JPH0871290A

JPH0871290A - 全自動洗濯機の振動センサー及びその信号処理手段

Info

Publication number: JPH0871290A
Application number: JP6209690A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nakatani; 直史中谷; Shinji Kondo; 信二近藤; Tadashi Miki; 匡三木; Naoaki Ishimaru; 直昭石丸; Ikuko Kai; 郁子甲斐; Tadashi Sadahira; 匡史貞平
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、非接触で外槽及び脱水槽の揺れの
振幅を検知することで、確実に脱水時の異常振動を発生
させない全自動洗濯機を提供することにある。【構成】ボディとなる外枠上部の角を支点として外槽
２０を振り子状に吊るす支持棒３４と、外枠上部の支持
棒３４の支点近傍に取り付けられる揺れ検知部３２と、
この揺れ検知部の出力信号を処理する信号処理手段３３
とを有し、揺れ検知部３２はＵ字型の磁性体に巻かれた
Ｕ字型コイル３７と、このＵ字型コイル３７の向かい合
った面同士の間に置かれた磁性体板３６とからなり、磁
性体板３６を支持棒３４に固定し、さらに、Ｕ字型コイ
ル３７を外枠上部に固定することで磁性体板３６がＵ字
型コイル３７の向かい合った面の一方から出て他方の面
に入る磁束を支持棒の揺れの動きに応じて変化するよう
に構成し、必要な工程（洗濯、すすぎ、脱水等）で外槽
２０の揺れに応じた制御を行うものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洗濯工程、すすぎ工
程、脱水工程などからなる全工程を連続して自動的に行
うことのできる全自動洗濯機において、外槽及び脱水槽
の揺れを検出する検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の全自動洗濯機は、図１５
のような構成になっていた。図１５において１は外枠、
３は脱水槽で外槽２内に同心円的に取り付けられてい
る。脱水槽３の側面には多数の脱水孔４があり、中央に
ある撹拌翼５とともに洗濯兼脱水の役割を果たしてい
る。６が変速機、７はモータでこれらは外槽２の下面に
固定されている。９はプーリでモータ７の回転をＶベル
ト１０を介して変速機６に伝えている。また、外槽２は
サスペンション１１を介して外枠１の上部より防振支持
されている。１２は外槽２の振動を検知する振幅検知用
の機械的なスイッチで外枠１の上側内部に外槽２の外周
と対抗するように取り付けられている。この構成によ
り、洗濯物の偏りによって脱水時に脱水槽が非常に大き
な振幅の異常振動を発生した場合、外槽が機械的なスイ
ッチのレバーに接触することでスイッチを動作させ外槽
及び脱水槽の異常振動を検出し、脱水槽の回転を停止し
布の偏りを解消するため再度給水、撹拌、排水を行って
脱水を再開していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成では、脱水初期の外槽及び脱水槽の揺れを機械的なス
イッチで検出するため検出精度が悪く、また、外槽とス
イッチレバーとのクリアランスを最適に調整する必要が
あった。しかも、通常機械的なスイッチは全自動洗濯機
の外枠に設置されるため、外槽及び脱水槽または外枠の
大きさが変更されると外槽とスイッチレバーとのクリア
ランスの調整に時間と手間がかかるという課題があっ
た。

【０００４】本発明は従来の問題点を解決するもので、
その第１の目的は非接触で外槽及び脱水槽の揺れの振幅
を検知することで、確実に脱水時の異常振動を発生させ
ない全自動洗濯機を提供することにある。

【０００５】第２の目的は、検知する振動の方向を決
め、より正確に非接触で外槽及び脱水槽の揺れの振幅を
検知できる構成にすることにある。

【０００６】第３の目的は、支点を中心とした円弧運動
による振動の検知精度の悪化を防ぐ構成にすることにあ
る。

【０００７】第４の目的は、コイルのインダクタンスの
変化を発振周波数の変化として捉える正確で分解度が高
く直線性の良い振動センサーの信号処理手段を提供する
ことにある。

