(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外枠と、この外枠の内部に懸架される水受け槽である外槽と、この外槽内で回転する洗濯兼脱水槽である内槽と、前記外槽に溜められた水の水圧に比例して磁性体が挿入されるコイルのインダクタンス値変化より外槽内の水位を検出する水位検出手段と、洗濯および脱水を制御する制御手段を備えた洗濯機において、
バネにより前記水位検出手段上に支持した磁石を前記水位検出手段の前記コイルの外周の近傍に配置して前記磁石から発生した磁束が前記コイルに鎖交するように構成した振動子を備え、この振動子の振動により前記磁石から発生して前記コイルに鎖交する磁束の変化によって前記コイルに誘起される誘導電圧に基づいて前記外槽の振動を検出する振動検出手段を設け、
前記制御手段は、前記水位検出手段および振動検出手段の出力信号を参照して洗濯および脱水工程を制御することを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
請求項１において、前記水位検出手段を前記外枠に固定したことを特徴とする洗濯機。
【請求項３】
請求項１または２において、前記振動子の固有振動周波数を前記内槽の最大回転周波数より大にしたことを特徴とする洗濯機。
【請求項４】
請求項１〜３の１項において、前記振動子の固有振動周波数の１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）を前記外枠の固有振動周波数にほぼ一致させたことを特徴とする洗濯機。
【請求項５】
請求項１〜４の１項において、前記振動子の固有振動周波数の１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）を前記外槽の振動検出対象周波数としたことを特徴とする洗濯機。
【請求項６】
請求項１〜５の１項において、前記振動検出手段は、前記外槽と外枠の衝突に基づく振動を検出することを特徴とする洗濯機。
【請求項７】
請求項１〜６の１項において、前記制御手段は、前記振動検出手段が検出する外槽の振動に応じて最高脱水回転数を設定することを特徴とする洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外槽に溜っている水の水位および該外槽の振動を検出する手段と、その検出結果に基づいて洗濯動作の制御を行う洗濯機の例として、以下のものがある。
【０００３】
第１の従来例として、特開平９−２９４８９２号公報に記載された脱水兼用洗濯機は、外槽内の水位に応じてコイルへの鉄芯挿入量が変化する水位検出手段を外槽の上部に取り付け、外槽の振動により鉄芯が振動して挿入量が変動する構成の水位兼振動検出手段を備え、この水位兼振動検出手段により、外槽内の水位および外槽の振動の検出を行い、その検出結果に基づいて脱水時における内槽の回転制御等の洗濯および脱水動作の制御を行う構成である。
【０００４】
第２の従来例として、特開平９−９４３８０号公報に記載された洗濯機は、１個の水位センサによって外槽内の水位および該外槽の振動の検出を行う構成である。具体的には、水位センサのコイルに挿入される２個の磁性体を設け、第１の磁性体は外槽内の水位に応じて挿入量が変化し、第２の磁性体は外槽を支持するサスペンション上端部の振動に応じて挿入量が変化する構成である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
第１の従来例は、鉄芯の挿入方向、つまりコイルの縦方向の振動成分は検出することができるが、これと垂直方向の振動成分は検出することができない。従って、外槽の上下方向の振動は検出することができても、前後左右方向の振動は検出することができないという問題が生じる。
【０００６】
第２の従来例は、サスペンション上端部、つまり外枠への取付け部の振動を検出する構成であるが、この振動は、外槽自体の振動と必ずしも比例しない。従って、外槽全体の振動状態を正しく検出することが困難である。また、第１の従来例と同様に、磁性体の挿入方向、つまりコイルの縦方向の振動成分は検出することができるが、これと垂直方向の振動成分は検出することができない。
【０００７】
更に、前記２つの従来例は、コイルのインダクタンス値の変化で水位と振動を検出するために、水位と振動を同時に検出することができない。例えば、外槽に少量の水を残存させて質量効果で振動を抑制することができる状態で脱水した場合は、その検出結果は、回転による水位の変化なのか振動なのかを識別することが困難である。
【０００８】
従って、従来の検出手段から出力される検出信号（検出結果）に基づいて洗濯や脱水の起動や脱水中の振動騒音を低減するのに好適な制御を実行することが困難である。
【０００９】
本発明の１つの目的は、簡単な構成の水位検出手段および振動検出手段によって洗濯や脱水の起動や脱水中の振動騒音を低減することができる洗濯機を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、洗濯や脱水の起動や脱水中の振動騒音を低減するのに好適な制御を実行することができる水位検出手段および振動検出手段を簡単な構成且つ低コストで実現することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、前記水位検出手段および振動検出手段を実現する水位兼振動センサを簡単な構造且つ低コストで実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明における洗濯機の特徴は、水位兼振動センサを使用して構成した水位検出手段と振動検出手段の出力信号と、回転数検出手段から出力する洗濯兼脱水槽の回転数信号に基づいて、制御手段によって回転翼あるいは洗濯兼脱水槽（内槽）の最適な回転数制御を行うことにより、洗濯や脱水の起動や脱水中の振動騒音を低減することにある。
【００１３】
水位兼振動センサは、コイルへの挿入量を水受け槽（外槽）内の水位に比例させた磁性体と、バネによって支持した磁石を前記コイルの外周の近傍に配置して前記磁石から発生した磁束が前記コイルに鎖交するように構成した振動子とを備え、この水位兼振動センサのコイルのインダクタンスを利用して発振回路を構成する水位センサ回路によって水位検出手段を構成し、前記磁石の振動によって前記コイルへの鎖交磁束量が変化することによる該コイルの誘導電圧を処理する振動センサ回路によって振動検出手段を構成する。
