JPH04187183A - 洗濯機の洗濯液検知センサー - 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〕 本発明は液体、粉末などの洗剤により衣類を洗浄する洗
濯機における洗濯液の状態を検知するためのセンサーの
方式に関する。

〔従来の技術〕

従来の洗濯液の濃度、汚れ具合を検知するセンサーとし
ては洗濯機他メーカにて採用している光センサーにより
、洗濯液の濁度を検知し、洗濯液の状態を検知する方式
が一般的に知られている。

光センサーの構造は、透明或は半透明のケース外側に発
光部、受光部を配置し、ケース内側の洗濯液の濁度によ
る光の透過率の大／Ｊ）により、洗濯液の状態を検知す
るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、洗濯液の状態の違いを液の濁りでとら
え、光の透過率で検知しているため、１、洗濯液と接触
するケース内側面に汚九、石けんカスなどが付着した場
合に光の透過率が太きく変化し、正確な測定を得られな
い。

２．洗剤を入れただけで洗濯液は大きく濁るため汚れの
量の大小をとらえることが難かしい。

３、衣類と洗剤を入れた状態でいくらすすいでも少量の
界面活性剤が残りこの液が撹拌翼で撹拌されるための泡
立ちが発生し、この泡のため光の透過率が悪くなり濁っ
た状態と判定する。

などの問題がある。

本発明の目的は、洗剤の種類、洗剤濃度、汚れ量を正確
に検知でき、経年変化による検知精度の誤作が少ない洗
濯液の状態検知センサーを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、電極を直接洗濯液に接触さ
せ、電極間に高周波電圧を印加して、洗濯液の状態を電
極間のインピーダンスの変化として直接とらえるように
したものである。

さらに印加する高周波電圧の周波数を１〜３０Ｋ　Ｈｚ
の範囲にすることにより、洗濯機として考えた時被測定
液である水道水からメーカ指定濃度の洗剤液において、
周波数変動によって電導度のバラツキが非常に小さく精
度の良い洗濯液状態検知センサーを得られるものである
。

また直接洗濯液内に浸漬して使用される電極部とマイコ
ンへの読込回路は絶縁トランスにより接続されているの
で、万一コントローラの一部が交流１００Ｖ電源と接触
しても感電する危険性がなり′１゜ また、測定電圧は高周波絶縁トランスの１次側の電圧で
とらえることにより、２次側の電極部との絶縁を考慮し
てフォトカプラの様な特殊な半導体素子を使用する必要
もなく安価で信頼性の高いセンサーとできる。

〔実施例〕

本発明の実施例を各図面に基づいて説明する。

本発明を採用した洗濯機は第１図に示すように、鋼板製
の外枠１内に吊り棒２および防振装！３４本によって外
槽４を吊架する構成になっている。

洗濯時の水を溜める外槽４内には洗濯兼脱水槽５を回転
自在に設ける。洗濯兼脱水槽には、多数の脱水孔５ａを
設ける。洗濯兼脱水槽中央には洗濯撹拌用のパルセータ
６が配設されている。外槽４底面には駆動用モータ７、
脱水、洗濯切換用クラッチ８．クラッチ作動および排水
弁開閉用の排水バルブモータ９を設置するとともに、底
面側壁には洗濯液の高周波電導度を測定する高周波電導
度センサー１０（以下導電センサーと言う）が外槽４底
面を貫通して外槽４側壁に略沿った状態で水中に浸漬す
る様設置されている。

外槽４の側壁に沿った構成で取付けであるため、石けん
かす、汚れなどの沈殿により電極１０ｂが汚れることが
少ないという効果がある。

電導センサー１０はステンレスまたは黄銅の表面にカー
ボン印刷を施こし電極部と外部接続用端子部１０ｃを合
成樹脂製センサーケース１０ａにインサートモールドさ
れており、これを外槽４底部に接着剤１１で接着固定す
る構成となっている。

