JPH105481A

JPH105481A - 振動検出センサー及びその振動検出センサーを備えてなるドラム式洗濯機

Info

Publication number: JPH105481A
Application number: JP8165640A
Authority: JP
Inventors: Fumioki Ishino; 文興石野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的安価に振動波形を検出するために、安
価な部品を組み合わせて振動計を構成すると光軸のずれ
による誤差、短距離での光の強弱変化に起因する分解能
の問題等がある。【解決手段】外槽１等の静止部に発光素子１５及び受
光素子１６から成る光検知器１２を固定し、その光検知
器１２に対面する振動体面に反射率が変化するような濃
淡をつけた反射板１４を固定して振動体の振動波形を検
出する振動検出センサーを備えてなるドラム式洗濯機で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転ドラムを含む振
動体の振動を検出する振動検出センサー及びその振動検
出センサーを備えてなるドラム式洗濯機に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種のドラム式洗濯機におい
ては、回転ドラムを含む振動体の振動、若しくはそれに
よって生ずる外槽の振動を検出して、脱水時に発生する
洗濯機の振動を軽減したり、異常振動の発生を防止する
制御装置を備えたものが数多く提案されている。

【０００３】例えば、特開平１―２１８４９５号公報に
記載のドラム式洗濯機は、洗濯機の外槽に、振動により
電圧や抵抗値が変化する感圧型、若しくは歪み型の振動
センサーを取り付けて、その信号により脱水運転を制御
し、脱水時の振動を規定の範囲内に収めようとするもの
であり、また、特開平１―２６８５９７号公報に記載の
ドラム式洗濯機は、外槽に発光ダイオードとフォトトラ
ンジスタからなる光検知器を設け、振動体に反射板等の
光検出体を設けて、振動の変化を光の変化に変えて振動
の状態を検出し同様の制御を行うものである。

【０００４】そして、特開平４―２０８１９９号公報に
記載のドラム式洗濯機は、振動体に共振型の振動センサ
ーを取り付けて振動を検出するものであり、そしてま
た、特開平８―８７６号公報に記載のドラム式洗濯機
は、外槽にＯＮ―ＯＦＦ型の振動検知スイッチを設け、
スイッチのＯＮ―ＯＦＦ信号に基づいて脱水運転を制御
し、脱水時の振動を規定の範囲内に収めようとするもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなドラム式
洗濯機を含めて脱水初期の振動状態から布のアンバラン
ス状態を推測して脱水時の振動を抑制するように脱水運
転を制御する方法は数多く提案されているが、振動制御
をより正確に行ったり、本発明の出願人の出願である特
願平８―１６３５７号に記載のような高度な制御を行お
うとすると、回転ドラムを含む振動体の連続的な振動波
形の変化を精度よく観測する必要があり、そのために
は、振動体に加速度計等の振動計を取り付けることが必
要である。

【０００６】上記加速度計には、特開平ｌ―２１８４９
５号公報に開示されているような感圧型、歪み型、或い
は特開平４―２０８１９９号公報に開示されているよう
な共振型等種々の方式のものがあるが高価なものが多
い。そして、振動波形の連続的な測定を比較的安価に行
うために、例えば特開平１―２６８５９７号公報に開示
されるような安価な部品を組み合わせて振動計を構成す
る方法があるが、この方法では、光軸のずれによる誤
差、短距離での光の強弱変化に起因する分解能の問題等
がある。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑み比較的安価で精
度のよい振動波形を検出し得る振動検出センサー及びそ
の振動検出センサーを備えたドラム式洗濯機を提供する
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の振動検出センサ
ー及びその振動検出センサーを備えてなるドラム式洗濯
機は上記目的を達成するために、請求項１記載の発明
は、発光素子及び受光素子から成る光検知器と、その光
検知器に対面する振動体面に配置してなる反射率が変化
するように濃淡をつけた反射板と備えてなる振動検出セ
ンサーである。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成に加えて、反射板の表面に、変位量の大
きさと濃淡の変化に対する受光素子からの出力が直線的
になるような濃淡の変化を持たせると共に、受光素子か
らの出力の最小値と最大値の変化幅により制御する構成
とした振動検出センサーである。