【０００８】第５の目的は、発振部の異常な発振を検出
できる正確で分解度が高く直線性の良い振動センサーの
信号処理手段を提供することにある。

【０００９】第６の目的は、より信頼性の高い正確で分
解度が高く直線性の良い振動センサーの信号処理手段を
提供することにある。

【００１０】第７の目的は、回路素子の経年変化にも影
響されない正確で分解度が高く直線性の良い振動センサ
ーの信号処理手段を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記１の目的を達成する
ための本発明第１の手段は、全自動洗濯機の脱水槽を外
包する外槽と、全自動洗濯機のボディとなる外枠と、こ
の外枠上部から外槽を振り子状に吊るす支持棒と、外枠
上部の支持棒の支点近傍に取り付けられ支持棒の揺れを
検出する揺れ検知部と、この揺れ検知部の出力信号を処
理する信号処理手段とを備えた全自動洗濯機において、
前記揺れ検知部は、外枠上部に固定されたＵ字型の磁性
体に巻かれたＵ字型コイルと、このＵ字型コイルの両端
の間に配設されるよう支持棒に固定した磁性体板とから
なり、外槽の揺れに応じて磁性体板がＵ字型コイルの両
端の間を出入することで、Ｕ字型コイルの一端の面から
出て他端の面に入る磁束の変化を電気信号に変え信号処
理手段に出力するよう構成したものである。この場合、
磁性体板を外枠上部に固定し、Ｕ字型コイルを支持棒に
固定することもできる。

【００１２】上記第２の目的を達成するための本発明第
２の手段は、上記第１の手段における磁性体板を円盤型
にするものである。

【００１３】上記第３の目的を達成するための本発明第
３の手段は、上記第１の手段における磁性体板を金属板
にするものである。

【００１４】上記第４の目的を達成するための本発明第
４の手段は、コイルのインダクタンスの大きさに応じて
発信周波数を変える発振部と、この発振部で発振したパ
ルス信号を計数する計数部と、この計数部の計数値を一
定周期で初期値に戻すための初期化手段と、この初期化
手段の出す初期化信号に同期して前記計数部の計数値を
読みとる読取り手段とを備え、前記計数部はオーバーフ
ローしても初期値から計数を始め、前記初期化手段が出
す初期化信号の周期は前記計数部の計数がオーバーフロ
ーする周期よりも長いように構成するものである。

【００１５】上記第５の目的を達成するための本発明第
５の手段は、上記第４の手段においてオーバーフローし
た回数を計数する第２の計数部を備えるものである。

【００１６】上記第６の目的を達成するための本発明第
６の手段は、上記第４の手段において、発振部が出力す
るパルス信号をサンプリングして保持する保持部を有
し、この保持部の出力を計数部の入力信号とし、前記保
持部にパルス信号をサンプリングさせるクロック信号は
計数部を初期化する初期化信号に同期するように構成す
るものである。

【００１７】上記第７の目的を達成するための本発明第
７の手段は、上記第４の手段において、読み取り手段が
計数部から読みとった値が計数部が出力可能な値の上限
または下限に近いときは初期化手段が出す初期化信号の
周期を変化させるように構成するものである。

【００１８】

【作用】上記第１の手段の構成によれば、外槽の動きと
連動する支持棒の動きをＵ字型コイルと磁性体板によっ
て、Ｕ字型コイルの磁束を支持棒の揺れの動きに応じて
大小に変化させることができ、非接触で外槽及び脱水槽
の揺れの変位を正確に検知することが可能となる。その
結果、洗濯、すすぎ、脱水など各工程に応じた最適な制
御を行うことが可能になるものである。

【００１９】上記第２の手段の構成によれば、必要のな
い方向の振動成分の影響を除去でき、より正確に非接触
で外槽及び脱水槽の揺れの振幅を検知できる。

【００２０】上記第３の手段の構成によれば、支点を中
心とした円弧運動による振動の検知精度の悪化を防ぐこ
とができ、より正確に非接触で外槽及び脱水槽の揺れの
振幅を検知できる。

