(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線が巻装されたコイルと、該コイルに近づいたり離れたりして該コイルのインダクタンスを変化させるコアと、該コアを支持し、かつ可撓性を有するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに支持され、かつ前記コアの反対側に位置する作動体と、該作動体の先端側が摺動自在に当接し、かつその摺動動作に応じて作動体に摺動動作方向とほぼ垂直方向の動きを与える傾斜面とを有し、前記作動体の前記傾斜面に当接する前記先端側は円弧形状を有することを特徴とする振動検出装置。
【請求項２】
電線が巻装されたコイルと、該コイルに近づいたり離れたりして該コイルのインダクタンスを変化させるコアと、該コアを支持し、かつ可撓性を有するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに支持され、かつ前記コアの反対側に位置する球状体の形状を有する作動体と、該作動体の先端側が摺動自在に当接し、かつその摺動動作に応じて作動体に摺動動作方向とほぼ垂直方向の動きを与える傾斜面とを有することを特徴とする振動検出装置。
【請求項３】
電線が巻装されたコイルと、該コイルに近づいたり離れたりして該コイルのインダクタンスを変化させるコアと、該コアを支持し、かつ可撓性を有するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに支持され、かつ前記コアの反対側に位置する作動体と、該作動体の先端側が摺動自在に当接し、かつその摺動動作に応じて作動体に摺動動作方向とぼほ垂直方向の動きを与える逆円錐状の傾斜面とを有することを特徴とする振動検出装置。
【請求項４】
電線が巻装されたコイルと、該コイルに近づいたり離れたりして該コイルのインダクタンスを変化させるコアと、該コアを支持し、かつ可撓性を有するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに前記コアを囲むように設けられた金属製の錘と、該ダイヤフラムに支持され、かつ前記コアの反対側に位置する作動体と、該作動体の先端側が摺動自在に当接し、かつその摺動動作に応じて作動体に摺動動作方向とほぼ垂直方向の動きを与える傾斜面とを有することを特徴とする振動検出装置。
【請求項５】
電線が巻装されたコイルと、該コイルに近づいたり離れたりして該コイルのインダクタンスを変化させるコアと、該コアを支持し、かつ可撓性を有するゴム製のダイヤフラムと、該ダイヤフラムに支持され、かつ前記コアの反対側に位置する金属製の作動体と、該作動体の先端側が摺動自在に当接し、かつその摺動動作に応じて作動体に摺動動作方向とほぼ垂直方向の動きを与える傾斜面とを有することを特徴とする振動検出装置。
【請求項６】
請求項２記載の振動検出装置において、前記球状体の直径を３〜６mmとしたことを特徴とする振動検出装置。
【請求項７】
電線が巻装されたコイルと、該コイルに近づいたり離れたりして該コイルのインダクタンスを変化させるコアと、該コアを支持し、かつ可撓性を有するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに支持され、かつ前記コアの反対側に位置する作動体と、該作動体の先端側が摺動自在に当接し、かつその摺動動作に応じて作動体に摺動動作方向とほぼ垂直方向の動きを与える傾斜面とを有し、前記コイルと該コイルに電気的に接続されるコンデンサーとでＬＳ発振回路を構成し、マイコンを含む検出回路に変調回路およびコンパレータ回路を介して前記ＬＳ発振回路の出力を取り込み、前記ＬＳ発振回路の周波数に基づいて振動を検知することを特徴とする振動検出装置。
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【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は振動検出装置に係り、特に脱水槽に遍在する布のアンバランスにより脱水時に発生する脱水異常振動（外槽が外枠に衝突する大きな振幅振動）を検知する振動検出装置に関するものである。この振動検出装置で異常振動を検出することにより、洗濯機の運転を安全に制御できるのである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の振動検出装置は特開２０００−２４５９９０号公報に示される。この他には、検知スイッチをレバーで機械的に操作し検出するものがある。
【０００３】