【００１０】そして、請求項３記載の発明は、請求項１
記載の発明の構成に加えて、上記光検知器と反射板とが
接触した際の損傷を防止する防止手段を備えてなる振動
検出センサーである。

【００１１】そしてまた、請求項４記載の発明は、外槽
等の静止部に発光素子及び受光素子から成る光検知器を
固定し、その光検知器に対面する振動体面に反射率が変
化するような濃淡をつけた反射板を固定して振動体の振
動波形を検出する振動検出センサーを備えてなるドラム
式洗濯機である。

【００１２】さらに、請求項５記載の発明は、請求項４
記載の発明の構成に加えて、反射板の表面に、変位量の
大きさと濃淡の変化に対する受光素子からの出力が直線
的になるような濃淡の変化を持たせると共に、受光素子
からの出力の最小値と最大値の変化幅により制御するド
ラム式洗濯機である。

【００１３】さらにまた、請求項６記載の発明は、請求
項４記載の発明の構成に加えて、光検知器を外槽等の静
止部の上部に設け、反射板をそれに対面する振動体の上
部に設けると共に、光検知器及び反射板を、それらが接
触しても損傷を受けないよう保護して取り付けてなるド
ラム式洗濯機である。

【００１４】上記請求項１記載の発明は、安価に振動検
出のシステムが構成出来ると共に、反射板に反射率を変
化させた濃淡の傾斜をつけているため、振動体の変位量
に対する受光素子の変化が大きく、精度よく変位量と速
度を検知することが出来る。また、反射板の濃淡の方向
を変えることによって、横方向、縦方向、上下左右の合
成振動変位量等、制御の目的に応じて検知する変位量の
方向を簡単且つ自在に設定することが可能である。

【００１５】また、上記請求項２記載の発明は、光検知
器個々のばらつき、反射板の濃度のばらつき、光検知器
と反射板との距離のばらつき等に起因する機体間の振動
体の変位量に対する受光素子の出力のばらつきを相殺出
来、上記の個々のばらつきに関係なく常に一定の変位幅
に対して一定の出力(制御量)を得ることが出来る。

【００１６】そして、上記請求項３記載の発明は、光検
知器と反射板は、許容される範囲内で出来るだけ近づけ
ることが望ましいが、接触しても損傷を受けないよう保
護して取り付けられているため、異常な振動が発生して
も、それらが損傷を受けることがない。

【００１７】そしてまた、請求項４記載の発明は、ドラ
ム式洗濯機において、安価に振動検出のシステムが構成
出来ると共に、精度よく変位量と速度を検知することが
出来る。また、反射板の濃淡の方向を変えることによっ
て、横方向、縦方向、上下左右の合成振動変位量等、制
御の目的に応じて検知する変位量の方向を簡単且つ自在
に設定することが可能である。

【００１８】また、上記請求項５記載の発明は、ドラム
式洗濯機において、光検知器個々のばらつき、反射板の
濃度のばらつき、光検知器と反射板との距離のばらつき
等に起因する機体間の振動体の変位量に対する受光素子
の出力のばらつきを相殺出来、上記の個々のばらつきに
関係なく、常に一定の変位幅に対して一定の出力(制御
量)を得ることが出来る。

【００１９】そして、上記請求項６記載の発明は、ドラ
ム式洗濯機において、大きな変位量が得られると共に、
通常上部に設置される制御回路部分と光検知器との接続
を短かく出来るため、ノイズの影響を小さく出来るほ
か、経済的にも有利である。また、光検知器と反射板
は、許容される範囲内で出来るだけ近づけることが望ま
しいが、接触しても損傷を受けないよう保護して取り付
けられているため、異常な振動が発生しても、それらが
損傷を受けることがない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の振動検出センサー及
びその振動検出センサーを備えてなるドラム式洗濯機の
実施の形態を図面とともに説明する。図１及び図４は本
発明のドラム式洗濯機の実施の形態を示す概略構成図で
あり、図１及び図４において、１は外槽で、水槽２が振
動吸収用のスプリング３を介して揺動自在に愚下されて
いる。水槽２の下部と外槽１の間には、水槽２、ドラム
５等から或る振動体の急峻な振動を抑制するよう、振動
抵抗体（ショックアブソーバー）４が、これも揺動自在
に設けられ、脱水時の振動を制限している。