【００１４】
そして、前記制御手段は、前記水位検出手段および振動検出手段の出力信号を参照しながら、脱水工程では、洗濯槽に一定の洗濯用水を残して遠心脱水を開始し、洗濯用水の質量効果で脱水起動における外槽振動を抑える。具体的には、水位検出手段で水位を監視しながら排水電磁弁を開放して洗濯用水を排出する。そして、一定水位に達したならば、排水電磁弁を閉じ、内槽の回転を開始させる。回転開始から所定時間内に洗濯物の片寄りが大きく、外槽が外枠に衝突すると、前記振動検出手段からの出力信号に基づいて衝突による外枠振動を検出して脱水起動を停止する（加振源である内槽の回転を停止する）。衝突を検出しない場合には、所定時間後に排水電磁弁を再開して、脱水を継続する。
【００１５】
また、脱水工程では、内槽が洗濯物の片寄りなどから生ずる偏加重を受けて回転振動し、これを内蔵する外槽も振動する。この偏加重は、内槽の回転軸にモーメント力を生じ、内槽と回転軸の連結部に大きなモーメント加重をかけることになる。このために、洗濯物の片寄りが大きい、すなわち内槽の回転振動が大きく、それに伴う外槽の振動が大きい時には、モーメント加重により連結部が破損して危険な状態となる可能性ある。モーメント力は、脱水回転数の２乗に比例するために、脱水回転数に制限をかける。
【００１６】
脱水起動を開始してから、回転数検出手段で脱水回転数を監視しながら、脱水回転数が所定の値、例えば６００ｒｐｍに到達したならば、前記振動検出手段の出力信号に基づいて外枠の振動を検出し、所定のしきい値と比較判断し、連結部が破損に至らない最終脱水回転数を設定し、その後、設定した最終脱水回転数まで加速し、最終脱水回転数に達した後に所定時間の脱水を行う。これにより、洗濯物の片寄りなどから生ずる締結部破損を回避することが可能となり、安全な洗濯機を提供することができる。
【００１７】
更に、最終脱水回転数に到達してからの脱水定常時において外槽が振動すると、前記振動検出手段の出力信号に基づいて外枠の振動振幅を検出する。脱水定常時においては、外槽、すなわち外枠の振動と騒音との相関が高い。このために、前記制御手段は、外槽の振動振幅に基づいて、加振源である内槽の回転数制御を行う。具体的な制御方法は、振動の大きさに応じて、内槽の回転数に上限値を設定し、回転数検出手段により内槽の回転数を監視し、この回転数を前記上限値以下に保持する制御を行う。振動が大きいことから上限値以下の回転数に設定した場合には、脱水時間を回転数に応じて長くする。
【００１８】
洗濯工程では、水位兼振動センサを利用して水位（水量）と外槽の振動を同時に検出して回転翼の回転数あるいは回転反転周期を制御する。これは、水が溜められた外槽とこれを懸架する系の一次共振周波数が加振源である回転翼の回転数あるいは回転反転周期の周波数と一致して、外槽が大きく揺れて外枠に衝突するのを防止するためである。振動検出手段の出力信号がしきい値を超えた場合には、前述した系の一次共振周波数を加振源周波数からずらすために、水位検出手段の出力信号を参照して水位を監視し、振動検出手段の出力信号を参照して振動を監視しながら洗濯用水を給水あるいは排水する。あるいは振動検出手段の出力信号を参照して振動を監視しながら加振源周波数を系の一次共振周波数からずらすために回転翼の回転数あるいは回転反転周期を変更する。
【００１９】
このような本発明によれば、簡略且つ安価な水位兼振動センサを利用して水受け槽である外槽内の水位と振動を独立且つ同時に検出することができる。また、脱水起動時の外槽と外枠の衝突を検出して、起動を停止することで安全性を高めることができる。
【００２０】
また、洗濯物の片寄りなどから生ずるモーメント加重による内槽と回転軸の連結部破損を回避することが可能となり安全な洗濯機を提供することができる。
【００２１】
また、脱水性能を維持して、騒音を一定以下に抑制し、脱水時の過大な騒音を防止することができる。
【００２２】
更に、洗濯性能を維持して、外槽と外枠の衝突を防止し、洗濯時の過大な騒音を防止でき、安全性を高めることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態である全自動洗濯機の外観図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線で示す縦断側面図である。
【００２４】
この全自動洗濯機の外装は、鋼鈑製の外枠１と、その上部に取り付けたトップカバー２および操作パネル３により構成する。
【００２５】
トップカバー２は、蓋２ａと、洗濯物を投入する投入口２ｂと、主に給水に関連する部品を収納する後部収納箱２ｃと、主に電気部品を収納する前部操作箱２ｄで構成する。操作パネル３は、前部操作箱２ｄの上面を覆う形に固定する。
【００２６】
水受け槽である外槽４は、外枠１の上部四隅から吊り棒５ａおよびコイルバネや摺動リング等からなる防振装置５ｂによって該外枠１内に吊り下げ状態に支持し、洗い工程での洗い水および濯ぎ工程での濯ぎ水（以下、洗濯水と言う）を溜める。この外槽４内には、ステンレス製の洗濯兼脱水槽６（以下、洗濯槽あるいは内槽と言う）を回転自在に設ける。洗濯槽６の側面には多数の脱水孔６ａを設け、上縁部にはバランサー６ｂを設ける。また、洗濯槽６の中央底部には、回転翼７を回転可能に設ける。外槽４の底面外側には、支持板８を取り付け、この支持板８に駆動装置９を固定する。
【００２７】
駆動装置９は、インナロータ形のＤＣブラシレスモータ９ａと、歯車減速機構とクラッチ機構を組み込んだ伝動装置９ｂを備える。伝動装置９ｂの下側にＤＣブラシレスモータ９ａを配置し、伝動装置９ｂの入力軸をＤＣブラシレスモータ９ａの回転軸（ロータ）に締結する。伝動装置９ｂは、同軸の２つの出力軸９ｄを備え、装置内のクラッチ機構（図示省略）により、ＤＣブラシレスモータ９ａの回転を前記２つの出力軸９ｄに選択的に伝達する。伝動装置９ｂの２つ出力軸９ｄは、外槽４の底壁を水密状態に貫通して外槽４内に突出させ、回転翼７および洗濯槽６に連結する。
【００２８】
駆動装置９は、洗い工程および濯ぎ工程では、伝動装置９ｂによって、洗濯槽６を静止させ、伝動装置９ｂの歯車減速機構によりＤＣブラシレスモータ９ａの回転を減速して回転翼７に伝達して該回転翼７を時計方向（正）および反時計方向（逆）に回転させる。また、脱水工程においては、歯車減速機構で減速することなくＤＣブラシレスモータ９ａの回転を洗濯槽６および回転翼７に伝達し、これらを一方向に高速回転させる。
