JPH0313916B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は洗濯物量や種類を自動的に判定する洗
濯物判定装置に関し、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や洗濯物種類に
応じた適切な水流の強さ等を自動設定するのに有
用である。

「従来技術」 従来、洗濯物量検知装置が知られており、その
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。

一方、洗濯物の種類を自動的に検知する装置は
知られていない。

「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
物量を検知し、また、洗濯物種類を検知しうる装
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や洗濯物種類を判定
する装置を提供するものである。

「発明の構成」 本発明の洗濯物判定装置は、洗濯機の洗濯槽内
に洗濯物を入れ且つ所定の水位まで給水した状態
で洗濯槽内の撹拌と停止を繰返し断続的に撹拌を
行わせる撹拌制御手段、撹拌による水位変化を検
出する水位変化検出手段およびその水位変化検出
手段の出力値から水位変化の度合及び振幅を算出
してその比に基づいて洗濯物の量および種類を判
別する判定手段を具備し、前記撹拌制御手段によ
る撹拌オン時間が通常の洗濯工程における断続撹
拌の撹拌オン時間より短い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、水位を測定しつつ撹拌と停止を繰返
して洗濯槽内を断続的に撹拌したところ、水位が
最初の水位から洗濯物の量や種類に応じて低下す
ることを見い出した。つまり、洗濯物の量が多い
ほど又は布厚が大きいほど水位の低下が大きくな
る。

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、これを撹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、洗濯物量が多いほど又は洗濯
物の布厚が大きいほど撹拌により含水される量も
多くなるからと考えられる。

一方、上記水位の低下とは別に、撹拌によつて
いわゆるポンプ効果を生じ、それが断続されるか
ら水位が小さく上下に変動するが、その変動の振
幅が洗濯物量や種類に応じて異なることを見い出
した。つまり、洗濯物量が多いほど又は洗濯物の
糸密度が大なるほど、振幅は小さくなる。

これは、洗濯物量が大なるほど又は洗濯物の糸
密度が大なるほど抵抗が大になつて水位変動がそ
れだけ妨げられるからと考えられる。

そこで、上記水位の低下や上記変動の振幅を測
定することで洗濯物量や種類の判定が可能とな
る。

ところで、断続的な撹拌は、通常の洗濯工程で
のいわゆる反転水流が考えられ、この場合には、
例えば撹拌モータを「２秒右回転−0.6秒停止−
２秒左回転−0.6秒停止」というように繰返し駆
動するものがある。

しかし、水量が充分ある洗濯工程の場合と異な
り、上記洗濯物判定を行う場合は水量が不充分で
あることも多いから、かかる「２秒回転−0.6秒
停止−２秒左回転−0.6秒停止」の繰返し動作は、
洗濯物に過酷となるおそれがある。

そこで、本発明の発明者はさらに研究をすす
め、第６図、第７図のグラフに示すごときデータ
を得た。

第６図に示すグラフは、洗濯物量300ｇの洗濯
物を洗濯槽に入れ、低水位まで給水し、撹拌と停
止を繰返したときの水位の変化を示している。撹
拌方向は一定方向である。ここで、ｄは撹拌オン
時間が0.5秒、ｅは0.8秒、ｆは1.0秒以上の場合で
ある。

第７図に示すグラフは、洗濯物量を500ｇとし、
同じ撹拌を行つた場合を示している。d′は撹拌オ
ン時間が0.5秒、e′は0.8秒、f′は1.0秒以上の場合
である。

第８図は、第６図と第７図とから作成したグラ
フで、撹拌オン時間と振幅の変化の特性を示して
いる。

図から理解されるように、振幅は撹拌オン時間
が1.0秒までは時間と共に増大するが、1.0秒を越
えると一定になつている。これはポンプ効果が撹
拌オン時間1.0秒以上で飽和するためと考えられ
る。

注意すべきことは、洗濯物量300ｇのときの曲
線ｇと、洗濯物量500ｇのときの曲線の差が、撹
拌オン時間が0.5秒〜0.8秒の間では、1.0秒以上の
場合より大きいことである。

つまり、撹拌オン時間を1.0秒以上とするより
も0.5秒〜0.8秒とする方が、洗濯物量を検知しや
すくなる。

すなわち、本発明は、かかる点に着目して完成
されたもので、断続的な撹拌において、撹拌オン
時間を通常の洗濯工程での撹拌オン時間より短縮
することによつて、洗濯物に過酷な撹拌となるこ
とを防止し、しかも洗濯物量や種類の判定を一層
容易ならしめたものである。

「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
物判定装置の一実施例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
ける洗濯物判定装置の機能に係る部分の要部ブロ
ツク図、第３図は洗濯物判定装置としての機能に
係る部分の要部フローチヤート、第４図は撹拌時
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、洗濯兼脱水槽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判定装置（この実
施例では洗濯物量を判定する装置）として機能す
る点で従来と異なつている。

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つて、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、マイクロコンピユータ１３
に入力される。

マイクロコンピユータ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
る。

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
コンピユータ１３は、第３図ａに示す処理に入
る。

まず、マイクロコンピユータ１３は、給水弁２
を開き、給水を開始する（Ｓ１）。

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（Ｓ２）、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値検出処理は、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L₁を表しており、この値がメモ
リーに記憶される（Ｓ２１）。