【００２１】水槽２の内部には、ドラム５が軸受６、軸
７を介して回転自在に取り付けられ、モーター８の回転
はプーリー９よりベルト１０を介してドラムプーリー１
１に伝達されドラム５が回転する。ドラム５内壁には複
数個のバッフル(邪魔板)１８が設けられ、洗濯時にドラ
ム５の回転に従って洗濯物を持ち上げ落下させることに
より、洗浄（タンブリング洗浄）を行うようになってい
る。この場合、通常、５５ｒｐｍ程度のドラム回転数で
タンブリング洗浄、すすぎを行い、１０００ｒｐｍ程度
の回転数で脱水を行っている。

【００２２】脱水時には、洗濯物のアンバランス（片寄
り）が大きいと振動が大きくなるため、アンバランスの
状態を、脱水初期の振動体等の振動状態で検知しながら
脱水運転を制御する方法が、上記の公報に記載のドラム
式洗濯機等に種々提案されている。特に本発明の出願人
による出願である特願平８―１６３５７号は、脱水初期
の振動を検知して、アンバランスが最小になった時に高
速回転の始動を行うもので、脱水時の低振動化に有効で
ある。

【００２３】そして、これらの制御を行うためには、回
転ドラムを含む振動体の、連続的な振動波形の変化を精
度よく観測する必要があり、本発明は、比較的安価で精
度のよい振動検出センサーを提供するものである。

【００２４】本発明の振動検出センサーは、図１に示す
ように発光素子及び受光素子からなる光検知器１２と反
射板１４から構成される。光検知器１２は、例えば外槽
１上部の補強ステー１３に固定され、反射板１４は光検
知器１２に対応する水槽２の上部に固定される。

【００２５】図２及び図３にその振動検出センサーの詳
細図を示す。図２及び図３において、光検知器１２は、
例えば発光素子としての発光ダイオード１５と受光素子
としてのフォトトランジスタ１６で構成され、発光ダイ
オード１５から出た光は反射板１４で反射し、その反射
板１４で反射した反射光がフォトトランジスタ１６で受
光される。

【００２６】そして、水槽２が上下方向に揺れ、光検知
器１２と反射板１４の距離が変化すると、反射光の強さ
も変化し受光素子の出力は、振動の変化として捉えるこ
とが出来る。しかしこの場合、水槽２の振幅がｌ５ｍｍ
程度であるため出力の変化は少なく、分解能もあまり良
くない。

【００２７】上記水槽２の左右方向の振動は、上下方向
よりも大きく、これを検知する方が検知精度を良くする
ことが出来る。その場合、反射板１４に例えば図３に示
すような濃淡の傾斜を持たせておけば、振動体の左右方
向の振動に対して図８に示すような有効な光出力を得る
ことが出来るが、上下方向の振動の影響も含めた出力と
なる。

【００２８】上記水槽２の前後方向の振動は、上下方
向、左右方向に比べ比較的小さいので、例えば図４に示
すように、外槽１の上部に光検知器１２を固定し、それ
に対応する水槽の上部に反射板１４を固定するようにす
れば、より純粋な上下または左右の振動を検出すること
が出来る。図５は反射板の取り付けの詳細説明図であ
り、反射板の濃淡の傾斜を図６に示すようにすれば上下
方向の振動が、図７に示すようにすれば左右方向の振動
がより純粋に検知出来る。

