JPS6025998B2 - 洗たく機の水位制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は洗たく機の水位制御装置、特に洗たく水を洗た
く兼脱水槽のみに溜める全自動洗たく機における給水量
の制御を、糟内の水位量の変化に伴う静電容量の変化を
検知して行うものにおいて、その水位切替方法に関する
ものである。

従来の全自動洗たく機では、洗たく兼脱水槽の側壁に脱
水用の小穴を穿設し、洗たく、すすぎ時にはその周囲に
配設した外槽にまで水を溜めていたが、この構造は多量
の洗たく水を要する欠点があるため、これに代って、洗
たく兼脱水槽を穴なしとし、洗たく水を洗たく兼脱水槽
だけに溜める節水型の洗たく機が考えられている。この
ような洗たく機の水位検知方式としては、従来用いられ
た圧力スイッチ方式は洗たく兼脱水槽が回転体であるた
め適用は極めて困難であるが、外槽上部外周に電極板を
設け、洗たく機を介して電極板をアース部との間に静電
容量を検出すれば、水位上昇に伴って静電容量が増加す
るので、水位の検知と制御が可能となる。この静電容量
の変化を発振回路の発振開始でとらえるようにし、この
とき、洗たく水の水位切替は、発振回路内のコンデンサ
容量もしくはィンダクタンスを調整して発振条件を変え
ることにより行うことができるが、実際には、変化させ
るコンデンサ容量は低水位から高水位までの間で数ｐＦ
しかなく、検出精度が非常に悪いことが欠点である。ま
た、低水位用と高水位用など複数個の電極を使用して水
位切替を行う方法もあるが、これは構造が複雑になる欠
点がある。本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を
なくし、洗たく水の水位切替、すなわち低水位と高水位
あるいはそれ以上の個数の切替を確実にかつ精度よく実
現させ、しかも洗たく兼脱水槽内の洗たく水の洗剤濃度
の差や洗たく物の分布状態の影響も受けることのない水
位制御装置を提供するにある。

上記の目的を達成させるため、本発明は、下記を要点と
して水位制御装置を構成するものである。すなわち「外
槽上部外周に配した環状電極に対向して、洗たく兼脱水
槽上部外周にも、環状の電極を設定水位の個数に等分割
（例えば２分割）した分割電極を配し、該分割電極の各
々から洗たく兼脱水槽内の設定水位線（低水位線、高水
位線など）に電極片を垂らす。低水位の検知の場合は、
洗たく水の水面が低水位線に配置した電極片に接触した
時の、外槽に配した前記環状電極と、洗たく兼脱水槽に
配した前記分割電極との間の容量増加量△Ｃｓ（ｐＦ）
をとらえ、発振回路の発振開始により水位を検知する。
また、高水位検知の場合は、水面が高水位線に配置した
電極片に接触した時の、２個の電極片に水面が接触した
ことにる検出容量の増大した値２△Ｃｓ（ｐＦ）を、該
検出容量と直列に接続したコンデンサの容量２△Ｃｓ（
ｐＦ）によって、前記した低水位検知の場合と同じ容量
△ＣＳ（ｐＦ）に減じる水位切替スイッチを具備させ「
発振回路の発振レベルとなる検出容量を、低水位、高水
位とも△Ｃｓ（ｐＦ）の等しい値にして、水位切替を行
うようにしたものである。上記のように、本発明は、洗
たく兼脱水槽に脱水用の小穴が穿設されてなく、洗たく
水は該洗たく兼脱水槽のみに満たすタイプの全自動洗た
く機において、洗たく兼脱水槽内の水位を、槽内壁に設
けた小さい電極片に水面が接触したときに、外槽上部外
周に配した第１の環状電極と、これに対向して洗たく兼
脱水槽上部外周に設けた第２の環状電極との間の静電容
量を検出することによって検知するものにおいて、洗た
く兼脱水槽に設ける前記第２の環状電極を設定水位の個
数に等分割し、分割された分割電極の各々より小さな電
極片をそれぞれの設定水位位置に垂らして、水位の上昇
とともに洗たく水と接触する電極片を増し、第１の環状
電極と対向する第２の環状電極の面積を増加させること
による検出容量の階段状の増加を利用して水位の高低切
替を行う洗たく機の水位制御装置に関する発明であるが
、以下本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図は該実施例の水位制御装置を具備した全自動洗た
くの縦断面図である。図においてて、１は外枠、２はト
ップカバー・ふた、３はタイマ４（給水、洗い、排水、
すすぎ、脱水の各行程をあらかじめ設定してあるプログ
ラム・タイマ）や水位制御回路５、水位切替スイッチ６
、給水電磁弁７などの制御部品を収納したパネルボック
ス、８は給水口である。９は洗たく水を収容し、洗たく
、すすぎを行うプラスチック等の絶縁物からなる洗たく
兼脱水槽であり、従来のものと異なり側壁に脱水用に４
・穴を設けていない。

