JPS628795A - 洗濯物量検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は洗濯物量を自動的に検知する洗濯物量検知装置
に関し、例えば全自動洗濯機において洗濯物量に応じた
適切な給水量を自動設定するのに育用である。

「従来の技術」 従来の洗濯物量検知装置の一例では、洗濯槽への給水を
所定の低水位までとして洗濯用モータを運転し、洗濯用
モータの入力電流の定常値を測定し、その大きさにより
洗濯物量を判定している。

洗濯用モータの入力電流は負荷量に応じて大きくなる特
性を持つことから、入力電流が大きければ負荷量すなわ
ち洗濯物量が多いと判定するのである。

「発明の目的」 本発明は、上記従来装置と異なる観点から洗濯物量を検
知する装置を提供するもので、洗濯用モータの入力電流
を測定する代わりに、洗濯槽での水位変化を測定して、
それに基づいて洗濯物量を判定する装置を提供するもの
である。

「発明の構成」 本発明の洗濯物量検知装置は、洗濯機の洗濯槽内に洗濯
物を入れ且つ所定水位まで給水した状態で攪拌を行わせ
る攪拌制御手段、攪！事後の水位の前記所定水位からの
変化分と攪拌による水位変動の振幅を検出する検出手段
、前記変化分と前記振幅の比を算出する演算手段および
前記比に基づいて洗濯物量を判定する判定手段を具備し
てなることを構成上の特徴とする。

「作用」 本発明の発明者らは、鋭意研究を進めた結果、洗濯機の
洗濯槽内に洗濯物を入れ、所定の低水位まで給水し、水
位を測定しつつ洗濯槽内を攪拌し光ところ、水位が最初
の水位から洗濯物量に応じて低下することを見い出した
。

これは、単に給水した状態では洗濯物が完全に含水しな
いが、これを攪拌するとさらによく含水するようになり
、その含水された量だけ水位が下がるものと推定される
。また、洗濯物量が多いほど攪拌により含水される量も
多くなるから、その結果、洗濯物量が多いほど水位の低
下が大きくなるものと考えられる。

一方、上記水位の低下とは別に、攪拌によっていわゆる
ポンプ効果を生じ、水位が小さく上下に変動するが、そ
の変動の振幅が洗濯物量が多くなるほど小さくなること
を見い出した。

これは、洗濯物量が多くなるほど抵抗が大になってポン
プ効果がそれだけ妨げられるからと考えられる。

ところで、上記水位の低下は、洗濯物量が元の水位に適
正に対応する量よりかなり多い場合には大きく現われる
が、少し過不足する程度ではあまり現われない、したが
って、洗濯物量が多い場合は検出しやすいが、洗濯物量
が元の水位に適正に対応する量に近くなれば検出しにく
くなる。

一方、上記振幅の変化は、洗濯物量が元の水位に適正に
対応する量に近い量であるときは大きく現われるが、洗
濯物量が多くなると現われ方が小さくなってしまう、つ
まり、上記水位の低下の現われ方と逆になり、洗濯物が
元の水位に適正に対応する量に近いときは検出しやすい
が、洗濯物量が多くなると検出しにくくなる。

本発明の発明者らは、かかる点に着目して研究を進め、
本発明を完成したものである。

すなわち、本発明では、上記水位の低下と上記振幅の変
化の比をとることで、洗濯物量が元の水位に適正に対応
した量である場合からかなり多い場合まで平均して確実
に検出可能としたものである。

なお、かかる比をとることにより、水位センサや周辺回
路のバラツキ等も打消され、より確実な検出を行うこと
ができるようになる。

「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいて本発明をさらに詳しく
説明する。ここに第１図は本発明の洗濯物量検知装置を
含む洗濯機の一例の模式的構成説明図、第２図は第１図
に示す洗濯機における洗濯物量検知装置の機能に係る部
分の要部ブロック図、第３図は洗濯物量検知装置として
の機能に係る部分の要部フローチャート、第４図は攪拌
時間と水位の変化を示す特性図、第５図は洗濯物量に対
する水位変化分と変動振幅の比の関係図である。