【００２１】上記第４の手段の構成によれば、コイルの
インダクタンスの変化を発振周波数の変化として捉える
ことができ、わずかな周波数変化でも敏感に正確にかつ
直線性良く捉える振動センサーの信号処理手段が構成で
きる。

【００２２】上記第５の手段の構成によれば、発振部の
異常な発振を検出でき、わずかな周波数変化でも敏感に
正確にかつ直線性良く捉える振動センサーの信号処理手
段が構成できる。

【００２３】上記第６の手段の構成によれば、より信頼
性の高い正確で分解度が高く直線性の良い振動センサー
の信号処理手段が構成できる。

【００２４】上記第７の手段の構成によれば、回路素子
の経年変化にも影響されない正確で分解度が高く直線性
の良い振動センサーの信号処理手段が構成できる。

【００２５】

【実施例】第１の発明の一実施例を図１により説明す
る。図１において、脱水時の水を受けるための外槽２０
の底部に動力伝達機構２１が固着されており、この動力
伝達機構２１は外槽２０の底部に固着されたモータ２２
とベルトで連結されている。動力伝達機構２１の内側の
撹拌翼軸２３には撹拌翼２４が固定され、外側の軸２５
には外槽２０内に位置して脱水槽２６が固定されてい
る。脱水槽２６の上部には流体バランサー２７が具備さ
れている。外槽２０は外枠２８の上端よりサスペンショ
ン２９を介して弾性的に吊り下げ支持されている。３１
は全自動洗濯機の各工程の進行を制御する制御回路基板
である。３２は揺れ検知部であり、３３は揺れ検知部か
らの信号を処理して制御回路基板部３１に渡す信号処理
部である。図２は本発明第１の実施例の揺れ検知部の構
成図である。図２において、３４は外槽２０をサスペン
ション２９を介して支える支持棒であり外枠２８とは支
点３５で釣られている。支点３５はてこの原理を応用し
て支点上部３４ａに外槽２０の動きを伝えるものであ
る。これにより外槽２０の揺れの動きを支点上部３４ａ
に縮小されて伝えている。３６は支持棒３４に取り付け
られた磁性体であるフェライト板であり支持棒上部３４
ａに直角に取り付けられている。３７はＵ字型のフェラ
イトコアにコイル３７ａを巻いたＵ字型コイルであり、
外枠２８に固定されている。磁性体板３６はＵ字型コイ
ルの向かい合った平行面の間に出入りする構成になって
いる。Ｕ字型コイル３７は外枠２８に固定されているた
め外槽２９が揺れると支持棒３４が動き支点３５を中心
として支持棒上部３４ａは逆の方向に動く。このため外
槽２８が揺れることにより磁性体板３６は、Ｕ字型コイ
ル３７の中を出入りするためＵ字型コイル３７のインダ
クタンスは揺れに応じて変化する。図３は磁性体板３６
がＵ字型コイル３７の中への入り具合によってＵ字型コ
イルのインダクタンスがどのように変わるかを示す図で
ある。図に示すように磁性体板がＵ字型コイルに深く入
れば入るほどインダクタンスは大きくなり、この特性は
深さに対して直線的に変化する。これは磁性体板３６が
Ｕ字型コイル３７から出て飛び散る磁束を引き集める働
きがあるからである。図４は外槽２０の揺れの動きによ
ってＵ字型コイルのインダクタンスがどのように変化す
るかを示す図である。図４において３８は外槽２０の上
部から見た中心点の軌跡である。図に示すようにＵ字型
コイル３７のインダクタンスは外槽２０が揺れ検知部３
２のあるコーナに近づくと小さくなり離れると大きくな
る。このように外槽２０の揺れをＵ字型コイル３７のイ
ンダクタンスの変化で知ることができる。

【００２６】次に第２の実施例を図５により説明する。
図５は外槽２０と揺れ検知部を上から見た図である。外
槽２０は脱水槽２６の回転起動時にａの方向に反動で動
いてしまうため支持棒上部３４ａはｂの方向に動いてし
まう。この影響をＵ字型コイル３７が受けないように磁
性体板３９を図のように円盤型にしている。この結果、
脱水起動時に反動で外槽２０が揺れても、磁性体板３９
がＵ字型コイル３７に入っている深さはそれほど変わら
ず、インダクタンスの変化はほとんどなく、異常な揺れ
が発生したと誤検知することがなくなる。

