ヤフラムに作用する空気圧が変化し、ダイヤフラ
ムはばねを撓ませて変位し、この変位は磁性体と
コイルとの相対的な位置を変えるので、コイルの
リアクタンスが変化し、LC共振回路の共振周波
数が変化することになるので、この共振周波数を
検知することにより、水位を検出することができ
る。しかも、共振周波数は、リアクタンスの変化
に応じて連続的に変るので、多段階の水位の検出
が可能である。

また、可動部は、ダイヤフラムと磁性体及びば
ねの３者であるため、経年により摺動摩擦が変化
する可能性が小さいので、長期にわたり、精度の
高い検出が行える。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図により説明すると、
１は洗濯機の外枠で、内部に洗濯用の水を溜める
外槽２を有する。外槽２には、外に突出した支持
部２ａを有し、これにばね９を介しつり棒７が係
合する。つり棒７は下部つり棒受け７ａ、上部つ
り棒受け８を両端に有し、上部つり棒受け８は外
枠１の上面に一体に設けられたコーナープレート
１ｂに係止され、外槽２を弾性支持している。１
１は洗濯槽で、脱水槽を兼ね、外周に小孔を有す
る。１２は洗濯槽内の洗濯物を攪拌する攪拌翼、
１６は軸で駆動部１５と連結されている。駆動部
１５は、減速機構やクラツク部を持ち、攪拌翼１
２と洗濯槽１１とを選択的に駆動するものであ
る。１５ａ，１４ａはプーリーでベルト１７にて
駆動源のモーター１４からの回転力を駆動部１５
に伝達する。１３は外槽の下面に固定されたセン
ターベースで、モーター１４、駆動部１５等を支
持する。2bは外槽の下部より側方に突出して形
成した誘導部であり、この誘導部にはチユーブ５
が接続され、上端には水位センサー６が接続され
る。２ｃは排水孔で排水バルブ３を経て排水ホー
ス４が接続され、ホース４は外枠１の外へ延びて
いる。１ａは外枠１の下部の脚、１０はモーター
１４の回転を検出する布量センサーである。

水道の蛇口より延長された給水管１８は給水バ
ルブ１９を経て洗濯槽１１内に臨んでおり、バル
ブ１９が開かれると槽１１内に給水される。２３
は液体洗剤の貯蔵用タンクで蓋２３ａを持つ。２
５は液体洗剤を強制移送するモーターポンプで吸
い込みチユーブ２６によりタンク２３に連通し、
ポンプの吐出側は吐出側チユーブ２２に接続さ
れ、吐出側チユーブ２２の先端は逆止弁３２を持
ち、洗濯槽に給水される給水管１８と接続部２４
にて接続されている。

第２図は洗濯機の電気制御回路の概略図を示
し、マイクロコンピユーターより構成される処理
回路を中央に置き、マイクロコンピユーターの駆
動用の電源回路を電源間に持ち、比較回路、検出
回路を経て布量センサー、水位センサーの信号を
取込むものである。選択回路は、洗濯工程選定に
用い、表示回路はこれらの表示や、洗剤の量や各
種異常状態の表示を行う。モーターや給水弁、排
水弁、洗剤投入器は、前述のセンサーによる信号
をマイクロコンピユーターからなる処理回路で処
理し、駆動回路を介して駆動されるものである。

洗剤投入器の詳細は第３図乃至第６図に示し、
これを説明すると、タンク２３内に有する洗剤液
３と吐出口である逆止弁３２の関係位置は、Ｈな
る落差を有する（このＨはマイナス、いわゆる洗
剤液の方が、吐出口より低い場合も作り得る。こ
れはタンク２３はトツプカバー２７の上面にある
時はＨの寸法はプラスであるが、外枠１内の余白
スペースに置いた場合等である。）。よつて落差が
プラスの場合は、逆止弁３２がないとモーターポ
ンプ停止後も洗剤が自然流出し、又マイナスの場
合だと、チユーブ２２，２６間は液が戻つてしま
い、モーターポンプの駆動時間により洗剤投入量
が決めるが、これにバラツキが生じてしまう。よ
つて逆止弁３２は、吐出口３２ａと押し込み側３
２ｂにて形成し、中央部にゴム板３８、スペーサ
ー３９、弱いばね力のばね４０にて一方通行化し
たものとしてある。モーターポンプ２５は小形モ
ーターで、ケーシング２７内には、モーター軸３
６に係合した羽根３７、シール４１を持ち洗剤液
を強制移送を行う。