なお、図に示す実施例により本発明が限定されるもので
はない。

第１図に示す洗濯機１は給水弁２．水位センサ３、洗濯
兼親水槽４．水槽５．パルセータ６、駆動機構７．モー
タ８および制御回路１０を具備して基本的に構成されて
いる。

ここで、制御回路１０を除く他の構成要素は、従来公知
の対応する構成要素と同様である。制御回路１０は本発
明による洗濯物量検知装置として機能する点で従来と異
なっている。

第２図に示すように、水位センサ３は、たとえば半導体
歪みゲージ型圧力センサであって、水位に応じて抵抗値
を変化する。

その抵抗値の変化は、制御回路１０の増幅回路１１によ
り水位信号ｄとして出力される。

その水位信号ｄは、マイクロコンピュータ１３に入力さ
れる。

マイクロコンピュータ１３は、操作部１４を介して操作
者の指示を読み取る。また、給水弁２やモータ８の制御
を行う。

次に、第３図を参照して、上記洗濯機１における洗濯物
量検知および給水の処理について説明す操作者が洗濯兼
脱水槽４内に洗濯物Ｑを入れ、操作部１４から給水の指
示を与えると、マイクロコンピュータ１３は、第３図（
ａ）に示す処理に入る。

まず、マイクロコンピュータ１３は、給水弁２を開き、
給水を開始する（Ｓｌ）。

増幅回路１１の出力する水位信号ｄを読み込み、それに
より所定の低水位が検出されるまで給水を継続しく３２
）、低水位になれば給水弁２をオフする（Ｓ３）。

次に、Ｃ／Ａ値検出処理（Ｓ４）を行う。そのＣ／　Ａ
　（１検出処理は、第３図（ｂ）に示す一連の処理であ
る。

すなわち、Ｃ／Ａ値検出処理では、まず水位信号ｄを読
み込む（Ｓ２１）、これにより読み込まれる値は低水位
り、を表しており、この値がメモリーに記憶される（Ｓ
２１）。

制御回路１０は、モータ８を駆動し、パルセータ６によ
り洗濯兼脱水槽４内の水を攪拌する。このｉ拌は、断続
攪拌（１ダ１えば０．５秒間パルセータ６を駆動し１秒
間停止することを繰り返す）であり、その（５２拌方向
は一方向であってもよいが、１回の断続ごとに逆転させ
てもよい。ここでは前者の断続攪拌を行うものとする。

モータ８を駆動し、パルセータ６が回転されると、それ
により水も回転し、遠心力によって洗濯脱水槽４内の水
は周辺部が持ち上がるようになる。

このような状態を第１図にＨで示している。

洗濯機脱水槽４内の水の周辺部が持ち上がると、いわゆ
るポンプ効果によって洗濯機兼脱水槽４と水槽５の間の
水が洗濯兼脱水槽４内に引き込まれ、第１図にｈで示す
ように洗濯兼脱水槽４と水槽５の間の水面が低下する。

パルセータ６が停止すると、盛り上がった水面Ｈが元に
戻るため、低下した水面りがもとの高さに上昇する。ま
た、慣性により元の水面よりも高（なる。

この結果、水位センサ３で検出される水位は、パルセー
タ６の連続運転とともに小さな上下変動を繰り返す。

ところが、洗濯物Ｑはポンプ効果の抵抗となり、その抵
抗となる程度は洗濯ｏｆｆ量が多いほど大きくなるから
、前記上下変動の振幅は洗濯物量が多いほど小さくなる
。

一方、攪拌される結果、洗濯物Ｑが始めは水に浮いたよ
うになっていても、水中に引き込まれてさらに含水する
ようになる。そこで、洗濯物Ｑに含水される分だけ水位
が元の水位より低下する。