【００２９】
外槽４の底面には、洗濯用水の排水を行う排水電磁弁１０を設け、この排水電磁弁１０に接続した排水ホース１１を介して洗濯用水を洗濯機外に排出する。
【００３０】
図３は、前部操作箱２ｄ内の各電気部品の配置状態を示すもので、前部操作箱２ｄ上の操作パネル３を外した状態における該前部操作箱２ｄの平面図（図１におけるＢ−Ｂ線で示す横断平面図）である。
【００３１】
前部操作箱２ｄ内には、外槽４内の水圧を検出すると共に外槽４の振動を検出する水位兼振動センサ１２と、蓋開閉センサ１３と、蓋ロック機構１４と、槽振れセンサ１５を設ける。なお、図中破線で示す部品は、後述する制御手段としての洗濯および脱水工程制御部２０の基板であり、一点鎖線で示す部品は外槽４の外周である。
【００３２】
因に、外槽４への給水に係わる給水電磁弁２７と、この給水電磁弁２７に繋がる給水栓２７ａと、風呂水ポンプ２８と、この風呂水ポンプ２８に繋がる風呂水給水栓２８ａ等は後部収納箱２ｃに収納する。
【００３３】
図４は、水位兼振動センサ１２を示すもので、（ａ）は、水位兼振動センサ１２の上面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＤ−Ｄ線で示す縦断側面図である。
【００３４】
水位兼振動センサ１２の筐体内は、ダイヤフラムとしてのゴム膜１２ａで２つの部屋に分離する。ゴム膜１２ａの上部屋１２ｂ側には該ゴム膜１２ａと共に移動する円柱形の磁性体であるフェライトコア１２ｃを取り付け、筐体からバネＡ１２ｄで下向きに押さえ付ける。このフェライトコア１２ｃの周囲には、コイル１２ｅを配置する。２つの端子１２ｆ間には、前記コイル１２ｅとコンデンサ１２ｇを並列接続する。なお、上部屋１２ｂは、空気孔１２ｈを通して大気に開放する。
【００３５】
筐体外側のコイル１２ｅの上方の近傍には、板バネ１２ｉとその先端に固定した磁石１２ｊによって構成した振動子１２ｋを設ける。この振動子１２ｋは、板バネ１２ｉの他端を水位兼振動センサ筐体に固定し、磁石１２ｊをコイル１２ｅの近傍に位置させ、水位兼振動センサ筐体がＤ−Ｄ線方向に加振されると、磁石１２ｊが図中矢印の水平方向に振動するように構成し、この磁石１２ｊから発生してコイル１２ｅに鎖交する磁束が該磁石１２ｊの振動に伴って変化し、ファラディの電磁誘導の法則に従ってコイル１２ｅの両端、すなわち端子１２ｆ間に誘導電圧が発生するように構成する。
【００３６】
ゴム膜１２ａの下側の下部屋１２ｍには、接続口１２ｎを形成し、ここに水位センサチューブ１２ｐの一端を接続する。この水位センサチューブ１２ｐの他端は、図２に示すように、外槽４の下部で該外槽４内に連通する空気室１２ｑに接続し、外槽４に溜った水の水圧で水位兼振動センサ１２内のゴム膜１２ａに圧力を加えて該ゴム膜１２ａを上方に押し上げ、フェライトコア１２ｃがコイル１２ｅ内に挿入（進入）して該コイル１２ｅのインダクタンス値が変化するように構成する。
【００３７】
蓋開閉センサ１３は、ホール素子１３ａと磁石１３ｂで構成する。磁石１３ｂは、ホール素子１３ａに相対する蓋２ａのＥ位置に嵌め込み、ホール電圧の有無によって蓋２ａの開閉状態を検出するように構成する。
【００３８】
蓋ロック機構１４は、相対する蓋２ａのＤ位置に開けた嵌合穴１４ａにソレノイド（図示せず）で駆動するフック１４ｂを掛け、蓋２ａの開放をロックする構成である。
【００３９】
槽振れセンサ１５は、外槽４の振れ回りによって動作するレバースイッチである。マイクロスイッチ（図示せず）と該マイクロスイッチを押すレバー１５ａによって構成し、図２に示すように、レバー１５ａの一端が前部操作箱２ｄを下に貫通して外槽４の上部の近傍に延びて該外槽４が大幅に振れ回ったときに該レバー１５ａに触れるように設置する。
【００４０】
前部操作箱２ｄの上面には、上蓋として操作パネル３が取り付け、その下にはマイクロコンピュータ等から構成する洗濯および脱水工程制御部２０の基板を設ける。
【００４１】
この操作パネル３には、電源スイッチ６０と、７セグメントＬＥＤ表示器６１と、ＬＥＤ表示器６２と、各種操作スイッチ６３を設置し、使用者が操作スイッチ６３で洗濯機を操作し、また、その動作状態を表示器６１，６２による表示とブザー６４からの電子音で確認することができるように構成する。
【００４２】
図５は、マイクロコンピュータ３５を中心に構成した洗濯および脱水工程制御部２０の電気ブロック図である。
【００４３】
この制御部２０は、電源スイッチ６０を介して商用交流電源に接続する。
【００４４】
そして、マイクロコンピュータ３５の出力端子は、駆動回路３６ａ〜３６ｅに接続し、給水電磁弁２７，風呂水ポンプ２８，蓋ロック機構（蓋ロックソレノイド）１４，排水電磁弁１０，伝動装置（クラッチソレノイド）９ｂ等への商用電源の供給を制御して、これらの開閉あるいは回転等を制御する。
【００４５】
電源回路３７は、商用交流電源を降圧，整流，平滑してマイクロコンピュータ３５やその他の回路に必要な直流電圧を生成する。
【００４６】
商用交流電源に接続した倍電圧整流回路３８は、商用交流電源を倍電圧整流して約２８０Ｖの直流電圧を生成し、ＰＷＭインバータ回路３９に供給する。ＰＷＭインバータ回路３９は、ＩＧＢＴモジュールとドライブ回路とからなり、ＩＧＢＴのゲート端子にＰＷＭ信号を印加することにより、倍電圧整流回路３８から出力する直流電圧をチョッピングしてＤＣブラシレスモータ９ａの各ＵＶＷ相界磁巻線に３相交流電流を供給する。ＩＧＢＴモジュールは、３アームの三相ブリッジインバータ回路であり、各アームは一組のＩＧＢＴとそれぞれに逆並列に接続したフライホイールダイオードによって構成する。ＩＧＢＴの各ゲート端子は、ドライブ回路のＰＷＭ信号で駆動する。
【００４７】
ＤＣブラスレスモータ９ａにはロータの位置検出手段として３組のホール素子９ｃを内蔵し、各ホール素子９ｃは電気角１２０度毎に配置する。ロータの位置は、このホール素子９ｃで検出してマイクロコンピュータ３５に伝える。そして、マイクロコンピュータ３５は、このロータの位置および回転速度の情報に基づいて各ＩＧＢＴを通流するＰＷＭ信号を演算処理して出力し、ドライブ回路を制御して、ステータのＵＶＷ各相の界磁巻線に波高値が凡そ入力直流電圧のＰＷＭ矩形波電圧を印加する制御を行う。このとき、モータ巻線のインダクタンスおよび容量により各界磁巻線に流れる電流は正弦波となる。つまり、各界磁巻線には、三相正弦波電流が供給されることになる。ＵＶＷ相の電流がこの順に１２０度の位相関係であれば、ＤＣブラスレスモータ９ａは時計方向に回転し、ＵＶ相を逆にする位相関係では半時計方向に逆転する。ＤＣブラシレスモータ９ａの回転数は、ＰＷＭ信号のデューティ、すなわち通流率で制御する。