そして、排水、脱水時には、前記洗たく兼脱水槽９の回
転による遠心力により、糟上端から空隙部１１を通して
揚水排水、脱水作用を行う。１川ま前記洗たく兼脱水槽
９から排出された洗たく水を受け、これを排水口２１に
導くための外槽で、洗たく兼脱水槽９と同様に絶縁物か
らなり、その上部外周には、金属板などからなる環状電
極１３を配置する。

また、洗たく兼脱水槽９の上部外周にも、前記環状電極
１３と対向して、第３図に示すように環状の電極を２分
割した分割電極１４，１４′を配置し、該分割電極１４
，１４′から洗たく兼脱水槽９の内壁に沿って、低水位
と高水位の位置に、小さな電極片１５および１６をそれ
ぞれ垂らして設置する。１７は前記した対向する２つの
電極、すなわち環状電極１３と分割電極１４，１４′と
の間に生じる静電容量を水位制御回路５内に導くリード
線で、一方は外槽１０に設けた環状電極１３から、他方
はアース部となる、クラッチおよびブレーキ装置などを
含む軸受筒部２０から導かれる。

１２は脱水回路時の制振作用を行うバランスリングであ
り、１８は洗たく兼脱水槽９の底面中央部に配されたパ
ルセータ（回転翼）で、洗たく、すすぎ時に洗たく水の
櫨枠作用を行うものである。

１９は駆動源である電動機、２２は外枠１内の機械部分
を外枠１の四隅より懸下してなる防振支持装置である。

以上のような構成の全自動洗たく機における本発明の水
位検知および水位切替方式について、次に説明する。第
１図に示したように、外槽１０の上部外周に環状電極１
３を、また洗たく兼脱水槽９の上部外周に、前記環状電
極１３と同じ高さにかつ対向して、２分割した分割電極
１４と１４′とを配合するが、その縦断面を示したのが
第２図で、横断面の示したのが第３図である。環状電極
１３ならびに分割電極１４，１４′は、洗たく兼脱水槽
９の内壁への布の張り付き等による容量検知の誤差を小
さくするため、できるだけ上部に配置する。また、各電
極の幅は３０〜５仇舷程度で十分である。そして、洗た
く兼脱水槽９に設直した分割電極１４，１４′からそれ
れぞれリード線により、設定水位すなわち低水位および
高水位の位直に、小さな電極片１５，１６を洗たく兼脱
水槽９の内壁に沿って垂下し固定する。電極片１５，１
６は、布や泡が直接付着しないように、絶縁物からなる
隔離板２３で囲んでおく。以上のような電極構成におい
て、第２図に示すように、低水位検知の場合、水位切替
スイッチ６を低水位側Ｌ‘こ入れておき、洗たく兼脱水
槽９内の水位が上昇して、水面が低水水位層（ｈニ２１
仇帆）に配された一方の電極片１５に接触すること、電
極片１５と接続された洗たく兼脱水槽９に設置の分割電
極１４と、これと対向する外槽１０１こ設置の還状電極
１３との間の容量が、洗たく水を介して水位制御回路５
内に導かれる。その結果、環状電極１３とアース間の容
量値が階段状に増加する。このときの容量増加量を△Ｃ
Ｓ（ｐＦ）とする。この場合の水位−検知容量性を第４
図Ａで示す。また、高水位検知の場合は、水位切替スイ
ッチ６を高水位側Ｈ‘こ入れる。水位切替スイッチ６の
高水位側日の端子には、前記した低水位検知の場合にお
ける容量増加量△Ｃｓのほぼ２倍の容量をもつコンデン
サ２４を直列に接続しておく。水位が上昇し、まず水面
が低水位位置に配された電極片１５に接触すると、前記
した環状電極１３とアース間の容量増加量△ＣＳ、これ
に前記コンデンサ（容量約２△ＣＳ）が直列接続になっ
ているので、全体で約妻△ＣＳの容量値が水位制御回路
５に導かれる。そして、水位がさらに上昇し、水面が高
水位位置に配された他方の電極片１６にも接触すると、
環状電極１３に対して対向する電極は分割電極１４およ
び１４′に増加し、検出容量の増加分は２△Ｃｓに増加
する。従って、この検出容量２△ＣＳと、これと直列接
続されたコンデンサ２４の容量約２△Ｃｓとの合成容量
はほぼ△Ｃｓになる。この高水位検知の場合の水位−検
出容量特性を第４図Ｂに示す。以上のような構成により
、低水位および高水位の水位検知が可能となる。第５図
は本発明の水位制御装置の全体を示す回略図で、Ｃｓは
検知部の検出容量を等価的に示し、前述したように、水
位切替スイッチ６により検出容量を変化させるが、低水
位でも高水位でも、水位制御回路５内に導かれる容量値
はほぼ同じ値となる。