その低下の大きさは、洗濯物Ｑに含水される量に比例し
、それはすなわち洗濯物Ｑの量に比例する。

かくして、第４図（ａ）に示すごとき水位の変化特性が
得られる。

ここで、Ｗは水のみの場合であり、上記ポンプ効果によ
って水位が上下変動しているが、平均的水位は低水位り
、のままである。

ａは、洗濯物量が少量（たとえば５００　ｇ）の場合で
あり、ポンプ効果による上下変動とともに、含水される
ことによる水位の低下がある。ただし、洗濯物Ｑのため
抵抗をうけてポンプ効果が少し低下し、上下変動の振幅
はＷに比べ小さくなっている。また、洗濯物Ｑが少量の
ため、はぼ完全に水面下に没しており、十分含水されて
いるから、攪拌による水位低下はあまり見られず、その
変動の極大値は低水位Ｌ１より上にある。

ｂは、洗濯物量が中量（たとえば１ｋｉｒ）の場合であ
る。ポンプ効果による上下の変動の振幅はａに比べ小さ
くなる。一方、含水による水位の低下は、水面上に突出
していた部分が多いことがら大きく低下している。

Ｃは、洗濯物量が多量（たとえば２ｋｇ）の場合で、ポ
ンプ効果による上下の変動の振幅はさらに小さくなり、
一方、含水による水位の低下は水面上の突出部分が多い
ことがらｂの場合より大きくなっている。

制御回路１０は、攪拌を開始してから所定時間（例えば
５秒あるいは５回の攪ｔｖ＞１＆から水位信号ｄの読み
込みを開始し、短時間（例えば０．１秒）ごとに読み込
み、記憶し、所定個（例えば５０１１１）読み取れば、
読み込みを終了し、攪拌も終了する。

以上が、ステップＳ２２である。

次いで、得られた所定個のデータのうちの最大値Ｊと最
小値Ｋを得る。これらは前記読み込みの期間にある水位
の極大値と極小値である（Ｓ２３）。

次に、■式により最大値Ｊと所定水位りの差Ｃの算出を
行い、また、■式により水位変化の振幅Ａを求める（Ｓ
２４）。

Ｃ−Ｉ　Ｊ−Ｌ　ｌ　　　　　・・・■Ａ＝　　Ｊ−Ｋ
　　　　　　・・・■ さらに、０式により、比Ｃ／Ａを算出する（Ｓ２５）。

比＝　　Ｃ／Ａ　　　　　・・・■ Ｃ／Ａ値は、第５図の「低水位」の曲線ｌから理解され
るように、洗濯物量にほぼ比例した値となるので、洗濯
物量を判定する目安とすることができる。

Ｃ／Ａ値検出処理によってＣ／Ａ値が得られると、その
Ｃ／Ａ値が所定の値より大であるか否かが判定される（
Ｓ５）。

もしも、Ｃ／Ａ値がεより小であれば、洗濯物量は少量
と推定され、低水位で給水量は十分であると判断される
。そこで給水を完了する。

一方、Ｃ／Ａ値がεと等しいか大であれば、給水弁２が
オンされ（Ｓ６）、中水位が検出されるまで給水され（
Ｓ７）、中水位で給水弁２がオフされる（５８）、すな
わち、中水位まで給水が追加される。