この時、電極１０ｂとセンサーケース１０ａは路間−平
面としている。

また、外槽４底面から電極までの高さＨは、脱水時に相
対アンバランス量を低減させるために外槽内に若干水を
溜めた状態から脱水する残水起動方式の残水水位と同一
かそれ以下の高さとし、脱水時残水の回動を利用しセン
サーの電極１０ｂ表面を洗浄して、表面を常に汚れのな
い状態とする□　ことにより正確な測定が行えるよう配
慮している。

更に、高さＨより低い位置には洗濯兼脱水槽の脱水穴５
ａを設けない構成となっている。

トップカバ−１２後部には操作パネル部１３が設けられ
ており、操作パネル１３内には水道水栓からの水を槽内
に給水する給水電磁弁１４を設ける。給水電磁弁１４の
出口は直接洗濯兼脱水槽５に給水する槽内給水口１５ａ
と槽カバー１６に設けられた外槽４と洗濯兼脱水槽の間
に給水するセンサー給水口１５ｂに分岐されている（給
水電磁弁１４とセンサー給水口１５ｂはフレキシブルな
ホースで接続されている）。センサー給水口Ｌ５ｂの略
真下には、電導センサー１０が位置している。

操作パネル１３内には更−に外槽４の水位を検知する水
位センサー（図示せず）、洗濯機を制御するための制御
基板１７が配置されている。制御基板は第３図に示す如
く、電源スィッチ１８を介し、制御を司さどるマイコン
、電源回路、ＬＥＤ表示回路、外部操作スイッチ回路、
ソレノイド出力回路、出力回路、および電導センサー１
０制御用の高周波発振回路、センサー読込回路などから
構成されている。

電導センサー１ｏは絶縁トランス１７ａを介して、高周
波発振器によって発生させた約１０ＫＩ（ｚの高周波が
印加され、電導センサー１ｏの電極１０ｂ間の状態（水
のみ、洗剤濃度、汚れ量など）に応じて変化するインピ
ーダンスの変化をセンサー読込回路により絶縁トランス
１７ａの一次側電圧の変化でとらえマイコンに入力し、
予め記憶させたデータとの比較演算により、外槽４内の
洗濯液の種類、状態および衣類の種類を検知するもので
ある。発振周波数を変化させた時の検知抵抗ＲｏＷＪ端
の電圧は第４図の如くなり、周波数の変動に対し変化の
少ない、１〜３０ＫＨｚが最も望ましく本実施例では１
０　Ｋ　Ｈｚを採用した。

次に、洗濯機の動作と電導センサー１−Ｏによる制御方
法を説明する。洗剤、洗濯物を投入し電源スィッチを「
入」にして、外槽操作スイッチにより、「標準」全自動
コースを設定し、「スタート」ボタンを押すと、全自動
運転を実行する。

まず始めに給水電磁弁１４が開き、給水を開始する。給
水された水２つに分岐され、一方は洗濯兼脱水槽５に直
接給水され、洗濯物に充分水と洗剤を浸み込ませる。ま
たもう一方はセンサー給水口１５ｂから洗濯兼脱水槽５
と外槽４との間に給水される。電導センサー１０はセン
サー給水口１５ｂの略真下に位置しているため、水道水
に直接接触することになる。給水がほぼ電導センサー１
０の電極１０ｂの上端に達つしたことを水位センサーに
より、検知し、その時の電導度を測定しこれを初期型導
度Ｖｏ　としてマイコンに記憶するＶ　ｏ　＞　３　　
の場合はＶｏ＝２．５または前回測定のＶｏの値とする
。これにより、水道水の硬度、温度、成分の違いによる
電導センサー１０による測定データを補正し正確な制御
を行うことができるものである。次に給水が規定された
布量センシング水位まで達つすると一旦給水を停止し、
衣類の量を検知し、設定水位を決めるため、約３０秒間
撹拌する布量センシング工程を実行する。布量センシン
グ工程終了後の洗濯液の電導度Ｔｗを測定し、この値を
マイコンに記憶する。次に布量センシングにより自動設
定された水位まで給水し、１分間撹拌後の撹拌初期型導
度Ｖｌ　を測定しマイコンに記憶する。更に洗い撹拌終
了直前の電導度Ｖｔ　を測定する。