【００２７】次に第３の実施例を図６及び図７により説
明する。図６において４０は支持棒上部３４ａに直角に
取り付けられたアルミ板である。アルミ板は磁束を吸収
してしまう効果があるため、Ｕ字型コイル３７にアルミ
板４０を入れると磁性体板とは逆にインダクタンスは減
少し、図に示すように深く入れば入るほど減少し、その
特性は、入り具合に対して直線的である。また、Ｕ字型
コイル３４の中の上下のどちらかに偏っても磁束を吸収
する量は変わらないためインダクタンスは同じである。
一方、図７は磁性体板３９がＵ字型コイル３７の中に入
った時の上下の位置の違いによるインダクタンスの変化
を示す図である。図に示すように磁性体板３６がＵ字型
コイル３７の中央でなく上下どちらかに偏ってしまうと
インダクタンスは大きくなってしまう。これはＵ字型コ
イル３７の磁性体板３９で分断された開磁路の片方が短
くなり、飛び散った磁束を集める効果が増大したために
よる。このように、アルミなどの金属板を用いると、Ｕ
字型コイル３４の中の金属板の上下位置の変動の影響を
受けず振動検知精度をあげることができる。

【００２８】次に第４の実施例を図８及び図９により説
明する。図８は本発明の一実施例の信号処理手段の構成
図である。図８において５１及び５２はコンデンサであ
り能動素子である増幅部５３とＵ字型コイル３７によっ
て発信回路を形成している。発信周波数はＵ字型コイル
３７のインダクタンスとコンデンサ５１及び５２の容量
で決まる。ここでコンデンサ５１及び５２の容量は固定
なので、発信周波数はＵ字型コイルのインダクタンス、
つまり、槽の揺れによって発信周波数が変わる。５４は
計数部であり増幅部５３からの発振信号を入力パルス信
号としてパルスの数を計数する。この計数部５４は８ビ
ットの２進数のカウンタであり入力パルス信号を０から
２５５まで数え、２５５の次は０に戻って続けて数える
ことができ、その値を出力５４ａに出すことができる。
５５は初期化手段であり、計数部５４の計数値を０に戻
すための信号を与えている。５６は読み取り手段であり
計数部５４の出力５４ａを初期化手段５５が出す初期化
信号に同期して読み取るものである。次に動作について
説明する。図９は入力周波数つまり発信周波数と計数部
５４の計数値及び初期化手段５５の初期化信号との関係
を示している。計数部５４の初期化は初期化信号の立ち
下がりで行われ、計数値の読み取りは初期化信号の立ち
上がりで行われる。計数部は初期化信号が来るまで入力
パルス信号の計数を０から２５５までオーバーフローを
繰り返しながら行っており、初期化信号で初期化される
直前の計数値が発信周波数として検知でき、入力周波数
が高いときは破線のようにオーバーフローを繰り返し、
初期化信号の立ち上がり時に読み取り値（ｂ）として読
み取られる。また、入力周波数が低いときは実線のよう
にオーバーフローを繰り返し、初期化信号の立ち上がり
時に読み取り値（ａ）として読み取られる。入力信号の
周波数が高いと計数のカウントアップ速度が速くなりオ
ーバーフローする周期が短くなる。図に示すように発信
周波数がわずかに変化しても読み取り値は大きく変化
し、分解能を高くすることができる。また、周波数を数
えているため、アナログ式の周波数電圧変換回路よりも
直線性が良く、ばらつきも起こらない。

【００２９】次に第５の実施例を図１０により説明す
る。第４の実施例との違いは計数部５４のオーバーフロ
ー回数を読み取り手段５６が検査していることである。
これによりＵ字型コイル３７に異常が起き発信周波数が
異常に高くなったとしてもこの異常を読み取り手段５６
で検出でき信頼性を向上させることができる。例えば通
常は、初期化信号の一周期の間にオーバーフロー回数が
４回であるはずの設計のときに、８回とかのオーバーフ
ロー回数になった場合には回路の異常と判定するもので
ある。

