JPS6319010B2

JPS6319010B2 -

Info

Publication number: JPS6319010B2
Application number: JP56086996A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Hida; Toshihiro Takahashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-06-08
Filing date: 1981-06-08
Publication date: 1988-04-21
Also published as: JPS57201817A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、撹拌による被検物の量検知方法に係
り、量を検出されるべき被検物に一定量の他の液
体を給液したものを撹拌し、その被検物と給液々
体との合成撹拌抵抗を測定するようにして、被検
物の量を検知するようにした撹拌による被検物の
量検知方法に関するものである。

このような量を検出されるべき被検物として、
水で洗たくされる洗たく物の布量、あるいは、あ
る一定の割合のものを混入し、その比率で、たと
えば食料品を作るような、水、ミルクなどを添加
する小麦粉の量などが挙げられる。

たとえば、上記の洗たく物の布量の検知につい
て、洗い、すすぎ、脱水を自動的に遂行する洗た
く機につき、例示的に述べると、従来の洗たくに
おいては、顧客が洗たく物の布量の多少を判定
し、水位を手動で設定していたが、毎回、洗たく
のたびに水位を合わせ直すのは面倒であつた。そ
のため、特別な場合以外、すなわち風呂などから
水を入れて洗たくするような場合以外は、水位を
固定化して使用することが多かつた。

これに従い、少ない洗たく物でも、高い水位で
洗たくをする場合も発生し、水が無駄になること
が多い。

これに加え、洗剤は、水位（水量）に応じて使
用するため、二次的な無駄として、洗剤を必要以
上に使用することにもなつており、節水、節洗剤
にも反するものであつた。

本発明は、上記のような洗たく物の布量の判定
における従来の方法における欠点の解消をも含
み、槽内に投入された被検物の量を、正確に計
測、検出して、その後の処理にも適合させるよう
にした、撹拌による被検物の量検知方法の提供
を、その目的とするものである。

本発明の要点は、被検物を投入する槽に臨む位
置に超音波の送受信子を配置し、その超音波の往
復時間から槽内の被検物の量を測る技術を用いる
ものであり、特に測定の精度を実用的な範囲にま
で向上させる課題を克服する新しい原理の発見に
よつて、新しい検知方法の実現性を大にすること
ができたもので、具体的には、槽内に入つている
被検物にたいし、規定量の水などの液体を給液
し、これを撹拌して、そのできた渦から、つま
り、被検物と給液々体との合成撹拌抵抗を測定す
ることによつて、被検物の量を測るようにした、
撹拌測定に係るものである。

本発明の特徴は、被検物を入れる槽内に投入さ
れた被検物に一定量の他の液体を給液したものを
撹拌し、その安定した渦の状態の同じ撹拌状態の
ままで、槽に臨み配置された距離測定に係る超音
波送受信子を用いて距離を測定し、当該距離の差
により被検物の量を検出するようにした撹拌によ
る被検物の量検知方法にある。

次に、本発明に係る一実施例を、図面に基づい
て説明する。

しかして、本実施例は、量を検出される被検物
として全自動洗たく機における洗たく物に係るも
のである。

すなわち、上記の洗たく時の無駄を無くし、効
率よく、使い易い洗たく機とするために、洗たく
槽内に投入された洗たく物の布量を、検出器によ
り正確に計測し、この情報をもとに、洗たくのプ
ログラムを自動設定するのに供されるものであ
り、洗たく機上部の洗たく槽に臨む固定位置に超
音波の送受信子を設置し、超音波の往復時間から
洗たく槽内の洗たく物の量を測るようにしたもの
で、洗たく槽内に入つている洗たく物にたいし、
規定量の水を給水し、パルセータを回転させ、で
きた渦から洗たく物の量を測るものである。