洗いが終了するとすすぎ１回目の排水、脱水工程を実行
し、次にすすぎの給水を開始し規定水位までの給水が完
了するとすすぎの撹拌を実行する。

すすぎ撹拌終了直前のすすぎ１回目電導度Ｖ　ｓｌを測
定し、マイコンに記憶する。次に２回目のすすぎ工程を
実行する。２回目のすすぎ行程も１回目のすすぎ工程と
同様の工程を実行し、すすぎ撹拌終了直前のすすぎ波型
導度ＶＳ２を測定しマイコンに記憶する。すすぎが終了
すると最終の脱水工程を開始する。脱水時には洗濯物に
含まれる水が遠＝８− 心力により、外槽４にはじき出され外槽４の壁面に沿っ
て下降し、電導センサー１０の電極部間到達する。脱水
時間が経過すれば洗濯物からでる水の量も徐々に少なく
なり、脱水時の電導度ｖＤの値が空気またはセンサーケ
ース１０ａとほぼ同一・の値になる時間が徐々に長くな
るこの時の時間Ｔを測定する。

以上の様に給水、洗い、すすぎ、脱水の各洗濯行程にお
ける電導度を測定し、各位をマイコンに記憶させ、予め
プログラムされているデータとの比較、演算することに
より次の様に各工程の実行時間、工程を制御し、最適洗
濯コースを実行させることができる。

標準コースを設定し、布量センシングを行ない、水位が
設定されると、予めプログラムされた布量に応じた標準
コースが決定される。今、布量４．０肱高水位が設定さ
れた時は「洗い９分、すすぎ１回目脱水２分攪拌２分、
すすぎ２回目脱水２．５分攪拌２゜５分脱水５分」とな
る。

１．１洗剤」の種類による洗い時間の変更現状の液体洗
剤は水の電導度と比較して変化最小その他粉末洗剤では
大きく変化することから設定水位より低い、布量センシ
ング時の水位の洗剤濃度が高い状態での電導度Ｖｗ−Ｖ
ｏ＝Ｖｗｏの演算を行い、第５図の判定により、洗い時
間を変更する。

２、洗剤投入方法による洗い時間の変更粉末洗剤におい
て、その投入方法によって溶は易さが異なる、予め水に
溶かした場合、槽の底部に投入された場合は溶は易く、
衣類上部に投入した場合は溶けにくいため、 Ｖｚ−Ｖｗ＝Ｖｔｗ の演算を行い第６図の判定により洗剤投入方法を検知し
、洗い時間を変更する。

３、汚れ量大、小による洗い時間の変更汚れ量の大、小
により、洗濯液の電遵度が変化するため、 Ｖｌ−Ｖｚ＝Ｖｔｚ の演算を行ない第７図の判定により汚れ度合を検知し、
洗い時間を変更する。但し、この時のＶｗｌの比較デー
タは各水位毎に持つものとする。

４、洗剤液濃度（汚れ状態を含む）および衣類の種類に
よるすすぎ方式の変更 同一のすすぎ方式を行った場合に、初期の洗剤濃度およ
び洗濯する衣類の種類によって最終すすぎ液の濃度が異
なる。すなわち衣類が同一の場合洗剤濃度が濃い場合は
すすぎが不充分となり、薄い場合はすすぎ過ぎ（水のむ
だ）となる恐れがある。また、洗剤液が同一の場合にお
いて、木綿の衣類の場合洗剤の脱着性が悪いため充分に
すすぐ必要があり、化せん類の場合脱着性が良く、軽く
すすぐだけで、充分すすげる結果となる。

すすぎ攪拌液の電導度を検知し、予め決められた規定濃
度以下になるまですすぎを行なわせることにより、洗濯
液濃度、衣類の種類に応じたすすぎ方式とすることによ
り、満足するすすぎが得られるものである。