【００４８】
電気的に書き換え可能なＲＯＭであるＥＥＰＲＯＭ４０には、主として、以前に行った洗濯および脱水工程における動作状態を記憶する。マイクロコンピュータ３５は、洗濯および脱水工程の実行中に各種センサの出力値に基づいて洗濯機の動作状態あるいは使用者の設定値を知ることができる。例えば、今まで行った洗濯回数、風呂水ポンプの断線などの搭載電気部品の発生不具合、使用者が行った洗濯および脱水での設定値（洗濯コース名、風呂水給水の有無、洗濯時間、濯ぎ回数、脱水時間等）などの情報をその都度ＥＥＰＲＯＭ４０に記憶することで、次回の洗濯および脱水工程での利便性を高めることができる。これらの設定は、操作パネル３での初期表示に反映することも可能である。
【００４９】
マイクロコンピュータ３５の内部ＲＯＭには、洗濯および脱水工程を制御するシーケンスプログラムと、ブラシレスモータ９ａを駆動するプログラムと、シーケンスデータ等を記憶する。
【００５０】
水位センサ回路１６と振動センサ回路１７の入力端子は、水位兼振動センサ１２の端子１２ｆに接続し、出力端子はそれぞれマイクロコンピュータ３５に入力端子に接続する。
【００５１】
更に、マイクロコンピュータ３５の入力端子には、蓋開閉センサ１３と、槽振れセンサ１５と、操作スイッチ入力回路５１を介して操作スイッチ６３を接続し、出力端子には、７セグメントＬＥＤ表示器６１とＬＥＤ表示器６２とブザー６４を接続する。
【００５２】
図６は、前記水位センサ回路１６と振動センサ回路１７の内部構成を示す回路図である。水位兼振動センサ１２と水位センサ回路１６は、水位検出手段を構成し、水位兼振動センサ１２と振動センサ回路１７は、振動検出手段を構成する。
【００５３】
先ず、水位兼振動センサ１２と水位センサ回路１６によって構成する水位検出手段について説明する。
【００５４】
水位センサ回路１６は、インバータ２段直列回路の閉ループ回路１６ａであって、水位兼振動センサ１２のコイル１２ｅおよびコンデンサ１２ｇの並列共振回路を接続することによって矩形波自励発振回路を構成し、コイル１２ｅとコンデンサ１２ｇの並列共振周波数（約２０ｋＨｚ）附近の矩形波信号を発振して出力する。
【００５５】
外槽４に溜った水の水位（水圧）は、空気室１２ｑにおいて空気圧に変換されて水位センサチューブ１２ｐを介して水位兼振動センサ１２内のゴム膜１２ａに圧力を加える。この圧力によりゴム膜１２ａが上方に押し上げられ、フェライトコア１２ｃがコイル１２ｅ内に挿入されることになる。このためコイル１２ｅのインダクタンス値が水位に応じて変化する。
【００５６】
コイル１２ｅはコンデンサ１２ｇと並列共振回路を構成して水位センサ回路１６の自励発振周波数を決めていることから、コイル１２ｅのインピーダンス値が水位に応じて変化すると発振周波数も水位に応じて変化する。即ち、水位センサ回路１６の自励発振周波数は、周知のようにコイル１２ｅのインダクタンス値とコンデンサ１２ｇの容量値で決まり、この実施の形態では、コンデンサ１２ｇの容量は固定していることから、コイル１２ｅのインダクタンス値に比例することになる。このインダクタンス値は、フェライトコア１２ｃのコイル１２ｅへの挿入量ｘに比例し、この挿入量ｘはバネＡ１２ｄのバネ定数ｋとゴム膜１２ａへの圧力ｐからｘ＝β・ｐ／ｋ（βは定数）で与えられる。圧力ｐは、外槽４に溜った水の水位（水柱の高さ）に比例する。この結果、水位の変化は周波数の変化となり、従って、マイクロコンピュータ３５は、水位センサ回路１６の発振出力信号を入力してその周波数を計測することにより水位を検出することができる。
【００５７】
図７は、外槽４内の水位と水位センサ回路１６の発振周波数の関係を示す特性図である。外槽４の外径は、既知であることから、水位から水量を求めることもできる。マイクロコンピュータ３５は、水位センサ回路１６の自励発振周波数と水量の関係をテーブルデータとして予め記憶しておき、給水量などを操作パネル３の表示器６１により表示する。
【００５８】
次に、水位兼振動センサ１２と振動センサ回路１７によって構成する振動検出手段について説明する。この実施の形態における振動の検出とは、振動振幅の測定であり、以後、振動振幅のことを単に振幅という。
【００５９】
外槽４の振動は、吊り棒５ａから外枠１に伝わる。これに伴って、外枠１上の前部操作箱内２ｄに固定されている水位兼振動センサ１２が振動する。このために、水位兼振動センサ１２の振動子１２ｋの先端にある磁石１２ｊは、外枠１の振動でコイル１２ｅに対して相対的に振動する。磁石１２ｊは、その磁束がコイル１２ｅに鎖交する位置に取り付けられていることから、振動による磁束変化でコイル１２ｅにはファラディの法則による誘導電圧が生ずる。コイル１２ｅに発生する誘導電圧は、コイル１２ｅに鎖交する磁束密度の時間的変化率に比例する。磁石１２ｊが振動すれば、磁石１２ｊとコイル１２ｅとの相対距離が変動するので、磁束密度も変動し、コイル１２ｅに誘導電圧が発生する。振動振幅が大きいほど、相対距離の変動幅も大きいので、磁束密度の変動幅も大きくなり、誘導電圧が高くなる。また、振動周波数が高いほど誘導電圧が高くなる。
【００６０】
外槽４の振動は、一般に、前後、左右、上下方向の振動成分の組み合わせとなる。この振動は、吊り棒５ａから水平に据え付けられた外枠１に伝播し、外枠１上のトップカバー２の前部操作箱２ｄを振動させる。このために、外枠１とこれに固定された前部操作箱２ｄの振動方向は、前後、左右という水平方向が主になる。従って、この水平方向の加振力で、前部操作箱２ｄ内に設置された水位兼振動センサ１２の振動子１２ｋの振動方向も水平方向が主となる。このことから、図４に示すように、板バネ１２ｉの厚さ方向、つまり振動し易い方向が水平になるように振動子１２ｋを水位兼振動センサ１２の筐体に取り付ける。つまり、外枠振動の水平方向成分に対して感度を高くしている。
【００６１】
一方、外枠１にも固有振動周波数がある。一般的な洗濯機の場合には、洗濯容量で外枠容積が略決められ、例えば洗濯容量８ｋｇの洗濯機では、固有振動周波数は１０〜１１Ｈｚとなる。また、外枠１には、トップカバー２あるいは吊り棒５ａで懸架される外槽４および内槽４等の質量が付加されるために、この固有振動周波数での共振特性はブロードである。この結果、加振源である外槽４の振動周波数が外枠１の固有振動周波数に一致するとき外枠１の振動は、他の周波数の時に比べ大きくなる。