まず、第１図は、本発明の一実施例に供され
る、一実施例に係る全自動洗たく機の開披略断面
図である。

すなわち、１は外枠であり、２はトツプカバー
で外枠１の上面に固定され、パネル操作部、制御
部、蓋などの支持固定機能を有するものである。

３は、外枠１の上端四隅に設けられたコーナー
プレートである。

４は、水受となる外槽で、この外槽４は、四本
の吊棒５によりコーナープレート３に吊下される
ものであり、このとき、ばね６により弾性支持さ
れるようになつている。

７は、洗たく槽に係るバスケツトで、脱水時に
回転して洗たく物を遠心力で脱水するものであ
る。

８はモータで、Ｖベルト９を介して、その回転
が被駆動プーリ１０に伝達され、１１はクラツチ
で、上記被駆動プーリ１０の回転数を減速した
り、洗たくと脱水の切換えをするものである。

１２はパルセータで、モータ８の回転力を洗た
く物に伝える水流を発生する翼である。

１３は、外槽４の底部に設けられたトラツプ室
であり、このトラツプ室１３の上部にはビニール
チユーブ１４が接続されている。

このビニールチユーブ１４は、トツプカバー２
に固定された圧力スイツチ１５に接続し、槽内の
水位によつて発生する水圧を空気圧に変換して、
圧力スイツチ１５の内部のダイヤフラム（図示せ
ず）をふくらませ、これにより水位が検出できる
ものである。

１６は給水弁で、ホース１７により注水口１８
に接続されており、この給水弁１６には水栓から
給水ホースを継ぐことで槽内に給水できるもので
ある。

１９は、バスケツト７に臨む上部の、注水口１
８の内側部分に設けられた超音波の送信子で、こ
れに近接して受信子２０を固定して、槽内の洗た
く物を計測するようにしたものであり、受信子２
０は、図の紙面に直角な奥の方に位置しているも
のである。

なお、これらの送、受信子１９，２０は、覆水
されないところが望ましく、図示のものは注水口
１８の側部、内側に配置されたものである。

第２図は、距離測定の原理を示す、超音波の送
受信回路のブロツク図である。

洗たく槽に係るバスケツト７に臨む上部に取り
付けられた送信子１９から発射された超音波は、
空気中での音速ｖで伝播し、反射物体表面で反射
して戻つてくるものであり、その往復の所要時間
をｔとすると、反射物体までの距離Ｌは次式で求
められるものである。

Ｌ＝vt／２次に、図示の回路の動作を簡単に説明する。

発振回路で、周波数40KHzの搬送波を作り出
し、マルチバイブレータ回路からのパルスによ
り、超音波のパルスを送信子１９より送信し、反
射波を受信子２０により受信し、増幅、検波回路
で処理し、コンパレータにおいて、マルチバイブ
レータ回路でタイミングをとり、なまし回路
（Ｒ，Ｃ）で処理した信号とを比較して、受信々
号のレベルが、なまし回路のレベルを上まわつた
ら、フリツプフロツプ回路に信号を出すものであ
る。

ここで、上記の、なまし回路について説明する
と、受信子２０には、反射物体からの反射波のほ
かに、送信子１９から直接、受信子２０に入り込
む、いわゆる、もれ込み波が受信される。受信部
に係る増幅、検波回路では、それらを増幅、検波
し、高周波成分を取り除くものである。

そして、ここで、上記もれ込み波は、距離測定
の妨げになるため、マルチバイブレータ回路から
のパルスを、Ｒ，Ｃからなる時定数をもつた、な
まし回路でなまらせた、なまし波形を用いてマス
クし、その影響を除去するものであり、これによ
つて、コンパレータ回路からは、もれ込み波に邪
魔されない、真の反射波が戻つてきたタイミング
が得られるものであり、この反射波が戻つてきた
タイミングと、マルチバイブレータ回路から出た
送信のタイミングから、フリツプフロツプ回路に
より、超音波が往復に要した時間に比例する幅を
有するパルスが得られるものである。