次に、測定のための時間幅T_d（例えば５秒）を
設定する（Ｓ２２）。

次に、モータ８をオンする時間T₀（例えば0.5
秒）を設定し（Ｓ２３）、モータ８を前記設定時
間T₀だけ駆動し（Ｓ２４）（Ｓ２６）（Ｓ２７）、
その間の水位を所定短時間（例えば0.1秒）ごと
に読み込み、記憶する（Ｓ２５）。

次に、モータ８をオフする時間T_f（例えば１
秒）を設定し（Ｓ２７）、その時間T_fだけモータ
を停止する（Ｓ３０）。この間の水位を所定短時
間ごとに読み込み、記憶する（Ｓ２９）。

上記時間T₀のモータ８の駆動と、時間T_fのモ
ータ８の停止を、上記時間T_dだけ繰り返し継続
する（Ｓ３１）。

これによる撹拌は断続撹拌であり、その撹拌方
向は、１回の断続ごとに逆転させてもよいが、一
定方向であつてもよい。ここでは後者の断続撹拌
を行うものとする。これは一定方向とする方が洗
濯物Ｑにとつて過酷とならないからである。

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、遠心力によつて洗濯
兼脱水槽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。

洗濯機兼脱水槽４の水の周辺部が持ち上がる
と、いわゆるポンプ効果によつて洗濯兼脱水槽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、盛り上がつた水面
Ｈが元に戻るため、低下した水面ｈ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
くなる。

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物量が多いほど大
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、撹拌される結果、洗濯物Ｑが始めは水に
浮いたようになつていても、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
効果によつて水位が上下変動しているが、平均的
水位は低水位L₁のままである。

ａは、洗濯物量が少量（たとえば500ｇ）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に比べ小さくなつ
ている。また、洗濯物Ｑが少量のため、ほぼ完全
に水面下に没しており、十分含水されているか
ら、撹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１Kg）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から大
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からｂの場合より大きく
なつている。

次いで、得られた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（Ｓ３２）。

次に、式により最大値Ｊと所定水位Ｌ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（Ｓ３３）。

Ｃ＝｜Ｊ−Ｌ｜ … Ａ＝Ｊ−Ｋ … さらに、式により、比Ｃ／Ａを算出する（Ｓ
３４）。

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値検出処理によつて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（Ｓ８）。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値検出処理は、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w₀は水のみの場合、b₀は
洗濯物量が中量の場合、c₀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ε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εより
小であれば、中水位までで給水は完了される（Ｓ
１０）。

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（Ｓ１１）。

ただし、洗濯兼脱水槽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（Ｓ１２）、給水弁２はオフとされ（Ｓ１
３）、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ε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、撹拌オン時間が短く一定方向の撹拌
だから、洗濯物Ｑに過酷となることが防止され
る。また、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。さらに、水位セ
ンサー等のばらつきがあつても、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。かく
して、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、電力の浪費等を防止できる。

他の実施例としては、撹拌後の水位の値Ｌ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
等をブザーやLED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。

またさらに他の実施例としては、撹拌オン時間
T₀を0.6秒〜0.8秒の間に決定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
入れ且つ所定の水位まで給水した状態で洗濯槽内
の撹拌と停止を繰返し断続的に撹拌を行わせる撹
拌制御手段、撹拌による水位変化を検出する水位
変化検出手段およびその水位変化検出手段の出力
値から水位変化の度合及び振幅を算出してその比
に基づいて洗濯物の量および種類を判別する判定
手段を具備し、前記撹拌制御手段による撹拌オン
時間が通常の洗濯工程における断続撹拌の撹拌オ
ン時間より短いことを特徴とする洗濯物判定装置
が提供され、これにより次のような効果が得られ
る。

撹拌オン時間が短いから洗濯物に過酷となる
ことが防止される。

水位変動の振幅が飽和する前の段階で検出す
るから、検出感度が高くなる。

水位の変化分と振幅の比に基づいて判定する
から、洗濯物量を少量から多量まで均等な精度
で検知することができる。

水位変化検出手段に精度上のバラツキがあつ
ても、上記のように比をとることでその影響は
消去されるから、高い検知精度を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の洗濯物判定装置の一実施例を
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判定装置の機
能に係る部分の要部ブロツク図、第３図は洗濯物
判定装置としての機能に係る部分の要部フローチ
ヤート、第４図は撹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、第６図は撹拌オン時間を変
えたときの水位の振幅図、第７図は同じく水位の
振幅図、第８図は振幅の変化特性図である。 （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の
   水位まで給水した状態で洗濯槽内の撹拌と停止を
   繰返し断続的に撹拌を行わせる撹拌制御手段、撹
   拌による水位変化を検出する水位変化検出手段お
   よびその水位変化検出手段の出力値から水位変化
   の度合及び振幅を算出してその比に基づいて洗濯
   物の量および種類を判別する判定手段を具備し、
   前記撹拌制御手段による撹拌オン時間が通常の洗
   濯工程における断続撹拌の撹拌オン時間より短い
   ことを特徴とする洗濯物判定装置。 ２ 撹拌制御手段が、撹拌用モータオン時間を
   0.5秒〜0.8秒とする特許請求の範囲第１項記載の
   洗濯物判定装置。 ３ 撹拌制御手段が、撹拌方向を一定方向とする
   特許請求の範囲第１項記載の洗濯物判定装置。 ４ 水位変化検出手段が、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項から第３項のいずれか一つに記載の
   洗濯物判定装置。