【００６２】
前述したように、外枠１の振動による振動子１２ｋの振動に起因してコイル１２ｅに発生する誘導電圧は、磁束密度の時間的変化率に比例するので、磁石１２ｊの振動振幅が同じ場合には、振動周波数に比例して高くなる微分特性を有する。従って、加振源である洗濯槽６の回転数が高いほど、外槽４の振動周波数が高くなり、誘導電圧も高くなる。洗濯槽６の回転数によらずに、外槽４の振動振幅に比例する電圧を得るためには、積分回路を用いて前記微分特性を補正することが必要になる。前述したように、磁束変化による誘導電圧は、この磁束変化が外槽４の位置変化、すなわち振動速度に比例するために、振動振幅はこれを積分した値になる。このために振動センサ回路１７には、積分回路を設ける。これにより、外槽４の振動振幅を広い振動周波数において正確に検出することができるようになる。
【００６３】
なお、コイル１２ｅにはコンデンサ１２ｇが並列に接続されていることから誘導電圧がこれにより減衰されるが、その影響は無視することができる。前述したようにコイル１２ｅとコンデンサ１２ｇの共振周波数を２０ｋＨｚに設定すると、コンデンサ容量は数ｎＦ程度である。一方、誘導電圧の周波数、即ち内槽６の回転周波数は２０Ｈｚ以下で、この周波数ではコイル１２ｅに並列接続されるコンデンサ１２ｇのインピーダンスは高く誘導電圧の減衰は無視することができる。また、水位兼振動検出手段１２のコイル１２ｅは、同時に、水位検出回路１６にも接続されるが、この回路での発振周波数は２０ｋＨｚと高く、振動で誘起される電圧の周波数は２０Ｈｚ以下（洗濯槽６の回転数１２００ｒｐｍ以下）であるため、相互に影響することはない（振動センサ回路１７内の積分回路で２０ｋＨｚ成分は減衰し、後続回路に影響することはない。また、鎖交する磁束は、コイル１２ｅのインダクタンス値には影響しない）。このことから、水位の検出と振動の検出を同時に行うことが可能である。
【００６４】
振動センサ回路１７は、コイル１２ｅの誘導電圧を入力して増幅および積分する増幅・積分回路１７ａと、この増幅・積分回路１７ａの出力信号を増幅および半波整流する増幅・整流回路１７ｂと、この増幅・整流回路１７ｂの出力信号を平滑して直流電圧に変換する平滑回路１７ｃを備える。ただ、特定の内槽（洗濯槽）回転数での外槽振動あるいはアンバランス量による振動の違いのみを検出するためには、積分回路はなくても良い。また、整流および平滑回路を省略して、増幅後の信号をマイクロコンピュータ３５のＡＤ変換入力端子で取り込み、ソフト処理で整流および平滑を行うように構成しても良い。この場合には、振動センサ回路１７は、図８に示すように、入力に水位センサ回路１６の矩形波信号（約２０ｋＨｚ）を除去する簡単なローパスフィルタ１７ｄを接続した単なる増幅器１７ｅに変形することができる。
【００６５】
振動子１２ｋは、バネ１２ｉのバネ定数ｋと磁石１２ｊの質量ｍで決まる固有振動数を持ち、その周波数ｆは、ｆ＝１／２π・（ｋ／ｍ）1/2となる。前述したように、脱水回転周波数は、凡そ２０Ｈｚ以下である。このため、振動子１２ｋの固有周波数を２０Ｈｚ以上に設定しないと、磁石振動による誘導電圧周波数特性において、脱水回転範囲内で共振して誘導電圧（センサ出力）にピークが発生し、正確な外槽振動検出に支障をきたすことになる。つまり、振動子１２ｋは、脱水回転周波数範囲で固有振動を持たないように設計することが必要である。
【００６６】
図９は、図４に示した水位兼振動センサ１２を単独で水平方向に０．４ｍｍの正弦波で加振したときに発生する誘導電圧を図８に示した振動センサ回路１７で処理するときの周波数出力特性図である。ここで、振動子１２ｋの固有振動周波数は、２０Ｈｚに設計してある。２０Ｈｚの固有周波数で鋭いピークを持つと共に１／２，１／３，１／４…の周波数でもピークを持っている。図１０は、１/２周波数である１０Ｈｚとピークから外れた１３Ｈｚでの加振振幅と出力特性を示している。１/ｎ共振、その他の周波数でも出力は加振振幅に比例していることがわかる。
【００６７】
一般に、実際の振動子１２ｋは、構成部品あるいは加工、取り付け方で非線型性を持ち、固有周波数のＮ倍あるいは１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の周波数でも多少の共振特性（他の周波数に対してより振動し易い）を持つ。図９における１０Ｈｚ（１／２）、およそ７Ｈｚ（１／３）、５Ｈｚ（１／４）がこれに相当する。
【００６８】
次に、このような水位兼振動センサ１２と水位センサ回路１６および振動センサ回路１７を組み合わせて構成した水位検出手段および振動検出手段を利用して実行する脱水工程の制御を詳細に説明する。
【００６９】
図１１は、布片寄りがある場合の脱水起動から定常時に至るまでの外槽４と外枠１の振動振幅と脱水回転周波数（洗濯槽６の回転数）の関係の概略を示す特性図である。図中、曲線（ａ）は外槽４の振動特性を示し、曲線（ｂ）は外枠１の水平方向の振動特性を示し、（ｃ）は水位兼振動センサ１２の出力を示す。
【００７０】
吊り棒５ａと、支持装置５ｂと、洗濯槽６を内蔵する外槽４からなる支持系は、ＤＣブラシレスモータ９ａによる洗濯槽６の回転駆動により、曲線（ａ）に示す洗濯槽回転数−外槽振動特性を持つ。脱水起動時の回転数５０ｒｐｍ付近での並進運動による一次共振の振れ回り、続いて１５０ｒｐｍ付近でのコニカル運動による二次共振の揺れ、そして脱水定常時（約９００ｒｐｍ）の振動が続く。
【００７１】
この振動が吊り棒５ａを介して外枠１および水位兼振動センサ１２に伝えられる。
【００７２】
外槽振動の一次および２次共振の振動は、周波数が低いために外槽振動は外枠に伝達しずらく、外枠振動およびセンサ出力は小さい。洗濯槽６の回転周波数が外枠１の共振（固有振動）周波数（１０Ｈｚ付近）に近づくと、外枠１の振動も大きくなり、振動子１２ｋへの加振も大きくなり、振動子１２ｋの１／４，１／３，１／２共振（固有振動）周波数で大きく振動し、その後は、外槽４の振動周波数（回転数）に比例して増加する。外枠１の振動は、外槽４の振動に比較して１/１０程度であり、外枠１に設置する水位兼振動センサ１２は感度の高いものが要求される。このため、振動検出の周波数（脱水回転数）としては、前述した１/ｎ共振周波数が有利となる。更に、これが外枠１の共振周波数の近傍であれば更に有利であることは明らかである。
