JPH0642167B2 - 水位変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気洗濯機や電気食器洗い機等の機器におい
て、水位を制御するために用いられる水位変換装置に関
するものである。

従来の技術 一般的な水位検出の原理を第２図および第３図を用いて
説明する。第２図は水位に比例した圧力の変化をコイル
のインダクタンスの変化に変換する変位検出部の断面図
であり、第３図はコイルのインダクタンスの変化を周波
数の変化に変換する発振回路の電気回路図である。第２
図において、Ｐはタンク内の水位に比例した圧力であ
り、１５はゴム等で成形された薄膜のダイヤフラム、１
６はコイル、１７はダイヤフラム１５に固定され、コイ
ル１６の中を第２図において上下方向に移動できる磁性
体、１８は磁性体１７の変位を抑制するバネ、１９は調
整ネジ、２０はダイヤフラム１５の円周部分およびコイ
ル１６、調整ネジ１９を固定しておく外枠である。ま
た、コイル１６は第３図で示される発振回路の一部位と
なっている。すなわち、２１はインバータ、２２は帰還
抵抗、２３と２４はコンデンサである。

上記構成において、ダイヤフラム１５に加わる水位に比
例した圧力Ｐが変化すると、磁性体１７はバネ１８の作
用を受けて上下方向に変位する。この時、コイル１６の
中を磁性体１７が変位するのでコイル１６のインダクタ
ンスが変化する。第３図に示す発振回路の周波数は、コ
イル１６のインダクタンスとコンデンサ２３および２４
の容量によって決まるので、コイル１６のインダクタン
スが変化すると周波数が変化することになる。そして水
位と周波数の関係をグラフに示すと第８図のようにな
る。すなわち、水位と周波数の関係は１対１であるの
で、ある水位を検出しようとすれば、そのときの周波数
を検出すればよかった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、使用される周囲温度が変化した場合、さ
らに量産時においてダイヤフラム１５、コイル１６、磁
性体１７、バネ１８、コンデンサ２３および２４等の特
性がばらついた場合、水位と周波数の関係は第９図のよ
うになる。すなわち、ｇはばらつきの上限を表し、ｈは
ばらつきの下限を示し、破線で示されているｉはその中
心線である。ここで水位ｈがＯ≦Ｈ≦Ｈ_ｂにおいて、ｈ
＝ｈ_ｂのときばらつきが最小になるのは、常温にて水位
ｈ＝ｈ_ｂのときに周波数ｆ＝_ｂとなるように調整ネジ
１９で調整するためである。このように水位と周波数の
関係がばらついた場合、例えば水位をｈ_ａに設定しよう
として周波数が_ａになったことを検知したとすると、
実際の水位はｈ_a1からｈ_a2までばらつき、特に低水位に
おけるばらつきが大きいという問題点があった。

そこで本発明は上記問題点を解決するもので、低水位に
おいても高精度の水位検出が実現可能な水位変換装置を
提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の水位変換装置は、タ
ンク内に給水を開始してから一定期間内の水位検出手段
の出力信号の変化を読取り、その変化が一定値以下であ
ればタンク内の水位をＯと判定し、水位がＯのときの水
位検出手段の出力信号により所望の水位に対応した値を
算出する構成としたものである。

作 用 上記構成により、タンク内の水位Ｏか否かを判定し、水
位をＯと判定したとき、所望の水位に対応した値を算出
して水位制御を行うことができるので、誤まってタンク
内に水を溜めた状態で運転開始したとしても、その水の
ある状態の水位信号をもとに補正を行うことがないの
で、常に高精度の水位検出が行え、また補正を行うこと
により周囲温度の変化および量産時の水位検出装置個体
のばらつきに関係なく、低水位についても高精度の水位
検出を実現することができる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の水位変換装置を全自動洗濯機に適用し
た場合の回路ブロック図、第４図は水位検出手段に水位
に比例した圧力を供給するエアートラップを示す断面
図、第５図は水位変換装置の制御を示すフロチャート、
第６図は予め給水されていなかった場合に給水されたと
きの水位検出手段の出力信号の変化を示す特性図、第７
図は所望の水位に対応した周波数を算出する方法の説明
図である。第１図において、１は水位や洗溜時間、すす
ぎ回数、脱水時間等を設定するための入力手段、２は入
力手段１で設定された内容や洗濯の進行状態等を使用者
に知らせるための表示手段、３は水位を検出してそれを
周波数データに変換する水位検出手段、５および６は洗
濯兼脱水モータ１３を駆動するための双方向性サイリス
タ、７は給水弁１２を駆動するための給水弁駆動手段で
ある双方向性サイリスタ、８は排水マグネット１１を駆
動するための双方向性サイリスタ、９は商用電源、１０
は電源スイッチ、１４は進相コンデンサ、４はタンク内
に給水開始時に予め給水されていないことを検知し、記
憶している所定の周波数と水位検出手段３の出力する周
波数データとから所望の水位に対応した判定周波数を算
出し、また機器の体の制御を行う制御手段である。また
水位検出手段の構成は第２図および第３図で示される通
りである。

第４図にＨ_２の水位まで給水されている状態を示してい
る。同図において、２５は受け筒であり、２６はタン
ク、２７は回転翼、２８はエアートラップ、２９はエア
ートラップ２８の中の空気圧を水位検出手段３へ伝える
圧力ホースである。