中水位まで給水されると、再びＣ／Ａ値検出処理が行わ
れる（Ｓ９）。

このＣ／Ａ検出処理は、第３図（ｂ）を参照して先に説
明した通りである。ただし、メモリーに記憶される基準
の水位は中水位Ｌ２となる。

第４図（ｂ）は、中水位における水位の変動を示したも
のである。ここでＷ′は水のみの場合、ｂ′は洗濯物量
が中量の場合、Ｃ′は洗濯物量が多量の場合を示してい
る。

第５図の「中水位」の曲線ｍから理解されるように、Ｃ
／Ａ値は洗濯物Ｑが中量の場合はεより小さい値となり
、洗濯物量が多量の場合はｅより大きい値となる。

かくして、洗濯物量が中量でＣ／Ａ値が８より小であれ
ば、中水位までで給水は完了される（Ｓ１０）。

一方、Ｃ／Ａ値がεと等しいか大きければ、給水量に比
べ洗濯物量が多いと考えられ、さらに給水は追加される
。すなわち、給水弁２がオンされる（Ｓｌｌ）。

ただし、洗濯兼親水槽４に貯留しうる水量には上限があ
るので、高水位が検出されるまで給水されると（Ｓ　１
２）　、給水弁２はオフとされ（Ｓ１３）、給水は完了
される。

なお、第５図の「高水位」に示すように、高水位では、
Ｃ／Ａ値は洗濯物量が多量でもむより小となる。

以上の説明から理解されるように、上記洗濯機１によれ
ば、洗濯物量が的確に検知され、その量に応じて給水が
行われる。

他の実施例としては、攪拌後の水位の値しとして、上記
のごとき極大値をとるかわりに、上下変動の極小値や、
上下変動の中間値をとるもの等が挙げられる。

また、上記実施例のように低水位、中水位の２段階の設
定値のかわりに、１段階あるいは３段階以上の設定水位
を設けたものが挙げられる。

さらに他の実施例としては、給水弁２の自動開閉を行わ
ない洗濯機において、検知した洗濯物量をブザーやＬＥ
Ｄ等の表示手段で表示し、また、給水の開始や停止の合
図を発生するようにしたものが挙げられる。

「発明の効果」 本発明によれば、洗濯機の洗濯槽内に洗濯物を入れ且つ
所定水位まで給水した状態で攪拌を行わせる攪拌制御手
段、攪拌後の水位の前記所定水位からの変化分と攪拌に
よる水位変動の振幅を検出する検出手段、前記変化分と
前記振幅の比を算出する演算手段および前記比に基づい
て洗濯物量を判定する判定手段を具備してなることを特
徴とする洗濯物量検知装置が提供され、これにより次の
ような効果が得られる。

■　水位の変化分と振幅の比に基づいて判定するから、
洗濯物量が少量から多量まで均等な精度で検知を行うこ
とができる。

■　水位センサー等のばらつきがあっても比をとること
で消去されるから、高い検知精度を得られる。

■　洗濯物量を正確に検知しうるから、それにより適正
な給水量とすることができ、洗濯物の布傷みや、水、電
力の浪費を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の洗濯物量検知装置を含む洗濯機の一例
の模式的構成説明図、第２ＦＩ！Ｊは第１ＦＩ！Ｊに示
す洗濯機における洗濯物量検知装置の機能に係る部分の
要部ブロック図、第３図は洗濯物量検知装置としての機
能に係る部分の要部フローチャート、第４図は攪拌時間
と水位の変化を示す特性図、第５図は洗濯物量に対する
水位変化分と変動振幅の比の関係図である。 （符号の説明） １・・・洗濯機　　　　２・・・給水弁３・・・水位セ
ンサ　　４・・・洗濯兼脱水槽５・・・水槽　　　　　
６・・・パルセータ８・・・モータ　　　１０・・・制
御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、洗濯機の洗濯槽内に洗濯物を入れ且つ所定水位まで
   給水した状態で攪拌を行わせる攪拌制御手段、攪拌後の
   水位の前記所定水位からの変化分と攪拌による水位変動
   の振幅を検出する検出手段、前記変化分と前記振幅の比
   を算出する演算手段および前記比に基づいて洗濯物量を
   判定する判定手段を具備してなることを特徴とする洗濯
   物量検知装置。 ２、検出手段が、半導体歪ゲージ型圧力センサを用いた
   水位センサを有してなる特許請求の範囲第１項記載の洗
   濯物量検知装置。