【００７３】
水位兼振動センサ１２の設置位置は、水位検出のためには、外槽４に溜められる水の水面よりも上であれば良い。一方、外槽４の振動検出のためには、水位兼振動センサ１２を外槽４に直接固定した方が感度の点で望ましい。そこで、外槽４の振動を検出するために、水位兼振動センサ１２を外槽４に取り付けることが考えられる。しかし、外槽４の加振力は大きく、水位兼振動センサ１２を構成する部材に大きな加速度が加わることになり、その信頼性を低下させる恐れがある。例えば、コイル１２ｅの端子１２ｆと振動センサ回路１７を結ぶ配線の断線によって動作不良になる可能性がある。この意味で、この実施の形態のように、外枠１に固定される前部操作箱２ｄ内に設置した方が良い。この場合には、水位兼振動センサ１２に加わる振動は小さく、前述したような振動子１２ｋを水平方向に振動し易い構成としたり、あるいは振動子１２ｋの固有振動周波数を外枠固有振動周波数とするなどの検出感度を上げる工夫が工夫が必要になる。
【００７４】
衝突検出
この水位兼振動センサ１２を用いて、脱水起動時布片寄りによって外槽４が大きく振れまわり、外枠１に衝突したことを検出する動作を説明する。
【００７５】
外枠１への外槽衝突を検出するものとして、従来は、槽振れセンサ１５を用いていた。図１１に示したように、脱水起動時、すなわち起動から定常回転に達するまでの数十秒で大きな振動振幅を示すのは一次および二次共振時である。槽振れセンサ１５は、一次あるいは二次共振時の振動を検出することを主な目的としている。しかし、振動検出位置がスイッチレバー１５ａのある一個所であるために、外槽４の振れを確実に検出することができるとは限らない。外槽４がレバー１５ａの位置以外で外枠１に衝突するように振れたときには、外槽４がレバー１５ａを押す保証がない。
【００７６】
図１２の（ａ）は、布片寄りが大きいために外槽４が大きく振れまわり、外枠１に衝突した場合の外槽振動振幅，外枠振動振幅およびコイル１２ｅの誘導電圧出力（振動センサ回路１７の出力）の時間変化特性を示している。（ｂ）は、参考として、衝突しなかった場合を示している。
【００７７】
外槽４の振動振幅値が衝突のため飽和しているところで、外枠１が衝突によって大きく衝撃振動し、この振動加振によりコイル１２ｅの誘導電圧の出力が跳ね上がっている。これは、バネ１２ｉと磁石１２ｊからなる振動子１２ｋが衝突の衝撃で固有振動周波数で振動し、この振動で誘導電圧が発生することによる。
【００７８】
脱水工程では、洗濯槽６に一定の洗濯用水を残した状態で遠心脱水を開始する。これは、脱水起動における外槽振動を洗濯用水の質量効果で抑えるためである。残す洗濯用水の量は、前記水位兼振動センサ１２と水位センサ回路１６によって構成する水位検出手段によって検出する。具体的には、水位センサ回路１６の出力信号と水位の関係（図７参照）に基づいて水位を監視しながら排水電磁弁１０を開放して洗濯用水を排出する。そして、一定水位に達したならば、排水電磁弁１０を閉じ、洗濯兼脱水槽６の回転を開始させる。
【００７９】
脱水起動すると同時に、マイクロコンピュータ３５は、積分回路を持たない振動センサ回路１７の出力信号を一定時間標本化して監視する。例えば、３秒間の間、１０ｍｓ毎に監視する。そして、コイル１２ｅを単なる増幅回路に接続した出力信号が図１２に鎖線で示すしきい値を超えたならば、直ちにＤＣブラシレスモータ９ａへの給電を停止する。また、洗濯槽６が回転を停止したのを確認して、蓋ロック機構１４を解除する。そして、７セグメントＬＥＤ表示器６１に英数字「Ｃ４」等をエラーコードとして点滅表示し、且つ、短時間のブザー６４の電子音で使用者に警告する。
【００８０】
衝突を検出しない場合（しきい値を超えない場合）には、所定時間後に排水電磁弁１０を再開して、洗濯用水を排水しながら脱水を継続する。従来装置では、水位と振動が独立且つ同時に検出することができないために、このような制御を行うことが不可能である。
【００８１】
この実施の形態では、外槽４が何れの位置で外枠１に衝突してもその衝突による外枠１の振動が水位兼振動センサ１２に伝わるのでこれを検出することができる。そして、槽振れセンサ１５による検出のような死角がないために確実な衝突検出が可能である。そして、槽振れセンサ１５を省略することもできる。また、槽振れセンサ１５と水位兼振動センサ１２とを併用すれば、より確実に衝突を検出して安全性を高めることができる。
【００８２】
この外槽４と外枠１の衝突の検出は、図１２に示した振動センサ回路１７の出力信号をマイクロコンピュータ３５に入力して、所定のしきい値と比較することによって行うことができる。
【００８３】
次に、脱水工程の途中で外槽４の振動を検出して最終脱水回転数に制限をかける制御について説明する。
【００８４】
図１３は、外槽４および外枠１の上部の振動振幅と上部アンバランス量の関係を示す特性図である。上部アンバランス量とは、布片寄り量を洗濯槽上部に設置した等価的な質量アンバランス（グラム）に置き換えたものである。アンバランス量と外槽４および外枠１の振動振幅は比例関係にある。
【００８５】
図１４は、振動センサ回路１７の出力信号（誘導電圧）と外槽４の上部振動振幅の関係を示す特性図であり、図１５は、振動センサ回路１７の出力信号と上部アンバランス量の関係を示す特性図である。これらは、この実施の形態における脱水定常時（洗濯槽回転数９００ｒｐｍ）での実験結果である。
【００８６】
外槽４の振動振幅と外枠１に設置した水位兼振動センサ１２の出力信号は比例関係にあり、この水位兼振動センサ１２の出力信号に基づいて外槽４の振動振幅を間接的に検出することができることがわかる。なお、図１４は、脱水定常時９００ｒｐｍ（脱水回転周波数約１６Ｈｚ）のデータであるが、前述したように、６００ｒｐｍ（１０Ｈｚ：振動子の１/２固有周波数）では、図１０に示すように、水位兼振動センサ１２の出力信号が更に大となる。
【００８７】
脱水回転数の制限
脱水工程では、洗濯兼脱水槽である内槽６が洗濯物の片寄りなどから生ずる偏加重を受けて回転振動し、これを内蔵する外槽４も振動する。この偏加重は、内槽６の回転軸（駆動装置９の出力軸９ｄ）にモーメント力を生じ、内槽６と回転軸の連結部に大きなモーメント加重をかけることになる。このために、洗濯物の片寄りが大きい、即ち、内槽６の回転振動が大きく、それに伴う外槽４の振動が大きい時には、モーメント加重により内槽６と回転軸の連結部が破損して危険となる可能性がある。このモーメント力は、脱水回転数の２乗に比例することから、振動が大きいときには、脱水回転数に制限をかける（抑制する）ことが望ましい。布片寄りが殆どない場合に許容される最大脱水回転数は、内槽６と回転軸連結部の安全設計値で規定されるものである。