また特開２０００−２４５９９０号公報に示す振動検出装置は、水位検知装置を兼ねたものである。このものは、コアの上部に傾斜体を設け振動等により傾斜部を球状体が転がるところにあり、球状体が斜面を転がることでコイルのリアクタンスが変り、結果的にはＬＣ発振回路に取込み周波数変化として検出するものである。
【０００４】
この方式のものにあっては、球状体の大きさ及び傾斜の大きさ等で出力の大きさが決まる。部品の構成及び、全体の大きさで球状体の大きさは制限され重量が少なくなる。このため傾斜は大きくとれず結果的にコイルのリアクタンス変化は微少となり出力が小さくマイコンでの判定が難しくなる。また、水位検出も兼ねているため検出中の球状体の動きが検出精度に影響する可能性もある。
【０００５】
一方、メカ式スイッチをレバーで操作する方式のものにあっては、布のアンバランス時の槽の動く軌道を想定して取り付け位置を決める必要があり、取り付け位置が限定されてしまう。また、レバーは一方向の動きしか検出できず槽の動きによって検出精度が悪くなる場合がある。
【０００６】
布のアンバランスによる異常振動の検出精度不良は重大事故につながる可能性があり、精度良く確実に検知して運転制御することが必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は脱水時に布のアンバランスが発生した時、検出精度に難点があり正しく制御できないため脱水時の異常振動の要因となっていた。
【０００８】
本発明は従来品の問題に鑑みなされたもので、その目的は脱水時の振動及び衝撃で振動検出装置内のコアを速やかにスムーズに上下動させるようにことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コイルに近づいたり、離れたりコイルのインダクタンスを変化させるコアと、該コアを支持し、かつ可撓性を有するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに支持され、かつ前記コアの反対側に位置する作動体と、該作動体の先端側が摺動自在に当接し、かつその摺動動作に応じて作動体に摺動動作方向とぼほ垂直方向の動きを与える傾斜面とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明について更に具体的に述べる。
【００１１】
本発明の振動検出装置は、コイル，コア，コンデンサー，ダイヤフラムを有する水位検出装置を基本とし、次の構成を備えることにより達成できる。
（１）．コアを効率よく上下動させるため、ダイヤフラムの中央部に球状体を設け、受け面を傾斜状にする。
（２）．ダイヤフラム部を乗せた球状体が摩擦抵抗が少なく左右に動きやすくするため、ダイヤフラムベース部に金属を取り付け慣性力を増し、球状体は直径３〜６ｍｍの金属とする。
（３）．水位検出装置の検出精度に影響を与えず、脱水時の振動及び衝撃を検出するため、ダイヤフラム内に空気圧がかかっていない状態でコアを上下動させ、コイルのリアクタンスの変化分をコンデンサーとの組合せで形成される発振回路に取り込むようにする。
（４）．コイルのリアクタンスの変化分を発振回路に取り込み正しくマイコンで判定させるため、検出回路部に変調回路とコンパレータ回路を組入れる。
【００１２】
脱水時に異常振動や衝撃が発生した時、コアを含むダイヤフラム部は金属の球状体に乗って左右に動き球状体受け面の傾斜により、上下動に変換される。このことで前記コアはコイル間で相対的に動くことになりコイルのリアクタンスは増減することになる。
【００１３】
このリアクタンスの変化をコンデンサーとのＬＣ発振回路に取り込み、周波数変化に変換する。従って、コアが上下動することにより周波数は断続的に変化することになり、この変化を変調回路とコンパレータ回路を通すことで電圧変化の信号としてマイコンに読み取らせる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を示す実施例を図１〜図９により説明する。
【００１５】
図１，図２，図３は本発明の振動検出装置を組込んだ洗濯機の概要を示す。
【００１６】
外槽１の下部には駆動部（クラッチ部を含む）４と駆動部と連結する撹拌翼３が備わる。外槽１の外周の一部には内部と連通するエアートラップ１ａを有し、内部には脱水槽２を有する。外槽１は外枠１０の４つの角から吊り棒５で吊下げられている。
【００１７】
本発明の振動検出装置７は水位検出装置も兼ねており、洗濯機外枠の上部に取り付けられ、連結チューブ８でエアートラップ等に接続されている。また、脱水時の振動や衝撃が効率よく伝えられるように、前記エアートラップの真上に直付けすることもあり得る。洗濯機の洗濯にかかわる全工程の運転は、制御部６でコントロールされる。
【００１８】