【００３０】次に第６の実施例を図１１により説明す
る。第４の発明との違いは増幅部５３の出力５３ａの後
に保持部５７と基準クロック部５８を置き、初期化手段
５５は、基準クロック信号５８ａを分周して初期化信号
５５ａを作り、保持部５７のサンプリングクロックは基
準クロック５８ａとすることで、保持部５７のサンプリ
ングタイミングと初期化手段５５が出す初期化信号と同
期させたことである。次に動作について説明する。図１
２は本発明の一実施例の動作説明図である。図１２にお
いて（Ａ）は増幅部５３から出る発振信号である。
（Ｂ）は保持部５７に与えられるサンプリング信号とな
る基準クロック部５８の信号であり、入力信号よりも十
分高い周波数が選ばれている。（Ｃ）は保持部５７が出
力する信号であり、サンプリングクロック（Ｂ）の立ち
上がりに同期して入力信号（Ａ）を保持した波形であ
る。（Ｄ）は初期化信号であり初期化信号の立ち上がり
はサンプリング信号（Ｂ）の立ち上がりタイミングに一
致している。これにより計数部５４における入力信号計
数のカウントアップタイミングと初期化タイミングが同
期する。つまり、計数部５４の初期化は初期化信号の立
ち下がりで行われるためサンプリングクロックの立ち上
がりで行われる計数部のカウントアップタイミングと競
合することはなく、安定した周波数検知ができる。も
し、競合した場合は、計数のカウントアップによる計数
部５４の出力データの変化と読み取り手段５６の読み取
りタイミングとが同時に行われ正しい数値を読みとるこ
とができない可能性がある。

【００３１】次に第７の実施例を図１３により説明す
る。第４の実施例との違いは初期化手段５５が出す初期
化信号を読み取り手段５６が必要に応じて変えられると
ころにある。Ｕ字型コイルの特性の経年変化やその他回
路定数の経年変化などにより発信周波数がずれ、図１４
の（Ａ）のようになってしまった場合、読み取りデータ
が大きく飛び離れ、周波数の大小と読み取り値との関係
が反転してしまうことがある。このようなことを防ぐた
め読み取り手段５６は、読み取りデータが計数部５４の
上限値や下限値に近いときや大きく飛び離れた値が発生
する場合には初期化手段に初期化信号の周期をＴ１から
Ｔ２に変更させ図１４（Ｂ）のように正しい測定状態に
なるようにさせることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上の実施例から明らかな通り、本発明
の第１の手段によれば、外槽の動きと連動する支持棒の
動きをＵ字型コイルと磁性体板によって、Ｕ字型コイル
の磁束を支持棒の揺れの動きに応じて大小に変化させる
ことができ、非接触で外槽及び脱水槽の揺れの変位を正
確に検知することが可能となる。その結果、洗濯、すす
ぎ、脱水など各工程に応じた最適な制御を行うことが可
能になるものである。

【００３３】また、本発明の第２の手段によれば、必要
のない方向の振動成分の影響を除去でき、より正確に非
接触で外槽及び脱水槽の揺れの振幅を検知できる。

【００３４】また、本発明の第３の手段によれば、支点
を中心とした円弧運動による振動の検知精度の悪化を防
ぐことができ、より正確に非接触で外槽及び脱水槽の揺
れの振幅を検知できる。

【００３５】また、本発明の第４の手段によれば、コイ
ルのインダクタンスの変化を発振周波数の変化として捉
えることができ、わずかな周波数変化でも敏感に正確に
かつ直線性良く捉えることができる。

【００３６】また、本発明の第５の手段によれば、発振
部の異常な発振を検出でき、わずかな周波数変化でも敏
感に正確にかつ直線性良く捉えることができる。

【００３７】また、本発明の第６の手段によれば、より
信頼性が高く正確で分解度が高く直線性を良くすること
ができる。

【００３８】また、本発明の第７の手段によれば、回路
素子の経年変化の影響を受けない振動センサーの信号処
理手段を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全自動洗濯機の構成図