上述のごとくして、コンパレータ回路からの信
号でフリツプフロツプが反転し、これらとは別
に、連続的にクロツクパルスを発生させる回路か
らの計測の基準となるクロツクパルスとのアンド
をゲート回路に送り、すなわち、前記の所要時間
に比例した幅を有するパルスと、計測の基準とな
るクロツクパルスとをゲートに加え、このゲート
が開いている間だけカウントされたクロツクパル
スをカウンタでカウントし、指示制御部２１に伝
達するものであり、このようにカウンタでクロツ
クパルスの数をカウントしてやれば、距離を知る
ことができ、そのデータは指示制御部２１に入力
し、水位決定などの処理に利用されるものであ
る。

上記の指示制御部２１は、マイクロコンピユー
タなどの計算機で構成されるものであり、制御ボ
ード（図示せず）に組込まれ、トツプカバー２の
パネル部に実装されるものである。

また、第２図に含まれる回路は、同じく前記制
御ボード内に組込み実装されるものである。

次に、上記構成のものによる、本発明における
撹拌測定に係るものの実施例を説明する。

ここで、第３図ないし第５図は、撹拌測定法の
原理説明図であり、第６，７図は、高さと布量と
の関係特性図、第８図は、布の種類が違う場合の
高さと布量との関係特性図である。

すなわち、一定の水量中に洗たく物を投入して
撹拌した場合の、パルセータ１２による渦のでき
方は、第３図ないし第５図に示すように異なるも
のである。なお、図中の破線は、一定水量の水面
である。

これを詳述すると、撹拌測定は、布量を洗たく
中に近い状態で測定しようとするものである。

布に一定量の水を加えて撹拌する場合、布の量
が少ないと布動きがよく、第３図のように、水面
変動である渦が強く生じて、中央付近の水面は低
下する。

反対に、布の量が多い場合には布動きが悪く、
第４図のように、渦は余り強くできず、中央付近
の水面は、少ししか低下しない。

さらに布の量が増すと、洗たく槽内で布同士が
押し合つて、第５図のように水面から布表面が顔
を出し、水面上に出た布の面と水面とを測定する
ことになる。なお、h₁〜h₃は、送、受信子１９，
２０の測定部位における高さを示している。

したがつて、同一水量でも、上方からみた高さ
に違いが生じ、水量が分つていれば、高さを測定
することにより、第６図のような関係から、洗た
く物の量を知ることができるものである。

すなわち、第６図に示すごとく、1.4Kgのとき
に渦の高さがh₁とすると、2.8Kgのときはh₃とな
り、この渦と洗たく物との関係は再現性にすぐ
れ、精度も高く、洗たく物の量の範囲では、±５
％程度が保証できるものである。

しかして、水量を一定とした場合は、その水量
で測定するのに適した布量の範囲が決まつてく
る。

つまり、一定水量に布を多く投入しすぎると、
水面上に布表面が顔を出すようになる。このよう
になると、それ以前よりも測定精度が落ちてしま
うために、余り多くの布を入れることは望ましく
ない。

一方、水量にたいして、布量が非常に少ない場
合には、測定により布量が判明しても、その布量
にたいする最適水量よりも、すでに多くの水が入
つており、排水することによつて水量を最適値に
もつていかなければならず、これでは節水に反す
ることになる。

したがつて、第６図に示したように、一定の水
量で布の量を測定する場合には、その水量に適し
た測定範囲というものが決まつてくることにな
る。

第７図は、測定のための水量を、22，30，
38と変えた場合の、高さと布量との関係特性図
である。

図から分るように、同じ布量でも、撹拌測定時
の水量が違うと高さが違つてくるので、現在、何
リツトルの水量で測定しているかが分つているこ
とが、布量を知るうえで大切である。

本実施例に係るものは、上述のような新しい知
見に基づいた撹拌測定法を布量検出の判定方法と
して用いるようにしたものである。

すなわち、本実施例に係るものにおいては、さ
きに実験した場合、すなわち洗たく槽内に洗たく
物を投入して、直接、布面に超音波を当てて、布
面の高さを測定しようとする方法について実験し
たが、その場合、布の押し込み方により、同じ量
の布でも盛り上がり具合が違つてしまつたり、ま
た、乾燥した布表面では、超音波が吸収された
り、乱反射したりして、測定不能となる頻度が高
かつたものであるが、このような問題点を、撹拌
測定を用いて、すべて解決することができるよう
にしたものである。