これらの構成にての操作及び動作を第７図乃至
第９図で説明すると、操作パネル５１上には、表
示部５２を有し、主操作キーは５５，５６，５７
で、大きく、操作し易い位置とし、これらは「ひ
どい汚れ」「標準」「かるい汚れ」の選択を使用者
にしてもらい、これらキーインにての所定の洗濯
工程プログラム通りの洗濯を行えるものである。
５３，５４は、補助キーで、５５〜５７のキーイ
ンの前、又は後でキーインすることにより、「予
洗い」「つけ置き洗い」が行えるキーである。こ
れらは、一つのまとまつたプログラムで形成され
てこの終了後は、５５〜５７のキーインによるプ
ログラムに自動的に乗り換えて洗濯工程を行う。
５０は簡易蓋で、とつ手５０ａを有し、この蓋内
には、５５，５７のキーインされたプログラムを
任意に変更する、例えば洗濯時間の変更や、脱水
時間の変更を行う手動キーが位置する。キーが多
く、わずらわしいので、主に使用するキーのみを
表面に出し、時々の使用キーは簡易蓋でおおつて
しまつたものである。

主操作キー５５〜５７のキーイによる洗剤投入
は、第８図に示すように、それぞれのキーインに
対応すると共に、洗濯物の量に応じても調整を行
い、細かな対応を行つている。例えば、Ａの主操
作キーはひどい汚れであり５５はキーインにて自
動運転のスタートを行うと、洗剤の量は「標準」
に対して２割程度の増、又５７のキーは、「かる
い汚れ」で約半分としてある。

これらの工程は第９図の簡易フローチヤートで
示すように、洗濯物を投入し、汚れに応じて主操
作キーのキーインにより、給水(1)を行う。この給
水(1)は、洗濯槽内に給水される水量を水位に置き
換えて判断する水位センサー６で云う少水位まで
としたもので、この水位で給水を停止し、攪拌(1)
の工程へ移る。攪拌(1)は、通常の洗濯の攪拌より
はるかに弱い攪拌で、この攪拌で洗濯物の量を計
測する。この計測値によつて、次工程である給水
(2)の水位を決めると共に、洗剤の量の決定を行
う。この洗濯物の量と、洗剤の量が決定される
と、更にすすぎの時の水量と、時間、脱水の時間
をも決めてしまえるので、ここで決めてしまつて
次の工程以降のプログラムを完成させてしまうも
のである。

よつて給水(2)の洗濯物の量に見合つた水位にし
て攪拌(2)により洗濯を行い、排水、脱水、すすぎ
の為の給水(3)……の工程を進んで洗濯工程を完了
させる。洗剤の自動投入は、給水(2)の給水途中
で、給水中に混入させて投入か、給水(2)の完了
後、給水バルブ１９に同期させた洗剤投入器の運
転とし、あくまでも給水と共に行えるようにして
いる。

これら主操作キーのキーインの工程と共に、補
助キー５３，５４のキーインにて行う、補助的な
工程は、従来行つていた手洗いの分を自動で行う
ようにした別途プログラムであり、補助キー５３
のキーインで行われる「予洗い」の工程は、極度
に汚れた作業衣や、おむつ等を、通常の洗濯の前
に洗う工程である。この「予洗い」の終了後は別
の洗濯物を追加して、次の工程へ進めるのが一般
であるので、「予洗い」の分洗濯物の量に見合う
洗剤の自動投入を行つてから攪拌(2)→排水→脱水
→休止を行い更いアラームを出し休止する。この
アラームと休止は、「予洗い」の完了を知らしめ
て、追加の洗濯物を入れるように指示するもの
で、所要時間休止させたら、そのまま待期させて
おき、追加の洗濯物の投入のために、蓋の開閉の
信号をとらえて、追加の洗濯物が入つたと判断し
て次の工程へ進むことも、逆に、所定時間休止し
たら、蓋の開閉に関係なく次の工程へ進ませてし
まうこと、どちらでも可能である。次の工程と
は、主操作キーのキーインにより少水位まで給水
する給水(1)である。ここで再度洗濯物の量を計測
し、再度洗剤を自動投入して、洗濯であ攪拌(2)→
排水→脱水→給水(3)のすすぎ工程へと進む。