洗濯時は給水弁１０が作動し、外槽１に水が入り、振動検出装置（水位検出装置を兼ねる）で水位を検出し、所定の水位で給水はストップする。その後、駆動部で撹拌翼３を動かし、洗濯槽を兼ねた脱水槽内の衣類を撹拌することで汚れを落す。洗濯時には、振動検知装置は機能しないようにセットされている。
【００１９】
脱水時は外槽１下部の排水弁９が開放作動し、洗濯槽の水が排出される。脱水中の洗剤による発泡及び布のアンバランスによる回転異常等を防止するため、ある程度水が残っている時点で脱水槽２を回転させる。この時より、水位検出装置を兼ねた振動検出装置は、振動および衝撃を検出するように切換わり布のアンバランスによる異常振動及び衝撃の検出が行われるのである。
【００２０】
次に本発明の振動検出装置の概要を示す図４から図９に沿って述べる。
【００２１】
上ケース１１の下部に下ケース１２が超音波溶着等で接合され、円周溝１１ａ及び空気室１１ｂが備わる。
【００２２】
また、上部には外部のリード等に接続するための端子２１，コンデンサー２２，コイル２３が搭載され、コイル２３を含む充電部は外気と絶縁するため注型用ウレタン樹脂（図示せず）等で封止される。電線を巻装して形成したコイル２３の口出線２３ａは、コンデンサーのリード部２２ａにからげられ、端子２１の切欠部２１ａを経由して端子２１にハンダ付固定されている。中央部には空気室１１ｂと連通する円筒部１１ｃを有し、円筒部１１ｃの上側にはネジが形成され、調整ネジ１９が係合されている。空気室１１及び円筒部１１ｃには振動，衝撃での慣性力を増すための金属プレート１６（錘）及び鉄の粉末等で焼結されたコア１７を取り付けたダイヤフラムベース１５，加圧用バネ１８、前記調整ネジ１９と回転自在に係合するバネ受け２０がダイヤフラム１３上に搭載されようにして設けられている。これらの部品同志の組付精度を確保するため、金属プレート１６及びコア１７はダイヤフラムベース１５にインサートモールドした方が有利である。
【００２３】
ダイヤフラム１３は外周ビード部１３ｂが上ケース１１の円周溝１１ａに挟持されて取り付けられ、中央上面突起部１３ａはダイヤフラムベース１５の孔部１５ａに挿入嵌合され、ダイヤフラムベース１５と一体になって動くように構成されている。また、中央下面の球状凹部１３ｃには球状体１４が挿入され、ダイヤフラム１３の全体が下ケース１２の内面に触れないように一定の間隙を持って保持している。
【００２４】
下ケース１２の内面の球状体接触部は逆円錐状の傾斜面１２ｂを有し、外部から振動，衝撃が加わった時、ダイヤフラム部は球状体１４を介して前記逆円錐状の傾斜部に沿って動きコア１７を上方向に移動させる。すなわち、ダイヤフラム１３は、可撓性を有するとともに金属プレート１６（錘）が備わっているので、洗濯機の振動が振動検知装置に伝わると、左右に動く。この動きに伴って、球状体１４が傾斜面１２ｂを上り降りして、動きコア１７が上下方向に移動するのである。このコア１７の上下動は、洗濯機の振動，衝撃が加わる毎に生ずる。
【００２５】
また球状体１４を動き易しくするために、前記加圧用バネ１８はダイヤフラム部に付与力を与えないように取り付けられている。すなわち、振動検知装置として検知が行われるときには、球状体１４が下ケース１２の内面に当接した状態になるので、加圧用バネ１８の押圧力はダイヤフラム１３に殆んど作用しない。これにより、加圧用バネ１８によるバネ力の拘束が球状体１４に殆んど作用しないので、球状体１４が良く動き、洗濯機の振動，衝撃が良好に、精度良く検知されるのである。
【００２６】
次に動作及び機能を洗濯機の洗濯工程を例にとり説明する。
【００２７】
この振動検知装置は、洗濯工程では水位検出装置として機能する。給水されると外槽１内の水位が徐々に上昇する。外槽のエアートラップ１ａと水位検出装置７は連結チューブ８で連通されており、エアートラップ内の空気圧を圧力導入口１２ａで受け、空気圧の上昇によってダイヤフラム部は加圧用バネ１８に抗して上昇し、図６の状態（ダイヤフラム部が上昇した状態）まで浮上する。このことにより、結果的にはコア１７とコイル２３の相間距離が変り（コア１７がコイル２３に近づいたり、離れたりする）、コイル２３のリアクタンスが変化する。このリアクタンスの変化分を図７に示すＬＣ発振回路に取り込み、発振周波数の変化としてマイコンを含む検出回路３０に入力する。この時の発振周波数と水位の関係は図８に示す通りである。また、すすぎ前の排水時は排水弁９が開放作動し、排水にともないエアートラップ部の空気圧が徐々に下がる。これに伴いダイヤフラム部が下がりコアも下がる。外槽内の水位が下がり規定の水位になった所で検出回路より出力される指示信号で脱水槽２は回転を始める。
【００２８】