【００２９】受光素子であるフォトトランジスタ１６の
光電流は、放射照度に対して図９に示すようにほぼ直線
的に変化するので、反射板１４の反射率が図１０に示す
ように反射板の長さに対して、即ち振動体の変位方向に
対して直線的に変化するような濃淡の傾斜を有して（持
って）いれば、振動体の変位量に対するフォトトランジ
スタ１６の光電流、即ち光出力は図１１に示すようにほ
ぼ直線的に変化することになる。

【００３０】光検知器１２の出力は、発光ダイオード１
５やフォトトランジスタ１６の個々の特性のばらつき、
反射板１４の反射率のばらつき、光検知器１２と反射板
１４との距離のばらつき等によって、例えば図１２に示
すように製品の機体ごとに異なる。この場合ある変位量
に対する光出力を、機体ごとに合わせることは可能であ
るが、時間と費用が発生する。

【００３１】図１０に示すように、反射板１４に反射率
が変位方向に対して直線的に傾斜する濃淡を付け、反射
板１４の中心部と光検知器１２が、振動体の静止時にほ
ぼ合うように設置し、光出力の絶対値ではなく、変位量
に対する光出力の最大値と最小値の変化幅で制御するよ
うにすれば、機体（機体１と機体２）間の光出力のばら
つきを機体毎に補正しなくても、図１２に示すように、
振動体の一定の変位幅に対しては一定の光出力幅を得る
ことが出来る。

【００３２】ある回転数の振動の変位幅の波形は図１３
に示すような形になり、その値が最小の時点で、高速回
転になるように加速すれば布の片寄り（アンバランス）
が少なく、振動の少ない脱水運転が可能となる。

【００３３】図１４は制御の例を示すブロック図で、１
７はマイコンを含む洗濯機の制御回路、１５は光検知器
１２を構成する発光素子としての発光ダイオード、１６
は受光素子としてのフォトトランジスタであり、上記洗
濯機の制御回路１７部分は通常機体の上部に設けられる
ため、光検知器１２も上部に設けたほうが配線長も短く
てすみ、ノイズの影響やコスト面からも有利であり、変
位量も大きな値が得られやすい。

【００３４】また、脱水時の振動体の振動は上記のよう
に出来るだけ小さく押さえるように制御されるが、洗濯
物の種類や状態によっては、脱水始動時に低速度ながら
非常に大きな揺れが生じることがある。その場合に、水
槽２などの振動体が、外槽ｌや外槽補強ステー１３など
静止部分に接触することがあるため、接触によって光検
知器１２や反射板１４が損傷しないよう、例えば図２や
図５に示すように、光検知器１２及び反射板１４の取り
付け部分を他の部分より凹ませて取り付けることが必要
である。

【００３５】

【発明の効果】本発明の振動検出センサー及びその振動
検出センサーを備えてなるドラム式洗濯機は上記のよう
な構成であるから、請求項１記載の発明は、安価に振動
検出のシステムが構成出来ると共に、反射板に反射率を
変化させた濃淡の傾斜をつけているため、振動体の変位
量に対する受光素子の変化が大きく、精度よく変位量と
速度を検知することが出来る。また、反射板の濃淡の方
向を変えることによって、横方向、縦方向、上下左右の
合或振動変位量等、制御の目的に応じて検知する変位量
の方向を簡単且つ自在に設定することが可能である。

【００３６】また、請求項２記載の発明は、光検知器個
々のばらつき、反射板の濃度のばらつき、光検知器と反
射板との距離のばらつき等に起因する機体間の振動体の
変位量に対する受光素子出力のばらつきを相殺出来、上
記の個々のばらつきに関係なく、常に一定の変位幅に対
して一定の出力(制御量)を得ることが出来る。

【００３７】そして、請求項３記載の発明は、光検知器
と反射板は、許容される範囲内で出来るだけ近づけるこ
とが望ましいが、接触しても損傷を受けないよう保護し
て取り付けられているため、異常な振動が発生しても、
それらが損傷を受けることがない。

【００３８】そしてまた、請求項４記載の発明は、ドラ
ム式洗濯機において、安価に振動検出のシステムが構成
出来ると共に、精度よく変位量と速度を検知することが
出来る。また、反射板の濃淡の方向を変えることによっ
て、横方向、縦方向、上下左右の合成振動変位量等、制
御の目的に応じて検知する変位量の方向を簡単且つ自在
に設定することが可能である。