次に補助キー５４のキーインによる「つけ置き
洗い」の工程は、やはり従来手洗いにて行つてい
た、がんこな汚れ物等のつけ置き洗いと洗濯機自
体にやらせるべくしたものである。任意の主操作
キー５５〜５７のいずれか１つのキーイン前後ど
ちらでも、補助キー５４をキーインすることによ
り、洗剤の自動投入までは同一のプログラムを進
み、攪拌(3)では、10秒〜３分の攪拌を行い、休止
は相当の長い時間休止させ、このサイクルを何サ
イクルは繰り返して「つけ置き洗い」としてい
る。通常は１時間程度である。

この「つけ置き洗い」の終了後は、排水も、脱
水も行うこともなく、最後の休止工程より、通常
の洗濯である攪拌(2)工程へ進んで洗濯を行う。更
にここでは洗剤の自動投入をも当初に１回行うの
みで、その後は行うことない。

複雑なプログラムとなるが、通常の洗濯である
攪拌(2)の時間は、あらかじめ設定させてある時間
をこなすのではなく、この時間も、各操作キーの
キーインにより、調整を行うことも出来る。これ
は第１に、洗剤の自動投入は液体の洗剤であり、
液体洗剤を切らしてしまい、粉末の手持ちを使用
したい時は、簡易蓋５０を開けて、この中に有す
る、洗剤自動投入のキヤンセルキーをキーインさ
せることにより、洗剤の自動投入は行わない回路
としてある。この時に粉末洗剤は液体洗剤に比較
して、水に溶けるまでに長い時間を要し、液体洗
剤と同一の時間の洗濯である攪拌(2)を行つていた
ら汚れ落ちも悪くなる。液体洗剤は即溶けるのに
対し、粉末洗剤は水温にもよるが、数分かかる場
合もある。よつてキヤンセルキーのキーインによ
り、洗濯である攪拌(2)の時間を長くすることが出
来て洗浄率の差をなくすことが出来るものとな
る。

第２に、「つけ置き洗い」のキーインも同じで
通常の半分の時間にしても良い程の効果がある。

洗剤の自動投入に関しても同一の考え方で「予
洗い」のキーインの場合は、当初の投入量に対し
て削減して投入するのでも充分効果があり、洗剤
の節約になり得るものである。

次に洗濯物の量判定用布量センサー１０、給水
量半定の水位センサー６について説明すると、第
１０図乃至第１５図において、モーター１４より
突出したシヤフト１０ｂに、着磁された磁石６３
を持つ係合子６４が圧入係合されている。磁石６
３に対向して、磁極６０ａを持つケース６０は取
付足６０ｂをねじ６５にてモーター１０に固定さ
れ、ボビン６６にはコイル６１が巻かれ、コイル
６１により引き出しリード６２が引き出されてい
る。モーター１０は攪拌の時、0.3〜1.0秒のON
と0.3〜2.0秒のOFFを繰り返す。シヤフト１０ｂ
が回転する時磁石６３、磁極６０ａにより、起電
力があるが、モーターがOFFしても慣性により
シヤフト１０ｂは回るために、第１１図のような
電圧波形が得られる。ここで、ａ点をモーター
OFFの点としてシヤフト１０ｂの回転が止まる
ｂ点までの時間、ｈを読むと洗濯物の投入された
量の判断が出来る。これを第１２図に示してあ
る。