この脱水開始により、水位検出装置は振動検知装置として機能の機能に切り替わる。脱水開始時には、ほとんどの水が排水され、ダイヤフラム部は下り、球状体は下ケース１２の内面部に接触した状態となる。この点では加圧用バネの付与力もなく、ダイヤフラム部は微小の振動，衝撃で径方向にスムーズに可動でき、球状体は下ケースの逆円錐状の傾斜面１２ｂに沿って上下動する。コア１７も同じく上下動し、コイルとの相間距離を変化（コア１７がコイル２３に近づいたり、離れたりする）させることになり、コイルのリアクタンスを変化させる。このリアクタンスの変化分を図７に示すＬＣ発振回路に取り込み、周波数変化としてマイコンを含む検出回路３０に入力する。検出回路の入力信号を安定させるため、変調回路３１とコンパレータ回路３２を介してマイコンに入力できるようにする。この時の入力信号は図９に示す通り振動や衝撃のサイクルに見合った断続的な波形となる。
【００２９】
検出回路３０に入力される入力信号は、外槽１の振動が所定の振幅巾を越える大きな振幅巾の振動のものだけであるので、入力信号が連続して数個入力されると、脱水の運転を止めるように制御する。
【００３０】
このように本発明の振動検知装置は、コイルに近づいたり、離れたりコイルのリアクタンスを変化させるコアと、該コアを支持し、かつ可撓性を有するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに支持され、かつ前記コアの反対側に位置する作動体と、該作動体の先端側が摺動自在に当接し、かつその摺動動作に応じて作動体に摺動動作方向とぼほ垂直方向の動きを与える傾斜面とを有する構成をもっている。このため、振動に応じて作動体は、傾斜面をスムーズに動いて脱水時の異常振動を精度良く検出できる。
【００３１】
また脱水時のアンバランス振動，衝撃によるコアの上下移動を、コイルとコンデンサーとで形成されるＬＣ発振回路の周波数変化として取り出し、その周波数変化に基づく信号をマイコンを含む検出回路に取り込むので、安定した形でアンバランス振動，衝撃を検出できる。当然、アンバランス検出用のレバー付のスイッチも不要になり構成が簡素化され、振動検知装置の設置場所の制限も少なくなる。
【００３２】
更にダイヤフラム下面に設けた球状体が常に中央部に位置することから空気圧の加わらない位置（０点周波数）の特性が安定する。
【００３３】
更にまた、この振動検知装置を水位検出装置としてみた場合、空気圧がダイヤフラム１３にかからないときに、ダイヤフラム１３の下面中央部に備わる球状体が、下ケース１２に設けられる逆円錐状の傾斜面１２により、常に逆円錐部の中心に収まるようになるので、コアの中心ずれの修正が自動的に行われるのである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、振動，衝撃の検知を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかるもので、洗濯機の平面図である。
【図２】本発明の実施例にかかるもので、洗濯機の縦断面図である。
【図３】図１の主要拡大図である。
【図４】本発明の実施例にかかるもので、振動検知装置の平面図である。
【図５】本発明の実施例にかかるもので、振動検知装置の縦断面図である。
【図６】本発明の実施例にかかるもので、振動検知装置の加圧状態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の実施例にかかるもので、制御回路図である。
【図８】本発明の実施例にかかるもので、水位検出時の水位と周波数との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施例にかかるもので、検出回路に入る信号を示す図である。
【符号の説明】
１…外槽、２…脱水槽、３…撹拌翼、４…駆動部、５…吊り棒、６…制御部、７…振動検出装置（水位検出装置を兼ねる）、８…連結チューブ、９…排水弁、１０…給水弁、１１…上ケース、１１ａ…円周溝、１１ｂ…空気室、１１ｃ…円筒部、１２…下ケース、１２ａ…圧力導入口、１２ｂ…傾斜部、１３…ダイヤフラム、１３ａ…突起部、１３ｂ…外周ビード部、１３ｃ…球状凹部、１４…球状体、１５…ダイヤフラムベース、１５ａ…孔部、１６…金属プレート、１７…コア、１８…加圧用バネ、１９…調整ネジ、２０…バネ受け、２１…端子、２１ａ…切欠部、２２…コンデンサー、２２ａ…リード部、２３…コイル、２３ａ…口出し線。
【図１】
0003611531.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003611531.tif 000006
【図６】
0003611531.tif 000007
【図７】
0003611531.tif 000008
【図８】
0003611531.tif 000009
【図９】
0003611531.tif 000010