上記の構成における実際の給水動作を第５図〜第７図に
より説明する。まず第５図中のステップ４００で、水位
検出手段３により初期周波数_ｏを測定する。次にステ
ップ４０１で双方向性サイリスタ７をＯＮして給水弁１
２をＯＮし、ステップ４０２で一定時間の遅延（時間Ｔ
_Ｏより短い時間とする）を設けた後、ステップ４０３で
水位検出手段３により再度周波数_ｘを測定する。この
とき予めタンク２６に給水されていなければ、第６図に
示されるような周波数変化となる。これは第４図におい
て、時間Ｔ_Ｏまで給水されても水位はＨ_Ｏまで達せず空
気だまり２８内の空気圧は大気圧と等しいので、水位検
出手段３の出力周波数はＦ_Ｏで一定となり、時間Ｔ_Ｏ以
後は給水量に応じて水位は増し、空気だまり２８内の空
気圧は増加して水位検出手段３の出力周波数は小さくな
るためである。ゆえに、ステップ４０４で_ｘと_ｏを
比較し予めタンク２６に給水されていなければ_ｘ＝
_ｏとなるので、ステップ４０５へいって初期水位Ｏ検知
をし、使用される周囲温度や量産時の水位検出手段３の
ばらつきの影響を小さくするために、所望の水位に対応
した判定周波数の補正を行う。以下その補正方法につい
て述べる。第７図において、ａの破線で示される特性
は、水位検出手段がばらついた場合や周囲温度の影響を
受けた場合の平均的なサンプルの特性、ｂはその上限の
サンプルの特性、ｃはその下限のサンプルの特性であ
り、ｘはあるサンプルの特性を示すものである。

例えば水位検出手段としてｘの特性をもつサンプルが用
いられており、ｈ_ｅの水位まで給水することを考える
と、ステップ４０７で記憶している周波数_ocと初期周
波数_ｏを比較し、_ｏ≧_ocであればステップ４０８
にて、_ｏ＜_ocであればステップ４０９にて判定周波
数を算出する。ここで_ocは平均的なサンプルの水位が
Ｏのときの周波数である。第７図において所望の水位ｈ
_ｅとし、ばらつきが上限のサンプルの水位がＯのときの
周波数を_ohとし、ばらつきが下限のサンプルの水位が
Ｏのときの周波数を_oeとし、（_oh−_oc）または
（_oc−_oe）を１とすると、比例計算により（_eh−
_ec）または（_ec−_ee）は（ｈ_ｈ−ｈ_ｅ）／ｈ
_ｈ（＝Ａとする）となる。ここで_ce，_eh，_eeはそ
れぞれ水位がｈ_ｅのときの平均的なサンプル、ばらつき
が上限のサンプル、ばらつきが下限のサンプルの周波数
がある。ステップ４０８またはステップ４０９にて上記
のような比例計算を行い、_ｏ≧_ocのとき判定周波数
_ｅ′＝_ec＋（_ｏ−_oc）×Ａ、_ｏ＜_ocのとき
_ｅ′＝_ec−（_oc−_ｏ）×Ａとする。続いてステ
ップ４１０で_ｅ′を判定周波数Ｆとする。またステッ
プ４０４で_ｘ≠_ｏであればステップ４０６で初期水
あり検知をし、判定周波数の補正はしないのでステップ
４１１で_ecを判定周波数Ｆとする。ステップ４１２で
一定時間の遅延の後、ステップ４１３で水位検出手段３
により周波数_ｘを測定する。ステップ４１４では測定
した周波数_ｘと判定周波数Ｆと比較し、_ｘ＞Ｆであ
ればステップ４１２にもどり_ｘ≦Ｆであれば所望の水
位に達したものとみなし、ステップ４１５へいって給水
弁１２をＯＦＦして給水動作を終了する。

なお本実施例では全自動洗濯機の給水時について記載し
たが、電気食器洗い機等の給水動作を伴う機器において
でも適用できる。さらに水位検出手段の変位検出部は、
水位に比例した圧力の変化をコイルのインダクタンスの
変化に変換する可変インダクタンス方式としたが、これ
は水位に比例した圧力の変化をコンデンサの容量の変化
に変換する可変容量方式として、その出力信号を発振回
路に接続した水位検出手段としても同様の効果がある。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、給水
動作開始時に予めタンク内に給水されていないことを検
知し、確実にタンク内の水位がＯのときのみの水位検出
手段の信号にもとづいて所望の水位に対応した周波数を
算出し、水位を制御するため、いかなる運転の仕方によ
っても確実に水位補正を行わすことができ、周囲の温度
変化および量産時の水位検出装置のばらつきに関係なく
常に精度の良い水位を検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全自動洗濯機の回路ブロッ
ク図、第２図は水位検出手段の変位検出部の断面図、第
３図は発振回路の電気回路図、第４図はエアートラップ
を示す断面図、第５図は制御手段での処理方法を示すフ
ローチャート、第６図は予めタンク内に給水されていな
かった場合に給水されたときの水位検出手段の出力信号
の経時変化を示す特性図、第７図は補正方法を説明する
ための説明図、第８図は一般的な水位検出手段の特性
図、第９図は従来の水位検出方法を示す特性図である。 ３……水位検出手段、４……制御手段、７……給水弁駆
動手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水弁を駆動する給水弁駆動手段と、前記
   給水弁からの給水によるタンク内の水位を検知して電気
   信号に変換する水位検出手段と、前記水位検出手段の出
   力信号を入力する制御手段を備え、前記制御手段は前記
   給水弁駆動手段を駆動して一定期間内の前記水位検出手
   段の出力信号の変化を読取り、前記期間内に出力信号が
   変化が所定値以下ならばタンク内の水位をＯと判定し、
   前記水位検知手段の出力信号に応じて所望の水位に対応
   する値を補正する水位変換装置。