第１３図に水位センサー６の構造を示す。ベー
ス７０には圧力伝達孔７０ａがあり、ダイヤフラ
ム７１に圧力の伝達を行う。７２はプランジヤー
で、ダイヤフラム７１の上面に位置し、移動案内
支持棒７２ａで左右の倒れ防止を行う。７３は磁
性体でプランジヤーと一体的に支持されてなる。
７４はコイルで、引き出しリード７５を持つ。７
６はばねで、ダイヤフラム７１に伝達された圧力
にさからつて、ダイヤフラムを下方に移動させよ
うとする荷重を与える。７７はばね受けである。
この構成にて水位が上昇するとダイヤフラムは上
に移動し、磁性体７３はコイル７４に近づき、圧
力の低下により又下降し元に戻る。いわゆる圧力
の変動により、磁性体７３とコイル７４の関係位
置が変化する。これはコイル７４のリアクタンス
が変化するのでこのリアクタンスの変化を利用
し、一般的なLC発振器を形成し、この発振周波
数をマイクロコンピユーターで判断、水位として
とらえるものである。基本回路は、第１４図に示
し、８０はコンデンサ、８４，８１は調整抵抗、
８３はインバーターである。実際の磁性体７３の
動きに対する発振周波数は、リアクタンスが増え
ると低くなり、第１５図のようなカーブをえが
く、このカーブにて任意の点を利用して、水位の
決定をし、制御を行うことが出来るものである。

第１５図の特性図上、４つの水位すなわち微
少、少、中、高の４段階に水位設定できる例を示
したが、水位を発振波波数をしてとらえているた
め、更に多段にすることも可能である。

また、発振周波数は、コイルのリアクタンスに
より一義的に決り、コイルのリアクタンスは、磁
性体の変位によつてのみ決るので、長期間の使用
に対しても検出精度が低下する可能性は小さい。

磁性体の変位は、主として、ダイヤフラムの受
圧面積とばねのばね定数により決るが、これらの
ものは、従来の機械式の接点に比べて経年変化は
小さく、安定した性能が維持できる。

更に、本実施例の如く、脱水までを洗濯機にあ
つては、脱水時に大きな振動が発生し、可動部分
の多い機械式接点では、摺動部にガタが生じやす
いが、本実施例の如く可動部を極力少なくしてお
けば、信頼性もそれだけ高くなる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、変化する発振周波数をマイク
ロコンピユーター等にて検知することにより、き
め細かな水位を確実に検知でき、しかも、経年に
よる精度低下の少ない水位検出器を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は洗濯機全体構成の説明用概略図、第２
図は電気回路の概略図、第３図は洗剤投入器の動
作を説明する図、第４図は逆止弁の中心線断面
図、第５図は洗剤投入モーターポンプの羽根を示
す図、第６図はモーターポンプのケーシング部断
面図、第７図は操作、表示パネル部の部分図、第
８図は洗剤投入量と選択キーの関係を示す図、第
９図は簡易なフローチヤート図、第１０図は布量
センサーの断面図、第１１図は布量センサーの出
力と時間の関係を示す図、第１２図は、減衰時間
と洗濯物の量の関係を示す図、第１３図は水位セ
ンサーの概略図、第１４図はその電気回路図、第
１５図は発振周波数が磁性体の動きにて変化する
カーブを示す図である。 ６……水位センサー、７１……ダイヤフラム、
７３……磁性体、７４……コイル、７６……ば
ね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コイルと、このコイルに対し相対移動する磁
   性体と、この磁性体に連結されかつ水位の変化に
   伴う空気圧の変化により変位するダイヤフラム
   と、このダイヤフラムの変位を元に戻すような力
   をダイヤフラムに付与するばねと、前記コイルに
   接続されLC発振回路を構成するコンデンサーと、
   このLC発振回路の発振周波数を検出する検出手
   段とを備え、水位変化に起因する前記ダイヤフラ
   ムの変位に伴う磁性体のコイルに対する相対変位
   に基づく発振周波数の変位から水位を検知するよ
   うにした洗濯機の水位検出装置。