すなわち、水位が設定値（低水位または高水位）に達し
、水面が電極片１５（低水位の場合）または電極片１６
（高水位の場合）に接触すると、検出容量の増加量ＡＣ
ｓを発振回路２５の発振開始で検知し、この発振出力を
リレー駆動回路２６で増幅し、電磁リレー２７を動作さ
せることにより給水電磁弁７を制御し、給水を停止させ
る。本発明は、以上説明したように、外槽に配した環状
電極に対向する洗たく兼脱水槽に設置の環状の電極を等
分割して分割電極とし、各分割電極から洗たく兼脱水槽
の内壁の設定水位線にそれぞれ小さな電極片を垂らし、
水位上昇とともに水面を接触する電極片の数を増して検
出容量を増加させ、その容量の増加量を、水位切替スイ
ッチ内に設けられかつ検出容量に直列に接続したコンデ
ンサにより相殺し、いずれの設定水位検知の場合でも同
じ容量値を発振回路内に導き、発振回路の発振開始で各
水位を検知するものであり、水位検知の動作は正確で、
洗たく水の洗剤濃度や洗たく物の分布状態による検出容
量値への影響が少なく、水位切替が比較的簡単な構成で
実現できる。

上託した実施例は、設定水位の固定水位の個数が２個、
すなわち低水位と高水位の２段に切替えるものであるが
、分割電極と電極片の数を増すことにより、３段以上の
水位切替が可能であることはいうまでもない。以上説明
したように、本発明によれば、洗たく水を洗たく兼脱水
槽のみに溜める全自動洗たく機において、比較的簡単な
構成で低水位と高水位、あるいはそれ以上の設定水位の
水位切替ができるので、使用水量と洗剤の大幅な節約が
可能となり、また、洗たく水の洗剤濃度や洗たく物の分
布状態による検出容量値の誤差も小さく抑えられるので
、精度の高い水位制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水位制御装置の一実施例を具備した全
自動洗たく機の断面図、第２図は該実施例の水位検出お
よび水功替方式を示す構成図、第３図は該実施例におけ
る電極構成を示すための洗たく兼脱水槽および外槽の横
断面図、第４図は本発明の水位検知方式による水位−検
出容量特性の実験結果の、（Ａ）低水位検知の場合、（
Ｂ）高水位検知の場合をそれぞれ示す特性図、第５図は
該実施例の水位制御装置の全体の構成図である。 符号の説明、１……外枠、２……トップカバー・ふた、
３……パネルボックス、４……タイマ、５・・・・・・
水位制御回路、６・・・・・・水位切替スイッチ、７・
・・・・・給水電磁弁、８・・・・・・給水口、９・・
・・・・洗たく兼脱水槽、１０・・・・・・外槽、１１
・・・・・・空隙部、１２・・・・・・バランスリング
、１３・・・・・・環状電極、１４，１４′……分割電
極、１５，１６……電極片、１７……リード線、１８…
…パルセータ、１９・・・…電動機、２０……軸受筒部
、２１・・・・・・排水口、２２…・・・防振支持装置
、２３…・・・隔離板、２４・・・…コンデンサ、２５
・・・・・・発振回路、２６・・・・・・リレー駆動回
路、２７・・・・・・電磁リレー、２８・・・・・・電
源。オー図 才２図 才３図 才４図 才５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 洗たく水を収容する洗たく槽と脱水槽を兼ねる電気
   絶縁性の材料からなる洗たく兼脱水槽およびその外側に
   配置された電気絶縁性の材料からなる外槽を有する全自
   動洗たく機における洗たく兼脱水槽内の水位を制御する
   洗たく機の水位制御装置において、外槽上部外周に環状
   電極を配し、それに対向して洗たく兼脱水槽上部外周に
   、環状の電極を設定水位の個数に等分割した分割電極を
   配し、該分割電極の各々より洗たく兼脱水槽内のそれぞ
   れの設定水位線に、該分割電極とそれぞれ電気的に接続
   された電極片を垂らし、洗たく水の水面が該電極片に接
   触した時の、互いに対向する前記環状電極と前記分割電
   極との間の静電容量を検出して水位を検知する手段を有
   し、前記環状電極とアース部との間に、設定水位の個数
   に対応する接点数をもつスイツチ機構を挿入し、かつ前
   記電極片の各々に水面が接触した時の検出容量をすべて
   一定値とするように前記スイツチ機構の各接点を含む回
   路に直列にコンデンサを接続し、前記スイツチ機構の接
   点の切替により水位の切替を行うことを特徴とする洗た
   く機の水位制御装置。