【００３９】また、上記請求項５記載の発明は、ドラム
式洗濯機において、光検知器個々のばらつき、反射板の
濃度のばらつき、光検知器と反射板との距離のばらつき
等に起因する機体間の振動体の変位量に対する受光素子
の出力のばらつきを相殺出来、上記の個々のばらつきに
関係なく、常に一定の変位幅に対して一定の出力(制御
量)を得ることが出来る。

【００４０】そして、上記請求項６記載の発明は、ドラ
ム式洗濯機において、大きな変位量が得られると共に、
通常上部に設置される制御回路部分と光検知器との接続
を短かく出来るため、ノイズの影響を小さく出来るほ
か、経済的にも有利である。また、光検知器と反射板
は、許容される範囲内で出来るだけ近づけることが望ま
しいが、接触しても損傷を受けないよう保護して取り付
けられているため、異常な振動が発生しても、それらが
損傷を受けることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドラム式洗濯機の実施の形態を示す概
略断面構成図である。

【図２】図１の振動検出センサーの取り付け部分の詳細
説明図である。

【図３】図２の反射板の要部Ａ矢視説明図である。

【図４】本発明のドラム式洗濯機の他の実施の形態を示
す概略要部破断構成図である。

【図５】図４の振動検出センサーの取り付け部分の詳細
説明図である。

【図６】図５の反射板の要部Ｂ矢視説明図である。

【図７】図５の反射板の他の取り付け状態の要部Ｂ矢視
説明図である。

【図８】本発明の振動体の変位量と光検知器の出力特性
の説明図である。

【図９】本発明のフォトトランジスタに入光する放射照
度とフォトトランジスタの出力例の説明図である。

【図１０】本発明の反射率が直線的になるような反射板
の濃度傾斜と反射率の説明図である。

【図１１】本発明の反射率が直線的に変化するように濃
度傾斜を持たせた場合の振動体の変位量とフォトトラン
ジスタの出力例の説明図である。

【図１２】本発明の光出力の最大値と最小値により制御
することで機体間のばらつきを無視出来ることを示す説
明図である。

【図１３】本発明の実際の出力波形の一例の説明図であ
る。

【図１４】本発明の制御回路を示す要部ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１外槽２水槽５ドラム８モーター１２光検知器１３外槽補強ステー１４反射板１５発光ダイオード１６フォトトランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子及び受光素子から成る光検知器
と、その光検知器に対面する振動体面に配置してなる反
射率が変化するように濃淡をつけた反射板と備えてなる
ことを特徴とする振動検出センサー。
【請求項２】上記反射板の表面に、変位量の大きさと
濃淡の変化に対する受光素子からの出力が直線的になる
ような濃淡の変化を持たせると共に、受光素子からの出
力の最小値と最大値の変化幅により制御する構成とした
ことを特徴とする請求項１記載の振動検出センサー。
【請求項３】上記光検知器と反射板とが接触した際の
損傷を防止する防止手段を備えてなることを特徴とする
請求項１記載の振動検出センサー。
【請求項４】外槽等の静止部に発光素子及び受光素子
から成る光検知器を固定し、その光検知器に対面する振
動体面に反射率が変化するような濃淡をつけた反射板を
固定して振動体の振動波形を検出する振動検出センサー
を備えてなることを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項５】上記反射板の表面に、変位量の大きさと
濃淡の変化に対する受光素子からの出力が直線的になる
ような濃淡の変化を持たせると共に、受光素子からの出
力の最小値と最大値の変化幅により制御することを特徴
とする請求項４記載のドラム式洗濯機。
【請求項６】上記光検知器を外槽等の静止部の上部に
設け、反射板をそれに対面する振動体の上部に設けると
共に、光検知器及び反射板を、それらが接触しても損傷
を受けないよう保護して取り付けることを特徴とする請
求項４記載のドラム式洗濯機。