【図２】第１の実施例における揺れ検知部の取り付け構
成図

【図３】第１の実施例における揺れ検知部の特性を説明
する図

【図４】第１の実施例における揺れ検知部の動作説明図

【図５】第２の実施例における揺れ検知部の構成図

【図６】第３実施例における揺れ検知部の特性を説明す
る図

【図７】第３の実施例との比較動作説明図

【図８】第４の実施例における信号処理部の構成図

【図９】第４の実施例における信号処理部の動作説明図

【図１０】第５の実施例における信号処理部の構成図

【図１１】第６の実施例における信号処理部の構成図

【図１２】第６の実施例における信号処理部の動作説明
図

【図１３】第７の実施例における信号処理部の構成図

【図１４】第７の実施例における信号処理部の動作説明
図

【図１５】従来の全自動洗濯機の構成図

【符号の説明】

２０外槽２４撹拌翼２６脱水槽２８外枠２９サスペンション３２揺れ検知部３６磁性体板３７Ｕ字型コイル３９円盤型磁性体板５４計数部５５初期化手段５６読み取り手段５７保持部５８基準クロック部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石丸直昭大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者甲斐郁子大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者貞平匡史大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全自動洗濯機の脱水槽を外包する外槽
と、全自動洗濯機のボディとなる外枠と、この外枠上部
から外槽を振り子状に吊るす支持棒と、外枠上部の支持
棒の支点近傍に取り付けられ支持棒の揺れを検出する揺
れ検知部と、この揺れ検知部の出力信号を処理する信号
処理手段とを備えた全自動洗濯機において、前記揺れ検
知部は、外枠上部に固定されたＵ字型の磁性体に巻かれ
たＵ字型コイルと、このＵ字型コイルの両端の間に配設
されるよう支持棒に固定した磁性体板とからなり、外槽
の揺れに応じて磁性体板がＵ字型コイルの両端の間を出
入することで、Ｕ字型コイルの一端の面から出て他端の
面に入る磁束の変化を電気信号に変え信号処理手段に出
力するよう構成した全自動洗濯機の振動センサー。
【請求項２】磁性体板を外枠上部に固定し、Ｕ字型コ
イルを支持棒に固定した請求項１記載の全自動洗濯機の
振動センサー。
【請求項３】磁性体板を円盤型にした請求項１記載の
全自動洗濯機の振動センサー。
【請求項４】磁性体板を金属板にした請求項１記載の
全自動洗濯機の振動センサー。
【請求項５】コイルのインダクタンスの大きさに応じ
て発信周波数を変える発振部と、この発振部で発振した
パルス信号を計数する計数部と、この計数部の計数値を
一定周期で初期値に戻すための初期化手段と、この初期
化手段の出す初期化信号に同期して前記計数部の計数値
を読みとる読取り手段とを備え、前記計数部はオーバー
フローしても初期値から計数を始め、前記初期化手段が
出す初期化信号の周期は前記計数部の計数がオーバーフ
ローする周期よりも長いことを特徴とする全自動洗濯機
の振動センサーの信号処理手段。
【請求項６】オーバーフローした回数を計数する第２
の計数部を備えた請求項５記載の全自動洗濯機の振動セ
ンサーの信号処理手段。
【請求項７】発振部が出力するパルス信号をサンプリ
ングして保持する保持部を有し、この保持部の出力を計
数部の入力信号とし、前記保持部にパルス信号をサンプ
リングさせるクロック信号は計数部を初期化する初期化
信号に同期するように構成した請求項５記載の全自動洗
濯機の振動センサーの信号処理手段。
【請求項８】読み取り手段は、計数部から読みとった
値が計数部が出力可能な値の上限または下限に近いとき
は初期化手段が出す初期化信号の周期を変化させるよう
に構成した請求項５記載の全自動洗濯機の振動センサー
の信号処理手段。