しかして、その布量を判定するに当つては、定
水量給水して撹拌するものであるが、その撹拌開
始後、布動きが一定になり、渦が安定するまで、
一定時間経過してから測定することが望ましいも
のである。

本実施例により、布の投入の仕方による盛り上
がり具合のバラツキや、布表面の凹凸による測定
値への影響が無くなり、従来にない高精度で測定
を行なえるようになつたものである。

この実施例に係るものによれば、要約して、次
のような効果を所期することができるものであ
る。

(1) 洗たく物の量が、正確に測定でき、±５％の
精度で計ることが可能である。また、安価で実
用性が高く、高精度の布量センサーを実現しう
る道を開くものである。

(2) 洗たく物の繊維の種類によつて洗える量が自
動調節できるものである。

すなわち、第８図に示すように、ゴワゴワし
た作業服やデニムの場合には、標準的な洗たく
物よりも布動きが悪いために、渦のでき方が小
さく、布量が多いと判断し、化繊のようにサラ
サラしたものは、逆に、布動きが良く、渦が深
くできるので、少な目に判断される。

したがつて、同じ程度の渦の出来具合なら
ば、作業服＜木綿＜化繊、の関係で、化繊をよ
り多く洗うことが可能である。

(3) 渦の出来具合は、布動きに関係してくるが、
水温が変わると、布動きは変化する。すなわ
ち、水温が高いときには布動きは良く、水温が
低いと布動きは悪くなる。

この関係から、同じ布量でも水温が低ければ
布量が多いと判断し、多い目の水位に設定さ
れ、その結果、布動きは良い方に改善される。
逆に、水温が高いときには、水位は低く設定さ
れ、結果的に、水温の変化による、布動きのバ
ラツキを小さくするように自動調節される結果
となる。

次に、第９図、第１０図は、さきの送、受信子
１９，２０の配置に係る他の実施例に係る全自動
洗たく機の要部断面図と要部斜視図である。

すなわち、第９図に示すものは、トツプカバー
の裏側の見えないところの注水口側で、その注水
口の側部に並列的に送、受信子１９，２０を設け
たものであり、なお、第９図では注水口の奥にあ
るものを示したものである。

また、第１０図に示すものは、蓋の裏側に取り
付けたものである。

これらは、いずれも、洗たく槽に臨む上部に配
置された態様のものである。

しかして、冒頭に述べたように、上述した実施
例のものは、洗たくされる洗たく物の布量の検知
に係るものであるけれども、本発明は、これに限
定されるものではなく、被検物と給液々体との合
成撹拌抵抗を測定できるものであれば、その被検
物の量を検知できる汎用的なものである。

以上に述べたところをも総合して、本発明によ
るときは、被検物の量を、正確に計測、検出でき
るものであつて、すぐれた効果を奏する発明とい
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に供される、全自
動洗たく機の一実施例に係るものの開披略断面
図、第２図は、距離測定の原理をも示す超音波の
送受信回路のブロツク図、第３図ないし第５図
は、撹拌測定法の原理説明図、第６、７図は、そ
れぞれ高さと布量との関係特性図、第８図は、布
の種類が違う場合の高さと布量との関係特性図、
第９図は、送、受信子の配置に係る他の実施例で
ある全自動洗たく機の要部断面図、第１０図は、
同様に、さらに他の実施例である全自動洗たく機
の要部斜視図である。７…バスケツト、１２…パルセータ、１８…注
水口、１９…送信子、２０…受信子。

Claims

【特許請求の範囲】

１被検物を入れる槽内に投入された被検物に一
定量の他の液体を給液したものを撹拌し、その安
定した渦の状態の同じ撹拌状態のままで、槽に臨
み配置された距離測定に係る超音波送受信子を用
いて距離を測定し、当該距離の差により被検物の
量を検出するようにしたことを特徴とする撹拌に
よる被検物の量検知方法。