【００８８】
脱水起動と同時に、マイクロコンピュータ３５は、ホールセンサ９ｃの出力信号に基づいて脱水回転数を一定時間毎、例えば５００ｍｓ毎に監視する。そして、脱水回転数が所定の値、例えば６００ｒｐｍ（１０Ｈｚ：振動子の１/２固有周波数）の直前の値５８０ｒｐｍに到達したならば、積分回路を持たない振動センサ回路１７の出力信号を一定時間毎、例えば１０ｍｓ毎に監視し、６２０ｒｐｍに達したならば監視を終了し、１０ｍｓ標本値からそのピーク値を算出する。この値から、外槽４の振動、つまり、この振動の原因であるアンバランス量を検出する（図１４，図１５の関係を参照）。
【００８９】
６００ｒｐｍの回転数は、周波数で１０Ｈｚであり、前述した外枠１の固有振動周波数に近い。この結果、加振源である外槽４の振動周波数（１０Ｈｚ）が外枠１の固有振動周波数に一致し、他の周波数（回転数）の時に比べて外枠１の振動は大きくなる。即ち、高い感度で振動を検出することができる。また、水位兼振動センサ１２の振動子１２ｋの固有周波数を最大脱水回転周波数以上、且つ、その１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）周波数が外枠１の固有振動数に一致するように調整すれば、更に感度を高めることができる。これは、前述したように、一般に、実際の振動子１２ｋは構成部品あるいは加工，取り付け方で非線型性を持ち、固有周波数のＮ倍あるいは１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の周波数でも多少の共振特性（他の周波数に対してより振動し易い）を持つからである。具体的には、振動子１２ｋの固有周波数を２０Ｈｚ（回転数１２００ｒｐｍ）で設計すれば、１／２周波数は１０Ｈｚとなり、外枠１の固有振動周波数に一致させることができ、感度をより高めることができる。
【００９０】
予め布片寄りによる等価アンバランス量とセンサ出力電圧との関係（図１５）を近似直線で近似し、この直線の傾き、切片等をマイクロプロコンピュータ３５に記憶しておく。テーブルデータとして記憶しておいても良い。また、等価アンバランス量と安全最終脱水回転数、つまり、これ以下に脱水回転数を抑制したいという値をテーブル値として記憶しておく。６００ｒｐｍでの水位兼振動センサ１２の出力信号を読み、このテーブルから安全最終脱水回転数を設定する。
【００９１】
その後、設定した安全最終脱水回転数まで加速し、安全最終脱水回転数（定常脱水）に達した後に所定時間脱水を行う。これにより、洗濯物の片寄りなどから生ずる締結部破損を回避することが可能となり、安全な洗濯機を実現することができる。当然、次に説明するように、脱水回転数が低いと脱水性能が低下するが、こりは脱水時間を調整（長く）することで性能維持をはかれば良い。
【００９２】
騒音低減
更に、この水位兼振動センサ１２では、図１１に示したように、脱水定常時での振動振幅値も検出することができ、この値が大きい、即ち、布片寄りが大きい場合には、定常時回転数を下げて騒音を抑えるような運転制御を行うこともできる。以下、脱水時において、騒音レベルを一定以下に抑制するための洗濯槽６の回転制御を説明する。
【００９３】
図１６は、定格容量７kgの洗濯機で、５ｋｇのＪＩＳ試験布を多数回洗濯した場合の脱水定常時（約９００ｒｐｍ）における騒音レベルの平均値と、振動センサ回路１７の出力電圧との関係を示す特性図である。騒音レベルと出力電圧との相互相関係数は、０．９１と高い。
【００９４】
図１７は、洗濯槽６の回転数と騒音レベルとの関係を示す特性図であり、ＪＩＳ試験布５kgの場合である。脱水定常時における洗濯槽６の回転数は、７００rpm以上であり、この回転数範囲では、回転数を１００rpm下げる毎に騒音レベルが約３dB低下する。
【００９５】
図１８は、脱水回転数と脱水性能の指標である脱水率の関係を示す特性図である。
【００９６】
図１６を観察すると、振動センサ回路１７の出力信号と騒音レベルが比例することがわかる。図１７を参照すると、騒音を低減するためには、脱水回転数を減少させれば良いことがわかる。但し、図１８を参照すると、脱水回転数を減少させれば脱水性能が低下することがわかる。従って、布片寄りが大きく、この布片よりによる振動のために騒音が大きい場合には、脱水回転数を落とし、且つ、脱水時間を伸ばせば、脱水性能を維持しつつ騒音を低減することができる。
【００９７】
予め騒音レベルと出力電圧との関係（図１６参照）を近似直線で近似し、直線の傾き、切片等をマイクロプロコンピュータ３５に記憶しておく。また、脱水時の騒音レベルをこれ以下に抑制したいという値を、騒音レベルの上限しきい値とする。例えば、しきい値Ｌ1＝４７dBとする。そして、近似直線上でＬ1に対応する出力電圧を求め、これらを出力電圧のしきい値Ｖ1とする。
【００９８】
次に、脱水時における洗濯槽６の回転制御方法について、具体的に説明する。マイクロコンピュータ３５は、上限回転数ｒ１＝最高回転数ｒmax（例えば１０００rpm）で洗濯槽６が回転させるように、ＰＷＭインバータ回路３９を制御してＤＣブラシレスモータ９ａを駆動する。そして、振動センサ回路１７の出力電圧Ｖuを例えば５００ｍｓ毎に取得して、前記しきい値Ｖ1と比較する。その結果に基づいて洗濯槽６の上限回転数ｒ1を設定する。但し、脱水開始直後の低速回転時には、共振現象により外槽４が大振幅に振れるためにＶuは大きな値となる。このため、洗濯槽６の回転数が一定値を超えた後に、マイクロコンピュータ３５に前記比較を行わせる。これは、前述した衝突検出で説明した方法と同じで、一次および二次共振の回転数を超えて一定時間後、つまり、図１１において振動振幅が略一定になる時間後である。この時間にマイクロコンピュータ３５は、ＶuとＶ1を比較し、Ｖu＞Ｖ1ならば、ΔＶu＝Ｖu−Ｖ1に応じて上限回転数ｒ1を設定する。Ｖu≦Ｖ1ならば、ｒ1＝最高回転数ｒmax（例えば１０００rpm）とする。つまり、そのまま駆動を継続する。そして、最終的には最高回転数ｒmaxで脱水工程を一定時間Ｔ行う。
【００９９】