すすぎ攪拌液の電導度ＶＳＩＯ，Ｖｓｚｏと制御方式に
ついて、 ・すすぎ１回目の制御を第８図 ・すすぎ２回目の制御を第９図 に示す。

すすぎ２回目の攪拌終了直前の電導度Ｖ　ｓ２０測定結
果すすぎ不足と判定され注水すすぎ２分追加された場合
に、注水すすぎ２分後の電導度を再度測定し、すすぎ不
足と判定された場合には更に注水すすぎ２分を追加すれ
ば更に満足の行くすすぎとすることができる。２回の注
水すすぎが完了した場合にはすすぎ度合に関係なく、最
終脱水に移行するものとし、電導センサー１０の故障、
誤動作による多量のむだ水使用を防止しである。

５、衣類の種類（木綿、化せんなど）による脱水時間の
変更 洗濯する衣類の質に対する脱水時間を考える一１２＝ と水分の脱着しにくい木綿類は脱水時間を長くする事に
より、より脱水率を向上させることができる。また脱着
性の良い、化せん、混紡類については、短かい時間の脱
水時間で脱水率は飽和する傾向にある。衣類の質は洗い
終了直前の電導度Ｖ□とすすぎ１回目の攪拌終了直前の
電導度Ｖｓ１の差Ｖ、５ｔ＝Ｖｚ−Ｖｓ１をとることに
より、より正確な衣類の質を判定することができこのデ
ータを基に最終脱水時間を決定し、木綿類は脱水率の向
上、化せん、混紡類は、しわが少なく、最高の脱水率を
得ることのできる最適脱水時間を自動設定するものであ
る。

電導率Ｖｉｓｔの値による脱水時間を第１０図に示す。

６、洗濯物の量９種類メカロスなどによる脱水時間の補
正 ５項にて衣類の種類による脱水時間が決定されるが、実
際には衣類の量、メカロスなどにより、定速回転に至る
までの時間が異なり、実質脱水時間に相違がでるため必
要脱水時間を補正する必要がある。補正する方法として
、脱水時の水分の飛び出しを前述の方法で電導センサー
１０で検知し電導度Ｖｏ≧１　なる時間Ｔを測定する。

Ｔが２０秒より長くなった時をとらえ脱水率略安定状態
と判定しその状態から＋２分間脱水を行うことにより、
必要最小時間で最適脱水状態を得ることが可能となる。

〔発明の効果〕

１、本発明によれば１〜３０ＫＨｚの最適高周波により
洗濯液の電導度を測定しているので、（ＩＮｌＩ！ｌ定
データのバラツキが少なく精度の良いセンサーを提供で
きる。

（２）洗濯液の状態の違いによる電圧変化が大きくとれ
るため電極間を充分前して配置してもその変化を検知で
きるため長期間使用時の電極間の汚れや石けんカスの付
着により誤動作を防止できる。

２、本発明によればセンサー電極間とマイコン読込み回
路を絶縁トランスで接続しているため感電の心配のない
安全性の高いセンサーにできる。

３、本発明によれば絶縁トランスの１次側の変動を直接
マイコンにインプットできるため二次側電極間のインピ
ーダンスを読み込む場合と比へ、絶縁の必要もなく安価
な構成にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を搭載した洗濯機の断面図、第２図は
洗濯液状態検知センサーのＡ−Ａ断面図、第３図はコン
トローラブロック回路図、第４図は印加電圧周波数と電
導度の関係を示した図、第５図〜第１０図洗濯各工程に
おけるセンサー制御方式の一実施例を示した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、洗濯機の洗濯液の洗剤濃度、汚れ具合などを検知す
   るセンサーとして、電極を洗濯液中に浸漬しその電極間
   に１〜３０ＫＨｚの高周波電圧を印加し、洗濯液の状態
   を電極間のインピーダンス変化としてとらえる高周波電
   導度センサーを採用し、インピーダンス変化を電圧変化
   に変換しマイコンに取り込むことを特徴とする洗濯機の
   洗濯液検知センサー。 ２、特許請求の範囲第１項において、洗濯液状態検知セ
   ンサー（高周波電導度センサー）とマイコンへの読込み
   回路とを高周波絶縁トランスを介して接続したことを特
   徴とする洗濯機の洗濯液検知センサー。 ３、特許請求の範囲第１項において測定する電圧変化を
   高周波絶縁トランスの１次側の電圧変化でとらえるよう
   にしたことを特徴とする洗濯機の洗濯液検知センサー。