Ｖu＞Ｖ1ならば、ΔＶu＝Ｖｕ−Ｖ１に応じて上限回転数ｒ1を低減する。上限回転数ｒ1とΔＶuとは直線的関係とし、ｒ1＝ｒmax−ｃ1・ΔＶuとする。係数ｃ1は、騒音レベルと振動センサ回路１７の出力電圧との関係の近似式および騒音レベルと回転数との関係式から決定する。上限回転数ｒ１を決定した後、マイクロコンピュータ３５は、ＰＷＭインバータ回路３９を制御してＤＣブラシレスモータ９ａを前記上限回転数ｒ１で回転させるように設定し直す。この結果、上限回転数ｒ１（例えば８００ｒｐｍ）で回転するように制御することになる。この場合には、脱水時間を前述一定時間Ｔよりも延長する。この延長時間は、図１８に示す脱水率と時間の関係を脱水回転数をパラメータにして予めテーブルデータとして予め記憶しておくことで行う。
【０１００】
洗濯工程における衝突防止
洗濯工程においても外槽４は振動する。ただ、回転翼７の回転数は、脱水時の洗濯槽回転数に比べ約１／１０と小さく、大量の洗濯用水（約６０Ｌ）が入っているために振動は起き難い。しかし、皆無ではない。特に、図８に示したように、一次共振周波数附近の反転繰り返し周期、例えば０．２秒１５０ｒｐｍで正転、０．２秒回転休止、０．２秒１５０ｒｐｍで逆転、０．２秒回転休止…の洗濯運転を行い、洗濯物がだんご状に絡らまって加振力が強まり、一次共振周波数に近い周期運転をした場合には、外槽４が振動して外枠１に衝突する場合がある。これを防止する運転制御を説明する。
【０１０１】
洗濯工程では、水位兼振動センサ１２を利用して水位（水量）と外槽４の振動を同時に検出して回転翼７の回転数あるいは回転反転周期を制御する。
【０１０２】
マイクロコンピュータ３５は、振動センサ回路１７の出力信号に基づいて外槽４の振動を検出し、所定のしきい値を超えた場合には、系の一次共振周波数を加振源周波数からずらすために、水位センサ回路１６の出力信号を参照して水位を監視し、振動センサ回路１７の出力信号を参照して振動を監視しながら給水電磁弁２７を制御して洗濯用水を給水し、あるいは排水電磁弁弁１０を制御して洗濯用水を排水して外槽４内の水量（質量）を調整する。あるいは、振動センサ回路１７に出力信号を参照して振動を監視しながら加振源周波数を系の一次共振周波数からずらすために回転翼７の回転数あるいは回転反転周期を変更する。
【０１０３】
以上、本発明を通常の洗濯兼脱水槽の回転軸が垂直な所謂縦形全自動洗濯機を例に説明したが、これに限ることはない。洗濯兼脱水槽の回転軸が水平である所謂ドラム式洗濯機に適用できることは明らかである。
【０１０４】
また、本発明の水位兼振動センサを利用して検出した工程異常（脱水時の振動大、衝突等）は、ＥＥＰＲＯＭ４０に記憶し、これを後で洗濯機外部へ送信してサービス業務に利用することもできる。例えば、前述工程異常の内容と回数を記憶し、これを洗濯機が自動的且つ定期的にインターネット等を介して販売店あるいは製造会社のサービスセンタ等に送信し、センタ等ではこれを顧客情報と共に記憶して蓄積する。そして、工程異常が所定回数以上に達した顧客に対しては、販売店から様子伺いを行う等の事前故障予防診断（洗濯機設置方法等に不具合がないか等）のサービス業務を行うことができる。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成で水位と振動を独立に且つ同時に検出するのに好適な水位兼振動センサを実現することができ、その検出信号に基づいて外槽の振動およびこれが外枠に衝突したことを検出して最適制御を行うことにより、洗濯や脱水時の振動騒音の発生を低減することができる。具体的には、前記水位兼振動センサは、１つのコイルを水位検出手段と振動検出手段に共用し、水位検出は前記コイルのインダクタンス値変化に基づいて行い、振動検出は前記コイルの誘導電圧に基づいて行うようにすることによって簡単な構成を実現している。
【０１０６】
また、洗濯機の信頼性を高めて高脱水性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す全自動洗濯機の外観図である。
【図２】図１に示した全自動洗濯機の縦断側面図である。
【図３】図１に示した全自動洗濯機における前部操作箱への部品配置状態を示す平面図である。
【図４】図１に示した全自動洗濯機における水位兼振動センサを示すもので、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図５】図１に示した全自動洗濯機の制御部の電気ブロック図である。
【図６】図５に示した制御部における水位センサ回路および振動センサ回路の内部構成を示す回路図である。
【図７】図６に示した水位センサ回路の発振周波数と水位の関係を示す特性図である。
【図８】図６に示した振動センサ回路の変形例を示す回路図である。
【図９】本発明の実施の形態における水位兼振動センサの周波数出力特性図である。
【図１０】本発明の実施の形態における水位兼振動センサの加振出力特性図である。
【図１１】本発明の実施の形態における外槽，外枠の振動振幅および水位兼振動センサの出力信号と脱水回転周波数の関係を示す特性図である。
【図１２】本発明の実施の形態における脱水起動時の外槽，外枠の振動および水位兼振動センサの出力信号を示す特性図である。
【図１３】本発明の実施の形態における外槽および外枠の振動振幅と外槽の上部アンバランス量の関係を示す特性図である。
【図１４】本発明の実施の形態における水位兼振動センサの出力信号と外槽の上部振動振幅の関係を示す特性図である。
【図１５】本発明の実施の形態における水位兼振動センサの出力信号と外槽の上部アンバランス量の関係を示す特性図である。
【図１６】本発明の実施の形態における振動センサ回路の出力電圧と騒音レベルの関係を示す特性図である。
【図１７】本発明の実施の形態における相対騒音レベルと脱水回転数の関係を示す特性図である。
【図１８】本発明の実施の形態における脱水率と脱水時間の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１…外枠、２…トップカバー、２ｄ…前部操作箱、４…外槽、５ａ…吊り棒、６…洗濯兼脱水槽（洗濯槽，内槽）、１２…水位兼振動センサ、１２ａ…ゴム膜、１２ｃ…フェライトコア、１２ｅ…コイル、１２ｇ…コンデンサ、１２ｉ…板バネ、１２ｊ…磁石、１２ｋ…振動子、１６…水位センサ回路、１７…振動センサ回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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